JP2023516390A - 粒子ソーティングシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

粒子ソーティングのためのシステムおよび方法が記載される。アレイは、第１の表面およびその第１の表面の反対側の第２の表面を有する基材を備え得る。基材は、第１の表面から第２の表面に延びる管腔を画定する複数のポアを含み得る。複数のポアは、複数の粒子を含むサンプル溶液を受け取るように構成され得る。アレイは、第１の表面もしくは第２の表面にまたは第１の表面もしくは第２の表面付近に設けられた表面材料をさらに含み得る。表面材料は、第１の表面もしくは第２の表面の一方が親水性であり、第１の表面もしくは第２の表面の他方が疎水性であるように、第１の表面もしくは第２の表面におけるまたは前記第１の表面もしくは第２の表面付近にあるサンプル溶液または複数の粒子の湿潤挙動を修正するように構成された複数の材料を含み得る。

Description

相互参照
本願は、２０２０年３月４日出願の米国仮特許出願第６２／９８５，２５７号に基づく利益を主張する。この仮出願は、参照により本明細書中に援用される。

背景
細胞療法は、再生医学および免疫療法の礎石である。この治療に持ち込まれる非治療用細胞の多くは無害であるが、特定の異常な細胞型は、小集団であっても患者において深刻な有害事象の原因となり得る。ゆえに、治療用細胞を患者に移植する前に、それらの細胞を有害な細胞から精製することが極めて重要となり得る。細胞ベースの再生医療技術を臨床に移行するのを加速させるためには、希少な幹細胞および他の免疫細胞型を表面マーカーの差次的発現に基づいて臨床に適用可能な無菌のフォーマットで単離するためのハイスループットかつ高純度の方法が必要であり得る。

要旨
本明細書中に開示される実施形態は、細胞をソーティングするためのシステム、方法およびデバイスを提供する。いくつかの場合において、それらの細胞は、レーザー（例えば、レーザー抽出）および／またはマイクロポアアレイの助けによりソーティングされ得る。そのマイクロポアアレイは、目的の細胞の抽出を助けるためにレーザーと相互作用できるコーティングを含み得る。そのコーティングは、場合によっては剥離し、それと同時にマイクロポアアレイ内に保持された液体のメニスカスを破壊できる。有益なことに、本明細書中に記載されるアプローチは、例えば、目的の粒子を保持している液体に対して直接ではなくアレイ表面にレーザーが向けられるので、細胞生存率および抽出効率を高めることができる。

いくつかの態様において、本開示は、第１の表面およびその第１の表面の反対側の第２の表面を有する基材を備えるアレイを提供し、その基材は、基材材料および表面材料を含み、その表面材料は、第１または第２の表面に位置または隣接し、その基材は、第１の表面から第２の表面に伸びる管腔を画定する複数のポアを含み、その基材は、複数のポアの各ポアが、５００ミクロンまたはそれ未満の最大直径を有すること、複数のポアの各ポアが、５またはそれを超えるアスペクト比を有すること、および表面材料が、入射電磁放射線の１０パーセント超を吸収する材料から選択されることを特徴とする。

いくつかの態様において、本開示は、第１の表面およびその第１の表面の反対側の第２の表面を有する基材を備えるアレイを提供し、その基材は、基材材料および表面材料を含み、その表面材料は、第１または第２の表面に位置または隣接し、その基材は、第１の表面から第２の表面に延びる複数のポアを含み、その基材は、１平方ミリメートルあたり１００個またはそれを超えるポアというポア密度、複数のポアの各ポアが、１０を超えるアスペクト比を有すること、および表面材料が、入射電磁放射線の１０パーセント超を吸収する材料から選択されることを特徴とする。

ある特定の実施形態において、各ポアは、約０．００８ｍｍ^２またはそれ未満の最大断面積を有する。ある特定の実施形態において、複数のポアの各ポアは、５ミクロン～１００ミクロンの範囲内のポア直径を有する。ある特定の実施形態において、複数のポアの各ポアは、１５ミクロン～５０ミクロンの範囲内のポア直径を有する。ある特定の実施形態において、各ポアは、約１ｍｍ～約５００ｍｍの範囲から選択される長さを有する。ある特定の実施形態において、各ポアは、約１ｍｍ～約１００ｍｍの範囲から選択される長さを有する。ある特定の実施形態において、各ポアは、約０．１ｍｍ～約１０ｍｍの範囲から選択される長さを有する。

ある特定の実施形態において、ポア密度は、１平方ミリメートルあたり１００～２５００ポアの範囲内である。ある特定の実施形態において、ポア密度は、１平方ミリメートルあたり５００～１５００ポアの範囲内である。ある特定の実施形態において、表面材料は、基材材料と実質的に類似である。ある特定の実施形態において、表面材料は、基材材料と異なる。ある特定の実施形態において、基材材料は、ガラスであり、表面材料は、ガラスではない。ある特定の実施形態において、表面材料は、金属を含む。ある特定の実施形態において、表面材料は、０．４ミクロン～２．５ミクロンから選択される波長の入射電磁放射線の１０パーセント超を吸収する。ある特定の実施形態において、表面材料は、入射放射線の５０パーセント超を吸収する。ある特定の実施形態において、表面材料は、０．４ミクロン～１．５ミクロンから選択される波長の入射電磁放射線の５０パーセント超を吸収する。

ある特定の実施形態において、アスペクト比は、５～１００の範囲内である。ある特定の実施形態において、アスペクト比は、２０またはそれを超える。ある特定の実施形態において、アスペクト比は、５０またはそれを超える。ある特定の実施形態において、アスペクト比は、１００またはそれを超える。ある特定の実施形態において、表面材料は、第２の表面を覆うかまたは部分的に覆う。ある特定の実施形態において、表面材料は、第１の表面を覆うかまたは部分的に覆う。ある特定の実施形態において、表面材料は、ポアの管腔へのアクセスを遮断しない。ある特定の実施形態において、表面材料は、約２０ｎｍ～５００ｎｍの平均厚さを有する。ある特定の実施形態において、表面材料は、約１００ｎｍ～５００ｎｍの平均厚さを有する。ある特定の実施形態において、表面材料は、疎水性である。

ある特定の実施形態において、第１の表面と第２の表面は、実質的に平行な面である。ある特定の実施形態において、上記複数のポアは、第１の表面から第２の表面まで表面法線に対して角度をなして延びている。ある特定の実施形態において、その角度は、より大きく０～９０度の範囲内である。ある特定の実施形態において、上記複数のポアは、第１の表面から第２の表面まで直角に延びている。ある特定の実施形態において、上記複数のポアは、第１の表面から第２の表面まで間接経路を通っている。

いくつかの態様において、本開示は、混合物の構成要素をソーティングするためのシステムシステムを提供し、そのシステムは、本開示の任意の態様のアレイ、およびそのアレイから放出された選ばれた内容物を受け取るように構成された内側表面を備えるハウジングを備える。ある特定の実施形態において、内側表面は、基材の第２の表面の下に位置する。

いくつかの態様において、本開示は、選ばれた内容物をアレイのポアから放出する方法を提供し、その方法は、選ばれた内容物を含むアレイのポアを識別する工程であって、そのアレイは、第１の表面およびその第１の表面の反対側の第２の表面を有する基材を備え、その基材は、基材材料および表面材料を含み、その表面材料は、第１または第２の表面に位置または隣接し、その基材は、第１の表面から第２の表面に延びる管腔を画定する複数のポアを含み、その基材は、（ａ）複数のポアの各ポアが、５００ミクロンまたはそれ未満の最大直径を有すること、（ｂ）複数のポアの各ポアが、５またはそれを超えるアスペクト比を有すること、（ｃ）１平方ミリメートルあたり１００個またはそれを超えるポアというポア密度、および（ｄ）表面材料が、入射電磁放射線の１０パーセント超を吸収する材料から選択されること、のうちの１つまたはそれを超えることを特徴とする、工程、および識別されたポア内のまたは識別されたポアに隣接する表面材料に向けられた電磁放射線によって、前記アレイの第１または第２の表面から表面材料の一部分を除去し、それにより、識別されたポアの内容物を放出する工程を含む。

ある特定の実施形態において、電磁放射線は、０．２ミクロン～２．５ミクロンの波長、内容物とポアとの接着を破壊するのに十分なフルエンスレベル、および１ｎｓ～１ミリ秒の範囲内のパルス持続時間から選択される。ある特定の実施形態において、表面材料を除去する工程は、アブレーションを含む。ある特定の実施形態において、表面材料を除去する工程は、機械的除去を含む。ある特定の実施形態において、機械的除去が、チッピングを含む。ある特定の実施形態において、表面材料を除去する工程は、光熱除去を含む。ある特定の実施形態において、表面材料を除去する工程は、光化学的除去を含む。ある特定の実施形態において、表面材料を除去する工程は、光音響的除去を含む。

ある特定の実施形態において、選ばれた内容物は、水溶液中の細胞を含む。ある特定の実施形態において、その細胞は、ＩＮＫＴ細胞、Ｔｍｅｍ、Ｔｒｅｇ、ＨＳＰＣおよびそれらの組み合わせから選択される。ある特定の実施形態において、複数のポアの各ポアは、約０．００８ｍｍ^２またはそれ未満の断面積を有する。ある特定の実施形態において、複数のポアの各ポアは、５ミクロン～１００ミクロンの範囲内のポア直径を有する。ある特定の実施形態において、複数のポアの各ポアは、１５ミクロン～５０ミクロンの範囲内のポア直径を有する。ある特定の実施形態において、各ポアは、約１ｍｍ～約５００ｍｍの範囲から選択される長さを有する。ある特定の実施形態において、各ポアは、約１ｍｍ～約１００ｍｍの範囲から選択される長さを有する。ある特定の実施形態において、各ポアは、約０．１ｍｍ～約１０ｍｍの範囲から選択される長さを有する。

ある特定の実施形態において、ポア密度は、１つのアレイにおいて１平方ミリメートルあたり１００～２５００ポアの範囲内である。ある特定の実施形態において、ポア密度は、１つのアレイの１平方ミリメートルあたり５００～１５００ポアの範囲内である。ある特定の実施形態において、アレイは、１０００ポア／ｍｍ^２を超えるポア密度を含む。ある特定の実施形態において、ポア密度は、５０００ポア／ｍｍ^２またはそれを超える。ある特定の実施形態において、アスペクト比は、５～１００の範囲内である。ある特定の実施形態において、ポアは、２０またはそれを超えるアスペクト比を有する。ある特定の実施形態において、ポアは、５０またはそれを超えるアスペクト比を有する。ある特定の実施形態において、ポアは、１００またはそれを超えるアスペクト比を有する。ある特定の実施形態において、表面材料は、約０．４ミクロン～約２．５ミクロンから選択される波長において１０パーセント超を吸収する。ある特定の実施形態において、表面材料は、入射放射線の５０パーセント超を吸収する。ある特定の実施形態において、表面材料は、約０．４ミクロン～約２．５ミクロンから選択される波長の入射放射線の５０パーセント超を吸収する。

ある特定の実施形態において、上記アレイは、（ａ）複数のポアの各ポアが、５００ミクロンまたはそれ未満の最大直径を有すること、（ｂ）複数のポアの各ポアが、５またはそれを超えるアスペクト比を有すること、（ｃ）１平方ミリメートルあたり１００個またはそれを超えるポアというポア密度、および（ｄ）表面材料が、入射電磁放射線の１０パーセント超を吸収する材料から選択されること、のうちの２つまたはそれを超えることを特徴とする。ある特定の実施形態において、表面材料の一部分は、識別されたポアに隣接する。ある特定の実施形態において、表面の一部分は、識別されたポアの管腔表面を含む。ある特定の実施形態において、表面の一部分は、１００ミクロンまたはそれ未満の深さまで除去される。ある特定の実施形態において、表面の一部分は、５０ミクロンまたはそれ未満の深さまで除去される。ある特定の実施形態において、上記方法は、選ばれた内容物を含むポアを識別する工程の前に、選ばれた内容物を含む溶液をアレイにロードする工程をさらに含む。ある特定の実施形態において、選ばれた内容物を含むポアを識別する工程は、アレイのポアから放射された電磁放射線を解析する工程を含む。ある特定の実施形態において、内容物を放出する工程は、１秒あたり約５，０００～約１００，０００，０００ポアという速度で内容物を放出することを含む。

いくつかの態様において、本開示は、赤外線吸収コアおよび非赤外線吸収シェルを備えるビーズを提供し、その非赤外線吸収シェルの外径は、約１０ミクロンに等しいかまたはそれ未満である。

ある特定の実施形態において、非赤外線吸収シェルは、アガロース、デキストランまたはその両方を含む。ある特定の実施形態において、赤外線吸収コアは、赤外線吸収色素を含む。ある特定の実施形態において、ビーズは、約２０ミクロンに等しいかまたはそれ未満の直径を有する。

いくつかの態様において、本開示は、複数の、本開示の任意の態様のビーズ；および目的の粒子を含む溶液を提供する。ある特定の実施形態において、目的の粒子は、細胞である。ある特定の実施形態において、複数のビーズの数と複数の細胞の数との比は、約１：１～１０：１である。

本開示の別の態様では、アレイは、第１の表面およびその第１の表面の反対側の第２の表面を有する基材であって、その基材は、第１の表面から第２の表面に延びる管腔を画定する複数のポアを含み、その複数のポアは、複数の粒子を含むサンプル溶液を受け取るように構成されている、基材と、第１の表面もしくは第２の表面にまたは第１の表面もしくは第２の表面付近に設けられた表面材料であって、その表面材料は、第１の表面もしくは第２の表面の一方が親水性であり、第１の表面もしくは第２の表面の他方が疎水性であるように、上記第１の表面もしくは第２の表面におけるまたは第１の表面もしくは第２の表面付近のサンプル溶液または複数の粒子の湿潤挙動を修正するように構成されている複数の材料を含む、表面材料とを含む。

いくつかの実施形態において、複数の材料は、金属層（例えば、スパッタリング、物理的スパッタリング、化学的コーティング、官能基による修飾（すなわち、表面親水性修飾、表面疎水性修飾）されたものなど）を含む。金属層は、約５０ｎｍ～約１ｍｍの範囲内の厚さを有し得る。金属層は、チタンおよび／または金を含み得る。金属層の第１の部分は、第１の化学的コーティングでコーティングされてもよい。金属層の第２の部分は、第１の化学的コーティングとは異なる第２の化学的コーティングでコーティングされてもよい。いくつかの実施形態において、第１の化学的コーティングは、第１の表面もしくは第２の表面におけるまたは第１の表面もしくは第２の表面付近の複数のポアの垂直側壁に設けられてもよい。第１の化学的コーティングは、ポアの垂直側壁への粒子の付着を低減または排除するように構成され得る。第２の化学的コーティングは、ポアからのサンプル溶液の望ましくない漏れを低減または防止するように構成され得る。いくつかの実施形態において、第２の化学的コーティングは疎水性である。第２の化学的コーティングは、第１の表面もしくは第２の表面にあるまたは第１の表面もしくは第２の表面付近にある基材の一部分に設けられてもよい。基材の一部分は、複数のポアの垂直側壁付近にあってもよい。いくつかの場合において、基材の一部分は、複数のポアの垂直側壁に対して実質的に直交していてもよい。

いくつかの実施形態において、第１の化学的コーティングは、メトキシ－ポリ（エチレン－グリコール）－チオールを含み得る。第２の化学的コーティングは、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ－ペルフルオロデカンチオールを含み得る。

いくつかの実施形態において、複数の材料は、金属層（例えば、スパッタリング、物理的スパッタリング、化学的コーティング、官能基による修飾（すなわち、表面親水性修飾、表面疎水性修飾）されたものなど）上にない化学的コーティングをさらに含む。化学的コーティングは、基材または複数のポアの、金属層（例えば、スパッタリング、物理的スパッタリング、化学的コーティング、官能基による修飾（すなわち、表面親水性修飾、表面疎水性修飾）されたものなど）を有しない１またはそれを超える部分に設けられてもよい。いくつかの実施形態において、化学的コーティングは、メトキシ－ポリ（エチレン－グリコール）－シランを含む。

いくつかの実施形態において、第２の表面は、複数の粒子を含むサンプル溶液を受け取るように構成され得る。第１の表面は、１つまたはそれを超えるポアから１つまたはそれを超える粒子を放出するために破壊されるように構成され得る。いくつかの実施形態において、第２の表面は、複数の粒子を含むサンプル溶液の複数のポアへの吸収を促進するために親水性であり得る。第１の表面は、ポアからのサンプル溶液の望ましくない漏れを低減または排除するために疎水性であり得る。

いくつかの実施形態において、第１の表面は、第２の表面の１つまたはそれを超える部分に電磁放射線を向けることによって破壊されるように構成され得る。いくつかの実施形態において、複数のポアの各ポアは、５００ミクロンまたはそれ未満の最大直径を有する。複数のポアの各ポアは、５またはそれを超えるアスペクト比を有し得る。表面材料は、入射電磁放射線の１０％超を吸収する材料から選択されてもよい。基材は、平方ミリメートルあたり１００またはそれを超えるポアのポア密度を有し得る。

いくつかの実施形態において、アレイの粒子抽出収率は、少なくとも７０％である。官能基により修飾された表面層（すなわち、化学的にコーティングされた金属層）（すなわち、表面親水性修飾、表面疎水性修飾されたもの）を有するアレイの粒子抽出収率は、官能基により修飾された表面層（すなわち、化学的にコーティングされた金属層）（すなわち、表面親水性修飾、表面疎水性修飾されたもの）を有しない別のアレイよりも高くなり得る。例えば、官能基により修飾された表面層（すなわち、化学的にコーティングされた金属層）（すなわち、表面親水性修飾、表面疎水性修飾されたもの）を有するアレイの粒子抽出収率は、官能基により修飾された表面層（すなわち、化学的にコーティングされた金属層）（すなわち、表面親水性修飾、表面疎水性修飾されたもの）を有しない別のアレイよりも少なくとも５％高くなり得る。いくつかの場合において、官能基により修飾された表面層（すなわち、化学的にコーティングされた金属層）（すなわち、表面親水性修飾、表面疎水性修飾されたもの）を有するアレイの粒子抽出収率は、官能基により修飾された表面層（すなわち、化学的にコーティングされた金属層）（すなわち、表面親水性修飾、表面疎水性修飾されたもの）を有しない別のアレイよりも少なくとも２０％高い。

いくつかの実施形態において、複数の粒子は生細胞を含む。官能基により修飾された表面層（すなわち、化学的にコーティングされた金属層）（すなわち、表面親水性修飾、表面疎水性修飾されたもの）を有するアレイの生細胞抽出収率は、官能基により修飾された表面層（すなわち、化学的にコーティングされた金属層）（すなわち、表面親水性修飾、表面疎水性修飾されたもの）を有しない別のアレイよりも高くなり得る。例えば、官能基により修飾された表面層（すなわち、化学的にコーティングされた金属層）（すなわち、表面親水性修飾、表面疎水性修飾されたもの）を有するアレイの生細胞抽出収率は、官能基により修飾された表面層（すなわち、化学的にコーティングされた金属層）（すなわち、表面親水性修飾、表面疎水性修飾されたもの）を有しない別のアレイよりも少なくとも５％高くなり得る。いくつかの場合において、官能基により修飾された表面層（すなわち、化学的にコーティングされた金属層）（すなわち、表面親水性修飾、表面疎水性修飾されたもの）を有するアレイの生細胞抽出収率は、官能基により修飾された表面層（すなわち、化学的にコーティングされた金属層）（すなわち、表面親水性修飾、表面疎水性修飾されたもの）を有しない別のアレイよりも少なくとも２０％高い。

参照による組み込み
本明細書において言及されるすべての刊行物、特許および特許出願は、各個別の刊行物、特許または特許出願が明確かつ個別に参照により援用されると示されるのと同程度に、参照により本明細書中で援用される。

本発明の新規特徴は、添付の請求項に詳細に示される。本発明の原理を利用した例証的な実施形態を説明する以下の詳細な説明および添付の図面を参照することにより、本発明の特徴および利点がより理解される。

