CN114556258A - 用于分选和富集感兴趣的靶细胞的定位辅助的阴性颗粒排斥(panr) - Google Patents
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Abstract
用于从混合物中分选和富集感兴趣的靶细胞的新颖的方法和装置。
Description
相关申请的交叉引用
以下申请要求2019年4月24日提交的美国临时申请号62837769的权益,该申请由此通过引用以其整体被结合。
背景技术
从混合物中分选和富集期望的细胞和颗粒是许多领域非常感兴趣的(Robinson和Roederer,2015,Shields IV,Reyes等人,2015,Gabriel,Calleja等人,2016)。多参数单细胞分选对许多领域至关重要,但对许多重要应用来说它太慢了[1-4]。因此,基于细胞类型的物理性质(例如大小、密度、可压缩性)快速富集细胞类型的子集的技术经常被用作多参数分选的用以使总体细胞分离过程加速的第一步骤[2,4-6]。然而,附加的富集步骤增加了稀有细胞将丢失的机会,同时也增加了分选的复杂性和成本[5]。所需要的是能够实现高速多参数细胞和颗粒分选而不管细胞和颗粒大小如何的方法。
为了本公开的目的,术语“分选”旨在意指基于非常特定的细胞或颗粒类型的细胞功能或颗粒特征在一个接一个的基础上对所述非常特定的细胞或颗粒类型的分离,其标识通常需要检测几种生物或物理标记。“富集”被定义为与细胞或颗粒的初始混合物相比,增加给定细胞或颗粒类型的相对浓度。最后,为了简单起见,虽然本公开可以涉及生物“细胞”,但是将理解,本公开同样适用于水性流体中的其他颗粒(例如微球体、多细胞聚集体、小有机体、纳米颗粒(包括生物纳米颗粒,诸如病毒和朊病毒)等))。
富集过程是快速的,但不能提供高纯度,因为大多数细胞具有类似的物理性质[2]。富集步骤,诸如溶解RBC以富集WBC[7]或者微柱阵列以分离WBC[8]是成功的,这是因为RBC和WBC之间的显著的物理差异。这种方法的效率使得开发类似的技术来分离指示疾病的靶细胞成为一个高度受追求的目标[9-12]。虽然一些疾病(例如疟疾)导致物理变化,从而实现高效的物理分离[6],但大多数疾病不会导致足够大的细胞性质变化来提供从具有多样化的物理性质的背景细胞中的高纯度富集[6]。此外,同一类型的多细胞从一个单独的细胞到下一个单独的细胞可以显示出显著的物理变化,这意味着仅依靠物理性质来分选或富集细胞的系统可以将不同类型的细胞标识为比两个相同类型的细胞更相似。
虽然如此,仍有许多富集方法已被实行:包括确定性横向位移[13-15]、惯性聚焦[16-20]、声泳[21-23]、介电泳[24-26]和无数其他方法。虽然这样的方法的无标签性质和吞吐量是合期望的,但是目前没有一种富集方法提供与多参数分选的纯度可比较的纯度。
另一种方法,磁激活细胞分选(MACS),经由磁性标记抗体的结合然后进行磁捕获来对细胞进行分选[27,28]。MACS是快速、温和并且高吞吐量的,但不能导致高纯度分离大多数需要几种细胞标记才能标识的稀有细胞类型。经由MACS进行多参数分选的唯一方式牵涉顺序的清洗和分选步骤,因为每种分选都是二元的[29]。
