HK1228006B

HK1228006B - Method and microfluidic devices for assaying biological activity

Info

Publication number: HK1228006B
Application number: HK17101780.3A
Authority: HK
Inventors: T. Chapman Kevin; Malleo Daniele; Tanner NEVILL J.; W. Short Steven; P. White Mark; Jimena Loureiro M.
Original assignee: Berkeley Lights, Inc.
Priority date: 2013-10-22
Filing date: 2014-10-22
Publication date: 2021-03-26

Claims

Procédé (100, 400) consistant à doser une activité biologique dans un dispositif microfluidique, ledit procédé consistant à :
mettre en culture (104, 402) une ou plusieurs cellules biologiques dans une zone de retenue d'un dispositif microfluidique, dans lequel ladite ou lesdites cellules produisent un matériau biologique d'intérêt, dans lequel ledit dispositif microfluidique comprend un boîtier, et dans lequel ledit boîtier comprend :
une base ;

une structure microfluidique disposée sur ladite base ; et

une pluralité de zones de retenue,

dans lequel ladite structure microfluidique et ladite base définissent une région d'écoulement comprenant un canal et ladite pluralité de zones de retenue, et

dans lequel chaque dite zone de retenue de ladite pluralité de zones de retenue est disposée sur ladite base et comprend une région isolante possédant une ouverture unique, et une région de raccordement, ladite région de raccordement possédant une ouverture proximale audit canal et une ouverture distale à ladite région isolante, et dans lequel une longueur de ladite région de raccordement est supérieure à une profondeur de pénétration d'un flux s'écoulant dans ledit canal à l'extérieur de ladite zone de retenue, moyennant quoi ladite région de raccordement permet une communication fluidique sensiblement uniquement diffusive entre ledit canal et ladite région isolante, de façon que ladite région isolante de ladite zone de retenue soit une région non balayée dudit dispositif microfluidique ;

introduire (102, 404) un ou plusieurs micro-objets de capture dans ladite zone de retenue de ladite pluralité de zones de retenue, chaque dit objet de capture comprenant une substance de liaison qui se lie plus particulièrement audit matériau biologique d'intérêt ;

permettre (406) que ledit matériau biologique d'intérêt produit par ladite ou lesdites cellules biologiques se lie audit ou auxdits micro-objets de capture dans ladite zone de retenue ; et

détecter (110, 412) si ledit matériau biologique d'intérêt est lié auxdits micro-objets de capture.
Procédé selon la revendication 1 consistant en outre, après avoir permis que ledit matériau biologique d'intérêt se lie audit ou auxdits micro-objets de capture, mais avant de détecter si ledit matériau biologique d'intérêt est lié audit ou auxdits micro-objets de capture, à retirer (106, 408) ledit ou lesdits micro-objets de capture de ladite zone de retenue.
Procédé selon la revendication 2, dans lequel le fait de retirer ledit ou lesdits micro-objets de capture consiste à déplacer ledit ou lesdits micro-objets de capture vers une région de dosage située à l'intérieur dudit dispositif microfluidique, et dans lequel ladite région de dosage peut être une région choisie dans le groupe comprenant : une butée située à l'intérieur dudit canal dans ledit dispositif microfluidique, la butée étant conçue pour tenir un micro-objet en place à l'encontre d'un écoulement d'un milieu à l'intérieur dudit canal ; et une chambre située à l'intérieur dudit dispositif microfluidique.
Procédé selon la revendication 2, dans lequel le fait de retirer ledit ou lesdits micro-objets de capture consiste à :
déplacer ledit ou lesdits micro-objets de capture vers ledit canal dans ledit dispositif microfluidique ; et

