專利名稱：平行分類微粒的制作方法
背景技術：
細胞和其它微粒通常獲得為兩種或者多種不同類型的混合物。例如，來自病人的血液或者組織試樣可以包括很多不同的細胞類型的混合物，其掩蓋了感興趣的具體類型的細胞的存在或者特性。因此，這樣的試樣的細胞可能需要用諸如熒光激勵的細胞分類器之類的細胞分類裝置來分類，以識別、提純和/或表征試樣中的感興趣的細胞。然而，細胞分類器可能操作和維護昂貴和復雜。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于分類微粒的系統(tǒng)的示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的可以包括在圖1的系統(tǒng)中的分類器單元的示意圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于分類微粒和具體的細胞的另一種系統(tǒng)的示意圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖3的系統(tǒng)的部分示意圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括在圖4的系統(tǒng)中的基片組件的選擇的部分的底視圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施例的當分類器單元分類細胞時，包括在圖5的基片組件中的分類器單元的部分底視圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的實施例的通常沿著圖6的線7-7截取的圖6的分類器單元部分截面圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的實施例的在圖4系統(tǒng)中設置在圖5的基片組件上的歧管的底視圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖8的歧管的上部層的底視圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖8的歧管的截面圖。
具體實施例方式
設置一種包括方法和設備的系統(tǒng)來用于平行地分類微粒，諸如細胞。該系統(tǒng)可以包括具有多個平行操作的分類器單元的裝置。這些分類器單元可以從與相同的輸入容器流體連通的平行導管接收微粒。每個分類器單元可以成形為將具體的微粒分類到不同的通道(或者多個通道)。微粒和/或流體可以通過輸送機構來從輸入容器輸送，該輸送機構將微粒和/或流體平行地移動通過平行導管。該輸送機構例如可以通過在流體上施加壓力和/或通過相對于流體在微粒上選擇性地施加力來操作。平行操作的分類器的使用可以充分增加微粒分類的處理量。
圖1示出了使用多個“n”個成形為并行操作的分類器22來分類微粒的系統(tǒng)20。該系統(tǒng)可以包括任何合適數(shù)量的分類器，包括只有一個。這些分類器可以平行地設置為與在流體中保持兩種或者多種類型的諸如微粒A和B之類的微粒的輸入混合物26的輸入容器24流體連通。輸入容器和分類器之間的流體連通可以由導管網28來設置。輸入混合物的部分可以從導管網作為分離的微粒流來引導到各個分類器。每個分類器可以選擇性地可以沿著不同的通道30、32移動A和B微粒流，以便在不同的中間位置34中混合物分別濃縮為A或者B微粒。從每個分類器分類的每種類型的微?？梢越M合，如在36處所示，以便A微粒和B微粒被引導到它們各自的接收器結構38、40中。
