CN110475849B - 用于使颗粒流动的系统、制品和方法 - Google Patents

用于使颗粒流动的系统、制品和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110475849B
CN110475849B CN201880022965.7A CN201880022965A CN110475849B CN 110475849 B CN110475849 B CN 110475849B CN 201880022965 A CN201880022965 A CN 201880022965A CN 110475849 B CN110475849 B CN 110475849B
Authority
CN
China
Prior art keywords
equal
fluid channel
fluid
particles
less
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201880022965.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110475849A (zh
Inventor
罗伯特·J·金默林
尼古拉斯·L·卡利斯特里
斯科特·R·马纳利斯
塞利姆·厄尔曲姆
马克·M·史蒂文斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Massachusetts Institute of Technology
Original Assignee
Massachusetts Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Massachusetts Institute of Technology filed Critical Massachusetts Institute of Technology
Publication of CN110475849A publication Critical patent/CN110475849A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110475849B publication Critical patent/CN110475849B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
    • G01N15/0255—Investigating particle size or size distribution with mechanical, e.g. inertial, classification, and investigation of sorted collections
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502746—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the means for controlling flow resistance, e.g. flow controllers, baffles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502753—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by bulk separation arrangements on lab-on-a-chip devices, e.g. for filtration or centrifugation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502761—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip specially adapted for handling suspended solids or molecules independently from the bulk fluid flow, e.g. for trapping or sorting beads, for physically stretching molecules
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N1/20—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state for flowing or falling materials
    • G01N1/2035—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state for flowing or falling materials by deviating part of a fluid stream, e.g. by drawing-off or tapping
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
    • G01N15/0205—Investigating particle size or size distribution by optical means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
    • G01N15/0606—Investigating concentration of particle suspensions by collecting particles on a support
    • G01N15/0618—Investigating concentration of particle suspensions by collecting particles on a support of the filter type
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/1023—Microstructural devices for non-optical measurement
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/1404—Handling flow, e.g. hydrodynamic focusing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/1456—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals
    • G01N15/1459—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals the analysis being performed on a sample stream
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/1468—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry with spatial resolution of the texture or inner structure of the particle
    • G01N15/147—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry with spatial resolution of the texture or inner structure of the particle the analysis being performed on a sample stream
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/1484—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry microstructural devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G01N9/002—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity using variation of the resonant frequency of an element vibrating in contact with the material submitted to analysis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0627—Sensor or part of a sensor is integrated
    • B01L2300/0663—Whole sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/0864—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices comprising only one inlet and multiple receiving wells, e.g. for separation, splitting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0415—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces electrical forces, e.g. electrokinetic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0475—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
    • B01L2400/0487—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure fluid pressure, pneumatics
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/149—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry specially adapted for sorting particles, e.g. by their size or optical properties
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
    • G01N2015/0288—Sorting the particles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N2015/1006—Investigating individual particles for cytology
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N2015/1021—Measuring mass of individual particles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N2015/1028—Sorting particles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N2015/1029—Particle size
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/1404—Handling flow, e.g. hydrodynamic focusing
    • G01N2015/1415—Control of particle position
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/1456—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals
    • G01N2015/1461—Coincidence detecting; Circuits therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N2015/1493—Particle size

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

一般地提供了用于使颗粒例如生物实体在流体通道中流动的系统和方法。在一些情况下，本文所述的系统被设计成使得可以使单个颗粒从多个颗粒中分离并流入至流体通道(例如，微流体通道)中和/或将其收集在例如流体隔离表面上。例如，单个颗粒可以存在于相对高密度的多个颗粒中，并且使单个颗粒流入流体通道中，使得其与多个颗粒分离。可以使颗粒在流体通道内隔开，使得可以随时间测量/观察单独的颗粒。在某些实施方案中，颗粒可以为生物实体。这样的制品和方法可以用于例如将单个细胞分离到多孔细胞培养皿的单独的孔中(例如，用于单细胞分析)。

