JP2007503323A - ,マイクロ流体素子およびこれを撮像するための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図14
Description
本出願は、2003年5月20日出願の米国特許仮出願番号60/472,226、2003年7月28日出願の米国特許仮出願番号60/490,666、および2003年7月28日出願の米国特許仮出願番号60/490,584の優先権を主張し、ここに引用して援用するものである。
該当なし。
該当なし。
流体チップの製造方法
流体層用金型の製造方法
制御層の製造方法
として定義される初期位置に合わされる。このプロセス4810では、基準マークの画像がキャプチャされる。一実施形態では、この画像は、ライカ(Leica)社製DC500などのデジタルカメラでキャプチャする。他の実施形態では、この画像は低解像度である。例えば、この画像は、大きさが640×480ピクセルであり、色深度は16ビットである。他の実施例では、ピクセルおよび色深度は、システム性能を最適化するように変化させる。画像を取得すると、この画像は、照明の強度と色の変化とを補正するように調整される。この補正は、画像正規化という形式をとってもよい。なお、この画像のホワイトバランスをとるために、この画像の赤、青、および緑の色成分を調節することができる。画像のホワイトバランスは、中間値補正または他の既知の技術を用いてとってもよい。
に戻り、ステージを第2の選択したz方向にΔzずつステッピングにより進める。例えば、この第2のz方向は、第1のz方向と逆向きである。ステップ量Δzは、どちらの方向に対しても均一であってもよく、また、方向または
からの距離の関数として変化させてもよい。この第2の方向に対する1回のステップ移動ごとに、プロセス4810、4820、4830、および4840を実行する。プロセス4850は、プロセス4840で基準マークが見つかったと判定されるまで、あるいはステージが、第2のz方向への移動範囲の終点に達するまで繰り返す。基準マークの位置が、移動範囲内で見つからない場合は、エラーメッセージが発生する。さらに他の実施形態では、プロセス4850で、ステージは、x方向、またはy方向、またはz方向、あるいはそれらを組み合わせた方向に移動する。
で表される。基準マークの実際の位置を表すベクトル
は、次のように書くこともできる。
で表すことができる。基準マークの設計上の位置を表す設計ベクトル
は、次のように書くこともできる。
を用いる。このベクトル
は、x軸、y軸、およびz軸方向への、設計上の位置に対する位置が見つかった基準マークの平行移動を表す。
のxおよびy成分のスカラ値を用いて、この位置が見つかった基準マークをx−y平面上の所定の位置に合わせるように、撮像システムのステージ位置を、x−y平面内で調整することができる。なお、
のz成分のスカラ値を用いて、基準マークをz平面上の選択した位置に合わせるように、ステージ位置を、z平面内で調整することができる。このz軸方向の焦点合わせは、x−y平面内での調整の前、または後、または同時に、あるいはそれらを組み合わせて行ってもよい。
および
を測定できる。
および
を測定する。また、基準マーク4522に対し、
および
を測定する。さらに、基準マーク4524に対し、
および
を測定する。他の実施形態では、4つ以上のグローバル基準マークの位置を探し、測定する。
の大きさと方向とに影響を及ぼす。従って、測定したベクトルの、設計上のベクトル
からの偏差は、マイクロ流体素子の媒体の線型および非線型歪みを表す。差分ベクトル
を用いて、設計空間と測定空間との間で変換を行うことができる。この変換は、折れ、伸び、曲げ、および他の歪み、さらに、マイクロ流体素子の変形と関係する。また、この変換は、線型成分、または非線型成分、あるいはその両方を備えてもよい。
は、計測セル4710の基準マークの設計位置4715を指し、測定ベクトル
は、同じ計測セル4730の同じ基準マークの測定位置4735を指す。測定ベクトル
の先端は、設計ベクトル
から誤差ベクトル
だけずれている。この誤差ベクトルは、3次元全てに成分を有することができる。設計空間から測定空間への変換を用いれば、誤差ベクトルを考慮することにより、計測セルの近似的な実際の位置を計算することができる。撮像システムのステージは、x方向、またはy方向、またはz方向、あるいはそれらを組み合わせた方向に移動し、撮像を行えるように計測セルの位置を合わせることができる。
Claims (160)
- 生物基板であって、
ハンドリング基板の機能を果たすことができる表面領域を有する剛性基板材料と、
前記表面領域と結合した変形可能な流体層と、
前記変形可能な流体層の第1の部分に形成された1つまたは複数の井戸領域であって、流体を中に保持することができる1つまたは複数の井戸領域と、
前記変形可能な流体層の第2の部分に形成された1つまたは複数のチャネル領域であって、前記井戸領域の1つまたは複数と結合した1つまたは複数のチャネル領域と、
前記変形可能な流体層に形成された使用領域であって、前記1つまたは複数の井戸領域を含む使用領域と、
前記変形可能な流体層に形成された未使用領域であって、前記第1の部分と前記第2の部分との外側に形成された未使用領域と、
