TW201343916A - 被動式微流體裝置及其形成方法 - Google Patents

被動式微流體裝置及其形成方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201343916A
TW201343916A TW102103954A TW102103954A TW201343916A TW 201343916 A TW201343916 A TW 201343916A TW 102103954 A TW102103954 A TW 102103954A TW 102103954 A TW102103954 A TW 102103954A TW 201343916 A TW201343916 A TW 201343916A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
microchannel
section
microchannels
microfluidic device
segment
Prior art date
Application number
TW102103954A
Other languages
English (en)
Inventor
Soon Chye Ng
Swee Lian Liow
Naiqing Chen
Yen Wah Tong
Saif Abdul Kadir Khan
Boon Sing Fang
Original Assignee
Neobios Pte Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Neobios Pte Ltd filed Critical Neobios Pte Ltd
Publication of TW201343916A publication Critical patent/TW201343916A/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/4833—Physical analysis of biological material of solid biological material, e.g. tissue samples, cell cultures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
    • C12M47/04—Cell isolation or sorting
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61D—VETERINARY INSTRUMENTS, IMPLEMENTS, TOOLS, OR METHODS
    • A61D19/00—Instruments or methods for reproduction or fertilisation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B01L2200/0647—Handling flowable solids, e.g. microscopic beads, cells, particles
    • B01L2200/0652—Sorting or classification of particles or molecules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0816—Cards, e.g. flat sample carriers usually with flow in two horizontal directions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/087—Multiple sequential chambers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/50273—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the means or forces applied to move the fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502753—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by bulk separation arrangements on lab-on-a-chip devices, e.g. for filtration or centrifugation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502761—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip specially adapted for handling suspended solids or molecules independently from the bulk fluid flow, e.g. for trapping or sorting beads, for physically stretching molecules
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02—Form or structure of the vessel
    • C12M23/16—Microfluidic devices; Capillary tubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00—Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06—Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • C12N5/0602—Vertebrate cells
    • C12N5/0608—Germ cells
    • C12N5/061—Sperm cells, spermatogonia
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00—Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06—Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • C12N5/0602—Vertebrate cells
    • C12N5/0608—Germ cells
    • C12N5/0612—Germ cells sorting of gametes, e.g. according to sex or motility
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/1468—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry with spatial resolution of the texture or inner structure of the particle
    • G01N15/147—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry with spatial resolution of the texture or inner structure of the particle the analysis being performed on a sample stream
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/149—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry specially adapted for sorting particles, e.g. by their size or optical properties
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

本發明提供一用於分選鞭毛細胞之樣本之被動式無逆流微流體裝置，包括：一輸入儲器，其經組態接收鞭毛細胞之樣本；一輸出儲器，其位於該輸入儲器下游，該輸出儲器經組態收集經分選之等鞭毛細胞；及複數個微通道區段，其在該輸入儲器與該輸出儲器間經順序佈置且彼此流體連通，且在該輸入儲器與該輸出儲器間界定一封閉微通道系統，其中每一微通道區段包含至少一微通道，其中該複數個微通道區段之一第一微通道區段之入口連接輸入儲器，該複數個微通道區段之出口連接輸出儲器，用於當鞭毛細胞自輸入儲器移動至輸出儲器時對鞭毛細胞進行分選。

Description

被動式微流體裝置及其形成方法
各種實施例係關於一種被動式無逆流微流體裝置及形成被動式無逆流微流體裝置之方法，詳言之，係關於一種用於分選鞭毛細胞之樣本的被動式無逆流微流體裝置。各種實施例進一步係關於一種用於使用被動式無逆流微流體裝置來分選鞭毛細胞之樣本的方法及該用於分選精蟲之被動式無逆流微流體裝置。
精子分選之習知體外受精(IVF)技術由(1)直接上游方法或(2)密度梯度分離組成。對於直接上游方法，精子DNA完整性可能受到損害，且在一些論文中觀測到恢復之活動精蟲之低合格率[A. Zini等人，「Influence of semen processing technique on human sperm DNA integrity」，Urology，56(2000)1081-1084]。對於密度梯度分離技術，精液顆粒之重複離心作用及再懸浮可由於反應性氧物質而導致對活動精蟲的損壞[R. J. Aitken、J.S. Clarkson，「Significance of reactive oxygen species and antioxidants in defining the efficacy of sperm preparation techniques」，J. of Androl.，9(1988)367-376]。
微流體技術作為體外受精(IVF)之革命性平台已展示極大的希望。視微流體裝置之設計而定，存在微流體裝置可簡化或改良當前IVF程序之許多可能性。
根據一實施例，提供用於分選鞭毛細胞之樣本之被動式無逆 流微流體裝置。該被動式無逆流微流體裝置包括：一輸入儲器，其經組態來接收鞭毛細胞之該樣本；一輸出儲器，其位於該輸入儲器之下游，該輸出儲器經組態來收集經分選之該等鞭毛細胞；及複數個微通道區段，其在該輸入儲器與該輸出儲器之間經順序佈置且彼此流體連通，且經設計以在該輸入儲器與該輸出儲器之間界定一封閉微通道系統，其中每一微通道區段包含至少一微通道，其中該複數個微通道區段之一第一微通道區段之該微通道之一入口連接至該輸入儲器，其中該複數個微通道區段之一最後微通道區段之該微通道之一出口連接至該輸出儲器，及其中，對於每一微通道區段，該複數個微通道區段之一個微通道區段之該等微通道之總容積大於該下游方向上該複數個微通道區段之隨後微通道區段中的各別者，用於當該等鞭毛細胞自該輸入儲器移動至該輸出儲器時對該等鞭毛細胞進行分選。
