EP2697639A1 - Magnetophoretic analyte selection and concentration - Google Patents

Magnetophoretic analyte selection and concentration

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EP2697639A1
EP2697639A1 EP12724097.6A EP12724097A EP2697639A1 EP 2697639 A1 EP2697639 A1 EP 2697639A1 EP 12724097 A EP12724097 A EP 12724097A EP 2697639 A1 EP2697639 A1 EP 2697639A1
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EP
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channel
sub
section
flow
enrichment
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Withdrawn
Application number
EP12724097.6A
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Inventor
Oliver Hayden
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • B03C2201/00Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/26Details of magnetic or electrostatic separation for use in medical applications

Definitions

  • the device according to the invention for magnetophoretic analyte selection and enrichment comprises a flow channel, a first magnetic unit for enrichment and a second magnetic unit for aligning magnetically labeled analytes.
  • the enrichment and orientation of the analytes is provided in a first channel section.
  • the first channel section comprises the magnetic units.
  • the separation takes place.
  • the flow channel splits at least two subchannels in the second channel section.
  • a first of these sub-channels runs. This has a smaller cross-sectional area than the flow channel in the first channel section.
  • the first sub-channel runs in the third channel section in the same Direction as the flow channel in the first channel section. This means that no kinking of the flow direction takes place for the sample to be selected. Only the part of the sample volume which is not to be selected is deflected out of this original direction of the first channel section. This arrangement in turn has advantages regarding the flow behavior.
  • the third channel section may still be provided a channel feed to the first sub-channel.
  • a channel feed to the channel section of the analyte separation has the advantage that a second mark can be fed to the analyte via it.
  • other markers can be supplied to the analyte via the Kanalzu ⁇ guide and are connected via, for example, antibodies.
  • Such a channel feed is of particular advantage if the first subchannel b
  • the enrichment and guiding the magnetically labeled analytes by the nature of the magnetic marker can be influenced and / or by the für Wegschwindig ⁇ ness which is established in the apparatus.
  • the flow rate in turn, can be adjusted by the microfluidic dimensioning.
  • the Anreiche ⁇ tion and management can be optimized in that the magnetically tophoretician guides tung with respect to their magnetic permeability and with regard to the angle to Flussrich-, in which they are arranged, so that a stringent alignment of magnetically labeled analyte he follows.
  • the magnetic gradient field which is generated by the first magnetic means, in particular ⁇ sondere a further screw for optimization of enrichment of a particular Analytsorte, including a particular cell type.
  • a flow of a sample with magnetically-labeled analytes is generated, the magnetically-labeled analytes of this sample are dynamically enriched and aligned in a magnetic gradient field, so that the magnetically labeled analytes are concentrated in a partial volume of the sample, this partial volume is separated dynamically from the üb ⁇ membered volume of the sample.
  • a dynamic enrichment and above all concentration of the analytes in a sample which is in particular a Zellsus ⁇ pension, has the advantage over previous methods that the analyte, so in particular the cells, stress can be concentrated so high without mechanical stress, that they can be quantified and measured.
  • the selected analog LYTEN be in the process, which are in particular cells, other markers supplied ⁇ leads.
  • the additional markers have antibodies which can bind to characteristic isotopes on the cell surface.
  • This step has the advantage that the cells magnetically marked for selection can be provided with further markers, which are necessary, for example, for a further cell measurement.
  • the thus ⁇ additionally labeled cells are fed directly to a further cell measurement.
  • the enrichment and Ausrich ⁇ tion and the subsequent selection by a device according to the invention takes place by a cell sample is injected into this.
  • the described dynamic enrichment has the great Before ⁇ part that the cells can be stress-free, in particular by mechanical ⁇ specific load, a secondary analysis supplied. For example, after the selection, a fluorescence labeling can be carried out and a microscopy or flow cytometry can be carried out with low marker consumption.
  • FIG. 1 shows a cross section through a channel 10, which is traversed from left to right by a suspension 15, for example a blood sample.
  • the flow direction is indicated by an arrow 40, that is, on the left side of the channel 10 there is at least one inlet for the sample 15 and on the right side of the channel 10 is located to ⁇ least one outlet.
  • the suspension 15 contains at least one sort of cells 16 which carry magnetic markers. These magnetically marked cells 16 are first deflected in the left portion of the channel 10 by a permanent magnet 20, which is mounted below the channel bottom, to the channel bottom and thereby enriched at the channel bottom. These Ab ⁇ section of the channel 10 with the permanent magnet 20 is also called enrichment route 11. This enrichment route serves further to align the magnetically labeled cells 16.
  • ferromagnetic strips 21 are suitable, which can only be seen in cross section in FIG. 1, as guide lines. The strips 21 run into the plane of the drawing, so to speak.
  • the separation of the magnetically marked cells 16 follows from the remaining suspension 15.
  • this selection region 12 there are, so to speak, several outflow directions 40, which can be better seen in the plan view in FIG.
  • the cross-section in FIG. 1 illustrates is that the channel 10 at the end of the separation section 12 tapers to form a microfluidic channel 13 through which essentially only the magnetically marked cells 16 flow in a small sample volume 15.
  • a detection device 30 is schematically shown which, for example, uses microscopy or flow cytometry.
  • Zel ⁇ len 16th 2 shows a plan view of the channel 10 with its three sections, the alignment and accumulation section 11, the separating section 12 and the Mikrofluidikumble 13.
  • the ferromagnetic guide lines 21 arranged in a herringbone pattern, which lead the magnetically marked cells 16 to the channel center. This concentration thus happens in the plane.
  • the magnetically marked cells 16 are approximated to the channel bottom by the permanent magnet 20, which is not visible in the drawing and is mounted below the channel 10, which covers the third dimension in the enrichment.
  • enriched and aligned cells 16 then flow in the region of the separation section 12 into the microfluidic channel 101.
  • the cell sample 15 can also flow to the left and to the right thereof, which is indicated by the three flow directions with arrows 40.
  • the sections 101 run left and right of the Microfluidic channel 100 y-shaped away from the central flow ⁇ direction.
  • the entire volume of channel 15 and the Kanalgeo ⁇ geometry is designed so that it can not come to turbulence in the flow 40 especially in the area of the separation 12, which could interfere with the magnetic enrichment and orientation.
  • the drainage regions 101 must include a sufficiently large sample volume 15, so that the taper on the microfluidic channel 100 can be compensated.
  • the marking of the three areas of the enrichment path with A, the microfluidic path with B and the lateral discharge routes with C is chosen such that the front view in FIG. 3 is understandable.
  • FIG. 3 This front view of Figure 3 illustrates non-yardstick according to the different cross sections of the Anreiche ⁇ approximate flow channel A, microfluidics 13, 3 and the Ab ⁇ flow stretch C left and right of the microfluidic B.
