JP7197717B2 - マイクロフルイディクスチップシステム及び液滴の調製方法 - Google Patents

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Description

本出願は、単細胞シーケンシング分野に関し、特に、マイクロフルイディクスチップシステム及び液滴の調製方法に関する。
単細胞ゲノム学分野は近年非常に急速に進展しており、微生物群集の生態多様性やヒトがんを含む複雑な生物学的系の多くの重要な手がかりを開示する。
従来より、マイクロフルイディクスチップ技術によって単細胞シーケンシングを行うことが一般的であり、マイクロフルイディクスチップ技術では、付帯する単細胞サンプルの調製台を介して液滴サンプルを調製する必要がある。これらの調製台は、液滴サンプルの調製を良好に行うことができ、自動化が可能であるが、これらの調製台は、比較的構造が複雑であり、流動・液滴発生動力源として少なくとも３つのポンプを含むだけでなく、ポンプと連携する他の装置やシステムを含む。これらの調製台は、三つの試薬の流れが一致することを保証するために、各ポンプ間で同期作動する必要があり、そうでなければ、液滴の形成に影響したり、液滴のサイズ均一性に影響を与えたり、液滴生成装置での電圧降下、連続相と分散相の流速及び液滴の生成頻度の予測性、プログラミング性及び再現性が高くならない。
また、従来の単細胞サンプル調製台は、その体積が大きく、持ち運びに不便であり、環境に対する要求が高い。
これに鑑み、本願では、上記課題を解決することができるマイクロフルイディクスチップシステムを提供する。
また、本願発明は、上記課題を解決することができる液滴の調製方法を提供する。
液滴を生成するマイクロフルイディクスチップシステムであって、前記マイクロフルイディクスチップシステムは液滴を生成する液滴生成装置と、液滴を生成する動力を前記液滴生成装置に供給する動力発生装置と、前記液滴生成装置から流出した液滴を収集するための収集瓶と、前記液滴生成装置、前記動力発生装置および前記収集瓶とを連通するための接続装置と、前記液滴生成装置、前記動力発生装置および前記収集瓶を固定するための調製台とを、含む。
さらに、前記液滴生成装置は、連続相入口及び分散相入口が形成されたチップ本体を備え、前記連続相及び分散相は前記連続相入口及び分散相入口から前記チップ本体に入る。
さらに、前記マイクロフルイディクスチップシステムは、前記チップ本体上にそれぞれ固定されたり、または前記チップ本体外にそれぞれ形成された連続相液溜めプールおよび分散相液溜めプールを含む。
さらに、前記調製台は、ベースと、前記ベース上に形成された液滴生成装置用スロット及び動力発生装置用スロットとを含み、前記液滴生成装置及び前記動力発生装置は、前記液滴生成装置用スロット及び前記動力発生装置用スロットに順に収容されている。
さらに、前記ベースは、第１部と、前記第１部に接続された第２部と、を含み、前記第１部は、前記第２部よりも低く、前記液滴生成装置用スロットは、前記第１部に形成され、前記動力発生装置用スロットは、前記第２部に形成されている。
さらに、前記収集瓶は前記液滴生成装置外に位置し、前記ベースには、前記収集瓶を収容して固定する収集瓶用スロットがさらに形成されている。
さらに、前記収集瓶は、前記チップ本体内に収容されて固定され、前記チップ本体は、前記液滴生成装置用スロットに収容されて固定されている。
さらに、前記マイクロフルイディクスチップシステムは、少なくとも一つの振動装置を含み、前記振動装置は前記液滴生成装置用スロット内に設けられ、前記分散相入口に対応し、分散相に振動を与える。
さらに、前記マイクロフルイディクスチップシステムは、少なくとも一つの振動装置を含み、前記振動装置は前記チップ本体内に設けられ、前記分散相入口に対応し、分散相に振動を与える。
さらに、動力発生装置は、操作部と、前記操作部の末端に形成された第１位置決め部材と、を含み、前記調製台は、前記第１位置決め部材を収容固定して前記操作部を所定の位置に保持する第１位置決め溝を含む。
さらに、前記動力発生装置は、注射装置である。
さらに、前記動力発生装置は、前記接続装置を介して前記収集瓶に封止接続された負圧発生装置である。
さらに、前記調製台は、固定台と、前記固定台に反転自在に連結され、前記液滴生成装置側に位置するダストカバーと、をさらに含み、前記ダストカバーは、前記液滴生成装置内へのダストの侵入を防止する。
さらに、前記動力発生装置は、前記接続装置を介して前記連続相入口および前記分散相入口にそれぞれ封止接続された正圧発生装置である。
上記のようなマイクロフルイディクスチップシステムを用いて実施される液滴の調製方法であって、ピペットガンまたはピペット管によって所定量の連続相および分散相をそれぞれ計量し、計量した前記連続相を前記連続相入口内に導入し、計量した前記分散相を前記分散相入口内に導入するステップと、動力発生装置を起動して、収集瓶、接続装置、チップ本体内に圧力差を形成させて、圧力差が前記分散相および前記連続相を合流させ収集瓶内に液滴として流入するステップと、を含む。
さらに、前記動力発生装置を起動させる前に、少なくとも１つの振動装置により前記分散相に振動が加えるステップをさらに含む。
本願はマイクロフルイディクスチップシステムを提供し、以下の特徴を含む。まず、１、液滴生成装置、動力発生装置、及び収集瓶を調製台に固定し、マイクロフルイディクスチップシステムによって生成された液滴の安定性を確保する。２、液滴生成装置の液滴出口に単一の動力源を印加し、液滴生成装置内を真空にし、液滴生成装置内で細胞液やマイクロビーズ溶液や油相を同期して流動させることで、高い流束を持ち、生成された液滴のサイズの均一性が優れている。３、さらに注入装置を単一の動力源とし、理想気体法則（ideal gas law）Ｐ１Ｖ１＝＝Ｐ２Ｖ２に基いて、注射装置操作部の前後の位置を制御し、ベース上の第１位置決め溝により注射装置の第１位置決め部材を所定位置に保持し、真空状態を保持し、低コストかつ取り扱いが容易である。４、動力発生装置における圧力は、試薬の注入・流動に応じて変化し、試薬は、収集装置に充填され、動力発生装置における圧力変化も、理想気体法則に従う。５、液滴生成装置の電圧降下、全ての連続相と分散相の流速、液滴のサイズ及び生成頻度が予測可能、プログラマブル、再現可能である。６、前記イクロフルイディクスチップシステムの体積は小さく、自己組み立てが可能であるため、使用環境への要求は低く、持ち運びが容易で、かつ規模化生産が可能である。
