JP4217739B2 - 再使用のためにマイクロスケールデバイスを処理する方法およびシステム - Google Patents
再使用のためにマイクロスケールデバイスを処理する方法およびシステム Download PDFInfo
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Description
本出願は、2004年2月20日に出願された、ケチャギア(Kechagia)らによる米国仮特許出願第60/546,593号「再使用のためにマイクロスケールデバイスを処理する方法およびシステム(Methods and Systems for Processing Microscale Devices for Reuse)」、および2003年8月4日に出願された、ルリソン(Rulison)による仮特許出願第60/492496号「マイクロ流体チップの再調整のためのクレンザーの使用(Use of Cleansers to Recondition Microfluidic Chips)」の優先権および利益を主張するものである。前記先願のすべての開示は、その全体が、参照により本明細書に援用される。
本発明は、分析システムの構成要素を、再使用のために再生するシステムおよび方法の分野に関する。特に、本発明は、マイクロ流体チップのフラッシング、洗浄、および再使用のためのシステムおよび方法を提供するものである。
本発明を詳細に説明する前に、本発明は、多様であることが当然可能な、特定の装置または方法に限定されないということが理解されるべきである。さらに、ここで使用されている用語は、特定の実施形態のみの説明を目的とするものであり、限定することを意図したものではないということも理解されるべきである。本明細書および添付した特許請求の範囲では、単数形で記載されていても、内容により明確に示されていない限り、複数を指す場合がある。したがって、例えば、「構成要素」という記載は、2つ以上の構成要素の組み合わせを含む場合があり、また、「試薬」という記載は、試薬の混合物を含む場合がある。
本発明の、マイクロスケールデバイスを再生するためのシステムは、一般に、リザーバおよびバルブを通した、マニホールド内のメソスケールチャネルへの、そしてマイクロスケールデバイスのウェルを封止するように適合されたオリフィスから外への、コンピュータ制御された溶液の流れを含む。システムは、溶液の消費を減らし、処理時間を短縮するために、リザーバおよびチャネルの効率的なレイアウトを有していてもよい。システムは、マイクロスケールデバイスの効率的で一貫性のある再生のために、情報を処理し、流れを論理的に導く、制御構成要素を有していてもよい。
本発明のマニホールドは、例えば試薬容器から、リングリザーバに至り、メソスケールチャネルを通って、制御バルブを通過し、そしてオリフィスから出て、マイクロスケールデバイスのウェルに至るまでの、溶液の効率的な流量制御を提供する。本発明のいくつかの実施形態では、マニホールドは、フラッシングガスの流量制御を、類似した方法で提供してもよい。マニホールドは、マイクロスケールデバイスのフラッシング、洗浄、またはプライミングに必要ないくつかの機能を組み合わせるための構造を提供する。例えば、マニホールドは、試薬導管から溶液を受け取るための構造、溶液を均一かつ迅速に少量分配するためのリングリザーバ、溶液を目的のウェルへ、および目的のウェルから導くためのメソスケールチャネル、制御バルブの取り付けおよびバルブを作動させるエネルギーの受け取りのための構造、コンピュータシステムと、データ記憶モジュール、トランスデューサ、およびセンサとの間にデータ通信回線を取り付けて配線するための構造、ならびに/あるいは、マイクロスケールデバイスのウェルとの、オリフィスの適切な位置合わせおよび接触のための取り付け面を提供する。マニホールドは、通常、マイクロスケールデバイスへの溶液の供給およびマイクロスケールデバイスからの溶液の除去を迅速に行い、さらに、廃棄物の生成を減少させるように配置された、3次元方式の内部溶液リザーバおよびチャネルを有する、ラミネート構造である。
