类透析治疗（DLT）装置
阅读：179发布：2021-04-06
专利汇可以提供类透析治疗（DLT）装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且提供了一种类 透析 治疗 （DLT）装置。所述DLT装置包含至少一个源通道，所述源通道通过一个以上转运通道连接至至少一个收集通道。所述通道的 流体 接触 表面可以是防污表面，例如光滑液体注入式多孔表面（SLIPS）。流体能够以高流速通过所述通道。源流体中的靶组分可以是 磁性 的或使用亲和分子结合至磁性颗粒。可将含有磁性结合的靶组分的源流体 泵 入所述微流控装置的源通道。可对源通道中的源流体施加 磁场 梯度，使得磁性结合的靶组分经由转运通道迁移进入收集通道。所述收集通道可含有将靶组分冲出所述收集通道的收集流体。随后可对所述靶组分进行分析，以用于检测和诊断。所述微流控装置的源通道和收集通道分别类似于脾小动脉和小静脉；所述转运通道模拟了脾脏的血管血窦，在所述脾脏血管血窦中调理素颗粒被留存。因此，通过将流控与磁学结合，所述装置用作类透析治疗装置。，下面是类透析治疗（DLT）装置专利的具体信息内容。
1.一种微流控装置，所述微流控装置包含：
（i）中心主体，所述中心主体包含：
a.在第一外表面上，在源入口与源出口间连接的源通道；
b.在第二外表面上，在收集入口与收集出口间连接的收集通道；
c.连接所述源通道和所述收集通道的至少一个转运通道；
（ii）第一层叠层，所述第一层叠层与所述中心主体的所述第一外表面接触，其中，所述源入口与所述第一层叠层外表面上的源入口端口连通，所述源出口与所述第一层叠层外表面上的源出口端口连通，所述第一层叠层和所述中心主体的所述第一外表面限定了所述源通道；
（iii）第二层叠层，所述第二层叠层与所述中心主体的所述第二外表面接触，其中，所述收集入口与所述第二层叠层外表面上的收集入口端口连通，所述收集出口与所述第二层叠层外表面上的收集出口端口连通，所述第二层叠层和所述中心主体的所述第二外表面限定了所述收集通道；以及
（iv）一个以上磁场梯度源，所述一个以上磁场梯度源被设置为与所述收集通道相邻，并被配置为向在所述源通道中流动的流体施加磁场梯度、以及使得所述源通道中的靶组分迁移进入所述至少一个转运通道或所述收集通道。
2.根据权利要求1所述的微流控装置，所述微流控装置进一步包含：
（i）流体源，所述流体源连接至所述源入口端口，以将源流体递送至所述源通道，所述源流体含有待从所述源流体中移除的靶组分；以及
（ii）收集流体源，所述收集流体源连接至所述收集入口端口，以将收集流体递送至所述收集通道，从而填充所述收集通道和所述至少一个转运通道。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的微流控装置，其中，所述源通道、所述收集通道或所述至少一个转运通道的至少一个流体接触表面是抗凝血表面。
4.根据权利要求3所述的微流控装置，其中，所述流体接触表面是光滑液体注入式多孔表面（SLIPS）。
5.根据权利要求3或4所述的微流控装置，其中，所述流体接触表面涂覆有抗凝血剂。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的微流控装置，其中，所述第一层叠层的厚度为约
0.01mm至约10mm。
7.根据权利要求6所述的微流控装置，其中，所述第一层叠层的厚度为约0.07mm至约
0.1mm。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的微流控装置，其中，所述第二层叠层的厚度为约
0.01mm至约10mm。
9.根据权利要求6所述的微流控装置，其中，所述第二层叠层的厚度为约0.07mm至约
0.1mm。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的微流控装置，所述微流控装置进一步包含连续式混合装置，所述连续式混合装置连接至所述源入口，并适于将多个磁性颗粒递送至所述源流体。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的微流控装置，所述微流控装置进一步包含连续式气泡捕获装置，所述连续式气泡捕获装置直接或间接地连接至：
a.所述源入口；或
b.所述源出口。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的微流控装置，其中，所述源通道和所述收集通道间的距离是约10μm至约10mm。
13.根据权利要求12所述的微流控装置，其中，所述源通道和所述收集通道间的距离是约500μm。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的微流控装置，其中，所述源通道和所述收集通道独立地具有约1mm至约10cm的长度、约0.1mm至约100mm的宽度以及约0.1mm至约20mm的深度。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的微流控装置，其中，所述源通道和所述收集通道具有大体上相似的尺寸。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的微流控装置，其中，所述源通道的长度为约
25mm、宽度为约2mm、深度为约0.6mm。
17.根据权利要求1-16中任一项所述的微流控装置，其中，所述收集通道的长度为约
25mm、宽度为约2mm、深度为约0.6mm。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的微流控装置，其中，所述至少一个转运通道的横截面尺寸为约200μm×10mm至约1mm×100mm。
19.根据权利要求18所述的微流控装置，其中，所述至少一个转运通道的横截面尺寸为约400μm×2mm。
20.根据权利要求1-19中任一项所述的微流控装置，其中，所述转运通道间的间距是约10μm至约5mm。
21.根据权利要求20所述的微流控装置，其中，所述转运通道间的间距是约3mm。
22.根据权利要求1-21中任一项所述的微流控装置，其中，所述装置的长度为约2cm至约100cm、宽度为约2cm至约100cm、深度为约2cm至约100cm。
23.根据权利要求1-22中任一项所述的微流控装置，其中，所述装置的长度为约
128mm、宽度为约57mm、深度为约2mm。
24.根据权利要求1-23中任一项所述的微流控装置，其中，所述装置的长度为约
128mm、宽度为约57mm、深度为约2mm；其中，所述源通道的长度为约25mm、宽度为约2mm、深度为约0.6mm；其中，所述收集通道的长度为约25mm、宽度为约2mm、深度为约0.6mm；其中，所述至少一个转运通道的横截面尺寸为约400μm×2mm；其中，所述转运通道间的间距是约3mm。
25.根据权利要求1-24中任一项所述的微流控装置，其中，所述至少一个转运通道的取向为与所述源通道成小于90度的角。
26.根据权利要求1-25中任一项所述的微流控装置，其中，所述中心主体、所述第一层叠层或所述第二层叠层由生物相容性材料制造。
27.根据权利要求1-26中任一项所述的微流控装置，其中，所述中心主体、所述第一层叠层或所述第二层叠层由FDA批准的血液相容性材料制造。
28.根据权利要求1-27中任一项所述的微流控装置，其中，所述中心主体、所述第一层叠层或所述第二层叠层由选自于由下列材料所组成的组中的材料制造：铝、聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯聚砜、聚碳酸酯、聚甲基戊烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、多晶硅、聚四氟乙烯、聚砜、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚丙烯腈、聚丁二烯、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)、聚(醚砜)、聚(醚醚酮)、聚(乙二醇)、苯乙烯-丙烯腈树脂、聚(对苯二甲酸丙二醇酯)、聚乙烯醇缩丁醛、聚偏二氟乙烯、聚(乙烯基吡咯烷酮)、不锈钢、钛、铂、合金、陶瓷和玻璃、非磁性金属，以及上述材料的任意组合。
29.根据权利要求1-28中任一项所述的微流控装置，其中，所述磁场梯度足以使得所述源通道中的靶组分迁移进入所述至少一个收集通道。
30.根据权利要求1-29中任一项所述的微流控装置，其中，所述源流体是生物流体，所述生物流体选自于由下列生物流体所组成的组：血液、血浆、血清、哺乳期产品、乳汁、羊水、腹腔液、痰、唾液、尿、精液、脑脊液、支气管吸出液、汗、粘液、液化粪便样品、滑液、淋巴液、泪液、气管吸出液，以及上述流体的任意混合物。
31.根据权利要求1-30中任一项所述的微流控装置，其中，所述源流体是非生物流体，所述非生物流体选自于由下列非生物流体所组成的组：水、有机溶剂、盐水溶液、糖溶液、碳水化合物溶液、脂质溶液、核酸溶液、烃、酸、汽油、石油、液化食品、气体，以及上述流体的任意混合物。
32.根据权利要求1-31中任一项所述的微流控装置，其中，所述收集流体选自于由下列流体所组成的组：水、有机溶剂、盐水溶液、糖溶液、碳水化合物溶液、脂质溶液、核酸溶液、烃、酸、汽油、石油、液化食品、气体，以及上述流体的任意混合物。
33.根据权利要求32所述的微流控装置，其中，所述收集流体是等渗盐水、生物流体、生物相容性流体或生物流体替代品。
34.根据权利要求1-33中任一项所述的微流控装置，所述微流控装置进一步包含连续式诊断装置，所述连续式诊断装置连接至所述收集出口，并适于对所述收集流体中的靶组分进行分析。
35.根据权利要求34所述的微流控装置，其中，所述连续式诊断装置包含磁场梯度源，所述磁场梯度源与收集腔室相邻，并适于使得所述收集流体中的靶组分得以收集在所述收集腔室中。
36.根据权利要求1-35中任一项所述的微流控装置，其中，
a.所述源流体以1mL/hr至2000mL/hr的流速流经所述源通道；以及
b.所述收集流体以1mL/hr至2000mL/hr的流速流经所述收集通道。
37.根据权利要求1-36中任一项所述的微流控装置，其中，所述靶组分被磁场梯度吸引或排斥。
38.根据权利要求1-37中任一项所述的微流控装置，其中，所述靶组分结合至被磁场梯度吸引或排斥的颗粒。
39.根据权利要求1-38中任一项所述的微流控装置，其中，所述靶组分结合至结合分子/亲和分子，所述结合分子/亲和分子结合至被磁场梯度吸引或排斥的颗粒。
40.根据权利要求39所述的微流控装置，其中，所述结合分子/亲和分子选自于由下列分子所组成的组：抗体、抗原、蛋白质、肽、核酸、受体分子、针对受体的配体、凝集素、碳水化合物、脂质、亲和结合对的一个成员，以及上述分子的任意组合。
41.根据权利要求39或40所述的微流控装置，其中，所述结合分子/亲和分子选自于由下列分子所组成的组：MBL（甘露糖结合凝集素）、FcMBL（融合至甘露糖结合凝集素的IgG Fc）、AKT-FcMBL（融合至具有AKT序列（N端的氨基酸三肽：丙氨酸、赖氨酸、苏氨酸）的甘露糖结合凝集素的IgG Fc），以及上述分子的任意组合。
42.根据权利要求39-41中任一项所述的微流控装置，其中，所述结合分子/亲和分子包含选自于如下氨基酸序列的氨基酸序列：SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.3、SEQ ID NO.4、SEQ ID NO.5、SEQ ID NO.6、SEQ ID NO.6、SEQ ID NO.7、SEQ ID NO.8，以及上述氨基酸序列的任意组合。
43.根据权利要求38-42中任一项所述的微流控装置，其中，所述颗粒是顺磁性的。
44.根据权利要求38-43中任一项所述的微流控装置，其中，所述颗粒的尺寸为0.1nm至500μm。
45.根据权利要求38-44中任一项所述的微流控装置，其中，所述颗粒的形状是球状、杆状、椭圆状、圆柱状或盘状。
46.根据权利要求1-45中任一项所述的微流控装置，其中，所述靶组分为生物颗粒/病原体，所述生物颗粒/病原体选自于由下列生物颗粒/病原体所组成的组：活细胞或死细胞（原核细胞或真核细胞）、病毒、细菌、真菌、酵母、原生动物、微生物、寄生虫等。
47.根据权利要求46所述的微流控装置，其中，所述靶组分为：
a.选自于由下列真菌或酵母所组成的组中的真菌或酵母：新型隐球菌、白色念珠菌、热带假丝酵母、星状念珠菌、光滑念珠菌、克鲁斯假丝酵母、近平滑假丝酵母、季也蒙假丝酵母、维斯假丝酵母、葡萄牙假丝酵母、胶红酵母、烟曲霉、黄曲霉、棒曲霉、新型隐球菌、罗伦隐球酵母、浅白隐球酵母、格特隐球菌、荚膜组织胞浆菌、耶氏肺孢子虫（或卡氏肺孢子虫）、纸葡萄穗霉，以及它们的任意组合；
b.选自于由下列细菌所组成的组中的细菌：炭疽菌、弯曲杆菌、霍乱菌、白喉菌、肠毒性大肠杆菌、贾第鞭毛虫、淋球菌、幽门螺杆菌、B型流感嗜血杆菌、不可分型流感嗜血杆菌、脑膜炎球菌、百日咳菌、肺炎球菌、沙门氏菌、志贺氏菌、B型链球菌、A型链球菌、破伤风菌、霍乱弧菌、耶尔森氏菌、葡萄球菌、假单胞菌种、梭菌种、结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌、单核细胞增生李斯特菌、伤寒沙门氏菌、痢疾志贺氏菌、鼠疫耶尔森氏菌、布鲁氏菌种、嗜肺军团菌、立克次体、衣原体、产气荚膜梭菌、肉毒梭菌、金黄色葡萄球菌、梅毒密螺旋体、流感嗜血杆菌、梅毒密螺旋体、肺炎克雷伯氏菌、铜绿假单胞菌、小隐孢子虫、肺炎链球菌、百日咳博德特氏菌、脑膜炎奈瑟氏菌，以及它们的任意组合；
c.选自于由下列寄生虫所组成的组中的寄生虫：溶组织内阿米巴、疟原虫种、利什曼原虫种、弓形虫、寄生蠕虫，以及它们的任意组合；
d.选自于由下列病毒所组成的组中的病毒：HIV-1、HIV-2、肝炎病毒（包括乙肝病毒和丙肝病毒）、埃博拉病毒、西尼罗河病毒、疱疹病毒（例如HSV-2）、腺病毒、登革热血清型1-4、埃博拉病毒、肠道病毒、单纯疱疹病毒1型或2型、流感病毒、日本马脑炎、诺瓦克病毒、乳头状瘤病毒、微小病毒B19型、风疹、麻疹、牛痘、水痘、巨细胞病毒、Epstein-Barr病毒、人类疱疹病毒6型、人类疱疹病毒7型、人类疱疹病毒8型、天花病毒、水疱性口炎病毒、甲型肝炎病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、丁型肝炎病毒、戊型肝炎病毒、脊髓灰质炎病毒、鼻病毒、冠状病毒、甲型流感病毒、乙型流感病毒、麻疹病毒、多瘤病毒、人类乳头状瘤病毒、呼吸道合胞病毒、腺病毒、柯萨奇病毒、登革热病毒、腮腺炎病毒、狂犬病毒、劳氏肉瘤病毒、黄热病病毒、埃博拉病毒、马尔堡病毒、拉沙热病毒、东方马脑炎病毒、日本脑炎病毒、圣路易斯脑炎病毒、墨莱溪谷热病毒、西尼罗河病毒、裂谷热病毒、轮状病毒A、轮状病毒B、轮状病毒C、辛德毕斯病毒、人类T细胞白血病病毒I型、汉坦病毒、风疹病毒、猴免疫缺陷病毒，以及它们的任意组合；或
e.（a）-（d）的任意组合。
48.根据权利要求46所述的微流控装置，其中，所述靶组分为选自于由下列细胞所组成的组中的细胞：干细胞、癌细胞、祖细胞、免疫细胞、血细胞、胎儿细胞等。
49.根据权利要求1-48中任一项所述的微流控装置，其中，所述靶组分选自于由下列物质所组成的组：激素、细胞因子、蛋白质、肽、朊病毒、凝集素、寡核苷酸、分子毒素或化学毒素，以及上述物质的任意组合。
50.一种系统，所述系统包含：
（i）根据权利要求1-49中任一项所述的微流控装置；
（ii）流体源，所述流体源连接至所述源通道，并将源流体递送至所述源通道，所述源流体含有待从所述源流体中移除的靶组分；
（iii）源泵，所述源泵连接至所述源通道，并适于将所述源流体泵入所述源通道；
（iv）源混合器，所述源混合器连接至所述源通道和所述流体源，并适于将所述源流体与磁性颗粒混合；
（v）收集流体源，所述收集流体源连接至所述收集入口，并适于将收集流体递送至第一收集通道；并适于将所述靶组分从所述至少一个转运通道吸入所述收集通道中和冲洗来自所述收集通道的所述靶组分；
（vi）收集泵，所述收集泵连接至所述收集入口和所述收集流体源，并适于将所述收集流体泵入所述收集通道；以及
（vii）控制器，所述控制器具有处理器和相关存储器，并连结至：
a.所述源泵，以对源流体经过所述源通道的流动进行控制；以及
b.所述收集泵，以对所述收集流体经过所述收集通道的流动进行控制。
51.根据权利要求50所述的系统，所述系统进一步包含连续式诊断装置，所述连续式诊断装置连接至所述收集出口，并适于对所述收集流体中的靶组分进行分析。
52.根据权利要求51所述的系统，其中，所述连续式诊断装置包含磁场梯度源，所述磁场梯度源与收集腔室相邻，并适于使第一收集流体中的靶组分得以收集在所述收集腔室中。
53.根据权利要求51-52中任一项所述的系统，其中，所述连续式诊断装置使用染料、抗体、非标记的光学技术或固态检测技术中的一种以上来对所述靶组分进行分析。
54.根据权利要求50-53中任一项所述的系统，其中，所述磁场梯度足以使得所述源通道中的靶组分迁移进入所述收集通道。
55.一种对源流体进行净化的方法，所述方法包括：
（i）提供根据权利要求1-50中任一项所述的微流控装置；
（ii）使源流体流经所述源通道，其中，所述源流体含有待从所述源流体中移除/分离的靶组分；
（iii）在所述收集通道中提供收集流体；
（iv）对所述源通道中的源流体施加磁场梯度，以使所述靶组分迁移进入所述至少一个转运通道之一。
56.根据权利要求55所述的方法，所述方法进一步包括使所述收集流体流经所述收集通道，其中，将所述收集流体中的所述靶组分从所述收集通道中移除。
57.根据权利要求55或56所述的方法，所述方法进一步包括使所述收集流体连续流经所述收集通道，其中，将所述收集流体中的所述靶组分从所述收集通道中移除。
58.根据权利要求56或57中任一项所述的方法，所述方法进一步包括使所述收集流体以周期性的间隔流经所述收集通道，其中，将所述收集流体中的所述靶组分从所述收集通道中移除。
59.根据权利要求55-58中任一项所述的方法，其中，所述源流体是生物流体，所述生物流体选自于由下列生物流体所组成的组：血液、血浆、血清、哺乳期产品、乳汁、羊水、腹腔液、痰、唾液、尿、精液、脑脊液、支气管吸出液、汗、粘液、液化粪便样品、滑液、淋巴液、泪液、气管吸出液，以及上述流体的任意混合物。
60.根据权利要求55-58中任一项所述的方法，其中，所述源流体是非生物流体，所述非生物流体选自于由下列非生物流体所组成的组：水、有机溶剂、盐水溶液、糖溶液、碳水化合物溶液、脂质溶液、核酸溶液、烃、酸、汽油、石油、液化食品、气体，以及上述流体的任意混合物。
61.根据权利要求55-60中任一项所述的方法，其中，所述收集流体选自于由下列流体所组成的组：水、有机溶剂、盐水溶液、糖溶液、碳水化合物溶液、脂质溶液、核酸溶液、烃、酸、汽油、石油、液化食品、气体，以及上述流体的任意混合物。
62.根据权利要求55-61中任一项所述的方法，其中，所述收集流体是等渗盐水、生物流体、生物相容性流体或生物流体替代品。
63.根据权利要求55-62中任一项所述的方法，其中，所述靶组分被磁场梯度吸引或排斥。
64.根据权利要求55-63中任一项所述的方法，其中，所述靶组分结合至被磁场梯度吸引或排斥的颗粒。
65.根据权利要求55-64中任一项所述的方法，其中，所述靶组分结合至结合分子/亲和分子，所述结合分子/亲和分子结合至被磁场梯度吸引或排斥的颗粒。
66.根据权利要求65所述的方法，其中，所述结合分子/亲和分子选自于由下列分子所组成的组：抗体、抗原、蛋白质、肽、核酸、受体分子、针对受体的配体、凝集素、碳水化合物、脂质、亲和结合对的一个成员，以及上述分子的任意组合。
67.根据权利要求65或66所述的方法，其中，所述结合分子/亲和分子选自于由下列分子所组成的组：MBL（甘露糖结合凝集素）、FcMBL（融合至甘露糖结合凝集素的IgG Fc）、AKT-FcMBL（融合至具有AKT序列（N端的氨基酸三肽：丙氨酸、赖氨酸、苏氨酸）的甘露糖结合凝集素的IgG Fc），以及上述分子的任意组合。
68.根据权利要求65-67中任一项所述的方法，其中，所述结合分子/亲和分子包含选自于如下氨基酸序列的氨基酸序列：SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.3、SEQ ID NO.4、SEQ ID NO.5、SEQ ID NO.6、SEQ ID NO.6、SEQ ID NO.7、SEQ ID NO.8，以及上述氨基酸序列的任意组合。
69.根据权利要求64-68中任一项所述的方法，其中，所述颗粒是顺磁性的。
70.根据权利要求64-69中任一项所述的方法，其中，所述颗粒的尺寸为0.1nm至1mm。
71.根据权利要求64-70中任一项所述的方法，其中，所述颗粒的形状是球状、杆状、椭圆状、圆柱状或盘状。
72.根据权利要求55-71中任一项所述的方法，其中，所述靶组分为生物颗粒/病原体，所述生物颗粒/病原体选自于由下列生物颗粒/病原体所组成的组：活细胞或死细胞（原核细胞或真核细胞）、病毒、细菌、真菌、酵母、原生动物、微生物、寄生虫等。
73.根据权利要求72所述的方法，其中，所述靶组分为：
a.选自于由下列真菌或酵母所组成的组中的真菌或酵母：新型隐球菌、白色念珠菌、热带假丝酵母、星状念珠菌、光滑念珠菌、克鲁斯假丝酵母、近平滑假丝酵母、季也蒙假丝酵母、维斯假丝酵母、葡萄牙假丝酵母、胶红酵母、烟曲霉、黄曲霉、棒曲霉、新型隐球菌、罗伦隐球酵母、浅白隐球酵母、格特隐球菌、荚膜组织胞浆菌、耶氏肺孢子虫（或卡氏肺孢子虫）、纸葡萄穗霉，以及它们的任意组合；
b.选自于由下列细菌所组成的组中的细菌：炭疽菌、弯曲杆菌、霍乱菌、白喉菌、肠毒性大肠杆菌、贾第鞭毛虫、淋球菌、幽门螺杆菌、B型流感嗜血杆菌、不可分型流感嗜血杆菌、脑膜炎球菌、百日咳菌、肺炎球菌、沙门氏菌、志贺氏菌、B型链球菌、A型链球菌、破伤风菌、霍乱弧菌、耶尔森氏菌、葡萄球菌、假单胞菌种、梭菌种、结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌、单核细胞增生李斯特菌、伤寒沙门氏菌、痢疾志贺氏菌、鼠疫耶尔森氏菌、布鲁氏菌种、嗜肺军团菌、立克次体、衣原体、产气荚膜梭菌、肉毒梭菌、金黄色葡萄球菌、梅毒密螺旋体、流感嗜血杆菌、梅毒密螺旋体、肺炎克雷伯氏菌、铜绿假单胞菌、小隐孢子虫、肺炎链球菌、百日咳博德特氏菌、脑膜炎奈瑟氏菌，以及它们的任意组合；
c.选自于由下列寄生虫所组成的组中的寄生虫：溶组织内阿米巴、疟原虫种、利什曼原虫种、弓形虫、寄生蠕虫，以及它们的任意组合；
d.选自于由下列病毒所组成的组中的病毒：HIV-1、HIV-2、肝炎病毒（包括乙肝病毒和丙肝病毒）、埃博拉病毒、西尼罗河病毒、疱疹病毒（例如HSV-2）、腺病毒、登革热血清型1-4、埃博拉病毒、肠道病毒、单纯疱疹病毒1型或2型、流感病毒、日本马脑炎、诺瓦克病毒、乳头状瘤病毒、微小病毒B19型、风疹、麻疹、牛痘、水痘、巨细胞病毒、Epstein-Barr病毒、人类疱疹病毒6型、人类疱疹病毒7型、人类疱疹病毒8型、天花病毒、水疱性口炎病毒、甲型肝炎病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、丁型肝炎病毒、戊型肝炎病毒、脊髓灰质炎病毒、鼻病毒、冠状病毒、甲型流感病毒、乙型流感病毒、麻疹病毒、多瘤病毒、人类乳头状瘤病毒、呼吸道合胞病毒、腺病毒、柯萨奇病毒、登革热病毒、腮腺炎病毒、狂犬病毒、劳氏肉瘤病毒、黄热病病毒、埃博拉病毒、马尔堡病毒、拉沙热病毒、东方马脑炎病毒、日本脑炎病毒、圣路易斯脑炎病毒、墨莱溪谷热病毒、西尼罗河病毒、裂谷热病毒、轮状病毒A、轮状病毒B、轮状病毒C、辛德毕斯病毒、人类T细胞白血病病毒I型、汉坦病毒、风疹病毒、猴免疫缺陷病毒，以及它们的任意组合；或
e.（a）-（d）的任意组合。
74.根据权利要求72所述的方法，其中，所述靶组分为选自于由下列细胞所组成的组中的细胞：干细胞、癌细胞、祖细胞、免疫细胞、血细胞、胎儿细胞等。
75.根据权利要求55-71中任一项所述的方法，其中，所述靶组分选自于由下列物质所组成的组：激素、细胞因子、蛋白质、肽、朊病毒、凝集素、寡核苷酸、分子毒素或化学毒素、外来体，以及上述物质的任意组合。
76.根据权利要求64-75中任一项所述的方法，所述方法进一步包括在使经由所述源通道的所述源流体的流动起始前将所述颗粒加入所述源流体中。
77.根据权利要求64-75中任一项所述的方法，所述方法进一步包括在使经由所述源通道的所述源流体的流动起始后将所述颗粒加入所述源流体中。
78.根据权利要求55-77中任一项所述的方法，所述方法进一步包括从所述收集通道中收集所述收集流体的至少一部分。
79.根据权利要求55-78中任一项所述的方法，所述方法进一步包括使所述源流体的一部分再循环以第二次经过所述源通道，从而对所述靶组分进一步进行分离。
80.根据权利要求55-79中任一项所述的方法，其中，将至少10%的所述靶组分从所述源流体中移除。
81.根据权利要求55-80中任一项所述的方法，其中，所述源流体以1mL/hr至2000mL/hr的流速流经所述源通道。
82.根据权利要求55-81中任一项所述的方法，其中，所述收集流体以1mL/hr至
2000mL/hr的流速流经所述收集通道。
83.根据权利要求55-82中任一项所述的方法，其中，经过所述收集通道的流速是间断性的。
84.根据权利要求83所述的方法，其中，所述收集流体流动中断，直到预定体积的源流体已经通过所述源通道，然后，以预定的流速使所述收集流体的流动运行预定的时间。
85.根据权利要求84所述的方法，其中，当所述收集流体流经所述收集通道时，经过所述源通道的流动停止。
86.根据权利要求55-85中任一项所述的方法，所述方法进一步包括将含有所述靶组分的所述收集流体收集于收集流体收集器中；将至少一种靶组分从所述收集流体收集器中移除；并使用如下组的处理中的一种以上来自对所移除的靶组分进行分析：免疫染色、培养、PCR、质谱和抗生素敏感性测试。
87.根据权利要求55-86中任一项所述的方法，所述方法进一步包括提供连续式诊断装置，所述连续式诊断装置连接至所述收集出口，并适于对所述收集流体中的所述靶组分进行分析。
88.根据权利要求87所述的方法，其中，所述连续式诊断装置包含磁场梯度源，所述磁场梯度源与收集腔室相邻，并适于使所述收集流体中的所述靶组分得以收集在所述收集腔室中。
类透析治疗（DLT）装置
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 根据35U.S.C.§119(e)，本申请要求2011年4月1日提交的美国临时申请号61/470,987的优先权，以引用的方式将其内容整体并入本文。
[0003] 政府支持
[0004] 本发明是在美国国防部高级研究项目局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）授予的基金号N66001-11-1-4180以及美国国防部授予的基金号W81XWH-07-2-0011的美国政府支持下完成的。美国政府对本发明享有一定权利。
技术领域
[0005] 本公开总体上涉及具有微通道的微流控装置及其使用和制造方法。
背景技术
[0007] 大多数DLT（例如血液滤过（hemofiltration）系统或血液吸附（hemoadsorption）系统）使用半透滤膜来移除在脓毒症中能促进多系统衰竭的小溶质以及间或较大的循环毒素、抗体和炎性介质。然而，这些方法不能使大多数病原体（例如，除了一些小病毒）分离，并且，抗微生物免疫蛋白和细胞因子的移除干扰机体对感染的天然保护应答。为这一应用而探索的其它技术使用涂覆有病原体特异性配体（例如，抗体、凝集素）的导管或中空纤维将病原体拉出血液，但是病原体的局部结合和聚集会妨碍血液流动，引起可能会带来灾难性问题的凝结和凝块形成。配体涂覆的表面和半透膜也可能因结合的血浆成分、血清蛋白或细菌生物膜（biofilm）而被“污染（fouled）”。此外，这些系统的能力也受暴露的表面积所局限。另一个主要局限是配体范围窄且特异的结合，所述配体通常只识别一种类型的病原体或病原体类别（pathogen class）。
