微流体装置中的细胞捕获制造方法及图纸

对生物样品中的靶细胞的捕获通过在上游微流体装置(1)的流动通道(30、60)中诱导所述生物样品的流来实现。将存在于所述生物样品中的靶细胞捕获在所述上游微流体装置(1)的细胞通道(20)中。一旦至少最小数量的靶细胞被捕获在所述细胞通道(20)中，就减小所述流动通道中的所述生物样品的所述流并且在所述上游微流体装置(1)处施加反向流，以释放所述上游微流体装置(1)的所述细胞通道(20)中捕获的所述靶细胞并且使得能够将所述靶细胞传送到下游微流体装置(100)的细胞通道(120)中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微流体装置中的细胞捕获
本专利技术总体涉及微流体装置，并且具体地说涉及在此类微流体装置中从生物样品捕获靶细胞。
技术介绍
单细胞生物学的最新发展已清楚表明，同基因细胞在相同条件下生长时在基因表达以及还有行为方面会显示出较大的差异。由此需要新的装置来对细胞到细胞的随时间变化的表型差异进行表征。为了成为培养和监测单细胞中的有效工具，此类装置需要满足某些标准。例如，应很容易对这些装置装载细胞，使得人们能够在装载之后立即监测表型特性。另外，许多不同的单独的细胞需要并行地生长以对细胞到细胞的差异进行表征，并且克服通过求平均值对单独的细胞进行表征的过程中的测量误差。所述装置应被设计成使得能够在恒定的和良好控制的生长条件下在一段较长的时间内培养细胞，以监测例如谱系相关动力学。如果所述装置使得能够改变培养条件以监测响应于新的培养基或测试剂而发生的动态变化，则这将是进一步优选的。例如，可能有利的是用不同的培养基并行地对同基因细胞进行测试，或并行地监测不同的细胞菌株对培养基变化的响应。微流体装置的期望的应用是在靶细胞已被装载在微流体装置中之后立即快速且并行地监测生物样品中的诸如细菌的靶细胞对一组抗生素或其他测试剂的表型响应。在这种应用中，能够对微流体装置直接装载生物样品以加快分析速度将是有利的。用“母机器(MotherMachine)”表示的现有技术微流体装置被公开于Wang等人，CurrentBiology2010,20:1099-1103中。母机器允许并行地监测许多不同的细胞通道中的细胞。然而，这种现有技术微流体装置具有若干缺点。例如，细胞装载是复杂的并且很难快速改变微流体装置中的培养条件。可用于分析生物样品的另外的微流体装置被展示于WO2016/007063和WO2016/007068中。Baltekin等人，PNAS2017,114(34):9170-9175公开了使用微流体装置进行的快速抗生素敏感性试验(AST)测试(FASTest)。微流体装置中的包含待分析的靶细胞的许多生物样品另外包含诸如其他细胞的污染颗粒，和/或包含与污染颗粒相比较处于比较低浓度的靶细胞。这可能会使靶细胞的分析和表征变复杂，因为污染颗粒会在细胞捕获期间战胜靶细胞并且可能会干扰分析和表征。
技术实现思路
总体目标是提供靶细胞从生物样品到微流体装置中的有效捕获。这个和其他目标通过如本文所公开的实施方案来满足。所述实施方案的一个方面涉及一种从生物样品捕获靶细胞的方法。所述方法包括在上游微流体装置的流动通道中在所述流动通道的第一端与第二端之间诱导包含靶细胞的生物样品的流。所述上游微流体装置包括衬底，所述衬底具有适于容纳所述靶细胞的细胞通道；流输入通道，所述流输入通道具有第一端和第二端；以及流输出通道，所述流输出通道与流体端口流体连接。所述细胞通道的相应的第一端与所述流输入通道流体连接，并且所述细胞通道的相应的第二端与所述流输出通道流体连接。所述细胞通道包括相应的障碍物，所述相应的障碍物被设计成阻止所述靶细胞经过所述相应的障碍物并且传递到所述流输出通道中。所述方法还包括监测所述细胞通道以检测所述细胞通道中捕获的靶细胞的存在。当至少最小数量的靶细胞被捕获在所述细胞通道中时，减小所述流动通道中的所述生物样品的所述流并且在所述上游微流体装置的所述流体端口处施加流体介质，以释放所述上游微流体装置的所述细胞通道中捕获的所述靶细胞并且使得能够将所述靶细胞传送到下游微流体装置的细胞通道中。所述下游微流体装置包括衬底，所述衬底具有适于容纳所述靶细胞的细胞通道；流输入通道，所述流输入通道具有第一端和第二端；以及流输出通道，所述流输出通道与流体端口流体连接。所述细胞通道的相应的第一端与所述流输入通道流体连接，并且所述细胞通道的相应的第二端与所述流输出通道流体连接。