さまざまなユーティリティサブシステムが、本発明のマニホールドを補助するために使用されてもよい。マニホールドは、例えば、圧力源、真空源、試薬源、廃棄物受け器、物理的取り付け台などを必要としてもよい。本発明のシステムの動作の間、フラッシング、洗浄、またはプライミングのステップのシーケンスでは、例えば、マニホールドをマイクロスケールデバイスと機能的に整列するように配置すること、洗浄溶液の流れ、リンス溶液の流れ、プライミング溶液の流れ、廃棄物溶液の除去、および/または、マニホールドをマイクロスケールデバイスとの接点から取り外すことが必要とされてもよい。
システムの流れを手動で制御することは可能ではあるが、自動化されたシステムの流量制御が好ましい。例えば、溶液の流路、流量、および流れ時間を制御するようにバルブを作動させるために、コンピュータが、コンピュータインタフェースを介してコマンドを送信してもよい。一般的な実施形態では、コンピュータが、プログラムされたバルブ位置命令を、通信インタフェースを介して送信することにより、加圧されたガスの流れを制御するソレノイドバルブに電流が通され、それにより、メソスケールチャネル内の溶液の流れを制御する空気圧制御バルブの位置が変化する。
データ記憶モジュールは、例えば特定のマイクロスケールデバイスの履歴を識別および追跡するための、マイクロスケールデバイス処理システムの一部であってもよい。データ記憶モジュールは、例えば関連する情報をリアルタイムで入手して更新できるように、マイクロスケールデバイス内に、またはマイクロスケールデバイス上に取り付けられていてもよい。例えば、データ記憶モジュールは、デバイスに関連付けられた、イベントカウンタ、チップ識別データ、チップ使用データ、サンプル分析データ、洗浄サイクルデータ、部品番号、シリアル番号、作業命令番号、チップ設計番号、キャリブレーションデータ、製造日、有効期限、使用限度数、エラーコードなどを提供してもよい。好ましい実施形態では、データ記憶モジュールのメモリ内のカウンタは、各使用サイクルで更新されてもよい。マイクロスケールデバイスの使用は、例えば、2サイクル、5サイクル、10サイクル、20サイクル、40サイクル、100サイクル、またはそれ以上の、所定の最大サイクル数だけ使用された場合に中止されてもよい。
マイクロ流体チップなどのマイクロスケールデバイスは、多くの場合、分析操作に関連して、かなりの量の処理および準備を必要とする。これは、例えば、新しいチップの予備的なフラッシングおよび洗浄、ならびに使用済みチップのフラッシング、洗浄、およびプライミングなどの、デバイス表面上への処理溶液のフラッシングを含む可能性がある。そのような分析以外の処理は、手作業で行う場合、多大な時間と労力を必要とすることがある。ここで説明するマイクロスケールデバイスの再生方法は、マイクロスケールデバイスのクリーニング、リンス、およびプライミングの、速度、効率、および信頼性を大幅に向上することが可能である。
マイクロスケールデバイスは、最初の使用の前に処理されるか、または、使用後に再生されてもよい。洗浄処理は、一般に、デバイスからの古い流体のフラッシング、デバイス表面からの残留物の除去、およびデバイスからの洗浄処理溶液のフラッシングを含む。本発明の方法によるマイクロスケールデバイスの洗浄は、デバイスのウェルおよび/またはマイクロチャネル全体にわたって、圧力により誘導されたガスまたは溶液の流れを提供するために、デバイスのウェルに例えば接触および封止するように構成された、マニホールドを使用することにより容易になる。例えば、デバイスを封止するように適合されたオリフィスへのメソスケールチャネルを有するマニホールドが、マイクロスケールデバイスのウェルに機能的に接触するように配置されてもよく、1つまたは複数の処理溶液またはフラッシングガスが、デバイスのウェル表面および/またはマイクロチャネル表面の全体にわたってフラッシングされてもよい。
本発明のマイクロスケールデバイスを処理する方法は、例えば、コンピュータなどのデジタル論理デバイスを使用して、処理を制御することを含んでいてもよい。例えば、マイクロスケールデバイス上へのマニホールドの配置、および処理溶液の流れの制御などの、処理ステップは、上述の「自動化されたシステム」の項で説明したシステムを使用して自動化されてもよい。本方法の、データ処理の態様は、自動化されたシステムを使用して実施されてもよい。
