[0002] 本申请要求于2017年9月21日提交的意大利
专利申请第102017000105911号的优先权，其公开内容通过引用并入。
技术领域
[0003] 本
发明涉及一种减小样品体积的方法和设备。
背景技术
[0004] 已知通过不同的方式处理
生物样品，以便实现特定类型的微粒(通常是细胞)的
离析。
[0005] 这方面的例子为专利申请PCT/IB2010/000615、PCT/IB2010/000580(关于DEPArrayTM系统)中所描述的装置和方法。
[0006] 通常，在上述处理结束时，获得将微粒加入液体组分中的样品。关于上述内容，应注意的是，液体组分通常是不能用于后续的分析阶段的缓冲液并且样品的体积通常太大。例如，在使用DEPArrayTM系统之后获得的样品体积约为13μL，而后续阶段(例如WGA-全基因组扩增)需要的体积为几μL、特别是小于5μL、更特别是小于1.5μL。
[0007] 因此，样品需要通过高速离心来处理并且操作者需要使用移液管(并且通过使装有样品的试管倾斜)来非常小心地手动收集过量的液体。该过程带来多个问题。它们包括：
[0008] ■操作的成功在很大程度上取决于操作者的能
力，操作者必须接受充分培训并且必须定期练习；
[0009] ■存在将微粒与过量液体一起去除的
风险，如果操作者操作不当，该风险会很高；
[0010] ■该过程的成功率是不可靠的并且并不总是可再现的，并且取决于所使用的缓冲液的类型；
[0011] ■操作相对较慢(回收96个样品大约需要3个小时)；
[0012] ■该过程需要特别小心，例如使用没有污染的专用的移液管和双重
过滤器端头以减小在操作者的处理期间样品被污染的风险；
[0013] ■由于离心导致微粒被破坏的风险相对较高，如所述，离心以相对较高的速度进行(因此，在微粒上施加了较高的
应力)；以及
[0014] ■不建议将此过程用于体外诊断(IVD)应用。
[0015] 当需要在上述处理之前制备生物样品以实现特定类型的微粒(通常是细胞)的离析时，遇到了类似的问题。在这些情况下，初始体积和最终体积较高(通常分别约为200μL和12μL)，但是已知技术的缺点(高速离心和操作者后续手动收集)是上面描述的那些缺点，加上通常为了获得所需的体积，必须重复进行多次测量。
[0016] 此外，在样品体积小的其他情况下，也会遇到基本相同的问题(例如，细胞
染色、细胞洗涤、缓冲液更换、细胞固定、细胞渗透及其组合)。当微粒(细胞)数量较低时，所述问题也加剧。
[0017] 更一般地，迄今为止还没有提出令人满意的、足够精确的和/或可再现的方法来减小小尺寸样品的体积。
[0018] 本发明的目的是提供一种用于减小样品体积的方法和设备，该方法和设备至少部分地克服了已知技术的缺点，并且如果可能的话，同时生产起来容易且低廉。
发明内容
[0019] 根据本发明，提供了一种用于减小样品体积的方法和设备，该方法和设备如随附独立
权利要求所述，并且优选如直接或间接从属于
独立权利要求的任一项权利要求所述。
[0020] 除非另有明确说明，否则在本文中，以下术语具有下面指出的含义。
[0021] 截面的等效直径是指与该截面具有相同面积的圆的直径。
[0022]
微流体系统是指包括至少一个微流体通道和/或至少一个微流体腔室的系统。有利地但非必须地，微流体系统包括至少一个
泵(更具体地，多个泵)、至少一个
阀(更具体地，多个阀)，并且如果需要的话，包括至少一个
垫圈(更具体地，多个垫圈)。
[0023] 特别地，微流体通道是指截面的等效直径小于0.5mm的通道。
[0024] 特别地，微流体腔室的高度小于0.5mm。更具体地，微流体腔室的宽度和长度大于高度(更确切地，是高度的至少五倍)。
[0025] 在本文中，微粒是指其最大尺寸小于500μm(有利地小于150μm)的小体。根据一些非限制性例子，微粒选自：细胞、细胞碎片(特别是细胞
片段-例如DNA和/或RNA)、细胞聚集体(例如，源自诸如神经球或乳腺球等干细胞的小细胞簇)、细菌、脂质珠、微珠(聚苯乙烯和/或
磁性的)、由与细胞结合的微珠(特别地，是磁性的；特别地，最大尺寸小于500μm)形成的纳米珠(例如，达到100nm的纳米珠)复合物、与
铁磁流体结合的循环
肿瘤细胞、外泌体、胶体悬浮液(例如，铁磁流体)、脂质体、核、孢子以及它们的组合。有利地但非必须地，微粒是细胞。
[0026] 根据一些非限制性实施方式，微粒(有利地是细胞和/或细胞碎片)的最大尺寸小于60μm。
[0027] 微粒的尺寸可以使用带有刻度尺的
显微镜或与带有刻度尺的载片(其上沉积有微粒)一起使用的普通显微镜通过标准方式测量。
[0028] 在本文中，微粒的尺寸是指微粒的长度、宽度和厚度。
附图说明
[0029] 下面参照附图描述本发明，附图示出了本发明的一些非限制性实施方式，其中：
[0030] -图1和图2是在连续操作阶段的根据本发明的设备的示意图和立体图；
[0031] -图3是图1的设备的一部分的侧视剖面；
