TW200525025A - Sorting particles - Google Patents

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200525025 九、發明說明： 【潑^明戶斤屬々貝】 本發明係有關於分類顆粒的技術。 L· ^tr Z1 5 發明背景 10 15 細胞與其他顆粒經常以含兩種或更多種不同種類之混 口物出現。舉例來說’病患的血液或組織樣本可能包括由 許多遮蔽-特定種賴害細胞之出現或性質的不同細胞種 成之此σ物。因此，此等樣本之細胞可能需要以一細 么刀類裝置，如螢級動細胞分類機，加以分類，以辨識、 、、、屯化、以及/或者描繪該樣本中之利害細胞的特徵。然而， 細胞分類機之操作和維護可能既昂責又複雜。 【發明内容】 有一本發明係、為-種分類顆粒之聚置，包括：—界定一具 輸機及第二出口之管道的管道結構；一第一運 運輸機制被組態以產生—包含第一顆粒與 ^_二_之顆粒束’各該顆粒沿該管道從該入口 以第-出〇，且位於一受該管道結構支撐之流體中； 型，、/運輪機制’该第二運輪卿被組態成脈衝致動 η、擇⑤地將該第二顆粒之至少-者從該顆粒束移向 邊弟二出口。 本發明亦為-種顆粒分類方法，包括：在一受支撐之 流體中產+ I AA. 產生-由弟一顆粒及一或多種第二顆粒組成之顆粒 ’以及透過麵权-料切加—_壓力的方式使 20 200525025 該第二顆粒中至少一者選擇‘I·生地從該束移位。 圖式簡單說明 第1圖為一概略圖，顯示根據本發明一實施例之顆粒分 類系統； 5 第2圖為一概略圖，顯示一可包含於第1圖中所示之根 據本發明一實施例的系統中之分類單元； 第3圖為一概略圖，顯示根據本發明一實施例之另一顆 粒特別是細胞的分類系統； 第4圖為一部分概略圖，顯示第3圖中所示之根據本發 10明一實施例的系統； 第5圖為一底視圖，顯示一包含於第4圖中所示之根據 本發明一貫施例的系統中之基板總成的揀選部分； 第6圖為一片段底視圖，顯示一包含於第5圖中所示之 根據本發明-實施例的基板總成中以做為分類機單元分類 15細胞使用之分類機單元； —第7圖為一片段剖面圖’其顯示大致取自第6圖中線條 範圍7-7之根據本發明一實施例的分類機單元，· 第8圖為-歧管之底視圖，其中該歧管被設置於第*圖 中所示之根據本發明一實施例的系統中之如第頂所示的 2〇 基板總成上方； 第9圖為-底視圖’顯示第8圖中所示之根據本發明一 實施例的歧管之一上層；以及 第_為-剖面圖，顯示第8圖中所示之根據本發明一 實施例的歧管。 200525025 C實施方式3 較佳實施例之詳細說明 10 15 本毛月提供-種分類細胞等顆粒之系統，包括方法及 裝置。該系統可包括兩個用以移動顆粒之運輸機制。第一 運輸機制可為-非選擇性機制，其被組態以便以相對連續 非k擇H之方式移動_她組。該麵擇性機制可以， 牛例來π藉由在該難組所在之流體上方施加壓力以及/ 或者相對於錢體地透觀方說介電泳在該齡組上方施 、動力之方式操作。第二運輸機制可為―選擇性機制，其 、、〜X便在忒非選擇性機制操作時，相對於該顆粒組中 之其他難地選擇性移動該齡之-小組。因此，該第二 運輸機制可以在適當的時機赠衝致動 ’以選擇性地施加 ;Λ ]、、且中之顆粒上。該動力可為一施加於該顆粒 斤在之*體片段上的壓力脈衝。該動力可以導向與該 Ζ組被該麵擇性運輸機制輸送之方向橫切的方向，以 。不同路徑移動該顆粒小組，進而對該顆粒組進行分 、、1本發明亦揭露使用選擇性與非選擇性運輸機制之組合 來進仃顆粒分類的方法。 可以=圖顯示_系統2()，該系統藉由使用複數個被組態成 何、“仃ί作之“η”分賴22來分類齡。⑽統可包括任 _ 里的刀類機’包括單-的分類機。該分類機可盘 體做平行流體聯絡，該輸人儲存器支承1 26。