CN110186835B - 颗粒的片上微流体处理 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及颗粒的片上微流体处理。一种微流体设备，包括从多个入口延伸至多个出口的通道，其中所述通道以第一壁和与所述第一壁相对的第二壁为边界；以及安置在所述通道内的障碍物阵列，其被配置用于在样品中包含的颗粒从所述入口流向所述出口时使包含所述颗粒的样品中的颗粒朝向所述第二壁偏转。所述颗粒被输入到所述多个入口中的至少一个中并且在朝向所述第二壁偏转的同时被偏转经过从所述多个入口流向所述多个出口的一系列平行流动流，其中所述一系列平行流动流中的至少四个流动流包含试剂。微流体设备和方法极大地改善细胞质量、精简工作流程并降低成本。应用包括在癌症、传染病以及炎性疾病和其他疾病领域中的研究和临床诊断。

Description

颗粒的片上微流体处理
本申请是申请日为2014年3月14日，申请号为201480028570.X，发明名称为“颗粒的片上微流体处理”的申请的分案申请。
交叉引用
本申请要求提交于2014年2月12日的美国临时专利申请号61/939,044、提交于2014年2月12日的美国临时专利申请号61/939,070以及提交于2013年3月15日的美国临时专利申请号61/800,222的权益，上述申请的全部内容通过引用并入于此。
背景技术
用于在经由流式细胞术的多参数分析之前对白细胞进行样品制备的当前方法是冗长的，这是一种需要专家操作者并且导致细胞丢失和受损的手动过程。多参数流式细胞术或原子质谱法是一种日益强大并且广泛用于针对癌症、感染性疾病、炎症性疾病以及许多其他疾病的研究和临床诊断测试中的技术。然而，用于多参数流式细胞术的细胞的膜和细胞内标记可以是一个劳动力密集和时间密集的过程，该过程可能导致大量细胞损失。因为常规颗粒(例如，细胞)处理过程中的每个离心式洗涤/浓缩步骤可以具有仅～80-90％的细胞产率并且因为每个步骤可能需要多次洗涤，所以总过程可能需要数个小时并且总细胞产率可以<50％。较低的细胞产率可能需要更大的血液样品，这对于年龄较小的儿童以及对于具有贫血或需要许多血液测试的患者而言是尤其重要的问题。动物研究也可能受限于可获得的有限样品体积，例如，来自老鼠的样品体积。因为，这些步骤是手工完成的，所以结果可能是高度可变的。因此，需要改进的、用于化学处理和/或酶处理、洗涤以及对从包含颗粒(例如，细胞)的样品中获得的颗粒(例如，细胞)进行分离的方法，并且微流体设备的使用可以加强这些颗粒(例如，细胞)处理程序。
发明内容
在一方面，本文描述了可以极大地改善细胞质量和数量、简化流程和降低成本的微流体设备和方法。应用可以包括在癌症、传染病以及炎性疾病和其他疾病领域中的研究和临床诊断。这些设备和方法可以实现在研究和临床环境中对白细胞高度回收和快速样品处理的十分重要而未被满足的需求，从而得到更高质量的结果和成本/效率收益。
在一方面，本文提供了一种设备，包括：a.)从多个入口延伸至多个出口的通道，其中所述通道以第一壁和与所述第一壁相对的第二壁为边界；以及b.)安置在所述通道内的障碍物阵列，其被配置用于在样品中包含的颗粒从所述入口流向所述出口时使包含所述颗粒的样品中的颗粒朝向所述第二壁偏转，其中所述设备被配置成使得所述颗粒被输入到所述多个入口中的至少一个中并且在朝向所述第二壁偏转的同时被偏转经过从所述多个入口流向所述多个出口的一系列平行流动流，其中所述一系列平行流动流中的至少四个流动流包含试剂。在一些情况下，所述设备是微流体设备。在一些情况下，所述颗粒是细胞。在一些情况下，所述细胞是白细胞或白细胞的亚型。在一些情况下，所述细胞是干细胞、癌细胞或白血病细胞。在一些情况下，所述干细胞来源于脐带血。在一些情况下，所述设备的表面是亲水性的。在一些情况下，所述障碍物由聚合物制成。在一些情况下，所述设备还包括与所述入口流体连通的多个储器。在一些情况下，所述多个储器包含样品、缓冲液、细胞表面标记物、固定和透化试剂、细胞内标记物，或者其任何组合。在一些情况下，所述设备还包括与多个出口中的至少一个流体连通的分析设备，其中所述分析设备被配置用于进行对由所述设备处理的颗粒的分析。在一些情况下，所述分析设备包括流式细胞仪或质谱仪。在一些情况下，所述流动流中的至少一个包含结合剂，其中所述结合剂包括标记物，其中所述标记物是可检测的。在一些情况下，所述结合剂是抗体。在一些情况下，所述标记物是荧光团。在一些情况下，所述流动流中的至少一个包含固定试剂。在一些情况下，所述流动流中的至少一个包含透化试剂。在一些情况下，所述一系列平行流动流包括包含第一结合剂的第一试剂流动流、包含固定剂(fixation agent)的第二试剂流动流、包含透化试剂的第三试剂流动流以及包含第二结合剂的第四试剂流动流，其中所述第一结合剂包括第一可检测标记物，并且其中所述第二结合剂包括第二可检测标记物。在一些情况下，所述第一可检测标记物和第二可检测标记物包括不同的标记物。在一些情况下，所述第一结合剂和/或第二结合剂是抗体。在一些情况下，所述标记物是荧光团。在一些情况下，所述朝向所述第二壁偏转的颗粒流过所述第一试剂流动流，随后流过所述第二试剂流动流，随后流过所述第三试剂流动流，随后流过所述第四试剂流动流。在一些情况下，所述试剂流动流中的每一个由包含洗涤缓冲液的洗涤流分隔开。在一些情况下，所述通道是从约0.15cm至约20cm长。在一些情况下，所述通道是从约0.05mm至约5mm宽。在一些情况下，所述平行流动流中的每一个是从约50μm至约500μm宽。在一些情况下，所述朝向所述第二壁偏转的颗粒包括具有预定大小的颗粒。在一些情况下，所述具有预定大小的颗粒包括在所述障碍物阵列内的障碍物之间的临界大小之上的颗粒。在一些情况下，所述临界大小约为5μm。在一些情况下，所述障碍物阵列延伸跨过所述通道。在一些情况下，所述障碍物被布置成行和列，其中所述行限定了与所述多个平行流动流的流动相差倾斜角(ε)的阵列方向，该倾斜角具有大于0并小于或等于1/3弧度的幅值，每个相应的列中的所述障碍物限定了在所述障碍物之间的间隙，所述流体相对于所述列总体上横向地流过该间隙，并且其中所述障碍物的形状被设置成使得限定相应的间隙的两个障碍物的表面关于第一平面不对称地定向，该第一平面延伸通过所述相应的间隙的中心并且平行于所述多个平行流动流的流动。在一些情况下，所述列周期性地重复。在一些情况下，所述列具有重复并且等于1/ε的周期性，其中ε是用弧度来度量的。在一些情况下，所述行和列相对于彼此成90度角。在一些情况下，限定相应的间隙的两个障碍物中的每一个具有圆形横截面。在一些情况下，所述障碍物具有18μm的直径。在一些情况下，所述障碍物中的每一个之间的间隙在水平方向和垂直方向上均为18μm。在一些情况下，所述倾斜角为1/42弧度。在一些情况下，限定相应的间隙的两个障碍物中的每一个具有三角形横截面。在一些情况下，所述三角形横截面包括等腰三角形，该等腰三角形包括两个相等边和一个不相等边。在一些情况下，所述不相等边定向成与所述多个平行流动流的流动平行，并且其中所述不相等边对面的顶点指向所述第二壁。在一些情况下，从限定相应的间隙的所述两个障碍物中之一的不相等边对面的顶点到限定相应的间隙的所述两个障碍物中的另一个的不相等边的间隙为26μm。在一些情况下，从定向成与所述多个平行流动流的流动平行的所述不相等边的中部到所述中部对面的所述顶点的距离约为52μm，并且其中所述不相等边的长度约为52μm。在一些情况下，所述列具有76μm的周期。在一些情况下，所述倾斜角为1/36弧度。在一些情况下，所述障碍物阵列包括定向成与所述多个流动流的流动以及所述第一壁和第二壁平行的至少一个分隔壁，其中被引导至所述第一壁附近的样品入口中的颗粒在朝向所述第二壁偏转的同时穿过所述多个流动流。在一些情况下，所述至少一个分隔壁被配置用于延迟偏转的颗粒朝向所述第二壁的流动，其中所述延迟有助于大幅增加偏转的颗粒存在于流动流中的时间量，和/或大幅减少平行流动流之间的混合。在一些情况下，所述样品包含EDTA。在一些情况下，所述样品中的EDTA的所述浓度为至少5mM。在一些情况下，所述样品包含酸式柠檬酸葡萄糖。在一些情况下，所述样品包含凝血酶抑制剂。在一些情况下，所述凝血酶抑制剂是PPACK。在一些情况下，所述样品中的PPACK的浓度为至少40μM。在一些情况下，所述样品包含降低钙依赖性整合素的活性的药剂或减少钙依赖性凝血酶形成的药剂以及凝血酶抑制剂。
在一方面，本文提供了一种设备，包括：a.)从多个入口延伸至多个出口的通道，其中所述通道以第一壁和与所述第一壁相对的第二壁为边界，并且其中所述设备被配置用于使多个流动流从所述多个入口流向所述多个出口，其中所述多个流动流彼此平行流动；以及b.)安置在所述通道内的障碍物阵列，其被配置用于在样品中包含的颗粒从所述入口流向所述出口时使包含所述颗粒的样品中的颗粒朝向所述第二壁偏转，其中所述障碍物阵列包括定向成与所述多个流动流的流动以及所述第一壁和第二壁平行的至少一个分隔壁，其中被引导至所述第一壁附近的样品入口中的颗粒在朝向所述第二壁偏转的同时穿过所述多个流动流，并且其中所述至少一个分隔壁被配置用于延迟偏转的颗粒朝向所述第二壁的流动，其中所述延迟有助于大幅增加偏转的颗粒存在于流动流中的时间量，和/或大幅减少平行流动流之间的混合。在一些情况下，所述障碍物阵列包括一系列分隔壁，其中所述一系列分隔壁中的所有分隔壁从所述通道的入口部分或出口部分延伸，并且其中所述一系列分隔壁中的每个分隔壁比前一分隔壁更远地延伸到所述障碍物阵列中。在一些情况下，所述障碍物阵列包括至少一对相对的分隔壁，其中所述分隔壁对包括从所述通道的入口部分延伸的第一分隔壁以及从所述通道的出口部分延伸的第二分隔壁，其中所述第一分隔壁和第二分隔壁被配置用于大幅限制相邻的平行流动流之间的混合，并且其中在所述相对的分隔壁对之间存在间隙，其中所述间隙被配置用于允许颗粒通过所述相邻的平行流动流朝向所述第二壁偏转以在所述相对的分隔壁对之间穿过并继续流过所述障碍物阵列。在一些情况下，每个分隔壁沿着所述分隔壁的长度具有可变的宽度。在一些情况下，所述设备是微流体设备。在一些情况下，所述颗粒是细胞。在一些情况下，所述细胞是白细胞。在一些情况下，所述细胞是干细胞。在一些情况下，所述干细胞来源于脐带血。在一些情况下，所述设备的表面是亲水性的。在一些情况下，所述障碍物由聚合物制成。在一些情况下，所述设备还包括与所述入口流体连通的多个储器。在一些情况下，所述多个储器包含样品、缓冲液、包含第一标记物的细胞表面结合剂、固定和透化试剂、包含第二标记物的细胞内结合剂，或者其任何组合。在一些情况下，所述第一标记物和/或第二标记物是可检测的。在一些情况下，所述第一标记物和第二标记物是不同的。在一些情况下，所述第一标记物和/或第二标记物是荧光团。在一些情况下，多个出口中的至少一个流体耦合至分析设备，其中所述分析设备被配置用于进行对由所述设备处理的颗粒的分析。在一些情况下，所述分析设备包括流式细胞仪或质谱仪。在一些情况下，所述流动流中的至少一个包含结合剂，其中所述结合剂包括标记物，其中所述标记物是可检测的。在一些情况下，所述结合剂是抗体。在一些情况下，所述标记物是荧光团。在一些情况下，所述流动流中的至少一个包含固定试剂。在一些情况下，所述流动流中的至少一个包含透化试剂。在一些情况下，所述多个流动流被布置成一系列试剂流动流，其中所述多个流动流中的第一个包含包括第一标记物的第一结合剂，所述多个流动流中的第二个包含固定和透化剂，而所述多个流动流中的第三个包含包括第二标记物的第二结合剂。在一些情况下，所述多个流动流中的所述第二个分成包含固定剂的一个试剂流动流和包含透化剂的另一试剂流动流。在一些情况下，所述朝向所述第二壁偏转的颗粒流过所述第一试剂流动流，随后流过所述第二试剂流动流，随后流过所述第三试剂流动流。在一些情况下，所述试剂流动流中的每一个由包含洗涤缓冲液的洗涤流分隔开。在一些情况下，所述第一标记物和/或第二标记物是可检测的。在一些情况下，所述第一标记物和第二标记物是不同的。在一些情况下，所述第一标记物和/或第二标记物是荧光团。在一些情况下，所述通道是从约0.15cm至约20cm长。在一些情况下，所述通道从约0.05至约5毫米宽。在一些情况下，所述多个流动流中的每一个是从约50μm至约500μm宽。在一些情况下，所述朝向所述第二壁偏转的颗粒包括具有预定大小的颗粒。在一些情况下，所述具有预定大小的颗粒包括在所述障碍物阵列内的障碍物之间的临界大小之上的颗粒。在一些情况下，所述临界大小约为5μm。在一些情况下，所述障碍物阵列延伸跨过所述通道。在一些情况下，所述障碍物被布置成行和列，其中所述行限定了与所述多个平行流动流的流动相差倾斜角(ε)的阵列方向，该倾斜角具有大于0并小于或等于1/3弧度的幅值，每个相应的列中的所述障碍物限定了在所述障碍物之间的间隙，所述流体相对于所述列总体上横向地流过该间隙，并且其中所述障碍物的形状被设置成使得限定相应的间隙的两个障碍物的表面关于第一平面不对称地定向，该第一平面延伸通过所述相应的间隙的中心并且平行于所述多个平行流动流的流动。在一些情况下，所述列周期性地重复。在一些情况下，所述列具有重复并且等于1/ε的周期性，其中ε是用弧度来度量的。在一些情况下，所述行和列相对于彼此成90度角。在一些情况下，限定相应的间隙的两个障碍物中的每一个具有圆形横截面。在一些情况下，所述障碍物具有18μm的直径。在一些情况下，所述障碍物中的每一个之间的间隙在水平方向和垂直方向上均为18μm。在一些情况下，所述倾斜角为1/42弧度。在一些情况下，限定相应的间隙的两个障碍物中的每一个具有三角形横截面。在一些情况下，所述三角形横截面包括等腰三角形，该等腰三角形包括两个相等边和一个不相等边。在一些情况下，其中所述不相等边定向成与所述多个平行流动流的流动平行，并且其中所述不相等边对面的顶点指向所述第二壁。在一些情况下，其中从限定相应的间隙的所述两个障碍物中之一的不相等边对面的顶点到限定相应的间隙的所述两个障碍物中的另一个的不相等边的间隙为26μm。在一些情况下，从定向成与所述多个平行流动流的流动平行的所述不相等边的中部到所述中部对面的所述顶点的距离约为52μm，并且其中所述不相等边的长度约为52μm。在一些情况下，所述列具有76μm的周期。在一些情况下，所述倾斜角为1/36弧度。在一些情况下，所述样品包含EDTA。在一些情况下，所述样品中的EDTA的浓度为至少5mM。在一些情况下，所述样品包含酸式柠檬酸葡萄糖。在一些情况下，所述样品包含凝血酶抑制剂。在一些情况下，所述凝血酶抑制剂是PPACK。在一些情况下，所述样品中的PPACK的所述浓度至少是40。在一些情况下，所述样品包含降低钙依赖性整合素的活性的药剂或减少钙依赖性凝血酶形成的药剂以及凝血酶抑制剂。
在一方面，本文提供了一种设备，包括：a.)从至少一个入口延伸至多个出口的通道，其中所述通道以第一壁和与所述第一壁相对的第二壁为边界；以及b.)安置在所述通道内的障碍物阵列，其被配置用于在样品中包含的颗粒从所述至少一个入口流向所述多个出口时使包含所述颗粒的样品中的颗粒朝向所述第二壁偏转，其中所述第一壁包括适于使流体朝向所述第二壁中的多个出口流动的多个入口，其中所述流体的流动方向垂直于包含所述颗粒的流的流动，并且其中所述流体的流动被配置用于移除在所述颗粒朝向所述第二壁的移动之后堵塞在所述障碍物阵列中的任何颗粒。在一些情况下，所述通道还包括第一对可移除式屏障，其中所述第一对可移除式屏障被配置用于当所述流体从包括多个入口的所述第一壁朝向所述第二壁中的所述多个出口流动时阻塞所述通道中的所述至少一个入口和所述多个出口。在一些情况下，所述通道还包括第二对可移除式屏障，其中所述第二对可移除式屏障被配置用于当所述包含颗粒的流从所述至少一个入口流向所述多个出口时阻塞包括多个入口的所述第一壁和所述第二壁中的所述多个出口。在一些情况下，所述通道包括多个入口，其中所述设备被配置用于使多个流动流从所述多个入口流向所述多个出口，其中所述多个流动流彼此平行流动。在一些情况下，所述多个流动流被布置成一系列试剂流动流。在一些况下，所述系列包括包含第一标记试剂的第一流动流、包含固定和透化剂的第二流动流以及包含第二标记试剂的第三流动流。在一些情况下，所述第二流动流分成包含固定剂的一个试剂流动流和包含透化剂的另一试剂流动流。在一些情况下，所述朝向所述第二壁偏转的颗粒流过所述一系列试剂流动流。在一些情况下，所述试剂流动流中的每一个由包含洗涤缓冲液的洗涤流分隔开。在一些情况下，所述障碍物阵列还包括至少一个定向成与所述多个流动流的流动平行的分隔壁。在一些情况下，所述至少一个分隔壁被配置成当所述流体从包括多个入口的所述第一壁朝向所述第二壁中的所述多个出口流动时从所述障碍物阵列移除。在一些情况下，所述样品包含EDTA。在一些情况下，所述样品中的EDTA的所述浓度为至少5mM。在一些情况下，所述样品包含酸式柠檬酸葡萄糖。在一些情况下，所述样品包含凝血酶抑制剂。在一些情况下，所述凝血酶抑制剂是PPACK。在一些情况下，所述样品中的PPACK的浓度为至少40μM。在一些情况下，所述样品包含降低钙依赖性整合素的活性的药剂或减少钙依赖性凝血酶形成的药剂以及凝血酶抑制剂。
在一方面，本文提供了一种用于标记细胞的方法，所述方法包括：a.)提供包含细胞的样品；b.)处理所述包含细胞的样品，其中所述处理包括将所述包含细胞的样品引入到包括障碍物阵列的设备的样品入口中，并使所述样品穿过所述障碍物阵列，其中所述障碍物阵列包括流过所述障碍物阵列的多个平行流动流，其中所述穿过包括使来自所述样品的细胞从所述样品入口流过所述多个平行流动流，其中所述多个平行流动流中的至少一个包含标记试剂、所述多个平行流动流中的至少一个包含固定剂、所述多个平行流动流中的至少一个包含透化剂并且所述多个平行流动流中的至少一个包含洗涤缓冲液，由此所述使所述样品穿过所述障碍物阵列有助于标记所述细胞而同时还按大小分离所述细胞；以及c.)从所述设备的多个出口中之一采集具有预定大小的标记的细胞。在一些情况下，所述标记试剂包括包含标记物的结合剂，其中所述标记物是可检测的。在一些情况下，所述标记物包括荧光团。在一些情况下，所述细胞是白细胞。在一些情况下，所述细胞是干细胞。在一些情况下，所述干细胞来源于脐带血。在一些情况下，所述样品包含不同类型的白细胞(粒细胞、淋巴细胞、单核细胞)的亚群，并且其中所述亚群的相对比率不大幅偏斜。在一些情况下，不裂解红细胞。在一些情况下，所述包含细胞的样品是血液。在一些情况下，所述血液是脐带血。在一些情况下，通过在使所述样品流过所述设备之前或与此同时向所述样品添加包含钙螯合剂和/或凝血酶抑制剂的溶液而大幅减少流过所述障碍物阵列的所述细胞的堵塞。在一些情况下，所述钙螯合剂是EDTA，其中添加EDTA至约5mM的浓度。在一些情况下，所述钙螯合剂是酸式柠檬酸葡萄糖(ACD)，其中添加ACD至约10％v/v的浓度。在一些情况下，所述凝血酶抑制剂是(PPACK)，其中添加PPACK至约40μM的浓度。在一些情况下，所述溶液向所述样品的添加产生约40倍的堵塞减少。在一些情况下，所述标记的细胞的产率为85％。在一些情况下，所述标记的细胞的存活率为90％。在一些情况下，不使用离心分离。在一些情况下，不裂解红细胞。在一些情况下，在少于一小时内执行所述方法。在一些情况下，所述样品具有小于300mL的体积。在一些情况下，所述设备包括从所述样品入口延伸至所述多个出口的通道，其中所述通道以第一壁和与所述第一壁相对的第二壁为边界，并且其中所述障碍物阵列安置在所述通道内。在一些情况下，所述设备包括多个入口，其中所述多个入口中之一包括所述样品入口，而所述多个平行流动流中的每一个流过所述多个入口中的单独一个入口。在一些情况下，所述设备是微流体设备。在一些情况下，所述设备的表面是亲水性的。在一些情况下，所述障碍物由聚合物制成。在一些情况下，所述方法还包括与所述设备流体连通的多个储器。在一些情况下，所述多个储器包含样品、缓冲液、细胞表面标记物、固定和透化试剂、细胞内标记物，或者其任何组合。在一些情况下，所述方法还包括从多个出口中的至少一个出口向与所述多个出口中的所述至少一个出口流体连通的分析设备输入产物，其中所述分析设备被配置用于进行对由所述设备处理的颗粒的分析。在一些情况下，所述分析设备包括流式细胞仪或质谱仪。在一些情况下，所述多个平行流动流布置成一系列连续的平行试剂流动流，其中第一试剂流动流包含包括第一标记物的第一结合剂，第二试剂流动流包含固定剂，第三试剂流动流包括透化试剂，而第四试剂流动流包含包括第二标记物的第二结合剂。在一些情况下，所述试剂流动流中的每一个由包含洗涤缓冲液的洗涤流分隔开。在一些情况下，所述通道是从约0.15cm至约20cm长。在一些情况下，所述通道是从约0.05mm至约5mm宽。在一些情况下，所述平行流动流中的每一个是从约50μm至约500μm宽。在一些情况下，所述具有预定大小的颗粒包括在所述障碍物阵列内的障碍物之间的临界大小之上的颗粒。在一些情况下，所述临界大小约为5μm。在一些情况下，所述障碍物阵列延伸跨过所述通道。在一些情况下，所述障碍物被布置成行和列，其中所述行限定了与所述多个平行流动流的流动相差倾斜角(ε)的阵列方向，该倾斜角具有大于0并小于或等于1/3弧度的幅值，每个相应的列中的所述障碍物限定了在所述障碍物之间的间隙，所述流体相对于所述列总体上横向地流过该间隙，并且其中所述障碍物的形状被设置成使得限定相应的间隙的两个障碍物的表面关于第一平面不对称地定向，该第一平面延伸通过所述相应的间隙的中心并且平行于所述多个平行流动流的流动。在一些情况下，所述列周期性地重复。在一些情况下，所述列具有重复并且等于1/ε的周期性，其中ε是用弧度来度量的。在一些情况下，所述行和列相对于彼此成90度角。在一些情况下，限定相应的间隙的两个障碍物中的每一个具有圆形横截面。在一些情况下，所述障碍物具有18μm的直径。在一些情况下，所述障碍物中的每一个之间的间隙在水平方向和垂直方向上均为18μm。在一些情况下，所述倾斜角为1/42弧度。在一些情况下，限定相应的间隙的两个障碍物中的每一个具有三角形横截面。在一些情况下，所述三角形横截面包括等腰三角形，该等腰三角形包括两个相等边和一个不相等边。在一些情况下，所述不相等边定向成与所述多个平行流动流的流动平行，并且其中所述不相等边对面的顶点指向所述第二壁。在一些情况下，从限定相应的间隙的所述两个障碍物中之一的不相等边对面的顶点到限定相应的间隙的所述两个障碍物中的另一个的不相等边的间隙为26μm。在一些情况下，从定向成与所述多个平行流动流的流动平行的所述不相等边的中部到所述中部对面的所述顶点的距离约为52μm，并且其中所述不相等边的长度约为52μm。在一些情况下，所述列具有76μm的周期。在一些情况下，所述倾斜角为1/36弧度。在一些情况下，所述障碍物阵列还包括至少一个定向成与所述多个流动流的流动平行的分隔壁，其中所述至少一个分隔壁被配置用于延迟所述细胞通过所述障碍物阵列的流动，其中所述延迟有助于大幅增加细胞存在于流动流中的时间量，和/或大幅减少平行流动流之间的混合。在一些情况下，所述第一壁还包括适于使流体朝向所述第二壁中的多个出口流动的多个入口，其中所述流体的流动方向垂直于包含所述细胞的样品的流动，并且其中所述流体的流动被配置用于移除在所述细胞通过所述障碍物阵列的流动之后堵塞在所述障碍物阵列中的任何细胞。在一些情况下，所述至少一个分隔壁被配置成当所述流体从包括多个入口的所述第一壁朝向所述第二壁中的所述多个出口流动时从所述障碍物阵列移除。在一方面，本文提供了一种用于处理白细胞以供分子诊断测试的方法，所述方法包括使用微流体设备来标记和采集来自样品的白细胞，其中标记的白细胞的产率为至少85％而标记的白细胞的存活率为至少90％。在一些情况下，所述样品包含不同类型的白细胞(粒细胞、淋巴细胞、单核细胞)的亚群，并且其中所述亚群的相对比率不大幅偏斜。在一些情况下，不使用离心分离。在一些情况下，不裂解红细胞。在一些情况下，在少于一小时内执行所述方法。在一些情况下，所述样品具有小于300mL的体积。在一些情况下，所述包含细胞的样品是血液。在一些情况下，所述血液是脐带血。在一些情况下，通过在经过所述微流体设备标记和采集所述样品之前或与此同时向所述样品添加包含钙螯合剂和/或凝血酶抑制剂的溶液而大幅减少流过所述微流体设备的白细胞的堵塞。在一些情况下，所述钙螯合剂是EDTA，其中添加EDTA至约5mM的浓度。在一些情况下，所述钙螯合剂是酸式柠檬酸葡萄糖(ACD)，其中添加ACD至约10％v/v的浓度。在一些情况下，所述凝血酶抑制剂是(PPACK)，其中添加PPACK至约40μM的浓度。在一些情况下，所述溶液向所述样品的添加产生约40倍的堵塞减少。
在一方面，本文提供了一种用于处理和分析颗粒的系统，所述系统包括：a.)多个储器，其中所述储器中的至少一个包括包含颗粒的样品，并且所述储器中的至少一个包括试剂；b.)设备，其中所述设备与所述多个储器中的每一个流体连通，并且其中所述设备适于处理来自包含颗粒的样品的颗粒，其中所述处理包括使所述包含颗粒的样品从包含所述样品的所述储器流动到设备的输入中，并且使所述颗粒穿过所述设备，其中所述穿过包括使所述颗粒从所述输入流过所述设备内的多个平行流动流，其中所述平行流动流中的至少一个包含从所述多个储器中的至少一个流出的试剂，并且其中所述设备包括障碍物阵列，由此所述使所述颗粒穿过所述设备有助于处理所述颗粒以及按大小分离所述颗粒；以及c.)与所述设备的多个出口端口中的至少一个流体连通的分析设备，其中所述分析设备被配置用于进行对由所述设备处理的颗粒的分析。
本申请提供了以下内容：
项目1.一种设备，包括：
(a)从多个入口延伸至多个出口的通道，其中所述通道以第一壁和与所述第一壁相对的第二壁为边界；以及
(b)安置在所述通道内的障碍物阵列，其被配置用于在样品中包含的颗粒从所述入口流向所述出口时使包含所述颗粒的样品中的颗粒朝向所述第二壁偏转，
其中所述设备被配置成使得所述颗粒被输入到所述多个入口中的至少一个中并且在朝向所述第二壁偏转的同时被偏转经过从所述多个入口流向所述多个出口的一系列平行流动流，其中所述一系列平行流动流中的至少四个流动流包含试剂。
项目2.如项目1所述的设备，其中所述设备是微流体设备。
项目3.如项目1或2所述的设备，其中所述颗粒是细胞。
项目4.如项目3所述的设备，其中所述细胞是白细胞或白细胞的亚型。
项目5.如项目3所述的设备，其中所述细胞是干细胞、癌细胞或白血病细胞。
项目6.如项目5所述的设备，其中所述干细胞来源于脐带血。
项目7.如项目1至6中任一项所述的设备，其中所述设备的表面是亲水性的。
项目8.如项目1至7中任一项所述的设备，其中所述障碍物由聚合物制成。
项目9.如项目1至8中任一项所述的设备，还包括与所述入口流体连通的多个储器。
项目10.如项目9所述的设备，其中所述多个储器包含样品、缓冲液、细胞表面标记物、固定和透化试剂、细胞内标记物，或者其任何组合。
项目11.如项目1至10中任一项所述的设备，还包括与多个出口中的至少一个流体连通的分析设备，其中所述分析设备被配置用于进行对由所述设备处理的颗粒的分析。
项目12.如项目11所述的设备，其中所述分析设备包括流式细胞仪或质谱仪。
项目13.如项目1至12中任一项所述的设备，其中所述流动流中的至少一个包含结合剂，其中所述结合剂包括标记物，其中所述标记物是可检测的。
项目14.如项目13所述的设备，其中所述结合剂是抗体。
项目15.如项目13或14所述的设备，其中所述标记物是荧光团。
项目16.如项目1至15中任一项所述的设备，其中所述流动流中的至少一个包含固定试剂。
项目17.如项目1至16中任一项所述的设备，其中所述流动流中的至少一个包含透化试剂。
项目18.如项目1至17中任一项所述的设备，其中所述一系列平行流动流包括包含第一结合剂的第一试剂流动流、包含固定剂的第二试剂流动流、包含透化试剂的第三试剂流动流以及包含第二结合剂的第四试剂流动流，其中所述第一结合剂包括第一可检测标记物，并且其中所述第二结合剂包括第二可检测标记物。
项目19.如项目18所述的设备，其中所述第一可检测标记物和第二可检测标记物包括不同的标记物。
项目20.如项目18所述的设备，其中所述第一结合剂和/或第二结合剂是抗体。
项目21.如项目18至20中任一项所述的设备，其中所述标记物是荧光团。
项目22.如项目18所述的设备，其中所述朝向所述第二壁偏转的颗粒流过所述第一试剂流动流，随后流过所述第二试剂流动流，随后流过所述第三试剂流动流，随后流过所述第四试剂流动流。
项目23.如项目1至22中任一项所述的设备，其中所述试剂流动流中的每一个由包含洗涤缓冲液的洗涤流分隔开。
项目24.如项目1至23中任一项所述的设备，其中所述通道是从约0.15cm至约20cm长。
项目25.如项目1至24中任一项所述的设备，其中所述通道是从约0.05mm至约5mm宽。
项目26.如项目1至25中任一项所述的设备，其中所述平行流动流中的每一个是从约50μm至约500μm宽。
项目27.如项目1至26中任一项所述的设备，其中所述朝向所述第二壁偏转的颗粒包括具有预定大小的颗粒。
项目28.如项目27所述的设备，其中所述具有预定大小的颗粒包括在所述障碍物阵列内的障碍物之间的临界大小之上的颗粒。
项目29.如项目28所述的设备，其中所述临界大小约为5μm。
项目30.如项目1至29中任一项所述的设备，其中所述障碍物阵列延伸跨过所述通道。
项目31.如项目1至30中任一项所述的设备，其中所述障碍物被布置成行和列，其中所述行限定了与所述多个平行流动流的流动相差倾斜角ε的阵列方向，该倾斜角具有大于0并小于或等于1/3弧度的幅值，每个相应的列中的所述障碍物限定了在所述障碍物之间的间隙，所述流体相对于所述列总体上横向地流过该间隙，并且其中所述障碍物的形状被设置成使得限定相应的间隙的两个障碍物的表面关于第一平面不对称地定向，该第一平面延伸通过所述相应的间隙的中心并且平行于所述多个平行流动流的流动。
项目32.如项目31所述的设备，其中所述列周期性地重复。
项目33.如项目31或32所述的设备，其中所述列具有重复并且等于1/ε的周期性，其中ε是用弧度来度量的。
项目34.如项目31至33中任一项所述的设备，其中所述行和列相对于彼此成90度角。
项目35.如项目31至34中任一项所述的设备，其中限定相应的间隙的两个障碍物中的每一个具有圆形横截面。
项目36.如项目35所述的设备，其中所述障碍物具有18μm的直径。
项目37.如项目35或36所述的设备，其中所述障碍物中的每一个之间的间隙在水平方向和垂直方向上均为18μm。
项目38.如项目35至37中任一项所述的设备，其中所述倾斜角为1/42弧度。
项目39.如项目31至34中任一项所述的设备，其中限定相应的间隙的两个障碍物中的每一个具有三角形横截面。
项目40.如项目39所述的设备，其中所述三角形横截面包括等腰三角形，该等腰三角形包括两个相等边和一个不相等边。
项目41.如项目40所述的设备，其中所述不相等边定向成与所述多个平行流动流的流动平行，并且其中所述不相等边对面的顶点指向所述第二壁。
项目42.如项目40或41所述的设备，其中从限定相应的间隙的所述两个障碍物中之一的不相等边对面的顶点到限定相应的间隙的所述两个障碍物中的另一个的不相等边的间隙为26μm。
项目43.如项目39至42中任一项所述的设备，其中从定向成与所述多个平行流动流的流动平行的所述不相等边的中部到所述中部对面的所述顶点的距离约为52μm，并且其中所述不相等边的长度约为52μm。
项目44.如项目39至43中任一项所述的设备，其中所述列具有76μm的周期。
项目45.如项目39至44中任一项所述的设备，其中所述倾斜角为1/36弧度。
项目46.如项目39至45中任一项所述的设备，其中所述障碍物阵列包括至少一个定向成与所述多个流动流的流动以及所述第一壁和第二壁平行的分隔壁，其中被引导至所述第一壁附近的样品入口中的颗粒在朝向所述第二壁偏转的同时穿过所述多个流动流。
项目47.如项目46所述的设备，其中所述至少一个分隔壁被配置用于延迟偏转的颗粒朝向所述第二壁的流动，其中所述延迟有助于大幅增加偏转的颗粒存在于流动流中的时间量，和/或大幅减少平行流动流之间的混合。
项目48.如上述项目中任一项所述的设备，其中所述样品包含EDTA。
项目49.如项目48所述的设备，其中所述样品中的EDTA的浓度为至少5mM。
项目50.如上述项目中任一项所述的设备，其中所述样品包含酸式柠檬酸葡萄糖。
项目51.如上述项目中任一项所述的设备，其中所述样品包含凝血酶抑制剂。
项目52.如项目51所述的设备，其中所述凝血酶抑制剂是PPACK。
项目53.如项目52所述的设备，其中所述样品中的PPACK的浓度为至少40μM。
项目54.如上述项目中任一项所述的设备，其中所述样品包含降低钙依赖性整合素的活性的药剂或减少钙依赖性凝血酶形成的药剂以及凝血酶抑制剂。
项目55.一种设备，包括：
(a)从多个入口延伸至多个出口的通道，其中所述通道以第一壁和与所述第一壁相对的第二壁为边界，并且其中所述设备被配置用于使多个流动流从所述多个入口流向所述多个出口，其中所述多个流动流彼此平行流动；以及
(b)安置在所述通道内的障碍物阵列，其被配置用于在样品中包含的颗粒从所述入口流向所述出口时使包含所述颗粒的样品中的颗粒朝向所述第二壁偏转，其中所述障碍物阵列包括至少一个定向成与所述多个流动流的流动以及所述第一壁和第二壁平行的分隔壁，
其中被引导至所述第一壁附近的样品入口中的颗粒在朝向所述第二壁偏转的同时穿过所述多个流动流，并且其中所述至少一个分隔壁被配置用于延迟偏转的颗粒朝向所述第二壁的流动，其中所述延迟有助于大幅增加偏转的颗粒存在于流动流中的时间量，和/或大幅减少平行流动流之间的混合。
项目56.如项目55所述的设备，其中所述障碍物阵列包括一系列分隔壁，其中所述一系列分隔壁中的所有分隔壁从所述通道的入口部分或出口部分延伸，并且其中所述一系列分隔壁中的每个分隔壁比前一分隔壁更远地延伸到所述障碍物阵列中。
项目57.如项目55所述的设备，其中所述障碍物阵列包括至少一对相对的分隔壁，其中所述分隔壁对包括从所述通道的入口部分延伸的第一分隔壁以及从所述通道的出口部分延伸的第二分隔壁，其中所述第一分隔壁和第二分隔壁被配置用于大幅限制相邻的平行流动流之间的混合，并且其中在所述相对的分隔壁对之间存在间隙，其中所述间隙被配置用于允许颗粒通过所述相邻的平行流动流朝向所述第二壁偏转以在所述相对的分隔壁对之间穿过并继续流过所述障碍物阵列。
项目58.如项目55至57中任一项所述的设备，其中每个分隔壁沿着所述分隔壁的长度具有可变的宽度。
项目59.如项目55至58中任一项所述的设备，其中所述设备是微流体设备。
项目60.如项目55至59中任一项所述的设备，其中所述颗粒是细胞。
项目61.如项目60所述的设备，其中所述细胞是白细胞。
项目62.如项目60所述的设备，其中所述细胞是干细胞。
项目63.如项目62所述的设备，其中所述干细胞来源于脐带血。
项目64.如项目55至63中任一项所述的设备，其中所述设备的表面是亲水性的。
项目65.如项目55至64中任一项所述的设备，其中所述障碍物由聚合物制成。
项目66.如项目55至65中任一项所述的设备，还包括与所述入口流体连通的多个储器。
项目67.如项目66所述的设备，其中所述多个储器包含样品、缓冲液、包含第一标记物的细胞表面结合剂、固定和透化试剂、包含第二标记物的细胞内结合剂，或者其任何组合。
项目68.如项目67所述的设备，其中所述第一标记物和/或第二标记物是可检测的。
项目69.如项目67或68所述的设备，其中所述第一标记物和第二标记物是不同的。
项目70.如项目67至69中任一项所述的设备，其中所述第一标记物和/或第二标记物是荧光团。
项目71.如项目55至70中任一项所述的设备，其中多个出口中的至少一个流体耦合至分析设备，其中所述分析设备被配置用于进行对由所述设备处理的颗粒的分析。
项目72.如项目71所述的设备，其中所述分析设备包括流式细胞仪或质谱仪。
项目73.如项目55至72中任一项所述的设备，其中所述流动流中的至少一个包含结合剂，其中所述结合剂包括标记物，其中所述标记物是可检测的。
项目74.如项目73所述的设备，其中所述结合剂是抗体。
项目75.如项目73或74所述的设备，其中所述标记物是荧光团。
项目76.如项目55至73中任一项所述的设备，其中所述流动流中的至少一个包含固定试剂。
项目77.如项目55至76中任一项所述的设备，其中所述流动流中的至少一个包含透化试剂。
项目78.如项目55至77中任一项所述的设备，其中所述多个流动流被布置成一系列试剂流动流，其中所述多个流动流中的第一个包含包括第一标记物的第一结合剂，所述多个流动流中的第二个包含固定和透化剂，而所述多个流动流中的第三个包含包括第二标记物的第二结合剂。
项目79.如项目78所述的设备，其中所述多个流动流中的所述第二个分成包含固定剂的一个试剂流动流和包含透化剂的另一试剂流动流。
项目80.如项目78所述的设备，其中所述朝向所述第二壁偏转的颗粒流过所述第一试剂流动流，随后流过所述第二试剂流动流，随后流过所述第三试剂流动流。
项目81.如项目55至80中任一项所述的设备，其中所述试剂流动流中的每一个由包含洗涤缓冲液的洗涤流分隔开。
项目82.如项目78至81中任一项所述的设备，其中所述第一标记物和/或第二标记物是可检测的。
项目83.如项目78至82中任一项所述的设备，其中所述第一标记物和第二标记物是不同的。
项目84.如项目78至83中任一项所述的设备，其中所述第一标记物和/或第二标记物是荧光团。
项目85.如项目55至84中任一项所述的设备，其中所述通道是从约0.15cm至约20cm长。
项目86.如项目55至85中任一项所述的设备，其中所述通道是从约0.05mm至约5mm宽。
项目87.如项目55至86中任一项所述的设备，其中所述多个流动流中的每一个是从约50μm至约500μm宽。
项目88.如项目55至87中任一项所述的设备，其中所述朝向所述第二壁偏转的颗粒包括具有预定大小的颗粒。
项目89.如项目88所述的设备，其中所述具有预定大小的颗粒包括在所述障碍物阵列内的障碍物之间的临界大小之上的颗粒。
项目90.如项目89所述的设备，其中所述临界大小约为5μm。
项目91.如项目55至90中任一项所述的设备，其中所述障碍物阵列延伸跨过所述通道。
项目92.如项目55至91中任一项所述的设备，其中所述障碍物被布置成行和列，其中所述行限定了与所述多个平行流动流的流动相差倾斜角ε的阵列方向，该倾斜角具有大于0并小于或等于1/3弧度的幅值，每个相应的列中的所述障碍物限定了在所述障碍物之间的间隙，所述流体相对于所述列总体上横向地流过该间隙，并且其中所述障碍物的形状被设置成使得限定相应的间隙的两个障碍物的表面关于第一平面不对称地定向，该第一平面延伸通过所述相应的间隙的中心并且平行于所述多个平行流动流的流动。
项目93.如项目92所述的设备，其中所述列周期性地重复。
项目94.如项目92或93所述的设备，其中所述列具有重复并且等于1/ε的周期性，其中ε是用弧度来度量的。
项目95.如项目92至94中任一项所述的设备，其中所述行和列相对于彼此成90度角。
项目96.如项目92至95中任一项所述的设备，其中限定相应的间隙的两个障碍物中的每一个具有圆形横截面。
项目97.如项目92至96中任一项所述的设备，其中所述障碍物具有18μm的直径。
项目98.如项目92至97中任一项所述的设备，其中所述障碍物中的每一个之间的间隙在水平方向和垂直方向上均为18μm。
项目99.如项目92至98中任一项所述的设备，其中所述倾斜角为1/42弧度。
项目100.如项目92所述的设备，其中限定相应的间隙的两个障碍物中的每一个具有三角形横截面。
项目101.如项目100所述的设备，其中所述三角形横截面包括等腰三角形，该等腰三角形包括两个相等边和一个不相等边。
项目102.如项目101所述的设备，其中所述不相等边定向成与所述多个平行流动流的流动平行，并且其中所述不相等边对面的顶点指向所述第二壁。
项目103.如项目101或102所述的设备，其中从限定相应的间隙的所述两个障碍物中之一的不相等边对面的顶点到限定相应的间隙的所述两个障碍物中的另一个的不相等边的间隙为26μm。
项目104.如项目101至103中任一项所述的设备，其中从定向成与所述多个平行流动流的流动平行的所述不相等边的中部到所述中部对面的所述顶点的距离约为52μm，并且其中所述不相等边的长度约为52μm。
项目105.如项目101至104中任一项所述的设备，其中所述列具有76μm的周期。
项目106.如项目101至105中任一项所述的设备，其中所述倾斜角为1/36弧度。
项目107.如项目55至106中任一项所述的设备，其中所述样品包含EDTA。
项目108.如项目107所述的设备，其中所述样品中的EDTA的浓度为至少5mM。
项目109.如项目55至108中任一项所述的设备，其中所述样品包含酸式柠檬酸葡萄糖。
项目110.如项目55至109中任一项所述的设备，其中所述样品包含凝血酶抑制剂。
项目111.如项目110所述的设备，其中所述凝血酶抑制剂是PPACK。
项目112.如项目111所述的设备，其中所述样品中的PPACK的浓度为至少40μM。
项目113.如项目55至112中任一项所述的设备，其中所述样品包含降低钙依赖性整合素的活性的药剂或减少钙依赖性凝血酶形成的药剂以及凝血酶抑制剂。
项目114.一种设备，包括：
(a)从至少一个入口延伸至多个出口的通道，其中所述通道以第一壁和与所述第一壁相对的第二壁为边界；以及
(b)安置在所述通道内的障碍物阵列，其被配置用于在样品中包含的颗粒从所述至少一个入口流向所述多个出口时使包含所述颗粒的样品中的颗粒朝向所述第二壁偏转，
其中所述第一壁包括适于使流体朝向所述第二壁中的多个出口流动的多个入口，其中所述流体的流动方向垂直于包含所述颗粒的流的流动，并且其中所述流体的流动被配置用于移除在所述颗粒朝向所述第二壁的移动之后堵塞在所述障碍物阵列中的任何颗粒。
项目115.如项目114所述的设备，其中所述通道还包括第一对可移除式屏障，其中所述第一对可移除式屏障被配置用于当所述流体从包括多个入口的所述第一壁朝向所述第二壁中的所述多个出口流动时阻塞所述通道中的所述至少一个入口和所述多个出口。
项目116.如项目115所述的设备，其中所述通道还包括第二对可移除式屏障，其中所述第二对可移除式屏障被配置用于当所述包含颗粒的流从所述至少一个入口流向所述多个出口时阻塞包括多个入口的所述第一壁和所述第二壁中的所述多个出口。
项目117.如项目107至116中任一项所述的设备，其中所述通道包括多个入口，其中所述设备被配置用于使多个流动流从所述多个入口流向所述多个出口，其中所述多个流动流彼此平行流动。
项目118.如项目117所述的设备，其中所述多个流动流被布置成一系列试剂流动流。
项目119.如项目118所述的设备，其中所述系列包括包含第一标记试剂的第一流动流、包含固定和透化剂的第二流动流以及包含第二标记试剂的第三流动流。
项目120.如项目119所述的设备，其中所述第二流动流分成包含固定剂的一个试剂流动流和包含透化剂的另一试剂流动流。
项目121.如项目118至120中任一项所述的设备，其中所述朝向所述第二壁偏转的颗粒流过所述一系列试剂流动流。
项目122.如项目118至121中任一项所述的设备，其中所述试剂流动流中的每一个由包含洗涤缓冲液的洗涤流分隔开。
项目123.如项目114至122中任一项所述的设备，其中所述障碍物阵列还包括至少一个定向成与所述多个流动流的流动平行的分隔壁。
项目124.如项目123所述的设备，其中所述至少一个分隔壁被配置成当所述流体从包括多个入口的所述第一壁朝向所述第二壁中的所述多个出口流动时从所述障碍物阵列移除。
项目125.如项目114至124中任一项所述的设备，其中所述样品包含EDTA。
项目126.如项目125所述的设备，其中所述样品中的EDTA的浓度为至少5mM。
项目127.如项目114至126中任一项所述的设备，其中所述样品包含酸式柠檬酸葡萄糖。
项目128.如项目114至127中任一项所述的设备，其中所述样品包含凝血酶抑制剂。
项目129.如项目128所述的设备，其中所述凝血酶抑制剂是PPACK。
项目130.如项目129所述的设备，其中所述样品中的PPACK的浓度为至少40μM。
项目131.如项目114至130中任一项所述的设备，其中所述样品包含降低钙依赖性整合素的活性的药剂或减少钙依赖性凝血酶形成的药剂以及凝血酶抑制剂。
项目132.一种用于标记细胞的方法，所述方法包括：
(a)提供包含细胞的样品；
(b)处理所述包含细胞的样品，其中所述处理包括将所述包含细胞的样品引入到包括障碍物阵列的设备的样品入口中，并使所述样品穿过所述障碍物阵列，其中所述障碍物阵列包括流过所述障碍物阵列的多个平行流动流，其中所述穿过包括使来自所述样品的细胞从所述样品入口流过所述多个平行流动流，其中所述多个平行流动流中的至少一个包含标记试剂、所述多个平行流动流中的至少一个包含固定剂、所述多个平行流动流中的至少一个包含透化剂并且所述多个平行流动流中的至少一个包含洗涤缓冲液，由此所述使所述样品穿过所述障碍物阵列有助于标记所述细胞而同时还按大小分离所述细胞；以及
(c)从所述设备的多个出口中之一采集具有预定大小的标记的细胞。
项目133.如项目132所述的方法，其中所述标记试剂包括包含标记物的结合剂，其中所述标记物是可检测的。
项目134.如项目133所述的方法，其中所述标记物包括荧光团。
项目135.如项目132所述的方法，其中所述细胞是白细胞。
项目136.如项目132所述的方法，其中所述细胞是干细胞。
项目137.如项目136所述的方法，其中所述干细胞来源于脐带血。
项目138.如项目135所述的方法，其中所述样品包含不同类型的白细胞(粒细胞、淋巴细胞、单核细胞)的亚群，并且其中所述亚群的相对比率不大幅偏斜。
项目139.如项目132所述的方法，其中不裂解红细胞。
项目140.如项目132至138中任一项所述的方法，其中所述包含细胞的样品是血液。
项目141.如项目140所述的方法，其中所述血液是脐带血。
项目142.如项目140或141所述的方法，其中通过在使所述样品流过所述设备之前或与此同时向所述样品添加包含钙螯合剂和/或凝血酶抑制剂的溶液而大幅减少流过所述障碍物阵列的所述细胞的堵塞。
项目143.如项目142所述的方法，其中所述钙螯合剂是EDTA，其中添加EDTA至约5mM的浓度。
项目144.如项目142所述的方法，其中所述钙螯合剂是酸式柠檬酸葡萄糖(ACD)，其中添加ACD至约10％v/v的浓度。
项目145.如项目142所述的方法，其中所述凝血酶抑制剂是(PPACK)，其中添加PPACK至约40μM的浓度。
项目146.如项目142至145中任一项所述的方法，其中所述溶液向所述样品的添加产生约40倍的堵塞减少。
项目147.如项目132至146中任一项所述的方法，其中所述标记的细胞的产率至少为85％。
项目148.如项目132至147中任一项所述的方法，其中所述标记的细胞的存活率至少为90％。
项目149.如项目132至148中任一项所述的方法，其中不使用离心分离。
项目150.如项目132至149中任一项所述的方法，其中不裂解红细胞。
项目151.如项目132至150中任一项所述的方法，其中在少于一小时内执行所述方法。
项目152.如项目132至151中任一项所述的方法，其中所述样品具有小于300mL的体积。
项目153.如项目132至152中任一项所述的方法，其中所述设备包括从所述样品入口延伸至所述多个出口的通道，其中所述通道以第一壁和与所述第一壁相对的第二壁为边界，并且其中所述障碍物阵列安置在所述通道内。
项目154.如项目132至153中任一项所述的方法，其中所述设备包括多个入口，其中所述多个入口中之一包括所述样品入口，而所述多个平行流动流中的每一个流过所述多个入口中的单独一个入口。
项目155.如项目132至154中任一项所述的方法，其中所述设备是微流体设备。
项目156.如项目132至155中任一项所述的方法，其中所述设备的表面是亲水性的。
项目157.如项目132至156中任一项所述的方法，其中所述障碍物由聚合物制成。
项目158.如项目132至157中任一项所述的方法，还包括与所述设备流体连通的多个储器。
项目159.如项目158所述的方法，其中所述多个储器包含样品、缓冲液、细胞表面标记物、固定和透化试剂、细胞内标记物，或者其任何组合。
项目160.如项目132至159中任一项所述的方法，还包括从多个出口中的至少一个出口向与所述多个出口中的所述至少一个出口流体连通的分析设备输入产物，其中所述分析设备被配置用于进行对由所述设备处理的颗粒的分析。
项目161.如项目160所述的方法，其中所述分析设备包括流式细胞仪或质谱仪。
项目162.如项目132至161中任一项所述的方法，其中所述多个平行流动流布置成一系列连续的平行试剂流动流，其中第一试剂流动流包含包括第一标记物的第一结合剂，第二试剂流动流包含固定剂，第三试剂流动流包括透化试剂，而第四试剂流动流包含包括第二标记物的第二结合剂。
项目163.如项目162所述的方法，其中所述试剂流动流中的每一个由包含洗涤缓冲液的洗涤流分隔开。
项目164.如项目153至163中任一项所述的方法，其中所述通道是从约0.15cm至约20cm长。
项目165.如项目153至164中任一项所述的方法，其中所述通道是从约0.05mm至约5mm宽。
项目166.如项目153至165中任一项所述的方法，其中所述平行流动流中的每一个是从约50μm至约500μm宽。
项目167.如项目153至166中任一项所述的方法，其中所述具有预定大小的颗粒包括在所述障碍物阵列内的障碍物之间的临界大小之上的颗粒。
项目168.如项目167所述的方法，其中所述临界大小约为5μm。
项目169.如项目153至168中任一项所述的方法，其中所述障碍物阵列延伸跨过所述通道。
项目170.如项目153至169中任一项所述的方法，其中所述障碍物被布置成行和列，其中所述行限定了与所述多个平行流动流的流动相差倾斜角ε的阵列方向，该倾斜角具有大于0并小于或等于1/3弧度的幅值，每个相应的列中的所述障碍物限定了在所述障碍物之间的间隙，所述流体相对于所述列总体上横向地流过该间隙，并且其中所述障碍物的形状被设置成使得限定相应的间隙的两个障碍物的表面关于第一平面不对称地定向，该第一平面延伸通过所述相应的间隙的中心并且平行于所述多个平行流动流的流动。
项目171.如项目170所述的方法，其中所述列周期性地重复。
项目172.如项目170或171所述的方法，其中所述列具有重复并且等于1/ε的周期性，其中ε是用弧度来度量的。
项目173.如项目170至172中任一项所述的方法，其中所述行和列相对于彼此成90度角。
项目174.如项目170至173中任一项所述的方法，其中限定相应的间隙的两个障碍物中的每一个具有圆形横截面。
项目175.如项目174所述的方法，其中所述障碍物具有18μm的直径。
项目176.如项目174或175所述的方法，其中所述障碍物中的每一个之间的间隙在水平方向和垂直方向上均为18μm。
项目177.如项目174至176中任一项所述的方法，其中所述倾斜角为1/42弧度。
项目178.如项目170至173中任一项所述的方法，其中限定相应的间隙的两个障碍物中的每一个具有三角形横截面。
项目179.如项目178所述的方法，其中所述三角形横截面包括等腰三角形，该等腰三角形包括两个相等边和一个不相等边。
项目180.如项目178或179所述的方法，其中所述不相等边定向成与所述多个平行流动流的流动平行，并且其中所述不相等边对面的顶点指向所述第二壁。
项目181.如项目178至180中任一项所述的方法，其中从限定相应的间隙的所述两个障碍物中之一的不相等边对面的顶点到限定相应的间隙的所述两个障碍物中的另一个的不相等边的间隙为26μm。
项目182.如项目178至181中任一项所述的方法，其中从定向成与所述多个平行流动流的流动平行的所述不相等边的中部到所述中部对面的所述顶点的距离约为52μm，并且其中所述不相等边的长度约为52μm。
项目183.如项目178至182中任一项所述的方法，其中所述列具有76μm的周期。
项目184.如项目178至183中任一项所述的方法，其中所述倾斜角为1/36弧度。
项目185.如项目178至184中任一项所述的方法，其中所述障碍物阵列还包括至少一个定向成与所述多个流动流的流动平行的分隔壁，其中所述至少一个分隔壁被配置用于延迟所述细胞通过所述障碍物阵列的流动，其中所述延迟有助于大幅增加细胞存在于流动流中的时间量，和/或大幅减少平行流动流之间的混合。
项目186.如项目153至185中任一项所述的方法，其中所述第一壁还包括适于使流体朝向所述第二壁中的多个出口流动的多个入口，其中所述流体的流动方向垂直于包含所述细胞的样品的流动，并且其中所述流体的流动被配置用于移除在所述细胞通过所述障碍物阵列的流动之后堵塞在所述障碍物阵列中的任何细胞。
项目187.如项目186所述的方法，其中所述至少一个分隔壁被配置成当所述流体从包括多个入口的所述第一壁朝向所述第二壁中的所述多个出口流动时从所述障碍物阵列移除。
项目188.一种用于处理白细胞以供分子诊断测试的方法，所述方法包括使用微流体设备来标记和采集来自样品的白细胞，其中标记的白细胞的产率为至少85％而标记的白细胞的存活率为至少90％。
项目189.如项目188所述的方法，其中所述样品包含不同类型的白细胞(粒细胞、淋巴细胞、单核细胞)的亚群，并且其中所述亚群的相对比率不大幅偏斜。
项目190.如项目188或189所述的方法，其中不使用离心分离。
项目191.如项目188或190所述的方法，其中不裂解红细胞。
项目192.如项目188或191所述的方法，其中在少于一小时内执行所述方法。
项目193.如项目188或192所述的方法，其中所述样品具有小于300mL的体积。
项目194.如项目188至193中任一项所述的方法，其中所述包含细胞的样品是血液。
项目195.如项目194所述的方法，其中所述血液是脐带血。
项目196.如项目194或195所述的方法，其中通过在经过所述微流体设备标记和采集所述样品之前或与此同时向所述样品添加包含钙螯合剂和/或凝血酶抑制剂的溶液而大幅减少流过所述微流体设备的白细胞的堵塞。
项目197.如项目196所述的方法，其中所述钙螯合剂是EDTA，其中添加EDTA至约5mM的浓度。
项目198.如项目197所述的方法，其中所述钙螯合剂是酸式柠檬酸葡萄糖(ACD)，其中添加ACD至约10％v/v的浓度。
项目199.如项目196所述的方法，其中所述凝血酶抑制剂是(PPACK)，其中添加PPACK至约40μM的浓度。
项目200.如项目196至199中任一项所述的方法，其中所述溶液向所述样品的添加产生约40倍的堵塞减少。
项目201.一种用于处理和分析颗粒的系统，所述系统包括：
(a)多个储器，其中所述储器中的至少一个包括包含颗粒的样品，并且所述储器中的至少一个包括试剂；
(b)设备，其中所述设备与所述多个储器中的每一个流体连通，并且其中所述设备适于处理来自包含颗粒的样品的颗粒，其中所述处理包括使所述包含颗粒的样品从包含所述样品的所述储器流动到设备的输入中，并且使所述颗粒穿过所述设备，其中所述穿过包括使所述颗粒从所述输入流过所述设备内的多个平行流动流，其中所述平行流动流中的至少一个包含从所述多个储器中的至少一个流出的试剂，并且其中所述设备包括障碍物阵列，由此所述使所述颗粒穿过所述设备有助于处理所述颗粒以及按大小分离所述颗粒；以及
(c)与所述设备的多个出口端口中的至少一个流体连通的分析设备，其中所述分析设备被配置用于进行对由所述设备处理的颗粒的分析。
援引并入
本说明书中所提及的所有出版物、专利以及专利申请均通过引用并入本文，程度如同具体地和个别地指出要通过引用而并入每一单个出版物、专利或专利申请。
附图说明
在所附权利要求书中具体阐述了本发明的新颖特征。通过参考对在其中利用到本发明原理的说明性实施方式加以阐述的以下详细描述和附图，将会对本发明的特征和优点获得更好的理解；在附图中：
图1是“凸点阵列(bump array)”设备的横截面的示意图，该设备具有安置于微流体通道中的直角三角形形状的障碍物。在该图中，如标注为“流体流动”的双头箭头所指示，流体流动在从右至左与从左至右方向之间交替。在该阵列中，直角三角形柱安置成相对于流体流动的方向倾斜的正方形点阵排列。将倾斜角度∈(epsilon)选择成使得所述设备是周期性的。在该实施方式中，18.4度(1/3弧度)的倾斜角度使得所述设备在三行之后是周期性的。柱之间的间隙表示为G、三角形边长表示为S，并且阵列行距表示为P。图中示出了流线在柱之间延伸，从而将柱之间的流体流动分成三个具有相等体积流量的区域(“流管”)。
图2A、图2B和图2C示出了当流体流动的方向来回循环两次时，图1中所示类型的阵列中的具有三种不同大小的球形聚苯乙烯珠的轨迹。在每个图的右下方指示出了直角三角形柱的朝向。等腰直角三角形的腰长为6微米，柱与柱间隔为10微米，并且倾斜角度为5.71度(0.1弧度)。颗粒大小在图2A中为1.1微米，在图2B中为3.1微米，而在图2C中为1.9微米。当流体的方向切换时，图2A和图2B中所示的颗粒折回其路径，其中图2A中的颗粒在每个流体流动方向中大致遵循流体方向，而图2B中的颗粒在每个流体流动方向中大致遵循阵列方向。相比之下，图2C中所示颗粒的轨迹随着流体流动的方向而改变。在图2C中，小箭头指示出沿着颗粒路径的流体的方向；颗粒在流体流动方向是从左至右时大致遵循流体方向，而在流体流动方向是从右至左时大致遵循阵列方向。
图3A示出了1.0微米直径的颗粒移动通过安置于微流体流动通道中的直角三角形柱阵列的模拟轨迹，在所述微流体流动通道中流体流动在从右至左与从左至右方向之间交替。图3B示出了3.6微米直径的颗粒移动通过安置于微流体流动通道中的直角三角形柱阵列的模拟轨迹，在所述微流体流动通道中流体流动在从右至左与从左至右方向之间交替。图3C示出了3.2微米直径的颗粒移动通过安置于微流体流动通道中的直角三角形柱阵列的模拟轨迹，在所述微流体流动通道中流体流动在从右至左与从左至右方向之间交替。在这些示图中，1.0微米直径的颗粒在全部两个流体流动方向中均小于阵列的临界大小，3.6微米直径的颗粒在全部两个流体流动方向中均大于阵列的临界大小，而3.2微米直径的颗粒在一个(从右至左)流动方向中小于阵列的临界大小，但在另一(从左至右)流动方向中大于阵列的临界大小。
图4A是示出两个直角三角形柱之间的模拟的归一化速度流动的图表。
图4B是示出通过图1中所示类型的阵列中的圆形障碍物(关于Y/间隙＝0.5而对称的曲线)之间和直角三角形形状的障碍物(∈＝1/3弧度)之间的间隙的归一化速度分布的图表。在这些分布中，垂直线将每个曲线下的面积划定成三份，表示三个具有相等体积流量的流管。所述圆形障碍物的曲线表明：圆形障碍物之间的体积流量的三分之一发生于与任一障碍物相邻且具有的宽度为间隙宽度的38％的流管中。三角形障碍物的曲线表明：三角形障碍物之间的体积流量的三分之一发生于与两个三角形障碍物中之一的平边相邻且具有的宽度为间隙宽度的42％的流管中，并且额外的三分之一发生于与该三角形障碍物对的锐边相邻且具有的宽度为间隙宽度的34％的流管中。
图5是预测的临界直径与三角形(下方线)障碍物和圆形(上方线)障碍物的阵列倾斜角度(∈)的图表。
图6A是“凸点阵列”设备的横截面的示意图，该设备具有安置于微流体通道中的等边三角形形状的障碍物。在该图中，如标记为“流体”的箭头所指示，流体在从左至右的方向中流动。在该阵列中，等边三角形柱安置成相对于流体流动的方向倾斜的平行四边形点阵布置。还可以使用其他点阵布置(例如，正方形、矩形、梯形、六边形等点阵)。将倾斜角度∈(epsilon)选择成使得所述设备是周期性的。在该实施方式中，18.4度(1/3弧度)的倾斜角度使得所述设备在三行之后是周期性的。倾斜角度∈还表示阵列方向与流体流动方向的偏移量。柱之间的间隙表示为G、等边三角形边长表示为S。图中示出流线在柱之间延伸，从而将柱之间的流体流动分成三个具有相等体积流量的区域(“流管”)。当流体流动是在所示的方向中时，相对较大的颗粒(具有的大小大于阵列的临界大小)遵循阵列倾斜角度。相对较小的颗粒(具有的大小小于阵列的临界大小)遵循流体流动的方向。
图6B是两个等边三角形柱之间的归一化速度流动(左分图)和两个圆形柱之间的归一化速度流动(右分图)的对比。阴影部分表示曲线下的面积的相等比例，表明：流过三角形的点的颗粒的临界半径(<15％间隙宽度)显著小于流过圆形柱的颗粒的临界半径(>20％间隙宽度)。
图7是图示倾斜角度(图7中的“阵列倾斜”)对颗粒位移的假设影响和实验影响的图表。
图8是图示倾斜角度(图8中的“阵列倾斜”)对间隙长度G的影响的图表。GT是指三角形柱之间的间隙长度，而GC是指圆形柱之间的间隙长度。
图9是图示施加的压力对具有三角形柱的凸点阵列中的颗粒速度(示出为三角的数据)的影响和对具有圆形柱的凸点阵列中的颗粒速度(图示为圆圈的数据)的影响的图表。
图10是图示障碍物边缘圆度(表示为r/S)对以边缘为边界的间隙的一侧上展现出的临界大小的影响的图表。
图11是如本文所述构造而成的阵列的图像。
图12图示了本文所述类型的棘轮凸点阵列中的颗粒运动。
图13图示了本文所述类型的棘轮凸点阵列中的颗粒运动。
图14图示了本文所述类型的棘轮凸点阵列中的颗粒运动。
图15是对比圆形柱与三角形柱的临界大小特性的图表。
图16示出了用于处理细胞(例如，白细胞)的常规方法(左)以及本文所述方法的两个实施方式(沿中心垂直向下以及沿右侧垂直向下)。
图17A示出了被设计用于“碰撞”大肠杆菌(大小>1μm)的DLD阵列。
图17B示出了具有包含样品流的第一流以及包含缓冲液的第二流的DLD阵列。
图17C示出了正被浓缩并且从与图17B中所示的DLD阵列类似的DLD阵列中获得的白细胞的时移图像。
图18A示出了用于多个连续化学处理的多流“洗车”芯片；
图18B示出了在DLD阵列中向下移动的血小板的假色荧光时移图像。
图19示出了用于多个连续化学处理和/或酶处理的多流“洗车”DLD阵列的多流动流“洗车”的输入视图和输出视图。
图20A示出了从如图19中所示的多流“洗车”DLD阵列的输入部分、中部部分和输出部分流动的10μm珠。图20B示出了从如图19中所示的多流“洗车”DLD阵列的中部部分和输出部分流动的2μm珠。
图21示出了当平行流动流在微流体通道内流动时，试剂流与相邻的平行流动流之间的扩散示意图。
图22示出了温育时间和有限源扩散的模型示意图。
图23示出了如图18A和图19中所描绘的“洗车”芯片中的温育时间与流动速度(顶部)之间的关系以及浓度和流动速度(底部)之间的关系。
图24A示出了“洗车”芯片的模型，所述芯片包括样品流、试剂流和缓冲液流，还包括一对相对的分隔壁，所述分隔壁延伸至凸点阵列的内部中并且使试剂流从缓冲液流中分离。图24B示出了如图24A中所描述的多流“洗车”DLD阵列的输入视图、中间视图和输出视图，所述DLD阵列包括一对相对的、延伸至障碍物阵列中以供多个连续化学处理的分隔壁。
图25示出了使包含2μm和10μm被标记的珠的样品流过“洗车”DLD阵列的结果，所述DLD阵列包括如图24A和图24B中所描绘的一对相对的分隔壁。
图26示出了具有(经修改的)相对的分隔壁与不具有(最初的)相对的分隔壁的“洗车”DLD阵列的输出部分中的污染物的比较。
图27A示出了“洗车”芯片的模型，所述芯片包括样品流和2个相邻缓冲液流，还包括一对相对的分隔壁，所述分隔壁延伸至凸点阵列的内部中并且分离所述两种缓冲液流。图27B示出了如图24B中所描述的多流“洗车”DLD阵列的输入视图、中间视图和输出视图，所述DLD阵列包括一对相对的、延伸至障碍物阵列中以供多个连续化学处理的分隔壁。
图28示出了使血液样品流过“洗车”DLD阵列的结果，所述DLD阵列包括如图27A和27B中所描绘的一对相对的分隔壁。
图29A示出了在使血液样品流过如图28中所示的DLD阵列之后，该DLD阵列中的障碍物阵列的输入部分、中部部分和输出部分中具有潜在堵塞的区域的视图。图29B显示了如图29A中所示的障碍物阵列的中部部分和输出部分中具有潜在堵塞的区域的放大视图。
图30示出了使血液样品流过如本文所提供的任何“洗车”DLD阵列的输入和输出。
图31示出了温育时间与流动速度(顶部)之间的关系以及具有(经修改的设计；图27A和图27B)和不具有(Ver.1芯片；图19)一对相对的分隔壁的“洗车”芯片中的浓度与流动速度(底部)之前的关系。
图32示出了“洗车”芯片的模型，所述芯片包括样品流、两个试剂流和两个缓冲液流，还包括三对相对的分隔壁，所述分隔壁延伸至凸点阵列的内部中并且使试剂流从缓冲液流中分离。
图33A示出了具有片上洗涤系统的DLD阵列，所述系统在所述一对相对壁中包括入口和出口，用于流体约束。图33B示出了当DLD阵列处于弹撞模式中(例如，包含颗粒(例如，细胞)的样品或液体从左到右流过DLD阵列)时片上洗涤系统的阻断。图33C示出在DLD阵列的洗涤期间使用如本文所描述的片上洗涤系统来阻断包含所述DLD阵列的通道。
图34A示出了在使被标记的珠于弹撞模式期间通过包括如图33A-图33C中描绘的片上洗涤系统的DLD阵列之后堵塞在该DLD阵列中的珠。图34B示出了在洗涤模式之前(顶部)和洗涤模式之后(底部)经历碰撞模式的DLD阵列的一部分。
图35示出了可通过其发生如本文所提供的DLD阵列的血小板引起的堵塞的过程的简化示图。
图36示出了将钙依赖性整合素和凝血酶诱导的血小板活化鉴别为如本文所提供的DLD阵列的血小板引起的堵塞的主要原因的实验的结果。x轴示出了已通过阵列处理的血液的体积，而y轴示出了受困或堵塞在所述阵列中的白细胞的荧光性。实际上处理的是经稀释的血液，但该x轴表示在稀释之前使用的并且流过阵列的未经稀释的血液的量，所述阵列具有40微米的三角形柱和宽度为27微米的间隙。
图37A-图37B示出了在具有针对(图37A)1mM的EDTA以及(图37B)5mM的EDTA和40μM的PPACK的三种不同参数的阵列中堵塞的图像。图37A和图37B中通过每个通道的血液的体积和流速是相同的。流动方向是从左至右。绿色指示出受困的或堵塞的白细胞。
图38示出了流速和血液稀释对如本文提供的DLD阵列的堵塞的影响。
图39图示了包括障碍物阵列的设备的实施方式，所述障碍物阵列包括14个通道。
图40图示了包括障碍物阵列的设备的实施方式，所述障碍物阵列包括2个通道。
图41图示了台式仪器和一次性细胞分离模块。在该台式仪器中可以使用多达8个细胞分离模块，每个模块有多达10个样品。所述仪器可以是独立式的，或者可以与其他设备相一致地集成。一次性细胞分离模块可以包括血液样品输入端口(在一些情况下拥有安全壳体特征)、微柱阵列腔室、产物出口端口、废物出口端口(在一些情况下拥有安全板载围壳特征)以及缓冲液输入端口。
具体实施方式
I.概述
本文提供了用于颗粒的化学处理、纯化、分离和/或浓缩的方法、组成、设备、系统和套件。在一些情况下，颗粒的化学处理、纯化、分离和/或浓缩可以是高通量的。颗粒的化学处理、纯化、分离和/或浓缩可以涉及基于大小来分离颗粒，例如，使样品流过障碍物阵列，例如，确定性横向位移(DLD)阵列。用于基于大小和/或使用DLD来分离颗粒的设备例如在以下文献中有述：美国专利号7,150,812、7,318,902、7,472,794、7,735,652、7,988,840、8,021,614、8,282,799、8,304,230、8,579,117以及PCT公开号WO2012094642，上述文献的全部内容通过引用并入于此。在一些情况下，高通量方法包括至少1mL/min、至少5mL/min、至少10mL/min或至少20mL/min的流速。在一些情况下，本文描述的设备可以处理少于1mL、至少10mL、至少100mL或至少300mL的样品。
在一方面，本文提供了用于处理、纯化和浓缩颗粒的设备，其中所述设备包括从多个入口延伸至多个出口的通道，并且其中所述通道以第一壁和与所述第一壁相对的第二壁为边界；以及安置在通道内部被配置用于当颗粒从入口流向出口时使颗粒朝向第二壁偏转的障碍物阵列。设备可被配置成使得流体样品中的颗粒被输入至多个入口中的至少一个中，并且使得流体样品中具有预定大小的颗粒偏转通过一系列平行流动流(从多个入口流向多个出口)同时还朝向所述第二壁偏转。在一些情况下，所述一系列平行流动流包括至少四个包含试剂的流动流。所述试剂可以是相同的或不同的试剂。
在另一方面，本文提供了一种设备，所述设备包括：从多个入口延伸至多个出口的通道，其中所述通道以第一壁和与第一壁相对的第二壁为边界，并且其中所述设备被配置用于使多个流动流从多个入口流向多个出口，其中所述多个流动流彼此平行流动；以及安置在通道内部被配置用于当颗粒从入口流向出口时使颗粒朝向第二壁偏转的障碍物阵列，其中所述障碍物阵列包括定向成与多个流动流的流动以及所述第一壁和所述第二壁平行的至少一个分隔壁。设备可被配置成其中被引入至靠近第一壁的样品入口中的颗粒在朝向第二壁偏转的同时穿过所述多个流动流，并且其中所述至少一个分隔壁被配置用于使朝向第二壁偏转的颗粒流动延迟，其中所述延迟有助于大幅增加经偏转的颗粒存在于流动流中的时间以及/或者大幅减小平行流动流之间的混合。
在另一方面，本文提供了一种设备，所述设备包括从至少一个入口延伸至多个出口的通道，其中所述通道以第一壁和与第一壁相对的第二壁为边界；以及安置在通道内部被配置用于当包含颗粒的流从至少一个入口流向多个出口时使包含颗粒的流中的颗粒朝向第二壁偏转的障碍物阵列。所述设备被配置成其中所述第一壁包括适于使流体朝向第二壁中的多个出口流动的多个入口，其中流体流动的方向与包含颗粒的流的流动垂直，并且其中所述流体的流动被配置用于在颗粒朝向第二壁移动之后移除任何已堵塞在障碍物阵列中的颗粒。
在另一方面，提供了一种用于标记细胞的方法，所述方法包括提供包含细胞的样品、处理包含细胞的样品，其中所述处理包括将包含细胞的样品引入至包含障碍物阵列的设备的样品入口中并且使样品通过所述障碍物阵列，其中所述障碍物阵列包括流过障碍物阵列的多个平行流动流，其中所述穿过包括使来自样品的细胞从样品入口流过所述多个平行流动流，其中所述多个平行流动流中的至少一个包括标记试剂，所述多个平行流动流中的至少一个流动流包括固定剂，所述多个平行流动流中的至少一个包括透化剂并且所述多个平行流动流中的至少一个包括洗涤缓冲液，由此使样品穿过障碍物阵列有助于标记细胞，还同时按大小对细胞进行分离；以及从设备的多个出口中的一个出口中获得预定大小的被标记细胞。
在另一方面，提供了用于针对分子诊断测试而处理白细胞的方法，所述方法包括使用微流体设备标记并获得来自样品中的白细胞，其中被标记细胞的产率为至少85％并且被标记细胞的存活率为至少90％。
在另一方面，提供了用于处理和分析颗粒的系统，所述系统包括多个储器，其中所述储器中的至少一个包括包含颗粒的样品，并且所述储器中的至少一个包括试剂；一种设备，其中所述设备与所述多个储器中的每一个流体连通，并且其中所述设备适于处理来自包含颗粒的样品中的颗粒，其中所述处理包括使包含颗粒的样品从包含该样品的储器流动至设备的入口中并且使所述颗粒穿过设备，其中所述穿过包括使来自输入中的颗粒流过设备内的多个平行流动流，其中所述平行流动流中的至少一个包括从所述多个储器中的至少一个流入的试剂，并且其中所述设备包括障碍物阵列，由此使颗粒穿过设备有助于处理颗粒以及按大小对颗粒进行分离；以及与设备的多个出口端口中的至少一个流体连通的分析设备，其中所述分析设备被配置用于执行对由设备处理的颗粒的分析。
微流体处理，亦称为确定性横向位移(DLD)，可以基于细胞的大小而将细胞从流体的流动中移除(2)。当流体和颗粒的混合物流过微柱阵列(其中，微柱的轴可以与流体流动的方向成较小的几度倾斜)时，某一临界大小之上的颗粒(诸如白细胞)可以从柱“弹撞(bump)”开以沿着倾斜的阵列轴流动(因而设备可以称为“凸点阵列(bump array)”)。较小的颗粒和溶解的分子，诸如红细胞、单克隆抗体(Mab)以及化学试剂(例如，固色剂、酶、透化剂)可以随着流体流或者在流体流中平均而言平直地向前流动。因此，在跨微流体芯片行进之后，较大的细胞可以流出并远离最初的输入混合物中的流体流并且可以单独地进行收集。所述处理可以用于将某一范围物体从输入流体中移除，所述范围从较大的DNA低聚物(～100kpb)到大肠杆菌以及其他细菌、血小板、红细胞和白细胞(2、4、5)不等。确定细胞或其他物体遵循哪条路径的临界大小可以由微柱阵列的设计(例如，柱大小和形状、柱间间隙、轴倾斜角)控制(6)。比确定弹撞(即，细胞获得)的临界大小大若干倍的细胞或颗粒可以流过设备而不出现堵塞。在一些情况下，操作条件(例如，芯片负载、流速、输出收集)可以是自动化的。
没有先前存在的细胞处理方法可以按>90％的产率回收白细胞的全部亚群，这可以是可使用如本文提供的设备和方法而实现的性能标准。该方法和设备可以是研究、临床的和/或商业的创新，所述创新可以取代当前在研究和临床实验室中司空见惯的标准离心洗涤/浓缩步骤。该细胞处理程序的使用可以不局限于流式细胞术和/或白细胞。
用于量化来自血液样品中的关键白细胞类型的数目和功能级的测试可以提供临床诊断、预后和治疗反应的增加的的精度和个性化。例如，对>30的细胞表面和细胞内靶分子的标记可以通过多参数流式细胞术或原子质谱法来同时评估多种类型的正常白细胞与白血病细胞的信号通路状态。然而，当前用于处理血液白细胞的程序可能是昂贵的、耗时的、重复的并且依赖人类操作者的；以及可以具有较低的细胞产率并且要求相当多的人类专业知识。
常规地，结合的表面膜和对血液白细胞的细胞内标记可要求：使红细胞裂解以获得白细胞群(裂解)；用荧光单克隆抗体(Mab)对细胞表面白细胞谱系/级或癌标志物进行温育(表面标记)；执行固定/渗化(Fix/Perm)步骤；以及利用可结合至细胞内(细胞质的和细胞核的)分子的试剂(例如，标示的Mabs、核酸、染色剂)进行温育(细胞内标记)。遵循这4个步骤中的每一个，可以要求一个或多个洗涤/浓缩步骤当前涉及对细胞聚合体的离心和重悬浮。在每个洗涤/浓缩步骤中，白细胞产率可以是～80-90％，因此在多次洗涤之后的总体产率可以<50％。
本文描述了利用确定性横向位移(DLD)微流体技术(2)来取代所述洗涤/浓缩步骤中的每一个的方法、成分、设备、系统和/或套件。在一些情况下，将白细胞获得和洗涤/浓缩步骤组合成单一步骤，从而避免裂解并进一步精简工作流程。因此，当前耗时半天的多步骤的劳动密集型处理可以由耗时<1hr并具有较少或极少依赖操作员的步骤的高产率、低成本的处理所取代。在一些情况下，多个连续步骤可被执行以“洗车”的方法在单一微芯片上获得、标记并洗涤/浓缩白细胞，输入全血并且针对下游应用(例如，流式细胞术或质谱分析)而输出被标记细胞。
本文所描述的确定性横向位移(DLD)分离可以胜过标准的离心程序。本文提供了用以快速地、低成本地、具有提高的细胞产率地并且具有改进的重复性地洗涤和浓缩白细胞的微流体设备、组分、系统、套件和方法。微流体DLD系统可被设计和制造以用于从包含用于标记步骤的Mab的流中或者从用于Fix/Perm步骤的溶液中移除并且浓缩白细胞或刺状的白血病细胞。0.1-1ml的体积可以在<5-10分钟内处理(例如，通过自动化处理)。在一些情况下，实现了白细胞的>90％产率和90％存活率以及对>99％的未结合荧光剂或Fix/Perm试剂的移除而无子群的偏斜。
在一些情况下，白细胞裂解步骤以及后续的离心洗涤/浓缩步骤被DLD微流体步骤取代。在一些情况下，DLD微流体步骤是单一的DLD微流体步骤。
如本文所述，可以在全血(健康样品和白血病样品)中标记白细胞，然后DLD微流体处理可以使标记了Mab的白细胞从血液和剩余的自由Mab中分离、纯化和/或浓缩。在一些情况下，实现了>99％的红细胞排除。
所述设备、方法、组分和/或套件可以准备白细胞(包括血液中的白血病细胞)用于流式细胞术。在一些情况下，本文提供的设备、方法、组分、系统和/或套件是针对要在样品上执行的多种测试的准备程序中的离心的总体替换。所述多种测试可以是如本文所描述的任何测试或下游应用。样品可以是如本文所提供的任何样品(例如，血液白细胞上的样品)。
II.颗粒
在一些情况下，可以使用本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件化学地和/或酶促地处理或处置、纯化、分离和/或浓缩的颗粒可以是细胞、细胞片段或核酸。在一些情况下，颗粒不是细胞、细胞片段或核酸，例如，颗粒是珠子。
A.血液成分
在一些情况下，颗粒是血液成分。在一些情况下，本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件可用于处理(例如，化学地和/或酶促地处理或处置)、纯化或分离血液成分，例如，用于血液保存(blood banking)。在一些情况下，血液成分包括血小板、红细胞(红血球)、白细胞(例如，粒细胞，例如，嗜中性粒细胞、嗜碱性粒细胞或嗜酸性粒细胞，或无粒白细胞，例如，淋巴细胞、单核细胞或巨噬细胞)。在一些情况下，本文所述的方法可用于从红细胞或血小板中排除白细胞(例如，在用于输送给患者的血液产物的处理过程中替代白细胞过滤器)。在一些情况下，本文所述的方法可以用于连续的(in-line)白细胞或血小板分离(例如，替代离心分离)。在一些情况下，本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件可用于从血液样品(例如，脐带血样品)中排除红细胞。
在一些情况下，细胞是树突状细胞。在一些情况下，细胞是先天性或适应性免疫系统的任何细胞。
B.白细胞(白血球)
在一些情况下，使用本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件处理(例如，化学地和/或酶促地处理或处置)、纯化、分离和/或浓缩的细胞是白细胞(白血球)。白细胞可以是，例如，嗜中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、淋巴细胞或单核细胞。白细胞可以是，例如，粒细胞或无粒白细胞。在一些情况下，粒细胞是嗜中性粒细胞、嗜碱性粒细胞或嗜酸性粒细胞。在一些情况下，无粒白细胞是淋巴细胞、单核细胞或巨噬细胞。淋巴细胞可以是，例如，B细胞或T细胞。T细胞可以是，例如，CD4+T辅助细胞(例如，TH1、TH2、TH3、TH17、TH9或TFH)、CD8+细胞毒性T细胞、γδT细胞、调节性(抑制性)T细胞、自然杀伤T(NKT)细胞或抗原特异性T细胞，例如，记忆T细胞，例如，中央记忆T细胞、TEM细胞或TEMRA细胞。在一些情况下，淋巴细胞是自然杀伤(NK)细胞。B细胞可以是血浆B细胞、记忆B细胞、B-1细胞、B-2细胞、边缘区B细胞、滤泡B细胞或调节性B细胞。在一些情况下，细胞是调节性巨噬细胞。在一些情况下，细胞是浆细胞样树突状细胞(pDC)。在一些情况下，细胞是髓源性抑制细胞(MDSC)。在一些情况下，细胞是巨核细胞。
在一些情况下，白细胞(白血球)可以通过一个或多个细胞表面标志物鉴别。在一些情况下，白细胞(白血球)可以通过使用针对一个或多个细胞表面标记的结合剂(例如，如本文所提供的抗体、抗体片段、探针等)来鉴别(例如，检测与结合剂相关联的标记的存在和/或不存在)。白细胞(人类或鼠)上的细胞表面标志物可以是跨膜蛋白质。跨膜蛋白质可以是糖蛋白。在一些情况下，用于鉴别白细胞(人类/鼠)的跨膜糖蛋白是分化抗原(CD)跨膜糖蛋白。结合剂可以包括如本文所提供的标记。结合剂可以包括如本文所提供的标记。如本文所述提供的标记可以是可检测的(例如，荧光性等)。CD蛋白可以是CD1a、1b、1c、1d、2、3、4、5、8、10、11a、11b、11c、13、14、15、16/32、19、20、21/35(CR2/CR1)、22、23、25、26、31、33、38、39、40、44、45RB、45RA、45R/B220、49b(pan-NK细胞)、49d、52、53、54、57、62L、63、64、66b、68、69、70、73、79a(Igα)、79b(Igβ)、80、83、85g/ILT7、86、88、93、94、103、105(Endoglin)、107a、107(Mac3)、114、115、117、119、122、123、124、127、129、134、137(4-1BB)、138(Syndecan-1)、158(Kir)、161、163、183、184(CXCR4)、191、193(CCR3)、194(CCR4)、195、195(CCR5)、197、197(CCR7)、w198(CCR8)、203c、205/Dec-205、207(Langerin)、209DC-SIGN)、223、244(2B4)、252(OX40L)、267、268(BAFF-R)、273(B7-DC、PD-L2)、278(ICOS)、279/PD-1、282(TLR2)、289(TLR9)、284(TLR4)、294、303、304、305、314(NKG2D)、319(CRACC)、328(Siglec-7)或335(NKp46)。白细胞(白血球)细胞表面标记例如可以是表面IgM、IgD、DC标志物(33D1)、F4/80、CMKLR-1、HLA-DR、Siglex H、MHC Class II、LAP(TGF-b)、GITR、GARP、FR4、CTLA-4、TRANCE、TNF-β、TNF-α、Tim-3、LT-βR、IL-18R、CCR1、TGF-β、IL-1R、CCR6、CCR4、CRTH2、IFN-γR、Tim-1、Vα24-Jα18TCR(iNKT)、Ly108、Ly49、CD56(NCAM)、TCR-α/β、TCR-γ/δ、CXCR1、CXCR2、GR-1、JAML、TLR2、CCR2、Ly-6C、Ly-6G、F4/80、VEGFR1,C3AR、FcεRIα、Galectin-9、MRP-14、Siglec-8、Siglec-10、TLR4、IgE、GITRL、HLA-DR、ILT-3、Mac-2(半乳糖凝集素-3)、CMKLR-1或DC标志物(33D1)。
在一些情况下，白细胞(白血球)可以通过一个或多个细胞内标志物来鉴别。白细胞(白血球)细胞内标志物例如可以是Pax-5、Helios、FoxP3、GM-CSF、IL-2、IFN-γ、T-bet、IL-21、IL-17A、IL-17F、IL-22、RORγt、RORα、STAT3、IL-10、IL-13、IL-5、IL-4、IL-6、GATA3、c-Maf、颗粒酶B、穿孔素或颗粒溶素。
在一些情况下，本文提供的设备、方法、组分、系统和/或套件可用于区分成熟的和未成熟的B细胞和T细胞。如本文所提供的，可以通过使用特定于或指向或针对标志物(例如，细胞表面和/或细胞内的)的结合剂来区分或鉴别如本文提供的标志物的存在(例如，阳性)、不存在(例如，阴性)和/或其组合。结合剂可以是本领域移植的任何结合剂(例如，抗体、抗体片段、探针(例如，核酸探针)等)。所述结合剂可以包括如本文所提供的标记。如本文所提供的标记可以是可检测的(例如，荧光性等)。成熟T细胞与未成熟T细胞之间的区分可以通过鉴别CD3、4、8、25、44、117、127和TCR-α/β、TCR-γ/δ标志物的存在(例如，阳性)、不存在(例如，阴性)和/或其组合(例如，检测与结合剂相关联的标记的存在和/或不存在)来执行。成熟Treg细胞与未成熟Treg细胞之间的区分可以通过鉴别CD3、4、8、25、40、44、45RA、45RB、62L、117、127、134(OX40)、137(4-1BB)、197、199(CCR9)、223(LAG-3)、整合素α4、整合素β7、304(神经纤毛蛋白)、357(GITR)、CTLA-4、Foxp3、GARP、IL-10,IL-15Rα、LAP(TGFβ)和TCR-α/β标志物的存在(例如，阳性)、不存在(例如，阴性)和/或其组合来执行。成熟的鼠B细胞与未成熟的鼠B细胞的区分可以通过鉴别CD2、11b、16/32.19、21/35、23、22、24(HAS)、43、45R(B220)、93(AA4.1)、117、127,BP-1、cμ、sμ、
Figure GDA0002108795010000451
IgD、IgM标志物的存在(例如，阳性)、不存在(例如，阴性)和/或其组合来执行。成熟的人B细胞与未成熟的人B细胞的区分可以通过鉴别CD9、19、20、23、24(HSA)、27、28、31、34、38、40、45R(B220)、95(FAS)、150(SLAM)、184(CXCR4)、IgD、IgM,IgA、IgG标志物的存在(例如，阳性)、不存在(例如，阴性)和/或其组合来执行。成熟的人或鼠的树突状细胞与未成熟的人或鼠的树突状细胞的区分可以通过鉴别CD3、11b、11c、14、16、19、34、49b、68、80、86、107b(Mac-3)、115、117、123、127、135、303(BDCA-2)、CXCR1、F4/80、Ly6C、Ly6G、Gr-1、MHC II、NKp46、Sca-1、Ter119、iNOS、TNFα标志物的存在(例如，阳性)、不存在(例如，阴性)和/或其组合来执行。成熟的人或鼠的单核细胞/巨噬细胞与未成熟的人类或鼠的单核细胞/巨噬细胞的区分可以通过鉴别CD3、11b、11c、13、14、16、19、33、34、43、45、62L、68、115、117、123、127、135、163、204、206、CCR2、CCR5、CX3CR1、F4/80、LysA/E、Tie-2、Lys6B.2、Ly6C、Ly6G、Gr-1、MHC II、NKp46、Sca-1、Ter119、VEGFR1标志物的存在(例如，阳性)、不存在(例如，阴性)和/或其组合来执行。成熟的人和鼠的巨噬细胞亚群与未成熟的人和鼠的巨噬细胞亚群的区分可以通过鉴别包括CD14、CD11b、16、32、51/61.64、68、86、121a、121b、124、150、163、181、182、206、210、215、CCLs 1、2、3、4、5、8、15、16、18、20、24、CCR2、CCR7、CXCLs、8、9、10、11、13、16、IFNγ、IL-1RA、IL-1β,IL-6、IL-10、IL-12、IL-15、IL-23、iNOS、Ly6C、MHC II(人和鼠)、TNF-α、Dectin-1、FcεRlα、Lectins、RAGE、清道夫受体、精氨酸酶或LAP(TGFβ)的许多蛋白质标志物的存在(例如，阳性)、不存在(例如，阴性)和/或其组合来执行。
在一些情况下，本文提供的设备、方法、组分、系统和/或套件可以用于区分或鉴别白细胞(白血球)的亚群。白细胞(白血球)亚群的区分或鉴别可以通过利用如本文所描述的特定于或指向或针对一种或多种标志物(例如，细胞表面标志物或细胞内标志物)的一种或多种结合剂来处理包含颗粒(例如，白细胞)的样品。所述结合剂可包括如本文所提供的标记。如本文所提供的标记可以是可检测的(例如，荧光性等)。可以通过鉴别特定于白细胞类型的细胞内标志物的存在(例如，阳性)、不存在(例如，阴性)和/或其组合(例如，检测与结合剂相关联的标记的存在和/或不存在)而将白细胞(白血球)的亚群与其他白细胞区分开。可以通过鉴别特定于白细胞类型的标志物的存在(例如，阳性)、不存在(例如，阴性)和/或其组合(例如，检测与结合剂相关联的标记的存在和/或不存在)而将白细胞(白血球)的亚群与其他白细胞区分开。例如，Th2细胞可由转录因子GATA3和细胞因子：IL-4、IL-5、IL-6、IL-10、和IL-13鉴别。Th17细胞可由细胞内的RORγt和STAT3以及细胞因子：IL-17A、IL-17F、IL-21和IL-22的产物鉴别。Th1细胞可由转录因子T-bet和细胞因子：IL-2、IFN-γ和TNF鉴别。巨噬细胞可由GM-CSF、IL-3、IL-6、IL-11、趋化因子(SDF-1；FGF-4)和红细胞生成素鉴别。当NK不表示在T细胞或B细胞上发现的T细胞抗原受体(TCR)或Pan T标志物CD3或免疫球蛋白(Ig)B细胞受体时，NK可由人类的细胞表面标志物CD16(FcγRIII)和CD56、C57BL/6鼠的细胞表面标记NK1.1或NK1.2的存在(例如，阳性)、不存在(例如，阴性)和/或其组合来鉴别。多达80％的人类NK细胞也表示CD8。它们不同于表示CD3的自然杀伤细胞——T细胞。在人类中，pDC表示表面标志物CD123、BDCA-2(CD303)和BDCA-4(CD304)，但不表示CD11c或CD14，这使它们分别区别于常规的树突状细胞或单核细胞。鼠pDC表示CD11c、B220、BST-2(mPDCA)和Siglec-H并且对CD11b呈阴性。调节性T细胞可由CD4、CD25和Foxp3(但缺少CD127)的存在(例如，阳性)、不存在(例如，阴性)和/或其组合表征或鉴别。CD4+Foxp3+调节性T细胞称为“天然产生”的调节性T细胞，以使它们区别于体外生成的“抑制”T细胞群。虽然抑制性T细胞的其他变体确实存在，诸如CD8抑制性细胞、Th3和Tr-1细胞，但Tregs被定义为经典的CD4+CD25+FOXP3+细胞。巨噬细胞可由包括CD14、CD11b、F4/80(鼠)/EMR1(人类)、MAC-1/MAC-3以及CD68的许多蛋白的特定标示来鉴别。髓源抑制性细胞(MDSC)是具有有效的T细胞抑制功能的异质细胞群，其特征在于活化状态具有增加产量的活性氧和活性氮分子以及精氨酸酶1。在鼠体内，MDSC可由CD11b+GR1+鉴别，而在人体内，MDSC可由LIN–HLA-DR–CD33+或CD11b+CD14–CD33+鉴别。Th17细胞可以使用针对CD4、CD161和CCR6的细胞表面标志物来鉴别。
C.干细胞
在一些情况下，使用本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件处理(例如，化学地或酶促地处理或处置)、纯化、分离和/或浓缩的细胞是干细胞。在一些情况下，该干细胞是成体干细胞(体性干细胞)。在一些情况下，成体干细胞是造血干细胞(HSC)或造血祖细胞(HPC)。在一些情况下，HSC来自骨髓(例如，骨盆、股骨或胸骨的骨髓)。在一些情况下，HSC在脐血样品，例如，脐带血中。在一些情况下，HSC来自胎盘。在一些情况下，将粒细胞集落刺激因子(G-CSF)施用于受试者；G-CSF可以诱导HSC离开骨髓并在血管中循环。在一些情况下，HSC在外周血(例如，G-CSF调动的成人外周血)中。在一些情况下，干细胞是长期干细胞或短期祖细胞。在一些情况下，干细胞用于体外扩增，并且使用本文所述的方法和设备纯化体外扩增的产物。在一些情况下，干细胞来源于脂肪组织(源自脂肪的干细胞(ASC))。在一些情况下，干细胞来源于脂肪组织的胶原酶消化。
在一些情况下，HSC(例如，未分化的HSC)可以通过一种或多种细胞表面标志物来鉴别。在一些情况下，表征或鉴别HSC(例如未分化的HSC)包括鉴别一个或多个细胞表面标志物的存在(例如，阳性)、不存在(例如，阴性)和/或其组合。通过利用如本文所描述的特定于或指向或针对所述标记中的一个或多个(例如，细胞表面)的结合剂来处理包含颗粒(例如，HSC)的样品，可以执行所述鉴别。结合剂可包括如本文所提供的标记。如本文所提供的标记可以是可检测的(例如，荧光性等)。所述鉴别可以通过鉴别标志物的存在(例如，阳性)、不存在(例如，阴性)和/或其组合(例如，检测与结合剂相关联的标记的存在和/不存在)来执行。所述标志物可以是细胞表面标志物或细胞内标志物。所述结合剂可以是本领域已知的任何结合剂(例如，抗体、抗体片段、探针(例如，核酸探针)等)。HSC上的细胞表面标志物可以是分化抗原(CD)跨膜糖蛋白。所述CD可以是CD10、31、34、38、44、45、59、84、90、93(C1Rqp)、105(内皮糖蛋白)、110、111、117(c-Kit)、133、135(Flk-2)、150(SLAM)、184(CXCR4)、202b(Tie2/Tek)、243 9MDR-1)、271(NGFR)、309(VEGFR2)、338。HSC上的细胞表面标记可以是造血干细胞标志物、VEGF受体2、CXCR4、血管紧张素转化酶1(AngiotensinConverting Enzyme 1)、BCRP/ABCG2、Ly-6A/E(Sca-1)。人HSC细胞表面标志物可以是，例如，CD34+、CD59+*、Thy1+、CD38low/-、C-kit-/low或lin-。小鼠HSC细胞表面标志物可以是，例如，CD34low/-、SCA-1+、Thy1+/low、CD38+、C-kit+或lin-。细胞内标志物例如可以是ATF2、GATA1、GATA2、GFI或RUNX1/AML1。
HSC可以产生血细胞，例如，红细胞、B淋巴细胞、T淋巴细胞、自然杀伤细胞、嗜中性粒细胞、嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞。
成体干细胞(体性干细胞)可以是HSC、间充质干细胞、神经干细胞、上皮干细胞或皮肤干细胞。在一些情况下，干细胞是间充质干细胞。间充质干细胞可以产生，例如，骨细胞(骨细胞)、软骨细胞(软骨细胞)、脂肪细胞(脂肪细胞)和其他种类的结缔组织细胞诸如腱中的那些细胞。
在一些情况下，干细胞是神经干细胞。神经干细胞可以在大脑中找到。神经干细胞可以产生，例如，神经细胞(神经元)和两种类别的非神经元细胞，例如，星形细胞和少突胶质细胞。在一些情况下，本文所提供的设备、方法、组分、系统和/或套件可以用于鉴别神经干细胞。神经干细胞的鉴别可以通过利用如本文所描述的特定于或指向或针对由神经干细胞表示的一种或多种标志物(例如，细胞表面标志物或细胞内标志物)的一种或多种结合剂来处理包含颗粒(例如，神经干细胞)的样品来执行。所述结合剂可以包括如本文所提供的标记。如本文所提供的标记可以是可检测的(例如，荧光性等)。所述鉴别可以通过鉴别标志物的存在(例如，阳性)、不存在(例如，阴性)和/或其组合(例如，检测与结合剂相关联的标记的存在和/不存在)来执行。所述标志物可以是细胞表面标志物，例如，CD15、24或184。所述标志物可以是细胞内标志物，例如，Nestin、Pax6、Sox1或Sox2。
在一些情况下，干细胞是肠上皮干细胞。肠上皮干细胞可以使消化道起皱并可能出现在深的隐窝中。肠上皮干细胞可以产生吸收细胞、杯形细胞、帕内特细胞和/或肠内分泌细胞。在一些情况下，本文所提供的设备、方法、组分、系统和/或套件可用于鉴别肠上皮干细胞。肠上皮干细胞的鉴别可以通过利用如本文所描述的特定于或指向或针对由肠上皮干细胞表示的一种或多种标志物(例如，细胞表面标志物或细胞内标志物)的一种或多种结合剂来处理包含颗粒(例如，肠上皮干细胞)的样品来执行。所述结合剂可以包括如本文所提供的标记。如本文所提供的标记可以是可检测的(例如，荧光性等)。所述鉴别可以通过鉴别标志物的存在(例如，阳性)、不存在(例如，阴性)和/或其组合(例如，检测与结合剂相关联的标记的存在和/不存在)来执行。所述标志物可以是本领域已知的细胞表面标志物或细胞内标志物。所述标志物例如可以是CD 44、ICAM-1/CD54、CD34、Lrig1、Lgr5、Bmi1、Tert或Hopx。
在一些情况下，干细胞是皮肤干细胞。皮肤干细胞可以出现在表皮的基底层和毛囊的基部。表皮干细胞可以产生角质形成细胞，该细胞可以迁移到皮肤的表面并形成保护层。滤泡干细胞既可以产生毛囊又可以产生表皮。在一些情况下，本文提供的设备、方法、组分、系统和/或套件可用于鉴别皮肤干细胞。皮肤干细胞的鉴别可以通过利用如本文所描述的特定于或指向或针对由皮肤干细胞表示的一种或多种标志物(例如，细胞表面标志物或细胞内标志物)的一种或多种结合剂来处理包含颗粒(例如，皮肤干细胞)的样品来执行。所述结合剂可以包括如本文所提供的标记。如本文所提供的标记可以是可检测的(例如，荧光性等)。所述鉴别可以通过鉴别标记的存在(例如，阳性)、不存在(例如，阴性)和/或其组合(例如，检测与结合剂相关联的标记的存在和/不存在)来执行。所述标志物可以是本领域已知的细胞表面标志物或细胞内标志物。所述标志物例如可以是CD 34、K15、巢蛋白、卵泡抑素、p63、整合素α6、腱生蛋白C、EGFR、IGFR、Delta 1、TBRII或佛力因子。
在一些情况下，干细胞是胚胎干(ES)细胞。胚胎干细胞可以来源于胚胎，该胚胎从已经体外受精的卵子发育而来。在一些情况下，胚胎干细胞是人类胚胎干细胞。在一些情况下，干细胞是诱导的多能干细胞(iPSC)。iPSC可以是基因重组为胚胎干细胞样状态的体细胞。在一些情况下，干细胞是未分化的干细胞。在一些情况下，干细胞是癌干细胞。在一些情况下，本文所提供的设备、方法、组分、系统和/或套件可用于鉴别ES细胞。ES细胞的鉴别可以通过利用如本文所描述的特定于或指向或针对由ES细胞表示的一种或多种标志物(例如，细胞表面或标志物细胞内标志物)的一种或多种结合剂来处理包含颗粒(例如，ES细胞)的样品来执行。所述结合剂可以包括如本文所提供的标记。如本文所提供的标记可以是可检测的(例如，荧光性等)。所述鉴别可以通过鉴别标记的存在(例如，阳性)、不存在(例如，阴性)和/或其组合(例如，检测与结合剂相关联的标记的存在和/不存在)来完成。所述标志物可以是细胞表面标志物，例如，CD 9、15(SSEA-1)、49f、24、29、324、338、SSEA-3、SSEA-4、SSEA-5、TRA-1-81、TRA-1-60、TRA-2-49或TRA-2-54。所述标志物可以细胞内标志物，例如，c-Myc、Nanog、FOXD3、OCT3/4、Stat-3或Sox2。
在一些情况下，本文所提供的设备、方法、组分、系统和/或套件可用于鉴别间充质干细胞。间充质干细胞的鉴别可以通过利用如本文所描述的特定于或指向或针对由间充质干细胞表示的一种或多种标志物(例如，细胞表面标志物或细胞内标志物)的一种或多种结合剂来处理包含颗粒(例如，间充质干细胞)的样品来执行。所述结合剂可以包括如本文所提供的标记。如本文所提供的标记可以是可检测的(例如，荧光性等)。所述鉴别可以通过鉴别标记的存在(例如，阳性)、不存在(例如，阴性)和/或其组合(例如，检测与结合剂相关联的标记的存在和/不存在)来完成。所述标志物可以是细胞表面标志物，例如，CD 10、13、29、31、44、45RO、49a、49e、51、54、56、73、90、105(Endoglin)、106(VCAM-1)、117(c-kit)、166(ALCAM)、349(Frizzled-9)、TfR、BMPRs-IA、IB和II、N-钙黏着蛋白、SSEA-4、STRO-1、Sca-1/Ly6、PDGF R alpha、HLA I类、癌胚抗原、整合素5α、整合素β1、p75、NGF受体、快速发育生长因子同源蛋白2抗体(Sprouty 2)或TNAP。所述标记可以是细胞内标志物，例如，骨碱性磷酸酶、dbx2、Flightless 1、KLF5、Spi1、Tafazzin、nucleotstemin或波形蛋白。
D.其他颗粒
在一些情况下，可以使用本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件处理(例如，化学地和/或酶促地处理或处置)、纯化、分离和/或浓缩的颗粒可以是癌细胞、循环肿瘤细胞(CTC)、上皮细胞、循环内皮细胞(CEC)、循环干细胞(CSC)或癌干细胞。在一些情况下，颗粒是骨髓细胞、祖细胞泡沫细胞、胚胎细胞、间充质细胞、循环上皮细胞、循环子宫内膜细胞、滋养细胞、免疫系统细胞(宿主或移植)、结缔组织细胞、细菌、真菌、病毒、原生动物、藻类或植物细胞。在一些情况下，颗粒是微粒。
在一些情况下，颗粒是细胞片段。在一些情况下，细胞片段是蛋白质。在一些情况下，蛋白质是抗体或抗体片段。在一些情况下，细胞片段是T细胞受体。在一些情况下，蛋白质是免疫球蛋白。在一些情况下，颗粒是多肽。
在一些情况下，颗粒是稀有细胞，例如，在一毫升样品中具有小于1000的丰度的细胞类型，例如，循环肿瘤细胞(CTC)、循环胚胎细胞、干细胞或感染病毒或寄生虫的细胞。如果样品是水样品，则稀有细胞可以是病原性细菌或感染病毒的细胞。
在一些情况下，细胞片段是核酸。核酸可以是，例如，DNA或RNA。DNA可以是基因组DNA、线粒体DNA和/或无细胞DNA。RNA可以是，例如，信使RNA(mRNA)、核糖体RNA(rRNA)、转移RNA(tRNA)、信号识别颗粒RNA、小核RNA、small nucleoar RNA、SmY RNA、小卡哈尔体特异性(small cajal body-specific)RNA、端粒酶RNA、剪接前导RNA、反义RNA、CRISPR RNA、长链非编码RNA(长链ncRNA)、微RNA(miRNA)、短干扰RNA(siRNA)、短发夹RNA(shRNA)、反式作用siRNA、重复相关siRNA和/或无细胞RNA。在一些情况下，核酸是双链的。在一些情况下，核酸是单链的。在一些情况下，核酸包含一个或两个突出端。在一些情况下，核酸包含5’突出端。在一些情况下，核酸包含3’突出端。在一些情况下，核酸包含“高分子量”核酸。在一些情况下，核酸是低分子量核酸。在一些情况下，核酸是核内的、细胞内的或细胞外的。
术语“多核苷酸”、“核酸”或语法上的等同词可以指共价连接在一起的两个或更多个核苷酸。本文所述的核酸可以含有磷酸二酯键，虽然在一些情况下，如下文所概述的(例如在引物和探针诸如标记探针的构建中)，包括了可具有替代性骨架的核酸类似物，该替代性骨架包括，例如，磷酰胺(Beaucage等人,Tetrahedron 49(10):1925(1993)和其中的参考文献；Letsinger,J.Org.Chem.35:3800(1970)；Sprinzl等人,Eur.J.Biochem.81:579(1977)；Letsinger等人,Nucl.Acids Res.14:3487(1986)；Sawai等人,Chem.Lett.805(1984)，Letsinger等人,J.Am.Chem.Soc.110:4470(1988)；和Pauwels等人,ChemicaScripta 26:141 91986))、硫代磷酸酯(Mag等人,Nucleic Acids Res.19:1437(1991)；和美国专利号5,644,048)、二硫代磷酸酯(Briu等人,J.Am.Chem.Soc.111:2321(1989))、O-甲基亚磷酰胺(O-methylphosphoroamidite)键(见Eckstein,Oligonucleotides andAnalogues:A Practical Approach,Oxford University Press)，以及肽核酸(本文中还称为"PNA")骨架和键(见Egholm,J.Am.Chem.Soc.114:1895(1992)；Meier等人,Chem.Int.Ed.Engl.31:1008(1992)；Nielsen,Nature,365:566(1993)；Carlsson等人,Nature 380:207(1996)，所有这些文献均通过引用并入本文)。其他类似的核酸包括具有双环结构的那些核酸，该双环结构包括锁核酸(本文中还称为"LNA"),Koshkin等人,J.Am.Chem.Soc.120.13252 3(1998)；正(positive)骨架(Denpcy等人,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 92:6097(1995)；非离子型骨架(美国专利号5,386,023、5,637,684、5,602,240、5,216,141和4,469,863；Kiedrowshi等人,Angew.Chem.Intl.Ed.English30:423(1991)；Letsinger等人,J.Am.Chem.Soc.110:4470(1988)；Letsinger等人,Nucleoside&Nucleotide 13:1597(1994)；第2和3章,ASC Symposium Series 580,"Carbohydrate Modifications in Antisense Research",Y.S.Sanghui和P.Dan Cook编著；Mesmaeker等人,Bioorganic&Medicinal Chem.Lett.4:395(1994)；Jeffs等人,J.Biomolecular NMR 34:17(1994)；Tetrahedron Lett.37:743(1996))以及非核糖骨架，包括在美国专利号5,235,033和5,034,506，以及第6和7章,ASC Symposium Series 580,"Carbohydrate Modifications in Antisense Research",Y.S.Sanghui和P.Dan Cook(编著)中描述的那些。含有一种或多种碳环糖的核酸也包括在核酸的定义内(见Jenkins等人,Chem.Soc.Rev.(1995)pp 169 176)。在Rawls,C&E News,1997年6月2日,第35页中描述了几种核酸类似物。“锁核酸”也包括在核酸类似物的定义内。LNA可以是其中核糖环被连接2'-O原子和4'-C原子的亚甲基桥“锁定”的一类核酸类似物。所有这些参考文献通过引用在此特别地并入本文。可以完成核糖-磷酸骨架的这些修饰，以提高此类分子在生理环境中的稳定性和半衰期。例如，PNA:DNA和LNA-DNA混合物可以表现出更高的稳定性，并因此可以在一些实施方案中使用。核酸可以是单链或双链的(如所指定的)，或含有双链或单链序列两者的部分。根据应用，核酸可以是DNA(包括，例如，基因组DNA、线粒体DNA和cDNA)、RNA(包括，例如，mRNA和rRNA)或混合物，在该混合物中核酸含有脱氧核糖-核苷酸和核糖-核苷酸的任意组合，以及碱基的任意组合，该碱基包括尿嘧啶、腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶、鸟嘌呤、肌苷、xathanine hypoxathanine、异胞嘧啶、异鸟嘌呤等。
在一些情况下，细胞片段是膜、细胞器、核小体、外来体或细胞核。在一些情况下，细胞片段是线粒体、粗面内质网、核糖体、滑面内质网、叶绿体、高尔基器、高尔基体、糖蛋白、糖脂、潴泡、脂质体、过氧化物酶体、乙醛酸循环体、中心粒、细胞骨架、溶酶体、纤毛、鞭毛、收缩泡、小泡、核被膜、液泡、细胞膜、微管、核仁、质膜或染色质。
本文所述的一个或多个颗粒可在样品中。在一些情况下，本文所述的一种或多种不同类型的颗粒可在样品中。
E.颗粒大小
在一些情况下，使用本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件处理(例如，化学地处理或处置)、纯化、分离和/或浓缩的颗粒具有预定的颗粒大小(或临界颗粒大小)。在一些情况下，具有至少预定颗粒大小的大小的颗粒指向设备中的第一出口，而小于预定大小的颗粒指向设备中的第二出口。在一些情况下，颗粒大小是颗粒的直径。
在一些情况下，颗粒大小为至少0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、200、300、400、500、600、700、800、900或1000μm。
在一些情况下，颗粒大小为约0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、200、300、400、500、600、700、800、900或1000μm。
在一些情况下，颗粒大小小于0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100μm、200、300、400、500、600、700、800、900或1000μm。
在一些情况下，颗粒大小为约0.1至约1μm、约1至约5μm、约5至约10μm、约10至约15μm、约10至约20μm、约10至约25μm、约15至约25μm、约20至约30μm、约30至约40μm、约40至约50μm、约50至约60μm、约60至约70μm、约70至约80μm、约80至约90μm、约90至约100μm、约100至约200μm、约200至约300μm、约300至约400μm、约400至约500μm、约500至约600μm或约500至约1000μm。
在一些情况下，当颗粒是多核苷酸时，该多核苷酸包含至少2、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1000、1500、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000、10,000、20,000、30,000、40,000、50,000、60,000、70,000、80,000、90,000、100,000个碱基。
在一些情况下，当颗粒是多核苷酸时，该多核苷酸包含约2、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1000、1500、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000、10,000、20,000、30,000、40,000、50,000、60,000、70,000、80,000、90,000、100,000、500,000、1,000,000、5,000,000或10,000,000个碱基。在一些情况下，多核苷酸是全染色体。在一些情况下，多核苷酸是人染色体1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、X或Y。
在一些情况下，当颗粒是多核苷酸时，该多核苷酸包含少于2、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1000、1500、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000、10,000、20,000、30,000、40,000、50,000、60,000、70,000、80,000、90,000、100,000、500,000、1,000,000、5,000,000或10,000,000个碱基。
在一些情况下，多核苷酸包含约10至约100个碱基、约50至约100个碱基、约100至约200个碱基、约500至约1000个碱基、或约1000至约2000个碱基、约2000至约5000个碱基、约5000至约10,000个碱基、约10,000至约50,000个碱基或约50,000至约100,000个碱基。
III.样品
来自样品的颗粒可以使用本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件进行处理(例如，化学地或酶促地处理或处置)、纯化、分离和/或浓缩。
A.样品类型
在一些情况下，样品是生物样品。在一些情况下，该生物样品是血液。血液样品可以是，例如，外周血、母血、G-CSF调动的成人外周血或脐血。脐血可以是，例如，脐带血或胎盘脐血。
在一些情况下，生物样品是血清，血浆，汗液，泪液，耳流(ear flow)，痰，滑液，淋巴，骨髓悬浮液，尿液，唾液，精液，阴道流或分泌物，脑脊液，粪便，宫颈灌洗液，皮脂，精液，前列腺液，Cowper流体，射精前流体，雌性射出液，脑液(例如，脑脊髓液)，腹水，乳汁(例如，母乳)，耳垢，呼吸道、肠道或泌尿生殖道的分泌物，支气管肺泡灌洗液，羊水，房水和水样品)。样品可以是已经向其中引入细胞的流体(例如，培养基和液化的组织样品)。样品可以是其中已经引入细胞的流体(例如，培养基和液化组织样品)。样品可以是裂解物。生物样品可以是头发、囊液、胸膜液、腹膜液、心包液、淋巴液、食糜、乳糜、胆汁、间质液、月经、脓、皮脂、粘膜分泌物、粪便水、胰液、来自窦腔的灌洗液、支气管肺吸出物或胚泡(blastocyst)腔液。生物样品可以是组织样品或活检物。来自生物体或已经被溶解的生物体的流体样品可以是至少1、2、3、4、5、6、7、7.5、8、9、10、20、50、75、100、200、500、1000或1500mL。
在一些情况下，生物样品来自动物，例如，人、小鼠、大鼠、猫、狗、牛、鸡、驴、兔子、黑猩猩、大猩猩、猩猩、马、豚鼠、猪或恒河猴。
在一些情况下，生物样品来自植物。在一些情况下，生物样品包含植物。
在一些情况下，生物样品来自真菌。在一些情况下，生物样品包含真菌。
在一些情况下，样品包含白细胞和红细胞。
在一些情况下，样品包含细胞。在一些情况下，样品包含死细胞和/或碎片。本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件可用于从包含细胞的样品中基于大小去除碎片和/或死细胞。在一些情况下，本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件可用于细胞清洗程序。在一些情况下，样品是细胞培养样品。在一些情况下，本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件可用于从细胞培养样品中的其他成分(例如，培养基、生长因子等)中处理(例如，化学地和/或酶促地处理或处置)、分离、纯化和/或浓缩细胞。
在一些情况下，样品包含缓冲液。缓冲液可以没有或基本没有试剂。在一些情况下，本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件可用于缓冲液/培养基更换。
在一些情况下，样品包含酶消化的脂肪组织。在一些情况下，酶消化的脂肪组织是自体祖细胞的来源。在一些情况下，本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件可用于将酶(例如，胶原酶)消化的脂肪组织净化为自体祖细胞的来源，例如，从酶消化的脂肪组织纯化干细胞。
在一些情况下，样品包含来自肿瘤的癌细胞。在一些情况下，本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件可用于从肿瘤处理(例如，化学地处理或处置)、分离、纯化和/或浓缩癌细胞。
在一些情况下，样品包含来自肿瘤的浸润细胞或基质宿主细胞。在一些情况下，本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件可用于从肿瘤处理(例如，化学地和/或酶促地处理或处置)、分离、纯化和/或浓缩浸润细胞或基质宿主细胞。例如，肿瘤浸润淋巴细胞可以是已经离开血流并迁移至肿瘤的白细胞。基质细胞可以是结缔组织。基质细胞可以提供肿瘤可以在其上生长的细胞外基质。
在一些情况下，样品是工业样品。在一些情况下，本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件可用于处理(例如，化学地和/或酶促地处理或处置)、分离、纯化和/或浓缩工业样品中的颗粒。
在一些情况下，样品包含藻类、酵母、细菌或病毒。在一些情况下，本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件可用于处理(例如，化学地和/或酶促地处理或处置)、分离、纯化和/或浓缩藻类、酵母、细菌和/或病毒。例如，具有酵母的样品可以是啤酒生产样品。本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件可用于从来自啤酒生产样品的样品处理(例如，化学地和/或酶促地处理或处置)、分离、纯化和/或浓缩酵母。
在一些情况下，样品包含抗体。在一些情况下，本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件可用于从包含抗体的样品处理(例如，化学地和/或酶促地处理或处置)、分离、纯化和/或浓缩抗体。
在一些情况下，样品包含植物、线粒体、慢病毒、外来体或分裂细胞。本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件可用于从样品处理(例如，化学地和/或酶促地处理或处置)、分离、纯化和/或浓缩植物、线粒体、慢病毒、外来体或分裂细胞。
在一些情况下，样品包含在细胞周期中不同阶段的细胞，G0(Gap0/休眠)、G1(Gap1)、S(合成)、M(有丝分裂)或G2(Gap 2)。在细胞周期的不同阶段，细胞可以具有不同的大小。在一些情况下，本文所述的方法和设备用于分离在细胞周期的不同阶段的细胞。
在一些情况下，样品来自水体。水体可以是，例如，来自小溪、池塘、河流、海洋、湖、大海、水坑、流道、湿地、沼泽、水库、港口、海湾、人工湖、泻湖、内湾、支流、小河、河湾、死河、开水(boil)、小川、burn、渠道、小湾、小水道、河口、河口湾、峡湾、冰河、海湾、水湾、水壶、川、浅湖、湖泊、红树林沼泽、地中海、小湖、贮木池、护城河、牛轭湖、phytotelma、池(游泳池、倒影池)、坑洼、急流、锚地、小河、盐沼、狭长海湾、海湖、水源、泉水、海峡、溪流、冰下湖、沼泽、冰斗湖、满潮湖、春池、废水或湿地。
在一些情况下，样品来自生化恐怖袭击。在一些情况下，来自生化恐怖袭击的样品包含病毒，例如，天花病毒或流感病毒。在一些情况下，来自生化恐怖袭击的样品包含炭疽。在一些情况下，来自生化恐怖袭击的样品包含多于一种类型的传染物。
在一些情况下，本文所述的方法用于从细胞纯化病毒，例如，慢病毒。慢病毒的实例包括人免疫缺陷病毒(HIV)、猿猴免疫缺陷病毒、猫免疫缺陷病毒、美洲狮慢病毒、马传染性贫血病毒、牛免疫缺陷病毒、山羊关节炎脑炎病毒或维斯纳病毒。在一些情况下，病毒可以从细胞和/或细胞碎片中净化除去。
在一些情况下，样品来自医院或其他医疗卫生保健机构。在一些情况下，样品来自废水处理设施。在一些情况下，样品来自藻类生物燃料生产设施。在一些情况下，样品来自啤酒厂。在一些情况下，样品来自公共供水系统。在一些情况下，样品来自下水道系统。
在一些情况下，样品来自化学品泄漏。在一些情况下，样品来自矿，例如煤矿。在一些情况下，样品是考古样品。在一些情况下，样品是法医样品。
在一些情况下，样品中的红细胞没有被裂解。在一些情况下，样品中的红细胞被裂解。
在一些情况下，样品包含一种或多种标记物。在一些情况下，样品包含至少2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20种不同的标记物。在一些情况下，标记物是抗体、抗体片段、染料、染色剂(例如，溴化乙锭)、核酸衔接子、放射性颗粒、荧光颗粒、寡核苷酸、探针或荧光标记的探针。在一些情况下，标记结合、连接或偶联至抗体、抗体片段、染料、染色剂(例如，溴化乙锭)、核酸适配子、放射性颗粒、荧光颗粒、管核苷酸、探针或荧光标记的探针。在一些情况下，如本文所提供的设备、方法、组分、系统和/或套件处理颗粒(例如，细胞)，使得所述颗粒(例如，细胞)包括第一标记和第二标记。所述第一标记第二标记可以是不同的标记。所述第一标记可以结合、偶联或连接至如本文所提供的指向颗粒的表面标志物(例如，细胞表面标志物)的结合剂，而所述第二标记可以结合、偶联或连接至如本文所提供的指向颗粒内部标志物(例如，细胞内标志物)的结合剂。所述标记可以是如本文所提供的任何标记。
在一些情况下，样品包含酶，例如，限制酶、激酶(例如，DNA激酶(例如，T4多核苷酸激酶)、蛋白激酶，例如，丝氨酸激酶、苏氨酸激酶、酪氨酸激酶)、DNA酶、RNA酶、磷酸酶、连接酶(例如，RNA连接酶、DNA连接酶)、辣根过氧化物酶(HRP)、碱性磷酸酶(AP)、葡糖糖氧化酶、聚合酶(例如，DNA聚合酶(例如，热稳定DNA聚合酶、Taq聚合酶)RNA聚合酶)、末端脱氧核苷酸转移酶、逆转录酶(例如，病毒逆转录酶、非病毒逆转录酶)、端粒酶、甲基化酶或拓扑异构酶。在一些情况下，本文所用的方法和/或设备可用于将标记物或酶与样品的另一成分(例如，多核苷酸或细胞)分离。
B.样品中颗粒的数目/不同类型颗粒的数目
样品可以包含一个或多个第一颗粒。在一些情况下，样品可以包含至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、50、100、500、1000、10,000、100,000、1,000,000、10,000,000、100,000,000、1,000,000,000、10,000,000,000、100,000,000,000或1,000,000,000,000个第一颗粒。样品可以包含约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、50、100、500、1000、10,000、100,000、1,000,000、10,000,000、100,000,000、1,000,000,000、10,000,000,000、100,000,000,000或1,000,000,000,000个第一颗粒。在一些情况下，样品包含约10至约100个第一颗粒、约5至约10个第一颗粒、约10至约50个第一颗粒、约50至约100个第一颗粒、约100至约1000个第一颗粒、约1000至约10,000个第一颗粒、约10,000至约100,000个第一颗粒、约100,000至约1,000,000个第一颗粒、约1,000,000至约10,000,000个第一颗粒、约10,000,000至约100,000,000个第一颗粒、约100,000,000至约1,000,000,000个第一颗粒、约1,000,000,000至约10,000,000,000个第一颗粒、约10,000,000,000至约100,000,000,000个第一颗粒或约100,000,000,000至约1,000,000,000,000个第一颗粒。
在一些情况下，样品包含至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、50、100、500、1000、10,000、100,000、1,000,000、10,000,000、100,000,000、1,000,000,000、10,000,000,000、100,000,000,000或1,000,000,000,000个总颗粒。样品可以包含约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、50、100、500、1000、10,000、100,000、1,000,000、10,000,000、100,000,000、1,000,000,000、10,000,000,000、100,000,000,000或1,000,000,000,000个第一颗粒，在一些情况下，样品包含约10至约100个总颗粒、约5至约10个总颗粒、约10至约50个总颗粒、约50至约100个总颗粒、或约100至约1000个总颗粒、约1000至约10,000个总颗粒、约10,000至约100,000个总颗粒、约100,000至约1,000,000个总颗粒、约1,000,000至约10,000,000个总颗粒、约10,000,000至约100,000,000个总颗粒、约100,000,000至约1,000,000,000个总颗粒、约1,000,000,000至约10,000,000,000个总颗粒、约10,000,000,000至约100,000,000,000个总颗粒或约100,000,000,000至约1,000,000,000,000个总颗粒。
样品可以包含一种或多种不同类型的颗粒。样品可以包含至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、50、100、500、1000、10,000、100,000、1,000,000、10,000,000、100,000,000、1,000,000,000、10,000,000,000、100,000,000,000或1,000,000,000,000种不同类型的颗粒。样品可以包含约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、50、100、500、1000、10,000、100,000、1,000,000、10,000,000、100,000,000、1,000,000,000、10,000,000,000、100,000,000,000或1,000,000,000,000种不同类型的颗粒。在一些情况下，样品包含约10至约100种不同类型的颗粒、约5至约10种不同类型的颗粒、约10至约50种不同类型的颗粒、约50至约100种不同类型的颗粒、或约100至约1000种不同类型的颗粒、约1000至约10,000种不同类型的颗粒、约10,000至约100,000种不同类型的颗粒、约100,000至约1,000,000种不同类型的颗粒、约1,000,000至约10,000,000种不同类型的颗粒、约10,000,000至约100,000,000种不同类型的颗粒、约100,000,000至约1,000,000,000种不同类型的颗粒、约1,000,000,000至约10,000,000,000种不同类型的颗粒、约10,000,000,000至约100,000,000,000种不同类型的颗粒或约100,000,000,000至约1,000,000,000,000种不同类型的颗粒。
C.样品中第一颗粒与第二颗粒的比例
在一些情况下，样品包含第一颗粒和第二颗粒。在一些情况下，样品中第一颗粒与第二颗粒的丰度的比例小于1:1、1:10、1:100、1:1000、1:10,000、1:100,000、1:1,000,000、1:10,000,000、1:100,000,000或1:1,000,000,000。在一些情况下，样品中第一颗粒与第二颗粒的丰度的比例大于1:1、1:10、1:100、1:1000、1:10,000、1:100,000、1:1,000,000、1:10,000,000、1:100,000,000或1:1,000,000,000。在一些情况下，样品中第一颗粒与第二颗粒的丰度的比例为约1:1、1:10、1:100、1:1000、1:10,000、1:100,000、或1:1,000,000、1:10,000,000、1:100,000,000或1:1,000,000,000。
在一些情况下，样品包含稀有细胞类型。在一些情况下，样品中稀有细胞类型的丰度与一种或多种其他细胞类型的细胞的丰度的比例为约1:100、1:1000、1:10,000、1:100,000、1:1,000,000、1:10,000,000、1:100,000,000或1:1,000,000,000。在一些情况下，稀有细胞类型的细胞的丰度与一种或多种其他细胞类型的细胞的丰度的比例小于1:100、1:1000、1:10,000、1:100,000、1:1,000,000、1:10,000,000、1:100,000,000或1:1,000,000,000。
D.样品稀释
在一些情况下，将样品进行稀释。在一些情况下，将样品(例如，血液样品)在应用于本文所述的设备之前稀释。例如，可以稀释样品以防止本文所述设备的阻塞。在一些情况下，将样品在通过本文所述的设备后稀释。
样品可以稀释至少0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、125、150、175、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900、或3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000或10,000倍。
在一些情况下，样品稀释约0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、125、150、175、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900、或3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000或10,000倍。
例如，可以通过向样品中添加水、缓冲液和/或其他流体来稀释样品。在一些情况下，通过添加添加剂来稀释样品。
E.堵塞和样品添加剂
本文公开了用于采用确定性横向位移阵列处理大体积血液的方法，例如，用于稀有细胞的分离。在一些情况下，该公开的方法可以用于从癌症患者的大体积(～100mL)全血中提取循环肿瘤细胞，或者例如，从大体积的脐带血中提取干细胞。对于采用DLD阵列整体处理血液，该公开的方法也是有用的。
在一些情况下，确定性横向位移(DLD)阵列用于从数百微升的血液中提取稀有细胞。通过使用所公开的方法，DLD阵列可用于从数百毫升的血液中提取稀有细胞。该技术针对用于其他血液应用的较低吞吐量的阻塞和污染的“鲁棒性(robustness)”也得到了改善。
在一些情况下，用于减少阻塞的方法包括四种技术的组合：1)将钙螯合的抗凝剂EDTA的浓度从，例如，1mM增加至，例如5mM；2)添加直接的凝血酶抑制剂，例如，浓度为，例如，40μM的PPACK；3)将流速增加10x；以及将血液稀释增加3x。在一些情况下，仅进行了一种技术。在一些情况下，进行了两种或更多种技术。
在一些情况下，提供了包含钙螯合剂和凝血酶抑制剂的套件。在一些情况下，套件包含EDTA和PPACK。
通过使用具有荧光染色的白细胞的血液可以测量作为已经通过DLD阵列的血液体积的函数的阻塞的水平。通过采用所公开的方法，使用上述四种方法的组合，相比于先前的几百微升，～100mL的血液可以在阻塞前通过DLD阵列。
EDTA和PPACK的组合可用作运行缓冲液用于在准备使用DLD阵列处理血液时稀释血液。
本文中列出的参考文献也是本申请的一部分，并且通过引用全文并入本文，如同其全文在本文中阐述。
确定性横向位移阵列可用于从高富集度且高流速的血液中捕获白细胞和循环肿瘤细胞。
在一些情况下，由于微柱(micro-post)(障碍物)阵列的阻塞，可以用这些设备处理的血液的体积受到限制。在一些情况下，通过在将血液放入阵列之前从血液中移除血小板，可确定血小板为阻塞的主要贡献者。例如，单独运行白细胞相比于运行血液可以导致小得多的阻塞。在一些情况下，可以使导致阻塞的生物机制失效，从而可以导致阻塞至少40倍的减少。在一些情况下，可以使用血液的更高流速和更大的稀释，以实现微柱阵列阻塞的进一步减少。
包含障碍物阵列的设备中的生理条件(高剪切力、快速反复的加速和减速)可以与在典型的情况(包含血液凝固研究)中发现的那些不同。
微柱(障碍物)阵列的阻塞可能由止血中涉及的两种互补的、相互依赖的过程(导致血块的凝血和血小板活化)中的一种或两种引起。在一些情况下，血块(其然后可以捕获白细胞)可能导致阻塞。
图35示出了可能方式(其中这两个过程可以相互作用以引起阻塞)以及潜在机制(可被攻击以使这些机制实效)的简化视图。循环可以被血小板上的机械应力(来自血小板在微柱阵列中的柱之间通过的剪切力)，或由微阵列结构导致的其快速加速和减速而引发。
凝血相关的过程在图的左侧，而血小板过程在图的右侧。它们可以通过凝血酶和钙途径以及依赖性相互关联。在一些情况下，为了最大化的有效性，可以同时针对凝血酶和钙途径/依赖性。
在一些情况下，在显著的阻塞可能发生前，高流速和稀释均导致全血的最大吞吐量的增加。
在一些情况下，主要的阻塞机制是血小板表面上的钙依赖性整联蛋白的活性，该整联蛋白的相互作用可以导致血小板的聚集。在一些情况下，钙依赖性整联蛋白是血小板诱导的阻塞的主要贡献者中的一个。在一些情况下，EDTA浓度从1mM增加到5mM可以导致阻塞8倍减少。在一些情况下，与血浆中的钙结合成螯合物的酸性柠檬酸盐葡萄糖(ACD)，如EDTA，具有相似的效果。钙的螯合作用也可以减少凝血途径(图的左侧)。
在一些情况下，主要阻塞机制是由于凝血酶效应，例如，凝血酶诱导的血小板活化。凝血酶可以催化作为凝血级联反应一部分的血纤蛋白原向血纤蛋白的转化。在一些情况下，凝血酶是有效的血小板活化激动剂。肝素可以有效减少阻塞-它可以减少凝血酶的形成。
在一些情况下，钙螯合剂可以与凝血酶抑制剂结合。在一些情况下，用直接的凝血酶抑制剂PPACK抑制凝血酶可以在5mM的EDTA浓度所达到的最大效果的基础上实现阻塞的进一步5倍的减少。
图36示出了具有40um三角柱(有27um间隙)的阵列用于从血液分离白细胞的示例的这些结果。
确定性横向位移(DLD)阵列已经用于在流速高达10mL/分钟下，以超过85％的捕获效率在稀释的全血中浓缩循环肿瘤细胞(CTC)(K.Loutherback等人,AIP Advances,2012)。在一些情况下，由于阵列的阻塞，可以处理的未稀释的全血的等效体积被限制为0.3mL每DLD阵列。由于在临床样品中CTC的浓度可以低至1-10个细胞/mL，因此增加可以用DLD阵列处理的血液的体积可以允许收集足够数量的CTC，以用于生物实验或临床诊断研究。而且，通过将大细胞，诸如CTC，撞(bumping)到缓冲液流中，DLD阵列可以用于获得没有血液中存在的小颗粒背景(诸如白细胞、红细胞和血小板)的CTC，产生高度富集或浓缩的产物(见例如,J.A.Davis,等人,PNAS,2006)。
在一些情况下，两种生物机理可以导致阵列的阻塞，并且这两种机制可以得到抑制。在一些情况下，剪切诱导的血小板聚集仅是阵列阻塞的较小的贡献者。在一些情况下，通过将由钙螯合的抗凝剂EDTA和ACD实现的阻塞减少与由间接凝血酶抑制剂肝素实现的阻塞减少比较，以及通过测量EDTA浓度依赖性的阻塞减少，可以确定钙依赖性整联蛋白为阻塞的主要贡献者。在一些情况下，将EDTA与直接凝血酶抑制剂PPACK结合可以用于将凝血酶诱导的血小板活化确定为导致阻塞的第二主要机制。使用EDTA和PPACK的组合，可以显示出阵列阻塞的40倍减少，其可使处理的血液体积相应增加。基于单通道设备(2mm宽)中的数据，我们可以预期完整的芯片能够在30分钟内处理>100mL量的全血而没有显著的阻塞。最后，在一些情况下，使用糖蛋白11b/Illa抑制剂替罗非班可以抑制由剪切力活化的糖蛋白11b/Illa整联蛋白复合物，说明剪切诱导的血小板聚集在阵列的阻塞中起较小的作用。
在一些情况下，样品可以包含一种或多种添加剂。在一些情况下，将螯合剂添加至样品。在一些情况下，螯合剂包含钙螯合剂。在一些情况下，螯合剂包含乙酰丙酮、产气菌素(aerobactin)、氨乙基乙醇胺、氨基多羧酸、ATMP、BAPTA、BDTH2、苯并三唑、联吡啶、2,2'-联吡啶、4,4'-联吡啶、1,2-双(二甲基胂基)苯、1,2-双(二甲基膦基)乙烷、1,2-双(二苯基膦基)乙烷、儿茶酚、Chelex 100、柠檬酸、Corrole、冠醚、18-冠-6、穴醚、2,2,2-穴醚、轮环藤宁(Cyclen)、地拉罗司、去铁酮、去铁胺、右雷佐生、反式-1,2-二氨基环己烷、1,2-二氨基丙烷、二苯甲酰甲烷、二乙烯三胺、二甘醇二甲醚、2,3-二羟基苯甲酸、二巯基丙醇、2,3-二巯基-1-丙磺酸、二巯基丁二酸、丁二酮肟、DIOP、二苯基乙二胺、DOTA、DOTA-TATE、DTPMP、EDDH、EDDS、EDTMP、EGTA、1,2-乙二硫醇、乙二胺、乙二胺四乙酸(EDTA)、羟乙磷酸、延伸的卟啉、铁络环肽、Fluo-4、Fura-2、葡糖酸、乙二醛-双(荚基亚胺(mesitylimine))、六氟乙酰丙酮、高柠檬酸、亚氨基二乙酸、Indo-1、金属乙酰丙酮化物、金属二硫烯复合物、金属冠醚、次氮基三乙酸、喷地肽、青霉胺、三胺五乙酸、Phanephos、菲咯啉、邻苯二胺、膦酸酯、植物螯合肽、聚天冬氨酸、卟吩、卟啉、3-吡啶基烟酰胺、4-吡啶基烟酰胺、二乙基二酸钠、聚天冬氨酸钠、三联吡啶、四甲基乙二胺、四苯基卟啉、1,4,7-三氮杂环壬烷、三亚乙基四胺、三磷酸、柠檬酸三钠或1,4,7-三硫环壬烷(Trithiacyclononane)。
在一些情况下，样品(例如，血液样品)在包含K2EDTA或K3EDTA的管中收集。
在一些情况下，样品包含减少钙依赖性整联蛋白活性的试剂。在一些情况下，样品包含减少钙依赖性凝血酶形成的试剂。
在一些情况下，与钙发生螯合的试剂包含酸性柠檬酸盐葡萄糖(ACD)。样品(例如，血液样品)中ACD的最终浓度可以是10％。
在一些情况下，螯合剂是EDTA。在一些情况下，钙螯合剂是EDTA。在一些情况下，样品中螯合剂的最终浓度是至少0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5或20mM。在一些情况下，样品中EDTA的最终浓度是至少0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24或25mM。在一些情况下，EDTA的浓度为约2mM至约7mM，或约3mM至约6mM。
在一些情况下，将一种或多种凝血酶抑制剂添加至样品，例如，血液样品。在一些情况下，凝血酶抑制剂是直接凝血酶抑制剂。在一些情况下，直接凝血酶抑制剂是二价的凝血酶抑制剂。在一些情况下，直接凝血酶抑制剂是单价的凝血酶抑制剂。在一些情况下，直接凝血酶抑制剂是别构抑制剂。二价的直接凝血酶抑制剂可以是水蛭素、比伐卢定、来匹卢定或地西卢定。单价的直接凝血酶抑制剂可以是阿加曲班、美拉加群、希美加群或达比加群。别构直接凝血酶抑制剂可以是DNA适体、苯并呋喃二聚体、苯并呋喃三聚体或聚合的木素。在一些情况下，直接凝血酶抑制剂是PPACK(D-Phe-Pro-Arg-CMK)。
在一些情况下，凝血酶抑制剂是PPACK(D-Phe-Pro-Arg-CMK)、苯甲脒盐酸盐、p-APMSF、p-APMSF盐酸盐、TLCK盐酸盐、uPA抑制剂、PPACK二盐酸盐或生物素化的PPACK二盐酸盐。在一些情况下，肝素是凝血酶抑制剂。
在一些情况下，样品中凝血酶抑制剂(例如，直接凝血酶抑制剂)的最终浓度是至少1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、125、150、175、200、250、300、350或400μM。在一些情况下，样品中凝血酶抑制剂的最终浓度为约30至约50μM，或约20至约60μM。
在一些情况下，样品中PPACK的最终浓度是至少1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、125、150、175、200、250、300、350或400μM。在一些情况下，样品中PPACK的最终浓度为约30至约50μM，或约20至约60μM。
在一些情况下，将螯合剂和凝血酶抑制剂添加至样品。在一些情况下，将钙螯合剂和凝血酶抑制剂添加至样品。在一些情况下，将螯合剂和凝血酶抑制剂添加至样品，并且将该样品稀释至少3倍。
在一些情况下，样品包含EDTA和PPACK。在一些情况下，样品包含浓度为约5mM的EDTA和浓度为约40μM的PPACK。在一些情况下，血液样品包含浓度为约5mM的EDTA和浓度为约40μM的PPACK。
在一些情况下，将血液样品稀释约3倍，并且该稀释的血液样品包含EDTA和PPACK。在一些情况下，将血液样品稀释约3倍，并且该稀释的血液样品包含浓度为约5mM的EDTA和浓度为约40μM的PPACK。
在一些情况下，样品(例如，血液样品)包含一种或多种添加剂，例如，氟化钠(NaF)、肝素、EDTA或柠檬酸钠。在一些情况下，添加剂是抗凝剂或抗血小板剂，例如，氯吡格雷、普拉格雷、替格瑞洛、噻氯匹定、阿加曲班、比伐卢定、达肝素、依诺肝素、磺达肝素、肝素、肝素洛氏冲冼液(heparin lock flush)、来匹卢定、阿那格雷、阿哌沙班、阿司匹林、阿司匹林/双嘧达莫、西洛他唑、达比加群、双嘧达莫、巴曲酶、裂纤酶(hementin)、利伐沙班、华法林或尿激酶。在一些情况下，抗凝剂是抗凝血酶、溶纤维蛋白剂或溶血栓剂。
在一些情况下，用含有2mM EDTA和0.5％BSA的1x PBS稀释全血。
F.样品体积
样品可以应用于本文所述的设备，例如，具有有序障碍物阵列的设备，例如，确定性横向位移(DLD)设备。可以应用于设备和/或被设备处理的样品的体积可以是至少0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15,5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、125、150、175、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900或3000mL。
可以应用于设备和/或被设备处理的样品的体积可以小于0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15,5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、125、150、175、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900或3000mL。
可以应用于设备和/或被设备处理的样品的体积可以为约0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15,5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、125、150、175、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900或3000mL。
可以应用于设备和/或被设备处理的样品的体积可以是约0.1至约1mL、约1至约10mL、约10mL至约20mL、约10mL至约50mL、约10mL至约100mL、约20mL至约100mL、约100mL至约300mL、约100mL至约1000mL、约100mL至约500mL或约100mL至约3000mL。
G.样品中颗粒的浓度
在一些情况下，样品中颗粒的浓度是约1、5、10、50、100、500、1000、104、105、106、107、108、109、1010或1011个每mL样品。
在一些情况下，样品中颗粒的浓度小于1、5、10、50、100、500、1000、104、105、106、107、108、109、1010或1011个每mL样品。
在一些情况下，样品中颗粒的浓度是至少1、5、10、50、100、500、1000、104、105、106、107、108、109、1010或1011个每mL样品。
IV.设备
用于基于大小来分离颗粒的示例性设备例如在以下文献中有述：美国专利号7,150,812、7,318,902、7,472,794、7,735,652、7,988,840、8,021,614、8,282,799、8,304,230、8,579,117和PCT申请号WO2012094642，上述文献的全部内容通过引用并入于此。本文描述的颗粒和样品可以施加至本文所述的用于基于大小的分离(例如，基于大小的高通量分离)的设备。
本公开内容总体上涉及诸如球体、细胞、病毒和分子等颗粒的分离的领域。本公开内容涉及基于颗粒在流体填充的障碍物场中的流动行为而分离颗粒，其中由移动流体引起的颗粒平流输送压倒扩散性颗粒输送的效果。
按大小或质量对颗粒的分离可以是生物学、医学、化学和工业中的基础分析和制备技术。常规方法包括凝胶电泳、场流分离、沉淀和尺寸排阻色谱法。最近，已经描述了使用障碍物阵列使颗粒在流体流动或所施加电场的影响下从障碍物阵列中穿过，来进行颗粒和带电生物聚合物的分离。由这些障碍物阵列设备进行的颗粒分离可由生物聚合物与障碍物之间的相互作用以及由穿过障碍物之间的流体的流动行为所介导。
已经公开了用于分离颗粒的多种微加工的筛分基质(Chou等人,1999,Proc.Natl.Acad.Sci.96:13762；Han等人,2000,Science 288:1026；Huang等人,2002,Nat.Biotechnol.20:1048；Turner等人,2002,Phys.Rev.Lett.88(12):128103；Huang等人,2002,Phys.Rev.Lett.89:178301；美国专利号5,427,663；美国专利号7,150,812；美国专利号6,881,317)。这些基质可以依赖于对小特征(例如，微流体通道中的柱或障碍物)的准确加工。在所有微加工方法中，可以将小特征加工成的准确度都可能有限，特别是当特征大小减小时尤为如此。用以加工小特征的材料的强度和刚度也可能限制所加工设备的实际效用。另外，在这样的基质中，障碍物之间的间隙的较小大小可能使得基质容易被对于适合于障碍物之间而言过大的颗粒所堵塞。微米级和纳米级加工还可能需要最先进的加工技术，而使用这样的方法加工的设备可能具有高昂的成本。
已经在例如美国专利号7,150,812中描述了凸点阵列(亦称为“障碍物阵列”)设备并且解释了其基本操作，该文献的全部内容通过引用并入于此。参考美国专利号7,150,812的图3和图4，凸点阵列可以基本上通过使穿过阵列(通常为周期性顺序的阵列)的颗粒分离而进行工作，其中分离发生在遵循从主体流体流动的方向偏移或从所施加的场的方向偏移的“阵列方向”的颗粒之间。
在相对较低的雷诺数的条件下两个相邻障碍物之间的流动水平上，流体流动能够以层流方式发生。考虑假设层中的两个障碍物之间的体积流量(例如，通过考虑障碍物之间具有相等体积流量的多个相邻流管而对流动进行建模，如美国专利号7,150,812的图8中所示)，可以通过标准方法来计算一层中的流体将会穿过下一个(即，下游的)障碍物的一侧或另一侧的可能性(例如，见Inglis等人,2006,Lab Chip 6:655-658)。对于从主体流体流动的方向偏移的有序障碍物阵列，障碍物的布置可以限定与两个障碍物之间多数流体层行进的方向相对应的阵列方向。少数流体层能够以不同于阵列方向的方向在下游障碍物周围行进。
在两个障碍物之间穿过的颗粒可以采取的路径可取决于流体在该颗粒所占据的层中的流动。从概念上说，对于所具有的大小与在前面段落中描述的假设流体层中之一相等的颗粒而言，该颗粒可以遵循其所在的流体层的路径，除非该颗粒扩散至不同的层。对于大于单一流体层的颗粒而言，该颗粒可以采用与作用于该颗粒的多数流体层相对应的路径。所具有的大小大于以不同于阵列方向的方向在下游障碍物周围行进的少数层的厚度之和的两倍的颗粒可以受到以阵列方向移动的更多流体层的作用，这意味着这样的颗粒将会在阵列方向上行进。这一概念也在美国专利号7,150,812的图5-图11中图示。因此，对于在这样的阵列中的两个障碍物之间穿过的颗粒，可以存在“临界大小”，使得具有大于该临界大小的大小的颗粒可以在阵列方向上行进而不是在主体流体流动的方向上行进，并且具有小于该临界大小的大小的颗粒可以在主体流体流动的方向上行进。具有精确等于该临界大小的大小的颗粒可以具有相同的几率在这两个方向中的任一方向上流动。通过在高佩克莱数(Peclet number)下操作这样的设备(即，以使得由流体层进行的平流颗粒输送大大超过层之间的扩散性颗粒)，可以忽略颗粒在流体层之间的扩散的影响。
A.凸点阵列
本文描述了构建和操作用于分离颗粒的障碍物阵列的方式。在一些障碍物阵列中，障碍物具有形状并且被布置成使得穿过相邻障碍物之间的间隙的流体流动的分布关于该间隙的中心线对称。相邻障碍物的几何形状可以是使得限定间隙的障碍物的部分关于该间隙的在主体流体流动的方向上延伸的轴对称。穿过这样的间隙的流体流动的速度或体积分布可以大致呈跨间隙的抛物线状，其中流速和通量在限定间隙的每个障碍物的表面处为零(假定无滑移流动的条件)并且在间隙的中心点处达到最大值。分布呈抛物线状，与限定间隙的障碍物中之一相邻的具有给定宽度的流体层和与限定该间隙的另一障碍物相邻的具有相同宽度的流体层可以包含相等比例的流体通量，这意味着无论颗粒靠近哪个障碍物行进，在穿过间隙期间被“弹撞”的颗粒的临界大小都相等。
