JP5980429B2 - マイクロ流体システム用の使い捨てカートリッジ - Google Patents
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Description
(a)処理液体、試薬あるいはサンプルを保持するように構成された少なくとも1つの区画を持ったボディであって、区画の少なくとも1つがその内容物のうちの少なくともいくらかを供給するための貫通穴を備えるボディと、
(b)液体に対して不透過性であり、且つ、使い捨てカートリッジの下層が電極アレイの上に配置されるときディジタルマイクロ流体システムの電極アレイを利用して、液滴でのサンプルを操作するための作業フィルム(working film)として構成される、第1疎水面を持った下層と、
(c)使い捨てカートリッジのボディの下面に取り付けられる第2疎水面を持った上層と、
(d)下層の第1疎水面と上層の第2疎水面との間にあるギャップと、を備える。
(a)下面、上面及び少なくとも1つの貫通穴を持ったボディと、
(b)液体に対して不透過性であり且つ使い捨てカートリッジの下層が電極アレイの上に配置されるときディジタルマイクロ流体システムの電極アレイを利用して、液滴でのサンプルを操作するための作業フィルムとして構成される第1疎水面を持った下層と、
(c)ボディの下面に取り付けられた導電性材料であって、ボディの下面に第2疎水面を提供するように構成されている導電性材料と、
(d)下層の第1疎水面と導電性材料の第2疎水面との間にあるギャップと、を備える。
(a)1つの使い捨てカートリッジを占める(take up)ように構成される少なくとも1つのカートリッジ収容サイトを持ったベースユニットと、
(b)ベースユニットの少なくとも1つのカートリッジ収容サイトに位置する電極アレイであって、電極アレイが、下基板によって支持されて、第1平面に実質的に延在して、複数の個別電極を備える電極アレイと、
(c)電極アレイの個別電極の選択を制御するための、及びエレクトロウェッティングによってカートリッジのギャップ内において液滴を操作するためにこれらの個別電極に個々の電圧パルスを提供するための、中央制御ユニットと、
(d)電極アレイ及び/又は下基板を貫通し、ベースユニットの少なくとも1つのカートリッジ収容サイトに位置する複数の吸引穴と、
(e)排気スペースにおいて負圧を確立するための真空源と、
(f)吸引穴を真空源にリンクする複数の真空ラインと、を備える。
(a)下層の第1疎水面を持った、上層の第2疎水面を持った、及び第1疎水面及び第2疎水面間でのギャップを持った、使い捨てカートリッジを提供するステップであって、使い捨てカートリッジが、処理液体、試薬あるいはサンプルを保持する少なくとも1つの区画を持ったボディをさらに備え、区画がその内容物のうちの少なくともいくらかをギャップに供給するための貫通穴を備える、使い捨てカートリッジを提供するステップと、
(b)第1平面に実質的に延在して、電極アレイの個別電極の選択を制御するために、及びエレクトロウェッティングによって第1疎水面の上で液滴を操作するためにこれらの個別電極に個々の電圧パルスを提供するために、下基板によって支持され、ディジタルマイクロ流体システムの中央制御ユニットに接続された複数の個別電極を備える電極アレイをディジタルマイクロ流体システムに提供するステップと、
(c)上層の疎水面が、下層の第1疎水面に対して実質的に平行に且つ間隔をおいて延在するようにギャップを規定するステップと、を備える。
(d)フレキシブルな下層の周辺に沿って上層に密封して取り付けられるフレキシブルなフィルムとして下層を提供するステップであって、使い捨てカートリッジが、第1疎水面と第2疎水面との間での特定距離を規定するための、フレキシブルな下層と上層との間に位置するスペーサを欠いている、下層を提供するステップと、
(e)ディジタルマイクロ流体システムのベースユニットのカートリッジ収容サイト上に使い捨てカートリッジを配置するステップであって、上層が、少なくとも1つの区画の下端とギャップとの間でシールを提供するように構成され、上層が処理液体、試薬あるいはサンプルをギャップの中に移すためのローディングサイトを備える、使い捨てカートリッジを配置するステップと、
(f)カートリッジ収容サイトの周辺に位置したガスケットによって排気スペースをカートリッジ収容サイトにおいて密封するステップであって、排気スペースがフレキシブルな下層、電極アレイ、下基板及びガスケットによって画定されている、密封するステップと、
(g)排気スペースにおいて負圧を確立するステップであって、負圧によって、カートリッジ収容サイトに配置される使い捨てカートリッジのフレキシブルな下層が電極アレイ及び下基板の上に(over)引き寄せられるとともに広がる、負圧を確立するステップと、を含むことを特徴としている。
(a)下面、上面、少なくとも1つの貫通穴及び第1疎水面を持った下層を備えるボディを使い捨てカートリッジに提供するステップであって、導電性材料がボディの下面に取り付けられ、導電性材料がイオンに対して少なくとも透過性があってボディの下面に第2疎水面を提供するように構成され、ギャップが第1疎水面及び第2疎水面の間に設けられているボディを使い捨てカートリッジに提供するステップと、
(b)第1平面に実質的に延在して、電極アレイの個別電極の選択を制御するために、及びエレクトロウェッティングによって第1疎水面の上で液滴を操作するためにこれらの個別電極に個々の電圧パルスを提供するために、下基板によって支持され、ディジタルマイクロ流体システムの中央制御ユニットに接続された複数の個別電極を備える電極アレイをディジタルマイクロ流体システムに提供するステップと、
