CN1398295A - 微量试样处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明致力于提供一种结构，当将微量试样注入孔中时，可以防止试样移动于另一个孔，或从孔中溢出；还提供可调整孔内已注入的试样的位置，或在控制下将试样移动于另一个孔的结构；还致力于提供一种利用上述结构的细胞趋化性检测及趋化细胞分离的装置。即，本发明提供用于检测细胞趋化性和趋化性细胞分离的微量试样处理装置，其中多个孔借助对流体具有阻抗的部分而互相连通，并且各个孔具有用于注入/抽吸试样的管子，及必要时用于缓解注入/抽吸时的压力变化的管子，其特征在于这些管子在其顶端共有可以容纳液体的空间。

Description

微量试样处理装置
技术领域
本发明涉及处理微量液体的试样处理装置。更详细地涉及具有一种结构的微量试样处理装置，籍此结构，在将准备进行反应、分析、检测等等的试样注入于用于容纳液体试样用的微孔时，可以防止试样溢出或流动于所连通的其他孔，同时可以调整容纳于微孔内部的试样的位置。
本发明进一步涉及判断细胞是否可以以自力向着一定方向移动，观察细胞以自力而向着一定方向移动的状态，或计数以自力而移动的细胞的数量的装置(即细胞趋化性的检测装置)。再者，本发明涉及根据细胞的自力而选择性移动来进行细胞分离的装置。更详细说，它涉及用于检测细胞趋化性或分离趋化性细胞的的装置，该装置具有一种结构，其中在将试样注入用于容纳待测定、分离细胞的悬浮液或标本/试样到微孔的步骤时，可以防止试样的溢出或移动于所连通的其他孔的情形，同时可以调整微孔中的试样的位置。
背景技术
在于毫微技术(nano-technology)的发展及进展下，以数个的水平来处理细胞、蛋白质、基因等等成为现实。于是需要将极微量的准备进行反应、分析或检测的试样注入于容器(孔)并处理。为了在微晶片上进行一连串的反应，分析、检测等，有时需要有一种结构，其中多个孔经管、槽或沟而互相连通。此时须注意防止试样由于注入时的压力而移动于相邻的孔，因此不但是以人工操作而且在由自动注入装置操作时也引起麻烦。再者，还需要调整注入于微孔中的试样的位置，或在调整位置时将试样转移到下一个孔的情况。
本发明的目标是提供一种用于上述装置的结构，从而在向微孔中注入的步骤中，可确实防止试样流入到另一孔或从孔中溢出。本发明另一个目标是提供可以调整孔中所注入的试样的位置，或在控制下将试样移动到下一个孔的结构。本发明还一个目标是提供一种微量试样处理装置，其中可在自动控制下将试样注入和转移。
本发明还有一个目标是提供一种利用具有上述功能的结构来检测细胞趋化性或进行趋化细胞分离的装置。
发明详述
本发明涉及具有一种结构的微量试样处理装置，其中所述结构的特征在于它具有多个经对于流体有阻抗的部分互相连通的孔，且各个孔具有注入/吸出试样用的管子，以及如果需要，用于释放注入/吸出时的压力变化的管子，其特征在于这些管子在其顶端有可以容纳液体的公用空间。对流体具有阻抗的部分可选自下列中的一个或多个：细管、狭窄间隙、细槽、过滤器、树脂柱，以及其他可以令流体通过但同时具有阻抗性的结构。
本发明还涉及一种微量试样处理装置，其中设置于一个孔中的管的顶端的位置高于一个或多个孔(相对于对流体具有阻抗的部份)上所设的管顶端的位置。本发明的微量试样处理装置可以在彼此经通道相连的孔之一或两者上具有垂直形成于通道的壁，从而限制在通道附近的流体的量。
本发明设计一种微量试样处理装置，它包括具有选自上述微量试样处理装置的单一单元的单元部分，具有多个相同或不同类型单元的一个集成单元或多个集成单元，具有调节单元部分的液面的一个或多个吸液管，和用于调控该液面调节吸液管的操作的系统。再者，本发明涉及自动微量试样处理装置，其特征在于控制该液面调节吸液管，从而抽吸存在于单元部分的各单元的由多个管子顶端所共有的空间内的规定量的液体，从而调整孔内试样的位置，或将试样移于下一个孔，之后如果需要，提供补偿量的液体以使液面恢复到原始水平。如果需要，可以给微量试样处理装置配置：试样贮藏部，标本贮藏部、及吸液管洗涤部分和在这些部分上移动的试样供给吸液管及标本供给吸液管，以及用于控制这些吸液管的操作系统。吸液管的材料不限于玻璃，而可以是适当地选自金属、塑料等的材料。
在本发明范围内包括用于细胞趋化性检测或趋化细胞分离的装置，其特征在于多个孔经对流体具有阻抗的通道互相连通，且各个孔具有注入/吸出试样用的管子，以及如果需要，用于释放注入/吸出时的压力变化的管子，其特征在于这些管子在其顶端有可以容纳液体的公用空间。并且这些孔在相对于管子侧的一测紧密粘合到玻璃基板上。
本发明进一步涉及用于检测细胞趋化性或分离趋化性细胞的如上所述的装置，其特征在形成于容纳细胞用的孔中的管子顶端的位置高于一个或多个位于对流体具有阻抗的部分相对面的一个或多个孔上所设的管子的顶端的位置。
在本发明中，优选对流体有阻抗的通道是一个斜坡，和在该斜坡与玻璃基板之间形成的狭窄间隙。在这种情况下，在通道的斜坡的上部设有平台，以在该平台和玻璃基板之间形成的间隙。或在斜坡的上部可形成包括具有适合于细胞直径或其变形宽度的一个或多个槽的屏障，如果需要，平台也可以进一步在平台与玻璃基板之间与斜坡形成一个间隙，该间隙配合细胞直径或其变形。通道中朝向相对孔的方向的多个通道可以藉由垂直于它的一个或多个槽而互相连通。还可以在通道中朝向相对孔的方向的多个槽的宽度在每次横过与它直交的一个或多个槽的时分级变化。另外，通道中朝向相对孔的方向的多个槽，当每次横过垂直于它的一个或多个槽时，可通过相互位移它的位置而形成。另外，在构成槽的屏障的阵列可以形成于在斜坡中心形成的平台的两侧的两个位置。为了在平台和玻璃地板之间形成不同深度的间隙，也可以在通道的斜坡上形成多级平台。另外，在借通道而互相连通的孔的一个或两个，为了限制通道附近的液体量，可形成垂直于通道的壁。
本发明涉及自动化的细胞趋化性检测或趋化细胞分离装置，它包括具有由上述的细胞趋化性检测或趋化细胞分离装置中选择的单一单元的单元部分，具有多个相同或不同类型单元的一个集成单元或多个集成单元，细胞贮藏部，标本贮藏部，以及移动于这些部分上的液面调节吸液管，细胞供给吸液管和标本供给吸液管，还具有用于检测在单元部分的细胞移动，并必要时记录与单元部分集成的或形成的检测数据从而对应于多个单元部分，并进一步具有用于控制液面调节吸液管，细胞供给吸液管，及标本供给吸液管的系统，以及必要时将单元部分移动于检测部分，同时将下一个单元部分移动于吸液管的流程线上的系统。如果需要，该装置还可具有吸液管洗涤部。
