專利名稱：：用于分離細(xì)胞的裝置及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及實(shí)驗(yàn)室裝備領(lǐng)域，該實(shí)驗(yàn)室裝備用于從患者的樣品中分離特定的細(xì)胞。
背景技術(shù)：
：從液態(tài)樣品中分離特定組分不僅對于研究的目的而言越來越重要，對于臨床實(shí)驗(yàn)室中的診斷也越來越重要。對于臨床應(yīng)用而言，尤其需要這樣的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以以快速而可靠的方式確定來自患者的樣品中是否存在特定的組分，從而使臨床醫(yī)生作出診斷并確定患者的進(jìn)一步療法。在研究型實(shí)驗(yàn)室中也需要這樣的系統(tǒng)。例如，循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTCs)在癌癥患者的外周血中非常罕見，在患有轉(zhuǎn)移癌的癌癥患者的血液中，少至每IO9個(gè)血細(xì)胞中才有一個(gè)循環(huán)腫瘤細(xì)胞。已顯示這些細(xì)胞的數(shù)量與疾病進(jìn)展相互關(guān)聯(lián)，并代表了對用于癌轉(zhuǎn)移分析的侵入性活組織檢查的潛在替代方式?，F(xiàn)在已開發(fā)出了數(shù)種用于從癌癥患者血液樣品中分離循環(huán)腫瘤細(xì)胞的技術(shù)，如密度梯度離心、免疫磁性法(MACS)、鐵磁流體法(Cellkarch)和通過聚合物膜進(jìn)行的細(xì)胞過濾。然而，這些方法或者需要持續(xù)很久的處理時(shí)間(>30min)，或者提取效率有限。另外，利用特異性針對上皮抗原(EpCAM，細(xì)胞角蛋白)的綴合抗體的方法會得到假陽性結(jié)果。因此，需要開發(fā)出用于從患者樣品中分離特定組分的系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容第一方面，本發(fā)明涉及從樣品中分離規(guī)定尺寸的細(xì)胞的裝置。該裝置包含下述組件或由下述組件組成具有入口的入口模塊、具有出口的出口模塊、具有通孔并置于所述入口模塊和所述出口模塊間的中間模塊以及具有微孔的、用于截留規(guī)定尺寸的細(xì)胞的微篩。該裝置的組件可經(jīng)過設(shè)計(jì)，使得所述入口模塊、所述中間模塊和所述出口模塊可移除地相互連接，且該連接為流體連接(fluidlyconnected)。此外，所述微篩可置于所述中間模塊和所述出口模塊之間。所述出口模塊可適于在其出口處施加負(fù)壓。由貫穿微篩的微篩的各孔形成的通道(channel)的長度至少為50μm(或換言之，所述孔的長度為大約至少50μm)。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述長度在約150μm-約250μm之間。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述入口模塊可包含置于所述入口模塊的入口的相對側(cè)的突出部，其中，該突出部為所述入口的延伸，當(dāng)處于組裝狀態(tài)時(shí)，所述突出部適于接觸所述中間模塊的通孔周圍的中間模塊的表面。在一個(gè)實(shí)施方式中，該中間模塊的形狀可以為圓錐體形狀。可將中間模塊的通孔置于所述圓錐體的底部。具有通孔的圓錐體尖端可朝向微篩。在另外的實(shí)施方式中，所述中間層可限定微篩上的過濾區(qū)(filteringarea)0所述中間層的通孔的尺寸限定所述過濾區(qū)的尺寸。在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述出口模塊可包含具有凹部的頂面，所述凹部置于頂面內(nèi)。所述凹部的尺寸可適于容納(holding)微篩。此外，所述出口模塊的出口可置于凹部的底部，如置于凹部的中心。在另一個(gè)實(shí)施方式中，可將所述出口模塊的凹部中的出口位于與所述中間層的開口相對的位置。在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述出口模塊可包含具有孔口的側(cè)壁。該孔口位于凹部外部，所述孔口與施加負(fù)壓的裝置是可連接的(connectable)。在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述出口模塊的側(cè)壁可適于與容器是可連接的。另一方面，本發(fā)明涉及從樣品中分離規(guī)定尺寸的細(xì)胞的裝置。