專利名稱：：分離并離析細胞、囊泡、納米顆粒和生物標記的離體多維系統的制作方法分離并離析細胞、囊泡、納米顆粒和生物標記的離體多維系統相關申請的交叉參考本申請要求2008年4月3日提交的標題為“Ex-VivoMulti-DimensionalSystemfortheSeparationandIsolationofCells,Vesicles,NanoparticlesandBiomarkers”的美國臨時申請No.61/042228的權益，其公開內容在此通過參考全文引入。關于在聯邦資助研究和開發下進行的發明的權利的聲明這一研究工作得到NIHGrant/ContractCA119335支持。美國政府可在本發明中具有一定的權利。發明背景在生物分子研究和臨床診斷中，重要且具有挑戰的是分離并鑒定在復雜流體樣品，例如血液、血漿、血清、唾液和尿液內的稀有細胞、細菌、病毒和生物標記(例如DNA、RNA、抗體、其他蛋白質等)。另外，生物納米技術的來臨導致許多藥物傳輸方法，所述方法涉及包封藥物和成象試劑在納米囊泡和納米顆粒內。這些方法意味著同樣重要的是鑒定并分離保留在血液流體內的殘留的納米囊泡和納米顆粒。各種物理、電子和生物技術和裝置可用于從復雜樣品，例如血液中樣品分離和離析特定細胞、納米囊泡和生物分子。這些技術和裝置包括離心、凝膠過濾、親和結合、DC電泳和摻入到芯片實驗室內的各種結合物，微流體裝置，和采樣-反饋(sample-to-answer)系統。許多這些常規技術(或其結合)是相對耗時的工藝，它們不是沒有問題和局限性。特別地，離析稀有細胞(癌細胞、胎細胞和干細胞)，數量少的細菌和病毒或數量非常少的特異性抗體、蛋白質、酶、DNA和RNA分子仍然困難。在臨床診斷情況下，稀有細胞和生物標記的檢測也可受到樣品大小的局限，即從非常虛弱的患者、老年人和嬰兒中可抽取僅僅相對小量的血液。因此，低效或要求高度稀釋初始樣品的制樣過程常常不能或無法可靠地在較低濃度范圍內離析細胞和其他與疾病有關的標記。對于早期檢測癌癥、殘余(residual)疾病、在母親血液內的胎兒細胞/DNA/RNA，和在血液內檢測細菌和病毒(膿毒性感染)，以及檢測數量少的病原體(例如細菌、病毒等)和在大體積的空氣、水中或食品內的生物恐怖試劑檢測來說，這尤其是問題。交流電的動電技術涉及使用AC場掌控(manipulate)細胞和納米顆粒，該技術提供一些特別吸引人的裝置來分離細胞[參見參考文獻2-5]，生物標記(DNA[參考文獻5-8]，蛋白質[參考文獻9]和最終藥物傳輸的納米囊泡[參考文獻10]。這些技術可分成三種不同的現象=(I)AC電滲，它是由于在電極上的表面電荷導致的表面流體流動；(2)電熱流，它是由于電場產生的熱梯度導致在溶液內的整體(bulk)流動；和(3)介電電泳(DEP)，它是在AC電場內顆粒和介質之間的電介質差產生的顆粒的誘導運動[參考文獻10]。遺憾的是，DEP和相關的動電效應的大多數常規形式的問題是，限制了這些技術用于臨床相關制樣和診斷中的有效性。首先，就速度和選擇性控制來說，有效的DEP分離通常必須在數量級為<10-100mS/m的相對低的傳導率下進行[參考文獻11]。另外，當溶液的離子強度增加和傳導率大于10mS/m時，在正或DEP高場區域內(通常在電極周圍或電極上)離析所需實體/分析物，例如納米顆粒或DNA生物標記的能力更加困難。因此，離子強度在100-200mM范圍內的生物樣品，例如血液或血漿(傳導率500-1000mS/m)在DEP分離之前，必須顯著大地稀釋和/或加工[參考文獻13、14]。僅這一點就常常限制了涉及檢測稀有細胞或數量少的生物標記的DEP臨床診斷的有用性。在其中樣品(Iml血液)必須稀釋100-1000倍的情況下，意味著必須加工非常大的樣品體積，這可能是極其耗時的。若首先通過物理裝置，例如離心或過濾濃集細胞，然后在低傳導率的緩沖液內稀釋，則這些方法不僅耗時，而且高成本，并引起對樣品的顯著干擾。在其中DEP可用于干細胞分離的情況下，稀釋到低的離子強度的較少生理類型的緩沖液可導致敏感干細胞的干擾，且可影響它們進一步的分化。從血液中離析DNA、RNA和蛋白質生物標記對于將來臨床診斷，尤其監控癌癥的化療[參考文獻15]、后遺疾病[參考文獻16]和早期診斷癌癥[參考文獻17]也是重要的。盡管DEP用于分離DNA和蛋白質，但在使用DEP進行血液內DNA檢測中確實存在問題和局限性。第一個問題還是，在DEP分析之前，需要稀釋和/或加工血液樣品。在臨床相關的無細胞循環血液內DNA和RNA生物標記的情況下，重要的是發現并測量DNA/RNA的含量，其大小和基本組成(突變和多態現象)[參考文獻17-19]。涉及或要求離心、過濾和洗滌工序的樣品加工，由于在該過程中正常細胞受損或溶解，這可引起DNA分子釋放以及臨床相關的DNA剪切成較小的碎片。胞外DNA片段的釋放和加工損壞臨床相關的DNA大大地犧牲并限制了使用這些工序的診斷價值。這一樣品加工也是高度低效的，多達60%血液內的DNA且超過90%的RNA可在該工序過程中損失[17]。第二個問題是，用于DNA、蛋白質和納米顆粒分離的大多數DEP分離裝置或者使用多項金微電極(由在電極之間非常小的距離，小于或等于6微米，產生的)充當顆粒阱；或者使用在它們之間隔開6-8微米或更少的城堡狀金微電極陣列[參考文獻18-19]。通常通過濺射金到玻璃基底材料上，制備這些金微電極陣列裝置。還存在涉及使用納米電極的許多DEP方法[20]。這些方法的問題是陣列固有地具有低的流通量，因為捕獲DNA或其他生物分子的實際空間相對小，且當離納米電極的距離增加(例如，>lOnm)時，電場效應顯著下降，若這類裝置放大用于制樣(例如，加工I-IOml血液)，則可通過電極附近有限的DEP場詢問(interrogate)的實際樣品面積意味著大多數DNA會漏失，或者要求極長的樣品加工時間。若設計裝置以限制流體在納米電極的數十納米以內流動，則加工時間極長，或者要求大規模(x_y維度)的裝置。存在各種其他問題，其中包括由于其他動電效應和滲濾力導致不受控制的流體旋渦流動。在其他DEP應用中，使用圓形鉬微電極(50微米-80微米的直徑)和約200微米的間隔并用多孔水凝膠罩面涂布的陣列還用于進行從血液中DEP分離細菌，和分離癌細胞[參考文獻13、14]。再者，對于這些DEP分離來說，離心血液樣品并將小部分的細胞再懸浮在低離子強度的緩沖液內[參考文獻13、1444-26]。AC動電技術的第三個一般問題是，所得靈敏度vs特異性之比常常沒有足夠高到可進行重要或臨床相關的分離。對于使用介電電泳(DEP)的細胞分離來說，難以在百萬分之一的比值下進行有效的稀有細胞分離。由于許多早期疾病診斷要求稀有細胞或低含量生物標記的檢測，因此重要的是能盡可能改進靈敏度vs特異性之比。一般地，大多數DEP裝置沒有合適地成比例放大，以應對稀有細胞或低水平生物標記的離析和檢測的臨床現實性，其中對于簡單的統計原因來說，可能需要I-IOml血液的相對大的樣品。當設計用于大5樣品的DEP裝置時，它們通常低效，且不能在高傳導率條件下操作，因此要求進一步的樣品稀釋。AC動電技術的第四個問題是在復雜的生物樣品(例如血液、血漿、血清等)內進行分析物和生物標記的有效和高度選擇分離方法，所述分析物和生物標記包括稀有細胞、細菌、病毒、DNA、RNA和蛋白質，其中所有實體可具有尺寸范圍2-3個數量級的大小差別，且仍然需要實現大小和組成更加類似的各實體之間的有效分離。一個重要的實例是分離DNA納米顆粒Ο0-501Λ)，高分子量DNA(5-201ib)，中間分子量DNA(l_51ib)和較低分子量DNA(0.Ι-lkb)。AC動電(DEP)裝置和技術的最后和最嚴重的問題是引入電化學，其中在較高傳導率溶液內(>100mS/m)，在較低AC頻率下(<20kHz)，和在較高電壓下(>20Vpt-pt)，所述問題變得更加突出。正如這一文獻的詳細說明部分所示，這一電化學可引起許多副作用，其中包括起泡、加熱、流體湍流、電極劣化和活潑的分析物破壞。這些副作用大大地限制了總的DEP裝置的性能，阻止在DEP高場區域內特定實體(細胞、納米顆粒、DNA和蛋白質)的蓄積、分離和檢測，并干擾在DEP低場區域內細胞和分析物離析。使用其他類型的AC動電裝置分離細胞和納米顆粒，但在高傳導率溶液中沒有證明是可行的。關于AC動電和DEP裝置不可行的最具有說服力的爭論之一是下述事實與DC電泳(它寬泛地用于生物研究和臨床診斷)不同，DEP無法用于任何實際應用中。期望進行具有高性能特征的介電電泳，它允許在高傳導率生物樣品和緩沖液內分離。發明概述本發明的實施方案涉及新型的樣品制備，取樣-反饋和關注點系統、裝置、方法和技術，它們涉及多維AC動電和介電電泳(DEP)、DC電泳、裝置上(on-device)的微電泳和流體技術的獨特結合以供分離和鑒定稀有細胞、細菌、病毒、藥物傳輸納米囊泡和納米顆粒，細胞的細胞器和結構(核、線粒體、液泡、葉綠體、cylomicrons等)，無細胞的循環DNA/RNA生物標記和其他與疾病有關的細胞納米顆粒(例如，被癌細胞、疾病或受損細胞釋放到血液、淋巴或器官內的部分降解的細胞組分)、抗體、抗體復合物(complex)、蛋白質、酶和直接在血液或其他生物樣品或緩沖液內的藥物以及治療劑。在所公開的實施方案中，借助摻入具有覆蓋多孔結構的堅固電極(微尺寸和/或大尺寸)的陣列的新型隔室(chambered)裝置和其他裝置，使用連續和/或脈沖動電/介電電泳(DEP)力，連續和/或脈沖場DC電泳力，裝置上微電泳尺寸分離和受控的流體流動(外部泵送和/或DC/AC動電驅動)的結合，其中使用所述多孔的覆蓋結構，進行復雜的樣品分離，生物分子分離和診斷分析。本說明書首先公開了新型的動電DEP裝置和系統，其中將電極置于單獨的腔室內，并通過使ACDEP場穿過孔隙或孔穴結構，在內部腔室內，產生正DEP區域和負DEP區域。可使用各種幾何形狀，形成所需的正DEP(高場)區域和DEP負(低場)區域以用于攜帶細胞、納米顆粒和生物標記分離。這種孔隙或孔穴結構可包含多孔材料(水凝膠)(或用其填充)，或者可覆蓋有多孔膜類結構。通過將電極分隔成單獨的腔室，這種孔隙/孔穴結構的DEP裝置基本上消除了在DEP工藝過程中在內部分離腔室內的任何電化學作用，加熱或無序的流體運動(參見圖1和圖2)。本說明書還公開了堅固電極的成比例放大的部分(sectioned)(χ-y維度)陣列和有策略地放置(x-y-z維度)的輔助電極布局的用途，它們結合了DEP、電泳和流體力，以便可在較高離子強度/傳導率條件下更加直接分析臨床相關體積的血液、血清、血漿或其他樣品。本說明書公開了用一層或更多層多孔材料層(天然或合成的多孔水凝膠、膜、受控的納米孔隙材料和薄的電介質層狀材料)覆蓋堅固的電極結構(例如，鉬、鈀、金等)，減少在電極上或其附近的任何電化學(電解)反應的作用，加熱和無序的流體運動，并仍然允許有效地分離細胞、細菌、病毒、納米顆粒、DNA和其他生物分子(圖3-8)。除了使用AC頻率交叉點實現較高分辨率分離以外，也可使用裝置上(陣列上)的DC微電泳以供輔助分離。例如，分離DNA納米顆粒Ο0-501Λ)，高分子量DNA(5-201ib)，中間分子量DNA(l_5kb)和較低分子量DNA(0.Ι-lkb)碎片(圖9-12)。裝置可再分部(sub-sectioned)的事實意味著可在這一裝置上同時進行不同血液細胞、細菌和病毒和DNA的順流分離(圖13-16)。本發明的實施方案還涉及使用溫度控制以提供更加選擇和有效的細胞分離(例如癌細胞和干細胞)。在一個方面中，本發明的實施方案因此涉及體外制樣，無縫取樣-反饋，芯片實驗室和關注點(POC)診斷系統，它可用于監控和/或分析血液中的癌細胞、細菌、病毒、納米囊泡(藥物傳輸)、納米顆粒、高分子量DNA納米顆粒、細胞的細胞器、蛋白質、抗體和抗體復合物，以及疾病和新陳代謝狀態的各種其他臨床相關的生物標記。這種離體系統和裝置可通過AC電場監控或掃描血液，并分離、離析、高度濃集、檢測分析物和臨床相關實體。可使用該系統選擇收集這些實體以供更加復雜的分析，其中包括，但不限于免疫化學；DNA/RNA探針雜交；聚合酶鏈反應(PCR)、滾環擴增(RCA)、鏈置換擴增技術(SDA)和用于基因分型(genotyping)、序列分析、基因表達的其他技術，所有這些都在相同的樣品腔室內(無縫的取樣-反饋)，或者借助相關的分析裝置和/或收集系統。根據本發明構造的新型裝置可以是關注點(POC)無縫取樣-反饋系統，它允許在未稀釋的血液樣品上快速地進行快速分子診斷。本發明的另一新型裝置可以是離體癌癥化療監控系統，其允許從患者中截流(shunt)血液，快速分析(測量生物標記DNA、藥物或藥物傳輸納米囊泡水平和離析癌細胞)，然后在最小稀釋或物理/化學干擾樣品的情況下，返回到患者體內(借助閉合回路)。這種離體系統也可用于監控其他治療、疾病和患者處置，尤其在緊急的護理情形下。與大多數以前的DEP分離所使用的那些相比，所公開的體現本發明的系統、裝置、方法和技術允許在較高傳導率(>100mS/m)離子強度條件下，在較低AC(DEP)頻率(<20kHz)下，和在較高場強(>20Vpk-pk)下進行細胞、納米顆粒和生物標記實體的分離。更具體地，不僅可在較高離子強度條件下，而且可直接在復雜的生物樣品，包括血液、血漿、血清和未稀釋的緩沖液內進行DEP分離，其中可在DEP高場區域內離析納米級(500納米-5納米)分析物和實體，而可在電極之間的DEP低場區域內離析較大的實體(細胞、微粒等)。新的裝置減輕了使用城堡狀DEP電極陣列(它是目前分離納米顆粒和生物分子的優選方法)發生的電化學、加熱和無序流動的作用。在另一方面中，裝置和方法可使用在分部陣列中堅固的多電極的更加宏觀規模的布局，它不僅允許更加快速和有效地詢問較大的樣品體積，而且基本上允許數量非常少的癌細胞、細菌、病毒、納米顆粒和納米粒狀物和非常低濃度的DNA、RNA生物標記和抗體復合物從含非常大數量正常細胞的復雜樣品，即血液中離析。基本上使用“合適地成比例放大”的電極的宏觀系統改變了在百萬個細胞中尋找一個特定細胞(或其他實體)的方法成為在一千個細胞中尋找一個特定細胞的方法，即在許多子組的電極上鋪開樣品，從而產生平行的歸檔的分選裝置。這一分離方法可應用于處7理血液，并從蛋白質以及細胞中除去較小尺寸的DNA、RNA和較高分子量的DNA。電極尺寸(10-100微米直徑，和隔開20-100微米)和使用較少稀釋的樣品的能力的結果是，可在成比例放大的陣列裝置(它具有2-100個陣列分部)中，以快速和高流通量的方式完成分離過程，其中所述陣列中的每一分部可含有100-1000個單獨的電極。該裝置還引入在x-y-z維度上有策略地放置的輔助電極。此處所述的實施方案表明，可使用所公開的陣列裝置和系統，在較低頻率范圍內(10-50kHz)，基于直徑小于或等于約500納米的每一納米粒狀物固有的ClausiusMossotti因子效應(以及其他AC動電現象)，從較大尺寸的實體(細胞和微米尺寸的顆粒)中分離出納米顆粒和細胞的納米粒狀物。本說明書還公開了當在聯合流體流動中使用AC動電效應時，該方法將釋放過量的熱累積。本說明書進一步公開了當流體流動和DC電泳與AC動電效應結合時，細胞和蛋白質二者可有效地向下游移動到所示裝置的下部陣列部分，而高度荷負電的DNA納米粒狀物和DNA分子可在裝置上部的陣列部分的上游濃集。因此，可使用所述裝置的不同陣列部分，進行更加選擇性的分離方法，例如多通路進行紅細胞、白細胞，癌細胞分離；在下部陣列部分上除去蛋白質；在中間陣列部分內分離細菌、病毒、納米顆粒和納米囊泡；和在該裝置的上部陣列部分上分離DNA納米粒狀物和DNA分子。最后，本說明書還公開了具有分離電極腔室和孔隙/孔穴結構，從而導致獨立的分離腔室的裝置，以及用納米多孔材料(1納米到1毫米厚度)覆蓋的堅固電極陣列裝置，它們可用于進行同時或隨后的輔助尺寸分離過程。例如，若可使用所述裝置的上部陣列部分濃集DNA組分中的復雜混合物，則可使用AC動電效應和DC電泳力的結合，實現DNA納米粒狀物從高分子量DNA(5-501ib)，中間分子量DNA(l-51ib)和較低分子量DNA(0.Ι-lkb)中二級分離。另外，所述實施方案允許在納米多孔層內使用DC微電泳，進行各種DNA片段的尺寸分離。附圖簡述圖1示出了新型的動電DEP裝置，其中將電極置于單獨的腔室內，并通過流經孔結構，在內部腔室內產生DEP場。圖2示出了圖1所示的新型動電DEP裝置的表面孔隙/孔穴幾何形狀。圖3示出了根據本發明構造的電極布局，其中顯示了例舉的流體流動和樣品。圖4闡述了圖1的電極布局，其中根據本發明脈動沖擊電極。圖5示出了圖1的電極布局，其中選擇激活電極，實現較好的分離結果。圖6示出了在應用結合的脈沖ACDEP/DC電泳/受控流體流動之前，血液樣品分離過程的更加詳細的流程圖。圖7示出了在結合的脈沖ACDEP/DC電泳/受控流體流動的初始階段的血液樣品。圖8示出了在結合的脈沖ACDEP/DC電泳/受控流體流動的最終階段的血液樣品。圖9示出了在上部陣列部分上，熒光染色的DNA納米粒狀物、非常高分子量DNA和中間-較低分子量DNA的選擇和分離的結合的脈沖ACDEP和DC電泳。圖10示出了在上部陣列部分上，熒光染色的DNA納米粒狀物、非常高分子量DNA和中間-較低分子量DNA的選擇和分離的初始結合的脈沖ACDEP和DC電泳。圖11示出了在上部陣列部分上，熒光染色的DNA納米粒狀物、非常高分子量DNA和中間-較低分子量DNA的選擇和分離的最終結合的脈沖ACDEP和DC電泳。圖12示出了DNA納米粒狀物和非常高分子量DNA的除去，和陣列上DC電泳尺寸分離中間和低分子量DNA的碎片。圖13示出了在裝置的下部陣列部分上，施加到紅和白血細胞上的初始脈沖的ACDEP。圖14示出了在裝置的下部陣列部分上，施加到紅和白血細胞上的最終脈沖的ACDEP。