本发明进一步涉及用于检测细胞趋化性或分离趋化性细胞的装置，其特征在于各个吸液管的操作按如下方式调控：在任意搅拌之后，通过细胞供应吸液管抽吸规定量的细胞悬浮液，并将它供给于单元部分；接着，液面调节吸液管从单元部分的各单元中的由多个管子顶端所共有的空间，抽吸存在于该处的规定量的液体，从而调整孔内细胞的位置；接着用液面调节吸液管将补偿量的液体供给该空间，从而使液面回复到原来的位置；接着从标本贮藏部用标本供给吸液管抽吸规定量的标本，将它供给于单元部分；然后将吸液管移动于吸液管洗涤部，在此通过洗涤液的反复抽吸和排出而洗涤吸液管。
附图简述
图1是显示由本发明推荐的用于检测细胞趋化性和分离趋化性细胞的装置的实施例的模式图。
图2是图1的装置的底部平面图。
图3是显示将本发明的结构应用于检测细胞趋化性和分离趋化性细胞的装置的实施例的模式图。箭头显示充填于该装置中的液体的水平。
图4是显示将本发明的结构应用于检测细胞趋化性和分离趋化性细胞的装置的另一个实施例的模式图，它配置有用于注入/收集试样于孔中的管3，用于在注入/收集试样的步骤中释放降低/增高的压力的管4。箭头显示充填于该装置中的液体的水平。
图5是显示将本发明的结构应用于检测细胞趋化性和分离趋化性细胞的装置的另一个实施例的模式图，其中在用于容纳细胞的孔2A中的管3A的顶端3Ab的位置高于另一个孔2B中的管3B的顶端3Bb。箭头I和II显示充填于该装置中的液体的水平。
图6是显示将本发明的结构应用于检测细胞趋化性和分离趋化性细胞的装置的另一个实施例的模式图，它配置有用于注入/收集试样于孔中的管3，用于在注入/收集试样的步骤中释放降低/增高的压力的管4。其中在用于容纳细胞的孔2A中的管3A和4A的顶端3Ab和4Ab的位置高于另一个孔2B中的管3B和4B的顶端3Bb和4Bb。箭头I和II显示充填于该装置中的液体的水平。
图7显示图6所示结构的改进的实施例。箭头I和II显示充填于该装置中的液体的水平。
图8是一个实施例的基板的顶平面图，其中的孔经由三联系统中的通道彼此相连。
图9是一个实施例的基板的顶平面图，其中多个孔2B1-4各经由通道1连接于一个孔2A。
图10具有图9中沿图9的虚线所示基板的装置的截面图。箭头I和II显示充填于该装置中的液体的水平。
图11时显示一个实施例的顶平面图，其中图9种的连接系统是环形的。
图12显示通道1的结构的实施例。
图13显示通道1中屏障12和槽13的布局的实施例。箭头显示朝向相对孔的方向。
图14是图13所示的通道1的截面图。
图15显示了一个实施例，其中穿过通道1的朝向相对孔的方向的槽13经垂直于它的两个槽14相连。箭头显示朝向相对孔的方向。
图16显示多个单元集成的实施例，其中的单元类型是相同的。
图17显示多个单元集成的实施例，其中的单元类型是不同的。
图18显示了一个实施例，其中的多个单元环形集成。
图19是沿图18的虚线所作的截面图。
图20显示用于检测细胞的趋化性和分离趋化性细胞的装置的制造的实施例，其中(1)是各个部分的透视图；(2)是其相应部分的截面图。
图21一个装置的模式图，其中准备进行反应的孔和另一个用于容纳目标物质的孔经一个柱相连。箭头I和II显示充填于该装置中的液体的水平。
图22是用于分离物质的装置的模式图。箭头I和II显示充填于该装置中的液体的水平。
图23显示了一个实施例，其中通道1的斜坡8具有多级平台11-1-4。
图24显示了沿通道形成壁的一个孔的实施例。
图25显示了沿通道形成壁的另一个孔的实施例。
图26显示了一个实施例的配置，其中集成了图24所示的孔。
图27显示根据本发明的装置的自动化控制系统的实施例。
图28显示液体水平控制吸液管的运动。
图29显示在细胞储藏库中的容器的实施例。
图30显示在标本储藏库中的容器的实施例。
图31显示在标本储藏库中图30所示的容器的实施例的配置。
图32显示在标本储藏库中的容器的另一个实施例。
图33显示在标本储藏库中图32所示的容器的实施例的配置。
图34显示将用于本发明中的吸液管的实施例。
图35显示在吸液管的上部形成吸液管尖端入口，用于注入/收集试样。
图36显示朝向相对孔的方向的穿过通道的槽经与其垂直形成的两个槽彼此相连，并且在朝向相对孔的方向的槽的宽度在每次于垂直于它的槽交叉时分级变化。每个箭头表示朝向相对孔的方向。在该图中，屏障自身的宽度变化。
图37显示图36的结构的改进的实施例，其中的屏障具有相同的大小，但是按数字变化。箭头表示朝向相对孔的方向。
图38显示了一个实施例，其中在朝向相对孔的方向的穿过通道的槽经由与其垂直形成的3个槽彼此相连，并且朝向相对孔的方向的槽在每次与垂直于它的槽交叉时通过相互移动其位置而形成。在该图中，槽朝向正交方向位移1/2间距。每个箭头显示朝向相对孔的方向。
图39显示例一个实施例，其中屏障在朝相相对孔的方向连接在一起。每个箭头表示朝向相对孔的方向。
图40显示了个实施例，其中在斜坡的中央形成平台，并且在平台的两侧都形成屏障的两个阵列。
参考数和符号说明
1：通道。
2：孔。附加的A、B、B1-n和C代表不同的孔。
3：用于注入/收集试样的管。附加的A、B、B1-n和C代表不同的孔。附加的a代表对应于基板5的管3的穿孔。附加的b代表管3的顶端。
4：用于避免在注入/收集试样的步骤中压力的增加/降低的管。附加的A、B、B1-n和C代表不同的孔。附加的a代表对应于基板5的管3的穿孔。附加的b代表管3的顶端。
5：基板。
5’：垫圈
6：玻璃基板
7：安装有管的块。
8：斜坡
9：检测器。
10：由管的顶端共同形成的空间。
11、11-1-4：平台。
12：通道1中的屏障。
13：在朝向相对孔的方向穿过通道的槽。
14：垂直形成于槽13的槽。
15：磁体
16：位于孔之间的柱。
17：盖帽。
18：0环。
19：定位销接受孔。
20：定位销。
21：中间支撑体
22：底支撑体
23：底部基板
24：沿着通道而设的壁
25：细胞贮藏容器
26：细胞注入部
27：液体导入部
28：标本贮藏容器
29：吸液管尖端的导入口
30：吸液管洗涤器
31：多通道注入器
32：致动器
