JP2022521940A - 粒子を単離するマイクロ流体方法及びシステム - Google Patents

Abstract

粒子２を回収するマイクロ流体方法及びシステム１。サンプルが複数のチャネル７に沿って給送されている間に、所与のタイプの一部の粒子２がチャネル７のセグメント１６において捕捉され、チャネル７に沿って流れる流体流を維持しながら、異なるタイプの更なる粒子３が、出口６を通して去りアンロードされ、この時点で、例えば、誘電泳動システムを備える移動デバイス２６が、所与のタイプの各粒子２に対して力を直接加え、各粒子２を収集エリア２５に選択的に搬送する。【選択図】図２

Description

［関連出願の相互参照］
本特許出願は、２０１９年２月２６日に出願された伊国特許出願第１０２０１９０００００２７７７号からの優先権を主張し、その全体の開示は引用することにより本明細書の一部をなす。

本発明は、粒子を単離するマイクロ流体方法及びシステムに関する。

所与のタイプの粒子の他のタイプの粒子に対する単離を得るために異なる方法が知られている。

しかしながら、今日まで、いずれの単一デバイスも、大量の異なるタイプの粒子内に分散した、希少細胞（例えば、循環腫瘍細胞）を含むサンプルを、高い純度水準で迅速に単離することができなかった。

国際公開第２０１２０３７０３０号は、循環腫瘍細胞（ＣＴＣ：circulating tumour cell）の濃縮（enrichment）を得るために使用することができるデバイスを開示している。

それでも、このデバイス（例１参照）によって、無視できない量の赤血球及びリンパ球を依然として含むサンプルを得ることができ、１００％の純度を有する単一細胞を得ることができない。

本発明の目的は、従来技術の問題を少なくとも部分的に克服することを可能にし、同時に、生産するのが容易かつ安価である、粒子を単離するマイクロ流体方法及びシステムを提供することである。

本発明によれば、マイクロ流体方法及びシステムは、独立請求項において、及び好ましくは、独立請求項に直接的に又は間接的に依存する請求項のうちの任意の請求項において規定されるように、提供される。

明示的に別段の指定がない限り、本テキストにおいて、以下の用語は、以下で示す意味を有する。

セクションの等価直径は、セクションと同じ面積を有する円の直径を意味する。

マイクロ流体システムは、マイクロ流体回路を備えるシステムであり、マイクロ流体回路は、更に、少なくとも１つのマイクロ流体チャネル及び／又は少なくとも１つのマイクロ流体チャンバーを備えることを意味する。必ずしもそうではないが有利には、マイクロ流体システムは、少なくとも１つのポンプ（とりわけ、複数のポンプ）、少なくとも１つの弁（とりわけ、複数の弁）、及びおそらくは、少なくとも１つのガスケット（とりわけ、複数のガスケット）を備える。

特に、マイクロ流体チャネルは、０．５ｍｍ未満の等価直径を有するセクションを有するチャネルを意味する。換言すれば、マイクロ流体チャネルは、０．５ｍｍ未満の等価直径のセクションを有する少なくとも１つのセグメントを有する。

特に、マイクロ流体チャンバーは、０．５ｍｍ未満の高さを有する。とりわけ、マイクロ流体チャンバーは、高さより大きい（より厳密には、高さの少なくとも５倍の）幅及び長さを有する。

本テキストにおいて、粒子は、５００μｍ未満（有利には、１５０μｍ未満、特に、最大１０μｍ）のより大きい直径を有する血球を意味する。幾つかの非制限的な例によれば、粒子は、細胞、細胞残屑（特に、細胞片）、細胞凝集体（球状細胞塊又は腫瘍様塊等の幹細胞に由来する細胞の小クラスター等）、細菌、リポスフィア（liposphere）、マイクロスフィア（ポリスチレン及び／又は磁性）、細胞に結合したマイクロスフィアから形成されたナノスフィア（例えば、最大１００ｎｍのナノスフィア）錯体（及び、その組み合わせ）から選択される。

有利には、粒子は細胞である。

幾つかの非制限的な実施の形態によれば、粒子（有利には、細胞及び／又は細胞残屑）は、６０μｍ未満のより大きい直径を有する。

幾つかの特定の非制限的な実施の形態によれば、粒子は、腫瘍細胞、白血球（ＷＢＣ）、間質細胞、精液、循環腫瘍細胞（ＣＴＣ）、芽胞、胎児細胞、マイクロスフィア（マイクロビーズ）、リポソーム、エクソソーム、上皮細胞、赤芽球、栄養芽細胞、赤血球（及び、その組み合わせ）からなる群において選択される。

粒子のサイズは、目盛りを刻んだスケールを有する顕微鏡、又は、目盛りを刻んだスケールを有するスライド（粒子がその上に付着する）とともに使用される通常の顕微鏡を用いて、標準モードで測定することができる。

本テキストにおいて、粒子のサイズは、粒子の長さ、幅、及び深さを意味する。

表現「実質的に選択的に（substantially selectively）」は、（典型的には移動しない）他の粒子に対する粒子の移動（又は、移動を示す他の類似の用語）を識別するために使用される。特に、移動及び／又は分離する粒子は、その大多数が１つ以上の所与のタイプである粒子である。必ずしもそうではないが有利には、実質的に選択的な移動（又は、移動及び／又は分離を示す他の同様の用語）は、単数又は複数の所与のタイプの粒子の少なくとも９０％（有利には、９５％）を有する粒子を移動させる。

本テキストにおいて、表現「下流（downstream）」及び「上流（upstream）」は、流体流の及び／又は（マイクロ流体システムの入口から出口への）粒子の移動の方向を参照して解釈される。

本発明は、本発明の実施形態の幾つかの非制限的な例を示す添付図面を参照して以降で述べられる。

本発明によるマイクロ流体システムの概略平面図である。 異なる動作ステップ中の、本発明によるマイクロ流体システムの更なる実施形態の概略平面図である。 互いに続く動作ステップにおける、図２のシステムの概略平面図である。 互いに続く動作ステップにおける、図２のシステムの概略平面図である。 互いに続く動作ステップにおける、図２のシステムの概略平面図である。 互いに続く動作ステップにおける、図２のシステムの概略平面図である。 明確にするために一部の詳細が省略されている図２のシステムの一部を概略的に示す図である。 拡大スケール上での図２の一部の詳細を示す図である。 図２の詳細を、平面図でかつ拡大スケール上で示す図である。 図９の詳細のラインＩＸ－ＩＸに沿う断面図である。 図２のマイクロ流体システムの詳細の異なる実施形態を示す図である。 図２のマイクロ流体システムの詳細の異なる実施形態を示す図である。 図２のマイクロ流体システムの詳細の異なる実施形態を示す図である。 図２のマイクロ流体システムの詳細の異なる実施形態を示す図である。 図２のマイクロ流体システムの詳細の異なる実施形態を示す図である。 図２のマイクロ流体システムの詳細の異なる実施形態を示す図である。 本発明によるマイクロ流体システムの更なる実施形態の一部の上面図である。 本発明によるマイクロ流体システムの更なる実施形態の概略平面図である。 本発明によるマイクロ流体システムの更なる実施形態の概略平面図である。 異なる動作モードにおける図２のマイクロ流体システムの概略平面図である。

図１において、少なくとも１つの粒子２を単離する、より厳密には、異なるタイプの他の粒子３に対して所与のタイプの粒子２を単離するマイクロ流体システムが、全体として１で示される。

特に、粒子３は、粒子２と形態的に異なる。

例えば、粒子３は、サイズ及び／又は重量が粒子２と異なる。

マイクロ流体システム１は、マイクロ流体回路４を備え、マイクロ流体回路４は、更に、少なくとも１つの入口５、少なくとも１つの出口６、及び少なくとも１つのマイクロ流体チャネル７を備え、マイクロ流体チャネル７は、（入口５と出口６との間に延在し）入口５と第１の出口６とを流体接続するように設計される。システム１は、サンプルをチャネル７に沿って給送するように設計される給送アセンブリ８を更に備える。