  • the schematic representation is to illustrate that the
  • Microfluidic channel 100 is closely chosen such that the magnetically-labeled cells can 16 a large part of the channel volume 15 take a ⁇ , that are highly concentrated and thus, coupled to these microfluidic channel 100 Analytikvorrich ⁇ tung 30 ensures a substantially highly reliable Einzelzellde- tetation.
  • Figure 4 shows a plan view of the through ⁇ flow channel 10.
  • the partial channels 101 extend perpendicularly away from the flow channel 10. These in turn have a much higher pulp ⁇ te than the sub-channel 100.
  • the channel 100 is part insbeson ⁇ particular a microfluidic channel.
  • this embodiment shows yet another change from the y-shaped flow channel 10 in Figure 2, namely the channel feeders 31, which meet on both sides of the sub-channel 100.
  • the channel feeders 31 which meet on both sides of the sub-channel 100.
  • These are designed in particular for supplying additional markers 19.
  • the magnetically marked cells 16 After the magnetically marked cells 16 have been introduced into the sub-channel 100 by the enrichment at the channel bottom and by the magnetophoretic alignment along the magnetic guide lines 21, they are thus provided with further markers 19, which prepare the cells 16 for a further cell measurement 30.
  • the dual-labeled cells 18 are directed into a cell measuring device 30.
  • the additional markers 19 may be fluorescent markers and, correspondingly, the cell measuring device 30 may be a fluorescence detector.

Abstract

The invention relates to a device and to a method for magnetophoretic analyte selection and concentration. Magnetically marked analytes, in particular cells (16), can be separated out of a sample dynamically in flux, such that they are present in a highly concentrated manner in a reduced sample volume. In particular, the analyte selection can be followed by an analysis (30).

Description

Beschreibung description
Magnetophoretische Analytselektion und -anreicherung Die vorliegende Erfindung betrifft die magnetophoretische Analytselektion und -anreicherung. Magnetophoretic Analyte Selection and Enrichment The present invention relates to magnetophoretic analyte selection and enrichment.
Als Analyt sind vorwiegend Zellen von Interesse. Im Bereich der Zellmessung und Zelldetektion sind optische Messverfah- ren, wie Streulicht oder Fluoreszenzmessung, als auch magnetische Detektionsverfahren bekannt, bei denen die zu detek- tierende Zellsorte mittels magnetischer Labels markiert wird. The analyte are predominantly cells of interest. In the field of cell measurement and cell detection, optical measurement methods, such as scattered light or fluorescence measurement, as well as magnetic detection methods are known in which the cell type to be detected is marked by means of magnetic labels.
Insbesondere sind zur magnetbasierten Messung Verfahren be- kannt, bei denen magnetisch markierte Zellen mittels Magne- tophorese aus einer komplexen Zellsuspension, z.B. einer Blutprobe, aussortiert werden. Die magnetische Markierung er¬ folgt insbesondere dadurch, dass zellspezifische Marker in die komplexe Zellprobe eingeführt werden. Magnetophorese wird bisher zur Sortierung von magnetisch markierten Zellen oder allgemein magnetischen Partikeln verwendet. In particular, methods are known for magnet-based measurement, in which magnetically marked cells are sorted out by magnetic resonance from a complex cell suspension, for example a blood sample. The magnetic marker he ¬ follows particular by cell-specific markers are introduced into the complex cellular sample. Magnetophoresis has hitherto been used to sort magnetically labeled cells or generally magnetic particles.
Für die Zellmessung in der Diagnostik und Wissenschaft ist es notwendig, dass gerade auch Zelltypen, die in nur sehr gerin- gen Konzentrationen in einer Blutprobe vorliegen, wie beispielsweise disseminierte Tumorzellen, vermessen werden. Der Verlust von Zellen durch die Probenvorbereitung ist dabei zusätzlich höchst nachteilig. Für die Quantifizierung von Zellkonzentrationen oder auch für einen verlässlichen Nachweis bestimmter Zellen ist daher eine vorhergehende Anreicherung der zu bestimmenden Zellen aus einer Suspension mit komplexem Hintergrund notwendig. For cell measurement in diagnostics and science, it is necessary to also measure cell types that are present in only very low concentrations in a blood sample, such as, for example, disseminated tumor cells. The loss of cells by the sample preparation is also highly disadvantageous. For the quantification of cell concentrations or for a reliable detection of certain cells, therefore, a previous enrichment of the cells to be determined from a suspension with a complex background is necessary.
Eine derartige Anreicherung von Zellen erfolgt bisher über Zentrifugationstechniken, Immunochromatographie oder über eine magnetische Anreicherung (MACS) . Diese Methoden haben ge¬ meinsam den Nachteil, dass die Anreicherung statisch erfolgt, d.h., dass die Zellen an eine Gefäßwandung oder in einem Ab- schnitt eines Zentrifugenröhrchens angereichert werden. Der Anreicherungsfaktor dieser Methoden liegt im Bereich von 101 bis 104 und ist nicht ausreichend hoch. Insbesondere bei Zentrifugationstechniken ist darüber hinaus eine mechanische Belastung der Zellen nicht vermeidbar. Such an accumulation of cells has hitherto been carried out by centrifugation techniques, immunochromatography or magnetic enrichment (MACS). These methods have ge ¬ Together the disadvantage that the enrichment is static, which means that the cells to a vessel wall or in an ex enriched section of a centrifuge tube. The enrichment factor of these methods is in the range of 10 1 to 10 4 and is not sufficiently high. In particular, in centrifugation techniques beyond a mechanical load on the cells is unavoidable.