[0008] 因此，本领域中需要能解决这一问题的体外（extracorporeal）类透析治疗（dialysis-like therapeutic，DLT）装置，所述装置可在不移除正常血细胞、蛋白、流体或电解质的情况下被插入外周血管并快速地清除血液中的感染性病原体。本公开提供了这样的类透析治疗装置。
发明内容
[0009] 本文公开了微流控装置，该微流控装置可有助于在不移除或不改变源流体中其它组分的情况下，从在源微通道中流动的该源流体（例如，血液）中将靶组分（例如，病原体）分离和移除。所述流体可以是液体或气体。所述靶组分可以是磁性的或能与引入到流动的源流体中的磁性颗粒结合的任何微粒（particulate）、分子或细胞物质。
[0010] 所述源微通道可通过一个以上转运通道（transfer channel）连接至收集微通道。所述源微通道和所述收集微通道可由所述转运通道分隔，并且所述源微通道和所述收集通道可以任何取向进行排列，例如，水平共面、垂直共面或者之间成任意角度。可将在所述收集通道中流动的收集流体安排用于从微流控装置中冲出所述靶组分。可将一个以上磁体或磁源设置为与所述收集通道相邻（adjacent to），或者可施加外部磁场梯度，以将磁性靶组分或结合至靶组分的磁性颗粒吸引入所述转运通道和所述收集通道中，在此处所述磁性靶组分或结合至靶组分的磁性颗粒可在所述收集流体中被带走。所述磁体或磁场梯度源可相对于（relative to）所述收集通道而设置，以使得所述磁场梯度能够将靶组分或结合至靶组分的磁性颗粒引入所述转运通道和所述收集通道，但并不至于强到使所述靶组分或结合至靶组分的磁性颗粒驻留（lodge）在所述收集通道中而不能被所述收集流体的流动冲出。
普通技术人员可以理解的是，所述磁体或磁场梯度源（在电磁体的情况下）相对于通道的位置可以根据如下任何参数或全部参数来确定：磁场强度和场梯度、磁性颗粒的磁性能、靶组分和/或磁性颗粒的尺寸、通道的尺寸和/或形状、或所使用的流体的速度和/或粘度。
普通技术人员可以理解的是，所述磁体或磁场梯度源（在电磁体的情况下）相对于通道的位置可以根据如下任何参数或全部参数来确定：磁场强度和场梯度、磁性颗粒的磁性能、靶组分和/或磁性颗粒的尺寸、通道的尺寸和/或形状、或所使用的流体的速度和/或粘度。
[0011] 可对含有靶组分的收集流体进行进一步处理，以对所述靶组分进行分析。可将含有靶组分的收集流体收集在储液池中，并可将批量技术（batch technique）（例如免疫染色、培养、聚合酶链式反应（PCR）、质谱和抗生素敏感性测试）用于对所述靶组分进行分析，以供鉴定、诊断等所用。可替代地或额外地（alternatively or in addition），可将含有靶组分的收集流体导入连续式（inline）诊断或分析装置或芯片上的诊断或分析装置，所述诊断或分析装置可在所述靶组分与所述收集流体一起流动时对所述靶组分进行处理。由于靶组分是磁体或结合至磁性颗粒，可将磁场梯度用于对靶组分进行收集，以进行连续式分析或芯片上的分析，或者将所述靶组分导入其它装置以进行检测和分析。
[0012] 在操作中，可将所述源流体泵入所述源通道，并在所述源流体流经所述源通道时，对所述源流体施加磁场梯度。泵送（pumping）可使用动力泵或手动泵，向心（centripetal）力或重力来实现。所述磁场可在与流体流动的方向垂直的方向上施加，以对由流经源通道的源流体所携带的靶组分施加附加力，并使得所述磁性靶组分或磁性结合的靶组分行进入所述转运通道，并最终被吸引入所述收集通道。尽管在一些实施方式中，所述收集通道平行于所述源通道延伸，所述收集通道可相对于所述源通道横向（transverse to）设置。
[0014] 附图说明了本发明的示例性实施方式，并描绘了本发明的上述及其它特征以及实现它们的方式。在附图中：
[0015] 图1示出了根据本发明的实施方式的微流控装置的视图。
[0016] 图2示出了根据本发明的实施方式的微流控装置的中心主体（central body）的视图。
[0017] 图3A和图3B示出了根据本发明的微流控装置的各种示例性分支构造（branching configurations）。
[0018] 图4示出了根据本发明的实施方式的微流控装置的横剖面视图。
[0019] 图5A-图5C示出了不同磁体配置（magnet configurations）的效果。图5A示出了插入基座（docking station）中的聚砜DLT装置的图，该基座中安装有单个条形磁体。图5B示出了由6个固定磁体（组装在一起）组成的磁性设置（magnetic setup）的改进设计。
图5C：磁场有限元法（finite element method magnet，FEMM）揭示了在图5B的磁性设置的配置中，特别是在磁体中部（△对○），磁通密度（magnetic flux density）梯度显著增强。
这种改进的磁性设置的配置使得能够利用跨越DLT装置的极其增强的磁场梯度（比单个磁体大几千倍）。
图5C：磁场有限元法（finite element method magnet，FEMM）揭示了在图5B的磁性设置的配置中，特别是在磁体中部（△对○），磁通密度（magnetic flux density）梯度显著增强。
这种改进的磁性设置的配置使得能够利用跨越DLT装置的极其增强的磁场梯度（比单个磁体大几千倍）。
[0021] 图7示出了根据实施方式的整个系统的框图。
[0022] 图8A示出了注射混合器的多个视图。
[0023] 图8B为示出了使用图8A中所示的注射混合器时的白色念珠菌（C.albicans）结合效率（binding efficiency）的线形图。
[0025] 图9B示出了结合多个真菌病原体的磁性甘露糖结合凝集素（MBL）调理素（具有大的磁性聚集（magnetic clump））的较低倍放大视图。
[0026] 图9C示出了结合至GFP标记的大肠杆菌（E.coli）细菌的MBL调理素的较低倍放大视图。
[0027] 图9D示出了在流速高至80mL/hr时，可获得接近100%的病原体清除效率（pathogen clearance efficiencies）。
[0028] 图10A和图10B示出了基座的图示。
[0029] 图11显示了磁通集中器（magnetic flux concentrators）的计算机模拟与实际磁场的实验测量值相比的结果，所述磁通集中器被设计用于收集本文所述的微流控装置中的磁珠。
[0030] 图12A-图12C示出了光滑液体注入式多孔表面（slippery liquid-infusedporous surface，SLIPS）的视图。低放大倍数（图12A）和高放大倍数（图12B）下的微柱（micropoasts）阵列（1μm直径×2μm间距），所述微柱阵列可通过用生物相容性油（使粗糙表面光滑）对空隙进行浸润（infiltrating），从而形成血液排斥性表面（图12C）。
[0031] 图13A和图13B显示新鲜的未肝素化人血在传统的玻璃、PDMS和特氟龙（Teflon，PTFE）表面上迅速凝结；但是在用生物相容性油浸渍的纳米结构化特氟龙表面（Oil-Infiltrated PTFE）上不会迅速凝结。
[0033] 图14B和图14C显示了将肝素化人全血以100mL/h和200mL/h运行通过所述装置2小时后，通过使PBS缓冲液流动5min来对所述装置进行清洗，并且在以该两种流速（图
14B，100mL/h以及图14C，200mL/h）进行2小时的情况下，均未发现血凝块。
14B，100mL/h以及图14C，200mL/h）进行2小时的情况下，均未发现血凝块。
[0034] 图14D显示当血液以100mL/h流动2小时时，未肝素化人血的循环在通道中形成了大血凝块和聚集。
[0035] 图15A和图15B显示并行连接（connected in parallel）的两个DLT装置可使血通量（throughputs）显著增高至836mL/h。将两个DLT装置插入基座上部插槽和下部插槽中，并对从两个出口处收集的血液进行分析，以对血液中加入（spiked）的白色念珠菌的分离效率进行测定。
[0036] 图16A为示出在装置设计和病原体分离方面的改进的线形图和柱状图。将白色念珠菌病原体预结合至连结MBL的1微米珠（MBL-coupled1micron beads），并将其加入肝素抗凝的人血中。线形图显示了基于在先设计的3层聚砜装置和连结MBL的1微米珠（QPR1）的数据。柱状图显示了MBL-fp1（FcMBL：与甘露糖结合凝集素融合的IgG Fc）涂覆的磁珠和新的层叠（laminated）装置/多磁体设置的数据。就新设计而言，>99%的病原体在流速为360mL/hr时被移除；而就在先设计而言，分离效率在流速为360mL/hr时降至36%。
[0037] 图16B显示了在装置设计和病原体分离方面的改进。照片：具有多个磁体的层叠DLT装置的示例性设置。线形图：白色念珠菌病原体预结合至连结MBL的1微米珠，并将其加入肝素抗凝的人血中。将来自基于在先设计的3层装置的数据与并行运行的双盒（two cassettes）的新层叠装置进行比较。就新设计而言，>85%的病原体在流速为836mL/hr时被移除；而就在先设计而言，分离效率在流速为360mL/hr时降至36%。
[0038] 图17A为与用于向管线中的血液中连续加入磁珠的注射泵和连续式混合器（in-line mixer）整合的DLT系统的图示。使加入整个连续式混合器中的混合有磁珠的血样流入所述DLT装置，然后将磁标记的病原体从血液中移除，随后使净化后的血液从出口流出，所述出口可连接至大鼠脓毒症模型的股骨导管（femoral catheter）。
[0039] 图17B示出了用于使用微流控装置从血液中清除/分离病原体的“简化动物”模型。使用一次性连续式混合器（OMEGA Engineering Inc.）将MBLfp1珠引入含有所添加的白色念珠菌的血液中。在这一简化动物模型中，在10mL/hr的流速下，经由所述DLT装置，88%的白色念珠菌被从血液中清除。
[0040] 图18为气泡捕获（bubble trapping）装置的照片。这种装置可将经由管线进入的全部气泡（通过快速向上移动的气泡的浮力（buoyancy））除去，并使不含气泡的液体溶液流经所述装置。过量的大气泡可由三通阀（3-way valve）除去。
[0041] 图19示出了由四层聚砜塑料层制造的微流控装置的图示。该装置包含设置于两个收集通道之间的源通道。
[0042] 图20示出了对并行的多个微流控装置进行复用（multiplexing）来制成具有高通量（>1.25L/hr）流动能力的仿生脾脏装置的图示。
具体实施方式
[0043] 本文公开了流控装置，所述流控装置可有助于在不移除或不改变源流体中其它组分的情况下，将靶组分从在源通道中流动的所述源流体中分离和移除。
[0044] 所述流体可以是液体或气体。所述靶组分可以是磁性的或能够与引入到流动的流体中的磁性颗粒结合的任何微粒、分子或细胞物质。为改善系统的通量和效率，可将多个流控装置串行（in series）连结和/或并行（in parallel）连结在一起。所述靶组分收集在收集流体中，可对所述收集流体进行进一步处理，以对靶组分进行分析。可将含有靶组分的收集流体收集在储液池中，并可将批量技术（例如免疫染色、免疫分析、培养、聚合酶链式反应（PCR）、质谱、以及抗生素敏感性测试）用于对靶组分进行分析，以供鉴定、诊断等所用。或者，可将含有靶组分的收集流体导入连续式诊断或分析装置或芯片上的诊断或分析装置，所述诊断或分析装置可在靶组分与所述收集流体一起流动时对所述靶组分进行处理。由于靶组分为磁体或者结合至磁性颗粒，可将磁场梯度用于收集所述靶组分，以进行连续式分析或芯片上的分析，或者将所述靶组分导入其它装置以进行检测或分析。
[0045] 图1显示了根据本公开的实施方式的微流控装置100。图1中所示的微流控装置100可包含长方形主体，但是也可使用其它形状（例如圆形、椭圆形、梯形、多边形等）。如图1所示，所述微流控装置可包含中心主体110（细节在图2中示出）和外部层叠层120和130。
中心主体110包含第一外表面112和第二外表面114，所述第一外表面112与层叠层120相接触，所述第二外表面114与层叠层130相接触。表面112和表面114可为中心主体110
的相对表面。可通过医疗级胶粘剂（adhesive）将层叠层120和层叠层130粘合至所述中心主体的表面。
中心主体110包含第一外表面112和第二外表面114，所述第一外表面112与层叠层120相接触，所述第二外表面114与层叠层130相接触。表面112和表面114可为中心主体110
的相对表面。可通过医疗级胶粘剂（adhesive）将层叠层120和层叠层130粘合至所述中心主体的表面。
[0046] 如图2所示，中心主体110的表面112可包括一个以上源流体通道140，所述源流体通道140在一个以上入口142A和一个以上出口144A之间延伸。如图1所示，所述一个以上入口142A可与入口端口142连通（in communication with），所述入口端口142从层叠层120外表面122上的孔（aperture）142B延伸出。所述一个以上出口144A可与出口
端口144连通，所述出口端口144从层叠层120外表面122上的孔144B延伸出。入口端口
142和出口端口144虽然显示为垂直于源流体通道140的方向（即，沿z-方向），但也可关于源流体通道140成任意角度（包括平直穿过）取向。含有靶组分的源流体经由一个以上入口端口142流入源通道140，并经由一个以上出口端口144从所述微流控装置100流出。
端口144连通，所述出口端口144从层叠层120外表面122上的孔144B延伸出。入口端口
142和出口端口144虽然显示为垂直于源流体通道140的方向（即，沿z-方向），但也可关于源流体通道140成任意角度（包括平直穿过）取向。含有靶组分的源流体经由一个以上入口端口142流入源通道140，并经由一个以上出口端口144从所述微流控装置100流出。
[0047] 虽然显示出收集通道150平行于源通道140延伸，在一些实施方式中，收集通道150可垂直于源通道140（或与源通道140成角度）延伸。它们可水平排列或垂直排列。
[0048] 如图2中所示，源流体通道140可沿中心主体110的长（例如，y-方向）延伸。所述源通道140的横截面可以是任何多边形、非多边形、圆形、或卵圆形。在一些实施方式中，所述源通道140的横截面可以是长方形。每个源流体通道140的横截面尺寸可被设计用来使靶组分更有效地暴露于磁场，并将被吸引的靶组分引导向转运通道160。在一个实施方式中，为使暴露于磁场的面积最大化，所述源流体通道140可具有扁平的（flattened）几何结构。此外，所述源流体通道140可被设计用来降低源流体经过所述源通道140时的流速，以使得磁性结合的靶组分迁移进入转运通道160的数量最大化。
[0049] 如图2中所示，中心主体110的表面114可包含一个以上收集流体通道150，所述收集流体通道150在一个以上入口152A和一个以上出口154A之间延伸。如图1中所示，所述一个以上入口152A可与入口端口152连通，所述入口端口152从层叠层130外表面132的孔152B延伸出。所述一个以上出口154A可与出口端口154连通，所述出口端口154从
层叠层130外表面132的孔154B延伸出。入口端口152和出口端口154虽然显示为垂直
于收集流体通道150的方向（即，沿z-方向），但也可以关于收集流体通道150成任意角度（包括平直穿过）取向。收集流体经由一个以上入口端口152流入收集通道150，并经由一个以上出口端口154从所述微流控装置100流出。
层叠层130外表面132的孔154B延伸出。入口端口152和出口端口154虽然显示为垂直
于收集流体通道150的方向（即，沿z-方向），但也可以关于收集流体通道150成任意角度（包括平直穿过）取向。收集流体经由一个以上入口端口152流入收集通道150，并经由一个以上出口端口154从所述微流控装置100流出。
[0050] 与源通道140类似，所述收集通道150的横截面可以是任何多边形、非多边形、圆形、或卵圆形。然而，需要理解的是，各源通道140和收集通道150的横截面是独立选择的。因此，所有源通道140和收集通道150的横截面可是相同的、全部不同的或者是相同或不同的任意组合。在一些实施方式中，收集通道150的横截面可以是长方形。
[0051] 如图2中所示，所述中心主体110可包含一个以上转运通道160，所述转运通道160将所述源通道140与所述收集通道150连接。虽然显示出所述转运通道160的取向为与所述源通道140和所述收集通道150大体上垂直，所述转运通道160可取关于所述源通道
140成一定范围内的角度（例如，1度至90度，其中，0度相当于源通道140中的流动方向，见图3）的方向。在一些实施方式中，所述转运通道160可取与所述收集通道150和所述源通道140大体上垂直的方向。这种垂直构造能够利用伯努利原理（Bernoulli principle）：相比于转运通道160中的流体，在收集通道150中流动的收集流体将具有较低的静压（static pressure），并使得转运通道160中的磁珠和结合的靶组分被拉入收集流体中。
140成一定范围内的角度（例如，1度至90度，其中，0度相当于源通道140中的流动方向，见图3）的方向。在一些实施方式中，所述转运通道160可取与所述收集通道150和所述源通道140大体上垂直的方向。这种垂直构造能够利用伯努利原理（Bernoulli principle）：相比于转运通道160中的流体，在收集通道150中流动的收集流体将具有较低的静压（static pressure），并使得转运通道160中的磁珠和结合的靶组分被拉入收集流体中。
[0052] 所述转运通道160的横截面可以是任何多边形、非多边形、圆形、或卵圆形。在一些实施方式中，所述转运通道的横截面可以是长方形。所述转运通道160用来运送来自于所述源通道140中的靶组分（例如，结合磁性颗粒的靶组分），以最终经由所述收集通道150将所述靶组分冲出微流控装置100。可通过施加驱动磁性颗粒进入所述转运通道160的外部磁力，将结合至所述磁性颗粒的靶组分与在所述源通道140中流动的源流体的剩余组分分离。虽然显示出所述转运通道160具有90度的转角（corner），也可使用其它转角角度或形状，例如大于90度或小于90度的角度或圆角。可根据需要对转运通道间的间距进行调节。例如，所述转运通道可间隔约10μm-约5mm。在一些实施方式中，所述转运通道可间隔约100μm-约500μm。
[0053] 可依据所希望的系统性能和效率来改变所述源流体通道140、收集流体通道150以及转运通道160的数量、尺寸、形状、取向和间距。
[0054] 所述源流体通道140和所述收集流体通道150可独立地具有约1mm-约10cm的长度、约0.1mm-约10mm的宽度和约0.1mm-约2mm的深度。在一些实施方式中，所述源通道
140和所述收集通道150具有相同的尺寸，即，相同的长度、宽度和深度。
140和所述收集通道150具有相同的尺寸，即，相同的长度、宽度和深度。
[0055] 在一个优选实施方式中，用于运送源流体的源通道140可以是2cm长、2mm宽、0.16mm高。
[0056] 在一些实施方式中，用于运送收集流体的收集通道150可以独立地为2cm长、2mm宽、0.16mm高。
[0057] 在一些实施方式中，所述转运通道160具有约1mm×200μm至约10mm×1mm的横截面尺寸。在一些实施方式中，所述转运通道160具有约100μm（厚）×100μm（宽）至约
1mm×400μm的横截面尺寸。
1mm×400μm的横截面尺寸。
[0058] 如图1中所示，可使中心主体110的外表面112和外表面114与层叠层120和层叠层130分别层合，以形成密封（sealed）且被包围（enclosed）的通道组，所述通道组允许流体在所述装置间行进而不会泄露等。所述层叠层120的表面（与所述中心主体110接触）可包含源流体通道140、入口142A或出口144A的部分，即，源流体通道140、入口142A或出口144A的一部分位于所述层叠层120中。或者，所述层叠层120不包含源流体通道140、入口142A或出口144A的部分，即，源流体通道140、入口142A或出口144A全部在所述中心主体中。
[0059] 同样地，所述层叠层130的表面（与中心主体110接触）可包含收集流体通道150、入口152A或出口154A的部分，即，收集流体通道150、入口152A或出口154A的一部分位于所述层叠层130中。或者，所述层叠层130不包含收集流体通道150、入口152A或出口154A的部分，即，收集流体通道150、入口152A或出口154A全部在所述中心主体中。
[0060] 同时，需要指出的是，一个以上的微通道组装体（assemblies）的配置以及整个装置可具有其它设计，而不应限于图中所示的设计。此外，虽然所述通道组装体中的通道可显示为具有圆形横截面，所述通道也可具有其它横截面形状，包括但不限于方形、矩形、卵圆形、多边形等，或者可用微加工技术制备出尺寸和形状沿其长度变化的通道。
[0061] 如图1和图2中所示，所述源流体通道140和收集流体通道150可从它们各自的入口端口分支出（branch out）独立的分支，并且所述源流体通道140和收集流体通道150的独立分支汇聚于它们各自的出口端口。虽然在图1和图2中示出了四个分支，可使用任何数量的分支，甚至是一个分支。例如，根据本发明，图3A说明了每个收集通道和源通道16个分支，图3B说明了每个收集通道和源通道32个分支。普通技术人员将认识到的是，可根据所希望的系统性能和效率，对分支的数量进行选择。
[0062] 所述源流体通道140和所述收集流体通道150可彼此相像（mirror each other），并具有相同或相似的分支构造。此外，所述源通道140的每个独立分支和所述收集通道150的相应分支可包含至少一个将它们连接起来的转运通道160。
[0063] 所述源通道140和所述收集通道150可大体上相互平行。所述源通道140和所述收集通道150间的间距可为约5μm-约10mm。在一些实施方式中，所述源通道140和所述收集通道150间的间距可为约10μm-约500μm。
[0064] 图4说明了本发明的微流控装置的横剖面视图。如图4中所示，源流体经由入口端口142进入源通道140，其中，所述源流体（由箭头所示）经由所述源通道140穿过所述装置100，并经由出口端口144流出所述装置100。
[0065] 所述源流体可以是含有靶组分99的源流体，所述靶组分99例如为病原体，包括细菌和酵母、癌细胞/肿瘤细胞，或所述靶组分99为期望靶组分，例如干细胞、胎儿细胞、细胞因子或抗体。在进入所述微流控装置100之前，可将这些靶组分99与磁性颗粒98进行混合，所述磁性颗粒98经调整（conditioned）或经修饰，以附着至预定的靶组分99。
[0066] 为了从流动的源流体中捕获所述靶组分99，可将一个以上磁源410（例如钕磁体）设置为与所述微流控装置100的收集通道150相邻。应该指出的是，可使用其它类型的磁体，因此并不限于钕。例如，所述磁体可由钐钴（Samarium Cobalt）、铁素体（Ferrite）、磁钢（Alnico）等制成，或者可利用内置或外置的电磁体来产生磁场梯度。如图4中所示，将所述磁体410在所述转运通道160上方垂直设置，以使得由所述磁体410施加的磁场梯度吸引磁珠98并引起所述磁珠98向所述磁体410移动。具体而言，由所述磁体410而来的磁场梯度引起所述源流体中磁性结合的靶组分99迁移穿过转运通道160，并进入收集通道
150。当收集流体冲过该处时，这些组分可被移除和收集。在本发明的一些实施方式中，所述磁性结合的靶组分99可迁移入并停留在所述转运通道160中，以通过冲洗操作（flushing operation）将所述靶组分99引入收集通道150。应该指出的是，虽然示出了所述源流体和所述收集流体在微流控装置100中以相同的方向进行流动，但所述源流体和收集流体在微流控装置100中也能够以相反的方向进行流动。
150。当收集流体冲过该处时，这些组分可被移除和收集。在本发明的一些实施方式中，所述磁性结合的靶组分99可迁移入并停留在所述转运通道160中，以通过冲洗操作（flushing operation）将所述靶组分99引入收集通道150。应该指出的是，虽然示出了所述源流体和所述收集流体在微流控装置100中以相同的方向进行流动，但所述源流体和收集流体在微流控装置100中也能够以相反的方向进行流动。
[0067] 如图4中所示，收集流体经由入口端口152进入收集流体通道150，并穿过所述收集流体通道150流向出口端口154。入口端口106A和106B可以是同一个入口端口，出口端口108A和108B可以是同一个出口端口。
[0068] 应该指出的是，所述收集通道150以及（理想地）端口152和154装满了（filled to capacity）所述收集流体。然而，在一些实施方式中，所述收集流体并不连续流过所述收集通道150，而是间断性地（intermittently）或基于一定周期地（存在所述收集流体流动的间隔以及所述收集流体静止或以较慢的速度流动的间隔）流经所述收集通道150。由于所述收集流体不是连续流动、而是允许在所述收集通道150中变得停滞（stagnant），进入所述转运通道的磁性结合的靶组分会在这些转运通道160中存留一段时间而不离开所述装置。
[0069] 一旦所述收集流体开始流动（在所述收集通道150中从停滞状态变为流动状态），所述转运通道160中留下的磁性结合的靶组分可被引入所述收集通道150，类似于从脾窦中带走废物的淋巴液周期性流动。相对于转运通道，收集通道中的流动收集流体可具有较低的静压，从而引起存在于转运通道中的磁珠和结合的靶组分流入收集流体流（collection fluid stream）。在“冲洗”操作期间，当所述收集流体流经所述收集通道150时，可造成这种预定的压力差或流动差异，其中，可对所述冲洗操作进行控制以获得所需的持续时间。通过对冲洗操作的持续时间进行控制，也可对转运入所述收集通道150中的源流体的量进行控制。
[0070] 所述微流控装置可包含整合于其中的一个以上光学传感器或阻抗微电子传感器，所述传感器对靶组分或病原体发展（buildup）进行检测。所述微流控装置可并入反馈回路（feedback loop），其中，传感器与控制器和/或一个以上泵通讯（communicate），以对所述收集流体的流动（例如，开始/停止持续时间、流速等）进行自动化控制。此外，可将一个以上在所述微流控装置外部的磁珠捕获器（trap）用于图1所示的系统中，以在将所述源流体返回至所述源或将其输入源流体收集器前，经由其它机制移除任何未被清除的残留颗粒。所述微流控装置可包含位于所述收集通道和/或源流体通道的入口和/或出口处的一个以上的阀。所述微流控装置可包含位于转运通道处的一个以上的阀，以对流入或流出所述转运通道的磁性结合的靶组分的流动进行控制。
[0071] 为提供高通量，可将两个以上微流控装置在复用系统（multiplexed system）中一起复用。例如，可将一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、十三个、十四个、十五个以上的微流控装置连接在一起。在所述复用系统中，可将所述微流控装置串行连接或并行连接在一起，以使净化效率或通量流速（throughput flow rate）最大化。
[0072] 对于并行连接，可将每个装置的源入口连接至相同的源流体源，并可将源出口连接至相同的源流体收集器。对于串行连接，可将一个微流控装置的源出口连接至第二装置的源入口。此外，可将复用系统中的微流控装置放置成使得两个微流控装置可共用磁源。