Description

用于使颗粒流动的系统、制品和方法
相关申请
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2017年3月31日提交的题为“Systems andMethods for Flowing Particles”的美国临时专利申请系列号62/480,148、于2017年3月31日提交的题为“Methods and Articles for Isolating Single Particles”的美国临时专利申请系列号62/480,170和于2017年3月31日提交的题为“Devices and Methods forDirecting Flow of Particles”的美国临时专利申请系列号62/480,185的优先权，其各自出于所有目的通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明一般地涉及用于使颗粒例如生物实体在流体通道中流动的方法、系统、制品和装置。在一些情况下，本发明涉及引导颗粒在流体通道中的流动和/或将颗粒隔离在流体隔离表面上。
发明内容
本发明一般地涉及用于使颗粒例如生物实体在流体通道中流动、引导颗粒在流体通道中的流动以及将颗粒隔离在流体隔离表面上的方法、系统、制品和装置方法。在一个方面，提供了方法。在一些实施方案中，方法包括：使多个颗粒在第一流体通道中流动使得单个颗粒进入第二流体通道，其中第二流体通道与第一流体通道相交并与第一流体通道流体连通；用检测器检测在第二流体通道中单个颗粒的存在；以及在检测到在第二流体通道中存在单个颗粒时，在使单个颗粒保持在第二流体通道中并且不将另外的颗粒引入第二流体通道中的同时，使剩余的多个颗粒中的至少一部分流动通过第一流体通道。
在一些实施方案中，方法包括：从包含多个颗粒的第一流体通道将单个颗粒引入至第二流体通道中，第二流体通道与第一流体通道流体连通；检测在第二流体通道中的单个颗粒；以及响应于检测到单个颗粒，使单个颗粒基本上以恒定的流速保留在第二流体通道中，同时使另外的颗粒流动通过第一流体通道。
在一些实施方案中，方法包括：将多个颗粒引入至第一流体通道中；使多个颗粒在第一流体通道中流动使得颗粒中的至少一部分进入第二流体通道，其中第二流体通道与第一流体通道相交并与第一流体通道流体连通，其中各颗粒以小于或等于1个颗粒/10秒至大于或等于1个颗粒/120秒的范围内的频率从第一流体通道进入第二流体通道；以及在各颗粒从第一流体通道到第二流体通道的进入之间使流体在第一流体通道中流动。
在一些实施方案中，方法包括：将包含多个颗粒的流体引入至第一流体通道；以及使流体在第一流体通道中流动使得颗粒中的至少一部分进入第二流体通道，其中第二流体通道与第一流体通道相交并与第一流体通道流体连通，其中各颗粒以小于或等于1个颗粒/10个颗粒的频率从第一流体通道进入第二流体通道，所述颗粒以至少100个颗粒/mL的密度存在于流体中。
在一些实施方案中，方法包括：以至少1个颗粒/10秒的流速从包含无序排列的颗粒的第一流体通道引入至第二流体通道中，位于第二流体通道中的一系列单独的颗粒以平均距离为20微米至500mm的间距彼此分开，其中间距中的90％与平均距离相差不超过10％。
在一些实施方案中，方法包括：使多个颗粒流动通过与多个流体隔离表面相关联的流体通道并收集多个颗粒，使得各颗粒与单个流体隔离表面相关联。
在一些实施方案中，方法包括：使多个颗粒流动通过流体通道使得各颗粒沿流体通道的纵轴间隔开至少1mm；以及将各颗粒收集在流体隔离表面上。
在另一方面，提供了用于收集颗粒的方法。在一些实施方案中，方法包括：使多个颗粒流动通过第二流体通道；以及使多个颗粒中的至少一部分流动通过与第二流体通道流体连通的第一流体通道，其中第二流体通道包括定位在第一流体通道中的出口，以及其中离开第二流体通道进入第一流体通道的颗粒的频率小于或等于1个颗粒/10秒且大于或等于1个颗粒/120秒。
在另一方面，提供了系统。在一些实施方案中，系统包括：第一流体通道；与第一流体通道相交并与第一流体通道流体连通的第二流体通道；与第一流体通道相关联的至少一个压力源；和与第二流体通道相关联的检测器，其中系统被配置成使得在通过检测器检测到在第二流体通道中存在单个颗粒时，至少一个压力源中的一者或更多者的至少一种特性改变。
在另一方面，提供了制品。在一些实施方案中，制品包括多个流体隔离表面；和与各流体隔离表面相关联的单个颗粒。
在一个方面，提供了流体装置。在一些实施方案中，流体装置包括：悬浮微通道谐振器；与悬浮微通道谐振器流体连通的第二流体通道；和与第二流体通道流体连通的第一流体通道，其中第二流体通道的纵轴与第一流体通道的纵轴正交，以及第二流体通道包括位于第一流体通道的中心处或附近的出口。
在某些实施方案中，多个颗粒为多个生物实体。在某些实施方案中，多个生物实体包括病毒体、细菌、蛋白质复合物、外排体、细胞或真菌。
当结合附图考虑时，根据以下对本发明的多个非限制性实施方案的详细描述，本发明的其他优点和新特征将变得显而易见。在本说明书和通过引用并入的文献包含冲突和/或不一致的公开内容的情况下，应当以本说明书为准。
背景技术
单细胞分析是促进对健康和疾病的理解的有力方法。例如，在癌症生物学中，肿瘤由遗传异质性细胞群组成，这些细胞群难以用常规的大肿瘤测量来解决。最近的技术进展揭示了单细胞分析在癌症转化医学中越来越多的应用，例如早期检测、诊断、治疗监测和选择。然而，关于产率、品质、生产量和成本，单细胞分离仍存在重大挑战。
因此，需要改善的装置和方法。
附图说明
将参照附图通过示例的方式来描述本发明的非限制性实施方案，附图为示意性的并且不旨在按比例绘制。在附图中，所示出的各个相同或几乎相同的组件通常由单一附图标记表示。为了清楚起见，并非每个组件都标记在每个图中，在说明不是使本领域普通技术人员理解本发明所必需的情况下，也没有示出本发明的各个实施方案的每个组件，在附图中：
图1是根据一组实施方案的用于使颗粒流动的系统的示意图；
图2A是根据一组实施方案的用于引导颗粒的流动的装置的截面自上而下视图示意图；
图2B是根据一组实施方案的用于引导颗粒的流动的装置的截面侧视图示意图；
图2C是根据一组实施方案的用于引导颗粒的流动的装置的截面示意图；
图3A是根据一组实施方案的用于使颗粒流动的系统的示意图；
图3B是根据一组实施方案的用于使颗粒流动的系统的示意图；
图3C是根据一组实施方案的用于使颗粒流动的系统的示意图。
图3D是根据一组实施方案的用于使颗粒流动的系统的示意图。
图3E是根据一组实施方案的用于使颗粒流动的系统的示意图。
图4是根据一组实施方案的用于确定颗粒的特性的系统的示意图。
图5是根据一组实施方案的包含在多个流体隔离表面中的被分离颗粒的制品的自上而下视图示意图。
图6是根据一组实施方案的包含在多个流体隔离表面中的被分离颗粒的制品的透视图示意图。
图7是根据一组实施方案的用于将颗粒收集在流体隔离表面中的系统的透视图示意图。
图8A是根据一组实施方案的用于确定颗粒的特性的示例性系统的示意图。
图8B是根据一组实施方案的系统的流体通道中的相对流动阻力的示意图。
图8C是根据一组实施方案的在颗粒“加载”方式(例如图8A中所示的)下的系统的流体流动模拟；
图8D是根据一组实施方案的在颗粒“驱赶(flushing)”方式(例如图8B中所示的)下的系统的流体流动模拟；以及
图9是根据一组实施方案的对于颗粒的被动加载和主动加载的SMR共振频率相对于时间的图。
图10A是根据一组实施方案的被分离在流体隔离表面上并被监测在隔离表面上经8天的生长的示例性生物实体的显微照片；以及
图10B是根据一组实施方案的被分离在流体隔离表面上并被监测在隔离表面上经8天的生长的示例性生物实体的显微照片；以及
图11是根据一组实施方案的包括两个相交通道的比较装置的流体流动模拟；以及
图12是根据一组实施方案的用于引导颗粒的流动的示例性装置的示意图。
具体实施方式
一般地提供了用于使颗粒例如生物实体在流体通道中流动的系统和方法。在一些情况下，本文所述的系统被设计成使得可以使单个颗粒从多个颗粒中分离并流入流体通道(例如，微流体通道)中。例如，单个颗粒可以存在于相对高密度的多个颗粒中并且单个颗粒流入流体通道中，使得其与多个颗粒分离。在一些情况下，可以使多于一个颗粒流入流体通道中使得各颗粒以相对低的(例如，小于1个颗粒/10秒的)频率进入流体通道。可以使颗粒在流体通道内间隔开使得可以随时间测量/观察单独的颗粒。在某些实施方案中，颗粒可以为生物实体。
在一些实施方案中，提供了用于引导颗粒例如生物实体在流体通道中的流动的装置和方法。在一些情况下，本文所述的装置被设计成使得单个颗粒可以从多个颗粒中被收集并流入流体通道(例如，微流体通道)中。例如，单个颗粒可以存在于包含多个颗粒的流体通道中并且单个颗粒流入正交流体通道中，使得单个颗粒(例如，通过正交流体通道的出口)被收集。在一些情况下，可以使多于一个颗粒从第一流体通道流入第二流体通道中使得各颗粒以相对低的(例如，小于1个颗粒/10秒的)频率进入第二流体通道。可以在收集颗粒之前随时间测量/观察颗粒的一种或更多种物理特性。在某些实施方案中，颗粒可以为生物实体。
某些实施方案涉及用于将颗粒例如生物实体分离在例如流体隔离表面上的方法和制品。在一些情况下，方法和制品被设计成使得从多个颗粒中分离的单个颗粒可以与多个流体隔离表面中的单个流体隔离表面相关联。这样的制品和方法可以用于例如将单个细胞分离到多孔细胞培养皿的单独的孔中(例如，用于单细胞分析)。在某些实施方案中，使多个颗粒以特定间距沿通道流动，使得单个颗粒可以被引入至流体隔离表面上。
如本文所用的术语“流体隔离表面”是指不与另一表面液体连通的表面。相对于另一表面流体隔离的表面是指同一类型的表面(例如，孔的底表面、皿的底表面、圆锥管的侧壁)。如本文所用，“流体”以其一般含义给出，即液体或气体。流体无法保持限定的形状并且会在可观察的时间范围期间流动以填充放置有其的容器。因此，流体可以具有允许流动的任何合适的粘度。然而，基于本说明书的教导，本领域普通技术人员将理解的是，当两个或更多个表面被认为“流体隔离”时，这是指具体不液体连通的两个或更多个表面(同一类型的表面)。本领域普通技术人员还将理解的是，对于“流体隔离”的两个或更多个表面不需要存在液体。例如，在一些实施方案中，将液体引入至两个或更多个流体隔离表面中的一者不会导致液体被引入至任何剩余的表面。在一些情况下，两个或更多个表面可以是“流体隔离的”并且是气体连通的(例如，暴露于同一周围环境的两个或更多个表面)。在一些实施方案中，两个或更多个表面可以物理连接(例如，多孔细胞培养板的两个或更多个孔)，然而，各表面彼此流体隔离。在一些实施方案中，两个或更多个表面可以不物理连接(例如，存在于两个或更多个圆锥管、两个或更多个通道、两个或更多个皿(例如，培养皿)上的表面)。在某些实施方案中，来自多个颗粒的单个颗粒可以各自与多个流体隔离表面中的各流体隔离表面相关联。
在一个示例性实施方案中，第一流体隔离表面包括第一孔的底表面(例如，多孔细胞培养板的第一孔)，以及第二流体隔离表面包括第二孔的底表面。本领域普通技术人员将理解的是，虽然各孔可以包括例如侧壁(即，与孔的底表面物理且流体连通的表面)，但是流体隔离表面是指同一类型的流体隔离表面(例如，各孔的底表面)。
在另一个示例性实施方案中，第一流体隔离表面包括基底的第一亲水区域，以及第二流体隔离表面包括基底的第二亲水区域，使得第一亲水区域和第二亲水区域不是液体连通的。
有利地，本文所述的系统、装置和方法可以允许在相对长的时间段(例如，大于10分钟)内测量和/或观察单个颗粒(例如，诸如细胞或细菌的生物实体)。例如，可以使用悬浮微通道谐振器的阵列监测细胞的生长，并且使用本文所述的系统和方法允许测量特定时刻的单个悬浮微通道谐振器中的单个细胞。在一些实施方案中，可以控制流体通道内颗粒的间距(或频率)。有利地，可以从相对浓的颗粒源分离颗粒，而无需随后和/或显著稀释该源和/或无需施加对颗粒施加的相对高的剪切力。例如，可以将相对高密度的多个颗粒(例如，生物实体)引入至流体通道并且可以使单个颗粒从多个颗粒中流入相交流体通道中而与多个颗粒分离而无需稀释多个颗粒。在一些这样的情况下，可以使复数个颗粒从多个颗粒中流入相交流体通道中，使得相交流体通道中的各颗粒以相对均匀且大的平均间距(例如，至少1mm)间隔开和/或以相对低的平均频率(例如，小于或等于1个颗粒/10秒)进入流体通道。这样的系统和方法可以特别用于测量单独的细胞(例如，细菌、酵母、液体肿瘤细胞、悬浮在流体中的固体肿瘤细胞、免疫细胞)的物理特性(例如，质量，尺寸，密度，或者质量、尺寸和/或密度随时间的变化)。这样的系统和方法还可以用于测量彼此物理附着的细胞群(例如从组织活检或细胞培养中分离的肿瘤细胞块或多形性成胶质细胞瘤神经球)的物理特性。
有利地，本文所述的装置和方法可以允许以期望的频率(例如，使得可以收集和/或分选单独的颗粒)收集单独的颗粒(例如，生物实体)。在一些实施方案中，可以收集多个颗粒，使得在收集期间两个或更多个颗粒不聚集(例如，单个颗粒以特定的频率离开装置的出口)。在一些情况下，可以使用悬浮微通道谐振器的阵列监测细胞的生长，并且使用本文所述的装置和方法允许在确定细胞的一种或更多种物理特性之后收集单个细胞。
在一些实施方案中，颗粒为生物实体。生物实体的非限制性实例包括病毒体、细菌、蛋白质复合物、外排体、细胞或真菌(例如酵母)。在一些实施方案中，生物实体获自对象。“对象”是指任何动物，例如哺乳动物(例如，人)。对象的非限制性实例包括人、非人灵长类、牛、马、猪、绵羊、山羊、狗、猫、或啮齿动物(例如小鼠、大鼠、仓鼠)、鸟、鱼或豚鼠。在一个示例性实施方案中，生物实体为人细胞。在一些实施方案中，本文所述的系统和方法用于将生物实体从例如获自对象的多个生物实体中分离到流体通道中，确定生物实体的一种或更多种物理特性(例如，生长行为)，分选和/或诊断目的。
在一些实施方案中，将多个颗粒(例如，多个生物实体)提供(例如，悬浮)在流体中。在一些实施方案中，多个颗粒在流体中呈无序排列。如本文所用，“流体”以其一般含义给出，即液体或气体。流体无法保持限定的形状并且会在可观察的时间范围期间流动以填充放置有其的容器。因此，流体可以具有允许流动的任何合适的粘度。在一组特定实施方案中，流体为液体。在一些实施方案中，流体包括水、试剂、溶剂、缓冲剂、细胞生长培养基或其组合。在某些实施方案中，颗粒相对可溶于流体中。在一些实施方案中，流体不包括胶体(例如，乳剂)。例如，在一些实施方案中，颗粒(例如，生物实体)不会被这样的第一流体处理(和/或包封)：该第一流体与不同于该第一流体的第二流体不可混溶并且被该第二流体包围。然而，基于本说明书的教导，本领域普通技术人员将理解的是，本文所述的系统和方法可以用于将单个胶体从多个胶体中分离到通道中。基于本说明书的教导，本领域普通技术人员还将理解的是，本文所述的装置和方法可以用于将单个胶体从多个胶体中收集到通道中。
如图1所示，在一些实施方案中，系统100包括第一流体通道110(例如，主流体通道)和在相交点130处与第一流体通道110相交的第二流体通道120(例如，相交流体通道)。在一些这样的实施方案中，第二流体通道120在相交点130的下游并终止于相交点130。本领域普通技术人员将理解的是，虽然图1示出了与第一流体通道110正交的第二流体通道120，但是这样的图示旨在为非限制性的，并且第一流体通道110与第二流体通道120之间的任何合适的非零角度也可以是可能的(例如，第一流体通道110与第二流体通道120之间的角度大于或等于15度且小于或等于90度、大于或等于15度且小于或等于45度、大于或等于30度且小于或等于60度、大于或等于45度且小于或等于75度、大于或等于60度且小于或等于90度、或者大于或等于75度且小于或等于90度)。
如图2A所示，在一些实施方案中，装置100包括第一流体通道110(例如，收集通道)和第二流体通道120(例如，出口通道)，第二流体120通道包括定位在第一流体通道110的至少一个截面尺寸的中心(例如，如中心线115所示)处或附近的出口(exit)130(例如，出口(outlet))。在一些实施方案中，第二流体通道120的纵轴与第一流体通道110的纵轴正交。在某些实施方案中，第二流体通道120的出口130设置在第一流体通道110内(例如，使得第一流体通道110和第二流体通道120流体连通)。本领域普通技术人员将理解的是，虽然图2A示出了与第一流体通道110正交的第二流体通道120，但是这样的图示旨在为非限制性的，并且第一流体通道110与第二流体通道120之间的任何合适的非零角度也可以是可能的(例如，第一流体通道110与第二流体通道120之间的角度为大于或等于15度且小于或等于90度、大于或等于15度且小于或等于45度、大于或等于30度且小于或等于60度、大于或等于45度且小于或等于75度、大于或等于60度且小于或等于90度、或者大于或等于75度且小于或等于90度)。
在一些实施方案中，第二流体通道的至少一部分可以具有与第一流体通道的纵轴基本上平行的纵轴。在一些情况下，第二流体通道的具有与第一流体通道的纵轴基本上平行的纵轴的部分可以设置在第一流体通道内。
