JP2022538389A - 遠心マイクロ流体チップ、キットおよびオンチップガス供給システム - Google Patents
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Abstract
Description
A)ポートP1-P5は、チップが25°-35°傾斜したときに液体有物が放出されないように、それぞれのチャンバを中心とする。B)GSリザーバ11は、P1およびチャネル16への入口を有する形状を有し、これは、非常に高い正または負の傾斜を必要とし、それを通るガス流のためのいずれかの開口を妨害する。C)送るチャンバが、その送られるチャンバの軸近位であるという点で、リザーバの構成体は遠心標準的である。D)チャネルは傾斜角選択的分配のためにサイフォンセグメントを有する。
Claims (32)
- 遠心マイクロ流体チップであって、
各々が0.1μL~1mLの容積、および基準軸位置に関して規定された公称充填ラインを有する複数のマイクロ流体チャンバと、
各チャンバを相互接続する複数のマイクロ流体チャネルと、
各ポートが一つ又は複数のチャンバと流体連通する複数のポートと、
を備え、
前記チャンバの1つは、チャンバ1、2、3、および少なくとも1つのポートにチャネルを介して接続された調節済みチャンバであり、
チャンバ1は、その充填ラインまたはそれより上のポートからの第1の開口部と、第1のチャネルへの第2の開口部とを有し、前記第1のチャネルは、その充填ラインより下の前記チャンバ1を前記調節済みチャンバに接続し、
チャンバ2は、その充填ラインまたはそれより上のポートからの第1の開口部と、その充填ラインまたはそれより上の第2のチャネルへの第2の開口部と、充填ラインの下のいずれの相互接続チャネルまたはポートへの開口部も有さず、前記第2のチャネルは、チャンバ2のいずれの部分よりも基準軸に近接して延びる経路セグメントをみ、その充填ラインより上の調節済みチャンバとその充填ラインより上の前記チャンバ2とを接続し、前記第2のチャネルは、バルブを有さず、毛細管流は収縮を測定せず、
チャンバ3は、その充填ラインの上方に、ポートへの第1の開口部と、第3のチャネルへの第2の開口部とを有し、前記第3のチャネルは、前記チャンバ3を、前記調節済みチャンバの充填ラインの下方の前記調節済みチャンバに接続する、チップ。 - 遠心マイクロ流体チップであって、
各々が0.1μL~1mLの体積を有する複数のマイクロ流体チャンバと、
各チャンバを相互接続する複数のマイクロ流体チャネルと、
各ポートが一つ又は複数のチャンバと流体連通する複数のポートと、
を備え、
前記チャンバの1つは調節済みチャンバであり、前記調節済みチャンバは、チャンネルを介してチャンバ1およびチャンバ2に接続され、少なくとも1つのポートに直接接続されており、
チャンバ1は、チャンバ1の充填ラインの上方のポートからの第1の開口部と、第1のチャネルへの第2の開口部とを有し、前記第1のチャネルは、前記チャンバ1を、その充填ラインよりもチャンバ1の軸遠位点に近接して、前記調節済みチャンバの充填ラインの上方の前記調節済みチャンバに接続し、
チャンバ2は、前記チャンバ2のための充填ラインを画定する余水吐開口部、充填ラインの上方のポートからの第1の開口部、充填ラインの上方の第2のチャネルへの第2の開口部、および充填レベルより下の任意のチャネルへの開口部も有さず、
前記第2のチャネルは、経路セグメントをみ、前記経路セグメントは、前記調節済みチャンバまたはチャンバ2のいずれかよりも前記チップの基準軸位置に近接して延び、かつ前記調節済みチャンバに接続する、チップ。 - 前記チップの基準軸位置は、前記チャンバの上方の区域内部にあり、前記チップの頂端から2L未満であり、前記チップの中心線から0.65L未満である(Lはチップの長さ)、請求項1又は2に記載のチップ。
- 前記チップの前記基準軸位置は、前記チャンバの上方の区域内部にあり、前記チップの頂縁部から3/2L未満であり、前記チップの中心線から0.5L未満である(Lはチップの長さ)、請求項1又は2に記載のチップ。
- 前記チップの前記基準軸位置は、前記チャンバの上方の区域内部にあり、前記チップの頂縁部からL未満であり、前記チップの中心線から0.5W未満である(Lはチップの長さ、Wはチップの幅)、請求項1又は2に記載のチップ。
- 前記基準軸位置は、前記チャンバ2の2つの開口部の中点を通る2本の線の間にあり、前記2本の線は、前記2つの開口部の垂直二等分線によって二等分され、それぞれ、前記垂直二等分線に対して30°および-30°の角度をなす、請求項3~5のいずれか一項に記載のチップ。
- 前記チップの前記基準軸位置は、P1および前記第2のチャネルへの開口部から分離され、これらの分離は、2の係数以下であり、前記チャンバ2の前記充填ラインは、前記充填ラインより下のチャンバ2の容積の少なくとも33%の容積をむ、請求項1~5のいずれか一項に記載のチップ。
- 前記充填ラインは、チャンバ2の前記容積の少なくとも50%または60%または66%または70%または75%をむことが好ましい、請求項7に記載のチップ。
- 前記チャンバ2内の前記充填ラインの表面積は、チャンバ1の表面積よりも少なくとも2倍、より好ましくは4倍、より好ましくは10倍大きい、請求項1~8のいずれか一項に記載のチップ。
- 前記調節済みチャンバおよびチャンバ2のうちの少なくとも1つは、前記チップの他のどのチャンバまたはチャネルよりも大きいエッチング深さを有する、請求項1~9のいずれか一項に記載のチップ。
