(57)【要約】      （修正有）【課題】マイクロ流体チップ内の選別試料を回収する流体試料収集及び回収装置を提供する。【解決手段】マイクロ流体チップ１００は、第１の試料チャネル１１０と、第１の流体方向付けチャネルアセンブリと、第１の合流室１３０と、第１の収集チャネル１５０と、第１の排出チャネル１４０と、回収孔１６０とを含む。回収孔はマイクロ流体チップの外面を貫通する。回収チューブＲＴが回収孔に接続される。第１のスイッチはマイクロ流体チップに接続される。第２のスイッチは回収チューブに取り付けられる。プロセッサＰＲは、第１の流体方向付けチャネルアセンブリのフロー調整を作動させるために第１のスイッチを活性化し、且つ第１の流体方向付けチャネルアセンブリのフロー調整を作動させる持続時間内に第１の収集チャネルにおいて試料収集を作動させるために第２のスイッチを活性化するように構成される。【選択図】図１
2020012805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体試料収集及び回収装置であって、
該装置は、
マイクロ流体チップを備え、前記マイクロ流体チップは、
第１の試料チャネルと、
第１の流体方向付けチャネルアセンブリと、
第１の合流室を備え、前記第１の試料チャネル及び前記第１の流体方向付けチャネルアセンブリは前記第１の合流室の第１の辺で合流され、更に
第１の収集チャネルと、
第１の排出チャネルを備え、前記第１の収集チャネルと前記第１の排出チャネルは前記第１の合流室の第２の辺から分岐され、前記第１の辺と前記第２の辺は対向辺であり、更に
前記マイクロ流体チップの外面を貫通する回収孔を備え、前記第１の収集チャネルが前記回収孔と前記第１の合流室との間の流体連通路を形成し、
該装置は更に、
前記回収孔に接続された回収チューブと、
前記マイクロ流体チップに接続され且つ前記第１の流体方向付けチャネルアセンブリのフロー調整を作動させるよう構成された第１のスイッチと、
前記回収チューブに取り付けられた第２のスイッチと、
プロセッサとを備え、
前記プロセッサは、前記第１の流体方向付けチャネルアセンブリのフロー調整を作動させるために前記第１のスイッチを活性化し、且つ前記第１の流体方向付けチャネルアセンブリのフロー調整を作動させる持続時間内に前記第１の収集チャネルにおいて試料収集を作動させるために前記第２のスイッチを活性化するように構成されている、
流体試料収集及び回収装置。
【請求項２】
前記第１の流体方向付けチャネルアセンブリは、第１のバッファチャネルと、第２のバッファチャネルと、前記マイクロ流体チップの外面を貫通し前記第１のバッファチャネルと流体連通するバッファ調整孔とを備え、
前記第１の試料チャネルと前記第１のバッファチャネルと前記第２のバッファチャネルは前記第１の合流室の前記第１の辺で合流し、
前記第１の合流室につながる前記第１の試料チャネルの結合部は前記第１の合流室につながる前記第１のバッファチャネルの結合部と前記第１の合流室につながる前記第２のバッファチャネルの結合部との間に位置する、
請求項１に記載の流体試料収集及び回収装置。
【請求項３】
前記バッファ調整孔につながるバッファ調整チューブを更に備え、前記第１のスイッチは前記バッファ調整チューブに取り付けられている、請求項２に記載の流体試料収集及び回収装置。
【請求項４】
前記マイクロ流体チップは更に、
第２の試料チャネルと、
第２の流体方向付けチャネルアセンブリと、
第２の合流室を備え、前記第２の試料チャネルと前記第２の流体方向付けチャネルアセンブリは前記第２の合流室の第１の辺で合流され、更に
第２の収集チャネルと、
第２の排出チャネルを備え、前記第２の収集チャネルと前記排出チャネルは前記第２の合流室の第２の辺から分岐され、前記第２の合流室の前記第１の辺と前記第２の辺は対向辺であり、更に
前記第１の試料チャネルと前記第２の収集チャネルとの間の流体連通路を形成する接続チャネルを備える、
請求項１−３の何れかに記載の流体試料収集及び回収装置。
【請求項５】
前記第２の流体方向付けチャネルアセンブリは、第１のバッファチャネルと、第２のバッファチャネルと、前記マイクロ流体チップの外面を貫通し前記第１のバッファチャネルと流体連通するバッファ調整孔とを備え、
前記第２の試料チャネルと前記第１のバッファチャネルと前記第２のバッファチャネルは前記第２の合流室の前記第１の辺で合流し、
前記第２の合流室につながる前記第２の試料チャネルの結合部は前記第２の合流室につながる前記第１のバッファチャネルの結合部と前記第２の合流室につながる前記第２のバッファチャネルの結合部との間に位置する、
請求項４に記載の流体試料収集及び回収装置。
【請求項６】
前記バッファ調整孔につながるバッファ調製チューブと、前記バッファ調整チューブに取り付けられた第４のスイッチとを更に備える、請求項５に記載の流体試料収集及び回収装置。
【請求項７】
前記プロセッサは更に、前記第４のスイッチを前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチと独立に活性化するように構成されている、請求項６に記載の流体試料収集及び回収装置。
【請求項８】
前記接続チャネルは前記接続チャネルの長手方向に沿って直列に接続された複数の長手方向粒子分離区分を備え、前記長手方向粒子分離区分の各々は少なくとも１つの湾曲部と少なくとも１つのショートカット部を備え、前記湾曲部と前記ショートカット部は前記長手方向粒子分離区分の各々の両端の２つの結合部の間に並列に接続され、前記湾曲部の路長は前記ショートカット部の路長より長い、請求項４に記載の流体試料収集及び回収装置。
【請求項９】
流体試料収集及び回収装置であって、
該装置は、
マイクロ流体チップを備え、前記マイクロ流体チップは、
第１の試料チャネルと、
第１の流体方向付けチャネルアセンブリと、
第１の合流室を備え、前記第１の試料チャネルと前記第１の流体方向付けチャネルアセンブリは前記第１の合流室の第１の辺で合流され、更に
第１の収集チャネルと、
第１の排出チャネルを備え、前記第１の収集チャネルと前記第１の排出チャネルは前記第１の混合室の第２の辺から分岐され、前記第１の辺と前記第２の辺は対向辺であり、更に
前記マイクロ流体チップの外面を貫通する制御孔を備え、前記第１の収集チャネルが前記制御孔と前記第１の合流室との間の流体連通路を形成し、更に
前記制御孔と前記第１の合流室との間の結合部で前記第１の収集チャネルから分岐された回収チャネルと、
前記マイクロ流体チップの外面を貫通する回収孔を備え、前記回収チャネルが前記回収孔と前記第１の収集チャネルとの間の流体連通路を形成し、
該装置は更に、
前記回収孔に接続された回収チューブと、
前記制御孔に接続された制御チューブと、
前記マイクロ流体チップに接続され且つ前記第１の流体方向付けチャネルアセンブリのフロー調整を作動させるよう構成された第１のスイッチと、
前記制御チューブに取り付けられた第２のスイッチと、
前記回収チューブに取り付けられた第３のスイッチと、