本出願の第１実施形態に係るマイクロフルイディクスチップシステムの斜視模式図である。 図１に示すマイクロフルイディクスチップのチップ本体の内部構造模式図である。 図１に示すマイクロフルイディクスチップシステムにおけるマイクロフルイディクスチップ、収集瓶、及び動力発生装置の模式図であって、動力発生装置及びチップ本体（図２の破線ＩＩＩ－ＩＩＩに沿う断面図）は断面図である。 図３に示すマイクロフルイディクスチップの第１液溜めプールに油相を加え、第２液溜めプールに細胞液を加え、第３液溜めプールにマイクロビーズ溶液を加えた模式図である。 図４に示すマイクロフルイディクスチップシステムの動力発生装置の真空引き後の模式図である。 本出願の一実施形態に係る振動装置を備えたマイクロフルイディクスチップシステムの模式図である。 本発明が提供するマイクロフルイディクスチップシステムにより生成される液滴（マイクロビーズ及び細胞を含まない）の模式図である。 本発明が提供するマイクロフルイディクスチップシステムにより生成される液滴（マイクロビーズ及び細胞を含む）の模式図である。 本出願の第２実施形態に係るチップ本体の内部構造模式図である。 本出願の第３実施形態に係るチップ本体の内部構造模式図である。 本出願の第４実施形態に係るマイクロフルイディクスチップ、収集瓶、及び動力発生装置の接続関係の模式図であって、動力発生装置及びチップ本体は断面図である。 本出願の第５実施形態に係るマイクロフルイディクスチップ、収集瓶、及び動力発生装置の接続関係の模式図であって、動力発生装置及びチップ本体は断面図である。 本出願の第６実施形態に係るマイクロフルイディクスチップ、収集瓶、及び動力発生装置の接続関係の模式図であって、動力発生装置及びチップ本体は断面図である。 本出願の第７実施形態に係るマイクロフルイディクスチップ、収集瓶、及び動力発生装置の接続関係の模式図であって、動力発生装置及びチップ本体は断面図である。 本出願の第８実施形態に係るマイクロフルイディクスチップ、収集瓶、及び動力発生装置の接続関係の模式図であって、動力発生装置及びチップ本体は断面図である。 本出願の第９実施形態に係るマイクロフルイディクスチップ、収集瓶、及び動力発生装置の接続関係の模式図であって、動力発生装置及びチップ本体は断面図である。 本出願の第１０実施形態に係るマイクロフルイディクスチップ、収集瓶、及び動力発生装置の接続関係の模式図であって、動力発生装置及びチップ本体は断面図である。 本出願の第１１実施形態に係る調製台の斜視模式図である。 図１８に示す調製台の他の状態の斜視模式図である。 振動装置なしのマイクロフルイディクスチップシステムを用いて液滴を調製するフローチャートである。 振動装置付きマイクロフルイディクスチップシステムを用いて液滴を調製するフローチャートである。
本出願は、以下の詳細な説明において上記の図面と併せてさらに説明される。
本願が所定の出願目的を達成するために取り得る技術手段及び効能を更に述べるために、以下、図１～２１及び好適な実施形態を結合して、本願が提供するマイクロフルイディクスチップシステム及び液滴の調製方法の具体的な実施形態、構造、特徴、及びその効能について、以下に詳細に説明する。
図１～６を参照して、本願の第１実施形態は、液滴２００を調製するための前記マイクロフルイディクスチップシステム１００を提供する。
図１を参照して、マイクロフルイディクスチップシステム１００は、調製台１０と、液滴生成装置２０と、収集瓶３０と、接続装置４０と、動力発生装置５０とを備える。前記調製台１０は、前記液滴生成装置２０、収集瓶３０、接続装置４０、動力発生装置５０とを固定するためのものであり、前記液滴生成装置２０は液滴２００を生成するためのものであり、前記収集瓶は前記液滴生成装置２０から流出した前記液滴２００を収集するためのものであり、前記接続装置は前記液滴生成装置２０と前記収集瓶３０を接続する、及び／又は、前記液滴生成装置２０と前記動力発生装置５０を接続する、及び／又は、前記動力発生装置５０と前記収集瓶３０とを接続するためのものである。ここで、「固定」とは、前記液滴生成装置２０、収集瓶３０、及び動力発生装置５０が前記調製台１０から取り外せない場合と、前記液滴生成装置２０、収集瓶３０、及び動力発生装置５０が、前記調製台１０から取り外し可能である場合を含む。本実施形態では、前記液滴生成装置２０、収集瓶３０、及び動力発生装置５０は、前記調製台１０から取り外し可能である。
本実施形態では、前記液滴生成装置２０、収集瓶３０、及び動力発生装置５０は、いずれも前記調製台１０に固定されている。前記接続装置４０は、前記液滴生成装置２０と前記収集瓶３０とを接続し、前記収集瓶３０と前記動力発生装置５０とを接続する。具体的には、前記調製台１０は、ベース１１と、ベース１１に開設された液滴生成装置用スロット１２、収集瓶用スロット１３及び動力発生装置用スロット１４と、を含む。前記液滴生成装置２０、収集瓶３０及び動力発生装置５０は、前記液滴生成装置用スロット１２、収集瓶用スロット１３及び動力発生装置用スロット１４内に順に収容されて固定されている。
他の実施形態では、前記液滴生成装置２０、収集瓶３０及び動力発生装置５０は、他の態様によって前記ベース１１に設置又は取り付けられていてもよく、例えば、ベース１１にスナップフィット又はシャック装置が設けられ、スナップフィット又はシャック等によって前記液滴生成装置２０、収集瓶３０及び動力発生装置５０をベース１１に固定してもよい。
具体的には、前記ベース１１は、第１表面１１１と、第１表面１１１と背向する第２表面１１２と、第１表面１１１および第２表面１１２のそれぞれを接続する第１側面１１３と、第１側面１１３と背向する第２側面１１４とを含む。ここで、前記液滴生成装置用スロット１２および動力発生装置用スロット１４は、いずれも、第１表面１１１および第１側面１１３から第２表面１１２および第２側面１１４へそれぞれ窪んで形成されており、前記収集瓶用スロット１３は、第１表面１１１から第２表面１１２へ窪んで形成されている。具体的には、前記液滴生成装置用スロット１２および動力発生装置用スロット１４は、いずれも第１表面１１１および第１側面１１３を貫通し、前記収集瓶用スロット１３は、第１表面１１１のみを貫通している。
他の実施形態では、前記液滴生成装置用スロット１２および動力発生装置用スロット１４は、いずれも第１表面１１１のみを貫通している。
前記調製台１０は、３Ｄプリンティング方法によって作製可能であり、これに限らない。本実施形態では、前記調製台１０は、３Ｄプリンティング方法によって作製されており、そのコストが低く、かつ、大きさが実際の需要に応じて調節可能である。
本実施形態では、前記動力発生装置用スロット１４は、第１収容部１４１および第２収容部１４２を有している。ここで、前記第１収容部１４１は、動力発生装置５０の本体部５１（図１および下文参照）を収容し、前記第２収容部１４２は、動力発生装置５０の操作部５２（図１および下文参照）を収容する。
前記調製台１０は、第１位置決め溝１５および第２位置決め溝１８をさらに含む。第１位置決め溝１５は、前記動力発生装置５０の第１位置決め部材５４（図１および下文参照）を収容して固定するためのものであり、前記操作部５２を所定位置に保持する。前記第２位置決め溝１８は、前記動力発生装置用スロット１４に連通しており、前記動力発生装置５０の第２位置決め部材５５を収容して固定する（図１および下文参照）。
