JP6931434B2 - 灌流マニホールドアセンブリ - Google Patents

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オーガンオンチップチップマイクロ流体デバイス等のマイクロ流体デバイスの灌流を可能にする灌流マニホールドアセンブリが考慮され、灌流マニホールドアセンブリは、体内の器官の中の細胞または器官の少なくとも１つの機能を模倣する細胞を備え、その細胞は、該アセンブリと取り外し可能に連結されており、それによって、流体は、随意に、管類を用いることなく、制御可能な流量で流体リザーバからマイクロ流体デバイスのポートに進入する。液滴間接続方式が、マイクロ流体デバイスを流体源または別のマイクロ流体デバイスと流体連通させる（マイクロ流体デバイスを灌流マニホールドアセンブリと流体連通させることを含むがそれに限定されない）ための一実施形態として考慮される。
２次元（２Ｄ）単層細胞培養システムが、生物学的研究において長年使用されてきた。最も一般的な細胞培養プラットフォームは、ペトリ皿またはフラスコの中の２次元（２Ｄ）単層細胞培養である。そのような２Ｄ生体外モデルは、動物モデルよりも安価であり、（例えば、創薬および開発において）細胞生理学の系統的で再現可能な定量的研究につながるが、生体内系への生体外研究から読み出される情報の生理学的関連性は、多くの場合、疑問の余地がある。現在、３次元（３Ｄ）細胞培養マトリクスは２Ｄ単層細胞培養で観察されない多くの生物学的関連機能を促進することが、広く容認されている。別の言い方をすれば、２Ｄ細胞培養システムは、生体内の生体組織の構造、機能、生理学を正確に概括しない。
米国特許第８，６４７，８６１号（特許文献１）は、ある流量で培養流体にさらされるマイクロチャネル内の膜上に生細胞を備えているマイクロ流体「オーガンオンチップ」デバイスを説明する。静的２Ｄ培養と対照的に、マイクロチャネルは、生体外研究中、細胞培養の全体を通して細胞培地の灌流を可能にし、したがって、より生体内のような物理的環境を提供する。簡単に言えば、入口ポートは、細胞装填マイクロ流体チャネルまたはチャンバの中への細胞培地の注入を可能にし、したがって、栄養素および酸素を細胞に送達する。そして、出口ポートが、残りの培地ならびに有害な代謝副産物の退出を可能にする。
そのようなマイクロ流体デバイスは、従来の静的組織培養モデルと比べた改良であるが、これらのデバイスの小さいサイズ、規模、およびインターフェースは、流体の取り扱いを困難にする。必要とされるものは、流体圧力が所望の流体剪断応力を生細胞に加える流量を生成する様式で、これらのデバイスの灌流を制御する方法である。理想的には、解決策は、単純なユーザワークフローを提供するべきである。
米国特許第８，６４７，８６１号明細書
本発明は、別個に、および組み合わせで、いくつかのデバイスを考慮する。本発明は、体内の器官の少なくとも１つの機能を模倣する細胞を備え、随意に、管類を用いることなく、灌流と、随意に、マイクロ流体デバイスの機械的作動とを可能にする、「オーガンオンチップ」マイクロ流体デバイス（もしくは単純に「マイクロ流体チップ」）等の１つ以上のマイクロ流体デバイスを保持する灌流マニホールドアセンブリ（構成要素を処分する任意の要件または意図があるかどうかにかかわらず、カートリッジ、ポッド、もしくは灌流使い捨て用品とも呼ばれる）を考慮する。本発明は、灌流マニホールドアセンブリのいくつかの実施形態を考慮する。しかしながら、本発明がこれらの実施形態に限定されることは、意図されない。例えば、本発明は、（以下で議論されるように）異なる実施形態からの特徴を組み合わせることを考慮する。加えて、本発明は、（以下で議論されるように）実施形態から特徴を除去することを考慮する。さらに、本発明は、（以下で議論されるように）実施形態における特徴を置き換えることを考慮する。
随意に、体内の器官の少なくとも１つの機能を模倣する細胞を備えている、オーガンオンチップマイクロ流体デバイス等の１つ以上のマイクロ流体デバイスの灌流と機械的作動とを可能にする、培養モジュールが考慮される。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、上部チャネルと、底部チャネルと、該上部および底部チャネルの少なくとも一部を分離する膜とを備えている。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、膜の上、および／またはチャネルの中もしくは上に細胞を備えている。一実施形態では、培養モジュールは、随意に、灌流使い捨て用品と接触して保持され、流体が、随意に、管類を用いることなく、制御可能な流量で流体リザーバからマイクロ流体デバイスのポートに進入するように、該アセンブリと取り外し可能に連結される、体内の器官の中の細胞または器官の少なくとも１つの機能を模倣する細胞を備えている、「オーガンオンチップ」マイクロ流体デバイス等のマイクロ流体デバイスの灌流を可能にする圧力マニホールドを備えている。灌流使い捨て用品は、培養モジュールと別個に使用されることができ、マイクロ流体デバイスまたはチップは、灌流使い捨て用品と別個に使用されることができる。一実施形態では、本発明は、マイクロ流体デバイスと篏合されていないときにガス漏出を防止することができる統合弁を用いて、１つ以上のマイクロ流体デバイス（本明細書に説明される灌流マニホールドアセンブリ実施形態のうちのいずれか１つ等）と篏合するように構成される（移動または非移動）圧力マニホールドを考慮する。
液滴間接続方式が、マイクロ流体デバイスを灌流使い捨て用品と流体連通させることを含むが、それに限定されない、マイクロ流体デバイスを流体源または別のマイクロ流体デバイスと流体連通させるための一実施形態として考慮される。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、上部チャネルと、底部チャネルと、該上部および底部チャネルの少なくとも一部を分離する膜とを備えている。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、膜の上、および／またはチャネルの中もしくは上に細胞を備えている。
灌流使い捨て用品または灌流マニホールドアセンブリ（もしくは他のマイクロ流体デバイス）内の１つ以上のリザーバの加圧を可能にする圧力蓋であって、内側の要素（例えば、リザーバ）への改良されたアクセスを可能にするように、移動可能である、もしくは該灌流使い捨て用品または他のマイクロ流体デバイスに除去可能に取り付けられる圧力蓋が考慮される。圧力蓋は、灌流使い捨て用品から除去されることができ、灌流使い捨て用品は、蓋を用いることなく使用されることができる。一実施形態では、灌流使い捨て用品は、マイクロ流体チップを備え、チップは、上部チャネルと、底部チャネルと、該上部および底部チャネルの少なくとも一部を分離する膜とを備えている。一実施形態では、マイクロ流体チップは、膜の上、および／またはチャネルの中もしくは上に細胞を備えている。
一般的な圧力レギュレータの制限にもかかわらず、（細胞を灌流させながら）流量の制御を可能にするように、圧力制御のための方法が考慮される。培養モジュールの圧力コントローラ（またはアクチュエータ）を常時「オン」（もしくは１つの設定点）にさせるのではなく、一実施形態では、それらは、あるパターンで「オン」および「オフ」に（もしくは２つ以上の設定点の間で）切り替えられる。故に、切り替ええパターンは、（マイクロ流体デバイスもしくはチップを含む）係合した灌流使い捨て用品の１つ以上のリザーバの中の液体に作用する圧力の平均値が、所望の値に対応するように、選択され得る。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、上部チャネルと、底部チャネルと、該上部および底部チャネルの少なくとも一部を分離する膜とを備えている。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、膜の上、および／またはチャネルの中もしくは上に細胞を備えている。
一実施形態では、灌流マニホールドアセンブリは、ｉｉ）１つ以上の流体リザーバの最上部としての役割を果たすように構成される、ｉ）カバーもしくは蓋と、ｉｉｉ）該流体リザーバの下のキャッピング層と、ｉｖ）該流体リザーバの下にあり、それと流体連通する流体バックプレーンであって、抵抗器を備えている、流体バックプレーンと、ｖ）（マイクロ流体デバイスもしくはマイクロ流体デバイスを含むキャリアに係合するための）突出部材またはスカートとを備えている。上記のように、カバーまたは蓋は、除去されることができ、灌流マニホールドアセンブリは、依然として使用されることができる。一実施形態では、アセンブリはさらに、流体バックプレーンの底部に位置付けられる流体ポートを備えている。一実施形態では、キャッピング層は、流体バックプレーンにふたをする。いかなる特定の機構の理論によっても拘束されるわけではないが、これらの抵抗器は、安定した流量がマイクロ流体デバイスに送達されることができるように、リザーバから発する流体流を安定させる役割を果たす、および／またはそれらは、リザーバ圧力を灌流流量に変換するための手段を提供する役割を果たすと考えられる。一実施形態では、蓋は、ラジアルシールを使用してリザーバ上に保持される。これは、シールを作成するために加えられる圧力を要求しない。別の実施形態では、蓋は、１つ以上のクリップ、ねじ、もしくは他の保持機構を使用して、リザーバ上に保持される。一実施形態では、突出部材またはスカートは、マイクロ流体チップと係合される。一実施形態では、マイクロ流体チップは、上部チャネルと、底部チャネルと、該上部および底部チャネルの少なくとも一部を分離する膜とを備えている。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、膜の上、および／またはチャネルの中もしくは上に細胞を備えている。
一実施形態では、灌流マニホールドアセンブリは、ｉ）１つ以上の流体リザーバと、ｉｉ）該流体リザーバの下にあり、それと流体連通する流体バックプレーンであって、ポートにおいて終端する流体チャネルを備えている、流体バックプレーンとを備えている。一実施形態では、流体バックプレーンは、流体抵抗器を備えている。一実施形態では、灌流マニホールドアセンブリはさらに、ｉｉｉ）突出部材またはスカートを備えている。一実施形態では、スカートは、（マイクロ流体デバイスまたはマイクロ流体デバイスを含むキャリアに係合するための）ガイド機構を備えている。一実施形態では、ガイド機構は、ガイドシャフト、またはガイドシャフトを受け入れるように構成される孔、溝、オリフィス、もしくは他の空洞を備えている。一実施形態では、ガイド機構は、（外部または内部）ガイドトラックを備えている。一実施形態では、ガイドトラックは、（マイクロ流体デバイスまたはキャリアに係合するための）サイドトラックである。一実施形態では、灌流マニホールドアセンブリはさらに、流体バックプレーンにふたをするキャッピング層を含み得る。実施形態はさらに、随意に、カバーまたは蓋を含み得る。一実施形態では、蓋は、ラジアルシールを使用してリザーバ上に保持される。これは、シールを作成するために加えられる圧力を要求しない。別の実施形態では、蓋は、１つ以上のクリップ、ねじ、もしくは他の保持機構を使用して、リザーバ上に保持される。一実施形態では、流体ポートは、流体バックプレーンの底部にある。一実施形態では、突出部材またはスカートは、マイクロ流体チップと係合される。一実施形態では、マイクロ流体チップは、上部チャネルと、底部チャネルと、該上部および底部チャネルの少なくとも一部を分離する膜とを備えている。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、膜の上、および／またはチャネルの中もしくは上に細胞を備えている。
一実施形態では、灌流マニホールドアセンブリは、ｉ）１つ以上の流体リザーバと、ｉｉ）該流体リザーバの下にあり、それと流体連通する流体バックプレーンであって、抵抗器を備えている、流体バックプレーンと、ｉｉｉ）（マイクロ流体デバイスもしくはマイクロ流体デバイスを含むキャリアに係合するための）突出部材またはスカートとを備えている。実施形態はさらに、流体バックプレーンにふたをするキャッピング層を含み得る。実施形態はさらに、随意に、カバーまたは蓋を含み得る。一実施形態では、蓋は、ラジアルシールを使用してリザーバ上に保持される。これは、シールを作成するために加えられる圧力を要求しない。別の実施形態では、蓋は、１つ以上のクリップ、ねじ、もしくは他の保持機構を使用して、リザーバ上に保持される。一実施形態では、流体ポートは、流体バックプレーンの底部にある。一実施形態では、突出部材またはスカートは、マイクロ流体チップと係合される。一実施形態では、マイクロ流体チップは、上部チャネルと、底部チャネルと、該上部および底部チャネルの少なくとも一部を分離する膜とを備えている。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、膜の上、および／またはチャネルの中もしくは上に細胞を備えている。
一実施形態では、灌流マニホールドアセンブリは、ｉ）１つ以上の流体リザーバと、ｉｉ）該流体リザーバの下にあり、それと流体連通する流体バックプレーンと、ｉｉｉ）流体バックプレーンにふたをするキャッピング層とを備えている。一実施形態では、該流体バックプレーンは、１つ以上の抵抗器を備えている。一実施形態では、アセンブリはさらに、随意に、ｉｖ）（マイクロ流体デバイスもしくはマイクロ流体デバイスを含むキャリアに係合するための）突出部材またはスカートを備えている。実施形態はさらに、随意に、カバーまたは蓋を含み得る。いくつかの実施形態では、灌流使い捨て用品へのマイクロ流体デバイスの取り付けは、スカートとの係合を通す。しかしながら、他の実施形態では、取り付けは、（スカートまたは他の外向き延長部を用いることなく）アセンブリを直接用いて達成される。一実施形態では、突出部材またはスカートは、マイクロ流体チップと係合される。一実施形態では、マイクロ流体チップは、上部チャネルと、底部チャネルと、該上部および底部チャネルの少なくとも一部を分離する膜とを備えている。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、膜の上、および／またはチャネルの中もしくは上に細胞を備えている。
一実施形態では、本発明は、ｉ）１つ以上の流体リザーバと、ｉｉ）該流体リザーバの下に位置付けられ、それと流体連通する流体バックプレーンであって、流体抵抗器と、ポートにおいて終端する流体チャネルとを備えている流体バックプレーンと、ｉｉｉ）１つ以上のサイドトラックを有する突出部材もしくはスカートとを備えている、灌流マニホールドアセンブリを考慮する。一実施形態では、ポートは、流体バックプレーンの底部に位置付けられる。一実施形態では、該１つ以上のサイドトラックは、該１つ以上のサイドトラックにスライド可能に係合するように構成されている１つ以上の外縁を有するマイクロ流体デバイスキャリアの中に位置付けられているマイクロ流体デバイスに係合するために構成される。スライド可能に係合することの一実施形態では、灌流マニホールドへの連結アプローチは、１）スライド動作と、２）旋回移動と、３）単一の動作で整列および流体接続を提供するスナップ嵌めとを備えている。１）スライドするステップでは、チップ（または他のマイクロ流体デバイス）は、キャリアの中にあり、流体ポートを整列させるように沿ってスライドする。２）旋回するステップでは、キャリアおよびチップ（または他のマイクロ流体デバイス）は、ポートが流体接触するまで旋回させられる。３）クリップまたはスナップ嵌めステップでは、確実なシールを提供するために必要とされる力が提供される。一実施形態では、突出部材またはスカートは、マイクロ流体チップと係合される。一実施形態では、マイクロ流体チップは、上部チャネルと、底部チャネルと、該上部および底部チャネルの少なくとも一部を分離する膜とを備えている。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、膜の上、および／またはチャネルの中もしくは上に細胞を備えている。
一実施形態では、キャリアは、マイクロ流体チップ内の細胞を（例えば、顕微鏡で）撮像するための切り抜きまたは「窓」（例えば、透明な窓）を有する。一実施形態では、灌流使い捨て用品の中に対応する切り抜きまたは窓（例えば、透明材）がある。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、別個の基板の必要性を回避するようにキャリアの特徴を備えている。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、上部チャネルと、底部チャネルと、該上部および底部チャネルの少なくとも一部を分離する膜とを備えている。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、膜の上、および／またはチャネルの中もしくは上に細胞を備えている。
一実施形態では、本発明は、ｉ）１つ以上の流体リザーバと、ｉｉ）該流体リザーバの下に位置付けられ、それと流体連通する流体バックプレーンであって、流体抵抗器と、１つ以上の流体ポートおよび１つ以上のサイドトラックを有する、ｉｉｉ）突出部材もしくはスカートにおいて終端する流体チャネルとを備えている流体バックプレーンとを備えている灌流マニホールドアセンブリを考慮する。一実施形態では、該１つ以上のサイドトラックは、該１つ以上のサイドトラックにスライド可能に係合するように構成されている１つ以上の外縁を有するマイクロ流体デバイスキャリアの中に位置付けられているマイクロ流体デバイスに係合するために構成される。スライド可能に係合することの一実施形態では、灌流マニホールドへの連結アプローチは、１）スライド動作と、２）旋回移動と、３）単一の動作で整列および流体接続を提供するスナップ嵌めとを備えている。１）スライドするステップでは、チップ（または他のマイクロ流体デバイス）は、流体ポートを整列させるように沿ってスライドするキャリアの中にある。２）旋回するステップでは、キャリアおよびチップ（または他のマイクロ流体デバイス）は、ポートが流体接触するまで旋回させられる。３）クリップまたはスナップ嵌めステップでは、確実なシールを提供するために必要とされる力が提供される。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、別個の基板の必要性を回避するようにキャリアの特徴を備えている。一実施形態では、キャリアは、（例えば、顕微鏡で）撮像するための切り抜きまたは「窓」（例えば、透明な窓）を有する。一実施形態では、灌流使い捨て用品の中（例えば、流体層の中）に対応する切り抜きまたは窓（例えば、透明材）がある。一実施形態では、本発明は、チップが位置する焦点面の位置および整列（平坦性対顕微鏡ステージ）の制御を考慮する。（作業距離が大きいほど、対物レンズにさらに負担をかけるので）撮像のための要求される作業距離が最小限にされることが好ましい。本発明が撮像アプローチによって限定されることは意図されず、撮像は、直立（上方からの対物）または倒立（底部からの対物）であり得る。ある実施形態は、ある画像診断法（例えば、落射蛍光）のために片側のみに切り抜きまたは窓を有するが、好ましい実施形態では、本発明は、透過光撮像を可能にするようにチップの両側の切り抜きまたは窓を考慮する。一実施形態では、該抵抗器は、蛇行チャネルを備えている。一実施形態では、該流体バックプレーンは、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）（市販されているＺｅｏｎｏｒ １４２０Ｒ等）で作製され、該蛇行チャネルと流体連通する直線流体チャネルを備え、該直線チャネルは、１つ以上のポートにおいて終端する。一実施形態では、スカートは、ポリカーボネート（ＰＣ）から作製される。一実施形態では、アセンブリはさらに、該流体リザーバのためのカバーを備え、該カバーは、随意に、フィルタに関連付けられる複数のポートを備えている。いくつかの実施形態では、カバーポートは、貫通孔と、ガスケット内の対応する孔の上方に位置付けられるフィルタとを備えている。いくつかの実施形態では、カバーは、（ポートが単純な貫通孔ではないように）ポートのうちの１つ以上のものの経路を決める１つ以上のチャネルを備えている。一実施形態では、該サイドトラックは、該リザーバの近位にある閉鎖した第１の端部と、該リザーバの遠位にある開放した第２の端部とを備え、該開放端は、該マイクロ流体デバイスキャリアの該１つ以上の外縁に係合するための傾斜スライドを備えている。一実施形態では、該サイドトラックは、該閉鎖した第１の端部と該開放した第２の端部との間に直線領域を備えている。一実施形態では、突出部材またはスカートは、マイクロ流体チップと係合される。一実施形態では、マイクロ流体チップは、上部チャネルと、底部チャネルと、該上部および底部チャネルの少なくとも一部を分離する膜とを備えている。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、膜の上、および／またはチャネルの中もしくは上に細胞を備えている。
本発明はまた、灌流マニホールドアセンブリを備えているシステムも考慮する。一実施形態では、本発明は、ａ）ｉ）１つ以上の流体リザーバと、ｉｉ）該流体リザーバの下に位置付けられ、それと流体連通する流体バックプレーンと、ｉｉｉ）スカートもしくは他の突出部材とを備えている灌流マニホールドアセンブリと、ｂ）該スカートを通して灌流マニホールドアセンブリと係合されるマイクロ流体デバイスまたはチップとを備えているシステムを考慮する。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、取り外し可能な様式で係合される。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、係止機構を通すか、または接着剤（例えば、流体シールの品質を支援する接着剤層）を使用することによるかにかかわらず、取り外し可能ではない様式（例えば、１回限りの接続）で係合される。一実施形態では、該スカートは、該マイクロ流体デバイスに係合するためのガイド機構を有する。一実施形態では、ガイド機構は、ガイドシャフト、またはガイドシャフトを受け入れるように構成される孔、溝、オリフィス、もしくは他の空洞を備えている。一実施形態では、該ガイド機構は、（外部または内部）ガイドトラックを備えている。一実施形態では、該ガイドトラックは、サイドトラックである。一実施形態では、該マイクロ流体デバイスまたはチップは、キャリアであり、該キャリアは、該スカートの該サイドトラックを通して灌流マニホールドアセンブリと係合される。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、キャリア等の追加の基板の必要性を回避するように、キャリアの１つ以上の特徴を有する。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、上部チャネルと、底部チャネルと、該上部および底部チャネルの少なくとも一部を分離する膜とを備えている。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、膜の上、および／またはチャネルの中もしくは上に細胞を備えている。一実施形態では、アセンブリはさらに、該流体リザーバのためのカバーまたはカバーアセンブリを備え、該カバーは、随意に、フィルタに関連付けられる複数のポートを備えている。いくつかの実施形態では、カバーポートは、貫通孔と、ガスケット内の対応する孔の上方に位置付けられるフィルタとを備えている。いくつかの実施形態では、カバーは、（ポートが単純な貫通孔ではないように）ポートのうちの１つ以上のものの経路を決める１つ以上のチャネルを備えている。
一実施形態では、本発明は、ａ）ｉ）１つ以上の流体リザーバと、ｉｉ）該流体リザーバの下に位置付けられ、それと流体連通する流体バックプレーンであって、流体抵抗器と、該バックプレーンの底部における流体出口ポートにおいて終端する流体チャネルとを備えている流体バックプレーンと、ｉｉｉ）１つ以上のサイドトラックを有するスカートもしくは他の突出部材とを備えている、灌流マニホールドアセンブリと、ｂ）キャリアの中に位置付けられるマイクロ流体デバイスであって、該キャリアは、１つ以上の外縁を有し、該外縁は、該スカートの該１つ以上のサイドトラックに取り外し可能に係合し、ｉｉｉ）篏合表面上のｉｉ）１つ以上の入口ポートを介して該灌流マニホールドアセンブリと流体連通する、ｉ）マイクロチャネルを備えているマイクロ流体デバイスとを備えているシステムを考慮し、該マイクロ流体デバイスの該１つ以上の流体入口ポートは、流体が該灌流マニホールドアセンブリの該流体リザーバから該１つ以上の流体出口ポートを通って該マイクロ流体デバイスの該１つ以上の流体入口ポートに流入するような条件下で、該灌流マニホールドアセンブリの該１つ以上の流体出口ポートに対して位置付けられる。一実施形態では、キャリアは、取り外し可能な様式で係合される。一実施形態では、キャリアは、係止機構を通すか、または接着剤（例えば、流体シールの品質を支援する接着剤層）を使用することによるかにかかわらず、取り外し可能ではない様式（例えば、１回限りの接続）で係合される。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、上部チャネルと、底部チャネルと、該上部および底部チャネルの少なくとも一部を分離する膜とを備えている。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、膜の上、および／またはチャネルの中もしくは上に細胞を備えている。一実施形態では、アセンブリはさらに、該流体リザーバのためのカバーを備え、該カバーは、チャネルに関連付けられる複数の開口部を備えている。一実施形態では、アセンブリはさらに、該流体リザーバのためのカバーを備え、該カバーは、随意に、フィルタに関連付けられる複数のポートを備えている。いくつかの実施形態では、カバーポートは、貫通孔と、ガスケット内の対応する孔の上方に位置付けられるフィルタとを備えている。いくつかの実施形態では、カバーは、（ポートが単純な貫通孔ではないように）ポートのうちの１つ以上のものの経路を決める１つ以上のチャネルを備えている。
一実施形態では、本発明は、ａ）ｉ）１つ以上の流体リザーバと、ｉｉ）該流体リザーバの下に位置付けられ、それと流体連通する流体バックプレーンであって、流体抵抗器と、１つ以上の流体出口ポートおよび１つ以上のサイドトラックを有する、ｉｉｉ）スカートにおいて終端する流体チャネルとを備えている、流体バックプレーンとを備えている灌流マニホールドアセンブリと、ｂ）キャリアの中に位置付けられるマイクロ流体デバイスであって、該キャリアは、１つ以上の外縁を有し、該外縁は、該スカートの該１つ以上のサイドトラックに取り外し可能に係合し、ｉｉｉ）篏合表面上のｉｉ）１つ以上の入口ポートを介して該灌流マニホールドアセンブリと流体連通する、ｉ）マイクロチャネルを備えているマイクロ流体デバイスとを備えているシステムを考慮し、該マイクロ流体デバイスの該１つ以上の流体入口ポートは、流体が該灌流マニホールドアセンブリの該流体リザーバから該１つ以上の流体出口ポートを通って該マイクロ流体デバイスの該１つ以上の流体入口ポートに流入するような条件下で、該灌流マニホールドアセンブリの該スカートの該１つ以上の流体出口ポートに対して位置付けられる。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、上部チャネルと、底部チャネルと、該上部および底部チャネルの少なくとも一部を分離する膜とを備えている。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、膜の上、および／またはチャネルの中もしくは上に細胞を備えている。好ましい実施形態では、該マイクロ流体デバイスは、該流体リザーバからの流体で灌流される生細胞を備えている。一実施形態では、アセンブリはさらに、該流体リザーバのためのカバーを備え、該カバーは、随意に、フィルタに関連付けられる複数のポートを備えている。いくつかの実施形態では、カバーポートは、貫通孔と、ガスケット内の対応する孔の上方に位置付けられるフィルタとを備えている。いくつかの実施形態では、カバーは、（ポートが単純な貫通孔ではないように）ポートのうちの１つ以上のものの経路を決める１つ以上のチャネルを備えている。
特に好ましい実施形態では、（キャリアの中に位置付けられるかどうかにかかわらず）該マイクロ流体デバイスまたはチップは、体内の器官の中の細胞の１つ以上の機能を模倣する様式で一緒に機能する少なくとも２つの異なる細胞型を備えている。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、頂面および底面を有する膜を備え、該頂面は、第１の細胞型を備え、該底面は、第２の細胞型を備えている。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、上部チャネルと、底部チャネルと、該上部および底部チャネルの少なくとも一部を分離する膜とを備えている。一実施形態では、該第１の細胞型は、上皮細胞であり、該第２の細胞型は、内皮細胞である。好ましい実施形態では、該膜は、多孔質である（例えば、流体、ガス、サイトカイン、および他の分子に対して多孔質であり、いくつかの実施形態では、細胞に対して多孔質であり、細胞が膜を越えて移動することを可能にする）。
一実施形態では、本発明は、（例えば、１つ以上のマイクロ流体チャネルに関連付けられるポートを有する）マイクロ流体チップの中へ細胞を播種する方法であって、ａ）ｉ）キャリアの中に少なくとも部分的に含まれるチップと、ｉｉ）細胞と、ｉｉｉ）播種ガイドと、ｉｖ）安定した搭載位置で少なくとも１つの播種ガイドを受け入れるように構成される部分を伴うスタンドとを提供することと、ｂ）該播種ガイドを該キャリアと係合させ、係合した播種ガイドを作成することと、ｃ）該スタンドの上に該係合した播種ガイドを搭載することと、ｄ）該播種ガイドが安定した搭載位置にある間に、該チップの中へ該細胞を播種することとを含む方法を考慮する。一実施形態では、播種ガイドは、該キャリアの縁に係合するように（例えば、ガイドトラックを伴って）構成される。一実施形態では、播種ガイドは、該キャリアの縁に係合するように（灌流マニホールドアセンブリの一実施形態のスカートの中のものと類似する、または同じである）サイドトラックを有する。この方法の一実施形態では、複数の播種ガイドが、スタンドの上に搭載され、複数のチップが細胞を播種されることを可能にする。一実施形態では、マイクロ流体チップは、上部チャネルと、底部チャネルと、該上部および底部チャネルの少なくとも一部を分離する膜とを備えている。一実施形態では、マイクロ流体チップは、該播種後、膜の上、および／またはチャネルの中もしくは上に細胞を備えている。一実施形態では、この方法はさらに、ステップｄ）の該播種後、ｅ）該播種ガイドから該キャリアを係合解除することと、ｆ）該灌流マニホールドアセンブリを、細胞を備えている該マイクロ流体チップを備えている該キャリアと係合させることとを含む。
一実施形態では、本発明は、（例えば、１つ以上のマイクロ流体チャネルに関連付けられるポートを有する）マイクロ流体チップの中へ細胞を播種する方法であって、ａ）ｉ）播種ガイドの中に少なくとも部分的に含まれるチップと、ｉｉ）細胞と、ｉｉｉ）安定した搭載位置で少なくとも１つの播種ガイドを受け入れるように構成される部分を伴うスタンドとを提供することと、ｂ）該スタンドを該播種ガイドと係合させることと、ｃ）該播種ガイドが安定した搭載位置にある間に、該チップの中へ該細胞を播種することとを含む方法を考慮する。この方法の一実施形態では、複数の播種ガイドが、該スタンドと係合され、複数のチップが細胞を播種されることを可能にする。本方法の一実施形態では、チップキャリアがない。別の実施形態では、チップキャリアは、（キャリアに係合する別個の播種ガイド構造を伴わない）播種ガイドとしての役割を果たす。
好ましい実施形態では、該キャリアはさらに、該マイクロ流体デバイスの該１つ以上の流体入口ポートが該灌流マニホールドアセンブリの該１つ以上の流体出口ポートに対して位置付けられているとき、キャリアの移動を制限するための係止機構を備えている。本発明が係止機構の性質に限定されることは、意図されない。一実施形態では、係止機構は、クリップ、クランプ、スタッド、およびねじから成る群から選択される。一実施形態では、係止機構は、摩擦嵌めで係合する。係止機構は、取り外し可能な係合または取り外し可能ではない係合のいずれかを可能にすることができる。
本発明はまた、灌流マニホールドアセンブリを利用して細胞を灌流させる方法も考慮する。一実施形態では、本発明は、Ａ）ａ）ｉ）１つ以上の流体リザーバと、ｉｉ）該流体リザーバの下に位置付けられ、それと流体連通する流体バックプレーンであって、流体出口ポートにおいて終端する流体チャネルを備えている流体バックプレーンと、ｉｉｉ）ガイド機構を備えているスカートもしくは他の突出部材とを備えている灌流マニホールドアセンブリと、ｂ）キャリアの中に位置付けられているマイクロ流体デバイスであって、該キャリアは、該スカートの該ガイド機構に係合するように構成され、ｉ）生細胞と、ｉｉｉ）篏合表面上のｉｉ）１つ以上の入口ポートと流体連通する、ｉｉ）マイクロチャネルとを備えている、該マイクロ流体デバイスとを提供することと、Ｂ）該スカートの該ガイド機構に係合するように該キャリアを位置付けることと、Ｃ）該マイクロ流体デバイスが連結され、流体が該灌流マニホールドアセンブリの該流体リザーバから該１つ以上の流体出口ポートを通って該１つ以上の流体入口ポートおよび該マイクロ流体デバイスの該マイクロチャネルに流入し、それによって、該細胞を灌流させるような条件下で、該マイクロ流体デバイスの該１つ以上の流体入口ポートが該灌流マニホールドアセンブリの該１つ以上の流体出口ポートに対して位置付けられるまで、該キャリアを移動させることとを含む細胞を灌流させる方法を考慮する。一実施形態では、流体バックプレーンは、流体抵抗器を備えている。一実施形態では、ガイド機構は、ガイドシャフト、またはガイドシャフトを受け入れるように構成される孔、溝、オリフィス、もしくは他の空洞を備えている。一実施形態では、ガイド機構は、（外部または内部）ガイドトラックを備えている。一実施形態では、該ガイドトラックは、サイドトラックである。一実施形態では、該キャリアは、１つ以上の外縁を備え、該外縁は、該スカートの該１つ以上のサイドトラックに係合するために構成される。一実施形態では、ステップＣ）の移動させることは、該入口および出口ポートが互いに対して位置付けられるまで、該サイドトラックに沿って該キャリアをスライドさせることを含む。一実施形態では、該マイクロ流体デバイスの該篏合表面上の該１つ以上の入口ポートは、該篏合表面の上方に突出する液滴を備え、該灌流マニホールド上の１つ以上の出口ポートは、ステップＣ）のスライドさせることが液滴間接続を引き起こすように、突出液滴を備えている。一実施形態では、該キャリアは、取り外し可能な様式で係合される。別の実施形態では、該キャリアは、取り外し可能ではない様式（例えば、１回限りの接続）で係合される。一実施形態では、アセンブリはさらに、該流体リザーバのためのカバーまたは蓋を備え、該カバーは、随意に、フィルタに関連付けられる複数のポートを備えている。いくつかの実施形態では、カバーポートは、貫通孔と、ガスケット内の対応する孔の上方に位置付けられるフィルタとを備えている。いくつかの実施形態では、カバーは、（ポートが単純な貫通孔ではないように）ポートのうちの１つ以上のものの経路を決める１つ以上のチャネルを備えている。
一実施形態では、本発明は、Ａ）ａ）ｉ）１つ以上の流体リザーバと、ｉｉ）該流体リザーバの下に位置付けられ、それと流体連通する流体バックプレーンであって、流体抵抗器と、１つ以上の流体出口ポートおよび１つ以上のサイドトラックを有する、ｉｉｉ）スカートにおいて終端する流体チャネルとを備えている流体バックプレーンとを備えている灌流マニホールドアセンブリと、ｂ）キャリアの中に位置付けられているマイクロ流体デバイスであって、該キャリアは、１つ以上の外縁を備え、該外縁は、該スカートの該１つ以上のサイドトラックに取り外し可能に係合するために構成され、ｉ）生細胞と、ｉｉｉ）篏合表面上のｉｉ）１つ以上の入口ポートと流体連通する、ｉｉ）マイクロチャネルとを備えている該マイクロ流体デバイスとを提供することと、Ｂ）該１つ以上の外縁が該スカートの該１つ以上のサイドトラックに係合するように、該キャリアを位置付けることと、Ｃ）該マイクロ流体デバイスが連結され、流体が該灌流マニホールドアセンブリの該流体リザーバから該１つ以上の流体出口ポートを通って該１つ以上の流体入口ポートおよび該マイクロ流体デバイスの該マイクロチャネルに流入し、それによって、該細胞を灌流させるような条件下で、該マイクロ流体デバイスの該１つ以上の流体入口ポートが該灌流マニホールドアセンブリの該スカートの該１つ以上の流体出口ポートに対して位置付けられるまで、該サイドトラックに沿って該キャリアをスライドさせることとを含む細胞を灌流させる方法を考慮する。一実施形態では、該マイクロ流体デバイスの該篏合表面上の該１つ以上の入口ポートは、該篏合表面の上方に突出する液滴を備え、該スカート上の１つ以上の出口ポートは、該マイクロ流体デバイスの１つ以上の流体入口ポートが、該灌流マニホールドアセンブリの該スカートの該１つ以上の流体出口ポートに対して位置付けられているとき、ステップＣ）のスライドさせることが液滴間接続を引き起こすように、突出液滴を備えている。
一実施形態では、該液滴間接続は、空気が該１つ以上の流体入口ポートに進入することを可能にしない。一実施形態では、該液滴に近接する篏合表面は、疎水性である。
一実施形態では、方法はさらに、キャリアの移動を制限するための係止機構をアクティブにするステップを含む。一実施形態では、方法はさらに、インキュベータの中に該連結されたマイクロ流体デバイスを伴って該灌流マニホールドアセンブリを設置するステップを含む。
