JP2020534141A - 粒子回収のためのマイクロ流体システムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2017年9月21日に出願されたイタリア特許出願第102017000105948号の優先権を主張し、同出願の開示を参照により援用する。
・各粒子PAを回収するために約107秒の時間が必要であると推定される。これは、異なる粒子を回収するには特に長い時間が必要であるということを意味する。例えば、96個の粒子を回収するために必要な時間は約3時間である。
・各粒子PAに関して上述の手順を繰り返すと、液体供給が連続して数回作動されて停止されるが、それは、放置チャンバSC内に配置された粒子PPを動かすおよび/または損なう可能性がある。
・液体の連続した作動と停止はシステムを特別なストレス下に置き、それは、使用中の損傷を招く可能性があるか、または(コストがかかり複雑な)方策を用いて強度を増強しなければならないことになる。
Claims (18)
- マイクロ流体システム(1)による粒子(2′)の回収方法であって、少なくとも1つの捕集チャンバ(3)と、少なくとも1つの出口(4)と、少なくとも1つの入口(5)と、少なくとも前記捕集チャンバ(3)で少なくとも1つの所与の粒子(2’)を移動させるように適合された移動アセンブリ(6)を備え、前記捕集チャンバ(3)、前記出口(4)および前記入口(5)は、互いに流体接続されており、
前記方法は、流体の流れを生成するために前記流体が前記入口(5)から前記出口(4)に供給される供給ステップを含み、
前記方法は、前記供給ステップ中(特に、少なくとも部分的に前記供給ステップと同時に)行われる移動ステップを含み、前記移動ステップ中に、前記捕集チャンバ(3)内に配置された粒子(2)の群(8)の少なくとも1つの所与の粒子(2′)に力が及ぼされて、少なくとも前記所与の粒子(2′)を、前記群(8)の他の粒子(2)に相対して、放出エリア(9)に選択的に達するまで移動させ、前記放出エリア(9)では、前記流体の流れによって発生したドラグ力が、前記所与の粒子(2′)を前記出口(4)のほうに移動させる程度であることを特徴とし、
前記捕集チャンバ(3)は放置エリア(12)を備え、前記放置エリア(12)に、前記粒子(2)の群(8)が配置されるとともに、前記放置エリア(12)では前記ドラグ力は、前記粒子(2)の群(8)の前記粒子(2)を前記出口のほうに実質的に移動させるには不十分である方法。 - 前記移動ステップは、誘電泳動、光学ピンセット、磁気泳動、音響泳動、進行波、熱流、電気熱流によって生じる局所流体運動、電気流体力学的力によって生じる局所流体運動、およびそれらの組み合わせからなる群から選択されたシステムによって前記所与の粒子(2′)に(選択的な)力を及ぼすことによって実行され、特に、前記移動ステップは、誘電泳動、光学ピンセット、磁気泳動、音響泳動およびそれらの組み合わせからなる群から選択されたシステムによって前記所与の粒子(2′)に前記(選択的な)力を及ぼすことによって実行される、請求項1に記載の方法。
- 前記移動ステップは、前記粒子(2′)に前記(選択的な)力を直接及ぼすことによって(特に、前記所与の粒子(2′)に運動を伝える前記流体に前記力を及ぼさずに)実行され、特に、前記移動ステップは、前記群(8)の他の粒子(2)に対して独立して前記粒子(2′)を移動させることによって実行される、請求項1または2に記載の方法。
- 前記放出エリア(9)において、前記(選択的な)力は前記ドラグ力よりも小さく、前記供給ステップ中に、前記流体は、連続的な前記流体の流れを生成するために前記入口(5)から前記出口(4)に供給される、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記放出エリア(9)は前記捕集チャンバ(3)内部に配置されている請求項1乃至4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記マイクロ流体システム(1)は、前記捕集チャンバ(3)の外部に、前記入口(5)と前記出口(4)の間に配置されて前記出口(4)と前記入口(5)の間の流体接続を確立する少なくとも1つの合流エリア(13)を備え、前記捕集チャンバ(3)には、前記所与の粒子(2′)が通過して前記出口(4)のほうに移動する開口部(10)が配設され、前記合流エリア(13)は、前記捕集チャンバ(3)の外部に、前記開口部(10)の領域に配置されている、