TWI677464B - 微流體晶片、用於富集細胞的裝置及方法 - Google Patents

微流體晶片、用於富集細胞的裝置及方法 Download PDF

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游輝民
Hui-Min Yu
鍾文峰
Wen-Feng Chung
陳瑞麟
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Abstract

根據實施例，提供一種包括第一細胞富集系統及第二細胞富集系統的微流體晶片。所述第一與所述第二細胞富集系統的通道佈局關於與所述微流體晶片垂直的平面是對稱的。所述第一及第二細胞富集系統中的每一個包括第一流體通道、第二流體通道、樣本通道、入口通道及過濾腔室。所述第一細胞富集系統的所述樣本通道具有第一內壁及第一外壁。所述第二細胞富集系統的所述樣本通道具有第二內壁及第二外壁。所述第一外壁及所述第二外壁二者均遠離所述平面。所述第一外壁與所述第二外壁之間的距離處於約10微米到約1釐米範圍內。

Description

微流體晶片、用於富集細胞的裝置及方法
本發明涉及在流體樣本中富集靶的技術，且具體來說，涉及一種微流體晶片、一種用於富集細胞的裝置以及一種用於在微流體晶片中富集細胞的方法。
微流體晶片是具有一個或多個微流通道的晶片狀器件，所述微流通道允許流體樣本及/或所需的試劑在其中行進，使得流體樣本可在微流體晶片的通道中進行測試。微流體晶片已被用於各種領域，特別是生物相關領域，例如生物醫學、生物化學或相關領域。在生物相關領域的應用中，血液樣本在微流體晶片中進行測試。血液樣本中常常含有各種細胞，且分選稀有細胞的需求正在迅速擴大。稀有目標細胞種群包括來自血液的循環腫瘤細胞(circulating tumor cell，CTC)、造血幹細胞(hematopoietic stem cell，HSC)及循環胎兒細胞(circulating fetal cell，CFC)。然而，商用細胞分選儀在分選稀有細胞族群方面存在一些局限性，包括 選擇性普遍低、樣本損失顯著且操作壓力高，從而可導致功能或進一步分析的可行性的喪失。為了滿足這些需求，研究人員期待將微流體器件作為稀有細胞分選的平臺。因此，需要一種能夠提高測試效率的微流體晶片。
本發明涉及一種能夠運行兩個流體樣本的微流體晶片。
本發明還涉及一種能夠同時富集兩個流體樣本的用於富集細胞的裝置。
本發明還涉及一種能夠同時富集兩個流體樣本的用於在微流體晶片中富集細胞的方法。
根據實施例，一種微流體晶片包括第一細胞富集系統及第二細胞富集系統。所述第一細胞富集系統的通道佈局與所述第二細胞富集系統的通道佈局關於與所述微流體晶片垂直的平面是對稱的。所述第一細胞富集系統及所述第二細胞富集系統中的每一個包括：第一流體通道；第二流體通道；樣本通道，位於所述第一流體通道與所述第二流體通道之間；廢物通道；入口通道；以及過濾腔室，所述入口通道到達所述過濾腔室。所述第一流體通道、所述第二流體通道及所述樣本通道在匯合腔室的第一側處會合，所述廢物通道及所述入口通道從所述匯合腔室的第二側分支，且所述第一側與所述第二側是相對的側。所述入口通道形成所述過濾腔室與所述匯合腔室之間的流體連通。所述第一細胞富 集系統的所述樣本通道具有第一內壁及第一外壁，所述第二細胞富集系統的所述樣本通道具有第二內壁及第二外壁，所述第一外壁及所述第二外壁二者均遠離所述平面，且所述第一外壁與所述第二外壁之間的距離處於約10微米(μm)到約1釐米(cm)範圍內。
根據實施例，所述第一外壁與所述第二外壁之間的所述距離處於約700微米到約1200微米範圍內。
根據實施例，所述微流體晶片還包括試劑入口及試劑通道。所述試劑通道以第一分支及第二分支進行分叉，其中所述第一分支與所述第一細胞富集系統的所述過濾腔室流體連通，且所述第二分支與所述第二細胞富集系統的所述過濾腔室流體連通。
根據實施例，所述試劑通道的所述第一分支及所述第二分支中的每一個包括防污染區段，所述防污染區段中排列有多個過濾狹縫。
根據實施例，所述試劑通道在以所述第一分支及所述第二分支進行分叉之前還包括氣泡捕獲腔室。
根據實施例，所述第一細胞富集系統及所述第二細胞富集系統中的每一個還包括廢物出口孔，所述廢物出口孔穿過所述微流體晶片的外表面且與所述廢物通道流體連通。
根據實施例，所述第一細胞富集系統及所述第二細胞富集系統中的每一個還包括過濾壁，所述過濾壁設置在所述過濾腔室內且將所述過濾腔室分離成第一子腔室及第二子腔室。所述過 濾壁包括多個貫穿狹縫及屋頂狀結構。所述多個貫穿狹縫中的每一個穿過所述過濾壁以在所述第一子腔室與所述第二子腔室之間形成流體連通。所述屋頂狀結構排列在所述過濾壁的與所述第一子腔室面對的一側，其中所述屋頂狀結構界定阻擋邊緣及從所述阻擋邊緣凹進的凹槽。
根據實施例，所述第一細胞富集系統及所述第二細胞富集系統中的每一個還包括從所述第二子腔室發出的出口通道。
根據實施例，所述第一細胞富集系統及所述第二細胞富集系統中的每一個還包括出口孔，所述出口孔穿過所述微流體晶片的外表面且與所述出口通道流體連通。
根據實施例，所述第一細胞富集系統及所述第二細胞富集系統中的每一個還包括樣本入口孔、第一緩衝劑入口孔、第二緩衝劑入口孔以及緩衝劑切換孔。所述樣本入口孔穿過所述微流體晶片的外表面且與所述樣本通道流體連通。所述第一緩衝劑入口孔穿過所述微流體晶片的所述外表面且與所述第一流體通道流體連通。所述第二緩衝劑入口孔穿過所述微流體晶片的所述外表面且與所述第二流體通道流體連通。所述緩衝劑切換孔穿過所述微流體晶片的所述外表面且與所述第二緩衝劑入口孔與所述匯合腔室之間的所述第二流體通道流體連通。
根據實施例，一種用於富集細胞的裝置包括微流體晶片，所述微流體晶片包括第一細胞富集系統及第二細胞富集系統、兩個開關、細胞檢測器以及處理器。所述第一細胞富集系統 及所述第二細胞富集系統中的每一個包括：第一流體通道；第二流體通道；樣本通道，位於所述第一流體通道與所述第二流體通道之間；廢物通道；入口通道；以及過濾腔室，所述入口通道到達所述過濾腔室。所述第一流體通道、所述第二流體通道及所述樣本通道在匯合腔室的第一側處會合，所述廢物通道及所述入口通道從所述匯合腔室的第二側分支，且所述第一側與所述第二側是相對的側。所述入口通道形成所述過濾腔室與所述匯合腔室之間的流體連通。所述開關分別連接到所述第一細胞富集系統的所述第二流體通道及所述第二細胞富集系統的所述第二流體通道。所述細胞檢測器具有視場。所述細胞檢測器被配置成檢測所述第一細胞富集系統的所述樣本通道及所述第二細胞富集系統的所述樣本通道內的目標細胞。所述處理器被配置成回應於所述細胞檢測器的檢測結果來獨立地控制所述兩個開關，其中當在所述第一細胞富集系統及所述第二細胞富集系統中的一個的所述樣本通道內檢測到所述目標細胞時，所述處理器啟動所述兩個開關中與所述第一細胞富集系統及所述第二細胞富集系統中的所述一個連接的對應的開關。