[0073] 在复用系统中，可使用垫片（spacer）将多个微流控装置连接在一起。垫片可由与所述微流控装置相同的材料制成。所述垫片可在各个微流控装置之间提供用于插入磁体的缝隙，并且可含有使各个微流控装置的源通道和收集通道端口互连的孔。当所述源流体是生物流体（例如血液）时，所述复用系统的末端微流控装置可包含具有标准血液和盐水（saline）连接件的粘合模块（bonded block）。可对所述复用系统进行清洗、灭菌并插入无菌包中，以在使用前立刻打开。为满足所需的源流体（例如，血液）、流动能力（flow capacity）和病原体分离效率，可对所述通道的几何结构、每一装置的通道数量以及每个复用系统中的装置数量进行优化。
[0074] 当所述源流体是血液时，所述微流控装置的源通道和收集通道分别类似于脾小动脉和脾小静脉，所述转运通道模仿脾血管血窦，其中，流动为间断式（episodic）并使调理化（opsonized）颗粒滞留；以及，载流通道模仿最终清除了调理化颗粒的淋巴液。图20示出了将多个微流控装置并行复用以制造具有高通量（>1.25L/hr）流动能力的仿生脾装置的图示。
[0075] 为进一步增加所述微流控装置的通量，所述微流控装置可包含设置在两个收集通道之间的源流体通道。可通过一个以上转运通道将所述源流体通道与所述两个收集通道中的每一个连接。例如，使用通道横截面为2×0.16mm的16通道PDMS微流控装置，由与单个收集流体通道对齐的单个源流体通道，利用上至80mL/hr的流速，可将超过95%的全部结合了珠的真菌病原体从全血中分离出。通过使横截面加倍为2×0.32mm，并使用两个收集通道（一个在所述源通道上方，一个在所述源通道下方），在最大流速为～1600mL/hr时可得到类似的清除效率。图19显示了如何由4层聚砜塑料层构建成微流控装置，所述聚砜塑料层包含设置于两个收集通道之间的源通道。流体（例如血液和盐水）在形成于“塑料层”之间的“流体层”中流动，所述“塑料层”具有在其表面上微铣削（micromilled）出的凹陷通道这一特征。血液-流体-通道（即，源通道）在塑料层2和塑料层3之间形成。在所述血液-流体层上方和下方，塑料层1和塑料层2以及塑料层3和塑料层4形成盐水-流体-层（即，收集通道）。
[0076] 为使血小板活化以及引发凝血的风险最小化，可对通道的形状进行精心选择以模仿活的高流动血管（例如，小动物的主动脉）的形状，并因此使剪切最小化。可经由对非牛顿流体动力学（non-Newtonina fluid dynamics）的计算机模拟（ANSYS的Fluent和CFX软件包），对通道的几何结构和流速进行优化，以使整个通道的剪切扰动最小化。可将血液和盐水间的多相模拟用于使混合、以及血液损失或稀释最小化。如果在肝素存在的情况下未修饰的加工表面诱导血液凝固，可对所述未修饰的加工表面进行物理或化学修饰（化学气相抛光、等离子处理、纳米图形化等），以提供防污表面（anti-fouling surface）。
[0077] 其它通道考虑事项包括磁场的迅速衰减到达（可限制通道深度）、随着宽度增加而降低的通道结构整体性、以及随着通道尺寸减小而增加的剪切力。
[0078] 合成表面的血液凝结在医学方面是由来已久且广泛存在的问题，其是通过蛋白吸收（促进血小板粘附和活化）以及凝血酶释放（激活纤维蛋白凝块形成）而在表面上起始的。因此，可对所述微流控装置的流体接触表面（例如，将所述装置与源或收集器连接的通道、管线或导管）进行涂覆或处理，以抵抗降解或促进流动和操作。例如，所述源流体通道、收集通道、转运通道的流体接触表面、或将上述通道连接至流体源的管线或导管可以是防污表面。
[0079] Wong等，Nature，2011，477：443-447（将其内容以引用的方式并入本文）描述了可用于本文所述的微流控装置的防污表面。如Wong等所述，防污表面可使用纳米结构（nano-structures）阵列或微米结构（micro-structures）阵列，所述纳米结构阵列或微结构阵列通过浸润低表面能、化学惰性的全氟化油（perfluorinated oil）层而分隔，该全氟化油层由表面结构的特征而维持在适当位置（图12）。
[0080] 由于多孔结构将低能量液体维持于适当位置，这样的组合可在所述表面上形成物理光滑的润滑膜。与细胞的脂质双层不同的是，这种薄润滑膜使表面不均一性最小化，减小了保持力（retention force）并增强了液体沿所述表面的移动性。因此，与所述表面的接触为最小的，液体保持高度移动性。所述润滑膜可通过液体吸液过程（imbibing process）而生成，所述液体吸液过程由例如在Wenzel,R.N.Ind.Eng.Chem.1936，28：988-994以及Courbin,L.等，Nature Materials，2007，6：661-664中描述的多孔材料所诱导。所述多孔材料的物理粗糙度不仅诱导润滑流体的润湿（wetting），其还可提供额外的表面积，以用于所述润滑流体对所述表面的粘附。
[0081] 在与新鲜的未肝素化人血接触时，该“类液体（liquid-like）”表面可极其有效地防止血小板粘附和纤维蛋白凝块形成。如图13A中所看到的，新鲜的未肝素化人全血（0.75mL）聚集成珠（beaded up）并滑出基底，所述基底由用全氟化油（Flluorinert FC-70，3M Corp.）浸渍的微结构化PTFE（特氟龙，孔径1μm）构成，而所述新鲜的未肝素化人全血迅速地凝固并粘附至作为对照的光滑PTFE以及玻璃。
[0082] 因此，由于没有其它人工表面能够在延长的时间内防止活化和血栓形成（thrombosis），这种性质首次在这类表面中出现。这些抗凝血表面提供了对血液成分粘附和凝块形成进行控制的新途径。此外，这些抗凝血表面可支持血液流经所述微流控装置而不产生凝血。因此，可减少向血液或微流控装置中添加抗凝血剂（anti-coagulant agents）的需要。所述“类液体”表面也称为光滑液体注入式多孔表面（SLIPS）。
[0083] 可将微模塑（micromolding）技术用于制造微米尺度的疏水性提高表面结构的阵列，例如，在聚合物（例如已经由FDA批准为血液相容性的特氟龙或聚砜）中图案化而成的柱（posts）和相交的壁（intersecting walls）。浸润液体可选自多种不同的液体，例如FDA批准的聚氟烷氧化物（polyfluoroalkoxy，PFA）。制备的抗凝血表面是光滑的，并且其能够排斥多种液体，包括血液。可将一系列具有不同特征尺寸（feature sizes）和孔隙率的表面结构用来对它们在如下方面的效率进行测定：限制所述浸润液体、或抵抗凝块和血液成分附着。可制造硅基底上的纳米结构化柱阵列，以利用半导体加工方法和技术的精度。可将所述柱阵列基底用作母模（masters），用于在FDA批准的材料（例如聚砜或PDMS）中制造复制品（replica）。特征尺寸可为几百纳米至微米（例如，100nm至1000nm），并具有约1:1至约10:1的纵横比（aspect ratio）。可使用电化学沉积在金属微流控装置的流体接触表面上原位生成多孔纳米纤维结构。具有多种形貌（morphologies）和孔隙率的生物相容性聚吡咯纳米结构的原位合成在本领域是已知的。参见例如美国临时专利申请号61/353,505（2010年7月19日提交）以及Kim,P.等，Nano Letters，待刊（in press）（2011）。
[0084] 可将这些结构用于对不同润滑液体的优化的润湿和粘附进行测定。可使用来自多氟化合物（polyfluorinated compound）家族中的多种不同的油。可基于其抗凝结性能、生理条件下的化学稳定性和从所述装置的表面浸出（leaching）的水平，对候选物进行选择。例如，可使用被批准用于生物医学应用中的化合物（例如，血液替代品、MRI造影剂等）。在一些实施方式中，可使用PFC全氟溴辛烷（Perflubron或Perfluorooctylbromide）（Alliance Pharmaceutical）。
[0085] 可使用表面表征技术（例如荧光和扫描电镜（SEM）），在暴露于血液后对所述表面进行分析，以寻找血小板或纤维蛋白粘附的证据。多氟化合物在多种溶剂中溶解性差，这给监测带来一定挑战。为克服这些挑战，所述分析可包括提取入氟化溶剂中的组合，随后进行19
色谱、质谱和 F-NNMR。
色谱、质谱和 F-NNMR。
[0086] 对这些表面在高血流下的效率和稳定性进行检测后，可对结构设计（即，柱间距、孔尺寸等）进行进一步优化，以使流体浸出的任何影响最小化。为获得可转化为与生物流体接触的非污染表面的长期性能的数据，可在高于体温的温度下进行一系列加速浸出检测。虽然据报道这些化合物多数是无毒的，但也可根据需要对所选的浸渍流体进行必要的毒理学筛选。
[0087] 在一些实施方式中，可对所述微流控装置的流体接触表面（例如，通道、管线或导管）进行抗凝血剂涂覆。示例性的抗凝血剂包括但不限于肝素、肝素替代品、水杨酸、D-苯丙氨酸-L-脯氨酸-L-精氨酸-氯甲酮盐酸盐（PPACK）、水蛭素（Hirudin）、（蛇毒， ）、组织型纤溶酶原激活剂（tPA）、尿激酶、链激酶、纤溶酶（plasmin）、prothrombopenic抗凝血剂、血小板磷酸二酯酶抑制剂、葡聚糖、凝血酶拮抗剂/抑制剂、乙二胺四乙酸（EDTA）、酸式柠檬酸盐葡萄糖（acid citrate dextrose，ACD）、柠檬酸钠、柠檬酸盐磷酸盐葡萄糖（citrate phosphate dextrose，CPD）、氟化钠、草酸钠、草酸钾、草酸锂、碘醋酸钠、碘醋酸锂，以及上述物质的混合物。
[0088] 适合的肝素型抗凝血剂包括天然、合成或生物合成来源的肝素或其活性片段及部分（fraction）。肝素和肝素替代品的实例包括但不限于肝素钙（heparin calcium）（例如肝素钙（calciparin））；低分子量肝素（例如依诺肝素（enoxaparin）和依诺肝素钠（lovenox））；肝素钠（例如肝素、lipo-hepin、liquaemin Sodium、以及panheprin）；肝素钠甲磺酸二氢麦角胺（heparin sodium dihydroergotamine mesylate）；肝素锂；以及肝素铵。
[0089] 适合的prothrombopenic抗凝血剂包括但不限于茴茚二酮（anisindione）、双香豆素（dicumarol）、华法林钠（warfarin sodium）等。
[0090] 适用用于本文所述方法的磷酸二酯酶抑制剂的实例包括但不限于阿那格雷（anagrelide）、双嘧达莫（dipyridamole）、已酮可可碱（pentoxifyllin）以及茶碱（theophylline）。
[0091] 适合的葡聚糖包括但不限于葡聚糖70（例如HYSKONTM（CooperSurgical,Inc.，Shelton，Conn，U.S.A.）和MACRODEXTM（Pharmalink,Inc.，Upplands Vasby,Sweden））以及葡聚糖75（例如GENTRANTM75（Baxter Healthcare Corporation））。
[0092] 适合的凝血酶拮抗剂包括但不限于水蛭素、比伐卢定（bivalirudin）、来匹卢定（lepirudin）、地西卢定（desirudin）、阿加曲班（argatroban）、美拉加群（melagatran）、希美加群（ximelagatran）和达比加群（dabigatran）。
[0093] 本文使用的抗凝血剂还包括Xa因子抑制剂、Ha因子抑制剂及它们的混合物。多种直接Xa因子抑制剂在本领域是已知的，包括如下文献中所述的直接Xa因子抑制剂：Hirsh和Weitz，Lancet，93:203-241（1999）；Nagahara等，Drugs of the Future，20：564-566，（1995）；Pinto 等，44:566-578，（2001）；Pruitt 等，Biorg.Med.Chem.Lett.，10:685-689，（1000）；Quan 等，J.Med.Chem.，42:2752-2759,（1999）；Sato 等，Eur.J.Pharmacol，347:231-236，（1998）；Wong等，J.Pharmacol.Exp.Therapy，292:351-357，（1000）。示例性的Xa因子抑制剂包括但不限于：DX-9065a、RPR-120844、BX-807834和SEL系列Xa因子抑制剂。DX-9065a是合成的、非肽类、丙酸衍生的571D选择性Xa因子抑制剂。它以竞争性方式直接抑制Xa因子，具有在纳摩尔量级的抑制常数。参见例如Herbert等，J.Pharmacol.Exp.Ther.276:1030-1038（1996）以及Nagahara等，Eur.J.Med.Chem.30（增刊）:140s-143s（1995）。作为非肽类的合成Xa因子抑制剂，RPR-120844（Rhone-Poulenc Rorer）是包含
3-(S)-氨基-2-吡咯烷酮作为核心模板的系列新抑制剂之一。SEL系列的新Xa因子抑制
剂（SEL1915、SEL-2219、SEL-2489、SEL-2711：Selectide）是通过组合化学生产的以L-氨基酸为基础的五肽。它们都对Xa因子具有高选择性，并在pM范围内具有效力。
3-(S)-氨基-2-吡咯烷酮作为核心模板的系列新抑制剂之一。SEL系列的新Xa因子抑制
剂（SEL1915、SEL-2219、SEL-2489、SEL-2711：Selectide）是通过组合化学生产的以L-氨基酸为基础的五肽。它们都对Xa因子具有高选择性，并在pM范围内具有效力。
[0094] Ha因子抑制剂包括DUP714、水蛭肽（hirulog）、水蛭素、美拉加群及上述物质的组合物。美拉加群，如在Hirsh和Weitz，Lancet，93:203-241（1999）以及Fareed等，Current Opinion in Cardiovascular，pulmonary and renal investigational drugs，1:40-55,（1999）中所述的前药希美加群的活性形式。
[0095] 可将永磁体或电磁体用于产生指向所述源通道的磁场梯度，由此，强磁场梯度引导磁性结合的靶组分（例如细胞、分子和/或病原体）从所述源流体迁移出并进入所述转运通道，任选进入所述收集通道。电磁体以及用于磁场梯度成形（shaping）和/或集中的相关板（plate）的实例在已公布的美国专利申请No.2009-中公开，例如可将钕磁体设置为与所述微流控装置100的收集通道150相邻。应该指出的是，可使用其它类型的磁体，因此不限于钕。
[0096] 可构建确保将磁珠从源流体中完全移除的磁场梯度配置。可通过模拟对任意磁场和流体流中珠的轨迹（trajectory）进行预测，这可使得能够找到合适的装置配置。例如，图11示出了磁通集中器的计算机模拟与实际磁场的实验测量值的比较结果，所述磁通集中器被设计用于收集本文所述的微流控装置中的磁珠。可以看到，模拟结果与实际数据吻合。因此，可将模拟用于寻找装置配置以优化分离效率。
[0097] 发明人还发现，可通过修饰磁源的几何结构来对所述磁场梯度进行改善。如图5A-图5C中所示，相比于使用相邻于所述收集通道的单个磁体的情况，将一定数量的较小
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磁体沿收集通道设置可使磁通密度梯度增加约10 倍。因此，在一些实施方式中，可以将两个以上（例如，两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、十三个、十四个、十五个以上）磁体设置为与所述收集通道相邻。例如，可将收集通道再分成（subdivided）两个以上（例如，两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、十三个、十四个、十五个以上）的相邻部分，并且每个部分提供有其各自的磁源。
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磁体沿收集通道设置可使磁通密度梯度增加约10 倍。因此，在一些实施方式中，可以将两个以上（例如，两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、十三个、十四个、十五个以上）磁体设置为与所述收集通道相邻。例如，可将收集通道再分成（subdivided）两个以上（例如，两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、十三个、十四个、十五个以上）的相邻部分，并且每个部分提供有其各自的磁源。
[0098] 与所述收集通道相邻的磁体可以是两个以上（例如，两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、十三个、十四个、十五个以上）磁体的堆叠体（stack）。因此，在一些实施方式中，可将两个以上（例如，两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、十三个、十四个、十五个以上）磁体设置为与收集通道相邻，其中，至少一个（例如，一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、十三个、十四个、十五个以上，包括所有）所述磁体是两个以上（例如，两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、十三个、十四个、十五个以上）磁体的堆叠体。
[0099] 在一些实施方式中，所述磁源可以是单个磁体。在一些实施方式中，所述磁源可以是堆叠在一起的多个磁体。例如，所述磁源可以是尺寸为4〞×1〞×1/8〞的单个NdFeB N42磁体。在一些实施方式中，所述磁源可以是堆叠在一起的两个以上NdFeB N42磁体，例如，尺寸为2〞×1/4〞×1/8〞且沿厚度方向磁化（magnetized through thickness）的NdFeBN42磁体。
[0100] 在一些实施方式中，所述磁源可以是由1500匝（turn）、47个螺线管和C形钢芯构建的电磁体，但也可使用其它磁体设计。所述磁场集中器（也由高磁导率钢加工而成）可具有两个以上间距为3mm的独立脊（ridge）（1×1×20mm；w×h×l），并可附着至所述磁体的顶侧。所述脊的顶面和所述磁体相对面间的总气隙（air gap）可为5.7mm。可使用特斯拉计（Teslameter，F.W.Bell5080）对所述集中器的电磁场强度进行测量，并可通过对垂直于脊表面0.25mm处的场强变化进行测量，来对场梯度进行定量。
[0101] 单独的磁场梯度集中器层可与表面脊（surface ridges）（分布于各通道整个长度正上方）一起使用，以对施加于所述源通道的磁场梯度进行成形和/或集中。由于这种磁场集中器并不置于所述装置主体内，因此可将多个通道在单个装置主体内密集排列以增加通量。在一些实施方式中，还可通过将多个装置垂直堆叠来获得进一步的复用，其间插入有多个磁场梯度集中器，所述多磁场梯度集中器置于单个电磁体外壳（housing）内的每个微流控装置主体间。
[0102] 所述收集流体延所述收集通道的周期性流动可使得所述转运通道中的磁性结合的靶组分流入所述收集流体，借此，然后可通过将靶细胞从所述装置中冲出而将所述靶细胞移除并收集。复用可通过如下方式获得：增加每个装置中通道的数量，以及将多个装置以并行构造和/或串行构造进行堆叠。
[0103] 取决于流体和装置特性，所述源流体和收集流体能够以约1mL/hr至约2000mL/hr的速度流经微流控装置。同样地，所述收集流体也能够以约1mL/hr至约2000mL/hr的速度流经微流控装置。
[0104] 在一些实施方式中，所述源流体能够以约5mL/hr至约1000mL/hr的速度流经微流控装置。
[0105] 在一些实施方式中，所述源流体能够以与受试者的静脉血流速大体上类似的流速流动。
[0106] 当所述源流体是血液时，所述微流控装置通过包含防污表面，能够支持血液以100mL/hr流动至少2小时，而不发生血小板活化或凝结。在一些实施方式中，微流控装置能够支持血液以500mL/hr流动至少8小时，而不发生血小板活化或凝结。在一些实施方式中，微流控装置能够支持血液以1000mL/hr流动至少12小时。在一些实施方式中，微流控装置能够支持血液以1250mL/hr流动至少24小时。在一些实施方式中，所述微流控装置能够支持血液以1500mL/hr流动至少24小时。
[0107] 可通过将两个以上微流控装置并行连接来获得高流速。例如，超过800mL/hr的流速可通过将两个微流控装置并行连接而获得。1250mL/hr的流速可通过将3个以上微流控装置并行连接而获得。这些估计是基于具有2mm×0.16mm的横截面的通道。可通过小动物搏动式血泵（Ismatech）对生理相关的血液流动进行评价，所述小动物搏动式血泵在Wyss Institute可获得并且能够提供上至1.2L/hr的流动（也可获得用于较大动物的较大流速模型）。例如，血液可以5mL/hr至30mL/h的流速流经连接至大鼠脓毒症模型（300g的Wistar雄性大鼠）的DLT装置。对于较高等的哺乳动物（例如人），可使用流速为500mL/hr至2000mL/hr的连续静脉-静脉回路（continuous veno-venous circuits）。当与使用动静脉瘘（arterivenous fistula）的透析类流动回路连接使用时，可得到超过1L/hr的流速。
可根据动物的股静脉/股动脉中的生理耐受血流来确定优化的流速。
可根据动物的股静脉/股动脉中的生理耐受血流来确定优化的流速。
[0108] 本文所述的装置可由生物相容性材料制备而成。本文使用的术语“生物相容性材料”是指符合以下条件的任何聚合材料：所述聚合材料当被植入受试者的生物组织或放置为与受试者的生物组织相邻时，随着时间不会有可察觉的恶化、且不引起明显的免疫应答或有害组织反应（例如，毒性反应或明显刺激），或者当将其与血液接触时，不会引起血液凝结或凝固。适合的生物相容性材料包括下列聚合物的衍生物和共聚物：聚酰亚胺、聚(乙二醇)、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺、以及聚乙烯胺、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯和聚苯乙烯。装置可由一种类型的材料或多种不同类型材料的组合制备而成。
[0109] 在一些实施方式中，所述装置由选自于由下列材料所组成的组中的材料制备而成：铝、聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯（polyurethane）、聚氯乙烯、聚苯乙烯聚砜、聚碳酸酯、聚甲基戊烯（polymethylpentene）、聚丙烯、聚偏氟乙烯（polyvinylidine fluoride）、多晶硅（polysilicon）、聚四氟乙烯、聚砜、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚丙烯腈、聚丁二烯、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)、聚(醚砜)、聚(醚醚酮)、聚(乙二醇)、苯乙烯-丙烯腈树脂、聚(对苯二甲酸丙二醇酯)
（poly(trimethylene terephthalate)）、聚乙烯醇缩丁醛、聚偏二氟乙烯、聚(乙烯基吡咯烷酮)，以及上述材料的任意组合。
（poly(trimethylene terephthalate)）、聚乙烯醇缩丁醛、聚偏二氟乙烯、聚(乙烯基吡咯烷酮)，以及上述材料的任意组合。
[0110] 在一些实施方式中，所述装置可由与系统中使用的流体相容的材料制备。虽然本文所述的塑料可与多种流体一起使用，当使用强酸性流体或强碱性流体时，一些材料可能会分解，以及大家都知道，将靶组分从源流体中移除可改变所述源流体的组分和特征。在这些实施方式中，可使用非磁性金属或其它材料，例如不锈钢、钛、铂、合金、陶瓷和玻璃。
[0111] 在一些实施方式中，所述装置可由铝制备。
[0112] 在一些实施方式中，所述装置可由FDA批准的材料制备。
[0113] 在一些实施方式中，可合意地在所述源通道、转运通道和收集通道中使用不同的材料。
[0114] 可使用热塑性血液相容性材料（例如FDA批准的聚砜聚合物），所述热塑性血液相容性材料增加了所述微流控装置的刚度，使其更易于复用和大量生产。可用具有1μm分辨率的5轴Microlution5100-S微细铣削机（micromilling machine）在热塑性板中形成源通道、收集通道和转运通道。或者，可使用大规模复制技术，例如热压印（hot embossing）或注射成型（injection molding）。
[0115] 可通过将两个以上单独的微模塑的生物相容性材料层粘合来制备所述微流控装置。例如，可首先制备包含源流体通道和收集流体通道的中心主体。然后，可将适当的层叠层粘合至所制备的中心主体。
[0116] 单独的层可由相同的材料或不同的材料制备而成。例如，所述装置的一个以上的层叠层可为与所述装置的中心主体所使用的材料不同的材料。例如，与磁源接触或临近的所述装置的层叠层可由与所述装置其余部分的材料不同的材料制成。这样的层可以是薄聚合物膜。这可以减小磁源和源通道之间的距离（结合磁珠的靶组分在此流动）。在一些实施方式中，所述层叠层可以由下列材料制成：聚丙烯、聚酯、聚氨酯、双向拉伸聚丙烯（bi-axially oriented polypropylene，BOPP）、丙烯酯（acryl），或上述材料的任意组合。
[0117] 所述层叠层可以是任何厚度。然而，本发明人发现，较薄的层叠层允许更好的分离效率。因此，在一些实施方式中，所述层叠层的厚度可为约0.01mm至约10mm。在一个实施方式中，所述层叠层的厚度为约0.1mm。
[0118] 利用在需要耐受高温和机械应力的极端条件下操作的一连串物理化学过程来对用于获得抗凝血SLIP表面的微流控装置进行处理。因此，微流控装置可由能够经受得住在制备SLIP表面中所使用的极端条件的材料制成。因此，在一些实施方式中，所述微流控装置的中心主体可由铝制备。中心主体使用铝允许在所述微流控装置通道上制备SLIPS表面中存在更多选择。铝提供了容易的制备，并提供了耐受多种表面修饰过程（包括化学气相沉积、化学清洗过程、高温下的聚合物沉积）的能力。图6显示了由铝制备的中心主体。
[0119] 图7说明了包含本文所述的微流控装置702的整体系统的框图。特别地，所述系统700可包含一个以上微流控装置702。应该指出的是，虽然图7中仅示出了一个装置702，可将不止一个装置702用作系统的一部分，其中，可将多个微流控装置702以串行和/或并行的方式彼此连接。或者，可在系统中应用多个微流控装置702，从而可将每个微流控装置702分别地或单独地（separately or individually）连接在一个以上流体源704和一个以上流体收集器708之间。
[0120] 图7中的系统可包含一个以上源流体源704，并可被配置为将源流体泵入所述微流控装置702。所述流体源704可以是人或动物，其中，血液和/或其它生物流体直接取自所述人或动物。所述流体源704也可以是非生物流体源，例如受污染的水源、液化食物源或能够由去除微粒或组分而得益的任何流体（液体或气体）。这可包括例如，从水中去除污染物、清除基于石油的润滑剂以及去除来自燃烧废气中的颗粒物排放。
[0121] 在一些实施方式中，可将混合组件709（例如，低剪切混合器或磁力搅拌器）用于将磁性颗粒在进入微流控装置702前注入并与源流体混合。例如，可将低剪切混合器用于将磁性颗粒与源流体混合。一次性的连续式混合器（in-line mixer）可从OMEGA Engineering Inc.，CT（cat#FMX8213和FMX8214）获得，所述连续式混合器包含一系列在聚合物管线中的具有螺旋折流板（spiral baffles）的混合元件。
