TW201109653A - Microfluidic device - Google Patents

Description

201109653 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本舍明係關於微流體細胞測量系統。 【先前技術】 ;L勤式細胞測量術的細胞分選技術，在20多年前首 ，入岍究社群中。其為一種已廣泛應用於生命科學研究 午夕員域的技術，充當諸如遺傳學、免疫學、分子生物學、 ’衣兄科學等領域研究者的關鍵玉具。不同於諸如免疫淘選 或磁性管挺分離之_整體細胞分離技術，基於流動式細胞 測量術的細胞分選儀，係以每秒數千個細胞或更高的速率連 、’’I地測畺、分類、且接著分選個別的細胞或粒子。此種對單 一細胞之快速「逐一」處理，使流動式細胞測量術成為用以 自其他異質細胞懸浮液中萃取高純度細胞亞群的獨特且有 價值的工具。 以分選為目標的細胞通常以某種方式用螢光物質來標 &己。當細胞通過緊密聚焦的高強度光束(典型地為雷射光束） 時’結合於細胞的螢光探針便發射出螢光。電腦記錄下每一 細胞之發射強度。此等資料接著用以將每一細胞分類，以用 於特定的分選操作。基於流動式細胞測量術的細胞分選技 術’已被成功地應用於數百種細胞類型、細胞成分、及微生 物’以及’許多類型之具有可比較尺寸的無機粒子。 流動式細胞測里儀亦被廣泛地應用於快速分析異質細胞 099122103 4 201109653 懸浮液，以鑑別出成分亞群。使用流動式細胞測量細胞分選 技術的許多應用之實例包括：分離稀少的用於AIDS研究的 免疫系統細胞群體、分離用於癌症研究的遺傳非典型細胞、 分離用於遺傳學研究的特定染色體、及分離用於環境研究的 不同種微生物。舉例而言，螢光標記的單株抗體通常用作鑑 別諸如T淋巴細胞及B淋巴細胞之類的免疫細胞的「標記 物」，臨床實驗室通常使用此技術來計算感染HIV患者體内 的「CD4陽性」T細胞數目；而且，亦使用此技術以鑑別與 多種白血病及淋巴癌相關聯的細胞。 近來，兩個受關注的領域正促使細胞分選技術轉向臨床、 患者護理應用，而非狹窄的研究應用。首先，為自化學醫藥 開發轉向生物醫藥開發。舉例而言，大部分新式癌症療法係 基於生物的。此等療法包括基於抗體的癌症治療劑之類型。 基於細胞測量術的細胞分選儀，可在此等產物之鑑別、開 發、純化、及最終製造中起重要作用。 與此相關的是轉向用於患者護理的細胞替換療法。當前對 幹細胞之關注大部分係圍繞新穎醫學領域，通常稱為再生療 法或再生醫學。此等療法可能經常需要自樣品患者組織分離 大量之相對稀少的細胞。舉例而言，成體幹細胞可自骨髓分 離出來，且最終用作為再輸注物之一部分，再返回至其所移 出的患者中。細胞測量術非常適用於該等療法。 現今廣泛使用的細胞分選儀存在兩種基本類型。其為「滴 099122103 5 201109653 :儀儀」及「流體切換式細胞分選儀」。滴式細胞分 用，液滴作為容器’將所選細胞輸送至收集容器中。 人、、，藉由將超音波能量轉聯成喷射射流所形成。接著， 、4擇用於分選的細胞的液滴，被靜電方式導引至預定 位置。此為極有效之方法，每秒可自單—液流中分選出多達 ，個細胞，其侷限之處主要在於，液滴產生頻率及昭射 所需時間。 ’、 、支術之OIL式細胞儀詳細描繪於Durack等人之美國已 公開專利申請案第US 2005/0112541 A1號中。 ^而滴式細胞分選儀並不特別具有生物安全性。作為液 商/成&序之—部分而產生的氣溶膠，可帶有對生物有害物 匕生物安全性滴式細胞分選儀得以開發，其係含納 在生物安全箱内，以便其可在基本上為封閉的環境内操作。 々遺丨感的疋，此類型之糸統並不適合於在臨床環境下對患 者樣品進行常規分選所需的無菌狀態及操作者保護。 第二種類型之基於流動式細胞測量術之細胞分選儀為流 體切換式細胞分選儀。大多數流體切換式細胞分選儀係利用 壓電構件驅動機械系統，將一段流動樣品流導入收集容器 中。與滴式細胞分選儀相比，流體切換式細胞分選儀由於用 於轉移樣品流的機械系統之週期，而具有更低的最大細胞分 選速率。此週期（初始樣品轉移與穩定未分選流恢復時之間 的時間）通常明顯大於滴式細胞分選儀上之液滴產生器的週 099122103 6 201109653 期。此較長週期使流體切換式細胞分選儀限制於每秒數百個 細胞之處理速率。出於蝴原因，由流體細胞分選儀所切換 的液流段，通常為來自液滴產生器的單—微液滴之體積的至 少ίο倍。此舉導致流體切換式分選儀之收集容器中的細胞 濃度相應地低於滴式分選儀之收集容器。 新一代微流體技術，為了提高流體切換構件之效率、及在 概念上類似於電子積體電路的晶片上設置細胞分選能力，提 供了極大希望。許多微流體系統已表明可成功地自異質細胞 群體分選細胞。其具有以下優點：完全獨立、易於滅菌、且 可在按抛棄式冬件考慮的足夠規模（利用所得製造效率）上 製造。 原型的微流體裝置示意性地例示於圖1中，且整體上以編 號10表示。微流體裝置10包含基板12，而其中之流體流 動通道14係藉由本技藝中已知的任何習知方法形成。基板 12可由玻璃、塑膠、或任何其他習知材料形成，且實質上 可呈透明的、或在其一部分中實質上呈透明的。基板12另 外具有耦接至其中的3個埠16、18及20。埠16為鞘液(sheath fluid)之入口埠。埠16具有與流體流動通道22流體連通的 中心軸向通路，而該流體流動通道22係連接流體流動通道 14,以便使自外部供應源(未圖示）進入埠ι6的鞘液進入流 體流動通道22 ’且接著流入流體流動通道14。鞘液供應源 可藉由熟悉本技藝者已知的任何習知耦接機構連接至埠 099122103 7 201109653 16 ° 埠18亦具有中心軸向通路，其係經由樣品注射管24而與 流體流動通道14呈流體連通。樣品注射管24被安置成與流 體流動通道14之縱向軸同軸。因此，將液態細胞樣品注入 埠18中，而同時將鞘液注入埠16中，將導致細胞流過鞘液 所包圍的流體流動通道14。流體流動通道14和22及樣品 注射管24之尺寸及組構，被選擇成為使得鞘液/樣品流體在 其穿過裝置10時將展現層流，如本技藝中所知。埠20耦接 至流體流動通道14之末端，以便鞘液/樣品流體可自微流體 裝置10移出。 當鞘液/樣品流體流過流體流動通道14時，可使用細胞測 量技術，藉由使照射源照射穿過基板12且進入流體流動通 道14中介於樣品注射管24與出口埠20之間的某一點，而 加以分析。另外，微流體裝置10可加以修改，以針對細胞 分選操作設置，如本技藝中所知。 儘管類似於上文所述之基本微流體裝置已表明運作良 好，但仍需要對先前技術中利用微流體裝置之細胞儀進行改 良。本發明旨在滿足此需要。 【發明内容】 本發明係關於微流體裝置，其適合於對流經其間的粒子便 利地進行細胞測量分析。在某些具體例中，此等微流體裝置 具有板上(onboard)資料儲存能力。在某些其他具體例中，此 099122103 8 201109653 纽:有板上抗凝㈣。在料其他具體例中，此 :微T置具有板上測試及控制通道。在某些其他具體例 中，此賴㈣裝置騎整合的收集齡物。在某此其他具 體例中，此等微流體裝置具有多重的板上測試通道。在某此 其他具體财，料㈣體裝置具有局料溫度控制。在某 些其他具脰例t，料微流體裝置具有組織模擬區域。在某 些其他具體财’此等微流難置具有完整的檢定能力。在 某些其他具體例中，此等微流狀置具有可分離區段。在某 些其他具體例中’此等微流體裝置具有執行功能檢定的手 段。 在一具體例中，揭示一種微流體農置，包含：基板；形成 於該基板中的微流體流動通道，其中，該流動通道延伸通過 該基板之-部分’此部分適合於對流人該流動通道的細胞便 利地進行細胞測量分析；以及，位於該基板板上的資料储存 媒介物’該資料儲存媒介物可祕儲存與賴流體裝置 用有關的資料。 在另-具體例中，揭示-種制樣品中細胞之方法，此方 法包含以下步驟：a)設置-個微流體裝置，該微流體裝置包 含：基板；形成於該基板中的微流體流動通道，其中，該流 動通道延伸通過該基板之-部分，此部分適合於對流入該^ 動通道中的細胞便利地進行細胞測量分析；以及，位於該2 板板上之㈣儲存媒介物’該資㈣麵純可餘储存與 099122103 9 201109653 該微流體裝Ϊ之使用有關的資料；b)對流八該流動通道中的 細胞進行細胞測量分析，以及，c)記錄資科於該資料儲存媒 介物上。 在另一具艨例中，揭不一種微流體裝置，包含：基板；形 成於該基板中的微流體流動通道，其中，該流動通道延伸通 過該基板之〆邡分’此部分適合於對流入該流動通道中的細 胞便利地進行細胞測量分析；與該流動通道流體耦接的樣品 孔；以及，扳麩血劑，其係在樣品引入該樣品孔中之前被設 置於該樣品扎中° 在其他具體例中，揭示一種偵測樣品中細胞之方法，此方 法包含以下夕驟：a)設置一個微流體裝置，該微流體裝置包 含：基板；形成於該基板中的第一微流體流動通道，其中， 該第一流動通道延伸通過該基板之第一部分，此第一部分適 合於對流入该第一流動通道中的細胞便利地進行細胞測量 分析；以及，形成於該基板中的第二微流體流動通道，其中， 該第二流動通道延伸通過該基板之第二部分，此第二部分適 合於對流入該第二流動通道中的細胞便利地進行細胞測量 分析；b)將測試樣品置放於該第一流動通道中；勻對流入該 第-流動通道的細胞進行細胞測量分析；d)將控制樣品置放 於該第二流動通道中’·以及’ e)對流人該第二流動通道的細 胞進行細胞測量分析。 在其他具體例中’揭示一種偵測樣品中細胞之方法，此方 099122103 10 201109653 法包含以下步驟：a)設置一個微流體裝置，該微流體裝置包 含：基板；形成於該基板中的微流體流動通道，其中，該流 動通道延伸通過該基板之一部分，此部分適合於對流入該流 動通道中的細胞便利地進行細胞測量分析；與該微流體流動 通道流體耦接的第一孔，該第一孔含有第一濃度的一種物 質；以及，與該微流體流動通道流體耦接的第二孔，該第二 孔含有第二濃度的該物質；b)將測試樣品置放於該流動通道 中；c)對流入該流動通道中的細胞進行細胞測量分析；d)使 該等細胞之第一部分進入該第一孔；e)使該等細胞之第二部 分進入該第二孔；f)測量該等細胞之該第一部分對該第一濃 度之反應；以及，g)測量該等細胞之該第二部分對該第二濃 度之反應。 