本実施例では、独立型の処理システムが、デジタルI/Oインタフェースを介して空気圧コントローラおよびソレノイドバルブと相互作用するパーソナルコンピュータと、空気圧コントローラに接続され、溶液供給ポートおよび溶液供給制御バルブを介してマニホールドのリングリザーバに溶液を供給する、加圧された試薬容器(コンテナ)と、マニホールドに動作可能なように取り付けられた空気圧バルブへの、ハウス加圧空気の流れを制御するソレノイドバルブと、リングリザーバから、マニホールド内のメソスケールチャネルを通り、開放された空気圧バルブを通過して、マニホールドの表面上に配列されたオリフィスまで流れる溶液とを含む。
1)I/Oインタフェースを介して、コンピュータは、空気圧コントローラによる試薬容器の加圧と、外側の1N NaOHのリングリザーバから、チップウェルとのOリング封止された接点を有する14のオリフィスのそれぞれにおけるラジアルジェットまでに至るメソスケールフラッシュチャネル上の、14の空気圧バルブを開くための、加圧空気を開放する第1のソレノイドバルブを開くことと、各オリフィスの中心から、陰圧下にある廃棄物リングリザーバまでに至るメソスケール廃棄物チャネル上の、14の空気圧バルブを開くための、加圧空気を開放するソレノイドバルブを開くこととを命令する。このシステム構成では、1N NaOHは、圧力勾配に沿って、試薬容器から、リングリザーバを通り、メソスケールフラッシュチャネルを通って、ウェルの壁面上部に向けられたラジアルジェットを介して、ウェルの下部に流れ、そこでメソスケール廃棄物チャネルに吸い上げられて、廃棄物リングリザーバを通り、最終的に、マニホールドの外にある陰圧下の廃棄物容器に流れる。
2)NaOHの所定の流れが、ウェルから古い溶液をフラッシングした後は、メソスケール廃棄物チャネルを制御する空気圧バルブは、廃棄物ウェルからの流れを制御するバルブを除いて閉じられ、それにより、他のウェルに連結されたマイクロスケールチャネル内へのNaOHの流れが強制される。NaOHの流れは、サンプル溶液、試薬溶液、および選択媒体をマイクロチャネルからフラッシングし、以前の実行からのすべての残留物を、マイクロチャネル表面から化学的に除去する。NaOHは、マイクロスケールチャネルから、共通のチップ廃棄物チャネルへ、そして廃棄物ウェルへ継続して流れ、そこで、開いたままの1つのメソスケール廃棄物チャネルを通して除去される。
3)NaOHを使用した所定の流れと時間の後、コンピュータは、外側のリングリザーバから通じるメソスケールフラッシュチャネル上の、14の空気圧バルブを閉じるために、第1のソレノイドバルブを閉じることと、内側の脱イオン水のリングリザーバから通じるメソスケールフラッシュチャネル上の、別の14の空気圧バルブの組を開くための、加圧空気を開放する、第2のソレノイドバルブを開くこととを命令する。メソスケール廃棄物チャネル上の空気圧バルブは開いたままにされる。1N NaOHの流れは停止し、脱イオン水の流れが、共通のメソスケールフラッシュチャネル区画から、ラジアルジェットを通り、ウェルを通って、NaOHをフラッシングし、メソスケール廃棄物チャネルを通って、廃棄物リングリザーバに出る。NaOHをウェルからフラッシングするための十分な流れと時間の後は、フラッシング水をチップのマイクロスケールチャネル内に入れ、廃棄物ウェルを通して外に出すように強制する、廃棄物流路が構成される。
4)空気圧コントローラと容器との間の導管上にあるベントバルブを開くコンピュータ命令により、試薬容器は減圧される。マニホールドは円弧を描くように持ち上げられて、マイクロ流体カートリッジとの接点から外され、カートリッジはさらなる使用のために取り外される。
本発明の処理システム(洗浄設備)を使用して洗浄した後の、同じマイクロ流体カートリッジを繰り返し使用して、同じサンプルに対するAFP分析が繰り返し実行された。AFP分析は、タンパク質の異なる部位に結合する2つの抗体(WA−1およびIgG)への、AFPの反応およびオンチップでの結合を含む、液相結合アルファフェトプロテイン(AFP)アッセイである。WA−1抗体は、検出のための蛍光ラベル(Alexa)を保持するDNA分子に結合される。さまざまな複合体および反応生成物は、ポリマーマトリックス(サイズ選択媒体)を含むセパレーションチャネル内で、電界の影響下で分離され、移動度に基づいて、異なる時間で検出位置に現れる。10%血清条件におけるアッセイの、代表的なエレクトロフェログラムを、図11に示す。