圖15示出了在裝置的中間陣列部分上分離細菌、病毒和納米囊泡的初始脈沖的ACDEP0圖16示出了在裝置的中間陣列部分上分離細菌、病毒和納米囊泡的最終脈沖的ACDEP0圖17A-H示出了在中間和高傳導率條件下，60nm和200nm納米顆粒的DEP分離。圖18A-D示出了在中間和高傳導率條件下，200nm納米顆粒的DEP分離。圖19A-H示出了在中間和高傳導率條件下，DEP分離60nm和200nm納米顆粒的3D熒光強度圖象。圖20A-D示出了在高傳導率條件下，DEP分離60nm納米顆粒的真實圖象和3D強度圖象。圖2IA-B示出了對于60nm和200nm納米顆粒來說，納米顆粒熒光強度增加vs傳導率增加的圖表。圖22示出了對于60nm和200nm納米顆粒來說，作為傳導率的函數，實驗結果vs理論DEP的相交曲線的圖表。圖23A-H示出了在增加的傳導率下，在未涂布和水凝膠罩面涂布的鉬電極上，DEP分離200nm納米顆粒的真實圖象和3D強度圖象(表明電極變暗)。圖24A-F示出了在不存在納米顆粒的情況下，在高傳導率DEP之后，電極損壞的光學顯微和SEM圖象。圖25A-H示出了在高傳導率DEP之后，200nm納米顆粒的電極損壞和熔融的SEM圖象。圖26A-C示出了在高傳導率DEP之后，60nm納米顆粒和電極損壞的熒光和SEM圖象。圖27示出了包括步驟1的在血液內無縫取樣-反饋高分子量DNA過程。圖觀示出了包括步驟2的在血液內無縫取樣-反饋高分子量DNA過程。圖四示出了包括步驟3的在血液內無縫取樣-反饋高分子量DNA過程。圖30示出了包括步驟4的在血液內無縫取樣-反饋高分子量DNA過程。圖31示出了包括步驟5的在血液內無縫取樣-反饋高分子量DNA過程。圖32示出了采用復雜樣品的無縫取樣-反饋過程。圖33示出了采用PCR和免疫分析的分析法的無縫取樣_反饋的復雜樣品過程。圖34示出了采用PCR和免疫分析的分析法以及檢測的無縫取樣-反饋的復雜樣品過程。詳細說明本文獻教導了新型的樣品分離和取樣-反饋系統、裝置、方法和技術，它們以獨特9的方式結合了多維AC動電學，其中包括介電電泳(DEP)，DC電泳，微電泳，和流體學，可使用它們，從相關體積的高傳導率(離子強度)的生物和臨床樣品和緩沖液，其中包括，但不限于，血液、血漿、血清、尿液、淋巴流體、唾液、活組織檢查的樣品、細胞培養物(干細胞)、細菌和發酵培養物中分離并鑒定細胞、納米囊泡和納米粒狀物，細菌和/或病毒，以及多種疾病的其他臨床相關的生物標記。盡管本發明所公開的實施方案能在沒有稀釋樣品(血液、血漿、生物緩沖液)的情況下直接進行DEP分離細胞、納米顆粒和其他分析物，但這些實施方案不排除使用所公開的裝置和方法用于部分稀釋的樣品或緩沖液，或者用于經歷過其他制樣工序的樣品。使用具有確定直徑和分隔距離的堅固電極的新型多腔室裝置和電極陣列裝置允許在高傳導率(離子強度)溶液內進行可行的DEP。設計這些新型的DEP裝置，其方式使得在高傳導率條件下由于增加的電化學導致發生的起泡、加熱和其他副作用沒有降低效率，或者妨礙從復雜生物樣品和高離子強度的緩沖液中分離、濃集和檢測特定分析物或實體。對于大多數具有問題的AD動電和介電電泳分離裝置來說，在高傳導率條件下進行DEP分離成為主要的問題和局限性[參考文獻1-觀]。甚至當使用具有水凝膠罩面涂布電極的微陣列裝置，短時間可實現一定程度的高傳導率的DEP分離時，這種裝置作為樣品分離工具和診斷裝置是不可行的[參考文獻13、14、M-28]。為了更好地闡述這一DEP傳導率的局限性，此處所述的最初的第一實例示出了在低傳導率的緩沖液內DEP分離納米顆粒。這一實例涉及在MilliQ水(5.5μS/m)中，從10微米的顆粒中分離60nmDNA衍生的納米顆粒。在IOkHzAC下，在IOV的峰到峰電壓(peak-to-peak)(pk-pk)下，進行分離。圖17a示出了在施加AC電場之前，在白光下的初始條件，其中在微電極陣列上具有10微米顆粒的無規分布。在紅色熒光檢測下的初始條件示出了在微陣列上紅色熒光霧度，如根據60nmDNA衍生的熒光納米顆粒預期的一樣(參見圖7b)。在施加ACDEP場僅僅30秒之后，大多數10微米顆粒以非常有序的布局濃集到負DEP低場區域內(參見圖17c)。在施加AC場1分鐘之后，60nmDNA衍生的納米顆粒在微電極上的正DEP高場區域上濃集(參見圖17d)。在微電極上的高熒光強度與周圍區域內降低的熒光強度表明大多數納米顆粒在高場區域內濃集。下一個實例表明在0.OlXTBEd.81mS/m)內，在3kHzAC下，在IOVpk-pk下進行的與10微米顆粒混合的200nm納米顆粒的DEP分離。初始的白光視野表明在施加場之前，10微米顆粒的無規分布(圖17e)，和綠色熒光視野表明在高場區域內200nm納米顆粒沒有累積(圖17f)。在小于10分鐘內，10微米顆粒在低場區域內濃集(圖17g)，和200nm納米顆粒在正DEP高場區域內高度濃集(圖17h)。這些低傳導率的DEP結果通常與文獻中引證并根據經典DEP理論預期的其他低傳導率的納米顆粒分離[參考文獻11-14]一致。下一組DEP實例表明在傳導率大于100mS/m的緩沖溶液內，分離60nmDNA衍生的納米顆粒、200nm納米顆粒和10微米顆粒。對于1XTBE(0.109S/m)來說，在施加AC場20分鐘之后，在白光條件下200nm納米顆粒和10微米顆粒的分離表明10微米顆粒在低場區域內濃集(圖18a)。在綠色熒光下，200nm納米顆粒在正DEP高場區域內在微電極之上濃集(圖18b)。對于在1XPBS(1.68S/m)內進行的DEP實驗來說，在20分鐘之后，10微米顆粒在低場區域內濃集(圖18c)。在除去一些小的氣泡之后和在增加的增益(gain)下，針對高傳導率IXPBS緩沖液實驗來說，拍攝綠色熒光20分鐘圖象(圖18d)。該圖象表明200nm10納米顆粒在四個微電極的正DEP高場區域內濃集。然而，微電極顯示出顯著的變暗和兩個微電極起泡。200nm納米顆粒主要在這四個微電極上濃集的觀察結果與它們產生略高的場的事實一致。使用60nmDNA衍生的納米顆粒進行的在1XPBS緩沖液內的高傳導率實驗也得到類似的結果，即仍然觀察到60nm納米顆粒在三個微電極上的正DEP高場區域內濃集。使用MATLAB，用數學模型進行熒光圖象的進一步分析，產生三維峰，所述三維峰較好地闡述了熒光納米顆粒在高場區域內濃集。對于采用60nmDNA衍生的納米顆粒進行的IXTBE實驗來說，3D熒光數據表明從時間點0分鐘(圖19a)、2分鐘(圖19b)、8分鐘(圖19c)和16分鐘(圖19d)的顯著增加。類似地，在IXPBS中，對于200nm納米顆粒來說，3D熒光數據也表明從時間點0分鐘(圖19e)、8分鐘(圖19f)、16分鐘(圖19g)時和20分鐘之后(圖19h)的增加。對于在IXPBS內eOnmDNA衍生的納米顆粒來說，仍然存在與在熒光圖象內觀察到的濃集(圖20a)。3D熒光圖象數據還表明從0分鐘(圖20b)到8分鐘(圖20c)和到20分鐘(圖20d)的類似的熒光增加。由于如圖20a所示，微電極之一失活(第三行，第二欄)，電場圖案輕微改變。使用MATLAB，針對在IXTBE，0.1XPBS(0.177S/m)和IXPBS的緩沖液內的實驗，在0、0.5、1、2、4、8、16和20分鐘的時間點處編輯總的熒光數據。圖表(圖21a)中示出了60nmDNA衍生的納米顆粒的結果，和圖表(圖21b)中示出了200nm納米顆粒的結果。這些實例表明隨著時間流逝，熒光納米顆粒濃度增加。更重要的是，這些實例還表明當緩沖液的傳導率增加時，熒光納米顆粒的總濃度顯著下降，即需要長得多的時間在較高傳導率條件下濃集實體。圖22示出了對于Clausius-Mossotti因子的真實部分(Re(K(Q)))vs60nmDNA衍生的納米顆粒和200nm納米顆粒的傳導率的理論曲線和實驗結果范圍。該圖表表明，對于在這些實例中所使用的傳導率來說，理論(Re(K()))值應當為負，因此納米顆粒應當在低場區域內累積。盡管如此，實際結果表明納米顆粒的累積繼續在高場區域內。遺憾的是，在這些高傳導率條件(>100mS/M)下，發生氣泡、電極變暗和電極故障，并要求長得多的DEP時間，這導致相對低效的分離。已發現，這些DEP有關的副作用是由于當使用含有鈉(Na+)和氯化物(Cl_)電解質的較高離子強度的緩沖液時出現增加的電化學活性所致[參考文獻四-30]。這些效果的更好理解需要開發更加可行和堅固的DEP裝置以供分子診斷應用。在此處所述的實例中示出了清楚地證明在高傳導率條件下，微電極/納米顆粒/電解質裝置不良相互作用的進一步的實例。這些實例涉及在不同傳導率(離子強度)條件下，在具有水凝膠的鉬微電極結構上(圖23A-F)和在不具有水凝膠層的鉬微電極結構上(圖23G-H)，進行從10微米球分離和檢測200nm黃-綠色熒光聚苯乙烯納米顆粒。