用于回收颗粒的微流体系统和方法技术方案

一种用于回收颗粒的微流体系统和方法；该系统包括至少一个直立腔室、至少一个出口、至少一个入口和适于移动颗粒的移动组件；将流体从入口向出口供给，以便产生基本上连续的流体流动；将设置在收集腔室中的颗粒的粒群中的指定颗粒相对于组件的其他颗粒选择性地移动到释放区域，在该释放区域中通过流体流动产生的牵引力使颗粒朝向出口移动。

【技术实现步骤摘要】
用于回收颗粒的微流体系统和方法本专利技术是国际申请号为PCT/IB2018/057312、国际申请日为2018年9月21日、进入中国国家阶段申请号为2018800618176、专利技术名称为“用于回收颗粒的微流体系统和方法”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求于2017年9月21日提交的意大利专利申请第102017000105948号的优先权，其公开内容通过引用并入。
本专利技术涉及一种用于回收颗粒的微流体系统和方法。
技术介绍
特别是参照图13和图14，在从样品中回收小尺寸的颗粒PP的领域中，已知包括入口I、出口O和移动组件M的系统，移动组件M适于使颗粒PA相对于颗粒的粒群GP中的其他颗粒PP从直立腔室SC选择性地移动到回收腔室RC。此时，从入口I开始朝向出口O供给液体，以便使颗粒PA朝向出口O移动。在颗粒PA从直立腔室SC移动到回收腔室RC的过程中，不从入口I供给液体。这种类型的系统具有各种缺点，列举了其中的以下缺点：·估计回收每个颗粒PA需要约107秒的时间。这意味着需要特别长的时间来回收不同的颗粒。例如，回收96个颗粒所需的时间约为3小时。·重复以上针对每个颗粒PA所述的过程，液体供给被连续地启动和撤销数次，这可能移动和/或损坏设置在直立腔室SC中的颗粒PP。·液体供给系统的启动和停用的连续发生使该系统承受特定的压力，这可能会导致在使用过程中造成损坏，或者必须采取其他(成本高昂且复杂的)措施以提高其强度。本专利技术的目的是提供一种用于回收颗粒的微流体系统和方法，利用该系统和方法可以至少部分地克服现有技术的缺点并且同时制造起来容易且低廉。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种用于回收颗粒的微流体系统和一种用于回收颗粒的方法，它们限定在随附的独立权利要求中，并且优选限定在直接或间接从属于独立权利要求的任何一项权利要求中。除非另有明确说明，否则本文中，以下术语具有下面指出的含义。截面的等效直径是指与该截面具有相同面积的圆的直径。微流体系统是指包括至少一个微流体通道和/或至少一个微流体腔室的系统。有利地但非必须地，微流体系统包括至少一个泵(更具体地，多个泵)、至少一个阀(更具体地，多个阀)，并且可选地包括至少一个垫圈(更具体地，多个垫圈)。特别地，微流体通道是指截面的等效直径小于0.5mm的通道。特别地，微流体腔室的高度小于0.5mm。更具体地，微流体腔室的宽度和长度大于高度(更确切地但非必须地，是高度的至少五倍)。在本文中，颗粒是指最大尺寸小于500μm(有利地小于150μm)的微粒。根据一些非限制性例子，颗粒选自：细胞、细胞碎片(特别是细胞片段)、细胞簇(例如，源自干细胞(例如神经球或乳腺球)的小细胞簇)、细菌、脂质球、微球(聚苯乙烯和/或磁性的)、由与细胞结合的微球形成的纳米球(例如，达到100nm的纳米球)复合物以及它们的组合。有利地，颗粒是细胞。根据一些非限制性实施方式，颗粒(有利地是细胞和/或细胞碎片)的最大尺寸小于60μm。根据一些特定的非限制性实施方式，颗粒是从由以下组成的组中选择的：肿瘤细胞、白细胞(WBC)、基质细胞、精子、循环肿瘤细胞(CTC)、孢子、胎儿细胞、微球(微珠)、脂质体、外泌体、上皮细胞、成红细胞、滋养层细胞及它们的组合。颗粒的尺寸可以使用带有刻度尺的显微镜或与带有刻度尺的载片(其上沉积有颗粒)一起使用的普通显微镜通过标准方式测量。在本文中，颗粒的尺寸是指颗粒的长度、宽度和厚度。表述“以基本上选择性的方式”用于识别颗粒相对于其他颗粒(通常不移动)的移动(或表示移动的其他类似术语)。特别地，被移动和/或分离的颗粒主要是一种或多种指定类型的颗粒。