[0032] -图4是图1的设备的主视图；
[0033] -图5是根据本发明的设备的另外的实施方式的示意性主视图，其中一些部分被透明地示出；
[0034] -图6是图5的设备的一部分的立体图；
[0035] -图7是图6的部分的横截面；
[0036] -图8是图6的部分的立体图，为了清楚起见，一些部件被移除。
[0037] -图9是根据本发明的设备的另外的实施方式的一部分的示意性侧视图；
[0038] -图10是根据本发明的设备的另外的实施方式的一部分的示意图；
[0039] -图11是根据本发明的设备的另外的实施方式的一部分的示意图；
[0040] -图12是前述附图中的一个的设备的部件的示意性剖视图；
[0041] -图13至图16以剖面示意性示出了连续操作阶段的图12的部件的另外的实施方式；
[0042] -图17和图18以剖面示意性示出了连续操作阶段的图12的部件的另外的实施方式；
[0043] -图19以放大比例示出了图18的部件的细节；
[0044] -图20至图22示出了根据本发明可用的容器的替代实施方式的剖面；
[0045] -图23、图24、图26和图27示意性示出了在实施本发明期间存在的一些力；X轴表示距旋
转轴线的距离，Y轴表示力；
[0046] -图25示意性示出了在实施本发明期间存在的一些力；X轴表示相对于容器端部的距离，Y轴表示力；
[0047] -图28和图29示意性示出了在实施本发明期间存在的一些力；
[0048] -图30是使用
现有技术的方法获得的实验结果的图形表示；X轴表示执行测试的操作者的身份；Y轴表示获得的样品的体积(以μL为单位)；
[0049] -图31是使用现有技术的方法获得的实验结果的图形表示；X轴表示获得的样品的体积(以μL为单位)；Y轴表示获得所述体积的
频率(次数)；
[0050] -图32是通过以与图27所示的结构类似的结构测试本发明的方法而获得的实验结果的图形表示；Y轴表示获得的体积(以μL为单位)；X轴表示用于实验的
角速度(以RPM为单位)；以及
[0051] -图33是与根据本发明的方法的可能用途有关的
流程图。
具体实施方式
[0052] 在图1中，附图标记1总体上表示用于减小样品2(图9、图10和图23至图29)的体积的设备，样品2包含至少一种(至少部分地)液体组分3。
[0053] 设备1(特别是图1至图11)包括操纵组件4，该操纵组件具有至少一个支座5，以(至少部分地)
支撑至少一个容器6(图7、图12和图20至图22)，该容器具有内部空间、封闭端部7、具有开口8’的端部8以及(至少)一个
侧壁9(在端部7和8之间延伸)，开口8’在内部空间和外部空间之间建立
接触。特别地，内部空间(至少部分地)由侧壁9和封闭端部7界定。
[0054] 特别地，容器6可以插入到操纵组件4中或从操纵组件4中取出(更确切地，可以插入到支座5中和从支座5中取出)。更特别地，设备1包括容器6。
[0055] 操纵组件4包括收集装置10(特别是图3、图4、图6、图7和图12至图19)，该收集装置适于收集所述(至少部分地)液体组分3的第一部分并且设置在支座5的外部并靠近该支座5(在该支座5的区域内)。
[0056] 操纵组件4适于使支座5移动以便使其经受
加速度(具有至少一个分量)处理，该加速度由收集装置10特别是朝向支座5定向，使得该(至少部分地)液体组分3的第一部分从容器6中流出(穿过开口8’)并到达收集装置10，并且该(至少部分地)液体组分3的第二部分(特别是具有基本上限定的体积)保留在容器6中、特别是在封闭端部7处。
[0057] 应注意的是，加速度是矢量量(向量)，因此具有模数(强度-大小)和方向。特别地，应注意的是，加速度(与减速度相反)被理解为是正的(因此具有正模数)，因此导致速度(沿其自身的方向)增加。
[0058] 更特别地，在使用中，加速度确定了在样品2的第一部分上的至少一个第一
惯性力和在样品2的第二部分上的至少一个第二惯性力。第一惯性力和第二惯性力从第一封闭端部7朝向第二端部8横向于(特别是垂直于)开口8’定向。操纵组件4适于调节加速度，使得第一惯性力大于施加在样品的第一部分和容器6之间的第一保留力，并且第二惯性力小于施加在样品的第二部分和容器6之间的第二保留力。
[0059] 根据一些非限制性实施方式(特别是参见图9和图25)，操纵组件4包括移动装置11，该移动装置适于使容器6进行在
指定方向上加速的基本上直线的运动，使得支座5相对于指定方向朝前，而收集装置10相对于指定方向朝后(或者更确切地说，封闭端部7朝前，端部8朝后)。换言之，收集装置10在提到的指定方向上设置在支座5的下游。
[0060] 根据一些非限制性实施方式(特别是参见图1至图11、图23、图24、图26和图27)，操纵组件4包括移动装置11，其适于使支座5围绕
旋转轴线A旋转，使得
离心力将所述(至少部分地)液体组分3的第一部分(移出容器6)移动到收集装置10。