33：自动吸液管的针
34：手动吸液管的尖端
←：填充装置的液体的液面位置
←1：使上部管子的顶端浸没的液面的位置
←11：使上部管子的顶端露出的液面的位置
X-X’：标本供给吸液管的流程线
Y-Y’：细胞供给吸液管的流程线
Z-Z’：液面调节吸液管的流程线
实施发明的最佳形态
根据本发明的配置有孔的微量试样处理装置是用于处理以溶液或悬浮液状态的有机、无机化学物质、如蛋白质等的聚合物、基因、细胞等的装置，其中的孔用于注入试样，例如液体或悬浮液。尽管本发明的结构所处理的试样的量无特别的限制，但可期望获得高技术的优势，从而使用几毫升到几微升规格的试样。
本发明被应用于这样的情况，其中多个孔经由阻抗流体通过的结构而互相连通，并且这些孔分别具有用于注入或抽吸的管子，必要时各个孔还具有在注入或吸出试样时缓解压力的变化用的管子。换言之，这种装置有作为整体的多个管子。在本发明中，这些管子的顶端有公用的可容纳液体的空间。由于这种结构而可以更有效地防止在试样的注入、抽吸时的孔内的压力急剧变化而发生由于装置的平衡被破坏而引起的试样的预想不到的移动。
由于采用多个管子顶端共有可以容纳液体的空间的结构，因此在处理试样，及其位置应该在孔内调节或需要将其移至下一个孔的情况下，可以在微孔中调整试样的位置，或可以在控制下将试样移动于下一个孔。为了进一步确保这种控制和移动，形成于容纳试样的孔中的管子的顶端高于形成在其它孔的管子的上端。
为了在多个孔间使试样移动，这些孔通常经例如细管，狭窄间隙，细槽、过滤器、树脂柱，或通道等等连结。本发明涉及这样一种装置，其中多个孔经由上述对流体的通过有阻抗性的结构而互相连通。
现在，将对本发明应用于其中具有经通道而互相连通的多个孔结构的装置，例如适用于细胞趋化性检测或趋化细胞分离的装置进行描述。但是从上面的描述中显然可以看出，本发明并不局限于细胞趋化性检测或趋化细胞分离装置，而是可适用于种种装置。
在用于细胞趋化性检测或趋化性细胞分离的装置中，在一个孔中置入细胞悬浮液，而在另一孔中置入标本溶液。然后检测细胞是否朝向容纳有标本溶液的孔移动，或选择性地收集移动的细胞。在该装置中，例如容纳细胞悬浮液的孔与容纳标本溶液的孔经通道而连通。因此，可以观察到细胞通过通道的状态，或计数通过中的或已通过的细胞数。
使可以观察或检测各个细胞通过的通道对流体具有阻抗性。在具备这种通道的装置中，仅用少量的细胞作为试样就已足够，这对于检查数量稀少的细胞而言特别有利。并且还有一个优点是可以进行定量分析。然而，在这种情况下，整个装置很小，所以必须处理极微量的试样。结果，容易受由于向孔内注入而发生的压力升高的影响，细胞很容易朝向容纳标本溶液的孔做预料不到的移动。在注入后孔没有完全维持水平的情况下，也会引起细胞预想不到的移动。而细胞的这种预想不到的移动会干扰关于标本是否为趋化性因子的判断。所以为了正确地检测细胞自身朝向容纳标本溶液的孔的移动，必须防止注入试样时或注入试样后细胞的移动。
做为它的对策之一，本发明人提交了日本专利申请2001-226466号，其中公开了在各个孔上，有一个用于注入试样用的管和另外的与其相通的孔用于缓解注入试样时的压力增高的结构。现在将参考图1及图2进行简要说明。
在图1所示的装置中，通过管子3A将细胞悬浮液注入孔2A。通过管子3B将标本溶液注入到孔2B。在该标本含有细胞趋化性因子的情况下，细胞有自孔2A移动至孔2B的趋势，因此会通过通道1。在图1中，在形成于基板5上的斜坡8与透明玻璃基板6之间构成相当于一个细胞大小的间隙。也可以构成多个单个细胞能通过的细槽的屏障。通过通道1的细胞的状况可透过玻璃基板6用例如显微镜9来观察。图2是基板5的底平面图。
在图1和2所示的装置中，管3A与4A、3B与4B在各孔中互相连通。在这些结构中，压力通过彼此连接的管子而分散。在本发明中，与此相反，设置于各孔中的管的顶端共有一个容纳液体的空间。由于此种结构，可以使注入时的移动更确定地被缓和，或可控制这种移动(参照图3、图4)。
图3表示根据本发明的结构的一个实施例，它是由基板5、块7以及玻璃基板6所构成的单元。图3中，空间10是设置于各孔的管子3A、3B的顶端3Ab，3Bb所共有的空间。整个装置中充满了对于细胞的趋化性不会产生影响的液体，例如缓冲液。液体的量至少可以填充该空间10的一部分。由于该液体使整个装置被处于同一压力下。另外，液体的阻抗可以抑制注入压力及孔的平衡破坏时引起的试样的迅速移动。图4显示根据本发明的结构的另一个实施例。在该单元中，孔配置有用于注入试样的管子3A、3B，另外，管4A、4B与其连通，并且所有这些管子的顶端3Ab，4Ab，3Bb，4Bb的顶端具有共用的空间10。
在从标本容纳孔中通过设置于该孔的管子而进行抽吸以收集移动的细胞的步骤中，内部压力降低从而引起试样互相混合。在图4所示的结构中，可以特别有效地缓和这种现象。
在检测细胞的趋化性或实施分离时，优选将注入的细胞被集中于孔内通道的附近。在如图3所示的细胞趋化性检测或趋化细胞分离装置的情况下，例如，优选经管子3A而注入孔2A的细胞集中于通道1的附近。即，这些细胞可被认为是其在孔内的位置应该被调整的试样的实施例。此位置的调节可由孔2B中经由通道而相对的管3B以适当的速度抽吸适当量的液体而实施。准备抽吸的液体的量根据在除去空间10中液体后管子及孔的容积而定。准备抽吸的液体的量及抽吸速度可根据电脑程序而很容易地控制。
本发明在其范围内进一步包括上述结构的变形，例如用于检测细胞趋化性的微量试样处理装置，该装置具有这样的结构，其中设置于用于容纳细胞悬浮液的孔内的管子的顶端比借通道而相对的孔上所设的管子的顶端要高(参照图5至图7)。在图5中，设有管子的块7在设置于孔2B的管子3B的顶端3Bb的周边被挖掉。因此，孔2A的管子3A的顶端3Ab设置的比管子3B的顶端3Bb高。首先，控制填充于整个装置内的液体的量，从而使液体的水平高于管3A的顶端3Ab，即图中箭头I所示的位置。在这种状态下，当经由管3A将细胞注入于孔2A时，由于整个装置的均一的压力及液体的阻抗而抑制了液体的快速移动。因此细胞散在于管子3A及孔2A内。接着，从空间10抽吸除去液体，使液面降到箭头11的位置以下(即降低到使管子3A的顶端3Ab露出液面3A之上)。另外，抽吸适量的液体，从而可以集中散在孔2A内的通道附近的细胞。准备抽吸的液量可以根据管子3A及孔2A的容积而算出。通常以该容积的1/3乃至1/10倍就可以达到目的。在将液面再度回复至箭头1的位置后通过将标本溶液注入孔2B，可以缓和注入时急剧的压力变化。