一実施形態では、（上記の灌流方法の実施形態のうちのいずれかについて説明されるような）方法はさらに、培養モジュール上に、内に、またはそれと接触して、該連結されたマイクロ流体デバイスを伴って灌流マニホールドアセンブリを設置するステップを含む。一実施形態では、該灌流マニホールドアセンブリの該流体リザーバは、複数のポートを有するカバーを備えているカバーアセンブリで覆われ、該培養モジュールは、該培養モジュールの中またはその上に該連結されたマイクロ流体デバイスを伴って該灌流マニホールドアセンブリを設置するステップが、圧力点との該ポートの接触をもたらすように、カバー上のポートに対応する該圧力点を伴う篏合表面を備えている。一実施形態では、該灌流マニホールドアセンブリの該流体リザーバは、複数のポートを有するカバーを備えているカバーアセンブリで覆われ、該培養モジュールは、該培養モジュールの中またはその上に該連結されたマイクロ流体デバイスを伴って該灌流マニホールドアセンブリを設置するステップの後、培養モジュールの篏合表面の圧力点がカバーアセンブリの該貫通孔と接触させられるように、カバー上のポートに対応する圧力点を伴う篏合表面を備えている。一実施形態では、該灌流マニホールドアセンブリの該流体リザーバは、フィルタに関連付けられている複数の貫通孔ポートと、ガスケット内の対応する孔とを有するカバーを備えているカバーアセンブリで覆われ、該培養モジュールは、該培養モジュール上に該連結されたマイクロ流体デバイスを伴って該灌流マニホールドアセンブリを設置するステップが、圧力点との該貫通孔の接触をもたらすように、カバー上の貫通孔ポートに対応する該圧力点を伴う篏合表面を備えている。一実施形態では、該灌流マニホールドアセンブリの流体リザーバは、フィルタに関連付けられている複数の貫通孔ポートと、ガスケット内の対応する孔とを有するカバーを備えているカバーアセンブリで覆われ、該培養モジュールは、該培養モジュールの中またはその上に該連結されたマイクロ流体デバイスを伴って該灌流マニホールドアセンブリを設置するステップの後、培養モジュールの篏合表面の圧力点がカバーアセンブリの該貫通孔と接触させられるように、カバー上の貫通孔ポートに対応する圧力点を伴う篏合表面を備えている。
一実施形態では、該培養モジュールは、体積コントローラを備えている。一実施形態では、該体積コントローラは、該カバー上の該ポートに対応する該圧力点を介して、圧力を該流体リザーバに加える。一実施形態では、該培養モジュールは、圧力アクチュエータを備えている。一実施形態では、該培養モジュールは、圧力コントローラを備えている。一実施形態では、該圧力コントローラは、該カバー上の該ポート（例えば、貫通孔ポート）に対応する（例えば、圧力マニホールド上の）該圧力点を介して、圧力を該流体リザーバに加える。一実施形態では、該培養モジュールは、複数の灌流マニホールドアセンブリを備えている。一実施形態では、該培養モジュールは、統合弁を備えている。一実施形態では、該統合弁は、圧力マニホールドの中にある。一実施形態では、該弁は、シュレーダ弁を備えている。
本発明はまた、デバイスとして培養モジュールも考慮する。一実施形態では、デバイスは、圧力マニホールドに対して複数のマイクロ流体デバイス（本明細書に説明される灌流マニホールドアセンブリ等）を移動させるように構成されている作動アセンブリを備え、該圧力マニホールドは、統合弁を備えている。一実施形態では、これは、非移動圧力マニホールドに対してマイクロ流体デバイスを上に移動させるように構成される。一実施形態では、デバイスは、圧力マニホールドと接触するよう１つ以上の灌流マニホールドアセンブリを移動させるように構成される作動アセンブリを備えている。一実施形態では、デバイスは、複数の灌流マニホールドアセンブリと接触するよう圧力マニホールドを（上または下に）移動させるように構成される作動アセンブリを備えている。いくつかの実施形態では、該圧力マニホールドは、統合弁と、エラストマ膜を備えている。いくつかの実施形態では、弾性／柔軟シールは、圧力マニホールドの上ではなく、ポッドまたは蓋の上に配置される。いずれの実施形態でも、本発明は、膜がこれを行う１つの具体的方法にすぎないので、膜に限定されることを意図せず、他の実施形態では、Ｏリング、ガスケット（膜よりも厚い）、柔軟材料、または真空グリースが、代わりに使用される。一実施形態では、該弁は、シュレーダ弁を備えている。いくつかの実施形態では、圧力マニホールドは、例えば、結合されたデバイスがない場合に圧力または流体の漏出を低減させるために、結合された灌流マニホールドアセンブリもしくはマイクロ流体デバイスの存在を感知するように適合される。重要なこととして、圧力マニホールドは、好ましい実施形態では、いくつかの圧力源をとり、それらを全ての灌流マニホールドアセンブリに分散する。いくつかの実施形態では、圧力マニホールドはまた、（例えば、圧力マニホールド篏合表面内の整列特徴を介して）灌流マニホールドアセンブリと直接整列するように設計される。一実施形態では、灌流マニホールドアセンブリは、圧力マニホールドの中のシールが灌流マニホールドアセンブリ上のポートと常に整列させられていることを確認する、圧力マニホールドの底部上の整列特徴の中へスライドする。いくつかの実施形態では、圧力マニホールドは、圧力マニホールドが作動させられるときに灌流マニホールドアセンブリを押し下げるばねの組を有する。これらのばねは、圧力が蓋ポートを通過させられるとき、灌流マニホールドアセンブリ内で圧力を保持する（かつ漏出を回避する）シールを作成するように、灌流マニホールドアセンブリのリザーバに対して蓋を上に押し進める。
本発明はまた、システムとして培養モジュールおよび灌流使い捨て用品（ＰＤ）も考慮する。一実施形態では、システムは、圧力マニホールドに対して複数のマイクロ流体デバイス（本明細書に説明される灌流マニホールドアセンブリ等）を移動させるように構成されている作動アセンブリを備えているデバイスを備え、該圧力マニホールドは、統合弁を備えている。一実施形態では、これは、非移動圧力マニホールドに対してマイクロ流体デバイスを上に移動させるように構成される。一実施形態では、システムは、圧力マニホールドと接触するように、ｂ）複数のマイクロ流体デバイス（灌流使い捨て用品等）を移動させるように構成される作動アセンブリを備えている、ａ）デバイスを備えている。一実施形態では、システムは、圧力マニホールドを移動させるように構成されている作動アセンブリを備えている、ａ）デバイスを備え、該圧力マニホールドは、統合弁と、シール（例えば、エラストマ膜）とを備え、該シール（例えば、エラストマ膜）は、ｂ）複数のマイクロ流体デバイスと接触する。一実施形態では、該マイクロ流体デバイスは、灌流使い捨て用品である。いくつかの実施形態では、弾性／柔軟シールは、圧力マニホールドの上ではなく、ポッドまたは蓋の上に配置される。いずれの実施形態でも、本発明は、膜がこれを行う１つの具体的方法にすぎないので、膜に限定されることを意図せず、他の実施形態では、Ｏリング、ガスケット（膜よりも厚い）、柔軟材料、または真空グリースが、代わりに使用される。一実施形態では、該弁は、シュレーダ弁を備えている。一実施形態では、マニホールドは、アクチュエータが係合および連続圧力を蓋に提供するために常にオンである必要がないように、双安定係合機構を使用する。双安定機構では、アクチュエータは、マニホールドに係合し、次いで、オフにされることができる。これは、長い期間にわたって給電されている間に、アクチュエータが過剰な熱を生成し得る状況において有用である。一実施形態では、灌流使い捨て用品は、マイクロ流体チップと係合される。一実施形態では、マイクロ流体チップは、上部チャネルと、底部チャネルと、該上部および底部チャネルの少なくとも一部を分離する膜とを備えている。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、膜の上、および／またはチャネルの中もしくは上に細胞を備えている。
本発明はまた、マイクロ流体デバイスを灌流マニホールドアセンブリと流体連通させることを含むが、それに限定されない、マイクロ流体デバイスを流体源または別のデバイスと流体連通させるための液滴間接続方式も考慮する。一実施形態では、本発明は、第１の表面を有する基板を備えている流体デバイスを考慮し、該第１の表面は、１つ以上の流体ポートを備え、該第１の表面は、１つ以上の流体ポートにおいて、第１の液体を含む１つ以上の液滴を安定して保持するように適合される。一実施形態では、該第１の表面は、１つ以上の流体ポートを包囲している１つ以上の領域を備え、該領域は、該第１の液体による湿潤に抵抗するように適合される。一実施形態では、該領域は、疎水性であるように適合される。一実施形態では、該１つ以上の領域は、該第１の液体による湿潤に抵抗するように選択される第１の材料を備えている。本発明が任意の特定の第１の材料によって限定されることは、意図されない。しかしながら、一実施形態では、第１の材料は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ナイロン（いくつかのグレードは親水性であり、いくつかは疎水性である）、ポリプロピレン、ポリスチレン、およびポリイミドから成る群から選択される。一実施形態では、基板は、該第１の材料を備えている。一実施形態では、該第１の材料は、該第１の表面上に結合、接着、コーティング、またはスパッタリングされる。一実施形態では、該第１の材料は、疎水性ガスケットを備えている。一実施形態では、１つ以上の領域は、プラズマ処理、イオン処理、気相堆積、液相堆積、吸着、吸収、もしくは１つ以上の作用物質との化学反応を用いて、該第１の液体による湿潤に抵抗するように適合される。
一実施形態では、該第１の表面は、１つ以上の流体ポートを包囲している１つ以上の領域を備え、該領域は、該第１の液体による湿潤を促進するように適合される。一実施形態では、該領域は、親水性であるように適合される。一実施形態では、該１つ以上の領域は、該第１の液体による湿潤を促進するように選択される第１の材料を備えている。再度、本発明が任意の特定の第１の材料に限定されることは、意図されない。しかしながら、一実施形態では、第１の材料は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）、ナイロン、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、およびアクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）から成る群から選択される。一実施形態では、基板は、該第１の材料を備えている。一実施形態では、該第１の材料は、該第１の表面上に結合、接着、コーティング、またはスパッタリングされる。一実施形態では、該第１の材料は、親水性ガスケットを備えている。一実施形態では、１つ以上の領域は、プラズマ処理、イオン処理、気相堆積、液相堆積、吸着、吸収、もしくは１つ以上の作用物質との化学反応を用いて、該第１の液体による湿潤を促進するように適合される。
一実施形態では、第１の表面は、１つ以上の流体ポートを包囲している１つ以上の隆起を備えている。一実施形態では、第１の表面は、１つ以上の流体ポートを包囲している１つ以上の陥凹を備えている。一実施形態では、該第１の表面は、１つ以上の水性液滴を安定して保持するように適合される。一実施形態では、該第１の表面は、１つ以上の非水性液滴を安定して保持するように適合される。一実施形態では、該第１の表面は、１つ以上の油滴を安定して保持するように適合される。
本発明はまた、液滴を保持するデバイスを備えているシステムも考慮する。一実施形態では、システムは、ａ）第１の表面を備えている第１の基板であって、該第１の表面は、１つ以上の流体ポートの第１の組を備え、該第１の表面は、流体ポートの第１の組において、第１の液体を含む１つ以上の液滴を安定して保持するように適合される第１の基板と、ｂ）第２の表面を備えている第２の基板であって、該第２の表面は、１つ以上の流体ポートの第２の組を備えている第２の基板と、ｃ）流体ポートの第１の組を流体ポートの第２の組に流体的に接触させる（かつ接続する）ための機構とを備えている。
本発明はまた、流体接続を確立するために液滴が組み合わせられることができるように、それらを保持する方法も考慮する。一実施形態では、ａ）第１の表面を備えている第１の基板を提供することであって、該第１の表面は、１つ以上の流体ポートの第１の組を備え、該第１の表面は、流体ポートの第１の組において、第１の液体を含む１つ以上の液滴を安定して保持するように適合される、ことと、ｂ）第２の表面を備えている、第２の基板を提供することであって、該第２の表面は、１つ以上の流体ポートの第２の組を備えている、ことと、ｃ）（例えば、制御された係合を介して）流体ポートの第１の組および流体ポートの第２の組を接触させることとを含む流体接続を確立する方法が考慮される。好ましい実施形態では、ステップｃ）の接触は、流体ポートの第１の組および流体ポートの第２の組を整列させることと、整列させられたポートの組を接触させることとを含む。
一実施形態では、本発明は、マイクロ流体デバイスが液滴間接続で流体源と接触させられるシステムおよび方法を考慮する。一実施形態では、本発明は、ａ）ｉ）第１の篏合表面上に位置付けられている第１の流体ポートと流体連通している流体源であって、該第１の流体ポートは、第１の突出流体液滴を備えている、流体源と、ｉｉ）第２の篏合表面上の第２の流体ポートと流体連通しているマイクロチャネルを備えているマイクロ流体デバイスであって、該第２の流体ポートは、第２の突出流体液滴を備えている、マイクロ流体デバイスとを提供することと、ｂ）流体が該流体源から該第１の流体ポートを通って該マイクロ流体デバイスの該第２の流体ポートに流入することができるように、該第１の突出流体液滴および該第２の流体液滴をともに液滴間接続に至らせることとを含む方法を考慮する。一実施形態では、本発明は、ａ）第１の篏合表面上に位置付けられている第１の流体ポートと流体連通している流体源であって、該第１の流体ポートは、第１の突出流体液滴を支持するように適合される、流体源と、ｂ）第２の篏合表面上の第２の流体ポートと流体連通しているマイクロチャネルを備えているマイクロ流体デバイスであって、該第２の流体ポートは、第２の突出流体液滴を支持するように適合される、マイクロ流体デバイスと、ｃ）流体が該流体源から該第１の流体ポートを通って該マイクロ流体デバイスの該第２の流体ポートに流入することができるように、該第１の突出流体液滴および該第２の流体液滴をともに液滴間接続に至らせるための機構とを備えているシステムを考慮する。一実施形態では、第１の突出流体液滴は、該第１の篏合表面から下向きに突出し、該第２の突出流体液滴は、該第２の篏合表面から上向きに突出する。一実施形態では、第１の突出流体液滴は、該第１の篏合表面から上向きに突出し、該第２の突出流体液滴は、該第２の篏合表面から下向きに突出する。一実施形態では、該機構は、該第１の篏合表面と接触するように第２の篏合表面を上向きに持ち上げる。別の実施形態では、該機構は、該第２の篏合表面と接触するように第１の篏合表面を上向きに持ち上げる。なおも別の実施形態では、該機構は、該第１の篏合表面と接触するように第２の篏合表面を降下させる。さらに別の実施形態では、該機構は、該第２の篏合表面と接触するように第１の篏合表面を降下させる。
一実施形態では、本発明は、液滴が表面処理によって制御されることを考慮する。システムの一実施形態では、該第１の篏合表面は、該第１の流体ポートを包囲している領域を備え、該領域は、該流体による湿潤に抵抗するように適合される。一実施形態では、該領域は、疎水性であるように適合される。一実施形態では、該領域は、該流体による湿潤に抵抗するように選択される第１の材料を備えている。本発明が第１の材料の性質によって限定されることは、意図されない。しかしながら、一実施形態では、第１の材料は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ナイロン（いくつかのグレードは疎水性である）、ポリプロピレン、ポリスチレン、およびポリイミドから成る群から選択される。本発明が第１の材料が表面に付着される性質によって限定されることは、意図されない。しかしながら、一実施形態では、該第１の材料は、該第１の篏合表面上に結合、接着、コーティング、またはスパッタリングされる。本発明はまた、固有の疎水性表面、または疎水性にされることができる表面を伴う特徴を追加することも考慮する。一実施形態では、該第１の材料は、疎水性ガスケットを備えている。本発明が表面または表面の領域を修正するために使用される特定の処理体制によって限定されることは、意図されない。しかしながら、一実施形態では、該第１の篏合表面の該領域は、プラズマ処理、イオン処理、気相堆積、液相堆積、吸着、吸収、もしくは１つ以上の作用物質との化学反応を用いて、湿潤に抵抗するように適合される。
実施形態が、湿潤に抵抗するように表面または表面の領域を適合するために上記で議論されているが、本発明は、該第１の篏合表面が、該第１の流体ポートを包囲している領域を備え、該領域が、該流体による湿潤を促進するように適合される実施形態を考慮する。一実施形態では、該領域は、親水性であるように適合される。一実施形態では、該領域は、該第１の液体による湿潤を促進するように選択される第１の材料を備えている。本発明が湿潤を促進するための特定の第１の材料に限定されることは、意図されない。しかしながら、一実施形態では、第１の材料は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）、ナイロン（あるグレードは親水性である）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、およびアクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）から成る群から選択される。また、本発明が第１の材料を表面に付着させるための技法によって限定されることは、意図されない。しかしながら、一実施形態では、該第１の材料は、該第１の篏合表面上に結合、接着、コーティング、またはスパッタリングされる。本発明はまた、固有の親水性表面、または親水性にされることができる表面を伴う、構造もしくは特徴を導入することも考慮する。例えば、一実施形態では、該第１の材料は、親水性ガスケットを備えている。また、本発明は、湿潤を促進するための処理体制に限定されることも意図されない。例えば、一実施形態では、該第１の篏合表面の該領域は、プラズマ処理、イオン処理、気相堆積、液相堆積、吸着、吸収、もしくは１つ以上の作用物質との化学反応を用いて、湿潤を促進するように適合される。
本発明はまた、表面の一部として成形または形成されること、供給源に取り付けられること、その上に堆積されること、その上に印刷されること、またはそれに結合されること、もしくは表面に機械製作されること、エッチングされること、または切断されることができる構造および幾何学的特徴も考慮する。例えば、一実施形態では、第１の篏合表面は、該第１の流体ポートを包囲している１つ以上の隆起を備えている。別の実施形態では、第１の篏合表面は、該第１の流体ポートを包囲している１つ以上の陥凹を備えている。
本発明はまた、水性流体のみとの液滴間接続に限定されない。一実施形態では、該第１の篏合表面は、水性突出流体液滴を安定して保持するように適合されるが、別の実施形態では、該第１の篏合表面は、油性突出液滴を含むが、それに限定されない、非水性突出流体液滴を安定して保持するように適合される。
本発明はまた、液滴間方式を使用して液滴を合併させるための方法も考慮する。一実施形態では、本発明は、ａ）ｉ）第１の篏合表面上に位置付けられている第１の流体ポートと流体連通している流体源であって、該第１の流体ポートは、第１の突出流体液滴を備えている、流体源と、ｉｉ）第２の篏合表面上の第２の流体ポートと流体連通しているマイクロチャネルを備えているマイクロ流体デバイスまたはチップであって、該第２の流体ポートは、第２の突出流体液滴を備えている、マイクロ流体デバイスとを提供することと、ｂ）該第１の突出流体液滴および該第２の流体液滴を一緒に液滴間接続に至らせ、それによって、第１および第２の流体液滴は、流体が該流体源から該第１の流体ポートを通って該マイクロ流体デバイスの該第２の流体ポートに流入するように合併することとを含む液滴を合併させる方法を考慮する。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、上部チャネルと、底部チャネルと、該上部および底部チャネルの少なくとも一部を分離する膜とを備えている。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、膜の上、および／またはチャネルの中もしくは上に細胞を備えている。本発明が特定の向きまたは２つの篏合表面に限定されることは、意図されない。一実施形態では、第１の突出流体液滴は、該第１の篏合表面から下向きに突出し、該第２の突出流体液滴は、該第２の篏合表面から上向きに突出する。別の実施形態では、第１の突出流体液滴は、該第１の篏合表面から上向きに突出し、該第２の突出流体液滴は、該第２の篏合表面から下向きに突出する。また、本発明は、液滴が引き合わせられる方法によって限定されることも意図されない。一実施形態では、ステップｂ）は、該第１の篏合表面と接触するように第２の篏合表面を上向きに持ち上げることを含む。別の実施形態では、ステップｂ）は、該第２の篏合表面と接触するように第１の篏合表面を上向きに持ち上げることを含む。さらに別の実施形態では、ステップｂ）は、該第１の篏合表面と接触するように第２の篏合表面を降下させることを含む。なおも別の実施形態では、ステップｂ）は、該第２の篏合表面と接触するように第１の篏合表面を降下させることを含む。好ましい実施形態では、該液滴間接続は、空気が該流体入口ポートに進入することを可能にしない。
本発明は、湿潤を促進する表面処理を考慮する。一実施形態では、該第１の篏合表面は、該第１の流体ポートを包囲している領域を備え、該領域は、該流体による湿潤を促進するように適合される。一実施形態では、該領域は、親水性であるように適合される。一実施形態では、該領域は、該流体による湿潤を促進するように選択される第１の材料を備えている。本発明を任意の特定の第１の材料に限定することを意図していないが、一実施形態では、第１の材料は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）、ナイロン、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、およびアクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）から成る群から選択される。本発明を任意の特定の付着アプローチに限定することを意図しないが、一実施形態では、該第１の材料は、該第１の篏合表面上に結合、接着、コーティング、またはスパッタリングされる。
いくつかの実施形態では、本発明は、本質的に親水性の表面（または親水性にされることができる表面）を伴う構造を含む特徴または構造を表面に追加することを考慮する。一実施形態では、該第１の材料は、親水性ガスケットを備えている。
本発明が任意の特定の表面処理技法に限定されることは、意図されない。しかしながら、一実施形態では、該第１の篏合表面の該領域は、プラズマ処理、イオン処理、気相堆積、液相堆積、吸着、吸収、もしくは１つ以上の作用物質との化学反応を用いて、湿潤を促進するように適合される。
追加の構造は、表面の中または上に成形されるか、もしくは別様に形成されることができる。例えば、一実施形態では、第１の篏合表面は、該第１の流体ポートを包囲している１つ以上の隆起を備えている。別の実施形態では、第１の篏合表面は、該第１の流体ポートを包囲している１つ以上の陥凹を備えている。
上記のように、流体は、水性流体である必要はない。一実施形態では、本発明は、該第１の篏合表面が水性突出流体液滴を安定して保持するように適合されることを考慮するが、別の実施形態では、該第１の篏合表面は、油性突出液滴を保持することを含むが、それに限定されない、非水性突出流体液滴を安定して保持するように適合される。
本発明はまた、ポートを一緒に連結するためのシステムも考慮する。一実施形態では、システムは、ａ）第１の流体ポートを備えている第１の基板と、ｂ）第２の流体ポートを備えている第２の基板と、ｃ）第１のポートおよび第２のポートを整列させるように適合されているガイド機構と、（随意に）ｄ）第２の基板と接触して第１の基板を保持するように適合されている保持機構とを備えている。本発明を任意の特定のガイド機構に限定することを意図しないが、一実施形態では、ガイド機構は、該第１の基板上に位置付けられているガイドトラックであり、該ガイドトラックは、該第２の基板の一部に係合するように構成される。本発明は、保持機構が第１または第２の基板の上にある実施形態を考慮するが、一実施形態では、保持機構は、該第２の基板上に位置付けられているクリップであり、該クリップは、該第１の基板に係合するように構成される。
別の実施形態では、本発明は、ａ）１つ以上の流体ポートの第１の組を備えている第１の基板と、ｂ）１つ以上の流体ポートの第２の組を備えている第２の基板と、ｃ）ポートの第１の組およびポートの第２の組を整列させるように適合されているガイド機構と、ｄ）第２の基板と接触して第１の基板を保持するように適合されている保持機構とを備えているシステムを考慮する。再度、種々のガイド機構が考慮される（かつ本明細書で議論される）。一実施形態では、ガイド機構は、ガイドシャフト、またはガイドシャフトを受け入れるように構成される孔、溝、オリフィス、もしくは他の空洞を備えている。しかしながら、一実施形態では、ガイド機構は、該第１の基板上に位置付けられているガイドトラックであり、該ガイドトラックは、該第２の基板の一部に係合するように構成される。再度、種々の保持機構が考慮される（かつ本明細書で説明される）。しかしながら、一実施形態では、保持機構は、該第２の基板上に位置付けられているクリップであり、該クリップは、該第１の基板に係合するように構成される。
本発明はまた、流体接続が確立されるような様式でポートを連結する方法も考慮する。一実施形態では、本発明は、ａ）第１の流体ポートを備えている第１の基板、第２の流体ポートを備えている第２の基板、および第２の基板を誘導するように適合されているガイド機構を提供することと、ｂ）第２の基板をガイド機構と係合させることと、ｃ）ガイド機構の助けを借りて、流体ポートの第１および第２の組を整列させることと、ｄ）第１および第２の流体ポートを接触させ、流体接続を確立することとを含む、流体接続を確立する方法を考慮する。種々のガイド機構が考慮されるが、一実施形態では、該ガイド機構は、該第１の基板上に位置付けられているガイドトラックを備え、該ガイドトラックは、該第２の基板の一部に係合するように構成される。流体接続を確立するためのこの方法の一実施形態では、該第２の基板は、篏合表面を備えているマイクロ流体デバイスを備え、該第２の流体ポートは、該篏合表面上に位置付けられており、該篏合表面の上方に突出する液滴を備えている。さらなる実施形態では、該第１の基板は、篏合表面を備え、該第１の流体ポートは、該篏合表面上に位置付けられており、突出液滴を備えている。なおもさらに、本実施形態では、ステップｄ）の該接触させることは、該第１および第２の流体ポートが流体接続を確立するときに液滴間接続を引き起こす。該液滴間接続は、空気が１つ以上の流体入口ポートに進入することを可能にしないことが好ましい。本発明は整列させる様式に限定されないが、一実施形態では、ステップｃ）の該整列させることは、ガイドトラックを用いて第２の基板をスライドさせることを含む。ガイドトラックのための種々の設計および構造が考慮されるが、一実施形態では、該ガイドトラックは、第１および第２の区分を備え、該第１の区分は、ステップｃ）の整列させることを支援するように成形され、該第２の区分は、ステップｄ）の接触させることを支援するように成形される。
本発明は、保持機構が第１の基板上にある実施形態を考慮するが、一実施形態では、該第２の基板は、第２の基板と接触して第１の基板を保持するように適合されている保持機構を備えている。いくつかの実施形態では、保持機構は、第１および第２の基板が接触して流体接続を確立するときに自動的に係合する。しかしながら、一実施形態では、本発明は、ｅ）保持機構をアクティブにするアクティブにするステップを考慮する。
２基板システムが上で説明されているが、本発明はまた、３基板システムも考慮する。一実施形態では、システムは、ａ）第１の流体ポートを備えている第１の基板と、ｂ）第２の流体ポートを備えている第２の基板と、ｃ）該第２の基板を支持するように構成されている第３の基板と、ｄ）第１のポートを第２のポートと整列させるように適合されているガイド機構と、ｅ）第２の基板と接触して第１の基板を保持するように適合されている保持機構手段とを備えている。
前述のように、種々のガイド機構が考慮される（かつ本明細書に説明される）。一実施形態では、ガイド機構は、ガイドシャフト、またはガイドシャフトを受け入れるように構成される孔、溝、オリフィス、もしくは他の空洞を備えている。１つ以上のガイドシャフトもしくは他の突起が、一方の基板の上にあることができ、他方の基板上の１つ以上の孔、溝、オリフィス、もしくは他の空洞は、１つ以上のガイドシャフトもしくは他の突起を受け入れるように構成される。一実施形態では、ガイド機構は、ガイドトラックを備えている。ガイドトラックは、任意の向きにある（例えば、いずれかの側面からではなく上方から発する）ことができる。本発明は、ガイド機構が第１、第２、または第３の基板に取り付けられ得ることを考慮するが、一実施形態では、ガイドトラックは、該第１の基板上に位置付けられる。本発明は、第２または第３の基板のいずれかが、ガイド機構に係合するように構成される特徴もしくは構造を有する実施形態を考慮するが、一実施形態では、本発明は、第３の基板が該ガイドトラックに係合するように構成されている縁を備えていることを考慮する。一実施形態では、第２の基板は、該ガイドトラックに係合するように構成されている縁を備えている。本発明は、保持機構が第１または第２の基板上に位置付けられる実施形態を考慮するが、一実施形態では、該保持機構は、該第３の基板上に位置付けられる。前述のように、種々の保持機構が考慮される。一実施形態では、該保持機構は、該第１の基板に係合するように構成されているクリップを備えている。別の実施形態では、該保持機構は、第１の基板と第２の基板との間の接触が維持されるような条件下で該第１の基板に係合するように構成されているクランプを備えている。さらに別の実施形態では、該保持機構は、該第１の基板上の孔に係合するように構成されているスタッドを備えている。なおも別の実施形態では、該保持機構は、摩擦嵌めで該第１の基板の一部に係合する。一実施形態では、該保持機構は、接着剤（積層を含む）、ヒートステーク、およびねじから成る群から選択される。
本発明は、システムの構成要素が説明される（上記参照）、システムを考慮するが、本発明はまた、構成要素が、ある方法で配列、取り付け、または接続されるアセンブリも考慮する。一実施形態では、本発明は、ａ）第１の流体ポートおよびガイド機構を備えている第１の基板であって、第２の基板に対して位置付けられ、それと接触している第１の基板と、ｂ）第２の流体ポートを備えている第２の基板であって、該第１および第２のポートは、流体連通を可能にするよう整列させられ、キャリアによって支持されている、第２の基板と、ｃ）キャリアであって、該第１の基板の該ガイド機構に係合する部分を備えているキャリアとを備えているアセンブリを考慮する。本発明は、保持機構が該第１または第２の基板上に位置付けられる実施形態を考慮するが、一実施形態では、該キャリアはさらに、該第１の基板と第２の基板との該接触を保持するための保持機構を備えている。種々のガイド機構が考慮される（かつ本明細書に説明される）が、一実施形態では、ガイド機構は、ガイドトラックを備えている。本発明は、単一のガイドトラックに限定されず、２つ以上のガイドトラックが採用され得る。例えば、一実施形態では、ガイドトラックは、該第１の基板の１つ以上の側面上に位置付けられる。一実施形態では、該第１の基板に係合するキャリアの部分は、該ガイドトラックに係合するように構成されている１つ以上の縁を備えている。
種々の保持機構が考慮される（かつ本明細書に説明される）が、アセンブリの一実施形態では、該保持機構は、第１の基板に係合するように構成されているクリップを備えている。別の実施形態では、該保持機構は、該第１の基板に係合するように構成されているクランプを備えている。さらに別の実施形態では、該保持機構は、該第１の基板上の孔に係合するように構成されているスタッドを備えている。特定の実施形態では、該保持機構は、摩擦嵌めで該第１の基板の一部に係合する。一実施形態では、該保持機構は、接着剤（積層を含むが、それに限定されない）、ヒートステーク、およびねじから成る群から選択される。
本発明はまた、３つの基板が関与する場合、流体ポートを引き合わせることによって、流体接続を確立する方法も考慮する。一実施形態では、本発明は、ａ）第１の流体ポートを備えている第１の基板、第２の流体ポートを備えている第２の基板、該第２の基板を支持するように構成されている第３の基板、およびガイド機構を提供することと、ｂ）該第１のポートと第２のポートとをガイド機構を用いて整列させることと、ｃ）流体接続が該第１の基板と第２の基板との間で確立されるような条件下で該第１のポートを該第２のポートと接触させることとを含む流体接続を確立する方法を考慮する。この３基板方法の一実施形態では、該第２の基板は、篏合表面を備えているマイクロ流体デバイスを備え、該第２の流体ポートは、該篏合表面上に位置付けられており、該篏合表面の上方に突出する液滴を備えている。さらに、本実施形態では、該第１の基板は、篏合表面を備え、該第１の流体ポートは、該篏合表面上に位置付けられており、突出液滴を備えている。なおもさらに、本実施形態では、ステップｃ）の該接触させることは、該第１および第２の流体ポートが流体接続を確立するときに液滴間接続を引き起こす。該液滴間接続は、空気が該１つ以上の流体入口ポートに進入することを可能にしないことが好ましい。
再度、種々のガイド機構が考慮され、本明細書に説明される。一実施形態では、ガイド機構は、ガイドトラックを備えている。本発明は、該第１、第２、または第３の基板の上にガイドトラックを位置付けることを考慮するが、好ましい実施形態では、ガイドトラックは、該第１の基板上に位置付けられる。一実施形態では、第３の基板は、該ガイドトラックに係合するように構成されている縁を備えている。本発明が整列させるための特定の技法に限定されることを意図しないが、一実施形態では、本発明は、ステップｂ）の該整列させることが、該ガイドトラックを用いて該第３の基板をスライドさせることを含むことを考慮する。一実施形態では、該ガイドトラックは、第１および第２の区分を備え、該第１の区分は、ステップｂ）の整列を支援するように成形され、該第２の区分は、ステップｃ）の接触させることを支援するように成形される。一実施形態では、該第１の区分は、直線であり、該第２の区分は、曲線である。さらに別の実施形態では、該ガイド機構は、その上で該第３の基板がステップｄ）中に回転または旋回する機構を備えている。例えば、一実施形態では、該ガイド機構は、ヒンジ、継手、または旋回点を備えている。
本発明は、保持機構が該第１または第２の基板上に位置付けられる実施形態を考慮するが、一実施形態では、本発明は、該第３の基板がさらに、該第１および第２のポートの整列を保持するための保持機構を備えていることを考慮する。再度、種々の保持機構が考慮される。一実施形態では、該保持機構は、該第１の基板に係合するように構成されているクリップを備えている。一実施形態では、該保持機構は、該第１の基板と第２の基板との間の接触が維持されるような条件下で該第１の基板に係合するように構成されているクランプを備えている。さらに別の実施形態では、該保持機構は、該第１の基板上の孔に係合するように構成されているスタッドを備えている。なおも別の実施形態では、該保持機構は、摩擦嵌めで該第１の基板の一部に係合する。一実施形態では、該保持機構は、接着剤（積層を含むが、それに限定されない）、ヒートステーク、およびねじから成る群から選択される。本発明はまた、第３の基板が第２の基板のためのキャリアである、実施形態も考慮する。
一実施形態では、本発明は、ａ）第１の篏合表面上にガイド機構および第１の流体ポートを備えている第１の基板と、第２の篏合表面上の第２の流体ポートおよび底面を備えている第２の基板と、該第２の基板の該底面と接触するキャリアであって、保持機構および該ガイド機構に係合するための１つ以上の縁を備えている、キャリアとを提供することと、ｂ）該第１の基板の該ガイド機構を該キャリアの該１つ以上の縁と係合させることと、ｃ）該第１および第２のポートを該ガイド機構と整列させることと、ｄ）該第１のポートが該第２のポートに接触し、流体接続が該第１の基板と該第２の基板との間に確立されるような条件下で、該第１の篏合表面を該第２の篏合表面と接触させることとを含む流体接続を確立する方法を考慮する。この方法の一実施形態では、該第２の流体ポートは、該第２の基板の該篏合表面の上方に突出する液滴を備えている。一実施形態では、該第１の流体ポートは、突出液滴を備えている。一実施形態では、ステップｄ）の該接触させることは、該第１および第２の流体ポートが流体接続を確立するときに液滴間接続を引き起こす。該液滴間接続は、空気が該１つ以上の流体入口ポートに進入することを可能にしないことが好ましい。種々のガイド機構が考慮されるが、一実施形態では、ガイド機構は、ガイドトラックを備えている。本発明は、１つだけのガイドトラックがある実施形態に限定されず、２つ以上のガイドトラックが使用され得る。一実施形態では、ガイドトラックは、該第１の基板の１つ以上の側面上に位置付けられる。好ましい実施形態では、キャリアは、該ガイドトラックに係合するように構成されている１つ以上の縁を備えている。種々の整列アプローチが考慮されるが、一実施形態では、ステップｃ）の該整列させることは、該ガイドトラックを用いて該キャリアをスライドさせることを含む。ガイドトラックのための種々の設計および構造が考慮されるが、一実施形態では、該ガイドトラックは、第１および第２の区分を備え、該第１の区分は、ステップｃ）の整列させることを支援するように成形され、該第２の区分は、ステップｄ）の接触させることを支援するように成形される。一実施形態では、該第１の区分は、直線であり、該第２の区分は、曲線である。さらに別の実施形態では、該ガイド機構は、その上で該キャリアがステップｄ）中に回転または旋回する機構を備えている。本実施形態では、該ガイド機構は、ヒンジ、継手、ソケット、または他の旋回点を備え得る。
いくつかの実施形態では、保持機構は、ステップｄ）で接触させることが行われたときまたは後、自動的に係合する。しかしながら、一実施形態では、本発明は、ｅ）該第１および第２のポートの整列が保持されるような条件下で該保持機構をアクティブにするアクティブ化ステップを考慮する。再度、種々の保持機構が考慮される。一実施形態では、該保持機構は、該第１の基板に係合するように構成されているクリップを備えている。一実施形態では、該保持機構は、第１の基板と第２の基板との間の接触が維持されるような条件下で該第１の基板に係合するように構成されているクランプを備えている。一実施形態では、該保持機構は、該第１の基板上の孔に係合するように構成されているスタッドを備えている。一実施形態では、該保持機構は、摩擦嵌めで該第１の基板の一部に係合する。一実施形態では、該保持機構は、接着剤（積層、ヒートステーク、およびねじを含むが、それらに限定されない）から成る群から選択される。
