JP2023532207A - 粒子を選別するためのマイクロ流体システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

細胞選別と、マイクロ流体カートリッジおよびマイクロチップの使用と、高スループットアプローチによるマイクロ流体カートリッジおよびマイクロチップの製造とを含む粒子選別のためのデバイス、システムおよび方法が、本明細書に提供される。そのような方法、デバイスおよびシステムは、サンプルから粒子のサブセットまたは単粒子を識別、選別および収集するために使用されることができる。そのようなマイクロ流体ツールを大量に製造する能力は、生産コストを低下させ得、マイクロ流体ツールが消耗品として使用されることを可能にし得る。

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、２０２０年６月１８日に出願された米国仮特許出願第６３／０４１，０６７号と、２０２１年３月２６日に出願された米国仮特許出願第６３／１６６，６９４号との利益を主張する。優先権は、第３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９号に準拠して主張される。上記の特許出願は、本明細書にことごとく記載されているかのように、参照によって援用される。

（背景）
マイクロ流体技術を使用していくつかの粒子を有するサンプルから単粒子を識別、選別および収集する能力は、生物学および医学における研究および種々の用途に関して強力なツールをもたらす。使い捨てツールを使用したアプローチは、汚染リスクを低減させることができ、器具の清掃および用意における時間を節約することができる。高スループットプロセスにおいてそのような使い捨てツールを製造する能力は、粒子選別のためのそのようなデバイス、システムおよび方法を商業的に展開することにおいて価値があり得る。

（概要）
本明細書に提供されるデバイス、方法、およびシステムは、粒子選別、分析、および撮像のための使い捨てマイクロ流体ベースのツールの高スループットかつ正確な製造の必要性に対処する。

サンプル中の複数の粒子を選別するためのマイクロチップが、本明細書に提供され、マイクロチップは、マイクロ流体チップ基板であって、マイクロ流体チップ基板は、相互に流体連通するように構成されているマイクロチャネル、少なくとも２つの選別チャネル、および開口部を備え、マイクロ流体チップ基板は、シクロオレフィンポリマーを含む、マイクロ流体チップ基板と、第１のカバー層であって、第１のカバー層は、マイクロ流体チップ基板を覆うように構成され、第１のカバー層は、シクロオレフィンポリマーを含む、第１のカバー層と、圧電アクチュエータであって、圧電アクチュエータは、マイクロ流体チップ基板の第１のカバー層と反対側にある開口部を覆うように構成されている、圧電アクチュエータとを備える。いくつかの実施形態では、第１のカバー層のためのシクロオレフィンポリマーは、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）である。いくつかの実施形態では、第１のカバー層は、ＣＯＣフィルムを備える。いくつかの実施形態では、第１のカバー層のためのシクロオレフィンポリマーは、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）である。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板は、射出成型されたものである。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板のためのシクロオレフィンポリマーは、ＣＯＣを含む。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板のためのシクロオレフィンポリマーは、ＣＯＰを含む。いくつかの実施形態では、第１のカバー層またはマイクロ流体チップ基板のためのシクロオレフィンポリマーは、高い光透明性を有する。いくつかの実施形態では、第１のカバー層またはマイクロ流体チップ基板のためのシクロオレフィンポリマーは、低い自家蛍光を有する。いくつかの実施形態では、マイクロチップは、第２のカバー層をさらに備え、第２のカバー層は、第１のカバー層のマイクロ流体チップ基板と反対側の第１のカバー層の少なくとも一部を覆うように構成されている。いくつかの実施形態では、第２のカバー層は、マイクロ流体チップ基板のエリア全体を覆うように構成されている。いくつかの実施形態では、第２のカバー層および第１のカバー層は、マイクロ流体チップ基板の開口部を覆うように構成されている。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板は、選別分岐部と流体連通しているアクチュエータリザーバと、選別分岐部と流体連通している第２のリザーバとを備え、第２のリザーバは、アクチュエータリザーバと実質的に反対にあり、第２のカバー層は、切り欠きを有し、切り欠きは、第２のリザーバの少なくとも一部を覆わないように構成されている。いくつかの実施形態では、第１のカバー層および第２のカバー層は、開口部内の圧力を維持することに役立ち、圧力は、第１のカバー層または圧電アクチュエータをマイクロ流体チップ基板から剥がすために要求される圧力より低い。いくつかの実施形態では、第１のカバー層および第２のカバー層は、マイクロチャネル内の流体流れおよびマイクロ流体チップ基板の少なくとも２つの選別チャネルを可能にするように、または制限しないようにマイクロ流体チップ基板を覆っている。

サンプル中の複数の粒子を選別するためのマイクロチップが、本明細書に提供され、マイクロチップは、マイクロ流体チップ基板であって、マイクロ流体チップ基板は、相互に流体連通するように構成されているマイクロチャネル、少なくとも２つの選別チャネル、および開口部を備え、マイクロ流体チップ基板は、シクロオレフィンポリマーを含む、マイクロ流体チップ基板と、第１のカバー層であって、第１のカバー層は、マイクロ流体チップ基板を覆うように構成され、第１のカバー層は、シクロオレフィンポリマーを含む、第１のカバー層と、圧電アクチュエータであって、圧電アクチュエータは、マイクロ流体チップ基板の第１のカバー層と反対側にある開口部を覆うように構成され、圧電アクチュエータは、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を含む、圧電アクチュエータとを備える。いくつかの実施形態では、接着剤が、圧電アクチュエータを用いてマイクロ流体チップ基板の開口部を覆うために使用され、接着剤は、感圧接着剤（ＰＳＡ）である。いくつかの実施形態では、マイクロチップは、マイクロチャネル、少なくとも２つの選別チャネル、マイクロ流体チップ基板の開口部の親水性を変化させるために表面処理されている。いくつかの実施形態では、表面処理は、表面コーティング、活性基の付着、プラズマ酸化、熱時効、および化学コーティングのうちの少なくとも１つである。いくつかの実施形態では、マイクロチップは、マクロカートリッジに接続するように構成され、マクロカートリッジは、シクロオレフィンポリマーを含み、マイクロチップを保持するように構成されている切り欠きを有する。いくつかの実施形態では、マクロカートリッジは、シクロオレフィンポリマーを含む。いくつかの実施形態では、マクロカートリッジは、マクロカートリッジのマイクロチップと反対側にあるフィルムバッキングに取り付けるように構成されている。いくつかの実施形態では、フィルムバッキングは、シクロオレフィンポリマーを含む。いくつかの実施形態では、接着剤が、マクロカートリッジにマイクロチップを取り付けるために使用され、接着剤は、感圧接着剤（ＰＳＡ）である。いくつかの実施形態では、マイクロチップは、圧電アクチュエータネックと、サンプル入口と、シース入口と、パージ孔と、パージネックと、選別チャネルの各々に接続されている出口と、アクチュエータネックと反対にある三角形チャネルと、少なくとも２つのセットの整合マーカとをさらに備える。いくつかの実施形態では、マクロカートリッジは、識別タグをさらに備える。

サンプル中の複数の粒子を選別するためのマイクロ流体カートリッジが、本明細書に提供され、マイクロ流体カートリッジは、マイクロチップであって、マイクロチップは、マイクロ流体チップ基板を備え、マイクロ流体チップ基板は、相互に流体連通するように構成されているマイクロチャネル、少なくとも２つの選別チャネル、および開口部を備え、マイクロ流体チップ基板は、シクロオレフィンポリマーを含む、マイクロ流体チップ基板と、第１のカバー層であって、第１のカバー層は、マイクロ流体チップ基板を覆うように構成され、第１のカバー層は、シクロオレフィンポリマーを含む、第１のカバー層と、圧電アクチュエータであって、圧電アクチュエータは、マイクロ流体チップ基板の第１のカバー層と反対側にある開口部を覆うように構成されている、圧電アクチュエータとを備える、マイクロチップと、シクロオレフィンポリマーを含み、マイクロチップを保持するように構成されている切り欠きを有するマクロカートリッジとを備える。

サンプル中の複数の粒子を選別するためのマイクロチップを用意する方法が、本明細書に提供され、方法は、（ａ）マイクロ流体チップ基板を加工することであって、マイクロ流体チップ基板は、相互に流体連通するように構成されているマイクロチャネル、少なくとも２つの選別チャネル、および開口部を備え、マイクロ流体チップ基板は、シクロオレフィンポリマーを含む、ことと、（ｂ）マイクロ流体チップ基板の片側においてシクロオレフィンポリマーを含む第１のカバー層を整合させ、マイクロ流体チップ基板の他方の側において圧電アクチュエータを整合させることであって、圧電アクチュエータは、マイクロ流体チップ基板の開口部を覆う、ことと、（ｃ）マイクロ流体チップ基板に第１のカバー層および圧電アクチュエータを取り付けることとを含む。いくつかの実施形態では、ステップ（ａ）における加工は、射出成型によるものである。いくつかの実施形態では、方法は、第１のカバー層のマイクロ流体チップ基板と反対側の第１のカバー層の少なくとも一部を覆うように第２のカバー層を整合させ、取り付けることをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、表面コーティング、活性基の付着、プラズマ酸化、熱時効、および化学コーティングのうちの少なくとも１つによってマイクロチップの表面を処理することをさらに含む。

（参照による援用）
本明細書に述べられる全ての刊行物、特許、および特許出願は、各個々の刊行物、特許、または特許出願が参照によって援用されるために具体的にかつ個々に示された場合と同程度に、参照によって本明細書に援用される。

本開示の新規特徴は、付属の請求項において具体的に記載される。本開示の原理が利用される例証的実施形態および付随の図面に記載される以下の詳細な説明の参照によって、本開示の特徴および利益のより深い理解が、取得されるであろう。

図１は、マイクロチップおよびマクロカートリッジアセンブリを有するマイクロ流体カートリッジの実施例を示している。

図２は、第２のカバー層を有するマイクロチップと、マクロカートリッジアセンブリとを有するマイクロ流体カートリッジの実施例を示している。

図３Ａは、マクロカートリッジおよびマイクロチップを備えるマイクロ流体カートリッジの実施例を示している。

図３Ｂは、粒子選別のためのシステム内に挿入されたマイクロ流体カートリッジの実施例を示している。

図４は、アクチュエータのための円形開口部と、開口部をマイクロチャネルに接続しているアクチュエータネック領域と、３つの選別チャネルと、第２のリザーバまたはチャネルとを有するマイクロチップのマイクロ流体チップ基板の実施例を示している。各選別チャネルは、通常、出口に接続されている。

図５は、複数の粒子を有するサンプルが進入し得るサンプル入口孔と、シース流体がマイクロ流体チップ基板に進入し得るシース流体入口孔とを有するマイクロチップのマイクロ流体チップ基板の実施例を示している。

図６は、２つのセットの整合マーカを伴う選別分岐部の近くのマイクロ流体チップ基板の拡大図の実施例を示している。

（詳細な説明）
細胞選別と、マイクロ流体ツールの使用と、高スループットアプローチによるマイクロ流体ツールの製造とを含む、粒子選別のためのデバイス、システムおよび方法が、本明細書に提供される。そのような方法、デバイスおよびシステムは、サンプルから粒子のサブセットまたは単粒子を識別、選別および収集するために使用されることができる。粒子選別のためのマイクロ流体ツールの使用は、従来のフローサイトメトリシステムと比較して、プロセスの縮小化を可能にする。

（限定ではないが）大規模製造プロセスによって生成される粒子選別のためのマイクロ流体カートリッジおよびマイクロチップを含むマイクロ流体ツールを備えた方法、デバイスおよびシステムが、本明細書に開示される。そのようなマイクロ流体ツールを大量に製造する能力は、生産コストを低下させ得、マイクロ流体ツールが消耗品として使用されることを可能にし得る。新しいサンプルに関する新しい使い捨てマイクロ流体ツールを使用することによって、使い捨てマイクロ流体ツールの使用は、汚染リスクを低減させ得、器具の清掃および用意における時間を節約し得る。使い捨てマイクロ流体ツールの使用は、無菌環境において粒子を選別する能力も提供し得、これは、下流分析のために有益であり得る。無菌条件下での選別は、ハイブリドーマ等の選別された粒子の無菌培養を可能にし得、遺伝子またはゲノムシーケンシング等の他の下流分析の結果を向上させ得る。無菌条件下での選別は、養子細胞療法を含む療法において使用するためのサンプルの選別を可能にし得る。高スループット製造プロセスは、生産の時間およびコストを低減させることができ、自動化されることができ、製造におけるステップの数を低減させることができ、製造プロセスにおける精度およびマイクロ流体ツールにおける精度を向上させることができる。マイクロ流体ツールの精度における向上は、粒子選別の結果を向上させ得る。大量生産につながる材料の加工プロセスおよび選択肢は、マイクロ流体デバイスおよびシステムの商業用開発を促進し得る。したがって、本明細書に説明されるデバイス、システムおよび方法は、粒子選別のためのコスト効率的な、正確な、かつコンパクトなアプローチを提供し得る。

（限定ではないが）熱可塑性物質を含む高スループット製造プロセスにつながる材料を使用することによって粒子を選別するためのマイクロ流体ツールを備えた方法、デバイスおよびシステムが、本明細書に開示される。マイクロ流体ツールの任意の部分のための材料が、高い光透明性、低い自家蛍光、機械的性質の標的範囲、および質量製造に関する相性を有するように選定されてもよい。通常、材料は、射出成型または他の大規模の生産方法と相性がよい。

マイクロ流体チップ基板と、第１のカバー層と、圧電アクチュエータとを備える、サンプル中の複数の粒子を選別するためのマイクロチップを備えた方法、デバイスおよびシステムが、本明細書に提供される。マイクロ流体チップ基板は、（限定ではないが）環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）および環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）を含むシクロオレフィンポリマーから作製されてもよく、またはそれから作製された構成要素を含んでもよい。代替として、または組み合わせにおいて、マイクロ流体チップ基板は、熱可塑性物質から作製されてもよい。マイクロ流体チップ基板は、相互に流体連通するように構成されているマイクロチャネル、少なくとも２つの選別チャネル、および開口部を備える。第１のカバー層は、シクロオレフィンポリマーから作製されてもよく、マイクロ流体チップ基板の片側を覆うように構成されてもよい。圧電アクチュエータは、マイクロ流体チップ基板の第１のカバー層と反対側にある開口部を覆うように構成されてもよい。いくつかの場合には、開口部は、第１のカバー層と圧電アクチュエータとの間に空隙またはリザーバを形成する。

時として、マイクロチップは、構成要素を固着させ、その粒子選別能力を向上させるための付加的構成要素をさらに備える。マイクロチップは、マイクロ流体チップ基板に第１のカバー層を固着させることに役立ち得る第２のカバー層を有してもよい。第２のカバー層は、第１のカバー層の少なくとも一部を覆い、マイクロ流体チップ基板全体またはマイクロ流体チップ基板の一部を覆ってもよい。いくつかの場合には、第２のカバー層は、マイクロ流体チップ基板の他方の側にある圧電アクチュエータによって覆われるマイクロ流体チップ基板の開口部を覆い得、マイクロチャネルおよびマイクロ流体チップ基板の少なくとも２つの選別チャネルを覆われないままにし得る。通常、第１および第２のカバー層は、アクチュエータによって覆われたマイクロ流体チップ基板の開口部内の圧力を制御および維持することに役立つ。圧力は、典型的には、第１のカバー層または圧電アクチュエータをマイクロ流体チップ基板から剥がすために要求されるものより低いレベルにある。第１および第２のカバー層は、流体流れを促進し、マイクロ流体チップ基板内のマイクロチャネルおよび選別チャネルにおける流体流れを維持する手法においてマイクロ流体チップ基板を覆ってもよい。いくつかの場合には、マイクロチップは、２つの構成要素をともに固着させることに役立つ（限定ではないが）感圧接着剤（ＰＳＡ）を含む接着剤層を有してもよい。通常、マイクロチップは、圧電アクチュエータネック、サンプル入口、シース入口、パージ孔、パージネック、選別チャネルの各々に接続されている出口、第２のリザーバまたはチャネル、および整合マーカのセットのうちの少なくとも１つをさらに備える。第２のリザーバまたはチャネルは、三角形として形作られることができ、これは、マイクロチップを液体で満たすときにマイクロチップからのパージガスを補助し得る。第２のリザーバまたはチャネルは、アクチュエータチャンバと反対にある、または実質的に反対にある選別分岐部上に配置されることができる。

マイクロチップは、マイクロ流体カートリッジを形成するために、粒子選別のためのマクロカートリッジに接続するように構成されることができる。マイクロチップを有するマイクロ流体カートリッジは、サンプル中の粒子を処理するために粒子選別デバイスまたはシステムに接続されることができる。多くの場合、マイクロ流体カートリッジは、本明細書に説明される方法、デバイスおよびシステムにおける粒子選別のための１回の使用後に使い捨て式である。マクロカートリッジは、（限定ではないが）ＣＯＣおよびＣＯＰを含むシクロオレフィンポリマーから作製され得、マイクロチップを保持するように構成されている切り欠きを備え得る。時として、マクロカートリッジは、カートリッジのマイクロチップと反対側にあるフィルムバッキングに取り付けるように構成されている。フィルムバッキングは、シクロオレフィンポリマーから作製されてもよい。

マイクロチップ構成要素およびマイクロ流体カートリッジにおける環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）および環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）等のシクロオレフィンポリマーの使用は、種々の利益を提供する。ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）が、その高い光透過性および高ガス誘電率に起因して、マイクロ流体デバイスにおいて一般的に使用されるが、ＰＤＭＳは、溶媒膨潤、チャネル変形に苛まれ得、ＰＤＭＳを使用したデバイスは、（特に、大量に）製造することがより困難であり得る。シクロオレフィンポリマーの使用は、（限定ではないが）射出成型、レーザエッチング、３Ｄ印刷、熱エンボス、およびローラエンボスを含む、大規模製造と相性がよい射出成型または他の処理技法によってマイクロ流体チップ基板および第１のカバー層等のマイクロチップまたはマイクロ流体カートリッジ構成要素が用意されることを可能にする。シクロオレフィンポリマーの使用は、高スループット加工が、異なるバッチのマイクロチップまたはマイクロ流体カートリッジにわたって高正確度および高一貫性を有するマイクロチップまたはマイクロ流体カートリッジの加工の規模を拡大するための高速、低コスト、かつ正確なアプローチを提供することを可能にする。シクロオレフィンポリマーは、高い光透明性および低い自家蛍光を有する材料を提供する。これらの特徴は、特に検出が蛍光によるものである場合、材料自体からの低干渉を伴うサンプル中の粒子を撮像または検出することを可能にし得るため、粒子選別方法、デバイスおよびシステムのために有益である。多くの場合、材料は、その親水性または疎水性を変化させるための、（限定ではないが）表面コーティング、活性基の付着、プラズマ酸化、熱時効、および化学コーティングを含む表面処理と相性がよい。したがって、マイクロチップまたはマイクロ流体カートリッジは、所望の物理的性質を有するようにその親水性または疎水性を調整するために、全体において、または部分的に処理され得る。

本明細書に開示される方法、デバイスおよびシステムは、サンプルからのいくつかの異なるタイプの粒子を選別するために使用されてもよい。例えば、本明細書に提供される方法、デバイスおよびシステムは、生体サンプル中の異なるタイプの細胞を選別するために使用されてもよい。時として、選別された粒子は、バクテリア、ウイルス、ミセル、小胞、液滴、またはその周囲媒体から区別されることができる任意の個別の物体であってもよい。サンプルは、通常、複数のこれらの粒子を含み、本明細書に説明されるデバイス、システムおよび方法を使用して、単粒子を個々に選別するために、または粒子のグル―ピングを選別するために処理されることができる。

Ｉ．マイクロ流体カートリッジ
本明細書に提供される方法、デバイスおよびシステムは、サンプル中の粒子を選別するためのマイクロチップを有するマイクロ流体カートリッジを備える。通常、マイクロチップを有するマイクロ流体カートリッジは、サンプルが導入され、選別が始まる前に、粒子選別のためのデバイスおよびシステム内に配置される。多くの場合、マイクロ流体カートリッジは、使い捨て式であり、新しいマイクロ流体カートリッジが、個々のサンプルのために使用される。マイクロ流体カートリッジは、マイクロチャネル内の流体流れにおいてサンプル中の粒子を受け取ることと、１つまたはそれより多くの選別チャネルへのアクチュエータの作用によって１つまたはそれより多くの特性によって粒子を選別することとを行う種々の構成要素を備える。

多くの場合、サンプル中の複数の粒子を選別するためのマイクロ流体カートリッジは、マクロカートリッジと、マイクロ流体チップ基板を有するマイクロチップと、第１のカバー層と、アクチュエータとを備える。マイクロ流体チップ基板は、通常、相互に流体連通するように構成されているマイクロチャネル、少なくとも２つの選別チャネル、および開口部を備え、マイクロ流体チップは、シクロオレフィンポリマーを含む。第１のカバー層は、マイクロ流体チップ基板を覆うように構成され得、その場合、第１のカバー層は、シクロオレフィンポリマーを含む。圧電アクチュエータは、マイクロ流体チップ基板の第１のカバー層と反対側にある開口部を覆うように構成されてもよい。通常、マクロカートリッジは、マイクロチップを保持するように構成されている切り欠きを備える。

いくつかの実施形態では、マイクロチップは、粒子選別のためのマイクロ流体カートリッジを形成するために、マクロカートリッジに接続するように構成されてもよい。マクロカートリッジは、管類またはパイプを使用して、サンプルおよびシース流体のための容器を含む作業機械に流体的に接続されることができる複数のポートまたは弁を含むことができる。いくつかの実施形態では、マクロカートリッジは、シクロオレフィンポリマーから作製される。いくつかの実施形態では、マクロカートリッジは、ＣＯＣ、ＣＯＰ、またはＣＢＣのうちの少なくとも１つから作製される。いくつかの実施形態では、マクロカートリッジのためのシクロオレフィンポリマーは、高い光透明性（本明細書では光透過性とも称される）を伴うカートリッジを含めて、光学的に透明である。いくつかの実施形態では、マクロカートリッジのためのシクロオレフィンポリマーは、自家蛍光せず、または低い自家蛍光を有する。いくつかの実施形態では、マクロカートリッジのためのシクロオレフィンポリマーは、低い複屈折を有する。