1)洗浄設備上のカートリッジチップを1N NaOHで満たし、すべてのウェルを洗浄する(マイクロチャネルをフラッシングするための9分間の加圧を含む)。
2)洗浄設備上のチップをH2Oで満たし、すべてのウェルをフラッシングする。
3)最初の10pM AFPアッセイを実行する。血清なし、LCAまたはヘパリンなしの通常の選択媒体ゲル。
4)洗浄設備上でH2Oを使用してチップをフラッシングする。
5)LCA+ヘパリンを有するゲルをアッセイのために使用して、10%血清内1uM AFPアッセイを実行する。
6)洗浄設備上で1N NaOHによりチップを洗浄する。
7)H2Oを使用して廃棄物ウェルラインを2回フラッシングする。
8)洗浄設備上でH2Oを使用してウェルおよびマイクロスケールチャネルをフラッシングする。
9)ステップ5〜8を4回繰り返す(それにより、チップ上での10%血清内1uM AFPアッセイとそれに続く洗浄が5回連続して実行される)。
10)高濃度AFPおよびチップの洗浄を5回実行した後のキャリーオーバを調べる。つまり、LCAまたはヘパリンなしの通常のゲルへの結合を有する、「ブランク」の、血清なし、AFPなしのサンプルを実行する。
11)洗浄設備上でH2Oを使用してチップを洗浄する。
12)10pM AFPアッセイ(血清なしの条件)を実行して、洗浄後のチップ上のアッセイ性能を確認する。LCAまたはヘパリンなしの通常のゲルを使用。
13)洗浄設備上でH2Oを使用してチップを洗浄する。
14)ステップ5〜13を繰り返して、合計30回のアッセイと6回のブランク実行を行う。
11 溶液供給ポート
12 リングリザーバ
13 メソスケールチャネル
14 オリフィス
20 接続チャネル区画
21 空気圧アクチュエータ
22 マイクロスケールデバイス
23 廃棄溶液除去マニホールド層
24 廃棄物ポート
Claims (75)
- マイクロスケールデバイスを処理するためのシステムであって、前記システムは、
1つまたは複数のメソスケールフラッシュチャネルあるいは1つまたは複数のメソスケール廃棄物チャネルに流体接触した複数のリングリザーバを含むマニホールドであって、前記複数のリングリザーバのうちの2つ以上が同心状であり且つ1つまたは複数のチャネル区画内で流路を共有する、前記マニホールドと、
前記フラッシュチャネルまたは廃棄物チャネルと流体接触し、前記マイクロスケールデバイスの1つまたは複数のウェルに機能的に接触するように適合された、1つまたは複数のオリフィスと、
前記1つまたは複数のメソスケールチャネル、前記1つまたは複数のオリフィス、および前記マイクロスケールデバイスの前記1つまたは複数のウェルを含む流路の中の、1つまたは複数の処理溶液とを備えるシステム。 - 前記マイクロスケールデバイスは、前記1つまたは複数のウェルと流体接触した1つまたは複数のマイクロチャネルを含み、前記流路は、前記1つまたは複数のマイクロチャネルをさらに含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記1つまたは複数の処理溶液を前記1つまたは複数のマイクロチャネル内に導くことが可能な、前記1つまたは複数の廃棄物チャネル内の1つまたは複数の制御バルブをさらに含む、請求項2に記載のシステム。
- 前記メソスケールチャネルは約5mm〜約0.1mmの範囲の寸法を有する、請求項1に記載のシステム。
- 前記フラッシュチャネルおよび廃棄物チャネルは、1つまたは複数の同心状区画を有する、請求項1に記載のシステム。
- 前記フラッシュチャネルまたは廃棄物チャネルは、圧力差を有する、請求項1に記載のシステム。
- 前記1つまたは複数の処理溶液は、NaOH、水、試薬、界面活性剤、溶剤、または高温を有する、請求項1に記載のシステム。
