IT202100013715A1 - Metodo e sistema microfluidico per l'isolamento di particelle - Google Patents
Metodo e sistema microfluidico per l'isolamento di particelle Download PDFInfo
- Publication number
- IT202100013715A1 IT202100013715A1 IT102021000013715A IT202100013715A IT202100013715A1 IT 202100013715 A1 IT202100013715 A1 IT 202100013715A1 IT 102021000013715 A IT102021000013715 A IT 102021000013715A IT 202100013715 A IT202100013715 A IT 202100013715A IT 202100013715 A1 IT202100013715 A1 IT 202100013715A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- image
- specific particle
- control device
- during
- phase
- Prior art date
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims description 406
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 140
- 238000002955 isolation Methods 0.000 title claims description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 144
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 73
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 56
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 53
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 claims description 34
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims description 23
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 20
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 15
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 claims description 15
- 210000002919 epithelial cell Anatomy 0.000 claims description 14
- 210000000265 leukocyte Anatomy 0.000 claims description 13
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 claims description 13
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims description 12
- 238000004720 dielectrophoresis Methods 0.000 claims description 12
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 11
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 claims description 10
- 208000005443 Circulating Neoplastic Cells Diseases 0.000 claims description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 8
- 238000002073 fluorescence micrograph Methods 0.000 claims description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 7
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 claims description 5
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 claims description 5
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 claims description 4
- 238000000838 magnetophoresis Methods 0.000 claims description 4
- 238000012576 optical tweezer Methods 0.000 claims description 4
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 claims description 3
- 210000001808 exosome Anatomy 0.000 claims description 3
- 230000001605 fetal effect Effects 0.000 claims description 3
- 210000000066 myeloid cell Anatomy 0.000 claims description 3
- 210000003924 normoblast Anatomy 0.000 claims description 3
- 210000002536 stromal cell Anatomy 0.000 claims description 3
- 210000002993 trophoblast Anatomy 0.000 claims description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims description 2
- 238000012252 genetic analysis Methods 0.000 claims description 2
- 239000002502 liposome Substances 0.000 claims description 2
- 239000011325 microbead Substances 0.000 claims description 2
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 claims description 2
- 238000003793 prenatal diagnosis Methods 0.000 claims description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 11
- 238000013527 convolutional neural network Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 8
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 4
- 210000002889 endothelial cell Anatomy 0.000 description 4
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 4
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 description 4
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 3
- 230000000916 dilatatory effect Effects 0.000 description 3
- 210000004698 lymphocyte Anatomy 0.000 description 3
- 239000002077 nanosphere Substances 0.000 description 3
- RZBCCAZHJQZKLL-UHFFFAOYSA-N 5-methoxy-12-methyl-11h-indolo[2,3-a]carbazole-6-carbonitrile Chemical compound N1C2=C3N(C)C4=CC=C[CH]C4=C3C(OC)=C(C#N)C2=C2[C]1C=CC=C2 RZBCCAZHJQZKLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001640 apoptogenic effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000001917 fluorescence detection Methods 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 2
- 210000004940 nucleus Anatomy 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000012549 training Methods 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 230000018199 S phase Effects 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 238000013529 biological neural network Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 210000001772 blood platelet Anatomy 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000003066 decision tree Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000003064 k means clustering Methods 0.000 description 1
- 238000000491 multivariate analysis Methods 0.000 description 1
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 description 1
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000011192 particle characterization Methods 0.000 description 1
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 238000011176 pooling Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000012706 support-vector machine Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
- G01N15/1484—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry microstructural devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/502715—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/502761—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip specially adapted for handling suspended solids or molecules independently from the bulk fluid flow, e.g. for trapping or sorting beads, for physically stretching molecules
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C1/00—Magnetic separation
- B03C1/02—Magnetic separation acting directly on the substance being separated
- B03C1/30—Combinations with other devices, not otherwise provided for
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C5/00—Separating dispersed particles from liquids by electrostatic effect
- B03C5/005—Dielectrophoresis, i.e. dielectric particles migrating towards the region of highest field strength
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
- G01N15/1429—Signal processing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
- G01N15/1429—Signal processing
- G01N15/1433—Signal processing using image recognition
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/06—Fluid handling related problems
- B01L2200/0647—Handling flowable solids, e.g. microscopic beads, cells, particles
- B01L2200/0652—Sorting or classification of particles or molecules
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/14—Process control and prevention of errors
- B01L2200/143—Quality control, feedback systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N2015/1006—Investigating individual particles for cytology
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N2015/1027—Determining speed or velocity of a particle
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
- G01N2015/1497—Particle shape
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Hematology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
?METODO E SISTEMA MICROFLUIDICO PER L'ISOLAMENTO DI PARTICELLE?
SETTORE TECNICO
La presente invenzione ? relativa ad un metodo e ad un sistema microfluidico per la manipolazione e/o l?analisi di particelle.
CONTESTO DELL?INVENZIONE
Nel campo della manipolazione e/o l?analisi di particelle sono noti sistemi microfluidici comprendenti un ingresso, attraverso il quale, in uso, il campione viene inserito nel sistema microfluidico; ed un gruppo di movimentazione, il quale a sua volta comprende una camera microfluidica ed ? atto a muovere le particelle all?interno della camera microfluidica. Tipicamente, il gruppo di movimentazione comprende: una pluralit? di attuatori, i quali sono atti a spostare le particelle; un dispositivo di rilevazione per acquisire immagini della camera microfluidica; ed un dispositivo di controllo per comandare gli attuatori in modo da muovere le particelle all?interno della camera microfluidica in funzione delle immagini acquisite dal dispositivo di rilevazione. Normalmente, le immagini vengono acquisite in fluorescenza allo scopo di avere una pi? chiara rappresentazione delle forme e/o delle posizioni delle particelle.
Questo tipo di sistemi microfluidici presenta alcuni inconvenienti tra i quali citiamo: il rischio, in determinate circostanze, di non riuscire a individuare e/o riconoscere correttamente alcune particelle; di non riuscire a recuperare alcune particelle; una velocit? operativa non sempre ottimale; il rischio che alcune particelle vengano danneggiate o contaminate.
Scopo della presente invenzione ? quello di fornire un metodo ed un sistema microfluidico per la manipolazione e/o analisi di particelle, i quali permettano di superare, almeno parzialmente, gli inconvenienti dell?arte nota e siano, nel contempo, di facile ed economica realizzazione.
SOMMARIO
Secondo la presente invenzione vengono forniti un metodo ed un sistema microfluidico secondo quanto licitato nelle rivendicazioni indipendenti che seguono e, preferibilmente, in una qualsiasi delle rivendicazioni dipendenti direttamente o indirettamente dalle rivendicazioni indipendenti.
A meno che non sia esplicitamente differentemente specificato il contrario, nel presente testo i seguenti termini presentano il significato indicato qui sotto.
Per diametro equivalente di una sezione si intende il diametro di un cerchio presentante la medesima area della sezione.
Per sistema microfluidico si intende un sistema comprendente un circuito microfluidico a sua volta dotato di almeno un canale microfluidico e/o almeno una camera microfluidica. Vantaggiosamente ma non necessariamente, il sistema microfluidico comprende almeno una valvola (pi? in particolare, una pluralit? di valvole). In aggiunta o in alternativa, il sistema microfluidico comprende almeno una pompa (pi? in particolare, una pluralit? di pompe) ed eventualmente almeno una guarnizione (pi? in particolare, una pluralit? di guarnizioni).
In particolare, per canale microfluidico si intende un canale presentante una sezione con diametro equivalente inferiore a 0,5 mm. In altre parole, un canale microfluidico presenta almeno un tratto con sezione con diametro equivalente inferiore a 0,5 mm.
In particolare, la camera microfluidica presenta un?altezza inferiore a 0,5 mm. Pi? in particolare, la camera microfluidica presenta una larghezza ed una lunghezza maggiori dell?altezza (pi? precisamente ma non necessariamente, almeno cinque volte l?altezza).
Per particella si intende un corpuscolo presentante la dimensione maggiore inferiore a 500 ?m (vantaggiosamente, inferiore a 150 ?m; in particolare fino a 40 ?m; in particolare, a partire da 10 ?m). Secondo alcuni esempi non limitativi, le particelle sono scelte tra: cellule, detriti cellulari (in particolare, frammenti cellulari; ad es. nuclei), esosomi, vescicole extracellulari (quali ad esempio le vescicole extracellulari di origine tumorale), aggregati cellulari (quali per es. piccoli cluster di cellule derivanti da cellule staminali come neurosfere o mammosfere) batteri, liposfere, microsfere (in polistirene e/o magnetiche), nanosfere (per es. nanosfere fino a 100 nm,) complessi formati da microsfere e/o nanosfere legate a cellule (ed una loro combinazione). Vantaggiosamente, le particelle sono cellule.
Secondo alcune forme di attuazione non limitative, le particelle (vantaggiosamente cellule e/o detriti cellulari) presentano la dimensione maggiore inferiore a 60 ?m.
Secondo alcune specifiche forme d?attuazione non limitative, le particelle sono scelte nel gruppo consistente di: cellule tumorali, globuli bianchi (WBC), cellule stromali, spermatozoi, cellule tumorali circolanti (CTC), cellule circolanti mieloidi (CMMC), nuclei, spore, cellule fetali, microsfere (micro-beads), liposomi, esosomi, vescicole extracellulari (EV ? ad es. vescicole extracellulari di origine tumorale - tdEV), cellule epiteliali, eritroblasti, trofoblasti, eritrociti, cellule endoteliali, cellule staminali (ed una loro combinazione).
Le dimensioni delle particelle possono essere misurate in modo standard con dei microscopi con scala graduata o microscopi normali utilizzati con vetrini (sui quali vengono depositate le particelle) a scala graduata.
Nel presente testo, per dimensioni di una particella si intende la lunghezza, la larghezza e lo spessore della particella.
L?espressione ?in modo sostanzialmente selettivo? viene utilizzata per identificare uno spostamento (o altri termini analoghi indicanti un movimento) di particelle rispetto ad altre particelle (che tipicamente non si muovono). In particolare, le particelle che vengono spostate e/o separate sono particelle in gran maggioranza di uno o pi? tipi determinati. Vantaggiosamente ma non necessariamente, uno spostamento (o altri termini analoghi indicanti un movimento e/o una separazione) sostanzialmente selettivo prevede di spostare particelle con almeno il 90% (vantaggiosamente il 95%) di particelle del o dei tipi determinati.
Nel presente testo, le espressioni ?a valle? ed ?a monte? sono da interpretarsi facendo riferimento alla direzione del flusso di fluido e/o del movimento delle particelle (dall?entrata ad un?uscita del sistema microfluidico).
Nel presente testo, quando ci si riferisce ad un sistema microfluidico e/o ad un metodo per la manipolazione e/o analisi di particelle di un campione, non si esclude che il campione comprenda una sola particella che viene manipolata/analizzata.
BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE
L?invenzione viene qui di seguito descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano alcuni esempi d?attuazione non limitativi, in cui:
- la figura 1 illustra schematicamente un sistema in accordo con la presente invenzione;
- la figura 2 illustra schematicamente un ulteriore (e pi? dettagliata) forma d?attuazione del sistema della figura 1;
- la figura 3 illustra schematicamente un particolare del funzionamento del sistema della figura 1 o 2 in due istanti successivi ? t(0) e t(1);
- la figura 4 ? un diagramma di flusso di un procedimento di funzionamento del sistema della figura 1 o 2;
- la figura 5 ? una fotografia effettuata nel visibile di una parte del sistema della figura 1 o 2; - la figura 6 ? un?immagine che mostra quanto ottenuto utilizzando (secondo una modalit? operativa con sottrazione tra fotografie successive) il sistema della figura 1 o 2;
- la figura 7 illustra parti della figura 6 in scala ingrandita;
- la figura 8 ? una fotografia che mostra quanto ottenuto utilizzando il sistema della figura 1 o 2 secondo una modalit? operativa (con differenza tra fotografie successive) diversa da quella implementata per ottenere le figure 6 e 7;
- la figura 9 ? un particolare in scala ingrandita della figura 5;
- la figura 10 ? il particolare della figura 9 in istante successivo;
- la figura 11 ? un?immagine ottenuta dalla combinazione (differenza) delle figure 9 e 10 (corrisponde ad un particolare in scala ingrandita della figura 8);
- la figura 12 ? un?immagine ottenuta invertendo l?immagine della figura 11;
- la figura 13 ? un diagramma di flusso di un procedimento di funzionamento del sistema della figura 1 o 2;
- le figure 14 e 15 sono fotografie che mostrano il procedimento di funzionamento illustrato dal diagramma di flusso della figura 13;
- le figure da 16 a 18 sono diagrammi di flusso di rispettivi procedimenti di funzionamento del sistema della figura 1 o 2;
- la figura 19 ? una fotografia utilizzata per verificare i corretti risultati ottenuti dal sistema della figura 1 o 2 operante secondo il procedimento di funzionamento della figura 18;
- le figure da 20 a 22 sono diagrammi di flusso di rispettivi procedimenti di funzionamento del sistema della figura 1 o 2;
- la figura 23 ? uno schema a blocchi che mostra schematicamente il funzionamento di una rete neurale;
- la figura 24 illustra schematicamente risultati ottenuti utilizzando il sistema della figura 1 o 2;
- la figura 25 ? un diagramma di flusso di un procedimento di funzionamento del sistema della figura 1 o 2;
- la figura 26 ? un digramma di flusso di un procedimento di funzionamento del sistema della figura 1 o 2.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA
Nella figura 1, in accordo con un primo aspetto della presente invenzione, con 1 ? indicato nel suo complesso un sistema microfluidico per la manipolazione (in particolare, per l?isolamento) e/o analisi di particelle di un campione. Vantaggiosamente ma non necessariamente, il sistema microfluidico 1 ? per la manipolazione (in particolare, per l?isolamento) di particelle di un campione.
Il sistema microfluidico 1 comprende almeno un ingresso 2 (inlet), attraverso il quale, in uso, il campione viene inserito nel sistema microfluidico 1; ed un gruppo di movimentazione 3, il quale comprende almeno una camera microfluidica 4 ed ? configurato per muovere almeno una particella specifica 5 (si veda ad es. la figura 3) all?interno della camera microfluidica 4.
Il gruppo di movimentazione 3 comprende almeno un attuatore 6, il quale ? configurato per spostare la particella specifica 5 (ed altre particelle del campione); un dispositivo di rilevazione 7 (figura 1) configurato per acquisire immagini (almeno parziali) della (in particolare, di tutta la) camera microfluidica 4; ed un dispositivo di controllo 8, il quale ? configurato per comandare l?attuatore 6 (in particolare, gli attuatori 6)in modo da muovere la particella specifica 5 (in particolare, lungo un percorso P determinato) all?interno della camera microfluidica 4.
Per immagini della camera microfluidica 4 si intende immagini dell?intera camera microfluidica 4 o di una o pi? porzioni della camera microfluidica 4.
Si noti che il percorso P pu? avere diverse lunghezze.
Ad esempio, il percorso P pu? anche essere il percorso tra due attuatori 6 adiacenti (e, quindi, estremamente corto). Alternativamente ma non necessariamente, il percorso P si estende attraverso una pluralit? di attuatori (ad esempio, in modo da arrivare fino ad una camera di recupero 11 ? pi? sotto meglio descritta).
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il dispositivo di movimentazione 3 comprende una pluralit? di attuatori 6 (figura 3), i quali sono configurati per spostare la particella specifica 5 (all?interno della camera microfluidica 4). In particolare, il dispositivo di controllo 8 ? configurato (pi? precisamente ma non necessariamente, una sua unit? di controllo 9 ? configurata ? figura 2) per comandare gli attuatori 6 in modo da muovere la particella specifica 5 all?interno della camera microfluidica 4 (pi? in particolare, lungo il percorso P determinato all?interno della camera microfluidica 4).
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il gruppo di movimentazione 3 ? configurato per muovere la particella specifica 5 (e le altre particelle del campione) in modo deterministico (vale a dire in modo voluto da una posizione determinata iniziale ad una posizione determinata successiva). In particolare, il gruppo di movimentazione 3 ? configurato per muovere la una particella specifica 5 (e le altre particelle del campione) in modo sostanzialmente selettivo rispetto alle altre particelle del campione all?interno della camera microfluidica 4.
In particolare, il gruppo di movimentazione 3 ? configurato per esercitare una forza direttamente sulla particella specifica 5 (pi? in particolare, senza che la forza venga esercitata sul fluido il quale trasferisce il movimento alla particella specifica 5 ? ed alle altre particelle). Ad esempio, ciascun attuatore 6 comprende (in particolare, ?) un rispettivo elettrodo.
Secondo alcune forme d?attuazione non limitative, il gruppo di movimentazione 3 comprende un sistema di spostamento per spostare particelle scelto nel gruppo consistente di: travelling waves, flusso termico (thermal flow), movimenti di fluido locali generati da electro thermal flow, movimenti di fluido locali generati da forze elettro idrodinamiche, dielettroforesi, optical tweezers, optoelectronic tweezers, dielettroforesi indotta dalla luce (light-induced dielectrophoresis), magnetoforesi, acustoforesi (ed una loro combinazione).
In particolare, il sistema di spostamento per spostare particelle ? scelto nel gruppo consistente di: dielettroforesi, optical tweezers, magnetoforesi, dielettroforesi indotta dalla luce (ed una loro combinazione). Vantaggiosamente ma non necessariamente, il sistema di spostamento per spostare le particelle ? la dielettroforesi.
