CN114222628A - 用于分选微流体颗粒的设备 - Google Patents

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弗雷德·侯赛因
刘华韬
罗宾·普里查德
萨尔曼·萨姆森·罗杰斯
艾伦·辛克莱
迈克尔·威瑟斯
熊纲
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Abstract

公开了一种用于颗粒分选器系统的可消耗盒，该可消耗盒包括：用于接收含颗粒流体的入口；微流控芯片，其包括：与入口流体连接的输入通道；以及与输入通道流体连接并且包括输出正通道和输出负通道的颗粒分选器接合部；以及相应地与输出正通道和输出负通道流体连接的第一出口和第二出口，用于从可消耗盒中排放流体，使得在可消耗盒中在入口与第一出口和第二出口之间提供至少一个封闭的流体路径。

Description

用于分选微流体颗粒的设备
技术领域
本发明涉及颗粒分选器系统，特别是一种用于颗粒分选器系统的可消耗盒和仪器。本发明进一步涉及一种用于将微流控芯片支撑在用于颗粒分选器系统的可消耗盒中的芯片支架，以及一种用于微流体颗粒分选器的惯性颗粒聚集器。
背景技术
用于颗粒分选的仪器在生物研究中有广泛的用途。颗粒分选技术的一个主要应用是对生物细胞进行分选。用于基于细胞内的荧光标记的测量来分选细胞的仪器通常被称为荧光激活细胞分选(FACS)。颗粒分选的其他应用包括对载液中的一种液相的固体珠粒或液体液滴进行分选。例如，非水性载液中的水性液滴可以用于容纳细胞。因此，例如，待分选的颗粒可以是含有其它颗粒的液滴、细胞或珠粒。
细胞分选技术的一种新的应用是细胞疗法的研究、开发和生产。许多较新的细胞疗法需要对大量细胞进行分选。例如，许多新的自体T细胞疗法需要从外周血单核细胞(PBMC)中分选相对罕见的T淋巴细胞亚群。再生医学中的应用通常需要基于若干种分子标记来分离罕见的多能细胞或祖细胞。大多数当前的细胞分选仪器不适用于治疗产品的GMP(良好生产规范)生产，因为它们对于操作者或患者而言并非是“设计安全的”。一个原因是流体润湿的部件不容易消毒。这些产品还产生气溶胶，这可能对操作者造成伤害。
为了满足这一需求，申请人创造了如专利公开WO 2018/193258 A1中描述的微流体颗粒分选技术，其内容通过引用整体结合于此。本发明涉及用于实施该技术的仪器和可消耗品。
本文所述的解决方案提供了用于颗粒和细胞分选的仪器和可消耗品，其适用于在封闭的微流控芯片中，在(优选无菌的)可消耗盒内，在短时间内以高存活率、高产率和高纯度对细胞进行高通量分选，该可消耗盒可以安装在能够提供光学分析、电子控制、用户接口和数据输出的仪器中。
发明内容
根据本发明的一方面，提供了一种用于颗粒分选器系统的可消耗盒，该可消耗盒包括：用于接收含颗粒流体的入口；微流控芯片，其包括：与入口流体连接的输入通道；以及与输入通道流体连接并且包括输出正通道和输出负通道的颗粒分选器接合部；以及相应地与输出正通道和输出负通道流体连接的第一出口和第二出口，用于从可消耗盒中排放流体，使得在可消耗盒中在入口与第一出口和第二出口之间提供至少一个封闭的流体路径。
可消耗盒可以与颗粒分选器系统的其他部分分开供应，并且方便地装配在其中。此外，因为微流控芯片和流体路径被容纳在可消耗盒内，所以系统的仪器在操作中有效地与流体路径分隔开，使得可以避免流体样本和仪器之间的不希望的交叉污染。这样可以保证无菌。此外，可消耗盒安全地容纳流体样本，以便防止患者和系统操作者暴露于流体样本。