在其他具體例中，揭示一種偵測樣品中細胞之方法，此方 法包含以下步驟：a)設置一個微流體裝置，該微流體裝置包 含：基板；形成於該基板中的第一微流體流動通道，其中， 該第一流動通道延伸通過該基板之第一部分，此第一部分適 合於對流入該第一流動通道中的細胞便利地進行細胞測量 分析；以及，形成於該基板中的第二微流體流動通道，其中， 該第二流動通道延伸通過該基板之第二部分，此第二部分適 合於對流入該第二流動通道中的細胞便利地進行細胞測量 分析；b)將測試樣品之第一部分置放於該第一流動通道中； c)對流入該第一流動通道中的細胞進行細胞測量分析；d)將 099122103 11 201109653 該測試樣品之第二部分置放於該第二流動通道中；以及，e) 對流入該第二流動通道中的細胞進行細胞測量分析。 在其他具體例中，揭示一種微流體裝置，包含：具有第一 熱導率的基板；形成於該基板中的微流體流動通道，其中， 該流動通道延伸通過該基板之一部分，此部分適合於對流入 該流動通道中的細胞便利地進行細胞測量分析；以及，形成 於該基板板上的襯墊，該襯墊具有第二熱導率，其中，該第 一熱導率不同於該第二熱導率。 在其他具體例中，揭示一種微流體裝置，包含：基板；形 成於該基板中的微流體流動通道，其中，該流動通道延伸通 過該基板之一部分，此部分適合於對流入該流動通道中的細 胞便利地進行細胞測量分析；以及，設置於該流動通道内的 組織模擬區域。 在其他具體例中，揭示一種微流體裝置，包含：基板；形 成於該基板中的微流體流動通道，其中，該流動通道延伸通 過該基板之一部分，此部分適合於對流入該流動通道中的細 胞便利地進行細胞測量分析；形成於該基板板上且與該流動 通道流體耦接的樣品收容孔，該樣品孔可用於收容樣品；以 及，形成於該基板板上且與該流動通道流體耦接的樣品製備 孔，該樣品製備孔含有可用於製備用於細胞測量分析的該樣 品的物質。 在其他具體例中，揭示一種分析樣品中細胞之方法，此方 099122103 12 201109653 法包含以下步驟：a)設置一個微流體裝置，該微流體裝置包 含：基板；形成於該基板中的微流體流動通道，其中，該流 動通道延伸通過該基板之一部分，此部分適合於對流入該流 動通道中的細胞便利地進行鈿胞測量分析；形成於該基板板 上且與該流動通道流體搞接的樣品收容孔，該樣品孔可用於 收容樣品；及形成於戎基板板上且與該流動通道流體耗接的 樣品製備孔’該樣品製備孔含有可用於製備用於細胞測量分 析的該樣品的物質；b)將樣品置放於該樣品收容孔中；〇使 該樣品流入該流動通道至該樣品製備孔中，該樣品將與該物 質則在其中產生反應；d)使該樣品流出該樣品製備孔而流入 s亥流動通道中；以及，e)對流入該流動通道中的樣品進行細 胞測量分析。 在其他具體例中’揭示—種分析樣品中細胞之方法，此方 法包含以下步驟：a)設置—個微流體裝置，該微流體裝置包 含.基板；形成於該基板中的微流體流動通道，其中，該流 動通道延伸通過該基板之一部分，此部分適合於對流入該流 動通道中的細胞便利地進行細胞測量分析；以及，形成於該 基板板上且與該流動通道流體耦接的樣品收容孔，該樣品孔 可用於收容樣品；b)將樣品置放於該樣品收容孔中；以及， c)使該樣品收容孔與該基板分離。 在其他具體例中，揭示一種微流體裝置，包含：基板；形 成於該基板中的微流體流動通道，其中，該流動通道延伸通 099122103 201109653 過該基板之1分，此部分適合於躲人該軸通道 胞便利地進行細胞測量分析；位於該基板板上的内部製備: 道°亥内。M備通道與該流動通道流體耗接；以及嗜於 基板板上的外部製備通道，該外部製備通道封閉該製= 通道之至少一部分。 裊備 亦揭示其他具體例。 【實施方式】 出於進一步瞭解本發明原理之目的，現參考圖式中 之具體例’且專用語言將用於騎該等具體例。⑽，= 解’目的：在於藉此限制本發明之範疇，如熟悉本發明所屬 技藝者通常所想到的，本發明涵蓋對所例示裝置的該等改科 及其他修改’及如其中所例示之本發縣理的料其他。 具有資料儲存能力之微流體裝置： 本發明之某些具體例大體上係關於―種用於儲存及 關於微流體細胞測量裝置之資料的系統，諸如，細胞^曰、 片。在圖2中’系統2〇〇被示意性例示，其中，來自外=曰 胞供應源202的細胞，經由細胞測量術、使用形成於基田 204板上（亦即，其上及/或其中）之微流體裝置加以分析^ 本文所用，術語「板上」（〇nb〇ard)意欲涵蓋由基板承載之社 構，無論彼結構係位於基板上、位於基板中、或部分位於^ 板上及部分位於基板中。來自外部供應源2〇2的細胞經由輸 入埠206輸入微流體裝置200中。埠2〇8為來自鞘液(sheath 099122103 14 201109653 中心車由向通 外部供應源 中，且接著 可藉由熟悉 fluid)供應源210的鞘液之入口埠。埠208具有 路，其與流體流動通道212流體連通，以使得自 210進入埠208的鞘液將進入流體流動通道212 流入主要流體流動通道214中。鞘液供應源21〇 本技藝者已知之任何習知耦接機構連接至埠208。不需要稍 流的系統亦可利用。 埠206亦具有中心軸向通路，該通路經由樣品注射管216 而與流體流動通道214流體連通。樣品注射管216被安置成 與流體流動通道214之縱向軸同軸。因此，將來自細胞供應 源202的細胞之液態樣品注入埠2〇6中、同時將鞘液注入埠 208中，將導致細胞流過被鞘液包圍的流體流動通道214。 流體流動通道214及212及樣品注射管216之尺寸及組構， 係被選擇成為使得鞘液/樣品流體在其穿過裝置2〇〇時將展 現層流，如本技藝中所知。 可使用位於微流體裝置外部之裝置的細胞測量分析，可於 分析區段218中執行(分析區段218中發生的特錢作，對 於本發明而言並非關鍵）。作為在區段218中執行分析之結 果，細胞可基於細胞之不同特徵選擇地分選至不同樣品孔 220或222 +。在某些具體例中，樣品孔22〇、222具有與 其流體連通的出口埠(未圖示），以有助於自諸孔中移除分選 樣品。細胞分選可藉由適當地控制導流器224來實現。 在一具體例中，導流器224為壓電裝置，其可由電指令信 099122103 15 201109653 號致動’以便視導流器224之 小问而以機械方式將通 。刀、、道214的液流導入於孔22〇或孔222中。在其他夏 體例中’導流器224並非壓電裝置，而可改_<入壁: =流向偏轉的氣泡、藉由磁場移動或致動的偏流器、或如 一般技藝者所想到的任何其他導流器或分選閘。 登在某些具體例中，細胞可基於細胞之預定將來用途而被分 輕不同樣品孔中。舉例而言’具有相同特徵或表型的細胞 :分選至-個孔中，將其固定在其中以便觀察，且分選至另 :孔中’而使其在其中保持存活狀態以經受額外的功能測 里=其他具體例中，細胞可基於體積而沈積至⑶中，此係 與分選方則目反。為心t及餘辦，圖2衫地顯示在裝 諸組件、區域或區段之間延伸的單一通道。然而應 ，解單it道可代表如熟悉本技藝者所想到的多重細胞浏 里通道、及多種可能的通道組構。 口 #料儲存媒介物230安置於基板204板上，且可含有與樣 品及/或鞘液有關的資訊，以及，關於樣品2〇2之狀態及來 源、或對樣品已執行或待執行之操作的任何資訊。舉例而 °資料健存媒介物230可包括患者病史、病理學者報告、 鞘液製1^日期、樣品處理日期、執行操作之技術人員鑑定、 地里、、’α果、或可能需要存檔以供將來檢索之與樣品或測試有 關的任何資料。 在某些具體例中，晶片2〇〇可在自動化處理環境下而在多 099122103 16 201109653 動。各自動化站或裝置可將資訊寫入在下-站 ::的4 200中。以此方式，資訊可在各站之間非同步地 但仍與樣品相關聯。在病理學測試實驗室之 = 式細胞測量術，且接著由書寫最:報告之 "φ日貝⑽如病理學者）觀察。此報告亦可寫入晶片 。晶片200上之資料應保證：與樣品之歷史及 關的所有記錄與樣品保持實際關聯，且可供任何醫學專 =:過!中或在診斷過程之後查看。該等晶片僅 八，之杨案，亦提供資料之檔案。 入=儲存媒介物23G可包含可讀及/或可寫媒介物，諸如， 二二照相裝置 '非易失性隨機存取記憶體或其類似物、可寫 件、磁條、或本技藝中已知之其他儲 資 抖儲存媒條較料(不論直㈣^ 資訊儲存至資料儲在拔八札 教置）此夠將 料計 3G中，且檢索預先已儲存於資 ==⑽料储存區段23〇 置亦可標準化，以使得不同類型之自動化裂置可自資料 且^區段23G讀取f訊’或將資訊寫入資料儲存區段230中。 有板上抗凝血劑之微流體裝置： 本發明之某些具體例大體上係關於使 :之^細胞測量術、或影像式細胞測量術)對微流： 物樣品進行分離及分析的系統。在許多應 裝置係用时析生物樣品之特性。某些_之樣品，諸如， 099122103 201109653 人類血液，可在自體内自然環境中移出之後開始凝聚或凝 結’且沈積於微流體裝置内之樣品容器中。為防止凝結，可 將抗凝血劑添加至樣品中，以增加樣品存活之時間量，以便 藉由微流體裝置分析。然而’此舉為取樣程序添加複雜性， 且增加外部污染物引入樣品中（或可能有害之樣品成分釋入 外部環境中）之可能性。為消除使用者人工地添加抗凝血劑 之需要，抗凝血劑可改在製造程序中添加至微流體裝置内之 取樣容器中。 ® 3示意地例示微流體裝置3 〇 〇，其被組構成為可使用細 胞測量術分析樣品内之生物成分。農置3⑼包括形成於基板 303板上的樣品孔302，以便經由埠3〇6自外部來源（未圖示) 收容樣。口口 304。樣品孔302含有已在製造程序中添加的抗凝 企劑305 ’從而消除使用者在使用期間將其添加至樣品中之 需要。為簡化及便於例示’圖3顯示在微流體裝置3〇〇之諸 組件、區域、或區段之間延伸的單一通道。然而，應瞭解， 單-通道可代表如熟悉本技藝者所想到的多重細胞測量通 道、及多種可能的通道組構。 一旦樣品304 6添加至樣品孔3〇2中且與已存在於立中之 抗凝血劑305混合，則閥門3〇δ便開啟，以使得樣品3〇4 流過流動通道’至裝置3⑼内之細胞測量分析區段312 中，以進行細胞測量分析及/或分离隹。