前記第１の流体方向付けチャネルアセンブリのフロー調整を作動させるために前記第１のスイッチを活性化するように、前記第１の流体方向付けチャネルアセンブリのフロー調整を作動させる持続時間内に前記第１の収集チャネルにおいて試料取集を作動させるために前記第２のスイッチを活性化するように、且つ前記第１の収集チャネルにける前記試料収集の作動後に試料回収を作動させるために前記第３のスイッチを活性化するように構成されたプロセッサと、
を備える、
流体試料収集及び回収装置。
【請求項１０】
前記第１の流体方向付けチャネルアセンブリは、第１のバッファチャネルと、第２のバッファチャネルと、前記マイクロ流体チップの外面を貫通し前記第１のバッファチャネルと流体連通するバッファ調整孔とを備え、
前記第１の試料チャネルと前記第１のバッファチャネルと前記第２のバッファチャネルは前記第１の合流室の前記第１の辺で合流され、
前記第１の合流室につながる前記第１の試料チャネルの結合部は前記第１の合流室につながる前記第１のバッファチャネルの結合部と前記第１の合流室につながる前記第２のバッファチャネルの結合部との間に位置する、
請求項９に記載の流体試料収集及び回収装置。
【請求項１１】
前記バッファ調整孔につながるバッファ調整チューブを更に備え、前記第１のスイッチは前記バッファ調整チューブに取り付けられている、請求項１０に記載の流体試料収集及び回収装置。
【請求項１２】
前記マイクロ流体チップは更に、
第２の試料チャネルと、
第２の流体方向付けチャネルアセンブリと、
第２の合流室を備え、前記第２の試料チャネルと前記第２の流体方向付けチャネルアセンブリは該第２の合流室の第１の辺で合流され、更に
第２の収集チャネルと、
第２の排出チャネルを備え、前記第２の収集チャネルと前記排出チャネルは前記第２の合流室の第２の辺から分岐され、前記第２の合流室の前記第１の辺と前記第２の辺は対向辺であり、更に
前記第１の試料チャネルと前記第２の試料チャネルとの間の流体連通路を形成する接続チャネルを備える、請求項９−１１の何れかに記載の流体試料収集及び回収装置。
【請求項１３】
前記第２の流体方向付けチャネルアセンブリは、第１のバッファチャネルと、第２のバッファチャネルと、前記マイクロ流体チップの外面を貫通し前記第１のバッファチャネルと流体連通するバッファ調整孔とを備え、
前記第２の試料チャネルと前記第１のバッファチャネルと前記第２のバッファチャネルは前記第２の合流室の前記第１の辺で合流され、
前記第２の合流室につながる前記第２の試料チャネルの結合部は前記第２の合流室につながる前記第１のバッファチャネルの結合部と前記第２の合流室につながる前記第２のバッファチャネルの結合部との間に位置し、
前記流体試料収集及び回収装置は更に、
前記バッファ調整孔につながるバッファ調製チューブと、
前記バッファ調整チューブに取り付けられた第４のスイッチを備え、前記プロセッサは前記第４のスイッチを前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチと独立に活性化するように構成されている、請求項１２に記載の流体試料収集及び回収装置。
【請求項１４】
前記接続チャネルは前記接続チャネルの長手方向に沿って直列に接続された複数の長手方向粒子分離区分を備え、前記長手方向粒子分離区分の各々は少なくとも１つの湾曲部及び少なくとも１つのショートカット部を備え、前記湾曲部及びショートカット部は前記長手方向粒子分離区分の各々の両端の２つの結合部の間に並列に接続され、前記湾曲部の路長は前記ショートカット部の路長より長い、請求項１２に記載の流体試料収集及び回収装置。
【請求項１５】
マイクロ流体チップであって、該マイクロ流体チップは、第１の選別チャネルシステムと第２の選別チャネルシステムを備え、前記第１の選別チャネルシステム及び前記第２の選別チャネルシステムの各々は、
試料チャネルと、
第１のバッファチャネルと、
第２のバッファチャネルと、
前記マイクロ流体チップの外面を貫通し前記第１のバッファチャネルと流体連通するバッファ調整孔と、
合流室を備え、前記第１の試料チャネルと前記第１のバッファチャネルと前記第２のバッファチャネルは第１の辺で前記合流室され、更に
第１の収集チャネルと、
第１の排出チャネルを備え、前記第１の収集チャネルと前記第１の排出チャネルは前記合流室の第２の辺から分岐され、前記第１の辺と前記第２の辺は対向辺であり、更に
前記マイクロ流体チップの外面を貫通する回収孔を備え、前記第１の選別チャネルシステムの前記収集チャネルの少なくとも一部分が前記第１の選別チャネルシステムの前記回収孔と前記合流室との間の流体連通路を形成し、更に
前記第１の選別チャネルシステムの前記試料チャネルと前記第２の選別チャネルシステムの前記収集チャネルとの間の流体連通路を形成する接続チャネルを備える、
マイクロ流体チップ。
【請求項１６】
制御孔と回収孔とを更に備え、前記制御孔は前記マイクロ流体チップの外面を貫通し、前記第１の選別チャネルシステムの前記収集チャネルは前記第１の選別チャネルシステムの前記合流室と前記制御孔との間の流体連通を形成し、前記回収チャネルは前記第１の選別チャネルシステムの前記合流室と前記制御孔との間で前記第１の選別チャネルシステムの前記収集チャネルから分岐され、前記回収チャネルは前記第１の選別チャネルシステムの前記回収チャネルと前記回収孔との間の流体連通を形成する、請求項１５に記載のマイクロ流体チップ。
【請求項１７】
前記接続チャネルは該接続チャネルの長手方向に沿って連続的に接続された複数の長手方向粒子分離区分を備え、前記長手方向粒子分離区分の各々は少なくとも１つの湾曲部及び少なくとも１つのショートカット部を備え、前記湾曲部及びショートカット部は前記長手方向粒子分離区分の各々の両端の２つの結合部の間に並列に接続され、前記湾曲部の路長は前記ショートカット部のＲ長より長い、請求項１５又は１６に記載のマイクロ流体チップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞選別分野に関し、より詳しくは体液から生物細胞を分離し、収集し、回収する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ流体チップが様々な分野、特に、生物医学、生物化学などの生物関連分野、又は関連分野で使用されている。生物関連分野の用途では、血液試料がマイクロ流体チップで検査されている。通常、血液試料は様々な細胞を含み、希少細胞を選別する必要性が急速に広がっている。希少標的細胞集団は、血液試料中の循環腫瘍細胞（ＣＴＣ）、造血肝細胞（ＨＳＣ）及び循環胎児細胞（ＣＦＣ）を含み得る。これらの細胞を高い純度及び高い回収率で分離する能力は疾病スクリーニング及びモニタリングの大きな進歩を意味する。しかしながら、市販の細胞選別装置は希少細胞集団の選別に関する幾つかの制限を有し、例えば低い選択度、大きな試料損失、及び高い動作圧力が機能喪失又は他の解析の実行可能性をもたらし得る。従って、マイクロ流体チップ及び関連装置は依然として医療需要を満たす改良が要求されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、マイクロ流体チップ内の選別試料を回収する流体試料収集及び回収装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