在某些实施方案中，第二流体通道的出口被定向成与第一流体通道中的流体的流动方向正交。例如，如图2B所示，出口130与第一通道110中的流体的流动方向(例如，如图2A中箭头160所示的第一通道110中的流体的流体方向)正交。在一个示例性实施方案中，颗粒(例如，示例性颗粒140)遵循离开第二流体通道的出口进入第一流体通道的流体流动路径，该流体流动路径(或其至少一部分)与第一流体通道中的流体的流体流动路径正交。例如，在一个示例性实施方案中，示例性颗粒140遵循离开第二流体通道120的出口130的流体流动路径135。在一些实施方案中，在离开第二流体通道120的出口130进入第一流体通道110中之后，示例性颗粒140沿与第二流体通道120中的流体流动方向正交的方向流动(例如，示例性颗粒140沿图2A中箭头160所示的方向流动)。有利地，在某些实施方案中，将第一流体通道110中的一个或更多个颗粒(在离开出口130之后)的流动引导(例如，集中)在第一流体通道的中心(例如，第一流体通道110的纵轴115)处或附近。
本领域普通技术人员将理解的是，虽然图2A示出了与第一流体通道110的流动方向(例如，箭头160)正交的出口130，但是这样的图示旨在为非限制性的并且出口130与第一流体通道110之间的任何合适的非零角度也可以是可能的(例如，第一流体通道110与出口130之间的角度大于或等于15度且小于或等于90度、大于或等于15度且小于或等于45度、大于或等于30度且小于或等于60度、大于或等于45度且小于或等于75度、大于或等于60度且小于或等于90度、或者大于或等于75度且小于或等于90度)。在一些实施方案中，如图2A所示，第一流体通道110包括出口170。在某些实施方案中，可以从出口170(例如，在诸如圆锥管、培养皿等的容器中)收集颗粒。在一些这样的实施方案中，可以使一个或更多个颗粒在第二流体通道120中流动并经由出口130离开第二流体通道120进入第一流体通道110，使得其可以在出口170处被收集。在一些实施方案中，至少一个压力源(例如，第一压力源190、第二压力源195)与第一流体通道相关联和/或与第一流体通道流体连通。例如，如图1所示，在一些实施方案中，第一压力源190与第一流体通道110流体连通。在某些实施方案中，第二压力源195与第二流体通道110流体连通。在一些实施方案中，第一压力源190和/或第二压力源195在第二流体通道120的上游(例如，使得在对流体通道110中的流体施加压力时，流体中的至少一部分进入流体通道120)。各压力源可以包括用于对在流体通道110内被处理的流体提供压力的任何合适的装置。例如，在一些实施方案中，各压力源可以为泵，例如注射泵、抽吸泵、真空泵、气体源或任何其他合适的压力源(例如，其可以像源或汇一样起作用)。在一些实施方案中，各压力源可以不与第一流体通道直接流体连通。也就是说，在某些实施方案中，在压力源与第一流体通道之间可以存在装置的一个或更多个介于中间的流体通道或流体区域(例如，流体储存器)。
参照图2A，在一些实施方案中，压力源192与第一流体通道110流体连通。在一些实施方案中，压力源192在第二流体通道120的上游并且被施加至第一流体通道110中的流体(例如，使得在对第一流体通道110中的流体施加压力时，离开第二流体通道120的出口130的颗粒通过流体的流动被捕获)。压力源可以包括用于对在流体通道110内被处理的流体提供压力的任何合适的装置。例如，在一些实施方案中，压力源可以为泵，例如注射泵、抽吸泵、真空泵、气体源或任何其他合适的压力源(例如，其可以像源或汇一样起作用)。在一些实施方案中，压力源可以不与第一流体通道直接流体连通。也就是说，在某些实施方案中，在压力源与第一流体通道之间可以存在于装置的一个或更多个介于中间的流体通道或流体区域(例如，流体储存器)。
在某些实施方案中，系统的各个通道(例如，第一流体通道110和/或第二流体通道120)具有特定的平均截面尺寸。垂直于流体流动的方向测量通道的“截面尺寸”(例如，宽度、高度、半径)。在一些实施方案中，一个或更多个流体通道(例如，第一流体通道、第二流体通道)的平均截面尺寸小于或等于2mm、小于或等于1mm、小于或等于800微米、小于或等于600微米、小于或等于500微米、小于或等于400微米、小于或等于300微米、小于或等于200微米、小于或等于100微米、小于或等于50微米、小于或等于25微米、小于或等于20微米、小于或等于15微米、或者小于或等于10微米。在某些实施方案中，通道的平均截面尺寸大于或等于5微米、大于或等于10微米、大于或等于15微米、大于或等于20微米、大于或等于25微米、大于或等于50微米、大于或等于100微米、大于或等于200微米、大于或等于300微米、大于或等于400微米、大于或等于500微米、大于或等于600微米、大于或等于800微米、或者大于或等于1mm。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于5微米且小于或等于2mm、大于或等于50微米且小于或等于2mm)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中，一个或更多个通道可以为微流体通道。“微流体通道”通常是指平均截面尺寸小于1mm的通道。
在一些实施方案中，可以设计第一流体通道的平均截面尺寸和与第一流体通道相交的第二流体通道的平均截面尺寸的比率，使得可以控制流入第二流体通道中的阻力。例如，为了给定的压降，第一流体通道的平均截面尺寸与第二流体通道的平均截面尺寸的比率可以被设计成使得系统具有比与第一流体通道相交的第二流体通道中的流动阻力更低的第一流体通道中的流动阻力。在一些实施方案中，第一流体通道的平均截面尺寸与第二流体通道的平均截面尺寸的比率为至少1、至少1.25、至少1.5、至少1.75、至少2、至少2.5、至少3、至少3.5、至少4、至少5、至少6、至少7、至少8、或至少9。在某些实施方案中，第一流体通道的平均截面尺寸与第二流体通道的平均截面尺寸的比率小于或等于10、小于或等于9、小于或等于8、小于或等于7、小于或等于6、小于或等于5、小于或等于4、小于或等于3.5、小于或等于3、小于或等于2.5、小于或等于2、小于或等于1.75、小于或等于1.5、或者小于或等于1.25。上述范围的组合也是可能的(例如，至少1且小于或等于10)。其他范围也是可能的。
再参照图1，在某些实施方案中，检测器150被定位成靠近相交点130且邻近流体通道120(例如，使得检测器150被配置且布置成检测经由相交点130进入流体通道120的颗粒)。在一些实施方案中，检测器选自光学检测器(例如，荧光检测器、折射率检测器、可见光和/或UV检测器、显微镜)、质量传感器、电容传感器、电阻脉冲传感器、电流传感器、MEMS压力传感器、声学传感器、超声波传感器和热传感器。在一些实施方案中，检测器为悬浮微通道谐振器。在某些实施方案中，检测器150被配置且布置成检测在相交点130处或靠近相交点130进入流体通道120的颗粒，使得在颗粒进入流体通道120时，压力源中的一者或更多者的至少一种特性(例如，所施加的压力的大小)改变。
再参照图2A，在某些实施方案中，检测器150被定位成靠近第二流体通道120(例如，使得检测器150被配置且布置成检测经由出口130离开(或即将离开)第二流体通道120的颗粒)。在一些实施方案中，检测器选自光学检测器(例如，荧光检测器、折射率检测器、可见光和/或UV检测器、显微镜)、质量传感器、电容传感器、电阻脉冲传感器、电流传感器、MEMS压力传感器、声学传感器、超声波传感器和热传感器。在一些实施方案中，检测器为悬浮微通道谐振器。在某些实施方案中，检测器150被配置且布置成检测在出口130处或靠近出口130离开(或即将离开)第二流体通道120的颗粒，使得在颗粒离开而进入第一流体通道110时，压力源中的一者或更多者的至少一种特性(例如，所施加的压力的大小)改变。例如，在一些实施方案中，通过压力源190施加的压力的大小可以在出口130附近检测到颗粒时增加，使得颗粒通过第一流体通道1中的流体的流动被捕获和/或使得仅单个颗粒被捕获。在某些实施方案中，在捕获单个颗粒之后施加的压力增加，使得持续期望量的时间(例如，大于或等于10秒)没有另外的颗粒离开第二流体通道的出口。
在一些实施方案中，检测器位于第二流体通道的出口的上游小于或等于5mm、小于或等于4mm、小于或等于3mm、小于或等于2mm、小于或等于1mm、小于或等于900微米、小于或等于800微米、小于或等于700微米、小于或等于600微米、小于或等于500微米、小于或等于400微米、小于或等于300微米、或者小于或等于200微米。在某些实施方案中，检测器位于第二流体通道的出口的上游大于或等于100微米、大于或等于200微米、大于或等于300微米、大于或等于400微米、大于或等于500微米、大于或等于600微米、大于或等于700微米、大于或等于800微米、大于或等于900微米、大于或等于1mm、大于或等于2mm、大于或等于3mm、或者大于或等于4mm。上述范围的组合也是可能的(例如，小于或等于5mm且大于或等于100微米)。其他范围也是可能的。
如本文所述，在一些实施方案中，可以将包含多个颗粒的流体引入至第一流体通道。在一些实施方案中，来自多个颗粒中的单个颗粒进入与第一流体通道相交的第二流体通道(即，主动加载方式)。例如，现参照图3A(例如，示出了主动加载方式)，可以将包含多个颗粒140的流体135引入至第一流体通道110并使其在第一流体通道110内流动。在一些实施方案中，流体135(例如，包含多个颗粒140)中的至少一部分沿如箭头162所示的第一方向流动。例如，第一压力源190可以被配置成使得第一流体通道110中的流体135中的至少一部分沿如箭头162所示的第一方向流动。在某些实施方案中，流体135(例如，包含多个颗粒140)中的至少一部分沿如箭头164所示的第二方向流动。例如，第二压力源195可以被配置成使得第一流体通道110中的流体135中的至少一部分沿如箭头164所示的第二方向流动。如本文所用的术语“主动加载方式”通常是指对应于将一个或更多个颗粒从第一流体通道引入至第二流体通道中的步骤，如本文所述。如本文所用的术语“驱赶方式”通常是指对应于使包含多个颗粒的流体在第一流体通道中流动的步骤，其中没有颗粒从第一流体通道进入第二流体通道，如本文所述。
在一些实施方案中，流体135沿方向162和方向164流动，使得流体135中的至少一部分在相交点130处进入通道120。在某些实施方案中，示例性颗粒142(例如，来自多个颗粒140的单个颗粒)进入通道120。检测器150可以对颗粒142在相交点130处(或在靠近相交点130并在相交点130下游的位置即检测位置134处)进入通道120进行检测。在一些实施方案中，检测位置(例如，检测位置134)可以在第一流体通道与第二流体通道之间的相交点的下游小于或等于5mm、小于或等于4mm、小于或等于3mm、小于或等于2mm、小于或等于1mm、小于或等于900微米、小于或等于800微米、小于或等于700微米、小于或等于600微米、小于或等于500微米、小于或等于400微米、小于或等于300微米、或者小于或等于200微米。在某些实施方案中，检测位置在第一流体通道与第二流体通道之间的相交点的下游大于或等于100微米、大于或等于200微米、大于或等于300微米、大于或等于400微米、大于或等于500微米、大于或等于600微米、大于或等于700微米、大于或等于800微米、大于或等于900微米、大于或等于1mm、大于或等于2mm、大于或等于3mm、或者大于或等于4mm。上述范围的组合也是可能的(例如，小于或等于5mm且大于或等于100微米)。其他范围也是可能的。
在一些实施方案中，可以使单个颗粒(例如，单个生物实体)从多个颗粒中分离。在一些实施方案中，流体中的多个颗粒的密度大于或等于100个颗粒/毫升流体、大于或等于250个颗粒/毫升流体、大于或等于500个颗粒/毫升流体、大于或等于1000个颗粒/毫升流体、大于或等于2500个颗粒/毫升流体、或者大于或等于5000个颗粒/毫升流体。有利地，可以使用本文所述的方法和系统使单个颗粒(例如，单个生物实体)从具有相对大的颗粒密度的多个颗粒(例如，多个生物实体)中分离。例如，在一些实施方案中，流体中的颗粒的密度大于或等于10000个颗粒/毫升流体、大于或等于25000个颗粒/毫升流体、大于或等于50000个颗粒/毫升流体、大于或等于100000个颗粒/毫升流体、大于或等于150000个颗粒/毫升流体、大于或等于200000个颗粒/毫升流体、大于或等于250000个颗粒/毫升流体、大于或等于300000个颗粒/毫升流体、大于或等于350000个颗粒/毫升流体、大于或等于400000个颗粒/毫升流体、大于或等于450000个颗粒/毫升流体、大于或等于500000个颗粒/毫升流体、大于或等于550000个颗粒/毫升流体、大于或等于600000个颗粒/毫升流体、大于或等于650000个颗粒/毫升流体、大于或等于700000个颗粒/毫升流体、大于或等于750000个颗粒/毫升流体、大于或等于800000个颗粒/毫升流体、大于或等于850000个颗粒/毫升流体、大于或等于900000个颗粒/毫升流体、大于或等于950000个颗粒/毫升流体。在某些实施方案中，流体中的颗粒的密度小于或等于1000000个颗粒/毫升流体、小于或等于950000个颗粒/毫升流体、小于或等于900000个颗粒/毫升流体、小于或等于850000个颗粒/毫升流体、小于或等于800000个颗粒/毫升流体、小于或等于750000个颗粒/毫升流体、小于或等于700000个颗粒/毫升流体、小于或等于650000个颗粒/毫升流体、小于或等于600000个颗粒/毫升流体、小于或等于550000个颗粒/毫升流体、小于或等于500000个颗粒/毫升流体、小于或等于450000个颗粒/毫升流体、小于或等于400000个颗粒/毫升流体、小于或等于350000个颗粒/毫升流体、小于或等于300000个颗粒/毫升流体、小于或等于250000个颗粒/毫升流体、小于或等于200000个颗粒/毫升流体、小于或等于150000个颗粒/毫升流体、小于或等于100000个颗粒/毫升流体、小于或等于50000个颗粒/毫升流体、或者小于或等于25000个颗粒/毫升流体。在一些实施方案中，流体中的颗粒的密度小于或等于7500个颗粒/毫升、小于或等于5000个颗粒/毫升、小于或等于2500个颗粒/毫升、小于或等于1000个颗粒/毫升、小于或等于500个颗粒/毫升、或者小于或等于250个颗粒/毫升。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于100个颗粒/毫升且小于或等于10000个颗粒/毫升、大于或等于100个颗粒/毫升且小于或等于1000000个颗粒/毫升、大于或等于10000个颗粒/毫升且小于或等于1000000个颗粒/毫升、大于或等于10000个颗粒/毫升且小于或等于750000个颗粒/毫升、大于或等于500000个颗粒/毫升且小于或等于750000个颗粒/毫升)。其他范围也是可能的。在一个示例性实施方案中，流体包含多个生物实体例如细胞，并且流体内的细胞的密度大于或等于10000个颗粒/毫升且小于或等于750000个颗粒/毫升。有利地，与将细胞被动加载到通道中相比，无论流体中的颗粒的密度如何，本文所述的系统和方法都可以使得能够将被分离颗粒以特定的频率(例如，小于或等于1个颗粒/10秒)和/或间距(例如，大于或等于1mm)加载到通道中。也就是说，在一些实施方案中，可以使用基本上相同的方法和/或系统来使颗粒以特定的频率和/或间距在通道内分开，而不用在将流体加载到系统中之前使流体中的颗粒稀释(或浓缩)。在一些实施方案中，流体中的相对高密度的颗粒呈无序排列。
在某些实施方案中，在第二流体通道中检测到颗粒(例如，生物实体)导致至少一个压力源的至少一种特性(例如，所施加的压力的大小)改变。再参照图3A，在一些实施方案中，使用者在第二流体通道120中(例如，在检测位置134处)检测到颗粒(例如，示例性颗粒142)时改变至少一个压力源的至少一种特性。在某些实施方案中，在与第一流体通道相交的第二流体通道中检测到颗粒时，自动(例如，无需使用者干预)发生至少一种特性的改变。
在一些实施方案中，至少一个压力源的至少一种特性的改变改变第一流体通道内的流体中的至少一部分的流动方向。如图3B所示(例如，示出了驱赶方式)，在通过检测器150检测到示例性颗粒142时，流体135中的至少一部分沿箭头166所示(并且与图3A中的箭头164所示的第二方向不同)的第三方向流动。在一些实施方案中，第一方向(由箭头162所示)和第三方向(由箭头166所示)是相同的。在某些实施方案中，在第二流体通道中检测到颗粒时，第一流体通道中的流体(例如，流体135)的流动被配置成使得多个颗粒中没有另外的颗粒从第一流体通道进入第二流体通道(即，驱赶方式)。在一些实施方案中，驱赶方式包括使流体135沿基本上相同的方向流动。