該裝置包含下述組件或由下述組件組成具有入口的入口模塊、具有出口的出口模塊、具有通孔的中間模塊?？蓪⑺鲋虚g模塊置于所述入口模塊和所述出口模塊之間。該裝置可進(jìn)一步包含具有微孔的、用于截留規(guī)定尺寸的細(xì)胞的微篩?？蓪⒃撐⒑Y置于所述入口模塊和所述中間模塊之間。另外，所述入口模塊、出口模塊和中間模塊可移除地相互連接，且該連接為流體連接。由貫穿微篩的微篩的各孔形成的通道的長度至少為50μm(或換言之，所述孔的長度為大約至少50μπι)。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述長度在約150μm-約250μm之間。在一個(gè)實(shí)施方式中，該裝置可包含含有通孔的墊片?？蓪⒃搲|片置于所述微篩和所述入口模塊之間。該墊片可限定微篩上的過濾區(qū)。墊片的通孔的尺寸可限定所述過濾區(qū)的尺寸。所述中間模塊可包含用于容納微篩的凹部。另外，可設(shè)定該凹部的尺寸以容納微篩和墊片。本文所述的裝置中的過濾區(qū)的最大直徑可為約0.5-20mm之間、或約2_5mm之間。本文所述的任意裝置中使用的微篩的厚度可為約50μm-約1000μm之間、或?yàn)榧s150μm0微篩的最大水平延展可為約Imm-約3cm之間、或?yàn)榧s1.5cm。另外，微孔可以以均一或非均一的式樣(pattern)相互隔開。在另一個(gè)實(shí)施方式中，各微孔的直徑為約2μm-約20μm之間、或?yàn)榧s10μm。根據(jù)從液態(tài)樣品中待分離的細(xì)胞，各微孔的直徑適于待分離細(xì)胞的尺寸。在另一個(gè)實(shí)施方式中，從一個(gè)微孔的中心到另一個(gè)微孔的中心的最大距離為約2μπι-約100μm之間、或?yàn)榧s12μm。在又一個(gè)實(shí)施方式中，本文所涉及的裝置進(jìn)一步包含置于模塊間的接觸區(qū)的定位器(positioners)，當(dāng)組裝模塊時(shí)，所述定位器固定各模塊間的相對位置。另一方面，本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包含本文所述的細(xì)胞分離裝置；用于收集廢物的、連接至該裝置的出口模塊的容器；和用于施加負(fù)壓的設(shè)備?？蓪⒃撚糜谑┘迂?fù)壓的設(shè)備連接至該裝置的孔口，所述孔口適于與該用于施加負(fù)壓的設(shè)備是可連接的。該系統(tǒng)可進(jìn)一步包含用于容納液態(tài)樣品的液體源(liquidsource)，其中，所述液體源流體連接至該裝置的入口。又一方面，本發(fā)明涉及從液態(tài)樣品中分離規(guī)定尺寸的細(xì)胞的方法。本方法可包括通過本文所述的一個(gè)裝置的入口過濾可能含有待分離細(xì)胞的液態(tài)樣品。在另一個(gè)實(shí)施方式中，該方法進(jìn)一步包括從微篩移除分離的細(xì)胞。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述液態(tài)樣品為血液樣品，如全血樣品。在另一個(gè)實(shí)施方式中，待測細(xì)胞為循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTCs)。另一方面，本發(fā)明涉及本文所述的裝置用于過濾血液的用途，例如從血液(如全血液態(tài)樣品)中分離循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTCs)。當(dāng)與非限制性實(shí)施例和附圖結(jié)合考慮時(shí)，參照詳細(xì)的描述，將更好地理解本發(fā)明。附圖中圖I(A)到(C)顯示了如本發(fā)明第一方面的細(xì)胞分離裝置的組件。圖2顯示了本文所述的細(xì)胞分離裝置的入口模塊1的技術(shù)圖紙和示意圖。圖2中的尺寸以毫米(mm)計(jì)。圖3顯示了本文所述的細(xì)胞分離裝置的中間模塊2的技術(shù)圖紙和示意圖。圖3中的尺寸以毫米(mm)計(jì)。圖4顯示了本文所述的細(xì)胞分離裝置的出口模塊3的技術(shù)圖紙和示意圖。圖4中的尺寸以毫米(mm)計(jì)。圖5㈧到⑶顯示了另一種包含入口模塊4、墊片5、微篩6、中間模塊7和出口模塊8的細(xì)胞分離裝置的組件。圖6(a)到(c)顯示了SEM圖(a)具有均一的孔結(jié)構(gòu)的硅微篩過濾器；(b)具有平滑的垂直通孔的硅微篩的橫截面；(c)捕獲了IfepG2(肝細(xì)胞癌)細(xì)胞的、商購的玻璃毛細(xì)管陣列過濾器。