Secondo specifiche forme d?attuazione non limitative, il gruppo di movimentazione 3 comprende un?unit? (o sistema) di dielettroforesi come ad esempio descritto in almeno una delle domande di brevetto WO-A-0069565, WO-A-2007010367, WO-A-2007049120. Pi? in particolare, il gruppo di movimentazione 3 funziona in accordo con quanto descritto nelle domande di brevetto con numero di pubblicazione WO2010/106434 e WO2012/085884.
Come meglio illustrato nella figura 3, il dispositivo di controllo 8 ? configurato (pi? precisamente ma non necessariamente, la sua unit? di controllo 9 ? configurata ? figura 2) per comandare il dispositivo di rilevazione 7 in modo che il dispositivo di rilevazione 7 acquisisca una prima immagine della summenzionata parte della camera microfluidica 4 ad un primo istante t(0), quando la particella specifica 5 ? disposta in una prima posizione IP (del percorso P determinato) all?interno della parte della camera microfluidica 4, ed una seconda immagine di una zona della camera microfluidica 4 in un secondo istante t(1) successivo al primo istante, quando la particella specifica 5 ? disposta in una seconda posizione IIP (del percorso P determinato) all?interno della citata zona della camera microfluidica 4.
In alcuni casi non limitativi, la seconda immagine ? solo di una zona della camera microfluidica 4. In alternativa, la seconda immagine ? di tutta la camera microfluidica 4.
Secondo alcune forme d?attuazione non limitative, la prima immagine ? solo di una parte della camera microfluidica 4. In alternativa, la prima immagine ? di tutta la camera microfluidica 4.
A scopo esemplificativo, la figura 3 illustra la particella specifica 5 nella prima posizione IP al primo istante ? t(0) ? e nella seconda posizione IIP al secondo istante ? t(1).
Secondo diverse forme d?attuazione, la zona della camera microfluidica 4 acquisita con la seconda immagine coincide con o ? differente dalla parte della camera microfluidica 4 acquisita con la prima immagine. Vantaggiosamente ma non necessariamente, la zona della camera microfluidica 4 acquisita con la seconda immagine coincide con la parte della camera microfluidica 4 acquisita con la prima immagine (vale a dire, la seconda immagine ? della parte della camera microfluidica 4 che ? anche della prima immagine).
Il dispositivo di controllo 8 ? configurato (pi? precisamente ma non necessariamente, una sua unit? di processo 10 ? configurata ? figura 2) per elaborare almeno una immagine derivata (esempi di tale immagine derivata sono mostrati nelle figure 6, 7, 8, 11 e 12) in funzione (almeno) della prima immagine e della seconda immagine.
A scopo meramente esemplificativo e non limitativo, si noti che la figura 5 illustra una fotografia di esempio fatta al primo istante. La figura 9 ? un ingrandimento di tale fotografia e mostra la prima posizione IP (della particella specifica 5) al primo istante. La figura 10 ? l?ingrandimento della prima posizione IP di una fotografia presa al secondo istante. Come si pu? facilmente notare, la particella specifica 5 ? disposta nel primo istante nella prima posizione IP mentre nel secondo istante non ? pi? nella prima posizione IP.
Confrontando la figura 5, che ? una semplice fotografia della parte della camera microfluidica 4, con le figure 6, 7 ed 8, che invece sono esempi non limitativi di immagini derivate, risulta anche evidente che le particelle (e, pi? precisamente, la particella specifica 5) sono significativamente e sorprendentemente pi? visibili ed identificabili grazie al sistema microfluidico 1 in accordo con la presente invenzione. Inoltre, grazie al sistema microfluidico 1 (ed al metodo) secondo la presente invenzione ? possibile seguire la particella specifica 5 (ciascuna particella) in continuo verificandone la posizione e/o i movimenti durante tutto il tempo d?interesse. Si noti che, fino ad ora, le particelle (e le loro posizioni) erano identificabili con una certa precisione solo con rilevazioni in fluorescenza. Tali rilevazioni sono intrinsecamente discontinue (dopo l?eccitazione, nel giro di pochi istanti le particelle non sono pi? visibili a causa o del fenomeno di degradazione fotochimica del fluoroforo) e per alcune lunghezze d?onda (ad esempio ultravioletto) sono dannose per le cellule e per il DNA.
Pi? precisamente, si ? sperimentalmente osservato che utilizzando il sistema microfluidico 1 ? sorprendentemente possibile determinare con maggiore velocit?, precisione e facilit? la posizione e le caratteristiche morfologiche delle particelle. Si noti, infatti, che non solo le particelle vengono evidenziate ma anche il fondo (ed il suo effetto di confusione sulla rilevazione) viene in pratica eliminato rendendo pi? precisa e pulita la rilevazione. In questo modo, il sistema microfluidico 1 presenta, tra l?altro, ridotto il rischio di perdere e/o danneggiare delle particelle e la sua velocit? operativa ? maggiore rispetto a quella dei sistemi dello stato dell?arte. A questo proposito, si noti che, allo scopo di identificare il tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) e/o la posizione delle particelle non ?, tra l?altro, pi? necessario effettuare delle rilevazioni in fluorescenza.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il dispositivo di controllo 8 ? configurato (in particolare, la sua unit? di processo 10 ? configurata) per elaborare l?immagine derivata in funzione della differenza e/o sottrazione tra la prima immagine e la seconda immagine.
Pi? precisamente ma non necessariamente, l?immagine derivata ? la differenza e/o sottrazione tra la prima immagine e la seconda immagine.
Secondo alcune non limitative forme d?attuazione, il dispositivo di controllo 8 ? configurato per elaborare l?immagine derivata in funzione della differenza tra la prima immagine e la seconda immagine; in particolare, l?immagine derivata ? la differenza tra la prima immagine e la seconda immagine.
Come noto nel campo del trattamento delle immagini, per sottrazione si intende la sovrapposizione della prima immagine e dell?inverso (il negativo) della seconda immagine. In particolare, per effettuare una sottrazione tra immagini, (il valore di) ciascun pixel della seconda immagine viene sottratto ad (il valore di) un corrispondente pixel della prima immagine.
Esempi di sottrazione sono illustrati nelle figure 6 e 7, in cui le prime posizioni IP di ciascuna particella (vale a dire la posizione di ciascuna particella al primo istante) sono rappresentate pi? scure e le secondo posizioni IIP (vale a dire la posizione di ciascuna particella al secondo istante) di ciascuna particella sono rappresentate pi? chiare.
Come noto nel campo del trattamento delle immagini, per differenza si intende una sottrazione il cui risultato viene riportato in valore assoluto. In particolare, per effettuare una differenza tra immagini, (il valore di) ciascun pixel della seconda immagine viene sottratto ad (il valore di) un corrispondente pixel della prima immagine; il risultato (valore) ottenuto viene riportato in valore assoluto.
Esempi di differenza sono illustrati nella figura 8, in cui le prime posizioni IP di ciascuna particella (vale a dire la posizione di ciascuna particella al primo istante) e le secondo posizioni IIP (vale a dire la posizione di ciascuna particella al secondo istante) di ciascuna particella sono rappresentate pi? chiare (dello sfondo). La figura 11 ? un particolare in scala ingrandita (di una prima posizione IP) della figura 8.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il dispositivo di controllo 8 ? configurato (in particolare, la sua unit? di processo 10 ? configurata) per stimare la seconda posizione IIP della particella specifica 5 sulla base dell?immagine derivata.
In particolare, la detta seconda posizione IIP ? differente dalla prima posizione IP.
Si noti che nel presente testo per stimare si intende misurare (determinare, in particolare nel modo pi? preciso possibile) qualche cosa (ad es. la posizione della particella specifica 5).
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il dispositivo di controllo 8 ? configurato (in particolare, la sua unit? di controllo 9 ? configurata) per comandare almeno l?attuatore 6 (in particolare, gli attuatori 6) in un terzo istante, successivo al primo istante e precedente al secondo istante, per muovere almeno la particella specifica 5 dalla prima posizione IP (in particolare, alla seconda posizione IIP).
Facendo particolare riferimento alla figura 1, secondo alcune forme d?attuazione non limitative, il gruppo di movimentazione 3 ? configurato per trasferire almeno parte delle particelle (in particolare, includenti almeno la particella specifica 5) di un primo tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) determinato del campione dalla camera microfluidica 4 ad una camera di recupero 11 (anch?essa microfluidica) del sistema microfluidico 1 in modo sostanzialmente selettivo rispetto ad ulteriori particelle del campione.
Pi? precisamente ma non necessariamente, il sistema microfluidico 1 (pi? precisamente, il gruppo di movimentazione 3) comprende un dispositivo microfluidico 12 (illustrato schematicamente in sezione laterale nella figura 1), il quale a sua volta comprende la camera microfluidica 4 (ed eventualmente la camera di recupero 11).
Secondo alcune forme d?attuazione non limitative, il dispositivo microfluidico 12 comprende anche un canale 13 (microfluidico), il quale collega l?ingresso 2 alla camera microfluidica, una uscita 14, attraverso la quale, in uso, pu? essere (viene) recuperata la particella specifica 5 (e/o altre particelle di interesse), un canale 15 (microfluidico) che collega la camera di recupero 11 (disposta tra l?uscita 14 e la camera microfluidica 4) all?uscita 14.
In particolare, il dispositivo microfluidico 12 comprende un canale 16 che collega la camera microfluidica 4 alla camera di recupero 11.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il dispositivo microfluidico 12 ? come quello descritto nelle domande di brevetto con numero di pubblicazione WO2010/106434 e WO2012/085884 (in questi casi, la camera microfluidica 4 corrisponde alla camera principale ivi descritta). In alcuni casi non limitativi, anche l?intero sistema microfluidico 1 ? come descritto nelle domande di brevetto con numero di pubblicazione WO2010/106434 e WO2012/085884, eccezion fatta per quanto direttamente indicato nel presente testo.
Secondo alcune forme d?attuazione non limitative, il dispositivo di controllo 8 ? configurato (in particolare, la sua unit? di controllo 9 ? configurata) per comandare almeno l?attuatore 6 (in particolare, gli attuatori 6) in modo da muovere almeno la particella specifica 5 (e le altre particelle del campione) all?interno della camera microfluidica 4 (lungo il percorso P determinato) in funzione di quanto acquisito dal dispositivo di rilevazione 7, pi? in particolare in funzione della summenzionata immagine derivata.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il sistema microfluidico 1 comprende una sorgente 17 (in particolare, luminosa) configurata per emettere ad almeno una lunghezza d?onda determinata (in particolare, a lunghezze d?onda determinate; in particolare, nel visibile).
In particolare, il dispositivo di rilevazione 7 ? configurato per acquisire la prima e la seconda immagine ad almeno la lunghezza d?onda determinata (in particolare, alle lunghezze d?onda determinate; in particolare, nel visibile).
Facendo particolare riferimento alle figure 14 e 15, secondo alcune forme d?attuazione non limitative, il dispositivo di controllo 8 ? configurato (in particolare, la sua unit? di processo 10 ? configurata) per definire almeno un ulteriore percorso PP determinato per almeno un?ulteriore particella del campione in funzione dell?immagine derivata. In particolare, in questi casi, il dispositivo di controllo 8 ? configurato (pi? in particolare, la sua unit? di controllo 9 ? configurata) per azionare almeno l?attuatore 6 (in particolare, gli attuatori 6) in modo che la detta ulteriore particella venga mossa (e le altre particelle del campione vengano mosse) lungo il detto ulteriore percorso PP in modo da non scontrarsi con la detta almeno una particella specifica 5.
In particolare, quando la seconda posizione IIP coincide con la prima posizione IP (oppure non coincide con una posizione attesa), il dispositivo di controllo 8 ? configurato (pi? in particolare, la sua unit? di processo 10 ? configurata) per determinare la seconda posizione IIP in funzione dell?immagine derivata e definire l?ulteriore percorso PP determinato in modo che l?ulteriore percorso determinato non passi per la seconda posizione IIP.
Si ? sperimentalmente osservato che, in questo modo, la resa, l?efficienza e la velocit? operativa del sistema microfluidico sono state sorprendentemente migliorate. A questo proposito, si noti che laddove la particella specifica 5 si blocchi all?interno della camera microfluidica 4 (o comunque non risponda pi? correttamente ai comandi del dispositivo di controllo 8 attraverso gli/l?attuatori/e 6) si riesce ad evitare che l?ulteriore particella (o comunque altre particelle) vengano bloccate nel loro movimento dalla particella specifica 5 e/o da una parte del gruppo di movimentazione 3 non correttamente funzionante in corrispondenza della posizione IIP e/o IP. A questo proposito, si noti che ?, ad esempio, possibile che un attuatore 6 sia fallato (o smetta di funzionare correttamente); in questi casi, in assenza di quanto sopra descritto, le particelle si possono accumulare in corrispondenza dell?attuatore 6 fallato alterando pesantemente i risultati ottenuti e/o ottenibili dal sistema microfluidico 1.
A scopo esemplificativo, nella figura 14 viene illustrato un percorso PPP ipotizzato preventivamente identificato dal dispositivo di controllo 8 per la summenzionata ulteriore particella. La figura 15 illustra invece l?ulteriore percorso PP ottenuto sulla base dell?immagine derivata. In particolare, nell?esempio illustrato, la seconda posizione IIP viene identificata come corrispondente alla prima posizione IP e l?ulteriore percorso PP (modificato rispetto al percorso PPP) non passa in corrispondenza della seconda posizione IIP.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, come ad esempio si pu? osservare dalla figura 15, il percorso PP viene determinato dal dispositivo di controllo 8 (in particolare, dalla sua unit? di processo 10) in modo da non estendersi anche attraverso posizioni adiacenti alla seconda posizione IIP.
Si ? osservato sperimentalmente che, in questo modo, le prestazioni del sistema microfluidico 1 sono sorprendentemente ulteriormente migliorate. ?, ad esempio, infatti possibile che il problema che ha portato al blocco della particella specifica 5 nella posizione IP possa in qualche modo impedire i movimenti anche in posizioni limitrofe (ad esempio, quando la particella specifica si ? comunque leggermente spostata andando in pratica a bloccare anche una posizione limitrofa).
Secondo alcune forme d?attuazione non limitative (in particolare, quando il sistema di spostamento del gruppo di movimentazione 3 ? la dielettroforesi ? ad es. come descritto in WO-A-0069565, WO-A-2007010367 e/o WO-A-2007049120) ciascuna posizione ? definita da un rispettivo attuatore 6 (ad esempio un elettrodo).
In particolare, il dispositivo di controllo 8 ? configurato (in particolare, la sua unit? di controllo 9 ? configurata) per comandare almeno l?attuatore 6 (pi? in particolare, gli attuatori 6) in modo che l?ulteriore particella segua l?ulteriore percorso PP.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il dispositivo di controllo 8 ? configurato (in particolare, la sua unit? di processo 10 ? configurata) per stimare una velocit? rilevata almeno della particella specifica 6 (in particolare, delle particelle) in funzione dell?immagine derivata sulla base della distanza tra la prima posizione IP e la seconda posizione IIP e della differenza di tempo tra il primo istante ed il secondo istante.
Secondo alcune forme d?attuazione non limitative, il dispositivo di controllo 8 ? configurato (in particolare, la sua unit? di controllo 9 ? configurata) per comandare il dispositivo di rilevazione 7 in modo che il dispositivo di rilevazione 7 acquisisca una pluralit? di immagini supplementari della (parte della - o di tutta la) camera microfluidica 4 in rispettivi istanti supplementari successivi al detto primo istante (e precedenti al detto secondo istante). In particolare, gli istanti supplementari sono tra loro successivi. Pi? in particolare, sono tra loro distanziati di un intervallo di tempo determinato ?t (e, ancora pi? in particolare, costante). In alternativa, l?intervallo di tempo tra due istanti supplementari pu? essere variabile.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il dispositivo di controllo 8 ? configurato (in particolare, la sua unit? di processo 10 ? configurata) per stimare il tempo impiegato dalla particella specifica 5 per spostarsi dalla prima posizione IP alla seconda posizione IIP sulla base delle immagini supplementari.
Pi? precisamente ma non necessariamente, il dispositivo di controllo 8 ? configurato (in particolare, la sua unit? di processo 10 ? configurata) per stimare il secondo istante quando una prima delle immagini supplementari (che ? dunque da considerarsi corrispondente alla succitata seconda immagine) mostra la particella specifica 5 nella seconda posizione IIP.
In questo modo si ? infatti sperimentalmente osservato che ? sorprendentemente possibile ridurre il rischio che particelle vengano perse (vale a dire non vengano correttamente spostate dagli/dall?attuatori/e 6) all?interno della camera microfluidica 4 (lungo i rispettivi percorsi P e/o PP) e/o migliorare l?efficienza e/o la resa del sistema microfluidico.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il dispositivo di controllo 8 ? configurato (in particolare, la sua unit? di controllo 9 ? configurata) per azionare almeno l?attuatore 6 (in particolare, gli attuatori 6) per spostare la particella specifica 5 in funzione della velocit? rilevata.
In alcuni casi non limitativi, infatti, per esempio laddove il sistema di spostamento del gruppo di movimentazione 3 ? la dielettroforesi (ad es. come descritto in WO-A-0069565, WO-A-2007010367 e/o WO-A-2007049120), il dispositivo di controllo 8 ? configurato (in particolare, la sua unit? di controllo 9 ? configurata) per azionare e disattivare gli attuatori 6 (disposti lungo il percorso P) in sequenza in funzione della velocit? rilevata.
Pi? precisamente ma non necessariamente, in uso, quando il dispositivo di controllo 8 (in particolare, la sua unit? di processo 10) stima che la particella specifica 5 sia arrivata nella prima posizione IP (da una precedente posizione) sulla base della velocit? derivata, il dispositivo di controllo 8 (in particolare, la sua unit? di controllo 9) disattiva l?attuatore 6 (elettrodo) disposto in corrispondenza della posizione IP ed aziona l?attuatore 6 (elettrodo) disposto in corrispondenza della seconda posizione IIP. In questo modo, la particella specifica 5 si sposta dalla prima posizione IP alla seconda posizione IIP.
A questo punto, quando il dispositivo di controllo 8 (in particolare, la sua unit? di processo 10) stima che la particella specifica 5 sia arrivata nella seconda posizione IIP sulla base della velocit? derivata, il dispositivo di controllo 8 (in particolare, la sua unit? di controllo 9) disattiva l?attuatore 6 (elettrodo) disposto in corrispondenza della posizione IIP ed aziona l?attuatore 6 (elettrodo) disposto in corrispondenza di un?ulteriore posizione disposta a valle della seconda posizione (lungo il percorso P).
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il dispositivo di controllo 8 ? configurato (in particolare, la sua unit? di processo 10 ? configurata) per determinare di che tipo ? (ad es. se ? uno spermatozoo, un globulo bianco, una cellula epiteliale, una cellula tumorale, una cellula endoteliale o una cellula staminale) almeno la particella specifica 5 (in particolare ciascuna particella) in funzione della detta immagine derivata.
In alternativa o in aggiunta, il dispositivo di controllo 8 ? configurato (in particolare, la sua unit? di processo 10 ? configurata) per determinare di che gruppo ? almeno la particella specifica 5 (in particolare ciascuna particella) in funzione della detta immagine derivata.
In alcuni casi non limitativi, il dispositivo di controllo 8 ? configurato per identificare il tipo e/o il gruppo (in particolare, il tipo) della particella specifica 5 (in particolare, utilizzando un apprendimento automatico supervisionato o non supervisionato).
Secondo alcune vantaggiose ma non limitative forme d?attuazione, il dispositivo di controllo 8 ? configurato (in particolare, la sua unit? di processo 10 ? configurata) per estrarre dei parametri (in particolare, morfologici) di almeno la particella specifica 5 sulla base dell?immagine derivata e determinare di che tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) ? almeno una particella specifica 5 utilizzando un apprendimento automatico (in particolare, supervisionato - pi? in particolare, una rete neurale; o non supervisionato ? pi? in particolare, un clustering).
In particolare, il dispositivo di controllo 8 ? configurato (pi? in particolare, la sua unit? di processo 10 ? configurata) per determinare il rispettivo tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) di ciascuna particella di una pluralit? di particelle (del campione) in funzione dell?immagine derivata (in particolare, sulla base di parametri ? morfologici - di ciascuna particella ottenuti dall?immagine derivata).
Pi? in particolare, il dispositivo di controllo 8 ? configurato (in particolare, la sua unit? di processo 10 ? configurata) per determinare il rispettivo tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) della particella specifica 5 (ed eventualmente di ciascuna particella) sulla base dell?immagine derivata e di ulteriori immagini derivate (ottenute allo stesso modo della summenzionata immagine derivata - combinando due differenti immagini della camera microfluidica 4 o di una sua parte prese successivamente).
Maggiori dettagli relativamente al funzionamento dell?unit? di controllo 8 (pi? precisamente, della sua unit? di processo 10) sono sotto riportati in relazione al metodo in accordo con la presente invenzione.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il sistema microfluidico 1 comprende un?unit? di memorizzazione 8? (figura 1), la quale ? configurata per memorizzare per esempio quanto rilevato dal dispositivo di rilevazione 7 e/o quanto elaborato dal dispositivo di controllo 8 e/o dei parametri di riferimento (sulla base dei quali viene determinato il tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) della particella specifica 5 e/o delle altre particelle).
La forma d?attuazione del sistema microfluidico 1 illustrato nella figura 2 differisce dal sistema microfluidico 1 della figura 1 in quanto comprende alcuni ulteriori componenti. Per esempio, nella figura 2 viene esplicitato che il dispositivo di controllo 8 comprende l?unit? di controllo 9 e l?unit? di processo 10, che possono essere tra loro separate e (semplicemente) collegate o possono essere completamente integrate in una sola unit?.
In particolare, il sistema microfluidico 1, secondo alcune forme d?attuazione non limitative (figura 2), comprende anche: un?interfaccia operatore 18 (HMI ? ad es. uno schermo, una tastiera e/o un puntatore ? mouse); un?unit? di controllo della temperatura 19 per regolare (mantenere all?interno di un intervallo desiderato) la temperatura di parte del (o tutto il) dispositivo microfluidico 12; un dispositivo di controllo fluidico 20 (in particolare, comandato dal dispositivo di controllo 8) per regolare i flussi dei fluidi all?interno del dispositivo microfluidico 12; ed un?unit? di recupero 21 per raccogliere la particella specifica 5 (e/o altre particelle) uscenti dal dispositivo microfluidico 12 (in particolare, dalla sua uscita 14).
Secondo alcune forme d?attuazione non limitative, il dispositivo di rilevazione 7 (in accordo con quanto illustrato nella figura 2) comprende: una telecamera 22 (in particolare, digitale - o macchina fotografica); un microscopio 23; e la sorgente luminosa 17.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il sistema microfluidico 1 comprende anche un dispositivo di movimentazione 24, il quale ? configurato per muovere il dispositivo microfluidico 12 e/o il dispositivo di rilevazione 7 uno rispetto all?altro.
In accordo con un secondo aspetto della presente invenzione, viene fornito un uso del sistema microfluidico 1 (come sopra definito) per raccogliere in modo selettivo cellule di uno o pi? tipi specifici. Per esempio, viene fornito un uso del sistema microfluidico 1 (come sopra definito) per raccogliere in modo (sostanzialmente) selettivo cellule scelte nel gruppo consistente di: cellule tumorali, globuli bianchi (WBC), cellule stromali, spermatozoi, cellule tumorali circolanti (CTC), cellule circolanti mieloidi (CMMC), cellule fetali, cellule epiteliali, eritroblasti, trofoblasti, eritrociti, cellule endoteliali, cellule staminali (ed una loro combinazione).
In alcuni casi non limitativi, l?uso del sistema microfluidico 1 (come sopra definito) viene fornito per raccogliere in modo (sostanzialmente) selettivo cellule scelte nel gruppo consistente di: spermatozoi, globuli bianchi, cellule epiteliali, cellule tumorali, cellule endoteliali, cellule staminali, cellule fetali, nuclei, vescicole extracellulari, cellule vegetali (ed una loro combinazione).
In aggiunta o in alternativa, viene fornito un uso del sistema microfluidico 1 (come sopra definito) per medicina forense. In aggiunta o in alternativa, viene fornito un uso del sistema microfluidico 1 (come sopra definito) per diagnostica (di patologie ? ad esempio per diagnosi tumorale). In aggiunta o in alternativa, viene fornito un uso del sistema microfluidico 1 per oncologia. In aggiunta o in alternativa, viene fornito un uso del sistema microfluidico 1 per la diagnosi prenatale.
Nel caso di un uso per oncologia, pi? precisamente ma non necessariamente, viene fornito un uso per la conta e/o l?analisi e/o l?isolamento di Cellule Tumorali Circolanti (CTC).
In accordo con un terzo aspetto della presente invenzione, viene fornito un metodo per la manipolazione (in particolare, per l?isolamento) e/o analisi di particelle di un campione mediante un sistema microfluidico 1.
Il sistema microfluidico 1 comprende almeno un ingresso 2 (inlet), attraverso il quale il campione viene inserito nel sistema microfluidico 1; un gruppo di movimentazione 3, il quale comprende almeno una camera microfluidica 4 ed ? configurato per muovere almeno una particella specifica 5 all?interno della camera microfluidica 4.
Pi? precisamente ma non necessariamente, il gruppo di movimentazione 3 comprende un dispositivo microfluidico 12, il quale, a sua volta, comprende la camera microfluidica 4 (ed eventualmente, una camera di recupero 11, e dei canali 13, 15 e 16).
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il gruppo di movimentazione 3 comprende, inoltre: almeno un attuatore (ad es. un elettrodo - in particolare, una pluralit? di attuatori), il quale ? configurato per spostare almeno la particella specifica 5; un dispositivo di rilevazione 7 configurato per acquisire immagini (almeno parziali) della camera microfluidica 4; ed un dispositivo di controllo 8, il quale ? configurato per comandare almeno l?attuatore 6 in modo da muovere la detta almeno una particella specifica (lungo un percorso P determinato all?interno della camera microfluidica 4).
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il sistema microfluidico 1 ? come sopra descritto in accordo con il primo aspetto della presente invenzione.
Il metodo comprende: una prima fase di rilevazione, durante la quale il dispositivo di rilevazione 7 acquisisce una prima immagine di almeno una parte della camera microfluidica ad un primo istante, quando almeno la particella specifica 5 ? disposta in una rispettiva prima posizione IP (in particolare, del percorso P determinato) all?interno della citata parte della camera microfluidica 4; ed una seconda fase di rilevazione, durante la quale il dispositivo di rilevazione 7 acquisisce una seconda immagine di almeno una zona della camera microfluidica in un secondo istante successivo al primo istante, in particolare quando almeno la particella specifica 5 ? disposta in una rispettiva seconda posizione IIP (pi? in particolare, del percorso P determinato) all?interno della citata almeno una zona della camera microfluidica.
In alcuni casi non limitativi, la seconda immagine ? solo di una zona della camera microfluidica 4. In altre parole, la seconda immagine ? un?immagine parziale della camera microfluidica 4. In alternativa, la seconda immagine ? di tutta la camera microfluidica 4.
Secondo alcune forme d?attuazione non limitative, la prima immagine ? solo di una parte della camera microfluidica 4. In altre parole, la prima immagine ? un?immagine parziale della camera microfluidica 4. In alternativa, la prima immagine ? di tutta la camera microfluidica 4.
Secondo diverse forme d?attuazione, la zona della camera microfluidica 4 acquisita durante la seconda fase di rilevazione coincide con o ? differente dalla parte della camera microfluidica 4 acquisita durante la prima fase di rilevazione. Vantaggiosamente ma non necessariamente, la zona della camera microfluidica 4 acquisita durante la seconda fase di rilevazione coincide con la parte della camera microfluidica 4 acquisita durante la prima fase di rilevazione (vale a dire, la prima e la seconda immagine sono della stessa parte della camera microfluidica 4).
Secondo tra loro alternative e non limitative situazioni, la prima posizione IP e la seconda posizione IIP possono essere tra loro differenti o coincidere.
Il metodo comprende, inoltre, una fase di elaborazione, durante la quale il dispositivo di controllo elabora almeno un?immagine derivata in funzione almeno della prima immagine e della seconda immagine.
Come sopra gi? indicato facendo riferimento alle figure da 5 a 12, in questo modo si ? sperimentalmente osservato che le particelle (e, pi? precisamente, la particella specifica 5) sono significativamente e sorprendentemente pi? visibili ed identificabili (sia come tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) che come posizione); esse possono, inoltre, essere seguite in continuo (essendo possibile verificarne i movimenti e/o la posizione lungo tutto l?arco di tempo di interesse).
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il metodo comprende anche una fase di identificazione, durante la quale il dispositivo di controllo stima (vale a dire determina pi? precisamente possibile) la seconda posizione IIP di almeno la particella specifica 5 (in particolare, delle particelle) sulla base dell?immagine derivata.
In particolare, la seconda posizione IIP ? differente dalla prima posizione IP.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il metodo comprende, inoltre, una fase di movimentazione, durante la quale il dispositivo di controllo 8 (in particolare, una sua unit? di controllo) comanda almeno l?attuatore 6 (in particolare, la pluralit? di attuatori 6) in un terzo istante, successivo al primo istante e precedente al secondo istante, allo scopo di muovere almeno la particella specifica 5 (in particolare, alla seconda posizione IIP) dalla prima posizione IP (in particolare, lungo il percorso P determinato).
A scopo esemplificativo, la figura 3 illustra la particella specifica 5 nella prima posizione IP al primo istante ? t(0) ? e nella seconda posizione IIP al secondo istante ? t(1).
In particolare, durante la fase di movimentazione, il dispositivo di controllo 8 comanda almeno l?attuatore 6 (pi? in particolare, gli attuatori 6) per spostare la particella specifica 5 ed una pluralit? di altre particelle (pi? in particolare, tutte le particelle presenti nella camera microfluidica 4).
Pi? in particolare, il dispositivo di controllo 8 comanda almeno l?attuatore 6 (pi? in particolare, gli attuatori 6) in modo da spostare la particella specifica 5 e le altre particelle (ancora pi? in particolare, tutte le particelle presenti nella camera microfluidica 4) in modo deterministico.
In alternativa o in aggiunta, il dispositivo di controllo 8 comanda almeno l?attuatore 6 (pi? in particolare, gli attuatori 6) in modo da spostare la particella specifica 5 e le altre particelle (pi? in particolare, tutte le particelle presenti nella camera microfluidica 4) in modo sostanzialmente selettivo rispetto alle altre particelle del campione all?interno della camera microfluidica 4.
Ancora pi? precisamente ma non necessariamente, durante la fase di movimentazione sostanzialmente tutti gli attuatori 6 vengono attivati e disattivati in modo coordinato allo scopo di spostare sostanzialmente ciascuna particella posta sostanzialmente in qualunque posizione della camera fluidica (ipotizzando il corretto funzionamento di ciascun attuatore 6).
Vantaggiosamente ma non necessariamente, la prima immagine contiene anche le altre particelle in rispettive posizioni iniziali; la seconda immagine contiene anche le altre particelle in rispettive posizioni successive.
La figura 4 illustra schematicamente un diagramma di flusso di uno specifico e non limitativo esempio di procedura implementata in accordo con il summenzionato metodo per la manipolazione (in particolare, per l?isolamento) e/o analisi di particelle.
La procedura, vantaggiosamente ma non necessariamente, prevede un avvio (start ? fase A); la prima fase di rilevazione (fase B); la fase di movimentazione (fase C); la seconda fase di rilevazione (fase D); la fase di elaborazione (fase E); la fase di identificazione (fase F); ed eventualmente una fase di termine (end ? fase G).
Opzionalmente, queste fasi (pi? precisamente, le fasi da B a F) possono essere ripetute una o pi? volte dopo che le particelle 6 sono state riportate nelle loro posizioni di origine (ad es. la particella specifica 5 ? stata riportata nella prima posizione IP) (fase H) e/o la parte e/o la zona della camera microfluidica 4 che viene acquisita durante la prima e la seconda fase di rilevazione viene modificata (ad es. spostando il dispositivo di rilevazione 7 e/o la camera microfluidica 4) (fase I).
Vantaggiosamente ma non necessariamente (durante la fase di movimentazione), il gruppo di movimentazione 3 muove (? configurato per muovere) almeno la particella specifica 5 in modo deterministico (vale a dire in modo voluto da una posizione determinata iniziale ad una posizione determinata successiva).
In particolare (durante la fase di movimentazione), il gruppo di movimentazione 3 muove (? configurato per muovere) la detta almeno una particella specifica in modo sostanzialmente selettivo rispetto ad (alle - a tutte le) altre particelle del campione all?interno della camera microfluidica.
Per esempio, il gruppo di movimentazione 3 esercita una forza direttamente sulla particella specifica 5 (pi? in particolare, senza che la forza venga esercitata sul fluido il quale trasferisce il movimento alla particella specifica 5 ? ed alle altre particelle). In alcuni specifici e non limitativi casi, ciascun attuatore 6 comprende (in particolare, ?) un rispettivo elettrodo.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il gruppo di movimentazione 3 ? definito come sopra descritto in relazione al primo aspetto della presente invenzione.
In aggiunta o in alternativa, il dispositivo di controllo 8 e/o il dispositivo di rilevazione 7 e/o il dispositivo microfluidico 12 sono definiti come sopra descritto in relazione al primo aspetto della presente invenzione.
In particolare, (tutto) il sistema microfluidico 1 ? definito come sopra descritto in relazione al primo aspetto della presente invenzione.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, durante la fase di elaborazione, il dispositivo di controllo 8 (in particolare, una sua unit? di processo 10) elabora l?immagine derivata in funzione della differenza e/o sottrazione tra la prima immagine e la seconda immagine. In alcuni casi specifici e non limitativi, durante la fase di elaborazione, il dispositivo di controllo 8 (in particolare, una sua unit? di processo 10) elabora l?immagine derivata in funzione della differenza tra la prima immagine e la seconda immagine.
In particolare, l?immagine derivata ? la differenza (e/o sottrazione) tra la prima immagine e la seconda immagine.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, la fase di elaborazione comprende una sottofase di allineamento, durante la quale la prima e la seconda immagine vengono (tra loro) allineate. In questi casi, durante la fase di elaborazione, il dispositivo di controllo 8 (in particolare, una sua unit? di processo 10) elabora l?immagine derivata in funzione della (differenza e/o sottrazione tra la) prima immagine e la seconda immagine, dopo che la prima e la seconda immagine sono state tra loro allineate. Si noti, che, poich? la prima e la seconda immagine che sono state sottoposte ad allineamento sono funzione della prima e della seconda immagine (come acquisite), anche in questo caso (almeno indirettamente) l?immagine derivata ? funzione della prima e della seconda immagine (come acquisite).