本実施形態では、前記第一位置決め溝１５は、前記第１表面１１１及び第１側面１１３からそれぞれ第２表面１１２及び第２側面１１４に向けて窪んで形成された凹溝である。他の実施形態では、前記第１側面１１３が、第１位置決め溝１５が有するストッパとして機能したり、第１位置決め溝１５が、前記第１表面１１１のみを貫通し、第１側面１１３を貫通しない凹溝であったりしてもよい。
ここで、前記液滴生成装置２０は、チップ本体２１を含む。前記チップ本体２１には、連続相入口及び分散相入口が開設され、前記チップ本体２１の内部には、連続相導入通路及び分散相導入通路が開設されており、前記連続相入口は前記連続相導入通路に連痛し、前記分散相入口は前記分散相導入通路に連通しており、前記連続相導入通路及び前記分散相導入通路が交差して前記合流通路の一端に連通する。連続相は前記連続相入口から前記連続相導入通路に入り、分散相は前記分散相入口から前記分散相導入通路に入り、前記連続相および前記分散相は前記連続相導入通路と前記分散相導入通路との交差する所で合流して合流通路に入る。
ここで、前記連続相は油相などであってもよく、前記分散相は細胞液、マイクロビーズ溶液、水等であってもよい。本実施形態では、前記連続相は油相であり、前記分散相は細胞液及びマイクロビーズ溶液である。
具体的には、本実施形態では、前記チップ本体２１は、第３表面２１１と、第３表面２１１と背向する第４表面２１２と、を含む。油相入口２１３（連続相入口）、細胞液入口２１４（分散相入口）、マイクロビーズ溶液入口２１５（分散相入口）及び液滴出口２１６は、それぞれ第３表面２１１から第４表面２１２に向かって窪んで形成されている。前記油相入口２１３、細胞液入口２１４、マイクロビーズ溶液入口２１５及び液滴出口２１６は、前記第３表面２１１のみを貫通している。他の実施形態では、前記液滴出口２１６は、第３表面２１１と第４表面２１２とを接続する１つの側面に設けられていてもよい。
また、前記チップ本体２１内には、油相導入通路２１７（連続相導入通路）、細胞液導入通路２１８（分散相導入通路）、及び、マイクロビーズ溶液導入通路２１９（分散相導入通路）がさらに形成されている。また、前記油相入口２１３は、前記油相導入通路２１７を介して前記液滴出口２１６に連通し、前記細胞液入口２１４は、前記細胞液導入通路２１８を介して前記液滴出口２１６に連通し、前記マイクロビーズ溶液入口２１５は、前記マイクロビーズ溶液導入通路２１９を介して前記液滴出口２１６に連通している。
また、前記チップ本体２１内には、合流通路２１０がさらに形成されており、前記油相導入通路２１７、細胞液導入通路２１８及びマイクロビーズ溶液導入通路２１９は、前記合流通路２１０の一端にて合流しており、前記合流通路２１０の他端は、前記液滴出口２１６に封止連通している。
本実施形態においては、前記チップ本体２１内には、２本の油相導入通路２１７、２本の細胞液導入通路２１８、及び１本のマイクロビーズ溶液導入通路２１９がさらに形成されている。具体的には、２本の前記油相導入通路２１７が前記細胞液入口２１４及び２本の前記細胞液導入通路２１８を取り囲むように配置され、２本の前記細胞液導入通路２１８が前記マイクロビーズ溶液入口２１５及び前記マイクロビーズ溶液導入通路２１９を取り囲むように配置されている。前記油相導入通路２１７、前記細胞液導入通路２１８および前記マイクロビーズ溶液導入通路２１９が合流する前には、２本の前記油相導入通路２１７と２本の前記細胞液導入通路２１８は、前記マイクロビーズ溶液導入通路２１９の両側に対称的に分布されている。
本実施形態では、前記油相入口２１３、細胞液入口２１４及びマイクロビーズ溶液入口２１５は、同一直線上に分布している。
本実施形態では、前記油相入口２１３、細胞液入口２１４、マイクロビーズ溶液入口２１５及び液滴出口２１６は、同一直線上に分布してない。
また、前記マイクロフルイディクスチップシステム１００は、さらに、前記連続相入口と連通する連続相液溜めプールおよび前記分散相入口と連通する分散相液溜めプールを含んでもよい。また、前記連続相液溜めプールと前記分散相液溜めプールとは、前記チップ本体２１上に位置していてもよいし、前記チップ本体２１外に位置していてもよい。
具体的には、図３を参照して、本実施形態において、前記マイクロフルイディクスチップシステム１００は、第１液溜めプール２２（連続相液溜め）、第２液溜めプール２３（分散相液溜め）及び第３液溜めプール２４（分散相液溜め）を含む。前記第１液溜めプール２２は油相入口２１３に連通し、前記第２液溜めプール２３は細胞液入口２１４に連通し、前記第３液溜めプール２４は前記マイクロビーズ溶液入口２１５に連通する。
本実施形態では、前記第１液溜めプール２２、第２液溜めプール２３及び第３液溜めプール２４は、前記チップ本体２１上に位置している。具体的には、前記チップ本体２１と、前記第１液溜めプール２２、第２液溜めプール２３及び第３液溜めプール２４との間は一体で形成されている。別の実施形態において、前記第１液溜め２２、第２液溜め２３及び第３液溜め２４は、前記油相入口２１３、細胞液入口２１４及びマイクロビーズ溶液入口２１５内に直接挿着されていてもよい。
本実施形態において、前記第１液溜めプール２２は、油相８０を一時的に保存するためのものである。前記第１液溜めプール２２の保存体積は、１００マイクロリットル、２００マイクロリットル、５００マイクロリットルおよび１ミリリットルであり得るが、これらに限らない。
本実施形態において、前記第２液溜めプール２３は、細胞液６０を一時的に保存するためのものである。前記第２液溜めプール２３の保存体積は、１００マイクロリットル、２００マイクロリットル、５００マイクロリットルおよび１ミリリットルであり得るが、これらに限らない。
本実施形態では、前記第３液溜めプール２４は、マイクロビーズ溶液７０を一時的に保存するためのものである。前記第３液溜めプール２４の保存体積は、１００マイクロリットル、２００マイクロリットル、５００マイクロリットルおよび１ミリリットルであり得るが、これらに限らない。
また、前記マイクロビーズ溶液７０は、ポリスチレンマイクロビーズ溶液、樹脂マイクロビーズ溶液、又は磁気ビーズ溶液等のいずれであってもよい。
また、前記第１液溜プール２２、第２液溜プール２３及び第３液溜プール２４には、前記油相８０、細胞液６０及びマイクロビーズ溶液７０を、前記第１液溜プール２２、第２液溜プール２３及び第３液溜プール２４内に転移するためにいずれも開口（図示せず）が形成されている。
また、前記第１液溜めプール２２、第２液溜めプール２３及び第３液溜めプール２４における上記油相８０、細胞液６０及びマイクロビーズ溶液７０の体積比は、２：１：１にすることがでるが、これに限定されない。本実施形態では、前記細胞液６０は２００マイクロリットルであり、前記マイクロビーズ溶液７０は２００マイクロリットルであり、前記油相８０は４００マイクロリットルである。
