[发明专利]用于鉴别和计数表达特定标志物的颗粒的多频阻抗方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及医疗设备、医疗诊断及颗粒计数的领域，及更特别地涉及一种用于鉴别（discriminating）、鉴定（identifying）和计数不同颗粒的方法和装置，所述颗粒包括细菌、病毒、非生物颗粒和细胞。一个实例可为例如表达特定标志物的血细胞，例如用于鉴别、鉴定和计数人类血液中的CD4+ T淋巴细胞。另一个实例可为表达不同表面标志物的细菌或病毒。另一个实例可为带有表面标志物的的固体颗粒，所述标志物可以是抗体，或DNA或肽的片段。

背景技术

微流体系统已在研究细胞功能、细胞和组织工程学、疾病诊断、血液样品制备和药物发现中显示出独特的前景。最近微流体用于从全血中分离纯的白细胞群或白细胞亚群的用途已吸引了许多对于即时诊断的兴趣。

作为实例，免疫缺陷疾病（主要是HIV）的诊断用血液分析进行。测定血液中辅助性T淋巴细胞的浓度对于检测HIV感染的进程是很重要的。因此重要的是检测CD4+ 和CD8+T淋巴细胞的存在和对其计数。根据WHO的指导方针，血液中CD4+T细胞计数少于200细胞/μl确定为AIDS阳性诊断，并且在多数情况下被用作需要应用抗病毒治疗的指示。在CD4+计数降至200细胞/μl以下之前开始抗病毒治疗，例如从350细胞/μl的阈值开始，是被推荐的，并且CD4+计数500细胞/μl的阈值被广泛用于增加患者临床监控的频率。

用以荧光为基础的流式细胞术（FACS）定量CD4+T淋巴细胞的水平是目前的金标准。以荧光为基础的流式细胞术复杂并且设备昂贵，因此尚未进入资源匮乏的地区，如撒哈拉以南非洲。对便于使用的即时的CD4+T细胞计数系统存在需求，例如对用于发展中世界。

阻抗频谱法（IS）已被广泛用于测量细胞的电介质性质，提供膜电容、膜电阻、细胞质传导率和介电常数的值。其也可被认为是“无标记”的分析方法。通常细胞以悬液形式被测量，并且所述数据代表了种群的平均值。单个细胞的电性质最初的高速测量由Coulter于20世纪50年代进行的。显示的是使用用单一低频（或DC）电信号进行的电体积测量法单独的血细胞可被计数和鉴别。在20世纪70年代Hoffman和Britt发展了用于单个细胞的同时的低和高频阻抗分析的宏观系统，使用微型的具有放置于流体通道中的电极的流通池。

X.Cheng等人在“Cell detection and counting through cell lysate impedance spectroscopy in microfluidic devices” Lab Chip, 2007, 7, 746-755中描述了计数细胞的电方法，所述方法以测量从微流体通道内表面被固定的细胞释放的离子引起的周围介质传导率的变化为基础。被固定的细胞用低传导率、低渗的介质裂解，导致的阻抗变化用表面加工（patterned）的电极测量以检测和定量细胞数。如上描述的细胞裂解的方法对于检测20 细胞 μl^-1是足够灵敏的，并提供了简单有效的方法在很多应用中用于检测和列举在微流体装置中的细胞，包括在资源有限的地区HIV患者的CD4细胞计数的测量。

阻抗频谱法通常在大的细胞群上进行，所述细胞通常是混合型的。在其他细胞的悬液中的CD4+细胞的分析因此不可能使用该方法。CD4+细胞可被固定在基质上并通过显微镜计数，但其不是很可靠。

虽然细胞分离方法背后的原理可容易地适于临床应用的宽谱，但是检测这些分离的细胞仍旧是需要解决的技术挑战。

发明内容

本发明的实施方案的目的是提供好的用于鉴定和计数表达特定标志物的颗粒的方法和装置 ，所述颗粒例如细菌、病毒、非生物颗粒或细胞，例如血细胞。根据本发明的实施方案的好的方法和装置是精确的，因为鉴定的表达特定标志物的颗粒的数量可被精确地测定。另外根据本发明的实施方案的好的方法和装置也可被用在资源匮乏的地区而不在那里受限制。应用的其他范围包括用于普通分析和鉴定表达不同标志物的不同细胞的PoC装置。

上述目的通过根据本发明的方法和装置来完成。

本发明提供了一种通常的方法和装置，用于鉴别、鉴定和计数表达特定标志物的颗粒，在具体的实施方案中是血细胞，所述标志物例如是特定的抗原标志物。这通过使用阻抗标记联合复频（两个或更多频率）阻抗细胞计数来获得，任选地用于疾病的诊断。

在第一方面，本发明提供用于鉴定和计数表达特定标志物或其他抗体的颗粒的分析方法，所述颗粒例如细菌、病毒、非生物颗粒或细胞，例如血细胞。仅作为实例，所述方法可被用于鉴定和计数血液中的CD4+T淋巴细胞，所述方法包括：