不希望受理论束缚，第一流体通道(例如，第一流体通道110)与第二流体通道(例如，第二流体通道120)之间的相交点(例如，相交点130)处的压力和/或沿第二流体通道的压降在主动加载方式与驱赶方式之间基本上不改变。例如，在一些实施方案中，驱赶方式期间的沿第二流体通道的流体压降在主动加载方式期间的沿第二流体通道的流体压降的小于或等于10％、小于或等于8％、小于或等于6％、小于或等于4％、小于或等于2％、小于或等于1％、小于或等于0.5％、小于或等于0.1％、或者小于或等于0.05％之内。在某些实施方案中，驱赶方式期间的沿第二流体通道的流体压降在主动加载方式期间的沿第二流体通道的流体压降的大于或等于0.01％、大于或等于0.05％、大于或等于0.1％、大于或等于0.5％、大于或等于1％、大于或等于2％、大于或等于4％、大于或等于6％、或者大于或等于8％之内。上述范围的组合也是可能的(例如，小于或等于10％且大于或等于0.01％)。其他范围也是可能的。相交点处的速度的变化可以通过用检测器150(或用与第二流体通道相关联的第二检测器)测量相交点130下游的第二流体通道120中的所加载颗粒的速度来测量，其中颗粒的速度的变化等于主动加载方式期间相交点处的颗粒的速度与驱赶方式期间的颗粒的速度(表示为主动加载方式期间相交点处的颗粒的速度的百分比)之差。不希望受理论束缚，第二流体通道中的颗粒的速度的变化与沿第二流体通道的压降的变化成比例，使得压降的百分比变化等于第二流体通道中的颗粒的速度的百分比变化。再参照图3A至图3B，在一个示例性实施方案中，在主动加载方式期间通过压力源190和压力源195施加的压力可以相等(例如，使得流体135朝向第二流体通道120流动)。在另一个示例性实施方案中，在驱赶方式期间通过压力源190施加的压力可以大于通过压力源195施加的压力(例如，使得流体135在第一流体通道110中沿同一方向流动)。例如，无论通过压力源190和压力源195施加的压力是否相等或者无论通过压力源190和压力源195施加的压力是否不相等(例如，通过压力源190施加的压力可以大于通过压力源195施加的压力)，沿第二流体通道的压降基本上相同。
有利地，在一些实施方案中，第二流体通道中的流体的流速在至少一个压力源的至少一种特性改变(例如，使得第一流体通道中的流体的至少一部分改变方向)时基本上不改变。在某些实施方案中，使颗粒(或至少第一颗粒)保持在第二流体通道内(或者在第二流体通道内流动)(例如，在驱赶方式期间)。在某些实施方案中，驱赶方式期间的第二流体通道中的流体(包含颗粒)的流速在主动加载方式期间的第二流体通道中的流体的流速的小于或等于10％、小于或等于8％、小于或等于6％、小于或等于4％、小于或等于2％、小于或等于1％、小于或等于0.5％、小于或等于0.1％、或者小于或等于0.05％之内。在某些实施方案中，驱赶方式期间的第二流体通道中的流体的流速在主动加载方式期间的第二流体通道中的流体的流速的大于或等于0.01％、大于或等于0.05％、大于或等于0.1％、大于或等于0.5％、大于或等于1％、大于或等于2％、大于或等于4％、大于或等于6％、或者大于或等于8％之内。上述范围的组合也是可能的(例如，小于或等于10％且大于或等于0.01％)。其他范围也是可能的。
在一些实施方案中，可能期望使第二通道中的流体的至少一部分流回到第一通道中(例如，以除去例如通过检测器检测到的不期望的碎片块和/或第二颗粒)。在一些这样的实施方案中，可以在使单个颗粒保持在第二通道中的同时使其中悬浮有单个颗粒的流体中的至少一部分流出第二通道并进入第一通道。基于本说明书的教导，本领域普通技术人员将理解如何使流体中的至少一部分从第二通道流入第一通道中。例如，第二通道下游的压力源可以向第二通道施加压力，使得(在使单个颗粒保持在第二通道中的同时)流体中的至少一部分进入第一通道。
在一些实施方案中，可能期望将两个或更多个颗粒引入至第二通道中。例如，在一些实施方案中，可以使至少第二颗粒(例如，待从多个颗粒中分离的第二颗粒)流入第二流体通道中。例如，在某些实施方案中，在主动加载方式并且第一颗粒进入与第一流体通道相交的第二流体通道(并且被检测器检测到)之后，系统可以进入驱赶方式(例如，使得不再有颗粒进入第二个流体通道)。在期望的时间段(和/或第一颗粒沿第二流体通道行进的距离)之后，系统可以切换回到主动加载方式，使得第二颗粒可以进入第二流体通道(例如，以特定的进入频率和/或以特定的与第一颗粒的间距)。在第二颗粒进入第二流体通道(并通过检测器检测到)时，系统可以返回到如本文所述的驱赶方式。
例如，如图3C所示，一旦示例性颗粒142流动通过第二流体通道120期望的时间(或距离)长度，系统就可以切换回到主动加载方式(例如，使得流体135中的至少一部分沿如箭头162所示的第一方向流动并且流体135中的至少一部分沿如箭头164所示的与第一方向不同的第二方向流动)。在一些这样的实施方案中，可以改变压力源的至少一种或更多种特性(例如，所施加的压力的大小)(例如，使得通过压力源190和压力源195施加的压力基本上相同)。在某些实施方案中，如图3D所示，在通过检测器在第二流体通道120中检测到第二示例性颗粒(例如，示例性颗粒144)时，系统可以切换到驱赶方式(例如，使得没有另外的颗粒进入第二流体通道120)。
在一些实施方案中，可以控制第二流体通道内的颗粒之间的间距(例如，第二流体通道120中的示例性颗粒142与示例性颗粒144之间的距离170)。例如，在一些实施方案中，在驱赶方式(例如，使得没有另外的颗粒进入第二流体通道120)下可以使示例性颗粒142在第二流体通道120中流动特定的时间(或距离)长度。在期望的时间(或距离)长度之后，系统可以切换回到主动加载方式使得第二颗粒可以以期望的间距和/或频率进入第二流体通道120。如本文所述，驱赶方式期间的第二流体通道中的流体(和/或颗粒)的流速可以与主动加载方式期间的第二流体通道中的流体(和/或颗粒)的流速不显著不同。
再参照图2B，在一些实施方案中，可以控制第二流体通道内的颗粒之间的间距(例如，第二流体通道120中的示例性颗粒140与示例性颗粒142之间的距离145)。例如，在一些实施方案中，可以使示例性颗粒140在第二流体通道120中流动特定的时间(或距离)长度，使得示例性颗粒140在出口130处离开第二流体通道进入第一流体通道110。在期望的时间(或距离)长度之后，示例性颗粒142在出口130处离开第二流体通道进入第一流体通道110。在一些这样的实施方案中，各个颗粒可以彼此单独地被收集(例如，经由出口170)。在某些实施方案中，制品、系统和/或装置包括第三流体通道，使得第二流体通道与第一流体通道和第三流体通道相交(例如，第二流体通道与第一流体通道和第三流体通道相交并且设置在第一流体通道与第三流体通道之间)。在一些实施方案中，三个通道具有H形几何形状。基于本说明书的教导，本领域普通技术人员将理解的是，其他几何形状也是可能的。在一些实施方案中，第三流体通道包括与第三流体通道流体连通的一个或更多个压力源。例如，如图3E所示，系统102包括第一流体通道110、第三流体通道112、和与第一流体通道110相交于相交点130并且与第三流体通道112相交于相交点131的第二流体通道120。在一些实施方案中，至少一个压力源(例如，第三压力源192、第四压力源197)与第三流体通道112相关联和/或与第三流体通道112流体连通。在一些实施方案中，系统可以被设计成使得可以独立于第一通道中的流体的流速控制第一流体通道与第二流体通道之间的相交点(例如，相交点130)处的压力和/或第二流体通道内的流速。在某些实施方案中，可以对第三流体通道(例如，第三流体通道112)施加压力(例如，通过与其相关联和/或与其流体连通的一个或更多个压力源)，使得独立于第一流体通道中的流体的流速将第二流体通道中的流体的流速控制(例如，基本上保持)成恒定的。在一些实施方案中，第二流体通道中的流体的流速在主动加载方式和驱赶方式期间基本上相似。在一些实施方案中，可以对第三流体通道施加压力，使得颗粒之间的平均间距得到控制。
再参照图3D，在一些实施方案中，第二流体通道(例如，第二流体通道120)内的颗粒(例如，示例性颗粒142与示例性颗粒144)之间的平均间距(例如，距离170)可以为至少1mm。例如，在某些实施方案中，第二流体通道内的颗粒可以沿第二流体通道的纵轴以至少20微米、至少50微米、至少100微米、至少250微米、至少500微米、至少750微米、至少1mm、至少1.5mm、至少2mm、至少2.5mm、至少3mm、至少4mm、至少5mm、至少10mm、至少15mm、至少20mm、至少25mm、至少30mm、至少35mm、至少40mm、至少45mm、至少50mm、至少75mm、至少100mm、至少250mm、或至少400mm的平均间距间隔开。在一些实施方案中，第二流体通道内的颗粒可以沿第二流体通道的纵轴以小于或等于500mm、小于或等于400mm、小于或等于250mm、小于或等于100mm、小于或等于75mm、小于或等于50mm、小于或等于45mm、小于或等于40mm、小于或等于35mm、小于或等于30mm、小于或等于25mm、小于或等于20mm、小于或等于15mm、小于或等于10mm、小于或等于5mm、小于或等于4mm、小于或等于3mm、小于或等于2.5mm、小于或等于2mm、小于或等于1.5mm、小于或等于1mm、小于或等于750微米、小于或等于500微米、小于或等于250微米、小于或等于100微米、或者小于或等于50微米的平均间距间隔开。上述范围的组合也是可能的(例如，至少20微米且小于或等于500mm、至少20微米且小于或等于5mm、至少1mm且小于或等于50mm、至少1mm且小于或等于500mm)。其他范围也是可能的。
再参照图2B，在一些实施方案中，第二流体通道(例如，第二流体通道120)内的颗粒(例如，示例性颗粒140与示例性颗粒142)之间的平均间距(例如，距离145)可以为至少1mm。例如，在某些实施方案中，第二流体通道内的颗粒可以沿第二流体通道的纵轴以至少20微米、至少50微米、至少100微米、至少250微米、至少500微米、至少750微米、至少1mm、至少1.5mm、至少2mm、至少2.5mm、至少3mm、至少4mm、至少5mm、至少10mm、至少15mm、至少20mm、至少25mm、至少30mm、至少35mm、至少40mm、至少45mm、至少50mm、至少75mm、至少100mm、至少250mm、或至少400mm的平均间距间隔开。在一些实施方案中，第二流体通道内的颗粒可以沿第二流体通道的纵轴以小于或等于500mm、小于或等于400mm、小于或等于250mm、小于或等于100mm、小于或等于75mm、小于或等于50mm、小于或等于45mm、小于或等于40mm、小于或等于35mm、小于或等于30mm、小于或等于25mm、小于或等于20mm、小于或等于15mm、小于或等于10mm、小于或等于5mm、小于或等于4mm、小于或等于3mm、小于或等于2.5mm、小于或等于2mm、小于或等于1.5mm、小于或等于1mm、小于或等于750微米、小于或等于500微米、小于或等于250微米、小于或等于100微米、或者小于或等于50微米的平均间距间隔开。上述范围的组合也是可能的(例如，至少20微米且小于或等于500mm、至少20微米且小于或等于5mm、至少1mm且小于或等于50mm、至少1mm且小于或等于500mm)。其他范围也是可能的。
在某些实施方案中，可以使在第二流体通道中流动的单独的颗粒(例如，生物实体)分开，使得间距中的至少90％(例如，至少95％、至少98％、至少99％)相差不超过颗粒之间的平均间距的小于10％、小于8％、小于6％、小于4％、小于2％、或小于1％。在一些实施方案中，可以使在第二流体通道中流动的单独的颗粒分开，使得间距中的至少90％(例如，至少95％、至少98％、至少99％)相差不超过颗粒之间的平均间距的大于或等于0.1％、大于或等于1％、大于或等于2％、大于或等于4％、大于或等于6％、或者大于或等于8％。在一个示例性实施方案中，使颗粒中的至少90％分开，使得颗粒之间的间距相差不超过颗粒之间的平均间距的10％。上述范围的组合也是可能的(例如，小于10％且大于或等于0.1％)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中，颗粒之间的平均间距和/或间距差通过测量第二流体通道内的5个(或更多个)连续加载的颗粒之间的间距来确定。
在一些情况下，在某一时刻在第二流体通道(和/或与第二流体通道相关联的悬浮微通道谐振器)中可以存在2个或更多个、5个或更多个、10个或更多个、20个或更多个、50个或更多个、100个或更多个、200个或更多个、500个或更多个、或者750个或更多个颗粒(例如，生物实体)。在某些实施方案中，在某一时刻在第二流体通道(和/或与第二流体通道相关联的悬浮微通道谐振器)中可以存在小于或等于1000个、小于或等于750个、小于或等于500个、小于或等于200个、小于或等于100个、小于或等于50个、小于或等于20个、小于或等于10个、或者小于或等于5个颗粒。上述范围的组合也是可能的(例如，2个或更多个且小于或等于1000个、100个或更多个且小于或等于1000个)。其他范围也是可能的。
如图5所示，在一些实施方案中，制品200包括多个流体隔离表面(例如，示例性流体隔离表面210和示例性流体隔离表面212)。在某些实施方案中，单个颗粒(例如，生物实体)与各流体隔离表面相关联。例如，示例性颗粒142与流体隔离表面210相关联，以及示例性颗粒144与流体隔离表面212相关联。在一些实施方案中，多个颗粒(例如，多个生物实体)被提供(例如，悬浮)在流体(例如，液体)中。在一组特定实施方案中，流体为液体。在一些实施方案中，流体包括水、试剂、溶剂、缓冲液、细胞生长培养基、或其组合。在某些实施方案中，颗粒相对可溶于流体中。在一些实施方案中，流体不包括胶体(例如，乳剂)。例如，在一些实施方案中，颗粒(例如，生物实体)不会被这样的第一流体处理(和/或包封)：该第一流体与不同于第一流体的第二流体不可混溶并且被该第二流体包围。然而，基于本说明书的教导，本领域普通技术人员将理解本文所述的系统和方法可以用于将单个胶体从多个胶体中分离到通道中。
基于本说明书的教导，本领域普通技术人员将理解，与流体隔离表面相关联的单个颗粒可以与流体隔离表面流体连通。也就是说，单个颗粒可以是悬浮的和/或与也与该表面接触的流体接触。如本文所使用的术语“与...相关联”通常意指保持紧密靠近，例如，与流体隔离表面相关联的单个颗粒可以邻近该表面。如本文所使用的，当颗粒被称为“邻近”表面时，其可以与该表面直接相邻(例如，接触)，或者也可以存在一个或更多个介于中间的组件(例如，液体)。“直接邻近”表面的颗粒意指不存在介于中间的组件。
在一些实施方案中，多个流体隔离表面可以物理连接。例如，如图6所示，制品202包括多个流体隔离表面(例如，孔220的示例性流体隔离表面2140和孔222的示例性流体隔离表面2162)。在一些实施方案中，单个颗粒(例如，生物实体)与各流体隔离表面相关联。例如，示例性颗粒242与流体隔离表面214相关联，以及示例性颗粒244与流体隔离表面216相关联。虽然图5和图6中示出了两个颗粒和两个流体隔离表面，但是可以存在两个或更多个流体隔离表面和/或被分离颗粒。例如，在一些实施方案中，制品包括大于或等于2个、大于或等于4个、大于或等于6个、大于或等于12个、大于或等于24个、大于或等于48个、大于或等于96个、大于或等于384个流体隔离表面。在某些实施方案中，制品包括小于或等于1536个、小于或等于384个、小于或等于96个、小于或等于48个、小于或等于24个、小于或等于12个、小于或等于6个、或者小于或等于4个流体隔离表面。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于2个且小于或等于1536个)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中，多个颗粒与流体隔离表面相关联使得各流体隔离表面与来自多个颗粒中的单个颗粒(即，被分离颗粒)相关联。在某些实施方案中，被分离颗粒与流体隔离表面中的至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％或至少99％相关联。
在某些实施方案中，制品、系统和/或装置包括多孔板(例如，多孔细胞培养板)例如6孔板、12孔板、24孔板、48孔板、96孔板、384孔板或1536孔板。在一些实施方案中，制品包括ANSI多孔(例如，微量滴定)板。例如，在一些情况下，制品可以包括根据ANSI SLAS 4-2004(R2012)标准设计的96孔板、384孔板、或1536孔板。在一些实施方案中，制品包括多个圆锥管(例如，大于或等于2个且小于或等于1536个圆锥管)。在某些实施方案中，制品包括多个皿例如培养皿(例如，大于或等于2个且小于或等于1536个培养皿)。
流体隔离表面可以包含任何合适的材料。合适的材料的非限制性实例包括聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、环状烯烃共聚物、乙烯基(例如，聚氯乙烯)、及其组合。
在一些实施方案中，流体隔离表面为细胞培养表面(例如，表面可以被处理成使得细胞可以在表面上附着和/或生长)。细胞培养表面在本领域是已知的并且基于本说明书的教导，本领域普通技术人员将理解如何选择用于本文所述的制品和方法的细胞培养表面。例如，在一些实施方案中，可以涂覆流体隔离表面的至少一部分以用于细胞培养(例如，涂层包含胶原、聚-D-赖氨酸、聚-L-赖氨酸、明胶、纤连蛋白、层粘连蛋白、或其组合)。