他の実施形態では、前記液滴生成装置２０は、前記第１液溜めプール２２、第２液溜めプール２３及び第３液溜めプール２４を含まないようにしてもよい。このとき、前記油相８０を前記油相入口２１３に直接入れ、前記細胞液６０を前記細胞液入口２１４内に直接入れ、前記マイクロビーズ溶液７０を前記マイクロビーズ溶液入口２１５内に直接入れてもよい。
また、前記収集瓶３０は、液滴２００を収集するためのものである。前記収集瓶３０は、２つの貫通孔（図示せず）が形成されたカバー３１を含む。前記カバー３１は、収集瓶３０の本体と分離可能に接続されるか、あるいは分離不能に接続されている。
また、前記収集瓶３０の体積は、１ミリリットル、５ミリリットルであり得るが、これらに限定されない。本実施形態では、前記収集瓶３０の体積は１ミリリットルである。
本実施形態では、前記接続装置４０は、第１接続管４１及び第２接続管４２を含む。前記第１接続管４１は、一端が前記動力発生装置５０と連通し、他端が前記収集瓶３０と連通し、前記第２接続管４２は、一端が前記チップ本体２１に接続され、前記液滴出口２１６と連通し、他端が前記収集瓶３０と連通する。
具体的には、本実施形態では、前記第２接続管４２の一端は第３表面２１１に接続され、他端は前記収集瓶３０のカバー３１の一方の貫通孔に接続されて前記収集瓶３０に連通している。前記第１接続管４１は、一端が前記動力発生装置５０に接続され、他端が前記カバー３１の他方の貫通孔内に接続されて前記収集瓶３０に連通している。
本実施形態では、前記第１接続管４１及び第２接続管４２は、いずれも１０センチメートル長さのホースである。
また、前記動力発生装置５０は、前記液滴生成装置２０に液滴２００を生成する動力を供給して、第１液溜めプール２２、第２液溜めプール２３および第３液溜めプール２４における油相８０、細胞液６０およびビーズ溶液７０が、それぞれ、液滴生成装置２０の油相導入通路２１７、細胞液導入通路２１８およびマイクロビーズ溶液導入通路２１９内を流れ、その後、前記合流通路２１０において合流して、前記液滴出口２１６から流出し、さらに前記収集瓶３０に流入する液滴２００を形成する。
本実施形態では、前記動力発生装置５０は、負圧発生装置である。前記動力発生装置５０は、本体部５１と、操作部５２と、気体出入口端５３とを備えている。また、前記本体部５１は、収容空間５１１を含み、前記操作部５２の一端は、前記収容空間５１１内に収容され、他端は、前記本体部５１外に突出している。前記操作部５２の収容空間５１１内に収容された一端は、収容空間５１１の内壁に密着している。前記本体部５１以外に位置する操作部５２の一端は、外力の作用により前記操作部５２を作動し、前記操作部５２は、前記収容空間５１１内をスライドする。前記気体出入口端５３は、外部に露出した前記操作部５２から離れた前記本体部５１の一端に固定され、前記収容空間５１１に連通している。前記第２接続管４２は、収集瓶３０から遠い一端が前記気体出入口端５３に接続されている。
具体的には、本実施形態では、前記動力発生装置５０は、注射装置である。
本実施形態では、前記動力発生装置５０は、さらに、前記操作部５２の本体部５１に露出する一端に設けられた第１位置決め部材５４および第２位置決め部材５５を備える。前記第１位置決め部材５４は、前記第１位置決め溝１５と係合して、前記操作部５２を一定の位置まで引っ張ることにより、前記動力発生装置５０の内部を真空に維持する。前記第２位置決め部材５５は、前記本体部５１に固定され、前記第２位置決め部材５５と前記第２位置決め溝１８との係合により、前記操作部５２を引っ張る過程で前記本体部５１の移動を規制する。
前記操作部５２が外力によって移動して、その上の前記第１位置決め部材５４を移動させて前記第１位置決め溝１５内に移動させて位置規制すると、前記第２接続管４２、収集瓶３０、第１接続管４１およびチップ本体２１の前記液滴出口２１６、合流通路２１０、マイクロビーズ溶液導入通路２１９、細胞液導入通路２１８、油相導入通路２１７が初期体積Ｖ１から体積Ｖ２に増長され、理想気体の状態方程式Ｐ１Ｖ１＝Ｐ２Ｖ２（Ｐ１とＰ２は初期体積Ｖ１と体積Ｖ２にそれぞれ対応するときの圧力）に基づき、この時、前記第２接続管４２、収集瓶３０、第１接続管４１およびチップ本体２１の前記液滴出口２１６、合流通路２１０、マイクロビーズ溶液導入通路２１９、細胞液導入通路２１８、油相導入通路２１７、第１液溜めプール２２、第２液溜めプール２３、第３液溜めプール２４内の圧力は、大気圧力より小さくなり、発生した圧力差により、前記液滴生成装置２０内の前記分散相と前記連続相が液滴の形で収集瓶３０内に流入する。
また、前記動力発生装置５０の動力は、以下のようにして発生させることができる。１、前記チップ本体２１に接続する前に、密閉容器内に予め発生させておく。２、前記動力発生装置５０をポンプで駆動する。３、注射器（又はこれに類似した装置）のプランジャーを引っ張るか、又は押すことにより発生する。
いくつかの実施形態では、前記マイクロフルイディクスチップシステム１００は、さらに、少なくとも１つの振動装置を含み、前記振動装置は、前記第３液溜めプール／または第２液溜めプールに対応して設けられ、前記マイクロビーズ溶液７０および／または細胞液６０に振動を与える。
また、図６を参照して、前記マイクロフルイディクスチップシステム１００は、少なくとも１つの振動装置をさらに含み、前記振動装置は、分散相に振動を与える。
具体的には、本実施形態では、前記マイクロフルイディクスチップシステム１００は、さらに、第１振動装置２５および第２振動装置２６を含む。また、前記第１振動装置２５および第２振動装置２６は、前記液滴生成装置用スロット１２内に固定され、前記細胞液入口２１４およびマイクロビーズ溶液入口２１５のそれぞれに対応する。
また、前記第１振動装置２５及び第２振動装置２６は、いずれもセラミック振動チップであってもよい。
また、前記第１振動装置２５及び前記第２振動装置２６は、起動後に振動を発生し、前記細胞液６０と前記マイクロビーズ溶液７０とに振動が加わり、前記細胞液６０及びマイクロビーズ溶液７０の実験過程で生じる細胞やマイクロビーズ沈降の問題を効果的に改善し、前記細胞液６０及びマイクロビーズ溶液７０の濃度の整合性を保証することができる。
他の実施形態では、前記第１振動装置２５及び第２振動装置２６がチップ本体２１上に位置していてもよく、例えば、第１振動装置２５及び第２振動装置２６が、前記チップ本体２１の第４表面２１２上に位置し、且つ、前記細胞液入口２１４及びマイクロビーズ溶液入口２１５にそれぞれ対応し、あるいは、チップ本体２１の第３表面２１１と第４表面２１２とを接続する側壁上に位置し、且つ、細胞液入口２１４及びマイクロビーズ溶液入口２１５に対応する位置に位置している。細胞液６０及びマイクロビーズ溶液７０の細胞やマイクロビーズ沈降の問題を改善するために、前記第１振動装置２５及び前記第２振動装置２６の起動後に発生する振動が、前記細胞液６０とビーズ溶液７０とに加えるだけでよい。