根據一實施例，提供形成用於分選鞭毛細胞之一樣本之一被動式無逆流微流體裝置的方法。該方法可包括：形成一輸入儲器，其經組態來接收鞭毛細胞之該樣本；形成一輸出儲器，其位於該輸入儲器之下游，該輸出儲器經組態來收集經分選之該等鞭毛細胞；及形成複數個微通道區段，其在該輸入儲器與該輸出儲器之間經順序佈置且彼此流體連通，且經設計以在該輸入儲器與該輸出儲器之間界定一封閉微通道系統，其中每一微通道區段包含至少一微通道，其中該複數個微通道區段之一第一微通道區段之該微通道之一入口連接至該輸入儲器，其中該複數個微通道區段之一最後微通道區段之該微通道之一出口連接至該輸出儲器，及其中，對於每一微通道區段，該複數個微通道區段之一個微通道區段之該等微通道之總容積大於該下游方向上該複數個微通道區段之隨後微通道區段中的各別者，用於當該等鞭毛細胞自該輸入儲器移動至該輸出儲器時對該等鞭毛細胞進行分選。
根據一實施例，提供用於分選鞭毛細胞之一樣本之方法。該 方法可包括：將鞭毛細胞之該樣本供應至如本文所述之被動式無逆流微流體裝置之輸入儲器。
根據一實施例，提供用於分選精蟲之如本文所述之被動式無逆流微流體裝置的用途。
100‧‧‧被動式微流體裝置
102‧‧‧輸入儲器
104‧‧‧輸出儲器
106‧‧‧微通道區段
108‧‧‧微通道區段
110‧‧‧微通道區段
112‧‧‧微通道
114‧‧‧微通道
200‧‧‧流程圖
202‧‧‧步驟
204‧‧‧步驟
206‧‧‧步驟
300‧‧‧被動式微流體裝置
302‧‧‧載玻片
304a‧‧‧列佈置
304b‧‧‧列佈置
304c‧‧‧列佈置
306‧‧‧輸入儲器
308‧‧‧輸出儲器
310‧‧‧第一微通道區段
312‧‧‧第一中間孔
314‧‧‧中間微通道區段
316‧‧‧第二中間孔
318‧‧‧最後微通道區段
400‧‧‧佈置
402‧‧‧輸入儲器
404‧‧‧輸出儲器
406‧‧‧第一孔
408‧‧‧第二孔
410‧‧‧第一微通道區段
412‧‧‧最後微通道區段
414‧‧‧中間微通道區段
420‧‧‧微通道
422‧‧‧微通道
424‧‧‧微通道
500a‧‧‧佈置
500b‧‧‧佈置
500c‧‧‧佈置
500d‧‧‧佈置
500e‧‧‧佈置
500f‧‧‧佈置
500g‧‧‧佈置
500h‧‧‧佈置
500i‧‧‧佈置
500j‧‧‧佈置
501‧‧‧輸入儲器
502‧‧‧輸出儲器
504‧‧‧微通道
506‧‧‧微通道
508‧‧‧中間孔
520‧‧‧第一微通道區段
522‧‧‧最後微通道區段
600a‧‧‧佈置
600b‧‧‧佈置
600c‧‧‧佈置
600d‧‧‧佈置
600e‧‧‧佈置
600f‧‧‧佈置
600g‧‧‧佈置
600h‧‧‧佈置
600i‧‧‧佈置
600j‧‧‧佈置
601‧‧‧輸入儲器
602‧‧‧輸出儲器
604‧‧‧微通道
606‧‧‧微通道
608‧‧‧微通道
610‧‧‧第一中間孔
612‧‧‧第二中間孔
620‧‧‧第一微通道區段
622‧‧‧中間微通道區段
624‧‧‧最後微通道區段
700a‧‧‧交叉口
700b‧‧‧交叉口
700c‧‧‧交叉口
700d‧‧‧交叉口
702‧‧‧微通道
704‧‧‧微通道
800‧‧‧圖表
900‧‧‧影像
902‧‧‧影像
910‧‧‧影像
912‧‧‧影像
1000‧‧‧影像
1002‧‧‧影像
1010‧‧‧影像
1012‧‧‧影像
1020‧‧‧影像
1022‧‧‧影像
1030‧‧‧影像
1032‧‧‧影像
在圖式中，相同參考字符遍及不同視圖大體代表相同零件。圖式未必按比例繪製，相反進行強調來例示本發明之原理。在以下描述中，參看以下圖式來描述本發明之各種實施例，其中：圖1展示根據各種實施例之用於分選鞭毛細胞之樣本的被動式無逆流微流體裝置的示意性方塊圖。
圖2展示例示根據各種實施例之形成用於分選鞭毛細胞之樣本的被動式無逆流微流體裝置之方法的流程圖。
圖3展示根據各種實施例之被動式微流體裝置之示意性透視圖。
圖4A及圖4B分別展示根據各種實施例之被動式微流體裝置之微通道及孔的佈置的示意性俯視圖及示意性橫截面圖。
圖5A至圖5D展示根據各種實施例之被動式微流體裝置之微通道的佈置的示意性俯視圖，而圖5E展示其示意性橫截面圖。
圖5F至圖5H展示根據各種實施例之被動式微流體裝置之微通道的佈置的示意性俯視圖，而圖5I及圖5J展示其示意性橫截面圖。
圖6A至圖6D展示根據各種實施例之被動式微流體裝置之微通道的佈置的示意性俯視圖，而圖6E展示其示意性橫截面圖。
圖6F至圖6I展示根據各種實施例之被動式微流體裝置之微通道的佈置的示意性俯視圖，而圖6J展示其示意性橫截面圖。
圖7A及圖7B展示根據各種實施例之連續微通道區段之間的微通道之交叉口的示意性俯視圖。
圖8展示在2小時時段內各種實施例之被動式微流體裝置之 不同孔中精子計數/面積(mm2)的圖表。
圖9A及圖9B分別展示各種實施例之被動式微流體裝置之輸入儲器及第一中間孔中在時間=0小時時的精子影像。
圖10A、圖10B、圖10C及圖10D分別展示各種實施例之被動式微流體裝置之輸入儲器、第一中間孔、第二中間孔及輸出儲器中在時間=2小時時的精子影像。
以下詳細描述參考藉由例示來展示其中可實踐本發明之特定細節及實施例的附圖。充分詳細描述此等實施例來使熟習此項技術者能夠實踐本發明。可利用其他實施例，且可在未脫離本發明之範疇的情況下進行結構及邏輯改變。各種實施例未必相互排斥，此係因為一些實施例可與一或多個其他實施例組合來形成新實施例。
在方法或裝置中之一者的情況下描述之實施例對於其他方法或裝置相似有效。類似地，在一方法之情況下描述之實施例對於一裝置相似有效，且在一裝置之情況下描述之實施例對於一方法相似有效。
在各種實施例之情況下，短語「至少實質上」可包括「精確地」及其±5%變化。作為一實例且非限制，「A至少實質上與B相同」可包含以下實施例：A精確地與B相同，或A可在B之(例如)值的±5%變化內，或B可在A之(例如)值的±5%變化內。
在各種實施例之情況下，如應用於一值之術語「約」或「近似」可包含精確值及該值之±5%變化。
如本文所使用，術語「及/或」包括相關聯列出項目之一或多者中之任一者及全部組合。
各種實施例可提供用於分選鞭毛細胞之被動式無逆流微流體裝置或微通道裝置，例如包括任何自推進(鞭毛)細胞(例如，單細胞生物)及/或活動細胞(例如，單細胞生物)。被動式無逆 流微流體裝置基於漸進式容積局限而執行分選，其中高度活動精子可移動進入或跨越局限空間或容積，而較不活動或非活動精子則有移動進入或跨越此類局限空間或容積的困難。
作為實例且非限制，各種實施例之被動式無逆流微流體裝置可具有：含有未經處理精液或可裝載未經處理精液之樣本儲器(例如，輸入儲器或輸入孔)；用於收集或收獲活動精子(或未經分選之精子)之收集儲器(例如，輸出儲器或輸出孔)；及基於流體填充之微通道「超越障礙訓練場」，在精子於被動式微流體裝置上自輸入儲器移動至輸出儲器時，經組態來實體地選擇最合適精子。此「超越障礙訓練場」之物理原則為水動力局限或容積局限，與置於非局限環境相比，當將精子置於局限環境中時，若仍如以往活躍地游泳運動將經歷較大阻力。故僅有具高度活動力之精子可游泳或移動至且通過局限環境。在各種實施例中，為提供局限環境，各種實施例之被動式微流體裝置之一或多個微通道之至少一橫截面尺寸(例如，寬度及/或深度)可與單個精子之橫截面大小相當，其可為幾微米的大小(例如，約2 μm)。然而，應瞭解，微通道可具有大於單個精子之橫截面大小之寬度及/或深度，例如介於約2 μm與約20 μm之間的寬度及/或深度。
在各種實施例之情況下，如應用於大小或尺寸之術語「相當」可包括大小或尺寸之+30%變化。
在各種實施例中，「超越障礙訓練場」可為輸入與輸出儲器之間的微通道或微流體通道之網路，其中在自輸入儲器去往輸出儲器過程中局限將漸進式增加。自輸入儲器至輸出儲器之局限程度的結構化、方向梯度可經設計及最佳化來確保僅最合適之精子完成跨越微流體裝置或晶片(經由微通道網路自輸入儲器至輸出儲器)的過程。此等精蟲接著可由出口儲器被吸出而被收獲且用於隨後處理，例如晶片外受精或直接體外受精(IVF)(若卵子被置於出口儲器中)。
在各種實施例中，結構化「局限梯度」可包括二維局限，例如由狹窄及細長的微通道或微通道「管」產生。作為實例且非限制，輸入儲器及輸出儲器可與複數個微通道區段或陣列接合、耦接及/或流體連通，例如輸入儲器及輸出儲器可與串聯或順序區段或平行、狹窄及細長微通道陣列耦接及/或流體連通。每一微通道區段可包括一或多個微通道(例如，兩個、三個、四個、五個或任何較高數目之微通道)。可在兩個順序或鄰近微通道區段之各別微通道之間提供孔、儲器或腔室。在各種實施例中，微通道之每一個別區段可具有至少實質上類似通道(例如，在尺寸方面)，且可耦接及/或連接至孔，該孔又在上游及/或下游方向上耦接及/或連接至隨後微通道區段。微通道區段中每一微通道之寬度及/或微通道之數目可大於在自輸入儲器至輸出儲器之下游方向上隨後微通道區段中各別者的寬度及/或數目。換言之，微通道區段中每一微通道之寬度及/或微通道之數目可在下游方向上自一個微通道區段至隨後微通道區段漸進式減少。在各種實施例中，精蟲在其傳輸通過複數個微通道區段時經歷二維局限。
應瞭解，二維局限之結構化「局限梯度」可擴展以提供三維局限，其中微通道區段中每一微通道之深度或高度可大於下游方向上隨後微通道區段中各別者的深度或高度。換言之，微通道區段中每一微通道之深度可在下游方向上自一個微通道區段至隨後微通道區段漸進式減少。
在各種實施例中，結構化「局限梯度」可包括一維局限，例如由寬的及薄的微通道或微通道「縫隙」產生。作為實例且非限制，輸入儲器及輸出儲器可與漸進式降低高度(微米尺度)之一連串縫隙(例如，順序縫隙)接合、耦接及/或流體連通。
在各種實施例之情況下，每一結構化局限梯度之組態之特定架構細節(例如，通道尺寸、微通道區段之數目、每一微通道區段中微通道之數目等)可經最佳化來使所需活動性之目標數目的 精子能夠與原始樣本分離。
各種實施例可提供被動式微流體裝置及形成或製造用於隔離活動/健康精蟲之被動式微流體裝置的方法，藉此使得能夠選擇(例如)具有定義特性之活的精子或精蟲，且隨後將其用於體外受精(IVF)。
各種實施例可提供用於分選精蟲(例如)來用於體外受精(IVF)之被動式微流體裝置或微通道裝置。可將含有精子或精蟲之樣本或精液流體提供至被動式微流體裝置(例如，精子分選器裝置)以便進行分選、隔離或選擇高度活動及/或具有特定定義特性之可適用於IVF的精蟲。樣本或精液流體可未經處理、如自對象獲得，或來自經處理且至少實質上移除了精子之外的其他細胞或粒子之樣本。
在各種實施例之情況下，未經處理樣本代表自對象(例如，人)獲得之樣本。未經處理樣本可包括活動精蟲、非活動精蟲、死精蟲、非生殖細胞、碎屑及精液流體。精液流體在受精過程期間為精蟲提供營養及保護性介質。精液流體可包括諸如以下之成分：果糖、半乳糖、蛋白水解酶、氨基酸、蛋白質、前列腺素、黃素、鋅、檸檬酸鹽、酸性磷酸酶、血纖維蛋白溶酶、前列腺特定抗體原、黏液、唾液酸及預射精(預精液流體)。經處理樣本代表其中精蟲可與精液流體分離用於多種目的之樣本，該等目的諸如功能之診斷測試及/或輔助生殖技術。處理精子樣本之不同方法可用於熟習此項技術者。
各種實施例可提供被動式微流體裝置及形成該裝置之方法，其尋求解決與習知IVF技術或裝置相關聯之問題且同時確保被動式微流體裝置為低成本(亦即，便宜)且可容易再生。被動式微流體裝置可用於隔離具有正常形態之活動精蟲與具有少精子條件之未經處理樣本來用於隨後受精。
各種實施例可提供被動式微流體裝置執行未經處理精蟲之被 動式分選，以便減少眾多人為干預。另外，被動式微流體裝置可用以鏡射或模仿活體內條件或自然受精過程(人體之等效物)，以便減少配子上之不必要應力。因此，各種實施例之被動式微流體裝置可提供在較類似活體內條件下精子或精蟲分選之不動手模式。
各種實施例可提供被動式微流體裝置及基於被動式微流體裝置之方法，其用於自未經處理之人類(或動物)精液樣本(例如，未經處理之精液樣本)進行分選及捕獲活動精子。在各種實施例中，該方法為完全被動式的，在分選過程期間不涉及手動干預，僅涉及精液樣本之初始裝載與隨後在分選過程結束時收獲經分選精蟲。
各種實施例可提供由聚二甲基矽氧烷(PDMS)製成之被動式微流體裝置，其(例如)藉由軟微影來製造。可將被動式微流體裝置接合至載玻片。可開發被動式微流體裝置來用於IVF。在各種實施例中，使用此被動式微流體裝置或微裝置(例如)用於隔離活動精子(亦即，精蟲)，在用於IVF時，可減少需手動處置與密集勞力的健康精子細胞選擇。
