JP6563914B2 - 微小物体の選択された群を微少流体デバイスから搬出すること - Google Patents
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Description
生物科学および関連分野において、選択された要素を微少流体デバイスから搬出することは有用であり得る。本発明のいくつかの態様は、微少流体デバイス中の特定の保持用囲い(holding pen)中の微小物体の群を選択するための、および、微少流体デバイスから選択された群を搬出するための装置ならびに処理を含む。
いくつかの態様において、本発明は、微小物体を微少流体デバイスから搬出する処理を提供する。処理は、微少流体デバイスの包囲体(enclosure)の内側に置かれている保持用囲い中に置かれている微小物体の群を選択することを含み得る。保持用囲いは、包囲体の内側に置かれている複数の保持用囲いのうちの1つであり得る。処理は、選択された微小物体の群を包囲体の内側にあるステージングエリアへ移動させること、および、選択された微小物体の群を、該ステージングエリアから、包囲体中の通路を経て、該包囲体の外側にある場所へ搬出することをさらに含み得る。ある態様において、包囲体中の各保持用囲いは、複数の微小物体を保持するように構成された単離領域を含む。ある態様において、微小物体の群を移動させることは、微小物体の群を、微少流体デバイス内に配置されている他の全ての微小物体から単離することを含む。
本明細書は、本発明の例示態様および適用を記載する。しかしながら、本発明は、これらの例示態様および適用に、あるいは、例示態様および適用が動作するかまたは本明細書に記載されるやり方に限定されない。また、図は、簡略化されたかまたは部分的な図を示してもよく、図中の要素の寸法は、明確化のため、大きく見せてもよいし、またはそうでなければ、釣り合いが取れていなくてもよい。加えて、用語「の上にある(on)」、「に付着されている(attached to)」または「とカップリングされている(coupled to)」が本明細書に使用されるとき、1つの要素(例えば材料、層、基板など)は、1つの要素が直接、他の要素の上に、それに付着されているか、または、それとカップリングされているか否かにかかわらず、あるいは、1以上の介在要素が一方の要素と他方の要素との間にあるか否かにかかわらず、別の要素「の上にある」か、それ「に付着されている」か、または、それ「とカップリングされてい」てもよい。提供される場合、方向(例えば、上へ(above)、下へ(below)、上端(top)、下端(bottom)、横へ(side)、上方へ(up)、下方へ(down)、下へ(under)、上へ(over)、上方へ(upper)、下方へ(lower)、水平の(horizontal)、垂直の(vertical)、「x」、「y」、「z」など)もまた相対的なものであって、説明および検討を容易にするため例を用いて単に提供されるものであり、限定する目的はない。加えて、要素の一覧(例えば要素a、b、c)を参照する場合、かかる参照は、載せられた要素のいずれか1つそれ自体、載せられた要素の全部より少ないものからなるいずれかの組み合わせ、および/または、載せられた要素の全部からなる組み合わせを含むことを意図する。
Claims (40)
- 微少流体デバイスから、微小物体を搬出する処理であって、該微少流体デバイスが、
基板および該基板に配置されている微少流体構造物を含む包囲体、ここで、該包囲体が、液体媒体を含有するように構成された流れ領域を定義し、該包囲体が、入口および出口を含み、各々が該液体媒体を投入することとそれを該流れ領域から除去することとの夫々のために該流れ領域に関連し、該出口が、該包囲体を経る通路を提供する;
該包囲体の内側に配置されているチャネルを含む該流れ領域、ここで該チャネルが、該チャネルに通じて開かれている複数の保持用囲いを有し、該複数の各保持用囲いが、接続領域および単離領域を含み、ここで、該単離領域が、
微小物体の群を保持するように;
微小物体の群を、該複数の保持用囲いの他の保持用囲い中の微小物体から単離するように;および、
該保持用囲いと該チャネルとの間の栄養物と廃棄物との交換が拡散によって生じるように限定するように、構成される;
該流れ領域の内表面にDEP電極を含む、第1電極、第2電極、および電極起動基板、
を含み、ここで、該処理が、
該微少流体デバイスの包囲体内のチャネルを経て液体媒体を流すこと;
該チャネルにおける該液体媒体の流れを止めること;
複数の保持用囲いのうち1つの保持用囲いに置かれている微小物体の群を選択すること、ここで、該複数の保持用囲いの各々が、該微少流体デバイスの該包囲体の内側にある該チャネルへ開いている;
該微小物体の選択された群を、該チャネルへ移動させること;および、
該チャネルにおける該媒体の流れを再開することによって、該微小物体の選択された群を搬出すること、ここで、該液体媒体の該流れが、該包囲体における通路を経て、および搬出デバイス中へ、該微小物体の選択された群を該出口へ運ぶ、
を含む、前記処理。 - 選択された群の各微小物体が、生体細胞である、請求項1に記載の処理。
- 選択された群が、単一の生体細胞である、請求項2に記載の処理。
- 選択された群が、生体細胞のクローン集団である、請求項2に記載の処理。
- 選択することが、微小物体の群が特定の活性または物理的な特徴を有することを決定することを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の処理。
- 微小物体の群を選択すること、および、該選択された群を移動させることが、該微小物体の選択された群を捕まえるパターンにおいてDEP電極を起動することを含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の処理。
- 微小物体の選択された群を移動させることが、該選択された群を、チャネルに置かれているステージングエリアへ移動させることをさらに含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の処理。
- 搬出することが、搬出デバイスの近位端の開口を、包囲体中の通路の上に配置されている搬出インタフェースの中へ挿入することをさらに含み、それによって、該搬出デバイスの近位端での開口が、該通路を引き込むように設置される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の処理。
- 搬出インタフェースが、通路の上に配置されおよびそれを覆う自動閉鎖カバーを含み;ならびに、
挿入することが、該カバー中の割れ目に対し、搬出デバイスの近位端を押し付けることによって、該カバーを開口すること、および、該搬出デバイスの該近位端を、該通路を引き込むように移動させることを含む、
請求項8に記載の処理。 - 搬出インタフェースが、通路の上に配置されおよびそれを覆う自己回復カバーを含み;ならびに、
挿入することが、搬出デバイスの近位端で該カバーを貫通すること、および、該搬出デバイスの近位端を、該通路に近接するように位置付けることを含む、
請求項8に記載の処理。 - 微小物体の選択された群が、1μL以下の体積を有する媒体中または他の溶液中に搬出される、請求項1〜10のいずれか一項に記載の処理。
- 搬出することの後に、選択された群のうち搬出されなかった微小物体のいずれについても、ステージングエリアおよび/または搬出デバイスを調べることをさらに含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載の処理。
- 搬出することの後に、選択された群のうち搬出されなかった微小物体のいずれについても、搬出インタフェースを調べることをさらに含む、請求項8〜12のいずれか一項に記載の処理。
- 微小物体のうち搬出されなかったいずれのものも、ステージングエリア、搬出デバイスおよび/または搬出インタフェースから除去することをさらに含む、請求項12または13に記載の処理。
- 包囲体中の通路が、該包囲体中の第2通路であり、および、ステージングエリアの第2端に近接するように配置されており、
移動させることが、選択された群を、該ステージングエリアの該第2端とその逆側にある第1端との間の該ステージングエリアの中間部分へ移動させることを含み、ならびに、
搬出することが、
第1搬出デバイスから、該包囲体中の第1通路を経て、該ステージングエリアの該第1端の方へ液体を流すこと、およびそれによって、該ステージングエリアの該第1端から該ステージングエリアの該第2端への流れが発生すること、ならびに、
該選択された群の該微小物体を、該ステージングエリアの該第2端から、該包囲体中の該第2通路を経て、該第2通路に近接して配置されている第2搬出デバイスの近位端での開口の中へ引き出すこと
を含む、請求項7に記載の処理。 - 微小物体の選択された群が、約1マイクロリットル〜約5マイクロリットルの液体媒体の体積において搬出される、請求項1〜15のいずれか一項に記載の処理。
- 生体細胞が、免疫細胞、がん細胞、形質転換された細胞、または幹細胞である、請求項2〜16のいずれか一項に記載の処理。
- 生体細胞が、胚、卵母細胞、または精子である、請求項2〜16のいずれか一項に記載の処理。
- パターンにされた光を流れ領域の内表面上へ向けることによって、DEP電極が起動する、請求項6に記載の処理。