他の実施形態では、前記マイクロフルイディクスチップシステム１００は、１つの振動装置のみを含んでもよく、例えば、前記第２振動装置２６のみを含んでもよく、第２振動装置２６は、前記液滴生成装置用スロット１２内に固定されてビーズ溶液入口２１５に対応する。第２振動装置２６は、チップ本体２１の第４表面２１２に固定されて前記マイクロビーズ溶液入口２１５に対応していてもよい。これにより、実験過程におけるマイクロビーズ溶液７０のマイクロビーズ沈降の問題を効果的に改善し、マイクロビーズ溶液７０の濃度の整合性を保証することができる。
さらに他の実施形態では、マイクロフルイディクスチップシステム１００は、１つの振動装置のみを含み、前記振動装置は、同時に細胞液入口２１４とマイクロビーズ溶液入口２１５とに対応して設けられ、同時に細胞液６０とマイクロビーズ溶液７０とに振動を与える。
前記動力発生装置５０に動力を加えると、前記動力発生装置５０内部は真空となり、真空により前記分散相と連続相とを前記チップ本体１０内で流動させ、動力発生装置として注射装置を採用することで、簡単な動作で真空になることができる。試薬（分散相と連続相）が前記チップ本体内で流れ始めると、動力発生装置内の空気の体積が正圧又は負圧システムにより膨張又は圧縮されてしまい、チップ入口（連続相入口及び分散相入口）及び出口（液滴出口）の電圧降下が起こり、試薬の流速が徐々に遅くなり、前記試薬の流速変化により液滴サイズが変化する。これにより、前記チップ本体１０内の電圧降下、前記分散相及び連続相の流速、液滴のサイズ及び生成頻度は、予測可能な、プログラマブル、再現可能となる。
図７を参考すると、図７は本発明が提供するマイクロフルイディクスチップシステムにより生成される液滴（マイクロビーズ及び細胞を含まない）の模式図である。図７から分かるように、本発明が提供するマイクロフルイディクスチップシステム１００により生成される液滴の液滴サイズ変化は小さく、均一性が良い。本実施形態では、前記液滴のサイズが５５．７μｍであり、前記液滴のサイズ変化が２％である。
図８を参考すると、図８は、本発明が提供するマイクロフルイディクスチップシステム１００により生成される液滴（マイクロビーズ及び細胞を含む）の模式図である。図８から分かるように、本発明が提供するマイクロフルイディクスチップシステムは、前記マイクロビーズと細胞とを前記油相内に包み込むことができる。
図９を参考すると、図９は、本出願の第２実施形態に係るチップ本体１１０の内部構造模式図である。前記チップ本体１１０の内部構造は、本出願の第１実施形態にかかる前記チップ本体２１の内部構造とほぼ同じであり、その相違点は、前記チップ本体１１０内には、２本の油相導入通路２１７、１本の細胞液導入通路２１８、及び２本のマイクロビーズ溶液導入通路２１９が形成されている。具体的には、２本の前記油相導入通路２１７が、前記マイクロビーズ溶液入口２１５及び２本の前記マイクロビーズ溶液導入通路２１９を取り囲むように配置され、２本の前記マイクロビーズ溶液導入通路２１９が、前記細胞液入口２１４及び１本の前記細胞液導入通路２１８を取り囲むように配置されている。前記油相導入通路２１７、前記細胞液導入通路２１８および前記マイクロビーズ溶液導入通路２１９が合流する前には、２本の前記油相導入通路２１７と２本の前記マイクロビーズ溶液導入通路は、前記マイクロビーズ溶液導入通路２１９の両側に対称的に分布されている。
本実施形態では、前記油相入口２１３、細胞液入口２１４、マイクロビーズ溶液入口２１５及び液滴出口２１６は、同一直線上に分布している。
図１０を参考すると、図１０は、本出願の第３実施形態に係るチップ本体１２０の内部構造模式図である。前記チップ本体１２０の内部構造は、本出願の第１実施形態にかかる前記チップ本体２１の内部構造とほぼ同じであり、その相違点は、前記チップ本体１２０内には、２本の油相導入通路２１７、１本の細胞液導入通路２１８、及び１本のマイクロビーズ溶液導入通路２１９が形成されている。具体的には、２本の前記油相導入通路２１７が、前記マイクロビーズ溶液入口２１５及び１本の前記マイクロビーズ溶液導入通路２１９、前記細胞液入口２１４及び１本の前記細胞液導入通路２１８を取り囲むように配置されている。１本の前記細胞液導入通路２１８および１本の前記マイクロビーズ溶液導入通路２１９が対称的に分布され、２本の前記油相導入通路２１７は１本の前記細胞液導入通路２１８および１本の前記マイクロビーズ溶液導入通路２１９の両側に分布されている。
本実施形態では、前記油相入口２１３及び液滴出口２１６は、同一直線上に分布され、前記油相入口２１３、細胞液入口２１４、マイクロビーズ溶液入口２１５及び液滴出口２１６は、同一直線上に分布してない。
図１１を参考すると、図１１は、本出願の第４実施形態に係るマイクロフルイディクスチップ本体２１、収集瓶３０、及び動力発生装置５０の接続関係の模式図であって、動力発生装置５０は断面図である。本実施形態では、前記チップ本体２１、収集瓶３０及び動力発生装置５０の接続関係は、図３に示す前記チップ本体２１、収集瓶３０及び動力発生装置５０の接続関係とほぼ同じであり、その相違点は、前記第１液溜めプール２２、第２液溜めプール２３、及び第３液溜めプール２４は、前記チップ本体２１外に形成され、第３接続管４３、第４接続管４４、及び第５接続管４５によって、前記油相入口２１３、細胞液入口２１４、及びマイクロビーズ溶液入口２１５にそれぞれ封止連通されている。
図１２を参考すると、図１２は、本出願の第５実施形態に係るマイクロフルイディクスチップ本体２１、収集瓶３０、及び動力発生装置５０の接続関係の模式図であって、動力発生装置５０は断面図である。本実施形態では、前記チップ本体２１、収集瓶３０及び動力発生装置５０の接続関係は、図９に示す前記チップ本体２１、収集瓶３０及び動力発生装置５０の接続関係と基本的に同じであり、その相違点は、前記液滴生成装置２０は、前記チップ本体２１上に形成された凸部２７をさらに備え、前記収集瓶３０は前記凸部２７内に載置され、前記合流通路２１０と前記収集瓶３０とは密封連通され、前記第１接続管４１を介して前記収集瓶３０が前記動力発生装置５０に密封連通されている。
図１３を参考すると、図１３は、本出願の第６実施形態に係るマイクロフルイディクスチップ本体２１、収集瓶３０、及び動力発生装置５０の接続関係の模式図であって、動力発生装置５０は断面図である。本実施形態では、前記チップ本体２１、収集瓶３０及び動力発生装置５０の接続関係は、図１２に示す前記チップ本体２１、収集瓶３０及び動力発生装置５０の接続関係とほぼ同じであり、その相違点は、前記第１液溜めプール２２、第２液溜めプール２３及び第３液溜めプール２４は、前記チップ本体２１上に形成され、前記第１液溜めプール２２は油相入口２１３と密封連通し、前記第２液溜めプール２３は細胞液入口２１４と密封連通し、前記第３液溜めプール２４は前記マイクロビーズ溶液入口２１５と密封連通する。