exporter ledit ou lesdits micro-objets de capture depuis ledit dispositif microfluidique.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel le fait de retirer ledit ou lesdits micro-objets de capture comprend une étape choisie dans le groupe consistant à :
créer un piège lumineux piégeant au moins un desdits micro-objets de capture dans ladite zone de retenue en projetant un motif lumineux qui entoure ledit au moins un micro-objet de capture sur une surface interne dudit dispositif microfluidique, et déplacer ledit piège de lumière depuis ladite zone de retenue vers ledit canal dans ledit dispositif microfluidique ;

activer des électrodes de diélectrophorèse à induction lumineuse adjacentes à au moins un des desdits micro-objets de capture dans ladite zone de retenue en projetant un motif lumineux sur une surface interne dudit dispositif microfluidique adjacent audit au moins un micro-objet de capture, et déplacer ledit motif lumineux depuis ladite zone de retenue vers ledit canal dans ledit dispositif microfluidique, moyennant quoi les électrodes de diélectrophorèse activées repoussent ledit au moins un micro-objet de capture vers ledit canal ; et

appliquer un champ magnétique audit dispositif microfluidique, ledit ou lesdits micro-objets de capture étant magnétiques.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le fait de détecter si ledit matériau biologique d'intérêt est lié ou non comprend une ou plusieurs étapes choisies dans le groupe consistant à : déterminer un type dudit matériau biologique d'intérêt lié audit ou auxdits micro-objets de capture ; déterminer une activité dudit matériau biologique d'intérêt lié audit ou auxdits micro-objets de capture ; et déterminer une quantité dudit matériau biologique d'intérêt lié audit ou auxdits micro-objets de capture.
Procédé selon la revendication 6, dans lequel le fait de déterminer consiste à :
lier un matériau de dosage audit matériau biologique d'intérêt lié audit ou auxdits micro-objets de capture, ledit matériau de dosage étant susceptible de produire un rayonnement détectable ; et

détecter une association entre ledit ou lesdits micro-objets de capture et le rayonnement provenant dudit matériau de dosage ;

dans lequel le fait de déterminer consiste en outre éventuellement à, après la liaison dudit matériau de dosage audit matériau biologique d'intérêt, mais avant la détection d'une association entre ledit ou lesdits micro-objets de capture et le rayonnement provenant dudit matériau de dosage, éliminer par lavage le matériau de dosage non lié dudit ou desdits micro-objets de capture.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel ledit matériau biologique d'intérêt est une protéine telle qu'un anticorps.
Procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit fait de détecter si ledit matériau biologique d'intérêt est lié est réalisé pendant que ledit ou lesdits micro-objets de capture sont dans ladite zone de retenue.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel ladite substance de liaison dudit ou desdits micro-objets de capture présente une affinité de liaison pour ledit matériau biologique d'intérêt d'au moins 1 µM.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel ladite ou lesdites cellules biologiques dans ladite zone de retenue comprennent un élément choisi dans le groupe comprenant : une colonie clonale de cellules biologiques ; et une cellule unique.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel ledit ou lesdits micro-objets de capture sont un seul micro-objet de capture, ou comprennent une pluralité de micro-objets de capture, dont chacun comprend une substance de liaison qui diffère de la substance de liaison d'autres micro-objets de capture dans ladite pluralité.
Procédé selon la revendication 12, dans lequel ledit matériau biologique d'intérêt est un anticorps, et dans lequel ladite pluralité de micro-objets est un élément choisi dans le groupe comprenant : chaque micro-objet de ladite pluralité de micro-objets comprend une substance de liaison qui se lie à un isotype d'anticorps qui diffère de l'isotype d'anticorps lié par la substance de liaison d'autres micro-objets de capture dans ladite pluralité ; chaque micro-objet de ladite pluralité de micro-objets de capture comprend une substance de liaison correspondant à un épitope d'un antigène reconnu par ledit anticorps ; et un micro-objet de capture de ladite pluralité comprend une substance de liaison correspondant à un antigène reconnu par ledit anticorps ou un épitope de celui-ci, et dans lequel les autres micro-objets de capture de ladite pluralité comprennent chacun une substance de liaison correspondant à un homologue dudit antigène provenant d'une espèce différente ou d'un épitope de celui-ci.
Procédé selon la revendication 1, dans lequel :
ladite ou lesdites cellules produisent n différents matériaux biologiques d'intérêt ;