Bisher bekannte Magnetophorese-Verfahren zur dynamischen Zellanreicherung haben ebenfalls den Nachteil des geringen Anreicherungsfaktors, der eine lOOfache Anreicherung nicht überschreitet. Als Beispiel für ein bekanntes Magnetophorese- Verfahren in einer laminaren Strömung sei die Veröffentlichung von Jung et al . in Applied Physics Letters 93, 223902, 2008 genannt. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung mittels magnetopho- retischer Analytselektion und -anreicherung eine höhere Aufkonzentrierung der zu detektierenden Analyte in einer Probensuspension zu ermöglichen. Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Ein Verfahren zur magnetophoretischen Analytselektion und -anreicherung wird in Patentanspruch 11 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Previously known magnetophoresis methods for dynamic cell enrichment also have the disadvantage of the low enrichment factor, which does not exceed a lOOfache enrichment. As an example of a known laminar flow magnetophoresis process, the publication by Jung et al. in Applied Physics Letters 93, 223902, 2008. It is an object of the present invention by means of magnetophore retentive analyte selection and enrichment to allow a higher concentration of the analytes to be detected in a sample suspension. The object is achieved by a device according to claim 1. A method for magnetophoretic analyte selection and enrichment is given in claim 11. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur magnetophoretischen Analytselektion und -anreicherung umfasst einen Durchflusskanal, eine erste magnetische Einheit zur Anreicherung sowie eine zweite magnetische Einheit zur Ausrichtung magnetisch mar- kierter Analyte. Dabei ist in einem ersten Kanalabschnitt die Anreicherung und Ausrichtung der Analyte vorgesehen. Dazu umfasst der erste Kanalabschnitt die magnetischen Einheiten. Im zweiten Kanalabschnitt erfolgt die Separation. Der Durchflusskanal spaltet in dem zweiten Kanalabschnitt in wenigs- tens zwei Teilkanäle auf. In einem dritten Kanalabschnitt verläuft ein erster dieser Teilkanäle. Dieser hat eine geringere Querschnittsfläche als der Durchflusskanal in dem ersten Kanalabschnitt. Dies hat den Vorteil, dass magnetisch mar- kierte Analyte in diesem Teilkanal mit geringerer Quer¬ schnittsfläche eingeleitet werden können und sich in diesem Teilkanal somit ein sehr viel geringeres Probenvolumen pro Abschnittslänge befindet als in dem Durchflusskanal mit der großen Querschnittsfläche. Durch diese Verringerung des Pro¬ benvolumens kann eine hohe Aufkonzentration erfolgen. The device according to the invention for magnetophoretic analyte selection and enrichment comprises a flow channel, a first magnetic unit for enrichment and a second magnetic unit for aligning magnetically labeled analytes. In this case, the enrichment and orientation of the analytes is provided in a first channel section. For this purpose, the first channel section comprises the magnetic units. In the second channel section, the separation takes place. The flow channel splits at least two subchannels in the second channel section. In a third channel section, a first of these sub-channels runs. This has a smaller cross-sectional area than the flow channel in the first channel section. This has the advantage that magnetically kierte analytes can be initiated with smaller cross-sectional area ¬ in this part of channel and thus a much smaller sample volume per section length is in this part channel as in the flow channel with the large cross-sectional area. This reduction in per ¬ benvolumens a high concentration can be done.
Durch geeignete Anordnung der magnetischen Einheiten wird also insbesondere eine dreidimensionale Anreicherung und Füh- rung magnetisch markierter Analyte bewirkt, welche die be¬ schriebene Verringerung des Probenvolumens durch die Kanalge¬ ometrie zulässt bzw. ermöglicht. Durch die Verengung des Ka¬ nals in Flussrichtung können Anreicherungsfaktoren größer 100 erreicht werden. Thus, in particular a three-dimensional accumulation and managers is effected tion magnetically labeled analytes by suitable arrangement of the magnetic units which permits ¬ be required reduction of the sample volume by the Kanalge ¬ ometrie or possible. Due to the narrowing of the Ka ¬ Nals in flow direction enrichment factors may be achieved greater 100th
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der erste Teilkanal in dem dritten Kanalabschnitt eine Quer¬ schnittsfläche auf, die weniger als die Hälfte der Quer¬ schnittsfläche des Durchflusskanals im ersten Kanalabschnitt beträgt. Insbesondere beträgt sie weniger als 1/10 der Quer¬ schnittsfläche des Durchflusskanals in dem ersten Kanalab¬ schnitt. Beispielsweise ist dieser erste Teilkanal ein In an advantageous embodiment of the invention, the first sub-channel in the third channel portion has a cross ¬ sectional area which is less than half the cross-sectional area ¬ of the flow channel in the first channel section. In particular, it is less than 1/10 of the cross- sectional area of the flow channel in the first Kanalab ¬ section . For example, this first subchannel is on
Mikrofluidikkanal . Vorzugsweise wird eine Analytselektion und -anreicherung an Zellen in komplexen Medien vorgenommen, wie beispielsweise Blutproben. Der Analyt, d.h. die Zellen weisen variierende Durchmesser zwischen 1 und 20 ym auf. Typischerweise messen weiße Blutzellen 7 bis 12 ym im Durchmesser. Für eine derar- tige beschriebene Zellselektion und -anreicherung sind vor allem Zelltypen interessant, die Durchmesser um die 3 ym aufweisen, wie beispielsweise Thrombozyten, sowie Zelltypen mit Durchmessern zwischen 8 und 12 ym. CD4+-Zellen etwa haben einen Durchmesser von um die 7 ym. Aber auch innerhalb eines Zelltyps schwankt der Durchmesser. Tumorzellen haben typischerweise einen Durchmesser von 10 bis 20 ym. Neben Zellen können insbesondere auch magnetisch markierte polymere Kügel- chen, sogenannte Beads mit typischen Durchmesser von 100 nm bis 20 ym, oder auch kleine Analyte, wie beispielsweise Vi¬ ren, angereichert werden. Microfluidic channel. Preferably, analyte selection and enrichment is performed on cells in complex media, such as blood samples. The analyte, ie the cells have varying diameters between 1 and 20 ym. Typically, white blood cells measure 7 to 12 ym in diameter. For such described cell selection and accumulation, cell types with diameters around 3 μm, such as platelets, and cell types with diameters between 8 and 12 μm are of particular interest. For example, CD4 + cells have a diameter of around 7 ym. But even within a cell type, the diameter varies. Tumor cells typically have a diameter of 10 to 20 ym. In addition to cells, in particular magnetically marked polymeric beads, so-called beads with a typical diameter of 100 nm to 20 ym, or even small analytes, such as Vi ¬ ren enriched.
Bevorzugt wird eine Analytprobe durch einen sehr viel breite- ren Mikrofluidikkanal geführt, der im Durchmesser das 10- bis lOOOfache beträgt. Prinzipiell können Kanaldurchmesser von 10 ym bis 10000 ym realisiert sein. Dabei ist das untere Maß, also der Mindestdurchmesser, durch den Analytdurchmesser begrenzt und das obere Maß ist durch die Bedingung begrenzt, dass in dem Kanal ein laminarer Fluss vorherrschen können soll . Preferably, an analyte sample is passed through a much wider microfluidic channel, which is 10 to 100 times the diameter in diameter. In principle, channel diameters of 10 ym to 10000 ym can be realized. In this case, the lower dimension, ie the minimum diameter, is limited by the analyte diameter and the upper dimension is limited by the condition that a laminar flow should be able to prevail in the channel.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist ein zweiter Teilkanal eine Querschnittsfläche auf und/oder mehrere zweite Teilkanäle weisen eine Gesamtquer¬ schnittsfläche auf, welche ausreichend groß ist ein Probenvo¬ lumen abzutransportieren, das durch den Durchflusskanal im ersten Kanalabschnitt bei den Teilkanälen im dritten Kanalabschnitt ankommt. Dieser größere zweite Teilkanal übernimmt also die Aufgabe, das vorhandene Probenvolumen aus dem die markierten Analyte ausselektiert wurden, abzutransportieren. Diese Ableitung des Probenvolumens ist von Vorteil und von wesentlicher Bedeutung für die Funktionalität, da es sonst zu Geschwindigkeitsgradienten im Probenfluss und beispielsweise zu störenden Verwirbelungen kommen könnte. In a further advantageous embodiment of the invention, a second sub-channel has a cross-sectional area and / or a plurality of second sub-channels have a Gesamtquer ¬ sectional area, which is sufficiently large abzuzutransportieren a Probenvo ¬ lumen, through the flow channel in the first channel section at the sub-channels in the third channel section arrives. This larger second subchannel thus takes on the task of removing the existing sample volume from which the labeled analytes have been selected. This derivation of the sample volume is advantageous and of essential importance for the functionality, since otherwise there could be speed gradients in the sample flow and, for example, disturbing turbulences.