Grazie a questa fase di allineamento ? possibile ottenere delle immagini derivate pi? pulite e, pertanto, ridurre l?incidenza di falsi positivi.
Secondo alcune forme d?attuazione non limitative, la sottofase di allineamento viene effettuata mediante un algoritmo di tipo noto, ad esempio Optical Flow o FFT (Fast Fourier Transform).
Secondo alcune forme d?attuazione non limitative, il metodo trasferisce almeno parte delle particelle (in particolare, includente almeno la particella specifica 5) di un primo tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) determinato del campione dalla camera microfluidica 4 ad una camera di recupero 11 (anch?essa microfluidica) del sistema microfluidico 1 (pi? precisamente, del dispositivo microfluidico 12) in modo sostanzialmente selettivo rispetto ad (a tutte le) ulteriori particelle del campione.
Vantaggiosamente ma non necessariamente (durante la fase di movimentazione), il dispositivo di controllo 8 (in particolare, la sua unit? di controllo 9) comanda (? configurato per comandare) almeno l?attuatore 6 (in particolare, gli attuatori 6) in modo da muovere almeno la particella specifica 5 (in particolare, le particelle) all?interno della camera microfluidica 5 (in particolare, lungo il detto percorso P determinato) in funzione di quanto acquisito dal dispositivo di rilevazione 7, in particolare in funzione dell?immagine derivata.
Secondo alcune forme d?attuazione non limitative, il metodo comprende una fase di adattamento, durante la quale il dispositivo di controllo 8 definisce almeno un ulteriore percorso PP determinato per almeno un?ulteriore particella specifica del campione in funzione dell?immagine derivata; il gruppo di movimentazione 3 muove la detta ulteriore particella specifica (in particolare, il dispositivo di controllo 8 ? pi? in particolare, l?unit? di controllo 9 -aziona almeno l?attuatore 6 - pi? in particolare, gli attuatori 6 - in modo che l?ulteriore particella specifica venga mossa), in particolare lungo l?ulteriore percorso PP, in modo da non scontrarsi con la detta almeno una particella specifica.
In particolare, quando la seconda posizione IIP coincide con la prima posizione IP oppure non coincide con una posizione attesa, il dispositivo di controllo 8 (in particolare, una sua unit? di processo) determina la seconda posizione IIP in funzione dell?immagine derivata e definisce l?ulteriore percorso PP determinato in modo che l?ulteriore percorso PP determinato non passi per la (in corrispondenza della) seconda posizione IIP (e/o per posizione limitrofe alla seconda posizione IIP).
Secondo alcune forme d?attuazione non limitative, il metodo comprende una terza fase di rilevazione, durante la quale il dispositivo di rilevazione 7 acquisisce una terza immagine della camera microfluidica 4 in un ulteriore istante successivo al secondo istante, quando (almeno) la particella specifica 6 ? disposta in una terza posizione (del percorso P determinato) all?interno (della parte) della camera microfluidica 4. Il dispositivo di controllo 8 traccia un percorso effettivo seguito almeno dalla particella specifica 5 in funzione dell?immagine derivata e di una ulteriore immagine derivata ottenuta sulla base della terza immagine e della seconda immagine (ad es. l?ulteriore immagine derivata ? la differenza e/o la sottrazione della terza immagine e della seconda immagine).
Vantaggiosamente ma non necessariamente, anche l?ulteriore particella specifica (ed eventuali ulteriori particelle) ? oggetto della prima fase di rilevazione, della fase di movimentazione, della seconda fase di elaborazione, della fase di identificazione (ed eventualmente di una fase di verifica come qui sotto descritta).
La figura 13 illustra schematicamente un diagramma di flusso di uno specifico e non limitativo esempio di procedura implementata in accordo con il summenzionato metodo per la manipolazione (in particolare, per l?isolamento) e/o analisi di particelle.
La procedura prevede le fasi da A a G come sopra descritte (in particolare, con riferimento alla figura 4) ed una fase di verifica (fase L), durante la quale il dispositivo di controllo 8 (in particolare, l?unit? di processo 10) verifica se la particella specifica 5 si ? mossa (e le altre particelle si sono mosse) correttamente.
In particolare, in caso positivo (vale a dire se il dispositivo di controllo 8 verifica che la particella specifica 5 si ? mossa correttamente), la procedura ricomincia secondo un ciclo ripetibile dalla fase di movimentazione (fase C), in altre parole la particella specifica 5 viene mossa dalla seconda posizione IIP (alla summenzionata terza posizione ? lungo il percorso P) e si procede (nuovamente) con la seconda fase di rilevazione (D), la fase di elaborazione (E), la fase di identificazione (F) e la fase di verifica (L).
Secondo alcune forme d?attuazione non limitative, questo ciclo viene ripetuto fintantoch? la particella specifica 5 non raggiunge una posizione finale desiderata e/o la fase di verifica (L) d? un esito negativo (vale a dire, a seguito della fase di verifica basata sulla fase di elaborazione viene determinato che la particella specifica 5 non si ? mossa correttamente).
Nel caso in cui la fase di verifica (L) dia esito negativo, viene implementata, in particolare, la summenzionata fase di adattamento (fase M).
In particolare, la fase di adattamento (M) comprende una sottofase di creazione di un ostacolo (fase N), durante la quale il dispositivo di controllo 8 crea un ostacolo (virtuale) in corrispondenza della posizione in cui si trova (si ? bloccata) la particella specifica 5; ed una sottofase di ridefinizione (fase O), durante la quale viene determinato l?ulteriore percorso PP (in particolare, durante la sottofase di ridefinizione, viene determinato un rispettivo ulteriore percorso PP per ciascuna delle ulteriori particelle da muovere) che evita l?ostacolo (virtuale).
Vantaggiosamente ma non necessariamente, dopo la fase di adattamento, il ciclo (fasi da C ad L, in sequenza) viene ripetuto (ad es. per l?ulteriore particella; in particolare, per le altre particelle ? le particelle che si sono mosse correttamente), in particolare fintantoch? l?ulteriore particella (in particolare, ciascuna delle altre particelle) non raggiunge una rispettiva posizione finale desiderata e/o la fase di verifica (L) d? un esito negativo.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, durante la prima fase di rilevazione e durante la seconda fase di rilevazione, la parte della camera microfluidica 4 e la zona della camera microfluidica 4, rispettivamente, vengono illuminate con radiazioni aventi lunghezze d?onda determinate (in particolare, nel visibile).
In particolare, la prima e la seconda immagine vengono acquisite alle summenzionate lunghezze d?onda determinate; pi? in particolare, la prima e la seconda immagine vengono acquisite nel visibile (ancora pi? in particolare, non vengono acquisite a lunghezza d?onda fuori dal visibile).
Secondo alcune forme d?attuazione non limitative, il metodo comprende una fase di stima della velocit?, durante la quale il dispositivo di controllo 8 stima una velocit? rilevata di almeno la particella specifica 5 (e delle altre particelle) in funzione della distanza tra la prima posizione IP e la seconda posizione IIP (in particolare, ottenute sulla base dell?immagine derivata) e del tempo impiegato dalla particella specifica 5 per spostarsi dalla prima posizione IP alla seconda posizione IIP. In particolare, il tempo impiegato dalla detta almeno una particella specifica 5 per spostarsi dalla prima posizione IP alla seconda posizione IIP ? la differenza tra il detto primo ed il detto secondo istante
Secondo alcune forme d?attuazione, la fase di stima della velocit? viene effettuata prima che la particella specifica 5 venga trasferita verso la camera di recupero 11. In alternativa, la fase di stima della velocit? viene effettuata mentre la particella specifica viene trasferita verso la camera di recupero 11.
In particolare, la velocit? rilevata viene stimata in funzione della distanza tra la prima posizione IP e la seconda posizione IIP ottenute sulla base dell?immagine derivata e del tempo tra il primo ed il secondo istante. Si noti che, secondo alcune forme d?attuazione non limitative, la distanza tra la prima posizione IP e la seconda posizione IIP corrisponde alla distanza tra due attuatori 6 (elettrodi) successivi (ed ?, quindi, nota).
Pi? in particolare, la velocit? rilevata viene stimata in funzione della distanza tra la prima posizione IP e la seconda posizione IIP, a loro volta stimate sulla base dell?immagine derivata ottenuta in funzione della prima e della seconda immagine sottoposte ad allineamento (vale a dire dopo che ? stata effettuata la summenzionata sottofase di allineamento).
Vantaggiosamente ma non necessariamente, la fase di elaborazione dell?immagine comprende una fase di manipolazione d?immagine derivata, tramite la quale viene ottenuta un?immagine derivata manipolata, in funzione della quale viene stimata la summenzionata distanza tra la prima posizione IP e la seconda posizione IIP.
Secondo alcune forme d?attuazione non limitative, la fase di manipolazione d?immagine comprende una sottofase di binarizzazione, durante la quale ciascun pixel dell?immagine derivata viene trasformato (da toni di grigio) in bianco o nero (in funzione di un tonalit? grigia di soglia) in modo da ottenere un?immagine derivata binarizzata.
In alternativa o in aggiunta, la fase di manipolazione d?immagine comprende una sottofase di manipolazione morfologica, durante la quale l?immagine derivata (vantaggiosamente binarizzata) viene sottoposta ad operazioni di opening, dilating e/o closing in modo da ottenere l?immagine derivata manipolata.
Durante le operazioni di opening, i bordi pi? esterni (pi? precisamente, i relativi spigoli) della/e rappresentazione/i della particella specifica 5 nell?immagine derivata vengono erosi.
Durante le operazioni di dilating, i bordi esterni della/e rappresentazione/i della particella specifica 5 nell?immagine derivata vengono dilatati.
Durante le operazioni di closing, i bordi interni della/e rappresentazione/i della particella specifica 5 nell?immagine derivata vengono dilatati. In particolare, come effetto (macroscopico) si ottiene la chiusura di eventuali buchi interni all?immagine, il riempimento di eventuali cavit?.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, la distanza tra la prima posizione IP e la seconda posizione IIP viene stimata valutando la distanza tra i baricentri (centroid) delle rappresentazioni (nella prima posizione IP e nella seconda posizione IIP) della particella specifica 5 nell?immagine derivata (pi? vantaggiosamente, dell?immagine derivata manipolata).
La figura 26 illustra schematicamente un diagramma di flusso di uno specifico e non limitativo esempio di procedura implementata per la misurazione della distanza tra la prima posizione IP e la seconda posizione IIP.
La procedura prevede, di implementare in successione: la prima fase di rilevazione (fase B); la fase di movimentazione (fase C), la seconda fase di rilevazione (fase D); la sottofase di allineamento (fase AL); una elaborazione dell?immagine derivata (in particolare, in funzione della differenza e/o sottrazione tra la prima immagine e la seconda immagine ? fase DIF); la sottofase di binarizzazione (fase BIN); le operazioni di opening (fase OP); le operazioni di dilating (fase DIL); le operazioni di closing (fase CLO); una stima della distanza tra la prima posizione IP e la seconda posizione IIP (fase EXT) sulla base dell?immagine derivata manipolata (ottenuta a seguito delle fasi: B, C, D, AL, DIF, BIN, OP, DIL e CLO).
A mero scopo esplicativo e non limitativo, si noti che, in questo caso, la fase di elaborazione comprende le fasi AL, DIF, BIN, OP, DIL e CLO.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il metodo comprende una pluralit? di fasi di rilevazione supplementari, durante ciascuna delle quali il dispositivo di rilevazione 7 acquisisce una rispettiva immagine supplementare della camera microfluidica 4 (in particolare, della summenzionata almeno una parte della camera microfluidica 4; in aggiunta o in alternativa, della summenzionata almeno una zona della camera microfluidica 4) in un rispettivo istante supplementare successivo al primo istante (ed, in particolare, precedente al detto secondo istante). Durante la fase di stima della velocit?, il tempo impiegato dalla particella specifica 5 per spostarsi dalla prima posizione IP alla seconda posizione IIP viene misurato sulla base delle immagini supplementari. In particolare, il secondo istante viene stimato quando una prima delle immagini supplementari (che ? dunque da considerarsi corrispondente alla succitata seconda immagine) mostra almeno la particella specifica 5 nella seconda posizione IIP.
In particolare, gli istanti supplementari sono tra loro successivi (in particolare, distanziati di un intervallo di tempo determinato - e costante - ?t). Ad esempio, ciascun intervallo ?t pu? essere da circa 5ms a circa 15ms (in particolare, circa 10ms).
La figura 16 illustra schematicamente un diagramma di flusso di uno specifico e non limitativo esempio di procedura implementata in accordo con il summenzionato metodo per la manipolazione (in particolare, per l?isolamento) e/o analisi di particelle.
La procedura prevede le fasi da A a C, E, F, G ed L come sopra descritte (in particolare, con riferimento alla figura 4) e la fase di rilevazione supplementare DD. Le fasi DD, E, F ed L, in sequenza, vengono ripetute in ciclo ad istanti supplementari successivi (tj+1=tj+?t) (in particolare, distanziati dell?intervallo tempo determinato ? ?t) fintantoch? la particella specifica arriva alla seconda posizione IIP (e, pertanto, la fase di verifica (L) d? esito positivo). A questo punto, il dispositivo di controllo 8 stima la velocit? rilevata (fase Q).
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il metodo comprende una fase di convogliamento, durante la quale il gruppo di movimentazione 3 sposta (in particolare, il dispositivo di controllo comanda almeno l?attuatore 6 ? pi? in particolare, gli attuatori 6 - in modo da spostare) la particella specifica 5 (in particolare, lungo il percorso P determinato) in funzione della velocit? rilevata. In questa maniera ? possibile ottimizzare la velocit? a cui si muove ciascuna particella in modo personalizzato.
Secondo alcune forme d?attuazione non limitative (durante la fase di convogliamento), gli attuatori 6 (elettrodi) vengono azionati in successione lungo il percorso P determinato in modo che, quando la particella specifica 5 ? disposta in corrispondenza di un primo attuatore 6 del gruppo di movimentazione 3, il primo attuatore 6 viene disattivato ed un secondo attuatore 6 del gruppo di movimentazione, disposto a valle del primo attuatore 6 lungo il percorso P determinato, viene attivato.
In particolare, quando la particella specifica 5 ? disposta in corrispondenza del secondo attuatore 6, il secondo attuatore 6 viene disattivato ed un terzo attuatore 6 del gruppo di movimentazione 3, disposto a valle del secondo attuatore 6 lungo il percorso P determinato, viene attivato.
Pi? precisamente ma non necessariamente, i momenti in cui il primo attuatore 6 ed il secondo attuatore 6 (ed eventualmente il terzo attuatore 6) vengono attivati e disattivati vengono determinati dal dispositivo di controllo 8 sulla base della velocit? rilevata.
Secondo alcune forme d?attuazione non limitative, il metodo comprende almeno una ulteriore prima fase di rilevazione, durante la quale il dispositivo di rilevazione 7 acquisisce una ulteriore prima immagine (della summenzionata parte) della camera microfluidica 4 ad un ulteriore primo istante, quando una seconda particella specifica ? disposta in una ulteriore prima posizione di un secondo percorso determinato all?interno (della summenzionata parte) della camera microfluidica 4; almeno una ulteriore seconda fase di rilevazione, durante la quale il dispositivo di rilevazione 7 acquisisce una ulteriore seconda immagine (della summenzionata parte) della camera microfluidica 4 in un ulteriore secondo istante successivo all?ulteriore primo istante, quando la detta ulteriore particella specifica ? disposta in una ulteriore seconda posizione del secondo percorso determinato all?interno (della summenzionata parte) della camera microfluidica 4; una ulteriore fase di elaborazione, durante la quale il dispositivo di controllo 8 elabora almeno una ulteriore immagine derivata in funzione della detta ulteriore prima immagine e della detta ulteriore seconda immagine (in particolare, in funzione della differenza e/o sottrazione tra la detta ulteriore prima immagine e la detta ulteriore seconda immagine); ed una ulteriore fase di stima della velocit?, durante la quale il dispositivo di controllo 8 stima una ulteriore velocit? rilevata della seconda particella specifica in funzione della distanza tra la prima ulteriore posizione e la seconda ulteriore posizione, ottenute sulla base della detta ulteriore immagine derivata, e del tempo impiegato dalla seconda particella specifica per spostarsi dalla ulteriore prima posizione alla ulteriore seconda posizione.
Pi? precisamente ma non necessariamente, il metodo comprende una ulteriore fase di convogliamento, durante la quale il gruppo di movimentazione 3 sposta (in particolare, il detto dispositivo di controllo 8 comanda almeno l?attuatore 6, pi? in particolare gli attuatori 6, per spostare) la seconda particella specifica in funzione della detta ulteriore velocit? rilevata lungo il detto ulteriore percorso determinato.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, la prima fase di rilevazione coincide con l?ulteriore prima fase di rilevazione, la seconda fase di rilevazione coincide con l?ulteriore seconda fase di rilevazione, l?ulteriore fase di elaborazione coincide con la detta fase di elaborazione, l?ulteriore immagine derivata coincide con la summenzionata immagine derivata, l?ulteriore prima immagine e l?ulteriore seconda immagine coincidono con la prima immagine e la detta seconda immagine, rispettivamente.
In particolare, la detta fase di convogliamento e la detta ulteriore fase di convogliamento sono almeno in parte contemporanee.