[0122] 在一些实施方式中，所述混合器是螺旋连续式混合器。在一些实施方式中，所述混合器是注射混合器（图8A）。在泵入期间，所述注射混合器可加速磁性颗粒与全血中靶组分（例如，病原体）的结合，从而在<5分钟内，获得颗粒与病原体的90%结合，而不引起凝固（图8B）。结果，使用涂覆有病原体特异性抗体的磁珠，可获得对全血中病原体的如下清除效率：
流速超过35mL/hr时接近95%，流速大于70mL/hr时将近80%。相比于抗体涂覆的珠，当结合至真菌或大肠杆菌时，由于磁性的MBL-调理素结合了较多的病原体并形成了较大的磁珠-细胞簇，因此在流速升至80mL/hr时，可获得接近100%的甚至更高的病原体清除效率（图9A-图9D）。
流速超过35mL/hr时接近95%，流速大于70mL/hr时将近80%。相比于抗体涂覆的珠，当结合至真菌或大肠杆菌时，由于磁性的MBL-调理素结合了较多的病原体并形成了较大的磁珠-细胞簇，因此在流速升至80mL/hr时，可获得接近100%的甚至更高的病原体清除效率（图9A-图9D）。
[0123] 为实现源流体（例如血液）中珠与靶组分（例如病原体）的有效结合，同时维持高流速的连续性源流体流动，可将两个以上注射混合器与止回阀（check-valves）连接，并可将它们安装在单个往复式注射泵（reciprocating syringe pump）上。第一注射器将珠与血液混合时，第二注射器则分配（dispensing）上个混合批次，所述循环连续重复。例如，如果所需流速是100mL/hr（=1.67mL/min）且混合时间是10分钟，那么可将每个注射器设置为在每个循环抽出16.7mL血液。一个优点是，可在所述注射混合器内对流速和孵育时间分别进行调节，并且每个往复式注射泵可处理多达4×60mL注射器（每个10分钟循环的容量为240mL）。用并行相连的多个设置，可产生1440mL/hr的连续流速。此外，在调理素涂覆的珠被磁收集后，可重复使用所述调理素涂覆的珠，以使得可将它们循环使用，从而在单个装置中提供连续的病原体捕获能力。为实现这一点，可使用工程化的MBL，或者使用穿过2μm径迹蚀刻（track-etched）膜的流过滤（flow filtration），从而可将未结合的磁性颗粒从病原体结合的磁性颗粒中收集出；通过这一尺寸的孔的未结合的珠可进行再利用。
[0124] 可以优化的流速将磁性颗粒连续灌注入所述混合器709。在这一阶段，所述磁性颗粒将选择性地结合至源流体中的靶组分，并将磁迁移性仅赋予这些靶组分。当所述源流体从所述混合器709流入所述微流控装置702时，所述微流控通道的低纵横比有效地使所述源流体的几何结构变平，从而使暴露于磁场梯度的面积最大化，同时使磁性结合的病原体在去往收集通道的途中行进到达转运通道的距离最小化。可在转运通道和源流体通道中预先注满收集流体（例如盐水，然而也可使用其它相容性流体，例如本文所述的收集流体）。
[0125] 如图7所示，可将一个以上泵706连接至微流控装置702，以使得流体流经所述微流控装置702。应该指出的是，虽然显示出所述泵706位于所述微流控装置702的下游，可使泵706额外地/可替代地位于所述微流控装置702的上游。在一个实施方式中，可将所述泵706连接至一个以上源流体收集器708，一些或全部的排出流体被收集并储存于所述源流体收集器708中。
[0126] 在源流体为生物流体的一个实施方式中，流过所述微流控装置702的生物流体可回到从其中取出所述生物流体的人或动物。额外地或可替代地，可将所述泵706连接至流体源704（通过线705），由此所述排出流体可循环回到所述流体源704以由微流控装置702进行处理。所述泵706可以是电的、自动化控制的泵或人工操作的泵。或者，可在存在或不存在泵的情况下，将所述流体源抬高以采用重力来使所述源流体穿过微流控装置702。所述微流控系统700可包含一个以上流动阀703、707，所述流动阀703、707连接在所述微流控装置702的入口和/或出口，以允许所述源流体的流动被停止，例如，在收集流体流经所述收集通道的期间。
[0127] 如图7所示，可将一个以上气泡捕获器726连接至所述微流控装置702，以使得流体线路中的任何气泡得以从流经所述微流控装置702的流体中被捕获或被移除。应该指出的是，虽然显示了所述捕获器726位于所述微流控装置702的下游，但可使捕获器726额外地/可替代地位于所述微流控装置702的上游。在一个实施方式中，可将所述捕获器726连接至源流体收集器708，一些或全部的排出流体被收集并储存于所述源流体收集器708中。
[0128] 在一个实施方式中，还可将所述微流控装置702连接至一个以上收集流体源710，所述收集流体源710将收集流体提供至所述微流控装置702。在一个实施方式中，可将一个以上泵712连接至所述收集流体源710，以将收集流体提供给所述微流控装置702。应该指出的是，如图7所示，与泵706一样，可使一个以上泵712额外地/可替代地位于所述微流控装置702的下游，而非上游。应该指出的是，所述泵712是任选的，可将注射器或其它合适的装置（或重力）用于驱动收集流体穿过所述微流控装置702到达收集流体收集器714或者连续式分析或检测装置。
[0129] 在一个实施方式中，可将所述微流控装置702连接至收集流体收集器714，由此使排出的收集流体被储存在所述收集器714中。额外地或可替代地，可将所述收集器714连接至所述收集流体源710（通过线715），由此可使排出的收集流体回到所述收集流体源710，以被再循环经过所述微流控装置702。在使所述收集流体回到所述收集流体源710之前，可例如通过过滤或使用磁分离技术，对所述收集流体进行处理以移除磁性结合的靶组分。
[0130] 如图7所示，可将一个以上磁源716设置在所述微流控装置702的近侧。如本文所讨论的，所述磁源716有助于移除附着至源流体中的靶组分的磁性颗粒。
[0131] 所述系统700还可包含一个以上控制器718，所述控制器718连结至系统中的一个以上组件。所述控制器718优选包含一个以上处理器720和一个以上本地/远程存储器722。可将显示器724连结至所述控制器718，以提供用户界面来对系统的操作进行控制，并实时向用户显示结果数据、操作数据和/或性能数据。可将所述控制器718任选地连接至泵
706和/或泵712，从而单独地或共同地对这些组件的操作参数进行控制，例如流速和/或起始和终止进入或流出所述微流控装置702的流体各自的流动。任选地，可将所述控制器
718连接至流体源704、710，阀703、707，混合组件709和/或收集器708、714，以在系统内以受控的方式对这些组件中的阀进行操作和/或选择性地对各自的流体或磁珠进行分配。
任选地，为对所述微流控装置702的性能进行控制，可将所述控制器718连接至一个以上磁源716，从而对提供给所述磁源716的功率、电压和/或电流选择性地进行控制，以对磁场梯度进行控制和调整。所述控制器718也能够在关于所述微流控装置702的期望距离处对磁场梯度的力水平选择性地进行设置和控制，从而对施加于所述微流控装置702的通道的磁场梯度选择性地进行控制。虽然并未示出，可将所述控制器718连接至所述微流控装置
702中的多个传感器和/或所述系统700中的其它组件，以对在所述系统700中行进的流体和/或靶组分的行为和相互作用进行监测和分析。所述控制器718可以是个人计算机，所述个人计算机包含与泵、阀和传感器连接的对所述系统700的操作进行控制的软件和硬件界面。或者，控制器718可以是专用的微控制器，所述微控制器是用专用软件专门设计或编程的，以为泵、阀和传感器建立接口，从而对所述系统700进行控制。应该指出的是，图7中所示的系统是示例性的，还应该指出的是，在不背离本文的发明概念的情况下，可应用额外的组件、其它组件或较少的组件。
706和/或泵712，从而单独地或共同地对这些组件的操作参数进行控制，例如流速和/或起始和终止进入或流出所述微流控装置702的流体各自的流动。任选地，可将所述控制器
718连接至流体源704、710，阀703、707，混合组件709和/或收集器708、714，以在系统内以受控的方式对这些组件中的阀进行操作和/或选择性地对各自的流体或磁珠进行分配。
任选地，为对所述微流控装置702的性能进行控制，可将所述控制器718连接至一个以上磁源716，从而对提供给所述磁源716的功率、电压和/或电流选择性地进行控制，以对磁场梯度进行控制和调整。所述控制器718也能够在关于所述微流控装置702的期望距离处对磁场梯度的力水平选择性地进行设置和控制，从而对施加于所述微流控装置702的通道的磁场梯度选择性地进行控制。虽然并未示出，可将所述控制器718连接至所述微流控装置
702中的多个传感器和/或所述系统700中的其它组件，以对在所述系统700中行进的流体和/或靶组分的行为和相互作用进行监测和分析。所述控制器718可以是个人计算机，所述个人计算机包含与泵、阀和传感器连接的对所述系统700的操作进行控制的软件和硬件界面。或者，控制器718可以是专用的微控制器，所述微控制器是用专用软件专门设计或编程的，以为泵、阀和传感器建立接口，从而对所述系统700进行控制。应该指出的是，图7中所示的系统是示例性的，还应该指出的是，在不背离本文的发明概念的情况下，可应用额外的组件、其它组件或较少的组件。
[0132] 在一些实施方式中，为确定该如何控制收集通道150中的流动来移除累积的靶组分，所述系统700可包含传感器，所述传感器对靶组分经过转运通道714进入所述收集通道150的迁移进行监测。所述传感器可以是一个以上光学传感器，所述光学传感器根据所述靶组分对经由转运通道或收集通道投射到传感器上的光的阻挡情况，来对所述靶组分的累积进行检测，或者对由所述靶组分反射的光进行检测。光学探测器可以是简单的光电二极管或更复杂的成像装置，例如基于CCD的相机。当所述传感器探测到在转运通道或收集通道中已累积了预定量的靶组分时，从所述传感器到控制器的信号可使得所述控制器改变（例如增加）收集通道中的流动，或开始冲洗操作。同时，所述控制器可以使泵706停止和/或对阀703、707进行操作，来停止或减少源流体经由源通道140的流动。
[0133] 本文所述的微流控装置和系统显示出设计和制备的简便性、很高的流动通量、较高的分离效率和最小化的血液改变（例如凝块、损失和稀释）。这种简单设计还避免了对如下方面的需要：两种流体的复杂控制和相邻层流（adjacent laminar flow streams）之间的稳定边界的维持，并简化了复用。它将可能会更便宜，且更易于制造和组装，而且表现出类似或增强的整合至现有血液过滤生物医学装置（例如连续性肾脏替代治疗（CRRT）、体外膜氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）和连续静脉-静脉血液滤过（CVVH）所用的血液过滤生物医学装置）的能力。
[0134] 可将微流控装置702和磁铁716置于外壳（例如，装置外壳）中。可将所述装置外壳用于连接和物理组装多个微流控装置和磁源。所述外壳可具有可扩展的装配，所述可扩展的装配能够容纳一组以上（例如，一组、两组、三组、四组、五组、六组、七组、八组、九组、十组、十一组、十二组、十三组、十四组、十五组以上）微流控装置和磁源。例如，可将具有交替极（alternating poles）的单个永磁体（例如NIB磁体）固定在所述外壳中，以使得所述磁体的一部分仍处于暴露状态，像吸热器（heat sink）中的散热片。可使所述磁散热片适当地隔开，以安装在复用的微流控装置间，并使得两侧的结合磁性颗粒的靶组分都能分离。
[0135] 所述外壳可由任何非磁性材料制成。例如，外壳可由铝、塑料、塑料（例如Darlin塑料）等制成。图10A和图10B显示了基座的图示。
[0136] 本文使用的术语“源流体”是指含有靶组分的任何可流动的物质。不希望被理论所束缚，所述源流体可以是液体（例如水性的或非水性的）、超临界流体、气体、溶液、悬浮液等。
[0137] 在一些实施方式中，所述源流体是生物流体。术语“生物流体（biological fluid/biofluid）”在本文中可互换使用，是指生物来源的水性流体，包括溶液、悬浮液、分散体和凝胶，因此可以含有或可以不含有不溶性颗粒物。示例性生物流体包括但不限于，血液（包括全血、血浆、脐带血和血清）、哺乳期产品（lactation products）（例如乳汁）、羊水、腹腔液、痰（sputum）、唾液、尿、精液、脑脊液、支气管吸出液（bronchial aspirate）、汗（perspiration）、粘液、液化粪便、滑液、淋巴液、泪液、气管吸出液，以及上述物质的部分（fraction）。
[0138] 另一生物流体组的实例是细胞培养流体，包括通过例如单细胞有机体或多细胞有机体（包括原核生物（例如细菌）和真核生物（例如动物细胞、植物细胞、酵母、真菌））的培养或发酵获得的细胞培养流体，以及上述细胞培养流体的部分。
[0139] 另一生物流体组的实例是细胞裂解物流体（cell lysate fluids）（包括其部分）。例如，可将细胞（例如血红细胞、白细胞、培养的细胞）收获并裂解以得到细胞裂解物（即，生物流体），借助本发明，可以从所述细胞裂解物分离出感兴趣的分子（例如，血红蛋白、干扰素、T细胞生长因子、白细胞介素）。
[0140] 另一生物流体组的实例是培养介质流体（包括其部分）。例如，可收集含有生物产物（例如，由其中培养的细胞所分泌的蛋白）的培养介质，并借助本发明从其中分离感兴趣的分子。
[0141] 在一些实施方式中，所述源流体是非生物流体。本文使用的术语“非生物流体”是指不是生物流体（如本文所定义的术语）的任何水性的、非水性的或气体样品。示例性的非生物流体包括但不限于，水、咸水（saltwater）、卤水（brine）、有机溶剂如醇（例如，甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇等）、盐水溶液（saline solution）、糖溶液、碳水化合物溶液、脂质溶液、核酸溶液、烃类（例如液态烃）、酸、汽油、石油、液化样品（例如，液化食品）、气体（例如，氧气、CO2、空气、氮气或非活性气体），以及上述物质的混合物。
[0142] 在一些实施方式中，所述源流体是实验室或临床设置中使用的例如用于生物医学应用或分子生物学应用的介质或试剂溶液。本文使用的术语“介质（media）”是指含有维持细胞生存力并支持增殖的营养，用于维持组织或细胞群，或用于培养细胞群（例如“培养基”）的介质。细胞培养基可以适合的组合含有下述任意物质：盐、缓冲液、氨基酸、葡萄糖或其它糖类、抗生素、血清或血清替代品、及其它组分（例如，肽类生长因子）等。通常用于特定细胞类型的细胞培养基是本领域技术人员所已知的。所述介质可包括已加入细胞的介质，即，从正在进行的细胞培养实验中获得的介质；或者，在其它实施方式中，所述介质可为加入细胞前的介质。
[0143] 本文使用的术语“试剂”是指用于生物医学和分子生物学应用的实验室设置或临床设置中所用的任何溶液。试剂包括但不限于，盐水溶液、PBS溶液、缓冲液（例如磷酸缓冲液、EDTA、Tris溶液等）。可将试剂溶液用于制备其它试剂溶液。例如，可将Tris溶液和EDTA溶液以特定比例混合，从而制成用于分子生物学应用中的“TE”试剂。
[0144] 所述源流体可以任何所需要的流速流经微通道。例如，所述源流体可以1mL/hr至2000mL/hr的流速流经源通道。
[0145] 本文使用的术语“收集流体”是指可用于收集靶组分-磁性颗粒复合物的任何可流动的物质。与源流体类似，收集流体也可以是液体（例如，水性的或非水性的）、超临界流体、气体、悬浮液等。
[0146] 收集流体的选择取决于特定应用和源流体。通常，选择收集流体使得其与所述源流体和/或所述靶组分-磁性颗粒复合物相容。本文使用的与源流体相容是指收集流体具有类似于源流体的如下特性：密度、Cp、焓、内能、粘度、焦耳-汤姆逊系数（Joule-Thomson coefficient）、比容、Cv、熵、热导率、等渗性和/或表面张力。在一些实施方式中，收集流体与源流体是可混溶（miscible）的。在另一些实施方式中，收集流体与源流体是不可混溶的。
[0147] 根据本发明，所述收集流体可以是与源流体和净化过程相容的流体。因此，所述收集流体可以是当在其中混合时不会污染源流体的任何流体。在一些实施方式中，所述收集流体可以为与源流体相同或类似的组成。例如，当所述源流体是生物流体时，相容的收集流体例如为等渗盐水溶液、含有血清（例如胎牛血清）的盐水溶液、生理盐溶液（physiological salt solution）、缓冲液、细胞培养基等。通常，所述收集流体与生物流体相比应为等渗的，从而使扩散传质和对细胞的渗透伤害最小化。虽然就适合操作而言，收集流体不需要与源流体的粘度相匹配，但类似的粘度可使剪切混合最小化。当所述源流体是生物流体时，所述收集流体通常为非毒性流体。特别是对于涉及人类患者的治疗应用，生物相容性溶液或可注射的溶液是期望的。在一些实施方式中，所述收集流体是生物流体、生物相容性流体或生物流体替代品。
[0148] 本文使用的术语“生物相容性流体”是指适于注入受试者体内的任何流体，所述生物相容性流体包括生理盐水（normal saline）及其低浓度的衍生物、乳酸林格液（Ringer′s lactate）、高渗晶体溶液（hypertonic crystalloid solutions）；血液及血液的部分（包括血浆、血小板、白蛋白和冷沉淀物（cryoprecipitate））；血液替代品（包括羟乙基淀粉、聚合血红蛋白、全氟化碳）；LIPOSYN（用于静脉营养法的脂质乳剂）；用盐水或灭菌水复原（reconstituted）的血液或血清成分，以及上述物质的组合。
[0149] 在一些实施方式中，所述收集流体包括选自于由如下流体所组成的组中的一种以上流体：生物流体、生理上可接受的流体（physiologically acceptable fluids）、生物相容性流体、水、有机溶剂例如醇（例如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇等）、盐水溶液（例如等渗盐水溶液）、糖溶液、烃类（例如液态烃）、酸，以及上述物质的混合物。在一些实施方式中，所述收集流体是不含靶组分的源流体。在一些实施方式中，所述收集流体是气体，例如氧气、CO2、空气、氮气或非活性气体。
[0150] 在一些实施方式中，所述收集流体是盐水或由盐水形成。
[0151] 相比于源流体，所述收集流体可以相同或不同的流速流动。例如，所述收集流体可以1mL/hr至1000L/hr的速度流经收集通道150。此外，可对施加给微流控装置100中的收集流体的压力进行控制，以防止源流体的混合或损失。例如，为防止所述收集流体进入转运通道160并与源流体混合，可将所述收集流体维持在低于所述源流体的压力。或者，可将与源流体相容的收集流体维持在高于所述源流体的压力，以允许一些收集流体进入转运通道160，从而防止所述源流体进入收集通道150并损失。在一个实施方式中以及如下文进一步所述，所述收集流体的流动可在流动和停滞或接近停滞之间循环。例如，所述收集流体可为静止或停滞，并在足以使靶组分在收集通道150和/或转运通道160中累积的一段时间内维持相对高的压力；并且，当已累积到确定量的靶组分（根据时间或体积）时，可在相同压力下使所述收集流体循环进入流动状态，以将所述靶组分冲出，并用较洁净的收集流体替换所述收集通道150中的流体，但不改变剩下的源流体。周期性的冲洗操作可降低收集通道
150中的压力，从而将转运通道中的流体吸入收集通道150，以助于靶组分的冲洗。在冲洗操作中，可使所述源流体停止、停滞或接近停滞，以最小化或防止所述源流体进入转运通道
160和/或收集通道150的损失。
150中的压力，从而将转运通道中的流体吸入收集通道150，以助于靶组分的冲洗。在冲洗操作中，可使所述源流体停止、停滞或接近停滞，以最小化或防止所述源流体进入转运通道
160和/或收集通道150的损失。
[0152] 磁性颗粒可以具有任意尺寸或形状。例如，磁性颗粒可以是球状、杆状、椭圆状、圆柱状、盘状等。在一些实施方式中，可使用大体上是球形的磁性颗粒。可将具有确定表面化学的颗粒用于使化学凝集（agglutination）和非特异性结合最小化。
[0153] 本文使用的术语“磁性颗粒”是指纳米尺度或微米尺度的颗粒，所述颗粒被磁场梯度吸引或排斥，或者具有非零磁化率（magnetic susceptibility）。术语“磁性颗粒”还包括已缀合有亲和分子的磁性颗粒。所述磁性颗粒可以是顺磁颗粒或超顺磁颗粒。在一些实施方式中，所述磁性颗粒可以是超顺磁的。在本文中，也可将磁性颗粒称为珠（bead）。
[0154] 在一些实施方式中，可使用具有聚合物壳体（shell）的磁性颗粒，以防止靶组分暴露于铁。例如，为防止靶细胞暴露于铁，可使用聚合物涂覆的磁性颗粒。在一些实施方式中，可选择与所用的流体相容的磁性颗粒或珠，以使得不会引起所述源流体的不利改变。例如，对于生物流体，所述磁性颗粒可由已知的生物相容性材料制成。
[0155] 所述磁性颗粒的尺寸可为1nm至1mm。例如，磁性颗粒的尺寸可为约250nm至约250μm。在一些实施方式中，磁性颗粒的尺寸可为约0.1μm至约50μm。在一些实施方式中，磁性颗粒的尺寸可为约0.1μm至约10μm。在一些实施方式中，磁性颗粒的尺寸可为约
50nm至约5μm。在一些实施方式中，磁性颗粒的尺寸可为约100nm至约1μm。在一些实施方式中，磁性颗粒的尺寸可为约1μm。在一些实施方式中，磁性颗粒的尺寸可为约114nm。
在一些实施方式中，磁珠的尺寸可为约50nm、2.8μm或约4.5μm。
50nm至约5μm。在一些实施方式中，磁性颗粒的尺寸可为约100nm至约1μm。在一些实施方式中，磁性颗粒的尺寸可为约1μm。在一些实施方式中，磁性颗粒的尺寸可为约114nm。
在一些实施方式中，磁珠的尺寸可为约50nm、2.8μm或约4.5μm。
[0156] 本发明人还发现，不同的靶组分（例如病原体）以不同的效率与不同尺寸的磁性颗粒结合。因此，可将不同尺寸的磁性颗粒一起使用。这可以加强靶组分与磁性颗粒的结合或允许从源流体中分离出不同的靶组分。
[0157] 在一些实施方式中，所述磁性颗粒可以是磁性纳米颗粒或磁性微米颗粒。磁性纳米颗粒是可使用磁场进行操纵的一类纳米颗粒。此类颗粒通常由磁性元素（例如铁、镍、钴及它们的化合物）组成。磁性纳米颗粒是众所周知的，并且在本领域中已对它们的制备方法有所描述，例如在如下文献中：美国专利号6,878,445、5,543,158、5,578,325、6,676,729、6,045,925和7,462,446，以及美国专利公开号2005/0025971、2005/0200438、
2005/0201941、2005/0271745、2006/0228551、2006/0233712、2007/01666232 以 及
2007/0264199，以引用的方式将它们的内容整体并入本文。
2005/0201941、2005/0271745、2006/0228551、2006/0233712、2007/01666232 以 及
2007/0264199，以引用的方式将它们的内容整体并入本文。
[0158] 具有或不具有能够结合至亲和分子的官能团的磁性颗粒是容易且广泛商业可得的。适用的超顺磁颗粒可商购自例如Dynal Inc.of Lake Success，N.Y.；PerSeptive Diagnostics，Inc.of Cambridge，MA.；Invitrogen Corp.of Carlsbad，CA；Cortex Biochem Inc.of San Leandro，CA；以及Bangs Laboratories of Fishers，IN。磁珠或磁性颗粒也可购自Miltenyi Biotech（50nm磁性纳米颗粒）和Invitrogen（2.8μm或4.5μm磁性微米珠）。在一些实施方式中，磁性颗粒是Dynal磁珠，如MyOne Dynabeads。
[0159] 可将所述磁性颗粒表面官能化，以包含与靶组分选择性结合的结合分子。本文中，也将这些结合分子称为亲和分子。所述结合分子可共价或非共价（例如，将分子吸附在颗粒表面上）结合至每个磁性颗粒。可对所述结合分子进行选择，以使其能够与可接近的靶组分的任意部分结合。例如，可对所述结合分子进行选择，以使其与病原体的表面上可接近的任意抗原（例如表面抗原）结合。
[0160] 本文使用的术语“结合分子”或“亲和分子”是指能够结合靶组分的任何分子。亲和分子的代表性实例包括但不限于，抗体、抗体的部分、抗体的抗原结合片段、抗原、调理素、凝集素、蛋白质、肽、核酸（DNA、RNA、PNA和作为上述核酸的混合物的核酸，或包含核苷酸衍生物或类似物的核酸）、受体分子（例如胰岛素受体）、针对受体的配体（例如，针对胰岛素受体的胰岛素）、以及对另一分子具有亲和力的生物分子、化学分子或其它分子（例如生物素和亲和素）。所述结合分子不需包含整个天然存在的分子，而可仅由天然存在的分子或非天然存在的分子的部分、片段或亚基构成，例如抗体的Fab片段。所述结合分子还可进一步包含能够被检测到的标志物。
[0161] 在一些实施方式中，所述亲和分子可包含调理素或其片段。本文使用的术语“调理素”是指能够结合或附着至微生物或病原体表面、能够在吞噬过程中起到结合增强子作用的天然存在分子和合成分子。可用于本文所述的工程化分子的调理素的实例包括但不限于，玻连蛋白，纤连蛋白，补体成分例如Clq（包括其组成多肽链A、B和C中的任何一个），补体片段例如C3d、C3b和C4b，甘露糖结合蛋白，胶固素（conglutinin），表面活性蛋白A和表面活性蛋白D，C反应蛋白（CRP），α2-巨球蛋白，以及免疫球蛋白（例如免疫球蛋白的Fc部分）。
[0162] 在一些实施方式中，所述亲和分子包含糖识别结构域（carbohydraterecognition domain）或其糖识别部分。本文使用的术语“糖识别结构域”是指此类区域：
该区域的至少一部分可结合至病原体表面上的糖。
该区域的至少一部分可结合至病原体表面上的糖。
[0163] 在一些实施方式中，亲和分子包含凝集素或其糖识别或结合的片段或部分。本文使用的术语“凝集素”是指特异性地与糖类（saccharides）（即，糖类（carbohydrates））相互作用的任何天然的或遗传修饰的分子（包括蛋白质）。本文使用的术语“凝集素”还可指具有所需的糖结合特异性的任何物种（包括但不限于，植物、动物、昆虫和微生物）来源的凝集素。植物凝集素的实例包括但不限于，豆科（Leguminosae）凝集素，例如ConA、大豆凝集素和小扁豆凝集素（lentil lectin）。植物凝集素的其它实例为禾本科（Gramineae）凝集素和茄科（Solanaceae）凝集素。动物凝集素的实例包括但不限于，主要类群S型凝集素、C型凝集素、P型凝集素、I型凝集素和半乳糖凝集素（galectins）的任何已知凝集素。在一些实施方式中，糖识别结构域可来源于C型凝集素或其片段。
[0164] 胶原凝集素（collectin）是可溶性模式识别受体（PRR），其属于含有C型凝集素的胶原蛋白超家族。示例性的胶原凝集素包括但不限于，甘露聚糖结合凝集素（MBL）或甘露糖结合蛋白、表面活性蛋白A（SP-A）、表面活性蛋白D（SP-D）、肝胶原凝集素1（collectin liver1，CL-L1）、胎盘胶原凝集素1（collectin placenta1，CL-P1）、胶固素、43kDa胶原凝集素（CL-43）、46kDa胶原凝集素（CL-46）及上述物质的片段。
[0165] 在一些实施方式中，所述亲和分子包含糖结合蛋白的氨基酸全序列。
[0166] 通常，在亲和分子中可使用任何公知的重组糖结合蛋白或糖识别结构域。例如，可将重组甘露糖结合凝集素（例如，但不限于，美国专利号5,270,199、6,846,649以及美国专利申请号US2004/0,229,212中所公开的重组甘露糖结合凝集素，将其所有内容以引用的方式并入本文）用于构建亲和分子。
