JP2019515660A5 - - Google Patents

Claims (29)

1. マイクロ流体デバイスであって、該マイクロ流体デバイスは：
   少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を含む、少なくとも１つのマイクロチャネルと；
   複数のマイクロチャンバーおよび複数の吸い上げ開口部であって、ここで、前記複数のマイクロチャンバーは、前記複数の吸い上げ開口部によって前記少なくとも１つのマイクロチャネルと流体連通する、複数のマイクロチャンバーおよび複数の吸い上げ開口部と；
   前記複数のマイクロチャンバーを覆うように、前記マイクロ流体デバイスの表面に隣接して配された熱可塑性の薄膜であって、ここで、前記熱可塑性の薄膜は、前記熱可塑性の薄膜にわたって適用される圧力差の下で、少なくとも部分的にガス透過性である、熱可塑性の薄膜と；
   を含むことを特徴とする、マイクロ流体デバイス。
2. 前記少なくとも１つのマイクロチャネルはさらに、クロスチャネルと流体連通する複数のサブチャネルを含み、ここで、前記複数のマイクロチャンバーは、前記複数の吸い上げ開口部によって前記複数のサブチャネルと流体連通する、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
3. 前記複数のサブチャネルは、前記複数のマイクロチャンバーが格子構成であるように、実質的に互いに平行である、請求項２に記載のマイクロ流体デバイス。
4. 前記熱可塑性の薄膜は、前記少なくとも１つのマイクロチャネルおよび／または前記複数の吸い上げ開口部を覆う、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
5. 前記複数の吸い上げ開口部は、約１０μｍから約２０μｍまで、あるいは約１０μｍ未満の深さを有する、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
6. 前記複数のマイクロチャンバーは、約２５μｍから約７５μｍまで、あるいは約２５μｍ未満の深さを有する、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
7. 前記熱可塑性の薄膜は、約５０μｍから約２００μｍまでの厚さを有する、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
8. 前記複数のマイクロチャンバーは、約１，０００から約２０，０００までのマイクロチャンバーを含む、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
9. 前記複数のマイクロチャンバーは、円筒形あるいは半球形状である、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
10. 前記マイクロ流体デバイスあるいは前記熱可塑性の薄膜は、射出成形によって形成される、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
11. 前記熱可塑性の薄膜は、熱接合によって前記マイクロ流体デバイスに適用される、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
12. 前記熱可塑性の薄膜は、シクロオレフィンポリマーを含む、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
13. 前記熱可塑性の薄膜にわたって適用される前記圧力差は、約８ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）から約１６ｐｓｉまでである、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
14. 前記少なくとも１つの入口または前記少なくとも１つの出口と流体連通する空気圧ポンプをさらに含む、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
15. 前記マイクロ流体デバイスは、前記少なくとも１つのマイクロチャネルと前記複数のマイクロチャンバーとの間に、バルブを含まない、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
16. マイクロ流体デバイスを使用するための方法であって、該方法は：
    （ａ）少なくとも１つのマイクロチャネルを含む前記マイクロ流体デバイスを提供する工程であって、ここで、前記少なくとも１つのマイクロチャネルは、少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を含み、そしてここで、前記マイクロ流体デバイスはさらに、複数の吸い上げ開口部によって前記少なくとも１つのマイクロチャネルと流体連通する複数のマイクロチャンバー、ならびに前記複数のマイクロチャンバーを覆うように、前記マイクロ流体デバイスの表面に隣接して配された熱可塑性の薄膜を含む、工程と；
    （ｂ）第１の圧力差の下で、試薬を、前記少なくとも１つの入口または前記少なくとも１つの出口から、前記少なくとも１つのマイクロチャネルまで導く工程と；