図１４を参考すると、図１４は、本出願の第７実施形態に係るマイクロフルイディクスチップ本体２１、収集瓶３０、及び動力発生装置５０の接続関係の模式図であって、動力発生装置５０は断面図である。本実施形態では、前記チップ本体２１、収集瓶３０及び動力発生装置５０の接続関係は、図３に示す前記チップ本体２１、収集瓶３０及び動力発生装置５０の接続関係とほぼ同じであり、その相違点は、前記動力発生装置５０は、正圧発生装置である。具体的には、前記動力発生装置５０は、注射装置である。前記動力発生装置５０は、前記第１接続管４１を介して前記第１液溜めプール２２、第２液溜めプール２３および第３液溜めプール２４のそれぞれに連通する。本実施形態では、前記第１接続管４１は、複数端子の分岐接続管である。具体的には、前記第１接続管４１は、主接続セグメント４１１、第１分岐接続セグメント４１２、第２分岐接続セグメント４１３および第３分岐接続セグメント４１４を含み、前記主接続セグメント４１１の一端は前記動力発生装置５０の前記気体出入口端５３に接続されて且つ封止連通しており、前記主接続セグメント４１１の他端は前記第１分岐接続セグメント４１２、第２分岐接続セグメント４１３および第３分岐接続セグメント４１４にそれぞれ接続されて且つ封止連通されている。
もちろん、本実施形態における構造は、図９及び図１０に示すチップ本体の構造にも適用可能である。
図１５を参考すると、図１５は、本出願の第８実施形態に係るマイクロフルイディクスチップ本体２１、収集瓶３０、及び動力発生装置５０の接続関係の模式図であって、動力発生装置５０は断面図である。本実施形態では、前記チップ本体２１、収集瓶３０及び動力発生装置５０の接続関係は、図１４に示す前記チップ本体２１、収集瓶３０及び動力発生装置５０の接続関係とほぼ同じであり、その相違点は、前記第１液溜めプール２２、第２液溜めプール２３、及び第３液溜めプール２４は、前記チップ本体２１外に形成され、第３接続管４３、第４接続管４４、及び第５接続管４５によって、前記油相入口２１３、細胞液入口２１４、及びマイクロビーズ溶液入口２１５にそれぞれ封止連通されている。
図１６を参考すると、図１６は、本出願の第９実施形態に係るマイクロフルイディクスチップ本体２１、収集瓶３０、及び動力発生装置５０の接続関係の模式図であって、動力発生装置５０は断面図である。本実施形態では、前記チップ本体２１、収集瓶３０及び動力発生装置５０の接続関係は、図１５に示す前記チップ本体２１、収集瓶３０及び動力発生装置５０の接続関係と基本的に同じであり、その相違点は、前記液滴生成装置２０は、前記チップ本体２１上に形成された凸部２７をさらに備え、前記収集瓶３０は前記凸部２７内に載置され、前記合流通路２１０が前記収集瓶３０に密封連通されている。
図１７を参考すると、図１７は、本出願の第１０実施形態に係るマイクロフルイディクスチップ本体２１、収集瓶３０、及び動力発生装置５０の接続関係の模式図であって、動力発生装置５０は断面図である。本実施形態では、前記チップ本体２１、収集瓶３０及び動力発生装置５０の接続関係は、図１６に示す前記チップ本体２１、収集瓶３０及び動力発生装置５０の接続関係と基本的同じであり、その相違点は、前記第１液溜めプール２２、第２液溜めプール２３及び第３液溜めプール２４は、前記チップ本体２１上に形成され、前記第１液溜めプール２２は油相入口２１３と密封連通し、前記第２液溜めプール２３は細胞液入口２１４と密封連通し、前記第３液溜めプール２４は前記マイクロビーズ溶液入口２１５と密封連通する。
図１８-１９を参考すると、図１８－１９は、本出願の第１１実施形態に係る調製台の斜視模式図である。本実施形態では、前記調製台１０１の構造は、第１実施形態における前記調製台１０の構造と類似しており、その相違点は、前記圧力発生装置が負圧発生装置である場合、前記調製台１０１の前記ベース１１は、第１部１１５と、前記第１部１１５に接続された第２部１１６と、を含み、前記第１部１１５は、前記第２部１１６よりも低く、前記液滴生成装置用スロット１２は、前記第１部１１５に形成され、前記動力発生装置用スロット１４は、前記第２部１１６上に形成される。他の実施形態では、前記液滴生成装置用スロット１２を省略して、直接、前記液滴生成装置２０を前記第１部１１５に固定してもよい。本実施の形態では、前記収集瓶用スロット１３は、前記第２部１１６上に形成されている。もちろん、前記収集瓶３０が前記チップ本体２１内に形成されると、前記第２部１１６には前記収集瓶用スロット１３が設けられない。調製台１０１は、第１部１１５に固定された固定台１６と、固定台１６に反転自在に連結されたダストカバー１７と、をさらに含む。前記ダストカバー１７は、前記チップ本体２１側に位置し、ダストが前記チップ本体２１内に入り込むことを防止する。具体的には、前記ダストカバー１７は、前記連続相入口及び／又は分散相入口の上方に位置するか、又は、前記連続相液溜めプール及び／又は分散相液溜めプールの上方に位置する。
図２０～２１を参照すると、本願好適な実施形態は、液滴を調製するための調製方法を提供し、前記調製方法は上記紹介されたマイクロフルイディクスチップシステム１００またはこれに類似したシステムと組み合わせて実行され、前記調製方法は以下のステップを含む。
ステップＳ８０１は、ピペットガンまたはピペット管によって所定量の連続相および分散相をそれぞれ計量し、計量した前記連続相を前記連続相入口内に導入し、計量した前記分散相を前記分散相入口内に導入する。
具体的には、本実施形態において、前記ステップＳ８０１は、以下のように表記できる。ピペットガン又はピペット管を用いて油相８０、細胞液６０及びマイクロビーズ溶液７０をそれぞれ所定量計量し、計量した油相８０をマイクロフルイディクスチップシステム１００の油相入口２１３内に導入し、計量した細胞液６０を細胞液入口２１４内に導入し、計量したマイクロビーズ溶液７０をマイクロビーズ溶液入口２１５内に導入する。
前記マイクロフルイディクスチップシステム１００が、連続相液溜めプールおよび分散相液溜めプールをさらに含む場合、前記ステップＳ８０１は、以下のように表記できる。ピペットガンまたはピペット管によって所定量の連続相および分散相をそれぞれ計量し、計量した前記連続相を前記連続相液溜めプール内に導入し、計量した前記分散相を前記分散相液溜めプール内に導入する。
具体的には、本実施形態では、前記マイクロフルイディクスチップシステム１００は、第１液溜めプール２２、第２液溜めプール２３及び第３液溜めプール２４をさらに含んでいるので、ステップＳ８０１は、具体的には、ピペットガンまたはピペット管を用いて所定量の油相８０、細胞液６０およびマイクロビーズ溶液７０をそれぞれ計量し、計量した油相８０を第１液溜めプール２２内に導入し、計量した細胞液６０を第２液溜めプール２３内に導入し、計量したマイクロビーズ溶液７０を第３液溜めプール２４内に導入し、油相８０を前記第１液溜めプール２２を介して前記油相入口２１３内に導入し、前記細胞液６０を前記第２液溜めプール２３を介して細胞液入口２１４内に導入し、前記マイクロビーズ溶液７０を前記第３液溜めプール２４を介して前記マイクロビーズ溶液入口２１５内に導入する。