前記未使用領域に形成され、かつ前記井戸領域の少なくとも1つと関連した空間的な形で配置された少なくとも3つの基準マークと、
前記流体層と結合した制御層であって、1つまたは複数の制御領域を含む制御層とを備える基板。 - 前記3つの基準マークは、少なくとも前記1つの井戸領域の周囲に空間的に配置される請求項1に記載の基板。
- 前記3つの基準マークは、前記1つまたは複数の井戸領域の外側にある請求項1に記載の基板。
- 前記3つの基準マークの各々は、前記1つの井戸領域の周囲に空間的に配置される請求項1に記載の基板。
- 少なくとも端部と中心領域とを含み、所定の形状を特徴とする予め選択した基準マークをさらに備える請求項1に記載の基板。
- 前記剛性基板材料は、ガラス、プラスチック、金属、および複合材料から選択される請求項1に記載の基板。
- 前記剛性基板材料は、透明とみなされる請求項1に記載の基板。
- 前記変形可能な流体層は、シリコーン、高分子、ゴム、プラスチック、およびPDMSから選択される材料から作製される請求項1に記載の基板。
- 前記変形可能な流体層は、光学的に透明である請求項1に記載の基板。
- 前記3つの基準マークは、各々が、所定の陥凹部とみなされる請求項1に記載の基板。
- 前記3つの基準マークは、電荷結合素子カメラでキャプチャされることが可能な各々の画像を含む請求項1に記載の基板。
- ハンドリング基板の機能を果たすことができる表面領域を有する剛性基板材料を設け、
変形可能な流体層であって、
前記変形可能な流体層の第1の部分に形成された1つまたは複数の井戸領域であって、流体を中に保持することができる1つまたは複数の井戸領域と、
前記変形可能な流体層の第2の部分に形成された1つまたは複数のチャネル領域であって、前記井戸領域の1つまたは複数と結合した1つまたは複数のチャネル領域と、
前記変形可能な流体層に形成された使用領域であって、前記1つまたは複数の井戸領域を含む使用領域と、
前記変形可能な流体層に形成された未使用領域であって、前記第1の部分と前記第2の部分との外側に形成された未使用領域と、
前記未使用領域に形成され、かつ前記井戸領域の少なくとも1つと関連した空間的な形で配置された少なくとも3つの基準マークとを備える変形可能な流体層を、前記剛性基板の前記表面領域に結合し、
1つまたは複数の制御領域を含む制御層を、前記流体層に結合することを含む生物基板の作製方法。 - 前記3つの基準マークは、少なくとも前記1つの井戸領域の周囲に空間的に配置される請求項12に記載の方法。
- 前記3つの基準マークは、前記1つまたは複数の井戸領域の外側にある請求項12に記載の方法。
- 前記3つの基準マークの各々は、前記1つの井戸領域の周囲に空間的に配置される請求項12に記載の方法。
- 少なくとも端部と中心領域とを含み、所定の形状を特徴とする予め選択した基準マークをさらに備える請求項12に記載の方法。
- 前記剛性基板材料は、ガラス、プラスチック、複合材料、および金属から選択される請求項12に記載の方法。
- 前記剛性基板材料は、透明とみなされる請求項12に記載の方法。
- 前記変形可能な流体層は、シリコーン、ゴム、高分子、プラスチック、およびPDMSから選択される材料から作製される請求項12に記載の方法。
- 前記変形可能な流体層は、光学的に透明である請求項12に記載の方法。
- 前記3つの基準マークは、各々が、所定の陥凹部とみなされる請求項12に記載の方法。
- 前記3つの基準マークは、電荷結合素子カメラでキャプチャされることが可能な各々の画像を含む請求項12に記載の方法。
- マイクロ流体チップ構造を製造する方法であって、
各々が流体チップの使用領域の一部に設けられた複数の井戸パターンを含む金型基板を設け、
複数の基準マークパターンであって、各々が流体チップの未使用領域の一部にあり、前記井戸パターンの各々の周囲に空間的に配置された一組の位置合わせマークを含む複数の基準マークパターンを前記井戸パターンの各々の周囲に形成し、
1層の変形可能な材料を、前記金型基板の一部を満たすために、前記複数の井戸パターン内、および前記複数の基準マークパターン内に形成し、
前記井戸パターンから形成した複数の井戸と、前記基準マークパターンから形成した複数の基準マークパターンとを含む前記1層の変形可能な材料を、剛性基板材料に結合することを含む方法。 - 前記剛性基板材料は、ガラス、シリコン、複合材料、およびプラスチックから選択される請求項23に記載の方法。
- 前記1層の変形可能な材料は、シリコーン、シリコンゴム、ゴム、または他の高分子材料である請求項23に記載の方法。
- 前記井戸パターンの周囲に空間的に配置された基準マークパターンのうちの前記一組の位置合わせマークは、少なくとも3つの陥凹部であって、各陥凹部が前記井戸パターンの周囲に空間的に配置された少なくとも3つの陥凹部を含む請求項23に記載の方法。
- 前記結合は、前記1層の変形可能な材料を、前記剛性基板材料の上に接合することを含む請求項26に記載の方法。
- 前記一組の位置合わせマークは、前記井戸パターンの周囲に空間的に配置された少なくとも3つの陥凹部を含む請求項26に記載の方法。
- マイクロ流体システムであって、
ハンドリング基板の機能を果たすことができる表面領域を有する剛性基板材料と、
前記表面領域と結合した変形可能な流体層と、
