專利名稱：透明毛細濾管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及高通量生物試驗裝置，尤其涉及高通量的基于顆粒的生物試驗裝置中的毛細管。
背景技術：
基于顆粒的試驗是眾所周知的。用基于顆粒的試驗，生物分子反應發(fā)生在被稱作微球的微觀小球的表面上或者在被稱作微棒的微觀棒上(一般尺寸在亞微米和微米范圍內)。為了使用基于顆粒的試驗來研究生物分子反應，對于每個反應，首先要將許多分子固定或連接于顆粒表面。這些連接的分子一般稱為探針。將包含靶分子的樣品溶液施加到每個孔或管中，并與“處理”過的顆?；旌?。樣品中存在的靶或分析物與探針分子反應。通常，該靶分子或與靶共存于樣品中的參比分子被標記上光學活性化合物，例如，在靶分子(或參比分子)和探針分子之間發(fā)生反應時該化合物的熒光或發(fā)光得到增強。因此，可通過光照和光學掃描孔內容物對樣品液體組成進行定性和/或定量分析。在多路試驗的形式中，顆粒用內部顏色編碼或用不同預定顏色或反射圖案編碼，如同條碼柱的彩色條紋一樣，或者用置入的紅外(IR)和拉曼光譜條碼合成，以使多種反應可以在單個管或孔內進行。這種情況下，存在兩種信息源，顆粒內部用來分辨反應類型的預定圖案和顆粒表面用來信號化生物分子反應等級(magnitude)的指示顏色。
基于顆粒的試驗一般由多次洗滌循環(huán)、不同孵育階段和數(shù)據分析組成。在其它復雜的方法中，該試驗一般在諸如購自Millipore公司，Bedford，MA，目錄號為#MABVN-1210的濾器為底的微型板中，或在離心管中進行。當使用濾器為底的微型板時，在微型板的各孔中進行洗滌循環(huán)和孵育。將試劑或樣品(靶分子)加入到含有顆粒的各孔中，且每個步驟之后，用過濾歧管(manifold)(例如Millipore公司，Bedford，MA，目錄號#MAVM09601)通過真空從孔中移除溶液。重復洗滌和孵育直到試驗完成。如果使用離心管，洗滌是手動進行的，首先離心管中的顆粒然后通過將吸頭(吸取裝置)平緩地降至各管底部的方法將溶液從管中完全吸出。小心不要吸出顆粒沉淀。吸取之后，重復洗滌和孵育直到試驗完成。在多路試驗的形式中，在第一階段洗滌和孵育之后，將來自不同孔和管的不同顆粒取出，并混合在單個管或孔中。然后再進行洗滌循環(huán)和孵育，以完成該試驗。在這兩種方法中，多次洗滌循環(huán)和孵育是勞動力密集的，進行基于顆粒的試驗時顆粒損失是值得關注的。
在試驗完成時，為分析測試結果，把顆?；旌衔飶目谆蚬苤腥〕霾⒆⑷氲搅魇郊毎麅x中，該儀器將顆粒排成一縱列使激光照射每個顆粒表面的顏色。在顆粒內具有預定圖案的情況下，需要定制的儀器(例如改進的流式細胞儀)，用附加激光照射顆粒內圖案來鑒定反應類型。接著，前置光學器件捕獲該顏色信號。最終，數(shù)字信號處理把信號轉化成每個反應的實時、定量數(shù)據?；蛘?，從顆粒混合物中分離并干燥。之后對它們用掃描設備掃描和/或用光學顯微鏡成像，用于進行數(shù)據分析。清楚的是，兩種技術都需要額外地處理和轉移顆?；旌衔?。這會導致顆粒損失并因此可能需要大量顆粒。在干燥技術中，很難防止顆粒堆積，從而不能形成單層，這會影響數(shù)據分析。同時，在這種不能提供有效方法來制備用于數(shù)據分析的成像或掃描的顆粒的傳統(tǒng)技術中，需要復雜的流體處理。
可購得低壓濾器裝置。然而，現(xiàn)有產品的主要缺點是它們并不透明以致于阻礙了通過掃描和成像對顆粒進行數(shù)據分析。同時，低壓濾器裝置可由非生物相容性且不能耐熱或耐溶劑的聚合物制成。因此，需要以最少樣品、最少顆粒損失或人工處理方便地進行基于顆粒的試驗的方法。
