[发明专利]移动微实体流中的运动相关误差的表征

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.119(e)要求于2011年8月25日提交的名为“System and Method for Correction of Pulse Jitter in Flow Cytometers”的美国临时申请No.61/527,340的优先权，其整体在此引入作为参考。

技术领域

所述方法和设备涉及对移动微实体流中的运动相关误差进行表征。可以使用对更高阶运动特征的评估以改善对移动微实体的测量和/或操作。应用领域包括流式细胞术、微流体（microfluidics）及纳米制造。

背景技术

近年来，对微实体的分析、开发和制造领域已经变得在各种技术中广泛应用。这里使用的微实体可包括细胞、微生物、微颗粒或纳米颗粒、液滴、分子、蛋白质、肽、校准颗粒、以及微制造结构，该微制造结构诸如为微机电（MEM）结构、微电子芯片及微传感器。微实体可包括最大尺寸小于约1毫米（mm）的任何实体（人造或自然生成的）。在一些研究、医学或制造应用中，大数目的微实体可以流的方式移动。所述流可以是控制对进入流的微实体的移动和计量的系统的一部分。一个示例应用为对流式细胞计中的细胞进行表征和分选。另一个实例可以为对微流体通道中的微实体进行移动、观察和分选。

在一些应用中，可能期望在一个或多个选择的时间精确获知移动流中的所选择的微实体的位置，或者在其它实施例中，精确获知所选择的微实体将到达一个或多个位置的时间。例如，参考图1，微实体125可在微实体流120中移动。微实体的流120可包括能够输送微实体的流体流（例如气体、液体或颗粒流）或流动路径。微实体可以悬浮在流中。在一些情况中，微实体的流120可包括以类似流的方式移动的微实体的稠密集合。微实体的流120可通过机械、电学和磁方式的任何组合传送。

可在第一时间t₁于第一位置P₁检测到微实体125，并且可能期望知道微实体125到达沿流的预先选择的第二位置P₂或多个其它位置的时间t₂。相反地，可在第一时间t₁于第一位置P₁检测到微实体125，并且可能期望知道微实体125在预先选择的经过时间t₃或其它多个时间之后将位于哪个位置P₃或其它多个位置。在前者的情况中，预测到达时间t₂有利于于确定何时可以在第二位置P₂处对微实体进行测量或操作（例如，分选操作、成像操作、充电操作、转化操作、照射实体、信号检测等）。在后者的情况中，预测微实体125的位置P₃有利于精确跟踪流中的实体的移动和/或演变，例如，当微实体沿流移动时获取并重叠微实体的多个图像。

一种用于预测移动流中的微实体的到达时间t₂或位置P₃的方法为基于平均流速度v_avg计算t₂或P₃的期望值。平均流速度可以以任何合适的方法测量或确定。如果求出或已知v_avg，则可以通过关系式d=v_avg×t确定t₂或P₃，其中d为微实体125在经过时间t中行进的距离。一种用于预测在预定位置P₂的到达时间t₂的可选方法为，在P₁处观测到实体之后将平均传输时间或延迟时间Δt_avg加到t₁的值。时间Δt_avg可以以任何合适的方法测量或确定。在一些情况中，这些预测移动微实体的到达时间或位置的方法已经足够。

流式细胞计是使用流以传输微实体用于对诸如生物细胞的微实体进行表征和分选的系统实例。流式细胞计广泛用于快速分析异质细胞悬浮物，以识别构成子种群。其中使用流式细胞计细胞分选的许多应用实例包括：隔离稀少种群的免疫系统细胞用于艾滋病（AIDS）研究，隔离遗传非典型细胞用于癌症研究，隔离特定染色体用于基因研究，以及隔离各种微生物品种用于环境研究。例如，荧光标记的单克隆抗体被经常用作“标记物”以识别诸如T淋巴细胞和B淋巴细胞的免疫细胞，临床实验室使用该技术以对HIV感染病人的“CD4阳性”T淋巴细胞数目进行计数，他们还使用该技术以识别与各种白血病和淋巴癌相关的细胞。