專利名稱：：用于分選細(xì)胞的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種采用多角度區(qū)別檢測和成像系統(tǒng)的、用于分選細(xì)胞的流分選儀。本發(fā)明的另一方面涉及一種用于光學(xué)檢測以及用于物體成像的方法和i殳備。
背景技術(shù)：
：7>知的成4象系統(tǒng)趨向于是方位角對稱(azimuthallysymmetric)的，在由成像系統(tǒng)的數(shù)值孔徑(NA)建立的特定角度范圍內(nèi)接受光。在沒有過小的孔徑或光學(xué)器件所產(chǎn)生的漸暈或^f象差的情況下，NA內(nèi)的來自物平面的所有光被均勻地理想傳輸?shù)匠上衿矫?。這種設(shè)計(jì)的理由是具有合理高的光收集效率(即高NA)是所期望的，并且強(qiáng)度的角度變化常常不承載重JHT息。一個(gè)示例性的成4象系統(tǒng)是單個(gè)圓透鏡或一對圓透鏡。對于期望高收集效率的情形，如在暗的成像系統(tǒng)中，使用這樣的光學(xué)元件來設(shè)計(jì)高NA系統(tǒng)，該光學(xué)元件與物體尺寸相比是大的并且與物體尺寸相比是近的。這樣，透鏡捕捉了大部分的光。高NA對于最大化分辨率和獲得窄的焦深也是重要的。流細(xì)胞儀是使用光學(xué)散射和熒光來區(qū)別細(xì)胞或其它小物體如熒光珠并基于經(jīng)區(qū)別的光學(xué)測量結(jié)果對它們進(jìn)行分選的裝置。當(dāng)物體流過窄噴口時(shí)，輸入激光散射，碰撞在物體上，并、H熒光。以變化的角度檢測散射光和熒光信號，以特征化和區(qū)別具有不同特性的物體。性別分選精子的一個(gè)困難是精子、尤其是牛精子的非常扁平的形狀。與DNA相對于水環(huán)境的較高折射率相結(jié)合，扁平形狀造成包括源于精子頭中的熒光的光的透鏡化和內(nèi)反射。此透鏡化4吏得光優(yōu)先地通過精子的邊緣發(fā)出，而通過精子頭的兩個(gè)扁平面的發(fā)射則低得多。因此，精子的X或Y染色體內(nèi)容的確定和光強(qiáng)度的檢測依賴于精子的可靠對齊和從多角度查看精子熒光的能力。公知的對齊系統(tǒng)采用這樣一種裝置，其中精子細(xì)胞借助于諸如Rcns等人的美國專利No.5,985,216中說明的噴嘴來被定向并噴射到檢測帶中。在這種裝置中，分選噴嘴具有用于對扁平的細(xì)胞進(jìn)行定向的橢圓截面。Rens的一個(gè)缺點(diǎn)是如果流速率高于約5000精子細(xì)胞/秒，則所述細(xì)胞不能被可靠地成像和特征化。5000精子細(xì)胞/秒的精子流速率是低效且耗時(shí)的。用于精子分選的更為實(shí)用的速率約為100，000精子細(xì)胞/秒或更高。一種用于操縱小顆粒的成像系統(tǒng)在下列專利申請中進(jìn)行了描述2004年10月28日提交的標(biāo)題為"SYSTEMANDMETHODFORMANIPULATINGANDPROCESSINGNANOMATERIALSUSINGHOLOGRAPHICOPTICALTRAPPING"的美國專利申請No.10/974,976以及2004年9月3日提交的標(biāo)題為"MULTIPLELAMINARFLOW-BASEDPARTICLEANDCELLULARSEPARATIONWITHLASERSTEERING"的美國專利申請No.10/934,597,這兩個(gè)專利申請的教導(dǎo)通過引用結(jié)合于此。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及一種采用多角度區(qū)別檢測和成像系統(tǒng)、用于分選細(xì)胞的流分選儀。本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種用于光學(xué)檢測和用于物體成像的方法和設(shè)備。特別而言，本發(fā)明涉及一種用于通過性別來特征化和分選牛精子的方法和設(shè)備。然而，應(yīng)理解也可以使用本發(fā)明來分選其它類型的哺乳動物精子細(xì)胞等等。