- 包囲体、搬出インタフェース、および/または搬出デバイスに置かれている微小物体のうち搬出されなかったいずれのものも除外することをさらに含む、請求項1〜19のいずれか一項に記載の処理。
- 搬出することが、液体媒体の先導する体積を処分することを含む、請求項1〜20のいずれか一項に記載の処理。
- 微少流体デバイスが、通路への開口を含む包囲体上に配置されている搬出インタフェースをさらに含み、ここで該搬出インタフェースが、搬出デバイスの第1端中の開口が、該包囲体を経て該通路を引き込むように位置付けられるように、該搬出デバイスとつなぎ合わせられるように構成されている、請求項1〜21のいずれか一項に記載の処理。
- 基板および該基板に配置されている微少流体構造物を含む包囲体、ここで、該包囲体が、液体媒体を含有するように構成された流れ領域を定義し、ここで該包囲体が、入口および出口を含み、各々が該液体媒体を投入することとそれを該流れ領域から除去することとの夫々のために該流れ領域に関連し、該出口が、該包囲体を経る通路を提供する;
ここで、該流れ領域が、該包囲体の内側に配置されているチャネルを含み、ここで該チャネルが、該チャネルに通じて開かれている保持用囲いを複数有しており、該複数の保持用囲いの各々が、接続領域および単離領域を含み、ここで、該単離領域が、
微小物体の群を保持するように;
微小物体の群を、該複数の保持用囲いの他の保持用囲い中の微小物体から単離するように;および、
該保持用囲いと該チャネルとの間の栄養物と廃棄物との交換が拡散によって生じるように限定するように、構成されている;
該流れ領域の内表面にDEP電極を含む、第1電極、第2電極、および電極起動基板;ならびに、
該通路への開口を含む該包囲体上に配置されている搬出インタフェース、ここで該搬出インタフェースが、搬出デバイスの第1端中の開口が、該包囲体を経て該通路を引き込むように位置付けられるように、該搬出デバイスとつなぎ合わせられるように構成されている、
を含む、微少流体装置。 - 包囲体が、少なくとも1つのステージングエリアを含む、請求項23に記載の装置。
- 少なくとも1つのステージングエリアが、包囲体を経る通路に近接して置かれている、請求項24に記載の装置。
- 少なくとも1つのステージングエリアが、チャネル中に置かれている、請求項24に記載の装置。
- 包囲体が、複数のステージングエリアを含む、請求項24に記載の装置。
- 搬出インタフェースが、包囲体を経る通路を全体的に覆うカバーを含む、請求項23〜27のいずれか一項に記載の装置。
- カバーが、該カバーを一続きの弁に分ける割れ目を含み、
該弁が、互いに接触するように偏られ、それによって、包囲体を経る通路が全体的に覆われ、および、
該弁が、該割れ目に対し押し付けられている搬出デバイスの第1端の力に応答して、該搬出デバイスの該第1端を受け入れるための開口を形成するよう離れていくのに充分な可撓性がある、
請求項28に記載の装置。 - カバーが、自己回復材料を含み、該材料が、搬出デバイスによって貫通され得ひいては該搬出デバイスを受け入れるための穴を形成し得るが、自己回復し、およびそれによって、該搬出デバイスが該材料から除去されるとき該穴を閉鎖する、請求項28に記載の装置。
- 各保持用囲いが、複数のステージングエリアの1つのステージングエリアを含む、請求項27に記載の装置。
- 搬出インタフェースが、搬出デバイスによって取り外し可能または破ることが可能であるカバーを含む、請求項23に記載の装置。
- 搬出デバイスが、約50ミクロン〜約300ミクロンの直径を有する内部通路を定義する管状ハウジングを含む、請求項23〜32のいずれか一項に記載の装置。
- 微少流体構造物がカバーを含む、請求項23〜33のいずれか一項に記載の装置。
- 第1電極が、カバーの一部であり、第2電極および電極起動基板が、基板の一部であり、および、流れ領域が、該カバーと該基板との間にある、請求項23〜34のいずれか一項に記載の装置。
- 電極起動基板が、光伝導材料の層を含む、請求項23〜35のいずれか一項に記載の装置。
- 電極起動基板が、半導体集積回路を形成する複数のドープ層、電気絶縁層、および導電層を含む半導体材料を含む、請求項23〜35のいずれか一項に記載の装置。
- 電極起動基板が、光トランジスタの配列を含む、請求項23〜35または37のいずれか一項に記載の装置。
- 流れ領域が、複数の相互接続されたチャネルおよびチャンバーを含む、請求項23〜38のいずれか一項に記載の装置。
- 複数の各保持用囲いが、物理的障壁によって定義される、請求項23〜39のいずれか一項に記載の装置。
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