JP2014518374A - ビーズベースの免疫アッセイで使用するための微小流体ディスク - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、免疫アッセイ診断またはポータブル診断分析器において使用するための微小流体ディスク、装置、システム、および方法に関する。
フローサイトメトリーは、種々のタイプの試料、特に、生体細胞を含有する試料の細胞/生物学的内容物を決定するための強力な分析方法である。臨床用途では、フローサイトメーターは、リンパ球計数および分類、白血病およびリンパ腫の免疫学的特性評価、白血球計数および分類、ならびにビーズベースの免疫アッセイ診断を含む、多数の用途のために有用である。
・全血からの血漿の分離
・既知の体積の開始試料を提供するための血漿の計測
・血漿の希釈
・検体の結合を助長するための希釈試料と免疫蛍光ビーズの混合
・十分な時間および結合に適切な温度における培養
・ビーズの洗浄
・結合を促進するための洗浄されたビーズと標識された二次抗体との混合
・十分な時間および結合に適切な温度における培養
・未結合二次抗体の洗浄
・フローサイトメトリー流動チャネル内へのビーズの注入。
回転式モータと、
該モータを制御するための手段と、
回転式モータに連結され、少なくとも1つの粒子洗浄構造および粒子洗浄構造内で洗浄された粒子を受容するために適合される粒子受容構造を提供するように適合される、プラットフォームと、
プラットフォームが回転する間、粒子受容構造内で洗浄された粒子を検出するための検出ゾーンと
を備える、システムが提供される。
回転式モータと、
該モータを制御するための手段と、
回転式モータに連結され、粒子を受容するために適合される、プラットフォームと、
プラットフォームが回転する間、流動チャネル内の試料の粒子を検出するための手段と
を備える、システムが提供される。
少なくとも1つの粒子洗浄リザーバおよび洗浄された粒子を受容するための1つの流動チャネルを提供するように適合される、請求項1に説明されるプラットフォームを構成するステップと、
画定された体積において、洗浄リザーバ内に粒子および溶液の混合物を提供するステップと、
緩衝液リザーバ内に第1の溶液を上回る体積の第2の溶液を提供するステップと、
洗浄リザーバの遠位壁に対して、粒子を沈殿させるために十分な時間の間、第1の回転速度においてプラットフォームを回転させるステップと、
圧力が、廃棄物チャネルを通して、第1の廃棄物リザーバに流体を送達するために要求される毛細管圧を超えるように、回転速度を増加させ、それによって、沈殿された粒子を含有する画定された量を除き、全流体を廃棄物リザーバ中に排水させるステップと、
第2の溶液によって付与される圧力が、リザーバから混合チャンバに溶液を送達するために要求される毛細管圧を克服するように、回転速度を一時的に増加させるステップと、
回転速度が規定された値を超えないことを確実にしながら、沈殿された粒子を第2の流体中に再懸濁させるために、プラットフォームを周期的に加速および減速させ、それによって、元の流体が実質的にない粒子の懸濁液をもたらすステップと
のうちの1つ以上を含む、方法が提供される。
回転周期で乗算され、チャネルの長さで除算される、中心流線の速度が、1未満であるような速度でプラットフォームを回転させることによって、粒子を含有する流体を実質的に方位角的に配向された流動チャネルを通して流動させるステップと、
流動チャネルの半径方向位置に照明を提供するステップと、
照明点のサイズが、方位角方向において、100μm未満であって、横断方向において、流動チャネルの幅以上であるように画定するステップと、
照明点を通過する、流動チャネル内の粒子によって放出される散乱または蛍光照射のいずれかを検出するステップと
のうちの1つ以上を含む、方法が提供される。
少なくとも1つの粒子洗浄リザーバおよび洗浄された粒子を受容するための1つの流動チャネルを提供するように適合される、プラットフォームを構成するステップと、
画定された体積において、洗浄リザーバ内に粒子および溶液の混合物を提供するステップと、
洗浄リザーバの遠位壁に対して、粒子を沈殿させるために十分な時間の間、第1の回転速度において、プラットフォームを回転させるステップと、
圧力が、廃棄物チャネルを通して、第1の廃棄物リザーバに流体を送達するように要求される毛細管圧を超えるように、回転速度を増加させ、それによって、沈殿された粒子を含有する画定された量を除き、全流体を廃棄物リザーバ中に排水するステップと、
溶液中の粒子の初期体積を上回る第2の体積の流体を添加するステップと、
回転速度が、規定された値を超えないことを確実にしながら、沈殿された粒子を第2の流体中に再懸濁させるために、プラットフォームを周期的に加速および減速させ、それによって、元の流体が実質的にない粒子の懸濁液をもたらすステップと、
圧力が、流動チャネルを通して、第2の廃棄物リザーバに流体を送達するために要求される毛細管圧を超えるような第1の規定された値を上回る速度において、プラットフォームを回転させるステップと、
中心流線の速度が、回転周期で乗算され、チャネルの長さによって除算されるように、回転速度を調節するステップと、
流動チャネルの半径方向位置に照明を提供するステップと、
照明点のサイズが、方位角方向において、100μm未満であって、横断方向において、流動チャネルの幅以上であるように規定するステップと、
照明点を通過する、流動チャネル内の粒子によって放出される散乱または蛍光照射のいずれかを検出するステップと
のうちの1つ以上を含む、方法が提供される。
少なくとも1つの粒子洗浄構造および粒子洗浄構造内で洗浄された粒子を受容するために適合される粒子受容構造と、
プラットフォームが回転する間、粒子受容構造内で洗浄された粒子を検出するための検出ゾーンと
を備える、プラットフォームが提供される。
プラットフォームを回転式モータに連結するステップと、
プラットフォームを少なくとも1つの粒子洗浄構造および粒子受容構造とともに構成するステップと、
粒子洗浄構造内で洗浄された粒子を粒子受容構造内に受容するステップと、
プラットフォームが回転する間、粒子受容構造内で洗浄された粒子を検出するステップであって、粒子は、該生物学的試料の特性を表す、免疫修飾されたビーズおよび/または蛍光標識された免疫修飾されたビーズである、ステップと
を含む、方法が提供される。
・全血をデバイスに適用する。これは、ヘパリン添加試料採取デバイスから、または直接指に針を刺すことによって、抗凝血剤を含有するポート内に行われてもよい;
・微小流体デバイスを計器内に設置する。ユーザはまた、入口ポートを密閉し、エアロゾル等の生成を防止してもよい;
・試験プロセスを開始する;
である。
・全血を計測する;
・血漿を分離する;
・免疫アッセイ処理チャネルおよび臨床化学反応処理チャネルのための血漿分割量を分割および計測する;
から構成される。
・臨床化学反応のための血漿体積をさらに画定するために、必要に応じて、付加的計測ステップを行う;
・微小流体ディスク内に埋め込まれた乾燥した試薬パッドデバイスに血漿を送達する;
・パッド上で血漿を培養し、蛍光生成物の色生成をもたらす;
・検出する;
から構成される。
・臨床化学反応のための血漿体積をさらに画定するために、必要に応じて、付加的計測ステップを行う;
・血漿の混合チャンバへの送達。この混合チャンバは、競合またはサンドイッチアッセイにおいて、検体およびビーズ基質と係合する、免疫修飾されたビーズおよび蛍光標識された抗体等の乾燥した試薬を含有してもよい。試薬はまた、液体状態で保管され、混合チャンバに送達されてもよいことを認識されたい;
・試料および試薬の混合。これは、a)撹拌、b)往復運動、c)同時注入を含む、以下に詳述されるいくつかの方法で生じ得る;
・完全免疫化学反応を確実にするために十分な温度において、および十分な時間の間、混合物を培養する;
・ビーズを洗浄し、非結合蛍光標識を除去する。ある場合には、洗浄は、ビーズの沈殿、上清の除去、および緩衝液によるビーズ(および、残りの取り込まれない標識)の再懸濁および希釈と置換され得る;
・検出のために、流動チャネル内にビーズを注入する;
から構成される。
3つの基礎機能によって、大部分のディスクベースのプロセスが可能となる:
・事前に規定された回転速度での具体的設計のディスクの回転によって、チャネルを通して、流体をポンプ圧送する。
流動の生成(シース流体の使用の有無にかかわらず)は、遠心分離形式において容易に達成され得る。実質的に直線のチャネルの場合、層流域(レイノルズ数<〜2200)において、流量Qを幾何学的、流体、および動作パラメータと関連付ける基礎式は、
式1から、平均速度
遠心分離流体プラットフォームの中の液体を制流または弁調整するための種々の手段が存在し、それらは、サイフォン機構、表面張力効果に基づく受動的単回使用弁(毛細管弁、疎水性弁)、固相/液相転移あるいは接触ヒータまたは光源によって印加される熱による「栓」の融解に基づく単回使用弁、および同一の原理に基づく複数回使用弁の使用を含むが、それらに限定されない。
式中、RPMcは、限界RPMであって、それを下回ると、流体は、毛細管弁を通って流動せず、それを上回ると流動し、γは、液体表面張力であり、θCは、ディスクの材料上の液体の接触角度であり、
遠心分離プラットフォームに固有であるのは、遠心分離力の印加状態において、成分間の密度差に基づいて、流体を分離する能力である。球状粒子の場合、粒子が「沈殿」する速度の有用な式は、
種々の方法が、遠心分離ディスク上で流体を混合するために可能である。第1に、撹拌が採用され得、混合されるべき液体または可溶化されるべき液体および固体が、空気が含まれるチャンバ内に定置される。交互する加速および減速が、混合作用を提供する。本方法は、以下の実施形態および実施例において採用される。
従来のフローサイトメーターでは、シース流が、測定されるべき粒子を希釈し、それらをチャネルの中心に「1列」に定置するために使用され、ここで、粒子は、計器の光源によって調べられる。これは、流動方向に狭い、典型的には、10μmであるが、横断方向におけるシース流の「コア」流よりもはるかに広い光学検出体積を用いて行われる。シース流は、粒子を光源からの実質的に均質照射野内に定置し、それによって、光源による検出された照射内での変動を最小にし、および一度に単一の粒子のみが、光源によって照明されるように粒子を希釈する二重機能を有する。
検出ステップとして、流動ビーズを用いた遠心分離形式のための多くの形態の免疫アッセイが、本発明を組み込んで実装され得る。例えば、一実施形態では、以下となる:
1.50μLの官能化ビーズ(〜6000個のビーズ)を50μLの試料および50μLの標識試薬(フィコエリトリン、PE)(VS=150μL)と混合する
2.3時間培養する
3.1000μLの洗浄緩衝液(VW)を添加する
4.遠心分離し、ビーズをペレット化する
5.上清を廃棄する
6.300μLの緩衝液(VE)中に再懸濁させる
7.フローサイトメトリーを行う。
洗浄の好ましい実施形態は、以下を含む:
・ペレット化+傾瀉+希釈:遠心分離を行い、ビーズをペレット化する;上清を除去(傾瀉)し、溶液の残留量を残す;および緩衝液中にビーズを再懸濁させ、残留材料の濃度の十分な低下を達成する
・ペレット化による洗浄:前述のように、但し、ビーズの第2のペレット化および上清の除去後、緩衝液中にビーズを再懸濁させる。これは、繰り返されてもよい
・フィルタを用いた濾過:ビーズを含有する溶液が、濾過要素に対して駆動され、ビーズが、洗浄される
・トラップを用いた濾過:ビーズを含有する溶液が、ビーズまたは堰より小さい寸法のチャネル(1次元に閉じ込められるが、横断寸法がより大きいチャネル)等、ディスクの基質内に形成されたトラップに対して駆動される。これは、ビーズを捕捉し、洗浄をもたらす。
1.試料体積VSから開始する
2.遠心分離を通して、ビーズを沈殿させる
3.上清の体積VS−VRRを廃棄する
4.体積VE>VSの溶出/洗浄緩衝液を添加し、緩速撹拌を通して、ビーズを再懸濁させる
5.フローサイトメトリーを行う。
a.試料体積VSが、混合チャンバに添加される。溶液は、ビーズを含有してもよく、または混合チャンバ内に存在するビーズおよび試薬を再水和する試料であってもよい。必要に応じて、システムは、次いで、加速および減速によって撹拌され、ビーズおよび液体を混合させる;
b.周波数W1での高速スピンを使用して、ビーズを沈殿させる;
c.回転速度は、W2>W1まで増加される。これは、混合チャンバの出力における毛細管弁V1を打破し、チャネルが混合チャンバを第1の廃棄物リザーバに合流する点の半径方向内側にある溶液を傾瀉する。本実施形態では、設計体積VSに対する内側メニスカスの半径方向位置は、弁V3の位置の半径方向外側にある。その結果、弁V3は、任意の回転速度において、初期試料によって打破され得ない。速度は、弁V1が打破された後、W2を下回る値まで低減され得る。滞留させられた流体VRRは、チャネルから半径方向外側にあるものとして規定される。この流体流動は、ゆっくりであって、外側壁近傍の流体を有意に妨害しないため、以前のステップで沈殿されたビーズは、混合チャンバの最外表面に残留する。第1の廃棄物チャンバは、混合チャンバから除去された液体の体積VS−VRRにほぼ等しいサイズを有すると規定される。さらに、第1の廃棄物チャンバからの空気排気チャネルは、均一回転速度下、任意の想定される流体メニスカス位置の半径方向内側のポートで終端する、またはチャネルに合流する;
d.回転は、W3>W2に急増され、毛細管弁V2を打破することによって、ある体積の溶出緩衝液を混合チャンバに送達する。全体積が送達される前に回転を減速させることによって、毛細管弁V3を打破するために十分な静水圧が付与されないように確実にする;
e.溶出流体は、低RPMにおける緩速撹拌を通して、ビーズを再懸濁させる;
f.回転は、W4まで急増され、流動チャネルに通じる毛細管弁V3を打破し、ビーズの沈殿を防止するために、急減速される。これは、廃棄物1が、流体で充填されており、加えて、廃棄物1からの通気チャネルが、廃棄物流体で充填され、流動チャネル内に流動するにつれて、溶出緩衝液によって生成されるものに逆圧を提供し、ビーズ含有注入液が、廃棄物1に流入しないよう確実にし得るため、ビーズ含有溶液を流動チャネルを通して廃棄物2に搬送する。必要に応じて、混合チャンバ内のビーズの濃度が、均質のままであることを確実にするために、試料が流動するにつれて、付加的撹拌ステップが存在してもよい。
1.試料体積VSから開始する;
2.遠心分離を通して、ビーズを沈殿させる;
3.上清の体積VS−VRR1を廃棄し(VRR1は、合理的に大きい(例えば、0.2VS))、VRR1を残す;
4.体積VWの洗浄緩衝液を添加し、総体積VW+VRR1を作成し、緩速撹拌を通して、ビーズを再懸濁させる;
5.遠心分離を通して、ビーズを沈殿させる;
6.体積VW+VRR1−VRR2の希釈溶液を廃棄し、VRR2を残す;
7.体積VEの溶出/洗浄緩衝液を添加し、総体積VE+VRR2を作成し、ビーズ緩速撹拌を通して、再懸濁させる;
8.フローサイトメトリーを行う、またはビーズを検出する。
a.試料体積VSが、混合チャンバに添加される。溶液は、ビーズを含有してもよく、または混合チャンバ内に存在するビーズおよび試薬を再水和する試料であってもよい。必要に応じて、システムは、次いで、加速および減速によって撹拌され、ビーズおよび液体を混合させる;
b.周波数W1における高速スピンを使用して、ビーズを沈殿させる;
c.回転速度は、W2>W1まで増加される。これは、混合チャンバの出力における毛細管弁V1を打破し、溶液を廃棄物リザーバである廃棄物1a内に傾瀉させる。溶液は、廃棄物1の出力における弁V3によって停止されるまで流動し、体積VRR1を残す。試料のメニスカスの半径方向位置は、V4の外側であって、弁V4が、このプロセスの間に、試料体積VSによって打破されないことを確実にする;
d.回転は、W3>W2に急増され、毛細管弁V2を打破することによって、ある体積の洗浄緩衝液を混合チャンバに送達する;
e.洗浄緩衝液流体は、低RPMにおける緩速撹拌を通して、ビーズを再懸濁させる;
f.示されるように、ビーズは、再懸濁される;
g.回転は、W1まで増加され、再度、この混合溶液中に粒子を沈殿させる;