本發(fā)明基于如下發(fā)現(xiàn)一種用于對細(xì)胞進(jìn)行分選和定向的流分選儀采用具有入口、出口、中間檢測帶以及任選的分選區(qū)的流通道。入口接納輸入鞘液(sheathfluid)的交替間隔的流中的每一個(gè)以及在鞘流之間的包含待被分選的細(xì)胞的樣品流。鞘流和樣品流在流室中具有相應(yīng)的流速率或壓力，使得樣品流被縮窄，從而在檢測區(qū)中形成相對窄的樣品流，由此細(xì)胞被定向在所選擇的相對于輸入光的方向上。采用多角度或K矢量成像設(shè)置的檢測器被聚焦于檢測帶中，以便于區(qū)別期望細(xì)胞和非期望細(xì)胞。圖1是用于分選已染有熒光染料的細(xì)胞的步驟的流程圖2是才艮據(jù)本發(fā)明的流裝置或筒(cartridge)的透視示意性圖示;圖3是用于分選的單通道流裝置的示意性圖示；圖4是用于分選的多通道流裝置的側(cè)視圖4A是面向圖4中所示的多通道系統(tǒng)的輸入的俯視圖(邊視圖)；圖5是用于感測散射光的單通道傳感器(即用于K矢量成Y象的光學(xué)系統(tǒng))的示意性表示；圖5A-5D圖示了圖5的布置中采用的可替選光學(xué)元件；圖6是使用K矢量成像來檢測熒光和散射光的單通道傳感器的示意性表示；圖7是利用散射光和熒光的激發(fā)和檢測來進(jìn)行K矢量成像的多通道通道裝置。圖8是調(diào)整用于分選細(xì)胞的通道或裝置中的流速的外部激勵器的示意性表示；圖9是用于檢測和分選細(xì)胞的多通道裝置或筒的頂視圖的示意性表示；圖10A-10D示出了在M、W、F上使用三個(gè)激勵器(圖IOA)，在S1、S2上使用兩個(gè)激勵器(圖10B)，在Sl上使用一個(gè)激勵器(圖10C)以及在M、F上使用兩個(gè)激勵器(圖10D)來操縱細(xì)胞的各種可替選方式；圖11A-11B示出了通過激光殺滅或激活(圖11A)以及電殺滅或激活(圖11B)來殺滅細(xì)胞的各種可替選方式。具體實(shí)施例方式圖1圖示了闡述用于特征化、分選并處理物體、特別是牛精子細(xì)胞以便低溫M的步驟的流程圖。從收集100、延伸101到慢冷卻102的第一階段是各個(gè)工序的主題，這些工序中的一些是新穎的，而另一些是7>知的。在提交于2005年2月1日的、標(biāo)題為"NovelMethodForInVivoStainingofCellsforIdentificationandSorting"的未決美國專利申請序列號(待分配)中闡述了一種為了分選而對細(xì)胞進(jìn)行準(zhǔn)備的新穎系統(tǒng)，該申請的教導(dǎo)通過引用結(jié)合于此。所述步驟包括將樣品裝載到一次性片中200;過濾樣品以去除大的粒料(aggregatematerial)如卵黃粒(yolkaggregate)201;采用如下文中闡述的基于流的對齊202;采用并行化的性別檢測203、區(qū)別(即性別區(qū)別204)以及激勵(即性別激勵205)步驟；被動濃度平衡206，并遞送到輸出儲器207。該方法還可以任選地省略某些步驟，而包括用于去除非期望的活精子的區(qū)別和殺滅步驟。包括上述內(nèi)容的性別分選步驟103之后是慢冷卻到4-C并穩(wěn)定104;最終延伸105;包裝在莖管中106;穩(wěn)定107和冷凍108步驟。圖2-3以各種形式圖示了根據(jù)本發(fā)明的流細(xì)胞儀300。該裝置可以是單通道系統(tǒng)。然而，本發(fā)明也^it合于特別是必須在合理的時(shí)間量內(nèi)分選大量精子細(xì)胞的精子細(xì)胞分選應(yīng)用中的多通道應(yīng)用。在圖2-3中，裝置300包括由一對相面對壁314和端壁316(圖1中只示出其中的一個(gè))、開放頂部或輸入318以及開放底部或輸出320構(gòu)成的體或流室312。輸入318分成三部分，包括外側(cè)輸入322以及中央或樣品輸入324。外側(cè)輸入322用于在其中接納鞘液326,而中央輸入324用于接納樣品流體328，樣品流體328包含液體介質(zhì)和介軟于其中的細(xì)胞330。