Insbesondere ist die Querschnittsfläche des zweiten Teilka¬ nals und/oder die Gesamtquerschnittsfläche der mehreren zwei¬ ten Teilkanäle so groß, dass das Strömungsverhalten des Pro- benvolumens nicht wesentlich beeinflusst wird. D.h., der zweite Teilkanal oder die mehreren zweiten Teilkanäle sind so ausgestaltet, dass die Anreicherung und Ausrichtung magne¬ tisch markierter Analyte in dem Probenvolumen nicht gestört wird. Bevorzugt beträgt der Durchmesser des zweiten Teilka- nals zwischen 100 ym und 10000 ym. In particular, the cross-sectional area of the second Teilka ¬ Nals and / or the total cross-sectional area of the plurality of two ¬ th partial channels is so large that the flow behavior of the product is not substantially affected benvolumens. That is, the second sub-channel or the plurality of second sub-channels are designed such that the enrichment and orientation is not disturbed magnetic ¬ table labeled analytes in the sample volume. The diameter of the second sub-channel is preferably between 100 μm and 10000 μm.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verläuft der erste Teilkanal im dritten Kanalabschnitt in dieselbe Richtung wie der Durchflusskanal im ersten Kanalabschnitt. D.h. für die zu selektierende Probe erfolgt kein Abknicken der Flussrichtung. Lediglich der nicht zu selektierende Teil des Probenvolumens wird aus dieser ursprünglichen Richtung des ersten Kanalabschnitts abgelenkt. Diese Anordnung hat wiederum Vorteile bzgl. des Strömungsverhaltens. In an advantageous embodiment of the invention, the first sub-channel runs in the third channel section in the same Direction as the flow channel in the first channel section. This means that no kinking of the flow direction takes place for the sample to be selected. Only the part of the sample volume which is not to be selected is deflected out of this original direction of the first channel section. This arrangement in turn has advantages regarding the flow behavior.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die erste magnetische Einheit so im ersten Kanalabschnitt angeordnet, dass dadurch ein magnetisches Gradientenfeld er¬ zeugbar ist, welches magnetisch markierte Analyte innerhalb des Durchflusskanals am Kanalboden anreichert. In a further advantageous embodiment of the invention, the first magnetic assembly is arranged in the first channel section, characterized that a magnetic gradient field it is ¬ zeugbar, which accumulates magnetically labeled analytes within the flow channel at the channel floor.
Insbesondere befindet sich der Kanalboden des ersten Teilka- nals im dritten Kanalabschnitt auf derselben Höhe wie der Ka¬ nalboden des Durchflusskanals im ersten Kanalabschnitt. Die¬ ser ebene Verlauf des Kanalbodens durch die Teilabschnitte hindurch hat wiederum den Vorteil, keine nachteilige Beein¬ flussung der Strömung zu verursachen. In particular, the channel bottom of the first Teilka- Nals is in the third duct section on the same level as the Ka ¬ nalboden of the flow channel in the first channel section. The turn ¬ ser planar course of the channel bottom has passed through the sections to cause no adverse embedding ¬ flussung the flow advantage.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite magnetische Einheit so im ersten Kanalab¬ schnitt angeordnet, dass dadurch magnetisch markierte Analyte innerhalb des Durchflusskanals entlang einer Achse ausgerich- tet werden, welche im dritten Kanalabschnitt innerhalb des ersten Teilkanals weiter verläuft. D.h. die magnetisch markierten Analyte werden im ersten Kanalabschnitt auf eine Ach¬ se ausgerichtet, die diese geradewegs in den ersten Teilkanal leitet . In a further advantageous embodiment of the invention, the second magnetic unit is arranged in the first Kanalab ¬ section , characterized in that magnetically marked analytes are aligned within the flow channel along an axis which continues in the third channel section within the first sub-channel. That is, the magnetically labeled analytes are aligned on a Ach ¬ se in the first channel section, which will be straight in the first sub-channel.
Im dritten Kanalabschnitt kann noch eine Kanalzuführung zu dem ersten Teilkanal vorgesehen sein. Eine solche Kanalzuführung nach dem Kanalabschnitt der Analytseparation hat den Vorteil, dass darüber eine zweite Markierung den Analyten zu- geführt erden kann. Beispielsweise können über die Kanalzu¬ führung weitere Marker den Analyten zugeführt und z.B. über Antikörper angebunden werden. Eine derartige Kanalzuführung ist von besonderem Vorteil, wenn der erste Teilkanal die se- b In the third channel section may still be provided a channel feed to the first sub-channel. Such a channel feed to the channel section of the analyte separation has the advantage that a second mark can be fed to the analyte via it. For example, other markers can be supplied to the analyte via the Kanalzu ¬ guide and are connected via, for example, antibodies. Such a channel feed is of particular advantage if the first subchannel b
lektierten Analyte direkt einer Messeinrichtung, insbesondere für Zellen, zuführt. Diese ist insbesondere auch vom dritten Kanalabschnitt umfasst. Beispielsweise ist von der Vorrichtung zur Analytselektion und -anreicherung noch eine Analytdetektions- oder Analyt- zähleinrichtung umfasst, insbesondere mit einem magnetore- sistiven Sensor, welche am Ende des zweiten Kanalabschnitts oder im dritten Kanalabschnitt angeordnet ist. read analyte directly a measuring device, in particular for cells, feeds. This is in particular also covered by the third channel section. For example, the device for analyte selection and enrichment also comprises an analyte detection or analyte counter, in particular with a magnetoresistive sensor which is arranged at the end of the second channel section or in the third channel section.
Insbesondere kann die Anreicherung und Führung der magnetisch markierten Analyte durch die Art der magnetischen Marker be- einflusst werden und/oder durch die Durchflussgeschwindig¬ keit, die sich in der Vorrichtung einstellt. Die Durchfluss- geschwindigkeit wiederum kann durch die Mikrofluidikdimensio- nierung eingestellt werden. Des Weiteren kann die Anreiche¬ rung und Führung dadurch optimiert werden, dass die magne- tophoretischen Führungslinien hinsichtlich ihres magnetischen Permeabilität sowie hinsichtlich des Winkels zur Flussrich- tung, in dem sie angeordnet werden, so ausgeführt werden, dass eine stringente Ausrichtung der magnetisch markierten Analyten erfolgt. Das magnetische Gradientenfeld, das durch die erste magnetische Einrichtung erzeugbar ist, ist insbe¬ sondere eine weitere Stellschraube zur Optimierung der Anrei- cherung einer bestimmten Analytsorte, z.B. eines bestimmten Zelltyps . In particular, the enrichment and guiding the magnetically labeled analytes by the nature of the magnetic marker can be influenced and / or by the Durchflussgeschwindig ¬ ness which is established in the apparatus. The flow rate, in turn, can be adjusted by the microfluidic dimensioning. Be carried out Furthermore, the Anreiche ¬ tion and management can be optimized in that the magnetically tophoretischen guides tung with respect to their magnetic permeability and with regard to the angle to Flussrich-, in which they are arranged, so that a stringent alignment of magnetically labeled analyte he follows. The magnetic gradient field which is generated by the first magnetic means, in particular ¬ sondere a further screw for optimization of enrichment of a particular Analytsorte, including a particular cell type.