- 前記チャンバ2の形状は、その液体含有物の自由表面積の変化が10%未満となり、前記充填ラインからの前記液体含有物の容積が10%減少する、請求項1~10のいずれか一項に記載のチップ。
- 前記調節済みチャンバは、異なる遠心分留物を抽出するために前記充填ラインを越えて異なる軸方向距離にある出口チャネルへの複数の開口部を備える、請求項1~11のいずれか一項に記載のチップ。
- ポートのサブセットは、アドレス指定可能な空気圧作動のために提供され、これらのポートは、同時クランプシール接続のために前記チップの縁部に沿って整列される、請求項1~12のいずれか一項に記載のチップ。
- 前記チャンバ2の前記ポートは、密封された供給管に結合するのに適した形態を有する、請求項1~13のいずれか一項に記載のチップ。
- 前記調節済みチャンバは、微生物または細胞の支持体、前記第2のチャネルおよび基準軸位置への前記開口部と同一線上にあるガストラップであって、ガスが液体中に拡散する間にガス気泡を保持するために、前記基準軸位置と前記開口部との間に置かれる、ガストラップ、のうちの1つを備える、請求項1~14のいずれか一項に記載のチップ。
- 熱吸収および分配材料が、前記調節済みチャンバおよび前記チャンバ2のうちの1つに隣接して提供される、請求項1~15のいずれか一項に記載のチップ。
- 2つの別々にアドレス指定可能な帯域の材料が、前記調節済みチャンバおよびチャンバ2を独立して加熱するために提供される、請求項16に記載のチップ。
- 前記チップは被覆され、遠心機の加圧キャリアガス供給源に結合された前記チップの少なくとも1つの空気でアドレス可能なポートと共に前記遠心機に装着するように適合されたマイクロ流体カートリッジを形成する、請求項1~17のいずれか一項に記載のチップ。
- 前記第2のチャネルは、その充填ラインより下方の開口部で前記調節済みチャンバと合流する、請求項1~18のいずれか一項に記載のチップ。
- 前記第2のチャネルは、毛細管効果および流体力学的抵抗が無視できる自由流動を受けやすく、親水性コーティングも疎水性コーティングも有していない、請求項1~19のいずれか一項に記載のチップ。
- 各チャンバ1は、各調節済みチャンバの軸近位側に位置され、任意のチャンバ3は、各調節済みチャンバの軸遠位側に位置される、請求項1~20のいずれか一項に記載のチップ。
- 前記チップは、適当なガス不透過性層を有する熱可塑性、熱可塑性エラストマ、またはPDMSから構成される、請求項1~21のいずれか一項に記載のチップ。
- 前記チップは熱可塑性エラストマで構成され、前記チップの1つ以上のポートが前記チップ内部の空気圧バルブを作動させるために使用される、請求項1~21のいずれか一項に記載のチップ。
- 前記空気圧バルブは、常閉バルブ、常開バルブ、または開いた状態、閉じた状態、半永久的に閉じた状態のトライステートバルブである、請求項23に記載のチップ。
- 前記第2のチャネル以外の3つ以上のチャネルは、それぞれの軸近位セグメントを有し、前記調節済みチャンバを、前記チップの前記面に垂直な傾斜軸を中心とする前記チップの傾斜角度が、前記調節済みチャンバとこれらのチャンバのうちの1つとの間の流体移動を可能にするように選択された形状、位置、および充填ラインを有するそれぞれのチャンバに接続する、請求項1~24のいずれか一項に記載のチップ。
- 45°未満の傾斜角度の範囲は、前記調節済みチャンバと前記3つのそれぞれのチャンバとの間を連続的に移動するのに十分である、請求項25に記載のチップ。
- 前記第1のチャネルは、流体力学的収縮および計量チャンバを備える、請求項1~26のいずれか一項に記載のチップ。
- 請求項1~27のいずれか一項に記載のチップを備えたキットであって、
前記チップ上に搭載するための液体と、
遠心マイクロ流体チップコントローラのうちの1つに結合するように適合されたチップ形態カートリッジと組み合わされた一つ又は複数のカートリッジ形成要素と、
空気圧スリップリングを備えた遠心ブレード、または、空気圧スリップリングを備えた関節式遠心ブレードと、
カートリッジ、前記チップ、またはチップ支持体に適用するための材料であって、前記調節済みチャンバを熱制御するための組成および寸法を有する材料と、
チャンバ2と、
または、それらの充填ラインの下にあるこれらのうちの一つの一部と、
を伴う、キット。 - 前記液体は、前記チャンバ2の揮発性液体含有物、前記調節済みチャンバの為の生物学的サンプルを有する、または有する可能性のある液体、チャンバ1の為の一つ又は複数の試薬、緩衝液、または溶液、のうちの一つをむ、請求項28に記載のキット。
- 前記キットは、組み立てられ、前記遠心マイクロ流体チップコントローラ、空気圧スリップリング付き遠心ブレード、または、空気圧スリップリングを備えた関節式遠心ブレードに装着される、請求項28又は29に記載のキット。
- 前記チャンバの1つにその充填ラインまで液体が有されている、請求項1~27のいずれか一項に記載のチップを備えた遠心マイクロ流体システム。
- 前記チャンバの1つに有される前記液体は、チャンバ2の揮発性液体含有物、前記調節済みチャンバ内に生物学的サンプルを有する、または有する可能性のある液体、またはチャンバ1内の一つ又は複数の試薬、緩衝液、または溶液、である、請求項31に記載の遠心マイクロ流体システム。
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