いくつかの実施形態によれば、流体試料収集及び回収装置は、マイクロ流体チップと、回収チューブと、第１のスイッチと、第２のスイッチと、プロセッサとを含む。マイクロ流体チップは、第１の試料チャネルと、第１の流体方向付けチャネルアセンブリと、第１の合流室と、第１の収集チャネルと、第１の排出チャネルと、回収孔とを含む。第１の試料チャネルと第１の流体方向付けチャネルアセンブリは第１の合流室の第１の辺で合流される。第１の収集チャネルと第１の排出チャネルは第１の合流室の第２の辺から分岐され、第１の辺と前記第２の辺は対向辺である。回収孔はマイクロ流体チップの外面を貫通する。第１の収集チャネルは回収孔と第１の合流室との間の流体連通路を形成する。回収チューブは回収孔に接続される。第１のスイッチはマイクロ流体チップに接続され且つ第１の流体方向付けチャネルアセンブリのフロー調整を作動させるよう構成される。第２のスイッチは回収チューブに取り付けられる。プロセッサは、第１の流体方向付けチャネルアセンブリのフロー調整を作動させるために第１のスイッチを活性化し、且つ第１の流体方向付けチャネルアセンブリのフロー調整を作動させる持続時間内に第１の収集チャネルにおいて試料収集を作動させるために第２のスイッチを活性化するように構成される。
【０００５】
いくつかの実施形態によれば、第２のスイッチは回収チューブに取り外し可能に取り付けられる。
【０００６】
いくつかの実施形態によれば、第１の流体方向付けチャネルアセンブリは、第１のバッファチャネルと、第２のバッファチャネルと、マイクロ流体チップの外面を貫通して第１のバッファチャネルと流体連通するバッファ調整孔とを含む。第１の試料チャネル、第１のバッファチャネル及び第２のバッファチャネルは第１の合流室の第１の辺で合流する。第１の合流室につながる第１の試料チャネルの結合部は第１の合流室につながる第１のバッファチャネルの結合部と第１の合流室につながる第２のバッファチャネルの結合部との間に位置する。
【０００７】
いくつかの実施形態によれば、バッファ調整チューブ（ＢＡＴ）が更に第１の流体方向付けチャネルアセンブリのバッファ調整孔につながり、第１のスイッチがバッファ調整チューブに取り付けられる。
【０００８】
いくつかの実施形態によれば、マイクロ流体チップは更に、第２の試料チャネルと、第２の流体方向付けチャネルアセンブリと、第２の合流室と、第２の収集チャネルと、第２の排出チャネルと、接続チャネルとを含む。第２の試料チャネル及び第２の流体方向付けチャネルアセンブリは第２の合流室の第１の辺で合流される。第２の収集チャネル及び前記排出チャネルは前記第２の合流室の第２の辺から分岐され、第２の合流室の第１の辺と第２の辺は対向辺である。接続チャネルは第１の試料チャネルと第２の試料チャネルとの間の流体連通路を形成する。
【０００９】
いくつかの実施形態によれば、第２の流体方向付けチャネルアセンブリは、第１のバッファチャネルと、第２のバッファチャネルと、前記マイクロ流体チップの外面を貫通し、第１のバッファチャネルと流体連通するバッファ調整孔とを備える。第２の試料チャネル、第１のバッファチャネル及び第２のバッファチャネルは第２の合流室の第１の辺で合流される。第２の合流室につながる第２の試料チャネルの結合部は第２の合流室につながる第１のバッファチャネルの結合部と第２の合流室につながる第２のバッファチャネルの結合部との間に位置する。
【００１０】
いくつかの実施形態によれば、更にバッファ調整チューブを第２の流体方向付けチャネルアセンブリのバッファ調整孔に接続し、第３のスイッチをバッファ調整チューブに取り付ける。
【００１１】
いくつかの実施形態によれば、第１のスイッチ、第２のスイッチ及び第３のスイッチはプロセッサによって独立に活性化される。
【００１２】
いくつかの実施形態によれば、接続チャネルは該接続チャネルの長手方向に沿って直列に接続された複数の長手方向粒子分離区分を含み、長手方向粒子分離区分の各々は少なくとも１つの湾曲部と少なくとも１つのショートカット部を備え、湾曲部とショートカット部は長手方向粒子分離区分の各々の両端の２つの結合部の間に並列に接続され、湾曲部の路長はショートカット部の路長より長い。
【００１３】
本発明は別の流体試料収集及び回収装置も提供し、該装置は、マイクロ流体チップと、回収チューブと、第１のスイッチと、第２のスイッチと、第３のスイッチと、プロセッサとを含む。マイクロ流体チップは、第１の試料チャネルと、第１の流体方向付けチャネルアセンブリと、第１の合流室と、第１の収集チャネルと、第１の排出チャネルと、制御孔と、回収チャネルと、回収孔とを含む。第１の試料チャネルと第１の流体方向付けチャネルアセンブリは第１の合流室の第１の辺で合流される。第１の収集チャネルと第１の排出チャネルは第１の合流室の第２の辺から分岐され、第１の辺と前記第２の辺は対向辺である。制御孔はマイクロ流体チップの外面を貫通し、第１の収集チャネルは制御孔と第１の合流室との間の連通路を形成する。回収チャネルは制御孔と第１の合流室との間の結合部で第１の収集チャネルから分岐される。回収孔はマイクロ流体チップの外面を貫通し、回収チャネルは回収孔と第１の収集チャネルとの間の流体連通路を形成する。第１の収集チャネルは回収孔と第１の合流室との間の流体連通路を形成する。回収チューブは回収孔に制御される。制御チューブは制御孔に接続される。第１のスイッチはマイクロ流体チップに接続され、第１の流体方向付けチャネルアセンブリのフロー調整を作動させるよう構成される。第２のスイッチは制御チューブに取り付けられる。第３のスイッチは回収チューブに取り付けられる。プロセッサは、第１の流体方向付けチャネルアセンブリのフロー調整を作動させるために第１のスイッチを活性化し、第１の流体方向付けチャネルアセンブリのフロー調整を作動させる持続時間内に第１の収集チャネルにおいて試料収集を作動させるために第２のスイッチを活性化し、且つ第１の収集チャネルにおける試料収集の作動後に試料回収を作動させるために第３のスイッチを活性化するように構成される。
【００１４】
いくつかの実施形態によれば、プロセッサは第３のスイッチの活性化時に第２のスイッチの活性化を停止するように構成される。
【００１５】
いくつかの実施形態によれば、第１の流体方向付けチャネルアセンブリは、第１のバッファチャネルと、第２のバッファチャネルと、マイクロ流体チップの外面を貫通し、前記第１のバッファチャネルと流体連通するバッファ調整孔とを備える。第１の試料チャネル、第１のバッファチャネル及び第２のバッファチャネルは第１の合流室の第１の辺で合流される。第１の合流室につながる第１の試料チャネルの結合部は第１の合流室につながる第１のバッファチャネルの結合部と第１の合流室につながる第２のバッファチャネルの結合部との間に位置する。
【００１６】
いくつかの実施形態によれば、バッファ調整チューブをバッファ調整孔に接続し、第１のスイッチをバッファ調整チューブに取り付ける。
【００１７】
