用于流动细胞计量的流体力学细胞导引装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于流动细胞计量或分析物富集的流体力学细胞导引的装置和方法。其中，有磁标记的分析物，尤其细胞（1），在流动中从试样中动力地富集并逐个尤其磁阻式地探测。为了细胞导引，在流动通道（100）内设置导引门槛（12），因此除了磁性富集力（10z）和流动剪力（10y）外，还通过流体力学屏障（12）在要探测的细胞（1）上作用偏转力（10X）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种用于流动细胞计量或分析物富集的流体力学细胞导引的装置和方法。其中，有磁标记的分析物，尤其细胞（1），在流动中从试样中动力地富集并逐个尤其磁阻式地探测。为了细胞导引，在流动通道（100）内设置导引门槛（12），因此除了磁性富集力（10z）和流动剪力（10y）外，还通过流体力学屏障（12）在要探测的细胞（1）上作用偏转力（10X）。【专利说明】用于流动细胞计量的流体力学细胞导引装置
本专利技术涉及流动细胞计量，尤其细胞导引装置。
技术介绍
在细胞测量和细胞探测领域内，已知光学测量方法，如散光或荧光测量，以及磁性探测方法。尤其在磁性探测方法中，为了细胞分选、细胞导引或细胞富集已知利用磁致电泳，其中借助磁性导引条带在有标记的细胞上施加磁性力，使它们能依次脱离这些导引条带，或也能对准细胞测量装置的方向。迄今借助梯度磁场促使有标记的细胞或粒子富集在基底表面上，再借助磁致电泳使细胞或要探测的粒子在基底表面上定位。为了制造这种磁致电泳富集和定位段，已知例如通过平版印刷术在基底上施加磁性条带。然而这种制造方法非常昂贵并因而不利于制造其使用方决定要大批量生产的构件。由此增大硅足迹(Footprint)而导致磁致电泳富集段的另一个缺点。为了将富集段和细胞测量装置集成在硅芯片上，与使用这种构件合乎理性的费用相比，更在乎它的尺寸大小。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，为流动细胞计量提供一种能便于制造的装置。上述技术问题通过按专利权利要求1所述的装置得以解决。在专利权利要求11中给出了一种细胞导引的方法。在专利权利要求13中给出了一种按本专利技术装置的制造方法。本专利技术有利的扩展设计是从属权利要求的技术主题。按本专利技术用于流动细胞计量的装置包括一个流动通道，一个磁性单元，磁性单元设置在流动通道的通道底部下方并设计为能产生梯度磁场，梯度磁场穿过被流动通道围绕的体积，还包括至少一个细胞测量装置，以及至少一个导引门槛，导引门槛以这样的方式设置在流动通道内，亦即能流过流动通道的细胞可以被导引门槛朝细胞测量装置的方向引导。其优点是，要探测的细胞可以在微型射流器内通过流动条件和梯度磁场按二维富集。本装置另一个优点在于，能取消磁致电泳的富集，并因而与迄今已知的富集段相比结构性成本低得多。按本专利技术一种有利的实施形式，装置包括一个流动通道，它的通道直径和通道内壁的表面性质设计为，能在流动通道内产生复合式细胞悬浮液的具有层流流动断面的流动。流动通道尤其涉及一种微型射流通道。优选地，以比较大的能保证复合溶液层流流动的通道直径工作，不会例如基于沉积而导致堵塞。通过设计具有导引门槛的通道，还保证朝细胞测量装置的方向富集，这允许取消例如在现有技术中用于分离有标记的细胞的那种Y形微型射流器。按本专利技术另一种有利的实施形式，装置包括一个磁性单元，它设计为能产生梯度磁场，通过它能使有磁标记的细胞富集在通道底部。有磁标记的细胞尤其涉及一种超顺磁性标记，例如借助超顺磁珠(Bead)。这样做的优点是，全部有磁标记的细胞可以富集在通道底部，在那里它们在层流流动中被引领到至少一个导引门槛处，从而使它们可以通过此导引门槛偏转。在这里，导引门槛具有一个大体是所要探测的那种细胞类型的细胞直径的高度。装置中的导引门槛尤其是相对于通道底部的隆凸，或由相对于通道底部的沉降构成。也就是说，当导引门槛作为隆凸伸入到通道容积内时，导引门槛例如形成缩小的通道，或者当导引门槛在通道底部内构成沉降的、可以说是沟槽的边缘时，就形成了展宽的通道。通过这些导引门槛的实施形式，可以对细胞试样施加不同的流体力学影响。在相对于通道底部为隆凸的情况下，门槛高度是隆凸的高度，在相对于通道底部是沉降的情况下，门槛高度可以说涉及通道底部内的沟槽的深度。