【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】異質物體的微流體測定
[0001]交叉引用
[0002]本申請要求于2020年12月2日提交的美國臨時專利申請?zhí)?3/120,384的權益，該申請通過引用完全并入本文。
技術介紹
[0003]由于細胞的復雜異質性及其彼此間的互連性，單細胞分析技術對于生物技術研究和開發(fā)是關鍵的。一種廣泛使用的單細胞分析工具是流式細胞術(FC)，其能夠根據(jù)細胞的大小、形狀以及細胞表面和細胞內標記物的熒光特性來分析單個細胞。當裝置還能夠從異質細胞群中分選特定細胞時，稱為熒光激活細胞分選(FACS)。
[0004]FACS的巨大成功部分歸因于其基于每秒高達數(shù)萬個細胞的熒光檢測來篩選單個單細胞的高通量。然而，F(xiàn)ACS既不能探測單個單細胞的分泌因子，也不能探測兩個單細胞之間的相互作用。
[0005]已開發(fā)了用于單細胞分析的多種微流體技術，包括微室、微孔和液滴。微室和納米孔由于其相對低的通量因而具有有限的應用。在過去的十年里，液滴微流體越來越受到關注。液滴微流體由于超小測定體積(通常小于1納升(nL)每液滴、靈活通量(數(shù)千至數(shù)億個細胞)和可操作性(諸如合并、分離、捕獲、檢測和分選等)因而具有獨特的優(yōu)勢，這非常適合于包括基因組分析和活細胞測定在內的單個單細胞的許多生物測定。
[0006]盡管液滴技術取得了進步，但仍存在主要瓶頸，限制了需要高度準確和高效的單細胞或顆粒檢測和分離的重要應用。例如，實現(xiàn)對液滴內異質物體(即，固體和半固體物體)(例如，活細胞、微粒和/或珠)的有效檢測通常是具有挑戰(zhàn)性的。這樣的物體在尺寸、體積、形狀、幾何形狀、...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種用于檢測液滴中的異質物體的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：微流體裝置，所述微流體裝置包括第一通道，所述第一通道包括多個油包水液滴，其中所述多個液滴中的至少兩個各自包括至少一個細胞或至少一個顆粒；第一檢測器，所述第一檢測器與沿著所述第一通道設置的第一檢測點相對應，其中所述第一檢測器包括光學檢測器；和光學元件，所述光學元件被配置為在所述第一檢測點處沿著所述第一通道提供雙聚焦；其中所述雙聚焦由第一束和第二束提供，所述第一束和所述第二束被配置為在軸向分離的焦體積上提供焦點。2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述焦點位于兩個不同的焦平面上。3.根據(jù)權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中所述第一檢測器被配置為檢測來自兩個焦點的信號。4.根據(jù)權利要求1
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3中任一項所述的系統(tǒng)，還包括沿著所述第一通道設置的與所述第一檢測點相對應的第二檢測器，其中所述第一檢測器被配置為檢測來自所述第一束的焦點的信號，并且所述第二檢測器被配置為檢測來自所述第二束的焦點的信號。5.一種用于檢測液滴中的異質物體的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：微流體裝置，所述微流體裝置包括第一通道，所述第一通道包括多個油包水液滴，其中所述多個液滴中的至少兩個各自包括至少一個細胞或至少一個顆粒；第一檢測器，所述第一檢測器與沿著所述第一通道設置的第一檢測點相對應，其中所述第一檢測器包括光學檢測器；第一光學元件，所述第一光學元件被配置為在所述第一檢測點處沿著所述第一通道提供雙聚焦，其中所述第一光學元件被配置為將能量束分成第一束和第二束；和第二光學元件，其中所述第二光學元件被配置為將所述第一束分成第一分束和第二分束。6.根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng)，還包括第三光學元件，其中所述第三光學元件被配置為將所述第二束分成第三分束和第四分束。7.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述第一分束、所述第二分束、所述第三分束和所述第四分束中的至少兩個被引導到第二檢測點。8.一種用于檢測液滴中的異質物體的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：微流體裝置，所述微流體裝置包括第一通道和第二通道，其中所述第一通道和所述第二通道彼此平行，每個通道包括多個油包水液滴，其中所述多個液滴中的至少兩個各自包括至少一個細胞或至少一個顆粒；第一檢測器，所述第一檢測器與第一檢測點相對應，所述第一檢測器沿著所述第一通道設置在分選接頭的上游，其中所述第一檢測器包括光學檢測器；和光學元件，所述光學元件被配置為在所述第一檢測點處沿著所述第一通道提供雙聚焦，其中所述光學元件包括分束器，所述分束器被配置為將來自第一激光器或類激光源的第一束和來自第二激光器或類激光源的第二束接合到指向所述第一檢測點的光路上。9.一種用于檢測液滴中的異質物體的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：微流體裝置，所述微流體裝置包括第一通道和第二通道，其中所述第一通道和所述第二通道彼此平行，每個通道包括多個油包水液滴，其中所述多個液滴中的至少兩個各自包
括至少一個細胞或至少一個顆粒；第一檢測器，所述第一檢測器包括光學檢測器；和光學元件，所述光學元件被配置為提供雙聚焦，以在所述第一通道處的第一焦點和在所述第二通道處的第二焦點照明所述第一通道和所述第二通道。10.一種用于檢測和分選用于生物測定的液滴的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：微流體裝置，所述微流體裝置包括第一通道和第二通道，其中所述第一通道和所述第二通道彼此平行，每個通道包括多個油包水液滴，其中所述多個液滴中的至少兩個各自包括至少一個細胞或至少一個顆粒；第一檢測器，所述第一檢測器與沿著所述第一通道設置的第一檢測點相對應，其中所述第一檢測器包括光學檢測器；和光學元件，所述光學元件被配置為在所述第一檢測點處沿著所述第一通道提供三重聚焦。11.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述光學元件被配置為提供四重聚焦。12.根據(jù)權利要求4或6所述的系統(tǒng)，其中所述第一檢測器包括針孔，所述針孔被配置為選擇所述第一束的焦點。13.根據(jù)權利要求12所述的系統(tǒng)，還包括第二檢測器，所述第二檢測器包括針孔，所述針孔被配置為選擇所述第二束的焦點。14.根據(jù)權利要求4或6所述的系統(tǒng)，其中所述第一檢測器包括第一針孔和第二針孔，其中所述第一針孔被配置為選擇所述第一束的焦點，并且所述第二針孔被配置為選擇所述第二束的焦點。15.根據(jù)權利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述第一針孔和所述第二針孔之間的距離與所述第一束的焦點和所述第二束的焦點之間的距離匹配。16.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述光學元件包括光纖分束器或雙折射偏振器，所述光纖分束器或雙折射偏振器被配置為將由一個或多個激光器或類激光源所產(chǎn)生的能量束分成第一束和第二束，并將所述第一束和所述第二束引導至所述第一檢測點。17.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述第一通道通過第一分選接頭連接到第二通道和廢物通道。18.根據(jù)權利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述第一檢測點沿著所述第一通道設置在所述分選接頭的上游。19.根據(jù)權利要求18所述的系統(tǒng)，還包括第二檢測器或傳感器，所述第二檢測器或傳感器與沿著所述第二通道設置在所述分選接頭下游的第二檢測點相對應。20.根據(jù)權利要求19所述的系統(tǒng)，還包括靶液滴分配模塊，所述靶液滴分配模塊包括設置在所述第二檢測點下游的分配噴嘴。21.根據(jù)權利要求19或20所述的系統(tǒng)，其中所述第二檢測器或傳感器包括光學檢測器或非光學檢測器。22.根據(jù)權利要求19
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21中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述第二檢測器或傳感器包括光電倍增管(PMT)、相機、類相機檢測器、雪崩光電二極管檢測器(APD)或混合檢測器(HyD)。23.根據(jù)權利要求19
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22中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述第二檢測器或傳感器被配置為