- 前記1つまたは複数の処理溶液は、ヘルマネックス(Hellmanex)(登録商標)II、または、両性界面活性剤とキレート化剤とのアルカリ性溶液を含有する洗浄溶液を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記適合されたオリフィスは、Oリング、先細り状の表面、またはその両方を備えている、請求項1に記載のシステム。
- 前記ウェルは、サンプルウェル、試薬ウェル、廃棄物ウェル、またはそれらの組み合わせを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記オリフィスは、1つまたは複数のラジアルジェットを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記1つまたは複数のリングリザーバと、溶液供給ポートを介して流体接触した、1つまたは複数の試薬コンテナをさらに含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記マニホールドはさらに多層構造を有する、請求項1に記載のシステム。
- 前記マニホールドは、前記フラッシュチャネルまたは廃棄物チャネルと機能的に連結された、1つまたは複数の制御バルブをさらに含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記1つまたは複数の制御バルブのうちの1つは、前記1つまたは複数のウェルのうちの1つ、前記1つまたは複数のウェルのうちの2つ以上、あるいは1つまたは複数の、ウェルのグループへの、前記処理溶液またはフラッシングガスの流れを制御する、請求項16に記載のシステム。
- 前記ウェルのグループは、サンプルウェル、試薬ウェル、洗浄ウェル、または廃棄物ウェルを含む、請求項15に記載のシステム。
- 前記1つまたは複数の制御バルブは、空気圧バルブ、ソレノイドバルブ、ニードルバルブ、積層バルブ、ダイヤフラムバルブ、スライダバルブ、またはボールアンドシートバルブを含む、請求項14に記載のシステム。
- 自動化されたフローコントローラをさらに含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記自動化されたフローコントローラは、コンピュータ、インタフェース、ソレノイドバルブ、空気圧バルブ、または電子式圧力調整器を含む、請求項18に記載のシステム。
- フラッシングガスを前記流路内にさらに含む、請求項1に記載のシステム。
- 独立した機器としての、または分析機器の構成要素としてのシステム構成をさらに有する、請求項1に記載のシステム。
- 前記マイクロスケールデバイスに取り付けられたデータ記憶モジュールをさらに含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記処理溶液は、前記1つまたは複数のウェルあるいは1つまたは複数のマイクロチャネルを調整またはプライミングするための試薬を含む、請求項1に記載のシステム。
- マイクロスケールデバイスを処理するためのシステムであって、前記システムは、
1つまたは複数のメソスケールフラッシュチャネルあるいは1つまたは複数のメソスケール廃棄物チャネルに流体接触した複数のリングリザーバを含むマニホールドであって、前記複数のリングリザーバのうちの2つ以上が同心状であり且つ1つまたは複数のチャネル区画内で流路を共有する、前記マニホールドと、
前記フラッシュチャネルまたは廃棄物チャネルと流体接触し、前記マイクロスケールデバイスの1つまたは複数のウェルに機能的に接触するように適合された、1つまたは複数のオリフィスと、
前記1つまたは複数のメソスケールチャネル、前記1つまたは複数のオリフィス、および前記マイクロスケールデバイスの前記1つまたは複数のウェルを含む流路の中のガスとを備え、前記流路は圧力差を有し、
それにより、処理溶液または廃棄物溶液が前記マニホールド、ウェルまたはマイクロ流体デバイスからフラッシングされるシステム。 - 前記1つまたは複数のオリフィスと前記1つまたは複数のウェルとの間の前記接触は、封止された接点を含む、請求項24に記載のシステム。
- 前記廃棄物チャネルは、大気圧よりも低い圧力を含む、請求項24に記載のシステム。
