JP5834001B2 - 細胞を分離するためのマイクロ流体デバイス - Google Patents
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Description
本発明の第1の態様によれば、(図20に概略的に示されているように)試料から少なくとも所定の一種の粒子C1を実質的に分離するためのマイクロ流体システム1が提供されている。システム1(図1)は、入口2であって、使用時、試料が該入口2を通ってシステム1内に導かれるようになっている、入口2と、(図20に概略的に示されているように)所定種類の粒子C1の少なくとも一部を試料のさらなる粒子C2から実質的に選択的に分離するように設計された分離ユニット3と、分離ユニット3に接続された出口8であって、具体的には、使用時に、実質的に選択的に分離された所定種類の粒子C1の少なくとも一部が、該出口8を通ってシステム1から流出するようになっている、出口8と、を備えている。分離ユニット3は、入口2に接続されている。
[R2SiO]n
を有している。式中、nは、4よりも大きい整数であり、各Rは、メチル、エチル、プロピルからなる群から独立して選択されるものとする。
本発明の第3の態様によれば、マイクロ流体システムによって、試料から少なくとも所定の一種の粒子C1を分離するための方法が提供されている。マイクロ流体システムは、システム1またはシステム1と同様のマイクロ流体システムである。有利には、マイクロ流体システムは、本発明の先行する態様の1つによる前述のシステム1である。いずれにしても、方法の説明を簡素化するために、マイクロ流体システムおよびその部品は、システム1および同様または同一の部品を識別するために用いられた参照番号によって識別することにする。
本発明の第4の態様によれば、試料から少なくとも所定の一種の粒子C1を分離するためのデバイス73が提供されている。デバイス73は、入口2であって、使用時に、試料が該入口2を通ってデバイス73内に導かれるようになっている、入口2と、主チャンバ4および回収チャンバ5を備えている分離ユニット3と、を備えている。分離チャンバ3(特に、主チャンバ4)は、入口2に接続されている。詳細には、分離ユニット3は、電気泳動システムの一部を備えている。
本発明の第5の態様によれば、試料から少なくとも所定の一種の粒子C2を分離するための装置72が提供されている。
本発明のさらに他の態様によれば、試料から少なくとも所定の一種の粒子C1を実質的に分離するためのデバイス73が提供されている。デバイス73は、入口2であって、使用時に、試料が該入口2を通ってデバイス73内に導かれるようになっている入口2と、所定種類の粒子C1の少なくとも一部を試料のさらなる粒子C2から実質的に選択的に分離するように設計された分離ユニット3と、分離ユニット3に接続された出口8であって、使用時に、実質的に選択的に分離された所定種類の粒子C1の少なくとも一部が、該分離ユニット3を通ってデバイス73から流出するようになっている出口8と、を備えている。
本発明は、前述したものに加えて、先行技術と比較して、種々の利点を有していることが強調されるべきである。とりわけ、以下の利点が挙げられる。
以下に本発明の実施形態を示す。
[実施形態1]
試料から少なくとも所定の一種の粒子(C1)を分離させるためのマイクロ流体デバイス(73)であって、装置(72)に接続されるように設計されており、前記デバイス(73)を前記装置に接続するための電気コネクタと、第1の入口(2)であって、使用時に、前記試料が該第1の入口(2)を通って前記マイクロ流体デバイス(73)内に導かれるようになっている、第1の入口(2)と、前記第1の入口(2)に接続された分離ユニット(3)であって、主チャンバ(4)および回収チャンバ(5)を備えており、前記所定種類の前記粒子(C1)の少なくとも一部を前記試料のさらなる粒子(C2)に対して選択的に前記主チャンバ(4)から前記回収チャンバ(5)に移動させるように設計されている、分離ユニット(3)と、前記主チャンバ(4)に接続された第1の出口(7)と、 前記回収チャンバ(5)に接続された第2の出口(8)であって、使用時に、前記回収チャンバ(5)内に収集された前記所定種類の前記粒子(C1)の少なくとも一部が、該第2の出口(8)を通って前記マイクロ流体デバイス(73)から流出するようになっている、第2の出口(8)と、を備えている、マイクロ流体デバイス(73)において、第1の弁(9)の一部を構成するように設計された第1の弁部分(74)であって、前記主チャンバ(4)の上流、すなわち、前記第1の入口(2)と前記主チャンバ(4)との間に配置されている、第1の弁部分(74)と、第2の弁(10)の一部を構成するように設計された第2の弁部分(75)であって、前記主チャンバ(4)と前記第1の出口(7)との間に配置されている、第2の弁部分(75)と、第3の弁(11)の一部を構成するように設計された第3の弁部分(76)であって、前記回収チャンバ(5)に接続されている、第3の弁部分(76)と、第4の弁(12)の一部を構成するように設計された第4の弁部分(77)であって、前記回収チャンバ(5)と前記第2の出口(8)との間に配置されている、第4の弁部分(77)と、を備えており、前記回収チャンバ(5)は、一方の側における前記主チャンバ(4)と他の側における前記第3および第4の弁部分(76,77)との間に配置されており、前記主チャンバ(4)は、一方の側における前記回収チャンバ(5)と他の側における前記第1および第2の弁部分(74,75)との間に配置されており、前記弁部分(74,75,76,77)の少なくとも1つは、閉鎖要素(30)を備えており、前記閉鎖要素(30)は、前記閉鎖要素(30)が前記マイクロ流体デバイス(73)のそれぞれのチャンネルの2つのストレッチ部(31,32)を分離するように位置している阻止位置と、前記閉鎖要素(30)が前記2つのストレッチ部(31,32)を互いに接続させるように位置している開位置と、の間で行き来するように設計されており、前記閉鎖要素(30)の少なくとも1つは、前記マイクロ流体デバイス(73)の外部に位置している、前記装置(72)に属しているそれぞれのアクチュエータによって操作可能になっていることを特徴とするマイクロ流体デバイス。
[実施形態2]
前記主チャンバ(4)および前記回収チャンバ(5)を互いに接続しているチャンネル(6)を備えていることを特徴とする実施形態1に記載のデバイス。
[実施形態3]
前記閉鎖要素(30)は、少なくとも部分的に露出しており、前記デバイスの外側を向いて配置されており、前記デバイスは、前記主チャンバ(4)および前記回収チャンバ(5)を互いに接続しているチャンネル(6)であって、前記主チャンバ(4)および前記回収チャンバ(5)のそれぞれの寸法よりも小さい寸法を有している、チャンネル(6)を備えていることを特徴とする実施形態1に記載のデバイス。
[実施形態4]
前記分離ユニット(3)は、電気泳動システムの少なくとも一部を備えていることを特徴とする実施形態1〜3のいずれか1つに記載のデバイス。
[実施形態5]
前記閉鎖要素(30)は、弾性の材料を含んでいることを特徴とする実施形態1〜4のいずれか1つに記載のデバイス。
[実施形態6]
前記閉鎖要素(30)は、薄膜部分(44)を有しており、該薄膜部分(44)は、弾性の材料を含んでいることを特徴とする実施形態1〜5のいずれか1つに記載のデバイス。
[実施形態7]
前記弁部分(74,75,76,77)の少なくとも1つは、前記マイクロ流体デバイス(73)のチャンネルの2つのストレッチ部(31,32)間に配置されたダイアフラム(33)を備えており、前記阻止位置において、前記閉鎖要素(30)は、前記ダイアフラム(33)に接触しており、前記開位置において、前記閉鎖要素(30)は、前記ダイアフラム(33)から離れて位置していることを特徴とする実施形態1〜6のいずれか1つに記載のデバイス。
[実施形態8]
前記弁部分(74,75,76,77)の少なくとも1つは、前記マイクロ流体デバイス(73)のチャンネルに少なくとも1つの孔を備えていることを特徴とする実施形態1〜7のいずれか1つに記載のデバイス。
[実施形態9]
第1のリザーバ(13)であって、前記第1の入口(2)と前記第1の弁部分(74)との間に配置されており、前記第1の入口(2)を通って導かれた前記試料を収集するように設計されている、第1のリザーバ(13)と、前記第1のリザーバ(13)を前記主チャンバ(4)に接続している第1のチャンネル(78)であって、前記第1のチャンネル(78)に沿って、前記第1の弁部分(74)が配置されている、第1のチャンネル(78)と、を備えている実施形態1〜8のいずれか1つに記載のデバイス。
[実施形態10]
第1の供給孔(79)を備えており、前記第1のリザーバ(13)は、前記第1の供給孔(79)と前記主チャンバ(4)との間に配置されており、前記第1のチャンネル(78)は、前記第1の供給孔(79)を前記主チャンバ(4)に接続していることを特徴とする実施形態9に記載のデバイス。
[実施形態11]
弾性材料を含んでいる、第1のシールリング(66)を備えており、前記シールリング(66)は、前記第1の供給孔(79)の外側を包囲しており、各圧力供給ノズル(61)と連結するように設計されていることを特徴とする実施形態9または10に記載のデバイス。
[実施形態12]
第2のチャンネル(80)を備えており、前記第2のチャンネル(80)は、前記主チャンバ(4)と前記第1の出口(7)との間に配置されており、前記第1のチャンネル(78)の断面よりも小さい、少なくとも100μmだけ、小さい断面を有していることを特徴とする実施形態9〜11のいずれか1つに記載のデバイス。
[実施形態13]
前記第1のチャンネル(78)は、0.9mmから50μmの範囲内の等価直径の断面を有しており、前記第2のチャンネル(80)は、150μm未満の幅、110μm未満の深さ、および2mmを超える長さを有していることを特徴とする実施形態12に記載のデバイス。
[実施形態14]
前記第2のチャンネル(80)は、100μmを超える幅、3μmを超える深さ、および6mm未満の長さを有していることを特徴とする実施形態13に記載のデバイス。
[実施形態15]
キャリア液を含むように設計された第2のリザーバ(14)と、前記第2のリザーバ(14)を前記回収チャンバ(5)に接続している第3のチャンネル(81)であって、該第3のチャンネル(81)に沿って、前記第3の弁部分(76)が配置されている、第3のチャンネル(81)と、を備えていることを特徴とする実施形態1〜14のいずれか1つに記載のデバイス。
[実施形態16]
第2の供給孔(82)を備えており、前記第2のリザーバ(14)は、前記第2の供給孔(82)と前記回収チャンバ(5)との間に配置されており、前記第3のチャンネル(81)は、前記第2の供給孔(82)を前記回収チャンバ(5)に接続していることを特徴とする実施形態15に記載のデバイス。
[実施形態17]
第2のシールリング(66a)を備えており、該第2のシールリング(66a)は、弾性材料を含んでおり、前記第2の供給孔(82)の外側を包囲しており、各さらなる圧力供給ノズル(61a)に連結するように設計されていることを特徴とする実施形態15または16に記載のデバイス。
[実施形態18]
第3の出口と、第5の弁(29)の一部を構成するように設計された第5の弁部分(29’)と、を備えており、前記弁部分(29’)は、前記回収チャンバ(5)と前記第3の出口とに間に配置されており、任意選択的には、前記第3の出口は、前記第1の出口に対応していることを特徴とする実施形態1〜17のいずれか1つに記載のデバイス。
[実施形態19]
前記マイクロ流体デバイス(73)を前記分離ユニット(3)を管理するように設計された制御アセンブリ(23)を備えている装置(72)に電気的に接続するために、電気回路を有する電気コネクタ(83)を備えていることを特徴とする実施形態1〜18のいずれか1つに記載のデバイス。
[実施形態20]
試料から少なくとも所定の一種の細胞(C1)を分離するための装置(72)であって、前記試料から前記所定種類の前記細胞(C1)を分離するためのマイクロ流体デバイス(73)を収容するためのシート(84)と、前記装置(72)を前記マイクロ流体デバイス(73)に電気的に接続するための電気コネクタ(85)と、前記電気コネクタ(85)に接続された制御アセンブリ(23)と、少なくとも4つの流体力学的アクチュエータ(35)であって、各々がそれぞれの弁(V;9,10,11,12)の一部を構成するように設計されており、各アクチュエータ孔(39)を有するそれぞれのアクチュエータノズル(36)を備えている、少なくとも4つの流体力学的アクチュエータ(35)と、少なくとも2つの圧力供給ノズル(61,61a)であって、各々がそれぞれの圧力供給孔(63,63a)を有している、少なくとも2つの圧力供給ノズル(61,61a)と、前記圧力供給孔(63,63a)における圧力を特定するために、前記圧力供給ノズル(61,61a)に接続された少なくとも1つの第1の圧力装置(64)と、前記アクチュエータノズル(36)に接続されており、前記アクチュエータ孔(39)に吸引をもたらすように少なくとも設計されている、少なくとも1つの第2の圧力装置(87)と、を備えており、各流体力学的アクチュエータ(35)は、前記装置(72)の外部に位置している、前記マイクロ流体デバイスに属しているそれぞれの閉鎖要素(30)を移動させるように設計されていることを特徴とする装置。
[実施形態21]
前記第1および第2の圧力装置(64,87)を備える圧力アセンブリ(90)を備えており、前記圧力アセンブリ(90)は、少なくとも1つのポンプを備えていることを特徴とする実施形態20に記載の装置。
[実施形態22]
前記第1の圧力装置(64)は、第1の圧力ユニット(65)および第2の圧力ユニット(65a)を備えており、前記第1および第2のユニット(65,65a)の各々は、それぞれの圧力供給ノズル(61,61a)に接続されており、前記第1および第2の圧力ユニット(65,65a)は、個別に操作可能になっており、各々、対応する圧力供給孔(63,63a)における圧力(該孔を通る空気噴流の圧力)を特定するように設計されていることを特徴とする実施形態20または21に記載の装置。
[実施形態23]
前記第1の圧力装置(64)は、少なくとも1つの圧力源(15,25)と、前記第1および第2の圧力ユニット(65,65a)の少なくとも1つであって、前記圧力源(15,25)を各圧力供給ノズル(61,61a)に接続している対応する第1のダクトを備えている、前記第1および第2の圧力ユニット(65,65a)の少なくとも1つと、前記第1のダクトに沿った圧力を検出するための圧力センサ(21)と、前記各圧力供給ノズル(61,61a)に対する圧力の伝達を中断するように設計された第1の阻止装置(22)と、を備えており、前記制御アセンブリ(23)は、検出された圧力に応じて前記第1の阻止装置(22)を操作するために、前記圧力センサ(21)および前記第1の阻止装置(22)に接続されていることを特徴とする実施形態22に記載の装置。
[実施形態24]
前記第1の阻止装置(22)は、安全弁(22’)を備えており、該安全弁(22’)は、前記第1のダクトに沿って配置されており、作動されると、前記第1のダクト内の圧力を外部圧力にするために、前記第1のダクトを外界に連通させるように設計されていることを特徴とする実施形態23に記載の装置。
[実施形態25]
前記第1の圧力装置(64)は、少なくとも1つの圧力源(15,25)と、前記第1および第2の圧力ユニット(65,65a)の少なくとも1つであって、前記圧力源(15,25)を前記各圧力供給ノズル(61,61a)に接続している対応する第1のダクトを備えている、前記第1および第2の圧力ユニット(65,65a)の少なくとも1つと、少なくとも1つの振動装置(17,17a)であって、前記第1のダクトに沿って配置されており、前記各圧力供給孔(63,63a)における前記圧力源(15,25)によって定められた圧力の周期的な変動をもたらすように設計されている、少なくとも1つの振動装置(17,17a)と、を備えていることを特徴とする実施形態20〜24のいずれか1つに記載の装置。
[実施形態26]
前記振動装置(17,17a)は、ダイアフラムポンプを備えていることを特徴とする実施形態25に記載の装置。
[実施形態27]
前記第2の圧力装置(87)は、第1の吸引ユニット、第2の吸引ユニット、第3の吸引ユニット、および少なくとも1つの第4の吸引ユニット(41)を備えており、各々がそれぞれのアクチュエータノズル(36)に接続されており、前記第1、第2、第3、および第4の吸引ユニット(41)は、個別に操作可能になっており、各々、対応するアクチュエータ孔(39)において少なくとも1つの吸引を定めるようになっていることを特徴とする実施形態20〜26のいずれか1つに記載の装置。
[実施形態28]
前記第2の圧力装置(87)は、少なくとも1つの吸引源(43)を備えており、前記第1、第2、第3、および第4の吸引ユニット(41)の少なくとも1つは、前記吸引源(43)を前記各アクチュエータノズル(36)に接続している第2のダクト(42)と、前記各アクチュエータノズル(36)への吸引の伝達を中断するように設計された第2の阻止装置と、を備えていることを特徴とする実施形態27に記載の装置。
[実施形態29]
前記第2の阻止装置は、前記第2のダクト(42)に沿って配置された弁と、前記圧力源(43)のアクチュエータと、からなる組として選択される要素を備えており、前記アクチュエータは、前記圧力源(43)を作動させるかまたは停止させるように設計されていることを特徴とする実施形態28に記載の装置。
[実施形態30]
前記アクチュエータノズルの少なくとも1つの第1のアクチュエータノズル(36)は、圧力を各アクチュエータ孔(39)を通して外方に加えるように設計された対応する第1の機械的圧力要素(34)を備えていることを特徴とする実施形態20〜29のいずれか1つに記載の装置。
[実施形態31]
前記第1の機械的圧力要素(34)は、バネと、前記バネの外端に配置されたシール要素(40)と、を備えていることを特徴とする実施形態30に記載の装置。
[実施形態32]
前記第1のアクチュエータノズル(36)は、前記第1の機械的圧力要素(34)を収容するためおよび前記各吸引ユニット(41)を前記対応するアクチュエータ孔(39)に接続するための中空要素(37)を備えており、前記中空要素(37)は、前記対応するアクチュエータ孔(39)を有する一端を有していることを特徴とする実施形態30または31に記載の装置。
[実施形態33]
各アクチュエータノズル(36)を前記マイクロ流体デバイス(73)に向かって押圧するための少なくとも1つの第2の機械的圧力要素(46)を備えていることを特徴とする実施形態20〜32のいずれか1つに記載の装置。
[実施形態34]
各圧力供給ノズルを前記マイクロ流体デバイス(73)に向かって押圧するための少なくとも1つの第3の機械的圧力要素(58)を備えていることを特徴とする実施形態20〜33のいずれか1つに記載の装置。
[実施形態35]
前記マイクロ流体デバイス(73)の少なくとも一部を冷却するように設計された冷却アセンブリ(50)を備えていることを特徴とする実施形態20〜34のいずれか1つに記載の装置。
[実施形態36]