在各種實施例中，被動式微流體裝置或微裝置可包括輸入儲器或輸入孔、輸出儲器或輸出孔及複數個微通道區段，該複數個微通道區段彼此流體連通且連接至及/或耦接至輸入儲器及輸出儲器及/或與輸入儲器及輸出儲器流體連通。各種實施例之被動式微流體裝置基於容積局限來執行分選，其中微通道區段之總容積在下游方向上自一個微通道區段至隨後微通道區段漸進式減少，此係因為精子自輸入儲器移動至輸出儲器。
複數個微通道區段在輸入儲器與輸出儲器之間經順序佈置且彼此流體連通，且經設計以在輸入儲器與輸出儲器之間界定一封閉微通道系統。複數個微通道區段中之每一微通道區段包括至少一微通道。在各種實施例中，對於每一微通道區段，一個微通道 區段之微通道之總容積大於在下游方向上隨後微通道區段中各別者的總容積。在各種實施例中，與在下游方向上隨後微通道區段中各別者相比，較大總容積可能是因為微通道區段中所有微通道之較大總橫截面及/或微通道區段中微通道之較大數目。因此，精子在自一個微通道區段移動至下游方向上隨後微通道區段時漸進式受局限。在各種實施例中，可提供或形成一或多個中間孔或儲器，每一孔經耦接至兩個順序微通道區段之各別微通道或連接於兩個順序微通道區段之各別微通道之間。
可將未經處理精子樣本裝載至輸入儲器中或經由輸入儲器裝載。精子在自輸入儲器朝向輸出儲器之未定向流動中游動或移動通過每一微通道區段之一或多個微通道而至一或多個中間孔。結果，僅高度活動精子可到達輸出儲器，例如由於在下游方向上自一個微通道區段至隨後微通道區段、每一微通道區段之微通道之漸進式較小總橫截面所強加的壓縮，例如由於在下游方向上自一個微通道區段至隨後微通道區段、微通道區段內每一微通道之寬度及/或深度改變及/或微通道之漸進式減少數目。此類壓縮可降低除了高度活動精子或精蟲之外的精子到達及進入狹窄及/或減少數目之微通道的機率。在各種實施例中，可將卵子置於輸出儲器處用於由活動精子受精。存在於未經處理精子樣本中之其他粒子及/或細胞可保持在輸入儲器內或至少實質上在緊鄰輸入儲器之微通道區段(亦即，第一微通道區段)之一或多個微通道內，同時精子自輸入儲器移動至輸出儲器。
與習知IVF程序相比，使用各種實施例之被動式微流體裝置，僅需要較低總數、濃度及容積之鞭毛細胞(例如，精子)。另外，模仿受精之自然生物環境，其中可基於精子或精蟲游動或移動通過複數個微通道區段之微通道到達卵子的能力來選擇最合適的精子或精蟲，而非藉由人工手動選擇。
在各種實施例中，可修改(例如，表面修改)被動式微流體 裝置之微通道以使得能夠選擇具有特定特性之精子或精蟲，例如沒有基因突變之精子。
為了使本發明可容易理解且生效，現將藉由實例而非限制且參看圖式來描述特定實施例。
圖1展示根據各種實施例之用於分選鞭毛細胞之樣本的被動式無逆流微流體裝置100的示意性方塊圖。被動式微流體裝置100包括：輸入儲器102，其經組態以接收鞭毛細胞之樣本；輸出儲器104，其位於輸入儲器102之下游，輸出儲器104經組態以收集經分選之鞭毛細胞；及複數個微通道區段106，其在輸入儲器102與輸出儲器104之間經順序佈置且彼此流體連通，且經設計以在輸入儲器102與輸出儲器104之間界定一封閉微通道系統，其中每一微通道區段(例如，108、110)包含至少一微通道(例如，112、114)，其中複數個微通道區段106之第一微通道區段108之微通道112之入口連接至輸入儲器102，其中複數個微通道區段106之最後微通道區段110之微通道114之出口連接至輸出儲器104，且其中，對於每一微通道區段(例如，108、110)，複數個微通道區段106之一個微通道區段(例如，108)之微通道(例如，112)的總容積大於該下游方向上複數個微通道區段106之隨後微通道區段(例如，110)中各別者的總容積，從而用於當鞭毛細胞自輸入儲器102移動至輸出儲器104時對鞭毛細胞進行分選。
作為實例且非限制，在複數個微通道區段106包括兩個微通道區段(亦即，第一微通道區段108及最後微通道區段110)的實施例中，第一微通道區段108之微通道112之總容積大於最後微通道區段110之微通道114之總容積。
如116所說明，輸入儲器102、輸出儲器104及複數個微通道區段106彼此流體連通。如118所說明，微通道區段(例如，第一微通道區段108、最後微通道區段110)彼此流體連通。
雖然圖1展示複數個微通道區段106包括第一微通道區段108 及最後微通道區段110，但應瞭解複數個微通道區段106可包括任何數目之微通道區段，例如兩個、三個、四個、五個或任何更高數目之微通道區段。第一微通道區段108與最後微通道區段110之間展示之虛線說明在第一微通道區段108與最後微通道區段110之間可存在一或多個中間微通道區段。在各種實施例中，複數個微通道區段106可包括兩個微通道區段(亦即，第一微通道區段108及最後微通道區段110)。在各種實施例中，複數個微通道區段106可包括兩個以上微通道區段，藉此包括第一微通道區段108、最後微通道區段110及在第一微通道區段108與最後微通道區段110之間的一或多個中間微通道區段。
在各種實施例之情況下，術語「被動式無逆流微流體裝置」意味被動式操作且無需驅動力(例如)來驅動鞭毛細胞(例如，精子)以用於分選鞭毛細胞之微流體裝置。另外，該術語亦意味微流體裝置具有無逆流操作，其中被動式無逆流微流體裝置可分選鞭毛細胞而無需(例如)鞭毛細胞逆著流體流動之方向移動。換言之，鞭毛細胞可經由容積局限及本質活動性差異來分選，無需提供會逆著鞭毛細胞之運動方向而產生一流場的逆流流體。
在各種實施例之情況下，鞭毛細胞可包括自推進及/或活動細胞(例如，單細胞生物)，例如活動的鞭毛細胞。因此，可利用或使用被動式無逆流微流體裝置100來分選自推進及/或活動細胞之樣本。
在各種實施例之情況下，如應用於複數個微通道區段之術語「順序」意味個別微通道區段一個接著一個地經佈置。
在各種實施例之情況下，術語「第一微通道區段」意味該微通道區段緊鄰且連接至輸入儲器。第一微通道區段與輸入儲器流體連通。
在各種實施例之情況下，術語「最後微通道區段」意味該微通道區段在輸入儲器之下游方向上緊鄰且連接至輸出儲器。最後 微通道區段與輸出儲器流體連通。
在各種實施例之情況下，術語「封閉微通道系統」意味除非藉由輸入儲器及/或輸出儲器否則不可進入微通道的微通道系統。換言之，不存在耦接至或連接至封閉微通道系統之任一點的可允許進入至封閉微通道系統內複數個微通道區段中之微通道的介入或中間結構。因此，僅可經由輸入儲器及/或輸出儲器來將鞭毛細胞之任何樣本或任何流體(例如，清洗流體或緩衝溶液)提供至封閉微通道系統之微通道。
在各種實施例之情況下，如應用至一個微通道區段之微通道之術語「總容積」意味該微通道區段中每一微通道的各別容積。作為實例且非限制，當微通道區段包括一微通道時，總容積為單一微通道之容積。當微通道區段包括兩個微通道時，總容積為兩個微通道之各別容積總和。微通道之容積可經界定為微通道之(寬度×深度×長度)。
換言之，微通道區段之總容積可藉由每一微通道區段之容積(亦即，長度、寬度及深度)及微通道區段中微通道數目來界定。作為實例且非限制，歸因於第一微通道區段中微通道之較高數目，當第一微通道區段包括五個微通道且第二微通道區段包括三個微通道，並且當第一微通道區段及第二微通道區段之每一微通道具有至少實質上相同之橫截面(亦即，寬度及深度)及長度時，第一微通道區段之總容積大於第二微通道區段之總容積。
因此，在各種實施例中，對於每一微通道區段，一個微通道區段之微通道之總容積可藉由改變該微通道區段之微通道之橫截面(例如，寬度及/或深度)及/或改變該微通道區段之微通道數目來改變。
在各種實施例中，複數個微通道區段106之各別微通道可形成至少一連續微通道。舉例而言，微通道112及微通道114可形成至少一連續微通道。換言之，微通道112及微通道114為至少 一連續微通道之一部分，或至少一連續微通道可經提供而使得至少一連續微通道之一部分可經設計為微通道112及另一部分經設計為微通道114，微通道114為連續的且與微通道112流體連通。
在各種實施例中，第一微通道區段108可包括複數個間隔之微通道，例如兩個、三個、四個、五個、六個或更高數目之微通道。
在各種實施例中，每一微通道區段(例如，108、109)可包括間隔之微通道(例如，兩個、三個、四個、五個、六個或更高數目之微通道)。
在各種實施例中，當每一微通道區段(例如，108、109)包括複數個間隔之微通道時，一個微通道區段之複數個間隔之微通道之數目大於在下游方向上隨後微通道區段中各別者之數目。舉例而言，第一微通道區段108可包括複數個間隔之微通道，且最後微通道區段110可包括複數個間隔之微通道，其中第一微通道區段108中微通道之數目大於最後微通道區段110中微通道之數目。在各種實施例之情況下，至少一微通道區段之各別集合之微通道區段數目在下游方向上(亦即，自輸入儲器至輸出儲器)漸進式減少。此可使鞭毛細胞被分選，詳言之分選出高度活動之精蟲。結果，歸因於微通道數目之減少，僅高度活動之精子可到達輸出儲器，因而可降低除了高度活動精子或精蟲之外的精子到達及進入減少數目之微通道且到達輸出儲器的機率。
在各種實施例之情況下，如應用至複數個微通道之術語「間隔」可意味鄰近微通道可由間隙間隔。複數個微通道可彼此平行佈置，或可在微通道之一端(例如，微通道之各別輸入端)間隔且在相對端(例如，微通道之各別輸出端)朝向彼此覆蓋來佈置，其中在輸出端經或未經間隔。
在各種實施例中，對於每一微通道區段，一個微通道區段之所有微通道之總橫截面可大於在下游方向上隨後微通道區段中各 別者的總橫截面。舉例而言，第一微通道區段108之所有微通道(例如，112)之總橫截面可大於最後微通道區段110之所有微通道(例如，114)之總橫截面。此可允許自精子細胞之樣本分選鞭毛細胞，即分選出高度活動之精蟲，此係因為活動精蟲在自輸入儲器至輸出儲器之下游方向上移動。因此，當將精子細胞之樣本提供至輸入儲器時，樣本可包括精蟲(活動精子細胞)及精胞子(非活動精子細胞)。由於精蟲在自輸入儲器至輸出儲器之下游方向上移動，所以僅高度活動之精蟲能夠移動通過微通道且由微通道導引而到達輸出儲器，而非活動精蟲或具有正常活動性之精蟲可能由於下游方向上各別微通道區段之微通道的減小總橫截面而面對嘗試到達輸出儲器的挑戰。因此，可自精子細胞之樣本分選高度活動之精蟲。
在各種實施例之情況下，如應用於一個微通道區段之微通道之術語「總橫截面」意味該微通道區段中每一微通道之各別橫截面的總和。作為實例且非限制，當微通道區段包括微通道時，總橫截面為單一微通道之橫截面。當微通道區段包括兩個微通道時，總橫截面為兩個微通道之各別橫截面總和。微通道之橫截面可為經定義為微通道之(寬度×深度)。
在各種實施例中，對於每一微通道區段，一個微通道區段之所有微通道之總橫截面可藉由改變該微通道區段之所有微通道之寬度及/或深度或改變該微通道區段之個別微通道之寬度及/或深度來改變。
在各種實施例中，對於每一微通道區段，每一微通道之橫截面及/或寬度及/或深度及/或長度可至少實質上相同或可不同。
在各種實施例中，微通道區段之每一微通道之橫截面及/或寬度及/或深度及/或長度可與另一微通道區段至少實質上相同或不同。
在各種實施例中，微通道區段之所有微通道之總橫截面可與 另一微通道區段至少實質上相同或不同。舉例而言，微通道區段之所有微通道之總橫截面可等於或大於下游方向上隨後微通道區段之所有微通道之總橫截面。
在各種實施例中，微通道區段之微通道之數目可與另一微通道區段至少實質上相同或不同。舉例而言，微通道區段之微通道之數目可等於或大於下游方向上隨後微通道區段之微通道之數目。作為實例而非限制，在自輸入儲器102至輸出儲器104之下游方向上，經由第一微通道區段108、中間微通道區段及最後微通道區段110之微通道，第一微通道區段108之微通道(例如，112)之數目可大於或等於中間微通道區段之微通道數目，且依次，中間微通道區段之微通道數目可大於或等於最後微通道區段110微通道(例如，114)之數目。因此，在各種實施例中，順序微通道區段之微通道數目可在下游方向上自微通道區段至隨後微通道區段漸進式減少。