Beispielsweise kann eine Vorrichtung auch eine kaskadierte Anordnung von mehreren beschriebenen magnetophoretischen An- reicherungs- und Selektionsstrecken aufweisen, d.h. eine Hin- tereinanderreihung mehrerer, insbesondere unterschiedliche ausgestalteter Anreicherungs- und Selektionsstrecken. For example, a device may also have a cascaded arrangement of a plurality of magnetophoretic enrichment and selection paths described, i. a series of several, especially different enriched enrichment and selection routes.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur magnetophoretischen Analytselektion und -anreicherung wird ein Fluss einer Probe mit magnetisch markierten Analyten erzeugt, die magnetisch markierten Analyte dieser Probe in einem magnetischen Gradientenfeld dynamisch angereichert und ausgerichtet, so dass die magnetisch markierten Analyte in einem Teilvolumen der Probe konzentriert sind, wobei dieses Teilvolumen von dem üb¬ rigen Volumen der Probe dynamisch abgetrennt wird. Eine derartige dynamische Anreicherung und vor allem Aufkonzentration der Analyte in einer Probe, welche insbesondere eine Zellsus¬ pension ist, hat den Vorteil gegenüber bisherigen Methoden, dass die Analyte, also insbesondere die Zellen, stressfrei, ohne mechanische Belastung so hoch aufkonzentriert werden können, dass sie quantifiziert und vermessen werden können. In the method according to the invention for magnetophoretic analyte selection and enrichment, a flow of a sample with magnetically-labeled analytes is generated, the magnetically-labeled analytes of this sample are dynamically enriched and aligned in a magnetic gradient field, so that the magnetically labeled analytes are concentrated in a partial volume of the sample, this partial volume is separated dynamically from the üb ¬ membered volume of the sample. Such a dynamic enrichment and above all concentration of the analytes in a sample, which is in particular a Zellsus ¬ pension, has the advantage over previous methods that the analyte, so in particular the cells, stress can be concentrated so high without mechanical stress, that they can be quantified and measured.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird in dem Verfahren die Anreicherung und Ausrichtung der magnetisch markierten Analyte in einem Durchflusskanal dreidimensional vorgenommen, derart, dass mittels einer ersten magnetischen Einheit die Anreicherung an der Kanalinnenwand erfolgt und mittels einer zweiten magnetischen Einheit die Ausrichtung entlang einer Achse erfolgt. Die Achse verläuft dabei in Flussrichtung entlang der Kanalinnenwand. Diese dreidimensio¬ nale Anreicherung und Ausrichtung hat den Vorteil, dass die selektierten Analyte in einen Teilkanal weitergeleitet werden können, der ein sehr viel geringeres Volumen fasst, als der Anreicherungsdurchflusskanal . In an advantageous embodiment of the invention, the enrichment and alignment of the magnetically-labeled analytes in a flow channel is carried out three-dimensionally in such a way that enrichment takes place at the channel inner wall by means of a first magnetic unit and alignment takes place along an axis by means of a second magnetic unit , The axis runs in the flow direction along the channel inner wall. This dreidimensio ¬ tional enrichment and orientation has the advantage that the selected analytes can be forwarded to a sub-channel that can accommodate a much lower volume than the enrichment flow channel.
Beispielsweise werden in dem Verfahren den selektierten Ana- lyten, welche insbesondere Zellen sind, weitere Marker zuge¬ führt. Die zusätzlichen Marker weisen insbesondere Antikörper auf, die an charakteristische Isotope auf der Zelloberfläche anbinden können. Dieser Schritt hat den Vorteil, dass die zur Selektion magnetisch markierten Zellen mit weiteren Markern versehen werden können, die beispielsweise für eine weitere Zellmessung notwendig sind. Insbesondere werden die so zu¬ sätzlich markierten Zellen direkt einer weiteren Zellmessung zugeführt. Insbesondere erfolgt die Anreicherung und Ausrich¬ tung sowie die anschließende Selektion durch eine erfindungs- gemäße Vorrichtung, indem eine Zellprobe in diese injiziert wird . Die beschriebene dynamische Anreicherung hat den großen Vor¬ teil, dass die Zellen stressfrei, insbesondere durch mechani¬ sche Belastung, einer weiterführenden Analytik zugeführt werden kann. Beispielsweise kann nach der Selektion eine Fluo- reszenzmarkierung erfolgen und eine Mikroskopie oder Durch- flusszytometrie mit geringem Markerverbrauch vorgenommen werden . For example, the selected analog LYTEN be in the process, which are in particular cells, other markers supplied ¬ leads. In particular, the additional markers have antibodies which can bind to characteristic isotopes on the cell surface. This step has the advantage that the cells magnetically marked for selection can be provided with further markers, which are necessary, for example, for a further cell measurement. In particular, the thus ¬ additionally labeled cells are fed directly to a further cell measurement. In particular, the enrichment and Ausrich ¬ tion and the subsequent selection by a device according to the invention takes place by a cell sample is injected into this. The described dynamic enrichment has the great Before ¬ part that the cells can be stress-free, in particular by mechanical ¬ specific load, a secondary analysis supplied. For example, after the selection, a fluorescence labeling can be carried out and a microscopy or flow cytometry can be carried out with low marker consumption.
Da die Selektion und Anreicherung also direkt an einen nach- folgenden Arbeits- oder Untersuchungsschritt angekoppelt wer¬ den kann, verringert sich vorteilhaft die Analysezeit und es muss kein Probentransfer erfolgen. Das wiederum hat den Vorteil verlustfreien Arbeitens, was den Verlust an markierten Analyten, z.B. für Konzentrationsbestimmungen, angeht, sowie eine Reduktion der Verbrauchsmittel, z.B. Pipettenspitzen. Since the selection and enrichment coupled so directly to a demand following work or study step who can ¬, advantageously reduces the analysis time and there must be no sample transfer. This in turn has the advantage of lossless working, as far as the loss of labeled analytes, eg for concentration determinations, as well as a reduction of the consumables, eg pipette tips.