在一些实施方案中，制品、系统和/或装置包括大于或等于2个、大于或等于4个、大于或等于6个、大于或等于12个、大于或等于24个、大于或等于48个、大于或等于96个、大于或等于384个颗粒(例如，生物实体)，各颗粒与流体隔离表面相关联。在某些实施方案中，制品包括小于或等于1536个、小于或等于384个、小于或等于96个、小于或等于48个、小于或等于24个、小于或等于12个、小于或等于6个、或者小于或等于4个颗粒(例如，生物实体)，各颗粒与流体隔离表面相关联。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于2个且小于或等于1536个)。其他范围也是可能的。
可以从相对浓的颗粒源中分离颗粒。在某些实施方案中，可以分离颗粒而无需随后和/或显著稀释源和/或无需施加对颗粒施加的相对高的剪切力。例如，可以将相对高密度的多个颗粒(例如，生物实体)引入至流体通道并且可以使来自多个颗粒的单个颗粒流入相交流体通道中并与多个颗粒分离而无需稀释多个颗粒的情况下。在一些这样的情况下，可以使复数个颗粒从多个颗粒中流入相交流体通道中使得相交流体通道中的各颗粒以相对均匀且大的平均间距(例如，至少1mm)间隔开。
在一个示例性实施方案中，如图7所示，系统300包括制品305，制品305包括多个流体隔离表面(例如，孔310的示例性流体隔离表面320和孔312的流体隔离表面322)。在一些实施方案中，系统300包括流体通道340，流体通道340包括多个颗粒(例如，颗粒332和颗粒334)使得颗粒以相对均匀且大的平均间距(例如，至少1mm)间隔开。有利地，通道中的多个颗粒的相对大且均匀的平均间距可以使得能够将单个颗粒从多个颗粒中分离到单个孔(或单个流体隔离表面)中。如图7所示，可以使示例性颗粒332和示例性颗粒334以平均间距(如距离360所示)间隔开。距离360(例如，通道中的颗粒之间的平均间距)通常使用各颗粒的几何中心来确定。
在一些实施方案中，可以使各颗粒在流体通道中流动并可以将其引入至各流体隔离表面。再参照图7，在一个示例性实施方案中，通道340包括出口350，并且出口350可以被定位成靠近孔312使得颗粒332可以被引入至孔312并且与流体隔离表面322相关联。在一些实施方案中，流体(例如，液体)可以存在于通道340中使得流体中的至少一部分被引入至流体隔离表面。在一些实施方案中，工作台(例如，机动化工作台)可以与制品(例如，制品305)相关联使得制品相对于流体通道的出口移动。在一些这样的实施方案中，可以在颗粒被引入至各流体隔离表面之后使工作台移动，使得单个细胞被引入至各流体隔离表面上。在一些实施方案中，可以使用与流体通道相关联的检测器来确定何时细胞接近通道的出口使得(下一个)流体隔离表面可以被定位成靠近出口(使得单个颗粒可以被引入至流体隔离表面)。
在一些实施方案中，与颗粒(例如，生物实体)一起被引入至流体隔离表面的液体具有相对低的体积。例如，在一些实施方案中，与颗粒和流体隔离表面相关联的液体的体积小于或等于100微升、小于或等于90微升、小于或等于80微升、小于或等于70微升、小于或等于60微升、小于或等于50微升、小于或等于40微升、小于或等于30微升、小于或等于20微升、小于或等于10微升、小于或等于9微升、小于或等于8微升、小于或等于7微升、小于或等于6微升、小于或等于5微升、小于或等于4微升、小于或等于3微升、小于或等于2微升、小于或等于1微升、小于或等于0.5微升、或者小于或等于0.2微升。在某些实施方案中，与颗粒和流体隔离表面相关联的液体的体积大于或等于0.1微升、大于或等于0.2微升、大于或等于0.5微升、大于或等于1微升、大于或等于2微升、大于或等于3微升、大于或等于4微升、大于或等于5微升、大于或等于6微升、大于或等于7微升、大于或等于8微升、大于或等于9微升、大于或等于10微升、大于或等于20微升、大于或等于30微升、大于或等于40微升、大于或等于50微升、大于或等于60微升、大于或等于70微升、大于或等于80微升、或者大于或等于90微升。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1微升且小于或等于100微升、大于或等于0.1微升且小于或等于10微升)。其他范围也是可能的。在一些情况下，装置可以配置成使得其中从出口收集单个颗粒的体积相对低。例如，在一些实施方案中，与从第一流体通道的出口收集的颗粒相关联的液体的体积小于或等于100微升、小于或等于90微升、小于或等于80微升、小于或等于70微升、小于或等于60微升、小于或等于50微升、小于或等于40微升、小于或等于30微升、小于或等于20微升、小于或等于10微升、小于或等于9微升、小于或等于8微升、小于或等于7微升、小于或等于6微升、小于或等于5微升、小于或等于4微升、小于或等于3微升、小于或等于2微升、小于或等于1微升、小于或等于0.5微升、或者小于或等于0.2微升。在某些实施方案中，与从第一流体通道的出口收集的颗粒相关联的液体的体积大于或等于0.1微升、大于或等于0.2微升、大于或等于0.5微升、大于或等于1微升、大于或等于2微升、大于或等于3微升、大于或等于4微升、大于或等于5微升、大于或等于6微升、大于或等于7微升、大于或等于8微升、大于或等于9微升、大于或等于10微升、大于或等于20微升、大于或等于30微升、大于或等于40微升、大于或等于50微升、大于或等于60微升、大于或等于70微升、大于或等于80微升、或者大于或等于90微升。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1微升且小于或等于100微升、大于或等于0.1微升且小于或等于10微升)。其他范围也是可能的。
在一些实施方案中，可以收集各单个颗粒和相关联液体(例如，具有小于或等于100微升的体积)而不丢弃任何中间流体。例如，可以从出口收集第一颗粒和相关联液体，并且可以从出口收集第二颗粒和相关联液体，而不丢弃步骤之间的任何流体(例如，收集)。有利地，本文所述的方法和装置可以具有相对高的与各颗粒一起被收集的体积的均匀度。在一些实施方案中，与两个或更多个颗粒中的各者一起被收集的液体的体积基本上相同。在一些实施方案中，与第一颗粒和第二颗粒相关联的流体的体积之差不会变化各被收集流体的体积的大于或等于10％(例如，大于或等于5％、大于或等于2％、大于或等于1％)。有利地，颗粒可以以相对低的和/或均匀的体积被收集在例如两个或更多个单独的容器中。
在一些实施方案中，可以将单个颗粒和相关联液体(例如，具有小于或等于10微升的体积)引入至各流体隔离表面而不丢弃任何流体。例如，可以将第一颗粒和相关联液体引入至第一流体隔离表面，并且可以将第二颗粒和相关联液体引入至第二流体隔离表面，而不丢弃步骤之间的任何流体(例如，引入)。有利地，本文所述的方法和装置可以具有相对高的在流体隔离表面上的体积的均匀性。在一些实施方案中，两个或更多个流体隔离表面(包括与各流体隔离表面相关联的单个颗粒)中的液体的体积基本上相同。在一些实施方案中，与制品的两个或更多个流体隔离表面相关联的流体的体积之差不会变化各流体隔离表面的体积的大于或等于10％(例如，大于或等于5％、大于或等于2％、大于或等于1％)。
在一些实施方案中，至少一个压力源与流体通道相关联和/或与流体通道流体连通。各压力源可以包括用于对在流体通道内被处理的流体提供压力的任何合适的装置。例如，在一些实施方案中，各压力源可以为泵，例如注射器泵、抽吸泵、真空泵或任何其他合适的压力源。在一些实施方案中，各压力源可以不与第一流体通道直接流体连通。也就是说，在某些实施方案中，在压力源与第一流体通道之间可以存在装置的一个或更多个介于中间的流体通道或流体区域(例如，流体储存器)。
在一些实施方案中，单独的颗粒沿流体通道的纵轴以特定的平均速度在流体通道中流动。在某些实施方案中，颗粒沿流体通道的纵轴的平均速度大于或等于0.05mm/秒、大于或等于0.1mm/秒、大于或等于0.25mm/秒、大于或等于0.5mm/秒、大于或等于0.75mm/秒、大于或等于1mm/秒、大于或等于2mm/秒、大于或等于3mm/秒、大于或等于4mm/秒、大于或等于5mm/秒、大于或等于6mm/秒、大于或等于7mm/秒、大于或等于8mm/秒、大于或等于9mm/秒、大于或等于10mm/秒、大于或等于20mm/秒、大于或等于30mm/秒、大于或等于40mm/秒、大于或等于50mm/秒、大于或等于60mm/秒、大于或等于70mm/秒、大于或等于80mm/秒、或者大于或等于90mm/秒。在一些实施方案中，颗粒沿流体通道的纵轴的平均速度小于或等于100mm/秒、小于或等于90mm/秒、小于或等于80mm/秒、小于或等于70mm/秒、小于或等于60mm/秒、小于或等于50mm/秒、小于或等于40mm/秒、小于或等于30mm/秒、小于或等于20mm/秒、小于或等于10mm/秒、小于或等于9mm/秒、小于或等于8mm/秒、小于或等于7mm/秒、小于或等于6mm/秒、小于或等于5mm/秒、小于或等于4mm/秒、小于或等于3mm/秒、小于或等于2mm/秒、小于或等于1mm/秒、小于或等于0.75mm/秒、小于或等于0.5mm/秒、或者小于或等于0.25mm/秒。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.05mm/秒且小于或等于100mm/秒)。其他范围也是可能的。
在一些实施方案中，单独的颗粒沿第二流体通道的纵轴以特定的平均速度在第二流体通道中流动。在某些实施方案中，颗粒沿第二流体通道的纵轴的平均速度大于或等于0.05mm/秒、大于或等于0.1mm/秒、大于或等于0.25mm/秒、大于或等于0.5mm/秒、大于或等于0.75mm/秒、大于或等于1mm/秒、大于或等于2mm/秒、大于或等于3mm/秒、大于或等于4mm/秒、大于或等于5mm/秒、大于或等于6mm/秒、大于或等于7mm/秒、大于或等于8mm/秒、或者大于或等于9mm/秒。在一些实施方案中，颗粒沿第二流体通道的纵轴的平均速度小于或等于10mm/秒、小于或等于9mm/秒、小于或等于8mm/秒、小于或等于7mm/秒、小于或等于6mm/秒、小于或等于5mm/秒、小于或等于4mm/秒、小于或等于3mm/秒、小于或等于2mm/秒、小于或等于1mm/秒、小于或等于0.75mm/秒、小于或等于0.5mm/秒、或者小于或等于0.25mm/秒。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.05mm/秒且小于或等于10mm/秒)。其他范围也是可能的。
在某些实施方案中，制品、系统和/或装置可以配置成使得各颗粒(例如，生物实体)以以下频率从第一流体通道进入第二流体通道：小于或等于1个颗粒/10秒、小于或等于1个颗粒/15秒、小于或等于1个颗粒/20秒、小于或等于1个颗粒/25秒、小于或等于1个颗粒/30秒、小于或等于1个颗粒/40秒、小于或等于1个颗粒/50秒、小于或等于1个颗粒/60秒、小于或等于1个颗粒/70秒、小于或等于1个颗粒/80秒、小于或等于1个颗粒/90秒、小于或等于1个颗粒/100秒、或者小于或等于1个颗粒/110秒。在一些实施方案中，各颗粒以以下频率从第一流体通道进入第二流体通道：大于或等于1个颗粒/120秒、大于或等于1个颗粒/110秒、大于或等于1个颗粒/100秒、大于或等于1个颗粒/90秒、大于或等于1个颗粒/80秒、大于或等于1个颗粒/70秒、大于或等于1个颗粒/60秒、大于或等于1个颗粒/50秒、大于或等于1个颗粒/40秒、大于或等于1个颗粒/30秒、大于或等于1个颗粒/25秒、大于或等于1个颗粒/20秒、大于或等于1个颗粒/15秒、或者大于或等于1个颗粒/10秒。上述范围的组合也是可能的(例如，小于或等于1个颗粒/10秒且大于或等于1个颗粒/120秒)。其他范围也是可能的。
在某些实施方案中，装置可以配置成使得各颗粒(例如，生物实体)以以下频率离开流体通道进入收集通道：小于或等于1个颗粒/10秒、小于或等于1个颗粒/15秒、小于或等于1个颗粒/20秒、小于或等于1个颗粒/25秒、小于或等于1个颗粒/30秒、小于或等于1个颗粒/40秒、小于或等于1个颗粒/50秒、小于或等于1个颗粒/60秒、小于或等于1个颗粒/70秒、小于或等于1个颗粒/80秒、小于或等于1个颗粒/90秒、小于或等于1个颗粒/100秒、或者小于或等于1个颗粒/110秒。在一些实施方案中，各颗粒以以下频率离开流体通道进入收集流体通道：大于或等于1个颗粒/120秒、大于或等于1个颗粒/110秒、大于或等于1个颗粒/100秒、大于或等于1个颗粒/90秒、大于或等于1个颗粒/80秒、大于或等于1个颗粒/70秒、大于或等于1个颗粒/60秒、大于或等于1颗粒/50秒、大于或等于1颗粒/40秒、大于或等于1颗粒/30秒、大于或等于1颗粒/25秒、大于或等于1颗粒/20秒、大于或等于1个颗粒/15秒、或者大于或等于1个颗粒/10秒。上述范围的组合也是可能的(例如，小于或等于1个颗粒/10秒且大于或等于1个颗粒/120秒)。
在某些实施方案中，系统可以配置成使得各颗粒(例如，生物实体)以特定的频率被引入至各流体隔离表面(例如，各颗粒经由单个出口被引入至各流体隔离表面之间的时间可以大于或等于1个颗粒/10秒)。在一些实施方案中，各颗粒以以下频率被引入至各流体隔离表面：小于或等于1个颗粒/10秒、小于或等于1个颗粒/15秒、小于或等于1个颗粒/20秒、小于或等于1个颗粒/25秒、小于或等于1颗粒/30秒、小于或等于1个颗粒/40秒、小于或等于1个颗粒/50秒、小于或等于1个颗粒/60秒、小于或等于1个颗粒/70秒、小于或等于1个颗粒/80秒、小于或等于1个颗粒/90秒、小于或等于1个颗粒/100秒、或者小于或等于1个颗粒/110秒。在一些实施方案中，各颗粒以以下频率被引入至各流体隔离表面：大于或等于1个颗粒/120秒、大于或等于1个颗粒/110秒、大于或等于1个颗粒/100秒、大于或等于1个颗粒/90秒、大于或等于1个颗粒/80秒、大于或等于1个颗粒/70秒、大于或等于1颗粒/60秒、大于或等于1颗粒/50秒、大于或等于1个颗粒/40秒、大于或等于1个颗粒/30秒、大于或等于1个颗粒/25秒、大于或等于1个颗粒/20秒、大于或等于1个颗粒/15秒、或者大于或等于1个颗粒/10秒。上述范围的组合也是可能的(例如，小于或等于1个颗粒/10秒且大于或等于1个颗粒/120秒)。其他范围也是可能的。
在一些实施方案中，可以收集各单个颗粒和相关联液体(例如，具有小于或等于100微升的体积)而不丢弃任何中间流体。例如，可以从出口收集第一颗粒和相关联液体，并且可以从出口收集第二颗粒和相关联液体，而不丢弃步骤之间的任何流体(例如，收集)。有利地，本文所述的方法和装置可以具有相对高的与各颗粒一起被收集的体积的均匀度。在一些实施方案中，与两个或更多个颗粒中的各者一起被收集的液体的体积基本上相同。在一些实施方案中，与第一颗粒和第二颗粒相关联的流体的体积之差不会变化成各被收集流体的体积的大于或等于10％(例如，大于或等于5％、大于或等于2％、大于或等于1％)。有利地，颗粒可以以相对低的和/或均匀的体积被收集在例如两个或更多个单独的容器中。
在一些实施方案中，可以使颗粒(例如，生物实体)在第二流体通道内间隔开使得可以在第二流体通道内经相对长的时间段(例如，大于或等于10分钟/颗粒)监测颗粒的一种或更多种特性(例如，生长)。例如，在一些实施方案中，本文描述的系统和方法可以用于将细胞提供至悬浮微通道谐振器(或悬浮微通道谐振器的阵列)。例如，如图4所示，系统302包括第一流体通道110、与第一流体通道110相交于相交点130的第二流体通道120、检测器150、和与第二流体通道120流体连通的悬浮微通道谐振器180。
在一些实施方案中，本文所述的制品和方法可以用于收集已在悬浮微通道谐振器(或悬浮微通道谐振器的阵列)中被测量一种或更多种特性的细胞。例如，如图2C所示，装置102包括第一流体通道110、与第一流体通道110正交的第二流体通道120、设置在第一流体通道110内的第二流体120的出口130、任选的检测器150、和与第二流体通道120流体连通的悬浮微通道谐振器180。
在系统包括一个或更多个悬浮微通道谐振器的实施方案中，悬浮微通道谐振器可以具有如下中描述的一个或更多个特征：2008年6月17日发布的标题为“Measurement ofconcentration and binding energetics”的共有美国专利第7,387,889号；2010年11月23日发布的标题为“Measurement of concentrations and binding energetics”的共有美国专利第7,838,284号；2015年9月15日发布的标题为“Method And Apparatus For HighThroughput Diagnosis Of Diseased Cells With Microchannel Devices”的共有美国专利第9,134,294号；2015年9月15日发布的标题为“Serial Arrays of SuspendedMicrochannel Resonators”的共有美国专利第9,134,295号；2012年1月3日发布的标题为“Method And Apparatus For Measuring Particle Characteristics Through MassDetection”的共有美国专利第8,087,284号；2014年5月13日发布的标题为“Flowcytometry Methods And Immunodiagnostics With Mass Sensitive Readout”的共有美国专利第8,722,419号，其各自出于所有目的通过引用整体并入本文。