前記変形可能な流体層の第1の部分に形成された1つまたは複数の井戸領域であって、流体を中に保持することができる1つまたは複数の井戸領域と、
前記変形可能な流体層の第2の部分に形成された1つまたは複数のチャネル領域であって、前記井戸領域の1つまたは複数と結合した1つまたは複数のチャネル領域と、
前記変形可能な流体層に形成された使用領域であって、前記1つまたは複数の井戸領域を含む使用領域と、
前記変形可能な流体層に形成された未使用領域であって、前記第1の部分と前記第2の部分との外側に形成された未使用領域と、
前記未使用領域に形成され、かつ前記チャネル領域の少なくとも1つと関連した空間的な形で配置された第1の基準マークと、
前記未使用領域に形成され、かつ前記井戸領域の少なくとも1つと関連した空間的な形で配置された第2の基準マークと、
前記流体層と結合した制御層であって、1つまたは複数の制御領域を含む制御層と、
前記制御層に形成された第3の基準マークとを備えるシステム。 - 前記第2の基準マークは、会社のロゴであり、前記第1の基準マーク、または前記第2の基準マークのいずれか一方よりも大きい請求項29に記載の基板。
- 前記第1の基準マークは、第1のチャネル基準マークと、第2のチャネル基準マークとを含み、この第1のチャネル基準マークは、この第2のチャネル基準マークから空間的広がりを持って配置される請求項29に記載の基板。
- 第3の基準マークは、第1の制御基準マークと、第2の制御基準マークとを含み、この第1の制御基準マークは、この第2の制御基準マークから空間的な広がりを持って配置される請求項29に記載の基板。
- 前記第1の基準マークと、前記第2の基準マークと、前記第3の基準マークとは、前記表面領域に沿って、互いに空間的な広がりを持って配置される請求項29に記載の基板。
- 前記第1の基準マークは、100μmよりも大きく、250μm未満の空間的寸法であることを特徴とする請求項29に記載の基板。
- 前記第1の基準マークは、前記未使用領域の厚みの範囲内で、少なくとも10μmの深さであることを特徴とする請求項29に記載の基板。
- 前記第2の基準マークは、前記未使用領域の厚みの範囲内で、少なくとも10μmの深さであることを特徴とする請求項29に記載の基板。
- 前記第3の基準マークは、前記制御層の厚みの範囲内で、少なくとも10μmの深さであることを特徴とする請求項29に記載の基板。
- マイクロ流体チップ構造を製造する方法であって、
各々が流体チップの使用領域の一部に設けられた複数の井戸パターンを含む金型基板を設け、
少なくとも1つの基準マークパターンであって、一組の位置合わせマークの1つである少なくとも1つの基準マークパターンを、前記井戸パターンの1つの周囲に形成し、
1層の変形可能な材料を、前記金型基板の一部を満たすために、前記複数の井戸パターン内、および前記基準マークパターン内に形成し、
前記変形可能な材料を、前記金型基板から放し、
前記井戸パターンから形成された複数の井戸と、前記基準マークパターンから形成された基準マークパターンとを含む前記1層の変形可能な材料を、剛性基板材料に結合することを含む方法。 - マイクロ流体システムであって、
ハンドリング基板の機能を果たすことができる表面領域を有する剛性基板材料と、
前記表面領域と結合した変形可能な流体層と、
前記変形可能な流体層の第1の部分に形成された1つまたは複数の井戸領域であって、流体を中に保持することができる1つまたは複数の井戸領域と、
前記変形可能な流体層の第2の部分に形成された1つまたは複数のチャネル領域であって、前記井戸領域の1つまたは複数と結合した1つまたは複数のチャネル領域と、
前記変形可能な流体層に形成された使用領域であって、前記1つまたは複数の井戸領域を含む使用領域と、
前記変形可能な流体層に形成された未使用領域であって、前記第1の部分と前記第2の部分との外側に形成された未使用領域と、
前記流体層と結合した制御層であって、1つまたは複数の制御領域を含む制御層と、
少なくとも3つの基準マークであって、
前記変形可能な層の一部にある少なくともグローバル位置合わせ基準マークと、
前記変形可能な層または前記制御層にある第1の基準マークと、
前記変形可能な層または前記制御層にある第2の基準マークとを含む少なくとも3つの基準マークとを備えるシステム。 - マイクロ流体素子を処理する方法であって、
第1の複数の基準マークを含む可撓性基板を設け、
第1の複数の設計上の位置と各々関連する前記第1の複数の基準マークに各々対応する第1の複数の実際の位置を求め、
前記第1の複数の実際の位置、および前記第1の複数の設計上の位置と関連する情報を処理し、
前記複数の設計上の位置と関連する設計空間と、前記複数の実際の位置と関連する測定空間との間での変換を決定し、
前記可撓性基板への第1の位置合わせを、前記設計空間と測定空間との間での前記変換と関連する情報に少なくとも基づき実行し、
前記第1の基準マークの第1の複数の画像を取得し、
前記複数の画像と関連する情報を処理し、
前記可撓性基板への第2の位置合わせを、前記第1の複数の画像と関連する情報に少なくとも基づき実行し、
前記可撓性基板の第2の画像を取得することを含む方法。 - 前記可撓性基板は、流体を中に保持することができる第1のチャンバをさらに備える請求項40に記載の方法。