如本文所使用的，词语“盒”具有其常用的含义，即外壳或容器等，用于容易地插入到被配置为接收盒或其一部分的装置或机构中。
如本文所使用的，词语“可消耗盒(品)”具有其常用的含义，即通常在一次使用后，在达到其寿命终点后被丢弃的一次性产品。
如本文所使用的，词语“颗粒(particle)”涵盖载液中的一种液相的生物细胞、固体珠粒(solid bead)和液体液滴(比如非水性载液中的水性液滴)。液体液滴本身可能含有其它的颗粒。
如本文所使用的，词语“流体”涵盖水性和非水性流体，通常为液相或气相。出于本发明的目的，这种流体通常含有颗粒，尽管如此，也可以使用不含颗粒的流体。
本领域的技术人员将理解，术语“颗粒”和“流体”不限于上述定义，并且还应根据它们在本领域中的理解含义来解释。
在整个说明书中，术语“输出正通道”、“正输出通道”和“正出口”可互换使用。类似地，“输出负通道”应理解为可与“负输出通道”和“负出口”互换。
入口可以包括注射器连接器，该注射器连接器被配置为接收注射器，用于将流体供应到可消耗盒。
第一出口和第二出口中的至少一者可以被配置为用于与器皿(例如离心管)可拆卸地连接，用于接收排放的流体。这避免了用移液管将样品移出进行后续处理的需要，将样品移出进行后续处理是不期望的，因为它往往会留下有价值的样品材料。可拆卸的器皿允许继续处理未被移液管吸取的样品。
第一出口和第二出口中的所述至少一者可以包括管状结构，用于与互补的管状器皿可拆卸地连接。或者，第一出口和第二出口中的所述至少一者可以是包括器皿(例如管状器皿)的整体结构。
所述至少一个流体路径可以包括以下中的至少一个：连接在输出正通道和第一出口之间的第一柔性管；以及连接在输出负通道和第二出口之间的第二柔性管，第一柔性管和/或第二柔性管是可变形的，以便能够在操作中使得颗粒在颗粒分选器接合部中畅通。
微流控芯片可以包括：气泡发生器，其可操作以选择性地移位待分选颗粒周围的流体，从而在输入通道中产生流体的瞬态流动；以及涡流元件，其被配置为在瞬态流中引起涡流，以便引导待分选的颗粒进入输出正通道中。
在例如包括单接合分选器芯片的微流控芯片中，在使用中，涡流元件导致在瞬态流中产生涡流，这是由气泡发生器的致动提供的。所产生的涡流与待分选的颗粒一起向下游行进，并且导致颗粒朝向输出正通道移位(即横向于流动轴线)并且进入到该输出正通道中。该位移大于在没有涡流元件的情况下由气泡发生器的致动引起的位移，因此涡流元件消除了对设置在侧通道中的气泡发生器的需要。这有利地允许单接合分选器在芯片上高效并行布置。
涡流元件可以包括输入通道中的突起。涡流元件可以包括输入通道中的转弯部。涡流元件可以包括输入通道中的凹部。涡流元件可以在气泡发生器和输出正通道之间。应当理解的是，涡流元件可以采用适合于提供用于将所选颗粒引导到输出正通道的涡流的任何形状、形式或几何形状。
气泡发生器可以包括微加热器。在这种情况下，流体可以是对微加热器而言足够易挥发以产生气泡的任何液体，比如水、水性溶液或非水性载体介质。
单接合分选器可以被配置为在气泡发生器不工作并且因此不存在所述瞬态流的情况下，将颗粒引导到输出负通道中。
单接合分选器可以包括惯性聚集器，该惯性聚集器被配置为沿着输入通道的一个轴线沿着一条流线或多条流线将流体中的颗粒集中。惯性聚集器可以包括蛇形通道。输入通道可以包括惯性聚集器。
在单接合分选器的操作期间，可能会积聚碎屑。为了解决这个问题，单接合分选器可以包括阀，该阀被配置为关闭以防止流体通过输出正通道，从而中断流体的流动，并且由此将积聚的碎屑朝向输出负通道引导。
微流控芯片可以包括单接合分选器阵列，每个单接合分选器如上所述。微流控芯片可以包括微透镜阵列，每个微透镜与单接合分选器阵列中对应的一个对齐。微流体颗粒分选器可以包括物镜布置，该物镜布置包括一个或更多个物镜。出于表征流体中的颗粒的目的，物镜布置可以被配置为向单接合分选器阵列的每个单接合分选器传送光并且从其收集光。因此，用于控制分选和颗粒表征的光通过至少一个物镜被传送和收集，从而覆盖单接合分选器的二维阵列的整个区域，这是因为物镜布置被配置为照亮二维阵列的整个区域。
微流控芯片可以包括硅衬底、电阻器层、轨迹层、钝化层、抗气蚀层和光学层。
可消耗盒可以包括芯片支架，该芯片支架将微流控芯片支撑在可消耗盒中，该芯片支架包括：第一弹性密封件，用于密封入口和输入通道之间的流体连接；以及第二弹性密封件，用于密封输出正通道和输出负通道与第一出口和第二出口之间的相应的流体连接。第一弹性密封件和/或第二弹性密封件可以包括互补的脊和凹槽。
可消耗盒可以包括定位特征，用于将芯片支架定位在颗粒分选器系统的仪器上。定位特征可以包括孔和柱中的一个，用于与仪器的孔和柱中的互补的另一个配合。
芯片支架可以包括光学窗口，用于在操作中对流过微流控芯片的颗粒进行光学分析。
芯片支架可以包括电气连接器，用于将微流控芯片与仪器电气连接。
芯片支架可以包括互补的第一半件和第二半件，它们配合在一起以便围绕微流控芯片密封。芯片支架的第一半件和第二半件可以通过机械紧固件配合在一起。第一半件可以包括定位特征和光学窗口，并且第二半件可以包括第一弹性密封件和/或第二弹性密封件和电气连接器。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于将微流控芯片支撑在用于颗粒分选器系统的可消耗盒中的芯片支架，该芯片支架包括用于密封微流控芯片与可消耗盒的入口和出口之间的流体连接的弹性密封件。这些弹性密封件可以包括互补的脊和凹槽。
芯片支架可以包括定位特征，用于将芯片支架定位在颗粒分选器系统的仪器上。定位特征可以包括孔和柱中的一个，用于与仪器的孔和柱中的互补的另一个配合。
芯片支架可以包括电气连接器，用于将微流控芯片与颗粒分选器系统的仪器电气连接。
芯片支架可以包括光学窗口，用于在操作中对流过微流控芯片的颗粒进行光学分析。
芯片支架可以包括互补的第一半件和第二半件，用于配合在一起以便围绕微流控芯片密封。芯片支架可以包括机械紧固件，用于将第一半件和第二半件配合在一起。第一半件可以包括定位特征和光学窗口，并且第二半件可以包括弹性密封件和电气连接器。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于颗粒分选器系统的仪器，该系统包括可消耗盒，该可消耗盒包括由芯片支架支撑的微流控芯片，该仪器包括用于将芯片支架定位在仪器上的接口特征。
接口特征可以包括孔和柱，用于与芯片支架的互补的孔和柱配合。接口特征可以包括夹管阀，以使得能够在操作中使颗粒在微流控芯片中畅通。
接口特征可以包括孔，以实现微流控芯片的光学询问。
该仪器可以包括光学系统，该光学系统被配置为测量来自微流控芯片的外延照明中的荧光。
该仪器可以包括光学系统，该光学系统被配置为测量来自微流控芯片的反射中的光散射。
光学系统可以包括偏心安装的棒，用于阻挡直接的激光束和测量光散射。
光学系统可以包括新月形孔，用于阻挡直接的激光束和测量来自离轴激光束的光散射。
光学系统可以包括可移动狭缝，用于阻挡一个或更多个激光焦点到达一个或更多个检测器。
该仪器可以包括电气连接器，用于将仪器与微流控芯片电气连接。