輸出320具有外側(cè)輸出部分332以及中央樣品收集通道，即左輸出樣品通道334L、中央輸出樣品通道334C和右輸出樣品通道334R。通道334L用于笫一被分選樣品，334C用于第二被分選樣品，而334L用于又另一被分選樣品。鞘液326以所選流速率在外側(cè)輸入322處輸入。樣本液326以所選擇的相對于鞘流速率或壓力的流速率或壓力在中央輸入324中引入，使得鞘液將樣品流壓縮和縮窄為如所示的相對窄的樣品流路徑336。在示例性實(shí)施例中，樣品流路徑336的寬度是中央輸入324處的樣品流體的寬度的約10%或更小，例如約50孩i:米。細(xì)胞330是圓形的，但是扁平的。因此，樣品流體的縮窄導(dǎo)致細(xì)胞330對自身定向，使得其扁平面大致平行于相面對壁314。細(xì)胞所輻射的光的強(qiáng)度在不同取向是不同的。所以，為了比較兩個(gè)或更多細(xì)胞的強(qiáng)度，它們必須具有相同的取向。這樣，對齊的細(xì)胞降低了由具有隨機(jī)取向的各向異性光發(fā)射器導(dǎo)致的噪聲或系統(tǒng)誤差。輸入樣品或物體溶液328和鞘液326(見圖3)的交替輸入進(jìn)入系統(tǒng)，產(chǎn)生少量的縮窄(相對于正交方向上的縮窄)401，這導(dǎo)致切變，且切變流與細(xì)胞400對齊。此交替流模式在兩個(gè)長輸入鞘液流之間被更為嚴(yán)重地?cái)D壓，這實(shí)現(xiàn)了必要的對齊。在下文中，此布置可以與檢測相結(jié)合來提供可探詢多個(gè)流的并行系統(tǒng)。特定地，縮窄流將物體移入焦平面402,并加速運(yùn)動穿過檢測區(qū)403。系統(tǒng)中的曲線404示出液邊界404,并且檢測區(qū)405允許特征化。光錐406允許探詢，并且可以在多個(gè)出口之間操縱缺省的流位置407。通過改變穿過三個(gè)輸出通道409-411的流速率，溶液中的細(xì)胞或其它物體可以被分選到多個(gè)輸出流中的一個(gè)中。激勵可以以上面所列舉的各種方式來完成。高速流切換可以由壓電裝置來執(zhí)行，所述壓電裝置可以是機(jī)器所固有的或者是一次性流通道筒所固有的。流切換區(qū)408控制精密的流速率(其隨時(shí)間變化)以在輸出通道409-411之間切換(其中V2<V1且V4~V2)。檢測器340(圖2)包括在處于輸入和輸出中間的檢測帶338中產(chǎn)生指向樣品流路徑336的輸出束344的激光器342或其它適合的源。束344撞擊檢測帶338中的細(xì)胞330并嘲:射形成輸出束346。該細(xì)胞包含熒光體并因此產(chǎn)生熒光，其同樣被包含在輸出束346中。輸出束346的"R射分量和熒光分量346S、346F被分別輸入到包含光學(xué)系統(tǒng)348和電子檢測器系統(tǒng)350的光檢測器。該光學(xué)系統(tǒng)和電子檢測器系統(tǒng)在下文中討論。輸出束346將信息運(yùn)載到檢測器340，檢測器340區(qū)別細(xì)胞330并產(chǎn)生至分選儀356的輸出354。分選儀356控制與輸出通道334成可工作關(guān)系的驅(qū)動器358，以便改變相對流速率，使得每個(gè)細(xì)胞330被分選入適當(dāng)?shù)耐ǖ馈？商孢x地，可以按照想要或不想要來分選細(xì)胞，且可以收集想要的細(xì)胞，而可以破壞不想要的細(xì)胞。圖3示出了僅具有兩個(gè)鞘流326和一個(gè)樣品流328的單通道系統(tǒng)。圖4示出了具有4個(gè)樣品流328和共享的鞘流326的多通道系統(tǒng)。圖4A示出了流室和流路徑的俯視圖。圖4-4A示出了將設(shè)計(jì)并行化為具有輸入溶液的許多并行流500的一種可能方式。流可以在該平面和該平面的法向上縮窄。然而，對于細(xì)胞的對齊為必需的情況，如對于牛精子，沿入射光方向的切變必須大得多，以保證垂直于入射光的對齊。光學(xué)探查區(qū)502是激光散射和熒光發(fā)生的地方。在該實(shí)例中，每個(gè)鞘具有專用的透鏡系統(tǒng)，多個(gè)PMT元件中的每一個(gè)被專用于對應(yīng)的流。應(yīng)理解，系統(tǒng)同樣可以針對所有通道使用一個(gè)透鏡檢測器系統(tǒng)以及針對所有通道使用一個(gè)激光光學(xué)器件系統(tǒng)。針對每個(gè)流存在多個(gè)可能的輸出通道503。圖5示出了檢測器640的光學(xué)系統(tǒng)的簡化平面圖。樣品660處于物平面662上。在此圖示中，輸出束或光線646以小束646C、646L、646R從樣品660發(fā)出。小束646C代表中心光軸C附近的群集在中心的束；而小束646L和646R群集在中心軸C的左方和右方。小束提供樣品660的不同視圖。收集透鏡664(其可以是顯孩i鏡的物鏡)被定位于距物平面662的一距離處，該距離等于透鏡的有效焦距(EFL)。如果期望，透鏡664可以是復(fù)合透鏡，但為了簡單起見，將其描述為具有EFL的單透鏡。通過這樣定位透鏡664，來自物體的光646離開收集透鏡664，-故準(zhǔn)直為小束666，小束666類似地分為如所示的666R、666C、666L。這產(chǎn)生了成像系統(tǒng)中的無限空間。盡管本發(fā)明不需要此無限空間，但它是方便的布置。每個(gè)準(zhǔn)直光線的橫向定位主要由其從物平面出射的角度來確定。小束666L、666R和666C分別跟隨642L、642R和642C。中心光小束666C沿中心軸C離開透鏡664到聚焦透鏡676C,聚焦透鏡676C將光聚焦在前像平面680C上。^Jt鏡672L、672R^f吏離開收集透鏡664的離軸小束666L和666R分開。注意這還可以通it^此區(qū)中放置與此空間中的束尺寸相比較小的光纖674B(圖5B)或檢測器674A(圖5A)來完成。還注意，附加光學(xué)元件如附加透鏡674C(圖5C)或針孔674D(圖5D)可以被插入此空間中，以限制從收集透鏡664出射的光的角度范圍，或者控制(限制或擴(kuò)展)如在共焦顯孩史術(shù)測量中收集光的焦距。在某些情況下，可以使用一對具有針孔的附加透鏡。在其它情況下，可以使用具有可控尺寸、形狀或位置的遮光板來控制到達(dá)給定檢測器的光。來自小束666L的光被反射鏡672L偏轉(zhuǎn)到左聚焦透鏡676L;而來自小束666R的光^L^射鏡672R引導(dǎo)到透鏡676R和右像平面678R。光檢測器680L、680R和680C可以定位于相應(yīng)的4象焦平面670L、670R和670C上，以檢測相應(yīng)的像。這些光檢測器可以是CCD、光電二極管、光電倍增管、多陽極光電倍增管或其它傳感器。在許多情況下，理想的是，收集散射光和熒光二者，其中，所作出的像或檢測中的至少一個(gè)需要從樣品發(fā)出的光線角度的范圍被減小。圖6圖示了這可以怎樣使用如上所述的K矢量成像設(shè)置、但必要時(shí)利用濾光器和附加的分束器來完成。類似的元件具有相同的標(biāo)號。在圖6中，照明和激發(fā)光800穿過收集透鏡801，并分別被反射鏡802、803反射，穿itiL射濾光器688EL、688ER到聚焦透鏡804、805并到形成左和右焚光〗象平面的光檢測器690L、6卯R。分束器686C將中心場666C中的光重引導(dǎo)穿itiC射濾光器688E到聚焦透鏡676FC。發(fā)射濾光器688E的輸出689E對應(yīng)于來自細(xì)胞的熒光發(fā)射。中心光軸上的激光線濾器688L使到透鏡676C和光檢測器6卯C的散射激光濾過，在光檢測器6卯C處形成前散射像平面。為了改進(jìn)裝置的吞吐量和總體能力，需要進(jìn)行并行化。圖7示出了這是如何完成的。激光器642產(chǎn)生輸入激光束644(其激發(fā)熒光)，被分束器6卯(例如衍射光柵或全息圖)分解成N個(gè)(多個(gè))束。束692A和692N散開，并且每個(gè)被引導(dǎo)到對應(yīng)樣品鞘(見圖4)的檢測帶。小束692A-692N被準(zhǔn)直透鏡694準(zhǔn)直成平行束。準(zhǔn)直透鏡694的輸出696被引導(dǎo)穿過柱透鏡698,柱透鏡698將各個(gè)束700A-700N聚焦到物平面701上的才羊品流上。如所示的那樣(圖4)，輸入流-陂分解成許多流。來自樣品流和所示實(shí)例中的一個(gè)或所有小束700A-700N的光進(jìn)入收集透鏡702K,并如上面在圖6中所描繪的那樣處理。然而，這里使用檢測器陣列裝置(如多陽極PMT)裝置720(720C、720R、720L、720CF......)(針對每組檢測束4吏用一個(gè))。檢測不是通過在每個(gè)成像位置放置單檢測器、而是通過使用陣列檢測器如32元件線性PMT陣列720來最好地完成的。對許多物體進(jìn)行測量或成像的系統(tǒng)的吞吐量將部分地依賴于檢測器數(shù)目和它們的速度。對于許多應(yīng)用來說，在每個(gè)l象平面上使用單檢測器如光電倍增管(PMT)。這適合于物體以一列(single-fileline)穿過物平面的情況。下文中對分選儀856進(jìn)行詳細(xì)描述。單通道分選儀在圖8中示出。分選儀856包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件812;由限定流通道820的槽818形成的通道限定層816;在通道限定層816頂上的撓性膜層822;以及完成該布置的結(jié)構(gòu)構(gòu)件824。壓電的或另一類型的激勵器826被耦合到控制器828。由激勵器826驅(qū)動的活塞860與對著流通道820的撓性膜822接合，以根據(jù)到壓電裝置的電壓供給來改變通道內(nèi)的流模式。多個(gè)這樣的結(jié)構(gòu)可以被小型化，以^使定位于激勵器窗口中，由此可以分選多個(gè)樣品流。一個(gè)或多個(gè)激勵器826可以包括壓電變送器(piezo-electrictransducer),用于將電信號轉(zhuǎn)換成流速率的機(jī)械激勵；熱加熱器，用于加熱一個(gè)區(qū)以使流體、材料或泡快速膨脹；熱泡生成，用于產(chǎn)生泡以減小溶液的流量；用于膜的電容性運(yùn)動裝置；光學(xué)裝置，用于加熱或移動材料、壁、膜、泡或其它材料或物體，以影響進(jìn)入一個(gè)或多個(gè)輸出通道934的流速。該激勵可以是該裝置所固有的或者可以外部施加。例如，激厲力器826和活塞860可以是與一次性流裝置856(即具有非一次性/外部'激厲力器的一次性片)分開的外部i殳備。圖9圖示了多通道的并行布置，其中輸入通道900將鞘流饋送到流通道，并且輸出通道901接納各種被分選的精子細(xì)胞。窗口93(H皮提供用于將探詢光耦合到每個(gè)并行檢測器樣品通道。分選儀窗口932接納多個(gè)激勵器和一次性分選儀元件。裝置100的片配準(zhǔn)銷以940標(biāo)出。圖10A-10R圖示了在用于分選精子的流裝置中采用各種激勵器934來操縱細(xì)胞的可替選實(shí)施例。在每種情況下，使用一個(gè)或多個(gè)激勵器，其中每個(gè)激勵器可以基于壓電裝置(筒所固有的或外在的)、電容性激勵器、熱膨脹或現(xiàn)有公開中描述的其它技術(shù)。在大多數(shù)情況下，需要至少兩個(gè)激勵器934，且可能多于兩個(gè)激勵器，以控制特定細(xì)胞或物體進(jìn)入哪個(gè)出口通道936。所述激勵器允許控制和改變非常高速率的流。為使得流暫時(shí)地從一個(gè)出口移動到另一出口，只需要對流進(jìn)行小的擾動。圖11A-11B示出了不進(jìn)行分選以便實(shí)現(xiàn)期望結(jié)果的殺滅或激活設(shè)置的實(shí)例。在圖11A中，激光940碰撞物體/精子流942。此激光凈皮控制為根據(jù)探詢結(jié)果只將致命能量碰撞在特定精子或物體上。例如，此激光可以按需要?dú)缣囟ǖ木踊蚱渌?xì)胞。例如，其可以殺滅給定或不確定性別的所有精子?？商孢x地，該激光可以不直接殺滅細(xì)胞，而是可以"激活"它們。例如，其可以激活先前已引入到精子中的某化學(xué)物質(zhì)，從而具有殺滅它們或損害受精的總體效果。在更為一般的應(yīng)用中，激活可具有大得多的活性范圍。圖11B示出了使用通過電極944引入的致命電脈沖的殺滅或激活，其中電極944被插入流中以l更位置上接近中央流942。與激光方案一樣，電極可以根據(jù)探詢結(jié)果來,皮快速脈沖接通或關(guān)斷。