    （ｃ）前記少なくとも１つのマイクロチャネルと前記複数のマイクロチャンバーとの間の第２の圧力差の下で、前記試薬を、前記複数のマイクロチャンバーへと導く工程であって、ここで、前記試薬を前記複数のマイクロチャンバーへと導くと、前記複数のマイクロチャンバー内のガスは、前記複数のマイクロチャンバーを覆う前記熱可塑性の薄膜を通って流される、工程と；
    （ｄ）流体を前記複数のマイクロチャンバーへと導入することなく、前記少なくとも１つの入口と前記少なくとも１つの出口との間の第３の圧力差の下で、前記流体を前記少なくとも１つのマイクロチャネルへと導く工程と；
    を含むことを特徴とする、方法。
17. 前記熱可塑性の薄膜は、前記少なくとも１つのマイクロチャネルおよび／または前記複数の吸い上げ開口部を覆う、請求項１６に記載の方法。
18. 前記第２の圧力差は、前記第１の圧力差よりも大きく、前記第３の圧力差は、前記第２の圧力差よりも小さい、請求項１６に記載の方法。
19. 核酸分子を含むポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）試薬を、複数のマイクロチャンバーの各々に提供する工程をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
20. 前記複数のマイクロチャンバーにおいて熱サイクルすることにより、ＰＣＲを実施する工程をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
21. 前記複数のマイクロチャンバーの画像を取得する工程をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
22. 前記ＰＣＲが前記核酸分子を成功裡に増幅する前記複数のマイクロチャンバーの数を数える工程をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
23. マイクロ流体デバイスを使用するためのシステムであって、該システムは：
    移送ステージであって、（ｉ）少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を含む、少なくとも１つのマイクロチャネルと、（ｉｉ）複数の吸い上げ開口部によって、前記少なくとも１つのマイクロチャネルと流体連通する複数のマイクロチャンバーと、（ｉｉ） 前記複数のマイクロチャンバーを覆う熱可塑性の薄膜であって、ここで、前記熱可塑性の薄膜は、前記熱可塑性の薄膜にわたって適用される圧力差の下で、少なくとも部分的にガス透過性である、熱可塑性の薄膜と、を含む少なくとも１つのマイクロ流体デバイスを保持するように構成される、移送ステージと；
    前記少なくとも１つのマイクロ流体デバイスと流体連通する空気圧モジュールであって、ここで、前記空気圧モジュールは、前記複数のマイクロチャンバーへと分配するために、前記マイクロ流体デバイスへと、試薬を装填するように構成される、空気圧モジュールと；
    前記複数のマイクロチャンバーと熱的連通する熱モジュールであって、ここで、前記熱モジュールは、前記複数のマイクロチャンバーの温度を制御して、そして前記複数のマイクロチャンバーを熱サイクルするように構成される、熱モジュールと；
    前記マイクロ流体デバイスの前記複数のマイクロチャンバーを画像化するように構成された光モジュールと；
    前記移送ステージ、前記空気圧モジュール、前記熱モジュール、および前記光モジュールに連結された、１つ以上のコンピュータプロセッサであって、ここで、前記１つ以上のコンピュータプロセッサは、（ｉ）前記複数のマイクロチャンバーへと分配するために、前記試薬を、前記マイクロ流体デバイスへと装填するように、前記空気圧モジュールを導く、（ｉｉ）前記複数のマイクロチャンバーを熱サイクルするように、前記熱モジュールを導く、および（ｉｉｉ）前記複数のマイクロチャンバーを画像化するように、前記光モジュールを導くように、個々に、またはまとめてプログラムされる、１つ以上のコンピュータプロセッサと；
    を含むことを特徴とする、システム。
24. 前記熱可塑性の薄膜は、前記少なくとも１つのマイクロチャネルおよび／または前記複数の吸い上げ開口部を覆う、請求項２３に記載のシステム。
25. 前記空気圧モジュールは、（１）前記試薬を、前記少なくとも１つのマイクロチャネルへと装填するために、第１の圧力差を適用するようにさらに構成されるか、あるいは、（２）前記試薬を、前記複数のマイクロチャンバーへと分配するために、前記少なくとも１つのマイクロチャネルと前記複数のマイクロチャンバーとの間に第２の圧力差を適用するようにさらに構成される、請求項２３に記載のシステム。
26. 前記空気圧モジュールはさらに、流体を、前記少なくとも１つのマイクロチャネルへと流すために、前記少なくとも１つの入口と前記少なくとも１つの出口との間に第３の圧力差を適用するように構成される、請求項２３に記載のシステム。
27. 前記第２の圧力差は、約８ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）から約１６ｐｓｉまでである、請求項２５に記載のシステム。
28. 前記第３の圧力差は、約１ｐｓｉから約４ｐｓｉまでである、請求項２６に記載のシステム。
29. 前記光モジュールは、前記試薬の分配を確認するように構成された少なくとも２つの異なる波長帯を画像化するように構成され、随意にここで、前記少なくとも２つの異なる波長帯のうちの第２の波長帯は、前記複数のマイクロチャンバー内での反応を検出するために使用される、請求項２３に記載のシステム。