[0167] 在一些实施方式中，亲和分子包含甘露糖结合凝集素（MBL）或其糖结合片段或部分。甘露糖结合凝集素也称甘露糖结合蛋白（MBP），是钙依赖性血清蛋白，其通过与宽范围的微生物或病原体（病毒、细菌、真菌、原生动物（protozoa））表面的糖类（在此，MBL可激活补体系统）结合，从而在固有性免疫应答中起重要作用。MBL也可用作直接调理素，并通过给病原体的表面加上标签以助于吞噬细胞的识别和摄入，来介导对病原体的结合和摄取。
[0168] 在一些实施方式中，所述亲和分子包含MBL或如PCT申请号PCT／US201I／021603(2011年1月19日提交)和美国临时申请号61／508,957(2011年7月18日提交)
中所述的工程化形式的MBL(FcMBL：融合至甘露糖结合凝集素的IgG Fc；或Akt-FcMBL：融合至具有AKT序列(N端的氨基酸三肽：丙氨酸、赖氨酸、苏氨酸)的甘露糖结合凝集素的IgG Fc)，将上述两个申请的内容以引用的方式并入本文。MBL和工程化MBL的氨基酸序列为：
中所述的工程化形式的MBL(FcMBL：融合至甘露糖结合凝集素的IgG Fc；或Akt-FcMBL：融合至具有AKT序列(N端的氨基酸三肽：丙氨酸、赖氨酸、苏氨酸)的甘露糖结合凝集素的IgG Fc)，将上述两个申请的内容以引用的方式并入本文。MBL和工程化MBL的氨基酸序列为：
[0169] (i)MBL全长 (SEQ ID NO.1)：MSLFPSLPLL LLSMVAASYS ETVTCEDAQKTCPAVIACSS PGINGFPGKD GRDGTKGEKG EPGQGLRGLQ GPPGKLGPPGNPGPSGSPGP KGQKGDPGKS PDGDSSLAAS ERKALQTEMA RIKKWLTFSLGKQVGNKFFL TNGEIMTFEK VKALCVKFQA SVATPRNAAENGAIQNLIKEEAFLGITDEK TEGQFVDLTG NRLTYTNWNE GEPNNAGSDE DCVLLLKNGQWNDVPCSTSH LAVCEFPI
[0170] (ii)不含有信号序列的MBL (SEQ ID NO.2)：ETVTCEDAQK TCPAVIACSSPGINGFPGKD GRDGTKGEKG EPGQGLRGLQ GPPGKLGPPG NPGPSGSPGPKGQKGDPGKS PDGDSSLAAS ERKALQTEMA RIKKWLTFSL GKQVGNKFFLTNGEIMTFEK VKALCVKFQA SVATPRNAAE NGAIQNLIKEEAFLGITDEKTEGQFVDLTG NRLTYTNWNE GEPNNAGSDE DCVLLLKNGQWNDVPCSTSH LAVCEFPI
[0171] (iii)截短的MBL (SEQ ID NO.3)：AASERKALQT EMARIKKWLT FSLGKQVGNKFFLTNGEIMT FEKVKALCVK FQASVATPRN AAENGAIQNL IKEEAFLGITDEKTEGQFVD LTGNRLTYTN WNEGEPNNAG SDEDCVLLLKNGQWNDVPCS TSHLAVCEFP I
[0172] (iv)MBL的糖识别结构域(RRD) (SEQ ID NO.4)：VGNKFFLTNGEIMTFEKVKA LCVKFQASVA TPRNAAENGA IQNLIKEEAF LGITDEKTEGQFVDLTGNRL TYTNWNEGEP NNAGSDEDCV LLLKNGQWNDVPCSTSHLAV CEFPI
[0173] (V)MBL的 颈+ 糖 识 别 结 构 域 (SEQ ID NO.45)：PDGDSSLAASERKALQTEMA RlKKWLTFSL GKQVGNKFFL TNGEIMTFEK VKALCVKFQASVATPRNAAE NGAIQNLIKE EAFLGITDEK TEGQFVDLTG NRLTYTNWNEGEPNNAGSDE DCVLLLKNGQWNDVPCSTSH LAVCEFPI
[0174] (vi)FcMBL.81(SEQ ID NO.6)：EPKSSDKTHT CPPCPAPELL GGPSVFLFPPKPKDTLMISR TPEVTCVVVD VSHEDPEVKFNWYVDGVEVH NAKTKPREEQYNSTYRVVSV LTVLHQDWLNGKEYKCKVSN KALPAPIEKT ISKAKGQPREPQVYTLPPSR DELTKNQVSL TCLVKGFYPS
DIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFF LYSKLTVDKS RWQQGNVFSC SVMHEALHNHYTQKSLSLSP
GAPDGDSSLAASERKALQTE MARIKKWLTF SLGKQVGNKFFLTNGEIMTF EKVKALCVKF QASVATPRNA AENGAIQNLI KEEAFLGITDEKTEGQFVDL TGNRLTYTNW NEGEPNNAGS DEDCVLLLKNGQWNDVPCST SHLAVCEFPI
DIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFF LYSKLTVDKS RWQQGNVFSC SVMHEALHNHYTQKSLSLSP
GAPDGDSSLAASERKALQTE MARIKKWLTF SLGKQVGNKFFLTNGEIMTF EKVKALCVKF QASVATPRNA AENGAIQNLI KEEAFLGITDEKTEGQFVDL TGNRLTYTNW NEGEPNNAGS DEDCVLLLKNGQWNDVPCST SHLAVCEFPI
[0175] (vii)Akt-FcMBL(SEQ ID NO.7) ：AKTEPKSSDKTHT CPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISR TPEVTCVVVD VSHEDPEVKF NWYVDGVEVH NAKTKPREEQYNSTYRVVSV LTVLHQDWLN GKEYKCKVSN KALPAPIEKT ISKAKGQPREPQVYTLPPSR DELTKNQVSL TCLVKGFYPS DIAVEWESNG QPENNYKTTPPVLDSDGSFF LYSKLTVDKS RWQQGNVFSC SVMHEALHNH
YTQKSLSLSPGAPDGDSSLA ASERKALQTE MARIKKWLTF SLGKQVGNKF FLTNGEIMTFEKVKALCVKF QASVATPRNA AENGAIQNLI KEEAFLGITD EKTEGQFVDLTGNRLTYTNW NEGEPNNAGS DEDCVLLLKN GQWNDVPCST SHLAVCEFPI
YTQKSLSLSPGAPDGDSSLA ASERKALQTE MARIKKWLTF SLGKQVGNKF FLTNGEIMTFEKVKALCVKF QASVATPRNA AENGAIQNLI KEEAFLGITD EKTEGQFVDLTGNRLTYTNW NEGEPNNAGS DEDCVLLLKN GQWNDVPCST SHLAVCEFPI
[0176] (viii)FcMBL.111(SEQ ID NO.8)：EPKSSDKTHT CPPCPAPELL GGPSVFLFPPKPKDTLM ISR TPEVTCVVVD VSHEDPEVKF NWYVDGVEVH NAKTKPREEQYNSTYRVVSV LTVLHQDWLNGKEYKCKVSN KALPAPIEKT ISKAKGQPREPQVYTLPPSR DELTKNQVSL TCLVKGFYPS DIAVEWESNG QPENNYKTTPPVLDSDGSFF LYSKLTVDKS RWQQGNVFSC SVMHEALHNH YTQKSLSLSPGATSKQVGNKF FLTNGEIMTF EKVKALCVKF QASVATPRNA AENGAIQNLIKEEAFLGITD EKTEGQFVDL TGNRLTYTNW NEGEPNNAGS DEDCVLLLKNGQWNDVPCST SHLAVCEFPI
[0177] 在一些实施方式中，微生物靶向分子(microbe—targeting molecule)包含选白SEQ ID NO.1-SEQ ID NO.8的氨基酸序列。
[0178] 包含凝集素或其修饰变体(modified versions)的亲和分子可作为广谱病原体结合分子。因此，在不对病原体进行鉴定的情况下，可实施使用作为广谱病原体结合分子的凝集素（例如，MBL和MBL的遗传工程化变体（FcMBL和Akt-FcMBL））来捕获或分离病原体的装置和方法。
[0179] 在使用调理素涂覆的磁珠（直径1μm）（所述磁珠恢复了天然MBL的多效价（multivalency））进行的体外病原体结合研究中，当从盐水溶液、血清替代品（含有血清白蛋白的盐水）或全血中磁性分离出时，发现天然MBL和工程化形式的MBL结合类似宽范围的活病原体，包括白色念珠菌、铜绿假单胞菌（P.aeriginosa）、枯草芽孢杆菌（B.subtilis）、大肠杆菌（E.coli）、洋葱伯克霍尔德菌（B.cenocepacia）、克雷伯菌（Klebsiella）、表皮葡萄球菌（S.epidermidis）。使用真菌病原体（白色念珠菌），在血清替代品中结合仅10分钟后，本发明人就能够实现97.5±3.2%的分离效率。
[0180] 可通过瞬时转染在293F细胞中产生所述工程化MBL（FcMBL或AKT-FcMBL）。可开发CHO-K1细胞中的稳定表达系统来提供大量试剂（>10pg/细胞/天：～1gm/L）。在筛选克隆后，可以标准（benchmark）工程化MBL（由瞬时表达生成）为对比，在多种分析中对蛋白产物进行测试，所述分析包括用于产率的抗Fc ELISA、用于效价的甘露聚糖结合、以及用于纯度和组装的HPLC-SEC和SDS-PAGE。一旦生成约1gm的工程化MBL，便可将生产该工程化MBL的稳定克隆用于制造这一调理素。
[0181] 虽然MBL具有很广谱的结合，仍存在多种目前不被MBL所识别的病原微生物（例如，荚膜型革兰氏阳性菌，如金黄色葡萄球菌（S.aureus）和肺炎链球菌（S.pneumoniae）以及粪肠球菌（E.fecaelis）和H1N病毒）。为获得通用的病原体分离微流控装置能力，可利用MBL的甘露糖结合位点的知识（Chang等，J.Mol.Biol.，1994，5：241(1)：125-127），并可将诱变与定向进化技术一起用于拓宽MBL的病原体结合谱。可建立在噬菌体上展示的具有MBL糖结合域的调理素展示文库，并联合使用来自不能被天然MBL识别的不同病原体的不同表面靶标在短时间内进行的多轮正负筛选。由于噬菌体在细菌中表达，可将Wyss Institute的George Church近期开发的多重自动基因组工程（MAGE）技术用于快速改变编码MBL的噬菌体DNA序列。MAGE利用基于重组的自动化基因工程方法，来高效地对活细胞中数以千计的特定染色体位点进行快速改变，提供了每天产生多达43亿不同基因组变异的能力。这可允许产生能够被选择性诱导以使结合的病原体释放的MBL调理素，从而可使调理素涂覆的珠能够再循环进入微流控装置中，以用于病原体分离的多轮重复。可将使用不能被天然MBL识别的病原微生物组（或来自这些病原体的作为Fc融合蛋白表达的抗原）的选择技术用于对结合至更广谱的病原体的工程化MBL的修饰变体进行鉴定。可使用磁性标记的病原体或毒素，利用下拉试验（pull down assay）来筛选结合的蛋白。此外，可通过将MBL融合至IgM而非IgG，来使病原体结合的亲合力（avidity）增加，并且可在不同的珠涂覆密度下对这些工程化配体进行测试以使多效价最优化。
[0182] 基于核酸的结合分子包括适体（aptamer）。本文使用的术语“适体”是指单链、部分单链、部分双链或双链的核苷酸序列，所述核苷酸序列能够通过不同于Watson-Crick碱基配对或三链形成（triplex formation）的机制来特异性地识别所选择的非寡核苷酸分子或分子组。适体可不受限制地包括包含如下物质的确定的序列区段和序列：核苷酸，核糖核苷酸，脱氧核糖核苷酸，核苷酸类似物，经修饰的核苷酸，以及包含骨架修饰、分支点（branchpoints）和非核苷酸残基、基团或桥接（bridges）的核苷酸。选择用于结合至分子的适体的方法为本领域所广为人知，且对本领域普通技术人员而言是易得的。包含适体的寡核苷酸可以是任意长度，例如，从约1个核苷酸到约100个核苷酸、从约5个核苷酸到约50个核苷酸、或从约10个核苷酸到约25个核苷酸。通常，用于与核酸支架杂交的寡核苷酸越长，可在工程化微生物表面-结合结构域与底物之间产生的结合强度就越强。
[0183] 在本文所述方面的一些实施方式中，所述结合分子可以是多克隆抗体和/或单克隆抗体以及抗原结合衍生物或它们的片段。众所周知的抗原结合片段包括，例如单域抗体（dAb，其基本上由单个VL或VH抗体结构域构成）、Fv片段（包括单链Fv片段（scFc））、Fab片段和F(ab′)2片段。构建此类抗体分子的方法也为本领域所熟知。因此，本文使用的术语“抗体”指的是完整的免疫球蛋白或指具有Fc（可结晶片段）区域或Fc区域的FcRn结合片段的单克隆或多克隆抗原结合片段。抗原结合片段可通过重组DNA技术制造，或通过对完整抗体酶解或化学裂解来制造。“抗原结合片段”特别包括Fab、Fab′、F(ab′)2、Fv、dAb、以及互补决定区（CDR）片段、单链抗体（scFv）、单域抗体、嵌合抗体、双功能抗体（diabodies）、以及含有免疫球蛋白的至少一部分的多肽（所述免疫球蛋白的一部分足以使抗原特异性结合至所述多肽）。术语Fab、Fc、pFc′、F(ab′)2和Fv使用其标准免疫学含义（Klein，Immunology（John Wiley，New York，N.Y.，1982）；Clark，W.R.（1986）The Experimental Foundations of Modern Immunology（Wiley&Sons,Inc.，New York）；以及Roitt,I.（1991）Essential Immunology，第7版（Blackwell Scientific Publications，Oxford））。多种抗原的特异性抗体或抗原结合片段可从供应商（如R&D Systems、BD Biosciences、e-Biosciences和Miltenyi）处商购，或可通过本领域技术人员已知的方法针对这些细胞表面标志物而产生。
[0184] 在一些实施方式中，所述结合分子可与细胞表面标志物或细胞表面分子结合。在一些进一步的实施方式中，所述结合分子与细胞表面标志物结合，但不引起由该细胞表面标志物所介导的下游信号事件的开始。细胞表面分子特异性的结合分子包括但不限于，抗体或其片段、天然配体或重组配体、小分子、核酸及其类似物、胞内抗体（intrabody）、适体、凝集素和其它蛋白或肽。
[0185] 本文使用的术语“细胞表面标志物”是指存在于细胞外表面上的任何分子。可通过重组技术对通常不存在于细胞表面的一些分子进行工程化，以使其在细胞表面上表达。存在于哺乳动物细胞的多种天然存在的细胞表面标志物被命名为“CD”或“分化簇（cluster of differentiation）”分子。细胞表面标志物通常提供抗体可结合的抗原决定簇。
[0186] 因此，本文定义的“细胞表面标志物特异性的结合分子”是指可选择性地与该细胞表面标志物反应或结合、但针对另一种细胞表面标志物或抗原几乎不具有反应性或不具有可检测到的反应性的任何分子。不希望受理论束缚，细胞表面标志物特异性的亲和分子通常识别所述标志物的独特结构特征。在本文所述方面的一些实施方式中，优选的细胞表面标志物特异性的亲和分子是多克隆抗体和/或单克隆抗体以及抗原结合衍生物或它们的片段。
[0187] 可使用本领域技术人员所知的多种方法中的任何一种将结合分子缀合至磁性颗粒。所述亲和分子可共价或非共价地连结或缀合至所述磁性颗粒。亲和分子和磁性颗粒间的共价连接可由接头（linker）介导。亲和分子和磁性颗粒间的非共价连接可基于离子相互作用、范德华相互作用、偶极-偶极相互作用、氢键、静电相互作用和/或形状识别相互作用（shape recognition interactions）。
[0188] 本文使用的术语“接头”是指连接复合物（compound）的两部分的有机部分（moiety）。接头通常包括直接键合或原子（如氧或硫）、单元（如NH、C(O)、C(O)NH、SO、SO2、SO2NH）或者原子的链（如取代或未取代的C1-C6烷基、取代或未取代的C2-C6烯基、取代或未取代的C2-C6炔基、取代或未取代的C6-C12芳基、取代或未取代的C5-C12杂芳基、取代或未取代的C5-C12杂环基、取代或未取代的C3-C12环烷基，其中，一个以上亚甲基可由O、S、S(O)、SO2、NH或C(O)中断或终止）。
[0189] 在一些实施方式中，所述结合分子通过使用连结分子对（coupling molecule pair）连结至磁性颗粒。本文使用的术语“连结分子对”是指彼此特异性结合的第一分子和第二分子的对。连结对的一个成员与亲和分子缀合，而第二个成员与磁性颗粒缀合。本文使用的术语“特异性结合”是指相比与其它分子的结合，结合对的第一成员以较高亲和力和特异性与结合对的第二成员结合。
[0190] 示例性的结合对包括任何半抗原化合物或抗原化合物与相应的抗体或结合部分或其片段的联合（例如，地高辛与抗地高辛；小鼠免疫球蛋白与羊抗小鼠免疫球蛋白）以及非免疫性结合对（例如，生物素-亲和素、生物素-链霉亲和素、激素[例如，甲状腺素和皮质醇-激素结合蛋白]、受体-受体激动剂、受体-受体拮抗剂（例如，乙酰胆碱受体-乙酰胆碱或其类似物）、IgG-蛋白A、凝集素-糖、酶-酶辅因子、酶-酶抑制剂、以及能形成核酸双链的互补寡核苷酸对）等。所述结合对还可包括带负电的第一分子和带正电的第二分子。
[0191] 使用连结分子对进行缀合的一个非限制性实例是生物素三明治法。参见例如，Davis等，103PNAS8155（2006）。对两种待缀合在一起的分子进行生物素化，随后使用四价链霉亲和素使其缀合在一起。此外，可将肽连结至用于生物素化的受体肽的15-氨基酸序列（称为AP；Chen等，2Nat.Methods99（2005））。受体肽序列允许通过大肠杆菌酶生物素连接酶（BirA；同上文）进行位点特异性的生物素化。工程化的微生物表面结合结构域可类似地被生物素化以缀合至固体基底。生物素化的蛋白质也有许多可商购的试剂盒。缀合至固体表面的另一实例是使用PLP介导的生物缀合。参见例如Witus等，132JACS16812(2010)。
[0192] 在一些情况下，靶组分包含亲和结合对（affinity binding pair）的一个成员。在此类情况下，可将所述结合对的第二成员作为亲和分子与磁性颗粒缀合。
[0193] 在一些实施方式中，用两种以上不同的亲和分子对磁性颗粒进行功能化。所述两种以上不同的亲和分子可靶向相同的靶组分或不同的靶组分。例如，可将所述磁性颗粒用抗体和凝集素进行功能化，从而同时靶向多种表面抗原或细胞表面标志物。在另一实例中，可将所述磁性颗粒用靶向不同细胞上的表面抗原或细胞表面标志物的抗体、或者用凝集素（例如，甘露糖结合凝集素，其识别多种病原体上的表面标志物）进行功能化。
[0194] 在一些实施方式中，结合分子/亲和分子为结合至靶细胞表面上的受体的配体。此类配体可以是天然存在的分子或其片段，或合成的分子或其片段。在一些实施方式中，所述配体是筛选出的与靶细胞结合的非天然分子。筛选非天然细胞结合配体的高通量方法为本领域所知，并且是本领域技术人员易得的。参见例如Anderson等，Biomaterial microarrays:rapid,microscale screening of polymer-cell interaction，
Biomaterials（2005）26:4892-4897；Anderson 等，Nanoliter-scale synthesis of arrayed biomaterials and application to human embryonic stem cells，Nature Biotechnology（2004）22:863-866；Orner 等，Arrays for the combinatorial
exploration of cell adhesion，Journal of the American Chemical Society（2004）
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[0195] 在一些实施方式中，结合分子和/或磁性颗粒可缀合有标记（例如荧光标记或生物素标记）。当与标记缀合时，所述结合分子和磁性颗粒分别被称为“标记的结合分子”和“标记的磁性颗粒”。在一些实施方式中，结合分子和磁性颗粒均独立地缀合有标记（例如荧光标记或生物素标记）。不希望受理论束缚，此类标记使得易于追踪对源流体中靶组分进行选择性结合的方法的效率和/或有效性。例如，可将多荧光标记用于区别游离的磁性颗粒、游离的靶组分和磁性颗粒-靶组分复合物。
[0196] 本文使用的术语“标记”是指能产生指示靶标存在的可检测信号的组分。合适的标记包括荧光分子、放射性同位素、核苷酸生色团、酶、底物、化学发光部分、磁性颗粒、生物发光部分等。这样而言，标记是可通过本文所述的方法和装置中可用的光谱（spectroscopic）手段、光化学手段、生物化学手段、免疫化学手段、电子手段、光学手段或化学手段检测的任意组分。例如，结合分子和/或磁性颗粒也可标记有可检测的标签，所述可检测标签例如c-Myc、HA、VSV-G、HSV、FLAG、V5或HIS，可使用对所述标记具有特异性的抗体（例如，抗c-Myc抗体）将其检测出。
[0197] 示例性的荧光标记包括但不限于：羟基香豆素琥珀酰亚胺酯、氨基香豆素琥珀酰亚胺酯、甲氧基香豆素琥珀酰亚胺酯、级联蓝（Cascade Blue）、酰肼、太平洋蓝（Pacific Blue）、马来酰亚胺、太平洋橙（Pacific Orange）、荧光黄、NBD、NBD-X、R-藻红蛋白（PE）、PE-Cy5缀合物（Cychrome、R670、Tri-Color、量子红（Quantum Red））、PE-Cy7缀合物、Red613、PE-德克萨斯红、PerCP、多甲藻素叶绿素蛋白（Peridinin chlorphyll protein）、TruRed（PerCP-Cy5.5缀合物）、FluorX、异硫氰酸荧光素（FITC）、BODIPY-FL、TRITC、X-罗丹明（XRITC）、丽丝胺罗丹明B（Lissamine Rhodamine B）、德克萨斯红、别藻蓝蛋白（APC）、APC-Cy7缀合物、Alexa Fluor350、Alexa Fluor405、Alexa Fluor430、Alexa Fluor488、Alexa Fluor500、Alexa Fluor514、Alexa Fluor532、Alexa Fluor546、Alexa Fluor555、Alexa Fluor568、Alexa Fluor594、Alexa Fluor610、Alexa Fluor633、Alexa Fluor647、Alexa Fluor660、Alexa Fluor680、Alexa Fluor700、Alexa Fluor750、Alexa Fluor790、Cy2、Cy3、Cy3B、Cy3.5、Cy5、Cy5.5或Cy7。
[0198] 磁性颗粒与靶组分结合的程度是这样的：当施加磁场时，结合的靶组分将移动。需要理解的是，磁性颗粒与靶组分的结合通过亲和分子（即，结合至靶组分的磁性颗粒表面上的亲和分子）进行介导。可使用本领域技术人员熟知的方法或分析（例如，配体结合动力学分析和饱和分析（saturation assay））对磁性颗粒与靶组分的结合进行测定。例如，可在批量条件（batch conditions）下对靶组分与磁性颗粒的结合动力学进行测量，从而对结合程度进行优化。在另一实例中，结合靶组分所需的磁性颗粒的量可通过在批量条件下改变磁性颗粒与靶组分的比例来进行确定。结合效率可符合任何动力学关系，例如一阶关系（first-order relationship）。在一些实施方式中，结合效率符合Langmuir吸附模型。
[0199] 本文所述的微流控装置的分离效率可使用本领域所知且容易适用于微流控装置的方法进行测定。例如，在重悬于源流体前，将缀合有亲和分子的磁性颗粒与靶组分在合适的介质中预孵育，以允许使结合最大化。改变电磁体电流对于分离效率的影响可使用例如悬浮于PBS中的靶组分-磁性颗粒复合物进行分析。为测试收集流体的粘度对所述收集流体与生物流体（例如血液）的流体力学相互作用的影响，可使用医用级别的葡聚糖（40kDa，Sigma）来改变粘度。例如，可在室温下将葡聚糖按5%、10%和20%溶于PBS中，制成粘度为2厘泊、3厘泊和11厘泊的溶液。可从源入口、源出口以及源通道收集样品，并用流式细胞仪对其进行分析，以评估磁性颗粒与结合颗粒的靶组分的分离效率。效率根据下式进行计算：效率=1－X源-出/X源-入。可在源流体中使用合适的标志物对源流体的损失进行定量。例如，可通过对血红细胞的OD600进行测量，来对血液损失进行定量（损失=OD收集-出/OD源-出）。
[0200] 磁性颗粒与靶组分结合的最优时间可根据所用装置或方法的特定事项而变化。可使用本领域技术人员熟知的动力学分析对磁性颗粒与靶组分结合的最佳混合时间和/或孵育时间进行测定。例如，可在模仿待用装置或方法的特定事项的条件（例如，体积、浓度、进行混合的方式和位点等）下进行动力学分析。磁性颗粒与靶组分的结合率可通过在单独的微流控混合通道中进行混合而增加。
[0201] 本文使用的术语“靶组分”是指待从源流体中滤过或分离的任何分子、细胞或微粒。靶细胞组分的代表性实例包括但不限于，哺乳动物细胞、病毒、细菌、真菌、酵母、原生动物、微生物、寄生虫等。靶分子的代表性实例包括但不限于，激素、细胞因子、蛋白质、肽、朊病毒、凝集素、寡核苷酸、污染的分子和颗粒、分子毒素和化学毒素、外来体（exosome）等。所述靶组分还包括非生物流体中存在的污染物，例如水或石油产品中的铅或病原体。寄生虫包括原生动物门、扁形动物门、袋形动物门（Aschelminithes）、棘头动物门和节肢动物门中的生物。
[0202] 本文使用的术语“分子毒素”是指由生物体产生的化合物，所述化合物在存在有所述毒素的宿主中引发或启动伤害性（noxious）、有毒（poisonous）或有害（deleterious）效应的发展。此类有害状况可包括发烧、恶心、腹泻、体重减轻、神经系统紊乱、肾脏紊乱、出血等。毒素包括但不限于，细菌毒素（例如霍乱毒素、大肠杆菌的不耐热毒素和热稳定毒素、艰难梭菌（Clostridium difficile）的毒素A和毒素B、气单胞菌溶素、溶血素等）、由原生动物（例如，贾第虫属（Giardia））产生的毒素、由真菌产生的毒素等。这一术语中涵盖有外毒素（即由生物体作为细胞外产物分泌的毒素）和肠毒素（即，存在于生物体肠内的毒素）。
[0203] 在一些实施方式中，靶组分是选自于由下列物质所组成的组中的生物颗粒/病原体：活细胞或死细胞（原核细胞和真核细胞，包括哺乳动物细胞）、病毒、细菌、真菌、酵母、原生动物、微生物、寄生虫等。本文使用的病原体为任何引发疾病的生物体或微生物。
[0204] 示例性的哺乳动物细胞包括但不限于，干细胞、癌细胞、祖细胞、免疫细胞、血细胞、胎儿细胞等。
