JP2009509143A - Analysis improvement system and method - Google Patents

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Abstract

本発明は、サンプル中の第1の検体を少なくとも10,000倍の濃度に高めるのに適合した1またはそれ以上のサイズ式選別モジュールに関し、前記第1の検体はサンプル中の初期濃度が1×10−3検体/μL以下であり、そして、濃縮された媒体中の前記第1の献体を分析する分析器に関する。この選別モジュールを用いて患者の状態すなわち胎児の異常に関連する特性を同定する方法も提供される。
【選択図】なし
The present invention relates to one or more sizing modules adapted to increase the first analyte in a sample to a concentration of at least 10,000 times, wherein the first analyte has an initial concentration in the sample of 1 ×. 10 −3 specimens / μL or less, and relates to an analyzer for analyzing the first contribution in a concentrated medium. A method is also provided for using the screening module to identify characteristics associated with a patient condition, ie, a fetal abnormality.
[Selection figure] None

Description

特異性細胞の分析により、様々な疾病の洞察が可能となる。このような分析により、疾病の検出、診断、および予測についての被侵略性の試験が可能となり、侵略性の診断によるリスクが排除された。例えば、社会進化により胎児期の検査の数が増えた。しかしながら、今日利用可能な方法である羊水穿刺(amniocentesis)と絨毛膜(chorionic)ウィルスサンプリング(CVS)は、潜在的に母体と胎児に有害である。羊水穿刺を受けた妊婦の流産率は0.5−1%程上昇し、この数字はCVSで僅かに高くなる。羊水穿刺とCVSにリスクが内在するため、これらの処置は第1に高齢、すなわち統計的に先天性障害のある子供を授かる可能性が高い35才以上の女性に適用される。結果として、35才の妊婦は、この年齢における0.3%以下の21トリソミーの確率に対し、流産の原因となる羊水穿刺の平均0.5−1%のリスクを考量せねばならなかった。   Analysis of specific cells provides insight into various diseases. Such analysis has enabled invasion testing for disease detection, diagnosis, and prediction, eliminating the risk of invasion diagnosis. For example, the number of fetal tests has increased due to social evolution. However, the methods available today, amniocentesis and chorionic virus sampling (CVS) are potentially harmful to the mother and fetus. The miscarriage rate of pregnant women who have undergone amniocentesis increases by 0.5-1%, which is slightly higher in CVS. Because of the inherent risk of amniocentesis and CVS, these treatments are primarily applied to women over 35 years of age who are likely to have older children, ie, children who are statistically congenital. As a result, a 35 year old pregnant woman had to weigh an average 0.5-1% risk of amniocentesis that caused miscarriage for a probability of 21 trisomy less than 0.3% at this age.

いくつかの非侵略性の方法が、特定の先天性疾病の診断に開発されている。例えば、母体血漿アルファ−フェトプロテイン、非結合エストリオールのレベルやヒト絨毛性腺刺激ホルモンを、胎児のダウン症の可能性を特定するのに用いることができるが、これらの試験は100%正確ではない。同様に、神経管疾患や手足異常などの先天性疾患を検査するのに超音波検査法が用いられているが、これは妊娠期間15週以降でのみ有用である。   Several non-invasive methods have been developed for the diagnosis of certain congenital diseases. For example, maternal plasma alpha-fetoprotein, unbound estriol levels and human chorionic gonadotropin can be used to identify fetal Down syndrome potential, but these tests are not 100% accurate. Similarly, ultrasonography is used to examine congenital diseases such as neural tube disease and limb abnormalities, but this is only useful after the 15th week of pregnancy.

妊婦の血液中の胎児細胞の出現は、羊水穿刺に代わる胎児期の診断の機会を与え、今日では侵略性診断のリスクを除去することとなった。しかしながら、胎児細胞は背景となる多数の血液中の母体の細胞に対する少数の細胞で標本するため、時間がかかり間違いが多かった。   The emergence of fetal cells in the blood of pregnant women has provided an opportunity for fetal diagnosis instead of amniocentesis and has now eliminated the risk of invasive diagnosis. However, fetal cells were sampled with a small number of maternal cells in the large number of blood in the background, which was time consuming and error prone.

細胞の個体数を選別する工夫がいくつかなされている。このような細胞選別技術は、2つのカテゴリに分けられる:(1)例えば蛍光活性化細胞選別(FACS)や磁気活性細胞選別(MACS)などの様々な細胞特定マーカを用いて染色した細胞の選別に基づく方法と、(2)関心ある個体に特有の生物物理学的パラメータを用いて生体細胞を隔離する方法である。これらの方法は、例えばコスト高、低生産高、熟練が必要、特異性の欠如といった様々な制限がある。結果として、臨床診断に十分な、少ない細胞特に胎児細胞を周囲の血液サンプルから個体選別する改良方法であって臨床的に許容可能な改良方法はなかった。したがって、混合物から特定種類の細胞を選別する改良方法であって従来技術の制限を解消する方法が望まれていた。   Several devices have been made to select the number of cells. Such cell sorting techniques can be divided into two categories: (1) Sorting of stained cells using various cell specific markers such as fluorescence activated cell sorting (FACS) and magnetically active cell sorting (MACS). And (2) isolating living cells using biophysical parameters specific to the individual of interest. These methods have various limitations such as high cost, low production, skill required, lack of specificity. As a result, there has been no improved clinically acceptable improved method for individual selection of few cells, especially fetal cells, from surrounding blood samples, sufficient for clinical diagnosis. Therefore, an improved method for selecting specific types of cells from a mixture, which eliminates the limitations of the prior art, has been desired.

本発明は、サンプル中の第1の検体を少なくとも10,000倍の濃度に高めるのに適合した1またはそれ以上のサイズ式選別モジュールを具えるシステムに関し、前記第1の検体はサンプル中の初期濃度が1×10−3検体/μL以下であり、分析器は選択的に前記第1の検体を濃縮した媒体中の第1の検体を分析するコンピュータ実行可能なロジックを具える。   The present invention relates to a system comprising one or more sizing modules adapted to increase a first analyte in a sample to a concentration of at least 10,000 times, the first analyte being an initial in the sample The concentration is 1 × 10 −3 analyte / μL or less, and the analyzer comprises computer-executable logic for analyzing the first analyte in the medium that selectively enriches the first analyte.

いくつかの実施例では、分析器がさらに、顕微鏡、マイクロアレイ、またはセルカウンタを具える。   In some embodiments, the analyzer further comprises a microscope, microarray, or cell counter.

いくつかの実施例では、前記コンピュータ実行可能なロジックは、胎児のヘモグロビン、グロビンγ、グロビンε、GPA、i抗原、CD46、セレクチン、CD45、またはこれらの組合せの存在による変色を検出する。   In some embodiments, the computer-executable logic detects discoloration due to the presence of fetal hemoglobin, globin γ, globin ε, GPA, i antigen, CD46, selectin, CD45, or combinations thereof.

いくつかの実施例では、前記コンピュータ実行可能なロジックは、第1の検体を選択的に結合するプローブの強度を検出する。いくつかの実施例では、前記コンピュータ実行可能なロジックは、前記第1の検体の三次元分析を実行する。   In some embodiments, the computer-executable logic detects the strength of the probe that selectively binds the first analyte. In some embodiments, the computer-executable logic performs a three-dimensional analysis of the first specimen.

いくつかの実施例では、分析器はデュアルスキャン機能を有する。   In some embodiments, the analyzer has a dual scan function.

いくつかの実施例では、前記コンピュータ実行可能なロジックは、前記第1の検体を描写する。   In some embodiments, the computer-executable logic depicts the first analyte.

いくつかの実施例では、特に第1の検体が母体血液から得た胎児細胞である場合、前記コンピュータ実行可能なロジックは、前記胎児細胞について、胎児の性別、三染色体、または1以上の胎児細胞における染色体異常を検出する。   In some embodiments, particularly when the first specimen is a fetal cell obtained from maternal blood, the computer-executable logic may determine, for the fetal cell, fetal sex, trisomy, or one or more fetal cells. Detect chromosomal abnormalities in

いくつかの実施例では、1またはそれ以上のサイズ式選別モジュールが、前記第1の検体を第1の方向へ決定論的に案内し、前記第1の検体より流体力学的にサイズの小さな第2の検体を第2の方向へと案内する二次元障害物アレイを具える。   In some embodiments, one or more size-based sorting modules deterministically guide the first analyte in a first direction, and a first hydrodynamically smaller size than the first analyte. A two-dimensional obstacle array for guiding two specimens in a second direction;

いくつかの実施例では、2またはそれ以上のサイズ式選別モジュールが、互いに並列に液体的に接続されている。   In some embodiments, two or more sizing modules are fluidly connected in parallel with each other.

いくつかの実施例では、前記システムは、少なくとも流体10mL/時間の高スループット分析に適合している。   In some embodiments, the system is adapted for high throughput analysis of at least 10 mL / hr of fluid.

いくつかの実施例では、前記システムはさらに、流体サンプルから前記第1の検体または第2の検体を選択的に抽出する選別領域に接続された1またはそれ以上の抽出領域を具える。   In some embodiments, the system further comprises one or more extraction regions connected to a sorting region that selectively extracts the first or second analyte from a fluid sample.

いくつかの実施例では、前記システムは1またはそれ以上の捕獲モジュールを備え、当該抽出モジュールの1つが二次元障害物アレイを具える。   In some embodiments, the system comprises one or more capture modules, one of the extraction modules comprising a two-dimensional obstacle array.

いくつかの実施例では、捕獲モジュールの障害物は、抗体に結合される。このような抗体は選択的に、サンプル中の第2の検体にわたって、赤血球、白血球、胎児血液細胞、胎児核血液細胞、癌細胞、上皮細胞、幹細胞、前駆細胞、泡沫細胞、血小板、を拘束する。いくつかの実施例では、前記抗体は、抗CD71、抗CD46、抗炭水化物、抗セレクチン、抗CD451、抗GPA、抗抗原I、抗EpCamからなる群から選択される。   In some embodiments, the capture module obstacle is bound to an antibody. Such antibodies selectively bind red blood cells, white blood cells, fetal blood cells, fetal nuclear blood cells, cancer cells, epithelial cells, stem cells, progenitor cells, foam cells, platelets, across a second analyte in the sample. . In some embodiments, the antibody is selected from the group consisting of anti-CD71, anti-CD46, anti-carbohydrate, anti-selectin, anti-CD451, anti-GPA, anti-antigen I, anti-EpCam.

いくつかの実施例では、前記液体サンプルは妊婦の血液サンプルであり、前記第1の検体は有核胎児赤血球である。   In some embodiments, the liquid sample is a pregnant blood sample and the first analyte is nucleated fetal red blood cells.

いくつかの実施例では、前記液体サンプルは血液サンプルであり、前記第1の検体は、上皮細胞、内皮細胞、前駆細胞、幹細胞、泡沫細胞、または癌細胞からなる群から選択される。   In some embodiments, the liquid sample is a blood sample and the first analyte is selected from the group consisting of epithelial cells, endothelial cells, progenitor cells, stem cells, foam cells, or cancer cells.

いくつかの実施例では、前記サンプルは血液サンプルであり、5mL以下である。   In some embodiments, the sample is a blood sample and is 5 mL or less.

いくつかの実施例では、前記液体サンプルは妊娠12週以下の女性の血液サンプルである。   In some embodiments, the liquid sample is a blood sample of a woman under 12 weeks of gestation.

いくつかの実施例では、サイズ式選別モジュールまたは抽出モジュールの障害物間は1000ミクロン以下である。   In some embodiments, the spacing between obstacles in the sizing or extraction module is 1000 microns or less.

いくつかの実施例では、前記システムがさらに、磁気粒子を含んだリザーバを具える。このリザーバは、前記サイズ式選別モジュールまたは抽出モジュールに液体的に接続されている。   In some embodiments, the system further comprises a reservoir containing magnetic particles. This reservoir is fluidly connected to the sizing or extracting module.

別の実施例では、本発明は、血液サンプルから除核細胞の99.5%以上を取り除き、血液サンプルから有核細胞の99%以上を保持するのに適した選別モジュールを具える。いくつかの実施例では、前記システムはさらに、前記選別モジュールに液体接続され1またはそれ以上の有核細胞を分析するよう構成された分析器と、分析によるデータを保存するデータベースとを具える。   In another embodiment, the present invention comprises a sorting module suitable for removing more than 99.5% of enucleated cells from a blood sample and retaining more than 99% of nucleated cells from the blood sample. In some embodiments, the system further comprises an analyzer that is fluidly connected to the sorting module and configured to analyze one or more nucleated cells and a database that stores data from the analysis.

本発明はさらに、例えばサンプル中で選択した種類の細胞検体を濃縮するのに有用なシステムと、症例および対照試料の検体に基づいて患者の状態を分析する方法を提供する。特に、本発明にかかるシステムは、1またはそれ以上の第1の濃縮領域であって、第1の検体用の第1の流体流路と第2の検体用の第2の流体流路とを規定する複数の障害物を具え、前記第1の検体および第2の検体の流体力学的直径が異なる濃縮領域と、前記1またはそれ以上の濃縮領域に液体接続され前記第1の検体または第2の検体のデータを取得するための分析器と、前記データを格納するデータベースとを具える。   The invention further provides a system useful for enriching, for example, selected types of cellular specimens in a sample, and a method for analyzing patient status based on specimens from case and control samples. In particular, the system according to the present invention comprises one or more first enrichment regions comprising a first fluid flow path for a first specimen and a second fluid flow path for a second specimen. A plurality of obstacles to be defined, wherein the first specimen and the second specimen have different hydrodynamic diameters; and the first specimen or the second specimen is liquid-connected to the one or more concentrated areas. An analyzer for acquiring the data of the specimen and a database for storing the data.

本発明は、前記第1の検体が、赤血球(RBC)、胎児のRBC、栄養膜、胎児の繊維芽細胞、白血球(WBC)、感染WBC、幹細胞、上皮細胞、内皮細胞、幹細胞、癌細胞、ウィルス細胞、バクテリア細胞、および原生動物からなる群から選択される実施例と、さらに、前記細胞種類が1×10−3細胞/μL以下の濃度で生きている実施例とを含む。   In the present invention, the first specimen is an erythrocyte (RBC), fetal RBC, trophoblast, fetal fibroblast, leukocyte (WBC), infected WBC, stem cell, epithelial cell, endothelial cell, stem cell, cancer cell, Examples include those selected from the group consisting of viral cells, bacterial cells, and protozoa, and examples in which the cell type is alive at a concentration of 1 × 10 −3 cells / μL or less.

特定の実施例では、前記システムの前記第1の濃縮領域における障害物間の隙間は約1000ミクロンである。さらなる実施例では、前記システムは、1またはそれ以上の第2の濃縮領域を具え、前記第2の濃縮領域は前記第1の検体または第2の検体を捕獲し、前記第2の濃縮領域は前記第1の濃縮領域に液体接続している。   In a particular embodiment, the gap between obstacles in the first enrichment region of the system is about 1000 microns. In a further embodiment, the system comprises one or more second enrichment regions, the second enrichment region captures the first analyte or the second analyte, and the second enrichment region comprises A liquid connection is made to the first concentration region.

実施例において、前記1またはそれ以上の第1の濃縮領域は、前記第1の検体の99%以上を保持するよう構成され、前記1またはそれ以上の第1の濃縮領域は、前記第1の検体の濃度を少なくとも100,000の係数で増大させるよう構成される。   In an embodiment, the one or more first enrichment regions are configured to retain 99% or more of the first analyte, and the one or more first enrichment regions are the first concentration region. The analyte concentration is configured to increase by a factor of at least 100,000.

本発明はまた、患者の状態に関連する特性を特定する方法に関し、複数の対照試料を取得するステップと、複数の症例試料を取得するステップと、前記サンプルをそれぞれ、前記サンプルから第1の検体を前記血液サンプルから第2の検体とは別の方向へ偏向させる複数の障害物を具える装置にかけるステップであって、前記第1の検体と第2の検体の直径が異なるステップと、前記サンプルから前記第1の検体を分析して前記第1の検体の特性を特定するステップと、前記特性に基づいて関連する研究を行うステップとを具える。   The present invention also relates to a method for identifying a characteristic associated with a patient condition, the method comprising: obtaining a plurality of control samples; obtaining a plurality of case samples; and each of the samples from the sample as a first analyte. Applying to a device having a plurality of obstacles for deflecting the blood sample in a direction different from the second specimen, wherein the first specimen and the second specimen have different diameters; Analyzing the first specimen from a sample to identify characteristics of the first specimen, and performing a related study based on the characteristics.

実施例において、前記特性は前記第1の検体の出現または消滅であり、別の実施例では、前記特性は前記第1の検体の数である。様々な企図する実施例において、前記特性は前記第1の検体の形態(morphology)、前記第1の検体の遺伝子型、前記第1の検体の蛋白代謝、前記第1の検体のRNA構造、および/または前記第1の検体の遺伝子発現である。   In an embodiment, the characteristic is the appearance or disappearance of the first specimen, and in another embodiment, the characteristic is the number of the first specimen. In various contemplated embodiments, the characteristics include the morphology of the first specimen, the genotype of the first specimen, the protein metabolism of the first specimen, the RNA structure of the first specimen, and / Or gene expression of the first specimen.

特定の実施例において、前記複数の対照試料は、少なくとも100の対照試料を含む。特定の実施例において、前記複数の症例試料は、少なくとも100の症例試料を含む。別の実施例では、前記対照試料および症例試料は、血液サンプルである。また、実施例の核血液サンプルの血液は100mL以下である。   In certain embodiments, the plurality of control samples comprises at least 100 control samples. In certain embodiments, the plurality of case samples includes at least 100 case samples. In another embodiment, the control sample and case sample are blood samples. Moreover, the blood of the nuclear blood sample of an Example is 100 mL or less.

本発明の実施例において、前記検体は細胞種であり、特定の実施例では、前記検体は上皮細胞、癌細胞、または胎児細胞である。   In an embodiment of the present invention, the specimen is a cell type, and in a particular embodiment, the specimen is an epithelial cell, a cancer cell, or a fetal cell.

別の実施例では、本発明は、限定しないが環境や他のサンプル中のバクテリア、原生動物、ウィルスウイルス病原体、毒素を含むバイオハザード検体を検出する方法に関する。   In another embodiment, the present invention relates to a method for detecting biohazard analytes including but not limited to bacteria, protozoa, viral viral pathogens, toxins in the environment and other samples.

特に、本発明はサンプル中のバイオハザード検体を検出する方法に関し、前記バイオハザード検体はサンプルの1×10−3検体/μLの濃度以下に見られ、前記サンプルを濃縮装置/モジュールに適用するステップと、前記濃縮したバイオハザード検体を分析するステップとを具える。   In particular, the present invention relates to a method for detecting a biohazard analyte in a sample, wherein the biohazard analyte is found below a concentration of 1 × 10 −3 analyte / μL of the sample and the sample is applied to a concentrator / module And analyzing the concentrated biohazard specimen.

前記濃縮装置は、いくつかの実施例において、前記バイオハザード検体を決定論的に第1の方向に、1またはそれ以上の非バイオハザード検体を第2の方向に案内する障害物の二次元アレイを具える。上記障害物のアレイに付加的あるいは代替的に、いくつかの実施例では、前記濃縮装置は前記バイオハザード検体を選択的に捕捉する障害物の二次元アレイを具える。上述した前記アレイにおける障害物間のギャップは好ましくは1000ミクロン、500ミクロン、100ミクロン、50ミクロン、あるいは10ミクロンである。   The concentrator, in some embodiments, is a two-dimensional array of obstacles that guides the biohazard specimen deterministically in a first direction and one or more non-biohazard specimens in a second direction. With In addition or in the alternative to the obstacle array, in some embodiments, the concentrator comprises a two-dimensional array of obstacles that selectively capture the biohazard analyte. The gap between obstacles in the array described above is preferably 1000 microns, 500 microns, 100 microns, 50 microns, or 10 microns.

いくつかの実施例において、前記濃縮装置は、前記バイオハザード検体の99%以上を保持するよう構成される。   In some embodiments, the concentrator is configured to retain 99% or more of the biohazard specimen.

いくつかの実施例において、前記濃縮装置は、前記バイオハザード検体を、少なくとも10,000の係数で濃縮するよう構成されている。   In some embodiments, the concentrator is configured to concentrate the biohazard analyte by a factor of at least 10,000.

本発明は、前記濃縮装置が当該濃縮装置で得られる特異性の約98%と感度の98%以上を有する実施例を実現する。   The present invention realizes an embodiment in which the concentrator has about 98% of the specificity obtained with the concentrator and more than 98% of the sensitivity.

本発明は、前記バイオハザード検体が、バクテリア、原生動物、およびウィルスを含む群から選択される病原体である実施例を含む。より具体的には、本発明の実施例では、前記バイオハザード検体は、ペスト菌、炭疽菌、ボツリヌス菌、野兎病菌、コキシエラ菌、ブルセラ種、ブルクホルデリアつい骨、ブルクホルデリア仮性つい骨、連鎖球菌、エボラウィルス、ラッサウィルス、SARS、大痘瘡、アルファウィルス、発疹チフスリケッチア、オウム病クラミジア、サルモネラ種、大腸菌O157:H7、コレラ菌、クリプトスポリジウムパルバム、ニパウィルス(Nipah virus)、ハンタウィルス、およびこれらのキメラを含む群から選択される病原体である。   The invention includes embodiments where the biohazard specimen is a pathogen selected from the group comprising bacteria, protozoa, and viruses. More specifically, in an example of the present invention, the biohazard specimen is a plague, anthrax, botulinum, wild gonorrhoeae, coxiella, Brucella sp., Burkholderia bone, burkholderia pseudobone, Streptococcus, Ebola virus, Lassa virus, SARS, ulcer, alphavirus, rash typhoid rickettsia, parrot disease Chlamydia, Salmonella species, E. coli O157: H7, Vibrio cholerae, Cryptosporidium parvum, Nipah virus, Hantavirus, and A pathogen selected from the group comprising these chimeras.

いくつかの実施例では、バイオハザード検体は、細胞型または毒素である。   In some examples, the biohazard specimen is a cell type or a toxin.

本発明の特定の実施例では、前記サンプルは水サンプル、空気サンプル、植物または動物サンプル、あるいは土壌サンプルである。特定の実施例では、前記サンプルは流体サンプルである。関連する実施例では、本発明はさらに、サンプルを融解して流体サンプルとするステップを含む。   In particular embodiments of the invention, the sample is a water sample, an air sample, a plant or animal sample, or a soil sample. In certain embodiments, the sample is a fluid sample. In a related embodiment, the present invention further includes the step of melting the sample into a fluid sample.

本発明のさらなる実施例では、本発明は前記濃縮が前記サンプルから第2の検体を99%以上除去する方法が実現される。   In a further embodiment of the invention, the invention provides a method wherein the enrichment removes 99% or more of the second analyte from the sample.

一態様では、本発明は、妊婦から母体の血液サンプルを、当該血液サンプルから濃縮された1またはそれ以上の胎児細胞の画像を撮像するよう構成された分析器に供給するステップと、胎児の核酸をつなぐ1またはそれ以上の核酸プローブからの信号を分析するステップと、前記信号を分析するステップと、前記分析ステップに基づいて診断出力を生成するステップにより、母体の血液サンプルから胎児の異常を特定する方法に関する。このようなプローブは、例えばX染色体、Y染色体、染色体21、染色体13、および染色体18などの染色体専用であってよい。   In one aspect, the invention provides feeding a maternal blood sample from a pregnant woman to an analyzer configured to take an image of one or more fetal cells concentrated from the blood sample; Identifying a fetal abnormality from a maternal blood sample by analyzing a signal from one or more nucleic acid probes connected to each other, analyzing the signal, and generating a diagnostic output based on the analyzing step On how to do. Such probes may be dedicated to chromosomes such as X chromosome, Y chromosome, chromosome 21, chromosome 13, and chromosome 18, for example.

いくつかの実施例では、分析が、前記プローブ信号数を特定するステップ、前記プローブ信号のサイズを特定するステップ、前記プローブ信号の形を特定するステップ、前記プローブ信号のアスペクト比を特定するステップ、または前記プローブ信号の分布を特定するステップを含む。いくつかの実施例では、分析は、前記母体の血液サンプルから取得した胎児の赤血球の画像を撮像するステップと、関心のある胎児の核酸をつなぐ複数の核酸プローブ用のプローブ強度を入力するステップと、前記プローブ強度を分析するステップと、前記分析の結果に応じて診断出力を生成するステップを具える。一実施例では、前記プローブは染色体専用である。一実施例では、前記プローブは、X染色体、Y染色体、染色体21、染色体13、および染色体18からなる群から選択される。一実施例では、分析ステップは、プローブ数を特定するステップを含む。   In some embodiments, the analysis includes identifying the number of probe signals, identifying the size of the probe signal, identifying the shape of the probe signal, identifying the aspect ratio of the probe signal, Or a step of specifying a distribution of the probe signal. In some embodiments, the analysis includes capturing an image of fetal red blood cells obtained from the maternal blood sample, and inputting probe intensities for a plurality of nucleic acid probes connecting fetal nucleic acids of interest. Analyzing the probe intensity and generating a diagnostic output in response to the result of the analysis. In one embodiment, the probe is dedicated to chromosomes. In one embodiment, the probe is selected from the group consisting of X chromosome, Y chromosome, chromosome 21, chromosome 13, and chromosome 18. In one embodiment, the analyzing step includes identifying the number of probes.

一態様において、本発明は、胎児の状態を検出するコンピュータプログラム製品に関し、サンプル中の胎児の有核赤血球(fnRBC)を検出するコンピュータコードと、関心のある胎児の核酸をつなぐ1またはそれ以上の核酸プローブからプローブ強度を受け取るコンピュータコードと、前記受け取った強度を分析するコンピュータコードと、前記プローブ強度の分析結果に応じて信号(call)を生成するコンピュータコードと、前記コンピュータコードを保存するコンピュータ読み取り可能な媒体とを具える。一実施例では、前記コンピュータ読み取り可能な媒体は、メモリ、ハードドライブ、フロッピーディスク、CD=ROM、フラッシュメモリ、またはテープである。一実施例では、前記プローブは、染色体専用である。一実施例では、前記染色体は、X染色体、Y染色体、染色体21、染色体13、および染色体18からなる群から選択される。一実施例では、前記プローブは測色プローブである。一実施例では、前記プローブは蛍光プローブである。   In one aspect, the invention relates to a computer program product for detecting a fetal condition, wherein the computer code for detecting fetal nucleated red blood cells (fnRBC) in a sample and one or more fetal nucleic acids of interest are coupled. Computer code for receiving probe intensity from a nucleic acid probe, computer code for analyzing the received intensity, computer code for generating a call according to the analysis result of the probe intensity, and computer reading for storing the computer code With possible media. In one embodiment, the computer readable medium is a memory, hard drive, floppy disk, CD = ROM, flash memory, or tape. In one embodiment, the probe is dedicated to chromosomes. In one embodiment, the chromosome is selected from the group consisting of X chromosome, Y chromosome, chromosome 21, chromosome 13, and chromosome 18. In one embodiment, the probe is a colorimetric probe. In one embodiment, the probe is a fluorescent probe.

本発明は、出産前試験キットを提供し、母体の血液サンプルから1またはそれ以上の第1の種類の細胞を分離するよう構成されたサイズ式選別モジュールを具え、前記第1の種類の細胞は妊婦の生体内ですべての血球中1%未満の濃度で見られ、出産前診断を行うために前記1またはそれ以上の濃縮した細胞を分析する一連の命令を具える。   The present invention provides a prenatal test kit, comprising a size sorting module configured to separate one or more first type cells from a maternal blood sample, wherein the first type cells are It is found at a concentration of less than 1% in all blood cells in a pregnant woman's body and comprises a series of instructions for analyzing the one or more enriched cells to make a prenatal diagnosis.

いくつかの実施例では、前記キットはまた、(瓶または容器に入った)1またはそれ以上の試薬を具える。このような試薬は、PCR試薬、リーシス試薬、核酸プローブ、およびラベリング試薬からなる群から選択することができる。ラベリング試薬の一例は、FISH試薬またはFISHプローブである。好ましくは、前記FISHプローブは、X染色体、Y染色体、染色体13、染色体18、染色体21からなる群から選択された染色体を選択的につなぐ。いくつかの実施例では、前記キットはマイクロアレイを具えてもよい。   In some embodiments, the kit also includes one or more reagents (in bottles or containers). Such reagents can be selected from the group consisting of PCR reagents, lysis reagents, nucleic acid probes, and labeling reagents. An example of a labeling reagent is a FISH reagent or a FISH probe. Preferably, the FISH probe selectively connects chromosomes selected from the group consisting of X chromosome, Y chromosome, chromosome 13, chromosome 18, and chromosome 21. In some embodiments, the kit may comprise a microarray.

一態様では、サイズ式選別モジュールは、前記1またはそれ以上の第1の種類の細胞を第1の方向へと決定論的に案内し、1またはそれ以上の第2の種類の細胞を第2の方向へ案内する二次元障害物アレイを具えてもよい。この第1の種類の細胞は、胎児の細胞としてもよい(癌の診断に用いるキットでは、この第1の周囲の細胞は上皮細胞または循環癌細胞となる)。いくつかの実施例では、前記第2の種類の細胞は除核赤血球または血小板である。   In one aspect, the sizing sorting module deterministically guides the one or more first type of cells in a first direction and directs the one or more second type of cells to the second. A two-dimensional obstacle array guiding in the direction of This first type of cell may be a fetal cell (in the kit used to diagnose cancer, this first surrounding cell is an epithelial cell or a circulating cancer cell). In some embodiments, the second type of cells is enucleated red blood cells or platelets.

ここにおける実施例のいずれも、サイズ式選別モジュールは 前記第1の種類の細胞の99%以上を保持し、前記除核赤血球の99%を除去しうる。   In any of the examples herein, the size sorting module can retain 99% or more of the first type of cells and remove 99% of the enucleated red blood cells.

本発明はさらに、サイズ式選別モジュールが障害物アレイに液体接続されてもよく、前記障害物が、抗CD71、抗CD36、抗セレクチン、抗GPA、抗CD45、および抗抗体iからなる群から選択される抗体に接続されている。   The present invention may further include a sizing module that is fluidly connected to the obstacle array, wherein the obstacle is selected from the group consisting of anti-CD71, anti-CD36, anti-selectin, anti-GPA, anti-CD45, and anti-antibody i. Connected to the antibody.

前記胎児の診断は、胎児の性別、染色体13・染色体18・染色体21(ダウン症)の存在、ターナー症候群(X染色体の損傷)、クラインフェルター症候群(XXY)、または他の性染色体あるいは常染色体の数の異常の発現、あるいはWolf−Hirschhorn症候群(4p−)、猫鳴き症候群(5p−)、ウィリアムス症候群(7q11.23)、プラダー・ウィリ症候群(15q11.2−q13)、アンジェルマン症候群(15q11.2−q13)、Miller−Dieker症候群(17q13.3)、Smith−Magenis症候群(17p11.2)、ディジョージ症候群および膜−心臓−顔面症候群(22q11.2)、カルマン症候群(Xp22.3)、ステロイドサルファターゼ不全(STS)(Xp22.3)、X連鎖魚鱗癬(Xp22.3)、および網膜芽腫(13q14)からなる群から選択される条件の出現とすることができる。   Diagnosis of the fetus includes fetal sex, presence of chromosome 13, chromosome 18 and chromosome 21 (Down syndrome), Turner syndrome (X chromosome damage), Kleinfelter syndrome (XXY), or the number of other sex chromosomes or autosomes Or Wolf-Hirschhorn syndrome (4p-), cat cry syndrome (5p-), Williams syndrome (7q11.23), Prader-Willi syndrome (15q11.2-q13), Angelman syndrome (15q11.2) -Q13), Miller-Dieker syndrome (17q13.3), Smith-Magenis syndrome (17p11.2), DiGeorge syndrome and membrane-cardio-facial syndrome (22q11.2), Kalman syndrome (Xp22.3), steroid monkey Fatase deficiency (STS) (Xp 2.3), X linkage ichthyosis (Xp22.3), and retinoblastoma (can be the appearance of conditions selected from the group consisting of 13q14).

本発明は、動物の健康状態を診断する方法に関し、これは前記動物から流体サンプルを取得するステップと、前記サンプルから1×10−3検体/μL以下の濃度の第1の検体を少なくとも10,000倍の係数で濃縮するステップと、1またはそれ以上の濃縮した第1の検体を分析して前記動物の健康状態を決定するステップとを具える。濃縮は、1またはそれ以上のサイズ式選別モジュールを用いて実行することが望ましい。サイズ式選別モジュールが、前記流体サンプルから第1の検体の決定論的流路と前記流体サンプルから第2の検体の決定論的流路とを生成する二次元障害物アレイを具え、前記第1の検体は前記第2の検体とは流体力学的サイズが異なる。いくつかの実施例では、前記第1の流路は第1の出口に延び、第2の流路は第2の出口に延びる。この方法は、1またはそれ以上の濃縮した第1の検体を分析して前記動物の健康状態を決定するステップを具える。いくつかの実施例では、前記第1の検体は癌細胞、胎児細胞、または病原体である。   The present invention relates to a method for diagnosing a health condition of an animal, comprising: obtaining a fluid sample from the animal; and at least 10, Concentrating by a factor of 000 and analyzing one or more concentrated first specimens to determine the health status of the animal. Concentration is preferably performed using one or more sizing modules. A sizing screening module comprises a two-dimensional obstacle array that generates a deterministic flow path for a first analyte from the fluid sample and a deterministic flow path for a second analyte from the fluid sample; This specimen is different in hydrodynamic size from the second specimen. In some embodiments, the first flow path extends to the first outlet and the second flow path extends to the second outlet. The method includes analyzing one or more concentrated first analytes to determine the health status of the animal. In some embodiments, the first specimen is a cancer cell, fetal cell, or pathogen.

いくつかの実施例では、前記動物は家畜である。いくつかの実施例では、前記家畜は、牛、鶏、豚、馬、魚、兔、犬、猫、および山羊からなる群から選択される。一実施例では、前記第1の検体は癌細胞である。いくつかの実施例では、前記第1の検体は胎児細胞である。いくつかの実施例では、前記第1の検体は病原菌である。一実施例では、前記病原菌は、バクテリア、ウィルス、または原生動物である。いくつかの実施例では、前記分析ステップが、DNA分析を実行するステップを具える。いくつかの実施例では、前記分析ステップは、RNA分析を実行するステップを具える。いくつかの実施例では、前記分析ステップは、蛋白質分析を実行するステップを具える。一実施例では、前記流体サンプルは血液サンプルである。   In some embodiments, the animal is a domestic animal. In some embodiments, the livestock is selected from the group consisting of cattle, chickens, pigs, horses, fish, carp, dogs, cats, and goats. In one embodiment, the first specimen is a cancer cell. In some embodiments, the first analyte is a fetal cell. In some embodiments, the first specimen is a pathogen. In one embodiment, the pathogen is a bacterium, virus, or protozoan. In some embodiments, the analyzing step comprises performing a DNA analysis. In some embodiments, the analyzing step comprises performing an RNA analysis. In some embodiments, the analyzing step comprises performing a protein analysis. In one embodiment, the fluid sample is a blood sample.

いくつかの実施例では、前記方法はさらに、サンプルに試薬を適用するステップを具え、前記試薬は第1の検体のサイズを少なくとも10%増大させる。一実施例では、試薬適用ステップは、前記サンプルを障害物アレイに適用する前に発生する。いくつかの実施例では、試薬適用ステップは、前記試薬は、量子ドット、抗体、ファージ、アプタマー、フルオロフォア、酵素、またはビードを含む。   In some embodiments, the method further comprises applying a reagent to the sample, the reagent increasing the size of the first analyte by at least 10%. In one embodiment, the reagent application step occurs before applying the sample to the obstacle array. In some embodiments, the reagent application step comprises the reagent comprising a quantum dot, antibody, phage, aptamer, fluorophore, enzyme, or bead.

いくつかの実施例では、前記分析ステップは、濃縮した第1の検体の数を数えるステップを含む。いくつかの実施例では、この条件(condition)は動物の胎児の性別である。いくつかの実施例では、前記条件は動物の微生物感染を含む。いくつかの実施例では、前記条件は癌を含む。いくつかの実施例では、前記第1の出口は、選択的に前記第1の検体を捕獲する複数の障害物を含む1またはそれ以上の捕獲領域に液体接続している。いくつかの実施例では、選択的に捕獲する前記複数の障害物は、赤血球、胎児細胞、癌細胞、または上皮細胞を選択的に拘束する1またはそれ以上の結合部分(binding moieties)に結合されている。いくつかの実施例では、前記捕獲部分は抗体またはその断片を具える。   In some embodiments, the analyzing step includes counting the number of enriched first analytes. In some embodiments, the condition is the sex of the animal's fetus. In some embodiments, the condition comprises microbial infection of an animal. In some embodiments, the condition includes cancer. In some embodiments, the first outlet is fluidly connected to one or more capture regions that include a plurality of obstacles that selectively capture the first analyte. In some embodiments, the plurality of obstacles to selectively capture are bound to one or more binding moieties that selectively bind red blood cells, fetal cells, cancer cells, or epithelial cells. ing. In some embodiments, the capture moiety comprises an antibody or fragment thereof.