分類器可以是用于相對于混合物中的其它類型的微粒來為微?；旌衔镏械闹辽僖环N類型的微粒濃縮微?；旌衔锏娜魏蔚难b置或者機構。分類器可以成形為從微粒/流體運動的默認通道移動一種或者多種類型的微粒到備用通道(或者多個備用通道)?；蛘?，分類器可以根據(jù)微粒的類型來從移動的默認通道移動不同類型的微粒到不同的備用通道。
分類器可以施加力到流體體積上或者其中設置微粒的流體段上，或者可以相對于流體體積選擇性地施加力到微粒上。該力可以是施加在流體體積上壓力、施加在微粒上的介電泳力、施加在流體上的電滲力等。在一些實施例中，其中，分類器可以通過例如改變由流體和微粒跟隨的通道來開啟和/或關閉閥門來分類。
分類器可以成形為同時操作，以從輸入混合物平行分類。替代地，或者此外，分類器可以串聯(lián)設置，以例如順序分類，以為具體類型的微粒提供漸進的混合物濃縮。如這里使用的濃縮可以包括相對于混合物的一種或者多種其它微粒類型的一種微粒類型的表現(xiàn)中的任何增加。例如，濃縮可以從總共微粒的較低的百分比到較高的百分比來增加具體類型的顆粒的表現(xiàn)，和/或可以從一種或者多種其它類型的微粒來大致或者完全分離具體類型的微粒。
輸入容器可以是成形為接收輸入混合物和釋放輸入混合物的一部分到分類器的任何的器皿(或者多個器皿)。這些部分的釋放可以是被動的，諸如通過總是與輸入容器流體連通的通道，或者是主動的，諸如使用操作為選擇性地釋放部分的閥。輸入容器可以是貯液器、腔、流道、注射器等。
導管網可以是任何組的通道，其提供輸入容器和分類器之間的流體連通。其中，導管網可以包括管路、形成在通常平的或者三維流道結構中或者其上的流道，和/或它們的組合。導管網可以包括一組從輸入容器延伸到分類器的平行的通道，朝著分類器增加數(shù)量或者分支的通道，或者它們的組合。例如，在本示例中，導管網28攜帶混合物24的部分平行通過單個導管42，該導管42分支為多個數(shù)量上等于分類器的數(shù)量的導管44。導管網可以由歧管限定，如下所述。
輸出容器結構可以是任何器皿或者隔室，用于從分類器接收流體和分類的微粒。典型的接收器結構可以包括微板貯液器、芯片的微觀流體隔室、試管、培養(yǎng)皿等。在一些實施例中，每個分類器可以將分類的微粒引導到例如分離接收器結構，以進行分類后處理。分類后處理可以包括細胞培養(yǎng)、細胞溶解和/或細胞的或者微粒的成分的分子分析(感測)(諸如分析核酸、蛋白質、脂質、離子、碳水化合物等)。在典型的實施例中，分類后處理可以包括細胞溶解，后面是核酸的放大。
輸入混合物可以包括任何感興趣的微粒混合物。如這里使用的，微?？梢园ㄈ魏谓M離散的小物體。例如，微?？梢允侵睆叫∮诖蠹s100微米，且可以是生物學的、合成的、自然出現(xiàn)的、有機的、無機的或者它們的組合。典型的微?？梢园毎＜毎梢允腔畹幕蛘咚赖?，固定的或者不固定的，處理的或者未處理的，培養(yǎng)的或者未培養(yǎng)的，和/或類似物。典型的細胞可以包括真核細胞和/或細菌。其它典型的微?？梢园ú《?、細胞器、囊泡、合成聚合物、珠子、攜帶生物分子的編碼的珠子、磁性微粒和/或類似物。其中，微粒混合物的典型源可以包括病人試樣(諸如，血液、組織活體檢查物、粘液、唾液、尿、精液、眼淚、汗等)，環(huán)境試樣(諸如來自水、空氣、泥土等的試樣)，和/或研究試樣。
輸入混合物可以在分類前預處理。例如，輸入混合物可以處理為制造一于組光學可區(qū)分的微粒。在一些實施例中，混合物可以用染料處理，以選擇性地標記一子組微粒。染料可以是任何光學可檢測的材料。染料可以直接結合到微粒，或者通過諸如抗體、凝血素、分子印記的聚合物、核酸、受體、配體等之類的連接的(共價的或者非共價的)特殊結合件來結合。替代地，或者此外，輸入混合物可以是已經被改變的細胞，諸如通過轉染，以表示光學可檢測的材料，諸如綠熒光蛋白質。
圖2示出了可以包括在系統(tǒng)20中的分類器單元50的例子。分類器單元50可以包括限定至少一個溝槽54的溝槽結構52。溝槽結構52可以是限定通道的任何結構，沿著該通道可以運輸微粒(和流體53)。通道可以是用于微粒/流體行進的任何預定的通道。此外，通道可以包括壁和/或微粒引導和/或流體引導表面特性，諸如鄰近的疏水和親水表面區(qū)域。該溝槽結構可以通過支撐其中設置微粒的流體來支撐微粒。如這里使用的，支撐的流體是與固體表面接觸的流體，使得防止流體落下。通過對比，未支撐的流體可以包括空氣傳播的流體微滴。在一些實施例中，溝槽結構可以是包括基片和連接到該基片的流體障礙物的基片組件，如下進一步描述的。
溝槽54可以包括入口56，微粒60、62的流58可以在該入口處接收，還包括第一和第二出口64、66，微?？梢孕羞M到這些出口。因此，溝槽54可以描述為帶分支的溝槽，因為微粒和/或流體可以沿著兩個或者多個不同的通道68、70行進通過溝槽。
分類器單元50還可以包括成形為感測每個微粒60、62的特性的傳感器72。該傳感器可以是光學傳感器，其測量每個微粒的光學(或者電磁)特性，其中，諸如發(fā)光(光致發(fā)光(例如，熒光或者磷光)、化學發(fā)光或者生物發(fā)光)、散射、吸光率、折射、反射和/或偏振?；蛘?，傳感器可以是電傳感器或者磁傳感器，其分別成形為感測微粒的電或者磁特性。
傳感器72可以具有任何合適的尺寸、形狀、位置和結構。在一些實施例中，傳感器可以比微粒的直徑長，也就是，足夠長，以在沿著溝槽的多個位置處感測微粒，例如測量微粒的速度。因此，傳感器可以是單個傳感器或者多個傳感器元件，其例如可以沿著溝槽排列。傳感器還可以具有任何合適的寬度，包括大致類似于溝槽的寬度的寬度。傳感器可以形成在溝槽的表面上或者溝槽的表面下，例如，一個或者多個光電二極管形成在基片上或者基片中，該基片限定溝槽的底部。光電二極管可以成形為選擇性地接收光。因此，它們可以涂覆有光選擇性材料，諸如選擇性地允許光的具體波長通過的過濾器層。
分類器單元50可以分別包括，和/或起多個用于移動微粒和/或流體的機構的作用，諸如非選擇性的和選擇性的運輸結構74和76。
非選擇性的傳送機構74可以是用于相對非選擇性地移動輸入微粒通過溝槽54的任何機構。該非選擇性的傳送機構可以施加類似的力到微?；旌衔镏械牟煌愋偷奈⒘Ｉ?，以便它們以類似的速度行進。或者，非選擇性的傳送機構可以施加不同的力，以便不同的微粒以不同的速度行進。然而，在任何情況下，非選擇性的傳送機構將微粒移動通過溝槽。非選擇性的傳送機構可以是連續(xù)的傳送機構。這里使用的連續(xù)的傳送機構可以是任何傳送機構，其在沒有真正中斷的情況下移動多個微粒通過溝槽。
在本示例中，非選擇性的傳送機構74將微粒60、62的流58送到和通過溝槽到默認的通道68(在不操作選擇性的傳送機構76的情況下)。如這里使用的，流是連續(xù)移動由進入溝槽產生的微粒，以及沿著溝槽移動微粒。該連續(xù)性可以是相對穩(wěn)定，或者間隙的，且可以一個接一個地將微粒引入溝槽，也就是，其中，以單行或者一次兩個或者多個以并排或者隨機陣列引入。在一些實施例中，溝槽的直徑可以足夠小，以約束微粒單行移動。