在一些情况下，障碍物阵列的分离颗粒大小的性能可以通过以下做法得到改善：将障碍物塑形和安置成使得将流体流动偏转到障碍物之间的间隙中的相邻障碍物的部分不关于间隙的在主体流体流动的方向上延伸的轴对称。这样的向间隙中的流体对称性的缺失可以在间隙内产生非对称流体流动分布。流体流动朝向间隙的一侧的集中(即，作为穿过间隙的非对称流体流动分布的结果)可以减小被诱导在阵列方向上而不是在主体流体流动方向上行进的颗粒的临界大小。这之所以能够如此，是因为流动分布的非对称性可以造成包含穿过间隙的流动通量的选定比例的相邻于一个障碍物的流动层的宽度与包含相同比例的流体通量且相邻于限定该间隙的另一障碍物的流动层的宽度之间的差异。与限定间隙的障碍物相邻的流体层的不同宽度展现出两种不同的临界颗粒大小。如果颗粒超过携载该颗粒的流体层的临界大小，则穿越间隙的颗粒可能被弹撞(即，在阵列方向上而不是在主体流体流动方向上行进)。因此，对于穿越具有非对称流动分布的间隙的颗粒，有可能存在以下情况：若该颗粒在与一个障碍物相邻的流体层中行进则会被弹撞，但若该颗粒在与限定该间隙的另一障碍物相邻的流体层中行进则不会被弹撞。
穿越障碍物阵列的颗粒穿过障碍物之间的多个间隙，并且具有多个被弹撞的机会。当颗粒穿越具有非对称流动分布的间隙时，如果该颗粒的大小超过由与限定该间隙的两个障碍物相邻的流动层所限定的(不同的)临界大小，则该颗粒可被弹撞。然而，如果该颗粒的大小超过由与所述两个障碍物中之一相邻的流动层所限定的临界大小，但未超过由与另一障碍物相邻的流动层所限定的临界大小时，则该颗粒有时可被弹撞。在一些情况下，不超过由与障碍物中的任何一个相邻的流动层所限定的临界大小的颗粒可以不被弹撞。从这一观察结果中至少得出两个启示。
第一，在其中障碍物限定具有非对称流动分布的间隙的障碍物阵列中，具有的大小超过由与所述障碍物相邻的流动层所限定的两个临界大小中较小者的颗粒可以从具有的大小小于该较小临界大小的颗粒分离。由间隙限定的临界大小可以在不必减小该间隙的大小(图1中的“G”)的情况下通过改变穿过该间隙的流动的对称性而减小。减小间隙大小可能增加生产阵列的成本和难度。相反，对于给定的临界大小，可以通过改变穿过间隙的流动的对称性来增大限定该临界大小的间隙的大小。由于较小的间隙与较大的间隙相比更可能发生堵塞，因此这种布置可以改善阵列的可操作性，从而允许较大的通量和较低的堵塞可能性。
第二，在其中障碍物限定具有非对称流动分布的间隙的障碍物阵列中，颗粒可以被分成三个群体：i)具有的大小小于由与障碍物相邻的流动层所限定的临界大小中的任何一个的颗粒；ii)具有的大小介于由与障碍物相邻的流动层所限定的两个临界大小之间的颗粒；以及iii)具有的大小大于由与障碍物相邻的流动层所限定的临界大小中的任何一个的颗粒。
在另一方面，减小限定间隙的障碍物的边缘圆度可以改善障碍物阵列的颗粒大小分离性能。举例而言，具有带有尖锐顶点的三角形横截面的障碍物阵列相比于具有圆化顶点的相等大小和相等间距的三角形障碍物的阵列可以展现出更小的临界颗粒大小。
因此，通过使障碍物阵列中限定间隙的障碍物的边缘锐化，可以在不必减小障碍物的大小的情况下减小在主体流体流动影响下在阵列方向上偏转的颗粒的临界大小。相反，具有更尖锐边缘的障碍物相比于具有较不尖锐边缘的、相等大小的障碍物可以间隔得更远，但仍然产生与之等同的颗粒分离性质。
在又一方面，以这样的方式对障碍物阵列中的障碍物塑形：使得在一个方向上流过阵列的流体所遇到的障碍物的几何形状与在第二方向上流过阵列的流体所遇到的障碍物的几何形状不同(并限定不同的临界颗粒大小)。例如，图1中图示的在从左至右方向上流过阵列的流体遇到该阵列的直角三角形柱的圆化顶点并在其周围流动(在该流动方向上，穿过间隙的流体流动的分布关于该间隙的轴是非对称的)。然而，在从右至左方向上流过相同阵列的流体遇到该阵列的直角三角形柱的平边并在其周围流动(在该流动方向上，穿过间隙的流体流动的分布关于该间隙的轴是对称的，基本上呈抛物线状)。
B.具有拥有非对称流动分布的间隙的凸点阵列
本文描述了有助于按大小来分离颗粒的凸点阵列设备。在一个实施方式中，设备包括限定用于包含流体流动的微流体流动通道的主体。障碍物阵列安置于流动通道内，以使得流过该通道的流体在障碍物周围流动。障碍物跨流动通道而延伸，通常在障碍物的每一端处固定至、集成在或抵接流动通道的表面。
障碍物可以按这样的配置布置成行和列：行限定阵列方向，该方向与流动通道中流体流动的方向相差具有大于零的幅值的倾斜角(∈)。∈的最大可操作值可以是1/3弧度。∈的值优选地可以是1/5弧度或更小，并且已经发现1/10弧度的值适合于本文描述的阵列的各个实施方式。在列中的障碍物限定彼此之间的间隙，并且流过流动通道的流体能够在相对于列大致为横向的方向(即，大致垂直于列中的障碍物的长轴，并且大致垂直于延伸通过列中的障碍物的平面)上在这些间隙之间通过。
障碍物可以具有这样的形状，使得限定间隙的两个障碍物的表面(相对于主体流体流动的方向在间隙的上游、下游或跨越间隙)关于延伸通过间隙中心并且平行于穿过通道的主体流体流动的方向的平面非对称地定向。也就是说，两个障碍物的部分可以造成穿过间隙的非对称流动。结果可以是穿过间隙的流体流动的速度分布关于所述平面非对称地定向。因此，针对与障碍物中之一相邻地穿过间隙的颗粒的临界颗粒大小可以不同于针对与障碍物中的另一个相邻地穿过间隙的颗粒的临界颗粒大小。
设备可以由通常用以制造微米级和纳米级流体操作设备的材料中的任何材料制成，包括硅、玻璃、塑料和杂化材料。流动通道可以使用两个或更多个零件构造而成，当零件组装后形成具有障碍物安置于其内的封闭腔室(优选地是一个具有用于添加或排出流体的孔口的腔室)。障碍物可以制造在一个或多个组装后形成流动通道的零件上，或者它们能够被制造成以嵌件的形式夹在两个或更多个限定流动通道的边界的零件之间。用于制造这样的设备的材料和方法在本领域是已知的。
在一些情况下，流动通道可以优选地形成于两个平行的、基本平坦的表面之间，并且障碍物形成于这两个表面中之一中(例如，通过刻蚀表面以移除原本在未被刻蚀的、保留为障碍物的部分周围的材料来形成)。障碍物沿着它们的长度可以具有基本恒定的横截面，应当认识到，用于制造障碍物的技术可能会限制横截面的均匀性。
障碍物可以是跨流动通道延伸的实心体，在一些情况下，从流动通道的一面延伸至该流动通道的相对面。在障碍物于该障碍物的一端处与流动通道的面中之一成一体(或是其延伸物)时，该障碍物的另一端可以被密封到或按压在该流动通道的相对面。在障碍物的一端与流动通道的面之间的小空间(优选地小到无法容纳预定用途所感兴趣的任何颗粒)可以是可容许的，前提是该空间不会对障碍物的结构稳定性或设备的相关流动性质造成不利影响。在本文描述的一些实施方式中，障碍物由横截面形状(例如，圆形或三角形)所限定。对从整体材料形成的障碍物赋予形状的方法是众所周知的(例如，光刻法和各种微机械加工技术)并且基本上任何这样的技术都可以用于制造本文描述的障碍物。如本文其他各处所述，间隙、障碍物和本文描述的阵列的其他特征的大小取决于要在设备中操作和分离的颗粒的身份和大小。受制造技术的限制，典型尺寸大约是微米级或数百纳米级的，但更大或更小的尺寸也是可能的。
如本文所述，通过形成具有尖锐(即，非圆化)边缘(尤其在两个障碍物之间的间隙的最窄部分处)的障碍物可以实现某些优点。为了利用尖锐边缘的益处，技术人员将会明白对于形成这样的边缘，某些微加工技术相对于其他技术可以是优选的。边缘的锐利度可以按若干种方式中的任何一种来描述。举例而言，可以测量或估计边缘(例如，三角形柱的顶点)的曲率半径，并且可以将该半径与障碍物的特征尺寸(例如，与三角形柱、正方形柱或矩形柱的顶点相邻的较短边，或具有尖锐部分的圆形柱的半径)相对比。锐利度可以描述为例如曲率半径与特征尺寸的比率。以等边三角形柱为例，合适的比率包括那些不大于0.25并且优选地不大于0.2的比率。
在一些情况下，存在于阵列中的障碍物的数目并不关键，但障碍物可以足够多以使得本文描述的阵列的颗粒分离性质可以实现。在一些情况下，阵列的精确布局和形状并不关键。鉴于本文描述的公开内容，本领域技术人员能够考虑以下各项来设计使凸点阵列能够分离颗粒所必需的障碍物的布局和数目：要分离的颗粒的大小和身份、在其中包含有要分离的颗粒的流体的体积、用于制造阵列的材料的强度和刚度、与阵列一起使用的流体操作设备的压力能力，以及其他普通设计特征。
障碍物一般可以组织成行和列(术语行和列的使用并不意指或暗示行和列是彼此垂直的)。在横向于流动通道中的流体流动的方向上大致对准的障碍物可以称为在列中的障碍物。在列中彼此相邻的障碍物可以限定流体流过的间隙。在相邻列中的障碍物可以彼此偏移以指定为∈(epsilon)的倾斜角为特征的角度。因此，对于若干个彼此相邻的列(即，由流体流动在大致横向于列的单一方向上连续经过的若干列障碍物)，列中的对应障碍物可以彼此偏移以使得对应的障碍物形成以相对于穿过列的流体流动的方向成角度∈而延伸的一行障碍物。可以选择倾斜角并且可使列彼此间隔开以使得1/∈(当∈以弧度表现时)是整数，并且障碍物列周期性重复。在单一列中的障碍物也可以彼此偏移相同或不同的倾斜角。举例而言，可以将行与列布置成相对于彼此成90度的角度，且行和列全都相对于穿过流动通道的主体流体流动的方向倾斜相同角度∈。
限定间隙的两个障碍物的一个或多个部分能够以这样的方式塑形：使得在障碍物之间的间隙的最窄部分的上游、下游或越过该最窄部分(或这些的某种组合，关于穿过流动通道的主体流体流动的方向)的障碍物部分关于平分该间隙并平行于主体流体流动的方向的平面是非对称的。出于制造的简易性以及为了帮助对阵列行为的建模，阵列中的所有障碍物可以在大小和形状上都相同，虽然情况并不必须是这样。在一些情况下，阵列中的所有障碍物在形状上是不同的。另外，可以制成具有以下部分的阵列：障碍物在单一部分内彼此相同但与其他部分中的障碍物不同。
限定间隙的障碍物中之一或全部二者中的一个或多个部分中的非对称性可以引起在该间隙的一侧或另一侧的流体流动增大。仅当颗粒超过对应于间隙的临界颗粒大小时，该颗粒才能在穿过该间隙时被弹撞。临界颗粒大小可以由靠近间隙边界(即，限定该间隙的障碍物的边缘)的流体通量的密度所确定。在间隙的一侧(即，抵靠限定该间隙的最窄部分的两个障碍物中之一)增大的流体流动可以增强靠近该侧的通量密度，从而减小在穿过间隙的该侧时将会被弹撞的颗粒的大小。
在设备的一个实施方式中，列中的多个障碍物中的每一个的形状可以是基本上相同的并且关于平分该多个障碍物中的每一个的平面是对称的。也就是说，对于任一列障碍物，当流体在第一方向上行进以及当流体在与该第一方向相差180度的第二方向上行进(即，在相反方向上流动)时，在流过列中的障碍物之间的间隙的流体中行进的颗粒所遇到的几何形状可以是相同的。
当流体在第一方向上行进时与当流体在与该第一方向相差90-180度的第二方向上行进时，在流过列中的障碍物之间的间隙的流体中行进的颗粒所遇到的几何形状可以是不同的。在该实施方式中，流体流动例如可以在两个流动方向之间振荡，并且在该流体中的颗粒可以遇到不同的障碍物几何形状。如果这些几何形状差异可以导致穿过间隙的不同流体分布(例如，对比图6B中的分图)，则该间隙可以在这两个方向上展现出不同的临界颗粒大小。如果间隙针对这两个方向上的流动展现出不同的临界大小，则在穿过该间隙时将会被弹撞的颗粒群体可能根据流动的方向而不同。可以使用这种在两个方向上被弹撞的群体的差异来实现对不同作用的颗粒的分离。
例如，考虑针对在一个方向上的主体流体流动展现出第一临界大小但针对在第二方向上的主体流体流动展现出第二临界大小的间隙。对于在第一方向上的流体流动，具有的大小大于第一临界大小的颗粒可以被弹撞，而具有的大小小于第一临界大小的颗粒可以不被弹撞。类似地，对于在第二方向上的流体流动，具有的大小大于第二临界大小的颗粒可以被弹撞，而具有的大小小于第二临界大小的颗粒可以不被弹撞。如果流动在第一方向与第二方向之间振荡，则具有的大小同时大于第一临界大小和第二临界大小的颗粒可以在全部两个方向上被弹撞。类似地，具有的大小同时小于第一临界大小和第二临界大小全的颗粒在任一方向上都可以不被弹撞。对于这两个颗粒群体，在两个方向上的基本等量的流动振荡可以将这些颗粒基本上留在它们的初始位置处。然而，具有的大小介于所述两个临界大小之间的颗粒在主体流体流动处于一个方向上时可以被弹撞，但在主体流体流动处于另一方向上时无法被弹撞。因此，当进行在两个方向上的基本等量的流动振荡时，这些颗粒不可留在它们的初始位置上，而是相反地可以从该原始位置移位，移位量等于(障碍物的大小+间隙距离G)x(振荡次数)。以这种方式，这些颗粒(具有的大小介于所述两个临界大小之间的颗粒)可以与它们初始相混合的其他颗粒分离。
当第一方向和第二方向相差180度(即，流动是在相反方向上)时，具有的大小介于所述两个临界大小之间的颗粒能够以相对于振荡流动的方向成90度的角度移位。
凸点阵列中的颗粒的行为不是该颗粒(或它们悬浮于其中的流体)移动的绝对方向的函数，而可以是该颗粒遇到的阵列几何形状的函数。作为对于利用在第一方向与第二方向之间的交替流动来操作凸点阵列的替代方案，可以通过以下方式获得相同的颗粒移位效果：仅使用在第一方向上的流动，通过将阵列的大小增大为振荡次数的两倍，保持阵列的一部分处于原始布置，但改变该阵列的第二部分以使得该阵列的几何形状与原始阵列中在第二方向上移动的流体中的颗粒所遇到的几何形状相同(尽管流体仅在第一方向上移动)。以图1中所图示的阵列为例，通过在该阵列中的两次流动振荡(即，两个单位的从左至右流动和两个单位的从右至左流动)可以获得与通过穿过具有四倍于图1中的阵列(从左至右)长度的阵列的四个单位的从左至右流动所能获得的相同的对颗粒的位移效果，只要如图1中所示布置阵列的两个长度并且将阵列的两个长度布置成如图1中所示的阵列的镜像图像(从左至右)即可。
本文描述了一种被设计用于基于物理大小来分离物体的微流体设备。所述物体可以是细胞、生物分子、无机珠或者圆形或其他形状的其他物体。所分离的典型大小的范围可以是从100纳米至50微米；可以分离更小或更大的大小。这些阵列的使用可以涉及在一个方向上的连续流动，并且能够以一定角度从流动方向分离颗粒，所述角度是颗粒大小的单调函数。
通过将柱的形状从圆形改变成关于与流体流动平行的轴非对称的形状，可以添加以下功能：
1.针对弹撞的临界颗粒大小可以根据颗粒移动通过阵列的方向而不同。这已经用直角三角形柱得到了实验验证，并且拓展至关于流动轴非对称的任意形状。
2.在这样的设计下，颗粒从流体流动的位移的角度可以被设计为非单调的——例如，在某个颗粒大小处达到峰值。
这样的凸点阵列具有多种用途，包括先前已知的凸点阵列的所有用途。
设备可以用于通过确定性横向位移将选定大小区段中的颗粒从混合物中分离出来。分离的机制可以与凸点阵列相同，但其可以在振荡流动(AC条件；即，主体流体流动在两个方向之间交替)而不是连续流动(DC条件；即，主体流体流动仅在单一方向上)下工作。在振荡流动下，具有给定大小范围的颗粒可以在没有主体流体的任何净位移或处于期望范围之外的颗粒的任何净位移的情况下垂直地从输入流分离(当交替流动的方向相差180度时垂直于交替流动轴)。因此，通过将包含给定范围的颗粒的样品注入障碍物阵列中并在此之后使流体流动在相反方向(即，在彼此相差180度的方向)上交替穿过障碍物阵列，超过一个流动方向上的临界大小但未超过另一流动方向上的临界大小的颗粒可以通过由阵列引起的弹撞而与样品中的其他颗粒分离开。这样的颗粒可以当流体在一个方向上流动时被弹撞(并遵循阵列方向)，但当流体在相反方向上流动时不被弹撞(并遵循主体流体流动方向)。不超过任一流动方向上的临界大小的颗粒将不会被阵列弹撞(即，将会在全部两个方向上跟随主体流体)，并将会与样品团(sample bolus)保留在一起。超过全部两个流动方向上的临界大小的颗粒当流体在一个方向上流动时将会被阵列弹撞(即，将会遵循阵列方向)，并且当流体在相反方向上流动时也被弹撞(即，将会遵循相反方向上的阵列方向)，并且因此将会与样品团保留在一起。
临界颗粒大小可取决于流体流动的方向。在振荡流动下可以使中间大小的颗粒在设备中逐渐增加。
第二，在连续流动模式中，可以诱导具有期望大小的颗粒向流体流的一侧移动，而在该大小以上或以下的颗粒向另一侧移动或根本不移位。因此收集期望的颗粒可以更容易。在常规设备中，在期望范围以上的颗粒也从流体流动向流动的相同侧移位，因此将期望的颗粒与不期望的较大颗粒相分离可能更难。在该实施方式中，以互为镜像的两种配置来采用限定针对在相反方向上的流体流动的不同临界大小的障碍物。例如，参考图1，这样的阵列将会包括如图1中所示地布置的直角三角形柱(即，斜边从右下方斜向左上方，而倾斜角∈从水平方向朝向图的底部延伸)并且还将会包括如在图1中所示的阵列的左侧或右侧垂直固定的镜中将会出现的那样来布置的直角三角形柱(即，其斜边从右上方斜向左下方，而倾斜角∈从水平方向朝向图的顶部延伸的直角三角形柱)。由在单一方向(即，从左至右或从右至左)上穿过这样的阵列的主体流体流动实现的颗粒分离将会与图1中所图示的穿过阵列的往复流动等效。可以朝向阵列的顶部弹撞处于选定大小范围中的颗粒(如图1中所示)，而具有更大大小或更小大小的颗粒可以保留在它们进入阵列所处于的垂直水平(假定在两种配置中的每一个中遇到了大致相等数目的障碍物)。
与圆形柱相比，当颗粒从尖锐边缘弹撞时，可以发生临界颗粒大小以间隙的比率而减小。这可以允许更大的分离角度而不用担心堵塞设备以及更快的分离。
相比于连续流动凸点阵列，这些开发可以减小必要的芯片面积。
本文描述的设备可以是使用标准光刻法构造而成的微加工柱阵列。可以向硅中刻蚀出单一掩模层，或者可以将单一掩模层用于制作用于PDMS塑模的模板。通常，可以用涂覆有PDMS的盖片密封柱阵列，以提供封闭的通道。
振荡流动操作可能需要比连续流动操作更复杂的流体控制驱动器和接口。
图11是本文描述类型的障碍物阵列中的柱的扫描电子显微镜图像。侧边长为6微米的等腰直角三角形以10微米的间距放置于正方形点阵上，从而给出大约4微米的间隙。正方形点阵相对于设备侧壁倾斜5.71度(0.1弧度)以提供必要的非对称性。流体沿着水平轴流动。
在图1中，穿过每个间隙的总流体通量可以分成n＝1/∈′个流动流(流管)，其中n是整数。每个流动流可以携载相等的流体通量，图1中示意性地示出n＝3。流管可以由失速线(stall line)分离，每个失速线开始于并结束于柱。流管循环地偏移其位置，以使得在n行之后每个流线返回至其在间隙内的初始位置。
最靠近柱的流的宽度可以确定临界颗粒大小。如果颗粒的半径小于该流的宽度，则该颗粒的轨迹可以不受柱的干扰并在与流动相同的方向上行进。如果颗粒的半径大于最靠近的流的宽度，则该颗粒可跨失速线被移位并且其轨迹可以遵循阵列的倾斜轴(即，阵列方向)。
通过假定穿过间隙的速度分布呈抛物线状——对于在矩形通道中的充分发展的流动的情况——可以确定最靠近柱的流的宽度。由于每个流可以携载相等的通量并且存在n个流，因此可以在流动分布上进行积分以使得通过最靠近柱的宽度为Dc/2(Dc是颗粒的临界直径)的通量等于通过间隙的总通量除以n。也就是说，u(x)dx(u是在间隙内任何位置x处的通量的函数)从0到Dc/2的积分等于u(x)dx在整个间隙上的积分的1/n。
因此，可以从流动分布来确定临界颗粒大小。对于圆形柱的情况，抛物线状流动分布可以非常接近地近似于穿过间隙的流动分布并且可以解析地确定临界颗粒大小。
图4A示出了针对三角形柱阵列的流动分布的数值模拟。在一些情况下，由于对称性破缺，因此无法假定通过三角形柱的流动分布呈抛物线状。因此，从对通过阵列的流动的数值模拟(程序——COMSOL)来提取通过三角形柱的间隙的流动分布，所述阵列具有与实际制成的设备相同的大小和间距。
图4B图示了圆形柱与三角形柱之间的速度流动分布的对比。图中示出了穿过三角形柱之间的间隙和圆形柱之间的间隙的归一化速度分布。如图所示，针对三角形柱的流动分布关于间隙的中心是非对称的；相比于沿着平边，更多的流体沿着三角形的顶点流动。
图12-图14图示了在本文所述类型的棘轮凸点阵列中的颗粒运动。当颗粒移动通过阵列时，它们与柱的哪一侧相互作用将取决于它们在阵列中移动的方向。在这种情况下，当颗粒从右至左移动时，它们从三角形柱的平边弹撞。当颗粒从左至右移动时，它们从三角形柱的尖锐顶点弹撞。因此，由于流动分布是非对称的，因此当颗粒在全部两个方向上行进穿过阵列时无法预期其遵循相同的轨迹。
针对三角形柱的临界颗粒大小——采用与在Inglis等人,2006,Lab Chip 6:655-658中所描述的相同种类的分析，可以在流动分布上进行积分以找出特征流的宽度。然而，由于流动分布关于间隙的中心是非对称的，因此流动宽度并且因而临界颗粒大小可根据所检查的是哪一侧而不同。如图4B中所示，由三角形柱引入的非对称性的结果是临界颗粒大小可根据颗粒与三角形障碍物的哪一侧相互作用而不同。如果颗粒沿着尖锐顶点移动，则临界颗粒大小可以比当其沿着平边移动时更小。在图15中标绘了与圆形柱对比的临界颗粒大小与阵列角度(∈)。针对沿着三角形的尖锐顶点弹撞的临界颗粒大小可以远小于圆形柱或平边弹撞的临界颗粒大小。这可以允许使用更大的分离角度而无需担心堵塞设备。当颗粒直径大于间隙大小(图1中的G)时，如果颗粒密度较高，则可能存在阵列将会变得堵塞的很大风险。
图3A-图3C图示了在棘轮凸点阵列中的代表性颗粒行为。对于如图11中所示地构造而成的设备，为了这样的图示而选择三个代表性颗粒。选择一个大于全部两个临界颗粒大小(即，大于由从右至左和从左至右的流体流动所限定的临界颗粒大小)的颗粒(图3B中所示)。选择一个小于全部两个临界颗粒大小的颗粒(图3A中所示)。最后，选择一个(图3C中所示)处于中间范围中的颗粒，即，小于沿着平边的临界颗粒大小(图12中的DF)，但大于沿着尖锐边缘的临界颗粒大小(图12中的DV)。这些附图图示了被放入设备中的颗粒的行为并且观察了它们在振荡流动下的轨迹。
大颗粒(图3B)：由于颗粒大于沿着全部两个边缘的临界颗粒大小，因此其在全部两个方向上都遵循阵列倾斜轴(E)并且在振荡流动下不表现出净位移。
小颗粒(图3A)：由于颗粒小于沿着全部两个边缘的临界颗粒大小，因此其在全部两个方向上都遵循流体轨迹并且不表现出净位移。
中间颗粒(图3C)：当颗粒向右移动时，其从三角形柱的平边弹撞。由于其小于临界颗粒大小(DF)，因此其遵循流体轨迹。当颗粒向左移动时，其从三角形柱的尖锐顶点弹撞。由于其大于该侧的临界颗粒大小(Dv)，因此其遵循阵列倾斜轴并且向上移位。如图所示，在振荡流动下，处于中间范围中的颗粒垂直于流动方向移位。在往复移动三个循环之后，主体流体没有移位，但颗粒移动了超过200微米。
如果将全部三种颗粒类型混合并放置在振荡流动(即，流体流动在从右至左与从左至右方向之间振荡)下的单一阵列中，则中间颗粒将会朝向这些图的顶部移位而小颗粒和大颗粒将会无净运动。
在图12-图14中，在流管的数值模拟之上(分别)叠加了中间颗粒、小颗粒和大颗粒的表示，以更清楚地示出颗粒的运动。选择n＝1/∈为3以允许更容易地看到周期性。
当中间颗粒(图12)沿着尖锐边缘行进时，它们如可以预期的那样被弹撞。然而，当该颗粒沿着平边行进时，它们的运动可不同于小颗粒的运动。当它们进行其特征性的z形运动以继续处于与流体方向相同的方向中时，它们因过大而无法留在靠近尖锐顶点的流中，并且它们跨第一失速线移位。结果是它们的运动以两行而不是三行为周期。在任何其他倾斜角下，运动可以是类似的，而周期是n-1。这种n-1周期性的结果是中间大小的颗粒实际上对立于轴倾斜角而移位。因此大颗粒、小颗粒和中间颗粒的混合物将会分离成三个流。小颗粒将会平直通过(见图13)。大颗粒将会遵循阵列倾斜轴(见图14)。中间颗粒将会遵循取决于柱几何形状的分离路径。
本文描述的设备有用的应用包括与在Huang的专利(美国专利号7,150,812)中所描述的相同的应用：涉及颗粒分离的生物技术和其他微流体操作。
基于颗粒大小通过确定性横向位移在微柱“凸点阵列”中对液体中的小颗粒进行连续流动分离在先前已有展示(例如，Huang等人,2004,Science 304:987-990)。本文描述的棘轮凸点阵列可以拥有先前工作的所有相同优点，但还可以添加两个新功能：
第一，设备可以用于在振荡流动(AC条件)而不是连续流动(DC条件)下通过确定性横向位移将选定大小区段中的颗粒从混合物中分离。在振荡流动下，给定大小范围的颗粒可以在没有主体流体或期望范围之外的颗粒的任何净位移的情况下垂直地从输入流分离(垂直于AC流动轴)。
第二，在连续流动模式中，设备可以展现出三峰行为。可以诱导期望大小范围的颗粒向流体流的一侧移动，而诱导在该大小以上或以下的颗粒向另一侧移动或根本不移位。因此，这些期望的颗粒的收集可以更容易。在常规设备中，设备是双峰的，并且期望大小范围以上的所有颗粒从流体流动移位至该流动的相同侧，因而将期望的颗粒与不期望的较大颗粒分离可能需要多个级，而棘轮凸点阵列可能仅需要一个级。
如本文所使用的，以下术语中的每一个可以具有在本部分中与之相关联的含义。
术语“凸点阵列”和“障碍物阵列”在本文是同义使用的，并且可以描述有序的障碍物阵列，该阵列安置在承载颗粒的流体可以通过的流动通道中。
“基本平整”的表面可以是被制成为大致像鉴于获得平整表面所使用的制造技术所能够制成的表面那样平整的表面。在一些情况下，没有任何制造技术会生产完美平整的表面。只要表面的非平整部分不显著改变在该表面上或靠近该表面移动的流体和颗粒的行为，就可以认为该表面是基本平整的。
在凸点阵列设备中，可以同义地使用“流体流动”和“主体流体流动”来指流体在总体方向上跨障碍物阵列的宏观移动。这些术语不考虑流体的流体流在障碍物周围移动以使得该流体继续在总体方向上移动的暂时性位移。在一些情况下，如本文所提供的跨障碍物的主体流体流动包括两个或更多个从阵列的输入或入口部分或区域流向阵列的输出或出口部分或区域的流体流。两个或更多个流体流中的每一个可以彼此平行地流动。两个或更多个流体流可由相同的或不同的组分构成。所述组分可以是本文描述的或本领域已知的任何缓冲液或试剂。在一些情况下，2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20个流体流从如本文所提供的阵列的输入或入口部分或者区域平行地流向阵列的输出或出口部分或者区域。流体流亦可称为“流管”。
在凸点阵列设备中，倾斜角∈可以是主体流体流动的方向与由阵列中成行的循序障碍物(在主体流体流动的方向上)的对准所限定的方向之间的角度。例如，在图1、图6A和图6B和图11中图示了该角度。
在凸点阵列设备中，“阵列方向”可以是由阵列中成行的循序障碍物(在主体流体流动的方向上)的对准所限定的方向。
穿过障碍物阵列的颗粒的“临界大小”或“预定大小”可以是描述当流体的流动从通过间隙的大多数流体流动偏离时，能够遵循最靠近颗粒行进所通过的间隙的一侧的流体层流的颗粒的大小限制的参数。大于临界大小的颗粒可以从最靠近间隙的所述一侧的流体的流路“弹撞”到流过该间隙的大多数流体的流路中。在凸点阵列设备中，这样的颗粒在穿过间隙并遇到下游列的障碍物时可以移位达距离(一个障碍物的大小+障碍物之间的间隙的大小)，而具有的大小低于临界大小(或预定大小)的颗粒将不一定如此移位。当通过间隙的流体流动的分布关于在主体流体流动的方向上平分该间隙的平面对称时，临界大小对于该间隙两侧可以是相同的；然而当分布是非对称的时，该间隙两侧的临界大小可以不同。当评估非球形颗粒时，至少对于在溶液中快速移动的颗粒而言，其大小可被认为是由该颗粒在流体中绕重心的旋转所扫掠的球形排斥体积。非球形颗粒的大小特征可以使用多种已知方法根据经验来确定，并且这样的确定可以用于选择或设计适当的障碍物阵列以供如本文所描述的用途。对于所有种类的颗粒的排斥体积的计算、测量和估计是公知的。
如果颗粒在穿过间隙并遇到下游障碍物时，该颗粒的总体轨迹遵循凸点阵列的阵列方向(即，以相对于主体流体流动成倾斜角∈而行进)，则其可以在凸点阵列中被“弹撞”。在这些情况下，如果颗粒的总体轨迹遵循主体流体流动的方向，则该颗粒不被弹撞。从概念上讲，如果将通过间隙的流动可视化为包括多个单独流体层(即，流管，如果考虑流过间隙的流体的横截面)，则如果在颗粒穿越以柱为边界的间隙时该颗粒被所述柱从其入射流管移位到相邻流管中，则该颗粒可以被“弹撞”。
障碍物阵列设备中的“主体流体流动的方向”可以指通过该设备的流体流动的平均(例如，宏观)方向(即，忽略由流体通道中的障碍物周围的流动所迫使的局部流动偏差)。
C.确定性微流体棘轮
本示例描述了一种微流体设备，其中某一大小范围内的颗粒的轨迹随该颗粒移动通过所述设备的方向而变化。这种棘轮效应可以通过在确定性横向位移设备(DLD)中采用三角形柱而不是常规的圆形柱或微柱或障碍物而产生，在该设备中，当颗粒移动通过阵列时柱阵列选择性地使颗粒移位。继而可以使用这种效应来展示分离技术，其中可以在原始流体栓没有任何净运动的情况下使颗粒可以从该流体栓分离。这种方法的底层机制可以是基于通过柱之间的间隙的非对称的流体速度分布。
微流体设备——诸如在“芯片实验室”应用中使用的微流体设备——能够以低雷诺数(“低”雷诺数是指不大于1的雷诺数，并且优选地更小，诸如为0.1、10-3或更小)操作。在这一区间中，通过任意几何形状的流体流动可被认为是不随时间变化的；由于惯性效应可忽略，因此将所施加的驱动流体的压力梯度反转将会使流场反转。在高佩克莱数(“高”佩克莱数可以指大于1的佩克莱数，并且优选地更大，诸如为10、100或更大)下，这可以扩展成假定可以忽略扩散效应并且流体中的物体将会确定性地沿着流管流动，除非一些其他的相互作用(诸如由来自通道壁的空间排斥所产生的位移)中断了物体路径并将其移动至相邻流管。颗粒轨迹可以从其原始路径偏移的程度可以直接取决于该颗粒的大小；较大的颗粒可以比较小的颗粒移位得更远，并且因此当二者穿过设备前进时可以遵循不同的流管。这种现象可以称为确定性横向位移(DLD)，已经在若干方案中被用于进行微尺度颗粒分离。
“凸点阵列”可以是依赖于确定性横向位移(DLD)来以高分辨率分离颗粒的微流体设备。该设备可以依赖于柱阵列中流体流的非对称分叉，所述柱阵列相对于总体流体流动的方向倾斜了角度∈(epsilon；通常在0.1弧度的数量级)。流过间隙的流体在下一行中的柱周围分开，其中1/∈的流体在下一个柱的一侧穿过间隙，而其他∈的流体在下一个柱的另一侧周围前行。因此，流体运动能够以1/∈的流为特征，所述流循环通过间隙中的位置，但平均而言平直地行进。如果悬浮于流体中的颗粒与间隙中的流的宽度相比较小，则当颗粒移动通过阵列时柱将不会影响该颗粒，并且该颗粒可以随流体流动而平直行进。然而，如果颗粒相对于流的宽度较大，则随着颗粒移动通过间隙，当颗粒所占据的流最靠近柱时该颗粒可以被移位到相邻的流中。由于流可以移动通过间隙的周期性方式，因此这种位移或“弹撞”可以在每一行发生并且颗粒可以相对于流体和其他小颗粒成角度地行进。利用足够长的设备，可以获得大颗粒与小颗粒之间的显著分离。
图2A示出了小颗粒(1.1微米直径的聚苯乙烯珠)以100微米/秒的典型速度流过这样的阵列的荧光时移图像。当颗粒向前移动时，在它移动通过时进行了许多平行于阵列轴的小步，接着进行了垂直于流体运动的较大一步(称之为“锯齿模式”)，使得总体运动是遵循原本包含颗粒的流体栓。在拍摄图2A的图像的过程中，流体流动往复(通过反转压力)循环了两次。颗粒折回其路径，如从不依赖于扩散的确定性设备中的低雷诺数和高佩克莱数下的流动所预期的那样。
图2B示出了类似的图像，但该图像针对的是更大的颗粒(3.1微米)。在这种情况下，颗粒清楚地遵循阵列轴(即，在阵列方向上行进)而不是遵循流体流动。由于每一行中的柱使颗粒从其流路移位，因此可以将之称为“弹撞模式”。可以利用作为颗粒大小的函数的流动方向中的这种差异来制作针对聚苯乙烯珠和生物颗粒的分离设备。像图2A中那样，时移图像示出了颗粒在往复流动的两个循环中的路径，并且再一次地，颗粒的路径是可逆的(即，颗粒停止于它们开始之处)。
图2C示出了在针对中间大小(1.9微米)的相同阵列中的相同实验。结果与图2A和图2B中所示的结果大不相同。当向右前行(即，从左向右移动)时该颗粒“z形前进”以遵循流体流动，但在向左前行时该颗粒“弹撞”以遵循柱阵列轴。当流体流动方向反转时颗粒的路径不被反转，净结果是当流体经受振荡流动时这样的颗粒在垂直方向上从流体栓分离出来。
颗粒离开柱的位移可以是固有的不可逆的相互作用，但圆形柱凸点阵列中的颗粒轨迹由于对称性而显然是可逆的。对于遵循流体的小颗粒而言，这种陈述中没有矛盾，这是因为在低雷诺数区间中(对于100微米/秒的流体速度和10微米的长度尺度，典型Re为10e-3)流体流动必然是可逆的。然而，大颗粒并不遵循流体；相反，它们由空间排斥而从柱移开，因此尽管流体可以反转方向，但与柱相互作用的颗粒的轨迹将并不一定是可逆的，除非颗粒与柱的相互作用关于流体的方向是对称的。在图3A中的示意图中，向左移动的颗粒由顶行的柱向下移位，而向右移动的颗粒由底行的柱移位相同的量。然而，如果将图像旋转180度——这类似于切换流体的方向——则情况完全切换，因此在任一方向上结果必然相同。这种旋转有效是因为点阵点和柱形状两者在180度旋转下都是不变的。因此，当流动被往复切换时，在具有圆形柱的凸点阵列中大颗粒和小颗粒都可以折回其行程。
数值模拟表明，通过三角形柱之间的间隙的速度分布朝向间隙具有顶点的一侧偏移。通过柱之间的间隙的流体速度分布强烈依赖于间隙处的局部几何形状。对于在此介绍的三角形柱的情况——其中在底部存在尖锐顶点而在顶部存在平边——应当预期到与用以描述由压力驱动的通过圆形柱的流动的抛物线状流动分布的显著偏差。图4A示出了对阵列中的流体速度的数值模拟以及对跨间隙的速度分布的横截面，所述阵列与用于产生图2中的颗粒轨迹的阵列相似。跨越柱之间的最小间距放置截线，以对应于最可能发生跨过失速线的最窄流宽度。三角形的顶点圆化成具有500nm的曲率以对光学光刻所产生的尖锐点的圆化进行近似。已经发现，流动分布在阵列倾斜的改变下是不变的，所以可以将这样的流动分布假设为针对以这种方式布置的三角形柱的总体流动分布。
图4B示出了三角形柱与圆形柱的流动分布之间的对比。对于圆形柱，如对于通过无限长的一维通道的泊肃叶流动(Poiseuille flow)所预期的，分布几乎呈抛物线状。然而，对于三角形柱，流动分布朝向指到流动流中的、尖锐的三角形边角而偏斜。换句话说，流在该顶点附近更近地汇聚在一起，并且要被弹撞到跨失速线的颗粒的临界颗粒大小比针对具有相同间隙大小但具有圆形障碍物的阵列将会具有的临界颗粒大小更小。沿着平边时，上述情况相反。由于流体优先沿着顶点行进，因此沿着平边的流的宽度比圆形柱的情况下更宽。三角形柱的效果是创造两个不同的临界颗粒大小，一个是针对沿着三角形顶点移动，而另一个是针对沿着平边移动。因此，在这两个临界颗粒大小之间的颗粒可以根据它们在哪个方向上移动通过阵列而展现出不同的行为。为了示出这点，采用了由Inglis等人,2006,Lab Chip 6:655-658所使用的技术，以通过使用所提取的速度分布代替针对圆形柱假设的抛物线来估计针对圆形柱的临界颗粒大小。
图5示出了对作为三角形的顶点和平边以及圆形柱的间隙与阵列倾斜角的比率的临界颗粒大小进行的这种计算。在图2中所示的颗粒在标绘图上被示出为圆。它们示出了与预测行为的良好吻合。1.1微米的珠小于全部两个临界颗粒大小，因此其在两个方向上都随流体行进并且当流体方向循环时未示出净位移。3.1微米的颗粒大于全部两个临界颗粒大小，因此其在两个方向上都沿着阵列轴移位并且当流体方向循环时未示出净位移。1.9微米的颗粒在两个临界颗粒大小之间，因此当该颗粒沿着三角形的平边移动时随流体行进，而当该颗粒沿着三角形的顶点移动时随阵列轴行进。因此，当流体流动循环时颗粒示出了净位移。这是棘轮行为的特性。在没有流体净位移的情况下，阵列的中间范围中的颗粒在若干次流体流动振荡后示出了净位移。这种棘轮与其他棘轮的不同之处在于该棘轮运动不沿着对应于任一方向上的流体流动所施加的力的轴而发生。相反，其垂直于流体的运动。
D.采用三角形柱的凸点阵列
本示例描述了通过使用三角形柱而不是圆形柱来根据确定性横向位移(DLD)法，基于大小对颗粒进行分类的微流体阵列。当使用三角形柱而不是圆柱或圆形柱并且三角形柱得到正确定向时(即，使得限定间隙的表面不对称)，针对柱之间的给定间隙大小的临界大小减小。这是因为在间隙任一侧的不同的柱几何形状导致穿过该间隙的非对称的流动分布，其中通量朝向三角形的顶点偏移。流体通量中这样的偏移减小了确定临界颗粒大小的流的宽度。在本示例中，同时使用了实验和建模来示出：将柱的形状从圆形改变成三角形产生出相比于具有圆形柱的类似阵列的若干实际优势，包括增大动态范围和通量。
确定性横向位移可以是基于大小的颗粒分离技术，其依赖于通过安置在流动的流体中的障碍物阵列进行的对颗粒的选择性移位。图6A图示了本示例中所述设备的相关阵列参数和重要特征的示意图。障碍物阵列由成列的柱组成，其中每个相邻的列相对于主宰主体流体流动(图6A中的“流体”)方向的更大的通道壁偏移一小段距离。在本例中，柱是边长为S的等边三角形(与图6A相反，S是边长，而不是从三角形顶点到与该顶点相对的底的距离)。这个偏移产生了这样的阵列：其中障碍物所沿着的轴相对于流体流动的方向成倾斜角∈。该倾斜角被选择成使得阵列在1/∈行之后是周期性的。在这种情况下，流经柱之间的间隙(间隙的长度在图6A中指定为G)的流体可被划分成整数个由静滞流线划定的流管。受平均流体流动的周期性和方向的约束，这些流管中的每一个流管都携载相等的体积通量。
当悬浮在流体中的颗粒移动通过间隙时，根据它们相对于最靠近柱的流管的宽度的大小而展现出两种行为中之一。若不受其他作用的扰动，颗粒在流体流动中可大致遵循流管。对于具有比流管宽度更窄的半径的颗粒可以观察到这种行为。这些颗粒——在图6A中示出为下方的颗粒和虚线轨迹——不受柱的影响，并且在保持位于单一流的边界之内的同时迂回通过所述阵列。因此，它们平均而言在与主体流体流动相同的方向上行进。当具有大于流管宽度的半径的颗粒(在图6A中表示为上方的颗粒和虚线轨迹)行进通过间隙时，它们不适合在单一流管之内。那些较大的颗粒由柱确定性地移位跨过静滞流线而进入相邻流管中。由于流管循环通过它们在间隙中的位置的方式，因此这样的位移将会在柱的每个列处发生，并且较大的颗粒将会沿着阵列的轴行进(即，在阵列方向上，该阵列方向与主体流体方向相差倾斜角E)。这种二元行为引领我们描述将这两种行为区分开的临界大小。由于要区分开的颗粒最经常由它们的直径所描述，因此将所述临界大小表示为在柱之间的间隙中最靠近柱的流管的宽度的两倍。
改变柱的形状可以通过改变穿过间隙的流动分布的形状而对临界颗粒大小产生强大的影响。改变流动分布使得最靠近限定间隙的柱的流管的宽度改变。由于临界大小可与这些宽度直接相关，因此改变间隙内的流动分布还使得由间隙限定的一个或多个临界大小改变。通过将柱的横截面形状从圆形改变成等边三角形，可以在穿过间隙的流动分布中创造出非对称性，所述非对称性如图6B中所示使更多的流体通量朝向三角形顶点偏移。这导致在间隙的顶部(邻近三角形柱的平边)和底部(邻近三角形柱的顶点)处不同的流管宽度，并且给予阵列两个不同的临界颗粒大小。
相对于具有圆形柱的类似阵列，通量朝向三角形的顶点的偏移可以产生沿着该边的减小的流管宽度并因此可以减小对应于该流管和边的临界颗粒大小。这在图6B的两个分图中展示，其示出跨间隙的数值模拟的流动分布。并排标绘了按柱之间的间隙宽度和最大速度而归一化的这两个流动分布，以供对比。构成针对倾斜角∈＝1/10的第一流管的流体带阴影以突出流宽度的差异，所述流宽度从以圆形柱为边界的间隙的约20％减小到以三角形柱为边界的间隙的约15％。这种偏移对于由具有三角形柱的设备所展现出的临界颗粒大小减小的行为是至关重要的。由三角形柱创造出的偏移的流动分布可以用于创造确定性微流体棘轮。在本示例内所讨论的信息中，重点在于通过改变柱的形状而实现的对连续流动颗粒分离设备以及该设备中的颗粒的确定性横向位移的改进。
通过检查荧光珠在具有各种阵列倾斜量的阵列中的行为，并将结果与理论预测进行对比，来表征通过三角形柱实现的临界颗粒大小的减小。图7示出了观察到的按间隙大小归一化的颗粒行为(由阵列移位或不由阵列移位)与阵列倾斜以及使用Inglis等人,2006,Lab Chip 6:655-658所描述的方法而预测的临界颗粒大小。图7中的线表示对于给定倾斜角的预测的临界颗粒大小，实线表示对具有三角形柱的阵列的预测而虚线表示对具有圆形柱的阵列的预测。位于所述线的上方的颗粒预期会由阵列移位，位于所述线的下方的颗粒期望不会由阵列移位。数据表明：针对较高倾斜角的预测行为存在合理的吻合，而在较浅的倾斜角上，尤其是在1/20弧度的倾斜角∈上，存在一定的偏差。这样的偏差可能是由于穿过阵列的流动不完全水平而造成(这将在较浅的阵列倾斜上产生较大的影响)，或者是由于三角形柱边缘的圆化而造成(这稍后将会在本示例中讨论)。
作为对比，添加了针对圆形柱的预测颗粒行为(由虚线表示)。对于任何实际的倾斜角(介于1/5到1/100之间)，具有三角形柱的阵列中的临界大小可以远小于具有圆形柱的类似阵列中的临界大小，对于较陡的倾斜角，差异总共达间隙的10％。这些性质允许通过三角形柱的阵列来分离比通过具有相同间隙间距的圆形柱的阵列所能分离的更小的颗粒。这些性质还意味着分离选定大小的颗粒所必需的、针对三角形柱的间隙间隔大于分离相同颗粒所必需的、针对圆形柱的对应间隙间隔。
在任一情况下，作为间隙的几分之一的减小的临界颗粒大小在减少阵列中的堵塞方面可以是有用的。在一些情况下，生物样品含有具有宽范围的大小的物种。在一些情况下，可以使用过滤或多个分离级来确保阵列持续发挥作用。使用三角形柱允许针对给定的临界颗粒大小而增大间隙的大小，并且减小阵列堵塞的可能性。图8图示了作为阵列倾斜的函数，可以将柱之间的间隙制作得大多少。图中标绘为这两个间隙对于固定的临界颗粒大小的比率，可以看到当倾斜减小时伴随增大的间隙大小的最小20％的改善，其中对于1/4的倾斜角，比率为1.25，而对于1/100的倾斜角，比率为1.94。因此，较浅的倾斜角可以促进使用较大的间隙，其代价是较小的分离角和增大的阵列大小。然而，较大的间隙可以在增大阵列通量方面提供另一益处。
具有三角形柱和圆形柱的阵列之间的通量对比示出：对于具有三角形柱的阵列中的给定压降，平均速度大幅增加。具有三角形柱的阵列或具有圆形柱的阵列被构造成具有几乎相同的特性。它们各自具有相同的总通道宽度和长度、深度、倾斜角(1/10)以及柱大小(圆形柱的直径等于等边三角形柱的边长)。唯一的变化是柱之间的间隙，该间隙利用数值模拟而被设计和验证，从而给出针对这两种阵列的大约为3.2微米的临界颗粒直径。这些数值模拟表明，使用在具有三角形柱的阵列中的10.5微米间隙和在具有圆形柱的阵列中的8.3微米间隙实现了所述临界颗粒直接。
使用以每秒10帧捕捉视频的电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)相机来记录500纳米的荧光珠的轨迹，并继而针对跨阵列的给定压力梯度，使用MATLABTM软件对所述轨迹进行分析。
选择不会被阵列移位(即，弹撞)的小颗粒，因此它们将会对流动流中的每一个进行均匀采样，并且提供对总体平均流体速度的准确表示。
在图9中将平均颗粒速度标绘为压力梯度的函数，并连同有加权线性拟合。拟合线展示出三角形柱阵列中的颗粒移动得快很多。压力的上限范围受显微镜的视野和相机的捕捉速度的限制。若压力超出数kPa，则颗粒在视频的一个或两个帧内横越整个视野，并且无法对速度作出准确的估计。然而，由于这些实验中的雷诺数(Reynolds number)处于10-2的数量级，因此线性拟合可以安全地扩展至数十kPa的范围，以匹配于预期针对低雷诺数流动可见的速度与压力之间的线性关系。柱的横截面不必是三角形的。还可以使用具有其他(正方形、椭圆形或不规则形状)横截面轮廓的柱，只要障碍物的形状使间隙成为非对称的即可。
对比图9中的两个线性拟合的斜率，可以看到，具有三角形柱的阵列中的颗粒平均而言比具有圆形柱的阵列中的那些颗粒行进得快85％。该结果与使用COMSOLTM软件进行的数值模拟相吻合，所述COMSOLTM软件示出对于三角形柱，平均速度会快82％。这些发现背后的机制可以通过用两个平行板之间的泊肃叶流动作类比来理解——在其中针对固定压力梯度的平均速度与板之间的最小距离的平方成比例。所述类比并不确切，这是因为约束结构是柱的阵列而不是两个平行板，但其凸显了增大间隙宽度的益处，其中仅仅几微米就会产生通量的大幅提高。
如果不注意保持尖锐的柱顶点，则通过改变柱的形状而实现的收益会被削减。图10示出圆化三角形柱边缘对临界颗粒大小的影响。使用COMSOLTM软件对具有10微米柱、10微米柱间间隙和1/30倾斜角的阵列进行模拟，其中将顶点圆化成各种曲率半径，其范围从无(r＝0)到最终形状是圆(r＝S/121/2)的完全圆化。针对每一圆化提取跨间隙的流动分布，并且使用先前所述的方法来计算针对给定倾斜的临界大小。如图10中所示，当柱形状从三角形过渡到圆形时，在临界颗粒大小中存在显著增大。从当柱完全为三角形时(即，r＝0)的0.174G开始，临界颗粒大小当柱完全为圆形(r＝S/121/2)时增大35％达0.235G。这样的过渡表明如果制作工艺产生不期望的顶点圆化，则使用较大的柱(增大S)将会有助于保持因使用三角形柱而造成的减小的临界颗粒大小。
这一观察结果还有助于解释与针对图7中的一些荧光珠观察到的预期行为的偏差。柱的SEM图像示出0.118±0.006的顶点圆化(r/S)，其对应于临界颗粒大小从0.93微米到1.12微米的增大。
E.“洗车”设备
在一方面，本文所提供的设备、方法、组分和套件替代了本领域中已知的许多技术中存在的化学处理或试剂处理和/或手动洗涤/浓缩步骤。本文所提供的设备可以替代本领域中已知的需要离心的任何程序。在一些情况下，本文所提供的设备、方法、成分和套件替代了用于处理包含细胞的样品的标记(例如，细胞表面和/或细胞内部)和洗涤/浓缩步骤。经处理的细胞可继而用于研究和/或临床诊断测试。在一些情况下，本文所提供的设备、方法、组分和套件替代了用于处理血液样品以供研究和临床诊断测试中使用的标记(例如，细胞表面和/或细胞内部)、洗涤/浓缩和/或酶裂解步骤。临床和诊断测试可用于癌症、感染性疾病和炎性疾病以及/或者许多其他疾病。在一些情况下，本文所提供的设备、方法、组分和套件替代了用于处理样品的裂解、一种或多种酶处理、克隆和/或洗涤/浓缩步骤，所述样品包含送至核酸库的细胞。核酸库可以在测序中使用。测序可以是本领域中已知的任何新一代测序方法或平台。本文所提供的方法可以是自动化的、无试剂的微流体处理，所述方法可以有效地在几分钟内获得、洗涤和浓缩颗粒(例如，细胞)，并且具有较高的产率、较高的再现性以及较低的成本。颗粒可以是本文所提供的任何细胞。在一些情况下，颗粒可以是干细胞、白细胞和/或白血病细胞。
如图17B中所示，如本文所提供的“洗车”设备可以包括两个入口(图17B；“样品”和“缓冲液”)，所述入口被配置用于使两种单独流体从设备的输入区域流动至设备的输出区域。在图17B中，两种流体以平行层流的方式在设备上流动至设备的出口部分中的两个出口，其中所述层流流动流体作为非混合流或流管而存在。同样地，如图17B中所示，在设备中从输入区域流至输出区域的流体遇到其间的障碍物阵列。障碍物阵列可以是如本文所提供的DLD阵列(图17B中的倾斜柱阵列)。所述阵列可被配置用于以如本文所述的确定性方式而基于大小使层流的、平行流动的流中的颗粒分离。比DLD阵列的临界大小更大的颗粒可以如本文所述地朝向DLD阵列的“底部”“弹撞”，并随后朝向出口流动并在出口处获得(图17B的产物输出部分)。如图17B中所示，两个入口彼此之间由壁分隔开。在一些情况下，使如本文提供的多入口洗车设备中的相邻入口分隔开的壁延伸至包括入口、DLD阵列和出口的通道内部中，直到所述壁遇到或抵接DLD阵列的边缘。DLD阵列的边缘可以是最接近或最靠近入口的边缘。如图17B中所示，DLD阵列的边缘垂直于使入口分隔开的壁。如图17B中所示，两个出口彼此之间通过壁而分隔开。如图17B中所示，使如本文提供的“洗车”设备中的相邻出口分隔开的壁可以从DLD阵列中最接近或最靠近通向通道末端的出口的边缘延伸，其中DLD阵列的边缘出之于使出口分隔开的壁。基于如本文所述的DLD原理，临界大小之上的颗粒(例如，细胞、核酸、诸如抗体、探针等试剂)将在主体流体流动方向上流动并且在一个出口(图17B中的废物出口)中离开设备，而临界大小之上的颗粒(例如，细胞、核酸等)从第二出口或单独出口(图17B中产物出口)离开设备。如图17B中所示，如本文所提供的“洗车”设备用于洗涤样品中的白血球(例如，白细胞)，所述样品包括包含标记的结合剂(例如，标记分子)以及较小的细胞{例如，RBC}。如图中可见，样品在DLD阵列中从输入区域流动至输出区域，其中当进入倾斜的柱阵列时，白细胞从样品流动流弹撞至平行的缓冲液流动流中，而包含标记(例如，标记分子)的结合剂和RBC停留在样品流中。白细胞可以继而从产物出口处获得，所述白细胞基本上从标记分子和RBC中冲洗掉并得到纯化(图17C)。