サンプルは、少なくとも粒子２（より厳密には、複数の粒子２）及び少なくとも１つの粒子３（より厳密には、複数の粒子３）を含む。

特に、その（各）粒子２は、その（各）粒子３に対して異なるサイズを有する。より厳密には、その（各）粒子２は、その（各）粒子３より大きいサイズである。

幾つかの特定の非制限的な実施形態によれば、その（各）粒子２は循環腫瘍細胞を含み（であり）、その（各）粒子３は、赤血球、リンパ球（及びその組み合わせ）からなる群において選択される。

幾つかの非制限的な実施形態によれば、給送アセンブリ８は、サンプルをマイクロ流体回路に給送する給送デバイス９、及び、洗浄流体（特に、ＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水）等の緩衝液を含む）を、チャネル７を通し、出口６に向けて（を通して）（マイクロ流体回路の外に）給送する洗浄デバイス１０を備える。

特に、給送デバイス９は、リザーバー１１（サンプルを収容するように設計される）及びアクチュエーター１２、より厳密にはポンプ（更により厳密にはシリンジポンプ）を備える。

特に、洗浄デバイス１０は、リザーバー１３（洗浄液を収容するように設計される）及びアクチュエーター１４、より厳密にはポンプ（更により厳密にはシリンジポンプ）を備える。

図２を特に参照すると、必ずしもそうではないが有利には、システム１（より厳密には、マイクロ流体回路４）は、複数のマイクロ流体チャネル７を備える。

その（各）チャネル７は、少なくとも１つの（それぞれの）セグメント１５、セグメント１５の下流に配置される少なくとも１つの（それぞれの）セグメント１６、及びセグメント１６の下流に配置される少なくとも１つのセグメント１７を備える。

システム１（特に、チャネル７）は捕捉システムを更に備え、捕捉システムは、（特に、セグメント１６に配置され、）特に、粒子３（少なくともセグメント１７に達する）を通過させながら、マイクロ流体チャネル７内に（特に、第２のセグメント１６において）粒子２を捕捉するように設計される。

換言すれば、捕捉システムは、特に、粒子３（少なくともセグメント１７に達する）を通過させながら、粒子２がマイクロ流体チャネル７から（特に、第２のセグメント１６から）漏出する（出る）ことを防止するように設計（構成）される。

幾つかの非制限的な実施形態によれば、捕捉システムは、第２のセグメント１６であって、第１の粒子２を捕捉するように設計されるセグメント１６の渦を、マイクロ流体チャネル７を通って流れる流体流それ自身の結果として生成するように形作られる、第２のセグメント１６、セグメント１６において誘電泳動力を加えるように設計されるデバイス、セグメント１６において磁力を加えるように設計されるデバイス（及びその組み合わせ）からなる群において選択される。

必ずしもそうではないが有利には、その（各）セグメント１５は内側断面を有し、その（各）セグメント１６は、セグメント１５の内側断面に対して、突然の増加ＡＩ、特に、少なくとも約８０μｍの等価直径の突然の増加（図９及び図１４）を有する内側断面を有する。その（各）セグメント１７は、セグメント１６の内側断面より小さい内側断面を有する。

必ずしもそうではないが有利には、その（各）チャネル７は、連続して配置された複数のセグメント１６を備える。より厳密には、これらの場合、１つ以上のセグメント１７は、セグメント１５の機能を実施することもできる（セグメント１６の下流と上流との両方に配置される）。

特に、サイズ増加ＡＩは、約８０μｍ～約８００μｍ（より厳密には、最大４００μｍ、更により厳密には、最大１００μｍ）に及ぶ。図９及び図１０において、チャネル７の両側で増加ＡＩが存在することが留意されるべきである。

典型的には、セグメント１５及び１７は、それぞれが互いに独立に、２０μｍ～２００μｍのそれぞれの幅Ｗ及びＷＡを有する。

必ずしもそうではないが有利には、セグメント（各セグメント）１５及び１７は、２０μｍより長い長さＬを有する。

幾つかの好ましい実施形態によれば、その（各）拡張セグメント１６は、約２００μｍ～約２ｍｍに及ぶ長さＬＬを有する。

これは、特にセグメント１５の内部での粒子の配置が改善されることを可能にする。

必ずしもそうではないが有利には、チャネル７（特に、セグメント１５、１６、及び１７）は、２０μｍ～５００μｍに及ぶ高さＨを有する。

この点に関して、粒子２及び３がセグメント１５に沿って搬送されている間に、２つの力が粒子２及び３に作用する（図８のビューＡ）ため、各粒子２及び３が、２つの力が互いに相殺される、各粒子とチャネル７の壁との間の距離として規定される、それぞれの平衡位置Ｘ_ｅｑ（図８のビューＢ）に達することが留意されるべきである。

２つの力は、粒子２及び３に作用し、チャネル７の壁に向けて粒子２及び３を押すせん断勾配リフト力（shear gradient lift force）Ｆ_Ｌ、及び、粒子２及び３をチャネル７の壁から離す壁効果リフト力（wall effect lift force）Ｆ_ＬＷである。

少なくとも１つの渦（図８、ビューＣに示す場合、２つの渦）は、拡張セグメント１６内で生成され、より大きいサイズの粒子２は、より大きい力Ｆ_Ｌ（力Ｆ_Ｌは、粒子の直径の３乗にほぼ比例する）を受け、渦によって捕捉され、一方、より小さいサイズの粒子３は、セグメント１６をより容易に通過し、セグメント１７に達する。

必ずしもそうではないが有利には、セグメント１５、１６、及び１７は、平行四辺形（parallelogram）の形状（付加的に又は代替的に、四辺形（quadrilateral）の形状（図１０））を実質的に有するそれぞれの断面を有する。

構成詳細、動作、及び、その（各）チャネル７（及びマイクロ流体回路４）の異なる実施形態は、特許文献１により詳細に記載される。

有利には、システム１はまた、洗浄デバイス１０の（より厳密には、アクチュエーター１４の）、及び、給送デバイス９の（より厳密には、アクチュエーター１２の）動作を調整するように設計された（それ自体知られているタイプで、示されない）制御ユニットを備える。特に、使用時、制御ユニットは、その（各）チャネル７に沿って流れる流体流が（上記の単数／複数の渦を得るために）所望の値に（およそ所望の値に）維持され、（マイクロ流体回路４に給送されるサンプルを使い尽くした）給送デバイスが徐々にスローダウンするにつれて、洗浄デバイス１０（より厳密には、アクチュエーター１４）をより高い程度で動作させることを保証することができる。

図１１～図１７によりよく示すように、チャネル７（より厳密には、単数／複数の拡張セグメント１６）は、異なる形状を有することができる。

幾つかの非制限的な実施形態によれば、セグメント１６は一方の側のみで幅広化する。これらの場合、必ずしもそうではないが有利には、後続のセグメント１６は、（セグメント１５及び１７に関して（図１７））反対側に交互に配置される。これは、粒子２の捕捉能力が増加することを可能にする。さらに、こうして、隣接するチャネル７のセグメント１６は互いに交互に配列することができ、チャネル７は、互いから制限された距離に配置することができ、全体寸法を低減する。

幾つかの実施形態によれば、セグメント１６は、実質的に平行六面体の四辺形（parallelepiped quadrilateral）（図１～図９、図１４、及び図１７、特に、実質的に長方形）、実質的に台形（図１１及び図１５）、実質的に三角形（図１２）、実質的に半円（図１３）（及び、その組み合わせ）からなる群において選択される形状を有する、チャネル７の主伸長部から突出する幅広化エリア１８を備える。図１～図８及び図１６の実施形態は、２つの幅広化エリア１８を有する。

必ずしもそうではないが有利には、セグメント１６（より厳密には、幅広化エリア１８）は少なくとも１つの後表面１９によって境界を定められ、その後表面１９は、セグメント１５の端部に配置され（マイクロ流体チャネル７を横断し）、チャネル７に沿う流体の給送方向Ｄ（換言すれば、セグメント１５に沿う粒子２及び３の運動方向Ｄ）に対して、少なくとも４５度の傾斜を有する（特に、実質的に垂直である）。特に、方向Ｄはまた、チャネル７の長手方向伸長部の方向である。