此外，遺傳檢測是應用本發(fā)明的另一領域。在遺傳檢測程序中的兩個關鍵步驟細胞分離和核酸擴增反應，在計算機數(shù)值控制的機械化的基于普列克斯玻璃(Plexiglas-based)的微芯片模塊中進行演示，該微芯片模塊包含用于熱循環(huán)的定制的加熱冷卻器，用于輸送人全血和試劑進出兩用玻璃-硅微芯片(glass-silicon microchip)的一系列微通道(Yuen等，Genomic Research，2001，11，405-412)。細胞分離和聚合酶鏈反應(PCR)在兩用玻璃-硅微芯片內進行，該微芯片包含一系列由刻蝕硅壩(silicon dam)跨越流動室而形成的特征尺寸為3.5米的壩形濾器。雖然該微芯片模塊被證明是整合細胞分離和PCR的有效工具，但是需要在無塵室環(huán)境中制作玻璃-硅微芯片的煩瑣步驟。同時，微芯片模塊的每個元件必須單獨制作并在使用前組合在一起。因此，能克服微芯片模塊缺點的替代微芯片的其它方法將會富有價值和吸引力。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個方面是微流體反應器，它用于捕獲進入流入口的一種或多種預定標稱尺寸或尺寸范圍的顆粒，該流入口包括用作原位探測區(qū)的透明反應區(qū)，其中安置該探測區(qū)使其在形狀上和光學探測器基本對應。安置具有小于顆粒標稱尺寸或尺寸范圍的多個孔的多孔性濾器使其當流體從流入口流過反應區(qū)和濾器時將顆粒捕獲在反應區(qū)中。
另一方面，本發(fā)明包括將多個較小的毛細管與相對大的毛細管整合，以形成作為微流體反應器的毛細濾管(filtered capillary tube)。
以下詳細描述中列出了本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點，且本領域技術人員通過說明書顯然能部分看出，或者可以通過如本文所述實施本發(fā)明(包括以下的詳述、權利要求書以及附圖)而認識到這些特征和優(yōu)點。
應該理解，以上概括描述和以下詳細描述代表本發(fā)明的實施方式，并試圖提供用于理解如權利要求書所要求的本發(fā)明性質和特征的概述或框架。包含附圖是為了進一步理解本發(fā)明，將其納入本說明書并組成本說明書的一部分。附圖顯示了本發(fā)明的各種實施方式，同描述一起用來解釋本發(fā)明的原理和操作。
附圖簡要說明

圖1是本發(fā)明一實施例的立體圖；圖2是根據本發(fā)明，圖1中的濾器16的另一實施例的橫截面圖；圖3是根據本發(fā)明，將圖2中的濾器16整合到毛細管內，形成圖1中微流體反應器10的另一實施例的過程的側視圖；圖4是根據本發(fā)明，圖1中微流體反應器10捆扎排列的平行陣列；
圖5是根據本發(fā)明，使用圖4中微流體反應器10的捆扎排列的豎直自動化系統(tǒng)；圖6是根據本發(fā)明，使用圖4中微流體反應器10的捆扎排列的水平自動化系統(tǒng)；圖7-9代表了根據本發(fā)明，當用圖1中過濾管10進行多路試驗時所涉及的步驟；圖10-12代表了根據本發(fā)明，當用圖1中過濾管10進行白細胞分離所涉及的步驟；圖13是根據本發(fā)明，圖10-12中過濾管10的溫度控制模塊的側視示意圖(含有過濾管10)，以及沒有過濾管10的俯視圖。
具體實施例方式