该仪器可以包括以下中的任一个或全部：光学测量系统，其包括光源、滤光器、透镜、检测器和机械部件；电子控制系统，其包括模数转换器(ADC)、现场可编程门阵列(FPGA)、带有图形用户接口(GUI)的PC和电力电子器件；用于可消耗盒的接口，其包括机械和电气连接以及一个或更多个光学窗口。
根据本发明的另一方面，提供了一种颗粒分选器系统，其包括：如本文上述的可消耗盒；以及用于向入口提供含颗粒流体的注射器和如本文上述的仪器中的一个或两个。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于微流体颗粒分选器的惯性颗粒聚集器，该惯性颗粒聚集器包括：不对称的上游通道部段，其包括多个交替的弯曲部，第一组弯曲部在第一方向上具有较大的曲率半径，第二组弯曲部在相反的第二方向上具有较小的曲率半径；以及对称的下游通道部段，其包括在第一方向和第二方向上具有相等的曲率半径的多个交替的弯曲部。
惯性颗粒聚集器可以包括位于不对称的上游通道部段和对称的下游通道部段之间的发夹弯通道部段，使得不对称的上游通道部段和对称的下游通道部段大致彼此平行地布置。
惯性颗粒聚集器可以包括由一个或更多个发夹弯部分开的两个或更多个蛇形通道部段。
附图说明
现将参考附图、通过示例的方式描述各个示例，在附图中：
图1示出了根据本发明的可消耗盒；
图2示出了可消耗盒内的芯片支架；
图3示出了芯片层结构；
图4示出了芯片设计；
图5示出了根据本发明的仪器；
图6示出了仪器-可消耗盒接口；
图7示出了仪器内的光学组件；
图8示出了光学器件的更多细节；以及
图9示出了电子控制系统。
具体实施方式
图1示出了可消耗盒。壳体101包括保持可移除的输入注射器102的注射器连接器、具有通气盖103的两个可移除的输出离心管、芯片支架104以及将注射器和输出管连接到芯片支架的管路。壳体进一步包括手指抓握部105，用于使用户握持可消耗盒并且将可消耗盒插入到仪器-可消耗盒接口上。壳体还包括将芯片支架定位在壳体内的弹簧部段106。
注射器连接器可以是鲁尔适配器、螺纹适配器或将注射器密封到管上的任何类型的连接器。
芯片支架如图2所示，并且包括两个模制的塑料半部，这两个模制的塑料半部经由模制件201中的捕获部机械地卡配在一起。两个半部都构造有肋202，用于增加的弯曲刚度。
第一半部203被设计成与仪器配合，并且提供光学窗口204以及用于精确定位在仪器-可消耗盒接口上的匹配柱上的两个插座205，并且容纳围绕其边缘包裹的柔性电路连接器206。
第二半部207提供弹性密封件208，该弹性密封件208形成在芯片212上的流体密封，并且其延伸穿过第二半部的本体以密封到输入和输出管209上。在弹性密封件中模制有凹槽和脊210，它们将芯片中的流体端口连接到输入和输出管路。输入端口211位于远离输出端口的位置，使得它可以密封到较高的压力。
芯片层结构在图3中示出(未按比例)，并且包括：硅衬底301，具有二氧化硅热沉积层311，其中蚀刻有通孔以形成输入和输出端口302。沟槽层303蚀刻在衬底的前部，以容纳薄膜层。钛电阻器层304沉积在沟槽中，随后是金或铝轨迹层305。轨迹层还在芯片的边缘上提供电气连接垫，并且在分选器区域中提供光学镜特征。氮化硅钝化层306经由化学气相沉积沉积在电气特征的顶部上。铬粘附层307沉积在钝化层的顶部上。钽、氮化钽或氮化钽铝抗气蚀层308沉积在钝化层的顶部，特别是在致动器上方。最后，在一个面上蚀刻有微流体通道310的第二玻璃层309被阳极化地结合到硅衬底。玻璃中的微流体通道可以通过深反应离子蚀刻或通过若干种其它可用于图案化玻璃的技术制成。微流体通道的表面可以通过热、化学或激光抛光技术进行抛光以保持光学和成像质量。