時として、マクロカートリッジは、マクロカートリッジのマイクロチップと反対側にあるフィルムバッキングに取り付けるように構成されている。いくつかの場合には、フィルムバッキングは、シクロオレフィンポリマーを含む。いくつかの場合には、接着剤が、マクロカートリッジにマイクロチップを取り付けるために使用される。いくつかの場合には、ＰＳＡが、マクロカートリッジにマイクロチップを取り付けるために使用される。

多くの場合、マクロカートリッジは、識別タグを備える。いくつかの実施形態では、カートリッジ識別タグは、ＲＦＩＤタグである。いくつかの実施形態では、カートリッジ識別タグは、ＱＲコード（登録商標）、バーコード、または製造番号を含む。いくつかの実施形態では、カートリッジ識別タグは、粒子選別デバイスまたはシステムの光学撮像または検出モジュールによってスキャンされることができる。

図１は、マイクロチップ１００およびマクロカートリッジアセンブリ１６０を有するマイクロ流体カートリッジの実施例を示している。いくつかの場合には、マイクロチップ１００は、第１のカバー層１２０と、マイクロ流体チップ基板１３０と、接着剤層１４０と、アクチュエータ１５０とを備える。マクロカートリッジアセンブリ１６０は、マクロカートリッジ１７０と、バッキング１８０とを備える。

時として、マイクロ流体カートリッジは、第１のカバー層の少なくとも一部を覆うように構成されている第２のカバー層を備える。図２は、第２のカバー層２１０を有するマイクロチップ２００と、マクロカートリッジアセンブリ２６０とを有するマイクロ流体カートリッジの実施例を示している。いくつかの場合には、マイクロチップ２００は、第２のカバー層２１０と、第１のカバー層２２０と、マイクロ流体チップ基板２３０と、接着剤層２４０とを備える。マクロカートリッジアセンブリ２６０は、マクロカートリッジ２７０と、バッキング２８０とを備える。いくつかの場合には、アクチュエータ２５０は、マクロカートリッジ２７０のマイクロ流体チップ基板２３０と反対側にあってもよい。いくつかの場合には、マイクロ流体カートリッジは、マクロカートリッジ２７０上に識別タグ２９０を備える。

図３Ａは、マクロカートリッジおよびマイクロチップを備えるマイクロ流体カートリッジの実施例を示している。図３Ｂは、粒子選別のためのシステム内に挿入されたマイクロ流体カートリッジの実施例を示している。

ＩＩ．マイクロチップ
粒子選別のためのマイクロチップを有するマイクロ流体カートリッジを備えた方法、デバイスおよびシステムが、本明細書に説明される。多くの場合、マイクロチップは、マイクロ流体カートリッジ上での粒子選別のための機構のための集約エリアを提供するように構成されている。時として、この集約エリアは、可視化および識別モジュールをマイクロ流体チップ基板の小エリアに集中させることを可能にする。マイクロチップは、第１のカバー層と、マイクロ流体チップ基板と、アクチュエータとを備え得、マイクロ流体カートリッジを形成するためにマクロカートリッジと流体接続している。

マイクロ流体チップ基板は、接続されており液体流れのもとで相互に流体連通するように構成されているマイクロチャネル、少なくとも２つの選別チャネル、およびアクチュエータのための開口部を備えてもよい。メインマイクロチャネルは、選別分岐部において終端していてもよい。選別分岐部は、出力チャネルとも呼ばれ得る複数の選別チャネルと接続され、流体連通していてもよい。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板は、少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９または１０個の選別チャネルを備える。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板は、３つの選別チャネルを有する。選別分岐部において、アクチュエータチャンバ、ＰＺＴチャンバ、ＰＺＴリザーバ、またはＰＺＴ孔とも称されるアクチュエータのための開口部は、アクチュエータチャンバネックを備える。アクチュエータチャンバネックは、液体がアクチュエータリザーバから外へと流れ、選別分岐部内へと流れるにつれて、アクチュエータチャンバ内のその流れを狭め、集中させる。アクチュエータチャンバネックは、メインマイクロチャネルから外へと流れる液体の選別分岐部または経路と、ある角度において交差することができる。時として、アクチュエータチャンバネックの中心線から選別分岐部までの角度は、約４５、６０、７５、または９０度である。アクチュエータチャンバネックからマイクロチャネル選別チャネル経路の他方の側には、第２のリザーバまたはチャネルがある。

いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板は、シクロオレフィンポリマーから作製される。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板は、ＣＯＣ、ＣＯＰ、またはＣＢＣのうちの少なくとも１つから作製される。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板は、ＣＯＣから作製される。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板は、射出成型、押出成型、フィルム押出成型、射出吹込成型、押出成型吹き込み、熱エンボス、ローラエンボス、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）切削、レーザアブレーション、デジタルクラフト切断、および３Ｄ印刷のうちの少なくとも１つによって用意される。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板は、射出成型されたものである。多くの場合、マイクロチップは、圧電アクチュエータネック、サンプル入口、シース入口、パージ孔、パージネック、選別チャネルの各々に接続されている出口、第２のリザーバもしくはチャネル、または少なくとも２つのセットの整合マーカのうちの少なくとも１つを備える。

第１のカバー層は、マイクロチャネル、選別チャネル、および、ＰＺＴリザーバまたはマイクロ流体チップ基板の開口部を覆われた状態に保つために、全体において、または部分的にマイクロ流体チップ基板を覆うように構成されることができる。いくつかの実施形態では、第１のカバー層は、シクロオレフィンポリマーから作製される。いくつかの実施形態では、第１のカバー層は、ＣＯＣ、ＣＯＰ、またはＣＢＣのうちの少なくとも１つから作製される。いくつかの実施形態では、第１のカバー層は、ＣＯＣフィルムから作製される。いくつかの実施形態では、ＣＯＣフィルムは、押出成型されたフィルムである。いくつかの実施形態では、第１のカバー層のためのシクロオレフィンポリマーは、高い光透明性（本明細書では光透過性とも称される）を有する。いくつかの実施形態では、第１のカバー層のためのシクロオレフィンポリマーは、低い自家蛍光を有する。いくつかの実施形態では、第１のカバー層のためのシクロオレフィンポリマーは、低い複屈折を有する。いくつかの実施形態では、第１のカバー層は、マイクロ流体チップ基板に直接接合される。いくつかの実施形態では、第１のカバー層とマイクロ流体チップ基板との間の直接接合は、熱融合接合、溶接、ＵＶおよび／もしくはオゾンによる表面改質、または溶媒接合のうちの少なくとも１つである。

図４は、アクチュエータのための円形開口部と、開口部をメインマイクロチャネルに接続しているアクチュエータネック領域と、３つの選別チャネルと、相互に接続されている第２のリザーバとを有するマイクロチップのマイクロ流体チップ基板の実施例を示している。各選別チャネルは、通常、出口に接続されている。

図５は、液体中に懸濁している複数の粒子を有するサンプルがマイクロチャネルに進入し得るサンプル入口孔５３１と、シース流体がマイクロ流体チップ基板に進入し得るシース流体入口孔５３９とを有するマイクロチップのマイクロ流体チップ基板５３０の実施例を示している。いくつかの実施形態では、サンプル入口孔５３１は、マイクロチャネル５３２および選別分岐部に流体的に接続されており、選別分岐部は、出口５３４ａ、５３４ｂ、５３４ｃに接続されている選別チャネル５３３ａ、５３３ｂ、５３３ｃに分かれている。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板５３０は、ＰＺＴ孔とも称される、アクチュエータのための開口部５３５を有し、これは、アクチュエータおよび第１のカバー層とともにアクチュエータチャンバを形成する。開口部は、片側において選別分岐部に、および別の側においてパージネック５３６およびパージ孔５３７に接続されているＰＺＴネック５３８に接続されてもよい。パージポートとも称されるパージ孔５３７は、アクチュエータチャンバおよび三角形チャネルチャンバが液体で完全に満たされることを確実にするために、マイクロ流体チップ基板内の流体からのガスの通気を可能にする。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板５３０は、ＰＺＴネック５３８の向かいにあるパージネック５３６および選別分岐部に接続されている第２のリザーバまたはチャネル５４１を有する。いくつかの実施形態では、シース流体およびサンプル流体は、選別分岐部へと伝送され、その場合、サンプル中の異なる粒子は、選別チャネル５３３ａ、５３３ｂ、５３３ｃのうちの１つの中へと方向付けられる。選別は、選別チャネル５３３ａ、５３３ｂ、５３３ｃのうちの１つの中へとサンプル流体を偏向することができる、マイクロ流体チップ基板の開口部を覆うアクチュエータによって行われる。

時として、マイクロチップのマイクロ流体チップ基板上の整合マーカが、粒子選別デバイスおよびシステムのための光学撮像システムを点検および調節するために使用される。いくつかの実施形態では、１つのセットの整合マーカが、その形状、寸法、不透明性、または別の特徴によって別のセットの整合マーカから区別される。いくつかの実施形態では、選別分岐部の近くのマイクロ流体チップ基板は、少なくとも１、２、３、４または５つのセットの整合マーカを有する。いくつかの実施形態では、１つのセットの整合マーカが、一方向においてマイクロチップおよびカートリッジを整合させるために使用される。いくつかの実施形態では、１つのセットの整合マーカが、二方向においてマイクロチップおよびカートリッジを整合させるために使用される。いくつかの実施形態では、１つのセットの整合マーカが、Ｘ－Ｙ方向にマイクロチップおよびカートリッジを整合させるために使用される。いくつかの実施形態では、１つのセットの整合マーカが、三方向（例えば、ＸＹＺ方向）においてマイクロチップおよびカートリッジを整合させるために使用される。図６は、２つのセットの整合マーカ６１０ａ、６１０ｂ、６２０ａ、６２０ｂを伴う選別分岐部の近くのマイクロ流体チップ基板の拡大図の実施例を示している。図６におけるマイクロ流体チップ基板は、メインマイクロチャネル６３０の両側に沿った三角形整合マーカ６１０ａ、６１０ｂのセットと、正方形整合マーカ６２０ａ、６２０ｂのセットとを示している。いくつかの実施形態では、選別分岐部は、メインマイクロチャネル６３０、３つの選別チャネル６６０ａ、６６０ｂ、６６０ｃ、ＰＺＴネック６４０、および第２のリザーバまたはチャネル６５０に接続されている。いくつかの実施形態では、三角形整合マーカ６１０ａ、６１０ｂのセットは、Ｚ－方向整合のために使用され、正方形整合マーカ６２０ａ、６２０ｂのセットは、ＸＹ－方向整合のために使用される。

時として、第２のカバー層が、第１のカバー層のマイクロ流体チップ基板と反対側において第１のカバー層を覆ってもよい。いくつかの場合には、第２のカバー層および第１のカバー層は、マイクロ流体チップ基板のエリア全体を覆うように構成されている。代替として、第２のカバー層および第１のカバー層は、マイクロ流体チップ基板の開口部を覆うように構成されてもよい。いくつかの場合には、第２のカバー層は、切り欠きを有し、切り欠きは、カバーマイクロチャネルおよびマイクロ流体チップ基板の少なくとも２つの選別チャネルを覆わないように構成されている。第１のカバー層および第２のカバー層は、開口部内の圧力を維持することに役立ち、圧力は、第１のカバー層または圧電アクチュエータをマイクロ流体チップ基板から剥がすために要求される圧力より低い。通常、第１のカバー層および第２のカバー層は、マイクロ流体チップ基板のマイクロチャネルおよび少なくとも２つの選別チャネル内の流体流れを可能にするように、または制限しないようにマイクロ流体チップ基板を覆っている。