关于将液面再度回复至箭头1的位置时使用的液体，优选使用比预先存在于装置内的液体比重轻的液体(例如像缓冲液等的水溶液)。因此，各孔的管子的上部由比重轻的液体覆盖，从而由于覆盖效应而可以防止试样的不必要的扩散。可以选择任意种类的液体，只要其对试样呈惰性、不溶于水，且比重小于1.0即可。此种液体的例子有Mineral Water M3516(比重0.84，西伽玛公司制造)和液体石蜡。
图6显示具有用于注入试样的管子3A、3B和与它们相连的管子4A、4B的实施例，其中在孔2A内的管子的顶端3Ab、4Ab的位置比另一个孔2B的管子的顶端3Bb、4Bb高。图7表示一个实施例，其中在块7上形成斜面，由此使孔2A的管子的顶端设定的较高。这些图显示这样的实施例，其中一些管子的顶端设置的比另一方的管子的顶端为高。可进一步进行其它改进以获得相同的目的。
在上述结构中，其中将一部分的管子的顶端设定的比其他管子的顶端高的结构是下面将要描述一种有效的连接方式。如果需要，可以将其它单元进一步结合和连接到二元系统上，其中的二元系统用于各自经图3到图7所示的通道连接孔，从而得到例如图8所示的三元系统。图8中，例如将细胞放入孔2A，趋化性因子放入孔2C，标本溶液放入孔2B。由此可以调查标本溶液是否抑制了趋化性因子。另外，也可以针对各种目的采用多元系统。
如图9所示，也可以构建一个所谓同心圆系统，其中在一个孔的周围借通道而连通了多个孔。再者，可以将图11所示的同心圆系统构建成图9的形式的变形。尽管在图11中采用了三元系统，但也可以采用二元系统。在图9的实施例中，管3A安装于贯穿孔3Aa上。相似地，管子3B1～4分别安装于贯穿孔3B1a～4a上，管子4B1～4分别安装于贯通孔4B1a～4a上。借管子3A将细胞悬浮液放入孔2A中，而将各种标本放入到孔2B1～4中。由此同时可检测多个趋化性因子。通过提供含有多种类型的细胞，可以一次就根据细胞的种类实施分离(分类)。例如在孔2B1～4中放入对应于各种细胞类型的趋化性因子，而在中央孔2A中放入含有多种细胞类型的试样(例如全血)。然后试样中所含的细胞分别朝向包含细胞趋化性因子的各孔2B1～4移动，经过一定时间之后，经管子3B1～4从各孔2B1～4收集细胞，或识别移动进入各孔2B1～4的细胞。
如图8、图9和图11所示的孔的连通方式中，管子3和4在其所存在的孔2中互相连通。在这些连通方式中，所有的管子的顶端共有一个空间10。将注入细胞的孔的管子设定成高于其他孔的管子的顶端。然后提供液体使得放入细胞的孔的顶端被淹没(参照图10)。图10是图9所示的装置沿虚线和点线所取得截面图。在该实施例中，孔2A的管子3A、4A的顶端3Ab、4Ab高于其他的孔2B1～4的管子3B1～4的顶端3B1～4b。箭头1表示填充空间10的液体的液面的位置高于管子3A和4A的顶端3Ab、4Ab。通过管子3A注入于孔2A的细胞散在于管3A及孔2A内。抽吸空间10的液体从而降低液面至箭头11的位置，使得管子3A的顶端3Ab从液面上露出。再抽吸适量液体，由此可以使在孔2A内的细胞朝向孔2B1～4的方向移动，从而汇聚于朝向各孔的通道1的附近。将要抽吸的液量可根据管子3A及孔2A的容积而算出。于是，在相同的位置条件下，可以研究孔2A内的细胞对于孔2B1～4的趋化性。
可以适用本发明的结构的实施方案的其他的实施例，例如可以采用图21所示的装置。即，图21是一个装置的模式图，其中在孔2A内实施反应，接着通过柱16实施处理，然后由孔2B搜集通过该柱子的未被吸收的物质。在这种情况下，柱子作为对流体有阻抗性的障碍物。在液面呈箭头1的状态下在孔2A内放入将要反应的物质。反应完成后，将液面降至另一个箭头11所示的位置。再抽吸后，孔2A内的反应混合物朝向柱16移动。再进一步抽吸后，通过柱的物质朝向孔2B移动。在由柱吸收的物质是目的物的情况下，经由孔2A将洗脱液提供给该柱。于是可以将洗脱物汇集于孔2B。
除了上述情况外，可以有各种应用。这就是说，通过控制互相连通的孔之间的试样的移动，可以以微量的水平研究物质之间的相互作用。这些装置可用于例如抗原/抗体反应，酶/底物反应，可溶性受体与配体等种种反应。
例如在图5的装置的孔2A中，使得结合到一定大小的塑料小珠的抗体与抗原蛋白质反应。然后液面由1降至11，再抽吸液体。这样，未反应的抗原蛋白质即通过屏障12的槽移动至孔2B。然而，与结合塑料小珠的抗体反应的抗原蛋白由于有小珠的存在因此无法通过屏障12的槽，于是与未反应的抗原蛋白分离。如此，通过适当地选择小珠的粒径和槽的宽度的组合而可以分离物质。
再者，亦可以利用磁珠。例如，由具有可磁化物质(例如γFe2O3与Fe3O4)的聚合物核心构成的粒径均一，其上涂敷有亲水性聚合物的磁珠可以商购(挪威，NYNAL(公司)制造的商品名Dynabeads)。通过在该珠子的表面结合各种抗体，由此可以将磁珠与细胞或蛋白质结合。通过使其靠近强力磁铁(MPC)，磁珠即被磁化并吸引到磁铁上。将磁铁移开，这些珠子就会脱磁，重新散开。此性质可用于细胞或蛋白质的精制等等。例如：Kanegasaki，S.等，J.Biochem.117：758-765(1995)中使用以CD19抗体包被磁性聚苯乙烯小珠(DYNAL公司制造)以实施末梢血B淋巴细胞分离。
在图22所示的装置中，在液面为1的状态下，于孔2A内注入蛋白质的混合液与抗体标记的磁珠(磁性抗体珠)。在孔2A的底部所设置的磁铁24吸附与抗体反应的蛋白质之后，液面降至11。再由空间10抽吸液体。如此，只有未被磁铁24所吸附的蛋白质才移动到另一个孔2B内。通过选择适当的抗体，可以如此分离所需的蛋白质或除去不要的蛋白质。关于使用磁性材料来分离蛋白质，以往通常使用“柱”。用柱处理仅可以在毫升规模时使用，而不适合于处理微量蛋白质。通过使用本发明的装置，即在数微升或更少量的规模下也可以进行蛋白质的分离。
本发明使得可以将上述装置整体小型化，并因此可以处理微量试样。并且可将多个单元集成，从而可同时处理大量标本。另外，通过程序控制液体的抽吸、注入而很容易进行自动化处理。