芯片设计如图4所示，并且包括输入端口401、输出正端口402和输出负端口403。惯性颗粒聚集器404或其它微流体颗粒聚集装置从输入端口连接。聚集器连接到分选器装置(如图4细节图所示)，该分选器装置包括输入通道410、由抗气蚀和钝化层保护免受溶液影响的微加热器405、涡流产生边缘406和接合部，在接合部处，通道被分成正输出通道407和负输出通道408。镜层409在通道下方沉积到硅衬底上，以帮助成像。提供有导电轨迹411和接触垫412。选择通道宽度，使得中心流线被偏向负输出通道，因此除非主动分选，否则颗粒将流向负输出。输出流的典型分割是60％：40％，有利于负输出，下面是一系列示例构造。
在如图4所示的示例中，惯性颗粒聚集器404包括若干个通道部段。第一部段是不对称蛇形通道，包括交替的弯曲部：在一个方向上的低曲率弯曲部，接着是在相反方向上的高曲率弯曲部，这些弯曲部重复若干次。第二部段是对称蛇形通道，其包括交替的弯曲部：在一个方向上的弯曲部，接着是在相反方向上的弯曲部，两个弯曲部的曲率相等，这些弯曲部重复若干次。在两个部段之间有一个发夹弯，这允许将惯性聚集器包裹成较短的总长度。包括在上游的不对称蛇形部段的目的是，颗粒聚集效应在相对较短的装置长度内进行。包括在下游的对称蛇形部段的目的是，相对于单独的不对称蛇形，颗粒聚集效果的精确度得到提高，并且出口处的颗粒位置不依赖于颗粒的大小或密度。应当理解，所描述的惯性颗粒聚集器不仅适用于本文描述的微流控芯片，而且更广泛地适用于微流体颗粒分选器。
因此，可消耗品包括封闭的输入和输出器皿，其可以连接到包括单接合分选器芯片、安装部件和管的盒和与之断开。
一种仪器如图5所示，其示出了容纳光学器件和电子器件的外壳501，在前部上具有门502，从而提供了激光安全联锁和对仪器-可消耗盒接口503的访问。
仪器-可消耗盒接口在图6中示出；细节包括安装和未安装可消耗盒(601和602)。图6示出了安装表面603和柱604，它们与可消耗盒配合并且精确定位可消耗盒。安装表面由电动3轴线XYZ平移台支撑，该平移台能够移动可消耗盒，使得输入通道精确地位于激光束的焦点处。孔605提供来自仪器的光输入以及散射和荧光发射的光输出的收集。弹簧电气连接器606与可消耗盒上的柔性电路连接器接触。注射器驱动器607与被可消耗盒接收的注射器接触。
壳体105上的手指抓握部仅经由壳体外部和芯片支架之间的柔性机械连杆件连接到芯片支架。因此，当可消耗盒插入仪器-可消耗盒接口时，芯片的位置通过插座205与匹配柱604的配合来确定。
光学组件如图7所示。两个激光器701被配置为聚焦在分选器芯片的输入通道内：激光束穿过光束成形透镜702并且进入光学壳体703中的孔。四个光电倍增管(PMT)荧光检测器704和两个光电二极管散射检测器705被配置为收集来自一个或两个激光焦点的光。频闪照明LED 706和相机707被配置为对分选器装置内的颗粒成像。输入和输出光穿过物镜708。
光学系统被配置用于反射成像、反射散射和辐射荧光如下：在进入入射孔703之后，每个光束穿过偏振分束器714，并且通过分色镜717结合，在光束之间有轻微的偏移。光束在分色镜713上反射，并且穿过分色镜716，从那里穿过四分之一波片715。然后，物镜708将光束聚集到分选器上游的芯片709上的两个独立的点上。
收集的光返回通过物镜708，通过四分之一波片715和分色镜716。此后，它被分色镜713分离，在该分色镜处反射出与激光波长相同的光。该光被分色镜717进一步分裂成与各个激光器相对应的波长。然后，每个反射光束进入偏振分束器714。此处，偏振已被旋转的散射光被反射出图面。而在无限平面719中，它穿过光束光阑(beam stop)，然后通过透镜718聚焦到散射检测器705上。