いくつかの場合には、第１のカバー層および第２のカバー層は、同一の材料性質を有する材料から作製される。いくつかの場合には、第１のカバー層および第２のカバー層は、異なる材料性質を有する材料から作製される。いくつかの場合には、第１のカバー層は、第２のカバー層より高い弾性率を有する。いくつかの場合には、第１のカバー層は、第２のカバー層より低い弾性率を有する。いくつかの場合には、第１のカバー層は、第２のカバー層と同一の弾性率を有する。いくつかの場合には、第１のカバー層は、第２のカバー層より高い引張弾性率を有する。いくつかの場合には、第１のカバー層は、第２のカバー層より低い引張弾性率を有する。いくつかの場合には、第１のカバー層は、第２のカバー層と同一の引張弾性率を有する。いくつかの場合には、第１のカバー層は、第２のカバー層より高い引張強度を有する。いくつかの場合には、第１のカバー層は、第２のカバー層より低い引張強度を有する。いくつかの場合には、第１のカバー層は、第２のカバー層と同一の引張強度を有する。いくつかの場合には、第１のカバー層は、第２のカバー層より高い最大引張強度を有する。いくつかの場合には、第１のカバー層は、第２のカバー層より低い最大引張強度を有する。いくつかの場合には、第１のカバー層は、第２のカバー層と同一の最大引張強度を有する。いくつかの場合には、第１のカバー層は、第２のカバー層より高い硬度を有する。いくつかの場合には、第１のカバー層は、第２のカバー層より低い硬度を有する。いくつかの場合には、第１のカバー層は、第２のカバー層と同一の硬度を有する。いくつかの場合には、第１のカバー層は、第２のカバー層より高い圧縮弾性率を有する。いくつかの場合には、第１のカバー層は、第２のカバー層より低い圧縮弾性率を有する。いくつかの場合には、第１のカバー層は、第２のカバー層と同一の圧縮弾性率を有する。いくつかの場合には、第１のカバー層は、第２のカバー層より高い可撓性を有する。いくつかの場合には、第１のカバー層は、第２のカバー層より低い可撓性を有する。いくつかの場合には、第１のカバー層は、第２のカバー層と同一の可撓性を有する。

いくつかの場合には、第１のカバー層の引張弾性率は、少なくとも１０ＭＰａ、２０ＭＰａ、３０ＭＰａ、４０ＭＰａ、５０ＭＰａ、６０ＭＰａ、７０ＭＰａ、８０ＭＰａ、９０ＭＰａ、または１００ＭＰａである。いくつかの場合には、第１のカバー層の引張弾性率は、１０ＭＰａ、２０ＭＰａ、３０ＭＰａ、４０ＭＰａ、５０ＭＰａ、６０ＭＰａ、７０ＭＰａ、８０ＭＰａ、９０ＭＰａ、または１００ＭＰａ以下である。いくつかの場合には、第１のカバー層の引張弾性率は、ＩＳＯ５２７－２／１Ａ試験基準によって測定される。いくつかの場合には、第１のカバー層の破壊引張歪みは、少なくとも１００％、２００％、３００％、４００％、５００％、６００％、７００％、８００％、９００％、または１，０００％である。いくつかの場合には、第１のカバー層の破壊引張歪みは、１００％、２００％、３００％、４００％、５００％、６００％、７００％、８００％、９００％、または１，０００％以下である。いくつかの場合には、第１のカバー層の断裂強度は、少なくとも１０ｋＮ／ｍ、２０ｋＮ／ｍ、３０ｋＮ／ｍ、４０ｋＮ／ｍ、５０ｋＮ／ｍ、６０ｋＮ／ｍ、７０ｋＮ／ｍ、８０ｋＮ／ｍ、９０ｋＮ／ｍ、または１００ｋＮ／ｍである。いくつかの場合には、第１のカバー層の断裂強度は、１０ｋＮ／ｍ、２０ｋＮ／ｍ、３０ｋＮ／ｍ、４０ｋＮ／ｍ、５０ｋＮ／ｍ、６０ｋＮ／ｍ、７０ｋＮ／ｍ、８０ｋＮ／ｍ、９０ｋＮ／ｍ、または１００ｋＮ／ｍ以下である。いくつかの場合には、第１のカバー層の破壊引張歪みは、ＩＳＯ５２７－２／１Ａ試験基準によって測定される。いくつかの場合には、第１のカバー層の断裂強度は、ＩＳＯ３４－１試験基準によって測定される。

いくつかの場合には、第２のカバー層の引張弾性率は、少なくとも１０ＭＰａ、２０ＭＰａ、３０ＭＰａ、４０ＭＰａ、５０ＭＰａ、６０ＭＰａ、７０ＭＰａ、８０ＭＰａ、９０ＭＰａ、または１００ＭＰａである。いくつかの場合には、第２のカバー層の引張弾性率は、１０ＭＰａ、２０ＭＰａ、３０ＭＰａ、４０ＭＰａ、５０ＭＰａ、６０ＭＰａ、７０ＭＰａ、８０ＭＰａ、９０ＭＰａ、または１００ＭＰａ以下である。いくつかの場合には、第２のカバー層の引張弾性率は、ＩＳＯ５２７－２／１Ａ試験基準によって測定される。いくつかの場合には、第２のカバー層の破壊引張歪みは、少なくとも１００％、２００％、３００％、４００％、５００％、６００％、７００％、８００％、９００％、または１，０００％である。いくつかの場合には、第２のカバー層の破壊引張歪みは、１００％、２００％、３００％、４００％、５００％、６００％、７００％、８００％、９００％、または１，０００％以下である。いくつかの場合には、第２のカバー層の断裂強度は、少なくとも１０ｋＮ／ｍ、２０ｋＮ／ｍ、３０ｋＮ／ｍ、４０ｋＮ／ｍ、５０ｋＮ／ｍ、６０ｋＮ／ｍ、７０ｋＮ／ｍ、８０ｋＮ／ｍ、９０ｋＮ／ｍ、または１００ｋＮ／ｍである。いくつかの場合には、第２のカバー層の断裂強度は、１０ｋＮ／ｍ、２０ｋＮ／ｍ、３０ｋＮ／ｍ、４０ｋＮ／ｍ、５０ｋＮ／ｍ、６０ｋＮ／ｍ、７０ｋＮ／ｍ、８０ｋＮ／ｍ、９０ｋＮ／ｍ、または１００ｋＮ／ｍ以下である。いくつかの場合には、第２のカバー層の破壊引張歪みは、ＩＳＯ５２７－２／１Ａ試験基準によって測定される。いくつかの場合には、第２のカバー層の断裂強度は、ＩＳＯ３４－１試験基準によって測定される。

多くの場合、第２のカバー層および第１のカバー層は、マイクロ流体チップ基板の開口部およびＰＺＴネックを覆うようにサイズ決めおよび配置される。いくつかの場合には、開口部およびＰＺＴネックは、図５において５３５および５３８によって図示されているようなものである。いくつかの場合には、第２のカバー層は、開口部およびパージ孔を覆うようにサイズ決めおよび配置される。マイクロ流体チップ基板のパージ孔の実施例が、図５において５３７によって図示されている。いくつかの場合には、第２のカバー層は、マイクロ流体チップ基板の開口部、パージ孔、シース流体入口孔、およびサンプル入口孔を覆うようにサイズ決めおよび配置される。マイクロ流体チップ基板のシース流体入口孔およびサンプル入口孔の実施例が、図５において５３９および５３１によって図示されている。いくつかの場合には、第２のカバー層は、マイクロ流体チップ基板の開口部、パージ孔、シース流体入口孔、サンプル入口孔、マイクロチャネル、選別分岐部、および選別チャネルを覆うようにサイズ決めおよび配置される。マイクロチャネルの実施例が、図５の５３２によって図示されている。マイクロ流体チップ基板の選別チャネルの実施例が、図５の５３３ａ、５３３ｂ、および５３３ｃによって図示されている。いくつかの場合には、第２のカバー層は、マイクロ流体チップ基板の開口部、パージ孔、シース流体入口孔、サンプル入口孔、選別分岐部、選別チャネル、第２のリザーバ、またはチャネルチャンバを覆うようにサイズ決めおよび配置される。マイクロ流体チップ基板の第２のリザーバまたはチャネルの実施例が、図５において５４１によって図示されている。いくつかの場合には、第１のカバー層および第２のカバー層は、各々、マイクロ流体チップ基板全体を覆うようにサイズ決めおよび配置される。

マイクロチップ内のマイクロ流体チップ基板の開口部は、開口部の他方の側にある第１のカバー層とともに、アクチュエータチャンバを形成するためにアクチュエータによって覆われてもよい。多くの場合、マイクロチップのアクチュエータは、圧電アクチュエータである。時として、アクチュエータは、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を備える。いくつかの場合には、オンチップアクチュエータは、選別分岐部において過渡的に流れ移動を変化させることによって粒子を選別する。いくつかの場合には、粒子選別は、（限定ではないが）選別アクティブ化をトリガするための信号として（１つまたはそれより多くの光検出器によって検出された）散乱光および／または放出された蛍光を使用することを含む光学方法を使用して実施される。いくつかの場合には、粒子選別は、選別ステータスを確認するための検証信号を取得するための電気的方法（例えば、インピーダンス測定）および／または光学方法を使用して実施される。いくつかの場合には、粒子が光学的に検出した時間と粒子が選別分岐部に到達した時間との間に、時間／選別遅延が、存在する。いくつかの場合には、プロセッサが、選別効率を増大させ、リアルタイムで選別ステータスを監視するための光学検出信号と、ＰＺＴアクチュエータトリガ信号と、検証信号との間の関係を使用することによって時間／選別遅延を調節する方法を実装してもよい。

いくつかの実施形態では、ＰＺＴチャンバの内側表面が、処理されてもよい。いくつかの実施形態では、ＰＺＴチャンバの内側表面は、疎水性になるように処理されてもよい。いくつかの実施形態では、ＰＺＴチャンバの内側表面は、内側表面の疎水性を増大させるように処理されてもよい。いくつかの実施形態では、ＰＺＴチャンバの内側表面は、親水性になるように処理されてもよい。いくつかの実施形態では、ＰＺＴチャンバの内側表面は、アクチュエータ開口部によって形成された壁を備える。いくつかの実施形態では、ＰＺＴチャンバの内側表面は、アクチュエータ開口部を覆う上部および底部を備える。いくつかの実施形態では、ＰＺＴチャンバの内側表面の疎水性は、空気をＰＺＴチャンバからパージすることに役立ち得る。いくつかの実施形態では、ＰＺＴチャンバの内側表面の疎水性は、ＰＺＴチャンバ内の空気量を低減させ得る。いくつかの実施形態では、ＰＺＴチャンバの内側表面の疎水性は、ＰＺＴチャンバ内の気泡の数を低減させることに役立ち得る。いくつかの実施形態では、ＰＺＴチャンバの内側表面の疎水性は、ＰＺＴチャンバの気泡をなくすことに役立ち得る。いくつかの実施形態では、ＰＺＴチャンバの内側表面の疎水性は、ＰＺＴチャンバが液体で満たされることに役立ち得る。いくつかの実施形態では、アクチュエータ開口部によって形成された壁は、アクチュエータ開口部の覆いと異なる疎水性を有してもよい。いくつかの実施形態では、アクチュエータ開口部によって形成された壁は、疎水性になるように処理され得、アクチュエータ開口部にわたる覆いは、親水性になるように処理され得る。いくつかの実施形態では、アクチュエータ開口部によって形成された壁は、疎水性であり得、アクチュエータ開口部にわたる覆いは、親水性であり得る。