:合兩種或更多種顆粒如顆粒AAB的輸入混合物 〜入儲存為及該分類機之間的流體聯絡可由一導管 20 200525025 、網路28提供。該輪入混合物之若干部分可以從該導管網路 、、丨至各A刀满機以成為分離的顆粒束。各該分類機可沿 不同的通暹30、32選擇性地移動一顆粒束中之A&B顆粒， 以便该混合物在不同的中間位置34上分別被致 富A或B顆 5粒。各邊分類機之各種被分類的顆粒可以在標號36處結 口以便A顆粒與B顆粒可以被導引至其個別的承接結構 38、40中。 該分類機可為任何在一顆粒混合物中使至少一種顆粒 之比重致萄以使其高於他種顆粒之比重的裝置或機制。該 1〇分類機可被組態以將一或多種顆粒從一預設的顆粒/流體 移動通道移動至一替代通道（或複數條替代通道）。選擇性 地，該分類機可根據顆粒之種類將不同種類的顆粒從一預 設的移動通道移動至不同的替代通道。 該分類機可施加動力於該顆粒被設置之流體容積或流 15體切片上或相對於該流體容積地選擇性施加動力於該顆粒 上。該動力可為施加於該流體容積上之壓力、該顆粒上之 介電泳動力、該流體上之電滲透動力等。在某些實施例中， 該分類機可藉由改變流體及顆粒所遵循以比方說開啟以及 /或者關閉閥等元件之通道的方式來做分類。 20 分類機可組態以同時插作俾從一輸入混合物做平行分 類。選擇或額外地，分類機可以比方說串聯方式設置以進 行序列分類，俾對一混合物提供一特定種類之顆粒的漸進 式致富。致一辭在此可包含一混合物中之特定顆粒種類 相對於，或更多其他顆粒種類的比重增加。舉例來說，致 200525025 二ι:ΐ:特定顆粒種類從—較低的顆粒整體百分比提高至 特整體百分比，以及/或者實#地或完全地使該 特疋顆粒種類與—或更多其他顆粒種類分離。 5 10 15 入物^:存器可為任何承接該輸从合物並將該輸入混 “被H釋放至—分類機的器皿。該等部分之釋放 了為被動式，譬如透過始終盥 通道為之，或為主動^…做流體聯絡之 -為動式，言如透過選擇性地釋放 之間該輪人健存器可為—井U道 '。刀 坦或三维之其、曾^ + 括形成於一大致平 者二式Γ;: 方的管系統或管道，以及/或 者”、、且口式等。该導官網路可一 伸至該分類叫通道、朝該分類器延 通道，或其組合式。舉例來說，在圖示中，…里1刀支之 使該混合物24之若干部分平 $導料管網賴 導管分叉成複數個數量與該分類機㈣之 網路可由一歧管界定，如下文所述。 该導官 輸出承㈣結構可為任何自該分類機承接流 八 類之顆粒的器皿或隔間。示範的承接器結構可= 井、-晶片之微流體隔間、測試管、培養器吟二 實施例中，各該分_可將經分類之驗 某二 分離式承接器結構，以執行後分類 ，- 包括細胞或雖組成物之細胞培養、細胞; 分子分析（感測)(如核酸、蛋白質、 及/或者 、曰貝、離子、醣等的分 20 200525025 析）在—不範實施例中，後分類處理可包括進行細胞溶解 後再執行核酸擴增。 ]入心合物可包括任何感興趣的顆粒混合物。顆粒一 ，在此可包括任何不連接且微小之物件的群組。舉例來 祝，該顆粒直徑可小於大約100微米，且性質可為生物、合 成自然生成、有機、無機、或其組合式。示範性顆粒可 =。該細胞可為活或死、固定或非固定、經處理或 、工处、經培養或未經培養、以及/或者諸如此類 10 15 '=，核細胞以及/或者細菌。其它示紐顆二 ^括病毋、胞器、泡囊、合成聚合體、珠狀物、承载 2、磁性顆粒之編碼珠狀物，以及/或者類似物 ΓΓ範來源可包括病患樣本(諸如血液， =mi )'環境樣取 ==土等物之樣本)，或者研究樣本等 雜入^物可以在分類前做預處理。舉例 ^入混合物可以處理以使該雖之—小組成為視覺1可; 在某些實施例中，該混合物可以顏料處理以選擇性地 “不該顆粒之-小組。該顏料可以是任何視覺上可爽覺的 材料。該顏料可直接黏合至該顆粒或透過—被耗: 非共價地)之特定黏合元件進行黏合，如抗體、植凝=分 =印聚合物、核酸、感受體、配體等。