細月包測量分析可結合 外部裝置來執行，且細胞測量分析之細節對於本發明而言並 099122103 201109653 非關鍵。舉例而言’基於細胞測量分析區段312中之結果， 所需樣品流體可藉由適當地控制導流器32G而導入萃取孔 314 t °類似地’樣品中之不f要的細胞可藉由適當地控制 導流器320而導入廢料孔316中。 在-具體例中，導流器32〇為壓電装置，其可由電指令信 唬致動’以便視導流器32〇之位置之不同而以機械方式將通 過分選通道304的液流導入出口埠314或廢料埠316中。在 其他具體例中，導流器32〇並非壓電裝置，而可改為例如嵌 入壁内以使流向偏轉的氣泡、藉由磁場移動或致動的偏流 器、或如一般技藝者所想到的任何其他導流器或分選閘。 經由通道31〇的流動可藉由毛細作用或本技藝中已知的 其他微流體抽取手段而啟動。應瞭解，本發明涵蓋：易於凝 聚或凝結的任何類型之生物或化學樣品可使用所揭示的裝 置及方法來處理及/或分析。 具有測試及控制通道的微流體裝置： 本發明之某些具體例大體上係關於一種用於在微流體裝 置上平行地設置至少一個控制細胞測量通道、及至少一個測 試或實驗細胞測量通道、從而使得測試及控制檢定能夠經由 單一個微流體裝置來進行的系統。控制檢定部與測試檢定部 為平行’且實質上同時執行，為細胞測量測試提供增加的準 確度及精確度。另外，來自多重檢定部的結果可加以比較、 平均化，或作為品質控制步驟加以檢視，為研究者或醫學專 099122103 19 201109653 業人員提供高把握的細胞測量測試結果。 圖4例示了系統400,其中，形成於基板402板上的微流 體裝置平行地設置有測試或實驗檢定部403與控制檢定部 404。作為檢定部403之一部分，來自生物樣品（未圖示）的 物質被輸入輸入埠410中，且在分析區段412中經由細胞測 量術(諸如，流式細胞測量術或影像式細胞測量術)加以分析 (分析區段412中發生的特定操作對於本發明而言並非關 鍵）。根據執行分析之結果，生物樣品物質可選擇地分選至 一或多個不同的孔或腔室414、416中。生物樣品流體之第 一部分可藉由適當地控制導流器418而導入至孔414中。類 似地，生物樣品中細胞之第二部分可藉由適當地控制導流器 418而導入至孔416中。 在一具體例中，導流器418為壓電裝置，其可由電指令信 號致動，以便視導流器418之位置之不同而以機械方式將通 過分選通道的液流導入至孔414或孔416中。在其他具體例 中導· 器418並非壓電裝置’而可改為例如嵌入壁内使流 向偏轉的氣泡、藉由磁場移動或致動的偏流器、或如一般技 藝者所想到的任何其他導流器或分選閘。 另外，作為檢定部404之一部分，來自控制樣品的物質（未 圖不)被輸入至輸入埠420中，且在與生物樣品輸入埠410 相同的條件下在分析區段422中加以分析（分析區段422中 發生的特定操作對於本發明而言並非關鍵）。根據執行分析 099122103 20 201109653 之結果’控制樣品物質可藉由適當地控制導流器428選擇地 分遥至一或多個不同的孔或腔室424、426中。應瞭解，基 板402上顯示作為細胞測量檢定之一部分的各種組件及區 段’意欲以簡單示意圖顯示細胞測量程序之操作，而且，裝 置400上之細胞測量組件及區段可隨一般技藝者所想而大 大改變。 生物及控制樣品物質中之細胞可基於細胞之不同特徵，分 選至不同的腔室414、416、424及426中。細胞可基於細胞 之預定的將來用途，分選至不同的腔室414、416、424及 426中。舉例而言，具有相同特徵或表型之細胞可分選至一 個腔室中，將其固定於其中以便觀察，且分選至另一腔室 中，使其在其中保持存活狀態以經受額外的功能測量，或適 當儲存以用作為基於細胞的治療性程序之一部分。舉另一例 而言’合乎需要的細胞可分選至萃取孔或腔室中，而且，不 合需要的細胞可分選至廢料孔或腔室中。或者，細胞可基於 體積而沈積於腔室414、416、424及426中，此與分選方法 相反在某些具體例中，樣品孔4丨4、4丨6及具有 與其流體連通的出口埠(未圖示），以有助於自諸孔中移除分 選樣品。 為簡化起見，圖4之例示顯示了四個腔室414、々π，424 及426 ’然而，應瞭解，微流體裝置對每個檢定部可包括多 於或少於兩個腔室，如了般技藝者所想到。另外，腔室414、 099122103 21 201109653 416、424及426顯示為靠近於基板術之底部而水平地對 齊。然而，應瞭解，腔室414、416、424及概(若存在河 安置於基板402上之如—般技藝者所想到的其他位置。另 外，為簡化及便於例示，圖4顯示在基板402之諸組件、區 域或區段之間延伸的單—通道。然而，應瞭解，單—通道可 代表如熟悉本技藝者所想到的多重細胞測量通道及多種可 能的通道組構。 如所例示，測試及控制細胞測量檢定通道可平行地安置於 基板402上。然而，應瞭解，檢定通道，包括分析區段及腔 室’可以另外方式安置於基板上’如熟悉本技藝者通常會想 到。另外，本發明涵蓋：測試檢定部4〇3與控制檢定部4〇4 可實質上同時發生或可以任何次序連續發生。在某些具體例 中’分析區段412及422 +之操作為相同或實質上相同，以 確保細胞測量測試之準確度及精確度。因而，檢定部4〇4 中之控制樣品在與檢定部403中之生物樣品相同之條件下 加以測試。在例示性具體例中，單一測試檢定部4〇3及單一 控制檢定部404合併於基板4〇2中。然而，亦應瞭解，基板 402可設置如一般技藝者所想到的額外測試及/或控制檢定 通道。 平行地設置於同一微流體裝置上、在相同條件下進行的測 試或實驗檢疋部與控制檢定部，可經由控制物質測試纟士果與 實驗檢定结果之對比，為研究者或醫學專業人員提供已知參 099122103 22 201109653 考。另外，設置於同一微流體裝置上的控制及實驗檢定部可 消除在不同時間經由不同微流體裝置測試控制樣品及實驗 生物樣品時可能發生的人為誤差之可能性。在許多情形中， 品質控制檢定必需或需要執行，以驗證實驗檢定正確運作。 實驗及控制檢定部設置於同一晶片上，可消除研究者或醫學 專業人員在各別微流體裝置上分別運作控制檢定之需要，從 而減少時間及物質。另外，實驗及控制檢定部設置於同一晶 片上’可在試劑及樣品處理完成於該晶片上之情形下有助於 減少秩差。控制樣品與生物樣品之細胞製備，均可在相同條 件下使用已儲存關—抵試劑同時完成。實驗及控制檢定設 置於同-晶;i上’允許在分析程序中進行即時調整，諸如， 所處理的王部細胞或處理時序’以用相同方式影響控制與測 試樣品。 具有整合纽集齡物的微讀裝置： 在某些具體例中，本發明大體上係關於一種在經由上述流 式、田m序分析且選擇地分勒胞之後、將細胞儲存及 保存於微《裝置_上㈣备細胞之前及保存可經由 :、政置5GG整合的收集媒介物來實現。如圖$中示意地例 、田胞來自於細胞供細（未目*)且輸人至形成於基板 的輸入埠510 t °崞51〇處所輸入的細胞在分析區段 2中使用細胞測讀來分析（分析區段512中發生的特定 操作對於本發明而言並_鍵）。根據·分狀結果，細 099122103 23 201109653 胞可藉由適當地控制導流器516^@Μ_Μ5ι4 中。在某些具體例中，腔室514可包括媒介物，諸如，試劑 及/或其他適當的化學品，以維持所收集細胞之完整性，供 研究者或醫學«人員之分㈣觀察朗試。為簡化及便於 例示，圖5顯示在基板502之諸組件、區域或區段之間延伸 的單一通道。然而，應瞭解，單一通道可代表如熟悉本技藝 者所想到的多重細胞測量通道及多種玎能的通道組構。 細胞可基於細胞之不同特徵分選至不同的孔或腔室中。細 胞可基於細胞之預定的將來用途而分選至不同的孔或腔室 申。舉例而言，具有相同特徵或表型的細胞可分選至一個孔 中，將其固定在其中以便觀察，且分遂至另一孔中，使其在 其中保持存活狀態以經受額外的功能測量。或者，細胞可基 於體積或隨機沈積於腔室514中，此與由特徵界定的分選方 法相反。在一例不性具體例中，在分析區段512中被測定為 有私示癌症之特徵的細胞，可分選至腔室51如及51扑 中’而且’無指示癌症之彼特徵的細胞則可分選至腔室51牝 A 514d中。舉另―例而言’被測定為具有第—特徵的細胞 了分選至腔室514a中’被測定為具有第二特徵的細胞可分 選至腔室514b巾定為具有第三特徵的細胞可分選至 腔室514C中，而且，被測定為無第〆、第二及第三特徵的 細胞則可分選至腔室514d中。在其他具體例中 ，所有的腔 至514均可收容具有由分析區段512所量測的特徵的細胞。 099122103 24 201109653 在所例示之具體例中，存在有四個例示的腔室；然而，應 瞭解，可能存在多於或少於四個腔室，如一般技藝者所想 到。具有複數個腔室的晶片可被設計成為使得預定量之細胞 分選至各腔室中。舉例而言，各腔室可收容一個分選細胞。 舉另一例而言，各腔室可收容多達ίο個分選細胞。舉另一 例而言，各腔室必要時能夠收容經由裝置500所分析的多達 全部量之細胞。為便於例示，腔室514例示成為水平地對 齊，但，亦應瞭解，該等腔室可以另外方式安置於晶片上， 如熟悉本技藝者通常會想到。 如上文所提及，諸腔室可在其中含有必要的試劑及/或化 學品，以便將細胞固定於其當前狀態。以此方式，各細胞之 外觀或形態實質上保持成與細胞分選時相同的狀態。基於顯 微鏡觀測細胞通常所用的此一程序，維持了分選及分離細胞 之完整性，實質上防止細胞破裂，且從而保存指定用於分選 的細胞之形態特徵，以便供研究者或醫學專業人員隨後觀 測。在一些具體例中，試劑及/或化學品使細胞維持天然、 存活狀態，以使得其可置放於培養物中，或用於其他功能測 量。在一些具體例中，腔室中之試劑及/或化學品可有助於 製備用於冷凍之細胞，諸如，藉由冷凍整個裝置500而製備 者。舉例而言，整個晶片或晶片之一部分可安置於自動化細 胞低溫裝置中。在對晶片上之細胞執行分析之後，研究者或 醫學專業人員可能希望在顯微鏡或類似裝置下觀察一或多 099122103 25 201109653 個待研究特徵的細胞’或對該等細胞進行其他測試或分析。 