所述细胞通道包括相应的障碍物，所述相应的障碍物被设计成阻止所述靶细胞经过所述相应的障碍物并且传递到所述流输出通道中。所述实施方案的另一个方面涉及一种用于从生物样品捕获靶细胞的系统。所述系统包括上游微流体装置、下游微流体装置、流体连接器和流量控制器。所述上游微流体装置包括衬底，所述衬底具有适于容纳所述靶细胞的细胞通道；流输入通道，所述流输入通道具有第一端和第二端；以及流输出通道，所述流输出通道与流体端口流体连接。所述细胞通道的相应的第一端与所述流输入通道流体连接，并且所述细胞通道的相应的第二端与所述流输出通道流体连接。所述细胞通道包括相应的障碍物，所述相应的障碍物被设计成阻止所述靶细胞经过所述相应的障碍物并且传递到所述流输出通道中。所述下游微流体装置包括衬底，所述衬底具有适于容纳所述靶细胞的细胞通道；流输入通道，所述流输入通道具有第一端和第二端；以及流输出通道，所述流输出通道与流体端口流体连接。所述细胞通道的相应的第一端与所述流输入通道流体连接，并且所述细胞通道的相应的第二端与所述流输出通道流体连接。所述细胞通道包括相应的障碍物，所述相应的障碍物被设计成阻止所述靶细胞经过所述相应的障碍物并且传递到所述流输出通道中。所述流量控制器适于在所述上游微流体装置的流动通道中在所述流动通道的第一端与第二端之间诱导包含所述靶细胞的所述生物样品的流。所述流体连接器适于在至少最小数量的靶细胞被捕获在所述上游微流体装置的所述细胞通道中时将所述上游微流体装置的所述流输入通道的所述第一端和/或所述第二端与所述下游微流体装置的所述流输入通道的所述第一端和/或所述第二端互连。所述流量控制器适于在至少最小数量的靶细胞被捕获在所述上游微流体装置的所述细胞通道中时减小所述流动通道中的所述生物样品的所述流，并且在所述上游微流体装置的所述流体端口处施加流体介质，以释放所述上游微流体装置的所述细胞通道中捕获的所述靶细胞并且将所述靶细胞传送到所述下游微流体装置的所述细胞通道中。本专利技术实施方案使得能够通过将两个微流体装置互连而从生物样品有效地捕获靶细胞。所述上游微流体装置之后使得能够通过将靶细胞与可能也存在于生物样品中的污染颗粒分离来富集靶细胞。此外，可在所述生物样品流过上游微流体装置时在所述上游微流体装置中进行对所述靶细胞的培养。一旦已达到足够数量的靶细胞，就从所述上游微流体装置释放这些靶细胞并且通过反向流体流将所述靶细胞传送到所述下游微流体装置中。然后可在存在低风险的否则可能会干扰表征的污染颗粒的情况下对所述下游微流体装置中捕获的所述靶细胞进行表征。附图说明通过参考以下结合附图进行的描述可最好地理解所述实施方案以及其另外的目标和优点，在附图中：图1是根据一个实施方案的微流体装置的示意图；图2是根据一个实施方案的具有预过滤器的上游微流体装置的示意图；图3是根据另一个实施方案的具有预过滤器的上游微流体装置的示意图；图4是根据一个实施方案的包括上游微流体装置和下游微流体装置的系统的示意图；图5是根据一个实施方案的下游微流体装置的示意图；图6是根据另一个实施方案的下游微流体装置的示意图；图7示意性地示出了根据一个实施方案的利用可连接到微流体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从生物样品捕获靶细胞的方法，所述方法包括：/n在上游微流体装置(1)的流动通道(30、60)中在所述流动通道(30、60)的第一端(32、62)与第二端(34、64)之间诱导(S1)包含靶细胞的生物样品的流，所述上游微流体装置(1)包括：/n衬底(10)，所述衬底(10)具有适于容纳所述靶细胞的细胞通道(20)；/n流输入通道(30)，所述流输入通道(30)具有第一端(32)和第二端(34)；以及/n流输出通道(40)，所述流输出通道(40)与流体端口(41)流体连接，其中所述细胞通道(20)的相应的第一端(22)与所述流输入通道(30)流体连接，所述细胞通道(20)的相应的第二端(24)与所述流输出通道(40)流体连接，并且所述细胞通道(20)包括相应的障碍物(25)，所述相应的障碍物(25)被设计成阻止所述靶细胞经过所述相应的障碍物(25)并且传递到所述流输出通道(40)中；/n监测(S2)所述细胞通道(20)以检测所述细胞通道(20)中捕获的靶细胞的存在；/n当至少最小数量的靶细胞被捕获在所述细胞通道(20)中时：/n减小(S4)所述流动通道(30、60)中的所述生物样品的所述流；并且/n在所述上游微流体装置(1)的所述流体端口(41)处施加(S6)流体介质，以释放所述上游微流体装置(1)的所述细