JP4377376B2 - ミクロ流体素子装置における変形可能バルブのためのアクチュエータ、および方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2003年3月31日出願の米国特許出願第10/403,640号明細書、2003年1月3日出願の米国特許出願第10/336,274号明細書、すべて2002年7月26日出願の米国特許仮出願第60/398,851号、第60/398,777号および第60/398,946号明細書、および2003年1月3日出願の米国特許出願第10/336,706号明細書からの優先権を主張する。ここでクロスリファレンスした出願はすべて参照によって本明細書中に全体として組み込まれる。
本教示はミクロ流体素子装置、およびミクロ流体素子装置を使用する方法およびシステムに関する。より詳しくは、本教示はミクロ流体素子装置中のミクロな大きさの量の流体および流体試料の取り扱い、処理および変更を可能にする装置および方法に関する。
さまざまな実施態様によって、ミクロ流体素子ミクロカード装置などのミクロ流体素子装置の変形可能部分を変形させる回転式アクチュエータを含む変形システムが提供される。回転式アクチュエータには複数の変形ブレードが含まれ、各変形ブレードにはブレードチップ末端および反対側末端が含まれる。変形ブレードは開口ブレード設計を有してもよく、あるいは例えば穿孔パンチとして配置してもよい。回転式アクチュエータにはまた回転軸の周りに回転して複数の変形ブレードを作動できるプレッサ部材も含まれる。複数の変形ブレードはブレードチップ末端を有する一体型微細構造体を有する回転式部材の外周辺上の複数の歯であってもよい。さまざまな実施態様によれば、複数のブレードチップは互いに別個で独立し、カートリッジ中に直線状に配置され、プレッサ部材によって作動することができる。そのような実施態様では、プレッサ部材はローラーであってもよく、ローラーを誘導して変形ブレードの複数の反対側末端と接触させるガイドトラックをカートリッジに提供してもよい。さまざまな実施態様によって、回転式アクチュエータおよびミクロ流体素子装置を含む組み合わせが提供される。この組み合わせは、回転式アクチュエータに対してミクロ流体素子装置の位置を定めるホルダーを提供できる装置の一部として、例えばプラットホームをさらに含んでもよい。組み合わせはプレッサ部材と複数の変形ブレードとの間でミクロ流体素子装置の位置を定めるホルダーを含んでもよい。
さまざまな実施態様によって、ミクロ流体素子装置の変形可能部分を迅速に、効率的に、再現性よく変形させる変形装置、システムおよび方法が提供される。ミクロ流体素子装置の変形可能部分は、例えば開閉することができる変形可能バルブを含んでもよい。変形装置および変形システムは複数の変形ブレードを含み、各ブレードはブレードチップ末端および反対側末端を含んでもよい。回転式アクチュエータは、回転して複数の変形ブレードの反対側末端を順次作動させ、変形ブレードを有効に順次作動させるように配置されたローラーを含んでもよい。回転式アクチュエータによって変形可能ブレードが順次作動するとミクロ流体素子装置の変形可能部分が順次変形できるように、ミクロ流体素子装置に隣接させて複数の変形ブレードを配置するシステムを提供することができる。
Claims (26)
- 面を有する基板、および複数の流体経路を含むミクロ流体素子装置であって、各経路が、それぞれの流体経路を通じた流体の移動を制御する能力を有する少なくとも一つの変形可能部分を含む装置、
複数の変形ブレードであって、それぞれブレードチップ末端および反対側末端を含む変形ブレード、および
回転可能アクチュエータであって、回転軸の周りに回転してミクロ流体素子装置に対して複数の変形ブレードを作動させることができるプレッサ部材を含む回転可能アクチュエータ
を備えるシステムであって、複数の変形ブレードチップ末端の各々は一つ以上の隣接のブレードチップ末端からある距離を空けて配置され、複数の変形可能部分の各々は一つ以上の隣接の変形可能部分からそれぞれ該距離を空けて配置され、該変形ブレードチップは、該流体の移動を制御するように変形可能な部分を選択的に作動させることができるものであり、
該ミクロ流体素子装置は基板中に作製された、前記流体経路と選択的に流体連絡する複数の試料ウェルを含み、各経路の変形可能部分はそれぞれの該流体経路中の流体の移動を制御できる少なくとも一つの変形可能バルブを含む
システム。 - ミクロ流体素子装置の前記面は平面である、請求項1に記載のシステム。
- ブレードチップの反対側末端はブレードチップおよびプレッサ部材がともに一体型構造体の一部であるようにプレッサ部材で一体となる、請求項1に記載のシステム。
- 複数のブレードチップの反対側末端はそれぞれ互いに別個であり、それぞれが他の反対側末端に対して個別に移動可能である、請求項1に記載のシステム。
- 複数のブレードチップはカートリッジ中で互いに隣接して配置される、請求項4に記載のシステム。
- カートリッジはブレードチップを格納位置に保持するバイアス装置を含む、請求項5に記載のシステム。
- バイアス装置は複数のばねを含む、請求項6に記載のシステム。
- プレッサ部材はローラーを含み、複数のブレードチップはカートリッジ中に直線アレイ状に配置され、ブレードチップの反対側末端はそれぞれローラーによって作動することができるようにカートリッジ中に配置される、請求項5に記載のシステム。
- ローラーは円筒形である、請求項8に記載のシステム。
- 回転可能アクチュエータおよび複数のブレードチップ末端はローラーを備えるローラーアセンブリを含み、ローラーは外周を含み、複数のブレードチップ末端は外周上に配置された複数の歯を含む、請求項1に記載のシステム。
- 複数の歯が複数の変形可能部分を順次それぞれ変形させるようにするために十分な力によってローラーがミクロ流体素子装置と接触することができるように、回転可能アクチュエータのローラーに作動可能に取り付けられ、ローラーを回転させることができるアクチュエータ機構をさらに含む、請求項10に記載のシステム。
- 回転可能アクチュエータのローラーは円形の断面を含む、請求項11に記載のシステム。
- プラットホームであって、回転可能アクチュエータに結合したハンドルを含むプラットホーム、および複数のブレードチップ末端によって複数の変形可能部分を変形させることを含む変形操作中にミクロ流体素子装置を保持するホルダーをさらに含む、請求項1に記載のシステム。
- ホルダーはプレッサ部材と複数の変形ブレードとの間にミクロ流体素子装置を保持する、請求項13に記載の組合せ。
- プラットホームであって、回転可能アクチュエータに結合したハンドルを含むプラットホーム、および複数のブレードチップ末端によって複数の変形可能部分を変形させることを含む変形操作中にミクロ流体素子装置を保持するホルダーをさらに含む、請求項3に記載のシステム。
- プラットホームであって、回転可能アクチュエータに結合したハンドルを含むプラットホーム、および複数のブレードチップ末端によって複数の変形可能部分を変形させることを含む変形操作中にミクロ流体素子装置を保持するホルダーをさらに含む、請求項4に記載のシステム。
- 複数の変形ブレードは複数の穿孔パンチを含む、請求項1に記載のシステム。
- 請求項1のシステムを提供する工程、
ミクロ流体素子装置を回転可能アクチュエータに隣接させて配置する工程、および
複数のブレードチップ末端が複数の変形可能部分を変形させるようにミクロ流体素子装置を回転可能アクチュエータと接触させる工程
を含む方法。 - 複数の変形可能部分を含むミクロ流体素子装置を提供する工程であって、該変形可能部分の各々一つ以上の隣接の変形可能部分からある距離を空けて配置され、該変形可能部分の各々は、それぞれの流体経路を通じた流体の移動を選択的に制御する能力を有する、工程、
外周および外周に沿って配置された複数のブレードチップを備えるローラーを含む変形アセンブリを提供する工程であって、該ブレードチップの各々は、該一つ以上の隣接したブレードチップから該距離を空けて配置される、工程、および
複数のブレードチップそれぞれが変形可能部分を順次変形させるようにするために十分な力でミクロ流体素子装置の表面上でローラーを回転させる工程
を含み、
該ミクロ流体素子装置は弾性変形可能なカバー層および基板を含み、基板は複数の変形可能部分を含むミクロ流体素子装置を処理する方法。 - ミクロ流体素子装置は複数の流体流れ経路を含み、複数の変形可能部分のそれぞれは少なくとも部分的にそれぞれ一つの経路を定める、請求項19に記載の方法。
- 複数の変形可能部分のそれぞれは複数の経路のそれぞれの経路に沿ったそれぞれの中間壁を含む、請求項20の方法。
- 該方法は複数の変形可能部分のそれぞれを永久的に変形する工程を含む、請求項20に記載の方法。
- 複数の変形可能部分を含むミクロ流体素子装置を提供する工程、
ミクロ流体素子装置の表面に隣接する変形アセンブリであって、カートリッジ中に互いに隣接して配置された複数の変形ブレード、およびローラーを含むプレッサ部材を含む変形アセンブリを提供する工程であって、各変形ブレードはブレードチップおよびブレードチップの反対側の反対側末端を含み、それぞれのブレードチップの反対側末端は反対側末端をローラーで作動することができるようなカートリッジ中の位置に配置される工程、および
複数のブレードチップが変形可能部分と接触し変形させるようにするために十分な力によって、カートリッジ中に配置された反対側末端に対してローラーを回転させる工程
を含み、
該ミクロ流体素子装置は弾性変形可能なカバー層および基板を含み、基板は複数の変形可能部分を含むミクロ流体素子装置を処理する方法。 - ミクロ流体素子装置は複数の流体流れ経路を含み、前記複数の変形可能部分のそれぞれは経路のそれぞれ一つを少なくとも部分的に定める、請求項23に記載の方法。
- 前記複数の変形可能部分はそれぞれ複数の経路のそれぞれの経路に沿ったそれぞれの中間壁を含む、請求項24に記載の方法。
- 該方法は複数の変形可能部分をそれぞれ永久的に変形する工程を含む、請求項24に記載の方法。
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