[0061] 在某些情况下，(支座5成形为使得)旋转轴线A在封闭端部7和端部8(特别是图7、图11、图24和图27)之间延伸穿过容器6。
[0062] 替代地，(支座5成形为使得)封闭端部7设置在旋转轴线A与端部8之间(特别是图10、图23和图26)。
[0063] 在一些非限制性情况下，收集装置10包括收集区域，在该收集区域中收集(至少部分地)液体组分3的(至少一部分)第一部分(用于任何进一步的后续使用)。在这些情况下，收集装置10例如可以是试管。
[0064] 有利地但并非必须地(特别是参见图12至图19)，收集装置10包括保留系统12，以保留(至少部分地)液体组分3的(至少一部分)第一部分。
[0065] 以这种方式，避免了(至少部分地)液体组分3的第一部分的一部分回流到容器6中的风险。
[0066] 特别地，在使用中，收集装置10(更确切地说，保留系统12)面对开口8’。
[0067] 根据一些非限制性实施方式，保留系统12包括从由下述组成的组中选择的元件：
吸收材料13(图12)、毛细管捕集器(图17至图19)、液体捕集器(图13至图16)(以及它们的组合)。
[0068] 毛细管捕集器(图17至图19)包括宽度小于2.0mm、特别是小于0.9mm(更特别是大于0.5mm)的多个凹槽14。在这种情况下，液体由于在容器6被加速时受到的力(特别是离心力)而进入凹槽14，并且由于毛细作用而保留在该凹槽14中(因为表面
张力的力大于重力)。特别地，每个凹槽14具有至少2mm的深度(通常，达到7mm)。
[0069] 液体捕集器包括收集腔室15(图13至图16)，该收集腔室具有入口16、在关闭
位置(图13和图16)和打开位置(图14和图15)之间移动的至少一个可移动壁17(在这种情况下，为两个可移动壁17)，在关闭位置，该可移动壁防止(液体离开和进入收集腔室的出口和入口)液体穿过入口16，而在打开位置，液体能够穿过入口。壁17适于在使用中施加所述加速度
时移动到打开位置。特别地，当不对壁17施加加速度时(更一般地，当不对壁17施加力时)，壁17处于关闭位置。更确切地，一旦不再对支座5施加加速度，壁17就返回到关闭位置。特别地，在使用中，收集装置10面对开口8’。
[0070] 更确切地，在使用中，加速度促使可移动壁17到达打开位置。甚至更确切地，在使用中，直接和/或间接作用在可移动壁上的加速度促使可移动壁17到达打开位置。特别地，在一些情况下，加速度作用在推动可动壁17的至少部分地为液体的组分3上。
[0071] 根据一些非限制性例子，壁17在其(弹性)铰接和/或可
变形(弹性)铰接的意义上是可移动的。
[0072] 根据一些非限制性实施方式，吸收材料13是吸
水纸(图12)。
[0073] 有利地但非必须地，操纵组件4包括多个支座5(特别是图8至图10)，每个支座适于容纳相应的容器6。特别地，在这些情况下，操纵组件4包括移动装置11，该移动装置适于使所有支座5进行相同的移动。
[0074] 根据一些非限制性实施方式(例如参见图8)，支座5按照基本上平行于旋转轴线A的(至少)一排设置。
[0075] 在一些情况下，支座5按照基本上平行于旋转轴线A的多排设置。在这些情况下，图10示出了移动装置11的一层，该层被重复多次。换言之，(图10的)每个支座5是属于一排支座5的支座(每个支座与其他排的其他支座5一起围绕轴线A设置)。
[0076] 可以将一个或多个柔性孔板直接安装在移动装置11上(更确切地，安装在移动装置11的
转子上)、特别是围绕轴线A(弯曲)。
[0077] 应注意的是，根据一些优选但非限制性的实施方式，样品包含至少一个微粒18(特别是多个微粒18)。
[0078] 特别是参照图11，根据一些有利但非限制性的实施方式，操纵组件4包括多个另外的外周支座19，该多个另外的外周支座围绕旋转轴线A设置并适于容纳另外的容器6，该另外的容器装有(至少部分地)液体组分3并且将通过移动装置11而围绕旋转轴线A旋转，使得在装在另外的容器6中的(至少部分地)液体组分3上朝向另外的容器6的封闭端部7施加离心力。
[0079] 以这种方式，移动装置11以单一移动(围绕轴线A的旋转)能够同时减小装在设置在支座5中的容器6中的样品2的体积，并且能够制备装在设置在外周支座19中的其他容器6中的样品2(在封闭端部7处移动微粒18)。
[0080] 特别地，另外的外周支座19围绕支座5设置，该支座5特别地(在中心位置)设置在轴线A处(更确切地，使得轴线A穿过设置在支座5中的容器6)。
[0081] 有利地但非必须地，操纵组件4包括移动装置20(特别是具有
凸轮操作机构-仅部分且示意性示出)，其适于移动外周支座8(实际上变成支座5)，从其外周位置移动到周围设置其他外周支座8的位置，反之亦然。在图11中，此移动用箭头T表示。
[0082] 根据一些非限制性实施方式，移动装置20适于移动一排(基本上平行于轴线A)外周支座19。在这些情况下，图11所示的结构代表一层结构，该结构提供多排外周支座19(例如，在同一支撑件21中获得的)。