胞通道(20)中捕获的所述靶细胞并且使得能够将所述靶细胞传送到下游微流体装置(100)的细胞通道(120)中，所述下游微流体装置(100)包括：/n衬底(110)，所述衬底(110)具有适于容纳所述靶细胞的所述细胞通道(120)；/n流输入通道(130)，所述流输入通道(130)具有第一端(132)和第二端(134)；以及/n流输出通道(140)，所述流输出通道(140)与流体端口(141)流体连接，其中所述细胞通道(120)的相应的第一端(122)与所述流输入通道(130)流体连接，所述细胞通道(120)的相应的第二端(124)与所述流输出通道(140)流体连接，并且所述细胞通道(120)包括相应的障碍物(125)，所述相应的障碍物(125)被设计成阻止所述靶细胞经过所述相应的障碍物(125)并且传递到所述流输出通道(140)中。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180216 SE 1850169-21.一种从生物样品捕获靶细胞的方法，所述方法包括：
在上游微流体装置(1)的流动通道(30、60)中在所述流动通道(30、60)的第一端(32、62)与第二端(34、64)之间诱导(S1)包含靶细胞的生物样品的流，所述上游微流体装置(1)包括：
衬底(10)，所述衬底(10)具有适于容纳所述靶细胞的细胞通道(20)；
流输入通道(30)，所述流输入通道(30)具有第一端(32)和第二端(34)；以及
流输出通道(40)，所述流输出通道(40)与流体端口(41)流体连接，其中所述细胞通道(20)的相应的第一端(22)与所述流输入通道(30)流体连接，所述细胞通道(20)的相应的第二端(24)与所述流输出通道(40)流体连接，并且所述细胞通道(20)包括相应的障碍物(25)，所述相应的障碍物(25)被设计成阻止所述靶细胞经过所述相应的障碍物(25)并且传递到所述流输出通道(40)中；
监测(S2)所述细胞通道(20)以检测所述细胞通道(20)中捕获的靶细胞的存在；
当至少最小数量的靶细胞被捕获在所述细胞通道(20)中时：
减小(S4)所述流动通道(30、60)中的所述生物样品的所述流；并且
在所述上游微流体装置(1)的所述流体端口(41)处施加(S6)流体介质，以释放所述上游微流体装置(1)的所述细胞通道(20)中捕获的所述靶细胞并且使得能够将所述靶细胞传送到下游微流体装置(100)的细胞通道(120)中，所述下游微流体装置(100)包括：
衬底(110)，所述衬底(110)具有适于容纳所述靶细胞的所述细胞通道(120)；
流输入通道(130)，所述流输入通道(130)具有第一端(132)和第二端(134)；以及
流输出通道(140)，所述流输出通道(140)与流体端口(141)流体连接，其中所述细胞通道(120)的相应的第一端(122)与所述流输入通道(130)流体连接，所述细胞通道(120)的相应的第二端(124)与所述流输出通道(140)流体连接，并且所述细胞通道(120)包括相应的障碍物(125)，所述相应的障碍物(125)被设计成阻止所述靶细胞经过所述相应的障碍物(125)并且传递到所述流输出通道(140)中。


2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括将所述流输入通道(30)的所述第一端(32)和/或所述第二端(34)连接(S5)到所述下游微流体装置(100)的所述流输入通道(130)的所述第一端(132)和/或所述第二端(134)。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中减小(S4)所述流包括中断(S4)所述流动通道(30、60)中的所述生物样品的所述流。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中诱导(S1)所述流包括在所述上游微流体装置(1)的所述流输入通道(30)中在所述流输入通道(30)的所述第一端(32)与所述第二端(34)之间诱导(S1)所述生物样品的所述流。


5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述上游微流体装置(1)包括预过滤器(50)，所述预过滤器(50)包括：
过滤器通道(60)，所述过滤器通道(60)具有第一端(62)和第二端(64)；以及