这就是说，通过配置具有单一孔的单元部件、具有多个相同或不同类型单元的一个集成单元或多个集成单元、液面控制吸液管和用于控制该液面控制吸液管的移动的系统可以实现装置的自动化。液面控制吸液管的操作如下控制。即，用液面控制吸液管从各单元部分的多个管子的顶端所共有的空间中抽吸规定量的容纳的液体，从而调整孔内试样的位置，或将试样转移于下一个孔，必要时将补偿量的液体由该液面控制吸液管加入到该空间中，使液面回复至原位。通过电脑程序可以很容易实施这些控制操作。
也可能通过提供单元部分、试样贮藏库，标本贮藏库和移动这些部分的试样供给吸液管及标本供给吸液管，以及控制这些吸液管的操作的系统，由此使包括供应和收集试样、标本、试剂等的步骤的整个装置自动化。如果需要，也可以附加吸液管洗涤部及控制吸液管洗涤部的吸液管的洗涤操作的系统。
下面将以细胞趋化性检测装置为例对本发明的装置的结构进行更具体的说明。但是应当理解本发明并不局限于细胞趋化性检测装置，而是可以应用于其他装置上以解决如上所述的相似的技术性问题。1)单元的结构
如图3所示，通道1及孔2A、2B成一体构筑于基板5上。在基板5上设有用于安装与各孔相通的管子3A、3B的孔(贯穿孔)3Aa、3Ba。固定设有管子3A、3B的块7以配合贯穿孔3Aa、3Ba的穿过。在块7的上部，设置由管子3A、3B的顶端3Ab、3Bb所共有的空间10。基板5的底面固着到光学抛光的玻璃基板6上。块7、基板5及玻璃基板6可以例如借0一环或垫圈等钳紧而予以压紧和固定(参照图20)。或者基板5与玻璃基板6形成一体化的结构。或使基板5、玻璃基板6及块7形成一体化的结构。另外，如图4所示，设置于孔2A、2B的管子还可配置用于试样的注入/采集用的管子3A、3B等，和用于缓和压力的管子4A、4B等。如图5，图6等所示，可以将空间10部分挖的较深以形成凹陷。或如图7等所示形成斜面。2)孔
形成用于容纳试样(即细胞悬浮液)或例如包含趋化性因子的溶液或包含趋化性因子抑制剂的溶液等的标本溶液的孔2。孔的容积没有特别限定，只要能容纳所需的最小液量就可以。例如，深度0.05～0.1mm，宽1.2mm，长度2.5mm就足够。也可以在借通道而互相连通的孔的其中之一(例如容纳细胞的孔)或两者中设置垂直于通道的壁，从而限制在通道附近的液体的量。由此可以调整孔内细胞的位置(图24)。图24表示一个实施例，其中孔2A、2B借通道1相连通，并且分别于各孔设置与通道1垂直的壁24A及24B。尽管可以任意设定壁24与通道1之间的距离，但通常在50～300μm范围内。
图25表示具有直交形成于通道的壁的单位孔的变形例。即，图25(1)显示一个实施例，其中在孔的宽度的一部分设有通道；(2)显示的实施例，其中通道在中央被二等分，夹着通道在一个孔(2A)的对面设置一对孔(2B、2C)，同时只于孔2A侧设置壁24；(3)显示的实施例其中在通道中的平台11两侧设有二列屏障阵列。无需说，这里引用的变形仅仅是例示而已，当然不局限于这些例子。必要时，在孔之间可设置垂直于通道和斜坡的平台。3)通道
下面将参考图12说明通道1(参照图1、图3、图4)的结构例。通道1是隔离两端的孔2A及孔2B的斜坡8(基板5上的突出部)和玻璃基板6之间的空间。隔开通道1的两端形成的孔2A、2B的斜坡8的大小不限。例如，斜坡8的高度可以在0.03～0.1mm范围，朝向相对孔方向的长度为0.01～0.5mm范围，垂直于朝向相对孔方向的长度可以是大约1.2mm。
在一个优选实施方案中，在斜坡上设有如图13～图15所示的多个屏障12，从而形成细胞所通过的槽13。在斜坡的上部不设置构成槽的屏障的情况下，则在斜坡的上面与玻璃基板之间形成适合细胞直径或细胞的变形性能的深度或间隙的平台。在这种情况下，此深度依赖于细胞的种类，通常为3～50μm范围。这就是说，在中性粒细胞、嗜酸粒细胞、嗜碱粒细胞、单核细胞/巨噬细胞、T细胞、B细胞等的情况下，宽度在3～10μm(例如4、5、8或10μm)。在癌细胞或存在于组织中的细胞的情况下选用8～20μm的宽度。
通过在斜坡上面的屏障两面设置平面的平台，可以更容易地观察细胞的通过。如此，虽然不是必须设置平台11(图12)，但设置还是有好处的。在设置平台11的情况下，在朝向相对孔方向的长度比较适合的是约0.01mm至约0.5mm。
如图23所示，通过将平台11设置为多级式，从孔的一侧加入的细胞从另一侧抽吸时，很容易使细胞集中于斜坡8的附近，从而调整孔内细胞等的试样的位置。在细胞是中性粒细胞、嗜酸粒细胞、嗜碱粒细胞的情况下，例如，平台11-2及11-3与玻璃基板6的距离(即对应于图中屏障12的高度)设置为3μm，平台11-1及11-4与玻璃基板6的距离设置为4.5μm。在孔2A内放入细胞，从另一个孔2B侧抽吸液体。这些细胞同时在平台11-1停留。之后细胞很容易集中于平台11-2与玻璃基板6之间。平台11-1～4的每一个与玻璃基板6的距离根据所处理的试样可任意设置。尽管这些距离大约是3至5μm的范围，但本发明并不局限于此。在使容纳细胞的孔的相反侧的平台(11-3)的长度设定为较容纳细胞的孔的一侧的平台(平台11-2)约1.5～5倍长时，即能更容易观察或计数通过槽的细胞。尽管在图23中显示了设置屏障12的情形，但是在平台11-2及11-3与玻璃基板6的距离相当于细胞直径或变形性能的情况下，屏障并不一定需要。
在斜坡的上面设置屏障12(参照图12～图14)的情况下，由屏障12所构成的槽13的断面可以做成立如V字型断面，凹型断面或半圆型断面等的任意形状。优选槽13的宽度适合于细胞直径或其变形性能。本文中所用的“变形性能”意思是指在细胞具有弹性的情况下，由于其弹性而使细胞很容易改变其形状(例如成为扁平状或绳状细胞)，从而对于通常在自由空间中固有的球形形态的细胞来说，可通过比细胞本身直径更小的间隙。由于设置此种槽，所以得于以单个细胞水平来观察细胞，因此可按照所需种类来分离细胞。槽13的宽度通常为3～50μm范围。优选该宽度可以使细胞一个一个地通过。在中性粒细胞、嗜酸粒细胞、嗜碱粒细胞、单核细胞/巨噬细胞、T细胞、B细胞等的情况下，宽度在3～10μm(例如3、5、8或10μm)。在癌细胞或存在于组织中的细胞的情况下选用8～20μm的宽度。槽13的数目根据涉及通道宽度的屏障的宽度及槽的宽度来决定。例如，在通道宽度为1mm的情况下屏障宽度为10μm，槽的宽度为5μm时，槽的数目最多为66。为便于检测和观察，槽13的数目优选为1至约100，最优选约10至约70。