[0205] 示例性的真菌和酵母包括但不限于，新型隐球菌（Cryptococcus neoformans）、白色念珠菌、热带假丝酵母（Candida tropicalis）、星状念珠菌（Candida stellatoidea）、光滑念珠菌（Candida glabrata）、克鲁斯假丝酵母（Candida krusei）、近平滑假丝酵母（Candida parapsilosis）、季也蒙假丝酵母（Candida guilliermondii）、维斯假丝酵母（Candida viswanathii）、葡萄牙假丝酵母（Candida lusitaniae）、胶红酵母（Rhodotorula mucilaginosa）、烟曲霉（Aspergillus fumigatus）、黄曲霉（Aspergillus flavus）、棒曲霉（Aspergillus clavatus）、新型隐球菌、罗伦隐球酵母（Cryptococcus laurentii）、浅白隐球酵母(Cryptococcus albidus)、格特隐球菌（Cryptococcus gattii）、荚膜组织胞浆菌（Histoplasma capsulatum）、耶氏肺孢子虫（Pneumocystis jirovecii）（或卡氏肺孢子虫（Pneumocystis carinii））、纸葡萄穗霉（Stachybotrys chartarum），以及它们的任意组合。
[0206] 示例性的细菌包括但不限于：炭疽菌（anthrax）、弯曲杆菌（campylobacter）、霍乱菌（cholera）、白喉菌（diphtheria）、肠毒性大肠杆菌（enterotoxigenic E.coli）、贾第鞭毛虫（giardia）、淋球菌（gonococcus）、幽门螺杆菌（Helicobacter pylori）、B型流感嗜血杆菌（Hemophilus influenza B）、不可分型流感嗜血杆菌（Hemophilus influenza non-typable）、脑膜炎球菌（meningococcus）、百日咳菌（pertussis）、肺炎球菌（pneumococcus）、沙门氏菌（salmonella）、志贺氏菌（shigella）、B型链球菌（Streptococcus B）、A型链球菌（group A Streptococcus）、破伤风菌（tetanus）、霍乱弧菌（Vibrio cholerae）、耶尔森氏菌（yersinia）、葡萄球菌（Staphylococcus）、假单胞菌种（Pseudomonas species）、梭菌种（Clostridia species）、结核分枝杆菌（Myocobacterium tuberculosis）、麻风分枝杆菌（Mycobacterium leprae）、单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）、伤寒沙门氏菌（Salmonella typhi）、痢疾志贺氏菌（Shigella dysenteriae）、鼠疫耶尔森氏菌（Yersinia pestis）、布鲁氏菌种（Brucella species）、嗜肺军团菌（Legionella pneumophila）、立克次体（Rickettsiae）、衣原体（Chlamydia）、产气荚膜梭菌（Clostridium perfringens）、肉毒梭菌（Clostridium botulinum）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、梅毒密螺旋体（Treponema pallidum）、流感嗜血杆菌、梅毒密螺旋体、肺炎克雷伯氏菌（Klebsiella pneumoniae）、铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）、小隐孢子虫（Cryptosporidium parvum）、肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae）、百日咳博德特氏菌（Bordetella pertussis）、脑膜炎奈瑟氏菌（Neisseria meningitides），以及它们的任意组合。
[0207] 示例性的寄生虫包括但不限于：溶组织内阿米巴（Entamoeba histolytica）、疟原虫种（Plasmodium species）、利什曼原虫 种（Leishmania species）、弓形 虫（Toxoplasmosis）、寄生蠕虫（Helminths），以及它们的任意组合。
[0208] 示例性的病毒包括但不限于：HIV-1、HIV-2、肝炎病毒（包括乙肝病毒和丙肝病毒）、埃博拉病毒、西尼罗河病毒（West Nile virus）、以及疱疹病毒（例如HSV-2）、腺病毒、登革热血清型1-4、埃博拉、肠道病毒（enterovirus）、单纯疱疹病毒1型或2型、流感病毒、日本马脑炎（Japanese equine encephalitis）、诺瓦克病毒（Norwalk）、乳头状瘤病毒（papilloma virus）、微小病毒B19型（parvovirus B19）、风疹（rubella）、麻疹（rubeola）、牛痘（vaccinia）、水痘（varicella）、巨细胞病毒（Cytomegalovirus）、Epstein-Barr病毒、人类疱疹病毒6型、人类疱疹病毒7型、人类疱疹病毒8型、天花病毒（Variola virus）、水疱性口炎病毒（Vesicular stomatitis virus）、甲型肝炎病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、丁型肝炎病毒、戊型肝炎病毒、脊髓灰质炎病毒、鼻病毒（Rhinovirus）、冠状病毒、甲型流感病毒、乙型流感病毒、麻疹病毒（Measles virus）、多瘤病毒（Polyomavirus）、人类乳头状瘤病毒、呼吸道合胞病毒（Respiratory syncytial virus）、腺病毒、柯萨奇病毒（Coxsackie virus）、登革热病毒（Dengue virus）、腮腺炎病毒（Mumps virus）、狂犬病毒（Rabies virus）、劳氏肉瘤病毒（Rous sarcoma virus）、黄热病病毒、埃博拉病毒、马尔堡病毒（Marburg virus）、拉沙热病毒（Lassa fever virus）、东方马脑炎病毒、日本脑炎病毒、圣路易斯脑炎病毒（St.Louis Encephalitis virus）、墨莱溪谷热病毒（Murray Valley fever virus）、西尼罗河病毒、裂谷热病毒（Rift Valley fever virus）、轮状病毒A（Rotavirus A）、轮状病毒B、轮状病毒C、辛德毕斯病毒（Sindbis virus）、人类T细胞白血病病毒I型、汉坦病毒（Hantavirus）、风疹病毒、猴免疫缺陷病毒（Simian Immunodeficiency viruses），以及它们的任意组合。
[0209] 非生物流体中发现的示例性污染物包括但不限于微生物（例如隐孢子虫、蓝氏贾第鞭毛虫、细菌、军团菌、大肠菌群（Coliforms）、病毒、真菌）、溴酸盐、亚氯酸盐、卤乙酸（haloactic acid）、三卤甲烷、氯胺、氯、二氧化氯、锑、砷、汞（无机的）、硝酸盐、亚硝酸盐、硒、铊、丙烯酰胺、甲草胺（Alachlor）、莠去津（Atrazine）、苯、苯并[a]芘（PAH）、呋喃丹（Carbofuran）、碳、四氯化物、氯丹（Chlordane）、氯苯、2,4-D、茅草枯（Dalapon）、1,2-二溴-3-氯丙烷（DBCP）、邻二氯苯、对二氯苯、1,2-二氯乙烷、1,1-二氯乙烯、顺式-1,2-二氯乙烯、反式-1,2-二氯乙烯、二氯甲烷、1,2-二氯丙烷、己二酸二(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、地乐酚（Dinoseb）、二噁英（2,3,7,8-TCDD）、敌草快（Diquat）、草多索（Endothall）、异狄氏剂（Endrin）、环氧氯丙烷（Epichlorohydrin）、乙苯、二溴乙烯、草甘膦（Glyphosate）、七氯（Heptachlor）、环氧七氯（Heptachlor epoxide）、六氯苯（Hexachlorobenzene）、六氯环戊二烯、铅、林丹（Lindane）、甲氧滴滴涕（Methoxychlor）、草氨酰（Oxamyl）（草肟威（Vydate））、多氯联苯（PCB）、五氯苯酚、毒莠定（Picloram）、西玛津（Simazine）、苯乙烯、四氯乙烯、甲苯、毒杀芬（Toxaphene）、2,4,5-TP（涕丙酸（Silvex））、1,2,4-三氯苯、1,1,1-三氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、三氯乙烯、氯乙烯、以及二甲苯。
[0210] 装置的示例性用途
[0211] 本文所述的装置、系统和方法提供了用于多种应用的新优点，所述应用包括但不限于，治疗应用（例如，生物过滤、毒素清除、病原体清除、细胞因子或免疫调节剂的移除）、过滤、富集、纯化、诊断等。
[0212] 在一些实施方式中，本文所述的装置、系统和方法用于从源流体中选择性地分离靶组分。对于非限制性实例，本文所提供的装置、系统和方法可用于在治疗需要其的受试者时从生物流体中分离细胞、生物颗粒、病原体、分子和/或毒素。
[0213] 所分离的靶组分可用于任何目的，所述目的包括但不限于，诊断、培养、敏感性测试、耐药性测试、病原体分型或亚分型、PCR、NMR、质谱、红外光谱（IR spectroscopy）、免疫染色和免疫分析。对病原体的鉴定和分型在传染病临床管理中是关键。对微生物的精确鉴定不仅用于区分疾病状态与健康状态，还对确定抗生素治疗是否是最适宜的治疗、何种抗生素治疗是最适宜的治疗、或其它抗微生物治疗是否是最适宜的治疗很重要。因此，从受试者血液中分离出的病原体可用于病原体分型或亚分型。病原体分型的方法为本领域所已知，并包括使用多种表型特征（例如生长特性、颜色、细胞或菌落形态、抗生素敏感性、染色、气味、以及与特定抗体的反应性）以及分子方法（例如通过DNA或RNA与特定核酸探针杂交而进行的基因分型、基因组测序、RFLP和PCR指纹图谱（fingerprinting））。
[0214] 在PCR指纹图谱中，将由PCR生成的片段的大小用作鉴定子（identifier）。在这类分析中，引物靶向含有可变数量的串联重复序列（tandem repeated sequences，真核中称为VNTR）的区域。重复的数量以及由此而来的PCR扩增子的长度可作为给定病原体的特征，并且单个反应中数个这样的基因座的共扩增可产生特异性的且可重现的指纹图谱，允许对近缘物种加以区别。在生物体的亲缘关系非常近的情况下，扩增靶标可能不显示出大小差异，并且必须对扩增出的片段进一步进行探测（probed）以得到更精确的鉴定。这可通过使用PCR片段的内部作为序列特异性连接事件（sequence-specific ligation event）的模板来实现。
[0215] 本文所述的方法、系统和装置还可用于对受感染的受试者中是否存在病原体或不同病原体组合的不同亚群进行测定。快速测定病原体亚型的能力可允许对来自于由不同病原体亚型所引起的感染的临床效果（clinical outcomes）和来自于由单个个体中的多种类型所引起的感染的临床效果进行比较。在很多情况下，病原体的亚型与利用特定药物进行治疗的差异化疗效有关。例如，HCV类型与利用干扰素进行治疗的差异化疗效有关。对感染个体的病原体亚型类型进行的预筛选允许临床医师做出更准确的诊断，并避免了昂贵又无用的药物治疗。
[0216] 本文使用的移除或分离靶组分是指源流体中靶组分的量减少至少5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、100%（完全消减）。
[0217] 病原体从血液中的清除
[0218] 在一些实施方式中，本文所提供的装置、系统和方法用于从需要其的受试者的血液中将脓毒症相关靶组分移除。本文使用的脓毒症相关靶组分是指可有助于受试者脓毒症发展的任何分子或生物颗粒。
[0219] 本文使用的“脓毒症”是指机体或受试者对系统性微生物感染的应答。脓毒症是引起免疫功能低下（immunocompromised）患者死亡的主要原因，并且在美国每年导致超过200,000例死亡。当快速生长的传染性病原体使血液饱和并战胜了受试者的免疫清除机制时，脓毒症的发作发生。多数已有的治疗不起作用，受试者可由于凝块形成、低灌注、休克和多器官衰竭而死亡。
[0220] 在一些实施方式中，将本文所提供的装置、系统和方法与传统治疗联合使用以治疗对其有需要的受试者。例如，将本文所提供的装置、系统和方法与用于脓毒症治疗的传统治疗（例如，杀真菌剂（fungicides））联合使用。在另一实例中，本文所述的装置、系统和方法用于对患有癌症的受试者进行治疗。所述方法包括从获得自受试者的生物流体中移除癌细胞，并提供其它治疗，所述治疗包括但不限于，化学治疗、放射治疗、类固醇、骨髓移植、干细胞移植、生长因子给药、ATRA（全反式维甲酸）给药、组胺二盐酸盐（Ceplene）给药、白细胞介素-2（Proleukin）给药、吉妥单抗（gemtuzumab ozogamicin）（Mylotarg）给药、氯法拉滨（clofarabine）给药、法尼基（farnesyl）转移酶抑制剂给药、地西他滨（decitabine）给药、MDR1（多药耐药蛋白）抑制剂给药、三氧化二砷（arsenic trioxide）给药、利妥昔单抗（rituximab）给药、阿糖胞苷（cytarabine）（ara-C）给药、蒽环霉素（anthracycline）给药（例如柔红霉素（daunorubicin）或伊达比星（idarubicin））、伊马替尼（imatinib）给药、达沙替尼（dasatanib）给药、尼洛替尼（nilotinib）给药、嘌呤类似物（例如氟达拉滨（fludarabine））给药、阿仑单抗（alemtuzumab）（抗CD52）给药、（氟达拉滨与环磷酰胺）、氟达拉滨给药、环磷酰胺给药、多柔比星（doxorubicin）给药、长春新碱（vincristine）给药、泼尼松龙（prednisolone）给药、来那度胺（lenalidomide）给药、夫拉平度（flavopiridol）给药，或上述治疗的任意组合。在一些实施方式中，将本文所提供的装置、系统和方法用于在不向受试者提供任何其它治疗的情况下对需要其的受试者进行治疗。例如，将本文所提供的装置、系统和方法用于需要其的受试者的脓毒症治疗、从需要其的受试者的生物流体中清除病原体和/或毒素。
[0221] 在一些实施方式中，本文所述的装置、系统和方法用于从源流体中纯化或富集靶组分。例如，本文所述的装置、系统和方法可用于对化学反应的产物或细胞培养所产生的分子进行纯化。
[0222] 发明人已经对微流控装置在病原体清除方面进行了体内测试。对微流控装置在病原体清除方面进行的体内测试在静脉注射了真菌病原体的兔子中进行。甚至在经由所述微流控系统持续灌注血液（12mL/hr）30分钟后，兔对微流控装置耐受良好。为减少健康脾脏在静脉注射后的几分钟内将多数微生物滤出，可使用更加生理相关的脓毒症动物模型。例如，可建立腹内脓毒症大鼠模型（Weinstein等，Infect.Immun.，1974，10(6):1250-1255）以对使用广谱调理素的微流控装置的效力进行测定或证明。该模型由Andrew Onderdonk博士（Onderdonk等，Infect.Immun.，1974，10(6):1255-1259）开发，并自1979年起用于所有主要抗生素的批准。
[0223] 播散性脓毒症（disseminated septicemia）通过将一个大鼠的盲肠内容物（cecal contents）的接种物或已知细菌或真菌微生物的培养物植入另一大鼠的腹膜腔而产生。盲肠接种物很复杂，包含兼性生物体（facultative organisms）（例如大肠杆菌、肠球菌（Enteroccoccus）、链球菌（Steptococcus）和葡萄球菌（Staphyloccocus））以及专性厌氧菌（obligate anaerobes）（例如拟杆菌（Bacteroides）、普氏菌（Prevotella）、梭菌（Clostridium）以及梭杆菌（Fusobacterium））的混合物。大鼠中发生的感染过程与大肠创伤后在人中所发生的类似，例如，枪伤、刀伤、创伤后的肠破裂、以及在结肠手术中的意外腹膜污染（soilage）。
[0224] 可在大鼠模型中用MBL涂覆的磁珠进行对微流控装置的测试。可在传染性病原体植入后，随时间对从动物中取出的血样中的病原体数量进行定量，并可于在这些样品中可以检测到微生物后24小时开始血液净化研究。可通过手术将导管放置入大鼠的两条股静脉，并可使用血液灌注泵（流速<100mL/hr）令肝素化血液经由仿生脾脏装置再循环；可将来自健康供体大鼠的相容血液用于灌注回路（prime the circuit）。可在血液经过所述装置3小时后（这是足以使大鼠的整个血容量多次经过系统的时间）对血液净化效率进行测定，并在接下来的5天内对动物存活率进行测量。
[0225] 因此，本文提供了具有如下特性的血液净化装置：稳健，便携，能够处理高流速的连续流动，并且易插入患病受试者、患者或士兵的外周血管，从而在不需要首先确定感染源的情况下将血源性病原体移除。
[0226] 从源流体中分离和富集稀有细胞群
[0227] 在本发明的一些方面，本文所述的方法、装置和系统可用于从源流体中分离和富集稀有细胞群，例如干细胞、祖细胞、癌细胞或胎儿细胞。因为患者的整个血容量都能循环通过所述装置，因此可使用这一方法鉴定出低频的群。此类细胞群可代表源流体中存在的细胞的一小部分，并且可能很难用其它方法分离和富集。
[0228] 从中可分离出或富集到稀有细胞群的源流体可为其中存在有此类细胞的任何流体样品。在一些实施方式中，所述源流体是以流体形式天然存在的生物样品，例如全血、血浆、血清、羊水、脐带血、淋巴液、脑脊液、尿、痰、胸膜液（pleural fluid）、泪液、乳汁（breast milk）、乳头抽吸液（nipple aspirates）和唾液。在其它实施方式中，生物流体样品是由可从其中分离出或富集到稀有细胞群的固态或半固态的组织、器官或其它生物样品制备而成的流体样品。在此类实施方式中，可由组织或器官制备单细胞群，并将其重悬于缓冲液（例如含有血清的盐水溶液）中，以用于本文所述的方法和装置中。可使用本领域技术人员已知的任何方法（例如使用载玻片的手工方法、酶处理或组织离解器）制备此类单细胞重悬液。从其中能制备出用于本文所述的方法和装置的单细胞悬浮液的组织和器官包括但不限于，骨髓、胸腺、粪便、皮肤切片、脾脏组织、胰腺组织、心脏组织、肺组织、脂肪组织、结缔组织、上皮下组织（sub-epithelial tissue）、上皮组织、肝组织、肾组织、子宫组织、呼吸道组织、胃肠组织、泌尿生殖道组织以及癌组织。
[0229] 在所述方面的一个以上实施方式中，可借助一种以上稀有细胞群特异性标志物（例如细胞表面标志物），对使用本文所述的方法、装置和系统进行分离和富集的稀有细胞群（如干细胞）进行鉴定。因此，在此类实施方式中，可使用结合至或缀合至结合分子的磁性颗粒，所述结合分子对存在于所述稀有细胞群上或所述稀有细胞群中的一种以上标志物具有特异性。在一些实施方式中，亲和分子是标志物特异性的抗体或抗原结合片段。在一些实施方式中，将对存在于稀有细胞群上或稀有细胞群中的一种以上标志物具有特异性的一种以上亲和分子缀合至磁性颗粒。例如，一个磁性颗粒可缀合至多个不同的亲和分子，其中，每一亲和分子对于稀有细胞群相关的不同标志物具有特异性。在另一实例中，使用磁性颗粒的组合，其中，每一磁性颗粒缀合至或结合至对单一细胞标志物具有特异性的亲和分子，并将此类颗粒的组合用于分离或富集稀有细胞群。在一个以上实施方式中，所述稀有细胞群是干细胞群或祖细胞群。
[0230] 示例性的细胞标志物可包括但不限于以下标志物中的一种以上：c-Myc、CCR4、CD15（SSEA-1、Lewis X）、CD24、CD29（整合素β1）、CD30、CD49f（整合素α6）、CD9、CDw338（ABCG2）、E-钙粘蛋白、Nanog、Oct3/4、Smad2/3、So72、SSEA-3、SSEA-4、STAT3（pS727）、STAT3（pY705）、STAT3、TRA-1-60、TRA-1-81、CD117（SCF R、c-kit）、CD15（SSEA-1、Lewis X）、VASA（DDX4）、CD72、细胞角蛋白7、Trop-2、GFAP、S100B、巢蛋白（Nestin）、Notch1、CD271（p75、NGFR/NTR）、CD49d（整合素α4）、CD57（HNK-1）、MASH1、神经元素3（Neurogenin3）、CD146（MCAM、MUC18）、CD15s（Sialyl Lewis x）、CD184（CXCR4）、CD54（ICAM-1）、CD81（TAPA-1）、CD95（Fas/APO-1）、CDw338（ABCG2）、Ki-67、Noggin、So71、So72、波形蛋白（Vimentin）、α-突触核蛋白（pY125）、α-突触核蛋白（α-Synuclein）、CD112、CD56（NCAM）、CD90（Thy-1）、CD90.1（Thy-1.1）、CD90.2（Thy-1.2）、ChAT、接触蛋白（Contactin）、双皮质素（Doublecortin）、GABA A受体、Gad65、GAP-43（神经调制蛋白）、GluR delta2、GluR2、GluR5/6/7、谷氨酰胺合成酶、Jagged1、MAP2（a+b）、MAP2B、mGluR1α、mGluR1、N-钙粘蛋白、神经丝蛋白NF-H（Neurofilament NF-H）、神经丝蛋白NF-M、神经纤毛蛋白-2（Neuropilin-2）、呆蛋白（Nicastrin）、P-糖蛋白、p150Glued、Pax-5、PSD-95、5-羟色胺受体5-HT2AR、5-羟色胺受体5-HT2BR、SMN、突触蛋白I、突触小泡蛋白（Synaptophysin）、突触结合蛋白（Synaptotagmin）、突触融合蛋白（Syntaxin）、Tau、TrkB、Tubby、酪氨酸羟化酶、波形蛋白、CD140a（PDGFRα）、CD44、CD44H（Pgp-1、H-CAM）、CRABP2、纤连蛋白、Sca-1（Ly6A/E）、β-连环蛋白、GATA4、HNF-1β（TCF-2）、N-钙粘蛋白、HNF-1α、Tat-SF1、CD49f（整合素α6）、Gad67、神经纤毛蛋白-2、CD72、CD31（PECAM1）、CD325（M-钙粘蛋白）、CD34（Mucosialin、gp105-120）、NF-YA、CD102、CD105（内皮糖蛋白（Endoglin））、CD106（VCAM-1）、CD109、CD112、CD116（GM-CSF受体）、CD117（SCF R、c-kit）、CD120a（TNF I型受体）、CD120b（TNF II型受体）、CD121a（IL-1受体、I型/p80）、CD124（IL-4受体α）、CD141（凝血调节蛋白（Thrombomodulin））、CD144（VE-钙粘蛋白）、CD146（MCAM、MUC18）、CD147（Neurothelin）、CD14、CD151、CD152（CTLA-4）、CD157、CD166（ALCAM）、CD18（整合素β2链、CR3/CR4）、CD192（CCR2）、CD201（EPCR）、CD202b（TIE2）（pY1102）、CD202b（TIE2）（pY992）、CD202b（TIE2）、CD209、CD209a（CIRE、DC-SIGN）、CD252（OX-40配体）、CD253（TRAIL）、CD262（TRAIL-R2、DR5）、CD325（M-钙粘蛋白）、CD36、CD45（白细胞共同抗原、Ly-5）、CD45R（B220）、CD49d（整合素α4）、CD49e（整合素α5）、CD49f（整合素α6）、CD54（ICAM-1）、CD56（NCAM）、CD62E（E-选择素）、CD62L（L-选择素）、CD62P（P-选择素）、CDw93（C1qRp）、Flk-1（KDR、VEGF-R2、Ly-73）、HIF-1α、IP-10、α-辅肌动蛋白、膜联蛋白VI、小窝蛋白-2、小窝蛋白-3、CD66、CD66c、连接蛋白-43（Connexin-43）、结蛋白（Desmin）、肌细胞生成素、N-钙粘蛋白、CD325（E-钙粘蛋白）、CD10、CD124（IL-4受体α）、CD127（IL-7受体α）、CD38、HLA-DR、末端转移酶（TdT）、CD41、CD61（整合素β3）、CD11c、CD13、CD114（G-CSF受体）、CD71（转铁蛋白受体）、PU.1、TER-119/红系细胞（Erythroid cells）（Ly-76）、CaM激酶IV、CD164、CD201（EPCR）、CDw338（ABCG2）、CDw93（C1qRp）、MRP1、Notch1、P-糖蛋白、WASP（Wiskott-Aldrich综合征蛋白）、Acrp30（脂联素（Adiponectin））、CD151、β-烯醇化酶（β-Enolase）（ENO-3）、肌动蛋白、CD146（MCAM、MUC18）、MyoD、IGFBP-3、CD271（p75、NGFR/NTR）、CD73（细胞外-5′-核苷酸酶）以及TAZ。
[0231] 本文使用的术语“分离”和“分离方法”是指藉此将靶组分从源流体中移除的过程。对于细胞分离，术语“分离”和“分离方法”是指藉此将细胞或细胞群从其原始存在的受试者或流体样品、或此类细胞或多个细胞的后代中移除的过程。本文使用的关于分离的细胞群的术语“分离的群”是指已从源流体、或此类样品中存在的混合细胞群或异质细胞群中移除并分离的细胞群。此类混合群包括例如，从分离的血液中获得的外周血单核细胞群，或组织样品的细胞悬浮液（例如，由脾脏制备的单细胞悬浮液）。在一个以上实施方式中，相比于从中分离出或富集到细胞的异质细胞群，所分离的群是大体上纯的细胞群。在本文所述的这一方面及所有方面的一个以上实施方式中，分离的群是分离的祖细胞群。在一个以上实施方式中，将分离的细胞或细胞群（例如祖细胞群）进一步在体外例如在有生长因子或细胞因子存在的情况下进行培养，从而使所述分离的细胞群或大体上纯的细胞群中的细胞数量进一步扩增。可使用本领域技术人员所知的任何方法进行此类培养。在一个以上实施方式中，随后将由本文所公开的方法得到的分离的或大体上纯的祖细胞群引入第二受试者，或重新引入当初从中分离出该细胞群的受试者中（例如，同种异体移植（allogenic transplantation））。
[0232] 本文使用的关于特定细胞群的术语“大体上纯”是指就组成总细胞群的细胞而言，为至少约75%、至少约80%、至少约85%、至少约90%、至少约95%、至少约98%、或至少约99%纯的细胞群。换言之，对使用本公开的方法所分离的祖细胞群而言，术语“大体上纯”或“基本上纯的”是指包含少于约25%、少于约20%、少于约15%、少于约10%、少于约9%、少于约8%、、少于约7%、少于约6%、少于约5%、少于约4%、少于约4%、少于约3%、少于约2%、少于约1%或不到1%的非本文中术语所定义的祖细胞的祖细胞群。
[0233] 在一些实施方式中，使用本文所述的方法、系统和装置富集稀有细胞群。术语“富集（enriching/enriched）”在本文中可互换使用，其意味着与起始生物流体样品（例如，培养物或人全血）中一类细胞的分数（fraction）相比，此类细胞（例如祖细胞）的产率（分数）增加了至少15%、至少20%、至少25%、至少30%、至少35%、至少40%、至少45%、至少50%、至少55%、至少60%、至少65%、至少70%、或至少75%。癌细胞从源流体中的移除
[0234] 本文所述的方法、系统和装置在治疗癌症的治疗方面提供了新的优点，例如移除来自有癌症风险或患有癌症的患者或受试者的源流体中所存在的癌细胞，例如血液恶性肿瘤或来自其它器官位点的转移性细胞。在一个以上实施方式中，所述癌细胞是ALL、B-CLL、CML、AML癌细胞，或是来自于乳腺、肺、肾脏、脑、脊髓、肝脏、脾脏、血液、支气管、中枢神经系统、宫颈、结肠、直肠和阑尾、大肠、小肠、膀胱、睾丸、卵巢、骨盆、淋巴结、食道、子宫、胆管、胰腺、胆囊、葡萄膜（uvea）、视网膜、上呼吸消化道（例如嘴唇、口腔（嘴）、鼻腔、鼻旁窦、咽、喉）、卵巢、甲状旁腺、松果腺、垂体腺、前列腺、结缔组织、骨骼肌、唾液腺、甲状腺、胸腺、尿道或阴道的癌细胞。