- 前記第1の基準マークは、前記第1のチャンバの近傍にある請求項41に記載の方法。
- 前記可撓性基板の前記第2の画像は、前記第1のチャンバと関連する請求項42に記載の方法。
- 前記可撓性基板をステージ上に供給することをさらに含む請求項43に記載の方法。
- 前記第2の画像をメモリに保存することをさらに含む請求項43に記載の方法。
- 前記第2の画像は、3900×3030個のピクセルを有する請求項45に記載の方法。
- 前記第2の画像は、16ビットの画像を有する請求項46に記載の方法。
- 前記メモリは、コンピュータのメモリである請求項47に記載の方法。
- 前記第1の複数の基準マークは、3つの基準マークを含む請求項40に記載の方法。
- 前記第1の複数の基準マークは、前記第1の基準マークとは無関係である請求項49に記載の方法。
- 前記第1の複数の画像と関連する情報の処理は、
前記第1の複数の画像と関連する第1の複数のフォーカススコアを決定し、
前記第1の複数のフォーカススコアと関連する情報を処理し、
焦点位置を、前記第1の複数のフォーカススコアと関連する情報に少なくとも基づき決定することを含む請求項50に記載の方法。 - 前記第1の複数の画像と関連する第1の複数のフォーカススコアの決定は、
前記第1の複数の画像の各々に対して、
前記第1の複数の画像の前記各々の第1の特徴と関連する第1の値を決定し、
前記第1の複数の画像の各々を不鮮明化し、
前記不鮮明化した前記第1の複数の画像の各々の第1の特徴と関連する第2の値を決定し、
前記第2の値が、所定の値以上の場合は、フォーカススコアを、前記第1の値と前記第2の値との間での比に等しいものとして決定し、
前記第2の値が、所定の値未満の場合は、前記フォーカススコアを、前記第1の値と前記所定の値との間での比に等しいものとして決定することを含む請求項51に記載の方法。 - 前記第1の基準マークの第1の複数の画像の取得は、
前記可撓性基板を、第1の複数の位置に移動させ、
前記複数の位置の各々に対して、前記第1の複数の画像の1つを取得することを含む請求項52に記載の方法。 - 前記可撓性基板への第2の位置合わせの実行は、前記可撓性基板を前記焦点位置に移動させることを含む請求項50に記載の方法。
- 前記可撓性基板と関連した第1の基準マークの第1の画像を取得し、
前記可撓性基板への第3の位置合わせを、前記第1の画像と関連する情報に少なくとも基づき実行することをさらに含む請求項40に記載の方法。 - 前記第1の基準マークの第1の画像の取得は、
第2の画像を取得し、
前記第2の画像と関連する情報を処理し、
前記第1の基準マークが、前記第2の画像に存在するかどうかを判定し、
前記第1の基準マークが、前記第2の画像に存在しない場合は、前記可撓性基板を、少なくとも1つの次元で平行移動させることを含み、
前記第1の基準マークが、前記第2の画像に存在する場合は、前記第2の画像は、前記第1の画像であり、
前記第2の画像と関連する情報の処理は、
前記第2の画像を分割し、
前記第2の画像に対してブロブ解析を実行することを含む請求項55に記載の方法。 - マイクロ流体素子を処理する方法であって、
少なくとも3つの基準マークと、第1の追加基準マークと、流体を中に保持することができる第1のチャンバとを含む可撓性基板を設け、
設計空間と測定空間の間での変換を、前記少なくとも3つの基準マークと関連する情報に少なくとも基づき決定し、
前記可撓性基板への第1の位置合わせを、前記設計空間と前記測定空間の間での前記変換と関連する情報に少なくとも基づき実行し、
前記第1のチャンバと関連する前記第1の追加基準マークの少なくとも第1の画像を取得し、
前記可撓性基板への第2の位置合わせを、前記第1の画像と関連する情報に少なくとも基づき実行し、
前記可撓性基板と関連する前記第1のチャンベの第2の画像を取得することを含む方法。 - 設計空間と測定空間との間での変換の前記決定は、
少なくとも3つの設計上の位置と各々関連する前記少なくとも3つの基準マークに各々対応する少なくとも3つの実際の位置を決定し、
前記少なくとも3つの実際の位置と、前記少なくとも3つの設計上の位置とに関連する情報を処理することを含む請求項57に記載の方法。 - 前記設計空間は、前記少なくとも3つの設計上の位置と関連し、前記測定空間は、前記少なくとも3つの実際の位置と関連する請求項58に記載の方法。
- 前記第1の追加基準マークの少なくとも第1の画像の前記取得は、
前記第1の追加基準マークの第1の複数の画像であって、前記第1の画像を含む第1の複数の画像を取得し、
前記第1の複数の画像と関連する情報を処理することを含む請求項57に記載の方法。 - 前記可撓性基板をステージ上に配置することをさらに含む請求項57に記載の方法。
- 前記第2の画像をメモリに保存することをさらに含む請求項61に記載の方法。
- 前記メモリは、コンピュータのメモリである請求項62に記載の方法。
- 前記第2の画像は、3900×3030個のピクセルを有する請求項57に記載の方法。
- 前記第2の画像は、16ビットの画像を有する請求項64に記載の方法。
- 前記可撓性基板への第2の位置合わせの前記実行は、前記第2の画像をキャプチャする準備としてチャンバの位置を合わせるために、前記可撓性基板を少なくとも1つの次元で平行移動させることを含む請求項57に記載の方法。
