專利名稱:用于流體輸送的壓力調(diào)節(jié)的連續(xù)可變?nèi)莘e容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于操作和輸送流體的壓力調(diào)節(jié)的連續(xù)可變?nèi)莘e容器。具體而 言，本發(fā)明涉及一種壓力調(diào)節(jié)的可變?nèi)莘e容器，所述容器用于在諸如流式細(xì)胞儀或液相色 譜儀之類的多種類型的微流體裝置的流路中產(chǎn)生流體流。
背景技術(shù)：
流式細(xì)胞儀法、液相層析法、以及其他微流體裝置是用于基礎(chǔ)和應(yīng)用研究以及用 于商業(yè)制造過程中的重要手段。這些微流體系統(tǒng)通常用于對(duì)諸如細(xì)胞、細(xì)胞器、染色體、脫 氧核糖核酸(DNA)、核醣核酸(RNA)、DNA片斷、RNA片斷、蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)片斷、肽、低聚核苷 酸等生物微粒進(jìn)行分析、分離(s印arate)、離析(isolate)、或純化。
特別是對(duì)于流式細(xì)胞儀法或利用流動(dòng)分選設(shè)備(flow sort devices)的應(yīng)用而 言，諸如細(xì)胞(所述細(xì)胞可以以一種或多種類型或種類的配基(Iigands)、標(biāo)記、或熒光染 料修飾)、或載體微粒(所述載體微?？梢詳y帶諸如抗體或低聚核苷酸等生物微粒)的生物 微?？杀环治黾胺诌x以離析單個(gè)細(xì)胞或生物微粒、或者具有一種或多種共同特征的細(xì)胞或 生物微粒的亞群體。隨著流式細(xì)胞儀法領(lǐng)域的成熟，越來越重視保持離析的細(xì)胞或生物微 粒的生物學(xué)功能。
流式細(xì)胞儀還可被用于對(duì)非生物微?；旌衔镞M(jìn)行分析及分選。例如，非生物微粒 可以通過分析物特異性試劑進(jìn)行區(qū)別性改性并與生物微?；蚍治鑫锏漠愘|(zhì)混合物起反應(yīng)。 載有相應(yīng)的試劑特異性生物微?；蚍治鑫锏姆巧镂⒘ｋS后可以通過所述流動(dòng)分選系統(tǒng) 進(jìn)行區(qū)分及離析。這種類型的流動(dòng)分選應(yīng)用可以提供與利用諸如顯微鏡載玻片之類的平表 面的微陣列分析(microarray analysis)類似的抗原決定基或基因序列分析，從而使異質(zhì) 生物混合物的一種或多種生物微粒存在諸如抗體、低聚核苷酸、適體等不同的分析物特異 性試劑。
為了在分析、分離、純化、或收集的過程中保持活細(xì)胞的生物學(xué)功能，細(xì)胞應(yīng)在流 體中進(jìn)行輸送，這些流體被制備成在純度、PH、離子濃度、滲透壓、緩沖能力、養(yǎng)分有效性 (nutrient availability)等方面具有一定的特性。對(duì)于某些應(yīng)用而言，這些流體必須通 過已證實(shí)沒有外源媒質(zhì)(adventitious agent)、熱原質(zhì)等的水進(jìn)行制備；或者通過從認(rèn)證 為符合管理規(guī)章的化學(xué)制品供應(yīng)商獲得的化學(xué)制品進(jìn)行制備，所述管理規(guī)章如cGMP準(zhǔn)則、 510K準(zhǔn)則、IS0-9000類型的準(zhǔn)則、批次記錄文檔管理、藥物主文件文檔管理等。
特別是對(duì)于層析系統(tǒng)而言，用于輸送及分離生物微粒的流體常常是經(jīng)提純的溶劑 和水溶性溶質(zhì)的混合物。可以利用兩種或更多種流體的可變混合物建立鹽濃度、PH、溶劑比 等的差別梯度，從而選擇性地從多種固體基質(zhì)中釋放微粒，從而基于一種或多種微粒特征 實(shí)現(xiàn)將生物微粒分離成亞群體。[0008]色譜系統(tǒng)的特征是，用來將不同微粒或微粒群體的混合物分離為單一微?；蚣兓?的微粒亞群體的相對(duì)較大體積的流體，隨后所述單一微?；蚣兓奈⒘喨后w被分離為相 對(duì)較小體積的流體。通常，很多升洗脫緩沖液可以被收集在多個(gè)單獨(dú)部分中，所述部分各只 含有若干毫升，其中在一個(gè)或幾個(gè)這種部分中分離有期望產(chǎn)物。保證色譜應(yīng)用的流體制備 和處理必須由經(jīng)適當(dāng)訓(xùn)練的技術(shù)人員可靠地執(zhí)行。在這種流體制備中出現(xiàn)的任何不精確會(huì) 導(dǎo)致顯著耗費(fèi)色析操作時(shí)間，或?qū)е抡w或部分地?fù)p失所關(guān)注的未純化的混合微?；蛭⒘?群體或純化的單一顆?；蛭⒘喨后w。
可以理解，已經(jīng)開展了廣泛的研究，產(chǎn)生了多種不同類型的微流體裝置、這些微流 體裝置利用的流體、以及制造和使用這些微流體裝置的方法，從而如上所述對(duì)生物的和非 生物的微粒進(jìn)行分離，或相反。但是，在流體的制備、處理、和將流體輸送至這種微流體裝置 的導(dǎo)管內(nèi)并在所述導(dǎo)管內(nèi)輸運(yùn)中形成并保持一致性的方面，有些主要問題仍然未能解決。
向微流體裝置常規(guī)輸送流體的主要問題是會(huì)對(duì)所述流體造成的污染。流體從流體 儲(chǔ)器向微流體裝置的傳輸以及流體通過多種分析導(dǎo)管的進(jìn)一步傳輸可能需要產(chǎn)生流體靜 壓。通常而言，泵會(huì)提供使流體運(yùn)動(dòng)至微流體裝置的導(dǎo)管并在微流體裝置的導(dǎo)管中運(yùn)動(dòng)所 需要的流體靜壓。
例如，容積式泵從泵體的一側(cè)吸取流體并利用閥、活塞、轉(zhuǎn)子、葉片等將所述流體 推動(dòng)至泵的另一側(cè)。在這一過程中，所述流體會(huì)接觸泵的內(nèi)表面，從而沉積非生物或生物物 質(zhì)、微生物或其他傳染物，所述非生物或生物物質(zhì)、微生物或其他傳染物會(huì)遺留在所述泵體 內(nèi)。這樣，泵體的表面會(huì)成為隨后輸送通過泵體的一定量流體的污染源。
蠕動(dòng)泵向密合(conformable)導(dǎo)管的外表面施加壓力，以作用于包含在所述密合 導(dǎo)管內(nèi)的流體上。密合導(dǎo)管的蠕動(dòng)在所述密合導(dǎo)管的體內(nèi)沿一個(gè)方向運(yùn)輸流體。所述蠕動(dòng) 泵的優(yōu)點(diǎn)是流體并不接觸所述蠕動(dòng)泵的表面。然而，蠕動(dòng)泵有這樣的缺點(diǎn)，即，所述蠕動(dòng)泵 不能建立很高的壓力、傾向于產(chǎn)生振蕩的流體靜壓變化、建造及維修費(fèi)用昂貴，并且密合導(dǎo) 管的反復(fù)蠕動(dòng)會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)管材料逐漸變形或劣化，所述導(dǎo)管材料會(huì)脫皮、滲出、或溶濾在所述 流體中。
向微流體裝置常規(guī)輸送流體的另一個(gè)主要問題是采用諸如空氣、氬、氮、氦等氣體 或混合氣體來對(duì)流體儲(chǔ)器的頂部空間加壓，從而在所述微流體裝置的導(dǎo)管中形成并維持流 體流。采用與儲(chǔ)器中流體接觸的加壓氣體的或大氣壓力會(huì)導(dǎo)致在所述設(shè)備的流路中形成氣 泡。由于微流體裝置具有直徑較小的流路并且在所述流體流中輸送的生物微粒的尺寸也較 小，在所述流路中即使形成很小或微小的氣泡也會(huì)影響流路內(nèi)流體的體積和層流、導(dǎo)致某 些類型的泵發(fā)生故障、從而會(huì)導(dǎo)致分析誤差。甚至肉眼看不見的氣泡也會(huì)使微流體裝置的 正常性能出現(xiàn)問題。
一種在微流體裝置的流路中自發(fā)形成不想要的氣泡的機(jī)理是在氣泡形成之前，液 流中的溶解氣體的濃度發(fā)生變化。例如，鞘液儲(chǔ)器可以包含一定量鞘液以對(duì)流式細(xì)胞儀進(jìn) 行長時(shí)間的操作，有時(shí)會(huì)超過72小時(shí)。頂部壓力大于四個(gè)大氣壓、或在某些應(yīng)用中超過6 個(gè)大氣壓，這樣，當(dāng)液體中的氣體與儲(chǔ)器頂部空間中的氣體趨向平衡時(shí)，所述流體的溶解氮 的含量會(huì)急劇增大。
隨后，當(dāng)液體上的氣壓降低時(shí)，可能形成氣泡。氣壓的降低可能是由于操作員對(duì)殘 留在鞘液儲(chǔ)器中一定量流體進(jìn)行檢查或操作。或者，當(dāng)所述流體流動(dòng)通過所述微流體裝置的導(dǎo)管時(shí)，流體壓力會(huì)變得相當(dāng)?shù)?，以與所述微流體流路的操作壓力相匹配。在這些條件下 可能形成氣泡并且氣泡在所述微流體裝置的流路內(nèi)部移動(dòng)?；蛘?，氣泡的表面張力可允許 所述氣泡附著在所述微流體裝置的分析部件的表面上。附著的氣泡可以進(jìn)一步起到凝聚核 的作用，即在該凝聚核處有其它的小氣泡融合，或其它的溶解氣體可以進(jìn)入所述氣泡。
這些氣泡的狀態(tài)是表面附著相還是流體懸浮相要根據(jù)所述氣泡的大小、以及儀器 中該位置處的流體流量來確定。微流體裝置、流動(dòng)室、以及流式細(xì)胞儀通常存在于流路中非 層流、流量低、以及易于形成氣泡的區(qū)域中。例如，微流體裝置可以具有過濾器，所述過濾器 目的在于限制流體流動(dòng)以促進(jìn)去除不想要的微?；蚓酆象w。氣泡常常集中在這些過濾器的 上游側(cè)，從而顯著降低了過濾器可用于流體的表面面積。而且，因?yàn)闅怏w容易以溶解氣體或 小于過濾器排除尺寸的氣泡的形式穿過過濾器，因此氣泡也會(huì)聚集在所述過濾器的另一側(cè) 上。
通過將加壓氣體直接傳輸至微流體裝置的流路中也會(huì)在微流體裝置中形成不想 要的氣泡。例如，當(dāng)常規(guī)的流式細(xì)胞儀的鞘液儲(chǔ)器的流體用盡時(shí)，或當(dāng)流體量較低且儲(chǔ)器不 水平，或者當(dāng)所述鞘液儲(chǔ)器被撞擊、傾覆、或搖動(dòng)時(shí)，加壓氣體會(huì)直接進(jìn)入設(shè)備的流路中。當(dāng) 加壓氣體直接進(jìn)入微流體裝置的流路中時(shí)，氣泡會(huì)比較大，并在某些情況時(shí)會(huì)完全中斷流 體的流動(dòng)，改變流動(dòng)特性，或者留在微流體裝置的流路中。如果所述微流體裝置或流路不是 一次性的，則從流路中驅(qū)除或沖洗不想要?dú)馀輹?huì)需要大量的時(shí)間。
關(guān)于使用接觸液體的加壓氣體以在微流體裝置中產(chǎn)生流體流的另一個(gè)問題是溶 解氧濃度的增大。例如，在含有能量源的介質(zhì)中活的精細(xì)胞會(huì)表現(xiàn)出受到溶解氧含量限制 的代謝率。在對(duì)精細(xì)胞的流動(dòng)分選的過程中及對(duì)精細(xì)胞流動(dòng)分選之后，有利的是具有可行 但較低的代謝率。高濃度的溶解氧可能會(huì)由于鞘液與含氧加壓氣體的平衡而產(chǎn)生，并且其 使用可能在流動(dòng)分析或流動(dòng)分選處理的過程中不利地導(dǎo)致精細(xì)胞較高的代謝率。
使用接觸流體的大氣或加壓氣體以產(chǎn)生流體流而出現(xiàn)的類似問題是使引入在微 流體裝置內(nèi)部使用的無水溶劑或其他對(duì)水敏感的流體中的水量增加。
使用接觸流體的大氣或加壓氣體以產(chǎn)生流體流而出現(xiàn)的另一個(gè)類似問題是某些 氣體與所述流體或所述流體中輸送的微粒起反應(yīng)。