ledit ou lesdits micro-objets de capture comprennent n différents types de micro-objets de capture, chaque dit type de micro-objet de capture comprenant une substance de liaison qui se lie plus particulièrement à un desdits n différents matériaux biologiques d'intérêt ;

le fait de permettre consiste à permettre que lesdits n différents matériaux biologiques d'intérêt produits par ladite ou lesdites cellules biologiques se lient auxdits n différents types de micro-objets de capture ; et

ledit fait de détecter si ledit matériau biologique d'intérêt est lié consiste à détecter une liaison entre lesdits n différents matériaux biologiques d'intérêt et lesdits n différents types de micro-objets de capture.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, dans lequel ladite ouverture proximale de ladite région de raccordement de ladite zone de retenue s'ouvre latéralement sur ledit canal.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, dans lequel une ou plusieurs cellules biologiques se trouvent dans chaque zone de la pluralité de zones de retenue, et le procédé consistant à doser la ou les cellules biologiques dans chaque zone de ladite pluralité de zones de retenue, et, éventuellement, dans lequel la ou les cellules biologiques dans chaque zone de ladite pluralité de zones de retenue sont dosées en parallèle.
Dispositif microfluidique (200) comprenant :
un boîtier (202) et une enceinte comprenant un canal (252, 253), une pluralité de zones de retenue (256) et une région de dosage (1156),

dans lequel ledit boîtier comprend :
une base (206) ; et

une structure microfluidique (204) disposée sur ladite base

dans lequel ladite structure microfluidique et ladite base définissent une région d'écoulement (240) comprenant ledit canal et ladite pluralité de zones de retenue, et

dans lequel chaque zone de ladite pluralité de zones de retenue est disposée sur ladite base et comprend une région d'isolement (508) possédant une ouverture unique, et une région de raccordement (510), ladite région de raccordement possédant une ouverture proximale audit canal et une ouverture distale à ladite région isolante, dans lequel une longueur de ladite région de raccordement est supérieure à une profondeur de pénétration d'un flux s'écoulant à l'extérieur de chaque dite zone de retenue, moyennant quoi ladite région de raccordement permet une communication fluidique sensiblement uniquement diffusive entre ladite région d'écoulement et ladite région isolante, de façon que ladite région isolante de chaque dite zone de retenue soit une région non balayée dudit dispositif microfluidique ; et dans lequel ladite région de dosage est située adjacente à une zone de ladite pluralité de zones de retenue.
Dispositif microfluidique selon la revendication 17, dans lequel ladite région de dosage comprend un élément choisi dans le groupe comprenant : une butée (258) située à l'intérieur dudit canal, la butée étant conçue pour tenir un micro-objet en place à l'encontre d'un écoulement d'un milieu à l'intérieur du canal ; une chambre de dosage possédant une ouverture sur ledit canal, ladite chambre de dosage étant située à côté de ladite zone de retenue ; et une chambre de dosage possédant une ouverture sur ledit canal, ladite ouverture sur ladite chambre de dosage étant située directement en travers dudit canal depuis ladite ouverture proximale de ladite région de raccordement de ladite zone de retenue.
Dispositif microfluidique selon la revendication 18, dans lequel ladite chambre de dosage manque sensiblement d'une région isolante.
Dispositif microfluidique selon l'une quelconque des revendications 17 à 19, dans lequel ledit dispositif comprend en outre un moyen pour générer une force magnétique à l'intérieur de ladite enceinte.
Dispositif microfluidique selon l'une quelconque des revendications 17 à 20, dans lequel ladite ouverture proximale de ladite région de raccordement de ladite zone de retenue s'ouvre latéralement sur ledit canal.