- 前記液体の体積は、1ナノリットル未満である請求項57に記載の方法。
- 前記第1の追加基準マークは、会社のロゴである請求項57に記載の方法。
- 前記少なくとも3つの基準マークは、会社のロゴを含む請求項57に記載の方法。
- 前記可撓性基板は、3次元的に変形可能である請求項57に記載の方法。
- 前記可撓性基板は、作製、処理、および手順からなる群から選択される行為によって変形する請求項70に記載の方法。
- 前記手順は、前記可撓性基板に膨張または収縮を生じさせることができる請求項71に記載の方法。
- 前記設計空間と前記測定空間との関係は、非平面である請求項70に記載の方法。
- 前記可撓性基板は、平面変換によって前記第1のチャンバの実際の位置がほぼ決定できるように変形する請求項73に記載の方法。
- 前記第2の画像を正規化し、
前記第2の画像のホワイトバランスをとり、
前記第2の画像を、第1の画像深度から第2の画像深度に変換することをさらに含む請求項57に記載の方法。 - 前記第1の画像深度は16ビットであり、前記第2の画像深度は8ビットである請求項75に記載の方法。
- 前記設計空間と前記測定空間との間での変換は、非平面である請求項57に記載の方法。
- 前記非平面変換は、3次元放物線マッピングを含む請求項77に記載の方法。
- 前記非平面変換は、第2の追加基準マークの特徴を明らかにすることで得られる情報を用いて更新される請求項77に記載の方法。
- 1つまたは複数のコンピュータ可読媒体を含み、少なくとも3つの基準マークと、第1の追加基準マークと、流体を中に保持することができる第1のチャンバとを含む可撓性基板を配置するためのステージも含む1つまたは複数のマイクロ流体素子を処理するシステムであって、前記1つまたは複数のコンピュータ可読媒体は、
可撓性基板を供給するための1つまたは複数の命令と、
設計空間と測定空間との間での変換を、前記少なくとも3つの基準マークと関連する情報に少なくとも基づき決定するための1つまたは複数の命令と、
前記可撓性基板に対する第1の位置合わせを、前記設計空間と前記測定空間との間での前記変換と関連する情報に少なくとも基づき実行するための1つまたは複数の命令と、
前記第1のチャンバと関連する前記第1の追加基準マークの少なくとも第1の画像を取得するための1つまたは複数の命令と、
前記可撓性基板への第2の位置合わせを、前記第1の画像と関連する情報に少なくとも基づき実行するための1つまたは複数の命令と、
前記可撓性基板と関連する前記第1のチャンバの第1の画像を取得するための1つまたは複数の命令とを含むシステム。 - 設計空間と測定空間との間での変換を決定するための前記1つまたは複数の命令は、
少なくとも3つの設計上の位置と各々関連する前記少なくとも3つの基準マークに各々対応する少なくとも3つの実際の位置を決定する1つまたは複数の命令と、
前記少なくとも3つの実際の位置と、前記少なくとも3つの設計上の位置とに関連する情報を処理する1つまたは複数の命令とを含む請求項80に記載の1つまたは複数のコンピュータ可読媒体。 - 前記設計空間は、前記少なくとも3つの設計上の位置と関連し、前記測定空間は、前記少なくとも3つの実際の位置と関連する請求項81に記載の1つまたは複数のコンピュータ可読媒体。
- 前記第1の追加基準マークの第1の画像を取得するための前記1つまたは複数の命令は、
前記追加基準マークの第1の複数の画像であって、前記第1の画像を含む第1の複数の画像を取得するための1つまたは複数の命令と、
前記第1の複数の画像と関連する情報を処理するための1つまたは複数の命令とを含む請求項80に記載の1つまたは複数のコンピュータ可読媒体。 - 前記第2の画像をメモリに保存するための1つまたは複数の命令をさらに含む請求項80に記載の1つまたは複数のコンピュータ可読媒体。
- 前記メモリは、コンピュータのメモリである請求項84に記載の1つまたは複数のコンピュータ可読媒体。
- 前記第2の画像は、3900×3030個のピクセルを有する請求項80に記載の1つまたは複数のコンピュータ可読媒体。
- 前記第2の画像は、16ビットの画像を有する請求項86に記載の1つまたは複数のコンピュータ可読媒体。
- 前記可撓性基板への第2の位置合わせを実行するための前記1つまたは複数の命令は、
前記第2の画像をキャプチャする準備としてチャンバの位置を合わせるために、前記可撓性基板を少なくとも1つの次元で平行移動させる1つまたは複数の命令を含む請求項80に記載の1つまたは複数のコンピュータ可読媒体。 - 前記液体の体積は、1ナノリットル未満である請求項80に記載の1つまたは複数のコンピュータ可読媒体。
- 前記第1の追加基準マークは、会社のロゴである請求項80に記載の1つまたは複数のコンピュータ可読媒体。
- 前記少なくとも3つの基準マークは、会社のロゴを含む請求項80に記載の1つまたは複数のコンピュータ可読媒体。
- 前記可撓性基板は、3次元的に変形可能である請求項80に記載の1つまたは複数のコンピュータ可読媒体。
- 前記可撓性基板は、作製、処理、および手順からなる群から選択される行為によって変形する請求項92に記載の1つまたは複数のコンピュータ可読媒体。
- 前記手順は、前記可撓性基板に膨張または収縮を生じさせることができる請求項93に記載の1つまたは複数のコンピュータ可読媒体。