對所有緩沖液(0.01XTBE,1XTBE,IXPBS)的結果顯示200nm納米顆粒綠色熒光分離和濃集進入微電極上的DEP高場區域，而IOym球濃集進入到微電極之間的低場區域。再者，對于0.01XTBE來說，200nm納米顆粒的濃度似乎最高，和當緩沖液的離子強度增加到IXPBS時下降(參見圖23B、23D、23F和23H)。納米顆粒的濃集更多在具有水凝膠的微電極中心處出現，而對于未涂布的微電極來說，在外部周邊濃集(圖23A、23C、23E、23G)。在最高的緩沖液傳導率(1XPBQ下，水凝膠罩面涂布的微電極(圖23E)和未涂布的微電極二者顯示出電極的顯著變暗(圖23G)。盡管在這些附圖中沒有示出，但在4分鐘DEP之后，在1XPBS緩沖液內，在水凝膠罩面涂布和未涂布的微電極上均觀察到增加的微氣泡。盡管如此，但微氣泡在未涂布的微電極上更加突出。此外，在IXPBS緩沖液中，當AC電壓增加到高于20Vpk-pk時，在幾乎所有電極上出現無序起泡。盡管可在水凝膠罩面涂布和未涂布的鉬微電極二者上觀察到納米顆粒的濃集和變暗，但未涂布的微電極提供機會來使用掃描電鏡(SEM)分析電化學作用和驗證納米顆粒的濃集與粘合。在下一組實施例中，在高傳導率的IXPBS緩沖液內，在不存在納米顆粒的未涂布的微電極上進行DEP。洗滌微電極陣列，干燥，然后使用SEM成象。圖24A首先示出了未活化的對照微電極，和活化微電極(圖MB)在3000Hz，IOVpk-pk下10分鐘DEP之后的光學顯微圖象。清楚地觀察到活化的微電極顯著變暗。圖24C和24D示出了相同未活化和活化的微電極的SEM圖象。在SEM圖象中清楚地觀察到活化微電極的顯著損害和降解。圖24E和MF是微電極的SAEM圖象的較高放大倍數，且甚至更加清楚地示出了在微電極周圍出現的鉬層的劣化(圖MF)。在存在200nm納米顆粒的高傳導率IXPBS緩沖液內，進行類似的DEP實例。圖25首先示出了在3000Hz、10Vpk-pk下，在高傳導率IXPBS緩沖液內2分鐘DEP之后，未活化的對照微電極的SEM圖象。沒有活化的對照微電極顯示出在該結構上無規分布的僅僅數個200nm納米顆粒。圖25B示出了對照微電極邊緣的SEM圖象的較高放大倍數，其中一些納米顆粒無規地捕獲在鉬微電極邊緣之間的區域內。圖25C示出了微電極的SEM圖象，它在存在200nm納米顆粒的情況下活化2分鐘。數量大的納米顆粒濃集并粘附到微電極上，特別是在邊緣處。特寫鏡頭(圖25D)更好地顯示出納米顆粒的濃集團簇，且表明在微電極邊緣處鉬的某種劣化。圖25E和25F示出了在采用200nm納米顆粒，DEP5分鐘之后，活化微電極的圖象。再者，清楚地觀察到200nm納米顆粒的濃集和團簇，但鉬微電極結構出現更加嚴重的損壞和劣化。圖25G是圖25D的微電極邊緣的較高放大倍數的SEM圖象，再次表明納米顆粒的團簇。最后，圖25H是劣化微電極的較高放大倍數的圖象(參見圖25F)，從而表明納米顆粒團簇點綴在熔融或熔化的納米顆粒團簇之間。這些熔融的納米顆粒團簇是在較長DEP活化時間之后腐蝕性的電化學活性(熱、H+和OH—)的結果。另一組實例涉及在高傳導率IXPBS緩沖液內，在不具有水凝膠的微電極結構上，進行DEP分離和檢測40nm紅色熒光納米顆粒與10微米球。圖26A是在DEP活化之前，微電極的紅色熒光圖象，顯示40nm納米顆粒沒有濃集。圖26B是在10，000Hz、10Vpk-pk下DEP活化4分鐘之后，微電極的紅色熒光圖象，它清楚地表明在微電極周邊上40nm納米顆粒的濃集。圖26C是SEM高放大倍數的圖象，顯示損壞的微電極和40nm納米顆粒的團簇。這些實例清楚地表明當在高傳導率條件下(>100mS/m)進行DEP時，電化學活性增加。這一非常腐蝕性的電化學引起微電極的微小起泡和變暗。更重要的是，它表明發生顯著的微電極劣化，這將最終導致電極故障，且它表明當DEP活化時間增加時，這一微電極破壞增加。在劣化的微電極結構上聚苯乙烯納米顆粒熔融的事實暗示發生顯著大的加熱，盡管DEP是AD動電工藝。這些結果可有助于DC電解反應，所述DC電解反應將產生02、H2、H+、0H_、熱和氣泡。在IXPBS緩沖液內，鈉(Na+)、鉀(K+)和氯化物(CF)電解質的存在也可導致在DEP過程中在微電極表面上存在的總的腐蝕條件。除了高傳導率以外，大多數生物和臨床樣本和緩沖液具有相對高的鈉(Na+)、鉀(K+)和氯化物(Cl—)濃度。這些結果清楚12地證明為何經典DEP(使用不那么堅固的濺射金電極)僅僅可在低傳導率條件下進行(參考文獻四、30)，即電極將在數秒內被破壞。盡管水凝膠罩面涂布的鉬微電極確實允許在高傳導率條件下分離納米顆粒，但由于下述原因，它們仍然不適合于任何實際應用。首先，突出的無規起泡和電極故障使得該裝置本身對于使用血液的任何類型的取樣-反饋分子診斷來說不可靠。在涉及從血沉棕黃層和全血中分離納米顆粒的進一步實驗中，觀察到起泡、電極變暗和電極故障。盡管納米顆粒可在高場區域內被離析，但它們難以通過流體洗滌除去，表明不利的加熱可使它們熔融到陣列表面上。第二，對于生物樣品分離和隨后的分子分析(例如PCR、免疫分析等)來說，這一加熱和腐蝕性電化學將嚴重損壞細胞、DNA、蛋白質和大多數其他分析物。第三，為了改進分離效率(增加所濃集的分析物的總量)，要求較長的DEP時間，這將產生甚至更加負面的作用。第四，若使用較高的AC電壓(例如20Vpt-pt)增加濃集速度，則這還會引起甚至更多的起泡和電化學作用。經典DEP裝置和傳導率局限性的基本原因的這一發現提供創建更加可行的DEP制樣裝置和新型的“無縫”取樣-反饋診斷系統的機會。這些新型的DEP裝置允許在血液、血漿、血清和大多數其他生物樣品和緩沖液內稀有細胞、納米顆粒和各種重要的疾病生物標記直接離析、濃集和檢測。本說明書接下來公開了連續和/或脈沖的動電/介電泳(DEP)力，連續和/或脈沖的DC電泳力，裝置上(陣列上)的微電泳尺寸分離，和受控流體流動(外部泵送和/或DC/AC動電驅動)與本發明新型裝置的結合，它可用于進行復雜的制樣，從而導致特定的分析物分離和濃集，和隨后分子診斷分析與檢測。這可包括，但不限于(I)DEP分離和檢測標記的分析物和/或隨后在DEP分離之后，使用免疫化學和配體結合技術，檢測未標記的分析物，所述分析物包括熒光抗體、非熒光抗體、抗體衍生的納米顆粒、抗體衍生的微球、抗體衍生的表面(在DEP裝置上的具體位點)，生物素/鏈霉抗生物素和各種凝集素；(預-DEP或后-DEP使用一般和/或特定的彩色染色料、熒光染料、熒光納米顆粒、量子點用以檢測特定細胞、細菌、病毒、DNA、RNA、核、膜、細胞的細胞器和細胞的納米粒狀物(重要的是，牢記DEP固有地是“較少標記”的技術，且細胞、納米顆粒與其他分析物可通過它們的交叉頻率鑒定；利用標記增加檢測靈敏度，鑒定單獨的實體，和進行更加詳細的分析)；和C3)通過熒光探針原位雜交，后分析細胞、核、DNA和RNA(FISH等)；和(4)使用細胞、核、DNA和RNA的眾所周知的分子分析方法，其中包括，但不限于，PCR、RCA、SDA和其他表型、測序和基因表達技術，所有這些可在其中發生DEP分離的相同的分隔隔室內進行。上述實例不排除在裝置的另一分離腔室內進行隨后的分析或者移動分析物到樣品收集管內以供裝置外分析、儲存或歸檔(archiving)樣品。另外，可用于分析的其他類型的檢測技術包括，但不限于，放射性同位素、色度、化學發光、電化學或用于生物傳感或納米傳感分析物、生物分子和被離析的細胞的其他方法。此處所述的裝置和方法可被視為真實的“無縫”取樣-反饋診斷系統，它可與未稀釋的血液或其他復雜臨床或生物樣品一起使用。以下更加詳細地描述使用此處例舉的DEP裝置的無縫取樣-反饋方法。圖27示出了在無縫取樣-反饋診斷中的第一步，其中血液樣品直接施加到該裝置上，和在這一情況下，使用DEP進行非常低濃度的高分子量(hmw)DNA和/或RNA與未稀釋全血樣品的分離。然而，應當注意，可分離、濃集并檢測幾乎任何分析物，其中包括，但不限于，稀有細胞、納米顆粒、細胞的納米粒狀物、抗體、免疫復合物、蛋白質和RNA；且樣品可包括，但不限于，血漿、血清、尿液和唾液。圖觀示出了在取樣-反饋診斷過程中的第二步，其中在引起血細胞(紅和白)向負(DEP)低場區域移動和hmwDNA(RNA)在正(DEP)高場區域內濃集的合適AC頻率和電壓下施加DEP(在該附圖中，圓頂結構表示DEP高場強度區域)。圖四示出了第三步，其中使用簡單的流體洗滌，從DEP陣列裝置中除去血細胞，同時hmw-DNA(RNA)保持在DEP高場區域內高度濃集。同樣在本發明公開內容的范圍內的是，使用連續、脈沖或間歇的流體流過DEP裝置，以便加工較大樣品體積，和作為減少加熱的裝置，所述減少加熱在較高傳導率的溶液中，在較低AC頻率(<20kHz)下和在高電壓(>20Vpt-pt)下更加突出。圖30示出了該工藝的下一步，其中涉及通過添加DNA(RNA)特異的熒光染料(例如，CyberGreen、01iGreen、溴乙啶、Τ0Τ0、Υ0Υ0、吖啶橙等)，原位標記DNA(RNA)。