La figura 17 illustra schematicamente un diagramma di flusso di una variante non limitativa della procedura della figura 16. Anche in questo caso la procedura prevede le fasi da A a C, DD, E, F, G, L e Q. ? inoltre prevista una fase di verifica (fase R), durante la quale viene verificato se il tempo complessivo passato dalla fase di movimentazione (C) sia superiore ad un tempo limite. In caso negativo, un ciclo, che prevede, in sequenza, le fasi DD, E, F, L ed R, viene ripetuto. In caso positivo, tale ciclo non viene ripetuto e viene completata la fase Q per tutte le particelle.
In particolare (secondo quanto illustrato nella figura 17), durante la fase di verifica (L), il dispositivo di controllo 8 valuta se tutte le particelle (o supposte tali) abbiano raggiunto la propria destinazione. In caso negativo, viene effettuata la fase di verifica (R). In caso positivo viene completata la fase Q per tutte le particelle.
Opzionalmente, questa procedura comprende anche una fase di acquisizione di un?immagine in fluorescenza (fase S).
Opzionalmente, nella variante della figura 17, la procedura prevede un ciclo che viene ripetuto (a partire dalla fase Q o dalla fase R) fintantoch? durante una fase di controllo (fase U) viene verificato che tutta la camera microfluidica 4 (rilevante) sia stata oggetto delle fasi B e DD.
Questo ciclo prevede le fasi B (eventualmente S), C, DD, E, F, L, in sequenza, ed anche la fase H (come sopra descritta), successiva alla fase Q o alla fase R e precedente alla fase U; e la fase I (come sopra descritta), successiva alla fase U e precedente alla fase B.
In questi casi, in altre parole, le fasi B, (eventualmente S) C, DD, E, F, L, Q (e/o R), H, U ed I vengono ripetute in ciclo fintanto che la fase U d? esito positivo (vale a dire quando tutta la camera microfluidica 4 (rilevante) ? stata oggetto delle fasi B e DD).
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il metodo comprende una fase di caratterizzazione, durante la quale il tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) di almeno la particella specifica 5 (in particolare, di ciascuna particella) viene determinato (in particolare, dal dispositivo di controllo 8; pi? in particolare, dall?unit? di controllo 9) in funzione dell?immagine derivata (in particolare, sulla base di parametri ? ad es. morfologici -della detta almeno una particella specifica ottenuti dalla detta immagine derivata). Pi? precisamente ma non necessariamente, durante la detta fase di caratterizzazione, il rispettivo tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) di ciascuna particella di una pluralit? di particelle viene determinato in funzione della detta immagine derivata (in particolare, sulla base di parametri ? ad es. morfologici -della detta ciascuna particella ottenuti dalla detta immagine derivata).
Si noti che nel presente testo quando si parla di ?fase di caratterizzazione? o di ?caratterizzazione? si intende: una classificazione o un raggruppamento.
In particolare, per ?classificazione? (come d?uso nel settore) si intende un'operazione che in base ad analisi di dati precedentemente etichettati permette di prevedere l?etichettatura delle classi di dati futuri.
In particolare, per ?raggruppamento? (come d?uso nel settore) si intende ? una aggregazione di dati senza etichetta o non strutturati a partire da caratteristiche comuni identificate in modo automatico dalla macchina.
In particolare, per ?clustering? (come d?uso nel settore) si intende un insieme di tecniche di analisi multivariata dei dati volte alla selezione e raggruppamento di elementi omogenei in un insieme di dati.
In particolare, per ?rete neurale? (come d?uso nel settore) si intende un modello computazionale composto di "neuroni" artificiali, ispirato vagamente dalla semplificazione di una rete neurale biologica. Si tratta quindi di un modello matematico-informatico costituito da interconnessioni di informazioni.
In particolare, per ?tipo? (come d?uso nel settore) si intende una identificazione di un dato in una categoria che ? dotata di un'etichetta definita a priori.
In particolare, per ?gruppo? (come d?uso nel settore) si intende una identificazione di dati come appartenenti a una categoria che ? riconosciuta a partire da elementi comuni senza (necessit? di) un'identificazione a priori.
In aggiunta o in alternativa (alla determinazione del tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) di almeno la particella specifica 5 in funzione dell?immagine derivata), durante la fase di caratterizzazione, il tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) di almeno la particella specifica 5 viene determinato (in particolare, dal dispositivo di controllo) in funzione della velocit? rilevata (durante la summenzionata fase di stima della velocit?). In alcuni casi non limitativi, il tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) di almeno la particella specifica 5 viene determinato (in particolare, dal dispositivo di controllo) in funzione di una combinazione tra velocit? rilevata e immagine derivata e/o parametri morfologici.
In particolare, quando la particella specifica 5 ? una cellula, la vitalit? o integrit? della particella specifica 5 (pi? precisamente, se la particella ? una cellula viva e/o integra o morta e/o apoptotica e/o danneggiata) viene determinata (in particolare, dal dispositivo di controllo) in funzione della velocit? rilevata (durante la summenzionata fase di stima della velocit?). Pi? in particolare, se la velocit? rilevata ? inferiore ad un determinata velocit? di soglia, la particella specifica 5 viene considerata morta (o apoptotica o danneggiata); se la velocit? rilevata ? maggiore di un determinata velocit? di soglia, la particella specifica 5 viene considerata viva e/o integra.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, durante la fase di caratterizzazione, il dispositivo di controllo 8 determina il tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) di almeno la particella specifica 5 (in particolare, di ciascuna particella) utilizzando un apprendimento automatico (in particolare, supervisionato o non supervisionato).
Secondo alcune forme d?attuazione non limitative, durante la fase di caratterizzazione, il dispositivo di controllo 8 determina il tipo di almeno la particella specifica 5 (in particolare, di ciascuna particella) utilizzando un apprendimento automatico supervisionato (in particolare, una rete neurale o una rete neurale convoluzionale) oppure il dispositivo di controllo 8 determina il gruppo di appartenenza di almeno la particella specifica 5 (in particolare, di ciascuna particella) utilizzando un apprendimento automatico non supervisionato (in particolare, mediante l?utilizzo di clustering o di una rete neurale non supervisionata).
Esempi non limitativi di apprendimento automatico (non supervisionato) sono: clustering k-means, clustering DBSCAN, Autoencoder e mappe auto-organizzanti (Self-organizing maps).
Esempi non limitativi di apprendimento automatico supervisionato sono: alberi decisionali, reti neurali, reti neurali convoluzionali, macchine a vettori di supporto ecc.
Il brevetto US6463438 e l?articolo Single-Cell Phenotype Classification Using Deep Convolutional Neural Networks (Oliver D?rr e Beate Sick; Journal of Biomolecular Screening 2016, Vol. 21(9) 998-1003; DOI 10.1177/187057116631284) descrivono in maggior dettaglio sistemi di classificazione/identificazione particelle/cellule.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, la fase di caratterizzazione comprende una sottofase di estrazione, durante la quale parametri (ad es. morfologici) della particella specifica 5 (in particolare, delle particelle) vengono estratti (in particolare, dal dispositivo di controllo 8) sulla base dell?immagine derivata; ed una sottofase di identificazione, durante la quale il dispositivo di controllo 8 determina il tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) di almeno la particella specifica 5 (in particolare, di ciascuna particella) sulla base dei parametri (ad es. morfologici) estratti.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, la fase di caratterizzazione della particella specifica 5 (in particolare, delle particelle) viene eseguita (in particolare, dal dispositivo di controllo 8) sulla base dell?immagine derivata utilizzando reti neurali convoluzionali.
La figura 18 illustra schematicamente un diagramma di flusso di uno specifico e non limitativo esempio di procedura implementata in accordo con il summenzionato metodo per la manipolazione (in particolare, per l?isolamento) e/o analisi di particelle.
La procedura prevede le fasi da A ad F e G come sopra descritte e la sottofase di estrazione (fase X).
Opzionalmente, la procedura comprende la sottofase di identificazione (fase Y), tra la fase X e la fase G verificare se corretto in considerazione della figura.
In aggiunta o in alternativa, la procedura comprende le fasi H ed I (e la ripetizione del relativo ciclo, B, C, D, E, H ed I in sequenza) come sopra descritti.
In aggiunta o in alternativa, le fasi F, X ed Y potrebbero essere eseguite almeno parzialmente simultaneamente alle fasi H ed I.
In aggiunta o in alternativa, il loop delle fasi I ed H pu? cominciare dalla fase D anzich? E.
A scopo esemplificativo, la figura 19 mostra come i risultati ottenuti sperimentalmente seguendo il metodo sopra descritto sono sorprendentemente affidabili corrispondendo ai risultati che sono stati raggiunti analizzando il campione facendo delle rilevazioni in fluorescenza. Per esempio, il metodo sopra descritto (in modo completamente automatizzato ? senza l?intervento di un operatore) ? riuscito tra l?altro a discriminare tra globuli bianchi (WBC) e cellule epiteliali (EPT).
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il metodo comprende almeno una fase di riorientazione (ad es. rotazione) e/o deformazione, durante la quale il gruppo di movimentazione 3 riorienta (ad es. ruota) e/o deforma (gli attuatori 6 vengono azionati ? in particolare, dal dispositivo di controllo 8 - per riorientare e/o deformare) almeno la particella specifica 5 (le particelle) in modo che almeno la particella specifica 5 assuma (le particelle assumano) una conformazione differente.
Pi? precisamente ma non necessariamente, il metodo comprende una fase di rilevazione suppletiva, durante la quale, il dispositivo di rilevazione 7 acquisisce una immagine suppletiva della camera microfluidica 4 (in particolare, della summenzionata almeno una parte della camera microfluidica 4; in aggiunta o in alternativa, della summenzionata almeno una zona della camera microfluidica 4), quando almeno la particella specifica 5 ha assunto la conformazione differente (le particelle hanno assunto rispettive conformazioni differenti). Durante la fase di elaborazione, il dispositivo di controllo 8 elabora una immagine derivata suppletiva in funzione dell?immagine suppletiva ed una tra la prima immagine e la seconda immagine (ed eventualmente un ulteriore immagine suppletiva, la quale viene acquisita dal dispositivo di rilevazione 7 prima della fase di riorientazione e/o deformazione). Durante la fase di caratterizzazione, il tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) di almeno la particella specifica 5 (ed anche delle altre particelle) viene determinato (in particolare, dal dispositivo di controllo 8) (anche) in funzione della detta immagine derivata suppletiva.
Secondo alcune forme d?attuazione non limitative, la fase di rilevazione suppletiva corrisponde alla seconda fase di rilevazione e (quindi) l?immagine suppletiva corrisponde alla (? la) summenzionata seconda immagine.
In alternativa, la fase di rilevazione suppletiva ? differente dalla prima e dalla seconda fase di rilevazione e (quindi) l?immagine suppletiva non corrisponde alla (? la) summenzionata seconda immagine e/o prima immagine.
La figura 20 illustra schematicamente una variante non limitativa della procedura della figura 18 in cui ? prevista (sostanzialmente come unica differenza) anche la fase di riorientazione (fase Z). La ripetizione della seconda fase di rilevazione (D) funge da fase di rilevazione suppletiva.
Secondo alcune forme d?attuazione non limitative, il metodo comprende una pluralit? di ulteriori prime fasi di rilevazione, durante le quali il dispositivo di rilevazione 7 acquisisce ulteriori prime immagini della camera microfluidica 4 ad ulteriori primi istanti, quando seconde particelle specifiche sono disposte in rispettive ulteriori prime posizioni di secondi percorsi determinati all?interno della camera microfluidica; una pluralit? di ulteriori seconde fasi di rilevazione, durante le quali il dispositivo di rilevazione 7 acquisisce ulteriori seconde immagini della camera microfluidica 4 in ulteriori secondi istanti successivi all?ulteriore primo istante, quando le seconde particelle specifiche sono disposte in rispettive ulteriori seconde posizioni dei secondi percorsi determinati all?interno della camera microfluidica 4; una pluralit? di ulteriori fasi di elaborazione, durante le quali il dispositivo di controllo 8 elabora una pluralit? di ulteriori immagini derivate, ciascuna, in funzione di una rispettiva delle ulteriori prime immagini e di una rispettiva delle ulteriori seconde immagini (in particolare, in funzione della differenza e/o sottrazione tra la rispettiva ulteriore prima immagine ed la rispettiva ulteriore seconda immagine); ed una fase di caratterizzazione, durante la quale la detta particella specifica 5 e le dette seconde particelle specifiche vengono suddivise in modo classificatorio in almeno due tipi e/o gruppi. In particolare, i tipi e/o gruppi racchiudono particelle con caratteristiche simili.
Tipicamente, dopo la fase di caratterizzazione (raggruppamento) un operatore identifica i diversi tipi, suddividendo, ad esempio, le particelle tra linfociti, piastrine, cellule epiteliali ecc.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, le particelle vengono associate a diversi tipi (ad esempio: linfociti, cellule tumorali circolanti, cellule epiteliali, nuclei ecc.) in automatico, ad esempio durante la fase di caratterizzazione (classificazione).
Vantaggiosamente ma non necessariamente, ove ci sia stato un precedente addestramento le particelle vengono associate a diversi tipi (ad esempio: linfociti, cellule tumorali circolanti, cellule epiteliali, nuclei ecc.) in automatico, ad esempio durante la fase di caratterizzazione (classificazione).
In alcuni casi non limitativi, la prima fase di rilevazione e le ulteriori prime fasi di rilevazione coincidono (tra loro), la seconda fase di rilevazione e le ulteriori prime fasi di rilevazione coincidono (tra loro), l?ulteriore fase di elaborazione e le ulteriori fase di elaborazione coincidono (tra loro), le ulteriori immagini derivate e la summenzionata immagine derivata coincidono (tra loro), le ulteriori prime immagini e la prima immagine coincidono (tra loro), le ulteriori seconde immagini e la seconda immagine, rispettivamente coincidono (tra loro).
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il metodo comprende, inoltre, una ulteriore fase di movimentazione, durante la quale il dispositivo di controllo 8 comanda una pluralit? di attuatori 6 (ciascuna dopo una ulteriore prima fase di rilevazione e prima di una ulteriore seconda fase di rilevazione) allo scopo di muovere le summenzionate seconde particelle specifiche 5 dalle rispettive prime posizioni (in particolare, alla rispettive seconde posizioni) lungo il detto percorso P determinato.
Secondo alcune forme d?attuazione, la fase di movimentazione e l?ulteriore fase di movimentazione sono (almeno parzialmente) contemporanee.
In particolare, si noti che le ulteriori prime immagini includono una rappresentazione delle seconde particelle specifiche al primo istante; le ulteriori seconde immagini includono una rappresentazione delle seconde particelle specifiche al secondo istante.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il metodo comprende una fase di apprendimento (fase AP ? figura 21) la quale comprende: almeno una prima sottofase di rilevazione, durante la quale il dispositivo di rilevazione 7 acquisisce una prima immagine di apprendimento di almeno una parte di una camera microfluidica di prova ad un primo istante di prova, quando una particella di prova di tipo noto ? disposta in una prima posizione di prova (in particolare, di un percorso determinato di prova) all?interno della menzionata parte della camera microfluidica di prova; almeno una seconda sottofase di rilevazione, durante la quale il dispositivo di rilevazione 7 acquisisce una seconda immagine di apprendimento di una zona della camera microfluidica di prova in un secondo istante di prova successivo al primo istante di prova, quando la detta particella di prova ? disposta in una seconda posizione di prova (in particolare, del percorso determinato di prova) all?interno della menzionata zona della camera microfluidica di prova; ed almeno una sottofase di elaborazione, durante la quale il dispositivo di controllo 8 (in particolare, la sua unit? di processo 10) elabora un?immagine derivata di prova in funzione della prima immagine di apprendimento e della seconda immagine di apprendimento e, sulla base dell?immagine derivata di prova, configura (in particolare, determina pesi di) un algoritmo di apprendimento automatico (in particolare, supervisionato) al fine di addestrare il suddetto algoritmo all?identificazione del tipo (noto) di particelle.
In particolare, durante la fase di caratterizzazione il tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) della particella specifica 5 viene determinato (pi? precisamente, dal dispositivo di controllo 8; ancora pi? precisamente, dalla sua unit? di processo 10) in funzione dell?immagine derivata utilizzando il summenzionato algoritmo di apprendimento automatico.
Secondo alcune forme d?attuazione non limitative, durante la sottofase di elaborazione, il dispositivo di controllo 8 (in particolare, la sua unit? di processo 10) estrae (identifica e seleziona) i parametri della particella di prova sulla base della (dalla) immagine derivata di prova (fase AA) e configura (vale a dire addestra) l?algoritmo di apprendimento automatico con questi parametri (fase AB), in particolare, mettendoli in correlazione con il tipo noto. Per esempio, la fase AA viene realizzata utilizzando una rete neurale (in particolare convoluzionale ? CNN; oppure algoritmi di image processing).
In alternativa o in aggiunta, i parametri della particella di prova sono parametri morfologici (in particolare, la cui tipologia ? stata selezionata da un operatore ? esempi non limitativi di parametri morfologici sono le dimensioni, la forma, il colore ecc.). Secondo alcune forme d?attuazione non limitative, in questi casi, il dispositivo di controllo estrae (extract) i parametri della particella di prova sulla base della (dalla) immagine derivata di prova (fase AA) e configura (vale a dire addestra) l?algoritmo di apprendimento automatico con questi parametri (fase AB), in particolare, mettendoli in correlazione con il tipo noto.
Per esempio, la fase AA viene realizzata utilizzando una rete neurale (in particolare convoluzionale ? CNN; oppure algoritmi di image processing).