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記マイクロ流体システム(1)は、前記入口(5)と前記出口(4)の間に流体接続を確立するために前記入口(5)と前記出口(4)の間に配置された少なくとも1つの合流エリア(9)を備え、前記流体の流れは、前記合流エリア(9)で第1の速度を有し、前記合流エリア(9)の下流で第2の速度を有し、前記第1の速度は前記第2の速度よりも低速である、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記マイクロ流体システム(1)は、前記捕集チャンバ(3)を前記入口(5)および前記出口(4)に流体接続するために、前記捕集チャンバ(3)と前記出口(4)の間、また前記捕集チャンバ(3)と前記入口(5)の間に、前記捕集チャンバ(3)の一端部に配置された接続チャネル(11)を備え、前記接続チャネル(11)は、前記放置エリア(12)の断面よりも小さい断面を有している、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の方法であって、前記捕集チャンバ(3)の下流での前記所与の粒子(2′)の、前記出口(4)のほうへの通過が検出される検出ステップと、前記供給ステップ中に供給された前記流体の少なくとも一部が前記出口(4)を介して流れ、したがって連続液滴(DR)を形成する排出ステップと、前記所与の粒子(2′)を含有する少なくとも1つの所与の液滴(DR)が、他の液滴(DR)とは別個に捕集される回収ステップを含み、前記所与の液滴(DR)は、前記検出ステップの検出結果に応じて識別される方法。
- 前記供給ステップ中に供給された前記流体の少なくとも一部が前記出口(4)を介して流れ、したがって連続液滴(DR)を形成する排出ステップと、各液滴(DR)の排出が検出される制御ステップと、第1の液滴(DR)が第1の容器(17)内に捕集される回収ステップと、前記制御ステップ中の検出結果に応じて、前記第1の容器(17)と前記出口(4)が互いから離れる方向に移動するとともに、少なくとも1つの第2の容器(17′)と前記出口(4)が互いに近づく方向に移動するように前記容器(17,17′)と前記出口(14)の間に相対移動が生じる移動ステップと、第2の液滴(DR)が前記第2の容器(17,17′)内に捕集されるさらなる回収ステップを含む請求項1乃至9のいずれか一項に記載の方法。
- 粒子の回収のためのマイクロ流体システムであって、前記マイクロ流体システム(1)は、少なくとも1つの捕集チャンバ(3)と、少なくとも1つの出口(4)と、少なくとも1つの入口(5)と、少なくとも前記捕集チャンバ(3)で粒子(2)の群(8)の少なくとも1つの所与の粒子(2′)を移動させるように適合された移動アセンブリ(6)と、流体の流れを生成するために、前記入口(5)から前記出口(4)に前記流体を供給する少なくとも1つの供給装置(7)を備え、
前記マイクロ流体システム(1)は、前記供給装置(7)が、前記入口(5)から前記出口(4)への流体の流れを生成するために前記流体を供給するように適合されていることを特徴とし、前記移動アセンブリ(6)が、前記所与の粒子(2′)を、前記群(8)の他の粒子(2)に相対して、放出エリア(9)に選択的に達するまで移動させるために、少なくとも前記の粒子(2′)に(選択的な)力を及ぼすように適合され、前記放出エリア(9)では、前記流体の流れによって生成されるドラグ力が、前記所与の粒子(2′)を前記出口(4)のほうに移動させるような程度であることを特徴とし、
前記マイクロ流体システム(1)は、前記供給装置(7)が前記入口(5)から前記出口(4)に前記流体を供給する間に前記移動アセンブリ(6)が前記所与の粒子(2′)を前記放出エリア(9)に移動させるように、前記供給装置(7)と前記移動アセンブリ(6)を制御するように適合された制御デバイス(CU)を備え、
前記捕集チャンバ(3)は放置エリア(12)を備え、前記放置エリア(12)は、前記粒子(2)の群(8)を収容するように適合されているとともに、前記放置エリア(12)では、前記ドラグ力が、前記粒子(2)の群(8)の前記粒子(2)を前記出口のほうに実質的に移動させるために十分でないことを特徴とするマイクロ流体システム。 - 前記移動アセンブリ(6)は、誘電泳動、光学ピンセット、磁気泳動、音響泳動、進行波、熱流、電気熱流によって生じる局所流体運動、電気流体力学的力によって生じる局所流体運動、およびそれらの組み合わせからなる群から選択されたシステムを含み、特に、前記移動アセンブリ(6)は、誘電泳動、光学ピンセット、磁気泳動、音響泳動およびそれらの組み合わせからなる群から選択されたシステムを含んでいる、請求項11に記載のマイクロ流体システム。