前記冷却アセンブリ(50)は、前記マイクロ流体デバイス(73)の少なくとも一部からの熱を吸収するように設計された作用面(52)および熱を発散するための放出面(53)を有している冷却プレート(51)を備えており、前記作用面(52)は、前記放出面(53)よりも小さい寸法を有していることを特徴とする実施形態35に記載の装置。
[実施形態37]
前記冷却アセンブリ(50)は、ペルチエおよび前記ペルチエに接続された熱交換装置(55)を備えていることを特徴とする実施形態36に記載の装置。
[実施形態38]
前記冷却アセンブリ(50)を前記マイクロ流体デバイス(73)に向かって押圧するための少なくとも1つの第4の機械的圧力要素(60)を備えていることを特徴とする実施形態35〜37のいずれか1つに記載の装置。
[実施形態39]
少なくとも1つのさらなるアクチュエータノズルおよび1つのさらなる対応する吸引ユニットを備えていることを特徴とする実施形態20〜38のいずれか1つに記載の装置。
[実施形態40]
前記制御アセンブリ(23)は、各アクチュエータノズル(36)および各圧力供給ノズル(61,61a)における圧力および/または吸引を互いに独立して調整するために、前記第1の圧力装置(64)および前記第2の圧力装置(87)に接続されていることを特徴とする実施形態20〜39のいずれか1つに記載の装置。
[実施形態41]
前記所定種類の前記細胞(C1)の少なくとも一部を含んでいるキャリア液を収集するための取集ユニットを備えていることを特徴とする実施形態20〜40のいずれか1つに記載の装置。
[実施形態42]
前記キャリア液の一滴が前記収集ユニットに入ったときを検出するための検出器を備えていることを特徴とする実施形態41に記載の装置。
Claims (79)
- 試料から少なくとも所定の一種の粒子(C1)を分離させるためのマイクロ流体デバイス(73)であって、装置(72)に接続されるように設計されており、前記デバイス(73)を前記装置に接続するための電気コネクタと、第1の入口(2)であって、使用時に、前記試料が該第1の入口(2)を通って前記マイクロ流体デバイス(73)内に導かれるようになっている、第1の入口(2)と、前記第1の入口(2)に接続された分離ユニット(3)であって、主チャンバ(4)および回収チャンバ(5)を備えており、所定種類の前記粒子(C1)の少なくとも一部を前記試料のさらなる粒子(C2)に対して選択的に前記主チャンバ(4)から前記回収チャンバ(5)に移動させるように設計されている、分離ユニット(3)と、前記主チャンバ(4)に接続された第1の出口(7)と、 前記回収チャンバ(5)に接続された第2の出口(8)と、を備えている、マイクロ流体デバイス(73)において、第1の弁(9)の一部を構成するように設計された第1の弁部分(74)であって、前記主チャンバ(4)の上流、すなわち、前記第1の入口(2)と前記主チャンバ(4)との間に配置されている、第1の弁部分(74)と、第2の弁(10)の一部を構成するように設計された第2の弁部分(75)であって、前記主チャンバ(4)と前記第1の出口(7)との間に配置されている、第2の弁部分(75)と、第3の弁(11)の一部を構成するように設計された第3の弁部分(76)であって、前記回収チャンバ(5)に接続されている、第3の弁部分(76)と、第4の弁(12)の一部を構成するように設計された第4の弁部分(77)であって、前記回収チャンバ(5)と前記第2の出口(8)との間に配置されている、第4の弁部分(77)と、を備えており、前記回収チャンバ(5)は、一方の側における前記主チャンバ(4)と他の側における前記第3および第4の弁部分(76,77)との間に配置されており、前記主チャンバ(4)は、一方の側における前記回収チャンバ(5)と他の側における前記第1および第2の弁部分(74,75)との間に配置されており、前記弁部分(74,75,76,77)の少なくとも1つは、閉鎖要素(30)を備えており、前記閉鎖要素(30)は、前記閉鎖要素(30)が前記マイクロ流体デバイス(73)のそれぞれのチャンネルの2つのストレッチ部(31,32)を分離するように位置している阻止位置と、前記閉鎖要素(30)が前記2つのストレッチ部(31,32)を互いに接続させるように位置している開位置と、の間で行き来するように設計されており、前記閉鎖要素(30)の少なくとも1つは、前記マイクロ流体デバイス(73)の外部に位置している、前記装置(72)に属しているそれぞれのアクチュエータによって操作可能になっていることを特徴とするマイクロ流体デバイス。
- 前記主チャンバ(4)および前記回収チャンバ(5)を互いに接続しているチャンネル(6)を備えていることを特徴とする請求項1に記載のデバイス。
- 前記閉鎖要素(30)は、少なくとも部分的に露出しており、前記デバイスの外側を向いて配置されており、前記デバイスは、前記主チャンバ(4)および前記回収チャンバ(5)を互いに接続しているチャンネル(6)であって、前記主チャンバ(4)および前記回収チャンバ(5)のそれぞれの寸法よりも小さい寸法を有している、チャンネル(6)を備えていることを特徴とする請求項1に記載のデバイス。
- 前記分離ユニット(3)は、電気泳動システムの少なくとも一部を備えていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のデバイス。
- 前記閉鎖要素(30)は、弾性の材料を含んでいることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載のデバイス。
- 前記閉鎖要素(30)は、薄膜部分(44)を有しており、該薄膜部分(44)は、弾性の材料を含んでいることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載のデバイス。
- 前記弁部分(74,75,76,77)の少なくとも1つは、前記マイクロ流体デバイス(73)のチャンネルの2つのストレッチ部(31,32)間に配置されたダイアフラム(33)を備えており、前記阻止位置において、前記閉鎖要素(30)は、前記ダイアフラム(33)に接触しており、前記開位置において、前記閉鎖要素(30)は、前記ダイアフラム(33)から離れて位置していることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載のデバイス。