該過濾器的孔尺寸為10μm，孔距為12μm。圖7(a)顯示了用于流速測定的實(shí)驗(yàn)配置。(b)利用具有2_5mm的不同過濾區(qū)61直徑的微篩6，得到的流速相對于濾過時(shí)間(以秒計(jì))的圖。墊片5的開口限定過濾區(qū)61。同時(shí)繪制了用摻入IO4個(gè)H印G2細(xì)胞的、未稀釋的兔全血(5ml)測定的流速以用作參照。插圖顯示了起始階段(<15s)的流速譜。箭頭示出全血接觸微篩膜的時(shí)間點(diǎn)。圖8顯示了闡釋摻入Iml兔全血樣品中的H印G2(10、50和100個(gè)細(xì)胞)的回收率的圖。平均回收率>90%。圖9顯示了玻璃毛細(xì)管微篩膜上，對摻入的!fepG2腫瘤細(xì)胞的捕獲(a)明場圖像；(b)!fepG2細(xì)胞的熒光圖像(亮點(diǎn))；(c)用DAPI對細(xì)胞核染色后的熒光圖像(亮點(diǎn))；(d)合并的熒光圖像，該圖像顯示出!fepG2的邊界和孔陣列(背景的蜂窩狀結(jié)構(gòu))。圖10顯示了另一個(gè)闡釋稀釋在IX磷酸鹽緩沖生理鹽水中的IfepG2(5到200個(gè)細(xì)胞/ml)的回收率的圖。平均回收率>94%。圖11顯示了另一個(gè)患有肺癌的大鼠的濾過的全血樣品的熒光圖像(A)用DAPI染色的循環(huán)腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞核(圖中的可見亮點(diǎn))；(B)合并的明場圖像和熒光圖像，該圖像示出循環(huán)腫瘤細(xì)胞的邊界(明亮的六邊形)和孔陣列(背景的蜂窩狀結(jié)構(gòu))。圖12闡釋了分離細(xì)胞的操作原理，如利用包含于本文所述的細(xì)胞分離裝置中的微篩，對循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTCs)進(jìn)行富集。圖13顯示了包括本文所述的細(xì)胞分離裝置的不同用途。圖14闡釋了本文所述的細(xì)胞分離裝置中所用的微篩的制造工藝。具體實(shí)施例方式第一方面，本發(fā)明涉及從樣品中分離規(guī)定尺寸的細(xì)胞的裝置。該裝置包含下述組件或由下述組件組成具有入口14的入口模塊1；具有出口35的出口模塊3；具有通孔21的中間模塊2，所述中間模塊2置于入口模塊1和出口模塊3之間；以及具有微孔的、用于截留規(guī)定尺寸的細(xì)胞的微篩6。該裝置的組件可經(jīng)過設(shè)計(jì)，使得入口模塊1、中間模塊2和出口模塊3可移除地相互連接，且該連接為流體連接。此外，可將微篩6置于中間模塊2和出口模塊3之間。出口模塊3可適于在其出口施加負(fù)壓。由貫穿微篩的微篩的各孔形成的通道長度604至少為50μm(或換言之，所述孔的長度為大約至少50μm)。這些通道的特定長度提供了類似于體內(nèi)小動脈中的血液流動條件的流體流動條件。例如，在圖1-圖4中闡釋了該裝置的示例的實(shí)施方式。在圖1-圖4中具體顯示的細(xì)胞分離裝置包含入口模塊1、中間模塊2及出口模塊3。這三個(gè)不同的模塊可以相互連接，以使得流體能夠沿貫穿該細(xì)胞分離裝置的自入口模塊1至出口模塊3的垂直直線流動。避免了轉(zhuǎn)向和水平流動從而降低了流阻。因此，當(dāng)處于組裝狀態(tài)時(shí)，不同模塊1、2和3的開口11、21和35沿貫穿細(xì)胞分離裝置的縱軸排列。因此，液態(tài)樣品經(jīng)入口模塊1的入口14的開口11流入中間模塊2中。該液體從中間模塊2經(jīng)中間模塊2的開口21流過微篩6(圖1-圖4中未示出)。液體經(jīng)微篩過濾后，過濾后的液體通過出口模塊3的出口35流出細(xì)胞分離裝置。為進(jìn)一步提高通過圖1-圖4中所示的細(xì)胞分離裝置的流速，入口模塊1可包含突出部13，該突出部為入口14的延伸，并緊靠(abut)中間模塊2的通孔21周圍的中間模塊2的表面。該突出部或者緊靠在通孔21周圍的表面上，或者距離該表面很近(即在開口21周圍的中間模塊的表面上方約0.5-1.5mm)。該突出部避免了從入口模塊1流向中間模塊2的液態(tài)樣品擴(kuò)散開。該突出部13的開口11的內(nèi)徑可以為約I-IOmm之間、或約2_6mm之間。為進(jìn)一步避免液態(tài)樣品擴(kuò)散開，細(xì)胞分離裝置的中間模塊2也可包含具有通孔21的圓錐體狀物或漏斗狀物22，該通孔21形成所述圓錐體或漏斗的中心點(diǎn)。圓錐體樣形狀是指這樣的形狀中間模塊的表面形成斜面，該斜面從中間模塊2的圓錐體的較高的外沿開始延伸至較低的中心點(diǎn)。