如图19中所示，如本文所提供的“洗车”设备可以包括多个入口和多个出口，在其间具有障碍物阵列(例如，图19中的倾斜柱阵列)。多个入口可以是不止两个入口。多个出口可以是不止两个出口。设备可以包括以第一壁和第二壁为边界的通道，其中第二壁与第一壁相对，并且其中第一壁和第二壁被配置用于限制在其间流动的流体。设备还可以包括多个在第一壁与第二壁之间的入口。如图19中所示，入口可以彼此相邻且可以通过壁分隔开。相邻入口之间的分隔壁可以延伸到通道中一定距离。所述距离可以是直到DLD阵列的最靠近的垂直边缘。通道可被配置用于使流中的多种液体跨DLD阵列的多个入口流动至多个出口。所述流能够以平行、层流的方式流动，其中相邻的流动流(“流动流”或“流管”)在相邻流动流之间经受最少的(例如，由于受限的扩散)混合、无混合或基本无混合。在一些情况下，颗粒(例如，细胞)可以通过确定性横向位移(DLD)作用与平行流动流成一定角度而流动。在一些情况下，在没有处理化学试剂或酶试剂的情况下引入细胞，使该细胞通过DLD移动到包括所述化学试剂或酶试剂的流动流中，并且继而从所述流中流出而进入包括干净(即，无试剂)的缓冲液的流中，并且继而从产物出口流出，洗涤完毕。多个入口与出口之间的DLD阵列可以是如本文所提供的任何DLD阵列。在一些情况下，DLD阵列包括圆形微柱。在一些情况下，DLD阵列包括三角形微柱。在一些情况下，DLD既包括圆形微柱又包括三角形微柱。所述微柱可以具有如本文所提供的任何尺寸。流动流能够以如本文所提供的任何流速流过通道。在一些情况下，如本文所提供的洗车设备被配置成高通量，其中流动流以高流速(例如，至少1ml/min的流速)流动。在一些情况下，如本文所提供的洗车设备被配置成高通量或适于高通量，其中用于流过设备的样品的体积大于100ml。图19示出了在包括DLD阵列的设备的输入区域中包括3个入口的设备。该3个入口被配置用于使3个流动流彼此平行地流动。第一流动流包括样品，其中所述样品包括颗粒，第二流动流包括试剂，而第三流动流包括洗涤缓冲液。配置所述设备以使得样品输入到最靠近第一边界壁的入口中，而样品内的颗粒在当其移动通过DLD时朝向相对的第二边界壁偏转，样品内的颗粒由此以确定性方式按大小分离。样品内在DLD阵列的临界大小以上的颗粒可以朝向第二壁偏转，而在临界大小以下的颗粒可以沿流动流的方向流过DLD阵列。在图19中，朝向第二壁偏转的、样品流内的颗粒穿过试剂流，并且继而穿过缓冲液流动流，其中试剂流动流内的试剂可以在颗粒流过该试剂流时与颗粒反应，并且其中可以在颗粒流过后续的缓冲液流动流时从颗粒中洗涤掉或移除所述试剂。如图19中所示，朝向第二壁偏转的颗粒在当其遇到第二壁时可以被浓缩，并且随后可以流过设备的输出区域中的多个出口中的一个并从中被收获(例如，图19中的产物)，而未朝向第二壁偏转的颗粒以及而来自试剂流的试剂则流过与产物出口分隔开的多个出口中一个或多个出口(例如，图19中的废物出口)。在颗粒流过如本文所提供的多流“洗车”设备之后，从如所提供的设备收集到的偏转颗粒可以没有或基本没有试剂。
图18A示出了如本文所述的“洗车”设备的实施方式。图18A中的设备包括多个入口和多个出口，在其间安置有障碍物阵列(图18A中的倾斜柱阵列)。多个入口可被配置用于使多个流动流朝向多个出口流动，其中多个流动流分别包括单独的流体。在图18A中，通道包括6个入口，该6个入口被配置用于使六个单独的流动流层流地流动，流动流跨过倾斜柱阵列朝向2种出口——产物出口和废物出口。第一流动流包括包含颗粒的样品，第二流包括缓冲液，第三流包括固定且透化的流，第四流包括缓冲液，第五流包括细胞内标记流，第六流包括缓冲液。在一些情况下，如本文所述的多流设备包括多个从设备的输入部分向设备的输出部分流动的平行流动流，其中流动流中的至少4个包括试剂。包括试剂的至少4个流动流可以包括相同的和/或不同的试剂。在一些情况下，包括试剂的流动流中的每一个以两个各自携载缓冲液的平行流动流为边界。缓冲液可以是洗涤缓冲液。如图18A中所描绘的设备可被配置用于使具有预定大小(例如，在倾斜柱阵列的临界大小以上)的颗粒(例如，包含白细胞和RBC的样品(例如血液)中的白细胞)连续通过后续的五个平行流动流(例如，图18A中的样品→缓冲液→固定/透化→缓冲液→细胞内标记物→缓冲液)从样品流中偏转。缓冲流可以有助于洗涤被颗粒(例如，细胞)非特异性(即，微弱)吸收的试剂以及未结合试剂，所述试剂来自偏转通过流的颗粒的环境中的前面的相邻流动流。缓冲流可以从颗粒以及包含颗粒的流中移除或基本移除非特异性结合试剂和未结合试剂。如图18A中所示。废物出口可以具有的宽度大于产物出口的宽度。图18A中的废物出口包括试剂(例如，表面标记Mab、固定/透化试剂和细胞内结合剂，所述细胞内结合剂包括标记以及低于倾斜柱阵列的临界大小的不期望颗粒，例如，RBC)。
F.具有分隔壁的“洗车”装置
如本文所提供的多流(例如，'洗车')装置可以进一步包含减少层、平行流动的流体或流动流之间的混合的机构。平行流动流之间的混合可随着时间的推移发生，这可能污染如本文所提供的装置的输出。这样，在对于一些化学或酶流可能需要的长处理时间与在如本文提供的洗车装置的最终输出中具有低污染之间可能存在折衷。例如，用于固定和/或透化的温育时间可以是约10分钟，而用标记试剂(例如，抗体、探针)进行标记可以是约5分钟。作为比较，表1示出了一些试剂的扩散系数。
表1：常用试剂的扩散系数
试剂 扩散系数(在水中) 功能
单克隆抗体(mAbs) 10<sup>-7</sup>-10<sup>-8</sup>cm<sup>2</sup>/sec 表面标记
RBC裂解缓冲液 N/A 裂解
多聚甲醛(PFA) ～-10<sup>-8</sup>cm<sup>2</sup>/sec 固定
乙醇 10<sup>-5</sup>cm<sup>2</sup>/sec 固定
甲醇 10<sup>-5</sup>cm<sup>2</sup>/sec 固定和透化
丙酮 10<sup>-5</sup>cm<sup>2</sup>/sec 固定和透化
皂苷 ～10<sup>-6</sup>cm<sup>2</sup>/sec 透化
Triton X-100 ～10<sup>-6</sup>cm<sup>2</sup>/sec 透化
Tween 20 ～10<sup>-7</sup>cm<sup>2</sup>/sec 透化
具有相对小的扩散系数的试剂(例如甲醇)，甚至可以用短的温育时间扩散到相邻的流，这可能会导致显著百分比的所述试剂如可以通过有限源扩散模型预测的进入产物流(图22)。在一些情况下，颗粒流动角可以相对于水平流动流进行调节。在一些情况下，分隔壁用于分离在本文所提供的装置中的相邻流动流。在一些情况下，如本文所提供的多流装置包含一个或多个分隔壁。在一些情况下，如本文所提供的多流装置包含多个分隔壁。分隔壁可以是成对的。在一些情况下，分隔壁对中的一个从包含分隔壁对的通道的输入部分延伸，而该对的另一个从通道的出口部分延伸。在一些情况下，分隔壁或分隔壁对平行于流流动，并且不干扰流流动模式。分隔壁对可以是相对的。如图24A和24B所示，分隔壁对可相对于彼此错开，由此该对中的一个更接近于界定所述通道的第一壁，而该对的另一个更接近界定所述通道的第二壁。在一些情况下，一对分隔壁包含在该对分隔壁中的分隔壁之间的间隙(例如，图24A和24B)。该间隙可以包括使得颗粒可以通过该间隙的宽度。在一些情况下，如本文所提供的多流装置包括多个分隔壁对(例如，图32)。如在图32中所描绘的，分隔壁对中的每一个可以错开，并且可以包含在该对之间的间隙，该间隙被配置成允许正在偏转的颗粒通过障碍物阵列(例如，DLD阵列)以在该对分隔壁之间通过。在一些情况下，分隔壁或隔离壁对安置在试剂流(例如，化学品或酶)与相邻缓冲液(例如，清洗缓冲液)流之间。
在如本文所提供的装置中的分隔壁或分隔壁对可以用于显著增加颗粒停留在流动流(例如，试剂)中的时间量。颗粒停留在流动流中的时间的增加可增加，颗粒将在如本文提供的装置(其不包含分隔壁或分隔壁对)中的流动流(例如，试剂流动流)中花费的时间的至少、至多、小于、大于或约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100％。
分隔壁或分隔壁对可以用于基本上限制或阻断试剂(例如，化学和/或酶)扩散至如本文所提供的多流(例如，洗车)装置中的相邻流动流。扩散可被限制了至少、至多、小于、大于或约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100％。
在一些情况下，如本文所提供的多流(例如，洗车)装置中的流动流包含裂解试剂。在一些情况下，裂解试剂包括洗涤剂。在一些情况下，洗涤剂包含Triton X-100、SDS、CHAP或Tween-20。
在一些情况下，如本文所提供的多流(例如，洗车)装置中的流动流包含缓冲液。缓冲液可以是清洗缓冲液。缓冲液可以是F108.N-(2-乙酰胺基)-2-氨基乙磺酸(ACES)；N-(2-乙酰胺基)亚氨基二乙酸(ADA)；乙酸镁；乙酸钠；
Figure GDA0002108795010001061
碱；2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)；氨基乙酸；氨基乙酸；2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇(AMPD)；磷酸二氢铵；磷酸氢钠铵四水合物(Ammonium sodium phosphate dibasic tetrahydrate)；磷酸氢钠铵四水合物；碳酸氢铵；磷酸二氢铵；5,5-二乙基巴比妥酸钠；N,N-双(2-羟基乙基)-2-氨基乙磺酸(BES)；双(2-羟基乙基)胺，2,2'-亚氨基二乙醇(二乙醇胺)；2-双(2-羟基乙基)氨基-2-(羟基甲基)-1,3-丙二醇；双(2-羟基乙基)氨基-三(羟基甲基)甲烷；N,N-双(2-羟基乙基)甘氨酸；N,N-双(2-羟基乙基)牛磺酸；2,2-双(羟基甲基)-2,2',2”-次氮基三乙醇；BIS-TRIS；乙酸钙水合物；碳酸钙；三碱式柠檬酸钙四水合物(Calcium citrate tribasictetrahydrate)；甲酸钙；CAPS；N-(氨甲酰基甲基)-2-氨基乙磺酸；-(氨甲酰基甲基氨基)乙磺酸；N-(氨甲酰基甲基)亚氨基二乙酸；N-(氨甲酰基甲基)牛磺酸；CHES；柠檬酸；3-(环己基氨基)-1-丙磺酸；MOPS；HEPES；咪唑；HEPPS；甲酸；甘氨酸；EPPS；乙二胺四乙酸二钠盐脱水物；乙酸镁；乙酸锂；草酸；磷酸盐缓冲盐水；哌嗪；PIPES；碳酸氢钾；碳酸钾；氯化钾；氯化锂；磷酸钾；丙酸；乙酸钠；碳酸氢钠；碳酸钠；柠檬酸钠；磷酸钠；四硼酸钠；STE缓冲溶液；STET缓冲溶液；TRIS缓冲盐水；TRIS-EDTA缓冲溶液；四碱式焦磷酸钠(Sodiumpyrophosphate tetrabasic)；
Figure GDA0002108795010001071
碳酸盐；
Figure GDA0002108795010001073
盐酸盐；
Figure GDA0002108795010001072
马来酸盐；TRIS NaCl Tween 20；三乙醇胺；
Figure GDA0002108795010001074
乙酸盐；和/或TAPS。
一些情况下，如本文中所提供的多流(例如，洗车)装置中的流动流包含试剂。该试剂可以是化学或酶试剂。该试剂可以是固定剂、透化剂、酶、裂解剂、细胞毒性剂、小分子、药物部分、化学治疗剂或其组合或混合物。
在一些情况下，试剂是固定剂。固定剂可以是甲醛、戊二醛、甲醇和/或乙醇。固定剂可以是磷酸盐缓冲福尔马林；福尔马林钙(formal calcium)；生理盐水(formalsaline)；福尔马林锌(未缓冲)；Zenker固定剂；Helly固定剂；B-5固定剂；Bouin溶液；Hollande固定剂；Gendre溶液；Clarke溶液；Carnoy溶液；Methacarn固定剂；醇福尔马林；和/或甲醛乙醇。
在一些情况下，试剂是透化剂。透化剂可以是洗涤剂，醇(甲醇)，膜破坏毒物如毛地黄皂苷、蜂毒肽和/或皂苷。洗涤剂可以是2-氨基乙基甲烷硫代磺酸氢溴化物(2-aminoethyl methan thiosulfonate hydrobromide)、CHAPS、CHAPSO、毛地黄皂苷、十二烷基硫酸锂、正十二烷基-β-D-吡喃麦芽糖苷、正辛基-β-d-吡喃葡萄糖苷、NDSB-195、NDSB-201、NDSB-211、NDSB-221、NDSB-256、NONIDET-P40、Pluronic F68、Pluronic F-127、MTSES、Tween-20、Tween-80、Tween-40、十二烷基硫酸钠(SDS)、Triton X-100、Triton X-114、MTSET、磺基甜菜碱-10、磺基甜菜碱-12、或磺基甜菜碱-14、
Figure GDA0002108795010001075
CA-630或正十二烷基-β-D-麦芽糖苷(DDM)。
在一些情况下，所述试剂包含结合剂。包含结合剂的试剂也可以被称为标记试剂。所述标记剂可以是本领域中已知的任何标记剂。标记剂可以是细胞表面标记剂。标记剂可以是细胞内标记剂。标记剂可以是抗体、抗体片段、核酸探针、适体、分子信标和/或酶底物。结合剂可以是抗体、抗体片段、核酸(例如，探针)、适体、小分子或分子信标。该抗体可以是一级或二级抗体。本文的术语“抗体”可以以最广泛的意义使用并特别地涵盖单克隆抗体、多克隆抗体、多特异性抗体和抗体片段，只要它们显示出期望的生物活性。术语“多特异性抗体”可以以最广泛的意义使用，并特别地涵盖包含具有多表位特异性(即，能够在一种生物分子上与两种或更多种不同表位特异性结合或能够在两种或更多种不同的生物分子上与表位特异性结合)的抗原结合结构域的抗体。抗原结合结构域的一个具体实例是VHVL单元，其包含重链可变结构域(VH)和轻链可变结构域(VL)。这样的多特异性抗体可包括但不限于全长抗体，具有两个或更多个VL和VH结构域的抗体，抗体片段例如Fab、Fv、dsFv、scFV、双抗体、双特异性双抗体和三抗体、已共价或非共价连接的抗体片段。“双特异性抗体”可以是多特异性抗体，包含抗原结合结构域，其可以能够在一种生物分子上与两种不同表位特异性结合，或者可以能够在两种不同的生物分子上与表位特异性结合。双特异性抗体也可以指具有“双重特异性”或是“双重特异性的”。在一些情况下，结合试剂是核酸探针，其中所述核酸探针包含一个或多个包含掺入至核酸探针的标记物的核苷酸。核酸探针可以包含DNA、RNA或其组合。该标记的核苷酸可以用Alexa
Figure GDA0002108795010001081
染料标记。用于在核酸探针中使用的其他荧光标记物可以是，但不限于，二乙基氨基香豆素(DEAC)、花青3(Cy3)、花青5(Cy5)、荧光素(FITC)、丽丝胺、R110、R6G、四甲基若丹明(TAMRA)和德克萨斯红(Texas Red)。标记的核苷酸可以用半抗原标记。所述半抗原标记物可以是，但不限于氨基洋地黄毒苷(DIG)、生物素、二硝基苯基(DNP)和荧光素(FITC)。标记的核苷酸可以包括放射性标记物。例如，放射性标记的核苷酸可以包括，但不限于，33P、32P、35S、3H和14C核苷酸。在一些情况下，结合剂结合或导向或针对细胞表面标志物。细胞表面标志物可以是如本文所提供的任何细胞表面标志物。在一些情况下，结合剂结合或导向或针对细胞内标志物。细胞内标志物可以是如本文所提供的任何细胞内标志物。在一些情况下，如本文所提供的装置适于使包含结合剂的试剂流动流流动，其中所述结合剂结合细胞表面标志物。在一些情况下，如本文所提供的装置适于使包含结合剂的试剂流动流流动，其中所述结合剂结合细胞内标志物。在一些情况下，如本文所提供的装置适于使多个流动流流动，其中所述流动流中的至少一个包含结合细胞表面标志物的结合剂，并且所述流动流中的至少一个包含结合细胞内标志物的结合剂。在一些情况下，如本文所提供的装置包含多个流动流，其中所述流动流中的至少一个包含试剂，其中所述试剂是结合剂，并且其中所述流动流中的至少一个包含不是结合剂的试剂。不是结合剂的试剂可以是酶、固定剂、透化剂或其组合或混合物。
在一些情况下，所述试剂包含酶。在一些情况下，所述试剂包含多种酶。在一些情况下，如本文所提供的装置包含多个流动流，其中所述流动流中的至少一个包含试剂，其中所述试剂是酶。在一些情况下，如本文所提供的装置包含多个流动流，其中，所述流动流中的至少一个包含试剂，其中所述试剂是酶，并且其中所述流动流中的至少一个包含不是酶的试剂。不是酶的试剂可以是结合剂、固定剂、透过剂或其组合或混合物。在一些情况下，如本文所提供的装置包含多个流动流，其中多于一个流动流包含试剂，其中在多于一个流动流中的每个流中的试剂是酶，其中在多于一个流动流中的每个流中的酶包括相同或不同的酶。在一些情况下，如本文所提供的装置适于使多个流动流流动，其中所述流动流中的至少一个包含结合细胞表面标志物的结合剂，所述流动流中的至少一个包含结合细胞内标志物的结合剂，并且所述流动流中的至少一个包含酶。所述酶可以是限制酶、蛋白酶、聚合酶、连接酶、核酸酶、核酸内切酶、核酸外切酶、磷酸酯酶、甲基化酶、拓扑异构酶或其组合或混合物。聚合酶可以是本领域中已知的任何聚合酶。聚合酶可以是DNA依赖性DNA聚合酶。DNA依赖性DNA聚合酶的实例包括但不限于，有或没有3'-核酸外切酶的Klenow聚合酶、Bst DNA聚合酶、Bca聚合酶、.phi.29DNA聚合酶、Vent聚合酶、Deep Vent聚合酶、Taq聚合酶、T4聚合酶和大肠杆菌DNA聚合酶1、其衍生物或聚合酶的混合物。在一些情况下，聚合酶不包含5'-核酸外切酶活性。在其他情况下，所述聚合酶包含5'核酸外切酶活性。聚合酶可以是RNA依赖性DNA聚合酶或逆转录酶(RT)。RT的实例包括但不限于，莫洛尼鼠白血病病毒(M-MLV)逆转录酶、人免疫缺陷病毒(HIV)逆转录酶、劳氏肉瘤病毒(RSV)逆转录酶、禽类成髓细胞血症病毒(avian myeloblastosis virus)(AMV)逆转录酶、劳斯(rous)相关病毒(RAV)逆转录酶、和成髓细胞血症相关病毒(MAV)逆转录酶或其他禽类肉瘤-白血病病毒(ASLV)逆转录酶以及由此衍生的修饰的RT。核酸外切酶可以是，但不限于核酸外切酶1、核酸外切酶7或其组合或混合物。核酸内切酶可以是，例如，但不限于绿豆核酸内切酶或S1核酸内切酶或其组合或混合物。
在一些情况下，所述试剂包含标记物。在一些情况下，该试剂包含结合剂，其中所述结合剂包括标记物。在一些情况下，该试剂包含酶，其中所述酶包含标记物。标记物可以与如本文所提供的试剂缀合、结合或连接。标记物可以指本领域中已知的可用于提供可检测和/或可量化的效果的任何原子或分子。标记物可以连接到核酸或蛋白质(例如，抗体、抗体片段和/或酶)。在一些情况下，标记物提供了可量化的效果。在一些情况下，标记物提供了可检测且可量化的效果。标记物可以包括但不限于：染料；放射性标记物如32P；结合部分如生物素；半抗原如地高辛(digoxgenin)；发光、磷光或荧光部分；质量标签；以及单独地或与可以通过荧光共振能量转移(FRET)抑制或改变发射光谱的部分组合的荧光染料。标记物可以通过荧光、放射性、比色法、重量分析、X射线衍射或吸收、磁性、酶活性、质量特征或被质量影响的性能(例如，MALDI飞行时间质谱分析)等提供可检测的信号。标记物可以是带电的部分(正或负电)，或可替代地，可以是电中性。在一些情况下，标记物是荧光染料。荧光染料可以是方酸基染料。所述方酸基染料可以选自环丁烯二酮衍生物，对称与非对称方酸(squaraine)，取代的头孢菌素化合物，氟化方酸组合物，烷基烷氧基方酸，或方酸鎓(squarylium)化合物。所述方酸基染料可以选自红色荧光染料和橙色荧光染料，例如包含1,3-双(1,3-二氢-1,3,3-三甲基-2H-吲哚-2-亚基)甲基]-2,4-二氢-氧基环丁烯二基鎓(双(内盐))的红色荧光染料和包含2-(3,5-二甲基吡咯-2-基)-4-(3,5-二甲基-2H-吡咯-2-亚基)-3-羟基-2-环丁烯-1-酮的橙色荧光染料。标记物可以包含核酸或蛋白序列或由核酸或蛋白序列组成，只要该序列包含可检测的和/或可定量的标记物。
在一些情况下，所述试剂包括细胞毒性剂、毒素或化疗剂。例如，细胞毒性剂或毒素可以是，但不限于，酶促活性毒素及其片段包括白喉A链、白喉毒素的非结合活性片段、外毒素A链(来自铜绿假单胞菌)、蓖麻毒蛋白A链、相思豆毒蛋白A链、蒴莲根毒素A链、α-八叠球菌、油桐蛋白、石竹素蛋白、商陆(Phytolaca americana)蛋白(PAPI、PAPII和PAP-S)、苦瓜抑制剂、麻疯树毒蛋白(curcin)、巴豆毒蛋白、肥皂草(sapaonaria officinalis)抑制剂、白树毒素、mitogellin、局限曲菌素、酚霉素、伊诺霉素或单端孢霉烯(tricothecenes)或其组合或混合物。小分子毒素的实例可以包括但不限于，刺孢霉素、美登素类化合物、多拉司他汀、aurostatin、单端孢霉烯或CC1065，或具有毒素活性的这些毒素的衍生物。化疗剂的实例包括但不限于：烷基化剂，例如硫替派(thiotepa)和环磷酰胺
Figure GDA0002108795010001111
烷基磺酸盐如白消安、英丙舒凡和哌酰硫烷；氮丙啶例如苯佐替哌(benzodopa)、卡巴醌(carboquone)、美妥替哌和乌瑞替哌；乙烯亚胺和甲基蜜胺包括六甲基蜜胺、三亚乙基蜜胺、三亚乙基磷酰胺、三亚乙基硫代磷酰胺和三甲基蜜胺(trimethylomelamine)；多聚乙酰(特别是布拉它辛和布拉它辛酮)；δ-9-四氢大麻酚(屈大麻酚，
Figure GDA0002108795010001112
)；β-拉帕醌；拉帕醇；秋水仙碱；桦木酸；喜树碱(包括合成类似物托泊替康
Figure GDA0002108795010001113
CPT-11(伊立替康，
Figure GDA0002108795010001114
)、乙酰基喜树碱、莨菪亭和9-氨基喜树碱)；苔藓抑素；callystatin；CC-1065(包括其阿多来新、卡折来新和比折来新合成类似物)；鬼臼毒素；鬼臼酸；替尼泊苷；念珠藻素(尤其是念珠藻素1和念珠藻素8)；多拉司他汀；倍癌霉素(duocarmycin)(包括合成类似物、KW-2189和CB1-TM1)；伊璐霉素(eleutherobin)；水鬼蕉碱(pancratistatin)；sarcodictyin；海绵素(spongistatin)；氮芥如苯丁酸氮芥、萘氮芥、氯磷酰胺、雌莫司汀、异环磷酰胺、双氯乙基甲胺(mechlorethamine)、双氯乙基甲胺氧化物盐酸盐、苯丙氨酸氮芥(melphalan)、新氮芥、胆固醇苯乙酸氮芥、松龙苯芥、氯乙环磷酰胺、尿嘧啶氮芥；亚硝基脲例如卡莫司汀、吡葡亚硝脲、福莫司汀、洛莫司汀、尼莫司汀和雷莫司汀；抗生素如烯二炔类抗生素(例如，卡其霉素，尤其是卡其霉素γ1I和卡其霉素ωl(参见，例如，Nicolaou等人.,Angew.Chem Intl.Ed.Engl.,33:183-186(1994))；CDP323，口服α-4整联蛋白抑制剂；蒽环类抗生素，包括蒽环类抗生素A；埃斯培拉霉素(esperamicin)；以及新制癌菌素发色团及相关色蛋白烯二炔抗生素发色团)、阿克拉霉素(aclacinomysins)、放线菌素、安曲菌素(authramycin)、氮丝氨酸、博莱霉素、放线菌素(cactinomycin)、卡柔比星(carabicin)、洋红霉素、嗜癌霉素、色霉素、放线菌素、柔红霉素、地托比星、6-重氮基-5-氧代-L-正亮氨酸、阿霉素(包括
Figure GDA0002108795010001121
吗啉代阿霉素、cyanomorpholino-阿霉素、2-吡咯啉-阿霉素、阿霉素盐酸脂质体注射液
Figure GDA0002108795010001122
脂质体阿霉素TLC D-99
Figure GDA0002108795010001123
聚乙二醇化的脂质体阿霉(peglylated liposomal doxorubicin)
Figure GDA0002108795010001124
和脱氧阿霉素)、表柔比星、依索比星、伊达比星、麻西罗霉素、丝裂霉素如丝裂霉素C、霉酚酸、诺加霉素、橄榄霉素、培洛霉素、甲基丝裂霉素、嘌呤霉素、三铁阿霉素、罗多比星、链黑菌素、链脲菌素、杀结核菌素、乌苯美司、新制癌菌素、佐柔比星；抗代谢物，例如甲氨蝶呤、吉西他滨
Figure GDA0002108795010001125
替加氟
Figure GDA0002108795010001127
卡培他滨
Figure GDA0002108795010001126
埃博霉素和5-氟尿嘧啶(5-FU)；叶酸类似物例如二甲叶酸(denopterin)、氨甲蝶呤、蝶罗呤、三甲曲沙；嘌呤类似物例如氟达拉滨、6-巯基嘌呤、硫咪嘌呤、硫代鸟嘌呤；嘧啶类似物如安西他滨、阿扎胞苷、6-氮尿苷、卡莫氟、阿糖胞苷、双脱氧尿苷、去氧氟尿苷、依诺他滨、氟尿苷；雄激素，例如二甲睾酮、丙酸甲雄烷醇酮、环硫雄醇、环戊缩环硫雄烷、睾内酯；抗肾上腺剂例如氨鲁米特、米托坦、曲洛司坦；叶酸补充剂，例如亚叶酸(frolinic acid)；醋葡醛内酯；醛磷酰胺糖苷；氨基乙酰丙酸；恩尿嘧啶；安吖啶；贝塔布辛；比山群；依达曲沙；地磷酰胺(defofamine)；地美可辛；地吖醌；elfornithine；乙酸羟哔咔唑；埃博霉素；乙环氧啶；硝酸镓；羟基脲；香菇多糖；氯尼达明(lonidainine)；美登素类化合物例如美登素和美登木素；丙双脒腙；米托蒽醌；mopidanmol；尼曲吖啶；喷司他丁；蛋氨氮芥；吡柔比星；洛索蒽醌；2-乙基酰肼；甲基苄肼；
Figure GDA0002108795010001131
多糖复合物(JHS Natural Products,Eugene,Oreg)；丙亚胺；根霉素；西佐喃；螺旋锗；细交链孢菌酮酸；三亚胺醌；2,2',2'-三氯三乙基胺；单端孢霉烯(尤其是T-2毒素、verracurin A、杆孢菌素A和蛇形菌素)；乌拉坦；长春地辛
Figure GDA0002108795010001132
达卡巴嗪；甘露醇氮芥；二溴甘露醇；二溴卫茅醇；哌酰溴烷；gacytosine；阿糖胞苷(“Ara-C”)；硫替派；紫杉烷，例如紫杉醇
Figure GDA0002108795010001133
紫杉醇(ABRAXANETM)和紫杉萜
Figure GDA0002108795010001134
的白蛋白工程化纳米颗粒制剂；氨布布西；6-硫代鸟嘌呤；巯基嘌呤；氨甲蝶呤；铂剂如顺氯氨铂、奥沙利铂(例如
Figure GDA0002108795010001135
)和卡铂；长春花，其防止微管蛋白聚合形成微管，包括长春花碱
Figure GDA0002108795010001136
长春新碱
Figure GDA0002108795010001137
长春地辛
Figure GDA0002108795010001138
和长春瑞滨
Figure GDA0002108795010001139
依托泊苷(VP-16)；异环磷酰胺；米托蒽醌；亚叶酸；诺消灵；依达曲沙；柔红霉素；氨基蝶呤；伊班膦酸盐；拓扑异构酶抑制剂RFS 2000；二氟甲基鸟氨酸(DMFO)；类视黄醇例如视黄酸，包括贝沙罗汀
Figure GDA00021087950100011310
二膦酸盐例如氯膦酸盐(例如，
Figure GDA00021087950100011311
或
Figure GDA00021087950100011312
)、依替膦酸盐
Figure GDA00021087950100011313
NE-58095、唑来膦酸/唑来膦酸盐
Figure GDA00021087950100011315
阿仑膦酸盐
Figure GDA00021087950100011314
帕米膦酸盐
Figure GDA00021087950100011316
替鲁膦酸盐
Figure GDA00021087950100011317
或利塞膦酸盐
Figure GDA00021087950100011318
曲沙他滨(1,3-二氧戊环核苷胞嘧啶类似物)；反义寡核苷酸，特别是抑制牵涉异常细胞增殖的信号传导途径中的基因的表达的那些，例如，诸如，PKC-α、Raf、H-Ras，和表皮生长因子受体(EGF-R)；疫苗如
Figure GDA0002108795010001141
疫苗和基因治疗疫苗，例如，
Figure GDA0002108795010001142
疫苗、
Figure GDA0002108795010001143
疫苗和
Figure GDA0002108795010001145
疫苗；拓扑异构酶1抑制剂(例如，
Figure GDA0002108795010001144
)；rmRH(例如，
Figure GDA0002108795010001146
)；BAY439006(索拉非尼(sorafenib)；Bayer)；SU-11248(舒尼替尼，
Figure GDA0002108795010001147
Pfizer)；哌立福辛、COX-2抑制剂(例如塞来昔布或艾托考昔)、蛋白体抑制剂(例如PS341)；硼替佐米
Figure GDA0002108795010001148
CCI-779；替吡法尼(tipifarnib)(R11577)；orafenib、ABT510；Bcl-2抑制剂，例如奥利默森钠
Figure GDA0002108795010001149
匹杉琼；EGFR抑制剂(见下面的定义)；酪氨酸激酶抑制剂(见下面的定义)；丝氨酸-苏氨酸激酶抑制剂，例如雷帕霉素(西罗莫司，
Figure GDA00021087950100011410
)；法尼基转移酶抑制剂如洛那法尼(SCH6636，SARASARTM)；和任何上述物质的药学上可接受的盐、酸或衍生物；以及上述的两种或更多种的组合，例如CHOP(环磷酰胺、阿霉素、长春新碱和泼尼松龙的组合治疗的缩写)；以及FOLFOX(采用与5-FU和亚叶酸组合的奥沙利铂(ELOXATINTM)的治疗方案的缩写)。另外的化疗剂可以包括“抗激素剂”或“内分泌治疗物”，其用于调节、降低、阻断或抑制可促进癌症生长的激素的影响。它们可以是激素本身，包括但不限于：具有混合的激动剂/拮抗剂谱的抗雌激素剂，包括他莫昔芬
Figure GDA00021087950100011411
4-羟基他莫昔芬、托瑞米芬
Figure GDA00021087950100011412
碘昔芬、屈洛昔芬、雷洛昔芬
Figure GDA00021087950100011413
曲沃昔芬、雷洛昔芬盐酸盐(keoxifene)和选择性雌激素受体调节剂(SERM)如SERM3；无激动剂性质的纯抗雌激素剂，如氟维司群
Figure GDA00021087950100011414
和EM800(此类试剂可以阻断雌激素受体(ER)二聚化，抑制DNA结合，增加ER更新和/或抑制ER水平)；芳香酶抑制剂，包括类固醇芳香酶抑制剂如福美司坦和依西美坦
Figure GDA00021087950100011417
和非类固醇芳香酶抑制剂例如阿那曲唑
Figure GDA00021087950100011416
来曲唑
Figure GDA00021087950100011415
和氨鲁米特，以及其他芳香酶抑制剂包括伏氯唑
Figure GDA00021087950100011418
乙甲地孕酮
Figure GDA00021087950100011419
法倔唑和4(5)-咪唑；释放促黄体激素的激素激动剂，包括亮丙瑞林(
Figure GDA0002108795010001151
和
Figure GDA0002108795010001152
)、戈舍瑞林、布舍瑞林和曲普瑞林；性类固醇，包括孕酮如乙酸甲地孕酮和乙酸甲羟孕酮，雌激素例如二乙基己烯雌酚和普力马，和雄激素/类视黄醇例如氟羟甲睾酮、全反式视黄酸酸和芬维A胺；奥那司酮；抗孕酮；雌激素受体下调剂(ERD)；抗雄激素如氟他米特、尼鲁米特和比卡鲁胺；和任何上述物质的药学上可接受的盐、酸或衍生物；以及上述的两种或更多种的组合。
在一些情况下，使用如本文所提供的多流装置处理的颗粒可通过在凸点阵列内的化学和/或酶反应进行处理以赋予这些分子荧光、磁性或放射性性质。
G.设备特征
如本文所述，如本文所提供的多流(例如，“洗车”)设备可以包括具有多个入口、多个出口和安置于其间的障碍物阵列的通道。示例性设备可以是图18A-图18B、图19、图20A-图20B、图24A-图24B和图32中图示的设备。在一些情况下，如本文所提供的设备可以包括具有至少一个入口、至少一个出口和安置于其间的障碍物阵列的通道。示例性设备可以是在图39和图40中图示的设备。设备的参数的示例在表2中图示。
表2.通道宽度
A/A2 B C
血液入口通道宽度(μm) 50 100 150
缓冲液入口通道宽度(μm) 55 110 110
产物出口通道宽度(μm) 49 98 98
表3.间隙大小(柱之间的边到边距离)/柱直径(μm)
A B C
部分1 18/27 44/66 90/135
部分2 12/18 30/45 60/90
部分3 8/12 20/30 40/60
图39示出A芯片的设计。A芯片包括具有逐渐变小的柱状物和间隙的三区(部分)设计。表2中描述了间隙大小和柱直径。设备可包括例如针对血液的入口、用于缓冲液的入口、废物出口和产物出口。A芯片可包括14个平行通道。总通道容积(包括0.5mm通孔)(通孔可以是可将芯片的背侧(例如，可以出现歧管连接之处)连接至芯片顶侧(即，阵列所在之处)的孔)可以为118μL。设备的通量是约4-8mL/hr。对8mL样品的处理时间可以是约1小时至约2小时。A芯片可以用硅制成。A芯片可以用聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或环烯烃聚合物(COP)制成。在一些情况下，可以将介于约5mL与约20mL之间的样品施加至设备。在一些情况下，可以将介于约1μL与约5mL之间的样品施加至设备。
图40示出了设备的另一示例(A2)。A2芯片包括具有逐渐变小的柱状物和间隙的三区设计。表3中描述了间隙大小和柱直径。通道的深度是60μm。每个A2芯片包括2个独立通道。总通道容积(包含0.5mm通孔)约为3.85μL。设备的通量可以是约0.12mL/hr至约0.24mL/hr，或者约0.4mL/hr至约0.8mL/hr。对100μL的样品的处理时间可以是约25min至约50min。A2芯片可以用硅制成。A2芯片可以用聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或环烯烃聚合物(COP)制成。设备可用于处理约50uL至约500uL的样品。设备可用于处理约1uL至约50uL的样品。
i.通道
在一些情况下，如本文所提供的设备包括通道，其中所述通道以第一壁和第二壁为边界，其中第二壁与第一壁相对，并且其中第一壁与第二壁彼此平行。所述通道可以包括包含多个入口的输入部分或区域，以及包含多个出口的输出部分或区域。所述多个入口中的每一个可被配置用于使包括流体的流动流或流管流过或允许其穿过，其中所述流动流或流管中的每一个平行于每一个其他流动流或流管而从设备的输入部分流动至设备的出口部分。在一些情况下，多个流动流中的每一个直接从入口向该入口对面的或与该入口相对的出口移动。在一些情况下，设备包括具有至少一个入口和至少一个出口的通道。在一些情况下，设备包括具有两个入口和两个出口的通道。在一些情况下，设备包括具有不止两个入口和不止两个出口的通道。在一些情况下，通向通道的第一入口是样品入口而通向通道的第二入口是缓冲液入口。在一些情况下，通向通道的第一入口是样品入口，通向通道的第二入口是试剂入口，而通向通道的第三入口是缓冲液入口。单一流动流可以来源于单一入口。单一流动流可以来源于两个或更多个相邻入口(例如，图19)。在一些情况下，通向通道的第一出口是产物出口而通向通道的第二出口是废物出口。在一些情况下，通向通道的多个出口中的第一出口是产物出口而其余多个出口中的每一个包括废物出口。其余多个出口中的每一个可以包括针对来源于入口的流动流的独特出口，所述入口存在于如本文所提供的、包括该入口和废物出口的设备的输入部分中，其中所述入口直接与废物出口相对或在废物出口的对面。在一些情况下，通道包括位于多个入口与多个出口之间的障碍物阵列。在一些情况下，障碍物阵列包括障碍物的区或部分，其中每个部分包括具有基本上相同直径和尺寸的障碍物以及位于具有基本上相同大小的障碍物之间的间隙。
(a)通道宽度
在一些情况下，通道宽度约为0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100mm。
在一些情况下，通道宽度至少为0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100mm。
在一些情况下，通道宽度小于0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100mm。
在一些情况下，通道宽度是约1mm至约10mm、约2mm至约9mm、约3mm至约8mm、约10mm至约20mm、约20mm至约30mm、约30mm至约40mm、约40mm至约60mm、约60mm至约70mm或者约70mm至约100mm。
(b)通道长度
在一些情况下，通道长度约为2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190或200mm。
在一些情况下，通道长度小于2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190或200mm。
在一些情况下，通道长度至少为2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190或200mm。
在一些情况下，通道宽度是约1mm至约10mm、约2mm至约9mm、约3mm至约8mm、约10mm至约20mm、约20mm至约30mm、约30mm至约40mm、约40mm至约60mm、约60mm至约70mm、约70mm至约100mm或者约100mm至约200mm。
(c)通道深度
在一些情况下，通道具有约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950或1000μm的深度。
在一些情况下，通道具有至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950或1000μm的深度。
在一些情况下，通道具有小于1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950或1000μm的深度。
在一些情况下，通道具有约10μm至约30μm、约20μm至约40μm、约30μm至约50μm、约50μm至约100μm、约100μm至约200μm、约200μm至约400μm、约400μm至约600μm或者约600μm至约1000μm的深度。
(d)每一设备(芯片)的通道数目
在一些情况下，设备包括约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100个通道。在一些情况下，设备包括至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100个通道。
在一些情况下，设备包括约2个至约10个通道、约10个至约20个通道、约20个至约30个通道、约30个至约40个通道、约40个至约50个通道、约50个至约60个通道、约60个至约70个通道或者约70个至约100个通道。
(e)通道容积
在一些情况下，通道的总容积约为0.001、0.005、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、150或200mL。
在一些情况下，通道的总体积至少为0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、150或200mL。
在一些情况下，通道的总容积约为0.001mL至约0.01mL、约0.01mL至约0.1mL、约0.1mL至约0.5mL、约1mL至约2mL、约2mL至约3mL、约3mL至约5mL、约5mL至约10mL、约10mL至约20mL或者约20mL至约50mL。
在一些情况下，设备包括多个通道。在一些情况下，设备中的通道的总容积是以上所列的任何容积乘以设备中的通道数目。
在一些情况下，如本文所提供的设备适于处理的体积低达约～10μl且高达500μl。在一些情况下，如本文所提供的设备适于处理的体积介于500μl与20ml或40ml之间。在一些情况下，如本文所提供的设备适于处理不止40ml之间。
(f)通道内的区(级)
本文所描述的设备可具有多个区(级或部分)。区可以是设备上具有相同或相似大小的柱(障碍物)和间隙的区域。在一些情况下，设备中的通道包括1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个区。在一些情况下，设备中的通道包括至少1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个区。
在一些情况下，样品，例如生物样品，可以包括具有宽范围的大小的颗粒。如果样品中的颗粒大于间隙，则颗粒可能堵塞通道。在一些情况下，可以使用具有不同间隙和柱大小的多个分离级。在一些情况下，相对于第一区而言，第二区中的柱直径和间隙大小更小。在一些情况下，设备包括多个区，其中当流体被施加到设备的入口时，流体流过通道中的多个区，例如，至少1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个区。在一些情况下，当流体跨通道中的区从入口流动至出口时，柱直径和/或间隙大小逐渐地变小。
(g)间隙大小(柱或障碍物之间的边缘至边缘距离)
在一些情况下，障碍物阵列中的间隙大小(柱或障碍物之间的边缘至边缘距离)约为1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、125、150、175、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900或3000μm。
在一些情况下，障碍物阵列中的间隙大小至少为1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、125、150、175、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900或3000μm。
在一些情况下，障碍物阵列中的间隙大小小于1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、125、150、175、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900或3000μm。
在一些情况下，间隙大小是约1μm至约10μm、约10μm至约20μm、约20μm至约30μm、约30μm至约40μm、约40μm至约50μm、约50μm至约60μm、约60μm至约70μm、约70μm至约80μm、约80μm至约90μm、约90μm至约100μm、约100μm至约110μm、约110μm至约120μm、约120μm至约130μm、约130μm至约140μm、约140μm至约150μm、约150μm至约160μm、约160μm至约170μm、约170μm至约180μm、约180μm至约190μm、约190μm至约200μm、约200μm至约250μm、约250μm至约300μm、约300μm至约400μm、约400μm至约500μm、约500μm至约600μm、约600μm至约700μm、约700μm至约800μm、约800μm至约900μm、约900μm至约1000μm、约1000μm至约1500μm、约1500μm至约2000μm、约2000μm至约2500μm或者约2500μm至约3000μm。
(h)柱(障碍物)直径
在一些情况下，柱(障碍物)直径约为1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、170、175、180、185、190、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900或3000μm。
在一些情况下，柱(障碍物)直径至少为1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、170、175、180、185、190、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900或3000μm。
在一些情况下，柱(障碍物)直径小于1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、170、175、180、185、190、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900或3000μm。
(i)障碍物横截面形状
在一些情况下，柱或障碍物的横截面形状是圆形、三角形、正方形、矩形、五边形、六边形、七边形、八边形、九边形、十边形、十一边形、十二边形、十六边形、二十边形或星形。在一些情况下，三角形是锐角三角形、等边三角形、等腰三角形、钝角三角形、有理三角形、直角三角形(30-60-90三角形、等腰直角三角形、开普勒三角形)或不等边三角形。在一些情况下，柱或障碍物的横截面形状是四边形，例如，圆内接四边形、正方形、筝形、平行四边形、斜方形、菱形、长斜方形、矩形、切向四边形、梯形、不规则四边形或等腰梯形。在一些情况下，柱或障碍物的横截面形状是月牙形、椭圆形、弓形、卵形、勒洛多边形、勒洛三角形、透镜形、两端尖的椭圆形、Salinon、半圆形、巴蝶形、勾玉形、三角形饰、星状、三角超椭圆形(deltoid super ellipse)或战斧形(tomahawk)。在一些情况下，具有点的横截面形状具有尖锐的点。在一些情况下，具有点的横截面形状具有圆润的点。在一些情况下，具有不止一个点的横截面形状具有至少一个圆润的点和至少一个尖锐的点。
在一些情况下，柱(障碍物)具有圆柱形状。
(j)柱(障碍物)距入口的距离
柱的第一行与输入的间距可以小于约1000、950、900、850、800、750、700、650、600、550或500、450、400、350、300、250、200、150、100、50、40、30、20、10或5μm。
(k)倾斜角
在一些情况下，障碍物阵列具有1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8、1/9、1/10、1/11、1/12、1/13、1/14、1/15、1/16、1/17、1/18、1/19、1/20、1/21、1/22、1/23、1/24、1/25、1/26、1/27、1/28、1/29、1/30、1/31、1/32、1/33、1/34、1/35、1/36、1/37、1/38、1/39、1/40、1/41、1/42、1/43、1/44、1/45、1/46、1/47、1/48、1/49、1/50、1/51、1/52、1/53、1/54、1/55、1/56、1/57、1/58、1/59、1/60、1/61、1/62、1/63、1/64、1/65、1/66、1/67、1/68、1/69、1/70、1/71、1/72、1/73、1/74、1/75、1/76、1/77、1/78、1/79、1/80、1/81、1/82、1/83、1/84、1/85、1/86、1/87、1/88、1/89、1/90、1/91、1/92、1/93、1/94、1/95、1/96、1/97、1/98、1/99、1/100、1/110、1/120、1/130、1/140、1/150、1/160、1/170、1/180、1/190、1/200、1/300、1/400、1/500、1/600、1/700、1/800、1/900、1/1000、1/2000、1/3000、1/4000、1/5000、1/6000、1/7000、1/8000、1/9000或1/10,000弧度的倾斜角∈(相对于流体流动的方向)。