図１Ａは、いくつかの実施形態に係る、細胞をソーティングするためのアレイの側断面図である。

図１Ｂは、いくつかの実施形態に係る、粒子をソーティングするためのアレイの上面図である。

図１Ｃは、いくつかの実施形態に係る、異なる細胞濃度を有するアレイの例示的な画像を示している。

図２Ａは、いくつかの実施形態に係る、粒子をソーティングするための例示的なアレイの側断面図である。

図２Ｂは、いくつかの実施形態に係る、その例示的なアレイの例示的な基材の直交図である。

図３Ａは、いくつかの実施形態に係る、粒子をソーティングするための例示的なアレイの直交図である。

図３Ｂは、いくつかの実施形態に係る、レーザーによって除去されるコーティングをポア付近の場所に備える、粒子をソーティングするための例示的なアレイの直交図である。

図４Ａは、いくつかの実施形態に係る、例示的な第１アレイにおける、ＩＲエネルギー吸収蛍光色素で染色されたＰＢＭＣの直交図である。

図４Ｂは、いくつかの実施形態に係る、ＰＢＭＣ抽出後の、例示的な第１アレイの直交図である。

図５Ａは、いくつかの実施形態に係る、ミクロスフェアを備えるアレイの側断面図を示している。

図５Ｂは、いくつかの実施形態に係る、ミクロスフェアおよび水性サンプル溶液を含むアレイの側断面図を示している。

図６Ａは、いくつかの実施形態に係る、ミクロスフェアおよび細胞で満たされたマイクロポアのアレイの明視野像を示している。

図６Ｂは、いくつかの実施形態に係る、単一ポアからの細胞の抽出の明視野像を示している。

図６Ｃは、いくつかの実施形態に係る、ミクロスフェアおよび１つの細胞で満たされたポアのアレイの画像を示している。

図６Ｄは、いくつかの実施形態に係る、単一のマイクロポアから細胞を抽出した後のアレイの画像を示している。

図７Ａは、いくつかの実施形態に係る、抽出された細胞の例示的な明視野像を示している。

図７Ｂは、いくつかの実施形態に係る、抽出された細胞の例示的な画像を示している。

図８は、いくつかの実施形態に係る、アガロースおよびデキストランを含む例示的なミクロスフェアの明視野像を示している。

図９は、いくつかの実施形態に係る、アガロースおよびデキストランを含む例示的なミクロスフェアの高倍率の赤外線画像を示している。

図１０Ａは、いくつかの実施形態に係る、アガロースおよびＩＲ吸収色素を含む例示的なミクロスフェアの明視野像を示している。

図１０Ｂは、いくつかの実施形態に係る、アガロースおよびＩＲ吸収色素を含む例示的なミクロスフェアの赤外線画像を示している。

図１１Ａは、いくつかの実施形態に係る、コーティング手順のフローチャートを示している。

図１１Ｂは、いくつかの実施形態に係る、図１１Ａのコーティング手順の更なる詳細を示している。

図１２Ａは、いくつかの実施形態に係る、粒子をソーティングするためのアレイの上面図である。

図１２Ｂは、いくつかの実施形態に係る、アレイの下端に表面修飾を備えるアレイの断面図を示している。

図１３Ａは、いくつかの実施形態に係る、表面修飾前のアレイの底端部の断面図を示している。

図１３Ｂは、いくつかの実施形態に係る、前処理材料の１つの層でコーティングされたアレイの底端部の断面図を示している。

図１３Ｃは、いくつかの実施形態に係る、第１の材料および第２の材料でコーティングされたアレイの底端部の断面図を示している。

図１３Ｄは、いくつかの実施形態に係る、コーティング材料の２つの層および表面修飾を備えるアレイの底端部の断面図を示している。

図１４Ａは、いくつかの実施形態に係る、アレイ、ハウジングおよび内側表面を備えるシステムの側断面図を示している。

図１４Ｂは、いくつかの実施形態に係る、アレイ、ハウジング、内側表面および電磁放射線源を備えるシステムの側断面図を示している。

図１５Ａは、いくつかの実施形態に係る、０時間後における例示的なシステムの漏れ試験の初めの直交図である。

図１５Ｂは、いくつかの実施形態に係る、５時間後における例示的なシステムの漏れ試験の終わりの直交図である。

図１６Ａは、いくつかの実施形態に係る、複数のポアを備えるアレイを提供しているところの側断面図を示している。

図１６Ｂは、いくつかの実施形態に係る、アレイ内に水溶液を堆積させているところの側断面図を示している。

図１６Ｃは、いくつかの実施形態に係る、図１Ａの例示的なアレイをカートリッジに挿入しているところの側断面図を示している。

図１６Ｄは、いくつかの実施形態に係る、第１の細胞および第２の細胞のシグナルのプロットの画像を示している。

図１６Ｅは、いくつかの実施形態に係る、第２の細胞を抽出しているところの側断面図を示している。

図１６Ｆは、いくつかの実施形態に係る、細胞を回収しているところの側断面図を示している。

図１７は、いくつかの実施形態に係る、細胞のアレイの例示的な生蛍光画像を示している。

図１８は、いくつかの実施形態に係る、図１７に表されたアレイの５０万ポアの例示的な散布図を示している。

図１９Ａ～図１９Ｃは、いくつかの実施形態に係る、ＡｕコーティングされたポアプレートとＣｒコーティングされたポアプレートとの性能（抽出収率および細胞生存率）の比較を示している。 図１９Ａ～図１９Ｃは、いくつかの実施形態に係る、ＡｕコーティングされたポアプレートとＣｒコーティングされたポアプレートとの性能（抽出収率および細胞生存率）の比較を示している。 図１９Ａ～図１９Ｃは、いくつかの実施形態に係る、ＡｕコーティングされたポアプレートとＣｒコーティングされたポアプレートとの性能（抽出収率および細胞生存率）の比較を示している。

図２０は、いくつかの実施形態に係る、異なるコーティングの接触角画像および測定値を示している。

詳細な説明
高速かつ無菌の細胞ソーティングシステムを提供する必要がある。したがって、マイクロポアアレイなどのアレイからレーザー抽出によって細胞をソーティングするためのシステム、デバイスおよび方法が、本明細書中に提供される。本明細書中のシステム、デバイスおよび方法が用いるマイクロポアソーティングは、約１０，０００細胞／秒という高ソーティング速度または最先端のものの速度よりも１００～１０００倍速い速度を求めて形成され得る。さらに、本明細書中に記載される実施形態は、無菌性および操作者のバイオセイフティーを維持し、サンプル間の汚染を低減し、流速の時間的制約を無くしつつ、細胞生存率または細胞機能を損なわずにそのようなソーティング速度を可能にし得る。特に、マイクロポアアレイの表面材料、ならびにそれを使用するシステムおよび方法によって、ポアの内容物に対する熱的影響が無視できる状態でポアの内容物を放出することができる。本開示の様々なシステムおよび方法は、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、「ＵＬＴＲＡＦＡＳＴ ＰＡＲＴＩＣＬＥ ＳＯＲＴＩＮＧ」と題する国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１９／０４９２２１号に記載されているものなど、他のシステムおよび方法と組み合わせるかまたは修正することができる。

アレイ
アレイが本明細書中に提供される。本明細書中に記載されるアレイは、粒子をソーティングするために利用され得る。それらの粒子は、目的の粒子、例えば、治療で使用するために濃縮する必要がある細胞であり得る。そのアレイは、基材を備え得る。その基材は、第１の表面、例えば上面、第１の表面の反対側の第２の表面、例えば底面、および第１の表面から第２の表面に延びる複数のポアを含み得る。それらのポアは、本明細書中に記載されるような様々な形状を有し得る管腔を画定し得る。それらのポアは、マイクロポアまたはマイクロチャネルであり得る。

１つの非限定的な例において、複数のポアを含む基材は、各ポアが５００ミクロンまたはそれ未満の最大直径を有すること、各ポアが１０またはそれを超えるアスペクト比を有すること、および表面材料が、入射電磁放射線の１０パーセント超を吸収する材料から選択されることを特徴とし得る。さらなるまたは代替の非限定的な例において、複数のポアを含む基材は、１平方ミリメートルあたり１００個またはそれを超えるポアというポア密度、各ポアが１０またはそれを超えるアスペクト比を有すること、および表面材料が、入射電磁放射線の１０パーセント超を吸収する材料から選択されることを特徴とし得る。

図１Ａは、いくつかの実施形態に係る、粒子をソーティングするためのアレイの垂直方向の側断面図である。図１Ａに示されるように、アレイ１００は、（ａ）第１の表面１１１および第１の表面１１１の反対側の第２の表面１１２と、（ｂ）第１の表面１１１から第２の表面１１２に延びる複数のポア１１３とを備える基材１１０を備え得る。それらの複数のポアは、互いに実質的に平行であり得、粒子を液体と共に保持するように構成され得る。例えば、その液体は、表面張力によってポア内に保持され得、いくつかの場合において、各ポアの一端または両端にメニスカスを形成し得る。

基材１１０は、基材材料を含み得る。基材材料は、ガラス、例えば、ケイ酸塩ガラス、溶融シリカ、溶融石英などであり得る。その基材材料は、プラスチック、例えば、ＰＥＴＧ、ＰＥＥＫなどであり得る。いくつかの実施形態において、基材は、金属、例えば、アルミニウム、鋼、クロム、チタン、金などであり得る。

基材１１０は、複数のポア１１３を含み得る。いくつかの場合において、複数のポア１１３は、約１０万個から約１０００億個のポアを含む。いくつかの場合において、複数のポア１１３は、約１０００個から約１０億個のポアを含む。いくつかの場合において、複数のポア１１３は、約１００万個から約１０００億個のポアを含む。

基材１１０は、ある密度のポアを含み得る。そのポアの密度は、１つのアレイの１平方ミリメートルあたりのポアの数を含み得る。ポア密度は、第１の表面１１１または第２の表面１１２において計測され得る。必要に応じて、いくつかの実施形態において、第１のアレイ１００は、約６６パーセントまたは約４０パーセント～約７５パーセントのオープンアレイ割合（充填密度）を有する。いくつかの場合において、ポア密度は、１平方ミリメートルあたり１００～２５００ポアの範囲内であり得る。いくつかの場合において、ポア密度は、１平方ミリメートルあたり５００～１５００ポアの範囲内であり得る。高ポア密度を製造する方法は、毛細管などの管を融合することによる方法であり得る。ポア密度は、管の壁厚および中央の直径を変化させることによって変更され得る。

１つの非限定的な例において、第１のアレイ１１０は、幅および長さがそれぞれ１０×１０インチであり、直径がそれぞれ１５ｕｍの２億４０００万個のポア１１３を含む。

さらに、第１のアレイ１００は、図１Ａによると、第１の表面１１１と第２の表面１１２との間の垂直距離として計測されるアレイ高さ１１０ａを有する。いくつかの実施形態において、アレイ高さ１１０ａは、第１の表面１１１と第２の表面１１２との間の最大または最小の垂直距離として計測され得る。いくつかの実施形態において、アレイ高さ１１０ａは、ポア１１３の標準的な高さとして計測され得る。いくつかの実施形態において、アレイ高さ１１０ａは、ポア１１３の最大または最小の長さとして計測され得る。各ポアは、高さ（または長手方向の長さ）１１３ａを有し得る。その長さは、ポア間で一様であり得るか、またはその長さは、製造プロセス中の歪みまたは不規則さなどによって、ポアごとに異なり得る。必要に応じて、ポア１１３の各々は、約５０ｍｍと等しいかまたはそれ未満の長さを有する。いくつかの場合において、各ポアは、約１ｍｍ～約５００ｍｍから選択される長さを有し得る。いくつかの場合において、各ポアは、約１ｍｍ～約１００ｍｍから選択される長さを有し得る。いくつかの場合において、各ポアは、約１ｍｍ～約１０ｍｍから選択される長さを有し得る。

必要に応じて、複数のポア１１３は、第１の表面１１１および第２の表面１１２に対して実質的に直角であり得る。いくつかの実施形態において、複数のポア１１３は、互いに実質的に平行であり得る。いくつかの実施形態において、第２の表面の反対側の第１の表面は、実質的に平行な面であり得る。複数のポアは、第１の表面から第２の表面に直角に延びていることがある。それらのポアは、第１の表面から第２の表面に垂直に延びていることがある。あるいは、複数のポアは、表面法線に対する角度で第１の表面から第２の表面に延びていることがある。その角度は、法線から９０度未満であり得る。その角度は、６０度未満、４５度未満、３０度未満またはそれ未満であり得る。その角度は、５～９０度の範囲内であり得る。

いくつかの実施形態において、複数のポアは、第１の表面から第２の表面まで間接経路を通っていることがある。そのような実施形態において、それらのポアは、入り組んでいるか、つづり合わさっているか、または差し込まれている状態であり得る。それらのポアは、ポアを通るパスが第１の表面から第２の表面への真っ直ぐな経路を基準として実質的に方向を変えるように１つまたは複数の湾曲部を含み得る。

図１Ｂは、粒子をソーティングするためのアレイ１００の上面図を示す。いくつかの例において、アレイ１００は、複数のポア１１３を有する。それらのポアの各々が、断面を含み得る。その断面は、円形であり得るか、楕円形であり得るか、多面形（例えば、正方形、六角形、八角形、十二角形など）であり得るか、または不規則な形状を有し得る。その形状は、ポア間で一様であり得るか、またはポアは、製造プロセス中の歪みまたは不規則さなどによって、ポアごとに異なり得る。

図１Ａを参照すると、各ポア１１３の断面は、断面寸法１１３ｂを含み得る。断面寸法は、アレイの２つの表面のいずれかまたは中間位置で計測され得る。断面寸法は、単一の断面で計測され得る。追加的または代替的に、断面寸法は、ポアに沿った多くの位置にわたって平均化され得る。その寸法は、基準となるものを用いた顕微鏡下での方法、干渉計による方法、流量からの計算による方法などの多くの方法で計測され得る。いくつかの例において、アレイの各ポアは、５ミクロン～１００ミクロンの範囲内の断面寸法を含み得る。いくつかの例において、各ポアは、１５ミクロン～５０ミクロンの範囲内の断面寸法を有し得る。

いくつかの場合において、断面寸法は、直径であり得る。直径という用語は、円形、ほぼ円形または楕円形であるポアの端から端までの最大の断面距離を包含すると意図される。いくつかの例において、アレイの各ポアは、５ミクロン～１００ミクロンの範囲内のポア直径を含み得る。いくつかの例において、各ポアは、１０ミクロン～５０ミクロンの範囲内の直径を有し得る。

各ポア１１３は、ある断面積を含み得る。その断面積は、単一の断面において計測され得る。追加的または代替的に、その断面積は、ポアに沿った多くの位置にわたって平均され得る。図１Ｂに示されるポア１１３の白色の領域は、ポアの第１の表面における断面積を画定し得る。必要に応じて、マイクロポア１１３の各々が、約１平方ミリメートルに等しいかまたはそれ未満の断面積を有する。いくつかの場合において、複数のポアの各ポアは、約０．００８ｍｍ^２またはそれ未満の最大断面積を有し得る。

アレイの各ポア１１３は、あるアスペクト比を含み得る。そのアスペクト比は、ポアの最大の断面寸法に対するポアの長さの割合であり得る。そのアスペクト比は、ポアの直径に対するポアの長さの割合であり得る。いくつかの場合において、アスペクト比は、１０～１００の範囲内であり得る。いくつかの場合において、アスペクト比は、１０またはそれを超えることがある。いくつかの場合において、アスペクト比は、２０またはそれを超えることがある。いくつかの場合において、アスペクト比は、１００またはそれを超えることがある。

図１Ｃは、異なる細胞濃度を有するアレイの例示的な画像を示している。各ウェルは、図示の実施形態に示すように、細胞などの目的の１つの粒子または複数の粒子を含み得る。１つの粒子または複数の粒子は、１つの細胞または複数の細胞を含み得る。複数の細胞の数は、約１、約５、約２５、またはそれを超えるものであり得る。いくつかの例において、複数の細胞の数は、約１００未満または約１０００未満であり得る。

いくつかの実施形態において、水性サンプル溶液をアレイ１００上に広げることなどによって、水性サンプル溶液をアレイ１００上に堆積され得る。いくつかの実施形態において、アレイ１００の第１の表面１１１は親水性であり得、水性サンプル溶液はポア１１３に吸収され得る。いくつかの実施形態において、アレイ１００の第１の表面１１１は、水性サンプル溶液内の細胞などの目的の粒子をマイクロポア１１３に分配させてもよい。いくつかの実施形態において、アレイ１００の第１の表面１１１は、水性サンプル溶液内の目的の粒子をマイクロポア１１３にランダムに分配させてもよい。いくつかの実施形態において、目的の粒子（単数または複数）は、ポアを通って移動し得、各マイクロポア１１３の底に沈み得る。必要に応じて、いくつかの実施形態において、目的の粒子は、水性サンプル溶液の表面張力によって各ポア１１３に留め置かれ得る。

基材の１つまたはそれを超える表面部分は、材料でコーティングされてもよい。コーティングされた材料は、基材のコーティングされた部分またはこの部分の付近に向けられた電磁放射線に応答して破壊されるように構成され得る。したがって、目的の粒子が、アレイの特定のマイクロチャネル（ポア）内に保持されていると識別されると、電磁放射線が、表面材料を破壊するように基材のコーティングされた部分に向けられ得、その結果、そのマイクロチャネル内に保持された液体のメニスカスが壊れて、目的の粒子が放出され得る。ある特定の実施形態において、電磁放射線は、マイクロアレイにおけるポアの中のまたはポア付近のコーティングされた材料の一部分を除去、例えば、切除することができ、これにより、ポアのマイクロチャネル内に保持された液体のメニスカスが壊れる。

表面材料
例えば図２Ａ～１７に示されている、表面材料を含むアレイ１００の非限定的な例が、本明細書中に提供される。図２Ａを参照すると、表面材料１２０はコーティングを含み得る。そのコーティングは、基材１１０の第１の表面１１１に結合され得る。いくつかの実施形態において、表面材料１２０は、基材材料の材料と異なる材料を含み得る。１つの例において、コーティングは、遷移金属（例えば金および金への付着性を提供することができる金属（例えばクロム、チタン、ニッケル、またはニッケル－クロム）などの金属を含み得る。いくつかの実施形態において、表面材料は複数の層を含み得る。表面材料は、金属コーティングの組み合わせ（例えば、Ｔｉ－Ａｕ）を含み得る。いくつかの実施形態において、表面材料はメタロイドまたは金属酸化物を含み得る。いくつかの実施形態において、表面材料としては、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、白金、金、水銀、ニオブ、イリジウム、モリブデン、銀、カドミウム、タンタル、タングステン、アルミニウム、ケイ素、リン（Ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ）、スズ、任意の前述のものの酸化物またはそれらの任意の組み合わせを挙げることができる。

いくつかの実施形態において、表面材料１２０はポリマーを含み得る。いくつかの実施形態において、表面材料は、本明細書に記載のコーティング材料のいずれかの組み合わせを含み得る。表面材料またはコーティングは、表面材料の一部分にまたは一部分の付近に向けられた電磁放射線に応答して、アレイの第１の表面１１１から破壊されるように形成されてもよい。したがって、目的の粒子がアレイの特定のマイクロチャネル内に保持されていると識別されると、電磁放射線を表面に向けてコーティングを破壊および／または剥離することができ、マイクロチャネル内に保持された液体のメニスカスを破壊して目的の粒子（複数可）を放出することができる。

図２Ａは、いくつかの実施形態に係る、粒子をソーティングするための例示的なアレイの側断面図である。図２Ａに図示されているように、アレイ１００は、基材１１０を備え得る。その基材は、複数のポア１１３を含み得る。基材１１０は、第２の表面１１２および第２の表面１１２の反対側の第１の表面１１１を含み得る。必要に応じて、複数のポア１１３は、第１の表面１１１から第２の表面１１２に延び得る。いくつかの実施形態において、コーティング１２０は、第１の表面１１１に結合され得る。

いくつかの実施形態において、アレイ１００は、約６６パーセントというオープンアレイ割合（充填密度）を有する。いくつかの実施形態において、ポア１１３の各々は、約１平方ミリメートルに等しいかまたはそれ未満の断面積を有する。いくつかの実施形態において、ポア１１３の各々は、約５０ｕｍ～約１５０ｕｍの直径を有する。いくつかの実施形態において、ポア１１３の各々は、約５０ｍｍに等しいかまたはそれ未満の長さを有する。いくつかの実施形態において、複数のポア１１３は、第２の表面１１２および第１の表面１１１に対して直角である。いくつかの実施形態において、複数のポア１１３におけるポア１１３の各々は、互いに実質的に平行であり得る。いくつかの実施形態において、複数のポア１１３は、約１００万～約１０００億個のポアを含み得る。

さらに、アレイ１００は、図２Ａによると、第２の表面１１２から表面材料１２０までの距離として計測されるアレイ高さ１１０ａを有する。いくつかの実施形態において、アレイ高さ１１０ａは、第１の表面１１１と第２の表面１１２との間の垂直距離として計測され得る。いくつかの実施形態において、アレイ高さ１１０ａは、第１の表面１１１と第２の表面１１２との間の最大または最小の垂直距離として計測され得る。いくつかの実施形態において、アレイ高さ１１０ａは、ポア１１３の標準的な高さとして計測され得る。いくつかの実施形態において、アレイ高さ１１０ａは、ポア１１３の最大または最小の高さとして計測され得る。