Die Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Kanal 10, welcher von links nach rechts von einer Suspension 15, z.B. einer Blutprobe durchströmt wird. Die Strömungsrichtung ist durch einen Pfeil 40 angezeigt, d.h. auf der linken Seite des Kanals 10 befindet sich zumindest ein Einlass für die Probe 15 und auf der rechten Seite des Kanals 10 befindet sich zu¬ mindest ein Auslass. Die Suspension 15 enthält zumindest eine Sorte an Zellen 16, die magnetische Marker tragen. Diese mag- netisch markierten Zellen 16 werden zunächst im linken Abschnitt des Kanals 10 durch einen Permanentmagneten 20, der unterhalb des Kanalbodens angebracht ist, zum Kanalboden hin abgelenkt und dadurch am Kanalboden angereichert. Diesen Ab¬ schnitt des Kanals 10 mit dem Permanentmagneten 20 nennt man auch Anreicherungsstrecke 11. Diese Anreicherungsstrecke dient des Weiteren zur Ausrichtung der magnetisch markierten Zellen 16. Dazu sind oberhalb des Kanalbodens, d.h. auf der Kanalinnenseite oder alternativ eingelassen in den Kanalboden weitere magnetische Mittel 21 vorgesehen. Zur Ausrichtung der magnetisch markierten Zellen 16 sind insbesondere ferromagne- tische Streifen 21 geeignet, die in der Figur 1 nur jeweils im Querschnitt zu sehen sind, als Führungslinien vorgesehen. Die Streifen 21 verlaufen sozusagen in die Zeichnungsebene hinein . 1 shows a cross section through a channel 10, which is traversed from left to right by a suspension 15, for example a blood sample. The flow direction is indicated by an arrow 40, that is, on the left side of the channel 10 there is at least one inlet for the sample 15 and on the right side of the channel 10 is located to ¬ least one outlet. The suspension 15 contains at least one sort of cells 16 which carry magnetic markers. These magnetically marked cells 16 are first deflected in the left portion of the channel 10 by a permanent magnet 20, which is mounted below the channel bottom, to the channel bottom and thereby enriched at the channel bottom. These Ab ¬ section of the channel 10 with the permanent magnet 20 is also called enrichment route 11. This enrichment route serves further to align the magnetically labeled cells 16. For this purpose, above the channel bottom, that on the channel inner wall or, alternatively, embedded in the channel base further magnetic means 21 intended. For the alignment of the magnetically marked cells 16, in particular ferromagnetic strips 21 are suitable, which can only be seen in cross section in FIG. 1, as guide lines. The strips 21 run into the plane of the drawing, so to speak.
Nach der Ausrichtungs- und Anreicherungsstrecke 11 folgt die Abtrennung der magnetisch markierten Zellen 16 von der restlichen Suspension 15. In diesem Selektionsbereich 12 existieren sozusagen mehrere Abflussrichtungen 40, die besser in der Draufsicht in Figur 2 zu erkennen sind. Was der Querschnitt in der Figur 1 jedoch verdeutlicht ist, dass sich der Kanal 10 am Ende der Trennstrecke 12 zu einem Mikrofluidikkanal 13 verjüngt, durch den im wesentlichen nur noch die magnetisch markierten Zellen 16 in einem geringen Probenvolumen 15 fließen. Im Bereich des Mikrofluidikkanals 13 ist des Weiteren eine Detektionsvorrichtung 30 schematisch gezeigt, die bei- spielsweise eine Mikroskopie oder Durchflusszytometrie-After the alignment and enrichment section 11, the separation of the magnetically marked cells 16 follows from the remaining suspension 15. In this selection region 12, there are, so to speak, several outflow directions 40, which can be better seen in the plan view in FIG. However, what the cross-section in FIG. 1 illustrates is that the channel 10 at the end of the separation section 12 tapers to form a microfluidic channel 13 through which essentially only the magnetically marked cells 16 flow in a small sample volume 15. Furthermore, in the area of the microfluidic channel 13, a detection device 30 is schematically shown which, for example, uses microscopy or flow cytometry.
Einrichtung sein kann. Diese angekoppelte Analytik hat den Vorteil, mit stressfrei selektierten und angereicherten Zel¬ len 16 rechnen zu können. Die Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf den Kanal 10 mit seinen drei Abschnitten, der Ausrichtungs- und Anreicherungsstrecke 11, der Trennstrecke 12 sowie der Mikrofluidikstrecke 13. Auf der linken Seite des Kanals 10 im Bereich an der Anreiche¬ rungsstrecke 11 sind die ferromagnetischen Führungslinien 21 in einer Fischgrätenstruktur angeordnet, die die magnetisch markierten Zellen 16 zur Kanalmitte hin führen. Diese Aufkonzentration geschieht also in der Ebene. Gleichzeitig werden die magnetisch markierten Zellen 16 von dem in der Zeichnung nicht sichtbaren, unterhalb des Kanals 10 angebrachten Perma- nentmagneten 20 zum Kanalboden hin angenähert, was die dritte Dimension in der Anreicherung abdeckt. Diese angereicherten und ausgerichteten Zellen 16 fließen dann im Bereich der Trennstrecke 12 in den Mikrofluidikkanal 101 hinein. Dieser umfasst ein sehr viel geringeres Probenvolumen 15 als der restliche Kanal 10. Neben dem Mikrofluidikkanal 100 kann die Zellprobe 15 auch links und rechts davon abfließen, was durch die drei Strömungsrichtungen mit Pfeilen 40 angezeigt ist. Dabei verlaufen die Teilstrecken 101 links und rechts des Mikrofluidikkanals 100 y-förmig von der zentralen Strömungs¬ richtung weg. Das gesamte Kanalvolumen 15 bzw. die Kanalgeo¬ metrie ist dabei so gestaltet, dass es vor allem im Bereich der Separation 12 nicht zu Turbulenzen in der Strömung 40 kommen kann, die die magnetische Anreicherung und Ausrichtung stören könnten. Dementsprechend müssen die Abflussbereiche 101 ein ausreichend großes Probenvolumen 15 umfassen, so dass die Verjüngung auf dem Mikrofluidikkanal 100 ausgeglichen werden kann. Die Kennzeichnung der drei Bereiche der Anrei- cherungsstrecke mit A, der Mikrofluidikstrecke mit B und der seitlichen Abflusstrecken mit C ist so gewählt, dass die Frontansicht in Figur 3 verständlich ist. Facility can be. This coupled analysis has the advantage of being able to anticipate stress selected and enriched Zel ¬ len 16th 2 shows a plan view of the channel 10 with its three sections, the alignment and accumulation section 11, the separating section 12 and the Mikrofluidikstrecke 13. On the left side of the channel 10 in the area at the Anreiche ¬ approximately path 11, the ferromagnetic guide lines 21 arranged in a herringbone pattern, which lead the magnetically marked cells 16 to the channel center. This concentration thus happens in the plane. At the same time, the magnetically marked cells 16 are approximated to the channel bottom by the permanent magnet 20, which is not visible in the drawing and is mounted below the channel 10, which covers the third dimension in the enrichment. These enriched and aligned cells 16 then flow in the region of the separation section 12 into the microfluidic channel 101. This comprises a much smaller sample volume 15 than the remaining channel 10. In addition to the microfluidic channel 100, the cell sample 15 can also flow to the left and to the right thereof, which is indicated by the three flow directions with arrows 40. The sections 101 run left and right of the Microfluidic channel 100 y-shaped away from the central flow ¬ direction. The entire volume of channel 15 and the Kanalgeo ¬ geometry is designed so that it can not come to turbulence in the flow 40 especially in the area of the separation 12, which could interfere with the magnetic enrichment and orientation. Accordingly, the drainage regions 101 must include a sufficiently large sample volume 15, so that the taper on the microfluidic channel 100 can be compensated. The marking of the three areas of the enrichment path with A, the microfluidic path with B and the lateral discharge routes with C is chosen such that the front view in FIG. 3 is understandable.
Diese Frontansicht der Figur 3 veranschaulicht nicht maß- stabsgemäß die unterschiedlichen Querschnitte des Anreiche¬ rungsdurchflusskanals A, der Mikrofluidik 13, 3 sowie der Ab¬ flussstrecken C links und rechts der Mikrofluidik B. Die schematische Darstellung soll verdeutlichen, dass der This front view of Figure 3 illustrates non-yardstick according to the different cross sections of the Anreiche ¬ approximate flow channel A, microfluidics 13, 3 and the Ab ¬ flow stretch C left and right of the microfluidic B. The schematic representation is to illustrate that the
Mikrofluidikkanal 100 so eng gewählt ist, dass die magnetisch markierten Zellen 16 einen Großteil des Kanalvolumens 15 ein¬ nehmen können, d.h. hoch aufkonzentriert sind, und somit eine an diesen Mikrofluidikkanal 100 angekoppelte Analytikvorrich¬ tung 30 eine im Wesentlichen hochverlässliche Einzelzellde- tektion gewährleistet. Microfluidic channel 100 is closely chosen such that the magnetically-labeled cells can 16 a large part of the channel volume 15 take a ¬, that are highly concentrated and thus, coupled to these microfluidic channel 100 Analytikvorrich ¬ tung 30 ensures a substantially highly reliable Einzelzellde- tektion.
Die Figur 4 zeigt wiederum eine Draufsicht auf den Durch¬ flusskanal 10. Analog zur Ausführungsform in Figur 2 verlau¬ fen der Durchflusskanal 10 mit der magnetischen Anreiche- rungs- und Ausrichtungsstrecke im ersten Teilabschnitt 11 und der Teilkanal 100 in den die magnetisch markierten Zellen 16 geleitet werden, entlang einer gemeinsamen Achse. In dem zweiten Kanalabschnitt 12, in dem die Separation der magnetisch markierten Zellen 16 aus der Suspension 15 erfolgt, verlaufen die Teilkanäle 101 senkrecht von dem Durchflusska- nal 10 weg. Diese weisen wiederum eine sehr viel höhere Brei¬ te auf als der Teilkanal 100. Der Teilkanal 100 ist insbeson¬ dere ein Mikrofluidikkanal . Neben der senkrechten Wegführung der Teilkanäle 100, die den Großteil der ursprünglichen Pro- benflüssigkeit 15 aufnehmen, zeigt diese Ausführungsform noch eine weitere Veränderung gegenüber dem y-förmig gestalteten Durchflusskanal 10 in Figur 2, nämlich die Kanalzuführungen 31, die beidseitig auf den Teilkanal 100 treffen. Diese sind insbesondere zur Zuführung zusätzlicher Marker 19 ausgestaltet. Nachdem die magnetisch markierten Zellen 16 durch die Anreicherung am Kanalboden und durch die magnetophoretische Ausrichtung entlang der magnetischen Führungslinien 21 in den Teilkanal 100 eingeleitet wurden, werden sie also mit weite- ren Markern 19 versehen, welche die Zellen 16 für eine weitergehende Zellmessung 30 vorbereiten. Über den Mikrofluidik- kanal 100 werden die zweifach markierten Zellen 18 in eine Zellmesseinrichtung 30 geleitet. Beispielsweise kann es sich bei den zusätzlichen Markern 19 um Fluoreszenzmarker handeln und dementsprechend bei der Zellmesseinrichtung 30 um eine Fluoreszenzdetektion. In turn, Figure 4 shows a plan view of the through ¬ flow channel 10. Similarly to the embodiment in Figure 2 duri ¬ fen of the flow channel 10 rungs- with the magnetic enrichment and alignment path in the first section 11 and the sub-channel 100 into which the magnetically-labeled cells 16 be guided along a common axis. In the second channel section 12, in which the separation of the magnetically marked cells 16 takes place from the suspension 15, the partial channels 101 extend perpendicularly away from the flow channel 10. These in turn have a much higher pulp ¬ te than the sub-channel 100. The channel 100 is part insbeson ¬ particular a microfluidic channel. In addition to the vertical routing of the sub-channels 100, the majority of the original Pro benflüssigkeit record 15, this embodiment shows yet another change from the y-shaped flow channel 10 in Figure 2, namely the channel feeders 31, which meet on both sides of the sub-channel 100. These are designed in particular for supplying additional markers 19. After the magnetically marked cells 16 have been introduced into the sub-channel 100 by the enrichment at the channel bottom and by the magnetophoretic alignment along the magnetic guide lines 21, they are thus provided with further markers 19, which prepare the cells 16 for a further cell measurement 30. Via the microfluidic channel 100, the dual-labeled cells 18 are directed into a cell measuring device 30. For example, the additional markers 19 may be fluorescent markers and, correspondingly, the cell measuring device 30 may be a fluorescence detector.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zur magnetophoretischen Analytselektion und -anreicherung mit 1. An apparatus for magnetophoretic analyte selection and enrichment with
- einem Durchflusskanal (10),  a flow channel (10),
einer ersten magnetischen Einheit (20) zur Anreicherung und  a first magnetic unit (20) for enrichment and
einer zweiten magnetischen Einheit (21) zur Ausrichtung magnetische markierter Analyte (16),  a second magnetic unit (21) for aligning magnetic labeled analytes (16),
wobei in einem ersten Kanalabschnitt (11) die magneti¬ schen Einheiten (20, 21) angeordnet sind und in einem zweiten Kanalabschnitt (12) der Durchflusskanal (10) in wenigstens zwei Teilkanäle (100, 101) aufspaltet und in einem dritten Kanalabschnitt (13) ein erster Teilkanal (100) eine geringere Querschnittsfläche aufweist als derwherein in a first channel portion (11) the magneti ¬ rule units (20, 21) are arranged in a second duct section (12) of the flow channel (10) into at least two channels (100, 101) splitting, and (in a third channel portion 13 ) a first sub-channel (100) has a smaller cross-sectional area than the
Durchflusskanal (10) in dem ersten Kanalabschnitt (11). Flow channel (10) in the first channel section (11).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei in dem dritten Kanalabschnitt (13) der erste Teilkanal (100) eine Quer- schnittsfläche aufweist, die weniger als die Hälfte der2. Device according to claim 1, wherein in the third channel section (13), the first sub-channel (100) has a cross-sectional area which is less than half of
Querschnittsfläche des Durchflusskanals (10) in dem ers¬ ten Kanalabschnitt (11) beträgt, insbesondere weniger als ein Zehntel der Querschnittsfläche des Durchflusskanals (10) in dem ersten Kanalabschnitt (11) . Cross-sectional area of the flow channel (10) in the Ers ¬ th channel section (11), in particular less than one-tenth of the cross-sectional area of the flow channel (10) in the first channel section (11).