幾つかの非制限的な実施形態によれば、チャネル７は、セグメント１７の起始部に配置された前表面２０を有し、前表面２０は、セグメント１６の境界を定め（より厳密には、幅広化エリア１８の境界を定め）（マイクロ流体チャネル７を横断し）、方向Ｄに対して或る傾斜を有する。例えば、表面２０は、方向Ｄに対してほんのわずかに傾斜することができ、セグメント１５の幅へ徐々に戻ることを可能にする。代替的に、表面２０が存在せず、この場合、セグメント１７はセグメント１５より広い幅を有する。

図１１に示す実施形態によれば、表面１９は、９０度よりほんの少し小さい（流体の給送方向に対する）傾斜を有する（図に示す角度θは４５度であり、比較を可能にする）。

幾つかの非制限的な実施形態（図１６に示す実施形態等）によれば、表面１９は湾曲する。

図１６の場合、表面１９は、方向Ｄから徐々に逸れ始める。この場合、表面１９の異なる地点でとられる種々の接線は、互いに更に著しく異なる角度を有する。例えば、表面１９の初期エリアにおいて、接線は、θ’であり４５度未満の比較的に小さい角度を有する。しかしながら、表面１９の端部に向かって移動すると、角度θ’’は、広くかつ４５度より大きい。

表面１９が湾曲するか又は不連続である場合（図１６の変形の場合のように）、後表面１９の傾斜は、表面１９の全長に沿う方向Ｄに対する角度の平均から得られる平均角度であると考えられる。

幾つかの非制限的な実施形態（図２～図６）によれば、マイクロ流体回路４は、給送アセンブリ８と単数／複数のチャネル７との間に配置された接続部２１（多岐管）を備える。接続部２１（多岐管）は、サンプル及び／又は洗浄流体が全てのチャネル７に搬送されることを可能にする。とりわけ、接続部２１は、単数／複数のチャネル７の単数／複数の初期端部に配置される。

特に、マイクロ流体回路４はまた、全てのチャネル７を出口６に流体接続するために、チャネル７の下流に、より厳密には、チャネル７と出口６との間に配置される接続部２２を備える。使用時、接続部２２は、チャネル７を通過する流体が、出口６を通ってマイクロ流体回路４から出ることを可能にする。とりわけ、接続部２２は、単数／複数のチャネル７の単数／複数の終端側端部に配置される。

接続部２２が、単数／複数のセグメント１７の一部であるか又は単数／複数のセグメント１７を形成すると考えることもできることが留意されるべきである。

必ずしもそうではないが有利には、システム１は、マイクロ流体チャネル７に流体接続され、マイクロ流体チャネル７の下流に配置された収集エリア２５を備える。

システム１は、セグメント１６の下流に（より厳密には、セグメント１６の下流のエリア内で、特に、チャネル７から収集エリア２５まで）所与の経路Ｐの少なくとも１つの部分に沿って（特に、セグメント１６から、すなわち、セグメント１６から始まって、より厳密には、セグメント１６から外に）、その（各）粒子２それ自身を（実質的に選択的に、特に、単数／複数の粒子３に対して）移動させるために、（特に、粒子２に移動を伝える、流体に対して加えられる力なしで）所与のタイプのその（各）粒子２に対して（選択的）力を直接加えるように設計される移動デバイス２６を更に備える。

特に、換言すれば、移動デバイス２６は、所与の経路Ｐの少なくとも１つの部分に沿って、セグメント１６から（すなわち、セグメント１６の内部から）、その（各）粒子２それ自身を移動させるために、所与のタイプのその（各）粒子２に対して（選択的）力を直接加えるように設計される。

特に、経路Ｐは、セグメント１６の下流に（とりわけ、更なる出口２７に向かって）、特に、セグメント１６から（すなわち、セグメント１６の内部から）、マイクロ流体回路４の一部（少なくとも一部）の内部で（より厳密には、一部（少なくとも一部）に沿って）（マイクロ流体システム１の内部で）延在する。必ずしもそうではないがより厳密には、経路Ｐは、セグメント１６から（すなわち、セグメント１６の内部から）収集エリア２５まで延在する。

必ずしもそうではないが有利には、システム１は、マイクロ流体回路４の更なる出口２７、及び、その（各）粒子２を収集エリア２５から出口２７を通してマイクロ流体回路４から外に搬送するように設計される搬送アセンブリ２８を備える。

幾つかの非制限的な実施形態によれば、収集エリア２５は、単数／複数のチャネル３及び出口２７を流体連通状態にするように設計される。

必ずしもそうではないが有利には、収集エリア２５は、互いに（及びチャネル７に）流体接続された待機エリア２９及び回収エリア３０を備える。エリア３０は、出口２７に対して流体的に、特に直接（すなわち、他の要素の介在なしで）接続される。特に、エリア３０は、エリア２９を、出口２７と流体連通状態にする（より厳密には、出口２７とエリア２９との間に配置される）。

更に詳細には、マイクロ流体回路４は、収集エリア２５、特に、エリア３０と出口２７との間に介在する出口ダクト３１を備える。

特定の非制限的な実施形態（図２～図６に示す実施形態等）によれば、エリア２９及び３０は、それぞれ待機チャンバー及び回収チャンバーであり、待機チャンバーの（及び／又は回収チャンバーの）少なくとも１つの部分の断面より小さい断面を有する少なくとも１つの接続チャネルによって、チャネル７に（及び互いに）接続される。

幾つかの非制限的な実施形態によれば、マイクロ流体回路４は、待機エリア２９に配置された更なる出口３２を備える。より厳密には、エリア２９は、エリア３０と出口３２とを流体接続する（出口３２とエリア３０及び／又はチャネル７との間に配置される）。特に、マイクロ流体回路はまた、エリア２９と出口３２との間に配置され、エリア２９を出口３２に流体接続するダクト３３を備える。

特に、システム１（より厳密には、搬送アセンブリ２８）は、収集エリア２５に流体接続され、洗浄液、特に、緩衝液を収容する（及び収納する）ように設計される洗浄液のリザーバー３４を更に備える。

より詳細には、リザーバー３４は、待機エリア２９と回収エリア３０との間に介在する収集エリア２５の給送エリア３５に接続される。リザーバー３４は、特に、給送ダクトを備える。

幾つかの非制限的な実施形態によれば、システム１（特に、搬送アセンブリ２８）は、洗浄液をリザーバー３４から収集エリア２５まで（特に、エリア３５を通して）送るように設計される圧力手段３６（より厳密には、ポンプ及び／又は加圧ガスのタンク）を備える。

幾つかの非制限的な実施形態によれば、システム１（より厳密には、移動デバイス２６）は、マイクロ流体回路４の少なくとも一部、特に、少なくともチャネル７（チャネル７の一部）の、とりわけ、少なくともセグメント１６（セグメント１６の一部）の画像を取り込む検出デバイス（図示せず、それ自体知られている）を備える。

付加的に又は代替的に、検出デバイスは、少なくとも所与の経路Ｐ（所与の経路Ｐの一部）の、特に、少なくともセグメント１６（セグメント１６の一部）の、及び、少なくとも収集エリア２５（収集エリア２５の一部）の画像を取り込むように設計される。

必ずしもそうではないが有利には、検出デバイスは、マイクロ流体回路４の少なくとも一部内に存在する単一粒子２及び／又は３のタイプ及び配置を検出するために、蛍光画像及び／又は明視野画像を得るように設計された光学顕微鏡を備える装置を備える。特に、顕微鏡を備える装置は、粒子２及び／３がそれを用いてマーク付けされる選択的蛍光マーカーを励起し、受信される蛍光信号に基づいてマイクロ流体回路内のマーク付けされた粒子２及び／又は３の位置を検出するように構成される。

幾つかの好ましいが、非制限的な実施形態によれば、検出デバイスは、粒子２及び３が同じサイズを有する場合でも、（特に、１つ以上の形態及び／又は蛍光特徴、例えば、カラー及び／又は形状に基づいて）粒子２と粒子３とを区別することができる。

特に（図５）、移動デバイス２６は、収集エリア２５（特に、待機エリア２９）に達するまで、選択的に単数／複数の粒子３に対して単数／複数の粒子２を移動させるために、単数／複数の粒子２に対して力を（直接）加えるように設計される。