根據實施例，第一緩衝劑供應源還與所述第一細胞富集系統及所述第二細胞富集系統中的每一個的所述第一流體通道流體連通，且第二緩衝劑供應源還與所述第一細胞富集系統及所述第二細胞富集系統中的每一個的所述第二流體通道流體連通。所述對應的開關連接在所述第二緩衝劑供應源與所述第一細胞富集 系統及所述第二細胞富集系統中的每一個的所述第二流體通道之間。所述處理器還被配置成控制所述第二緩衝劑供應源在所述第一細胞富集系統及所述第二細胞富集系統中的每一個中的所述第二流體通道中形成緩衝劑流，且所述緩衝劑流引導來自所述樣本通道的樣本流體在所述匯合腔室處進入所述廢物通道。在檢測到所述目標細胞時，所述處理器啟動所述對應的開關來調整所述緩衝劑流，且經調整的所述緩衝劑流引導來自所述樣本通道的所述樣本流體在所述匯合腔室處進入所述入口通道。
根據實施例，一種通過使用包括第一細胞富集系統及第二細胞富集系統的上述微流體晶片來富集細胞的方法包括以下步驟。所述第一細胞富集系統及所述第二細胞富集系統中的每一個包括：第一流體通道；第二流體通道；樣本通道，位於所述第一流體通道與所述第二流體通道之間；廢物通道；入口通道；以及過濾腔室，所述入口通道到達所述過濾腔室。所述第一流體通道、所述第二流體通道及所述樣本通道在匯合腔室的第一側處會合，所述廢物通道及所述入口通道從所述匯合腔室的第二側分支，且所述第一側與所述第二側是相對的側。所述入口通道形成所述過濾腔室與所述匯合腔室之間的流體連通。向所述第一細胞富集系統的所述第一流體通道供應第一緩衝劑流體並向所述第一細胞富集系統的所述第二流體通道供應第二緩衝劑流體。向所述第一細胞富集系統的所述樣本通道注入含有目標細胞的第一樣本流體。當在所述第一細胞富集系統的所述樣本通道內檢測到目標細胞 時，控制所述第一細胞富集系統的所述第二流體通道中的所述第二緩衝劑流，以引導來自所述第一細胞富集系統的所述樣本通道的所述第二樣本流體進入所述第一細胞富集系統的所述入口通道。否則，控制所述第一細胞富集系統的所述第二流體通道中的所述第二緩衝劑流，以引導所述第一樣本流體進入所述第一細胞富集系統的所述廢物通道。
根據本發明，所述第二細胞富集系統具有與所述第一細胞富集系統類似的佈局設計。因此，所述第二細胞富集系統相應地遵循與所述第一細胞富集系統相同的富集過程。根據實施例，所述控制所述第二細胞富集系統的所述第二流體通道中的第二緩衝劑流是與所述控制所述第一細胞富集系統的所述第二流體通道中的第二緩衝劑流獨立的。
基於上述，根據實施例的微流體晶片包括兩個細胞富集系統，使得所述微流體晶片可用於同時分析兩個樣本，從而提高富集細胞的效率。
10、MFC‧‧‧微流體晶片
100‧‧‧細胞富集系統
100A‧‧‧第一細胞富集系統
100B‧‧‧第二細胞富集系統
110、110A、110B‧‧‧第一流體通道
112A、112B‧‧‧第一緩衝劑入口孔
114A、114B、124A、124B、134A、134B‧‧‧過濾區段
120、120A、120B‧‧‧第二流體通道
122A‧‧‧第二緩衝劑入口孔
122B‧‧‧第二緩衝劑入口孔
130、130A、130B‧‧‧樣本通道
132A、132B‧‧‧樣本入口孔
136A‧‧‧第一內壁
136B‧‧‧第二內壁
138A‧‧‧第一外壁
138B‧‧‧第二外壁
140、140A、140B‧‧‧廢物通道
142A、142B‧‧‧廢物出口孔
150、150A、150B‧‧‧入口通道
160、160A、160B‧‧‧過濾腔室
162‧‧‧過濾壁
162A‧‧‧貫穿狹縫
162B‧‧‧屋頂狀結構
164A‧‧‧第一子腔室
164B‧‧‧第二子腔室
170、170A、170B‧‧‧匯合腔室
180A、180B‧‧‧緩衝劑切換孔
190、190A、190B‧‧‧出口通道
192A、192B‧‧‧出口孔
200‧‧‧試劑系統
210‧‧‧試劑入口
220‧‧‧試劑通道
220A、220B‧‧‧防污染區段
222‧‧‧第一分支
224‧‧‧第二分支
230‧‧‧氣泡捕獲腔室
300‧‧‧過濾結構
300A‧‧‧第一部分
300B‧‧‧第二部分
302、304、306‧‧‧過濾狹縫
1000‧‧‧裝置
A‧‧‧區域
B‧‧‧放大部分
BE‧‧‧阻擋邊緣
BF1‧‧‧第一緩衝劑流體
BF2‧‧‧第二緩衝劑流體
BS1‧‧‧第一緩衝劑供應源
BS2‧‧‧第二緩衝劑供應源
CH‧‧‧通道
CFL‧‧‧通道形成層
CT1、CT2、CT3、CT4‧‧‧連接管
D‧‧‧距離
DC‧‧‧細胞檢測器
D162A‧‧‧距離
FL‧‧‧流體
H162、HCH‧‧‧高度
HL‧‧‧孔
HRC‧‧‧高度
LB‧‧‧光束
LF‧‧‧液體流
LS‧‧‧光源
PR‧‧‧處理器
RC‧‧‧凹槽
RP‧‧‧平面
SP‧‧‧樣本流體
SUB‧‧‧襯底
SW1、SW2‧‧‧開關
TG‧‧‧目標細胞
TNC‧‧‧非目標細胞
VF‧‧‧視場
W162、W162A、WCH、WRC‧‧‧寬度
圖1示意性地示出根據實施例的微流體晶片的一部分的透視圖。
圖2示意性地示出根據本發明的實施例的微流體晶片的俯視圖。
圖3示意性地示出圖2中的微流體晶片的區域A的放大圖。
圖4A及圖4B示意性地示出一個細胞富集系統的放大部分。
圖5示意性地示出根據本發明的實施例的用於富集細胞的裝置。
圖6示意性地示出根據本發明的實施例的微流體晶片的細胞富集系統中的過濾腔室。
圖7示意性地示出圖6所示的過濾壁的放大部分B。
圖8示意性地示出過濾壁的一部分的放大透視圖。
圖9示意性地示出根據本發明的實施例的過濾結構。