Pi? precisamente ma non necessariamente, il metodo (in particolare, la fase di apprendimento) comprende una sottofase di labeling (fase AC), durante la quale un operatore determina la correlazione tra la particella e il tipo utilizzando le informazioni disponibili (ad esempio i parametri morfologici e/o le immagini in campo chiaro e/o fluorescenza e/o le misure in fluorescenza); durante la sottofase di elaborazione, il dispositivo di controllo 8 (in particolare, la sua unit? di processo 10) estrae (in particolare, mediante image processing) i parametri delle tipologie selezionate durante la fase di selezione dall?immagine derivata (fase AA) di prova e configura (vale a dire addestra) l?algoritmo di apprendimento automatico con questi parametri (fase AB), in particolare utilizzando la correlazione con il tipo noto eseguita dall?operatore.
In particolare, la seconda posizione di prova ? differente dalla prima posizione di prova.
In alcuni casi non limitativi, la seconda immagine di apprendimento ? solo di una zona della camera microfluidica di prova. In altre parole, la seconda immagine di apprendimento ? un?immagine parziale della camera microfluidica di prova. In alternativa, la seconda immagine di apprendimento ? di tutta la camera microfluidica di prova.
Secondo alcune forme d?attuazione non limitative, la prima immagine di apprendimento ? solo di una parte della camera microfluidica di prova. In altre parole, la prima immagine di apprendimento ? un?immagine parziale della camera microfluidica di prova. In alternativa, la prima immagine di apprendimento ? di tutta la camera microfluidica di prova.
Secondo diverse forme d?attuazione, la zona della camera microfluidica di prova acquisita durante la seconda sottofase di rilevazione coincide con o ? differente dalla parte della camera microfluidica di prova acquisita durante la prima sottofase di rilevazione. Vantaggiosamente ma non necessariamente, la zona della camera microfluidica di prova acquisita durante la seconda sottofase di rilevazione coincide con la parte della camera microfluidica di prova acquisita durante la prima sottofase di rilevazione (vale a dire, la prima e la seconda immagine di apprendimento sono della stessa parte della camera microfluidica di prova).
Vantaggiosamente ma non necessariamente, durante la prima sottofase di rilevazione, il dispositivo di rilevazione 7 acquisisce la prima immagine di apprendimento nel visibile. In alternativa o in aggiunta, durante la seconda sottofase di rilevazione, il dispositivo di rilevazione 7 acquisisce la seconda immagine di apprendimento nel visibile.
Secondo alcune forme d?attuazione non limitative, il tipo noto viene determinato (fase AC) sulla base di un?immagine in fluorescenza e/o sulla base di un?analisi genetica e/o da un operatore sulla base dell?immagine derivata di prova e/o della prima immagine di apprendimento e/o la seconda immagine di apprendimento (acquisite in campo chiaro).
Vantaggiosamente ma non necessariamente, la prima sottofase di rilevazione, la seconda sottofase di rilevazione e la sottofase di elaborazione vengono ripetute una pluralit? di volte, ciascuna con una differente particella di prova; pi? in particolare, la prima sottofase di rilevazione, la seconda sottofase di rilevazione e la sottofase di elaborazione vengono ripetute una pluralit? di volte, ciascuna con una particella di prova di un tipo noto diverso; in particolare, la detta camera microfluidica di prova coincide con la summenzionata camera microfluidica 4.
Secondo alcune forme d?attuazione, la prima e la seconda sottofase di rilevazione possono essere coincidenti per pi? particelle.
La figura 21 illustra schematicamente un diagramma di flusso di uno specifico e non limitativo esempio di procedura implementata in accordo con il summenzionato metodo per la manipolazione (in particolare, per l?isolamento) e/o analisi di particelle.
In particolare, la procedura della figura 21 prevede (in aggiunta alle fasi A, B (eventualmente S), C, D, E, F, G ed alle opzionali H ed I con la ripetizione del ciclo opzionale B (eventualmente S), C, D, H ed I), una fase di selezione (ritaglio ? crop - AD) di un?immagine di una singola particella (in particolare, la particella specifica 5), le fasi AA, AC ed AB, che comportano la definizione di dati di correlazione (DC) che mettono in rapporto le immagini derivate, in particolare i parametri (ad es. morfologici), delle particelle con i differenti tipi. In particolare, la sequenza le fasi AA, AC ed AB vengono ripetute per ciascuna particella (d?interesse), ad esempio durante la fase di addestramento dell?algoritmo o possono essere eseguite una sola volta con tutte le particelle.
Secondo alcune forme d?attuazione non limitative, la procedura prevede anche un fase di caratterizzazione di particelle (fase VY ? ad esempio seguendo la procedura della figura 20 o 18). In particolare la classificazione avviene utilizzando algoritmi di apprendimento automatico (ad esempio supervisionato, in particolare reti neurali o reti neurali convoluzionali) configurato con i parametri (fase DC) generati durante la fase di apprendimento.
La figura 23 illustra schematicamente un esempio di rete neurale convoluzionale (CNN) utilizzabile durante la fase di caratterizzazione. In tale figura, la summenzionata prima immagine identificata con II; la summenzionata seconda immagine ? identificata con III; le (opzionali) immagini in fluorescenza sono identificate con IF; l?immagine derivata ? identificata con ID; FF indica la funzione che combina la prima e la seconda immagine; IFM indica la mappa delle caratteristiche della/e particella/e ottenute per convoluzione (CON); le mappe selezionate delle caratteristiche della/e particella/e ottenute per riduzione (pooling - PO) sono identificate con FM; FCL indica strati completamente connessi; OL indica lo strato di uscita (OL ? output layer) che conduce alla classificazione ad es. per i globuli bianchi (WBC), le cellule epiteliali (EPT) e gli spermatozoi (SC).
La figura 24 illustra schematicamente risultati sperimentali ottenuti mediante il metodo in accordo con la presente invenzione utilizzando una rete neurale. Mediante il metodo sono stati identificati i globuli bianchi (WBC), le cellule epiteliali (EPT) e gli spermatozoi (SC). Il rettangolo vuoto indica la fase di elaborazione (con l?elaborazione dell?immagine derivata); la freccia indica la caratterizzazione.
Secondo alcune forme d?attuazione non limitative, il metodo comprende la fase di acquisizione di un?immagine in fluorescenza (fase S) ed una fase di identificazione della posizione di tutte le particelle (fase AE) sulla base dell?immagine in fluorescenza.
In aggiunta o in alternativa, il metodo comprende una fase di identificazione (della posizione) di tutte le particelle che si sono mosse (fase AF ? si presuppone che tali particelle siano cellule vive o integre).
Vantaggiosamente ma non necessariamente, la fase di caratterizzazione (fase V) viene implementata sulla base di quanto desunto (anche) dalle fasi di acquisizione di un?immagine in fluorescenza (fase S) e di identificazione di tutte le particelle che si sono mosse (fase AF). In questa maniera ? possibile identificare, tra l?altro, le particelle che non si sono mosse.
La figura 22 illustra schematicamente un diagramma di flusso di uno specifico e non limitativo esempio di procedura implementata in accordo con il summenzionato metodo per la manipolazione (in particolare, per l?isolamento) e/o analisi di particelle. Nella figura 22, la lista (delle posizioni) delle cellule positive alla fluorescenza ? indicata con LF e la lista (delle posizioni) delle cellule che si sono mosse ? indicata con LM.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, le summenzionate fasi di stima della velocit? e di classificazione sono tra loro combinate.
La figura 25 illustra schematicamente un diagramma di flusso di uno specifico e non limitativo esempio di procedura implementata in accordo con il summenzionato metodo, in cui fasi di stima della velocit? e di classificazione sono tra loro combinate.
Il metodo secondo questa procedura, vantaggiosamente ma non necessariamente, prevede le fasi A-E, X ed Y come sopra definite per identificare delle classi (tipi - CL) di particelle e che la fase di stima della velocit? (fase SC) venga implementata per ciascuna classe. In particolare, il metodo comprende anche una fase di identificazione di parametri (RP ? Routing Parameters) per lo spostamento della/e particelle (fase RPS) in funzione della velocit? rilevata; e la summenzionata fase di convogliamento (TR).
Secondo alcune forme d?attuazione non limitative, ? inoltre previsto che venga effettuato un controllo dell?arrivo delle particelle nella posizione desiderata (ad es. nella camera di recupero) (fase CC) e che all?arrivo dell?ultima particella (LCA) la procedura termini (fase G).
Opzionalmente, pu? essere previsto un ciclo operativo che prevede di correggere i parametri (RP ? Routing Parameters) per lo spostamento della/e particelle (fase ADJ) di una determinata classe sulla base della resa per ciascuna classe (YL) ottenuta mediante un calcolo (fase CAL) in funzione di quanto rilevato durante il controllo dell?arrivo delle particelle nella posizione desiderata (fase CC).
In accordo con un ulteriore aspetto della presente invenzione, in aggiunta o in alternativa al metodo di cui al terzo aspetto della presente invenzione, viene fornito un metodo per la manipolazione (in particolare, per l?isolamento) e/o analisi di particelle di un campione mediante un sistema microfluidico 1 (in particolare, come sopra descritto in accordo con il primo aspetto della presente invenzione).
Il sistema microfluidico 1 comprende almeno un ingresso 2 (inlet), attraverso il quale il campione viene inserito nel sistema microfluidico 1; un gruppo di movimentazione 3, il quale comprende almeno una camera microfluidica 4 ed ? configurato per muovere almeno una particella specifica 5 all?interno della camera microfluidica 4.
Pi? precisamente ma non necessariamente, il gruppo di movimentazione 3 comprende un dispositivo microfluidico 12, il quale, a sua volta, comprende la camera microfluidica 4 (ed eventualmente, una camera di recupero 11, e dei canali 13, 15 e 16).
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il gruppo di movimentazione 3 comprende, inoltre: almeno un attuatore 6 (ad es. un elettrodo - in particolare, una pluralit? di attuatori), il quale ? configurato per spostare almeno la particella specifica 5; un dispositivo di rilevazione 7 configurato per acquisire immagini (almeno parziali) della camera microfluidica 4; ed un dispositivo di controllo 8, il quale ? configurato per comandare almeno l?attuatore 6 in modo da muovere la detta almeno una particella specifica (lungo un percorso P determinato all?interno della camera microfluidica 4).
In particolare, il metodo comprende:
una pluralit? delle prime fasi di rilevazione, durante ciascuna delle quali il dispositivo di rilevazione 7 acquisisce una rispettiva prima immagine di una rispettiva parte della camera microfluidica 4 in modo che le prime immagini contengano una rappresentazione della detta pluralit? di particelle;
una fase di caratterizzazione, durante la quale il dispositivo di controllo 8 identifica quali particelle della detta pluralit? di particelle sono di un tipo e/o gruppo determinato in funzione delle dette ulteriori prime immagini;
una fase di trasferimento, durante la quale almeno una particella del tipo e/o gruppo determinato, che ? stata identificata come tale durante la fase di caratterizzazione, viene trasferita mediante il gruppo di movimentazione 3 (in particolare, mediante azionamento dell?almeno un attuatore 6; pi? in particolare, della pluralit? di attuatori) dalla detta camera microfluidica 4 ad una camera di recupero 11 del sistema microfluidico 1 in modo sostanzialmente selettivo rispetto ad ulteriori particelle del campione.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, almeno parte della fase di caratterizzazione ed almeno parte della fase di trasferimento avvengono contemporaneamente ad almeno parte della pluralit? delle prime fasi di rilevazione.
In alternativa o in aggiunta, almeno parte della fase di caratterizzazione ed almeno parte della fase di trasferimento avvengono prima di almeno parte della pluralit? delle prime fasi di rilevazione.
Si ? sperimentalmente osservato che in questa maniera il recupero delle particelle avviene in modo particolarmente veloce ed efficiente.
Secondo alcune forme d?attuazione non limitative, l?almeno una particella del tipo e/o gruppo determinato viene trasferita verso la camera di recupero 11 dal gruppo di movimentazione 3 (in particolare, mediante azionamento del detto almeno un attuatore 6; pi? in particolare, della detta pluralit? di attuatori) durante (o prima) di una delle dette prime fasi di rilevazione.
Vantaggiosamente ma non necessariamente, il metodo comprende una pluralit? delle seconde fasi di rilevazione, ciascuna delle quali ? successiva ad una rispettiva prima fase di rilevazione e durante ciascuna delle quali il dispositivo di rilevazione 7 acquisisce una rispettiva seconda immagine della parte della camera microfluidica 4 acquisita durante la rispettiva prima fase di rilevazione in modo che le seconde immagini contengano una rappresentazione della detta pluralit? di particelle;
una pluralit? di fasi di movimentazione, ciascuna delle quali ? successiva ad una rispettiva prima fase di rilevazione e precedente ad una rispettiva seconda fase di rilevazione e durante la quale il dispositivo di controllo 8 comanda il detto almeno un attuatore 6 (in particolare, la detta pluralit? di attuatori) allo scopo di muovere almeno parte della detta pluralit? di particelle disposte in corrispondenza della parte della camera microfluidica 4 acquisita durante la rispettiva prima fase di rilevazione; ed una fase di elaborazione, durante la quale il dispositivo di controllo 8 elabora una pluralit? di immagini derivate, ciascuna in funzione di una delle prime immagini e di una corrispondente delle seconde immagini.
In particolare, durante la fase di caratterizzazione (in particolare, classificazione), il dispositivo di controllo 8 identifica quali particelle della detta pluralit? di particelle sono di un tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) determinato in funzione delle dette prime immagini.
Una seconda immagine ? corrispondente ad una prima immagine quando tale seconda immagine e tale prima immagine sono della stessa parte della camera microfluidica 4.
A meno che non sia esplicitamente indicato il contrario, il contenuto dei riferimenti (articoli, libri, domande di brevetto ecc.) citati in questo testo ? qui integralmente richiamato. In particolare i menzionati riferimenti sono qui incorporati per riferimento.
Claims (38)
1.- Sistema microfluidico per la manipolazione (in particolare, per l?isolamento) e/o analisi di particelle di un campione; il sistema microfluidico (1) comprendendo almeno un ingresso (2) (inlet), attraverso il quale, in uso, il campione viene inserito nel sistema microfluidico (1); ed un gruppo di movimentazione (3), il quale comprende almeno una camera microfluidica (4) ed ? configurato per muovere almeno una particella specifica (5) all?interno della camera microfluidica (4);
il gruppo di movimentazione (3) comprende: almeno un attuatore (6) (in particolare, una pluralit? di attuatori), il quale ? configurato per spostare la detta almeno una particella specifica (5) all?interno della camera microfluidica (4); un dispositivo di rilevazione (7) configurato per acquisire immagini della camera microfluidica (4); ed un dispositivo di controllo (8), il quale ? configurato per comandare il detto almeno un attuatore (6) (in particolare, i detti attuatori) in modo da muovere la detta almeno una particella specifica (5) lungo un percorso (P) determinato all?interno della detta camera microfluidica (4);
il dispositivo di controllo (8) essendo anche configurato per comandare il dispositivo di rilevazione (7) in modo che il dispositivo di rilevazione (7) acquisisca una prima immagine di almeno una parte della camera microfluidica (4) ad un primo istante, quando la detta almeno una particella specifica (5) ? disposta in una prima posizione (IP) del percorso (P) determinato all?interno della detta almeno una parte della camera microfluidica (4), ed una seconda immagine di almeno una zona della camera microfluidica (4) in un secondo istante successivo al primo istante, quando la detta almeno una particella specifica (5) ? disposta in una seconda posizione (IIP) del percorso (P) determinato all?interno della detta almeno una zona della camera microfluidica (4);
il dispositivo di controllo (8) ? configurato per elaborare almeno una immagine derivata in funzione almeno della detta prima immagine e della detta seconda immagine.
2.- Sistema microfluidico secondo la rivendicazione 1, in cui il gruppo di movimentazione (3) ? configurato per muovere la detta almeno una particella specifica (5) in modo deterministico; in particolare, il gruppo di movimentazione (3) ? configurato per muovere la detta almeno una particella specifica (5) in modo sostanzialmente selettivo rispetto alle altre particelle del campione all?interno della camera microfluidica (4).
3.- Sistema microfluidico secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il dispositivo di controllo (8) ? configurato per elaborare l?immagine derivata in funzione della differenza e/o sottrazione tra la detta prima immagine e la detta seconda immagine; il detto dispositivo di controllo (8) ? configurato per comandare il detto almeno un attuatore (6) (in particolare, i detti attuatori) in un terzo istante, successivo al primo istante e precedente al secondo istante, per muovere la detta almeno una particella specifica (5) dalla detta prima posizione (in particolare, alla detta seconda posizione); in particolare, l?immagine derivata ? la differenza o sottrazione tra la prima immagine e la seconda immagine.
4.- Sistema microfluidico secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui il dispositivo di controllo (8) ? configurato per stimare la detta seconda posizione della particella specifica (5) sulla base dell?immagine derivata; la detta seconda posizione essendo differente dalla detta prima posizione.
5.- Sistema microfluidico secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui il gruppo di movimentazione (3) ? configurato per trasferire almeno parte delle particelle (in particolare, includenti la detta almeno una particella specifica) di un primo tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) determinato del campione dalla detta camera microfluidica (4) ad una camera di recupero (11) del sistema microfluidico (1) in modo sostanzialmente selettivo rispetto ad ulteriori particelle del campione;
in particolare, il dispositivo di controllo (8) ? configurato per comandare il detto almeno un attuatore (6) (in particolare, i detti attuatori) in modo da muovere la detta almeno una particella specifica (5) lungo il detto percorso (P) determinato all?interno della detta camera microfluidica (4) in funzione di quanto acquisito dal dispositivo di rilevazione (7), pi? in particolare in funzione della detta immagine derivata.