相比之下,荧光激活细胞分选(FACS)可以同时对20个以上细胞标记的细胞进行分选[30,31]。使用FACS,有可能在几个小时内分离出纯度接近100%的相对稀有的细胞(通常用荧光抗体标记)[30,31]。这些性质导致FACS成为用于分离细胞群的主要技术[30-32]。在FACS中,当细胞在流动的流中经过时,执行光学分析,并对感兴趣的细胞进行标记,以便它们在用强光源激发后发射特定波长的光[32]。由于可以同时标识许多颜色的荧光,这允许细胞通过它们表达或显示的分子类型来标识,这经常是区分不同细胞类型的唯一方式[30,31]。每一个细胞在它通过系统时都被实时标识,并且分选信号被发送以经由分选机构转移感兴趣的细胞[32]。典型的分选机构使用压电驱动器来在高速流体离开喷嘴时诱导微滴形成。只有含有期望细胞的微滴是带静电的,电荷被用来在微滴通过带相反电荷的板子时转移微滴并成功分选细胞。FACS系统的小微滴体积和高速计时使这种方法能够以高达每秒50,000个细胞的速率进行分选[32]。相比之下,微流体的最新进展使得有可能替代地使用以30KHz打开和关闭的阀来提供几乎匹配的分选速率[33,34]。然而,流体动力聚焦和/或微流体在这些商业系统中的使用典型地呈现为用于样品运送的流速<100mL/min,这妨碍对大体积样品的分选。因此,在稀有细胞群的流动分选之前使用预富集步骤。不幸的是,这样的步骤添加了复杂性,需要附加的处理时间,并导致稀有细胞的损失——所有这些对于从大体积样品中的稀有细胞分离都是非常成问题的。
对于大于单细胞(即直径> 50mm)的颗粒,分选技术的选择变得甚至更加有限制性。大颗粒分选技术存在,并且类似于上述的FACS方法,但是分选是通过使用一阵空气来取代空气流中的流动喷射流来完成的[35,36]。由于较大颗粒的流体动力聚焦的限制和相对慢的分选机构,这种方法被限制为在~200mm直径下每秒分选大约100个颗粒,并且对于较大颗粒甚至更慢。
由于上述原因,创建以简单、快速和温和的方式精确分离细胞和其他颗粒的方法仍然是一个有待克服的显著有价值的挑战。大多数提议的改进实行微流体解决方案,并且有许多商业上可获得的微流体细胞分选器[37]。虽然如此,细胞分选的体积速率仍被限制于大约100μL/min,其中有效分选速率为大约50K个细胞/秒(并且对于较大的颗粒要低得多)。这对于分选大量稀有细胞(例如用于治疗的干细胞)是一个严重的限制,因为这些方法不能在合理的时间内分析足够的样品来产生大的稀有细胞群产量。
尽管有这项研究和商业开发,但是荧光激活细胞分选的基本限制依然存在。大多数当前的方法使用微流体和极快的阀来确保每个分选步骤尽可能快,并且使用可能的最小分选体积。由于颗粒的随机到达和系统压力随着线速度的增加而快速增加,这种方法固有地被限制到每秒大约50,000个事件的分选速率。
由于这些限制,已经考虑了替代的分选方法。例如,整体决策等分排序(EDAR)使用激光器来从微流体通道内的等分样品中的许多细胞生成荧光信号,这极大地降低了其从通过使多种抗体类型与等分部份中共同存在的细胞背景结合而生成的信号中分辨真正阳性信号的能力[38,39]。在分析后,等分部份流入接合部,该接合部从两侧提供输入缓冲液,以将流动的细胞等分部份聚焦到三个离开通道的中央通道。使用电磁阀来控制输入缓冲液的流动使EDAR能够将等分部份分选到任一侧离开通道。除了EDAR,还有许多其他方法,包括:压电驱动器来切换流或细胞[40-42],激光器来移动细胞[43]。所有这些方法都受到吞吐量和分选速率的限制。
因此,仍然需要能够快速并且准确地分选和/或富集混合样品或群体中的期望的细胞的系统。
发明内容
根据各种实施例,本公开提供了用于从混合物中分选和富集感兴趣的靶细胞的新颖的方法和装置。
附图说明
图1是根据本公开的实施例的PANR系统的示意性图示。
图2A-2E是用于检测、分选和富集感兴趣的靶细胞的非限制性示例性设备的示意性图示。
图2A示出了通过由PZT驱动器产生的声驻波来定位细胞。
图2B示出了感兴趣的细胞到达询问区域。
图2C示出了由检测系统生成信号,并且排斥通道阀正关闭。
图2D示出了感兴趣的细胞已流入收集通道,并且排斥通道阀正打开。
图2E示出了系统已回复到打开的阀状态。
图3是示出根据本公开的实施例的重复PANR的流程图。
图4描绘了作为靶细胞浓度(C+)和背景细胞浓度(C-)的函数的收集通道中的浓度(Cc)。
图5描绘了作为靶细胞浓度(C+)和背景细胞浓度(C-)的函数的收集通道中的体积(VC)。
图6描绘了作为靶细胞浓度(C+)和背景细胞浓度(C-)的函数的收集通道中的分数纯度。对于其中C+>>C-的情况,分数纯度将变得高于1,因为在每个分选中将存在多于一个靶细胞。这种情况在这里没有画出。
具体实施方式
根据一个实施例,本公开提供了用于从混合物中分选和富集感兴趣的目标颗粒的新颖的方法和装置。根据下面描述的各种实施例,用于分选和富集感兴趣的目标颗粒的新颖的方法和装置被称为定位辅助的阴性颗粒排斥(PANR)。
图1是根据本公开的实施例的PANR系统的示意性图示。通常,系统10包括流动通道12,其在远端被分开以产生收集通道14和排斥通道16。用箭头18示出预期的流动方向。(为了清楚起见,在本公开中,术语近侧的和远侧的是参照在标准操作期间设备内的预期流动方向使用的,使得流体样品典型地从通道的近端流动到远端)。通道12的近端包括颗粒定位/聚焦设备20。颗粒定位设备定位(或聚焦)通道14内的颗粒。在PANR中,颗粒定位完成至少两个任务:第一,每个颗粒被定位成使得它可以被检测器22询问,第二,每个颗粒被定位成使得默认情况下它将流过排斥通道16。检测器22与阀24连通。
在操作中,样品中的颗粒被引入收集通道的近端,在那里它们被设备20定位(或聚焦)。设备20可以是例如能够定位颗粒以完成上面标识的任务的任何设备。合适的设备包括能够产生声驻波的装置,诸如压电换能器(PZT)驱动器。可以采用的其他设备或定位方法包括但不限于用于确定性横向位移、惯性聚焦和介电泳聚焦的微柱阵列。此外,需要添加流体的定位方法,诸如流体动力聚焦也将工作,只要在计算和方法中考虑了所有的附加流体。
在被聚焦之后,颗粒被检测设备22询问。通常,检测设备22能够从背景颗粒中区分出单个或非常少的感兴趣的颗粒。(例如,参见参考文献44-48)根据特定实施例,检测设备22包括聚焦光源,诸如激光器和光学检测器。在该实施例中,一旦颗粒被定位,它们就流过询问区26,在那里它们遇到聚焦的光并发射光学信号,所述光学信号由光学检测器分析,所述光学检测器确定任何特定的颗粒是否是感兴趣的颗粒。当然,应该理解,虽然示出了光学信号检测,但是询问细胞的任何方法(成像、超声等)将工作,只要它能够标识感兴趣的颗粒并在检测到感兴趣的颗粒时提供信号。
检测设备22然后与阀24连通。在正常操作中,当没有检测到感兴趣的颗粒时,阀24打开,并且样品流体流出检测通道,并流过排斥通道16和收集通道14。重要的是,定位设备20已特别地定位通道12内的所有颗粒,使得检测通道中的任何颗粒都将自然地流过排斥通道16(这也可以被称为丢弃或排放通道),甚至当较小体积的流体(没有颗粒)流入收集通道14时。
相比之下,当检测设备22标识出感兴趣的颗粒时,它向阀24发送信号以关闭阀,这将询问区内的颗粒重新引导朝向收集通道14并通过收集通道14出去。如由虚线箭头28所示,如果期望,则收集的感兴趣的颗粒(和任何背景散流(straggler))然后可以再循环回到设备的近端,用于附加的一轮或多轮分选/富集。
通道和阀可以由流体和微流体工业中常用的标准材料形成,并且可以使用标准技术制造,包括但不限于微机械加工、微光刻、蚀刻、3D打印等。[50]可以制造合适的电磁阀,或者可在商业上获得电磁阀。例如,具有200μs响应时间的合适的商业上可获得的电磁阀可从TLX技术(Pewaukee, WI)获得。
虽然图1描绘了单个流动通道,其可以实现或可以不实现所收集的感兴趣的颗粒的自动再循环,如下面更详细解释的,但是本公开设想了其中并行和/或顺序使用多个流动通道以便快速处理大样品体积的布置。还将理解,这种多通道布置可以被设计成检测和收集一种或多种类型的感兴趣的颗粒。此外,检测设备22可以将多于一种类型的感兴趣的颗粒标识为感兴趣的颗粒。因此,在各种实施例中,目前描述的系统可以被设计成同时(即,在同一流动通道内)、并行(即,在同时操作的多个流动通道内)或顺序(即,第一遍检测一种类型的颗粒,而第二遍检测另一种类型的颗粒)标识和收集多于一种特定类型的颗粒。
图2A-2E是用于检测、分选和富集感兴趣的靶细胞的非限制性示例性设备的示意性图示。在所描绘的实施例中,包含背景细胞(深色圆圈)和感兴趣的靶细胞(浅色圆圈)二者的流体样品在通道的左侧(近端)进入并向右流动,如由箭头所示。图2A示出了通过由PZT驱动器产生的声驻波来定位细胞。一旦细胞已被定位,它们就会流过激光束并发射光学信号,所述光学信号由检测器分析。通过分析发射的光学信号来做出特定细胞是否是感兴趣的确定。如所示,只要只检测到背景细胞,排斥通道阀就打开,并且所有流过设备的细胞都经由排斥通道离开,而少量流体(没有细胞)流过收集通道。在这种“打开阀”的状态下,并且如下面更详细解释的,被引导通过给定通道的流体体积由打开的通道相对于通道总面积的相对横截面积确定。
当然,将理解,图2A-2E仅示出了多种可能的各种设计配置的一个示例,所述各种设计包括例如单阀或多阀设计,其中在感兴趣的细胞被标识后流体仅流过收集通道。
返回到图2A-2E所示的配置,如果感兴趣的细胞到达询问区域(图2B),则检测系统生成信号,该信号触发排斥通道上的阀关闭(图2C)。在这种“关闭的阀”的状态下,排斥通道的流动停止,这迫使所有的流动通过打开的收集通道。当所有的流动被迫使通过收集通道时,所有的细胞和所有的流体将被引导通过收集通道。在预测感兴趣的细胞已经流入收集通道之后,阀开始打开(图2D),并且系统回复到打开的阀状态(图2E)。
这样,所有感兴趣的细胞都被收集到收集通道中。当然,如果阀处于关闭状态足够长的时间,也收集背景细胞。然而,如果靶细胞与背景细胞相比相对稀有(下面详细讨论),则大多数背景细胞将被转移到排斥通道,并且所有靶细胞将保留在收集通道中。这将导致靶细胞数量相对于背景细胞的有效富集。
直观地可以看出,该过程将导致感兴趣的细胞的数值富集,并且重复使用该方法(即,使收集的体积往回通过系统)将最终在收集通道中仅导致感兴趣的靶细胞。因此,通过系统的初始经过将导致靶细胞富集,并且重复的经过将导致有效的分选过程,其中感兴趣的靶细胞是收集体积中仅有的剩下的细胞。当然,在重复过程结束时,靶细胞可能在大体积中处于低浓度,但是,在这一点上,可以使用非常简单的细胞浓缩技术,诸如离心或声泳法来收集任何必要浓度的细胞。
因此,重复使用PANR(本文中称为rPANR)将导致感兴趣的细胞的有效分选。图3是示出这种方法的流程图。
本公开的系统和方法最大化系统的流体吞吐量,同时强调总样品回收,以实现多个循环的靶细胞快速离拆(fractionation)。靶细胞在它们的本底样品背景中被回收,用于可以快速发生的附加分选步骤。如下所述,这一范式转变将使rPANR能够以自动化方式并且在几小时内在107个阴性细胞的背景下,从如1升那么大的样品中分选细胞,并分选如每升1个那样稀有的靶细胞。此外,这一过程将在某种程度上不受颗粒大小的影响。这些分选率完全不可通过使用任何其他方法来实现,并且对于稀有细胞分选、高吞吐量细胞分选和大颗粒分选具有重大意义。照此,rPANR将跨生物医学和临床研究的所有方面以及对于治疗规模的细胞分离具有巨大的价值。