- 前記設計空間と前記測定空間との関係は、非平面である請求項92に記載の1つまたは複数のコンピュータ可読媒体。
- 前記可撓性基板は、平面変換によって前記第1のチャンバの実際の位置がほぼ決定できるように変形する請求項95に記載の1つまたは複数のコンピュータ可読媒体。
- 前記第2の画像を正規化するための1つまたは複数の命令と、
前記第2の画像のホワイトバランスをとるための1つまたは複数の命令と、
前記第2の画像を、第1の画像深度から第2の画像深度に変換するための1つまたは複数の命令とをさらに含む請求項80に記載の1つまたは複数のコンピュータ可読媒体。 - 前記第1の画像深度は16ビットであり、前記第2の画像深度は8ビットである請求項97に記載の1つまたは複数のコンピュータ可読媒体。
- 前記設計空間と前記測定空間との間での変換は、非平面である請求項80に記載の1つまたは複数のコンピュータ可読媒体。
- 前記非平面変換は、3次元放物線マッピングを含む請求項99に記載の1つまたは複数のコンピュータ可読媒体。
- 前記非平面変換は、第2の追加基準マークの特徴を明らかにすることで得られる情報を用いて更新される請求項99に記載の1つまたは複数のコンピュータ可読媒体。
- マイクロ流体素子を処理する方法であって、
流体を中に保持することができる1つまたは複数の井戸領域と、この井戸領域の1つの近傍にある少なくとも3つの基準マークを含む複数の基準マークとを備える可撓性基板を設け、
前記可撓性基板をステージ上に配置し、
設計空間から測定空間へのマッピングを生成するために、前記可撓性基板の前記1つの井戸領域の近傍の前記少なくとも3つの基準マークの画像をキャプチャし、
少なくとも前記設計空間からの前記マッピングと、前記井戸領域と関連する少なくとも1つの追加基準マークとを用いて、前記可撓性基板を画像取得位置に位置合わせし、
少なくとも前記1つの井戸領域の高解像度画像を取得し、
この高解像度画像をメモリに保存することを含む方法。 - 少なくとも前記1つの井戸領域の高解像度画像が取得される請求項102に記載の方法。
- 前記高解像度画像は、3900×3030個のピクセルを有する請求項103に記載の方法。
- 前記高解像度画像は、16ビットの画像を有する請求項104に記載の方法。
- 前記メモリは、コンピュータのメモリである請求項102に記載の方法。
- 前記可撓性基板の位置合わせは、低解像度画像を取得し、この低解像度画像を正規化し、この低解像度画像の中間値補正を行うことを含む請求項102に記載の方法。
- 前記可撓性基板の位置合わせは、前記画像を分割し、ブロブ解析を実行し、前記可撓性基板を少なくとも1つの次元に対して平行移動させることをさらに含む請求項107に記載の方法。
- 前記可撓性基板の少なくとも1つの次元に対する平行移動は、高解像度画像をキャプチャする準備として計測セルの位置を合わせるために、ステージを平行移動させることを含む請求項108に記載の方法。
- 前記液体の体積は、1ナノリットル未満である請求項102に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの追加基準マークは、会社のロゴである請求項102に記載の方法。
- 前記少なくとも3つの基準マークは、位置合わせマークである請求項102に記載の方法。
- 前記位置合わせマークは、前記井戸の一部である請求項112に記載の方法。
- 前記可撓性基板は、3次元的に変形可能である請求項102に記載の方法。
- 前記可撓性基板は、作製、処理、および手順からなる群から選択される行為によって変形する請求項114に記載の方法。
- 前記手順は、前記可撓性基板に膨張または収縮を生じさせることができる請求項115に記載の方法。
- 前記可撓性基板は、前記設計空間と前記測定空間との間に線型マッピングがないように変形する請求項116に記載の方法。
- 前記可撓性基板は、前記画像取得位置を正確に予測するには平面マッピングでは不十分であるように変形する請求項117に記載の方法。
- 前記高解像度画像をメモリに保存する前に、この高解像度画像は、正規化され、ホワイトバランスがとられ、低下させた画像深度に変換される請求項102に記載の方法。
- 前記低下させた画像深度は、16ビット画像から8ビット画像に低下させる請求項119に記載の方法。
- 少なくとも1つの追加基準マークを用いた、画像取得位置への前記可撓性基板の3次元的な位置合わせは、設計空間から測定空間への高次のマッピングを生成することを含む請求項102に記載の方法。
- 前記高次のマッピングは、3次元放物線マッピングを含む請求項121に記載の方法。
- 前記高次のマッピングは、第2の追加基準マークの特徴を明らかにすることで得られる情報を用いて更新される請求項121に記載の方法。
- 生物マイクロ流体素子を処理する方法であって、
流体を中に格納することができる1つまたは複数の計測セルを備える変形可能な基板を設け、
この変形可能な基板を、x、y、およびz方向に平行移動ができるステージ上に配置し、
前記変形可能な基板と関連する少なくとも4つの基準マークを撮像するために、このステージを平行移動させ、
前記少なくとも4つの基準マークのx、y、およびz位置を測定し、
設計空間と測定空間との間での非平面マッピングを、前記少なくとも4つの基準マークの前記x、y、およびz位置に基づき計算し、
前記ステージを、前記非平面マッピングを用いて計算した画像取得位置に平行移動させ、
少なくとも1つの計測セルの画像をキャプチャすることを含む方法。 - 少なくとも1つの計測セルの前記画像をキャプチャする前に、前記ステージをz方向にスキャンし、
位置合わせマークの画像を取得し、
焦点距離を計算し、
スキャンするステップ、取得するステップ、および計算するステップを繰り返す請求項124に記載の方法。 - 1つまたは複数のマイクロ流体素子を処理するシステムであって、1つまたは複数のコンピュータコードを含む1つまたは複数のコンピュータのメモリを含み、流体を中に保持することができる1つまたは複数の井戸領域と、この井戸領域の1つの近傍にある少なくとも3つの基準マークを含む複数の基準マークとを備える可撓性基板を配置するためのステージも含み、前記1つまたは複数のコンピュータコードは、
設計空間から測定空間へのマッピングを生成するために、前記可撓性基板の前記1つの井戸領域の近傍の少なくとも前記3つの基準マークの画像をキャプチャするための第1のコードと、
少なくとも前記設計空間からの前記マッピングと、前記1つの井戸と関連する少なくとも1つの追加基準マークとを用いて、前記可撓性基板を、画像取得位置に位置合わせするための第2のコードと、
少なくとも前記1つの井戸領域の高解像度画像を取得するための第3のコードと、
前記高解像度画像をメモリに保存するための第4のコードとを含むシステム。 - マイクロ流体素子のチャンバ内にある目標物の画像を生成するための方法であって、
x、y、およびz次元を有し、このz次元に沿って前記チャンバの上部壁と底部壁との間に位置するチャンバの深さの中心点であって、zの深さにある前記マイクロ流体素子内に組み込まれた光学的に検出可能な基準マークから、z次元に沿った既知の距離だけ離れて位置するチャンバの深さの中心点をさらに有する前記マイクロ流体素子を設けるステップと、
撮像システム内に前記マイクロ流体素子を配置するステップであって、
前記基準マークを検出し、前記目標物の前記画像を送信することができる光学装置であって、前記マイクロ流体素子の前記z次元の軸方向に沿って位置合わせされた光路を規定し、また、この光路と直交する焦点面を有し、この焦点面が、前記基準マークに合わせて前記光路に沿って移動し、この焦点面が前記zの深さと同一面内には実質的にない場合と比較して、この焦点面が前記zの深さにある場合に、前記基準マークは最も強く検出される光学装置と、
前記光学装置と通信する画像処理装置であって、前記焦点面をz軸に沿って移動させ、また、この焦点面を移動させ、前記基準マークを最も強く検出するように前記光学装置を制御することができ、前記目標物の前記画像を、さらに送信することができる画像処理装置とを備える撮像システム内に前記マイクロ流体素子を配置するステップと、
前記光学装置が、前記基準マークを最も強く検出するまで、前記光路に沿って前記焦点面を移動させるように、前記光学装置を前記画像処理装置で制御するステップと、
前記被写界深度の中心点が、前記チャンバの深さの中心点に位置するように、前記焦点面を、前記光路に沿って、前記z次元に沿った距離だけ移動させるために、前記光学装置を、前記画像処理装置で制御するステップと、
前記焦点面が、前記チャンバの深さの中心点に位置するときに、前記チャンバ内にある前記目標物を撮像するステップとを含む方法。 - 前記マイクロ流体素子は、全体的に、または部分的にエラストマー材料で作製される請求項127に記載の方法。
- 前記エラストマー材料は、ポリジメチルシロキサンである請求項128に記載の方法。
- 前記マイクロ流体素子は、部分的にガラス材料で作製される請求項127に記載の方法。
- 前記チャンバは、全体的に、または部分的に前記ガラス材料内に形成される請求項130に記載の方法。
- 前記チャンバは、全体的に、または部分的に前記エラストマー材料内にある請求項128に記載の方法。
- 前記被写界深度は、前記チャンバのz方向の寸法よりも大きい、または等しい、または小さい請求項127に記載の方法。
- 前記光学装置は、アナログ出力の電荷結合素子型の画像検出器を備え、前記画像処理装置は、アナログからデジタルへの変換器を備える請求項127に記載の方法。
- 前記光学装置は、デジタル検出器を備える請求項127に記載の方法。
- 前記画像処理装置は、デジタルコンピュータとデータ記憶装置とを備える請求項127に記載の方法。
- 前記デジタルコンピュータは、前記目標物の前記画像を表示する出力表示装置を備える請求項136に記載の方法。
- 流体素子のチャンバ内にある目標物の画像を生成するシステムであって、
x、y、およびz次元と、このz次元に沿って前記チャンバの上部壁と底部壁との間に位置するチャンバの深さの中心点であって、zの深さにある前記マイクロ流体素子内に組み込まれた光学的に検出可能な基準マークから、z次元に沿った既知の距離だけ離れて位置するチャンバの深さの中心点とを有する前記マイクロ流体素子と、
前記マイクロ流体素子を、その中に配置する撮像システムであって、
前記基準マークを検出し、前記目標物の前記画像を送信できる光学装置であって、前記マイクロ流体素子の前記z次元と軸方向に位置合わせされた光路を規定し、また焦点面を有し、この焦点面が、前記基準マークに合わせて前記光路に沿って移動する際は、前記被写界深度の中心点が前記zの深さと実質的に同一面内にはない場合と比較して、この焦点面が前記zの深さの面内にある場合に、この基準マークは最も強く検出される光学装置と、
前記光学装置と通信する画像処理装置であって、前記焦点面をz軸に沿って移動させ、また、前記被写界深度の中心点を移動させ、前記基準マークを最も強く検出するように前記光学装置を制御することができ、、前記目標物の前記画像を送信することができ、前記光学装置が、前記基準マークを最も強く検出するまで、前記光路に沿って前記焦点面を移動させるように操作できる通信をこの光学装置とする画像処理装置とを含む撮像システムとを備え、
前記画像処理装置によって、前記光学装置が、前記焦点面を前記光路に沿って、前記z次元に沿った距離だけ移動させると、前記焦点面は、前記チャンバの深さの中心点に位置するシステム。 - 前記マイクロ流体素子は、全体的に、または部分的にエラストマー材料で作製される請求項138に記載のシステム。
- 前記エラストマー材料は、ポリジメチルシロキサンである請求項139に記載のシステム。
- 前記マイクロ流体素子は、部分的にガラス材料で作製される請求項138に記載のシステム。
- 前記チャンバは、全体的に、または部分的に前記ガラス材料内に形成される請求項138に記載のシステム。
- 前記チャンバは、全体的に、または部分的に前記エラストマー材料内にある請求項139に記載のシステム。
- 前記被写界深度は、前記チャンバのz方向の寸法よりも大きい、または等しい、または小さい請求項138に記載のシステム。
- 前記光学装置は、アナログ出力の電荷結合素子型の画像検出器を備え、前記画像処理装置は、アナログからデジタルへの変換器を備える請求項138に記載のシステム。
- 前記光学装置は、デジタル検出器を備える請求項138に記載のシステム。
- 前記画像処理装置は、デジタルコンピュータとデータ記憶装置とを備える請求項138に記載のシステム。
- 前記デジタルコンピュータは、前記目標物の前記画像を表示する出力表示装置を備える請求項147に記載のシステム。
- 前記出力表示装置は、グラフィカル・ユーザ・インタフェースを備える請求項148に記載のシステム。
- マイクロ流体素子内にあるチャンバの画像を生成する方法であって、
前記マイクロ流体素子のz面に光路を有する撮像システムを用いて画像を生成するために、前記マイクロ流体素子を撮像するステップと、
理想的なマイクロ流体素子の座標マップと比較して、前記マイクロ流体素子が傾いているか、あるいは歪んでいるかどうかを判定するために、前記画像から、前記マイクロ流体素子の第1の座標セットをマッピングするステップと、
前記流体素子の前記第1の座標セットと、前記理想的なマイクロ流体素子の前記座標マップとの間での行列変換を計算することにより決定された行列変換計算による座標位置に基づき、前記チャンバを前記光路内に配置するように、前記マイクロ流体素子を配置するステップと、
前記マイクロ流体素子のチャンバの、時間ゼロでの画像であって、前記マイクロ流体素子に存在するアーチファクトの像を含む時間ゼロでの画像を取得するステップと、
前記マイクロ流体素子のチャンバの第2の画像を取得するステップと、
時間ゼロでのアーチファクトがない前記チャンバの画像を生成するために、前記マイクロ流体素子のチャンバの前記第2の画像から、前記マイクロ流体素子のチャンバの前記第1の画像を差し引くステップとを含む方法。 - マイクロ流体システムであって、
表面領域を備える基板と、
前記基板の前記表面領域と結合した変形可能な層であって、少なくとも1層の第1の材料から作製される変形可能な層と、
制御層であって、少なくとも前記基板と、前記変形可能な層と、この制御層とを含むサンドイッチ構造を形成するために前記変形可能な層と結合し、少なくとも1層の第2の材料から作製される制御層と、
前記制御層、または前記変形可能な層、または前記基板のいずれか1つの内部に設けられた少なくとも1つの基準マークであって、少なくとも前記基板、または前記第1の材料、または前記第2の材料によって、全体的にまたは部分的に囲まれた体積中に設けられた視覚的なパターンを特徴とする基準マークと、
前記1つの基準マークの前記空の体積内に配置された流体であって、屈折率を特徴とする流体とを備えるシステム。 - 前記屈折率は、空気と関連する請求項151に記載のシステム。
- 前記流体は、空気の混合物を含む請求項151に記載のシステム。
- 前記流体は、空気を含む請求項151に記載のシステム。
- 前記空の体積は、陥凹部であることを特徴とする請求項151に記載のシステム。
- 前記屈折率は、前記第1の材料、または前記第2の材料、または前記基板のいずれか1つである周囲の材料とは実質的に異なる請求項151に記載のシステム。
- 前記基準マークは、前記パターンを形成する端部を特徴とする請求項151に記載のシステム。
- 前記端部は、90度の角を有する請求項157に記載のシステム。
- 前記流体は、非反応性である請求項151に記載のシステム。
- 前記基板は、シリコン、石英、ガラス、または剛性プラスチックから選択される請求項151に記載のシステム。
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