中間模塊2的表面以至少5°、或約5°-20°之間的角度向包含通孔21的圓錐體的中心尖端傾斜。這意味著，對于突出部13的尺寸，突出部13的高度具有足夠的長度以使突出部的末端緊靠在或幾乎緊靠在通孔21周圍的圓錐體表面上。利用具有圓錐體的中間模塊2，也避免了流過該裝置的液體擴(kuò)散開。即使液體擴(kuò)散開，它也會通過重力和/或施加于該裝置的真空吸力而被吸向中間模塊2的中心點(diǎn)。中間模塊的圓錐體形狀可進(jìn)一步使操作者在移去入口模塊后，能夠?qū)⒃撗b置放置于光學(xué)顯微鏡下?？烧{(diào)整該扁平的圓錐體，使其與顯微鏡的物鏡形狀相配，以便更靠近過濾后載有分離的細(xì)胞的微篩，從而對那些細(xì)胞成像。直接將該微篩置于中間模塊2的通孔21的下方?？蓪⑽⒑Y6置于中間模塊2和出口模塊3之間?？芍苯訉⑽⒑Y6置于出口模塊3的表面或置于適于容納該微篩的凹部31內(nèi)。因此，凹部31的深度和最大深度適于裝入微篩。此外，凹部31甚至可以更深，S卩比微篩的最大高度深，以使具有圓錐體22的中間模塊2緊密裝配至出口模塊3上。如圖3中所示，由于圓錐體22的存在，中間模塊2可包含向出口模塊3突出的延伸部M。該延伸部或突出部M也可被容納在出口模塊3的凹部31中。因此，出口模塊3的凹部31能夠適于容納微篩6和中間模塊的延伸部M。如下文將詳細(xì)描述的，微篩可包含有序排列的微孔陣列。所述微孔可覆蓋整個(gè)微篩或僅覆蓋其一部分。中間模塊的通孔21的尺寸限定有效的過濾區(qū)61。因此，具有圓錐體形狀和位于該圓錐體底部的中心開口的中間模塊2也用于限定微篩表面的過濾區(qū)61。為避免液體在通過中間模塊2的通孔21后擴(kuò)散到整個(gè)微篩，具有通孔21的圓錐體22的尖端可緊靠在或幾乎緊靠在微篩的表面上以限定過濾區(qū)61。因此，過濾區(qū)通過通孔21的尺寸自我限定，而與微篩的尺寸無關(guān)。在一個(gè)實(shí)施方式中，通孔的最大尺寸為約0.5-10mm之間。在另一個(gè)實(shí)施方式中，通孔的最大尺寸為約l_5mm之間。中間模塊2的圓錐體22的直徑可為約10-40mm之間，但是也可根據(jù)中間模塊的總尺寸超出該范圍。微篩6的通孔21可為任意形狀。在一個(gè)實(shí)例中，該形狀為正方形或矩形。在另一個(gè)實(shí)施方式中，該通孔的形狀為橢圓形或圓形。不考慮通孔的形狀，通孔21的尺寸能夠覆蓋約I_100mm2之間、或約10_50mm2之間、或約748mm2之間的面積。在一個(gè)實(shí)施方式中，通孔21的尺寸為約20mm2。也可根據(jù)所用的液態(tài)樣品的體積來調(diào)整過濾區(qū)61的尺寸?？蓪⒊隹谀K的出口置于凹部的中心內(nèi)或偏離凹部的中心。如圖4中所示，將出口35置于凹部的中心，所述凹部的中心位于由中間模塊的通孔21限定的過濾區(qū)61的正下方。出口模塊可進(jìn)一步包含孔口32，所述孔口32與在出口模塊的出口35施加負(fù)壓(即真空)的裝置是可連接的。向出口模塊3施加真空，提供了通過細(xì)胞分離裝置更快地過濾液態(tài)樣品的驅(qū)動力?？蓪⒖卓诨蜻B接頭32置于出口模塊的側(cè)壁。可以分別調(diào)整模塊1、2和3的形狀。只要它們能夠相互連接以使液態(tài)樣品貫穿所述細(xì)胞分離裝置流動，它們就可以具有相同的形式或不同的形式。因此，模塊1、2和3是相互流體連接的。如圖1-圖4中所示，模塊1、2和3的外部形狀為圓形。該形狀也可為正方形樣或矩形。細(xì)胞分離裝置的各模塊1、2和3的形狀或至少出口模塊3的形狀可適于連接至容器，流過該裝置的液體被收集在該容器中。因此，出口模塊可包含延伸側(cè)壁33，所述延伸側(cè)壁適于與容器是可連接的。例如，所述側(cè)壁的內(nèi)部可包含螺紋，該螺紋可使細(xì)胞分離裝置擰緊至容器(如燒瓶或離心管(參見例如圖13))。它也可包含替代螺紋的卡扣連接，這將使細(xì)胞分離裝置能夠裝配至具有略微不同的開口尺寸的容器上。細(xì)胞分離裝置的模塊1、2和3可通過連接頭201、202和203(從細(xì)胞分離裝置的模塊1、2和3的側(cè)壁突出)相互連接。可將連接頭201、202和203置于各個(gè)模塊1、2和3的相對側(cè)并設(shè)置開口205、206和207用以嵌入現(xiàn)有技術(shù)中已知的固定工具，如螺釘。除了利用用于固定工具的開口外，模塊1、2和3也可利用卡扣連接頭卡住各自下方的模塊而相互連接。為確保不漏水的密封，模塊1、2和3可進(jìn)一步設(shè)置有圍繞模塊1、2和3外周的溝槽(trench)(例如，12和2。當(dāng)組裝模塊1、2和3時(shí)，可將防水隔離材料裝入這些溝槽中以提供不漏水的閉合。這種隔離材料可以是任意可用材料，如聚合物0型圈或密封圈。圖5示出了細(xì)胞分離裝置的另一個(gè)實(shí)施方式。圖5中所示的細(xì)胞分離裝置包含具有入口41的入口模塊4、具有出口36的出口模塊8和具有通孔71的中間模塊7?？蓪⒅虚g模塊7置于入口模塊4和出口模塊8之間。該裝置可進(jìn)一步包含具有微孔的、用于截留規(guī)定尺寸的細(xì)胞的微篩6?？蓪⑽⒑Y6置于入口模塊4和中間模塊7之間。此外，入口模塊4、出口模塊8和中間模塊7可移除地相互連接，且該連接為流體連接。不同于圖1-圖4中所示的實(shí)施方式，微篩6被置于入口模塊4和中間模塊7之間?？赏ㄟ^置于入口模塊4和微篩6之間的墊片對過濾區(qū)61進(jìn)行限定。在圖5所示的細(xì)胞分離裝置中不含墊片的情況下，通過接觸微篩61的入口41的開口42，對過濾區(qū)61進(jìn)行限定。入口41可具有圓錐體形狀，這使得朝向微篩的入口的開口尺寸可以不同。在圓形開口的情況下，這意味著入口41的可連接至液體源的第一開口比入口41的朝向微篩的第二開口的直徑要大，或反之亦然。那么，圓形第二開口的直徑將限定微篩表面的過濾區(qū)61的尺寸。入口模塊4也可包含類似于圖1-圖4中所示的裝置的入口模塊1的突出部13。在這種情況下，朝向微篩的突出部的開口將限定微篩6上的過濾區(qū)。如上所述，微篩中包含的微孔可超出過濾區(qū)，在一個(gè)實(shí)施方式中，微篩中包含的微孔延伸至微篩6的大約全部尺寸。墊片5可具有與入口模塊和/或中間模塊的尺寸和形狀相同的尺寸和形狀。在另一個(gè)實(shí)施方式中，墊片5可具有與微篩61的尺寸和形狀相同的尺寸和形狀。只要墊片5設(shè)置有限定微篩6表面上的過濾區(qū)61的開口51，墊片5的尺寸也可比微篩的尺寸小。所述墊片可以為密封圈，并可由現(xiàn)有技術(shù)中已知的柔韌的聚合物材料制成。因此，所述墊片不僅限定了過濾區(qū)，還提供了液體的密封。參照圖5，所述細(xì)胞分離裝置包含入口模塊4，該入口模塊4可以是已經(jīng)用于描述圖1-圖4中所示的實(shí)施方式中的入口模塊1的任意形狀或形式。入口41可朝著入口模塊的可連接至液體源的一側(cè)延伸為連接頭。圖5中所示的細(xì)胞分離裝置可進(jìn)一步包含如剛剛所述的墊片5和微篩6。還可進(jìn)一步包含一側(cè)與微篩6接觸并且另一側(cè)與出口模塊8接觸的中間模塊7。所有的模塊和組件，例如墊片和微篩，均以可移除的方式相互連接，換言之，它們相互之間可容易地分離，以用于裝置的組裝和拆卸。然而，如果愿意，可通過制造由單個(gè)部件制成的裝置、或者通過制造后來被固定(如粘合)在一起的兩個(gè)或三個(gè)不同的部件制成的裝置，將本文所述的細(xì)胞分離裝置的部分或所有模塊和組件永久地相互固定。如果以圖5所示的可移除的方式相互連接，模塊可包含開口301、302和303以用于嵌入固定工具，如螺釘或銷釘。對于圖1-圖4中所示的裝置，那些開口也可形成為附加在模塊4、7和8外緣的連接頭的一部分。可選地，通過整合(integrate)到模塊自身中的開口301將組件連接在一起的方法也可用在圖1-圖4所示的實(shí)施方式中。本文所述的細(xì)胞分離裝置可進(jìn)一步包含定位器，該定位器確保了在組裝狀態(tài)中模塊4、7和8相對于彼此的規(guī)定取向。因此，模塊可包含接收口400和402，用于接收裝配至接收口400和402的定位器401和403。只要能以特定取向?qū)⑷肟谀K4、出口模塊8和中間模塊7連接在一起，所述定位器可以為任意形狀。在一個(gè)實(shí)施方式中，定位器401和403是圓頂形狀，同時(shí)，接收口400和402具有相應(yīng)的形狀，以接收圓頂形狀的定位器401和403。這些定位器還被設(shè)計(jì)成用于中間模塊7在顯微鏡載物臺上的自導(dǎo)引(self-guiding)，以用于進(jìn)行一致的成像和檢測。由此，中間模塊7的定位器可確保中間模塊7總是以相同的方式定位在檢測裝置(如顯微鏡)下，以確?？偸菍ο嗤念A(yù)設(shè)區(qū)域成像?？蓪⒍ㄎ黄髦糜谌肟谀K4的外周、出口模塊8的外周和中間模塊7的外周。此外，如圖1-圖4所示的實(shí)施方式中的出口模塊3，圖5中所示的實(shí)施方式中的中間模塊7可包含凹部72，該凹部適于僅容納微篩6、或者同時(shí)容納微篩6和任選的墊片5。凹部72的特征與圖1-圖4中所示的裝置的出口模塊3中的凹部31的特征一樣。凹部72包含通孔71，已通過微篩的過濾后的樣品通過該孔流向出口模塊8的出口36?？赏ㄟ^出口模塊的孔口81施加于出口模塊的出口的負(fù)壓或吸力驅(qū)動液態(tài)樣品通過細(xì)胞分離裝置。通孔61可具有與過濾區(qū)61相同的尺寸、或者在尺寸上可以更大并超出過濾區(qū)61的尺寸。所述通孔可與入口模塊的開口、墊片(如果有)的開口和微篩的過濾區(qū)61的開口成直線定位，或可被置于中間模塊7的表面的其它任何地方。如果有凹部的話，可將通孔置于凹部71限制的區(qū)域中的某處，或如圖5所示，可將通孔置于凹部72的中心。如果液體不得不流過角落，或不得不沿著水平面而不是直的垂直路徑通過一定距離時(shí)，將產(chǎn)生流阻，而中心位置確保了較低的流阻?？蓮膱D5中所示的細(xì)胞分離裝置中移出中間模塊7，并將其放置在顯微鏡下用于對微篩6分離的細(xì)胞進(jìn)行成像。對于這一目的，微篩6和墊片5(如果有)都不需要移出?？梢越柚@微鏡通過墊片5的開口51分析位于微篩6表面上(未通過微篩6的孔)的細(xì)胞。與圖1-圖4中所示的實(shí)施方式不同，只需要將中間模塊移出并放置在顯微鏡下。為了顯微鏡分析，中間模塊7的厚度被選定為足夠薄，以便容易地置于顯微鏡的位于物鏡正下方的載物臺上。出口模塊8可包含突出部(未在圖5中示出)，該突出部朝向中間模塊7，是出口36的延伸。因此，設(shè)定該突出部的尺寸以裝配入中間模塊的通孔。該突出部將緊靠在通孔71的壁上，可確保從中間模塊7流到出口模塊8的流體不會在中間模塊7與出口模塊8之間的接觸區(qū)中擴(kuò)散。出口模塊8的出口36可延伸通過出口模塊的整個(gè)主體，但是也可通向構(gòu)成出口模塊的一部分的空腔37?？涨?7可包含出口模塊的孔口81。該空腔可具有任何形狀。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述空腔37適于提供空間以將出口模塊8裝配至容器，該容器與出口模塊8是可連接的(如圖13中示例的燒瓶)。圖1所示的裝置的實(shí)施方式中也可包含這樣的空腔38。這樣的空腔可包含用于使本文涉及的細(xì)胞分離裝置裝配至容器的螺紋或現(xiàn)有技術(shù)中已知的其他工具。類似于圖1-圖4中所示的細(xì)胞分離裝置，圖5中所示的細(xì)胞分離裝置也可包含溝槽和圍繞模塊4、7和8外周的隔離材料。當(dāng)組裝模塊4、7和8時(shí)，可將防水隔離材料裝入到那些溝槽中以提供不漏水的閉合。聚合物材料制成的0型密封圈可被用作隔離材料。在本文所述的裝置中，可以整合多個(gè)中間模塊2和中間模塊7以及多個(gè)微篩6，使得不同尺寸的細(xì)胞以及除細(xì)胞外可能包含在液態(tài)樣品中的其他組分能夠相互分離。例如，就圖5中所示的分離裝置而言，可以將兩個(gè)、三個(gè)或甚至更多個(gè)中間模塊7互相堆疊，每個(gè)中間模塊都帶有微篩6，所述微篩6具有適合從液態(tài)樣品中過濾出特定尺寸的細(xì)胞或組分的孔尺寸。在使用多個(gè)微篩的情況下，第一微篩含有最大的孔尺寸，同時(shí)，孔尺寸隨著接下來的每個(gè)帶有微篩的中間模塊而縮小。對于圖1-圖4中所示的實(shí)施方式而言，可能需要包含額外的中間模塊2和出口模塊3。為了使該裝置的整體尺寸最小化，可以提供具有孔口32和側(cè)壁33的額外的出口模塊。同樣地，該出口模塊的出口35可延伸入類似于入口模塊的突出部13的突出部中，以緊靠在或幾乎緊靠在接下來的中間模塊的開口21周圍的表面。通常，中間模塊2和中間模塊7可具有約l_5mm之間的厚度，因此比入口模塊1和入口模塊4及出口模塊3和出口模塊8的厚度要明顯的薄。用于細(xì)胞分離的裝置的不同組件的尺寸可自由的適應(yīng)于必需的應(yīng)用，換言之，沒有特定的限制。在一個(gè)實(shí)施方式中，入口模塊、出口模塊和中間模塊在水平方向上最大尺寸為約2-8cm之間、或約2-5cm之間。用于細(xì)胞分離的裝置的最大厚度可為約5-15cm之間。通常，本文所用的微篩根據(jù)圖12所示的原理工作。所述微篩包含具有孔直徑603的微孔，所述微孔具有適于分離規(guī)定尺寸的細(xì)胞607的尺寸，如從液態(tài)樣品(如全血)中分離循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTCs)。當(dāng)細(xì)胞被截留在微篩的表面時(shí)，其他組分穿過過濾器。所述微篩可具有過濾區(qū)域(filtrationregion)，該過濾區(qū)域由各孔形成的通道的長度和過濾區(qū)的尺寸所限定。由微篩中的孔形成的通道示于圖6(B)中。例如，如圖12所示，這些孔的長度可與微篩的整體厚度相同或稍短。微篩的厚度可為約50μm-約1000μm、或?yàn)榧s150μm。相比之下，孔的長度，即孔通道的長度可為約50μm-約250μm之間、或約50μm_約150μm之間。在一個(gè)實(shí)施方式中，厚度至少為50μm、或至少為100μm、或至少為150μm。由貫穿微篩6的微孔形成的通道長度604至少為50μm。這些通道的特定長度提供了一種接近于體內(nèi)小動脈中的血液流動條件的流體流動條件。此外，通道內(nèi)血液的粘性進(jìn)一步依賴于孔直徑603，該孔直徑603具有10μm的最小圓形通道直徑(minimumaroundchanneldiameter)。這些效應(yīng)的結(jié)合提供了高的提取效率?，F(xiàn)有的微篩是隨機(jī)地將真空力或壓力與微篩尺寸(孔直徑、通道長度)結(jié)合在一起，因此達(dá)不到這種效果。例如，下表1闡釋了利用本文所述的任意裝置來過濾流體樣品(在本例中為全血)，以分離分散于全血樣品中的細(xì)胞所得到的流體參數(shù)。表1計(jì)算得到的微篩過濾流體參數(shù)權(quán)利要求1.用于從樣品中分離規(guī)定尺寸的細(xì)胞的裝置，其中，所述裝置包含具有入口的入口模塊；具有出口的出口模塊；具有通孔的中間模塊，其中，所述中間模塊置于所述入口模塊和所述出口模塊之間；具有微孔的、用于截留規(guī)定尺寸的細(xì)胞的微篩，所述微篩置于所述入口模塊和所述中間模塊之間；以及其中，所述入口模塊、所述出口模塊和所述中間模塊可移除地相互連接，且該連接為流體連接；并且其中，由貫穿所述微篩的微篩的各微孔形成的通道的長度至少為50μm。2.用于從樣品中分離規(guī)定尺寸的細(xì)胞的裝置，其中，所述裝置包含具有入口的入口模塊；具有出口的出口模塊；具有通孔的中間模塊，所述中間模塊置于所述入口模塊和所述出口模塊之間；具有微孔的、用于截留規(guī)定尺寸的細(xì)胞的微篩；其中，所述入口模塊、所述中間模塊和所述出口模塊可移除地相互連接，且該連接為流體連接；其中，所述微篩置于所述中間模塊和所述出口模塊之間；并且其中，由貫穿所述微篩的微篩的各微孔形成的通道的長度至少為50μm。3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述入口模塊包含置于所述入口模塊的入口的相對側(cè)的突出部；其中，所述突出部為所述入口的延伸，當(dāng)處于組裝狀態(tài)時(shí)，所述突出部適于接觸所述中間模塊的通孔周圍的所述中間模塊的表面。4.如權(quán)利要求2或3所述的裝置，其中，所述中間模塊具有圓錐體形狀；其中，所述中間模塊的通孔布置在所述圓錐體的底部。5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述圓錐體的尖端朝向所述微篩。6.如權(quán)利要求2-5任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述中間層限定微篩上的過濾區(qū)；其中，所述中間層的通孔的尺寸限定所述過濾區(qū)的尺寸。7.如權(quán)利要求2-6任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述出口模塊包含具有凹部的頂面，所述凹部置于所述頂面內(nèi)；其中，所述凹部適于容納微篩；其中，所述凹部包含所述出口模塊的出口。8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述出口模塊的凹部中的出口位于與所述中間層的開口相對的位置。9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述出口模塊包含具有孔口的側(cè)壁；其中，所述孔口位于所述凹部的外部；其中，所述孔口與施加負(fù)壓的設(shè)備是可連接的。10.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其中，所述出口模塊的側(cè)壁與容器是可連接的。11.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其中，所述微篩的厚度為約50μm-約1000μm之間、或?yàn)榧s150μm。12.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其中，所述微篩的最大水平延展為約Imm-約3cm之間、或?yàn)榧s1.5cm。13.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其中，所述微孔以均一的式樣相互隔開。