在各種實施例中，對於每一微通道區段，每一微通道之寬度可沿著每一微通道之長度至少實質上相同。換言之，每一微通道之寬度可沿著每一微通道之長度一致或實質上一致。舉例而言，至少一微通道112之每一微通道之寬度可沿著每一微通道之長度至少實質上相同。
在各種實施例中，對於每一微通道區段，每一微通道之寬度可介於約2 μm與1 cm之間。在各種實施例中，第一微通道區段108之每一微通道之寬度可介於約100 μm與約1 cm之間。
在各種實施例中，最後微通道區段110之每一微通道之寬度可介於約2 μm與約20 μm之間。最後微通道區段110之每一微通道之寬度可與將要分選之鞭毛細胞之單細胞之橫截面大小相當，使得(例如)高度活動之精子能夠進入且通過微通道，而非活動精子可能由於狹窄寬度而在試圖進入且通過微通道時遭遇挑戰。
在各種實施例中，對於每一微通道區段，每一微通道之深度 可沿著每一微通道之長度至少實質上相同。換言之，每一微通道之深度可沿著每一微通道之長度一致或實質上一致。舉例而言，至少一微通道112之每一微通道之深度可沿著每一微通道之長度至少實質上相同。
在各種實施例中，對於每一微通道區段，每一微通道之深度可介於約2 μm與約500 μm之間。
在各種實施例中，最後微通道區段110之每一微通道之深度可介於約2 μm與約20 μm之間。最後微通道區段110之每一微通道之深度可與將要分選之鞭毛細胞之單細胞之橫截面大小相當，使得(例如)高度活動之精子能夠進入且通過微通道，而非活動精子可能由於較小深度而在試圖進入且通過微通道時遭遇挑戰。
在各種實施例中，各別孔(例如，各別中間孔)可連接於複數個微通道區段106之兩個順序微通道區段之各別微通道之間。每一各別孔可具有介於約5 mm與約10 cm之間的直徑。各別孔與複數個微通道區段106、輸入儲器102及輸出儲器104流體連通。
舉例而言，在包括兩個微通道區段(亦即，第一微通道區段108及最後微通道區段110)之實施例中，一孔(例如，中間孔)可形成及/或連接於第一微通道區段108與最後微通道區段110之間，其中第一微通道區段108之微通道(例如，112)之出口可連接至該孔，且最後微通道區段110之微通道(例如，114)之入口可連接至該孔。該孔可具有介於約5 mm與約10 cm之間的直徑。
在複數個微通道區段106可包括第一微通道區段108、最後微通道區段110以及形成及/或佈置於第一微通道區段108與最後微通道區段110之間的中間微通道區段時，第一孔(例如，第一中間孔)可形成及/或連接於第一微通道區段108與中間微通道區段之間，及/或第二孔(例如，第二中間孔)可連接於中間微通道區段與最後微通道區段110之間。第一微通道區段108之微通道(例如，112)之出口可連接至第一孔，且中間微通道區段之微通道之 入口可連接至第一孔。中間微通道區段之微通道之出口可連接至第二孔，且最後微通道區段110之微通道(例如，114)之入口可連接至第二孔。第一孔及/或第二孔可具有介於約5 mm與約10 cm之間的直徑。
在各種實施例中，第一孔與複數個微通道區段106、輸入儲器102及輸出儲器104流體連通。在各種實施例中，第二孔與複數個微通道區段106、輸入儲器102及輸出儲器104流體連通。
在各種實施例中，中間微通道區段之微通道寬度可介於約20 μm與約100 μm之間。
在各種實施例中，可將表面活性劑塗佈於複數個微通道區段之各別微通道中之至少一者的內表面上。舉例而言，可將表面活性劑塗佈於第一微通道區段108之微通道112之內表面及/或最後微通道區段110之微通道114之內表面上。在各種實施例中，亦可將表面活性劑塗佈於中間微通道區段之微通道之內表面上。
在各種實施例中，表面活性劑可包括至少一羥基。此可改良微通道之內表面的親水性及/或生物適應性。換言之，表面活性劑在經塗佈時可產生微通道之實質上親水性內表面。
表面活性劑可為乙醇，例如多元醇。
在各種實施例中，表面活性劑可為導電的及/或離子的。
應瞭解，如上文在第一微通道區段108及最後微通道區段110之情況下描述之實例可對應地適用於及/或經修改用於包括第一微通道區段108與最後微通道區段110之間的中間微通道區段的實施例。
在各種實施例之情況下，一個微通道區段之微通道之總容積與下游方向上各別隨後微通道區段相比的差異可歸因於：各別微通道區段之微通道之總橫截面差異及/或各別微通道區段之微通道的各別數目差異。
圖2展示例示根據各種實施例之形成用於分選鞭毛細胞樣本 之被動式無逆流微流體裝置的方法之流程圖200。
在202，形成經組態來接收鞭毛細胞樣本之輸入儲器。
在204，形成位於輸入儲器下游之輸出儲器，輸出儲器經組態來收集經分選之鞭毛細胞。
在206，形成在輸入儲器與輸出儲器之間經順序佈置且彼此流體連通之複數個微通道區段，其中該複數個微通道區段經設計而在輸入儲器與輸出儲器之間界定一封閉微通道系統，其中每一微通道區段包含至少一微通道，其中複數個微通道區段之第一微通道區段之微通道之入口連接至輸入儲器，其中複數個微通道區段之最後微通道區段之微通道之出口連接至輸出儲器，且其中，對於每一微通道區段，複數個微通道區段之一個微通道區段之微通道之總容積大於複數個微通道區段之該下游方向上隨後微通道區段之各別者而用於當鞭毛細胞自輸入儲器移動至輸出儲器時對鞭毛細胞進行分選。
在各種實施例中，該方法可進一步包括在第一微通道區段中形成複數個間隔之微通道。
在各種實施例中，該方法可進一步包括在每一微通道區段中形成複數個間隔之微通道。在各種實施例中，對於每一微通道區段，一個微通道區段之複數個間隔之微通道數目可大於下游方向上隨後微通道區段中各別者之微通道數目。
在各種實施例中，一個微通道區段之所有微通道之總橫截面可大於下游方向上隨後微通道區段中各別者的總橫截面。
在各種實施例中，對於每一微通道區段，每一微通道之寬度可沿著每一微通道之長度至少實質上相同。對於每一微通道區段，每一微通道之寬度可介於約2 μm與1 cm之間。第一微通道區段之每一微通道之寬度可介於約100 μm與約1 cm之間。最後微通道區段之每一微通道之寬度可介於約2 μm與約20 μm之間。
在各種實施例中，對於每一微通道區段，每一微通道之深度 可沿著每一微通道之長度至少實質上相同。對於每一微通道區段，每一微通道之深度可介於約2 μm與約500 μm之間。在各種實施例中，最後微通道區段之每一微通道之深度可介於約2 μm與約20 μm之間。
在各種實施例中，該方法可進一步包括形成連接於複數個微通道區段之兩個順序微通道區段之各別微通道之間的各別孔。
在各種實施例中，該方法可包括形成兩個微通道區段，該兩個微通道區段包括第一微通道區段及最後微通道區段。方法可進一步包括在第一微通道區段與最後微通道區段之間形成一孔，其中第一微通道區段之微通道之出口可連接至該孔，且其中最後微通道區段之微通道之入口可連接至該孔。該孔可具有介於約5 mm與約10 cm之間的直徑。
在各種實施例中，該方法可包括形成三個微通道區段，該三個微通道區段包括第一微通道區段、最後微通道區段及佈置於第一微通道區段與最後微通道區段之間的中間微通道區段。中間微通道區段之微通道之寬度可介於約20 μm與約100 μm之間。
該方法可進一步包括在第一微通道區段與中間微通道區段之間形成第一孔，其中第一微通道區段之微通道之出口可連接至第一孔，且其中中間微通道區段之微通道之入口可連接至第一孔。該方法可進一步包括在中間微通道區段與最後微通道區段之間形成第二孔，其中中間微通道區段之微通道之出口可連接至第二孔，且其中最後微通道區段之微通道之入口可連接至第二孔。第一孔及/或第二孔可具有介於約5 mm與約10 cm之間的直徑。
在各種實施例中，該方法可進一步包括將表面活性劑塗佈於複數個微通道區段之各別微通道中之至少一者的內表面上。
在各種實施例中之情況下，被動式微流體裝置(例如，100)可由(但不限於)聚二甲基矽氧烷(PDMS)、聚(N,N-二甲基丙烯醯胺)(PDMA)、聚苯乙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)、環-烯烴聚合物及石英製成。然而，應瞭解，可為至少實質上透明之任何生物相容材料可用於被動式微流體裝置(例如，100)。
在各種實施例之情況下，如本文所使用之參考「被動式微流體裝置」係參考被動式無逆流微流體裝置。
在各種實施例之情況下，術語「下游」意味自輸入儲器至輸出儲器之方向，係鞭毛細胞運動之方向。相反，自輸出儲器至輸入儲器之相反方向為「上游」。
在各種實施例之情況下，術語「孔」可包括微孔、儲器或凹座，其中鞭毛細胞可由於通過該孔之經過時間而至少暫時地保持或保留在孔內。例如在中間孔中，鞭毛細胞可在移動通過不同微通道區段之間的中間孔時經歷一經過時間，其中該中間孔安置於其間而使得高度活動之細胞能夠首先到達下游微通道區段及輸出儲器，藉此(例如)自正常活動細胞中分選高度活動之細胞。
在各種實施例之情況下，參考「精蟲」可包括參考一精蟲。
在各種實施例之情況下，鞭毛細胞可代表具有自細胞主體突出之至少一尾狀突出物(鞭毛)的任何細胞或單細胞生物。鞭毛細胞之實例包括(但不限於)精蟲、眼蟲藻、梨形鞭毛蟲、陰道鞭毛蟲、利什曼原蟲、錐蟲、幽門螺旋菌、粗刺角藻、叉角藻、三角角藻、多邊膝溝藻、金鞭藻海鞘(僅列舉幾個)。
鞭毛細胞可得自哺乳動物或無脊椎動物物種，或在微生物中。哺乳動物之實例包括(但不限於)大鼠、小白鼠、貓、狗、澳洲野狗、母牛、綿羊、馬、狗、山羊、黑猩猩、獼猴及人類。
在各種實施例之情況下，可將適用於精子或卵子之存活、預植入胚胎之體外受精及體外發育的含有補充營養素之生理性平衡鹽溶液之培養基提供於各種實施例之被動式微流體裝置中，例如提供於輸入儲器及/或輸出儲器處。
在各種實施例之情況下，一或多個微通道可在相同微通道區 段內彼此至少實質上平行及/或與不同微通道區段平行。
在各種實施例之情況下，孔或中間孔中之每一者可具有介於約5 mm與約10 cm(亦即，100 mm)之間的直徑，例如介於約5 mm與約50 mm之間、約5 mm與約30 mm之間、約5 mm與約10 mm之間或約20 mm與約50 mm之間，使得該直徑可為約5 mm、約10 mm、約20 mm或約50 mm。
在各種實施例之情況下，孔或中間孔中之每一者可具有以下形狀：圓形、橢圓形、方形、矩形、五邊形、六邊形或任何其他合適形狀。孔或中間孔中之每一者可具有尺寸而使得鄰近或順序微通道區段之間的距離介於約5 mm與約10 cm(亦即100 mm)之間，例如介於約5 mm與約50 mm之間、約5 mm與約30 mm之間、約5 mm與約10 mm之間、或約20 mm與約50 mm之間。
在各種實施例之情況下，當提供一個以上孔或中間孔時，不同中間孔可具有不同直徑或尺寸或形狀或其任何組合。
在各種實施例之情況下，輸入儲器(例如，102)及輸出儲器(例如，104)中之每一者可具有介於約3 mm與約10 cm(亦即100 mm)之間的直徑，例如介於約3 mm與約50 mm之間、約3 mm與約30 mm之間、約3 mm與約10 mm之間或約20 mm與約50 mm之間，使得該直徑可為約3 mm、約5 mm、約10 mm、約20 mm或約50 mm。
在各種實施例之情況下，輸入儲器(例如，102)及輸出儲器(例如，104)中之每一者可具有以下形狀：圓形、橢圓形、方形、矩形、五邊形、六邊形或任何其他合適形狀。
在各種實施例之情況下，複數個微通道區段(例如，106)中每一微通道之長度可介於約2 mm與約10 mm之間，例如介於約2 mm與約6 mm之間、約2 mm與約4 mm之間或約5 mm與約10 mm之間，使得長度可為約2 mm、約5 mm或約10 mm。
在各種實施例之情況下，複數個微通道區段(例如，106)中 每一微通道之寬度可介於約2 μm與約1 cm(亦即10000 μm)之間，例如介於約2 μm與約5000 μm之間、介於約2 μm與約1000 μm之間、介於約2 μm與約500 μm之間、介於約2 μm與約50 μm之間、介於約20 μm與約5000 μm之間、介於約100 μm與約1000 μm之間或介於約100 μm與約500 μm之間。