図２Ｂは、いくつかの実施形態に係る例示的なアレイの上面図である。アレイ１００内の複数のポア１１３は、図２Ｂによると、直角のパターン（orthogonal pattern）で配置されている。いくつかの実施形態において、そのパターンは、線形パターン、三角形パターン、六角形パターン、不規則なパターンまたはそれらの任意の組み合わせを含む。ポア１１３の直交パターンは、図２Ｂによると、第１の隔たり１１３ｂおよび第２の隔たり１１３ｃのうちの少なくとも１つを有し、第１の隔たり１１３ｂおよび第２の隔たりは、連続したポア１１３の中心点の間で計測される。いくつかの実施形態において、第１の隔たり１１３ｂおよび第２の隔たりのうちの少なくとも１つは、連続したポア１１３の表面上の対向する点の間の垂直距離として計測される。いくつかの実施形態において、第１の隔たり１１３ｂおよび第２の隔たり１１３ｃのうちの少なくとも１つは、約１０ｍｍ～約４０ｍｍであり得る。

本明細書に記載のアレイは、コーティング１２０を含み得る。そのコーティングは、基材の１つまたはそれを超える表面部分に結合され得る。そのコーティングは、電磁放射線に曝露されたとき、破壊されるように構成され得る。例えば、コーティングの一部分に向けられたレーザーからの電磁放射線に応答して、そのコーティングは、チッピングし得るか、または剥離し得る。必要に応じて、そのコーティングは、基材の材料と異なる材料を含み得る。例えば、基材１１０は、第１の材料を含み得、コーティング１２０は、第１の材料と異なる第２の材料を含み得る。

いくつかの場合において、表面材料（コーティング１２０）は、アレイの第２の表面１１２を覆い得るかまたは部分的に覆い得る。追加のまたは代替の場合において、表面材料は、アレイの第１の表面１１１を覆い得るかまたは部分的に覆い得る。いくつかの場合において、表面材料は、ポアの管腔へのアクセスを実質的に遮断しないことがある。しかしながら、いくつかの例では、製造中のコーティング厚のばらつきなどに起因して、いくつかのポアの封鎖が生じ得る。表面材料は、約２０ナノメートル（ｎｍ）～５００ｎｍの平均厚さを有し得る。表面材料は、約１００ｎｍ～５００ｎｍの平均厚さを有し得る。

いくつかの場合において、表面材料（コーティング１２０）は、基材材料１１０に実質的に類似し得る。いくつかの場合において、アレイは、均一であり得る。いくつかの実施形態において、均一アレイは、コーティングを含まないか、または含む必要がない。いくつかの実施形態において、均一なアレイは、一様な集塊または合金材料を含む。１つの例において、アレイは、メタロイド、金属（例えば、クロム、チタン、金、鉄、ニッケル、銅、白金、またはパラジウム）（例えば、金および金に付着性を提供することができる金属（例えば、クロム、チタン、ニッケル、またはニッケル－クロム））、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態において、基材材料は、ガラス、プラスチック、アルミニウム、鋼、ステンレス鋼、またはそれらの任意の組み合わせを含む。

いくつかの場合において、表面材料（コーティング１２０）は、基材材料１１０と実質的に異なり得る。基材材料は、ガラスであり得、表面材料は、ガラス以外の材料であり得る。いくつかの場合において、表面材料（コーティング１２０）は、金属を含み得る。いくつかの場合において、金属は、チタン、金、クロム、銀、アルミニウム、または任意の他の金属を含み得る。いくつかの場合において、表面材料は、金属酸化物、例えばフッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、二酸化ケイ素などを含み得る。表面材料は、反射または吸収などの個々に合わせた光学的特性を形成するように、金属および／または金属酸化物の層を含み得る。

いくつかの実施形態において、表面材料（コーティング１２０）は、遷移金属（例えば、チタン、金など）を含む。いくつかの実施形態において、第２の材料は、メタロイドを含む。いくつかの実施形態において、第２の材料は、金属酸化物を含む。いくつかの実施形態において、第２の材料としては、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、白金、金、水銀、ニオブ、イリジウム、モリブデン、銀、カドミウム、タンタル、タングステン、アルミニウム、ケイ素、リン（Ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ）、スズ、任意の前述のものの酸化物またはそれらの任意の組み合わせが挙げられる。

いくつかの実施形態において、表面材料（コーティング１２０）は、細胞生存率に悪影響を及ぼさない材料から選択される。例えば、表面材料は、生体適合性であり得る。表面材料は、無毒性であり得る。ある特定の実施形態において、表面材料は、電磁放射線と接触したとき、細胞傷害または細胞死を引き起こさない材料から選択される。例えば、表面材料を電磁放射線と接触させることによって生成される生成物自体が、細胞傷害または細胞死を引き起こしてはならない。つまり、例えば、表面材料のアブレーションによって生成される生成物は、生体適合性かつ／または細胞に対して無毒性であり得る。ある特定の実施形態において、細胞生存率に対する影響は、細胞を表面材料に曝露する前および後の細胞生存率を計測することによって評価される。ある特定の実施形態において、細胞生存率は、同じままであるか、または４０％未満、３０％未満、２０％未満、１５％未満、１０％未満もしくは５％未満しか低下しない。ある特定の実施形態において、細胞生存率は、表面材料を電磁放射線と接触させる前および後の細胞生存率を計測することによって評価され得る。例えば、細胞生存率は、細胞をアレイにロードする前、および表面材料と電磁放射線との接触によってアレイのポアから細胞を放出した後に評価される。いくつかの例において、生存率は、表面材料を電磁放射線と接触させた後も、同じままであるか、または４０％未満、３０％未満、２０％未満、１５％未満、１０％未満、５％未満または１％未満しか低下しない。

アレイは、いくつかの場合において、個々に合わせた疎水性を有し得る。１つの例において、第２の表面１１２は、親水性であり得る。必要に応じて、第２の表面１１２は、それ自体が親水性である必要はないが、親水性コーティングに作動可能に結合され得る。いくつかの実施形態において、コーティング１２０の一部分は、第１の表面１１１から破壊されるように形成され得る。いくつかの実施形態において、コーティング１２０の一部分は、コーティングの一部分に向けられた電磁放射線に応答して、第１の表面１１１から破壊されるように形成され得る。いくつかの実施形態において、コーティング１２０は、疎水性であり得る。

コーティング１２０は、表面材料の一部分に向けられた電磁放射線に応答して破壊されるように構成され得る。したがって、目的の粒子がアレイの特定のマイクロチャネル（ポア）内に保持されていると識別されると、電磁放射線をコーティングに向けてそのコーティング１２０を破壊および／または剥離することができ、マイクロチャネル（ポア１１３）内に保持された液体のメニスカスを破壊して目的の粒子を放出することができる。コーティング１２０は、電磁放射線源が放射する波長に対応する波長または波長範囲で吸収し得る。

したがって、目的の粒子がアレイの特定のポア内に保持されていると識別されると、電磁放射線が、その特定のポアの近くまたはその特定のポア付近に向けられて、目的の粒子を放出し得る。いくつかの実施形態において、表面材料の破壊は、アレイ、アレイ上のコーティングまたはその両方の材料の少なくとも一部分を除去することを含む。

いくつかの実施形態において、アレイの破壊は、局所的な加熱によって引き起こされ得る。そのようなメカニズムは、パルス持続時間がより長いとき、ピーク出力密度がより低いとき、および／または入射放射線の波長が赤外であるとき、起こる可能性があり得る。局所的な加熱は、表面材料（コーティング１２０）またはアレイ材料の昇華を引き起こし得る。いくつかの実施形態において、基材材料およびコーティング１２０は、異なる熱膨張係数を含み、それにより、チッピングに至り得る。

追加的または代替的に、アレイの破壊は、アブレーションによって引き起こされ得る。そのようなメカニズムは、入射ピーク出力密度がより高いとき、パルス持続時間がより短いとき、放射電力がより高いとき、および／または入射放射線が可視であるとき、起こる可能性があり得る。アブレーションは、アレイまたは基材材料の局所的な結合の切断および／または気化を含み得る。

追加的または代替的に、アレイの破壊は、プラズマ発生によって引き起こされ得る。このメカニズムは、入射放射線のパルス持続時間が特に短いとき、入射放射線の波長が多光子イオン化メカニズムと共鳴関係にあるとき、およびまたは入射放射線の波長が非常に短いとき、起こる可能性があり得る。ピコ秒台からフェムト秒台のパルス持続時間によって、基材または表面材料（ｓｕｒｆａｃｅ ｍａｔｅｒ）の光学エッチングにつながる局所的な加熱よりも速いプラズマ発生がもたらされ得る。

追加的または代替的に、アレイの破壊は、衝撃波発生によって生じ得る。そのようなメカニズムは、ピーク出力密度がより高いとき、フォノンが共鳴しているとき、および／またはパルス持続時間がより短いとき、起こる可能性が高い場合があり得る。衝撃は、表面材料またはアレイ材料の物理的振動、チッピングまたは揺れを引き起こし得る。

ある例において、表面材料（コーティング１２０）は、可視または赤外の範囲の波長を吸収する。いくつかの実施形態において、表面材料は、不透明であり得る。その表面材料は、可視および赤外の範囲内で選択される少なくとも５ナノメートルの帯域を吸収し得る。その表面材料は、０．４～２．５ミクロンから選択される少なくとも５ナノメートルの帯域内の入射放射線の１０パーセント超を吸収し得る。その表面材料は、０．４ミクロン～２．５ミクロンから選択される波長の入射電磁放射線の１０パーセント超を吸収し得る。いくつかの場合において、その表面材料は、少なくとも５ナノメートルの帯域内の入射放射線の５０パーセント超を吸収し得る。その５ナノメートルの帯域は、０．４～２．５ミクロンの波長の範囲内で選択され得る。その表面材料は、０．４ミクロン～１．５ミクロンから選択される波長の入射電磁放射線の５０パーセント超を吸収し得る。その表面材料は、ドープされたオルトバナジン酸イッテルビウムまたはイッテルビウム・アルミニウム・ガーネット固体レーザーの高調波から選択される波長の入射放射線の１０パーセント超を吸収し得る。その表面材料は、１０６４ナノメートルの入射放射線の１０パーセント超を吸収し得る。

１つの例において、アレイ１００のコーティング１２０は、約６００ｎｍの平均厚さを有する。コーティング１２０の厚さは、赤外線（ＩＲ）レーザーによって約１００ｎｍもしくはそれ未満、例えば約７５ｎｍもしくはそれ未満、または約５０ｎｍもしくはそれ未満だけ薄くされ得る。コーティングの厚さは、１０～１０００ｎｍであり得る。いくつかの実施形態において、コーティングまたはその任意の識別可能な層は、１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍ、５０ｎｍ、６０ｎｍ、７０ｎｍ、８０ｎｍ、９０ｎｍ、１００ｎｍ、１５０ｎｍ、２００ｎｍ、２５０ｎｍ、３００ｎｍ、３００ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、５００ｎｍ、５５０ｎｍ、６００ｎｍ、６５０ｎｍ、７００ｎｍ、７５０ｎｍ、８００ｎｍ、８５０ｎｍ、９００ｎｍ、９５０ｎｍ、もしくは１０００ｎｍ、または約１０ｎｍ、約２０ｎｍ、約３０ｎｍ、約４０ｎｍ、約５０ｎｍ、約６０ｎｍ、約７０ｎｍ、約８０ｎｍ、約９０ｎｍ、約１００ｎｍ、約１５０ｎｍ、約２００ｎｍ、約２５０ｎｍ、約３００ｎｍ、約３００ｎｍ、約４００ｎｍ、約４５０ｎｍ、約５００ｎｍ、約５５０ｎｍ、約６００ｎｍ、約６５０ｎｍ、約７００ｎｍ、約７５０ｎｍ、約８００ｎｍ、約８５０ｎｍ、約９００ｎｍ、約９５０ｎｍ、もしくは約１０００ｎｍ、あるいは前述の値のうちの２つの間の任意の範囲の厚さを有する。いくつかの実施形態において、コーティングまたはその任意の識別可能な層は、少なくとも１０ｎｍ、少なくとも２０ｎｍ、少なくとも３０ｎｍ、少なくとも４０ｎｍ、少なくとも５０ｎｍ、少なくとも６０ｎｍ、少なくとも７０ｎｍ、少なくとも８０ｎｍ、少なくとも９０ｎｍ、少なくとも１００ｎｍ、少なくとも１５０ｎｍ、少なくとも２００ｎｍ、少なくとも２５０ｎｍ、少なくとも３００ｎｍ、少なくとも３００ｎｍ、少なくとも４００ｎｍ、少なくとも４５０ｎｍ、少なくとも５００ｎｍ、少なくとも５５０ｎｍ、少なくとも６００ｎｍ、少なくとも６５０ｎｍ、少なくとも７００ｎｍ、少なくとも７５０ｎｍ、少なくとも８００ｎｍ、少なくとも８５０ｎｍ、少なくとも９００ｎｍ、少なくとも９５０ｎｍ、または少なくとも１０００ｎｍ、あるいは少なくとも約１０ｎｍ、少なくとも約２０ｎｍ、少なくとも約３０ｎｍ、少なくとも約４０ｎｍ、少なくとも約５０ｎｍ、少なくとも約６０ｎｍ、少なくとも約７０ｎｍ、少なくとも約８０ｎｍ、少なくとも約９０ｎｍ、少なくとも約１００ｎｍ、少なくとも約１５０ｎｍ、少なくとも約２００ｎｍ、少なくとも約２５０ｎｍ、少なくとも約３００ｎｍ、少なくとも約３００ｎｍ、少なくとも約４００ｎｍ、少なくとも約４５０ｎｍ、少なくとも約５００ｎｍ、少なくとも約５５０ｎｍ、少なくとも約６００ｎｍ、少なくとも約６５０ｎｍ、少なくとも約７００ｎｍ、少なくとも約７５０ｎｍ、少なくとも約８００ｎｍ、少なくとも約８５０ｎｍ、少なくとも約９００ｎｍ、少なくとも約９５０ｎｍ、または少なくとも約１０００ｎｍの厚さを有する。いくつかの実施形態において、コーティングまたはその任意の識別可能な層は、少なくとも１０ｎｍ、少なくとも２０ｎｍ、少なくとも３０ｎｍ、少なくとも４０ｎｍ、少なくとも５０ｎｍ、少なくとも６０ｎｍ、少なくとも７０ｎｍ、少なくとも８０ｎｍ、少なくとも９０ｎｍ、少なくとも１００ｎｍ、少なくとも１５０ｎｍ、少なくとも２００ｎｍ、少なくとも２５０ｎｍ、少なくとも３００ｎｍ、少なくとも３００ｎｍ、少なくとも４００ｎｍ、少なくとも４５０ｎｍ、少なくとも５００ｎｍ、少なくとも５５０ｎｍ、少なくとも６００ｎｍ、少なくとも６５０ｎｍ、少なくとも７００ｎｍ、少なくとも７５０ｎｍ、少なくとも８００ｎｍ、少なくとも８５０ｎｍ、少なくとも９００ｎｍ、少なくとも９５０ｎｍ、または少なくとも１０００ｎｍ、あるいは少なくとも約１０ｎｍ、少なくとも約２０ｎｍ、少なくとも約３０ｎｍ、少なくとも約４０ｎｍ、少なくとも約５０ｎｍ、少なくとも約６０ｎｍ、少なくとも約７０ｎｍ、少なくとも約８０ｎｍ、少なくとも約９０ｎｍ、少なくとも約１００ｎｍ、少なくとも約１５０ｎｍ、少なくとも約２００ｎｍ、少なくとも約２５０ｎｍ、少なくとも約３００ｎｍ、少なくとも約３００ｎｍ、少なくとも約４００ｎｍ、少なくとも約４５０ｎｍ、少なくとも約５００ｎｍ、少なくとも約５５０ｎｍ、少なくとも約６００ｎｍ、少なくとも約６５０ｎｍ、少なくとも約７００ｎｍ、少なくとも約７５０ｎｍ、少なくとも約８００ｎｍ、少なくとも約８５０ｎｍ、少なくとも約９００ｎｍ、少なくとも約９５０ｎｍ、または少なくとも約１０００ｎｍの厚さを有する。いくつかの実施形態において、コーティングの厚さは、少なくとも１０ｎｍ、少なくとも２０ｎｍ、少なくとも３０ｎｍ、少なくとも４０ｎｍ、少なくとも５０ｎｍ、少なくとも１００ｎｍ、少なくとも２００ｎｍ、少なくとも３００ｎｍ、少なくとも４００ｎｍ、少なくとも５００ｎｍ、少なくとも６００ｎｍ、少なくとも８００ｎｍ、少なくとも１０００ｎｍ、またはそれを超えるものであり得る。いくつかの実施形態において、コーティングの厚さは、最大で１０００ｎｍ、最大で８００ｎｍ、最大で６００ｎｍ、最大で５００ｎｍ、最大で４００ｎｍ、最大で３００ｎｍ、最大で２００ｎｍ、最大で１００ｎｍ、最大で５０ｎｍ、最大で４０ｎｍ、最大で３０ｎｍ、最大で２０ｎｍ、最大で１０ｎｍ、またはそれ未満であり得る。コーティングの層構造（複数可）は、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＳまたはＥＤＸ）を使用して決定することができる。

いくつかの実施形態において、電磁放射線源は、コーティング１２０の平均厚さを約１ｎｍ～約５ｎｍ、約１ｎｍ～約１０ｎｍ、約１ｎｍ～約２０ｎｍ、約１ｎｍ～約３０ｎｍ、約１ｎｍ～約４０ｎｍ、約１ｎｍ～約６０ｎｍ、約１ｎｍ～約７０ｎｍ、約１ｎｍ～約８０ｎｍ、約１ｎｍ～約９０ｎｍまたは約１ｎｍ～約１００ｎｍ薄くするように形成され得る。

いくつかの実施形態において、電磁放射線源は、約１ｎｍ～約５ｎｍ、約１ｎｍ～約１０ｎｍ、約１ｎｍ～約２０ｎｍ、約１ｎｍ～約３０ｎｍ、約１ｎｍ～約４０ｎｍ、約１ｎｍ～約６０ｎｍ、約１ｎｍ～約７０ｎｍ、約１ｎｍ～約８０ｎｍ、約１ｎｍ～約９０ｎｍまたは約１ｎｍ～約１００ｎｍの平均深さでアレイの一部分を切除するように形成され得る。

いくつかの実施形態において、電磁放射線源は、コーティング１２０またはアレイの一部分を除去するように形成され得、その一部分は、約１μｍ^２～約３０μｍ^２、１μｍ^２～約２０μｍ^２、約１μｍ^２～約１０μｍ^２または約１μｍ^２～約５μｍ^２の表面積を有する。

いくつかの実施形態において、電磁放射線源は、マイクロポアの外周から約１ｎｍ～約５ｎｍ、約１ｎｍ～約１０ｎｍ、約１ｎｍ～約２０ｎｍ、約１ｎｍ～約３０ｎｍ、約１ｎｍ～約４０ｎｍ、約１ｎｍ～約６０ｎｍ、約１ｎｍ～約７０ｎｍ、約１ｎｍ～約８０ｎｍ、約１ｎｍ～約９０ｎｍまたは約１ｎｍ～約１００ｎｍの平均距離でアレイの一部分を切除するように形成され得る。

図３Ａは、いくつかの実施形態に係る、コーティングを含む粒子をソーティングするための例示的なアレイの上面図を示している。図３Ｂは、いくつかの実施形態に係る、レーザーによって除去されるコーティングを含む粒子をソーティングするためのアレイの非限定的な例の上面図を示している。図３Ａおよび３Ｂを参照すると、コーティング１２０は電磁エネルギーを吸収し得、それにより、それが基材１１０から破壊され、各ポア１１３内の流体のメニスカスを壊し、内部の細胞が排出される。図３Ｂは、電磁エネルギーによって基材１１０から除去されたコーティング１２０の片を示している。図３Ｂを参照すると、レーザーは、単一のポアもしくは単一のポア付近、２つの隣接したポアの間、または３つのポアから等距離の場所に焦点が当てられ得る。いくつかの実施形態において、赤外線レーザーを単一ポアの近く、２つの隣接したポアの間または３つのポアから等距離の場所に焦点を当てることにより、それぞれ１つ、２つまたは３つのポア１１３内の流体のメニスカスが壊れて、内部の細胞が排出される。いくつかの実施形態において、レーザーを特定のポアに近づけて焦点を当てることにより、付近のポア内の細胞を意図せず排出してしまう可能性が低下する。いくつかの実施形態において、赤外線レーザーの強度および持続時間のうちの少なくとも１つは、１つ、２つまたは３つのポア内の細胞の排出を制御するように設定され得る。