非選擇性的傳送機構由任何合適的機構操作。例如，非選擇性的傳送機構可以通過施加力到其中設置微粒的流體上來操作，以促進大量流體流且伴隨大量微粒流?；蛘?，該傳送機構可以相對于流體施加力在微粒上，以促進大量微粒流通過該流體。非選擇性的傳送機構可以通常分別在溝槽54的上游(朝著輸入混合物)或者下游(朝著接收器結構)施加正壓或者負壓到流體，以便沿著溝槽有壓降。其中，典型的非選擇性的傳送機構可以包括加壓的氣體、正排量泵(諸如注射泵)、真空和/或蠕動泵。其它典型的非選擇性傳送機構可以包括電極，其設置為例如使用行波介電泳來提供微粒的基于介電泳的運動，以沿著溝槽推進微粒的混合物。
分類器50還可以包括選擇性的傳送機構76，其與非選擇性的傳送機構74合作。該選擇性的傳送機構可以是成形為選擇性地沿著不同于混合物的其它微粒的通道來移動一種或者多種混合物微粒的子組的任何機構。
該選擇性的傳送機構可以成形為作用在混合物的單個微?；蛘呶⒘＝M上。在一些實施例中，流58的微?？梢猿浞址珠_，以便單個微粒從該流移動?；蛘撸@些微?？梢圆怀浞值胤珠_，以便兩種或者多種微?？梢砸黄鹨苿?。在任何情況下，可以出現(xiàn)混合物對于具體類型的微粒的濃縮，尤其是較少的微粒。
選擇性的傳送機構可以是脈沖激勵的，以提供選擇的微粒上的瞬時作用。如這里使用的，脈沖激勵意味著由瞬時脈沖信號或者由多個瞬時脈沖信號激勵。該瞬時信號脈沖可以根據(jù)需要產生來分類微粒，通常通過不規(guī)則的時間間隔，而不是以規(guī)則間隔出現(xiàn)的穩(wěn)定信號或者周期信號來分開。其中，典型的信號可以是電信號(諸如電流或者電壓脈沖)，或者是激勵光敏晶體管的光脈沖。
在選擇的微粒上的瞬時作用和/或激勵該傳送機構的瞬時信號脈沖可以是快速的，也就是，持續(xù)小于大約1秒鐘。在一些例子中，瞬時作用可以是壓力脈沖，根據(jù)諸如流體粘性、溝槽尺寸、溝槽幾何形狀等之類的參數(shù)，該壓力脈沖持續(xù)小于大約10毫秒或者小于大約1毫秒。
選擇性的傳送機構可以具有任何合適的最大運輸頻率。該最大運輸頻率是壓力脈沖的最大運輸頻率，其可以每秒產生，因此是每秒可以由選擇性的傳送機構移動的最大微粒數(shù)量。在一些例子中，最大頻率可以為至少大約100赫茲，或者至少大約1千赫茲。
選擇性的機構76可以成形為與非選擇性的結構74同時操作，也就是，選擇性的機構76可以從由非選擇性的傳送機構的操作產生的微粒流移動選擇的微粒62。在一些實施例中，選擇性的傳送機構可以成形為局部地施加壓力脈沖到溝槽54中的流體體積上，例如，施加到鄰近第二出口66設置的流體段或者部分78上，以沿著第二通道70引導微粒62。
典型的選擇性的傳送機構可以通過薄膜電裝置來形成，其中，諸如薄膜加熱器(例如，電阻層)和壓電元件。這樣的薄膜電裝置可以由激勵脈沖快速地激勵，以提供瞬時壓力脈沖。如這里使用的，薄膜是形成在基片上的任何膜。該薄膜可以通過任何合適的方法來形成，其中，諸如氣相沉積、濺射、基于磁控管的沉積和/或等離子增強的沉積。薄膜的單個層可以具有任何合適的厚度，或者小于大約500微米、100微米或者20微米的厚度。替代地，或者此外，單個薄膜層可以具有大于大約10nm、20nm或者50nm的厚度。
也包括這里虛線線條顯示的部分的替代的分類器單元80可以包括鄰近第一通道54設置的第二溝槽81。第二溝槽81可以包括入口82和出口84。第一和第二溝槽54、81可以流體連通，例如通過通道86連接。第二溝槽81可以通過成形為沿著第三通道92輸送另一種流體90的流的流體傳送機構88來操作，該第三通道大致平行于第一通道68。因此，從流58移動進入通道86的微?？梢约尤肓黧w流90，且通過出口84離開溝槽81。
在下面的整個圖3-10的討論中，相同的標號用于指相同的系統(tǒng)部件。這樣，為了更容易理解不同的附圖之間的關系，選擇的附圖可以包括在其它附圖的上下文中的主要或者唯一討論的系統(tǒng)部件的標號。
圖3示出了用于分類細胞或者其它微粒的系統(tǒng)110的示意性視圖。系統(tǒng)110和由本教示描述的其它分類器系統(tǒng)可以提供生物材料的環(huán)境隔離，諸如將可能危險的材料與系統(tǒng)的使用者隔離。
系統(tǒng)110可以包括分類器組件112。該分類器組件可以與系統(tǒng)控制電子設備114和包括其中的處理器電接口。分類器組件還可以通過用于發(fā)送流體的歧管120來與細胞輸入混合物116，以及可選擇的與獨立的流體源118流體接口。此外，分類器組件可以與光源122光學接口。細胞和流體可以通過諸如壓力控制器124、126之類的一個或者多個微粒/流體傳送機構來從細胞輸入混合物116和流體源118移動，這些壓力控制器可以從分類器組件112和歧管120施加負壓到下游。這些壓力控制器和光源還可以與系統(tǒng)控制電子設備接口，在128、130處顯示，以提供例如流體/微粒運輸和曝光的基于處理器的控制。因此，其中，光源122可以是恒定源或者脈沖源。
在操作中，輸入混合物116的細胞可以分別在分類以前和以后通過歧管120進入和離開分類器組件112。當細胞離開分類器組件和歧管時，它們可以表現(xiàn)濃縮的群體，諸如靶細胞132和廢細胞134。在不同的實施例中，其中，靶細胞可以再分類、培養(yǎng)和/或分子地或者細胞級別的分析。廢細胞134可以被丟棄?；蛘撸皬U”細胞可以是要被進一步處理的感興趣的另一種群體。
也術語稱為基片組件的分類器組件112可以包括與流體部分138接口的電部分136。電部分136可以包括多個薄膜裝置l40，諸如開關裝置(晶體管、二極管等)、溫度控制裝置(加熱器、冷卻器、溫度傳感器等)、變換器、傳感器等。因此，電部分136可以是具有柔性電路的電子部分。流體部分138可以限定多個分類器溝槽142，其產生分類器單元的流體方面。
圖4是系統(tǒng)110的部分示意圖。系統(tǒng)110可以包括分類器裝置150，其包括鄰近歧管120連接的分類器組件112。分類器裝置150還可以包括一個或者多個輸入容器152、154、輸出容器156、158以及壓力控制器124、126。輸入和輸出容器可以是任何合適的器皿，或者流體接收器結構。分類器裝置還可以包括系統(tǒng)控制電子設備114和光源122。或者，系統(tǒng)控制電子設備、光源、壓力控制器和/或一個或者多個容器可以從分類器裝置分離。例如，分類器裝置150可以成形為可再使用的或者一次性使用的盒，其通過電接口160電連接到控制設備162。
分類器裝置150可以在系統(tǒng)110中如下起作用。由于由壓力控制器124、126施加的負壓，細胞輸入混合物116和流體118可以被引入分類器組件112。該細胞混合物和流體可以從細胞和流體輸入容器152、154通過各自的導管164、166和歧管120進入分類器組件112。沒有任何通過分類器組件的分類，來自流體輸入容器154的流體118的部分通過歧管返回，以從導管168接收在靶容器156中。此外，輸入混合物116的部分可以從導管170接收在廢物容器158中。然而，分類器組件112的作用從混合物116移動靶細胞132，以便它們選擇性地放置在靶容器156中。
圖5示出了分類裝置150的分類器組件112的選擇的部分。該分類器組件可以包括具有多個薄膜電裝置140的基片180。分類器組件還可以包括多個分類器單元182，這里通常描繪為3×3陣列的虛線框?；梢韵薅ǘ鄠€開口，諸如供給孔184，流體和微粒可以通過這些孔到達鄰接的歧管120和/或從鄰近的歧管120通過這些孔(如圖4可見)。供給孔184可以設置成列，在185處顯示。每列185可以與第一層歧管導管對準，諸如導管186a-186e，其以虛線線條顯示，且鄰近基片的相對表面設置。參考圖7-9更詳細地描述歧管導管。與基片合作形成溝槽的流體障礙物鄰近基片設置，但是在其它地方顯示(如圖6和7可見)基片180可以具有任何合適的結構和成分。在一些實施例中，基片通?？梢允瞧降??；梢杂砂雽w形成，其中，諸如硅或者砷化鎵，或者由絕緣體形成，諸如玻璃或者陶瓷。因此，薄膜裝置可以例如通過平面控制板技術制造在半導體中和/或半導體上，或者絕緣體上?；梢蕴峁┕┙o孔184，以便歧管鄰近與薄膜裝置相對的基片表面設置?；蛘?，供給孔184可以鄰近與薄膜裝置相同的基片表面來限定在基片上。因此，設置為鄰近薄膜裝置來連接到基片的流體障礙物可以與歧管接口(如下可見)。
分類器組件可以以任何合適的結構包括任何合適數(shù)量的分類器單元。例如，分類器組件可以包括超過10個或者超過100個分類器單元。在一些實施例中，分類器單元可以以二維陣列設置，其中，其可以是直線的。
圖6示出了包括在分類器組件112中的分類器單元182，分類器單元分類細胞132、134。這里以部分截面圖顯示的流體障礙物196可以連接到基片180，以限定接收流體和/或細胞的相鄰溝槽198、200的壁。尤其是，溝槽198可以從第一歧管導管186a和通過供給孔184a接收攜帶細胞132、134的流體。細胞可以沿著溝槽行進，以在供給孔184b處離開，該供給孔184b與第四歧管導管186d連通。溝槽200可以從第二歧管導管186b和供給孔184c接收流體，在204處顯示。流體可以沿著溝槽200行進，以在孔184d處離開，該孔與第三歧管導管186c連通。
分類器單元182可以包括傳感器210和傳送機構212，其根據(jù)來自傳感器的信息選擇性地被致動。傳感器210可以設置在連接溝槽198、200的通道214的上游。傳感器可以感測通過傳感器的每個細胞的特性。如果該特性滿足預定的標準，傳送機構212可以例如根據(jù)鄰近通道214的細胞的預定的到達時間來在感測該細胞以后的合適的時間被致動。
傳送機構212可以包括薄膜電裝置216，當脈沖激勵時，該薄膜電裝置從溝槽198移動選擇的細胞。其中，電裝置216可以是薄膜加熱器，或者壓電元件。薄膜裝置可以施加橫過溝槽198的力，也就是，橫過默認通道220，細胞沿著該默認通道行進。通過使用流體二極管224，力可以從相對的通道222選擇性地朝著通道214引導。流體二極管可以是任何流體結構，其選擇性地在一個方向上限制流，例如，在本示例中從溝槽198向上?？梢赃m合的其它典型的流體二極管包括在授予Matsuda等的美國專利No.4216477中，其通過引證在此參考。
由來自傳送機構212的壓力脈沖移動的流體可以通過供給孔184e來供給，該供給孔184e與第二歧管導管186b連通，或者來自獨立的流體源。壓力脈沖可以從上部溝槽198將細胞132移動到下部溝槽200。然后，細胞可以加入溝槽200中的流體流動，以在供給孔184d處離開。
圖7示出了分類器單元182和分類器裝置150的相鄰區(qū)域的截面圖?；M件112可以鄰接歧管120，尤其是第一歧管層240，其限定第一歧管導管186a。第二歧管層242可以與基片組件分開。
基片組件112可以包括基片180，鄰近基片表面形成的薄膜層244(在基片中或者基片上)，以及連接到基片和薄膜層的流體障礙物196。薄膜層可以限定基片組件的電部分136，尤其是其薄膜電裝置140。流體障礙物196可以單一地形成，或者如本示例中所示，可以由溝槽層246和覆蓋層248形成。溝槽層可以限定溝槽198的壁250。溝槽層246可以由任何合適的材料形成，包括但不限于，負的或者正的光致抗蝕劑(諸如SU-8或者PLP)、聚酰亞胺、干膜(諸如DuPontRiston)和/或玻璃。用于構圖該溝槽層246的方法可以包括光刻、顯微機械加工、模制、沖壓、激光蝕刻和/或類似技術。覆蓋層248還可以限定溝槽198的壁。覆蓋層可以由透光材料形成，諸如玻璃或者塑料，以允許來自光源的光進入溝槽198。
圖8示出了歧管120的第一歧管層240的底視圖。歧管層240可以包括多個開口260，其延伸通過歧管層，且與歧管導管對準，諸如鄰接基片180的由第一歧管層的凹槽262限定的第一層歧管導管186a-d(如圖5可見)。因此，開口260設置為通過第一層歧管導管與供給孔184的列185(如圖5可見)流體連通。
圖9示出了歧管120的第二層242的底視圖。第二層242可以包括第二層開口270，其從形成在第二層中的凹槽272延伸通過第二層。每個凹槽272可以成形為與來自第一歧管層240的一排第一層開口260對準(如圖8可見)。第一層開口260在該視圖中以虛線線條顯示，以簡化表示。每個凹槽272可以通過鄰接第一和第二歧管層來形成第二層導管274。每個第二層導管274可以提供一排第一層開口260之間，以及基片中的多個相應列的供給孔184(如圖5可見)之間的流體連通。
圖10示出了分類器裝置150的歧管120的截面圖。流體可以從多列基片供給孔(如圖5可見)行進通過第一層導管186，然后通過第二層導管274到達管道170。
這里描述的裝置和方法可以是微觀流體裝置和方法。微觀流體裝置和方法接收、操縱和/或分析很少量流體(液體和/或氣體)的試樣。該少量由一個或者多個通道攜帶，至少其中之一可以具有在大約0.1到500微米之間，或者小于大約100微米或者50微米的截面尺寸或者深度。因此，在微觀流體裝置內的一個或者多個區(qū)域處的流體可以顯示具有最小渦流的層流，通常特征在于低雷諾數(shù)。微觀流體裝置可以具有任何合適的總流體容量。
相信，上面闡述的披露物包括本發(fā)明的多種不同的實施例。雖然這些實施例的每個以特殊形式披露，但是如這里披露和顯示的這些特殊的實施例不被認為是限制意義的，因為多種變化是可能的。這樣，該披露物的主題包括這里披露的各種元件、特征、功能和/或特性的所有新穎的和非顯而易見的組合和再組合。類似的，當權利要求書敘述“一”或者“第一”元件或者其等價物時，這樣的權利要求應該被理解為包括一個或者多個這樣的元件的組合，既不要求也不排除兩個或者多個這樣的元件。
權利要求
1.一種用于平行分類微粒(60、62)設備，其包括成形為保持第一微粒(60)和一種或者多種第二微粒(62)的混合物(116)的輸入容器(152)；成形為從輸入容器(152)平行地移動混合物(116)的部分的傳送機構(74)；以及與輸入容器(152)流體連通且成形為接收混合物(116)的部分的多個分類器單元(50)，每個分類器單元(50)成形為選擇性地從由接收在一個部分中的第一微粒(60)跟隨的通道(68)移動至少一種第二微粒(62)，如果接收在這些部分之一的話，以便至少第二微粒(62)跟隨不同的通道(70)。
2.如權利要求1所述的設備，其特征在于，還包括成形為設置輸入容器(152)與分類器單元(50)流體連通的歧管(120)，該歧管(120)限定導管網(28)，當導管網從輸入容器(152)延伸到分類器單元(50)時，該導管網產生分支。
3.如權利要求1或2所述的設備，其特征在于，該傳送機構(74)是成形為提供混合物(116)的部分連續(xù)運輸?shù)牡谝粋魉蜋C構，其中，每個分類器單元(50)包括成形為選擇性地移動至少一種第二微粒(62)的脈沖激勵的第二傳送機構(76)。
4.如權利要求1-3中的任何一項所述的設備，其特征在于，該混合物(116)設置在流體(53)中，該傳送機構(74)成形為將正壓和負壓中的至少一種施加到流體(53)。
5.如權利要求1-4中的任何一項所述的設備，其特征在于，還包括成形為保持流體(118)的流體供給容器(154)，其中，每個分類器單元(50)包括一對流體連通的相鄰的第一和第二溝槽(54、81)，第一溝槽(54)成形為從輸入容器(152)接收混合物(116)的一部分，第二溝槽(81)成形為從流體供給容器(154)接收流體(118)的一部分，該分類器單元(50)成形為選擇性地將第二微粒(62)中的至少一種，如果從輸入容器(152)接收在該部分中的話，從第一溝槽(54)移動到第二溝槽(81)。
6.如權利要求1-5中的任何一項所述的設備，其特征在于，還包括具有面的基片(180)；連接到該基片(180)的流體阻礙物(196)，以便形成多個分支的溝槽(54)，每個分支的溝槽(54)限定由第一微粒(60)跟隨的通道(68)和由至少一種第二微粒(62)跟隨的不同的通道(70)；以及包括鄰近基片(180)的表面形成的加熱器(216)或者壓電元件的薄膜電裝置(140)，該加熱器(216)或者壓電元件選擇性地操作為從由第一微粒(60)跟隨的通道(68)將至少一種第二微粒(62)移動到不同的通道(70)。
7.如權利要求6所述的設備，其特征在于，每個分支的溝槽(54)包括與分支的溝槽(54)流體連通的相鄰的溝槽(81)，其中，相鄰的溝槽(81)和分支的溝槽(54)具有不同的入口(56、82)和出口(64、84)。
8.一種分類微粒的方法，其包括從第一微粒(60)和一種或者多種第二微粒(62)的混合物(116)產生多個微粒流(58)；以及從多個流(58)的至少一個選擇性地移動第二微粒(62)。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，選擇性地移動包括致動加熱器元件(216)和壓電元件之一。
10.如權利要求8或者9所述的方法，其特征在于，該至少一個流(58)設置在流體(53)中，且在一個方向上移動，其中，選擇性地移動包括橫過該方向施加力到流體(53)。
全文摘要
一種用于平行分類微粒(60、62)設備。該設備可以包括成形為保持第一微粒(60)和一種或者多種第二微粒(62)的混合物(116)的輸入容器(152)。該設備還可以包括成形為從輸入容器(152)平行地移動混合物(116)的部分的傳送機構(74)。該設備還可以包括與輸入容器(152)流體連通的多個分類器單元(50)。該多個分類器單元(50)可以成形為接收混合物(116)的部分。此外，每個分類器單元(50)可以成形為選擇性地從由接收在一個部分中的第一微粒(60)跟隨的通道(68)移動至少一種第二微粒(62)，如果接收在這些部分之一，以便至少第二微粒(62)跟隨不同的通道(70)。
文檔編號B03C5/02GK1644250SQ20051000467
公開日2005年7月27日 申請日期2005年1月21日 優(yōu)先權日2004年1月21日
發(fā)明者D·泰沃爾, W·D·齊爾德斯, P·克里維利 申請人:惠普開發(fā)有限公司