通常、マイクロチップの層は、相互に接合される。いくつかの場合には、マイクロチップの層は、熱融合接合、溶接、ＵＶおよび／もしくはオゾンによる表面改質、または溶媒接合のうちの少なくとも１つによって直接接合される。代替として、または組み合わせにおいて、層は、接合に役立つ別の材料を使用して間接的に接合されてもよい。いくつかの場合には、接着剤が、アクチュエータを用いてマイクロ流体チップ基板の開口部を覆うために使用される。いくつかの場合には、接着剤は、感圧接着剤（ＰＳＡ）である。いくつかの場合には、層は、接着接合、マイクロ波接合、または中間接合層の使用のうちの少なくとも１つによって間接的に接合される。

多くの場合、マイクロチップは、マイクロチャネル、少なくとも２つの選別チャネル、およびマイクロ流体チップ基板の開口部の親水性を変化させるために表面処理されることができる。いくつかの場合には、表面処理は、表面コーティング、活性基の付着、プラズマ酸化、熱時効、および化学コーティングのうちの少なくとも１つである。いくつかの場合には、表面処理は、疎水性コーティングをもたらす。いくつかの場合には、表面処理は、親水性コーティングをもたらす。

いくつかの場合には、第１のカバー層は、約１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、１１０μｍ、１２０μｍ、１３０μｍ、１４０μｍ、１５０μｍ、１６０μｍ、１７０μｍ、１８０μｍ、１９０μｍ、２００μｍ、２５０μｍ、３００μｍ、３５０μｍ、４００μｍ、４５０μｍ、５００μｍ、５５０μｍ、６００μｍ、６５０μｍ、７００μｍ、８５０μｍ、９００μｍ、９５０μｍ、または１，０００μｍの厚さを有する。いくつかの場合には、第１のカバー層は、少なくとも約１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、１１０μｍ、１２０μｍ、１３０μｍ、１４０μｍ、１５０μｍ、１６０μｍ、１７０μｍ、１８０μｍ、１９０μｍ、２００μｍ、２５０μｍ、３００μｍ、３５０μｍ、４００μｍ、４５０μｍ、または５００μｍの厚さを有する。いくつかの場合には、第１のカバー層は、最大で約１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、１１０μｍ、１２０μｍ、１３０μｍ、１４０μｍ、１５０μｍ、１６０μｍ、１７０μｍ、１８０μｍ、１９０μｍ、２００μｍ、２５０μｍ、３００μｍ、３５０μｍ、４００μｍ、４５０μｍ、５００μｍ、５５０μｍ、６００μｍ、６５０μｍ、７００μｍ、８５０μｍ、９００μｍ、９５０μｍ、または１，０００μｍの厚さを有する。いくつかの場合には、第１のカバー層は、少なくとも約０．１ｃｍ、０．５ｃｍ、１ｃｍ、２ｃｍ、３ｃｍ、４ｃｍ、または５ｃｍの長さを有する。いくつかの場合には、第１のカバー層は、最大で約０．１ｃｍ、０．５ｃｍ、１ｃｍ、２ｃｍ、３ｃｍ、４ｃｍ、５ｃｍ、６ｃｍ、７ｃｍ、８ｃｍ、９ｃｍ、または１０ｃｍの長さを有する。いくつかの場合には、第１のカバー層は、少なくとも約０．１ｃｍ、０．５ｃｍ、１ｃｍ、２ｃｍ、３ｃｍ、４ｃｍ、または５ｃｍの幅を有する。いくつかの場合には、第１のカバー層は、最大で約０．１ｃｍ、０．５ｃｍ、１ｃｍ、２ｃｍ、３ｃｍ、４ｃｍ、５ｃｍ、６ｃｍ、７ｃｍ、８ｃｍ、９ｃｍ、または１０ｃｍの幅を有する。

いくつかの場合には、第２のカバー層は、約１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、１１０μｍ、１２０μｍ、１３０μｍ、１４０μｍ、１５０μｍ、１６０μｍ、１７０μｍ、１８０μｍ、１９０μｍ、２００μｍ、２５０μｍ、３００μｍ、３５０μｍ、４００μｍ、４５０μｍ、５００μｍ、５５０μｍ、６００μｍ、６５０μｍ、７００μｍ、８５０μｍ、９００μｍ、９５０μｍ、または１，０００μｍの厚さを有する。いくつかの場合には、第２のカバー層は、少なくとも約１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、１１０μｍ、１２０μｍ、１３０μｍ、１４０μｍ、１５０μｍ、１６０μｍ、１７０μｍ、１８０μｍ、１９０μｍ、２００μｍ、２５０μｍ、３００μｍ、３５０μｍ、４００μｍ、４５０μｍ、または５００μｍの厚さを有する。いくつかの場合には、第２のカバー層は、約１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、１１０μｍ、１２０μｍ、１３０μｍ、１４０μｍ、１５０μｍ、１６０μｍ、１７０μｍ、１８０μｍ、１９０μｍ、２００μｍ、２５０μｍ、３００μｍ、３５０μｍ、４００μｍ、４５０μｍ、５００μｍ、５５０μｍ、６００μｍ、６５０μｍ、７００μｍ、８５０μｍ、９００μｍ、９５０μｍ、または１，０００μｍ以下の厚さを有する。いくつかの場合には、第２のカバー層は、少なくとも約０．１ｃｍ、０．５ｃｍ、１ｃｍ、２ｃｍ、３ｃｍ、４ｃｍ、または５ｃｍの長さを有する。いくつかの場合には、第２のカバー層は、最大で約０．１ｃｍ、０．５ｃｍ、１ｃｍ、２ｃｍ、３ｃｍ、４ｃｍ、５ｃｍ、６ｃｍ、７ｃｍ、８ｃｍ、９ｃｍ、または１０ｃｍの長さを有する。いくつかの場合には、第２のカバー層は、少なくとも約０．１ｃｍ、０．５ｃｍ、１ｃｍ、２ｃｍ、３ｃｍ、４ｃｍ、または５ｃｍの幅を有する。いくつかの場合には、第２のカバー層は、最大で約０．１ｃｍ、０．５ｃｍ、１ｃｍ、２ｃｍ、３ｃｍ、４ｃｍ、５ｃｍ、６ｃｍ、７ｃｍ、８ｃｍ、９ｃｍ、または１０ｃｍの幅を有する。

いくつかの場合には、マイクロチップのマイクロ流体チップ基板は、約０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍ、０．６ｍｍ、０．７ｍｍ、０．８ｍｍ、０．９ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍ、３．０ｍｍ、３．５ｍｍ、４．０ｍｍ、４．５ｍｍ、または５．０ｍｍの厚さを有する。いくつかの場合には、マイクロチップのマイクロ流体チップ基板は、少なくとも約０．１ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍ、３．０ｍｍ、３．５ｍｍ、４．０ｍｍ、４．５ｍｍ、または５．０ｍｍの厚さを有する。いくつかの場合には、マイクロチップのマイクロ流体チップ基板は、約０．１ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍ、３．０ｍｍ、３．５ｍｍ、４．０ｍｍ、４．５ｍｍ、または５．０ｍｍ以下の厚さを有する。

いくつかの実施形態では、ＰＺＴ孔とも称されるマイクロ流体チップ基板上の開口部は、約５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、１１ｍｍ、１２ｍｍ、１３ｍｍ、１４ｍｍ、１５ｍｍ、１６ｍｍ、１７ｍｍ、１８ｍｍ、１９ｍｍ、２０ｍｍ、２１ｍｍ、２２ｍｍ、２３ｍｍ、２４ｍｍ、または２５ｍｍの直径を有する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板上の開口部は、少なくとも約５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、１１ｍｍ、１２ｍｍ、１３ｍｍ、１４ｍｍ、１５ｍｍ、１６ｍｍ、１７ｍｍ、１８ｍｍ、１９ｍｍ、２０ｍｍ、２１ｍｍ、２２ｍｍ、２３ｍｍ、２４ｍｍ、または２５ｍｍの直径を有する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板上の開口部は、約５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、１１ｍｍ、１２ｍｍ、１３ｍｍ、１４ｍｍ、１５ｍｍ、１６ｍｍ、１７ｍｍ、１８ｍｍ、１９ｍｍ、２０ｍｍ、２１ｍｍ、２２ｍｍ、２３ｍｍ、２４ｍｍ、または２５ｍｍ以下の直径を有する。

いくつかの実施形態では、開口部は、約０．５ｍｍ～約５ｍｍの深度を有する。いくつかの実施形態では、開口部は、約０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ、３．５ｍｍ、４ｍｍ、４．５ｍｍ、または５ｍｍの深度を有する。いくつかの実施形態では、開口部は、少なくとも約０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ、３．５ｍｍ、４ｍｍ、４．５ｍｍ、または５ｍｍの深度を有する。いくつかの実施形態では、開口部は、約０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ、３．５ｍｍ、４ｍｍ、４．５ｍｍ、または５ｍｍ以下の深度を有する。

いくつかの実施形態では、メインマイクロチャネルまたはメインチャネルとも称されるマイクロ流体チップ基板上のマイクロチャネルは、約５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、１１０μｍ、１２０μｍ、１３０μｍ、１４０μｍ、１５０μｍ、１６０μｍ、１７０μｍ、１８０μｍ、１９０μｍ、２００μｍ、２１０μｍ、２２０μｍ、２３０μｍ、２４０μｍ、２５０μｍ、２６０μｍ、２７０μｍ、２８０μｍ、２９０μｍ、３００μｍ、３５０μｍ、４００μｍ、４５０μｍ、または５００μｍの幅を有する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板上のマイクロチャネルは、少なくとも約１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、１１０μｍ、１２０μｍ、１３０μｍ、１４０μｍ、１５０μｍ、１６０μｍ、１７０μｍ、１８０μｍ、１９０μｍ、２００μｍ、２１０μｍ、２２０μｍ、２３０μｍ、２４０μｍ、２５０μｍ、２６０μｍ、２７０μｍ、２８０μｍ、２９０μｍ、３００μｍ、３５０μｍ、４００μｍ、４５０μｍ、または５００μｍの幅を有する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板上のマイクロチャネルは、約５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、１１０μｍ、１２０μｍ、１３０μｍ、１４０μｍ、１５０μｍ、１６０μｍ、１７０μｍ、１８０μｍ、１９０μｍ、２００μｍ、２１０μｍ、２２０μｍ、２３０μｍ、２４０μｍ、２５０μｍ、２６０μｍ、２７０μｍ、２８０μｍ、２９０μｍ、３００μｍ、３５０μｍ、４００μｍ、４５０μｍ、または５００μｍ以下の幅を有する。

いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板上のメインマイクロチャネルは、約１０μｍ、１５μｍ、２０μｍ、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍ、４０μｍ、４５μｍ、５０μｍ、５５μｍ、６０μｍ、６５μｍ、７０μｍ、７５μｍ、８０μｍ、８５μｍ、９０μｍ、９５μｍ、１００μｍ、１０５μｍ、１１０μｍ、１１５μｍ、１２０μｍ、１２５μｍ、１３０μｍ、１３５μｍ、１３５μｍ、１４０μｍ、１４５μｍ、１５０μｍ、１６０μｍ、１７０μｍ、１８０μｍ、１９０μｍ、２００μｍ、２１０μｍ、２２０μｍ、２３０μｍ、２４０μｍ、２５０μｍ、２６０μｍ、２７０μｍ、２８０μｍ、２９０μｍ、または３００μｍの深度を有する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板上のメインマイクロチャネルは、少なくとも約１０μｍ、１５μｍ、２０μｍ、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍ、４０μｍ、４５μｍ、５０μｍ、５５μｍ、６０μｍ、６５μｍ、７０μｍ、７５μｍ、８０μｍ、８５μｍ、９０μｍ、９５μｍ、１００μｍ、１０５μｍ、１１０μｍ、１１５μｍ、１２０μｍ、１２５μｍ、１３０μｍ、１３５μｍ、１３５μｍ、１４０μｍ、１４５μｍ、１５０μｍ、１６０μｍ、１７０μｍ、１８０μｍ、１９０μｍ、２００μｍ、２１０μｍ、２２０μｍ、２３０μｍ、２４０μｍ、２５０μｍ、２６０μｍ、２７０μｍ、２８０μｍ、２９０μｍ、または３００μｍの深度を有する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板上のメインマイクロチャネルは、約１０μｍ、１５μｍ、２０μｍ、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍ、４０μｍ、４５μｍ、５０μｍ、５５μｍ、６０μｍ、６５μｍ、７０μｍ、７５μｍ、８０μｍ、８５μｍ、９０μｍ、９５μｍ、１００μｍ、１０５μｍ、１１０μｍ、１１５μｍ、１２０μｍ、１２５μｍ、１３０μｍ、１３５μｍ、１３５μｍ、１４０μｍ、１４５μｍ、１５０μｍ、１６０μｍ、１７０μｍ、１８０μｍ、１９０μｍ、２００μｍ、２１０μｍ、２２０μｍ、２３０μｍ、２４０μｍ、２５０μｍ、２６０μｍ、２７０μｍ、２８０μｍ、２９０μｍ、または３００μｍ以下の深度を有する。

いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板上のメインマイクロチャネルは、約１．０、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２．０、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、３．０、３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７、３．８、３．９、または４．０の幅対深度比を有する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板上のメインマイクロチャネルは、少なくとも約１．０、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２．０、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、３．０、３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７、３．８、３．９、または４．０の幅対深度比を有する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板上のメインマイクロチャネルは、約２．０、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、３．０、３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７、３．８、３．９、４．０、４．５、または５．０以下の幅対深度比を有する。

いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板上の選別チャネルは、約１０μｍ、１５μｍ、２０μｍ、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍ、４０μｍ、４５μｍ、５０μｍ、５５μｍ、６０μｍ、６５μｍ、７０μｍ、７５μｍ、８０μｍ、８５μｍ、９０μｍ、９５μｍ、１００μｍ、１０５μｍ、１１０μｍ、１１５μｍ、１２０μｍ、１２５μｍ、１３０μｍ、１３５μｍ、１３５μｍ、１４０μｍ、１４５μｍ、１５０μｍ、１６０μｍ、１７０μｍ、１８０μｍ、１９０μｍ、２００μｍ、２１０μｍ、２２０μｍ、２３０μｍ、２４０μｍ、２５０μｍ、２６０μｍ、２７０μｍ、２８０μｍ、２９０μｍ、または３００μｍの幅を有する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板上の選別チャネルは、少なくとも約１０μｍ、１５μｍ、２０μｍ、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍ、４０μｍ、４５μｍ、５０μｍ、５５μｍ、６０μｍ、６５μｍ、７０μｍ、７５μｍ、８０μｍ、８５μｍ、９０μｍ、９５μｍ、１００μｍ、１０５μｍ、１１０μｍ、１１５μｍ、１２０μｍ、１２５μｍ、１３０μｍ、１３５μｍ、１３５μｍ、１４０μｍ、１４５μｍ、１５０μｍ、１６０μｍ、１７０μｍ、１８０μｍ、１９０μｍ、２００μｍ、２１０μｍ、２２０μｍ、２３０μｍ、２４０μｍ、２５０μｍ、２６０μｍ、２７０μｍ、２８０μｍ、２９０μｍ、または３００μｍの幅を有する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板上の選別チャネルは、約１０μｍ、１５μｍ、２０μｍ、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍ、４０μｍ、４５μｍ、５０μｍ、５５μｍ、６０μｍ、６５μｍ、７０μｍ、７５μｍ、８０μｍ、８５μｍ、９０μｍ、９５μｍ、１００μｍ、１０５μｍ、１１０μｍ、１１５μｍ、１２０μｍ、１２５μｍ、１３０μｍ、１３５μｍ、１３５μｍ、１４０μｍ、１４５μｍ、１５０μｍ、１６０μｍ、１７０μｍ、１８０μｍ、１９０μｍ、２００μｍ、２１０μｍ、２２０μｍ、２３０μｍ、２４０μｍ、２５０μｍ、２６０μｍ、２７０μｍ、２８０μｍ、２９０μｍ、または３００μｍ以下の幅を有する。

いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板上の全ての選別チャネルが、同一の幅を有する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板上の全ての選別チャネルが、異なる幅を有する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板上の選別チャネルのうちの少なくとも２つは、同一の幅を有する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板上の選別チャネルのうちの２つは、同一の幅を有する。

いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板上の選別チャネルは、約１０μｍ、１５μｍ、２０μｍ、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍ、４０μｍ、４５μｍ、５０μｍ、５５μｍ、６０μｍ、６５μｍ、７０μｍ、７５μｍ、８０μｍ、８５μｍ、９０μｍ、９５μｍ、１００μｍ、１０５μｍ、１１０μｍ、１１５μｍ、１２０μｍ、１２５μｍ、１３０μｍ、１３５μｍ、１３５μｍ、１４０μｍ、１４５μｍ、１５０μｍ、１６０μｍ、１７０μｍ、１８０μｍ、１９０μｍ、２００μｍ、２１０μｍ、２２０μｍ、２３０μｍ、２４０μｍ、２５０μｍ、２６０μｍ、２７０μｍ、２８０μｍ、２９０μｍ、または３００μｍの深度を有する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板上の選別チャネルは、少なくとも約１０μｍ、１５μｍ、２０μｍ、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍ、４０μｍ、４５μｍ、５０μｍ、５５μｍ、６０μｍ、６５μｍ、７０μｍ、７５μｍ、８０μｍ、８５μｍ、９０μｍ、９５μｍ、１００μｍ、１０５μｍ、１１０μｍ、１１５μｍ、１２０μｍ、１２５μｍ、１３０μｍ、１３５μｍ、１３５μｍ、１４０μｍ、１４５μｍ、１５０μｍ、１６０μｍ、１７０μｍ、１８０μｍ、１９０μｍ、または２００μｍの深度を有する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板上の選別チャネルは、約１０μｍ、１５μｍ、２０μｍ、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍ、４０μｍ、４５μｍ、５０μｍ、５５μｍ、６０μｍ、６５μｍ、７０μｍ、７５μｍ、８０μｍ、８５μｍ、９０μｍ、９５μｍ、１００μｍ、１０５μｍ、１１０μｍ、１１５μｍ、１２０μｍ、１２５μｍ、１３０μｍ、１３５μｍ、１３５μｍ、１４０μｍ、１４５μｍ、１５０μｍ、１６０μｍ、１７０μｍ、１８０μｍ、１９０μｍ、２００μｍ、２１０μｍ、２２０μｍ、２３０μｍ、２４０μｍ、２５０μｍ、２６０μｍ、２７０μｍ、２８０μｍ、２９０μｍ、または３００μｍ以下の深度を有する。

いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板上の全ての選別チャネルが、同一の深度を有する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板上の全ての選別チャネルが、異なるものを有する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板上の全ての選別チャネルが、同一の深度を有する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板上の選別チャネルのうちの少なくとも２つは、同一の深度を有する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板上の選別チャネルのうちの２つは、同一の深度を有する。

いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板上の選別チャネルは、約０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２．０、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、または３．０の幅対深度比を有する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板上の選別チャネルは、少なくとも約０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２．０、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、または３．０の幅対深度比を有する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チップ基板上の選別チャネルは、約０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２．０、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、３．０、３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７、３．８、３．９、４．０、４．５、または５．０以下の幅対深度比を有する。

ＩＩＩ．熱可塑性物質およびシクロオレフィンポリマー
（限定ではないが）シクロオレフィンポリマーを含む、熱可塑性物質から作製されたマクロカートリッジおよびマイクロチップを備える粒子選別カートリッジを備えた方法、デバイスおよびシステムが、本明細書に提供される。マイクロ流体カートリッジおよび他のマイクロ流体ベースの構成要素の生産の規模を拡大することにおいて、熱可塑性物質が、ＰＤＭＳに優るいくつかの利益を有し得る。ＰＤＭＳは高い光透過性および高ガス誘電率を提供することができるが、ＰＤＭＳは、チャネル変形、低い溶媒および酸／塩基耐性、蒸発、サンプル吸収、浸出、疎水性回復、ならびに加工における少量スループットに苛まれ得る。熱可塑性物質は、代わりに使用されることができる、またはＰＤＭＳもしくは他の材料との組み合わせにおいて使用されることができる代替材料をもたらす。

熱可塑性物質は、種々の表面性質を有する合成ポリマーである。通常、熱可塑性物質は、剛性ポリマー材料であり、良好な機械的安定性、低吸水性パーセンテージ、ならびに有機溶媒および酸／塩基に対する耐性を有することができる。これらの特性は、マイクロ流体を使用した方法、デバイスおよびシステムにおいて、特に、それらが高圧力流体射出を伴うときに有利である。熱可塑性物質の実施例は、（限定ではないが）ポリ（メタクリル酸メチル）（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、および環状オレフィンポリマーの族を含む。本明細書ではシクロオレフィンポリマーとも称される環状オレフィンポリマーの族は、少なくとも１つの環状モノマーから作製され、（限定ではないが）環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）、および環状ブロックコポリマー（ＣＢＣ）を含む。