- 前記弁部分(74,75,76,77)の少なくとも1つは、前記マイクロ流体デバイス(73)のチャンネルに少なくとも1つの孔を備えていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載のデバイス。
- 第1のリザーバ(13)であって、前記第1の入口(2)と前記第1の弁部分(74)との間に配置されており、前記第1の入口(2)を通って導かれた前記試料を収集するように設計されている、第1のリザーバ(13)と、前記第1のリザーバ(13)を前記主チャンバ(4)に接続している第1のチャンネル(78)であって、前記第1のチャンネル(78)に沿って、前記第1の弁部分(74)が配置されている、第1のチャンネル(78)と、を備えている請求項1〜8のいずれか1つに記載のデバイス。
- 第1の供給孔(79)を備えており、前記第1のリザーバ(13)は、前記第1の供給孔(79)と前記主チャンバ(4)との間に配置されており、前記第1のチャンネル(78)は、前記第1の供給孔(79)を前記主チャンバ(4)に接続していることを特徴とする請求項9に記載のデバイス。
- 弾性材料を含んでいる、第1のシールリング(66)を備えており、前記シールリング(66)は、第1の供給孔(79)の外側を包囲しており、各圧力供給ノズル(61)と連結するように設計されていることを特徴とする請求項9または10に記載のデバイス。
- 第2のチャンネル(80)を備えており、前記第2のチャンネル(80)は、前記主チャンバ(4)と前記第1の出口(7)との間に配置されており、前記第1のチャンネル(78)の断面よりも小さい、少なくとも100μmだけ、小さい断面を有していることを特徴とする請求項9〜11のいずれか1つに記載のデバイス。
- 前記第1のチャンネル(78)は、0.9mmから50μmの範囲内の等価直径の断面を有しており、前記第2のチャンネル(80)は、150μm未満の幅、110μm未満の深さ、および2mmを超える長さを有していることを特徴とする請求項12に記載のデバイス。
- 前記第2のチャンネル(80)は、100μmを超える幅、3μmを超える深さ、および6mm未満の長さを有していることを特徴とする請求項13に記載のデバイス。
- キャリア液を含むように設計された第2のリザーバ(14)と、前記第2のリザーバ(14)を前記回収チャンバ(5)に接続している第3のチャンネル(81)であって、該第3のチャンネル(81)に沿って、前記第3の弁部分(76)が配置されている、第3のチャンネル(81)と、を備えていることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1つに記載のデバイス。
- 第2の供給孔(82)を備えており、前記第2のリザーバ(14)は、前記第2の供給孔(82)と前記回収チャンバ(5)との間に配置されており、前記第3のチャンネル(81)は、前記第2の供給孔(82)を前記回収チャンバ(5)に接続していることを特徴とする請求項15に記載のデバイス。
- 第2のシールリング(66a)を備えており、該第2のシールリング(66a)は、弾性材料を含んでおり、第2の供給孔(82)の外側を包囲しており、各さらなる圧力供給ノズル(61a)に連結するように設計されていることを特徴とする請求項15または16に記載のデバイス。
- 第3の出口と、第5の弁(29)の一部を構成するように設計された第5の弁部分(29’)と、を備えており、前記弁部分(29’)は、前記回収チャンバ(5)と前記第3の出口との間に配置されており、前記第3の出口は、前記第1の出口に対応していることを特徴とする請求項1〜17のいずれか1つに記載のデバイス。
- 前記マイクロ流体デバイス(73)を前記分離ユニット(3)を管理するように設計された制御アセンブリ(23)を備えている装置(72)に電気的に接続するために、電気回路を有する電気コネクタ(83)を備えていることを特徴とする請求項1〜18のいずれか1つに記載のデバイス。
- 試料から少なくとも所定の一種の粒子(C1)を分離するためのマイクロ流体システム(1)であって、第1の入口(2)であって、使用時に、前記試料が該第1の入口(2)を通って前記システム(1)内に導かれるようになっている、第1の入口(2)と、前記第1の入口(2)に接続された分離ユニット(3)であって、主チャンバ(4)および回収チャンバ(5)を備えており、所定種類の前記粒子(C1)の少なくとも一部を前記試料のさらなる粒子(C2)に対して選択的に前記主チャンバ(4)から前記回収チャンバ(5)に移動させるように設計されている、分離ユニット(3)と、前記主チャンバ(4)に接続された第1の出口(7)と、前記回収チャンバ(5)に接続された第2の出口(8)と、を備えている、マイクロ流体システム(1)において、前記主チャンバ(4)の上流に、すなわち、前記第1の入口(2)と前記主チャンバ(4)との間に、配置された第1の弁(9)と、前記主チャンバ(4)と前記第1の出口(7)との間に配置された第2の弁(10)と、前記回収チャンバ(5)に接続された第3の弁(11)であって、前記回収チャンバ(5)とキャリア液の源との間に配置されている、第3の弁(11)と、前記回収チャンバ(5)と前記第2の出口(8)との間に配置された第4の弁(12)と、を備えており、前記回収チャンバ(5)は、一方の側の前記主チャンバ(4)と他方の側の前記第3および第4の弁(11,12)との間に配置されており、前記主チャンバ(4)は、一方の側の前記回収チャンバ(5)と他方の側の前記第1および第2の弁(9,10)との間に配置されていることを特徴とするマイクロ流体システム。
- 電気泳動システムを備えており、前記分離ユニット(3)は、前記電気泳動システムの少なくとも一部を備えており、前記第1および第2の弁(9,10)は、前記試料の前記主チャンバ(4)内への流入を調整するように設計されており、前記第3および第4の弁(11,12)は、キャリア液の前記回収チャンバ(5)内への流入および前記所定種類の前記粒子(C1)を伴う前記キャリア液の前記回収チャンバ(5)から前記第2の出口(8)への流出を調整するように設計されており、前記第1の出口(7)は、前記試料が前記主チャンバ(4)内に自由に入ることを可能とし、従って、通気口として機能するために、前記主チャンバ(4)に接続されていることを特徴とする請求項20に記載のシステム。
- 請求項1〜19のいずれか1つに記載のデバイス(73)と、を備えていることを特徴とする請求項20または21に記載のシステム。
- 前記主チャンバ(4)および前記回収チャンバ(5)を互いに接続しており、前記主チャンバ(4)および前記回収チャンバ(5)のそれぞれの寸法よりも小さい寸法を有しているチャンネル(6)を備えていることを特徴とする請求項20〜22のいずれか1つに記載のシステム。
- 前記第1の入口(2)と前記第1の弁(9)との間に配置されており、前記第1の入口(2)を通って導かれた前記試料を収集するように設計されている、第1のリザーバ(13)を備えていることを特徴とする請求項20〜23のいずれか1つに記載のシステム。
- 前記第1の弁(9)は、前記第1の入口(2)と前記主チャンバ(4)との間、第1のリザーバ(13)と前記主チャンバ(4)との間に配置されており、前記第1の入口(2)および前記主チャンバ(4)を互いに接続または隔離するように設計されていることを特徴とする請求項20〜24のいずれか1つに記載のシステム。
- 前記キャリア液を収容するための第2のリザーバ(14)であって、前記回収チャンバ(5)を満たすように設計されている、第2のリザーバ(14)を備えていることを特徴とする請求項20〜25のいずれか1つに記載のシステム。
- 第2の入口(24)を備えており、前記第2のリザーバ(14)は、前記第2の入口(24)と前記第3の弁(11)との間に配置されており、前記第2の入口(24)を通って導かれた前記キャリア液を収集するように設計されていることを特徴とする請求項26に記載のシステム。
- 前記第3の弁(11)は、前記第2のリザーバ(14)と前記回収チャンバ(5)との間に配置されており、前記第2のリザーバ(14)および前記回収チャンバ(5)を互いに接続または隔離するように設計されていることを特徴とする請求項26または27に記載のシステム。
- 前記第1の入口(2)と前記第1の弁(9)との間に設置されており、前記第1の入口(2)を通って導かれた前記試料を収集するように設計されている、第1のリザーバ(13)と、前記キャリア液を収容するための第2のリザーバ(14)であって、前記回収チャンバ(5)を満たすように設計されている、第2のリザーバ(14)と、を備えており、第1のリザーバ(13)と前記主チャンバ(4)との間に圧力差をもたらすための第1の圧力源(15)と、前記第2のリザーバ(14)と前記回収チャンバ(5)との間に圧力差をもたらすための第2の圧力源(25)と、を備えていることを特徴とする請求項20〜28のいずれか1つに記載のシステム。
- 前記第1のリザーバ(13)は、前記第1の圧力源(15)と前記第1の弁(9)との間に配置されており、前記第2のリザーバ(14)は、前記第2の圧力源(25)と前記第3の弁(11)との間に配置されていることを特徴とする請求項29に記載のシステム。
- 前記第1の圧力源(15)は、前記第1のリザーバ(13)と前記主チャンバ(4)との間に配置されており、前記第1の弁(9)および第5の弁を備えており、前記第1および第5の弁(9)は、逐次配置されており、使用時に、前記主チャンバ(4)内への前記試料の進入を可能にするように順次作動されるようになっていることを特徴とする請求項29に記載のシステム。
- 前記第1の圧力源(15)を前記主チャンバ(4)に接続している第1のダクト(16)であって、該第1のダクト(16)に沿って、前記第1のリザーバ(13)および前記第1の弁(9)が配置されている、第1のダクト(16)と、前記第2の圧力源(25)を前記回収チャンバ(5)に接続している第2のダクト(26)であって、該第2のダクト(26)に沿って、前記第2のリザーバ(14)および前記第3の弁(11)が配置されていることを特徴とする請求項29〜30のいずれか1つに記載のシステム。
- 振動装置(17)を備えており、前記振動装置(17)は、少なくとも前記第1の入口(2)から前記主チャンバ(4)への領域において、前記試料に振動を加えるように設計されており、前記第1の圧力源(15)と前記第1のリザーバ(13)との間に配置されていることを特徴とする請求項29〜32のいずれか1つに記載のシステム。
- 前記第1の入口(2)と前記第1の弁(9)との間に配置されており、前記第1の入口(2)を通って導かれた前記試料を収集するように設計されている、第1のリザーバ(13)と、前記第1のリザーバ(13)を前記主チャンバ(4)に接続するための第1のダクト(16)と、前記主チャンバ(4)と前記第1の出口(7)との間に配置されており、前記第1のダクト(16)の断面よりも小さい、少なくとも100μmだけ小さい断面を有している第3のダクト(20)と、を備えていることを特徴とする請求項20〜33のいずれか1つに記載のシステム。
- 前記第1のダクト(16)は、2mmから50μmの等価直径の断面を有しており、前記第3のダクト(20)は、150μm未満の幅、110μm未満の深さ、および2mm超える長さを有していることを特徴とする請求項34に記載のシステム。
- 前記第3のダクト(20)は、100μmを超える幅、30μmを超える深さ、および6mm未満の長さを有していることを特徴とする請求項35に記載のシステム。
- 前記試料が前記第3のダクト(20)に進入し始めたときを直接的または間接的に検出するためのセンサ(21)と、前記主チャンバ(4)への前記試料の流入を阻止するための阻止装置(22;9)と、前記センサ(21)によって検出されたものに応じて前記阻止装置(22;9)を作動させるために、前記センサ(21)および前記阻止装置(22;9)に接続されている制御アセンブリ(23)と、を備えていることを特徴とする請求項34〜36のいずれか1つに記載のシステム。
- 第1のリザーバ(13)から前記主チャンバ(4)に向かって圧力を加えるための第1の圧力源(15)を備えており、前記第1のリザーバ(13)は、前記第1の圧力源(15)と前記第1の弁(9)との間に配置されており、前記阻止装置(22)は、前記第1の圧力源(15)と前記第1のリザーバ(13)との間に配置された安全弁(22’)を備えており、前記安全弁(22’)は、前記制御アセンブリ(23)によって作動されるようになっており、前記第1のリザーバ(13)から前記主チャンバ(4)に向かう前記圧力をゼロにするために、作動されたとき、前記圧力源(15)を外界に連通させるように設計されていることを特徴とする請求項37に記載のシステム。
- 第3の出口と、前記回収チャンバ(5)と前記第3の出口との間に配置された第6の弁(29)と、を備えており、前記第3の出口は、前記第1の出口(7)と一致していることを特徴とする請求項20〜38のいずれか1つに記載のシステム。
- 少なくとも第1の入口(2)から前記主チャンバ(4)への領域において、圧力の周期的な変動をもたらすように設計された振動装置(17)を備えていることを特徴とする請求項20〜39のいずれか1つに記載のシステム。
- 前記振動装置(17)は、振動ダイアフラムを備えていることを特徴とする請求項40に記載のシステム。
- 前記弁(9;10;11;12)の少なくとも1つは、ダクトの2つのストレッチ部(31,32)間に配置されたダイアフラム(33)と、弾性の材料を備えている閉鎖要素(30)であって、前記閉鎖要素(30)が、前記2つのストレッチ部(31,32)を互いに分離させるために、前記ダイアフラム(33)に接触している阻止位置と、前記閉鎖要素(30)が前記ダイアフラム(33)から離れており、前記2つのストレッチが互いに接続されている開位置と、の間を行き来するように設計されている、閉鎖要素(30)と、前記閉鎖要素(30)を前記阻止位置に保持するために、前記閉鎖要素(30)を前記ダイアフラム(33)に押圧するための第1の機械的圧力要素(34)と、前記閉鎖要素を前記阻止位置から前記開位置にもたらすための流体力学的アクチュエータ(35)と、を備えていることを特徴とする請求項20〜41のいずれか1つに記載のシステム。
- 前記閉鎖要素(30)は、弾性の材料を備えている薄膜部分(44)を有していることを特徴とする請求項42に記載のシステム。
- 前記第1の機械的圧力要素(34)は、バネを備えていることを特徴とする請求項42または43に記載のシステム。
- 前記流体力学的アクチュエータ(35)は、ポンプ(43)を備えている吸引ユニット(41)を備えていることを特徴とする請求項42〜44のいずれか1つに記載のシステム。
- 前記第1の機械的圧力要素(34)を収容するためおよび吸引ユニット(41)を前記閉鎖要素(30)に接続するための中空要素(37)を備えており、前記中空要素(37)は、前記閉鎖要素(30)と接触する開端を有しており、前記システムは、前記中空要素(37)を前記閉鎖要素(30)に向かって押圧するための第2の機械的圧力要素(46)を備えていることを特徴とする請求項42〜45のいずれか1つに記載のシステム。
- 前記分離ユニット(3)の少なくとも一部を冷却するように設計された冷却アセンブリ(50)を備えていることを特徴とする請求項20〜46のいずれか1つに記載のシステム。
- 前記冷却アセンブリ(50)は、前記分離ユニット(3)からの熱を吸収するように設計された作用面(52)および熱を発散させるための放出面(53)を有する冷却プレート(51)を備えており、前記作用面(52)は、前記放出面(53)よりも小さい寸法を有していることを特徴とする請求項47に記載のシステム。
- 前記冷却アセンブリ(50)を前記分離ユニット(3)に向かって押圧するための第3の機械的圧力要素(60)を備えていることを特徴とする請求項47または48に記載のシステム。
- 前記弁(9,10,11,12)自体を開閉するために、前記弁(9,10,11、12)に接続された制御アセンブリ(23)を備えていることを特徴とする請求項20〜49のいずれか1つに記載のシステム。
- 前記第2の出口から流出する前記所定種類の前記粒子(C1)の少なくとも一部を含む前記キャリア液を収集するための収集ユニットを備えていることを特徴とする請求項50に記載のシステム。
- 前記キャリア液の少なくとも一滴が前記収集ユニットに入ったときを検出するための検出器を備えており、前記制御アセンブリ(23)は、前記検出器に接続されており、前記一滴が検出されたとき、前記第3の弁(11)および/または前記第4の弁(12)を閉じるように設計されていることを特徴とする請求項51に記載のシステム。
- 前記回収チャンバ(5)の少なくとも一領域における圧力の周期的な変動をもたらすように設計された第2の振動装置(17a)を備えていることを特徴とする請求項20〜52のいずれか1つに記載のシステム。
- マイクロ流体システム(1)によって試料から少なくとも所定の一種の粒子(C1)を分離する方法において、
前記試料を前記システム(1)の第1の入口(2)を通して前記システム(1)内に導くステップと、
分離ステップであって、該ステップ中に、所定種類の前記粒子(C1)の少なくとも一部が、前記試料のさらなる粒子(C2)に対して選択的に前記システム(1)の分離ユニット(3)の主チャンバ(4)から回収チャンバ(5)に移動するようになっており、第1の出口(7)および第2の出口(8)は、それぞれ、前記主チャンバ(4)および前記回収チャンバ(5)に接続されている、分離ステップと、
前記分離ステップに少なくとも部分的に先立って行われる第1の供給ステップであって、該ステップ中に、前記試料の少なくとも一部が前記主チャンバ(4)内に送給されるようになっている、第1の供給ステップと、
前記分離ステップに少なくとも部分的に先立って行われる第2の供給ステップであって、該ステップ中に、キャリア液が前記回収チャンバ(5)内に送給されるようになっている、第2の供給ステップと、
前記分離ステップに少なくとも部分的に続いて行われる回収ステップであって、該ステップ中に、前記所定種類の前記粒子(C1)の少なくとも一部を伴う前記キャリア液が、前記回収チャンバ(5)から前記第2の出口(8)内に流出するようになっている、回収ステップと、
を含んでおり、
前記システム(1)は、前記主チャンバ(4)の上流に配置された第1の弁(9)と、前記主チャンバ(4)の下流に配置された第2の弁(10)と、前記回収チャンバ(5)の上流に配置された第3の弁(11)と、前記回収チャンバ(5)の下流に配置された第4の弁(12)と、を備えており、前記分離ステップ中、前記第1、第2、第3、第4の弁(9,10,11,12)は、閉じられていることを特徴とする方法。 - 前記第1の供給ステップ中、前記第1および第2の弁(9,10)は、開けられており、前記第2の弁(10)は、前記主チャンバ(4)と前記第1の出口(7)との間に配置されており、前記第2の供給ステップ中、前記第3および第4の弁(11,12)は、開けられており、前記第4の弁(12)は、前記回収チャンバ(5)と前記第2の出口(8)との間に配置されており、前記回収ステップ中、前記第3および第4の弁(11,12)は、開けられており、前記分離ステップ中、前記主チャンバ(4)および前記回収チャンバ(5)を外部に対して隔離するために、前記第1、第2、第3、および第4の弁(9,10,11,12)は、閉じられていることを特徴とする請求項54に記載の方法。
- 前記システムは、請求項20〜53のいずれか1つに記載されているものであることを特徴とする請求項54または55に記載の方法。
- 前記分離ステップに少なくとも部分的に続いて、かつ前記回収ステップに少なくとも部分的に先立って行われる放出ステップであって、該ステップ中、前記試料の前記さらなる粒子(C2)の少なくとも一部が、前記主チャンバ(4)から前記第1の出口(7)内に流出するようになっていることを特徴とする請求項54〜56のいずれか1つに記載の方法。
- 前記放出ステップ中、前記キャリア液を前記主チャンバ(4)に送給するために、前記第2および第3の弁(10,11)は、開けられていることを特徴とする請求項57に記載の方法。
- 前記所定種類の前記粒子(C1)は、前記放出ステップ中、前記回収チャンバ(5)内に少なくとも部分的にとどまるように、前記回収チャンバ(5)内に位置していることを特徴とする請求項57または58に記載の方法。
- 前記試料を前記主チャンバ(4)に送給するために、第1の圧力が加えられるようになっていることを特徴とする請求項54〜59のいずれか1つに記載の方法。
- 導入ステップ中、前記試料の少なくとも一部が、前記システム(1)の第1のリザーバ(13)内に導かれるようになっていることを特徴とする請求項54〜60のいずれか1つに記載の方法。
- 前記試料を前記主チャンバ(4)内に送給するために、第1の圧力が加えられるようになっており、前記第1の圧力は、前記試料を前記第1のリザーバから前記主チャンバ(4)に運ぶためのものであることを特徴とする請求項61に記載の方法。
- 前記第1の圧力は、少なくとも前記第1の供給ステップの前および前記供給ステップ中に加えられるようになっていることを特徴とする請求項60または62のいずれか1つに記載の方法。
- 前記第1の供給ステップ中、前記試料は、前記第1の弁(9)を通過するようになっていることを特徴とする請求項54〜63のいずれか1つに記載の方法。
- 前記キャリア液を前記回収チャンバ(5)内に送給するために、第2の圧力が加えられるようになっていることを特徴とする請求項54〜64のいずれか1つに記載の方法。
- 前記第2の圧力は、前記キャリア液を前記システム(1)の第2のリザーバ(14)から前記回収チャンバ(5)に向かって押圧するためのものであることを特徴とする請求項65に記載の方法。
- 前記第2の圧力は、少なくとも前記第2の供給ステップの前および前記第2の供給ステップ中に加えられるようになっていることを特徴とする請求項66に記載の方法。
- 前記第2の供給ステップ中、前記キャリア液は、前記第3の弁(11)を通過するようになっていることを特徴とする請求項54〜67のいずれか1つに記載の方法。
- 前記第1の供給ステップ中、前記試料に振動が加えられるようになっていることを特徴とする請求項54〜68のいずれか1つに記載の方法。
- 前記システム(1)は、前記第1の入口(2)を前記主チャンバ(4)に接続するための第1のダクト(16)と、前記主チャンバ(4)と前記第1の出口(7)との間に配置されており、前記第1のダクトの断面よりも小さい、少なくとも100μmだけ小さい断面を有している、第2のダクト(20)と、を備えており、前記第1の供給ステップ中に、前記試料の圧力が検出されるようになっており、所定値よりも大きい圧力が検出されたとき、前記検出された圧力に応じて、前記試料の送給が中断されるようになっていることを特徴とする請求項54〜69のいずれか1つに記載の方法。
- 前記分離ステップは、電気泳動によって行われるようになっていることを特徴とする請求項54〜70のいずれか1つに記載の方法。
- 少なくとも前記分離ステップ中に、前記分離ユニット(3)は、冷却されていることを特徴とする請求項54〜71のいずれか1つに記載の方法。
- 前記システム(1)は、第3の出口と、前記回収チャンバ(5)と前記第3の出口との間に配置された第5の弁(29)と、を備えており、第2の充填ステップ中、前記第3および第4の弁(11,12)に接続されている前記回収チャンバ(5)の第1の領域(5’)を満たすために、前記第3および第4の弁(11,12)は、開けられており、前記第3および第5の弁(11,29)に接続されている前記回収チャンバ(5)の第2の領域(5’’)を持たすために、前記第3および第5の弁(11,29)が開けられており、前記第3の出口は、前記第1の出口(7)と一致していることを特徴とする請求項54〜72のいずれか1つに記載の方法。
- 前記分離ステップ中、前記所定種類の前記粒子(C1)の少なくとも一部および少なくとも第2の所定の一種の粒子(C3)の少なくとも一部が、前記回収チャンバ(5)内に移送されるようになっており、前記回収ステップは、第1の回収サブステップであって、該サブステップ中、前記所定種類の前記粒子(C1)の少なくとも一部が選択的に前記第1の領域(5’)内に運ばれ、続いて、前記所定種類の前記粒子(C1)の少なくとも一部が、さらなるキャリア液を前記回収チャンバ(5)内に送給させながら、前記第1の領域(5’)から前記第2の出口(8)内に流出されるようになっている、第1の回収サブステップを含んでいることを特徴とする請求項73に記載の方法。
- 第2の回収サブステップを含んでおり、該サブステップ中、第2の所定種類の前記粒子(C3)の少なくとも一部が、前記第1の領域(5’)内に運ばれ、続いて、さらなるキャリア液を前記回収チャンバ(5)内に送給させながら、前記回収チャンバ(5)から前記第2の出口(8)内に流出されるようになっていることを特徴とする請求項74に記載の方法。
- 前記回収ステップ中、前記第5の弁(29)は、閉じられていることを特徴とする請求項73〜75のいずれか1つに記載の方法。
- 前記回収ステップ中、前記回収チャンバ(5)の内容物に振動が加えられるようになっていることを特徴とする請求項54〜76のいずれか1つに記載の方法。
- 前記回収ステップ中、前記所定種類の前記粒子(C1)の少なくとも一部と共に前記第2の出口(8)から流出する前記キャリア液の第1の滴が検出されるようになっており、前記第1の滴が検出されたとき、前記回収チャンバ(5)からの流出が阻止されるようになっていることを特徴とする請求項54〜77のいずれか1つに記載の方法。
- 前記試料を導入する前記ステップの前に、二酸化炭素が、前記システム(1)内に送られるようになっていることを特徴とする請求項54〜78のいずれか1つに記載の方法。
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