的詳述現(xiàn)在詳細說明本發(fā)明的較佳實施方式，本發(fā)明的實施方式在附圖中說明?？赡軙r，在所有附圖中使用相同參考數(shù)字來指代相同或相似的部分。圖1示出了本發(fā)明微流體反應器的一個實施例，在整個文本中通常用參考數(shù)字10標注。依據本發(fā)明，本發(fā)明用于微流體反應的方法和裝置，包括捕獲進入流入口12的預定標稱尺寸或尺寸范圍的一個或多個顆粒的第一元件或步驟。透明反應區(qū)14用作原位探測區(qū)，其中安置該原位探測區(qū)使其在形狀上與光學探測器456基本對應，如圖4、5和6中所示。安置具有多個比顆粒200的標稱尺寸或尺寸范圍小的孔160的多孔性濾器16，以使流體18從流入口12流過反應區(qū)14和濾器16時將顆粒捕獲在反應區(qū)14中。如本文所具體化和圖1所述，反應區(qū)14可由透明毛細管形成，所述透明毛細管由玻璃、聚合物或其它可涂敷適當耐溶劑性材料的合適材料制成。
毛細管的內側和外側表面可為各種適當形狀以向探測器提供可成像表面。例如，可由毛細管提供圓形、正方形或矩形內通道以形成與多孔性濾器16相整合的反應區(qū)14。毛細管的橫截面內側和外側形狀優(yōu)選正方形或矩形，以與圖4、5和6中使用的探測器456的形狀對應。使用正方形或矩形毛細管而非圓形毛細管的優(yōu)點是顆?？梢匀菀讙呙韬统上瘢糜跀?shù)據分析。參看圖1，矩形毛細濾管也增加了用于顆粒成像的表面積。多孔性濾器16橫向延伸跨越反應區(qū)14。流入口12限定了流動軸120，而濾器16與流動軸120交叉，從而通過整合濾器和毛細管形成多孔性反應室，以提供毛細濾管或微流體反應器10。
在用于提供微流體反應器10的毛細濾管中，可用最小的顆粒損失和人工處理方便地進行的基于顆粒的試驗，它包括多次洗滌循環(huán)、不同孵育階段和數(shù)據分析?；陬w粒的試驗的示例可能包括DNA雜交、免疫試驗、酶\底物活性等。
簡單起見，圖1示出了單個矩形毛細濾管。將微型的微米至納米級顆粒100或200置于毛細濾管內，其中可探測的納米級標記100，用作分析物、樣品或靶300的標識物，或作為載體、底物或微米級載體球200，用于連接獨特的官能團或探針400。雖然出現(xiàn)一條線，表示載體球200和探針400之間或者納米級標記100和靶300之間強結合，但是應該理解，不需要形成實際化學連接，而是可以物理吸附來形成結合，例如以官能團形式。然而，該官能團可以是探針400、靶300、載體球200、納米級標簽100或表示它們結合的線的一部分。
除了微珠，顆粒200還可以是細胞，例如血細胞或其它待分析生物分子。這種情況下，該毛細濾管可用來從人全血中分離白細胞，在分離過程中紅細胞將通過濾器(Yuen等，Genomic Research，2001，11，405-412)。然后，可在毛細濾管內用白細胞進行聚合酶鏈反應(PCR)。因此，作為一種可能的分析，本發(fā)明另一實施例是在遺傳檢驗領域中，用來進行細胞分離和核酸擴增反應。
參考圖10-13，首先從含有一系列微米級特征尺寸的濾器(例如3.5微米)或縫隙160來濾出較小的紅血細胞100’的毛細濾管10中的小體積人全血(如小于幾微升)中分離白細胞200”形式的顆粒。然后，基因組靶點被DNA上的PCR直接放大，對在毛細管10的濾器部分或反應區(qū)14上分離的白細胞中釋放的DNA進行PCR，直接擴增基因組靶點，以進行生物分析。這通過以下步驟實現(xiàn)首先用磷酸鹽緩沖鹽水填充毛細濾管，以確保沒有空氣殘留在毛細濾管內。接著將小體積的人全血注入到毛細濾管10中。全血注入后，直接將含有遺傳靶點的PCR試驗混合物注射通過毛細濾管以完成細胞分離過程。最后，毛細濾管在溫度控制模塊內進行熱循環(huán)，熱元件137加熱反應區(qū)14，用一對橡膠密封墊將毛細濾管10的各端密封來防止熱循環(huán)過程中PCR試驗混合物的蒸發(fā)。最后，可回收該PCR產物用于檢測。