對(duì)微流體裝置或色譜系統(tǒng)使用的流體進(jìn)行傳統(tǒng)制備的另一個(gè)主要問題是，對(duì)于制 造用于某些應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)溶液而言，可利用的水的質(zhì)量或化學(xué)溶劑的質(zhì)量可能低得不能接 受。雖然存在多種不同方法提高水的質(zhì)量，但是當(dāng)水源含有一定水平的一種或多種材料、物 質(zhì)、或病原體時(shí)，使用成本可能高得不能接受。在精確配方、批次間一致性、以及不含不想要 的污染物質(zhì)、微粒、無機(jī)及有機(jī)物、病原體、化學(xué)品等方面可能需要較高質(zhì)量流體的基礎(chǔ)研 究、臨床基于細(xì)胞的治療、或藥物生產(chǎn)的應(yīng)用中，使用專用流體會(huì)使這種問題更嚴(yán)重。具體 而言，對(duì)于被緩沖或提供碳源以維持細(xì)胞功能的流體，高質(zhì)量的水對(duì)于防止病原體的生長 或?qū)⒉≡w的生長降低至可接受的較低水平是必不可少的。
Neas的美國專利No. 6，729，369指出了大量的這類問題，所述問題通過在可獲得 高質(zhì)量水和化學(xué)品的單個(gè)地域性位置制備較大體積的專用無菌流體而得到解決。隨后，采 用具有柔性壁的器皿將所制備的專用無菌流體輸送至使用所述流體的位置。然而，Neas等 人并未解決在諸如流式細(xì)胞儀、液相色譜儀等任何微流體裝置的流路中形成加壓流體流的 問題。[0023]向微流體裝置常規(guī)輸送流體的另一個(gè)主要問題是清理、處理掉未使用的流體量， 以及對(duì)流體儲(chǔ)器的殺菌。流式細(xì)胞儀每小時(shí)會(huì)消耗大約200毫升至大約800毫升的鞘液， 而且對(duì)一個(gè)程序而言通常會(huì)運(yùn)行大約一小時(shí)至二十四小時(shí)。鞘液罐或鞘液儲(chǔ)器通常含有大 約五至大約十升的鞘液，并且如果程序中斷或結(jié)束，由于所述鞘液罐還可能需要用于其他 程序，因此常常不便于在鞘液儲(chǔ)器中保存未使用的鞘液以在日后在相同程序中使用，否則 如果進(jìn)行存儲(chǔ)，鞘液就會(huì)維持微生物群落或微動(dòng)物群落的生長。即使鞘液被存儲(chǔ)，所述鞘液 也常常保持在4-10°C之間，從而在下次使用之前必須被再平衡至較高溫度。
在廣大的消費(fèi)市場(chǎng)中，多種產(chǎn)品是作為打開即用的流體容器進(jìn)行分銷的，因此，所 述容器中的流體會(huì)與大氣相互作用。對(duì)于某些流體而言，與大氣的相互作用可能對(duì)所述流 體的穩(wěn)定性或一致性不利。例如，涂料或其他表面涂層產(chǎn)品在暴露于大氣時(shí)由于要與所述 容器中的一定體積大氣平衡而開始固化。這樣，容器中未使用的一部分涂料會(huì)形成較薄的 膜層。另一個(gè)實(shí)例是諸如橄欖油、多不飽和植物油等的食物油由分子氧加速的自由基介入 腐敗變質(zhì)。
許多流體是通過小的加壓容器而分銷的，該小的加壓容器通過孔輸送流體，該孔 在流體排出容器時(shí)使得所述流體布散。常見的實(shí)例是噴漆罐、噴發(fā)膠罐、除臭劑罐、殺蟲劑 罐、殺蟲農(nóng)藥罐、除草劑罐等。所述較小的加壓容器的缺點(diǎn)在于，存在有限數(shù)量的既不易與 所含有的流體反應(yīng)又有利于環(huán)境的可接受的推進(jìn)劑。
為了大規(guī)模應(yīng)用，這些流體通常包含在可重復(fù)使用儲(chǔ)器中，所述儲(chǔ)器可以通過手 動(dòng)泵或通過空氣壓縮機(jī)加壓。除了以上在氣體與流體相互作用方面討論的問題之外，還存 在關(guān)于對(duì)較大容器清除剩余流體并處理掉剩余流體的安全性的附加缺點(diǎn)。
本發(fā)明提供流體輸送設(shè)備和流體輸送方法，所述設(shè)備和方法解決了上述傳統(tǒng)技術(shù) 在微流體裝置的特定領(lǐng)域以及廣闊的消費(fèi)市場(chǎng)中存在的各個(gè)問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明寬泛的目的是防止輸送至微流體裝置或色譜系統(tǒng)流路的流體暴露于 外部污染源。本發(fā)明這一目的的一個(gè)方面是不使輸送至微流體裝置流路的流體與大氣、混 合氣體、處于大氣壓力或高于大氣壓力下的分壓氣體發(fā)生平衡。本發(fā)明這一目的的第二方 面是防止正被輸送至微流體裝置流路的流體暴露至非生物材料或表面(諸如泵表面、灰 塵、清潔組合物等)；或防止暴露至可能引入病原體、細(xì)菌、病毒、芽胞、細(xì)胞、蛋白質(zhì)、核酸、 組織、血液、精液、尿液、糞便等的生物物質(zhì)或表面。本發(fā)明這一目的的第三方面是維持向微 流體裝置的流路輸送無菌流體。
本發(fā)明另一個(gè)寬泛的目的是提供一種容器，所述容器具有相對(duì)于其中所容納的一 定量流體的連續(xù)可調(diào)節(jié)的容積，從而流體流可以輸送至微流體裝置。本發(fā)明這一目的的一 個(gè)方面是提供一種容器，所述容器具有響應(yīng)于對(duì)外表面施加的壓力而連續(xù)可變的容積，所 述壓力使所述容器的內(nèi)表面作用于容納在其內(nèi)的流體上以在出口處產(chǎn)生流體流。本發(fā)明這 一目的的第二方面是提供能夠承受大約70磅每平方英寸(psi)至IOOpsi的氣壓的柔性壁 以在微流體裝置的流路中產(chǎn)生大約25psi至大約50psi的流體流。當(dāng)然，在某些應(yīng)用中對(duì) 柔性壁施加的壓力值可以更大，而在某些應(yīng)用中所述壓力值可以更小。本發(fā)明這一目的的 第三方面是響應(yīng)于一定量氣體或液體施加的壓力而從具有連續(xù)可變?nèi)莘e的容器將流體流輸送至諸如流式細(xì)胞儀或液相色譜儀之類的微流體裝置的流路，在所述流體流中可輸送微 粒以用于分析、分離、提純、或另外根據(jù)需要進(jìn)行操作。
本發(fā)明另一個(gè)寬泛的目的是提供一種對(duì)常規(guī)流體儲(chǔ)器技術(shù)的改進(jìn)或改型，所述改 進(jìn)或改型進(jìn)一步包括具有相對(duì)于容納在其內(nèi)部的一定量流體可連續(xù)調(diào)節(jié)的容積的容器，從 而流體流可被輸送至微流體裝置。本發(fā)明這一目的的一個(gè)方面是將傳統(tǒng)流式細(xì)胞儀鞘液罐 改型為還包括具有相對(duì)于其內(nèi)部所容納的一定量流體可連續(xù)調(diào)節(jié)的容積的容器，從而流體 流可被輸送至流式細(xì)胞儀。本發(fā)明這一目的的關(guān)于液相色譜法的第二方面是將傳統(tǒng)的液相 儲(chǔ)器改型為還包括具有相對(duì)于其內(nèi)部所容納的一定量流體可連續(xù)調(diào)節(jié)的容積的容器，從而 流體流可被直接輸送至液相色譜儀的分離柱或高壓泵。
本發(fā)明另一個(gè)寬泛的目的是建立或維持在微流體裝置流路中輸送的流體中的溶 解氣體的理想濃度，從而使得微粒(生物微粒或非生物微粒)暴露于需要或理想氣體的濃 度或水平，或者避免微粒暴露于某些不想要?dú)怏w、混合氣體或氣體分壓、增大的含水量等。
本發(fā)明另一個(gè)寬泛的目的是這樣一種流體，該流通遵照具體的微流體裝置或使用 該裝置的方法的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制備，并被輸送至根據(jù)本發(fā)明的具有連續(xù)可變?nèi)莘e的容器。 這種在第一地理位置制備的容器隨后可以運(yùn)輸至多個(gè)其他地理位置以在各個(gè)位置維持由 微流體裝置利用的流體的一致性。
本發(fā)明另一個(gè)寬泛的目的是提供一種基本為固定構(gòu)型的接收器，一定量氣體或液 體可以被輸送至所述接收器中以作用于具有可變?nèi)莘e的容器的表面，從而將流體輸送至微 流體裝置的流路。本發(fā)明這一寬泛的實(shí)施方式的一個(gè)方面是提供一種基本為固定構(gòu)造的具 有多個(gè)隔室的接收器，從而允許多種流體同時(shí)地輸送至一個(gè)或多個(gè)微流體裝置或容器。
本發(fā)明另一個(gè)寬泛的實(shí)施方式是提供一種流式細(xì)胞儀設(shè)備或色譜系統(tǒng)以及使用 這種流式細(xì)胞儀設(shè)備或色譜系統(tǒng)的方法，所述流式細(xì)胞儀設(shè)備或色譜系統(tǒng)利用與所述鞘液 罐的表面分開的流體以及被輸送到所述鞘液罐的氣體。
本發(fā)明另一個(gè)寬泛的目的是提供流體和將流體輸送至微流體裝置的流路的方法， 所述微流體裝置適于對(duì)細(xì)胞或其它微粒或物質(zhì)進(jìn)行分離或純化，從而將其再引入人或動(dòng) 物。在通過微流體裝置對(duì)細(xì)胞、微?；蛭镔|(zhì)進(jìn)行分離時(shí)，尤其要考慮到防止感染或疾病的傳 播。傳染性的微粒或其他媒質(zhì)的大小在從可能幾十納米的朊病毒到可能幾百納米的病毒顆 粒，再到可能數(shù)百納米至幾個(gè)微米的酵母菌、真菌、霉菌和細(xì)菌的尺寸范圍內(nèi)變化。一旦細(xì) 胞、微?；蚱渌镔|(zhì)的樣品被這些傳染性微粒污染，就會(huì)很難清除所述傳染性微粒。在一些 情形下，可接受諸如防腐劑或抗生素之類的制劑，但是在大多數(shù)用于動(dòng)物和人的產(chǎn)品中，政 府規(guī)定要采用能被證實(shí)為生產(chǎn)不含所有這些外源性傳染微?；蛎劫|(zhì)的生物細(xì)胞、微粒、物 質(zhì)或化學(xué)制品的生產(chǎn)方法。本發(fā)明便于已證實(shí)不含外源性微粒或媒質(zhì)的無菌溶液的制備、 運(yùn)輸、貯存、操作和使用，所述無菌溶液可以在壓力下被輸送至流式細(xì)胞儀、流動(dòng)室、或其他 微流體裝置或色譜系統(tǒng)，以產(chǎn)生不含傳染性或其他不想要媒質(zhì)的細(xì)胞、微?；蚱渌镔|(zhì)。
這種處理或治療的具體實(shí)施例是通過在先使癌細(xì)胞或異常細(xì)胞與正常細(xì)胞分離 而從骨髓分離特定的造血干細(xì)胞，并且將非癌細(xì)胞或正常細(xì)胞重新輸回骨髓中；分離某些 白細(xì)胞或血液癌細(xì)胞，并用允許所述細(xì)胞以治療性接種的形式重新輸入(死的或活的)的 某些結(jié)合物和佐劑對(duì)細(xì)胞進(jìn)行修飾；從含胎兒細(xì)胞非常少的血液(例如母體血液)中分離 非常稀有的細(xì)胞(例如胎兒細(xì)胞)，以用于通過來自母體血細(xì)胞的豐富得多的遺傳內(nèi)容的最少遺傳本底對(duì)這些胎兒細(xì)胞進(jìn)行諸如聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)、基因型、單體型分析之類 的遺傳分析；從陰道液分離諸如精細(xì)胞之類的細(xì)胞，以用于分析精細(xì)胞的遺傳構(gòu)成的目的； 對(duì)哺乳動(dòng)物的精細(xì)胞進(jìn)行流動(dòng)分選以產(chǎn)生存活精子的富集攜帶X染色體的群體和攜帶Y染 色體的群體，或?qū)榱四承┻z傳特性而富集的精細(xì)胞進(jìn)行流動(dòng)分選以在諸如體外受精、細(xì) 胞質(zhì)內(nèi)精子注射、人工授精等輔助生殖技術(shù)中進(jìn)一步使用。
本發(fā)明另一個(gè)寬泛的目的是提供一種具有相對(duì)于容納在其內(nèi)部的一定量密合材 料的連續(xù)可變?nèi)莘e的容器，從而這種密合材料(如水、用于微流體裝置的流體；用于流式細(xì) 胞儀的鞘液；食物；飲料；食物成分；飲料成分；液體洗滌劑；液體殺蟲劑或除草劑；諸如外 用酒精的藥用溶劑；諸如洗發(fā)劑、浴液、噴發(fā)膠或毛發(fā)凝膠之類的化妝產(chǎn)品等)可被處理、 輸送、流入導(dǎo)管的流路中，或另外在僅與大氣或其它分壓氣體進(jìn)行期望接觸并且不釋放到 大氣或其它分壓氣體(除非期望如此)的情況下利用這些密合物質(zhì)。本實(shí)施方式的一個(gè)方 面是提供大的可變?nèi)莘e容器，所述可變?nèi)莘e容器包含特定的用于加工工業(yè)的濃縮物，其中 加工工業(yè)為消費(fèi)者配制及生產(chǎn)流體產(chǎn)品，并可得益于新的方法，從而以控制的量精確并清 潔地將流體產(chǎn)品輸送至所述流體產(chǎn)品組合的產(chǎn)品中。
當(dāng)然，在附圖、權(quán)利要求
和說明書的全部其它方面公開了本發(fā)明的其它目的。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種流體輸送系統(tǒng)，所述流體輸送系統(tǒng)包括
a.可變?nèi)莘e容器，所述可變?nèi)莘e容器具有柔性壁；
b.流體，所述流體位于所述可變?nèi)莘e容器中；
c. 一定量的氣體，所述一定量的氣體對(duì)所述可變?nèi)莘e容器的所述柔性壁的外表面 施加在IOpsi至200psi范圍內(nèi)的一定量的壓力；
d.微流體裝置的導(dǎo)管，所述導(dǎo)管具有流體聯(lián)結(jié)至位于所述可變?nèi)莘e容器中的所述 流體的流路；以及
e.流體流，所述流體流響應(yīng)于所述一定量的氣體對(duì)所述可變?nèi)莘e容器的所述柔性 壁的所述外表面施加的所述一定量的壓力而在所述微流體裝置的所述流路中產(chǎn)生。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種產(chǎn)生流體流的方法，所述產(chǎn)生流體流的方法 包括以下步驟
a.提供具有柔性壁的可變?nèi)莘e容器；
b.在所述可變?nèi)莘e容器中建立一定量的流體；
c.通過一定量氣體在所述可變?nèi)莘e容器的所述柔性壁上施加在IOpsi至200psi 范圍內(nèi)的一定量的壓力；以及
d.在流體地聯(lián)結(jié)至所述可變?nèi)莘e容器的、微流體裝置的導(dǎo)管的流路中產(chǎn)生流體 流。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種流式細(xì)胞儀，所述流式細(xì)胞儀包括
a.可變?nèi)莘e容器，所述可變?nèi)莘e容器具有柔性壁；
b. 一定量流體，所述一定量流體建立在所述可變?nèi)莘e容器內(nèi)部；
c. 一定量氣體，所述一定量氣體對(duì)所述可變?nèi)莘e容器的所述柔性壁的外表面施加 壓力以在所述可變?nèi)莘e容器和所述流式細(xì)胞儀的流路之間流體地聯(lián)結(jié)的導(dǎo)管中產(chǎn)生流體 流；
d.微粒源，所述微粒源間斷地在所述流體流中輸送微粒；[0055]e.至少一個(gè)光束，所述至少一個(gè)光束在一段時(shí)間內(nèi)入射至包含在所述流體流中的 所述微粒上；
f.振蕩器，所述振蕩器作用于所述流體流，從而在所述流體流中產(chǎn)生多個(gè)液滴，其 中所述多個(gè)液滴中的至少一個(gè)包含所述微粒；
g.發(fā)射物，所述發(fā)射物由所述微粒產(chǎn)生，其基于至少一種微粒特征而變化；以及
h.至少一個(gè)檢測(cè)器，所述檢測(cè)器接收由所述液滴中含有的所述微粒所產(chǎn)生的所述 發(fā)射物。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種流式細(xì)胞分析法，所述流式細(xì)胞分析法包括 以下步驟
a.提供具有柔性壁的可變?nèi)莘e容器；
b.在所述可變?nèi)莘e容器中建立一定量的流體；
c.通過一定量的氣體對(duì)所述可變?nèi)莘e容器的所述柔性壁的外表面施加一定量的 壓力；
d.在所述可變?nèi)莘e容器和流式細(xì)胞儀的流路之間流體地聯(lián)結(jié)的導(dǎo)管中產(chǎn)生流體 流；
e.在所述流體流中從微粒源間斷地輸送多個(gè)微粒；
f.在包含所述多個(gè)微粒的所述流體流中產(chǎn)生振動(dòng)以形成多個(gè)液滴；
g.在各所述多個(gè)液滴中建立所述多個(gè)微粒中的一個(gè)；
h.在一段時(shí)間內(nèi)對(duì)各所述多個(gè)液滴中的所述微粒進(jìn)行照射；以及
i.檢測(cè)來自所述微粒的基于至少一種微粒特征而變化的發(fā)射物。


圖IA示出了本發(fā)明的實(shí)施方式，所述實(shí)施方式提供了一種壓力調(diào)節(jié)的可變?nèi)莘e 容器，該容器響應(yīng)于作用在外表面上的一定量氣體而輸送流體流。
圖IB示了出穿過壓力調(diào)節(jié)的可變?nèi)莘e容器的實(shí)施方式的柔性壁的截面。
圖IC示出了穿過壓力調(diào)節(jié)的可變?nèi)莘e容器的可選實(shí)施方式的柔性壁的截面。
圖ID示出了穿過壓力調(diào)節(jié)的可變?nèi)莘e容器的第二可選實(shí)施方式的柔性壁的截
圖IE示出了穿過壓力調(diào)節(jié)的可變?nèi)莘e容器的第三可選實(shí)施方式的柔性壁的截
圖2A示出了用于將鞘液輸送至流式細(xì)胞儀的傳統(tǒng)鞘液罐。
圖2B示出了本發(fā)明的用于將鞘液輸送至流式細(xì)胞儀的實(shí)施方式，其中傳統(tǒng)鞘液 罐被改型為接收作用于可變?nèi)莘e容器外表面上的一定量氣體。
圖2C示出了本發(fā)明的用于將鞘液輸送至流式細(xì)胞儀的可選實(shí)施方式，其中常規(guī) 的鞘液罐被改型為接收作用于可變?nèi)莘e容器外表面上的一定量氣體。
圖3A示出了本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中基本為固定構(gòu)造的接收器接收作用于可 變?nèi)莘e容器外表面上的一定量氣體。
圖3B示出了本發(fā)明的可選實(shí)施方式，其中基本為固定構(gòu)造的接收器接收作用于 可變?nèi)莘e容器外表面上的一定量氣體。[0079]圖4A示出了本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中多個(gè)接收器各接收作用于可變?nèi)莘e容器 外表面上的一定量氣體以產(chǎn)生多個(gè)流體流。
圖4B示出了本發(fā)明的可選實(shí)施方式，其中多個(gè)接收器各接收作用于可變?nèi)莘e容 器外表面上的一定量氣體以產(chǎn)生多個(gè)流體流。
圖5示出了本發(fā)明的流式細(xì)胞儀的實(shí)施方式，其中可通過一定量氣體作用于其上 的可變?nèi)莘e容器在流式細(xì)胞儀的流路中產(chǎn)生流體流。
圖6示出了在根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生的流體流中輸運(yùn)的精細(xì)胞(區(qū)分為攜帶X染色體和 攜帶Y染色體的群體)的雙變量圖。
圖7示出了本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中各包含一定量流體的多個(gè)可變?nèi)莘e容器構(gòu) 造為行和列的片材。
圖8示出了可通過圖7示出的本發(fā)明實(shí)施方式操作的多個(gè)流路。
具體實(shí)施方式
通常，一定量流體位于具有柔性壁的可變?nèi)莘e容器內(nèi)，所述柔性壁響應(yīng)于施加在 外表面上的氣壓而作用在所述一定量的流體上，從而在管道的流路中產(chǎn)生流體流。
現(xiàn)主要參考圖1，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種可變?nèi)莘e容器1，所述可變?nèi)莘e容器 1具有柔性壁2，所述柔性壁2響應(yīng)于一定量氣體6對(duì)所述柔性壁2的外表面5施加的一定 量壓力4而作用在所述可變?nèi)莘e容器1內(nèi)部的一定量流體3上。施加在所述柔性壁2外表 面5上的一定量壓力4對(duì)所述可變?nèi)莘e容器1的容積進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)以作用在該一定量流體 3上，從而在導(dǎo)管8的流路中產(chǎn)生(連續(xù)流動(dòng)或非連續(xù)流動(dòng)的)流體流7。對(duì)于本發(fā)明的某 些實(shí)施方式，所述可變?nèi)莘e容器1可以部分地為基本剛性的構(gòu)造，部分地為柔性壁2?？勺?容積容器1的設(shè)置柔性壁2的部位響應(yīng)于一定量氣體6對(duì)所述柔性壁外表面5施加的一定 量的壓力4而作用在所述可變?nèi)莘e容器1內(nèi)部的一定量流體3上，從而產(chǎn)生流體流7。
在所述可變?nèi)莘e容器1內(nèi)部的流體3廣泛不受限制地包含任意的流體、液體、組合 物、混合物、相、產(chǎn)物、或其他材料，所述流體通過響應(yīng)于施加在所述柔性壁2的外表面5上 的一定量壓力4連續(xù)調(diào)節(jié)所述可變?nèi)莘e容器1的容積而可在導(dǎo)管8的流路中流動(dòng)。在導(dǎo) 管8的流路中具有流動(dòng)性的多種不同流體(所述導(dǎo)管的流路包括與本發(fā)明較寬的應(yīng)用范圍 對(duì)應(yīng)的多種不同的構(gòu)造，并且不受限制地包括內(nèi)徑通常約一毫米或更小的微流體流路或?qū)?管)不受限制地包括水、溶劑、溶液、緩沖溶液、液相層析溶液、其中能輸送生物微粒的流 體、其中能輸送非生物微粒的流體、其中可對(duì)細(xì)胞進(jìn)行分析的流體、其中可對(duì)精細(xì)胞進(jìn)行分 析的流體、其中可將精細(xì)胞分離成攜帶Y染色體和攜帶X染色體群體的流體、流式細(xì)胞儀鞘 液、其中能輸送非生物微粒的流式細(xì)胞儀鞘液、其中能輸送生物微粒的流式細(xì)胞儀鞘液、其 中輸送細(xì)胞的流式細(xì)胞儀鞘液、其中能輸送精子的流式細(xì)胞儀鞘液、其中能輸送染色精子 的流式細(xì)胞儀鞘液、涂料、殺蟲劑、膏劑、粘合劑、有機(jī)溶劑、殺蟲劑、食品、飲料、及其多種排 列與組合。
現(xiàn)主要參考圖1B，可變?nèi)莘e容器1可以設(shè)置有柔性壁2，一定量氣體6在所述柔性 壁2上施加一定量壓力4。所述柔性壁2可包括具有足夠柔性的材料層9以響應(yīng)于一定量 氣體6在所述外表面5上施加的一定量壓力4而調(diào)節(jié)所述可變?nèi)莘e容器1的容積。選擇所 述材料層9以提供與包含在所述可變?nèi)莘e容器1內(nèi)部的流體3相適應(yīng)的內(nèi)表面10，并提供與在外表面5上施加一定量壓力4的一定量氣體6相適應(yīng)的外表面5。對(duì)于本發(fā)明的某些 實(shí)施方式而言，可進(jìn)一步選擇所述材料層以防止可浸出或傳輸?shù)牟牧蠌乃霾牧蠈?向由 可變?nèi)莘e容器1保持的流體3傳輸，或者使該傳輸最小。還可以進(jìn)一步選擇所述材料層9 以防止或最小化所述一定量氣體6通過所述材料層9向由所述可變?nèi)莘e容器1保持的流體 傳輸或使該傳輸最小化。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式可利用諸如聚丙烯、聚乙烯、尼龍、碳氟化 合物、苯乙烯、聚碳酸酯、金屬箔、層壓紙、可生物降解的聚合體、蠟紙、或其多種排列與組合 的結(jié)合層之類的材料層9，這并不構(gòu)成對(duì)根據(jù)本發(fā)明能采用的多種不同材料的限制。所述材 料層9可以包括諸如隔氧層、防水層、表面填充聚合物和陶瓷(例如Barix)的交替層等材 料的涂層。
現(xiàn)主要參考圖1C，對(duì)于本發(fā)明的其他實(shí)施例而言，所述柔性壁2可以包括兩個(gè)材 料層，即形成與在所述柔性壁2上施加壓力4的一定量氣體6相適應(yīng)的外表面5的第一層 11，以及設(shè)置與所述可變?nèi)莘e容器1內(nèi)部的流體3相適應(yīng)的內(nèi)表面10的第二層12。所述第 一層Ii可從諸如聚丙烯、聚乙烯、碳氟化合物、苯乙烯、聚碳酸酯、Mylar 膜、隔氧層、防水 層等材料中選擇。所述第二層12可從諸如聚丙烯、聚乙烯、碳氟化合物、苯乙烯、聚碳酸酯、 防水層、或隔氧層(例如Brix)等與所述第一層相同或不同材料中選擇。所述第一層11和 /或所述第二層12可以進(jìn)一步包括由諸如尼龍、棉、碳纖維、金屬束、塑料束等加強(qiáng)材料制 成的諸如單體纖維、線、束、網(wǎng)、幅等之類的加強(qiáng)件48。
對(duì)于本發(fā)明的某些實(shí)施例而言，所述柔性壁2的第一層11和第二層12可以滑動(dòng) 地接合，而對(duì)于本發(fā)明其他實(shí)施例而言，所述第一層11和所述第二層12可以固定地接合。 第一層11和第二層12之間的固定接合是通過使用粘合層13、或其他類型層，或者通過導(dǎo)致 所述第一層11的表面和所述第二層12的表面彼此粘合的其它處理而產(chǎn)生的。
現(xiàn)主要參考圖1D，對(duì)于本發(fā)明其他具體實(shí)施例而言，氣體收集元件14可以介于第 一層11和第二層12之間。對(duì)于本發(fā)明的這些實(shí)施例而言，在可變?nèi)莘e容器1的外表面5 上施加一定量壓力4的一定量氣體6收集在氣體收集元件14中，并且在第二層12上施加 一定量壓力4，該壓力4作用于包含在內(nèi)部的液體3以產(chǎn)生流體流7。所述第一層11作用 以調(diào)節(jié)在所述氣體收集元件14內(nèi)部的一定量氣體6的體積和/或壓力至需要或期望的量。 對(duì)于本發(fā)明的其中第一層11不必起可變?nèi)莘e容器1的部分柔性壁2作用的這些實(shí)施例而 言，第一層U可以具有由諸如塑料、玻璃纖維、玻璃、金屬、鋼、聚碳酸酯、丙烯酸、聚丙烯、 乙烯基化合物、碳氟化合物、碳纖維等材料形成的基本固定構(gòu)造。
現(xiàn)主要參考圖1E，本發(fā)明的其他實(shí)施方式可以進(jìn)一步包括具有位于所述第一層 11和所述第二層12之間的至少一個(gè)中間層15的柔性壁2。所述至少一個(gè)中間層15可以 從諸如聚丙烯、聚乙烯、碳氟化合物、苯乙烯、聚碳酸酯、Mylar 膜、陶瓷層、隔氧層(或其 他氣體)、防水層等材料中進(jìn)行選擇。本發(fā)明的其它實(shí)施例可以進(jìn)一步設(shè)置有介于所述第一 層11和所述至少一個(gè)中間層15之間的氣體收集元件14(與圖ID相似)，或者對(duì)于本發(fā)明 其他具體實(shí)施方式
而言，所述氣體收集元件14(與圖ID相似)可以介于所述第二層12和 所述至少一個(gè)中間層15之間。當(dāng)所述氣體收集元件14介于所述第一層11和所述至少一 個(gè)中間層15之間時(shí)，所述第一層11具有如上所述的基本固定的構(gòu)造。在本發(fā)明的其中氣 體收集元件14介于所述第二層12和所述至少一個(gè)中間層15的那些實(shí)施方式中，所述第一 層11和/或所述至少一個(gè)中間層15可具有基本固定的構(gòu)造，而所述第二層12具有足夠的柔性以允許可變?nèi)莘e容器1響應(yīng)于一定量氣體6在柔性壁2上施加的一定量壓力4對(duì)容積 進(jìn)行連續(xù)的調(diào)節(jié)。對(duì)本發(fā)明的其中液體3接合所述第二層12的內(nèi)表面10，并且一定量氣 體6對(duì)第一層11的外表面5施加一定量壓力4的那些實(shí)施方式而言，隨后第一層11、中間 層15和第二層12可具有足夠的柔性以允許可變調(diào)節(jié)所述容器1的容積，而不論各層的表 面是滑動(dòng)地接合還是固定地接合。
對(duì)柔性壁2外表面5施加一定量壓力4以提供連續(xù)可調(diào)的可變?nèi)莘e容器1、從而作 用于容納在所述容器內(nèi)的流體3上的一定量氣體6可以是與它作用在上面的柔性壁2的外 表面5相適應(yīng)的任何類型或種類的氣體6，諸如大氣、混合氣體、具有選定分壓的混合氣體、 凈化氣體、經(jīng)過濾的氣體、經(jīng)調(diào)節(jié)的氣體等。對(duì)于本發(fā)明的可選實(shí)施方式而言，一定量氣體 6可由一定量的能夠作用于柔性壁2的外表面5上以調(diào)節(jié)所述容器1的容積的可流動(dòng)材料 替換，諸如水、油、或溶液等。
對(duì)于本發(fā)明的某些實(shí)施方式而言，所述氣體6在柔性壁2的外表面5上施加一定 量壓力4在1磅每平方英寸(psi)至大約500磅每平方英寸(psi)之間。對(duì)用于流式細(xì)胞 儀法應(yīng)用的本發(fā)明其他實(shí)施方式而言，一定量氣體6可以對(duì)柔性壁2的外表面5施加的壓 力在大約IOpsi至大約200psi之間。或者，不論在或不在氣體收集元件14內(nèi)部的一定量 氣體6都可被調(diào)節(jié)成在所述可變?nèi)莘e容器1的柔性壁2的外表面5上產(chǎn)生足夠量的壓力4， 從而在微流體裝置16的導(dǎo)管8的流路中產(chǎn)生流體壓力在IOpsi至大約200psi之間的流體 流7，或流體壓力足以在導(dǎo)管8的流路中產(chǎn)生這樣的流體流7，該流體流7具有足夠大的速 度以從而可為了特定類型或種類的應(yīng)用、分析、分化、或分離的目的而輸送微粒。
再次主要參考圖1A，本發(fā)明特定實(shí)施例可還包括諸如蠕動(dòng)泵、活塞泵等之類的流 體壓力發(fā)生器17，從而產(chǎn)生在大約IOOpsi至大約5000psi的范圍內(nèi)的足夠大壓力以用于某 些微流體應(yīng)用或其他應(yīng)用。本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式提供了一種微流體裝置16，所述 微流體裝置16構(gòu)造為具有流體壓力發(fā)生器17的高壓液相層析儀(HPLC)，其中所述流體壓 方發(fā)生器17將導(dǎo)管8內(nèi)的流體壓力提高至大約IOOpsi至大約3000psi以用于諸如正相或 反相液相層析的應(yīng)用。
現(xiàn)主要參考圖2A，傳統(tǒng)的基本成筒狀的鞘液罐18 (或其他構(gòu)造的鞘液罐)可具有 孔狀元件19。所述鞘液罐18的孔狀元件19可被構(gòu)造為與可卸下的可密封蓋20配合，所述 蓋20還可包括蓋緊閉元件21以緊閉所述可卸下的可密封蓋20。所述蓋緊閉元件21的可 選實(shí)施例例如包括在所述可卸下的可密封蓋20和所述鞘液罐18上的配合螺旋螺紋；連 接至所述鞘液罐的螺旋螺紋桿，所述螺旋螺紋桿與向所述可卸下的可密封蓋20操作施壓 的帶螺旋螺紋的構(gòu)件相配合；帶；卡合器(catches)等等。
氣體入口元件22允許一定量氣體6 (如上所述的多種類型和種類的氣體)被輸送 至所述鞘液罐18的內(nèi)部。在常規(guī)應(yīng)用中，所述鞘液罐18容納一定量流體3，而且輸送至所 述鞘液罐18內(nèi)部的一定量氣體6對(duì)流體3的表面施加一定量的壓力4。一部分流體3在壓 力下流動(dòng)通過流體出口元件23，以作為流式細(xì)胞儀24(或其他微流體裝置)流路中的流體 流7而被輸送。壓力調(diào)節(jié)元件25 (諸如減壓閥)允許對(duì)所述鞘液罐18內(nèi)的一定量壓力進(jìn) 行調(diào)節(jié)。
現(xiàn)主要參考圖2B，常規(guī)的鞘液罐18 (或類似的流體罐)能適于根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行操 作。具有柔性壁2的可變?nèi)莘e容器1能容納一定量的流體3 (用于流式細(xì)胞儀應(yīng)用的鞘液)。容納流體3的可變?nèi)莘e容器1可通過傳輸穿過孔狀元件19而位于傳統(tǒng)的鞘液罐18中。導(dǎo) 管8在所述可變?nèi)莘e容器1和所述流體出口元件23之間提供流路?？赡苄枰?lián)結(jié)元件26 來將導(dǎo)管8連接至鞘液罐18的流體出口元件23。所述聯(lián)結(jié)元件可以在某些情況下包括相 配合的帶螺旋螺紋的構(gòu)件，所述構(gòu)件進(jìn)行操作將套圈(ferrule)壓靠在托座(seat)上，從 而密封導(dǎo)管8內(nèi)的流路以防止流體泄漏。當(dāng)然，可采用多種構(gòu)件作為聯(lián)結(jié)元件26以提供至 所述流體出口元件23的連續(xù)流路。
現(xiàn)主要參考圖2C，對(duì)于本發(fā)明的某些實(shí)施方式而言，可變?nèi)莘e容器1由第二層12 封閉，所述第二層12呈如上所述由諸如塑料、玻璃纖維、玻璃、金屬、鋼、聚碳酸酯、丙烯酸、 聚丙烯、乙烯基化合物、碳氟化合物、碳纖維、紙板、卡片紙板(cardboard)等材料形成的基 本固定構(gòu)造。所述第二層被充分地穿孔或可滲透一定量氣體6，從而允許一定量壓力4被施 加于柔性壁2的外表面5上，以作用于容納在內(nèi)部的一定量液體3或鞘液，從而在導(dǎo)管8的 流路內(nèi)產(chǎn)生流體流7。
現(xiàn)主要參考圖3A，本發(fā)明的某些實(shí)施例可提供一種呈基本固定構(gòu)造(如圖3A所 示出的矩形或所期望的其它形狀)的接收器27，其中可定位有一個(gè)或多個(gè)具有柔性壁2的 可變?nèi)莘e容器1。所述接收器27可以安裝在基部28上，所述基部28相對(duì)于支撐表面29 對(duì)接收器27進(jìn)行定向(例如，如圖3A所示傾斜，或如圖3B所示大致垂直于所述支撐表面 29)，這樣可以促進(jìn)可變?nèi)莘e容器1內(nèi)的流體3向與所述流體出口元件23連通的導(dǎo)管8流 動(dòng)。呈基本固定構(gòu)造的接收器27可以由諸如塑料、玻璃纖維、玻璃、金屬、鋼、聚碳酸酯、丙 烯酸、聚丙烯、乙烯基化合物、碳氟化合物、碳纖維等之類的材料制成。接收器27的部分或 整體由允許對(duì)可變?nèi)莘e容器1和可變?nèi)莘e容器1內(nèi)的流體3進(jìn)行可視觀察的材料制成。所 述接收器27還可包括氣體入口元件22，一定量氣體6可通過所述氣體入口元件22被引入 所述接收器27的內(nèi)表面和所述可變?nèi)莘e容器1的外表面5之間的氣體收集元件14中。還 可包括壓力調(diào)節(jié)元件25以維持在所述可變?nèi)莘e容器1外表面5上施加有必須或理想量的 氣體壓力4。
現(xiàn)主要參考圖4A，本發(fā)明的某些實(shí)施例可包括單體不連續(xù)或作為單一整體件(如 圖4A和4B所示)的多個(gè)接收器27，所述多個(gè)接收器設(shè)置有相應(yīng)的多個(gè)氣體收集元件14。 圖4A示出了所述多個(gè)氣體收集元件14中的每個(gè)氣體收集元件可設(shè)置有獨(dú)立的氣體入口元 件22、流體出口元件23、和壓力調(diào)節(jié)元件25，以允許所述多個(gè)接收器27中的每個(gè)接收器都 可獨(dú)立于其他的接收器27使用。在本發(fā)明的這一構(gòu)造中，可向各氣體收集元件14輸送一 定量的氣體6，從而在位于各接收器27內(nèi)的可變?nèi)莘e容器1的柔性壁2的外表面5上建立 起一定量壓力4。因此，容納在各可變?nèi)莘e容器1中的一定量流體3可從各接收器27輸送 至所述流體出口元件23。來自各可變?nèi)莘e容器1的流體流動(dòng)速率可被調(diào)節(jié)為基本相同或在 接收器27之間進(jìn)行可變地調(diào)節(jié)。
現(xiàn)主要參考圖4B，本發(fā)明的可選實(shí)施例可設(shè)置有單個(gè)氣體入口元件22向所有的 氣體收集元件14輸送一定量氣體6，從而在相應(yīng)各所述多個(gè)接收器27中的各多個(gè)可變?nèi)莘e 容器1的柔性壁2的外表面5上形成基本相似量的氣體壓力4，所述多個(gè)接收器27可以通 過單個(gè)壓力調(diào)節(jié)元件25進(jìn)行調(diào)節(jié)。各接收器還可設(shè)置有流體出口元件23，流體流7通過所 述流體出口元件23流向微流體裝置16的流路(類似于圖IA示出的情形)。
現(xiàn)主要參考圖5，圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一類微流體裝置。借助于諸如加壓氣體罐、氣體壓縮機(jī)等的壓差發(fā)生器30可通過氣體傳輸導(dǎo)管31將一定量氣體6輸送至接收器 27的一個(gè)或多個(gè)氣體入口元件22。還可包括有壓力調(diào)節(jié)器32以調(diào)節(jié)氣體傳輸導(dǎo)管31中 的一定量氣體6的壓力。一定量氣體6從氣體入口元件22向接收器27中的氣體收集元件 14傳輸，接收器27可具有如所示的或可選地在這里描述的基本固定構(gòu)造。在接收器27中 可定位有至少一個(gè)如上所述的可變?nèi)莘e容器1。
在所述氣體收集元件14內(nèi)的一定量氣體6作用于位于接收器27內(nèi)的所述至少一 個(gè)可變?nèi)莘e容器1的外表面5上，以在流體出口元件25處產(chǎn)生可在一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)管8中傳 輸?shù)牧黧w流7。所述導(dǎo)管8可以具有基本相同的內(nèi)徑或變化的內(nèi)徑。所述導(dǎo)管8還可包括 諸如流體過濾器、氣體洗滌器、或流體壓力調(diào)節(jié)器之類的流體調(diào)節(jié)元件33、諸如泵的流體壓 力發(fā)生器、或它們的多種排列或組合。所述導(dǎo)管8可連接至諸如圖5示出的流式細(xì)胞儀之 類的微流體裝置24、或諸如流體分配設(shè)備之類的其它微流體裝置的流路上，所述流體分配 設(shè)備將液體傳輸至液體容納元件上的位置，或在這些位置之間進(jìn)行傳輸，所述液體容納元 件例如為具有多個(gè)孔的板、載玻片的表面、試管、通道、或其他的容納特征件。
對(duì)于在圖5中示出的本發(fā)明的流式細(xì)胞儀的實(shí)施方式而言，具有柔性壁2的可變 容積容器1能響應(yīng)于由一定量氣體6施加在柔性壁2的外表面5上的一定量的壓力4而作 用于可變?nèi)莘e容器1內(nèi)的一定量流體3上以產(chǎn)生流體流7，微粒33(如上所述)從微粒源34 送出后可在所述流體流7中進(jìn)行輸送。對(duì)于某些流動(dòng)分析或流動(dòng)分選的應(yīng)用而言，可以形 成可變?nèi)莘e容器以進(jìn)一步允許重力作用于一定量的流體上，從而有助于一定量流體3向所 述流體出口元件23傳輸。對(duì)多種流動(dòng)分析和流動(dòng)分選的應(yīng)用而言，如上所述，可將流體流 7加壓至大約15磅每平方英寸至大約80磅每平方英寸的范圍內(nèi)。對(duì)于某些流動(dòng)分選的應(yīng) 用而言，流體流7的壓力可以在大約40磅每平方英寸和大約50磅每平方英寸的范圍內(nèi)進(jìn) 行調(diào)節(jié)。僅作為一實(shí)施例，所述流體流7可被調(diào)節(jié)至大約45磅每平方英寸，而壓力變化小 至約+/-0. 01磅每平方英寸。因?yàn)槲⒘?3向流體流7的連貫輸送依賴于保持流體流7和 微粒源34之間的壓差基本恒定，因此將流體流7保持在基本恒定的壓力下是非常重要的。 與在流體流7中產(chǎn)生壓力波動(dòng)的某些類型往復(fù)泵不同，本發(fā)明可以產(chǎn)生壓力充分恒定的流 體流7，從而反過來維持流體流7和微粒源34之間的壓差以允許輸送微粒33，用于流動(dòng)分 析或用于流動(dòng)分選應(yīng)用。另外，因?yàn)榭梢苑乐箍勺內(nèi)莘e容器1中的一定量液體3受到如上 所述的污染物污染，所以通過本發(fā)明形成的流體流7的恒定性高于傳統(tǒng)流動(dòng)分析或流動(dòng)分 選設(shè)備中的流體流。具有被輸送的微粒33的流體流7可通過噴頭35振蕩，從而在所述噴 頭35下方產(chǎn)生多個(gè)液滴36。所述多個(gè)液滴36中的每個(gè)液滴可以輸送單個(gè)微粒33。諸如 激光器的光源37可以發(fā)射光束38，或者可通過利用分束元件39 (或通過利用多個(gè)光源37) 產(chǎn)生多個(gè)光束，所述光束(不論單個(gè)光束或多個(gè)光束，無論處于相同或不同的波長下)通過 光學(xué)元件40集中而入射至在噴頭35下方流體流7中輸送的微粒33上。對(duì)于本發(fā)明一些實(shí) 施例而言，所述光束38的特征可以通過入射在流體流7內(nèi)的微粒33上而改變，而對(duì)于本發(fā) 明其他實(shí)施例而言，微粒(或附著于所述微粒的配位體、熒光材料等)可以產(chǎn)生發(fā)射物41。 特征已改變的光束或發(fā)射物41可由單個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器42接收，所述檢測(cè)器42產(chǎn)生信號(hào)， 用于基于一種或多種微粒特征進(jìn)行分析以區(qū)分所述液滴36中輸送的微粒33。可基于具有 或缺少一種或多種微粒特征，而將被區(qū)分的微粒分離至各收集元件43中。分離設(shè)備44可 包括液滴電荷發(fā)生器45，所述液滴電荷發(fā)生器45在各液滴36中感應(yīng)出正電荷或負(fù)電荷；以及液滴偏轉(zhuǎn)器46，所述液滴偏轉(zhuǎn)器46作用在帶電荷的液滴上以形成至適當(dāng)收集元件43 的軌跡。
現(xiàn)主要參考圖6，圖6示出了在根據(jù)本發(fā)明將精子流動(dòng)分選為攜帶X染色體和攜 帶Y染色體的群體的過程中產(chǎn)生的二元圖。所述二元圖示出了攜帶X染色體的精細(xì)胞和攜 帶Y染色體的精細(xì)胞的混合物可被分解成的第一攜帶X染色體的群體49和第二攜帶Y染 色體的群體50。提供所述二元圖不是對(duì)本發(fā)明多種不同應(yīng)用的限制。相反，所述二元圖旨 在示出其中可以利用本發(fā)明的寬泛應(yīng)用范圍。對(duì)細(xì)胞的流動(dòng)分選是非常困難的。
現(xiàn)主要參考圖7，本發(fā)明的某些實(shí)施方式可以提供多個(gè)可變?nèi)莘e容器1，這些可變 容積容器構(gòu)造為呈行列形式的單個(gè)整體件，或者根據(jù)需要或要求構(gòu)造為其它形式。以行列 形式構(gòu)造成單個(gè)整體件的多個(gè)接收器27可接收多個(gè)可變?nèi)莘e容器1?？尚断碌目擅芊馍w 20可被構(gòu)造為對(duì)各所述多個(gè)可變?nèi)莘e容器1進(jìn)行隔離。一定量的氣體6可通過氣體入口元 件22a、22b (兩個(gè)示出的實(shí)施方式)輸送至各單獨(dú)接收器27內(nèi)的氣體收集元件14，或輸送 至多個(gè)接收器的單個(gè)接收器或基本同時(shí)地輸送至多個(gè)接收器。一定量氣體6對(duì)各可變?nèi)莘e 容器1的柔性壁2施加一定量壓力4以在與各接收器27連通的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)管8中產(chǎn)生 流體流。
現(xiàn)主要參考圖8，與各接收器27流體連通的導(dǎo)管8可包括諸如塑料管的微流體導(dǎo) 管(內(nèi)徑為一毫米或更小)，或者如圖8所示，還可在單個(gè)或多個(gè)流體輸送體45的表面中包 括為流體流7提供流路的起伏元件44。所述流體輸送體45是可卸下可密封的，并且可互換 以提供多個(gè)不同的流路。在所示出的實(shí)施方式中，通過可卸下可密封的流體輸送體形成的 流路可以將流體3從多個(gè)可變?nèi)莘e容器1輸送至具有多個(gè)孔47的板46。
實(shí)施例
實(shí)施例1.現(xiàn)參考圖8，圖8示出了對(duì)根據(jù)本發(fā)明利用DakoCytomation，Inc.， MoFlo 的流式細(xì)胞儀基于X染色體或Y染色體的存在而區(qū)分的熒光染色精細(xì)胞進(jìn)行分 析而產(chǎn)生的二元圖。通過根據(jù)本發(fā)明的可變?nèi)莘e容器改進(jìn)了傳統(tǒng)的鞘液罐，所述可變?nèi)?積容器容納大約5升的無菌鞘液。在使用過程中，所述鞘液被維持在大約20°C。一定量 氣體被輸送至密封的鞘液罐以對(duì)可變?nèi)莘e容器的外表面施加一定量氣體壓力，從而導(dǎo)致 在DakoCytomation，Inc.，MoFlo 的流式細(xì)胞儀的流路內(nèi)產(chǎn)生流體流。此外，隨后按照 DakoCytomation, Inc.提供的標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程操作所述流式細(xì)胞儀大約8小時(shí)的時(shí)間段，以 對(duì)精細(xì)胞的混合物進(jìn)行分析及分選，從而產(chǎn)生可存活的攜帶X染色體的精子群體和可存活 的攜帶Y染色體的精子群體。富集的攜帶X染色體和攜帶Y染色體的群體形成在分離的收 集容器中。
實(shí)施例2.同樣，根據(jù)本發(fā)明對(duì)人精子進(jìn)行流式細(xì)胞儀分選可提供攜帶X染色體和 攜帶Y染色體的群體，以用于性別選擇人工授精的目的。對(duì)女性人體進(jìn)行人工授精的足夠 量人類精細(xì)胞可從男性射精大約2小時(shí)后進(jìn)行流動(dòng)分選。富集的攜帶X染色體或攜帶Y染 色體的精細(xì)胞群體的純度超過80%。臨床規(guī)程要求，在分選各樣品之后，要用酸洗液、堿洗 液、消毒劑洗液、隨后用水洗液來洗滌分選流體管道。本發(fā)明可用于向流式細(xì)胞儀輸送四種 不同的無菌流體，并且可在病人之間允許進(jìn)行電腦自動(dòng)化的清潔步驟。在自動(dòng)化清洗程序 的過程中，醫(yī)生可以進(jìn)行人工授精的程序。
實(shí)施例3.根據(jù)本發(fā)明，多個(gè)不同的微流體裝置可每日24小時(shí)地進(jìn)行操作?？勺?nèi)莘e容器可以位于以大約1. 6大氣壓加壓的公用接收器中。各微流體裝置可提供有一個(gè)或 多個(gè)來自可變?nèi)莘e容器的、與所述微流體裝置的傳統(tǒng)部件相連通的導(dǎo)管。
如通過上文可易于理解的那樣，本發(fā)明的基本概念可以以多種方式具體實(shí)現(xiàn)。本 發(fā)明包括用于流體輸送的連續(xù)可變?nèi)莘e容器以及制造和使用這種連續(xù)可變?nèi)莘e容器的方 法的多種不同實(shí)施例。
這樣，由說明書公開或由本申請(qǐng)的附圖示出的本發(fā)明具體實(shí)施方式
或元件并非是 限制性的，而是對(duì)由本發(fā)明大體包含的多種不同實(shí)施方式或相對(duì)于本發(fā)明的任何具體元件 而包含的等同物的示例。另外，對(duì)本發(fā)明單個(gè)實(shí)施方式或元件的具體說明不可能明確描述 所有可行的實(shí)施方式或元件；通過說明書和附圖隱含地公開了大量可選方式。
應(yīng)當(dāng)理解的是，設(shè)備的各元件或方法的各步驟可通過設(shè)備術(shù)語或方法術(shù)語進(jìn)行描 述。在需要使本發(fā)明所被賦予的隱含寬范圍明確時(shí)，可替代這些術(shù)語。僅作為一個(gè)實(shí)施例， 應(yīng)當(dāng)理解方法的所有步驟可以公開為一種動(dòng)作、執(zhí)行所述動(dòng)作的手段、或作為引起所述動(dòng) 作的元件。同樣，設(shè)備的每個(gè)元件可公開為物理元件或所述物理元件所推行的動(dòng)作。僅作 為一個(gè)實(shí)施例，“可調(diào)節(jié)容積”的公開應(yīng)理解為包含對(duì)“調(diào)節(jié)容積”的動(dòng)作的公開，而無論是 否明確地進(jìn)行了描述，而且相反地，如果存在對(duì)“調(diào)節(jié)容積”的動(dòng)作的有效公開，則這一公開 應(yīng)該被理解為包含對(duì)“可調(diào)節(jié)容積”的公開，甚至包含對(duì)“用于調(diào)節(jié)容積的手段”的公開。這 些用于各元件或步驟的可替換術(shù)語應(yīng)被理解為明確地包括在說明書中。
另外，對(duì)于所使用的各術(shù)語而言，應(yīng)理解除非其在所述應(yīng)用中的使用與這種解釋 不一致，則(如包含在Random House Webster' s UnabridgedDictionary, second edition 中的)通用詞典定義應(yīng)被理解為包括在對(duì)各術(shù)語的說明中，各定義在此通過參考并入。
因此，應(yīng)理解為本申請(qǐng)人至少要求以下權(quán)利i)在此公開并描述的各流體輸送設(shè) 備，ii)公開并描述的相關(guān)方法，iii)各所述設(shè)備和方法的類似、等價(jià)、甚至隱含的改型， iv)實(shí)現(xiàn)所示出的、所公開的、或所描述的各種功能的那些可選實(shí)施方式，ν)隱含于實(shí)現(xiàn)公 開和描述的各項(xiàng)功能而示出的實(shí)現(xiàn)所述各項(xiàng)功能的那些可選設(shè)計(jì)和方法，Vi)作為單獨(dú)和 獨(dú)立的發(fā)明而示出的各特性、部件和步驟，Vii)由所公開的多種系統(tǒng)或部件而增強(qiáng)的應(yīng)用， Viii)由這種系統(tǒng)或部件生產(chǎn)的最終產(chǎn)品，ix)基本如在上文并參考所附實(shí)施例中的任何 一個(gè)實(shí)施例描述的方法和設(shè)備，χ)所公開的以上各元件的多種排列和組合。
這里通過參考并入本文中提出的權(quán)利要求
作為本發(fā)明的說明書的一部分，并且本 申請(qǐng)人:明確保留以下權(quán)利使用這些權(quán)利要求
這樣并入的內(nèi)容的全部或一部分作為附加描 述，以支持任何或所有權(quán)利要求
或者其任何要素或組成部分，本申請(qǐng)人還聲明保留以下權(quán) 利，即，將這些權(quán)利要求
的并入內(nèi)容的任何一部分或全部或者其任何要素或組成部分從說 明書移入到權(quán)利要求
，或根據(jù)需要相反從權(quán)利要求
移入到說明書，從而限定通過本申請(qǐng)或 本申請(qǐng)的任何隨后繼續(xù)申請(qǐng)、分案申請(qǐng)、或部分繼續(xù)申請(qǐng)所尋求保護(hù)的主題，或者按照條約 或任何國家的專利法、法規(guī)或規(guī)章而獲得降低費(fèi)用的利益，或者符合條約或任何國家的專 利法、法規(guī)或規(guī)章，并且這些通過參考并入的內(nèi)容在本申請(qǐng)的整個(gè)未決過程中(包括其任 何的隨后繼續(xù)申請(qǐng)、分案申請(qǐng)、或部分繼續(xù)申請(qǐng)，或者針對(duì)其的任何重新發(fā)布或延續(xù)期)均 保持有效。
在以下提出的權(quán)利要求
是用于描述本發(fā)明有限數(shù)量的優(yōu)選實(shí)施方式的邊界和范 圍，而不應(yīng)被認(rèn)為是本發(fā)明最寬泛的實(shí)施方式或可以要求保護(hù)的本發(fā)明實(shí)施方式的全部列表。本申請(qǐng)人不放棄以任何繼續(xù)申請(qǐng)、分案申請(qǐng)、或部分繼續(xù)申請(qǐng)、或類似申請(qǐng)的一部分的 方式基于以上的描述進(jìn)一步擴(kuò)展權(quán)利要求
的任何權(quán)利。
權(quán)利要求
一種流體輸送系統(tǒng)，所述流體輸送系統(tǒng)包括a.可變?nèi)莘e容器，所述可變?nèi)莘e容器具有柔性壁；b.流體，所述流體位于所述可變?nèi)莘e容器中；c.一定量的氣體，所述一定量的氣體對(duì)所述可變?nèi)莘e容器的所述柔性壁的外表面施加在10psi至200psi范圍內(nèi)的一定量的壓力；d.微流體裝置的導(dǎo)管，所述導(dǎo)管具有流體聯(lián)結(jié)至位于所述可變?nèi)莘e容器中的所述流體的流路；以及e.流體流，所述流體流響應(yīng)于所述一定量的氣體對(duì)所述可變?nèi)莘e容器的所述柔性壁的所述外表面施加的所述一定量的壓力而在所述微流體裝置的所述流路中產(chǎn)生。
2.如權(quán)利要求
1所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，具有所述柔性壁的所述可變?nèi)莘e容器包 括柔性管狀體，所述管狀體具有分別密封形成的第一端和第二端。
3.如權(quán)利要求
2所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述管狀體包括從由聚丙烯、聚乙烯、碳 氟化合物、苯乙烯和聚碳酸酯組成的組中選擇的材料。
4.如權(quán)利要求
1所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述柔性壁構(gòu)成所述可變?nèi)莘e容器的一 部分。
5.如權(quán)利要求
1或4中任一項(xiàng)所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述柔性壁包括從由聚丙 烯、聚乙烯、碳氟化合物、苯乙烯和聚碳酸酯組成的組中選擇的材料。
6.如權(quán)利要求
1所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述柔性壁包括至少兩層，其中第一層具 有與所述一定量氣體相適應(yīng)的表面，而第二層具有與所述流體相適應(yīng)的表面。
7.如權(quán)利要求
6所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述第一層包括從由聚丙烯、聚乙烯、碳 氟化合物、苯乙烯和聚碳酸酯組成的組中選擇的材料。
8.如權(quán)利要求
6所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述第二層包括從由聚丙烯、聚乙烯、碳 氟化合物、苯乙烯和聚碳酸酯組成的組中選擇的材料。
9.如權(quán)利要求
6所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，對(duì)所述可變?nèi)莘e容器的所述柔性壁的所 述外表面施加壓力的所述一定量氣體收集在所述第一層和所述第二層之間。
10.如權(quán)利要求
6所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述第一層和所述第二層相結(jié)合。
11.如權(quán)利要求
6所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述柔性壁還包括至少一個(gè)中間層。
12.如權(quán)利要求
11所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)中間層包括從由聚丙烯、 聚乙烯、碳氟化合物、苯乙烯和聚碳酸酯組成的組中選擇的材料。
13.如權(quán)利要求
1或9中任一項(xiàng)所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述一定量的氣體是混合 氣體。
14.如權(quán)利要求
13所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，通過所述一定量的氣體對(duì)所述可變?nèi)?積容器的所述柔性壁施加的所述壓力從15psi至25psi、25psi至30psi、30psi至40psi、 40psi 至 50psi、50psi 至 60psi、60psi 至 70psi、70psi 至 80psi、80psi 至 90psi、90psi 至 IOOpsi組成的組選擇。
15.如權(quán)利要求
1所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述微流體裝置是流式細(xì)胞儀或液相色 譜儀。
16.如權(quán)利要求
1所述的流體輸送系統(tǒng)，所述流體輸送系統(tǒng)還包括接收器，所述接收器 具有使所述可變?nèi)莘e容器設(shè)置在所述接收器內(nèi)部的構(gòu)造。
17.如權(quán)利要求
16所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述接收器由不銹鋼、鋁、塑料或紙板 構(gòu)成。
18.如權(quán)利要求
17所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，對(duì)所述可變?nèi)莘e容器的所述柔性壁的 所述外表面施加所述一定量壓力的所述一定量氣體收集在所述接收器的內(nèi)表面和所述容 器的所述柔性壁的所述外表面之間。
19.如權(quán)利要求
18所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述接收器具有基本剛性的構(gòu)造。
20.如權(quán)利要求
19所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述接收器包括用于流式細(xì)胞儀的鞘 液罐。
21.如權(quán)利要求
1、2、3、4、9、15或20中任一項(xiàng)所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述流體是 可在微流體裝置的流路中流動(dòng)的流體。
22.—種產(chǎn)生流體流的方法，所述產(chǎn)生流體流的方法包括以下步驟a.提供具有柔性壁的可變?nèi)莘e容器；b.在所述可變?nèi)莘e容器中建立一定量的流體；c.通過一定量氣體在所述可變?nèi)莘e容器的所述柔性壁上施加在IOpsi至200psi范圍 內(nèi)的一定量的壓力；以及d.在流體地聯(lián)結(jié)至所述可變?nèi)莘e容器的、微流體裝置的導(dǎo)管的流路中產(chǎn)生流體流。
23.如權(quán)利要求
22所述的產(chǎn)生流體流的方法，其中，所述提供可變?nèi)莘e容器的步驟還 包括提供柔性管狀體的步驟，所述柔性管狀體具有分別密封形成的上端和下端。