選擇或額外地， 〇本輸入混合物可為經過工程，比方說轉移感染之細胞，以 表現-視覺上可察覺之材料’諸如綠螢光蛋白質。 第2圖顯示-可包含於該系統2〇之分類機單元％的樣 20 200525025 本。該分類機單元50可包括一管道結構52，該管道結構至 少界定一管道54。該管道結構52玎以是任何界定可用以運 輸顆粒（及流體53)之通道的結構。該通道可為任何供顆粒/ 流體别進之預設的路徑。此外，該通道可包括壁部以及/或 5者顆粒導引以及/或者流體導引表面特性，諸如鄰接的恐水 及親水表面區域。該管道結構可透過支撐含帶該顆粒之流 體的方式來支撐該顆粒。受支撐之流體在本文中為與固體 表面接觸以防止流體滴落之流體。相反地，不受支撐之流 體可包括風媒型流體滴狀物。在某些實施例中，該管道結 10構可為一基板總成，該總成包含一基板以及一連接至該基 板之流體障礙物，如下文所述。 該管道54可包括一承接顆粒60、62之束58的入口 56， 以及該顆粒可抵達之第一及第二出口64、66。因此，該管 道54可被視為一分支管道，因為顆粒以及/或者流體可沿兩 15條或多條不同的路徑68、70穿越該管道。 該分類機單元5〇亦可包括一用以感測各該顆粒60、62 之性質的感測器72。該感測器可為一量測各該顆粒之光學 (或電磁)性質的光學感測器，諸如冷光（光致螢光（比方說螢 光或磷光）、化學發光、或生物發光）、散射、吸光值、折射、 2〇反射、以及/或者極化等性質。選擇性地，該感測器可為一 電丨生或磁性感測為，以感測該顆粒之電性或磁性性質。 该感測72可具有任何適當的尺寸、形狀、位置、以 及、、，構。在某些貫施例中，該感測器可以比該顆粒之直經 為長’亦即長至足以感測位於該管道之複數個位置上_ 200525025 二=方說_顆㈣率。因此，該感測 比方說沿個感測器元件，該感測器元件可以 度，適當的寬 成於該管道之-表面之上或下方，測器可形 光二 地面的基板之上或之中的光二極體: 光-+體可組態以選擇性地承接Μ 佈一擇光;, 、、 口此，它們可以塗 層。朴，㈣擇㈣料料練波《過之過遽 10 15 20 純機單元5(5可包括α及/或者與複數個用《移動 及或者流體之機制共同作用，如# 運輸機制74、76。 擇性及選擇性 該非選擇性運輸機制74可為任何以相 使輸入難通過歸道54之㈣Γ 擇方式 掛一 fg4 B道54之_。該麵擇崎輸機制可 員粒齡物巾之不___施加近㈣動力以使 ^ =似的速率前進。選擇性地，該非選擇性運輸機制可 也口不相似的動力以使不同的顆粒以不同的速率前進。狹 =在任—情況下，該非選擇性運輸機制皆可使顆粒通過 ^ c。玄非選擇性運輸機制可為一連續式運輸機制。連 ’運輪機制在本文中可為任何使複數侧粒以沒有實質 間歇之方式通過該管道的運輸機制。 在本文中’ δ亥非選擇性運輸機制74將顆粒⑼、Μ之束 58傳适至並使其穿過通達該預設路徑⑽之該管道(在沒有 操作該選擇性運輪機制76之下）。串在此指的是由進入以及 12 200525025 5 10 15 20 該顆粒之沿該管道的移 連續可以相對穩定或斤W成之移動顆粒的連〗 縱列將顆粒引進該管道，。，、且可—次—個地，亦即以單一 兩個或者更多的顆粒或X纟肩或隨機配置-次引進 以小至足以限制該顆中’該管道之直徑可 該非選擇性運輪機制…此在早-縱列中移動。 來說，該非選擇性评了以任何適當的機制操作。舉例 W連輸_可藉 上施加動力的方式操 =顆粒之流體 大量顆粒流動。選擇,_ 動以及共存的 左丄 地’此一運輸機制可相對於兮、古触 地施加一動力於該顆粒上， == 動。該非料輪機射㈣管道54之上;^里顆粒流 混合物）或下游(朝向該承接器結構)施加―正^^雜入 至該流體，沿該管道產生一壓力下 == 性運輸機制可包括-加壓氣體 广的非、擇 扑一真空、以及/或者十幫 、富於擄生丨有具匕不乾的非選擇 性運輸機制可包括被做成陣列以提供該顆粒 礎之移動的電極，比方說使用前、A 电冰马丞 合物沿該管道前進。則進波介電泳以使一顆粒混 該^類機單元5〇亦可包括與該非選擇性運輪機靠合 作之該選擇性運輸機制76。該選擇性運輸機制可為任何使 -混合物之-或多個顆粒的小組沿—與該混.之其他顆 粒不同的路徑選擇性地移動之機制。 該選擇性運輸機制可組態以作用於該現合物之單獨的 顆粒或顆粒組。在某些實施例中，該束58之顆粒可以充分 …續。此一 13 200525025 隔開以便單獨的顆粒可以從該束移位。選擇性地，該顆粒 可以沒有充分隔開，以便兩個或更多的顆粗可以一起被移 位。在任-情況下，該混合物中可能產生特定種類之顆粒: 特別是細微顆粒的致富。 5 _擇性運輸機制可為脈衝致動型，叫被撿選之顆 粒上提供-瞬間作用。脈衝致動型在此意指以—瞬間訊號 $衝或複數個_訊號脈衝朗。該_訊號脈衝可依; 需產生以便以大致不規律的時間間距隔開地分類該顆粒， 而非在規律之時間間距下產生的穩定訊號或週期訊號。示 10範的訊號可為電性訊號(如電流或電壓脈衝）或域動光電 晶體之光學脈衝。 被撿選之雌上的_仙以及/或者致動該運輸機 制之瞬間訊號脈衝可以很快速，亦即持續少於大約i秒鐘。 在某些範例中，該瞬間作用可為_持續少於大約10毫秒或 15少於大約丨毫秒之壓力脈衝，視流體黏度、管道尺寸、管道 幾何等參數而定。 該選擇性運輪機制可具有任何適當的最大運輸頻率。 該最大運輸頻率為每秒可產生之壓力脈衝的最大頻率也 因此為該選擇性運輪機制每秒可移位之肺的最大數量。 在某些範射，該最大鮮可為至少大賴〇«或至少大 該選擇性運輪機制76可組態以與該非選擇性運輸機制 74同時操作’亦即，該選擇性運輸機制啊使被揀選之顆 粒62從一經由該_擇性運輸機制之操作所產生的顆粒束 20 200525025 移位。在某些貫施例中，該選擇性運輪機制可組態以在該 管道54之一流體容積上，舉例來說，在一設於該第二出口 66附近之體切片或片^又78上局部施加^_壓力脈衝，以、 該第二路徑7〇導引該顆粒62。 5 示範的選擇性運輸機制可以薄膜電氣裝置如薄膜加熱 器（比方說阻抗層）以及壓電元件等做成。此等薄膜電氣裝置 可以一致動脈衝迅速致動以提供一瞬間壓力脈衝。薄膜在 此指的是任何形成於-基板上的薄膜。該薄膜可以任何適 當方式形成，如氣相沉積、濺鍍、磁基沉積、以及/或者電 1〇漿強化沉積等。該薄膜之單獨層可具有任何適當的厚度， 或者少於大約5GG微米、⑽微米、或2·米之厚度。選擇 或額外地’該單獨薄膜層可具有大於大賴奈米、加奈米、 或奈米之厚度。 15 20 亦包括以虛線輪廓顯示之部分的替代分類機單元80可 設置於該第一管道54附近之第二管道81。該第二管 =可包括-心82及—出σ84。該第—及第二 81可以透過t卜太％ 、 道“可 吮一通道％之連接做流體聯絡。該第二管 可* 體運輸機制88操作，該流體運輸機制被被能 二;ί路Γ傳送另一流體束9。，該第三路㈣ 86之顆粒可平行。因此，從該束58移位至該通道 81。 加入5亥流體束90並經由該出口 84退出該管道 15 200525025 間的關係更易於理解，某些圖示可能包括用來指示主要或 純粹在其他圖示中討論之系統元件的參閱符號。 第3圖顯示一用以分類細胞或其他顆粒之系統110的概 略圖。該系統110，以及本發明之教示所敘述的其他分類機 5 系統，可提供生物材料之環境隔離，譬如使潛在的危險材 料與該系統的使用者隔離。 該系統110可包括一分類機總成112。該分類機總成可 以電氣方式與系統控制電子114及一含在其中之處理器形 成介面。該分類機總成亦可以流體模式透過一繞送流體之 10 歧管120與一細胞輸入混合物116及，選擇性地，一分離式 流體來源118形成介面。此外，該分類機總成可以流體光學 方式與一光源122形成介面。