(c)第1疎水面及び第2疎水面が、互いに実質的に平行に且つ間隔をおいて延在するようにギャップを規定するステップであって、ボディの少なくとも1つの貫通穴が、処理液体、試薬あるいはサンプルをギャップの中に移すためのローディングサイトとして構成されている、ギャップを規定するステップと、を備える。
(d)フレキシブルな下層の周辺に沿って導電性材料に密封して取り付けられるフレキシブルなフィルムとして下層を提供するステップであって、使い捨てカートリッジが、第1疎水面と第2疎水面との間での特定距離を規定するために第1疎水面及び第2疎水面の間にあるスペーサを欠いている、下層を提供するステップと、
(e)ディジタルマイクロ流体システムのベースユニットのカートリッジ収容サイトに使い捨てカートリッジを配置するステップと、
(f)カートリッジ収容サイトの周辺に位置したガスケットによって排気スペースをカートリッジ収容サイトにおいて密封するステップであって、排気スペースが、フレキシブルな下層、電極アレイ、下基板及びガスケットによって画定されている、密封するステップと、
(g)排気スペースにおいて負圧を確立するステップであって、負圧によって、カートリッジ収容サイトに配置される使い捨てカートリッジのフレキシブルな下層が、電極アレイ及び下基板の上に引き寄せられるとともに広がる、負圧を確立するステップと、含むことを特徴としている。
(a)下層の第1疎水面を、第2疎水面を、及び第1疎水面及び第2疎水面の間にギャップを、使い捨てカートリッジに提供するステップであって、使い捨てカートリッジが、ボディ及び/又は平らな剛体カバープレートと、処理液体、試薬あるいはサンプルをギャップの中に供給するための少なくとも1つの貫通穴と、をさらに備える、ギャップを使い捨てカートリッジに提供するステップと、
(b)第1平面に実質的に延在して、電極アレイの個別電極の選択を制御するために、及びエレクトロウェッティングによって第1疎水面の上で液滴を操作するためにこれらの個別電極に個々の電圧パルスを提供するために、下基板によって支持され、ディジタルマイクロ流体システムの中央制御ユニットに接続された複数の個別電極を備える電極アレイをディジタルマイクロ流体システムに提供するステップと、
(c)疎水面が、下層の第1疎水面に対して実質的に平行に且つ間隔をおいて延在するようにギャップを規定するステップと、を備える。
(d)フレキシブルな下層の周辺に沿って使い捨てカートリッジのボディあるいは平らな剛体カバープレートに密封して取り付けられるフレキシブルなフィルムとして下層を提供するステップであって、使い捨てカートリッジが、第1疎水面と第2疎水面との間での特定距離を規定するための、ギャップに位置するスペーサを欠いている、下層を提供するステップと、
(e)ディジタルマイクロ流体システムのベースユニットのカートリッジ収容サイトに使い捨てカートリッジを配置するステップと、
(f)ガスケットによってカートリッジ収容サイトにおいて排気スペースを密封するステップであって、排気スペースが、使い捨てカートリッジのフレキシブルな下層、カートリッジ収容サイトの最上面及びガスケットによって画定されている、密封するステップと、
(g)排気スペースに負圧を確立するステップであって、負圧によって、カートリッジ収容サイトに配置される使い捨てカートリッジのフレキシブルな下層が、カートリッジ収容サイトの最上面の上に引き寄せられるとともに広がる、負圧を確立するステップと、を含むことを特徴としている。
(d)フレキシブルな下層の周辺に沿って使い捨てカートリッジの平らな剛体カバープレートに密封して取り付けられるフレキシブルなフィルムとして下層を提供するステップであって、使い捨てカートリッジが、第1疎水面と第2疎水面との間での特定距離を規定するための、ギャップに位置するスペーサを欠いている、下層を提供するステップと、
(e)カートリッジ収容サイトでの中心配置(centering)フレームの内部に及びディジタルマイクロ流体システムのベースユニットのスペーサ上に使い捨てカートリッジを配置するステップと、
(f)カートリッジ収容サイトでのシーリングの使い捨てカートリッジに圧力を印加するとともに、フレームの第1シール及び第2シールによって排気スペースを密封するステップであって、排気スペースが、使い捨てカートリッジのフレキシブルな下層、カートリッジ収容サイトの最上面及びシールを持ったフレームによって画定されている、圧力を印加するともに密封するステップと、
(g)排気スペースに負圧を確立するステップであって、負圧によって、カートリッジ収容サイトに配置される使い捨てカートリッジのフレキシブルな下層が、カートリッジ収容サイトの最上面の上に引き寄せられるとともに広がる、負圧を確立するステップと、を含むことを特徴としている。
・1つの実施形態によれば、カートリッジの形状、フレキシブルな下層及びこのフレキシブルな下層の下面に印加された負圧とともに、ディジタルマイクロ流体システムのカートリッジ及びPCBの間のガスケットが、ギャップを囲む2つのフィルム間のギャップを規定するのに十分である。
・別の実施形態によれば、カートリッジの形状、フレキシブルな下層、シールを持ったフレーム及びこのフレキシブルな下層の下面に印加された負圧とともに、ディジタルマイクロ流体システムのカートリッジ及びPCBの間のガスケットが、ギャップを囲む2つのフィルム間のギャップを規定するのに十分である。
・この発明の使い捨てカートリッジは、エレクトロウェッティングが起こるギャップを囲む2つの表面間のスペーサを必要としない。
・ガスケットは、使い捨てカートリッジの一部分とすることができるか、あるいはPCBの表面に固定することができる。