本実施形態では、前記細胞液６０は２００マイクロリットルであり、前記マイクロビーズ溶液７０は２００マイクロリットルであり、前記油相８０は４００マイクロリットルである。
また、前記細胞液６０、マイクロビーズ溶液７０、及び油相８０の装填順序は、先に細胞液６０を追加、そしてマイクロビーズ溶液７０を追加、最後に油相８０を追加してもよいし、または、先にマイクロビーズ溶液７０を追加、そして細胞液６０を追加、最後に油相８０を追加してもよいし、または、前記細胞液６０、マイクロビーズ溶液７０、及び油相８０を同時に追加してもよい。
ステップＳ８０２は、動力発生装置５０を起動して、収集瓶３０、接続装置４０、チップ本体２１内の圧力と大気圧力との間に圧力差を形成し、圧力差は前記分散相および前記連続相を合流させ収集瓶３０内に液滴として流入させる。
具体的には、ステップＳ８０２において、動力発生装置５０を起動して、収集瓶３０、第２接続管４２およびチップ本体２１内の液滴出口２１６、合流通路２１０、少なくとも１つの分散相導入通路、前記分散相入口および連続相入口内の圧力と大気圧力との間に圧力差を形成し、圧力差は連続相および分散相を合流通路２１０に流動させ、合流通路２１０において合流して液滴２００が形成し、液滴２００は圧力差によってさらに液滴出口２１６と第２接続管４２を通って収集瓶３０内に流入する。
本実施形態では、前記ステップＳ８０２は、以下のように表記できる。動力発生装置５０を起動して、収集瓶３０、第２接続管４２及びチップ本体２１内の液滴出口２１６、合流通路２１０、マイクロビーズ溶液導入通路２１９、細胞液導入通路２１８及び油相導入通路２１７、前記マイクロビーズ溶液入口２１５、細胞液入口２１４及び油相入口２１３内の圧力と大気圧力との間に圧力差を形成し、圧力差により細胞液６０、マイクロビーズ溶液７０及び油相８０を合流通路２１０へ流動させ、合流通路２１０で液滴２００を形成し、液滴２００は、圧力差によってさらに液滴出口２１６と第２接続管４２を通って収集瓶３０内に流入する。
本実施形態では、前記マイクロフルイディクスチップシステム１００の液滴生成装置２０は、さらに、前記第１液溜めプール２２、第２液溜めプール２３および第３液溜めプール２４を含むので、ステップＳ８０２では、動力発生装置５０を起動して、収集瓶３０、第２接続管４２、およびチップ本体２１内の液滴出口２１６、合流通路２１０、マイクロビーズ溶液導入通路２１９、細胞液導入通路２１８、油相導入通路２１７、前記第３液溜めプール２４、第２液溜めプール２３および第１液溜めプール２２内の圧力と大気圧力との間に圧力差を形成し、圧力差により細胞液６０、マイクロビーズ溶液７０および油相８０を合流通路２１０へ流動させ、合流通路２１０において液滴２００を合流形成し、液滴２００は、圧力差によりさらに液滴出口２１６と第２接続管４２を通って収集瓶３０内に流入する。
本実施形態では、前記動力発生装置５０は負圧発生装置であるので、ステップＳ８０２において、具体的には、前記動力発生装置５０を起動して、収集瓶３０、第２接続管４２およびチップ本体２１内の液滴出口２１６、マイクロビーズ溶液導入通路２１９、細胞液導入通路２１８、油相導入通路２１７内に負圧を発生させて、前記負圧により細胞液６０、マイクロビーズ溶液７０および油相８０を合流通路２１０へと流動させて、合流通路２１０で液滴２００を形成し、液滴２００は、圧力差によりさらに液滴出口２１６と第２接続管４２を通って収集瓶３０内に流入する。さらに、負圧を発生させる具体的な操作は、動力発生装置５０の操作部５２を予め設定された位置まで引っ張って、ベース１１上の第１位置決め溝１５で第１位置決め部材５４を固定する。
他の実施形態では、前記動力発生装置５０が正圧発生装置であるので、ステップＳ８０２において、具体的には、前記動力発生装置５０を起動して、チップ本体２１内の分散相導入通路、連続相導入通路、液滴出口２１６および収集瓶３０内に正圧を発生させて、前記正圧は分散相と連続相を合流通路２１０へ流動させ、合流通路２１０で液滴２００を合流形成し、液滴２００は、前記正圧によって更に液滴出口２１６を介して収集瓶３０内に流入する。
図１９を参照すると、他の実施形態では、前記調製方法は、動力発生装置５０を起動する前に、ステップＳ９００をさらに含んでもよい。前記ステップＳ９００は、第１振動装置２５及び第２振動装置２６により、前記マイクロビーズ溶液７０と細胞液６０とに振動が加えられ、例えば、ベース１１上に設けられた前記第１振動装置２５及び前記第２振動装置２６の電源スイッチ（図示せず）をオンにして、前記第１振動装置２５及び前記第２振動装置２６が、前記マイクロビーズ溶液７０と細胞液６０とに振動が加わるように振動を開始する。
マイクロフルイディクスチップシステム１００は１つの振動装置のみを含むことができるため、他の実施形態ではステップＳ９００は以下のように表記することがことできる。即ち、少なくとも１つの振動装置によりビーズ溶液７０及び／又は細胞液６０に振動を加える。
他の実施形態では、前記ステップＳ９００は、以下のように表記できる。第１振動装置２５及び第２振動装置２６により、前記分散相に振動を加えて、例えば、ベース１１上に設けられた前記第１振動装置２５及び前記第２振動装置２６の電源スイッチ（図示せず）をオンにして、前記第１振動装置２５及び前記第２振動装置２６が、前記分散相に振動を加わるように振動を開始する。
本出願はマイクロフルイディクスチップシステムを提供し、以下の特徴を含む。まず、１、液滴生成装置、動力発生装置、及び収集瓶を調製台に固定し、マイクロフルイディクスチップシステムによって生成された液滴の安定性を確保する。２、液滴生成装置の液滴出口に単一の動力源を印加し、液滴生成装置内を真空にし、液滴生成装置内で細胞液やマイクロビーズ溶液や油相を同期して流動させることで、高い流束を持ち、生成された液滴のサイズの均一性が優れている。３、さらに注入装置を単一の動力源とし、理想気体法則（ideal gas law）Ｐ１Ｖ１＝＝Ｐ２Ｖ２に基いて、注射装置操作部の前後の位置を制御し、ベース上の第１位置決め溝により注射装置の第１位置決め部材を所定位置に保持し、真空状態を保持し、低コストかつ取り扱いが容易である。４、動力発生装置における圧力は、試薬の注入・流動に応じて変化し、試薬は、収集装置に充填され、動力発生装置における圧力変化も、理想気体法則に従う。５、液滴生成装置の電圧降下、全ての連続相と分散相の流速、液滴のサイズ及び生成頻度が予測可能、プログラマブル、再現可能である。６、マイクロフルイディクスチップシステムに配置された振動装置は、細胞液及び／又はマイクロビーズ溶液の実験過程で生じる細胞及び／又はマイクロビーズの沈降の問題を効果的に改善し、細胞液及び／又はマイクロビーズ溶液濃度の整合性を保証することができる。
なお、本出願が提供するマイクロフルイディクスチップシステムは、２５０、０００個の液滴を２分間で調製可能であり、１００００個の単細胞標的生成物、すなわち、１個の液滴内に１個の磁気ビーズと１個の細胞とが含まれているものを得ることを意味する。また、実際のニーズに応じて、液滴生成時間を調節して、試薬標的産物量を制御することができる。マイクロフルイディクスチップシステム全体の体積は、アップル社製のｉｐａｄ（登録商標）ｍｉｎｉの大きさのみであり、使用者はその使用スペースを大きく広げることができる。