收集的荧光穿过分色镜717，并且被分色镜710反射，这些分色镜各自在一个波长带内分离荧光。来自每个分色镜的光通过透镜711聚焦到可移动狭缝的平面712上。狭缝选择从哪个激光束焦点使光穿到PMT 704。
图8示出了可移动狭缝和光束光阑。可移动狭缝801包括弹簧螺纹台上的狭缝，并且位于聚焦平面712中。因此，它能够让一个激光聚焦通过，并且阻挡另一个。光束光阑如803和802中所示，并且位于平面719中，分别用于前向散射和侧向散射。
光束光阑棒803准确地阻挡轴上光束的镜面反射，从而允许小角度的散射光通过到检测器。棒偏心地安装，以便可以调节光阑的位置。
光束光阑板802包括新月形孔口或孔。因此，该板阻挡离轴光束，并且让大角度的散射光通过到检测器。
电子控制系统如图9中示意性所示。所有实线块都在主控板上，而虚线块是分离的。两个光电二极管(PD)和多达六个的光电倍增管(PMT)连接到PCB并且由PCB供电。PMT具有由DAC设置的可编程增益。来自PD和PMT的信号首先经过模拟前端，调节它们的信号，用于ADC，这些ADC将其读数传递给FPGA。FPGA进行信号处理、峰值检测和排序决策。然后，FPGA触发微加热器、LED、相机和夹管阀螺线管驱动器，这些驱动器相应地驱动微加热器、LED、相机和夹管阀螺线管。最后，FPGA经由以太网连接到外部PC，从而发送峰值数据并且接收设置。
外部PC也连接到PCB上的USB3集线器。该USB集线器经由USB连接到两个激光器和注射泵，并且允许对其进行控制。集线器进一步连接到两个USB至4个UART的转换器，其允许经由串行通信控制DAC、载物台定位马达驱动器、微控制器和风扇控制器。微控制器驱动LED条，用于向用户提供视觉指示，并且风扇驱动器监控温度并驱动机箱风扇。
应当理解，已经结合优选示例对本发明进行了描述，并且在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以以许多不同的方式对本发明进行修改。
在一种示例中，磁性搅拌棒被放置在注射器内，而旋转磁体或电气产生的旋转磁场被放置在仪器上，被配置为旋转注射器内的磁性搅拌棒并且混合样品。

Claims (49)

1.一种用于颗粒分选器系统的可消耗盒，所述可消耗盒包括：
入口，用于接收含颗粒流体；
微流控芯片，包括：
输入通道，所述输入通道与所述入口流体连接；和
颗粒分选器接合部，其与所述输入通道流体连接，并且包括输出正通道和输出负通道；
以及第一出口和第二出口，所述第一出口和第二出口相应地与所述输出正通道和所述输出负通道流体连接，用于从所述可消耗盒排放流体，
使得在可消耗盒中，在所述入口与所述第一出口和第二出口之间提供至少一个封闭的流体路径。
2.根据权利要求1所述的可消耗盒，其中，所述入口包括注射器连接器，所述注射器连接器被配置为接收用于将流体供应到所述可消耗盒的注射器。
3.根据权利要求1或2所述的可消耗盒，其中，所述第一出口和第二出口中的至少一者被配置用于与用于接收排放的流体的器皿能够拆卸地连接。
4.根据权利要求3所述的可消耗盒，其中，所述第一出口和第二出口中的所述至少一者包括管状结构，用于与互补的管状器皿能够拆卸地连接。
5.根据任一前述权利要求所述的可消耗盒，其中，所述至少一个流体路径包括以下中的至少一个：
连接在所述输出正通道和所述第一出口之间的第一柔性管；和
连接在所述输出负通道和所述第二出口之间的第二柔性管，
所述第一柔性管和/或第二柔性管是能够变形的，以使得在操作中，颗粒能够在颗粒分选器接合部中畅通。