6.- Sistema microfluidico secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, e comprendente una sorgente (17) configurata per emettere ad almeno una lunghezza d?onda determinata (in particolare, nel visibile); il dispositivo di rilevazione (7) essendo configurato per acquisire la prima immagine e la seconda immagine alla detta lunghezza d?onda determinata (in particolare, nel visibile).
7.- Sistema microfluidico secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui il dispositivo di controllo (8) ? configurato per definire almeno un ulteriore percorso (PP) determinato per almeno un?ulteriore particella del campione in funzione dell?immagine derivata; il dispositivo di controllo (8) essendo configurato per azionare il detto almeno un attuatore (6) (in particolare, i detti attuatori) in modo che la detta ulteriore particella venga mossa lungo il detto ulteriore percorso (PP) determinato in modo da non scontrarsi con la detta almeno una particella specifica (5); in particolare, quando la seconda posizione (IIP) coincide con la prima posizione (IP) oppure non coincide con una posizione attesa, il dispositivo di controllo (8) ? configurato per determinare la seconda posizione (IIP) in funzione dell?immagine derivata e definire il detto ulteriore percorso (PP) determinato in modo che l?ulteriore percorso (PP) determinato non passi per la seconda posizione (IIP).
8.- Sistema microfluidico secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui il dispositivo di controllo (8) ? configurato per stimare una velocit? rilevata della detta almeno una particella specifica (5) sulla base della detta immagine derivata in funzione della distanza tra la prima posizione (IP) e la seconda posizione (IIP) e della differenza di tempo tra il primo istante ed il secondo istante.
9.- Sistema microfluidico secondo la rivendicazione 8, in cui il dispositivo di controllo (8) ? configurato per comandare il dispositivo di rilevazione (7) in modo che il dispositivo di rilevazione (7) acquisisca una pluralit? di immagini supplementari della detta camera microfluidica (4) in rispettivi istanti supplementari successivi al detto primo istante; gli istanti supplementari essendo tra loro successivi (in particolare, distanziati di un intervallo di tempo determinato); il dispositivo di controllo (8) essendo configurato per stimare il tempo impiegato dalla detta almeno una particella specifica (5) per spostarsi dalla prima posizione (IP) alla seconda posizione (IIP) sulla base delle dette immagini supplementari.
10.- Sistema microfluidico secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui il dispositivo di controllo (8) ? configurato per azionare il detto almeno un attuatore (6) (in particolare, i detti attuatori) per spostare la detta almeno una particella specifica (5) in funzione della detta velocit? rilevata.
11.- Sistema microfluidico secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui il dispositivo di controllo (8) ? configurato per determinare di che tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) ? la detta almeno una particella specifica (5) in funzione della detta immagine derivata.
12.- Sistema microfluidico secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui il dispositivo di controllo (8) ? configurato per identificare il tipo e/o il gruppo della detta particella specifica (5) utilizzando un apprendimento automatico supervisionato o non supervisionato.
13.- Sistema microfluidico secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui il dispositivo di controllo (8) ? configurato per estrarre dei parametri (in particolare, morfologici) della detta almeno una particella specifica (5) sulla base della detta immagine derivata e determinare di che tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) ? la detta almeno una particella specifica (5) utilizzando un apprendimento automatico supervisionato o non supervisionato; in particolare, il dispositivo di controllo (8) ? configurato per determinare il rispettivo tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) di ciascuna particella (5) di una pluralit? di particelle in funzione della detta immagine derivata (pi? in particolare, sulla base di parametri di ciascuna di detta pluralit? di particelle ottenuti dalla detta immagine derivata).
14.- Sistema microfluidico secondo una qualunque delle rivendicazione precedenti, in cui il detto gruppo di movimentazione (3) comprende un sistema di spostamento per spostare particelle scelto nel gruppo consistente di: travelling waves, flusso termico (thermal flow), movimenti di fluido locali generati da electro thermal flow, movimenti di fluido locali generati da forze elettro idrodinamiche, dielettroforesi, optical tweezers, opto-electronic tweezers, dielettroforesi indotta dalla luce (light-induced dielectrophoresis), magnetoforesi, acustoforesi ed una loro combinazione; in particolare, il sistema di spostamento per spostare particelle ? scelto nel gruppo consistente di: dielettroforesi, optical tweezers, magnetoforesi, dielettroforesi indotta dalla luce ed una loro combinazione.
15.- Uso del sistema microfluidico (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in particolare secondo la rivendicazione 11 o 12, per raccogliere in modo selettivo cellule scelte nel gruppo consistente di: cellule tumorali, globuli bianchi, cellule stromali, spermatozoi, cellule tumorali circolanti, cellule circolanti mieloidi, nuclei, spore, cellule fetali, microsfere (micro-beads), liposomi, esosomi, vescicole extracellulari, cellule epiteliali, eritroblasti, trofoblasti, eritrociti ed una loro combinazione.
16.- Uso del sistema microfluidico (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti (in particolare uso secondo la rivendicazione 15), per medicina forense o per la diagnosi prenatale o per oncologia.
17.- Metodo per la manipolazione (in particolare, per l?isolamento) e/o analisi di particelle di un campione mediante un sistema microfluidico (1); il sistema microfluidico (1) comprende almeno un ingresso (2) (inlet), attraverso il quale il campione viene inserito nel sistema microfluidico (1); un gruppo di movimentazione (3), il quale comprende almeno una camera microfluidica (4) ed ? configurato per muovere almeno una particella specifica (5) all?interno della camera microfluidica (4);
il gruppo di movimentazione (3) comprende: almeno un attuatore (6) (in particolare, una pluralit? di attuatori), il quale ? configurato per spostare la detta almeno una particella specifica (5) all?interno della camera microfluidica (4); un dispositivo di rilevazione (7) configurato per acquisire immagini della camera microfluidica (4); ed un dispositivo di controllo (8), il quale ? configurato per comandare il detto almeno un attuatore (6) (in particolare, la detta pluralit? di attuatori) in modo da muovere la detta almeno una particella specifica (5) lungo un percorso (P) determinato all?interno della detta camera microfluidica (4);
il metodo comprende:
una prima fase di rilevazione, durante la quale il detto dispositivo di rilevazione (7) acquisisce una prima immagine di almeno una parte della camera microfluidica (4) ad un primo istante, quando la detta almeno una particella specifica (5) ? disposta in una rispettiva prima posizione (IP) del percorso (P) determinato all?interno della detta almeno una parte della camera microfluidica (4);
una seconda fase di rilevazione, durante la quale il detto dispositivo di rilevazione (7) acquisisce una seconda immagine di almeno una zona della camera microfluidica (4) in un secondo istante successivo al primo istante, quando la detta almeno una particella specifica (5) ? disposta in una rispettiva seconda posizione (IIP) del percorso (P) determinato all?interno della detta almeno una zona della camera microfluidica (4);
una fase di elaborazione, durante la quale il dispositivo di controllo (8) elabora almeno un?immagine derivata in funzione almeno della detta prima immagine e della detta seconda immagine.
18.- Metodo secondo la rivendicazione 17, e comprendente una fase di identificazione, durante la quale il dispositivo di controllo (8) stima la detta seconda posizione (IIP) della detta almeno una particella specifica (5) sulla base dell?immagine derivata; la detta seconda posizione (IIP) essendo differente dalla prima posizione (IP).
19.- Metodo secondo la rivendicazione 17 o 18, in cui il gruppo di movimentazione (3) muove la detta almeno una particella specifica in modo deterministico; in particolare, il gruppo di movimentazione (3) muove la detta almeno una particella specifica (5) in modo sostanzialmente selettivo rispetto ad altre particelle del campione all?interno della camera microfluidica (4).
20.- Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 17 a 19, in cui, durante la fase di elaborazione, il dispositivo di controllo (8) elabora l?immagine derivata in funzione della differenza e/o sottrazione tra la detta prima immagine e la detta seconda immagine;
il metodo comprende, inoltre, una fase di movimentazione, durante la quale il detto dispositivo di controllo (8) comanda il detto almeno un attuatore (6) (in particolare, la detta pluralit? di attuatori) in un terzo istante, successivo al primo istante e precedente al secondo istante, allo scopo di muovere la detta almeno una particella specifica (5) dalla detta prima posizione (IP) (in particolare, alla detta seconda posizione) lungo il detto percorso (P) determinato; in particolare, l?immagine derivata ? la differenza e/o sottrazione tra la prima immagine e la seconda immagine.
21.- Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 17 a 20, e che prevede di trasferire almeno parte di particelle (in particolare, includente la detta almeno una particella specifica) di un tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) determinato del campione dalla detta camera microfluidica (4) ad una camera di recupero (11) del sistema microfluidico (1) in modo sostanzialmente selettivo rispetto ad ulteriori particelle del campione;
in particolare, il dispositivo di controllo (8) comanda il detto almeno un attuatore (6) (in particolare, la detta pluralit? di attuatori) in modo da muovere la detta almeno una particella specifica (5) lungo il detto percorso (P) determinato all?interno della detta camera microfluidica (4) in funzione di quanto acquisito dal dispositivo di rilevazione (7), in particolare in funzione della detta immagine derivata.
22.- Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 17 a 21, in cui, durante la prima fase di rilevazione e durante la seconda fase di rilevazione, la detta almeno una parte della camera microfluidica (4) e la detta almeno una zona della camera fluidica (4), rispettivamente, vengono illuminate con radiazioni aventi lunghezze d?onda determinate (in particolare, nel visibile); la detta prima e la detta seconda immagine vengono acquisite alle dette lunghezze d?onda determinate (in particolare, nel visibile).
23.- Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 17 a 22, e comprendente una fase di adattamento, durante la quale il dispositivo di controllo (8) definisce almeno un ulteriore percorso (PP) determinato per almeno un?ulteriore particella specifica del campione in funzione dell?immagine derivata; il gruppo di movimentazione (3) muove la detta ulteriore particella specifica (in particolare, il dispositivo di controllo aziona il detto almeno un attuatore, pi? in particolare la detta pluralit? di attuatori, in modo che la detta ulteriore particella specifica venga mossa) lungo il detto ulteriore percorso (PP) determinato in modo da non scontrarsi con la detta almeno una particella specifica (5); in particolare, quando la seconda posizione (IIP) coincide con la prima posizione (IP) oppure non coincide con una posizione attesa, il dispositivo di controllo (8) (in particolare, una sua unit? di processo) determina la seconda posizione (IIP) in funzione dell?immagine derivata e definisce il detto ulteriore percorso (PP) determinato in modo che l?ulteriore percorso (PP) determinato non passi per la seconda posizione (IIP).
24.- Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 17 a 23, e comprendente una fase di stima della velocit?, durante la quale il dispositivo di controllo (8) stima una velocit? rilevata della detta almeno una particella specifica (5) in funzione della distanza tra la detta prima posizione (IP) e la detta seconda posizione (IIP) e del tempo impiegato dalla detta almeno una particella specifica (5) per spostarsi dalla prima posizione (IP) alla seconda posizione (IIP); in particolare, il tempo impiegato dalla detta almeno una particella specifica (5) per spostarsi dalla prima posizione (IP) alla seconda posizione (IIP) ? la differenza tra il detto primo istante ed il detto secondo istante; in particolare, la velocit? rilevata viene stimata in funzione della distanza tra la detta prima posizione (IP) e la detta seconda posizione (IIP) ottenute sulla base dell?immagine derivata e del tempo tra il primo ed il secondo istante.
25.- Metodo secondo la rivendicazione 24, e comprendente una pluralit? di fasi di rilevazione supplementari, durante ciascuna delle quali il detto dispositivo di rilevazione (7) acquisisce una rispettiva immagine supplementare della detta camera microfluidica (4) in un rispettivo istante supplementare successivo al detto primo istante; gli istanti supplementari essendo tra loro successivi (in particolare, distanziati di un intervallo di tempo determinato); durante la fase di stima della velocit?, il tempo impiegato dalla detta almeno una particella specifica (5) per spostarsi dalla prima posizione (IP) alla seconda posizione (IIP) venendo misurato sulla base delle dette immagini supplementari.
26.- Metodo secondo la rivendicazione 24 o 25, e comprendente una fase di convogliamento, durante la quale il gruppo di movimentazione (3) sposta (in particolare, il detto dispositivo di controllo comanda il detto almeno un attuatore ? pi? in particolare, la detta pluralit? di attuatori - in modo da spostare) la detta almeno una particella specifica (5) lungo il detto percorso (P) determinato in funzione della detta velocit? rilevata; in particolare, i detti attuatori (6) vengono azionati in successione lungo il percorso (P) determinato in modo che, quando la detta almeno una particella specifica (5) ? disposta in corrispondenza di un primo attuatore del gruppo di movimentazione (3), il primo attuatore viene disattivato ed un secondo attuatore del gruppo di movimentazione (3), disposto a valle del primo attuatore lungo il percorso (P) determinato, viene attivato; quando la detta almeno una particella specifica (5) ? disposta in corrispondenza del secondo attuatore (6), il secondo attuatore viene disattivato ed un terzo attuatore del gruppo di movimentazione (3), disposto a valle del secondo attuatore lungo il percorso (P) determinato, viene attivato; i momenti in cui il primo attuatore, il secondo attuatore ed il terzo attuatore vengono attivati e disattivati vengono determinati dal dispositivo di controllo (8) sulla base della detta velocit? rilevata.
27.- Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 24 a 26, e comprendente una fase di caratterizzazione, durante la quale il tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) della detta almeno una particella specifica (5) viene determinato (in particolare, dal dispositivo di controllo) in funzione della velocit? rilevata.
28.- Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 24 a 27, e comprendente:
almeno una ulteriore prima fase di rilevazione, durante la quale il detto dispositivo di rilevazione (7) acquisisce una ulteriore prima immagine della camera microfluidica (4) ad un ulteriore primo istante, quando una seconda particella specifica ? disposta in una ulteriore prima posizione di un secondo percorso determinato all?interno della camera microfluidica;
almeno una ulteriore seconda fase di rilevazione, durante la quale il detto dispositivo di rilevazione (7) acquisisce una ulteriore seconda immagine della camera microfluidica (4) in un ulteriore secondo istante successivo all?ulteriore primo istante, quando la detta seconda particella specifica ? disposta in una ulteriore seconda posizione del secondo percorso determinato all?interno della camera microfluidica (4);
una ulteriore fase di elaborazione, durante la quale il dispositivo di controllo (8) elabora almeno una ulteriore immagine derivata in funzione della detta ulteriore prima immagine e della detta ulteriore seconda immagine (in particolare, in funzione della differenza e/o sottrazione tra la detta ulteriore prima immagine e la detta ulteriore seconda immagine); ed
una ulteriore fase di stima della velocit?, durante la quale il dispositivo di controllo stima una ulteriore velocit? rilevata della seconda particella specifica in funzione della distanza tra la prima ulteriore posizione e la seconda ulteriore posizione, ottenute sulla base della detta ulteriore immagine derivata, e del tempo impiegato dalla seconda particella specifica per spostarsi dalla ulteriore prima posizione alla ulteriore seconda posizione;
il metodo comprende, inoltre, una ulteriore fase di convogliamento, durante la quale il gruppo di movimentazione (3) sposta (in particolare, il detto dispositivo di controllo comanda il detto almeno un attuatore, pi? in particolare la detta pluralit? di attuatori, per spostare) la detta seconda particella specifica in funzione della detta ulteriore velocit? rilevata lungo il detto secondo percorso determinato;
in particolare, la prima fase di rilevazione coincide con l?ulteriore prima fase di rilevazione, la seconda fase di rilevazione coincide con l?ulteriore seconda fase di rilevazione, l?ulteriore fase di elaborazione coincide con la detta fase di elaborazione, l?ulteriore immagine derivata coincide con la detta immagine derivata, l?ulteriore prima immagine e l?ulteriore seconda immagine coincidono con la detta prima immagine e la detta seconda immagine, rispettivamente; in particolare, la detta fase di convogliamento e la detta ulteriore fase di convogliamento sono almeno in parte contemporanee.
29.- Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 17 a 28, e comprendente una fase di caratterizzazione, durante la quale il tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) della detta almeno una particella specifica (5) viene determinato (in particolare, dal dispositivo di controllo) in funzione della detta immagine derivata (in particolare, sulla base di parametri della detta almeno una particella specifica ottenuti dalla detta immagine derivata); in particolare, durante la detta fase di caratterizzazione, il rispettivo tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) di ciascuna particella di una pluralit? di particelle viene determinato in funzione della detta immagine derivata (pi? in particolare, sulla base di parametri della detta ciascuna particella ottenuti dalla detta immagine derivata).
30.- Metodo secondo la rivendicazione 29, in cui, durante la fase di caratterizzazione, il detto dispositivo di controllo (8) determina il tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) della detta almeno una particella specifica utilizzando un apprendimento automatico (in particolare, un apprendimento non supervisionato o un apprendimento supervisionato; pi? in particolare, una classificazione tramite rete neurale o un raggruppamento tramite clustering).