上記の実施形態は、本出願の好適な実施の形態にすぎず、いかなる形態においても本出願を限定するものではない。好適な実施の形態は、上記のように開示されているが、本出願を限定することを意図するものではない。本出願の技術案を逸脱しない限り、上記した開示の技術案を利用して幾つかの変更や修飾により作成された同等な実施形態は、本出願の技術案を逸脱しない限り、上述した実施の形態による任意の簡単な変更、均等の変化や修飾は、本出願の技術案に実質的に属する。
１００ マイクロフルイディクスチップシステム
１０、１０１ 調製台
１１ ベース
１１１ 第１表面
１１２ 第２表面
１１３ 第１側面
１１４ 第２側面
１１５ 第１部
１１６ 第２部
１２ 液滴生成装置用スロット
１３ 収集瓶用スロット
１４ 動力発生装置用スロット
１４１ 第１収容部
１４２ 第２収容部
１５ 第１位置決め溝
１８ 第２位置決め溝
１６ 固定台
１７ ダストカバー
２０ 液滴生成装置
２１、１１０、１２０ チップ本体
２１１ 第３表面
２１２ 第４表面
２１３ 油相入口
２１４ 細胞液入口
２１５ マイクロビーズ溶液入口
２１６ 液滴出口
２１７ 油相導入通路
２１８ 細胞液導入通路
２１９ マイクロビーズ溶液導入通路
２１０ 合流通路
２２ 第１液溜めプール
２３ 第２液溜めプール
２４ 第３液溜めプール
２５ 第１振動装置
２６ 第２振動装置
３０ 収集瓶
３１ カバー
４０ 接続装置
４１ 第１接続管
４２ 第２接続管
５０ 動力発生装置
５１ 本体部
５１１ 収容空間
５２ 操作部
５３ 気体出入口端
５４ 第１位置決め部材
５５ 第２位置決め部材
６０ 細胞液
７０ マイクロビーズ溶液
８０ 油相
２００ 液滴
４３ 第３接続管
４２ 第４接続管
４５ 第５接続管
２７ 凸部

Claims (15)

  1. 液滴を生成するマイクロフルイディクスチップシステムであって、
    液滴を生成する液滴生成装置と、
    本体部および前記本体部に露出する第１位置決め部材を備え、液滴を生成する動力を前記液滴生成装置に供給する動力発生装置と、
    前記液滴生成装置から流出した液滴を収集する収集瓶と、
    前記液滴生成装置、前記動力発生装置および前記収集瓶とを連通するための接続装置と、
    ベースと、前記ベースに開設された液滴生成装置用スロット、動力発生装置用スロットおよび第１位置決め溝と、を備える調製台であって、液滴生成装置および動力発生装置が、それぞれ液滴生成装置用スロットおよび動力発生装置用スロットに収容されており、前記第１位置決め溝が、前記第１位置決め部材を収容して所定位置に保持しており、前記液滴生成装置、前記動力発生装置および前記収集瓶を固定する調製台とを、含むことを特徴するマイクロフルイディクスチップシステム。
  2. 前記液滴生成装置は、連続相入口及び分散相入口が形成されたチップ本体を含み、連続相及び分散相は前記連続相入口及び分散相入口から前記チップ本体に入ることを特徴する請求項１に記載のマイクロフルイディクスチップシステム。
  3. 前記マイクロフルイディクスチップシステムは、連続相液溜めプールおよび分散相液溜めプールをさらに含み、前記連続相液溜めプールおよび分散相液溜めプールはそれぞれ前記チップ本体上に固定されたり、または前記チップ本体外に形成されることを特徴する請求項２に記載のマイクロフルイディクスチップシステム。
  4. 前記ベースは、第１部と、前記第１部に接続された第２部と、を含み、前記第１部は、前記第２部よりも低く、前記液滴生成装置用スロットは、前記第１部に形成され、前記動力発生装置用スロットは、前記第２部に形成されていることを特徴する請求項２に記載のマイクロフルイディクスチップシステム。
  5. 前記収集瓶は前記液滴生成装置外に位置し、前記ベースには、前記収集瓶を収容して固定する収集瓶用スロットがさらに形成されていることを特徴する請求項２に記載のマイクロフルイディクスチップシステム。
  6. 前記収集瓶は、前記チップ本体内に収容されて固定され、前記チップ本体は、前記液滴生成装置用スロットに収容されて固定されていることを特徴する請求項２に記載のマイクロフルイディクスチップシステム。
  7. 前記マイクロフルイディクスチップシステムは、少なくとも一つの振動装置を含み、前記振動装置は前記液滴生成装置用スロット内に設けられ、前記分散相入口に対応し、分散相に振動を与えることを特徴する請求項２に記載のマイクロフルイディクスチップシステム。
  8. 前記マイクロフルイディクスチップシステムは、少なくとも一つの振動装置を含み、前記振動装置は前記チップ本体内に設けられ、前記分散相入口に対応し、分散相に振動を与えることを特徴する請求項２に記載のマイクロフルイディクスチップシステム。
  9. 前記動力発生装置は、操作部を含み、前記第１位置決め部材は、前記操作部の末端に形成されることを特徴する請求項２に記載のマイクロフルイディクスチップシステム。
  10. 前記動力発生装置は、注射装置であることを特徴とする請求項９記載のマイクロフルイディクスチップシステム。
  11. 前記動力発生装置は、前記接続装置を介して前記収集瓶に封止接続された負圧発生装置であることを特徴とする請求項２～１０のいずれかに記載のマイクロフルイディクスチップシステム。
  12. 前記調製台は、固定台と、前記固定台に反転自在に連結され、前記液滴生成装置側に位置するダストカバーと、をさらに含み、前記ダストカバーは、前記液滴生成装置内へのダストの侵入を防止することを特徴とする請求項１１に記載のマイクロフルイディクスチップシステム。
  13. 前記動力発生装置は、前記接続装置を介して前記連続相入口および前記分散相入口にそれぞれ封止接続された正圧発生装置であることを特徴とする請求項２に記載のマイクロフルイディクスチップシステム。
  14. 請求項２～１０のいずれかに記載のマイクロフルイディクスチップシステムを用いて実施される液滴の調製方法であって、
    ピペットガンまたはピペット管によって所定量の連続相および分散相をそれぞれ計量し、計量した前記連続相を前記連続相入口内に導入し、計量した前記分散相を前記分散相入口内に導入するステップと、
    動力発生装置を起動して、収集瓶、接続装置、チップ本体内に圧力差を発生させて、圧力差は前記分散相および前記連続相を合流させ収集瓶内に液滴として流入させるステップと、を含む。
  15. 前記動力発生装置を起動させる前に、少なくとも１つの振動装置により前記分散相に振動を加えるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の液滴の調製方法。
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