・スペーサはPCBの一部分が好適である。
* 図12の左側では、ボディ47がプレート構造として構成される。
* 図12の右側では、ボディ47がフレーム構造として構成される。
両方の場合、使い捨てカートリッジ2のボディ47の下面48が、本質的にフラットである。したがって、第9実施形態として構成された使い捨てカートリッジ2は、下面48、上面49及び少なくとも1つの貫通穴19を持ったボディ47を備える。少なくとも1つの貫通穴19は、ピペットチップ26によってアクセス可能に構成されるピペット操作オリフィス41'''として設計されている。貫通穴19は、処理液体、試薬あるいはサンプルをギャップ6の中にピペット操作することを可能にする。
(a)下面48'と、ローディングサイト41にある少なくとも1つの貫通穴19と、イオンに対して少なくとも透過性のある第2疎水面17"と、を備える平らな剛体カバープレート12と、
(b)液体に対して不透過性であり、且つ、使い捨てカートリッジ2の下層3が電極アレイ9の上に配置されるときディジタルマイクロ流体システム1の電極アレイ9を利用して、液滴23でのサンプルをその上で操作するための作業フィルムとして構成される、第1疎水面17'を持った下層3と、
(c)下層3の第1疎水面17'と剛体カバープレート12の第2疎水面17"との間にあるギャップ6と、を備える。
(a)使い捨てカートリッジ2を占めるように構成される少なくとも1つのカートリッジ収容サイト8を持ったベースユニット7と、
(b)ベースユニット7のカートリッジ収容サイト8にある電極アレイ9であって、電極アレイ9が、下基板11によって支持され、第1平面において実質的に延在して、複数の個別電極10を備える電極アレイ9と、
(c)電極アレイ9の個別電極10の選択を制御するための、及びエレクトロウェッティングによってカートリッジ2のギャップ6内において液滴を操作するためにこれらの個別電極10に個々の電圧パルスを提供するための、中央制御ユニット14と、を備える。
(d)電極アレイ9を貫通し、ベースユニット7のカートリッジ収容サイト8にわたって分布する複数の吸引穴35と、
(e)排気スペース46において負圧を確立するための真空源33と、
(f)吸引穴35を真空源33にリンクする複数の真空ライン34と、をさらに備える。
(a)下層3の第1疎水面17'を、上層4の第2疎水面17"を、及び、第1疎水面17'及び第2疎水面17"の間でのギャップ6を、使い捨てカートリッジ2に提供するステップであって、使い捨てカートリッジ2が、処理液体、試薬あるいはサンプルを保持する少なくとも1つの区画21を持ったボディ47をさらに備え、区画21がその内容物のうちの少なくともいくらかをギャップ6に供給するための貫通穴19を備える、ギャップ6を使い捨てカートリッジ2に提供するステップと、
(b)第1平面において実質的に延在し、下基板11によって支持され、電極アレイ9の個別電極10の選択を制御するための、及びエレクトロウェッティングによって第1疎水面17'の上で液滴23を操作するためにこれらの個別電極10に個々の電圧パルスを提供するための、ディジタルマイクロ流体システム1の中央制御ユニット14に接続された複数の個別電極10を備える電極アレイ9をディジタルマイクロ流体システム1に提供するステップと、
(c) 上層4の疎水面17"が、下層3の第1疎水面17'に対して実質的に平行に且つ間隔をおいて(in a distance)延在するように、ギャップ6を規定するステップと、を備える。
(d)フレキシブルな下層3の周辺40に沿って上層4に対して密封して取り付けられるフレキシブルなフィルムとして下層3を設けるステップであって、使い捨てカートリッジ2が、第1疎水面17'と第2疎水面17"との間での特定距離を規定するための、フレキシブルな下層3と上層4との間にあるスペーサ5を欠いている、下層3を設けるステップと、
(e)ディジタルマイクロ流体システム1のベースユニット7のカートリッジ収容サイト8上に使い捨てカートリッジ2を配置するステップであって、上層4が、少なくとも1つの区画21の下端とギャップ6との間でシールを提供するように構成され、上層4が、処理液体、試薬あるいはサンプルをギャップ6に移すためのローディングサイト41を備える、使い捨てカートリッジ2を配置するステップと、
(f)カートリッジ収容サイト8の周辺45の近くに位置したガスケット36によって排気スペース46をカートリッジ収容サイト8において密封するステップであって、排気スペース46がフレキシブルな下層3、電極アレイ9、下基板11及びガスケット36によって画定されている、排気スペース46を密封するステップと、
(g)排気スペース46において負圧を生成するステップであって、該負圧によって、カートリッジ収容サイト8に配置される使い捨てカートリッジ2のフレキシブルな下層3が、電極の上に引き寄せられるとともに広がる、負圧を生成するステップと、を備えることを特徴とする。
(a)液体に対して不透過性であり、且つ、使い捨てカートリッジ2の下層3が電極アレイ9の上に配置されるときディジタルマイクロ流体システム1の電極アレイ9を利用して、液滴23でのサンプルをその上で操作するための作業フィルムとして構成される、第1疎水面17'を持った下層3と、
(b)下の第2疎水面17"と、上面58と、少なくとも1つの貫通穴19とを持った剛体カバープレート12と、
(c)下層3の第1疎水面17'と剛体カバープレート12の第2疎水面17"との間にあるギャップ6と、を備える。
(a)1つの使い捨てカートリッジ2を占めるように構成される少なくとも1つのカートリッジ収容サイト8を持ったベースユニット7と、
(b)ベースユニット7の少なくとも1つのカートリッジ収容サイト8にある電極アレイ9であって、電極アレイ9が下基板11によって支持され、第1平面において実質的に延在し、複数の個別電極10を備える電極アレイ9と、
(c)電極アレイ9の個別電極10の選択を制御するための、及び、エレクトロウェッティングによってカートリッジ2のギャップ6内において液滴23を操作するための個々の電圧パルスをこれらの個別電極10に提供するための、中央制御ユニット14と、
(d)電極アレイ9における複数の吸引穴35であって、吸引穴35が下基板11の真空スペース50の中にマウントされる吸引穴35と、
(e)排気スペース46において負圧を確立するための真空源33と、
(f)真空スペース50を真空源33にリンクする、複数の真空ライン34(つまり1つ以上の真空ライン34)と、を備える。
この出願は、2013年1月09日に出願された国際出願第PCT/EP2013/050326号の優先権を主張する。国際出願第PCT/EP2013/050326号の全ての内容が、すべての目的に対して明示的な参照によって本願に組み込まれる。
2 使い捨てカートリッジ 33 真空源
3 フレキシブルな下層 34 真空ライン
4 上層 35 吸引穴
5 スペーサ(剛体スペーサ) 36 ガスケット
6 ギャップ(3と4の間のギャップ) 37 クランプ
7 ベースユニット 38 作動要素
8 カートリッジ収容サイト 39 シール(第1タイプ、従順なシール)
9 電極アレイ(PCB) 39' シール(第2タイプ、剛性シール)
10 個別電極 40 3の周辺
11 下基板 41 ローディングサイト
12 カバープレート(剛体カバープレート) 41' 穿孔サイト
13 上基板 41" 毛細管のオリフィス
14 中央制御ユニット 41''' ピペット操作オリフィス
15 導電性材料 42 プランジャー
16 ヒンジ 43 中央の開口
17 疎水面 44 弾性層
17' 第1疎水面 45 8の周辺
17" 第2疎水面 46 排気スペース
18 穿孔設備 47 ボディ
19 貫通穴 48 47の下面
20 穿孔ピペットチップ 48' 12の下面
21 区画 49 47の上面
22 追加の穿孔設備 50 真空スペース
23 液滴 51 吸引チャネル
24 誘電体層 52 8の最上面
25 挿入ガイド(フレーム) 53 油
26 使い捨てのピペットチップ 54 剥離式の保護フィルム
27 穿孔ピン 55 光学的検出装置
28 ピンプレート 56 支持ポスト
29 変位部 57 ねじ穴
30 閉鎖手段(押圧プレート) 58 12の上面
Claims (47)
- フレキシブルな下層(3)の第1疎水面(17')と、少なくとも1つの使い捨てカートリッジ(2)の第2疎水面(17")との間でのギャップ(6)内において液滴でのサンプルを操作するためのディジタルマイクロ流体システム(1)であって、該ディジタルマイクロ流体システム(1)は、
(a)1つの使い捨てカートリッジ(2)を占めるように構成される少なくとも1つのカートリッジ収容サイト(8)を持ったベースユニット(7)と、
(b)前記ベースユニット(7)の前記少なくとも1つのカートリッジ収容サイト(8)にある電極アレイ(9)であって、該電極アレイ(9)が、下基板(11)によって支持され、第1平面において実質的に延在し、複数の個別電極(10)を備える、電極アレイ(9)と、
(c)前記電極アレイ(9)の前記個別電極(10)の選択を制御するための、及び、エレクトロウェッティングによって前記使い捨てカートリッジ(2)の前記ギャップ(6)内において液滴(23)を操作するために、個々の電圧パルスをこれらの個別電極(10)に提供するための、中央制御ユニット(14)と、を備え、
前記ディジタルマイクロ流体システム(1)は、
(d)前記電極アレイ(9)及び/又は前記下基板(11)を貫通し、前記ベースユニット(7)の前記少なくとも1つのカートリッジ収容サイト(8)に位置する複数の吸引穴(35)と、
(e)排気スペース(46)において負圧を確立するための真空源(33)と、
(f)前記吸引穴(35)を前記真空源(33)にリンクする複数の真空ライン(34)と、さらに含み、
ガスケット(36)あるいは複数のシール(39,39')は、前記使い捨てカートリッジ(2)が前記少なくとも1つのカートリッジ収容サイト(8)に位置するとき、前記カートリッジ収容サイト(8)において前記排気スペース(46)を密封して、該排気スペース(46)が、前記使い捨てカートリッジ(2)の前記フレキシブルな下層(3)と、前記カートリッジ収容サイト(8)の最上面(52)と、前記ガスケット(36)あるいは挿入ガイド(25)及び閉鎖手段(30)によって支持される前記シール(39,39')と、によって画定され、
前記排気スペース(46)における負圧によって、前記カートリッジ収容サイト(8)に配置される前記使い捨てカートリッジ(2)の前記フレキシブルな下層(3)が、引き寄せられるとともに前記ディジタルマイクロ流体システム(1)の前記カートリッジ収容サイト(8)の前記最上面(52)に広がることを特徴とする、ディジタルマイクロ流体システム(1)。 - 前記ガスケット(36)が、前記フレキシブルな下層(3)の前記第1疎水面(17')と前記使い捨てカートリッジ(2)の前記第2疎水面(17")との間での前記ギャップ(6)の高さを規定するように寸法構成されることを特徴とする、請求項1に記載のディジタルマイクロ流体システム(1)。
- 前記ディジタルマイクロ流体システム(1)の前記電極アレイ(9)が、前記フレキシブルな下層(3)の前記第1疎水面(17')と前記使い捨てカートリッジ(2)の前記第2疎水面(17")との間での前記ギャップ(6)の高さを規定するように寸法構成される剛体スペーサ(5)を備えることを特徴とする、請求項1のディジタルマイクロ流体システム(1)。
- 前記吸引穴(35)が、前記ディジタルマイクロ流体システム(1)の前記カートリッジ収容サイト(8)の前記最上面(52)に配置される前記吸引チャネル(51)の中に口を開くように構成されることを特徴とする、請求項1に記載のディジタルマイクロ流体システム(1)。
- 前記吸引穴(35)と前記真空ライン(34)との間には、真空スペース(50)が配置され、前記真空スペース(50)が、前記カートリッジ収容サイト(8)で配置されるとともに前記下基板(11)における前記電極アレイ(9)の下に配置され、前記真空スペース(50)が、前記真空ライン(34)の少なくとも1つによって前記ディジタルマイクロ流体システム(1)の前記真空源(33)に接続されることを特徴とする、請求項1に記載のディジタルマイクロ流体システム(1)。
- 前記カートリッジ収容サイト(8)の前記最上面(52)が、前記電極アレイ(9)を覆う誘電体層(24)を備え、該誘電体層(24)が、前記ベースユニット(7)の前記吸引穴(35)のサイトで穴を有することを特徴とする、請求項1に記載のディジタルマイクロ流体システム(1)。
- 前記ガスケット(36)が、前記ディジタルマイクロ流体システム(1)の前記ベースユニット(7)の前記カートリッジ収容サイト(8)の前記電極アレイ(9)に対して永久に固定されることを特徴とする、請求項1に記載のディジタルマイクロ流体システム(1)。
- 前記ガスケット(36)が、前記ディジタルマイクロ流体システム(1)の前記カートリッジ収容サイト(8)の前記電極アレイ(9)を永久に覆う前記誘電体層(24)に対して固定されることを特徴とする、請求項6に記載のディジタルマイクロ流体システム(1)。
- 前記ガスケット(36)が、前記電極アレイ(9)を支持する前記下基板(11)に対して永久に固定され、前記誘電体層(24)が、前記下基板(11)、前記電極アレイ(9)及び前記ガスケット(36)を永久に覆うことを特徴とする、請求項6に記載のディジタルマイクロ流体システム(1)。
- 前記ベースユニット(7)が、前記使い捨てカートリッジ(2)を収容するように寸法構成されたフレームとして構成される挿入ガイド(25)を備えることを特徴とする、請求項1に記載のディジタルマイクロ流体システム(1)。
- 前記ベースユニット(7)が、前記ディジタルマイクロ流体システム(1)の前記電極アレイ(9)の前記剛体スペーサ(5)に対して前記使い捨てカートリッジ(2)を押圧するための押圧プレートとして構成される閉鎖手段(30)を備えることを特徴とする、請求項3に記載のディジタルマイクロ流体システム(1)。
- 前記ベースユニット(7)が、前記ベースユニット(7)の前記カートリッジ収容サイト(8)の所望の位置で前記使い捨てカートリッジ(2)を固定するように構成されるクランプ(37)を備えることを特徴とする、請求項1に記載のディジタルマイクロ流体システム(1)。
- 請求項1に記載のディジタルマイクロ流体システム(1)のカートリッジ収容サイト(8)に挿入するように構成される使い捨てカートリッジ(2)であって、該使い捨てカートリッジ(2)が、
(a)処理液体、試薬あるいはサンプルを保持するように構成された少なくとも1つの区画(21)を持ったボディ(47)であって、前記区画(21)の少なくとも1つがその内容物のうちの少なくともいくらかを供給するための貫通穴(19)を備えるボディ(47)と、
(b)液体に対して不透過性であり、且つ、前記使い捨てカートリッジ(2)のフレキシブルな下層(3)が前記電極アレイ(9)の上に配置されるとき前記ディジタルマイクロ流体システム(1)の前記電極アレイ(9)を利用して、液滴(23)でのサンプルを操作するための作業フィルムとして構成される、第1疎水面(17')を持ったフレキシブルな下層(3)と、
(c)前記使い捨てカートリッジ(2)の前記ボディ(47)の下面(48)に取り付けられるとともに、イオンに対して少なくとも透過性のある、第2疎水面(17")を持った上層(4)と、
(d)前記フレキシブルな下層(3)の前記第1疎水面(17')と前記上層(4)の前記第2疎水面(17")との間に位置するギャップ(6)と、を備え、
前記フレキシブルな下層(3)が、前記上層(4)に密封して取り付けられるか、又は、前記フレキシブルな下層(3)の周辺(40)に沿って前記ボディ(47)に取り付けられるフレキシブルなフィルムとして構成され、前記フレキシブルな下層(3)が、前記ディジタルマイクロ流体システム(1)の前記排気スペース(46)における負圧によって、前記ディジタルマイクロ流体システム(1)の前記カートリッジ収容サイト(8)の前記最上面(52)の上で引き寄せられるとともに広がるように構成され、前記使い捨てカートリッジ(2)が、前記第1疎水面(17')と前記第2疎水面(17")との間での特定距離を規定するための、前記フレキシブルな下層(3)と前記上層(4)との間での前記ギャップ(6)にあるスペーサ(5)を欠いている、使い捨てカートリッジ(2)。 - 前記上層(4)が、少なくとも1つの区画(21)の下端と前記ギャップ(6)との間でシールを提供するように構成され、前記上層(4)が、処理液体、試薬あるいはサンプルを前記ギャップ(6)の中に移すためのローディングサイト(41)を備えることを特徴とする、請求項13に記載の使い捨てカートリッジ(2)。
- 手動で、あるいは前記上層(4)のそれぞれのローディングサイト(41)に対して各区画(21)の内容物を押圧するための作動要素(38)によって、各場合において前記区画(21)内で移動可能に構成される少なくとも1つのプランジャー(42)を備えることを特徴とする、請求項14に記載の使い捨てカートリッジ(2)。
- 前記区画(21)の少なくとも1つを前記上面(49)に対して密封するように構成される弾性層(44)が、前記使い捨てカートリッジ(2)の前記ボディ(47)の上面(49)に対して密封して適用されることを特徴とする、請求項14に記載の使い捨てカートリッジ(2)。
- 前記使い捨てカートリッジ(2)が、前記使い捨てカートリッジ(2)の前記ボディ(47)の前記下面(48)に取り付けられる平らな剛体カバープレート(12)をさらに含み、前記上層(4)が前記剛体カバープレート(12)に取り付けられ、前記剛体カバープレート(12)が、前記上層(4)のローディングサイト(41)に位置する貫通穴(19)を備えることを特徴とする、請求項14に記載の使い捨てカートリッジ(2)。
- 前記使い捨てカートリッジ(2)が、下面(48)を持ったプレート状の構造として構成され、各場合において、前記区画(21)が、穿孔サイト(41')あるいは毛細管のオリフィス(41")で貫通穴(19)によって前記下面(48)とつながることを特徴とする、請求項14に記載の使い捨てカートリッジ(2)。
- 請求項1に記載のディジタルマイクロ流体システム(1)のカートリッジ収容サイト(8)の中に挿入するように構成される使い捨てカートリッジ(2)であって、該使い捨てカートリッジ(2)が、
(a)下面(48)と、上面(49)と、少なくとも1つの貫通穴(19)と、を持ったボディ(47)と、
(b)液体に対して不透過性であり、且つ、前記使い捨てカートリッジ(2)のフレキシブルな下層(3)が電極アレイ(9)の上に配置されるとき前記ディジタルマイクロ流体システム(1)の前記電極アレイ(9)を利用して、液滴(23)でのサンプルを操作するための作業フィルムとして構成される、第1疎水面(17')を持ったフレキシブルな下層(3)と、
(c)前記ボディ(47)の前記下面(48)に取り付けられた導電性材料(15)であって、該導電性材料(15)が、前記ボディ(47)の前記下面(48)に第2疎水面(17")を提供するように構成されている、導電性材料(15)と、
(d)前記フレキシブルな下層(3)の前記第1疎水面(17')と前記導電性材料(15)の前記第2疎水面(17")との間にあるギャップ(6)と、を備え、
前記フレキシブルな下層(3)が、前記フレキシブルな下層(3)の周辺(40)に沿って前記ボディ(47)の前記下面(48)に密封して取り付けられるフレキシブルなフィルムとして構成され、前記フレキシブルな下層(3)が、前記ディジタルマイクロ流体システム(1)の排気スペース(46)における負圧によって、前記ディジタルマイクロ流体システム(1)の前記カートリッジ収容サイト(8)の最上面(52)の上で引き寄せられるとともに広がるように構成され、前記使い捨てカートリッジ(2)が、前記第1疎水面(17')と前記第2疎水面(17")との間での特定距離を規定するための、前記フレキシブルな下層(3)と前記ボディ(47)との間での前記ギャップ(6)にあるスペーサ(5)を欠いていることを特徴とする、使い捨てカートリッジ(2)。 - 請求項1に記載のディジタルマイクロ流体システム(1)のカートリッジ収容サイト(8)の中に挿入するように構成される使い捨てカートリッジ(2)であって、該使い捨てカートリッジ(2)が、
(a)下面(48')と、ローディングサイト(41)にある少なくとも1つの貫通穴(19)と、第2疎水面(17")と、を備える平らな剛体カバープレート(12)と、
(b)液体に対して不透過性であり、且つ、前記使い捨てカートリッジ(2)のフレキシブルな下層(3)が電極アレイ(9)の上に配置されるとき前記ディジタルマイクロ流体システム(1)の電極アレイ(9)を利用して、液滴(23)でのサンプルを操作するための作業フィルムとして構成される、第1疎水面(17')を持ったフレキシブルな下層(3)と、
(c)前記フレキシブルな下層(3)の前記第1疎水面(17')と、前記剛体カバープレート(12)の前記第2疎水面(17")との間にあるギャップ(6)と、を備え、
前記フレキシブルな下層(3)が、前記フレキシブルな下層(3)の周辺(40)に沿って前記剛体カバープレート(12)の前記下面(48')に密封して取り付けられるフレキシブルなフィルムとして構成され、前記フレキシブルな下層(3)が、前記ディジタルマイクロ流体システム(1)の排気スペース(46)における負圧によって、前記ディジタルマイクロ流体システム(1)の前記カートリッジ収容サイト(8)の最上面(52)の上で引き寄せられるとともに広がるように構成され、前記使い捨てカートリッジ(2)が、前記第1疎水面(17')と前記第2疎水面(17")との間での特定距離を規定するための、前記フレキシブルな下層(3)と前記剛体カバープレート(12)の前記第2疎水面(17")との間でのギャップ(6)にあるスペーサ(5)を欠いていることを特徴とする、使い捨てカートリッジ(2)。 - 前記ボディ(47)の、あるいは前記剛体カバープレート(12)の少なくとも1つの貫通穴(19)が、処理液体、試薬あるいはサンプルを前記ギャップ(6)の中に移すためのローディングサイト(41)として構成されることを特徴とする、請求項19に記載の使い捨てカートリッジ(2)。
- 前記ボディ(47)の、あるいは前記剛体カバープレート(12)の少なくとも1つの貫通穴(19)が、処理液体、試薬あるいはサンプルを前記ギャップ(6)の中に移すためのローディングサイト(41)として構成されることを特徴とする、請求項20に記載の使い捨てカートリッジ(2)。
- 前記使い捨てカートリッジ(2)が、前記第2疎水面(17")を提供するとともに、前記使い捨てカートリッジ(2)の前記剛体カバープレート(12)の前記下面(48')に取り付けられる上層(4)を備えることを特徴とする、請求項19に記載の使い捨てカートリッジ(2)。
- 前記使い捨てカートリッジ(2)が、前記第2疎水面(17")を提供するとともに、前記使い捨てカートリッジ(2)の前記剛体カバープレート(12)の前記下面(48')に取り付けられる上層(4)を備えることを特徴とする、請求項20に記載の使い捨てカートリッジ(2)。
- 前記使い捨てカートリッジ(2)が、前記剛体カバープレート(12)の前記下面(48')に取り付けられる導電性材料(15)を備え、該導電性材料(15)が、剛体カバープレート(12)の下面(48')に前記第2疎水面(17")を提供するように構成されていることを特徴とする、請求項19に記載の使い捨てカートリッジ(2)。
- 前記ボディ(47)の前記下面(48)に対して又は前記剛体カバープレート(12)の前記下面(48')に対して取り付けられるとともに、前記フレキシブルな下層(3)の周辺(40)に沿って取り付けられるガスケット(36)をさらに備え、前記使い捨てカートリッジ(2)が前記ディジタルマイクロ流体システム(1)のカートリッジ収容サイト(8)の電極アレイ(9)の上に配置されるとき、前記ディジタルマイクロ流体システム(1)が前記電極アレイ(9)において吸引穴(35)を装備するならば、及び前記フレキシブルな下層(3)が前記吸引穴(35)によって吸引されるならば、前記ガスケット(36)が、前記第1疎水面(17')と前記第2疎水面(17")との間での特定距離を規定することを特徴とする、請求項13に記載の使い捨てカートリッジ(2)。
- 前記ボディ(47)の前記下面(48)に対して又は前記剛体カバープレート(12)の前記下面(48')に対して取り付けられるとともに、前記フレキシブルな下層(3)の周辺(40)に沿って取り付けられるガスケット(36)をさらに備え、前記使い捨てカートリッジ(2)が前記ディジタルマイクロ流体システム(1)のカートリッジ収容サイト(8)の電極アレイ(9)の上に配置されるとき、前記ディジタルマイクロ流体システム(1)が前記電極アレイ(9)において吸引穴(35)を装備するならば、及び前記フレキシブルな下層(3)が前記吸引穴(35)によって吸引されるならば、前記ガスケット(36)が、前記第1疎水面(17')と前記第2疎水面(17")との間での特定距離を規定することを特徴とする、請求項19に記載の使い捨てカートリッジ(2)。
- 前記ボディ(47)の前記下面(48)に対して又は前記剛体カバープレート(12)の前記下面(48')に対して取り付けられるとともに、前記フレキシブルな下層(3)の周辺(40)に沿って取り付けられるガスケット(36)をさらに備え、前記使い捨てカートリッジ(2)が前記ディジタルマイクロ流体システム(1)のカートリッジ収容サイト(8)の電極アレイ(9)の上に配置されるとき、前記ディジタルマイクロ流体システム(1)が前記電極アレイ(9)において吸引穴(35)を装備するならば、及び前記フレキシブルな下層(3)が前記吸引穴(35)によって吸引されるならば、前記ガスケット(36)が、前記第1疎水面(17')と前記第2疎水面(17")との間での特定距離を規定することを特徴とする、請求項20に記載の使い捨てカートリッジ(2)。
- 前記ローディングサイト(41)が、穿孔サイト(41')、毛細管のオリフィス(41")及びピペット操作オリフィス(41''')を含む群から選ばれることを特徴とする、請求項13に記載の使い捨てカートリッジ(2)。
- 前記ローディングサイト(41)が、穿孔サイト(41')、毛細管のオリフィス(41")及びピペット操作オリフィス(41''')を含む群から選ばれることを特徴とする、請求項19に記載の使い捨てカートリッジ(2)。
- 前記ローディングサイト(41)が、穿孔サイト(41')、毛細管のオリフィス(41")及びピペット操作オリフィス(41''')を含む群から選ばれることを特徴とする、請求項20に記載の使い捨てカートリッジ(2)。
- 前記カバープレート(12)の前記下面(48')が、イオンに対して少なくとも透過性のある前記第2疎水面(17")として構成されることを特徴とする、請求項19に記載の使い捨てカートリッジ(2)。
- 前記カバープレート(12)の前記下面(48')が、イオンに対して少なくとも透過性のある前記第2疎水面(17")として構成されることを特徴とする、請求項20に記載の使い捨てカートリッジ(2)。
- 前記フレキシブルな下層(3)が、疎水性材料の単一層として構成されることを特徴とする、請求項13に記載の使い捨てカートリッジ(2)。
- 前記フレキシブルな下層(3)が、疎水性材料の単一層として構成されることを特徴とする、請求項19に記載の使い捨てカートリッジ(2)。
- 前記フレキシブルな下層(3)が、疎水性材料の単一層として構成されることを特徴とする、請求項20に記載の使い捨てカートリッジ(2)。
- 前記フレキシブルな下層(3)が、電気的に非導電性材料である単一層として構成され、前記フレキシブルな下層(3)の上面が疎水面(17)であるように処理されていることを特徴とする、請求項13に記載の使い捨てカートリッジ(2)。
- 前記フレキシブルな下層(3)が、電気的に非導電性材料である単一層として構成され、前記フレキシブルな下層(3)の上面が疎水面(17)であるように処理されていることを特徴とする、請求項19に記載の使い捨てカートリッジ(2)。
- 前記フレキシブルな下層(3)が、電気的に非導電性材料である単一層として構成され、前記フレキシブルな下層(3)の上面が疎水面(17)であるように処理されていることを特徴とする、請求項20に記載の使い捨てカートリッジ(2)。
- 前記フレキシブルな下層(3)が、電気的に非導電性の下層と、疎水性の上層を備えるラミネートとして構成されることを特徴とする、請求項13に記載の使い捨てカートリッジ(2)。
- 前記フレキシブルな下層(3)が、電気的に非導電性の下層と、疎水性の上層を備えるラミネートとして構成されることを特徴とする、請求項19に記載の使い捨てカートリッジ(2)。
- 前記フレキシブルな下層(3)が、電気的に非導電性の下層と、疎水性の上層を備えるラミネートとして構成されることを特徴とする、請求項20に記載の使い捨てカートリッジ(2)。
- 作業フィルムの疎水面(17)に付着する液滴(23)でのサンプルを操作する方法であって、該方法が、
(a)フレキシブルな下層(3)の第1疎水面(17')を、第2疎水面(17")を、及び、前記第1疎水面(17')及び前記第2疎水面(17")の間にあるギャップ(6)を、使い捨てカートリッジ(2)に提供するステップであって、前記使い捨てカートリッジ(2)が、ボディ(47)及び/又は平らな剛体カバープレート(12)と、前記ギャップ(6)に処理液体、試薬あるいはサンプルを供給するための少なくとも1つの貫通穴(19)と、をさらに備える、使い捨てカートリッジ(2)に提供するステップと、
(b)第1平面において実質的に延在し、下基板(11)によって支持されるとともに、電極アレイ(9)の個別電極(10)の選択を制御するための、及びエレクトロウェッティングによって前記第1疎水面(17')の上で前記液滴(23)を操作するための個々の電圧パルスをこれらの個別電極(10)に提供するための、前記ディジタルマイクロ流体システム(1)の中央制御ユニット(14)に接続される複数の個別電極(10)を備える、少なくとも1つの電極アレイ(9)をディジタルマイクロ流体システム(1)に提供するステップと、
(c)前記疎水面(17")が、前記フレキシブルな下層(3)の前記第1疎水面(17')に対して実質的に平行に且つ間隔をおいて延在するように前記ギャップ(6)を規定するステップと、を備え、
該方法は、
(d)前記フレキシブルな下層(3)の周辺(40)に沿って前記使い捨てカートリッジ(2)の前記ボディ(47)に対してあるいは前記平らな剛体カバープレート(12)に対して、密封して取り付けられるフィルムとして前記フレキシブルな下層(3)を設けるステップであって、前記使い捨てカートリッジ(2)が、前記第1疎水面(17')と前記第2疎水面(17")との間での特定距離を規定するための前記ギャップ(6)にあるスペーサ(5)を欠いている、フレキシブルな下層(3)を設けるステップと、
(e)前記ディジタルマイクロ流体システム(1)の前記ベースユニット(7)のカートリッジ収容サイト(8)に前記使い捨てカートリッジ(2)を配置するステップと、
(f)ガスケット(36)あるいは挿入ガイド(25)及び閉鎖手段(30)で支持される複数のシール(39,39')によって、前記カートリッジ収容サイト(8)において排気スペース(46)を密封するステップであって、前記排気スペース(46)が、前記使い捨てカートリッジ(8)の前記フレキシブルな下層(3)と、前記カートリッジ収容サイト(8)の最上面(52)と、前記ガスケット(36)あるいは前記挿入ガイド(25)及び前記閉鎖手段(30)での前記複数のシール(39,39')と、によって画定される、前記排気スペース(46)を密封するステップと、
(g)前記排気スペース(46)において負圧を作り出すステップであって、前記負圧によって、前記カートリッジ収容サイト(8)に配置される前記使い捨てカートリッジ(2)の前記フレキシブルな下層(3)が、前記カートリッジ収容サイト(8)の前記最上面(52)の上に引き寄せられるとともに広がる、負圧を作り出すステップと、を備える方法。 - 前記フレキシブルな下層(3)の前記第1疎水面(17')と前記使い捨てカートリッジ(2)の前記第2疎水面(17")との間でのギャップ(6)の高さを規定するように寸法構成されるガスケット(36)によって、前記ギャップ(6)を規定するステップが実行されることを特徴とする、請求項43に記載の方法。
- 前記フレキシブルな下層(3)の前記第1疎水面(17')と前記使い捨てカートリッジ(2)の前記第2疎水面(17")との間での前記ギャップ(6)の高さを規定するように寸法構成される、前記ディジタルマイクロ流体システム(1)の前記電極アレイ(9)の上にある剛体スペーサ(5)によって、前記ギャップ(6)を規定するステップが実行されることを特徴とする、請求項43に記載の方法。
- 前記排気スペース(46)における前記負圧が真空源(33)によって作り出され、前記真空源(33)が、ディジタルマイクロ流体システム(1)の中央制御ユニット(14)によって制御されるとともに、前記使い捨てカートリッジ(2)の前記フレキシブルな下層(3)を引き寄せるための吸引穴(35)及び/又は真空スペース(50)に複数の真空ライン(34)によってリンクされることを特徴とする、請求項43に記載の方法。
- エレクトロウェッティングによって前記第1疎水面(17')の上で液滴(23)を操作することの後に、及び/又は、これらの液滴(23)のうちのいくつかにおいてサンプルを分析することの後に、前記使い捨てカートリッジ(2)が、前記ディジタルマイクロ流体システム(1)の前記ベースユニット(7)の前記カートリッジ収容サイト(8)から取り出されるとともに廃棄されることを特徴とする、請求項43に記載の方法。
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