本発明はまた、流体流（例えば、培地）を作成するように圧力を流体リザーバに加えるデバイスを含む、細胞を灌流させるためのデバイスも考慮する。本発明は、一実施形態では、圧力マニホールドを移動させるように構成されている作動アセンブリを備えているデバイスを考慮し、該圧力マニホールドは、統合弁を備えている。一実施形態では、該デバイスは、エラストマ膜をさらに備えている。一実施形態では、該弁は、シュレーダ弁を備えている。一実施形態では、該圧力マニホールドは、圧力点を伴う篏合表面を備えている。一実施形態では、デバイスは、圧力コントローラをさらに備えている。一実施形態では、該圧力コントローラは、該圧力点を介して圧力を加えるように構成される。一実施形態では、該作動アセンブリは、該圧力マニホールドに動作可能に連結されている空気圧シリンダを備えている。一実施形態では、該篏合表面はさらに、マイクロ流体デバイスまたはチップが該篏合表面に係合するときに該マイクロ流体デバイスまたはチップを整列させるように構成されている整列特徴を備えている。一実施形態では、該デバイスは、細胞を灌流させるための培養モジュールである。一実施形態では、マイクロ流体チップは、灌流マニホールドアセンブリと係合される（および整列特徴は、灌流マニホールドアセンブリを整列させるように構成される）。一実施形態では、マイクロ流体チップは、上部チャネルと、底部チャネルと、該上部および底部チャネルの少なくとも一部を分離する膜とを備えている。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、膜の上、および／またはチャネルの中もしくは上に細胞を備えている。
本発明はまた、圧力を送達するためのデバイスが複数のマイクロ流体デバイスに連結され、より好ましくは、複数のマイクロ流体デバイス（本明細書で議論される灌流使い捨て用品の種々の実施形態等）が同時に連結される（但し、それらは、所望であれば個別または連続的に連結されることができる）、システムも考慮する。一実施形態では、本発明は、ａ）圧力マニホールドを移動させるように構成されている作動アセンブリを備えているデバイスを備え、該圧力マニホールドは、統合弁を備え、該圧力マニホールドは、ｂ）複数のマイクロ流体デバイス（本明細書で議論される灌流使い捨て用品の種々の実施形態等）と接触するシステムを考慮する。一実施形態では、該圧力マニホールドはさらに、エラストマ膜を備え、該エラストマ膜は、該マイクロ流体デバイスと接触する。一実施形態では、該マイクロ流体デバイスは、灌流使い捨て用品である。一実施形態では、該弁は、シュレーダ弁を備えている。一実施形態では、該マイクロ流体デバイスの各々は、複数のポートを有するカバーを備えているカバーアセンブリで覆われ、該圧力マニホールドは、カバー上のポートに対応する圧力点を伴う篏合表面を備え、圧力マニホールドの篏合表面の圧力点は、カバーアセンブリの該ポートと接触する。一実施形態では、該ポートは、フィルタとガスケット内の対応する孔とに関連付けられている貫通孔ポートを備えている。一実施形態では、デバイスは、圧力コントローラをさらに備えている。一実施形態では、該圧力コントローラは、該圧力点を介して圧力を加えるように構成される。一実施形態では、該作動アセンブリは、該圧力マニホールドに動作可能に連結されている空気圧シリンダを備えている。一実施形態では、圧力マニホールドの該篏合表面はさらに、該マイクロ流体デバイスが該篏合表面に係合するときに該マイクロ流体デバイスを整列させるように構成されている整列特徴を備えている。好ましい実施形態では、該デバイスは、細胞を灌流させるための培養モジュールである。そのような培養モジュールの一実施形態では、培養モジュールは、１つ以上のトレイを受け入れるように構成され、各トレイは、複数のマイクロ流体デバイスを備えている。一実施形態では、培養モジュールはさらに、該培養モジュールを制御するためのユーザインターフェースを備えている。一実施形態では、各トレイは、複数の灌流マニホールドアセンブリを備えている。一実施形態では、マイクロ流体チップは、灌流マニホールドアセンブリと係合される（および圧力マニホールド篏合表面の整列特徴は、各灌流マニホールドアセンブリを整列させるように構成される）。一実施形態では、マイクロ流体チップは、上部チャネルと、底部チャネルと、該上部および底部チャネルの少なくとも一部を分離する膜とを備えている。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、膜の上、および／またはチャネルの中もしくは上に細胞を備えている。
本発明はまた、培養モジュールを用いて、細胞（例えば、本明細書に説明されるタイプの播種ガイドを用いて、または用いることなく、細胞が最初にマイクロ流体デバイスの中に播種された、本明細書で議論される灌流使い捨て用品の種々の実施形態等の該マイクロ流体デバイスのマイクロチャネル内の細胞）を灌流させる方法も考慮する。一実施形態では、本発明は、Ａ）ａ）培養モジュールであって、該培養モジュールは、ｉｉ）圧力マニホールドに対して複数のマイクロ流体デバイスを移動させるように構成される、ｉ）作動アセンブリを備え、該圧力マニホールドは、圧力点を伴う篏合表面を備えている、培養モジュールと、ｂ）複数のマイクロ流体デバイスであって、該マイクロ流体デバイスの各々は、ｉ）生細胞を備えている１つ以上のマイクロチャネルと、ｉｉ）培地を備えている１つ以上のリザーバと、ｉｉｉ）該１つ以上のリザーバの上方のカバーアセンブリであって、圧力マニホールド篏合表面上の圧力点に対応するポートを伴うカバーを備えているカバーアセンブリとを備えている、マイクロ流体デバイスとを提供することと、Ｂ）該培養モジュールの上またはその中に該複数のマイクロ流体デバイスを設置することと、Ｃ）培地が該リザーバから該マイクロ流体デバイスの該マイクロチャネルに流入し、それによって、該細胞を灌流させるような条件下で、ポートが該圧力点と接触するように、該複数のマイクロ流体デバイスの各マイクロ流体デバイスのカバー上の該ポートを該圧力マニホールドの該篏合表面と同時に（または連続的に）接触させることとを含む細胞を灌流させる方法を考慮する。一実施形態では、該複数のマイクロ流体デバイスは、ステップＢ）に先立って１つ以上のトレイの上に位置付けられ、ステップＢ）の該設置することは、該培養モジュールの中へ同時に該複数のマイクロ流体デバイスの少なくとも一部を移動させるステップを含む。一実施形態では、ステップＣ）の該同時に接触させることは、作動アセンブリを介して、圧力マニホールドの篏合表面に対して複数のマイクロ流体デバイスを上方に移動させることによって達成される。別の実施形態では、本発明は、Ａ）ａ）培養モジュールであって、該培養モジュールは、ｉｉ）圧力マニホールドを移動させるように構成される、ｉ）作動アセンブリを備え、該圧力マニホールドは、圧力点を伴う篏合表面を備えている、培養モジュールと、ｂ）複数のマイクロ流体デバイスであって、該マイクロ流体デバイスの各々は、ｉ）生（生存）細胞を備えている、１つ以上のマイクロチャネルと、ｉｉ）培地を備えている１つ以上のリザーバと、ｉｉｉ）該１つ以上のリザーバの上方のカバーアセンブリであって、圧力マニホールド篏合表面上の圧力点に対応するポートを伴うカバーを備えているカバーアセンブリとを備えている、マイクロ流体デバイスとを提供することと、Ｂ）該培養モジュールの上またはその中に該複数のマイクロ流体デバイスを設置することと、Ｃ）培地が該リザーバから該マイクロ流体デバイスの該マイクロチャネルに流入し、それによって、該細胞を灌流させるような条件下で、ポートが該圧力点と接触するように、該複数のマイクロ流体デバイスの各マイクロ流体デバイスのカバー上の該ポートを該圧力マニホールドの該篏合表面と同時に（または連続的に）接触させることとを含む細胞を灌流させる方法を考慮する。上記の実施形態では、複数のマイクロ流体デバイスは、同時に連結される。その後、それらは、圧力マニホールドから同時に連結解除または断絶されることができる。一実施形態では、該複数のマイクロ流体デバイスは、ステップＢ）に先立って１つ以上のトレイ（もしくはネスト）の上に位置付けられ、ステップＢ）の該設置することは、該培養モジュールの中へ同時に該複数のマイクロ流体デバイスの少なくとも一部（少なくとも３つ）を移動させるステップを含む。一実施形態では、ステップＣ）の該同時に接触させることは、作動アセンブリを介して、該複数のマイクロ流体デバイスの該カバーアセンブリ上に圧力マニホールドの篏合表面を下方に移動させることによって達成される。灌流方法の一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、灌流マニホールドアセンブリの中に係合されるマイクロ流体チップ（１つ以上のマイクロチャネルおよびポートを伴う、図３Ａに示されるマイクロ流体チップを含むが、それに限定されない）を備え、アセンブリは、ｉｉ）１つ以上の流体リザーバの最上部としての役割を果たすように構成される、ｉ）カバーもしくは蓋と、ｉｉｉ）該流体リザーバの下にあり、それと流体連通する流体バックプレーンと、ｉｖ）（直接的に）または（マイクロ流体チップを含むキャリアを通して間接的に）マイクロ流体チップに係合する突出部材もしくはスカートとを備えている。灌流は、マイクロ流体チップ内に含まれる細胞の８０％を上回る、より好ましくは、９０％を上回る、最も好ましくは、９５％を上回る生存率をもたらす（または維持する）速度で行われることが好ましい。一実施形態では、アセンブリはさらに、該流体リザーバの下にキャッピング層を備えている。一実施形態では、該流体バックプレーンは、抵抗器を備えている。好ましい実施形態では、マイクロ流体チップ環境は、該灌流中に無菌であるように維持される。
本発明はまた、一実施形態では、１ｐＫａ（プラスまたはマイナス０．５ｐＫａ、より好ましくは、プラスまたはマイナス０．１５ｐＫａ）で確実に維持されるように圧力を制御することを含む、細胞（例えば、本明細書に説明されるタイプの播種ガイドを用いて、または用いることなく、細胞が最初にマイクロ流体デバイスの中に播種された、本明細書で議論される灌流使い捨て用品の種々の実施形態等の該マイクロ流体デバイスのマイクロチャネル内の細胞）を灌流させながら圧力を制御する方法も考慮する。一実施形態では、本発明は、Ａ）ａ）複数のマイクロ流体デバイスであって、該マイクロ流体デバイスの各々は、ｉ）生細胞を備えている１つ以上のマイクロチャネルと、ｉｉ）培地を備えている１つ以上のリザーバとを備えている、マイクロ流体デバイスと、ｂ）１つ以上の圧力アクチュエータとを提供することと、Ｂ）該圧力アクチュエータを該リザーバのうちの少なくとも１つに結合することであって、作動圧力が該生細胞のうちの少なくともいくつかの灌流を変調させるように適合される、ことと、Ｃ）２つ以上の圧力設定点の間で該１つ以上の圧力アクチュエータを変化させ、それによって、該細胞を灌流させながら圧力を制御することとを含む細胞を灌流させながら圧力を制御する方法を考慮する。別の実施形態では、本発明は、Ａ）ａ）培養モジュールであって、圧力点を伴う篏合表面を備えている圧力マニホールドを移動させるように構成される、ｉ）作動アセンブリであって、ｉｉ）圧力マニホールドは、圧力点を伴う篏合表面を備えている、作動アセンブリと、ｉｉｉ）圧力を該圧力点に提供する１つ以上の圧力コントローラとを備えている、培養モジュールと、ｂ）複数のマイクロ流体デバイスであって、該マイクロ流体デバイスの各々は、ｉ）生細胞を備えている１つ以上のマイクロチャネルと、ｉｉ）培地を備えている１つ以上のリザーバと、ｉｉｉ）該１つ以上のリザーバの上方のカバーアセンブリであって、圧力マニホールド篏合表面上の圧力点に対応するポートを伴うカバーを備えているカバーアセンブリとを備えている、マイクロ流体デバイスとを提供することと、Ｂ）該培養モジュールの上またはその中に該複数のマイクロ流体デバイスを設置することと、Ｃ）培地が該リザーバから該マイクロ流体デバイスの該マイクロチャネルに流入し、それによって、該細胞を灌流させるような条件下で、ポートが該圧力点と接触するように、該複数のマイクロ流体デバイスの各マイクロ流体デバイスのカバー上の該ポートを該圧力マニホールドの該篏合表面と同時に接触させることと、Ｄ）該１つ以上の圧力コントローラを、ある期間にわたってオフにし（もしくは切り替え）、ある期間にわたってオンにし（もしくは２つ以上の設定点の間でそれらを変化させ）、それによって、該細胞を灌流させながら圧力を制御することとを含む、該細胞を灌流させながら圧力を制御する方法を考慮する。一実施形態では、切り替えは、その範囲内で良好な分解能を得るように、設定点１ｋＰａ〜０．５ｋＰａの間にある。一実施形態では、切り替えは、ある高度な方法のために、３つのレベル、すなわち、２ｋＰａ、１ｋＰａ、および０ｋＰａにある。一実施形態では、該圧力コントローラは、切り替えパターンでオフおよびオンにされる（設定点の間にある）（例えば、それらは、定義された間隔で繰り返しオフおよびオンにされる、または設定点の間にある）。好ましい実施形態では、切り替えパターンは、該１つ以上のリザーバの中の液体に作用する圧力の平均値が所望の値に対応するように選択される。細胞に関して、所望の値は、典型的には、低い。例えば、一実施形態では、切り替えパターンは、平均ガス圧が１ｋＰａを下回って維持されるように選択される。灌流し、圧力を制御する方法の一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、灌流マニホールドアセンブリの中に係合されるマイクロ流体チップ（１つ以上のマイクロチャネルおよびポートを伴う、図３Ａに示されるマイクロ流体チップを含むが、それに限定されない）を備え、アセンブリは、ｉｉ）１つ以上の流体リザーバの最上部としての役割を果たすように構成される、ｉ）カバーもしくは蓋と、ｉｉｉ）該流体リザーバの下にあり、それと流体連通する流体バックプレーンと、ｉｖ）（直接的に）または（マイクロ流体チップを含むキャリアを通して間接的に）マイクロ流体チップに係合する突出部材もしくはスカートとを備えている。灌流は、マイクロ流体チップ内に含まれる細胞の８０％を上回る、より好ましくは、９０％を上回る、最も好ましくは、９５％を上回る生存率をもたらす速度で行われることが好ましい。一実施形態では、アセンブリはさらに、該流体リザーバの下にキャッピング層を備えている。一実施形態では、該流体バックプレーンは、抵抗器を備えている。一実施形態では、カバーまたは蓋上のポートは、フィルタに関連付けられる。一実施形態では、フィルタは、０．２ミクロン、０．４ミクロン、または２５ミクロンフィルタである。好ましい実施形態では、マイクロ流体チップ環境は、該灌流中に無菌であるように維持される。一実施形態では、圧力レギュレータの電源をオンおよびオフにすることは、圧力の平均値を所望の値に近づけるが、マイクロ流体デバイスまたはチップによって被られる最大および最小値は、灌流マニホールドアセンブリの蓋の中の入口において抵抗フィルタを組み込むことによって、所望の値にさらに近づけられる。
圧力蓋が、マイクロ流体デバイス内の、もしくは別様にそれに関連付けられる１つ以上の流体源（例えば、リザーバ）の加圧を可能にするデバイスとして考慮される。本発明は、一実施形態では、圧力マニホールドに係合するように構成される複数のポートを備えている圧力蓋を考慮する。一実施形態では、ポートは、フィルタに関連付けられる。一実施形態では、蓋は、ガスケットに関連付けられる。一実施形態では、圧力蓋は、内側の要素（例えば、リザーバ）への改良されたアクセスを可能にするように、移動可能であるか、もしくはマイクロ流体デバイスに除去可能に取り付けられる。一実施形態では、本発明は、ａ）圧力蓋、流体源を備えているマイクロ流体デバイス、および圧力マニホールドを提供することであって、圧力蓋は、圧力マニホールドに係合するように構成される複数のポートを備えている、ことと、ｂ）位置付けられた圧力蓋を作成するように、該流体源を覆って該圧力蓋を位置付けることと、ｃ）該流体源からの流体が、該マイクロ流体デバイスの中へ、またはそれを通って移動するように、圧力が該ポートを通して加えられるような条件下で、該位置付けられた圧力蓋を該圧力マニホールドと係合させることとを含む、方法を考慮する。一実施形態では、方法はさらに、ｄ）該圧力マニホールドから該位置付けられた圧力蓋を係合解除することを含む。その後、圧力蓋は、（随意に）除去されることができ、マイクロ流体デバイスは、蓋を伴わずに使用されることができる。
本発明はまた、ｂ）マイクロ流体デバイスとインターフェースをとるためのａ）器具を備えているシステムも考慮し、該マイクロ流体デバイスは、ｉ）１つ以上の流体リザーバと、ｉｉ）１つ以上の器具インターフェースポートおよび１つ以上のリザーバインターフェースポートを備えている圧力蓋とを備えているか、もしくはそれらと流体連通するかのいずれかであり、圧力蓋は、器具に対面するポートのうちの少なくとも１つとリザーバに対面するポートのうちの少なくとも１つとの間で圧力を伝えるように適合される。一実施形態では、器具は、（移動または非移動）圧力マニホールドを備えている。一実施形態では、１つ以上の流体リザーバは、カートリッジの中に配置され、該カートリッジは、該マイクロ流体デバイスと流体連通する。一実施形態では、１つ以上の流体リザーバが、該マイクロ流体デバイスの中に配置される。
本発明はまた、デバイスとして、１つ以上の器具インターフェースポートと、１つ以上のリザーバインターフェースポートとを備えている圧力蓋も考慮し、圧力蓋は、器具に対面するポートのうちの少なくとも１つとリザーバに対面するポートのうちの少なくとも１つとの間で圧力を伝えるように適合され、圧力蓋は、少なくとも１つの流体リザーバと圧力インターフェースを形成するように適合される。
本発明は、デバイスとして、１つ以上のチャネルを備えている、圧力蓋も考慮し、各チャネルは、器具インターフェース端部と、リザーバインターフェース端部とを備え、チャネルは、器具と流体リザーバとの間で圧力を伝えるように適合される。
本発明はさらに、例えば、以下を提供する。
（項目１）
第１の表面を有する基板を備えている流体デバイスであって、前記第１の表面は、１つ以上の流体ポートを備え、前記第１の表面は、前記１つ以上の流体ポートにおいて、第１の液体を含む１つ以上の液滴を安定して保持するように適合されている、流体デバイス。（項目２）
前記第１の表面は、前記１つ以上の流体ポートを包囲している１つ以上の領域を備え、前記領域は、前記第１の液体による湿潤に抵抗するように適合されている、項目１に記載の流体デバイス。
（項目３）
前記領域は、疎水性であるように適合されている、項目２に記載の流体デバイス。
（項目４）
前記１つ以上の領域は、前記第１の液体による湿潤に抵抗するように選択される第１の材料を備えている、項目２に記載の流体デバイス。
（項目５）
前記第１の材料は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ナイロン、ポリプロピレン、ポリスチレン、およびポリイミドから成る群から選択される、項目４に記載の流体デバイス。
（項目６）
前記基板は、前記第１の材料を備えている、項目４に記載の流体デバイス。
（項目７）
前記第１の材料は、前記第１の表面上に結合、接着、コーティング、またはスパッタリングされている、項目４に記載の流体デバイス。
（項目８）
前記第１の材料は、疎水性ガスケットを備えている、項目４に記載の流体デバイス。
（項目９）
前記１つ以上の領域は、プラズマ処理、イオン処理、気相堆積、液相堆積、吸着、吸収、もしくは１つ以上の作用物質との化学反応を用いて、前記第１の液体による湿潤に抵抗するように適合されている、項目２に記載の流体デバイス。
（項目１０）
前記１つ以上の領域の周囲のエリアは、それらが親水性になることを避けるために、プラズマ処理中にマスクを用いて保護される、項目２に記載の流体デバイス。
（項目１１）
前記第１の表面は、前記１つ以上の流体ポートを包囲している１つ以上の領域を備え、前記領域は、前記第１の液体による湿潤を促進するように適合されている、項目１に記載の流体デバイス。
（項目１２）
前記領域は、親水性であるように適合されている、項目１１に記載の流体デバイス。
（項目１３）
前記１つ以上の領域は、前記第１の液体による湿潤を促進するように選択される第１の材料を備えている、項目１１に記載の流体デバイス。
（項目１４）
前記第１の材料は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）、ナイロン、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、およびアクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）から成る群から選択される、項目１３に記載の流体デバイス。
（項目１５）
前記基板は、前記第１の材料を備えている、項目１３に記載の流体デバイス。
（項目１６）
前記第１の材料は、前記第１の表面上に結合、接着、コーティング、またはスパッタリングされている、項目１３に記載の流体デバイス。
（項目１７）
前記第１の材料は、親水性ガスケットを備えている、項目１３に記載の流体デバイス。（項目１８）
前記１つ以上の領域は、プラズマ処理、イオン処理、気相堆積、液相堆積、吸着、吸収、もしくは１つ以上の作用物質との化学反応を用いて、前記第１の液体による湿潤を促進するように適合されている、項目１１に記載の流体デバイス。
（項目１９）
前記第１の表面は、前記１つ以上の流体ポートを包囲している１つ以上の隆起を備えている、項目１に記載の流体デバイス。
（項目２０）
前記第１の表面は、前記１つ以上の流体ポートを包囲している１つ以上の陥凹を備えている、項目１に記載の流体デバイス。
（項目２１）
前記第１の表面は、１つ以上の水性液滴を安定して保持するように適合されている、項目１に記載の流体デバイス。
（項目２２）
前記第１の表面は、１つ以上の非水性液滴を安定して保持するように適合されている、項目１に記載の流体デバイス。
（項目２３）
前記第１の表面は、１つ以上の油滴を安定して保持するように適合されている、項目１に記載の流体デバイス。
（項目２４）
システムであって、前記システムは、
ａ）第１の篏合表面上に位置付けられている第１の流体ポートと流体連通している流体源であって、前記第１の流体ポートは、第１の突出流体液滴を備えている、流体源と、
ｂ）第２の篏合表面上の第２の流体ポートと流体連通しているマイクロチャネルを備えているマイクロ流体デバイスであって、前記第２の流体ポートは、第２の突出流体液滴を備えている、マイクロ流体デバイスと、
ｃ）流体が前記流体源から前記第１の流体ポートを通って前記マイクロ流体デバイスの前記第２の流体ポートに流入することができるように、前記第１の突出流体液滴と前記第２の流体液滴とを一緒に液滴間接続に至らせるための機構と
を備えている、システム。
（項目２５）
前記第１の突出流体液滴は、前記第１の篏合表面から下向きに突出し、前記第２の突出流体液滴は、前記第２の篏合表面から上向きに突出している、項目２４に記載のシステム。
（項目２６）
前記第１の突出流体液滴は、前記第１の篏合表面から上向きに突出し、前記第２の突出流体液滴は、前記第２の篏合表面から下向きに突出している、項目２４に記載のシステム。
（項目２７）
前記機構は、前記第１の篏合表面と接触するように前記第２の篏合表面を上向きに持ち上げる、項目２４に記載のシステム。
（項目２８）
前記機構は、前記第２の篏合表面と接触するように前記第１の篏合表面を上向きに持ち上げる、項目２４に記載のシステム。
（項目２９）
前記機構は、前記第１の篏合表面と接触するように前記第２の篏合表面を降下させる、項目２４に記載のシステム。
（項目３０）
前記機構は、前記第２の篏合表面と接触するように前記第１の篏合表面を降下させる、項目２４に記載のシステム。
（項目３１）
前記第１の篏合表面は、前記第１の流体ポートを包囲している領域を備え、前記領域は、前記流体による湿潤に抵抗するように適合されている、項目２４に記載のシステム。
（項目３２）
前記領域は、疎水性であるように適合されている、項目３１に記載のシステム。
（項目３３）
前記領域は、前記流体による湿潤に抵抗するように選択される第１の材料を備えている、項目３２に記載のシステム。
（項目３４）
前記第１の材料は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ナイロン、ポリプロピレン、ポリスチレン、およびポリイミドから成る群から選択される、項目３３に記載のシステム。
（項目３５）
前記第１の材料は、前記第１の篏合表面上に結合、接着、コーティング、またはスパッタリングされている、項目３４に記載のシステム。
（項目３６）
前記第１の材料は、疎水性ガスケットを備えている、項目３３に記載のシステム。
（項目３７）
前記第１の篏合表面の前記領域は、プラズマ処理、イオン処理、気相堆積、液相堆積、吸着、吸収、もしくは１つ以上の作用物質との化学反応を用いて、湿潤に抵抗するように適合されている、項目３１に記載のシステム。
（項目３８）
前記第１の篏合表面は、前記第１の流体ポートを包囲している領域を備え、前記領域は、前記流体による湿潤を促進するように適合されている、項目２４に記載のシステム。
（項目３９）
前記領域は、親水性であるように適合されている、項目３８に記載のシステム。
（項目４０）
前記領域は、前記第１の液体による湿潤を促進するように選択される第１の材料を備えている、項目３８に記載のシステム。
（項目４１）
前記第１の材料は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）、ナイロン、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、およびアクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）から成る群から選択される、項目４０に記載のシステム。
（項目４２）
前記第１の材料は、前記第１の篏合表面上に結合、接着、コーティング、またはスパッタリングされている、項目４１に記載のシステム。
（項目４３）
前記第１の材料は、親水性ガスケットを備えている、項目４０に記載のシステム。
（項目４４）
前記第１の篏合表面の前記領域は、プラズマ処理、イオン処理、気相堆積、液相堆積、吸着、吸収、もしくは１つ以上の作用物質との化学反応を用いて、湿潤を促進するように適合されている、項目３８に記載のシステム。
（項目４５）
前記第１の篏合表面は、前記第１の流体ポートを包囲している１つ以上の隆起を備えている、項目２４に記載のシステム。
（項目４６）
前記第１の篏合表面は、前記第１の流体ポートを包囲している１つ以上の陥凹を備えている、項目２４に記載のシステム。
（項目４７）
前記第１の篏合表面は、水性突出流体液滴を安定して保持するように適合されている、項目２４に記載のシステム。
（項目４８）
前記第１の篏合表面は、非水性突出流体液滴を安定して保持するように適合されている、項目２４に記載のシステム。
（項目４９）
前記第１の篏合表面は、油性突出液滴を安定して保持するように適合されている、項目２４に記載のシステム。
（項目５０）
液滴を合併させる方法であって、前記方法は、
ａ）ｉ）第１の篏合表面上に位置付けられている第１の流体ポートと流体連通している流体源であって、前記第１の流体ポートは、第１の突出流体液滴を備えている、流体源と、
ｉｉ）第２の篏合表面上の第２の流体ポートと流体連通しているマイクロチャネルを備えているマイクロ流体デバイスであって、前記第２の流体ポートは、第２の突出流体液滴を備えている、マイクロ流体デバイスと
を提供することと、
ｂ）前記第１の突出流体液滴と前記第２の流体液滴とを一緒に液滴間接続に至らせることと
を含み、
それによって、前記第１の流体液滴と前記第２の流体液滴とが、合併し、その結果、流体が、前記流体源から前記第１の流体ポートを通って前記マイクロ流体デバイスの前記第２の流体ポートに流入する、方法。
（項目５１）
前記第１の突出流体液滴は、前記第１の篏合表面から下向きに突出し、前記第２の突出流体液滴は、前記第２の篏合表面から上向きに突出している、項目５０に記載の方法。
（項目５２）
前記第１の突出流体液滴は、前記第１の篏合表面から上向きに突出し、前記第２の突出流体液滴は、前記第２の篏合表面から下向きに突出している、項目５０に記載の方法。
（項目５３）
ステップｂ）は、前記第１の篏合表面と接触するように前記第２の篏合表面を上向きに持ち上げることを含む、項目５０に記載の方法。
（項目５４）
ステップｂ）は、前記第２の篏合表面と接触するように前記第１の篏合表面を上向きに持ち上げることを含む、項目５０に記載の方法。
（項目５５）
ステップｂ）は、前記第１の篏合表面と接触するように前記第２の篏合表面を降下させることを含む、項目５０に記載の方法。
（項目５６）
ステップｂ）は、前記第２の篏合表面と接触するように前記第１の篏合表面を降下させることを含む、項目５０に記載の方法。
（項目５７）
前記液滴間接続は、空気が前記流体入口ポートに進入することを可能にしない、項目５０に記載の方法。
（項目５８）
前記第１の篏合表面は、前記第１の流体ポートを包囲している領域を備え、前記領域は、前記流体による湿潤を促進するように適合されている、項目５０に記載の方法。
（項目５９）
前記領域は、親水性であるように適合されている、項目５８に記載の方法。
（項目６０）
前記領域は、前記流体による湿潤を促進するように選択される第１の材料を備えている、項目５８に記載の方法。
（項目６１）
前記第１の材料は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）、ナイロン、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、およびアクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）から成る群から選択される、項目６０に記載の方法。
（項目６２）
前記第１の材料は、前記第１の篏合表面上に結合、接着、コーティング、またはスパッタリングされている、項目６１に記載の方法。
（項目６３）
前記第１の材料は、親水性ガスケットを備えている、項目６０に記載の方法。
（項目６４）
前記第１の篏合表面の前記領域は、プラズマ処理、イオン処理、気相堆積、液相堆積、吸着、吸収、もしくは１つ以上の作用物質との化学反応を用いて、湿潤を促進するように適合されている、項目５８に記載の方法。
（項目６５）
前記第１の篏合表面は、前記第１の流体ポートを包囲している１つ以上の隆起を備えている、項目５０に記載の方法。
（項目６６）
前記第１の篏合表面は、前記第１の流体ポートを包囲している１つ以上の陥凹を備えている、項目５０に記載の方法。
（項目６７）
前記第１の篏合表面は、水性突出流体液滴を安定して保持するように適合されている、項目５０に記載の方法。
（項目６８）
前記第１の篏合表面は、非水性突出流体液滴を安定して保持するように適合されている、項目５０に記載の方法。
（項目６９）
前記第１の篏合表面は、油性突出液滴を安定して保持するように適合されている、項目５０に記載の方法。
（項目７０）
システムであって、前記システムは、
ａ）第１の流体ポートを備えている第１の基板と、
ｂ）第２の流体ポートを備えている第２の基板と、
ｃ）前記第１のポートおよび前記第２のポートを整列させるように適合されているガイド機構と、
ｄ）前記第２の基板と接触して前記第１の基板を保持するように適合されている保持機構と
を備えている、システム。
（項目７１）
前記ガイド機構は、前記第１の基板上に位置付けられているガイドトラックであり、前記ガイドトラックは、前記第２の基板の一部に係合するように構成されている、項目７０に記載のシステム。
（項目７２）
前記保持機構は、前記第２の基板上に位置付けられているクリップであり、前記クリップは、前記第１の基板に係合するように構成されている、項目７０に記載のシステム。
（項目７３）
システムであって、前記システムは、
ａ）１つ以上の流体ポートの第１の組を備えている第１の基板と、
ｂ）１つ以上の流体ポートの第２の組を備えている第２の基板と、
ｃ）前記ポートの第１の組および前記ポートの第２の組を整列させるように適合されているガイド機構と、
ｄ）前記第２の基板と接触して前記第１の基板を保持するように適合されている保持機構と
を備えている、システム。
（項目７４）
前記ガイド機構は、前記第１の基板上に位置付けられているガイドトラックであり、前記ガイドトラックは、前記第２の基板の一部に係合するように構成されている、項目７３に記載のシステム。
（項目７５）
前記保持機構は、前記第２の基板上に位置付けられているクリップであり、前記クリップは、前記第１の基板に係合するように構成されている、項目７３に記載のシステム。
（項目７６）
流体接続を確立する方法であって、前記方法は、
ａ）第１の流体ポートを備えている第１の基板、第２の流体ポートを備えている第２の基板、および前記第２の基板を誘導するように適合されているガイド機構を提供することと、
ｂ）前記第２の基板を前記ガイド機構と係合させることと、
ｃ）前記ガイド機構の助けを借りて、前記流体ポートの第１組と前記流体ポートの第２の組とを整列させることと
ｄ）前記第１の流体ポートと前記第２の流体ポートとを接触させ、流体接続を確立することと
を含む、方法。
（項目７７）
前記ガイド機構は、前記第１の基板上に位置付けられているガイドトラックを備え、前記ガイドトラックは、前記第２の基板の一部に係合するように構成されている、項目７６に記載の方法。
（項目７８）
前記第２の基板は、篏合表面を備えているマイクロ流体デバイスを備え、前記第２の流体ポートは、前記篏合表面上に位置付けられており、前記篏合表面の上方に突出する液滴を備えている、項目７６に記載の方法。
（項目７９）
前記第１の基板は、篏合表面を備え、前記第１の流体ポートは、前記篏合表面上に位置付けられており、突出液滴を備えている、項目７８に記載の方法。
（項目８０）
ステップｄ）の前記接触させることは、前記第１の流体ポートと前記第２の流体ポートとが流体接続を確立すべきとき、液滴間接続を引き起こす、項目７９に記載の方法。
（項目８１）
前記液滴間接続は、空気が前記１つ以上の流体入口ポートに進入することを可能にしない、項目８０に記載の方法。
（項目８２）
ステップｃ）の前記整列させることは、前記ガイドトラックを用いて前記第２の基板をスライドさせることを含む、項目７７に記載の方法。
（項目８３）
前記ガイドトラックは、第１および第２の区分を備え、前記第１の区分は、ステップｃ）の前記整列させることを支援するように成形され、前記第２の区分は、ステップｄ）の前記接触させることを支援するように成形されている、項目７７に記載の方法。
（項目８４）
前記第２の基板は、前記第２の基板と接触して前記第１の基板を保持するように適合されている保持機構を備えている、項目７６に記載の方法。
（項目８５）
ｅ）前記保持機構をアクティブにするステップをさらに含む、項目８４に記載の方法。
（項目８６）
システムであって、前記システムは、
ａ）第１の流体ポートを備えている第１の基板と、
ｂ）第２の流体ポートを備えている第２の基板と、
ｃ）前記第２の基板を支持するように構成されている第３の基板と、
ｄ）前記第１のポートを第２のポートと整列させるように適合されているガイド機構と、
ｅ）前記第２の基板と接触して前記第１の基板を保持するように適合されている保持機構手段と
を備えている、システム。
（項目８７）
前記ガイド機構は、ガイドトラックを備えている、項目８６に記載のシステム。
（項目８８）
前記ガイドトラックは、前記第１の基板上に位置付けられている、項目８７に記載のシステム。
（項目８９）
前記第３の基板は、前記ガイドトラックに係合するように構成されている縁を備えている、項目８８に記載のシステム。
（項目９０）
前記保持機構は、前記第３の基板上に位置付けられている、項目８９に記載のシステム。
（項目９１）
前記保持機構は、前記第１の基板に係合するように構成されているクリップを備えている、項目９０に記載のシステム。
（項目９２）
前記保持機構は、前記第１の基板と前記第２の基板との間の接触が維持されるような条件下で前記第１の基板に係合するように構成されているクランプを備えている、項目９０に記載のシステム。
（項目９３）
前記保持機構は、前記第１の基板上の孔に係合するように構成されているスタッドを備えている、項目９０に記載のシステム。
（項目９４）
前記保持機構は、摩擦嵌めで前記第１の基板の一部に係合する、項目９０に記載のシステム。
（項目９５）
前記保持機構は、接着剤、ヒートステーク、およびねじから成る群から選択される、項目９０に記載のシステム。
（項目９６）
前記接着剤は、積層である、項目９５に記載のシステム。
（項目９７）
アセンブリであって、前記アセンブリは、
ａ）第１の流体ポートおよびガイド機構を備えている第１の基板であって、前記第１の基板は、第２の基板に対して位置付けられ、それと接触している、第１の基板と、
ｂ）第２の流体ポートを備えている第２の基板であって、前記第１のポートと前記第２のポートとは、流体連通を可能にするよう整列させられ、前記第２の基板は、キャリアによって支持されている、第２の基板と、
ｃ）キャリアであって、前記第１の基板の前記ガイド機構に係合する部分を備えている、キャリアと
を備えている、アセンブリ。
（項目９８）
前記キャリアは、前記第１の基板と前記第２の基板との間の前記接触を保持するための保持機構をさらに備えている、項目９７に記載のアセンブリ。
（項目９９）
前記ガイド機構は、ガイドトラックを備えている、項目９７に記載のアセンブリ。
（項目１００）
前記ガイドトラックは、前記第１の基板の１つ以上の側面上に位置付けられている、項目９９に記載のアセンブリ。
（項目１０１）
前記第１の基板に係合する前記キャリアの部分は、前記ガイドトラックに係合するように構成されている１つ以上の縁を備えている、項目１００に記載のアセンブリ。
（項目１０２）
前記保持機構は、前記第１の基板に係合するように構成されているクリップを備えている、項目９８に記載のアセンブリ。
（項目１０３）
前記保持機構は、前記第１の基板に係合するように構成されているクランプを備えている、項目９８に記載のアセンブリ。
（項目１０４）
前記保持機構は、前記第１の基板上の孔に係合するように構成されているスタッドを備えている、項目９８に記載のアセンブリ。
（項目１０５）
前記保持機構は、摩擦嵌めで前記第１の基板の一部に係合する、項目９８に記載のアセンブリ。
（項目１０６）
前記保持機構は、接着剤、ヒートステーク、およびねじから成る群から選択される、項目９８に記載のアセンブリ。