可以使用任何合适的组件(例如，泵、注射器、加压容器或任何其他的压力源)将流体引入(例如，输送、流动、转移)至系统(或其中的流体通道(例如，第一流体通道))中。或者，可以通过在通道或装置的下游侧上施加真空或减压来将流体拉入流体通道中。真空可以利用能够提供比通道或装置上游存在的压力条件低的压力条件的任何源来提供。这样的源可以包括真空泵、文丘里管(venturis)、注射器和抽空容器。然而，应理解，在某些实施方案中，本文所述的方法可以通过使用毛细管流动、使用阀或者改变压力和/或流速的其他外部控制来改变流体通道上的压降来进行。
在一些实施方案中，引入流体(例如，包含多个颗粒)或流体中的至少一部分包括向第一流体通道施加压力使得流体中的至少一部分进入第一流体通道。在某些实施方案中，使流体流动包括向第一流体通道施加压力使得第一流体中的至少一部分从与第一流体通道相交的第二流体通道输送(或者输送至与第一流体通道相交的第二流体通道)。在某些实施方案中，将包含多个颗粒的流体引入至第二流体通道包括向第二流体通道(或者与第二流体通道流体连通的一个或更多个通道)施加压力使得多个颗粒中的至少一部分进入第二流体通道。在一些情况下，可以使多个颗粒流动使得通过向第一流体通道中的流体和/或第二流体通道中的流体施加压力来使一个或更多个颗粒在第二流体通道的出口处离开第二流体通道并进入第一流体通道。在一些实施方案中，压力为正压。在某些实施方案中，压力为负压或减压。
在某些实施方案中，使流体流动包括向第一流体通道施加压力使得流体中的至少一部分从与第一流体通道正交(并且至少部分地设置在第一流体通道内)的第二流体通道输送(或者输送至该第二流体通道)。在一些实施方案中，压力为正压。在某些实施方案中，压力为负压或减压。
系统中的一个或更多个流体通道可以具有任何合适的截面形状(例如，圆形、椭圆形、三角形、不规则、梯形、正方形或矩形等)。流体通道的纵横比(长度相对于平均截面尺寸)也可以为至少2:1，更通常为至少3:1、5:1或10:1或更大。流体通道内的流体可以部分地或完全地填充流体通道。
在一些实施方案中，一个或更多个流体通道可以具有特定的配置。在某些实施方案中，一个或更多个流体通道中的至少一部分在流体流动的方向上可以基本上是线性的。在一些实施方案中，一个或更多个流体通道中的基本上全部在流体流动的方向上基本上是线性的。在一些实施方案中，一个或更多个流体通道中的至少一部分可以是曲线的、弯曲的、蛇形的、交错的、锯齿形的、螺旋形的、或其组合。有利地，使用非线性流体通道可以允许将一个或更多个悬浮微通道谐振器并入至系统中(例如，与至少第二流体通道流体连通)。
本文所述的制品、系统和装置、或其部分(例如，流体通道、悬浮微通道谐振器)可以由任何合适的材料制造。材料的非限制性实例包括聚合物(例如，聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚(丙烯腈、丁二烯、苯乙烯)、聚(苯乙烯-共聚-丙烯酸酯)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯、聚酯、聚(二甲基硅氧烷)、PVC、PTFE、PET、或者两种或更多种这样的聚合物的共混物)、粘合剂、和/或金属(包括镍、铜、不锈钢、块体金属玻璃、或其他金属或合金)、或陶瓷(包括玻璃、石英、二氧化硅、氧化铝、氧化锆、碳化钨、碳化硅)、或非金属材料(例如石墨、硅)、或其他。
在一些实施方案中，流体或系统被保持在生理条件下(例如，用于测量细胞生长)。例如，在一些实施方案中，将流体和/或系统保持在37℃下并且任选地用5％二氧化碳气体混合物加压(例如，以保持生长培养基的pH稳定性)。
实施例
以下实施例旨在说明本文所述的某些实施方案，包括本发明的某些方面，但并不例示本发明的全部范围。
实施例1-串联SMR平台的流体操作
以下实施例说明了本文所述的系统和方法与悬浮微通道谐振器(SMR)的阵列用于细胞的生长速率和质量测量的用途。如图8A所示，SMR的阵列470与第一流体通道450和与第一流体通道450相交的第二流体通道460流体连通。第一压力源410和第二压力源430位于第二通道460的上游，并且各自与第一流体通道450流体连通。
该系统独立控制施加至第一流体通道的上游压力和下游压力二者。与第二流体通道和质量传感器阵列(即SMR)上的流速相比，该控制使得能够例如沿第一流体通道建立不同的体积流速。为了测量单个细胞生长速率，在质量传感器的阵列上保持恒定的流速—即对于整个生长测量实验将P进-P出保持在恒定值(如相应的图8B中所示)。图8B示出了用于系统的流体通道的电阻器图。基于流体通道设计的对称性和用于使流体流过装置的通道，第一流体通道中的所有阻力(R1)是相同的(其中用于从装置收集细胞的通道(R2)除外)。由于该收集通道具有较小的内径，因此其通常导致较高的流体阻力(R2>R1)。图8B还包括确定系统的流体操作的压力值，包括上游压力(P1和P2)、下游压力(P3和P4)以及SMR质量传感器阵列的入口和出口处的压力(P进和P出)。
对于大多数实验，将施加至阵列的细胞加载侧上的旁路流体通道的上游压力和下游压力保持恒定以便将细胞加载至质量传感器阵列中(P1＝P3)。然而，该流体平衡导致非常低的体积流速—约1μl/小时—在第一流体通道中。这样，为了驱赶第一流体通道的死体积并将细胞的样品加载至平台中以进行测量，沿加载细胞的第一流体通道产生显著更高的流速(P1>>P3)。在该驱赶期间，通过将P1增加并将P3降低相同的值来将P进保持在恒定值。在一些情况下，这确保质量传感器上一致的流速，无论加载细胞的第一流体通道处于细胞(主动)加载方式还是细胞驱赶方式的状态，如图8A至8D中所描绘的。根据被测量的细胞样品的类型，也可以周期性地实施该驱赶方式以递送用于测量的新的细胞填料(plug)或清除可能在第一流体通道中聚集的任何碎片。
图8C示出了用于第一流体通道和与第一流体通道相交的第二流体通道的主动加载方式的COMSOL流体模型。可以在410处的第一流体通道450的上游施加第一压力(例如，经由第一压力源)并且可以在430处的第一流体通道450的下游施加第二压力(例如，经由第二压力源)使得流体进入第二流体通道460。图8D示出了同一系统的驱赶方式。第二通道内的主动加载方式与驱赶方式中的流速基本上相同。
在一些情况下，确保细胞之间足够的间距(例如，控制下游细胞的收集)可以是有用的。用于控制细胞加载的频率的一种方法是调整加载至质量传感器的阵列中的细胞的浓度。基于泊松统计，可以使用体积流速和每单位体积的细胞浓度来确定进入阵列的细胞之间的平均预期时间(参见图9中的“被动加载”)。虽然该方法可以有效于限制共同收集(co-collection)事件的数量，但是其对平台施加了固有的吞吐量限制。例如，如果收集所需的细胞之间的最短时间为20秒，则为了将共同收集频率降低到小于10％，必须调整细胞浓度，从而产生约60秒的细胞之间的平均时间。当针对单个细胞捕获试图实现更高的成功率时，可以进一步增加该时间。这样，虽然由驱赶细胞所需的时间确定的系统的最大吞吐量为约180个细胞/小时，但是单独的稀释方法将吞吐量限制为仅60个细胞/小时。
为了解决基于浓度的细胞加载的限制，对于串联SMR装置实施了主动加载方式。该流体过程利用图8A至8D中所示的驱赶配置与加载配置之间的主动切换。通过实时访问由检测器(例如，阵列中的第一质量传感器)生成的数据，可以基于该传感器的共振频率的相应偏移来确定何时细胞进入阵列。可以利用该频率偏移引起从细胞(主动)加载方式至细胞驱赶方式的切换。虽然自细胞溶液的体积取样在这两种模式之间是相同的—基于质量传感器的阵列上保持的一致流速—但驱赶时沿第一流体通道引导的体积流速分数显著大于引导至阵列的流速。因此，在驱赶方式期间，大部分流线继续沿第一流体通道(图8D)。由于细胞是有限尺寸的并且占据多条流线，因此其被引导沿第一流体通道并且不被吸引至第二流体通道中。因此，系统一切换至驱赶方式，细胞就不会被加载至阵列中。一旦引起细胞(主动)加载事件并且驱赶开始，则在切换回到细胞加载方式之前等待设定量的时间(例如，20秒)。为了在切换回到加载之后快速捕获细胞，可以使用比依赖基于泊松的加载的实验的典型细胞样品显著更高浓度的细胞样品。使用该方法，可以实现以固定的时间间隔进入阵列的细胞持续流。
图9示出了利用交替的主动加载方式和驱赶方式(“主动加载”，上图)以及被动加载(下图)加载到相交流体通道中的细胞的质量传感器(例如，悬浮微通道谐振器)的共振频率相对于时间的图。每当单个细胞穿过第一质量传感器时测量共振频率的偏移，各垂直尖峰表示单个细胞测量。在被动加载(上图)的情况下，单个细胞以浓度依赖性方式按照泊松分布进入质量传感器阵列，导致连续细胞事件之间的时间间距的变化性。对于主动加载(下图)，利用与进入阵列的单个细胞相关联的共振频率偏移来引起从主动加载方式至驱赶流体方式的切换(参见图8A至8D)直到经过期望的时间并且系统恢复到细胞(主动)加载方式。这样的主动切换使得基本上等间距的细胞流可以进入质量传感器的阵列，如图9所示。
实施例2-成胶质细胞瘤细胞在流体隔离表面上的分离
将浓度为100000个细胞/mL的成胶质细胞瘤BT145细胞分选到96孔板中，各孔中具有单个成胶质细胞瘤细胞。随后进行球形成试验。图10A至10B是来自包括第一流体隔离表面和与该表面相关联的单个细胞的第一孔(图10A)和包括第二流体隔离表面和与该表面相关联的单个细胞的第二孔(图10B)的代表性细胞图像。紧接在细胞从装置的流体通道释放到流体隔离表面上之后以及在细胞培养8天之后拍摄图像。在该实例中，图10A中的单个细胞显示没有生长，而图10B中的单个细胞显示外生长。
预测例1-用于快速细胞释放(收集)的流动聚焦(引导)
当单个细胞离开包括多个悬浮微通道谐振器的质量传感器阵列时(例如，经由第二流体通道的出口)，其进入细胞收集通道(即，第一流体通道)。在第一流体通道和第二流体通道相交的装置中，第一流体通道具有显著更大的体积流速—可能出现如图11中所示的流体模型中所见的流线分布。这样，当颗粒/细胞从装置中被驱赶时，颗粒/细胞通常会被非常紧密地驱动至收集通道的壁。基于收集通道内的流动剖面，颗粒/细胞遵循使其比整个通道上的平均速度移动得慢的流体路径。因此，不是仅将系统驱赶足够长的时间来清除流体的死体积—基于体积流速—而是可能需要被驱赶显著更长时间以确保颗粒/细胞被从系统中清除。
在释放通道的中心实现细胞聚焦的一种方法是用多样化制造方法，如图12所示。可以在单独的层中蚀刻收集通道(即，第一流体通道)—例如在单独的顶部玻璃层中—使得第二流体通道的出口可以被定位在颗粒/细胞收集通道的中心处或附近。该布置有助于离开质量传感器阵列的颗粒/细胞集中于细胞收集通道中的中心，从而将细胞置于收集通道的最大流动剖面中和/或有助于实现相对一致的细胞收集速率。在一些情况下，该方法可以减少从装置驱赶单个颗粒/细胞所需的最短时间和/或可以增加收集测量的最大可实现的吞吐量。
虽然本文已经描述和举例说明了本发明的多个实施方案，但是本领域普通技术人员将容易想到用于执行本文所述的功能和/或获得本文所述的结果和/或一个或多个优点的多种其他手段和/或结构，并且每个这样的变化和/或修改被认为是在本发明的范围内。更一般地，本领域技术人员将容易理解，本文所述的所有参数、尺寸、材料和配置意在是示例性的，并且实际的参数、尺寸、材料和/或配置将取决于使用本发明的教导的一个或更多个具体应用。本领域技术人员将认识到或者仅使用常规实验就能够确定本文所述的本发明的具体实施方案的许多等同方案。因此，应理解，前述实施方案仅作为示例呈现，并且在所附权利要求及其等同方案的范围内，本发明可以以不同于具体描述和要求保护的方式的其他方式实施。本发明涉及本文所述的各个单独的特征、系统、制品、材料、套件和/或方法。此外，如果这样的特征、系统、制品、材料、套件和/或方法不是相互矛盾的，则两个或更多个这样的特征、系统、制品、材料、套件和/或方法的任意组合都包括在本发明的范围内。
除非明确地指出相反，否则如本文在说明书和权利要求书中使用的没有量词修饰的名词应理解为意指“至少一个”。
如本文在说明书和权利要求书中使用的短语“和/或”，应理解为意指如此连接的要素中的“任一个或两个”，即在一些情况下共同存在而在另一些情况下分别存在的要素。除非明确地指出相反，否则可以任选地存在除了由“和/或”子句明确指出的要素之外的其他要素，无论其与明确指出的那些要素相关或不相关。因此，作为非限制性实例，当与诸如“包括”的开放式语言结合使用时，提及“A和/或B”可以在一个实施方案中指A而没有B(任选地包括除B之外的要素)；在另一个实施方案中，指B而没有A(任选地包括除A之外的要素)；在又一个实施方案中，指A和B二者(任选地包括其他要素)；等。
如本文在本说明书和权利要求书中使用的“或”应理解为具有与如上所定义的“和/或”相同的含义。例如，当分离列表中的项目时，“或”或“和/或”应当理解为包括的，即包括多个要素或要素列表中的至少一个，但也包括其中的多于一个，并且任选地包括另外的未列举项目。只有明确指出相反的术语，例如“仅一个”或“恰好一个”，或者当在权利要求书中使用时的“由……组成”，是指包括多个要素或要素列表中的恰好一个要素。一般地，本文使用的术语“或”当前面有排他性术语例如“两者之一”、“之一”、“仅一个”或“恰好一个”时，应当仅理解为表明排他性的替代方案(即“一个或另一，但非两者”)。“基本上由……组成”当在权利要求书中使用时应当具有其在专利法领域中使用的普通含义。
如本文在说明书和权利要求书中所使用的，在提及一个或更多个要素的列表时，短语“至少一个”应理解为意指选自要素列表中的任一个或更多个要素中的至少一个要素，但不一定包括要素列表中明确列出的各个和每个要素中的至少一个，并且不排除要素列表中要素的任意组合。该定义还允许可以任选地存在除了在短语“至少一个”所提及的要素列表中明确指出的要素之外的要素，无论其与明确指出的那些要素相关还是不相关。因此，作为非限制性实例，“A和B中的至少一个”(或等同地，“A或B中的至少一个”，或等同地，“A和/或B中的至少一个”)可以在一个实施方案中指至少一个A，任选地包括多于一个A，但不存在B(并且任选地包括除了B以外的要素)；在另一个实施方案中，指至少一个B，任选地包括多于一个B，但不存在A(并且任选地包括除了A以外的要素)；在又一个实施方案中，指至少一个A，任选地包括多于一个A，和至少一个B，任选地包括多于一个B(并且任选地包括其他要素)；等。
在权利要求书中以及在以上说明书中，所有过渡性短语例如“包括”、“包含”、“带有”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”等都应理解为开放式的，即，意指包括但不限于。仅过渡性短语“由……组成”和“基本上由……组成”应当分别是封闭或半封闭式过渡性短语，如美国专利局专利审查程序手册第2111.03节中所阐述的。
除非另有定义或指明，否则如本文所使用的涉及例如一个或更多个制品、结构、力、领域、流动、方向/轨迹、和/或其子组件的或其之间的形状、定向、对齐和/或几何关系，和/或其组合和/或以上未列出的示于由这样的术语表征的任何其他有形或无形要素的任何术语应当被理解为不要求绝对符合这样的术语的数学定义，而应当理解为在如此表征的主题的可能的范围内指示符合这样的术语的数学定义的特征，如本领域技术人员将理解的那样与本主题最密切相关。与形状、定向和/或几何关系相关的这样的术语的实例包括但不限于描述如下的术语：形状，例如圆形、正方形、圆形的/圆形、矩形的/矩形、三角形的/三角形、圆柱形的/圆柱形、椭圆的/椭圆、(n)多边形的/(n)多边形等；角定向，例如垂直的(perpendicular)、正交的、平行的、垂直的(vertical)、水平的、共线的等；轮廓和/或轨迹，例如平面/平面的、共面的、半球的、四分之一球的(semi-hemispherical)、线/线性的、双曲线的、抛物线的、平坦的、曲线的、直的、弓形的、正弦曲线的、切线/切线的等；方向，例如北、南、东、西等；表面和/或块体材料特性和/或空间/时间分辨率和/或分布，例如平滑的、反射的、透明的、清晰的、不透明的、刚性的、不可渗透的、均匀的(地)、惰性的、不可润湿的、不可溶的、稳定的、不变的、恒定的、均质的等；以及对于相关领域的技术人员明显的许多其他内容。作为一个实例，本文中描述为“正方形”的所制造的制品不需要这样的制品具有完全平面或线性并且以恰好90度的角度相交的面或侧面(实际上，这样的制品只能作为数学抽象而存在)，而是如本领域技术人员将理解的或如具体描述的，这样的制品的形状应被解释为近似于数学上定义的“正方形”，达到对于所列举的制造技术通常可实现和达到的程度。作为另一个实例，在本文中描述为“对齐”的两个或更多个制造的制品将不要求这样的制品具有完全对齐的面或侧面(实际上，这样的制品只能作为数学抽象存在)，而是如本领域技术人员将理解或如具体描述的，这样的制品的布置应被解释为近似于数学上定义的“对齐”，达到对于所列举的制造技术通常可实现和达到的程度。