いくつかの実施形態によれば、マイクロ流体チップは、第２の試料チャネルと、第２の流体方向付けチャネルアセンブリと、第２の合流室と、第２の収集チャネルと、第２の排出チャネルと、接続チャネルとを含む。第２の試料チャネルと第２の流体方向付けチャネルアセンブリは第２の合流室の第１の辺で合流される。第２の収集チャネルと第２の排出チャネルは第２の合流室の第２の辺から分岐され、第２の合流室の第１の辺は第２の混合室の第２の辺と対向している。接続チャネルは第１の試料チャネルと第２の試料チャネルとの間の流体連通路を形成する。
【００１８】
いくつかの実施形態によれば、第２の流体方向付けチャネルアセンブリは、第１のバッファチャネルと、第２のバッファチャネルと、マイクロ流体チップの外面を貫通して前記第１のバッファチャネルと流体連通するバッファ調整孔とを備える。第２の試料チャネルと第１のバッファチャネルと第２のバッファチャネルは第２の合流室の第１の辺で合流される。第２の合流室につながる第２の試料チャネルの結合部は第２の合流室につながる第１のバッファチャネルの結合部と第２の合流室につながる第２のバッファチャネルの結合部との間に位置する。流体試料収集及び回収装置は更に、バッファ調整孔につながるバッファ調製チューブと、バッファ調整チューブに取り付けられた第４のスイッチとを備え、プロセッサは第１のスイッチ、第２のスイッチ及び第３のスイッチと独立に第４のスイッチを活性化するように構成されている。
【発明の効果】
【００１９】
以上を考慮すると、いくつかの実施形態による流体試料収集及び回収装置は、マイクロ流体チップからの試料流体中の選別された試料を回収するために使用することができる。従って、回収した試料を外部デバイス又は装置での処理、検査又は他の操作のために使用することができる。
【００２０】
以上の説明をより分かりやすくするために、いくつかの実施形態を図面とともに以下で詳細に説明する。
【００２１】
添付図面は本発明の更なる理解を与えるために含まれ、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部をなす。図面は本発明の代表的な実施形態を示し、詳細な説明とともに本発明の原理を説明するために役立つものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態による、流体試料を収集し回収する装置を概略的に示す。
【図２】本発明の別の実施形態による、流体試料を収集し回収する装置を概略的に示す。
【図３】本発明の一実施形態によるマイクロ流体チップを概略的に示す。
【図４】本発明の別の実施形態によるマイクロ流体チップを概略的に示す。
【図５】図５Ａ−５Ｄは本発明の幾つかの実施形態によるそれぞれの接続チャネルを概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態による、流体試料収集及び回収装置を概略的に示す。図１を参照すると、流体試料収集及び回収装置１０は、マイクロ流体チップ１００と、第１のスイッチＳＷ１と、第２のスイッチＳＷ２と、プロセッサＰＲとを含む。第１のスイッチＳＷ１はバッファ調整チューブＢＡＴを介してマイクロ流体チップ１００に接続され、第２のスイッチＳＷ２は回収チューブＲＴを介してマイクロ流体チップ１００に接続される。加えて、バッファ流体を１つ以上の対応するチューブを介してマイクロ流体チップ１００に供給するためにバッファ源ＢＳを流体試料収集及び回収装置１０内に更に含んでよい。プロセッサＰＲはバッファ源ＢＳのみならず第１のスイッチＳＷ１及び第２のスイッチＳＷ２も制御するように構成される。
【００２４】
本実施形態では、バッファ調整チューブＢＡＴはマイクロ流体チップ１００とバッファ源ＢＳとの間の流体連通路を確立する。第１のスイッチＳＷ１はバッファ調整チューブＢＡＴに取り付けられ、バッファ源ＢＳからマイクロ流体チップ１００に入るバッファ流体の流速及び／又は量を調整することができる。回収チューブＲＴは一端で回収孔１６０を介してマイクロ流体チップ１００に接続することができ、回収チューブＲＴの他端は容器Ｃ１に接続することができる。第２のスイッチＳＷ２は回収チューブＲＴに取り外し可能に接続してもよい。従って、回収チューブＲＴ内を移動する流体は、回収チューブＲＴから第２のスイッチＳＷ２を取り外して、容器Ｃ１に流入するようにしてもよい。
【００２５】
本明細書において、本及び以下の実施形態におけるいわゆるチャネルは、５μｍ〜５ｃｍの範囲内の幅、５μｍ〜５ｃｍの範囲内の長さ、及び５μｍ〜５ｃｍの範囲内の深さを有してよいが、これに限定されず、本及び以下の実施形態におけるいわゆる孔は、マイクロ流体チップの外面を貫通し、対応するチャネルと外面の間に流体連通路を確立する、孔又は開口としてよい。
【００２６】
本実施形態では、マイクロ流体チップ１００は、試料チャネル１１０、流体方向付けチャネルアセンブリ１２０、合流室１３０、排出チャネル１４０、及び収集チャネル１５０を含む。試料チャネル１１０、流体方向付けチャネルアセンブリ１２０、排出チャネル１４０及び収集チャネル１５０はすべて合流室１３０と流体連通する。試料チャネル１１０及び流体方向付けチャネルアセンブリ１２０は合流室１３０の第１の辺１３２で合流され、収集チャネル１５０及び排出チャネル１４０は合流室１３０の第２の辺１３４から分岐され、ここで第１の辺１３２と第２の辺１３４は対向辺である。
【００２７】
本実施形態では、流体方向付けチャネルアセンブリ１２０は第１のバッファチャネル１２２、第２のバッファチャネル１２４、及びマイクロ流体チップ１００の外面を貫通し第１のバッファチャネル１２２と流体連通するバッファ調整孔１２６を含む。第１のスイッチＳＷ１が取り付けられたバッファ調整チューブＢＡＴが第１のバッファチャネル１２２と流体連通するように、バッファ調整チューブＢＡＴはバッファ調整孔１２６に挿入される。試料チャネル１１０、第１のバッファチャネル１２２及び第２のバッファチャネル１２４は合流室１３０の第１の辺で合流する。試料チャネル１１０、第１のバッファチャネル１２２及び第２のバッファチャネル１２４は同一平面上にしてよく、第１のバッファチャネル１２２及び第２のバッファチャネル１２４は試料チャネル１１０の両側に配置される。従って、図１に示すように、合流室１３０につながる試料チャネルの結合部は、合流室１３０につながる第１のバッファチャネル１２２の結合部と合流室１３０につながる第２のバッファチャネル１２４の結合部との間に配置してよい。具体的には、合流室１３０につながる第１のバッファチャネル１２２の結合部は合流室１３０につながる排出チャネル１４０の結合部に対応するよう配置し、合流室１３０につながる第２のバッファチャネル１２４の結合部は合流室１３０につながる収集チャネル１５０の結合部に対応するように配置してよい。
【００２８】
更に、試料チャネル１１０には合流室１３０から遠く離れた遠位端に試料入口孔１１２を形成してよく、且つ２つのバッファ入口孔１２８を合流室１３０から遠く離れた第１のバッファチャネル１２２の遠位端及び合流室１３０から遠く離れた第２のバッファチャネル１２４の遠位端にそれぞれ形成してよいが、バッファ調整孔１２６は合流室１３０と第１のバッファチャネル１２２のバッファ入口孔１２８との間に配置してよい。試料チャネル１１０、第１のバッファチャネル１２２及び第２のバッファチャネル１２４の各々には更に、入口孔（試料入口孔１１２及びバッファ入口孔１２８）と合流室１３０との間にフィルタ部ＦＳを形成してよい。フィルタ部ＦＳは注入される試料流体及びバッファ流体中の望ましくない粒子又は汚染物質を濾過する複数のフィルタスリットを含んでよい。