- 前記圧力差は、約1psi〜約500psiの範囲である、請求項24に記載のシステム。
- 前記流路は、1つまたは複数のマイクロチャネルをさらに含む、請求項24に記載のシステム。
- マイクロスケールデバイスを処理する方法であって、前記方法は、
1つまたは複数のメソスケールフラッシュチャネルあるいはメソスケール廃棄物チャネルに流体接触した複数のリングリザーバを含むマニホールドであって、前記複数のリングリザーバのうちの2つ以上が同心状であり且つ1つまたは複数のチャネル区画内で流路を共有する、前記マニホールドを提供するステップと、
前記フラッシュチャネルまたは廃棄物チャネルと流体接触し、前記マイクロスケールデバイスの1つまたは複数のウェルに機能的に接触するように適合された、1つまたは複数のオリフィスを提供するステップと、
前記1つまたは複数のウェルを前記1つまたは複数のオリフィスと接触させるステップと、
1つまたは複数の処理溶液を、前記フラッシュチャネルを通して、前記1つまたは複数のウェルの中に流すステップと、
それにより、前記1つまたは複数のウェル、または前記マイクロスケールデバイスの1つまたは複数のマイクロチャネルを処理するステップとを含む方法。 - マニホールドの提供は、マシニング、射出成形、エッチング、リソグラフィ、または積層構築を含む、請求項29に記載の方法。
- 前記メソスケールチャネルは、5mm〜0.1mmの範囲の寸法を有する、請求項29に記載の方法。
- 前記処理溶液を流す前記ステップは、前記フラッシュチャネルまたは前記廃棄物チャネルの全体にわたって圧力差をかけるステップを含む、請求項29に記載の方法。
- 前記処理溶液は、NaOH、水、界面活性剤、試薬、溶剤、または高温を有する、請求項29に記載の方法。
- 前記1つまたは複数の処理溶液は、ヘルマネックス(Hellmanex)(登録商標)II、または、両性界面活性剤とキレート化剤とのアルカリ性溶液を含有する洗浄溶液を含む、請求項29に記載の方法。
- 前記ウェルに機能的に接触するように適合されたオリフィスを提供する前記ステップは、前記オリフィスとウェルとの間にOリングを提供するステップ、先細り状のウェル壁面を提供するステップ、ウェル壁面に適合する先細り状のオリフィスを提供するステップ、または前記ウェルからの処理溶液のオーバフローを防止するのに適切な廃棄物チャネルの流れを提供するステップを含む、請求項29に記載の方法。
- 前記ウェルは、サンプルウェル、試薬ウェル、または廃棄物ウェルを含む、請求項29に記載の方法。
- 前記処理するステップは、前記ウェル内、あるいは前記1つまたは複数のマイクロスケールチャネル内の検体を、100万分の1に、または1ppm未満に減少させるステップを含む、請求項29に記載の方法。
- 前記処理溶液またはフラッシングガスを、前記オリフィス内の1つまたは複数のラジアルジェットを通して流すステップをさらに含む、請求項29に記載の方法。
- 前記フラッシュチャネルまたは廃棄物チャネルと流体接触した1つまたは複数のリングリザーバを提供するステップをさらに含む、請求項29に記載の方法。
- チャネル区画全体にわたっての1つまたは複数の圧力差を調整することにより、または前記チャネル内の1つまたは複数の制御バルブを調整することにより、前記チャネル内の処理溶液の前記流れまたはフラッシングガスの流れを、制御するステップをさらに含む、請求項29に記載の方法。
- 1つのバルブを調整することにより、処理溶液またはフラッシングガスの、個々のウェルへの、またはウェルのグループへの流れが制御される、請求項40に記載の方法。
- 1つまたは複数のウェルから、マニホールド内へ、溶液を回収ステップをさらに含む、請求項29に記載の方法。
- 1つまたは複数のウェル内の処理溶液を、他のウェルが再生されている間、保持するステップをさらに含む、請求項29に記載の方法。
- 前記1つまたは複数の廃棄物チャネル内のバルブ位置を設定することにより、前記1つまたは複数のマイクロチャネルに、前記1つまたは複数の処理溶液またはフラッシングガスが流れ入るように導くステップをさらに含む、請求項40に記載の方法。
- 前記マイクロチャネルを処理する前に前記ウェルを処理するステップをさらに含む、請求項29に記載の方法。
- 1つまたは複数のフラッシュチャネルからの、1つまたは複数の分析試薬を使用して、前記1つまたは複数のウェルあるいは前記1つまたは複数のマイクロチャネルをプライミングするステップをさらに含む、請求項29に記載の方法。
- 再使用のためにマイクロスケールデバイスを処理する方法であって、前記方法は、
1つまたは複数のフラッシュチャネルあるいは1つまたは複数の廃棄物チャネルに流体接触した複数のリングリザーバを含むマニホールドであって、前記複数のリングリザーバのうちの2つ以上が同心状であり且つ1つまたは複数のチャネル区画内で流路を共有する、前記マニホールドを提供するステップと、
前記1つまたは複数のフラッシュチャネルあるいは前記1つまたは複数の廃棄物チャネルと流体接触し、前記マイクロスケールデバイスの2つ以上のウェルに機能的に接触するように適合された構成で前記マニホールド上に配置された、2つ以上のオリフィスを提供するステップと、
前記マニホールドオリフィスを、前記2つ以上のウェルと機能的に接触するように配置するステップと、
前記フラッシュチャネルから、前記オリフィスを通して、前記ウェルのうちの1つまたは複数の中へ、処理溶液を流すステップと、
前記廃棄物チャネルを通して、または前記マイクロスケールデバイスの1つまたは複数のマイクロチャネルを通して、前記処理溶液を、前記1つまたは複数のウェルから外に流すステップと、
それにより、再使用のために前記マイクロスケールデバイスを処理するステップとを含む方法。 - 前記オリフィスまたはウェルの数の範囲は、約2〜約34である、請求項47に記載の方法。
- 前記マイクロスケールデバイスを、30回以上再使用するステップをさらに含む、請求項47に記載の方法。
- 前記マイクロスケールデバイスに結合されたデータ記憶モジュール内に、処理サイクルのカウントを保持するステップをさらに含む、請求項47に記載の方法。
- 前記オリフィスは、Oリング、ラジアルジェット、先細り形状、または同心状チャネルをさらに含む、請求項47に記載の方法。
- 前記処理溶液を流す前記ステップは、前記処理溶液に圧力をかけるステップ、または、前記1つまたは複数の廃棄物チャネルに相対的低圧をかけるステップを含む、請求項47に記載の方法。
- 前記1つまたは複数のフラッシュチャネルは、1つまたは複数のリングリザーバから、処理溶液またはフラッシングガスを受け取る、請求項47に記載の方法。
- 前記リングリザーバのうちの2つ以上は同心状である、請求項53に記載の方法。
- 前記1つまたは複数のフラッシュチャネルあるいは前記1つまたは複数の廃棄物チャネルは、メソスケールチャネルを含む、請求項47に記載の方法。
- 2つ以上のウェルが、異なる量の処理溶液を受け取るように、異なる種類の処理溶液を受け取るように、フラッシングガスを受け取るように、または異なる時期に処理溶液を受け取るように、前記1つまたは複数のフラッシュチャネルあるいは前記1つまたは複数の廃棄物チャネルの中の前記流れを制御するステップをさらに含む、請求項47に記載の方法。
- 1つまたは複数のウェルから、前記マニホールド内へ、溶液を回収ステップをさらに含む、請求項47に記載の方法。
- 1つまたは複数のウェル内の処理溶液を、他のウェルが再生されている間、保持するステップをさらに含む、請求項47に記載の方法。
- 1つまたは複数のフラッシュチャネルからの、1つまたは複数の分析試薬を使用して、前記1つまたは複数のウェルあるいは前記1つまたは複数のマイクロチャネルをプライミングするステップをさらに含む、請求項47に記載の方法。
- 使用済みマイクロスケールデバイスを再生するための方法であって、前記方法は、
1つまたは複数のメソスケールフラッシュチャネルあるいは1つまたは複数のメソスケ ール廃棄物チャネルに流体接触した複数のリングリザーバを含むマニホールドであって、前記複数のリングリザーバのうちの2つ以上が同心状であり且つ1つまたは複数のチャネル区画内で流路を共有する、前記マニホールドと機能的に接触するように前記マイクロスケールデバイスを配置するステップと、
前記マイクロスケールデバイス内の1つまたは複数のウェルまたはマイクロスケールチャネルを洗浄するために、前記マニホールドから前記マイクロスケールデバイスへ、1つまたは複数の処理溶液を流すステップと、
プライミング溶液を使用して、前記マイクロスケールデバイスをプライミングするステップと、
前記マイクロスケールデバイスを再使用するステップとを含む方法。 - 前記プライミングするステップは、前記プライミング溶液を、前記マニホールドから、前記マイクロスケールデバイスへ流すステップを含む、請求項60に記載の方法。
- マニホールドまたはマイクロスケールデバイスから処理溶液をフラッシングする方法であって、前記方法は、
1つまたは複数のメソスケールフラッシュチャネルあるいはメソスケール廃棄物チャネルに流体接触した複数のリングリザーバを含むマニホールドであって、前記複数のリングリザーバのうちの2つ以上が同心状であり且つ1つまたは複数のチャネル区画内で流路を共有する、前記マニホールドを提供するステップと、
前記フラッシュチャネルまたは廃棄物チャネルと流体接触し、前記マイクロスケールデバイスの1つまたは複数のウェルに機能的に接触するように適合された、1つまたは複数のオリフィスを提供するステップと、
前記1つまたは複数のウェルを前記1つまたは複数のオリフィスと接触させるステップと、
前記1つまたは複数のウェル、および前記フラッシュチャネルまたは廃棄物チャネルを含む流路を通して、ガスを流すステップと、
それにより、前記マニホールドの前記メソスケールチャネルのうちの1つまたは複数から、前記1つまたは複数のウェルから、あるいは前記マイクロスケールデバイスの1つまたは複数のマイクロチャネルから、1つまたは複数の処理溶液をフラッシングするステップとを含む方法。 - 前記1つまたは複数のウェルまたはマイクロチャネルをフラッシングするステップは、ウェルにオリフィスを封止するステップを含む、請求項62に記載の方法。
- マイクロスケールデバイスを更に備える請求項1に記載のシステムであって、前記マイクロスケールデバイスは、
複数のマイクロスケールチャネルと、
前記マイクロスケールデバイスの使用回数をカウントするためのカウンタを含むデータ記憶モジュールとを備える、システム。 - 前記データ記憶モジュールは、無線周波数識別(RFID)タグを含む、請求項64に記載のシステム。
- 前記データ記憶モジュールは、デバイス識別データ、デバイス使用データ、サンプル分析データ、処理サイクルデータ、部品番号、シリアル番号、作業命令番号、デバイス設計番号、キャリブレーションデータ、製造日、有効期限、使用限度数、またはエラーコードのうちの、少なくとも1つをさらに含む、請求項64に記載のシステム。
- 前記使用回数は2以上である、請求項64に記載のシステム。
- 前記マイクロスケールデバイスは、マニホールドの1つまたは複数のメソスケールフラッシュチャネルと機能的に接触するように配置されるよう構成される、請求項64に記載のシステム。
- 前記データ記憶モジュールと通信を行うデータリーダをさらに含む、請求項64に記載のシステム。
- 前記リーダは、無線周波数トランスミッタ、無線周波数レシーバ、光ファイバ、アンテナ、データプロセッサ、ユーザインタフェース、光トランスデューサ、または、前記データ記憶モジュールへの電気的接続のうちの少なくとも1つを含む、請求項69に記載のシステム。
- 前記リーダは、マイクロスケールデバイスに組み込まれているか、ハンドヘルドであるか、または独立した機器である、請求項69に記載のシステム。
- 前記データ記憶モジュールは、プログラマブルメモリを含む、請求項64に記載のシステム。
- 前記マイクロスケールデバイスはマイクロ流体カートリッジであり、前記データ記憶モジュールは、取り付けプレートに、またはマイクロ流体チップに取り付けられている、請求項64に記載のシステム。
- 前記カウンタは、前記マイクロスケールデバイスの洗浄サイクルの回数をカウントするように構成されている、請求項64に記載のシステム。
- 前記洗浄サイクルの回数が、前記プログラマブルメモリ内に記憶された所定の数に達した場合は、前記マイクロスケールデバイスの使用が中止される、請求項74に記載のシステム。
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