有利地但非必须地，基本上选择性的移动(或表示移动和/或分离的其他类似术语)涉及使具有至少90％(有利地95％)指定类型的颗粒的颗粒移动。在本文中，表述“下游”和“上游”必须参照流体流动方向(从微流体系统的入口向出口)来解释。附图说明下面参照附图描述本专利技术，附图示出了一些非限制性实施方式，其中：-图1和图2是根据本专利技术的系统在后续操作步骤中的示意图和平面图；-图3和图4是根据本专利技术的系统的另一个实施方式在后续操作步骤中的示意图和平面图；-图5是前述附图的系统的细节的照片；-图6示意性示出了图3和图4的系统内部的流动线；-图7以更多细节示意性示出了图1和图2或图3和图4的系统；-图8至图10是示出图3和图4的系统的后续操作步骤的照片；-图11是根据本专利技术的系统的另外的实施方式的示意性平面图；-图12是根据本专利技术的系统的另外的实施方式的示意性平面图；-图13和图14是现有技术的系统在后续操作步骤中的示意性平面图；-图15和图16是图1至图12中的一个或多个图中的系统的操作过程的流程图；以及-图17和图18是根据本专利技术的系统的另外的实施方式在后续操作步骤中的示意性平面图。具体实施方式在图1中，附图标记1总体上表示用于回收颗粒的微流体系统。系统1包括(至少)一个收集腔室3、(至少)一个出口4、(至少)一个入口5和(至少)一个移动组件6，该移动组件适于(选择性地)移动至少一个指定颗粒2’(相对于其他颗粒2)(至少在收集腔室3处)。收集腔室3、出口4和入口5彼此流体地连接。特别地，系统1还包括供给装置7(更具体地是泵；例如，压力泵和/或容积泵)，以将流体(更具体地是液体；甚至更具体地是缓冲液；更确切地但非必须地，是缓冲水溶液)从入口5向出口4供给以产生流体流动。更确切地但非必须地，供给装置7适于以基本上连续的方式供给流体以便产生基本上连续的流体流动。特别地，移动组件6适于在(至少)颗粒2’上施加力以便使(设置在收集腔室3中的)(至少)颗粒2的粒群8中的颗粒2’移动，直到其相对于粒群8中的其他颗粒2选择性地到达释放区域9，在该释放区域9中通过流体流动产生的牵引力使指定颗粒2’朝向出口4移动。根据一些非限制性实施方式，移动组件6适于在(至少)颗粒2’上施加选择性的力(相对于其他颗粒2)，以便使所述颗粒2’移动到释放区域9。更确切地但非必须地，移动组件6适于在(至少)颗粒2’上施加选择性的力以便相对于粒群8中的其他颗粒2选择性地移动颗粒2’。在一个或多个颗粒上的选择性的力是指在该颗粒/这些颗粒上而不是在一个或多个其他颗粒上施加的力。有利地但非必须地，移动组件6适于相对于粒群8中的其他颗粒2以独立的方式移动(至少)颗粒2’。在使用中，具有基本上连续的流体流动，因此可以节省时间，因为可以同时进行多种活动。以这种方式，系统1的不同部件和颗粒2受到较小的应力。有利地但非必须地，收集腔室3设有开口10，颗粒2’穿过该开口10朝向出口4移动。根据一些非限制性实施方式，系统1包括连接通道11，该连接通道在收集腔室3的端部处设置在收集腔室本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过微流体系统(1)回收颗粒(2’)的方法，所述微流体系统包括至少一个收集腔室(3)、至少一个出口(4)、至少一个入口(5)和移动组件(6)，该移动组件适于至少在收集腔室(3)处移动至少一个指定颗粒(2’)；收集腔室(3)、出口(4)和入口(5)以流体的方式彼此连接；/n所述方法包括供给步骤，在该供给步骤期间，将流体从入口(5)向出口(4)供给以便产生流体流动；/n所述方法的特征在于，其包括：移动步骤，该移动步骤在供给步骤期间(特别是与所述供给步骤至少部分同时)进行，并且在该移动步骤期间，在设置在收集腔室(3)中的颗粒(2)的粒群(8)中的至少一个指定颗粒(2’)上施加力，以便至少移动指定颗粒(2’)，直到其相对于粒群(8)中的其他颗粒(2)选择性地到达释放区域(9)，在该释放区域中通过流体流动产生的牵引力使指定颗粒(2’)朝向出口(4)移动；/n收集腔室(3)包括直立区域(12)，颗粒(2)的粒群(8)设置在该直立区域中并且在该直立区域中牵引力不足以充分使颗粒(2)的粒群(8)中的颗粒(2)朝向出口移动。/n