【００２９】
排出チャネル１４０には合流室１３０から遠く離れた遠位端に排出出口孔１４２を形成してよい。排出出口孔１４２はマイクロ流体チップ１００の外面を貫通し、排出チャネル１４０と流体連通する。
【００３０】
マイクロ流体チップ１００は更に、合流室１３０から遠く離れた収集チャネル１５０の遠位端に形成された回収孔１６０を含んでよい。回収チューブＲＴが回収孔１６０に挿入され、回収チャネル１５０と流体連通される。排出チャネル１４０及び収集チャネル１５０は第２の辺１３４で合流室１３０から退出させることができる。いくつかの実施形態では、流体は入口孔（試料入口孔１１２及びバッファ入口孔１２８）を通してマイクロ流体チップ１００に流入させ、排出出口孔１４２及び／又は回収孔１６０を通してマイクロ流体チップ１００から排出することができる。従って、流体の流れ方向に基づいて、合流室１３０の第１の辺１３２は上流側とみなすことができ、合流室１３０の第２の辺１３４は下流側とみなすことができる。
【００３１】
いくつかの実施形態では、流体試料収集及び回数装置１０を用いて収集及び回収される流体試料は全血試料とし得る。血液試料は試料入口孔１１２に注入され、試料チャネル１１０を通って合流室１３０に流入し得る。血液試料が試料チャネル１１０に注入される間、プロセッサＰＲは、バッファ流体をバッファ入口孔１２８及びバッファ調整孔１２６を通してマイクロ流体チップ１００に供給するようにバッファ源ＢＳを制御し得る。従って、バッファ源ＢＳからのバッファ流体は第１のバッファチャネル１２２及び第２のバッファチャネル１２４を経て進み、合流室１３０に流入し得る。すなわち、バッファ流体及び試料流体は合流室１３０内で合流する。
【００３２】
操作前に、血液試料は蛍光イムノアッセイを管理するために既知の試薬と混合し、試料流体中の蛍光染色された標的細胞を光学的検出技術により検出することができる。例えば、リニア光ビームによって試料流体チャネル１１０を横切るようにマイクロ流体チップ１００を照射することができる。蛍光染色細胞がリニア光ビームを通過すると、リニア光ビームは吸収または別の波長に変換され、これにより検出器又はユーザが標的細胞の存在を決定することが可能になる。
【００３３】
操作中、プロセッサＰＲはバッファ流体の所望の流束（流量）をマイクロ流体チップ１００に供給するようにバッファ源ＢＳを制御することができる。標的細胞が検出されない場合、第１のバッファチャネル１２２中を移動するバッファ流体の流量を約１１０μｌ/ｍｉｎとし、第２のバッファチャネル１２４中を移動するバッファ流体の流量を約１３５０μｌ/ｍｉｎとすることによって、試料流体を合流室１３０から排出チャネル１４０に入る方向に向けることができる。従って、試料流体はマイクロ流体チップ１００から排出チャネル１４０の末端の排出出口孔１４２を経て排出することができる。
【００３４】
標的細胞が試料流体中に検出される場合、プロセッサＰＲは、バッファ源ＢＳからより多くのバッファ流体が第１のバッファチャネル１２２に流入できるように第１のスイッチＳＷ１を活性化する。その結果、第１のバッファチャネル１２２を流れるバッファ流体の流量が増加して合流室１３０内で試料流体の流れを押して収集チャネル１５０に流入させることができる。例えば、第１のスイッチＳＷ１の活性状態下では、第１のバッファチャネル１２２内のバッファ流体の流量は６００μｌ/ｍｉｎとし、第２のバッファ流体チャネル１２４内のバッファ流体の流量は９９μｌ/ｍｉｎとすることができる。流体方向づけチャネルアセンブリ１２０の流量調整を作動させる時間内に、プロセッサＰＲは更に、収集チャネル１５０内で試料収集を作動させるように第２のスイッチＳＷ２を制御することができる。第２のスイッチＳＷ２の活性化によって合流室１３０内の流体をより効率よく収集チャネル１５０に流入させることが可能になり、標的細胞を回収することができ、回収チューブＲＴにとどまるアリコートを小さくすることができる。
【００３５】
第１のスイッチＳＷ１及び第２のスイッチＳＷ２の活性化はプロセッサＰＲによって同期的に又は非同期的に開始することができる。一つの実施形態では、プロセッサＰＲは、標的細胞が試料流体中に検出されない場合に、第１のスイッチＳＷ１及び第２のスイッチＳＷ２を同時に不活性化する。別の実施形態では、試料流体中の標的細胞の検出時に、プロセッサＰＲは第１のスイッチＳＷ１及び第２のスイッチＳＷ２を同時に活性化するか、或いは第１のスイッチＳＷ１及び第２のスイッチＳＷ２を異なる時点で活性化する。従って、第１のスイッチの活性化の持続時間及び第２のスイッチＳＷ２の活性化の持続時間を部分的に又は完全に重複させることができる。好ましい実施形態では、第１のスイッチの活性化は第２のスイッチＳＷ２の活性化より遅らせる。第１のスイッチＳＷ１を活性化する遅延時間は、標的細胞の決定が行われる位置と、前記決定位置から合流室１３０と収集チャネル１５０との結合部までの試料流体の移動距離と試料流体の流速とによって決めることができる。加えて、第１のスイッチＳＷ１の活性化の持続時間も、収集チャネル１５０に流入する試料流体の不要部分の量を制限するためにプロセッサＰＲによって制御することができる。例えば、第１のスイッチＳＷ１の活性化及び第２のスイッチＳＷ２の活性化の各動作は１ｍｓ(ミリ秒)〜５秒の持続時間としてよい。
【００３６】
動作の終了時に、回収チューブＲＴ内の回収された標的細胞は更に容器Ｃ１に収集することができる。いくつかの実施形態では、第２のスイッチＳＷ２は回収チューブＲＴから取り外し、バッファ源ＢＳからのバッファ流体は第１のバッファチャネル１２２及び第２のバッファチャネル１２４に連続的に供給し、回収試料流体が回収チューブＲＴから容器Ｃ１に放出させるようにしてもよい。いくつかの実施形態では、容器Ｃ１はバイアル又はエッペンドルフ製品であってよく、容器Ｃ１内の収集試料は更なる実験又は分析のために使用することができる。
【００３７】
図２は本発明の別の実施形態による流体試料収集及び回収装置を概略的に示す。図２を参照すると、流体試料収集及び回収装置２０は、マイクロ流体チップ２００と、第１のスイッチＳＷ１と、第２のスイッチＳＷ２と、第３のスイッチＳＷ３と、プロセッサＰＲとを含む。特に、第１のスイッチＳＷ１はバッファ調整チューブＢＡＴを介してマイクロ流体チップ２００に接続することができ、第２のスイッチＳＷ２は制御チューブＣＴを介してマイクロ流体チップ２００に接続することができ、且つ第３のスイッチＳＷ３は回収チューブＲＴを介してマイクロ流体チップ２００に接続することができる。加えて、バッファ流体を１つ以上の対応するチューブを介してマイクロ流体チップ２００に供給するために、流体試料収集及び回収装置１０内にバッファ源ＢＳを更に含むことができる。本実施形態では、第１のスイッチＳＷ１及び第２のスイッチＳＷ２の機能及び配置、及びマイクロ流体チップ２００のチャネルレイアウトの一部分はマイクロ流体チップ１００と同様にしてよい。
