[发明专利]共平面微阻抗血细胞计数设备

说明书

描述了一种阻抗血细胞计数设备以及准确测量在通过阻抗血细胞计数设备的流体中包含的颗粒的颗粒大小的方法。阻抗血细胞计数设备包括基板和以共面方式沉积在基板上的电极布置。电极布置包括驱动电极和位于与驱动电极相同的平面中的多个测量电极。多个测量电极包括至少两对测量子电极，每对测量子电极包括与驱动电极相邻定位的第一测量子电极，以及通过相应的第一测量子电极与驱动电极分开的第二测量子电极。阻抗血细胞计数设备可以并入到介质上电润湿(EWOD)设备的基板组件中，例如在包含电润湿驱动电极或公共参考电极的基板组件中，或者并入到微流体血液计数器设备中。

技术领域

本发明涉及用于用电子仪器检测、计数和分析微流体设备内的生物细胞的设备和方法，包括能够基于颗粒大小准确区分不同颗粒类型的方法。

背景技术

使用库尔特(Coulter)原理对流过限制或通道的颗粒计数是众所周知的技术。在库尔特计数器中，由于存在颗粒(例如生物细胞)，沿着通道的流体的电阻抗改变。可以调制询问电信号的特性，例如其频率，以提供关于颗粒的信息。采用这种测量技术的设备可以称为电阻抗光谱没备或阻抗血细胞计数没备。

Ayliffe等人的Electric Impedance Spectroscopy Using Microchannels withIntegrated Metal Electrodes，IEEE Journal of Microelectromechanical Systems，VOL 8，NO.1(采用带有集成金属电极的微通道的电阻抗光谱，微机电系统IEEE杂志，第8卷第1册)(1999年3月)描述了微流体电阻抗光谱设备(阻抗血细胞计数设备)。所述设备包括金属电极和微尺度尺寸的流体通道，以便能够分析单个生物细胞。

Gawad等人的Micromachined Impedance Spectroscopy Flow Cytometer ForCell Analysis and Particle Sizing，The Royal Society of Chemistry(用于细胞分析和颗粒大小测定的微机械阻抗光谱流式血细胞仪，英国皇家化学学会)(2001)描述了一种微流体电阻抗光谱设备(阻抗血细胞计数设备)，其中平面金属电极形成在微通道的一侧或两侧。

US6703819(Gascoyne等人，2004年3月9日授权)描述了一种微流体电阻抗光谱设备(阻抗血细胞计数设备)，其中感测和驱动电极形成在微通道的相对侧上并且受到电控制以提高测量准确度。

美国专利申请2016/0041081(Spencer等人，2016年2月11日公开)描述了一种微流体电阻抗光谱设备(阻抗血细胞计数设备)，其中电极形成在微通道的相对侧上并且受到电控制以便减少测量信号对通道中颗粒位置的依赖性。

常规微流体阻抗血细胞计数设备的缺点是，为了提高测量的准确度，必须增加设备结构的复杂性。特别地，为了减小测量的阻抗信号对通道中颗粒位置的依赖性，常规设备在通道的相对侧上使用电极。与电极仅形成在通道的单侧上的共面结构相比，这种双层电极结构导致器件的制造和组装成本的显著增加。

发明内容

本发明提供了一种用于微流体电阻抗光谱设备(也称为阻抗血细胞计数设备)的结构，其适用于低成本制造和组装，并且与常规配置相比提供高准确度测量。微阻抗细胞分析是用于计数和分析生物细胞(例如人血细胞)的已知技术。可以区分的不同类型的血细胞，例如，包括红细胞(RB C)以及多达五种不同类型的白细胞(WBC)，包括淋巴细胞、嗜中性粒细胞、单核细胞、嗜碱性粒细胞和嗜酸性粒细胞。微阻抗血细胞计数设备中的已知问题是对于给定大小的颗粒，测量信号根据微流体通道内颗粒的高度而变化。因此难以基于大小可靠地确定细胞类型。传统上，鞘流或流体动力聚焦技术已被用作通过迫使颗粒移动通过微流体通道的中心来克服测量中的这种变化的方法。然而，与微流体通道中的聚焦技术相关联的挑战使得常规配置无法准确测量通道中的颗粒大小。