JPWO2020037113A5

JPWO2020037113A5 -

Info

Publication number: JPWO2020037113A5
Application number: JP2021507554A
Authority: JP
Publication date: 2022-08-17
Anticipated expiration: 2039-08-15

Claims

単分散液滴を生成するための方法であって、
マイクロ流体デバイスのチャネル内で、第１の流体を安定噴射条件下で第２の流体中へ流動させて前記第２の流体中に前記第１の流体のジェットを提供すること（ただし、前記第１の流体は前記第２の流体と非混和性である）、及び、
複数の粒子を前記第１の流体のジェット中へ導入して、前記第１の流体のジェットの分解、および前記第２の流体中の前記第１の流体の複数の単分散液滴における前記複数の粒子のカプセル化を誘発すること、を含む方法。
前記複数の粒子が、無秩序構成で前記第１の流体のジェットの中に導入される、請求項１に記載の方法。
前記複数の粒子が、剛性粒子を含む、請求項１または２に記載の方法。
前記複数の粒子が、秩序化構成で前記第１の流体の前記ジェット中へ導入される、請求項１または３に記載の方法。
前記複数の粒子が、充填構成で前記第１の流体の前記ジェット中へ導入される、請求項４に記載の方法。
前記複数の粒子が、弾性粒子を含む、請求項１、２、４、および５のいずれか一項に記載の方法。
前記複数の粒子が、慣性秩序化を介して秩序化される、請求項４から６のいずれか一項に記載の方法。
前記複数の粒子が、ヒドロゲルを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
前記ヒドロゲルが、アガロース、アルギン酸塩、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリアクリルアミド（ＰＡＡ）、およびこれらの組み合わせから選択される、請求項８に記載の方法。
前記複数の単分散液滴の各液滴が、１以下の粒子を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
前記第１の流体が、水相流体を含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
前記第１の流体の粘度および前記第２の流体の粘度が、相互に１００倍以内である、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
前記第１の流体の粘度および前記第２の流体の粘度が、相互に５０倍以内である、請求項１２に記載の方法。
前記第１の流体の粘度および前記第２の流体の粘度が、相互に１０倍以内である、請求項１３に記載の方法。
前記第１の流体の粘度および前記第２の流体の粘度が、相互に５倍以内である、請求項１４に記載の方法。
前記第２の流体が油を含む、請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。
前記油が、フルオロカーボン油、炭化水素油、またはこれらの組み合わせを含む、請求項１６に記載の方法。
前記油が、フルオロカーボン油を含む、請求項１７に記載の方法。
前記第１の流体を前記第２の流体中へ流動させる前に、第３の流体を前記第１の流体中へ流動させることを含み、前記第３の流体が、前記第１の流体と混和性である、請求項１から１８のいずれか一項に記載の方法。
前記第１の流体または前記第３の流体が、重合可能な成分を含む、請求項１から１９のいずれか一項に記載の方法。
前記単分散液滴を、前記重合可能な成分を重合するのに十分な条件に曝露することを含む、請求項２０に記載の方法。
前記第３の流体が、複数の細胞を含む、請求項１９から２１のいずれか一項に記載の方法。
前記第３の流体が、１以上の試薬を含む、請求項１９から２２のいずれか一項に記載の方法。
前記ジェットの分解の前に、１以上の液滴をジェットと合流させることを含む、請求項１から２３のいずれか一項に記載の方法。
前記１以上の液滴が、１以上の細胞を含む、請求項２４に記載の方法。
前記複数の粒子が、１Ｈｚ～１００ｋＨｚの速度でカプセル化される、請求項１から２３のいずれか一項に記載の方法。
前記複数の粒子が、１５，０００／秒以上の速度でカプセル化される、請求項２６に記載の方法。
前記複数の粒子が、２０，０００／秒以上の速度でカプセル化される、請求項２７に記載の方法。
前記単分散液滴を選別することを含む、請求項１から２８のいずれか一項に記載の方法。
前記選別することが、サイズベースの選別、誘電偏移、選択的凝集、蛍光活性化細胞選別（ＦＡＣＳ）、電気泳動、音響分離、磁気活性化細胞選別（ＭＡＣＳ）、流量制御、または単分散液滴を選択的に偏移するために使用される他の刺激によって実施される、請求項２９に記載の方法。
前記粒子が、細胞である、請求項１から３０のいずれか一項に記載の方法。
前記粒子が、ビーズである、請求項１から３０のいずれか一項に記載の方法。
前記複数の粒子が、無秩序構成で前記第１の流体のジェット中へ導入され、単分散粒子含有液滴の集団を含む多分散エマルションをもたらし、前記方法が、前記単分散粒子含有液滴を選別して、それらを多分散エマルション中の他の液滴から分離することを含む、請求項１から３および６から３２のいずれか一項に記載の方法。
前記単分散粒子含有液滴が、サイズに基づいて分離される、請求項３３に記載の方法。
第１の流体がポリマーを含み、選別することが、前記単分散粒子含有液滴を濾過して、それらを前記多分散エマルション中の他の液滴から分離することを含む、請求項３４に記載の方法。
第２の流体が、濾過の前に除去される、請求項３５に記載の方法。
単分散液滴を生成するためのシステムであって、
第１のチャネル、第２のチャネル、第３のチャネル、および第４のチャネルを含むマイクロ流体デバイスを備え、
第１の流体が、前記第１、第２、第３、および第４のチャネルの接合部を通って、第１のチャネルから第２のチャネル中へ流動し、安定噴射条件下で第２の流体中へ流動し、第２の流体中へ第１の流体のジェットを提供し、
第１の流体が第２の流体と非混和性であり、
第２の流体が、第３および第４のチャネルを介して前記接合部中へ導入され、
複数の粒子が、第１の流体のジェット中へ導入され、それによって、第１の流体のジェットの分解、および第２の流体中の第１の流体の複数の単分散液滴の前記複数の粒子のカプセル化を誘発する、システム。
前記複数の粒子が、無秩序構成で第１の流体のジェット中へ導入される、請求項３７に記載のシステム。
前記複数の粒子が、剛性粒子を含む、請求項３７または３８に記載のシステム。
前記複数の粒子が、秩序化構成で第１の流体のジェット中へ導入される、請求項３７または３９に記載のシステム。
前記複数の粒子が、充填構成で第１の流体のジェット中へ導入される、請求項４０に記載のシステム。
前記複数の粒子が、弾性粒子を含む、請求項３７、３８、４０、および４１のいずれか一項に記載のシステム。
前記複数の粒子が、慣性秩序化を介して秩序化される、請求項４０から４２のいずれか一項に記載のシステム。
前記複数の粒子が、ヒドロゲルを含む、請求項３７に記載のシステム。
前記ヒドロゲルが、アガロース、アルギン酸塩、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリアクリルアミド（ＰＡＡ）、およびこれらの組み合わせから選択される、請求項４４に記載のシステム。
前記複数の単分散液滴の各液滴が、１以下の粒子を含む、請求項３７から４５のいずれか一項に記載のシステム。
前記第１のチャネルが、前記複数の粒子の粒子の１０％以内の断面積を有する、請求項３７から４６のいずれか一項に記載のシステム。
前記第２のチャネルの前記断面積が、前記第１のチャネルの断面積よりも大きい、請求項３７から４６のいずれか一項に記載のシステム。
前記第１の流体が、水相流体を含む、請求項３７から４８のいずれか一項に記載のシステム。
前記第１の流体の粘度および前記第２の流体の粘度が、相互に１００倍以内である、請求項３７から４９のいずれか一項に記載のシステム。
前記第１の流体の粘度および前記第２の流体の粘度が、相互に５０倍以内である、請求項５０に記載のシステム。
前記第１の流体の粘度および前記第２の流体の粘度が、相互に１０倍以内である、請求項５１に記載のシステム。
前記第１の流体の粘度および前記第２の流体の粘度が相互に５倍以内である、請求項５２に記載のシステム。
前記第２の流体が、油を含む、請求項３７から５３のいずれか一項に記載のシステム。
前記油が、フルオロカーボン油、炭化水素油、またはこれらの組み合わせを含む、請求項５４に記載のシステム。
前記油が、フルオロカーボン油を含む、請求項５５に記載のシステム。
前記マイクロ流体デバイスが、前記第１、第２、第３、および第４のチャネルの前記接合部の上流にある前記第１のチャネルとの接合部を形成する第５のチャネルおよび第６のチャネルを含む、請求項３７から５６のいずれか一項に記載のシステム。
第３の流体が、前記第１の流体を前記第２の流体中へ流動させる前に、前記第５および第６のチャネルから前記第１の流体中へ流動され、前記第３の流体が、前記第１の流体と混和性である、請求項５７に記載のシステム。
前記第１の流体または前記第３の流体が、重合可能な成分を含む、請求項３７から５８のいずれか一項に記載のシステム。
前記重合可能な成分が重合される、請求項５９に記載のシステム。
前記第３の流体が、複数の細胞を含む、請求項５７に記載のシステム。
前記第３の流体が、１以上の試薬を含む、請求項５７から６１のいずれか一項に記載のシステム。
１以上の液滴が、前記ジェットの分解の前にジェットと合流される、請求項３７から６２のいずれか一項に記載のシステム。
前記１以上の液滴が、１以上の細胞を含む、請求項６３に記載のシステム。
前記複数の粒子が、１Ｈｚ～１００ｋＨｚの速度でカプセル化される、請求項３７から６４のいずれか一項に記載のシステム。
前記複数の粒子が、１５，０００／秒以上の速度でカプセル化される、請求項６５に記載のシステム。
前記複数の粒子が、２０，０００／秒以上の速度でカプセル化される、請求項６６に記載のシステム。
前記単分散液滴が選別される、請求項３７から６７のいずれか一項に記載のシステム。
前記選別が、サイズベースの選別、誘電偏移、選択的凝集、蛍光活性化細胞選別（ＦＡＣＳ）、電気泳動、音響分離、磁気活性化細胞選別（ＭＡＣＳ）、流量制御、または単分散液滴を選択的に偏移するために使用される他の刺激によって実施される、請求項６８に記載のシステム。
前記粒子が、細胞である、請求項３７から６９のいずれか一項に記載のシステム。
前記粒子が、ビーズである、請求項３７から６９のいずれか一項に記載のシステム。
前記複数の粒子が、無秩序構成において前記第１の流体の前記ジェット中へ導入され、単分散粒子含有液滴の集団を含む多分散エマルションをもたらし、前記方法が、前記単分散粒子含有液滴を選別して、それらを前記多分散エマルション中の他の液滴から分離することを含む、請求項３７から３９および４４から７１のいずれか一項に記載のシステム。
前記単分散粒子含有液滴が、サイズに基づいて分離される、請求項７２に記載のシステム。