6.根据任一前述权利要求所述的可消耗盒，其中，所述微流控芯片包括：
气泡发生器，其能够操作以选择性地移位待分选颗粒周围的流体，从而在所述输入通道中产生流体的瞬态流动；以及
涡流元件，其被配置为在所述瞬态流中引起涡流，以便引导待分选颗粒进入所述输出正通道。
7.根据权利要求6所述的可消耗盒，其中，所述涡流元件包括所述输入通道中的突起。
8.根据权利要求6或7所述的可消耗盒，其中，所述涡流元件包括所述输入通道中的转弯。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的可消耗盒，其中，所述涡流元件包括所述输入通道中的凹部。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的可消耗盒，其中，所述涡流元件位于所述气泡发生器和所述输出正通道之间。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的可消耗盒，其中，所述气泡发生器包括微加热器。
12.根据权利要求6至11中任一项所述的可消耗盒，其被配置为在气泡发生器不工作并且因此不存在所述瞬态流的情况下，将颗粒引导到所述输出负通道中。
13.根据权利要求6至12中任一项所述的可消耗盒，包括惯性聚集器，所述惯性聚集器被配置为沿着输入通道的中心将流体中的颗粒集中。
14.根据权利要求13所述的可消耗盒，其中，所述惯性聚集器包括蛇形通道。
15.根据权利要求13或14所述的可消耗盒，其中，所述输入通道包括所述惯性聚集器。
16.根据任一前述权利要求所述的可消耗盒，包括阀，所述阀被配置为关闭以防止流体流动通过所述输出正通道，从而中断流体的流动，并且由此将积聚的碎屑朝向所述输出负通道引导。
17.根据权利要求6至16中任一项所述的可消耗盒，其中，所述微流控芯片包括硅衬底、电阻器层、轨迹层、钝化层、抗气蚀层和光学层。
18.根据任一前述权利要求所述的可消耗盒，包括芯片支架，所述芯片支架将微流控芯片支撑在所述可消耗盒，所述芯片支架包括：
第一弹性密封件，用于密封所述入口和所述输入通道之间的流体连接；和
第二弹性密封件，用于密封所述输出正通道和所述输出负通道与所述第一出口和第二出口之间的相应的流体连接。
19.根据权利要求18所述的可消耗盒，其中，所述第一弹性密封件和/或第二弹性密封件包括互补的脊和凹槽。
20.根据权利要求18或19所述的可消耗盒，包括定位特征，用于将所述芯片支架定位在所述颗粒分选器系统的仪器上。
21.根据权利要求20所述的可消耗盒，其中，所述定位特征包括孔和柱中的一个，用于与仪器的孔和柱中的互补的另一个配合。
22.根据权利要求20或21所述的可消耗盒，其中，所述芯片支架包括光学窗口，用于在操作中对流过所述微流控芯片的颗粒进行光学分析。
23.根据权利要求18至22中任一项所述的可消耗盒，其中，所述芯片支架包括电气连接器，用于将所述微流控芯片与仪器电气连接。
24.根据权利要求19至23中任一项所述的可消耗盒，其中，所述芯片支架包括互补的第一半件和第二半件，所述第一半件和第二半件配合在一起以便围绕所述微流控芯片密封。
25.根据权利要求24所述的可消耗盒，其中，所述芯片支架的第一半件和第二半件通过机械紧固件配合在一起。
26.根据权利要求24或25所述的可消耗盒，其中，所述第一半件包括定位特征和光学窗口，并且所述第二半件包括第一弹性密封件和/或第二弹性密封件和电气连接器。
27.一种用于将微流控芯片支撑在用于颗粒分选器系统的可消耗盒中的芯片支架，所述芯片支架包括用于密封所述微流控芯片与所述可消耗盒的入口和出口之间的流体连接的弹性密封件。