特に、移動デバイス２６は、移動デバイス２６の（より厳密には、移動デバイス２６のアクチュエーター、例えば、電極の）動作を、検出デバイスによって検出されるものの関数として調節するように設計される制御デバイス（示さず）を備える。

必ずしもそうではないが有利には、制御デバイスは、システム１の上記で述べた制御ユニットの一部である（又は、制御ユニットに接続される）。

幾つかの非制限的な実施形態によれば、移動デバイス２６は、その（各）粒子２それ自身を収集エリア２５（特に待機エリア２９）まで移動させるために、その（各）粒子２に対して（他の粒子３及び／又は２に対する）選択的力を加えるように設計される。

１つ以上の粒子に対する選択的力は、１つ以上の他の粒子に対するのではなく、この／これらの単数／複数の粒子に対して加えられる力を意味する。

必ずしもそうではないが有利には、移動デバイス２６は、他の粒子３に対して独立に、（少なくとも）粒子２を移動させるように設計される。

こうして、粒子２の群を、収集エリア２５（より厳密には、待機エリア２９）で（その内部で）生成することができる。

必ずしもそうではないが有利には、移動デバイス２６は、（他の単数／複数の粒子に対して）回収エリア３０に選択的に達するまで、粒子２を移動させるために、収集エリア２５内に（特に、待機エリア２９内に）配置された粒子２の群のうちの１つの（各）粒子２に対して力を（直接）加えるように設計される。

幾つかの非制限的な実施形態によれば、移動デバイス２６は、その（各）粒子２それ自身を待機エリア２９から回収エリア３０まで移動させるために、その（各）粒子２に対して（他の粒子３及び／又は２に対する）選択的力を加えるように設計される。

必ずしもそうではないが有利には、移動デバイス２６は、進行波（travelling wave）、熱流、電熱流によって生成される局所的流体移動、電気流体力学的力（electro-hydrodynamic force）によって生成される局所的流体移動、誘電泳動、光ピンセット（optical tweezer）、光電子ピンセット（opto-electronic tweezer）、光誘起式誘電泳動、磁気泳動（magnetophoresis）、音響泳動（及びその組み合わせ）からなる群において選択される粒子移動システムを含む。

とりわけ、移動デバイス２６は、誘電泳動、光ピンセット、磁気泳動、音響泳動（及びその組み合わせ）からなる群において選択される粒子移動システムを含む。

特定の非制限的な実施形態によれば、システム１（より厳密には、移動デバイス２６）は、特許出願国際公開第００６９５６５号、国際公開第２００７０１０３６７号、国際公開第２００７０４９１２０号の少なくとも１つの特許出願に記載されるような誘電泳動ユニット（又はシステム）を備え、その内容は、完全な説明を提供するために引用することにより完全に本明細書の一部をなす。特に、移動デバイス２６は、誘電泳動ユニット（又はシステム）の一部を含む。とりわけ、移動デバイス２６は、国際公開第２０１０／１０６４３４号及び国際公開第２０１２／０８５８８４号によって公開された特許出願の説明に従って動作する。

必ずしもそうではないが有利には、システム１は、単数／複数のチャネル７の上流に、より厳密には、給送アセンブリ８と単数／複数のチャネル７との間に（特に、給送アセンブリ８と接続部２１との間に）配置される流量調節器３７（弁）を備える。

必ずしもそうではないが有利には、システム１は、単数／複数のチャネル７の下流に、より厳密には、単数／複数のチャネル７と出口６との間に（特に、接続部２２と出口６との間に）配置される流量調節器３８（弁）を備える。

必ずしもそうではないが有利には、システム１は、回収エリア３０の下流に、より厳密には、収集エリア２５と出口２７との間に（特に、回収エリア３０と出口２７との間に、とりわけ、出口ダクト３１に沿って）配置される流量調節器３９（弁）を備える。

必ずしもそうではないが有利には、システム１（特に、搬送アセンブリ２８）は、給送エリア３５とリザーバー３４との間に（及び、給送エリア３５と圧力手段３６との間に）配置される流量調節器４０（弁）を備える。

必ずしもそうではないが有利には、システム１は、待機エリア２９の下流に、より厳密には、収集エリア２５と出口３２との間に（特に、待機エリア２９と出口３２との間に、とりわけ、ダクト３３に沿って）配置される流量調節器４１（弁）を備える。

特に、流量調節器３７～４１は、流量調節器３７～４１それら自身の動作を調節するように設計される制御ユニット（より詳細に上記で述べた）に接続される。より厳密には、制御ユニットは、給送アセンブリ８が動作し、サンプル及び／又は洗浄流体が給送アセンブリ８それ自身から出口６に向けて搬送される間に、流量調節器３７及び３８を開放状態に（そして、好ましくは、流量調節器３９、４０、及び４１を閉鎖状態に）維持するように設計される。

必ずしもそうではないが有利には、制御ユニットは、給送デバイス２６が単数／複数の粒子を単数／複数のチャネル７から収集エリア２５まで運ぶ間、流量調節器３７～４１を閉鎖状態に維持するように設計される。こうして、マイクロ流体回路内に存在する流体（液体）の摂動のリスクが収集エリアへの単数／複数の粒子２の正しい移送をより難しくすることを低減する。

必ずしもそうではないが有利には、制御ユニットは、移動デバイス２６が単数／複数の粒子２を待機エリア２９から回収エリア３０まで個々に移動させている間、流量調節器３９、４０、及び４１（及び、有利には、同様に３７及び３８）を閉鎖状態に維持するように設計される。特に、粒子２がエリア３０内にあるとき、制御ユニットは（これに関しては、検出デバイスによって何が検出されたかに基づいて）、洗浄液をリザーバー３４から出口２７まで行かせ、その結果、回収エリア３０内に存在する単数／複数の粒子２を出口２７それ自身まで搬送するために流量調節器４０及び３９を開放するように設計される。

特に図１８を参照すると、幾つかの非制限的な実施形態によれば、収集エリア２５は接続部２２に対応する。特に、これらの場合、マイクロ流体回路４は単一出口６を有する（単一出口６を通して、使用時、単数／複数の粒子３及び単数／複数の粒子２がともにマイクロ流体回路４から送出される）。とりわけ、これらの場合、使用時、粒子２は、洗浄デバイス１０を動作させながら、マイクロ流体回路４から吐出される。

特に図１９を参照すると、幾つかの非制限的な動作モードによれば、サンプルは、少なくとも１つの更なる粒子２’（特に、複数の更なる粒子２’）を含む。粒子２’は（例えば、サイズ及び／又は重量が）粒子２と異なる。とりわけ、粒子２’は粒子２と形態的に異なる。

特に、粒子２’は（例えば、サイズ及び／又は重量が）粒子３と異なる。とりわけ、粒子２’は粒子３と形態的に異なる。

幾つかの非制限的な実施形態によれば、マイクロ流体チャネル７は、セグメント１６の下流に配置される少なくとも１つのセグメント１６’を備える。これらの場合、捕捉システム１は、単数／複数の粒子３及び単数／複数の粒子２’を通過させながら、単数／複数の粒子２をセグメント１６内に捕捉し、単数／複数の粒子３を通過させながら、単数／複数の粒子２’を第４のセグメント１６’内に捕捉するように構成される。

こうして、幾つかのタイプの異なる粒子を少なくとも部分的に単離する（したがって、とりわけ、以下でより詳細に述べる選択ステップを簡略化する）ことが可能である。

幾つかの非制限的な実施形態によれば、捕捉システムは、（セグメント１６に関連して上記で示したものに加えて）粒子２’を捕捉するように設計されるセグメント１６’の渦を、マイクロ流体チャネル７を通って流れる流体流それ自身の結果として生成するように形作られるセグメント１６’、セグメント１６’において誘電泳動力を加えるように設計されるデバイス、及びセグメント１６’において磁力を加えるように設計されるデバイス（及びその組み合わせ）からなる群において選択される。

特に、セグメント１６’はセグメント１７に沿って配置される。

必ずしもそうではないが有利には、その（各）セグメント１７は、（セグメント１６の下流でかつセグメント１６’の上流に）内側断面を有し、その（各）セグメント１６’は、セグメント１７（セグメント１６’の上流の）の内側断面に対して、特に少なくとも約８０μｍの突然の増加ＡＩを有する内側断面を有する。その（各）セグメント１７は、セグメント１６’の内側断面より小さい内側断面を、セグメント１６’の下流に有する。

例えば、捕捉システムは、セグメント１６’に配置され、粒子２’を捕捉するように設計される渦を、マイクロ流体チャネル７を通って流れる流体流それ自身の結果として生成するように形作られるセグメント１６’を備える。

必ずしもそうではないが有利には、単数／複数のセグメント１６’は、単数／複数のセグメント１６の内側断面と異なる内側断面を有する。

本発明の一態様によれば、特に上述されたような、マイクロ流体システム１によって、所与のタイプの少なくとも１つの粒子２を単離する方法も提供される。

方法は、給送ステップ（図３）を含み、給送ステップ中に、給送アセンブリ８は、単数／複数の粒子２及び粒子２と異なるタイプの少なくとも１つの粒子３を含むサンプルを、入口５から出口６までマイクロ流体チャネル７に沿って（特に、マイクロ流体チャネルを通って）給送する。

特に、サンプルはまた、粒子２及び３がその中で分散（懸濁）する流体（例えば、緩衝液）を含む（主に流体（例えば、緩衝液）からなる）。

幾つかの非制限的な実施形態によれば、流体は、単数／複数の粒子２及び単数／複数の粒子３がその中で分散する実質的に液体ベースを備える（である）。

方法は、捕捉ステップ（給送ステップと実質的に同時である）であって、捕捉ステップ中に、単数／複数の粒子２はチャネル７内に（特に、セグメント１６内に）捕捉され、少なくとも１つの粒子３はセグメント１６を通過し、少なくともセグメント１７に達する（特に、チャネル７を通過する）、捕捉ステップと、選択ステップ（図５）であって、選択ステップは捕捉ステップに続き、選択ステップ中に、移動デバイス２６は、粒子２に対して（他の何か、例えば、粒子がその中で懸濁される流体（流体は粒子２に移動を伝える）に力が加えられることなく）力を直接加える、選択ステップとを更に含む。

換言すれば、捕捉ステップ中に、特に、粒子３を通過させながら（粒子３は少なくともセグメント１７に達する）、粒子２がマイクロ流体チャネル７から（特に、第２のセグメント１６から）漏出する（出る）ことを防止する。

必ずしもそうではないが有利には、方法は、調整ステップを含み、調整ステップ中に、サンプルの温度は、流体の（より厳密には、液体ベースの）粘度を調整（変更）するために修正される。

こうして、各セグメント１６の内部で形成される渦のパラメーター、したがって、セグメント１６内に捕捉される粒子２のサイズ／重量を調整することが可能であることが実験的に観測された。

特に、システム１は、（特に、サンプルがチャネル７に沿って配置されるときに）サンプルの温度を修正する（それ自体知られているタイプで、示されない）加熱／冷却デバイスを備える。

図２０を特に参照すると、幾つかの非制限的な実施形態によれば、サンプルは少なくとも１つの粒子３’を含む。

粒子３’は（例えば、サイズ及び／又は重量が）粒子２と異なる。とりわけ、粒子３’は粒子２と形態的に異なる。

特に、粒子３’は（例えば、サイズ及び／又は重量が）粒子３と異なる。とりわけ、粒子３’は粒子３と形態的に異なる。

これらの場合、捕捉ステップ中に、単数／複数の粒子３’（単数／複数の粒子３’の少なくとも一部）は第２のセグメント１６内に捕捉される。選択ステップ中に、移動デバイス２６は、セグメント１６から（すなわち、セグメント１６の内部から）第２のセグメント１６それ自身の下流に、所与の経路Ｐの少なくとも部分に沿って、単数／複数の粒子３’に対して単数／複数の粒子２を実質的に選択的に移動させるために、単数／複数の粒子２に対して上記力を直接加える。

必ずしもそうではないが有利には、移動デバイス２６は、セグメント１６から（セグメント１６から外に）第２のセグメント１６それ自身の下流に（下流の或るエリア内で）、所与の経路Ｐの少なくとも１つの部分に沿って、マイクロ流体チャネル７の更なる内容物（その少なくとも一部）に対して単数／複数の粒子２を実質的に選択的に移動させるために、単数／複数の粒子２に対して力を直接加える。

特に、マイクロ流体チャネル７の更なる内容物は、粒子３（及び粒子２）並びに単数／複数の粒子３（及びおそらくは粒子３’）がその中で分散（懸濁）する流体を含む。

必ずしもそうではないがより厳密には、移動デバイス２６は、セグメント１６から（セグメント１６から外に）、特に、セグメント１６の下流に（下流の或るエリア内で）、所与の経路Ｐの少なくとも１つの部分に沿って、単数／複数の粒子２を実質的に選択的に（特に、マイクロ流体チャネル７の更なる内容物の少なくとも一部に対して、とりわけ、単数／複数の粒子３に対して）移動させる。

必ずしもそうではないが有利には、選択ステップ中に、移動デバイス２６は、チャネル７から（特に、セグメント１６から）収集エリア２５まで（特に、セグメント１７を通して）単数／複数の粒子２を実質的に選択的に（特に、粒子３に対して）移動させる。

代替的に又は付加的に、選択ステップ中に、移動デバイス２６は、セグメント１６から（セグメント１６から外に）（チャネル７内で、特に、セグメント１７まで）単数／複数の粒子２を実質的に選択的に（特に、粒子３に対して）移動させる。これらの場合、方法は、必ずしもそうではないが有利には、収集ステップを含み、収集ステップは選択ステップに少なくとも部分的に続き、収集ステップ中に、（洗浄）液は、単数／複数の粒子２をマイクロ流体回路４から外に（特に、出口６を通して）運ぶために、マイクロ流体チャネル７を通して（特に、給送アセンブリ８から）搬送される。

特に、収集ステップ中に、液体の速度は、単数／複数の粒子２が、チャネル７内で（特に、セグメント１６内で）もう一度捕捉されないように（又は依然として捕捉されたままであるように）調整される（より厳密には、十分に低く維持される）。

幾つかの非制限的な実施形態によれば、方法は洗浄ステップ（図４）を含み、洗浄ステップ中に、給送アセンブリ８は、マイクロ流体チャネル７を通して洗浄液を搬送するため、粒子３は、所与の経路Ｐから外に、特に、出口６を通して運ばれ、一方、粒子２は、セグメント１６内に維持される（渦によって捕捉される）。

（上述した）収集ステップが設けられる場合、洗浄ステップは、収集ステップの（少なくとも部分的に）前である。

特に、選択ステップは、洗浄ステップに（少なくとも部分的に）続く。

幾つかの非制限的な実施形態によれば、洗浄ステップは、捕捉ステップに（少なくとも部分的に）続く。

特に、洗浄ステップは、捕捉ステップと（少なくとも部分的に）同時である。

特に、洗浄ステップは、給送ステップと同時である、及び／又はそれに続く。

必ずしもそうではないが有利には、洗浄ステップは、給送ステップと（少なくとも部分的に）同時である。

幾つかの非制限的な実施形態によれば、単数／複数の粒子２は、セグメント１６内で生成される渦、セグメント１６に対して加えられる誘電泳動力（特に、これらの場合、誘電泳動力、沈降作用、及び流体力学的リフトの組み合わせが粒子２に加えられる）、セグメント１６に対して加えられる磁力（例えば、これらの場合、粒子２は、特異的抗体とともに磁気ビーズに結合した細胞を含む）（及びその組み合わせ）からなる群において選択される捕捉システムによって捕捉される。

必ずしもそうではないが有利には、捕捉ステップ中に、単数／複数の粒子２は、拡張セグメント１６内で生成される渦（又はセグメント１６内で生成される複数の渦）によって（又は、セグメント１６内で生成される複数の渦によって）捕捉される。特に、これらの場合、捕捉ステップ中に少なくとも１つの粒子３は、セグメント１６を通過し、少なくともセグメント１７に達する。

これらの場合、その（各）セグメント１５は内側断面を有し、その（各）セグメント１６は、セグメント１５の内側断面に対して、（特に、少なくとも約８０μｍの、図９及び図１４）突然の増加ＡＩを有する内側断面を有する。特に、その（各）セグメント１７は、セグメント１６の内側断面より小さい内側断面を有する。とりわけ、サイズ増加ＡＩは、約８０μｍ～約８００μｍ（より厳密には、最大４００μｍ、更により厳密には、最大１００μｍ）に及ぶ。図９及び図１０において、チャネル７の両側に増加ＡＩが存在することが留意されるべきである。またとりわけ、セグメント１５、１６、及び１７は、システム１を参照して上記で示したサイズを有する。

幾つかの非制限的な実施形態によれば、単数／複数の粒子２は、セグメント１６に対して加えられる誘電泳動力（特に、これらの場合、誘電泳動力、沈降作用、及び流体力学的リフトの組み合わせが粒子２に加えられる）によって捕捉される。

実際には、誘電泳動力が使用されるとき、粒子２と粒子３との間の選択は、粒子２及び３それら自身のサイズ／重量及び誘電特性の組み合わせに基づいて実施される。

幾つかの非制限的な実施形態によれば、単数／複数の粒子２は、セグメント１６に対して加えられる磁力によって捕捉される（例えば、これらの場合、粒子２は、特異的抗体とともに磁気ビーズに結合した細胞を含む）。

特に、磁力が加えられるとき、粒子２は磁気要素を含む（より厳密には、磁性がある）。付加的に又は代替的に、誘電泳動力が加えられるとき、第１の粒子は誘電要素を含む。

必ずしもそうではないが有利には、選択ステップ中に、チャネル７内に存在する（より厳密には、マイクロ流体回路４内に存在する）流体（液体）（特に、粒子２及び３が挿入される流体）は移動しない（特に、この流体は実質的に静止している）。こうして、選択ステップは、より厳密かつ効率的な方法で実施される。特に（マイクロ流体回路４の内部で流体を実質的に静止状態に維持するために）、選択ステップ中に、流量調節器３７及び３８（及び、好ましくは、３９、４０、及び４１）は閉鎖状態に維持される。

幾つかの非制限的な実施形態によれば、方法は回収ステップ（図６）を含み、回収ステップ中に、単数／複数の粒子２は、収集エリア２５から出口２７を通って（マイクロ流体回路４から外に）搬送される。特に、回収ステップ中に、収集エリア２５内に存在する流体（液体）（特に、単数／複数の粒子２がその中に配置される）は、出口２７を通って単数／複数の粒子２を運ぶために移動する。

必ずしもそうではないが有利には、選択ステップ中に、複数の粒子２は、収集エリア２５内に配置された粒子２の群を得るために、収集エリア２５内で移動し、特に、回収ステップ中に、粒子２は、１つずつ収集エリア２５から出ていく（とりわけ、収集エリア２５から、マイクロ流体回路４から外に搬送される）。換言すれば、回収ステップ中に、粒子２は、個々に（他の粒子２に対して）、収集エリア２５から出ていく（とりわけ、収集エリア２５から、マイクロ流体回路４から外に搬送される）。

必ずしもそうではないが有利には、選択ステップは検出サブステップを含み、検出サブステップは、捕捉ステップに少なくとも部分的に続き、検出サブステップ中に、少なくとも単数／複数の粒子２を識別するために、第２のセグメント１６の内容物に関する情報が収集され、例えば、選択ステップ中に、単数／複数の粒子２は単数／複数の粒子３（及び／又は単数／複数の粒子３’）から区別される。

幾つかの非制限的な実施形態によれば、選択ステップ中に、単数／複数の粒子２は（特に、検出デバイスによって）少なくとも１つの画像を取り込むことによって識別される（そして、単数／複数の粒子３から区別される）。より厳密には、単数／複数の粒子２は、単数／複数の粒子の可視（例えば、形態的及び／又は蛍光）特徴の１つ以上を評価することによって識別される（そして、単数／複数の粒子３から及び／又は粒子３’から及び／又は単数／複数の粒子２’から区別される）。更により厳密には、単数／複数の粒子２の（及び、単数／複数の粒子３の及び／又は粒子３’の及び／又は単数／複数の粒子２’の）少なくとも１つの可視（形態的及び／又は蛍光）特徴が取り込まれ、参照（例えば、参照画像）の少なくとも１つの可視（形態的及び／又は蛍光）特徴と比較される。例えば、１つ以上の特徴が対応する場合、単数／複数の粒子は単数／複数の粒子２として識別され、逆に、１つ以上の特徴が対応しない場合、単数／複数の粒子は粒子３（及び／又は粒子３’及び／又は粒子２’）として識別される。

必ずしもそうではないが有利には、方法は、マーク付けステップを含み、マーク付けステップは、選択ステップの（少なくとも部分的に）前であり、マーク付けステップ中に、粒子２と第２の粒子３とのうちの一方は、選択的マーカーを用いてマーク付けされる。特に、マーク付けステップ中に、単数／複数の粒子２は、単数／複数の選択的マーカーによってマーク付けされる。幾つかの非制限的な実施形態によれば、マーク付けステップは捕捉ステップに（少なくとも部分的に）続く。

単数／複数の選択的マーカーが、粒子２に実質的に結合し、粒子３に実質的に結合しないことが可能である単数／複数のマーカーとして意味される（又は、その逆も同様である）ことが留意されるべきである。より厳密には、単数／複数の選択的マーカーは、サンプル内に存在する任意の他の粒子に結合することが実質的にできない。

特に、マーク付けステップ中に、単数／複数の選択的マーカーを含む液体は、マイクロ流体回路４に沿って（その一部に沿って）（特に、単数／複数のチャネル７に沿って、とりわけ、入口５から出口６まで）流れる。

特に、粒子２及び３は、上記で示したように規定される。

必ずしもそうではないが有利には、選択ステップ中に、単数／複数の粒子２は、進行波、熱流、電熱流によって生成される局所的流体移動、電気流体力学的力によって生成される局所的流体移動、誘電泳動、光ピンセット、光電子ピンセット、光誘起式誘電泳動、磁気泳動、音響泳動（及びその組み合わせ）からなる群において選択されるシステムによって移動する。

とりわけ、選択ステップ中に、単数／複数の粒子２は、誘電泳動、光ピンセット、磁気泳動、音響泳動（及びその組み合わせ）からなる群において選択されるシステムによって移動する。

幾つかの非制限的な実施形態によれば、サンプルは、複数の粒子２及び複数の粒子３を有し、マイクロ流体システム１は複数の第２のセグメントを有する。これらの場合、捕捉ステップ中に、粒子２の少なくとも一部は、セグメント１６内で生成される渦によって捕捉され、粒子３の少なくとも一部は、セグメント１６を通過し（そして、少なくともセグメント１７に達し）、選択ステップ中に、移動デバイス２６は、粒子２の少なくとも一部をセグメント１６から（特に、収集エリア２５まで）移動させる。特に、洗浄ステップ中に、粒子３の少なくとも一部は、出口６を通して運ばれ、一方、粒子２の少なくとも一部は、セグメント１６内に維持される（渦によって捕捉される）。

必ずしもそうではないが有利には、方法は、上述したシステム１によって実装される。

本発明の主題は、比較的大きいサイズのサンプルから始まっても、１つ以上の所与の粒子２が、厳密かつ迅速な方法で（１つ以上の他の粒子３に対して）単離されることを意外にも可能にする。

これに関して、本発明の主題が、予想外にも高い分離効率を得ること（高精度結果を維持すること）を可能にすることが実験的に観測されたことが留意されるべきである。

この文脈において、捕捉ステップ及び選択ステップが協働して相乗効果をもたらすことによって重要な役割を果たすことが推定された。

特に別段の指示がない限り、本テキストで引用される参考文献（記事、本、特許出願等）の内容は引用することにより完全に本明細書の一部をなす。特に、述べた参考文献は引用することにより本明細書の一部をなす。

Claims (30)