预过滤器通道(70)，所述预过滤器通道(70)适于容纳所述靶细胞，其中所述预过滤器通道(70)的相应的第一端(72)与所述过滤器通道(60)流体连接，并且所述预过滤器通道(70)的相应的第二端(74)与所述流输入通道(30)流体连接；并且
诱导(S1)所述流包括在所述上游微流体装置(1)的所述过滤器通道(60)中在所述过滤器通道(60)的所述第一端(62)与所述第二端(64)之间诱导(S1)所述生物样品的所述流。


6.根据权利要求5所述的方法，其中
所述过滤器通道(60)是上游过滤器通道(60)；
所述预过滤器通道(70)是上游预过滤器通道(70)；
所述预过滤器(50)包括：
下游过滤器通道(80)；
下游预过滤器通道(90)，所述下游预过滤器通道(90)适于容纳所述靶细胞，其中所述上游预过滤器通道(70)的相应的第一端(72)与所述上游过滤器通道(60)流体连接，所述上游预过滤器通道(70)的相应的第二端(74)与所述下游过滤器通道(80)流体连接，所述下游预过滤器通道(90)的相应的第一端(92)与所述下游过滤器通道(80)流体连接，并且所述下游预过滤器通道(90)的相应的第二端(94)与所述流输入通道(30)流体连接；并且
诱导(S1)所述流包括在所述上游微流体装置(1)的所述上游过滤器通道(60)中在所述上游过滤器通道(60)的所述第一端(62)与所述第二端(64)之间诱导(S1)所述生物样品的所述流。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中诱导(S1)所述流包括在所述流动通道(30、60)的所述第一端(32、62)与所述第二端(34、64)之间来回地诱导(S1)所述生物样品的振荡流。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中诱导(S1)所述流包括在所述流动通道(30、60)的所述第一端(32、62)与所述第二端(34、64)之间并且穿过流体连接器(35)来诱导(S1)所述生物样品的循环流，所述流体连接器(35)将所述流动通道(30、60)的所述第一端(32、62)与所述第二端(34、64)互连。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中监测(S2)所述细胞通道(20)包括对所述细胞通道(20)拍摄(S2)至少一个图像。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，所述方法还包括
在所述下游微流体装置(100)中的所述流输入通道(130)的所述第一端(132)和/或所述第二端(134)处施加(S10)构成或组成测试剂的流体介质；
监测(S11)所述细胞通道(120)中的靶细胞；以及
基于对所述细胞通道(120)中的靶细胞的所述监测而确定(S12)所述靶细胞对所述测试剂的表型响应。


11.根据权利要求10所述的方法，其中
所述下游微流体装置(100)的所述衬底(110)具有适于容纳所述靶细胞的多组细胞通道(120A、120B)；
所述多个组中的每个组具有相应的流输入通道(130A、130B)，所述相应的流输入通道(130A、130B)具有与相应的第一流体端口(131A、131B)流体连接的相应的第一端(132A、132B)，以及与相应的第二流体端口(133A、133B)或共用的第二流体端口(133)流体连接的相应的第二端(134A、134B)；
所述多个组中的每个组具有与相应的第三流体端口(141A、141B)或共用的第三流体端口(141)流体连接的相应的流输出通道(140A、140B)；并且
施加(S10)所述流体介质包括在所述多个组中的第一组的第一流体端口(131A)中施加(S10)构成或组成所述测试剂的所述流体介质，并且在所述多个组中的第二组的第一流体端口(131B)中施加没有所述测试剂或者构成或组成另一种测试剂的流体介质；
监测(S11)所述靶细胞包括监测所述第一组的所述细胞通道(120A)中的靶细胞以及所述第二组的所述细胞通道(120B)中的靶细胞；并且
确定(S12)所述表型响应包括基于对所述第一组...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·巴尔特金，O·厄曼，M·洛夫马，J·逸夫，M·奥尔森，
申请(专利权)人：阿斯特瑞格诊断公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE