JP2018506718A5

JP2018506718A5 - 診断装置及びマイクロ流体チップ

Info

Publication number: JP2018506718A5
Application number: JP2017539585A
Authority: JP
Filing date: 2015-01-30
Publication date: 2018-11-22

Description

本明細書は、分析物を含む流体を受け入れる流体スロットと、主チャネルまでテーパ状になっている断面積を有する流体入口であって、内部に複数の整流装置（baffle）が画定されている流体入口と、流体入口と主チャネルとの間に配置された主ポンプと、両端において主チャネルに流体結合された二次チャネルと、二次チャネルにおける二次ポンプとを含み、主ポンプ及び二次ポンプは、主ポンプ及び二次ポンプの交互の活性化（activation）を通して、主チャネル及び二次チャネルを通じる流体のためのものである、マイクロ流体チップについて更に記載する。

図２Ａは、本明細書に記載する原理の１つの例による、分析物を含む流体を再循環させる間にその分析物を分析するためのマイクロ流体診断チップ（ＭＤＣ）（１００）のブロック図である。図２ＡにおけるＭＤＣ（１００）は、流体スロット（１２０）、マイクロ流体チャネル入口（２０５）、マイクロ流体チャネル（２１０）及びマイクロ流体ポンプ（２１５）を含むことができる。図２Ｂは、同様に、本明細書に記載する原理の別の例による、分析物を含む流体を再循環させる間にその分析物を分析するためのマイクロ流体診断チップ（ＭＤＣ）（１００）のブロック図である。図２ＢにおけるＭＤＣ（１００）は、流体スロット（１２０）、マイクロ流体チャネル入口（２０５）、マイクロ流体チャネル（２１０）、及び図２Ａに示すマイクロ流体ポンプ（２１５）とともに、センサ（２２０）及び複数の整流装置（２３０）を含むことができる。ここで、図２Ａ及び図２Ｂを参照してＭＤＣ（１００）について記載する。

マイクロ流体チャネル入口（２０５）は、このマイクロ流体チャネル入口内に画定された複数の整流装置（２３０）を含むことができる。整流装置（２３０）は、渦流及び死水域（fluidic dead zone）がマイクロ流体チャネル入口（２０５）又は他の流体路内に形成されないようにする役割を果たすことができる。さらに、整流装置（２３０）は、流体内の粒子を、マイクロ流体チャネル（２１０）を通り抜けるのに備えて位置合わせするために、位置合わせすることができる。整流装置（２３０）は、シリコン基板の上に堆積したプライマ層（primer layer）に又は炭化ケイ素等の誘電体膜の上に直接整流装置（２３０）を結合することにより、ＭＤＣ（１００）内に配置することができる。

上述した説明は、記載した原理の例を例示し記載するために提示されている。この説明は、網羅的であるようにも、これらの原理を開示するいかなる厳密な構成に限定するようにも意図されていない。上記教示に鑑みて多くの変更及び変形が可能である。
なお、出願当初の特許請求の範囲の記載は以下の通りである。
請求項１：
前記流体スロットから流体を受け取る流体入口と、
前記流体入口に流体結合された主マイクロ流体チャネルと、
前記流体入口と前記主マイクロ流体チャネルとの間に挿入されて、前記流体スロット、前記流体入口及び前記主マイクロ流体チャネルを通して流体を連続的に循環させる、主マイクロ流体ポンプと
を備え、
前記流体入口の幅は、前記主マイクロ流体チャネルの幅とは異なる、マイクロ流体診断装置。
請求項２：
前記主マイクロ流体チャネルの一部から延在し、かつ該主マイクロ流体チャネルの別の部分に入る、二次マイクロ流体チャネルを更に備える、請求項１に記載のマイクロ流体診断装置。
請求項３：
前記二次マイクロ流体チャネルは、前記主マイクロ流体チャネルポンプのように前記二次マイクロ流体チャネルを通して前記流体を引き込む二次マイクロ流体ポンプを備える、請求項２に記載のマイクロ流体診断装置。
請求項４：
前記主マイクロ流体ポンプ及び前記二次マイクロ流体ポンプの活性化は、前記主マイクロ流体ポンプが前記主マイクロ流体チャネルを通して前記流体を押し流す一方で、前記二次マイクロ流体ポンプが前記二次マイクロ流体チャネルを通して前記流体を引き込むように、交互に行われる、請求項２に記載のマイクロ流体診断装置。
請求項５：
前記主マイクロ流体ポンプは薄膜抵抗器であり、該薄膜抵抗器に電圧を印加することにより、該薄膜抵抗器と接触している前記流体の迅速な核生成がもたらされ、前記主マイクロ流体チャネルを通して前記流体を押し流す、請求項１に記載のマイクロ流体診断装置。
請求項６：
前記主マイクロ流体ポンプの幅は、ヒトの血球と実質的に同じ幅であり、該主マイクロ流体ポンプの長さは、前記駆動気泡のサイズを決定する、請求項５に記載のマイクロ流体診断装置。
請求項７：
流体スロットと、
前記流体スロットに流体結合された流体入口と、
前記流体入口に流体結合された主チャネルと、
前記流体入口と前記チャネルとの間に挿入された入口ポンプと
を備え、
前記流体入口の断面積は、前記チャネルの断面積より少なくとも１箇所において相対的に大きい、診断装置。
請求項８：
前記流体入口の断面積は、前記主チャネルの断面積までテーパ状になっている、請求項７に記載の診断装置。
請求項９：
前記入口ポンプは薄膜抵抗器であり、該薄膜抵抗器に電圧を印加することにより、該薄膜抵抗器と接触している前記流体の迅速な核生成がもたらされ、それにより、前記主チャネルを通して前記流体を移動させる駆動気泡の形成及び崩壊がもたらされる、請求項７に記載の診断装置。
請求項１０：
前記入口ポンプの幅は、ヒトの血球と実質的に同じ幅であり、前記駆動気泡のサイズは、前記入口ポンプの長さに依拠する、請求項９に記載の診断装置。
請求項１１：
前記主マイクロ流体チャネルの一部から延在し、かつ該主マイクロ流体チャネルの別の部分に入る、二次チャネルを更に備える、請求項７に記載の診断装置。
請求項１２：
前記二次チャネルは、前記主チャネルポンプのように前記二次チャネルを通して前記流体を引き込む二次チャネルポンプを備える、請求項７に記載の診断装置。
請求項１３：
分析物を含む流体を受け入れる流体スロットと、
主チャネルまでテーパ状になっている断面積を有する流体入口であって、該流体入口内に画定された複数の整流装置を含む、流体入口と、
前記流体入口と前記主チャネルとの間に配置された主ポンプと、
両端において前記主チャネルに流体結合された二次チャネルと、
前記二次チャネルにおける二次ポンプと
を備え、
前記主ポンプ及び前記二次ポンプは、該主ポンプ及び該二次ポンプの交互の活性化を通して、前記主チャネル及び前記二次チャネルを通して前記流体を再循環させる、マイクロ流体チップ。
請求項１４：
前記分析物を分析するために複数のセンサを更に備える、請求項１３に記載のマイクロ流体チップ。
請求項１５：
コンピューティングデバイスを前記複数のセンサ並びに前記主ポンプ及び前記二次ポンプに接続するための複数の電気接続を更に備える、請求項１４に記載のマイクロ流体チップ。