28.根据权利要求27所述的芯片支架，其中，所述弹性密封件包括互补的脊和凹槽。
29.根据权利要求27或28所述的芯片支架，包括定位特征，用于将所述芯片支架定位在所述颗粒分选器系统的仪器上。
30.根据权利要求29所述的芯片支架，其中，所述定位特征包括孔和柱中的一个，用于与仪器的孔和柱中的互补的另一个配合。
31.根据权利要求27至30中任一项所述的芯片支架，包括电气连接器，用于将所述微流控芯片与颗粒分选器系统的仪器电气连接。
32.根据权利要求27至31中任一项所述的芯片支架，包括光学窗口，用于在操作中对流过所述微流控芯片的颗粒进行光学分析。
33.根据权利要求27至32中任一项所述的可消耗盒，包括互补的第一半件和第二半件，用于配合在一起以便围绕所述微流控芯片密封。
34.根据权利要求33所述的芯片支架，包括机械紧固件，用于将所述第一半件和第二半件配合在一起。
35.根据权利要求33或34所述的芯片支架，其中，所述第一半件包括定位特征和光学窗口，并且所述第二半件包括弹性密封件和电气连接器。
36.一种用于颗粒分选器系统的仪器，所述系统包括可消耗盒，所述可消耗盒包括由芯片支架支撑的微流控芯片，所述仪器包括用于将所述芯片支架定位在所述仪器上的接口特征。
37.根据权利要求36所述的仪器，其中，所述接口特征包括孔或柱，用于与所述芯片支架的互补的孔或柱配合。
38.根据权利要求36或37所述的仪器，其中，所述接口特征包括夹管阀，以使得在操作中，颗粒能够在所述微流控芯片中畅通。
39.根据权利要求36至38中任一项所述的仪器，其中，所述接口特征包括孔口，以使得能够对所述微流控芯片进行光学询问。
40.根据权利要求36至39中任一项所述的仪器，包括光学系统，所述光学系统被配置为测量来自所述微流控芯片的外延照明中的荧光。
41.根据权利要求36至40中任一项所述的仪器，包括光学系统，所述光学系统被配置为测量从所述微流控芯片反射的光散射。
42.根据权利要求41所述的仪器，其中，所述光学系统包括偏心安装的棒，用于阻挡直接的激光束和测量光散射。
43.根据权利要求41所述的仪器，其中，所述光学系统包括新月形孔，用于阻挡直接的激光束和测量来自离轴激光束的光散射。
44.根据权利要求40所述的仪器，其中，所述光学系统包括能够移动的狭缝，用于阻挡一个或更多个激光焦点到达一个或更多个检测器。
45.根据权利要求36至44中任一项所述的仪器，包括电气连接器，用于将所述仪器与所述微流控芯片电气连接。
46.一种颗粒分选器系统，包括：根据权利要求1至26中任一项所述的可消耗盒；以及根据权利要求36至45中任一项所述的仪器和用于向入口提供含颗粒流体的注射器中的一者或两者。
47.一种用于微流体颗粒分选器的惯性颗粒聚集器，所述惯性颗粒聚集器包括：
不对称的上游通道部段，其包括多个交替的弯曲部，第一组弯曲部具有在第一方向上的较大的曲率半径，第二组弯曲部具有在相反的第二方向上的较小的曲率半径；以及
对称的下游通道部段，其包括在所述第一方向和第二方向上具有相等的曲率半径的多个交替的弯曲部。
48.根据权利要求47所述的惯性颗粒聚集器，包括发夹弯通道部段，所述发夹弯通道部段位于所述不对称的上游通道部段和所述对称的下游通道部段之间，使得所述不对称的上游通道部段和所述对称的下游通道部段大致彼此平行地布置。
49.一种用于微流体颗粒分选器的惯性颗粒聚集器，所述惯性颗粒聚集器包括由一个或更多个发夹弯分隔的两个或更多个蛇形通道部段。
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