在這一方法中，合適的熒光染料溶液在DEP裝置上沖刷，使DNA或RNA染色。在染色進行的同時，可通過維持DEP場，使DNA/RNA保持在原地。可通過使用印ifluorescent檢測系統，檢測并量化熒光染色的DNA/RNA(圖31)。熒光檢測系統和裝置是分析微陣列裝置的分子生物和臨床診斷學領域眾所周知的，且各種系統可商購。同樣在本發明公開內容范圍內的是(1)使用其他分子分析檢測方法和技術，其中包括，但不限于，PCR,具有分子信標的實時PCR、RCA和SDA；⑵在DEP分離工藝過程中，雜交樣品DNA/RNA，以捕獲固定到DEP裝置的特定位點上的探針(DNA、RNA、pNA等)以供隨后使用熒光報告探針分析/檢測；(3)從DEP濃集位點中釋放DNA/RNA，使用PCR、RT-PCR、RCA或SDA擴增它，變性，然后使用位點選擇的DC電泳再雜交擴增子，以捕獲在DEP裝置上固定的探針，供隨后使用熒光報告探針分析/檢測；(4)采用序列特異性DNA/RNA/pNA探針，使用熒光原位雜交；(5)釋放DNA/RNA并通過DEP或電泳(DC場)將其傳輸到裝置上的另一特定位置；和(6)釋放DNA/RNA并(通過流體流動)移動到裝置的另一腔室內或者到樣品收集管以供進一步分析或儲存。圖32示出了可如何使用取樣-反饋裝置，進行從全血中稀有細胞、細菌、病毒、細胞的納米粒狀物或CNP(細胞膜、核、hmw-DNA,hmw-RNA、液泡、內質網、線粒體等)、蛋白質、抗體復合物和其他生物標記的更加復雜的DEP分離。圖33示出了分子分析方法，可使用該方法鑒定在裝置上濃集的特定分析物；這些方法包括，但不限于，熒光染色、熒光免疫分析、FISH和PCR、RCA和SDA工序。最后，圖34示出了使用眾所周知的熒光和其他檢測技術來對細胞、細菌、病毒、CNP和抗體復合物進行最終檢測。本發明的公開內容進一步公開了獨特的方法，其中可使用所述方法提高此處所述的取樣-反饋裝置和系統的分析和診斷能力。在DNA和RNA離析和檢測的情況下，盡管可使用DEP有效地離析和濃集hmw-DNA/RNA，但較低分子量的DNA和RNA(<IOkb)更加難以通過DEP離析。在這一情況下，可獲得雙鏈ds-DNA特異性抗體和單鏈的ss-DNA特異性抗體，其中可使用它們標記較低分子量的DNA和RNA，從而產生較大的納米結構(>5nm)。這些較大的DNA-抗體復合物可更加有效地通過DEP離析和濃集。另外，可使用此處所述的裝置，實施各種新的抗體試驗。更具體地，DEP從較大抗體復合物中分離單一抗體的能力意味著可開發許多單和雙抗體分析，其中可通過DEP從臨床樣品中分離較大抗體-抗原復合物的形成。在這些情況下，熒光抗體和/或次級抗體可施加DEP，且僅僅熒光標記的抗體-抗原復合物在DEP高場區域內濃集以供隨后檢測。可針對小分子抗原，其中包括，但不限于，藥物、激素、代謝物和肽類，以及針對較大抗原，其中包括，但不限于，蛋白質、酶和其他抗體，使用這種DEP基抗體分析。同樣在本發明說明書范圍內的是能實施許多其他類似的DEP分析，所述分析基于較大復合物的形成，其中包括，但不限于，檢測細菌、病毒、噬菌體、納米顆粒，使用與抗體結合的選擇性配體的CNP，生物素/鏈霉抗生物素、凝集素、蛋白質、酶、肽類、枝狀體、適配子、量子點、熒光納米顆粒、碳納米管和針對選擇性標記檢測目的而設計的其他納米實體。最后，除了在DEP裝置上連接或固定DNA/RNA/pNA捕獲探針以外，也可將各種其他結合實體固定到DEP裝置上，其中包括，但不限于，抗體、生物素/鏈霉抗生物素、凝集素、蛋白質、酶、肽類、枝狀體和適配子。在DEP場關閉之后，這種固定的配體提供分析物選擇結合到DEP裝置上。應當注意，此處所述的新型DEP裝置能實施所有這些方法，因為下述事實這些新型DEP裝置消除或大大地減少了不利的起泡、加熱和電化學作用，否則在其他情況下將損壞或破壞固定所使用的大多數生物分子(例如，DNA、RNA、抗體、蛋白質等)，以及在裝置上在特定DEP高場位點上離析并濃集的用于檢測和分析的分析物和生物標記。第一說明書部分更加詳細地公開了新型動電DEP裝置和系統，其中將電極置于單獨的腔室內，并通過使ACDEP場穿過孔隙或孔穴結構，在內部樣品腔室中產生正DEP區域和負DEP區域。可使用各種幾何形狀形成所需的正DEP(高場)區域和DEP負(低場)區域以供在樣品腔室內攜帶細胞、納米顆粒和生物標記分離物。這種孔隙或孔穴結構可用多孔材料(瓊脂或聚丙烯酰胺水凝膠)填充或者用多孔膜類結構(紙張、纖維素、尼龍等)覆蓋。覆蓋結構的這種多孔膜的厚度可以是1微米到1毫米，但更優選10微米-100微米；和孔度范圍為1納米-100微米，但更優選10納米-1微米。通過將電極分隔在單獨的腔室內，這些獨特的DEP裝置基本上消除了在DEP工藝過程中在內部樣品腔室中出現的影響分析物分離的任何電化學作用，加熱或無序的流體運動。這些具有腔室的裝置可在非常高的AC電壓(>100Vpt-pt)下操作，除了DEP以外，也可使用它們在樣品腔室內進行DC電泳傳輸和電泳。一般地，這些裝置和系統可在范圍為lOOOHz-lOOmHz的AC頻率下，在范圍可以是1V-2000Vpt-pt的電壓和1V-1000V的DC電壓下，在10微升/分鐘-IOml/分鐘的流速和l°c-100°c的溫度范圍內操作。圖1和圖2中示出了具有腔室的裝置。可生產這種裝置使其具有各種孔隙和/或孔穴結構(納米級、微米級和甚至宏觀級)，且可包含可控制、局限或防止細胞、納米顆粒或其他實體擴散或傳輸到內部腔室的膜、凝膠或過濾材料。然而，AC/DC電場、溶質分子、緩沖液和其他小分子可流經該腔室。圖1和2代表可根據本發明構造的具有腔室的裝置的最基本的變體。本發明的裝置將能預見各種結構。這些裝置包括，但不限于，多個電極和具有腔室的裝置，允許產生可再構造電場圖案的裝置，結合DC電泳和流體工藝的裝置；制樣裝置，制樣和診斷裝置(它包括隨后的檢測和分析，芯片實驗室裝置，關注點診斷和其他臨床診斷系統或變體)。圖1是根據此處的教導構造的樣品加工裝置的示意圖，并示出了裝置100包括在外殼106內的多個電極102和含電極的腔室104。裝置的控制器108獨立地控制電極102，正如此處進一步描述的。圖2示出了具有6個電極腔室104的裝置100的頂視圖，其中每一電極腔室具有至少一個堅固的鉬電極。圖2示出了用一個主要的中心分離腔室110構造的裝置，所述分15離腔室110具有用水凝膠填充的尺寸變化的18個孔隙/孔穴結構112的布局(內部腔室也具有覆蓋孔隙或孔穴的多孔膜)。以6個孔隙/孔穴結構為一組，三組排列孔隙/孔穴結構。盡管分離腔室110的上部部分不具有物理分離能力，但下部部分分成9個單獨的隔室(用淺的虛線表示)。這些隔室每一個與電極腔室流體接觸，但彼此不接觸。當施加ACDEP場到電極上時，電場流過孔隙112，從而在孔隙結構之上產生正的DEP高場區域，和在孔隙結構之間產生負的DEP低場區域。可借助入口220和出口222從裝置中添加樣品和取出。該裝置可具有額外的入口2和出口226。圖1和2所示的裝置代表僅僅高傳導率DEP腔室裝置的一種形式；應當理解可生產具有較大數量孔隙/孔穴和不同幾何形狀的數量大的不同類型裝置。另一裝置實施方案涉及使用具有確定直徑和分隔距離的堅固電極的電極陣列，所述電極陣列將較少引起電化學作用和加熱，所述電化學作用和加熱是當前的動電和介電電泳分離裝置的問題。合適的結構和罩面涂布堅固電極(例如鉬、鈀和金)可減少在分離工藝上電化學產品的副作用，并便于施加高得多的電壓，這可大大地改進分離時間。此外，當前的裝置具有相對低的流通量，和通過下述過程，此處所述的這一實施方案克服了該問題提供使用多個平行部分的陣列，并允許裝置用作一個大的分離區域，然后轉換(switch)到獨立地受控的分離區，從而導致全部系統的靈敏度和選擇性增加。在其他常規的系統中觀察到第三個問題是不能分離尺寸和組成相對類似的樣品組分。根據此處所述的說明，通過在DEP陣列裝置本身上直接提供可進行輔助分離過程，這種微電泳的裝置，克服了這一問題。與正的DEP力相比，負的介電電泳(DEP)力相對弱；于是經歷負DEP的實體可通過流體流動除去，而經歷正DEP的實體保持在原地。在目前描述的實施方案中，通過在相反方向上使用流體和DC電泳力，DNA片段和高度荷電的DNA納米顆粒可從血液和其他樣品內的細胞和蛋白質中分離。按照這一方式，使用多AC頻率，脈沖的DC電泳，和微電泳，可實現DNA納米粒狀物和DNA片段的更加全面的尺寸分離。允許在高傳導率條件(血液、血漿、血清等)下進行DEP的這種新型系統和裝置的商業用途可包括許多研究和臨床診斷應用，例如關注點診斷，治療和藥物監控，環境和水供應監控，和生物恐怖試劑檢測。可使用這一系統，檢測許多分析物和生物，例如稀有細胞(癌細胞、胎兒細胞、造血干細胞)、細菌、病毒、DNA/RNA和DNA納米粒狀物生物標記，藥物傳輸納米囊泡以及正常或異常蛋白質。建立實驗ACDEP和DC電泳分離系統(在以下的實驗部分中進一步描述的實驗室臺面變體)，并進行實驗，完善(refine)新的原型裝置。在這些裝置(如上所述)上獲得的結果導致關于為何經典DEP局限于低傳導率溶液的重要發現。使用具有直徑大致約1-1000微米的電極且分隔距離為10-5000微米并用5_100微米厚的水凝膠(瓊脂、聚丙烯酰胺)或多孔膜層罩面涂布的平面、平行且堅固鉬電極陣列產生較少的加熱和電化學問題，因為電場線沒有象它們在其他經典的常規DEP系統中一樣高度集中，和更重要的是，DEP高場累積區域實際上與實際的電極表面相隔一定距離。與以前的電極設計的一個重要區別是沒有使用濺射的鉬或金電極，它們因電化學容易劣化和破壞，尤其在較高場強和高溶液傳導率下。由固體鉬或金材料，其中包括線材或棒材，構造新型裝置用電極。第二個區別是，可通過改變一個大的分離問題成更加可控得多的許多單獨的分離問題，改善在百萬個相對類似實體(細胞、納米顆粒、生物標記)中分離一個獨特實16體的分離效率。通過使用多個部分的陣列和受控的平行分類過程，此處所述的裝置將實現這一效果。這通過在大的陣列裝置中使用10-100或更多個電極的單獨控制的陣列子組來實現，所述大的陣列裝置允許復雜的生物樣品(血液)在整個陣列裝置上分布，分離各組分成較小的分離部分(區域)以供進一步分離和離析所需的分析物或實體。將復雜的樣品分離問題分解成較小的部分，保持最有希望的方式解決靈敏度vs特異性的問題，即該方法允許快速和較高的總的樣品流通量，以及相對較長的詢問(分離)時間以供分離和鑒定樣品內獨特的細胞或其他實體。最后的問題可通過生產多維歸檔分類裝置來克服。這一解決方法依賴于下述事實負的DEP是比正DEP弱的力，和可通過受控的流體流動，使遇到負DEP的細胞或其他實體運動，而遇到正DEP的分析物或實體保持在DEP高場區域內濃集。通過以相對方向使用受控的流體流動和脈沖的DC電泳，可在復雜的生物樣品中從細胞和蛋白質中分離DNA/RNA和荷電的納米粒狀物(這是DEP分離細胞和DNA的另外的固有能力)。結合受控的流體流動和脈沖的DC電泳與使用多AC頻率，即在初始電極陣列子組上捕獲CNP和hmw-DNA/RNA納米粒狀物的低頻，和在其他電極陣列子組上捕獲漸變地較大的顆粒的細胞(細菌和病毒)的較高AC頻率，可通過尺寸獲得大多數細胞和實體的完全分離。視需要，可轉變電極成不同頻率以供局部發生更精細的分離，同時維持總體上完全的尺寸分離。我們描述了復雜生物樣品(血液、血漿、血清)直接施到其內的分離系統，所述分離系統涉及具有平面、堅固的鉬電極陣列結構和輔助電極的裝置，以便來自一個或更多個功能發生器的受控的AC信號產生介電電泳力，和受控的DC電源產生電泳力。裝置的入口和出口還便于在控制的流速下流體(水、緩沖液等)控制流過該系統。該系統還包括光學、epifluorescent顯微鏡和數碼照相機以供監控、檢測、量化和記錄在裝置上發生的分離工藝(視覺和熒光)。該裝置最終是多個平行歸檔分類的系統，它能通過控制動電作用，介電電泳力，電泳力，微電泳和流體流動來實施。應當注意，這種新型的多區域取樣-反饋工藝是可能的，因為下述事實新型DEP裝置消除或大大地降低了常規裝置遇到的不利的起泡、加熱和電化學作用。圖3示出了平面鉬電極陣列裝置300的僅僅一個變體，它包括樣品流體可流經其中的外殼302。通過大箭頭表示流體流經該裝置的圖案，該箭頭代表理想的樣品從附圖頂部的入口端304流動到底部的出口端306和側面的分析物出口308。該裝置包括多個AC電極310。為了簡單地描述起見，圖3中僅僅描述了一些電極310，但應當理解，在附圖中所有小的空心圓形代表類似結構的電極。在附圖右側示出了電極中一個放大的3X3陣列312，以表明在裝置300內的樣品流體。該樣品由微米化尺寸的實體或細胞314(在放大視圖中所示的最大實心圓形)、較大的納米粒狀物316(中間尺寸實心圓形)和較小的納米粒狀物或生物分子318(最小尺寸的圓形)組成。較大的納米粒狀物316可代表高分子量DNA，核小體或CNP或在樣品內分散的細胞碎屑。較小納米粒狀物318可代表蛋白質，較小的DNA、RNA和細胞碎片。在該附圖中，平面電極陣列裝置300是60X20的電極陣列，它可分部分成可單獨地控制但同時操作的三個20X20的陣列。為了電泳的目的，在附圖上方的輔助DC電極320可接通到正電荷上，而在該附圖底部處的DC電極322可接通到負電荷上。可按照連續和/或脈沖兩種方式使用每一受控AC和DC系統(例如，可在相對短的時間間隔處脈沖接通和斷開各自)。沿著樣品流一側的平面電極陣列3M當用納米多孔材料覆蓋時，可用于產生DC電泳力以及ACDEP0另外，可在x-y-z維度上，使用在陣列內的平面電極和/或輔助電極，在納米孔層內進行微電泳分離工藝。一般地，可在范圍為lOOOHz-lOOmHz的AC頻率內，在范圍可以是約1V-2000Vpk-pk的電壓下，在1V-1000V的DC電壓下，在10微升/min-10毫升/min的流速下，和在范圍為1°C-100°C的溫度內，操作這些裝置和系統。控制器108(圖1)獨立地控制每一電極310、320、322、324。控制器可通過例如插座和插頭連接(未示出)，外部連接到裝置100上，或者可與裝置外殼一體。為了闡述的便利，電極的電引線在該附圖中沒有示出。可認為，在樣品中的細胞和顆粒和其他實體均勻地分布在整個電極陣列上，盡管在附圖中示出了僅僅放大的3X3電極部分312。流體流速使得它產生的力大于較大顆粒遇到的負DEP，但弱于較大顆粒遇到的正DEP。圖4示出了脈沖接通和斷開的頂部320和底部322DC電極(1秒接通，接著1秒斷開)，從而提供推動DNA、RNA和小的納米粒狀物朝向位于該附圖頂部的正DC電極320的簡單的電泳脈沖。60X20電極陣列在視覺上被分成獨立受控的三個不同的部分或子陣列。調諧頂部20個AC電極陣列行402到較低頻率的AC場，以確保通常朝向電極運動(這是由于在較低頻率下，正DEP和AC動電現象所致)的較小的實體在這些電極處捕獲，而較大的細胞和實體在這些頻率下遇到負DEP，通過恒定的流體流動，移動到該裝置的下部部分。AC電極的中間20行404保持大的亞微米顆粒(例如病毒)，同時允許微米尺寸的顆粒和細胞流過。最后，AC電極中最后的20行406可視需要微調到高的AC頻率下，然后可使用它來捕獲所需的細胞和微米大小的顆粒。圖5示出了用于離析“在百萬內的一個細胞”，即稀有細胞檢測的分離裝置。通過使用完全的電極陣列，可多通路化和平行化(parallelize)分離問題，使之更加簡單。這可通過僅僅按需要盡可能多地活化電極陣列來實現，以實現較好的分離。通過將陣列有效地分成可通過光學檢測(即印ifluoresence)來分析的具體的分離區域，一旦所有的細胞均勻地分布，應當可從它周圍的所有細胞中分離出遇到正DEP的一個特定的細胞。在圖5中，中間尺寸的實心圓形502代表10微米的一種特定種類的細胞，例如淋巴細胞，紅血細胞，和類似物，且在AC電極的第三部分406中的AC電極506上所示的單一實心圓形504表示不同于樣品內的其他502類型的唯一的“百萬內的一個細胞”，這也是遇到正介電電泳和因此容易地與其他細胞區分的唯一細胞。使用僅僅介電電泳，應當可從未區分的502細胞類型中分離出唯一的“百萬內的一個細胞”504類型的細胞。若存在足夠數量的AC電極將分離問題分成較小的更加容易可分離和可分析的組塊(chunk)，則這可更加容易實現。一旦細胞類型的分離問題以這一方式展開，則若一次分析僅僅電極的某些部分，例如圖5所示的3X3陣列，則應當可尋找到感興趣的唯一的顆粒504。另外，溫度控制可有效地提供更多選擇和有效的細胞分離(例如分離癌細胞和干細胞)。圖6示出了在采用結合的脈沖ACDEP/DC電泳/控制流體流動之前，血液樣品分離過程的更加詳細的流程圖。圖6圖示了在復雜樣品，例如血液內發現的寬泛的潛在診斷和生物標記實體中的一些，其中所述血液中的實體可包括紅血細胞和白血細胞，細菌，病毒，納米囊泡，DNA/RNA納米粒狀物，一類DNA和RNA碎片和蛋白質。圖6還圖示了直接在AC電極310上的被中等密度的納米孔層604、低密度納米孔層606和高密度納米孔層608覆蓋的平面鉬陣列電極310。18圖7示出了在結合的脈沖ACDEP/DC電泳/受控的流體流動的初始階段中的血液樣品。在圖7中，使用整個陣列裝置300，進行總的分離過程，所述分離過程始于在每一個電極子陣列部分402、404、406(分別為上部、中間、下部)內濃集不同組的實體。圖8示出了在結合的脈沖ACDEP,DC電泳，受控的流體流動的最后階段中的血液樣品。在圖8中，不同的實體在它們合適的電極陣列部分402、404、406中濃集。在這一實例中，DNA納米粒狀物和較小的DNA片段在上部陣列部分402中示出；細菌、病毒和納米囊泡在中間陣列部分404中示出；和細胞與蛋白質在下部陣列部分408中示出。圖9示出了AC電極陣列的放大視圖，其中結合的脈沖ACDEP和DC電泳在上部陣列部分402上選擇并分離熒光染色的DNA的納米粒狀物、非常高分子量DNA和中間較低分子量DNA。由于這些實體在上部陣列部分內濃集并離析，因此它們可用合適的DNA熒光染料試劑選擇染色，和可進行二級分離過程。圖10示出了AC電極陣列的放大視圖，它在上部陣列部分402上具有初始結合的脈沖ACDEP和DC電泳選擇并分離熒光染色的DNA的納米粒狀物、非常高麗的DNA和中間-較低MW的DNA。這一初始過程將引起DNA納米粒狀物開始在中間納米孔層之上濃集，所述中間納米孔層的孔度排除這些非常大的DNA實體；而更多中間和較低分子量的DNA片段被輸送到較低納米孔密度層內。圖11示出了AC電極陣列的放大視圖，它具有最終結合的脈沖ACDEP和DC電泳在上部陣列部分402上選擇和微電泳分離熒光染色的DNA的納米粒狀物、非常高MW的DNA和中間-較低MW的DNA。在裝置300的操作中的這一點處，DNA納米粒狀物和非常高分子量DNA在中間密度的納米孔層604之上充分地濃集并離析，而更多中間和較低分子量的DNA片段在內部較低密度的納米孔層606內濃集，圖12示出了在除去DNA納米粒狀物和非常高棚DNA和陣列上DC電泳尺寸分離中間和低MWDNA片段之后，AC電極陣列的放大視圖。可在裝置300的另一部分上進一步分析DNA納米粒狀物和非常高MWDNA，同時，可在納米孔層604、606、608內通過微電泳，尺寸分離更多中間和較低分子量的DNA片段。圖12示出了一些AC電極310a荷正電和其他AC電極310b荷負電。圖13示出了AC電極陣列的放大視圖，其具有在裝置300的下部陣列部分406上應用到紅和白血細胞上的初始脈沖的ACDEP0在這一方法中，可在裝置的另一組件上除去和/或分析在樣品內的蛋白質，同時，可通過在下部陣列部分406上，通過ACDEP，進一步分離和區分細胞和其他微米尺寸的實體。圖14示出了電極陣列的放大視圖，其具有在裝置300的下部陣列部分406上應用到紅和白血細胞上的最終脈沖的ACDEP0在裝置操作的這一點處，紅和白血細胞在DEP高和低場區域內分離，隨后可除去紅細胞，并進一步區分白細胞，即開始分離癌細胞的過程。圖15示出了AC電極陣列的放大視圖，其具有初始脈沖的ACDEP以供在裝置300的中間陣列部分404上分離細菌、病毒和納米囊泡。圖15的附圖是可如何使用可獨立地受控的陣列裝置300的子部分進行額外重要的分離過程的實例。圖16示出了電極的放大視圖，其具有最終脈沖的ACDEP以供在裝置300的中間陣列部分404上分離細菌、病毒和納米囊泡。再者，應當牢記在中間陣列部分上的這一分離過程可與在其他陣列子部分上進行的其他分離過程同時和獨立地進行；例如可在上部陣列部分上發生DNA片段分離，而同時在其他(下部)陣列部分上發生細胞分離。最后，平行的復用電極陣列可與歸檔的細胞等級聯合使用，在電極行內產生確定的區域，其中尺寸類似但具有不同介電性能的特定顆粒可被捕獲。可利用動電、介電電泳、電泳和流體力和多種效應的各種診斷和治療應用全部彼此聯合將增加裝置的分離靈敏度和效率。最重要的是，僅僅當動電、電泳和流體力和多種效應在合適的比例和受控的電極陣列裝置上獨特地結合時，才實現這些高性能和臨床有用的分離工藝。除了這類分離以外，介電電泳(它是一種無損失的、潛在標記較少的平行分離方法)可與更加常規的分離方法聯合使用，所述更加常規的分離方法涉及很多的制樣以及樣品較大的損失，例如場流分級，熒光輔助的細胞分級(FACS)或磁輔助的細胞分級，以實現在應用中使用時，甚至更大程度的細胞和納米顆粒分離。關于所述實施方案中的其他方面，應當指出當標記(光學熒光、發光、電化學、磁性等)加入到待分離的細胞、納米顆粒和生物標記中時，此處所述的復用(multiplexing)甚至更加有效，因為該標記有助于影響實體的尺寸、傳導率和可檢測性。目前，以上所述的DEP分離裝置是處于早期的實驗數據階段中。使用以上所述的接收生物材料以供分離的電極陣列結構，構造原型系統，所述生物材料包括細胞、納米顆粒和hmw-DNA。利用在控制合適的軟件程序下操作的功能發生器，實現在陣列結構內電極子組的選擇給予能量，所述合適的軟件程序可在常規的計算機，例如桌面或工作站計算機上執行。可使用這一裝置控制單獨的電極。原型系統具有相關的印ifluorescent顯微鏡以供監控和記錄分離實驗(參見以下額外說明的實驗部分)。各種分離和離析應用包括稀有細胞的檢測以供從血液、其他人體流體或任何緩沖液中分離成人干細胞，例如造血祖細胞；在血液、其他人體流體或其他緩沖液內的細胞、蛋白質和DNA/RNA碎片之間的初步分離，其目的是檢測癌癥和其他診斷；從血液、其他人體流體或其他緩沖液中分離癌細胞以供研究、診斷以及治療目的。同樣預見的是用于環境監控和快速檢測病原體和生物恐怖試劑。最后，同樣預見的是，可使用在本發明中所述的系統、裝置和技術，分離、離析和純化各種非生物的實體，所述各種非生物的實體除了包括藥物納米顆粒和納米囊泡以外，還包括量子點、金屬納米顆粒，碳納米管(CNT)，納米線材，和甚至微米和亞微米CMOS裝置和組件；基本上可在含水或混合溶劑體系內懸浮或增溶的任何大分子或納米組分都可按所示實施方案使用本文所述技術處理。我們還預見這些新裝置將引導自組裝DNA和其他生物衍生的納米顆粒、納米組分和中尺度的物體。這可導致新的DNA原型和測序技術($1000基因組)和納米/微米生物/化學傳感器應用，其中包括高度集成的細胞大小的“FantasticVoyage”裝置(由相同名稱的電影啟發)，所述裝置可置于血流內，進行診斷、治療傳輸，體內顯微外科手術，即除去凝血和斑塊，修復動脈粥樣硬化的動脈等，以及納米電子、納米光學、光致電壓、燃料電池、電池、納米材料和許多其他非均相的集成應用。使用此處所述的裝置和技術，可提供取樣-反饋結果，其中分離操作導致保持至少一類生物材料在電極子部分之一處，而樣品流體的其余部分從裝置中洗滌掉，結果試劑進入到樣品加工裝置內，接著使引入的試劑與被保持的生物材料在樣品加工裝置內反應。如上所述，該試劑可包括熒光染料、抗體或類似物。可利用取樣-反饋過程，進行如上所述的各種任務，其中包括PCR操作和類似任務。20以上參考目前優選的實施方案描述了本發明，以便可表達本發明的含義。然而，存在此處沒有具體地描述，但本發明可采用的裝置、系統和分離裝置的許多結構和排列。本發明因此應當不被視為限制到此處所述的特定實施方案上，相反，應當理解本發明相對于一般的生物分離系統具有寬泛的應用。落在所附權利要求范圍內的所有改性、變化或等價排列和實施裝置因此應當被視為在本發明的范圍內。實驗部分緩沖液和傳導率測量濃縮的5xTrisBorateEDTA(TBE)緩沖溶液獲自USBCorporation(USB,Cleveland,Ohio,USA),并使用去離子的Milli-Q超純水(55nS/cm)，稀釋到下述濃M0.OlxTBE,0.IxTBE和IxTBE。Dulbecco‘s磷酸緩沖鹽水(lxPBS)溶液獲自Invitrogen(Invitrogen,Carlsbad,CA,USA)，并使用Milli-Q水稀釋到0.IxPBS。采用AccumetResearchAR-50(FisherScientific,FairLawn,NJ,USA),2M(范圍10-2000yS)和4池(范圍l_200mS)的電極，進行傳導率測量，并被調整到合適的傳導率標準。測量下述緩沖液的傳導率:0.OlxTBE-18.1μS/cm；0.IxΤΒΕ_125μS/cm；IxTBE-1.09mS/cm；0.IxPBS-1.77mS/cm；和lxPBS-16.8mS/cm。顆粒、納米顆粒和DNA的衍生化具有NeutrAvidin涂布表面的熒光聚苯乙烯納米顆粒(FluoSpheres)購自Invitrogen(Invitrogen,SanDiego,CA,USA)。納米顆粒的直徑為0.04μnK40nm)和0.2ym(200nm)40nm聚苯乙烯納米顆粒是紅色熒光(ex:585/em:605)，和200nm聚苯乙烯納米顆粒是黃-綠色熒光(ex:505/em:515)。較大的10.14μm的羧化聚苯乙烯顆粒獲自BangsLabs(BangsLabs,Fishers,INlUSA)。生物素化DNA低聚核苷酸序列獲自TrilinkBioTechnologies(Trilink,SanDiego,CA,USA)衍生40nm納米顆粒所使用的單鏈的51merDNA低聚核苷酸的序列為[5]‘-生物素-TCAGGGCCTCACCACCTACTTCATCCACGTTCACTCAGGGCCTCACCACCT[3]‘。第二單鏈23merDNA低聚核苷酸的序列為[5]1-生物素-GTACGGCTGTCATCACTTAGACC[3]\用生物素化的DNA低聚核苷酸衍生40nmNeutrAvidin納米顆粒通過如下步驟進行首先，在不同濃度TrisBorateEDTA(0.Olx,0.lx,IxTBE)或磷酸鹽緩沖的鹽水(0.lx,IxPBS)緩沖液中懸浮納米顆粒；將針對51merss_DNA序列來說，用量為4001(DNA:40nm納米顆粒)比值，而針對23merss-DNA序列來說，用量為65001(DNA:40nm納米顆粒)比值的ss_DNA低聚核苷酸加入到該混合物中；一旦添加DNA，則在高速度下渦流溶液20秒，然后允許反應約20分鐘。對于40nmDNA衍生的納米顆粒實驗來說，通過添加0.5μL原料溶液到299μL合適的緩沖液內，制備DNA納米顆粒混合物。對于200nm納米顆粒實驗來說，將0.5μL原料溶液加入到299μL合適的緩沖液內。最后，將1μL10.14μm聚苯乙烯顆粒原料溶液加入到該樣品中，然后緩慢地混合樣品約10秒。該樣品準備用于施加到微陣列操作盒裝置上。DEP微電極陣列裝置這些研究所使用的微電極陣列裝置獲自Nanogen(SanDiego，CA1USA，NanoChip100Cartridges)。在陣列上的圓形微電極的直徑為80微米，且由鉬制造。微陣列用10微米厚的多孔聚丙烯酰胺水凝膠層罩面涂布。在形成20微升樣品腔室的微流體操作盒內密閉微陣列，所述樣品腔室在用玻璃窗覆蓋的陣列之上。與各單獨微電極的電連接外扣到操作盒的底部上。僅僅用9個微電極的3X3子組來進行DEP。以棋盤格尋址圖案形式施加交流(AC)電場到9個微電極上。在這一棋盤格尋址圖案中，每一微電極具有與其最鄰近的相鄰微電極的相對偏壓。前面討論了由這一圖案產生的不對稱電場分布的相應計算機模型[27]。這一模型表明正DEP場的最大值(高場區域)存在于微電極處(上)和負DEP場的最小值(低場區域)存在于電極之間的區域內。一般地，對于低傳導率溶液中的DEP來說，預期60nmDNA和200nm納米顆粒在微電極上的正或高場區域內濃集口8]，和10微米顆粒在微電極之間的負或低場DEP區域內濃集[29]。針對5x5微電極組，進行前述模型的計算。在每一實驗之前，在5分鐘的跨度內用200微升合適的緩沖液沖刷微陣列操作盒。允許操作盒靜置5分鐘，然后用200微升緩沖液再洗滌2次。然后將總計150微升含有納米顆粒混合物的樣品溶液緩慢地注射到操作盒內，操作盒內最終的樣品體積保持約20微升。實驗裝置、測量、熒光和SEM分析使用(在我們實驗室中設計并構造)定制的轉換系統，控制微陣列裝置，所述定制的轉換系統便于對施加到100個微電極每一個上的電壓單獨控制。使用Agilent33120AArbitraryFunctionGenerator(Agilent,SantaClara,CA,USA),設定微電極在合適的AC頻率和電壓下。在IOV峰值到峰值(pk-pk)下，AC頻率范圍為lOOOHz-lO，OOOHz。所有實驗所使用的波形為正弦。在JenaLumar印ifluorescent顯微鏡(Zeiss，Jena，Germany)中，使用合適地激發和發射的濾光器(綠色熒光Ex505nm、Em515nm；紅色熒光Ex585nm、Em605nm)，使用IOxPLFluotar物鏡，觀察實驗。使用Optronics24-bitRGBCCD照相機(Optronics，Goleta,CA,USA)，捕獲背景光和熒光圖象二者。使用與桌面計算機相連的CanopusADVC-55影像擷取卡(Canopus，SanJose,CA,USA)，使用AdobePremierePro(AdobeSystemsInc，SanJose,CA,USA)或WindowsMovieMaker，處理圖象數據。在0分鐘、30秒、1分鐘、2分鐘、4分鐘、8分鐘、16分鐘和20分鐘的時間點處，通過輸入影像的單獨的熒光圖象框到MATLAB(Mattiworks,Natick，MA，USA)中，分析最終的熒光數據。使用Excel創建圖表，其中的數據通過MATLAB分析微電極上的熒光強度讀數而收集。使用下述數據生成圖表σp(對于200nm)=18mS,σp(對于40nm+DNA)=50mSKs=0.9nS,εp=2.55ε0Or=30nm&r=IOOnm.f=3kHz.。在DEP實驗的結論之后，FCOS微陣列具有全部從其表面上除去的流體，并使用WiillipsXL30掃描電鏡(SEM)觀察。使用SEM描繪在微陣列表面上最終納米顆粒層的圖象。在本說明書中參考文獻包括下述1.Tong,Y-K.；Lo,Y.M.D.Diagnosticdevelopmentsinvolvingcell-free(circulating)nucleicacids.ClinicaChimicaActa.363:187-96；20062.Becker,F.F.；Wang,X-B.；Huang,Y.；Pethig,R.；Vykoukalt,Y.；Gascoyne,P.R.C.Theremovalofhumanleukemiacellsfrombloodusinginterdigitatedmicroelectrodes.JPhys.D=Appl.Phys.27:2659-2662；1994.3.Becker,F.F.；Wang,X-B.；Huang,Y.；Pethig,R.；Vykoukalt,Y.；Gascoyne,P.R.C.SeparationofHumanBreastCancerCellsFromBloodbyDifferentialDielectricAffinity.ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences,92:860-864；1995.4.StephensM,TalaryMS,PethigR,BurettAK,MiIsKl.ThedielectrophoresisenrichmentofCD34+cellsfromperipheralbloodstemcellharvests.BoneMarrowTransplant.18:777-82.19965.Washizu,M.；Kurosawa,0.ElectrostaticmanipulationofDNAinmicrofabricatedstructures.IndustryApplications，IEEETransactionson.261165-1172；1990.6.Washizu,M.；Kurosawa,0.；Arai,I.；Suzuki,S.；Shimamoto，NApplicationsofelectrostaticstretch—and—positioningofDNA.IndustryApplications，IEEETransactionson.31:447-456；1995.7.Asbury,CL；VanDenEngh,G.TrappingofDNAinNonuniformOscillatingElectricFields.BiophysJ.74:1024-1030；1998.8.Asbury，CL;Diercks，A.H.；VanDenEngh，G.TrappingofDNAbydielectrophoresis.Electrophoresis.23:2658-2666；2002.9.Holzel，R.；Calander,N.；Chiragwandi,Z；WiIander,Μ.；Bier,F.F.TrappingSingleMoleculesbyDielectrophoresis.Phys.Rev.Left.95:128102(2005)10.Ramos，A.；Morgan，H.；Green，N.G.；Castellanos，A.Acelectrokinetics:areviewofforcesinmicroelectrodestructures.JPhys.D:Appl.Phys.31:2338-2353;1998.11.GoodardW.A.，Brenner，D.W.；Lyshevski,S.B.；lafrate，G.J.；HandbookofNanoscience，，第2片反，ch16，p5_812.HiguGhiYo,GhrQIDQsomalDNAfragmentationinapoptosisandnecrosisinducedbyoxidativestress.BiochemPharacol·66:1527-35.200313.ZieglerA，Zangemeister-WittkeD，StahelRA.CirculatingDNA:anewdiagnosticgoldmine？CancerTreatRev.5:255-71.200214.WuTL，ZhangD，ChiaJH，TsaoKH，SunCF,WuJT.Cell-freeDNAmeasurementin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