[0235] 本文使用的术语“血液恶性肿瘤（hematological malignancies）”是指影响血液、骨髓和淋巴结的那些癌症种类。由于该三者通过免疫系统紧密相连，影响该三者之一的疾病通常也将会影响其余的：虽然淋巴瘤理论上是淋巴结疾病，它通常会扩散至骨髓，影响血液且有时产生出副蛋白（paraprotein）。
[0236] 血液恶性肿瘤可源自两大类血细胞谱系之一：骨髓细胞系和淋巴细胞系。骨髓细胞系通常生成粒细胞、红细胞、血小板、巨噬细胞和肥大细胞；淋巴细胞系生成B细胞、T细胞、NK细胞和浆细胞。淋巴瘤、淋巴细胞性白血病和骨髓瘤是由淋巴细胞系发生的病况，而急性骨髓性白血病和慢性骨髓性白血病、骨髓增生异常综合征和骨髓增生性疾病涉及骨髓起源的癌细胞。
[0237] 在这一方面的一些实施方式中，使用本文所述的方法、装置和系统对患有癌症或有患癌风险（例如ALL、B-CLL、CML或AML）的受试者进行治疗。在此类实施方式中，将本文所述的方法、装置和系统用于将癌细胞从源流体中移除，所述源流体从患有癌症或有患癌风险的受试者中获得。在一些实施方式中，所述源流体是从受试者中获得的生物流体，例如血液或骨髓。
[0238] 在一些实施方式中，使用对癌细胞群特异性的一种以上标志物（例如细胞表面标志物）具有特异性的结合分子从由受试者获得的源流体中移除癌细胞。因此，在此类实施方式中，可使用磁性颗粒，所述磁性颗粒结合至或缀合至对存在于癌细胞群上或癌细胞群中的一种以上标志物具有特异性的结合分子。在一些实施方式中，所述结合分子是对存在于癌细胞群上或癌细胞群中的标志物具有特异性的抗体或抗原结合片段。例如，在一些实施方式中，可将对仅在CLL细胞上存在的B细胞轻链具有特异性的单克隆抗体结合至或缀合至磁性颗粒，然后可将这样的缀合磁性颗粒与来自患有CLL的受试者的流体样品进行接触，以使用本文所述的方法、装置和系统来移除CLL细胞。
[0239] 在一些实施方式中，将对存在于癌细胞群上或癌细胞群中的一种以上标志物具有特异性的一种以上结合分子缀合至磁性颗粒。例如，一个磁性颗粒可与多个不同的亲和分子缀合，其中，每一结合分子对于癌细胞群相关的不同标志物具有特异性。在另一实例中，使用磁性颗粒的组合，其中，每一磁性颗粒缀合至或结合至一种类型的结合分子（例如，癌细胞表面标志物特异性抗体），并将这样的颗粒组合用于对癌细胞群进行分离或富集。
[0240] 示例性的癌症标志物包括但不限于，CD19、CD20、CD22、CD33、CD52、单型表面IgM（monotypic surface IgM）、CD10、Bcl-6、CD79a、CD5、CD23以及末端脱氧转移酶（TdT）。鉴定为癌细胞（例如白血病）独特的或在癌细胞上增加的任何其它标志物均涵盖于本文所述的方法、装置和系统的范围内。
[0241] 在本文所述的方法、装置和系统的范围内有用的其它癌抗原包括例如，PSA、Her-2、Mic-1、CEA、PSMA、mini-MUC、MUC-1、HER2受体、乳腺球蛋白（mammoglobulin）、迷路（labyrinthine）、SCP-1、NY-ESO-1、SSX-2、N端封闭的可溶性细胞角蛋白、43kD人癌抗原、PRAT、TUAN、Lb抗原、癌胚抗原、多腺苷酸聚合酶、p53、mdm-2、p21、CA15-3、癌蛋白18（oncoprotein18）/stathmin、以及人腺体激肽释放酶、黑色素瘤抗原等。
[0242] 在本文所述方面的其它实施方式中，所述方法和系统包括从患有癌症或有患癌风险的受试者中获得的源流体中将靶癌细胞移除，并进一步包括对所移除的癌细胞进行遗传分析以鉴定所述癌症的起因或性质。此类鉴定能够提升治疗方式和效力。不希望受理论束缚，这能够进一步允许将本文所述的方法、装置和系统用于个性化药物治疗。例如，此类在所移除的细胞上进行的遗传分析可用于鉴定是何种与AML易感体质有因果关系的染色体易位事件引发了受试者的AML，例如鉴定出10号和11号染色体之间发生易位。
[0243] 本文使用的“癌”是指各种恶性肿瘤（malignant neoplasm）中的任意一种，所述恶性肿瘤以肿瘤细胞的增殖为特征，所述肿瘤细胞倾向于入侵周围组织并转移到新的机体部位；本文使用的“癌”还指以此类恶性肿瘤生长为特征的病理状况。在机体中血管为转移和扩散至别处提供管道。到达转移位点时，癌细胞随即致力于建立新的供血网络。本文公开的方法包含治疗癌症的受试者，所述癌症包括但不限于所有种类的癌
（carcinoma）和肉瘤（sarcoma），例如在如下部位存在的癌和肉瘤：肛门、膀胱、胆管、骨、脑、乳腺、宫颈、结肠/直肠、子宫内膜、食道、眼、胆囊、头颈部、肝脏、肾脏、喉、肺、纵隔（胸部）、嘴、卵巢、胰腺、阴茎、前列腺、皮肤、小肠、胃、脊髓、尾骨、睾丸、甲状腺和子宫。癌的类型包括乳头状瘤/癌、绒毛膜癌、内胚窦瘤（endodermal sinus tumor）、畸胎瘤、腺瘤/腺癌（adenoma/adenocarcinoma）、黑色素瘤、纤维瘤、脂肪瘤、平滑肌瘤、横纹肌瘤、间皮瘤（mesothelioma）、血管瘤、骨瘤、软骨瘤、神经胶质瘤、淋巴瘤/白血病、鳞状细胞癌、小细胞癌、大细胞未分化癌、基底细胞癌和鼻窦未分化癌。肉瘤的类型包括软组织肉瘤，例如腺泡状软组织肉瘤（alveolar soft part sarcoma）、血管肉瘤（angiosarcoma）、皮肤纤维肉瘤、硬纤维瘤（desmoid tumor）、促结缔组织增生性小圆细胞瘤（desmoplastic small round cell tumor）、骨外软骨肉瘤、骨外骨肉瘤、纤维肉瘤、血管外皮细胞瘤（hemangiopericytoma）、血管肉瘤（hemangiosarcoma）、卡波济氏肉瘤（Kaposi′s sarcoma）、平滑肌肉瘤、脂肪肉瘤、淋巴管肉瘤、淋巴肉瘤、恶性纤维组织细胞瘤、神经纤维肉瘤、横纹肌肉瘤、滑膜肉瘤（synovial sarcoma）、Askin氏瘤、Ewing氏肉瘤（原始神经外胚层瘤）、恶性血管内皮瘤（hemangioendothelioma）、恶性神经鞘瘤、骨肉瘤、以及软骨肉瘤。
（carcinoma）和肉瘤（sarcoma），例如在如下部位存在的癌和肉瘤：肛门、膀胱、胆管、骨、脑、乳腺、宫颈、结肠/直肠、子宫内膜、食道、眼、胆囊、头颈部、肝脏、肾脏、喉、肺、纵隔（胸部）、嘴、卵巢、胰腺、阴茎、前列腺、皮肤、小肠、胃、脊髓、尾骨、睾丸、甲状腺和子宫。癌的类型包括乳头状瘤/癌、绒毛膜癌、内胚窦瘤（endodermal sinus tumor）、畸胎瘤、腺瘤/腺癌（adenoma/adenocarcinoma）、黑色素瘤、纤维瘤、脂肪瘤、平滑肌瘤、横纹肌瘤、间皮瘤（mesothelioma）、血管瘤、骨瘤、软骨瘤、神经胶质瘤、淋巴瘤/白血病、鳞状细胞癌、小细胞癌、大细胞未分化癌、基底细胞癌和鼻窦未分化癌。肉瘤的类型包括软组织肉瘤，例如腺泡状软组织肉瘤（alveolar soft part sarcoma）、血管肉瘤（angiosarcoma）、皮肤纤维肉瘤、硬纤维瘤（desmoid tumor）、促结缔组织增生性小圆细胞瘤（desmoplastic small round cell tumor）、骨外软骨肉瘤、骨外骨肉瘤、纤维肉瘤、血管外皮细胞瘤（hemangiopericytoma）、血管肉瘤（hemangiosarcoma）、卡波济氏肉瘤（Kaposi′s sarcoma）、平滑肌肉瘤、脂肪肉瘤、淋巴管肉瘤、淋巴肉瘤、恶性纤维组织细胞瘤、神经纤维肉瘤、横纹肌肉瘤、滑膜肉瘤（synovial sarcoma）、Askin氏瘤、Ewing氏肉瘤（原始神经外胚层瘤）、恶性血管内皮瘤（hemangioendothelioma）、恶性神经鞘瘤、骨肉瘤、以及软骨肉瘤。
[0244] 本文所述的方法、装置和系统在测定癌症患者对治疗（放射性或化学性）的患者特异性和一般性应答中也有用。例如，在治疗方案开始前后，可对来自受试者的循环肿瘤细胞进行分离和分析。本文所述的方法、装置和系统还可用于对癌症分期（cancer staging）进行测定和/或恶性肿瘤的早期诊断。例如，磁性颗粒可标记有标记，以易于对游离颗粒和细胞结合颗粒进行检测。还可对分离细胞的分期特异性标志物进行分析。癌症的分期是对癌症扩散程度的描述（通常为I至IV编号）。分期通常考虑肿瘤的大小、其穿透的深度、是否已入侵邻近器官、已转移到的淋巴结数量（若有的话）、以及是否扩散至远端器官。癌症的分期非常重要，因为诊断时的分期是存活率的最有力预测因子，且治疗通常根据分期而变化。由于治疗与疾病分期直接相关，因此，正确分期非常关键。不正确的分期会导致不恰当的治疗以及患者存活率的实质性降低。对一个细胞的疏忽可能意味着误标记（mistagging），并可引起严重的、预料不到的癌症扩散。
[0245] 本文使用的术语“治疗（treat/treatment/treating）”是指治疗和预防性（prophylactic/preventative）措施，其中，目标待预防或待减缓疾病的发展。不希望受实例限制，如果疾病是癌症，如下措施均认为是治疗：减缓肿瘤发展、癌症扩散，或减少与不适当的增殖或细胞团块相关的状况、疾病或紊乱（例如癌症）的至少一种影响或症状。如果一种以上症状或临床标志物减少（如该术语在本文中所定义的），治疗通常“有效”。
[0246] 或者，如果使疾病进展得以减缓或暂停，治疗“有效”。也就是说，“治疗”不仅包括症状或标志物的改善，也包括使在不进行治疗的条件下所预期到的症状进展或恶化停止或至少放慢。有利或所期望的临床结果包括但不限于不管是可检测的还是不可检测的：一种以上症状减轻（alleviation）、患病程度减少、疾病状态的稳定（例如不恶化）、疾病发展延缓或放慢、疾病状态的转佳（amelioration）或缓和（palliation）、以及缓解（无论是部分或全部）。“治疗”还可意味着与如果不接受治疗所预期到的存活相比而言延长的存活。需要治疗的受试者包括已被诊断为患有癌症的受试者，以及由于转移而可能发展出继发性肿瘤的受试者。
[0247] 在一些方面，本文所述的方法、装置和系统可用于对靶组分在源流体中的存在进行分析和检测。在从源流体中分离后，可使用本领域已知的对此类靶组分进行检测的任何方法对靶组分进行分析。例如，所述靶组分可标记有标记（例如，染料、抗体、与所述靶组分结合并易于被检测到的分子、或与所述靶组分结合并缀合有标记的分子）。或者，可使用其它方法如光技术（例如显微镜、相差成像等）对靶组分进行检测。
[0248] 可在收集流体仍位于收集微通道时对所述收集流体进行分析、或可在一部分收集流体被移出时对所述移出部分进行分析，以分析靶组分的存在。在一些实施方式中，可将收集流体中的磁性颗粒与所述收集流体分离，并对是否存在结合的靶组分进行分析。在一些实施方式中，可将收集通道的出口端口连接至用于分析靶组分的连续式诊断装置或芯片上的诊断装置。在这一实施方式中，为使得对磁性结合的靶组分实施连续式分析或检测，并且例如为使得提供对相对小体积的生物流体中的低浓度病原体进行的检测，所述连续式诊断装置或芯片上的诊断装置可使用磁场梯度来控制所述磁性结合的靶组分的移动。例如，磁场梯度可用于将磁性结合的靶组分从收集流体中分开或分离，然后使用染料、抗体和非标记的光学检测技术或固态检测技术中的一种以上进行分析。
[0249] 使用包含由铝制备的中心主体的微流控装置的实施方式，发明人能够在418mL/h下以约90%的分离效率从血液中分离结合1μm磁珠的白色念珠菌。另外，使用并行的两个微流控装置，发明人能够在418mL/h下以超过85%的分离效率从血液中分离结合1μm WT-MBL磁珠的白色念珠菌。
[0250] 在本文所述方面的一个以上实施方式中，本发明的复用装置对全血中的活真菌病原体的净化能够超过85%，而不诱导血液凝集或导致其它血液细胞组分或分子组分显著损失。在一些这类实施方式中，全血可以836mL/h的速度流动。结果清晰地表明，本文所述的新型复用微流控-微磁性细胞分离设计在维持靶组分分离效率的同时，提供了较高的体积通量，并由此证实了其在临床应用（例如血液净化）方面的价值。
[0251] 本设计相对于之前的微流控-微磁性细胞分离器的创新包括如下：本设计既未使用（a）收集流体（例如盐水）的第二连续流动流，也未（b）对两个层流的流之间的稳定边界进行维持（这是之前在US2009-0078614和US2009-0220932中所述的微流控装置的中心要素）来移除颗粒。因此，本系统通过其简单性和稳健性而得以改进；血液也不会由于血液和盐水溶液间的流体力学不平衡而损失或稀释。这种仿生设计模仿了脾窦，在脾窦中血液的流速相对缓慢且为间断式，并保留住了调理素化的病原体。然后，将收集通道中的盐水用于对“窦”进行周期性的冲洗，这模仿了经由淋巴滤泡的淋巴液和废物的渗透流动（percolating flow）。流体净化
[0252] 图20示出了使用本文所述的微流控装置对流体进行处理以将结合至磁珠的靶组分移除的方法的流程图。如图20中所示，在2002，可将收集流体泵入收集通道并填充（fill）一些或全部的转运通道和源通道。在2004，可通过例如混和将源流体与磁珠联合。
所述磁珠可包含能够使得源流体中的靶组分结合至所述磁珠的亲和涂层。在2006，可对所述源通道施加磁场梯度，例如通过对电磁体通电或将永磁体设置在相对于源通道预定的位置。在2008，将源流体泵入并使其通过源通道，以将磁珠（以及结合于其上的任何靶组分）暴露于所述磁场梯度。在2010，磁珠和靶组分迁移穿过转运通道并到达收集通道。在2012，系统检查以确定所述收集通道中是否已累积了所定义量的磁珠以及是否需要冲洗所述收集通道。可在预设体积的源流体流入后、或预定时间后、或基于传感器信号，允许收集流体流入收集通道，冲洗所述收集通道并将磁珠冲出所述收集通道。在冲洗过程中，可在所述冲洗过程持续期间将源流体的流动减少或停止。如果在收集通道中没有累积足够的磁珠，该过程返回2008，使源流体继续流入源通道。
所述磁珠可包含能够使得源流体中的靶组分结合至所述磁珠的亲和涂层。在2006，可对所述源通道施加磁场梯度，例如通过对电磁体通电或将永磁体设置在相对于源通道预定的位置。在2008，将源流体泵入并使其通过源通道，以将磁珠（以及结合于其上的任何靶组分）暴露于所述磁场梯度。在2010，磁珠和靶组分迁移穿过转运通道并到达收集通道。在2012，系统检查以确定所述收集通道中是否已累积了所定义量的磁珠以及是否需要冲洗所述收集通道。可在预设体积的源流体流入后、或预定时间后、或基于传感器信号，允许收集流体流入收集通道，冲洗所述收集通道并将磁珠冲出所述收集通道。在冲洗过程中，可在所述冲洗过程持续期间将源流体的流动减少或停止。如果在收集通道中没有累积足够的磁珠，该过程返回2008，使源流体继续流入源通道。
[0253] 通常，所述方法包括：首先使源流体经过微流控装置中的源流体通道，其中，所述源流体含有附着至靶组分的磁性颗粒；将收集流体置于微流控装置内的收集流体通道中，以使得所述收集流体通道通过一个以上分立的（discrete）转运通道与所述源流体通道连通；对所述源流体施加磁场梯度，以使得磁场梯度引起磁性颗粒和结合磁性颗粒的靶组分经由至少一个分立的转运通道从源流体通道迁移入所述收集流体通道。
[0254] 可在将向源流体通道供应源流体前，向所述源流体中加入亲合分子/结合分子涂覆的磁性颗粒。在一些实施方式中，提供半间歇（semi-batch）混合过程，以允许在维持源流体（例如血流）持续流动的同时，使珠-病原体孵育较长时间。这样的过程还能够整合入传统的连续静脉-静脉血液过滤（hemafiltration）单元，所述静脉-静脉血液过滤单元使用血液浓缩器、血液保温器和氧合技术（oxygenation technologies）。在一些进一步的实施方式中，还向本文所述的装置中加入其它安全性特征（safety features）（例如超高效磁阱），以在使净化的生物流体返回生物系统（例如脓毒症患者）前，将所有剩余的磁性颗粒移除。
[0255] 将所希望的靶组分移除后，可将“净化的”源流体和/或含有所述靶组分的收集流体转运以进行进一步处理，例如检测或分析。在本发明的一些实施方式中，所述净化的流体可返回源。在生物流体的情况下，可将所述净化的生物流体返回其来源的生物系统、或另一受试者、或培养基、生物支架、生物反应器等。在一些实施方式中，需要对净化的生物流体进行后续处理，例如在将其返回到其来源的生物系统前进行进一步处理、过滤或（血液）保温过程。此外，如果需要的话，至少部分“净化的”源流体可再循环回到源流体通道。
[0256] 也可从收集通道中收集至少一部分收集流体和磁性颗粒。可在检测任何磁性颗粒是否含有靶组分前，将所述磁性颗粒从收集流体中分离。可对分离的磁性颗粒进行分析，以对附着在所述磁性颗粒上的靶组分的量进行定量。
[0257] 所述方法可进一步包括在一段选定的时间中起始流动，在这段时间内，将收集流体中的磁性颗粒从微流控装置中移除。收集流体的经过可进一步包括以无规律的或周期性的间隔使收集流体间歇性地经过收集流体通道。
[0258] 在这一方面的一个以上实施方式中，源流体选自于包含如下物质的组中的一种以上：血液、脐带血、血清、血浆、尿、液化粪便样品、脑脊液、羊水、淋巴液、粘液、泪液、气管吸出液、痰、盐水、缓冲液、生理盐溶液或细胞培养基。
[0259] 在这一方面的一个以上实施方式中，所述收集流体是等渗盐水。
[0260] 在这一方面的一个以上实施方式中，所述靶组分选自于由下列物质所组成的组：病原体、干细胞、癌细胞、胎儿细胞、血细胞或免疫细胞、细胞因子、激素、抗体、血蛋白、或分子毒素或化学毒素。
[0261] 本文所公开的多个方面可由下列一个以上的编号段落描述：
[0262] 1.一种微流控装置，所述微流控装置包含：
[0263] （i）中心主体，所述中心主体包含：
[0264] a.在第一外表面上，在源入口与源出口间连接的源通道；
[0265] b.在第二外表面上，在收集入口与收集出口间连接的收集通道；
[0266] c.连接所述源通道和所述收集通道的至少一个转运通道；
[0267] （ii）第一层叠层，所述第一层叠层与所述中心主体的所述第一外表面接触，其中，所述源入口与所述第一层叠层外表面上的源入口端口连通，所述源出口与所述第一层叠层外表面上的源出口端口连通，所述第一层叠层和所述中心主体的所述第一外表面限定了所述源通道；
[0268] （iii）第二层叠层，所述第二层叠层与所述中心主体的所述第二外表面接触，其中，所述收集入口与所述第二层叠层外表面上的收集入口端口连通，所述收集出口与所述第二层叠层外表面上的收集出口端口连通，所述第二层叠层和所述中心主体的所述第二外表面限定了所述收集通道；以及
[0269] （iv）一个以上磁场梯度源，所述一个以上磁场梯度源被设置为与所述收集通道相邻，并被配置为向在所述源通道中流动的流体施加磁场梯度、以及使得所述源通道中的靶组分迁移进入所述至少一个转运通道或所述收集通道。
[0270] 2.根据段1所述的微流控装置，所述微流控装置进一步包含：
[0271] （i）流体源，所述流体源连接至所述源入口端口，以将源流体递送至所述源通道，所述源流体含有待从所述源流体中移除的靶组分；以及
[0272] （ii）收集流体源，所述收集流体源连接至所述收集入口端口，以将收集流体递送至所述收集通道，从而填充所述收集通道和所述至少一个转运通道。
[0273] 3.根据段1-2中任一项所述的微流控装置，其中，所述源通道、所述收集通道或所述至少一个转运通道的至少一个流体接触表面是抗凝血表面。
[0274] 4.根据段3所述的微流控装置，其中，所述流体接触表面是光滑液体注入式多孔表面（SLIPS）。
[0275] 5.根据段3或4所述的微流控装置，其中，所述流体接触表面涂覆有抗凝血剂。
[0276] 6.根据段1-5中任一项所述的微流控装置，其中，所述第一层叠层的厚度为约0.01mm至约10mm。
[0277] 7.根据段6所述的微流控装置，其中，所述第一层叠层的厚度为约0.07mm至约0.1mm。
[0278] 8.根据段1-7中任一项所述的微流控装置，其中，所述第二层叠层的厚度为约0.01mm至约10mm。
[0279] 9.根据段6所述的微流控装置，其中，所述第二层叠层的厚度为约0.07mm至约0.1mm。
[0280] 10.根据段1-9中任一项所述的微流控装置，所述微流控装置进一步包含连续式混合装置，所述连续式混合装置连接至所述源入口，并适于将多个磁性颗粒递送至所述源流体。
[0281] 11.根据段1-10中任一项所述的微流控装置，所述微流控装置进一步包含连续式气泡捕获装置，所述连续式气泡捕获装置直接或间接地连接至：
[0282] a.所述源入口；或
[0283] b.所述源出口。
[0284] 12.根据段1-11中任一项所述的微流控装置，其中，所述源通道和所述收集通道间的距离是约10μm至约10mm。
[0285] 13.根据段12所述的微流控装置，其中，所述源通道和所述收集通道间的距离是约500μm。
[0286] 14.根据段1-13中任一项所述的微流控装置，其中，所述源通道和所述收集通道独立地具有约1mm至约10cm的长度、约0.1mm至约100mm的宽度以及约0.1mm至约20mm的深度。
[0287] 15.根据段1-14中任一项所述的微流控装置，其中，所述源通道和所述收集通道具有大体上相似的尺寸。
[0288] 16.根据段1-15中任一项所述的微流控装置，其中，所述源通道的长度为约25mm、宽度为约2mm、深度为约0.6mm。
[0289] 17.根据段1-16中任一项所述的微流控装置，其中，所述收集通道的长度为约25mm、宽度为约2mm、深度为约0.6mm。
[0290] 18.根据段1-17中任一项所述的微流控装置，其中，所述至少一个转运通道的横截面尺寸为约200μm×10mm至约1mm×100mm。
[0291] 19.根据段18所述的微流控装置，其中，所述至少一个转运通道的横截面尺寸为约400μm×2mm。
[0292] 20.根据段1-19中任一项所述的微流控装置，其中，所述转运通道间的间距是约10μm至约5mm。
[0293] 21.根据段20所述的微流控装置，其中，所述转运通道间的间距是约3mm。
[0294] 22.根据段1-21中任一项所述的微流控装置，其中，所述装置的长度为约2cm至约100cm、宽度为约2cm至约100cm、深度为约2cm至约100cm。
[0295] 23.根据段1-22中任一项所述的微流控装置，其中，所述装置的长度为约128mm、宽度为约57mm、深度为约2mm。
[0296] 24.根据段1-23中任一项所述的微流控装置，其中，所述装置的长度为约128mm、宽度为约57mm、深度为约2mm；其中，所述源通道的长度为约25mm、宽度为约2mm、深度为约0.6mm；其中，所述收集通道的长度为约25mm、宽度为约2mm、深度为约0.6mm；其中，所述至少一个转运通道的横截面尺寸为约400μm×2mm；其中，所述转运通道间的间距是约3mm。
[0297] 25.根据段1-24中任一项所述的微流控装置，其中，所述至少一个转运通道的取向为与所述源通道成小于90度的角。
[0298] 26.根据段1-25中任一项所述的微流控装置，其中，所述中心主体、所述第一层叠层或所述第二层叠层由生物相容性材料制造。
[0299] 27.根据段1-26中任一项所述的微流控装置，其中，所述中心主体、所述第一层叠层或所述第二层叠层由FDA批准的血液相容性材料制造。
[0300] 28.根据段1-27中任一项所述的微流控装置，其中，所述中心主体、所述第一层叠层或所述第二层叠层由选自于由下列材料所组成的组中的材料制造：铝、聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯聚砜、聚碳酸酯、聚甲基戊烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、多晶硅、聚四氟乙烯、聚砜、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚丙烯腈、聚丁二烯、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)、聚(醚砜)、聚(醚醚酮)、聚(乙二醇)、苯乙烯-丙烯腈树脂、聚(对苯二甲酸丙二醇酯)、聚乙烯醇缩丁醛、聚偏二氟乙烯、聚(乙烯基吡咯烷酮)、不锈钢、钛、铂、合金、陶瓷和玻璃、非磁性金属，以及上述材料的任意组合。
[0301] 29.根据段1-28中任一项所述的微流控装置，其中，所述磁场梯度足以使得所述源通道中的靶组分迁移进入所述至少一个收集通道。
[0302] 30.根据段1-29中任一项所述的微流控装置，其中，所述源流体是生物流体，所述生物流体选自于由下列生物流体所组成的组：血液、血浆、血清、哺乳期产品、乳汁、羊水、腹腔液、痰、唾液、尿、精液、脑脊液、支气管吸出液、汗、粘液、液化粪便样品、滑液、淋巴液、泪液、气管吸出液，以及上述流体的任意混合物。
[0303] 31.根据段1-30中任一项所述的微流控装置，其中，所述源流体是非生物流体，所述非生物流体选自于由下列非生物流体所组成的组：水、有机溶剂、盐水溶液、糖溶液、碳水化合物溶液、脂质溶液、核酸溶液、烃、酸、汽油、石油、液化食品、气体，以及上述流体的任意混合物。
[0304] 32.根据段1-31中任一项所述的微流控装置，其中，所述收集流体选自于由下列流体所组成的组：水、有机溶剂、盐水溶液、糖溶液、碳水化合物溶液、脂质溶液、核酸溶液、烃、酸、汽油、石油、液化食品、气体，以及上述流体的任意混合物。
[0305] 33.根据段32所述的微流控装置，其中，所述收集流体是等渗盐水、生物流体、生物相容性流体或生物流体替代品。
[0306] 34.根据段1-33中任一项所述的微流控装置，所述微流控装置进一步包含连续式诊断装置，所述连续式诊断装置连接至所述收集出口，并适于对所述收集流体中的靶组分进行分析。
[0307] 35.根据段34所述的微流控装置，其中，所述连续式诊断装置包含磁场梯度源，所述磁场梯度源与收集腔室相邻，并适于使得所述收集流体中的靶组分得以收集在所述收集腔室中。
[0308] 36.根据段1-35中任一项所述的微流控装置，其中，
[0309] a.所述源流体以1mL/hr至2000mL/hr的流速流经所述源通道；以及
[0310] b.所述收集流体以1mL/hr至2000mL/hr的流速流经所述收集通道。
[0311] 37.根据段1-36中任一项所述的微流控装置，其中，所述靶组分被磁场梯度吸引或排斥。
[0312] 38.根据段1-37中任一项所述的微流控装置，其中，所述靶组分结合至被磁场梯度吸引或排斥的颗粒。
[0313] 39.根据段1-38中任一项所述的微流控装置，其中，所述靶组分结合至结合分子/亲和分子，所述结合分子/亲和分子结合至被磁场梯度吸引或排斥的颗粒。
[0314] 40.根据段39所述的微流控装置，其中，所述结合分子/亲和分子选自于由下列分子所组成的组：抗体、抗原、蛋白质、肽、核酸、受体分子、针对受体的配体、凝集素、碳水化合物、脂质、亲和结合对的一个成员，以及上述分子的任意组合。
[0315] 41.根据段39或40所述的微流控装置，其中，所述结合分子/亲和分子选自于由下列分子所组成的组：MBL（甘露糖结合凝集素）、FcMBL（融合至甘露糖结合凝集素的IgG Fc）、AKT-FcMBL（融合至具有AKT序列（N端的氨基酸三肽：丙氨酸、赖氨酸、苏氨酸）的甘露糖结合凝集素的IgG Fc），以及上述分子的任意组合。
[0316] 42.根据段39-41中任一项所述的微流控装置，其中，所述结合分子/亲和分子包含选自于如下氨基酸序列的氨基酸序列：SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.3、SEQ ID NO.4、SEQ ID NO.5、SEQ ID NO.6、SEQ ID NO.6、SEQ ID NO.7、SEQ ID NO.8，以及上述氨基酸序列的任意组合。
[0317] 43.根据段38-42中任一项所述的微流控装置，其中，所述颗粒是顺磁性的。
[0318] 44.根据段38-43中任一项所述的微流控装置，其中，所述颗粒的尺寸为0.1nm至500μm。