圖1示意性地示出根據實施例的微流體晶片的一部分的透視圖。參照圖1，微流體晶片MFC可包括襯底SUB及通道形成層CFL。通道形成層CFL可經由等離子體結合工藝或其他能夠將通道形成層CFL牢固地附著到襯底SUB。通道形成層CFL可具有特定圖案，且通道形成層CFL的圖案基於期望的設計界定一個或多個通道CH及一個或多個孔HL。界定通道CH的圖案可以是凹狀圖案，且通道形成層CFL結合到襯底SUB以在通道CH處形成密封空間，所述密封空間允許流體在其中行進。界定孔HL的圖案可穿過通道形成層CFL的整個厚度，且在通道形成層CFL結合到襯底SUB之後，孔HL的一端可被暴露出。換句話說，孔HL是穿過微流體晶片MFC的外表面的結構。具體來說，一個孔HL可 與一個對應的通道CH相通以構建其中孔HL用於在通道CH與外部器件或環境之間形成流體連通的期望通道佈局。通道形成層CFL可由例如聚二甲基矽氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)等可模制且具有彈性的材料製成，且可通過光刻複製或其他替代工藝被模製成具有界定所需通道CH及孔HL的圖案。襯底SUB可以是具有足以支撐通道形成層CFL的剛性的透明襯底。襯底SUB的材料可以是玻璃或具有足夠剛性及透明度的其他材料。然而，本發明不限於此，且微流體晶片MFC可通過其他方法形成。舉例來說，在一些實施例中，通道形成層CFL可與襯底SUB一體形成。即，通道形成層CFL可由與襯底SUB相同的材料製成，且在通道形成層CFL與襯底SUB之間可不存在接合部。在一些實施例中，通道CH的寬度WCH可處於50μm到500μm範圍內，且通道CH的高度HCH可處於40μm到50μm範圍內。另外，通道CH的佈局可基於設計要求來安排。
圖2示意性地示出根據本發明的實施例的微流體晶片的俯視圖。參照圖2，微流體晶片10包括第一細胞富集系統100A及第二細胞富集系統100B。微流體晶片10可具有與圖1所示的橫截面結構類似的橫截面結構，但不限於此。第一細胞富集系統100A及第二細胞富集系統100B可分別用於輸送不同的樣本流體；即，在第一細胞富集系統100A中行進的樣本流體不與在第二細胞富集系統100B中行進的樣本流體混合。因此，微流體晶片10可用於同時運行兩個樣本流體。
第一細胞富集系統100A包括：第一流體通道110A；第二流體通道120A；樣本通道130A，位於第一流體通道110A與第二流體通道120A之間；廢物通道140A；入口通道150A；以及過濾腔室160A，入口通道150A到達過濾腔室160A。第一流體通道110A、第二流體通道120A及樣本通道130A合併到匯合腔室170A中，且廢物通道140A及入口通道150A從匯合腔室170A分支。入口通道150A形成過濾腔室160A與匯合腔室170A之間的流體連通。
在第一細胞富集系統100A中，第一流體通道110A可在末端處具有第一緩衝劑入口孔112A，且第一緩衝劑入口孔112A是穿過微流體晶片10的外表面且與第一流體通道110A流體連通的孔。具體來說，第一緩衝劑入口孔112A可用于形成第一流體通道110A與外部器件(例如緩衝劑流體供應源等)之間的流體連通。另外，第一流體通道110A還可包括過濾區段114A，過濾區段114A位於第一緩衝劑入口孔112A與第一流體通道110A與匯合腔室170A連接的接頭之間，使得通過第一緩衝劑入口孔112A注入到第一流體通道110A中的緩衝劑流體可在進入匯合腔室170A之前被過濾，且可防止緩衝劑流體中的灰塵或污染物進入匯合腔室170A。
第二流體通道120A可在末端處具有第二緩衝劑入口孔122A，且第二緩衝劑入口孔122A是穿過微流體晶片10的外表面且與第二流體通道120A流體連通的孔。具體來說，第二緩衝劑入 口孔122A可用于形成第二流體通道120A與外部器件(例如緩衝劑流體供應源等)之間的流體連通。另外，第二流體通道120A還可包括過濾區段124A，過濾區段124A位於第二緩衝劑入口孔122A與第二流體通道120A與匯合腔室170A連接的接頭之間，使得通過第二緩衝劑入口孔122A注入到第二流體通道120A中的緩衝劑流體可在進入匯合腔室170A之前被過濾，且可防止緩衝劑流體中的灰塵或污染物進入匯合腔室170A。
在微流體晶片10中，第一細胞富集系統100A中還可包括緩衝劑切換孔180A。緩衝劑切換孔180A是穿過微流體晶片10的外表面且與第二流體通道120A連通的孔。緩衝劑切換孔180A可位於第二緩衝劑入口孔122A與第二流體通道120A與匯合腔室170A連接的接頭之間。
樣本通道130A在末端處具有樣本入口孔132A，且樣本入口孔132A是穿過微流體晶片10的外表面且與樣本通道130A流體連通的孔。樣本入口孔132A可用于形成樣本通道130A與攜載樣本流體的外部器件(例如注射器等)之間的流體連通。在本發明的實施例中，樣本流體是全血樣本。另外，樣本入口孔132A還可包括過濾區段134A，過濾區段134A位於樣本入口孔132A與樣本通道130A與匯合腔室170A連接的接頭之間，使得經由樣本入口孔132A注入到樣本通道130A中的樣本流體可在進入匯合腔室170A之前被過濾，且可防止樣本流體中的血塊、灰塵或污染物進入匯合腔室170A。
在第一細胞富集系統100A中，樣本通道130A、第一流體通道110A及第二流體通道120A可以是共面的，且第一流體通道110A及第二流體通道120A排列在樣本通道130A的相對側，使得樣本通道130A與匯合腔室170A連接的接頭可位於第一流體通道110A與匯合腔室170A連接的接頭與第二流體通道120A與匯合腔室170A連接的接頭之間。
廢物通道140A在末端處具有廢物出口孔142A，且廢物出口孔142A是穿過微流體晶片10的外表面且與廢物通道140A流體連通的孔。廢物出口孔142A可用于形成廢物通道140A與外部器件或環境之間的流體連通，使得匯合腔室170A中的流體可經由在端部處具有廢物出口孔142A的廢物通道140A從微流體晶片10排出。
入口通道150A及廢物通道140A二者均位於匯合腔室170A的下游側。具體來說，入口通道150A與匯合腔室170A連接的接頭可被定位成與第一流體通道110A與匯合腔室170A連接的接頭對應，且廢物通道140A與匯合腔室170A連接的接頭可被定位成與第二流體通道120A與匯合腔室170A連接的接頭對應。舉例來說，當第一流體通道110A與匯合腔室170A連接的接頭比第二流體通道120A與匯合腔室170A連接的接頭更靠近平面RP時，入口通道150A與匯合腔室170A連接的接頭比廢物通道140A與匯合腔室170A連接的接頭更靠近平面RP。作為另外一種選擇，當第一流體通道110A與匯合腔室170A連接的接頭比第二流體通 道120A與匯合腔室170A連接的接頭更遠離平面RP時，入口通道150A與匯合腔室170A連接的接頭可比廢物通道140A與匯合腔室170A連接的接頭更遠離平面RP。