h.回転は、W4まで急増され、廃棄物1aと廃棄物1bを接続する毛細管弁V3を打破する。混合された洗浄および残留初期試料溶液は、傾瀉され、最初に、廃棄物1aを通って、次いで、廃棄物2a内へと通過する。体積VRR2=VRR1+VWASH−VWASTE1bが、混合チャンバ内に滞留させられる;
i.回転は、W5まで急増され、毛細管弁V4を打破し、溶出緩衝液を混合チャンバに接続し、溶出緩衝液が、送達される;
j.緩速撹拌によって、粒子を再懸濁させる;
k−l.回転は、W6まで急増され、毛細管弁V6を打破し、混合チャンバを流動チャネルに接続し、ビーズの沈殿を防止するために急減速される。これは、廃棄物1が、流体で充填されているため、ビーズ含有溶液を流動チャネルを通して廃棄物2に搬送する。必要に応じて、混合チャンバ内のビーズの濃度が均質のままであることを確実にするために、試料が流動するにつれて、付加的撹拌ステップが存在してもよい。
a.試料体積VSが、混合チャンバに添加される。溶液は、ビーズを含有してもよく、または混合チャンバ内に存在するビーズおよび試薬を再水和する試料であってもよい。必要に応じて、システムは、次いで、加速および減速によって撹拌され、ビーズおよび液体を混合させる;
b.周波数W1における高速スピンは、弁V1を打破し、試料液体が、埋込フィルタを通して、廃棄物1内に駆動される;
c.全上清は、廃棄物1に輸送される。全粒子は、混合チャンバに暴露されるフィルタの表面上に捕捉される;
d.回転速度は、一時的に、W2>W1まで増加される。これは、毛細管弁V2を打破し、溶出緩衝液が、混合チャンバに流入することを可能にする;
e.低RPMにおける緩速撹拌を使用して、溶液中に粒子を再懸濁させる;
f.再懸濁された粒子は、ここで、流動チャネル内の検出に備える;
g.回転は、W3>W2まで急増され、弁V3を打破し、粒子含有溶液を流動チャネルに送達する。回転は、急減速され、ビーズの沈殿を防止する。これは、ビーズ含有溶液を流動チャネルを通して廃棄物2に搬送する。必要に応じて、混合チャンバ内のビーズの濃度が均質のままであることを確実にするために、試料が流動するにつれて、付加的撹拌ステップが存在してもよい。
粒子受容構造の好ましい実施形態は、前述のように設計されたシースレス流チャネルを含み、粒子の濃度は、横断方向(流動チャネルを横断する)に実質的に均一である励起ビームを用いて、有意な同時検出を防止するようなレベルに維持される。チャネルの長さおよび直径は、比較的に低回転速度を使用することができる一方、適正な試料採取時間を伴って、流動チャネル内にある間、少なくとも1回、各粒子を検出することを確実にするように選定される。
血液学用途等のいくつかの用途では、前述の議論は、流動集束が望ましくあり得ることを示す。そのような流動集束が提供され得る2つの方法は、シース流(従来の方法の拡張)および慣性集束を通したものである。
種々のシース流実装が、採用され得る。好ましい方法として、以下が挙げられる:
・非同軸シース流
・1次元シース
・チャネル壁内の特徴による液体回転
それぞれが、以下においてより詳細に記載される。
「慣性」と称される多数の方法が存在する。これらは、集束を作成するために、単に、前述のような液体の流線内で生成される流路にではなく、様々な程度において粒子自体の離散性に依拠する。いくつかの慣性方法はまた、同様に、集束流線の作成による集束成分を有する。これらの方法はほぼ全て、超低流量で動作し、明らかに、迅速な分析のために要求される範囲(例えば、数100μLの液体の流動を1分未満以内に)に拡張することはできない。これらの流動方法の大部分の二次的問題は、構造のサイズが、ほぼ集束されるべき粒子のサイズであるため、加工要求が、短中期的に見て、大量製造において合理的に見込まれるものを超えることである。