【技术特征摘要】
20170921 IT 1020170001059481.一种通过微流体系统(1)回收颗粒(2’)的方法，所述微流体系统包括至少一个收集腔室(3)、至少一个出口(4)、至少一个入口(5)和移动组件(6)，该移动组件适于至少在收集腔室(3)处移动至少一个指定颗粒(2’)；收集腔室(3)、出口(4)和入口(5)以流体的方式彼此连接；
所述方法包括供给步骤，在该供给步骤期间，将流体从入口(5)向出口(4)供给以便产生流体流动；
所述方法的特征在于，其包括：移动步骤，该移动步骤在供给步骤期间(特别是与所述供给步骤至少部分同时)进行，并且在该移动步骤期间，在设置在收集腔室(3)中的颗粒(2)的粒群(8)中的至少一个指定颗粒(2’)上施加力，以便至少移动指定颗粒(2’)，直到其相对于粒群(8)中的其他颗粒(2)选择性地到达释放区域(9)，在该释放区域中通过流体流动产生的牵引力使指定颗粒(2’)朝向出口(4)移动；
收集腔室(3)包括直立区域(12)，颗粒(2)的粒群(8)设置在该直立区域中并且在该直立区域中牵引力不足以充分使颗粒(2)的粒群(8)中的颗粒(2)朝向出口移动。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，移动步骤是通过借助于从由以下组成的组中选择的系统在指定颗粒(2’)上施加(选择性的)力来进行的：介电电泳、光学镊子、磁泳、声泳、行波、热流、电热流产生的局部流体运动、电流体力学力产生的局部流体运动及它们的组合；特别地，移动步骤是通过借助于从由以下组成的组中选择的系统在指定颗粒(2’)上施加(选择性的)力来进行的：介电电泳、光学镊子、磁泳、声泳及它们的组合。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，移动步骤是通过直接在指定颗粒(2’)上(特别地，不将力施加到将运动转移给指定颗粒(2’)的流体上)施加(选择性的)力来进行的；特别地，移动步骤是通过使颗粒(2’)相对于粒群(8)中的其他颗粒(2)以独立的方式移动来进行的。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，在释放区域(9)中，(选择性的)力小于牵引力；在供给步骤期间，将流体从入口(5)向出口(4)供给以便产生连续的流体流动。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，释放区域(9)设置在收集腔室(3)的内部。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，微流体系统(1)包括至少一个接合区域(13)，该接合区域设置在收集腔室(3)的外部并且在入口(5)与出口(4)之间以便在出口(4)和入口(5)之间建立流体连接；收集腔室(3)设有开口(10)，指定颗粒(2’)穿过该开口(10)朝向出口(4)移动；接合区域(13)在收集腔室(3)的外部设置在开口(10)的区域中。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，微流体系统(1)包括至少一个接合区域(9)，该接合区域设置在入口(5)和出口(4)之间以便在出口(4)和入口(5)之间建立流体连接；流体流动在接合区域(9)中具有第一速度，并在接合区域(9)的下游具有第二速度；所述第一速度小于所述第二速度。


8.根据权利要求1所述的方法，其中，微流体系统(1)包括连接通道(11)，该连接通道在收集腔室(3)的端部处设置在收集腔室(3)和出口(4)之间以及收集腔室(3)和入口(5)之间，以便将收集腔室(3)流体地连接至入口(5)和出口(4)；连接通道(11)的横截面小于直立区域(12)的横截面。


9.根据权利要求1所述的方法，其包括：检测步骤，在该检测步骤期间，检测指定颗粒(2’)在收集腔室(3)下游朝向出口(4)的通过；流出步骤，在该流出步骤期间，在供给步骤期间供给的至少部分流体流过出口(4)，从而形成一系列液滴(DR)；以及回收步骤，在该回收步骤期间，至少一个含有指定颗粒(2’)的指定液滴(DR)与其他液滴(DR)分开收集；指定液滴(DR)根据在检测步骤期间检测到的结果确定。


10.根据权利要求1所述的方法，其包括：流出步骤，在该流出步骤期间，在供给步骤期间供给的至少部分流体流过出口(4)，从而形成一系列液滴(DR)；控制步骤，在该控制步骤期间检测每个液滴(DR)的流出；回收步骤，在该回收步骤期间将第一滴(DR)收集在第一容器(17)中；移动步骤，在该移动步骤期间，在容器(17；17’)和出口(14)之间产生相对移动，使得根据在控制步骤期间检测到的结果，第一容器(17)和出口(4)远离彼此移动并且至少一个第二容器(17’)和出口(4)朝向彼此移动；以及另外的回收步骤，在该另外的回收步骤期间，将第二液滴(DR)收集在第二容...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹尼·梅多罗，阿累克斯·卡兰卡，
申请(专利权)人：美纳里尼硅生物系统股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT