JP4643921B2 - 流路における流体の通過を検出する方法および流体の流れを制御する方法 - Google Patents
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Description
(1)媒体の中で1つ以上のまとまった塊状に存在する試料を流すための微少流体デバイスであって、少なくとも2つ以上の区画と、区画間を接続する流路と、その流路を通じて試料を区画間で移動させるための駆動装置とを備え、区画と区画の間に、少なくとも1つ以上の試料の通過検出器と、通過検出器からの信号に基づいて該駆動装置を制御する制御器とを備え、駆動装置の動作や停止のタイミングを通過検出器からの信号に基づいて算出し、自動的に区画間の試料の移動または停止を行うことを特徴とする該微小流体デバイス。
(2)媒体の中で1つ以上のまとまった塊状に存在する試料を流すための微少流体デバイスであって、試料に対して、測定、試薬の混合、または光もしくは電界の印加の操作を行うための、少なくとも1つ以上の測定器、混合器、光もしくは電界の印加装置またはその組み合わせを備え、その操作点の上流または下流に試料の通過検出器を備え、該操作を行うタイミングを通過検出器からの信号に基づいて算出し、個々の試料に対し正確な操作を実現することを特徴とする該微小流体デバイス。
(3)1つの塊状の試料が移動しうる流路および区画内に、通過検出器が2個以上存在する(1)または(2)記載の微小流体デバイス。
(4)通過検出器が、流路に曝露されたまたは流路に近接して設置された電極であり、サンプルの通過によって生じる電極近傍での流路内の物質の直流または交流の電気抵抗変化を感知することにより通過を検出する通過検出器であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の微小流体デバイス。
(5)1つの通過検出器に用いられる電極が、2つ以上の近接した電極群であることを特徴とする(4)記載の微小流体デバイス。
(6)1つの塊状の試料が移動しうる流路および区画内に、通過検出器が2個以上存在し、かつ1つの検出器を構成する電極群の電極間の距離が、最も近い他の通過検出器との距離の10分の1以下であることを特徴とする(5)記載の微小流体デバイス。
(7)流路の断面積が通過検出器の中で10%以上変化することを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の微小流体デバイス。
(8)試料が断面積の異なる部位を通過することにより、通過に伴う電気抵抗変化をさらに変調し、試料の大きさまたは試料の電気伝導度特性または試料の通過速度に関する情報を得、これによって目的とする試料の通過とそれ以外の物質の通過を区別し、目的とする試料の通過をより正確に判断する通過検出器を備えていることを特徴とする微小流体デバイス。
(9)試料が媒体となる流体と界面を有し、電気抵抗が異なる流体であることを特徴とする(1)〜(8)のいずれかに記載の微小流体デバイス。
(10)試料が細胞またはビーズに固定された物質または高分子であることを特徴とする(1)〜(9)のいずれかに記載の微小流体デバイス。
(11)流路における流体の通過を検出する方法であって、互いに界面を有しかつ異なる電気抵抗を有する2種以上の流体を流路に流し、流路における検出部において流体の電気抵抗を測定し、該電気抵抗の変化を検出することにより、流体が該検出部を通過したことを検出する、前記通過検出方法。
(12)検出部に設置された電極によって電気抵抗を測定する(11)記載の方法。
(13)分岐を有する流路において該流路を流れる2種以上の流体を特定の分岐流路に送る方法であって、流路内で接する流体が互いに界面を有しかつ異なる電気抵抗を有するように2種以上の流体を流路に流し、分岐の上流の検出部において流路内の電気抵抗を測定して出力し、出力された電気抵抗の変化に基づいて、検出部を通過した流体を特定の分岐流路へ送る、前記方法。
(14)流体の少なくとも1種が水性液体である、(13)記載の方法。
(15)流路における検出部に設置された電極によって電気抵抗を測定し、分岐流路に設置された弁および/またはポンプにより検出部を通過した流体を特定の分岐流路に送る、(13)または(14)記載の方法。
(16)分岐を有する流路において該流路を流れる水性液体を特定の流路に送液する方法であって、水性液体と水性液体の間に該水性液体と界面を有しかつ該水性液体と電気抵抗の異なる流体を流し、分岐の上流の検出部において流路内の電気抵抗を測定して出力し、出力された電気抵抗の変化に基づいて各分岐流路への水性液体の送液を行う、前記方法。
(17)該水性液体と界面を有しかつ該水性液体と電気抵抗の異なる流体が、油性液体および/または水難溶性ガスである、(16)記載の方法。
(18)流路における検出部に設置された電極によって電気抵抗を測定し、分岐流路に設置された弁および/またはポンプにより水性液体を特定の分岐流路に送る、(16)または(17)記載の方法。
(19)流路を流れる液体中の粒子の通過を検出する方法であって、流路における検出部において流体の電気抵抗を測定し、該電気抵抗の変化を検出することにより、流体が該検出部を通過したことを検出する、前記通過検出方法。
(20)分岐を有する流路において該流路を流れる液体中の粒子を特定の分岐流路に送る方法であって、分岐の上流の検出部において流路内の電気抵抗を測定して出力し、出力された電気抵抗の変化に基づいて各分岐流路へ粒子を送る、前記方法。
(21)分岐を有する流路と、該分岐の上流に設置された電気抵抗測定装置と、各分岐から分かれる分岐流路入口に設置され該電気抵抗測定装置から出力された信号に応じて開閉する弁および/または分岐流路に設置され該電気抵抗測定装置から出力された信号に応じて作動するポンプを有する、デバイス。
(22)(21)記載のデバイスを有する、マイクロ流体デバイス。
本発明の第1実施態様は、媒体の中で1つ以上のまとまった塊状に存在する試料を流すための微少流体デバイスであって、少なくとも2つ以上の区画と、区画間を接続する流路と、その流路を通じて試料を区画間で移動させるための駆動装置とを備え、区画と区画の間に、少なくとも1つ以上の試料の通過検出器と、通過検出器からの信号に基づいて該駆動装置を制御する制御器とを備え、駆動装置の動作や停止のタイミングを通過検出器からの信号に基づいて算出し、自動的に区画間の試料の移動または停止を行うことを特徴とする該微小流体デバイスに関する。
これらのデバイスに用いられる弁やポンプについては、上記と同様である。
Claims (10)
- 媒体となる流体の中で該媒体と界面を有して1つ以上のまとまった塊状に存在し、かつ該媒体と電気抵抗が異なる流体状の試料を流すための微少流体デバイスであって、
少なくとも2つ以上の区画と、区画間を接続する流路と、その流路を通じて試料を区画間で移動させるための駆動装置とを備え、かつ区画と区画の間に少なくとも1つ以上の試料の通過検出器と、通過検出器からの信号に基づいて該駆動装置を制御する制御器とを備え、
前記通過検出器が、断面積の異なる部位を試料が通過することにより生じる電気抵抗変化により試料の通過速度に関する情報を得、これによって目的とする試料の通過とそれ以外の物質の通過を区別して、目的とする試料の通過をより正確に判断することにより、駆動装置の動作や停止のタイミングを算出し、自動的に区画間の試料の移動または停止を行う該微小流体デバイス。 - 媒体となる流体の中で該媒体と界面を有して1つ以上のまとまった塊状に存在し、かつ該媒体と電気抵抗が異なる流体状の試料を流すための微少流体デバイスであって、
試料に対して測定、試薬の混合、または光もしくは電界の印加の操作を行うための少なくとも1つ以上の測定器、混合器、光もしくは電界の印加装置またはその組み合わせを備え、かつその操作点の上流または下流に試料の通過検出器を備え、
前記通過検出器が、断面積の異なる流路を試料が通過することにより生じる電気抵抗変化により試料の通過速度に関する情報を得、これによって目的とする試料の通過とそれ以外の物質の通過を区別して、目的とする試料の通過をより正確に判断することにより、該操作を行うタイミングを算出し、個々の試料に対し正確な操作を実現する該微小流体デバイス。 - 媒体となる流体の中で1つ以上のまとまった塊状に存在する細胞、ビーズに固定された物質または高分子を試料として流すための微少流体デバイスであって、
少なくとも2つ以上の区画と、区画間を接続する流路と、その流路を通じて試料を区画間で移動させるための駆動装置とを備え、かつ区画と区画の間に少なくとも1つ以上の試料の通過検出器および通過検出器からの信号に基づいて該駆動装置を制御する制御器を備え、
前記通過検出器が、断面積の異なる流路を試料が通過することにより生じる電気抵抗変化により試料の通過速度に関する情報を得、これによって目的とする試料の通過とそれ以外の物質の通過を区別して、目的とする試料の通過をより正確に判断することにより、駆動装置の動作や停止のタイミングを算出し、自動的に区画間の試料の移動または停止を行う該微小流体デバイス。 - 媒体となる流体の中で1つ以上のまとまった塊状に存在する細胞、ビーズに固定された物質または高分子を試料として流すための微少流体デバイスであって、
試料に対して、測定、試薬の混合、または光もしくは電界の印加の操作を行うための、少なくとも1つ以上の測定器、混合器、光もしくは電界の印加装置またはその組み合わせを備え、かつその操作点の上流または下流に試料の通過検出器を備え、
前記通過検出器が、断面積の異なる流路を試料が通過することにより生じる電気抵抗変化により試料の通過速度に関する情報を得、これによって目的とする試料の通過とそれ以外の物質の通過を区別して、目的とする試料の通過をより正確に判断することにより、該操作を行うタイミングを算出し、個々の試料に対し正確な操作を実現する該微小流体デバイス。 - 1つの塊状の試料が移動しうる流路および区画内に通過検出器が2個以上存在する、請求項1〜4のいずれか1項記載の微小流体デバイス。
- 通過検出器が、流路に曝露されたまたは流路に近接して設置された電極であり、試料の通過によって生じる電極近傍での流路内の物質の直流または交流の電気抵抗変化を感知する、請求項1〜5のいずれか1項記載の微小流体デバイス。
- 1つの通過検出器に用いられる電極が、2つ以上の近接した電極群であることを特徴とする、請求項6記載の微小流体デバイス。
- 流路における前記異なる断面積が通過検出器の中で10%以上変化することを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項記載の微小流体デバイス。
- 流路における流体または流体中の細胞、ビーズに固定された物質もしくは高分子の通過速度を検出する方法であって、
互いに界面を有しかつ異なる電気抵抗を有する2種以上の流体、または流体の中で1つ以上のまとまった塊状に存在する細胞、ビーズに固定された物質または高分子を断面積の異なる流路に流し、
流路における検出部において流体の電気抵抗を測定し、該断面積の異なる流路を流体が通過することによって生じる該電気抵抗の変化を検出することにより、流体または流体中の細胞、ビーズに固定された物質もしくは高分子の通過速度を検出する、前記通過速度検出方法。 - 検出部に設置された電極によって電気抵抗を測定する、請求項9記載の方法。
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