PANR过程可以用一系列等式来描述,以对rPANR过程进行数学建模。等式1计算延迟体积(V D ),其是由于阀关闭而将通过收集通道的样品体积,其中F是体积流速(F),flt是阀打开和关闭花费的时间:
因此,阀越快,该体积将越小,这将实现在单个PANR经过上更高的富集,因为在V D 中将存在更少的非特异性背景细胞。等式2计算收集通道构成的总通道横截面积的分数(U),其中xArea collection是收集通道的横截面积,并且xArea rejection是排斥通道的横截面积:
等式3计算将导致关闭的延迟体积数(Y),其中C+是靶细胞的浓度,C-是背景细胞浓度,并且V T 是总样品体积:
等式4计算其中阀打开的延迟体积数(N),其中N是通过简单地从阀可以打开或关闭的总次数(即V T /V D )中减去Y来计算的:
通过使用这些常数,我们计算特定模型条件下的系统变量。例如,等式5计算在PANR的单个循环期间流入收集通道的体积(V C ),其中我们对阀打开的次数(Y)进行计数,并将其乘以延迟体积(V D ):
我们还将阀打开时通过收集通道的体积相加,该体积是阀打开的次数(N)乘以V D ,针对打开的阀状态期间将通过收集通道的体积分数(U)进行校正。将等式3和4代入等式5,得到等式6,等式6基于样品的总体积(V T )计算预期流入收集通道的体积:
我们还可以计算最后处于收集通道中的细胞数(P C ),如等式7所示,该等式对于低靶细胞浓度有效,并将背景细胞数计算为阀关闭的数量(Y)加上V D 中背景细胞的平均数量:
随着靶细胞浓度的增加,在V D 中将存在多于一个细胞的可能性变得更大。照此,该模型对于低靶细胞浓度 (例如,C + :每V D 50.2个细胞,这提供了98.2%的机会每V D 有1个或更少靶细胞) 有效。通过将等式3代入等式7,等式8使用已知参数计算P C :
等式9结合等式6和等式8来计算收集通道中的细胞浓度(C C ):
最后,我们的模型可以确定纯度作为感兴趣的靶细胞总数(P + )除以收集通道中存在的细胞数(P C )的函数,如等式10和11所示。等式10简单地通过将已知的靶细胞浓度乘以过程开始时的总样品体积(V T )来计算P + 。
使用等式8和10使得能够计算分数细胞纯度 (Purity)(等式11):
该模型使得能够使用真实世界参数进行有用的预测,诸如阀响应时间对可构建系统中V D 的影响。由于存在商业上可获得的响应时间为200μs的微型电磁阀(TLX技术,Pewaukee,WI),我们可以假设flt为1 ms,这包括向阀发送分选信号的时间。使用1mL/min或167μL/s的流速(F),V D 将为17 nL。每5倍V D (85 nL)的1个细胞的C + ,其< 1.2x104个靶细胞/mL,确保了我们模型所需的低细胞浓度。在较高的C + 时,多于一个靶细胞可以共同存在V D 中。在传统的分选器中,这将是有问题的,但是在PANR操作中,在一些限制内,这将导致更高效的富集,因为更大比例的靶细胞将存在于收集通道中。然而,我们的模型假设阀大多数是打开的。因此,系统的限制是由与V D 被分选前面的VD等同的体积包含靶细胞的频率来驱动。如果前面的V D 被靶细胞占据,则阀将保持关闭。再次,泊松统计表明,在1.2xl04个靶细胞/mL下,在17 nL V D 被分选前面的17 nL体积82%的时间将没有靶细胞。事实上,在高达6x104个靶细胞/mL的浓度下,前面的V D 有50%的时间没有靶细胞,这很可能接近PANR将正常运转的极限。关于流体通道的大小,如果我们使用100μm x 100μm的正方形通道作为尺寸下限,则该通道将为1.7 mm长以包含17 nL。如果人们考虑将细胞定位到一条线的系统并假设细胞直径为10μm,这将细胞浓度限制到170/17 nL,如果细胞被包装成线珠结构(beads on astring),这导致最大总细胞浓度为1x107个细胞/mL。如果使用声学细胞术,在这些浓度下,人们将预期在分析期间看到一些巧合[49],但它不应该固有地局限于光学分析方法。
图4检查了作为靶细胞浓度(C + )和背景细胞浓度(C - )的函数的收集通道中的浓度(Cc)。如从该图表中可以看出,从高细胞浓度(104个靶细胞/mL和107个背景细胞/mL)开始,使用这种方法引起小的改善。事实上,预期浓度仅从104/107提高到104/7.6x106,在浓度方面,这是~24%的富集(即背景细胞有24%的减少)。随着起始靶细胞浓度降低,该影响改善。从103和107开始,导致83%的富集,并且102和107提供98%的富集。图5示出使用104个靶细胞导致~7.3mL体积被引导至收集通道,而103提供~4.5mL,并且102开始接近4mL。这与模型中收集的分数体积(40%)和起始体积(10mL)一致。图6在细胞计数(阳性细胞/总细胞)方面检查了细胞的总纯度。可以看出,从107个背景细胞中的104个阳性细胞开始,仅导致0.13%的细胞纯度提高,即使随着靶细胞浓度降低,细胞纯度的提高也保持相对恒定(103/mL和102/mL为0.12%)。然而,随着相对起始靶细胞浓度变得更接近背景细胞浓度(例如分别为104和106个细胞/mL),这种情况显著改善了10倍。随着起始背景细胞浓度降低至105至104个细胞/mL,对于浓度< 104个细胞/mL的靶细胞群,实现感兴趣的靶细胞的分数纯度为1的能力是明显的。
根据一个实施例,目前描述的rPANR过程可以用并行声学流式细胞术系统来实现,诸如商业上可获得的Velocyt™系统(BennuBio,Inc. Albuquerque,NM),其可以以高浓度、2x105个细胞/s的分析速率并且以10mL/min的流速来分析细胞样品[48]。这种仪器可以分析各种流动细胞配置中的10-15个平行细胞流,并最终提供多达16个光学参数。通过在并行声学流式细胞术系统中实现rPANR,目前描述的方法可以用于致力于从107个背景细胞/mL的浓度中分选在103至104个靶细胞/mL之间的靶细胞浓度。当前的分选器需要预富集步骤来分选这样的样品。图4将10流Velocyt仪器的使用视为rPANR过程的基础,并推断其与带有预富集步骤的常规流动分选相比如何。
根据各种其他实施例,目前描述的检测系统和方法可以提供对每个细胞的多参数分析。这可以简单地是多参数荧光分析、折射率或散射,其中经由一个或多个激光器生成的光学信号来标识细胞。此外,诸如细胞阻抗、超声响应或其他之类的其他参数可以被组合以基于多个细胞性质的分析来提供分选信号。
本文中描述的具体方法和组成是优选实施例的代表,并且是示例性的,并且不旨在作为对本发明范围的限制。在考虑到本说明书时,本领域技术人员将会想到其他目的、方面和实施例,并且这些其他目的、方面和实施例都包含在如由权利要求的范围所限定的本发明的精神内。对于本领域技术人员将容易显而易见的是,在不脱离本发明的范围和精神的情况下,可以对本文中公开的发明进行各种替换和修改。在本文中说明性描述的本发明可以在没有任何一个或多个元件、或一个或多个限制的情况下适当地实践,这在本文中没有特别公开为必不可少的。在本文中说明性描述的方法和过程可以以不同的步骤顺序适当地实践,并且它们不一定限于本文中或权利要求中指示的步骤顺序。
已经采用的术语和表达被用作描述的术语而非限制的术语,并且使用这样的术语和表达并不旨在排除所示出和描述的特征或其部分的任何等同物,但是应当认识到,在如所要求保护的本发明的范围内各种修改是可能的。因此,将会理解,尽管通过优选实施例和可选特征具体公开了本发明,但是本领域技术人员可以采取本文中公开的概念的修改和变化,并且这种修改和变化被认为在如由所附权利要求限定的本发明的范围内。
下面引用的和/或在本文中提及的所有专利和出版物都表明了本发明所属领域的技术人员的技能水平,并且每个这样引用的专利或出版物都由此在相同的程度上通过引用被结合,如同其通过引用以其整体被单独结合或以其整体在本文中被阐述一样。申请人保留将来自任何这样引用的专利或出版物的任何和所有材料和信息实际结合到本说明书中的权利。
参考文献:
Claims (20)
1.一种用于分选和/或富集流体样品中的感兴趣的目标颗粒的系统,包括:
具有询问区和分叉成收集通道和排斥通道的端部的流动通道,其中所述排斥通道包括阀;
定位设备,其定位所述流动通道中的颗粒,使得当所述阀打开时,所述流动通道中的颗粒将流入所述排斥通道,但不流入所述收集通道;
检测设备,其询问所述询问区内的颗粒,其中所述检测设备与所述阀连通;
其中所述检测设备对所述询问区内的感兴趣的目标颗粒的检测导致所述阀关闭,迫使感兴趣的目标颗粒和通道中的所有流体流入所述收集通道。
2.根据权利要求1所述的系统,其中当所述阀打开时,流体样品的不包括颗粒的一部分流入所述收集通道。
3.根据权利要求1所述的系统,其中所述收集通道流体连接到入口,所述入口将包含收集的颗粒的流返回到所述询问区上游的流动通道。
4.根据权利要求1所述的系统,其中所述定位设备使用声驻波来定位所述流动通道中的颗粒。
5.根据权利要求1所述的系统,其中所述定位设备使用惯性聚焦来定位所述流动通道中的颗粒。
6.根据权利要求1所述的系统,其中定位设备使用介电泳聚焦来定位所述流动通道中的颗粒。
7.根据权利要求1所述的系统,其中所述定位设备是压电换能器。
8.根据权利要求1所述的系统,其中所述检测设备是光学检测设备。
9.根据权利要求1所述的系统,其中所述检测设备包括颗粒穿过的激光束,并且所述检测设备检测由颗粒发射的光学信号。
10.根据权利要求1所述的系统,其中所述检测设备使用成像来检测感兴趣的颗粒。
11.根据权利要求1所述的系统,其中所述检测设备使用超声波来检测感兴趣的颗粒。
12.根据权利要求1所述的系统,还包括一系列流动通道,以便并行询问多个样品。
13.一种用于分选或富集流体样品中的感兴趣的目标颗粒的方法,包括:
提供定位辅助的阴性颗粒排斥(PANR)系统,包括:
具有询问区和分叉成收集通道和排斥通道的端部的流动通道,其中所述排斥通道包括阀;
定位设备,其定位所述流动通道中的颗粒,使得当所述阀打开时,所述流动通道中的颗粒将流入所述排斥通道,但不流入所述收集通道;
检测设备,其询问所述询问区内的颗粒,其中所述检测设备与所述阀连通;
其中所述检测设备对所述询问区内的感兴趣的目标颗粒的检测导致所述阀关闭,迫使感兴趣的目标颗粒流入所述收集通道;
将流体样品运送到所述流动通道以用于询问和收集;以及
收集所述收集通道的内容物。
14.根据权利要求13所述的方法,还包括将所述收集通道的收集的内容物运送回所述流动通道,并执行后续的询问和收集循环,直到达到期望的分选和/或富集水平。
15.根据权利要求13所述的方法,还包括浓缩收集的颗粒。
16.根据权利要求13所述的方法,其中感兴趣的颗粒是细胞。
17.根据权利要求13所述的方法,其中感兴趣的颗粒是多细胞聚集体。
18.根据权利要求13所述的方法,其中感兴趣的颗粒是小有机体。
19.根据权利要求13所述的方法,其中感兴趣的颗粒是纳米颗粒。
20.根据权利要求13所述的方法,其中颗粒是微球体或纳米球体。
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