【００３８】
本実施形態では、マイクロ流体チップ２００は、試料チャネル１１０と、第１のバッファチャネル１２２及び第２のバッファチャネル１２４を含む流体方向づけチャネルアセンブリ１２０と、合流室１３０と、排出チャネル１４０と、収集チャネル１５０と、回収チャネル２７０とを含む。試料チャネル１１０、流体方向づけチャネルアセンブリ１２０、合流室１３０、排出チャネル１４０、及び収集チャネル１５０の接続関係及びチャネルレイアウトは図１に記載のものと同様にすることができ、ここで繰り返し言及しない。マイクロ流体チップ２００は、限定されないが、収集チャネル１５０から接合部ＪＴで分岐した回収チャネル２７０を更に含み、収集チャネル１５０から遠い回収チャネル２７０の遠位端に回収孔２６０が形成され、合流室１３０から遠い収集チャネル１５０の遠位端に制御孔２５２が形成される点で、マイクロ流体チップ１００と異なり得る。本実施形態では、回収チューブＲＴは回収孔２６０に挿入されて回収チャネル２７０と連通し、第３のスイッチＳＷ３が回収チューブＲＴに取り付けられる。加えて、制御チューブＣＴは制御孔２５２に挿入され、このチューブに第２のスイッチＳＷ２が取り付けられる。
【００３９】
本実施形態では、プロセッサＰＲは第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２及びバッファ源ＢＳを制御するよう構成することができ、且つ限定ではないが、試料回収を作動させるために第３のスイッチＳＷ３を制御するように構成することができる。流体試料収集及び回収装置２００の動作は流体試料収集及び回収装置１００の動作と部分的に同じとすることができる。例えば、試料流体を試料孔１１２を介してマイクロ流体チップ２００に注入し、同時にバッファ源ＢＳからのバッファ流体をバッファ入口孔１２８を介して第１のバッファチャネル１２２及び第２のバッファチャネル１２４に注入することができる。従って、試料流体１１０中を移動する試料流体、第１のバッファチャネル１２２中を移動するバッファ流体及び第２のバッファチャネル１２４中を移動するバッファ流体は合流室１３０に合流することができ、合流室１３０内において試料流体の流れ方向を第１のバッファチャネル１２２と第２のバッファチャネル１２４からのバッファ流体によって指示することができる。
【００４０】
流体試料収集及び回収装置１０の動作を示すための上述の標的試料の決定は本実施形態にも適用することができ、ここで繰り返し言及しない。標的試料が検出されない場合には、プロセッサＰＲは、合流室１３０内の試料流体の流れが排出チャネル１４０に入る方向に向けられるように、所望の流量のバッファ流体を第１のバッファチャネル１２２及び第２のバッファチャネル１２４に供給するようバッファ源ＢＳを制御することができる。試料チャネル１１０内を移動する試料流体中の標的試料の検出時に、プロセッサＰＲは更に第１のスイッチＳＷ１を活性化して第１のバッファチャネル１２２のバッファ流体の流量を調整することができ、その結果、合流室１３０内の試料流体は収集チャネル１５０に入る。従って、合流室１３０から収集チャネル１５０に入る試料流体は標的試料を含む選別された試料流体である。
【００４１】
第１のスイッチＳＷ１の活性化中に、プロセッサＰＲは第２のスイッチＳＷ２を活性化することもできる。第１のスイッチＳＷ１及び第２のスイッチＳＷ２を活性化する順序及び期間は図１の実施形態の動作を示す上記の説明を参照することができる。第２のスイッチＳＷ２の活性化は収集チャネル１５０内の流体が制御チューブＣＴに向かって移動することを可能にするため、合流室１３０内の選別された試料流体はより効率よく収集チャネル１５０に入ることが可能になる。
【００４２】
その後、第１のスイッチＳＷ１及び第２のスイッチＳＷ２が停止された後に、試料回収動作のために第３のスイッチＳＷ３を活性化することができ、その結果として収集チャネル１５０内の選別された試料流体は収集チャネル１５０から回収チャネル２７０に入り、回収チャネル２７０及び回収チューブＲＴを通過して、さらに容器Ｃ１に入ることができる。いくつかの実施形態では、第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２及び第３のスイッチＳＷ３はプロセッサＰＲにより同時に活性化し及び不活性化してよい。いくつかの実施形態では、第１のスイッチＳＷ１を最初に活性化し、第２のスイッチＳＷ２及び第３のスイッチＳＷ３は第１のスイッチＳＷ１の不活性化後に同時に活性化してよい。いくつかの実施形態では、第１のスイッチＳＷ１及び第２のスイッチＳＷ２は同時に活性化し、第３のスイッチＳＷ３はその後に活性化してよい。更に別の実施形態では、第２のスイッチＳＷ２を最初に活性化し、第３のスイッチＳＷ３及び第１のスイッチＳＷ１はその後遅れて活性化してよい。本明細書に記載するように、スイッチの活性化順序及び開時間を標的試料の特性に基づいてどのように選択するかは当業者の知るところであろう。一つの特定の例では、各スイッチの活性化時間は１ｍｓ（ミリ秒）〜５秒の間持続してよい。
【００４３】
図３は、図１に記載したマイクロ流体チップ１００の別の実施形態であるマイクロ流体チップ３００を概略的に示す。図３を参照すると、マイクロ流体チップ３００は、第１の選別チャネルシステム３１０と、接続チャネル３２０と、第２の選別チャネルシステム３３０とを含むことができる。第１の選別チャネルシステム３１０は、第１の試料チャネル３１２と、第１の流体方向付けチャネルアセンブリ３１４と、第１の排出チャネル３１６と、第１の収集チャネル３１８とを含むことができ、第１の流体方向付けチャネルアセンブリ３１４は第１の試料チャネル３１２の両側に位置する第１のバッファチャネル３１４Ａと第２のバッファチャネル３１４Ｂを含むことができる。第１の選別チャネルシステム３１０は更に第１の合流室３１０Ａを含むことができる。加えて、バッファ調整孔ＢＡＨ１を第１のバッファチャネル３１４Ａに形成することができ、回収孔３４０Ａを第１の合流室３１０Ａから遠い第１の収集チャネル３１８の遠位端に形成することができる。バッファ調整チューブＢＡＴ１はバッファ調整孔ＢＡＨ１に挿入され、回収チューブＲＴは回収孔３４０に挿入される。第１のスイッチＳＷ１及び第２のスイッチＳＷ２はそれぞれバッファ調整チューブＢＡＴ１及び回収チューブＲＴに取り付けられる。第１の選別チャネルシステム３１０の接続関係及び動作のメカニズムは図１に記載のマイクロ流体チップ１００と同様であり、ここで繰り返し言及しない。  
【００４４】
第２の選別チャネルシステム３３０は、第２の試料チャネル３３２と、第２の流体方向付けチャネルアセンブリ３３４と、第２の排出チャネル３３６と、第２の収集チャネル３３８とを含むことができ、第２の流体方向付けチャネルアセンブリ３３４は第２の試料チャネル３３２の両側に位置する第１のバッファチャネル３３４Ａ及び第２のバッファチャネル３３４Ｂを含むことができる。加えて、接続チャネル３２０が第２の収集チャネル３３８と第１の試料チャネル３１２との間に接続され、それらの間の流体連通路を確立する。