第一細胞富集系統100A還包括從過濾腔室160A發出的出口通道190A。出口通道190A可在末端處具有出口孔192A，且出口孔192A是穿過微流體晶片10的外表面且與出口通道190A流體連通的孔。在端部處具有出口孔192A的出口通道190A在過濾腔室160A與外部器件或環境之間形成流體連通，使得過濾腔室160A中的流體可從微流體晶片10排出。
在本實施例中，包括來自樣本通道130A的樣本流體及來自第一流體通道110A及第二流體通道120A的緩衝劑流體的流體可經由樣本入口孔132A、第一緩衝劑入口孔112A及第二緩衝劑入口孔122A注入到微流體晶片10中並經由廢物出口孔142A及出口孔192A從微流體晶片10排出。當在使用微流體晶片10的細胞富集操作期間考慮流體通過匯合腔室170A的流動方向時，匯合腔室170A的第一側及匯合腔室170A的第二側可以分別是上游側及下游側且可以是彼此相對的。
第二細胞富集系統100B包括：第一流體通道110B；第二流體通道120B；樣本通道130B，位於第一流體通道110B與第二流體通道120B之間；廢物通道140B；入口通道150B；以及過濾腔室160B，入口通道150B到達過濾腔室160B。第一流體通道110B、第二流體通道120B及樣本通道130B合併到匯合腔室170B 中，且廢物通道140B及入口通道150B從匯合腔室170B分支。入口通道150B形成過濾腔室160B與匯合腔室170B之間的流體連通。
第二細胞富集系統100B的元件可與第一細胞富集系統100A的元件相同，且因此在所述兩個系統中，類似的元件由類似的參考編號指示。具體來說，第二細胞富集系統100B還可包括位於第一流體通道110B的端部處的第一緩衝劑入口孔112B、位於第一流體通道110B中的過濾區段114B、位於第二流體通道120B的端部處的第二緩衝劑入口孔122B、位於第二流體通道120B中的過濾區段124B、與第二流體通道120B流體連通的緩衝劑切換孔180B、位於樣本通道130B的端部處的樣本入口孔132B、位於樣本通道130B中的過濾區段134B、位於廢物通道140B的端部處的廢物出口孔142B、從過濾腔室160B發出的出口通道190B及位於出口通道190B的端部處的出口孔192B。
在本實施例中，微流體晶片10可具有兩側對稱配置。舉例來說，第一細胞富集系統100A的通道佈局與第二細胞富集系統100B的通道佈局關於與微流體晶片10垂直的平面RP是對稱的。因此，第一流體通道110B、第二流體通道120B、樣本通道130B、廢物通道140B、入口通道150B、過濾腔室160B、匯合腔室170B、緩衝劑切換孔180B及出口通道190B的設置關係是第一流體通道110A、第二流體通道120A、樣本通道130A、廢物通道140A、入口通道150A、過濾腔室160A、匯合腔室170A、緩衝劑切換孔180A 及出口通道190A的設置關係的鏡像對稱。在一些替代實施例中，第一細胞富集系統100A的通道佈局與第二細胞富集系統100B的通道佈局關於平面RP可以是部分對稱的。
在本實施例中，微流體晶片10還可包括由第一細胞富集系統100A與第二細胞富集系統100B共用的試劑系統200。舉例來說，試劑系統200包括試劑入口210、試劑通道220及氣泡捕獲腔室230。試劑通道220以第一分支222及第二分支224進行分叉。第一分支222與第一細胞富集系統100A的過濾腔室160A流體連通，且第二分支224與第二細胞富集系統100B的過濾腔室160B流體連通。氣泡捕獲腔室230位於試劑通道220與試劑入口210之間。在一些實施例中，氣泡捕獲腔室230可被省略，且試劑通道220可在沒有中間結構的情況下連接到試劑入口210。另外，試劑通道220的第一分支222及第二分支224可分別包括防污染區段220A及防污染區段220B。防污染區段220A或220B中可排列有多個過濾狹縫，使得顆粒可被捕獲在防污染區段220A或220B處。過濾腔室160A及過濾腔室160B二者與試劑通道220流體連通，使得在過濾腔室160A及/或過濾腔室160B中收集的顆粒或細胞可行進到試劑通道220，這可造成第一細胞富集系統100A與第二細胞富集系統100B之間的污染。然而，在過濾腔室160A或160B中收集的顆粒或細胞將被捕獲在防污染區段220A或220B中，從而防止第一細胞富集系統100A與第二細胞富集系統100B之間的污染。換句話說，儘管第一細胞富集系統100A與第二細胞富集系 統100B共用一個試劑系統200，但第一細胞富集系統100A與第二細胞富集系統100B之間的污染可能不會發生。
圖3示意性地示出圖2中的微流體晶片的區域A的放大圖。如圖3所示，第一細胞富集系統100A的樣本通道130A具有第一內壁136A及第一外壁138A。第二細胞富集系統100B的樣本通道130B具有第二內壁136B及第二外壁138B。第一外壁138A及第二外壁138B二者均遠離平面RP。在靠近相應的匯合腔室170A/170B的區域處，本實施例中的樣本通道130A/130B的所謂第一/第二外壁138A/138B表示比所謂第一/第二內壁136A/136B更遠離平面RP的壁。另外，在靠近相應的匯合腔室170A/170B的區域處，第一外壁138A與第二外壁138B之間的距離D處於約10μm到約1cm範圍內。本領域的技術人員應瞭解，距離D可基於檢測微流體晶片10中的樣本流體的細胞檢測器的視場大小來確定。在優選實例中，距離D可處於約700μm到1200μm範圍內。在再一些替代實施例中，樣本通道130A及樣本通道130B可使用不同的檢測器來監視，使得距離D可不基於檢測器的視場大小，而是基於其他考慮因素來確定。
圖4A及圖4B示意性地示出微流體晶片10的細胞富集系統中的一個中的放大部分及細胞富集操作過程。細胞富集系統100用於富集目標細胞，且具體來說，在微流體晶片中分選並富集目標細胞。在細胞富集操作期間，向第一流體通道110供應第一緩衝劑流體BF1，且向第二流體通道120供應第二緩衝劑流體BF2。 在本實施例中，第一緩衝劑流體BF1及第二緩衝劑流體BF2可具有相同的組成，但不限於此。當連續地供應第一緩衝劑流體BF1及第二緩衝劑流體BF2時，向樣本通道130注入樣本流體SP。因此，樣本流體SP、第一緩衝劑流體BF1及第二緩衝劑流體BF2全部進入細胞富集系統100的匯合腔室170。在匯合腔室170中，樣本流體SP可介於第一緩衝劑流體BF1與第二緩衝劑流體BF2之間。通過控制第一緩衝劑流體BF1及第二緩衝劑流體BF2的流速，可引導樣本流體SP進入廢物通道140及入口通道150中的一個。因此，細胞富集系統100可執行兩種操作模式。