檢測針對多個靶液滴中的每一個的兩個或更多個光學信號，其中所述第二檢測器或傳感器檢測的所述兩個或更多個光學信號包括來自所述第二檢測點的所述第二信號。24.根據(jù)權利要求23所述的系統(tǒng)，還包括光學組件，所述光學組件被配置為在所述第二檢測點處提供用于產(chǎn)生所述兩個或更多個光學信號中的一個的短照明，其中所述短照明的持續(xù)時間在約0.5至約50毫秒的范圍內。25.根據(jù)權利要求24所述的系統(tǒng)，其中所述光學組件包括調制或脈沖激光源，并且其中所述短照明包括所述調制或脈沖激光源所提供的頻閃照明。26.根據(jù)權利要求25所述的系統(tǒng)，其中所述第一檢測器被配置為向所述光學組件提供精確的定時觸發(fā)以觸發(fā)所述頻閃照明。27.根據(jù)權利要求19
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26中任一項所述的系統(tǒng)，還包括第三檢測器或傳感器，所述第三檢測器或傳感器與設置在所述第二檢測點的下游和所述靶液滴分配模塊的上游的第三檢測點相對應。28.根據(jù)權利要求17
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27中任一項所述的系統(tǒng)，還包括第三通道，所述第三通道通過第二分選接頭連接至所述第二通道和第二廢物通道，所述第二分選接頭設置在所述第一分選接頭的下游和所述靶液滴分配模塊的上游。29.根據(jù)權利要求28所述的系統(tǒng)，還包括第三檢測器或傳感器，所述第三檢測器或傳感器與第三檢測點相對應，所述第三檢測點設置在所述第二分選接頭的下游和所述靶液滴分配模塊的上游。30.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的系統(tǒng)，還包括一個或多個激光器或類激光源，所述一個或多個激光器或類激光源被配置為對所述第一檢測點、所述第二檢測點或所述第三檢測點進行照明。31.根據(jù)權利要求20
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30中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述靶液滴分配模塊被配置為以受控方式將所述靶液滴分配到一個或多個收集管或板中。32.根據(jù)權利要求20
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31中任一項所述的系統(tǒng)，還包括處理器，所述處理器被配置為利用由所述第一檢測器在所述第一檢測點檢測的相同靶液滴的第一信號、由所述第二檢測器或傳感器在所述第二檢測點檢測的相同靶液滴的第二信號或所述第一信號和所述第二信號兩者來索引由所述分配噴嘴分配的多個靶液滴中的每一個。33.根據(jù)權利要求32所述的系統(tǒng)，其中所述處理器被配置為基于所述第一信號或所述第二信號中的一個或多個來使所述分配噴嘴與所述第一檢測器或傳感器或者所述第二檢測器或傳感器中的一個或多個同步。34.一種用于檢測用于生物測定的液滴的方法，所述方法包括：向微流體裝置的第一通道提供多個油包水液滴，其中所述多個液滴中的至少兩個各自包括至少一個細胞或至少一個顆粒；使所述多個液滴流過沿所述第一通道設置的第一光學檢測點處的兩個光學焦點；在所述第一光學檢測點處，分別在所述兩個光學焦點中的每一個處檢測來自所述多個液滴中的每一個的第一信號；以及基于所述第一信號來識別第一批靶液滴。35.根據(jù)權利要求34所述的方法，還包括通過分選致動器將所述第一批靶液滴分選到所述微流體裝置的第二通道中，以獲得分選液滴。
36.根據(jù)權利要求35所述的方法，還包括使分選液滴流過沿所述第二通道放置的第二檢測點或傳感器，并且在所述第二檢測點或傳感器處檢測來自所述分選液滴中的每一個的第二信號。37.根據(jù)權利要求36所述的方法，還包括基于所述第二信號來識別第二批靶液滴。38.根據(jù)權利要求37所述的方法，還包括單獨地分配所述第二批靶液滴。39.根據(jù)權利要求34
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38中任一項所述的方法，其中所述第一信號是基于在所述第一檢測點處沿著所述第一通道的雙聚焦而產(chǎn)生的。40.根據(jù)權利要求34
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39中任一項所述的方法，其中所述兩個光學焦點在軸向分離的焦體積上。41.根據(jù)權利要求40所述的方法，其中所述兩個光學焦點位于兩個不同的焦平面上。42.根據(jù)權利要求34
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：喬治，
申請(專利權)人：安伯斯頓生物科學股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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