本発明はまた、胎児の状態を分析するスクリーニングサービスおよび診断が提供されるビジネス方法に関する。特に、本発明は、妊娠したあるいは或いはしている哺乳動物から血液サンプルを取得するステップと、前記血液サンプルをスクリーニングし、前記哺乳動物の胎児からの胎児細胞を特定するステップと、前記胎児細胞を分析して前記胎児の状態を判断するステップと、前記状態のレポートをサービス料金と引き換えに提供するステップとを含む胎児のスクリーニングサービスを提供するビジネスのビジネス方法に関する。関連する実施例では、前記ビジネスは前記サービスを実施する。   The invention also relates to a business method in which a screening service and diagnosis for analyzing fetal status is provided. In particular, the present invention comprises the steps of obtaining a blood sample from a pregnant or / or pregnant mammal, screening the blood sample to identify fetal cells from the mammalian fetus, The present invention relates to a business method for providing a fetal screening service, comprising analyzing and determining the status of the fetus and providing a report of the status in exchange for a service fee. In a related embodiment, the business implements the service.

別の実施例では、前記ビジネスはCLIA研究所に前記分析ステップを実行する許可する。本発明はまた、前記レポートが医療提供者または健康保険会社用に実行される実施例を含む。   In another embodiment, the business authorizes a CLIA laboratory to perform the analysis step. The present invention also includes embodiments in which the report is performed for a health care provider or health insurance company.

本発明の特定の実施例では、前記スクリーニングは、前記細胞をサイズによって異なる方向へ案内することにより前記胎児細胞を母体細胞から分離するよう構成された流体システムで行われる。   In a particular embodiment of the invention, the screening is performed in a fluid system configured to separate the fetal cells from maternal cells by guiding the cells in different directions depending on size.

別の実施例では、決定される胎児の状態は、トリソミー13、トリソミー18、トリソミー21(ダウン症)、ターナー症候群(X染色体損傷)、クラインフェルター症候群(XXY)、および性染色体または常染色体の数異常が生じた他の状態からなる群から選択される。特定の実施例では、前記状態は、Wolf−Hirschhorn症候群(4p−)、猫鳴き症候群(5p−)、ウィリアムス症候群(7q11.23)、プラダー・ウィリ症候群(15q11.2−q13)、アンジェルマン症候群(15q11.2−q13)、Miller−Dieker症候群(17q13.3)、Smith−Magenis症候群(17p11.2)、ディジョージ症候群および膜−心臓−顔面症候群(22q11.2)、カルマン症候群(Xp22.3)、ステロイドサルファターゼ不全(STS)(Xp22.3)、X連鎖魚鱗癬(Xp22.3)、および網膜芽腫(13q14)からなる群から選択される。   In another embodiment, the fetal status determined is trisomy 13, trisomy 18, trisomy 21 (Down syndrome), Turner syndrome (X chromosome damage), Klinefelter syndrome (XXY), and sex or autosomal number abnormalities Is selected from the group consisting of other states in which. In certain embodiments, the condition is Wolf-Hirschhorn syndrome (4p-), cat cry syndrome (5p-), Williams syndrome (7q11.23), Prader-Willi syndrome (15q11.2-q13), Angelman syndrome (15q11.2-q13), Miller-Dieker syndrome (17q13.3), Smith-Magenis syndrome (17p11.2), DiGeorge syndrome and membrane-cardio-facial syndrome (22q11.2), Kalman syndrome (Xp22.3) ), Steroid sulfatase deficiency (STS) (Xp22.3), X-linked ichthyosis (Xp22.3), and retinoblastoma (13q14).

本発明はまた、胎児の遺伝子欠陥についての出産前検査を実行する商業的診断を含む診断を提供するビジネスのビジネス方法に関し、前記診断は母体血液を分析する。関連する実施例では、前記ビジネスは、前記診断を製造する。別の関連する実施例では、前記診断はポリマ材料から製造される。特定の実施例では、前記診断は使い捨てである。   The present invention also relates to a business method of business that provides diagnostics, including commercial diagnostics that perform prenatal testing for fetal genetic defects, wherein the diagnostics analyze maternal blood. In a related embodiment, the business manufactures the diagnostic. In another related embodiment, the diagnostic is made from a polymer material. In certain embodiments, the diagnosis is disposable.

特定の実施例では、前記診断製品は、除核赤血球から胎児有核赤血球(fnRBC)を分離させることにより母体血液を分析する。実施例では、前記診断は、前記fnRBCの遺伝子異常を検出する。関連する実施例では、核酸を結合するラベルを用いた前記遺伝子異常が検出されるビジネスモデルが含まれる。さらなる関連する実施例では、前記ラベルが蛍光ラベルまたは比色ラベル(colorimetric label)である。   In certain embodiments, the diagnostic product analyzes maternal blood by separating fetal nucleated red blood cells (fnRBC) from enucleated red blood cells. In an embodiment, the diagnosis detects a genetic abnormality of the fnRBC. A related example includes a business model in which the genetic abnormality is detected using a label that binds a nucleic acid. In a further related embodiment, the label is a fluorescent label or a colorimetric label.

本発明はまた、料金またはクロスライセンスの交換により行われる、母体血液から胎児細胞を分離するビジネス方法に関する。このようなビジネス方法は、妊娠したまたはしている哺乳動物(例えば人間)から血液サンプルを取得するステップと、前記血液サンプルから1またはそれ以上の胎児細胞を濃縮するステップとを具える。このサービスは、料金またはクロスライセンスの交換により行われる。   The present invention also relates to a business method for separating fetal cells from maternal blood, performed by exchanging fees or cross licenses. Such a business method includes obtaining a blood sample from a pregnant or living mammal (eg, a human) and concentrating one or more fetal cells from the blood sample. This service is performed by exchanging fees or cross licenses.

本発明の好適な実施例がここに図示および開示されるが、当業者であればこのような実施例は単なる例示に過ぎないことを理解するであろう。当業者は本発明を逸脱するこおなく様々な変更例、変形例、および置換を想起しうる。ここに開示する発明の実施例の様々な代替例が、本発明を実践する際に生じうる。添付のクレームが本発明の範囲を規定することを意図し、これらのクレームの範囲内の方法や構造およびその均等物はここに包含される。   While preferred embodiments of the invention are illustrated and disclosed herein, those skilled in the art will appreciate that such embodiments are merely illustrative. Those skilled in the art will envision various modifications, variations, and substitutions without departing from the invention. Various alternatives to the embodiments of the invention disclosed herein may occur in practicing the invention. The accompanying claims are intended to define the scope of the invention, and the methods, structures, and equivalents within the scope of these claims are encompassed herein.

本発明は、サンプル、流体サンプル、またはより好ましくは全血液サンプルから稀有の検体(例えば、組織、細胞、および細胞成分)を分離、選別、および濃縮するシステム、装置、および方法を提供する。   The present invention provides systems, devices, and methods for separating, sorting, and concentrating rare analytes (eg, tissues, cells, and cellular components) from a sample, fluid sample, or more preferably a whole blood sample.

表1 血液細胞の細胞種類、濃度、および細胞

Figure 2009509143
Table 1 Blood cell types, concentrations, and cells
Figure 2009509143

いくつかの実施例において、本装置は、混合流体から検体または細胞を選別または濃縮するのに用いられ、前記検体または細胞は、流体サンプルの1x10−3、1x10−4、1x10−5、1x10−6、または1x10−6細胞/μL以下の濃度である。いくつかの実施例では、本装置は、混合流体から検体または細胞を選別または濃縮するのに用いられ、前記検体または細胞は、サンプル中の総ての細胞の1:100、1:1000、1:10,000、1:100,000、1:1,000,000、1:10,000,000、1:100,000,000以下の濃度である。   In some embodiments, the device is used to sort or concentrate analytes or cells from a mixed fluid, wherein the analytes or cells are 1x10-3, 1x10-4, 1x10-5, 1x10- of a fluid sample. The concentration is 6 or 1 × 10 −6 cells / μL or less. In some embodiments, the apparatus is used to sort or concentrate an analyte or cell from a mixed fluid, wherein the analyte or cell is 1: 100, 1: 1000, 1 of all cells in the sample. : 10,000, 1: 100,000, 1: 1,000,000, 1: 10,000,000, 1: 100,000,000 or less.

好適な実施例では、本発明は、血液サンプルから1またはそれ以上の細胞を選別および濃縮するシステムおよび装置を提供する。例えば、母体血液サンプルから本システムおよび方法により胎児細胞が濃縮または分離される。また、上皮、内皮、原種、泡沫、幹、癌の細胞が、血液サンプルから濃縮され得る。流体サンプルからこれらの、および/または他の検体または稀有な細胞を選別および/または濃縮した後、本システムはこのような検体を検出してこの検体を分析するのに用いられる。検体の分析は、ここに開示する様々なアプリケーションに利用することができる。   In a preferred embodiment, the present invention provides a system and apparatus for sorting and enriching one or more cells from a blood sample. For example, fetal cells are enriched or separated from a maternal blood sample by the present system and method. Also, epithelial, endothelial, progenitor, foam, stem, and cancer cells can be concentrated from a blood sample. After sorting and / or enriching these and / or other analytes or rare cells from the fluid sample, the system is used to detect and analyze such analytes. Sample analysis can be used for various applications disclosed herein.

I.サンプル収集/準備
本システムおよび方法は、分析すべきソースからの1またはそれ以上のサンプルを取得するステップを含む。サンプルは、水源、食品、土壌、空気、動物、その他から得ることができる。固体サンプル(例えば、組織サンプルまたは土壌サンプル)が得られた場合、このような固体サンプルは後続する濃縮および/または分析の前に融解または熔解させてもよい。気体サンプルが得られた場合、同様に溶融または熔解させてもよい。
I. Sample Collection / Preparation The system and method includes obtaining one or more samples from the source to be analyzed. Samples can be obtained from water sources, food, soil, air, animals, etc. If a solid sample (eg, a tissue sample or a soil sample) is obtained, such a solid sample may be thawed or melted prior to subsequent concentration and / or analysis. If a gas sample is obtained, it may be similarly melted or melted.

いくつかの実施例では、動物からサンプルが供給される場合、それは動物から、より好ましくは人間から供給されたものであることが望ましい。動物から得られる液体サンプルの例は、限定しないが、全体血液、汗、涙、唾液、リンパ液、骨髄懸濁液、リンパ液、尿、唾液、精液、膣液、脳髄液、脳液(brain fluid)、腹水、母乳、呼吸分泌液、腸管および尿生殖器系、および羊膜液を含む。好適には、動物から得られる液体サンプルは血液サンプルである。動物からの液体サンプルを分析する場合、その動物は、例えば、牛、鶏、豚、馬、兔、犬、猫、山羊などの家畜である。好適な実施例では、前記動物は人間であり、前記血液サンプルは全体血液サンプルである。動物から得られる血液サンプルは、例えば、動物の状態の検査/診断や、妊娠した動物から出産前検査を行うのに用いることができる。好適な実施例では、本システムは、妊娠した人間から血液サンプルを取得して胎児の状態や異常性を検査する。   In some embodiments, where a sample is supplied from an animal, it is desirable that it be supplied from an animal, more preferably from a human. Examples of fluid samples obtained from animals include, but are not limited to, whole blood, sweat, tears, saliva, lymph fluid, bone marrow suspension, lymph fluid, urine, saliva, semen, vaginal fluid, cerebrospinal fluid, brain fluid Ascites, breast milk, respiratory secretions, intestinal and urogenital systems, and amniotic fluid. Preferably, the liquid sample obtained from the animal is a blood sample. When analyzing a liquid sample from an animal, the animal is, for example, livestock such as cows, chickens, pigs, horses, rabbits, dogs, cats, goats and the like. In a preferred embodiment, the animal is a human and the blood sample is a whole blood sample. A blood sample obtained from an animal can be used, for example, for testing / diagnosis of the condition of the animal or for prenatal testing from a pregnant animal. In the preferred embodiment, the system obtains a blood sample from a pregnant person to test the fetal condition and abnormalities.

液体サンプルは、この分野の様々な公知技術を用いて取得することができる。例えば、血液を採取するには、シリンジまたは他の吸引器具を用いる。血液のような液体サンプルは、好適に吸引管または袋に採取される。   Liquid samples can be obtained using various known techniques in the field. For example, a syringe or other suction device is used to collect blood. A liquid sample such as blood is preferably collected in a suction tube or bag.

いくつかの実施例では、動物から得られる液体サンプルは、直接的に本装置に供給され、別の実施例では、本発明の装置に供給される前に予め処置または加工される。例えば、動物から採取した血液は、本発明の装置に供給する前に1またはそれ以上の試薬で処置されてもよいし、予めこのような試薬が入った容器に集められてもよい。ここで用いる試薬は、限定しないが、安定剤、保存薬、固定薬、溶融剤、希釈剤、抗アポトーシス剤、抗血栓剤、磁性調整剤、および/または交差結合剤を含む。   In some embodiments, a liquid sample obtained from an animal is supplied directly to the device, and in other embodiments, it is pre-treated or processed before being supplied to the device of the present invention. For example, blood collected from an animal may be treated with one or more reagents before being supplied to the device of the present invention, or collected in a container containing such reagents in advance. Reagents used herein include, but are not limited to, stabilizers, preservatives, fixatives, melting agents, diluents, anti-apoptotic agents, anti-thrombotic agents, magnetic modifiers, and / or cross-linking agents.

液体サンプルを処理し分析装置へ供給する方法の例が、2004年3月3日出願の米国出願番号11/071,270「Sytem For Delivering a Diluted Solution」と、2005年9月15日出願の米国出願番号未付与の「Methods and Systems for Fluid Delivery」に記載されており、これらは両方ともすべての目的において参照により組み込まれている。   Examples of methods for processing liquid samples and supplying them to analyzers include US Application No. 11 / 071,270 “Sytem For Delivering a Diluted Solution” filed Mar. 3, 2004 and US application filed Sep. 15, 2005. It is described in “Methods and Systems for Fluid Delivery”, which is not assigned an application number, both of which are incorporated by reference for all purposes.

動物から血液サンプルを取得する場合、動物のサイズ、妊娠期間、検査状態などにより血液量が変化する。いくつかの実施例では、50mL、40mL、30mL、20mL、10mL、9mL、8mL、7mL、6mL、5mL、4mL、3mL、2mL、または1mL以下の液体サンプル(例えば血液)が動物から採取される。いくつかの実施例では、個体から1−50mL、2−40mL、3−30mL、または4−20mLの血液が採取される。別の実施例では、5,10,15,20,25,30,35,40,45,50,55,60,65,70,75,80,85,90,95,または100mL以上の液体サンプルが動物から採取される。   When a blood sample is obtained from an animal, the blood volume varies depending on the size of the animal, the pregnancy period, the examination state, and the like. In some examples, 50 mL, 40 mL, 30 mL, 20 mL, 10 mL, 9 mL, 8 mL, 7 mL, 6 mL, 5 mL, 4 mL, 3 mL, 2 mL, or 1 mL or less of a liquid sample (eg, blood) is taken from the animal. In some examples, 1-50 mL, 2-40 mL, 3-30 mL, or 4-20 mL of blood is collected from an individual. In other embodiments, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, or 100 mL or more of liquid sample Are collected from animals.

収集されたサンプル全体が、胎児細胞や上皮細胞といった稀有な検体の濃縮および/または選別のために、本装置に適用される。いくつかの実施例では、サンプルは連続的な時間間隔で取得され、本装置に適用されてさらに分析される。   The entire collected sample is applied to the device for enrichment and / or sorting of rare analytes such as fetal cells and epithelial cells. In some embodiments, samples are taken at successive time intervals and applied to the device for further analysis.

いくつかの実施例では、本システムおよび方法は、10mL、5mL、または3mL以下の血液サンプルから稀有な細胞(例えば、胎児細胞、上皮細胞、または癌細胞)の濃縮、選別、および分析を実現する。いくつかの実施例では、本システムおよび方法は、20mL、50mL、または100mLより多い大量の血液サンプルから稀有な細胞を濃縮するのに利用できる。上記いずれかの能力は、例えば、1日未満、または12,10,11,9,8,7,6,5,4,3,2時間以内、または60,50,40,30,20,10分以内で生じうる。   In some embodiments, the systems and methods provide for enrichment, sorting, and analysis of rare cells (eg, fetal cells, epithelial cells, or cancer cells) from 10 mL, 5 mL, or 3 mL blood samples. . In some examples, the systems and methods can be used to concentrate rare cells from large blood samples greater than 20 mL, 50 mL, or 100 mL. Any of the above capabilities is, for example, less than a day, or within 12, 10, 11, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 hours, or 60, 50, 40, 30, 20, 10 Can occur within minutes.

いくつかの実施例では、血液サンプルは、胎児細胞や血液細胞の成分といった血液サンプル中の1またはそれ以上の細胞または成分を選択的に溶解する熔解物と化合される。例えば、胎児細胞を含む母体の血液サンプルは、水または他の浸透圧重量モル濃度調整剤と化合され、本システムによる胎児細胞の細胞成分の選別や濃縮の前に、胎児細胞を選択的に熔解させてもよい。   In some embodiments, the blood sample is combined with a melt that selectively lyses one or more cells or components in the blood sample, such as fetal cells or components of blood cells. For example, maternal blood samples containing fetal cells are combined with water or other osmolality modifiers to selectively lyse fetal cells prior to selection and concentration of fetal cell components by the system. You may let them.

好適には、血液サンプルは、血液が採取されてから1週間、6日間、5日間、4日間、3日間、2日間、1日、12時間、6時間、3時間、2時間、または1時間以内に本システムに供給される。いくつかの実施例では、血液サンプルは、動物から採取してすぐに本システムに供給される。好適には、サンプルは4−37°Cの温度で本システムに供給される。   Preferably, the blood sample is one week, six days, five days, four days, three days, two days, one day, twelve hours, six hours, three hours, two hours, or one hour after blood has been collected. To be supplied to the system within. In some embodiments, a blood sample is provided to the system as soon as it is collected from the animal. Preferably, the sample is supplied to the system at a temperature of 4-37 ° C.

II 濃縮
本発明は、サンプルからの稀有な検体の濃縮を組み入れている。いくつかの実施例では、稀有な検体は細胞または細胞成分である。稀有な細胞の例は、限定しないが、血小板、白血球、母体血液からの胎児有核赤血球、上皮細胞、内皮細胞、前駆細胞、癌細胞、腫瘍細胞、バクテリア、ウィルス、原生細胞、およびこれらのキメラを含む。細胞成分の例は、限定しないが、ミトコンドリア、リボザイム、小胞体、ゴルジ体、蛋白質、蛋白質複合体、および核酸を含む。これらの選別は、好適にはサイズにより達成される。本発明のサンプルは、固体、気体、または液体サンプルである。固体サンプルは、濃縮ステップの前に溶融または融解されるのが好ましい。
II Concentration The present invention incorporates the enrichment of a rare analyte from a sample. In some embodiments, the rare analyte is a cell or cell component. Examples of rare cells include, but are not limited to, platelets, white blood cells, fetal nucleated red blood cells from maternal blood, epithelial cells, endothelial cells, progenitor cells, cancer cells, bacteria, viruses, progenitor cells, and chimeras thereof including. Examples of cellular components include, but are not limited to, mitochondria, ribozymes, endoplasmic reticulum, Golgi apparatus, proteins, protein complexes, and nucleic acids. These sorting is preferably achieved by size. The sample of the present invention is a solid, gas, or liquid sample. The solid sample is preferably melted or melted prior to the concentration step.

濃縮は、この分野で公知の1またはそれ以上の方法および装置で行うことができ、特に国際公開番号2004/029221と2004/113877、米国公開番号2004/0144651、米国特許番号5,641,628、5,837,115、および6,692,952、米国出願番号60/703,833、60/704,067、60/668,415、10/778,831、11/071,679、および11/146,581で開示されており、これら総てが総ての目的のためここに参照により組み込まれる。好適な実施例では、検体の濃縮または選別は、1またはそれ以上のサイズ式選別モジュール(例えば、網目、マトリクス、電気泳動モジュール)や、選択的に1またはそれ以上の捕獲モジュール(例えば、親和式選別モジュール、抗体、および磁気ビード)を用いて実現する。   Concentration can be performed by one or more methods and apparatus known in the art, particularly International Publication Nos. 2004/029221 and 2004/113877, U.S. Publication No. 2004/0144651, U.S. Pat. No. 5,641,628, 5,837,115, and 6,692,952, U.S. Application Nos. 60 / 703,833, 60 / 704,067, 60 / 668,415, 10 / 778,831, 11 / 071,679, and 11/146. 581, all of which are incorporated herein by reference for all purposes. In preferred embodiments, analyte enrichment or sorting is performed by one or more size-based sorting modules (eg, mesh, matrix, electrophoresis modules) and optionally one or more capture modules (eg, affinity-type). This is realized using a sorting module, an antibody, and a magnetic bead.

1.サイズ式選別
サイズ式選別モジュールは、サンプル中の検体の流体力学的サイズに基づいて、液体サンプルから検体を選別する。好適な実施例では、サイズ式選別モジュールは、隙間アレイを構成する1またはそれ以上の障害物の二次元アレイを具える。障害物アレイは好適には二次元であり、好適にはジグザグ配列のアレイを構成する。これらのアレイは、アレイの隙間を通る液体が連続する隙間に不均等に散らばるよう構成されている。偏向角は、例えば、少なくともピッチの10,20,30,40,50,60,70%である。好適には、選別モジュールは、基準サイズより大きい検体を障害物アレイから離してバイパスチャネルへと偏向させるよう構成されうる。いくつかの実施例では、サイズ式選別モジュールは、10、100、1,000、10,000、100,000以上の障害物を含む。障害物が2次元アレイに整列される場合、このアレイは、例えば2,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,120,140,160,180,200,400,600,800,1000以上の障害物の列を有する。
1. Size Sorting The size sorting module sorts analytes from a liquid sample based on the hydrodynamic size of the analyte in the sample. In a preferred embodiment, the sizing module comprises a two-dimensional array of one or more obstacles that make up the gap array. The obstacle array is preferably two-dimensional and preferably constitutes a zigzag array. These arrays are configured so that liquid passing through the gaps in the array is unevenly distributed in the continuous gaps. The deflection angle is, for example, at least 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70% of the pitch. Preferably, the sorting module may be configured to deflect analytes larger than the reference size away from the obstacle array and into the bypass channel. In some embodiments, the sizing module includes 10, 100, 1,000, 10,000, 100,000 or more obstacles. If the obstacles are aligned in a two-dimensional array, this array can be, for example, 2, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 120, 140, 160, 180, 200, 400. , 600, 800, 1000 or more obstacle rows.

好適な実施例では、隙間、障害物、またはその両方が中規模(一方向において1mm以下)である。図1は、サイズ式選別モジュールの例を示す。障害物(様々な形であってよい)が、平坦な基板に取り付けられて隙間のアレイを構成している。透明カバーまたは蓋がアレイを覆うのに用いられる。障害物は二次元アレイを構成し、連続する各列が上下でジグザグ配列されている。平均流量は、このフィールドアレイにより設計される。いくつかの実施例では、障害物アレイは、少なくとも時間ごとに1mL、2mL、5mL、10mL、20mL、50mL、100mL、200mL、または500mLの液体サンプルを通過させ処理するよう設計される。サイズ式選別モジュールのサンプル流は、アレイの見通し線(line of sight)に対し小さな角度(流れる角度)で配列されてもよい。選択的に、サイズ式選別モジュールを注入ポンプに結合して、サンプルを障害物に通してもよい。   In the preferred embodiment, the gaps, obstacles, or both are medium scale (1 mm or less in one direction). FIG. 1 shows an example of a size type selection module. Obstacles (which may be of various shapes) are attached to a flat substrate to form an array of gaps. A transparent cover or lid is used to cover the array. Obstacles constitute a two-dimensional array, and each successive row is arranged in a zigzag manner up and down. The average flow rate is designed by this field array. In some embodiments, the obstacle array is designed to pass and process 1 mL, 2 mL, 5 mL, 10 mL, 20 mL, 50 mL, 100 mL, 200 mL, or 500 mL of liquid sample at least every hour. The sample stream of the sizing screening module may be arranged at a small angle (flow angle) with respect to the line of sight of the array. Optionally, a sizing sorting module may be coupled to the infusion pump to pass the sample through the obstacle.

このサイズ式選別モジュールは、流体力学的サイズが基準サイズより大きな検体(例えば細胞)がアレイの見通し線に沿って移動し、一方で流体力学的サイズが基準サイズより小さなものが流れを異なる方向へ流れるよう構成してもよい。検体の流体力学的サイズは、検体の物理的な寸法、液体媒質の浸透性、および検体の形状および変形能に依存する。   This sizing module allows analytes (eg, cells) with a hydrodynamic size larger than a reference size to move along the line of sight of the array, while those with a hydrodynamic size smaller than the reference size move the flow in different directions. You may comprise so that it may flow. The hydrodynamic size of the analyte depends on the physical dimensions of the analyte, the permeability of the liquid medium, and the shape and deformability of the analyte.

図2はこの実施例を示しており;第1の検体用の第1の流路Aが第1の流体力学的サイズである。障害物内でより曲がりくねった第2の流路は、前記第1の検体より流体力学的サイズが小さな第2の検体用の決定論的流路(deterministic path)である。第2の検体は、アレイ中で第1の検体より平均流内でより多く流れるのが見られる。これは決定論的流路Bを流れる。また、第1および第2の検体より流体力学的サイズが小さい第3の検体が、もっぱらアレイの障害物および平均流路内の流路Cを流れる。   FIG. 2 shows this example; the first flow path A for the first specimen is of a first hydrodynamic size. The more tortuous second flow path within the obstacle is a deterministic path for the second specimen that has a smaller hydrodynamic size than the first specimen. The second specimen is seen to flow more in the average flow in the array than the first specimen. This flows through the deterministic channel B. In addition, a third specimen having a hydrodynamic size smaller than that of the first and second specimens flows exclusively through the obstacles in the array and the channel C in the average channel.

多重化
ここにおける実施例のいずれかで、1またはそれ以上の障害物アレイは直列または並列に液体接続している。いくつかの実施例では、1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,15,20,25,30,35,40,45,50,60,70,80,90,100以上の選別モジュールが並列に液体接続される。好適には約10−20のこのようなモジュールが並列に液体接続される。1より多い選別モジュールを並列に液体接続すると、検査されるサンプルの高スループット分析が達成される(例えば、毎時1,1.5,2,2.5,3,3.5,4,4.5,5,10,15,20,30,40,50,60,70,80,90,または100mLの液体サンプル、またはより望ましくは毎時5mLの流体サンプル)。
Multiplexing In any of the embodiments herein, one or more obstacle arrays are liquid connected in series or parallel. In some embodiments, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90 , 100 or more sorting modules are liquid-connected in parallel. Preferably about 10-20 such modules are liquid connected in parallel. When more than one sorting module is fluidly connected in parallel, high throughput analysis of the sample being tested is achieved (eg, 1,1.5,2,2.5,3,3.5,4,4.4 per hour). 5, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, or 100 mL liquid sample, or more preferably 5 mL fluid sample per hour).

図3は、多重化の一実施例を示す。図3では、2つの障害物アレイが隣り合わせに、すなわちミラーイメージで配置されている。この構成では、2つのアレイの臨界サイズ(critical size)は同じであっても異なってもよい。さらに、これらのアレイは、主たる流れが2つのアレイの境界、各アレイの縁部、またはその組合せを流れるよう構成される。このような二重アレイはまた、2つのアレイの間に設けられ基準サイズより大きな粒子を回収したりサンプルを改質(例えば、緩衝剤交換、反応、またはラベリングによる)するための中央領域を具える。図3では、中央領域またはバイパスチャネルが、チーズ片形状の障害物内に設けられ逆流を不正でいる。   FIG. 3 shows one embodiment of multiplexing. In FIG. 3, two obstacle arrays are arranged next to each other, that is, in a mirror image. In this configuration, the critical size of the two arrays may be the same or different. In addition, these arrays are configured such that the main flow is at the boundary of the two arrays, the edge of each array, or a combination thereof. Such a double array also includes a central region between the two arrays for collecting particles larger than the reference size or modifying the sample (eg, by buffer exchange, reaction, or labeling). Yeah. In FIG. 3, the central region or bypass channel is provided in an obstruction in the shape of a piece of cheese and the backflow is incorrect.

1のデバイスで並列に複数のアレイを設けると、サンプル処理のスループットが増大し、複数種のサンプルや、断片または操作が異なるサンプル部分の並行処理が可能となる。また、選別モジュールで処理される液体の流量が増大する。同じサンプルを並列処理する場合、出口は液体接続され、あるいはされなくてもよい。例えば、複数のアレイが同じ基準サイズである場合、出口を連結して高スループットサンプル処理を実現する。別の例では、アレイの基準サイズがすべて同じではなく、あるいはアレイ内の粒子がすべて同じ方法で処理されないと、その出口は液体接続されない。いくつかの実施例では、多重化は複数の二重アレイを単一のデバイスに搭載することにより実現する。二重または単一が複数あるアレイは、互いに様々な可能な三次元関係で配置しうる。いくつかの実施例では、多重デバイスは、直列に液体接続された2またはそれ以上の障害物アレイを具える。例えば、1のデバイスの主たる流れからの出口が、第2のデバイスの入口に接続されてもよい。あるいは、1のデバイスの小さな流れの出口が、第2のデバイスに接続されてもよい。   Providing a plurality of arrays in parallel with one device increases the throughput of sample processing, and enables parallel processing of multiple types of samples and sample portions with different fragments or operations. Moreover, the flow rate of the liquid processed by the sorting module increases. When processing the same sample in parallel, the outlet may or may not be liquid connected. For example, when multiple arrays are the same reference size, the outlets are connected to achieve high throughput sample processing. In another example, if the reference size of the array is not all the same or if all the particles in the array are not processed in the same way, the outlet will not be liquid connected. In some embodiments, multiplexing is achieved by mounting multiple duplex arrays on a single device. Double or single arrays can be arranged in various possible three-dimensional relationships with each other. In some embodiments, the multiplex device comprises two or more obstacle arrays that are liquid-connected in series. For example, the outlet from the main flow of one device may be connected to the inlet of the second device. Alternatively, a small flow outlet of one device may be connected to a second device.

別の実施例では、複数のアレイを用いて広いサイズ範囲の検体を選別してもよい。例えば、あるデバイスは直列に液体接続された3つのアレイを具えるが、他の様々な数のアレイを用いてもよい。通常、第1のアレイ(最上流のアレイ)におけるカットオフサイズは、第2のアレイ(前記第1のアレイの下流側の次のアレイ)のカットオフより大きく、第1のアレイのカットオフサイズは第2のアレイの通過サイズより小さく構成される。後続のアレイでも同じである。第1のアレイは、第2のアレイで滞る検体を偏向させる(取り除く)。同様に、第2のアレイは第3のアレイで滞る検体を偏向させる(取り除く)。   In another embodiment, multiple arrays may be used to sort a wide size range of analytes. For example, a device may include three arrays that are liquid-connected in series, although various other numbers of arrays may be used. Usually, the cut-off size in the first array (the most upstream array) is larger than the cut-off size of the second array (the next array downstream of the first array), and the cut-off size of the first array Is configured to be smaller than the passage size of the second array. The same applies to subsequent arrays. The first array deflects (removes) analytes that stagnate in the second array. Similarly, the second array deflects (removes) analytes that stagnate in the third array.

上述したように、複数ステージのアレイ(多重アレイ)では、例えば下流の詰まりの原因となる細胞などの大きな粒子を最初に偏向するが、これらの偏向された粒子を下流ステージをバイパスさせて詰まるのを防止する必要がある。したがって、本発明のデバイスは、アレイからのアウトプットを取り除くバイパスチャネルを具える。ここでは基準サイズより大きい粒子を取り除く場合を説明するが、バイパスチャネルはまた、アレイの様々な部分からのアウトプットを取り除くのに用いることができる。   As described above, in a multi-stage array, for example, large particles such as cells that cause downstream clogging are deflected first, but these deflected particles are blocked by bypassing the downstream stage. Need to prevent. Thus, the device of the present invention comprises a bypass channel that removes the output from the array. Although the case of removing particles larger than the reference size is described here, the bypass channel can also be used to remove output from various portions of the array.

いずれの実施例においても、選別モジュールは好適に、50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.1%、99.2%、99.3%、99.4%、99.5%、99.6%、99.7%、99.8%、99.9%、99.95%以上の特異性で、液体サンプルから関心ある検体(特に胎児細胞や上皮細胞)を選別する。いずれの実施例でも、選別モジュールは好適に、50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.1%、99.2%、99.3%、99.4%、99.5%、99.6%、99.7%、99.8%、99.9%、99.95%以上の感度で、液体サンプルから関心ある検体(特に胎児細胞や上皮細胞)を選別する。   In either embodiment, the sorting module is preferably 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.1%, 99.99. Liquid samples with specificities of 2%, 99.3%, 99.4%, 99.5%, 99.6%, 99.7%, 99.8%, 99.9%, 99.95% or more Select the specimen of interest (especially fetal cells and epithelial cells). In either embodiment, the sorting module is preferably 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.1%, 99.2. %, 99.3%, 99.4%, 99.5%, 99.6%, 99.7%, 99.8%, 99.9%, 99.95% or more of interest from a liquid sample Select a specimen (especially fetal cells or epithelial cells).

さらに、いずれの実施例でも、関心ある検体は、5,2,1,5x10−1,2x10−1,1x10−1,5x10−2,2x10−2,1x10−2,5x10−3,2x10−3,1x10−3,5x10−4,2x10−4,1x10−4,5x10−5,2x10−5,1x10−5,5x10−6,2x10−6,1x10−6,5x10−7,2x10−7,または1x10−7検体/μL液体サンプル以下の初期濃度から濃縮できる。また、いずれの実施例でも、選別モジュールは、サンプル中の全検体の1%未満の検体(例えば細胞)、またはサンプル(例えば人間などの動物から取得された血液サンプル)中の全検体(例えば細胞)の1%、0.5%、0.2%、0.1%、0.05%、0.02%、0.01%、0.005%、0.002%、0.001%、0.0005%、0.0002%、0.0001%、0.00005%、0.00002%、0.00001%、0.000005%、0.00002%、0.000001%以下を選別しうる。この選別モジュールは、液体サンプルから濃縮サンプルへ変化させることにより(ときには緩衝液などの新たな液状媒体内で)このような関心のある検体の濃度を増大しうる。この濃縮サンプル中の検体の新たな濃縮は、少なくとも本のサンプルから10、20、50、100、200、500、1,000、2,000、5,000、10,000、20,000、50,000、100,000、200,000、500,000、1,000,000、2,000,000、5,000,000、10,000,000、20,000,000、50,000,000、100,000,000、200,000,000、500,000,000、1,000,000,000、2,000,000,000、または5,000,000,000倍以上濃縮されている。   Furthermore, in any of the examples, the specimens of interest are 5, 2, 1, 5 × 10−1, 2 × 10−1, 1 × 10−1, 5 × 10−2, 2 × 10−2, 1 × 10−2, 5 × 10−3, and 2 × 10−3. 1x10-3, 5x10-4, 2x10-4, 1x10-4, 5x10-5, 2x10-5, 1x10-5, 5x10-6, 2x10-6, 1x10-6, 5x10-7, 2x10-7, or It can be concentrated from an initial concentration of 1 × 10 −7 analyte / μL liquid sample or less. Also, in any embodiment, the sorting module includes less than 1% of all analytes (eg, cells) in the sample, or all analytes (eg, cells in a sample (eg, a blood sample obtained from an animal such as a human)). 1%, 0.5%, 0.2%, 0.1%, 0.05%, 0.02%, 0.01%, 0.005%, 0.002%, 0.001%, 0.0005%, 0.0002%, 0.0001%, 0.00005%, 0.00002%, 0.00001%, 0.000005%, 0.00002%, 0.000001% or less can be selected. The sorting module can increase the concentration of such an analyte of interest by changing from a liquid sample to a concentrated sample (sometimes in a new liquid medium such as a buffer). The new concentration of the analyte in the concentrated sample is 10, 20, 50, 100, 200, 500, 1,000, 2,000, 5,000, 10,000, 20,000, 50 from at least one sample. , 100,000, 200,000, 500,000, 1,000,000, 2,000,000, 5,000,000, 10,000,000, 20,000,000, 50,000,000 , 100,000,000, 200,000,000, 500,000,000, 1,000,000,000, 2,000,000,000, or 5,000,000,000 times more concentrated.