（項目１０７）
前記接着剤は、積層である、項目１０６に記載のアセンブリ。
（項目１０８）
流体接続を確立する方法であって、前記方法は、
ａ）第１の流体ポートを備えている第１の基板、第２の流体ポートを備えている第２の基板、前記第２の基板を支持するように構成されている第３の基板、およびガイド機構を提供することと、
ｂ）前記第１のポートと第２のポートとを前記ガイド機構を用いて整列させることと、
ｃ）流体接続が前記第１の基板と前記第２の基板との間で確立されるような条件下で前記第１のポートを前記第２のポートと接触させることと
を含む、方法。
（項目１０９）
前記ガイド機構は、ガイドトラックを備えている、項目１０８に記載の方法。
（項目１１０）
前記ガイドトラックは、前記第１の基板上に位置付けられている、項目１０９に記載の方法。
（項目１１１）
前記第３の基板は、前記ガイドトラックに係合するように構成されている縁を備えている、項目１１０に記載の方法。
（項目１１２）
ステップｂ）の前記整列させることは、前記ガイドトラックを用いて前記第３の基板をスライドさせることを含む、項目１１１に記載の方法。
（項目１１３）
前記ガイドトラックは、第１および第２の区分を備え、前記第１の区分は、ステップｂ）の前記整列させることを支援するように成形され、前記第２の区分は、ステップｃ）の前記接触させることを支援するように成形されている、項目１１１に記載の方法。
（項目１１４）
前記第１の区分は、直線であり、前記第２の区分は、曲線である、項目１１３に記載の方法。
（項目１１５）
前記ガイド機構は、ステップｄ）中、その上で前記第３の基板が回転または旋回する機構を備えている、項目１０８に記載の方法。
（項目１１６）
前記ガイド機構は、ヒンジを備えている、項目１１５に記載の方法。
（項目１１７）
前記第３の基板は、前記第１のポートと前記第２のポートとの整列を保持するための保持機構をさらに備えている、項目１０８に記載の方法。
（項目１１８）
前記保持機構は、前記第１の基板に係合するように構成されているクリップを備えている、項目１１７に記載の方法。
（項目１１９）
前記保持機構は、前記第１の基板と前記第２の基板との間の接触が維持されるような条件下で前記第１の基板に係合するように構成されているクランプを備えている、項目１１７に記載の方法。
（項目１２０）
前記保持機構は、前記第１の基板上の孔に係合するように構成されているスタッドを備えている、項目１１７に記載の方法。
（項目１２１）
前記保持機構は、摩擦嵌めで前記第１の基板の一部に係合する、項目１１７に記載の方法。
（項目１２２）
前記保持機構は、接着剤、ヒートステーク、およびねじから成る群から選択される、項目１１７に記載の方法。
（項目１２３）
前記接着剤は、積層である、項目１２２に記載の方法。
（項目１２４）
前記第２の基板は、篏合表面を備えているマイクロ流体デバイスを備え、前記第２の流体ポートは、前記篏合表面上に位置付けられており、前記篏合表面の上方に突出する液滴を備えている、項目１０８に記載の方法。
（項目１２５）
前記第１の基板は、篏合表面を備え、前記第１の流体ポートは、前記篏合表面上に位置付けられており、突出液滴を備えている、項目１２４に記載の方法。
（項目１２６）
ステップｃ）の前記接触させることは、前記第１の流体ポートと前記第２の流体ポートとが流体接続を確立すべきとき、液滴間接続を引き起こす、項目１２５に記載の方法。
（項目１２７）
前記液滴間接続は、空気が前記１つ以上の流体入口ポートに進入することを可能にしない、項目１２６に記載の方法。
（項目１２８）
流体接続を確立する方法であって、前記方法は、
ａ）第１の篏合表面上にガイド機構および第１の流体ポートを備えている第１の基板と、第２の篏合表面上の第２の流体ポートおよび底面を備えている第２の基板と、前記第２の基板の前記底面と接触するキャリアであって、保持機構および前記ガイド機構に係合するための１つ以上の縁を備えている、キャリアとを提供することと、
ｂ）前記第１の基板の前記ガイド機構を前記キャリアの１つ以上の縁と係合させることと、
ｃ）前記第１のポートと第２のポートとを前記ガイド機構を用いて整列させることと、
ｄ）前記第１のポートが前記第２のポートに接触し、流体接続が前記第１の基板と第２の基板との間に確立されるような条件下で、前記第１の篏合表面を前記第２の篏合表面と接触させることと
を含む、方法。
（項目１２９）
前記ガイド機構は、ガイドトラックを備えている、項目１２８に記載の方法。
（項目１３０）
前記ガイドトラックは、前記第１の基板の１つ以上の側面上に位置付けられている、項目１２９に記載の方法。
（項目１３１）
前記キャリアは、前記ガイドトラックに係合するように構成されている１つ以上の縁を備えている、項目１３０に記載の方法。
（項目１３２）
ステップｃ）の前記整列させることは、前記ガイドトラックを用いて前記キャリアをスライドさせることを含む、項目１３１に記載の方法。
（項目１３３）
前記ガイドトラックは、第１および第２の区分を備え、前記第１の区分は、ステップｃ）の前記整列させることを支援するように成形され、前記第２の区分は、ステップｄ）の前記接触させることを支援するように成形されている、項目１３２に記載の方法。
（項目１３４）
前記第１の区分は、直線であり、前記第２の区分は、曲線である、項目１３３に記載の方法。
（項目１３５）
前記ガイド機構は、ステップｄ）中、その上で前記キャリアが回転または旋回する機構を備えている、項目１２８に記載の方法。
（項目１３６）
前記ガイド機構は、ヒンジを備えている、項目１３５に記載の方法。
（項目１３７）
ｅ）前記第１のポートと前記第２のポートとの前記整列が保持されるような条件下で前記保持機構をアクティブにするステップをさらに含む、項目１２８に記載の方法。
（項目１３８）
前記保持機構は、前記第１の基板に係合するように構成されているクリップを備えている、項目１２８に記載の方法。
（項目１３９）
前記保持機構は、前記第１の基板と前記第２の基板との間の接触が維持されるような条件下で前記第１の基板に係合するように構成されているクランプを備えている、項目１２８に記載の方法。
（項目１４０）
前記保持機構は、前記第１の基板上の孔に係合するように構成されているスタッドを備えている、項目１２８に記載の方法。
（項目１４１）
前記保持機構は、摩擦嵌めで前記第１の基板の一部に係合する、項目１２８に記載の方法。
（項目１４２）
前記保持機構は、接着剤、ヒートステーク、およびねじから成る群から選択される、項目１２８に記載の方法。
（項目１４３）
前記接着剤は、積層である、項目１４２に記載の方法。
（項目１４４）
前記第２の流体ポートは、前記第２の基板の前記篏合表面の上方に突出する液滴を備えている、項目１２８に記載の方法。
（項目１４５）
前記第１の流体ポートは、突出液滴を備えている、項目１４４に記載の方法。
（項目１４６）
ステップｄ）の前記接触させることは、前記第１の流体ポートと前記第２の流体ポートとが流体接続を確立すべきとき、液滴間接続を引き起こす、項目１４５に記載の方法。
（項目１４７）
前記液滴間接続は、空気が前記１つ以上の流体入口ポートに進入することを可能にしない、項目１４６に記載の方法。
（項目１４８）
灌流マニホールドアセンブリであって、前記アセンブリは、
ｉ）１つ以上の流体リザーバと、
ｉｉ）前記流体リザーバの下に位置付けられている流体バックプレーンと
を備え、
前記流体バックプレーンは、前記流体リザーバと流体連通し、前記流体バックプレーンは、ポートにおいて終端する流体チャネルを備えている、アセンブリ。
（項目１４９）
前記流体バックプレーンは、流体抵抗器を備えている、項目１４８に記載のアセンブリ。
（項目１５０）
ｉｉｉ）スカートをさらに備え、前記スカートは、ガイド機構を備えている、項目１４８に記載のアセンブリ。
（項目１５１）
前記ガイド機構は、１つ以上のサイドトラックを備えている、項目１４８に記載のアセンブリ。
（項目１５２）
前記１つ以上のサイドトラックは、マイクロ流体デバイスキャリアの中に位置付けられているマイクロ流体デバイスに係合するために構成され、前記マイクロ流体デバイスキャリアは、前記１つ以上のサイドトラックにスライド可能に係合するように構成されている１つ以上の外縁を有する、項目１５１に記載のアセンブリ。
（項目１５３）
前記抵抗器は、蛇行チャネルを備えている、項目１４９に記載のアセンブリ。
（項目１５４）
前記流体バックプレーンは、前記蛇行チャネルと流体連通する直線流体チャネルを備え、前記直線チャネルは、１つ以上のポートにおいて終端する、項目１５３に記載のアセンブリ。
（項目１５５）
前記流体リザーバのためのカバーをさらに備え、前記カバーは、フィルタに関連付けられている複数の貫通孔ポートを備え、前記フィルタは、ガスケット内の対応する孔の上方に位置付けられている、項目１４８に記載のアセンブリ。
（項目１５６）
前記サイドトラックは、前記リザーバの近位にある閉鎖した第１の端部と、前記リザーバの遠位にある開放した第２の端部とを備え、前記開放端は、前記マイクロ流体デバイスキャリアの前記１つ以上の外縁に係合するための傾斜スライドを備えている、項目１５２に記載のアセンブリ。
（項目１５７）
前記サイドトラックは、前記閉鎖した第１の端部と前記開放した第２の端部との間に直線領域を備えている、項目１５６に記載のアセンブリ。
（項目１５８）
システムであって、前記システムは、
ａ）灌流マニホールドアセンブリであって、前記アセンブリは、
ｉ）１つ以上の流体リザーバと、
ｉｉ）前記流体リザーバの下に位置付けられている流体バックプレーンであって、前記流体バックプレーンは、前記流体リザーバと流体連通し、前記流体バックプレーンは、流体出口ポートにおいて終端する流体チャネルを備えている、流体バックプレーンと、
ｉｉｉ）ガイド機構を有するスカートと
を備えている、灌流マニホールドアセンブリと、
ｂ）キャリアの中に位置付けられているマイクロ流体デバイスと
を備え、
前記キャリアは、前記スカートの前記ガイド機構に取り外し可能に係合し、前記マイクロ流体デバイスは、ｉ）マイクロチャネルを備え、前記マイクロチャネルは、ｉｉｉ）篏合表面上のｉｉ）１つ以上の入口ポートを介して前記灌流マニホールドアセンブリと流体連通し、前記マイクロ流体デバイスの前記１つ以上の流体入口ポートは、流体が前記灌流マニホールドアセンブリの前記流体リザーバから前記１つ以上の流体出口ポートを通って前記マイクロ流体デバイスの前記１つ以上の流体入口ポートに流入するような条件下で、前記灌流マニホールドアセンブリの前記スカートの前記１つ以上の流体出口ポートに対して位置付けられている、システム。
（項目１５９）
前記マイクロ流体デバイスは、前記流体リザーバからの流体で灌流される生細胞を備えている、項目１５８に記載のシステム。
（項目１６０）
前記マイクロ流体デバイスは、体内の器官の中の細胞の１つ以上の機能を模倣する様式で一緒に機能する少なくとも２つの異なる細胞型を備えている、項目１５８に記載のシステム。
（項目１６１）
前記マイクロ流体デバイスは、頂面および底面を有する膜を備え、前記頂面は、第１の細胞型を備え、前記底面は、第２の細胞型を備えている、項目１６０に記載のシステム。（項目１６２）
前記第１の細胞型は、上皮細胞であり、前記第２の細胞型は、内皮細胞である、項目１６１に記載のシステム。
（項目１６３）
前記膜は、多孔質である、項目１６１に記載のシステム。
（項目１６４）
前記流体バックプレーンは、流体抵抗器を備えている、項目１５８に記載のシステム。（項目１６５）
前記ガイド機構は、１つ以上のサイドトラックを備えている、項目１５８に記載のシステム。
（項目１６６）
前記キャリアは、１つ以上の外縁を備え、前記外縁は、前記スカートの前記１つ以上のサイドトラックに取り外し可能に係合する、項目１６５に記載のシステム。
（項目１６７）
前記キャリアは、前記マイクロ流体デバイスの前記１つ以上の流体入口ポートが前記灌流マニホールドアセンブリの前記１つ以上の流体出口ポートに対して位置付けられているとき、前記キャリアの移動を制限するための係止機構をさらに備えている、項目１５８に記載のシステム。
（項目１６８）
細胞を灌流させる方法であって、前記方法は、
Ａ）ａ）灌流マニホールドアセンブリであって、前記灌流マニホールドアセンブリは、
ｉ）１つ以上の流体リザーバと、
ｉｉ）前記流体リザーバの下に位置付けられている流体バックプレーンであって、前記流体バックプレーンは、前記流体リザーバと流体連通し、前記流体バックプレーンは、流体出口ポートにおいて終端する流体チャネルを備えている、流体バックプレーンと、
ｉｉｉ）ガイド機構を有するスカートと
を備えている、灌流マニホールドアセンブリと、
ｂ）キャリアの中に位置付けられているマイクロ流体デバイスであって、前記キャリアは、前記スカートの前記ガイド機構に取り外し可能に係合するために構成され、前記マイクロ流体デバイスは、
ｉ）生細胞と、
ｉｉ）マイクロチャネルと
を備え、前記マイクロチャネルは、ｉｉｉ）篏合表面上のｉｉ）１つ以上の入口ポートと流体連通している、マイクロ流体デバイスと
を提供することと、
Ｂ）前記キャリアが前記スカートの前記ガイド機構に係合するように前記キャリアを位置付けることと、
Ｃ）前記マイクロ流体デバイスが連結され、流体が前記灌流マニホールドアセンブリの前記流体リザーバから前記１つ以上の流体出口ポートを通って前記マイクロ流体デバイスの前記１つ以上の流体入口ポートに、そして前記マイクロチャネルに流入し、それによって、前記細胞を灌流させるような条件下で、前記マイクロ流体デバイスの前記１つ以上の流体入口ポートが前記灌流マニホールドアセンブリの前記１つ以上の流体出口ポートに対して位置付けられるまで、前記キャリアを移動させることと
を含む、方法。
（項目１６９）
前記マイクロ流体デバイスの前記篏合表面上の前記１つ以上の入口ポートは、前記篏合表面の上方に突出する液滴を備え、１つ以上の出口ポートは、突出液滴を備え、それによって、ステップＣ）の前記移動させることは、前記マイクロ流体デバイスの１つ以上の流体入口ポートが前記灌流マニホールドアセンブリの前記１つ以上の流体出口ポートに対して位置付けられると、液滴間接続を引き起こす、項目１６８に記載の方法。
（項目１７０）
前記液滴間接続は、空気が前記１つ以上の流体入口ポートに進入することを可能にしない、項目１６９に記載の方法。
（項目１７１）
前記液滴に近接する前記篏合表面は、疎水性である、項目１６９に記載の方法。
（項目１７２）
Ｄ）前記キャリアの移動を制限するための係止機構をアクティブにするステップをさらに含む、項目１６８に記載の方法。
（項目１７３）
前記流体バックプレーンは、流体抵抗器を備えている、項目１６８に記載の方法。
（項目１７４）
前記ガイド機構は、１つ以上のサイドトラックを備えている、項目１６８に記載の方法。
（項目１７５）
前記キャリアは、１つ以上の外縁を備え、前記外縁は、前記スカートの前記１つ以上のサイドトラックに取り外し可能に係合するために構成されている、項目１７４に記載の方法。
（項目１７６）
ステップＣ）の前記移動させることは、前記入口および出口ポートが互いに対して位置付けられるまで、前記サイドトラックに沿って前記キャリアをスライドさせることを含む、項目１７５に記載の方法。
（項目１７７）
インキュベータの中に前記連結されたマイクロ流体デバイスを伴って前記灌流マニホールドアセンブリを設置するステップをさらに含む、項目１６８に記載の方法。
（項目１７８）
培養モジュールの中またはその上に前記連結されたマイクロ流体デバイスを伴って前記灌流マニホールドアセンブリを設置するステップをさらに含む、項目１６８に記載の方法。
（項目１７９）
前記灌流マニホールドアセンブリの前記流体リザーバは、複数のポートを有するカバーを備えているカバーアセンブリで覆われている、項目１６８に記載の方法。
（項目１８０）
前記ポートは、フィルタとガスケット内の対応する孔とに関連付けられている貫通孔ポートであり、前記培養モジュールは、前記カバー上の前記貫通孔ポートに対応する圧力点を伴う篏合表面を備え、それによって、前記培養モジュールの中またはその上に前記連結されたマイクロ流体デバイスを伴って前記灌流マニホールドアセンブリを設置するステップは、前記圧力点との前記貫通孔の接触をもたらす、項目１７９に記載の方法。
（項目１８１）
前記ポートは、フィルタとガスケット内の対応する孔とに関連付けられている貫通孔ポートであり、前記培養モジュールは、前記カバー上の前記貫通孔ポートに対応する圧力点を伴う篏合表面を備え、それによって、前記培養モジュールの中またはその上に前記連結されたマイクロ流体デバイスを伴って前記灌流マニホールドアセンブリを設置するステップの後、前記培養モジュールの前記篏合表面の前記圧力点は、前記カバーアセンブリの前記貫通孔と接触させられる、項目１７９に記載の方法。
（項目１８２）
前記培養モジュールは、圧力コントローラを備えている、項目１７８に記載の方法。
（項目１８３）
前記圧力コントローラは、前記カバー上の前記貫通孔ポートに対応する前記圧力点を介して、圧力を前記流体リザーバに加える、項目１８２に記載の方法。
（項目１８４）
前記培養モジュールは、複数の灌流マニホールドアセンブリを備えている、項目１７８に記載の方法。
（項目１８５）
前記培養モジュールは、統合弁を備えている、項目１７８に記載の方法。
（項目１８６）
前記弁は、シュレーダ弁を備えている、項目１８５に記載の方法。
（項目１８７）
デバイスであって、前記デバイスは、圧力マニホールドを移動させるように構成されている作動アセンブリを備え、前記圧力マニホールドは、統合弁を備えている、デバイス。（項目１８８）
前記弁は、シュレーダ弁を備えている、項目１８７に記載のデバイス。
（項目１８９）
前記圧力マニホールドは、圧力点を伴う篏合表面を備えている、項目１８７に記載のデバイス。
（項目１９０）
エラストマ膜をさらに備えている、項目１８７に記載のデバイス。
（項目１９１）
圧力コントローラをさらに備えている、項目１８７に記載のデバイス。
（項目１９２）
前記圧力コントローラは、前記圧力点を介して圧力を加えるように構成されている、項目１９１に記載のデバイス。
（項目１９３）
前記作動アセンブリは、前記圧力マニホールドに動作可能に連結されている空気圧シリンダを備えている、項目１８７に記載のデバイス。
（項目１９４）
前記篏合表面は、マイクロ流体デバイスが前記篏合表面に係合するときに前記マイクロ流体デバイスを整列させるように構成されている整列特徴をさらに備えている、項目１８９に記載のデバイス。
（項目１９５）
前記デバイスは、細胞を灌流させるための培養モジュールである、項目１８７に記載のデバイス。
（項目１９６）
システムであって、前記システムは、
圧力マニホールドを移動させるように構成されている作動アセンブリを備えているａ）デバイスを備え、前記圧力マニホールドは、統合弁を備え、前記圧力マニホールドは、ｂ）複数のマイクロ流体デバイスと接触する、システム。
（項目１９７）
前記マイクロ流体デバイスは、灌流使い捨て用品である、項目１９６に記載のシステム。
（項目１９８）
前記弁は、シュレーダ弁を備えている、項目１９６に記載のシステム。
（項目１９９）
前記マイクロ流体デバイスの各々は、複数のポートを有するカバーを備えているカバーアセンブリで覆われ、前記圧力マニホールドは、前記カバー上の前記ポートに対応する圧力点を伴う篏合表面を備え、前記圧力マニホールドの前記篏合表面の前記圧力点は、前記カバーアセンブリの前記ポートと接触する、項目１９６に記載のシステム。
（項目２００）
前記ポートは、フィルタとガスケット内の対応する孔とに関連付けられている貫通孔ポートを備えている、項目１９９に記載のシステム。
（項目２０１）
前記デバイスは、圧力コントローラをさらに備えている、項目１９６に記載のシステム。
（項目２０２）
前記圧力コントローラは、前記圧力点を介して圧力を加えるように構成されている、項目２０１に記載のシステム。
（項目２０３）
前記作動アセンブリは、前記圧力マニホールドに動作可能に連結されている空気圧シリンダを備えている、項目１９６に記載のシステム。
（項目２０４）
前記篏合表面は、マイクロ流体デバイスが前記篏合表面に係合するときに前記マイクロ流体デバイスを整列させるように構成されている整列特徴をさらに備えている、項目１９９に記載のシステム。
（項目２０５）
前記デバイスは、エラストマ膜をさらに備え、前記エラストマ膜は、前記マイクロ流体デバイスと接触する、項目１９６に記載のシステム。
（項目２０６）
前記デバイスは、細胞を灌流させるための培養モジュールである、項目１９６に記載のシステム。
（項目２０７）
前記培養モジュールは、１つ以上のトレイを受け入れるように構成され、各トレイは、複数のマイクロ流体デバイスを備えている、項目２０６に記載のシステム。
（項目２０８）
前記培養モジュールは、前記培養モジュールを制御するためのユーザインターフェースをさらに備えている、項目２０６に記載のシステム。
（項目２０９）
細胞を灌流させる方法であって、前記方法は、
Ａ）ａ）培養モジュールであって、前記培養モジュールは、ｉｉ）圧力マニホールドを移動させるように構成されているｉ）作動アセンブリを備え、前記圧力マニホールドは、圧力点を伴う篏合表面を備えている、培養モジュールと、
ｂ）複数のマイクロ流体デバイスであって、前記マイクロ流体デバイスの各々は、ｉ）生細胞を備えている１つ以上のマイクロチャネルと、ｉｉ）培地を備えている１つ以上のリザーバと、ｉｉｉ）前記１つ以上のリザーバの上方のカバーアセンブリであって、前記カバーアセンブリは、前記圧力マニホールド篏合表面上の前記圧力点に対応するポートを伴うカバーを備えている、カバーアセンブリとを備えている、マイクロ流体デバイスと
を提供することと、
Ｂ）前記培養モジュールの上またはその中に前記複数のマイクロ流体デバイスを設置することと、
Ｃ）培地が前記リザーバから前記マイクロ流体デバイスの前記マイクロチャネルに流入し、それによって、前記細胞を灌流させるような条件下で、前記ポートが前記圧力点と接触するように、前記複数のマイクロ流体デバイスの各マイクロ流体デバイスの前記カバー上の前記ポートを前記圧力マニホールドの前記篏合表面と同時に接触させることと
を含む、方法。
（項目２１０）
前記複数のマイクロ流体デバイスは、ステップＢ）に先立って１つ以上のトレイの上に位置付けられ、ステップＢ）の前記設置することは、前記培養モジュールの中へ同時に前記複数のマイクロ流体デバイスの少なくとも一部を移動させることを含む、項目２０９に記載の方法。
（項目２１１）
ステップＣ）の前記同時に接触させることは、前記作動アセンブリを介して、前記複数のマイクロ流体デバイスの前記カバーアセンブリ上に前記圧力マニホールドの前記篏合表面を下方に移動させることによって達成される、項目２０９に記載の方法。
（項目２１２）
細胞を灌流させながら圧力を制御する方法であって、前記方法は、
Ａ）ａ）培養モジュールであって、前記培養モジュールは、ｉｉ）圧力マニホールドを移動させるように構成されているｉ）作動アセンブリであって、前記圧力マニホールドは、圧力点を伴う篏合表面を備えている、作動アセンブリと、圧力を前記圧力点に提供するｉｉｉ）１つ以上の圧力コントローラとを備えている、培養モジュールと、
ｂ）複数のマイクロ流体デバイスであって、前記マイクロ流体デバイスの各々は、生細胞を備えているｉ）１つ以上のマイクロチャネルと、培地を備えているｉｉ）１つ以上のリザーバと、前記１つ以上のリザーバの上方のｉｉｉ）カバーアセンブリであって、前記カバーアセンブリは、前記圧力マニホールド篏合表面上の前記圧力点に対応するポートを伴うカバーを備えている、カバーアセンブリとを備えている、マイクロ流体デバイスと
を提供することと、
Ｂ）前記培養モジュールの上またはその中に前記複数のマイクロ流体デバイスを設置することと、
Ｃ）培地が前記リザーバから前記マイクロ流体デバイスの前記マイクロチャネルに流入し、それによって、前記細胞を灌流させるような条件下で、前記ポートが前記圧力点と接触するように、前記複数のマイクロ流体デバイスの各マイクロ流体デバイスの前記カバー上の前記ポートを前記圧力マニホールドの前記篏合表面と同時に接触させることと、
Ｄ）前記１つ以上の圧力コントローラをオフおよびオンにし、それによって、前記細胞を灌流させながら圧力を制御することと
を含む、方法。
（項目２１３）
前記圧力コントローラは、切り替えパターンでオフおよびオンにされる、項目２１２に記載の方法。
（項目２１４）
前記切り替えパターンは、前記１つ以上のリザーバの中の液体に作用する圧力の平均値が所望の値に対応するように選択される、項目２１３に記載の方法。
（項目２１５）
前記切り替えパターンは、平均ガス圧が１ｋＰａを下回って維持されるように選択される、項目２１３に記載の方法。
（項目２１６）
システムであって、前記システムは、
ｂ）マイクロ流体デバイスとインターフェースをとるためのａ）器具を備え、前記マイクロ流体デバイスは、ｉ）１つ以上の流体リザーバと、ｉｉ）１つ以上の器具インターフェースポートおよび１つ以上のリザーバインターフェースポートを備えている圧力蓋とを備え、前記圧力蓋は、前記器具に対面するポートのうちの少なくとも１つと前記リザーバに対面するポートのうちの少なくとも１つとの間で圧力を伝えるように適合されている、システム。
（項目２１７）
前記器具は、圧力マニホールドを備えている、項目２１６に記載のシステム。
（項目２１８）
１つ以上の流体リザーバが、カートリッジの中に配置され、前記カートリッジは、前記マイクロ流体デバイスと流体連通する、項目２１６に記載のシステム。
（項目２１９）
１つ以上の流体リザーバが、前記マイクロ流体デバイスの中に配置されている、項目２１６に記載のシステム。
図１Ａは、灌流マニホールドアセンブリの一実施形態の分解図であり、リザーバ（リザーバ本体は、例えば、アクリルで作製されることができる）から外れたカバー（またはカバーアセンブリ）と、バックプレーンの上方に位置付けられたリザーバと、リザーバと流体連通するバックプレーンと、代表的なマイクロ流体デバイスもしくは「チップ」に係合するためのサイドトラックを伴うスカートであって、チップは、例えば、ＰＤＭＳ等のプラスチックから製作されることができ、１つ以上の入口、出口、（随意の）真空ポート、および１つ以上のマイクロチャネルを有する、スカートと、（例えば、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）等の熱可塑性ポリマーから製作されることができる）チップキャリアの一実施形態の（中ではなく）隣に示されるチップと、例えば、チップが空洞内に嵌合するようにサイズを決定される、チップを支持し、運ぶように構成されるキャリアとを示す。 図１Ｂは、灌流マニホールドアセンブリの同一実施形態を示し、カバーがリザーバの上でそれを覆い、チップキャリアの内側のチップが、灌流マニホールドアセンブリのスカートに完全に連結され、それによって、リザーバと流体連通する。一実施形態では、各チップは、２つの入力と、２つの出力と、（随意に）真空伸張のための２つの接続とを有する。一実施形態では、チップを流体連通させることは、それらを一度に１つずつ接続するのではなく、１つの動作で６つ全てを接続する。 図１Ｃは、（構成要素が組み立てられる前の）灌流マニホールドアセンブリの一実施形態の分解図であり、アセンブリは、（流体抵抗器を備えている）流体バックプレーンを覆って位置付けられるリザーバを備え、流体バックプレーンは、キャッピング層で流体的に密閉され、スカートを覆って位置付けられ、各部品は、次の部品を覆って嵌るようにサイズを決定されている。一実施形態では、スカートは、２つの開放空間の範囲を制限または画定する構造（例えば、ポリマーで作製された）を備え、空間のうちの１つは、内側にチップを伴うキャリアを受け取るように構成される。一実施形態では、スカートは、１つの開放空間を完全に包囲する構造と、キャリアを受け取るための第２の開放空間を画定する、外向きに延びている２つの「アーム」とを有する。一実施形態では、２つのアームは、キャリア縁にスライド可能に係合するためのサイドトラックを有する。
図２Ａは、圧力カバーまたは圧力蓋を備えているカバーアセンブリの一実施形態の分解図である。図示される実施形態では、圧力蓋は、フィルタとガスケット内の対応する孔とに関連付けられる複数のポート（例えば、貫通孔ポート）を備えている。ガスケット内の孔の図示される設計は、ガスケットが定位置に図示されるフィルタを保持することを補助することを可能にすることを意図している。代替実施形態では、ガスケット開口部は、蓋の中の開口部と異なる形状を採用し得る。例えば、ガスケットは、それと流体もしくは圧力シールを形成することが意図される１つ以上のリザーバの輪郭を辿るように成形されることができる。いくつかの実施形態では、複数のガスケットが採用され得る。いくつかの実施形態では、フィルタおよび／またはガスケットは、接着剤、熱スタッキング、結合（超音波、溶媒支援、レーザ溶接）を使用して固定され得るか、締め付けられ得るか、もしくは蓋の要素および／または追加の基板によって捕捉され得る。図示される圧力蓋は、貫通孔ポートを備えているが、代替実施形態は、少なくとも１つの頂面ポートを、頂面ポートの直下にある必要はない１つ以上の底面ポートに経路決定する１つ以上のチャネルを備えている。 図２Ｂは、フィルタとガスケットとがカバー内に（かつその下に）位置付けられた、図２Ａに図示されるカバーアセンブリの同一実施形態を示す。 図２Ｃ−１は、カバーアセンブリの一実施形態の断面図であり、カバー内の両方の貫通孔ポートを包囲する隆起または密閉歯を示す。図２Ｃ−２は、（丸く囲まれた）図２Ｃ−１の１つの部分の拡大図である。図示される実施形態では、密閉歯の断面形状は、台形状であるが、他の考慮される実施形態は、半円形、長方形、多角形、および三角形を含むが、それらに限定されない、他の歯形状を採用する。 図２Ｄは、リザーバチャンバ・カバーアセンブリシールの一実施形態の上面図であり、密閉歯と、真空チャンバと、入口および出口チャンバとを示す。 図２Ｅ−１は、リザーバに関連するカバーアセンブリシールの一実施形態の断面図であり、カバーガスケットおよび密閉歯を示す。図２Ｅ−２は、（丸く囲まれた）図２Ｃ−１の１つの部分の拡大図である。（下で議論される）圧力マニホールドがカバーアセンブリに係合すると、圧力は、密閉歯上に（カバーガスケットを含む）カバーアセンブリを駆動し、リザーバチャンバのそれぞれの間にシールを形成する。
図３Ａは、マイクロ流体デバイスまたはチップの一実施形態を示し、各々が入口および出口ポートを伴う２つのチャネルと、（随意の）真空ポートとを示す。 図３Ｂは、リザーバを覆う透明（もしく半透明）カバーを特徴とする灌流使い捨て用品または「ポッド」の代替実施形態の上側概略図であり、チップが挿入されている。チップは、細胞を播種され、そして、灌流使い捨て用品の中への挿入のためのキャリアの中に設置されることができる。 図３Ｃは、カバーアセンブリ上のポートと切り抜き（可視化、撮像等のための挿入されたチップの上方）とがここで示されていることを除いて、図３Ｂに示される同一の組み立てられた灌流使い捨て用品の実施形態の概略図である。 図３Ｄは、図３Ｃの同一の灌流使い捨て用品の実施形態の概略図であるが、カバー、リザーバ、スカート、チップ、およびキャリアの関係を示すように分解されている。
図４Ａは、灌流マニホールドアセンブリの一実施形態のスカートのサイドトラックに（まだ係合しないが）接近する（内側にチップを伴う）チップキャリアの一実施形態の側面図を示し、キャリアは、サイドトラックの傾斜前端部分に一致する角度で整列させられ、キャリアは、上向きに保護するクリップとして構成される保持機構を備えている。理論によって拘束されるわけではないが、好適に大きい角度は、挿入および整列プロセス中、チップおよび／または灌流マニホールドアセンブリ上に存在する液滴の塗抹もしくは早期係合を伴うことなくチップ係合を可能にする。 図４Ｂは、灌流マニホールドアセンブリの一実施形態のスカートのサイドトラックに係合する（がまだそれに連結されていない）、（内側にチップを伴う）チップキャリアの一実施形態の側面図を示す。 図４Ｃは、灌流マニホールドアセンブリの一実施形態のスカートのサイドトラックに完全に係合する（がまだそれに連結されていない）、（内側にチップを伴う）チップキャリアの一実施形態の側面図を示す（矢印は、スナップ嵌めを得るための必要な移動方向を示し、それによって、保持機構は、移動を防止するように係合するであろう）。 図４Ｄは、保持機構が移動を防止するように係合される、灌流マニホールドアセンブリに取り外し可能に連結された（内側にチップを伴う）チップキャリアの一実施形態の側面図を示す。取り外し可能性、随意に、再取り付け可能性が、ある用途で望ましいが（例えば、細胞の添加、撮像、種々の検定を行うことを可能にするように、チップ除去を可能にすること）、代替実施形態では、連結は、取り外し可能ではない。例えば、接着剤層、糊、および／または熱ステーキングが、取り外しもしくは再取り付けにおいて課題を提起し得る、頑強な連結を提供するために採用され得る。 図４Ｅは、灌流マニホールドへの連結アプローチの一実施形態を概略的に示す概要スライドであり、それは、単一の動作で整列および流体接続を提供するために、１）スライド動作（４Ｅ−１）と、２）旋回（４Ｅ−２）と、３）スナップ嵌め（４Ｅ−３）とを含む。１）スライドするステップでは、チップ（または他のマイクロ流体デバイス）は、キャリアの中に挿入され、キャリアは、流体ポートを整列させるようにスライドする。２）旋回するステップでは、チップ（または他のマイクロ流体デバイス）は、ポートが流体接触するまで旋回させられる。３）クリップまたはスナップ嵌めステップでは、確実なシールを提供するために必要とされる力が提供される。
図５は、ワークフロー（矢印は、各漸進的ステップを示す）の一実施形態の概略図であり、チップは、使い捨て灌流マニホールドアセンブリ（「灌流使い捨て用品」）に連結され（スナップで取り付けられ）、灌流マニホールドアセンブリは、次に、培養モジュール上に他のアセンブリと共に位置付けられ、培養モジュールは、インキュベータの中に設置される。代替実施形態では、培養モジュールは、別個のインキュベータの必要性を回避するように、インキュベータ（例えば、熱源および／または暖かく湿った空気源）の特徴を備え得る。本発明は、「使い捨て」実施形態を考慮するが、要素は、（代替として）（例えば、費用検討として）再利用可能であり得る。ワークフローまたは方法のさらなる実施形態では、チップは、キャリアの中に設置されることができ、キャリアは、（以下で議論および図示される）播種ガイドの中に設置されることができ、細胞は、チップの中に播種されることができ、キャリアは、播種ガイドから除去されることができ、キャリアは、灌流使い捨て用品に係合することができる（残りのワークフローは図５に図示される通りである）。
図６は、その上に位置付けられた（連結されたチップを伴う）複数のアセンブリを伴う除去可能なトレイの一実施形態を示し、トレイは、圧力点を篏合表面上に伴う培養モジュールの一実施形態の隣にあり、篏合表面は、トレイの中で保持された各灌流マニホールドアセンブリのカバー上のポートに対応し、それらは、トレイ機構によって引き合わせられ、それによって、圧力が圧力コントローラを介して加えられることができる。トレイ機構は、それによって、（トレイに触れるようにトレイを上に持ち上げるか、または下降するかにかかわらず）単一の動作で、灌流マニホールドアセンブリの全てを圧力もしくは流量コントローラに取り付け、同時連結を可能にする。
図７は、側面からの培養モジュールの別の実施形態の概略図であり、除去可能なトレイを位置付けるためのプラットフォームを示し、それは、圧力が圧力コントローラ（図示せず）を通して加えられることができるように、篏合表面の中へ上向きに移動させられる。
図８Ａは、別の実施形態の概略図であり、筐体の外側にユーザインターフェースを有する圧力モジュールの中に灌流使い捨て用品（ＰＤ）を輸送し、挿入するためのトレイ（またはラック）およびサブトレイ（またはネスト）を示す。 図８Ｂは、別の実施形態の概略図であり、ユーザインターフェースを有する培養モジュールの筐体内に挿入されたトレイ（またはラック）を示す。（この例では）トレイが複数の除去可能なサブトレイを運び、図示されるネスト化設計は、用途に応じて、種々の数のＰＤを除去または運ぶ融通性をユーザに提供する。例えば、ユーザは、培地を補充する、またはトレイ内の全てのＰＤからサンプルを収集するために、満杯のトレイをバイオセーフティキャビネットに搬送し、温度またはガス内容物に関する調節異常を残りのＰＤに可能にすることなく３つのＰＤのサブトレイを撮像するためにそれらを顕微鏡ステージに移動させること、または、慎重な点検もしくは置換のために単一のＰＤを除去または装填することを行い得る。
図９Ａは、開放位置における圧力モジュールの一実施形態の内部の概略図であり、上方に（空気圧シリンダを含む）作動アセンブリを伴う、圧力マニホールドの下にある（がそれに係合しないので、隙間がトレイを除去するために十分である）トレイ（またはラック）、サブトレイ（またはネスト）、灌流使い捨て用品（ＰＤ）の位置付けを示す。３つのマイクロ流体デバイスまたは灌流使い捨て用品が、図示するために示されているが、より多く（例えば、６、９、または１２個）が、典型的には一度に使用される。 図９Ｂは、閉鎖位置における圧力モジュールの一実施形態の内部の概略図であり、上方に（空気圧シリンダを含む）作動アセンブリを伴う、圧力マニホールドの下にある（かつそれに係合する）トレイ（またはラック）、サブトレイ（もしくはネスト）、灌流使い捨て用品（ＰＤ）の位置付けを示す。再度、３つのマイクロ流体デバイスまたは灌流使い捨て用品が、図示するために示されているが、より多く（例えば、６、９、または１２個）が、典型的には一度に使用される。
図１０Ａは、圧力マニホールド（５０）の一実施形態の概略図であり、いくつかのＰＤ係合場所（この場合、６つの係合場所）を伴うＰＤ係合面（５４）の図を示す。 図１０Ｂは、圧力マニホールド（５０）の係合面（５４）の拡大部分を示し、ばねシャトル（５５）、弁シール（５６）、および整列特徴（５７）（ＰＤがマニホールドと整列させられるように）を強調表示する。 図１０Ｃは、圧力マニホールド（５０）の別の実施形態の概略図であり、蓋圧縮機（５８）、弁シール（５６）、および整列特徴（５７）（ＰＤがマニホールドと整列させられるように）を強調表示する、拡大部分とともにＰＤ係合面（５４）を示す。 図１０Ｄは、圧力マニホールド（５０）の一実施形態の概略図であり、側面からＰＤ係合面（５４）を示す。 図１０Ｅは、圧力マニホールド（５０）の一実施形態の概略図であり、反対面（６７）を示す。 図１０Ｆは、ＰＤガイド（６８）と下部支持プレート（６９）とが除去されたＰＤ係合面（５４）の図を示す圧力マニホールド（５０））の一実施形態の概略図であり、マニホールド本体から除去された状態でそれを示すことによって、（多くのうちから）１つのシール（７２）、シャトル（７３）、および弁体（７４）を強調表示するとともに、マニホールド本体から除去された状態でそれを示すことによって、（多くのうちから）１つのばねキャリア（７０）およびばね（７１）を強調表示する。灌流使い捨て用品に対して圧力マニホールドを押し下げるように適合される外部ばね（７５）も、除去された状態でそれを示すことによって強調表示される。 図１０Ｇは、圧力マニホールド（５０）の一実施形態の概略図であり、上部支持プレート（７６）およびキャッピングストリップ（７７）が除去された（ＰＤ係合面ではなく）反対面（６７）を示す。１つ以上の圧力ポートから圧力および／もしくは流体を向かわせ、随意に、分配するように適合されるマニホールドルーティングチャネル（７８）が図示されている。加えて、マニホールド本体（５０）から除去された状態でそれを示すことによって、（多くの中から）１つのねじ（７９）および（ガスならびに真空ポートの両方を含む、５つのうちの）１つのガスポート（８０）が図示されている。 図１０Ｈは、圧力マニホールド（５０）の一実施形態の概略図であり、マニホールドルーティングチャネル（７８）と多くの中から１つのポート（８１）との上面図を示す。
図１１Ａは、圧力マニホールド（５０）内の弁（５９）（シュレーダ弁）の一実施形態の概略図であり、シリコーン膜（６０）、シャトル（６１）、空気入口（６２）、およびカバープレート（６３）を示す。 図１１Ｂは、圧力マニホールド用の弁の一実施形態の側面図であり、弁座（６４）、および弁シールとしての役割を果たす膜（６０）を示す。 図１１Ｃは、上面図の写真である。 図１１Ｄは、圧力マニホールド（５０）の一実施形態の内部側面概略図であり、マニホールド本体内の複数の弁（５９）、ポペット（６５）、弁シール（６６）、およびＰＤカバー（１１）を示す。（ＰＤに係合する）動作時、弁シール（６６）は、ポペット（６５）の変位とともに撓む。
図１２Ａは、管接続マニホールド（８２）を備えている接続方式の一実施形態の概略図であり、管接続マニホールドは、１つ以上のハブモジュールを使用して、４つの培養モジュール（３０）（３つが示されている）が単一のインキュベータ（３１）の内側で接続されることを可能にする（２つの円が、接続の第１の端部（８３）および第２の端部（８４）の拡大図を提供する）。 図１２Ｂは、図１２Ａに示される接続のための管類（８６）を伴うガスハブおよび真空ハブ（集合的に８５）の写真である。
図１３は、本発明の灌流マニホールドアセンブリを支持することができるシェルフ（図示せず）を含むインキュベータの一実施形態の写真（外側ドアが閉鎖された状態で外側から）である。インキュベータは、細胞生存を評価し、および／または実験結果を収集する、自動実験のための自動液体取り扱い、撮像、ならびに感知特徴を有し得る。一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、インキュベーション中、連結されている。
図１４は、マイクロチャネルの中への気泡の導入をもたらす、２つのマイクロ流体デバイスを接続することの一実施形態を示す概略図である。図１４Ａは、ポートおよびマイクロチャネルを伴う２つの流体的にプライミングされるデバイス（流体はメニスカスとともに示されている）を示し、それらは、まだ接続されていない。図１４Ｂは、ポート（最終的にマイクロチャネル）の中への気泡（空気は各メニスカスの間で中央に示されている）の導入をもたらす様式で接触する図１４Ａのデバイスを示す。
図１５は、気泡をもたらさない、液滴間アプローチを利用して２つのマイクロ流体デバイスを（またはマイクロ流体デバイスを流体源に）接続することの一実施形態を示す概略図である。図１５Ａは、突出液滴を伴うマイクロチャネルを伴う２つの流体的にプライミングされるデバイスを示し、突出液滴は、流体ビアまたはポートの周囲のエリアにおいてではなく、デバイスの表面上に形成されており、より具体的には、ポートの直上および上方に形成されている。図１５Ｂは、接続中に表面が互いに近づくとき、典型的には、いかなる気泡も導入することなく、液滴表面が接合することを示す。
図１６Ａは、マイクロ流体デバイスを流体源または別のマイクロ流体デバイスと接触させるための一実施形態を示し、マイクロ流体デバイスは、側面から接近する。 図１６Ｂは、マイクロ流体デバイスを流体源または別のマイクロ流体デバイスと接触させるための一実施形態を示し、マイクロ流体デバイスは、側面かつ下から接近し、流体連通を確立する液滴間接続（図１６Ｃ）を引き起こす。 図１６Ｂは、マイクロ流体デバイスを流体源または別のマイクロ流体デバイスと接触させるための一実施形態を示し、マイクロ流体デバイスは、側面かつ下から接近し、流体連通を確立する液滴間接続（図１６Ｃ）を引き起こす。 図１６Ｄは、マイクロ流体デバイスを流体源または別のマイクロ流体デバイスと接触させるためのさらに別のアプローチを示し、マイクロ流体デバイスは、旋回する。
図１７は、ビアまたはポートにおいてマイクロ流体デバイス（１６）の表面（２１）上に閉じ込められた液滴（２２）を示す概略図である。
図１８は、ビアまたはポートのエリアにおいてマイクロ流体デバイス（１６）の表面（２１）の上方に閉じ込められた液滴（２２）を示す概略図であり、液滴は、モールド成型されたペデスタルまたはマウント（４２）上に位置し、ポートの口を覆い、ポートの上方に突出し、ポートは、マイクロチャネルと流体連通している。
図１９は、ビアまたはポートのエリアにおいてマイクロ流体デバイス（１６）の表面（２１）の上方に閉じ込められた液滴（２２）を示す概略図であり、液滴は、ガスケット（４３）の上に位置し、ポートの口を覆い、ポートの上方に突出し、ポートは、マイクロチャネルと流体連通している。
図２０は、閉じ込められた液滴（２２）を示す概略図であり、液滴の一部は、ビアまたはポートのエリアにおいてマイクロ流体デバイス（１６）の表面（２１）の下方に位置付けられ、液滴は、モールド成型されたくぼみまたは陥凹（４４）の上に位置し、ポートの口を覆い、一部が表面の上方に突出し、ポートは、マイクロチャネルと流体連通している。
図２１は、閉じ込められた液滴（２２）を示す概略図であり、液滴の一部は、ビアまたはポートのエリアにおいてマイクロ流体デバイス（１６）の表面（２１）の下方に位置付けられ、液滴は、周辺ガスケットの中に位置し、ポートの口を覆い、一部がガスケットの上方に突出する。
図２２は、表面改質の実施形態を示す概略図である。図２２Ａは、親水性接着剤層またはステッカ（４５）を採用し、その上で、液滴（２２）は、周辺疎水性表面によって抑止されるステッカの縁まで広がる。 図２２は、表面改質の実施形態を示す概略図である。図２２Ｂは、周辺疎水性表面によって抑止される、デバイスの親水性表面上で広がる液滴（２２）を示す。
図２３は、表面改質の実施形態を示す概略図であり、マスク（４１）と併せて（下向きに突出する矢印によって示される）表面処理を採用する。
図２４は、液滴間接続方式の一実施形態の概略図であり、幾何学的形状および表面処理の組み合わせが、液滴を制御するために使用される。図２４Ａは、流体チャネルおよびポートを備えているマイクロ流体デバイスまたは「チップ」の実施形態を示し、マイクロ流体デバイスまたは「チップ」は、各ポート（例えば、ペデスタルまたはガスケット）において高くなった領域を有する。図２４Ｂは、流体で充填された親水性チャネルを示し、液滴半径が、各端部において（すなわち、ポート開口部において）平衡を保たれている。図２４Ｃは、図２４Ｂのマイクロ流体デバイスの１つの部分を示し、上向きに突出する液滴（２２）が、同様に突出する液滴（この場合、液滴（２３）は下向きに突出している）を有する灌流マニホールドアセンブリの篏合表面の１つの部分に接近する（がまだ接触していない）。図２４Ｄは、マイクロ流体デバイスの上向きに突出する液滴（２２）が、灌流マニホールドアセンブリの下向きに突出する液滴（２３）と接触する（かつ合併する）図２４Ｃのマイクロ流体デバイスの同一部分を示す。
図２５は、表面処理のみを使用する（すなわち、ペデスタルまたはガスケット等の幾何学的形状を伴わない）液滴間接続の実施形態を示す。図２５Ａは、流体チャネルと、ポートとを備えている、灌流マニホールドアセンブリの実施形態を示す。図２５Ｂは、あるレベル（例えば、流体柱の高さ）まで流体で充填された親水性チャネルを示す。
図２６は、（ミリメートル単位の）ポート直径と、安定化させた液滴が支持することができる（ミリメートル単位の）最大水圧ヘッドとの間の関係を（理論によって拘束されることなく）示すチャートである。
図２７は、通気ガスケット（４３）を伴うポートにおいて、マイクロ流体デバイス（「チップ」）が、下方から灌流マニホールドアセンブリ（上方）に連結される実施形態を示し、アセンブリは、ガスケットを覆わず、または閉鎖せず、連結中、閉じ込められた任意の空気が排出されることを可能にする（右手の矢印）。任意の空気が、チャネルを通って流動し続けるのではなく、通気ガスケットを通って優先的に流出することを確実にすることが望ましくあり得る。いくつかの実施形態では、この優先的流動は、アセンブリの流体チャネル内の流体に第１の圧力（Ｐ１）を受けさせ（左手の矢印）、マイクロ流体デバイスチャネル内の流体に第２の圧力（Ｐ２）を受けさせることによって促され、Ｐ１およびＰ２は、通気ガスケットの背圧を上回る。いくつかの実施形態では、圧力Ｐ１および／またはＰ２は、圧力源ならびに／もしくは重力ヘッドを使用して加えられる。いくつかの実施形態では、圧力Ｐ１および／またはＰ２は、流体の流動抵抗によって生成される。
図２８は、通気ガスケット（４３）を伴うポートにおいて、マイクロ流体デバイス（１６）（「チップ」）が、下方から灌流マニホールドアセンブリ（１０）（上方）に連結される別の実施形態を示し、アセンブリは、ガスケットを覆う（すなわち、ガスケットがアセンブリ篏合表面によって封入される）が、ガスケットの上方のアセンブリの中に経路があり、連結中、閉じ込められた任意の空気が排出されることを可能にする。
図２９は、通気ガスケット（４３）を伴うポートにおいて、マイクロ流体デバイス（１６）（「チップ」）が、下方から灌流マニホールドアセンブリ（１０）（上方）に連結される別の実施形態を示し、流体経路は、ガスケットの上を進む（ガスケットは、所望であればより大きくあり得る）。この実施形態は、理論によって拘束されるわけではないが、より小さい気泡が通気ガスケットと相互作用する（「湿潤させる」）ことを可能にするので、連結中、より小さい気泡を含む閉じ込められた空気の除去を促進する。
図３０および３１は、ガスケットから突出する液滴を有するマイクロ流体デバイスの一実施形態を示すビデオからの一連の静止画像であり、マイクロ流体デバイスは、灌流マニホールドアセンブリの対応するポートに近づくまで（図３１Ａ）、流体源または灌流マニホールドアセンブリ等のマイクロ流体デバイスの本質的に直線の（すなわち、ｘ／ｙ面でｘ軸に沿った）レールまたはトラックに沿って移動し（図３０Ａを３０Ｂと比較）、そうするとすぐに、ｘ軸およびｚ軸内の移動の組み合わせ（すなわち、側方移動および上向きの移動）が液滴を合併させ、チップを連結させる（図３１Ｂ）。 図３０および３１は、ガスケットから突出する液滴を有するマイクロ流体デバイスの一実施形態を示すビデオからの一連の静止画像であり、マイクロ流体デバイスは、灌流マニホールドアセンブリの対応するポートに近づくまで（図３１Ａ）、流体源または灌流マニホールドアセンブリ等のマイクロ流体デバイスの本質的に直線の（すなわち、ｘ／ｙ面でｘ軸に沿った）レールまたはトラックに沿って移動し（図３０Ａを３０Ｂと比較）、そうするとすぐに、ｘ軸およびｚ軸内の移動の組み合わせ（すなわち、側方移動および上向きの移動）が液滴を合併させ、チップを連結させる（図３１Ｂ）。
図３２Ａは、蛇行流体抵抗器チャネル（９１）と、真空チャネル（９２）と、出力チャネル（９３）とを備えている流体バックプレーンの一実施形態を示す。図３２Ｂは、側面図である。図３２Ｃは、アセンブリ整列特徴（９５）、および顕微鏡検査ならびに他の撮像を可能にする可視化切り抜き（９６）とともに、その流体出口ポートとしての役割を果たす、流体バックプレーンのチップ係合突起（９４）を示す。
図３３は、例証的「マイクロ流体デバイス」または「オーガンオンチップ」デバイスの概略図を示す。組み立てられたデバイスは、図３３Ａで概略的に示されている。図３３Ｂは、図３３Ａのデバイスの分解図を示す。 図３３は、例証的「マイクロ流体デバイス」または「オーガンオンチップ」デバイスの概略図を示す。組み立てられたデバイスは、図３３Ａで概略的に示されている。図３３Ｂは、図３３Ａのデバイスの分解図を示す。
図３４は、２つの膜を伴う実施形態を示す概略図である。
図３５Ａは、分解された培養スタンドまたはホルダ（１００）の一実施形態の構成要素として、第１および第２の端部キャップ（１０６および１０７）、ならびに第１および第２の側面パネル（１０８および１０９）を示す。 図３５Ｂは、播種ガイド内のチップ（１６）およびキャリア（１７）を示し、播種ガイドは、スタンド（１００）に接近する（が係合しない）。 図３５Ｃは、スタンド（１００）上に搭載された（チップを伴う）キャリア（１７）を備えている６つの播種ガイドを示す。
図３６Ａ−Ｃは、キャリアの中のチップ（または他のマイクロ流体デバイス）に係合するためのサイドトラックを伴うスカート（または他の突起）がない灌流マニホールドアセンブリの実施形態の写真である。代わりに、アセンブリ（１０）の基部（１１０）は、（側面からの代わりに）ＬｅｇｏＴＭブロック型接続で下からキャリア（１７）を受け入れるように構成され、すなわち、基部（１１０）が、キャリア（１７）を受け入れるようにサイズを決定される空洞（１１１）および開口部（１１２）を有する一方で、キャリアのハンドルまたはタブ（１８）は、開口部（１１２）の中に嵌入するように構成される。図３６Ａは、キャリア（１７）およびチップ（１６）に係合する前のアセンブリ（１０）の上面図である。 図３６Ａ−Ｃは、キャリアの中のチップ（または他のマイクロ流体デバイス）に係合するためのサイドトラックを伴うスカート（または他の突起）がない灌流マニホールドアセンブリの実施形態の写真である。代わりに、アセンブリ（１０）の基部（１１０）は、（側面からの代わりに）ＬｅｇｏＴＭブロック型接続で下からキャリア（１７）を受け入れるように構成され、すなわち、基部（１１０）が、キャリア（１７）を受け入れるようにサイズを決定される空洞（１１１）および開口部（１１２）を有する一方で、キャリアのハンドルまたはタブ（１８）は、開口部（１１２）の中に嵌入するように構成される。図３６Ｂは、チップ（１６）上のポート（２）と整列するように構成される流体出口ポート（９４）を伴うアセンブリ（１０）の下面図を示す。 図３６Ａ−Ｃは、キャリアの中のチップ（または他のマイクロ流体デバイス）に係合するためのサイドトラックを伴うスカート（または他の突起）がない灌流マニホールドアセンブリの実施形態の写真である。代わりに、アセンブリ（１０）の基部（１１０）は、（側面からの代わりに）ＬｅｇｏＴＭブロック型接続で下からキャリア（１７）を受け入れるように構成され、すなわち、基部（１１０）が、キャリア（１７）を受け入れるようにサイズを決定される空洞（１１１）および開口部（１１２）を有する一方で、キャリアのハンドルまたはタブ（１８）は、開口部（１１２）の中に嵌入するように構成される。図３６Ｃは、キャリアタブ（１８）が開口部（１１２）の中に位置付けられるようにキャリアと係合されたアセンブリ（１０）を示す。
（定義）
「ボンド数」は、液界面における毛細管力に対する重力の無次元比である。ボンド数が高空気であるとき、液界面は、重力によって成形される傾向がある。ボンド数が低いとき、これらの表面は、毛細管力によって成形される傾向がある。
「疎水性試薬」は、ポートにおける、またはその近傍の突起、プラットフォーム、もしくはペデスタルを含む表面（またはその部分）、ならびに篏合表面（またはその部分）上で、「疎水性コーティング」を作製するために使用される。本発明が特定の疎水性試薬に限定されることは、意図されない。一実施形態では、本発明は、ハロゲン化シランおよびアルキルシランを含むが、それらに限定されない、疎水性コーディングを作製するためのシランの使用を考慮する。この点に関して、本発明が特定のシランに限定されることは意図されず、シランの選択は、機能的な意味、すなわち、それが表面を疎水性にするという意味のみで限定される。本発明は、最も一般的には自動車のフロントガラス表面上で使用される、水をビーズ状にさせる合成疎水性表面適用製品である、Ｒａｉｎ−ＸＴＭ製品等の市販の製品を使用することも考慮する。
表面または表面上の領域は、約９０度を上回る水の（例えば、前進）接触角を示すときに「疎水性」である（多くの場合、前進および後退接触角の両方が約９０度を上回ることが好ましい）。一実施形態では、本発明の疎水性表面は、約９０〜約１１０度の水の前進接触角を示す。別の実施形態では、疎水性表面は、約１１０度を上回る水の前進接触角を示す領域を有する。別の実施形態では、疎水性表面は、約１００度を上回る水の後退接触角を示す領域を有する。いくつかの液体、特に、いくつかの生物学的液体は、それを湿潤した後に表面をコーティングし、それによって、その疎水性に影響を及ぼし得る要素を含むことに留意することが重要である。本発明との関連で、表面が、意図された用途の液体からのそのようなコーティングに抵抗すること、例えば、表面が該液体によって湿潤されたままである持続時間にわたって、そのようなコーティングが９０度未満である前進および／または後退接触角を作成しないことが、重要であり得る。
表面または表面上の領域は、約９０度未満、より一般的には、約７０度未満の水の（例えば、前進）接触角を示すとき、「親水性」である（多くの場合、前進および後退接触角の両方が約９０度または約７０度未満であることが好ましい）。
測定された接触角は、ある範囲内に入ることができ、すなわち、いわゆる前進（最大）接触角から後退（最小）接触角までの範囲内に入ることができる。平衡接触は、これらの値の範囲内であり、それらから計算されることができる。
疎水性表面は、水性液体による「湿潤に抵抗する」。材料は、最初の液体による湿潤に抵抗すると言われ、材料上の最初の液体によって形成される接触角は、９０度を上回る。表面は、油およびフッ素化液体等の水性液体および非水性液体による湿潤に抵抗することができる。いくつかの表面は、水性液体および非水性液体の両方による湿潤に抵抗することができる。疎水性挙動は、概して、３５ダイン／ｃｍ未満の臨界表面張力を伴う表面によって観察される。最初に、臨界表面張力の減少は、親油性挙動、すなわち、炭化水素油による表面の湿潤に関連付けられる。臨界表面張力が２０ダイン／ｃｍを下回って減少すると、表面は、炭化水素油による湿潤に抵抗し、疎油性ならびに疎水性と見なされる。
親水性表面は、水性液体による「湿潤を促進する」。材料は、最初の液体による湿潤を促進すると言われ、材料上の最初の液体によって形成される接触角は、９０度未満、より具体的には、７０度未満である。
本明細書で使用される場合、「連結される」、「〜に接続される」、「〜に結合される」、「〜と接触する」、および「〜と流体連通する」という語句は、機械、電気、磁気、電磁、流体、ならびに熱相互作用を含む、２つ以上の実体の間の任意の形態の相互作用を指す。例えば、一実施形態では、マイクロ流体デバイスの中のチャネルは、細胞および（随意に）流体リザーバと流体連通する。２つの構成要素は、互いに直接接触しないが、互いに結合され得る。例えば、２つの構成要素は、中間構成要素（例えば、管類または他の導管）を通して互いに結合され得る。
「チャネル」は、液体およびガスの移動を可能にする、媒体（例えば、シリコン、プラスチック等）を通した（直線、曲線、単一、複数、ネットワーク内にある等にかかわらず）経路である。チャネルは、したがって、他の構成要素を接続することができ、すなわち、「連通した」、より具体的には、「流体連通した」、なおもより具体的には、「液体連通した」状態で構成要素を保つことができる。そのような構成要素は、液体取り込みポートおよびガス通気孔を含むが、それらに限定されない。
「マイクロチャネル」は、１ミリメートル未満であり、かつ１ミクロンを上回る寸法を伴うチャネルである。加えて、本明細書で使用されるような「マイクロ流体の」という用語は、移動流体が１つ以上の寸法が１ｍｍもしくはそれより小さい（マイクロスケール）の１つ以上のチャネルの中に抑止されるか、もしくはそれを通して向かわせられる構成要素に関連する。マイクロ流体チャネルは、１つ以上の方向にマイクロスケールよりも大きくあり得るが、チャネルは、少なくとも１つの方向にマイクロスケールであろう。ある事例では、マイクロ流体チャネルの幾何学形状は、チャネルを通る流体流量を制御する（例えば、チャネル高さを増大させて剪断を低減させる）ように構成され得る。マイクロ流体チャネルは、チャネルを通る広範囲の流量を促進するように、種々の幾何学形状で形成されることができる。
本発明は、マイクロ流体チップ（図３Ａに示されるもの等）、灌流マニホールドアセンブリ（チップを伴わない）、およびマイクロ流体チップと係合された灌流マニホールドアセンブリ（図３Ｂに示されるもの等）を含むが、それらに限定されない種々の「マイクロ流体デバイス」を考慮する。しかしながら、（例えば、液滴間接続によって）マイクロ流体デバイスに係合するため、およびマイクロ流体デバイスを灌流させるための本明細書に説明される方法は、本明細書に説明されるマイクロ流体デバイスの特定の実施形態に限定されず、概して、マイクロ流体デバイス、例えば、１つ以上のマイクロチャネルおよびポートを有するデバイスに適用され得る。
「安定した液滴」は、（例えば、流体ポートと接触したままであるように）その意図された場所から離れた有意な移動を受けない培地の液滴であり、それは、好ましくは、数秒、より好ましくは、１分、さらに好ましくは、数分（２〜１０分）にわたって体積またはマイクロ流体デバイス上の配置における有意な（＞１０％）変化を受けない。好ましい実施形態では、本発明は、液滴間係合中の安定した液滴を考慮する。表面は、本質的に、（例えば、作製される材料により）液滴を安定して保持することが可能であるか、または安定して保持させられることが可能であり、液滴が限定（もしくは指定）されたエリアを越えて自発的に拡大もしくはシフトしないであろうことを意味する。安定した液滴は、体積または配置において有意な変化を受けない。本発明は、液滴のこの空間制御、すなわち、画定された空間範囲内で液滴を保持すること、および／または１つ以上の領域の空間範囲内で液滴を保持することを考慮する。好ましい実施形態では、本発明は、液滴が過剰に遠くに広がることを防止することと、それがポートの上で中心に置かれていることを確実にすること（すなわち、流体ポートの直上の面積が液滴によって覆われたままであることを確認すること）との両方を考慮する。液滴が過剰に広く広がることまたは拡散することを防止することに関して、本発明は、一実施形態では、１つ以上の領域の空間範囲内で液滴を保持することを考慮する。特に好ましい実施形態では、本発明は、液滴が操作中に離れてシフトすることを防止すること（すなわち、マイクロ流体デバイスまたはチップが移動させられる、もしくは逆転さえされるにつれて、表面上で転がって行かない）を考慮する。当然ながら、そのような移動は、激しい振動を伴わずに考慮される。特定の係合手順が使用される場合に安定していることが見出される液滴は、別の手順（例えば、より激しい手順）が利用される場合に不安定であることが見出され得る。
「制御された係合」は、ビアまたはポートの十分な整列と、液滴の安定性の損失をもたらさない円滑な液滴間接続との両方を可能にする、２つのデバイスの係合を指す。デバイスが、例えば、定位置に乱暴に嵌め込まれるか、または反対側のデバイス上の液滴が係合に先立って触れる場合、液滴の安定性が損なわれるであろう。
（本発明の一般的説明）
一実施形態では、本発明は、流体が、随意に、管類を用いることなく、制御可能な流量で流体リザーバからマイクロ流体デバイスのポートに進入するように、該アセンブリと（好ましくは、取り外し可能に）連結される、体内の器官の中の細胞または器官の少なくとも１つの機能を模倣する細胞を備えているオーガンオンチップチップマイクロ流体デバイス等のマイクロ流体デバイスの灌流を可能にする、灌流マニホールドアセンブリを考慮する。（図１Ａ、１Ｂ、および１Ｃに示されるような）一実施形態では、灌流マニホールドアセンブリ（１０）は、ｉｉ）１つ以上の流体リザーバ（１２）の最上部としての役割を果たすように構成されるｉ）カバーもしくは蓋（１１）と、ｉｉｉ）該流体リザーバの下のキャッピング層（１３）と、ｉｖ）該流体リザーバの下にあり、それと流体連通する流体バックプレーン（１４）であって、流体抵抗器を備えている、流体バックプレーンと、ｖ）好ましくはキャリア（１７）の中に位置付けられる、マイクロ流体デバイス（１６）もしくはチップと係合するための突出部材もしくはスカート（１５）とを備え、チップは、１つ以上のマイクロチャネル（１）を有し、１つ以上のポート（２）と流体連通する。アセンブリは、蓋またはカバーとともに、もしくはそれを伴わずに、使用されることができる。（以下で議論される）他の実施形態は、スカートまたは突出部材を欠く。一実施形態では、キャリア（１７）は、タブまたは他の握持プラットフォーム（１８）と、クリップ（１９）等の保持機構と、チップを撮像するための可視化切り抜き（２０）とを有する。切り抜き（２０）は、顕微鏡または他の点検デバイス上にキャリア（例えば、灌流マニホールドアセンブリまたは「ポッド」と係合された、もしくはそのように係合されていないキャリア）を設置することを可能にし、キャリアからチップを除去する必要なく、チップが観察されることを可能にすることができる。一実施形態では、流体抵抗器は、一連のスイッチバックまたは蛇行流体チャネルを備えている。図３２は、流体抵抗器チャネル（３２Ａ）およびチップ係合突起（３２Ｃ）またはポートを示すバックプレーンの一実施形態の拡張概略図を示す。参照することによって本明細書に組み込まれる、第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０４００２６号になった、米国仮出願第６２／０２４，３６１号および第６２／１２７，４３８号でさらに完全に説明されるような種々の流体抵抗器設計が、考慮される（具体的には、抵抗器、抵抗器設計、および圧力の議論が、参照することによって本明細書に組み込まれる）。一実施形態では、灌流マニホールドアセンブリは、プラスチックで作製され、使い捨てであり、すなわち、それは、マイクロ流体デバイスとドッキングし、それを灌流させた後、処分される。本発明は、「使い捨て」実施形態を考慮するが、要素は、（代替として）（例えば、費用検討として）再利用可能であり得る。
一実施形態では、マイクロ流体デバイス（例えば、チップ）（１６）は、最初に、灌流マニホールドアセンブリ（１０）に係合する前、キャリア（１７）（例えば、チップキャリア）の中に設置され得るか、または、それは、アセンブリに直接係合し得る。いずれの場合も、マニホールドとのマイクロ流体デバイスの（随意の）取り外し可能な連結は、ａ）空気がマイクロチャネルに進入することを防止するか、または、ｂ）望ましくない空気がシステムから除去もしくは排出されるための方法を提供するかのいずれかであるべきである。実際に、空気の除去は、いくつかの実施形態では、チップ取り付け中およびマイクロ流体デバイスの使用中の両方に必要とされ得る。
空気がマイクロチャネルに進入することを防止するための一実施形態では、マイクロ流体デバイスは、「液滴間」「チップ・カートリッジ」接続を使用して、取り外し可能に連結される。本実施形態では、マイクロ流体デバイスの入口ポートは、そこから突出する液滴（２２）を有し（図１５Ａ）、灌流マニホールドアセンブリまたはデバイスに係合するための「カートリッジ」（１０）の表面は、対応する液滴（２３）を有する。２つが引き合わせられるとき（図１５Ｂ）、液滴が合併し、チャネルの中への空気の導入を伴わずに、流体連通を可能にする。一実施形態では、チップキャリアは、「液滴間」接続に干渉しないよう設計される。例えば、キャリアは、一実施形態では、マイクロ流体デバイスの篏合表面（２１）ではなく、側面を包囲する。図１５Ａは、マイクロ流体デバイスまたはチップが（側面ではなく）下から係合する、スカートを含まない灌流マニホールド（１０）を示すことに留意されたい。
本発明がマイクロ流体デバイスを取り外し可能に連結するための１つの様式のみに限定されることは意図されない。一実施形態では、体内の器官の中の細胞の少なくとも１つの機能または器官の少なくとも１つの機能を模倣する細胞を備えているオーガンオンチップチップマイクロ流体デバイス等のマイクロ流体デバイスは、側面（図１６Ａ）もしくは下（図１６Ｂ）からアセンブリに接近し、液滴（２２）が、上向きに突出する一方で、アセンブリ（または他のタイプの流体源）上の対応する液滴（２３）は、下向きに突出する。マイクロ流体デバイス（もしくはデバイスキャリア）は、サイドトラック（２５）または他のガイド機構に係合するように構成される部分（２４）を備え得る。別の実施形態では、体内の器官の中の細胞または器官の少なくとも１つの機能を模倣する細胞を備えている、オーガンオンチップチップマイクロ流体デバイス等のマイクロ流体デバイスは、上方からアセンブリに接近し、液滴が、下向きに突出する一方で、アセンブリ上の対応する液滴は、上向きに突出する。なおも別の実施形態では、体内の器官の中の細胞または器官の少なくとも１つの機能を模倣する細胞を備えている、オーガンオンチップチップマイクロ流体デバイス等のマイクロ流体デバイスは、側面からアセンブリに接近し、ヒンジ、ソケット、もしくは他の旋回点（２６）の周りに旋回することによって（図１６Ｄ、矢印参照）位置付けられる。なおも別の実施形態では、マイクロ流体デバイスが、上向きに突出する液滴を伴ってオーディカセットまたはＣＤの様式で係合する一方で、アセンブリ上の対応する液滴は、下向きに突出し、横向きの移動および上向きの移動の組み合わせがある（図１６Ｂ−１６Ｃ）。
一実施形態では、マイクロ流体デバイス（１６）は、定位置でオーガンオンチップデバイスを含むマイクロ流体デバイスを一時的に「係止」するクリッピング機構によって、灌流マニホールドアセンブリ（１０）と取り外し可能に連結される（図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、および４Ｄ）。一実施形態では、クリッピングまたは「スナップ嵌め」は、マイクロ流体デバイス（１６）が位置付けられるときに保持機構としての役割を果たす、キャリア上の突起（１９）を伴う。一実施形態では、クリッピング機構は、ＬｅｇｏＴＭチップの相互係止プラスチック設計に類似し、ストレートダウンクリップ、摩擦嵌め、半径方向圧縮嵌め、またはそれらの組み合わせを備えている。しかしながら、別の実施形態では、クリッピング機構は、マイクロ流体デバイス、または、より好ましくはマイクロ流体デバイス（１６）を備えているキャリア（１７）は、（例えば、機械によって、もしくは手動で）定位置に運ばれるときにデバイスのための安定した滑走経路を提供するガイドレール、側面スロット、内部または外部トラック（２５）、もしくは他の機構上で灌流マニホールドアセンブリ（またはカートリッジ）を係合した後にのみトリガされる。ガイドレール、側面スロット、内部または外部トラック（２５）、もしくは他の機構は、厳密に直線であり得るが、その必要はなく、灌流マニホールドアセンブリ（１０）の本体に取り付けられた突出部材またはスカート（１５）の中に位置付けられることができる。一実施形態では、ガイドレール（２５）（または側面スロット、内部または外部トラック、もしくは他の機構）の開始部分は、より容易な初期位置付けのためにより大きい開口部を提供する傾斜スライド（２７）を備え、その後、直線または本質的に直線の部分（２８）が続く。一実施形態では、別様に直線（または本質的に直線）のガイドレール（２５）（または側面スロット、内部トラック、もしくは他の機構）の（アセンブリの対応するポートに近い）端部分（２９）は、連結を達成するために（例えば、最初に）直線移動および上向きの移動の組み合わせがあるように、上向きに傾斜している（または曲線である）（図１６Ｂ）。
いくつかの実施形態では、それらの基板の運動または逆さま向きの任意の期間にかかわらず、液滴がそれらの対応する流体ポートに設置されたままであることが重要である。加えて、例えば、係合プロセスの速度にかかわらず、液滴間プロセスが一貫しているように、液滴がそれらのサイズを維持することが望ましい。故に、本発明は、安定した液滴を提供する設計および方法を考慮する。安定した液滴が、水性ならびに非水性液体のために考慮される。我々は、水性液滴についての一般性を失わない実施例に焦点を当てるが、当業者は、実施例、特に、液体の湿潤性質に基づく親水性および疎水性領域または材料の使用を適合させることができるはずである。いくつかの実施形態では、液滴は、第２の領域で第１の領域を包囲することによって、基板の第１の領域内で制約され得、第２の領域は、疎水性である（またはより一般的には、液滴の液体による湿潤に対抗する傾向を伴う）。該第２の領域は、それが備えている１つ以上の疎水性材料（例えば、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、あるグレードのナイロン等）の選択、表面処理（例えば、プラズマ処理、化学処理、インク処理）、ガスケット（例えば、フィルム、Ｏリング、接着ガスケット）の使用、基板の少なくとも１つの他の領域の処理中にマスクすることによる、もしくはそれらの組み合わせに起因して、疎水性であり得る。いくつかの実施形態では、液滴は、幾何学的特徴で第１の領域を包囲することによって、基板の第１の領域内で制約され得る。いくつかの実施形態では、幾何学的特徴は、隆起またはくぼみであり得る。理論によって拘束されるわけではないが、そのような特徴は、例えば、液滴の表面を「ピンで留める」ことによって、液滴の表面層と（それに対応して、液滴の表面張力と）相互作用するそれらの縁を用いて、液滴を制約するように作用し得る。いくつかの実施形態では、液滴は、疎水性である（またはより一般的には、液滴の液体による湿潤のための傾向を伴う）ように第１の領域を適合することによって、基板の第１の領域を覆うように制約され得る。該第１の領域は、それが備えている１つ以上の親水性材料（例えば、ＰＭＭＡ、ＰＬＡ）の選択、表面処理（例えば、プラズマ処理、化学処理、インク処理）、ガスケット（例えば、フィルム、Ｏリング、接着ガスケット）の使用、基板の他の領域のうちの少なくとも１つの処理中にマスクすることによる、もしくはそれらの組み合わせに起因して、親水性であり得る。
一実施形態では、マイクロ流体デバイスの篏合表面（２１）（もしくはポート開口部に隣接するその少なくとも一部）は、疎水性であるか、または疎水性にされる（もしくは親水性にならないようにプラズマ処理中にマスクで保護される）。一実施形態では、灌流マニホールドアセンブリまたはカートリッジの篏合表面（もしくはポート開口部に隣接するその少なくとも一部）は、疎水性であるか、または疎水性にされる（もしくは親水性にならないようにプラズマ処理中にマスクで保護される）。一実施形態では、マイクロ流体デバイスの篏合表面（もしくはポート開口部に隣接するその少なくとも一部）および灌流マニホールドの篏合表面（もしくはポート開口部に隣接するその少なくとも一部）は両方とも、疎水性であるか、または疎水性にされる（もしくは親水性にならないようにプラズマ処理中にマスクで保護される）。
キャリアの利点は、マイクロ流体デバイスの表面が灌流マニホールドアセンブリとの取り外し可能な連結中に触れられる必要がないことである。キャリアは、マイクロ流体デバイス（１６）の篏合表面（２１）に接触することなく、キャリア（１８）を握持するためのプレート、プラットフォーム、ハンドル、または他の機構を有することができる。保持機構（１９）は、「スナップ嵌め」を提供するために、突起、フック、ラッチ、もしくはリップを備えていることができ、それは、灌流マニホールドアセンブリの１つ以上の部分、より好ましくは、灌流マニホールドアセンブリのスカートに係合する。
他の実施形態（図２７、２８、および２９）では、１つ以上のガスケットが、空気（例えば、灌流マニホールドアセンブリとのマイクロ流体デバイスの取り外し可能な連結により導入された任意の空気）を排出するために使用されることができる。一実施形態では、気泡は、閉じ込められることができる（それによって、それらの影響が限定される）が、代替実施形態では、それらは排出される。１つの方法は、疎水性通気材料（成形またはシート）の使用を伴う。例えば、疎水性通気材料は、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、疎水性グレードのナイロン、またはそれらの組み合わせを備え得る。いくつかの実施形態では、排出は、高いガス透過性を示す材料（例えば、ＰＤＭＳ）を採用することによって、達成されることができる。他の実施形態では、排出は、多孔質材料、例えば、焼結材料、多孔質膜（例えば、トラックがエッチングされた膜、繊維ベースの膜）、開細胞発泡体、またはそれらの組み合わせを採用することによって、達成されることができる。好ましいアプローチでは、空気は、通気式（または通気）ガスケットから逃散する。いくつかの実施形態では、灌流マニホールドアセンブリまたはマイクロ流体デバイスは、望ましくないガスが逃散するための経路を提供するように適合される通気孔を備えている。
マイクロ流体デバイス（または「チップ」）が灌流マニホールドアセンブリとドッキングすると、アセンブリ・チップの組み合わせは、インキュベータ（３１）（典型的には、室温を上回る温度、例えば、３７℃に設定される）の中へ、またはより好ましくは、複数のアセンブリ・チップの組み合わせを保持することが可能な培養モジュール（３０）であって、インキュベータシェルフ上に嵌合するように構成される培養モジュールの中へ設置されることができる（図５参照）。これは、一度に多くの（例えば、５、１０、２０、３０、４０、５０またはそれを上回る）マイクロ流体デバイスの容易な取り扱いを可能にする。例えば、培養モジュールが９つのアセンブリ・チップの組み合わせを備え、インキュベータが６〜９個の培養モジュールのためにサイズを決定される場合、５４〜８１個の「オーガンオンチップ」が、単一のインキュベータの中で取り扱われることができる（図５および図８）。培養モジュールが１２個のアセンブリ・チップの組み合わせを備え、インキュベータが４〜６個の培養モジュールのためにサイズを決定される別の実施例では、４８〜７２個の「オーガンオンチップ」が、単一のインキュベータの中で取り扱われることができる。灌流マニホールドは、チップへの流体接続を断つことなく、容易に除去、および培養モジュールの中に挿入されることができる。一実施形態では、培養モジュールは、インキュベータの中に設置されることなく、室温を上回る温度、例えば、３７℃を維持することが可能である。