Claims

流体スロットから流体を受け取る流体入口と、
前記流体入口に流体結合された主マイクロ流体チャネルと、
前記流体入口と前記主マイクロ流体チャネルとの間に挿入されて、前記流体スロット、前記流体入口及び前記主マイクロ流体チャネルを通して流体を連続的に循環させる、主マイクロ流体ポンプと
を備え、
前記流体入口の幅は、前記主マイクロ流体チャネルの幅とは異なり、
前記流体入口は前記主マイクロ流体チャネルまでテーパ状になっている断面積を有し、前記流体入口は前記流体入口内に画定されて過流及び死水域の形成を防止する複数の整流装置を含む、マイクロ流体診断装置。
前記主マイクロ流体チャネルの一部から延在し、かつ該主マイクロ流体チャネルの別の部分に入る、二次マイクロ流体チャネルを更に備える、請求項１に記載のマイクロ流体診断装置。
前記二次マイクロ流体チャネルは、前記主マイクロ流体チャネルポンプのように前記二次マイクロ流体チャネルを通して前記流体を引き込む二次マイクロ流体ポンプを備える、請求項２に記載のマイクロ流体診断装置。
前記主マイクロ流体ポンプ及び前記二次マイクロ流体ポンプの活性化は、前記主マイクロ流体ポンプが前記主マイクロ流体チャネルを通して前記流体を押し流す一方で、前記二次マイクロ流体ポンプが前記二次マイクロ流体チャネルを通して前記流体を引き込むように、交互に行われる、請求項２に記載のマイクロ流体診断装置。
前記主マイクロ流体ポンプは薄膜抵抗器であり、該薄膜抵抗器に電圧を印加することにより、該薄膜抵抗器と接触している前記流体の迅速な気泡核の生成による駆動気泡の生成がもたらされ、前記主マイクロ流体チャネルを通して前記流体を押し流す、請求項１に記載のマイクロ流体診断装置。
前記主マイクロ流体ポンプの幅は、ヒトの血球と実質的に同じ幅であり、該主マイクロ流体ポンプの長さは、前記駆動気泡のサイズを決定する、請求項５に記載のマイクロ流体診断装置。
流体スロットと、
前記流体スロットに流体結合された流体入口と、
前記流体入口に流体結合された主チャネルと、
前記流体入口と前記チャネルとの間に挿入された入口ポンプと
を備え、
前記流体入口の断面積は、前記チャネルの断面積より少なくとも１箇所において相対的に大きく、
前記流体入口は前記主チャネルまでテーパ状になっており、前記流体入口は前記流体入口内に画定されて過流及び死水域の形成を防止する複数の整流装置を含む、診断装置。
前記流体入口の断面積は、前記主チャネルの断面積までテーパ状になっている、請求項７に記載の診断装置。
前記入口ポンプは薄膜抵抗器であり、該薄膜抵抗器に電圧を印加することにより、該薄膜抵抗器と接触している前記流体の迅速な気泡核の生成がもたらされ、それにより、前記主チャネルを通して前記流体を移動させる駆動気泡の形成及び崩壊がもたらされる、請求項７に記載の診断装置。
前記入口ポンプの幅は、ヒトの血球と実質的に同じ幅であり、前記駆動気泡のサイズは、前記入口ポンプの長さに依拠する、請求項９に記載の診断装置。
前記主マイクロ流体チャネルの一部から延在し、かつ該主マイクロ流体チャネルの別の部分に入る、二次チャネルを更に備える、請求項７に記載の診断装置。
前記二次チャネルは、前記主チャネルポンプのように前記二次チャネルを通して前記流体を引き込む二次チャネルポンプを備える、請求項７に記載の診断装置。
分析物を含む流体を受け入れる流体スロットと、
主チャネルまでテーパ状になっている断面積を有する流体入口であって、該流体入口内に画定されて過流及び死水域の形成を防止する複数の整流装置を含む、流体入口と、
前記流体入口と前記主チャネルとの間に配置された主ポンプと、
両端において前記主チャネルに流体結合された二次チャネルと、
前記二次チャネルにおける二次ポンプと
を備え、
前記主ポンプ及び前記二次ポンプは、該主ポンプ及び該二次ポンプの交互の活性化を通して、前記主チャネル及び前記二次チャネルを通して前記流体を再循環させる、マイクロ流体チップ。
前記分析物を分析するために複数のセンサを更に備える、請求項１３に記載のマイクロ流体チップ。
コンピューティングデバイスを前記複数のセンサ並びに前記主ポンプ及び前記二次ポンプに接続するための複数の電気接続を更に備える、請求項１４に記載のマイクロ流体チップ。