在各種實施例之情況下，第一微通道區段108之每一微通道(例如，112)之寬度可介於約100 μm與約1 cm(亦即10000 μm)之間，例如介入約100 μm與約5000 μm之間或介於約100 μm與約1000 μm之間，中間微通道區段之每一微通道之寬度可介於約20 μm與約100 μm之間，例如介於約20 μm與約50 μm之間或介於約20 μm與約30 μm之間，且最後微通道區段110之每一微通道(例如，114)之寬度可介於約2 μm與約20 μm之間，例如介於約2 μm與約10 μm或介於約2 μm與約5 μm之間。
然而，應瞭解，第一微通道區段108、最後微通道區段110及任何中間微通道區段之每一微通道可具有任何寬度，使得一個微通道區段之微通道之總容積大於下游方向上各別隨後微通道區段之總容積。
在各種實施例之情況下，複數個微通道區段(例如，106)中每一微通道之深度可介於約2 μm與約500 μm之間，例如介於約2 μm與約300 μm之間、介於約2 μm與約100 μm之間、介於約2 μm與約50 μm之間、介於約2 μm與約20 μm之間、介於約50 μm與約300 μm之間、介於約50 μm與約100 μm之間或介於約100 μm與約300 μm之間。
在各種實施例之情況下，最後微通道區段110之每一微通道(例如，114)之深度可介於約2 μm與約20 μm之間，例如介於約2 μm與約10 μm之間或介於約2 μm與約5 μm之間。
應瞭解，第一微通道區段108、最後微通道區段110及任何中間微通道區段之每一微通道可具有任何深度，使得一個微通道區 段之微通道之總容積大於下游方向上各別隨後微通道區段之總容積。
在各種實施例之情況下，作為實例且非限制，為了減少下游方向上微通道區段之微通道之深度，隨後微通道區段之微通道可經微加工而使得下游方向上微通道區段中之微通道具有小於上游方向上微通道區段中微通道的深度。
在各種實施例之情況下，作為實例且非限制，可沿著微通道之整體長度或其長度之一部分將阻擋元件或結構定位於下游方向上之微通道中，以便提供小於上游方向上微通道區段中微通道之深度的有效深度。
應瞭解，第一微通道區段108、最後微通道區段110及任何中間微通道區段之每一微通道可具有任何橫截面，使得一個微通道區段之微通道之總容積大於下游方向上各別隨後微通道區段之總容積。
在各種實施例之情況下，最後微通道區段110之每一微通道(例如，114)可具有至少一橫截面尺寸(例如，寬度及/或深度)，其與將要分選之鞭毛細胞之單細胞之橫截面大小或尺寸相當或至少相同。作為實例且非限制，當精蟲將要被分選時，此類微通道之寬度及/或深度可為約2 μm至約2.6 μm。此可允許僅高度活動之精子游動或移動進入且通過最後微通道區段110而到達輸出儲器104，而非活動精子可能由於減小橫截面(例如，減小寬度及/或深度)而在試圖進入且通過最後微通道區段110之微通道而到達輸出儲器104時遭遇挑戰。
在各種實施例之情況下，應瞭解可存在三個以上微通道區段，亦即，微流體裝置可具有四個微通道區段、五個微通道區段或任何較高數目之微通道區段。另外，視微通道區段之數目而定，可提供兩個以上中間孔。
在各種實施例之情況下，在下游方向上自一個微通道區段至 隨後微通道區段可提供微通道之減少總橫截面及/或微通道之數目的任何組合。
一般而言，正常精子活動性代表50%之精蟲在給定樣本中展示正常正式移動。
各種實施例可進一步提供一種用於分選鞭毛細胞之樣本的方法。該方法包括將鞭毛細胞之樣本供應至各種實施例之被動式微流體裝置的輸入儲器。
在鞭毛細胞為精蟲之實施例中，該方法可進一步包括在被動式微流體裝置之輸出儲器處提供至少一卵子用於受精。
各種實施例可進一步提供使用各種實施例之被動式微流體裝置用於分選精蟲。
在各種實施例中，被動式微流體裝置可用於自含有精蟲之樣本來分選活動精蟲，例如用於分選高度活動精蟲。
各種實施例可提供一被動式微流體裝置，其執行精子之被動式分選及經由被動式分選來分選精子的方法。換言之，與主動式分選的裝置相比，在各種實施例中精子(例如，未經處理精子)之分選可在沒有任何驅動力之情況下進行，在主動式分選的裝置中，需提供一驅動力(例如，經由泵或藉由流體靜壓力)且藉由力將精子驅動通過該裝置。作為實例且非限制，在各種實施例中，可將介質(例如，流體)提供至被動式微流體裝置之輸入儲器，其可流動朝向輸出儲器，且隨後介質可處於靜態。接著，可將精子之樣本(例如，精液)提供至被動式微流體裝置之輸入儲器，且精子可在被動式分選期間由於精子自身之活動力而自輸入儲器游動或移動朝向微流體裝置之輸出儲器。
圖3展示根據各種實施例之被動式微流體裝置300的示意性透視圖。被動式微流體裝置300可由一層PDMS製成且接合至一層載玻片302。如圖3中所示，被動式微流體裝置300可包括微通道區段(包括微通道)及孔之三列佈置304a、304b、304c。然而， 應瞭解微通道裝置300可具有微通道區段及孔之任何數目之佈置，例如視製造及/或應用而定可為一個、兩個、三個、四個、五個或任何更高數目。
列佈置304a、304b、304c中之每一者可具有相同或不同佈置，例如圖4A及圖4B、圖5A至圖5J及圖6A至圖6J中所示或任何其他佈置。
使用佈置304a作為實例，每一佈置可包括輸入儲器或輸入孔306及輸出儲器或輸出孔308。每一佈置亦包括第一微通道區段310中之一或多個微通道、第一孔或第一中間孔312、中間微通道區段314中之一或多個微通道、第二孔或第二中間孔316及最後微通道區段318中之一或多個微通道，以上各者經提供或形成於輸入儲器306與輸出儲器308之間且彼此且與輸入儲器306及輸出儲器308流體連通。
圖4A及圖4B分別展示根據各種實施例之被動式微流體裝置之微通道及孔之佈置400的示意性俯視圖及示意性橫截面圖。在圖4A中，使用黑色線來表示微通道。
微通道及孔之佈置400包括輸入儲器402、輸出儲器404、第一孔406及第二孔408。佈置400進一步包括了包括複數個微通道(如由420針對一個微通道表示)之第一微通道區段410，其介於輸入儲器402與第一孔406之間且流體連通，且連接至輸入儲器402及第一孔406。佈置400進一步包括了包括複數個微通道(如由422針對一個微通道表示)之最後微通道區段412，其介於輸出儲器404與第二孔408之間且流體連通，且連接至輸出儲器404及第二孔408。佈置400進一步包括了包括複數個微通道(如由424針對一個微通道表示)之中間微通道區段414，其介於第一孔406與第二孔408之間且流體連通，且連接至第一孔406及第二孔408。
如圖4A所示，第一微通道區段410之微通道420之各別入口 連接至輸入儲器402，而第一微通道區段410之微通道420之各別出口連接至第一孔406。中間微通道區段414之微通道424之各別入口連接至第一孔406，而中間微通道區段414之微通道424之各別出口連接至第二孔408。最後微通道區段412之微通道422之各別入口連接至第二孔408，而最後微通道區段412之微通道422之各別出口連接至輸出儲器404。
在各種實施例中，第一微通道區段410之微通道420之總容積大於中間微通道區段414之總容積，中間微通道區段414之總容積依次大於最後微通道區段412之總容積。在各種實施例中，此可能係因為複數個微通道420之數目大於複數個微通道424之數目及/或複數個微通道420之總橫截面大於複數個微通道424之總橫截面，且複數個微通道424之數目大於複數個微通道422之數目及/或複數個微通道424之總橫截面大於複數個微通道422之總橫截面。
如圖4A所示，微通道422之數目小於微通道420及微通道424之數目。
應瞭解，輸入儲器402、輸出儲器404、第一孔406、第二孔408、複數個微通道420、422、424彼此流體連通。
在各種實施例中，第一孔406及第二孔408可形成為被動式微流體裝置中之凹座。
應瞭解，每一微通道區段(例如，410、412、414)內之鄰近微通道(例如，420、422、424)可具有任何分隔距離或間隙。
如圖4A及圖4B中所示，輸入儲器402及輸出儲器404中之每一者具有直徑近似3 mm及高度(或深度)近似5 mm之圓形形狀。然而，應瞭解，輸入儲器402及輸出儲器404中之每一者之直徑可介於約3 mm與約10 cm之間，且輸入儲器402及輸出儲器404中之每一者之高度可介於約1 mm與約10 mm之間，例如介於約1 mm與約5 mm之間或約3 mm與約6 mm之間。另外，應瞭 解，輸入儲器402及輸出儲器404可具有其他形狀及尺寸，且輸入儲器402及輸出儲器404中之每一者可具有不同之形狀及/或尺寸。
如圖4A及圖4B中所示，第一孔406及第二孔408中之每一者具有直徑近似5 mm之圓形形狀。然而，應瞭解，第一孔406及第二孔408可具有其他形狀及尺寸，且第一孔406及第二孔408中之每一者可具有不同之形狀及/或尺寸。
如圖4A及圖4B中所示，複數個微通道420、複數個微通道422及複數個微通道424之各別長度為近似5 mm。然而，應瞭解，可提供任何長度，且複數個微通道420、複數個微通道422及複數個微通道424之各別長度可為不同的。
如圖4A及圖4B中所示，複數個微通道420之每一(單一)微通道之寬度為近似100 μm，複數個微通道424之每一(單一)微通道之寬度為近似50 μm，複數個微通道422之每一(單一)微通道之寬度為近似20 μm。
然而，應瞭解，複數個微通道420之每一(單一)微通道、複數個微通道422之每一(單一)微通道及複數個微通道424之每一(單一)微通道可具有任何寬度，使得第一微通道區段410之微通道420之總容積大於中間微通道區段414之總容積，其依次大於最後微通道區段412之總容積。應瞭解，複數個微通道422之每一(單一)微通道可具有與待分選之鞭毛細胞之單細胞的橫截面大小相當之最小寬度。
另外，應瞭解，在複數個微通道420內，每一(單一)微通道之寬度可為不同的。此類似地適用於複數個微通道422及複數個微通道424。
在各種實施例中，複數個微通道420之每一(單一)微通道、複數個微通道422之每一(單一)微通道及複數個微通道424之每一(單一)微通道的各別寬度沿著其各別長度至少實質上相同 或一致。
然而，應瞭解，複數個微通道420之每一(單一)微通道、複數個微通道422之每一(單一)微通道及複數個微通道424之每一(單一)微通道的各別寬度可沿著其各別長度而變化，例如在下游方向上呈錐形組態。
雖然圖4B展示複數個微通道420之每一(單一)微通道、複數個微通道422之每一(單一)微通道及複數個微通道424之每一(單一)微通道的深度至少實質上相同，但應瞭解複數個微通道420之每一(單一)微通道、複數個微通道422之每一(單一)微通道及複數個微通道424之每一(單一)微通道可具有任何深度，使得第一微通道區段410之微通道420之總容積大於中間微通道區段414，其依次大於最後微通道區段412。另外，應瞭解，複數個微通道422之每一(單一)微通道可具有與待分選之鞭毛細胞之單細胞之橫截面大小相當的最小深度。
雖然圖4A及圖4B展示複數個微通道420、複數個微通道422及複數個微通道424，但應瞭解第一微通道區段410、中間微通道區段414及最後微通道區段412中之每一者可包括一個微通道。
另外，應瞭解，複數個微通道420、複數個微通道422及複數個微通道424中之各別者可具有任何數目之微通道，使得微通道之數目在不同微通道區段之間相同，或微通道之數目自一個微通道區段至下游微通道區段減少。換言之，一個微通道區段之微通道數目可等於或小於上游微通道區段之數目。
在各種實施例中，微通道之數目可在不同微通道區段之間在下游方向上漸進式減少。
在各種實施例中，複數個微通道420中之每一微通道、複數個微通道422中之每一微通道及複數個微通道424中之每一微通道可具有約125 μm或更小(亦即，125 μm)之高度或深度。
在各種實施例中，第一孔406及第二孔408中之每一者可具 有約125 μm之高度或深度。
應瞭解，雖然圖4A及圖4B展示三個微通道區段(亦即，410、412、414)及兩個中間孔(亦即，406、408)，但視製造及/或應用而定，佈置400可具有任何數目之微通道區段及中間孔。
應瞭解，雖然圖4A及圖4B展示呈輸入儲器402形式之微流體裝置之輸入及呈輸出儲器404形式之微流體裝置之輸出，但微流體裝置之輸入及/或輸出可包括一凹座、管或近接點，其中可經由輸入將樣本提供至複數個微通道區段之微通道且可自輸出提取樣本。
圖5A至圖5D、圖5F至圖5H、圖6A至圖6D及圖6F至圖6I展示根據各種實施例之被動式微流體裝置之微通道佈置的示意性俯視圖，而圖5E、圖5I、圖5J、圖6E及圖6J展示示意性橫截面圖。應瞭解，黑色線用來表示微通道，且為了清晰目的來放大該等線之厚度以說明不同微通道區段之間微通道厚度之相對差異而非說明微通道之絕對厚度。
佈置500a(圖5A)、500b(圖5B)、500c(圖5C)、500d(圖5D)、500e(圖5E)、500f(圖5F)、500g(圖5G)、500h(圖5H)、500i(圖5I)及500j(圖5J)中之每一者包括：輸入儲器501；輸出儲器502；第一微通道區段520，其包括與輸入儲器501流體連通且連接至輸入儲器501的一或多個微通道(如由504針對一個微通道表示)；最後微通道區段522，其包括與輸出儲器502及第一微通道區段520之微通道504流體連通且連接至輸出儲器502及第一微通道區段520之微通道504的一或多個微通道(如由506針對一個微通道表示)。第一微通道區段520之微通道504之總容積大於最後微通道區段522之微通道506之總容積。在各種實施例中，由於與最後微通道區段522之微通道506相比之微通道504之較大總橫截面及/或微通道504之數目，第一微通道區段520之微通道504之總容積大於最後微通道區段522 之微通道506之總容積。
對於佈置500a，每一微通道504及對應微通道506形成單一連續微通道。每一微通道504具有大於每一微通道506之寬度的寬度。
對於佈置500b，兩個微通道504可鄰接且與一個微通道506流體連通。每一微通道504具有大於每一微通道506之寬度的寬度。此配置可形成連續組態。
對於佈置500c，三個微通道504可鄰接且與一個微通道506流體連通。每一微通道504具有大於微通道506之寬度的寬度。此配置可形成連續組態。
對於佈置500d，兩個微通道504可鄰接且與一個微通道506流體連通。每一微通道504具有實質上與每一微通道506之寬度相同的寬度。此配置可形成連續組態。
雖然圖5A至圖5D中未展示，但每一微通道504可具有大於或至少實質上等於每一微通道506之深度的深度。
對於佈置500e，每一微通道504具有大於每一微通道506之深度的深度。此佈置可形成連續組態。雖然未展示，但每一微通道504之寬度可至少實質上等於或大於每一微通道506之寬度，及/或微通道504之數目可至少實質上等於或大於微通道506之數目。
對於佈置500f至500i，中間孔508可提供於第一微通道區段520之一或多個微通道504與最後微通道區段522之一或多個微通道506之間且與其流體連通。
中間孔508可具有至少實質上等於微通道504之深度且大於微通道506之深度的深度(圖5I)、小於微通道504之深度且大於微通道506之深度的深度(圖5J)或至少實質上等於微通道506之深度的深度。
佈置600a(圖6A)、600b(圖6B)、600c(圖6C)、600d (圖6D)、600e(圖6E)、600f(圖6F)、600g(圖6G)、600h(圖6H)、600i(圖6I)及600j(圖6J)中之每一者包括：輸入儲器601；輸出儲器602；第一微通道區段620，其包括與輸入儲器601流體連通且連接至輸入儲器601之一或多個微通道(如由604針對一個微通道表示)；最後微通道區段624，其包括與輸出儲器602流體連通且連接至輸出儲器602的一或多個微通道(如由606針對一個微通道表示)；及中間微通道區段622，其包括與微通道604及微通道606流體連通之一或多個微通道(如由608針對一個微通道表示)。第一微通道區段620之微通道604之總容積大於中間微通道區段622之微通道608之總容積，其依次大於最後微通道區段624之微通道606之總容積。舉例而言，在各種實施例中，由於與中間微通道區段622之微通道608相比之微通道604之較大總橫截面及/或微通道604之數目，第一微通道區段620之微通道604之總容積大於中間微通道區段622之微通道608之總容積。此可類似地適用於與最後微通道區段624之微通道606相比的中間微通道區段622之微通道608。
對於佈置600a，每一微通道604及對應微通道608及對應微通道606形成單一連續微通道。每一微通道603具有大於每一微通道608之寬度的寬度，其依次大於每一微通道606之寬度。
對於佈置600b，兩個微通道604可鄰接且與一個微通道608及一個微通道606流體連通。每一微通道604具有大於每一微通道608之寬度的寬度，其依次大於每一微通道606之寬度。此佈置可形成連續組態。
對於佈置600c，一對兩個微通道604可鄰接且與一個微通道608流體連通，且第二對兩個微通道604可鄰接且與另一微通道608流體連通，其中兩個微通道608可進一步鄰接且與一個微通道606流體連通。每一微通道604具有大於每一微通道608之寬度的寬度，其依次大於每一微通道606之寬度。此佈置可形成連續組 態。
對於佈置600d，一對兩個微通道604可鄰接且與一個微通道608流體連通，且第二對兩個微通道604可鄰接且與另一微通道608流體連通，其中兩個微通道608可進一步鄰接且與一個微通道606流體連通。每一微通道604、每一微通道608及每一微通道606具有至少實質上相同之寬度。此佈置可形成連續組態。
雖然圖6A至圖6D中未展示，但每一微通道604可具有大於或至少實質上等於每一微通道608之深度的深度，且每一微通道608可具有大於或至少實質上等於每一微通道606之深度的深度。
對於佈置600e，每一微通道604具有大於每一微通道608之深度之深度，且每一微通道608具有大於每一微通道606之深度之深度。此佈置可形成連續組態。雖然未展示，但每一微通道604之寬度可至少實質上等於或大於每一微通道608之寬度，及/或每一微通道608之寬度可至少實質上等於或大於每一第二微通道606之寬度，及/或微通道604之數目可至少實質上等於或大於微通道608之數目，及/或微通道608之數目可至少實質上等於或大於微通道606之數目。
對於佈置600f至600j，第一中間孔610可提供於第一微通道區段620之一或多個微通道604與中間微通道區段622之一或多個微通道608之間且與其流體連通，且第二中間孔612可提供於中間微通道區段622之一或多個微通道608與最後微通道區段624之一或多個微通道606之間且與其流體連通。
第一中間孔610可具有至少實質上等於微通道604或微通道608之深度或介於微通道604之深度與微通道608之深度之間的深度。第二中間孔612可具有至少實質上等於微通道608或微通道606之深度或介於微通道608之深度與微通道606之深度之間的深度。
應瞭解，圖5A至圖5J及圖6A至圖6J中說明之各種佈置經 展示為非限制性實例，且可提供其他佈置或變體。舉例而言，可在佈置600a(圖6A)中提供額外孔，諸如介於第一微通道區段620之一或多個微通道604與中間微通道區段622之一或多個微通道608之間且與其流體連通之中間孔(例如，610)，或介於中間微通道區段622之一或多個微通道608與微通道區段624之一或多個微通道606之間且與其流體連通之中間孔(例如，612)。應瞭解，可提供不同微通道區段之間的寬度(亦即，相同寬度或不同寬度)、深度(亦即，相同深度或不同深度)及/或微通道數目(亦即，相同數目或不同數目)的任何組合，使得不同微通道區段之各別總容積在自輸入儲器至輸出儲器之下游方向上自一個微通道區段至隨後微通道區段漸進式減少。
圖7A及圖7B展示根據各種實施例之順序微通道702、704之間的微通道之交叉口(或鄰接部分)700a、700b、700c、700d的示意性俯視圖。
如圖7A中所示，順序微通道區段之微通道702、704在交叉口處彼此毗鄰。
如圖7B中所示，微通道702可在交叉口處成角度以鄰接微通道704。此可使得鞭毛細胞在自微通道702移動至微通道704時能夠被引導。
下文現將藉由實例而非限制來描述被動式微流體裝置之製造。
可經由軟微影藉由SU-8光阻來壓印住矽(Si)晶圓模具以便產生合適之微通道設計或佈置。為產生壓印樹脂，可使用Sylgard® 184(購自DOW-Corning)，其為含有液體矽橡膠集及固化劑之聚(二甲基矽氧烷)(PDMS)套組。PDMS由於其許多優點而被使用，諸如容易製造、低成本、生物適應性、彈性體性質及光學透明性等等。為了改良PDMS裝置之親水性，可使用Pluronics® F127(購自Sigma-Aldrich)。Pluronics® F127為多元醇。
Sylgard® 184 PDMS預聚合物及其交聯劑(或固化劑)可以近似10：1(例如近似35 g：3.5 g)質量比率來混合，且在真空下除氣。接著將經除氣混合物澆注於矽主模具上且在約70℃下固化持續約24小時。
隨後，PDMS印記可與矽模具分離且經切割以配合微流體裝置之實體規格，(例如)近似45 mm×25 mm×3 mm(長度×寬度×高度)。可藉由混合物之質量來預定高度或厚度。可手動打孔被動式微流體裝置之輸入儲器及輸出儲器以分別充當裝載及卸載儲器。
PDMS之表面改質可藉由用電漿清潔器(例如，PDC-002、Harricks Plasma)中之氧電漿來處理在RF高下持續約45秒來進行。接著將經改質PDMS置放於載玻片頂部用於不可逆接合。在各種實施例中，接合製程可藉由電漿接合或熱接合來進行。
緊接在PDMS玻璃基板之接合之後將近似0.1% w/v Pluronics® F127溶液(例如，溶解於近似10：1之去離子(DI)水：磷酸鹽緩衝鹽水(PBS)溶液中的Pluronics®晶體)添加至輸入儲器用於微通道或微通道之內表面中的Pluronics® F127的表面活性劑塗佈。小心確保所有微通道、輸入儲器及輸出儲器充滿Pluronics® F127溶液且無氣泡形成。隨後，可將充滿液體之裝置置放於約37℃及近似95%濕度之保溫箱中持續約24小時。
隨後，移除微通道中之剩餘溶液且用DI水沖洗。接著可在超紫外線(UV)光下消毒被動式微流體裝置。在裝載鞭毛細胞之樣本(例如精子樣本)之前，可用專屬沖洗介質來沖洗微通道。
下文先將藉由實例而非限制來描述各種實施例之微通道裝置中藉由哺乳動物精子之被動式流動的研究。
下游方向之被動式單向流動由於漸進式增加之表面與容積比率與順序微通道區段之微通道之減少總容積而發生。被動式滲透驅動流動可(例如)在具最小容積或寬度之微通道中傳遞一穩定 流動，且可取消可能由於輸入儲器與輸出儲器中介質或樣本的高度差而發生的壓力差。
可使用去離子水中近似25容積%之近似1.0 μm直徑之紅色螢光聚苯乙烯微珠來用於被動式微流體裝置中之被動式流動經過微通道的可視化。可在約30毫秒(亦即，30 ms)曝光時間及約每秒約21圖框(fps)下使用綠色螢光蛋白質(GFP)模式中之螢光顯微鏡用於以近似10秒間隔來觀測微通道中總體流動效應並持續約6小時之時段，此為標準IVF程序之典型時期。可觀測到間隙平均速度，其可根據追蹤被動式層流中之小微珠來提取。為了防止介質內含物蒸發，可將與細胞介質生物相容之一層石蠟油置放於輸入儲器及輸出儲器及任何中間孔處的介質之曝露表面上。
圖8展示在2小時之時期內，各種實施例之被動式微流體裝置之不同孔中的精子計數/面積(mm2)(例如，每1 mm2面積之精子計數)的圖表800。時間=0小時代表恰好在將精子初始裝載至被動式微流體裝置之輸入儲器之後的時間(例如，開始時間)。在圖表800中，孔號1(孔1)代表被動式微流體裝置之輸入儲器(例如，圖3，306)，孔號2(孔2)代表第一中間孔(例如，圖3，312)，孔號3(孔3)代表第二中間孔(例如，圖3，316)，及孔號4(孔4)代表輸出儲器(例如，圖3，308)。用來獲得圖表800中所示結果之被動式微流體裝置具有孔號1及4，其具有大於孔號2及3之尺寸或面積。
如圖8中所示，在0小時，孔3及孔4中不存在或存在最少精子計數。另外，與時間=0小時相比，在2小時後，在孔2、孔3及孔4中存在精子計數的增加，此係因為精子自孔1移動經過孔2及孔3朝向孔4。