在这里，可以说，流体在其上流动的沟槽外壁构成导引门槛。尤其是，装置包括许多导引门槛。它们以这样的方式设置在流动通道内，亦即能流过流动通道的细胞可以被导引门槛富集在通道底部的部分表面上方的流动通道的部分体积内。这样做的优点是，装置不涉及在其中分选有标记细胞的Y形微型射流器，而是可以实现将要探测的细胞富集在试样体积内部。恰当地，所述部分体积或通道底部的部分表面在流动通道中心，细胞可以从两侧出发向那里富集。然后在通道底部的部分表面内部还尤其设置细胞测量装置。细胞测量装置例如设置在通道底部内或其上。尤其是，细胞测量装置的检测区沿细胞测量装置上方的部分体积延伸。导引门槛的隆凸尤其设计为，使细胞不停顿在导引门槛之间的空隙内，以及不堵塞此空隙。因此，结构高度，亦即相对于通道底部的门槛高度，优选细胞直径的数量级，优选地略小于细胞直径。多个导引门槛的布局必须空留出通道底部足够大的部分区域，富集的细胞能在这里延续其通过流动通道的轨迹。或保证在导引门槛之间留出足够宽的通道，或在手指式结构的情况下作为替代方式保证足够错移。按本专利技术一种示例性的实施形式，导引门槛可借助例如在硅芯片上的光致抗蚀剂条带实现。为此，光致抗蚀剂门槛尤其借助平版印刷术制成。有利地，有导引门槛的富集段尤其借助压铸设计为一体式的塑料件，由此富集段不需要硅基底。这样做的优点是，可以减小硅足迹并因而也降低流动细胞计量装置的制造和构件成本。按本专利技术一项有利的扩展设计，装置的导引门槛在通道底部上延伸为，使遭受朝通道底部方向磁性力及沿流动方向流体剪力的有磁标记的细胞，只能顺一条路途经过通道底部的预定的部分表面渡过导引门槛。也就是说，导引门槛尤其在通道底部两侧安置在通道壁上，使富集在通道底部有磁标记的细胞不能沿通道壁流动。尤其是，导引门槛分别从一个通道壁，沿通道底部的两个纵向半部，一直朝大约通道中心方向延伸，在那里保证富集在通道底部的细胞沿流动方向流动。在这里，导引门槛尤其可布置为，使在其上富集的有磁标记的细胞的部分表面是一个狭窄的矩形部分表面，它按流动方向沿通道中心延伸。作为替代方式，导引门槛也可以手指状互相插入，所以在其上富集细胞的部分表面意味着是一个锯齿形或波纹形延伸的分段。尤其是，在其上富集细胞的部分表面也可以按流动方向沿流动通道的径迹收缩。按本专利技术一项有利的扩展设计，导引门槛与通道底部设计为一体。尤其是，导引门槛与通道底部设计为一个压铸件。所述设计为压铸件的实施形式其优点是，富集段不必附加地设置在细胞测量用的基底上，在大多数情况下基底恰当地是硅芯片。由此可以显著减小用于流动细胞计量的构件的所谓足迹，亦即硅基底的尺寸，这也降低了这种流动细胞计量装置的价格。此外，尤其与例如在制造磁致电泳的富集段时所使用的那种平版印刷法相比，流体力学式的富集段的所述设计制造非常简单。尤其是，导引门槛是相对于通道底部的直线状隆凸。采用直线形状，使富集在底部的细胞通过层流流动沿门槛输送，不会导致在通道底部的流动中干扰的紊流。作为替代方式，导引门槛可以沿弧线朝通道中心方向延伸。在直线形门槛定向时，它们尤其与流动方向成锐角设置。也就是说，要沿导引门槛输送的富集的细胞未被导引门槛阻拦，而是细胞的输送沿流动方向进一步延伸。有利地，具有富集段的装置包括一种组合，该组合由在单独的、例如与通道底部设计为一体的塑料通道段上的导引门槛，与借助硅芯片上的光致抗蚀剂门槛的富集段的一小部分组成，在硅芯片上还设有细胞测量装置。借助这种组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于流动细胞计量的装置，具有‑流动通道（100），‑磁性单元（20），该磁性单元设置在流动通道（100）通道底部（13）的下方并设计为能产生梯度磁场，该梯度磁场穿过被流动通道（100）围绕的体积，‑至少一个细胞测量装置（30），以及‑至少一个导引门槛（12），所述导引门槛以这样的方式设置在流动通道（100）内，亦即，能流过流动通道（100）的细胞（1）可以被导引门槛（12）朝细胞测量装置（30）的方向引导。

【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：O海登，MJ赫洛，SF泰德，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE