JP6526927B1 - 流体蠕動層ポンプ - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2016年4月26日に出願された米国特許出願第62/327,560号の、米国特許法119条(e)項に基づく優先権の恩典を主張し、その内容は全体が参照により本明細書に組み入れられる。
本発明は流体工学技術に関し、より具体的にはマイクロ流路を通る流体の流れの制御のためのマイクロ流体多層蠕動ポンプに関する。
背景情報
マイクロ流体システムは、極少量の液体を用いて化学的および生物学的情報を取得しかつ分析するために重要な価値がある。マイクロ流体システムの使用は、反応の応答時間を向上し、試料の量を最小限にし、かつ試薬および消耗品の消費を低減することができる。揮発性または有害な物質が用いられるかまたは発生する場合には、マイクロ流体工学的な量で反応を実施することはまた、安全性を高めかつ廃棄量を低減する。
[本発明1001]
(a)硬質体であって、そこに配置された第一湾曲スロットを有する、硬質体と、
(b)該硬質体に取り付けられた上面を有する硬質基板であって、該上面に配置された、該第一湾曲スロットの第一端および第二端と整合するように位置付けられた第一入口ポートおよび第一出口ポートを含む、硬質基板と、
(c)該第一湾曲スロット内に配置された、第一面および第二面を有する第一弾性部材であって、該第二面が、該硬質基板と共に第一流路を画定する溝を含む、第一弾性部材と
を含む、マイクロ流体装置。
[本発明1002]
弾性部材が硬質体の湾曲スロットに結合されている、本発明1001のマイクロ流体装置。
[本発明1003]
入口コネクタおよび出口コネクタであって、それぞれが硬質基板の入口ポートおよび出口ポートと各々流体連通している、入口コネクタおよび出口コネクタ
をさらに含む、本発明1001または1002のマイクロ流体装置。
[本発明1004]
入口コネクタおよび出口コネクタが硬質基板の側面上に配置されている、本発明1003のマイクロ流体装置。
[本発明1005]
入口コネクタおよび出口コネクタが硬質基板の互いに異なる側面上に配置されている、本発明1004のマイクロ流体装置。
[本発明1006]
湾曲スロットが硬質体の中心に対して一定の曲率半径を有する、本発明1001〜1005のいずれかのマイクロ流体装置。
[本発明1007]
湾曲スロットが、硬質体の中心に対して増加または減少する漸増性または漸減性の曲率半径を有する、本発明1001〜1005のいずれかのマイクロ流体装置。
[本発明1008]
第一弾性部材の上面が硬質体の上面よりも上方に延在する、本発明1001〜1007のいずれかのマイクロ流体装置。
[本発明1009]
(d)硬質体に配置された、第一湾曲スロットと実質的に平行に位置付けられた1つまたは複数の第二湾曲スロットと、
(e)それぞれ該1つまたは複数の第二湾曲スロット内に配置された、第一面および第二面を有する1つまたは複数の第二弾性部材であって、該1つまたは複数の第二弾性部材のそれぞれの該第二面が、硬質基板と共に1つまたは複数の第二流路を画定する溝を含む、1つまたは複数の第二弾性部材と、
(f)硬質体に配置された、該1つまたは複数の第二湾曲スロットの各々の端と整合するように位置付けられた1つまたは複数の第二入口ポートおよび出口ポートと
をさらに含む、本発明1001〜1008のいずれかのマイクロ流体装置。
[本発明1010]
(a)上面および底面を有する硬質基板であって、これを貫通して配置された開口部を含む、硬質基板と、
(b)該開口部の内面の一部内に形成された第一溝と、
(c)該第一溝の第一端および第二端に形成された第一入口ポートおよび第一出口ポートと、
(d)該開口部に固定して取り付けられたカラーであって、その内面内に形成された、該開口部の該第一溝と整合するように位置付けられた第一湾曲スロットを含む、カラーと、
(e)該第一湾曲スロット内に配置された、該開口部の該第一溝と共に第一流路を形成するように構成された第一弾性部材と
を含む、マイクロ流体装置。
[本発明1011]
入口コネクタおよび出口コネクタであって、それぞれが第一溝の第一入口ポートおよび第一出口ポートと各々流体連通している、入口コネクタおよび出口コネクタ
をさらに含む、本発明1010のマイクロ流体装置。
[本発明1012]
入口コネクタおよび出口コネクタが硬質基板の側面上に配置されている、本発明1011のマイクロ流体装置。
[本発明1013]
入口コネクタおよび出口コネクタが硬質基板の互いに異なる側面上に配置されている、本発明1012のマイクロ流体装置。
[本発明1014]
入口コネクタおよび出口コネクタが硬質基板の上面または底面上に配置されている、本発明1011のマイクロ流体装置。
[本発明1015]
第一弾性部材がカラーの第一湾曲スロットに結合されている、本発明1010〜1014のいずれかのマイクロ流体装置。
[本発明1016]
カラーが、開口部から離れる方向に延在する、硬質基板の上面に形成された環状リング内に嵌合するように構成されたフランジを含む、本発明1010〜1015のいずれかのマイクロ流体装置。
[本発明1017]
カラーの上面が硬質基板の上面よりも上方に延在する、本発明1010〜1016のいずれかのマイクロ流体装置。
[本発明1018]
第一溝が、硬質基板の上面または底面に隣接する内面の縁に位置付けられている、本発明1010〜1017のいずれかのマイクロ流体装置。
[本発明1019]
(f)開口部の内面の一部内に形成された、第一溝と実質的に平行に位置付けられた1つまたは複数の第二溝と、
(g)該1つまたは複数の第二溝の第一端および第二端にそれぞれ形成された1つまたは複数の第二入口ポートおよび第二出口ポートと、
(h)それぞれが該開口部の該1つまたは複数の第二溝のそれぞれと整合するように位置付けられた、カラーの内面内に形成された1つまたは複数の第二湾曲スロットと、
(i)それぞれが該1つまたは複数の第二湾曲スロットのそれぞれの内部に配置された、該開口部の該1つまたは複数の第二溝と共に1つまたは複数の第二流路を形成するように構成された1つまたは複数の第二弾性部材と
をさらに含む、本発明1010〜1018のいずれかのマイクロ流体装置。
[本発明1020]
1つまたは複数の、本発明1001〜1009のいずれかのマイクロ流体装置と、
回転可能なアクチュエータであって、該アクチュエータが回転し湾曲スロットに沿って圧縮を移動させているときに、流路を実質的に変形させることなく弾性部材の上面の一部を該流路内へと圧縮するように構成された、回転可能なアクチュエータと
を含む、ポンプ。
[本発明1021]
1〜8個のマイクロ流体装置を含む、本発明1020のポンプ。
[本発明1022]
1個のマイクロ流体装置を含む、本発明1021のポンプ。
[本発明1023]
3個のマイクロ流体装置を含む、本発明1021のポンプ。
[本発明1024]
マイクロ流体分析器と流体連通するように配置された、本発明1020〜1023のいずれかのポンプ。
[本発明1025]
マイクロ流体分析器が、少なくとも1つの標的を含むと疑われる液体試料を受け取るように構成された少なくとも1つのマイクロ流路を含み、該マイクロ流路が、該少なくとも1つの標的の存在を決定する際に使用するための少なくとも1つの試薬を含む、本発明1024のポンプ。
[本発明1026]
1つまたは複数の、本発明1010〜1019のいずれかのマイクロ流体装置と、
回転可能なアクチュエータであって、開口部に挿入されるように、および該アクチュエータが回転し湾曲スロットに沿って圧縮を移動させているときに流路を実質的に変形させることなく第一弾性部材の表面の一部を該流路内へと圧縮するように構成された、回転可能なアクチュエータと
を含む、ポンプ。
[本発明1027]
1〜8個のマイクロ流体装置を含む、本発明1026のポンプ。
[本発明1028]
1個のマイクロ流体装置を含む、本発明1027のポンプ。
[本発明1029]
3個のマイクロ流体装置を含む、本発明1027のポンプ。
[本発明1030]
マイクロ流体分析器と流体連通するように配置された、本発明1026〜1029のいずれかのポンプ。
[本発明1031]
マイクロ流体分析器が、少なくとも1つの標的を含むと疑われる液体試料を受け取るように構成された少なくとも1つのマイクロ流路を含み、該マイクロ流路が、該少なくとも1つの標的の存在を決定する際に使用するための少なくとも1つの試薬を含む、本発明1030のポンプ。
使い捨てアッセイ装置用の器機内での試料の取り扱いのための安価で高精度でかつ低流量の手段を提供するために、マイクロ流体ポンプおよび該ポンプを含む装置が開発された。有利なことに、ポンプ内の流体の流れの速度は、非常に低い流量であっても本質的に一定である。
Claims (31)
- (a)硬質体であって、そこに配置された第一湾曲スロットを有する、硬質体と、
(b)該硬質体に取り付けられた上面を有する硬質基板であって、該上面に配置された、該第一湾曲スロットの第一端および第二端と整合するように位置付けられた第一入口ポートおよび第一出口ポートを含む、硬質基板と、
(c)該第一湾曲スロット内に配置された、第一面および第二面を有する第一弾性部材であって、該第二面が、該硬質基板と共に第一流路を画定する溝を含む、第一弾性部材と
を含む、マイクロ流体装置。 - 第一弾性部材が硬質体の湾曲スロットに結合されている、請求項1記載のマイクロ流体装置。
- 入口コネクタおよび出口コネクタであって、それぞれが硬質基板の入口ポートおよび出口ポートと各々流体連通している、入口コネクタおよび出口コネクタ
をさらに含む、請求項1記載のマイクロ流体装置。 - 入口コネクタおよび出口コネクタが硬質基板の側面上に配置されている、請求項3記載のマイクロ流体装置。
- 入口コネクタおよび出口コネクタが硬質基板の互いに異なる側面上に配置されている、請求項4記載のマイクロ流体装置。
- 湾曲スロットが硬質体の中心に対して一定の曲率半径を有する、請求項1記載のマイクロ流体装置。
- 湾曲スロットが、硬質体の中心に対して増加または減少する漸増性または漸減性の曲率半径を有する、請求項1記載のマイクロ流体装置。
- 第一弾性部材の上面が硬質体の上面よりも上方に延在する、請求項1記載のマイクロ流体装置。
- (d)硬質体に配置された、第一湾曲スロットと実質的に平行に位置付けられた1つまたは複数の第二湾曲スロットと、
(e)それぞれ該1つまたは複数の第二湾曲スロット内に配置された、第一面および第二面を有する1つまたは複数の第二弾性部材であって、該1つまたは複数の第二弾性部材のそれぞれの該第二面が、硬質基板と共に1つまたは複数の第二流路を画定する溝を含む、1つまたは複数の第二弾性部材と、
(f)硬質体に配置された、該1つまたは複数の第二湾曲スロットの各々の端と整合するように位置付けられた1つまたは複数の第二入口ポートおよび出口ポートと
をさらに含む、請求項1記載のマイクロ流体装置。 - (a)上面および底面を有する硬質基板であって、これを貫通して配置された開口部を含む、硬質基板と、
(b)該開口部の内面の一部内に形成された第一溝と、
(c)該第一溝の第一端および第二端に形成された第一入口ポートおよび第一出口ポートと、
(d)該開口部に固定して取り付けられたカラーであって、その内面内に形成された、該開口部の該第一溝と整合するように位置付けられた第一湾曲スロットを含む、カラーと、
(e)該第一湾曲スロット内に配置された、該開口部の該第一溝と共に第一流路を形成するように構成された第一弾性部材と
を含む、マイクロ流体装置。 - 入口コネクタおよび出口コネクタであって、それぞれが第一溝の第一入口ポートおよび第一出口ポートと各々流体連通している、入口コネクタおよび出口コネクタ
をさらに含む、請求項10記載のマイクロ流体装置。 - 入口コネクタおよび出口コネクタが硬質基板の側面上に配置されている、請求項11記載のマイクロ流体装置。
- 入口コネクタおよび出口コネクタが硬質基板の互いに異なる側面上に配置されている、請求項12記載のマイクロ流体装置。
- 入口コネクタおよび出口コネクタが硬質基板の上面または底面上に配置されている、請求項11記載のマイクロ流体装置。
- 第一弾性部材がカラーの第一湾曲スロットに結合されている、請求項10記載のマイクロ流体装置。
- カラーが、開口部から離れる方向に延在する、硬質基板の上面に形成された環状リング内に嵌合するように構成されたフランジを含む、請求項10記載のマイクロ流体装置。
- カラーの上面が硬質基板の上面よりも上方に延在する、請求項10記載のマイクロ流体装置。
- 第一溝が、硬質基板の上面または底面に隣接する内面の縁に位置付けられている、請求項10記載のマイクロ流体装置。
- (f)開口部の内面の一部内に形成された、第一溝と実質的に平行に位置付けられた1つまたは複数の第二溝と、
(g)該1つまたは複数の第二溝の第一端および第二端にそれぞれ形成された1つまたは複数の第二入口ポートおよび第二出口ポートと、
(h)それぞれが該開口部の該1つまたは複数の第二溝のそれぞれと整合するように位置付けられた、カラーの内面内に形成された1つまたは複数の第二湾曲スロットと、
(i)それぞれが該1つまたは複数の第二湾曲スロットのそれぞれの内部に配置された、該開口部の該1つまたは複数の第二溝と共に1つまたは複数の第二流路を形成するように構成された1つまたは複数の第二弾性部材と
をさらに含む、請求項10記載のマイクロ流体装置。 - 1つまたは複数の、請求項1記載のマイクロ流体装置と、
回転可能なアクチュエータであって、該アクチュエータが回転し湾曲スロットに沿って圧縮を移動させているときに、流路を実質的に変形させることなく弾性部材の上面の一部を該流路内へと圧縮するように構成された、回転可能なアクチュエータと
を含む、ポンプ。 - 1〜8個のマイクロ流体装置を含む、請求項20記載のポンプ。
- 1個のマイクロ流体装置を含む、請求項21記載のポンプ。
- 3個のマイクロ流体装置を含む、請求項21記載のポンプ。
- マイクロ流体分析器と流体連通するように配置された、請求項20記載のポンプ。
- マイクロ流体分析器が、少なくとも1つの標的を含むと疑われる液体試料を受け取るように構成された少なくとも1つのマイクロ流路を含み、該マイクロ流路が、該少なくとも1つの標的の存在を決定する際に使用するための少なくとも1つの試薬を含む、請求項24記載のポンプ。
- 1つまたは複数の、請求項10記載のマイクロ流体装置と、
回転可能なアクチュエータであって、開口部に挿入されるように、および該アクチュエータが回転し湾曲スロットに沿って圧縮を移動させているときに流路を実質的に変形させることなく第一弾性部材の表面の一部を該流路内へと圧縮するように構成された、回転可能なアクチュエータと
を含む、ポンプ。 - 1〜8個のマイクロ流体装置を含む、請求項26記載のポンプ。
- 1個のマイクロ流体装置を含む、請求項27記載のポンプ。
- 3個のマイクロ流体装置を含む、請求項27記載のポンプ。
- マイクロ流体分析器と流体連通するように配置された、請求項26記載のポンプ。
- マイクロ流体分析器が、少なくとも1つの標的を含むと疑われる液体試料を受け取るように構成された少なくとも1つのマイクロ流路を含み、該マイクロ流路が、該少なくとも1つの標的の存在を決定する際に使用するための少なくとも1つの試薬を含む、請求項30記載のポンプ。
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