[0083] 应注意的是，支座5(特别是支撑件21)和收集装置10一起构成了管筒22，该管筒22可以插入到操纵组件4中和从操纵组件4中取出(特别是插入到移动装置11中和从移动装置11中取出)。
[0084] 有利地但非必须地，操纵组件4(特别是移动装置11)包括
传感器(本身是已知的类型，并且未被示出)以检测(在移动装置11中)管筒22的存在(和/或正确
定位)。
[0085] 有利地但非必须地，管筒22包括可重写
存储器(本身是已知的类型且未被示出，例如RFID)，并且操纵组件4包括该可重写存储器的读取和/或写入装置(本身是已知的类型且未被示出)。根据一些非限制性实施方式，可以将关于管筒22的信息记录在可重写存储器上，例如管筒22的标识、使用该管筒的参数和/或使用该管筒22的次数。特别地，在使用中，当首次使用相关管筒22时，读取和/或写入装置在上述存储器上进行记录，并且每当管筒22被安装在移动装置11中时，它检测到不是首次使用并发出错误
信号。这避免了管筒22被多次使用以及样品2被污染。
[0086] 有利地但并非必须地，操纵组件4包括支撑件21，在该支撑件上获得多个支座5。在这些情况下，管筒22包括支撑件21和收集装置10。
[0087] 特别参照图8，根据一些非限制性实施方式，支撑件21具有排成一排的多个支座5。
[0088] 特别地(图6和图7)，收集装置10设置在支座5上方，更特别地以便
覆盖容器6的开口8’。更特别地，收集装置10设置在支撑件21上方。
[0089] 根据未被示出的一些非限制性实施方式，操纵组件4包括设置在支座5处的磁体(
永磁体和/或电磁体)。
[0090] 在一些情况下，磁体设置在支座5的与收集装置10相对的一个端部处。特别地，磁体设置在封闭端部7处。在一些情况下，磁体适于降低当容器6在使用中通过操纵组件4(特别是通过移动装置11)加速时一个或多个微粒18(包括至少一种磁性官能化)从容器6中流出的风险。
[0091] 补充地或替代地，操纵组件4包括(另外的)磁体(永磁体和/或电磁体)，其设置在在收集装置10处设置的支座5处、特别是在定位在收集装置10处的支座5的一个端部处。更特别地，磁体设置在端部8处，更具体地在开口8’处。在这些情况下，磁体改善了不需要的(磁性)组分从样品2中的去除。
[0092] 根据一些非限制性实施方式，操纵组件4还包括供给器F(例如，在图11中示出)，其适于将诸如反应物和/或缓冲液的物质(特别是液体)供给到容器6中。当需要对样品2实施另外的处理(除了仅减小体积之外)(例如，微粒18的染色和/或渗透和/或洗涤和/或固定)时，供给器F特别有用。
[0093] 参照图5，特别地，移动装置11包括
马达23和
致动器24(直线的或旋转的)。在图1至图8的实施方式中，致动器24是转子并且具有用于管筒22的壳体H。
[0094] 有利地但并非必须地，移动装置11还包括
制动器25，其适于阻止支座5(特别是致动器24)的移动。
[0095] 特别地，操纵组件4还包括控制单元26(图5)，其适于控制马达23(并且必要时，控制制动器25)的操作。更确切地，控制单元26适于基于要获得的样品2的最终体积(和/或试管和/或液体的特性)来调节马达23(并且必要时，调节制动器25)的操作。
[0096] 有利地但并非必须地，控制单元26连接至上述传感器以检测管筒22的存在(和/或正确定位)，并且适于基于由传感器检测到的数据控制马达23(并且必要时，控制制动器25)。更确切地，如果传感器未检测到管筒22的存在或传感器检测到管筒22的错误定位，则不(通过控制单元26)操作马达23。有利地但非必须地，控制单元26还控制供给器F的操作。
[0097] 有利地但非必须地，控制单元26连接至上述读取和/或写入装置，并且适于基于由读取和/或写入装置检测到的数据来控制马达23(并且必要时，控制制动器25)。更确切地，如果读取和/或写入装置检测到管筒22不是首次使用，则控制单元26不操作马达23。
[0098] 根据一些非限制性实施方式，操纵组件4包括操作者界面27(HMI)，其具有例如
触摸屏和/或物理按钮。
[0099] 有利地但非必须地，操纵组件4还包括在打开位置和关闭位置之间移动的盖28。
[0100] 当盖28处于打开位置时，可以将容器6(更确切地说是管筒22)插入到移动装置11中和从移动装置11中取出。换言之，当盖28处于打开位置时，可以从外部接近上述壳体H。
[0101] 当盖28处于关闭位置时，不能插入和/或取出容器6(特别是管筒22)。换言之，不能从外部接近壳体H。
[0102] 根据一些非限制性实施方式(例如图1至图4所示的实施方式)，移动组件包括壳体H，该壳体在外部位置(图1)和内部位置(图2和图3)之间滑动。
[0103] 在这些情况下，在使用中，将容器6(更确切地说是管筒22)插入到设置在外部位置的壳体H中。此时，壳体H(与容器6-更确切地说是管筒22一起)移动到内部位置。在内部位置，使壳体在使用中围绕轴线A旋转。