【００４５】
同様に、第２の選別チャネルシステム３３０は更に第２の合流室３３０Ａを含むことができる。第２の試料チャネル３３２と第１のバッファチャネル３３４Ａと第２のバッファチャネル３３４Ｂは第２の合流室３３０Ａの第１の辺で合流することができ、第２の排出チャネル３３６と第２の収集チャネル３３８は第２の合流室３３０Ａの第２の辺から分岐することができ、ここで第１の辺及び第２の辺は第２の合流室３３０Ａの２つの対向辺である。加えて、第１のバッファチャネル３３４Ａはバッファ調整孔ＢＡＨ２を備え、バッファ調整孔ＢＡＨ２に別のバッファ調整チューブＢＡＴ２が挿入され、バッファ調整チューブＢＡＴ２に別のスイッチ、例えば第４のスイッチＳＷ４、が取り付けられる。
【００４６】
いくつかの実施形態では、試料流体が第２の合流室３３０Ａから遠く離れた第２の試料チャネル３３２の遠位端の試料入口孔３３２Ａを介してマイクロ流体チップ３００に注入される。試料流体の注入とともに、バッファ源（図示せず）もバッファ流体を第１のバッファチャネル３３４Ａ及び第２のバッファチャネル３３４Ｂに供給することができる。従って、第２の試料チャネル３３２を移動する試料流体と第１のバッファチャネル３３４Ａ及び第２のバッファチャネル３３４Ｂを移動するバッファ流体は第２の合流室３３０Ａ内で合流し得る。試料流体は、第１のバッファチャネル３３４Ａ中のバッファ流体と第２のバッファチャネル３３４Ｂ中のバッファ流体のフロー状態の差に応じて第２の収集チャネル３３８か排出チャネル３３６の何れかに向けられる。
【００４７】
本明細書に記載したように、マイクロ流体チップ３００は更に追加の選別チャネルシステム、第２の選別システム３３０、を備える。試料流体中の標的細胞は前もって第２の選別チャネルシステム３３０内で収集され、濃縮されるため、第１の選別チャネルシステム３１０内の標的細胞／標的試料の回収純度はマイクロ流体チップ１００と比較して大幅に増加する。マイクロ流体チップ内を移動する試料流体中の標的試料を検出する方法は従来知られている。標的試料の検出時に、プロセッサ（図示せず）は第４のスイッチＳＷ４を活性化して第１のバッファチャネル３３４Ａ内を移動するバッファ流体の流量を増加させることができる。第１のバッファチャネル３３４Ａ内のバッファ流体の流量が増加した状態下では、標的試料を含む試料流体の流れは第２の収集チャネル３３８に入るように方向付けられる。標的試料を含む選別試料流体は更に接続チャネル３２０を通って移動し、第１の選別チャネルシステム３１０の第１の試料チャネル３１２に入ることができる。
【００４８】
図４は、図２に記載したマイクロ流体チップ２００の別の実施形態であるマイクロ流体チップ４００を概略的に示す。図４を参照すると、マイクロ流体チップ４００はマイクロ流体チップ３００に類似し、両実施形態に記載する同様又は同一のコンポーネントは同じ参照番号で示されている。具体的には、マイクロ流体チップ４００は第１の収集チャネル３１８から分岐した回収チャネル４５０を更に含む。第１の収集チャネル３１８の遠位端に形成された孔は制御孔４６０として機能し、回収チャネル４５０の遠位端に形成された孔は回収孔４４０として機能する。第１の収集チャネル３１８に接続される回収チャネル４５０の結合部は第１の合流室３１０Ａと制御孔４６０との間に位置する。加えて、第１の選別チャネルシステム３１０、回収チャネル４５０、制御孔４６０及び回収孔４４０の機能及び動作は図２の実施形態の説明を参照してよい。
【００４９】
図３及び図４の実施形態では、第１の選別チャネルシステム３１０と第２の選別チャネルシステム３３０との間に接続された接続チャネル３２０は単一細胞の懸濁液を生成するように設計することができる。細胞間の距離を大きくすることによって、標的細胞を非標的細胞からさらに分離することができ、よって接続チャネル３２０から第１の選別チャネルシステム３１０に入る試料流体に対する標的試料の決定をより高精度にすることができる。本発明によれば、接続チャネル３２０は接続チャネル３２０の長手方向に沿って直列に接続された複数の長手方向粒子分離区分を有するように設計することができる。複数の長手方向粒子分離区分の各々は少なくとも１つの湾曲部と少なくとも１つのショートカット部を備え、湾曲部とショートカット部は長手方向粒子分離区分の各区分の両端の２つの結合部の間に並列に接続され、湾曲部の路長はショートカット部の路長より大きい。図５Ａ−５Ｄは長手方向粒子分離区分を有する接続チャネルのいくつかの模範的な例であるが、本発明はこれらの例に限定されない。
【００５０】
図５Ａは一実施形態による接続チャネルを概略的に示す。図５Ａにおいて、接続チャネル３２０Ａは、接続チャネル３２０Ａの長手方向Ｅ３２０Ａに沿って直列に接続された複数の長手方向粒子分離区分３２２Ａを含む。長手方向粒子分離区分３２２Ａの各々は２つの湾曲部３２２２Ａと２つの湾曲部３２２２Ａ間に位置するショートカット部３２２４Ａとを含む。湾曲部３２２２Ａとショートカット部３２２４Ａは１つの長手方向粒子分離区分３２２Ａの両端の２つの結合部の間に並列に接続され、２つの結合部は図５Ａに明確に示されていないが、破線の位置に対応する。例えば、湾曲部３２２２Ａ及びショートカット部３２２４Ａの各々の２つの端部は一緒に結合されて２つの結合部を形成し、湾曲部３２２２Ａとショートカット部３２２４Ａは長手方向に並列に配列される。従って、長手方向粒子分離区分３２２Ａは３つの流路Ｐ１，Ｐ２及びＰ３を規定し、３つの流路Ｐ１，Ｐ２及びＰ３は個別の流路であり、２つの結合部においてのみ流体連通する。図５Ａに示すように、流路Ｐ１は湾曲部３２２２Ａの１つにより規定され、流路Ｐ２はショートカット部３２２２４Ａにより規定され、流路Ｐ３は他の湾曲部３２２２Ａにより規定される。本実施形態では、湾曲部３２２２Ａの各々は円弧形状部であるが、ショートカット部３２２４Ａは直線形部である。従って、各湾曲部３２２２Ａの路長、例えば流路Ｐ１又はＰ３の長さはショートカット部３２２４Ａの路長、例えば流路Ｐ２の長さより長い。流路Ｐ１，Ｐ２及びＰ３に沿って移動する試料流体は様々な速度で移動し得るために試料流体中の粒子は互いにさらに引き離されることになる。
【００５１】