- 前記移動アセンブリは、前記所与の粒子(2′)に前記力を直接及ぼす(特に、前記所与の粒子(2′)に運動を伝える前記流体に前記力を及ぼさずに)ように適合され、特に、前記移動アセンブリ(6)は、前記群(8)の他の粒子(2)に相対して独立して前記粒子(2′)を移動させるように適合されている、請求項11または12に記載のマイクロ流体システム。
- 前記入口(5)と前記出口(4)の間に流体接続を確立するために、前記捕集チャンバ(3)の外部且つ前記入口(5)と前記出口(4)の間に配置された少なくとも1つの合流エリア(13)を備え、前記捕集チャンバ(3)には、前記所与の粒子(2′)が通過して前記出口(4)のほうに移動する開口部(10)が配設され、前記合流エリア(13)は、前記捕集チャンバ(3)の外部に、前記開口部(10)の領域に配置されており、特に、前記放出エリア(9)は前記捕集チャンバ(3)の内部に配置され、特に、前記供給装置(7)は、実質的に連続的な前記流体の流れを生成するために、実質的に連続的に前記流体を供給するように適合されている、請求項11乃至13のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム。
- 前記合流エリア(13)から前記出口(4)へと延在する出口チャネル(19)を備え、前記出口チャネル(19)は、前記開口部(10)から前記出口(4)のほうに延在する少なくとも1つの側壁を有し、前記マイクロ流体システム(1)が、前記所与の粒子(2′)を前記側壁から離れる方向に、前記出口チャネル(19)の中心のほうに移動させるように適合された移動システムを備えている、請求項14に記載のマイクロ流体システム。
- 前記捕集チャンバ(3)を前記入口(5)および前記出口(4)に流体接続するために、前記捕集チャンバ(3)と前記出口(4)の間、また前記捕集チャンバ(3)と前記入口(5)の間に、前記捕集チャンバ(3)の一端部に配置された接続チャネル(11)を備え、前記接続チャネル(11)は、前記捕集チャンバ(3)の少なくとも一部の断面よりも小さい断面を有し、前記接続チャネル(11)は、少なくとも前記放置エリア(12)の断面よりも小さい断面を有している、請求項11乃至15のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム。
- 前記出口(4)は、複数の液滴(DR)を形成するために、前記流体の少なくとも一部が前記出口(4)を通って流れるように構築され、
前記マイクロ流体システム(1)は、前記捕集チャンバ(3)の下流の前記所与の粒子(2′)の、前記出口(4)のほうへの通過を検出する第1の検出器(14)と、前記出口からの各前記液滴(DR)の放出を検出する第2の検出器(15)と、少なくとも2つの別個の容器(17,17′)および、前記第1と第2の検出器(14,15)による検出結果に応じて前記容器(17,17′)と前記出口(4)の間の相対移動を生じさせる1つの移動装置(18)を備えた捕集システム(16)を備え、特に、前記マイクロ流体システム(1)は出口チャネル(19)を備え、前記出口チャネル(19)の一端に前記出口(4)が配設され、特に、前記第1の検出器(14)は前記出口チャネル(19)の領域に配置されている、請求項11乃至16のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム。 - 使用時に試料が前記マイクロ流体システム(1)内に挿入される入口(24)と、前記捕集チャンバ(3)を備えた分離ユニット(25)とを備え、前記分離ユニット(25)は、所与のタイプの前記粒子(2)の少なくとも一部を、前記試料のさらなる(特に、異なるタイプの)粒子に相対して実質的に選択的に前記捕集チャンバ(3)の前記放置エリア(12)に移送するように適合され、特に、前記分離ユニット(25)は主チャンバ(26)を備え、所与のタイプの前記粒子(2)の少なくとも一部を、前記試料のさらなる粒子に相対して実質的に選択的に前記主チャンバ(26)から前記捕集チャンバ(3)に移送するように適合されている、請求項11乃至17のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム。
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