培養モジュール（３０）は、一実施形態（図６）では、種々の要素の移動を制御するための随意のユーザインターフェース（４６）とともに、アセンブリ・チップの組み合わせを位置付けるための除去可能なトレイ（３２）、圧力表面（３３）、および圧力コントローラ（３４）を備えている。一実施形態では、トレイ（３２）は、スライドすることができる。一実施形態では、トレイは、培養モジュール上に位置付けられ、トレイは、培養モジュールの圧力表面（３３）に係合するようにトレイ機構（３５）を介して上方に移動させられ、すなわち、灌流マニホールドアセンブリ（１０）のカバーまたは蓋（１１）は、培養モジュール（３０）の圧力表面に係合する。複数の灌流アセンブリ（１０）が、トレイ機構による単一の動作で圧力コントローラに取り付けられることができる。別の実施形態では、トレイは、培養モジュール上に位置付けられ、培養モジュール（３０）の圧力表面は、トレイ（３２）、すなわち、灌流マニホールドアセンブリ（１０）のカバーまたは蓋（１１）に係合するように下方に移動させられる。いずれの場合も、一実施形態（図２Ａおよび２Ｂ）では、カバーまたは蓋は、培養モジュールの圧力表面（３３）上の対応する圧力点によって係合される貫通孔ポート（３６）等のポートを備えている。これらのポート（３６）は、係合されたとき、カバーを通して、およびガスケット（３７）を通して、加えられた圧力を内向きに伝達し、圧力を灌流マニホールドアセンブリ（１０）のリザーバ（１２）内の流体に加える。したがって、本実施形態では、圧力は、蓋（１１）を通して加えられ、蓋は、リザーバに対して密閉する。例えば、１ｋＰａを加えるとき、この公称圧力は、一実施形態では、約３０〜４０μＬ／時の流量をもたらす。代替として、これらのポート（３６）は、係合されたとき、ガスケットに接触するように、カバーの上で内向きに移動する（すなわち、ポートは、本質的にプランジャのように作用する）。
図８Ａは、培養モジュール（３０）の別の実施形態の概略図であり、培養モジュールの中へ灌流使い捨て用品（１０）を輸送し、挿入するためのトレイ（またはラック）（３２）およびサブトレイ（またはネスト）を示し、培養モジュールは、トレイを受け取る筐体における２つの開口部（４８、４９）と、灌流使い捨て用品に係合し、圧力を加えるプロセスを制御するユーザインターフェース（４６）とを有する。典型的インキュベータ（図示せず）は、最大で６つのモジュール（３０）を保持することができる。図８Ｂは、図８Ａの同一実施形態の概略図であるが、プロセスを制御するユーザインターフェース（４６）（例えば、ＬＣＤ画面）を有する圧力モジュール（３０）の筐体（５３）における２つの開口部（４８、４９）の中に挿入されたトレイ（またはラック）（３２）の両方を示す。
図９Ａは、モジュールの一実施形態の内部（すなわち、筐体が除去されている）の概略図であり、開放位置における圧力マニホールド（５０）を示し、トレイまたはラック（３２）、サブトレイまたはネスト（４７）、灌流使い捨て用品（１０）の位置は、圧力マニホールド（５０）の下にあるが、灌流使い捨て用品は、それに係合せず（したがって隙間がそれらを除去するために十分である）、空気圧シリンダ（５２）を含む作動アセンブリ（５１）は、圧力マニホールドの上方にある。
図９Ｂは、モジュールの一実施形態の内部（すなわち、筐体が除去されている）の概略図であり、閉鎖位置における圧力マニホールド（５０）を示し、トレイまたはラック（３２）、サブトレイまたはネスト（４７）、灌流使い捨て用品（１０）の位置は、圧力マニホールド（５０）の下にあり、灌流使い捨て用品は、圧力マニホールドに係合しており、空気圧シリンダ（５２）を含む作動アセンブリ（５１）は、圧力マニホールドの上方にある。圧力マニホールド（５０）は、培地灌流が要求されている間、または必要とされている間、灌流使い捨て用品（１０）の全てに同時に係合する。チップ（１６）の上部および底部チャネル内の流量の独立制御が、達成されることができる。圧力マニホールド（５０）は、所望に応じて（複雑な流体断絶を伴わずに）係合解除することができ、撮像または他のタスクのためのトレイ（３２）もしくはネスト（４７）の除去を可能にする。一実施形態では、圧力マニホールド（５０）は、複数の灌流マニホールドアセンブリから同時に係合解除することができる。一実施形態では、灌流使い捨て用品（１０）は、ネスト（４７）の内側で堅く固定されず、閉鎖するにつれてそれらが圧力マニホールド（５０）に対して位置することを可能にする。好ましい実施形態では、圧力マニホールド（５０）内の統合整列特徴が、各灌流使い捨て用品（１０）のための誘導を提供する。
一実施形態では、カバーまたは蓋は、ポリカーボネートで作製される。一実施形態では、各貫通孔ポートは、フィルタ（３８）（例えば、０．２μｍフィルタ）に関連付けられる。一実施形態では、フィルタは、カバーの下に位置付けられたガスケット内の孔（３９）と整列させられる。
随意に体内の器官の少なくとも１つの機能を模倣する細胞を備えているオーガンオンチップチップマイクロ流体デバイス等の１つ以上のマイクロ流体デバイスの灌流と機械的作動とを可能にする圧力マニホールドを備えている培養モジュールが考慮される。図１０Ａは、圧力マニホールド（５０）の一実施形態の概略図であり、いくつかのＰＤ係合場所（この場合、６つの係合場所）を伴うＰＤ係合面（５４）の図を示す。図１０Ｂは、ばねシャトル（５５）、弁シール（５６）、および整列特徴（５７）（ＰＤがマニホールドと整列させられるように）を強調表示する圧力マニホールド（５０）の係合面（５４）の拡大部分を示す。ばねシャトルは、それによって圧力マニホールドが特定のＰＤ係合場所内のＰＤの存在を感知し得る随意の手段である。具体的実施形態では、ＰＤの存在は、ばねシャトルを押し下げ、シャトルは、圧力マニホールド内に配置される１つ以上の弁を開放し、ＰＤへの圧力または流体流の適用を可能にする。同様に、ＰＤがない場合、シャトルは押し下げられず、弁を閉鎖されたままにする。これは、圧力または流体漏出を防止することを意図している。図示される弁シールは、ＰＤ内の対応する特徴、ならびに存在する場合は圧力蓋に対して、圧力および／または流体シールを形成するように適合される。図１０Ｃは、蓋圧縮機（５８）、弁シール（５６）、および整列特徴（５７）（ＰＤがマニホールドと整列させられるように）を強調表示する拡大部分とともにＰＤ係合面（５４）を示す、圧力マニホールド（５０）の別の実施形態の概略図である。蓋圧縮機は、圧力蓋とリザーバとの間の圧力および／または流体シールの維持の確立を補助するために、圧力蓋の上に力を加え得る。一実施形態では、蓋圧縮機は、該圧力および／または流体シールを維持するために要求される力に対応する力を加えるように選択ならびにサイズを決定されることができるばね、エラストマ材料、空気圧式アクチュエータ、もしくはそれらの組み合わせを備えている。図１０Ｄは、側面からＰＤ係合面（５４）を示す、圧力マニホールド（５０）の一実施形態の概略図である。図１０Ｅは、反対面（６７）を示す、圧力マニホールド（５０）の一実施形態の概略図である。図１０Ｆは、圧力マニホールド（５０））の一実施形態の概略図であり、ＰＤガイド（６８）ならびに下部支持プレート（６９）が除去されたＰＤ係合面（５４）の図を示し、マニホールド本体から除去された状態でそれを示すことによって、（多くのうちから）１つのシール（７２）、シャトル（７３）、および弁体（７４）とともに、マニホールド本体から除去された状態でそれを示すことによって、（多くのうちから）１つのばねキャリア（７０）およびばね（７１）を強調表示する。灌流使い捨て用品に対して圧力マニホールドを押し下げるように適合される外部ばね（７５）も、除去された状態でそれを示すことによって強調表示される。図１０Ｇは、上部支持プレート（７６）およびキャッピングストリップ（７７）が除去された、（ＰＤ係合面ではなく）反対面（６７）を示す、圧力マニホールド（５０）の一実施形態の概略図である。１つ以上の圧力ポートから圧力および／もしくは流体を向かわせ、随意に、分配するように適合されたマニホールドルーティングチャネル（７８）が図示されている。加えて、マニホールド本体（５０）から除去された状態でそれを示すことによって、（多くの中から）１つのねじ（７９）および（ガスならびに真空ポートの両方を含む、５つのうちの）１つのガスポート（８０）が図示されている。図１０Ｈは、マニホールドルーティングチャネル（７８）および多くのうちの１つのポート（８１）の上面図を示す、圧力マニホールド（５０）の一実施形態の概略図である。ルーティングチャネルは、成形、機械加工、アブレーション、積層、３Ｄ印刷、フォトリソグラフィ、およびそれらの組み合わせを含む、当技術分野で公知であるいくつかの方法を使用して、生成されることができる。
図１１Ａは、圧力マニホールド（５０）内の弁（５９）（シュレーダ弁）の一実施形態の概略図であり、シリコーン膜（６０）、シャトル（６１）、空気入口（６２）、およびカバープレート（６３）を示す。本実施形態では、ばねシャトルは、弁に統合され、シュレーダ弁のポペットを押し下げ、弁を作動させるように適合される。図１１Ｂは、側面図であり、図１１Ｃは、圧力マニホールドのための弁の一実施形態の上面図の写真であり、弁座（６４）、および弁シールとしての役割を果たす膜（６０）を示す。図１１Ｄは、圧力マニホールド（５０）の一実施形態の内部側面概略図であり、マニホールド本体内の複数の弁（５９）、ポペット（６５）、弁シール（６６）、およびＰＤカバー（１１）を示す。（ＰＤに係合する）動作時、弁シール（６６）は、ポペット（６５）の変位とともに撓む。
図１２Ａは、管接続マニホールド（８２）を備えている接続方式の一実施形態の概略図であり、管接続マニホールドは、１つ以上のハブモジュールを使用して、４つの培養モジュール（３０）（３つが示されている）が単一のインキュベータ（３１）の内側で接続されることを可能にする（２つの円が、接続の第１の端部（８３）および第２の端部（８４）の拡大図を提供する）。図１２Ｂは、図１２Ａに示される接続のための管類（８６）を伴う、ガスハブおよび真空ハブ（集合的に８５）の写真である。この接続方式は随意であるが、単一のインキュベータとともに複数の培養モジュールを利用する便利な方法を提供する。
（発明の詳細な説明）
（Ａ．圧力蓋）
本発明は、一実施形態では、培養器具内のオーガンオンチップの培養を促進する「灌流マニホールドアセンブリ」または「灌流使い捨て用品」を考慮する。本発明は、「使い捨て」の実施形態を考慮するが、要素は、（代替として）（例えば、費用検討として）再利用可能であり得る。
一実施形態では、これらの灌流使い捨て用品（ＰＤ）は、１つ以上の入力および１つ以上の出力リザーバ、ならびにポンプ作用のために要求される要素を含む。具体的には、我々の本実施形態では、灌流使い捨て用品は、圧力駆動型ポンプ作用に使用される１つ以上の抵抗器（図３２Ａ参照）を含む。圧力駆動型実施形態では、器具は、空気圧（陽圧または陰圧にかかわらず）をリザーバのうちの１つ以上のものに加えることによって、流体流を生成もしくは制御する。このアプローチの１つの利点は、圧力駆動設計が、器具との液体接触を回避することができることであり、それは、無菌状態および使いやすさに関して利益を提供する（例えば、液体ライン内の気泡を回避する）。いくつかの実施形態では、器具は、圧力を（蓋がない）１つ以上のリザーバに直接加える。十分な圧力シールが、（例えば、圧力マニホールドの一部として）灌流使い捨て用品および／または器具上の統合された１つ以上のガスケットによって、達成され得る。しかしながら、灌流使い捨て用品が器具の外側にあるとき、リザーバが、汚染、例えば、環境粒子または浮遊微生物から保護されることが望ましい。故に、同一実施形態では、器具の外側にあるとき、ユーザがリザーバを覆うために採用することができる蓋を提供すること、および／または圧力を伝えるが汚染を阻止する基板（例えば、リザーバの開口部上に配置される好適なフィルタ）を備えているＰＤ実施形態を採用することが望ましくあり得る。しかしながら、そのような解決策は、典型的には、欠点を提起する。具体的には、ユーザが蓋を設置することを予期することは、灌流使い捨て用品が器具と係合されている間、ユーザが蓋を管理し、理想的には、ＰＤが器具を離れるとすぐに蓋を設置することを要求する。殆どの状況では、これらの活動は、ユーザ体験に悪影響を及ぼす。ひいては、リザーバの開口部上に配置されるフィルタは、典型的には、ピペットおよび他の典型的研究室ツールによる該リザーバへのアクセスを阻止し、それによって、それらの使いやすさを不利に制限する。
本発明の側面によると、我々は、「圧力蓋」、すなわち、マイクロ流体デバイス、またはデバイス（例えば、灌流使い捨て用品）が器具と係合されている間でさえもマイクロ流体デバイスを受け入れるように適合されるデバイス上に配置され得る蓋を開示し、圧力蓋は、器具とデバイスとの間の圧力の連通を可能にするように適合される。本発明は、いくつかの実施形態では、圧力蓋が、マイクロ流体デバイスまたはマイクロ流体デバイスを受け入れるように適合されるデバイス（例えば、灌流使い捨て用品）の１つ以上のリザーバ上に配置されるように適合される除去可能なカバーであり、圧力蓋が、少なくとも１つの器具インターフェースポートと、少なくとも１つのリザーバインターフェースポートとを備えていることを考慮し、圧力蓋は、器具に対面するポートのうちの少なくともいくつかとリザーバに対面するポートのうちの少なくともいくつかとの間で圧力を伝えるように適合される。いくつかの実施形態では、圧力蓋は、少なくとも１つの「貫通孔」ポート、すなわち、蓋の第１および第２の表面を接続する開口部を備え、第１の表面上の開口部は、器具に対面するポートを形成するように適合され、第２の表面上の開口部は、リザーバに対面するポートを形成するように適合される。いくつかの実施形態では、貫通孔ポートは、円形、長方形、三角形、多角形、直線、曲線、楕円形、および／または曲面である。しかしながら、いくつかの実施形態では、蓋は、互いの正反対に配置されないこともある少なくとも１つの器具に対面するポートおよび少なくとも１つのリザーバに対面するポートを連結するチャネルを備えている。そのような実施形態は、例えば、同一の器具が灌流使い捨て用品の複数のバージョンの作動を支援することが所望されるとき、例えば、器具インターフェースの場所とリザーバの場所との間で順応する必要性がある場合、有用であり得る。
いくつかの実施形態では、圧力蓋は、該圧力蓋と少なくとも１つのリザーバとの間に圧力シールを形成するように適合される。いくつかの実施形態では、圧力蓋は、少なくとも１つのリザーバと係合され、蓋・リザーバ圧力シールを形成する。いくつかの実施形態では、圧力蓋は、該圧力蓋と少なくとも１つの器具との間に圧力シールを形成するように適合される。いくつかの実施形態では、圧力蓋は、少なくとも１つの器具と係合され、蓋・器具圧力シールを形成する。蓋・リザーバシールおよび蓋・器具シールのうちのいずれかは、当技術分野で公知である任意の密閉方法を採用し得、例えば、面シール、ラジアルシール、テーパ状シール、摩擦嵌め、またはそれらの組み合わせのリストから選択されることができる。該シールのうちのいずれかは、１つ以上のガスケット、Ｏリング、弾性材料、柔軟材料、接着剤、封止剤、グリース、もしくはそれらの組み合わせを採用し得る。本発明が完全圧力シールを有する設計に限定されることは、これが要求されない場合があるので、意図されない。むしろ、器具が圧力を能動的に調整し、それによって、漏出を補償し得るので、ある量のガス漏出は、耐えられることができる。片側または両側で完全なシールを取得する要件の緩和は、設計を単純化し、費用を削減することができる。
いくつかの実施形態では、圧力蓋は、負荷集中器を備えている。例えば、いくつかの実施形態では、圧力蓋は、少なくとも１つの器具に対面するポートを包囲する隆起を備えている。いくつかの実施形態では、圧力蓋は、少なくとも１つのリザーバに対面するポートを包囲する隆起を備えている。そのような負荷集中器は、信頼性を増進すること、または要求される力を低減させることによって、圧力シールを改良するように作用し得ることが当技術分野で公知であり、当技術分野で公知の設計は、例えば、長方形、半円形、三角形、台形、および多角形の隆起を含む。故に、器具に対面するポートを包囲する負荷集中器は、蓋・器具圧力シールを改良するために採用され得、リザーバに対面するポートを包囲する負荷集中器は、蓋・リザーバ圧力シールを改良するために使用され得る。
いくつかの実施形態では、圧力蓋は、フィルタを備えている。例えば、圧力蓋は、膜フィルタ、焼結フィルタ、繊維ベースのフィルタ、および／またはトラックがエッチングされたフィルタを備え得る。いくつかの実施形態では、該フィルタは、貫通孔ポートおよび／またはその開口部のうちの１つの内側に、もしくはそれに当接して配置される。いくつかの実施形態では、該フィルタは、蓋に含まれるチャネルおよび／または該チャネルの開口部のうちの１つの内側に、もしくはそれに当接して配置される。
いくつかの実施形態では、フィルタは、リザーバの無菌状態を改良し、および／または粒子、汚染物質、もしくは微生物を遮断するように選択される。いくつかの実施形態では、フィルタは、０．４μｍまたはそれ未満、０．２μｍ〜２μｍ、１μｍ〜１０μｍ、５μｍ〜２０μｍ、１０μｍ〜５０μｍの有効細孔径を特徴とする。０．４μｍまたはそれ未満の有効細孔径を特徴とするフィルタが、無菌状態を維持するために好ましいことが、当技術分野で公知である。しかしながら、Ｐｏｒｅｘ ４９０１等のフィルタは、無菌状態を維持することに効果的であることが示されている２５μｍの有効細孔径を保有する。
いくつかの実施形態では、圧力蓋は、１つ以上のガスケットを備えている。いくつかの実施形態では、１つ以上のガスケットは、圧力シールを可能にするか、もしくは改良するように適合される（それでもなお完全シールではないこともある）。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのガスケットは、該蓋のリザーバ接触表面上に配置される。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのガスケットは、該蓋の器具接触表面上に配置される。いくつかの実施形態では、ガスケットは、複数のリザーバとの圧力シールを可能にするか、または改良するように適合される。いくつかの実施形態では、ガスケットは、複数の器具に対面するポートにおける圧力シールを可能にするか、または改良するように適合される。いくつかの実施形態では、ガスケットのうちの１つ以上のものは、エラストマ、柔軟材料、Ｏリング、および／またはそれらの組み合わせを備えている。いくつかの実施形態では、ガスケットのうちの１つ以上のものは、押し出し、鋳造、射出成形（反応射出成形を含む）、打ち抜き、および／もしくはそれらの組み合わせによって形成される。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのガスケットは、接着（例えば、接着テープを使用する）、締め付け、ねじ留め、結合、熱ステーキング、溶接（例えば、超音波で、レーザによって）、融合（例えば、溶媒支援結合を使用して）、および／またはそれらの組み合わせによって、蓋に機械的に結合される。
例えば、蓋の我々の本実施形態のうちの１つは、（随意の）チップ伸縮の空気圧式（例えば、真空）制御が蓋を通して連通されることを可能にするポート（５）を含む（図２Ａ−２Ｅ参照）。蓋が空気圧のみを連通させることに限定されることは意図されず、蓋が、加えて、流体または電気インターフェースを連通させ得ることが考慮される。
一実施形態では、蓋は、センサを含むことができる。例えば、蓋は、例えば、１つ以上のリザーバ上にかかる圧力を決定するための圧力センサを備え得る。さらに、蓋は、リザーバの中に存在する液体の量、または特定の充填（もしくは枯渇）閾値が越えられたかどうかを決定するための液面感知を含み得る。これは、種々の方法で行われることができる。一実施形態では、屈折率の差を光学的に使用する検出液体が考慮される。本実施形態では、空気で充填されたコンパートメントおよびチャネルが、光を分散させる一方で、液体または流体で充填されたチャネルは、光を集中させる。より具体的には、液体の屈折率が、１．３〜１．５である一方で、空気の屈折率は、１．０にすぎない。一実施形態では、各光学センサは、一致した一対のＩＲエミッタ（ＳＥＰ８７３６、８８０ｎｍ、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ）およびフォトトランジスタ（ＳＤＰ８４３６、８８０ｎｍ、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ）から成る。本実施形態では、ＩＲは、干渉光の影響を受けにくいので、可視光よりも選定される。
種々のリザーバから流体を容易に除去する（例えば、サンプルを採取すること、培地を補充すること、検査試薬を添加すること等）能力は、所望の特徴である。特に所望の特徴は、そのような動作に標準の研究室用ピペットおよびシリンジを使用できることである。しかしながら、（特にピペットを使用する）そのような流体アクセスは、アクセスされたリザーバが環境に開放していることを要求する。これは、開口部がリザーバの汚染のための手段を提供し得るので、特に、チップまたは使い捨て用品が輸送中であるとき、または器具の外側で使用中であるとき、明らかに望ましくない。この問題への典型的解決策は、それらがアクセスされていないときにリザーバのうちの１つ以上のものに適用されることができる蓋を含むことである。しかしながら、ユーザが、典型的には、能動的に蓋を据え付け、および除去するとともに、無菌方法で器具の近傍に蓋を維持する必要があろうため、単純な蓋を含むことは、技術の使用を複雑にし得る。
１つの解決策は、（培養器具の中に統合されているか、別個のモジュールであるかにかかわらず）自動的に蓋を除去する、および／またはシステムの一部として据え付ける手段を含むことである。例えば、システムは、配置された灌流使い捨て用品上に据え付けられた蓋に係合し、圧力システムとの係合に先立ってそれを除去することが可能である、機械的アクチュエータを含むことができる。機械的アクチュエータは、灌流使い捨て用品の除去時、蓋を再び据え付けることができる。代替実施形態では、システムは、除去に先立って、または除去時、蓋を灌流使い捨て用品に適用するための手段を含み、例えば、蓋は、貯蔵された蓋のマガジンから来る。
（前の段落で議論される）蓋を自動的に除去および／または据え付ける手段を伴うシステムの欠点は、それが、１つ以上の機械的アクチュエータを要求することであり、その動作は、実践において課題となり得る。別の課題は、以下の通りである：液体アクセス（例えば、ピペットを使用する手動サンプル採取または補充）、圧力駆動型システム（例えば、器具に対して良好な圧力シールを確実にする）、および製造（例えば、リザーバの射出成形）の要求を満たすことを目指すリザーバ、特にその開口部の設計。実践では、これらの要件は、互いに対立し得る。例えば、手動アクセスは、広いリザーバ開口部を要求し得、対照的に、器具上の力を低減させるために、圧力インターフェースがより狭いことが望ましくあり得る。
本明細書に開示される、より良好な解決策は、「圧力蓋」を含むことである（図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、および２Ｄ参照）。この圧力蓋は、汚染の可能性を低減させるたにリザーバ上に据え付けられ得、灌流使い捨て用品が器具と係合されている間、主に定位置に留まるように設計される蓋である。器具と係合されている間、主に定位置に留まるために、蓋は、好ましくは、ａ）（例えば、陽圧もしくは陰圧を受け取るために）器具とインターフェースをとるように設計される１つ以上の特徴と、ｂ）１つ以上のリザーバとインターフェースをとる（例えば、圧力シールを作成する、もしくは圧力がリザーバに加えられることができるようにガス漏出を最小化する）ように設計される１つ以上の特徴と、ｃ）圧力が特徴（ａ）のうちの少なくともいくつかおよび特徴（ｂ）のうちの少なくともいくつかから連通されるための手段とを含む。圧力蓋またはその部分は、透明もしくは半透明であり得る。これは、例えば、リザーバ内の液面を視認することを可能にすることができる。圧力蓋は、それぞれのリザーバの性質または名称を示すマーキングを含み得る。
圧力蓋の一実施形態では、圧力蓋における（例えば、その上の）開口部は、リザーバよりも小さくあり得、汚染に開放している表面積を縮小し、および／または圧力シールを受ける面積を縮小する。別の実施形態では、蓋は、固体および粒子が進入することを防止するフィルタまたは複数のフィルタ（３８）を含み得る（図２Ａ参照）。例えば、蓋は、細菌および他の汚染物質の進入を低減させることが既知である０．２μｍまたは０．４μｍフィルタを含み得る。多くの材料および技術が、そのようなフィルタに使用されることができる。例えば、フィルタは、液体ではなく圧力のみを伝導する必要があるので、トラックがエッチングされたフィルタ（例えば、ＰＴＦＥ、ポリカーボネート、ＰＥＴ）、紙フィルタ、多孔質の膨張材料（例えば、セルロースおよび誘導体、ポリプロピレン等）、焼結材料（例えば、Ｐｏｒｅｘフィルタ）が、使用され得る。
一実施形態では、蓋は、ガス流を可能にするが、主に液体流を可能にしないための手段を含み得る。これは、例えば、疎水性多孔質膜またはフィルタ、ガス透過性膜またはフィルタ等を含むことができる。このアプローチは、流出の可能性を低減させることにも役立ち得る。
一実施形態では、蓋は、圧力を伝導するように変形することができる変形可能部分を含み得る。例えば、これは、陽圧が加えられるにつれてリザーバの中へ伸張する弾性または塑性膜であることができる。同様に、蓋は、器具から１つ以上のリザーバに圧力を伝達するために使用されるプランジャを含み得る。膜またはプランジャがバックフォースを加えることができるので、所望の圧力がリザーバの内側に加えられることを確実にするように、注意しなければならない。これは、例えば、ａ）バックフォースが小さいこと、または、それが、膜、プランジャ、もしくは動作圧力範囲の設計を通して理解されることを確実にすること、ｂ）リザーバの内側の圧力を測定し、加えられた圧力を制御するためにそれを使用すること、ｃ）結果として生じる流動を監視し、加えられる圧力を制御することによって行われることができる。変形可能部分は、圧力が連通されるための１つの方法を提供する。
圧力蓋（器具に対面する、または灌流使い捨て用品に対面する）のいずれかの側面と、対向表面（圧力蓋と相互作用する器具および灌流使い捨て用品特徴）の各々とは、いくつかの異なる方法で圧力シールを可能にするように設計されることができる。一実施形態では、本発明は、１つ以上の弾性的な材料、または柔軟な材料を備えている１つ以上の領域を考慮する。一実施形態では、これは、例えば、エラストマもしくは柔軟材料（例えば、シリコーン、ＳＥＢＳ、ポリプロピレン、ビトン、ゴム等）から作製されることができる１つ以上のガスケット（図２Ａ参照）を用いて行われる。ガスケットは、切断された平板、Ｏリング（必ずしも形状または断面が円形ではない）等を含む種々の方法で成形されることができる。一実施形態では、これは、負荷集中器としての役割を果たす１つ以上の隆起を用いて行われる（図２Ｃ参照）。理論によって拘束されることを所望するわけではないが、これらは、密閉力を局所に制限し、上昇した局部的密閉力を生成するように作用する。これらの隆起は、潜在的に、対向表面上のガスケットまたは柔軟材料に係合し得る。この形状が要求される密閉圧力に実質的影響を及ぼし得るので、隆起の形状（具体的には、対向表面に係合する形状の一部）を設計するために、注意しなければならない。種々の形状が、考慮される（例えば、長方形、三角形、台形、半円形、または円形断面等）。一実施形態では、密閉歯は、改良された密閉のために台形状を有する（図２Ｃ参照）。代替として、ガスケットは、オーバーモールドされたエラストマ（例えば、シリコーン、ＳＥＢＳ等）の形態でリザーバまたは蓋のいずれかに統合され得る。そして、このオーバーモールドされたエラストマは、それ自体がシール（例えば、歯またはＯリング半円断面）としての役割を果たすように適切な形状を有し得る。
このアプローチは、単一の設計に限定される必要はない。一実施形態では、本発明は、１つ以上の弾性もしくは柔軟材料を備えている１つ以上の領域の組み合わせを考慮する。さらに、ガスケットまたは隆起が、リザーバ毎に行われることができ、各々は、加えられた圧力に関して隔離されか、または、それは、２つ以上のリザーバを包含することができ、それは、複雑性を低減させ得る。一実施形態（図２Ｄ参照）では、経路がリザーバチャンバ・カバーアセンブリシールの全てのチャンバを取り囲むので、各チャンバは、互いから隔離される。一実施形態（図２Ｄ参照）では、各々が入口チャンバ（６Ａ、６Ｂ）および出口チャンバ（７Ａ、７Ｂ）を伴う２つのリザーバと、チップまたは他のマイクロ流体デバイスへの真空の伝達を可能にする別個の（随意の）真空チャンバ（８）とがある。一実施形態（図２Ｅ）では、リザーバチャンバ・カバーアセンブリシールは、密閉歯（９）を備えている。
本発明が完全圧力シールを有する設計に限定されることは、これが要求されない場合があるので、意図されない。むしろ、器具が圧力を能動的に調整し、それによって、漏出を補償し得るので、ある量のガス漏出は、耐えられることができる。片側または両側で完全なシールを取得する要件の緩和は、設計を単純化し、費用を削減することができる。
圧力蓋は、種々の異なる方法で（灌流使い捨て用品の上にあるか、またはチップの直接上にあるかどうかにかかわらず）リザーバ上に取り付けられるか、もしくは置かれることができる。実施形態は、蓋とリザーバとの間の液体またはガスシールは、器具の外側にさえも存在する（例えば、蓋が器具以外の何かによって定位置で緊密に保持される）事例、およびシールが器具の作用によって作成される（例えば、灌流中、器具がリザーバに蓋を押し付ける）事例を伴うことができる。別の実施形態では、本発明は、複合アプローチを考慮し、例えば、蓋は、少なくとも部分的シールを上記の第１のオプションのように作成するように設計されるが、シールは、上記の第２のオプションのように器具の作用によって承認または確保される。器具の外側でさえもリザーバに対して少なくともある程度の蓋の密閉を提供するアプローチの利点は、それらが（例えば、取り扱いまたは輸送に起因する）流出および汚染の危険性を低減させ得ることである。
（上記の３つのアプローチのうちのいずれが該当するかにかかわらず）圧力蓋を取り付ける、または置くアプローチの例は、ａ）蓋が、単純に、リザーバまたは灌流使い捨て用品の上に置かれることができる場合（これは、蓋が単純にスライドして外れることができないように、蓋のオーバーハンド部分によって補助されることができる）、ｂ）蓋が、定位置にねじ留めされること、接着されること、またはピン留めされることができる場合、ｃ）蓋が、定位置にクリップで留められることができる場合を含む。代替実施形態では、それは、ばね、例えば、蓋を強制的に閉鎖させるばねを伴うヒンジ連結された蓋によって、押し下げられ得る。
クリップ特徴は、蓋、灌流使い捨て用品、チップ、またはそれらの組み合わせの中に存在し得る。さらに、いくつかの実施形態は、クリッピング要素を提供する別個の基板（すなわち、蓋を定位置にクリップで留めるように取り入れる別個の部品）を利用する。クリッピングアプローチの利点は、依然として定位置で蓋を固定しながら、蓋の容易な適用および除去を促進することができることである。クリッピングは、随意であり得、例えば、デバイスを出荷または輸送するときに適用され、通常の使用中は無視され得る。
いくつかの実施形態では、蓋は、蓋が灌流使い捨て用品および／または器具に対して正しく向けられていることを確実にするために、非対称であるか、もしくはロックアンドキー特徴を含む。
灌流使い捨て用品（ＰＤ）の特徴の多くは、潜在的に、「チップ」自体またはチップに結合するための異なるデバイスに含まれ得る。リザーバが、例えば、チップに含まれる場合、チップの直接上で圧力蓋を使用し得る。
圧力蓋が、灌流使い捨て用品もしくは灌流マニホールドアセンブリ内の１つ以上のリザーバの加圧に関連して上記で議論されているが、圧力蓋がこれらの実施形態のみを用いた使用によって限定されることは意図されない。実際には、圧力蓋は、他のマイクロ流体デバイスとともに使用され得ることが考慮される。圧力蓋は、内側の要素（例えば、リザーバ）への改良されたアクセスを可能にするように、移動可能であるか、または他のマイクロ流体デバイスに除去可能に取り付けられることができる。圧力蓋は、そのような他のデバイスから除去されることができ、他のデバイスは、蓋を伴わずに使用されることができる。一実施形態では、他のマイクロ流体デバイスは、膜の上および／または１つ以上のマイクロチャネルの中または上に細胞を備えている。
（Ｂ．トレイシステム）
例えば、培養エンクロージャから器具自体を除去する必要なく、器具からチップおよび／または灌流使い捨て用品を除去できることが望ましい。チップおよび／または灌流使い捨て用品群を一緒に除去できることも望ましい。これは、動作が自動的に、または手動で行われるかどうかにかかわらず、チップ／使い捨て用品に行われる動作が、多くの場合、一度にまとめて（例えば、培地補充、作用物質の投与、サンプル採取）行われる必要があるからである。例えば、チップ／使い捨て用品群をバイオセーフティキャビネットまたは培養フードに輸送することに役立つためにも、それらを一度に除去することが便利である。
これらの必要性に対処するために、本発明は、一実施形態では、灌流使い捨て用品が、トレイシステムを用いて、グループで挿入されるか、または器具（もしくはモジュール）から除去されることができるシステムを考慮する（図６参照）。例えば、現在の実施形態は、各器具が、６つの灌流使い捨て用品の２つのトレイ（またはラック）を受け入れることを可能にする（８Ａおよび８Ｂ）。
一実施形態では、トレイ（またはラック）（３２）は、器具（３０）との灌流使い捨て用品（１０）の整列（例えば、リザーバまたはポート場所を、器具に含まれる対応する圧力もしくは流体インターフェースと整列させること）を促進し得る。これは、トレイ内に灌流使い捨て用品（またはそれらを運ぶ任意の追加の要素）のための位置付け特徴を提供することと、灌流使い捨て用品のための器具および整列特徴（５７）内にトレイのための位置付け特徴を提供することとを含むいくつかの方法で行われることができる（図１０Ｂ参照）。そのような整列を支援するために使用されることができる特徴は、位置合わせ等を促進するための参照表面、ピン、ガイド、成形表面（例えば、フィレットおよび／または面取り）、ばねもしくは弾性要素を含む。これらは、トレイ、器具、灌流使い捨て用品、またはそれらの組み合わせに含まれ得る。
トレイは、随意に、灌流使い捨て用品または器具インターフェースから生じる漏出を捕捉するように設計され得る。トレイは、随意に、顕微鏡検査もしくは点検を促進し得る、１つ以上の光学窓を含み得る。これは、顕微鏡または他の点検デバイス上にトレイを設置することを可能にし、トレイから各使い捨て用品を除去する必要なく、チップが観察されることを可能にすることができる。それに対応して、トレイは、随意に、撮像作業距離を最小化する、例えば、顕微鏡ステージ等の上で平らに横たわるか、またはその中に嵌入するように設計され得る。システムは、随意に、トレイ内で灌流使い捨て用品のうちの１つ以上のものを保持するための手段を含み得る。例えば、灌流使い捨て用品は、灌流使い捨て用品、トレイ、追加の基板、またはそれらの組み合わせの上に存在するクリップ特徴を用いて、トレイの中にクリップ留めし得る。
いくつかの実施形態では、トレイシステムは、キャリアトレイ（３２）の中へ嵌入する１つ以上のサブトレイ（もしくはネスト）（４７）を含む（図８Ａ参照）。サブトレイは、灌流使い捨て用品のうちの一部（例えば、３つ）が同時にトレイから除去されることを可能にする。これは、例えば、チップ／使い捨て用品に行われる１つ以上の動作が、キャリアトレイの上に存在する、より少数のチップから利益を得る場合、有用であり得る。例えば、ある事例では、チップ／使い捨て用品がそれらの好ましいインキュベーションおよび灌流環境外で費やす時間を最小化するように、顕微鏡ステージの上に一度に３つ以下の使い捨て用品を設置することが好ましい。その結果として、現在の実施形態は、各々が２つのサブトレイ（４７）を支持するキャリアトレイ（３２）を含み、各サブトレイは、３つの灌流使い捨て用品（１０）を支持する（図８Ａ参照）。
サブトレイは、器具との灌流使い捨て用品の整列を促進し得る。これは、トレイ内に灌流使い捨て用品のための位置付け特徴を提供すること、キャリアトレイ内にサブトレイのための位置付け特徴を提供すること、および器具内にキャリアトレイのための位置付け特徴を提供することを含むことによるいくつかの方法で行われることができる。そのような整列を支援するために使用されることができる特徴は、位置合わせ等を促進するための参照表面、ピン、ガイド、成形表面（例えば、フィレットおよび／または面取り）、ならびにばねもしくは弾性要素を含む。これらは、キャリアトレイ、サブトレイ、器具、灌流使い捨て用品、またはそれらの組み合わせに含まれ得る。一例として、本発明は、灌流使い捨て用品がサブトレイに整列し、次に、サブトレイがキャリアトレイに整列し、次に、キャリアトレイが器具に整列する実施形態を考慮する（図９Ａおよび９Ｂ参照）。これらの整列の全てが必要であることは意図されず、実際には、この連鎖の中のいくつかのステップは、省略され得る。例えば、サブトレイは、説明される特徴のうちのいずれかを使用して器具に直接整列し得、整列目的のためにキャリアトレイを要求しない。
サブトレイは、随意に、灌流使い捨て用品または器具インターフェースから生じる漏出を捕捉するように設計され得る。サブトレイは、随意に、顕微鏡検査もしくは点検を促進し得る１つ以上の光学窓を含み得る。これは、顕微鏡または他の点検デバイス上にサブトレイを設置することを可能にし、トレイから各使い捨て用品を除去する必要なく、チップが観察されることを可能にすることができる。それに対応して、サブトレイは、随意に、撮像作業距離を最小化する、例えば、顕微鏡ステージ等の上で平らに横たわるか、またはその中に嵌入するように設計され得る。システムは、随意に、サブトレイ内で灌流使い捨て用品のうちの１つ以上のものを保持するための手段を含み得る。例えば、灌流使い捨て用品は、灌流使い捨て用品、サブトレイ、追加の基板、またはそれらの組み合わせの上に存在するクリップ特徴を用いて、サブトレイの中にクリップ留めし得る。システムは、随意に、キャリアトレイ内でサブトレイを保持するための手段を含み得る。例えば、サブトレイは、サブトレイ、キャリアトレイ、追加の基板、またはそれらの組み合わせの上に存在するクリップ特徴を用いて、キャリアトレイの中にクリップ留めし得る。
キャリアトレイと１つ以上のサブトレイとの間で所望の特徴のうちのいくつかを分割することが便利であり得る。例えば、サブトレイは、光学窓を提供することができ、キャリアトレイは、漏出を捕捉するように設計されることができる。この例が例証するように、たとえキャリアトレイが１つのみのサブトレイを支持するように設計されたとしても、サブトレイを含むことが所望され得る。
同一の器具が、異なるトレイまたはサブトレイタイプ、ならびに異なる数のトレイを支持し得る。例えば、器具は、２つの異なるトレイタイプを受け入れ得、各トレイタイプは、異なるタイプの灌流使い捨て用品のために設計される。そのような場合、トレイは、本質的に、異なる灌流使い捨て用品タイプを同一の器具に適合させるアダプタとしての役割を果たすことができる。
本発明はまた、一実施形態では、１つ以上のチップ、灌流使い捨て用品、トレイ、もしくはサブトレイを受け入れるように設計される顕微鏡ステージ、ステージ挿入物、またはアダプタ（例えば、ステージ挿入物に差し込む）も考慮する。これらは、撮像のためにいくつかのチップを「投入」することを容易にすることができ、チップは、ステージ上でしっかりと保持される（それによって、例えば、顕微鏡ステージが移動するとき、漂流を回避する）。
（Ｃ．灌流使い捨て用品を器具と係合させる）
一実施形態では、本発明は、流体デバイス内の生物学的培養のための圧力駆動型システムを考慮し、システムは、（陽圧または陰圧にかかわらず）圧力を１つ以上の流体要素に加える。これらの流体要素は、例えば、チップ、リザーバ、灌流使い捨て用品、圧力蓋、またはそれらの組み合わせを含むことができる。そのようなシステムでは、器具は、所望される場合に圧力を加えるために、それぞれの流体要素とインターフェースをとる。そのようなインターフェースをとることは、典型的には、ガスシールを確立することを伴うが、いくつかの実施形態では、緊密なシールは要求されない（例えば、圧力調整がガス漏出にかかわらず所望の圧力を維持することができる）。一般性を失うことなく、以下の説明は、シールを確立することを参照するが、意図は、シールを要求しない実施形態も包含することである。
本開示では、生物学的培養器具と１つ以上の流体要素との間に圧力インターフェースを確立するためのシステムおよび方法が考慮される。具体的には、一実施形態では、１つ以上の流体要素が器具に含まれる１つ以上の圧力マニホールドと接触するように持ち上げられるシステム、該１つ以上の圧力マニホールドが該１つ以上の流体要素と接触するように降下させられるシステム、またはそれらの組み合わせであるシステムが考慮される。いくつかの実施形態では、該上昇または下降は、（例えば、単一の動作または単一の移動を通して）複数の流体要素を器具と一斉に係合させ（図９Ａおよび９Ｂ参照）、複数のマイクロ流体デバイス（本明細書で議論される灌流マニホールドアセンブリの実施形態のうちの１つ以上のもの等）を同時に連結する。
流体要素が上昇させられる、いくつかの実施形態は、その上に流体要素のうちの１つ以上のものが配置される、１つ以上のプラットフォームを含む。そのような実施形態では、プラットフォームのうちの１つ以上のものは、１つ以上の流体要素の該上昇に影響を及ぼすために上昇させられ得る（図６）。いくつかの実施形態では、器具またはシステムは、圧力インターフェースの該確立に関与する該上昇または下降を手動で達成するための機械的手段（３５）を含む。手動作動のためのそのような機械的手段（３５）は、例えば、レベル、引き／押しノブ、回転制御、またはそれらの組み合わせを含み得る、ユーザアクセス可能制御表面の移動を含むことができる。
いくつかの実施形態では、器具またはシステムは、圧力インターフェースの該確立に関与する上昇または下降を促進するために、機械的アクチュエータ（５１）を含む（図９Ａおよび９Ｂ参照）。そのような機械的アクチュエータは、例えば、１つ以上の空気圧式構成要素（５２）（例えば、シリンダ）、油圧式構成要素（例えば、シリンダ）、ソレノイド、電気モータ、磁石（例えば、定位置に機械的に移動させられる固定磁石）、もしくはそれらの組み合わせを伴うことができる。いくつかの実施形態では、機械的作動は、コンピュータ制御下にあることができる。いくつかの実施形態では、機械的作動は、例えば、手動オーバーライドを提供するために、手動制御を用いて（例えば、上で説明される機械的制御のための手段のうちのいずれかを使用して）増強される。器具上のユーザインターフェースは、このプロセスを制御することができる。
作動が手動であるか自動であるかにかかわらず、システムは、いくつかの実施形態では、加えられた機械力を増加させるための１つ以上の機構をさらに含むことができる。これは、十分なまたは十分に頑強なシールを取得するために、圧力インターフェース上に十分な力を提供するために望ましくあり得る。加えられた機械力を増加させるためのそのような機構は、レバー、カム、空気圧式または油圧式増幅器、もしくはそれらの組み合わせを含むことができる。
いくつかの実施形態では、機械的運動は、当技術分野で公知である種々の機械的構成要素または設計を使用して、制御および／もしくは抑止されることができる。これらの機械的構成要素または設計は、例えば、レール、ガイドロッド、旋回部、カム、４本バー連結部等を含む。上昇または下降運動は、直線であり得るが、その必要はないことに留意することが重要である。例えば、回転運動（例えば、旋回部の場合）または複合運動（例えば、連結部の場合）が、いくつかの実施形態では、望ましい。
前述は、上昇または下降、および種々の基板の底部の上に存在する特徴を説明するが、典型的当業者は、説明が、側方運動または他の軸に沿った運動（必ずしも直線運動ではない）、および任意の側もしくは向きに存在する特徴にも適用され得ることを理解するであろう。加えて、前述は、１つ以上の流体要素が１つ以上の圧力マニホールドの下に配置されることを含意するが、典型的当業者は、該圧力マニホールドが代わりに該流体要素の下に位置し得る（例えば、圧力インターフェースが灌流使い捨て用品の底面上に配置され得る）ことを理解するであろう。
（添付図に図示される）本実施形態は、２つの機構を含み、機構の各々は、６つの灌流使い捨て用品が単一の運動で圧力マニホールド（５０）とインターフェースをとられることを可能にする。この実施形態では、圧力マニホールドは、電気的に制御された空気圧式アクチュエータを使用して、灌流使い捨て用品と接触するように降下させられる（図９Ｂ）（または随意に、灌流使い捨て用品を覆う圧力蓋と接触する）。アクチュエータの力は、その機械的利点により、加えられる力をさらに増加させるカムシステムを使用して向かわせられる。図示される機構は、双安定でもあり、すなわち、アクチュエータがマニホールドを上または下に押し付けると、マニホールドの位置を維持しながら、給電解除されることができる。これは、熱低減に役立ち得る。
（Ｄ．圧力マニホールドおよび分配マニホールド）
圧力駆動型システムの多くの用途では、１つ以上の圧力源を、２つ以上の流体要素（例えば、流体チップ、灌流使い捨て用品、リザーバ、圧力蓋、もしくはそれらの組み合わせを含む）に分配することが望ましい。例えば、システム内のレギュレータの数を削減するために、２つ以上の灌流使い捨て用品が、圧力レギュレータの単一の組を共有することが望ましくあり得る（例えば、各灌流使い捨て用品のために異なるレギュレータの組を提供することとは対照的に）。
本開示の一側面では、器具は、１つ以上の分配マニホールドを含む。該分配マニホールドは、１つ以上の圧力源を、２つ以上の流体要素（例えば、流体チップ、灌流使い捨て用品、リザーバ、圧力蓋、もしくはそれらの組み合わせ）に分配するように適合される１つ以上の流体導管（例えば、ガスチャネルもしくは管）を含む。それに対応して、分配マニホールドは、例えば、１つ以上の圧力レギュレータと連通するように適合され得る１つ以上の圧力入力ポートを含み得る（各入力ポートは、単一もしくは複数のレギュレータと連通し得る）。分配マニホールドは、一実施形態では、マニホールド自体に統合された圧力調整構成要素（弁、圧力センサ、圧力源）を有することもできる。同様に、分配マニホールドは、例えば、１つ以上の流体要素と連通するように適合され得る２つ以上のインターフェースを含み得る。いくつかの実施形態では、２つ以上のインターフェースは、エラストマもしくは柔軟材料を備えている、少なくとも１つの領域を含む。例は、シリコーン、ＳＥＢＳ、ポリプロピレン、ゴム、ビトン等を含む材料で作製されたガスケット、Ｏリング等を含む。エラストマまたは柔軟領域を備えているそのような領域は、流体シールを提供もしくは改良することを補助することができる。そのようなエラストマまたは柔軟領域は、同様の利点を提供するために、分配マニホールドではない圧力マニホールドに含まれることもできる。
例えば、圧力駆動型流動を生成するために使用されることができる圧力を分配することに加えて、分配マニホールドは、流体要素内でガス流を生成するために、例えば、（例えば、オーガンオンチップ内で機械力を作動させることにおいて）機械的歪みまたは収縮を生成する他の目的のために使用される圧力を分配し得る。さらに、分配マニホールドは、随意に、１つ以上の液体を分配し得る。そのような液体は、例えば、洗浄液、消毒液、（例えば、液体取り扱いまたは流量制御目的のための）作業液体、組織培地、検査薬または化合物、生物学的サンプル（例えば、血液）、もしくはそれらの組み合わせを含むことができる。いくつかの実施形態では、分配マニホールドは、作業流体、膜、および／または圧力を伝導するために配置されるプランジャを備え得る。例えば、作業流体は、所望の圧力を確立するために要求されるガスの量を低減させるために、またはより精密な体積制御を促進するために使用され得る。膜、プランジャ、および／または作業流体は、分配マニホールドの異なる部分で使用される流体を隔離する（例えば、作動側の乾燥空気から、分配マニホールドの「リザーバ側」における５％ＣＯ２組織培養ガスを隔離する）ために使用されることができる。
多くの用途では、器具が受け入れることができるよりも少ない流体要素が係合されるときでさえも、器具の適切な機能を可能にすることが望ましい。例えば、多くの場合、６つの灌流使い捨て用品とインターフェースをとるように設計される分配マニホールドを含む器具は、４つのみの灌流使い捨て用品が存在するとき、器具の適切な動作を依然として支援することが望ましい。例えば、なくなった灌流使い捨て用品のために意図されたインターフェースを通ってガスが逃散することは、望ましくないこともある。なぜなら、ガス逃散がガス圧を低減させ得るから、またはガス供給を枯渇させ得るからである。そのような考慮事項は、分配マニホールドがなくても関連性がある（すなわち、非分配圧力マニホールドに関して）。
本開示の一側面によると、圧力マニホールド（もしくは具体的には、分配マニホールド）は、マニホールドに含まれる流体（例えば、ガス）導管のうちの１つ以上のものを制御可能に遮断するように適合される１つ以上の弁を含むことができる。例えば、ピンチ弁、スクリュ弁、ニードル弁、ボール弁、ばね荷重弁、ポペット弁、アンブレラ弁、ベルビル弁等を含む好適な種々の弁が、当技術分野で公知である。いくつかの実施形態では、弁のうちの１つ以上のものは、ユーザによって制御される。例えば、ユーザは、使用時、灌流使い捨て用品の構成を一致させるように弁を構成し得る。いくつかの実施形態では、弁のうちの１つ以上のものは、電子的に制御される。例えば、ソフトウェアは、実験設定またはそれに利用可能な他の情報の知識に従って、弁を構成し得る。いくつかの実施形態では、弁のうちの１つ以上のものは、例えば、流体要素がなくなっている場合にガスラインを遮断するために、意図された流体要素が存在するかどうかを感知することによって、制御される。そのような感知は、電気的手段（例えば、接触スイッチ、回路を閉鎖する導体）、光学的手段（例えば、光学的ゲート）、磁気的手段（例えば、磁気スイッチ）、または機械的手段（例えば、レバー、ボタン）を伴うことができる。いくつかの実施形態では、感知要素のうちの１つ以上のものは、介在ソフトウェアもしくは電子ハードウェアを用いて、弁のうちの１つ以上のものに影響を及ぼす。いくつかの実施形態では、感知要素のうちの１つ以上のものは、（例えば、機械的結合によって、もしくは弁に電気的に信号伝達することによって）弁のうちの１つ以上のものに直接影響を及ぼす。具体的例として、灌流使い捨て用品の存在は、突出特徴を押し下げるように作用することができ、それは、ひいては、弁の状態に影響を及ぼす。いくつかの実施形態では、そのような構成は、押し下げられた突出特徴が弁に直接作用し、流動を増強することができるので、例えば、ピンチ弁、ばね弁、ポペット弁、またはアンブレラ弁に適している。
いくつかの実施形態では、流体要素へのインターフェースのうちの１つ以上のものにおいて、該１つ以上の弁を含むことが望ましいか、もしくは便利である。これは、例えば、それらの出口に存在する力に応答するいくつかの成功した弁設計が既知であるので、望ましくあり得る。そのような弁の例は、シュレーダ弁、ダンロップ弁、プレスタ弁、アンブレラ弁、それらの修正、および関連弁を含む。具体的例として、シュレーダ弁が、圧力蓋へのインターフェースにおいて統合され得、それによって、圧力蓋が存在するとき、圧力蓋がシュレーダ弁の中心ステムを押し下げるように作用し、それによって、ガス流を可能にする。
上で説明されるような流体要素へのインターフェースに含むために好適な弁は、多くの場合、弁の中央に位置するそれらの制御特徴（例えば、シュレーダ弁のピン）（図１１Ａ）を有する。しかしながら、これは、対応する特徴が、そのような中心制御特徴を押し下げる流体要素上に提供されなければならないので、いくつかの潜在的実施形態では困難を提起し得る。代替的アプローチが、本明細書に説明される。図１１Ａおよび１１Ｄに図示されるように、圧力マニホールド（５０）または分配マニホールドは、シュレーダ弁（または上記に記載されるいずれか）等の弁（５９）を含み、さらに、シャトル（６１）を含むことができる。該シャトルは、潜在的流体要素の場所に対面する第１の表面と、該弁に対面する第２の表面とを含む。第１の表面は、所望の場所において流体要素からの接触を受け入れるように設計される。例えば、第１の表面は、例えば、圧力蓋（１１）の上に存在し得るポートの周辺からの接触を受け入れるように設計されることができる（図１１Ｄ）。第２の表面は、次に、例えば、弁の中心に位置し得る該弁の制御表面に機械的に係合するように設計される。このアプローチのさらなる利点は、例えば、流体要素からどのような距離で弁が開放するであろうかを制御するために、シャトルの厚さが調節され得ることである。
図１１Ａおよび１１Ｃにさらに図示されるように、インターフェースは、随意に、柔軟膜（例えば、シリコーン膜）（６０）等の弾性、柔軟、または変形可能基板によって、少なくとも部分的に覆われることができる。この弾性、柔軟、または変形可能基板の存在は、マニホールド（５０）に対する流体要素の密閉を補助することができる。弾性、柔軟、または変形可能基板は、例えば、膜、ガスケット、もしくは好適に成形されたプラグであることができ、例えば、シリコーン、ＳＥＢＳ、ビトン、ポリプロピレン、ゴム、ＰＴＦＥ等を備え得る。図示されるように、弾性、柔軟、または変形可能基板は、追加の構成要素（例えば、この例ではカバープレート（６３））を用いてそれを捕捉することによって、定位置で保持されることができる。しかしながら、弾性、柔軟、または変形可能基板は、例えば、結合、接着、溶接等によるものを含む種々の他の方法で保持されることもできる。
図９Ｂ、１１Ａ、および１１Ｄに図示される実施形態の所望の機能が、一例として本明細書に例証される。その器具インターフェースの周囲に隆起を保有する灌流マニホールドアセンブリ（１０）の圧力蓋（１１）が、圧力マニホールド（５０）と接触させられる。蓋が弁のより近くに移動させられると、蓋の隆起は、マニホールドのシリコーン膜に対して圧力シールを形成し始める。蓋の前進とともに、シャトルは、次第に上方に移動し、ある時点で、シュレーダ弁（５９）の中心ピンまたはポペット（６５）を押し下げ始める。しかしながら、例によると、シャトルは、弁のピンがシュレーダ弁（５９）を開放するために十分に押し下げられる前に、十分に良好なガスシールが形成されるように設計されるであろう。弁が開放すると（理想的にはその前ではない）、ガスは、マニホールド（５０）と圧力蓋（１１）との間で流動することができる。この例では、シュレーダ弁が、単一のユニットとしての灌流使い捨て用品（または圧力蓋）の存在を感知するのではなく、各圧力蓋隆起の存在を独立して感知することに留意することが重要である。そのような実施形態は、それらが、圧力蓋または灌流使い捨て用品の異なる構成、例えば、５つの図示されるポートのうちの４つのみを採用する構成を受け入れ得るという点で、さらなる利点を提供し得る。
図１０Ａは、分配マニホールドである圧力マニホールド（５０）のＰＤ係合面（５４）の一実施形態を図示し、流体要素に対するガスシールを改良するようにガスケットとしての役割を果たす、エラストマ領域を示す。現在の実施形態では、ガスシールは、ひいては、灌流使い捨て用品（１０）上に配置される圧力蓋（１１）の上に存在する隆起に対してこれらのエラストマ領域を圧縮することによって、形成されることができる。図示される分配マニホールド（５０）は、６つの圧力蓋のそれぞれに、圧力駆動型流動を成立させるために使用される圧力（陽圧または陰圧）と、含まれたオーガンオンチップデバイス（この例では、これらの各々は、ひいては圧力蓋で覆われる灌流使い捨て用品内に配置される）内で機械的伸張を作動させるために使用される圧力（陽圧または陰圧）とを分配することができる。図示される分配マニホールドは、いくつかのシュレーダ様弁を含む（図１１Ｄ参照）。
マニホールドがＰＤに係合すると、弁シールは、カバーの上の密閉歯または隆起に係合し（図２Ｃ参照）、マニホールドからリザーバチャンバの中へ加圧ガスを移送するためのシールを形成する。ポペット（６５）（図１１Ｄ）は、カバー上の密閉歯のための剛体表面を提供し、弁シールを圧縮するためのバッキングとしての役割を果たす。これは、ＰＤが定位置にあるとき、カバーからシュレーダ弁（５９）への負荷伝達を提供し、弁を作動させる。同時に、シュレーダ弁（または類似タイプの弁システム）は、圧力レギュレータからＰＤの中への全ガス流まで、ＰＤカバーへの係合によって作動させられる。ＰＤがそれぞれの位置にないとき、弁は、いかなるガス流も防止する。
ばねシャトル（５５）（図１０Ｂ）は、負荷をカバーアセンブリ（１１）に提供し、リザーバチャンバ・カバーアセンブリシール（例えば、圧力蓋・リザーバシール）を作成する（図２Ｄ）。動作時、ＰＤが係合されると、弁シールのたわみ、およびポペット（６５）の変位がある。
代替として、蓋圧縮機（図１０Ｃ）が、負荷をカバーアセンブリに提供し、リザーバチャンバ・カバーアセンブリシール（例えば、圧力蓋・リザーバシール）を作成する。
一実施形態では、各弁アセンブリは、圧力が各シールに独立して加えられることを可能にする内蔵された随意のばね、屈曲、または弾性の構成要素を有する。一実施形態では、ばね（または類似要素）は、弁機能の一体部分であるが、圧力をリザーバ蓋上の密閉歯に加えるためにそれを使用することによって、それから追加の機能を得ることができる。ばね（または類似要素）は、シャトルを復元するために、および流体要素に対して圧力を印加してガスシールを提供または改良するために働くことができる。この負荷を蓋上の各密閉要素に独立して加えることは、製造公差に起因する変動と、偶然に器具の中へ装填されるＰＤの数との両方に対してより頑強である設計をもたらす。
いくつかの実施形態では、説明される弁のうちの１つ以上のものは、ソフトウェアもしくはユーザによって制御される。例えば、ユーザまたはソフトウェアは、たとえ流体要素（例えば、灌流使い捨て用品）が対応するインターフェースに存在してもガス流を断絶することを目指し得る。これは、例えば、おそらく要素が損傷されているので、流体要素への過剰なガス流があることをユーザが疑うか、またはソフトウェアもしくはセンサがそれを検出する場合、所望され得る。圧力マニホールド（分配マニホールドであるかどうかにかかわらず）はさらに、センサ、例えば、圧力センサ、流量センサ等を含み得る。
（Ｅ．圧力および流量を制御する）
一実施形態では、５〜２００μＬ／時、より好ましくは、１０〜６０μＬ／時の流量が、デバイスの１つ以上のマイクロチャネルを通して所望される。一実施形態では、この流量は、（上で説明される）圧力マニホールドからの加えられたガス圧によって制御される。例えば、０．５〜１ｋＰａを加えると、この公称圧力は、一実施形態では、１５μＬ／時〜３０μＬ／時の流量をもたらす。
経時的にこのガス圧に対する制御を維持する（それによって、流量に対する制御を維持する）ことに加えて、いくつかの実施形態では、灌流使い捨て用品に対してマニホールドを係合または係合解除させるプロセスによって加えられ得るガス圧にも対処しなければならない。すなわち、特定の実施形態では、マニホールドに係合するステップは、灌流使い捨て用品に含まれるリザーバ内に存在するガスに１００ｋＰａもの圧力スパイクをもたらすことが観察されている。これは、結合されたマイクロ流体デバイス上で流量のスパイクおよび／または望ましくない圧力を引き起こし得る。結合されたマイクロ流体デバイスが膜を備えている特定の場合、望ましくない圧力スパイクは、膜を変形させ、膜貫通流を生成し、および／または任意の含まれた細胞を損傷し得る。
理論によって拘束されるわけではないが、説明される圧力スパイクは、マニホールドによって圧力蓋に加えられる機械力が、（例えば、任意のガスケット等を圧縮して）圧力蓋もしくは灌流使い捨て用品に含まれる１つ以上の柔軟材料を変形させるので、引き起こされ得る。そのような変形は、リザーバの中に存在するガスの体積を収縮させ、その圧力を上昇させるように作用することができる。圧力の負のスパイクにつながる逆効果が、マニホールド係合解除中に生じ得る。当業者は、この議論がマニホールド係合に典型的である正のスパイクを主に考慮する一方で、マニホールド係合解除中に典型的であり得る負の圧力スパイクが同様に考慮され得ることを理解するであろう。正であるか負であるかにかかわらず、スパイクは、リザーバの中のガス体積が低い場合に特に厄介であり得、リザーバの中の液体の体積が高いときに（例えば、好ましい実施形態では、３ミリリットルを上回るとき、具体的には、体積が５ミリリットルを上回るときに）起こり得る。これらの係合スパイクは、過剰な圧力は、典型的には、排出しなければならないので、消散させるために時間がかかり得る。圧力蓋がフィルタを含む実施形態では、このフィルタは、排出に対する主要な抵抗を提供し、圧力スパイク消散の動態を決定付け得る。一実施形態では、本発明は、そのようなスパイクを回避し、その規模を低減させ、および／またはその持続時間を短縮するように、システム内の排出抵抗を低減させることを考慮する。一実施形態では、本発明は、カートリッジ挿入および除去中の圧力スパイクを軽減するために、フィルタを選択することを考慮する。
この点に関して、図２が参照される。図２Ａは、フィルタ（３８）およびガスケット内の対応する孔（３９）に関連付けられる複数のポート（例えば、貫通孔ポート）を有するカバーまたは蓋を備えているカバーアセンブリ（１１）の一実施形態の分解図である。図２Ｂは、フィルタ（３８）およびガスケットがカバー内に（かつその下に）位置付けられた、カバーアセンブリの同一実施形態を示す。一実施形態では、出口圧力ポートのためのフィルタは、低いガス流抵抗のために選択される。例えば、いくつかの実施形態は、抵抗を減少させ、マニホールド係合関連ガス圧（上記で議論される）を急速に消散させて、流量の長期スパイクを回避するために、（入口圧力ポートで使用される）０．２ミクロンフィルタの代わりに２５ミクロンフィルタを採用する。特定の実施形態では、２５μｍの平均細孔径を伴うフィルタ（Ｐｏｒｅｘから市販されている、フィルタ４９０１）は、厚さが１／８インチであるときに無菌状態を損なわない。これらのフィルタは、前述のフィルタ膜／シートよりも有意に厚い、それらの厚さを通した蛇行経路を作成することによって、（典型的細菌／胞子よりもはるかに大きい）それらのより大きい細孔径にもかかわらず、無菌状態を維持する。
入口および出口圧力ポートの設計が排出抵抗に関して異なる処理を要求し得ることに留意することが重要である。例えば、灌流使い捨て用品またはマイクロ流体デバイスが抵抗器を備えている実施形態では、（抵抗器が着目領域の上流または下流に設置されるかどうかにかかわらず）抵抗器側に加えられる圧力は、典型的には、（例えば、細胞を含み得る）着目領域に直接作用しない。これは、例えば、抵抗器を通る液体流が圧力降下を生成する場合に当てはまり得る。対照的に、（入口または出口であるかにかかわらず）抵抗器がない側の圧力スパイクは、ある程度の絶縁を提供するために十分な圧力降下がない場合があるので、着目領域に直接作用し得る。着目領域の入口側に抵抗器を伴う特定の例では、入口上の圧力スパイクは、流量の対応するスパイクを生成し得るが、着目領域内で受けられる圧力の最小限の上昇を生成し得、対照的に、出口上の圧力スパイクは、流量および受ける圧力の両方のスパイクを生成し得る。例えば、マイクロ流体デバイスが膜を含むいくつかの用途では、着目領域中の圧力は、流量の一時的スパイクよりも有意に有害であり得る。故に、この例では、出口ポートのみに低抵抗フィルタを含み、入口ポートにより典型的な（より高い抵抗の）フィルタを含むことは、これらが（本開示でさらに議論される）流量調整において利点を提供することができるので、賢明であり得る。
係合／係合解除スパイクの問題について議論してきたが、具体的には、低圧力範囲内のガス圧を制御する問題が、ここで対処される。いくつかの市販の圧力レギュレータ（または圧力コントローラ）は、ゼロを上回る、より低い圧力限界を伴う指定可能圧力範囲を宣伝している。例えば、ＳＭＣ ＩＴＶ−００１１レギュレータが、１〜１００ｋＰａの範囲内の圧力制御のために市販されている（それらの直線性は０〜１ｋＰａ範囲内で不良であることが観察されている）。いくつかの用途では、それでもなお、市販のレギュレータの規定または直線範囲を下回る圧力に対応する流量を達成することが望ましくあり得る。さらに、市販の圧力レギュレータの正確度は、典型的には、「全範囲」の割合であり、圧力の下限における制御がより大きい割合の変動性によって特徴付けられることを含意する。いくつかの用途では、これは、使用可能範囲の下限に向かう圧力制御の低い正確度または忠実度になり得る。一実施形態では、これらの課題のいずれか一方または両方は、圧力作動のための方法に含まれる「パルス幅変調」の形態によって対処される。
この点に関して、図６が参照される。一実施形態では、培養モジュール（３０）は、アセンブリ・チップの組み合わせを位置付けるための除去可能なトレイ（３２）と、圧力表面（３３）と、圧力コントローラ（３４）とを備えている。一実施形態では、トレイ（３２）は、培養モジュール（３０）上に位置付けられ、トレイ（３２）は、培養モジュールの圧力表面（３３）に係合するようにトレイ機構（３５）を介して上方に移動させられ、すなわち、灌流マニホールドアセンブリのカバーまたは蓋（１１）は、培養モジュールの圧力表面に係合する。圧力コントローラを常に「オン」にするのではなく、それらは、あるパターンで「オン」および「オフ」に（もしくは２つ以上の設定点の間で）切り替えられる。故に、切り替えパターンは、１つ以上のリザーバの中の液体に作用する圧力の平均値が所望の値に対応するように選択され得る。そのようなアプローチは、パルス幅変調（ＰＷＭ）、パルス密度変調（ＰＤＭ）、デルタシグマ変調（ＤＳＭ）の技法、および電気工学の分野で公知である類似技法に類似している。パルス幅変調の場合、例えば、規則的切り替え周期が選択される。各周期内で、圧力レギュレータは、所望の持続時間にわたって設定圧力のためにオンにされ、切り替え周期の残りにわたってオフにされ得る。オフ期間と比較して長くスイッチがオンであるほど、供給される全平均圧力が高くなる。「デューティサイクル」という用語は、切り替え周期に対する「オン」時間の割合を説明し、圧力が殆どの時間にオフであるので、低いデューティサイクルは、低い圧力に対応する。デューティサイクルは、パーセントで表され、１００％が完全に「オン」である。圧力コントローラとともにこのタイプの「パルス幅変調」を使用することによって、平均ガス圧が、その範囲内の直線制御を提供しないレギュレータを使用して、１ｋＰａを下回って確実に維持され得ることが見出されている。特定の実施形態では、圧力レギュレータは、１ｋＰａ〜１００ｋＰａの圧力のためのその典型的「直線」モードで使用され、０ｋＰａ〜１ｋＰａの平均圧力設定点のために２ｋＰａの「オン圧力」および０ｋＰａの「オフ圧力」を使用してパルス幅変調に切り替えられる。他の例では、パルス幅、パルス密度、またはデルタシグマ変調は、０．３〜０．８ｋＰａの平均圧力を制御するために使用され得る。
開示される方法は、脈動圧力パターンを圧力蓋に加えることを伴うことができるが、フィルタがリザーバ内の液体に入射する圧力を平滑化することを補助することが、経験的に見出されている。理論によって拘束されるわけではないが、平滑化の程度は、ガス流に対するフィルタの抵抗および（典型的には、より多くの液体が存在すると減少する）リザーバ内のガスの体積とともに、増加する。同様に、電気回路との類似性は、平滑化が、より短い切り替え周期とともに増加することを示す。故に、当業者は、ガスフィルタの抵抗を選択し、ガス体積に下限を設定し、切り替え周期または変調パターンを選択することによって、平滑化の程度を選択し得る。圧力レギュレータが指定圧力変調パターンを再現するために十分な速度で圧力を制御可能に調整できることを確実にすることが、重要である。いくつかの実施形態では、０．２μｍフィルタ（Ｐｏｒｅｘフィルタ膜）および１０秒の切り替え周期が、所望の平滑化を提供する。他の実施形態では、０．４μｍフィルタが使用され得る。
（好ましい実施形態の詳細な説明）
（Ａ．液滴間接続）
液滴間接続方式が、マイクロ流体デバイスを灌流マニホールドアセンブリと流体連通させることを含むが、それに限定されない、マイクロ流体デバイスを別のマイクロ流体デバイスと流体連通させるための一実施形態として考慮される。デバイスを互いに流体連通させることは、図１４Ａならびに１４Ｂに示されるような気泡（４０）の形成をもたらし得、第１の流体ポート（８９）を備えている第１の表面（８７）が、第２の表面（８８）および第２の流体ポート（９０）と整列させられる。一実施形態では、液滴間接続は、接続中に気泡が閉じ込められる可能性を低減させるために使用される。気泡は、表面にピン留めされ、流体流だけでは洗い流しにくいので、マイクロ流体幾何学形状において特に課題となる。それらは、種々の手段を通して細胞を損傷し得るので、細胞培養デバイスにおいて追加の課題を提起する。
一実施形態では、液滴は、図１５Ａ、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｄ、および１７−２１に示されるように、流体ビアまたはポートの周囲ならびに上のエリア内でデバイスの表面上に形成される。表面が接続中に互いに近づくとき、液滴表面は、いかなる気泡も導入することなく接合する。実践では、手動デバイス操作中に液滴の整列および安定性を維持することは、課題となる。加えて、ボンド数が高い状況では、液体は、迅速に、かつ不安定な様式でデバイスから流出する傾向がある。デバイス表面上で安定した液滴を維持すること、および制御された堅調な様式で２つのプライミングされるデバイスの液滴間係合を誘導することの両方の問題に対処するように、いくつかの解決策が本明細書に説明される。
図１６Ａは、マイクロ流体デバイスを流体源または別のマイクロ流体デバイスと接触させるための一実施形態を示し、マイクロ流体デバイスは、側面から接近し、サイドトラックを該サイドトラックの中へ嵌入するように構成される部分と係合させる。図１６Ｂは、マイクロ流体デバイスを流体源または別のマイクロ流体デバイスと接触させるための一実施形態を示し、マイクロ流体デバイスは、側面かつ下から接近し、サイドトラックを該サイドトラックの中へ嵌入するように構成される部分と係合させ、サイドトラックは、初期直線部分と、後続傾斜部分とを備え、サイドトラックに係合して横断すると、マイクロ流体デバイスの横向きおよび上向きの移動の両方をもたらし、流体連通を確立する液滴間接続（図１６Ｃ）を引き起こす。図１６Ｄは、マイクロ流体デバイスを流体源または別のマイクロ流体デバイスと接触させるためのさらに別のアプローチを示し、マイクロ流体デバイスは、（矢印が一般的移動方向を示す）流体源または他のマイクロ流体デバイス上のヒンジ、継手、ソケット、もしくは他の旋回点上で旋回する。
図１７は、ビアまたはポートにおいてマイクロ流体デバイス（１６）の表面（２１）上に閉じ込められた液滴（２２）を示す概略図であり、液滴は、ポートの口を覆い、ポートの上方に突出し、ポートがマイクロチャネルと流体連通している。
図１８は、ビアまたはポートのエリアにおいてマイクロ流体デバイス（１６）の表面（２１）の上方に閉じ込められた液滴（２２）を示す概略図であり、液滴は、モールド成型されたペデスタルまたはマウント（４２）の上に位置し、ポートの口を覆い、ポートの上方に突出し、ポートは、マイクロチャネルと流体連通している。
図１９は、ビアまたはポートのエリアにおいてマイクロ流体デバイス（１６）の表面（２１）の上方に閉じ込められた液滴（２２）を示す概略図であり、液滴は、ガスケット（４３）の上に位置し、ポートの口を覆い、ポートの上方に突出し、ポートは、マイクロチャネルと流体連通している。
図２０は、閉じ込められた液滴（２２）を示す概略図であり、液滴の一部は、ビアまたはポートのエリアにおいてマイクロ流体デバイス（１６）の表面（２１）の下方に位置付けられ、液滴は、モールド成型されたくぼみまたは陥凹（４４）の上に位置し、ポートの口を覆い、一部が表面の上方に突出し、ポートは、マイクロチャネルと流体連通している。
図２１は、閉じ込められた液滴（２２）を示す概略図であり、液滴の一部は、ビアまたはポートのエリアにおいてマイクロ流体デバイス（１６）の表面（２１）の下方に位置付けられ、液滴は、周辺ガスケットの中に位置し、ポートの口を覆い、一部がガスケットの上方に突出する。
図２２は、ポートがマイクロチャネルと流体連通する、ポートにおいてマイクロ流体デバイス（１６）の表面上の液滴を閉じ込めるためのステッカを採用する、表面改質の実施形態を示す概略図である。図２２Ａは、親水性接着剤層またはステッカ（４５）を採用し、その上で、液滴（２２）は、周辺疎水性表面によって抑止されるステッカの縁まで広がる。図２２Ｂは、ポートの各側面上の１つ以上の接着剤層もしくはステッカによって作成される周辺疎水性表面（４５）によって抑止される、デバイスの親水性表面上で広がる液滴（２２）を示し、ポートは、マイクロチャネルと流体連通している。
図２３は、マスク（４１）と併せて表面処理（例えば、下向きに突出する矢印によって示される、化学蒸着、プラズマ酸化、コロナ等）を採用する、表面改質の実施形態を示す概略図である。一実施形態では、マイクロ流体デバイス（１６）は、天然疎水性材料で作製され、マスクがないそのような表面処理に応じて親水性になるが、マスクがある場合、疎水性のままである。表面処理後、マスクは、除去されることができ、チャネルは、表面の上方に突出する液滴を生成するように、流体で充填されるが、疎水性のままであった領域によって抑止されることができる（図１７参照）。
図２４は、それによって、幾何学的形状および表面処理の組み合わせが液滴を制御するために使用される液滴間接続方式の一実施形態の概略図である。図２４Ａは、各ポート（例えば、ペデスタルまたはガスケット）において高くなった領域を有する、流体チャネルおよびポートを備えているマイクロ流体デバイスまたは「チップ」の実施形態を示す。デバイスの他の部分（すなわち、ペデスタルまたはガスケット以外の部分）が、それらを親水性にするように処理される（例えば、プラズマ処理）と、天然疎水性ペデスタルまたはガスケットは、それが親水性にならないようにプラズマ処理中にマスク（要素４１としてペデスタルまたはガスケットの上で図２４Ａに示される）を用いて保護されることができる。プラズマ処理後、マスクは、除去される（例えば、ペデスタルまたはガスケットの表面から剥離される）。図２４Ｂは、液滴半径が各端部において（すなわち、ポート開口部において）平衡を保たれる流体で充填された親水性チャネルを示し、液滴（２２）は、疎水性ガスケット表面によって抑止される。図２４Ｃは、上向きに突出する液滴（２２）が、同様に突出液滴（この場合、液滴（２３）は下向きに突出している）を有する灌流マニホールドアセンブリの篏合表面の１つの部分に接近する（がまだ接触していない）、図２４Ｂのマイクロ流体デバイスの１つの部分を示す。図２４Ｄは、マイクロ流体デバイスの上向きに突出する液滴（２２）が、灌流マニホールドアセンブリの下向きに突出する液滴（２３）と接触する（かつ合併する）図２４Ｃのマイクロ流体デバイスの同一部分を示す。液滴は、それらが親水性表面上にあるが、疎水性表面によって抑止されていないとき、制御された様式で合体する。前述のように、マイクロ流体デバイスが（下向きに突出する液滴を伴って）上方から接近する実施形態では、（上向きに突出する液滴を伴う）灌流マニホールドアセンブリも考慮される。
図２５は、表面処理のみを使用する（すなわち、ペデスタルまたはガスケット等の幾何学的形状を伴わない）液滴間接続の実施形態を示す。図２５Ａは、流体チャネルと、ポートとを備えている灌流マニホールドアセンブリの実施形態を示す。天然疎水性篏合表面の他の部分（すなわち、ポートの周囲の領域以外の部分）が、それらを親水性にするように処理される（例えば、プラズマ処理）と、ポートの周囲の領域は、それが親水性にならないようにプラズマ処理中にマスク（ポートおよびポートの周囲の篏合表面の小さい領域を覆う要素４１として図２５Ａに示される）を用いて保護される。プラズマ処理後、マスクは、除去される（例えば、ポートの周囲の篏合表面から剥離される）。図２５Ｂは、あるレベル（例えば、流体柱の高さ）まで流体で充填された親水性チャネルを示す。いくつかの実施形態では、形成された液滴は、流体体積によって及ぼされる圧力（重力ヘッド）に抵抗することができる。これは、上部液滴の滴下を最小限にし、そのサイズを安定させながら、液滴間接続を可能にすることができるので、有利である。理論によって拘束されるわけではないが、圧力が液滴の表面張力によって相殺されるので、液滴は、流体体積の及ぼされた圧力に抵抗する。この表面張力は、ひいては、本明細書に開示される設計および方法を使用して制御されることができる、液滴半径によって、部分的に決定される。例えば、液滴がポートの周囲の疎水性領域によって抑止されるとき、その表面の半径は、同様に抑止される。
図２６は、流体が水と同一の表面張力を有する（モデルはリザーバメニスカスを含まない）と仮定して、（ミリメートル単位の）ポート直径と、安定化させた液滴が支持することができる（ミリメートル単位の）最大水圧ヘッドとの間の関係を（理論によって拘束されることなく）示すチャートである。これは、チャネル内の水柱の実質的体積を支持することができる（一般に、実質的背圧を支持する）ものを選択し、それによって、ユーザ操作のための有意なプロセスウィンドウおよび公差を提供する種々のポート直径と連動できることを示す。さらに別の実施形態では、流体上の圧力を調節することによって、所望のサイズの突起または突出液滴が達成される。
本発明が液滴径、向き、または方向を制御するための特定の方法に限定されることは、意図されない。一実施形態では、本発明は、安定した液滴を形成するために工学表面を使用（または作製）することを考慮する。そのような表面は、本質的に親水性または疎水性であり得るか、もしくは親水性または疎水性であるように処理されることができる。本発明がいずれか１つの技法に限定されることは、意図されない。しかしながら、親水性処理（例えば、低圧酸素プラズマ処理、コロナ処理等）の種々の方法の間で、より清潔な技術が、ポリ（ジメチルシロキサン）（ＰＤＭＳ）マイクロ流体デバイスを処理するために好ましい。一実施形態では、本発明は、親水性表面が（通常は疎水性の材料であるものの上で）作成されることができるように、大気ＲＦプラズマを使用することを考慮する。Ｈｏｎｇ、他，“Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＰＤＭＳ Ｕｓｉｎｇ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ＲＦ Ｐｌａｓｍａ，”Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ： Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｅｒｉｅｓ ３４（２００６） ６５６−６６１（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ）を参照されたい。一実施形態では、マスク（４１）は、図２３に示されるように、そのようなプラズマ処理とともに使用される。例えば、マスクは、マイクロ流体デバイス（１６）の（例えば、ＰＤＭＳまたは他のポリマーで作製された）表面の領域が親水性になることを防止する（それによって、ＰＤＭＳチップのどの部分が親水性になり、どの部分が疎水性のままであるかを制御する）ために、プラズマ処理に先立って、そのような領域に接着されることができる。プラズマ処理後、マスク（４１）は、（典型的には、単純に表面からマスクを剥離することによって）除去されることができる（図２４）。さらに別の実施形態では、本発明は、表面の疎水性を増加させるためのフッ素化環境内のプラズマ表面処理の使用を考慮する。Ａｖｒａｍ、他，“Ｐｌａｓｍａ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ，”Ｒｏｍａｎｉａｎ Ｊ．Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．１１，Ｎｕｍｂｅｒ ４，２００８，４０９−４２２を参照されたい。
代替として、そのような表面は、液滴を所望の様式で形成またはふるまわせる幾何学的特徴もしくは形状を有することができる。例えば、篏合表面は、図１８に示されるように、特定の寸法の液滴を可能にする幾何学形状を伴う突起、プラットフォーム、またはペデスタル（４２）を有し得る。表面は、図１９に示されるように、ガスケット（４３）または他の機械的シール等、そこから液滴が突出する、ポートを包囲する構造を上に乗せ得、圧縮されている間に漏出を防止するように、２つの篏合表面（すなわち、マイクロ流体デバイスからの１つの表面および灌流アセンブリからの１つの表面）の間の空間を充填する。
代替として（図２０）、液滴の一部が、図２０および図２１に示されるように、マイクロ流体デバイスの篏合表面（２１）の下方にあるように、液滴の一部は、くぼみまたは陥凹（４４）の中に位置付けられることができる。なおも別の実施形態では、接着パッチまたはステッカ（４５）が、図２２Ａおよび２２Ｂに示されるように、マイクロ流体デバイスの篏合表面上に親水性もしくは疎水性領域を作成するように表面上に設置されることができる。
さらに別の実施形態では、幾何学的特徴および表面処理の組み合わせが、適用されることができる。例えば、疎水性ペデスタルまたはガスケットが、より小さい液滴径を可能にするように使用（もしくは作製）され得る。ガスケットを作製するために使用される殆どのエラストマポリマーは、疎水性である。そのようなガスケットは、例えば、Ｓｔｏｃｋｗｅｌｌ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｉｃｓ，Ｉｎｃ．（Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ ＰＡ，ＵＳＡ）から市販されている。一方で、Ｍ＆Ｐ Ｓｅａｌｉｎｇは、軟質疎水性ガスケットを含む、ポリテトラフルオロエチレン（「ＰＴＦＥ」）、ペルフルオロアルコキシ（「ＰＦＡ」）、またはフッ素化エチレン（「ＦＥＰ」）等の材料から作製された高品質の製品を機械加工する（Ｏｒａｎｇｅ，Ｔｅｘａｓ，ＵＳＡ）。これらはまた、いくつかの実施形態でも考慮される。デバイスの他の部分（すなわち、ペデスタルまたはガスケット以外の部分）が、それらを親水性にするように処理される（例えば、プラズマ処理）とき、天然疎水性ペデスタルまたはガスケットは、それが親水性にならないようにプラズマ処理中にマスクを用いて保護されることができる。
一実施形態では、ポートの壁（もしくはマイクロ流体デバイスの篏合表面に至る、その少なくとも一部）は、親水性であるか、または親水性にされる。一実施形態では、対応するポートの壁（もしくは灌流アセンブリの篏合表面に至る、その少なくとも一部）は、親水性であるか、または親水性にされる。一実施形態では、マイクロ流体デバイスのポートおよび灌流アセンブリの対応するポートの壁（もしくはその一部）は両方とも、親水性であるか、または親水性にされる。
一実施形態では、本発明は、表面が（図２５に示されるように）リザーバの中の液体の重量に抵抗する液滴を保持するように設計されることを考慮する。これは、上部デバイス（すなわち、第１のデバイスが上方から第２のデバイスに接近する場所）に進む液滴が容易に生成されることを可能にするので、実践では特に重要である。本実施形態は、単純に、測定された量の液体（例えば、１００μＬ、７５μＬ、５０μＬ、またはある他の量）をリザーバに入れることを可能にし、液体をポートまで流動させ、液滴を形成させ、自力で停止させる。重要なこととして、本実施形態が任意の特定の量の液体に限定されることは意図されず、実際には、精密に測定された量の液体を必要としない。この方法によって液滴を形成するために、その量がある閾値（水の重量が液滴の表面張力を圧倒して突破する）を下回る限り、ある量を目指すことが十分である。これは、液体がそれを押し下げている量に応じて、多かれ少なかれ凸状であり得るが、液滴の空間範囲は同一のはずである。
本発明がマイクロ流体デバイスの液滴間接続のための１つの様式のみに限定されることは、意図されない。一実施形態では、体内の器官の中の細胞の１つ以上の機能を模倣する（すなわち、細胞間相互作用、サイトカイン発現等の体内の器官の中の細胞の１つ以上の機能を模倣する）細胞を備えている、オーガンオンチップチップマイクロ流体デバイス等の第１のマイクロ流体デバイスが、上向きに突出する液滴を有する一方で、第２のマイクロ流体デバイス上の対応する液滴は、図１５Ａに示されるように、下向きに突出する。別の実施形態では、体内の器官の中の細胞または器官の少なくとも１つの機能を模倣する細胞を備えている、オーガンオンチップマイクロ流体デバイス等の第１のマイクロ流体デバイスが、下向きに突出する液滴を有する一方で、第２のマイクロ流体デバイス上の対応する液滴は、上向きに突出する。
運動量の論拠は別として、重力のみが、安定した液滴形成において役割も果たす。例えば、テーブルの上に平たく広げられるチップは、重力に起因する有意な力を受けない。そのデバイスが、例えば、係合手順の一部として傾けられた場合、流体が、より高い点からより低い点まで流動するであろう。したがって、デバイスの向きは、いずれのデバイスが上向き対下向きのビアを有するかを含む、液滴の閉じ込めを補助する別の方法と考えられ得る。
液滴体積を制御することの追加の側面は、デバイスチャネルの流体抵抗である。デバイスが小さいチャネルを有する場合、例えば、流体抵抗は、デバイスから外へ流体流を駆動する力（例えば、重力または毛細管力）があるにもかかわらず、経時的にほぼ一定の液滴体積を維持するために十分に高くあり得る。これは、高いボンド数の場合でさえも当てはまる。流体抵抗を調整することは、「液滴を閉じ込める」特異な方法として、または液体をピン留めする幾何学形状を制御すること、もしくは表面の湿潤性質を制御することのような他の方法と組み合わせて、利用され得る。流体抵抗が、液滴体積を制御するために使用されるであろう一方で、表面の湿潤性質を制御することは、液滴設置を制御することに役立つであろう。
（Ｂ．マイクロ流体デバイス）
本発明がマイクロ流体デバイスの性質によって限定されることは、意図されない。しかしながら、好ましいマイクロ流体デバイスが、参照することによって本明細書に組み込まれる米国特許第８，６４７，８６１号で説明され、それらは、マイクロチャネル内の生細胞、例えば、ある流量で培養流体にさらされるマイクロチャネル内の膜の上の細胞を備えているマイクロ流体「オーガンオンチップ」デバイスである。マイクロチャネルおよび／または膜の表面は、細胞の付着を支援し、組織へのそれらの組織化を促進するように、細胞接着分子でコーティングされることができる。膜が使用される場合、組織は、上面、下面、または両方のいずれかの上に形成することができる。一実施形態では、異なる細胞が、上面および下面の上で生きており、それによって、膜によって分離される１つ以上の組織間界面を作成する。膜は、ガスおよび小型化学物質の交換のみを可能にするために十分に大きい、または巨大タンパク質ならびに生細胞全体の遊走およびチャネル貫通通過を可能にするために十分に大きい細孔を伴って、多孔質、可撓性、弾性、もしくはそれらの組み合わせであり得る。一実施形態では、膜は、圧力または機械力に応答して、選択的に拡大および後退し、それによって、さらに生体組織間界面の機械力を生理学的に刺激することができる。
図３３は、例証的マイクロ流体デバイスまたは「オーガンオンチップ」デバイスの概略図を示す。組み立てられたデバイスは、複数のポートを含む、図３３Ａで概略的に示されている。図３３Ｂは、図３３Ａのデバイスの分解図を示し、組織間界面シミュレーション領域とともに、平行構成でチャネル（９８）を有する底部部品（９７）、および複数のポート（２）を伴う上部部品（９９）を示し、組織間界面シミュレーション領域は、上部部品（９９）と底部部品（９７）との間の膜（１０１）を備え、細胞挙動および／またはガス、化学物質、分子、粒子状物質、ならびに細胞の通過が監視される。実施形態では、入口流体ポートおよび出口流体ポートは、第１の中心マイクロチャネルと連通し、それによって、流体は、第２の中心マイクロチャネルから独立して、第１の中心マイクロチャネルを介して入口流体ポートから出口流体ポートまで動的に進行することができる。入口流体ポートと出口流体ポートとの間を通過する流体が、中心マイクロチャネル間で共有され得ることも考慮される。いずれの実施形態でも、第１の中心マイクロチャネルを通過する流量等の流体流の特性は、第２の中心マイクロチャネルを通る流体流特性から独立して制御可能であり、その逆も同様である。
図３４は、２つの膜（１０１および１０２）を伴う実施形態を示す概略図であり、デバイスの内側の細胞（１０３）は、第１のチャネルの中にあるが、流体チャネル（１０４および１０５）と接触もしており、矢印が流動方向を示す。この３チャネルデバイスは、細胞（例えば、リンパ系細胞、血管細胞、神経細胞等）の遊走または移動を辿ることを可能にする。一実施形態では、膜１０１は、その上面ではリンパ管内皮で、その下面では間質細胞でコーティングされ、間質細胞は、第２の多孔質膜１０２の上面でもコーティングされ、その底面では、血管内皮がコーティングされる。これらの血管および間質細胞の移動は、監視されることができる。代替として、第３のタイプの細胞が、中央（１０３）に設置されることができ、膜を通した遊走が、（例えば、撮像によって、またはチャネル内の細胞もしくはチャネル流体の検出によって）監視されることができる。膜は、細胞が膜を通過することを可能にするように、多孔質であり得るか、または溝を有し得る。
一実施形態では、この３チャネルデバイスは、癌細胞の細胞挙動を決定するために使用される。腫瘍細胞は、例えば、上下の膜の表面上の間質細胞の層によって上部および底部で包囲された中心マイクロチャネルの中に設置される。細胞培地または血液等の流体は、血管チャネルに進入する。細胞培地またはリンパ液等の流体は、リンパチャネルに進入する。この構成は、研究者が腫瘍成長と癌転移中の血管およびリンパ管の中への侵入とを模倣して研究することを可能にする。膜は、細胞が膜を通過することを可能にするように、多孔質であり得るか、または溝を有し得る。
（Ｃ．デバイスに細胞を播種する）
上で説明される実施形態の多くでは、マイクロ流体チップまたは他のデバイスは、細胞を備えている。いくつかの実施形態では、細胞がチップの中へ直接播種される。しかしながら、他の実施形態では、チップは、キャリアの中に含まれ、キャリアは、細胞播種を促進するようにスタンドの上に搭載される。図３５Ａ−Ｃは、「播種ガイド」およびスタンドの一実施形態を示す。一実施形態では、播種ガイドは、マイクロ流体チップを含むキャリアに係合し、無菌技法を改良するために、播種および／またはコーティング（例えば、ＥＣＭコーティング）の種々の段階において、表を上にして（例えば、上部チャネル播種のために）、逆さまにして（例えば、底部チャネル播種のために）チップを保持する。図３５Ａは、スタンド（１００）の一実施形態が組み立てられる方法、すなわち、２つの端部キャップ（１０６、１０７）を側面パネル（１０８、１０９）と係合させることによる方法を示す。図３５Ｂは、播種ガイドによって係合されたチップ（１６）およびキャリア（１７）を示し、播種ガイドは、スタンド（１００）に接近する。図３５Ｃは、チップを伴う６つのキャリア（１７）を示し、各々は、播種ガイドと係合され、各播種ガイドは、スタンド（１００）上に搭載されている。播種ガイドは、（例えば、スカートがチップキャリアに係合する方法に類似する様式で）チップキャリアを受け入れるように適合され、コーティングおよび／または播種後、同一のチップキャリアは、（播種ガイドから係合解除した後に）灌流マニホールドアセンブリに連結されることができる。播種ガイドは、そのポートがテーブル面またはいかなる他の表面にも接触しないように、（表を上にするか、または逆さまであるかにかかわらず）チップが保持されることを可能にするように設計される。これは、そのような接触を通したチップの汚染を回避するためである。加えて、播種ガイドまたはホルダは、ピペットおよび／もしくは針を通したチップへのアクセスを促進し、随意に、ガイド特徴を使用して、チップポートの中へのそれらの挿入を支援し得る。
一実施形態では、本発明は、ａ）ｉ）キャリアの中に少なくとも部分的に含まれるチップと、ｉｉ）細胞と、ｉｉｉ）播種ガイドと、ｉｖ）安定した搭載位置で少なくとも１つの播種ガイドを受け入れるように構成される部分を伴うスタンドとを提供することと、ｂ）該播種ガイドを該キャリアと係合させ、係合した播種ガイドを作成することと、ｃ）該スタンドの上に該係合した播種ガイドを搭載することと、ｄ）該播種ガイドが（キャリアおよびチップに沿って）安定した搭載位置にある間に該チップの中へ該細胞を（例えば、ピペット先端を用いて）播種することとを含む播種する方法を考慮する。一実施形態では、マイクロ流体デバイスまたはチップは、上部チャネルと、底部チャネルと、該上部および底部チャネルの少なくとも一部を分離する膜とを備えている。一実施形態では、マイクロ流体デバイスまたはチップは、ステップｃ）の播種後、膜の上および／またはチャネルのうちの１つ以上のものの中（または上）に細胞を備えている（例えば、上部チャネルが播種される）。この方法の一実施形態では、複数の播種ガイドが、スタンドの上に搭載され、複数のチップが細胞を播種されることを可能にする。ガイドは、ａ）取り扱い中にチップの表面を無菌状態で保つことと、ｂ）播種中にピペット先端を適切にポートの中へ誘導することと、ｃ）チップのチャネルを明確に標識すること（例えば、上部チャネルと底部チャネルとを区別すること）と、ｄ）チャネルの中に液体を伴うチップの出荷（ならびにすでに播種されている、またはＥＣＭで官能化されている細胞を伴うチップの出荷）を可能にすることとを含むいくつかの機能を有する。スタンドは、ａ）チップレベルを保ち、細胞が膜を横断して均一に分布することを可能にすることと、ｂ）ガイドが底部チャネルの播種のために逆さまに反転されることを可能にすることと、ｃ）ユーザが一度に多くの播種されたチップを運搬して貯蔵することを可能にすることとを含むいくつかの機能も有する。したがって、一実施形態では、ステップｃ）の播種後、この方法は、チップを逆さまに反転させることと、底部チャネルに播種することとを続ける。
実験
（実施例１）
キャッピング層（図２、要素１３）をバックプレーン（１４）に結合するための条件が、調査された。押し出しＳＥＢＳシートが、熱エンボス加工プレートに結合された。ＳＥＢＳシートは、熱エンボス加工を介してＣＯＰに形成されるチャネルへのキャッピング層として、かつ篏合部分への流体およびガスガスケットとしての役割を果たすように設計された。試験は、厚さ１ｍｍのＳＥＢＳがリザーバとバックプレーンとの間の流体シールとして、より良好であることを示した。熱エンボス加工プレートは、Ｚｅｏｎｏｒ １４２０Ｒから製作された。使用されたＳＥＢＳ材料は、以下であった。
Ａ．厚さ：１ｍｍ、材料：Ｋｒａｔｏｎ Ｇ１６４３、製造プロセス：押し出し
Ｂ．厚さ：０．２ｍｍ、材料：Ｋｒａｔｏｎ Ｇ１６４３＋５％ポリプロピレン、製造プロセス：押し出し
オーブンプロセスが、ラミネータと比較して使用された。ラミネータは、十分ではない結合への限界を生じた。しかしながら、オーブンプロセスは、以下を明らかにした。
Figure 0006931434
いくつかの実施形態では、流体層は、フィルムで密閉される。このフィルムは、ポリマー、金属、生物学的材料、またはそれらの組み合わせ（例えば、複数の材料の積層）であり得る。材料の例は、ポリプロピレン、ＳＥＢＳ、ＣＯＰ、ＰＥＴ、ＰＭＭＡ、アルミニウム等を含む。特に、フィルムは、エラストマであり得る。フィルムは、接着剤、熱積層、レーザ溶接、締め付け、および当技術分野で公知である他の方法を用いて、流体層に取り付けられ得る。フィルムはさらに、追加の構成要素を流体層に取り付け、潜在的に流体的に相互接続するために使用され得る。例えば、フィルムは、１つ以上のリザーバを流体層に接着させるために使用され得る。例示的実施形態では、フィルムは、ＥＶＡまたはＥＭＡを含む熱積層フィルムである。例示的実施形態では、フィルムは、最初に、熱処理を使用して、流体層に対して積層され得、次いで、第２の熱処理を使用して、１つ以上のリザーバを流体層に接着させる。異なる実施形態では、フィルムは、熱処理を使用するか、または１つ以上の溶剤の助けを借りるかのいずれかで、ポリスチレン、ＣＯＰ、ポリプロピレン等を含む種々の材料に結合可能であることが既知であるＳＥＢＳを含む。この例では、ＳＥＢＳフィルムは、（熱処理を使用して、または溶剤の助けを借りて）流体層に積層され、第２の処理を使用して、１つ以上のリザーバを流体層に結合し得る。エラストマ、変形可能、または柔軟であるフィルム、もしくは結合プロセス中に再流動するフィルムを使用することに、複数の潜在的利点がある。これらの利点は、例えば、流体層または他の結合された構成要素（例えば、リザーバ）に潜在的に適合し、それによって、（例えば、製造された部品の平坦性または平面性について）製造公差を緩和することと、（例えば、該フィルムが平行度の誤差を吸収するように変形し得るため）結合中に要求される平行度または整列を潜在的に単純化することと、例えば、流体バックプレーンとリザーバとの間に流体シールを作成するように、ガスケットとしての役割を果たすこととを含む。ＳＥＢＳは、有意に再流動していない間に適度な温度（典型的には、１００℃未満）で結合することができるので、結合フィルムとして特に有利である。再流動は、流体チャネルを充填して封鎖する危険性を及ぼすので、望ましくないこともある。有意に再流動しないことによって、ＳＥＢＳは、再流動する材料（例えば、従来の熱積層フィルム）と比較して、流体チャネルおよび流体層内の他の特徴の寸法ならびに構造をより良好に維持することができる。フィルム厚さは、異なる実施形態では、１０μｍ〜５ｍｍに及ぶことができる。フィルムは、種々の流体ポートまたはチャネルを含み得る。フィルムは、平坦である必要はなく、種々の３次元形状を帯びることができる。
（実施例２）
この例では、チップアクティブ化のためのプロトコルの一実施形態について議論される。この例は、全ての作業が無菌技法を使用してフードの下で行われ、全ての作業空間が無菌状態である（または無菌状態にされる）と仮定する。
（第Ｉ部：チップを調製する）
Ａ．７０％エタノールでチップパッケージの外部を噴霧し、それをフードの内側に運ぶ前にそれを拭き取る。
Ｂ．フードの内側でパッケージを開封し、チップキャリアの中のチップを取り出す（これらを一緒に保管する）。
Ｃ．大型滅菌皿内にチップキャリアの中のチップを置く。
ｉ．それらのウィングのみによってチップキャリアを取り扱う。チップを取り扱うために常にピンセットを使用する。チップの表面は、細胞培養エリアと接続される。手でチップの表面に触れることを回避し、チップユニットを平坦に保つ。
Ｄ．開封する前に、模倣試薬１（ＥＲ１）粉末（架橋剤を含む）のバイアルが周囲温度に完全に平衡化することを可能にし、貯蔵コンテナの内側で濃縮を防止する。ＥＲ１は、感湿および感光性である。
Ｅ．バイオセーフティフードの中の照明をオフにする。
Ｆ．試薬２で粉末を再構成する。
ｉ．１ｍｌの模倣試薬２（ＥＲ２）（緩衝剤を含む）をＥＲ１貯蔵コンテナの中に直接添加し、３回反転させて完全に混合させる。
ｉｉ．ＥＲ１溶液をスズ箔で被覆し、光劣化を防止する。
Ｇ．チップを洗浄する。
ｉ．フード内でチップを水平に向ける。
ｉｉ．先端を使用して１００μｌのＥＲ２溶液をピペットで吸い上げる。
ｉｉｉ．完全垂直位置にピペットを置き、底部チャネルの中に挿入する。ポートを見出しにくい場合は、ポートの近傍の表面に触れてナビゲートする。
ｉｖ．ポートを見出した後、先端をポートの中に注入する（緊密な接続を行う）。
ｖ．１００μｌのＥＲ２溶液を洗浄し、ピペットプランジャを押し下げられた状態で保つ（流出する出口流体が見える場合、洗浄は正常に行われており、同一の注入ポートから流出する流体が見える場合、先端が適切に注入されておらず、ステップｉｖを繰り返す）。ｖｉ．先端を取り出すために、滅菌ピンセットを使用してチップ本体を優しく圧迫して外に出し、ピペットプランジャを押し下げられた状態で保つ。
ｖｉｉ．出口流を吸引する。
ｖｉｉｉ．上部チャネル洗浄のために同一の手順を繰り返す。
ｉｘ．洗浄後、吸引器で最初に上部チャネル、そして底部チャネルを空にする。
Ｈ．ＥＲ１溶液を両方のチャネルに注入する。
ｉ．先端を使用して３０μｌのＥＲ１溶液をピペットで吸い上げる。
ｉｉ．ポートの近傍のチップ表面の上でピペット先端を使用して底部チャネルの入口のポートをナビゲートする。
ｉｉｉ．ポートを見出した後、先端をポートの中に注入する（緊密な接続を行う）。
ｉｖ．３０μｌのＥＲ１溶液を注入し、ピペットプランジャを押し下げられた状態で保つ（流出する出口流体が見える場合、洗浄は正常に行われており、同一の注入ポートから流出する流体が見える場合、先端が適切に注入されておらず、ステップｉｉを繰り返す）。ｖ．先端を取り出すために、滅菌ピンセットを使用してチップ本体を優しく圧迫して外に出し、ピペットプランジャを押し下げられた状態で保つ。
ｖｉ．チップの表面から過剰な流体を吸引する（ポートに接触することを回避する）。
ｖｉｉ．５０μｌのＥＲ１溶液を使用して、上部チャネルのために同一の手順を繰り返す。
ｖｉｉｉ．気泡の導入を回避する。気泡が存在しないことを確信するように、顕微鏡下でチャネルを点検し、気泡が存在する場合、ＥＲ１溶液を再び注入する。
Ｉ．紫外線ランプの直下にチップを置き、紫外線ユニットがフードの中にあることを確実にし、照明をオンにし、ボタンをオンにして設定を「一定」に戻るように調節する。
Ｊ．紫外線で２０分間処理する。
Ｋ．紫外線処理後、チャネルが溶液を含まなくなるまで、同一のポートを介してチャネルからＥＲ１をゆっくりと吸引する。
Ｌ．両方のチャネルに１００μｌのＥＲ２溶液で、次いで、２００μｌのｄＰＢＳで洗浄する。
（第ＩＩ部：コーティング）
Ａ．製造業者による指図通りにＥＣＭを調製する。ＥＣＭを等分し、製造業者が指示した場合、凍結させることが推奨される。複数回の凍結融解サイクルを回避する。
Ｂ．ＥＣＭ溶液の全体積を計算する。
＊チャネルのための最小体積
ｉ．上部：５０μｌ
ｉｉ．底部：２０μｌ
ｉｉｉ．ＥＣＭ希釈剤：ＥＣＭにつきユーザ定義され、氷の上で調製する。
＊＊マトリゲルを使用する場合、マトリゲルプロトコルを参照されたい＊＊（マトリゲルプロトコルが解けかけの氷を有し、任意の加温がマトリゲルを破壊するであろうため触れないことを確認する）。
Ｃ．チャネルからｄＰＢＳを吸引する。
Ｄ．チャネルにＥＣＭ溶液を装填する。
ｉ．先端を使用して３０μｌの低温ＥＣＭ溶液をピペットで吸い上げる。
ｉｉ．ポートの近傍のチップ表面の上でピペット先端を使用して底部チャネルの入口のポートをナビゲートする。
ｉｉｉ．ポートを見出した後、先端をポートの中に垂直に注入する（緊密な接続を行う）。
ｉｖ．３０μｌのＥＣＭ溶液を注入し、ピペットプランジャを押し下げられた状態で保つ（流出する出口流体が見える場合、注入は正常に行われており、同一の注入ポートから流出する流体が見える場合、先端が適切に注入されておらず、ステップｉｉを繰り返す）。ｖ．先端を取り出すために、滅菌ピンセットを使用してチップ本体を優しく圧迫して外に出す。
ｖｉ．チップの表面から過剰な流体を吸引する（ポートに接触することを回避する）。
ｖｉｉ．５０μｌのＥＣＭ溶液を使用して、上部チャネルのために同一の手順を繰り返す。
Ｅ．４℃で一晩または３７℃で２時間培養する。
Ｆ．パラフィルムを使用して、コーティングされたチップを含む皿を密閉する。
（実施例３）
この例は、（別様に指示されない限り、水平に向けられる）上部チャネルにおいてチップの内側に細胞を播種するためのプロトコルの一実施形態を提供する。この例は、無菌技法および無菌環境を仮定する。
いくつかの細胞は、非常に特異的な播種条件を要求するが、一般に、細胞が密接に間隔を置かれた平面単層の中にあるとき、最適な播種密度が達成されることに留意されたい。この間隔から、殆どの一次細胞が、融合性単層に付着して広がるであろう。
以下で、「重力洗浄」が参照される。これは、ａ）チャネルの片側のポートを覆って一滴（ボーラス）の培地（１００μＬ）を置き、ポート自体内にいかなる気泡も導入しないことを確実にすることと、ｂ）これがチップを通って流動することを可能にし、出口ポートから過剰な培地を常に吸引することとを伴う。
Ａ．フードの中へチップを移送する。
Ｂ．それらを滅菌皿（例えば、１５ｍｍ培養皿）の内側に置く。
Ｃ．優しくチップを洗浄する。
ｉ．先端を使用して２００μｌの細胞培地をピペットで吸い上げる。
ｉｉ．ポートの近傍のチップ表面の上でピペット先端を使用して底部チャネルの入口のポートをナビゲートする。
ｉｉｉ．ポートを見出した後、先端をポートの中に垂直に注入する（緊密な接続を行う）。
ｉｖ．２００μｌの培地を洗浄し、ピペットプランジャを押し下げられた状態で保つ（流出する出口流体が見える場合、洗浄は正常に行われており、同一の注入ポートから流出する流体が見える場合、先端が適切に注入されておらず、ステップｉｖを繰り返す）。
ｖ．先端を取り出すために、滅菌ピンセットを使用してチップ本体を優しく圧迫して外に出し、ピペットプランジャを押し下げられた状態で保つ。
ｖｉ．出口流体を吸引する。
ｖｉｉ．上部チャネル洗浄のために同一の手順を繰り返す。
ｖｉｉｉ．両方のチャネルのために洗浄ステップをもう一度繰り返す。
ｉｘ．入口および出口ポートの中に培地滴を添加する（１００μｌずつ）
Ｄ．皿を覆い、細胞の準備ができるまでインキュベータに置く。
Ｅ．細胞懸濁液を調製し、細胞数を数える。
Ｆ．播種密度は、上部および底部チャネル、細胞型、ならびにユーザの定義された必要性に特定である。
ｉ．上部チャネル：例えば、Ｃａｃｏ２細胞：２５０万個の細胞／ｍｌ
ｉｉ．底部チャネル：例えば、ＨＵＶＥＣ：融合性
Ｇ．細胞を数えた後、細胞懸濁液を適切な密度に調節する。
Ｈ．上部チャネル播種のために、チップを含む皿をフードの中に運び、チップの表面上の過剰な培地を吸引する（それらのウィングのみによってチップキャリアを取り扱い、チップキャリアを平坦に保ち、持ち上げないこと。これは、チップ培養膜を横断する細胞の均等な分布を確実にするであろう。）
Ｉ．各チップに播種する前に、細胞懸濁液を優しく攪拌する。
Ｊ．５０μｌの細胞懸濁液をピペットで採取し、上部チャネルの中へ播種する（上部チャネルは、チップが水平位置にあるときに右下側のポートである）。（最初に１つのチップを使用する）
ｉ．完全垂直位置にピペットを置き、上部チャネルの中に挿入する（垂直にすることによって、チップの中によりゆっくりと導入され、さらに均等な細胞分布を確実にする）。
ｉｉ．５０μｌの細胞懸濁液を注入し、ピペットプランジャを押し下げられた状態で保つ（流出する出口流体が見える場合、洗浄は正常に行われており、同一の注入ポートから流出する流体が見える場合、先端が適切に注入されておらず、ステップｉｉを繰り返す）。ｉｉｉ．ピペット先端を取り出すために、細胞培養エリアを除いて、滅菌ピンセットを使用してチップ本体を優しく圧迫して外に出し、プランジャを押し下げられた状態で保つ。ｉｖ．播種されたチップを使用して、チップ表面から出口流体を即時に吸引する（ポートに接触することを回避する）。
ｖ．播種されたチップを使用してチップ表面から流出物を即時に除去するために、ピペットを使用する。
＊静水圧流を防止するために入口および出口の両方がチップの表面と同等であるように、流出物を除去する。
Ｋ．皿を覆い、顕微鏡に移送して密度をチェックする。
Ｌ．播種後、細胞が付着するまでチップをインキュベータの中に置く。
ｉ．皿の内側にＰＢＳを伴って小型リザーバ（１５ｍｌまたは５０ｍｌ円錐管キャップ）を置き、湿度を細胞に提供する。
ｉｉ．付着時間の範囲は、細胞型に応じて１〜３時間である。
Ｍ．細胞が付着した後、チャネルを通して優しく培地を洗い流すことによって、暖かい培地でチップを重力洗浄する。
Ｎ．次のステップに移行する準備ができるまで、チップをインキュベータに戻す。
（実施例４）
この例は、（別様に指示されない限り、水平に向けられる）底部チャネルにおいてチップの内側に細胞を播種するためのプロトコルの一実施形態を提供する。この例は、無菌技法および無菌環境を仮定する。
いくつかの細胞は、非常に特異的な播種条件を要求するが、一般に、細胞が密接に間隔を置かれた平面単層の中にあるとき、最適な播種密度が達成されることに留意されたい。この間隔から、殆どの一次細胞が、融合性単層に付着して広がるであろう。
以下で、「重力洗浄」が参照される。これは、ａ）チャネルの片側のポートを覆って一滴（ボーラス）の培地（１００μＬ）を置き、ポート自体内にいかなる気泡も導入しないことを確実にすることと、ｂ）これがチップを通って流動することを可能にし、出口ポートから過剰な培地を常に吸引することとを伴う。
Ａ．チップを含む皿をフードの中に運び、チップの表面上の過剰な培地を吸引する（それらのウィングのみによってチップキャリアを取り扱い、チップキャリアを平坦に保ち、持ち上げないこと。これは、チップ培養膜を横断する細胞の均等な分布を確実にするであろう。）
Ｂ．各チップに播種する前に、細胞懸濁液をゆっくりと攪拌する。
Ｃ．２０μｌの細胞懸濁液をピペットで採取し、底部チャネルの中へ播種する（底部チャネルは、チップが水平位置にあるときに右上側のポートである）。（最初に１つのチップを使用する）ｉ．２０μｌの細胞懸濁液を注入し、ピペットプランジャを押し下げられた状態で保つ（流出する出口流体が見える場合、洗浄は正常に行われており、同一の注入ポートから流出する流体が見える場合、先端が適切に注入されておらず、ステップｉｉを繰り返す）。
ｉｉ．ピペット先端を取り出すために、細胞培養エリアを除いて、滅菌ピンセットを使用してチップ本体を優しく圧迫して外に出し、プランジャを押し下げられた状態で保つ。
ｉｉｉ．播種されたチップを使用して、チップ表面から出口流体を即時に吸引する（ポートに接触することを回避する）。
ｉｖ．静水圧流を防止するために入口および出口の両方がチップの表面と同等であるように、流出物を除去する。
Ｄ．皿を覆い、顕微鏡に移送して密度をチェックする。
Ｅ．播種後、皿の内側でチップを反転させ、細胞が膜の下に付着するまでチップをインキュベータの中に置く。
ｉ．付着時間の範囲は、細胞型に応じて１〜３時間である。
ｉｉ．皿の内側にＰＢＳを伴って小型リザーバ（１５ｍｌまたは５０ｍｌ円錐管キャップ）を置き、湿度を細胞に提供する。
Ｆ．細胞が付着した後、チップを反転させ、チャネルを通してゆっくりと培地を注入することによって、暖かい培地でチップを重力洗浄する。
Ｇ．次のステップに移行する準備ができるまで、チップをインキュベータに戻す（細胞は、流動条件のために灌流マニホールドに接続する準備ができるまで、静的条件下でチップの中で培養されることができる）。
ｉ．チップ表面から古い培地を吸引する。
ｉｉ．毎日、上部および底部チャネルに２００μｌずつ、チャネルを通してゆっくりと培地を注入することによって、暖かい培地でチップを重力洗浄し、入口ポートの中に培地を滴下させる。
ｉｉｉ．皿の内側にＰＢＳを伴って小型リザーバ（１５ｍｌまたは５０ｍｌ円錐管キャップ）を置き、湿度を細胞に提供する。
（実施例５）
この例では、灌流使い捨て用品または「ポッド」を調製するためのプロトコルの一実施形態が提供される。これは、無菌技法および無菌環境を仮定する。
Ａ．前もって培地を３７℃まで温める。
Ｂ．温められた培地をバイオフードの中へ移送する。
Ｃ．要求される量＋５％を５０ｍＬ円錐管の中へ等分する。
Ｄ．培地の管毎に１つのステリフリップ真空フィルタを消毒してフードの中へ移送する。ｉ．包装からステリフリップを取り出し、培地の５０ｍＬ管に接続する。
ｉｉ．フードの内側の真空に接続して反転させる。
ｉｉｉ．最低１５分間、真空脱気するためにタイマを使用する。
Ｅ．（実行可能なチップの数に基づいて）正しい数のポッドを調製する。
Ｆ．エタノールで模倣ネストおよびトレイを消毒し、それらをフードの中へ移送する。
Ｇ．エタノールで実行可能なチップ毎に１つの包装されたポッドを消毒し、フードの中へ移送する（常に親指および中指でポッドの縁のみを持ち、同時にポッドを持ちながら人差し指を使用してポッドの蓋を上に置いて平坦に保つ）。
Ｈ．リザーバ蓋を除去し、培地を添加する。これは、ポッドおよびチップの液滴間係合に好適な液滴を作成するはずである。
ｉ．入力リザーバ：１〜３ｍｌ（最低１ｍｌ）を充填する
ｉｉ．出力リザーバ：３００μｌ
Ｉ．インキュベータから播種されたチップを移送し、フードに運ぶ。
ｉ．穏やかなねじり運動でピペット先端を除去し、それらを処分する。
ｉｉ．各ポートにわたって１０〜５０μＬの培地を添加するために２００μＬピペットを使用する（ポートの内側で気泡を生成することを回避する）。これは、ポッドおよびチップの液滴間係合に好適な液滴を作成するはずである。
Ｊ．チップ＋キャリアをポッドに接続する。この接続プロセスは、ステップＨおよびＩで形成される液滴を使用して、ポッドおよびチップの液滴間係合をもたらすはずである。
ｉ．一方の手では、人差し指および親指でキャリアを挟持し、親指を係止機構の上に置いてチップキャリアを持つ。
ｉｉ．他方の手では、親指および中指をリザーバの周囲に置いてポッドを握持し、蓋の上部に人差し指を置いてそれを固定する。
ｉｉｉ．その内側のトラックに沿って、ポッドの「中」が見えるようにそれを向ける。
ｉｖ．キャリアを挟持し続け、キャリアの脚部をポッド内のトラックと整列させる。
ｖ．ポッドの中へチップキャリアをスライドさせる。
ｖｉ．定位置にスライドするまで係止機構を優しく押し下げるために、チップキャリアに対して親指を使用し、ポッド内でチップを捕捉する。
ｖｉｉ．各リザーバ蓋が正しく各ポッドの上にあることを確認する。

Claims (4)

  1. 細胞を灌流させる方法であって、前記方法は、
    Ａ）ａ）培養モジュールであって、前記培養モジュールは、ｉｉ）圧力マニホールドを移動させるように構成されているｉ）作動アセンブリを備え、前記圧力マニホールドは、圧力点を伴う篏合表面を備えている、培養モジュールと、
    ｂ）複数のマイクロ流体デバイスであって、前記マイクロ流体デバイスの各々は、ｉ）付着された生細胞を備えている１つ以上のマイクロチャネルと、ｉｉ）培地を備えている１つ以上のリザーバと、ｉｉｉ）前記１つ以上のリザーバの上方のカバーアセンブリであって、前記カバーアセンブリは、前記圧力マニホールド篏合表面上の前記圧力点に対応するポートを伴うカバーを備えている、カバーアセンブリとを備えている、マイクロ流体デバイスと
    を提供することと、
    Ｂ）前記培養モジュールの中に前記複数のマイクロ流体デバイスを設置することと、
    Ｃ）培地が前記リザーバから前記マイクロ流体デバイスの前記マイクロチャネルに流入し、それによって、前記培地を用いて前記付着された細胞を灌流させるような条件下で、前記ポートが前記圧力点と接触するように、前記複数のマイクロ流体デバイスの各マイクロ流体デバイスの前記カバー上の前記ポートを前記圧力マニホールドの前記篏合表面と接触させることと
    を含む、方法。
  2. ステップＣ）の前記接触させることは、前記複数のマイクロ流体デバイスの各マイクロ流体デバイスの前記カバー上の前記ポートを前記圧力マニホールドの前記篏合表面と同時に接触させることを含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記複数のマイクロ流体デバイスは、ステップＢ）に先立って１つ以上のトレイの上に位置付けられ、ステップＢ）の前記設置することは、前記培養モジュールの中へ同時に前記複数のマイクロ流体デバイスの少なくとも一部を移動させることを含む、請求項１に記載の方法。
  4. ステップＣ）の前記同時に接触させることは、前記作動アセンブリを介して、前記複数のマイクロ流体デバイスの前記カバーアセンブリ上に前記圧力マニホールドの前記篏合表面を下方に移動させることによって達成される、請求項２に記載の方法。
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