いくつかの実施形態において、表面材料（コーティング１２０）は、材料をアレイ１００上にスパッタすることによって形成され得る。いくつかの実施形態において、表面材料は、１つまたはそれを超える金属（例えば、チタン、金）を含み得る。表面材料の厚さは、１０～１０００ｎｍであり得る。いくつかの実施形態において、表面材料の厚さは、少なくとも１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍ、２００ｎｍ、３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍ、８００ｎｍ、１０００ｎｍ、またはそれを超えるものであり得る。いくつかの実施形態において、表面材料の厚さは、最大で１０００ｎｍ、８００ｎｍ、６００ｎｍ、５００ｎｍ、４００ｎｍ、３００ｎｍ、２００ｎｍ、１００ｎｍ、５０ｎｍ、４０ｎｍ、３０ｎｍ、２０ｎｍ、１０ｎｍ、またはそれ未満であり得る。いくつかの実施形態において、表面材料はＴｉ－Ａｕスタックを含み得る。チタン層の厚さは、少なくとも１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍ、２００ｎｍ、またはそれを超えるものであり得る。金層は、チタン層上に直接形成されていてもよい。金層の厚さは、少なくとも１００ｎｍ、２００ｎｍ、３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍ、７００ｎｍ、またはそれを超えるものであり得る。いくつかの実施形態において、表面材料はチタン層を含んでもよく、金層は任意であってもよい。

いくつかの実施形態において、スパッタリングは真空下で行うことができる。いくつかの実施形態において、真空は、約０．０８～約０．０２ｍｂａｒであり得る。いくつかの実施形態において、スパッタリングは、約１００Ｖ～３ｋＶの電圧下で行うことができる。いくつかの実施形態において、電圧は、少なくとも約１００Ｖ、１１０Ｖ、１３０Ｖ、１５０Ｖ、１７０Ｖ、２２０Ｖ、２８０Ｖ、５００Ｖ、１０００Ｖ、２０００Ｖ、３０００Ｖ、またはそれを超えるものであり得る。いくつかの実施形態において、電圧は、最大で約３０００Ｖ、２０００Ｖ、１０００Ｖ、５００Ｖ、２８０Ｖ、２２０Ｖ、１７０Ｖ、１５０Ｖ、１３０Ｖ、１１０Ｖ、１００Ｖ、またはそれ未満であり得る。いくつかの実施形態において、スパッタリングは、電流０～５０ｍＡの下で行うことができる。いくつかの実施形態において、電流は、少なくとも約０．０１ｍＡ、０．１ｍＡ、１ｍＡ、５ｍＡ、１０ｍＡ、２０ｍＡ、３０ｍＡ、４０ｍＡ、５０ｍＡ、またはそれを超えるものであり得る。いくつかの実施形態において、電流は、最大で約５０ｍＡ、４０ｍＡ、３０ｍＡ、２０ｍＡ、１０ｍＡ、１ｍＡ、０．１ｍＡ、０．０１ｍＡ、またはそれ未満であり得る。必要に応じて、いくつかの実施形態において、表面材料（コーティング１２０）は、アレイの片側（１１１もしくは１１２）のみまたは両側（１１１および１１２）でスパッタすることができる。例えば、いくつかの実施形態において、表面材料は、アレイの第１の面（例えば１１１）にスパッタすることができる。他の実施形態において、表面材料は、ガラスアレイの第２の面（例えば１１２）にスパッタすることができる。いくつかの更なる実施形態において、表面材料は、アレイの第１の面（例えば１１１）および第２の面（例えば１１２）にスパッタすることができる。

いくつかの実施形態において、ＰＢＭＣの抽出は、コーティングされたアレイ上に界面活性剤および受け取り培地を加えること；組み立てられ得るアレイを、コーティングされた側を下向きにして受け取り培地に向かってカセットに挿入すること；ＰＢＭＣをアレイ上に滴下すること、およびＰＢＭＣをポア内に静置させることを含む。いくつかの実施形態において、界面活性剤は、細胞膜の完全性を守り、液体剪断下での頑健さを改善する。いくつかの実施形態において、界面活性剤は、非イオン性界面活性剤を含む。いくつかの実施形態において、非イオン性界面活性剤は、０．１パーセントのプルロニック（登録商標）（ｐｌｕｏｒｏｎｉｃ）Ｆ６８を含む。いくつかの実施形態において、受け取り培地は、ＯｐｔｉＰＥＡＫ Ｔ細胞培地を含む。いくつかの実施形態において、受け取り培地は、ストレプトアビジンをさらに含む。いくつかの実施形態において、ＰＢＭＣは、約５分間にわたってマイクロポア内に静置される。

いくつかの実施形態では、レーザーから放射され、表面材料コーティング１２０（例えば、Ｔｉ－Ａｕスタック、Ｔｉ層、またはＡｕ層）によって吸収される赤外線（ＩＲ）エネルギーは、各マイクロポアの底縁においてコーティングを膨張させ、剥離を起こさせて、各マイクロポアからＰＢＭＣを抽出し得る。各マイクロポアの底縁におけるコーティングの分離により、その中の流体のメニスカスを壊れて、ＰＢＭＣが放出される。

図４Ａは、いくつかの実施形態に係る、表面材料コーティング（例えば、Ｔｉ－Ａｕスタック、Ｔｉ層、またはＡｕ層）を含むアレイの非限定的な例におけるＩＲエネルギー吸収蛍光色素で染色されたＰＢＭＣの上面図である。図４Ｂは、いくつかの実施形態に係る、ＰＢＭＣ抽出後の、表面材料コーティングを備える例示的なアレイの上面図である。

ビーズ
ある特定の実施形態において、アレイのポアは、電磁放射線を吸収するビーズであって、ポア内の流体のメニスカス（ｍｉｎｉｓｃｕｓ）の破壊に影響するビーズを含み得る。いくつかの場合において、そのビーズ（ｂｅａｒｄ）は、ポアの管腔表面に結合されていてもよいし、結合されていなくてもよい（液体混合物としてポアに加えられてもよい）。コアおよびシェルを含むビーズが、本明細書中に提供される。本開示のビーズは、「ミクロスフェア」と称され得る。コアは、赤外線（ＩＲ）吸収コアを含み得る。シェルは、非ＩＲ吸収シェルを含み得る。本開示のビーズは、アレイのポアに関連し得、ビーズは、電磁放射線を吸収し得る。非ＩＲ吸収シェルは、ＩＲ吸収コアを近くの粒子、例えば、細胞から遮断することにより、ＩＲ吸収放射線によるコアの傷害作用からそれらの粒子を保護し得る。ビーズは、アガロースをさらに含み得る。非ＩＲ吸収シェルは、アガロースを含み得る。ビーズは、デキストランをさらに含み得る。ビーズは、ＩＲ吸収色素で染色され得る。ビーズは、約１μｍ～約２０μｍまたは約５μｍ～約２０μｍなどの約２０μｍに等しいかまたはそれ未満の直径を含み得る。ビーズは、約１０ミクロンに等しいかまたはそれ未満であり得る吸収シェルを含み得る。いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるようなアレイの表面材料は、赤外線吸収コアおよび非赤外線吸収シェルを含むビーズを含み得、その非赤外線吸収シェルの外径は、約１０ミクロンに等しいかまたはそれ未満である。

図５Ａは、中にビーズが配置されたアレイ１００を示している。いくつかの場合において、それらのビーズは、ポアの管腔の内部に配置され得る。いくつかの場合において、それらのビーズは、第１の表面１１１上に配置され得る。いくつかの場合において、それらのビーズは、ポアの管腔内に配置され得る。図５Ｂは、図５Ａの例示的なアレイ内の水性サンプル溶液の側断面図を示している。いくつかの実施形態において、水性サンプル溶液５２１をアレイ１００上に堆積させることは、水性サンプル溶液５２１をアレイ１００上に広げることを含む。いくつかの実施形態において、アレイ１００の親水性の第１の表面１１１は、水性サンプル溶液５２１をポア１１３内に吸い込む。いくつかの実施形態において、アレイ１００の親水性の第１の表面１１１は、水性サンプル溶液５２１中の第１の細胞５２２および第２の細胞５２３をポア１１３に均等に分配する。いくつかの実施形態において、アレイ１００の親水性の第１の表面１１１は、水性サンプル溶液５２１中の第１の細胞５２２および第２の細胞５２３をポア１１３にランダムに分配する。いくつかの実施形態において、第１の細胞５２２および第２の細胞５２３は、各ポア１１３の底に沈む。必要に応じて、いくつかの実施形態において、第１の細胞５２２および第２の細胞５２３は、水性サンプル溶液５２１の表面張力によって各ポア１１３に引き止められる。

図６Ａは、いくつかの実施形態に係る、ミクロスフェアおよび細胞で満たされたマイクロポアのアレイの明視野像を示している。図６Ａに見られるように、アレイ６００内のマイクロポア６０１の各々は、それぞれの各マイクロポア６０１の中のマイクロビーズおよび細胞によって塞がれ得る。図６Ｂは、いくつかの実施形態に係る、単一のマイクロポアからの細胞抽出の明視野像を示している。図６Ｂに見られるように、アレイ６００内のただ１つのマイクロポア６０１だけしか、細胞によって塞がれることができていないことから、単一のマイクロポア６０１における細胞だけが除去されたことが示唆される。図６Ｃは、いくつかの実施形態に係る、ミクロスフェアおよび細胞で満たされたマイクロポアのアレイ画像を示している。図６Ｃに見られるように、アレイ６００内のただ１つのマイクロポア６０１だけしか、細胞を含まない。図６Ｄは、いくつかの実施形態に係る、単一のマイクロポアからの細胞抽出後のアレイ６００の画像を示している。図６Ｄに見られるように、アレイ６００内のマイクロポア６０１のいずれもが、細胞を含まないことから、単一のマイクロポア６０１における単一の細胞が除去されたことが示唆される。

図７Ａは、いくつかの実施形態に係る、抽出された細胞の例示的な明視野像を示している。図７Ｂは、いくつかの実施形態に係る、抽出された細胞の例示的な画像を示している。

図８、９、１０Ａ、および１０Ｂによると、ビーズまたはミクロスフェアの例が本明細書中に提供される。図８は、例示的なアガロースおよびデキストランミクロスフェアの明視野像を示している。いくつかの実施形態において、アガロースおよびデキストランミクロスフェア８００は、赤外光を吸収するように形成されている。いくつかの実施形態において、アガロースおよびデキストランミクロスフェア８００は、不透明、黒色またはその両方である。いくつかの実施形態において、アガロースおよびデキストランミクロスフェア８００は、ポリマーシェル酸化鉄ミクロスフェア８００を含む。いくつかの実施形態において、アガロースおよびデキストランミクロスフェア８００は、約６ｕｍ～約２０ｕｍの直径を有する。

図９は、例示的なアガロースおよびデキストランミクロスフェアの高倍率の赤外線画像を示している。図９に見られるように、アガロースおよびデキストランミクロスフェア８００は、赤外線（ＩＲ）吸収コア９１０および非ＩＲ吸収シェル９２０を含む。いくつかの実施形態において、ＩＲ吸収コア９１０は、ＩＲ吸収色素を含む。いくつかの実施形態において、ＩＲ吸収色素は、Ｅｐｏｌｉｇｈｔ１１７８を含む。いくつかの実施形態において、非ＩＲ吸収シェル９２０は、アガロースおよびデキストランを含む。

ＩＲコア着色粒子を使用することは、効率的な細胞抽出にとって有益であり得る。第１に、アガロースコアの分子構造に組み込まれた色素は、色素コーティングよりもＩＲ吸収を増加させ得る。さらに、非ＩＲ吸収ソフトシェルは、任意の潜在的な熱吸収、体積膨張および／またはマイクロバブル形成に関連する応力および熱衝撃から細胞を守るための緩衝層として働き得る。その両方が、抽出効率の増大（成功した抽出事象の回数の増加）および細胞生存率の上昇を可能にし得る。

図１０Ａは、例示的なアガロースおよびＩＲ色素ミクロスフェアの明視野像を示している。図１０Ｂは、例示的なアガロースおよびＩＲ色素ミクロスフェアの赤外線画像を示している。図１０Ｂに見られるように、アガロースおよびＩＲ色素ミクロスフェア１０００は、赤外線（ＩＲ）を吸収するものであり得る。いくつかの実施形態において、アガロースおよびＩＲ色素ミクロスフェア１０００は、アガロースを含む。いくつかの実施形態において、アガロースおよびＩＲ色素ミクロスフェア１０００は、ＩＲ吸収色素を含む。いくつかの実施形態において、ＩＲ吸収色素は、Ｅｐｏｌｉｇｈｔを含む。いくつかの実施形態において、その色素は、緑色蛍光タンパク質を含む。いくつかの実施形態において、その色素は、赤色蛍光タンパク質を含む。いくつかの実施形態において、その色素は、シアニン色素、アクリジン色素、フルオロン（ｆｌｏｕｒｏｎｅ）色素、オキサジン色素、ローダミン（ｒｈｏｄｏｍｉｎｅ）色素、クマリン色素、フェナントリジン（ｐｈｅａｎｔｈｒｉｄｉｎｅ）色素、ＢＯＤＩＰＹ色素、ＡＬＥＸＡ色素、ペリレン色素、アントラセン色素、ナフタリン色素などを含む。いくつかの実施形態において、アガロースおよびＩＲ色素ミクロスフェア１０００は、約２μｍ～約１６μｍの直径を有する。

図１１Ａおよび図１１Ｂは、基材１１０の１つまたはそれを超える表面の全部または一部を修飾するための例示的な手順を示している。いくつかの実施形態において、例えば図１３Ｂおよび／または図１３Ｃに示すように、ポアプレートの底面および垂直側壁の一部分を最初に表面コーティングで覆うことができる（工程１１１１）。表面コーティングは、１つまたはそれを超える熱伝導性または導電性材料を含み得る。工程１１１１は、金属堆積を含み得る。表面コーティングは、クロム、チタン、金、鉄、ニッケル、銅、白金、およびパラジウムからなる群から選択される１つまたはそれを超える金属を含み得る。表面コーティングは、１つまたはそれを超える金属層（例えば、図１３Ｃに示す１３２０および１３２２）を含み得、各層は、クロム、チタン、金、鉄、ニッケル、銅、白金、パラジウム、それらの任意の混合物、およびそれらの任意の合金からなる群から独立して選択される。表面コーティングは、金属層と、その下の金属層のための付着層とを含み得る。付着層は、基材材料への付着を促進するために使用され得る。表面コーティングは、金の層と、金の下の金付着層（例えば、クロム、チタン、ニッケル、またはニッケル－クロム）とを含み得る。表面コーティング（工程１１１１）は、スパッタリング、スピンコーティング、化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、パルスレーザー蒸着、原子層蒸着、低圧ＣＶＤ、またはそれらの任意の組み合わせなどの任意の適切なコーティング方法を使用して実行することができる。いくつかの実施形態において、表面コーティングは、コーティング１２０と同じであってもよい。いくつかの実施形態において、コーティングプロセス（工程１１１１）は、金属堆積を含み得る。いくつかの場合において、金属コーティングは、１つまたはそれを超える金属（例えば、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｕ）を含み得る。いくつかの実施形態において、金属コーティングは、Ｔｉ－Ａｕスタックを含み得る。いくつかの実施形態において、金属コーティングは、Ｃｒ－Ａｕスタックを含み得る。いくつかの実施形態において、金属コーティングはＮｉ－Ａｕスタックを含み得る。

次に、ポアプレートの表面は、次いで、プラズマ清浄によって、プレートを塩基性溶液に浸漬することによって、またはそれらの組み合わせなどの、物理的または化学的手段によって、洗浄および／または活性化することができる（工程１１１３）。物理的または化学的手段（工程１１１３）は、工程１１１１から得られたコーティングへの後続の層の付着を強化することができる。いくつかの実施形態において、塩基性溶液は、所定の濃度のＮａＯＨを含み得る。いくつかの実施形態において、所定の濃度は約１Ｍ～３Ｍであり得る。いくつかの実施形態において、所定の濃度は、３Ｍ、２．５Ｍ、２Ｍ、１．５Ｍ、１Ｍ、もしくは約３Ｍ、約２．５Ｍ、約２Ｍ、約１．５Ｍ、約１Ｍ、または前述の値のいずれか２つの間の任意の範囲（両端の値を含む）であり得る。いくつかの実施形態において、所定の濃度は、少なくとも１Ｍ、１．５Ｍ、２Ｍ、２．５Ｍ、３Ｍ、またはそれを超えるものであり得る。いくつかの実施形態において、所定の濃度は、最大３Ｍ、２．５Ｍ、２Ｍ、１．５Ｍ、１Ｍ、またはそれ未満であり得る。いくつかの実施形態において、ポアプレートを所定の期間にわたって塩基性溶液に浸漬することができる。いくつかの実施形態において、所定の期間は、約１５分～１２時間の間であり得る。いくつかの実施形態において、所定の期間は、最大で１２時間、１０時間、８時間、７時間、６時間、５時間、４時間、３時間、２時間、１時間、５０分、４０分、３５分、３０分、２５分、２０分、１５分、またはそれ未満であり得る。いくつかの実施形態において、所定の期間は、少なくとも１５分、２０分、２５分、３０分、３５分、４０分、５０分、１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、６時間、８時間、１０時間、１２時間、またはそれを超えるものであり得る。

次に、ポアプレートを清浄して、例えば脱イオン水で洗浄することによって、不純物、例えば残留塩基性溶液を除去することができる（工程１１１５）。ポアプレートは、例えば加圧エアガンからの加圧空気を使用して乾燥させることができる。

いくつかの実施形態において、ポアプレートは、所定の期間、チャンバ内の任意の適切なプラズマでプラズマ清浄されてもよい。適切なプラズマは、アルゴンプラズマ、圧縮空気プラズマ、フレームベースのプラズマ、または真空プラズマであり得る。所定の期間は、１０秒、２０秒、３０秒、４０秒、５０秒、１分、７０秒、８０秒、９０秒、１００秒、１１０秒、２分、１３０秒、１４０秒、１５０秒、１６０秒、１７０秒、３分、３．５分、４分、４．５分、５分、５．５分、６分、６．５分、７分、７．５分、８分、８．５分、９分、９．５分、１０分、１１分、１２分、１３分、１４分、もしくは１５分、または約１０秒、約２０秒、約３０秒、約４０秒、約５０秒、約１分、約７０秒、約８０秒、約９０秒、約１００秒、約１１０秒、約２分、約１３０秒、約１４０秒、約１５０秒、約１６０秒、約１７０秒、約３分、約３．５分、約４分、４．５分、約５分、約５．５分、約６分、約６．５分、約７分、約７．５分、約８分、約８．５分、約９分、約９．５分、約１０分、約１１分、約１２分、約１３分、約１４分、もしくは約１５分、あるいは前述の値のいずれか２つの間の任意の範囲（両端の値を含む）であり得る。所定の期間は、少なくとも１０秒、少なくとも２０秒、少なくとも３０秒、少なくとも４０秒、少なくとも５０秒、少なくとも１分、少なくとも７０秒、少なくとも８０秒、少なくとも９０秒、少なくとも１００秒、少なくとも１１０秒、少なくとも２分、少なくとも１３０秒、少なくとも１４０秒、少なくとも１５０秒、少なくとも１６０秒、少なくとも１７０秒、少なくとも３分、少なくとも３．５分、少なくとも４分、少なくとも４．５分、少なくとも５分、少なくとも５．５分、少なくとも６分、少なくとも６．５分、少なくとも７分、少なくとも７．５分、少なくとも８分、少なくとも８．５分、少なくとも９分、少なくとも９．５分、少なくとも１０分、少なくとも１１分、少なくとも１２分、少なくとも１３分、少なくとも１４分、もしくは少なくとも１５分、または少なくとも約１０秒、少なくとも約２０秒、少なくとも約３０秒、少なくとも約４０秒、少なくとも約５０秒、少なくとも約１分、少なくとも約７０秒、少なくとも約８０秒、少なくとも約９０秒、少なくとも約１００秒、少なくとも約１１０秒、少なくとも約２分、少なくとも約１３０秒、少なくとも約１４０秒、少なくとも約１５０秒、少なくとも約１６０秒、少なくとも約１７０秒、少なくとも約３分、少なくとも約３．５分、少なくとも約４分、少なくとも約４．５分、少なくとも約５分、少なくとも約５．５分、少なくとも約６分、少なくとも約６．５分、少なくとも約７分、少なくとも約７．５分、少なくとも約８分、少なくとも約８．５分、少なくとも約９分、少なくとも約９．５分、少なくとも約１０分、少なくとも約１１分、少なくとも約１２分、少なくとも約１３分、少なくとも約１４分、もしくは少なくとも約１５分であり得る。所定の期間は、最大で１０秒、最大で２０秒、最大で３０秒、最大で４０秒、最大で５０秒、最大で１分、最大で７０秒、最大で８０秒、最大で９０秒、最大で１００秒、最大で１１０秒、最大で２分、最大で１３０秒、最大で１４０秒、最大で１５０秒、最大で１６０秒、最大で１７０秒、最大で３分、最大で３．５分、最大で４分、最大で４．５分、最大で５分、最大で５．５分、最大で６分、最大で６．５分、最大で７分、最大で７．５分、最大で８分、最大で８．５分、最大で９分、最大で９．５分、最大で１０分、最大で１１分、最大で１２分、最大で１３分、最大で１４分、もしくは最大で１５分、または最大で約１０秒、最大で約２０秒、最大で約３０秒、最大で約４０秒、最大で約５０秒、最大で約１分、最大で約７０秒、最大で約８０秒、最大で約９０秒、最大で約１００秒、最大で約１１０秒、最大で約２分、最大で約１３０秒、最大で約１４０秒、最大で約１５０秒、最大で約１６０秒、最大で約１７０秒、最大で約３分、最大で約３．５分、最大で約４分、最大で約４．５分、最大で約５分、最大で約５．５分、最大で約６分、最大で約６．５分、最大で約７分、最大で約７．５分、最大で約８分、最大で約８．５分、最大で約９分、最大で約９．５分、最大で約１０分、最大で約１１分、最大で約１２分、最大で約１３分、最大で約１４分、もしくは最大で約１５分であり得る。プラズマ清浄に使用されるチャンバは、超高真空（ＵＨＶ）チャンバであり得る。