[0104] 图1至图4的实施方式与图5至图8的实施方式的不同之处在于，马达3和制动器25与致动器24(在这种情况下也是转子，特别是参见图3)在同一侧。
[0105] 根据一些非限制性实施方式(图20)，容器6是传统类型的试管(例如PCR试管)。
[0106] 有利地但非必须地(图21)，容器6具有设置在封闭端部7处的部分，并且具有大致圆柱形的形状，封闭端部7具有减小的内部截面(相对于传统的试管-特别地，该截面具有小于0.8mm的半径；更确切地，半径约为0.5mm)。这种类型的几何形状具有各种优点，包括：能够获得较小最终体积的样品2；以及进一步增加了体积减小的再现性。
[0107] 有利地但非必须地(图22)，容器6在封闭端部7附近具有内部变窄部29。特别地，容器6的设置在变窄部29和封闭端部7之间的部分的内部体积小于样品2的起始体积并且大于样品2的要获得的最终体积。
[0108] 这种类型的几何形状降低了微粒18从容器6流出的风险。
[0109] 根据本发明的一个方面，提供了一种用于减小样品2的体积的方法，该样品包括至少一种(至少部分地)液体组分3并且具有达到10mL(特别是达到2mL)的体积。
[0110] 该方法规定了使用至少一个上面限定的容器6。
[0111] 该方法包括加速步骤，在该加速步骤期间，操作组件4移动装有样品2的容器6，以便使容器经受从端部8朝向封闭端部7定向并且横向于(特别是垂直于)开口8’的加速度(具有至少一个分量)处理，使得(至少部分地)液体组分3的第一部分穿过开口8’从容器6中流出，并且(至少部分地)液体组分3的第二部分(特别地，具有基本上限定的体积)保留在容器6中、特别是封闭端部7处。
[0112] 有利地但并非必须地，该方法由上述设备1实现。
[0113] 有利地但并非必须地，样品2包含至少一个微粒18(特别是多个微粒18)。在加速步骤期间，操纵组件4使容器6经受加速度处理，使得微粒18保留在容器6中、特别是在封闭端部7处。
[0114] 有利地但非必须地，该方法包括预处理步骤，该预处理步骤在加速步骤之前，并且在该预处理步骤期间，装有样品2的容器6经历从封闭端部7朝向端部8定向(并且横向(特别是垂直)于开口8’)的另外的加速度(具有至少一个分量)处理，使得微粒18设置在封闭端部7处，特别是与容器6的内表面30接触。特别地，预处理步骤需要对装有样品2的容器6离心。
[0115] 通过实验已经观察到，以这种方式，进一步降低了在加速步骤期间微粒18从容器6中流出的风险。
[0116] 在这方面，应注意的是，在微粒18与内表面30之间产生了粘附力Fa，该粘附力抵消了在加速步骤期间施加到微粒18上的惯性力Fic。
[0117] 以上在图28和图29中示出，图28和图29示出了对解释已经通过实验观察到的内容的尝试。图28示出了在加速步骤开始时的容器6和样品2。图29示出了在加速步骤结束时的容器6和样品2。
[0118] 在这些图中，对样品2施加的惯性力基于样品2的量，并表示为Fc，而保持样品的表面完整(并与所作用的表面张力相关)的保留力表示为Fγ。
[0119] 特别地，根据一些实施方式，在加速步骤期间，由于对容器6施加的加速度，至少一个第一惯性力施加在样品2的第一部分上，并且至少一个第二惯性力施加在样品2的第二部分上。第一惯性力和第二惯性力从封闭端部7朝向端部8(横向于-特别是垂直于开口8’)定向。在加速步骤期间，第一惯性力大于施加在样品的第一部分与容器6之间的第一保留力，第二惯性力小于施加在样品的第二部分与容器6之间的第二保留力。特别地，第一保留力和第二保留力(主要)由样品2的表面张力以及样品2与容器6(更确切地说，容器6的侧壁9)之间的表面张力确定。
[0120] 在下面更详细的描述中以及在图23至图29中，保留力被表示为Fγ。
[0121] 有利地但并非必须地，操纵组件4在加速步骤期间使多个容器6(每个装有相应的样品2)同时经受上述加速度处理。特别地，操纵组件4包括多个支座5，每个支座容纳相应的容器6。
[0122] 根据一些非限制性实施方式，操纵组件4包括移动装置11，该移动装置在加速步骤期间在指定方向上对容器6施加基本上直线的移动，使得封闭端部7相对于指定方向朝前，而端部8相对于指定方向朝后(图9和图25)。
[0123] 根据替代实施方式，操纵组件4包括移动装置11，该移动装置在加速步骤期间使容器6围绕旋转轴线A旋转，使得离心力将(至少部分地)液体组分3的第一部分穿过开口8’从容器6中移出。
[0124] 特别地，在加速步骤期间，容器6相对于轴线A基本径向地定向，使得端部8朝外。
[0125] 有利地但并非必须地，旋转轴线A在封闭端部7和端部8之间延伸穿过容器6。以这种方式，在加速步骤期间，容器基本上不可能排空到超过由轴线A的位置限定的极限(换言之，在轴线A下方)。在这些情况下，通过选择轴线A穿过容器6的位置，可以调节保留在容器6中的(至少部分地)液体组分3的一部分的体积。