在一些情况下，∈小于1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8、1/9、1/10、1/11、1/12、1/13、1/14、1/15、1/16、1/17、1/18、1/19、1/20、1/21、1/22、1/23、1/24、1/25、1/26、1/27、1/28、1/29、1/30、1/31、1/32、1/33、1/34、1/35、1/36、1/37、1/38、1/39、1/40、1/41、1/42、1/43、1/44、1/45、1/46、1/47、1/48、1/49、1/50、1/51、1/52、1/53、1/54、1/55、1/56、1/57、1/58、1/59、1/60、1/61、1/62、1/63、1/64、1/65、1/66、1/67、1/68、1/69、1/70、1/71、1/72、1/73、1/74、1/75、1/76、1/77、1/78、1/79、1/80、1/81、1/82、1/83、1/84、1/85、1/86、1/87、1/88、1/89、1/90、1/91、1/92、1/93、1/94、1/95、1/96、1/97、1/98、1/99、1/100、1/110、1/120、1/130、1/140、1/150、1/160、1/170、1/180、1/190、1/200、1/300、1/400、1/500、1/600、1/700、1/800、1/900、1/1000、1/2000、1/3000、1/4000、1/5000、1/6000、1/7000、1/8000、1/9000或1/10,000弧度。
在一些情况下，倾斜角介于约1/1000至约1/3、或约1/100至约1/5、或约1/1000至约1/100、或约1/500至约1/100、或约1/50至约1/3之间。
(l)入口宽度或入口通道宽度
在一些情况下，在如本文所提供的、包括多个入口的设备中的多个入口中的每一个具有相同或基本相同的宽度。在一些情况下，在如本文所提供的、包括多个入口的设备中的多个入口中的每一个具有不同或基本不同的宽度。在一些情况下，在如本文所提供的、包括多个入口的设备中的多个入口中的一个或多个包括样品入口，其中所述样品入口具有的宽度与其他多个入口中的每一个的宽度不同或基本不同。在一些情况下，多个入口中的每一个入口是入口通道，其中所述入口通道以两个相对的壁为边界。每个入口或入口通道可以对应于一个流动流。在一些情况下，入口(例如，样品、缓冲液和/或试剂)通道宽度约为1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15,5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、230、235、240、245、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1100、1200、1300、1400或1500μm。
在一些情况下，入口(例如，样品、缓冲液和/或试剂)通道宽度至少为1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15,5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、230、235、240、245、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1100、1200、1300、1400或1500μm。
在一些情况下，入口(例如，样品、缓冲液和/或试剂)通道宽度小于1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15,5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、230、235、240、245、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1100、1200、1300、1400或1500μm。
在一些情况下，入口(例如，样品、缓冲液和/或试剂)通道宽度是约1μm至约10μm、约10μm至约20μm、约20μm至约30μm、约30μm至约60μm、约60μm至约90μm、约90μm至约120μm、约120μm至约180μm、约180μm至约250μm、约250μm至约500μm、约500μm至约1000μm、约1000μm至约1500μm。
(m)产物出口宽度或产物出口通道宽度
在一些情况下，在如本文所提供的、包括多个出口的设备中的多个出口中的每一个具有相同或基本相同的宽度。在一些情况下，在如本文所提供的、包括多个出口的设备中的多个出口中的每一个具有不同或基本不同的宽度。在一些情况下，在如本文所提供的、包括多个出口的设备中的多个出口中的一个或多个包括样品输入口，其中所述样品输入口具有的宽度与其他多个出口中的每一个的宽度不同或基本不同。在一些情况下，多个出口中的每一个出口是出口通道，其中所述出口通道以两个相对的壁为边界。每个出口或出口通道可以对应于一个流动流。在一些情况下，出口(例如，产物、废物(例如，试剂和/或缓冲液))通道宽度约为1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15,5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、170、175、180、185、190、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1100、1200、1300、1400或1500μm。
在一些情况下，出口(例如，产物、废物(例如，试剂和/或缓冲液))通道宽度至少为1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15,5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、170、175、180、185、190、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1100、1200、1300、1400或1500μm。
在一些情况下，出口(例如，产物、废物(例如，试剂和/或缓冲液))通道宽度小于1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15,5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、170、175、180、185、190、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1100、1200、1300、1400或1500μm。
在一些情况下，出口(例如，产物、废物(例如，试剂、缓冲液))通道宽度是约1μm至约10μm、约10μm至约20μm、约20μm至约30μm、约30μm至约60μm、约60μm至约90μm、约90μm至约120μm、约120μm至约180μm、约180μm至约250μm、约250μm至约500μm、约500μm至约1000μm、约1000μm至约1500μm。
(n)分隔壁长度
在一些情况下，分隔壁延伸到如本文所提供的障碍物阵列中。所述分隔壁可以延伸至少、至多、大于或小于包含障碍物阵列和分隔壁的通道的长度的约1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％。
在一些情况下，分隔壁长度约为2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190或200mm。
在一些情况下，分隔壁长度小于2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190或200mm。
在一些情况下，分隔壁至少为2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190或200mm。
在一些情况下，分隔壁为约1mm至约10mm、约2mm至约9mm、约3mm至约8mm、约10mm至约20mm、约20mm至约30mm、约30mm至约40mm、约40mm至约60mm、约60mm至约70mm、约70mm至约100mm或约100mm至约200mm。
(o)分隔壁宽度
在一些情况下，在如本文所提供的设备中的分隔壁沿着该分隔壁的全长具有相同宽度。分隔壁可以呈锥形，其中该分隔壁的第一端具有的宽度比该分隔壁的第二端的宽度更大。
在一些情况下，分隔壁宽度约为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、150、200、250、300、350、400、450、500、750或1000μm。
在一些情况下，分隔壁宽度至少为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、150、200、250、300、350、400、450、500、750或1000μm。
在一些情况下，分隔壁宽度小于0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、150、200、250、300、350、400、450、500、750或1000μm。
在一些情况下，分隔壁宽度是约1μm至约10μm、约2μm至约9μm、约3μm至约8μm、约10μm至约20μm、约20μm至约30μm、约30μm至约40μm、约40μm至约60μm、约60μm至约70μm、约70μm至约100μm、约100μm至约250、约250μm至约500μm或约500μm至约1000μm。
在一些情况下，预定大小至少为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15,5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、200、300、400、500、600、700、800、900或1000μm。
在一些情况下，预定大小约为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15,5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、200、300、400、500、600、700、800、900或1000μm。
在一些情况下，预定大小小于0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15,5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100μm。
(p)分隔壁之间的间隙宽度
在一些情况下，在如本文所提供的多流(“洗车”)设备中的相邻分隔壁之间存在间隙。所述间隙可被配置用于使偏转通过如本文所提供的设备中的障碍物阵列的颗粒可以从中穿过。在一些情况下，分隔壁(例如，相对的分隔壁)之间的间隙宽度约为1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15,5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、230、235、240、245、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1100、1200、1300、1400或1500μm。
在一些情况下，分隔壁(例如，相对的分隔壁)之间的间隙宽度至少为1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15,5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、230、235、240、245、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1100、1200、1300、1400或1500μm。
在一些情况下，分隔壁(例如，相邻的分隔壁)之间的间隙宽度小于1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15,5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、230、235、240、245、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1100、1200、1300、1400或1500μm。
在一些情况下，分隔壁(例如，相对的分隔壁)之间的间隙宽度是约1μm至约10μm、约10μm至约20μm、约20μm至约30μm、约30μm至约60μm、约60μm至约90μm、约90μm至约120μm、约120μm至约180μm、约180μm至约250μm、约250μm至约500μm、约500μm至约1000μm、约1000μm至约1500μm。
(q)通道配置
在一些情况下，设备可以具有如美国专利号8021614中所描述的设备的配置。在一些情况下，设备中的通道包括障碍物的镜像阵列，其中一个障碍物阵列被配置用于使具有至少预定大小的颗粒偏转至中央旁通通道，并且与第一障碍物阵列相邻的第二障碍物阵列也将具有至少第一预定大小的颗粒引导至中央旁通通道。在一些情况下，旁通通道包括将第一障碍物阵列与第二障碍物阵列分开的壁。在一些情况下，旁通通道不包括将第一障碍物阵列与第二障碍物阵列分开的壁。在一些情况下，具有镜像阵列的通道包括至少两个入口。在一些情况下，样品出口与旁通通道流体连通。在一些情况下，具有镜像阵列的通道包括至少一个废物出口。在一些情况下，具有镜像阵列的通道包括多个入口和多个出口，其间安置有障碍物阵列，其中所述阵列中的每一个在镜像阵列中，并且其中所述通道被配置用于使多种流体从多个入口向多个出口流动。所述多种流体中的每一种可以平行于相邻流体流动而流动。在一些情况下，包括如本文所述的镜像阵列的多流(例如，“洗车”)设备还包括位于相邻流动流之间的一个或多个分隔壁。在一些情况下，具有镜像阵列的通道包括至少一个废物通道。
在一些情况下，通道不包括镜像阵列。在一些情况下，通道包括第一障碍物阵列，该第一障碍物阵列将具有至少预定大小的颗粒引导至与该通道的壁相邻的旁通通道。在一些情况下，通道包括多个旁通通道。在一些情况下，通道包括两个镜像障碍物阵列、两个入口以及用于浓缩来自每个镜像障碍物阵列的颗粒的中央缓冲流。在一些情况下，通道包括一个入口。在一些情况下，通道包括两个入口。
(r)流动性质
在一些情况下，穿过包括障碍物阵列的设备的流动是层流。
本文所描述的方法、组分、设备、系统和/或套件可以促进穿过设备的快速流速。在一些情况下，穿过设备的流速至少为0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、170、175、180、185、190、200、250、300、350、400、450或500mL/min。
在一些情况下，穿过设备的流速约为0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、170、175、180、185、190、200、250、300、350、400、450或500mL/min。
在一些情况下，穿过设备的流速小于0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、170、175、180、185、190、200、250、300、350、400、450或500mL/min。
在一些情况下，穿过设备的流速是约0.05mL/min至约0.1mL/min、约0.1mL/min至约0.5mL/min、约0.5mL/min至约1mL/min、约1mL/min至约5mL/min、约5mL/min至约10mL/min、约10mL/min至约20mL/min、约20mL/min至约50mL/min、约50mL/min至约100mL/min、约100mL/min至约200mL/min或者约200mL/min至约500mL/min。
在一些情况下，流体速度至少为1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000或10,000mm/sec。
在一些情况下，流体速度约为1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000或10,000mm/sec。
在一些情况下，流体速度小于1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000或10,000mm/sec。
在一些情况下，剪应力约为10、50、100、500、1000、5000、10,000、25,000、50,000、75,000、100,000、200,000、300,000、400,000、500,000、600,000、700,000、800,000、900,000或1,000,000s-1。
在一些情况下，剪应力小于10、50、100、500、1000、5000、10,000、25,000、50,000、75,000、100,000、200,000、300,000、400,000、500,000、600,000、700,000、800,000、900,000或1,000,000s-1。
在一些情况下，剪应力大于10、50、100、500、1000、5000、10,000、25,000、50,000、75,000、100,000、200,000、300,000、400,000、500,000、600,000、700,000、800,000、900,000或1,000,000s-1。
(s)压力
在一些情况下，样品在约0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30atm的压力下流经设备。
在一些情况下，样品在至少0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30atm的压力下流经设备。
在一些情况下，样品在小于0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30atm的压力下流经设备。
(t)预定大小(临界大小)
在一些情况下，如本文所描述的设备可以用于使具有至少预定大小的颗粒偏转至第一出口(例如，产物)，并且使小于预定大小的颗粒偏转至第二出口(例如，废物)。在一些情况下，预定大小约为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、200、300、400、500、600、700、800、900或1000μm。
在一些情况下，预定大小小于0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、200、300、400、500、600、700、800、900或1000μm。
在一些情况下，预定大小大于0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、200、300、400、500、600、700、800、900或1000μm。
在一些情况下，设备包括障碍物阵列，其中所述障碍物包括直径为18μm的障碍物，并且障碍物阵列包括带有18μm间隙的行或障碍物，其中后续行具有1/42的行偏移。在一些情况下，障碍物是半镜像的。半镜像的可以意味着布局可以跨中心线(即，收集通道)反射阵列，然后将该反射的阵列朝出口向下偏移一定数目个列。在一些情况下，列的数目为5。收集通道的宽度可以保持均匀或基本比如果障碍物被真正镜像的情况下更均匀。在收集通道的任一侧上的阵列可以是等同的，但仅仅在流动的方向上互相偏移。
(u)障碍物涂层
在一些情况下，障碍物包括亲和捕捉剂，例如，抗体、其他蛋白质结合配偶体或核酸。障碍物可以包括用以捕捉样品中的特定颗粒的特定亲和捕捉剂。例如，在PCT公开号WO2012094642中描述了亲和捕捉，所述文献的全部内容通过引用并入本文。
(v)片上清洗系统
在一些情况下，本文所描述的设备可以包括用于片上清洗的集成系统。图33A-图33C图示了自清洗系统的示例。在一些情况下，片上清洗系统包括位于通道的壁中的开口，以使得流体可以流过开口，其中流体流动基本上垂直于通道的通常流路。清洗系统可以用于移除颗粒，例如被捕捉在障碍物阵列中的细胞。在一些情况下，开口仅存在于界定通道的一个壁中。在一些情况下，开口存在于界定通道的两个壁中。
图33A图示了包括确定性横向位移(DLD)阵列的设备，其还包括片上清洗系统。通道的左侧处图示了样品输入和缓冲液输入，而右侧处图示了产物输出和废物输出。图示了用于流体约束的壁。在具有开口的“敞开”配置中图示了片上清洗系统，所述开口位于界定DLD阵列的壁中。图示了流体以相对于颗粒和缓冲液流动方向成直角的角度从示意图的顶部流动至示意图的底部。
图33B图示了处于闭合配置中的片上清洗系统。在该配置中，位于界定通道的壁中的开口被阻断。
图33C图示了处于敞开配置中的片上清洗系统。在该配置中，位于界定通道的壁中的开口未被阻断。在一些情况下，如图33C中所示，当壁中的开口处于敞开位置时，通道的入口端和出口端可被阻断。在一些情况下，当壁中的开口处于未被阻断的配置中时，通道的入口端和/或出口端不被阻断。
在一些情况下，可以手动或自动控制壁中的开口的阻断和不阻断。在一些情况下，电子地控制壁中的开口的阻断和不阻断。
在一些情况下，当触发传感器时，激活片上清洗系统。在一些情况下，传感器是压力传感器(例如，如果设备中的反压上升到高于阈值(例如，由于堵塞)，则可以发送可利用片上清洗系统的警报，或者可以自动激活片上清洗系统)。在一些情况下，传感器是光学传感器，例如，光学系统，例如，显微镜。在一些情况下，光学系统可以监测设备以检测堵塞，例如，通过检测被捕捉的荧光颗粒来进行监测。在一些情况下，传感器是分光光度计，其检测通过设备的底部和顶部的光路的阻碍(例如，通过设备的光透射的减少指示出阻塞)。
任何包括包含障碍物阵列的通道的设备均可包括片上清洗系统。障碍物阵列可以是对称障碍物阵列、非对称障碍物阵列、镜像障碍物阵列、具有中央旁通通道(有壁或无壁)的镜像障碍物阵列或者半镜像障碍物阵列。
片上清洗系统可以安排成多种配置。界定通道的壁中的开口的数目可取决于通道的长度。在一些情况下，每个壁包括多个开口，例如，至少2、5、10、20、50、75、100、200、500、750、1000、5000或10,000个。在一些情况下，每个壁包括至多2、5、10、20、50、75、100、200、500、750、1000、5000或10,000个开口。在一些情况下，壁中的每个开口都处于未被阻断的或被阻断的配置中。在一些情况下，壁中的所有开口并不都处于未被阻断的或被阻断的配置中。在一些情况下，在壁的一侧中，至少2％、5％、10％、20％、50％、70％、90％或100％的开口被配置成被阻断的或未被阻断的配置。在一些情况下，在壁的一侧中，少于2％、5％、10％、20％、50％、70％、90％或100％的开口被配置成被阻断的或未被阻断的配置。
通道的壁中的每个开口可以具有至少0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40或50μm的直径。在一些情况下，通道的壁中的每个开口可以具有小于0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40或50μm的直径。在一些情况下，通道的壁中的每个开口可以具有约0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40或50μm的直径。在一些情况下，通道的壁中的开口连接至流路。在一些情况下，每个流路在相同的流体流动系统的控制下。在一些情况下，每个流路不在相同的流体流动系统的控制下。
使用片上清洗系统的清洗溶液的流速可以至少为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40或50mL/min。
使用片上清洗系统的清洗溶液的流速可以小于0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40或50mL/min。
使用片上清洗系统的清洗溶液的流速可以约为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40或50mL/min。
穿过通道壁中的开口的流动可由泵驱动，例如，由注射泵或高压泵驱动。在一些情况下，片上清洗系统的操作是自动化的。在一些情况下，片上清洗系统的操作是通过电子设备(例如，计算机)进行的。
在片上清洗系统中使用的清洗溶液可以包括一种或多种药剂，例如，清洗剂(例如，2-氨乙基甲烷硫代亚磺酸酯氢溴酸盐、CHAPS、CHAPSO、毛地黄皂苷、十二烷基硫酸锂、正十二烷基-β-D-吡喃麦芽糖苷、正辛基-β-d-吡喃葡萄糖苷、NDSB-195、NDSB-201、NDSB-211、NDSB-221、NDSB-256、NONIDET-P40、Pluronic F68、Pluronic F-127、MTSES、Tween-20、Tween-80、Tween-40、十二烷基硫酸钠(SDS)、Triton X-100、Triton X-114、MTSET、磺基三甲铵乙内酯(sulfobetaine)-10、磺基三甲铵乙内酯-12或磺基三甲铵乙内酯-14)、醇(例如，乙醇、甲醇)、缓冲液(例如，Tris-HCl、Trizma、HEPES、MES、磷酸盐缓冲液、钾缓冲液)、酶(DNA酶、RNA酶、蛋白酶、限制酶)、还原剂(DTT、β-巯基乙醇)、螯合剂(例如，EDTA(例如，1mM、5mM)、EGTA(例如，1mM、5mM))、抗细菌剂、抗生素(例如，氯霉素、氨比西林、卡那霉素、红霉素、庆大霉素、新霉素、nelimicin、链霉素、妥布霉素、青霉素、杆菌肽、多粘菌素B、环丙沙星(ciproflaxin)或四环素)、抗真菌剂、抗病毒剂、蛋白酶抑制剂、酸(例如，盐酸、硫酸、酒石酸、硝酸、磷酸、硼酸、甲磺酸、乙酸、柠檬酸、甲酸或氟乙酸)、碱(例如，氢氧化钠)。在一些情况下，清洗溶液包含约1％至约20％的乙醇、或约10％至约20％的乙醇，或少于20％的乙醇。
清洗溶液可以包含F108，该F108可以是双官能的嵌段共聚物表面活性剂。
在一些情况下，使多种溶液接连流经清洗系统。
在一些情况下，将清洗溶液施加至设备并允许其在设备中停留至少1、5、10、30或60min，或者至少约4、8、12、16、20或24hr，或者至少3、5、7、14、21或28天。在一些情况下，将清洗溶液施加至设备并允许其在设备中停留小于约1、5、10、30或60min，或者小于4、8、12、16、20或24hr，或者小于3、5、7、14、21或28天。
在一些情况下，使用水将清洗溶液清洗出去。
实施例8描述了片上清洗系统的使用。
在一些情况下，本文所描述的基于大小的分离方法不使用离心和/或沉淀。在一些情况下，本文所描述的基于大小的分离方法使用离心或沉淀。
(w)锥角
障碍物或柱状物可以是圆柱形。在一些情况下，设备上的障碍物不是完美的圆柱形。障碍物或阵列中至少50％的障碍物可以具有小于10°、9°、8°、7°、6°、5°、4.5°、4°、3.5°、3°、2.5°、2°、1.5°、1°、0.5°、0.4°、0.3°、0.2°或0.1°的锥角。障碍物可以具有0°的锥角。障碍物或阵列中至少50％的障碍物可以具有约0.1°至约1°、约1°至约2°、约2°至约3°、约3°至约4°或者约1°至约4°的锥角。
H.构建的材料和表面化学
在一些实施方案中，设备通过热模压PMMA和/或聚碳酸酯制造。由于热塑性塑料的低成本以及与基于复制的制造方法相容，因此热塑性塑料可以代表用于制造芯片实验室平台(lab-on-a-chip platform)的引入注目的一类材料。多种类型的适合用于微流体制造的热塑性材料可用，它们提供了可以是杠杆式的机械和化学性质的广泛选择并进一步适应于特定的应用。高吞吐量模压方法诸如热塑性塑料的卷到卷处理是用于工业微流体芯片生产的有吸引力的方法。单芯片热模压的使用可以是在原型设计阶段中用于实现高质量微流体设备的有成本效益的技术。本文描述了用于在两种热塑性塑料聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和/或聚碳酸酯(PC)中复制微尺度特征的方法，其使用通过深的反应性离子刻蚀制造的硅模板的热模压。在Yang和Devoe的“Microfluidic device fabrication by thermoplastichot-embossing”,Methods Mol.Biol.2013；949:115-23中可以找到进一步的细节，该文献通过引用在此全文并入本文。在一些情况下，设备由聚丙烯制造。
在一些情况下，设备包含聚合物。在一些情况下，设备通过注塑法制造。在一些情况下，设备通过光刻蚀技术制造。在一些情况下，设备通过软模压制造。在一些情况下，模压在聚合物芯片上发生。在一些情况下，设备包含塑料。
设备可以以任何合适的方式密封和结合。主要的挑战可能是将平面的微流体部件密闭地结合在一起而不影响微尺寸通道的形状和大小。多种结合技术诸如感应加热是适合的。通道可以通过使用准分子激光设备制造。在Abdirahman Yussuf、Igor Sbarski、JasonHayes和Matthew Solomon的“Sealing and bonding techniques for polymer-basedmicrofluidic devices”中可以找到进一步的细节，该文献通过引用全文并入本文。
进一步的结合技术包括粘合结合、压敏胶带/层压、热熔结合、溶剂粘合、局部焊接、表面处理及其组合。在Chia-Wen Tsao和Don L.DeVoe的“Bonding of thermoplasticpolymer microfluidics”,Microfluid Nanofluid(2009)6:1-16中可以找到进一步的细节，该文献通过引用在此全文并入本文。
在一些实施方案中，设备由聚合物和/或塑料制造。聚合物和/或塑料可以是亲水的和/或可润湿的。表4总结了一些塑料的性质。
表4对常见微流体热塑性塑料的物理性质的总结
Figure GDA0002108795010001491
Tm熔化温度，CTE热膨胀系数
a高紫外线透射率通常需要选择特殊聚合物等级，例如，无稳定剂或其他添加剂
设备可以以任何合适方式制造。一些技术包括复制品模塑、用PDMS的软光刻术、热固性聚酯、模压、注塑、激光烧蚀及其组合。在Gina S.Fiorini和Daniel T.Chiu的“Disposable microfluidic devices:fabrication,function and application”,BioTechniques 38:429-446(March 2005)中可以找到进一步的细节，该文献通过引用在此全文并入本文。由Keith E.Herold和Avraham Rasooly编辑的书“Lab on a ChipTechnology”，Caister Academic Press Norfolk UK(2009)是制造方法的来源，并且该书通过引用全文并入本文。设备可以通过铸塑成型或反应性注塑制造。
用于制造本发明的设备的示例性材料包括玻璃、硅、钢、镍、聚合物，例如，聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚烯烃、硅树酯(例如，聚(二甲基硅氧烷))、聚丙烯、顺式聚异戊二烯(橡胶)、聚(氯乙烯)(PVC)、聚(乙酸乙烯酯)(PVAc)、聚氯丁烯(氯丁橡胶)、聚四氟乙烯(特氟隆)、聚(偏二氯乙烯)(SaranA)、和环烯烃聚合物(COP)和环烯烃共聚物(COC)及其组合。其他材料是本领域公知的。例如，深反应性离子蚀刻(DRIE)可用于制造具有小间隙、小障碍物和大高宽比(障碍物高度与横向尺寸之比)的基于硅的设备。也可以使用塑料设备的热成型(模压、注塑)。另外的方法包括光刻蚀法(例如，立体光刻法或X射线光刻蚀法)、模制、模压、硅微加工、湿法或干法化学蚀刻、铣削、钻石切割、光刻电铸成型(Lithographie Galvanoformung and Abformung)(LIGA)和电镀。例如，对于玻璃，可以采用传统的硅制造技术：光刻蚀法，接着湿法(KOH)或干法刻蚀(用氟或其他反应性气体进行反应性离子刻蚀)。对于具有高光子吸收效率的塑料材料，可以采用技术诸如激光微加工。由于此过程的串联性质，因此该技术适合用于低吞吐量制备。对于大量生产的塑料设备，热塑性注塑法和压模法可能是适合的。也可以采用用于大量制造光盘的传统热塑性注塑法(其以亚微米级保持特征的保真度)来制造设备。例如，通过传统的光刻蚀法在玻璃母盘(glass master)上复制设备特征。玻璃母盘是电铸的，以产生坚韧、抗热震性、导热性的硬模具。此模具充当母模板，用于将特征注塑或压模到塑料设备中。根据用于制造设备的塑料材料和对光学性能以及最终产品的吞吐量的要求，可将压模或注塑选作制造的方法。压模(也称为热模压或浮雕压印(relief imprinting))可具有与高分子量聚合物相适配的优势，高分子量聚合物用于小结构可能是较佳的，并可以复制高高宽比的结构，但具有更长的周期时间。对于低高宽比结构，注塑可以运转得很好，并且可以适合用于低分子量聚合物。可以使用本文所述的任何材料制造设备。在一些情况下，处理(塑料)设备的表面以使其亲水和/或可润湿的。设备(例如，微流体设备)的表面可以起到关键作用，因为它们可以限定性质诸如润湿性、生物分子的吸收和排斥性、使用表面固定的受体的生物分子识别、密封和不同材料的结合。在一些情况下，两类处理可以用于改变设备(例如，微流体设备)的表面性质：湿法化学处理和气相处理。就基础结构要求来说，湿法处理可能是简单的；从研究观点来看，其可以是灵活的并发展很快。然而，使用基于等离子体和化学气相沉积的干法过程可以最佳地实现用于生产的设备(例如，微流体设备)的表面处理。这些处理可以消除冲洗的需要，并且干法步骤具有高吞吐容量并且是高度可重复的。
在一些情况下，处理是湿法化学处理。在可用的湿法化学处理中，形成自组装单层(SAM)是最通用且易于使用表面处理的一种。SAM已经发展到金属、硅氧化物和聚合物上。SAM中的分子可以紧密组装并可以由可以共价结合至基底的头基、烷基链和末端官能团组成。SAM的厚度可以取决于烷基链的长度和表面上分子的密度，并且通常是几纳米。SAM可以很容易制备并且可用亚微米的横向分辨率图案化。不同的末端基团可以用于限定表面的润湿性能以及对蛋白质的亲和性或排斥性。对于可以被氧化的玻璃表面、氧化物和聚合物，将烷基硅氧烷接枝到表面可能是最简单且最经济的方法。从超亲水到亲水的可润湿性梯度可以通过将基于SAM的润湿梯度叠加到硅中具有不同横向间隔的微结构上来实现。
聚合物的SAM可以包含嵌段共聚物并可以具有多种三维结构，这些结构可能提供改变其接枝到表面的模式和其携带的官能团的类型的机会。这些层可以达到数百纳米的显著厚度，并且相比于更薄的单层，更可靠地保护/功能化表面。例如，聚(寡聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯)聚合物刷可以涂覆玻璃设备，例如，芯片，例如，微流体芯片，以使其亲水并抗污染。
将聚合物涂覆到表面以改变其性质是可能的。例如，聚(乙二醇)可以用于使设备(例如，微流体设备)材料“生物”钝化并可以接枝到毛细管电泳微芯片的PMMA表面上以使其亲水。聚(四氟乙烯)可以用于制造耐化学腐蚀设备，例如，微流体设备。用于制造设备(例如，微流体设备)的聚合物材料可以以多种方法改性。在一些情况下，在带负电聚合物中的或通过湿化学法或等离子体处理的方式添加的官能团(诸如胺或羧酸)用于交联蛋白质和核酸。DNA可以使用表面胺基团结合至COC和PMMA基底上。表面活性剂诸如
Figure GDA0002108795010001521
可以用于使表面亲水，并且通过向PDMS制剂添加
Figure GDA0002108795010001522
使蛋白质排斥。在一些情况下，PMMA层旋涂在设备，例如微流体芯片上，并且PMMA“掺杂”有羟丙基纤维素以改变其接触角。
蛋白质可以在表面上使用，以改变表面可润湿性，使非特异性蛋白质结合的表面钝化以及用于功能化。蛋白质很容易吸附至疏水基底诸如PDMS和聚苯乙烯。通过利用该性质，可以用中性抗生物素蛋白涂覆PDMS基底，以固定生物素化的蛋白质或生物素化的葡聚糖。可以根据聚合物基底的亲水性优化抗体涂覆。牛血清白蛋白可以用蛋白质使非特异性吸附的表面钝化，并且容易自发地从溶液向疏水表面沉积。在亲水基底上，可以首先涂覆疏水聚(四氟乙烯)层，以使得能够随后沉积牛血清白蛋白。可以将肝素(广泛用作抗凝剂的生物分子)从溶液沉积到PDMS上，以使得通道(例如，微通道)亲水同时防止血细胞和蛋白质粘附。
在一些实施方案中，设备经受气相处理。等离子体处理不仅可以改变聚合物表面的化学性质，还可以显著影响其粗糙度，由此加大润湿性能以使表面超亲水，并且可以等离子体沉积碳氟化合物以使表面超疏水。可以使用紫外光引发自由基聚合，接着共价接枝聚合物，来使聚合物表面图案化。等离子体诱导的接枝可用于将聚(乙二醇)结合到聚酰胺和聚酯表面以使它们抗污染。葡聚糖可以是包含许多葡萄糖分子的多糖，其可以被涂覆以制备亲水性抗污染表面。在一些情况下，对聚合物改性的起始点是使用等离子体处理引入表面羟基基团，接着接枝硅烷和葡聚糖层。相似地，可以使用紫外光使PDMS表面氧化，以用于接枝葡聚糖水凝胶。
设备(例如，微流体结构)的大的表面积与体积比可以使任何可能的表面-分析物/试剂相互作用成为可能的议题。因此，不考虑用于处理用于POC测试的微流体设备表面的方法，在一些情况下，设备的表面不能吸引并滤除测试所需的分析物或生化品。在一些情况下，表面处理不与设备的信号产生和获取原理相干涉。在Luc Gervais的论文“Capillarymicrofluidic chips for point of care testing:from research tools todecentralized medical diagnostics”(Ecole polytechnique federale de Lausanne,2011年6月23日)中可以找到进一步的细节，该文献通过引用全文并入本文。
为减少细胞或化合物(例如，由裂解的细胞释放的或在生物样品中发现的)在通道壁上的非特异性吸附，一个或多个通道壁被化学被改性成为非粘附性或排斥性的。可以用商用不粘试剂(诸如用于形成水凝胶的那些)的薄膜涂层(例如，单层)涂覆该壁。可以用于改性通道壁的另外的示例化学种类包括寡聚乙二醇、氟化聚合物、有机硅烷、硫醇、聚乙二醇、透明质酸、牛血清白蛋白、聚乙烯醇、粘蛋白、聚HEMA、甲基丙烯酸酯化的PEG和琼脂糖。也可以采用带电的聚合物以排斥相反电荷的种类。用于排斥的化学种类的类型和结合至通道壁的方法可以取决于被排斥种类的性质以及壁和被结合种类的性质。此类表面改性技术是本领域公知的。可以在设备装配之前或之后将壁功能化。通道壁也可以被涂覆，以捕获样品中的材料，例如膜片段或蛋白质。
V.流经设备的颗粒的性质
本文所描述的方法、组分、设备、系统和/或套件可以用于颗粒的高通量处理(例如，化学和/或酶处理)纯化、分离和/或浓缩。本文所描述的方法、组分、设备、系统和/或套件可以用于以相对较高的纯度、产率和/或存活率(颗粒是否是活的，例如，细胞或生物体)对颗粒进行分离。可以将一种或多种样品施加至设备上的一个或多个入口。可以将一种或多种缓冲液施加至设备上的一个或多个入口。具有至少临界(预定)大小的颗粒可以流过障碍物阵列并被偏转至一个出口，而小于临界大小的颗粒可以转到另一出口。
障碍物阵列可以包括本文所描述的任何横截面形状、障碍物直径、间隙大小、倾斜角和/或阵列图案几何形状。
流动液体的温度，或环境温度，或设备的温度可以约为-20℃、-10℃、0℃、4℃、10℃、15℃、20℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、30℃、35℃、37℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃或100℃。流动液体的温度，或环境温度，或设备的温度可以小于-20℃、-10℃、0℃、4℃、10℃、15℃、20℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、30℃、35℃、37℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃或100℃。流动液体的温度，或环境温度，或设备的温度可以大于-20℃、-10℃、0℃、4℃、10℃、15℃、20℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、30℃、35℃、37℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃或100℃。流动液体的温度，或环境温度，或设备的温度可以是约-20℃至约-10℃、约-10℃至约0℃、约0℃至约4℃、约4℃至约25℃、约25℃至约30℃、约30℃至约37℃、约37℃至约50℃、约50℃至约65℃或者约65℃至约100℃。
A.纯度
在一些情况下，本文所描述的方法、组分、设备、系统和/或套件可以用于分离约为1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％纯度的第一颗粒，例如，细胞。
在一些情况下，本文所描述的方法、组分、设备、系统和/或套件可以用于分离至少为1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％纯度的第一颗粒，例如，细胞。
在一些情况下，本文所描述的方法、组分、设备、系统和/或套件可以用于分离约1％至约10％纯度、约10％至约20％纯度、约20％至约30％纯度、约30％至约40％纯度、约40％至约50％纯度、约50％至约60％纯度、约60％至约70％纯度、约70％至约80％纯度、约80％至约90％纯度或者约90％至约100％纯度的第一颗粒，例如，细胞。
在一些情况下，本文所描述的设备和方法用于从全血分离白细胞。在一些情况下，本文所描述的设备和方法从白细胞移除超过99％的红细胞、血小板、血浆蛋白以及未结合的染色剂。在一些情况下，从血清移除白细胞。
B.产率
在一些情况下，本文所描述的方法、组分、设备、系统和/或套件可以用于给出第一颗粒(例如，来自样品的细胞)的约1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99或100％的产率。
在一些情况下，本文所描述的方法、组分、设备、系统和/或套件可以用于给出第一颗粒(例如，来自样品的细胞)的至少1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99或100％的产率。
在一些情况下，本文所描述的方法、组分、设备、系统和/或套件可以用于给出第一颗粒(例如，来自样品的细胞)的约1％至约10％、约10％至约20％、约20％至约30％、约30％至约40％、约40％至约50％、约50％至约60％、约60％至约70％、约70％至约80％、约80％至约90％或者约90％至约100％的产率。
在一些情况下，本文所描述的设备和方法用于从全血分离白细胞。在一些情况下，从全血样品回收至少80％、85％或90％的白细胞，而不在白细胞群体中引入偏倚。
C.存活率
在一些情况下，样品中的颗粒是活的(例如，细胞或生物体)。在一些情况下，本文所描述的方法、组分、设备、系统和/或套件可用于分离颗粒(例如，细胞、生物体)，所述颗粒中的约1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99或100％是活的。
在一些情况下，本文所描述的方法、组分、设备、系统和/或套件可以用于分离颗粒(例如，细胞、生物体)，所述颗粒中的至少1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99或100％是活的。
在一些情况下，本文所描述的方法、组分、设备、系统和/或套件可以用于分离颗粒(例如，细胞、生物体)，所述颗粒中的约1％至约10％、约10％至约20％、约20％至约30％、约30％至约40％、约40％至约50％、约50％至约60％、约60％至约70％、约70％至约80％、约80％至约90％或者约90％至约100％是活的。
在一些情况下，样品包括白细胞和红细胞。在一些情况下，本文所描述的方法、组分、设备、系统和/或套件可以用于处理(例如，化学和/或酶处理)、洗涤、并且继而从样品分离白细胞，使得白细胞为大于90％纯度(即，小于10％的红细胞)，样品中大于90％的白细胞得到分离(大于90％产率)，并且样品中大于90％的白细胞是活的。
VI.应用
本文所述的这些设备和方法可以是细胞处理中用于离心分离的通常代替者。临床和研究仪器的领先供应商可能正寻找当前细胞处理方法的替代(3)。在一些情况下，使用DLD微流体技术的方法如美国专利公开号US2010/0059414中所描述的。
在一些情况下，如本文所提供的设备用于基于珠的免疫测定和核酸测定(例如，Luminex测定、BD CBA)。
在一些情况下，如本文所提供的设备用于细胞表面的免疫荧光检验。
在一些情况下，如本文所提供的设备用于与细胞内标记物组合的细胞表面标记物(例如，免疫荧光检验)。
在一些情况下，如本文所提供的设备用于白血病表型和基因分型，其包括洗涤掉干扰的可溶性血液成分。
在一些情况下，如本文所提供的设备用于原位核酸分析(例如，荧光性原位杂交)。
在一些情况下，如本文所提供的设备用于通过细胞周期阶段的尺寸选择进行的细胞周期同步。
在一些情况下，如本文所提供的设备用于将来自如脑脊髓液的小细胞样品的细胞根据尺寸纯化、标记和浓缩进行纯化。
在一些情况下，如本文所提供的设备用于工业的功能化颗粒制造(例如，标记为微颗粒以供生物测定的抗体)。
在一些情况下，如本文所提供的设备用于移除大颗粒/细胞以供在生物样品中(例如，血液)进行细菌、病毒或外来体的灵敏检测。
在一些情况下，多达至少8个离心洗涤/浓缩步骤可以被减少至对每个0.1-1ml样品(例如，血液)的3次<5-10min的片上处理(图16)。后期的应用可远远超出流式细胞术，还可能范围从实验室研究至目前和新型的临床诊断。
A.用于洗涤和浓缩来自血液的白细胞的DLD微流技术。
如图16所示，用于标记白细胞(左侧)的常规处理和将多达8个离心洗涤/浓缩步骤减少至3次片上微流体步骤(中间和右侧)使用本文所提供的设备。朝着中心垂直向下的实施方式使用片上洗涤/浓缩处理来替换每个离心洗涤/浓缩步骤。朝向右侧垂直向下的实施方式防止了在表面标记步骤之后红细胞完全地裂解、在单一步骤中从血液样品分离/采集/洗涤/浓缩白细胞(和白血病细胞)。
DLD分离可胜过标准离心程序。例如，如在本文所提供的设备中处理(例如，片上微流体洗涤/浓缩)包括白细胞和标记试剂(例如，抗体)的样品可以采集活性>90％的>90％的白细胞，而不偏斜子群体地移除>99％的未结合荧光试剂或固定/破膜(Fix/Perm)试剂。
图17A示出了设计用于“弹撞”大肠杆菌(E.coli)(尺寸>1um)的DLD阵列。细菌悬液在左侧输入，并从左向右流动，由微流体设备的壁限制。微柱阵列促使荧光(包含GFP)细菌(视为白色的模糊带)沿着倾斜的阵列轴线流动，使得他们向下移动并积聚至下阵列壁，同时流路仍一直向前。细菌沿着设备的下边缘浓缩，其被视为越来越粗的白色条痕。在远离废物流体输出通道之处，通过分开地从其自身输出通道中收集这一浓缩的输出，细菌可在其在DLD设备上流过所用的～100秒期间被浓缩50倍。
图17A中所示的设备可扩展以包括2个输入流：流1可以是在使用Mab进行标记(或使用Fix/Perm试剂治疗)之后白细胞的悬浮；流2可以是缓冲液流体(如图17B中所示)。重新设计的弹撞阵列可以导致诸如白细胞(>8um的直径；和～8-20um的白血病细胞)的大细胞以与输入流体流动成一角度地移动，而溶液中溶解的分子或者小悬浮颗粒或分子(例如，免疫磁珠、荧光Mab、Fix/Perm试剂)趋向于在流体流动中或跟随着该流体流动从左向右地移动。微片能够以低雷诺数下操作，使得流动为层流而非湍流；因此，2个流平行移动。如图17A中所示，期望的细胞(白细胞和白血病细胞)在阵列的下边缘浓缩。通过将大部分输出液体路由到废物通道而将浓缩的细胞路由到产物通道，可同时实现洗涤和浓缩。
除了白细胞采集外，DLD技术可以实现对细胞的并发洗涤。可以在室温下使用CD45FITC孵育全血30分钟，继而可使用本文所提供的设备将白细胞从血液中移除。可以在设备上采集白细胞之后实现≥99％的无细胞产物中的荧光的减少，这指示了荧光Mab的有效移除。
如图17中所示：(a)俯视图：DLD机构的示例显示了在倾斜的柱阵列中均匀输入的荧光(白色)E.coli细菌以与流体流动成一角度地向下弹撞，以便抵靠下阵列壁变得高度浓缩并继而进行收集，同时流体水平(7)移动。(b)白细胞和/或白血病细胞的示意性“清洗”，通过添加输入缓冲液流而对图17A的扩展。仅大的白细胞能够向下移动至缓冲液流和下上。(c)使用具有如图17B中的设计的芯片从从左向右移动的血液流(微红/白色)之外采集白细胞的时移图像(来自核染剂的蓝色)。应当注意，可以看见微柱的倾斜阵列。
在一些情况下，0.1–1ml的血液在<5-10分钟内被处理，其中白细胞产率>90％，与输入细胞或常规方法相比细胞类型并未偏斜，并且移除了>99％的未结合荧光Mab和Fix/Perm试剂。在一些情况下，细胞移动远离输入流的速度比输入流由于朝着干净的缓冲液流的扩散而变宽的速度更快。虽然大颗粒(例如，白细胞和白血病细胞)的扩散系数对于一阶近似是可以忽略的，但是Mab和Fix/Perm试剂的扩散系数通常不可忽略。在一些情况下，这些溶解的或悬浮的分子比细胞小得多并因此具有高的扩散系数。这些试剂的不必要散开可能导致白细胞输出的污染。增加倾斜角可有助于防止散开，但是可能减小固定细胞大小的柱之间的间隙，由于偶尔出现的非常大的细胞，所以这种情况可能是不受欢迎的。另一种选择是将芯片加长，这是因为细胞位移可能与阵列的长度成线性关系并且散开(扩散)仅作为平方根而增加。然而，这可能具有需要价格更昂贵的芯片的缺点。在一些实施方式中，DLD是通过显微镜进行的确定性过程，而不是随机的过程，诸如凝胶电泳。因此，更快地运行DLD微流过程不能改变期望细胞的路径，而高速度可以减小不需要的试剂扩散的时间。在一些情况下，流体速度为～0.1mm/sec。因此，运行通过典型长度(～3cm)的芯片可能花费5分钟，这个时间不仅对于白细胞通量的目标来说过慢，而且对于防止不需要的扩散也过慢。在一些情况下，弹撞过程操作良好，甚至在速度为>100mm/sec(即，流速>1ml/min)时仅有很小或最小的细胞损坏。流动速度可以如减小输出的试剂污染所需地变化。带有大肠杆菌(E.coli)(5)结果的定性图像指示出将试剂冲掉的这一扩散问题可以以适度的流动速度克服。
第二潜在挑战是不同类型的白细胞和白血病细胞的大范围的细胞尺寸。这可以通过使用三角形柱代替圆形柱来解决，由于间隙中的流动各向异性，所述三角形柱比在圆形柱的情况下允许在柱之间有更大的间隙。最后，在Fix/Perm之后，细胞能够比之前“更硬”，并因此似乎其在DLD芯片中具有不同的直径。如果观察到这一现象，在Fix/Perm之后细胞可能需要具有稍微更大临界尺寸的DLD芯片。
B.在单个步骤中微流体白细胞采集和DLD洗涤/浓缩
常规红细胞裂解步骤和随后的离心洗涤/浓缩步骤可以由单个DLD微流体步骤来代替。除了在彻底移除标记试剂和Fix/Perm试剂的情况下>90％产率和存活率之外，一些实施方式还使这一微流体清洗/浓缩系统达到了耗尽>99％的来自使用荧光Mab孵育的全血样品中的红细胞。
因为白细胞尺寸比血红细胞更大，因此能够将白细胞从DLD芯片中的全血或稀释的血液的输入流中弹撞出去。在一些情况下，如本文所提供的设备被配置用于直接对血液中存在的白细胞进行表面标记(无需裂解或移除红细胞)，之后是直接从血液采集、洗涤和浓缩免疫染色白细胞(图17C)。这可以允许完成整个白细胞制备过程仅使用3个片上洗涤/浓缩步骤。应当注意，可以设计微芯片使得更小的血红细胞(来自未裂解的血液)、血小板和无细胞血浆成分不被弹撞；因此，输出可以仅包含经采集、经洗涤和经浓缩的白细胞。
在一些情况下，输入流包括向其增加了Mab的全血中的白细胞。血液可以使用流动的缓冲液稀释。在一些情况下，由于包括经浓缩的白细胞的输入，需要更大量的输入，从而为了最佳免疫染色需要更大量的Mab(以补偿稀释因子)。
在一些情况下，细胞确切地如本文所述那样被免疫染色，除了开始的细胞制备可能包括未裂解的血液，而不是裂解的血液。免疫染色的细胞可能经历成熟的片上白细胞采集/洗涤/浓缩步骤，继而通过流式细胞术来计算。结果可以与常规红细胞裂解步骤之后免疫染色的细胞比较。可以进行存活率、产量、纯度和白细胞亚群的统计学比较。
在一些实施方式中，99％的红细胞被移除(即，获得被红细胞污染<10％的白细胞)。在一些情况下，血液的粘度(由于比红细胞的数目高1000倍)与缓冲液中白细胞的悬浮相比更高。这可以改变缓冲液与血液之间的界限附近的流动图案的内部动态。至少三个方案可以用来解决这一问题：(a)以不同压力驱动血液输入和缓冲液输入，(b)用固定流速方案(注射器式泵)来代替压力驱动的方法，以及(c)稀释血液(例如，3-5倍)以减小其粘性。后者方案可能是最直接有效的，不过其可能需要更高的流速来达到通量目标。在一些情况下，达到从(经稀释的)输入浓缩白细胞30倍的输出。实际上，这可能需要相当宽(并且因而长)的芯片，所述芯片可能受限于～100mm的起始晶圆大小。选项包括使用能够具有较大晶圆大小(例如，200mm)的制造设施，或将芯片级联—一个芯片进行采集和初始浓缩(图17C)，继而流体流经被设计用于浓缩的第二芯片(如图17A中那样)。最后，如果用于宽间隙的三角形柱方案未消除由于不规则的大细胞(例如，>30um)引起的堵塞，则可以进行预过滤，或者可以使用串联的第三芯片来移除尺寸>30um的细胞。
在一些实施方式中，如本文所提供的设备代替了用于从血液采集白细胞(和白血病细胞)的常规裂解和离心步骤，以及在细胞表面标记、Fix/Perm、以及使用快速且可重复的片上处理进行的细胞内标记之后的离心洗涤/浓缩步骤，如本文所述。
在一些情况下，所述方法类似于“洗车”方法，在该方法中(类似地)在汽车移动通过洗车过程(图18A)时，其经受多个顺序处理(例如，洗涤、漂洗、打蜡、干燥)。建立在图18B的构思之上，血液进入芯片，期望的细胞移动通过化学药品(标记物、Fix/Perm试剂等)的顺序平行流，以一个步骤接一个步骤地完成。在一些情况下，已经使用细胞表面标志物(但未洗涤)的血液在顶部流(从左向右流动)上进入如本文所提供的设备中，而相对较大的白细胞和白血病细胞通过DLD弹撞过程被诱导以与流体流动成一角度地向下流动，以便被采集到血液之外。细胞继而流经用于固定和透化细胞膜的流，继而流经用于细胞内标记的流。最后，经细胞表面/细胞内标记的细胞在阵列的底部边缘被洗涤和浓缩以及采集。
可以使用之前分离但未标记的血液血小板作为输入和用于标记流(图18B)的CD41荧光标记物，通过将细胞移入标记系统并随后移除来自标记流的经标记的细胞来完成对细胞的片上标记。可以通过跨裂解剂流使细胞移动来进行片上细胞裂解。对于图18A的“洗车”无需片上裂解，但是其提供了在细胞内染色之前针对诸如Fix/Perm等步骤的片上顺序化学处理的可能性。可以确定由于扩散所需的孵育时间和孵育或Fix/Perm流的浓缩、产率和变宽。
图18A示出了用于在细胞制备芯片上进行处理的多个顺序化学处理的“洗车”构思的示意性视图。单个连续流动过程将图16中所有步骤组合至单个芯片中。图18B示出了横跨3个用于片上标记和洗涤的平行片上流，在DLD阵列中血小板的伪色荧光时延图像向下移动。上层流：未标记的(不可见)血小板的输入；中层流：藻红蛋白共轭的CD41标记物；下层流：洗涤缓冲液中的经标记的血小板。
C.使用DLD阵列的NGS文库生成
在一些情况下，本文所提供的设备、方法、成分、系统和/或套件被用于处理(例如，化学的和/或酶处理或处置)从一个细胞至一个核酸等样品。所述处理可以是连续的。在一些情况下，本文所提供的设备、方法、成分、系统和/或套件被用于连续地处理从多个细胞至多个核酸等样品，其中所述多个核酸包括核酸文库中的核酸。在例如PCT公开号WO2013020089中描述了设备、方法和/或系统，其全文通过引用并入本文。可以使用本文的设备将细胞处理(例如，化学的和/或酶处理或处置)为高分子量(“HMW”)核酸，其使用流经至少一个DLD凸点阵列的至少一种化学和/或酶试剂流。核酸文库可以被配置用在测序平台中。测序平台可以是现有已知的任何下一代测序平台。在一些情况下，如本文所提供的用于处理(例如，化学的和/或酶处理或处置)从细胞至核酸的设备被用于处理较大体积的包含细胞的样品。样品可以是至少10ml。在一些情况下，如本文所提供的，用于处理(例如，化学的和/或酶处理或处置)从细胞至核酸的设备被用于以高流速进行处理(例如，化学的和/或酶处理或处置)。在一些情况下，如本文所提供的，用于处理(例如，化学的和/或酶处理或处置)样品中的细胞的设备包括如本文所提供的至少一个分隔壁，所述样品包括从细胞至核酸等细胞。所述至少一个分隔壁被配置用于将包括试剂(例如，如本文所提供的化学试剂和/或酶试剂)的流道与相邻的流道分开。在一些情况下，如本文所提供的，用于处理(例如，化学的和/或酶处理或处置)样品中的细胞的设备包括如本文所提供的“片上”自清洁系统，所述样品包括从细胞至核酸等细胞。在一些情况下，如本文所提供的，用于处理(例如，化学的和/或酶处理或处置)样品中的细胞的设备包括如本文所提供的至少一个分隔壁和一个“片上”自清洁系统，所述样品包括从细胞至核酸等细胞。
在一些情况下，如通过本文所提供的设备和方法分离的HMW核酸具有比本文所提供的设备中DLD阵列的临界尺寸大的有效流体动力半径。所述方法可以包括在至少一个凸点阵列接收HMW核酸，并使得HMW核酸与至少一种化学试剂流和/或酶试剂流接触，其中至少一种化学试剂流和/或酶试剂流在主体流体流经凸点阵列的方向上流动，而HMW核酸以与主体流体流动的方向成一角度地流动。HMW核酸可以与至少一种化学试剂流和/或酶试剂流起反应。
在一些情况下，本文所提供的设备和/或系统包括至少一个凸点阵列(例如，DLD阵列)设备，其具有一个或多个凸点阵列。凸点阵列设备可以连续地处理和纯化核酸液体样品。可以使用单个流动设备在单个连续流动操作中实现多个循环的处理和纯化。处理可以是化学处理和/或酶处理。核酸可以从细胞和/或复杂液体生物样品(诸如全血)中进行纯化。凸点阵列设备还可以用于进行对经纯化的核酸的各种处理。这样的处理的非限制性示例可以包括下列中的至少一种：磷酸化作用、脱磷酸作用、限制性酶切、结扎、变性、杂交、聚合酶处理、荧光或放射性标记、DNA碱基或主链组合(backbone group)的化学改性、改性碱基的酶或化学切除、使用发色团或荧光团对核酸的染色等、和/或其他和/或其任何组合。核酸可以是颗粒结合核酸，其中核酸可以附着于微颗粒。这可能允许处理小核酸。颗粒可以产生在以易于制造的阵列维度的阵列中可弹撞的附着核酸。
在一些情况下，如本文所提供的设备和/或系统用在用于处理流体的方法中。处理可以包括流体的纯化，所述纯化可通过下列各项来完成：使复杂流体样品流入到凸点阵列中，使用凸点阵列来分离核酸，所述核酸包含细胞或根据颗粒大小的感兴趣颗粒，使用凸点阵列以使经分离的颗粒与一个或多个试剂流接触，所述试剂流可以从基本上纯净的形式的颗粒中释放核酸，以及使用凸点阵列将经纯化的核酸移出试剂流。一旦经纯化的核酸被移出试剂流，经纯化的核酸可能基本不存在于其他细胞内和样品组分中，并可能基本不存在于凸点阵列的试剂流组分中。
在一些情况下，如本文所提供的设备和/或系统包括一系列串联连接的凸点阵列(例如DLD)，使得一个凸点阵列的产物输出连接至随后的单独凸点阵列的样品输入。在一些情况下，单个凸点阵列用于所有的步骤。细胞分离和试剂处理可以在单个凸点阵列的物理上不同的区域完成。输入样品可以是鸟类或哺乳类血液，并且包含核酸的颗粒可以是白血细胞。输入样品可以是鸟类或哺乳类血液，并且包含核酸的颗粒可以是循环肿瘤细胞。输入样品可以是鸟类或哺乳类全血，并且包含核酸的颗粒可以是白血细胞、细菌、病毒、真菌、寄生原虫和/或如本文所提供的任何其他物和/或其任意组合。
在一些情况下，如本文所提供的设备和/或系统提供了对高分子量核酸的一系列处理，所述处理通过如本文所提供的、包括凸点阵列(DLD)的设备上的化学和/或酶手段进行。HMW核酸能够具有比凸点阵列的临界直径更大的有效流体动力直径，并且HMW核酸可以与至少第一试剂流接触，其中第一试剂流可以在主体流体流动的方向上流动，并且其中HMW核酸被弹撞通过第一试剂流并可以与第一试剂反应。
在一些情况下，如本文所提供的设备和/或系统提供了通过一个或多个化学手段或酶手段进行的对HMW核酸的一系列处理，所述手段可以通过下面各项来完成：使HMW核酸的样品流入到凸点阵列中，使用凸点阵列将HMW核酸与可以使核酸(例如，化学地、酶催化地等)改性的至少一个试剂流接触，以及可选地使用凸点阵列将经纯化的核酸从试剂流移除。
在一些情况下，如本文所提供的设备和/或系统包括连接在一系列凸点阵列中的单独的凸点阵列，使得一个凸点阵列的产物输出连接至该系列中的随后的单独的凸点阵列的样品输入。凸点阵列可以是相同的凸点阵列(且细胞分离和试剂处理可以在一个连续的凸点阵列的在物理上不同的区域完成)。在一些情况下，DNA样品能够被界定(共价地或非共价地)为微粒，其中所述微粒是可弹撞的，由此在随后的试剂流中，微粒充当用以通过改性反应取得DNA的载体。
在一些情况下，如本文所提供的设备和/或系统提供了全血的处理以产生纯净核酸。如本文所提供的设备和/或系统可以用于产生经改性的纯净核酸。经改性的纯净核酸可以是DNA测序文库和/或重组DNA文库。
在一些情况下，如本文所提供的设备用在可以作为输入接受全血样品并生成适于新一代测序技术(“NGS”)的基因组DNA文库的系统中。文库的构建可能发生在没有任何用户干预的单个自动化过程中。系统可以降低NGS测序的成本和劳动力并加快NGS技术移动到诊断环境中。系统可以是可缩放的，以便于容纳包含非常少的细胞(例如，单个细胞水平)的样品，这可能在治疗癌症和/或其他重要医学问题上非常重要，其还可以容纳大样品(例如，至少10ml)，这可能对于高通量技术非常重要。
在一些情况下，如本文所提供的设备和/或系统包括微流体的连续流设计。包含颗粒(例如，细胞、细胞核和诸如随机盘绕的HMW DNA等大分子)的液体样品可以被弹撞通过流动细胞，所述流动细胞能够通过微米级柱的规则阵列而扩充。可以将柱的间距和对准布置成，使得在一定临界尺寸之上的颗粒可以通过柱被“弹撞”到在本体流体流动的方向上对角地涌动的流路中。与此相反，小于临界尺寸的样品组分可以与本体流动一起笔直行进。使用这一机构，较大的样品组分可以在片上横向地从较小的组分中分离和纯化。
样品能够在层流流动(雷诺数Re,<<1)的条件下流经这些凸点阵列，使得离散的试剂流可以被引入到阵列中，而无明显的横向混合。可以将大颗粒对角地弹撞到这样的试剂流中和外，以便于在颗粒上进行化学反应或酶反应。如本文所提供的设备可以用于纯化白细胞细胞核、纯化DNA和使用酶催化地对DNA进行改性以供NGS文库的产生。
在一些情况下，如本文所提供的设备和/或系统用在用于使用凸点阵列顺序地处理血液样品的方法中。可以获取几微升(“μl”)的血液。血液细胞可以与血浆分离。由于细胞与血浆分离，因此可以使用缓冲液流对细胞进行洗涤。在一些情况下，对细胞进行裂解。经清洗的细胞可以通过将其弹撞通过包含非离子型清洗剂的试剂流而被裂解。非离子型清洗剂可以是任何现有技术中已知的非离子型清洗剂。在移除裂解试剂之后，完整的白细胞细胞核可以对角地弹撞通过洗涤缓冲液流。太小而不能弹撞的细胞质内容物(例如，在DLD凸点阵列的临界大小以下)可以在清洗剂裂解流中被携带出阵列。染色体DNA可以被分离和/或纯化。经清洗的白细胞细胞核可以被弹撞通过核裂解试剂流以便从HMW染色体DNA移除所有脂类和核蛋白。核裂解试剂流可以包括用于从蛋白质(例如，组织蛋白)提取核酸(例如，HMW染色体DNA)的蛋白质变性剂(例如，异硫氢酸胍(guanidine isothiocyanate))。在一些情况下，异硫氢酸胍存在于来自核裂解流的单独流中。可以选择在如本文所提供的设备中的阵列维度，使得HMW DNA在其双链随机盘绕配置中可以被对角地弹撞出裂解试剂流。太小而无法弹撞(例如，在DLD凸点阵列的临界尺寸以下)的所有或基本上所有的核脂类、RNA和蛋白质可以在裂解流中被携带出该阵列。在一些情况下，纯化后的DNA与转座酶适配试剂反应以生成文库共合体。纯化后的HMW DNA可以被弹撞通过包含转座酶复合体的试剂流，所述转座酶复合体可以预装有改性测序适配器转座子末端。使用如本文所提供的设备的方法可以提供转座酶复合体，在所述转座酶复合体中转座酶的转座子适配末端可位于DNA的相同的线性片段上。因此，转座酶与HMW DNA的反应可以生成可增加HMW DNA靶的尺寸的共线嵌入产物。靶DNA可以保持可弹撞的，其中靶DNA可以与转座酶试剂流和未反应的适配器DNA分离。可以从转座酶试剂流将HMW共合体纯化。共合体可以与限制性内切酶反应以生成测序文库。文库可以与未切割的HMW DNA分离并从凸点阵列恢复。在一些情况下，通过使用本文所提供的设备和/或系统的方法所产生的最终测序文库可以通过弹撞DNA穿过限制性内切酶试剂流而从HMW协整DNA裂开。酶可以在仅位于测序适配外部的改性转座子上裂开建造位置。裂开的文库可以为低分子量的(约200-2000bp)，并可能不再是可弹撞的。文库可以在限制性内切酶流中从阵列移除。未裂开、未反应的HMW DNA可以对角地弹撞出试剂流(且可以恢复)。
在一些情况下，如本文所提供的设备、方法、成分、系统和/或套件包括微米大小的柱阵列，为了处理流体样品，所述阵列具有高结构刚度和大高宽比。凸点阵列可以使用硅、烯烃树脂、可处理流动细胞的模制塑料以及任何其他材料制成。
在一些情况下，本文所提供的设备、方法、成分、系统和/或套件分离或分馏、分析和/或采集纯化后的或处理后的聚核酸分析物或源于如本文所提供的未加工的生物样品中的片段。
在一些情况下，本文所提供的设备、方法、成分、系统和/或套件通过将核酸附着于适于在凸点阵列(例如，DLD阵列)中弹撞的微粒，对较小的核酸分子进行处理。微粒可以充当用于通过试剂流运送附着的核酸以使核酸改性的载体。例如，具有引物改性微粒的乳剂PCR可以用于生成DNA测序模板珠(离子湍流(Ion Torrent)和454测序方法；Rothberg等人在2011年Nature的v475,pp348-352中所述的方法；Margulies等人在Nature的V437,pp376-380中所述的方法)。在一些情况下，乳剂PCR方法可以用于对来自癌症患者的组织内稀有变异基因的频率的评估(Diehl等人在Nature Methods的2006年v3pp 551-559中所述的Vogelstein的"BEAMing"方法)。在一些情况下，本文所提供的设备、方法、成分、系统和/或套件被用于通过将洗涤、变性和引物杂交组合成单个凸点阵列过程来处理基于颗粒的乳剂PCR。例如，凸点阵列可以被设计成具有所选选择的柱间距，使得阵列的临界直径可以小于用于乳剂PCR的微粒的临界直径。这可以确保微粒在阵列内可以在所有位置上被一致地弹撞。在乳剂PCR之后，乳化反应可以被打断，而含水颗粒部分可以被馈送到如本文所提供的、靠近左下角的包含凸点阵列的设备中。随着颗粒进入阵列，颗粒可以朝着相对的边界壁偏转，而PCR试剂可以在主体流动的方向上向下流动。合适的洗涤缓冲液可以被馈送到阵列顶部中并立即至颗粒输入端口的右侧。随着颗粒被弹撞出输入流，颗粒可以通过清洗缓冲液流，所述清洗缓冲液流可以清走附加的PCR试剂。随着颗粒沿着阵列进一步移动，颗粒可以进入变性试剂流中(例如，其可能包含具有约1-10mM EDTA的约20-200mM KOH或NaOH)，所述变性试剂流可以将颗粒上的双链扩增子转换为单链形式。非共价结合扩增子链可使用变性剂流被冲下阵列，颗粒可被向右弹撞到中和缓冲液中，所述中和缓冲液可适合于在下一步骤中的杂交反应。通常地，这样的中和缓冲液可以包含缓冲液(例如，pH 7.5-8.0的20-200mM Tris-HCl)以及用于支撑杂交反应的单价离子(例如，20-500mM NaCl)。颗粒可以继而被弹撞通过包含测序引物(在454/离子湍流应用的情况下)或标记的低聚核苷酸探针(在BEAMing应用的情况下)的杂交试剂流。试剂流可以具有在较低微摩尔浓缩范围(约0.1微摩尔至约50微摩尔)内的低聚糖探针，还可以具有与上文所述的中和缓冲液流约相同的离子强度。可根据需求将离子强度调节得更高或更低以便于获得杂交的正确严格性。在阵列的最终处理步骤中，杂交颗粒可以被弹撞出杂交流，到最终的洗涤缓冲液流中。这一最终清洗缓冲液根据待使用的下游应用(在454/离子应用的情况下测序、在BEAMing测定的情况下荧光颗粒排序)进行选择。从位于靠近阵列的右下角处的最终清洗缓冲液的输出端口收集经杂交、经清洗的颗粒。
VII.下游应用
使用本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件处理(例如，化学或酶处理或处置)、纯化、分离和/或浓缩的颗粒可以进行储存和/或在下游应用中使用。本文描述了使用本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件处理(例如，化学或酶处理或处置)、纯化、分离和/或浓缩的颗粒的各种应用。
尽管本公开内容讨论了用于流式细胞术的白细胞和干细胞处理，但是相同的技术还可用于针对癌症和其他疾病的多个现有和新的细胞测试和其他测试(例如，DNA、RNA)。
在一些情况下，本文所述的设备、成分、系统、套件和/或方法被用来制备供核酸(例如，DNA或RNA)测序的样品。核酸可以与任何类型的细胞分离，所述任何类型的细胞包括原核生物、真核生物、古细菌、单细胞生物体、多细胞生物体或组织(例如，植物或动物)等等。核酸可以任意方式测序，包括在纳米孔中进行单分子测序或鸟枪法测序，其通过检测核苷酸并入事件时pH的改变、通过并入的染料或释放的染料的荧光检测等。细胞被裂解并使用如本文所述的柱阵列从细胞碎片中分选出核酸。核酸可以被浓缩至任何合适的浓缩度和/或被纯化至任何合适的纯度(例如，至少70％、至少80％、至少90％、至少95％、至少99％、至少99.9％等)。
A.血液保存(例如，冻存)
在一些情况下，使用本文所述的方法和设备将血液分离成成分，并将成分储存。在一些情况下，红细胞得到分离或纯化。在一些情况下，红细胞储存在约1至约6℃下。在一些情况下，红细胞储存约20至约60天、或约30至约50天、或多达42天。在一些情况下，红细胞在例如，低于-60℃下冷冻(例如，用冷冻保护剂，例如，甘油)并储存例如，至少10年。在一些情况下，储存的红细胞用于输血。在一些情况下，将分离的红细胞施用于外伤、手术、血液损失后的或者或患有血液病症(例如，镰状细胞性贫血)的患者。
在一些情况下，将血浆分离并冷冻，用于后续用途。在一些情况下，将血浆储存多达一年。可以将血浆施用于受试者，例如烧伤患者、休克的受试者或患有出血障碍的受试者。
在一些情况下，分离了血小板。在一些情况下，将血小板分离，例如，用于输血。在一些情况下，分离的血小板在室温下储存，例如，约5至7天。在一些情况下，将血小板施用于患有癌症、器官移植或正经受手术或已经完成手术的受试者。
在一些情况下，分离的血液成分是冷沉淀的抗血友病因子(冷沉淀的AHF)。冷沉淀的AHF可以冷冻储存约一年。在一些情况下，将冷沉淀的AHF施用于患有血友病或VonWillebrand病的受试者。
可以被分离并储存的其他血液成分是粒细胞。在一些情况下，粒细胞在收集后24小时内用于输血。在一些情况下，将粒细胞施用于受试者以治疗对抗体疗法不响应的感染。
在一些情况下，在施用于患有癌症或感染性疾病或其他疾病的患者前，白细胞被分离并可在带有或不带有基因修饰的情况下储存。
在一些情况下，纯化的颗粒(例如，细胞，例如，干细胞，例如，HSC)得到保存，例如，冻存。冻存的方法在，例如Berz等人(2007)Cryopreservation of Hematopoietic StemCells.Am J Hematol.82:463-472中描述，该文献通过引用并入本文。在一些情况下，将肝素化的浆细胞溶液和/或二甲基亚砜(DMSO)(例如，10％DMSO)添加至纯化的颗粒，例如，细胞，例如，HSC。在一些情况下，溶液中纯化的颗粒(例如，HSC)的DMSO的最终浓度小于20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1或0.5％DMSO。在一些情况下，溶液中颗粒(例如，细胞，例如，HSC)的最终DMSO浓度为约2至约10％或约5％至约15％。在一些情况下，将白细胞冻存。
在一些情况下，纯化的颗粒(例如，细胞，例如，干细胞，例如，HSC)与盐水和或血清白蛋白结合。在一些情况下，冷冻保护剂是羟乙基淀粉(HES)、丙二醇、α生育酚、过氧化氢酶、抗坏血酸、海藻糖或半胱天冬酶抑制剂(例如，zVAD-fmk)。在一些情况下，冷冻保护剂是二醇(例如，乙二醇、丙二醇或甘油)。在一些情况下，冷冻保护剂是2-甲基-2,4-戊二醇(MPD)。在一些情况下，冷冻保护剂是蔗糖。在一些情况下，纯化的颗粒(例如，细胞，例如，干细胞，例如，HSC)与多于一种冷冻保护剂混合。
在一些情况下，纯化的颗粒(例如，细胞，例如，干细胞，HSC)被冷冻至比-79℃低5℃、低于-155℃或低于-195℃的温度。在一些情况下，颗粒(例如，细胞，例如，干细胞，例如，HSC)被冷冻至约-80℃、-156℃或-196℃的约4℃的温度。在一些情况下，纯化的颗粒(例如，细胞，例如，干细胞，例如，HSC)被冷冻至约-196℃到约-80℃。在一些情况下，纯化的颗粒(例如，细胞，例如，干细胞，例如，HSC)储存在氮气罐的液相中。在一些情况下，纯化的颗粒(例如，细胞，例如，干细胞，例如，HSC)储存在蒸汽氮气相中。
在一些情况下，纯化的颗粒(例如，细胞，例如，干细胞，例如，HSC)以控制的冷冻速率冷冻，例如，以1–2℃/min的速率冷冻直至约-40℃的温度点。然后，进行的降至-120℃目标的冷冻过程可以以更快的速度，约3–5℃/min进行。在一些情况下，纯化的颗粒(例如，细胞，例如，HSC)被冷却至-4℃的温度，然后置于-80℃下的冷藏室中。
在一些情况下，将纯化的颗粒(例如，细胞，例如，干细胞，例如，HSC)冻存至少1、10、30、180或365天。在一些情况下，将HSC冻存至少1、5、10、20、30、50、75或100年。
在一些情况下，纯化的颗粒(例如，细胞，例如，干细胞，例如，HSC)以小于10-11、10-10、10-9、10-8、10-7、10-6、10-5个细胞/mL的密度冻存。在一些情况下，纯化的颗粒(例如，细胞，例如，干细胞，例如，HSC)以至少10-11、10-10、10-9、10-8、10-7、10-6、10-5个细胞/mL的密度冻存。
在一些情况下，冻存的纯化的颗粒(例如，细胞，例如，干细胞，例如，HSC)在37℃解冻(例如，在水浴、凝胶垫中)。在一些情况下，冻存的纯化的颗粒(例如，细胞，例如，HSC)在约0℃到约37℃的温度下解冻。
在一些情况下，将冷冻保护剂(例如，DMSO)从纯化的颗粒(例如，细胞，例如解冻后的HSC样品)洗出。在一些情况下，将解冻的纯化的颗粒(例如，细胞，例如，干细胞，例如，HSC样品)在人血清白蛋白(HSA)(例如,2.5％)和葡聚糖40(例如,5％)中稀释。然后可以将样品离心或通过本文所述的微流体设备，例如，在10℃的温度下。在一些情况下，将HSA/葡聚糖溶液再次添加至纯化的颗粒，例如，细胞，例如，干细胞，例如，HSC。在一些情况下，DMSO浓度为低于1.7％，例如，清洗和/或稀释。在一些情况下，具有小于1.7％的DMSO浓度的干细胞(例如，HSC)被注入受试者中。
在一些情况下，冻存的纯化的颗粒(例如，细胞，例如，干细胞，例如，HSC)保存在容器中。在一些情况下，容器是乙炔基乙酸乙烯(EVA)容器。在一些情况下，容器被γ射线照射。在一些情况下，容器是不锈钢容器。在一些情况下，容器包含PVC、聚烯烃或聚乙烯。在一些情况下，容器包含特氟龙(Teflon)、Kaplon、FEP和/或聚酰亚胺。
在一些情况下，通过对总有核细胞和CD34+细胞计数(例如，通过流式细胞术)；针对活力的台盼蓝拒染法、针对活力的7-氨基放线菌素或针对活力的碘化丙啶；植入NOD/SCID(免疫缺陷)小鼠中，或克隆生成测定(例如，小鼠中CFU-Sd12测定；CFU-GM；CFU-GEMM；BFU-E或LTC-IC)来评价纯化的细胞(例如，干细胞，例如，HSC)
B.癌症治疗
在一些情况下，纯化、分离和/或浓缩的干细胞(例如，HSC)可以用于治疗癌症，例如，血癌，例如，白血病或淋巴癌。在一些情况下，纯化、分离和/或浓缩的干细胞(例如，HSC)从受试者获得并随后施用于相同受试者。干细胞可以移动至骨髓并开始产生新的血细胞。
在一些情况下，干细胞(例如，HSC)从第一受试者获得并施用于第二受试者(例如，亲戚，例如，第一受试者的姐妹或兄弟)。在一些情况下，第一受试者和第二受试者是不相关的。在一些情况下，第二受试者是匹配的捐献者。在一些情况下，第一受试者和第二受试者具有相似的人体白细胞抗原。在一些情况下，第一受试者和第二受试者不具有相似的人体白细胞抗原。在一些情况下，对诊断患有或疑似患有急性淋巴细胞白血病、急性粒细胞性白血病、慢性髓性白血病(CML)、霍奇金氏病、多发性骨髓瘤或非霍奇金氏淋巴瘤的受试者施用HSC。
在一些情况下，向受试者施用干细胞包含静脉内(IV)线的使用。在一些情况下，移植耗时约1至约5小时。在进入血流后，细胞可以移动至骨髓。移植(正常血产生)可以在移植后约2至约4周内发生。在一些情况下，本文所述的方法、组分、设备、系统和套件可用于监测移植。
在一些情况下，受试者接受骨髓移植(BMT)。在一些情况下，受试者接受外周血干细胞移植(PBSCT)。在一些情况下，移植物是自体移植物(受试者接受他/她自己的干细胞)。
在一些情况下，移植物是同基因的移植物(受试者接受来自他/她的同卵双生的干细胞)。在一些情况下，移植物是异基因的移植物(受试者接受来自他/她的兄弟、姐妹、父母或与该受试者无关的人的干细胞)。
在一些情况下，从盆骨或胸骨中的骨髓纯化干细胞。在一些情况下，通过采集术或白细胞除去法处理和/或纯化PBSC。在一些情况下，从脐带或胎盘处理和/或纯化干细胞。
在一些情况下，将处理、纯化、分离或浓缩的干细胞(例如，HSC)施用于患有CML的受试者，并且该受试者还施用了甲磺酸伊马替尼(GleevecTM)。在一些情况下，受试者施用干细胞(例如，HSC)而没有接受甲磺酸伊马替尼。
在一些情况下，接受干细胞(例如，HSC)的受试者对化疗具有抗性。
在一些情况下，接受干细胞(例如，HSC)的受试者是新生儿、婴儿、儿童、青少年、年轻人、中年人或老人。
在一些情况下，接受干细胞(例如，HSC)的受试者患有成神经细胞瘤、尤文氏肉瘤、促结缔组织增生性小圆形细胞瘤或慢性肉芽肿病。
在一些情况下，使用了微移植。在一些情况下，使用了二次移植，包含高剂量化疗和干细胞移植的两个连续过程。
在一些情况下，向受试者(例如，癌症患者)施用放射或化疗，并且该放射或化疗靶向造血细胞，造血细胞可能被放射或化疗破坏。在一些情况下，从受试者处理、纯化、分离和/或浓缩的HSC可以被移植到受试者中，以替代被化疗破坏的细胞。引入受试者自己的HSC可以减少免疫错配或移植物抗宿主病的可能性。在一些情况下，仅CD34+、Thy-1+细胞被移植到受试者中。
在一些情况下，将干细胞施用于在缓解期(癌症的迹象和症状已经消失)中的受试者。
在一些情况下，使用本文所述的方法和设备处理和/或纯化的干细胞的移植相对于通过传统方法纯化的干细胞的移植可以导致移植物抗宿主病的风险减低至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100％。
在一些情况下，施用干细胞的受试者患有以下癌症中的一种或多种：急性髓性白血病；膀胱癌，包括上消化道肿瘤和前列腺尿路上皮癌；骨癌，包括软骨肉瘤、尤因氏肉瘤和骨肉瘤；乳腺癌，包括非侵袭性、侵袭性的、叶状肿瘤、佩吉特病和妊娠期间的乳腺癌；中枢神经系统癌症、成人低级浸润性幕上星形细胞瘤/少突神经胶质瘤、成人颅内室管膜瘤、间变型星形细胞瘤/间变型少突神经胶质瘤/多形性胶质母细胞瘤、有限的(1-3)的转移性病变、多个(>3)转移性病变、癌性淋巴瘤性脑膜炎、非免疫抑制原发性CNS淋巴瘤和转移性脊柱肿瘤；宫颈癌；慢性髓性白血病(CML)；结肠癌、直肠癌、肛门癌；食道癌；胃(胃)癌；头颈癌，包括筛窦肿瘤、上颌窦肿瘤、唾液腺肿瘤、唇癌、口腔癌、口咽癌、喉咽癌、隐性原发性(occult primary)、声门喉癌、声门上型喉癌症、鼻咽癌和晚期头颈癌；肝胆癌，包括肝细胞癌、胆囊癌、肝内胆管癌和肝外胆管癌；霍奇金病/淋巴瘤；肾癌；黑色素瘤；多发性骨髓瘤、全身性轻链淀粉样变性病、瓦尔登斯特伦巨球蛋白血症；骨髓增生异常综合征；神经内分泌肿瘤，包括多发性内分泌腺瘤1型、多发性内分泌腺瘤2型、类癌瘤、胰岛细胞瘤、嗜铬细胞瘤、低分化/小细胞/非典型肺类癌瘤；非霍奇金氏淋巴瘤，包括慢性淋巴细胞白血病/小淋巴细胞淋巴瘤、滤泡性淋巴瘤、边缘区淋巴瘤、套细胞淋巴瘤、弥漫性大B细胞淋巴瘤、伯基特氏淋巴瘤、淋巴母细胞淋巴瘤、AIDS相关的B细胞淋巴瘤、外周T细胞淋巴瘤和蕈样肉芽肿/Sezary综合征；非黑色素瘤皮肤癌，包括基底和鳞状细胞皮肤癌、隆突性皮肤纤维肉瘤、Merkel细胞癌；非小细胞肺癌(NSCLC)，包括胸腺恶性肿瘤；隐性原发性；卵巢癌，包括上皮性卵巢癌、交界性上皮性卵巢癌(低度潜在恶性)和不太常见的卵巢组织学癌；胰腺癌；前列腺癌；小细胞肺癌和肺神经内分泌瘤；软组织肉瘤，包括软组织末端、腹膜后、腹腔内肉瘤和硬纤维瘤；睾丸癌；胸腺恶性肿瘤，包括甲状腺癌、结节评估(nodule evaluation)、乳头状癌、滤泡癌、Hiirthle细胞瘤、髓样癌和未分化癌；子宫肿瘤，包括子宫内膜癌或子宫肉瘤。
在一些情况下，干细胞(例如，HSC)从例如，HLA匹配的受试者处理、纯化、分离和/或浓缩，并且该HSC移植到另一人中，例如，受试者的同胞，其中该同胞患有癌症。在一些情况下，移植HSC显示出抗肿瘤活性(癌症的移植物抗肿瘤(graft-verus-tumor)治疗)。
在一些情况下，自然杀伤(NK)细胞被用于免疫疗法，例如，用于癌症，例如，白血病。NK细胞的使用在，例如Grywacz等人(2008)Use of natural killer cells asimmunotherapy for leukaemia.Best Pract Res Clin Haematol.3:467-483和Miller(2013)Therapeutic applications:natural killer cells in the clinic.Hematology2013:247-253中描述，该文献通过引用全文并入本文。
C.癌症诊断
在一些情况下，使用本文所述的方法、组分、设备、系统和套件分离的细胞被用于诊断本文所述的癌症，例如，血癌，例如，白血病、淋巴瘤或骨髓瘤。在一些情况下，白血病是成人急性淋巴细胞白血病、儿童急性淋巴细胞白血病、成人急性骨髓性白血病、儿童急性骨髓性白血病、慢性淋巴细胞白血病、慢性骨髓性白血病或毛细胞性白血病。在一些情况下，淋巴瘤是AIDS相关的淋巴瘤、皮肤T细胞淋巴瘤、成人霍奇金淋巴瘤、儿童霍奇金淋巴瘤、蕈样肉芽肿、成人非霍奇金淋巴瘤、儿童非霍奇金淋巴瘤、原发性中枢神经系统淋巴瘤、Sézary综合征、皮肤T细胞淋巴瘤或
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巨球蛋白血症。在一些情况下，血癌是慢性骨髓增生性疾病、Langerhans细胞组织细胞增生症、多发性骨髓瘤、浆细胞瘤、骨髓增生异常综合征、骨髓增生异常/骨髓增殖性肿瘤。
在一些情况下，白血病通过白血病和淋巴瘤研究面板(research panel)评估。在一些情况下，研究面板用于查找蛋白质组，例如，作为正常白细胞和恶性血液病亚型的标志物的细胞表面和/或细胞内蛋白质。在一些情况下，面板用流式细胞术评估。面板可以是，例如，BD Euroflow多色抗体面板(multico1or antibody panel)(见http://www.bdbiosciences.com/eu/documents/EuroFlow_datasheet_new.pdf)。BD Euroflow多色抗体面板中的标志物可以是，例如，CD-11c CD22、CD24、CD45、CD49d、CD 123、Igk、CD10、CD27、CD38、CD43、CD81、TCRγδ、β-2微球蛋白、CD9、CD71、CD79b、lgλ、IREM-2(CD300e)、CD2、CD3、CD4、CD7、CD8、CD16、CD16、CD20、CD23、CD36、CD38、CD41a、CD42a、CD45、CD56、CD64、CD105、CD138、CD200、Igλ、Igκ和/或HLA-DR。与BD Euroflow多色抗体面板中的标志物相关的标记物(例如，荧光染料)可以是FITC、PE、V450、PE-CyTM7、PerCP-Cy5.5、APC-H7、V500-C、APC、PacB或PacO。
在一些情况下，使用本文所述设备和/或方法回收的白细胞在B细胞分析中评估(κ和λ比)。比较κ与λ的比可以用于确定受试者是否可能患有浆细胞肿瘤，例如，多发性骨髓瘤、意义未明的单克隆丙种球蛋白病(MGUS)、冒烟型骨髓瘤、骨孤立性浆细胞瘤或AL淀粉样变性。
在一些情况下，评估了游离轻链产物，其可以是多发性骨髓瘤或慢性淋巴细胞白血病中较差结果的预后。
D.血液疾病
在一些情况下，将处理(例如，化学和/或酶处理或处置)、纯化、分离和/或浓缩的HSC施用于患有遗传性血液疾病的受试者。遗传性血液疾病可以是，例如，再生障碍性贫血、β-地中海贫血、Blackfan-Diamond综合征、球状细胞脑白质营养不良、镰状细胞性贫血、重症联合免疫缺陷、X连锁淋巴增生综合征或Wiskott-Aldrich综合征。可以用骨髓移植治疗的先天性代谢缺陷包括，Hunter综合征、Hurler综合征、Lesch Nyhan综合征和骨硬化症。在一些情况下，遗传性血液疾病可以是范科尼贫血。
在一些情况下，将处理(例如，化学处理或处置)、纯化、分离或浓缩的HSC施用于受试者以治疗血液疾病，例如，淀粉样变性、贫血、原发性血小板增多症、范可尼贫血、戈谢病、血色素沉着症、溶血性贫血、血友病、嗜伊红细胞增多症、特发性血小板减少性紫癜、遗传性骨髓衰竭综合征、缺铁性贫血、Langerhan细胞组织细胞增生症、白细胞减少症、肥大细胞增多症、骨髓纤维化、骨髓增生症、恶性贫血、真性红细胞增多症、卟啉症、镰状细胞性贫血、地中海贫血、血小板减少症、血小板增多症、血栓性血小板减少性紫癜或血管性血友病。
在一些情况下，使用本文所述的方法处理(例如，化学和/或酶处理或处置)、纯化、分离和/或浓缩的颗粒(例如，细胞)被用于诊断血液疾病，例如，本文所述的血液疾病。
E.自身免疫病
使用本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件处理(例如，化学和/或酶处理或处置)、纯化、分离和/或浓缩的干细胞(例如，HSC)可以向受试者使用，以治疗自身免疫病。在一些情况下，可以将使用所述方法、组分、设备、系统和/或套件纯化、分离和/或浓缩的干细胞(例如，HSC)施用于患有自身免疫病的受试者，该自身免疫病影响了心脏、脑、神经、肌肉、皮肤、眼、关节、肺、肾、腺、消化道或血管。在一些情况下，自身免疫病可以是类风湿关节炎、格雷夫斯氏病(Graves'disease)、甲状腺炎、硬皮病、全身性硬化症、白癜风、全身性红斑狼疮(SLE)、斑秃、自身免疫性溶血性贫血、自身免疫性肝炎、皮肌炎、糖尿病(1型)、幼年特发性关节炎、肾小球肾炎、Guillain-Barré综合征、特发性血小板减少性紫癜、重症肌无力、心肌炎、多发性硬化症、天疱疮/类天疱疮、恶性贫血、结节性多动脉炎、多肌炎、原发性胆汁性肝硬化、银屑病、硬皮病/系统性硬化病、
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综合征、葡萄膜炎或多血管炎肉芽肿病(韦格纳氏(Wegener)。
F.干细胞的其他用途
在一些情况下，使用本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件处理(例如，化学和/或酶处理或处置)、纯化、分离和/或浓缩的干细胞可用于治疗阿耳茨海默氏病、脊髓损伤、中风、烧伤、心脏疾病或骨关节炎。在一些情况下，干细胞可用于治疗心血管疾病。
在一些情况下，干细胞被用于治疗患有神经系统或神经系统认知病状的受试者。神经系统或神经系统认知病状可以是列于国家神经性疾病和中风研究所(NationalInstitute of Neurological Disorders and Stroke)网页(www.ninds.nih.gov/disorders/disorder_index.htm)上的神经系统疾病。在一些实施方案中，受试者可以具有迹象或症状。神经系统或神经系统认知病状，或症状可以是，例如，失辨重症(例如，丧失察觉拿在手中物体的重量或区别两个物体之间的重量差别的能力)、酸性脂肪酶病、酸性麦芽糖酶缺乏症、获得性癫痫样失语症、透明隔缺失、急性播散性脑脊髓炎、艾迪瞳孔、Adie综合征、肾上腺脑白质营养不良、胼胝体发育不全、失认症、Aicardi综合征、Aicardi-Goutieres综合征疾病、AIDS-神经系统并发症、静坐不能、酒精相关的疾病、亚历山大病、异手综合征(反常的手)、感觉定侧不能、Alper病、高原反应、交替性偏瘫、阿耳茨海默氏病、肌萎缩侧索硬化、无脑畸形、动脉瘤、Angelman综合征、血管瘤病、缺氧症、抗磷脂综合征、失语症、失用症、蛛网膜囊肿、蛛网膜炎、arnold-Chiari畸形、Asperger综合症、动静脉畸形、共济失调、共济失调和小脑或脊髓小脑变性、共济失调毛细血管扩张症、心房颤动、中风、注意力缺陷伴多动障碍、听觉处理障碍、自闭症、自主神经功能障碍、背痛、Barth综合征、Batten病、becker肌强直、Behcet病、bell麻痹、良性原发眼睑痉挛、良性局限性肌萎缩、良性颅内压升高、Bernhardt-Roth综合征、双侧额顶骨多小脑回、Binswanger病、眼睑痉挛、Bloch-Sulzberger综合征、臂丛神经产伤、臂丛神经损伤、Bradbury-Eggleston综合征、脑或脊髓肿瘤、脑脓肿、脑动脉瘤、脑损伤、脑外伤、脑肿瘤、Brown-Sequard综合征、延髓肌肉萎缩、CADASIL(脑常染色体显性动脉皮质下梗死和脑白质病)、Canavan疾病、腕管综合征、灼性神经痛、海绵状瘤、海绵状血管瘤、海绵状血畸形、中央颈髓综合征、中央脊髓综合征、中枢性疼痛综合征、脑桥中央髓鞘溶解症、中央核性肌病、头症、神经酰胺酶缺乏症、小脑变性、小脑发育不全、脑动脉瘤、脑动脉硬化、脑萎缩、脑脚气病、脑海绵状血管畸形、脑性巨人症、脑缺氧、脑性麻痹、脑血管炎、Cerebro-Oculo-Facio-骨骼综合征(COFS)、颈椎狭窄、Charcot-Marie-牙疾病、小脑扁桃体下疝畸形、胆固醇酯贮积病、舞蹈症、舞蹈病棘红细胞增多症、慢性疲劳综合征、慢性炎症性脱髓鞘性多神经病(CIDP)、慢性直立耐受不能、慢性疼痛、Cockayne综合征II型、Coffin-Lowry综合征、侧脑室枕角增大、昏迷、复杂区域疼痛综合征、压迫神经病变、脑震荡、先天性面部双侧瘫、先天性肌无力、先天性肌病、先天性血管海绵状血管瘤、皮质基底节变性、颅动脉炎、颅缝早闭、cree脑炎、Creutzfeldt-Jakob病、累积性创伤失调、Cushing综合征、巨细胞包涵体病(CIBD)、巨细胞病毒感染、眼球斜视痉挛综合征(眼球斜视痉挛综合征)、Dandy-Walker综合征(DWS)、Dawson病、减压病、De 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progressiva)、肌张力障碍、肌张力障碍、早期小儿癫痫、空蝶鞍综合征、脑炎、昏睡性脑炎、脑膨出、脑病、脑病(家族性婴儿)、脑三叉神经血管瘤病、大便失禁、癫痫、癫痫偏瘫、erb麻痹、erb-duchenne和dejerine-klumpke麻痹、红斑性肢痛病、特发性震颤、脑桥外髓鞘破坏、Fabry病、Fahr综合征、昏厥、家族性自主神经功能异常、家族性血管瘤、家族性特发性基底神经节钙化、家族性周期性麻痹、家族性痉挛性瘫痪、Farber病、发热性惊厥、肌纤维发育不良、纤维肌痛、Fisher综合征、婴儿松弛综合征、足下垂、Foville综合征、friedreich共济失调、额颞叶痴呆、Gaucher症、广义神经节苷脂沉积症、Gerstmann综合征、Gerstmann-Straussler-Scheinker病、巨轴突神经病、巨细胞动脉炎、巨细胞包涵体病、球状细胞脑白质营养不良、舌咽神经痛、糖原贮积症、灰质异位、Guillain-Barre综合征、Hallervorden-Spatz病、头部外伤、头痛、连续性偏头痛、面肌痉挛、交替性偏瘫、遗传性神经病、遗传性痉挛性截瘫、遗传病性多神经炎样共济失调、带状疱疹、耳带状疱疹、Hirayama综合征、Holmes-Adie综合征、前脑无裂畸形、HTLV-1相关脊髓病、HIV感染、Hughes综合征、Huntington病、积水性无脑畸形、脑积水、脑积水-常压、脊髓积水、皮质醇增多症、睡眠过度、高血压、张力过强、张力减退、缺氧、免疫介导性脑脊髓炎、包涵体肌炎、色素失调症、小儿肌张力减退、小儿轴索营养不良、小儿植烷酸贮积症、小儿雷弗素姆病、婴儿痉挛症、炎性肌病、炎性肌病、枕骨裂脑露畸形、肠道脂肪代谢障碍、颅内囊肿、颅内压增高、Isaac综合征、Joubert综合征、Karak综合征、Kearns-Sayre综合征、Kennedy病、Kinsbourne综合征、Kleine-Levin综合征、Klippelfeil综合征、Klippel-Trenaunay综合征(KTS)、Kluver-Bucy综合征、Korsakoff s遗忘综合征、Krabbe病、Kugelberg-Welander病、库鲁病、Lafora病、lambert-eaton肌无力综合征、Landau-Kleffner综合征、股外侧皮神经卡压症、延髓外侧(wallenberg)综合症、学习障碍、Leigh病、Lennox-Gastaut综合征、Lesch-Nyhan综合征、脑白质营养不良、Levine-Critchley综合症、路易体痴呆、脂质贮积病、类脂质蛋白沉积症、无脑回畸形、闭锁综合征、Lou Gehrig、腰椎间盘突出症、腰椎管狭窄症、红斑狼疮-神经系统后遗症、莱姆病-神经系统后遗症、Machado-Joseph病(脊髓小脑性共济失调3型)、巨脑、视物显大症、巨脑、Melkersson-Rosenthal综合征、Menieres病、脑膜炎、脑膜炎和脑炎、Menkes病、感觉异常性股痛、异染性脑白质营养不良、代谢紊乱、小头畸形、视物显小症、偏头痛、Miller fisher综合征、小中风(短暂性脑缺血发作)、恐音症、线粒体肌病、Mobius综合征、Moebius综合症、单体肌萎缩、情绪障碍、运动神经元病、运动技能障碍、Moyamoya病、粘脂质累积病、粘多糖病、多发梗塞性痴呆、多灶性运动神经病、多发性硬化症、多系统萎缩症、直立性低血压多系统萎缩症、肌营养不良、肌痛性脑脊髓炎、肌无力-先天性、重症肌无力、脱髓鞘弥漫性硬化、婴儿肌阵挛型脑病、肌阵挛、肌病、肌病-先天性、肌病-甲亢、肌强直、先天性肌强直症、肌管性肌病、发作性睡病、神经棘红细胞增多症、脑铁积累神经变性、神经纤维瘤病、神经阻滞剂恶性综合征、AIDS神经系统并发症、莱姆病神经系统并发症、巨细胞病毒感染神经系统影响、AIDS神经系统表现、庞皮病神经系统表现、红斑狼疮神经系统后遗症、视神经脊髓炎、神经性肌强直、神经元蜡样脂褐质症、神经元迁移障碍、神经病变-遗传的、神经类肉瘤病、神经梅毒、神经毒性、神经中毒、海绵形痣、Niemann-pick病、非24小时睡-醒综合征、非言语学习障碍、正常压力脑积水、O'Sullivan-McLeod综合症、枕神经痛、隐性脊柱神经管闭合不全序列征、Ohtahara综合征、橄榄体脑桥小脑萎缩、斜视眼阵挛肌阵挛、斜视眼阵挛肌阵挛综合征、视神经炎、直立性低血压、过度使用综合征、慢性疼痛、持续后像、恐慌症、泛酸激酶相关神经变性、先天强直性肌痉挛、副肿瘤性疾病、感觉异常、帕金森氏病、阵发性发作、阵发性舞蹈手足徐动症、阵发性偏头痛、Parry-Romberg综合征、Pelizaeus-Merzbacher病、Penashokeir II综合征、神经束囊肿、周期性麻痹、周围神经病变、脑室周围白质软化病、持续性植物人状态、广泛性发育障碍、旋光性喷嚏反射、植烷酸贮积病、Pick病、神经挟捏、梨状肌综合征、垂体瘤、PMG、脊髓灰质炎、多小脑回、多肌炎、Pompe症、脑穿通畸形、脊髓灰质炎后综合征、带状疱疹后遗神经痛(PHN)、感染后脑脊髓炎、体位性低血压、体位性心动过速综合征、直立性心动过速综合征、Prader-Willi综合征、原发性齿萎缩、原发性侧索硬化症、原发性进行性失语、朊病毒病、进行性面肌萎缩、进行性运动共济失调、进行性多灶性白质脑病、progressive sclerosing pohodystrophy、进行性核上性麻痹、面容失认症、Pseudo-Torch综合征、假弓形体病综合征、假性脑瘤、狂犬病、Ramsay hunt综合征I型、Ramsay hunt综合症II型、Ramsay hunt综合征III型、Rasmussen脑炎、反射性神经血管营养不良、反射性交感神经营养不良综合征、Refsum病、Refsum病-婴儿、重复性运动障碍、重复性压力损伤、不宁腿综合征、逆转录病毒相关性脊髓病、Rett综合征、Reye综合征、风湿性脑炎、节律性运动障碍、Riley-Day综合征、Romberg综合症、骶神经根囊肿、舞蹈病、涎腺疾病、Sandhoff病、Schilder病、脑裂畸形、精神分裂症、Seitelberger疾病、癫痫症、语义痴呆、感觉统合失调、透明隔-视神经发育不良、婴儿严重肌阵挛癫痫(SMEI)、摇晃婴儿综合症、带状疱疹、Shy-Drager综合症、Sjogren综合征、睡眠呼吸暂停、睡眠病、厌腻(snatiation)、Sotos综合征、痉挛、脊柱裂、脊髓梗死、脊髓损伤、脊髓肿瘤、脊髓肌萎缩、脊髓小脑性共济失调、脊髓小脑萎缩症、脊髓小脑变性、Steele-Richardson-Olszewski综合症、Stiff-Person综合征、纹状体黑质变性、中风、Sturge-Weber综合征、亚急性硬化性全脑炎、皮质下动脉硬化性脑病、SUNCT头痛、表面铁沉积症、吞咽障碍、Sydenham舞蹈症、晕厥、联觉、梅毒性脊髓硬化、脊髓空洞积水症、脊髓空洞症、全身性红斑狼疮、脊髓痨、迟发性运动障碍、迟发性精神障碍、tarlov囊肿、跗管综合征、Tay-Sachs病、颞动脉炎、破伤风、栓系脊髓综合症、Thomsen疾病、thomsen肌强直、胸廓出口综合征、甲亢性肌病、三叉神经痛、todd瘫痪、多动秽语综合征、中毒性脑病、短暂性脑缺血发作、传染性海绵状脑病、横贯性脊髓炎、外伤性脑损伤、震颤、三叉神经痛、热带痉挛性截瘫、Troyer综合征、锥虫病症、结节性硬化症、ubisiosis、尿毒症、血管勃起肿瘤、中枢和外周神经系统血管炎综合征、viliuisk脑脊髓炎(VE)、Von economo病、Von Hippel-Lindau病(VHL)、Von recklinghausen病、Wallenberg综合征、Werdnig-Hoffman病、Wernicke-Korsakoff综合征、West综合征、Whiplash、Whipple病、Williams综合征、Wilson病、Wolman病、X连锁脊髓和延髓性肌萎缩或Zellweger综合征。