いくつかの実施形態において、工程１１１３の後のポアプレートは、１つまたはそれを超える洗浄液を使用して１つまたはそれを超えるパスで洗浄することができる（工程１１１５）。各パスにおいて、洗浄液は、水、アルコール（例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール）、アセトニトリル、アセトン、トルエンおよびそれらの混合物からなる群から独立して選択され得る。各パスは、独立して所定の期間継続することができる。所定の期間は、１０秒、２０秒、３０秒、４０秒、５０秒、１分、７０秒、８０秒、９０秒、１００秒、１１０秒、２分、１３０秒、１４０秒、１５０秒、１６０秒、１７０秒、３分、３．５分、４分、４．５分、５分、５．５分、６分、６．５分、７分、７．５分、８分、８．５分、９分、９．５分、１０分、１１分、１２分、１３分、１４分、１５分、２０分、２５分、３０分、３５分、４０分、４５分、５０分、５５分、もしくは１時間、または約１０秒、約２０秒、約３０秒、約４０秒、約５０秒、約１分、約７０秒、約８０秒、約９０秒、約１００秒、約１１０秒、約２分、約１３０秒、約１４０秒、約１５０秒、約１６０秒、約１７０秒、約３分、約３．５分、約４分、約４．５分、約５分、約５．５分、約６分、約６．５分、約７分、約７．５分、約８分、約８．５分、約９分、約９．５分、約１０分、約１１分、約１２分、約１３分、約１４分、約１５分、約２０分、約２５分、約３０分、約３５分、約４０分、約４５分、約５０分、約５５分、もしくは約１時間、あるいは前述の値のいずれか２つの間の任意の範囲（両端の値を含む）であり得る。所定の期間は、少なくとも１０秒、少なくとも２０秒、少なくとも３０秒、少なくとも４０秒、少なくとも５０秒、少なくとも１分、少なくとも７０秒、少なくとも８０秒、少なくとも９０秒、少なくとも１００秒、少なくとも１１０秒、少なくとも２分、少なくとも１３０秒、少なくとも１４０秒、少なくとも１５０秒、少なくとも１６０秒、少なくとも１７０秒、少なくとも３分、少なくとも３．５分、少なくとも４分、少なくとも４．５分、少なくとも５分、少なくとも５．５分、少なくとも６分、少なくとも６．５分、少なくとも７分、少なくとも７．５分、少なくとも８分、少なくとも８．５分、少なくとも９分、少なくとも９．５分、少なくとも１０分、少なくとも１１分、少なくとも１２分、少なくとも１３分、少なくとも１４分、少なくとも１５分、少なくとも２０分、少なくとも２５分、少なくとも３０分、少なくとも３５分、少なくとも４０分、少なくとも４５分、少なくとも５０分、少なくとも５５分、もしくは１時間、または少なくとも約１０秒、少なくとも約２０秒、少なくとも約３０秒、少なくとも約４０秒、少なくとも約５０秒、少なくとも約１分、少なくとも約７０秒、少なくとも約８０秒、少なくとも約９０秒、少なくとも約１００秒、少なくとも約１１０秒、少なくとも約２分、少なくとも約１３０秒、少なくとも約１４０秒、少なくとも約１５０秒、少なくとも約１６０秒、少なくとも約１７０秒、少なくとも約３分、少なくとも約３．５分、少なくとも約４分、少なくとも約４．５分、少なくとも約５分、少なくとも約５．５分、少なくとも約６分、少なくとも約６．５分、少なくとも約７分、少なくとも約７．５分、少なくとも約８分、少なくとも約８．５分、少なくとも約９分、少なくとも約９．５分、少なくとも約１０分、少なくとも約１１分、少なくとも約１２分、少なくとも約１３分、少なくとも約１４分、少なくとも約１５分、少なくとも約２０分、少なくとも約２５分、少なくとも約３０分、少なくとも約３５分、少なくとも約４０分、少なくとも約４５分、少なくとも約５０分、少なくとも約５５分、もしくは少なくとも約１時間であり得る。所定の期間は、最大で１０秒、最大で２０秒、最大で３０秒、最大で４０秒、最大で５０秒、最大で１分、最大で７０秒、最大で８０秒、最大で９０秒、最大で１００秒、最大で１１０秒、最大で２分、最大で１３０秒、最大で１４０秒、最大で１５０秒、最大で１６０秒、最大で１７０秒、最大で３分、最大で３．５分、最大で４分、最大で４．５分、最大で５分、最大で５．５分、最大で６分、最大で６．５分、最大で７分、最大で７．５分、最大で８分、最大で８．５分、最大で９分、最大で９．５分、最大で１０分、最大で１１分、最大で１２分、最大で１３分、最大で１４分、最大で１５分、最大で２０分、最大で２５分、最大で３０分、最大で３５分、最大で４０分、最大で４５分、最大で５０分、最大で５５分、もしくは最大で１時間、または最大で約１０秒、最大で約２０秒、最大で約３０秒、最大で約４０秒、最大で約５０秒、最大で約１分、最大で約７０秒、最大で約８０秒、最大で約９０秒、最大で約１００秒、最大で約１１０秒、最大で約２分、最大で約１３０秒、最大で約１４０秒、最大で約１５０秒、最大で約１６０秒、最大で約１７０秒、最大で約３分、最大で約３．５分、最大で約４分、最大で約４．５分、最大で約５分、最大で約５．５分、最大で約６分、最大で約６．５分、最大で約７分、最大で約７．５分、最大で約８分、最大で約８．５分、最大で約９分、最大で約９．５分、最大で約１０分、最大で約１１分、最大で約１２分、最大で約１３分、最大で約１４分、最大で約１５分、最大で約２０分、最大で約２５分、最大で約３０分、最大で約３５分、最大で約４０分、最大で約４５分、最大で約５０分、最大で約５５分、もしくは最大で約１時間であり得る。

いくつかの実施形態において、（工程１１１５の後の）表面官能基化の準備が整った活性化され清浄された表面を有するポアプレートを、次いで、１つまたは複数の表面修飾材料でコーティングすることができる（工程１１１７）。１つまたはそれを超える表面修飾材料は、１つまたはそれを超えるポリマーを含み得る。１つまたはそれを超える表面修飾材料は、１つもしくはそれを超える親水性材料（例えば１つもしくはそれを超える親水性オリゴマーまたは１つもしくはそれを超える親水性ポリマー）、１つもしくはそれを超える疎水性材料（例えば１つもしくはそれを超える疎水性オリゴマーまたは１つもしくはそれを超える疎水性ポリマー）、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。

いくつかの実施形態において、ポアプレートの垂直側壁の一部分（例えば、ポア１１３の側壁）は、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリ（ヒドロキシエチルメタクリレート）（ＰＨＥＭＡ）、ポリアクリルアミド（ＰＡＭ）、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、多糖類、ポリ乳酸（ＰＬＡ）などの親水性オリゴマーまたはポリマーで官能基化されてもよい。親水性オリゴマーまたはポリマーは、直鎖状であっても分岐状であってもよい。親水性オリゴマーまたはポリマーは、第１の末端基を含み得る。第１の末端基を含む親水性オリゴマーまたはポリマーは、第２の末端基を含み得る。第１の末端基および第２の末端基の一方は、（工程１１１７の後に）活性化され清浄された表面と反応するか、またはその表面上に自己組織化膜を形成するように構成されてもよく、第１の末端基および第２の末端基の他方は、存在する場合、表面官能基化後に親水性オリゴマーまたはポリマー上に残るように構成されてもよい。表面官能基化後に親水性オリゴマーまたはポリマー上に残るように構成された第１もしくは第２の末端基は、アルコキシ（例えば、メトキシ、エトキシ）、ヒドロキシル、アミン、またはイオン性親水性基であり得る。（工程１１１７の後に）活性化され清浄された表面と反応するか、またはその表面上に自己組織化膜を形成するように構成された第１もしくは第２の末端基は、シラン、チオール、第一級アミン（－ＮＨ_２）、カルボン酸（－ＣＯＯＨ）、アルデヒド、ビニル、エポキシ、およびクロロから選択され得る。（工程１１１７の後に）活性化され清浄された表面と反応するか、またはその表面上に自己組織化膜を形成するように構成された第１もしくは第２の末端基は、シランまたはチオールであり得る。工程１１１７の後に、ポアプレートの垂直側壁は、アルコキシ基（例えばメトキシ）でエンドキャップされた親水性オリゴマーまたはポリマー（例えばポリ（エチレン－グリコール）（ＰＥＧ））によって官能基化され得る。第１の末端および第２の末端を有する親水性オリゴマーまたはポリマーは、シラン－ＰＥＧ－メトキシ（ＰＥＧ－シラン）またはチオール－ＰＥＧ－メトキシ（ＰＥＧ－ＳＨ）などの官能基化ＰＥＧであり得る。

いくつかの実施形態において、親水性オリゴマーまたはポリマー（例えばＰＥＧ－シランまたはＰＥＧ－ＳＨ）は、２５０、５００、７５０、１０００、１２５０、１５００、１７５０、２０００、２２５０、２５００、２７５０、３０００、３２５０、３５００、３７５０、４０００、４２５０、４５００、４７５０、５０００、５２５０、５５００、５７５０、もしくは６０００ダルトン、または約２５０、約５００、約７５０、約１０００、約１２５０、約１５００、約１７５０、約２０００、約２２５０、約２５００、約２７５０、約３０００、約３２５０、約３５００、約３７５０、約４０００、約４２５０、約４５００、約４７５０、約５０００、約５２５０、約５５００、約５７５０、もしくは約６０００ダルトン、あるいは前述の値のいずれか２つの間の任意の範囲の分子量を有する。いくつかの実施形態において、親水性オリゴマーまたはポリマー（例えばＰＥＧ－シランまたはＰＥＧ－ＳＨ）は、少なくとも２５０、少なくとも５００、少なくとも７５０、少なくとも１０００、少なくとも１２５０、少なくとも１５００、少なくとも１７５０、少なくとも２０００、少なくとも２２５０、少なくとも２５００、少なくとも２７５０、少なくとも３０００、少なくとも３２５０、少なくとも３５００、少なくとも３７５０、少なくとも４０００、少なくとも４２５０、少なくとも４５００、少なくとも４７５０、少なくとも５０００、少なくとも５２５０、少なくとも５５００、少なくとも５７５０、もしくは少なくとも６０００ダルトン、または少なくとも約２５０、少なくとも約５００、少なくとも約７５０、少なくとも約１０００、少なくとも約１２５０、少なくとも約１５００、少なくとも約１７５０、少なくとも約２０００、少なくとも約２２５０、少なくとも約２５００、少なくとも約２７５０、少なくとも約３０００、少なくとも約３２５０、少なくとも約３５００、少なくとも約３７５０、少なくとも約４０００、少なくとも約４２５０、少なくとも約４５００、少なくとも約４７５０、少なくとも約５０００、少なくとも約５２５０、少なくとも約５５００、少なくとも約５７５０、もしくは少なくとも約６０００ダルトンの分子量を有する。いくつかの実施形態において、親水性オリゴマーまたはポリマー（例えばＰＥＧ－シランまたはＰＥＧ－ＳＨ）は、最大で２５０、最大で５００、最大で７５０、最大で１０００、最大で１２５０、最大で１５００、最大で１７５０、最大で２０００、最大で２２５０、最大で２５００、最大で２７５０、最大で３０００、最大で３２５０、最大で３５００、最大で３７５０、最大で４０００、最大で４２５０、最大で４５００、最大で４７５０、最大で５０００、最大で５２５０、最大で５５００、最大で５７５０、もしくは最大で６０００ダルトン、または最大で約２５０、最大で約５００、最大で約７５０、最大で約１０００、最大で約１２５０、最大で約１５００、最大で約１７５０、最大で約２０００、最大で約２２５０、最大で約２５００、最大で約２７５０、最大で約３０００、最大で約３２５０、最大で約３５００、最大で約３７５０、最大で約４０００、最大で約４２５０、最大で約４５００、最大で約４７５０、最大で約５０００、最大で約５２５０、最大で約５５００、最大で約５７５０、もしくは最大で約６０００ダルトンの分子量を有する。いくつかの実施形態において、工程１１１７で使用されるＰＥＧ－シランは、アルコール、例えばエタノールに溶解した溶液、例えば０．５ｇ／１００ｍＬのＰＥＧ－シランであり得る。いくつかの実施形態において、官能基化ＰＥＧは、メトキシ－ポリ（エチレン－グリコール）－チオール（ＰＥＧ－ＳＨ）を含み得る。いくつかの実施形態において、ＰＥＧ－ＳＨは、アルコール、例えば無水エタノールに溶解した溶液、例えば０．５ｇ／１００ｍＬのＰＥＧ－ＳＨであり得る。いくつかの実施形態において、親水性オリゴマーまたはポリマー（例えば官能基化ＰＥＧなど）は、荷電粒子、例えば細胞の、ポアプレート１１３の異なる表面への非特異的結合、例えば付着を減少させるように構成され得る。ＰＥＧ－シラン中に存在するシラン基は、ポアプレートのガラス表面に対する選択的親和性を促進し得る。ＰＥＧ－ＳＨ中に存在するチオール基は、遷移金属、例えばＴｉ－Ａｕでコーティングされたポアプレート表面に対する選択的親和性を促進し得る。いくつかの実施形態において、ＰＥＧ－ＳＨは、基材１１０の金属コーティング部分、例えばＴｉ－Ａｕに特異的に付着し得る。いくつかの実施形態において、ＰＥＧ－シランは、いかなる金属コーティングも有しない基材１１０のガラス部分に特異的に付着し得る。

図１２Ａは、いくつかの実施形態に係る、アレイ１００の上面図を示し、図１２Ｂは、アレイの断面図を示している。図１２Ｂは、基材１１０の第１の部分および第２の部分に、１つまたはそれを超える表面修飾材料（例えば１つまたはそれを超える親水性材料）を添加してもよいことを示している。いくつかの実施形態において、第１の部分は、表面１１２により近い部分である基材１１０の上部であり得る。いくつかの実施形態において、第２の部分は、表面１１１により近い部分である基材１１０の底部であり得る。いくつかの実施形態において、基材１１０の第１の部分（例えば、図１３Ｂにおいて１３２０／１３２２によって覆われていない垂直側壁の部分）は、基材１１０の表面特性を変更する材料１２３１でコーティングされてもよい。表面材料１２３１は、上述したような親水性オリゴマーまたはポリマー（例えば官能基化ＰＥＧ）などの親水性材料を含み得る。いくつかの実施形態において、表面材料１２３１は、官能基化ＰＥＧ、例えばＰＥＧ－シラン（例えば、図１１に関して本明細書中で上述したような、または本明細書の他の場所で説明される）であり得る。いくつかの実施形態において、官能基化ＰＥＧは、ポア１１３の壁への荷電粒子、例えば細胞の非特異的結合、例えば付着を低減し得る。いくつかの実施形態において、ＰＥＧ－シラン中のシラン基を使用して、基材１１０のガラス部分の表面特性を変更することができる。いくつかの実施形態において、１３Ａ～１３Ｄを参照してより詳細に説明するように、基材１１０の第２の部分（底部）は、複数の材料１３００でコーティングされてもよい。

図１３Ａ～図１３Ｄは、基材１１０の底部（例えば、図１１に関して本明細書中で上述したような、または本明細書の他の場所で説明される）に多層コーティング１３００（図１３Ｄ参照）を形成するための例示的なプロセスを示している。いくつかの実施形態において、多層コーティング１３００は、基材１１０の表面特性を向上または変更することができる。さらに、多層コーティング１３００は、いくつかの場合において、マイクロポアアレイに保持された液体のメニスカスを剥離し、同時に破壊することができる。いくつかの実施形態において、多層コーティング１３００またはコーティング１３００の少なくとも１つもしくはそれを超える部分は、電磁放射線、例えばレーザーを使用して破壊され得る。

いくつかの実施形態において、図１３Ｂに示すように、基材１１０の表面上に第１の層１３２０を形成してもよい。いくつかの実施形態において、第１の層は、遷移金属、例えばＡｕ、Ｔｉ、またはＣｒを含み得る。必要に応じて、いくつかの実施形態において、図１３Ｃに示すように、第２の層１３２２を第１の層１３２０上に形成してもよい。いくつかの実施形態において、第２の層は、第１の層と異なる材料であり得る。いくつかの実施形態において、第２の層は、貴金属、例えばＡｕを含み得る。第１の層は、いくつかの実施形態において、コーティング材料の少なくとも１つまたはそれを超える後続の層の基材への付着を促進することができる。いくつかの実施形態において、第１の層は、異なるコーティング材料、例えば金の第２の層の付着を容易にすることができるチタンであり得る。いくつかの実施形態において、第２の層、例えば金は、他の材料、例えばポリマーでコーティングされてもよい。一例として、チオール（－ＳＨ）基は、金に対して高い親和性を有する。いくつかの実施形態において、第２の層、例えば金は、例えば官能性表面コーティング材料のチオール（－ＳＨ）誘導体、例えばＰＥＧ－ＳＨを使用することによる、表面官能基化に適し得る。

続いて、図１３Ｄに示すように、ポアの垂直側壁部分（例えば、Ｚ軸に沿って延びる）を覆う第３の層１３３２を形成してもよい。垂直側壁部分は、第１の層１３２０および／または第２の層１３２２（例えば、図１１に関して本明細書中で上述したような、または本明細書の他の場所で説明される）を含み得る。第１および／または第２の層１３２０／１３２２は、Ｔｉ層、Ｔｉ－Ａｕスタック、またはＡｕ層を含み得る。いくつかの実施形態において、第３の層１３３２はポリマーを含み得る。いくつかの実施形態において、ポリマーは、ＰＥＧ、またはＰＥＧの誘導体、例えばＰＥＧ－チオールを含み得る。ＰＥＧ－ＳＨ中に存在するチオール基は、金属、例えばＴｉ－Ａｕでコーティングされたポアプレート表面に対する選択的親和性を促進し得る。いくつかの実施形態において、官能基化ＰＥＧは、ポア１１３の壁への荷電粒子、例えば細胞の非特異的結合、例えば付着を低減し得る。