14.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其中，所述各微孔的直徑為約2μm-約20μm之間、或?yàn)榧s10μm。15.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其中，所述各微孔的直徑適于待分離細(xì)胞的尺寸。16.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其中，從一個(gè)微孔的中心到另一個(gè)微孔的中心的最大距離為約2μm-約100μm之間、或約12μm。17.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其中，由貫穿所述微篩的微篩的各微孔形成的通道的長度在約50μm-約150μm之間、或在約150μm-約250μm之間。18.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述裝置進(jìn)一步包含具有通孔的墊片，所述墊片置于所述微篩和所述入口模塊之間；其中，所述墊片限定所述微篩上的過濾區(qū)；其中，所述墊片的通孔的尺寸限定所述過濾區(qū)的尺寸。19.如權(quán)利要求1或18所述的裝置，其中，所述中間模塊包含用于容納所述微篩的凹部。20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，設(shè)定所述凹部的尺寸以容納所述微篩和所述墊片。21.如權(quán)利要求6以及18-20任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述過濾區(qū)的最大尺寸為約0.5-20mm之間、或約2_5mm之間。22.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其中，所述出口模塊適于在其出口處施加負(fù)壓。23.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其中，所述模塊包含置于模塊間的接觸區(qū)的定位器，當(dāng)組裝模塊時(shí)，所述定位器固定各模塊間的相對位置。24.包含如下組件的系統(tǒng)如權(quán)利要求1-23任一項(xiàng)所述的裝置；連接至所述裝置的出口模塊的容器；和用于施加負(fù)壓的設(shè)備，所述設(shè)備連接至所述裝置的孔口，所述孔口適于與所述用于施加負(fù)壓的設(shè)備是可連接的。25.如權(quán)利要求M所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包含用于容納液態(tài)樣品的液體源；其中，所述液體源流體連接至所述裝置的入口。26.從液態(tài)樣品中分離規(guī)定尺寸的細(xì)胞的方法，所述方法包含通過上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述裝置的入口過濾可能含有待分離細(xì)胞的液態(tài)樣品。27.如權(quán)利要求沈所述的方法，其中，所述液態(tài)樣品選自由血液、尿、培養(yǎng)基和裂解的組織液組成的組。28.如權(quán)利要求沈或27所述的方法，其中，所述待測細(xì)胞選自由循環(huán)腫瘤細(xì)胞、來自裂解的癌組織的癌細(xì)胞或癌干細(xì)胞、尿樣中含有的細(xì)胞以及從細(xì)胞培養(yǎng)基中富集的細(xì)胞組成的組。29.如權(quán)利要求沈-觀任一項(xiàng)所述的方法，其中，將分離后的細(xì)胞從微篩上移除。30.如權(quán)利要求1-23任一項(xiàng)所述的裝置或權(quán)利要求M或25所述的系統(tǒng)用于過濾血液的用途。31.如權(quán)利要求30所述的用途，該用途用于從血液中分離循環(huán)腫瘤細(xì)胞。全文摘要本發(fā)明涉及從樣品中分離規(guī)定尺寸的細(xì)胞的裝置以及包含該裝置和其他組件的系統(tǒng)。該裝置可包含不同的組件，如入口模塊、中間模塊、出口模塊和微篩。本發(fā)明還涉及操作這些裝置的方法及所述裝置的用途。文檔編號G01N33/48GK102439131SQ201080019718公開日2012年5月2日申請日期2010年3月19日優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日發(fā)明者應(yīng)儀如,張偉才,李孟皇,韋家燊申請人:新加坡科技研究局