G.显微镜术
在一些情况下，使用本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件处理(例如化学和/或酶处理或处置)、纯化、分离和/或浓缩的颗粒(例如，细胞)可以通过显微术进行分析。在一些情况下，该显微术可以是光学的、电子的或扫描探针显微术。在一些情况下，光学显微术包括明视野、偏斜照明、正交偏光、分散染色、暗视野、相衬、微分干涉对比、干涉反射显微术、荧光(例如，当颗粒，例如，细胞，被免疫染色时)、共焦、单层平面照明显微术、光层照荧光显微技术、去卷积或连续时间编码放大的显微镜(serial time-encoded amplifiedmicroscopy)的使用。
在一些情况下，电子显微术包括透射电子显微术(TEM)或扫描电子显微术(SEM)。
在一些情况下，扫描探针显微镜包括原子力显微术、扫描隧道显微术或光子力显微镜。
在一些情况下，显微镜是超声力显微镜(UFM)。
在一些情况下，显微术包括紫外显微术。在一些情况下，显微术包括红外显微术。在一些情况下，显微术包括数字全息显微术、数字式病理学(虚拟显微术)或激光显微术。
在一些情况下，显微镜与本文所述的用于处理和/或纯化的设备流体连通。在一些情况下，显微镜与用于处理和/或纯化的设备流体连通，其中显微镜在用于处理和/或纯化的设备的下游。在一些情况下，显微镜与用于处理和/或纯化的设备流体连通，其在用于处理和/或纯化的设备的上游。在一些情况下，显微镜与用于处理和/或纯化的设备流体连通，并且/或者在用于处理和/或纯化的设备的上游和下游。在一些情况下，显微镜被配置为允许观察本文所述的用于处理和/或纯化的设备。
H.流式细胞术
在一些情况下，使用本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件处理(例如，化学和/或酶处理或处置)纯化、分离和/或浓缩的颗粒(例如，细胞)可以通过流式细胞术进行分析。可以使用流体动力完成对流式细胞仪中的设备中细胞的操作。可以将颗粒(例如，细胞)的悬浮液注射到流动鞘液的中心。在一些情况下，围绕鞘液的力将样品流限制为狭窄的核心流，该核心流可以携带细胞通过激光器的路径，该激光器可以激发相关的荧光团并形成散射的图案。
流式细胞术可以包括荧光激活的细胞分选(FACS)。在一些情况下，在样品被应用于本文所述的用于处理和/或纯化的设备中前，使样品经受流式细胞术，例如，FACS。在一些情况，流式细胞仪与本文所述的用于处理和/或纯化的设备流体连通；在一些情况下，流式细胞仪与用于处理和/或纯化的设备的上游流体连接；在一些情况下，流式细胞仪与本文所述的用于处理和/或纯化的设备的下游流体连接。在一些情况下，流式细胞仪与本文所述的用于处理和/或纯化的设备的上游和下游流体连接。
在一些情况下，通过流式细胞术分析的颗粒(例如，细胞)被标记。在一些情况下，通过流式细胞仪分析的颗粒(例如，细胞)使用本文所提供的“洗车”设备进行标记。颗粒可以是细胞。细胞的标记可以是表面标记和/或细胞内标记。在一些情况下，颗粒用荧光团进行标记。在一些情况下，荧光团与抗体连接，而该抗体连接至颗粒(例如，细胞)。在一些情况下，抗体可以连接至细胞膜。在一些情况下，颗粒用量子点标记。
FACS可以用于将颗粒(例如，细胞)的异种混合物分选到两个或更多个容器中。FACS可以基于光散射和每种类型的细胞的荧光特征。颗粒(例如，细胞)的悬浮液可以被夹带在液体的流动流中。液体中颗粒之间可以存在间隔。颗粒(例如，细胞)的流可以断开成为液滴(例如，通过振动机制)。在一些情况下，每个液滴中仅有一种颗粒(例如，细胞)。在一些情况下，在该流断开成为液滴之前，液体通过荧光测量站。可以测量荧光特征。基于荧光测量可以赋予每个液滴电荷，并且带电的液滴可以通过静电偏转系统，该系统可以根据电荷将液滴转向到容器中。
在一些情况下，将使用本文所述的方法和/或设备回收的白细胞用抗-κ-FITC(异硫氰酸荧光素)、抗-λ-PE(藻红素)、7AAD-PerCP和/或CD-19-APC(别藻蓝素)、CD-45-APC-Cy7染色。
I.声聚焦
在一些情况下，使用本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件处理(例如，化学和/或酶处理或处置)、纯化、分离和/或浓缩的颗粒经受声聚焦流式细胞仪(例如，
Figure GDA0002108795010001861
Acoustic Focusing Flow Cytometer；Life TechnologiesTM)。在一些情况下，在样品应用于包含有序障碍物阵列的设备之前，在样品上使用声聚焦。
声聚焦血细胞计数可以使用超声波(例如，超过2MHz)而不是流体动力，将细胞定位到沿毛细管中心轴的聚焦线中。(见，例如，www.lifetechnologies.com/us/en/home/life-science/cell-analysis/flow-cytometry/flow-cytometers/attune-acoustic-focusing-flow-cytometer/acoustic-focusing-technology-overview.htm)。声聚焦可以不受样品输入速率影响。声聚焦可以使细胞紧密聚焦在激光询问点。声聚焦可以在没有高速或高体积鞘液的情况下发生。在一些情况下，测体积的注射器泵可以使得能够进行绝对细胞计数而不需要珠。
在一些情况下，声共振通过压电设备驱动。
声聚焦可以利用用于样品询问的光学池、一个或多个激光器和电子器件来收集荧光和/或散射信息。在一些情况下，声聚焦使用了泵，例如，注射器泵。在一些情况下，声聚焦中使用的频率为约0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.09、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5或6MHz。
在一些情况下，声聚焦细胞仪中的流速以至少10、25、50、100、200、500、1000、2000或5000μL/min操作。
J.核酸或蛋白质的分析
在一些情况下，使用本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件处理(例如，化学和/或酶处理或处置)、纯化、分离和/或浓缩的颗粒(例如，核酸和/或蛋白质)可以使用以下技术的一种或多种进行分析：使用G-带染色体核型分析的基因测试、脆性X测试、染色体微阵列(CMA，也被称为比较基因组杂交(CGH))(例如，用于测试亚微观基因缺失和/或复制)、基于阵列的比较基因组杂交、用阵列检测单核苷酸多态性(SNP)、亚端粒荧光原位杂交(ST-FISH)(例如，用于检测亚微观拷贝数变异(CNV))、表达谱、DNA微阵列、高密度寡核苷酸微阵列、全基因组RNA表达阵列、肽微阵列、酶联免疫吸附测定(ELISA)、基因组测序、从头测序、454测序(Roche)、焦磷酸测序、Helicos True单分子测序、SOLiDTM测序(AppliedBiosystems，Life Technologies)、SOLEXA测序(Illumina测序)、纳米测序(nanosequencing)、化学敏感场效应晶体管(chemFET)阵列测序(Ion Torrent)、离子半导体测序(Ion Torrent)、DNA纳米球测序、纳米孔测序、Pacific Biosciences SMRT测序、Genia Technologies纳米孔单分子DNA测序、Oxford Nanopore单分子DNA测序、聚合酶克隆(polony)测序、拷贝数变异(CNV)分析测序、小核苷酸多态性(SNP)分析、免疫组织化学(IHC)、免疫细胞化学(ICC)、质谱、串联质谱、基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)、原位杂交、荧光原位杂交(FISH)、显色原位杂交(CISH)、银原位杂交(SISH)、聚合酶链反应(PCR)、数字PCR(dPCR)、逆转录PCR、定量PCR(Q-PCR)、单标记qPCR、实时PCR、nCounter分析(Nanostring technology)、蛋白免疫印迹法(Western blotting)、DNA印迹法(Southern blotting)、SDS-PAGE、凝胶电泳或RNA印迹法(Northern blotting)。在一些情况下，分析包含外显子测序。
在一些情况下，使用来自Sage Sciences,Inc.的技术分析核酸。在一些情况下，分析包含DNA大小筛分。在一些情况下，用含预制琼脂糖的一次性凝胶盒(Pippin,SageSciences)进行DNA大小筛分。
在一些情况下，使用简化基因组测序(Reduced-Representation GenomeSequencing)分析核酸。在一些情况下，使用RADseq(限制位点相关的DNA测序)分析核酸。将DNA沿凝胶柱分开，直至计划的片段范围达到分支点。然后切换活性电极，以将DNA转向至膜结合的缓冲液腔。当已经收集了大小范围后，将活性电极切换回至分开的通道。期望的样品可以用移液管移取。DNA大小筛分可以是90bp至1.5KB(Pippen Prep)以及50bp至50Kb(BluePippen)。Pippen脉冲可以是脉冲场电泳电源，其可以与分析凝胶一起使用，该分析凝胶可以允许使用者将DNA溶解直至100kb以及超出100kb。
在一些情况下，SageELF(电泳横向分馏器)可以用于针对DNA和/或蛋白质的全样品分馏。全蛋白质或DNA样品可以同时分馏成至少12种连续的大小片段。将DNA和/或蛋白质在琼脂糖分离柱中按大小分离。分离后，可以将第二组横向定位电极激活以将样品电洗脱至腔中。
K.下一代测序
在一些情况下，使用下一代测序分析使用本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件处理(例如，化学和/或酶处理或处置)、纯化、分离和/或浓缩的核酸(多核苷酸)。在一些情况下，下一代测序包括Helicos True单分子测序(tSMS)(见例如，Harris T.D.等人(2008)Science 320:106-109)；454测序(Roche)(见例如，Margulies,M.等人.2005,Nature,437,376-380)；SOLiD技术(Applied Biosystems)；SOLEXA测序(Illumina)；Pacific Biosciences的单分子实时(SMRTTM)技术；或纳米孔测序(Soni GV和Meller A.(2007)Clin Chem 53:1996-2001；Oxford Nanopore,Genia Technologies，和Nabsys)；半导体测序(Ion Torrent(Life Technologies)；Personal Genome Machine)；DNA纳米球测序(例如，Complete Genomics)；使用来自Dover Systems的技术(Polonator)测序。下一代测序方法在，例如，PCT公开号WO2012149472中描述，该文献通过引用全文并入本文。
L.核酸文库构建
在一些情况下，使用本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件处理(例如，化学和/或酶处理或处置)、纯化、分离和/或浓缩的核酸被用于构建文库，例如，下一代测序文库。含有核酸(例如，细胞、细胞核)的液体可以流动通过设备中的通道，该设备包含障碍物阵列。障碍物阵列可被配置用于将预定大小(临界大小)的颗粒偏转到流动路径中，该流动路径与本体流体流的方法成对角线。较小的颗粒可以被本体流体流导向。可以在核酸流动通过设备之前，核酸正在流动通过设备时或核酸流动通过设备后将衔接子添加至核酸。在一些情况下，衔接子与使用Iluminia测序或454测序的测序相兼容。衔接子可以包含与一种或多种测序引物互补的序列。大于和/或小于临界大小的核酸可以用于文库形成，例如，下一代测序文库形成。
在一些情况下，核酸在流动通过包含障碍物阵列的设备前进行扩增。在一些情况下，核酸在流动通过包含障碍物阵列的设备后进行扩增。在一些情况下，至少为临界大小的颗粒在流动通过包含障碍物阵列的设备之后进行扩增。在一些情况下，小于临界大小的颗粒在流动通过包含障碍物阵列的设备之后进行扩增。
在一些情况下，衔接子包含条形码。条形码可以用于识别核酸所来自的样品、生物体或细胞。
下一代测序文库形成的方法在，美国专利申请公开号20130079251中描述，该专利申请通过引用全文并入本文。
M.细胞培养基
在一些情况下，使用本文所述的方法、组分、设备、系统和/或套件处理(例如，化学和/或酶处理或处置)、纯化、分离和/或浓缩的细胞被用于细胞培养基。在一些情况下，分离的细胞，例如，干细胞，可以在培养基中分化。在一些情况下，将纯化、分离和/或浓缩的干细胞用于体外扩增。在一些情况下，对经受体外扩增的干细胞进行纯化。
在一些情况下，HSC用于产生血细胞，例如，红血细胞、B淋巴细胞、T淋巴细胞、自然杀伤细胞、嗜中性粒细胞、嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞。间充质干细胞可以产生，例如，骨细胞(骨细胞)、软骨细胞(软骨细胞)、脂肪细胞(脂肪细胞)和其他类型的结缔组织细胞，诸如肌腱中的那些。神经干细胞可以产生，例如，神经细胞(神经元)和两类非神经元细胞，例如，星形细胞和少突胶质细胞。在一些情况下，干细胞是上皮干细胞。上皮干细胞可以使消化道起皱并可能出现在深的隐窝中。上皮干细胞可以产生吸收细胞、杯形细胞、帕内特细胞和/或肠内分泌细胞。在一些情况下，干细胞是皮肤干细胞。皮肤干细胞可以出现在表皮的基底层和毛囊的基部。上皮干细胞可以产生角质形成细胞，该细胞可以迁移到皮肤的表面并形成保护层。滤泡干细胞既可以产生毛囊又可以产生表皮。
在一些情况下，细胞在无血清培养基中生长。在一些情况下，细胞培养基包含一种或多种生长因子。在一些情况下，培养基包含Dulbecco改良伊格尔培养基(DMEM)、叠氮化钠、抗坏血酸、α-MEM基础培养基、Iscov改良Dulbecco培养基(Iscov’es modifiedDulbecco’s medium)(IMDM)、L-谷氨酰胺、MEM非必需氨基酸、2-巯基乙醇、碳酸氢钠、聚(2-羟乙基甲基丙烯酸酯(p-HEMA)、NaOH、Percoll、PBS、PBS(没有钙和镁)、来自猪皮肤的明胶、A型、EDTA、0.5M的EDTA、pH 8.0、MTG、硫代甘油、限定的胎牛血清、0.5mM的胰岛素0.05％/EDTA、IV型胶原酶、优保津(neupogen)、leukine、人M-CSF、人FGF-basi、人Flt3-配体、人Il-1β、人IL-3、人IL-4、人IL-5、人sRANKL、人TGF-β1、人TNF-α、1α、25-二羟基维生素(dihydorxyvitamin)D3、台盼蓝溶液、0.4％、浸泡油、7-aad、7-氨基放线菌素D、牛血清白蛋白组分V和/或乙醇。
在一些情况下，抗体用于分析造血祖细胞的分化并且髓系(myeloid lineage)形成人多能干细胞。抗体可以包含抗人CD1a、抗人CD2、抗人CD3、抗人CD3、抗人CD7、抗人CD10、抗人CD11b、抗人CD13、抗人CD14、抗人CD15、抗人CD16、抗人CD16、抗人CD19、抗人CD34、抗人CD41a、抗人CD45、抗人CD64、抗人CD66b、抗人CD90(Thy-1)、抗人CD115、抗人CD117、抗人CD123、抗人CD163或抗人CD235a。干细胞的造血分化在，例如，crm.nih.gov/stemcell_types/HSC/UWisc_HSC.asp中描述。
在一些情况下，将总白细胞和三种主要群体(淋巴细胞、单核细胞和粒细胞)与ABX血液分析仪计数比较。
VIII.系统
在一些情况下，包括如本文所描述的障碍物阵列的设备是系统的一部分。在一些情况下，系统包括至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20个耦合(例如，流体耦合)的设备。在一些情况下，腔室或储器是在包括障碍物阵列的设备的上游。腔室或储器可以包括样品。第一腔室或储器可以流体耦合至第二腔室。第二腔室或储器可以用于操纵颗粒，例如，标记颗粒。
在一些情况下，系统包括反应腔室。在反应腔室中，颗粒可以发生反应，例如，可以使用例如荧光抗体来标记细胞。在一些情况下，细胞在反应腔室中裂解。在一些情况下，细胞裂解试剂包括洗涤剂。在一些情况下，清洗剂包括Triton X-100、SDS、CHAP或Tween-20。
在一些情况下，系统包括泵。在一些情况下，泵流体连接至包括障碍物阵列的设备上的入口或出口。泵可以直接或间接连接至包括障碍物阵列的设备。在一些情况下，泵连接至腔室，例如，反应腔室。
在一些情况下，系统包括推进颗粒穿过设备或腔室的装置。在一些情况下，使用电力、电泳力、电渗力、离心引力、流体动力、压力梯度力或毛细力来推进颗粒或流体。
在一些情况下，包括障碍物阵列的设备流体连接至下游装置。在一些情况下，下游装置允许对来自设备出口的颗粒进行分析。在一些情况下，下游装置是显微镜、流式细胞仪、测序仪、下一代测序仪、质谱仪、HPLC、气相色谱仪、原子吸收光谱仪、荧光检测器、放射性计数器、闪烁计数器或分光光度计、细胞计数器或凝血计。
在一些情况下，系统包括计算机。计算机可以与包括障碍物阵列的设备电连通。
在一些情况下，在将样品施加至包括障碍物阵列的设备之前，对样品进行过滤。在一些情况下，在使样品穿过包括障碍物阵列的设备之后，使样品穿过过滤器。在一些情况下，过滤系统与包括障碍物阵列的设备流体连通。在一些情况下，过滤系统不与包括障碍物阵列的设备流体连通。在一些情况下，过滤器为注射器式过滤器。在一些情况下，过滤器包括0.2微米或0.45微米的孔隙大小。在一些情况下，过滤器包括20微米过滤器。在一些情况下，过滤器包括至少为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100或200微米的孔隙大小。
在一些情况下，过滤器包括小于0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100或200微米的孔隙大小。
在一些情况下，过滤器包括约为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100或200微米的孔隙大小。
例如在PCT公开号WO2012024194中描述了系统，该文献的全部内容通过引用并入本文。
在一些情况下，多个设备，例如微流体芯片，可以与模块同时进行操作。在一些情况下，多个设备(例如，至少2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、20、50、100或200个)可以与模块同时进行操作。在一些情况下，多个设备可以放置在模块内部，其中每个设备包括至少一个通道，所述通道包括障碍物阵列。在一些情况下，每个设备中的样品施加、缓冲液施加、样品流动、缓冲液流动和/或出口收集可以由模块控制。
在一些情况下，模块是如图30中所示的台式仪器。在一些情况下，模块电耦合至计算机。在一些情况下，模块与一个或多个其他组件(例如，显微镜、流式细胞仪、下一代测序仪等)耦合。
在一些情况下，如本文所提供的设备可以是系统的一部分。在一些情况下，如本文所提供的设备是用于处理和分析颗粒的系统的一部分。所述系统可以包括多个储器、如本文所提供的设备以及分析设备。所述储器可以包括包含颗粒、洗涤缓冲液或试剂的样品。所述设备可以是如本文所提供的任何设备。所述设备可以与所述多个储器中的任一个流体连通。所述设备可以适配于处理来自包含颗粒的样品的颗粒。在一些情况下，所述处理包括使包含颗粒的样品从包含该样品的储器流入到设备的输入中，以及使颗粒穿过设备。所述穿过可以包括使颗粒从输入流过在设备内部的多个平行流道，其中所述平行流道中的至少一个包括流自所述多个储器的至少一个的试剂，并且其中所述设备包括障碍物阵列，由此通过使颗粒流过设备有助于处理颗粒以及按尺寸使颗粒分离。所述分析设备可以与设备的多个出口端口中的至少一个端口流体连通。所述分析设备可被配置用于进行对由设备所处理的颗粒的分析。
实施例
实施例1：制造
在晶体硅抛光衬底中使用高度各向异性的深反应离子刻蚀(DRIE)来制造芯片，所述DRIE使用在刻蚀与侧壁钝化步骤之间循环的“Bosch”过程，因此柱侧壁与垂直仅相差～1°。光学光刻限定了图案。微机械加工贯穿衬底的通孔，以支持流体从背面的装载/卸载，该通孔与具有连接器的塑料夹具配合以输入源和输出收集。使用三嵌段共聚物F108(2g/l)来预处理芯片以减少细胞粘附。调整芯片设计参数(例如，针对弹撞行为的临界大小)以获得高产率。
实施例2：操作
使用针对于多个白细胞分化细胞表面抗原(即，CD45/CD14/15(用以确定单粒细胞类型数)、CD3/4/8(用以计算常见的T淋巴细胞亚群)、CD19/56/14(用以鉴别B淋巴细胞和NK细胞)、CD45/CD235a/CD71(用以鉴别任何污染性的红系细胞))的荧光单克隆抗体以及使用活性染料来温育(“免疫染色”)来自0.1ml-1ml的红细胞已裂解的全血(可选地使用缓冲液(无钙和镁的PBS，包含1％的BSA和4mM的EDTA)稀释，以及可选地掺入白血病细胞)的白细胞。这是在常规情况下(即，片外)完成的。继而使用DLD芯片洗涤细胞并将其浓缩至～1-10百万细胞/毫升，所述DLD芯片被设计用于将白细胞和白血病细胞从包含荧光单克隆抗体的输入细胞悬液的初始流移动至抵靠芯片壁的新鲜缓冲液的输出流(图17B)。
所述方法可以回收>90％的输入白细胞，以～200ul/min的流速将其浓缩回至它们在全血中的原始浓度(～1-10百万细胞/毫升)。通过活性染料来评估白细胞存活率(目标：>90％存活率)，并且通过流式细胞术(FACS)来评估免疫标记以确定每种主要白细胞细胞类型的含量(即，每种上述白细胞类型和可选地被标记的所掺入白血病细胞的产率；在一些情况下，每种细胞类型的产率>90％)对比等量细胞通过标准离心洗涤/浓缩方法处理后的含量。在微流体与标准洗涤/浓缩之后对比每种细胞类型的免疫染色的质量。通过测量起始样品和白细胞产物的无细胞等分试样的荧光性来量化对通过以上两种技术获得的白细胞产生污染的残留荧光Mab的量(目标：剩余<1％的起始Mab)。使用荧光读板机在96孔板的三重孔中进行这些荧光测量。
在对白细胞的片外固定/透化反应之后进行类似的实验，所述白细胞来自0.1ml-1ml的红细胞已裂解的全血(可选地使用缓冲液稀释，以及可选地掺入白血病细胞)。通过不相关荧光Mab(荧光同型对照Mab)后续的非选择性结合水平来间接地确定相当大量的残留固定/透化试剂的存在。最后，在测量细胞内标记之后进行类似的实验并测量白细胞产物中的残留游离荧光抗体。
当优化所述设备和方案以常规地产生满足期望标准的输出白细胞时，进行一系列若干连续实验(实验数目服从统计显著性和功效计算)，其中同时在微流体设备中与由有经验的人员使用常规离心程序对来自给定血液样品的白细胞进行洗涤/浓缩。进行细胞存活率、产率、纯度和白细胞亚群的统计学对比。
实施例3：来自UCB的白细胞
可以从多种组织采集白细胞。表5示出了来自脐带血(UCB)的白细胞富集实验。初始样品是与运行缓冲液以1:1稀释的3ml的UCB。白细胞富集的输出产物包含低于检测(Hemavet细胞计数器)的红细胞水平，因此通过因此通过使用针对CD45、CD14、CD235a的标记以及活性核酸染料的标记物的多色FACS分析来确定产物纯度。对于合并的各部分，红细胞排除率为99％，白细胞回收率为87％，而白细胞纯度(即，100％-％红细胞)为81-88％。仪器配置中存在一些死体积，使得样品的一小部分保留在系统中而未得到处理。通过一些小的工程变更，可以对完整的样品进行分选，并且白细胞回收率可以上升至≥90％。在所有部分中，通过台盼蓝拒染法测得的存活率>90％。粒细胞、淋巴细胞和单核细胞接近初始的“白细胞分类”比率。
Figure GDA0002108795010001961
在一些情况下，分离和洗涤来自裂解的全血的白细胞已经确认了对大于99％的红细胞、血小板、血浆蛋白和未结合的Mab的移除，以及接近90％的白细胞回收率，而未在白细胞亚群(3)中引入偏差。
实施例4：在多流微流体设备中的珠测试
在本实施例中，使包含荧光标记的10μm和2μm测试珠的样品流过包括如图19中所描绘的DLD阵列的微流体设备。如图19中所示，设备被配置用于使3个流动流平行地从设备的入口部分经过DLD凸点阵列流向设备的出口部分。如图19中所示，设备的入口部分包括各自针对样品流动流、试剂流体流和洗涤缓冲液流体流的2个输入孔，以及设备的出口部分上的2个输出孔，其中每个输入孔和输出孔以相对的壁为边界。每个样品、试剂和缓冲液输入具有126微米的宽度，伴有～3cm的总芯片长度。在本实施例中，使包含标记的10μm和2μm测试珠的珠流和两个缓冲液流流过包括多流DLD阵列的设备。DLD凸点阵列包括18μm直径的圆形障碍物或微柱、18μm的微柱之间的间隙、1/42的行偏移和约5μm的临界大小。10μm珠被设计用以模拟在像血液那样的溶液中的直径大于临界大小的细胞类型(例如，白细胞，约7μm直径)，而2μm珠被设计用以模拟像血液那样的溶液中的较小细胞类型(例如，红细胞，约2μm直径)。图20A示出了10μm标记的珠主要从DLD阵列的顶部弹撞至设备的最后一个输出孔。图20B示出了2μm标记的珠一般从样品输入孔流动至设备的顶部的四个输出孔。
实施例5：在包括分离壁的多流微流体设备中的珠测试
在本实施例中，通过使10μm和0.2μm标记的测试珠流过经修改的多流(洗车)微流体设备而测试平行流体流之间的扩散混合，其中所述多流微流体设备包括位于DLD阵列内并且定向成与如图24A和图24B中所描绘的流动方向平行的一对相对的壁。开发了图22中所描绘的经修改的有限源扩散模型以描述图24A和图24B中所描绘的设备中的中心化学流的散布对比于图19中所描绘的设备中的中心化学流的散布。在本实施例中，用于测试10μm和0.2μm的标记的测试珠的设备被设计成包含7μm的临界大小，使得在该尺寸以上的颗粒被驱使跨过化学流而较小的颗粒则沿着流体流方向流动。如图25中可见，源流中的90％的颗粒(10-微米测试珠)被成功地移动跨过化学流并且在输出处得到浓缩和采集。通过使用0.2微米荧光珠作为对中心流化学的位置的标志物来测量污染。如表1中所见，0.2微米珠的扩散常数(1x10-8cm2s-1)可比于将会在常规的和修改的设计中使用的大多数单克隆抗体标记物的扩散常数。图26中示出了常规设备(图19)和经修改设备(图24A和图24B)的中心流和输出流中的荧光。总体上，使用图24A和图24B中所描绘的设备在输出中观察到在低流速(>0.1mm/s)下20倍的污染减少和在高流速(>1mm/s)下10倍的污染减少，这与模拟良好吻合。另外，在中心处理流中花费的时间增加了3倍。总而言之，图24A和图24B中的设备设计使得对细胞的连续流片上化学处理和清洗的实际限制能够改善超过一个数量级。
实施例6：测试两个“洗车”设备中相邻流动流之间的扩散混合
在本实施例中，在如图19或图24B中所描绘的设备中测试甲醇试剂流与相邻的平行流动的缓冲液流的扩散混合。图23示出了试剂(即，甲醇；水中扩散系数为10-5cm2/sec)浓度和温育时间与图19中所描绘的设备的流速之间的关系，其中该设备具有3cm的总长度、126μm的样品、试剂和缓冲液输入宽度、具有18μm直径的圆形微柱、18μm的间隙、1/42的行偏移以及～5μm的临界大小。可以看出，10秒温育时间导致试剂流中的33％的甲醇的输出。相比之下，图31示出了试剂(即，甲醇；水中扩散系数微10-5cm2/sec)浓度和温育时间与图24B中所描绘的设备的流速之间的关系，其中设备具有3cm的总长度、6mm长度的输入分离壁、12mm长度的输出分离壁、126μm的样品、试剂和缓冲液输入宽度、18μm直径的圆形微柱、18μm的间隙、1/42的行偏移以及～5μm的临界大小。总而言之，图24B中的经修改的设备设计示出了在低流速下2-200倍的甲醇浓度降低和2.14倍的温育时间改善。因此，利用经修改的设计，可以在更高的流速下运行相同的温育时间，而在相同的流速下，经修改的设计可以获得更高的清洗效率。
实施例7：在包括分离壁的多流微流体设备中的血液测试
在本实施例中，使用流过如图27A和图27B中所描述的、包括位于DLD阵列内并定向成与流动方向平行的一对相对的壁的经修改的多流(洗车)微流体设备的血液来测试平行流动流之间的扩散混合。在本实施例中，将血液稀释4倍，使红细胞裂解，并对所得的血液样品进行离心分离以移除血小板。随后，使5ml经处理的荧光标记的血液样品继而在50分钟内以0.1ml/min的低流速穿过如图27A和图27B中所描绘的设备。如图28中可见，成功地使源流中标记的血细胞的很大一部分移动跨过化学流、穿过输入分离壁和输出分离壁之间的间隙，并且在输出处得到浓缩和采集。图30示出了设备的血液输入和输出之间的差别，其示出了RBC的成功移除。在设备的各个区域中观察到了如图29A和图29B中所观察到的一些堵塞。
实施例8：在带有片上清洗系统的微流体设备中的珠测试
在本实施例中，使包含荧光标记的10μm测试珠的样品流过包括如图33A至图33C中所描绘的DLD阵列和片上清洗系统的微流体设备。本实施例中所使用的设备包括18μm直径的微柱、18μm的微柱之间间隙、1/42的行偏移以及约7μm的临界大小。使6ml包含10μm绿色荧光标记的珠的样品(1x105个珠/毫升)在60分钟内以0.1mL/min在弹撞模式中流过该设备，接着使5ml F108缓冲液以0.5ml/min流动，以移除任何剩余的未堵塞的珠。最后，使5ml的清洗流(也是F108缓冲液)在清洗模式下以0.5mL/min流动以清洗设备。如图34A和图34B的顶部中所示，在弹撞模式之后在设备中观察到堵塞的珠，在清洗模式(图34B的底部)之后大幅地移除了所述堵塞的珠。
实施例9：减少堵塞：
图36图示了实验的结果，所述实验将钙依赖性整合素和凝血酶诱导的血小板活化鉴别为血小板诱导的DID阵列堵塞的主要原因。底线在于，图36示出流速中的大约3倍增大可以如何用于在由5mM EDTA和40uM PPACK实现的减少堵塞的基础上进一步减少堵塞。[注意：这些标绘图在x(水平)轴上示出已通过阵列而处理的血液体积，并且在y(垂直)轴上示出受困于阵列中的白细胞的荧光。实际处理了稀释的血液，但x轴表示在稀释之前使用的并且流过芯片的未经稀释的血液量。在将血液放置在阵列中之前，用荧光染料标记白细胞，从而由荧光来测量受困的细胞的数目。]该阵列是具有40微米三角形柱的阵列，并且间隙宽度为27微米。
阵列具有常用于对白细胞或循环肿瘤细胞的分离的参数。人血由供应商提供并且利用每8ml血液1ml/ACD的水平来处理。(在3:1稀释之前)。典型的ACD包含22.0g/L C3434(柠檬酸、三钠盐、二水合物)；7.3g/L C0759(柠檬酸，无水的)；以及24.5g/L G7528(D-(+)-葡萄糖)。
标准测试条件涉及在处理之前用缓冲液按3:1来稀释样品血液。平均流速约为4cm/s。硅中蚀刻阵列的深度约为0.15mm。标准运行时间是30分钟。在这段时间内处理了约3ml的稀释血液混合物，其对应于0.75ml全血。在处理之前向稀释的混合物中加入添加剂。在将血液置于阵列中之前，用荧光染立案来标记白细胞，由此通过荧光来测量受困细胞的数目。
注意，在图36中，记录了对于加入到输入的不同添加剂的以下实验观察：1mM EDTA(在稀释的血液输入中有1mM EDTA)给出荧光信号(来自受困的白细胞)的快速增大，从而指示出快速堵塞；5mM EDTA(在稀释的血液输入中)堵塞减少至1mM EDTA水平的约1/8；ACD(每9ml稀释的血液输入中有1ml ACD)与5mM EDTA类似于地减少堵塞。肝素(每毫升稀释的血液输入(无EDTA)有40单位肝素)示出堵塞的一定减少。将40uM PPACK加入至5mM EDTA使堵塞减少至几乎不可检测的水平。针对一个阵列，在30分钟内使流速增大3倍(使用5mM EDTA和40uM PPACK)在一个阵列的芯片中产生约2.3mL全血通量并且仍然可忽略堵塞。
已针对具有常用于从血液分离白细胞和循环肿瘤细胞的阵列参数的圆形柱和三角形柱展示了这些结果。图37示出堵塞的图像，其中针对三个不同的阵列参数中的每一个具有1mM EDTA和5mM EDTA+40uM PPACK。顶部两个阵列(P18/G18/C[[柱直径18um；间隙18um；圆形柱]]和P40/G27/T[[柱40um；间隙27um；三角形柱]])具有常用于分离白细胞的参数，而底部阵列(P60/G40/T[[柱60um；间隙40um；三角形柱]])通常可以用于分离循环肿瘤细胞。结论是，用于减少钙依赖性途径的药剂(诸如钙螯合剂(5mM EDTA))和凝血酶抑制剂(40uM PPACK)的组合在所有芯片设计中工作效果最佳。
实施例10：确定较高流速和较大血液稀释度对DLD阵列中的堵塞的影响的实验
在支持的试验(图38)至实施例9中，示出了可以使用更高的流速和更大的血液稀释来进一步减少微柱阵列中的堵塞。所示数据完全针对于输入至芯片的稀释血液中的1mMEDTA的相同条件下。每个试验的时间都不同，但关键是对于给定的等量全血输入的荧光两(表示受困的白细胞)。这对于相同量的血液输入来说应当尽可能小。假设更高的流速允许更少的时间在阵列中形成血小板团块，并提供更大的力用以防止血小板-柱粘附，以及假设更高的稀释度通过使血小板间的相互作用降至最小而防止血小板团块的形成。图38示出了分别减少堵塞的血液稀释度的3倍增大和流速的10倍增大的组合，该组合使堵塞减少至十分之一。
总而言之，实施例9和实施例10展示了每一DLD阵列可以在远低于芯片性能开始下降的堵塞水平下处理>2.25mL的血液。这对应于每一具有15个DLD阵列的芯片为>30ml的血液。另外，对于最佳情况(图36中的高通量、PPACK和EDTA)，鉴于堵塞似乎不随时间而增加的事实，从我们的结果可知，在堵塞开始使设备性能显著下降之前，可以使用具有15个DLD阵列的标准芯片处理>250mL的血液。这个成果可以归因于以下四个减少堵塞的措施：1.通过将EDTA的浓度从1mM增加至5mM来使血小板上的钙依赖性整合素失去活性和/或减少钙依赖性凝血酶形成。其他降低或阻断钙的方法可以类似地起作用。2.通过使用浓度为40uM的直接凝血酶抑制剂PPACK来阻止凝血酶诱导的血小板活化和纤维蛋白的产生。其他抑制或减少凝血酶的方法可以类似地起作用。以下2个实验条件也减少堵塞：3.更高的流速(可能是由于导致堵塞发生的反应的时间更少)。4.更高的稀释度(可能是由于导致血小板团块的形成的血小板间相互作用降至最小)。
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虽然本文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显而易见的是，这样的实施方式只是以示例的方式提供的。本领域技术人员现将在不偏离本发明的情况下想到许多更改、改变和替代。应当理解，在实践本发明的过程中可以采用对本文所描述的本发明实施方式的各种替代方案。以下权利要求旨在限定本发明的范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的方法和结构及其等效项。

Claims (69)

1.一种设备，包括：
(a)从多个入口延伸至多个出口的通道，其中所述通道以第一壁和与所述第一壁相对的第二壁为边界，并且其中所述设备被配置为使多个流动流从所述多个入口流向所述多个出口，其中所述多个流动流彼此平行流动；以及
(b)安置在所述通道内的障碍物阵列，其被配置用于在包含颗粒的样品中的颗粒从所述入口流向所述出口时使所述颗粒朝向所述第二壁偏转，其中所述障碍物阵列包括定向成与所述多个流动流的流动以及与所述第一壁和所述第二壁平行的至少一个分隔壁，并且其中所述分隔壁延伸到所述障碍物阵列的内部并延伸至所述通道的长度的至少2％和所述通道的长度的至多75％，并且定位成使得随着相邻的流动流穿过所述阵列而分离相邻的流动流并且使得延迟所述颗粒从一个流动流到另一个流动流的穿行。
2.根据权利要求1所述的设备，其中当从所述入口流向所述出口时，被引入至靠近所述第一壁的样品入口中的颗粒在朝向所述第二壁偏转的同时穿过所述多个流动流，并且其中所述至少一个分隔壁被配置用于延迟偏转的颗粒朝向所述第二壁的流动，其中所述延迟有助于大幅增加偏转的颗粒存在于流动流中的时间量和/或大幅减少平行流动流之间的混合。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，其中所述设备是微流体设备并且所述颗粒是细胞。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的设备，其中所述颗粒是白细胞或干细胞。
5.根据权利要求4所述的设备，其中所述干细胞来源于脐带血。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的设备，其中所述分隔壁延伸到所述障碍物阵列中并延伸至所述通道的长度的至少50％。
7.根据权利要求6所述的设备，其中所述分隔壁延伸到所述障碍物阵列中并延伸至所述通道的所述长度的至少10％。
8.根据权利要求6所述的设备，其中所述分隔壁延伸到所述障碍物阵列中并延伸至所述通道的所述长度的至少20％。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的设备，其中所述分隔壁的长度为至少10mm。
10.根据权利要求1-5中任一项所述的设备，其中所述分隔壁的长度为至少20mm。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的设备，其中所述障碍物阵列包括一系列分隔壁，其中所述一系列分隔壁中的所有分隔壁从所述通道的入口部分或出口部分延伸，并且其中所述一系列分隔壁中的每个分隔壁比前一分隔壁更远地延伸到所述障碍物阵列中。
12.根据权利要求1-10中任一项所述的设备，其中所述障碍物阵列包括至少一对相对的分隔壁，其中所述相对的分隔壁对包括从所述通道的入口部分延伸的第一分隔壁以及从所述通道的出口部分延伸的第二分隔壁，其中所述第一分隔壁和所述第二分隔壁被配置用于大幅限制相邻的平行流动流之间的混合，并且其中在所述相对的分隔壁对之间存在间隙，其中所述间隙被配置用于允许颗粒通过所述相邻的平行流动流朝向所述第二壁偏转以在所述相对的分隔壁对之间穿过并继续流过所述障碍物阵列。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的设备，其中每个分隔壁沿着所述分隔壁的长度具有可变的宽度。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的设备，其中所述设备的表面是亲水性的。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的设备，其中所述障碍物阵列内的障碍物由聚合物制成。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的设备，还包括与所述入口流体连通的多个储器。
17.根据权利要求16所述的设备，其中所述多个储器包含样品、缓冲液、包含第一标记物的细胞表面结合剂、固定和透化试剂、包含第二标记物的细胞内结合剂，或者其任何组合。
18.根据权利要求17所述的设备，其中所述第一标记物和/或第二标记物是可检测的。
19.根据权利要求17或18所述的设备，其中所述第一标记物和第二标记物是不同的。
20.根据权利要求17-19中任一项所述的设备，其中所述第一标记物和/或第二标记物是荧光团。
21.根据权利要求1-20中任一项所述的设备，其中多个出口中的至少一个流体耦合至分析设备，其中所述分析设备被配置用于进行对由所述设备处理的颗粒的分析。
22.根据权利要求21所述的设备，其中所述分析设备包括流式细胞仪或质谱仪。
23.根据权利要求1-22中任一项所述的设备，其中所述流动流中的至少一个包含结合剂，其中所述结合剂包括标记物，其中所述标记物是可检测的。
24.根据权利要求23所述的设备，其中所述结合剂是抗体。
25.根据权利要求23或24所述的设备，其中所述标记物是荧光团。
26.根据权利要求1-23中任一项所述的设备，其中所述流动流中的至少一个包含固定试剂。
27.根据权利要求1-26中任一项所述的设备，其中所述流动流中的至少一个包含透化试剂。
28.根据权利要求1-27中任一项所述的设备，其中所述多个流动流被布置成一系列试剂流动流，其中所述多个流动流中的第一个包含包括第一标记物的第一结合剂，所述多个流动流中的第二个包含固定和透化剂，而所述多个流动流中的第三个包含包括第二标记物的第二结合剂。
29.根据权利要求28所述的设备，其中所述多个流动流中的所述第二个分成包含固定剂的一个试剂流动流和包含透化剂的另一试剂流动流。
30.根据权利要求28所述的设备，其中所述朝向所述第二壁偏转的颗粒流过第一试剂流动流，随后流过第二试剂流动流，随后流过第三试剂流动流。
31.根据权利要求28-30中任一项所述的设备，其中所述试剂流动流中的每一个由包含洗涤缓冲液的洗涤流分隔开。
32.根据权利要求28-31中任一项所述的设备，其中所述第一结合剂中的所述第一标记物和/或所述第二结合剂中的所述第二标记物是可检测的。
33.根据权利要求28-32中任一项所述的设备，其中所述第一结合剂中的所述第一标记物和所述第二结合剂中的所述第二标记物是不同的。
34.根据权利要求28-33中任一项所述的设备，其中所述第一结合剂中的所述第一标记物和/或所述第二结合剂中的所述第二标记物是荧光团。
35.根据权利要求1-34中任一项所述的设备，其中所述通道是从0.15cm至20cm长。
36.根据权利要求1-35中任一项所述的设备，其中所述通道是从0.05mm至5mm宽。
37.根据权利要求1-36中任一项所述的设备，其中所述多个流动流中的每一个是从50μm至500μm宽。
38.根据权利要求1-37中任一项所述的设备，其中所述朝向所述第二壁偏转的颗粒包括具有预定大小的颗粒。
39.根据权利要求38所述的设备，其中所述具有预定大小的颗粒包括在所述障碍物阵列内的障碍物之间的临界大小之上的颗粒。
40.根据权利要求39所述的设备，其中所述临界大小为约5μm。
41.根据权利要求1-40中任一项所述的设备，其中所述障碍物阵列延伸跨过所述通道。
42.根据权利要求1-41中任一项所述的设备，其中所述障碍物阵列内的障碍物被布置成行和列，其中所述行限定了与所述多个平行流动流的流动相差倾斜角ε的阵列方向，该倾斜角ε具有大于0并小于或等于1/3弧度的幅值，每个相应的列中的所述障碍物限定了在所述障碍物之间的间隙，流体相对于所述列总体上横向地流过所述间隙，并且其中所述障碍物的形状被设置成使得限定相应的间隙的两个障碍物的表面关于第一平面不对称地定向，所述第一平面延伸通过所述相应的间隙的中心并且平行于所述多个平行流动流的流动。
43.根据权利要求42所述的设备，其中所述列周期性地重复。
44.根据权利要求42所述的设备，其中所述列具有重复并且等于1/ε的周期性，其中ε是用弧度来度量的。
45.根据权利要求42-44中任一项所述的设备，其中所述倾斜角为1/42弧度。
46.根据权利要求42-45中任一项所述的设备，其中所述行和列相对于彼此成90度角。
47.根据权利要求42-46中任一项所述的设备，其中限定相应的间隙的两个障碍物中的每一个具有圆形横截面。
48.根据权利要求42-47中任一项所述的设备，其中所述障碍物具有18μm的直径。
49.根据权利要求42-48中任一项所述的设备，其中所述障碍物中的每一个之间的间隙在水平方向和垂直方向上均为18μm。
50.根据权利要求42所述的设备，其中限定相应的间隙的两个障碍物中的每一个具有三角形横截面。
51.根据权利要求50所述的设备，其中所述三角形横截面包括等腰三角形，所述等腰三角形包括两个相等边和一个不相等边。
52.根据权利要求51所述的设备，其中所述不相等边定向成与所述多个平行流动流的流动平行，并且其中所述不相等边对面的顶点指向所述第二壁。
53.根据权利要求51或52所述的设备，其中从限定相应的间隙的所述两个障碍物中之一的不相等边对面的顶点到限定相应的间隙的所述两个障碍物中的另一个的不相等边的间隙为26μm。
54.根据权利要求51-53中任一项所述的设备，其中从定向成与所述多个平行流动流的流动平行的所述不相等边的中部到所述中部对面的所述顶点的距离为约52μm，并且其中所述不相等边的长度为约52μm。
55.根据权利要求51-54中任一项所述的设备，其中所述列具有76μm的周期。
56.根据权利要求51-55中任一项所述的设备，其中所述倾斜角为1/36弧度。
57.根据权利要求1-56中任一项所述的设备，其中所述样品包含EDTA。
58.根据权利要求57所述的设备，其中所述样品中的EDTA的浓度为至少5mM。
59.根据权利要求1-58中任一项所述的设备，其中所述样品包含酸式柠檬酸葡萄糖。
60.根据权利要求1-59中任一项所述的设备，其中所述样品包含凝血酶抑制剂。
61.根据权利要求60所述的设备，其中所述凝血酶抑制剂是PPACK。
62.根据权利要求61所述的设备，其中所述样品中的PPACK的浓度为至少40μM。
63.根据权利要求1-62中任一项所述的设备，其中所述样品包含降低钙依赖性整合素的活性的药剂或减少钙依赖性凝血酶形成的药剂以及凝血酶抑制剂。
64.根据权利要求1-2中任一项所述的设备，其中所述障碍物阵列内的一个或多个障碍物具有至少一个非圆化边缘。
65.根据权利要求1-2和64中任一项所述的设备，其中所述障碍物阵列内的相邻障碍物限定间隙，并且限定所述间隙的所述障碍物的部分关于所述间隙在主体流体流动的方向上延伸的轴对称。
66.根据权利要求1-2中任一项所述的设备，其中所述障碍物阵列内的障碍物具有等边三角形横截面和至少一个顶点，其中曲率半径与特征尺寸的比率不大于0.25。
67.根据权利要求1-2中任一项所述的设备，其中所述障碍物阵列内的一个或多个障碍物具有三角形横截面。
68.根据权利要求1-2中任一项所述的设备，其中所述障碍物阵列内的一个或多个障碍物具有圆内接四边形、正方形、筝形、平行四边形、斜方形、菱形、长斜方形、矩形、切向四边形、梯形、不规则四边形或等腰梯形的横截面形状。
69.根据权利要求1-2中任一项所述的设备，其中所述障碍物阵列内的一个或多个障碍物具有月牙形、椭圆形、弓形、卵形、勒洛多边形、勒洛三角形、透镜形、两端尖的椭圆形、Salinon、半圆形、巴蝶形、勾玉形、三角形饰、星状、三角超椭圆形或战斧形的横截面形状。
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