操縱還可以光學(xué)地實(shí)現(xiàn)，其中細(xì)胞由光學(xué)捕獲設(shè)備操縱?？商孢x地，激勵過程可以是細(xì)胞的電穿孔，其可以是致命的或者對細(xì)胞產(chǎn)生其它影響。下面的技術(shù)使用擠壓流來對齊精子細(xì)胞使用蠕動泵(peristalticpump)將三個(gè)流饋送到流片中。每個(gè)流被保持在層流狀態(tài)(laminarregime),以使得每個(gè)流彼此不混合。包含精子的流在為水的頂部和底部流之間流動。當(dāng)通過改變頂部和底部流的速度與精子流的速度的比率而使頂部和底部流的速度保持相同時(shí)，我們可以看到精子流的擠壓。<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>預(yù)期被擠壓的流有助于精子被定向于流方向。流中的精子的像使用配備在我們的顯微鏡上的CCD相機(jī)來拍攝。上面的表格示出了流中的精子取向的度數(shù)，其中Re為雷諾數(shù)，其被定義為Dur/m，其中D為流通道的直徑，U為速度，r為流體密度，m為粘滯度。Re指示流是否是層流的。盡管小于1000的Re被視為層流，但在某些應(yīng)用中，需要4艮小的Re,如小于l。隨著精子流的速度的增大，通it^口中的Re增大，但仍保持在層流區(qū)中，從而表明在我們的實(shí)驗(yàn)區(qū)中，流未被擾亂。通過根據(jù)精子頭與流方向的度數(shù)對齊對精子進(jìn)行編號，精子的取向被量化。在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，所成^f象的精子的約80%被定向?yàn)榕c流方向成小于15度。在較高速度處表現(xiàn)出與流方向較好的對齊，但是也發(fā)現(xiàn)了較多被擾亂的精子。結(jié)果表明，系統(tǒng)可以^使用這種技術(shù)來對齊精子。應(yīng)理解，可以使用鞘液和樣品流體的溫度控制來延長精子壽命。在示例性實(shí)施例中，流裝置中的流體的溫度可以維持在2-10。C左右，以便使精子細(xì)胞固定不動，從而延長其壽命。權(quán)利要求1.一種用于對細(xì)胞進(jìn)行分選和定向的流裝置設(shè)備，包括相面對的一對壁，其形成具有形成流通道的入口、下游出口和中間檢測器區(qū)的流室，所述入口用于接納輸入鞘液的第一和第二間隔開的流以及在所述第一和第二鞘流之間的包含待被分選的細(xì)胞的樣品流體的第三流，所述第一和第二鞘流在所述流室中具有相應(yīng)的相對于所述第三流的流速率或壓力的流速率或壓力，使得所述第三流在其間被縮窄，從而至少在所述檢測區(qū)中形成相對窄的樣品流，由此所述細(xì)胞被定向在所選擇的相對于所述壁的方向上；用于檢測期望細(xì)胞并產(chǎn)生指示該期望細(xì)胞的輸出的、在所述檢測器區(qū)中的檢測器。2.如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，還包括用于從所述流中分選所述期望細(xì)胞的、在所述檢測器下游的分選儀。3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述分選儀包括由第一和第二間隔開的區(qū)形成的、在所述檢測器下游的所述室的一部分，所述第一和第二間隔開的區(qū)中的至少一個(gè)接納所述期望細(xì)胞。4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述分選儀包括響應(yīng)于所述檢測器、用于選擇性地向一個(gè)或多個(gè)區(qū)施加壓力以便操縱所述期望細(xì)胞進(jìn)入第一區(qū)而非期望細(xì)胞i^第二區(qū)的壓力變送器。5.如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，包括用于將期望細(xì)胞與非期望細(xì)胞分開的分選儀。6.如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中所述壁包括平面構(gòu)件。7.如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中所述第一和第二流包括液體介質(zhì)，而所述第三流包括其中懸浮著細(xì)胞或顆粒的液體介質(zhì)。8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述第一和第二it^目對于所述第三流的流速率或壓力至少在所述檢測區(qū)中將所迷第三流縮窄，使得其寬度是所述第一和第二流的寬度的約10%或更小，從而將^所述檢測區(qū)的細(xì)胞定向在彼此大致平行并且與所述壁大致平行的方向上。9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中所述檢測區(qū)包括用于對輸入光信號進(jìn)行聚焦的相對窄的區(qū)。10.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述出口由第一和第二間隔開的區(qū)構(gòu)成，所述第一區(qū)用于接納期望細(xì)胞，而所述第二區(qū)用于接納非期望類型的細(xì)胞。11.如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中所述檢測器包括用于利用輸入光來光照所述檢測區(qū)中的所述細(xì)胞的光源。12.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述細(xì)胞響應(yīng)于所述輸入光而產(chǎn)生輸出光，并且所述檢測器包括響應(yīng)于由所述細(xì)胞產(chǎn)生的光的光檢測器。13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述輸出光包括從所述細(xì)胞散射的光和由所述細(xì)胞產(chǎn)生的熒光中的至少一種。14.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述檢測器包括用于接收來自所述細(xì)胞的輸出光的光具組，所述光具組包括用于收集所述輸出光并產(chǎn)生所述輸出光的經(jīng)收集的光小束的第一光學(xué)元件，所述小束表示根據(jù)所述細(xì)胞與所述輸入光的相互作用而產(chǎn)生的所述細(xì)胞的各種角度的像。15.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中所述檢測器還包括用于將所選擇的與所述光具組的中心光軸對齊的軸上小束引導(dǎo)到對應(yīng)的光檢測器的、與所述中心軸對齊的光檢測器。16.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述檢測器還包括用于檢測具有從所述中心光軸離軸而定向的光路徑的離軸小束的、具有對應(yīng)的離軸光路徑的至少一個(gè)離軸光檢測器。17.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，還包括將所選擇的小束從所述收集的光小束引導(dǎo)到所述對應(yīng)的離軸檢測器的、在所述至少一個(gè)離軸光檢測器的所述光路徑中的分光器。18.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述收集的光小束包括^:射光和熒光，并且所述檢測器還包括用于使來自所述收集的光的所述散射光和所述熒光中的至少一種濾過的濾光器。19.如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中所述分選儀包括用于每種類型的細(xì)胞的通道以及耦合到所述流通道的驅(qū)動構(gòu)件，所述驅(qū)動構(gòu)件用于修改所述樣品流中所選位置的流體流動速率，以便操縱所述細(xì)胞到所述通道中所選的一個(gè)。20.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述驅(qū)動構(gòu)件包括用于改變施加于流通道的壓力的壓力變送器。21.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述驅(qū)動構(gòu)件包括壓電變送器、熱加熱單元、電容性膜和光加熱器中的至少一種。22.—種用于在物平面上對物體成像的傳感器，包括用于照射所述物體的光源，所述物體產(chǎn)生限定所述物體的多個(gè)^f象的束，所述物體的所述多個(gè)像采取以相對于所述傳感器的中心軸的不同角度離開所述物平面的光的形式；響應(yīng)于來自所述物體的光的檢測器。23.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中所述檢測器響應(yīng)于沿著所述傳感器的所述光軸引導(dǎo)的光和偏離所述檢測器的所述軸而引導(dǎo)的光中的至少一種。24.如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中所述離軸檢測器包括用于檢測所述物平面上的不同位置所對應(yīng)的離軸光的、相對于所述中心軸橫向移置的至少兩個(gè)光電檢測器。25.如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，還包括用于使來自每個(gè)束的熒光和散射光中的至少一種濾過的濾光器。26.如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中所述光電檢測器包括用于檢測多個(gè)光束的多元件光電倍增管。27.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中所述光源包括激光器。28.如權(quán)利要求27所述的設(shè)備，還包括用于將來自每個(gè)物體的光準(zhǔn)直成分開的束的透鏡。29.如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，還包括用于每個(gè)束的收集透鏡。30.如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，還包括用于將軸上光與離軸光分開的分束器。31.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，還包括用于殺滅非期望細(xì)胞的、在所述檢測器下游的細(xì)胞殺滅器。32.如權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其中所述細(xì)胞殺滅器包括用于將致命能量對準(zhǔn)所述非期望細(xì)胞的激光器和電極中的至少一種。33.如權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其中所述細(xì)胞殺滅器包括用于激活所述細(xì)胞中的致命目標(biāo)的光源。34.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，還包括用于有效地處理或殺滅非期望細(xì)胞的細(xì)胞電穿孔。35.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中所述流裝置可工作在約2'C-10°C以延長細(xì)胞壽命。全文摘要用于對精子細(xì)胞進(jìn)行分選和定向的設(shè)備，包括形成具有入口、下游出口和中間檢測器區(qū)(338)的流室(312)的相面對的一對壁(314，316)。該入口接納輸入流體的第一和第二間隔開的流以及包含待被分選的細(xì)胞(330)的樣品流體(328)的第三流。第一和第二流具有相應(yīng)的相對于第三流的流速率，使得第三流被縮窄，從而形成相對窄的樣品流，以使得細(xì)胞(330)平行于壁(314，316)而被定向。檢測器(340)檢測期望細(xì)胞(330)，且在檢測器(340)下游的分選儀(356)從該流中分選期望細(xì)胞(330)。文檔編號G01N21/01GK101189504SQ200680007562公開日2008年5月28日申請日期2006年2月1日優(yōu)先權(quán)日2005年2月1日發(fā)明者丹尼爾·米特,克里斯托弗·R·克努特松,約瑟夫·普萊瓦,艾米·L·安德森申請人:阿爾利克斯公司