[0319] 45.根据段38-44中任一项所述的微流控装置，其中，所述颗粒的形状是球状、杆状、椭圆状、圆柱状或盘状。
[0320] 46.根据段1-45中任一项所述的微流控装置，其中，所述靶组分为生物颗粒/病原体，所述生物颗粒/病原体选自于由下列生物颗粒/病原体所组成的组：活细胞或死细胞（原核细胞或真核细胞）、病毒、细菌、真菌、酵母、原生动物、微生物、寄生虫等。
[0321] 47.根据段46所述的微流控装置，其中，所述靶组分为：
[0322] a.选自于由下列真菌或酵母所组成的组中的真菌或酵母：新型隐球菌、白色念珠菌、热带假丝酵母、星状念珠菌、光滑念珠菌、克鲁斯假丝酵母、近平滑假丝酵母、季也蒙假丝酵母、维斯假丝酵母、葡萄牙假丝酵母、胶红酵母、烟曲霉、黄曲霉、棒曲霉、新型隐球菌、罗伦隐球酵母、浅白隐球酵母、格特隐球菌、荚膜组织胞浆菌、耶氏肺孢子虫（或卡氏肺孢子虫）、纸葡萄穗霉，以及它们的任意组合；
[0323] b.选自于由下列细菌所组成的组中的细菌：炭疽菌、弯曲杆菌、霍乱菌、白喉菌、肠毒性大肠杆菌、贾第鞭毛虫、淋球菌、幽门螺杆菌、B型流感嗜血杆菌、不可分型流感嗜血杆菌、脑膜炎球菌、百日咳菌、肺炎球菌、沙门氏菌、志贺氏菌、B型链球菌、A型链球菌、破伤风菌、霍乱弧菌、耶尔森氏菌、葡萄球菌、假单胞菌种、梭菌种、结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌、单核细胞增生李斯特菌、伤寒沙门氏菌、痢疾志贺氏菌、鼠疫耶尔森氏菌、布鲁氏菌种、嗜肺军团菌、立克次体、衣原体、产气荚膜梭菌、肉毒梭菌、金黄色葡萄球菌、梅毒密螺旋体、流感嗜血杆菌、梅毒密螺旋体、肺炎克雷伯氏菌、铜绿假单胞菌、小隐孢子虫、肺炎链球菌、百日咳博德特氏菌、脑膜炎奈瑟氏菌，以及它们的任意组合；
[0324] c.选自于由下列寄生虫所组成的组中的寄生虫：溶组织内阿米巴、疟原虫种、利什曼原虫种、弓形虫、寄生蠕虫，以及它们的任意组合；
[0325] d.选自于由下列病毒所组成的组中的病毒：HIV-1、HIV-2、肝炎病毒（包括乙肝病毒和丙肝病毒）、埃博拉病毒、西尼罗河病毒、疱疹病毒（例如HSV-2）、腺病毒、登革热血清型1-4、埃博拉病毒、肠道病毒、单纯疱疹病毒1型或2型、流感病毒、日本马脑炎、诺瓦克病毒、乳头状瘤病毒、微小病毒B19型、风疹、麻疹、牛痘、水痘、巨细胞病毒、Epstein-Barr病毒、人类疱疹病毒6型、人类疱疹病毒7型、人类疱疹病毒8型、天花病毒、水疱性口炎病毒、甲型肝炎病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、丁型肝炎病毒、戊型肝炎病毒、脊髓灰质炎病毒、鼻病毒、冠状病毒、甲型流感病毒、乙型流感病毒、麻疹病毒、多瘤病毒、人类乳头状瘤病毒、呼吸道合胞病毒、腺病毒、柯萨奇病毒、登革热病毒、腮腺炎病毒、狂犬病毒、劳氏肉瘤病毒、黄热病病毒、埃博拉病毒、马尔堡病毒、拉沙热病毒、东方马脑炎病毒、日本脑炎病毒、圣路易斯脑炎病毒、墨莱溪谷热病毒、西尼罗河病毒、裂谷热病毒、轮状病毒A、轮状病毒B、轮状病毒C、辛德毕斯病毒、人类T细胞白血病病毒I型、汉坦病毒、风疹病毒、猴免疫缺陷病毒，以及它们的任意组合；或
[0326] e.（a）-（d）的任意组合。
[0327] 48.根据段46所述的微流控装置，其中，所述靶组分为选自于由下列细胞所组成的组中的细胞：干细胞、癌细胞、祖细胞、免疫细胞、血细胞、胎儿细胞等。
[0328] 49.根据段1-48中任一项所述的微流控装置，其中，所述靶组分选自于由下列物质所组成的组：激素、细胞因子、蛋白质、肽、朊病毒、凝集素、寡核苷酸、分子毒素或化学毒素，以及上述物质的任意组合。
[0329] 50.一种系统，所述系统包含：
[0330] （i）根据段1-49中任一项所述的微流控装置；
[0331] （ii）流体源，所述流体源连接至所述源通道，并将源流体递送至所述源通道，所述源流体含有待从所述源流体中移除的靶组分；
[0332] （iii）源泵，所述源泵连接至所述源通道，并适于将所述源流体泵入所述源通道；
[0333] （iv）源混合器，所述源混合器连接至所述源通道和所述流体源，并适于将所述源流体与磁性颗粒混合；
[0334] （v）收集流体源，所述收集流体源连接至所述收集入口，并适于将收集流体递送至第一收集通道；并适于将所述靶组分从所述至少一个转运通道吸入所述收集通道中和冲洗来自所述收集通道的所述靶组分；
[0335] （vi）收集泵，所述收集泵连接至所述收集入口和所述收集流体源，并适于将所述收集流体泵入所述收集通道；以及
[0336] （vii）控制器，所述控制器具有处理器和相关存储器，并连结至：
[0337] a.所述源泵，以对源流体经过所述源通道的流动进行控制；以及
[0338] b.所述收集泵，以对所述收集流体经过所述收集通道的流动进行控制。
[0339] 51.根据段50所述的系统，所述系统进一步包含连续式诊断装置，所述连续式诊断装置连接至所述收集出口，并适于对所述收集流体中的靶组分进行分析。
[0340] 52.根据段51所述的系统，其中，所述连续式诊断装置包含磁场梯度源，所述磁场梯度源与收集腔室相邻，并适于使第一收集流体中的靶组分得以收集在所述收集腔室中。
[0341] 53.根据段51-52中任一项所述的系统，其中，所述连续式诊断装置使用染料、抗体、非标记的光学技术或固态检测技术中的一种以上来对所述靶组分进行分析。
[0342] 54.根据段50-53中任一项所述的系统，其中，所述磁场梯度足以使得所述源通道中的靶组分迁移进入所述收集通道。
[0343] 55.一种对源流体进行净化的方法，所述方法包括：
[0344] （i）提供根据段1-50中任一项所述的微流控装置；
[0345] （ii）使源流体流经所述源通道，其中，所述源流体含有待从所述源流体中移除/分离的靶组分；
[0346] （iii）在所述收集通道中提供收集流体；
[0347] （iv）对所述源通道中的源流体施加磁场梯度，以使所述靶组分迁移进入所述至少一个转运通道之一。
[0348] 56.根据段55所述的方法，所述方法进一步包括使所述收集流体流经所述收集通道，其中，将所述收集流体中的所述靶组分从所述收集通道中移除。
[0349] 57.根据段55或56所述的方法，所述方法进一步包括使所述收集流体连续流经所述收集通道，其中，将所述收集流体中的所述靶组分从所述收集通道中移除。
[0350] 58.根据段56或57中任一项所述的方法，所述方法进一步包括使所述收集流体以周期性的间隔流经所述收集通道，其中，将所述收集流体中的所述靶组分从所述收集通道中移除。
[0351] 59.根据段55-58中任一项所述的方法，其中，所述源流体是生物流体，所述生物流体选自于由下列生物流体所组成的组：血液、血浆、血清、哺乳期产品、乳汁、羊水、腹腔液、痰、唾液、尿、精液、脑脊液、支气管吸出液、汗、粘液、液化粪便样品、滑液、淋巴液、泪液、气管吸出液，以及上述流体的任意混合物。
[0352] 60.根据段55-58中任一项所述的方法，其中，所述源流体是非生物流体，所述非生物流体选自于由下列非生物流体所组成的组：水、有机溶剂、盐水溶液、糖溶液、碳水化合物溶液、脂质溶液、核酸溶液、烃、酸、汽油、石油、液化食品、气体，以及上述流体的任意混合物。
[0353] 61.根据段55-60中任一项所述的方法，其中，所述收集流体选自于由下列流体所组成的组：水、有机溶剂、盐水溶液、糖溶液、碳水化合物溶液、脂质溶液、核酸溶液、烃、酸、汽油、石油、液化食品、气体，以及上述流体的任意混合物。
[0354] 62.根据段55-61中任一项所述的方法，其中，所述收集流体是等渗盐水、生物流体、生物相容性流体或生物流体替代品。
[0355] 63.根据段55-62中任一项所述的方法，其中，所述靶组分被磁场梯度吸引或排斥。
[0356] 64.根据段55-63中任一项所述的方法，其中，所述靶组分结合至被磁场梯度吸引或排斥的颗粒。
[0357] 65.根据段55-64中任一项所述的方法，其中，所述靶组分结合至结合分子/亲和分子，所述结合分子/亲和分子结合至被磁场梯度吸引或排斥的颗粒。
[0358] 66.根据段65所述的方法，其中，所述结合分子/亲和分子选自于由下列分子所组成的组：抗体、抗原、蛋白质、肽、核酸、受体分子、针对受体的配体、凝集素、碳水化合物、脂质、亲和结合对的一个成员，以及上述分子的任意组合。
[0359] 67.根据段65或66所述的方法，其中，所述结合分子/亲和分子选自于由下列分子所组成的组：MBL（甘露糖结合凝集素）、FcMBL（融合至甘露糖结合凝集素的IgG Fc）、AKT-FcMBL（融合至具有AKT序列（N端的氨基酸三肽：丙氨酸、赖氨酸、苏氨酸）的甘露糖结合凝集素的IgG Fc），以及上述分子的任意组合。
[0360] 68.根据段65-67中任一项所述的方法，其中，所述结合分子/亲和分子包含选自于如下氨基酸序列的氨基酸序列：SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.3、SEQ ID NO.4、SEQ ID NO.5、SEQ ID NO.6、SEQ ID NO.6、SEQ ID NO.7、SEQ ID NO.8，以及上述氨基酸序列的任意组合。
[0361] 69.根据段64-68中任一项所述的方法，其中，所述颗粒是顺磁性的。
[0362] 70.根据段64-69中任一项所述的方法，其中，所述颗粒的尺寸为0.1nm至1mm。
[0363] 71.根据段64-70中任一项所述的方法，其中，所述颗粒的形状是球状、杆状、椭圆状、圆柱状或盘状。
[0364] 72.根据段55-71中任一项所述的方法，其中，所述靶组分为生物颗粒/病原体，所述生物颗粒/病原体选自于由下列生物颗粒/病原体所组成的组：活细胞或死细胞（原核细胞或真核细胞）、病毒、细菌、真菌、酵母、原生动物、微生物、寄生虫等。
[0365] 73.根据段72所述的方法，其中，所述靶组分为：
[0366] a.选自于由下列真菌或酵母所组成的组中的真菌或酵母：新型隐球菌、白色念珠菌、热带假丝酵母、星状念珠菌、光滑念珠菌、克鲁斯假丝酵母、近平滑假丝酵母、季也蒙假丝酵母、维斯假丝酵母、葡萄牙假丝酵母、胶红酵母、烟曲霉、黄曲霉、棒曲霉、新型隐球菌、罗伦隐球酵母、浅白隐球酵母、格特隐球菌、荚膜组织胞浆菌、耶氏肺孢子虫（或卡氏肺孢子虫）、纸葡萄穗霉，以及它们的任意组合；
[0367] b.选自于由下列细菌所组成的组中的细菌：炭疽菌、弯曲杆菌、霍乱菌、白喉菌、肠毒性大肠杆菌、贾第鞭毛虫、淋球菌、幽门螺杆菌、B型流感嗜血杆菌、不可分型流感嗜血杆菌、脑膜炎球菌、百日咳菌、肺炎球菌、沙门氏菌、志贺氏菌、B型链球菌、A型链球菌、破伤风菌、霍乱弧菌、耶尔森氏菌、葡萄球菌、假单胞菌种、梭菌种、结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌、单核细胞增生李斯特菌、伤寒沙门氏菌、痢疾志贺氏菌、鼠疫耶尔森氏菌、布鲁氏菌种、嗜肺军团菌、立克次体、衣原体、产气荚膜梭菌、肉毒梭菌、金黄色葡萄球菌、梅毒密螺旋体、流感嗜血杆菌、梅毒密螺旋体、肺炎克雷伯氏菌、铜绿假单胞菌、小隐孢子虫、肺炎链球菌、百日咳博德特氏菌、脑膜炎奈瑟氏菌，以及它们的任意组合；
[0368] c.选自于由下列寄生虫所组成的组中的寄生虫：溶组织内阿米巴、疟原虫种、利什曼原虫种、弓形虫、寄生蠕虫，以及它们的任意组合；
[0369] d.选自于由下列病毒所组成的组中的病毒：HIV-1、HIV-2、肝炎病毒（包括乙肝病毒和丙肝病毒）、埃博拉病毒、西尼罗河病毒、疱疹病毒（例如HSV-2）、腺病毒、登革热血清型1-4、埃博拉病毒、肠道病毒、单纯疱疹病毒1型或2型、流感病毒、日本马脑炎、诺瓦克病毒、乳头状瘤病毒、微小病毒B19型、风疹、麻疹、牛痘、水痘、巨细胞病毒、Epstein-Barr病毒、人类疱疹病毒6型、人类疱疹病毒7型、人类疱疹病毒8型、天花病毒、水疱性口炎病毒、甲型肝炎病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、丁型肝炎病毒、戊型肝炎病毒、脊髓灰质炎病毒、鼻病毒、冠状病毒、甲型流感病毒、乙型流感病毒、麻疹病毒、多瘤病毒、人类乳头状瘤病毒、呼吸道合胞病毒、腺病毒、柯萨奇病毒、登革热病毒、腮腺炎病毒、狂犬病毒、劳氏肉瘤病毒、黄热病病毒、埃博拉病毒、马尔堡病毒、拉沙热病毒、东方马脑炎病毒、日本脑炎病毒、圣路易斯脑炎病毒、墨莱溪谷热病毒、西尼罗河病毒、裂谷热病毒、轮状病毒A、轮状病毒B、轮状病毒C、辛德毕斯病毒、人类T细胞白血病病毒I型、汉坦病毒、风疹病毒、猴免疫缺陷病毒，以及它们的任意组合；或
[0370] e.（a）-（d）的任意组合。
[0371] 74.根据段72所述的方法，其中，所述靶组分为选自于由下列细胞所组成的组中的细胞：干细胞、癌细胞、祖细胞、免疫细胞、血细胞、胎儿细胞等。
[0372] 75.根据段55-71中任一项所述的方法，其中，所述靶组分选自于由下列物质所组成的组：激素、细胞因子、蛋白质、肽、朊病毒、凝集素、寡核苷酸、分子毒素或化学毒素、外来体，以及上述物质的任意组合。
[0373] 76.根据段64-75中任一项所述的方法，所述方法进一步包括在使经由所述源通道的所述源流体的流动起始前将所述颗粒加入所述源流体中。
[0374] 77.根据段64-75中任一项所述的方法，所述方法进一步包括在使经由所述源通道的所述源流体的流动起始后将所述颗粒加入所述源流体中。
[0375] 78.根据段55-77中任一项所述的方法，所述方法进一步包括从所述收集通道中收集所述收集流体的至少一部分。
[0376] 79.根据段55-78中任一项所述的方法，所述方法进一步包括使所述源流体的一部分再循环以第二次经过所述源通道，从而对所述靶组分进一步进行分离。
[0377] 80.根据段55-79中任一项所述的方法，其中，将至少10%的所述靶组分从所述源流体中移除。
[0378] 81.根据段55-80中任一项所述的方法，其中，所述源流体以1mL/hr至2000mL/hr的流速流经所述源通道。
[0379] 82.根据段55-81中任一项所述的方法，其中，所述收集流体以1mL/hr至2000mL/hr的流速流经所述收集通道。
[0380] 83.根据段55-82中任一项所述的方法，其中，经过所述收集通道的流速是间断性的。
[0381] 84.根据段83所述的方法，其中，所述收集流体流动中断，直到预定体积的源流体已经通过所述源通道，然后，以预定的流速使所述收集流体的流动运行预定的时间。
[0382] 85.根据段84所述的方法，其中，当所述收集流体流经所述收集通道时，经过所述源通道的流动停止。
[0383] 86.根据段55-85中任一项所述的方法，所述方法进一步包括将含有所述靶组分的所述收集流体收集于收集流体收集器中；将至少一种靶组分从所述收集流体收集器中移除；并使用如下组的处理中的一种以上来自对所移除的靶组分进行分析：免疫染色、培养、PCR、质谱和抗生素敏感性测试。
[0384] 87.根据段55-86中任一项所述的方法，所述方法进一步包括提供连续式诊断装置，所述连续式诊断装置连接至所述收集出口，并适于对所述收集流体中的所述靶组分进行分析。
[0385] 88.根据段87所述的方法，其中，所述连续式诊断装置包含磁场梯度源，所述磁场梯度源与收集腔室相邻，并适于使所述收集流体中的所述靶组分得以收集在所述收集腔室中。
[0386] 一些选定的定义
[0387] 除非另有说明或在上下文中有所暗示，下列术语和短语包括下文提供的含义。除非另有明确说明或从上下文中可明显看出，下列术语和短语不排除在所述术语或短语所属的领域中已具有的含义。提供所述定义以辅助描述本文所述方面的具体实施方式，而由于本发明的范围仅受权利要求所限，因此并不意味着限制所请求保护的发明。另外，除非上下文另有要求，单数术语应当涵盖复数，并且复数术语应当涵盖单数。
[0389] 本文所使用的术语“基本上由…组成”涉及给定的实施方式所需的那些要素。该术语允许存在实质上不影响本发明实施方式的基础和新颖性或起作用的特征的额外要素。
[0390] 术语“由…组成”涉及本文所述的组合物、方法及其各自的组成部分，排除没有在实施方式描述中详述的任何要素。
[0391] 除了在操作实施例中或另有指示的地方，本文所用的表示成分的量或反应条件的全部数值在所有情况下都应该被理解为被术语“约”修饰。与百分比相连使用的术语“约”可意味着所指数值±5%。例如，约100意味着95至105。
[0392] 除非上下文明确地另有所指，单数术语“一（a/an）”和“该/所述（the）”涵盖复数的所指物。相似地，除非上下文明确地另有所指，单词“或（or）”意在涵盖“和（and）”。因此，例如，提及“所述方法”时，其包括一种以上本文所述的方法和/或步骤类型和/或本领域技术人员阅读本公开后将变得显而易见的方法和/步骤类型等。
[0393] 尽管与本文描述的方法和材料相似或等同的方法和材料可被用于本文公开的实践或测试中，合适的方法和材料在下文有所描述。术语“包含/包括（comprises）”意思是“含有（includes）”。缩写“e.g.”源自拉丁文的例如（exempli gratia），并且在本文中用于表示非限制性的实例。因此，缩写“e.g.”与术语“例如（for example）”同义。
[0394] 本文所使用的术语“受试者”是指人或动物。通常，所述动物为脊椎动物，如灵长类动物、啮齿动物、家畜或狩猎动物（game animal）。灵长类动物包括黑猩猩、食蟹猴、蜘蛛猴和猕猴（如恒河猴）。啮齿动物包括小鼠、大鼠、旱獭（woodchucks）、雪貂（ferrets）、兔和仓鼠。家畜和狩猎动物包括牛（cows）、马、猪、鹿、野牛、水牛、猫科物种（如，家猫）、犬科物种（如，狗、狐狸、狼）、鸟类（如，鸡、鸸鹋（emu）、鸵鸟）和鱼类（如，鳟鱼（trout）、鲶鱼和鲑鱼）。患者或受试者包括前面所述的任何子集，例如，不包括一个以上组或物种（例如人类、灵长类动物或啮齿动物）的上述所有。在本文描述的方面的特定的实施方式中，受试者是哺乳动物，例如，灵长类动物、如人类。术语“患者”和“受试者”在本文中可互换使用。
[0395] 在一些实施方式中，受试者是哺乳动物。所述哺乳动物可以是人、非人灵长类动物、小鼠、大鼠、兔、狗、猫、马或牛，但不仅限于这些实例。除人以外的哺乳动物可有利地用作代表紊乱动物模型的受试者。
[0396] 受试者可为在之前已被诊断患有或鉴定为遭受或患有由本文所述的任何微生物或病原体引起的疾病或紊乱的受试者。仅通过实例的方式，受试者可被诊断为患有脓毒症、炎性疾病或感染。
[0397] 下列实施例阐明了本发明的一些实施方式和方面。对相关领域技术人员来说显而易见的是，可以在不改变本发明的精神或范围的情况下进行各种修改、增加、替换等，这些修改和变化都涵盖于所附的权利要求书中所限定的本发明的范围之内。下述实施例不以任何方式对本发明进行限制。
[0398] 实施例
[0399] 实施例1：高流动的微流控装置
[0400] 微流控装置由FDA批准的血液相容性材料聚砜制备。所述装置由在一面上覆盖有胶粘剂的光学透明膜进行层合（laminated）。本发明人预先已对所述装置在高达360mL/h的高流速下的能力进行了检验；然而，血液灌注时间短。因此，本发明人将从健康人供体中收集的肝素化人全血以100mL/h和200mL/h的流速循环2小时（图14）。在将血液循环通过所述装置后，将存留在通道中的血液用PBS缓冲液进行清洗。在所述装置中没有由剪切应力形成的血凝块。然而，当将未肝素化人全血循环通过所述装置2小时后，本发明人发现了数个粘附在通道表面上的大血凝块。向所述装置施用抗凝血表面（例如SLIPS）可解决这一问题。
[0401] 此外，本发明人已将两个基于聚砜的微流控装置并行连接，从而大大增加了通量（总量为836mL/h，各装置为418mL/h）。本发明人成功地展示了，血液（添加有CPDA-1）分成两支进入并行连接的两个微流控装置，其中，在总流速为836mL/h下，两个装置间的流动差异经测定小于5%（图15A和图15B）。这表明，可将多个微流控装置并行整合，以使得可将本发明的微流控装置用于对脓毒症患者的大血容量进行处理和净化。
[0402] 利用在需要耐受高温和机械应力的极端条件下操作的一连串物理化学过程来对用于获得抗凝SLIP表面的微流控装置进行处理。因此，本发明人还使用铝来制备所述微流控装置（图6）。铝提供了容易的制备，并提供了耐受多种表面修饰过程（包括化学气相沉积、化学清洗过程、高温下的聚合物沉积）的能力。所述铝装置也由光学透明膜进行层合，然后本发明人以418mL/h将人血（添加有1单位CPDA-1）灌注通过所述装置5min。这一数据显示，即使在高流速（单个装置为418mL/h）下，铝DLT装置不会在短时间内引起任何血凝块形成。
[0403] 实施例2：脓毒症动物模型
[0404] 本发明人对之前的微流控装置设计进行了改进，以增强对结合1μmMBL缀合磁珠的病原体的分离效率。为利用穿过所述装置的高磁通密度梯度来将所述结合磁珠的病原体拉出，本发明人将顶部和底部的聚砜层换成一面涂覆有胶粘剂的薄聚合物膜，其使固定磁体与底部血液通道（结合磁珠的病原体流经此处）间的距离减小。由于磁通密度梯度随到磁体的距离增加而大大减小，这一改进的制备方法使得能够利用磁体表面附近的极强磁力。此外，对磁体附近磁场强度进行更为精确的估计的计算模拟研究揭示了，可通过修改磁体的几何结构来对磁力进行改善。如图5A-图5C所示，新设计中的磁通密度梯度被估计为3
比之前的磁体设置高至多10 倍左右。通过比较由这两种实验设置所得到的分离效率证实了该理论估计：单磁体（4″×1″×1/8″，NdFeB N42）和组装磁体（2″×1/4″×1/8″，NdFeB N42，沿厚度方向磁化）。
比之前的磁体设置高至多10 倍左右。通过比较由这两种实验设置所得到的分离效率证实了该理论估计：单磁体（4″×1″×1/8″，NdFeB N42）和组装磁体（2″×1/4″×1/8″，NdFeB N42，沿厚度方向磁化）。
[0405] 此外，本发明人改变了微流控装置中转运通道的形状，结合磁珠的病原体经由所述转运通道被磁力拉出，并被从源通道拖入收集通道中。在之前的设计中，结合磁珠的病原体最有可能卡在圆形通孔阵列间的通道壁上，这会阻止对所分离的病原体的回收。因此，本发明人改变了转运通道的形状。本发明人在通道中部制造了横截面为2mm×400μm的转运通道或狭缝（slits）（每个通道中29个狭缝，装置中16个分支通道），以保证所有磁珠和结合珠的病原体均能经由所述狭缝被拉入盐水通道中，而没有结合珠的病原体会卡在DLT装置壁上。这一新特征还能够使磁性分离的病原体在血液净化后可被回收。
[0406] 本发明人通过如下方式对DLT装置中分离的病原体数量进行定量：从所述装置中收集结合磁珠的病原体，然后将其铺在马铃薯葡聚糖平板上。结果揭示，能够从DLT装置中收集所分离的病原体。与此相反，具有圆形转运通道的先前设计不能回收从收集通道中分离的病原体，这最有可能归因于结合珠的病原体卡在装置中较低的（lower）血液通道网络的壁上。这种具有狭缝的改进设计可使得能够对从脓毒症患者的血液中捕获的病原体进行定量和定性分析，这给临床医师进一步提供了其它信息，以使其用更合适的抗生素（可避免副作用）对脓毒症患者进行治疗。
[0407] 如图16所示，将这些改进设计组合在一起导致显著改善的分离能力和增加的通量。本发明人对装置的新设计的分离效率进行了定量。将各自结合至1μm AKT Fc MBL珠和1μm野生型MBL珠的白色念珠菌加入人血液（CPDA-1）中，并使用我们的改进DLT装置甚至在418mL/h下以高于90%的效率将其从血液中移除。如实施例1中所论述的，并行连接的两个装置甚至在流速高达836mL/h时也得到可比的（comparable）结果（85%的分离效率），其中，本发明人将结合1μm WT-MBL磁珠的白色念珠菌加入人血液（CPDA-1）中。该并行运行的两个DLT装置产生了类似的分离结果（图15中，上部DLT装置为84.9%，下部DLT装置为85.6%），其从另一方面再次核实了血液确实是平等地分布至各DLT装置中。此外，这种利用增强的磁力的改进设计使得能够利用磁性纳米颗粒（直径114nm）来有效分离细菌并能够更有效地对其进行捕获。作为对照实验，本发明人使含有结合1μm磁珠的白色念珠菌的血液在没有所施加的磁场的条件下流过DLT装置，未观察到病原体的分离。
[0408] 此外，本发明人还将连续式混合器整合入DLT管线，以对含有游离病原体的血液中的病原体移除效率进行测定，这对净化脓毒症血液进行了更逼真的实验条件模仿（图17）。所开发出的用于对高粘性溶液进行混合的一次性连续式混合器（OMEGA Engineering Inc.，CT）由一系列聚合物管线内的具有螺旋折流板的混合元件组成。将磁珠（1μm AKT Fc
8
MBL，3.5×10 珠/mL）以7.1μL/min的流速引入管线，其中，含有加入的白色念珠菌的血液流经所述管线，然后，在设置于蠕动泵和DLT装置之间的连续式混合器中将所述血液和磁珠混合在一起。基于之前研究所述的雄性Wistar大鼠股静脉的血液流速（18mL/h），假设这一条件下DLT系统的流速（10mL/h），并在脓毒症大鼠模型上操作所述DLT系统，可进一步揭示该体外DLT系统能够对血液进行循环的最佳流速。在给定条件（10mL/h，50cm长的管线）下，将血液样品（CPDA-1，5mM CaCl2，加入白色念珠菌）与珠混合约5min，流经DLT系统，然后，约88%的所加入的白色念珠菌被从血液中清除。
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MBL，3.5×10 珠/mL）以7.1μL/min的流速引入管线，其中，含有加入的白色念珠菌的血液流经所述管线，然后，在设置于蠕动泵和DLT装置之间的连续式混合器中将所述血液和磁珠混合在一起。基于之前研究所述的雄性Wistar大鼠股静脉的血液流速（18mL/h），假设这一条件下DLT系统的流速（10mL/h），并在脓毒症大鼠模型上操作所述DLT系统，可进一步揭示该体外DLT系统能够对血液进行循环的最佳流速。在给定条件（10mL/h，50cm长的管线）下，将血液样品（CPDA-1，5mM CaCl2，加入白色念珠菌）与珠混合约5min，流经DLT系统，然后，约88%的所加入的白色念珠菌被从血液中清除。
[0409] 最后，如实施例1中所述的，本发明人还由铝制成了DLT装置，以在DLT装置通道网络上构建SLIPS表面方面探索更多的选择。铝DLT装置具有与聚砜DLT装置相同的设计参数。本发明人证明，铝DLT装置能够在418mL/h下以可比的清除效率（约90%）从血液中分离结合1μm磁珠的白色念珠菌。
[0410] 实施例3：大鼠脓毒症模型
[0411] 本发明人对微流控装置和管线设置进行了修改，以将所述微流控系统调整为针对大鼠脓毒症模型。大鼠中小的血容量使得装置和管线的体积减小，以使用晶体溶液来灌注（prime），从而使得对大鼠血液的稀释作用最小化。装置的改进设计具有1.2mL的血液通道网络和1mL的管线，而之前的装置使得血液通道网络能够灌注2.5mL。此外，由于血流中的气泡会在体内模型中引发致命的空气栓塞，为完全消除所述微流控系统中的气泡，本发明人还将气泡捕获装置（#25014,www.restek.com）与所述DLT系统整合（图18）。管线中偶然产生的气泡可被完全除去。如果过量的气泡进入到管线中，可通过气泡捕获装置前的三通阀将那些气泡除去。
[0412] 其它实施方式均在本发明的范围和精神内。例如，由于软件的性质，上文所述的功能可使用软件、硬件、固件、硬接线（hardwiring）或上述的任意组合来实施。还可将实施功能的特征物理定位于不同的位置，包括使得功能的部分在不同物理位点上实施的分布方式。
[0413] 对于尚未指出的内容，本领域技术人员将会理解的是，可对本文所描述并阐明的各种实施方式中的任何一个进一步进行修改，以使其包含在本文所公开的其它实施方式的任一个中示出的特性。
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