血液分析中的微流体细胞分离制造技术

本发明专利技术涉及用于分析血液样品以定量存在的白细胞类型的方法。此外，本发明专利技术包括可用于这些方法的设备。所述方法学的一个特征是使用微流体装置将白细胞与红细胞分离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可以用来快速分析血液样品存在的不同类型的细胞的方法并涉及可以用于实施这些方法的系统。
技术介绍
人血液由3个主要类型的细胞:红细胞(RBC)、白细胞(WBC)和血小板组成。WBC以结构和功能上不同的几种形式存在并且可以划分为嗜中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞和巨噬细胞。这些细胞的异常水平与许多严重疾病如白血病、粒细胞缺乏症和AIDS相关。因此，检测特定类型WBC的水平异常的能力具有重大的诊断意义。对于AIDS，尤其如此，其中患者具有比正常个体低得多的⑶4+T淋巴细胞水平。RBC通常比WBC更小，但是以大得多的量存在(见US2007/0160503)。因此通常有利的是在试图对WBC类型的水平定量之前移除RBC。虽然可以通过离心实现RBC和WBC的粗略分离，但是这种方法在区分存在的WBC的类型方面无效。更特异的方法如流式细胞术和细胞分选法(Bauer, J.Chromatog.B, 722:55-69 (1999) ；Anderson 等人,Proc.Natl.Acad.Sc1.USA93:8508-8511 (1996) ；Moore 等人，J.Biochem.Biophys.Methods37:1-2 (1998))可以使用，但是制备用于这些方法的样品可能不适于自动化并且可能包括细胞裂解和可能干扰分析的物质的释放。专利技术简述本专利技术基于改造微流体分离法(尤其大小分离法)以分析血液样品的不同类型的细胞的水平。所述方法具有快速检验样品的白细胞水平的价值，其中所述白细胞水平提示癌症或AIDS的存在。这种方法学也可以用来监测AIDS患者以确定疾病是否正在进展。因为本项技术使用简单并且始于自动化，所以它应当在临床化学实验室中和在筛查流程方面具有价值。用于进行分析的系统在其第一方面，本专利技术涉及一种用于分析血液样品中存在的细胞类型的系统。该系统包括:a)反应室；b)能够将红细胞与白细胞分离的微流体装置；c)与所述装置处于流通连接的泵，所述泵能够驱使流体流经所述装置；d)分析仪，其与所述装置的出口处于流通连接并且能够进行已经分离的材料的光学或化学分析；和e)可以作为分析仪的部分或独立于分析仪的数据输出装置。 反应室(上文的部件“a”)与微流体装置处于流通连接并且必须具有至少一个开口或端口允许导入样品(一般地是血液样品)和试剂(一般是可检测标记的优选地与特定类型WBC结合的抗体)。如本文所用的术语“流通连接”意指必须存在允许流体从系统的一个部分(例如，反应室)流动至系统的另一个部分(例如，微流体装置)的途径。一般，此途径将由塑料或金属管路提供。微流体装置必须能够将白细胞与红细胞分离，并且下文更充分地提供对适用于此目的的装置的描述。该装置必须具有与反应室的至少一个出口端口或开口处于流通连接并且在操作期间从反应室接受血液样品的至少一个入口端口或开口。还必须存在通常位于该装置对侧上的至少一个出口端口，材料可以经其离开。优选地存在至少两个出口端口，安置其中之一以传输相对于全血样品富含WBC的流体并且安置其中之一以传输含有RBC和血小板但含有相对少的WBC的流体。这些端口或开口可以任选地包括可以由操作该装置的某个人打开或关闭的阀门。通常，反应室和微流体装置将彼此独立，但是在替代性设计中，反应室可以集成至装置本身中。必需存在从装置的入口端口或开口行至其出口端口或开口的至少一条微流体通道，并且正是在这条通道或这些通道内部进行材料的分离。