入口/出口
さらに、入口および/または出口の数は、デバイスの使用目的により変化してもよい。好適な実施例では、単一の障害物アレイは、2またはそれ以上の出口を有する。このようなアレイの例が図4に示されており、サンプル処理の高スループット用に14対のアレイが連結されている。各アレイは、サンプルを供給する第1の入口と、アレイに緩衝液などの試薬を供給する第2の入口を有する。各アレイはまた、廃棄物(不要な生産物)用の第1の出口と、生産物(関心ある検体)用の第2の出口を有する。
Inlet / Outlets Furthermore, the number of inlets and / or outlets may vary depending on the intended use of the device. In the preferred embodiment, a single obstacle array has two or more outlets. An example of such an array is shown in FIG. 4, where 14 pairs of arrays are linked for high throughput of sample processing. Each array has a first inlet for supplying a sample and a second inlet for supplying a reagent such as a buffer to the array. Each array also has a first outlet for waste (unwanted product) and a second outlet for product (analyte of interest).

いくつかの実施例では、サイズ式選別モジュールは、大きな検体を除去するため普通の流れの方向から離して向けられる第1の出口と、障害物アレイを通る普通の流れの方向に流れる小さな検体を取り出す第2の出口とを有する。選別処理の様々なポイントで断片を回収するためにさらなる出口を設けてもよい。さらに、いくつかの実施例では、単一の二次元アレイに1以上の入口が設けられる。この入口は、例えば安定化剤、保存剤、固定剤、熔解剤、希釈剤、抗アポトーシス剤、ラベル剤、抗凝固剤、抗血栓剤、緩衝液、浸透圧重量モル調整剤、pH調整剤、安定剤、PCR試薬、洗浄剤、および/またはクロスリンク剤などの追加のサンプルおよび/または試薬を供給しうる。   In some embodiments, the size sorting module includes a first outlet that is directed away from the normal flow direction to remove large analytes, and a small sample that flows in the normal flow direction through the obstacle array. And a second outlet to be taken out. Additional outlets may be provided to collect fragments at various points in the sorting process. Further, in some embodiments, one or more inlets are provided in a single two-dimensional array. This inlet may be, for example, a stabilizer, preservative, fixative, melting agent, diluent, anti-apoptotic agent, labeling agent, anticoagulant, antithrombotic agent, buffer solution, osmolality adjusting agent, pH adjusting agent, Additional samples and / or reagents such as stabilizers, PCR reagents, detergents, and / or crosslinkers may be supplied.

いくつかの実施例では、関心ある検体(例えば胎児細胞)は、選択的に溶融され、その後に関心ある細胞の細胞成分を含む液体サンプルが選別モジュールにかけられる。細胞中の関心ある細胞成分は、ここに開示した方法または公知の技術を用いて、サイズに基づいて血液サンプル中の他の細胞から分離される。選別器にサンプルと同時に熔解剤を供給したり、サンプルを最初に熔解剤に混合してから選別器に供給する場合、選別器は例えば核、ミトコンドリア、リボザイム、リソソーム、小胞体、またはゴルジ体などの1またはそれ以上の細胞小器官を偏向/分離するよう構成される。例えば、いくつかの実施例では、母体の血液サンプルは、選択的に胎児有核赤血球を熔解する熔解剤と混合される。このような熔解剤は、例えば、水や胎児細胞を選択的に熔解するこの分野で公知の薬剤である。血液サンプルはその後本訴打ちに供給され、血液サンプルから選択的に総ての検体またはほぼ総ての他の検体が偏向され、これにより胎児赤血球の細胞小器官(例えば核)の濃度が濃縮される。このような実施例では、核は「廃棄物」出口から排出される。別の実施例では、熔解剤は第2の入口から血液サンプルとともに供給される。この実施例では、熔解は選別と同時に行われる。   In some embodiments, the analyte of interest (eg, fetal cells) is selectively melted, and then a liquid sample containing the cellular components of the cells of interest is applied to the sorting module. Cell components of interest in the cells are separated from other cells in the blood sample based on size using the methods disclosed herein or known techniques. When supplying the sorter with the sample at the same time as the sample, or when the sample is first mixed with the melt and then fed to the sorter, the sorter is, for example, the nucleus, mitochondria, ribozyme, lysosome, endoplasmic reticulum, or Golgi apparatus Configured to deflect / separate one or more organelles. For example, in some embodiments, the maternal blood sample is mixed with a melting agent that selectively melts fetal nucleated red blood cells. Such a melting agent is, for example, a drug known in this field for selectively melting water and fetal cells. The blood sample is then supplied to the complaint and selectively deflects all or nearly all other analytes from the blood sample, thereby enriching the concentration of fetal erythrocyte organelles (eg, nuclei). . In such an embodiment, the nuclei are discharged from the “waste” outlet. In another embodiment, the melting agent is supplied with the blood sample from the second inlet. In this embodiment, melting occurs simultaneously with sorting.

いくつかの実施例では、1またはそれ以上の検体が、検体を選択的に結合させそのサイズ(流体力学的サイズ)を増大させる結合材部分(例えば、磁気ビード)と接触されてもよい。結合が解かれた部分はサイズが小さくなるため(「廃棄物」出口から)取り除かれ、結合した検体はサイズにより変更され別の出口から取り出される。   In some embodiments, one or more analytes may be contacted with a binder portion (eg, a magnetic bead) that selectively binds the analyte and increases its size (hydrodynamic size). The unbound portion is removed because of its reduced size (from the “waste” outlet), and the bound analyte is altered by size and removed from another outlet.

装置の構成および/または形状は、様々な方法で設計されてもよい。例えば、環形の利井口と出口を用いてもよい(図4の環形入口を参照)。障害物がない入口領域が設計に組み込まれており、障害物が設けられた領域に到達した血液細胞が均一に分配されるようにしている。同様に、出口には存在する細胞を均一にダメージなく回収できるよう障害物がない出口領域が設けられている。   The configuration and / or shape of the device may be designed in various ways. For example, an annular well outlet and outlet may be used (see the annular inlet in FIG. 4). An entrance area free of obstructions is incorporated into the design to ensure that blood cells that reach the obstruction area are evenly distributed. Similarly, the exit area is provided with an exit area free of obstacles so that existing cells can be collected uniformly without damage.

バイパスチャネル
液体サンプルの検体および/または細胞が障害物アレイを通って流れると、基準サイズより流体力学的サイズが大きいものがバイパスチャネルに偏向される。バイパスチャネルは、障害物間の平均的な隙間より広いチャネルを有する。さらに、バイパスチャネルの幅は、サンプルから分離される最も大きな要素(最も大きな細胞)と等しいかこれより大きい。例えば、いくつかの実施例では、選別モジュール内のバイパスチャネルの幅は、50,60,70,80,90,100,110,120,130,140,150ミクロン以上である。いくつかの実施例では、主チャネルの幅は100,90,80,70,60,50,40,30,20ミクロン以下である。
Bypass channel As the fluid sample analyte and / or cells flow through the obstacle array, the hydrodynamic size larger than the reference size is deflected to the bypass channel. Bypass channels have channels wider than the average gap between obstacles. Furthermore, the width of the bypass channel is equal to or greater than the largest element (largest cell) that is separated from the sample. For example, in some embodiments, the width of the bypass channel in the sorting module is 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150 microns or more. In some embodiments, the main channel width is 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20 microns or less.

バイパスチャネルは、障害物の周囲またはその外側縁部を形成するようにしてもよい。このような障害物は、好適にバイパスチャネルに到達した大きな細胞の逆流または乱流を防止する。いくつかの実施例では、バイパスチャネルの障害物は断面チーズ片形状であり、くさび形の尖った端部が下流側に向いている(図3参照)。   The bypass channel may form the periphery of the obstacle or its outer edge. Such obstacles preferably prevent backflow or turbulence of large cells that have reached the bypass channel. In some embodiments, the obstruction in the bypass channel is a cross-section cheese piece with a wedge-shaped pointed end pointing downstream (see FIG. 3).

いくつかの実施例では、単一のバイパスチャネルを用いて、1またはそれ以上のステージ(アレイ)でこのバイパスチャネルを共有する。いくつかの実施例では、複数のバイパスチャネルが用いられる。例えば、複数ステージのそれぞれが自身のバイパスチャネルを有してもよい。一実施例では、大きな検体(例えば胎児細胞、上皮細胞、腫瘍細胞)は、主流へ、その後にバイパスチャネルへと偏向され詰まりが防止される。詰まりを生じない小さな細胞は第2ステージへと進み、ここでさらにサイズにより選別される。この設計は、所望するステージ数だけ繰り返される。各ステージで、バイパスチャネルは出口に液体接続され、したがってサンプルから複数の偏向を回収できる。バイパスチャネルはまた、デバイスを通る流れを一定に維持したり、一定量の流れを取り除いてアレイの流れが乱れないようにしたり、または特定の領域で流量を増やすよう設計されてもよい。土曜に、アレイの境界部分は唯一の流れパターンを形成するよう設計されてもよい(例えば流れを供給したり流れを抽出する等)。   In some embodiments, a single bypass channel is used to share this bypass channel in one or more stages (arrays). In some embodiments, multiple bypass channels are used. For example, each of the multiple stages may have its own bypass channel. In one embodiment, large specimens (eg fetal cells, epithelial cells, tumor cells) are deflected into the mainstream and then into the bypass channel to prevent clogging. Small cells that do not clog go to the second stage where they are further sorted by size. This design is repeated as many times as desired. At each stage, the bypass channel is fluidly connected to the outlet so that multiple deflections can be recovered from the sample. The bypass channel may also be designed to keep the flow through the device constant, to remove a certain amount of flow so that the flow of the array is not disturbed, or to increase the flow rate in certain areas. On Saturdays, the boundaries of the array may be designed to form a unique flow pattern (eg, supply flow or extract flow).

いずれの実施例でも、各アレイは最大通過サイズがカットオフサイズの数倍大きい。この結果は、大きな隙間と小さな分岐比εを組み合わせて得ることができる。いくつかの実施例では、このεはほぼ1/2、1/3、1/10、1/30、1/100、1/300、1/1000である。また、このような実施例では、障害物の形状は隙間を通る流れの形に影響するが、アレイを短くするために障害物は流れ方向に狭まってもよい。単一ステージのアレイはここに述べるバイパスチャネルを具えてもよい。   In either embodiment, each array has a maximum pass size several times larger than the cutoff size. This result can be obtained by combining a large gap and a small branching ratio ε. In some embodiments, this ε is approximately 1/2, 1/3, 1/10, 1/30, 1/100, 1/300, 1/1000. Also, in such an embodiment, the shape of the obstacle affects the shape of the flow through the gap, but the obstacle may narrow in the flow direction to shorten the array. A single stage array may comprise a bypass channel as described herein.

障害物の形状
サイズ式選別モジュールの障害物の寸法および形状は均一であってもよいし、均等または不均等なパターンを構成するよう変化してもよい。例えば、障害物は、筒状、月形、または正方形の断面をとりうる。好適な実施例では、障害物が丸い断面形状をとるように筒状である。好適には、障害物の直径(最も長い断面長さ)は4−40ミクロン、5−30ミクロン、6−20ミクロン、または7−10ミクロンである。いくつかの実施例では、選別用渉外部の直径は、1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,30,40,50ミクロン以上である。いくつかの実施例では、障害物の直径は100,90,80,70,60,50,40,30,20,10ミクロン以下である。この選別用障害物間の距離は変化してもよい。いくつかの実施例では、障害物間の距離は少なくとも10,25,50,75,100,250,500,750μmである。いくつかの実施例では、障害物間の距離は最大で1000,750,500,250,100,75,50,25μmである。さらに、障害物の直径、幅、長さは、少なくとも5,10,25,50,75,100,250μmであり、最大で500,250,100,75,50,25,10μmである。障害物の高さも様々であってもよいが、好適には選別される最も大きな検体と同等かこれ以上である。いくつかの実施例では、選別用障害物の高さは10−500ミクロン、20−200ミクロン、30−100ミクロン、40−50ミクロンである。いくつかの実施例では、選別用障害物は1500,1000,500,400,300,200,100,90,80,70,60,50,40,30,20,10ミクロン以下である。
Obstacle shape The size and shape of the obstacles in the sizing module may be uniform or may vary to form a uniform or non-uniform pattern. For example, the obstacle may have a cylindrical, moon-shaped, or square cross section. In a preferred embodiment, the obstacle is cylindrical so that it has a round cross-sectional shape. Preferably, the obstacle diameter (longest cross-sectional length) is 4-40 microns, 5-30 microns, 6-20 microns, or 7-10 microns. In some embodiments, the diameter of the screening interface is 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 19, 20, 30, 40, 50 microns or more. In some embodiments, the obstacle diameter is 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10 microns or less. The distance between the screening obstacles may vary. In some embodiments, the distance between obstacles is at least 10, 25, 50, 75, 100, 250, 500, 750 μm. In some embodiments, the distance between obstacles is a maximum of 1000, 750, 500, 250, 100, 75, 50, 25 μm. Furthermore, the diameter, width, and length of the obstacle are at least 5, 10, 25, 50, 75, 100, and 250 μm, and the maximum is 500, 250, 100, 75, 50, 25, and 10 μm. The height of the obstacle may vary, but is preferably equal to or greater than the largest specimen to be selected. In some embodiments, the height of the sorting obstacle is 10-500 microns, 20-200 microns, 30-100 microns, 40-50 microns. In some embodiments, the screening obstacle is 1500, 1000, 500, 400, 300, 200, 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10 microns or less.

検体サイズ
いくつかの実施例では、選別モジュールは、液体サンプルから検体(稀有な細胞)を分離するのに適合した第1の選別領域を具え、この検体の流体力学的サイズは20,19,18,17,16,15,14,13,12,11,10,9,8,7,6,5,4,3,2,1ミクロン以上である。より好適には選別モジュールは、液体サンプルから検体を選別するのに適合した第1の選別領域を具え、この検体の流体力学的サイズは15,14,13,12,11,10,9,8,7,6,5,4ミクロンより大きい。より好適には、液体サンプルから検体を選別するのに適合した第1の選別領域を具え、この検体の流体力学的サイズは10,9,8,7,6,ミクロンより大きい。
Specimen Size In some embodiments, the sorting module comprises a first sorting area adapted to separate analytes (rare cells) from a liquid sample, the hydrodynamic size of the specimen being 20, 19, 18 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1 micron or more. More preferably, the sorting module comprises a first sorting area adapted to sort an analyte from a liquid sample, the hydrodynamic size of the analyte being 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8 , Greater than 7, 6, 5, 4 microns. More preferably, it comprises a first sorting area adapted to sort the analyte from the liquid sample, the hydrodynamic size of the analyte being greater than 10, 9, 8, 7, 6, microns.

一実施例では、選別モジュールは、第1の選別領域と、第2の選別領域を具え、前記第1の選別領域は流体力学的サイズが少なくとも15,20,25,30,35,40ミクロン以上の検体を選別するよう構成され、前記第2の選別領域は流体力学的サイズが少なくとも10,15,20,25,30,35ミクロン以上の検体を選別するよう構成され、前記第1の領域の基準サイズは、第2の領域の基準サイズより大きい。この第1および第2の選別領域は、互いに液体接続(液通)しており、第2の選別領域は第2の選別領域の下流に連続して設けられる。いくつかの実施例では、この選別領域はまた、流体力学的サイズが少なくとも5,10,15,20,25,30ミクロン以上の成分を選別するよう構成された第3の選別領域を具えてもよく、ここで第2の領域の基準サイズは第1の領域の基準サイズより大きい。この第3の選別領域は、前記第2の選別領域の下流に液体接続されている。この選別モジュールは選択的に、それぞれサンプルからごく小さな成分を選別する上述したような追加の領域を具えてもよい。   In one embodiment, the sorting module comprises a first sorting area and a second sorting area, the first sorting area having a hydrodynamic size of at least 15, 20, 25, 30, 35, 40 microns or more. Wherein the second sorting region is configured to sort a sample having a hydrodynamic size of at least 10, 15, 20, 25, 30, 35 microns or more. The reference size is larger than the reference size of the second area. The first and second sorting areas are in liquid connection (liquid passage) with each other, and the second sorting area is continuously provided downstream of the second sorting area. In some embodiments, the sorting area may also comprise a third sorting area configured to sort components having a hydrodynamic size of at least 5, 10, 15, 20, 25, 30 microns or more. Well, here, the reference size of the second region is larger than the reference size of the first region. The third sorting area is liquid-connected downstream of the second sorting area. This sorting module may optionally comprise additional areas as described above, each of which sorts out very small components from the sample.

一実施例では、選別モジュールは、流体力学的サイズ(例えば直径)が15ミクロン以上の検体を、これ以下の成分の流れる方向から離れて主チャネルに案内するよう構成され;第2の選別領域はサンプル中の流体力学的サイズ(例えばサイズ)が7.5ミクロン以上の成分を、これ以下の成分の流れる方向から離れて主チャネルに案内するよう構成され;第3の選別領域はサンプル中の流体力学的サイズ(例えばサイズ)が5ミクロン以上の成分を、これ以下の成分の流れる方向から離れて主チャネルに案内するよう構成される。上記実施例は特に、血液サンプルから赤血球を選別するのに有用である。   In one embodiment, the sorting module is configured to guide an analyte having a hydrodynamic size (eg, diameter) of 15 microns or greater to the main channel away from the direction of flow of the smaller components; the second sorting region is Configured to guide components having a hydrodynamic size (e.g., size) of 7.5 microns or more in the sample to the main channel away from the flow direction of the smaller components; the third sorting region is the fluid in the sample A component having a mechanical size (eg, size) of 5 microns or more is configured to be guided to the main channel away from the flow direction of the smaller component. The above example is particularly useful for sorting red blood cells from a blood sample.

もちろん、上記の選別モジュールは液体サンプルからより小さな、あるいはより大きな成分を選別するよう構成されてもよい。例えば、いくつかの実施例では、選別モジュールは直径4ミクロン以上のすべての成分を選別するよう構成される(例えば、胎児有核赤血球、有核赤血球、白血球)。いくつかの実施例では、選別モジュールは血液サンプル中の有核細胞を非核細胞から分離するよう構成される。   Of course, the sorting module described above may be configured to sort smaller or larger components from the liquid sample. For example, in some embodiments, the sorting module is configured to sort all components greater than 4 microns in diameter (eg, fetal nucleated red blood cells, nucleated red blood cells, white blood cells). In some embodiments, the sorting module is configured to separate nucleated cells in the blood sample from non-nucleated cells.

いくつかの実施例では、選別デバイスは液体サンプル(例えば、血液サンプル、尿サンプル、他の身体サンプル)の細胞種類または関心ある成分を濃縮するのに用いられ、ここでは細胞種類または関心ある成分は生体内で全血液細胞の50,40,30,20,10%以下の濃度で見られ、あるいはより好ましくは全血液細胞の0.9,0.8,0.7,0.6,0.5,0.4,0.3,0.2,0.1%以下であり、より好ましくは全血液細胞の0.09,0.08,0.07,0.06,0.05,0.04,0.03,0.02,0.01以下、より好ましくは全血液細胞の0.009,0.008,0.007,0.006,0.005,0.004,0.003,0.002,0.001以下、より好ましくは全血液細胞の0.0009,0.0008,0.0007,0.0006,0.0005,0.0004,0.0003,0.0002,0.0001以下、より好ましくは全血液細胞の0.00009,0.00008,0.00007,0.00006,0.00005,0.00004,0.00003,0.00002,0.00001以下である。   In some embodiments, the sorting device is used to concentrate a cell type or component of interest in a liquid sample (eg, blood sample, urine sample, other body sample), where the cell type or component of interest is Seen in vivo at a concentration of 50, 40, 30, 20, 10% or less of total blood cells, or more preferably 0.9, 0.8, 0.7, 0.6, 0. 5,0.4,0.3,0.2,0.1% or less, more preferably 0.09,0.08,0.07,0.06,0.05,0 of whole blood cells. 0.04, 0.03, 0.02, 0.01 or less, more preferably 0.009, 0.008, 0.007, 0.006, 0.005, 0.004, 0.003 of whole blood cells. , 0.002, 0.001 or less, more preferably 0. 009, 0.0008, 0.0007, 0.0006, 0.0005, 0.0004, 0.0003, 0.0002, 0.0001 or less, more preferably 0.00009, 0.00008, 0.00007, 0.00006, 0.00005, 0.00004, 0.00003, 0.00002, 0.00001 or less.

特異性/感度
いずれの実施例においても、サイズ式選別装置は、向上させた有効性をもって混合された細胞集団(例えば全体血液)から1またはそれ以上の細胞種類を選別するのに用いることができる。例えば、サイズ式選別装置は、選別後に全体血液サンプルから総ての有核細胞の≧50%、≧60%、≧70%、≧80%、≧90%、≧91%、≧92%、≧93%、≧94%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%、≧99.9%を確保し、より好ましくは母体血液サンプルから総ての有核胎児赤血球の≧50%、≧60%、≧70%、≧80%、≧90%、≧91%、≧92%、≧93%、≧94%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%、≧99.9%を確保する。同様に、上記装置は選別後に全体血液サンプルから総ての上皮細胞の≧50%、≧60%、≧70%、≧80%、≧90%、≧91%、≧92%、≧93%、≧94%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%、≧99.9%を確保し、あるいは血液サンプルから総ての癌細胞の≧50%、≧60%、≧70%、≧80%、≧90%、≧91%、≧92%、≧93%、≧94%、≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%、≧99.9%を確保する。同時に、本選別モジュールはまた、液体サンプルから望まない検体(例えば赤血球や血小板)の選別後に全体血液サンプルから総ての有核細胞の≧95%、≧96%、≧97%、≧98%、≧99%、≧99.9%を取り除く。図8は、このサイズ式選別モジュールの一実施例で得られる特異性および感度のいくつかの例を示す。
Specificity / sensitivity In either embodiment, the size sorter can be used to sort one or more cell types from a mixed cell population (eg, whole blood) with improved effectiveness. . For example, a size sorter can perform ≧ 50%, ≧ 60%, ≧ 70%, ≧ 80%, ≧ 90%, ≧ 91%, ≧ 92%, ≧ 92% of all nucleated cells from a whole blood sample after sorting. Ensure 93%, ≧ 94%, ≧ 95%, ≧ 96%, ≧ 97%, ≧ 98%, ≧ 99%, ≧ 99.9%, more preferably all nucleated fetal erythrocytes from the maternal blood sample ≧ 50%, ≧ 60%, ≧ 70%, ≧ 80%, ≧ 90%, ≧ 91%, ≧ 92%, ≧ 93%, ≧ 94%, ≧ 95%, ≧ 96%, ≧ 97%, ≧ Ensure 98%, ≧ 99%, ≧ 99.9%. Similarly, the device is ≧ 50%, ≧ 60%, ≧ 70%, ≧ 80%, ≧ 90%, ≧ 91%, ≧ 92%, ≧ 93% of all epithelial cells from a whole blood sample after sorting, ≧ 94%, ≧ 95%, ≧ 96%, ≧ 97%, ≧ 98%, ≧ 99%, ≧ 99.9%, or ≧ 50%, ≧ 60% of all cancer cells from blood samples ≧ 70%, ≧ 80%, ≧ 90%, ≧ 91%, ≧ 92%, ≧ 93%, ≧ 94%, ≧ 95%, ≧ 96%, ≧ 97%, ≧ 98%, ≧ 99%, ≧ Secure 99.9%. At the same time, the sorting module also allows ≧ 95%, ≧ 96%, ≧ 97%, ≧ 98% of all nucleated cells from the whole blood sample after sorting unwanted analytes (eg red blood cells and platelets) from the liquid sample, Remove ≧ 99%, ≧ 99.9%. FIG. 8 shows some examples of specificity and sensitivity obtained with one embodiment of this sizing screening module.

上述したステップのいずれかまたは総てが、生成物の最低限の希釈で生じうる。いくつかの実施例では、関心ある所望の検体は元のサンプルの50,40,30,20,10,9.0,8.0,7.0,6.0,5.0,4.5,4.0,3.5,3.0,2.5,2.0,1.5,1.0,0.5倍以下の溶剤内で確保され分離される。いくつかの実施例では、上記ステップのいずれかまたは総てが、所望の生成物を濃縮しつつ生じうる。例えば、濃縮された関心ある検体は、最終的な濃縮溶液で元のサンプルより少なくとも1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,4.5,5.0,5.5,6.0,6.5,7.0,7.5,8.0,8.5,9.0,10,20,30,40,50,60,70,80,90,200,300,400,500,600,700,800,900,1000,2000,3000,4000,5000,6000,7000,8000,9000,10,000,100,000,500,000倍濃縮されている。例えば、血液サンプルから第1の細胞種類を10倍濃縮すると、本装置にかけた後にサンプル中の全細胞における第1の細胞種類の比率が10倍大きくなる。このような濃縮は、関心ある稀有な成分を含む総量10mLまたは20mL以上の液体サンプル(例えば血液サンプル)に用いられ、このような関心ある稀有な成分を総量5mL以下に濃縮することができる。   Any or all of the above steps can occur with minimal dilution of the product. In some embodiments, the desired analyte of interest is 50, 40, 30, 20, 10, 9.0, 8.0, 7.0, 6.0, 5.0, 4.5 of the original sample. , 4.0, 3.5, 3.0, 2.5, 2.0, 1.5, 1.0, 0.5 times or less in a solvent and separated. In some embodiments, any or all of the above steps may occur while concentrating the desired product. For example, the concentrated analyte of interest is at least 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5 than the original sample in the final concentrated solution. 0.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, 9.0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 , 90, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000, 8000, 9000, 10,000, 100,000, 500,000 times concentrated Has been. For example, if the first cell type is concentrated 10 times from a blood sample, the ratio of the first cell type in all the cells in the sample after application to this apparatus will be 10 times larger. Such concentration is used for a total volume of 10 mL or 20 mL or more of a liquid sample (eg, blood sample) containing a rare component of interest, and such a rare component of interest can be concentrated to a total volume of 5 mL or less.

一実施例では、選択的または非選択的にサンプル中の検体の流体力学的サイズを増大させる試薬がサンプルに加えられる。この調整されたサンプルは、本発明の障害物アレイに通される。検体が肥大され、流体力学的サイズが大きくなると、大きな障害物アレイで隙間サイズをより簡単に製造することが可能となる。好適な実施例では、肥大化ステップおよびサイズによる濃縮は、装置の統合した方法で達成される。適切な試薬は様々な低浸透圧溶剤を含み、例えば脱イオン水、2%糖液、または非水系溶剤がある。他の試薬は、例えば選択的(例えば抗体やアビジンビオチンを通して)または非選択的に結合する磁気またはポリマなどのビードを含む。   In one example, a reagent is added to the sample that selectively or non-selectively increases the hydrodynamic size of the analyte in the sample. This conditioned sample is passed through the obstacle array of the present invention. If the specimen is enlarged and the hydrodynamic size is increased, the gap size can be more easily manufactured with a large obstacle array. In a preferred embodiment, the enlargement step and the concentration by size are achieved with an integrated method of the device. Suitable reagents include various hypotonic solvents such as deionized water, 2% sugar solution, or non-aqueous solvents. Other reagents include beads such as magnetic or polymers that bind selectively (eg, through antibodies and avidin biotin) or non-selectively.

別の実施例では、選択的または非選択的にサンプル中の検体の流体力学的サイズを減少させる試薬がサンプルに加えられる。サンプル中の粒体サイズを非均一に減少させると、検体間で粒体力学的サイズの差が大きくなる。例えば、有核細胞は、高浸透圧で細胞を収縮させることにより除核細胞から分離される。この除核細胞は非常に小さな粒体へと収縮するが、有核細胞は核サイズ以下には収縮しない。収縮剤の例は、高浸透圧溶剤がある。   In another example, a reagent is added to the sample that selectively or non-selectively reduces the hydrodynamic size of the analyte in the sample. If the particle size in the sample is reduced non-uniformly, the difference in particle mechanical size between specimens increases. For example, nucleated cells are separated from enucleated cells by contracting the cells with high osmotic pressure. These enucleated cells shrink into very small particles, but nucleated cells do not shrink below the nucleus size. An example of a shrinking agent is a hyperosmotic solvent.

代替的な実施例では、親和性機能ビードを用いて、関心ある粒体の体積をサンプル中にある他の粒体に比べて増大させ、これによりより大きくより製造が簡単な隙間サイズの障害物の運用を可能とする。   In an alternative embodiment, an affinity functional bead is used to increase the volume of the particle of interest relative to the other particles in the sample, thereby making the gap size obstacle larger and easier to manufacture. Can be used.

いずれの実施例でも、液体は装置に動的または静的に通されてもよい。液体は、電界、遠心力、圧力駆動流、電気浸透流、毛細管現象を用いて送り出してもよい。好適な実施例では、フィールドの平均の方向はアレイを含むチャネルの壁に平行である。   In either embodiment, the liquid may be passed dynamically or statically through the device. The liquid may be delivered using an electric field, centrifugal force, pressure driven flow, electroosmotic flow, or capillary action. In the preferred embodiment, the average direction of the field is parallel to the walls of the channel containing the array.

捕獲による分離
本システムは、選択的に1またはそれ以上の捕獲モジュールを具えてもよい。捕獲モジュールは、その移動または動きを制限または禁ずることにより、あるいは捕獲部分と多重化することにより、液体サンプルから関心ある検体(例えば細胞)を濃縮する。いくつかの実施例では、前記捕獲モジュールは親和性に基づく選別を用いるが、親和性を用いる選別は単なる選択肢である。
Separation by capture The system may optionally comprise one or more capture modules. The capture module concentrates the analyte of interest (eg, cells) from the liquid sample by limiting or prohibiting its movement or movement, or by multiplexing with the capture moiety. In some embodiments, the capture module uses affinity-based sorting, but affinity-based sorting is just an option.

この捕獲モジュールは、高度に独特であり選択的である。いずれの実施例でも捕獲モジュールは好適に、液体サンプルから関心ある検体(例えば胎児細胞や上皮細胞)の分離において50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.1%、99.2%、99.3%、99.4%、99.5%、99.6%、99.7%、99.8%、99.9%、99.95%以上の特異性を有する。いずれの実施例でも、捕獲モジュールは好適に、液体サンプルから関心ある検体(例えば胎児細胞や上皮細胞)の分離において50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.1%、99.2%、99.3%、99.4%、99.5%、99.6%、99.7%、99.8%、99.9%、99.95%以上の感度を有する。   This capture module is highly unique and selective. In either embodiment, the capture module is preferably 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 96%, 97 in separating the analyte of interest (eg, fetal cells or epithelial cells) from the liquid sample. %, 98%, 99%, 99.1%, 99.2%, 99.3%, 99.4%, 99.5%, 99.6%, 99.7%, 99.8%, 99.%. Specificity of 9%, 99.95% or more. In any embodiment, the capture module is preferably 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 96% in separation of the analyte of interest (eg, fetal cells or epithelial cells) from the liquid sample. 97%, 98%, 99%, 99.1%, 99.2%, 99.3%, 99.4%, 99.5%, 99.6%, 99.7%, 99.8%, 99 .9%, 99.95% or higher sensitivity.

さらに、いずれの実施例でも、関心ある検体は捕獲モジュールにより、5,2,1,5x10−1,2x10−1,1x10−1,5x10−2,2x10−2,1x10−2,5x10−3,2x10−3,1x10−3,5x10−4,2x10−4,1x10−4,5x10−5,2x10−5,1x10−5,5x10−6,2x10−6,1x10−6,5x10−7,2x10−7,または1x10−7検体/μL液体サンプル以下の初期濃度から濃縮(すなわち分離)できる。また、いずれの実施例でも、捕獲モジュールは、サンプル中の全検体の1%未満の検体(例えば細胞)、またはサンプル(例えば人間などの動物から取得された血液サンプル)中の全検体(例えば細胞)の1%、0.5%、0.2%、0.1%、0.05%、0.02%、0.01%、0.005%、0.002%、0.001%、0.0005%、0.0002%、0.0001%、0.00005%、0.00002%、0.00001%、0.000005%、0.00002%、0.000001%以下を選別しうる。捕獲モジュールは、このような関心ある検体の濃度を、少なくとも元のサンプルから10、20、50、100、200、500、1,000、2,000、5,000、10,000、20,000、50,000、100,000、200,000、500,000、1,000,000、2,000,000、5,000,000、10,000,000、20,000,000、50,000,000、100,000,000、200,000,000、500,000,000、1,000,000,000、2,000,000,000、または5,000,000,000倍以上増大できる。   Furthermore, in any of the embodiments, the analyte of interest is captured by the capture module in the form of 5, 2, 1, 5x10-1, 2x10-1, 1x10-1, 5x10-2, 2x10-2, 1x10-2, 5x10-3, 2x10-3, 1x10-3, 5x10-4, 2x10-4, 1x10-4, 5x10-5, 2x10-5, 1x10-5, 5x10-6, 2x10-6, 1x10-6, 5x10-7, 2x10- It can be concentrated (ie separated) from an initial concentration of 7 or 1 × 10 −7 analyte / μL liquid sample. Also, in any embodiment, the capture module may contain less than 1% of all analytes (eg, cells) in a sample, or all analytes (eg, cells) in a sample (eg, a blood sample obtained from an animal such as a human). 1%, 0.5%, 0.2%, 0.1%, 0.05%, 0.02%, 0.01%, 0.005%, 0.002%, 0.001%, 0.0005%, 0.0002%, 0.0001%, 0.00005%, 0.00002%, 0.00001%, 0.000005%, 0.00002%, 0.000001% or less can be selected. The capture module can bring such analyte concentrations of interest at least 10, 20, 50, 100, 200, 500, 1,000, 2,000, 5,000, 10,000, 20,000 from the original sample. 50,000, 100,000, 200,000, 500,000, 1,000,000, 2,000,000, 5,000,000, 10,000,000, 20,000,000, 50,000 , 100,000,000,000, 200,000,000, 500,000,000, 1,000,000,000, 2,000,000,000, or 5,000,000,000 times more.

いくつかの実施例では、捕獲モジュールは、障害物アレイを有するチャネルを具える。これらの渉外部は1またはそれ以上の形状であってもよい。アレイは好適には二次元であり、障害物は順番に均一でも非均一でもよい。好適な実施例では、あれいは二次元で均一のアレイであり、障害物がジグザグ配置されている。   In some embodiments, the capture module includes a channel having an obstacle array. These negotiations may be one or more shapes. The array is preferably two dimensional and the obstacles may be uniform or non-uniform in order. In the preferred embodiment, this is a two-dimensional, uniform array with obstacles in a zigzag arrangement.

捕獲モジュールの例が、国際公開番号2004/029221と、米国特許番号5,641,628、5,837,115、6,692,952に開示されており、これらは総ての目的においてここに参照により組み込まれている。   Examples of capture modules are disclosed in International Publication No. 2004/029221, and U.S. Patent Nos. 5,641,628, 5,837,115, 6,692,952, which are incorporated herein for all purposes. It is incorporated by.

形状およびサイズ
結合量を増大させるには、障害物の表面積を増大するか、サンプルと障害物の接触空き数を増やすのが望ましい。したがって、本発明の捕獲障害物は、様々な形状および形態としてその表面積および/またはサンプルとの接触回数を増やしてもよい。あsらに、障害物の形状およびサイズは、捕獲される検体や、サンプル濃度によって変化してもよい。捕獲モジュールで捕獲される検体が大きくなれば、障害物の捕獲も多くなる。いくつかの実施例では、障害物の高さは、1500,1400,1300,1200,1100,1000,900,800,700,600,500,400,300,200,100ミクロン以下である。いくつかの実施例では、障害物の高さは20,30,40,50,60,70,80,90,100,200,300,400,500ミクロン以上である。
Shape and size To increase the amount of binding, it is desirable to increase the surface area of the obstacle or to increase the number of free contact between the sample and the obstacle. Accordingly, the capture obstacle of the present invention may increase its surface area and / or the number of contact with the sample in various shapes and forms. In addition, the shape and size of the obstacle may vary depending on the specimen to be captured and the sample concentration. The larger the specimen captured by the capture module, the more obstacles will be captured. In some embodiments, the height of the obstacle is 1500, 1400, 1300, 1200, 1100, 1000, 900, 800, 700, 600, 500, 400, 300, 200, 100 microns or less. In some embodiments, the height of the obstacle is 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 200, 300, 400, 500 microns or more.

同様に、障害物間の隙間のサイズも、捕獲される障害物のサイズにより変化する。いくつかの実施例では、障害物間の隙間は50,40,30,20,10ミクロン以下である。いくつかの実施例では、障害物間の隙間は、関心ある検体の粒体力学的サイズの10,9,8,7,6,5,4,3,2倍以下である。いくつかの実施例では、障害物間の隙間は、関心ある検体の粒体力学的サイズ以下である。このような実施例では、関心ある検体は障害物間に捉えられる。本発明は、関心ある検体より隙間が幅広いアレイと、関心ある検体より狭いアレイの双方を企図している。いくつかの実施例では、制限された隙間(関心ある検体と幅が同じか少ないもの)が、障害物アレイにわたって均一または非均一に分散されている。好適には、制限された隙間は非均一に障害物アレイにわたって分散されている。   Similarly, the size of the gap between the obstacles varies depending on the size of the obstacle to be captured. In some embodiments, the gap between obstacles is 50, 40, 30, 20, 10 microns or less. In some embodiments, the gap between the obstacles is no more than 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 times the granular mechanical size of the specimen of interest. In some embodiments, the gap between obstacles is less than or equal to the granulodynamic size of the analyte of interest. In such an embodiment, the analyte of interest is captured between obstacles. The present invention contemplates both arrays that are wider than the analyte of interest and that are narrower than the analyte of interest. In some embodiments, limited gaps (same or less in width as the analyte of interest) are uniformly or non-uniformly distributed across the obstacle array. Preferably, the limited gaps are non-uniformly distributed across the obstacle array.

いくつかの実施例では、各障害物の直径は1500,1400,1300,1200,1100,1000,900,800,700,600,500,400,300,200,100,90,80,70,60,50,40,30,20ミクロン以下である。別の実施例では、各障害物の直径は5,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100ミクロン以上である。   In some embodiments, the diameter of each obstacle is 1500, 1400, 1300, 1200, 1100, 1000, 900, 800, 700, 600, 500, 400, 300, 200, 100, 90, 80, 70, 60. , 50, 40, 30, 20 microns or less. In another embodiment, the diameter of each obstacle is greater than 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 microns.

いくつかの実施例では、捕獲アレイ内の障害物は、選択的(そして選択的に可逆的)に液体サンプルの1またはそれ以上の成分を可逆的あるいは非可逆的に結合する。1の障害物は、例えば、選択的に液体サンプル中の細胞または成分に親和力を有する1またはそれ以上の捕獲部分を具える。このような捕獲部分は、例えば胎児細胞、赤血球、白血球、血小板、上皮細胞、癌細胞、内皮細胞、または他の稀有な細胞などの関心ある細胞または成分を特に結合する。例えば、いくつかの実施例では、捕獲部分は、赤血球または上皮細胞を特に結合する抗体(またはその断片)を具える。このような抗体は、例えば、それぞれ抗CD71およびEpCAM抗体を含む。好適な実施例では、このような抗体は単一細胞である。捕獲部分となりうる他の抗体は、限定しないが、抗CD235a、抗CD36、抗セレクチン、抗炭水化物、抗CD45、抗GPA、抗抗原iを含む。図6は、本発明の一実施例を示し、胎児細胞が結合部分(抗CD71)に結合された障害物に結合されている。図7Aは、ポストアレイを通る第1の検体のパスを示し、ここで特にポストに結合していない検体はアレイを通って移動を続け、ポストを結合していないアレイはアレイに捕獲される。図7Bは、抗体で覆われたポストの写真である。図7Cは、本発明により実装される、基板(例えば障害物や側壁等)への抗体の結合を示す。   In some embodiments, the obstacle in the capture array selectively (and selectively reversibly) binds one or more components of the liquid sample reversibly or irreversibly. One obstruction includes, for example, one or more capture moieties that selectively have an affinity for cells or components in a liquid sample. Such capture moieties specifically bind cells or components of interest such as fetal cells, red blood cells, white blood cells, platelets, epithelial cells, cancer cells, endothelial cells, or other rare cells. For example, in some embodiments, the capture moiety comprises an antibody (or fragment thereof) that specifically binds red blood cells or epithelial cells. Such antibodies include, for example, anti-CD71 and EpCAM antibodies, respectively. In a preferred embodiment, such antibodies are single cells. Other antibodies that can be capture moieties include, but are not limited to, anti-CD235a, anti-CD36, anti-selectin, anti-carbohydrate, anti-CD45, anti-GPA, anti-antigen i. FIG. 6 shows an embodiment of the present invention in which fetal cells are bound to an obstacle bound to a binding moiety (anti-CD71). FIG. 7A shows the path of the first analyte through the post array, where the analyte not specifically bound to the post continues to move through the array and the array not bound to the post is captured in the array. FIG. 7B is a photograph of a post covered with antibodies. FIG. 7C shows antibody binding to a substrate (eg, an obstacle, sidewall, etc.) implemented in accordance with the present invention.

選別モジュールとともに、捕獲モジュールは、それぞれが選択的に異なる関心ある細胞および/または成分を結合する複数の領域を有してよい。複数の捕獲領域を有するモジュールを具えるシステムは、互いに直列に液体接続された2またはそれ以上の捕獲領域を具える。さらに、1のシステムが並列に液体接続された複数の選別モジュールを具え、同時に分析されるサンプル量を増大させてもよい。   Along with the sorting module, the capture module may have multiple regions, each of which selectively binds different cells and / or components of interest. A system comprising a module having a plurality of capture regions comprises two or more capture regions that are liquid connected in series with each other. Furthermore, one system may include a plurality of sorting modules that are liquid-connected in parallel to increase the amount of sample to be analyzed simultaneously.

混合された細胞の集合(例えば血液)から第1の種類の細胞を濃縮する場合、好適には捕獲モジュールの表面に結合しうる少なくとも60%、70%、80%、90%、95%、98%、99%の細胞が、混合物から取り除かれる。捕獲モジュールの表面コーティングは好適に、細胞の非特異性の結合を最小限にするよう設計される。例えば、結合部分との結合が不可能な細胞または検体の99%、98%、95%、90%、80%、70%は、捕獲モジュールの表面に結合されない。捕獲モジュールの選択的な結合により、特定の検体(活性細胞の集合)を細胞の混合物から分離しうる。装置には、検体(例えば細胞)が相互作用するよう装置の表面積を増やすよう障害物が設けられ、障害物を含むチャンバ内では結合の可能性が上昇する。流れの状態は、検体細胞が装置内で非常に優しく扱われ、障害物間を通るために機械的に変形する必要がない。正の圧力または負の圧力の送り出しもしくは流体の列からの流れを用いて、本発明のマイクロ流体デバイス(例えば捕獲モジュール)内またはその外へ細胞を移動させる。   When enriching the first type of cells from a mixed population of cells (eg blood), preferably at least 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 98 that can bind to the surface of the capture module. %, 99% of the cells are removed from the mixture. The surface coating of the capture module is preferably designed to minimize nonspecific binding of cells. For example, 99%, 98%, 95%, 90%, 80%, 70% of cells or analytes that cannot bind to the binding moiety are not bound to the surface of the capture module. By selective binding of the capture module, a specific analyte (a collection of active cells) can be separated from the mixture of cells. The device is provided with obstacles to increase the surface area of the device so that analytes (eg cells) interact, increasing the likelihood of binding within the chamber containing the obstacles. The flow condition is handled very gently in the device and does not need to be mechanically deformed to pass between obstacles. Positive or negative pressure delivery or flow from a fluid stream is used to move cells into or out of the microfluidic device (eg, capture module) of the present invention.

好適には、この方法は、最初の混合物に比べて所望の検体(例えば細胞)の少なくとも50%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、99.1%、99.2%、99.3%、99.4%、99.5%、99.6%、99.7%、99.8%、99.9%、99.95%を確保し、所望の検体の集合をサンプル中の検体量と比較して100、1000、10,000、100,000、1,000,000の係数で濃縮する可能性を有している。   Preferably, the method comprises at least 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98% of the desired analyte (eg, cells) relative to the initial mixture, 99%, 99.1%, 99.2%, 99.3%, 99.4%, 99.5%, 99.6%, 99.7%, 99.8%, 99.9%, 99. 95% is secured, and there is a possibility of concentrating a desired set of specimens by a factor of 100, 1000, 10,000, 100,000, 1,000,000 compared to the quantity of specimens in the sample. .

いくつかの実施例では、捕獲モジュールは、10、100、1,000、10,000、100,000以上の障害物を有する。このような障害物を二次元アレイに整列させる場合、このアレイは、例えば、2,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,120,140,160,180,200,400,600,800,1000列の障害物を有する。   In some embodiments, the capture module has 10, 100, 1,000, 10,000, 100,000 or more obstacles. When aligning such obstacles in a two-dimensional array, the array may be, for example, 2, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 120, 140, 160, 180, It has 200, 400, 600, 800, 1000 rows of obstacles.

磁気
いくつかの実施例では、捕獲モジュールが、1またはそれ以上の検体を分離および/または濃縮する目的で、磁気粒子、磁界、および/または磁気装置/装置部品を用いる。
Magnetic In some embodiments, the capture module uses magnetic particles, magnetic fields, and / or magnetic devices / device components for the purpose of separating and / or concentrating one or more analytes.

本発明の磁気粒子は、様々なサイズおよび/または形状であってもよい。いくつかの実施例では、磁気粒子の直径は500nm、400nm、300nm、200nm、100nm、90nm、80nm、70nm、60nm、500nm以下である。いくつかの実施例では、磁気粒子の直径は10−1000nm、20−800nm、30−600nm、40−400nm、50−200nmの間である。いくつかの実施例では、磁気粒子の直径は、10nm、50nm、100nm、200nm、500nm、1000nm、5000nm以上である。磁気粒子は乾燥しても液体に浸されてもよい。磁気粒子を含む液体サンプルと第2の液状媒体との混合物は、2005年9月15日出願の米国出願番号未付与の名称「Methods and Systems for Fluid Delivery」を含む様々な公知の手段で実現することができる。   The magnetic particles of the present invention may be of various sizes and / or shapes. In some embodiments, the diameter of the magnetic particles is 500 nm, 400 nm, 300 nm, 200 nm, 100 nm, 90 nm, 80 nm, 70 nm, 60 nm, 500 nm or less. In some embodiments, the diameter of the magnetic particles is between 10-1000 nm, 20-800 nm, 30-600 nm, 40-400 nm, 50-200 nm. In some embodiments, the magnetic particle diameter is 10 nm, 50 nm, 100 nm, 200 nm, 500 nm, 1000 nm, 5000 nm or more. The magnetic particles may be dried or immersed in a liquid. The mixture of the liquid sample containing magnetic particles and the second liquid medium is accomplished by a variety of known means including the unassigned name “Methods and Systems for Fluid Delivery” filed on September 15, 2005. be able to.

いくつかの実施例では、サンプル中の検体(関心ある、あるいはない検体)は、強磁性かそうでなくても磁性を有し、このような検体は磁界を利用して1またはそれ以上の他の検体(関心ある、あるいはない検体)から分離あるいは取り除くことができる。図8はこの捕獲メカニズムの実施例を示し、第1の検体が、この第1の検体を特に結合する抗体に結合され、この抗体もまたナノビードに結合されている。第1の検体−ナノビード複合体を含む検体の混合物と、第2の検体とが時価以内に供給された場合、前記第1の検体−ナノビード複合体が捕獲され、他の細胞は磁界内で移動を続ける。第1の検体は磁界を取り去ると解放される。   In some embodiments, the analyte in the sample (the analyte of interest or not) is ferromagnetic or not magnetic, and such an analyte utilizes one or more other magnetic fields. Can be separated or removed from any specimen (specimens of interest or not). FIG. 8 shows an example of this capture mechanism, where a first analyte is bound to an antibody that specifically binds the first analyte, and this antibody is also bound to a nanobead. When the mixture of the specimen including the first specimen-nanobead complex and the second specimen are supplied within the market price, the first specimen-nanobead complex is captured, and other cells move in the magnetic field. Continue. The first specimen is released when the magnetic field is removed.

磁界は、本装置の内部または外部にあってもよい。外部磁界は、ここにおけるデバイス(例えば容器、チャネル、障害物)外をソースとするものである。内部磁界は、ソースがここにおけるデバイス内にあるものである。   The magnetic field may be internal or external to the device. The external magnetic field is sourced outside the device (eg, container, channel, obstacle). The internal magnetic field is where the source is in the device here.

いくつかの実施例では、選別される検体(例えば、関心あるまたは関心ない検体)が強磁性でない、あるいは磁性がない場合、磁気粒子はこのような検体を選択的に結合する結合部分と結合されてもよい。結合部分の例としては、限定しないが、ポリペプチド、抗体、核酸等がある。好適な実施例では、結合部分は関心ある検体(例えば赤血球、癌細胞、上皮細胞)と選択的に結合する抗体である。したがって、いくつかの実施例では、磁気粒子は、抗CD71、抗CD45、抗EpiCAM、またはここに開示する様々な抗体でなる群から選択される抗体(好適には単クローン抗体)で覆われる。   In some embodiments, if the analyte to be sorted (eg, the analyte of interest or not) is not ferromagnetic or non-magnetic, the magnetic particles are combined with a binding moiety that selectively binds such analyte. May be. Examples of binding moieties include, but are not limited to, polypeptides, antibodies, nucleic acids and the like. In preferred embodiments, the binding moiety is an antibody that selectively binds to the analyte of interest (eg, red blood cells, cancer cells, epithelial cells). Thus, in some embodiments, the magnetic particles are covered with an antibody (preferably a monoclonal antibody) selected from the group consisting of anti-CD71, anti-CD45, anti-EpiCAM, or various antibodies disclosed herein.

磁気粒子は、サンプルとの接触前に本明細書中の1またはそれ以上のデバイスと結合されてもよいし、サンプルをデバイスに供給する前にサンプルに混合されてもよい。   The magnetic particles may be combined with one or more devices herein prior to contact with the sample, or may be mixed into the sample prior to supplying the sample to the device.

いくつかの実施例では、このシステムは、捕獲されあるいは捕獲されない検体の磁性を変化させうる試薬(例えば磁気粒子)を収容するリザーバを具えてもよい。このリザーバは好適には1またはそれ以上の本デバイス/モジュールに液通している。例えば、いくつかの実施例では、磁気リザーバがサイズ式選別モジュールに接続され、別の実施例では、磁気リザーバが捕獲モジュールに接続されている。   In some embodiments, the system may include a reservoir that contains reagents (eg, magnetic particles) that can change the magnetism of an analyte that is captured or not captured. This reservoir is preferably in fluid communication with one or more of the devices / modules. For example, in some embodiments, a magnetic reservoir is connected to the sizing module, and in another embodiment, the magnetic reservoir is connected to the capture module.

試薬の正確な性質は、検体の性質に依存する。試薬の例は、遷移金属の酸化剤または還元剤、ヘモグロビンを酸化または還元する試薬、検体に結合する磁気ビード、あるいは、鉄または他の磁気材料や粒子をキレート化させ、酸化させ、あるいは結合する試薬を含む。この試薬は、検体の磁性を変化させるよう作用し、磁界への吸着力を付与あるいは強化するか、磁界への反発力を付与あるいは強化するか、検体が磁界から影響を受ける磁性を除去する。   The exact nature of the reagent depends on the nature of the analyte. Examples of reagents include transition metal oxidizing or reducing agents, reagents that oxidize or reduce hemoglobin, magnetic beads that bind to analytes, or chelate, oxidize, or bind iron or other magnetic materials or particles. Contains reagents. This reagent acts to change the magnetism of the specimen, and applies or enhances the adsorption force to the magnetic field, imparts or strengthens the repulsive force to the magnetic field, or removes the magnetism from which the specimen is affected by the magnetic field.

磁界に反応する磁気粒子を、本発明の装置および方法に適用することができる。望ましい粒子は、表面の化学的性質が、例えば化学反応、物理的吸着、からみ合い、または静電相互作用により、化学的または物理的に変更可能なものである。   Magnetic particles that react to a magnetic field can be applied to the apparatus and method of the present invention. Desirable particles are those whose surface chemistry can be altered chemically or physically by, for example, chemical reaction, physical adsorption, entanglement, or electrostatic interaction.

捕獲部分は、この分野で公知の様々な手段で磁気粒子に結合されてもよい。例として、化学反応、物理的吸着、からみ合い、または静電相互作用がある。磁気粒子に結合される捕獲部分は、対象とする検体の性質に依存する。捕獲部分の例は、限定しないが、蛋白質(例えば抗体、アビジン、細胞表面レセプタ)、荷電または非荷電のポリマ(例えばポリペプチド、核酸、合成ポリマ)、疎水性または親水性のポリマ、小細胞(例えばビオチン、受容体リガンド、キレート剤)、炭水化物、イオンなどがある。このような捕獲部分は特に、細胞(例えば細菌性、病原性、胎児細胞、胎児血液細胞、癌細胞、血液細胞)細胞小器官(例えば核)、ウィルス、ペプチド、蛋白質、炭水化物、ポリマ、核酸、超分子複合体、その他の生物学的分子(例えば、有機あるいは無機分子)、小分子、イオン、またはこれらの組合せ(キメラ)か断片を含む。特に胎児細胞に用いる捕獲部分の例は、抗CD71、抗CD36、抗セレクチン、抗GPA、抗炭水化物、および完全トランスフェリン(holotransferrin)を含む。したがって、別の実施例では、捕獲部分は胎児細胞に特化している。   The capture moiety may be coupled to the magnetic particles by various means known in the art. Examples are chemical reactions, physical adsorption, entanglement, or electrostatic interactions. The capture moiety bound to the magnetic particle depends on the nature of the analyte of interest. Examples of capture moieties include, but are not limited to, proteins (eg, antibodies, avidin, cell surface receptors), charged or uncharged polymers (eg, polypeptides, nucleic acids, synthetic polymers), hydrophobic or hydrophilic polymers, small cells ( For example, biotin, receptor ligands, chelating agents), carbohydrates, ions and the like. Such capture moieties are in particular cells (eg bacterial, pathogenic, fetal cells, fetal blood cells, cancer cells, blood cells) organelles (eg nuclei), viruses, peptides, proteins, carbohydrates, polymers, nucleic acids, Supramolecular complexes, other biological molecules (eg organic or inorganic molecules), small molecules, ions, or combinations (chimeras) or fragments thereof. Examples of capture moieties specifically used for fetal cells include anti-CD71, anti-CD36, anti-selectin, anti-GPA, anti-carbohydrate, and complete transferrin. Thus, in another embodiment, the capture moiety is specialized for fetal cells.

検体の磁性が変化したら、サンプルの他の構成物と比較した検体の分離または濃縮に作用させるのに用いることができる。この分離または濃縮は、磁界を用いたポジティブ選択により所望の検体を磁界に引き寄せたり、ネガティブ選択で関心ない検体を引き寄せることを含む。いずれの場合でも、所望の検体を含む検体の集合は回収されて分析またはさらなる処理が行われる。   If the magnetic properties of the analyte change, it can be used to affect the separation or concentration of the analyte relative to other components of the sample. This separation or concentration includes attracting a desired analyte to the magnetic field by positive selection using a magnetic field, or attracting an uninteresting analyte by negative selection. In either case, a collection of specimens containing the desired specimen is collected for analysis or further processing.

この磁気選別を行う装置は、磁界を生成する様々な装置(例えば、ここに記載するいずれかの装置またはリザーバ)であってよい。一実施例では、MACS列を用いて磁気改質検体の選別に作用させる。(例えば、ここに記載するいずれかの試薬を用いて)検体が試薬により磁気反応するようになった場合、前記MACS列に結合され、これによりサンプルの他の成分と比較した所望のサンプルの濃縮が実現する。   The device that performs this magnetic sorting may be a variety of devices that generate a magnetic field (eg, any of the devices or reservoirs described herein). In one embodiment, a MACS sequence is used to affect the selection of magnetically modified analytes. When an analyte becomes magnetically reacted with a reagent (eg, using any of the reagents described herein), it is bound to the MACS sequence, thereby concentrating the desired sample relative to other components of the sample Is realized.

別の実施例では、選別は、好適には複数の磁気障害物を具えるマイクロ流体デバイスなどの装置を用いて達成される。(例えば、検体が本来有する磁性を強化するか、検体に磁気反応する粒子を結合することにより)サンプル中の検体が磁気反応するよう改変された場合、検体は障害物と結合し、これにより結合した検体の濃縮が達成される。代替的に、ネガティブ選択を用いてもよい。この例では、所望の検体が磁気反応しないようにして、あるいは所望しない検体に磁気反応粒子を結合する。この場合、所望しない検体が障害物に保持される一方で所望の検体は保持されず、これにより所望の検体が濃縮される。   In another embodiment, the sorting is accomplished using an apparatus such as a microfluidic device that preferably comprises a plurality of magnetic obstacles. If the sample in the sample is modified to react magnetically (for example, by strengthening the inherent magnetism of the sample or by binding a magnetically reacting particle to the sample), the sample will bind to the obstacle and thereby bind Concentration of the collected specimen is achieved. Alternatively, negative selection may be used. In this example, magnetic reaction particles are bound to a desired specimen so that the desired specimen does not magnetically react or to an undesired specimen. In this case, an undesired sample is held on the obstacle, while a desired sample is not held, thereby concentrating the desired sample.

装置の磁気領域は、限定しないが、例えば希土類材料、ネオジミウム−鉄−ボロン、鉄−クロミウム−コバルト、ニッケル−鉄、コバルト−プラチナ、およびストロンチウムフェライトなどの硬磁性または軟磁性材料で作成することができる。装置の一部は、磁気材料から直接製造でき、あるいは磁気材料を別の材料に適用してもよい。硬磁性材料を用いると、他の作動を必要とせず磁界が生成されるため、装置の設計を単純化することができる。しかしながら軟磁性材料は、材料を消磁することにより結合した検体を簡単に解放して下流へ送ることができる。磁気材料によっては、適用プロセスは、陰極スパッタリング、焼結、電着、またはポリマ結合磁気粉体の合成物の薄膜フィルムコーティングを含む。好適な実施例は、ポリイミド−ストロンチウムフェライト(ポリイミドが結合剤として、ストロンチウムフェライトが磁気フィラーとして作用する)などのポリマ複合体を用いた回転成形によりマイクロ加工した障害物(例えばシリコンポスト)の薄膜コーティングである。コーティング後、ポリマ磁気コーティングが硬化して安定した機械的特性が得られる。硬化後、装置は短期間外部の誘導電磁界にさらされ、これが装置内の永久磁石の方向付けを好適に決定する。ポストからの磁界の磁束密度と固有の保磁力は、磁気フィラーの%量によって制御できる。   The magnetic region of the device can be made of hard or soft magnetic materials such as, but not limited to, rare earth materials, neodymium-iron-boron, iron-chromium-cobalt, nickel-iron, cobalt-platinum, and strontium ferrite. it can. Part of the device can be manufactured directly from a magnetic material, or the magnetic material may be applied to another material. The use of hard magnetic material can simplify the design of the device because a magnetic field is generated without the need for other actuations. However, soft magnetic materials can easily release the bound analyte by demagnetizing the material and send it downstream. Depending on the magnetic material, the application process includes cathodic sputtering, sintering, electrodeposition, or a thin film coating of a composite of polymer-bonded magnetic powder. A preferred embodiment is a thin film coating of obstacles (eg, silicon posts) micromachined by rotational molding using a polymer composite such as polyimide-strontium ferrite (polyimide acts as a binder and strontium ferrite acts as a magnetic filler). It is. After coating, the polymer magnetic coating is cured and stable mechanical properties are obtained. After curing, the device is briefly exposed to an external induction field, which preferably determines the orientation of the permanent magnets within the device. The magnetic flux density of the magnetic field from the post and the intrinsic coercive force can be controlled by the amount of magnetic filler.

別の実施例では、封入されたマイクロ流体装置の外側面に導電材料がマイクロパターン加工される。このパターンは、空間周期が約100ミクロンである単一の電気回路からなる。この電気回路の設計と、回路を流れる電流の大きさとを制御することにより、風刺されたマイクロ流体装置内の高低磁気強度の周期的範囲を改善することができる。   In another embodiment, a conductive material is micropatterned on the outer surface of the encapsulated microfluidic device. This pattern consists of a single electrical circuit with a spatial period of about 100 microns. By controlling the design of this electrical circuit and the magnitude of the current flowing through the circuit, it is possible to improve the periodic range of high and low magnetic strength in the satirized microfluidic device.

磁気粒子は、装置全体に均一に配分されてもよいし、空間的に分散した領域に配分されてもよい。さらに、磁気粒子は装置内で構造体を生成するのに用いることができる。例えば、チャネルの反対側に2つの磁気領域を用いて磁気粒子を引き付け、これら2つの領域を繋ぐ「ブリッジ」を形成してもよい。   The magnetic particles may be distributed uniformly throughout the device, or may be distributed in spatially dispersed areas. Furthermore, the magnetic particles can be used to create structures in the device. For example, two magnetic regions on the opposite side of the channel may be used to attract magnetic particles to form a “bridge” that connects these two regions.

上述したように、本発明は、バクテリア、ウィルス、菌、細胞、細胞成分、ウィルス、核酸、蛋白質、蛋白質複合体、炭水化物、これらの断片または組合せ(キメラ)などの検体を濃縮する分析装置を構成する。さらに、磁気特性に代えて、本装置はサンプル中の検体に様々な操作を加えるのに用いることができる。このような操作は、粒子の肥大化または集中、サイズ式の細分化、あるいは、粒子自体または粒子を運ぶ液体の改質を含む。好適には、本装置は異成分からなる混合物から稀有な検体(稀有な細胞)を濃縮したり、例えば懸濁液内の液体を交換したり検体に試薬を接触させたりすることにより稀有な検体を改質したりするのに用いる。このような装置は、例えば細胞の機械的溶解や細胞内活動が少なく、細胞に与えるストレスを限定しつつ高度の濃縮が可能である。   As described above, the present invention constitutes an analyzer for concentrating specimens such as bacteria, viruses, fungi, cells, cell components, viruses, nucleic acids, proteins, protein complexes, carbohydrates, fragments or combinations (chimeras) thereof, and the like. To do. Furthermore, instead of magnetic properties, the device can be used to perform various operations on the specimen in the sample. Such operations include enlargement or concentration of the particles, subdivision of the size formula, or modification of the particles themselves or the liquid carrying the particles. Preferably, the device concentrates rare specimens (rare cells) from a mixture of different components, for example by exchanging liquid in suspension or bringing a reagent into contact with the specimen. It is used to modify. Such an apparatus, for example, has little mechanical lysis and intracellular activity of cells, and can highly concentrate while limiting the stress applied to the cells.

最初に細胞の例を説明したが、本発明の装置は、本発明の装置で選別可能なサイズの様々な検体に用いることができる。   Although the example of a cell was demonstrated initially, the apparatus of this invention can be used for the various test substance of the size which can be sorted with the apparatus of this invention.

本発明の装置は、例えば検体が接触しており、互いに流体力学的に相互作用し、あるいは別の検体の周囲で流量配分に影響を与える、濃縮されたサンプルに用いることができる。例えば、この方法は、人間のドナーの全体血液の赤血球から白血球を選別することができる。人間の血液は通常、体積の45%以下の細胞を含む。細胞は、アレイを通ると粒体力学的に互いに物理的に接触および/または結合される。   The apparatus of the present invention can be used, for example, on a concentrated sample that is in contact with an analyte and interacts hydrodynamically with each other or affects flow distribution around another analyte. For example, the method can sort white blood cells from red blood cells of whole blood of a human donor. Human blood usually contains 45% or less of cells by volume. As the cells pass through the array, they are physically contacted and / or bound to each other mechanically.

本発明の方法は、サンプルから1またはそれ以上の検体を、当該1またはそれ以上の検体の磁気特性に基づいて選別するステップを含む。一実施例では、サンプルに、検体の磁気特性を改質する試薬が加えられる。この改変は、磁気粒子により達成される。一実施例では、粒子(例えば磁気粒子)が装置の表面に結合され、装置内でサンプル中の所望の検体(例えば胎児細胞、病原体の細胞、癌細胞、または細菌性の細胞などの稀有な細胞)が確保される。したがって、検体または関心ある検体は、その後装置の表面に結合する。別の実施例では、所望の検体は装置内でサイズ、形状、変形能に基づく機構を通して確保される。別の実施例では、ネガティブ選択が採用され、ここでは所望の検体は磁気粒子に結合されない。いずれの実施例でも、MACS列を用いて検体(例えば、磁気粒子に結合した検体)を保持するようにしてもよい。ポジティブ選択の場合、少なくとも検体の60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%が装置内に確保されることが望ましい。装置の表面は、対象でない検体の非特異的な結合を最小限にするよう望ましく設計される。例えば、対象でない検体の少なくとも99%、98%、95%、90%、80%、70%が装置内に留まらない。この装置内の選択的な保持により、例えば血液、唾液、尿、土壌、空気、または水サンプルなどの混合物から特定の検体の集合の選別を達成することができる。   The method of the present invention includes the step of selecting one or more analytes from a sample based on the magnetic properties of the one or more analytes. In one embodiment, a reagent is added to the sample that modifies the magnetic properties of the analyte. This modification is achieved by magnetic particles. In one embodiment, particles (eg, magnetic particles) are bound to the surface of the device and the desired analyte (eg, fetal cells, pathogen cells, cancer cells, or bacterial cells) in the sample within the device. ) Is secured. Thus, the analyte or analyte of interest will then bind to the surface of the device. In another embodiment, the desired specimen is secured in the device through a mechanism based on size, shape, and deformability. In another embodiment, negative selection is employed, where the desired analyte is not bound to magnetic particles. In any embodiment, a specimen (for example, a specimen bound to magnetic particles) may be held using a MACS sequence. In the case of positive selection, it is desirable that at least 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% of the specimen is secured in the apparatus. The surface of the device is desirably designed to minimize non-specific binding of non-target analytes. For example, at least 99%, 98%, 95%, 90%, 80%, 70% of non-target specimens remain in the device. By selective retention within the device, it is possible to achieve selection of a particular analyte collection from a mixture such as blood, saliva, urine, soil, air, or water samples.

検体の選択的な確保は、本発明の装置内に磁気粒子を導入することにより達成できる。捕獲部分を磁気粒子に結合させ、対象とする検体の特異的な結合に作用させてもよい。別の実施例では、選択されたサイズ、形状、または変形能の検体のみが装置を通過できるよう磁気粒子が配備される。これらの実施例の組合せも想起しうる。例えば、1の装置はサイズに基づいて特定の検体を保持するように構成し、他の装置は結合度(binding)に基づくようにしてもよい。さらに、1の装置が例えば直列的、並列的、あるいは装置内で領域が散在するように、1より多い関心ある検体を拘束するよう設計され、あるいは2またはそれ以上の捕獲部分が同じ磁気粒子または例えば同じ障害物または領域に結合された隣接する粒子に分配される。さらに、同じ検体(例えば抗CD71および抗Cd36)に特化した複数の捕獲部分を、同じか異なる磁気粒子に、例えば同じか異なる障害物または領域に適用してもよい。   The selective securing of the specimen can be achieved by introducing magnetic particles into the apparatus of the present invention. The capture moiety may be bound to magnetic particles and act on the specific binding of the analyte of interest. In another embodiment, magnetic particles are deployed so that only specimens of a selected size, shape, or deformability can pass through the device. Combinations of these examples can also be recalled. For example, one device may be configured to hold a particular specimen based on size, and the other device may be based on binding. In addition, one device is designed to constrain more than one analyte of interest, for example in series, parallel, or interspersed within the device, or two or more capture moieties are the same magnetic particle or For example, distributed to adjacent particles bound to the same obstacle or region. Furthermore, multiple capture moieties specialized for the same analyte (eg, anti-CD71 and anti-Cd36) may be applied to the same or different magnetic particles, eg, to the same or different obstacles or regions.

磁気粒子を装置内に存在する障害物に取り付け(あるいは、障害物を成形するよう操作し)、検体と相互作用する面を増やして結合が生じやすくしてもよい。流れの状態は通常、ダメージが生じないよう検体が装置内で非常に優しく扱われるようにされている。正の圧力または負圧の付与あるいは柱(column)からの流れを適用して、本発明のマイクロ流体装置へ、またはここから検体を送ってもよい。この装置は穏やかな処理が可能であり、かつ各検体が1またはそれ以上の磁気粒子と衝突する頻度を最大化する。対象とする検体は磁気粒子と衝突し、様々な捕獲部分と相互作用する。この捕獲部分は、装置内で磁気吸着するよう設計された障害物と共存しうる。この相互作用により、規定された場所の対象とする検体が捕獲され保持される。代替的に、検体は、例えばサイズ、形状、または変形能に基づく装置の通りにくさにより保持される。捕獲された検体は、磁気粒子を保持している磁気領域を消磁することにより解放される。選択的に検体を領域から解放するには、消磁は選択された障害物または領域に限定してもよい。例えば、磁界は電磁的に設計され、個々の領域または障害物で磁界のオンとオフが自在に可能であってもよい。別の実施例では、検体は、例えば化学的分離または非共有結合性の相互作用の解除により、検体と捕獲部分との結合を解除することにより解法されてもよい。例えば、いくつかの鉄粒子をDNA環を介して単一細胞の抗体に結合(link)させ、DNAseを使用すると鉄粒子から検体を付着および脱着することができる。代替的に、抗体を破片にするプロテアーゼ(例えばパパイン)を用いて、技師が選択的に解放してもよい。特に強い磁気領域では、磁気粒子を磁気領域から解放するために磁気粒子の反発力を増大させてもよい。別の実施例では、捕獲された検体は解放されず、確保されたまま分析されさらなる処理が行われる。   Magnetic particles may be attached to obstacles present in the device (or operated to mold the obstacles) to increase the number of surfaces that interact with the specimen to facilitate binding. The flow condition is usually such that the specimen is handled very gently in the device so that no damage occurs. The application of positive or negative pressure or flow from the column may be applied to send the analyte to or from the microfluidic device of the present invention. This device allows gentle processing and maximizes the frequency with which each analyte collides with one or more magnetic particles. The analyte of interest collides with the magnetic particles and interacts with various capture moieties. This capture portion can coexist with an obstacle designed to be magnetically adsorbed in the device. Due to this interaction, the target specimen in the defined location is captured and held. Alternatively, the specimen is held by the wedge as per the device based on size, shape, or deformability, for example. The captured specimen is released by demagnetizing the magnetic region holding the magnetic particles. To selectively release the specimen from the area, demagnetization may be limited to the selected obstacle or area. For example, the magnetic field may be designed electromagnetically, allowing the magnetic field to be turned on and off freely in individual areas or obstacles. In another example, the analyte may be resolved by releasing the binding between the analyte and the capture moiety, eg, by chemical separation or by releasing non-covalent interactions. For example, several iron particles can be linked to a single cell antibody via a DNA circle and DNAse can be used to attach and detach analytes from the iron particles. Alternatively, the technician may selectively release using a protease (eg, papain) that breaks down the antibody. In particularly strong magnetic regions, the repulsive force of the magnetic particles may be increased to release the magnetic particles from the magnetic region. In another embodiment, the captured analyte is not released and is analyzed and processed further as it is secured.

一実施例では、装置は複合混合物からトランスフェリンレセプタを表す(expressing)細胞を捉え分離させるよう構成されている。CD71レセプタへの単一細胞の抗体は、例えば、限定しないが、ポリスチレンにドープした鉄と鉄粒子または鉄コロイド(例えば、Milternyi and Dynal社から)などの磁気材料と電子共有結合した既製品である。磁気粒子に結合したCD71のmABが、装置に流し込まれる。抗体でコートした粒子が障害物(例えば、ポスト)、床、壁に供給され、粒子と磁界の間の磁界作用の強度により保持される。障害物間の粒子と、障害物から離れて局所的な磁界の作用範囲にゆるく保持されたものが、すすぎにより除去される(この流量は、障害物から離れた検体にかかる流体力学的剪断ストレスが磁界強度より大きくなるよう調整される)。   In one embodiment, the device is configured to capture and separate cells expressing the transferrin receptor from the complex mixture. Single cell antibodies to the CD71 receptor are off-the-shelf products covalently bonded to magnetic materials such as, but not limited to, polystyrene-doped iron and iron particles or iron colloids (eg, from Milterny and Dynal). . The CD71 mAB coupled to the magnetic particles is poured into the apparatus. Antibody coated particles are fed to obstacles (eg, posts), floors, walls, and retained by the strength of the magnetic field action between the particles and the magnetic field. Particles between obstacles and those that are loosely held in the area of local magnetic field away from the obstacles are removed by rinsing (this flow rate is the hydrodynamic shear stress on the specimen away from the obstacles) Is adjusted to be greater than the magnetic field strength).

上記実施例に加え、本装置は、食品産業における病原体検査、化学的および生物学的な危険性に関する環境サンプリングにおける、血液由来の病原体、細菌性およびウィルス性の荷重(load)、水性媒体に可溶性の風媒の病原体の分離と検出に利用可能である。さらに、磁気粒子を捕獲部分や混成候補薬剤と共存させる。関心ある細胞の捕獲はさらに、捕獲した細胞を固定化混成薬剤と相互作用させるため分析される。したがって本装置は、高スループットで薬剤開発プロセスに用いるため、および二次的に細胞ベースの候補薬剤の検査のために、細胞の部分母集団を複合混合物から分離し、これらの混成候補薬剤との反応を検査することの双方に利用可能である。別の実施例では、例えば磁気粒子上や候補リガンド(または作用薬あるいは拮抗薬)の複合混合物内を流れるレセプタなどの捕獲部分を局所化することにより受容体リガンド作用の研究を本装置で実施可能である。関心あるリガンドは捕獲され、例えば二次的に蛍光プローブで染めることにより結合を検出可能である。本実施例は、組織や細胞の消化(digest)から抽出した複合混合物からの公知のリガンドの存在または不在を迅速に特定することができ、または候補薬剤化合物を特定できる。   In addition to the above examples, the device is soluble in blood-borne pathogens, bacterial and viral loads, aqueous media in pathogen testing in the food industry, environmental sampling for chemical and biological hazards It can be used for the isolation and detection of pathogens in Further, the magnetic particles are allowed to coexist with the capture portion or the hybrid candidate drug. The capture of the cells of interest is further analyzed to allow the captured cells to interact with the immobilized hybrid drug. Thus, the device separates a subpopulation of cells from a complex mixture for use in high-throughput drug development processes and for secondary cell-based candidate drug testing, and with these hybrid candidate drugs. It can be used for both checking the reaction. In another embodiment, the device can be used to study receptor ligand action, for example by localizing capture moieties such as receptors that flow on magnetic particles or within a complex mixture of candidate ligands (or agonists or antagonists). It is. The ligand of interest is captured and binding can be detected, for example, by secondary staining with a fluorescent probe. This example can quickly identify the presence or absence of a known ligand from a complex mixture extracted from tissue or cell digest, or can identify candidate drug compounds.

サイズ式選別と組み合わせた捕獲
ここにおける実施例では、サイズ式選別モジュールと、捕獲モジュールが好適に液体接続されている。例えば、選別モジュールの第1の出口が捕獲モジュールと液体接続される。捕獲モジュールを通るサンプルの平均流量は、選別モジュールと同じであっても異なってもよい。いくつかの実施例では、捕獲モジュールを通るサンプルの平均流量は、1,2,3,4,5,10,15,20,30,40,50,60,70,80,90,100mL/時間より大きい。
Capture combined with sizing screening In the embodiment here, the sizing screening module and the capture module are preferably in liquid connection. For example, the first outlet of the sorting module is in liquid connection with the capture module. The average flow rate of the sample through the capture module can be the same as or different from the sorting module. In some embodiments, the average flow rate of the sample through the capture module is 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 mL / hour. Greater than.

いくつかの実施例では、選別モジュールと捕獲モジュールが一体構成され、複数の障害物は、特定の検体をサイズによって偏向させて関し成る検体の方向と異なる流路へと導くのと、特定の検体をサイズ、親和性、磁気、または他の物理特性に基づき捕獲するのとの両方として作用する。   In some embodiments, the sorting module and the capture module are integrally configured, and a plurality of obstacles deflects a specific sample according to size to guide the specific sample to a flow path different from the direction of the related sample. As both capturing based on size, affinity, magnetism, or other physical properties.

III検出/分析
いずれの実施例でも、濃縮した検体(例えば稀有な細胞)やその成分(他とebあ、各や染色体)の検出および/または分析は、その全体または一部を人間または分析器で行うことができる。濃縮した検体が細胞の場合、検出/分析の前に浸透または溶解される。本発明の分析器は、高スループットの濃縮検体(例えば、血液や危険な検体からの稀有な細胞)の検出/分析用に自動化されている。分析器による検出および分析は、連続的なステップで行ってもよいし、1のステップに組み合わされてもよい。好適には、検出と分析は単一のステップで行われる。
III Detection / Analysis In any embodiment, the detection and / or analysis of concentrated specimens (eg, rare cells) and their components (other and eb, each and chromosome) can be performed in whole or in part on humans or analyzers. Can be done. If the concentrated analyte is a cell, it is permeated or lysed prior to detection / analysis. The analyzer of the present invention is automated for the detection / analysis of high-throughput concentrated specimens (eg, rare cells from blood or dangerous specimens). The detection and analysis by the analyzer may be performed in continuous steps or may be combined in one step. Preferably, detection and analysis are performed in a single step.

分析器は、公知の様々なサンプル分析装置を含んでもよく、例えば、顕微鏡、マイクロアレイ、細胞カウンタ等である。分析器はさらに、コンピュータ、データベース、メモリシステム、システム出力(例えばコンピュータ画面またはプリンタ)の1またはそれ以上を具えてもよい。好適な実施例では、分析器はコンピュータ読み出し可能な媒体、例えばフロッピーディスク、CD−ROM、ハードドライブ、フラッシュメモリ、テープ、または濃縮検体に検出または分析を行う一連の命令を含むプログラムコードを具える他のデジタル保存媒体、を具えてもよい。いくつかの実施例では、コンピュータ実行可能なロジックまたは分析器のプログラムコードが記憶媒体に保存され、これがコンピュータにロードされおよび/または実行され、あるいは電気配線やケーブル、光ファイバ、電磁放射などの伝送媒体を介して伝送される。汎用のマイクロプロセッサに実装される場合、コンピュータ実行可能なロジックは、このマイクロプロセッサに特定の論理回路を生成するよう構成する。好適には、このコンピュータ実行可能なロジックは、サンプル提供、濃縮、検出および/または分析を含むここに記載されたタスクの一部または全部を実行する。   The analyzer may include various known sample analyzers, such as a microscope, a microarray, a cell counter, and the like. The analyzer may further comprise one or more of a computer, database, memory system, system output (eg, computer screen or printer). In a preferred embodiment, the analyzer comprises program code including a series of instructions for performing detection or analysis on a computer readable medium, such as a floppy disk, CD-ROM, hard drive, flash memory, tape, or concentrated sample. Other digital storage media may be included. In some embodiments, computer-executable logic or analyzer program code is stored on a storage medium, which is loaded and / or executed on a computer, or transmission of electrical wiring, cables, optical fibers, electromagnetic radiation, etc. Transmitted over the medium. When implemented on a general-purpose microprocessor, the computer-executable logic configures the microprocessor to generate specific logic circuits. Preferably, the computer-executable logic performs some or all of the tasks described herein including sample provisioning, enrichment, detection and / or analysis.

いくつかの実施例では、分析器は、サイズし基線別モジュールまたは捕獲モジュールと液体接続される。いくつかの実施例では、濃縮検体(例えば関心ある細胞)が捕獲モジュール/サイズ式選別モジュールから取り出され、ガラススライドまたは細胞分類装置に供給されて分析される。好適な実施例では、この細胞分類装置は複数の検体(例えば細胞)をアドレス可能な場所に保持する。このような実施例の例が、米国特許番号6,692,952に開示されており、すべての目的においてここに参照により組み込まれる。このようなモジュールは、アドレス可能な場所からの細胞を選択的に解放するよう構成されたアクチュエータを具えてもよい。   In some embodiments, the analyzer is sized and fluidly connected to a baseline-based module or capture module. In some embodiments, concentrated analytes (eg, cells of interest) are removed from the capture module / size sorting module and fed to a glass slide or cell sorter for analysis. In the preferred embodiment, the cell sorter holds a plurality of specimens (eg, cells) in an addressable location. An example of such an embodiment is disclosed in US Pat. No. 6,692,952, incorporated herein by reference for all purposes. Such a module may comprise an actuator configured to selectively release cells from an addressable location.

いくつかの実施例では、分析器は、関心ある1またはそれ以上の検体を視覚化するといった検出ステップを実行するよう構成される。関心ある検体の視覚化は、サイズ式選別モジュールおよび/または捕獲モジュールの障害物を覆う透明なカバーまたは蓋を通じて実現する。いくつかの実施例では、分析器は、例えば光学顕微鏡、明視野光学顕微鏡、蛍光顕微鏡、電子顕微鏡などの顕微鏡を具える(好適には捕獲モジュールに液体接続される)。いくつかの実施例では、分析器はデュアルスキャン機能(例えば、光学顕微鏡と蛍光顕微鏡を用いる)を有する。好適には、分析器は濃縮検体(関心ある検体を含む)の三次元画像を提供する。例えば、コンピュータコードで、濃縮サンプル中の胎児有核赤血球を含む総ての有核赤血球を検出可能である。いくつかの実施例では、分析器は、カメラやビデオカメラといった画像装置を具える。このような画像装置は、(関心ある検体を含む)検体の画像を取得するのに用いられる。例えば、、画像装置は、母体の血液サンプルから取得される1またはそれ以上のfnRBCの画像を取得可能である。上記のいずれも、濃縮検体を描写し保存するコンピュータ実行可能なロジックにより制御可能である。   In some embodiments, the analyzer is configured to perform a detection step, such as visualizing one or more analytes of interest. Visualization of the analyte of interest is accomplished through a transparent cover or lid that covers the obstacles of the sizing and / or capture module. In some embodiments, the analyzer comprises a microscope, preferably an optical microscope, a bright field optical microscope, a fluorescence microscope, an electron microscope (preferably liquid connected to the capture module). In some embodiments, the analyzer has a dual scan function (eg, using an optical microscope and a fluorescence microscope). Preferably, the analyzer provides a three-dimensional image of the concentrated analyte (including the analyte of interest). For example, a computer code can detect all nucleated red blood cells, including fetal nucleated red blood cells in a concentrated sample. In some embodiments, the analyzer comprises an imaging device such as a camera or video camera. Such an imaging device is used to acquire an image of a specimen (including a specimen of interest). For example, the imaging device can acquire one or more fnRBC images acquired from a maternal blood sample. Any of the above can be controlled by computer-executable logic that renders and stores the concentrated analyte.

いくつかの実施例では、分析器は、例えば癌細胞、内皮細胞、上皮細胞などの関心ある検体を計数する分析ステップを実行するよう構成される。このような分析器は、例えば、細胞カウンタを具える。サンプル中で検出される関心ある検体の数は、(例えば癌の)診断または状態予測を行うのに用いることができる。いくつかの実施例では、分析器は既知のデータポイントから収集されるデータを比較する(および選択的に保存する)。いくつかの実施例では、分析器は、ケースサンプルおよび対照試料から収集したデータを比較し(および選択的に保存し)、付随する研究を実行する。   In some embodiments, the analyzer is configured to perform an analysis step that counts analytes of interest, such as cancer cells, endothelial cells, epithelial cells, and the like. Such an analyzer comprises, for example, a cell counter. The number of analytes of interest detected in the sample can be used to make a diagnosis (e.g., cancer) or predict a condition. In some embodiments, the analyzer compares (and optionally stores) data collected from known data points. In some examples, the analyzer compares (and optionally stores) data collected from case samples and control samples and performs accompanying studies.

いくつかの実施例では、分析器は、濃縮検体、関心ある検体、またはその成分を選択的に結合する1またはそれ以上のプローブからプローブ信号を検出する、コンピュータ実行可能なロジックを具える。いくつかの実施例では、このコンピュータ実行可能なロジックはまた、このような信号の強度、サイズ、形状、アスペクト比、および/または分布を分析する。このコンピュータ実行可能なロジックは、プローブ信号の分析結果に基づいてその後命令を生成しうる。   In some embodiments, the analyzer comprises computer-executable logic that detects the probe signal from one or more probes that selectively bind the concentrated analyte, the analyte of interest, or a component thereof. In some embodiments, the computer-executable logic also analyzes the strength, size, shape, aspect ratio, and / or distribution of such signals. This computer-executable logic may then generate instructions based on the analysis result of the probe signal.

検出器で検出/分析可能な信号のプローブの例は、限定しないが、蛍光プローブ(例えば、胎児細胞内のX、Y、13、18、21といった染色体を染色する)、発色プローブ、間接免疫剤(例えば、二次酵素と結合された未分類の一次抗体)、量子ドット、またはフォトンを放出する他のプローブである。いくつかの実施例では、本分析器は、蛍光プローブよりリード時間がかなり早い発色プローブを検出する。いくつかの実施例では、分析器は、核型、その場ハイブリダイゼーション(in situ hybridization::ISH)(例えば、蛍光その場ハイブリダイゼーション(FISH)、クロモゲンその場ハイブリダイゼーション(CISH)、ナノゴールドその場ハイブリダイゼーション(NISH))、制限酵素断片長多型(RFLP)分析、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)技術、フローサイトメトリー、電子顕微鏡法、量子ドット、および、単ヌクレオチド多形性(SNP)またはRNAレベルを検出する核酸アレイ、を実行するコンピュータ実行可能なロジックを具える。いくつかの実施例では、2またはそれ以上のプローブを使用する。例えば、複数のFISHプローブまたは他のDNAプローブを用いて単一の細胞おや関心ある成分を分析してもよい。稀有な細胞を検出するためにFISHを用いる方法が、Zhen, D. K., et. al. (1999) Prenatal Diagnosis, 18(11), 1181-1185, Cheung, MC., (1996) Nature Genetics 14, 264-268に開示されており、すべての目的においてここに参照により組み込まれる。CISHを用いる方法は、Arnould, L. et al British Journal of Cancer (2003), 88, 1587-1591、および米国特許公開2002/0019001に開示され、すべての目的においてここに参照により組み込まれる。   Examples of the probe of the signal that can be detected / analyzed by the detector include, but are not limited to, a fluorescent probe (for example, staining a chromosome such as X, Y, 13, 18, and 21 in fetal cells), a chromogenic probe, and an indirect immunizing agent. (Eg, unclassified primary antibody conjugated to a secondary enzyme), quantum dots, or other probes that emit photons. In some embodiments, the analyzer detects chromogenic probes that have significantly faster lead times than fluorescent probes. In some embodiments, the analyzer comprises a karyotype, in situ hybridization (: ISH) (eg, fluorescence in situ hybridization (FISH), chromogen in situ hybridization (CISH), nanogold Field hybridization (NISH)), restriction fragment length polymorphism (RFLP) analysis, polymerase chain reaction (PCR) technology, flow cytometry, electron microscopy, quantum dots, and single nucleotide polymorphism (SNP) or RNA Comprising computer-executable logic that implements a nucleic acid array that detects levels. In some embodiments, two or more probes are used. For example, a single cell or component of interest may be analyzed using multiple FISH probes or other DNA probes. A method using FISH to detect rare cells is described in Zhen, DK, et. Al. (1999) Prenatal Diagnosis, 18 (11), 1181-1185, Cheung, MC., (1996) Nature Genetics 14, 264. -268, incorporated herein by reference for all purposes. Methods using CISH are disclosed in Arnould, L. et al British Journal of Cancer (2003), 88, 1587-1591, and US Patent Publication 2002/0019001, which are hereby incorporated by reference for all purposes.

例えば、母体血液からの濃縮された胎児細胞を分析する場合、分析器は、胎児細胞またはその成分を検出するよう構成される。いくつかの実施例では、胎児細胞またはその成分の分析が、胎児の性別特定、遺伝子異常(例えば、染色体/DNA/RNAの異常)の存在/不存在、1またはそれ以上のSNPを検出するのに用いられる。本分析装置で検出しうる染色体異常の例は、限定しないが、アンジェルマン症候群(15q11.2−q13)、猫鳴き症候群(5p−)、ディジョージ症候群および膜−心臓−顔面症候群(22q11.2)、 Miller−Dieker症候群(17q13.3)、プラダー・ウィリ症候群(15q11.2−q13)、網膜芽腫(13q14)、Smith−Magenis症候群(17p11.2)、トリソミー13、トリソミー16、トリソミー18、トリソミー21(ダウン症)、三倍体性、ウィリアムス症候群(7q11.23)、Wolf−Hirschhorn症候群(4p−)がある。本分析器で検出可能な性染色体異常の例としては、限定しないが、カルマン症候群(Xp22.3)、ステロイドサルファターゼ不全(STS)(Xp22.3)、X連鎖魚鱗癬(Xp22.3)、クラインフェルター症候群(XXY)、脆弱X染色体症候群、ターナー症候群(X染色体の損傷)、超雌または三染色体X、一染色体Xなどを含む。本分析器で検出/分析可能な他のあまり有名でない染色体異常は、限定しないが、欠失(小さな欠如部分)、微少欠失(単一の遺伝子のみを含む物質の微少量の欠如)、転座(染色体の一部が他の染色体と結合)、逆位(染色体の一部が切除され逆向きに挿入)を含む。   For example, when analyzing concentrated fetal cells from maternal blood, the analyzer is configured to detect fetal cells or components thereof. In some embodiments, analysis of fetal cells or components thereof detects fetal sex identification, presence / absence of genetic abnormalities (eg, chromosomal / DNA / RNA abnormalities), one or more SNPs. Used for. Examples of chromosomal abnormalities that can be detected with this analyzer include, but are not limited to, Angelman syndrome (15q11.2-q13), cat cry syndrome (5p-), DiGeorge syndrome and membrane-heart-facial syndrome (22q11.2). ), Miller-Dieker syndrome (17q13.3), Prader-Willi syndrome (15q11.2-q13), retinoblastoma (13q14), Smith-Magenis syndrome (17p11.2), trisomy 13, trisomy 16, trisomy 18, There are trisomy 21 (Down syndrome), triploidy, Williams syndrome (7q11.23), Wolf-Hirschhorn syndrome (4p-). Examples of sex chromosomal abnormalities detectable with this analyzer include, but are not limited to, Kalman syndrome (Xp22.3), steroid sulfatase deficiency (STS) (Xp22.3), X-linked ichthyosis (Xp22.3), It includes Kleinfelder syndrome (XXY), fragile X chromosome syndrome, Turner syndrome (X chromosome damage), super female or trichromosome X, single chromosome X and the like. Other less well-known chromosomal abnormalities that can be detected / analyzed by this analyzer include, but are not limited to, deletions (small missing parts), microdeletions (minor absence of substances containing only a single gene), translocations. Includes loci (part of the chromosome is joined to other chromosomes), inversion (part of the chromosome is excised and inserted in the opposite direction).

いくつかの実施例では、検出器は、γおよびεグロビン、グリコホリンA(GPA)、I抗体、CD35からなる群から選択される抗体用に染色された検体(例えば細胞)を検出する。特に、本分析器は、抗εまたは抗γグロビン抗体あるいはその組合せで染めた細胞を検出できる。γとεグロビンの組合せは、妊娠10−24週のfNRBCに95−100%見られる。A1 Mufti et al., (2001) Haematologica 85, 357-362; Choolani et al., (2003) Mol. Hum. Reprod., 9, 227-235。このε−γの組合せ、またはγグロビン単独が、fNRBCを染色するのに示されている。Bohmer, (1998); Choolani et al. (2003); Christensen et al., (2005) Fetal Diagn. Ther. 20, 106-112; Hennerbichler et al., (2002) Cytometry, 48, 87-92参照。両グロビンの抗体は当業者に知られており、様々なベンダから取得可能である。染色は、正または負の二値スコアで、または検体内の抗体量を示す様々な度合いで実現可能である。   In some embodiments, the detector detects a specimen (eg, a cell) stained for an antibody selected from the group consisting of γ and ε globin, glycophorin A (GPA), I antibody, CD35. In particular, the analyzer can detect cells stained with anti-ε or anti-γ globin antibodies or combinations thereof. A combination of γ and ε globin is found in 95-100% of fNRBC at 10-24 weeks of gestation. A1 Mufti et al., (2001) Haematologica 85, 357-362; Choolani et al., (2003) Mol. Hum. Reprod., 9, 227-235. This ε-γ combination, or γ globin alone, has been shown to stain fNRBC. See Bohmer, (1998); Choolani et al. (2003); Christensen et al., (2005) Fetal Diagn. Ther. 20, 106-112; Hennerbichler et al., (2002) Cytometry, 48, 87-92. Antibodies for both globins are known to those skilled in the art and can be obtained from various vendors. Staining can be achieved with a positive or negative binary score, or to varying degrees indicating the amount of antibody in the specimen.

いくつかの実施例では、分析器は、GPAおよび/またはCD71用に染色された検体(例えば細胞)を検出する。GPAは赤血球系統を通して存在する。したがって、成熟度に拘わらず、各赤血球を特定するのに用いることができる。GPAは赤血球系統細胞でのみ見られると考えられ、通常は循環細胞で殆ど見つからず、妊娠期間に増大する。FACS検査は、妊娠中はCD71とGPAの組合せが少なくとも単核細胞の0.15%現れることを示す。Price et al., (1991) Am. J. Obstet Gynecol., 165, 1713-1717; Sohda et al., (1997) Prenat. Diagn., 17, 743-752。いくつかの実施例では、分析器はCD71とGPAに特化したプローブを検出するよう構成される。   In some examples, the analyzer detects analytes (eg, cells) stained for GPA and / or CD71. GPA exists throughout the erythroid lineage. Thus, it can be used to identify each red blood cell regardless of maturity. GPA is thought to be found only in erythroid lineage cells and is usually rarely found in circulating cells and increases during pregnancy. FACS testing shows that during pregnancy, the combination of CD71 and GPA appears at least 0.15% of mononuclear cells. Price et al., (1991) Am. J. Obstet Gynecol., 165, 1713-1717; Sohda et al., (1997) Prenat. Diagn., 17, 743-752. In some embodiments, the analyzer is configured to detect CD71 and GPA specific probes.

いくつかの実施例では、検出器はI抗体用に染色された検体(例えば細胞)を検出する。このI抗体は、患者の多クローン性の漿液を用いて1950年代に最初に開示された。連続的なデータは、抗原の2つの形態「I」または「i」がそれぞれ大人と胎児の細胞を示すことを表している。より最近の構造上の証拠により、これらの抗原がNアセチルアクトサミンの線形または分岐した繰り返しとして規定された。「i」構造は、2つの酵素、β−1,3−N−アセチルグルコサミン転位酵素と、β−1,4−ガラクトシル基転位酵素の作用で現れる。「i」抗原の「I」への転位は、酵素(β−1,6−N−アセチルグルコサミン転位酵素)を介して生じる。これらの酵素用の遺伝子と染色体の座が近年特定された。Yu et al., (2001) Blood, 98, 3840-3845。より最近では、i抗原用の抗体が、胎児細胞の分野で古くから用いられてきた。Kan et al., (1974) Blood 43, 411-415。これらは近年でも、分画密度遠心分離で取得された胎児細胞の検査に用いられている。Sitar et al. (2005) Exp. Cell. Res., 203, 153, 161。このように、特にi抗原と結合する抗体および抗体の断片は、本方法および合成物により胎児細胞を濃縮、分離、および検出するのに利用可能である。さらに、i抗原は母体血液サンプル中の多くの胎児細胞を特定し(Sitar et al)、読み込み結果の速度を改善する。   In some embodiments, the detector detects an analyte (eg, a cell) stained for I antibody. This I antibody was first disclosed in the 1950s using patient polyclonal serum. The continuous data indicates that the two forms of antigen “I” or “i” represent adult and fetal cells, respectively. More recent structural evidence has defined these antigens as linear or branched repeats of N-acetylactosamine. The “i” structure appears due to the action of two enzymes, β-1,3-N-acetylglucosamine transferase and β-1,4-galactosyl transferase. The rearrangement of the “i” antigen to “I” occurs via an enzyme (β-1,6-N-acetylglucosamine rearrangement enzyme). The genes and chromosomal loci for these enzymes have recently been identified. Yu et al., (2001) Blood, 98, 3840-3845. More recently, antibodies for i antigens have long been used in the field of fetal cells. Kan et al., (1974) Blood 43, 411-415. In recent years, these are used for examination of fetal cells obtained by fractional density centrifugation. Sitar et al. (2005) Exp. Cell. Res., 203, 153, 161. Thus, antibodies and antibody fragments that specifically bind i antigens can be used to enrich, separate, and detect fetal cells by the present methods and compositions. In addition, the i antigen identifies many fetal cells in maternal blood samples (Sitar et al) and improves the speed of reading results.

いくつかの実施例では、分析器は、濃縮サンプル中の稀有な細胞などの稀有な検体を特定/特性を表す一連の命令を提供するコンピュータ実行可能なロジックまたはコンピュータプログラムコードを具える。このコードはさらに、これらの稀有な検体を描写しこれらの画像を保存する命令を提供する。一実施例では、コンピュータ実行可能なロジックは、顕微鏡が稀有な細胞(例えば、胎児細胞や上皮細胞)を同定するように導く、コードはさらに、例えば、εグロビン、γグロビン、胎児ヘモグロビン、GPA、i抗原、CD71、EpCAM、またはこれらの組合せに特に結合する抗体などの、選択的に稀有な細胞またはその成分を結合するプローブを童貞する一連の命令を提供する。   In some embodiments, the analyzer comprises computer-executable logic or computer program code that provides a series of instructions that identify / characterize a rare analyte, such as a rare cell in a concentrated sample. This code further provides instructions to describe these rare specimens and save these images. In one embodiment, computer-executable logic directs the microscope to identify rare cells (eg, fetal cells or epithelial cells), the code further includes, for example, ε globin, γ globin, fetal hemoglobin, GPA, A series of instructions are provided for virginity of probes that bind selectively rare cells or components thereof, such as antibodies that specifically bind i antigen, CD71, EpCAM, or combinations thereof.

例えば、いくつかの実施例では、コンピュータ実行可能なロジックが、サンプル中の胎児有核赤血球を特定し、染色体などの稀有な細胞の成分特定および計数し、特に染色体13,18、21,Xおよび/またはYと結合するプローブを検出し、1またはそれ以上の単ヌクレオチド多形性(SNP)を検出し、遺伝子配列の突然変異を検出し、mRNAレベルを検出し、マイクロRNAのレベルを検出するなどの命令を提供する。このコンピュータ実行可能なロジックはまた、例えば関心ある胎児核酸(例えば、染色体X、Y、13、18、21)と結合した1またはそれ以上の核酸プローブからのプローブの強度を検出および/または比較するコードと、プローブ強度の分析結果に関連するコールを生成するコードとを含む。   For example, in some embodiments, computer-executable logic identifies fetal nucleated red blood cells in a sample, identifies and counts rare cell components such as chromosomes, and in particular chromosomes 13, 18, 21, X and Detect probes that bind to Y, detect one or more single nucleotide polymorphisms (SNPs), detect mutations in gene sequences, detect mRNA levels, detect microRNA levels Provide instructions such as. This computer-executable logic also detects and / or compares the intensity of probes from one or more nucleic acid probes bound to, for example, fetal nucleic acids of interest (eg, chromosomes X, Y, 13, 18, 21). And a code for generating a call related to the probe strength analysis result.

図9A−Dは、本発明の一実施例を示す図である。図9Aは、スライドおまたは細胞アレイ装置に接続された顕微鏡に接続されたコンピュータを示す。図9Bは、明視野顕微鏡で視覚化した細胞を示す。図9Cは、XXY細胞を示す。図9Dは、視野内の細胞の画像を示す。これはまた、様々なプローブ強度レベルを検出するコードの様々な特徴を示している。   9A-D are diagrams showing an embodiment of the present invention. FIG. 9A shows a computer connected to a microscope connected to a slide or cell array device. FIG. 9B shows cells visualized with a bright field microscope. FIG. 9C shows XXY cells. FIG. 9D shows an image of cells in the field of view. This also illustrates various features of the code that detect various probe intensity levels.

いずれの実施例でも、分析器は、ここに開示する様々なモジュールの1またはそれ以上を通るサンプルの流量を制御するコンピュータ実行可能なロジックを具える。   In either embodiment, the analyzer comprises computer-executable logic that controls the flow rate of the sample through one or more of the various modules disclosed herein.

IV 応用例
この装置/モジュールおよび方法は、限定しないが、既述した様々な応用例に用いることができる。
IV Applications This apparatus / module and method can be used for the various applications described above, without limitation.

出産前検診
いくつかの実施例では、このシステムおよび方法は、出産前検診を実施するのに利用することができる。例えば、妊娠した動物(好適には人間)からの末梢血液サンプルを取得して、ここに開示した前記方法および装置の1またはそれ以上を利用して濃縮する。好適には、母体血液サンプルは最初に1またはそれ以上のサイズ式モジュールを用いて濃縮し、血液サンプルから4ミクロンより大きい粒体力学的サイズの検体(すなわち胎児有核赤血球および母体白血球)を他の検体から分離する。次いで、胎児有核赤血球と母体白血球とを含む濃縮サンプルはさらに、1またはそれ以上の捕獲モジュールを用いて選別される。好適には、捕獲モジュールはポジティブに胎児血液細胞を白血球から選別する(選択的かつ開放可能に結合する)。この捕獲モジュールは、磁気粒子を用いないことが望ましい。いくつかの実施例では、捕獲モジュールは、抗CD71単一細胞抗体で覆われた1またはそれ以上の障害物アレイを具える。このような装置に捕獲された細胞は、次に、FISH検査、PCR増幅、RNA分析、DNA分析等の1またはそれ以上を用いて遺伝子分析される。いくつかの実施例では、FISH検査を用いて異数性の存在または不在を検出する。いくつかの実施例では、DNAまたはRNA分析を用いて、濃縮した胎児細胞中のSNPまたはmRNAレベルの1またはそれ以上を分析する。胎児細胞の寿命分析を検出するコンピュータ実行可能なロジックを具える分析器は、システムの自動化に用いることができる。この分析器はさらに、顕微鏡やマイクロアレイを具えてもよい。
Prenatal Screening In some embodiments, the system and method can be used to perform a prenatal screening. For example, a peripheral blood sample from a pregnant animal (preferably a human) is obtained and concentrated using one or more of the methods and devices disclosed herein. Preferably, the maternal blood sample is first concentrated using one or more sizing modules, and other samples of granulodynamic size (ie fetal nucleated red blood cells and maternal white blood cells) greater than 4 microns are collected from the blood sample. Separate from other specimens. The enriched sample containing fetal nucleated red blood cells and maternal white blood cells is then further screened using one or more capture modules. Preferably, the capture module positively sorts fetal blood cells from white blood cells (selectively and releasably binds). The capture module preferably does not use magnetic particles. In some embodiments, the capture module comprises one or more obstacle arrays covered with anti-CD71 single cell antibodies. Cells captured in such devices are then genetically analyzed using one or more of FISH testing, PCR amplification, RNA analysis, DNA analysis, and the like. In some examples, a FISH test is used to detect the presence or absence of aneuploidy. In some examples, DNA or RNA analysis is used to analyze one or more of SNP or mRNA levels in enriched fetal cells. An analyzer with computer-executable logic that detects fetal cell lifetime analysis can be used to automate the system. The analyzer may further comprise a microscope or a microarray.

b.癌診断
いくつかの実施例では、このシステムおよび方法は、癌診断を実施するのに利用することができる。例えば、癌の疑いのあるまたは癌の動物から周辺血液サンプルまたは他の液体を取得する。このサンプルは1またはそれ以上のサイズ式モジュールを通して流され、サンプルから8,10,12,14,16,18,20ミクロンより粒体力学的サイズが大きい検体が分離される。いくつかの実施例では、濃縮される細胞は、感染したWBC、幹細胞、前駆細胞、上皮細胞、内皮細胞、子宮内膜細胞、腫瘍細胞、癌細胞からなる群から選択される1またはそれ以上の細胞である。いくつかの実施例では、濃縮検体は選択的に、1またはそれ以上の上述した捕獲モジュールに通されてもよい。
b. Cancer Diagnosis In some examples, the system and method can be utilized to perform a cancer diagnosis. For example, a peripheral blood sample or other fluid is obtained from a suspected or cancerous animal. The sample is flowed through one or more sizing modules, and analytes with a granulodynamic size greater than 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20 microns are separated from the sample. In some embodiments, the cells to be enriched are one or more selected from the group consisting of infected WBC, stem cells, progenitor cells, epithelial cells, endothelial cells, endometrial cells, tumor cells, cancer cells. It is a cell. In some embodiments, the concentrated analyte may optionally be passed through one or more of the capture modules described above.

濃縮された細胞はその後分析され、例えばサンプル中の上皮細胞数、サンプル中の内皮細胞数、サンプル中の上皮/内皮の比、基準サイズより大きい全細胞のプロファイル、基準サイズより大きい全細胞の移動パターン、同時に異なる地点で同じ動物から採取した1以上の第2のサンプルに基づく特性の変化などが決定される。   The enriched cells are then analyzed, for example, number of epithelial cells in the sample, number of endothelial cells in the sample, ratio of epithelium / endothelium in the sample, profile of all cells larger than the reference size, migration of all cells larger than the reference size Patterns, changes in characteristics based on one or more second samples taken from the same animal at different points at the same time, etc. are determined.

いくつかの実施例では、分析は、濃縮細胞を、特定のサイズ範囲の細胞を選択的に捕獲するか、関し成る細胞(例えば表面に1またはそれ以上のガンマーカーを示す癌細胞や上皮細胞)を選択的に捕獲する1またはそれ以上の捕獲モジュールに適用することを含む。いくつかの侍史sレ委では、濃縮された細胞はさらに分析され、細胞間のガンマーカーの存在または不在が決定される。いずれの実施例でも、さらに分析器を用いて細胞の検出、計数、分析を行ってもよい。   In some embodiments, the analysis selectively captures enriched cells, cells of a specific size range, or involves cells (eg, cancer cells or epithelial cells that display one or more cancer markers on the surface). Applying to one or more capture modules for selectively capturing. In some histories, enriched cells are further analyzed to determine the presence or absence of cancer markers between cells. In any of the embodiments, cells may be detected, counted and analyzed using an analyzer.

本発明による診断または予測が実施される新生物の基準(neoplastic condition)は、乳癌、骨癌、前立腺癌、肝臓癌、舌癌、脳癌、喉頭癌、胆嚢癌、膵臓癌、直腸癌、上皮小体癌、甲状腺癌、腎臓癌、神経細胞癌、頭部癌、頸部癌、大腸癌、胃癌、気管支癌、腎臓癌、基底細胞癌、扁平上皮細胞癌、腫瘍性皮膚癌、骨肉腫、ユーイング肉腫、veticulum細胞癌、骨髄腫、巨細胞腫、小細胞肺癌、胆石腫瘍、島細胞腫瘍、原発生脳腫瘍、急性および慢性のリンパ腺および顆粒球性腫瘍、ヘアリーセル腫瘍、アデノーマ、過形成、髄様癌、クロム親和性細胞腫、粘膜神経腫、interstinal神経節性過形成comeal神経細胞腫、マルファン症候群体型腫瘍、ウィルムス腫瘍、精上皮腫、卵巣腫瘍、平滑筋肉腫、子宮頚部異形成およびそこの腫瘍、神経芽腫、網膜芽腫、軟部肉腫、悪性カルチノイド、局所皮膚障害、菌状息肉腫、横紋筋肉腫、カポジ肉腫、悪性カルシウム過剰血症、腎臓細胞腫、真性多血球血症、腺癌、多形神経膠芽腫、急性顆粒球性白血病、急性前骨髄球性白血病、急性リンパ球性白血病、慢性骨髄性白血病、骨髄異形成症候群、リンパ腫、悪性黒色腫、および類表皮癌からなる群から選択されるものを含む。   Neoplastic conditions for which diagnosis or prediction according to the present invention is carried out are breast cancer, bone cancer, prostate cancer, liver cancer, tongue cancer, brain cancer, laryngeal cancer, gallbladder cancer, pancreatic cancer, rectal cancer, epithelium Body cancer, thyroid cancer, kidney cancer, nerve cell cancer, head cancer, neck cancer, colon cancer, stomach cancer, bronchial cancer, kidney cancer, basal cell cancer, squamous cell carcinoma, neoplastic skin cancer, osteosarcoma, Ewing sarcoma, veticulum cell carcinoma, myeloma, giant cell tumor, small cell lung cancer, gallstone tumor, islet cell tumor, primary brain tumor, acute and chronic lymph gland and granulocytic tumor, hairy cell tumor, adenoma, hyperplasia, Medullary carcinoma, pheochromocytoma, mucosal neuroma, interstellar ganglion hyperplastic comeal neuroma, Marfan syndrome body tumor, Wilms tumor, seminoma, ovarian tumor, leiomyosarcoma, cervical dysplasia Vivid tumor, neuroblastoma, retinoblastoma, soft tissue sarcoma, malignant carcinoid, local skin disorder, mycosis fungoides, rhabdomyosarcoma, Kaposi sarcoma, malignant hypercalcemia, renal cell tumor, true polycythemia , Adenocarcinoma, glioblastoma multiforme, acute granulocytic leukemia, acute promyelocytic leukemia, acute lymphocytic leukemia, chronic myelogenous leukemia, myelodysplastic syndrome, lymphoma, malignant melanoma, and epidermoid carcinoma Including those selected from the group consisting of

いくつかの実施例では、このシステムおよび方法は、獣医学的診断を実施するのに利用される。獣医学的診断は、好ましくは家畜化した動物から液体サンプル(例えば血液サンプル)を取得することを含む。家畜化した動物の例は、限定しないが、牛、鶏、豚、馬、兔、犬、猫、魚、山羊を含む。サンプルはその後1またはそれ以上のサイズ式モジュールを用いて濃縮され、例えば4,6,8,10,12,14,16,18,20ミクロンより大きな、または粒体力学的サイズ範囲(例えば6−12ミクロンまたは8−10ミクロンなど)の唯一の粒体力学的サイズの検体が分離される。濃縮された検体は、分析の前に、選択的に1またはそれ以上の追加の濃縮ステップにかけてもよい。例えば、いくつかの実施例では、濃縮検体は選択的に1またはそれ以上の上述した捕獲モジュールを通って流される。   In some embodiments, the system and method are utilized to perform a veterinary diagnosis. Veterinary diagnosis preferably involves obtaining a fluid sample (eg, a blood sample) from a domesticated animal. Examples of domesticated animals include, but are not limited to, cows, chickens, pigs, horses, rabbits, dogs, cats, fish, goats. The sample is then concentrated using one or more sizing modules, for example greater than 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20 microns, or a granular mechanical size range (eg 6- Only a granulodynamic size specimen (such as 12 microns or 8-10 microns) is isolated. The concentrated analyte may optionally be subjected to one or more additional concentration steps prior to analysis. For example, in some embodiments, the concentrated analyte is optionally flowed through one or more of the above-described capture modules.

いくつかの実施例では、サンプルから濃縮される検体は胎児細胞である。このような細胞はその後、胎児の性別や胎児の状態を判定すべく検査される。   In some embodiments, the analyte enriched from the sample is fetal cells. Such cells are then examined to determine fetal sex and fetal status.

いくつかの実施例では、サンプルから濃縮される検体は病原体である。動物から濃縮される病原体の例は、限定しないが、バクテリア、ウィルス、原生動物を含む(もちろん、このような応用例は家畜動物に限らず人間にも適用可能である)。濃縮したら、細胞はここに実現する検出/分析器を用いて分析される。このような分析器は、病原体感染種類、そのソース、治療処置等を特定するために、グラム陽性試験、ウィルス量試験、FISH検査、PCR検査等を実施可能である。   In some embodiments, the analyte concentrated from the sample is a pathogen. Examples of pathogens concentrated from animals include, but are not limited to, bacteria, viruses, protozoa (of course, such applications are applicable to humans as well as domestic animals). Once concentrated, the cells are analyzed using a detector / analyzer implemented here. Such analyzers can perform Gram positive tests, viral load tests, FISH tests, PCR tests, etc. to identify pathogen infection types, their sources, therapeutic treatments, and the like.

いくつかの実施例では、サンプルから濃縮される検体は、内皮細胞または循環癌細胞である。このような細胞はさらに分析され、動物がかかった癌の出所、状態のひどさ、治療処置の有効性などが判定される。   In some examples, the analyte enriched from the sample is an endothelial cell or circulating cancer cell. Such cells are further analyzed to determine the origin of the cancer in which the animal suffered, the severity of the condition, the effectiveness of the therapeutic treatment, and the like.

d.バイオディフェンス
いくつかの実施例では、このシステムおよび方法は、バイオディフェンスまたは生物学的危険物質(例えば、バイオハザード検体)の存在を検出するのに利用することができる。バイオハザー検体は、限定しないが、人間、動物、植物に感染する有機体(例えば、パラサイト、ウィルス、バクテリア、菌類、プリオン、リケッチア)、細胞成分(例えば、組み換えDNA)、他の生物の病気の原因となるか環境または社会に有意な衝撃を与えうる生物学的活性剤(トキシン、アレルゲン、毒物)がある。バイオハザード検体となりうる病原体の例は、ペスト菌、炭疽菌、ボツリヌス菌、野兎病菌、コキシエラ菌、ブルセラ種、ブルクホルデリアつい骨、ブルクホルデリア仮性つい骨、連鎖球菌、エボラウィルス、ラッサウィルス、SARS、大痘瘡、アルファウィルス、発疹チフスリケッチア、オウム病クラミジア、サルモネラ種、大腸菌O157:H7、コレラ菌、クリプトスポリジウムパルバム、ニパウィルス(Nipah virus)、ハンタウィルス、およびこれらのキメラを含む群から選択されるものを含む。バイオハザード物質は、本方法およびシステムを用いて検出可能であり、例えば例えば食品サンプル、水サンプル、空気サンプル、土壌サンプル、あるいは動植物からの生化学的サンプルである。
d. Biodefense In some embodiments, the system and method can be utilized to detect the presence of a biodefense or biological hazard (eg, biohazard analyte). Biohazard specimens include, but are not limited to, organisms that infect humans, animals, and plants (eg, parasites, viruses, bacteria, fungi, prions, rickettsia), cellular components (eg, recombinant DNA), and causes of other biological diseases There are biologically active agents (toxins, allergens, toxicants) that can have a significant impact on the environment or society. Examples of pathogens that can be biohazard specimens are: plague, anthrax, botulinum, wild gonorrhoeae, coxiella, brucella, burkholderia bone, burkholderia pseudobone, streptococcus, ebola virus, lassa virus, Selected from the group comprising SARS, acne, alphavirus, rash typhoid rickettsia, parrot disease Chlamydia, Salmonella species, E. coli O157: H7, Vibrio cholerae, Cryptosporidium parvum, Nipah virus, Hantavirus, and chimeras thereof Including things. Biohazard materials can be detected using the present methods and systems, for example, food samples, water samples, air samples, soil samples, or biochemical samples from animals and plants.

いくつかの実施例では、本方法およびシステムで分析されたサンプルは、サンプル中の全検体の1%、0.1%、0.01%、0.001%、0.0001%、0.00001%、0.000001%以下のバイオハザード検体を有しうる。さらに、いずれの実施例でも、バイオハザード検体は、初期濃度が5,2,1,5x10−1,2x10−1,1x10−1,5x10−2,2x10−2,1x10−2,5x10−3,2x10−3,1x10−3,5x10−4,2x10−4,1x10−4,5x10−5,2x10−5,1x10−5,5x10−6,2x10−6,1x10−6,5x10−7,2x10−7,または1x10−7バイオハザード検体/μL液体サンプル以下であってもよい。液体でないサンプルを分析する場合、様々な公知の手段でサンプルを熔解または液化することが望ましい。   In some embodiments, samples analyzed with the present methods and systems are 1%, 0.1%, 0.01%, 0.001%, 0.0001%, 0.00001 of all analytes in the sample. %, 0.000001% or less of biohazard specimens. Further, in any of the examples, the biohazard specimen has an initial concentration of 5, 2, 1, 5 × 10−1, 2 × 10−1, 1 × 10−1, 5 × 10−2, 2 × 10−2, 1 × 10−2, 5 × 10−3, 2x10-3, 1x10-3, 5x10-4, 2x10-4, 1x10-4, 5x10-5, 2x10-5, 1x10-5, 5x10-6, 2x10-6, 1x10-6, 5x10-7, 2x10- 7 or 1 × 10 −7 biohazard analyte / μL liquid sample or less. When analyzing a non-liquid sample, it is desirable to melt or liquefy the sample by various known means.

バイオハザード物質が分析されるサンプルは、1またはそれ以上のサイズ式選別モジュールに流される。好適には、このようなサイズ式選別モジュールは、バイオハザード検体の濃度を少なくとも1,000または10,000倍増大させる。濃縮された検体は、これも選択的に1またはそれ以上の上述した捕獲モジュールに通してもよい。   Samples to be analyzed for biohazardous material are passed to one or more size-based sorting modules. Preferably, such sizing module increases the concentration of biohazard analyte by at least 1,000 or 10,000 times. The concentrated analyte may also optionally be passed through one or more of the capture modules described above.

e.研究
本システムおよび方法はさらに、研究を行うのに利用することができる。例えば、いくつかの実施例では、本システムおよび方法は、複数の対照試料と複数のケースサンプルから収集したデータに基づいて関連する研究を行うのに利用される。例えば、液体サンプル(例えば血液サンプル)は、10,20,50,100以上の個体(病気発現(phenotypic condition)がある個体)と、10,20,50,100以上の対照試料(病気発現がない個体)とから収集される。各個体からのサンプルはその後、第1または複数の検体について濃縮される。このような検体は次に計数され、および/または特徴付けられる。上記ステップによるデータは続いて、関連する研究を行うために利用される。データは好適には電子データベースに保存される。関連する研究は、ケースサンプルまたは対照試料に関連する1またはそれ以上の特徴を同定するコンピュータ実行可能なロジックを用いて行われる。
e. Research The system and method can also be used to conduct research. For example, in some embodiments, the systems and methods are utilized to conduct related studies based on data collected from multiple control samples and multiple case samples. For example, a liquid sample (for example, a blood sample) has 10, 20, 50, 100 or more individuals (individuals with phenotypic conditions) and 10, 20, 50, 100 or more control samples (no disease expression). Individual). The sample from each individual is then enriched for the first or plurality of analytes. Such analytes are then counted and / or characterized. The data from the above steps is then used to conduct related studies. The data is preferably stored in an electronic database. Related studies are performed using computer-executable logic that identifies one or more features associated with a case sample or a control sample.

好適な実施例では、関連する研究のため個体から採取された液体サンプルは、血液サンプルである。好適な実施例では、このようなサンプルから濃縮される検体は、流体力学的サイズが4ミクロンより大きく、あるいは6,8,10,12,14,16ミクロンより大きいものである。いくつかの実施例では、個体から採取されるサンプルは、RBC、胎児RBC、栄養膜、胎児栄養膜、赤血球(WBC)、感染したWBC、幹細胞、上皮細胞、内皮細胞、子宮内膜細胞、前駆細胞、癌細胞、ウィルス性細胞、バクテリア細胞、および厳正動物からなる群から選択される1またはそれ以上の細胞が濃縮される。好適には、濃縮される細胞は、生体内での濃度が1x10−1、1x10−2、または1x10−3細胞/μL以下のものである。好適には、(濃縮された)関心ある細胞の99%以上がサンプルから確保される。関連する研究を行うための濃縮により、関心ある第1の細胞腫類を少なくとも10,000倍濃縮できる。   In a preferred embodiment, the liquid sample taken from the individual for the relevant study is a blood sample. In a preferred embodiment, the analyte concentrated from such a sample has a hydrodynamic size greater than 4 microns, or greater than 6, 8, 10, 12, 14, 16 microns. In some embodiments, a sample taken from an individual is RBC, fetal RBC, trophoblast, fetal trophoblast, red blood cell (WBC), infected WBC, stem cell, epithelial cell, endothelial cell, endometrial cell, progenitor One or more cells selected from the group consisting of cells, cancer cells, viral cells, bacterial cells, and strict animals are enriched. Preferably, the cells to be concentrated are those having a concentration in vivo of 1 × 10-1, 1 × 10-2, or 1 × 10-3 cells / μL or less. Preferably, 99% or more of the (enriched) cells of interest are secured from the sample. Concentration to perform related studies can enrich the first cell tumor of interest by at least 10,000-fold.

濃縮された検体は次に、1またはそれ以上の特性を判定するために分析される。このような特性としては、例えば、サンプル中の検体の存在または不存在、検体の量、2つの検体の比(例えば内皮細胞と上皮細胞)、1またはそれ以上の検体の形態、検体の遺伝子型、検体のプロテオーム、検体のRNA構造、検体内の遺伝子発現、マイクロRNAレベル、あるいは濃縮検体の他の特性を含み、これが続いて関連する研究を行うために利用される。   The concentrated analyte is then analyzed to determine one or more characteristics. Such characteristics include, for example, the presence or absence of the analyte in the sample, the amount of the analyte, the ratio of the two analytes (eg, endothelial and epithelial cells), the form of one or more analytes, the genotype of the analyte , Specimen proteome, specimen RNA structure, gene expression in specimen, microRNA level, or other properties of the enriched specimen, which are then used to conduct related studies.

特性が対照試料に関連する場合、続いてこの特性は試験される患者の病気発現の不在を診断するのに用いられる。特性がケースサンプルに関連する場合、続いてこの特性は試験される患者の病気発現の存在を診断するのに用いられる。   If the characteristic is associated with a control sample, this characteristic is subsequently used to diagnose the absence of disease development in the patient being tested. If the characteristic is associated with a case sample, this characteristic is subsequently used to diagnose the presence of the disease manifestation in the patient being tested.

本発明が企図する病気発現の例は、限定しないが、癌、子宮内膜症、感染(例えばHIV、細菌性なと)、炎症、虚血、外傷、胎児異常などを含む。   Examples of disease manifestations contemplated by the present invention include, but are not limited to, cancer, endometriosis, infection (eg, HIV, bacterial), inflammation, ischemia, trauma, fetal abnormalities, and the like.

V.キット
本発明は、液体サンプルから検体を濃縮するキットを企図している。
V. Kits The present invention contemplates kits that concentrate an analyte from a liquid sample.

いくつかの実施例では、このようなキットは、選択的に母体血液サンプルから胎児細胞を濃縮するよう構成された捕獲モジュールに連結された1またはそれ以上の選別モジュールを具える。   In some embodiments, such a kit includes one or more sorting modules coupled to a capture module configured to selectively enrich fetal cells from a maternal blood sample.

選別モジュールは高感度であり、98%以上または99%以上の感度で胎児細胞を濃縮することが望ましい。いくつかの実施例では、1またはそれ以上の捕獲モジュールが選別モジュールに液体接続されている。キットはさらに、濃縮された胎児細胞を分析して出産前検診を行う一連の説明を具えてもよい。このキットで行える出産前検診は、限定しないが、胎児の性別、染色体13・染色体18・染色体21(ダウン症)の存在、ターナー症候群(X染色体の損傷)、クラインフェルター症候群(XXY)、または他の性染色体あるいは常染色体の数の異常の発現、あるいはWolf−Hirschhorn症候群(4p−)、猫鳴き症候群(5p−)、ウィリアムス症候群(7q11.23)、プラダー・ウィリ症候群(15q11.2−q13)、アンジェルマン症候群(15q11.2−q13)、Miller−Dieker症候群(17q13.3)、Smith−Magenis症候群(17p11.2)、ディジョージ症候群および膜−心臓−顔面症候群(22q11.2)、カルマン症候群(Xp22.3)、ステロイドサルファターゼ不全(STS)(Xp22.3)、X連鎖魚鱗癬(Xp22.3)、および網膜芽腫がある。   The sorting module is highly sensitive, and it is desirable to concentrate fetal cells with a sensitivity of 98% or 99% or more. In some embodiments, one or more capture modules are fluidly connected to the sorting module. The kit may further comprise a series of instructions for analyzing the concentrated fetal cells for prenatal screening. Prenatal checkups that can be performed with this kit include, but are not limited to: fetal sex, presence of chromosome 13, chromosome 18, chromosome 21 (Down's syndrome), Turner syndrome (X chromosome damage), Kleinfelter syndrome (XXY), or other Expression of abnormalities in the number of sex chromosomes or autosomes, or Wolf-Hirschhorn syndrome (4p-), cat cry syndrome (5p-), Williams syndrome (7q11.23), Prader-Willi syndrome (15q11.2-q13), Angelman syndrome (15q11.2-q13), Miller-Dieker syndrome (17q13.3), Smith-Magenis syndrome (17p11.2), DiGeorge syndrome and membrane-cardio-facial syndrome (22q11.2), Kalman syndrome ( Xp22.3), steroid sulfur Synthetase deficiency (STS) (Xp22.3), X linkage ichthyosis (Xp22.3), and there is a retinoblastoma.

いくつかの実施例では、このキットは、選択的に血液サンプルから上皮細胞または癌細胞を濃縮する捕獲モジュールに連結された、1またはそれ以上の選別モジュールを具える。このようなモジュールは高感度であり、98%以上または99%以上の感度で胎児細胞を濃縮することが望ましい。好ましくは、選別モジュールと捕獲モジュールがともに同じ基板上にある。このキットはさらに、癌の出所、癌の転移、処置の有効性、予後などを検出する1またはそれ以上のラベリング試薬を具えてもよい。このような試薬は、細胞表面のガンマーカーを特に結合する抗体を具える。このキットはさらに、癌診断を行うために濃縮細胞を分析する一連の説明を具えてもよい。   In some embodiments, the kit includes one or more sorting modules coupled to a capture module that selectively enriches epithelial or cancer cells from a blood sample. Such modules are highly sensitive and it is desirable to concentrate fetal cells with a sensitivity of 98% or 99% or more. Preferably both the sorting module and the capture module are on the same substrate. The kit may further comprise one or more labeling reagents that detect cancer origin, cancer metastasis, treatment efficacy, prognosis, and the like. Such reagents comprise antibodies that specifically bind cell surface cancer markers. The kit may further comprise a series of instructions for analyzing the enriched cells to make a cancer diagnosis.

この方法を用いて診断できる癌の例は、限定しないが、乳癌、骨癌、前立腺癌、肝臓癌、舌癌、脳癌、喉頭癌、胆嚢癌、膵臓癌、直腸癌、上皮小体癌、甲状腺癌、腎臓癌、神経細胞癌、頭部癌、頸部癌、大腸癌、胃癌、気管支癌、腎臓癌、基底細胞癌、扁平上皮細胞癌、腫瘍性皮膚癌、骨肉腫、ユーイング肉腫、veticulum細胞癌、骨髄腫、巨細胞腫、小細胞肺癌、胆石腫瘍、島細胞腫瘍、原発生脳腫瘍、急性および慢性のリンパ腺および顆粒球性腫瘍、ヘアリーセル腫瘍、アデノーマ、過形成、髄様癌、クロム親和性細胞腫、粘膜神経腫、interstinal神経節性過形成comeal神経細胞腫、マルファン症候群体型腫瘍、ウィルムス腫瘍、精上皮腫、卵巣腫瘍、平滑筋肉腫、子宮頚部異形成およびそこの腫瘍、神経芽腫、網膜芽腫、軟部肉腫、悪性カルチノイド、局所皮膚障害、菌状息肉腫、横紋筋肉腫、カポジ肉腫、悪性カルシウム過剰血症、腎臓細胞腫、真性多血球血症、腺癌、多形神経膠芽腫、急性顆粒球性白血病、急性前骨髄球性白血病、急性リンパ球性白血病、慢性骨髄性白血病、骨髄異形成症候群、リンパ腫、悪性黒色腫、および類表皮癌を含む。   Examples of cancers that can be diagnosed using this method include, but are not limited to, breast cancer, bone cancer, prostate cancer, liver cancer, tongue cancer, brain cancer, laryngeal cancer, gallbladder cancer, pancreatic cancer, rectal cancer, parathyroid cancer, Thyroid cancer, kidney cancer, nerve cell cancer, head cancer, neck cancer, colon cancer, stomach cancer, bronchial cancer, kidney cancer, basal cell cancer, squamous cell carcinoma, neoplastic skin cancer, osteosarcoma, Ewing sarcoma, veticulum Cell carcinoma, myeloma, giant cell tumor, small cell lung cancer, gallstone tumor, islet cell tumor, primary brain tumor, acute and chronic lymphocytic and granulocytic tumor, hairy cell tumor, adenoma, hyperplasia, medullary cancer, Pheochromocytoma, mucosal neuroma, interstellar ganglion hyperplastic comeal neuroma, Marfan syndrome somatic tumor, Wilms tumor, seminoma, ovarian tumor, leiomyosarcoma, cervical dysplasia and its tumor, Nerve bud Retinoblastoma, soft tissue sarcoma, malignant carcinoid, local skin disorder, mycosis fungoides, rhabdomyosarcoma, Kaposi's sarcoma, malignant hypercalcemia, renal cell tumor, true polycythemia, adenocarcinoma, polymorphic nerve Includes glioblastoma, acute granulocytic leukemia, acute promyelocytic leukemia, acute lymphocytic leukemia, chronic myelogenous leukemia, myelodysplastic syndrome, lymphoma, malignant melanoma, and epidermoid carcinoma.

VI.ビジネス方法
このシステムおよび方法は、診断サービスおよび/または細胞診断用製品に用いることができる。診断用製品は、例えば、1またはそれ以上の選別モジュール、1またはそれ以上の捕獲モジュール、検出器、分析器、またはこれらの組合せを具えてもよい。
VI. Business Method The system and method can be used in diagnostic services and / or cytodiagnostic products. The diagnostic product may comprise, for example, one or more sorting modules, one or more capture modules, detectors, analyzers, or combinations thereof.

出産前診断サービス
いくつかの実施例では、このビジネス方法は、出産前検査サービスを提供する。このようなビジネスは、胎児を診断しようとする哺乳動物からの血液サンプルを取得する。いくつかの実施例では、このビジネスは妊娠した患者(動物)から血液を採取するか、妊娠患者から直接血液を受けるかの双方が可能である。このビジネスは、血液サンプルの胎児細胞を濃縮し、胎児細胞に1またはそれ以上のスクリーニング試験を行って胎児の状態を判定する。判定される状態の例は、限定しないが、胎児の性別、染色体13、18、21、X、Yなどの遺伝子異常、既知のSNPに関連する状態、Wolf−Hirschhorn症候群(4p−)、猫鳴き症候群(5p−)、ウィリアムス症候群(7q11.23)、プラダー・ウィリ症候群(15q11.2−q13)、アンジェルマン症候群(15q11.2−q13)、Miller−Dieker症候群(17q13.3)、Smith−Magenis症候群(17p11.2)、ディジョージ症候群および膜−心臓−顔面症候群(22q11.2)、カルマン症候群(Xp22.3)、ステロイドサルファターゼ不全(STS)(Xp22.3)、X連鎖魚鱗癬(Xp22.3)、および網膜芽腫(13q14)がある。本発明は他のすべての遺伝子疾患に対処させてもよい。
Prenatal Diagnosis Service In some embodiments, the business method provides a prenatal inspection service. Such a business obtains a blood sample from a mammal seeking to diagnose a fetus. In some embodiments, the business can either draw blood from a pregnant patient (animal) or receive blood directly from a pregnant patient. This business concentrates fetal cells in a blood sample and performs one or more screening tests on the fetal cells to determine fetal status. Examples of conditions to be determined include, but are not limited to, fetal gender, genetic abnormalities such as chromosomes 13, 18, 21, X, Y, conditions associated with known SNPs, Wolf-Hirschhorn syndrome (4p-), cat crying Syndrome (5p-), Williams syndrome (7q11.23), Prader-Willi syndrome (15q11.2-q13), Angelman syndrome (15q11.2-q13), Miller-Dieker syndrome (17q13.3), Smith-Magenis Syndrome (17p11.2), DiGeorge syndrome and membrane-heart-facial syndrome (22q11.2), Kalman syndrome (Xp22.3), steroid sulfatase deficiency (STS) (Xp22.3), X-linked ichthyosis (Xp22) .3), and retinoblastoma (13q14). The present invention may address all other genetic diseases.

このビジネス方法は、その後サービス料金と引き換えに状態のレポートを提供する。このレポートは、試験された患者に直接提供されてもよいし、医療提供施設、患者の保険会社、または政府に提供されてもよい。   This business method then provides a status report in exchange for a service fee. This report may be provided directly to the tested patient or may be provided to a health care facility, a patient insurance company, or the government.

いくつかの実施例では、このビジネスは、CLIA研究所に濃縮および分析を委託してもよい。別の実施例では、このビジネスは濃縮ステップを行い、分析ステップを第三者(例えばCLIA研究所)に委託してもよい。   In some examples, the business may outsource enrichment and analysis to a CLIA laboratory. In another example, the business may perform an enrichment step and entrust the analysis step to a third party (eg, a CLIA laboratory).

図10Aは、ここに開示するビジネス方法の一例を示す図である。このビジネスまたはCLIA研究所、患者の医療提供者により、血液サンプル(例えば血液16−20mL)が妊娠女性から採取される。このビジネスまたはCLIA研究所は、以下の1またはそれ以上のステップを実行する:(a)サンプルから赤血球と血小板を除去するよう構成されたサイズ式選別モジュールにサンプルを流すステップ;(b)抗CD71抗体に結合され選択的に白血球を超えて赤血球を結合する捕獲モジュールに通すステップ;(c)磁気ビードを用いてサンプルを濃縮するステップ(例えば、CD71でコーティングして前に行った濃縮ステップを繰り返す);(d)濃縮した細胞を配列する(例えば、サイトスピン2Dスライドに);(e)濃縮細胞に、Xおよび/またはY染色体を特に結合する1または2のFISHプローブを加える;(f)分析/検出モジュールを用いてFISHプローブを検出する;(g)濃縮された細胞から有核赤血球またはより好ましくは胎児有核赤血球を同定し、選択的にこれらを特徴付ける;(h)胎児異常の検出の有無に関するレポートを、例えば試験した患者、医療施設、保険会社に提供する。   FIG. 10A is a diagram illustrating an example of the business method disclosed herein. A blood sample (eg, 16-20 mL of blood) is taken from a pregnant woman by this business or CLIA Institute, a patient health care provider. The business or CLIA laboratory performs one or more of the following steps: (a) flowing the sample through a sizing screening module configured to remove red blood cells and platelets from the sample; (b) anti-CD71. Passing through a capture module that binds to the antibody and selectively binds the red blood cell beyond the white blood cell; (c) concentrating the sample using a magnetic bead (eg, repeating the previous concentration step by coating with CD71) (D) Arrange the enriched cells (eg on a cytospin 2D slide); (e) Add to the enriched cells one or two FISH probes that specifically bind the X and / or Y chromosomes; (f) Detect FISH probe using analysis / detection module; (g) from enriched cells to nucleated red blood cells or Providing a report on the presence or absence of detection of (h) fetal abnormalities, patients for example tested, a medical facility, the insurance company; more preferably identify fetal nucleated red blood cells, selectively characterize these.

図10は、ここに開示するビジネス方法の別の実施例を示す図である。32−40mLの血液を妊娠した女性から採取する。このサンプルは自動化されたサイズ式選別モジュールを通して流され、サンプルから赤血球と血小板が除去される。この自動選別モジュールは、供給装置に接続されている。このサンプルは次に、抗GPA抗体に接続された捕獲モジュールを通して流される。このサンプルは次に、磁気ビードを用いて濃縮される(例えば、CD71でコートして前に行った濃縮ステップを繰り返す)。残った濃縮細胞は、染色体X、Y、13、18、21用のFISHプローブを有するサイトスピン2Dスライドに配列される。続いて上述した分析/検出モジュールか、好適には多スペクトル感応性画像システムを用いてFISHプローブが読み取られ、有核RBCが特定され類別される。最後に、胎児異常の存在または不存在により胎児を診断する、試験された患者、医療提供者、または保険会社用のレポートが作成される。   FIG. 10 is a diagram illustrating another embodiment of the business method disclosed herein. 32-40 mL of blood is collected from a pregnant woman. The sample is run through an automated sizing module to remove red blood cells and platelets from the sample. This automatic sorting module is connected to a supply device. This sample is then flowed through a capture module connected to an anti-GPA antibody. This sample is then concentrated using a magnetic bead (eg, coating with CD71 and repeating the previous concentration step). The remaining enriched cells are arranged on cytospin 2D slides with FISH probes for chromosomes X, Y, 13, 18, 21. The FISH probe is then read using the analysis / detection module described above, or preferably a multispectral sensitive imaging system, to identify and classify nucleated RBCs. Finally, a report is created for the tested patient, health care provider, or insurance company that diagnoses the fetus due to the presence or absence of fetal abnormalities.

診断サービス−腫瘍学
いくつかの実施例では、このビジネス方法は、腫瘍学検査サービスを提供する。この方法により、診断される患者から液体サンプル(例えば血液)が採取される。このビジネスは次に1またはそれ以上の濃縮ステップを実施し、サンプルから癌細胞、腫瘍細胞、上皮細胞、内皮細胞、または癌の存在を示す多の細胞のいずれか1以上を濃縮する。上記の細胞は、ここに開示するいずれかのシステムおよび方法を用いて液体サンプルから濃縮される。濃縮後、細胞はさらに分析され(例えば、計数、特定の生体マーカ検査等)、この患者が癌を有するか否か、癌の出所、この患者に有効な治療法、癌の転移などが判定される。このビジネスにより作成されたレポートが、患者に直接、あるいは患者の医療提供者または保険会社に提供される。
Diagnostic Service-Oncology In some embodiments, the business method provides an oncology testing service. By this method, a liquid sample (eg blood) is taken from the patient to be diagnosed. The business then performs one or more enrichment steps to enrich one or more of the cancer cells, tumor cells, epithelial cells, endothelial cells, or many cells that indicate the presence of cancer from the sample. The cells are concentrated from the liquid sample using any of the systems and methods disclosed herein. After enrichment, the cells are further analyzed (eg, counting, specific biomarker tests, etc.) to determine if this patient has cancer, the origin of the cancer, effective treatment for this patient, cancer metastasis, etc. The Reports generated by this business are provided directly to the patient or to the patient's health care provider or insurance company.

診断サービス−感染
いくつかの実施例では、このビジネス方法は、感染検査サービスを提供する。このサービスでは、感染が診断される哺乳動物から液体サンプル(例えば尿や血液)が採取される。いくつかの実施例では、、このビジネスは患者(動物)から直接血液を採取しサンプルを取得してもよい。いくつかの実施例では、サンプルがこのビジネスに配送される。このビジネスは次に、サンプルのスクリーニング試験を行い、1またはそれ以上の感染した細胞(例えば感染した白血球)または細菌性細胞、ウィルス、原生動物などの感染性組織を濃縮する。感染性組織はこのビジネスにより、ここに開示されたシステムおよび方法で濃縮可能である。この方法により選別/濃縮しうる循環性の病原体の例としては、ウィルス(例えばHIV、インフルエンザ、SARS)、バクテリア(大腸菌、Hインフルエンザ、S肺炎、M髄膜炎など)、原生動物(マラリア原虫、トリパノソーマ、brusei等)がある。いくつかの実施例では、この方法は血液サンプル中のHIB感染細胞の分離および検出に用いられる。このビジネスにより作成されたレポートが、患者に直接、あるいは患者の医療提供者または保険会社に提供される。
Diagnostic Service-Infection In some embodiments, the business method provides an infection test service. This service collects a liquid sample (eg, urine or blood) from a mammal whose infection is diagnosed. In some embodiments, the business may collect blood and obtain a sample directly from the patient (animal). In some embodiments, samples are delivered to this business. The business then conducts a screening test of the sample to concentrate one or more infected cells (eg, infected leukocytes) or infectious tissues such as bacterial cells, viruses, protozoa. Infectious tissue can be enriched by this business with the systems and methods disclosed herein. Examples of circulating pathogens that can be selected / concentrated by this method include viruses (eg, HIV, influenza, SARS), bacteria (such as E. coli, H influenza, S pneumonia, M meningitis), protozoa (protozoa malaria, Trypanosoma, brusei, etc.). In some embodiments, the method is used for the separation and detection of HIB infected cells in a blood sample. Reports generated by this business are provided directly to the patient or to the patient's health care provider or insurance company.

診断用製品
いくつかの実施例では、本発明のビジネス方法は、血液サンプルから1またはそれ以上の検体を濃縮するのに適合した診断用製品を商業化する。例えば、1のビジネス方法は、ここにおける胎児細胞を選別し選択的に分析する1またはそれ以上の装置/モジュールを個々に、あるいは選択的に1またはそれ以上の試薬(例えばラベル試薬)とともにキットとして、販売することを企図している。このようなキットは、出産前検診用の説明を含んでもよい。別のビジネス方法は、循環する癌細胞を選別し選択的に分析する1またはそれ以上の装置/モジュールを個々に、あるいは選択的に1またはそれ以上の試薬(例えばラベル試薬)とともにキットとして、販売することを企図している。このようなキットは、癌検診を行うための説明書を有してもよい。別のビジネス方法は、循環する上皮細胞を選別し選択的に分析する1またはそれ以上の装置/モジュールを個々に、あるいは選択的に1またはそれ以上の試薬(例えばラベル試薬)とともにキットとして、販売することを企図している。このようなキットは、癌検診を行うための説明書を有してもよい。
Diagnostic Products In some embodiments, the business methods of the present invention commercialize diagnostic products that are adapted to concentrate one or more analytes from a blood sample. For example, one business method involves one or more devices / modules for sorting and selectively analyzing fetal cells herein, individually or optionally as a kit with one or more reagents (eg, labeling reagents). Is intended to sell. Such a kit may include instructions for prenatal testing. Another business method is to sell one or more devices / modules that select and selectively analyze circulating cancer cells individually or optionally as a kit with one or more reagents (eg, a labeling reagent). I intend to do that. Such a kit may have instructions for conducting a cancer screening. Another business method is to sell one or more devices / modules that sort and selectively analyze circulating epithelial cells individually or optionally as a kit with one or more reagents (eg, a labeling reagent). I intend to do that. Such a kit may have instructions for conducting a cancer screening.

好適な実施例では、診断用製品は、1またはそれ以上の選別モジュールと、選択的に1またはそれ以上の捕獲モジュールを具える。この診断用製品は選択的に、状態検出のための検出/分析ツール(例えばコンピュータコードまたはソフトウェア)を具えてもよい。   In a preferred embodiment, the diagnostic product comprises one or more sorting modules and optionally one or more capture modules. The diagnostic product may optionally comprise a detection / analysis tool (eg, computer code or software) for condition detection.

いくつかの実施例では、このビジネス方法は、診断ツールを製造する。いくつかの実施例では、このビジネス方法は、診断ツールの製造を第三者に委託する。いずれの実施例でも、診断ツールは好適に重合材料で製造され、選択的に使い捨て可能である。   In some embodiments, the business method produces a diagnostic tool. In some embodiments, the business method outsources the manufacture of diagnostic tools to a third party. In either embodiment, the diagnostic tool is preferably made of a polymeric material and is selectively disposable.

検体の隔離
いくつかの実施例では、ビジネス方法は、費用と交換あるいはクロスライセンスで、ここにおけるシステムと方法を用いて1またはそれ以上の検体を隔離する。サンプルは例えば、血液サンプルまたは他の身体サンプルである。いくつかの実施例では、CLIA研究所または他の第三者機関が血液サンプルをこのビジネスに提供し、例えば胎児細胞、上皮細胞、癌細胞などの稀有な細胞を血液サンプルからこのシステムおよび方法を用いて隔離する。いくつかの実施例では、このビジネスは1またはそれ異常の個体から血液サンプルを取得し、このような血液サンプルから1またはそれ以上の治療的な血液成分、例えば血小板、白血球、循環幹細胞などを分離する。このような血液成分は次に、このビジネスにより料金をとって販売される。このような血液製品は、研究および/または治療目的を有する。
Specimen Isolation In some embodiments, the business method segregates one or more specimens using the systems and methods herein for a cost or exchange or cross license. The sample is, for example, a blood sample or other body sample. In some embodiments, CLIA laboratories or other third-party organizations provide blood samples to this business, and rare cells such as fetal cells, epithelial cells, cancer cells, etc. are extracted from the blood samples. Use to isolate. In some embodiments, the business obtains a blood sample from one or more abnormal individuals and separates one or more therapeutic blood components such as platelets, leukocytes, circulating stem cells, etc. from such blood samples. To do. Such blood components are then sold for a fee by this business. Such blood products have research and / or therapeutic purposes.

VII.製造
本例では、標準的な写真石版術を用いて、絶縁体上シリコン(SOI)ウェハに障害物のフォトレジストパターンを形成する。SOIウェハは、500μm厚のSi(100)ウェハの上の1μm厚のSiO2層の頂上の100μm厚のSi(100)ウェハから構成されている。フォトレジスト接着を最適化すべく、このSOIウェハををフォトレジスト皮膜の前にヘキサメチルジシラザンの蒸気にさらしてもよい。UV反応性フォトレジストはウェハ上にスピンコートされ、90°Cで30分間焼かれ、クロム接触マスクを通してUV光に300秒当てられ、現像液で5分間現像され、90°Cで30分間後焼成される。このプロセスパラメータは、フォトレジストの性質および厚さにより変化してもよい。クロム接触マスクのパターンはフォトレジストに転写され、障害物の輪郭を決定する。
VII. Manufacture In this example, an obstacle photoresist pattern is formed on a silicon-on-insulator (SOI) wafer using standard photolithographic techniques. The SOI wafer is composed of a 100 μm thick Si (100) wafer on top of a 1 μm thick SiO 2 layer on top of a 500 μm thick Si (100) wafer. To optimize photoresist adhesion, the SOI wafer may be exposed to hexamethyldisilazane vapor prior to the photoresist coating. The UV reactive photoresist is spin coated on the wafer, baked at 90 ° C for 30 minutes, exposed to UV light through a chrome contact mask for 300 seconds, developed with developer for 5 minutes, and post-baked at 90 ° C for 30 minutes. Is done. This process parameter may vary depending on the nature and thickness of the photoresist. The pattern of the chrome contact mask is transferred to the photoresist and determines the contour of the obstacle.

障害物と同じフォトレジストパターンを形成したら、エッチングを開始する。SiO2はエッチングプロセスのストッパとして作用する。このエッチングはまた、ストッパ層を用いることなく与えられた深さで止まるよう制御されてもよい。フォトレジストパターンは、プラズマエッチングにおいて100μm厚Si層に転写される。複合的なディープエッチングを用いて、均一な障害物を得るようにしてもよい。例えば、基板をSF6が流れるフッ素高純度プラズマ(fluorin-rich plasma)に15秒間あて、次にシステムはC4F8のみが流れる過フッ化炭化水素高純度プラズマに10秒間切り替わり、ここで全面的に保護フィルムで覆われる。続くエッチングサイクルで、イオン衝撃にあてると水平面から優先的にポリマが除去され、例えばSiO2層に達するまでこのサイクルが複数回行われる。   When the same photoresist pattern as the obstacle is formed, etching is started. SiO2 acts as a stopper for the etching process. This etch may also be controlled to stop at a given depth without the use of a stopper layer. The photoresist pattern is transferred to a 100 μm thick Si layer by plasma etching. A uniform obstacle may be obtained by using complex deep etching. For example, the substrate is subjected to fluorine-rich plasma with SF6 flowing for 15 seconds, and then the system is switched to fluorocarbon high-purity plasma with only C4F8 flowing for 10 seconds, where the protective film is entirely covered. Covered with. In subsequent etching cycles, when subjected to ion bombardment, the polymer is preferentially removed from the horizontal plane, and this cycle is repeated a plurality of times, for example until reaching the SiO2 layer.

障害物表面に結合部分を結合させるには、結合部分が吸着するシリコン二酸化層を生成すべく表面変化させる前に、基板を酸素プラズマにあてる。基板はその後、蒸留した脱イオン化した水で2度すすいで空気乾燥される。サンプルを直前に準備した3−[(2−アミノエチル)アミノ]プロピルトリメトキシシランの2%v/v水溶液に30秒間浸すことにより露出したガラスの上にシラン固定がなされ、その後さらに蒸留した脱イオン化水で洗浄される。基板はその後、窒素ガス内で乾燥され焼かれる。次に、リン酸燐酸塩でバッファしたサリン中の2.5%グルタルアルデヒド溶液に基板を常温で1時間浸す。基板はその後再びすすがれ、例えば抗CD71などの結合部分を蒸留した脱イオン水の0.5mg/mL溶液に15分間常温で浸し、結合剤が障害物に結合するのを待つ。その後基板は再び蒸留した脱イオン水ですすがれ、70%エタノールに一晩浸して滅菌する。   To bond the binding portion to the obstruction surface, the substrate is subjected to an oxygen plasma before the surface is changed to produce a silicon dioxide layer that is adsorbed by the binding portion. The substrate is then rinsed twice with distilled deionized water and air dried. The sample was immersed in a 2% v / v aqueous solution of 3-[(2-aminoethyl) amino] propyltrimethoxysilane prepared immediately before for 30 seconds to immobilize the silane on the exposed glass, and then distilled further. Washed with ionized water. The substrate is then dried and baked in nitrogen gas. Next, the substrate is immersed in a 2.5% glutaraldehyde solution in sarin buffered with phosphate phosphate at room temperature for 1 hour. The substrate is then rinsed again and soaked in a 0.5 mg / mL solution of distilled deionized water, such as anti-CD71, for 15 minutes at room temperature, waiting for the binder to bind to the obstacle. The substrate is then rinsed again with distilled deionized water and sterilized by immersion in 70% ethanol overnight.

固定部分を障害物上および装置の表面に固定するには、上述した方法以外の複数の技術がある。表面上に単に物理吸着させることが、単純化とコスト面での選択となる。他のアプローチは、様々な結合部分で官機能を持たせた自己集合型単分子層(例えば金の上のチオール)を用いることである。結合される結合部分や装置を構成するのに用いられる材料によってはさらなる方法を用いてもよい。表面改質方法はこの分野で周知である。さらに、特定の細胞が材料の改質された表面に優先的に結合する。例えば、いくつかの細胞は、陽電荷を持たせた、負電荷を持たせた、あるいは疎水性の面、または特定のポリマに現れる化学薬品群に優先的に結合する。   There are a number of techniques other than the methods described above for fixing the fixed part on the obstacle and on the surface of the device. Simply physisorbing on the surface is a simplification and cost choice. Another approach is to use self-assembled monolayers (eg, thiol on gold) that have government functions at various binding moieties. Additional methods may be used depending on the bonding parts to be bonded and the materials used to construct the device. Surface modification methods are well known in the art. In addition, certain cells preferentially bind to the modified surface of the material. For example, some cells preferentially bind to chemical groups that appear on positively charged, negatively charged, or hydrophobic surfaces, or on certain polymers.

次のステップは、障害物を含む微細製造されたシリコンに最上層を接着することによりフロー装置を製造することを含む。最上部の基板はガラスであり、捕獲中およびその後に細胞を視認できるようになっている。熱接着またはUV硬化性エポキシを用いて、フローチャンバを形成する。頂部と底部は例えばシリコンガスケットを用いて圧迫結合(compression fit)される。このような圧迫結合は解除可能である。他の接着方法(例えばウェハ接合)がこの分野で公知となっている。どの方法を用いるかは、使用する材料の性質による。   The next step involves fabricating the flow device by bonding the top layer to microfabricated silicon containing obstacles. The top substrate is glass so that cells can be seen during and after capture. Thermal bonding or UV curable epoxy is used to form the flow chamber. The top and bottom are compression fitted using, for example, a silicone gasket. Such compression coupling can be released. Other bonding methods (eg, wafer bonding) are known in the art. Which method is used depends on the nature of the material used.

細胞の消耗装置(the cell depletion device)は、異なる材料で製造することができる。材料の選択に応じて、異なる製造技術を用いてもよい。この装置は、例えばポリスチレンなどのプラスチックで熱エンボス技術を用いて作成することができる。障害物や必要な他の構造体は、プラスチックに型押しされ、底面が形成される。その後最上層が底部層と接着される。射出形成は、このような装置を作成しうる別のアプローチである。ポリ(脱メチルシロキサン)(PDMS)からなるチャンバ全体をソフトな石版印刷を用いてもよいし、障害物のみをPDMSで成形してからガラス構造体と接着して閉じたチャンバを作成してもよい。さらなる他のアプローチはエポキシキャスト技術を用いた障害物形成であり、所望の構造体の反対のレプリカをもつマスターにUVまたは温度硬化型エポキシを用いる。レーザまたは他の種類のマイクロ加工アプローチを用いてフローチャンバを形成してもよい。装置を製造するのに利用可能な他の適切なポリマは、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリ(メチルメタクリレート)である。さらに、鉄やニッケルなどの金属を用いて、例えば従来の金属加工により、本発明の装置を製造してもよい。三次元製造技術(例えば、ステレオリソグラフィー)を用いて装置を1ピースで製造してもよい。他の製造方法も知られている。   The cell depletion device can be made of different materials. Different manufacturing techniques may be used depending on the choice of material. The device can be made using a hot embossing technique with a plastic such as polystyrene. Obstacles and other necessary structures are stamped into the plastic to form the bottom surface. The top layer is then bonded to the bottom layer. Injection molding is another approach that can create such a device. The entire chamber made of poly (demethylsiloxane) (PDMS) may be used with soft lithographic printing, or only obstructions may be molded with PDMS and then bonded to the glass structure to create a closed chamber. Good. Yet another approach is obstruction formation using epoxy casting technology, where UV or temperature curable epoxies are used for masters with opposite replicas of the desired structure. A laser or other type of microfabrication approach may be used to form the flow chamber. Other suitable polymers that can be used to make the device are polycarbonate, polyethylene, poly (methyl methacrylate). Furthermore, the apparatus of the present invention may be manufactured using a metal such as iron or nickel, for example, by conventional metal processing. The device may be manufactured in one piece using three-dimensional manufacturing techniques (eg, stereolithography). Other manufacturing methods are also known.

実施例1.シリコンデバイス多重14トリプルステージ複式アレイ
図11A−11Fは、本発明のサイズ式選別モジュールの例であり、以下のように特徴付けられる:
大きさ:90mmx34mmx1mm
アレイデザイン:3ステージ、隙間サイズ=第1、第2、第3ステージでそれぞれ18,12,8μm。分岐比=1/10。複式(duplex):単一バイパスチャネル
装置デザイン:多重14アレイ複式;流れの安定のためのフローレジスタあり
装置の製造:アレイとチャネルは、標準的な写真石版術とシリコン反応平凹版技術を用いてシリコンで製造される。エッチング深度は150μmである。液体アクセス用の貫通口がKOH湿式エッチングを用いて設けられる。シリコン基板はエッチング面がシールされ、血液と反応しない感圧接着剤(9795,3M、St Paul、MN)を用いて封止された流体チャネルが形成される。
装置パッケージ:本装置は、血液と緩衝液を装置に供給し生成された画分を取り出すための外部流体リザーバを有するプラスチックマニホルドと機械的に連結されている。
装置の動作:外部圧力源を用いて緩衝液と血液のリザーバに2.4PSIの圧力をかけ、液体供給を調節しパッケージ装置から取り出す。
試験状況:承諾した人間の大人の血液を、K2EDTAヴァキュテーナー(366643、ベクトンディッキンソン、フランクリンレイクス、NJ)で採取する。生の血液は、上述した実施例の装置を用いて常温で9時間以内で処理される。血液からの有核細胞は、除核細胞(赤血球と血小板)から分離され、1%ウシ血清アルブミン(BSA)(A8414−100ML、Sigma−Aldrich、St Louis、MO)を含みカルシウムとマグネシウムを除去したDulbeccoリン酸緩衝食塩水(14190−144、Invitrogen、カールスバッド、CA)の緩衝液の流れにプラズマが供給される。
計測技術:Coulterインピーダンス血液分析器(COULTER(R)Ac・T diff(TM)、Beckman Coulter、Fullerton、CA)を用いて完全な血液計数が確定される。
パフォーマンス:図12A−12Fは、血液分析器が血液サンプルと廃棄物(緩衝液、プラズマ、赤血球、血小板)と装置が生成する製品(緩衝液と有核細胞)画分とから作成した典型的なヒストグラムを示す。

Figure 2009509143
Example 1. Silicon Device Multiplex 14 Triple Stage Duplex Array FIGS. 11A-11F are examples of sizing screening modules of the present invention and are characterized as follows:
Size: 90mmx34mmx1mm
Array design: 3 stages, gap size = 18, 12, and 8 μm for the first, second, and third stages, respectively. Branching ratio = 1/10. Duplex: Single bypass channel Device design: Multiple 14-array duplex; with flow register for flow stabilization Device manufacture: Arrays and channels using standard photolithography and silicon reactive planographic technology Made of silicon. The etching depth is 150 μm. A through hole for liquid access is provided using KOH wet etching. The etched surface of the silicon substrate is sealed, and a sealed fluid channel is formed using a pressure sensitive adhesive (9795, 3M, St Paul, MN) that does not react with blood.
Device package: The device is mechanically connected to a plastic manifold having an external fluid reservoir for supplying blood and buffer to the device and removing the generated fraction.
Device Operation: Using an external pressure source, apply a pressure of 2.4 PSI to the buffer and blood reservoir to regulate and remove the fluid supply from the packaging device.
Test Status: Accepted adult human blood is collected with a K2EDTA vacutainer (366643, Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ). Raw blood is processed within 9 hours at room temperature using the apparatus of the above-described embodiment. Nucleated cells from blood were separated from enucleated cells (red blood cells and platelets) and contained 1% bovine serum albumin (BSA) (A8414-100ML, Sigma-Aldrich, St Louis, MO) to remove calcium and magnesium. Plasma is supplied to the buffer flow of Dulbecco phosphate buffered saline (14190-144, Invitrogen, Carlsbad, CA).
Instrumentation technique: A complete blood count is determined using a Coulter impedance hematology analyzer (COULTER® Ac · T diff ™, Beckman Coulter, Fullerton, Calif.).
Performance: FIGS. 12A-12F are typical of blood analyzers made from blood samples and waste (buffer, plasma, red blood cells, platelets) and product (buffer and nucleated cell) fractions produced by the device. A histogram is shown.
Figure 2009509143

実施例2.シリコンデバイス多重14シングルステージ複式アレイ
図13A−13Dは、本発明の装置の例であり、以下のように特徴付けられる:
大きさ:90mmx34mmx1mm
アレイデザイン:1ステージ、隙間サイズ=24μm。分岐比=1/60。複式(duplex):二重バイパスチャネル
装置デザイン:多重14アレイ複式;流れの安定のためのフローレジスタあり
装置の製造:アレイとチャネルは、標準的な写真石版術とシリコン反応平凹版技術を用いてシリコンで製造される。エッチング深度は150μmである。液体アクセス用の貫通口がKOH湿式エッチングを用いて設けられる。シリコン基板はエッチング面がシールされ、血液と反応しない感圧接着剤(9795,3M、St Paul、MN)を用いて封止された流体チャネルが形成される。
装置パッケージ:本装置は、血液と緩衝液を装置に供給し生成された画分を取り出すための外部流体リザーバを有するプラスチックマニホルドと機械的に連結されている。
装置の動作:外部圧力源を用いて緩衝液と血液のリザーバに2.4PSIの圧力をかけ、液体供給を調節しパッケージ装置から取り出す。
試験状況:承諾した大人のドナーの人体血液を、K2EDTAヴァキュテーナー(366643、ベクトンディッキンソン、フランクリンレイクス、NJ)で採取する。生の血液は、上述した実施例の装置を用いて常温で9時間以内で処理される。血液からの有核細胞は、除核細胞(赤血球と血小板)から分離され、1%ウシ血清アルブミン(BSA)(A8414−100ML、Sigma−Aldrich、St Louis、MO)を含みカルシウムとマグネシウムを除去したDulbeccoリン酸緩衝食塩水(14190−144、Invitrogen、カールスバッド、CA)の緩衝液の流れにプラズマが供給される。
計測技術:Coulterインピーダンス血液分析器(COULTER(R)Ac・T diff(TM)、Beckman Coulter、Fullerton、CA)を用いて完全な血液計数が確定される。
パフォーマンス:この装置は、17mL/時間で動作し、99%以上の赤血球の取り出しが達成され、95%以上の有核細胞が確保され、98%以上の血小板が取り出される。
Example 2 Silicon Device Multiplex 14 Single-Stage Duplex Array FIGS. 13A-13D are examples of apparatus of the present invention and are characterized as follows:
Size: 90mmx34mmx1mm
Array design: 1 stage, gap size = 24 μm. Branching ratio = 1/60. Duplex: Double bypass channel Device design: Multiple 14-array duplex; with flow register for flow stabilization Device manufacture: Arrays and channels using standard photolithography and silicon reactive planographic technology Made of silicon. The etching depth is 150 μm. A through hole for liquid access is provided using KOH wet etching. The etched surface of the silicon substrate is sealed, and a sealed fluid channel is formed using a pressure sensitive adhesive (9795, 3M, St Paul, MN) that does not react with blood.
Device package: The device is mechanically connected to a plastic manifold having an external fluid reservoir for supplying blood and buffer to the device and removing the generated fraction.
Device Operation: Using an external pressure source, apply a pressure of 2.4 PSI to the buffer and blood reservoir to regulate and remove the fluid supply from the packaging device.
Test status: Human blood from an approved adult donor is collected with a K2EDTA vacutainer (366643, Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ). Raw blood is processed within 9 hours at room temperature using the apparatus of the above-described embodiment. Nucleated cells from blood were separated from enucleated cells (red blood cells and platelets) and contained 1% bovine serum albumin (BSA) (A8414-100ML, Sigma-Aldrich, St Louis, MO) to remove calcium and magnesium. Plasma is supplied to the buffer flow of Dulbecco phosphate buffered saline (14190-144, Invitrogen, Carlsbad, CA).
Instrumentation technique: A complete blood count is determined using a Coulter impedance hematology analyzer (COULTER® Ac · T diff ™, Beckman Coulter, Fullerton, Calif.).
Performance: The device operates at 17 mL / hour, achieves over 99% red blood cell removal, secures over 95% nucleated cells, and removes over 98% platelets.

実施例3.胎児臍帯血の分離
図14A−14Dは、胎児臍帯血から有核細胞を分離するのに用いる装置の概略図である。
大きさ:100mmx28mmx1mm
アレイデザイン:3ステージ。隙間サイズ=第1、第2、第3ステージでそれぞれ18,12,8μm。分岐比=1/10。複式(duplex):単一バイパスチャネル
装置デザイン:多重10アレイ複式;流れの安定のためのフローレジスタあり
装置の製造:アレイとチャネルは、標準的な写真石版術とシリコン反応平凹版技術を用いてシリコンで製造される。エッチング深度は140μmである。液体アクセス用の貫通口がKOH湿式エッチングを用いて設けられる。シリコン基板はエッチング面がシールされ、血液と反応しない感圧接着剤(9795,3M、St Paul、MN)を用いて封止された流体チャネルが形成される。
装置パッケージ:本装置は、血液と緩衝液を装置に供給し生成された画分を取り出すための外部流体リザーバを有するプラスチックマニホルドと機械的に連結されている。
装置の動作:外部圧力源を用いて緩衝液と血液のリザーバに2.0PSIの圧力をかけ、液体供給を調節しパッケージ装置から取り出す。
試験状況:人体の臍帯血を、クエン酸ブドウ糖抗凝結剤を含むリン酸緩衝食塩水中に供給する。1mLの血液を、上述の装置を用いて常温で3mL/時間で48時間以内に処理する。血液からの有核細胞は、除核細胞(赤血球と血小板)から分離され、1%ウシ血清アルブミン(BSA)(A8414−100ML、Sigma−Aldrich、St Louis、MO)と2mM EDTA(15575−020、Invitrogen、カールスバッド、CA)とを含みカルシウムとマグネシウムを除去したDulbeccoリン酸緩衝食塩水(14190−144、Invitrogen、カールスバッド、CA)の緩衝液の流れにプラズマが供給される。
計測技術:細胞の塗沫標本と、廃棄画分(図15A−15B)が準備され、改良ライト・ギムザ染色が行われる(WG16、SigmaAldrich、St.Lous、MO)。
パフォーマンス:胎児有核赤血球が製品画分で観測され(図15A)、廃棄画分では不在である(図15B)。
Example 3 FIG. Separation of Fetal Cord Blood FIGS. 14A-14D are schematic views of an apparatus used to separate nucleated cells from fetal cord blood.
Size: 100mmx28mmx1mm
Array design: 3 stages. Gap size = 18, 12, and 8 μm for the first, second, and third stages, respectively. Branching ratio = 1/10. Duplex: single bypass channel Device design: Multiple 10 array duplex; with flow register for flow stabilization Device manufacture: Arrays and channels using standard photolithography and silicon reactive planographic technology Made of silicon. The etching depth is 140 μm. A through hole for liquid access is provided using KOH wet etching. The etched surface of the silicon substrate is sealed, and a sealed fluid channel is formed using a pressure sensitive adhesive (9795, 3M, St Paul, MN) that does not react with blood.
Device package: The device is mechanically connected to a plastic manifold having an external fluid reservoir for supplying blood and buffer to the device and removing the generated fraction.
Device Operation: An external pressure source is used to apply a pressure of 2.0 PSI to the buffer and blood reservoirs to regulate and remove the fluid supply from the packaging device.
Test situation: Human umbilical cord blood is supplied in phosphate buffered saline containing citrate glucose anticoagulant. 1 mL of blood is processed within 3 hours at room temperature at 3 mL / hour using the apparatus described above. Nucleated cells from blood are separated from enucleated cells (erythrocytes and platelets), and 1% bovine serum albumin (BSA) (A8414-100ML, Sigma-Aldrich, St Louis, MO) and 2 mM EDTA (15575-020, Plasma is supplied to the buffer flow of Dulbecco phosphate buffered saline (14190-144, Invitrogen, Carlsbad, Calif.) Containing Invitrogen, Carlsbad, Calif.) And calcium and magnesium removed.
Measurement technique: Cell smears and waste fractions (FIGS. 15A-15B) are prepared and modified Wright-Giemsa staining is performed (WG16, SigmaAldrich, St. Louis, MO).
Performance: Fetal nucleated red blood cells are observed in the product fraction (FIG. 15A) and absent in the waste fraction (FIG. 15B).

実施例4.母体血液からの胎児細胞の分離
実施例1で詳細に説明した装置およびプロセスを、免疫磁気親和性濃縮技術とともに用いて、母体血液から胎児細胞を分離する可能性が示された。
Example 4 Separation of fetal cells from maternal blood The device and process described in detail in Example 1 was used in conjunction with immunomagnetic affinity enrichment techniques to demonstrate the possibility of separating fetal cells from maternal blood.

試験状況:男の胎児をもつ承諾した妊婦ドナーからの血液を、人工中絶の直後に、K2EDTAヴァキュテーナー(366643、ベクトンディッキンソン、フランクリンレイクス、NJ)で採取する。生の血液は、上述した実施例1の装置を用いて常温で9時間以内で処理される。血液からの有核細胞は、除核細胞(赤血球と血小板)から分離され、1%ウシ血清アルブミン(BSA)(A8414−100ML、Sigma−Aldrich、St Louis、MO)を含みカルシウムとマグネシウムを除去したDulbeccoリン酸緩衝食塩水(14190−144、Invitrogen、カールスバッド、CA)の緩衝液の流れにプラズマが供給される。次いで、有核細胞の画分が抗CD71マイクロビード(130−046−201、Militenyi Biotech Inc.、Auburn、CA)でラベルされ、MiniMACS(TM)列(130−046−201、Militenyi Biotech Inc.、Auburn、CA)を用いて製造者の指示書に従い濃縮される。最後に、CD71陽性画分をガラススライドに置かれる。
計測技術:スポットされたスライドは、蛍光その場ハイブリダイゼーション(FISH)技術を用いて、製造者の指示書に従いVysisプローブ(Abbott研究所、Downer’sGrove、IL)を用いて染色される。サンプルは、XおよびY染色体の発現により染色される。あるケースでは、既知のトリソミー21妊婦から得たサンプルも、染色体21で染められる。
パフォーマンス:有核細胞の画分(図16)から用意されたCD71陽性集団内の男性細胞の確実な出現により、胎児細胞の分離が確認された。単一の異常症例試験では、トリソミー21病状もまた同定された(図17)。
Test situation: Blood from an approved pregnant donor with a male fetus is collected with a K2EDTA vacutainer (366643, Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ) immediately after the abortion. Raw blood is processed within 9 hours at room temperature using the apparatus of Example 1 described above. Nucleated cells from blood were separated from enucleated cells (red blood cells and platelets) and contained 1% bovine serum albumin (BSA) (A8414-100ML, Sigma-Aldrich, St Louis, MO) to remove calcium and magnesium. Plasma is supplied to the buffer flow of Dulbecco phosphate buffered saline (14190-144, Invitrogen, Carlsbad, CA). The fraction of nucleated cells was then labeled with anti-CD71 microbeads (130-046-201, Miletenyi Biotech Inc., Auburn, Calif.) And the MiniMACS (TM) column (130-046-201, Miletenyi Biotech Inc., Concentrate according to the manufacturer's instructions using Auburn, CA). Finally, the CD71 positive fraction is placed on a glass slide.
Metrology technology: Spotted slides are stained with Vysis probe (Abbott Laboratories, Downer's Grove, IL) using fluorescent in situ hybridization (FISH) technology according to the manufacturer's instructions. Samples are stained by expression of X and Y chromosomes. In some cases, samples from known trisomy 21 pregnant women are also stained with chromosome 21.
Performance: Separation of fetal cells was confirmed by the reliable appearance of male cells in the CD71 positive population prepared from the nucleated cell fraction (FIG. 16). In a single abnormal case study, trisomy 21 pathology was also identified (FIG. 17).

以下の例は、本発明の装置の特定の実施例を示す。各装置の説明は、連続したステージの数、各ステージの隙間のサイズ、ε(フロー角度)、装置毎のチャネル数(アレイ/チップ)を提供する。各装置は、DRIERを用いたシリコンで製造され、各装置は熱酸化層を具える。   The following examples illustrate specific embodiments of the device of the present invention. Each device description provides the number of consecutive stages, the size of the gap between each stage, ε (flow angle), and the number of channels per device (array / chip). Each device is made of silicon using DRIER, and each device comprises a thermal oxide layer.

この装置は、単一のアレイに5つのステージを具える。

Figure 2009509143
This apparatus comprises five stages in a single array.
Figure 2009509143

この装置は複数ステージを具え、各ステージがバイパスチャネルを有し二重化されている。装置の高さは125μmである。

Figure 2009509143
This apparatus comprises a plurality of stages, each stage having a bypass channel and being duplicated. The height of the device is 125 μm.
Figure 2009509143

図18Aは、サイズ式選別装置の製造に用いるマスクを示す。図18B−18Dはこのマスクの拡大図であり、入口、アレイ、出口が規定されている。図19A−19Gは、サイズ式選別モジュールのSEMが示されている。   FIG. 18A shows a mask used for manufacturing a size type sorting apparatus. 18B-18D are enlarged views of this mask, where the inlet, array, and outlet are defined. Figures 19A-19G show SEMs of the size sorting module.

この装置は複数ステージを具え、各ステージがバイパスチャネルを有し二重化されている。バイパスチャネルの側面に「フィン」が設けられバイパスチャネルからの液体がアレイに再び入らないようにしている。このチップはまた、オンチップチップフローレジスタ、すなわちアレイより流体抵抗が大きい入口と出口を具える。装置の高さは117μmである。

Figure 2009509143
This apparatus comprises a plurality of stages, each stage having a bypass channel and being duplicated. “Fins” are provided on the sides of the bypass channel to prevent liquid from the bypass channel from reentering the array. The chip also includes an on-chip chip flow register, i.e., an inlet and outlet that are more fluid resistant than the array. The height of the device is 117 μm.
Figure 2009509143

図20Aは、サイズ式選別装置の製造に用いるマスクを示す。図20B−20Dはこのマスクの部分の構成を示し、入口、アレイ、出口が規定されている。図21A−21Fは、この例で用いられているサイズ式選別モジュールのSEMが示されている。   FIG. 20A shows a mask used for manufacturing a size type sorting apparatus. FIGS. 20B-20D show the configuration of this mask portion, where the inlet, array, and outlet are defined. FIGS. 21A-21F show the SEM of the size sorting module used in this example.

この装置は複数ステージを具え、各ステージがバイパスチャネルを有し二重化されている。バイパスチャネルの側面に「フィン」が設けられバイパスチャネルからの液体がアレイに再び入らないようにしている。このチップはまた、オンチップチップフローレジスタ、すなわちアレイより流体抵抗が大きい入口と出口を具える。装置の高さは117μmである。

Figure 2009509143
This apparatus comprises a plurality of stages, each stage having a bypass channel and being duplicated. “Fins” are provided on the sides of the bypass channel to prevent liquid from the bypass channel from reentering the array. The chip also includes an on-chip chip flow register, i.e., an inlet and outlet that are more fluid resistant than the array. The height of the device is 117 μm.
Figure 2009509143

図14Aは、装置の製造に用いるマスクを示す。図14B−14Dはこのマスクの部分の構成を示し、入口、アレイ、出口が規定されている。図22A−22Fは、上記装置のSEMが示されている。   FIG. 14A shows a mask used in the manufacture of the device. FIGS. 14B-14D show the configuration of this mask portion, where the inlet, array, and outlet are defined. Figures 22A-22F show SEMs of the apparatus.

この装置は複数ステージを具え、各ステージがバイパスチャネルを有し二重化されている。Femlabを用いて「フィン」が最適化され、バイパスチャネルからの液体がアレイに再び入らないようにしている。フィンのアレイに最も近い縁部は、アレイの形状に倣っている。このチップはまた、オンチップチップフローレジスタ、すなわちアレイより流体抵抗が大きい入口と出口を具える。装置の高さは139−142μmである。

Figure 2009509143
This apparatus comprises a plurality of stages, each stage having a bypass channel and being duplicated. The “fins” are optimized using Femlab to prevent liquid from the bypass channel from re-entering the array. The edge closest to the array of fins follows the shape of the array. The chip also includes an on-chip chip flow register, i.e., an inlet and outlet that are more fluid resistant than the array. The height of the device is 139-142 μm.
Figure 2009509143

図23Aは、装置の製造に用いるマスクを示す。図23B−23Dはこのマスクの部分拡大図であり、入口、アレイ、出口が規定されている。図24A−24Sは、上記装置のSEMが示されている。   FIG. 23A shows a mask used in the manufacture of the device. FIGS. 23B-23D are partial enlarged views of this mask, in which the inlet, array, and outlet are defined. Figures 24A-24S show SEMs of the apparatus.

この装置は、単一ステージの、両アレイの端部からのアウトプットを受けるよう設けられたバイパスチャネルを有する複式装置を具える。この装置の障害物は楕円形である。アレイの境界はFemlabモデルである。このチップはまた、オンチップチップフローレジスタ、すなわちアレイより流体抵抗が大きい入口と出口を具える。装置の高さは152μmである。

Figure 2009509143
The apparatus comprises a single stage, dual apparatus having a bypass channel provided to receive the output from the ends of both arrays. The obstacle for this device is oval. The boundary of the array is the Femlab model. The chip also includes an on-chip chip flow register, i.e., an inlet and outlet that are more fluid resistant than the array. The height of the device is 152 μm.
Figure 2009509143

図13Aは、装置の製造に用いるマスクを示す。図13B−13Dはこのマスクの部分拡大図であり、入口、アレイ、出口が規定されている。図25A−25Cは、実際の装置のSEMが示されている。   FIG. 13A shows a mask used in the manufacture of the device. 13B-13D are partial enlarged views of this mask, in which the inlet, array, and outlet are defined. Figures 25A-25C show SEMs of actual devices.

上記明細書に記載したすべての公開、特許、および特許出願は、参照によりここに組み込まれる。当業者であれば、本発明の開示された方法およびシステムの様々なさまざまな変更や変形例を、本発明の意図および範囲を逸脱することなく理解することができる。本発明を特定の実施例に関連して説明したが、クレームにある本発明は、このような特定の実施例に限定されるべきではない。とりわけ、本発明を実施するのに開示したモードの様々な変形例は、当業者であれば本発明の範囲に収まることを理解するであろう。   All publications, patents, and patent applications mentioned in the above specification are hereby incorporated by reference. Those skilled in the art will recognize a variety of various modifications and variations of the disclosed methods and systems of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. Although the invention has been described in connection with specific embodiments, the invention as claimed should not be limited to such specific embodiments. In particular, those skilled in the art will appreciate that various variations of the modes disclosed to practice the present invention are within the scope of the present invention.

他の実施例はクレームにある。   Other embodiments are in the claims.

図1は、サイズ式選別モジュールの一実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a size type selection module. 図2は、それぞれ流体力学的サイズが異なる個別の検体が通るサイズ式選別モジュールの一実施例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of a size type selection module through which individual specimens having different hydrodynamic sizes pass. 図3は、チーズ片形状のバイパス障害物を具えるサイズ式選別モジュールの一実施例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of a size type selection module including a cheese piece-shaped bypass obstacle. 図4は、互いに平行な複数のサイズ式選別モジュールの一実施例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of a plurality of size type selection modules parallel to each other. 図5は、サイズ式選別モジュールの一実施例の選別能力を示すテーブルである。FIG. 5 is a table showing the sorting capability of one embodiment of the size type sorting module. 図6は、捕獲モジュールで捕獲された細胞を示す写真である。FIG. 6 is a photograph showing cells captured by the capture module. 図7A−7Cは、捕獲モジュールの様々な実施例を示す図である。7A-7C are diagrams illustrating various embodiments of the capture module. 図8は、捕獲モジュールの一実施例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an embodiment of the capture module. 図9A−9Dは、検出モジュールの様々な態様を示す図である。9A-9D are diagrams illustrating various aspects of the detection module. 図10A−Bは、ここに開示されるビジネス方法の実施例を示す図である。10A-B are diagrams illustrating an example of the business method disclosed herein. 図11A−11Fは、本発明のサイズ式選別モジュール一例を示す図である。11A-11F are diagrams showing an example of the size type selection module of the present invention. 図12A−12Fは、装置で生成される血液サンプルからの血液学的検体により生成される典型的なヒストグラムである。12A-12F are typical histograms generated by hematology specimens from blood samples generated by the device. 図13A−13Dは、サイズ式選別モジュールの様々な実施例を示す図である。FIGS. 13A-13D are diagrams illustrating various embodiments of sizing screening modules. 図14A−14Dは、サイズ式選別モジュールの様々な実施例を示す図である。14A-14D are diagrams illustrating various embodiments of a sizing screening module. 図15A−15Bは、製品の細胞の塗沫標本(cell smear)と無駄な部分(waste fraction)を示す図である。15A-15B are diagrams showing cell smears and waste fractions of the product cells. 図16A−16Fは、製品の細胞の塗沫標本(cell smear)と無駄な部分(waste fraction)を示す図である。16A-16F are diagrams showing cell smears and waste fractions of the product cells. 図17は、分離された胎児有核赤血球のトリソミー21病状を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing the trisomy 21 pathology of isolated fetal nucleated red blood cells. 図18A−18Dは、サイズ式選別モジュールを製造するのに用いるマスクの例を示す図である。18A to 18D are views showing examples of masks used for manufacturing a size type sorting module. 図19A−19Gは、サイズ式選別モジュールのSEMの例を示す図である。19A to 19G are diagrams illustrating examples of SEMs of the size type selection module. 図20A−20Dは、サイズ式選別モジュールを製造するのに用いるマスクの一実施例を示す図である。20A-20D are diagrams showing an example of a mask used to manufacture a size type sorting module. 図21A−21Fは、サイズ式選別モジュールのSEMの例を示す図である。21A to 21F are diagrams illustrating examples of SEMs of the size type selection module. 図22A−22Fは、サイズ式選別モジュールのSEMの例を示す図である。22A to 22F are diagrams showing examples of SEM of the size type selection module. 図23A−23Dは、サイズ式選別モジュールのマスクと部分を示す図である。FIGS. 23A-23D are diagrams showing masks and portions of a size selection module. 図24A−24Sは、サイズ式選別モジュールのSEMの例を示す図である。24A to 24S are diagrams illustrating examples of SEMs of the size type selection module. 図25A−25Cは、サイズ式選別モジュールの例を示す図である。25A to 25C are diagrams illustrating examples of the size type selection module.

Claims (117)

サンプル中の第1の検体を少なくとも10,000倍の濃度に高めるのに適合した1またはそれ以上のサイズ式選別モジュールを具え、前記第1の検体はサンプル中の初期濃度が1×10−3検体/μL以下であり、
前記第1の検体を濃縮した媒体中の第1の検体を分析するコンピュータ実行可能なロジックを具える分析器を具えることを特徴とするシステム。
One or more sizing modules adapted to increase the first analyte in the sample to a concentration of at least 10,000 times, wherein the first analyte has an initial concentration in the sample of 1 × 10 −3 Specimen / μL or less,
A system comprising an analyzer comprising computer-executable logic for analyzing a first analyte in a medium enriched in the first analyte.
請求項1のシステムにおいて、前記分析器がさらに、顕微鏡、マイクロアレイ、またはセルカウンタを具えることを特徴とするシステム。   The system of claim 1, wherein the analyzer further comprises a microscope, a microarray, or a cell counter. 請求項1のシステムにおいて、前記コンピュータ実行可能なロジックは、胎児のヘモグロビン、グロビンγ、グロビンε、グロビンβ、GPA、i抗原、CD36、セレクチン、CD71、またはこれらの組合せの存在による変色を検出することを特徴とするシステム。   2. The system of claim 1, wherein the computer-executable logic detects discoloration due to the presence of fetal hemoglobin, globin γ, globin ε, globin β, GPA, i antigen, CD36, selectin, CD71, or combinations thereof. A system characterized by that. 請求項1のシステムにおいて、前記コンピュータ実行可能なロジックは、第1の検体を選択的に結合するプローブの強度を検出することを特徴とするシステム。   The system of claim 1, wherein the computer-executable logic detects the strength of a probe that selectively binds a first analyte. 請求項1のシステムにおいて、前記コンピュータ実行可能なロジックは、前記第1の検体の三次元分析を実行することを特徴とするシステム。   The system of claim 1, wherein the computer-executable logic performs a three-dimensional analysis of the first specimen. 請求項1のシステムにおいて、前記分析器はデュアルスキャン機能を有することを特徴とするシステム。   2. The system according to claim 1, wherein the analyzer has a dual scan function. 請求項1のシステムにおいて、前記コンピュータ実行可能なロジックは、前記第1の検体を描写することを特徴とするシステム。   The system of claim 1, wherein the computer-executable logic depicts the first analyte. 請求項1のシステムにおいて、前記コンピュータ実行可能なロジックは、三染色体性、胎児の性別、関心ある細胞の遺伝子または染色体異常、またはこれらの組合せを検出することを特徴とするシステム。   The system of claim 1, wherein the computer-executable logic detects trisomy, fetal gender, cellular gene or chromosomal abnormality of interest, or a combination thereof. 請求項1のシステムにおいて、前記サイズ式選別モジュールがそれぞれ、前記第1の検体を第1の方向へ決定論的に案内し、前記第1の検体より流体力学的サイズが小さな第2の検体を第2の方向へと案内する二次元障害物アレイを具えることを特徴とするシステム。   2. The system of claim 1, wherein each of the size-based sorting modules deterministically guides the first sample in a first direction, and selects a second sample having a hydrodynamic size smaller than the first sample. A system comprising a two-dimensional obstacle array for guiding in a second direction. 請求項9のシステムにおいて、前記第1の検体が有核赤血球であることを特徴とするシステム。   10. The system according to claim 9, wherein the first specimen is a nucleated red blood cell. 請求項9のシステムにおいて、前記前記第1の検体が胎児有核赤血球であることを特徴とするシステム。   10. The system according to claim 9, wherein the first specimen is fetal nucleated red blood cells. 請求項1のシステムにおいて、前記システムが、互いに並列に液体的に接続された2またはそれ以上のサイズ式選別モジュールを具えることを特徴とするシステム。   The system of claim 1, wherein the system comprises two or more sizing modules that are fluidly connected in parallel with each other. 請求項1のシステムにおいて、少なくとも前記液体サンプルの10mL/時間の高スループット分析に適合していることを特徴とするシステム。   2. The system of claim 1 adapted for high throughput analysis of at least 10 mL / hour of the liquid sample. 請求項1のシステムにおいて、さらに、前記サイズ式選別モジュールに液体接続された1またはそれ以上の捕獲モジュールを具え、前記捕獲モジュールは前記サンプルから選択的に前記第1の検体または第2の検体を捕獲することを特徴とするシステム。   The system of claim 1, further comprising one or more capture modules fluidly connected to the sizing sorting module, wherein the capture module selectively selects the first analyte or the second analyte from the sample. A system characterized by capturing. 請求項14のシステムにおいて、前記捕獲モジュールがそれぞれ、二次元障害物アレイを具えることを特徴とするシステム。   15. The system of claim 14, wherein each of the capture modules comprises a two dimensional obstacle array. 請求項14のシステムにおいて、前記捕獲モジュールがそれぞれ、1またはそれ以上の抗体に結合される二次元障害物アレイを具えることを特徴とするシステム。   15. The system of claim 14, wherein each of the capture modules comprises a two-dimensional obstacle array that is coupled to one or more antibodies. 請求項16のシステムにおいて、前記抗体は選択的に、赤血球、白血球、胎児血液細胞、胎児有核血液細胞、癌細胞、上皮細胞、幹細胞、前駆細胞、泡沫細胞、または血小板、を結合することを特徴とするシステム。   17. The system of claim 16, wherein the antibody selectively binds red blood cells, white blood cells, fetal blood cells, fetal nucleated blood cells, cancer cells, epithelial cells, stem cells, progenitor cells, foam cells, or platelets. Feature system. 請求項16のシステムにおいて、前記抗体は、抗CD71、抗CD36、抗CD451、抗GPA、抗セレクチン、抗炭水化物、抗抗原I、および抗EpCamからなる群から選択されることを特徴とするシステム。   17. The system of claim 16, wherein the antibody is selected from the group consisting of anti-CD71, anti-CD36, anti-CD451, anti-GPA, anti-selectin, anti-carbohydrate, anti-antigen I, and anti-EpCam. 請求項1のシステムにおいて、前記液体サンプルは血液サンプルであり、前記第1の検体は、上皮細胞、内皮細胞、前駆細胞、幹細胞、泡沫細胞、または癌細胞からなる群から選択されることを特徴とするシステム。   2. The system of claim 1, wherein the liquid sample is a blood sample and the first analyte is selected from the group consisting of epithelial cells, endothelial cells, progenitor cells, stem cells, foam cells, or cancer cells. System. 請求項1のシステムにおいて、前記液体サンプルは血液サンプルであり、5mL以下であることを特徴とするシステム。   2. The system of claim 1, wherein the liquid sample is a blood sample and is 5 mL or less. 請求項1のシステムにおいて、前記液体サンプルは妊娠12週以下の女性の血液サンプルであることを特徴とするシステム。   2. The system of claim 1 wherein the liquid sample is a blood sample of a woman gestating 12 weeks or less. 請求項1のシステムにおいて、前記選別領域の障害物の間の隙間は1000ミクロン以下であることを特徴とするシステム。   The system of claim 1, wherein a gap between obstacles in the sorting area is 1000 microns or less. 請求項1のシステムにおいて、さらに、前記選別領域または捕獲領域に液体的に接続され磁気粒子を含んだリザーバを具えることを特徴とするシステム。   2. The system of claim 1 further comprising a reservoir liquid-coupled to the sorting area or capture area and containing magnetic particles. 請求項1のシステムにおいて、前記システムがさらに、選択的に前記第1の検体または前記第2の検体を結合するよう構成された磁気ビードを具えることを特徴とするシステム。   The system of claim 1, further comprising a magnetic bead configured to selectively bind the first analyte or the second analyte. 請求項24のシステムにおいて、前記磁気ビードが、特に前記第1の検体を結合する抗体に結合されることを特徴とするシステム。   25. The system of claim 24, wherein the magnetic bead is specifically bound to an antibody that binds the first analyte. 請求項1のシステムにおいて、さらに、前記サイズ式選別モジュールに液体接続されたリザーバを具え、当該リザーバが基第1の検体を優先的に結合するよう構成された磁気粒子を具えることを特徴とするシステム。   The system of claim 1, further comprising a reservoir in liquid connection with the sizing sorting module, the reservoir comprising magnetic particles configured to preferentially bind the first analyte. System. 請求項2のシステムにおいて、前記分析器が、前記第1の検体中の1またはそれ以上のSNPを検出するよう構成されたマイクロアレイを具えることを特徴とするシステム。   The system of claim 2, wherein the analyzer comprises a microarray configured to detect one or more SNPs in the first sample. 請求項2のシステムにおいて、前記分析器が、前記第1の検体中のmRNAレベルを検出するよう構成されたマイクロアレイを具えることを特徴とするシステム。   The system of claim 2, wherein the analyzer comprises a microarray configured to detect mRNA levels in the first sample. 請求項9のシステムにおいて、前記障害物は、サンプルの流れを不均一に次の隙間へと案内する隙間により隔てられていることを特徴とするシステム。   10. The system of claim 9, wherein the obstacles are separated by a gap that guides the sample flow non-uniformly to the next gap. 血液サンプルから除核細胞の99.5%以上を取り除き、血液サンプルから有核細胞の99%以上を保持するのに適合した選別モジュールを具えることを特徴とするシステム。   A system comprising a sorting module adapted to remove more than 99.5% of enucleated cells from a blood sample and retain more than 99% of nucleated cells from the blood sample. 請求項31のシステムにおいて、さらに、前記選別モジュールに液体接続され1またはそれ以上の有核細胞を分析するよう構成された分析器と、分析データを保存するデータベースとを具えることを特徴とするシステム。   32. The system of claim 31, further comprising an analyzer fluidly connected to the sorting module and configured to analyze one or more nucleated cells, and a database storing analysis data. system. 1またはそれ以上の第1の濃縮領域であって、第1の検体用の第1の流体流路と第2の検体用の第2の流体流路とを規定する複数の二次元障害物を具え、前記第1の検体および第2の検体の流体力学的直径が異なる濃縮領域と、前記1またはそれ以上の濃縮領域に液体接続され前記第1の検体または第2の検体のデータを取得するための分析器と、前記データを格納するデータベースとを具えことを特徴とするシステム。   A plurality of two-dimensional obstacles that are one or more first concentration regions that define a first fluid flow path for a first specimen and a second fluid flow path for a second specimen; In addition, the first specimen and the second specimen are liquid-connected to the concentrated area where the hydrodynamic diameters of the first specimen and the second specimen are different, and data of the first specimen or the second specimen is acquired. And a database for storing the data. 請求項32のシステムにおいて、前記第1の検体が、赤血球(RBC)、有核赤血球(NRBC)、胎児のRBC、胎児有核RBC(fNRBC)、栄養膜、胎児の繊維芽細胞、白血球(WBC)、感染WBC、幹細胞、上皮細胞、内皮細胞、幹細胞、癌細胞、ウィルス細胞、バクテリア細胞、および原生動物からなる群から選択されることを特徴とするシステム。   33. The system of claim 32, wherein the first specimen comprises red blood cells (RBC), nucleated red blood cells (NRBC), fetal RBC, fetal nucleated RBC (fNRBC), trophoblast, fetal fibroblasts, white blood cells (WBC). ), An infected WBC, stem cells, epithelial cells, endothelial cells, stem cells, cancer cells, viral cells, bacterial cells, and protozoa. 請求項32のシステムにおいて、前記細胞種類が生体内で1×10−3細胞/μL以下の濃度で見られることを特徴とするシステム。 33. The system of claim 32, wherein the cell type is found in vivo at a concentration of 1 × 10 −3 cells / μL or less. 請求項32のシステムにおいて、前記第1の濃縮領域における障害物間の隙間は最大1000ミクロンであることを特徴とするシステム。   33. The system of claim 32, wherein the gap between obstacles in the first enrichment region is a maximum of 1000 microns. 請求項32のシステムにおいて、さらに、1またはそれ以上の第2の濃縮領域を具え、前記第2の濃縮領域は前記第1の検体または第2の検体を捕獲し、前記第2の濃縮領域は前記第1の濃縮領域に液体接続していることを特徴とするシステム。   34. The system of claim 32, further comprising one or more second enrichment regions, wherein the second enrichment region captures the first analyte or the second analyte, and the second enrichment region comprises A system in liquid connection to the first enrichment region. 請求項32のシステムにおいて、前記1またはそれ以上の第1の濃縮領域は、前記第1の検体の99%以上を保持するよう構成されることを特徴とするシステム。   35. The system of claim 32, wherein the one or more first enrichment regions are configured to hold 99% or more of the first analyte. 請求項32のシステムにおいて、前記1またはそれ以上の第1の濃縮領域は、前記第1の検体の濃度を少なくとも100,000の係数で増大させるよう構成されることを特徴とするシステム。   34. The system of claim 32, wherein the one or more first enrichment regions are configured to increase the concentration of the first analyte by a factor of at least 100,000. 患者の状態に関連する特性を同定する方法であって、
複数の対照試料を取得するステップと、
複数の症例試料を取得するステップと、
前記サンプルをそれぞれ、前記サンプルから第1の検体を前記血液サンプルから第2の検体とは別の方向へ偏向させる複数の障害物を具える装置にかけるステップであって、前記第1の検体と第2の検体の直径が異なるステップと、
前記サンプルから前記第1の検体を分析して前記第1の検体の特性を特定するステップと、
前記特性に基づいて関連する研究を行うステップとを具えることを特徴とする方法。
A method for identifying characteristics associated with a patient condition comprising:
Obtaining a plurality of control samples;
Obtaining a plurality of case samples;
Applying each of the samples to a device comprising a plurality of obstacles for deflecting the first specimen from the sample in a direction different from the second specimen from the blood sample, A step in which the diameter of the second specimen is different;
Analyzing the first analyte from the sample to identify characteristics of the first analyte;
Performing a related study based on said characteristics.
請求項39の方法において、前記特性は前記第1の検体の存在または不存在であることを特徴とする方法。   40. The method of claim 39, wherein the characteristic is the presence or absence of the first analyte. 請求項39の方法において、前記特性は前記第1の検体の数であることを特徴とする方法。   40. The method of claim 39, wherein the characteristic is the number of the first analyte. 請求項39の方法において、前記特性は前記第1の検体の形態(morphology)または前記第1の検体の表現型であることを特徴とする方法。   40. The method of claim 39, wherein the characteristic is a morphology of the first specimen or a phenotype of the first specimen. 請求項39の方法において、前記特性は前記第1の検体の遺伝子型であることを特徴とする方法。   40. The method of claim 39, wherein the characteristic is a genotype of the first specimen. 請求項39の方法において、前記特性は前記第1の検体の蛋白代謝であることを特徴とする方法。   40. The method of claim 39, wherein the characteristic is protein metabolism of the first analyte. 請求項39の方法において、前記特性は前記第1の検体のRNA構造であることを特徴とする方法。   40. The method of claim 39, wherein the characteristic is an RNA structure of the first analyte. 請求項39の方法において、前記特性は前記第1の検体の遺伝子発現レベルであることを特徴とする方法。   40. The method of claim 39, wherein the characteristic is a gene expression level of the first specimen. 請求項39の方法において、前記複数の対照試料は、少なくとも100の対照試料を含むことを特徴とする方法。   40. The method of claim 39, wherein the plurality of control samples comprises at least 100 control samples. 請求項39の方法において、前記複数の症例試料は、少なくとも100の症例試料を含むことを特徴とする方法。   40. The method of claim 39, wherein the plurality of case samples includes at least 100 case samples. 請求項39の方法において、前記対照試料および症例試料は、血液サンプルであることを特徴とする方法。   40. The method of claim 39, wherein the control sample and case sample are blood samples. 請求項49の方法において、前記各血液サンプルの血液は100mL以下であることを特徴とする方法。   50. The method of claim 49, wherein the blood of each blood sample is 100 mL or less. 請求項39の方法において、前記検体は細胞型(cell type)であることを特徴とする方法。   40. The method of claim 39, wherein the specimen is a cell type. 請求項51の方法において、前記検体は上皮細胞、癌細胞、または胎児細胞であることを特徴とする方法。   52. The method of claim 51, wherein the specimen is an epithelial cell, a cancer cell, or a fetal cell. 請求項32の方法において、前記障害物は、前記第1および第2の検体の液体の流れを決定論的に導くことを特徴とする方法。   33. The method of claim 32, wherein the obstacle deterministically directs the liquid flow of the first and second analytes. 請求項53の方法において、前記障害物アレイは、前記サンプルの流れを導く隙間を次の隙間へと不均一に規定することを特徴とする方法。   54. The method of claim 53, wherein the obstacle array non-uniformly defines a gap leading the sample flow to a next gap. サンプル中のバイオハザード検体を検出する方法であって、前記バイオハザード検体はサンプルにおいて濃度1×10−3検体/μL以下に見られ、前記サンプルを、前記検体の濃度を少なくとも10,000倍増大させるよう構成されたフロースルー濃縮装置にかけるステップと、前記濃縮されたバイオハザード検体を分析するステップとを具えることを特徴とする方法。 A method for detecting a biohazard specimen in a sample, wherein the biohazard specimen is found in a sample at a concentration of 1 × 10 −3 specimen / μL or less, and the concentration of the specimen is increased by at least 10,000 times Applying to a flow-through concentrator configured to cause and analyzing the concentrated biohazard analyte. 請求項55の方法において、前記濃縮装置は、前記バイオハザード検体の99%以上を保持するよう構成されることを特徴とする方法。   56. The method of claim 55, wherein the concentrator is configured to retain 99% or more of the biohazard specimen. 請求項55の方法において、前記濃縮装置は、前記バイオハザード検体を、少なくとも100,000の係数で濃縮するよう構成されることを特徴とする方法。   56. The method of claim 55, wherein the concentrator is configured to concentrate the biohazard specimen by a factor of at least 100,000. 請求項55の方法において、前記濃縮装置は、98%以上の特異性と98%以上の感度を有することを特徴とする方法。   56. The method of claim 55, wherein the concentrator has a specificity of 98% or higher and a sensitivity of 98% or higher. 請求項55の方法において、前記バイオハザード検体が、バクテリア、原生動物、およびウィルスを含む群から選択される病原体であることを特徴とする方法。   56. The method of claim 55, wherein the biohazard specimen is a pathogen selected from the group comprising bacteria, protozoa, and viruses. 請求項55の方法において、前記バイオハザード検体は、ペスト菌、炭疽菌、ボツリヌス菌、野兎病菌、コキシエラ菌、ブルセラ種、ブルクホルデリアつい骨、ブルクホルデリア仮性つい骨、連鎖球菌、エボラウィルス、ラッサウィルス、SARS、大痘瘡、アルファウィルス、発疹チフスリケッチア、オウム病クラミジア、サルモネラ種、大腸菌O157:H7、コレラ菌、クリプトスポリジウムパルバム、ニパウィルス(Nipah virus)、ハンタウィルスからなる群から選択される病原体であることを特徴とする方法。   56. The method of claim 55, wherein the biohazard specimen comprises: plague, anthrax, botulinum, wild gonorrhoeae, coxiella, brucella, burkholderia bone, burkholderia pseudobone, streptococci, ebola virus, Pathogen selected from the group consisting of Lassa virus, SARS, acne, alphavirus, rash typhoid rickettsia, parrot disease Chlamydia, Salmonella species, Escherichia coli O157: H7, Vibrio cholerae, Cryptosporidium parvum, Nipah virus, Hantavirus A method characterized in that 請求項55の方法において、前記サンプルは水サンプル、空気サンプル、植物または動物サンプル、あるいは土壌サンプルであることを特徴とする方法。   56. The method of claim 55, wherein the sample is a water sample, an air sample, a plant or animal sample, or a soil sample. 請求項55の方法において、前記サンプルは流体サンプルであることを特徴とする方法。   56. The method of claim 55, wherein the sample is a fluid sample. 請求項55の方法において、さらに、前記サンプルを融解させて流体サンプルとするステップを含むことを特徴とする方法。   56. The method of claim 55, further comprising melting the sample into a fluid sample. 請求項55の方法において、前記濃縮装置は、前記サンプルから第2の検体を99%以上除去することを特徴とする方法。   56. The method of claim 55, wherein the concentrator removes 99% or more of the second analyte from the sample. 請求項55の方法において、前記バイオハザード検体は細胞型であることを特徴とする方法。   56. The method of claim 55, wherein the biohazard specimen is a cell type. 請求項55の方法において、前記前記バイオハザード検体は毒素であることを特徴とする方法。   56. The method of claim 55, wherein the biohazard specimen is a toxin. 請求項55の方法において、前記一連の分析はコンピュータ実行可能なロジックにより行われることを特徴とする方法。   56. The method of claim 55, wherein the series of analyzes is performed by computer-executable logic. 請求項55の方法において、前記濃縮装置は、前記バイオハザード検体を決定論的に第1の方向に案内し、サンプル中の第2の検体を第2の方向に案内する複数の障害物の二次元アレイを具えることを特徴とする方法。   56. The method of claim 55, wherein the concentrating device guides the biohazard specimen deterministically in a first direction and guides a second specimen in the sample in a second direction. A method comprising a dimensional array. 胎児の異常を同定する方法であって、妊婦から母体の血液サンプルを、当該サンプル中の胎児細胞を決定論的に分離させるフロースルーモジュールに通し、ここで分離した胎児細胞を、前記血液サンプルから濃縮された1またはそれ以上の胎児細胞の画像を撮像するよう構成された分析器に供給するステップと、胎児の核酸を結合する1またはそれ以上の核酸プローブからの信号を分析するステップと、前記信号を分析するステップと、前記分析ステップに基づいて診断出力を生成するステップとを具えることを特徴とする方法。   A method for identifying fetal abnormalities, wherein a maternal blood sample from a pregnant woman is passed through a flow-through module that deterministically separates fetal cells in the sample, wherein the separated fetal cells are extracted from the blood sample. Providing to an analyzer configured to take an image of the enriched one or more fetal cells; analyzing a signal from one or more nucleic acid probes that bind fetal nucleic acid; A method comprising: analyzing a signal; and generating a diagnostic output based on the analyzing step. 請求項69の方法において、前記プローブは、染色体用であることを特徴とする方法。   70. The method of claim 69, wherein the probe is for a chromosome. 請求項70の方法において、前記染色体は、X染色体、Y染色体、染色体21、染色体13、および染色体18からなる群から選択されることを特徴とする方法。   71. The method of claim 70, wherein the chromosome is selected from the group consisting of an X chromosome, a Y chromosome, a chromosome 21, a chromosome 13, and a chromosome 18. 請求項70の方法において、前記分析は、前記プローブ信号の数を特定するステップ、前記プローブ信号のサイズを特定するステップ、前記プローブ信号の形を特定するステップ、前記プローブ信号のアスペクト比を特定するステップ、または前記プローブ信号の分布を特定するステップを含むことを特徴とする方法。   72. The method of claim 70, wherein the analysis identifies the number of the probe signals, the size of the probe signals, the shape of the probe signals, and the aspect ratio of the probe signals. Or identifying a distribution of the probe signal. 胎児の状態を検出するコンピュータプログラム製品において、
サンプル中の胎児の有核赤血球(fnRBC)を検出するコンピュータコードと、
関心ある核酸を結合する1またはそれ以上の核酸プローブからプローブ信号を受け取るコンピュータコードと、
前記プローブ信号を分析して1またはそれ以上の胎児細胞を検出するコンピュータコードと、
前記プローブ信号を分析して前記1またはそれ以上の胎児細胞の状態を検出するコンピュータコードと、
前記コンピュータコードを保存するコンピュータ読み取り可能な媒体とを具えることを特徴とするコンピュータプログラム製品。
In computer program products that detect fetal conditions,
A computer code for detecting fetal nucleated red blood cells (fnRBC) in the sample;
Computer code for receiving a probe signal from one or more nucleic acid probes that bind a nucleic acid of interest;
Computer code for analyzing the probe signal to detect one or more fetal cells;
Computer code for analyzing the probe signal to detect the state of the one or more fetal cells;
A computer program product comprising a computer readable medium for storing the computer code.
請求項73に記載のコンピュータプログラム製品において、前記コンピュータ読み取り可能な媒体は、メモリ、ハードドライブ、フロッピーディスク、CD−ROM、フラッシュメモリ、またはテープであることを特徴とするコンピュータプログラム製品。   74. The computer program product of claim 73, wherein the computer readable medium is a memory, hard drive, floppy disk, CD-ROM, flash memory, or tape. 請求項73に記載のコンピュータプログラム製品において、前記プローブは、染色体専用であることを特徴とするコンピュータプログラム製品。   75. The computer program product of claim 73, wherein the probe is dedicated to chromosomes. 請求項75に記載のコンピュータプログラム製品において、前記染色体は、X染色体、Y染色体、染色体21、染色体13、および染色体18からなる群から選択されることを特徴とするコンピュータプログラム製品。   76. The computer program product of claim 75, wherein the chromosome is selected from the group consisting of an X chromosome, a Y chromosome, a chromosome 21, a chromosome 13, and a chromosome 18. 請求項73に記載のコンピュータプログラム製品において、前記プローブは測色プローブであることを特徴とするコンピュータプログラム製品。   74. The computer program product of claim 73, wherein the probe is a colorimetric probe. 請求項73に記載のコンピュータプログラム製品において、前記プローブは蛍光プローブであることを特徴とするコンピュータプログラム製品。   74. The computer program product of claim 73, wherein the probe is a fluorescent probe. 請求項69に記載の方法において、前記妊婦の妊娠期間は12週以下であることを特徴とする方法。   70. The method of claim 69, wherein the pregnancy period of the pregnant woman is 12 weeks or less. 請求項69に記載の方法において、前記フロースルーモジュールは1またはそれ以上の二次元障害物アレイを具え、前記障害物が、前記サンプルの流れを次の隙間へと不均一に導く隙間を規定していることを特徴とする方法。   70. The method of claim 69, wherein the flow-through module comprises one or more two-dimensional obstacle arrays, the obstacles defining gaps that non-uniformly direct the sample flow to the next gap. A method characterized by that. 出産前試験キットであって、
母体血液サンプルから1またはそれ以上の第1の種類の細胞を分離するよう構成されたサイズ式選別モジュールを具え、前記第1の種類の細胞は妊婦の生体内ですべての血液細胞中1%未満の濃度で見られ、前記1またはそれ以上の濃縮した細胞を分析して胎児の出産前診断を行うための一連の説明書を具えることを特徴とするキット。
A pre-natal test kit,
A sizing module configured to separate one or more first type cells from a maternal blood sample, wherein the first type cells are less than 1% of all blood cells in a pregnant woman's body A kit comprising a series of instructions for analyzing the one or more enriched cells for prenatal diagnosis of the fetus.
出産前試験キットであって、
新生児の血液サンプルから1またはそれ以上の第1の種類の細胞を分離するよう構成されたサイズ式選別モジュールを具え、前記第1の種類の細胞は生体内ですべての血液細胞中1%未満の濃度で見られ、前記1またはそれ以上の濃縮した細胞を分析して胎児の出産前診断を行うために一連の説明書を具えることを特徴とするキット。
A pre-natal test kit,
A sizing module configured to separate one or more first type cells from a neonatal blood sample, wherein the first type cells are less than 1% of all blood cells in vivo. A kit comprising a set of instructions for analyzing a prenatal diagnosis of a fetus by analyzing the one or more enriched cells as seen at a concentration.
請求項81または82に記載のキットにおいて、さらに、PCR試薬、リーシス試薬、核酸プローブ、およびラベリング試薬からなる群から選択される1またはそれ以上の試薬を具えることを特徴とするキット。   84. The kit according to claim 81 or 82, further comprising one or more reagents selected from the group consisting of PCR reagents, lysis reagents, nucleic acid probes, and labeling reagents. 請求項81または82に記載のキットにおいて、ラベリング試薬は、FISH試薬であることを特徴とするキット。   83. The kit according to claim 81 or 82, wherein the labeling reagent is a FISH reagent. 請求項81または82に記載のキットにおいて、前記FISH試薬は、X染色体、Y染色体、染色体13、染色体18、染色体21からなる群から選択された染色体と特に結合することを特徴とするキット。   83. The kit according to claim 81 or 82, wherein the FISH reagent specifically binds to a chromosome selected from the group consisting of X chromosome, Y chromosome, chromosome 13, chromosome 18, and chromosome 21. 請求項81または82に記載のキットにおいて、さらに、マイクロアレイを具えることを特徴とするキット。   83. The kit according to claim 81 or 82, further comprising a microarray. 請求項81または82に記載のキットにおいて、前記サイズ式選別モジュールは、前記1またはそれ以上の第1の種類の細胞を第1の方向へと決定論的に案内し、1またはそれ以上の第2の種類の細胞を第2の方向へ案内する二次元障害物アレイを具えることを特徴とするキット。   83. A kit according to claim 81 or 82, wherein the sizing sorting module deterministically guides the one or more first types of cells in a first direction, and the one or more first types. A kit comprising a two-dimensional obstacle array for guiding two types of cells in a second direction. 請求項87に記載のキットにおいて、前記第1の種類の細胞は、胎児の細胞であることを特徴とするキット。   88. The kit of claim 87, wherein the first type of cell is a fetal cell. 請求項87に記載のキットにおいて、前記第2の種類の細胞は除核赤血球であることを特徴とするキット。   88. The kit of claim 87, wherein the second type of cells is enucleated erythrocytes. 請求項89に記載のキットにおいて、前記サイズ式選別モジュールは 前記第1の種類の細胞の99%以上を保持し、前記除核赤血球の99%を除去することを特徴とするキット。   90. The kit of claim 89, wherein the size selection module retains 99% or more of the first type of cells and removes 99% of the enucleated erythrocytes. 請求項81または82に記載のキットにおいて、さらに、障害物アレイを具え、前記障害物は、抗CD71、抗CD36、抗セレクチン、抗GPA、抗CD45、および抗抗体iからなる群から選択される抗体に結合されていることを特徴とするキット。   83. The kit of claim 81 or 82, further comprising an obstacle array, wherein the obstacle is selected from the group consisting of anti-CD71, anti-CD36, anti-selectin, anti-GPA, anti-CD45, and anti-antibody i. A kit characterized by being bound to an antibody. 請求項81または82に記載のキットにおいて、前記出産前診断は、胎児の性別を判定することを含むことを特徴とするキット。   83. The kit according to claim 81 or 82, wherein the prenatal diagnosis includes determining the sex of the fetus. 請求項81または82に記載のキットにおいて、前記出産前診断は、染色体13、染色体18、染色体21(ダウン症)、ターナー症候群(X染色体の損傷)、クラインフェルター症候群(XXY)、または他の性染色体あるいは常染色体の数の異常の存在の判定を含むことを特徴とするキット。   84. The kit of claim 81 or 82, wherein the prenatal diagnosis comprises chromosome 13, chromosome 18, chromosome 21 (Down's syndrome), Turner syndrome (X chromosome damage), Klinefelter syndrome (XXY), or other sex chromosomes. Alternatively, a kit comprising determination of the presence of an autosomal number abnormality. 請求項81に記載のキットにおいて、前記出産前診断は、Wolf−Hirschhorn症候群(4p−)、猫鳴き症候群(5p−)、ウィリアムス症候群(7q11.23)、プラダー・ウィリ症候群(15q11.2−q13)、アンジェルマン症候群(15q11.2−q13)、Miller−Dieker症候群(17q13.3)、Smith−Magenis症候群(17p11.2)、ディジョージ症候群および膜−心臓−顔面症候群(22q11.2)、カルマン症候群(Xp22.3)、ステロイドサルファターゼ不全(STS)(Xp22.3)、X連鎖魚鱗癬(Xp22.3)、および網膜芽腫からなる群から選択される状態の判定を含むことを特徴とするキット。   82. The kit of claim 81, wherein the prenatal diagnosis comprises Wolf-Hirschhorn syndrome (4p-), cat cry syndrome (5p-), Williams syndrome (7q11.23), Prader-Willi syndrome (15q11.2-q13). ), Angelman Syndrome (15q11.2-q13), Miller-Dieker Syndrome (17q13.3), Smith-Magenis Syndrome (17p11.2), DiGeorge Syndrome and Membrane-Heart-Facial Syndrome (22q11.2), Kalman Characterized by comprising a determination of a condition selected from the group consisting of syndrome (Xp22.3), steroid sulfatase deficiency (STS) (Xp22.3), X-linked ichthyosis (Xp22.3), and retinoblastoma Kit to do. 請求項81または82に記載のキットにおいて、前記選別モジュールは、前記第1の検体を第1の方向へ、前記第2の検体を第2の方向へ決定論的に案内することを特徴とするキット。   83. The kit according to claim 81 or 82, wherein the sorting module guides the first specimen deterministically in a first direction and the second specimen in a second direction. kit. 請求項81または82に記載のキットにおいて、前記選別モジュールは、流れを続く隙間へと不均一に案内する複数の隙間を規定する1またはそれ以上の二次元障害物アレイを具えることを特徴とするキット。   83. The kit of claim 81 or 82, wherein the sorting module comprises one or more two-dimensional obstacle arrays that define a plurality of gaps that guide flow non-uniformly to the subsequent gaps. Kit to do. 請求項81に記載のキットにおいて、前記出産前診断は、前記胎児の性別の判定を含むことを特徴とするキット。   82. The kit according to claim 81, wherein the prenatal diagnosis includes determination of the sex of the fetus. 請求項81に記載のキットにおいて、前記出産前診断は、染色体13の存在の判定を含むことを特徴とするキット。   82. The kit according to claim 81, wherein the prenatal diagnosis includes determination of the presence of chromosome 13. 請求項82に記載のキットにおいて、前記出産後診断は、循環する有核赤血球の存在または数の判定を含むことを特徴とするキット。   83. The kit of claim 82, wherein the postpartum diagnosis includes determining the presence or number of circulating nucleated red blood cells. 出産前診断を試験するビジネス方法であって、
妊娠したあるいは或いはしている哺乳動物から血液サンプルを取得するステップと、
前記血液サンプルから1またはそれ以上の胎児細胞を濃縮するステップと、
前記胎児細胞を分析して胎児の状態を判断するステップと、
前記状態のレポートをサービス料金と引き換えに提供するステップとを含むことを特徴とするビジネス方法。
A business method of testing prenatal diagnosis,
Obtaining a blood sample from a pregnant or / or pregnant mammal;
Concentrating one or more fetal cells from the blood sample;
Analyzing the fetal cells to determine the status of the fetus;
Providing the status report in exchange for a service fee.
請求項100に記載のビジネス方法において、前記ビジネスはCLIA研究所に前記分析ステップの実行を委託することを特徴とするビジネス方法。   101. The business method of claim 100, wherein the business entrusts execution of the analysis step to a CLIA laboratory. 請求項100に記載のビジネス方法において、前記濃縮ステップは、前記細胞をサイズによって異なる方向へ案内することにより前記胎児細胞を母体細胞から分離するよう構成された流体システムで行われることを特徴とするビジネス方法。   101. The business method of claim 100, wherein the enrichment step is performed in a fluidic system configured to separate the fetal cells from maternal cells by guiding the cells in different directions depending on size. Business way. 請求項100に記載のビジネス方法において、前記ビジネスは前記サービスを行うことを特徴とするビジネス方法。   101. The business method of claim 100, wherein the business provides the service. 請求項100に記載のビジネス方法において、前記状態は、トリソミー13、トリソミー18、トリソミー21(ダウン症)、ターナー症候群(X染色体損傷)、クラインフェルター症候群(XXY)、および性染色体または常染色体の数の異常からなる群から選択されることを特徴とするビジネス方法。   101. The business method of claim 100, wherein the condition is trisomy 13, trisomy 18, trisomy 21 (Down syndrome), Turner syndrome (X chromosome damage), Kleinfelter syndrome (XXY), and the number of sex chromosomes or autosomes. A business method characterized by being selected from the group consisting of abnormalities. 請求項100に記載のビジネス方法において、前記状態は、Wolf−Hirschhorn症候群(4p−)、猫鳴き症候群(5p−)、ウィリアムス症候群(7q11.23)、プラダー・ウィリ症候群(15q11.2−q13)、アンジェルマン症候群(15q11.2−q13)、Miller−Dieker症候群(17q13.3)、Smith−Magenis症候群(17p11.2)、ディジョージ症候群および膜−心臓−顔面症候群(22q11.2)、カルマン症候群(Xp22.3)、ステロイドサルファターゼ不全(STS)(Xp22.3)、X連鎖魚鱗癬(Xp22.3)、および網膜芽腫(13q14)からなる群から選択されることを特徴とするビジネス方法。   101. The business method of claim 100, wherein the condition is Wolf-Hirschhorn syndrome (4p-), cat cry syndrome (5p-), Williams syndrome (7q11.23), Prader-Willi syndrome (15q11.2-q13). Angelman syndrome (15q11.2-q13), Miller-Dieker syndrome (17q13.3), Smith-Magenis syndrome (17p11.2), DiGeorge syndrome and membrane-cardio-facial syndrome (22q11.2), Kalman syndrome (Xp22.3), steroid sulfatase deficiency (STS) (Xp22.3), X-linked ichthyosis (Xp22.3), and retinoblastoma (13q14) . 請求項100に記載のビジネス方法において、前記レポートは、医療提供者または医療保険会社用に作成されることを特徴とするビジネス方法。   101. The business method of claim 100, wherein the report is created for a health care provider or a health insurance company. 請求項100に記載のビジネス方法において、前記ビジネスは、CLIA研究所に前記濃縮ステップの実行を委託することを特徴とするビジネス方法。   101. The business method of claim 100, wherein the business entrusts execution of the enrichment step to a CLIA laboratory. 胎児の遺伝子欠陥についての出産前検査を実行するための診断製品の商業化を含むビジネスであって、前記診断製品は母体の血液サンプルから胎児細胞を濃縮することを特徴とするビジネス方法。   A business method comprising commercializing a diagnostic product for performing a prenatal test for a genetic defect in a fetus, said diagnostic product enriching fetal cells from a maternal blood sample. 請求項108に記載のビジネス方法において、前記ビジネスは、前記診断製品を製造することを特徴とするビジネス方法。   109. The business method of claim 108, wherein the business manufactures the diagnostic product. 請求項108に記載のビジネス方法において、前記診断製品はポリマ材料から製造されることを特徴とするビジネス方法。   109. The business method of claim 108, wherein the diagnostic product is manufactured from a polymer material. 請求項108に記載のビジネス方法において、前記診断製品は使い捨てであることを特徴とするビジネス方法。   109. The business method of claim 108, wherein the diagnostic product is disposable. 請求項108に記載のビジネス方法において、前記診断製品は、選択的に除核赤血球から胎児有核赤血球(fnRBC)を分離させることを特徴とするビジネス方法。   109. The business method of claim 108, wherein the diagnostic product selectively separates fetal nucleated red blood cells (fnRBC) from enucleated red blood cells. 請求項108に記載のビジネス方法において、前記診断製品は、前記胎児細胞から遺伝子異常を検出することを特徴とするビジネス方法。   109. The business method according to claim 108, wherein the diagnostic product detects a genetic abnormality from the fetal cells. 請求項113に記載のビジネス方法において、前記遺伝子異常は、核酸を結合するラベルを用いて検出されることを特徴とするビジネス方法。   114. The business method according to claim 113, wherein the genetic abnormality is detected using a label that binds a nucleic acid. 請求項114に記載のビジネス方法において、前記ラベルは蛍光ラベルであることを特徴とするビジネス方法。   115. The business method of claim 114, wherein the label is a fluorescent label. 請求項115に記載のビジネス方法において、前記ラベルは比色ラベル(colorimetric label)であることを特徴とするビジネス方法。   116. The business method of claim 115, wherein the label is a colorimetric label. 母体血液から胎児細胞を分離するビジネス方法であって、
胎児を妊娠したあるいはしている哺乳動物から血液サンプルを取得するステップと、
前記血液サンプルから1またはそれ以上の胎児細胞を費用と交換に濃縮するステップとを具えることを特徴とするビジネス方法。
A business method for separating fetal cells from maternal blood,
Obtaining a blood sample from a mammal that is pregnant or carrying a fetus;
Concentrating one or more fetal cells from the blood sample at cost and expense.
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