樣本流體SP可以是其中具有細胞(圖4A所示的非目標細胞TNC及圖4B所示的目標細胞TG)的血液樣本。在如圖4A所示的一種模式中，第一緩衝劑流體BF1的流速可等於或大於第二緩衝劑流體BF2的流速，使得匯合腔室170中的樣本流體SP可被引導進入廢物通道140。在如圖4B所示的另一種模式中，第一緩衝劑流體BF1的流速及第二緩衝劑流體BF2的流速中的至少一個被調整成使得第一緩衝劑流體BF1的流速小於第二緩衝劑流體BF2的流速，從而引導匯合腔室170中的樣本流體SP進入入口通道150。通過在圖2中的微流體晶片10的第一細胞富集系統100A及第二細胞富集系統100B中的每一個中使用此操作，進入廢物通道140的樣本流體SP可從晶片排出，且進入入口通道150的樣本流體SP可進一步輸送到過濾腔室以在過濾腔室中被富集。在細胞富集操作期間，可執行目標細胞檢測步驟，且目標細 胞檢測步驟可區分樣本流體SP中的非目標細胞TNC與目標細胞TG。當在樣本流體中沒有檢測到目標細胞TG時，可執行圖4A的模式，且當在樣本流體中檢測到目標細胞TG時，可執行圖4B的模式，使得非目標細胞TNC可從廢物通道140排出，且目標細胞TG可進入入口通道150並在晶片中被分選及富集。因此，樣本流體SP可在晶片中被收集之前被分選。
在一種情況下，在樣本通道130中行進的樣本流體SP的流速可以是65μl/min。在一些替代實施例中，可控制在樣本通道130中行進的樣本流體SP的流速，使得樣本流體SP在注入到樣本通道130之後行進到匯合腔室170的時間可以少於1ms。在圖4A的模式下，根據優選實施例，在第一流體通道110中行進的第一緩衝劑流體BF1的流速可以是約150μl/min，且在第二流體通道120中行進的第二緩衝劑流體BF2的流速可以是約135μl/min，從而使得能夠引導樣本流體SP從匯合腔室170進入廢物通道140。在圖4B的模式下，根據優選實施例，在第一流體通道110中行進的第一緩衝劑流體BF1的流速可以是約99μl/min，且在第二流體通道120中行進的第二緩衝劑流體BF2的流速可以是約600μl/min，從而使得能夠引導樣本流體SP從匯合腔室170進入入口通道150。然而，本發明不限於上述流速值。一般來說，可基於設計要求來修改在每一通道中行進的流體的流速；舉例來說，在每一通道中行進的流體的流速可處於10μl/min到1,000μl/min範圍內。
另外，可在微流體晶片10的第一細胞富集系統100A及第二細胞富集系統100B中獨立地執行圖4A及圖4B所示的細胞富集操作。即，注入到第一細胞富集系統100A的樣本通道的樣本流體及注入到第二細胞富集系統100B的樣本通道的樣本流體是不同的。因此，可同時在第一細胞富集系統100A及第二細胞富集系統100B中執行不同的模式。
圖5示意性地示出根據本發明的實施例的用於富集細胞的裝置。微流體晶片10具有如圖2所示的通道佈局，且為清楚地說明本實施例中的裝置，在圖5中省略了一些參考編號。因此，微流體晶片10的詳細結構可參照圖2的相關說明。圖5所示的裝置1000包括微流體晶片10、兩個開關SW1及SW2、第一緩衝劑供應源BS1、第二緩衝劑供應源BS2以及連接管(例如CT1、CT2、CT3及CT4)。開關SW1連接到第一細胞富集系統100A的第二流體通道120A，且第二開關SW2連接到第二細胞富集系統100B的第二流體通道120B。具體來說，開關SW1附接到連接管CT1，連接管CT1插入到緩衝劑切換孔180A以便連接到第二流體通道120A，且開關SW2附接到連接管CT2，連接管CT2插入到緩衝劑切換孔180B以便連接到第二流體通道120B。在一些實施例中，開關SW1及開關SW2中的每一個可以是閥門，所述閥門在“接通”或“啟動”狀態下允許流體穿過連接管CT1或CT2且在“關斷”或“未啟動”狀態下禁止流體穿過連接管CT1或CT2。
第一緩衝劑供應源BS1可經由不同的連接管與第一細胞 富集系統100A的第一流體通道110A及第二細胞富集系統100B的第一流體通道110B流體連通。為清楚地說明裝置1000，省略了與第二細胞富集系統100B連接的一些連接管，但已知，在第二細胞富集系統100B的第一流體通道110B的入口孔與第一緩衝劑供應源BS1之間存在至少一個連接管。第一緩衝劑供應源BS1可獨立地向第一流體通道110A及第一流體通道110B供應第一緩衝劑流體，使得可獨立地控制在第一流體通道110A中行進的第一緩衝劑流體及在第一流體通道110B中行進的第一緩衝劑流體。在一些替代實施例中，在第一流體通道110A中行進的第一緩衝劑流體及在第一流體通道110B中行進的第一緩衝劑流體可由不同的緩衝劑供應源供應。
第二緩衝劑供應源BS2連接到微流體晶片10，以用於向第一細胞富集系統100A的第二流體通道120A及第二細胞富集系統100B的第二流體通道120B供應第二緩衝劑流體。為清楚地說明裝置1000，部分地示出了與第二細胞富集系統100B連接的連接管CT2。具體來說，第二緩衝劑供應源BS2經由穿過第二緩衝劑入口孔122A的連接管CT1及穿過緩衝劑切換孔180A的連接管CT3與第二流體通道120A流體連通。類似地，第二緩衝劑供應源BS2也經由穿過第二緩衝劑入口孔122B的連接管CT2及穿過緩衝劑切換孔180B的連接管CT4與第二流體通道120B流體連通。在一些替代實施例中，連接管CT1、CT2、CT3及CT4中的每一個可由四個不同的緩衝劑供應源供應。
在本實施例中，裝置1000還可包括細胞檢測器DC。細胞檢測器DC可包括具有用於監視第一細胞富集系統100A的樣本通道130A及第二細胞富集系統100B的樣本通道130B的視場VF的鏡頭。在一些實施例中，視場VF的大小可足以使得樣本通道130A及樣本通道130B二者在視場VF內同時被觀察到。然而，在某一替代實施例中，細胞檢測器DC可通過移動微流體晶片10的位置在視場VF下獨立地監視樣本通道130A及樣本通道130B。