在某些具體例中，一或多個腔室514中之含有必要的試劑及 /或化學品的晶片，可預先包裝。 在一些具體例中，諸腔室可含有各種濃度之物質’以便細 胞對物質濃度之反應可由裝置直接測量。舉例而言’在驗證 潛在藥品之過程中，通常必需測試藥品在多穆濃度下之潛在 毒性。為提供此測試，晶片可預先裝載有孔或腔室之矩陣， 該等孔或腔室各具有不同濃度之測試藥品。細胞可分選至此 等孔或腔室中。其他試劑亦可選擇地預先裝載’或自其他腔 室自動添加’以有助於直接讀取各孔中細胞之反應。舉例而 言，此項測量可使用諸如微孔板讀取器之類的自動化裝置來 進行。 具有多重檢定通道的微流體裝置： 在某些具體例中，本發明大體上係關於一榷系統600，其 包括微流體裝置上之複數個相同細胞測量通道（諸如’流式 細胞測量或影像式細胞測量通道），諸如，形成於基板602 上的通道，經由單一微流體裝置設置多重檢定部。如圖6 示意地例示，用於各種細胞測量分析之細胞來自單一細胞供 應源（未圖示），且供應至輸入埠610a、610b及610c中，且 分別在分析區段612a、612b及612c中經由細胞測量處理部 604a、604b及604c分析（分析區段中發生的特定操作對於本 發明而言並非關鍵）。對來自相同細胞供應源的細胞提供多 099122103 26 201109653 測量測_度及—。 來自感疋爾果可加以比較、平均化 制步驟加以檢視’為研究者或醫學專業人員提供高把握㈣ 胞測量測試結果。 如所示意地例示，多重細胞測量通道可並行地安置於晶片 上。然而’應瞭解，通道，包括了分析區段及腔室，可以另 外方式安置於晶片上’如熟悉本技藝者通常會想到。另外， 本發明涵蓋：經由細胞測量術的多重檢定部可實質上同時發 生，或可峰何次序連續地發生。本發明亦涵蓋：複數個細 胞測量檢定部可為相同或實質上相同。在例示性具體例中， 三個細胞測量分析通道合併於晶片600中。然而，亦應瞭 解，晶片600上可設置多於或少於三個檢定部，如熟悉本技 藝者會想到。 根據執行各分析之結果，細胞可基於細胞之不同特徵選擇 地分選至腔室組614a、614b及614c内之不同的孔或腔室 中。樣品流體可藉由分別適當控制導流器616a、616b及，616c 而導入至孔組614a、614b及614c中。 在一具體例中，導流器616a、616b及616c包含壓電裝置， 其可由電指令信號致動，以便視導流器616a、616b及616c 之位置之不同而以機械方式將通過分選通道的液流導入任 一相聯的結孔中。在其他具體例中，導流器616a、616b及 616c並非壓電裝置，而可改為例如嵌入壁内以使流向偏轉 099122103 27 201109653 藝者所 的氣泡、藉由磁場移動或致動的偏流器、或如—护技 想到的任何其他導流器或分選閘。 細胞可基於細胞之預定的將來用 7k王不同的 腔室中。舉例而言，具有相同特徵或表型之細胞可分、/或 個孔中’將其m定於其中以便觀察，且分選至另—孔、至〜 其在其中保持存活狀態以經受額外的功能測量。中’使 可基於體積或隨機沈積於孔或腔室中，此與由特彳^界二細皰 選方法相反。在-例示性具體例中，在各分析區段=之分 612b及612c中被測定的具有指示癌症之特徵的細皰，。 選至腔室614ai、614bj614cif，而無指示癌症:彼可， 的細胞則可分選至腔室614幻、6141^及6144中。在，特城 體例中，研究者或醫學專業人員可藉由比較導二:: 614ai、614bl及614ei中的分選及分離細胞之數量及特徵至 來比較細胞測量測試結果。晶片可包括如本技藝中所知:以 物理方式將細胞自分析區段導入腔室中的手段。在所例示之 具體例中，存在兩個引自各分析區段的腔室；然而，應瞭解， 可能存在多於或少於兩個引自各分析區段的腔室，如熟悉本 技藝者通常會想到。為便於例示，該等腔室示意地例示為水 平對齊，但，亦應瞭解，該等腔室可以另外方式安置於晶片 上’如熟悉本技藝者通常會想到。或者，在分析完成之後， 可促使細胞脫離晶片6〇〇。為簡化及便於例示，圖6顯示在 晶片600之諸組件、區域或區段之間延伸的單一通道。然 099122103 28 201109653 ’應瞭解’早-通道可代表如熟悉本技藝者所神 細胞測量通道及多種可能的通道組構。 〜到的多重 具有局部溫度控制的微流體裝置： 本發明之某些具體例大體上係關於微流體裂置λ 度控制。本發明涵蓋之系統在微流體裝置上之—或多^也现 位置提供動態溫度控制。在涉及細胞測量術(諸如，添寺= 胞測里術或影像式細胞測量術）之具體例中，局部溫户=帝 可發生於細胞經由本文所述細胞測量程序所分析且選擇^ 分選之前、期間中、及/或之後(細胞測量程序中發生的特定 操作對於本發明而言並非關鍵）。圖7至圖1Q僅例示幾個應 用於微流體裝置或與微流體裝置整合的可能的局部溫度控 制系統之實施例。 圖7例示一種系統700，其對微流體裝置(諸如，形成於 具有前側702a及後側702b的基板702上之裝置）上之兩個 位置提供局部溫度控制。經由晶片700分析過的細胞來自細 胞1供應源（未圖示）並在輸入琿710引入，且在分析區段712 中之一或多個點經由細胞測量術來分析。為簡化及便於例 示’圖7顯示自輸入琿710延伸通過分析區段712的單一流 動通道7〇9。然而，應瞭解，單一流動通道7〇9可代表如熟 悉本技藝者所想到的多重細胞測量通道及多種可能的通道 組構。 在例不之具體例中，系統7〇〇包括控制晶片7〇〇之特定局 099122103 29 201109653 部區段之溫度的溫度控制裝 置716。在特定例示之具體例 中’溫度控制裝置716安置於晶片700之後側702b上，且 控制了分析區段712内之特定位置之溫度。然而，應瞭解， 溫度控制農置可安置於晶片上之其他地方，包括前表面 702a、及/或針對晶片7〇〇而發生的整個細胞測量程序中之 各種其他位置。另外，所例示之具體例顯示兩個溫度控制裝 置’然而’仍涵蓋可存在多於或少於兩個溫度控制裝置，如 熟悉本技藝者會想到。 在某些具體例中’晶片700可包括用於暫時或永久細胞收 集的一或多個孔或腔室714。在某些具體例中，樣品孔714 具有與其流體連通的出口埠（未圖示），以有助於自孔中移除 分選樣品。樣品流體可藉由適當地控制導流器718而導入任 一個孔714中。 在一具體例中，導流器718為壓電裝置，其可由電指令信 號致動，以便視導流器718之位置之不同而以機械方式將通 過机動通道709的液流導入任一個孔714中。在其他具體例 中，導流器718並非壓電裝置，而可改為例如嵌入壁内使流 向偏轉的氣泡、藉由磁場移動或致動的偏流器、或如一般技 藝者所想到的任何其他導流器或分選問。 一或多個溫度控制裝置可安置於孔或腔室714内、鄰近或 接近於孔或腔室m、或晶片之相對於孔或腔室714的對置 側上。在其他具體例中，—或多個溫度控制裝置可安置於日曰日 099122103 30 201109653 片之相對於細胞測量通道之區段的對置側近處或此對置側 上。在其他具體例中，一或多個溫度控制裝置可安置於細胞 測量晶片700上之其他可能及適當位置。 圖8例示另一系統800，其對微流體裝置（諸如，形成於 具有前側802a及後側802b的基板802上之裝置)提供局部 溫度控制。在特定例示之具體例中，晶片800包括細胞製備 區段811，其中，細胞被製備成用於細胞測量分析，而且， 局部溫度控制發生於區段811處。經由晶片800所分析的細 胞來自於細胞供應源（未圖示）並在輸入琿810引入，行進至 細胞製備區段811，且在沿著分析區段812的一或多個點經 由細胞測量術來分析。為簡化及便於例示，圖8顯示自細胞 供應輸入埠810延伸且通過分析區段812的單一流動通道 809。然而，應瞭解，單一的流動通道809可代表如熟悉本 技藝者所想到的多重流式細胞測量管及多種可能的通道組 構。 如所例示，晶片800可包括至少一個安置於後表面802b 上以控制細胞製備區段811之溫度的溫度控制裝置816。區 段811可為被組構成為在細胞測量分析操作之前收容原始 細胞樣品的孔或腔室。在某些具體例中，細胞樣品製備程序 需要升高的溫度，此與細胞測量程序之其餘部分相反。因 此，可能需要短期升高溫度，在其中製備細胞樣品，且接著 降低細胞溫度，隨後進入細胞測量分析區段。舉例而言，原 099122103 31 201109653 始細胞樣品之製備可能涉切_及域其他化學品施加於 β玄樣。口中1¾ K劑及/或彳b學品被設計成可在某些溫度下 適當地製備用於細胞測量分㈣樣品。 儘&圖8例不了安置於後表面麵上鄰近於區段川的 ’皿度&制裂置816 ’但’應瞭解，溫度控制裝置可安置於晶 片上之其他地方，包括前表面略及/或針對晶片_所發 生的整個細胞測量程序十之各種其他位置。另外，所例示之 具體例個溫姑缝置，“，㈣蓋可存在其他溫 度控制裝置，如熟悉本技藝者會想到。 舉一例而言，溫度控制裳置716及/或816可為固態熱傳 遞裝置’諸如，帕耳帖熱傳遞褒置（pehier Wan* device)。然而’許多其他溫度控制裝置可根據本發明而使 用’以控制細胞測量晶片上之局部區域的溫度。溫度控制裝 置可經由多種適當方法附接或安裝至晶片上，如熟悉本技藝 者通常會想到。 根據區段712及812甲所執行的分析之結果，細胞可基於 細胞之不同特徵分別選擇地分選至不同的腔室714及814 中。在某些具體例中，樣品孔814具有與其流體連通的出口 埠（未圖示），以有助於自孔中移除分選樣品。樣品流體可藉 由適當地控制導流器818而導入至孔814中。 在一具體例中，導流器818為壓電裝置，其可由電指令信 號致動，以便視導流器818之位置之不同而以機械方式將通 099122103 32 201109653 k々il動通道809的液流導入任一個孔8 μ中。在其他具體例 中導流器818並非壓電裝置，而可改為例如嵌入壁内使流 向偏轉的氣泡、藉由磁場移動或致動的偏流器、或如一般技 藝者所想到的任何其他導流器或分選閘。 細胞可基於細胞之預定的將來用途而分選至不同的孔或 腔至中。舉例而言，具有相同特徵或表型的細胞可分選至一 個孔中，將其固定於其中以便觀察，且分選至另一孔中，使 其在其中保持存活狀態以經受額外的功能測量。或者，細胞 可基於體積或隨機沈積於孔或腔室中，此與由特徵界定之分 選方法相反。在一例示性具體例中，在分析區段712(或812) 中被測定為具有指示癌症之特徵的細胞，可分選至腔室 714a(或814a)中，而無指示癌症之彼特徵的細胞則可分選至 腔室714b(或814b)中。在所例示之具體例中，存在兩個引 自於各分析區段的腔室；然而，應瞭解，可能存在多於或少 於兩個腔室，如熟悉本技藝者通常會想到。為便於例示，腔 室例示為水平對齊，但，亦應瞭解，該等腔室可以另外方式 安置於晶片上，如熟悉本技藝者通常會想到。或者，在分析 完成之後可促使細胞脫離晶片202。為簡化及便於例示，諸 圖顯示在細胞測量晶片之諸組件、區域或區段之間延伸的單 一通道。然而’應瞭解’單一通道可代表如熟悉本技藝者所 想到的多重細胞測量通道及多種可能的通道組構。 圖9例示微流體裝置之局部溫度控制系統之另一例示性 099122103 33 201109653 具體例。更特^言之’目9顯示微流體裝置(諸如，具有前 表面902a及後表面9〇2b的基板9〇2)之剖面。基板9〇2設有 被組構成可收容針對基板902所發生的細胞測量分析中所 涉及的一疋1細胞樣品流體的孔9〇4。鄰近於孔處為位 於晶片之後表面902b上的襯墊9〇6。系統_涉及將加熱 及/或冷卻元件908應用於襯墊9〇6，以向孔9〇4中之物質提 供局部溫度控制。在料具體财，元件之接觸表面 9〇9被組構成鄰接於襯墊906之接觸表面9〇7，以將溫度傳 遞至孔904中。 襯墊906可由能夠將加熱或冷卻效應自元件规傳遞至孔 904中的任何適當材料所構成。在某些具體例中，觀墊_ 可為晶片之整體模製部分。在其他具體财，襯墊9〇6可經 由適田方法女裳或附接至晶片之後表面’如熟悉本技藝者會 想到。在某些具體例中’婦906包含銘層。另外，加熱及 /或冷卻元件908可為如熟悉本技藝者會想到的任何適當的 溫度控制元件。儘管元件规例示為單一元件，但，應瞭解， 元件_彳㈣組構成可接觸概塾99〇6的多重的溫度控制 几件構成。此外，本發明涵蓋··複數個元件與襯塾組合可合 併於針對基板902所發生的細胞測量程序中及程序内之多 種不同可能位置處，如熟悉本技藝者會想到。在該等具體例 中，本發明涵蓋：不_元件與襯墊組合可調節至不同的局 部溫度’且可具有不同尺寸。在_些具體例中，基板9〇2 099122103 34 201109653 套入夾具或其他導引手段内，從而確保襯墊906與元件908 之間的對齊。 圖10例示另一局部溫度控制系統1〇〇〇。系統1000涉及 將加熱及/或冷卻元件1008應用於微流體裝置，諸如，形成 於具有前表面1002a及後表面1002b的基板1002上之微流 體裝置，以控制裝置之局部區域之溫度。元件1〇〇8包括複 數個插針、針、或指針1〇〇9，而各指針之溫度係個別地控 制。因而，設定接觸晶片特定區域之不同組針之溫度，可沿 晶片進行局部溫度控制。在某些具體例中，元件1〇〇8實質 上與基板1002 —樣大，以使得晶片之所有區域之溫度為可 控制。在其他具體例中，元件1〇〇8比基板1〇〇2小，且可安 置於沿著基板1002的不同位置，以在不同位置提供局部溫 度控制。在某些具體例中，基板1〇〇2設有一或多個被組構 成可收容細胞測量分析中所涉及的一定量細胞樣品流體的 孔（未圖不），且具有安置於後表面1〇〇2b上而與每個孔斟齊 的襯墊。在該等具體例中，指針尖接觸襯墊，從而將加熱或 冷卻效應傳遞至孔中’以向孔内之特定量之細胞樣品提供局 部溫度控制。 對分析細胞的微流體裝置進行局部溫度控制是重要的，原 因至少為.細胞溫度可能與細胞之代謝活性、及針對細胞而 發生的作為細胞測量分析之一部分的反應速度及/或品質直 接相關。在某些情形下’需要對活細胞執行功能檢^，此等 099122103 35 201109653 活細胞需要溫度㈣I!，以在檢定下正確表現^此，某些細 胞可在某些溫度下中止功能’因此’局部溫度控制可用以在 檢定部内維持細胞功能。«些具體例中’升高細胞溫度會 促進試劑吸收或加速細胞產生代謝物’而降低細胞溫度起減 緩或中止細胞代謝之作用。在一些具體例中，降低細胞溫度 可與低溫冷;東細胞一起發生。 本發明涵蓋的局部溫度控制系統亦可提供相對為快的動 態溫度變化。舉例而言’此系統能夠視細胞測量程序所需， 提供特定時間量之溫度升高，隨後相對快地降低溫度，反之 亦然。另外，在某些具體例中，曰η 不同區域之間溫度傳遞的塑膠材 了用於隔絕晶片之 7寸所構成。因而，局部溫声 控制系統可使晶片之不同區域同時處於不同溫度。紗域 由使用=基板表面上㈣•溫度控制之 转 ^於建構基板之材料的接觸襯塾(諸如，_襯塾 在某些具體例中，需要在細胞測量分析之 独細胞細胞測量晶片可包括用於㈣一部分 扣的孔认至’以供研究者或醫學專業人員觀測 , 制分離細胞之溫度可_觀測或成像整合為-。因此，^ 上所討論之例示性具體例外，細胞觀測孔或腔室之局; 度，亦可經由一或多個本文所涵蓋的局部溫度控制系統;: 制。 工 099122103 36 201109653 具有組織模擬通道的微流體裝置： 本發明之某些具體例大體上係關於一種具有一或多個組 織模擬通道、孔及/或腔至的微流體裝置，諸如，細胞測量 晶片（諸如，流式細胞測量或影像式細胞測量）。組織模擬組 件可女置於B曰片之各種位置’因此’細胞可在整個細胞測量 程序中之各種位置遇到組織模擬組件。舉例而言，細胞可在 細胞經由本文所述之細胞測量程序分析及選擇地分選之 别、、期間中、及/或之後，流過組織模擬通道（細胞測量程序 中發生的特定操作對於本發明而言並非關键）。設置一或多 個組織模擬組件，可讓研究者或醫學專業人員在細胞與模擬 組織相互作用之前、期間中、及之後觀測細胞。 ▲圖11例示微流體裝置（諸如，細胞測量晶片）上具有組織 模擬特徵的流動通道簡。通道謂由s柱形的通道壁 業人員能夠觀測、 1102所界定。然而’應瞭解，此通道可以另外的方式成形 及汲構諸如’剖面為正方形或矩形。壁1102之内表面1102a 上，有級織核擬材料11〇4。在模擬體内通道中之自然環境 的％^下’將組織模擬材料引人通道内，使所究者或醫學專

在某些具體例中 的天然組織材料。 然組織材料的其他 料可藉由將待模摑 。在其他具體例中，材料1104可由模擬天 他材料重建。在某些具體例中，組織模擬材 擬的特定組織區域之細胞裏放於晶片上之 099122103 37 201109653 組件中，在恆溫箱中培育晶片且使細胞生長以產生組織模擬 材料，而生長於特定晶片組件中。 流過通道1100之内部1103的細胞遇到材料1104，如同 其流過體内通道時會遇到天然材料一般。通道之内部可設計 成模擬諸如血管（包括動脈及靜脈）、尿路及消化道之各部分 (包括腸、食道及結腸）之類的多種可能的體内通道之内部。 在其他具體例中，通道之内部可設計成模擬多種可能的體内 器官之内部。 在其他具體例中，化學技術可用以模擬天然體内區域。化 學技術可包括施加化學品及/或其他材料，以模擬天然身體 環境。化學技術可應用於細胞測量晶片上之一或多個位置， 包括通道、孔、及/或腔室。另外，化學技術可應用於細胞 測量程序之一或多個階段，包括在細胞經由細胞測量分析加 以分析之前、期間中、及/或之後。圖12例示化學技術之應 用之例示性具體例。圖12中顯示設有孔1202的流式細胞測 量晶片1200之一部分。孔1202被組構成作為細胞測量程序 之一部分而收容一定量之細胞樣品液流。一定量之化學品 1204置於孔1202中，而化學品設計成將孔環境之pH值調 節至待模擬的天然環境之pH值。此舉使研究者或醫學專業 人員能夠在模擬其體内通道、器官或其他體内位置中之自然 環境之環境下，觀測、成像及/或分析細胞。 組織模擬組件及/或應用化學技術，使研究者或醫學專業 099122103 38 201109653 人員可觀測且評估與模擬組織之相互作用如何影響細胞。另 外’研究者或醫學專業人員可將諸如藥品之類的化學品施加 於樣品中，以觀測且评估化學品如何影響細胞與模擬組織之 相互作用。此外，上述程序使研究者或醫學專業人員能夠觀 測且評估細胞如何滲透模擬組織、及該滲透對細胞與模擬組 織之影響。此外，研究者或醫學專業人員可在兩者之間的可 控相互作用之後，對通過模擬組織或模擬組織材料的細胞樣 品進行進一步觀測、測試或分析。應瞭解，提及細胞及細胞 樣品（為簡化起見）满蓋·引入其他材料（單獨或組合），諸如， 生物體、粒子、及病毒(舉非限制性例子而言）。 本發明所涵蓋的組織模擬組件可採用任何適宜的物理形 式。舉例而言〆成多個組件可形成於微流體農置之表面 中’且可敞開或包括覆蓋物。覆蓋物可在適當位置膠合、 在適當位置用嚙合装置之彈性構件鎖扣、在適當位置自裝置 表面延伸的導軌上滑動、或如一般技藝者會想到之任何其他 適且手#又達成。舉另例而5，一或多個組件可閉合。以上 實施例之目的僅為許多可能組構之非限制性實施例。 具有完整檢定能力的微流體装置： 本發明之某些具體例大體上係關於一種針對單一微流體 裝置(諸如，細胞測#晶片）提供完整細胞測量檢定能力的系 統。在能夠製備用於細胞測量分析、合併於晶片中的樣品之 情況下，待分析的原始（固體或流體)樣品可直接置放於晶片 099122103 39 201109653 上在某些具體例中，細胞測量檢定包括流式細胞測量或影 像式細胞測量分析。如圖13中示意地例示，系統1300包括 置放於基板1302上之腔室或孔中的原始樣品（未圖 不而邊樣品為在區段131〇進行流式細胞測量分析所製 析區I又1312經由細胞測量術加以分析（分析區段 312中|生的特定操作對於本發明 而言並非關鍵）。在一些 具體例中，；^如样σ 樣°°可為流體樣品，諸如，血液或尿(舉非 限制性例子而言）。 備原始樣品涉及到將試劑及/或其他化學品 施加於原始樣品中 而該等試劑及/或化學品係被設計成可 適當地製備用於細胞 p — 匕州直分析之樣品。在某些具體例中，區 丰又1310包含孔或腔 樣品傳遞至孔心卜’而且，試劑及/或化學品係在將原始 另外，試劑及/或化ϋ3ΐ()中之前’置放於彼孔或腔室中。 學品冰錢料錢料_°，將_及/或化 試劑及/或化學品〜乾形式)儲存於晶片上。然而，應瞭解， 於晶片上。 、’、'‘本技藝者會想到的其他形式儲存 根據執行細胞測量八 徵，選擇地分選至”之結果，細胞可基於細胞之不同特 樣品孔1314具有歲同孔或腔至1314中。在某些具體例中， 於自孔中移除分選梯其*體連通的出口埠(未圖示)，以有助 1316 099122103 201109653 在一具體例中，導流器1316為壓電裝置，其可由電指令 信號致動，以便視導流器1316之位置之不同而以機械方式 將通過分選通道1311的液流導入任一個孔1314中。在其他 具體例中，導流器1316並非壓電裝置，而可改為例如嵌入 壁内以使流向偏轉的氣泡、藉由磁場移動或致動的偏流器、 或如一般技藝者所想到的任何其他導流器或分選閘。 細胞可基於細胞之預定的將來用途而分選至不同孔或腔 室中。舉例而言，具有相同特徵或表型之細胞可分選至一個 孔中，將其固定於其中以便觀察，且分選至另一孔中，使其 在其中保持存活狀態以經受額外的功能測量。或者，細胞可 基於體積或隨機沈積於孔或腔室令，此與由特徵界定的分選 方法相反。在一例示性具體例中，在分析區段1312中被測 定為具有指示癌症之特徵的細胞，可分選至腔室1314a中， 而無指示癌症之彼特徵的細胞則可分選至腔室1314b中。晶 片1300可包括如本技藝中所知之以物理方式將細胞自分析 區段導入腔室中的手段。在所例示之具體例中，存在兩個引 自分析區段的腔室；然而，應瞭解，可能存在多於或少於兩 個腔室，如熟悉本技藝者通常會想到。為便於例示，腔室例 示為水平對齊，但，亦應瞭解，該等腔室可以另外方式安置 於晶片上，如熟悉本技藝者通常會想到。或者，在分析完成 之後，可促使細胞脫離晶片1300。另外，為簡化及便於例 示，圖13顯示在晶片1300之諸組件、區域、或區段之間延 099122103 41 201109653 道:然而’應瞭解，單-通道可代表如熟悉本技 在某I的多重細胞測量通道及多種可能的通道組構。 Μ ;具體例中，晶片U〇〇可針 在該等具庭用途設計。 在—例='，固人可將原始樣品沈積於晶片上之孔中。 經由使Z形下’原始樣品為血液，而且，個人可（自身或 將今血姆—個1料置）刺破其-個手指以暴露血樣，且 渗氣戈:=片1300上之孔1308中。原始樣品可經由 原始位置行藝者通常會想到之另—適當方法，由其 分析區段1312。衣備區段1310’且由製備區段1310行進至 在原始樣品沈積於晶片1300上、且在區段 對細胞測量程序而製備之後，晶片1300可置放於個 亦二，細胞測量分崎，且進行細胞測量分析。此機器 二1十成向個人提供細胞測量測試結果。以此方式，可進 預7^的細胞測量檢定’而無需研究者或醫學專業人員干 刀析7°成之後，晶片1300可處置、保存用於隨後參考， 或傳遞給研究者或醫學專業人員用於進-步處理。然而，應 瞭解，關於曰Η ^ 、阳乃1300之完整細胞測量檢定，亦可由研究者 或醤子專業人員在醫學機構中進行。 具有可分離區段的微流體裝置： 本餐月之某些具體例大體上係關於具有一或多個可分離 ^又的微流體裝置’細胞於微流體裝置之可分離區段上儲 存保。蔓、及/或輪送。如圖14示意地例示，系統14〇〇對 099122103 42 201109653 微流縣置⑼如，形纽絲麗&㈣體裝置）上之 旦θ t測里分析（諸如’流式細胞測量或影像式細胞 測1) ’且在細胞經由細胞測量程序分析之後分選細胞。在 某一、體例巾’區段可在細胞冷錄生之前或 1400分離。 Λ 圖例不，細胞來自細胞供應源（未圖示）並輸入至輸 中且在分析區段1412中分析（分析區段1412中 毛生的特4作對於本發明而言並非關鍵）。根據執行分析 之結=’細胞可分選至不同的腔室1414中。在某些具體例 中’樣品孔1414具有與其流體連通的出口埠(未圖示），以 有。；自孔中移除分選樣品。樣品流體可藉由適當地控制導 流器1416而導入至孔1414中。 ▲在一具體例中’導流器1416為壓電裝置，其可由電指令 號致動以便視導流器1416之位置之不同而以機械方式 將通過流動通道1418的液流導入任 一個孔1414中。在豆他 且體例中 、耸 ^ 導流器1416並非壓電裝置，而可該為例如嵌入 以使〜向偏轉的氣泡、藉由磁場移動或致動的偏流器、 或如般技藝者所想到的任何其他導流器或分選閘。 在某些具體例中，腔室1414可包括媒介物，諸如，試劑 及/或其他適當的化學品， 以製備用於冷凍的細胞，及/或維 持所收集細胞之完整性，供研究者或醫學專業人員分析後觀 察或測5式。為簡化及便於例示，圖14顯示在晶片1400之諸 099122103 43 201109653 組件、區域、或區段之間延伸的單—通道。然 =妓可代表如熟悉本技藝者所想到的多重㈣= 道及多種可能的通道組構。 細胞可基於細胞之不同特徵而分選至不同的孔或妒室 1414巾。細胞可基於細胞之預定的將㈣途而分選至不同 的孔或腔室1414中。舉例而言，具有相同特徵或表型之細 胞可分選至-個孔中’將錢定於其巾以便觀察，且分選至 另孔中’使其在其中保持存活狀態以經受額外的功能測 罝。或者，細胞可基於體積或隨機沈積於孔或腔室1414中， 此與由特徵界定的分選方法相反。或者，在細胞測量分析完 成之後’可促使一些細胞脫離晶片14〇〇。 在所例示之具體例中，存在六個例示的腔室1414;然而’ 應瞭解，可能存在多於或少於六個腔室，如一般技藝者所邦 到°晶片1400可設計成使得預定量之細胞分選至各腔室 1414中。舉例而言’各腔室1414可收容一個分選細胞。舉 另一例而言’各腔室1414可收容多達10個分選細胞。舉另 一例而言，各腔室1414必要時能夠收容經由晶片1400所分 析的多達全部量之細胞。為便於例示，腔室1414被例示為 接近於晶片1400之底部而水平地對齊，但，亦應暸解，脸 室可安置於晶片上之其他地方，如一般技藝者會想到。 晶片1400包括分劃線1420，以使得基板1402之底部區 段1421可與基板1402之其餘部分分離。在某些具體例中， 099122103 44 201109653 在細胞測量分析完成之後，將晶片1400置放於自動化細胞 低溫裝置中，且從而使分選至腔室1414中的細胞冷凍。細 胞冷凍之後，底部區段1421可自晶片14〇〇分離。分離了區 段1421之前，冷凍腔室1414中之細胞，可增強對腔室丨414 及其中所含細胞之滅菌，原因至少為：引自分析區段1412、 且與腔室相連通的通道係與腔室及細胞一起冷凍。在其他具 體例中，底部區段1421可在細胞冷凍之前，與基板14〇2 之其餘部分分離，其中僅有所分離的區段1421置放於自動 化細胞低溫裝置中。除冷凍程序之外、或代替於冷凍程序， 區段1421可自基板1402分離，且視需要以其他方式儲存、

保存及/或輸送。舉例而言，細胞可針對並經由分析諸如DNA 疋序之類的基因組資訊的各種聚合酶鏈反應(pCR)技術，予 以製備且分析。 晶片1400可選擇地包括複數個使個別的腔室i4i4分開、 且容許各腔室1414分_立於騎丨搬之其餘腔室及其餘 部分的腔室分劃線1422 1此方式，各個制腔室鼎可 視需要儲存、保存及/或輸送。分_ 142()(及可選的線Μ功 可包括如本技藝中已知的分離手段。舉例而言，分劃線 剛(及可選的線1422)可被穿孔。舉另—例而言，分劃線 1420(及可選的線1422)可包括薄材料帶，以使得區段刚 易於分離。在替代具體财，分劃線⑽(及可選的線1422) 可能不存在’而且，區段1421可以如一般技藝者會想到的 099122103 45 201109653 其他適當方式被分離。 如上文所提及，腔室1414可在其中含有必要養分、試劑、 及/或化學品，以維持細胞健康、存活狀態、及/或使細胞固 疋於其當前狀態。在某些具體例中，腔室1414中之養分、 试劑、及/或化學品可有助於製備用於冷凍之細胞。舉例而 a ’整個晶片14〇〇、或僅有分離的區段可置放於自動化細 胞低溫裝置中，以冷凍細胞。在某些具體例中，一或多個腔 室1414中含有必要養分、試劑、及/或化學品的晶片14〇〇, 可預先包裝。 用於執行功能檢定的微流體裝置： 本發明之某些具體例大體上係關於使用細胞測量術（諸 如，流式細胞測量術或影像式細胞測量術）分析微流體裝置 上之樣品的系統。在本技藝中通常稱為功能檢定（或，動力 學檢定）的程序中’試劑可能需要在細胞測量分析執行之前 添加，以活化樣品。舉例而言，試劑之存在可刺激或促使樣 品細胞改變物理或化學特性，接著可加以量測，以確定細胞 對刺激物如何反應、及細胞是否因而適當地行使功能。在某 些應用中’活化樣品細胞可產生歸泌蛋白質、病毒、或其 他生物或化學物質。此分泌物質亦可量測並分析，以確定細 胞功能。未使用的試劑或可能甚至已反應的試劑，亦可能需 要在細胞分析之前或之後自樣品細胞中洗滌。 圖15例示使用細胞測量術以分析樣1的微流體裝置 099122103 46 201109653 二置1500可包含樣品貯存器1502、試劑貯存器1504、 、、'液貝丁存◎ 1506、洗條廢料貯存器1532、外部製備通 位於外部製備通道15G8内、且較佳與其同轴的内 P製備通道151Q、及細胞測量分析區段1犯。璋⑸3、 5Μ、1518、1528及1534如圖15所示般設置，以 允β午在各種轉之間流動。此科含有可藉由應㈣當地控 制u而開啟或關閉的閥門’如本技藝中已知。為簡化及便 於例示’圖15顯示在裝置15GQ之諸組件、區域、或區段之 間延伸的單—通道。然而，應瞭解，單-通道可代表如熟悉 本技藝者所想到的多重細胞測量通道及多種可能的通道組 構。另外，容器1502、1504、1506及1532可改為位於微流 體裝置1500外部。 圖16顯示外部製備通道1508及内部製備通道1510之詳 圖。在操作中，琿1513開啟，以使樣品物質僅流至内部製 備通道1510中。内部製備通道1510之表面可包含適合於讓 較小分子或細胞通過、同時防止較大分子或細胞通過的本技 藝中已知的各種過濾物質。試劑細胞或分子之尺寸通常小於 樣品細胞。此導致試劑物質及洗務溶液經由内部製備通道 1510之表面擴散，而樣品細胞1524仍截留在内部製備通道 1510内。在試劑物質1522經由埠1514注入外部製備通道 1508中之後，一些試劑物質1522將擴散至内部製備通道 1510中，使樣品細胞1524之特性改變。該等特性(例如， 099122103 47 201109653 顏色、發光、蛋白質分泌）之變化逮率接著可被測量，以確 定樣品細胞1510是否健全或適當行使功能。此測量可藉由 細胞測罝分析區段1512、或藉由沿外部製備通道15〇8安置 的其他感測裔（未圖不）加以執行。 在某些應用中，自身不黏附於樣品細胞1524或與樣品細 胞1524反應的试劑物質1522，需要在樣品細胞1524藉由 細胞測量分析區段1512評價之前、在洗滌區域 1534中沖 走。珲1516可用以將諸如磷酸鹽緩衝鹽水或其他適當物質 之類的洗滌溶液1526注入外部製備通道15〇8中。一部分洗 務溶液15 2 6將擴散或通過内部製備通道1 $ 1 〇之表面❶洗〉條 溶液1526及任何未使用的試劑將被誘導而反向通過接近洗 滌萃取璋1528之内部製備通道1510之表面，且導引至洗滌 廢料貯存器1532中。此舉可使用本技藝中已知之各種手段 實現，諸如，產生沿箭頭153〇方向的吸流。洗滌廢料亦可 經由可選的廢料4(未圖示）自裝置15GG中排出。 在某—具體例中’樣品細胞1524與試劑1522反應後，自 ^尺寸卩^加。若内部製備通道1510製造成使得已反應的 ㈤胞1524不通過其表面，但未反應的樣品細胞 。L過則未反應的樣品細胞1524亦可經由洗滌萃取 阜“ 8而自内部製備通道1510萃取出。此舉確保了僅有 …的樣ασ細胞1524會被細胞測量分析區段1512所收 容。 099122103 48 201109653 活化的樣品細胞1524接著經由埠1518而行進至孔1519 及細胞測量分析區段1512。細胞測量分析區段1512對所收 容的樣品細胞1524執行細胞測量分析。細胞測量分析區段 1512所發生的特定操作、及微流體通道之特定路徑選擇， 對於本發明而言並非關鍵。 在某些類型之檢定中，不是樣品細胞自身，而是活化樣品 細胞所分泌或產生的物質需要加以分析。舉例而言，若樣品 細胞為B細胞淋巴細胞，則其在例如為病毒(諸如，腊腺炎 病毒或其他疾病病毒）的某些抗原存在下應產生某些抗體。 在彼情況下，病毒將為活化試劑。病毒粒子通常為極小（在 100至200奈米範圍内），而且，B細胞淋巴細胞相對較大(大 於2微米）。含有病毒粒子的試劑接著可經由璋i5i4注入至 外部製備通道15G8中，隨後其將通過内部製備通道㈣ 之表面’且促使樣品細胞1524(在此實施例中為8細胞淋巴 細胞)產生某些抗體。洗蘇溶液1526接著將注入外部製備通 乙 +且丄由内。0製備通道1510之表面擴散。洗條溶 液及抗體粒子接著經由埠1528、藉由吸流或上文所述之其 他手段加以萃取，而樣品_ 1524域留在内部製備通道 1510 内。 一旦萃取後’埠1534可開啟而將抗體粒子導引至適用於 測量溶液中抗體之濃度及量的分析區段⑽中。測量溶液 中大量抗體的錄料在本技藝巾為已知。㈣粒子接著可 099122103 49 201109653 加以为折以確定產生抗體的預期量是否與所注射的病毒粒 子里相關。此資訊接著用以確定患者之B細胞淋巴細胞是 、。執行功能，且更特疋έ之’其對某些病毒是否免疫（或 易感木）。在某些具體例中，所產生之抗體可收集用於疫苗 或JL他麗_ & '胃予產品中。產生較高量之抗體的彼等樣品細胞，可 使用、田跑分選技術來分離，且隨後基於其DNA分析選殖以 產生更有攻之疫苗。應瞭解，除上文所述之化學品及生物粒 子外，此方、、" — 去可用以對其他類型之化學品及生物微粒執行檢

yiP UOT 苴>、几體。此方法亦可捕捉及測量極少量之抗體。 ' >、體例中，洗滌溶液可藉由細胞測量區段1512來 分析。此與> ^ 示），以將I ^易於藉由添加^的額外閥門及通道（未圖 量分析絲萃取埠1528所萃取的物質導引至細胞測 化1512來實現。 提供許多2揭H轉具體例’在純上制微流體裝置 用新“體裂置分選各新細胞樣品。因 為樣4過之硬體大部分可簡單處置，所以此舉大大簡化分 縣置之處理且降低清潔裝置之複雜性以防止分選期之間 交叉污染。微流體裝置亦非常適 (諸如，藉由T照射）。 ^在處置之前加以_ 雖然本發明已例示且詳細贿於圖式及上述說明中，但其 應視為具例讀而非限制性，應瞭解，僅較佳具體例已有顯 099122103 50 201109653 示且描繪，且本發㈣W之所錢化及修改希望受到保 護。 相關申請案之參考引用： 本申明案主張以下專利申請案之利益：謂9年7月7日 申請之美國臨時專利申請案第61/223,415號，2_年7月 7日申請之美國臨時專利申難第61/223,411 ?虎，2_年7 月8日申5月之美國g*時專利申請案第61/223,742號，·9 年7月6日申請之美國臨時專利申請案第61/223,〇81號， 2009年7月6曰申請之美國臨時專利申請案第61/223,〇84 號，2009年7月6曰申請之美國臨時專利申請案第 61/223,086號，2009年7月6日申請之美國臨時專利申請 案第61/223,088號，2009年7月6日申請之美國臨時專利 申請案第61/223,085號’ 2009年7月7日申請之美國臨時 專利申請案第61/223,405號，2009年7月7日申請之美國 臨時專利申請案第61/223,423號，2009年7月7日申請之 美國臨時專利申請案第61/223,425號，所有此等申請案均 以全文引用的方式併入本文中。 【圖式簡單說明】 圖1為先前技術之微流體裝置之立體圖。 圖2為本發明具體例之微流體裝置之示意立體圖。 圖3為本發明具體例之微流體裝置之示意立體圖。 圖4為本發明具體例之微流體裝置之示意立體圖。 099122103 51 201109653 圖5為本發明具體例之微流體裝置之示意立體圖。 圖6為本發明具體例之微流體裝置之示意立體圖。 圖7為本發明具體例之微流體裝置之示意立體圖。 圖8為本發明具體例之微流體裝置之示意立體圖。 圖9為本發明具體例之微流體裝置之一部分之示意側剖 面圖。 圖10為本發明具體例之微流體裝置之一部分之示意側剖 面圖。 圖11為本發明具體例之微流體裝置之流動通道之一部分 之示意側剖面圖。 圖12為本發明具體例之微流體裝置之一部分之示意側剖 面圖。 圖13為本發明具體例之微流體裝置之示意立體圖。 圖14為本發明具體例之微流體裝置之示意立體圖。 圖15為本發明具體例之微流體裝置之示意立體圖。 圖16為圖15之裝置之内部製備通道及外部製備通道之區 段之放大正視圖。 【主要元件符號說明】 10 微流體裝置 12 基板 14 流體流動通道 16 埠 099122103 52 埠 埠 流體流動通道 樣品注射管 微流體裝置（系統）；晶片 (外部）細胞供應源；（外部）供應源；樣品 基板 (輸入)埠 (入口）埠 鞘液供應源；（外部）供應源 (流體）流動通道 (流體）流動通道；分選通道 樣品注射管 分析區段 (樣品）孔 (樣品）孔 導流器 貧料儲存媒介物，資料儲存區段 微流體裝置 樣品孔 基板 樣品 53 201109653 305 306 308 310 312 314 316 320 400 402 403 404 410 412 414 416 418 420 422 424 426 428 抗凝血_劑 埠 閥門 (流動）通道 細胞測量分析區段 萃取孔；出口埠 廢料孔；廢料璋 導流 (微流體）裝置；（微流體）系統 基板 (測試或貫驗)檢定部 (控制）檢定部 輸入埠 分析區段 (樣品）孔；腔室 (樣品）孔；腔室 導流 輸入埠 分析區段 (樣品）孔；腔室 (樣品）孔；腔室 導流器 099122103 54 201109653 500 (微流體）裝置 502 基板 510 (輸入)埠 512 分析區段 514 腔室 514a 腔室 514b 腔室 514c 腔室 514d 腔室 516 導流器 516a 導流器 516b 導流器 516c 導流器 600 (微流體）裝置；（微流體）系統；晶片 602 基板 604a 細胞測量處理部 604b 細胞測量處理部 604c 細胞測量處理部 610a 輸入埠 610b 輸入埠 610c 輸入埠 612a 分析區段 099122103 55 201109653 612b 612c 614ai 614a2 614bi 614b2 614ci 614c2 616a 616b 616c 700 702 702a 702b 709 710 712 714 714a 714b 716 分析區段 分析區段 孔（組）；腔室（組） 孔（組）；腔室（組） 孔（組）；腔室（組） 孔（組）；腔室（組） 孔（組）；腔室（組） 孔（組）；腔室（組） 導流器 導流器 導流器 (微流體）系統；（細胞測直）晶片 基板 前側 後側 流動通道 輸入淳 (分析）區段 (樣品）孔；腔室 孔；腔室 孔；腔室 溫度控制裝置 099122103 56 201109653 718 800 802 802a 802b 809 810 811 812 814 814a 814b 816 818 900 902 902a 902b 904 906 907 908 導流器 (微流體）系統；晶片 基板 前側；（前）表面 後側；（後)表面 流動通道 輸入淳 (細胞製備）區段 (分析）區段 (樣品）孔；腔室 孔；腔室 孔；腔室 溫度控制裝置 導流器 (微流體）系統 基板 (前)表面 (後)表面 孔 襯墊 接觸表面 (加熱及/或冷卻）元件 099122103 57 接觸表面 (局部溫度控制）系統 基板 (前）表面 (後）表面 (加熱及/或冷卻）元件 插針；針；指針 (流動）通道 (通道)壁 内表面 (通道）内部 (組織模擬)材料 (細胞測罝）晶片 孔 化學品 (微流體）系統；晶片 基板 腔室；孔 孔；腔室；（製備）區段 分選通道 分析區段 (樣品）孔 58 腔室 腔室 導流為 (微流體）系統；晶片 基板 輸入埠 分析區段 (樣品）孔；腔室 導流裔 流動通道 分劃線 (底部）區段 (腔室分劃）線 (微流體)裝置 (樣品）貯存器；容器 (試劑）貯存器；容器 (洗滌溶液)貯存器；容器 (外部）製備通道 (内部）製備通道 分析區段，（細胞測置）區段 埠 埠 59 201109653 1516 埠 1518 埠 1519 孔 1522 試劑物質 1524 樣品細胞 1526 洗滌溶液 1528 (萃取)埠 1530 箭頭；（流動）方向 1532 (洗滌廢料）貯存器；容器 1534 埠；洗滌區域 1536 分析區段 099122103 60

Claims (1)

1. 201109653 七、申請專利範圍： 1. 一種微流體裝置，包含： 基板； 微流體流動通道，形成於該基板中，其中，該流動通道延 伸通過該基板之一部分，此部分適合於對流入該流動通道中 的細胞便利地進行細胞測量分析；及 資料儲存媒介物，位於該基板板上，該資料儲存媒介物可 用於儲存與該微流體裝置之使用有關的資料。 2. 如申請專利範圍第1項之微流體裝置，其中，另包含： 一個與該流動通道流體耦接的輸入埠。 3. 如申請專利範圍第1項之微流體裝置，其中，另包含： 第一樣品孔，與該流動通道流體耦接； 第二樣品孔，與該流動通道流體耦接；及 導流器，具有：耦接至該流動通道的導流器輸入件、耦接 至該第一樣品孔的第一導流器出口、及耦接至該第二樣品孔 的第二導流器出口，而該導流器具有第一位置及第二位置； 其中，當該導流器處於第一位置時，該導流器可用於促使 該流動通道中之流體流向該第一樣品孔；及 其中，當該導流器處於第二位置時，該導流器可用於促使 該流動通道中之流體流向該第二樣品孔。 4. 如申請專利範圍第3項之微流體裝置，其中，該導流器 係選自於由以下組成之群：壓電裝置、氣泡嵌入手段、及磁 099122103 61 201109653 性致動流體偏轉器。 5.如申請專利範圍第丨項之微流體 存媒介物之位置係選自於由 ：5’貧料儲 及位於該基板，。下組成之*位於該基板上、 /.如申請專利範圍第】項之微流體❹，射，該資料儲 存媒介物係選自於由以下組成之群··全息照相裝置、非易失 性隨機存取記憶體、可寫入DVD元件、及磁條。 7.如申請專利範圍第】項之微流體裝置，其中，該資料儲 存媒介物含有選自於由以下組成之群的資訊：諸細胞之來 源、對諸細胞所執行的操作、對諸細胞待執行的操作、患者 之病史、病理學者報告、勒液(Sheath fluid)製造的日期、諸 細胞被處理的日期、執行測試的技術人員之鑑定、及處理諸 細胞之結果。 8·-種債測樣品中細胞之方法，此方法包含以下步驟： a) 設置一個微流體裝置，該微流體裝置包含： 基板； 微流體流動通道，形成於該基板中，其中，該流動通道延 伸通過該基板之-部分’此部分適合於對流入該流動通道中 的細胞便利地進行細胞測量分析；及 資料儲存媒介物，位於該基板板上，該資料儲存媒介物可 用於儲存與該微流體裝置之❹有關的資料； b) 對流入該流動通道中的細胞進行細胞測量分析；及 099122103 62 201109653 c)記錄資料於該資料儲存媒介物上。 9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中，該資料係選自於 由以下組成之群：諸細胞之來源、對諸細胞所執行的操作、 對諸細胞待執行的操作、患者之病史、病理學者報告、鞘液 製造的日期、諸細胞被處理的日期、執行測試的技術人員之 鑑定、及處理諸細胞之結果。 10. —種微流體裝置，包含： 基板； 微流體流動通道，形成於該基板中，其中，該流動通道延 伸通過該基板之一部分，此部分適合於對流入該流動通道中 的細胞便利地進行細胞測量分析；及 樣品孔，與該流動通道流體耦接；及 抗凝血劑，其係在樣品引入該樣品孔中之前，被設置於該 樣品孔中。 11. 一種偵測樣品中細胞之方法，此方法包含以下步驟： a)設置一個微流體裝置，該微流體裝置包含： 基板； 第一微流體流動通道，形成於該基板中，其中，該第一流 動通道延伸通過該基板之第一部分，此第一部分適合於對流 入該第一流動通道中的細胞便利地進行細胞測量分析；及 第二微流體流動通道，形成於該基板中，其中，該第二流 動通道延伸通過該基板之第二部分，該第二部分適合於對流 099122103 63 201109653 入該第二流動通道中的細胞便利地進行細胞測量分析； b) 將測試樣品置放於該第一流動通道中； c) 對流入該第一流動通道中的細胞執行細胞測量分析； d) 將控制樣品置放於該第二流動通道中；及 e) 對流入該第二流動通道中的細胞執行細胞測量分析。 12. —種偵測樣品中細胞之方法，此方法包含以下步驟： a) 設置一個微流體裝置，該微流體裝置包含： 基板； 微流體流動通道，形成於該基板中，其中，該流動通道延 伸通過該基板之一部分，此部分適合於對流入該流動通道中 的細胞便利地進行細胞測量分析； 第一孔，與該微流體流動通道流體耦接，該第一孔含有第 一濃度的一種物質；及 第二孔，與該微流體流動通道流體耦接，該第二孔含有第 二濃度的該物質； b) 將測試樣品置放於該流動通道中； c) 對流入該流動通道中的細胞執行細胞測量分析； d) 促使該等細胞之第一部分進入該第一孔中； e) 促使該等細胞之第二部分進入該第二孔中； f) 測量該等細胞之該第一部分對該第一濃度之反應；及 g) 測量該等細胞之該第二部分對該第二濃度之反應。 13. —種偵測樣品中細胞之方法，此方法包含以下步驟： 099122103 64 201109653 a) 設置一個微流體裝置，該微流體裝置包含： 基板； 第一微流體流動通道，形成於該基板中，其中，該第一流 動通道延伸通過該基板之第一部分，此第一部分適合於對流 入該第一流動通道中的細胞便利地進行細胞測量分析；及 第二微流體流動通道，形成於該基板中，其中，該第二流 動通道延伸通過該基板之第二部分，此第二部分適合於對流 入該第二流動通道中的細胞便利地進行細胞測量分析； b) 將測試樣品之第一部分置放於該第一流動通道中； c) 對流入該第一流動通道中的細胞執行細胞測量分析； d) 將測試樣品之第二部分置放於該第二流動通道中；及 e) 對流入該第二流動通道中的細胞執行細胞測量分析。 14. 一種微流體裝置，包含： 基板，具有第一熱導率； 微流體流動通道，形成於該基板中，其中，該流動通道延 伸通過該基板之一部分，此部分適合於對流入該流動通道中 的細胞便利地進行細胞測量分析；及 襯墊，形成於該基板板上，該襯墊具有第二熱導率； 其中，該第一熱導率不同於該第二熱導率。 15. —種微流體裝置，包含： 基板； 微流體流動通道，形成於該基板中，其中，該流動通道延 099122103 65 201109653 伸通過該基板之一部分，此部分適合於對流入該流動通道中 的細胞便利地進行細胞測量分析；及 組織模擬區域，設置於該流動通道内。 16. —種微流體裝置，包含： 基板； 微流體流動通道，形成於該基板中，其中，該流動通道延 伸通過該基板之一部分，此部分適合於對流入該流動通道中 的細胞便利地進行細胞測量分析；及 樣品收容孔，形成於該基板板上且與該流動通道流體耦 接，該樣品孔可用於收容樣品；及 樣品製備孔，形成於該基板板上且與該流動通道流體耦 接，該樣品製備孔含有可用於製備用於細胞測量分析的該樣 品的物質。 17. 如申請專利範圍第16項之微流體裝置，其中，該物質 係在該樣品被置放於該樣品收容孔中之前，置放於該樣品製 備孔中。 18. 如申請專利範圍第16項之微流體裝置，其中，另包含： 第一分選孔，與該流動通道流體耦接； 第二分選孔，與該流動通道流體耦接；及 導流器，具有：耦接至該流動通道的導流器輸入件、耦接 至該第一分選孔的第一導流器出口、及耦接至該第二分選孔 的第二導流器出口，而該導流器具有第一位置及第二位置； 099122103 66 201109653 其中，當該導流器處於第一位置時，該導流器可用於促使 該流動通道中之流體流向該第一分選孔；及 其中，當該導流器處於第二位置時，該導流器可用於促使 該流動通道中之流體流向該第二分選孔。 19. 如申請專利範圍第18項之微流體裝置，其中，該導流 器係選自於由以下組成群：壓電裝置、氣泡嵌入手段、及磁 性致動流體偏轉器。 20. 如申請專利範圍第16項之微流體裝置，其中，該樣品 收容孔及該樣品製備孔之位置係選自於由以下組成之群：位 於該基板上、及位於該基板中。 21. 如申請專利範圍第16項之微流體裝置，其中，該媒介 物係選自於由以下組成之群：化學品、及試劑。 22. 如申請專利範圍第16項之微流體裝置，其中，該媒介 物係置放於該樣品製備孔中之前被凍乾。 23. —種分析樣品中細胞之方法，此方法包含以下步驟： a)設置一個微流體裝置，該微流體裝置包含： 基板； 微流體流動通道，形成於該基板中，其中，該流動通道延 伸通過該基板之一部分，此部分適合於對流入該流動通道中 的細胞便利地進行細胞測量分析；及 樣品收容孔，形成於該基板板上，且與該流動通道流體耦 接，該樣品孔可用於收容樣品；及 099122103 67 201109653 樣品製備孔，形成於該基板板上且與該流動通道流體耦 接，該樣品製備孔含有可用於製備用於細胞測量分析的該樣 品的物質； b) 將樣品置放於該樣品收容孔中； c) 促使該樣品流入該流動通道至該樣品製備孔中，該樣品 將與該物質則在其中產生反應； d) 促使該樣品流出該樣品製備孔而流入該流動通道中；及 e) 對流入該第二流動通道中的樣品執行細胞測量分析。 24. —種分析樣品中細胞之方法，此方法包含以下步驟： a) 設置一個微流體裝置，該微流體裝置包含： 基板； 微流體流動通道，形成於該基板中，其中，該流動通道延 伸通過該基板之一部分，此部分適合於對流入該流動通道中 的細胞便利地進行細胞測量分析；及 樣品收容孔，形成於該基板板上且與該流動通道流體耦 接，該樣品孔可用於收容一樣品； b) 將樣品置放於該樣品收容孔中；及 c) 自該基板分離該樣品收容孔。 25. —種微流體裝置，包含： 基板； 微流體流動通道，形成於該基板中，其中，該流動通道延 伸通過該基板之一部分，該部分適合於對流入該流動通道中 099122103 68 201109653 的細胞便利地進行細胞測量分析； 内部製備通道，位於該基板板上，該内部製備通道與該流 動通道流體耦接；及 外部製備通道，位於該基板板上，該外部製備通道封閉該 内部製備通道之至少一部分。 099122103 69