いくつかの実施形態において、図１３Ｄに示すように、第１の層１３２０および／または第２の層１３２２上の基材の底部を覆う第４の層１３３３を形成してもよい。底部は、ポアの垂直側壁付近にあってもよい。第４の層１３３３は、図１３Ｄに示すように、Ｙ軸に沿って延びていてもよい。いくつかの実施形態において、第４の層１３３３はオリゴマーまたはポリマーを含み得る。いくつかの実施形態において、第４の層は、疎水性オリゴマーまたはポリマー、例えばフッ素化もしくは過フッ素化オリゴマーまたはポリマーを含み得る。フッ素化もしくは過フッ素化オリゴマーまたはポリマーは、フッ素化ジオキソール、フッ素化ジオキソラン、フッ素化環状重合性アルキルエーテル、およびそれらの組み合わせからなる群から選択されるモノマーから形成されてもよい。フッ素化もしくは過フッ素化オリゴマーまたはポリマーは、ペルフルオロアルキルチオール、例えばペルフルオロヘキサンチオール、ペルフルオロオクタンチオールまたはペルフルオロデカンチオールであり得る。フッ素化もしくは過フッ素化オリゴマーまたはポリマーは、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ－ペルフルオロデカンチオール（ＰＦ－ＳＨ）を含み得る。ＰＦ－ＳＨ中に存在するチオール基は、前のコーティング層、例えば金に対して高い親和性を有し得る。疎水性オリゴマーまたはポリマーは、直鎖状であっても分岐状であってもよい。疎水性オリゴマーまたはポリマーは、第１の末端基を含み得る。第１の末端基を含む疎水性オリゴマーまたはポリマーは、第２の末端基を含み得る。第１の末端基および第２の末端基の一方は、（工程１１１７の後に）活性化され清浄された表面と反応するか、またはその表面上に自己組織化膜（例えば単層）を形成するように構成されてもよく、第１の末端基および第２の末端基の他方は、存在する場合、表面官能基化後に疎水性オリゴマーまたはポリマー上に残るように構成されてもよい。活性化され清浄された表面と反応するか、またはその表面上に自己組織化膜を形成するように構成された第１もしくは第２の末端基は、シラン、チオール、第一級アミン（－ＮＨ_２）、カルボン酸（－ＣＯＯＨ）、アルデヒド、ビニル、エポキシ、およびクロロから選択され得る。（工程１１１７の後に）活性化され清浄された表面と反応するか、またはその表面上に自己組織化膜を形成するように構成された第１もしくは第２の末端基は、チオールであり得る。疎水性オリゴマーまたはポリマー（例えばフッ素化もしくは過フッ素化オリゴマーまたはポリマー）は、２５０、４８０、５００、７５０、１０００、１２５０、１５００、１７５０、２０００、２２５０、２５００、２７５０、３０００、３２５０、３５００、３７５０、４０００、４２５０、４５００、４７５０、５０００、５２５０、５５００、５７５０、もしくは６０００ダルトン、または約２５０、約４８０、約５００、約７５０、約１０００、約１２５０、約１５００、約１７５０、約２０００、約２２５０、約２５００、約２７５０、約３０００、約３２５０、約３５００、約３７５０、約４０００、約４２５０、約４５００、約４７５０、約５０００、約５２５０、約５５００、約５７５０、もしくは約６０００ダルトン、あるいは前述の値のいずれか２つの間の任意の範囲の分子量を有し得る。疎水性オリゴマーまたはポリマー（例えばフッ素化もしくは過フッ素化オリゴマーまたはポリマー）は、少なくとも２５０、少なくとも４８０、少なくとも５００、少なくとも７５０、少なくとも１０００、少なくとも１２５０、少なくとも１５００、少なくとも１７５０、少なくとも２０００、少なくとも２２５０、少なくとも２５００、少なくとも２７５０、少なくとも３０００、少なくとも３２５０、少なくとも３５００、少なくとも３７５０、少なくとも４０００、少なくとも４２５０、少なくとも４５００、少なくとも４７５０、少なくとも５０００、少なくとも５２５０、少なくとも５５００、少なくとも５７５０、もしくは少なくとも６０００ダルトン、または少なくとも約２５０、少なくとも約４８０、少なくとも約５００、少なくとも約７５０、少なくとも約１０００、少なくとも約１２５０、少なくとも約１５００、少なくとも約１７５０、少なくとも約２０００、少なくとも約２２５０、少なくとも約２５００、少なくとも約２７５０、少なくとも約３０００、少なくとも約３２５０、少なくとも約３５００、少なくとも約３７５０、少なくとも約４０００、少なくとも約４２５０、少なくとも約４５００、少なくとも約４７５０、少なくとも約５０００、少なくとも約５２５０、少なくとも約５５００、少なくとも約５７５０、もしくは少なくとも約６０００ダルトンの分子量を有し得る。疎水性オリゴマーまたはポリマー（例えばフッ素化もしくは過フッ素化オリゴマーまたはポリマー）は、最大で２５０、最大で４８０、最大で５００、最大で７５０、最大で１０００、最大で１２５０、最大で１５００、最大で１７５０、最大で２０００、最大で２２５０、最大で２５００、最大で２７５０、最大で３０００、最大で３２５０、最大で３５００、最大で３７５０、最大で４０００、最大で４２５０、最大で４５００、最大で４７５０、最大で５０００、最大で５２５０、最大で５５００、最大で５７５０、もしくは最大で６０００ダルトン、または最大で約２５０、最大で約４８０、最大で約５００、最大で約７５０、最大で約１０００、最大で約１２５０、最大で約１５００、最大で約１７５０、最大で約２０００、最大で約２２５０、最大で約２５００、最大で約２７５０、最大で約３０００、最大で約３２５０、最大で約３５００、最大で約３７５０、最大で約４０００、最大で約４２５０、最大で約４５００、最大で約４７５０、最大で約５０００、最大で約５２５０、最大で約５５００、最大で約５７５０、もしくは最大で約６０００ダルトンの分子量を有し得る。いくつかの実施形態において、疎水性表面コーティングは、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）を形成し得る。いくつかの実施形態において、自己組織化単分子膜は濡れ性を低下させ得る。いくつかの実施形態において、自己組織化単分子膜は表面エネルギーを低下させ得る。いくつかの実施形態において、疎水性表面コーティング、例えばＰＦ－ＳＨは、約１２０°の水接触角を有し得る。いくつかの実施形態において、疎水性表面コーティング、例えばＰＦ－ＳＨは、９０°～１５０°の水接触角を有し得る。いくつかの実施形態において、疎水性表面コーティング、例えばＰＦ－ＳＨは、１００°、１０５°、１１０°、または１１５°の水接触角を有し得る。いくつかの実施形態において、疎水性コーティングをシーラントとして使用することができる。いくつかの実施形態において、シーラントは、表面１１１上のポア終端部からの漏れを防止することができる。いくつかの実施形態において、チオール基は、疎水性コーティング、例えばＰＦ－ＳＨの、下にある表面、例えばＴｉ－Ａｕ中のＡｕへの付着性を改善し得る。

いくつかの実施形態において、表面材料１３２０および／または１３２２（例えば、図１１に関して本明細書中で上述したような、または本明細書の他の場所で説明される）は、金属スパッタリングによって基材１１０の表面に適用され得る。いくつかの実施形態において、表面材料１３２０および／または１３２２の厚さは、１０ｎｍ～１０００ｎｍであり得る。いくつかの実施形態において、表面材料１３２０および／または１３２２の厚さは、少なくとも１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍ、２００ｎｍ、３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍ、８００ｎｍ、１０００ｎｍ、またはそれを超えるものであり得る。いくつかの実施形態において、表面材料１３２０および／または１３２２の厚さは、最大で約１０００ｎｍ、８００ｎｍ、６００ｎｍ、５００ｎｍ、４００ｎｍ、３００ｎｍ、２００ｎｍ、１００ｎｍ、５０ｎｍ、４０ｎｍ、３０ｎｍ、２０ｎｍ、１０ｎｍ、またはそれ未満であり得る。

いくつかの実施形態において、スパッタリングは真空下で行うことができる。いくつかの実施形態において、真空は、約０．０８～約０．０２ｍｂａｒであり得る。いくつかの実施形態において、真空は、最大で約０．０１ｍｂａｒ、０．０２ｍｂａｒ、０．０３ｍｂａｒ、０．０４ｍｂａｒ、０．０５ｍｂａｒ、０．０６ｍｂａｒ、０．０７ｍｂａｒ、０．０８ｍｂａｒ、０．０９ｍｂａｒ、０．１ｍｂａｒ、またはそれ未満であり得る。いくつかの実施形態において、真空は、少なくとも約０．１ｍｂａｒ、０．０９ｍｂａｒ、０．０８ｍｂａｒ、０．０７ｍｂａｒ、０．０６ｍｂａｒ、０．０５ｍｂａｒ、０．０４ｍｂａｒ、０．０３ｍｂａｒ、０．０２ｍｂａｒ、０．０１ｍｂａｒ、またはそれを超えるものであり得る。いくつかの実施形態において、スパッタリングは、約１００Ｖ～３ｋＶの電圧下で行うことができる。いくつかの実施形態において、電圧は、少なくとも約１００Ｖ、１１０Ｖ、１３０Ｖ、１５０Ｖ、１７０Ｖ、２２０Ｖ、２８０Ｖ、５００Ｖ、１０００Ｖ、２０００Ｖ、３０００Ｖ、またはそれを超えるものであり得る。いくつかの実施形態において、電圧は、最大で約３０００Ｖ、２０００Ｖ、１０００Ｖ、５００Ｖ、２８０Ｖ、２２０Ｖ、１７０Ｖ、１５０Ｖ、１３０Ｖ、１１０Ｖ、１００Ｖ、またはそれ未満であり得る。いくつかの実施形態において、スパッタリングは、電流０～５０ｍＡの下で行うことができる。いくつかの実施形態において、電流は、少なくとも約０．０１ｍＡ、０．１ｍＡ、１ｍＡ、５ｍＡ、１０ｍＡ、２０ｍＡ、３０ｍＡ、４０ｍＡ、５０ｍＡ、またはそれを超えるものであり得る。いくつかの実施形態において、電流は、最大で約５０ｍＡ、４０ｍＡ、３０ｍＡ、２０ｍＡ、１０ｍＡ、１ｍＡ、０．１ｍＡ、０．０１ｍＡ、またはそれ未満であり得る。いくつかの実施形態において、表面材料は、ガラスアレイの片面または両面にスパッタすることができる（例えば、プレートの上部および／または底部）。

赤外線吸収ビーズを形成する方法も本明細書で提供される。いくつかの実施形態において、その方法は、アガロースビーズを洗浄する工程；アガロースビーズを着色する工程；およびアガロースビーズのコアを形成する工程を含む。いくつかの実施形態において、アガロースビーズを洗浄する工程は、アガロースビーズを第１の溶媒に懸濁し、アガロースビーズおよび第１の溶媒を遠心分離することを含む。いくつかの実施形態において、第１の溶媒は、有機溶媒、例えばアセトン、または水性溶媒、例えば水、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態において、遠心は、約１，０００ｒｐｍ～約４，０００ｒｐｍの速度で行われ得る。いくつかの実施形態において、遠心は、約２，０００ｒｐｍの速度で行われ得る。いくつかの実施形態において、１ｍＬの第１の溶媒が、５０ｍｇのアガロースビーズごとに使用され得る。いくつかの実施形態において、アガロースビーズは、Ｓｕｐｅｒｄｅｘビーズを含む。

いくつかの実施形態において、アガロースビーズを着色する工程は、着色液を形成すること、その着色液を遠心分離すること、および着色液をアガロースビーズに加えることを含む。着色液は、Ｅｐｏｌｉｎ １１７８および第２の溶媒を含み得る。いくつかの実施形態において、第２の溶媒は、アセトン、水、脱イオン水またはそれらの任意の組み合わせを含む。遠心は、約２，０００ｒｐｍ～約１０，０００ｒｐｍ、例えば、約５，０００ｒｐｍの速度で行われ得る。いくつかの実施形態において、アガロースビーズを着色する工程は、アガロースビーズおよび着色液をインキュベートすることをさらに含む。インキュベーションは、約１５分間～約１時間、例えば、約３０分間行われ得る。いくつかの実施形態において、インキュベーションは、室温で行われ得る。インキュベーションは、絶えず混合しながら行われ得る。いくつかの実施形態において、アガロースビーズを着色する工程は、インキュベーション後に、例えば、約７５０ｒｐｍ～約３，０００ｒｐｍの速度で、アガロースビーズを遠心分離することをさらに含む。いくつかの実施形態において、アガロースビーズを着色する工程は、色の濃いビーズを色の薄いビーズから分離することをさらに含む。いくつかの実施形態において、アガロースビーズを着色する工程は、アガロースビーズを０．２パーセントのＢＳＡ－ＰＢＳに懸濁することをさらに含む。

いくつかの実施形態において、アガロースビーズのコアを形成する工程は、アガロースビーズを第３の溶媒に懸濁すること、およびアガロースビーズおよび第３の溶媒を遠心分離することを含む。いくつかの実施形態において、第３の溶媒は、１：１のアセトン－水混合物を含む。いくつかの実施形態において、遠心は、約５００ｒｐｍ～約２，０００ｒｐｍの速度で行われ得る。いくつかの実施形態において、遠心は、約１０秒間～約６０秒間行われ得る。

あるいは、いくつかの実施形態において、アガロースビーズのコアを形成する工程は、ビーズを緩衝液中でインキュベートすることを含む。いくつかの実施形態において、緩衝液は、ＢＳＡ－ＰＢＳを含む。いくつかの実施形態において、緩衝液は、約０．２パーセントの濃度を有する。いくつかの実施形態において、ビーズを緩衝液中でインキュベートすることは、約４℃の温度で行われ得る。いくつかの実施形態において、ビーズを緩衝液中でインキュベートすることは、少なくとも約５日間にわたって行われ得る。アガロースビーズのコアを形成する工程は、緩衝液を毎日交換することをさらに含み得る。

本明細書中に記載されるような複数のビーズおよび本明細書中に記載されるような目的の粒子を含む溶液が、本明細書中に提供される。いくつかの場合において、目的の粒子は、細胞である。いくつかの場合において、その溶液は、約１：１～１０：１である、複数のビーズの数と複数の細胞の数との比を含む。目的の粒子を含む溶液は、本明細書中に記載されるようなアレイの１つまたは複数のポアに挿入され得る。溶液の例は、実施例５および６に関してさらに記載される。

システム
本明細書中に提供される別の態様は、粒子をソーティングするためのシステムである。混合物の構成要素をソーティングするためのシステムが、本明細書中に提供される。そのシステムは、本明細書中に記載されるようなアレイの任意の実施形態、バリエーションまたは例を含み得る。

図１４Ａは、アレイ１００、ハウジング１４３１および内側表面１４３２を備えるシステムを示している。粒子をソーティングするためのシステムは、第１の表面１１１；第１の表面１１１の反対側の第２の表面１１２；および第１の表面１１１から第２の表面１１２に延びる複数のポア１１３を含む基材１１０を備えるアレイ１００を備え得、ポア１１３の各々は、約１平方ミリメートルに等しいかまたはそれ未満の断面積および約１０ｍｍに等しいかまたはそれ未満の長さを含み、基材１１０は、第１の材料；および第２の表面１１２に作動可能に結合されたコーティング１２０（ここで、コーティング１２０は、第１の材料と異なる第２の材料を含み、コーティング１２０の一部分は、そのコーティング１２０の一部分に向けられた電磁放射線に応答して第２の表面１１２から破壊されるように形成され得る）；およびアレイ１００の複数のポア１１３内の流体（ここで、複数のポア１１３内の流体のメニスカスは、コーティング１２０に実質的に隣接している）を備える。

いくつかの実施形態において、第１の表面１１１または第２の表面１１２は親水性であり得る。いくつかの実施形態において、第１の表面１１１または第２の表面１１２は、親水性コーティング１２０に結合され得る。いくつかの実施形態において、コーティング１２０は疎水性であり得る。いくつかの実施形態において、コーティング１２０は、１時間に等しいまたはそれを超える期間、ポアからの漏れを防止することが可能であり得る。いくつかの実施形態において、コーティング１２０は、その全体が第１の表面１１１または第２の表面１１２を覆う。

いくつかの実施形態において、表面コーティング材料はチタンであり得る。いくつかの実施形態において、表面コーティング材料は、銀、金、アルミニウム、銅、白金、ニッケル、またはコバルトを含む。いくつかの実施形態において、基材材料はガラスであり得る。いくつかの実施形態において、断面積は、約０．０３ｍｍ^２に等しいかまたはそれ未満であり得る。いくつかの実施形態において、長さは、約１．５ｍｍに等しいかまたはそれ未満であり得る。いくつかの実施形態において、コーティング１２０は、約２００ｎｍに等しいかまたはそれ未満の厚さを含む。いくつかの実施形態において、基材１１０は、約０．５ｍ^－１という表面積対体積比を含む。いくつかの実施形態において、コーティング１２０の一部分は、電磁放射線を吸収するように、かつコーティング１２０の一部分に向けられた電磁放射線に応答して第２の表面１１２から剥がれるように、形成され得る。いくつかの実施形態において、複数のマイクロポア１１３は、第１の表面１１１および第２の表面１１２に対して直角である。いくつかの実施形態において、複数のマイクロポア１１３は、互いに実質的に平行である。いくつかの実施形態において、複数のマイクロポア１１３は、約１００万～約１０００億個のマイクロポア１１３である。いくつかの実施形態において、第２の材料は、不透明である。第２の材料は、赤外（ＩＲ）エネルギーを吸収するように形成され得る。基材１１０とコーティング１２０とは、異なる熱膨張係数を含み得る。

必要に応じて、上記システムは、アレイから放出された選ばれた内容物を受け取るように構成された内側表面１４３２を含むハウジング１４３１をさらに備え得る。上記システムは、本明細書中に記載されるようなアレイの任意の実施形態、バリエーションまたは例、および内側表面を含むハウジングを備え得る。その内側表面は、基材の第２の表面の下に位置し得る。上記システムは、セルソーターをさらに備え得る。アレイは、セルソーター上にマウントされ得る。

必要に応じて、粒子をソーティングするためのシステムは、電磁放射線源を備え得る。

図１４Ｂは、アレイ１００および電磁放射線源１４５１を備える、粒子をソーティングするためのシステムを示している。そのアレイは、第１または第２の表面の一部分に向けられた電磁放射線に応答して第１の表面または第２の表面において破壊されるように形成され得る。いくつかの場合において、例えば、目的の粒子が細胞であるとき、細胞生存率の上昇を助けるために、目的の粒子を保持しているコンパートメントにレーザーまたは他のエネルギー源を直接向けることなくアレイの特定のコンパートメント内に保持された粒子をソーティングシステムが放出できることが有益であり得る。アレイのポアの内部ではなく、アレイの表面にレーザーエネルギーの焦点を合わせることにより、熱衝撃、熱膨張、マイクロバブル発生および局所的な剪断応力（ｓｈｅｅｒ ｓｔｒｅｓｓ）からポア内容物が傷害を受ける可能性が回避または低減され得る。

電磁放射線の発生源は、レーザーを含み得る。レーザーは、ドープされた固体レーザーであり得る。レーザーは、ファイバーレーザーであり得る。レーザーは、半導体ダイオードレーザーであり得る。レーザーは、ガスレーザー、例えば、ＨｅＮｅレーザーまたはエキシマ（ｅｘｉｍｅｒ）レーザーであり得る。レーザーは、ある範囲内の波長の電磁放射線を放射し得る。いくつかの実施形態において、その電磁放射線は、可視光線および／または赤外線として放射され得る。その電磁放射線は、５ナノメートルの帯域内で放射され得、次いで、可視光線または赤外線として放射され得る。その電磁放射線は、ドープされた固体レーザーの高調波（例えば、ドープされたオルトバナジン酸イッテルビウムまたはイッテルビウム・アルミニウム・ガーネット）で放射され得る。その電磁放射線は、１０６４ｎｍの放射線を含み得る。

上記電磁放射線は、入射エネルギーを含み得る。その入射エネルギーは、１パルスあたり０．１マイクロジュール超であり得る。その入射エネルギーは、１パルスあたり１ミリジュール未満であり得る。その入射エネルギーは、１パルスあたり１ピコジュール～１ジュールの範囲内であり得る。平均出力は、１０ワット未満であり得る。平均電力は、１００ミリワット未満であり得る。平均出力は、１マイクロワット超であり得る。

上記電磁放射線は、ある入射ピーク出力密度を含み得る。そのピーク出力密度は、１平方センチメートルあたり１０テラワット未満であり得る。そのピーク出力は、１平方センチメートルあたり１０ギガワット未満であり得る。

上記電磁放射線は、ある入射スポット径を含み得る。そのスポット径は、細胞の内容物が有意に照射されることなく、ポアに隣接する範囲が照射され得るように十分に小さいことがある。そのスポット径は、ポアのサイズおよびポアの間隔に基づいて調整され得る。そのスポット径は、管腔の内部の細胞などのポアの内容物が有意に照射されることなく、ポア管腔の内壁が照射され得るように十分に小さいことがある。そのスポット径は、１０ミリメートル（ｍｍ）未満、１ｍｍ未満、１００ミクロン（μｍ）未満、１０μｍ未満またはそれ未満であり得る。

上記電磁放射線は、ある入射パルス持続時間を含み得る。そのパルス持続時間は、約５フェムト秒超であり得る。そのパルス持続時間は、約１００フェムト秒超であり得る。そのパルス持続時間は、約１ナノ秒超またはそれを超えることがある。そのパルス持続時間は、約１マイクロ秒未満であり得る。

電磁放射線源の一例は、出力が０．１ｍＪであり、出力密度が１０^８～１０^９Ｗ／ｍｍ^２である１０６４ｎｍのイッテルビウムファイバーレーザーを含み、それにより、最大レーザー出力の１０パーセント～３０パーセントにおいて４ｎｓのパルス持続時間で２０μｍのスポット径が、アレイに３０～９０Ｊ／ｃｍ^２を提供することができる。

上記システムは、電磁放射線源の焦点を合わせるための１つまたは複数のレンズをさらに備え得る。その１つまたは複数のレンズは、顕微鏡の対物レンズを含み得る。その顕微鏡の対物レンズは、アレイの特定の一部分を標的化するために、アレイの表面の端から端までラスタースキャンされ得る。上記システムは、アレイの表面に対する対物レンズの位置を制御し得る１つまたはそれを超える移動ステージを備え得る。

上記システムは、１つまたはそれを超えるビームスプリッター、フィルターまたは干渉フィルターを備え得る。そのシステムの１つまたはそれを超えるビームスプリッター、フィルターまたは干渉フィルターは、ユーザーが、電磁放射線源をアレイの表面と一直線に並べるかまたは電磁放射線源をアレイの表面に向けながら、アレイの表面をモニターできるようにし得る。その位置調整は、アレイを破壊し得る出力よりも低い出力または同じ出力の電磁放射線で行われ得る。上記システムは、電磁放射線源の位置調整をモニターするために、１つまたはそれを超える位置敏感型光学検出器（例えば、ＣＣＤ）を備え得る。

上記システムは、第２の電磁放射線源を備え得る。第２の電磁放射線源は、位置調整のために使用され得る。第２の電磁放射線源は、フルオロフォアなどの吸収体を励起させるために使用され得る。第２の電磁放射線源は、干渉性であってもよいし、非干渉性であってもよい。第２の電磁放射線源は、広帯域であってもよいし、狭帯域であってもよい。第２の電磁放射線源は、電磁放射線源に関する本明細書中に記載される任意の特性（例えば、力、パルス持続時間、波長など）を含み得る。

図１５Ａおよび図１５Ｂは、アレイおよびハウジングを備える例示的なシステム１４００を示している。図１５Ａは、０時間後における漏れ試験の初めの上面図である。図１８Ｂは、５時間後における例示的なアレイの漏れ試験の初めの上面図である。図１５Ａ～図１５Ｂによると、フレーム１５１０における例示的なアレイ１００の漏れ試験を、脱イオン水を用いて約５時間にわたって行った。アレイのマイクロポアを通じた脱イオン水の漏れは無かった。いくつかの実施形態において、例示的なアレイ１００のコーティングは、約１時間と等しいかまたはそれを超える時間にわたってポアからの漏れを防ぐことが可能であり得る。いくつかの実施形態において、例示的なアレイ１００のコーティングは、約１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、６時間、７時間、８時間、９時間または１０時間と等しいかまたはそれを超える時間にわたってポアからの漏れを防ぐことが可能であり得る。

方法
本明細書中に記載されるアレイの実施形態、例およびバリエーションは、そのアレイのポアから粒子を放出するための方法において利用され得る。本明細書中に記載されるシステムの実施形態、例およびバリエーションは、アレイのポアから粒子を放出するための方法において利用され得る。アレイのポアから粒子を放出する方法が本明細書中に提供され、その方法は、ポアを満たす工程、溶液の一部をポアの中に保持する工程、電磁放射線をアレイの一部分に向ける工程、アレイの一部分を破壊する工程、および目的の粒子を含む溶液の一部を放出する工程を含む。ポアは、ある溶液の少なくとも一部で満たされ得る。その溶液は、目的の粒子を含み得る。その溶液の一部は、表面張力によってポアの中に保持され得る。アレイの一部分を破壊する工程は、ポアの中に保持された溶液の一部の表面張力を破壊し得る。

本明細書では、選ばれた内容物をアレイのポアから放出する方法を提供し、その方法は、選ばれた内容物を含むアレイのポアを識別する工程であって、そのアレイは、第１の表面およびその第１の表面の反対側の第２の表面を有する基材を備え、その基材は、基材材料および表面材料を含み、その表面材料は、第１または第２の表面に位置または隣接し、その基材は、第１の表面から第２の表面に延びる管腔を画定する複数のポアを含み、その基材は、（ａ）複数のポアの各ポアが、５００ミクロンまたはそれ未満の最大直径を有すること、（ｂ）複数のポアの各ポアが、１０またはそれを超えるアスペクト比を有すること、（ｃ）１平方ミリメートルあたり１００個またはそれを超えるポアというポア密度、および（ｄ）表面材料が、入射電磁放射線の１０パーセント超を吸収する材料から選択されること、のうちの１つまたはそれを超えることを特徴とする、工程、および識別されたポア内のまたは識別されたポアに隣接する表面材料に向けられた電磁放射線によって、前記アレイの第１または第２の表面から表面材料の一部分を除去し、それにより、識別されたポアの内容物を放出する工程を含む。

いくつかの例において、上記アレイは、（ａ）複数のポアの各ポアが、５００ミクロンまたはそれ未満の最大直径を有すること、（ｂ）複数のポアの各ポアが、１０またはそれを超えるアスペクト比を有すること、（ｃ）１平方ミリメートルあたり１００個またはそれを超えるポアというポア密度、および（ｄ）表面材料が、入射電磁放射線の１０パーセント超を吸収する材料から選択されること、のうちの２つまたはそれを超えることを特徴とし得る。

図１６Ａ～１６Ｆは、本明細書中に記載されるように、図１Ａの例示的なアレイを用いて細胞をソーティングする方法の一例の側断面図を示している。図１６Ａ～Ｆによると、例示的な第１アレイ１００を用いて細胞をソーティングする例示的な方法１６００は、複数のポア１１３を備えるアレイ１００を提供する工程１６１０を含む。いくつかの実施形態において、操作１６１０は、図５Ａによると、ミクロスフェアを含むアレイ１００の第１の表面１１１に最も近いポア１１３の一部分を覆う工程をさらに含み得る。方法１６００の操作１６２０は、水溶液１６２１をアレイ内に堆積させる工程を含み得る。いくつかの場合において、そのアレイは、図１６Ｂによると、第１の細胞１６２２および第２の細胞１６２３を第１のアレイ１００上に堆積させることを含み得る。方法１６００の操作１６３０は、図１６Ｃによると、アレイ１００をハウジング１６３１に挿入することを含み得る。いくつかの場合において、ハウジングは、カートリッジを備え得る。ハウジングは、内側表面１６３２を備え得る。方法１００の操作１６４０は、選ばれた粒子のシグナルのプロットを捕捉する工程を含み得る。その選ばれた粒子は、図１６Ｄによると、第１の細胞１６２２および第２の細胞１６２３を含み得る。図１６Ｅによると、方法１６００は、第１の細胞および第２の細胞１６２３のシグナルのプロット内の第１の細胞１６２２のシグナルのプロットの位置を突き止める工程１６４０をさらに含み得る。図１６Ｆによると、方法１６００は、第２の細胞１６２３をアレイ１００から抽出する工程１６４０；および第２の細胞１６２３を回収する工程１６５０をさらに含み得る。細胞をアレイから抽出する工程は、アレイ１００の表面上または表面近くのコーティングを破壊する工程を含み得る。破壊する工程は、電磁放射線をアレイの表面の選択された位置に提供する工程を含み得る。図１６Ａは、その例示的な方法に従って、コーティングを含む複数のポアを備えるアレイを提供しているところの側断面図を示している。

図１６Ｂは、図１の例示的なアレイの中に水性サンプル溶液を堆積させているところの側断面図を示している。いくつかの実施形態において、水性サンプル溶液１６２１をアレイ１００上に堆積させる工程１６２０は、水性サンプル溶液１６２１をアレイ１００上に広げる工程を含む。いくつかの実施形態において、アレイ１００の親水性の第２の表面１１２は、水性サンプル溶液１６２１をポア１１３に吸い込む。いくつかの実施形態において、アレイ１００の親水性の第２の表面１１２は、水性サンプル溶液１６２１内の第１の細胞１６２２および第２の細胞１６２３をポア１１３に均等に分配する。いくつかの実施形態において、アレイ１００の親水性の第２の表面１１２は、水性サンプル溶液１６２１内の第１の細胞１６２２および第２の細胞１６２３をポア１１３にランダムに分配する。いくつかの実施形態において、第１の細胞１６２２および第２の細胞１６２３は、各ポア１１３の底に沈む。必要に応じて、いくつかの実施形態において、第１の細胞１６２２および第２の細胞１６２３は、水性サンプル溶液１６２１の表面張力によって各ポア１１３に引き止められる。いくつかの例において、それらの細胞は、ＩＮＫＴ細胞、Ｔｍｅｍ、Ｔｒｅｇ、ＨＳＰＣ、およびそれらの組み合わせから選択される。アレイ１００の第１の表面１１１は、疎水性であり得る。例えば、本明細書の他の箇所に記載されているように、ポアプレートの底側を疎水性層として１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ－ペルフルオロデカンチオールでコーティングして、ポアプレートの漏れを防ぐことができる。本明細書の他の箇所に記載されているように、ポアプレートの底部付近のポアの垂直側壁をメトキシ－ポリ（エチレン－グリコール）－チオールでコーティングして、細胞粘着性を低下させることができる。

図１６Ｃは、いくつかの実施形態に係る、図１Ａの例示的なアレイを閉鎖カートリッジまたはハウジングに挿入しているところの側断面図を示している。図１６Ｃによると、カートリッジ１６３１は、アレイ１００の上部に加湿膜１６３３を備え、第２の細胞１６２３を回収するための回収トレイ１６３２も備える。必要に応じて、いくつかの実施形態において、カートリッジ１６３１は、閉鎖カートリッジ１６３１を含む。必要に応じて、いくつかの実施形態において、カートリッジ１６３１は、湿度が制御されたカートリッジ１６３１を含む。必要に応じて、いくつかの実施形態において、加湿膜１６３３は、ポア１１３からの蒸発を減少させる。必要に応じて、いくつかの実施形態において、回収トレイ１６３２は、カートリッジ１６３１内のアレイ１００の下に配置され得る。必要に応じて、いくつかの実施形態において、回収トレイ１６３２は、透明の回収トレイ１６３２を含む。

図１６Ｄは、いくつかの実施形態に係る、第１の細胞および第２の細胞のシグナルのプロットの画像を示している。図１６Ｄによると、第２の細胞のシグナルのプロット１６４１が測定され得る。いくつかの実施形態において、第１の細胞１６４２のシグナルのプロットが測定され得る。いくつかの実施形態において、それらのプロットは、自動蛍光走査システムによって撮影された画像を定量化することによって捕捉され得る。第１の細胞は、第１の波長において蛍光性であり得、第２の細胞は、第２の波長において蛍光性であり得る。いくつかの実施形態において、合わせた画像が測定され得る。図１７は、細胞のアレイの生の蛍光画像の非限定的な例を示している。図１８は、図１７に表された５０万個のマイクロポアのアレイの散布図の非限定的な例を示している。

図１６Ｅは、いくつかの実施形態に係る、第２の細胞を抽出する側断面図を示している。図１６Ｅによると、図１６Ｄにおける第２の細胞１６２３のシグナルのプロットに従って、第２の細胞１６２３を含むポア１１３をレーザー１６５１によるパルスに曝露することによって、第２の細胞１６２３がアレイ１００から抽出される。レーザーは、コーティング１２０を励起させる。いくつかの実施形態において、ミクロスフェアは、特定のポア１１３内に提供され得る。必要に応じて、いくつかの実施形態において、レーザー１６５１は、ナノ秒レーザー１６５１を含む。

図１６Ｆは、いくつかの実施形態に係る、細胞を回収しているところの側断面図を示している。図１６Ｆによると、レーザー１６５１によってアレイ１００から抽出された第２の細胞１６２３は、回収トレイ１６６１に回収され得る。

本明細書中に提供される別の態様は、アレイのポアから粒子を放出する方法であり、その方法は、ある溶液の少なくとも一部でポアを満たす工程（ここで、その溶液の少なくとも一部は、目的の粒子を含む）；ポアの中の溶液の一部を表面張力によって保持する工程；電磁放射線をアレイの一部分に向ける工程；アレイの一部分を破壊し、それによって、ポアの中に保持された溶液の一部の表面張力を破壊する工程；および目的の粒子を含む溶液の一部を放出する工程を含む。いくつかの実施形態において、そのアレイは、基材、およびその基材に作動可能に結合されたコーティングを備える。いくつかの実施形態において、その基材は、第１の表面、第１の表面の反対側の第２の表面、およびポアを備え、そのポアは、第１の表面から第２の表面に延びている。いくつかの実施形態において、第１の表面は親水性であり、コーティングは疎水性である。いくつかの実施形態において、アレイの一部分は、アレイのコーティングである。いくつかの実施形態において、アレイの部分は、ポアに近接したアレイのコーティングである。いくつかの実施形態において、コーティングは、クロム、チタン、金、鉄、ニッケル、銅、白金、およびパラジウムからなる群から選択される１つまたはそれを超える金属を含み得る。いくつかの実施形態において、コーティングは、１つまたはそれを超える金属層を含み得、各層は、クロム、チタン、金、鉄、ニッケル、銅、白金、パラジウム、それらの任意の混合物、およびそれらの任意の合金からなる群から独立して選択される。いくつかの実施形態において、コーティングは、金属層（例えば金）と、その下の金属層のための付着層とを含み得る。金層の付着層は、金の下に、クロム、チタン、ニッケル、またはニッケル－クロムを含み得る。いくつかの実施形態において、コーティングは、チタン－金スタック、またはチタン層を含む。いくつかの実施形態において、アレイは、複数のポアを含む。いくつかの実施形態において、上記方法は、複数のポアを溶液で満たす工程をさらに含む。いくつかの実施形態において、上記方法は、複数のポアのサブセットの中に保持された溶液を放出する工程をさらに含み、その複数のポアのサブセットは、目的の粒子を含む溶液を保持している。上記方法は、各粒子に対する複数の蛍光シグネチャを解析する工程をさらに含み得る。いくつかの実施形態において、上記方法は、その解析に基づいて、目的の粒子を含む溶液の一部を保持しているポアを決定する工程をさらに含む。いくつかの実施形態において、それらの粒子は、１秒あたり約５，０００～約１００，０００，０００個の目的の粒子という速度で放出される。いくつかの実施形態において、目的の粒子は、細胞を含む。いくつかの実施形態において、細胞は、６０パーセントと等しいかまたはそれを超える生存率で放出される。いくつかの実施形態において、上記方法は、目的の粒子をハウジングにおいて受け取る工程をさらに含み、そのハウジングは、目的の粒子を受け取るための内側表面を備える。いくつかの実施形態において、内側表面は、受け取り培地を保持している。いくつかの実施形態において、受け取り培地は、プルロニック（登録商標）Ｆ６８を含む。

いくつかの実施形態において、上記方法は、識別されたポア内のまたは識別されたポアに隣接する表面材料に向けられた電磁放射線によって、アレイの第１または第２の表面から表面材料の一部分を除去し、それにより、識別されたポアの内容物を放出する工程をさらに含む。いくつかの例において、表面材料の一部分は、識別されたポアに隣接し得る。表面の一部分は、識別されたポアの管腔表面を含み得る。表面の一部分は、１００ミクロンまたはそれ未満の深さまで除去され得る。表面の一部分は、５０ミクロンまたはそれ未満の深さまで除去され得る。

いくつかの場合において、選ばれた内容物を含むポアを識別する前に、選ばれた内容物を含む溶液をアレイにロードする工程。いくつかの場合において、選ばれた内容物を含むポアを識別する工程は、アレイのポアから放射された電磁放射線を解析する工程を含む。いくつかの場合において、内容物を放出する工程は、１秒あたり約５，０００～約１００，０００，０００ポアという速度で内容物を放出することを含む。

電磁放射線の発生源は、レーザーを含み得る。レーザーは、ドープされた固体レーザーであり得る。レーザーは、ファイバーレーザーであり得る。レーザーは、半導体ダイオードレーザーであり得る。レーザーは、ガスレーザー、例えば、ＨｅＮｅレーザーまたはエキシマレーザーであり得る。レーザーは、ある範囲内の波長の電磁放射線を放射し得る。いくつかの実施形態において、その電磁放射線は、可視光線および／または赤外線で放射され得る。その電磁放射線は、５ナノメートルの帯域内で放射され得、次いで、可視光線または赤外線として放射され得る。その電磁放射線は、ドープされた固体レーザーの高調波（例えば、ドープされたオルトバナジン酸イッテルビウムまたはイッテルビウム・アルミニウム・ガーネット）で放射され得る。その電磁放射線は、１０６４ｎｍの放射線を含み得る。

電磁放射線は、０．２ミクロン～２．５ミクロンの波長、および内容物とポアとの接着を破壊するのに十分なフルエンスレベル、および１ｎｓ～１ミリ秒の範囲内のパルス持続時間から選択され得る。

したがって、目的の粒子が、アレイの特定のポア内に保持されていると識別されると、電磁放射線が、その特定のポアの近くまたは特定のポアに隣接したところに向けられて、目的の粒子を放出し得る。いくつかの実施形態において、第２の表面の破壊は、アレイの材料の少なくとも一部分、アレイ上のコーティングまたはその両方を除去することを含む。

いくつかの実施形態において、表面材料の一部分を除去する工程は、局所的な加熱によって引き起こされ得る。そのようなメカニズムは、パルス持続時間がより長いとき、ピーク出力密度がより低いとき、および／または入射放射線の波長が赤外であるとき、起こる可能性があり得る。局所的な加熱は、表面材料またはアレイ材料の昇華を引き起こし得る。いくつかの実施形態において、基材材料とコーティングとは、異なる熱膨張係数を含み、それにより、チッピングに至り得る。

いくつかの場合において、表面材料の一部分を除去する工程は、アブレーションによって引き起こされ得る。そのようなメカニズムは、入射ピーク出力密度がより高いとき、パルス持続時間がより短いとき、放射電力がより高いとき、および／または入射放射線が可視であるとき、起こる可能性があり得る。アブレーションは、アレイまたは基材材料の局所的な結合の切断および／または気化を含み得る。

いくつかの場合において、表面材料の一部分を除去する工程は、プラズマ発生によって引き起こされ得る。このメカニズムは、入射放射線のパルス持続時間が特に短いとき、入射放射線の波長が多光子イオン化メカニズムと共鳴関係にあるとき、およびまたは入射放射線の波長が非常に短いとき、起こる可能性があり得る。ピコ秒台からフェムト秒台のパルス持続時間により、基材または表面材料の光学エッチングにつながる局所的な加熱よりも速いプラズマ発生がもたらされ得る。

いくつかの場合において、表面材料の一部分を除去する工程は、衝撃波発生によって生じ得る。そのようなメカニズムは、ピーク出力密度がより高いとき、フォノンが共鳴しているとき、および／またはパルス持続時間がより短いとき、起こる可能性が高い場合がある。衝撃は、表面材料またはアレイ材料の物理的振動、チッピングまたは揺れを引き起こし得る。

いくつかの場合において、表面材料の一部分を除去する工程は、光イオン化などの光化学的除去である。いくつかの場合において、表面材料の一部分を除去する工程は、衝撃波の光学的発生などによる光音響的除去を含む。

用語および定義
別段定義されない限り、本明細書中で使用されるすべての専門用語は、本開示が属する分野の当業者が通常理解している意味と同じ意味を有する。

本明細書中で使用されるとき、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈が明らかに他のことを指示しない限り、複数の指示対象を含む。本明細書中の「または」に対する任意の言及は、別段述べられない限り、「および／または」を包含すると意図されている。

本明細書中で使用されるとき、用語「約」とは、その中の増分を含めて、述べた量に１０パーセント、５パーセントまたは１パーセント近い量のことを指す。

本明細書中で使用されるとき、用語「ＰＢＭＣ」とは、末梢血単核球のことを指す。

本明細書中で使用されるとき、用語「直角」とは、垂直の配置または関係性のことを指す。

以下の説明的な例は、本明細書中に記載されるソフトウェアアプリケーション、システムおよび方法の実施形態の代表であって、決して限定であることを意味しない。

実施例１－Ｔｉ－Ａｕコーティングされたマイクロポアアレイの調製：
ガラスマイクロポアアレイ（２０μｍポア、６０パーセントのポアカバー率）を、最初に厚さ１００ｎｍのチタン（Ｔｉ）、続いて厚さ５００ｎｍの金（Ａｕ）でスパッタした（真空：８×１０－２～２×１０－２ｍｂａｒ、スパッタリング電圧：１００Ｖ～３ｋＶ、電流：０～５０ｍＡ）。ポアプレートの片側にＴｉ／Ａｕをスパッタした。Ｔｉ／Ａｕは、本明細書の他の箇所に記載されているように、ポアプレートの両側、またはいずれかの側にスパッタすることができることに留意されたい。

その後、室温で、Ｔｉ／Ａｕコーティングされたマイクロポアアレイを２Ｍ ＮａＯＨ溶液に２０分間浸漬した。残留ＮａＯＨを脱イオン水（ＤＩ）およびエタノールを用いて洗い流し、ポアプレートをブロー乾燥させた。

ＰＥＧ－シランコーティング
メトキシ－ポリ（エチレン－グリコール）－シラン（ＰＥＧ－シラン）を０．１～５ｇ／１００ｍＬの濃度でアルコールに溶解した。酢酸を０．１～５ｍＬ／１００ｍＬの体積比で溶液に添加した。前の工程からの乾燥ポアプレートを溶液に浸漬し、６０～８０℃の温度のオーブン中で１０～６０分間インキュベートした。次いで、ポアプレートを脱イオン水（ＤＩ）およびエタノールを使用して洗い流し、ポアプレートをブロー乾燥させた。

ＰＥＧ－ＳＨコーティング
０．５ｇ／１００ｍＬのメトキシ－ポリ（エチレン－グリコール）－チオール（ＰＥＧ－ＳＨ）を、超音波処理を用いて無水エタノール（２００プルーフ）に溶解した。前の工程からの乾燥ポアプレートを溶液に浸漬し、３０℃のオーブン中で１時間インキュベートした。次いで、ポアプレートを脱イオン水（ＤＩ）およびエタノールを使用して洗い流し、ポアプレートをブロー乾燥させた。

ポアプレートのＡｕ側の疎水性コーティング
１００μＬのＰＦ－ＳＨを５ｍＬの９５％エタノールに添加した。次いで、エタノールを蒸発させながら、この溶液を８×８インチのＰＤＭＳシート上に均一に分配した。ＰＤＭＳシート上に液体が目視で検出できない場合は、ポアプレートのＡｕ側の上にＰＤＭＳシート（ＰＦ－ＳＨ側を下にして）を５分間適用した。次いで、ＰＤＭＳシートを剥がした。ポアプレートを１０分間静置した。

ポアプレートをＰＥＧ－ＳＨコーティング溶液に浸漬し、３０℃のオーブン中で１５分間インキュベートした。次いで、ポアプレートを脱イオン水（ＤＩ）および／またはエタノールを用いて洗い流し、ポアプレートを加圧エアガンを用いてブロー乾燥させた。

実施例２－カセットアセンブリ：
カセットは、（上から下に向かって）カセットの上部に封着されたガラス；マイクロポアプレートを保持するためのアルミニウム合金フレーム；マイクロポアプレートから一定または不定の距離の間隔をあけた受け取りガラスプレートを含む。（カセットのサイズに応じて）異なる体積の０．１パーセントのプルロニック（登録商標）Ｆ６８（Ｃａｔ．２４０４００３２，ＴｈｅｒｍｏＦｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｃ．）を含む受け取り培地（ＯｐｔｉＰＥＡＫ Ｔ Ｃｅｌｌ培地，ＩｎＶｉｔｒｉａ，Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｃｉｔｙ，ＫＳ）を受け取りプレートに加えた。コーティングされたマイクロポアアレイを、コーティングされた側を下向きにして（受け取り培地に面して）カセットに組み立てた。受け取り培地にプルロニック（登録商標）Ｆ６８を加えることによって、ポアから抽出される細胞の生存率を０パーセントの生存率から＞７５パーセントの生存率へ大幅に高めることができる。

実施例３－コーティングされたマイクロポアアレイによる細胞ソーティング：
ＯｐｔｉＰＥＡＫ Ｔ細胞培地中に２００万／ｍＬという密度を有するＰＢＭＣをマイクロポアアレイの上部に滴下し、５分間静置させて、表面張力によって単一細胞がマイクロポアの底に捕捉されるようにした。その後、カセットをセルソーターにマウントした。１０～１００パーセントのレーザー出力を用いることにより、マイクロポアから細胞を抽出することができる。マイクロポアの底の縁部のＴｉ－ＡｕコーティングがＩＲレーザーエネルギーを吸収し、Ｔｉ－Ａｕの薄層が除去された。メニスカスを壊し、所望のマイクロポアから細胞を放出した。

実施例４－ＩＲ吸収コアを有するアガロースビーズの製造：
この手順では、透明のシェルおよびＩＲ吸収コアを有するアガロースビーズの調製を説明する。

工程１．５０ｍｇのＳｕｐｅｒｄｅｘビーズ（Ｓｕｐｅｒｄｅｘ ７５ １００／３００ ＧＬ，ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ）を１ｍＬのアセトンに懸濁する。２０００ｒｐｍで遠心して、Ｓｕｐｅｒｄｅｘビーズを回収する。アセトンを廃棄する。アセトン中に１ｍＬのＩＲ吸収色素（Ｅｐｏｌｉｇｈｔ １１７８，Ｅｐｏｌｉｎ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ，ＵＳＡ）飽和溶液を作製する。５０００ｒｐｍで遠心して、溶解していないＩＲ色素を除去する。ＩＲ色素溶液をＳｕｐｅｒｄｅｘビーズに加える。絶えず混合しながら室温で３０分間インキュベートする。その混合物を１５００ｒｐｍで遠心分離する。上部の液体を廃棄する。底に色の濃いペレットだけを残す。アセトンでさらに洗浄せずに、得られた色の濃いペレットを０．２パーセントＢＳＡ－ＰＢＳに懸濁する。これにより、均一にＩＲ色素が組み込まれたＳｕｐｅｒｄｅｘビーズが得られる。

工程２．ビーズの外側部分から色素を除去するために、ピペッティングによってビーズを１：１アセトン－水混合物で１５秒未満、リンスする。その直後に、その混合物を１０００ｒｐｍで３０秒間遠心し、上部の液体を廃棄する。これにより、ＩＲコア構造が得られる。

あるいは、ＩＲ吸収コアは、工程１から得られたビーズを４度の０．２パーセントＢＳＡ－ＰＢＳ中で＞５日間インキュベートすることによって作製することもできる。緩衝液を１日１回交換する。これにより、分子拡散のみによってＩＲ色素がＳｕｐｅｒｄｅｘビーズからゆっくり溶ける。

ＩＲ色素ミクロスフェアの有効性を下記の表１に示す。

クロムミクロスフェアの有効性を下記の表２に示す。

実施例５－培地サプリメントとしてプルロニック（登録商標）Ｆ６８を用いたときの単一ＰＢＭＣ生存率：
この手順では、細胞ソーティング中の細胞生存率を高めるための培地サプリメントを説明する。細胞のロードおよび収集に向けて、０．１パーセントのプルロニック（登録商標）Ｆ６８および１×ペニシリン／ストレプトマイシンが補充されたＯｐｔｉＰＥＡＫ Ｔ Ｌｙｍｐｈｏｃｙｔｅ Ｃｏｍｐｌｅｔｅ Ｍｅｄｉａ（７７７ＯＰＴ０６９）に細胞を懸濁し、収集した。この実施例では、２０μｍのマイクロポアサイズを有する例示的なアレイの場合、３つの各サンプルに対するパーセント生存率が、それぞれ８１パーセント、７４パーセントおよび６５パーセントと計測された。

実施例６－ＰＢＭＣ抽出：
この手順では、目的の粒子およびビーズを含む溶液を説明する。

ヒトＰＢＭＣ細胞を含む溶液をマイクロポアアレイの上部に滴下した。１０分後、単一のＰＢＭＣがマイクロポアにロードしているところだった。その後、コントロールビーズ（ＩＲ色素でコーティングされたＴｉＯ_２ビーズ）、またはアガロースおよびデキストランビーズ、またはアガロースおよびＩＲ色素ミクロスフェアのいずれかを含む溶液を、マイクロポアアレイの上部にロードした。１５～３０分後、ビーズが重力によってマイクロポア内にロードされた。細胞およびビーズを含むポアアレイを、細胞培養液を含む受け取りレザバーの上部にマウントした。ビーズがロードされたポアの底を標的化するようにＩＲパルスレーザーを向け、細胞を細胞培養液中に抽出した。抽出後、抽出された細胞を含む細胞培養液を生存率アッセイに向けて収集した。

実施例７－細胞生存率：
この手順では、細胞生存率の測定を説明する。

定量的サンドイッチＥＬＩＳＡアッセイ（ヒトＩＦＮ－ガンマＥＬＩＳｐｏｔ Ｋｉｔ，Ｒ＆Ｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｃ．，Ｎｏ．ＥＬ２８５）によって、細胞生存率を測定した。このアッセイは、ＰＶＤＦが塗布されたマイクロプレート上にプレコーティングされたヒトサイトカインインターフェロンγ（ＩＦＮ－ガンマ）に特異的な捕捉抗体を使用する。収集された細胞をウェルに直接、ピペットで移すと、分泌細胞のすぐ近傍の固定化された抗体が、分泌されたヒトＩＦＮ－ガンマに結合する。洗浄工程およびビオチン化検出抗体とのインキュベーションの後、ストレプトアビジンに結合体化されたアルカリホスファターゼを加えた。その後、洗浄によって未結合の酵素を除去し、基質溶液を加えた。青色の沈殿物が、サイトカインの部位に現れ得、スポットとして出現し得る。各個別のスポットが、個々のヒトＩＦＮ－ガンマ分泌細胞に相当する。それらのスポットを数えた。生細胞数が既知である段階希釈の標準細胞サンプルも、収集された細胞サンプルと同じようにプレーティングした。各ウェル内の青色のスポットを数えることによって、検量線をプロットした。収集されたサンプル中の生細胞数を検量線によって決定した。

実施例８－異なるコーティング間の性能（抽出収率および細胞生存率）の比較：
図１９Ａ～１９Ｃは、ＡｕコーティングされたポアプレートとＣｒコーティングされたポアプレートとの性能（抽出収率および細胞生存率）の比較を示している。Ａｕコーティングされたコアプレートは、図１１Ａ～図１３Ｄを参照して本明細書に記載された表面修飾物を含み得る。例えば、Ａｕコーティングされたポアプレートは、図１２Ｂおよび図１３Ｄに記載および示された材料を含み得る。図１９ＡのＡｕコーティングされたポアアレイを参照すると、アレイ内のポアの上部側壁部分（ガラス部分）はＰＥＧ－シランでコーティングされてもよい。アレイ内のポアの下部垂直側壁部分は、ＡｕおよびＰＥＧ－チオールでコーティングされてもよい。（ポアの垂直側壁付近の）アレイの底部をＡｕでコーティングし、ペルフルオロオクタンチオールでスタンピングしてもよい。図１９ＡのＣｒコーティングされたポアアレイを参照すると、アレイのポアの底部および底部垂直側壁はＣｒのみでコーティングされてもよく、アレイ内のポアの上部側壁部分（ガラス部分）はＰＥＧ－シランでコーティングされてもよい。

異なる表面ＰＥＧ修飾を備えるＡｕコーティングされたポアプレートは、Ｃｒコーティングされたポアプレートよりも抽出収率および細胞生存率の改善を提供することができる。例えば、Ａｕコーティングされたポアプレートの抽出収率は７３％であるが、Ｃｒコーティングされたポアアレイの抽出収率は６６％である。ＡｕコーティングされたポアプレートとＣｒコーティングされたポアプレートとの間で抽出された細胞の生存率は類似している（６６％対６８％）が、ＡｕコーティングされたコアプレートはＣｒコーティングされたポアプレートと比較してより高い抽出収率を有するので、Ａｕコーティングされたポアプレートを使用して得られた生存細胞の数はＣｒコーティングされたポアプレートよりも多い。

図１９Ｂは、ＡｕコーティングされたポアプレートとＣｒコーティングされたポアプレートとの間の収率の別の例を示している。抽出収率および細胞生存率、ならびに全生細胞収率は、Ｔｉ－Ａｕ－ＰＥＧコーティングされたポアプレートで改善される。ＣＤ４／８－ＡＰＣ Ｔ細胞マーカーで染色された末梢血単核細胞（ＰＢＭＣ）をＡｕコーティングされたプレートおよびＣｒコーティングされたプレートにロードし、色素排除によるそれらの抽出収率および生存率を比較するために抽出した。化学的にコーティングされたＡｕプレートと比較して、ＰＥＧ－シランでコーティングされたＣｒプレートのみが高い色素排除ベースの生存率を示したが、そのレーザー出力の限界を考慮すると、抽出収率は改善することができなかった。Ｃｒコーティングされたプレートの全収率（すなわち、抽出収率および生存率）は、Ａｕコーティングされたプレートよりもはるかに低いようであった。図１９Ｃは、Ｔｉ－Ａｕ－ＰＥＧおよび疎水性コーティングでコーティングされたフルプレートからの抽出収率画像を示している（明るいドットは、蛍光イメージング下に蛍光抗体で染色された細胞である）。図１９Ｃに示すように、抽出前後の画像の比較は、上記の定量的結果と一致する高い抽出収率を示している。

実施例９－異なるコーティングの接触角画像および測定：
図２０は、裸のＡｕ表面、ｍＰＥＧ－ＳＨコーティングされた表面およびＰＦ－ＳＨコーティングされた表面の画像および接触角測定値を示している。画像および測定値は、ガラスプレート上およびポアプレート上で得た。図２０に示すように、異なる表面コーティングを使用して、液体に対する湿潤挙動を修正することができる。例えば、疎水性コーティングをポアプレート（例えば、ＰＦ－ＳＨをアレイの底部にスタンピングすることによって）の底に形成して、ポアからの漏れを防止し、液体および粒子をポア内に保持するのに十分なメニスカスを形成することができる。

本発明の好ましい実施形態を本明細書中に示し、説明してきたが、そのような実施形態が例示のためだけに提供されていることは、当業者には明らかであろう。当業者は、数多くのバリエーション、変更および置換を本発明から逸脱することなく考え付くだろう。本明細書中に記載される本発明の実施形態に対する様々な代替物が本発明の実施において使用され得ることが理解されるべきである。

Claims (33)

1. アレイであって、
   第１の表面および前記第１の表面の反対側の第２の表面を有する基材であって、前記基材は、前記第１の表面から前記第２の表面に延びる管腔を画定する複数のポアを含み、前記複数のポアは、複数の粒子を含むサンプル溶液を受け取るように構成されている、基材と、
   前記第１の表面もしくは前記第２の表面にまたは前記第１の表面もしくは前記第２の表面付近に設けられた表面材料であって、前記表面材料は、前記第１の表面もしくは前記第２の表面の一方が親水性であり、前記第１の表面もしくは前記第２の表面の他方が疎水性であるように、前記第１の表面もしくは前記第２の表面におけるまたは前記第１の表面もしくは前記第２の表面付近の前記サンプル溶液または前記複数の粒子の湿潤挙動を修正するように構成されている複数の材料を含む、表面材料と
   を含む、アレイ。
2. 前記複数の材料が、官能基により修飾された表面層を含み、前記官能基により修飾された表面層が、必要に応じて疎水性に修飾された表面層、疎水性に修飾された表面層、もしくはそれらの組み合わせであり、または前記官能基により修飾された表面層が、必要に応じて化学的にコーティングされた金属層である、請求項１に記載のアレイ。
3. 前記官能基により修飾された表面層がチタンおよび／または金を含む、請求項２に記載のアレイ。
4. 前記官能基により修飾された表面層の第１の部分が、第１の化学的コーティングでコーティングされている、請求項２に記載のアレイ。
5. 前記官能基により修飾された表面層の第２の部分が、前記第１の化学的コーティングとは異なる第２の化学的コーティングでコーティングされている、請求項４に記載のアレイ。
6. 前記第１の化学的コーティングが、前記第１の表面もしくは前記第２の表面におけるまたは前記第１の表面もしくは前記第２の表面付近の前記複数のポアの垂直側壁に設けられている、請求項４に記載のアレイ。
7. 前記第１の化学的コーティングが、前記ポアの前記垂直側壁への前記粒子の付着を低減または排除するように構成されている、請求項６に記載のアレイ。
8. 前記第２の化学的コーティングが、前記ポアからの前記サンプル溶液の望ましくない漏れを低減または防止するように構成されている、請求項５に記載のアレイ。
9. 前記第２の化学的コーティングが疎水性である、請求項５に記載のアレイ。
10. 前記第２の化学的コーティングが、前記第１の表面もしくは前記第２の表面にあるまたは前記第１の表面もしくは前記第２の表面付近にある前記基材の一部分に設けられており、前記基材の前記一部分が、前記複数のポアの垂直側壁付近にある、請求項５に記載のアレイ。
11. 前記基材の前記一部分が、前記複数のポアの前記垂直側壁に対して実質的に直交している、請求項１０に記載のアレイ。
12. 前記第１の化学的コーティングが、メトキシ－ポリ（エチレン－グリコール）－チオールを含む、請求項４に記載のアレイ。
13. 前記第２の化学的コーティングが、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ－ペルフルオロデカンチオールを含む、請求項５に記載のアレイ。
14. 前記複数の材料が、前記官能基により修飾された表面層上にない化学的コーティングをさらに含む、請求項２に記載のアレイ。
15. 前記化学的コーティングが、前記官能基により修飾された表面層を有しない前記基材または前記複数のポアの１つもしくはそれを超える部分に設けられている、請求項１４に記載のアレイ。
16. 前記化学的コーティングが、メトキシ－ポリ（エチレン－グリコール）－シランを含む、請求項１４に記載のアレイ。
17. 前記第２の表面が、前記複数の粒子を含む前記サンプル溶液を受け取るように構成されている、請求項１に記載のアレイ。
18. 前記第１の表面が、１つまたはそれを超える前記ポアから１つまたはそれを超える前記粒子を放出するために破壊されるように構成されている、請求項２に記載のアレイ。
19. 前記第２の表面が、前記複数の粒子を含む前記サンプル溶液の前記複数のポアへの吸収を促進するために親水性である、請求項１８に記載のアレイ。
20. 前記第１の表面が疎水性であり、前記ポアからの前記サンプル溶液の望ましくない漏れを低減または排除する、請求項１８に記載のアレイ。
21. 前記第１の表面が、前記第２の表面の１つまたはそれを超える部分に電磁放射線を向けることによって破壊されるように構成されている、請求項１８に記載のアレイ。
22. 前記複数のポアの各ポアが、５００ミクロンまたはそれ未満の最大直径を有する、請求項１に記載のアレイ。
23. 前記複数のポアの各ポアが、１０またはそれを超えるアスペクト比を有する、請求項１に記載のアレイ。
24. 前記表面材料が、入射電磁放射線の１０％超を吸収する材料から選択される、請求項１に記載のアレイ。
25. 前記基材が、平方ミリメートルあたり１００またはそれを超えるポアのポア密度を有する、請求項１に記載のアレイ。
26. 前記アレイの粒子抽出収率が少なくとも７０％である、請求項１に記載のアレイ。
27. 前記官能基により修飾された表面層を有する前記アレイの粒子抽出収率が、前記官能基により修飾された表面層を有しない別のアレイよりも高い、請求項２に記載のアレイ。
28. 前記官能基により修飾された表面層を有する前記アレイの粒子抽出収率が、前記官能基により修飾された表面層を有しない前記別のアレイよりも少なくとも５％高い、請求項２７に記載のアレイ。
29. 前記官能基により修飾された表面層を有する前記アレイの粒子抽出収率が、前記官能基により修飾された表面層を有しない前記別のアレイよりも少なくとも２０％高い、請求項２８に記載のアレイ。
30. 前記複数の粒子が生細胞を含み、前記官能基により修飾された表面層を有する前記アレイの生細胞抽出収率が、前記官能基により修飾された表面層を有しない別のアレイよりも高い、請求項２に記載のアレイ。
31. 前記官能基により修飾された表面層を有する前記アレイの生細胞抽出収率が、前記官能基により修飾された表面層を有しない前記別のアレイよりも少なくとも５％高い、請求項３０に記載のアレイ。
32. 前記官能基により修飾された表面層を有する前記アレイの生細胞抽出収率が、前記官能基により修飾された表面層を有しない前記別のアレイよりも少なくとも２０％高い、請求項３０に記載のアレイ。
33. 前記官能基により修飾された表面層が、約５０ｎｍ～約１ｍｍの範囲内の厚さを有する、請求項１に記載のアレイ。

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