裝置1000還可包括被配置成控制開關SW1及SW2以及第一緩衝劑供應源BS1及第二緩衝劑供應源BS2的處理器PR。具體來說，在圖4A的模式下，處理器PR可被配置成控制第二緩衝劑供應源BS2在第二流體通道120A或120B中形成緩衝劑流，使得所述緩衝劑流引導來自樣本通道130A或130B的樣本流體在匯合腔室170A或170B處進入廢物通道140A或140B。在圖4B的模式下，處理器PR被配置成控制第一緩衝劑供應源BS1及第二緩衝劑供應源BS2，並且還啟動開關SW1或SW2來調整第二流體通道120A或120B中的緩衝劑流，使得第二流體通道120A或120B中的經調整的緩衝劑流能夠引導來自樣本通道130A或130B的樣本流體在匯合腔室170A或170B處進入入口通道150A或150B。
具體來說，裝置1000還可包括光源LS。在細胞富集操作期間，微流體晶片10以允許樣本通道130A及130B的一部分位於細胞檢測器DC的視場VF內的方式放置在細胞檢測器DC下方。光源LS被配置成在微流體晶片10的位於細胞檢測器DC的 視場VF內的一部分上照射光束LB。即，樣本通道130A及130B的一部分以及光束LB的至少一部分可在視場VF中同時被觀察到。光束LB可以是能夠區分目標細胞與非目標細胞的線性光束。舉例來說，樣本流體可在注入到樣本通道130A或130B中之前與試劑混合，以實施螢光免疫分析。在相同的通道130A/130B中行進的樣本流體中的螢光染色目標細胞可吸收由光束LB提供的特定波長的光或能量，然後發射不同波長的光或能量，因此使用者可判斷樣本流體中是否存在目標細胞。
在細胞富集操作期間，第一緩衝劑供應源BS1以恒定流速連續地向第一細胞富集系統100A及第二細胞富集系統100B供應第一緩衝劑流體BF1，且第二緩衝劑供應源BS2也通過連接管CT3或CT4以恒定流速連續地向第一細胞富集系統100A及第二細胞富集系統100B供應第二緩衝劑流體BF2。在圖4A的模式下，如果細胞檢測器未檢測到目標細胞，則開關SW1及SW2處於“關斷”或“非啟動”狀態，使得連接管CT1及CT2的緩衝劑流體不供應。因此，BF1的流速可等於或大於BF2的流速，注入到樣本通道130A或130B中的樣本流體從匯合腔室170A或170B進入廢物通道140A或140B，且進一步經由廢物出口孔142A(如圖2所示)從微流體晶片10排出。
在圖4B的模式下，一旦檢測到樣本通道130A的樣本流體中的目標細胞，處理器就控制開關SW1及開關SW2改變為“接通”或“啟動”狀態，然後緩衝劑供應源BS2可通過CT1及 CT2供應緩衝劑流體，以增大第二緩衝劑流體BF2的流速。因此，第一緩衝劑流體BF1的流速可小於第二緩衝劑流體BF2的流速，在第二流體通道120A中行進的緩衝劑流體的經調整的流可引導匯合腔室170A中的樣本流體進入入口通道150A。
在一個優選實施例中，開關SW1的啟動可持續例如處於1ms到200ms範圍內的持續時間。本領域的技術人員將會理解如何根據不同的樣本來確定適當的時間間隔。
由於第一細胞富集系統100A與第二細胞富集系統100B是獨立地操作，因此可獨立地分選不同的樣本流體，且可在第一細胞富集系統100A及第二細胞富集系統100B中單獨地收集及富集樣本流體中的目標細胞，以提供高效細胞富集操作。
在裝置1000中，進一步向試劑系統200注入用於識別的試劑，使得用於識別的試劑可進入過濾腔室160A及160B。用於識別的試劑可進一步識別在過濾腔室160A及160B中收集的細胞，使得可區分在過濾腔室160A及160B中收集的偽目標細胞與真實目標細胞。在本實施例中，兩個樣本流體可分別在第一細胞富集系統100A及第二細胞富集系統100B中運行，而一個試劑系統200由第一細胞富集系統100A與第二細胞富集系統100B共用，第一細胞富集系統100A與第二細胞富集系統100B之間的污染因防污染區段220A及220B(如圖2所示)的配置而可能不會發生。
圖6示意性地示出根據本發明的實施例的微流體晶片的 細胞富集系統中的過濾腔室。參照圖6，本實施例中的過濾腔室160可連接在入口通道150與出口通道190之間且可以是圖2所示的微流體晶片10的過濾腔室160A或160B的示例性實例。過濾腔室160包括設置在過濾腔室160內的過濾壁162，且過濾壁162將過濾腔室160分離成第一子腔室164A及第二子腔室164B。過濾壁162可在過濾腔室160中蜿蜒設置。樣本流體SP可從入口通道150進入過濾腔室160，且過濾壁162可阻擋樣本流體SP中的分選的目標細胞TG，以將分選的目標細胞TG收集在第一子腔室164A中。樣本流體SP的液體流LF可通過過濾壁162並進入第二子腔室164B。最後，樣本流體SP的液體流LF可從過濾腔室160離開到達出口通道190，且進一步經由出口通道190的端部處的出口孔從微流體晶片排出。
圖7示意性地示出圖6所示的過濾壁的放大部分B。參照圖6及圖7，過濾壁162包括多個貫穿狹縫162A。所述多個貫穿狹縫162A中的每一個穿過過濾壁162而在第一子腔室164A與第二子腔室164B之間形成流體連通。在一些實施例中，貫穿狹縫162A中的每一個的寬度W162A可以是5μm，兩個相鄰的貫穿狹縫162A之間的距離D162A可以是10μm，且過濾壁162中可排列有100到100,000個貫穿狹縫162A。另外，過濾壁162的總長度可基於設計要求來確定。
圖8示意性地示出過濾壁的一部分的放大透視圖。參照圖6、圖7及圖8，劃分第一子腔室164A與第二子腔室164B的過 濾壁162還可包括排列在過濾壁162的與第一子腔室164A面對的一側處的屋頂狀結構162B。屋頂狀結構162B可如圖7所示排列在貫穿狹縫162A與第一子腔室164A之間。屋頂狀結構162B界定阻擋邊緣BE及從阻擋邊緣BE凹進的凹槽RC。在一些實施例中，凹槽RC的高度HRC小於過濾壁162的高度H162，且凹槽RC的寬度WRC小於過濾壁162的寬度W162。舉例來說，凹槽RC的高度HRC及凹槽RC的寬度WRC可基於細胞富集操作的要求及設計來確定。舉例來說，如果用於細胞富集操作的樣本流體是全血樣本且紅血細胞是需要被貫穿狹縫162A過濾，則凹槽RC的高度HRC可以是5μm，且凹槽RC的寬度WRC可以是10μm。