如本文所用的术语“微流体通道”指具有IOnm至Imm范围内的至少一个截面尺度的流体用途径。最优选的微流体装置是基于其大小分离细胞和其他材料的那些。筛分装置(sizing device)可以通过在微流体通道内部产生空隙网络的障碍物、柱或阻挡物阵列实现分离。当流体流经通道时，随着它通过空隙网络，流体分成主要通量组分和次要流量组分。这导致主要通量组分的平均方向非平行于流场的平均方向。应当如此安排微流体通道内部的障碍物，从而当血细胞通过此装置时，白细胞总体上以一种通量组分的平均方向转运，并且红细胞总体上以另一种通量组分的平均方向转运，从而根据大小分离细胞。该分析系统必须包括用于产生驱使材料经该装置分离的力的手段。已经在本领域描述的产生这种力的任何方式可以用于此目的。因此，这个系统可以使用产生电力、电泳力、电渗力、离心力、重力、水动力、压力梯度力或毛细力的装置。最优选地，一个或多个泵将用来产生推动流体流动的水动力。泵必须与装置上的入口或出口端口处于流通连接并且必须产生推动流体经过微流体通道的足够的力。泵可以与装置上的端口或开口直接连接或它可以间接地连接。例如，泵可以与反应室连接以产生由流通连接从反应室传递至装置的力。微流体装置上的至少一个出口端口或出口(尤其为传输富含WBC的流体所安置的端口或开口)必须与分析仪上的入口端口或开口处于流通连接，所述流通连接允许分析仪接受已经由装置分离的材料用于光学或化学分析。可以使用的分析仪的类型的实例包括流式细胞仪、分光光度计、荧光检测器和放射性活度计数器。这些实例中最优选荧光检测器。一般而言，分析仪将独立于微流体装置，但是也可能集成分析仪作为装置本身的部分。优选地，微流体装置具有引向分析仪的至少一个端口或开口和引向收集器皿的第二端口或开口，所述收集器皿用于采集比WBC更小的RBC、血小板和其他材料。最后，用于分析细胞类型的系统必须具有用于打印或显示来自分析仪的结果的数据输出装置。通常，这将是显示光学或化学分析结果的计算机或打印机。数据输出装置可以独立于分析仪或作为其部分。分析方法另一个方面，本专利技术涉及一种分析血液样品以确定存在的不同细胞类型的量的方法。这种方法包括首先获得测试血液样品并且将它与一种或多种可检测标记的抗体孵育，其中所述抗体a)很大程度上不与红细胞结合和b)优选地与一种或多种靶白细胞结合。如本文所用的短语“很大程度上不与红细胞结合”意指抗体对红细胞的亲和力比其对靶白细胞(即，设计由抗体检测的WBC)的亲和力低至少1000倍。优选地，亲和力低至少10，000或100, 000倍。如本文所用的短语“优选地与一种或多种靶白细胞结合”意指抗体对一个特定类型白细胞的亲和力比其对任何其他类型的亲和力大至少100倍。例如，如果抗体设计成识别⑶4+T淋巴细胞，它将与这些细胞以比其对任何其他淋巴细胞或白细胞大至少100倍的亲和力结合。优选大于1000或10，000的差异。如本文所用的短语“可检测标记的抗体”意指抗体与可以使用标准实验室技术检测到的分子或化合物连接。例如，抗体可以与放射性同位素如125I或与荧光标签如荧光素异硫氰酸酯(FITC)连接。最优选的可检测标记物是藻红蛋白(PE)。在足以允许抗体-细胞复合物形成的条件和时间实施血液和可检测标记的抗体之间的孵育。接下来，使用微流体装置，将形成的复合物与红细胞并且与未结合的抗体分离。在一个优选实施方案中，将复合物从反应室泵送经过基于大小分离细胞的装置。这一般将导致白细胞而非红细胞和未结合的标记物在不同位置离开该装置。将分离的白细胞收集并分析以确定存在的可检测标记物的量。取决于所用标记物的类型，可以用流式细胞仪、分光光度计、放射性活度计数器、荧光检测器或其他设备进行分析。在使用如上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·海内克，
申请(专利权)人：GPB科学有限责任公司，
类型：
国别省市：