細胞與流體可由一或多種顆粒 /流體運輸機制，如壓力控制器124、126，從該細胞輸入混 合物116及該流體來源118移動，該壓力控制器可從該分類 15 機總成112及該歧管120之下游施加一負面壓力。該壓力控 制器及該光源亦可與該系統控制電子形成介面，如標號 128、130所示，以為流體/顆粒運輸及曝光提供比方說以處 理器做為基礎之控制。因此，該光源122可為一固定源或一 脈衝源。 20 操作時，該細胞輸入混合物116之細胞可以在分類前後 經由該歧管進出該分類機總成112。當該細胞退出該分類機 總成與該歧管時，它們可能呈現致富的總數，如目標細胞 132與廢棄細胞134。在許多實施例中，該目標細胞可以重 新分類、培養、以及/或者以分子方式或以細胞層次作分 16 200525025 析。該廢棄細胞134可以丟棄。選擇性地，該“廢棄，，細胞可 為待處理之另一標的總數。 該分類機總成112，另稱基板總成，可包括一與一流體 部分138形成介面之電氣部分136。該電氣部分136可包括複 5 數個薄膜裝置140，如交換裝置（電晶體、二極體等）、溫度 控制裝置(加熱器、冷卻器、溫度感測器等）、換能器、感應 器等。因此，該電氣部分136可為具有可變式電路之電子部 件。該流體部分138可界定複數個產生該分類機單元之流體 狀態的分類機管道142。 10 第4圖為該系統110之部分概略圖。該系統110可包括一 分類機裝置150，該分類機裝置包括在該歧管120附近被連 接之該分類機總成112。該分類機裝置150亦可包括一或多 個輸入儲存器152、154、輸出儲存器156、158、以及壓力 控制裔1.24、126。該輸入及輸出储存器可為任何適當的器 15皿或流體承接器結構。該分類機裝置亦可包括系統控制電 子114及光源122。選擇性地，該系統控制電子、該光源、 忒壓力控制器、以及/或者一或多個儲存器可與該分類機裝 置分開。舉例來說，該分類機裝置15〇可組態成透過一電氣 介面160以電氣方式耦合至一控制裝置162之可再利用或單 20 次使用卡匣。 該分類機裝置150可以下列方式在該系統11〇中運作。 該細胞輸入混合物116及該流體來源118可藉由該壓力控制 器124、126所施加之負面壓力被技進該分類機總成112。該 細胞混合物及該流體可從該細胞及流體輸入儲存器152、 17 200525025 154行經分別的導管164、166及該歧管120再進入該分類機 總成112。在沒有經過該分類機總成之分類之下，來自該流 體輸入儲存器154之該流體118的若干部分可經由該歧管繞 回以承接於導管168之目標儲存器156。此外，該輸入混合 5物116的若干部分可承接於導管170之廢棄儲存器158。然 而’該分類機總成112之作用使該目標細胞132從該混合物 116移位，以便它們可以選擇性地被放置於該目標儲存器 156 中。 第5圖為一底視圖，顯示該分類機裝置15〇之該分類機 10總成112的揀選部分。該分類機總成可包括一具有複數個薄 膜電氣裝置140之基板180。該分類機總成亦可包括複數個 分類機單元182，該分類機單元在此大致以虛線外框之三對 二陣列表示。該基板可界定複數個開口，如進給孔184，透 過该進給孔，流體與顆粒可進出鄰近的歧管12〇(詳第4圖）。 15該進給孔184可以縱列排置，如標號185所示。各該縱列185 可與一第一層歧管導管如導管186as186e對準，該等導管 以虛線輪廓顯示並被設置於該基板之一對立表面附近。該 歧管導管在參照第7至9圖所做成的敘述中將有更詳盡的說 明。一與遠基板合作以形成管道之流體障礙物被設置於該 20基板附近，但顯示於其他圖示中（詳第ό及7圖）。 該基板180可具有任何適當的結構與組成。在某些實施 例中，該基板可大致成平坦狀。該基板可以一半導體做成， 如矽或砷化鎵，或以一絕緣體做成，如玻璃或陶瓷。因此， 該薄膜裝置可以比方說平板技術在一半導體或絕緣體之中 18 200525025 以及/或者之上製造。該基板可提供進給孔184以便該歧管 位於一與該薄膜裝置對立之基板表面附近。選擇性地，該 進給孔184可界定於該基板上方靠近該薄膜裝置之同一基 板表面附近。因此，連接至靠近該薄膜裝置之該基板的流 5 體障礙物可與該歧管做介面聯繫(詳下文）。 該分類機總成可包括以任何適當配置做成之任何數量 的分類機單元。舉例來說，該分類機總成可包括超過1〇個 或超過100個分類機單元。在某些實施例中，該分類機單元 可以一二維陣列排置，其可為線性。 10 第6圖顯示一包含於該分類機總成112中以做為分類機 單元分類細胞132、134使用之分類機單元182。一流體障礙 物196，在此以片段剖面圖顯示，可連接至該基板180以界 定承接流體以及/或者細胞之鄰近管道198、200的壁部。特 別是，該管道198可從第一歧管導管186a並通過進給孔184a 15 承接含帶該細胞132、134之流體。該細胞可沿該管道前進 以在進給孔184b處退出，該進給孔與第四歧管導管186d做 聯絡。該管道200可從第二歧管導管186b及進給孔184c承接 一流體，請參閱標號204。該流體可沿該管道200前進以在 進給孔184d處退出，該進給孔與第三歧管導管186c做聯絡。 20 該分類機單元182可包括一感測器210以及一運輸機制 212，該運輸機制根據該感測器之資訊選擇性地致動。該感 測器210可設置於一連接該管道198、200之通道214的上 游。該感測器可感測每一通過該感測器之細胞的性質。如 果該性質符合一預設的標準，該運輪機制212可以在感測該 19 200525025 細胞之後一適當的時間點上被致動，比方說根據靠近該通 道214之該細胞的預測到達時間。 該運輸機制212可包括一薄膜電氣裝置216，其在被脈 衝致動時使被揀選之細胞從該管道198移位。該電氣裝置 5 216可為一薄膜加熱器或一壓電元件等。該薄膜裝置可施加 一與該管道198橫切亦即與該細胞前進之預設路徑220橫切 之動力。該動力可藉由使用流體二極體224從一對立通道 222被選擇性地導向該通道214。該流體二極體可為任何選 擇性地限制一方向之流動的導管結構，如圖示所示之從該 10 管道198向上的方向。其他適用的示範流體二極體揭露於 Matsuda等人所獲頒之美國專利第4,216,477號中，其内容以 參照方式併入本說明書。 以該運輸機制212之壓力脈衝移動的流體可由與第二 岐管導管186b聯絡之進給孔184e供應，或從一分離式流體 15 來源供應之。該壓力脈衝可使該細胞132從上方管道198移 位至下方管道200。然後該細胞可加入於該管道200中流動 之流體以在該進給孔184d處退出。 第7圖顯示該分類機單元182及該分類機裝置150之鄰 近區域的剖面圖。該基板總成112可緊臨該歧管120，特別 20 是界定第一岐管導管186a之第一岐管層240。一第二岐管層 242可與該基板總成隔開。 該基板總成112可包括基板180、形成於該基板之表面 附近(該基板之中或上）的薄膜層244、以及連接至該基板與 該薄膜層之流體障礙物196。該薄膜層可界定該基板總成之 20 200525025 該電氣部分136，特別是其薄膜電氣裝置14〇。該流體障礙 物196可以單體形成，或如圖示所示，以一管道層246及一 覆盍層248形成。該管道層可界定該管道198之壁部25〇。該 管道層246可以任何適當的材料做成，包括但不限於，負面 5或正面光阻(如SU_8或PLP)、聚亞醯胺、乾式薄膜(如DuPont Riston)、以及/或者玻璃。該管道層246之圖案化方法可包 括光蝕刻、微機械加工、模鑄、壓印、雷射蝕刻、以及/或 者諸如此類。該覆蓋層248亦可界定該管道198之一壁部。 該覆蓋層可以一光學透明之材料做成，如玻璃或塑膠，以 10 允許該光源之光線進入該管道198。 第8圖顯示該歧管12〇之該第一岐管層24〇的底視圖。該 歧管層240可包括複數個開口 260，該開口延伸穿過該歧管 層並與該歧管導管對準，如與該基板18〇貼近之該第一岐管 層的溝槽262所界定之該第一層岐管導管186a_d(詳第5 15 圖）。因此，該開口 260透過該第一層岐管導管與該進給孔 184(詳第5圖）之該縱列185做流體聯絡。 第9圖顯示該歧管120之一第二層242的底視圖。該第二 層242可包括苐二層開口 270 ’該開口從形成於該第二層中 之溝槽272延伸穿過該第二層。各該溝槽272可以組態以與 20 該第一岐管層240之該第一層開口 260的一橫排對準（詳第8 圖）。該第一層開口260在此圖示中以虛線輪廓表示以簡化 圖示。各該溝槽272可藉由該第一及第二岐管層之貼近形成 一第二層導管274。各該第二層導管274可在一第一層開口 260之橫排，也因此連同該基板中之該進給孔184的複數個 21 200525025 對應縱列之間提供流體聯絡(詳第5圖）。 第10圖顯示該分類機裝置150之該歧管12〇的剖面圖。 流體可從基板進給孔(詳第5圖）之縱列前進、行經該第一層 導管186、然後穿過一第二層導管274抵達管系統170。 5 此處所敘述之裝置與方法可為微流體裝置與方法。微 流體裝置與方法以非常少量的流體（液體以及/或者氣體）承 接、操縱、以及/或者分析樣本。此等少量流體係由一或多 條通道承載，其中至少一條通道可具有大約介於〇1到5〇〇 微米之間、或少於大約100微米或50微米之橫斷面尺寸或深 10度。因此，位於微流體裝置中之一或多個區域内的流體可 展現具有極少騷亂之流線型流動，通常以低雷諾數作為其 特徵。微流體裝置可具有任何適當的總流體容積。 申請人相信，上開揭露内容涵蓋本發明之複數個可區 別的實施例。雖然各該實施例業已特定格式揭示如上，其 15如上所述之特定實施例不應該以限定性質解釋之，因為各 種變化式都是可行的。因此本揭露書之請求標的包括此處 揭不之各種元件、特徵、功能、以及/或者性質的所有新穎 且非顯而易見之組合及次組合。同樣地，在申請專利範圍 提及“一”或“一第一，，元件或其等效物時，此等申請專利範 2〇圍應被視為包含一或多個此等元件，既不需要也不排除兩 個或者更多此等元件。 L圖式簡單説明】 第1圖為一概略圖，顯示根據本發明一實施例之顆粒分 類糸統； 22 200525025 第2圖為一概略圖，顯示一可包含於第1圖中所示之根 據本發明一實施例的系統中之分類單元； 第3圖為一概略圖，顯示根據本發明一實施例之另一顆 粒特別是細胞的分類系統； 5 第4圖為一部分概略圖，顯示第3圖中所示之根據本發 明一實施例的系統； 第5圖為一底視圖，顯示一包含於第4圖中所示之根據 本發明一實施例的系統中之基板總成的揀選部分； 第6圖為一片段底視圖，顯示一包含於第5圖中所示之 10 根據本發明一實施例的基板總成中以做為分類機單元分類 細胞使用之分類機單元； 第7圖為一片段剖面圖，其顯示大致取自第6圖中線條 範圍7-7之根據本發明一實施例的分類機單元； 第8圖為一歧營之底視圖，其中該歧管被設置於第4圖 15 中所示之根據本發明一實施例的系統中之如第5圖所示的 基板總成上方； 第9圖為一底視圖，顯示第8圖中所示之根據本發明一 實施例的歧管之一上層；以及 第10圖為一剖面圖，顯示第8圖中所示之根據本發明一 20 實施例的歧管。 【主要元件符號說明】 20, 110···系統 26…輸入混合物 22…分類機 28···導管網路 24, 152, 154…輸入儲存器 30, 32, 86, 214, 222…通道 23 200525025 34…中間位置 38, 40···承接結構 42,44,54，164，166，168，170，186a-186e，198,200,274…導管 50, 80, 182···分類機單元 52…管道結構 53, 90···流體 56, 82···入口 58…束 60, 62…顆粒 64, 66, 84…出口 68, 70, 92…路徑 72, 210, 220…感測器 74, 76, 88, 212…運輸機制 78…片段 81…管道 112···分類機總成 114···系統控制電子 116···細胞輸入混合物 118···分離式流體來源 120…歧管 122…光源 124, 126…壓力控制器 132···目標細胞 134···廢棄細胞 136···電氣部分 138…流體部分 140, 216…薄膜裝置 142···分類機管道 150···分類機裝置 156, 158···輸出儲存器 160···電氣介面 162···控制裝置 170···管系統 180…基板 184, 184a- 184e···進給孔 185…縱列 196···流體障礙物 224…流體二極體 240, 242···岐管層 244…薄膜層 246···管道層 248···覆蓋層 250…壁部 260, 270···開口 262, 272…溝槽 24

Claims (1)

1. 200525025 十、申請專利範圍： 1. 一種分類顆粒之裝置，包括：一界定一具有一入口和第 一及第二出口之管道的管道結構；一第一運輸機制，該 第一運輸機制被組態以產生一包含第一顆粒與一或多 5 種第二顆粒之顆粒束，各該顆粒沿該管道從該入口移向 該第一出口，且位於一受該管道結構支撐之流體中；以 及一第二運輸機制，該第二運輸機制被組態成脈衝致動 型，以選擇性地將該第二顆粒之至少一者從該顆粒束移 向該第二出口。 10 2.如申請專利範圍第1項之裝置，其中該管道結構包括一 基板以及複數個行程於該基板上之薄膜電氣裝置，該薄 膜電氣裝置包括至少一加熱器元件或一壓電元件，且其 中該第二運輸機制包括該加熱器元件或該壓電元件。 3. 如申請專利範圍第1或2項之裝置，其中該第一運輸機制 15 被組態以藉由沿該管道形成一壓力下降之方式來使該 流體在該管道中流動，且其中該流體之流動產生該顆粒 束。 4. 如申請專利範圍第1至3項任一項之裝置，其中該管道結 構被組態以使該顆粒束順一從該入口通達該第一出口 20 之路徑前進而無須操作該第二運輸機制，該第二運輸機 制被組態以橫切地施加壓力脈衝至該路徑，且其中至少 一該壓力脈衝被組態以從該路徑移動該流體之一片 段，該片段包括該至少一種第二顆粒。 5. 如申請專利範圍第1至4項任一項之裝置，其中該管道為 25 200525025 一第一管道且該入口為一第一入口，該管道結構界定一 靠近該第一管道之第二管道且被組態以將另一流體從 一第二入口承載至一第三入口，且其中該第一管道之該 第二出口使該第一管道與該第二管道做流體聯絡。 5 6.如申請專利範圍第1至5項任一項之裝置，其中該管道結 構界定一通道，該通道與該管道做流體聯絡並大致與該 第二出口對立，且其中該通道包括一流體二極體，該流 體二極體被組態以限制操作該第二運輸機制所造成的 流體回流。 10 7.如申請專利範圍第1至6項任一項之裝置，其中該第二運 輸機制被組態以將一瞬間壓力施加至該流體之一片段。 8. —種顆粒分類方法，包括：在一受支撐之流體中產生一 由第一顆粒及一或多種第二顆粒組成之顆粒束；以及透 過在該束之一部分上施加一瞬間壓力的方式使該第二 15 顆粒中至少一者選擇性地從該束移位。 9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中施加一瞬間壓力包 括藉由使一加熱器元件及一壓電元件中任一者致動之 方式將一壓力脈衝施加於該受支撐之流體的一片段之 上。 20 10.如申請專利範圍第8項之方法，其中產生一顆粒束包括 產生相鄰的第一及第二束，該第一束包括該第一顆粒及 該一或多種第二顆粒，且其中選擇性地移位包括施加一 瞬間壓力脈衝至該第一束之一部分以使該第二顆粒中 至少一者選擇性地從該第一束移動至該第二束。 26