[0126] 根据可选的非限制性实施方式，在加速步骤期间，封闭端部7设置在旋转轴线A与端部8之间。以这种方式(如下文中进一步详细说明的)，在加速步骤期间，液体组分3的第二部分的体积基于容器6的角速度。
[0127] 根据一些非限制性实施方式，微粒18从由下述组成的组中选择：细胞、细胞碎片(特别是细胞片段，例如DNA和/或RNA)、细胞聚集体(例如，源自诸如神经球或乳腺球等干细胞的小细胞簇)、细菌、脂质珠、微珠(聚苯乙烯制成的和/或磁性的)、纳米珠(例如，达到100nm的纳米珠)、由与细胞结合的微珠(特别是磁性的；特别是最大尺寸小于500μm)形成的复合物、与铁磁流体结合的循环肿瘤细胞、外泌体、胶体悬浮液(例如，铁磁流体)、脂质体、核、孢子以及它们的组合。
[0128] 特别地，微粒18从由下述组成的组中选择：干细胞、成红细胞、滋养层细胞、神经元细胞、上皮细胞、肿瘤细胞、白细胞(WBC)、基质细胞、精细胞、循环肿瘤细胞(CTC)、
胎儿细胞、微珠(特别是最大尺寸小于500μm)、胶体悬浮液(例如，铁磁流体)、由与细胞(例如，干细胞、成红细胞、滋养层细胞、神经元细胞、上皮细胞、肿瘤细胞、白细胞(WBC)、基质细胞、精细胞、循环肿瘤细胞(CTC)、胎儿细胞)结合的微珠形成的复合物、红细胞、与铁磁流体结合的循环肿瘤细胞以及它们的组合。
[0129] 有利地但非必须地，该方法包括调节步骤，该调节步骤在加速步骤之前，并且在该调节步骤期间，基于要获得的基本上限定的体积(特别是容器的几何形状以及构成侧壁的材料和液体组分之间的相互作用常数)来(通过控制单元6)确定计算出的加速度(和/或计算出的角速度)。在加速步骤期间，操纵组件4使容器6经受的加速度是计算出的加速度(和/或操纵组件4使容器6经受的角速度是计算出的角速度)。
[0130] 应注意的是，实际上，角速度和加速度(对于圆周运动)是等效的，因为它们受关系ac＝ω2x d的约束，其中ac离心加速度，ω是角速度，d是距旋转轴线的距离。
[0131] 根据一些非限制性实施方式，该方法包括加入步骤，在该加入步骤期间，样品2被加入到容器6中。
[0132] 特别地，在加入步骤期间，通过从由下述组成的组中选择的仪器将样品2加入到容器6中：微流体装置(例如，包括喷射系统、特别是源自喷墨技术的喷射系统)、移液仪器、流式细胞仪、微操纵器、光学
镊子。根据一些非限制性实施方式，微流体装置是公开号为WO2010/106434和WO2012/085884的专利申请中描述的类型。
[0133] 有利地但非必须地，使用以下各项来选择包含至少一个微粒18的样品2：图像、免疫
荧光、阻抗、尺寸、几何形状、形态特征及其组合。
[0134] 根据特定的非限制性实施方式，使用微流体装置，其使用以下各项来选择含有至少一个(指定类型的)微粒18的样品：图像、免疫荧光、阻抗、尺寸、几何形状、形态特征及其组合。
[0135] 在一些情况下，还可以提供处理步骤，该处理步骤在加入步骤之后且在离心步骤之前，在该处理步骤期间，样品特别是用另外的物质进行处理。
[0136] 根据一些非限制性实施方式，另外的物质是加入到容器中的反应物(例如以使微粒18染色和/或使微粒18可渗透)。替代地或补充地，反应物是固定微粒18的反应物。
[0137] 还可以提供洗涤步骤，在该洗涤步骤期间，将洗涤液(洗涤液-洗涤缓冲液)加入到容器6中，然后在加速步骤中将其除去。
[0138] 特别地，处理步骤包括：第一添加子步骤，在该第一添加子步骤期间，将反应物(特别是用于染色的反应物和/或使微粒18可渗透的反应物)加入到含有样品2的容器6中；以及第二添加子步骤，在该第二添加子步骤期间，将洗涤液加入到含有样品2的容器6中。特别地，第二添加子步骤在第一添加子步骤之后。
[0139] 根据一些非限制性实施方式，处理步骤包括温育子步骤，该温育子步骤在第一添加子步骤之后且在第二添加子步骤之前，并且在该温育子步骤期间，反应物与样品2一起保留在容器6中(特别是在最低
温度和最高温度之间的受控温度下)。
[0140] 根据一些非限制性实施方式，温育子步骤的持续时间为10秒至24小时。
[0141] 图33示出了可以遵循的过程的流程图。在这些情况下，该方法包括预处理步骤SA(如上所述)和在该预处理步骤之后的加速步骤SB。该方法还提供：处理步骤，该处理步骤在加速步骤SB之后，并且包括添加子步骤SC并且通常包括温育子步骤SD，在该温育子步骤期间，其他物质在容器6中保持与样品2接触；以及洗涤步骤SE，其在处理步骤之后(更确切地说，在温育子步骤SD之后)，并且在该洗涤步骤期间将洗涤液加入到容器6中。
[0142] 此时(在洗涤步骤之后)，根据第一选择，再次安排预处理步骤SA(并且因此再次连续安排步骤SB、SC、SD)。根据第二选择，再次安排加速步骤(SB)(并且因此再次连续安排步骤SC、SD)。该过程可以进行几次(通常以SB步骤结束)。
[0143] 有利地但非必须地，在加速步骤期间，将容器6的温度保持在预定间隔内。特别地，操纵组件4包括用于保持温度的系统，该系统适于将容器6(更确切地，支座2)的温度保持在期望的间隔内。根据一些非限制性实施方式，用于保持温度的系统包括温度传感器以及基于由温度传感器检测到的数据进行操作的加热和/或冷却装置。