図５Ｂは別の実施形態による接続チャネルを概略的に示す。図５Ｂにおいて、接続チャネル３２０Ｂは接続チャネル３２０Ｂの長手方向Ｅ３２０Ｂに沿って直列に接続された複数の長手方向粒子分離区分３２２Ｂを含むことができる。湾曲部３２２２Ｂとショートカット部３２２４Ｂは１つの長手方向粒子分離区分３２２Ｂの両端の２つの結合部の間に並列に接続され、２つの結合部は図５Ｂに明確に示されていないが、破線の位置に対応する。本実施形態では、長手方向粒子分離区分３２２Ｂの各々は湾曲部３２２２Ｂと、該湾曲部３２２２Ｂと並列のショートカット部３２２４Ｂとを含む。具体的には、湾曲部３２２２Ｂの路長がショートカット部３２２４Ｂの路長より長くなるように、湾曲部３２２２Ｂは円弧形状部とし、ショートカット部３２２４Ｂは直線形部としてよい。加えて、２つの隣接する長手方向粒子分離区分３２２Ｂ内の湾曲部３２２２Ｂとショートカット部３２２４Ｂの配置関係を異ならせてよい。例えば、１つの長手方向粒子分離区分３２２Ｂ１のショートカット部３２２４Ｂは接続チャネル３２０Ｂの長手方向Ｅ３２０Ｂにおける次の長手方向粒子分離区分３２２Ｂ２の湾曲部３２２２Ｂに接続することができる。従って、１つの長手方向粒子分離区分３２２Ｂの湾曲部３２２２Ｂ内を移動する試料流体は次の長手方向粒子分離区分３２２Ｂのショートカット部３２２４Ｂに入り、逆の場合も同様である。加えて、１つの長手方向粒子分離区分の湾曲部３２２２Ｂ内を移動する試料流体の一部分は斜めに移動して次の長手方向粒子分離区域３２２Ｂの湾曲部３２２２Ｂに入ることができ、これは粒子の移動路を更に延長する。従って、長手方向粒子分離区分３２２Ｂ内を移動する試料流体中の粒子は様々な速度で移動し得るために互いに更に引き離されることになる。
【００５２】
図５Ｃは本発明の他の実施形態による接続チャネルを概略的に示す。図５Ｃに示すように、接続チャネル３２０Ｃは第１の分岐部３２０Ｃ１及び第２の分岐部３２０Ｃ２を含むことができる。第１の分岐部３２０Ｃ１及び第２の分岐部３２０Ｃ２は並列に接続される。言い換えれば、第１の分岐部３２０Ｃ１及び第２の分岐部３２０Ｃ２は接続チャネル３２０Ｃの一端で結合され、且つ第１の分岐部３２０Ｃ１及び第２の分岐部３２０Ｃ２はまた接続チャネル３２０Ｃの他端でも結合され、接続チャネル３２０Ｃの両端間で、第１の分岐部３２０Ｃ１と第２の分岐部３２０Ｃ２は独立してそれぞれの流路を規定する。第１の分岐部３２０Ｃ１は第２の分岐部３２０Ｃ２と類似又は同一のチャネルレイアウトを有してよい。具体的には、第１の分岐部３２０Ｃ１及び第２の分岐部３２０Ｃ２の各々は図５Ｂに示す接続チャネル３２０Ｂとほぼ同一のチャネル設計にしてよい。すなわち、第１の分岐部３２０Ｃ１及び第２の分岐部３２０Ｃ２の各々は複数の長手方向粒子分離区分３２２Ｂを含み、長手方向粒子分離区分３２２Ｂのレイアウトに関する詳細は上記の説明を参照することができ、ここで繰り返し説明しない。第１の分岐部３２０Ｃ１及び第２の分岐部３２０Ｃ２の各々に複数の長手方向粒子分離区分３２２Ｂを構成することによって、接続チャネル３２０Ｃ中を移動する試料流体中の粒子間の距離を引き伸ばすことができる。
【００５３】
図５Ｄは本発明の更に別の実施形態による接続チャネルを概略的に示す。図５Ｄに示す接続チャネル３２０Ｄは、接続チャネル３２０Ｄの長手方向に沿って直列に接続された複数の長手方向粒子分離区分３２２Ｄを含むことができる。具体的には、長手方向粒子分離区分３２２Ｄの各々に複数の障害物ＯＢを配置してよく、各長手方向粒子分離区分３２２Ｄは複数の湾曲部３２２２Ｄ１，３２２２Ｄ２及び３２２２Ｄ３とショートカット部３２２４Ｄを含んでよい。湾曲部３２２２Ｄ１−３２２２Ｄ３及びショートカット部３２２４Ｄは１つの長手方向粒子分離区分３２２Ｄの両端の２つの結合部の間に並列に接続され、２つの結合部は図５Ｄに明確に示されていないが、破線の位置に対応する。本実施形態では、ショートカット部３２２４Ｄの路長は湾曲部３２２２Ｄ１の路長より短く、湾曲部３２２２Ｄ１の路長は湾曲部３２２２Ｄ２の路長より短く、湾曲部３２２２Ｄ２の路長は湾曲部３２２２Ｄ３の路長より短い。長手方向粒子分離区分３２２Ｄを有する接続チャネル３２０Ｄ中をしばらく移動した後の試料流体中の粒子は接続チャネル３２０Ｄを移動する前に比べてより長い距離で分離され得る。
【００５４】
以上の説明を考慮すると、いくつかの実施形態による流体試料収集及び回収装置は、マイクロ流体チップからの試料流体中の選別された試料を回収するために使用することができる。それゆえ、回収した試料は外部デバイス又は装置での処理、検査又は他の操作のために使用することができる。いくつかの実施形態による流体試料収集及び回収装置は、マイクロ流体チップからの試料流体中の選別された試料を回収専用チャネルにより回収することができるため、スイッチとの直接接触による汚染を避けることができる。加えて、いくつかの実施形態によれば、マイクロ流体チップは２つの選別チャネルシステムを含み、標的試料の選別精度を向上させるために試料流体をチップ内で２度選別することができる。いくつかの他の実施形態では、２つの選別チャネルシステムの間に接続された接続チャネルは更に該チャネル中を移動する試料流体中の粒子間の距離を大きくするのに寄与するため、標的試料の検出の精度を更に高めることができる。
【００５５】
本発明の範囲又は精神から逸脱することなく様々な修正及び変更を本発明の構造に成し得ることは当業者に明らかである。以上を考慮すると、本発明はこれらの修正及び変更をそれらが後記の請求項及びそれらの等価物の範囲に含まれるならばカバーすることを意図している。
【産業上の利用分野】
【００５６】
本発明による流体試料を収集及び回収する装置及びチップはバイオ関連分野、例えば生物医学、生物化学又は関連分野などに適用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０，２０：流体試料収集及び回収装置
１００，２００，３００，４００：マイクロ流体チップ
１１０：試料チャネル
１１２，３３２Ａ：試料入口孔
１２０：流体方向付けチャネルアセンブリ
１２２，３１４Ａ，３３４Ａ：第１のバッファチャネル
１２４，３１４Ｂ，３３４Ｂ：第２のバッファチャネル
１２６，ＢＡＨ１，ＢＡＨ２：バッファ調整孔
１２８：バッファ入口孔
１３０：合流室
１３２：第１の辺
１３４：第２の辺
１４０：排出チャネル
１４２：排出出口孔
１５０：収集チャネル
１６０，２６０，３４０，４４０：回収孔
２５２，４６０：制御孔
２７０，４５０：回収チャネル
３１０：第１の選別チャネルシステム
３１０Ａ：第１の合流室
３１２；第１の試料チャネル
３１４：第１の流体方向付けチャネルシステム
３１６：第１の排出チャネル
３１８：第１の収集チャネル
３２０，３２０Ａ，３２０Ｂ，３２０Ｃ，３２０Ｄ：接続チャネル
３２０Ｃ１：第１の分岐部
３２０Ｃ２：第２の分岐部
３２２Ａ，３２２Ｂ，３２２Ｂ１，３２２Ｂ２，３２２Ｄ：長手方向粒子分離区分
３３０：第２の選別チャネルシステム
３３０Ａ：第２の合流室
３３２；第２の試料チャネル
３３４：第２の流体方向付けチャネルシステム
３３６：第２の排出チャネル
３３８：第２の収集チャネル
３２２２Ａ，３２２２Ｂ，３２２２Ｄ１，３２２２Ｄ２，３２２２Ｄ３：湾曲部
３２２４Ａ，３２２４Ｂ，３２２４Ｄ：ショートカット部
ＢＡＴ，ＢＡＴ１，ＢＡＴ２：バッファ調整チューブ
ＢＳ：バッファ源
Ｃ１：容器
ＣＴ：制御チューブ
Ｅ３２０Ａ，Ｅ３２０Ｂ，Ｅ３２０Ｄ：長手方向
ＦＳ：フィルタ部
ＯＢ：障害物
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３：流路
ＰＲ：プロセッサ
ＲＴ：回収チューブ
ＳＷ１：第１のスイッチ
ＳＷ２：第２のスイッチ
ＳＷ３：第３のスイッチ
ＳＷ４：第４のスイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【外国語明細書】
2020012805000001.pdf