24.如權(quán)利要求
23所述的產(chǎn)生流體流的方法，其中，所述柔性管狀體包括從由聚丙烯、 聚乙烯、碳氟化合物、苯乙烯和聚碳酸酯組成的組中選擇的材料。
25.如權(quán)利要求
22所述的產(chǎn)生流體流的方法，其中，所述提供具有柔性壁的可變?nèi)莘e 容器的步驟包括提供一部分具有所述柔性壁的可變?nèi)莘e容器。
26.如權(quán)利要求
22所述的產(chǎn)生流體流的方法，所述產(chǎn)生流體流的方法還包括提供具有 至少兩層的所述柔性壁的步驟。
27.如權(quán)利要求
26所述的產(chǎn)生流體流的方法，所述產(chǎn)生流體流的方法還包括提供與所 述一定量氣體相適應(yīng)的第一層和提供與所述流體相適應(yīng)的第二層的步驟。
28.如權(quán)利要求
27所述的產(chǎn)生流體流的方法，所述產(chǎn)生流體流的方法還包括在所述第 一層與所述第二層之間收集所述一定量氣體的步驟。
29.如權(quán)利要求
27所述的產(chǎn)生流體流的方法，所述產(chǎn)生流體流的方法還包括將所述第 一層結(jié)合至所述第二層的步驟。
30.如權(quán)利要求
27、28或29中任一項(xiàng)所述的產(chǎn)生流體流的方法，其中，所述第一層包括 從由聚丙烯、聚乙烯、碳氟化合物、苯乙烯和聚碳酸酯組成的組中選擇的材料。
31.如權(quán)利要求
27、28或29中任一項(xiàng)所述的產(chǎn)生流體流的方法，其中，所述第二層包括 從由聚丙烯、聚乙烯、碳氟化合物、苯乙烯和聚碳酸酯組成的組中選擇的材料。
32.如權(quán)利要求
27所述的產(chǎn)生流體流的方法，所述產(chǎn)生流體流的方法還包括在所述第 一層和所述第二層之間提供至少一個(gè)中間材料層。
33.如權(quán)利要求
22所述的產(chǎn)生流體流的方法，所述產(chǎn)生流體流的方法還包括將所述可 變?nèi)莘e容器設(shè)置在接收器內(nèi)的步驟。
34.如權(quán)利要求
22所述的產(chǎn)生流體流的方法，所述產(chǎn)生流體流的方法還包括通過所述一定量氣體對(duì)所述接收器加壓以對(duì)所述可變?nèi)莘e容器的所述柔性壁施加一定量壓力的 步驟，其中所述一定量壓力從由15psi至25psi、25psi至30psi、30psi至40psi、40psi至 50psi、50psi 至 60psi、60psi 至 70psi、70psi 至 80psi、80psi 至 90psi、90psi 至IOOpsi組 成的組選擇。
35.如權(quán)利要求
33所述的產(chǎn)生流體流的方法，所述產(chǎn)生流體流的方法還包括將所述接 收器構(gòu)造為基本剛性的構(gòu)造的步驟。
36.如權(quán)利要求
22所述的產(chǎn)生流體流的方法，所述產(chǎn)生流體流的方法還包括在從由流 式細(xì)胞儀以及液相色譜儀組成的組中選擇的微流體裝置的流路中輸送所述流體流的步驟。
37.如權(quán)利要求
22、23、25、26、28、29或32中任一項(xiàng)所述的產(chǎn)生流體流的方法，其中，所 述流體是在微流體裝置的流路中可流動(dòng)的流體。
38.一種流式細(xì)胞儀，所述流式細(xì)胞儀包括a.可變?nèi)莘e容器，所述可變?nèi)莘e容器具有柔性壁；b.一定量流體，所述一定量流體建立在所述可變?nèi)莘e容器內(nèi)部；c.一定量氣體，所述一定量氣體對(duì)所述可變?nèi)莘e容器的所述柔性壁的外表面施加壓力 以在所述可變?nèi)莘e容器和所述流式細(xì)胞儀的流路之間流體地聯(lián)結(jié)的導(dǎo)管中產(chǎn)生流體流；d.微粒源，所述微粒源間斷地在所述流體流中輸送微粒；e.至少一個(gè)光束，所述至少一個(gè)光束在一段時(shí)間內(nèi)入射至包含在所述流體流中的所述 微粒上；f.振蕩器，所述振蕩器作用于所述流體流，從而在所述流體流中產(chǎn)生多個(gè)液滴，其中所 述多個(gè)液滴中的至少一個(gè)包含所述微粒；g.發(fā)射物，所述發(fā)射物由所述微粒產(chǎn)生，其基于至少一種微粒特征而變化；以及h.至少一個(gè)檢測(cè)器，所述檢測(cè)器接收由所述液滴中含有的所述微粒所產(chǎn)生的所述發(fā)射物。
39.如權(quán)利要求
38所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述可變?nèi)莘e容器包括管狀體，所述管狀 體具有分別密封形成的第一端和第二端。
40.如權(quán)利要求
38所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述柔性壁構(gòu)成所述可變?nèi)莘e容器的一 部分。
41.如權(quán)利要求
38所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述一定量流體是在所述流式細(xì)胞儀的 流路中可流動(dòng)的流體。
42.如權(quán)利要求
38所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述一定量氣體是混合氣體。
43.如權(quán)利要求
38所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述微粒是細(xì)胞。
44.如權(quán)利要求
38所述的流式細(xì)胞儀，所述流式細(xì)胞儀還包括接收器，在所述接收器 中可設(shè)置具有所述柔性壁的所述可變?nèi)莘e容器。
45.如權(quán)利要求
44所述的流式細(xì)胞儀，其中，對(duì)所述可變?nèi)莘e容器的所述柔性壁施加 壓力的所述一定量氣體收集在所述接收器的內(nèi)表面和所述可變?nèi)莘e容器的所述柔性壁的 所述外表面之間。
46.如權(quán)利要求
45所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述接收器由不銹鋼、鋁、塑料或紙板構(gòu)成。
47.如權(quán)利要求
46所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述接收器包括用于所述流式細(xì)胞儀的鞘液罐。
48.如權(quán)利要求
38所述的流式細(xì)胞儀，所述流式細(xì)胞儀還包括響應(yīng)于作用在所述流體 流上的所述振蕩器從而產(chǎn)生所述多個(gè)液滴的噴頭。
49.如權(quán)利要求
38所述的流式細(xì)胞儀，其中，在一段時(shí)間內(nèi)入射至包含在所述液滴中 的所述微粒上的至少一個(gè)光束包括至少一個(gè)激光束。
50.如權(quán)利要求
49所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述至少一個(gè)激光束包括脈沖激光束。
51.如權(quán)利要求
38所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述微粒產(chǎn)生的基于至少一種微粒特征 而變化的所述發(fā)射物包括所述微粒產(chǎn)生的熒光發(fā)射物。
52.如權(quán)利要求
51所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述至少一種微粒特征包括所述微粒中 含有的一定量DNA。
53.如權(quán)利要求
52所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述微粒中含有的所述一定量DNA包括攜 帶X染色體的精子中含有的一定量DNA。
54.如權(quán)利要求
52所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述微粒中含有的所述一定量DNA包括攜 帶Y染色體的精子中含有的一定量DNA。
55.如權(quán)利要求
38所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述至少一個(gè)檢測(cè)器包括單個(gè)檢測(cè)器。
56.如權(quán)利要求
38所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述至少一個(gè)檢測(cè)器包括至少兩個(gè)檢測(cè)ο
57.如權(quán)利要求
56所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述至少兩個(gè)檢測(cè)器包括第一光電倍增 管和第二光電倍增管。
58.如權(quán)利要求
38所述的流式細(xì)胞儀，所述流式細(xì)胞儀還包括聯(lián)結(jié)至所述至少一個(gè) 檢測(cè)器的單個(gè)信號(hào)發(fā)生器，所述信號(hào)發(fā)生器有區(qū)別地響應(yīng)于各所述微粒產(chǎn)生的各所述發(fā)射 物。
59.如權(quán)利要求
38所述的流式細(xì)胞儀，所述流式細(xì)胞儀還包括分析儀，所述分析儀基 于所述至少一種微粒特征區(qū)分各所述微粒。
60.如權(quán)利要求
59所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述至少一種微粒特征包括所述微粒中 含有的一定量DNA。
61.如權(quán)利要求
59所述的流式細(xì)胞儀，所述流式細(xì)胞儀還包括微粒分選器，所述微粒 分選器基于所述至少一種微粒特征的存在而將各所述微粒分離到收集容器中。
62.如權(quán)利要求
61所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述微粒分選器分離攜帶Y染色體的精細(xì) 胞和攜帶X染色體的精細(xì)胞。
63.如權(quán)利要求
38所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述柔性壁包括至少兩層，其中第一層具 有與所述一定量的氣體相適應(yīng)的表面，第二層具有與所述流體相適應(yīng)的表面。
64.如權(quán)利要求
63所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述第一層包括從由聚丙烯、聚乙烯、碳 氟化合物、苯乙烯和聚碳酸酯組成的組中選擇的材料。
65.如權(quán)利要求
63所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述第二層包括從由聚丙烯、聚乙烯、碳 氟化合物、苯乙烯和聚碳酸酯組成的組中選擇的材料。
66.如權(quán)利要求
63所述的流式細(xì)胞儀，其中，對(duì)所述可變?nèi)莘e容器的所述柔性壁的所 述外表面施加壓力的所述一定量氣體收集在所述第一層和所述第二層之間。
67.如權(quán)利要求
63所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述第一層和所述第二層相結(jié)合。
68.如權(quán)利要求
63所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述柔性壁還包括至少一個(gè)中間層。
69.如權(quán)利要求
68所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述至少一個(gè)中間層包括從由聚丙烯、聚 乙烯、碳氟化合物、苯乙烯和聚碳酸酯組成的組中選擇的材料。