31.- Metodo secondo la rivendicazione 29 o 30, e comprendente una fase di apprendimento la quale comprende:
almeno una prima sottofase di rilevazione, durante la quale il detto dispositivo di rilevazione (7) acquisisce una prima immagine di apprendimento di almeno una parte di una camera microfluidica di prova ad un primo istante di prova, quando una particella di prova di tipo noto ? disposta in una prima posizione di prova all?interno della detta almeno una parte della camera microfluidica di prova;
almeno una seconda sottofase di rilevazione, durante la quale il detto dispositivo di rilevazione (7) acquisisce una seconda immagine di apprendimento di almeno una zona della camera microfluidica di prova in un secondo istante di prova successivo al primo istante di prova, quando la detta particella di prova ? disposta in una seconda posizione di prova differente dalla prima posizione di prova all?interno della detta almeno una zona della camera microfluidica di prova; ed
almeno una sottofase di elaborazione, durante la quale il dispositivo di controllo (8) elabora un?immagine derivata di prova in funzione della detta prima immagine di apprendimento e della detta seconda immagine di apprendimento e configura (in particolare, determina pesi di) un algoritmo di apprendimento automatico per l?identificazione del tipo di particelle sulla base dell?immagine derivata di prova;
in particolare, il tipo noto viene determinato sulla base di un?immagine in fluorescenza e/o sulla base di un?analisi genetica e/o da un operatore sulla base dell?immagine derivata di prova e/o della prima immagine di apprendimento e/o la seconda immagine di apprendimento (acquisite in campo chiaro) e/o dall?operatore sulla base di parametri morfologici ricavati dall?immagine derivata; in particolare, la prima sottofase di rilevazione, la seconda sottofase di rilevazione e la sottofase di elaborazione vengono ripetute una pluralit? di volte, ciascuna con una differente particella di prova; pi? in particolare, la prima sottofase di rilevazione, la seconda sottofase di rilevazione e la sottofase di elaborazione vengono ripetute una pluralit? di volte, ciascuna con una particella di prova di un tipo noto diverso; in particolare, la detta camera microfluidica di prova coincide con la detta camera microfluidica (4).
32.- Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 29 a 31, e comprendente almeno una fase di riorientazione (ad es. rotazione) e/o deformazione, durante la quale il detto gruppo di movimentazione (3) riorienta (ad es. ruota) e/o deforma (in particolare, i detti attuatori vengono azionati per riorientare e/o deformare) la detta almeno una particella specifica (5) in modo che la detta almeno una particella specifica (5) assuma una conformazione differente; una fase di rilevazione suppletiva, durante la quale, il detto dispositivo di rilevazione (7) acquisisce una immagine suppletiva della particella specifica (5) quando la detta almeno una particella specifica (5) ha assunto la detta conformazione differente; durante la fase di elaborazione il dispositivo di controllo (8) elabora una immagine derivata suppletiva in funzione della detta immagine suppletiva ed una tra la detta prima immagine, la detta seconda immagine ed una ulteriore immagine suppletiva; durante la fase di caratterizzazione, il tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) della detta almeno una particella specifica (5) viene determinato (in particolare, dal dispositivo di controllo) anche in funzione della detta immagine derivata suppletiva.
33.- Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 29 a 32, in cui, durante la detta fase di caratterizzazione, il rispettivo tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) di ciascuna particella di una pluralit? di particelle viene determinato in funzione della detta immagine derivata (pi? in particolare, sulla base di parametri della detta ciascuna particella ottenuti dalla detta immagine derivata) e viene identificata almeno una particella di un tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) determinato; il metodo comprende anche una fase di trasferimento, durante la quale l?almeno una particella di un tipo e/o gruppo (in particolare, tipo) determinato (in particolare, includente la detta almeno una particella specifica) viene trasferita (in particolare, mediante azionamento del detto almeno un attuatore) dalla detta camera microfluidica (4) ad una camera di recupero (11) del sistema microfluidico (1) in modo sostanzialmente selettivo rispetto ad ulteriori particelle del campione.
34.- Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 17 a 33, e comprendente:
una pluralit? di ulteriori prime fasi di rilevazione, durante le quali il detto dispositivo di rilevazione (7) acquisisce ulteriori prime immagini della camera microfluidica (4) ad ulteriori primi istanti, quando seconde particelle specifiche sono disposte in rispettive ulteriori prime posizioni di secondi percorsi determinati all?interno della camera microfluidica;
una pluralit? di ulteriori seconde fasi di rilevazione, durante le quali il detto dispositivo di rilevazione (7) acquisisce ulteriori seconde immagini della camera microfluidica (4) in ulteriori secondi istanti successivi all?ulteriore primo istante, quando le dette seconde particelle specifiche sono disposte in rispettive ulteriori seconde posizioni dei secondi percorsi determinati all?interno della camera microfluidica (4);
una pluralit? di ulteriori fasi di elaborazione, durante le quali il dispositivo di controllo (8) elabora una pluralit? di ulteriori immagini derivate, ciascuna, in funzione di una detta ulteriore prima immagine e di una detta ulteriore seconda immagine (in particolare, in funzione della differenza e/o sottrazione tra una detta ulteriore prima immagine ed una detta ulteriore seconda immagine); ed una fase di caratterizzazione, durante la quale la detta particella specifica (5) e le dette seconde particelle specifiche vengono suddivise in modo classificatorio in almeno due gruppi tipologici.
35.- Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 17 a 34, e comprendente una fase di movimentazione, durante la quale il detto dispositivo di controllo (8) comanda il detto almeno un attuatore (6) (in particolare, la detta pluralit? di attuatori) in un terzo istante, successivo al primo istante e precedente al secondo istante, allo scopo di muovere la detta almeno una particella specifica (5) ed una pluralit? di altre particelle (in particolare, durante la fase di movimentazione, la maggior parte degli attuatori del gruppo di movimentazione vengono comandati in modo che una pluralit? di altre particelle si muovano); la detta prima immagine contiene anche le dette altre particelle in rispettive posizioni iniziali; la detta seconda immagine contiene anche le dette altre particelle in rispettive posizioni successive.
36.- Metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 17 a 35, in cui il gruppo di movimentazione (3) ? configurato per spostare una pluralit? di particelle all?interno della camera microfluidica (4); il dispositivo di controllo (8) ? configurato per comandare il detto almeno un attuatore (6) (in particolare, la detta pluralit? di attuatori) in modo da muovere la detta pluralit? di particelle all?interno della detta camera microfluidica (4);
il metodo comprende:
una pluralit? delle prime fasi di rilevazione, durante ciascuna delle quali il detto dispositivo di rilevazione (7) acquisisce una rispettiva prima immagine di una rispettiva parte della camera microfluidica (4) in modo che le prime immagini contengano una rappresentazione della detta pluralit? di particelle;
una fase di caratterizzazione, durante la quale il dispositivo di controllo (8) identifica quali particelle della detta pluralit? di particelle sono di un tipo e/o gruppo determinato in funzione delle dette ulteriori prime immagini;
una fase di trasferimento, durante la quale almeno una particella del tipo e/o gruppo determinato, che ? stata identificata come tale durante la fase di caratterizzazione, viene trasferita mediante il gruppo di movimentazione (3) (in particolare, mediante azionamento del detto almeno un attuatore (6); pi? in particolare, della detta pluralit? di attuatori) dalla detta camera microfluidica (4) ad una camera di recupero (11) del sistema microfluidico (1) in modo sostanzialmente selettivo rispetto ad ulteriori particelle del campione;
almeno parte della fase di caratterizzazione ed almeno parte della fase di trasferimento avvengono contemporaneamente o prima di almeno parte della pluralit? delle prime fasi di rilevazione.
37.- Metodo secondo la rivendicazione 36, in cui l?almeno una particella del tipo e/o gruppo determinato viene trasferita verso la camera di recupero dal gruppo di movimentazione (3) (in particolare, mediante azionamento del detto almeno un attuatore (6); pi? in particolare, della detta pluralit? di attuatori) durante o prima di una delle dette prime fasi di rilevazione.
38.- Metodo secondo la rivendicazione 36 o 37, e comprendente:
una pluralit? delle seconde fasi di rilevazione, ciascuna delle quali ? successiva ad una rispettiva prima fase di rilevazione e durante ciascuna delle quali il detto dispositivo di rilevazione (7) acquisisce una rispettiva seconda immagine della parte della camera microfluidica (4) acquisita durante la rispettiva prima fase di rilevazione in modo che le seconde immagini contengano una rappresentazione della detta pluralit? di particelle;
una pluralit? di fasi di movimentazione, ciascuna delle quali ? successiva ad una rispettiva prima fase di rilevazione e precedente ad una rispettiva seconda fase di rilevazione e durante la quale il detto dispositivo di controllo (8) comanda il detto almeno un attuatore (6) (in particolare, la detta pluralit? di attuatori) allo scopo di muovere almeno parte della detta pluralit? di particelle disposte in corrispondenza della parte della camera microfluidica (4) acquisita durante la rispettiva prima fase di rilevazione; ed
una fase di elaborazione, durante la quale il dispositivo di controllo (8) elabora una pluralit? di immagini derivate, ciascuna in funzione di una delle prime immagini e di una corrispondente delle seconde immagini; durante la detta fase di caratterizzazione, il dispositivo di controllo (8) identifica quali particelle della detta pluralit? di particelle sono di un tipo e/o gruppo determinato in funzione delle dette prime immagini;
una seconda immagine ? corrispondente ad una prima immagine quando tale seconda immagine e tale prima immagine sono della stessa parte della camera microfluidica (4).
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102021000013715A IT202100013715A1 (it) | 2021-05-26 | 2021-05-26 | Metodo e sistema microfluidico per l'isolamento di particelle |
| CA3220045A CA3220045A1 (en) | 2021-05-26 | 2022-05-26 | Method and microfluidic system for the isolation of particles |
| CN202280044056.XA CN117581086A (zh) | 2021-05-26 | 2022-05-26 | 用于分离颗粒的方法和微流体系统 |
| IL308656A IL308656A (en) | 2021-05-26 | 2022-05-26 | Microfluidic method and system for particle isolation |
| JP2023572914A JP2024520454A (ja) | 2021-05-26 | 2022-05-26 | 粒子の単離のための方法およびマイクロ流体システム |
| PCT/IB2022/054960 WO2022249123A1 (en) | 2021-05-26 | 2022-05-26 | Method and microfluidic system for the isolation of particles |
| AU2022281546A AU2022281546A1 (en) | 2021-05-26 | 2022-05-26 | Method and microfluidic system for the isolation of particles |
| EP22733211.1A EP4348221A1 (en) | 2021-05-26 | 2022-05-26 | Method and microfluidic system for the isolation of particles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102021000013715A IT202100013715A1 (it) | 2021-05-26 | 2021-05-26 | Metodo e sistema microfluidico per l'isolamento di particelle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| IT202100013715A1 true IT202100013715A1 (it) | 2022-11-26 |
Family
ID=77801794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT102021000013715A IT202100013715A1 (it) | 2021-05-26 | 2021-05-26 | Metodo e sistema microfluidico per l'isolamento di particelle |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4348221A1 (it) |
| JP (1) | JP2024520454A (it) |
| CN (1) | CN117581086A (it) |
| AU (1) | AU2022281546A1 (it) |
| CA (1) | CA3220045A1 (it) |
| IL (1) | IL308656A (it) |
| IT (1) | IT202100013715A1 (it) |
| WO (1) | WO2022249123A1 (it) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000069565A1 (en) | 1999-05-18 | 2000-11-23 | Silicon Biosystems S.R.L. | Method and apparatus for the manipulation of particles by means of dielectrophoresis |
| US6463438B1 (en) | 1994-06-03 | 2002-10-08 | Urocor, Inc. | Neural network for cell image analysis for identification of abnormal cells |
| WO2002087792A1 (en) * | 2001-04-27 | 2002-11-07 | Genoptix, Inc. | Methods and apparatus for use of optical forces for identification, characterization and/or sorting of particles |
| WO2007010367A2 (en) | 2005-07-19 | 2007-01-25 | Silicon Biosystems S.P.A. | Method and apparatus for the manipulation and/or the detection of particles |
| WO2007049120A2 (en) | 2005-10-24 | 2007-05-03 | Silicon Biosystems S.P.A. | Method and apparatus for manipulation of particles in conductive solutions |
| WO2010106434A1 (en) | 2009-03-17 | 2010-09-23 | Silicon Biosystems S.P.A. | Microfluidic device for isolation of cells |
| WO2012085884A1 (en) | 2010-12-22 | 2012-06-28 | Silicon Biosystems S.P.A. | Microfluidic device for the manipulation of particles |
| WO2015053393A1 (ja) * | 2013-10-10 | 2015-04-16 | 公益財団法人神奈川科学技術アカデミー | イメージングセルソーター |
| EP3230717A2 (en) * | 2014-12-09 | 2017-10-18 | Berkeley Lights, Inc. | Automated detection and repositioning of micro-objects in microfluidic devices |
-
2021
- 2021-05-26 IT IT102021000013715A patent/IT202100013715A1/it unknown
-
2022
- 2022-05-26 EP EP22733211.1A patent/EP4348221A1/en active Pending
- 2022-05-26 AU AU2022281546A patent/AU2022281546A1/en active Pending
- 2022-05-26 CA CA3220045A patent/CA3220045A1/en active Pending
- 2022-05-26 CN CN202280044056.XA patent/CN117581086A/zh active Pending
- 2022-05-26 WO PCT/IB2022/054960 patent/WO2022249123A1/en active Application Filing
- 2022-05-26 IL IL308656A patent/IL308656A/en unknown
- 2022-05-26 JP JP2023572914A patent/JP2024520454A/ja active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6463438B1 (en) | 1994-06-03 | 2002-10-08 | Urocor, Inc. | Neural network for cell image analysis for identification of abnormal cells |
| WO2000069565A1 (en) | 1999-05-18 | 2000-11-23 | Silicon Biosystems S.R.L. | Method and apparatus for the manipulation of particles by means of dielectrophoresis |
| WO2002087792A1 (en) * | 2001-04-27 | 2002-11-07 | Genoptix, Inc. | Methods and apparatus for use of optical forces for identification, characterization and/or sorting of particles |
| WO2007010367A2 (en) | 2005-07-19 | 2007-01-25 | Silicon Biosystems S.P.A. | Method and apparatus for the manipulation and/or the detection of particles |
| WO2007049120A2 (en) | 2005-10-24 | 2007-05-03 | Silicon Biosystems S.P.A. | Method and apparatus for manipulation of particles in conductive solutions |
| WO2010106434A1 (en) | 2009-03-17 | 2010-09-23 | Silicon Biosystems S.P.A. | Microfluidic device for isolation of cells |
| WO2012085884A1 (en) | 2010-12-22 | 2012-06-28 | Silicon Biosystems S.P.A. | Microfluidic device for the manipulation of particles |
| WO2015053393A1 (ja) * | 2013-10-10 | 2015-04-16 | 公益財団法人神奈川科学技術アカデミー | イメージングセルソーター |
| EP3230717A2 (en) * | 2014-12-09 | 2017-10-18 | Berkeley Lights, Inc. | Automated detection and repositioning of micro-objects in microfluidic devices |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| OLIVER DIIRRBEATE SICK, JOURNAL OF BIOMOLECULAR SCREENING, vol. 21, no. 9, 2016, pages 998 - 1003 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2022281546A1 (en) | 2023-12-07 |
| IL308656A (en) | 2024-01-01 |
| CA3220045A1 (en) | 2022-12-01 |
| JP2024520454A (ja) | 2024-05-24 |
| WO2022249123A9 (en) | 2023-03-23 |
| WO2022249123A1 (en) | 2022-12-01 |
| CN117581086A (zh) | 2024-02-20 |
| EP4348221A1 (en) | 2024-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6983418B2 (ja) | 流動内の自動化された単一細胞の細胞学的分類のためのシステムおよび方法 | |
| CN103674814B (zh) | 用于操作粒子的方法和装置 | |
| JP2021076615A (ja) | マイクロ流体アッセイのための方法、組成物およびシステム | |
| CN105008895B (zh) | 颗粒分选的系统、设备和方法 | |
| CN113167714A (zh) | 用于颗粒分析的系统和方法 | |
| US20170333903A1 (en) | Systems and Methods for Automated Single Cell Cytological Classification in Flow | |
| CA3100701A1 (en) | Automated detection and characterization of micro-objects in microfluidic devices | |
| US11292001B2 (en) | Microfluidic system and method for the recovery of particles | |
| KR20230132764A (ko) | 인공 지능을 사용한 자동 초점 및 자동화 세포 계수를 위한 시스템 및 방법 | |
| WO2009039284A1 (en) | Systems and methods for high-throughput detection and sorting | |
| Vyshnav et al. | Deep learning based approach for multiple myeloma detection | |
| US20190225930A1 (en) | Microfluidic filter devices and methods | |
| JP2011257241A (ja) | 細胞分析装置 | |
| CN104801355B (zh) | 具有保湿算法的颗粒操纵系统 | |
| IT202100013715A1 (it) | Metodo e sistema microfluidico per l'isolamento di particelle | |
| US20240102986A1 (en) | Systems and methods for particle analysis | |
| US20190270960A1 (en) | Microfluidic filter devices and methods of fabricating microfluidic filter devices | |
| US20230105948A1 (en) | Training a machine-learned algorithm for cell counting or for cell confluence determination | |
| KR20240072093A (ko) | 입자의 분리를 위한 방법 및 미세유체 시스템 | |
| WO2018052730A1 (en) | Methods and devices for imaging objects on a microfluidic chip | |
| IT201900002777A1 (it) | Metodo e sistema microfluidico per l'isolamento di particelle | |
| Gangadhar et al. | Deep learning assisted holography microscopy for in-flow enumeration of tumor cells in blood | |
| US20230108453A1 (en) | Machine-learned cell counting or cell confluence for a plurality of cell types | |
| IT201600104612A1 (it) | Sistema microfluidico e metodo per l'isolamento di particelle | |
| JP2014183854A (ja) | 細胞分析装置 |