屏障12的长度约5～约400μm。例如使用5、15、20、30、40、60、100、200、300或400μm的屏障长度。屏障12本身的宽度可适当地确定。在使用如图38所示的结构的情况下，屏障的宽度和长度大致相等者比较有效果。
如图15所示，形成通道1的槽13可以经垂直于朝向相对孔方向的一个或多个槽14互相连通。由于该结构，使放入于一孔的物质朝向另一孔的扩散均一化，或能更正确地掌握细胞通过的状态。在这种情况下，使槽13的宽在每次这些槽与垂直于相对孔方向的槽14相交时逐级变化(参照图36和37)。或者可以设置朝向相对孔方向的槽在每一次横过与它直交的槽时改变相互的位置关系(参照图38)。图38显示了一个实施例，其中向垂直方向移动1/2间距形成这些槽。也可以使屏障在朝向相对孔方向彼此相连(参照图39)。或者在设置于斜坡中央的平台的两边的二处设置屏障的阵列(参照图25(3)、图40)。通过利用此种结构，可以很容易观察和计数通过槽的细胞。可以要求定位于中央的平台具有包括在显微镜视野里的区域。图40(1)是顶视图，(图2)为截面图。
可根据用于观察细胞移动的显微镜、CCD照相机等的物镜的焦深来适当确定屏障12的高度(即槽的深度)。例如，在物镜具有10～40倍的聚束深度的情况下，优选的深度为3～4.5μm。但本发明并不局限于此。4)孔与通道的构造
做为基板5的材料，优选使用单晶硅，因其容易进行微细加工，且对于细胞来说比较惰性。通道1的屏障12及槽13可采用集成电路制作上所使用的光蚀刻技术或蚀刻技术(例如湿式蚀刻或干式蚀刻等)加工单晶硅而构建。孔2及贯穿孔3a、4a(这些孔比屏障12或槽13大)可通过各种已知的工程技术例如喷砂法，干式蚀刻法等来构造。除了单晶硅外，硬质玻璃，硬质塑料，金属等只要可以构筑通道上的微细结构的材料均可以使用。在使用塑料的情况下，优选对表面赋予亲水性的处理，例如在表面形成亲水性薄膜的处理。也可以分别制造通道1及孔2之后将它们予以组合。5)块及管子
如图3所示，块7是位于基板5上，且具有连通于孔的管子的构件。管子通常有方形或圆形的截面。管子的尺寸虽然没有特别限定，但通常正方形边长约为1mm，圆管的直径1mm。为了容纳所需体积的细胞悬浮液或标本溶液，需要这些管具有约2mm～10mm的深度。构成块或管的材料可由玻璃，如丙烯酸树脂的塑料和金属中选择。由通常的工程技术例如机械钻孔或激光钻孔等部件可以很容易制作管子。同样，采用通常的工程技术可以在块7上设置管子的顶端共有的空间。
为了以人工操作将细胞或标本注入各个单元，在各注入管的顶端的周围可向下切割以形成漏斗状凹陷。因此，可以使吸液管容易插入(图35(1)和(2)中的标号29)。6)玻璃基板
如图3所示，玻璃基板6紧密压在基板5上从而构成容纳液体的空间，从而可以观察通过通道的细胞。因此玻璃基板6应该保持光学透明且是平面的，以提供细胞粘附的面。因此只要适全于此目的，即玻璃以外也可使用例如透明的丙烯酸树脂等塑料。尽管对厚度没有特别的限制，即只要压着于基板时不发生歪变即可，但通常在0.7～2mm范围就足够。7)多单元的排列
通过参考借通道而连通的多个孔成为单一单元，可以将多个单元配置或集成于一个基板上。从而构成同时处理多个标本的装置。可将相同类型的单元并列配置，或可以配置不同类型的单元。下面将参考各图说明配置和集成的类型。然而，应该理解的是本发明不局限于这些，可根据需要使用各种组合。
图16显示了一个实施例，其中将图4所示的各具有借通道而连通的一对孔德12孔单元安装在16mm×16mm的正方形基板7上。在该实施例中，这些单元的较大的一边为5.7mm，短边为1.2mm，并以0.8mm间隔配置。
图17表示将多个集成单元集成的实施例。在图17中，以A1～4，B1～4，C1～4所表示的每个四边形是图16所示的集成。在这种情况下，A行、B行及C行是不同类型的单元的集成。
图18表示将独立的二连式单元集成为圆形的例子。图19是沿图18的点划线所取的断面。关于其大小，例如，孔2A及2B在其半径方向的宽度为1.5mm，通道1的半径方向的宽度为0.5mm，通道1上的槽13的宽度为10μm。此时单元整体的半径为5.0mm。
图26表示集成12个图24所示的类型的单元的实例。
在这种集成多个单元的情况下，可以使用单个块7或玻璃基板6从而得以覆盖整个单元。(参照图20)。
图20是组合用于检测细胞的趋化性及分离由多个集成在一起的单元构成的趋化性的细胞装置的实例。在盖帽17与中间支撑体21之间，放置有；在其上具有多个集成单元的基板5，覆盖它们的垫圈5’和块7。而在中间支持体21与底支持体22之间放置一玻璃基板6，并且以螺栓锁紧。块7基板5的位置由中间支持体21所规定，并且由导销20及设置于块7的底面的导销接受孔19固定。又，可以直接穿过基板5并固定到块7上。
在图20中，具有单一单元(即设一对孔及通道)的基板5还可以用于替代所集成的单元，并且可以在有限区间内排列多个所组合的单元。此时可以逐次更换这些单元。8)自动控制系统
接下来，将作为例子参考用于检测细胞趋化性的装置，具体说明根据本发明的微量试样处理装置中的自动控制系统。然而，毫无疑问，这里的说明仅仅是一个例示，为了实现自动化的目的，可以采用种种的实施例。
图27显示了根据本发明的用于检测细胞趋化性的装置的自动控制系统的例子。图27中，标号U代表单元部分，C代表细胞贮藏部，S代表标本贮藏部，W代表吸液管洗涤部。
直线X-X’表示横列地配置的多个(图示例6个)标本供给吸液管的流程线的例子。直线Y-Y’表示横列地配置的多个细胞供给吸液管的流程线的例子。单元部分U被设置在吸液管的流程线位置，而配置在各单元的顶端的空间填满液体。细胞贮藏部C中容纳有细胞，而标本贮藏部S容纳有各种标本。横列地配置的多个液面调节吸液管被设置在单元部分U的4B～4A上，其流程线例如以图28的Z-Z’来显示。虽然本发明不限定于这些，但本发明以例如如下方式移动各吸液管。
细胞供给吸液管从细胞贮藏部C抽吸规定量的细胞悬浮液。然后该吸液管沿流程线Y-Y’移动到单元部分U，并通过细胞注入管3A向各单元的孔2A供给细胞悬浮液。此后，细胞供给吸液管返回至C位置，并停止操作，或为了对于后续的单元供给细胞悬浮液而移动。由于细胞因重力的原因而沉淀，所以在通过排出抽吸细胞之前马上搅拌装在细胞贮藏容器25内的细胞悬浮液。
接着，如图28所示，液面调节吸液管抽吸各单元的空间部10中的液体，使液面降低到11的位置。然后，再抽吸规定量液体以便调整孔2A内的细胞的位置。而后，液面调节吸液管上升至液面1的位置或比它更高的位置，并且在流程线Z-Z’上的任一位置排出所抽吸的液体，从而使空间10的液面回复到1的位置。而后，液面调节吸液管上升，并停止其操作，或移动于后续的单元上面。
接着，标本供给吸液管从标本贮藏部5抽吸规定量的标本。标本供给吸液管沿流程线X-X’移动至单元部分U，并经由标本注入管3B向孔2B供给标本。而后，标本供给吸液管沿流程线X-X’移动至吸液管洗涤部W，并在其中通过反复吸排洗涤槽的洗涤液来洗涤吸液管。而后，吸液管上升到洗涤槽的液面上，并停止其操作，或为了供给标本而移动至后续的单元部分U。
然后，具有被供给的细胞悬浮液和标本的单元部分U按照图27的箭头→所指的方向移动，并且停止在通道1适合检测的部分的位置。从而检测和记录细胞的状态。随着单元部分U的移动，下一个单元部分U到达吸液管的流程线的位置，从而反复上述的一连串操作。再者，亦可以使单元部分U与标本贮藏部S一起移动。此时，单元部分U及标本贮藏部S一起移动，而下一单元部分U及下一标本贮藏部S到达吸液管的流程线位置。
细胞贮藏部C配备有暂时容纳供给于单元部分U的细胞的容器。这些容器可以具有任何形状，只要具有所要求的机能即可。图29表示了一例用在细胞贮藏部C的容器。对应于单元部分U的各单元的配置及多个细胞供给吸液管配置有多个细胞贮藏容器25。在图29中所表示的实例中，为了使各容器容易注入细胞和避免浪费细胞，将注入部分26设计成斜面的形状。最好再进一步配置一个导入部27，以便使细胞悬浮液不浪费且容易进入容器内。采用此结构的结果是，注入任意处的细胞悬浮液都可以供给所有容器，由此可以省略向各个容器注入细胞悬浮液的手续。此外，为了避免在用吸液管抽吸的步骤中浪费细胞悬浮液，最好细胞贮藏容器25在底部形成锥形。在图29中，(1)是斜视图，(2)是顶视图，(3)是(2)的虚线A-A’上的断面图。(4)是图(2)的另一虚线B-B’上的断面图。
标本贮藏部S配备暂时容纳供给单元部分U的标本的容器。只要这些容器具有所需要的功能，容器的形状不拘。在将多种类型的试样供给单元体U时，使用的方法通常是这样的，即将各标本利用微吸液管等工具手工地注入试样贮藏部S的容器。在这种情况下，为了使手工操作的注入更容易，如图30所示，最好在配备具有较容器的口径大的直径的吸液管尖端导入口29。此外，为了在从容器取出标本试样之后，使留存的量仅量很少，最好在容器底部形成锥形，如图30所示。在图30中，(1)是斜视图，(2)是断面图，(3)是顶视图。在图30(2)显示的实例中，在以手工操作来注入标本的步骤中，将吸液管前端部34从吸液管前端部导入口29插入容器28内部。图31显示了一个实例，在其中多个标本贮藏容器沿着标本供给吸液管的流程线X-X’进行配置。如图31所示，注入口可以任意地配置成使容器之间的间隔能够调整成匹配于单元部分U的单元之间的间隔。标本贮藏容器可以具有显示于图32的正方形。图33显示一个实例，在其中多个标本贮藏容器的沿着标本供给吸液管的流程线X-X’进行配置。
在本发明的装置中使用的吸液管中，可以用电脑化的程序控制液体的抽吸和排出。最好使用如图32所示的具有多个通道的注入器的吸液管。吸液管的针部(尖端)可以由：玻璃、金属、塑料等的制作而成。图34中，(1)是顶视图，(2)是横面图。
本发明中所使用的检测部分件可以是能够检测通过通道的细胞或已经从其中通过的细胞的任何部件。必要时，将包含记录检测结果的部件。熟知的用于检测记录细胞的任何部件均可以使用。例如显微镜，显微镜与视频摄影机的组合等等。此外，亦可以采用在物镜上安装有CCD摄影机的系统。为了在集成单元中进行检测，最好采用在其中随着物镜连续扫瞄单元通道的系统。
检测部分件通常如图4所示地配备在单元的通道上。在集成了多个单元的自动装置中，亦可采用将各单元的阵列依次移动到配备在规定的位置的检测部分从而实施检测和记录的系统。在这种情况下，由检测器扫瞄排成直线的各单元的通道。可以采用一个或多个检测器。由于如此的构成，以比较少的检测器就可以对多个集成单元进行检测。
可以检测通过或已经通过通道的细胞，并且可以通过直接观察显微镜来进行计数。或者，可以通过依照常规方式预先以发光、萤光物质来标记细胞，然后藉捕捉该发光、萤光而很方便地进行检测和计数。工业应用性
根据本发明的结构，可以在向孔注入液体试样的步骤中，防止试样转移到其他孔或溢出。此外，可以调整所注入的试样在孔内的位置，或可以将试样在控制下转移到下一个孔。
根据本发明的结构在处理诸如溶液或悬浮液之类的微量试样，或以其大小分离细胞或粒子的情况下，有特别显著的技术效果，并有广泛的应用。
将本发明的结构应用于细胞趋化性检测装置，或利用细胞的趋化性分离细胞的装置，可以获得很高的技术效果。即可以抑制在注入/抽吸诸如细胞或标本溶液之类的试样的步骤中的压力变化所导致的试样的意外迁移。此外，在装置失去水平时，也能抑制试样的意外迁移。由此可以精确地捕捉细胞自身作用引起的细胞运动，或者可以取出所要的细胞。换言之，可以获得忠实地反映了趋化性因子或抑止剂的作用及细胞的性质的结果。
在用于检测细胞趋化性的装置或用于利用根据本发明的细胞趋化性分离细胞的装置中，在孔与孔之间的通道上形成斜坡，或在斜坡上形成构成有确定的槽的屏障，或者在配备于斜坡上面的平面和玻璃基板之间形成确定的间隙。由此，当一孔中放入一细胞悬浮液，而从另一孔抽吸足够量的液体时，可以方便地建立这样一种状态，在这种状态下细胞集中于通道附近，并按细胞的流动方向排列。结果，可以精确地检测出细胞的趋化性。
根据本发明的结构可以实现装置的小型化。当使用到用于检测细胞趋化性或分离趋化细胞的装置时，与以往所使用的Boyden室的情况相比，可以只使用其50分之一或1000分之一的试样量。即，在根据本发明的装置中，生物试样(全血等)自身可以作为试样。通过以全血做为试样，例如，在检测嗜中性粒细胞的趋化性时，利用0.1μl的血液即可以进行测量了，而在检测嗜酸粒细胞，单核细胞或嗜碱粒胞的情况下，利用1μl的血液就可以进行。
而且，在根据本发明的结构中，在液体注入步骤中不需要精细的调整，因此具有很容易实现装置的自动化的特点。
根据本发明的装置的单元可以做得很小，所以很容易将多个单元集成到一起，从而可以制造同时可处理多个标本的装置。此时，也很容易制造具有自动化的液体注入及检测的系统的装置。
当集成多个单元时，通过将不同的形式的单元予以组合和集成，可以同时实施目的不同的检测和分离。由此可以提高处理的效率。例如在检测细胞趋化性的装置的情况下，可以一次就实现对于单一类型的细胞的各种趋化性因子或抑制剂的检测，或对于单一趋化性因子的不同类型的细胞的趋化性检测。

Claims (23)

1.一种微量试样处理装置，具有这样一种结构：在其中多个孔经由对流体有阻抗作用的部分互相连通，且各个孔都配备有用于注入和抽吸试样的管子，必要时，用于缓和注入/吸出时压力变化的管子，其特征在于这些管子在其顶端共有可以容纳液体的空间。
2.如权利要求1所述的微量试样处理装置，其中对流体具有阻抗的部分选自一个或多个细管，狭窄间隙，细槽，过滤器，树脂柱和其他可以通过流体但对流体具有阻抗的结构。
3.如权利要求1所述的微量试样处理装置，其中形成于一个孔内的管子的上端的位置高于穿过对流体具有阻抗的部分的相对的一个或多个孔上所设的管子的顶端。
4.如权利要求1所述的微量试样处理装置，其中在经由通道而互相连通的孔的其中之一或双方上，为了限制在通道附近的流体的量而设置垂直于通道的壁。
5.一种微量试样处理装置，它包括具有选自如权利要求1至4中所述的微量试样处理装置的单一单元的单元部分，具有多个相同或不同类型的一个集成单元或多个集成单元，用于调节单元部分中的液面的吸液管，和用于控制该液面调节吸液管的操作的系统。
6.如权利要求5所述的微量试样处理装置，其特征在于控制液面调节吸液管从单元部分的各单元的管子的顶端由多个管子所共有的空间内抽吸存在该处的规定量的液体，从而调整孔内试样的位置，或将试样移动于下一个孔，必要时提供补偿量的液体，从而将液面回复至原位。
7.如权利要求5所述的微量试样处理装置，其特征在于具有试样贮藏部，标本贮藏部，及可在这些部分上移动的试样供给吸液管及标本供给吸液管，还具备用于控制试样供给吸液管及标本供给吸液管的操作的系统。
8.如权利要求7所述的微量试样处理装置，其特征在于具有吸液管洗涤部，其中控制吸液管从而重复抽吸、排出洗涤液。
9.一种用于检测细胞趋化性或进行趋化细胞分离的装置，其特征在于经由对流体具有阻抗的通道而使多个孔互相连通，这些孔配置有用于注入/抽吸试样的管子，且如果需要还具有用于缓和在试样注入/抽吸步骤期间所产生的压力变化的管子，并且这些管子的顶端共有用于容纳液体的空间，这些孔在形成管子的对侧紧密固着于玻璃基板上。
10.如权利要求9所述的细胞趋化性检测或趋化细胞分离装置，其特征在于设置于容纳细胞用的孔内的管子顶端的位置高于经由对流体具有阻抗的部分而相对的一个或多个孔上所设的管子的顶端的位置。
11.如权利要求9所述的细胞趋化性检测或趋化细胞分离装置，其特征在于对流体具有阻抗的通道是一个斜坡或形成于斜坡与玻璃基板之间的狭窄间隙。
12.如权利要求11所述的细胞趋化性检测或趋化细胞分离装置，其特征在于在通道的斜坡的上部设有平台，并且在该平台与玻璃基板之间的间隙适合于细胞直径或其变形性能。
13.如权利要求11所述的细胞趋化性检测或趋化细胞分离装置，其特征在于在斜坡的上部设置构成适合细胞直径或其变形性能的宽度的一个或多个槽的屏障，必要时与斜坡一齐形成平台，并且在该平台亦与玻璃基板之间形成配合细胞直径或其变形性能的间隙。
14.如权利要求13所述的细胞趋化性检测或趋化细胞分离装置，其特征在于在通道中朝向相向孔的方向的多个槽藉由垂直于它的一个或多个槽而互相连通。
15.如权利要求14所述的细胞趋化性检测或趋化细胞分离装置，其特征在于在通道中，朝向相对孔方向的多个槽的宽度在每次与垂直于它的一个或多个槽相交时逐级变化。
16.如权利要求14所述的细胞趋化性检测或趋化细胞分离装置，其特征在于通道中朝向相对孔方向的多个槽当每次与垂直于它的一个或多个槽相交时通过互相移动其位置而形成。
17.如权利要求13所述的细胞趋化性检测或趋化细胞分离装置，其特征在于构成槽的屏障的阵列在设置于斜坡中央的平台的两边的二处形成。
18.如权利要求12所述的细胞趋化性检测或趋化细胞分离装置，其特征在于为了在平台和玻璃基板之间形成不同深度的间隙而在通道中的斜坡上形成多级状平台。
19.如权利要求18所述的细胞趋化性检测或趋化细胞分离装置，其特征在于斜坡上设有构成适合细胞直径或其变形性能的宽度的一个或多个的槽的屏障，且在斜坡上设有多级状平台。
20.如权利要求9所述的细胞趋化性检测或趋化细胞分离装置，其中在经由通道而互相连通的孔其中之一或双方中形成垂直于通道的璧，从而限制通道附近的液体量。
21.一种自动化的细胞趋化性检测或趋化细胞分离装置，包括具有选自如权利要求9至20所述的细胞趋化性检测或趋化细胞分离装置所成的单一单元的单元部分，具有多个相同或不同单元的一个集成单元或多个集成单元，细胞贮藏部，标本贮藏部，以及移动于这些部分之上的液面调节吸液管，细胞供给吸液管，标本供给吸液管，还具有用于检测在单元部分的细胞移动，必要时记录检测数据的检测部分，它与单元部分成一体或对应于多个单元部分形成，还具有控制液面调节吸液管，细胞供给吸液管，及标本供给吸液管的移动的系统，以及必要时将单元部分移动于检测部分，以及将下一个单元部分移动于吸液管的流程线上的系统。
22.如权利要求21所述的细胞趋化性检测或趋化细胞分离装置，其特征在于具有吸液管洗涤部，它通过控制吸液管以使吸液管反复抽吸和排出洗涤液。
23.如权利要求22所述的自动化的细胞趋化性检测或趋化细胞分离装置，其特征在于如下控制各个吸液管：任意搅拌后，以细胞供给吸液管吸取规定量的细胞悬浮液，将它供给于单元部分；接着，用液面调节吸液管从单元部分的各单元中的由多个管子所共有的空间，抽吸存在该处的规定量的液体，从而调整孔内的细胞的位置；接着以液面调节吸液管供给补偿量的液体而将液面回复到原来的位置。接着从标本贮藏部以标本供给吸液管抽吸规定量的标本，并将它供给于单元部分；然后吸液管移动到吸液管洗涤部，通过反复抽吸和排出洗涤液从而实施吸液管的洗涤。
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