在玻璃或陶瓷主體中用例如稀土元素A、B、C或D的各種組合均勻地摻雜或空間圖形化顆粒100或200，從而提供例如編碼0、1、2、4或8來形成圖7中的最終顆粒200’、201和202，它們分別對應于編碼0、1和2。空間條紋或其它圖案的柱參見圖4中的標有1的顆粒200。摻雜稀土的玻璃優(yōu)選用作載體球較好，因為它們的發(fā)光條帶窄、量子效率高、不干擾普通熒光標簽以及對大部分有機溶劑和含水溶劑惰性。顆粒100或200可用作載體球，分別與探針400或靶300結合，用于隨后的光學熒光檢測。因此，顆粒100可用作RE靶標記，顆粒200可用作RE探針載體。同時，顆粒100可用作具有常規(guī)探針的RE靶標記。而且，常規(guī)靶標記如普通熒光分子染料標記可與顆粒200一起施用，作為RE探針載體，例如圖7中的最終顆粒200’、201和202。
多孔性濾器可由玻璃、聚合物、金屬或任何其它材料制成，只要該材料為多孔性以使流體流過而能捕獲顆粒。這許多孔可以是圖案化或隨機的任何形狀，如矩形、六邊形、圓形、正方形等。一般將濾器的尺寸設計得足夠小以阻止較大的微米級顆粒200流過。但在其它應用中，濾器可被制作得更小以捕獲較小的納米級顆粒100。
除了圖1中示出的矩形，形成反應區(qū)14的毛細管可為圓形以容納圓形多孔性濾器。
參考圖2，示出了可能的多孔性濾器16的橫截面。如本文所具體化和圖2所述，多孔性濾器16包括一部分微結構纖維。該微結構纖維(例如具有20微米孔的康寧光子晶體纖維(Corning Photonic Crystal Fiber))可以是采用孔尺寸小于圖1中顆粒200尺寸的任何其它類型微結構的排出或過濾系統(tǒng)。用外徑525微米做為最大孔徑20微米的孔的光子晶體纖維的直徑，這些孔被21.4微米的孔距(pitch)或間距隔開以提供大約為0.94的占空比(void filling fraction)或直徑除以孔距的體積比D/P。已知制作這種光子晶體纖維的工藝是將較小毛細管插入并堆積到管材或套筒中。該孔距無需規(guī)則，只要各孔比顆粒最小尺寸小即可。
參考圖3，作為示例工藝，示出了用于制作微流體反應器10的單個毛細濾管的熔并(fused)和坍縮(collapsed)工藝。具有如圖2所示的橫截面的濾器16通過加熱在毛細管140內熔融，來提供毛細管的一部分作為反應區(qū)14。首先將如圖2所示的一小段微結構纖維放置在單個毛細管內，它最好盡可能短(例如＜30毫米)以減小過濾過程中的壓降。圓形毛細管的外徑約為2.65毫米，內徑約為0.54毫米。然而，毛細管和微結構纖維的尺寸可因應用而不同。然后，在毛細管的兩端施加真空302。接著在毛細管在微結構纖維所在位置的外表面上進行加熱304?？捎铆h(huán)狀或相似形狀的燃燒器進行局部加熱，以便從微結構纖維所在的各個方向均勻加熱毛細管。由于存在真空，毛細管被加熱的部分會坍縮直到它接觸和熔合于微結構纖維的外表面上。該段微結構纖維可以長于或短于坍縮部分。
另一制作方法是插入一段較長的微結構纖維，該纖維可以從毛細管一端或兩端伸出。可在一個或多個位置刻劃該纖維，以使其在坍縮后容易且徹底地斷開，只留下在管內熔合的一小段。微結構纖維內的壓力可處于與管內相同的真空下，或者它的壓力可以不同。
使用外徑為525微米、孔徑20微米和孔距為21.4微米的康寧光子晶體纖維作為濾器16來制成原型，其中濾器16熔融在外徑為2.65毫米、內徑為540微米的玻璃毛細管內。使用12口、5/16”環(huán)形燃燒器產生的甲烷/氧氣火焰在15”汞柱(15”Hg)真空下使毛細管坍縮，從而產生一個3-4毫米的坍縮區(qū)域，在該坍縮區(qū)域中管與纖維熔合。整合的毛細濾管的周邊可保留圓形，或切割或以其它方式成形，形成矩形或正方形，以方便堆積和/或容易成像。
用可以從Polysciences公司(地址Warrington，PA)獲得的目錄#07668的10-30微米的玻璃小球作為顆粒，檢測了毛細管整合濾器原型。結果表明，以玻璃小球的最小損失來實施多次清洗循環(huán)和培養(yǎng)是可行的。而且，通過在毛細濾管的相對端—即濾器端—注入溶液，就有可能以最小損耗來回收玻璃小球。當實施多路試驗(multiplex assay)時這點很重要，參見圖7-9，在多路試驗中首先需要分開處理不同的小球，接著回收并混入單個管中，進行進一步的培養(yǎng)和清洗。有利的是“光子晶體纖維”濾器提供了極低反壓下的高效過濾，以達到高性能。此外，通過將逐漸變小的濾器串聯(lián)堆積，可將各種尺寸的小球分離，用于高度多路化的試驗。
參照圖7-9，當應用過濾的毛細管10進行多路試驗時，首先不同的化學作用和不同的探針固定可首先通過應用不同類型的顆?；虿煌臒晒庀⊥列∏?00分別實施。在完成圖7中的固定步驟之后，通過在各個毛細濾管10的相對端注入清洗溶液的方法將顆?；厥詹⒑喜⒌綀D8中的潔凈且未使用的毛細濾管10中。接著，將具有不同靶的溶液120注入到圖9中的包含合并的顆粒201、200’和202的毛細濾管10中。在試驗的最后，顆?？杀灰淮我粋€顆粒地或一次整個序列地清洗和成像。
參考圖4，示出的是堆積或捆扎三個單個的各自都能用作單獨微流體反應器10的毛細濾管，用來在多路方式中使用。更多的管可被捆扎在一起，但為繪圖簡單而只示出三個。除了用相同的微流體反應器10來對所有不同的微球或顆粒200進行生物試驗，如果光學探測系統(tǒng)不允許對如此安排的多種小球的探測，則可將小球200分離到圖4中的捆扎安排的單個微流體反應器10中。
根據本發(fā)明的示教，使用多個經整合的毛細濾管可提供高通量的基于微粒試驗裝置。較佳地，正方形或矩形毛細濾管的內高40應小于顆粒高度的兩倍，從而當管被捆扎在一起時在毛細管內只形成顆粒的單層。這種情況下，參看圖7-9，可用漏斗形的入口連接體將顆粒注入到管中。各個毛細管內的濾器能分離顆粒而無需任何額外的在各個毛細管內進行的流體處理或轉移，而且可適應高通量形式。通過這樣消除流體處理和轉移，本發(fā)明的示教解決了與微粒損失和堆積相關的問題，并從而減小了所需微粒數(shù)目以及增加了成像結果的質量。而且，所需樣品或試驗混合物的量可顯著減少，這有希望通過減少樣品和顆粒損耗而節(jié)約大量成本。由于能適應于高通量形式，本發(fā)明克服了低通量障礙。
參考圖7-9，根據本發(fā)明的示教，注入連接體700可任選地在過濾管10上使用。該注入連接體700可以是一個單獨的部分或者是與過濾管10成一體的一個部分以有助于提供流入口。注入連接體700較佳地為漏斗形，它可用來將圖1中的顆粒200注入到各個獨立設計的過濾管10中以形成具有不同化學作用和固定的顆粒200’、201和202。
如圖1所示，毛細濾管10的內高小于顆粒200高度的兩倍，例如當顆粒高度為約30微米時，毛細濾管10高度優(yōu)選小于60微米。
連接體700可由玻璃、聚合物或金屬制成。較佳地，漏斗形連接體700的寬口的寬度為例如從約0.05毫米展寬到約5毫米以形成漏斗形入口。該連接體700還包括一個由聚合物、金屬制成的套筒710或任何其它合適的支撐體。該套筒具有一個聚合物內面、一個涂層或其它類似材料，從而當將毛細濾管10插入連接體700時在連接體700和毛細濾管10之間形成水密封。諸如圖5所示系統(tǒng)的自動化流體分配系統(tǒng)則可被用來將顆粒溶液20注入到毛細濾管10中。如果顆粒200在連接體700的入口處卡住，則可將顆粒溶液120進行上下抽吸來松動顆粒200直到顆粒200進入毛細濾管10而形成單層。
參考圖5，示出了使用圖4中的捆扎毛細濾管的高通量系統(tǒng)。高通量系統(tǒng)可通過平行地以單層排列多個正方形或矩形毛細濾管10來形成，從而使掃描和成像能方便地一次一層地實施。較佳地，所述正方形或矩形毛細濾管的內高應該小于顆粒高度的兩倍，從而在毛細管內只形成顆粒的單層。因此，單層的所有顆粒可被同時掃描和成像。
無需任何復雜的流體操控系統(tǒng)，本發(fā)明可適應目前的微板形式。矩形毛細濾管被具有與標準微板504相同足印(footprint)的支架502支撐用來實施試驗。具有在X、Y和Z方向移動的機械手臂的傳統(tǒng)機械手流體處理系統(tǒng)506可用于實施所述的多個清洗循環(huán)509和培養(yǎng)。可反復使用的具有與例如96、384和1563孔板形式的標準微板504相同足印的支架502將多個毛細濾管10挾持在一起，從而現(xiàn)有機械手流體處理系統(tǒng)506將試劑508和樣品從孔504注入到單個毛細濾管10的流入口中。當有毛細濾管損壞或需要為另一表面化學作用而改變時，該支架502使單個毛細濾管的交換和替換容易且方便。
各個毛細濾管10都被填充了一個作為顆粒的載體球200，最好在玻璃主體中將該顆粒用至少一種稀土熒光摻雜物編碼。接著實施多次最少玻璃小球損失的清洗循環(huán)509和培養(yǎng)。樣品是通過將孔中含有的不同類型探針用試劑508處置而形成的。將含有這些不同類型的用于連接到小球上的探針的樣品傾倒在各個管中以形成顆?；旌衔铩８鱾€管的溶液中任何未連接的探針都被濾出到廢液池510中。將不同的用于結合各個管中經連接的探針的標記靶(lableled target)傾入各個管中。各個管中所有未結合的標記靶都被濾出。由圖4可見，未結合的或因其它原因游離的與標為3、4和8的標簽100相關聯(lián)的靶300懸浮在流出多孔性濾器的溶液中。在各個步驟之間，可加入任選的清洗509、干燥和培養(yǎng)等步驟以純化待試驗樣品。試驗完成時，顆?；旌衔锟杀恢苯幼⑷氲郊毎嬛袌?zhí)行數(shù)據分析。另外，在進入紙面方向(Z方向)照射的光可以對各自連接有結合了標記靶的探針的小球進行成像或以其它方式探測。各個管彼此相鄰地保持平行排列，以平面陣列的形式在進入紙面的方向(Z方向)上和探測器的成像光探頭相適應。
除了在豎直(Y)位置上設置毛細濾管以用于探測外，單層毛細濾管可被水平設置以和探測器的成像光探頭相適應，該探頭可指向毛細濾管水平單層的頂部或底部。
參考圖6，表示的是在數(shù)據掃描和成像過程中水平放置的自動化高通量基于顆粒試驗系統(tǒng)的側視圖。圖5中的試驗完成時，夾持矩形毛細濾管的支架可被側轉到一邊，管10被加載到圖6中的自動化系統(tǒng)的加載容器中。第一層矩形毛細濾管被第一活塞向上推(步驟1)，第二活塞將管向前推(步驟2)到傳送帶上，傳送帶將管輸送(步驟3)到數(shù)據分析系統(tǒng)(步驟4)。最后，分析后的毛細濾管轉儲到卸載容器中存儲(步驟5)。
可選地，如果試劑不反向流動，可在毛細管濾器在傳送帶上時從水平位置注入到毛細濾管中。否則，就施加反向壓強，或者將毛細濾管稍微向下傾斜。因此，為了試劑和樣品的加載或卸載的容易和方便，各個毛細濾管的連接體可進行調整。
在自動化高通量基于顆粒試驗系統(tǒng)的另一結構中，整個系統(tǒng)被旋轉90度(即圖6應該是該系統(tǒng)的俯視圖而非側視圖，表示圖5和圖4中的成像平面456，不論是在相對兩側的哪一側，以及圖4中可用做毛細濾管頂部或底部的成像平面456’)。換言之，諸毛細濾管會排列起來向上挺立，然后傳送帶將毛細濾管移動到處于與毛細濾管垂直的水平方向的數(shù)據分析系統(tǒng)。然后，如果需要，可以很容易地將溶劑從頂部或底部注入到毛細濾管中。
綜上所述，本發(fā)明涉及一種高通量生物基于顆粒試驗裝置，可以用最少的樣品、最少的顆粒損失或人工處理來實施基于顆粒試驗，并可以使顆粒能在試驗結束時進行成像或掃描而無需任何額外溶液處理或轉移。而且，數(shù)據分析可在裝置內進行而無需額外流體處理和轉移。不同于目前需要復雜流體處理系統(tǒng)來操控顆粒的技術，本發(fā)明在同一裝置內分離顆粒以形成容易掃描和/或成像的單層，并可適應高通量形式。
對本領域技術人員顯而易見的是可對本發(fā)明進行改變和變化而不脫離本發(fā)明精神和范圍。因此本發(fā)明試圖覆蓋這些改變和變化，只要它們落入所附權利要求書及其等同方案的范圍之內。
權利要求
1.一種微流體反應器，用于捕獲一個或多個預定標稱尺寸或一定范圍尺寸的顆粒，包括流入口；透明毛細管，用于提供原位的分析區(qū)域；以及與所述透明毛細管一體化的多孔性濾器，所述濾器具有多個形成于其中的孔，所述孔小于所述標稱尺寸或尺寸范圍、其排列成當流體從所述流入口流過所述分析區(qū)域和所述濾器時可將所述顆粒捕獲在所述分析區(qū)域內。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述濾器橫向延伸跨越所述分析區(qū)域。
3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述流入口限定出流動軸而所述濾器與所述流動軸交叉，從而形成多孔反應室。
4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述多孔反應室的孔基本上呈六邊形。
5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述孔形成在多個小于所述透明毛細管的小毛細管的管壁之間。
6.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述多個小毛細管基本上平行。
7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述透明毛細管包括至少一個矩形管以形成一平坦表面。
8.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述透明毛細管由玻璃制成。
9.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述透明毛細管由聚合物制成。
10.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述透明毛細管涂敷有耐溶劑性材料。
全文摘要
一種用于捕獲一個或多個進入流入口(12)的預定標稱尺寸或一定范圍尺寸的顆粒的微流體反應器(10)，包括透明反應區(qū)(14)，它也可用作在形狀上基本和光學探測器(456)對應的原位探測區(qū)。安置具有多個小于顆粒(200)的標稱尺寸或一定范圍尺寸的孔(160)的多孔性濾器(16)使其當流體(18)從流入口(12)流過反應區(qū)(14)和濾器(16)時在反應區(qū)內捕獲顆粒。
文檔編號G01N15/14GK1938093SQ200580009688
公開日2007年3月28日 申請日期2005年3月9日 優(yōu)先權日2004年3月26日
發(fā)明者P·K·袁, M·J·德內卡, M·H·拉斯馬森 申請人:康寧股份有限公司