65]
[0268] 2)r(X)的偏離：
[0269] 給定未知諧調(diào)強度分量X= [A。，A。，…?，AN;BN]，r⑴的矢量，使得 x2(〇 ~T(〇r(X)X是：
[0270]
(IP)
[0271] F是具有在X項中非線性的條目的矢量。
[0275] (20)中的每個\項必須以基礎X存在。超過該基礎的項被截斷：X尸0,對于，2N。 因此，X2(T)~T(T)r(X)x僅是大致解答。
[0276] BMEMS制誥
[0277] 通過基于[16]詳細描述的程序的多步驟石印過程制造玻璃載硅微振蕩器。對于 目前設計，根據(jù)微流體裝置研究的標準，我們需要具有倒置顯微鏡的圖像裝置運動。然而， 不需要透明基底的設計的制造工序可以通過利用標準的絕緣體片載硅而更有效進行。以下 章節(jié)提供了一個示例說明的MEMS制造程序（圖41)。
[0278]稈序:
[0279] 1)具有〈1-0-0〉取向的低阻抗（0.005 - 0. 020Q_cm)p型硅晶片 (Ultrasil，Hayward，CA)被陽極結(jié)合（Karl-SussSB6 結(jié)合劑）至Pyrex7740 玻璃晶片 (PlanOptik,Elsoff,Germany)〇
[0280] 2)將Si側(cè)變薄至例如50ym，研磨并拋光至工業(yè)標準光潔度（RMS~lnm;由Aptek Industries,SanJose,CA進行）。
[0281] 3)通過電子束蒸發(fā)將Cr/Au膜沉積在硅表面上（CHA溶液；8. 5nmCr，392nmAu) 〇
[0282] 4)通過用光致抗蝕劑（例如，SPR700-1. 2)旋轉(zhuǎn)涂布，暴露于UV，并展開以開放待 蝕刻的特征，來模式化蝕刻掩膜。注意，該裝置取向使得振蕩器和傳感器平行于〈1-〇-〇>平 面移動。
[0283] 5)以定時的酸蝕亥I」選擇性蝕刻Cr/Au膜（TFAGold Etchant(Transene,Danvers,MA)，隨后CR-7S(Cyantek,Fremont,CA)) 〇
[0284] 6)通過PECVD(Plasma-therm790,St.Petersburg,FL)沉積 750nmSi02膜。
[0285] 7)通過光刻法和干燥蝕刻來制造裝置層蝕刻掩膜（Oxford80+ ; Oxfordshire,UnitedKingdom)〇
[0286] 8)DRIE娃特征穿至玻璃（Plasma-ThermSLR770ICP,St.Petersburg,FL)。
[0287] 9)通過晶片切割來分離個體裸片。
[0288] 10)通過玻璃層的定時HF濕潤蝕刻從玻璃層釋放可移動的MEMS元件（1 :1HF: H20，以1OOrpm攪拌的溶液）。該步驟還去除了剩余的Si02蝕刻掩膜。
[0289] 11)通過關鍵點干燥來干燥MEMS裝置（Tousimis915B:Rockville，MD)。
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[0307] 要理解，本文描述的實施例和實施方案僅為了示例說明目的，并且鑒于其的各種 調(diào)整或變化是本領域技術人員理解的，并且包括在本申請的精神和范圍以及所附權(quán)利要求 的范圍內(nèi)。本文引用的所有出版物、專利和專利申請為了所有目的據(jù)此通過引用整體并入。
【主權(quán)項】
1. 一種用于機械表征細胞和/或微粒、和/或微生物、和/或細胞器的裝置，所述裝置 包括： 微流體細胞介質(zhì)通道/流動路徑，包括： 在所述通道第一側(cè)的振蕩元件；和 與所述振蕩元件相對的在所述細胞介質(zhì)通道第二側(cè)的檢測元件，其中所述檢測元件被 配置成檢測由所述振蕩元件通過細胞或微粒傳送的力。2. -種用于機械表征細胞或微粒、和/或微生物、和/或細胞器的裝置，所述裝置包 括： 微流體細胞介質(zhì)通道/流動路徑，包括： 在所述通道的一個第一側(cè)的集成振蕩器和傳感器元件，其中所述傳感器被配置成檢測 由所述振蕩器通過細胞或微粒傳送的力。3. 根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項所述的裝置，其中所述振蕩元件以范圍從約60Hz至約 4kHz或至約2kHz的頻率振蕩。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項所述的裝置，其中所述振蕩元件以范圍從約200Hz至約 600Hz的頻率振蕩。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項所述的裝置，其中所述振蕩元件以約400Hz的頻率振蕩。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的裝置，其中所述細胞介質(zhì)通道的寬度足以通過單細 胞。7. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的裝置，其中所述細胞介質(zhì)通道的寬度足以通過微米 級水凝膠或小生物體（例如，秀麗隱桿線蟲）。8. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的裝置，其中所述細胞介質(zhì)通道的寬度范圍從約1ym 至約300ym。9. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的裝置，其中所述細胞介質(zhì)通道的寬度范圍從約5ym 至約100ym。10. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的裝置，其中所述細胞介質(zhì)通道的寬度范圍從約 5ym至約 70ym〇11. 根據(jù)權(quán)利要求1-10任一項所述的裝置，其中所述裝置包括含有具有比所述細胞介 質(zhì)通道中的流體更低介電常數(shù)的流體的通道/流動路徑。12. 權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述流體選自由水、油和有機溶劑組成的組。13. 權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述流體是油。14. 權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述流體是蒸餾水或去離子水。15. 根據(jù)權(quán)利要求1-14任一項所述的裝置，其中所述裝置包括細胞集中微流體結(jié)構(gòu)。16. 權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述細胞集中微流體結(jié)構(gòu)包括與多個側(cè)向通道流體 連通的所述細胞介質(zhì)通道。17. 根據(jù)權(quán)利要求1-16任一項所述的裝置，其中所述振蕩元件包括梳驅(qū)動。18. 根據(jù)權(quán)利要求1-17任一項所述的裝置，其中所述檢測元件包括梳。19. 根據(jù)權(quán)利要求17-18任一項所述的裝置，其中所述振蕩元件被配置成響應于變化 的電勢而振蕩。20. 根據(jù)權(quán)利要求17-19任一項所述的裝置，其中所述檢測元件被配置成通過檢測梳 電容變化來檢測梳指的位移。21. 根據(jù)權(quán)利要求17-20任一項所述的裝置，其中包括所述振蕩元件的梳和/或包括所 述檢測元件的梳還包括使梳指返回中性位置的橫梁彈簧。22. 根據(jù)權(quán)利要求17-21任一項所述的裝置，其中包括所述振蕩元件或所述檢測元件 的梳被配置成測量阻抗。23. 根據(jù)權(quán)利要求1-22任一項所述的裝置，其中所述裝置包括運載去離子水和/或蒸 餾水跨越所述梳和/或相關電子儀器的第二通道或流體管線。24. 根據(jù)權(quán)利要求1-22任一項所述的裝置，其中所述裝置包括運載具有比第一通道中 的流體更低介電常數(shù)的流體的第二通道或流體管線。25. 權(quán)利要求24所述的裝置，其中具有較低介電常數(shù)的所述流體是油。26. 根據(jù)權(quán)利要求1-25任一項所述的裝置，其中所述裝置包括在其中形成、嵌入或模 制所述通道的制造塊體。27. 權(quán)利要求26所述的裝置，其中從其制造所述裝置的塊體材料選自由以下組成的 組：聚二甲基硅氧烷（PDMS)、聚烯烴塑性體（POP)、全氟聚乙烯（PFPE)、聚氨酯、聚酰亞胺、 和交聯(lián)的NOVOLAC? (酚醛聚合物）樹脂、硼硅玻璃、SF11玻璃、SF12玻璃、聚苯乙烯、Pyrex7740、PMMA和聚碳酸酯。28. 根據(jù)權(quán)利要求1-27任一項所述的裝置，還包括移動細胞和/或試劑穿過或進入所 述微通道和/或所述微腔的栗或壓力系統(tǒng)。29. -種機械表征細胞、顆粒、微生物或細胞器的方法，所述方法包括： 使所述細胞、顆粒、微生物或細胞器穿過根據(jù)權(quán)利要求1-28任一項的裝置的微流體通 道； 操作所述振蕩元件以應用力至所述細胞、顆粒、微生物或細胞器；和 檢測所述檢測元件中的電容變化，以提供細胞、顆粒、微生物或細胞器對所述力的響應 的量度，其中所述響應提供所述細胞、顆粒、微生物或細胞器的機械性質(zhì)的量度。30. 權(quán)利要求29所述的方法，其中所述細胞、顆粒、微生物或細胞器是細胞。31. 權(quán)利要求29所述的方法，其中所述細胞、顆粒、微生物或細胞器是微粒。32. 權(quán)利要求29所述的方法，其中所述細胞、顆粒、微生物或細胞器是細胞器。33. 權(quán)利要求29所述的方法，其中所述細胞、顆粒、微生物或細胞器是微生物。34. 根據(jù)權(quán)利要求29-33任一項所述的方法，其中所述裝置以約400Hz的基本頻率和約 0. 5MHz的運載頻率操作。
【專利摘要】本發(fā)明提供了用于高通量表征細胞或顆粒的機械性質(zhì)的方法和裝置。在某些實施方案中，所述裝置包括微流體通道，包括：在所述通道第一側(cè)的振蕩元件；和與所述振蕩元件相對的在所述通道第二側(cè)的檢測元件，其中所述檢測元件被配置成檢測由所述振蕩元件通過細胞或微粒傳送的力。在某些實施方案中，所述裝置包括微流體通道，包括在所述通道的一個第一側(cè)的集成振蕩器和傳感器元件，其中所述傳感器被配置成檢測由所述振蕩器通過細胞或微粒傳送的力。
【IPC分類】G01N35/08, C12Q1/24, C12Q1/06
【公開號】CN105026936
【申請?zhí)枴緾N201380069416
【發(fā)明人】艾米·羅瓦特, 大衛(wèi)·J·赫爾茨勒, 克萊拉·陳
【申請人】加利福尼亞大學董事會
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2013年11月5日
【公告號】US20140128285, US20150268029, WO2014071398A1