阻擋邊緣BE能夠阻擋第一子腔室164A中的分選的目標細胞TG。貫穿狹縫162A中的每一個在凹槽RC處打開，使得緊靠阻擋邊緣BE的分選的目標細胞TG可不閉合或阻擋貫穿狹縫162A。因此，儘管分選的目標細胞TG緊靠過濾壁162，但第一子腔室164A與第二子腔室164B之間經由貫穿狹縫162A的流體連通是平順且容易的。另外，分選的目標細胞TG可保持其形狀，而不會因從第一子腔室164A行進到第二子腔室164B的流體的流應力而變形。
圖9示意性地示出根據本發明的實施例的過濾結構。參照圖9，過濾結構300可以是圖2的微流體晶片10中的過濾區段114A、114B、124A、124B、134A及134B以及防污染區段220A及220B的示例性結構。過濾結構300可具有第一部分300A及第 二部分300B。第一部分300A及第二部分300B中的每一個包括多個過濾狹縫302、多個過濾狹縫304及多個過濾狹縫306。進入過濾結構300的流體FL可首先被第一部分300A的過濾狹縫302分成兩個子流，在第一部分300A的過濾狹縫302中行進的每一子流可進一步被第一部分300A的過濾狹縫304分成兩個子流，且在第一部分300A的過濾狹縫304中行進的每一子流可進一步被第一部分300A的過濾狹縫306分成兩個子流。在第一部分300A的過濾狹縫306中行進的子流可依序通過第二部分300B的過濾狹縫306、過濾狹縫304及過濾狹縫302。因此，流體FL中的顆粒或大污染物可能幾乎不會通過過濾結構300。在一些實施例中，每一過濾狹縫304的寬度可以是0.075mm，且每一過濾狹縫306的寬度可以是0.05mm。另外，第二區段300B的過濾狹縫306的位置可不與第一區段300A的一個過濾狹縫306對準，使得通過第一區段300A的過濾狹縫306的顆粒可被第二區段300B的過濾狹縫306阻擋。舉例來說，第二區段300B的過濾狹縫306的位置可對應于第一區段300A的兩個相鄰的過濾狹縫306之間的一個分離結構。
有鑒於所述，根據本發明的實施例的微流體晶片具有兩個獨立的細胞富集系統，所述兩個獨立的細胞富集系統以對稱方式排列，使得微流體晶片的細胞富集操作可被執行成同時運行兩個樣本，從而提高富集細胞的效率。根據一些實施例，微流體晶片中的細胞在被收集之前被分選，使得使用本發明的裝置及/或方法的細胞富集可具有高的目標細胞富集率。在一些實施例中，細 胞富集系統中的過濾腔室的過濾壁可具有屋頂狀結構以將分選的細胞阻擋在貫穿狹縫之前，使得由過濾壁劃分的兩個子腔室之間的流體連通可保持平滑且容易，這也有助於保持分選的細胞的形狀。
本領域的技術人員應瞭解，在不背離本發明的範圍或精神的條件下，可對所發明的實施例作出各種修改及變型。有鑒於所述，本發明旨在涵蓋多種修改及變型，只要這些修改及變型落入以上權利要求書及其等效範圍的範圍內即可。

Claims (17)

  1. 一種微流體晶片，包括第一細胞富集系統及第二細胞富集系統，其中，所述第一細胞富集系統的通道佈局與所述第二細胞富集系統的通道佈局關於與所述微流體晶片垂直的平面是對稱的，且其中所述第一細胞富集系統及所述第二細胞富集系統中的每一個包括：第一流體通道；第二流體通道；樣本通道，該樣本通道位於所述第一流體通道與所述第二流體通道之間；廢物通道；入口通道；過濾腔室，所述入口通道連接到所述過濾腔室，其中所述第一流體通道、所述第二流體通道及所述樣本通道在匯合腔室的第一側處會合，所述廢物通道及所述入口通道從所述匯合腔室的第二側分支，所述第一側與所述第二側是相對的側，且所述入口通道形成所述過濾腔室與所述匯合腔室之間的流體連通，且其中所述第一細胞富集系統的所述樣本通道具有第一內壁及第一外壁，所述第二細胞富集系統的所述樣本通道具有第二內壁及第二外壁，所述第一外壁及所述第二外壁二者均遠離所述平面，且所述第一外壁與所述第二外壁之間的距離處於10微米到1釐米範圍內；過濾壁，所述過濾壁設置在所述過濾腔室內且將所述過濾腔室分離成第一子腔室及第二子腔室，所述過濾壁包括：多個貫穿狹縫，所述多個貫穿狹縫中的每一個穿過所述過濾壁以在所述第一子腔室與所述第二子腔室之間形成流體連通，以及屋頂狀結構，該屋頂狀結構排列在所述過濾壁的與所述第一子腔室面對的一側，其中所述屋頂狀結構界定阻擋邊緣以及從所述阻擋邊緣凹進的凹槽。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的微流體晶片，其中所述第一外壁與所述第二外壁之間的所述距離處於700微米到1200微米範圍內。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的微流體晶片，更包括試劑入口及試劑通道，其中所述試劑通道分叉成第一分支及第二分支，所述第一分支與所述第一細胞富集系統的所述過濾腔室流體連通，且所述第二分支與所述第二細胞富集系統的所述過濾腔室流體連通。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的微流體晶片，其中所述試劑通道的所述第一分支及所述第二分支中的每一個包括防污染區段，有多個過濾狹縫排列於所述防污染區段中。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的微流體晶片，其中所述試劑通道分叉成所述第一分支及所述第二分支之前更包括氣泡捕獲腔室。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的微流體晶片，其中所述第一細胞富集系統及所述第二細胞富集系統中的每一個更包括廢物出口孔，所述廢物出口孔穿過所述微流體晶片的外表面且與所述廢物通道流體連通。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的微流體晶片，其中所述第一細胞富集系統及所述第二細胞富集系統中的每一個更包括從所述第二子腔室延伸出來的出口通道。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的微流體晶片，其中所述第一細胞富集系統及所述第二細胞富集系統中的每一個更包括出口孔，所述出口孔穿過所述微流體晶片的外表面且與所述出口通道流體連通。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的微流體晶片，其中所述第一細胞富集系統及所述第二細胞富集系統中的每一個更包括：樣本入口孔，該樣本入口孔穿過所述微流體晶片的外表面且與所述樣本通道流體連通；第一緩衝劑入口孔，該第一緩衝劑入口孔穿過所述微流體晶片的所述外表面且與所述第一流體通道流體連通；第二緩衝劑入口孔，該第二緩衝劑入口孔穿過所述微流體晶片的所述外表面且與所述第二流體通道流體連通；以及緩衝劑切換孔，該緩衝劑切換孔穿過所述微流體晶片的所述外表面且與所述第二緩衝劑入口孔與所述匯合腔室之間的所述第二流體通道流體連通。