1. マイクロ流体システム（１）によって、所与のタイプの少なくとも１つの第１の粒子（２）を単離する方法であって、前記マイクロ流体システム（１）は、給送アセンブリ（８）及びマイクロ流体回路（４）を備え、該マイクロ流体回路（４）は、少なくとも１つの入口（５）、少なくとも１つの第１の出口（６）、及び前記入口（５）及び前記第１の出口（６）を流体接続するように設計される少なくとも１つのマイクロ流体チャネル（７）を有し、該マイクロ流体チャネル（７）は、少なくとも１つの第１のセグメント（１５）、該第１のセグメント（１５）の下流に配置される少なくとも１つの第２のセグメント（１６）、及び該第２のセグメント（１６）の下流に配置される少なくとも１つの第３のセグメント（１７）を備え、該方法は、
   給送ステップであって、該給送ステップ中に、前記給送アセンブリ（８）は、少なくとも１つの第１の粒子（２）及び該第１の粒子（２）と異なるタイプの少なくとも１つの第２の粒子（３）を含むサンプルを、前記入口（５）から前記第１の出口（６）まで前記マイクロ流体チャネル（７）に沿って給送する、給送ステップと、
   捕捉ステップであって、該捕捉ステップ中に、前記第１の粒子（２）は前記第２のセグメント（１６）内に捕捉され、前記第２の粒子（３）は前記第２のセグメント（１６）を通過し、前記第３のセグメント（１７）に達する、捕捉ステップと、
   を含み、
   前記マイクロ流体システム（１）は、所与のタイプの前記第１の粒子（２）に対して（選択的）力を直接加えるように構成される移動デバイス（２６）を備え、
   該方法は、選択ステップであって、該選択ステップは前記捕捉ステップに続き、該選択ステップ中に、前記移動デバイス（２６）は、前記第２のセグメント（１６）それ自身の下流に、前記第２のセグメント（１６）からの所与の経路（Ｐ）の少なくとも１つの部分に沿って、前記マイクロ流体チャネル（７）の更なる内容物の少なくとも一部に対して前記第１の粒子（２）を実質的に選択的に移動させるために、前記第１の粒子（２）に対して力を直接加える、選択ステップを更に含み、前記所与の経路（Ｐ）は、前記マイクロ流体回路（４）の内部に延在する、方法。
2. 前記選択ステップ中に、前記移動デバイス（２６）は、前記第２のセグメント（１６）それ自身の下流に、前記第２のセグメント（１６）からの前記所与の経路（Ｐ）の少なくとも前記部分に沿って、前記第２の粒子（３）に対して前記第１の粒子（２）を実質的に選択的に移動させるために、前記第１の粒子（２）に対して前記力を直接加える、請求項１に記載の方法。
3. 前記サンプルは少なくとも１つの第３の粒子（３’）を含み、前記捕捉ステップ中に、前記第３の粒子（３’）は前記第２のセグメント（１６）内に捕捉され、前記選択ステップ中に、前記移動デバイス（２６）は、前記第２のセグメント（１６）それ自身の下流に、前記第２のセグメント（１６）からの前記所与の経路（Ｐ）の少なくとも前記部分に沿って、前記第３の粒子（３’）に対して前記第１の粒子（２）を実質的に選択的に移動させるために、前記第１の粒子（２）に対して前記力を直接加える、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記選択ステップは検出サブステップを含み、該検出サブステップは、前記捕捉ステップに少なくとも部分的に続き、該検出サブステップ中に、少なくとも前記第１の粒子（２）を識別するために、前記第２のセグメント（１６）の内容物に関する情報が収集され、例えば、前記選択ステップ中に、前記第１の粒子（２）は前記第３の粒子（３’）から区別される、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記捕捉ステップ中に、前記第１の粒子（２）は、前記第２のセグメント（１６）内で生成される渦、前記第２のセグメント（１６）に加えられる誘電泳動力、前記第２のセグメント（１６）に加えられる磁力、及びその組み合わせからなる群において選択される捕捉システムによって捕捉される、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記第１のセグメント（１５）は第１の内側断面を有し、前記第２のセグメント（１６）は、前記第１の内側断面（１６）に対して突然のサイズ増加（ＡＩ）を有する第２の内側断面を有し、前記第１の粒子（２）は、前記第２のセグメント（１６）内で生成される渦によって捕捉される、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記マイクロ流体システム（１）は、前記マイクロ流体チャネル（７）に流体接続される収集エリア（２５）を備え、前記選択ステップ中に、前記移動デバイス（２６）は、前記第１の粒子（２）を、前記マイクロ流体チャネル（７）から（例えば、前記第２のセグメント（１６）から）前記収集エリア（２５）まで実質的に選択的に移動させる、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記方法は、回収ステップを含み、該回収ステップ中に、前記第１の粒子（２）は、前記収集エリア（２５）から、前記マイクロ流体回路（４）から外に、例えば、第２の出口（２７）を通って搬送され、例えば、前記回収ステップ中に、前記収集エリア（２５）内に存在する流体は、前記第２の出口（２７）を通って前記第１の粒子（２）を押し出すために移動し、例えば、前記第１の粒子（２）は前記第２の粒子（３）より大きい、請求項７に記載の方法。
9. 前記選択ステップ中に、複数の第１の粒子（２）は、前記収集エリア（２５）内で第１の粒子（２）の群を得るために、前記収集エリア（２５）まで移動し、例えば、前記回収ステップ中に、前記第１の粒子（２）は、１つずつ、前記収集エリア（２５）から出ていく（例えば、前記第１の粒子（２）は、前記収集エリア（２５）から、前記マイクロ流体回路（４）から外に搬送される）、請求項７又は８に記載の方法。
10. 前記方法は、洗浄ステップを含み、該洗浄ステップ中に、前記給送アセンブリ（８）は、前記マイクロ流体チャネル（７）を通して洗浄液を搬送するため、前記第２の粒子（３）は、前記所与の経路（Ｐ）から外に、例えば、前記第１の出口（６）を通して押し出され、一方、前記第１の粒子（２）は、前記第２のセグメント（１６）内に維持され、例えば、前記選択ステップは前記洗浄ステップに続き、例えば、前記洗浄ステップは前記捕捉ステップに少なくとも部分的に続き、例えば、前記選択ステップ中に、前記チャネル（７）内に存在する流体は移動しない（前記流体は実質的に静止している）、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記サンプルは、複数の第１の粒子（２）及び複数の第２の粒子（３）を有し、前記マイクロ流体システム（１）は複数の第２のセグメント（１６）を有し、前記捕捉ステップ中に、前記第１の粒子（２）の少なくとも一部は、前記第２のセグメント（１６）内で生成される渦によって捕捉され、前記第２の粒子（３）の少なくとも一部は前記第２のセグメント（１６）を通過し、前記選択ステップ中に、前記移動デバイス（２６）は、前記第１の粒子（２）の少なくとも一部を、前記第２のセグメント（１６）から、例えば、前記収集エリア（２５）まで移動させ、例えば、前記洗浄ステップ中に、前記第２の粒子（３）の少なくとも一部は、前記マイクロ流体回路（４）から（例えば、前記第１の出口（６）を通して）押し出され、一方、前記第１の粒子（２）の少なくとも一部は、前記第２のセグメント（１６）内に維持される、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記方法は、検出ステップを含み、該検出ステップは、前記捕捉ステップに少なくとも部分的に続きかつ前記選択ステップの少なくとも部分的に前であり、該検出ステップ中に、前記第１の粒子（２）は少なくとも１つの画像を取り込むことによって識別され、例えば、前記第１の粒子（２）は、該第１の粒子（２）の１つ以上の形態的特徴及び／又は蛍光特徴を評価することによって識別される、請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記選択ステップ中に、前記第１の粒子（２）は、誘電泳動、光ピンセット、光電子ピンセット、光誘起式誘電泳動、磁気泳動、音響泳動、及びその組み合わせからなる群において選択されるシステムによって移動する、請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記第１の粒子（２）は循環腫瘍細胞であり、前記第２の粒子（３）は、赤血球、リンパ球、及びその組み合わせからなる群において選択される、請求項１～１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記方法は、マーク付けステップを含み、該マーク付けステップは、前記選択ステップの少なくとも部分的に前であり（例えば、前記検出サブステップの少なくとも部分的に前であり）、前記マーク付けステップ中に、前記第１の粒子（２）と前記第２の粒子（３）とのうちの一方は、選択的マーカーによってマーク付けされる、請求項１～１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記サンプルは、前記第１の粒子（２）及び少なくとも前記第２の粒子（３）が分散する実質的に液体ベースを含み（特に、主に実質的に液体ベースからなり）、前記方法は、調整ステップを含み、該調整ステップ中に、前記サンプルの温度は、前記液体ベースの粘度を変更するために変更される、請求項１～１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 所与のタイプの少なくとも１つの第１の粒子（２）を単離するマイクロ流体システムであって、該マイクロ流体システムは、マイクロ流体回路（４）であって、少なくとも１つの入口（５）、少なくとも１つの第１の出口（６）、前記入口（５）及び前記第１の出口（６）を流体接続するように構成される少なくとも１つのマイクロ流体チャネル（７）を備える、マイクロ流体回路（４）と、前記マイクロ流体チャネル（７）に沿ってサンプルを給送するように構成される給送アセンブリとを備え、