ビーズベースの免疫アッセイ等のいくつかの用途では、フローサイトメトリー検出によって与えられる各粒子に関する詳細な情報は、必要ない。一重免疫アッセイの場合、単一パラメータのみ、重要である。すなわち、直接、ビーズ表面への蛍光標識の結合に依存し、検体濃度を定量的に反映する、蛍光強度である。これらの場合、全ビーズは、原則として、同じであって(当然ながら、その間に統計的変動は存在する)、個々に測定される必要はない。ビーズが、全体として測定され得る場合、いくつかのパラメータは、全体的システム設計において緩和される。すなわち、デバイスは、検出の間、もはや回転する必要はなく、濃度およびビーズ/検出体積サイズは、複数の計数を最小にするために調整される必要はなく、検出器の試料採取速度は、もはや高速である必要はない。これらの制約の除去に加え、バルク検出は、シグナル対ノイズ比の増加をもたらす。すなわち、多くのビーズをディスクの小領域内で同時に検出することによって、全体的蛍光シグナルが、増加され、蛍光シグナル対背景比は、流動内の単一粒子検出を用いたものよりはるかに大きい。
1.遠心分離を通したペレット化
2.チャネルの狭窄における捕捉
3.フィルタ上での捕捉
4.磁力。
標準的臨床化学反応アッセイは、デバイスに適用されるような全血または全血試料から分離された血漿のいずれかに関して行われ得る。
本発明による微小流体ディスクの可能性として考えられる構造が、図15に示される。この微小流体ディスクは、3つの主要構成要素から成る。すなわち、リザーバ、チャネル、受動弁、および液体試薬または乾燥した試薬の形態における試薬等の流体構造の大部分を含有する、流体層100と、主に、貫通孔を含有する、薄型中間層200と、下側またはチャネル層300である。100と300との間の連通は、200における貫通孔を介する。そのような構造は、チャネルが相互にわたって通過しなければならない液体「交差路」を要求する、3次元アーキテクチャを作製するときに有用である。
本発明のディスクは、図16に示されており、ここでは、流体層100のみ、図示される。このディスク構造は、構造化された基質および無特徴密閉フィルムから成る。このディスクは、2つのタイプのアッセイを行うように設計される。すなわち、1つは、多色ビーズまたは多色標識の使用を通して多重化され得る、免疫アッセイであって、もう1つは、反射検出のために開発された臨床化学反応アッセイである。ディスクは、ディスクを回転式モータのハブに確動的に係止するように設計された孔または他の特徴であり得る、中心搭載特徴101を有する。このディスクは、3つの独立試料において、アッセイを行うように設計される。ある試料は、アッセイ構造102のセット内で測定される。
・回転によって開放される脆弱シール。試薬容器内に生成された圧力が、パウチ内の脆弱シールを開放するように作用する;
・計器による破裂。ディスクは、計器の回転式ハブ上の構造が、ブリスターを穿刺可能となる機構とともに設計され得る;
・埋込ピン/鋭利表面による破裂。埋込ピン(製造時に追加されるか、または直接プラスチック内に成形されるかのいずれか)が、リザーバの外側縁内に存在してもよい。十分な速度におけるスピンに応じて、これらのピンに対するパウチの力が、パウチを破裂させる。
図19は、シース流の作成に適切な微小流体ディスクを図示する。ここでは、図5の洗浄方法と併せて図示される。既に論じられた混合チャンバ、溶離液チャンバ、廃棄物チャンバ、ならびに毛細管弁およびチャネルに加え、シース流体を含有するリザーバが、存在し、毛細管弁V4によって、流動チャネルおよび混合チャンバから分離される。シース流体は、統合されたディスクの動作の早期段階における、このシース流体リザーバへの駆動に先立って、大型の試薬パウチまたはブリスター内に存在してもよいことを理解されたい。
Claims (20)
- 生物学的試料を処理するための微小流体システムであって、該システムは、
回転式モータと、
該モータを制御するための手段と、
該回転式モータに連結されたプラットフォームであって、該プラットフォームは、少なくとも1つの粒子洗浄構造および該粒子洗浄構造の中で洗浄された粒子を受容するように適合される粒子受容構造を提供するように適合される、プラットフォームと、
該プラットフォームが回転する間、該粒子受容構造の中で洗浄された粒子を検出するための検出ゾーンと
を備える、システム。 - 前記粒子は、前記生物学的試料の特性を表す免疫修飾されたビーズおよび/または蛍光標識された免疫修飾されたビーズである、請求項1に記載の微小流体システム。
- 前記検出ゾーンは、前記プラットフォームが回転する間、光学系と協働するように適合される、請求項1または2に記載の微小流体システム。
- 前記粒子受容構造は、ペレット化チャンバを備える、請求項1〜3のいずれかに記載の微小流体システム。
- 前記ペレット化チャンバは、その最外点における前記検出ゾーンが画定されるように、1つの端部における一点にテーパ状にされる、請求項4に記載の微小流体システム。
- 前記テーパ状端部は、1つの端部が閉鎖された細長薄型チャネル部分をさらに備え、それにより、遠心分離力の下で、ビーズを該チャネルの中で沈殿させる、請求項5に記載の微小流体システム。
- 前記検出ゾーンは、前記粒子が、遠心分離によるペレット化に応じて、小領域へと凝縮されるように成形される、請求項1〜6のいずれかに記載の微小流体システム。
- 前記粒子は、リザーバの中で洗浄され、該リザーバは、遠心分離力の影響下において、回転中心から遠位の壁に対して、前記ビーズが沈殿するように適合される、請求項1〜7のいずれかに記載の微小流体システム。
- 前記粒子受容構造は、流動チャネルを備える、請求項1に記載の微小流体システム。
- 前記流動チャネルは、さらなるチャネル分岐点/合流点を伴わずに、前記洗浄構造から廃棄物リザーバまで直接通じている、請求項9に記載の微小流体システム。
- 前記洗浄構造は、分岐された出口チャネルを備え、該分岐された出口チャネルは、廃棄物リザーバおよび前記粒子受容構造の両方に通じている、請求項1〜10のいずれかに記載の微小流体システム。
- ポートまたは他のチャネルによって終端されるポートまたはチャネルは、前記粒子受容構造を通って流動する流体によって、前記廃棄物リザーバから置換される空気を排出するように適合される、請求項11に記載の微小流体システム。
- 前記出口チャネルの分岐点内の毛細管規模の幾何学的狭窄および拡張は、前記洗浄構造が流体を含有するとき、前記プラットフォームの第1の回転速度において流動に抵抗するように作用するが、第2のより高い回転速度においては、流体を流動させるように構成されている、請求項11または12に記載の微小流体システム。
- 前記出口チャネルは、前記洗浄構造の半径方向遠位壁の最大半径方向位置未満である半径において、該洗浄構造から出現し、それにより、画定された体積が、遠心分離力に応答して前記廃棄物リザーバの中へ流れ込むとき、該洗浄構造内に滞留させられる、請求項11〜13に記載の微小流体システム。
- 前記滞留させられた流体は、粒子を含む、請求項14に記載の微小流体システム。
- 前記廃棄物リザーバは、所望の試料体積にほぼ等しい画定された廃棄物体積を備える、請求項14または15に記載の微小流体システム。
- チャネルが、前記廃棄物リザーバから置換される空気を搬送するために提供される、請求項16に記載の微小流体システム。
- 前記チャネルは、前記廃棄物リザーバから半径方向内側に方向付けられ、該チャネルは、前記プラットフォームが回転中であり、前記洗浄チャンバが動作流体の最大体積によって充填されている間、前記洗浄構造内で達成されるべき最内液体レベルの内側の半径方向位置において、ポートまたは他のチャネルで終端する、請求項17に記載の微小流体システム。
- 前記リザーバの内部体積は、動作流体の最大設計体積のそれよりも大きく、それにより、回転加速および減速の下にある間、該流体を混合する際に、該リザーバ内の空気の使用を可能にする、請求項17または18に記載の微小流体システム。
- 生物学的試料を処理するための方法であって、該方法は、
プラットフォームを回転式モータに連結することと、
該プラットフォームを少なくとも1つの粒子洗浄構造および粒子受容構造とともに構成することと、
該粒子洗浄構造の中で洗浄された粒子を該粒子受容構造の中に受容することと、
該プラットフォームが回転する間、該粒子受容構造の中で洗浄された粒子を検出することと
を含む、方法。
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