Claims (66)

1.一种用于使颗粒流动的方法，包括：
使包含第一组多个颗粒的流体在第一流体通道中流动，所述第一流体通道与第二流体通道流体连通，
其中所述第一流体通道与所述第二流体通道之间的压力差导致单个颗粒进入所述第二流体通道；
用检测器检测在所述第二流体通道中所述单个颗粒的存在；以及
在检测到在所述第二流体通道中存在所述单个颗粒时，改变所述第一流体通道中的流体的流速，使得所述第一组多个颗粒的剩余的颗粒的至少一部分流动通过所述第一流体通道；以及
使所述单个颗粒流动通过所述第二流体通道，其中所述第一流体通道与所述第二流体通道之间的压力差导致没有来自所述第一组多个颗粒的另外的颗粒进入至所述第二流体通道中。
2.一种用于使颗粒流动的方法，包括：
从包含多个颗粒的第一流体通道将单个颗粒引入至第二流体通道中，所述第二流体通道与所述第一流体通道流体连通，其中所述第一流体通道与所述第二流体通道之间的压力差导致所述单个颗粒进入所述第二流体通道；
用检测器检测在所述第二流体通道中的所述单个颗粒；以及
响应于对所述单个颗粒进行的检测，改变所述第一流体通道中的流体的流速，使得所述第一组多个颗粒的剩余的颗粒的至少一部分流动通过所述第一流体通道，由此使所述单个颗粒基本上以恒定的流速保留在所述第二流体通道中，同时使另外的颗粒流动通过所述第一流体通道。
3.一种用于使颗粒流动的方法，包括：
将包含第一组多个颗粒的流体引入至第一流体通道中；
其中第二流体通道与所述第一流体通道相交并与所述第一流体通道流体连通，
使所述多个颗粒流动，其中所述第一流体通道与所述第二流体通道之间的压力差导致所述第一组多个颗粒中的颗粒的至少一部分进入至所述第二流体通道中，
其中各颗粒以小于或等于1个颗粒/10秒至大于或等于1个颗粒/120秒的范围内的频率从所述第一流体通道进入所述第二流体通道；
在各颗粒从所述第一流体通道到所述第二流体通道的进入之间使流体在所述第一流体通道中流动；以及
改变所述第一流体通道中的流体的流速，使得所述第一组多个颗粒的剩余的颗粒的至少一部分流动通过所述第一流体通道。
4.根据任一前述权利要求所述的方法，其中各颗粒以小于或等于1个颗粒/10秒的频率从所述第一流体通道进入所述第二流体通道，所述颗粒以至少100个颗粒/mL的密度存在于所述流体中。
5.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述第一组颗粒包含无序排列的颗粒，并且其中各颗粒以平均距离为20微米至500mm的间距彼此分开，以至少1个颗粒/10秒的速率从所述第一流体通道进入所述第二流体通道，其中所述间距中的90％与所述平均距离相差不超过10％。
6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述多个颗粒为多个生物实体。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述多个生物实体包括病毒体、细菌、蛋白质复合物、外排体、细胞或真菌。
8.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述第一流体通道的平均截面尺寸大于或等于5微米且小于或等于2mm。
9.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述第二流体通道的平均截面尺寸大于或等于50微米且小于或等于2mm。
10.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述第一流体通道的平均截面尺寸与所述第二流体通道的平均截面尺寸的比为至少1且小于或等于10。
11.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述第一流体通道中的颗粒的密度大于或等于100个颗粒/毫升且小于或等于1000000个颗粒/毫升。
12.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述第一流体通道和所述第二流体通道之间的相交点处在驱赶方式期间的流体压力为相交点处在主动加载方式期间的流体压力的小于或等于10％且大于或等于0.01％。
13.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述第二流体通道中在驱赶方式期间的流体的流速为所述第二流体通道中在主动加载方式期间的流体的流速的小于或等于10％且大于或等于0.01％。
14.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述第二流体通道内的颗粒能够沿所述第二流体通道的纵轴以至少20微米且小于或等于500mm的平均间距间隔开。
15.根据任一前述权利要求所述的方法，其中在所述第二流体通道中流动的单独的颗粒能够分开，使得间距中的至少90％相差不超过所述颗粒之间的平均间距的小于10％且大于或等于0.1％。
16.根据任一前述权利要求所述的方法，其中颗粒沿所述第二流体通道的纵轴的平均速度大于或等于0.1mm/秒且小于或等于10mm/秒。
17.根据任一前述权利要求所述的方法，其中各颗粒以小于或等于1个颗粒/10秒且大于或等于1个颗粒/120秒的频率从所述第一流体通道进入所述第二流体通道。
18.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述颗粒悬浮在流体中。
19.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述第二流体通道与至少一个悬浮微通道谐振器流体连通。
20.根据权利要求1至2和4至19中任一项所述的方法，包括：在使所述单个颗粒保持在所述第二流体通道中的同时，使其中悬浮有所述单个颗粒的流体的至少一部分流出所述第二流体通道并流入所述第一流体通道中。
21.根据权利要求1至2和4至20中任一项所述的方法，其中所述检测器选自光学检测器、质量传感器、电容传感器、热传感器、电阻脉冲传感器、电流传感器、基于MEMS的压力传感器、声学传感器、超声波传感器和悬浮微通道谐振器。
22.根据权利要求1至2和4至21中任一项所述的方法，包括：
使所述单个颗粒流动通过与所述第二流体通道流体连通并与多个流体隔离表面相关联的第三流体通道并收集所述单个颗粒，使得各颗粒与单个流体隔离表面相关联。
23.根据任一前述权利要求所述的方法，其中各颗粒沿所述第二流体通道的纵轴间隔开至少1mm。
24.根据权利要求22至23中任一项所述的方法，其中所述多个颗粒根据与各颗粒相关联的特性来分选。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述颗粒的特性为所述颗粒的质量。
26.根据权利要求22至25中任一项所述的方法，包括确定所述多个颗粒中的各颗粒的特性。
27.根据权利要求22至26中任一项所述的方法，其中颗粒在被引入至所述第二流体通道中之前的密度大于或等于100个颗粒/毫升且小于或等于1000000个颗粒/毫升。
28.根据权利要求22至27中任一项所述的方法，其中所述第二流体通道内的颗粒能够沿所述第二流体通道的纵轴以至少20微米且小于或等于50mm的平均间距间隔开。
29.根据权利要求22至28中任一项所述的方法，其中所述颗粒沿所述第二流体通道的纵轴的平均速度大于或等于0.05mm/秒且小于或等于100mm/秒。
30.根据权利要求22至29中任一项所述的方法，其中各颗粒以小于或等于1个颗粒/10秒且大于或等于1个颗粒/120秒的频率被收集在流体隔离表面上。
31.根据权利要求22至30中任一项所述的方法，其中各颗粒悬浮在液体中。
32.根据权利要求31所述的方法，其中所述液体的体积大于或等于0.1微升且小于或等于100微升。
33.根据权利要求1至21中任一项所述的方法，其中所述第二流体通道包括定位在所述第一流体通道中的出口，以及其中离开所述第二流体通道进入所述第一流体通道的颗粒的频率小于或等于1个颗粒/10秒且大于或等于1个颗粒/120秒。
34.根据权利要求33所述的方法，其中所述第二流体通道内的颗粒能够沿所述第二流体通道的纵轴以至少20微米且小于或等于50mm的平均间距间隔开。
35.根据权利要求33至34中任一项所述的方法，其中在所述第二流体通道中流动的单独的颗粒能够分开，使得间距中的至少90％相差不超过所述颗粒之间的平均间距的小于10％且大于或等于0.1％。
36.根据权利要求33至35中任一项所述的方法，其中所述颗粒沿所述第二流体通道的纵轴的平均速度大于或等于0.05mm/秒且小于或等于100mm/秒。
37.根据权利要求33至36中任一项所述的方法，其中各颗粒从所述第一流体通道的出口以小于或等于1个颗粒/10秒且大于或等于1个颗粒/120秒的频率被收集。
38.根据权利要求33至37中任一项所述的方法，其中各颗粒被收集悬浮在液体中。
39.根据权利要求38所述的方法，其中收集的液体的体积大于或等于0.1微升且小于或等于100微升。
40.一种用于使颗粒流动的系统，包括：
配置为接收多个颗粒的第一流体通道；
与所述第一流体通道相交并与所述第一流体通道流体连通的第二流体通道；
与所述第一流体通道相关联的至少一个压力源，其中所述压力源被配置为在所述第一流体通道和所述第二流体通道之间产生压力差，所述压力差导致单个颗粒从所述第一流体通道进入至所述第二流体通道中；和
与所述第二流体通道相关联的检测器，其中所述系统被配置成使得在通过检测器检测到在所述第二流体通道中存在单个颗粒时，所述至少一个压力源中的一者或更多者的至少一种特性改变使得没有来自所述多个颗粒的另外的颗粒进入至所述第二流体通道中。
41.根据权利要求40所述的系统，其中所述多个颗粒为多个生物实体。
42.根据权利要求41所述的系统，其中所述多个生物实体包括病毒体、细菌、蛋白质复合物、外排体、细胞或真菌。
43.根据权利要求40至42中任一项所述的系统，其中所述第一流体通道的平均截面尺寸大于或等于5微米且小于或等于2mm。
44.根据权利要求40至43中任一项所述的系统，其中所述第二流体通道的平均截面尺寸大于或等于50微米且小于或等于2mm。
45.根据权利要求40至44中任一项所述的系统，其中所述第一流体通道的平均截面尺寸与所述第二流体通道的平均截面尺寸的比为至少1且小于或等于10。
46.根据权利要求40至45中任一项所述的系统，其中所述第一流体通道中的颗粒的密度大于或等于100个颗粒/毫升且小于或等于1000000个颗粒/毫升。
47.根据权利要求40至46中任一项所述的系统，其中所述第一流体通道和所述第二流体通道之间的相交点处在驱赶方式期间的流体压力为相交点处在主动加载方式期间的流体压力的小于或等于10％且大于或等于0.01％。
48.根据权利要求40至47中任一项所述的系统，其中所述第二流体通道中在驱赶方式期间的流体的流速为所述第二流体通道中在主动加载方式期间的流体的流速的小于或等于10％且大于或等于0.01％。
49.根据权利要求40至48中任一项所述的系统，其中所述第二流体通道内的颗粒能够沿所述第二流体通道的纵轴以至少20微米且小于或等于500mm的平均间距间隔开。
50.根据权利要求40至49中任一项所述的系统，其中在所述第二流体通道中流动的单独的颗粒能够分开，使得间距中的至少90％相差不超过所述颗粒之间的平均间距的小于10％且大于或等于0.1％。
51.根据权利要求40至50中任一项所述的系统，其中所述颗粒沿所述第二流体通道的纵轴的平均速度大于或等于0.1mm/秒且小于或等于10mm/秒。
52.根据权利要求40至51中任一项所述的系统，其中各颗粒以小于或等于1个颗粒/10秒且大于或等于1个颗粒/120秒的频率从所述第一流体通道进入所述第二流体通道。
53.根据权利要求40至52中任一项所述的系统，其中所述颗粒悬浮在流体中。
54.根据权利要求40至53中任一项所述的系统，其中所述第二流体通道与至少一个悬浮微通道谐振器流体连通。
55.根据权利要求40至54中任一项所述的系统，其中所述检测器选自光学检测器、质量传感器、电容传感器、热传感器、电阻脉冲传感器、电流传感器、基于MEMS的压力传感器、声学传感器、超声波传感器和悬浮微通道谐振器。
56.根据权利要求40所述的系统，所述系统还包括：
多个流体隔离表面；和
与各流体隔离表面相关联的单个颗粒。
57.根据权利要求56所述的系统，其中各流体隔离表面为细胞培养表面。
58.根据权利要求40所述的系统，其中所述系统包括至少2个流体隔离表面。
59.根据权利要求40所述的系统，其中所述系统包括96孔、384孔或1536孔的ANSI微孔板。
60.根据权利要求40至55中任一项所述的系统，所述系统还包括：
悬浮微通道谐振器；
与所述悬浮微通道谐振器流体连通的所述第二流体通道，其中所述第二流体通道的纵轴与所述第一流体通道的纵轴正交，以及所述第二流体通道包括定位在所述第一流体通道的中心处或附近的出口。
61.根据权利要求60所述的系统，其中所述第二流体通道内的颗粒能够沿所述第二流体通道的纵轴以至少20微米且小于或等于50mm的平均间距间隔开。
62.根据权利要求60至61中任一项所述的系统，其中在所述第二流体通道中流动的单独的颗粒能够分开，使得间距中的至少90％相差不超过所述颗粒之间的平均间距的小于10％且大于或等于0.1％。
63.根据权利要求60至62中任一项所述的系统，其中所述颗粒沿所述第二流体通道的纵轴的平均速度大于或等于0.05mm/秒且小于或等于100mm/秒。
64.根据权利要求60至63中任一项所述的系统，其中各颗粒从所述第一流体通道的出口以小于或等于1个颗粒/10秒且大于或等于1个颗粒/120秒的频率被收集。
65.根据权利要求60至64中任一项所述的系统，其中各颗粒被收集悬浮在液体中。
66.根据权利要求65所述的系统，其中收集的液体的体积大于或等于0.1微升且小于或等于100微升。
CN201880022965.7A 2017-03-31 2018-03-29 用于使颗粒流动的系统、制品和方法 Active CN110475849B (zh)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762480170P 2017-03-31 2017-03-31
US201762480185P 2017-03-31 2017-03-31
US201762480148P 2017-03-31 2017-03-31
US62/480,185 2017-03-31
US62/480,170 2017-03-31
US62/480,148 2017-03-31
PCT/US2018/025040 WO2018183610A1 (en) 2017-03-31 2018-03-29 Systems, articles, and methods for flowing particles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110475849A CN110475849A (zh) 2019-11-19
CN110475849B true CN110475849B (zh) 2023-03-28