    前記サンプルは、前記第１の粒子（２）及び前記第１の粒子（２）と異なるタイプの少なくとも１つの第２の粒子（３）を含み、
    前記マイクロ流体チャネル（７）は、少なくとも１つの第１のセグメント（１５）、該第１のセグメント（１５）の下流に配置される少なくとも１つの第２のセグメント（１６）、及び該第２のセグメント（１６）の下流に配置される少なくとも１つの第３のセグメント（１７）を備え、
    該マイクロ流体システム（１）は、前記第２の粒子（３）を通過させながら、前記マイクロ流体チャネル（７）内に前記第１の粒子（２）を捕捉するように構成される捕捉システムと、前記第２のセグメント（１６）の下流に、前記第２のセグメント（１６）からの所与の経路（Ｐ）の少なくとも１つの部分に沿って、前記第１の粒子（２）を移動させるために、前記第１の粒子（２）に対して（選択的）力を直接加えるように構成される移動デバイス（２６）とを更に備え、前記所与の経路（Ｐ）は、前記マイクロ流体回路（４）の内部に延在する、マイクロ流体システム。
18. 前記捕捉システムは、前記第２のセグメント（１６）内に配置され、前記第１の粒子（２）を捕捉するように構成される渦を、前記マイクロ流体チャネル（７）を通って流れる流体流の結果として生成するように形作られる前記第２のセグメント（１６）、前記第２のセグメント（１６）において誘電泳動力を加えるように構成されるデバイス、前記第２のセグメント（１６）において磁力を加えるように構成されるデバイス、及びその組み合わせからなる群において選択される、請求項１７に記載のマイクロ流体システム。
19. 前記第１のセグメント（１５）は第１の内側断面を有し、前記第２のセグメント（１６）は、前記第１の内側断面に対して少なくとも８０μｍの突然の増加（ＡＩ）を有する等価直径を有する第２の内側断面を有し、少なくとも１つの第３のセグメント（１７）は前記第２のセグメント（１６）の下流に配置され、前記マイクロ流体チャネル（７）（例えば、前記第２のセグメント（１６））は、前記第２のセグメント（１６）内に配置され、前記第１の粒子（２）を捕捉するように設計される渦を、前記マイクロ流体チャネル（７）を通って流れる流体流の結果として生成するように構成される、請求項１７又は１８に記載のマイクロ流体システム。
20. 前記第２の内側断面は、前記第１の内側断面に対して約８０μｍ～約８００μｍに及ぶ前記等価直径の突然のサイズ増加（ＡＩ）を有し、例えば、前記第１のセグメント（１５）及び第３のセグメント（１７）は、２０μｍ～２００μｍに及ぶ幅及び２０μｍ～５００μｍに及ぶ高さを有し、例えば、前記第２のセグメントは２００μｍ～２ｍｍに及ぶ長さを有する、請求項１９に記載のマイクロ流体システム。
21. 前記移動デバイス（２６）は、誘電泳動、光ピンセット、光電子ピンセット、光誘起式誘電泳動、磁気泳動、音響泳動、及びその組み合わせからなる群において選択される粒子移動システムを含む、請求項１７～２０のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム。
22. 前記マイクロ流体システム（１）は、前記マイクロ流体チャネル（７）に流体接続され、該マイクロ流体チャネル（７）の下流に配置される収集エリア（２５）を更に備え、前記移動デバイス（２６）は、前記第１の粒子（２）を前記第２のセグメント（１６）から前記収集エリア（２５）まで前記所与の経路（Ｐ）に沿って移動させるために、所与のタイプの前記第１の粒子（２）に対して前記（選択的）力を直接加えるように構成される、請求項１７～２１のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム。
23. 前記収集エリア（２５）は、待機エリア（２９）及び回収エリア（３０）を備え、前記移動デバイス（１６）は、前記第１の粒子（２）を、前記マイクロ流体チャネル（７）（例えば、前記第２のセグメント（１６））から前記待機エリア（２９）まで、その後、前記待機エリア（２９）から前記回収エリア（３０）まで移送するように構成され、前記マイクロ流体システム（１）は、搬送アセンブリ（２８）を更に備え、該搬送アセンブリ（２８）は、前記回収エリア（３０）に向けて流体を給送して、前記第１の粒子（２）を、前記前記マイクロ流体回路（４）から外に該マイクロ流体回路（４）の第２の出口（２７）を通って搬送するように構成される、請求項２２に記載のマイクロ流体システム。
24. 前記マイクロ流体回路（４）の少なくとも一部の、例えば、前記第２のセグメント（１６）、前記所与の経路（Ｐ）、及び前記収集エリア（２５）の少なくとも一部の画像を取り込む少なくとも１つの検出デバイスを備える、請求項１７～２３のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム。
25. 前記マイクロ流体回路（４）は第２の出口（２７）を備え、前記マイクロ流体システム（１）は、搬送アセンブリ（２８）を備え、該搬送アセンブリ（２８）は、前記第１の粒子（２）を、前記収集エリア（２５）から前記第２の出口（２７）を通って前記マイクロ流体回路（４）から外に搬送するように構成される、請求項１７～２４のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム。
26. 前記第１のセグメント（１５）、前記第２のセグメント（１６）、及び前記第３のセグメント（１７）は、平行四辺形の形状を実質的に有するそれぞれの断面を有する、請求項１７～２５のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム。
27. 前記第２のセグメント（１６）は後表面（１９）によって境界を定められ、該後表面（１９）は、前記第１のセグメント（１６）の端部に配置され、前記マイクロ流体チャネル（７）を横断するとともに、前記第１のセグメント（１５）に沿う前記第１の粒子（２）の給送方向（Ｄ）に対して、少なくとも４５度の傾斜を有する（例えば、実質的に垂直である）、請求項１７～２６のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム。
28. 前記マイクロ流体回路（４）は複数のマイクロ流体チャネル（７）を備え、該マイクロ流体チャネル（７）のそれぞれは、少なくとも１つのそれぞれの第１のセグメント（１５）、少なくとも１つのそれぞれの第２のセグメント（１６）、及び少なくとも１つのそれぞれの第３のセグメント（１７）を有する、請求項１７～２７のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム。
29. 前記給送アセンブリ（８）は、前記マイクロ流体チャネル（７）を通して前記第１の出口（６）に向けて洗浄液を給送するように構成される洗浄デバイス（１０）を備える、請求項１７～２８のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム。
30. 前記サンプルは少なくとも１つの更なる粒子（２’）を備え、前記マイクロ流体チャネル（７）は、前記第２のセグメント（１６）の下流に配置される少なくとも１つの第４のセグメント（１６’）を備え、
    前記捕捉システム（１）は、前記第２の粒子（３）及び前記更なる粒子（２’）を通過させながら、前記第２のマイクロ流体セグメント（１６）内に前記第１の粒子（２）を捕捉し、前記第４のセグメント（１６’）内に前記更なる粒子（２’）を捕捉するように構成され、例えば、前記捕捉システムは、前記第４のセグメント（１６’）を備え、該第４のセグメント（１６’）は、該第４のセグメント（１６’）に配置され、前記更なる粒子（２’）を捕捉するように設計される渦を、前記マイクロ流体チャネル（７）を通って流れる流体流の結果として生成するように形作られる、請求項１７～２９のいずれか一項に記載のマイクロ流体システム。

Images