  10. 一種用於富集細胞的裝置，包括：微流體晶片，包括第一細胞富集系統及第二細胞富集系統，其中所述第一細胞富集系統及所述第二細胞富集系統中的每一個包括：第一流體通道；第二流體通道；樣本通道，該樣本通道位於所述第一流體通道與所述第二流體通道之間；廢物通道；入口通道；以及過濾腔室，所述入口通道連接到所述過濾腔室，其中所述第一流體通道、所述第二流體通道及所述樣本通道在匯合腔室的第一側處會合，所述廢物通道及所述入口通道從所述匯合腔室的第二側分支，所述第一側與所述第二側是相對的側，且所述入口通道形成所述過濾腔室與所述匯合腔室之間的流體連通，兩個開關，該兩個開關分別連接到所述第一細胞富集系統的所述第二流體通道及所述第二細胞富集系統的所述第二流體通道；細胞檢測器，該細胞檢測器具有視場，其中所述細胞檢測器被配置成檢測所述第一細胞富集系統的所述樣本通道及所述第二細胞富集系統的所述樣本通道內的目標細胞；以及處理器，該處理器被配置成回應於所述細胞檢測器的檢測結果來獨立地控制所述兩個開關，其中當在所述第一細胞富集系統及所述第二細胞富集系統中的一個的所述樣本通道內檢測到所述目標細胞時，所述處理器啟動所述兩個開關中與所述第一細胞富集系統及所述第二細胞富集系統中的所述一個連接的對應的開關。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的用於富集細胞的裝置，更包括：第一緩衝劑供應源，該第一緩衝劑供應源與所述第一細胞富集系統及所述第二細胞富集系統中的每一個的所述第一流體通道流體連通；以及第二緩衝劑供應源，該第二緩衝劑供應源與所述第一細胞富集系統及所述第二細胞富集系統中的每一個的所述第二流體通道流體連通，其中所述開關中的一個連接在所述第二緩衝劑供應源與所述第一細胞富集系統的所述第二流體通道之間，且所述開關中的另一個連接在所述第二緩衝劑供應源與所述第二細胞富集系統的所述第二流體通道之間，其中所述處理器更被配置成控制所述第二緩衝劑供應源在所述第一細胞富集系統及所述第二細胞富集系統中的每一個中的所述第二流體通道中形成緩衝劑流，且所述緩衝劑流引導來自所述樣本通道的樣本流體在所述匯合腔室處進入所述廢物通道，且其中在檢測到所述目標細胞時，所述處理器啟動所述對應的開關來調整所述緩衝劑流，且經調整的所述緩衝劑流引導來自所述樣本通道的所述樣本流體在所述匯合腔室處進入所述入口通道。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的用於富集細胞的裝置，其中所述微流體晶片更包括試劑入口及試劑通道，且所述試劑通道分叉成兩個分支，所述兩個分支分別與所述第一細胞富集系統的所述過濾腔室及所述第二細胞富集系統的所述過濾腔室流體連通。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的用於富集細胞的裝置，其中所述第一細胞富集系統及所述第二細胞富集系統中的每一個更包括過濾壁，所述過濾壁設置在所述過濾腔室內且將所述過濾腔室分離成第一子腔室及第二子腔室，所述過濾壁包括：多個貫穿狹縫，所述多個貫穿狹縫中的每一個穿過所述過濾壁以在所述第一子腔室與所述第二子腔室之間形成流體連通；以及屋頂狀結構，該屋頂狀結構排列在所述過濾壁的與所述第一子腔室面對的一側，其中所述屋頂狀結構界定阻擋邊緣及從所述阻擋邊緣凹進的凹槽。
  14. 一種在微流體晶片中富集細胞的方法，所述微流體晶片包括第一細胞富集系統及第二細胞富集系統，其中，所述第一細胞富集系統及所述第二細胞富集系統中的每一個包括：第一流體通道；第二流體通道；樣本通道，該樣本通道位於所述第一流體通道與所述第二流體通道之間；廢物通道；入口通道；以及過濾腔室，所述入口通道連接到所述過濾腔室，其中所述第一流體通道、所述第二流體通道及所述樣本通道在匯合腔室的第一側處會合，所述廢物通道及所述入口通道從所述匯合腔室的第二側分支，所述第一側與所述第二側是相對的側，且所述入口通道形成所述過濾腔室與所述匯合腔室之間的流體連通，且所述方法包括：向所述第一細胞富集系統的所述第一流體通道供應第一緩衝劑流體並向所述第一細胞富集系統的所述第二流體通道供應第二緩衝劑流體；向所述第一細胞富集系統的所述樣本通道注入第一樣本流體；以及控制所述第一細胞富集系統的所述第二流體通道中的所述第二緩衝劑流體，以引導所述第一樣本流體進入所述第一細胞富集系統的所述廢物通道及所述入口通道中的一個。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的在微流體晶片中富集細胞的方法，更包括：向所述第二細胞富集系統的所述第一流體通道供應所述第一緩衝劑流體並向所述第二細胞富集系統的所述第二流體通道供應所述第二緩衝劑流體；向所述第二細胞富集系統的所述樣本通道注入第二樣本流體；以及控制所述第二細胞富集系統的所述第二流體通道中的所述第二緩衝劑流體，以引導來自所述第二細胞富集系統的所述樣本通道的所述第二樣本流體進入所述第二細胞富集系統的所述廢物通道及所述入口通道中的一個，其中所述控制所述第二細胞富集系統的所述第二流體通道中的所述第二緩衝劑流體是與所述控制所述第一細胞富集系統的所述第二流體通道中的所述第二緩衝劑流體獨立的。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的在微流體晶片中富集細胞的方法，其中所述第二細胞富集系統的所述第二流體通道中的所述第二緩衝劑流體被控制成當在所述第二細胞富集系統的所述樣本通道內檢測到目標細胞時，引導來自所述第二細胞富集系統的所述樣本通道的所述第二樣本流體進入所述第二細胞富集系統的所述入口通道。
  17. 如申請專利範圍第14項所述的在微流體晶片中富集細胞的方法，其中所述第一細胞富集系統的所述第二流體通道中的所述第二緩衝劑流體被控制成當在所述第一細胞富集系統的所述樣本通道內檢測到目標細胞時，引導來自所述第一細胞富集系統的所述樣本通道的所述第一樣本流體進入所述第一細胞富集系統的所述入口通道。
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