如圖8中所示，在時間=2小時，自孔2至孔3及至孔4存在精子計數之減少，其指示分選事件或行為，其中僅高度活動之精子能夠到達最後孔(亦即，孔4)。
圖9A及圖9B分別展示各種實施例之被動式微流體裝置之輸入儲器及第一中間孔中在時間=0小時(開始時間)時的精子影像。被動式微流體裝置亦包括第二中間孔及輸出儲器。
自視訊串流捕獲影像900、910，而影像902、912分別對應於影像900、910已使用軟體MATLAB處理之後。精子在各別影像900、902、910、912中可視為亮點。雖然未展示，但在時間=0小時，在第二中間孔及出口孔中存在零或最小精子計數。
圖10A、圖10B、圖10C及圖10D分別展示各種實施例之被動式微流體裝置之輸入儲器、第一中間孔、第二中間孔及輸出儲器。
自視訊串流捕獲影像1000、1010、1020、1030，而影像1002、1012、1022、1032分別對應於影像1000、1010、1020、1030已使用軟體MATLAB處理之後。精子在各別影像1000、1002、1010、1012、1020、1022、1030、1032中可視為亮點。
如自圖10A及圖10B可見，自輸入儲器至第一中間孔存在精子計數之增加。另外，如自圖10B、圖10C及圖10D可見，自第一中間孔至第二中間孔且至輸出儲器存在精子計數之減少，其指示分選事件，其中僅高度活動之精子能夠到達輸出儲器。
可在用於分選鞭毛細胞且詳言之精蟲之各種應用中使用各種實施例之被動式微流體裝置。舉例而言，被動式微流體裝置可用於：自精液樣本分選或隔離活動精子(精蟲)；自活動精蟲分選具有完整DNA之良好品質精子或具DNA完整性之良好精子；及分選具有正常單倍染色體數(例如，人類為第23號染色體)之精子。
各種實施例之被動式微流體裝置亦可用於體外受精及體外胚胎生產。
雖然本發明已參考特定實施例得以特定展示及描述，但熟習此項技術者應理解可在不脫離如由隨附申請專利範圍所界定之本 發明之精神及範疇的情況下進行形式及細節上之各種改變。因此本發明之範疇由隨附申請專利範圍指示，且因此意欲將屬於申請專利範圍之等效物之含義及範圍內的所有改變包含在內。
400‧‧‧佈置
402‧‧‧輸入儲器
404‧‧‧輸出儲器
406‧‧‧第一孔
408‧‧‧第二孔
410‧‧‧第一微通道區段
412‧‧‧最後微通道區段
414‧‧‧中間微通道區段
420‧‧‧微通道
422‧‧‧微通道
424‧‧‧微通道

Claims (59)

  1. 一種用於分選鞭毛細胞之一樣本之被動式無逆流微流體裝置，該被動式微流體裝置包含：一輸入儲器，其經組態來接收鞭毛細胞之該樣本；一輸出儲器，其定位於該輸入儲器之下游，該輸出儲器經組態來收集經分選之該等鞭毛細胞；及複數個微通道區段，其在該輸入儲器與該輸出儲器之間經順序佈置且彼此流體連通，且經設計以在該輸入儲器與該輸出儲器之間界定一封閉微通道系統，其中每一微通道區段包含至少一微通道，其中該複數個微通道區段之一第一微通道區段之該微通道之一入口連接至該輸入儲器，其中該複數個微通道區段之一最後微通道區段之該微通道之一出口連接至該輸出儲器，及其中，對於每一微通道區段，該複數個微通道區段之一個微通道區段之該等微通道之總容積大於該下游方向上該複數個微通道區段之隨後微通道區段中的各別者，用於當該等鞭毛細胞自該輸入儲器移動至該輸出儲器時對該等鞭毛細胞進行分選。
  2. 如請求項1所記載之被動式微流體裝置，其中該第一微通道區段包含複數個間隔之微通道。
  3. 如請求項1或2所記載之被動式微流體裝置，其中每一微通道區段包含複數個間隔之微通道。
  4. 如請求項3所記載之被動式微流體裝置，其中，對於每一微通道區段，一個微通道區段之該複數個間隔之微通道之數目大於該下游方向上隨後微通道區段中各別者。
  5. 如請求項1至4中任一項所記載之被動式微流體裝置，其中，對於每一微通道區段，一個微通道區段之所有微通道之總橫截面大於該下游方向上隨後微通道區段中各別者。
  6. 如請求項1至5中任一項所記載之被動式微流體裝置，其中，對於每一微通道區段，每一微通道之寬度至少實質上沿著每一微通道之一長度相同。
  7. 如請求項1至6中任一項所記載之被動式微流體裝置，其中，對於每一微通道區段，每一微通道之該寬度介於約2 μm與1 cm之間。
  8. 如請求項7所記載之被動式微流體裝置，其中該第一微通道區段之每一微通道之該寬度介於約100 μm與約1 cm之間。
  9. 如請求項7或8所記載之被動式微流體裝置，其中該最後微通道區段之每一微通道之該寬度介於約2 μm與約20 μm之間。
  10. 如請求項1至9中任一項所記載之被動式微流體裝置，其中，對於每一微通道區段，每一微通道之深度至少實質上沿著每一微通道之一長度相同。
  11. 如請求項1至10中任一項所記載之被動式微流體裝置，其中，對於每一微通道區段，每一微通道之該深度介於約2 μm與約500 μm之間。
  12. 如請求項11所記載之被動式微流體裝置，其中該最後微通道區段之每一微通道之該深度介於約2 μm與約20 μm之間。
  13. 如請求項1至12中任一項所記載之被動式微流體裝置，其進一步包含：一各別孔，其連接於該複數個微通道區段之兩個順序微通道區段之該等各別微通道之間。
  14. 如請求項1至12中任一項所記載之被動式微流體裝置，其中該被動式微流體裝置包含兩個微通道區段，該等兩微通道區段包含該第一微通道區段及該最後微通道區段。
  15. 如請求項14所記載之被動式微流體裝置，其進一步包含：一孔，其形成於該第一微通道區段與該最後微通道區段之間，其中該第一微通道區段之該微通道之一出口連接至該孔，及其中該最後微通道區段之該微通道之一入口連接至該孔。
  16. 如請求項15所記載之被動式微流體裝置，其中該孔具有介於約5 mm與約10 cm之間的一直徑。
  17. 如請求項1至12中任一項所記載之被動式微流體裝置，其中該被動式微流體裝置包含三個微通道區段，該等三個微通道區段包含該第一微通道區段、該最後微通道區段及一中間微通道區段，該中間微通道區段佈置於該第一微通道區段與該最後微通道區段之間。
  18. 如請求項17所記載之被動式微流體裝置，其中該中間微通道區段之該微通道之一寬度介於約20 μm與約100 μm之間。
  19. 如請求項17或18所記載之被動式微流體裝置，其進一步包含：一第一孔，其形成於該第一微通道區段與該中間微通道區段之間，其中該第一微通道區段之該微通道之一出口連接至該第一孔，及其中該中間微通道區段之該微通道之一入口連接至該第一孔。
  20. 如請求項19所記載之被動式微流體裝置，其中該第一孔具有介於約5 mm與約10 cm之間的一直徑。
  21. 如請求項17至20中任一項所記載之被動式微流體裝置，其進一步包含： 一第二孔，其形成於該中間微通道區段與該最後微通道區段之間，其中該中間微通道區段之該微通道之一出口連接至該第二孔，及其中該最後微通道區段之該微通道之一入口連接至該第二孔。
  22. 如請求項21所記載之被動式微流體裝置，其中該第二孔具有介於約5 mm與約10 cm之間的一直徑。
  23. 如請求項1至22中任一項所記載之被動式微流體裝置，其進一步包含：一表面活性劑，其塗佈於該複數個微通道區段之該等各別微通道中之至少一者的一內表面上。
  24. 如請求項23所記載之被動式微流體裝置，其中該表面活性劑包含至少一羥基。
  25. 如請求項23或24所記載之被動式微流體裝置，其中該表面活性劑為一乙醇。
  26. 如請求項25所記載之被動式微流體裝置，其中該乙醇為一多元醇。
  27. 如請求項1至26中任一項所記載之被動式微流體裝置，其中該被動式微流體裝置由選自以下各項組成之群組的一材料製成：聚二甲基矽氧烷、聚(N,N-二甲基丙烯醯胺)、聚苯乙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、環-烯烴聚合物及石英。
  28. 一種形成用於分選鞭毛細胞之一樣本之一被動式無逆流微流體裝置的方法，該方法包含：形成一輸入儲器，其經組態來接收鞭毛細胞之該樣本；形成一輸出儲器，其定位於該輸入儲器之下游，該輸出儲器經組態來收集經分選之該等鞭毛細胞；及 形成複數個微通道區段，其在該輸入儲器與該輸出儲器之間經順序佈置且彼此流體連通，且經設計以在該輸入儲器與該輸出儲器之間界定一封閉微通道系統，其中每一微通道區段包含至少一微通道，其中該複數個微通道區段之一第一微通道區段之該微通道之一入口連接至該輸入儲器，其中該複數個微通道區段之一最後微通道區段之該微通道之一出口連接至該輸出儲器，及其中，對於每一微通道區段，該複數個微通道區段之一個微通道區段之該等微通道之總容積大於該下游方向上該複數個微通道區段之隨後微通道區段中的各別者，用於當該等鞭毛細胞自該輸入儲器移動至該輸出儲器時對該等鞭毛細胞進行分選。
  29. 如請求項28所記載之方法，其包含在該第一微通道區段中形成複數個間隔之微通道。
  30. 如請求項28或29所記載之方法，其包含在每一微通道區段中形成複數個間隔之微通道。
  31. 如請求項30所記載之方法，其中，對於每一微通道區段，一個微通道區段之該複數個間隔之微通道之數目大於該下游方向上隨後微通道區段中各別者。
  32. 如請求項28至31中任一項所記載之方法，其中，對於每一微通道區段，一個微通道區段之所有微通道之總橫截面大於該下游方向上隨後微通道區段中各別者。
  33. 如請求項28至32中任一項所記載之方法，其中，對於每一微通道區段，每一微通道之寬度至少實質上沿著每一微通道之一長度相同。
  34. 如請求項28至33中任一項所記載之方法，其中，對於每一微通道區段，每一微通道之該寬度介於約2 μm與1 cm之間。
  35. 如請求項34所記載之方法，其中該第一微通道區段之每一微通道之該寬度介於約100 μm與約1 cm之間。
  36. 如請求項34或35所記載之方法，其中該最後微通道區段之每一微通道之該寬度介於約2 μm與約20 μm之間。
  37. 如請求項28至36中任一項所記載之方法，其中，對於每一微通道區段，每一微通道之深度至少實質上沿著每一微通道之一長度相同。
  38. 如請求項28至37中任一項所記載之方法，其中，對於每一微通道區段，每一微通道之該深度介於約2 μm與約500 μm之間。
  39. 如請求項38所記載之方法，其中該最後微通道區段之每一微通道之該深度介於約2 μm與約20 μm之間。
  40. 如請求項28至39中任一項所記載之方法，其進一步包含：形成一各別孔，其連接於該複數個微通道區段之兩個順序微通道區段之該等各別微通道之間。
  41. 如請求項28至39中任一項所記載之方法，其包含形成兩個微通道區段，該等兩微通道區段包含該第一微通道區段及該最後微通道區段。
  42. 如請求項41所記載之方法，其進一步包含：於該第一微通道區段與該最後微通道區段之間形成一孔，其中該第一微通道區段之該微通道之一出口連接至該孔，及其中該最後微通道區段之該微通道之一入口連接至該孔。
  43. 如請求項42所記載之方法，其中該孔具有介於約5 mm與約10 cm之間的一直徑。
  44. 如請求項28至39中任一項所記載之方法，其包含形成三個微通道區段，該等三個微通道區段包含該第一微通道區段、該最後微通道區段及一中間微通道區段，該中間微通道區段佈置於該第一微通道區段與該最後微通道區段之間。
  45. 如請求項44所記載之方法，其中該中間微通道區段之該微通道之一寬度介於約20 μm與約100 μm之間。
  46. 如請求項44或45所記載之方法，其進一步包含：於該第一微通道區段與該中間微通道區段之間形成一第一孔，其中該第一微通道區段之該微通道之一出口連接至該第一孔，及其中該中間微通道區段之該微通道之一入口連接至該第一孔。
  47. 如請求項46所記載之方法，其中該第一孔具有介於約5 mm與約10 cm之間的一直徑。
  48. 如請求項44至47中任一項所記載之方法，其進一步包含：於該中間微通道區段與該最後微通道區段之間形成一第二孔，其中該中間微通道區段之該微通道之一出口連接至該第二孔，及其中該最後微通道區段之該微通道之一入口連接至該第二孔。
  49. 如請求項48所記載之方法，其中該第二孔具有介於約5 mm與約10 cm之間的一直徑。
  50. 如請求項28至49中任一項所記載之方法，其進一步包含：將一表面活性劑塗佈於該複數個微通道區段之該等各別微通道中之至少一者的一內表面上。
  51. 如請求項50所記載之方法，其中該表面活性劑包含至少一羥基。
  52. 如請求項50或51所記載之方法，其中該表面活性劑為一乙醇。
  53. 如請求項52所記載之方法，其中該乙醇為一多元醇。
  54. 如請求項28至53中任一項所記載之方法，其中該被動式微流體裝置由選自以下各項組成之群組的一材料製成：聚二甲 基矽氧烷、聚(N,N-二甲基丙烯醯胺)、聚苯乙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、環-烯烴聚合物及石英。
  55. 一種用於分選鞭毛細胞之一樣本之方法，該方法包含：將鞭毛細胞之該樣本供應至如請求項1至27中任一項之被動式微流體裝置之輸入儲器。
  56. 如請求項55所記載之方法，其中該等鞭毛細胞為精蟲，且該方法進一步包含在該被動式微流體裝置之該輸出儲器處提供至少一卵子用於受精。
  57. 如請求項55所記載之方法，其中該等鞭毛細胞選自由以下各物組成之群組：精蟲、眼蟲藻、梨形鞭毛蟲、陰道鞭毛蟲、利什曼原蟲、錐蟲、幽門螺旋菌、粗刺角藻、叉角藻、三角角藻、多邊膝溝藻及金鞭藻海鞘。
  58. 一種用於分選精蟲之如請求項1至27中任一項之被動式微流體裝置的用途。
  59. 如請求項58所記載之用途，其用於分選活動精蟲。
TW102103954A 2012-02-03 2013-02-01 被動式微流體裝置及其形成方法 TW201343916A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/SG2012/000031 WO2013115725A1 (en) 2012-02-03 2012-02-03 A passive microfluidic device and a method of forming the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201343916A true TW201343916A (zh) 2013-11-01

Family

ID=48905618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102103954A TW201343916A (zh) 2012-02-03 2013-02-01 被動式微流體裝置及其形成方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9494568B2 (zh)
TW (1) TW201343916A (zh)
WO (1) WO2013115725A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104099236A (zh) * 2014-06-30 2014-10-15 浙江星博生物科技有限公司 一种基于微管液路板的精子优选玻片及优选方法
CN106661530A (zh) * 2014-07-07 2017-05-10 J·逸夫 微流体装置
CN110325632A (zh) * 2017-02-24 2019-10-11 西莱提维公司 用于分离活动细胞的装置和方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR102014028937A2 (pt) * 2013-11-19 2015-10-13 Univ Toronto aparelho e métodos para separação de espermatozoides
US11708556B2 (en) 2014-10-20 2023-07-25 University Of Utah Research Foundation Tissue sample processing system and associated methods
EP3523047B1 (en) * 2016-10-07 2021-03-24 The Regents of The University of California Device and method for microscale chemical reactions
GB201705982D0 (en) 2017-04-13 2017-05-31 Univ Strathclyde Microfluid device
PL425106A1 (pl) * 2018-03-30 2019-10-07 Bacteromic Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Chip mikroprzepływowy
US20200069296A1 (en) * 2018-08-28 2020-03-05 The Governing Council Of The University Of Toronto Apparatus and method to isolate sperm based on planar-confined swimming
WO2021124111A1 (en) * 2019-12-16 2021-06-24 King Abdullah University Of Science And Technology Microfluidic device for highly motile sperm selection
CN112980661A (zh) * 2021-02-01 2021-06-18 广州蓝日生物科技有限公司 一种精子优选装置及其操作方法
GB202116389D0 (en) * 2021-11-12 2021-12-29 Univ Birmingham Microchannel sperm cell preparation
CN115491301B (zh) * 2022-09-05 2023-09-15 武汉大学 一种集成精子获能、精子分选、体外受精和胚胎培养的微流控芯片及其制备方法与应用

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060270021A1 (en) * 2004-06-07 2006-11-30 Shuichi Takayama Integrated microfluidic sperm isolation and insemination device
GB2430393A (en) * 2005-09-23 2007-03-28 Univ Aston Micro Device for Automatic Spermatozoa Selection and Cell Sorting
TW201040524A (en) * 2009-05-15 2010-11-16 Nat Univ Tsing Hua Method of using microfluidic chip to sort high motility sperm
TW201109654A (en) 2009-09-14 2011-03-16 Univ Nat Taiwan Biochip system, method for determining sperm quality and method for isolating sperm

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104099236A (zh) * 2014-06-30 2014-10-15 浙江星博生物科技有限公司 一种基于微管液路板的精子优选玻片及优选方法
CN104099236B (zh) * 2014-06-30 2016-08-24 浙江星博生物科技有限公司 一种基于微管液路板的精子优选玻片及优选方法
CN106661530A (zh) * 2014-07-07 2017-05-10 J·逸夫 微流体装置
CN106661530B (zh) * 2014-07-07 2021-06-04 阿斯特瑞格诊断公司 微流体装置
CN110325632A (zh) * 2017-02-24 2019-10-11 西莱提维公司 用于分离活动细胞的装置和方法
CN110325632B (zh) * 2017-02-24 2024-04-26 西莱提维公司 用于分离活动细胞的装置和方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013115725A1 (en) 2013-08-08
US9494568B2 (en) 2016-11-15
US20150072374A1 (en) 2015-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201343916A (zh) 被動式微流體裝置及其形成方法
US11052392B2 (en) Microfluidic device for cell separation and uses thereof
US6695765B1 (en) Microfluidic channel embryo and/or oocyte handling, analysis and biological evaluation
US20230149927A1 (en) Microfluidic device, system, and method for the study of organisms
KR101443133B1 (ko) 입자여과를 위한 시스템 및 방법
AU2001259635B2 (en) Microfluidic channel embryo and/or oocyte handling, analysis and biological evaluation
Zheng et al. 3D microfilter device for viable circulating tumor cell (CTC) enrichment from blood
Qi et al. Probing single cells using flow in microfluidic devices
EP3587561A1 (en) Device and method for separating mobile cells
Angione et al. Simple perfusion apparatus for manipulation, tracking, and study of oocytes and embryos
JP6839173B2 (ja) 流体力学シャトリングチップ機器、及び、分離した単一細胞を捕捉する方法
JP7023938B2 (ja) 細胞形質導入のためのシステムおよび方法
TWI588256B (zh) 單細胞擷取與培養之裝置與方法
Ditsayabut et al. Investigating the factors affecting the outcomes of the sperm sorting with microfluidic devices
Dong Lab-on-a-chip technologies for manipulation and imaging of C. elegans worms and embryos
Retterer Microfluidic technologies for local drug delivery and ensemble single cell dielectrophoretic characterization