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei ein zweiter Teilkanal (101) eine Querschnittsfläche aufweist und/oder mehrere zweite Teilkanäle (101) eine Gesamt¬ querschnittsfläche aufweisen, welche ausreichend groß ist ein Probenvolumen ab zu transportieren, das durch den3. Device according to one of claims 1 or 2, wherein a second sub-channel (101) has a cross-sectional area and / or a plurality of second sub-channels (101) have a total ¬ cross-sectional area, which is sufficiently large to transport a sample volume from the
Durchflusskanal (10) im ersten Kanalabschnitt (11) bei den Teilkanälen (100, 101) im dritte Kanalabschnitt (13) ankommt . 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Querschnittsfläche des zweiten Teilkanals (101) und/oder die Gesamtquerschnittsfläche der mehreren zweiten Teilkanäle (101) so groß ist, dass das Strömungsverhalten des Probenvolumens nicht wesentlich beeinflusst wird, so dass die Anreiche¬ rung und Ausrichtung magnetisch markierter Analyte (16) in dem Probenvolumen nicht gestört wird. Flow channel (10) in the first channel section (11) at the sub-channels (100, 101) in the third channel section (13) arrives. 4. The apparatus of claim 3, wherein the cross-sectional area of the second sub-channel (101) and / or the total cross-sectional area of the plurality of second sub-channels (101) is so large that the flow behavior of the sample volume is not significantly affected, so that the Anreiche ¬ tion and alignment of magnetically labeled analytes (16) is not disturbed in the sample volume.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Teilkanal (100) im dritten Kanalabschnitt (13) in dieselbe Richtung verläuft wie der Durchflusskanal (10) im ersten Kanalabschnitt (11) . Device according to one of the preceding claims, wherein the first sub-channel (100) in the third channel portion (13) in the same direction as the flow channel (10) in the first channel portion (11).
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste magnetische Einheit (20) so im ersten Kanalab¬ schnitt (11) angeordnet ist, dass dadurch ein magneti¬ sches Gradientenfeld erzeugbar ist, welches magnetisch markierte Analyte (16) innerhalb des Durchflusskanals (10) am Kanalboden anreichert. Device according to one of the preceding claims, wherein the first magnetic unit (20) is arranged in the first Kanalab ¬ section (11), characterized in that a magnetic ¬ cal gradient field can be generated, which magnetically labeled analyte (16) within the flow channel (10). accumulates at the channel bottom.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Kanalboden des ersten Teilkanals (100) im dritten Kanalabschnitt (13) auf derselben Höhe verläuft wie der Kanalboden des Durchflusskanals ( 10 ) im ersten Kanalabschnitt (11). Device according to claim 6, wherein the channel bottom of the first sub-channel (100) in the third channel section (13) is at the same height as the channel bottom of the flow channel (10) in the first channel section (11).
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zweite magnetische Einheit (21) so im ersten Kanalab¬ schnitt (11) angeordnet ist, dass dadurch magnetisch mar¬ kierte Analyte (16) innerhalb des Durchflusskanals (10) entlang einer Achse ausgerichtet werden, welche im drit¬ ten Kanalabschnitt (13) innerhalb des ersten Teilkanals (100) weiter verläuft. Device according to one of the preceding claims, wherein the second magnetic unit (21) in the first Kanalab ¬ section (11) is arranged, characterized in that magnetically mar ¬ labeled analytes (16) are aligned within the flow channel (10) along an axis, which in drit ¬ th channel portion (13) within the first sub-channel (100) extends further.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einer Kanalzuführung (31) zum ersten Teilkanal (100) im dritten Kanalabschnitt (13). Device according to one of the preceding claims with a channel feed (31) to the first sub-channel (100) in the third channel section (13).
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, die im dritten Kanalabschnitt (13) eine Analytmesseinrichtung (30) umfasst, welche insbesondere zur Zellmessung ausges¬ taltet ist. Device according to one of the preceding claims, which includes the third channel portion (13) has a Analytmesseinrichtung (30) which is ausges ¬ taltet particular for cell measurement.
Verfahren zur magnetophoretischen Analytselektion und - anreicherung bei dem ein Fluss einer Probe mit magnetisch markierten Analyten (16) erzeugt wird, die magnetisch markierten Analyte (16) in einem magnetischen Gradientenfeld dynamisch angereichert und ausgerichtet werden, so dass die magnetisch markierten Analyte (16) in einem Teilvolumen der Probe konzentriert sind, wobei dieses Teilvolumen von dem übrigen Volumen der Probe dynamisch abgetrennt wird. A method for magnetophoretic analyte selection and enrichment in which a flow of a sample of magnetically labeled analyte (16) is generated, wherein the magnetically labeled analytes (16) are dynamically enriched and aligned in a magnetic gradient field such that the magnetically labeled analytes (16) in a partial volume of the sample are concentrated, this partial volume is dynamically separated from the remaining volume of the sample.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Anreicherung und Ausrichtung der magnetisch markierten Analyte (16) in einem Durchflusskanal (10) dreidimensional erfolgt, derart, dass mittels einer ersten magnetischen Einheit (20) die Anreicherung an der Kanalinnenwand erfolgt und mittels einer zweiten magnetischen Einheit (21) die Ausrichtung entlang einer Achse erfolgt, wobei die Achse in Fluss¬ richtung entlang der Kanalinnenwand verläuft. The method of claim 11, wherein the enrichment and alignment of the magnetically labeled analytes (16) in a flow channel (10) is three-dimensional, such that by means of a first magnetic unit (20), the enrichment takes place at the channel inner wall and by means of a second magnetic unit ( 21) the alignment takes place along an axis, wherein the axis runs in the flow ¬ direction along the channel inner wall.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12 bei dem den selektierten Analyten weitere Marker zugeführt werden. 13. The method according to any one of claims 11 or 12 in which the selected analyte more markers are supplied.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13 bei dem eine Analytprobe in eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 injiziert wird. 14. The method according to any one of claims 11 to 13 in which an analyte sample is injected into a device according to one of claims 1 to 10.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14 bei dem nach der Analytselektion eine Messung der Analyte erfolgt. 15. The method according to any one of claims 11 to 14 in which, after the analyte selection, a measurement of the analytes.
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