[0144] 调节步骤可以通过使用先前获取的实验数据(例如，表明使用指定容器6(具有指定形状和指定材料)和指定组分3并施加指定加速度和/或角速度，获得指定的最终体积)来实现。在图32中示出了通过获取的实验数据获得的曲线例子，该曲线将角速度与液体组分3的第二部分(在加速步骤后保留在容器中)的体积相关联。
[0145] 特别地(因此)，在一些情况下，调节步骤之前是校准步骤，在校准步骤期间，测量针对不同的加速度(和/或角速度)获得的最终体积的不同值。更特别地，在校准步骤期间，创建校准曲线(或校准函数)，然后在调节步骤期间使用该校准曲线以基于要获得的基本上限定的体积来获得计算出的加速度(和/或计算出的角速度)。
[0146] 替代地或补充地，在调节步骤期间，将惯性力与加速度结合起来的第一函数与由于表面张力而引起的力的第二函数相交，并且(也以图形的方式)估算出对于哪个加速度值(和/或角速度)这两个力对于所需的(至少部分地)液体组分3的第二部分的体积是等效的。换言之，在调节步骤期间，在确定要留在容器6中的(至少部分地)液体组分3的第二部分的体积之后，基于第一函数和第二函数估算出对于哪个加速度值(和/或角速度)惯性力与基于表面张力而引起的力等效，第一函数将惯性力与加速度(和/或角速度)相关联，第二函数将惯性力与距封闭端部7或轴线A的距离相关联。
[0147] 在加速步骤期间，操纵组件使容器6经受具有所述值的加速度处理。
[0148] 如果将封闭端部7设置在轴线A和端部8之间，并且容器6的截面是恒定的(如图23所示)，则第一函数是：
[0149] Fc(d)∝mω2d (1)
[0150] 第二函数是：
[0151] Fγ∝2πRΔγ (2)
[0152] 其中Fc是惯性力(更确切地说是离心力)；m是样品的
质量；ω是角速度；d是距轴线A的距离；Fγ是保留力(由于表面张力)；R是容器6的内部半径，并且Δγ是取决于样品2的类型(更确切地说，取决于液体组分3的类型)以及取决于制造容器6的材料的参数。参数Δγ可以在手册的表格中找到，也可以通过实验确定。
[0153] 在这种情况下，(至少部分地)液体组分3的第二部分(即，在加速步骤之后保留在容器中的部分)的体积是基于(将容器的内部周长、质量和表面张力保持固定)角速度(并因此可以通过改变角速度进行调节)。更确切地，当角速度增加时，体积减小。
[0154] 如果轴线A穿过容器6并设置在封闭端部7和端部8之间，并且容器6的截面是恒定的(如图24所示)，则第一函数和第二函数是上面报道的函数(1)和(2)。与先前的情况不同，在这种情况下，不能(通过增加角速度)导致整个样品2流出，因为设置在轴线A和封闭端部7之间的部分(在任何情况下)保留在容器6内部。
[0155] 如果容器6具有可变的直径且以直线方式移动(如图25所示)，则第二函数是函数(2)(但是请注意，在这种情况下，容器6的内部周长以及因此内部半径R随其沿着容器6的纵向延伸方向移动而变化)，并且第一函数是：
[0156] Fc∝ma∝β·d2 (3)
[0157] 其中，Fc是惯性力；m是样品2的质量；a是加速度；d是相对于封闭端部7的距离；β是比例因子，其取决于样品2(更确切地，液体组分3)的比重和容器6的几何形状(因此可以预先确定)。
[0158] 如果将封闭端部7设置在轴线A和端部8之间，并且容器6的截面是可变的(如图26所示)，则第二函数是函数(2)(但是请注意，在这种情况下，容器6的内部周长以及因此内部半径R随着其沿着容器6的纵向延伸而变化)，并且第一函数是：
[0159] Fc(d)∝β·d2ω2 (4)
[0160] 其中，Fc是惯性力；ω是角速度；d是距轴线A的距离；β是比例因子，其取决于样品2(更确切地，液体组分3)的比重和容器6的几何形状(因此可以预先确定)。
[0161] 特别地，函数(4)由以下获得：
[0162] Fc(d)∝mω2d∝pπR2ω2d (5)，
[0163] 其中p是样品的比重。
[0164] 如果将封闭端部7设置在轴线A和端部8之间，并且容器6的截面是可变的(如图27所示)，则第二函数是函数(2)(但是请注意，在这种情况下，容器6的内部周长以及因此内部半径R随着其沿着容器6的纵向延伸而变化)，并且第一函数是函数(4)。与先前的情况不同，在这种情况下，由于设置在轴线A和封闭端部7之间的部分保留在容器6中，因此不能(通过增加角速度)使所有样品2流出。
[0165] 考虑到上述情况，第一函数是函数(1)或(3)或(4)，第二函数是函数(2)。当封闭端部7设置在轴线A和端部8之间时，这特别重要。
[0166] 应注意的是，在本发明通过实验令人惊讶地证明其可以通过极其准确且可重复的方式获得样品2的体积的减小之后，用公式表示图23至图27所示的函数(1)-(5)(以使所观察到的内容合理化并使一些实施方式自动化)。
[0167] 根据一些非限制性实施方式，样品2获自包含一个或多个微粒18和另外的微粒的初步样品。特别地，样品2是通过相对于另外的微粒选择性地回收一个或多个微粒18而获得的。这是通过使用分离单元完成的，该分离单元包括从由下述组成的组中选择的系统：介电
电泳、光学镊子、磁泳、声泳、行波、热流、由电热流产生的局部流体运动、由
电流体动力学力产生的局部流体运动及它们的组合。
[0168] 在一些非限制性情况下，分离单元包括从由下述组成的组中选择的系统：介电电泳、光学镊子、磁泳、声泳及它们的组合。
[0169] 特别地，分离单元包括能够直接在一个或多个微粒18上施加力的系统(特别地，不将力施加到将运动传递给一个或多个微粒18的流体上)。
[0170] 根据特定的实施方式，分离单元包括例如在专利申请WO-A-0069565、WO-A-2007010367、WO-A-2007049120中至少一个中所述的介电电泳单元(或系统)。更特别地，分离单元根据公开号为WO2010/106434和WO2012/085884的专利申请中描述的那样起作用。
[0171] 有利地但并非必须地，分离单元是上面列举的一个微流体装置的一部分，并且特别是根据专利申请中公开号为WO2010/106428和WO2010/106426描述的装置的一部分。该微流体系统用于从初步样品获得样品2。
[0172] 根据一些非限制性实施方式，在加速步骤期间，在微粒18上、特别是具有至少一个磁性组分的微粒上朝着封闭端部7(和/或侧壁9)施加磁力。
[0173] 替代地(或补充地)，在加速步骤期间，朝着开口8’施加(另外的)磁力。特别地，该磁力施加在铁磁流体的胶体悬浮液上(以便胶体悬浮液从容器6中流出)。
[0174] 根据本发明的方法和设备还可有利地用于制备用于遗传分析的样品、制备用于细胞分选、细胞染色和细胞洗涤的样品。
[0175] 除非另有明确说明，否则本文中引用的参考文献(文章、书籍、专利申请等)的内容全部引用在本文中。特别地，所提及的参考文献在此引入以供参考。
[0176] 通过仅说明性的非限制性
实施例的以下描述，本发明的另外的特征将变得清楚。
[0177] 实施例1
[0178] 该实施例描述了用传统的减小样品6的体积的方法进行的测试，该样品6包含液体组分3和至少一个微粒18。该样品先前已经用离心机进行了处理以有利于将微粒18定位在容器6(图20所示的试管)的封闭端部7处。
[0179] 具体地，由三个不同的操作者(A、B和C)总共进行了260次测试，他们从初始体积约为113μL的样品6开始，必须获得lμL的体积。
[0180] 每个操作者使用移液管(并使装有样品的试管倾斜)手动收集多余的液体。
[0181] 操作者A和B分别进行了90次减小操作。操作者C执行了80次减小操作。
[0182] 为了完成操作，需要10个小时的工作(将每个操作者的工作时间加在一起)。获得的总体结果在表1和图31中给出(X轴表示减小后获得的样品体积，Y轴表示减小后的样品呈现该体积的次数)，其中较深的
颜色突出显示了失去微粒的次数，虚线表示该失去发生的区域(对于哪个最终体积)。
[0183] 表1
[0184]
[0185] 最大间隔是指减小操作之后获得的最大体积和最小体积之差。平均值是减小之后获得的样品体积的平均值。所获得的结果表明，传统过程是不可靠的(相对于丢失了微粒18的情况而言，失败率不可忽略)并且平均体积明显高于目标体积(1μL)。
[0186] 下表2至4给出了按操作者划分获得的结果。
[0187] 表2
[0188]
[0189] 表3
[0190]
[0191] 表4
[0192]
[0193] 这些结果表明，该过程的
精度在很大程度上取决于操作者及其手
动能力。
[0194] 应当指出，每个操作者在三个分开的时段执行了减小操作。在图30中以图形的方式示出了每个操作者(在X轴上指出)在每个时段获得的结果(Y轴显示了减小后获得的样品的体积)。
[0195] 可以看出，即使是一个操作者也往往在不同的时刻获得不同的结果。
[0196] 实施例2
[0197] 该实施例描述了用传统的体积减小方法和根据本发明的(自动)方法执行的测试之间的比较。进行的测试的初始体积约为113μL，目标体积为1μL。
[0198] 如实施例1中所述实施传统方法。
[0199] 对于根据本发明的方法，使用了图5至图8所示的设备1(使得以4200RPM的速度运行)和图20的容器(更确切地说是体积分别为0.2mL的一条PCR试管)。(穿过容器的)轴线A与封闭端部7之间的距离为2.22mm。
[0200] 所获得的结果在表5中给出。
[0201] 表5
[0202]
[0203] 根据上述数据，本发明在记录的各个方面显示出了了显著且出乎意料的改进。
[0204] 下表6比较了使用传统方法和根据本发明的方法进行的相同数量的测试。
[0205] 表6
[0206]
[0207]
[0208] 可以立即观察到，通过实施本发明的方法，获得体积减小的样品所需的时间大大减小。