70.一種流式細(xì)胞分析法，所述流式細(xì)胞分析法包括以下步驟a.提供具有柔性壁的可變?nèi)莘e容器；b.在所述可變?nèi)莘e容器中建立一定量的流體；c.通過一定量的氣體對(duì)所述可變?nèi)莘e容器的所述柔性壁的外表面施加一定量的壓力；d.在所述可變?nèi)莘e容器和流式細(xì)胞儀的流路之間流體地聯(lián)結(jié)的導(dǎo)管中產(chǎn)生流體流；e.在所述流體流中從微粒源間斷地輸送多個(gè)微粒；f.在包含所述多個(gè)微粒的所述流體流中產(chǎn)生振動(dòng)以形成多個(gè)液滴；g.在各所述多個(gè)液滴中建立所述多個(gè)微粒中的一個(gè)；h.在一段時(shí)間內(nèi)對(duì)各所述多個(gè)液滴中的所述微粒進(jìn)行照射；以及i.檢測(cè)來自所述微粒的基于至少一種微粒特征而變化的發(fā)射物。
71.如權(quán)利要求
70所述的流式細(xì)胞分析法，其中，所述提供可變?nèi)莘e容器的步驟包括 提供柔性管狀體的步驟，所述柔性管狀體具有分別密封形成的上端和下端。
72.如權(quán)利要求
70所述的流式細(xì)胞分析法，其中，所述提供具有柔性壁的可變?nèi)莘e容 器的步驟包括提供一部分具有所述柔性壁的可變?nèi)莘e容器的步驟。
73.如權(quán)利要求
70所述的流式細(xì)胞分析法，其中，在所述可變?nèi)莘e容器和流式細(xì)胞儀 的流路之間流體地聯(lián)結(jié)的導(dǎo)管中產(chǎn)生流體流的所述步驟包括產(chǎn)生來自在所述流式細(xì)胞儀 的流路中可流動(dòng)的流體的流體流的步驟。
74.如權(quán)利要求
70所述的流式細(xì)胞分析法，其中，通過一定量氣體對(duì)所述可變?nèi)莘e容 器的所述柔性壁施加一定量壓力的所述步驟還包括通過混合氣體施加所述一定量壓力的 步驟。
75.如權(quán)利要求
70所述的流式細(xì)胞分析法，其中，在所述流體流中從微粒源間斷地輸 送微粒的所述步驟包括在所述流體流中間斷地輸送細(xì)胞的步驟。
76.如權(quán)利要求
70所述的流式細(xì)胞分析法，所述流式細(xì)胞分析法還包括提供其中可設(shè) 置所述可變?nèi)莘e容器的接收器的步驟。
77.如權(quán)利要求
76所述的流式細(xì)胞分析法，其中，通過一定量氣體對(duì)所述可變?nèi)莘e容 器的所述柔性壁施加一定量壓力的所述步驟還包括在所述接收器的內(nèi)表面和所述可變?nèi)?積容器的所述外表面之間收集所述一定量氣體的步驟。
78.如權(quán)利要求
70所述的流式細(xì)胞分析法，其中，在一段時(shí)間內(nèi)照射在各所述多個(gè)液 滴中的所述微粒的步驟包括通過至少一個(gè)激光束照射在各所述多個(gè)液滴中的所述微粒的 步驟。
79.如權(quán)利要求
70所述的流式細(xì)胞分析法，其中，對(duì)來自所述微粒的基于至少一種微 粒特征而變化的發(fā)射物進(jìn)行檢測(cè)的所述步驟包括接收基于細(xì)胞內(nèi)的DNA量的差異而變化 的熒光發(fā)射物的步驟。
80.如權(quán)利要求
79所述的流式細(xì)胞分析法，所述流式細(xì)胞分析法還包括在基于所述至 少一種微粒特征而變化的所述發(fā)射物的基礎(chǔ)上分析所述微粒的步驟。
81.如權(quán)利要求
80所述的流式細(xì)胞分析法，所述流式細(xì)胞分析法還包括基于所述至少 一種微粒特征的存在而分離所述微粒的步驟。
82.如權(quán)利要求
81所述的流式細(xì)胞分析法，其中，基于所述至少一種微粒特征的存在 對(duì)所述微粒進(jìn)行分離的所述步驟包括分離攜帶X染色體的精細(xì)胞與攜帶Y染色體的精細(xì) 胞。
83.如權(quán)利要求
70所述的流式細(xì)胞分析法，所述流式細(xì)胞分析法還包括提供具有至少 兩層的所述柔性壁的步驟。
84.如權(quán)利要求
83所述的流式細(xì)胞分析法，所述流式細(xì)胞分析法還包括提供與所述一 定量的氣體相適應(yīng)的第一層和提供與所述流體相適應(yīng)的第二層的步驟。
85.如權(quán)利要求
84所述的流式細(xì)胞分析法，所述流式細(xì)胞分析法還包括在所述第一層 與所述第二層之間收集所述一定量氣體的步驟。
86.如權(quán)利要求
84所述的流式細(xì)胞分析法，所述流式細(xì)胞分析法還包括將所述第一層 結(jié)合至所述第二層的步驟。
87.如權(quán)利要求
84、85或86中任一項(xiàng)所述的流式細(xì)胞分析法，其中，所述第一層包括從 由聚丙烯、聚乙烯、碳氟化合物、苯乙烯和聚碳酸酯組成的組中選擇的材料。
88.如權(quán)利要求
84、85或86中任一項(xiàng)所述的流式細(xì)胞分析法，其中，所述第二層包括從 由聚丙烯、聚乙烯、碳氟化合物、苯乙烯和聚碳酸酯組成的組中選擇的材料。
89.如權(quán)利要求
84所述的流式細(xì)胞分析法，所述流式細(xì)胞分析法還包括在所述第一層 和所述第二層之間提供至少一個(gè)中間材料層。
90.如權(quán)利要求
13所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述混合氣體是大氣或具有選定分壓 的混合氣體。
91.如權(quán)利要求
1或9所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述一定量的氣體是凈化氣體。
92.如權(quán)利要求
91所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述凈化氣體是氮?dú)饣蚝狻?br>93.如權(quán)利要求
42所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述混合氣體是大氣或具有選定分壓的 混合氣體。
94.如權(quán)利要求
38所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述一定量氣體是凈化氣體。
95.如權(quán)利要求
94所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述凈化氣體是氮?dú)饣蚝狻?br>96.如權(quán)利要求
74所述的流式細(xì)胞分析法，其中，所述混合氣體是大氣或具有選定分 壓的混合氣體。
97.如權(quán)利要求
70所述的流式細(xì)胞分析法，其中，通過一定量氣體對(duì)所述可變?nèi)莘e容 器的所述柔性壁施加一定量壓力的所述步驟還包括通過凈化氣體施加所述一定量壓力的步驟。
98.如權(quán)利要求
97所述的流式細(xì)胞分析法，其中，所述凈化氣體是氮?dú)饣蚝狻?br>99.如權(quán)利要求
15所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述流式細(xì)胞儀是流動(dòng)分選設(shè)備，并且 所述液相色譜儀是高性能液相色譜儀。
100.如權(quán)利要求
36所述的產(chǎn)生流體流的方法，其中，所述流式細(xì)胞儀是流動(dòng)分選設(shè) 備，并且所述液相色譜儀是高性能液相色譜儀。
101.如權(quán)利要求
21所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，可在所述微流體裝置的流路中流動(dòng)的 所述流體是液體試劑。
102.如權(quán)利要求
101所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述液體試劑是鞘液、清潔液、溶劑 或殺蟲劑。
103.如權(quán)利要求
102所述的流體輸送系統(tǒng)，其中，所述溶劑是水或緩沖液。
104.如權(quán)利要求
37所述的產(chǎn)生流體流的方法，其中，可在所述微流體裝置的流路中流 動(dòng)的所述流體是液體試劑。
105.如權(quán)利要求
104所述的產(chǎn)生流體流的方法，其中，所述液體試劑是鞘液、清潔液、 溶劑或殺蟲劑。
106.如權(quán)利要求
105所述的產(chǎn)生流體流的方法，其中，所述溶劑是水或緩沖液。
107.如權(quán)利要求
41所述的流式細(xì)胞儀，其中，可在所述流式細(xì)胞儀的流路中流動(dòng)的所 述流體是液體試劑。
108.如權(quán)利要求
107所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述液體試劑是鞘液、清潔液或溶劑。
109.如權(quán)利要求
108所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述溶劑是水或緩沖液。
110.如權(quán)利要求
73所述的流式細(xì)胞分析法，其中，可在所述流式細(xì)胞儀的流路中流動(dòng) 的流體是液體試劑。
111.如權(quán)利要求
110所述的流式細(xì)胞分析法，其中，所述液體試劑是鞘液、清潔液或溶劑。
112.如權(quán)利要求
111所述的流式細(xì)胞分析法，其中，所述溶劑是水或緩沖液。
113.如權(quán)利要求
43所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述細(xì)胞是精細(xì)胞、標(biāo)記了的精細(xì)胞、染 色了的精細(xì)胞或具有結(jié)合至核DNA的熒光染料的精細(xì)胞。
114.如權(quán)利要求
38所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述微粒是從細(xì)胞獲得的組分。
115.如權(quán)利要求
114所述的流式細(xì)胞儀，其中，所述從細(xì)胞獲得的組分是染色體、核 酸、蛋白質(zhì)、DNA片段、RNA片段或蛋白質(zhì)片段。
116.如權(quán)利要求
75所述的流式細(xì)胞分析法，其中，所述細(xì)胞是精細(xì)胞、標(biāo)記了的精細(xì) 胞、染色了的精細(xì)胞或具有結(jié)合至核DNA的熒光染料的精細(xì)胞。
117.如權(quán)利要求
70所述的流式細(xì)胞分析法，其中，在所述流體流中從微粒源間斷地輸 送微粒的所述步驟包括間斷地輸送從細(xì)胞獲得的組分的步驟。
118.如權(quán)利要求
117所述的流式細(xì)胞分析法，其中，所述從細(xì)胞獲得的組分是染色體、 核酸、蛋白質(zhì)、DNA片段、RNA片段或蛋白質(zhì)片段。
專利摘要
本發(fā)明提供一種用于流體輸送的壓力調(diào)節(jié)的連續(xù)可變?nèi)莘e容器。該流體操作和輸送系統(tǒng)用于在微流體裝置(16)的流路(8)中產(chǎn)生流體流(7)。
文檔編號(hào)G01N15/12GKCN101111756 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請(qǐng)?zhí)朇N 200580047611
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2005年12月2日
發(fā)明者埃德溫·迪安·尼斯, 托馬斯·博伊德·吉利根, 杰拉爾德·愛德華·庫伊肯, 約翰·路易斯·申克 申請(qǐng)人:Xy公司;查特生物系統(tǒng)有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (6),