ＣＯＣ、ＣＯＰ、およびＣＢＣ等のシクロオレフィンポリマーの使用は、大規模生産を増進するラピッドプロトタイピングまたは複製方法によってマイクロチップまたはマイクロ流体カートリッジ構成要素が加工されることを可能にする。これらの方法は、（限定ではないが）射出成型、押出成型、フィルム押出成型、射出吹込成型、押出成型吹き込み、熱エンボス、ローラエンボス、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）切削、レーザアブレーション、デジタルクラフト切断、および３Ｄ印刷を含む。時として、大規模生産または大量生産は、少なくとも１ヶ月あたり１００部片、１ヶ月あたり５００部片、１ヶ月あたり１，０００部片、または１ヶ月あたり２，０００部片のマイクロチップまたはマイクロ流体カートリッジ構成要素を生産することを指す。

シクロオレフィンポリマーおよび熱可塑性物質の使用は、マイクロチップまたはマイクロ流体カートリッジ構成要素の種々の層が、種々のアプローチによって相互に接合されること、または他のカートリッジ構成要素に接合されることを可能にする。層は、（限定ではないが）熱融合接合、溶接、ＵＶおよび／もしくはオゾンによる表面改質、または溶媒接合を含む接合方法によって直接接合されてもよい。代替として、または組み合わせにおいて、層は、接合に役立つ別の材料を使用して間接的に接合されてもよい。間接接合の方法は、（限定ではないが）接着剤接合、マイクロ波接合、または、エポキシ、接着テープ、感圧接着剤（ＰＳＡ）、金属もしくは化学試薬等の中間接合層の使用を含む。

時として、マイクロチップまたはマイクロ流体カートリッジ構成要素のための材料は、所望の物理的性質を有するようにその親水性または疎水性を調整するために、全体において、または部分的に表面改質を受ける。多くの場合、表面処理は、（限定ではないが）その親水性または疎水性を変化させるための表面コーティング、活性基の付着、プラズマ酸化、熱時効、および化学コーティングを含む。

マイクロチップ構成要素およびマイクロ流体カートリッジにおけるＣＯＣ、ＣＯＰ、およびＣＢＣ等のシクロオレフィンポリマーの使用は、種々の利益を提供する。通常、シクロオレフィンポリマーは、良好な機械的安定性、溶媒および酸／塩基に対する優れた耐性、可視およびＵＶ波長範囲の両方における優れた光透過性、低い自家蛍光、低い複屈折、低い絶縁定数、より低い吸水性、ならびに良好な生体適合性を有する。いくつかの場合には、シクロオレフィンポリマーは、極度に透明であり、破壊を受けにくいガラスに関する光学的に好適な代替物をもたらす。いくつかの場合には、シクロオレフィンポリマーは、広い熱性質範囲を有する。いくつかの場合には、熱性質範囲は、約６０℃～約１４５℃、約７０℃～約１５５℃、約７０℃～約１５０℃、約８０℃～約１４０℃、約９０℃～約１３０℃、または約１００℃～約１２０℃である。

いくつかの場合には、マイクロチップおよびマイクロ流体カートリッジ構成要素の機械的性質は、厚さ等の構成要素の寸法によって調節されてもよい。いくつかの場合には、シクロオレフィンポリマーの薄フィルムが、マイクロ流体チャネルを有する別の層を覆う第１のカバー層または第２のカバー層等のマイクロチップおよびマイクロ流体カートリッジ構成要素のために使用されてもよい。いくつかの場合には、シクロオレフィンポリマーフィルムの引張弾性率は、少なくとも１０ＭＰａ、２０ＭＰａ、３０ＭＰａ、４０ＭＰａ、５０ＭＰａ、６０ＭＰａ、７０ＭＰａ、８０ＭＰａ、９０ＭＰａ、または１００ＭＰａである。いくつかの場合には、シクロオレフィンポリマーフィルムの引張弾性率は、ＩＳＯ５２７－２／１Ａ試験基準によって測定される。いくつかの場合には、シクロオレフィンポリマーフィルムの破壊引張歪みは、少なくとも１００％、２００％、３００％、４００％、５００％、６００％、７００％、８００％、９００％、または１，０００％である。いくつかの場合には、シクロオレフィンポリマーフィルムの断裂強度は、少なくとも１０ｋＮ／ｍ、２０ｋＮ／ｍ、３０ｋＮ／ｍ、４０ｋＮ／ｍ、５０ｋＮ／ｍ、６０ｋＮ／ｍ、７０ｋＮ／ｍ、８０ｋＮ／ｍ、９０ｋＮ／ｍ、または１００ｋＮ／ｍである。いくつかの場合には、シクロオレフィンポリマーフィルムの破壊引張歪みは、ＩＳＯ５２７－２／１Ａ試験基準によって測定される。いくつかの場合には、シクロオレフィンポリマーフィルムの断裂強度は、ＩＳＯ３４－１試験基準によって測定される。

いくつかの場合には、シクロオレフィンポリマーは、マイクロ流体チップ基板またはマクロカートリッジ等のマイクロチップおよびマイクロ流体カートリッジ構成要素のために使用されてもよい。いくつかの場合には、シクロオレフィンポリマーの引張弾性率は、少なくとも１０ＭＰａ、２０ＭＰａ、３０ＭＰａ、４０ＭＰａ、５０ＭＰａ、６０ＭＰａ、７０ＭＰａ、８０ＭＰａ、９０ＭＰａ、または１００ＭＰａである。いくつかの場合には、シクロオレフィンポリマーフィルムの引張弾性率は、ＩＳＯ５２７－２／１Ａ試験基準によって測定される。いくつかの場合には、シクロオレフィンポリマーの破壊引張歪みは、少なくとも１００％、２００％、３００％、４００％、５００％、６００％、７００％、８００％、９００％、または１，０００％である。いくつかの場合には、シクロオレフィンポリマーフィルムの断裂強度は、少なくとも１０ｋＮ／ｍ、２０ｋＮ／ｍ、３０ｋＮ／ｍ、４０ｋＮ／ｍ、５０ｋＮ／ｍ、６０ｋＮ／ｍ、７０ｋＮ／ｍ、８０ｋＮ／ｍ、９０ｋＮ／ｍ、または１００ｋＮ／ｍである。いくつかの場合には、シクロオレフィンポリマーの破壊引張歪みは、ＩＳＯ５２７－２／１Ａ試験基準によって測定される。いくつかの場合には、シクロオレフィンポリマーの断裂強度は、ＩＳＯ３４－１試験基準によって測定される。

定義
別様に定義されない限り、本明細書で使用される技術の全ての用語、表記、ならびに他の技術的および科学用語または専門用語は、請求される本主題が関係する、当業者によって一般的に理解されるものと同一の意味を有することを意図されている。いくつかの場合には、一般的に理解される意味を伴う用語が、明確性および／または参照の容易性のために本明細書において定義され、本明細書のそのような定義を含めることは、必ずしも、当技術分野において一般に理解されるものを超える実質的差異を表すと解釈されるべきではない。

本願全体を通して、種々の実施形態が、範囲形式において提示され得る。範囲形式における説明は、便宜および簡潔のためであるにすぎず、本開示の範囲に対する変更の余地のない限界として解釈されるべきではないことを理解されたい。故に、範囲の説明は、具体的には、あらゆる可能性として考えられる部分的な範囲およびその範囲内の個々の数値を開示していると見なされるべきである。例えば、１～６等の範囲の説明は、具体的には、１～３、１～４、１～５、２～４、２～６、３～６等の開示される部分的な範囲、ならびに範囲内の個々の数、例えば、１、２、３、４、５および６を有すると見なされるべきである。これは、範囲の範疇にかかわらず適用される。

明細書および請求項で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が別様に明確に定めない限り、複数参照を含む。例えば、用語「サンプル（ａ ｓａｍｐｌｅ）」は、混合物を含む複数のサンプルを含む。

本明細書で使用される場合、用語「約」がついた数は、その数の±１０％の数を指す。用語「約」がついた範囲は、その最低値の－１０％～その最大値の＋１０％の範囲を指す。

本明細書で使用される場合、用語「粒子」は、サンプル中の細胞、バクテリア、ウイルス、ミセル、小胞、液滴、または粒子を指し得る。用語「粒子」は、本明細書に説明される方法、デバイスおよびシステムによって、その周囲媒体から区別されることができる任意の個別の物体を指し得る。サンプルは、通常、複数の粒子を含み、本明細書に説明されるデバイス、システムおよび方法を使用して、単粒子を個々に選別するために、または粒子のグル―ピングを選別するために処理されることができる。

用語「決定する」、「測定する」、「評価する」、「査定する」、「検定する」、および「分析する」は、多くの場合、測定の形態を指すために本明細書中で同義的に使用され、要素が存在するかどうかを決定すること（例えば、検出）を含む。これらの用語は、定量的、定質的、または定量的かつ定質的決定を含むことができる。査定することは、二者択一的に相対的または絶対的である。「～の存在を検出すること」は、何かが存在するかどうかを決定することだけでなく、存在する何かの量を決定することも含む。

用語「対象」、「個人」、または「患者」は、多くの場合、本明細書中で同義的に使用される。「対象」は、表される遺伝物質を含有する生物学的実体であり得る。生物学的実体は、例えば、細菌、ウイルス、菌類、および原生動物を含む植物、動物、または微生物であり得る。対象は、生体内で取得されるか、またはインビトロで培養される生物学的実体の組織、細胞、およびそれらの子孫（ｐｒｏｇｅｎｙ）であり得る。対象は、哺乳類であり得る。哺乳類は、人間であり得る。対象は、病気に関して高リスクにあると診断されていてもよく、または疑われていてもよい。病気は、子宮内膜症であり得る。いくつかの場合には、対象は、必ずしも、病気に対して高リスクにあると診断されておらず、または疑われていない。

用語「インビトロ」は、それから物質が取得される、生きている生物学的起源の生命体から分離されているような実験用試薬を保持するための容器内で生じる事象を説明するために使用される。インビトロ検定は、生きているまたは死んでいる細胞が用いられる細胞ベースの検定を包含し得る。インビトロ検定は、無傷細胞が用いられない無細胞検定も包含し得る。

本明細書で使用される見出しは、構成目的のみのためであり、説明される主題を限定するものとして解釈されない。

（実施例）
以下の実施例は、例証的目的のみのために含まれ、本発明の範囲を限定することを意図されない。

実施例１：ＰＤＭＳマイクロチップを伴うマイクロ流体カートリッジ
ＰＤＭＳマイクロチップを伴うマイクロ流体カートリッジの例示的実施形態が、本明細書に提供される。マイクロ流体カートリッジの層は、１）ガラスから作製された第１のカバー層と、２）ＰＤＭＳから作製されたマイクロ流体チップ基板と、３）ＰＳＡ層と、４）ＰＺＴアクチュエータと、５）ＣＯＣから作製されたマクロカートリッジと、６）ＣＯＣから作製されたフィルムバッキングとを含む。層１～４は、ＰＤＭＳマイクロチップを備える。第１のカバー層は、完全にマイクロ流体チップ基板層を覆っている。

実施例２：ＣＯＣマイクロチップを伴うマイクロ流体カートリッジ
ＣＯＣマイクロチップを伴うマイクロ流体カートリッジの例示的実施形態が、本明細書に提供される。マイクロ流体カートリッジの層は、１）ＣＯＣフィルムを備える第１のカバー層と、２）ＣＯＣを備えるマイクロ流体チップ基板と、３）ＰＳＡ層と、４）ＰＺＴアクチュエータと、５）ＣＯＣから作製されたマクロカートリッジと、６）ＣＯＣから作製されたフィルムバッキングとを含む。層１～４は、ＣＯＣマイクロチップを備える。第１のカバー層は、完全にマイクロ流体チップ基板層を覆っている。

実施例３：第２のカバー層を伴うＣＯＣマイクロチップを伴うマイクロ流体カートリッジ
第２のカバー層を有するＣＯＣマイクロチップを伴うマイクロ流体カートリッジの例示的実施形態が、本明細書に提供される。マイクロ流体カートリッジの層は、１）ＣＯＣを備える第２のカバー層と、２）ＣＯＣフィルムを備える第１のカバー層と、３）ＣＯＣを備えるマイクロ流体チップ基板と、４）ＰＳＡ層と、５）ＣＯＣから作製されたマクロカートリッジと、６）ＣＯＣから作製されたフィルムバッキングと、７）ＰＺＴアクチュエータとを含む。層１～４および７は、ＣＯＣマイクロチップを備える。第１のカバー層は、完全にマイクロ流体チップ基板層を覆っている。ＣＯＣを備える第２のカバー層（層１）は、第１のカバー層（層２）の表面全体を覆い、これは、三角形チャネルと、マイクロチャネルと、選別チャネルと、ＰＺＴ孔とを含むＣＯＣを備えるマイクロ流体チップ基板（層３）の表面全体を覆っている。

実施例４：第２のカバー層を伴うＣＯＣマイクロチップを伴うマイクロ流体カートリッジ
第２のカバー層を有するＣＯＣマイクロチップを伴うマイクロ流体カートリッジの例示的実施形態が、本明細書に提供される。マイクロ流体カートリッジの層は、１）ＣＯＣを備える第２のカバー層と、２）ＣＯＣフィルムを備える第１のカバー層と、３）ＣＯＣを備えるマイクロ流体チップ基板と、４）ＰＳＡ層と、５）ＣＯＣから作製されたマクロカートリッジと、６）ＣＯＣから作製されたフィルムバッキングと、７）ＰＺＴアクチュエータとを含む。層１～４および７は、ＣＯＣマイクロチップを備える。第１のカバー層は、完全にマイクロ流体チップ基板層を覆っている。ＣＯＣを備える第２のカバー層（層１）は、図２の第２のカバー層２１０に見られるような五角形切り欠きを伴って第１のカバー層（層２）を部分的に覆っている。第２のカバー層は、マイクロ流体チップ基板も部分的に覆い、マイクロチャネルと、選別チャネルと、ＰＺＴ孔とを覆っているが、三角形チャネルエリアを覆ってはいない。

本発明の好ましい実施形態が本明細書に図示および説明されているが、そのような実施形態は、一例のみとして提供されることが当業者に明白であろう。ここで、本発明から逸脱することなく、多数の変形例、変更、および代用が、当業者に想起されるであろう。本明細書に説明される本発明の実施形態の種々の代替が、本発明を実践する際に採用されてもよいことを理解されたい。以下の請求項は、本発明の範囲を規定し、これらの請求項およびその均等物の範囲内の方法および構造が、それらによって網羅されることを意図されている。

Claims (31)

1. サンプル中の複数の粒子を選別するためのマイクロチップであって、
   マイクロ流体チップ基板であって、前記マイクロ流体チップ基板は、相互に流体連通するように構成されているマイクロチャネル、少なくとも２つの選別チャネル、および開口部を備え、前記マイクロ流体チップ基板は、シクロオレフィンポリマーを含む、マイクロ流体チップ基板と、
   第１のカバー層であって、前記第１のカバー層は、前記マイクロ流体チップ基板を覆うように構成され、前記第１のカバー層は、シクロオレフィンポリマーを含む、第１のカバー層と、
   圧電アクチュエータであって、前記圧電アクチュエータは、前記マイクロ流体チップ基板の前記第１のカバー層と反対側にある前記開口部を覆うように構成されている、圧電アクチュエータと
   を備えるマイクロチップ。
2. 前記第１のカバー層のための前記シクロオレフィンポリマーは、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）である、請求項１に記載のマイクロチップ。
3. 前記第１のカバー層は、ＣＯＣフィルムを備える、請求項２に記載のマイクロチップ。
4. 前記第１のカバー層のための前記シクロオレフィンポリマーは、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）である、請求項１に記載のマイクロチップ。
5. 前記マイクロ流体チップ基板は、射出成型されたものである、請求項１に記載のマイクロチップ。
6. 前記マイクロ流体チップ基板のための前記シクロオレフィンポリマーは、ＣＯＣを含む、請求項５に記載のマイクロチップ。
7. 前記マイクロ流体チップ基板のための前記シクロオレフィンポリマーは、ＣＯＰを含む、請求項５に記載のマイクロチップ。
8. 前記第１のカバー層または前記マイクロ流体チップ基板のための前記シクロオレフィンポリマーは、高い光透明性を有する、請求項１に記載のマイクロチップ。
9. 前記第１のカバー層または前記マイクロ流体チップ基板のための前記シクロオレフィンポリマーは、低い自家蛍光を有する、請求項１に記載のマイクロチップ。
10. 前記マイクロチップは、第２のカバー層をさらに備え、前記第２のカバー層は、前記第１のカバー層の前記マイクロ流体チップ基板と反対側の前記第１のカバー層の少なくとも一部を覆うように構成されている、請求項１に記載のマイクロチップ。
11. 前記第２のカバー層は、前記マイクロ流体チップ基板のエリア全体を覆うように構成されている、請求項１０に記載のマイクロチップ。
12. 前記第２のカバー層および前記第１のカバー層は、前記マイクロ流体チップ基板の前記開口部を覆うように構成されている、請求項１０に記載のマイクロチップ。
13. 前記マイクロ流体チップ基板は、選別分岐部と流体連通しているアクチュエータリザーバと、前記選別分岐部と流体連通している第２のリザーバとを備え、前記第２のリザーバは、前記アクチュエータリザーバと実質的に反対にあり、前記第２のカバー層は、切り欠きを有し、前記切り欠きは、前記第２のリザーバの少なくとも一部を覆わないように構成されている、請求項１０に記載のマイクロチップ。
14. 前記第１のカバー層および前記第２のカバー層は、前記開口部内の圧力を維持することに役立ち、前記圧力は、前記第１のカバー層または前記圧電アクチュエータを前記マイクロ流体チップ基板から剥がすために要求される圧力より低い、請求項１０に記載のマイクロチップ。
15. 前記第１のカバー層および前記第２のカバー層は、前記マイクロチャネルおよび前記マイクロ流体チップ基板の前記少なくとも２つの選別チャネル内の流体流れを可能にするように、または制限しないように前記マイクロ流体チップ基板を覆っている、請求項１０に記載のマイクロチップ。
16. 前記圧電アクチュエータは、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を含む、請求項１に記載のマイクロチップ。
17. 接着剤が、前記圧電アクチュエータを用いて前記マイクロ流体チップ基板の前記開口部を覆うために使用され、前記接着剤は、感圧接着剤（ＰＳＡ）である、請求項１に記載のマイクロチップ。
18. 前記マイクロチップは、前記マイクロチャネル、前記少なくとも２つの選別チャネル、および前記マイクロ流体チップ基板の前記開口部の親水性を変化させるために表面処理されている、請求項１に記載のマイクロチップ。
19. 前記表面処理は、表面コーティング、活性基の付着、プラズマ酸化、熱時効、および化学コーティングのうちの少なくとも１つである、請求項１８に記載のマイクロチップ。
20. 前記マイクロチップは、マクロカートリッジに接続するように構成され、前記マクロカートリッジは、シクロオレフィンポリマーを含み、前記マイクロチップを保持するように構成されている切り欠きを有する、請求項１に記載のマイクロチップ。
21. 前記マクロカートリッジは、シクロオレフィンポリマーを含む、請求項２０に記載のマイクロチップ。
22. 前記マクロカートリッジは、前記マクロカートリッジの前記マイクロチップと反対側にあるフィルムバッキングに取り付けるように構成されている、請求項２０に記載のマイクロチップ。
23. 前記フィルムバッキングは、シクロオレフィンポリマーを含む、請求項２２に記載のマイクロチップ。
24. 接着剤が、前記マクロカートリッジに前記マイクロチップを取り付けるために使用され、前記接着剤は、感圧接着剤（ＰＳＡ）である、請求項２０に記載のマイクロチップ。
25. 前記マイクロチップは、圧電アクチュエータネックと、サンプル入口と、シース入口と、パージ孔と、パージネックと、前記選別チャネルの各々に接続されている出口と、前記アクチュエータネックと反対にある三角形チャネルと、少なくとも２つのセットの整合マーカとをさらに備える、請求項１に記載のマイクロチップ。
26. 前記マクロカートリッジは、識別タグをさらに備える、請求項２０に記載のマイクロチップ。
27. サンプル中の複数の粒子を選別するためのマイクロ流体カートリッジであって、
    マイクロチップであって、前記マイクロチップは、
    マイクロ流体チップ基板であって、前記マイクロ流体チップ基板は、相互に流体連通するように構成されているマイクロチャネル、少なくとも２つの選別チャネル、および開口部を備え、前記マイクロ流体チップ基板は、シクロオレフィンポリマーを含む、マイクロ流体チップ基板と、
    第１のカバー層であって、前記第１のカバー層は、前記マイクロ流体チップ基板を覆うように構成され、前記第１のカバー層は、シクロオレフィンポリマーを含む、第１のカバー層と、
    圧電アクチュエータであって、前記圧電アクチュエータは、前記マイクロ流体チップ基板の前記第１のカバー層と反対側にある前記開口部を覆うように構成されている、圧電アクチュエータと
    を備える、マイクロチップと、
    シクロオレフィンポリマーを含み、前記マイクロチップを保持するように構成されている切り欠きを有するマクロカートリッジと
    を備えるマイクロ流体カートリッジ。
28. サンプル中の複数の粒子を選別するためのマイクロチップを用意する方法であって、
    （ａ）マイクロ流体チップ基板を加工することであって、前記マイクロ流体チップ基板は、相互に流体連通するように構成されているマイクロチャネル、少なくとも２つの選別チャネル、および開口部を備え、前記マイクロ流体チップ基板は、シクロオレフィンポリマーを含む、ことと、
    （ｂ）前記マイクロ流体チップ基板の片側においてシクロオレフィンポリマーを含む第１のカバー層を整合させ、前記マイクロ流体チップ基板の他方の側において圧電アクチュエータを整合させることであって、前記圧電アクチュエータは、前記マイクロ流体チップ基板の前記開口部を覆う、ことと、
    （ｃ）前記マイクロ流体チップ基板に前記第１のカバー層および前記圧電アクチュエータを取り付けることと
    を含む方法。
29. ステップ（ａ）における前記加工は、射出成型によるものである、請求項２８に記載の方法。
30. 前記方法は、前記第１のカバー層の前記マイクロ流体チップ基板と反対側の前記第１のカバー層の少なくとも一部を覆うように第２のカバー層を整合させ、取り付けることをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
31. 前記方法は、表面コーティング、活性基の付着、プラズマ酸化、熱時効、および化学コーティングのうちの少なくとも１つによって前記マイクロチップの表面を処理することをさらに含む、請求項２８に記載の方法。

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