Family

ID=63676987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880022965.7A Active CN110475849B (zh) 2017-03-31 2018-03-29 用于使颗粒流动的系统、制品和方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US11162886B2 (zh)
EP (1) EP3601522A4 (zh)
JP (1) JP7285008B2 (zh)
CN (1) CN110475849B (zh)
CA (1) CA3056255A1 (zh)
WO (1) WO2018183610A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11143548B2 (en) 2014-10-28 2021-10-12 Massachusetts Institute Of Technology Simultaneous oscillation and frequency tracking of multiple resonances via digitally implemented phase-locked loop array
WO2018236708A1 (en) 2017-06-19 2018-12-27 Massachusetts Institute Of Technology SYSTEMS AND METHODS FOR MEASURING PARTICLE PROPERTIES
CN112888503B (zh) 2018-10-03 2022-07-15 威里利生命科学有限责任公司 保持流体通道中的恒定体积流量的系统和方法
WO2020146735A1 (en) * 2019-01-10 2020-07-16 Selim Olcum Machine learning in functional cancer assays
CA3126148A1 (en) 2019-01-10 2020-07-16 Travera LLC Calibration of a functional biomarker instrument
CA3125972A1 (en) * 2019-01-10 2020-07-16 Massachusetts Institute Of Technology Functional analysis of cancer cells

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101765762A (zh) * 2007-04-16 2010-06-30 通用医疗公司以马萨诸塞州通用医疗公司名义经营 使粒子在微通道中聚集的系统和方法
CN104677808A (zh) * 2013-11-26 2015-06-03 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种基于压力吸吮的细胞/颗粒分选系统和方法
CN105814189A (zh) * 2013-12-04 2016-07-27 明策微型流体私人有限公司 微流体装置

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1390287A2 (en) 2001-05-04 2004-02-25 California Institute Of Technology An apparatus and method for ultrasensitive nanoelectromechanical mass detection
AU2002320507A1 (en) * 2001-07-13 2003-01-29 Caliper Technologies Corp. Microfluidic devices and systems for separating components of a mixture
US7203472B2 (en) 2002-03-15 2007-04-10 Nokia Corporation Method and apparatus providing calibration technique for RF performance tuning
AU2003228630B2 (en) 2002-04-17 2009-10-22 Cytonome/St, Llc Method and apparatus for sorting particles
US7387889B2 (en) 2002-08-22 2008-06-17 Massachusetts Institute Of Technology Measurement of concentrations and binding energetics
US7282329B2 (en) 2002-08-22 2007-10-16 Massachusetts Institute Of Technology Suspended microchannel detectors
US7791424B2 (en) 2002-10-15 2010-09-07 Marvell World Trade Ltd. Crystal oscillator emulator
SG110153A1 (en) 2003-09-22 2005-04-28 Agency Science Tech & Res Device and method of detecting mutations and polymorphisms in dna
US7215214B1 (en) 2003-09-26 2007-05-08 Cypress Semiconductor Corp. Resonator and amplifying oscillator circuit having a high resolution skew-compensated frequency synthesizer integrated on a single substrate
US7449968B1 (en) 2005-05-03 2008-11-11 Discera, Inc. Frequency and temperature compensation synthesis for a MEMS resonator
US7812680B1 (en) 2005-05-03 2010-10-12 Discera, Inc. MEMS resonator-based signal modulation
US20090053749A1 (en) * 2006-01-09 2009-02-26 Massachusetts Institute Of Technology Method and Apparatus for High Throughput Diagnosis of Diseased Cells With Microchannel Devices
US20070178529A1 (en) * 2006-01-13 2007-08-02 Micronics, Inc. Electromagnetically actuated valves for use in microfluidic structures
WO2008060713A2 (en) 2006-06-22 2008-05-22 Massachusetts Institute Of Technology Flow cytometry methods and immunodiagnostics with mass sensitive readout
US8087284B2 (en) 2006-10-11 2012-01-03 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for measuring particle characteristics through mass detection
US8227747B2 (en) 2008-01-25 2012-07-24 California Institute Of Technology Single molecule mass spectroscopy enabled by nanoelectromechanical systems (NEMS-MS)
US8384449B2 (en) 2008-02-12 2013-02-26 Panasonic Corporation Synthesizer and reception device using the same
JP5307244B2 (ja) 2008-08-27 2013-10-02 スペックス・チューリヒ・ゲーエムベーハー 走査プローブ顕微鏡によりピエゾ電気応答を測定する方法
US8312763B2 (en) 2008-10-15 2012-11-20 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for trapping single particles in microfluidic channels
US8291750B1 (en) 2009-02-17 2012-10-23 Viscoteers, Inc. Resonant measurement system and method
US8156805B2 (en) 2009-04-15 2012-04-17 Freescale Semiconductor, Inc. MEMS inertial sensor with frequency control and method
US20110113856A1 (en) 2009-11-13 2011-05-19 Honeywell International All-differential resonant nanosensor apparatus and method
US9267923B2 (en) 2010-11-01 2016-02-23 Koc Universitesi Miniaturized integrated micro electro-mechanical systems (MEMS) optical sensor array
FR2973504B1 (fr) 2011-03-31 2014-01-10 Commissariat Energie Atomique Systeme de mesure a resonateurs electromecaniques, procede de fabrication d'un tel systeme et procede de lecture d'au moins deux resonateurs electromecaniques
WO2013169940A2 (en) 2012-05-09 2013-11-14 California Institute Of Technology Single-protein nanomechanical mass spectrometry in real time
JP2014006211A (ja) 2012-06-27 2014-01-16 Asahi Kasei Electronics Co Ltd センサー回路
FR2996219B1 (fr) 2012-10-02 2014-10-03 Commissariat Energie Atomique Systeme de mesure comprenant un reseau de resonateurs de type nano-systeme electromecanique
CN105008895B (zh) * 2012-10-15 2019-02-15 纳诺赛莱克特生物医药股份有限公司 颗粒分选的系统、设备和方法
JP2014169925A (ja) 2013-03-04 2014-09-18 Sony Corp 流路デバイス及び分取装置
US9000833B2 (en) 2013-03-06 2015-04-07 Silicon Laboratories Inc. Compensation of changes in MEMS capacitive transduction
FR3004874B1 (fr) 2013-04-17 2015-04-03 Commissariat Energie Atomique Circuit de mesure de frequence de resonance de nano-resonateurs
JP6403777B2 (ja) 2013-12-02 2018-10-10 コミッサリア ア レネルジ アトミック エ オー エネルジス アルテルナティヴスＣｏｍｍｉｓｓａｒｉａｔ Ａ Ｌ‘Ｅｎｅｒｇｉｅ Ａｔｏｍｉｑｕｅ Ｅｔ Ａｕｘ Ｅｎｅｒｇｉｅｓ Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｓ ガスを分析するためのシステム及び方法
US9134295B1 (en) 2014-04-08 2015-09-15 Massachusetts Institute Of Technology Serial arrays of suspended microchannel resonators
WO2015155044A1 (en) 2014-04-09 2015-10-15 Eth Zurich Method and device for multiple-frequency tracking of oscillating systems
US9757727B2 (en) 2014-05-29 2017-09-12 Massachusetts Institute Of Technology Hydrodynamic trap array
CA2906268C (en) 2014-09-29 2020-04-14 The Governors Of The University Of Alberta Apparatus and method for high resolution complex permittivity sensing using high q microwave sensors for lossy or non-lossy mediums and samples
US11143548B2 (en) 2014-10-28 2021-10-12 Massachusetts Institute Of Technology Simultaneous oscillation and frequency tracking of multiple resonances via digitally implemented phase-locked loop array
JP6757723B2 (ja) 2014-11-03 2020-09-23 ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション ミクロ流体装置における粒子の濃縮
FR3030942A1 (fr) 2014-12-22 2016-06-24 Commissariat Energie Atomique Oscillateur multi-mode permettant un suivi simultane des variations de plusieurs frequences de resonance d'un resonateur
US9709400B2 (en) 2015-04-07 2017-07-18 Analog Devices, Inc. System, apparatus, and method for resonator and coriolis axis control in vibratory gyroscopes
US11179721B2 (en) * 2015-07-21 2021-11-23 University Of Florida Research Foundation, Inc. Microfluidic trap
WO2018236708A1 (en) 2017-06-19 2018-12-27 Massachusetts Institute Of Technology SYSTEMS AND METHODS FOR MEASURING PARTICLE PROPERTIES

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101765762A (zh) * 2007-04-16 2010-06-30 通用医疗公司以马萨诸塞州通用医疗公司名义经营 使粒子在微通道中聚集的系统和方法
CN104677808A (zh) * 2013-11-26 2015-06-03 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种基于压力吸吮的细胞/颗粒分选系统和方法
CN105814189A (zh) * 2013-12-04 2016-07-27 明策微型流体私人有限公司 微流体装置

Also Published As

Publication number Publication date
CA3056255A1 (en) 2018-10-04
US20180299362A1 (en) 2018-10-18
JP7285008B2 (ja) 2023-06-01
JP2020515854A (ja) 2020-05-28
US11162886B2 (en) 2021-11-02
CN110475849A (zh) 2019-11-19
EP3601522A1 (en) 2020-02-05
US20220136949A1 (en) 2022-05-05
WO2018183610A1 (en) 2018-10-04
EP3601522A4 (en) 2021-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110475849B (zh) 用于使颗粒流动的系统、制品和方法
DK2440941T3 (en) Sheath flow devices and methods
KR101615177B1 (ko) 마이크로칩, 유로 구조, 유체 분석 장치, 미소입자 분별 장치 및 송액 방법
US7842244B2 (en) Flow cytometry for high throughput screening
JP2020513576A (ja) マイクロ流体チャネルを使用してマイクロ粒子のバルク選別を行う方法及び装置
CN107110766A (zh) 在微流体装置中对颗粒的联合分选和浓缩
EP2482055A2 (en) Systems and methods for particle focusing in microchannels
CN110959112B (zh) 微流体颗粒分析装置
Qi et al. Probing single cells using flow in microfluidic devices
CN107615064B (zh) 一次性生物测定盒及盒内执行多个测定步骤和流体输送的方法
US20230415153A1 (en) Microfluidic devices and method for sampling and analysis of cells using optical forces and raman spectroscopy
US10670583B2 (en) Cell chemotaxis assays
KR101048858B1 (ko) 개방형 그루브 채널 칩
US20120174657A1 (en) Method for Measuring Bacterial Growth and Antibiotic Resistance using Suspended Microchannel Resonators
US20190275522A1 (en) Microscale cell filter
EP4143534B1 (en) Target particle ejection from recirculating fluid ejection channels
US20230383239A1 (en) Microscale cell filter
Altinagac et al. Single cell array impedance analysis for cell detection and classification in a microfluidic device
Hosseini et al. High-throughput sheath-less microfluidic impedance cytometry for point of care applications
Zhang et al. On-chip sample preparations for point-of-care cellular analysis of blood
KR20230144034A (ko) 개선된 세포 반응 검출을 위한 디바이스

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant