(57)【要約】【解決手段】遠心分離において複合流体を少なくとも２つの成分に分離するモジュール式カセット３００及び方法が提供される。モジュール式カセット３００は、流体入口部分３０２と、少なくとも１つの流体分離部分３０４と、前記流体分離部分３０４と流体連通する少なくとも１つの媒体チャンバ３０６と、流体収集部分３１８と、前記カセットの少なくとも２つの構成要素間の流体連通を確立するように構成された少なくとも１つの流体チャネルと、前記流体チャネルのうちの少なくとも１つを閉塞するように構成された波形状流路部分を含む少なくとも１つのワックスバルブと、前記少なくとも１つのワックスバルブを動作させるように構成された少なくとも１つの加熱素子と、を有する。【選択図】図３
2019530574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心分離において複合流体を少なくとも２つの成分に分離するためのモジュール式カセットであって、該カセットは、
流体入口部分と、
少なくとも１つの流体分離部分と、
前記流体分離部分と流体連通する少なくとも１つの媒体チャンバと、
流体収集部分と、
前記カセットの少なくとも２つの構成要素間の流体連通を確立するように構成された少なくとも１つの流体チャネルと、
前記流体チャネルのうちの少なくとも１つを閉塞するように構成された少なくとも１つのワックスバルブと、
前記少なくとも１つのワックスバルブを動作させるように構成された少なくとも１つの加熱素子と、
を備えたモジュール式カセット。
【請求項２】
請求項１記載のモジュール式カセットにおいて、
前記流体分離部分は、第１容積を有する第１セクションを有し、
前記第１セクションは、第２容積を有する第２セクションと流体連通する、
モジュール式カセット。
【請求項３】
請求項２記載のモジュール式カセットにおいて、
前記第１部分はさらに、前記第１容積及び前記第２容積よりも小さい第３容積を有する第３セクションを有する、
モジュール式カセット。
【請求項４】
請求項３記載のモジュール式カセットにおいて、
前記第１部分の前記第３セクションはさらに、スキマーダムを有する、
モジュール式カセット。
【請求項５】
請求項４記載のモジュール式カセットにおいて、
前記スキマーダムは、遠心分離中に前記モジュール式カセットにおいて生成される遠心力に平行な線に対して４０度から５０度の範囲の角度で配置される、
モジュール式カセット。
【請求項６】
請求項２記載のモジュール式カセットにおいて、
前記第１部分の前記第１セクションと前記第１部分の前記第２セクションは、ワックスバルブを有する少なくとも１つの流体チャネルによって互いに流体連通する、
モジュール式カセット。
【請求項７】
請求項６記載のモジュール式カセットにおいて、
前記ワックスバルブは、射出成形チャネル（ＩＣ）タイプの常時開バルブ（ＮＯＶ）である、
モジュール式カセット。
【請求項８】
請求項１記載のモジュール式カセットにおいて、
前記少なくとも１つのワックスバルブは、波形状流路部分を有する、
モジュール式カセット。
【請求項９】
請求項８記載のモジュール式カセットにおいて、
前記少なくとも１つのワックスバルブはさらに、注入キャビティを有する、
モジュール式カセット。
【請求項１０】
請求項９記載のモジュール式カセットにおいて、
前記注入キャビティは、少なくとも１つの注入ポートを有する、
モジュール式カセット。
【請求項１１】
請求項１０記載のモジュール式カセットにおいて、
前記注入キャビティはさらに、少なくとも１つのベントを有する、
モジュール式カセット。
【請求項１２】
請求項１１記載のモジュール式カセットにおいて、
前記注入キャビティはさらに、前記注入キャビティ内の流路の部分の体積と等しい体積の溶融ワックスを受け入れる拡張部分を有する、
モジュール式カセット。
【請求項１３】
請求項１記載のモジュール式カセットにおいて、
前記少なくとも１つの流体チャネルは、２つのワックスバルブを直列に有する、
モジュール式カセット。
【請求項１４】
請求項１３記載のモジュール式カセットにおいて、
前記２つのワックスバルブのうちの少なくとも１つは、ＩＣ  ＮＯＶである、
モジュール式カセット。
【請求項１５】
請求項１記載のモジュール式カセットにおいて、
前記少なくとも１つの加熱素子は、少なくとも１つの抵抗器を有する、
モジュール式カセット。
【請求項１６】
請求項１５記載のモジュール式カセットにおいて、
前記少なくとも１つの抵抗器は、抵抗器アレイの一部を構成する、
モジュール式カセット。
【請求項１７】
請求項１６記載のモジュール式カセットにおいて、
前記抵抗器アレイは、単一層である、
モジュール式カセット。
【請求項１８】
請求項１７記載のモジュール式カセットにおいて、
前記抵抗器アレイは、抵抗層と、絶縁層と、接着層と、を有する、
モジュール式カセット。
【請求項１９】
請求項１８記載のモジュール式カセットにおいて、
前記接着層は、シリコンを有する、
モジュール式カセット。
【請求項２０】
請求項１８記載のモジュール式カセットにおいて、
前記接着層の厚さは、８ｍｌから１２ｍｌである、
モジュール式カセット。
【請求項２１】
請求項１８記載のモジュール式カセットにおいて、
前記接着層には、少なくとも１つの流体チャネルが形成されている、
モジュール式カセット。
【請求項２２】
請求項１５記載のモジュール式カセットにおいて、
前記少なくとも１つの抵抗器は、０．００５インチから０．００１０インチの距離だけ離れたところから少なくとも１つのワックスバルブを動作させるように構成される、
モジュール式カセット。
【請求項２１】
請求項１５記載のモジュール式カセットにおいて、
前記少なくとも１つの抵抗器は、少なくとも１つのワックスバルブを動作させるために、１０ボルトから２０ボルトの電圧を受容するように構成される、
モジュール式カセット。
【請求項２２】
複合流体を少なくとも２つの成分に分離する方法であって、該方法は、
前記複合流体をモジュール式カセットの第１部分に導入するステップと、
回転軸からの距離が前記第１部分よりも小さい位置において、前記複合流体よりも密度の大きい分離媒体を前記モジュール式カセットの第２部分に導入するステップと、
前記モジュール式カセットを遠心分離機に搭載するステップと、
前記カセットを前記遠心分離機において回転させるステップと、
電気抵抗器で、ワックスバルブを動作させて、前記分離媒体を前記第２部分から前記第１部分へ放出し、それによって前記第１部分の前記複合流体を移送させるステップと、
前記第１部分において、前記複合流体を２つ以上の成分に分離するステップと、
前記カセットから、前記複合流体から分離された１以上の成分を収集するステップと、
を有する
方法。
【請求項２３】
請求項１記載の方法において、
前記複合流体を前記モジュール式カセットの前記第１部分に導入する前記ステップはさらに、前記複合流体を前記第１部分の第１セクションに導入するステップを含み、前記第１セクションは、第１容積を有し、前記第１セクションは、第２容積を有する第２セクションと流体連通する、
方法。
【請求項２４】
請求項２記載の方法において、
前記複合流体を２つ以上の成分に分離する前記ステップはさらに、前記第１部分の第３セクションにおいて前記複合流体を分離するステップを含み、前記第３セクションは、前記第１容積及び前記第２容積よりも小さい第３容積を有する、
方法。
【請求項２５】
請求項３記載の方法において、
前記複合流体を２つ以上の成分に分離する前記ステップはさらに、前記複合流体を前記第３セクションに位置付けられたスキマーダムを用いて分離するステップを含む、
方法。
【請求項２６】
請求項２記載の方法において、
前記複合流体を２つ以上の成分に分離する前記ステップはさらに、前記第１部分の前記第２セクションから前記第１部分の前記第１セクションを分離するように構成された少なくとも１つのワックスバルブを動作させるステップを含む、
方法。
【請求項２７】
請求項５記載の方法において、
前記少なくとも１つのワックスバルブを動作させる前記ステップはさらに、射出成形チャネル（ＩＣ）タイプの常時開バルブ（ＮＯＶ）を動作させるステップを含む、
方法。
【請求項２８】
請求項６記載の方法において、
前記ＩＣ  ＮＯＶを動作させる前記ステップはさらに、溶融ワックスを前記ＩＣ  ＮＯＶの少なくとも１つの波形状流路部分に流入させるステップを含む、
方法。
【請求項２９】
請求項１記載の方法において、
前記方法はさらに、連続する２つ以上のワックスバルブを用いて少なくとも１つの流体チャネルの開閉を順次行うステップを有する、
方法。
【請求項３０】
請求項１記載の方法において、
前記電気抵抗器で、前記ワックスバルブを動作させる前記ステップはさらに、プリント基板の一部から信号を受け取るステップを含む、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１６年１０月３日に出願された米国特許仮出願第６２／４０３，３１２号（タイトル：流体遠心分離装置）、２０１６年１１月２日に出願された米国特許仮出願第６２／４１６，５１９号（タイトル：流体遠心分離装置）、２０１７年５月２日に出願された米国特許仮出願第６２／５００，０２１号（タイトル：流体遠心分離装置）、の優先権を主張するものであり、該米国特許仮出願の全体は、ここでの開示により明確に本出願に組み込まれる。
【０００２】
本出願は、遠心分離機のロータ組立体の周りに径方向に配置された１又は複数のモジュール式流体分離カセットを含む流体遠心分離装置、並びに関連するシステム及び方法を説明する。
【背景技術】
【０００３】
多くの異なる分野において、粒子状物質を運ぶ流体は、精製された液体又は精製された粒子の最終製品を得るために濾過又は処理されなければならない。そのため、多数の流体分離装置及び関連技術が開発されてきており、現在、広範囲の用途にわたって用いられている。
【０００４】
医療分野では、血液を濾過又は分離することがしばしば必要となる。全血は液体成分と粒子成分の両方で構成される。血液の液体部分は主に血漿で構成されている。「有形成分（ｆｏｒｍｅｄ  ｅｌｅｍｅｎｔｓ）」と呼ばれることがある血液の粒子成分は、赤血球（ｅｒｙｔｈｒｏｃｙｔｅｓ）、白血球（ｌｅｕｋｏｃｙｔｅｓを含む）及び血小板（ｔｈｒｏｍｂｏｃｙｔｅｓ）を含む。個々の粒子構成要素は同様の密度を有する場合もあるが、有形成分の群は通常、密度が高い順に、赤血球、白血球及び血小板の平均密度関係に従う。血漿は血小板よりも密度が低い。同様に、血液の粒子成分は相対的な大きさに従って分類することができる。特に、粒子成分は一般に、白血球、赤血球及び血小板の順にサイズが減少する。血液成分を効果的且つ確実に分離及び／又は濾過するために、上記のサイズ及び密度の関係は、現在のほとんどの分離装置及び技術がそれらに依存する或いは粒子表面化学特性の違いに依存する限りにおいて重要である。
【０００５】
全血分離において特に興味が持たれていることは、精製された末梢血単核細胞（ＰＢＭＣ）を得る能力である。ＰＢＭＣは、丸い核を特徴とする末梢血液細胞であり、ヒト免疫系の必須成分を形成する。ＰＢＭＣは、免疫学、感染症、血液学、ワクチン開発、組織移植、ハイスループットスクリーニング等を含む一連の分野にわたる研究及び臨床応用において利用されている。ＰＢＭＣには、単球、リンパ球及びマクロファージが含まれる。リンパ球は、Ｔ細胞、Ｂ細胞、及びナチュラルキラー（ＮＫ）細胞から構成され、それぞれが身体の自然な防御に重要な役割を果たしている。ＰＭＢＣを研究し分析するために、臨床医及び研究者はまず全血からのＰＢＭＣの効果的な分離を必要とする。この分離の有効性は、研究及び分析に続く段階において信頼性が高く且つ確実な結果を得るために重要である。
【０００６】
最も一般的には、血液成分は遠心分離機を用いて他の血液成分から分離又は採取される。遠心分離機は、遠心力を用いて貯血槽を回転させて貯血槽内の成分を分離する。使用において、貯血槽を遠心力が発生するように高速で回転させながら、血液が貯血槽に入る。遠心力は血液成分を層別化し、その結果、特定の成分は別々に除去される。遠心分離機は、例えば、全血から血小板を分離するのに有効である。しかしながら、遠心分離機は一般に血小板から全ての白血球を効果的に分離することができない。歴史的に、血液分離及び遠心分離装置は、現在の基準を満たすのに十分高い純度を有する最終製品を一貫して製造することができなかった。
【０００７】
典型的な遠心分離収集プロセスは、血液をその構成成分に一貫してそして満足に分離することができないので、結果を改善するためにさらなるプロセスが追加されてきた。例えば、そのような手順の１つでは、白血球を除去するために、遠心分離後、血小板を、表面が改質された多孔質の織布又は不織布のメディアフィルタに通過させる。しかしながら、多孔質フィルタの使用は様々な問題を引き起こす。従来の多孔質フィルタは、許容できないほど多量（例えば、５〜２０％）の所望の成分を常に除去又は捕捉することがあるので、非効率的である可能性がある。従来のフィルタも製品の品質を低下させる可能性がある（例えば、「血小板生存率」）。例えば、いったんフィルタを通過すると、ある割合の成分が適切に機能しなくなり、部分的又は完全に活性化される可能性がある。加えて、多孔質フィルタは、ブランジキニン（ｂｒａｎｄｙｋｉｎｉｎ）の放出を引き起こす可能性があり、それは患者における低血圧の発症につながる可能性がある。多孔質フィルタもまた高価であり、濾過工程を実施するためには、時間のかかる手作業が必要とされる場合が多い。さらに、遠心分離後及び多孔質濾過の前に、活性化血小板を不活性化状態に変換するまでに、時間を必要とする。そうでなければ、活性化血小板はフィルタを詰まらせる可能性がある。少なくともこれらの理由で、多孔質濾過は適切な濾過手順ではない場合がある。
【０００８】
他の従来の方法として、遠心エルトリエーション（ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ  ｅｌｕｔｒｉａｔｉｏｎ）がある。遠心エルトリエーションでは、膜フィルタを使用せずに細胞を液体培地に懸濁する。エルトリエーションの一般的な一形態では、細胞バッチを液体エルトリエーションバッファ（ｌｉｑｕｉｄ  ｅｌｕｔｒｉａｔｉｏｎ  ｂｕｆｆｅｒ）の流れに導入する。細胞バッチを懸濁状態で運搬するこの液体は、次に、回転する遠心分離機に配置された漏斗形のチャンバに導入される。追加される液体緩衝液がチャンバを通って流れると、液体は、より小さなサイズでより遅く沈降する細胞をチャンバ内のエルトリエーション境界に向かって掃引する一方、より大きくより速く沈降する細胞は、最大の遠心力を有するチャンバの領域に移動する。
【０００９】
遠心力と流体の流れによって生成される力とが釣り合うと、流体の流れを増大させて、沈降速度の遅い細胞をチャンバ内の出口ポートから押し出す一方、沈降速度の速い細胞はチャンバ内に保持される。チャンバを通る流体の流れが増加すると、段階的に、大きく且つ早く沈降する細胞がチャンバから除去される。
【００１０】
従って、遠心エルトリエーションは、異なる沈降速度を有する粒子を分離する。ストークスの法則は、球状粒子の沈降速度（ＳＶ）を次のように記述する。ＳＶ＝ｒ２（ρp−ρm）ｇη。ここで、ｒは粒子の半径、ρpは粒子の密度、ρmは液体媒体の密度であり、ηは該媒体の粘度、そしてｇは重力又は遠心加速度である。粒子の半径はストークスの式では２乗されているが、粒子の密度は２乗されていないため、沈降速度に大きく影響するのは粒子の密度ではなく細胞のサイズである。これは、類似の密度を有する粒子のうち、一般には、大きな粒子が、遠心エルトリエーションの間にチャンバ内に残り、小さな粒子が放出される理由を説明する。
【００１１】
さらに、より一般的には、遠心力は、以下の式に従って遠心分離機の回転軸からの距離が増加するにつれて増加することに留意されたい。Ｆc＝ｍｖ2／ｒ、ここで、Ｆc＝遠心力、ｍ＝質量、ｖ＝半径ｒでの速度、ｒ＝回転軸から回転している物体の質量中心までの半径又は垂直距離である。特に、速度が回転軸からの距離と共に増加するにつれて、速度は指数的に増加するが、除数（半径）は指数的に増加しない。従って、半径が大きくなると遠心力が大きくなる。遠心分離の用語では、遠心力は地球の重力に対して表現され、すなわち相対遠心力（ＲＣＦ）又は「Ｇ力」として表すことができる。この変換式は以下の通りである：ＲＣＦ又はＧ力＝  １．１２×Ｒ×（ＲＰＭ／１０００）2。本出願を通して、Ｇ力はＲＣＦと交換可能に使用され、「Ｇ場」は遠心力場を示すために使用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
遠心エルトリエーションにはいくつかの制限があり、それらのいくつかはＳａｒｔｏｒｙの米国特許第３，８２５，１７５号明細書に記載されている。例えば、大部分の遠心エルトリエーションプロセスでは、粒子は、十分な粒子分離を可能にするために、別々の不連続バッチで流体媒体の流れ内に導入されなければならない。従って、一部のエルトリエーションプロセスでは、粒子バッチでの分離しかできず、粒子を輸送するための追加の流体媒体が必要になる。さらに、適切な粒子分離を可能にするために、流動力は遠心力に対して正確に釣り合わせなければならない。
【００１３】
遠心エルトリエーションの別の制限において、粒子が高遠心力場から低遠心力場に向かってエルトリエーションチャンバ内に流れ込むときに、コリオリ噴射効果が生じる。流体及び粒子は、遠心分離機の回転方向を向いているチャンバの内壁と乱流的に衝突する。この現象はチャンバ内で粒子を混合し、分離プロセスの有効性を低下させる。さらに、コリオリ噴射は、内壁に沿って流入口から直接流出口へ向かう流れを押しのける。従って、粒子はエルトリエーション場の周りを通って、最終製品を汚染する。
【００１４】
粒子密度反転による粒子混合は、いくつかの従来のエルトリエーションプロセスで遭遇するさらに別の制限である。ここで、エルトリエーションチャンバ内を流れる流体は、入口ポートからチャンバの増大した断面部分に向かって求心方向に流れるにつれて速度が減少する。粒子は流速の速い領域ではなく流速の遅い領域で流動液体内に集中する傾向があるので、粒子はチャンバの増大した断面積の近くに集中する。対応して、流速は入口ポート近傍において最大であるので、粒子濃度はこの領域で減少する。粒子の密度反転は、遠心力が、粒子を、増大された断面積部分である高粒子濃度部分から入口ポートに向かって移動させる際に起こる。この粒子の反転は、エルトリエーションによる粒子分離の有効性を低下させる。
【００１５】
特にＰＢＭＣ分離を参照すると、ＰＢＭＣを得るための現在の手順は密度勾配遠心分離である。この手順では、密度勾配媒体によって、遠心分離中に、リンパ球と単球は血漿層の下になる。密度勾配遠心分離を介してＰＢＭＣを得るための典型的なワークフローは当該分野で周知である。遠心密度勾配ＰＢＭＣ分離はまた、上記の様々な制限を受け、全血少量サンプルから適切な白血球画分を得ることが困難になる。ＰＭＢＣを分離するための現在の手順は人手がかかり且つ時間もかかり、かなりの技術的専門知識を有する高度に資格のある人員を必要とする。従って、収集手順全体を完了するためにオペレータが必要とする時間及び労力を減らすことが望ましく、また生産性を高めるためには、現在の手順の複雑さを減らすことが望ましく、さらに、高度に熟練した作業の必要性を減らして、オペレータエラーの可能性を減らすことが望ましい。
【００１６】
これら及び他の理由のために、現在の血液分離システム及び実施を改善する必要がある。より具体的には、拡張性があり、ＰＭＢＣ収集の一貫性を改善し、少量の血液試料からＰＭＢＣを分離するのにより効果的であり、より高い純度を有する生成物をもたらし、現在の最新技術に関連する時間、労力、コストを減らす、さらなる装置及び技術が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の実施形態は、上記の点及び他の点を考慮してなされた。しかしながら、ここで記載される課題は、本発明の実施形態の用途を、制限するものではない。
【００１８】
本節は、本発明のいくつかの実施形態の態様を簡単な形式で説明するためのものであり、主張される本発明の重要な又は必須の要素を特定することを意図していないし、また、請求項の範囲を制限することを意図しているものでもない。
【００１９】
本発明の一態様において、遠心分離において複合流体を少なくとも２つの成分に分離するモジュール式カセットが提供される。モジュール式カセットは、流体入口部分と、少なくとも１つの流体分離部分と、前記流体分離部分と流体連通する少なくとも１つの媒体チャンバと、流体収集部分と、前記カセットの少なくとも２つの構成要素間の流体連通を確立するように構成された少なくとも１つの流体チャネルと、前記流体チャネルのうちの少なくとも１つを閉塞するように構成された波形状流路部分を含む少なくとも１つのワックスバルブと、前記少なくとも１つのワックスバルブを動作させるように構成された少なくとも１つの加熱素子と、を有する。
【００２０】
本発明の他の態様において、ここで提供される、遠心分離において複合流体を少なくとも２つの成分に分離するモジュール式カセットは、流体入口部分と、流体分離手段を有する中間部分を含む少なくとも１つの流体分離部分と、前記流体分離部分と流体連通する少なくとも１つの媒体チャンバと、流体収集部分と、前記カセットの少なくとも２つの構成要素間の流体連通を確立するように構成された少なくとも１つの流体チャネルと、前記流体チャネルのうちの少なくとも１つを閉塞するように構成された少なくとも１つのバルブと、を有する。
【００２１】
本発明のさらに他の態様において、ここで提供される、遠心分離において複合流体を少なくとも２つの成分に分離するためのモジュール式カセットは、流体入口部分と、少なくとも１つの流体分離部分と、前記流体分離部分と流体連通する少なくとも１つの媒体チャンバと、流体収集部分と、前記カセットの少なくとも２つの構成要素間の流体連通を確立するように構成された少なくとも１つの流体チャネルと、前記流体チャネルのうちの少なくとも１つを閉塞するように構成された少なくとも１つのワックスバルブと、前記少なくとも１つのワックスバルブを動作させるように構成された抵抗器アレイの少なくとも１つの抵抗器と、を有する。
【００２２】
本発明の他の態様において、複合流体を少なくとも２つの成分に分離する方法が提供される。該方法は、前記複合流体をモジュール式カセットの第１部分に導入するステップと、回転軸からの距離が前記第１部分よりも小さい位置において、前記複合流体よりも密度の大きい分離媒体を前記モジュール式カセットの第２部分に導入するステップと、前記モジュール式カセットを遠心分離機に搭載するステップと、前記カセットを前記遠心分離機において回転させるステップと、電気抵抗器で、ワックスバルブを動作させて、前記分離媒体を前記第２部分から前記第１部分へ放出し、それによって前記第１部分の前記複合流体を移送させるステップと、前記第１部分において、前記複合流体を２つ以上の成分に分離するステップと、前記カセットから、前記複合流体から分離された１以上の成分を収集するステップと、を有する。
【００２３】
本願のさらなる実施形態は、複合液体を分離するための様々な装置、システム及び方法を含む。複合液体は、全血を含む任意の液体であってよく、末梢血単核細胞（ＰＢＭＣ）成分のような細胞成分を含んでよい。
【００２４】
非制限的且つ非包括的な実施形態が、添付図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本出願の一実施形態による流体分離システムを示す図である。
【図２】図２は、本出願の他の実施形態による流体分離システムを示す図である。
【図３】図３は、本出願の一実施形態による無菌のオープンシステム型モジュール式流体分離カセットを示す図である。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、本出願の一実施形態による、無菌の密閉システム型モジュール式流体分離カセットを示す図である。
【図５】図５は、本出願の一実施形態による流体分離カセットを示す図である。
【図６】図６は、本出願の一実施形態による他の流体分離カセットを示す図である。
【図７】図７は、本出願の一実施形態による砂時計形状の分離チャンバを示す図である。
【図８】図８Ａ及び図８Ｂは、本出願の一実施形態によるモジュール式流体分離カセットの部分切り欠き内の砂時計形状の分離チャンバを示す図である。
【図９】図９Ａ及び図９Ｂは、本出願の一実施形態による分離チャンバ内に配置された平面スキマーダムを示す図である。
【図１０】図１０Ａ及び図１０Ｂは、本出願の一実施形態による分離チャンバ内に配置された多平面スキマーダムを示す図である。
【図１１】図１１Ａ及び図１１Ｂは、本願の一実施形態による、分離チャンバ内に配置され、「二重漏斗」構成を形成する多平面スキマーダムを示す図である。
【図１２】図１２Ａ及び図１２Ｂは、本出願の一実施形態による常時開バルブ（ＮＯＶ）を含むマルチユースチャンバを示す図である。
【図１３】図１３は、本出願の一実施形態による流量を制御するための平行流体チャネルの概略図である。
【図１４】図１４Ａ及び図１４Ｂは、本出願の一実施形態による「バックロード（ｂａｃｋ  ｌｏａｄｅｄ）」バルブを示す図である。
【図１５】図１５Ａ及び図１５Ｂは、本出願の一実施形態による「フロントロード（ｆｒｏｎｔ  ｌｏａｄｅｄ）」バルブを示す図である。
【図１６】図１６Ａ及び図１６Ｂは、本出願の一実施形態によるＮＯＶを示す図である。
【図１７】図１７Ａ及び図１７Ｂは、本出願の一実施形態によるさらに他のＮＯＶを示す図である。
【図１８】図１８Ａ及び図１８Ｂは、本出願の一実施形態による常時閉バルブ（ＮＣＶ）を示す図である。
【図１９】図１９Ａ及び図１９Ｂは、本出願の一実施形態によるさらに他のＮＯＶを示す図である。
【図２０】図２０Ａ及び図２０Ｂは、本出願の一実施形態による回転バルブを示す図である。
【図２１】図２１Ａ及び図２１Ｂは、本出願の一実施形態による他の回転バルブを示す図である。
【図２２】図２２Ａ及び図２２Ｂは、本出願の一実施形態による形状記憶合金バルブを示す図である。
【図２３】図２３Ａ及び図２３Ｂは、本出願の一実施形態によるソフトチューブバルブを示す図である。
【図２４】図２４Ａ及び図２４Ｂは、本出願の一実施形態による他のソフトチューブバルブを示す図である。
【図２５】図２５Ａ及び図２５Ｂは、本出願の一実施形態によるボール・シートバルブを示す図である。
【図２６】図２６Ａ及び図２６Ｂは、本出願の一実施形態によるボールバルブを示す図である。
【図２７】図２７Ａ及び図２７Ｂは、本出願の一実施形態によるさらに他のＮＣＶを示す図である。
【図２８】図２８Ａ〜図２８Ｃは、本出願の一実施形態による結晶質熱活性化材料を利用するように構成されたＮＯＶを示す図である。
【図２９】図２９Ａ〜図２９Ｃは、本出願の一実施形態による非晶質熱活性化材料を利用するように構成されたＮＯＶを示す図である。
【図３０】図３０Ａ〜図３０Ｃは、本出願の一実施形態によるさらに他のＮＯＶを示す図である。
【図３１】図３１Ａ及び図３１Ｂは、本出願の一実施形態による射出成形チャネル（ＩＣ）タイプのＮＯＶを示す図である。
【図３２】図３２Ａ〜図３２Ｃは、本出願の一実施形態によるＩＣ  ＮＯＶの製造における注入キャビティと組み合わせたインジェクションプレートを示す図である。
【図３３】図３３Ａ〜図３３Ｄは、本願の実施形態に係る、種々の材料を含むＩＣ  ＮＯＶを示す図である。
【図３４】図３４は、本願の一実施形態に係る円盤状抵抗アレイを示す図である。
【図３５】図３５は、本願の他の実施形態に係る円盤状抵抗アレイを示す図である。
【図３６】図３６は、本願のさらに他の実施形態に係る円盤状抵抗アレイを示す図である。
【図３７】図３７は、本出願の一実施形態による楔形抵抗器アレイを示す。
【図３８】図３８は、本出願の一実施形態によるモジュール式流体分離カセットの上面図である。
【図３９】図３９は、本出願の実施形態による、シール層によって接続された２つの分離層を有するカセットの部分断面図である。
【図４０】図４０Ａ〜図４０Ｄは、本出願の一実施形態による様々なカセットの組み合わせを示す図である。
【図４１】図４１Ａ及び図４１Ｂは、本出願の一実施形態による２つのモジュール式流体分離カセットの断面比較を示す図である。
【図４２】図４２は、本出願の一実施形態による流体分離プロセスの概略図である。
【図４３】図４３は、本出願の一実施形態による他の流体分離プロセスの概略図である。
【図４４】図４４は、本出願の一実施形態によるさらに他の流体分離プロセスの概略図である。
【図４５】図４５は、本出願の一実施形態によるワークフローの流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の原理は、以下の詳細な説明及び添付図面に示される実施形態を参照することで、さらに理解されよう。詳細な実施形態において具体的な特徴が示され説明されるが、本発明は、以下で説明される実施形態に限定されないと理解されるべきである。
【００２７】
以下の実施形態は、全血と血液成分とを分離することに関して説明される。しかしながら、そのような説明は単なる例示であり、当業者は実施形態が本明細書の説明に限定されないことを理解するであろう。実施形態は、任意の複合液体を分離するための製品、プロセス、装置、及びシステムにおける使用を意図している。従って、本出願は全血又は血液成分の分離に限定されない。
【００２８】
図１は、本願の一実施形態に係る流体分離システムを示す。
【００２９】
図１を参照すると、流体分離システム１００は、据置型遠心分離機１０２と、回転軸１０６を中心にモータによって回転するように構成されているロータ組立体１０４と、ロータ組立体１０４に固定された少なくとも１つのモジュール式流体分離カセット１０８と、を含む。流体分離システム１００の構成要素は協働して、無菌の使い捨ての流体分離システムを構成する。
【００３０】
図１に示すように、遠心分離機１０２は据置型の遠心分離機である。好適な据置型遠心分離機の例には、ＳＰＥＣＴＲＡ  ＯＰＴＩＡ（登録商標）アフェレーシスシステム、ＣＯＢＥ（登録商標）スペクトラアフェレーシスシステム、及びＴＲＩＭＡ  ＡＣＣＥＬ（登録商標）自動採血システムが含まれる（これらはコロラド州レイクウッドのＴｅｒｕｍｏ  ＢＣＴ社によって製造されている）。遠心分離機１０２は、様々な体積を有する１又は複数のモジュール式流体分離カセット１０８を収容することができ、卓上型又は他の小規模の遠心分離機よりも大きい体積の流体分離に適している。例えば、据置型遠心分離機１０２は、０．０５ｍｌから３００ｍｌの全血を分離するようにそれぞれ構成される１つ以上のモジュール式流体分離カセット１０８を収容することが可能である。より具体的には、実施形態は、０．０５ｍｌから２ｍｌ、１ｍｌから１０ｍｌ、及び４０ｍｌから１００ｍｌの全血を分離することが可能である。
【００３１】
図２は、本願の他の実施形態に係る流体分離システムを示す。
【００３２】
図２に示すように、流体分離システム２００は、卓上型遠心分離機２０２と、回転軸２０６を中心にモータによって回転するように構成されているロータ組立体２０４と、ロータ組立体２０４に固定された少なくとも１つのモジュール式流体分離カセット２０８と、を含む。流体分離システム２００の構成要素は協働して、無菌の使い捨ての流体分離システムを構成する。
【００３３】
図２に示すように、遠心分離機２０２は卓上型遠心分離機である。好適な卓上型遠心分離機の例は一般によく知られており、当技術分野全体にわたって見出すことができる。好適な卓上型遠心分離機の１つの特定の例は、ＴｈｅｒｍｏＦｉｓｃｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社による小型卓上型遠心分離機である。
【００３４】
実施形態では、卓上型遠心分離機２０２は、様々な容量のカセット２０８を収容することができ、据置型遠心分離機１０２又は他のものに適したサンプルの容量よりも少ない容量を有するサンプルの分離に適している。例えば、卓上型遠心分離機２０２は、０．０５ｍｌから１２５ｍｌの全血を分離するようにそれぞれ構成された１又は複数のカセット２０８を収容することが可能である。より具体的には、実施形態は、０．０５ｍｌから２ｍｌ、１ｍｌから１０ｍｌ、及び４０ｍｌから１００ｍｌの全血を分離することが可能である。
【００３５】
実施形態では、卓上型遠心分離機は、大型の遠心分離機システムに対していくつかの利点を提供することができる。特に、卓上型システムは、自立型システムに較べて、少ない量のサンプリングに適しており、またコストが大幅に低い。さらに、卓上型遠心分離機システムは、他のシステムよりも容易に拡張することができる。すなわち、複数の卓上型遠心分離機をコンピュータネットワークを介して互いにリンクさせて、試料処理の制御を向上させ及びカスタマイズすることができる。これら及び他の理由により、卓上型遠心分離機システムは小規模の実験室環境においてより広い用途がある。
【００３６】
使用時には、据置型又は卓上型の遠心分離機システムのいずれかの実施形態は、遠心分離中にモジュール式流体分離カセットの釣り合いを必要とする場合がある。釣り合いをとる１つの方法は、カセットをロータ組立体の円周方向に互いに対向するように又は等距離に配置することを含む。このような釣り合いは、第１のモジュール式流体分離カセットと共に、他のモジュール式流体分離カセット、「ダミー」カセット（後述）、又は他の好適な釣合いおもり（１又は複数の微小遠心管（例えば、１０ｍｌのエッペンドルフ管）、クライオバイアル（Ｃｒｙｏｖｉａｌ）等を収容することができる従来の固定角度構成又は揺動バケット構成を含むように構成されたカセット）（すなわち、「一般化」又は「従来の」カセット）をロータ組立体に取り付けることによって達成できる。異なるカセットタイプをロータ組立体に同時に接続できるということは、本明細書に記載のシステムが別々のワークフローを同時に実行することを好適に可能にする。特定の実施形態では、１又は複数の末梢血液単核細胞（ＰＢＭＣ）分離及び後処理ワークフローがこのように同時に行える。
【００３７】
据置型又は卓上型の遠心分離機システムのいずれかの実施形態では、カセットハウジング（図示せず）を任意で含めることができる。使用時には、カセットハウジングは、モジュール式流体分離カセット、ダミーカセット及び従来のカセットのいずれかと接続を行う際にロータ組立体を補助することができる。カセットハウジングは、カセットとの機械的又は電気的接続のための手段を任意に含み、流体の効率的な遠心分離をサポートする他の特徴を含んでよい。実施形態では、カセットハウジングは、ロータ組立体の一体部分を構成してもよい。他の実施形態では、カセットハウジングは、ロータ組立体に固定されている別体のシステム構成要素であってもよい。
【００３８】
ロータ組立体は、モジュール式流体分離カセットの一部を形成してもよく、又は、１以上のモジュール式流体分離カセット、１以上の「ダミー」カセット（後述）、１以上の従来のカセット、又はそれらの任意の組み合わせ、に接続するための（任意で固定も行う）接続手段を有する剛性ディスクでもよい。ロータ組立体は再利用可能にしてもよい。
【００３９】
実施形態では、ロータ組立体は電子制御手段を含むことができ、電子通信手段を含むことができる。例えば、ロータ組立体は、ロータ組立体との間の一方向又は双方向通信を可能にし、ロータ組立体及びそれに取り付けられた任意のカセットの監視、評価及び制御を可能にし得る、１又は複数のプロセッサ、埋め込みコード、内蔵ハードワイヤリング又は回路、埋め込みセンサ、又は任意の他の電子手段を含み得る。
【００４０】
実施形態では、ロータ組立体は、その回転軸を構成するスピンドル又は中心シャフトを介して遠心分離機システムに電気的及び機械的に結合することができる。例えば、実施形態は、Ｅｖｅｒｔｅｔ  Ｃｈａｒｌｅｓ  ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓによるＰｏｇｏ（登録商標）ピン、或いは遠心分離機のスピンドル又は中心シャフトへの電気的結合のための同様の接続を組み込んでもよい。或いは、端部接続は、スピンドルのいずれかと、ロータ組立体の外側端部と、又はそれに固定された任意のカセットと、行われてもよい。ロータとカセットとの間に電気的及び機械的結合を提供するために、他の様々な従来の手段が同様にロータ組立体に組み込まれてもよい。
【００４１】
図３〜図６は、本出願の実施形態によるモジュール式流体分離カセットの例を示す図である。
【００４２】
図３〜図６の実施形態に関連して以下に提供される説明は、例示である。図３〜図６に示す実施形態の様々な特徴は、互いに排他的ではなく、任意に他の特徴と共に、互いに、又は単一のカセットに組み込まれてもよい。さらに、チャンバ、チャネル及び他のカセット構成要素の設計は、任意の流体に適合させることができ、全血の分離に限定されない。
【００４３】
図３は、本願の一実施形態による無菌のオープンシステム型のモジュール式流体分離カセットを示す。
【００４４】
図３に示すように、カセット３００は、無菌入口ポート３０２、分離チャンバ３０４、懸濁媒体チャンバ３０６、懸濁媒体チャンバポート３０８、緩衝液チャンバ３１０、緩衝液チャンバポート３１２、密度勾配媒体チャンバ３１４、密度勾配媒体チャンバポート３１６、流体収集チャンバ３１８、無菌流体収集チャンバポート３２０、１つ以上の取り外し可能な収集容器３２２、１つ以上の流体チャネル（図示せず）、及び１又は複数のバルブ（図示せず）を含む。
【００４５】
図３を参照すると、最終製品（例えばＰＢＭＣ又は他の流体成分）を取り外し可能な収集容器３２２に収集することができ、又は従来の手段を使用して無菌収集チャンバポート３２０を介して収集することができるので、モジュール式流体分離カセット３００は開放型モジュール式流体分離カセットと呼ぶことができる。
【００４６】
より具体的には、開放型モジュール式流体分離カセット３００では、全血を、ピペット移送や従来の移送技術等の従来の無菌プロセスを介して、無菌入口ポート３０２を通してモジュール式流体分離カセット３００に導入又は「オンボード（ｏｎｂｏａｒｄｅｄ）」することができる。同様に、媒体は、懸濁媒体チャンバポート３０８及び密度勾配媒体チャンバポート３１６を介して従来通りに搭載されてもよく、緩衝液チャンバポート３１２を介して緩衝液が導入されてもよい。或いは、実施形態では、媒体及び緩衝液のような特定の流体は、製造時にカセットに予め装填することができる。モジュール式流体分離カセット３００からの流体収集又は「オフボード（ｏｆｆｂｏａｒｄｉｎｇ）」は、無菌収集チャンバポート３２０又は収集容器３２２を介して行われてもよい。すなわち、ピペット移送のような従来の無菌移送技術を使用して、液体を収集用の収集チャンバポート３２０から収集してもよい。同様に、取り外し可能な微小遠心管（例えば、１０ｍｌエッペンドルフ管）、クライオバイアル、又は任意の他の好適な収集容器が、収集容器３２２として任意に使用されてもよい。そのような実施形態では、収集容器３２２を収容するために収集容器ポート（図示せず）がカセットの中に含まれる。
【００４７】
収集容器３２２及び収集容器ポートの設計及び配置は限定されない。例えば、収集容器ポートは、回転軸に対して最も遠位のカセットの外側に配置されてもよく、任意の方法で（例えば、縦方向又は横方向に）収集容器３２２の挿入又は取り付けを可能にするように構成されてもよい。或いは、収集容器ポートは、回転軸に平行な方向でカセットの上面又は底面に配置されてもよく、同様に任意の方法で（例えば縦方向又は横方向に）収集容器３２２の挿入又は取り付けを可能にするように構成されてもよい。収集容器３２２と収集容器ポートとの間の取り付けを可能にするために任意の従来の手段を実施することができる。いくつかの実施形態では、収集容器も収集容器ポートもない。
【００４８】
前述の実施形態では、精製流体成分をその場で収集することができ、これは最終処理までカセット内に最終製品を保持する必要がある実施形態に較べて、利点をもたらすことができる。
【００４９】
図４Ａ及び図４Ｂは、本願の実施形態による、無菌の密閉システム型モジュール式流体分離カセットを示す。
【００５０】
図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、モジュール式流体分離カセット４００は、入口管４０２、入口管スタブ４０４、分離チャンバ４０６、懸濁媒体チャンバ４０８、懸濁媒体チャンバポート４１０、緩衝液チャンバ４１２、緩衝液チャンバポート４１４、密度勾配媒体チャンバ４１６、密度勾配媒体チャンバポート４１８、流体収集チャンバ４２０、１以上の収集管スタブ４２２、１以上の収集管４２４、１つ以上の流体チャネル（図示せず）、及び１以上の複数のバルブ（図示せず）を有する。
【００５１】
密閉システムタイプのカセットでは、カセット４００への流体の導入及びカセット４００からの流体の収集のそれぞれは、対象の流体が有害な細菌、ウイルス、又は他の微生物のいずれかによって引き起こされる汚染からフリーであるというさらなる保証を提供するタイプの滅菌接続を通して行われる。実施形態では、入口管４０２及び収集管４２４は、滅菌ＰＶＣ管又は任意の好適な代替物を含む。実施形態では、ユーザは、流体オンボードのために入口管４０２を血液バッグ４２６に接続するため、又は流体オフボードのために収集管４２４をコレクションバッグ４２８に接続するために、滅菌ドッキングデバイス（図示せず）を利用することができる。これによって、汚染リスクに対する追加の保護手段を有する流体移送が可能となる。
【００５２】
図５及び図６は、本願の実施形態に係る流体分離カセットを示す図である。
【００５３】
図５及び図６の分離カセットに示されるように、所与のチャンバ５００、６００は、円錐形の態様を組み込んでもよく、その上部又は下部よりも狭い中央部又は他の部分を含んでもよい。図５及び図６はまた、モジュール式流体分離カセットの様々な構成要素を接続する様々な流路５０２、６０２及びバルブ５０４、６０４を示す。
【００５４】
示されるように、図３〜図６に示されるモジュール式流体分離カセットは、携帯型である。すなわち、分離された流体成分が１つの物理的位置でモジュール式流体分離カセットの収集チャンバ内に得られると、モジュール式流体分離カセットは、分離された最終製品を含めて、所望成分の取り出し又は処理のために別の位置に携帯して移動される。実施形態では、所望の分離された流体用の収集チャンバは、保管及び輸送中に、ＰＭＢＣ血液成分のような収集された流体成分の完全性を維持するのを助けることができる収集媒体又は細胞保存媒体をさらに含む。そのような実施形態は、収集時に、精製された流体成分がすでに、サンプルの完全性を最大にすること及びマニュアルで行う処理後ステップ（例えば、マニュアルで行う収集やそれに続く凍結）、を省略することをアシストする媒体中に懸濁されている場合、現在の最先端技術に対して重要な利点をもたらす。さらに、製造された試料は輸送するのにより便利で安価である。
【００５５】
本明細書に記載のモジュール式流体分離カセットの使用は、従来の流体分離プロセスを超えるいくつかの利点を付与し得る。例えば、従来の遠心分離システム及びプロセスは、安全な環境を維持するために、クラスＩＩ生物学的安全キャビネット（Ｃｌａｓｓ  ＩＩ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｓａｆｅｔｙ  Ｃａｂｉｎｅｔ）又は他のベンチ及び換気システムのような追加の機器の使用を必要とする場合がある。対照的に、本明細書に記載のモジュール式流体分離カセットの実施形態の無菌の自己完結型の態様は、そのような機器によって軽減され、潜在的な曝露リスクを排除することができる。これにより、コストが削減され、曝露及びオペレータのミスの可能性が減少する。
【００５６】
他の利点は、本開示のモジュール式流体分離カセットは、特に、血液の生存細胞成分である生成物をもたらすことができるということである。関連技術において、ディスク又は同様の設計を使用する既知の遠心分離プロセスは、特定の流体を構成部分に効果的に分離することができる。しかしながら、そのようなプロセスは、全血の生存細胞成分の収集に類比することはできない。すなわち、全血の細胞成分は特に繊細又は脆弱であり、従って、劣化的な機械的プロセスに細胞をさらすことになる高速高Ｇ場環境において、細胞が様々な不規則な形状のチャネルやチャンバを通過しなければならない遠心分離プロセス中に細胞の完全性を維持することには比較的困難がある。
【００５７】
本明細書に記載のモジュール式流体分離カセットの様々な実施形態内の流体の流れは、いくつかの独自の原理を用いて管理される。それら原理を同時に又は別々に適用する場合、それら原理によって、カセットの設計及び動作中にカセットを管理するために使用される関連ハードウェアの設計の両方は非常に単純化される。これらの原理を適切に使用することにより、分離プロセス中に使用される様々な流体のポンピング、レベルの感知、及び／又は体積の感知を行うための独立した機構が不要になる。さらに、これらの原理は、回転シール又はシールレス回転ループのような外部の流体接続を必要とせずに「ロータ上」の流れ管理を可能にする。
【００５８】
そのような１つの流体の流れの原理は、回転又は遠心操作中にカセット内の流体を能動的にポンピングする必要性を排除する。これは、カセット内の流体チャンバを適切に位置決めすることを伴う。流体チャンバは、チャンバ間のバルブを開くことによって一方のチャンバから他方のチャンバへの流れが促進されるように、異なる半径方向位置に配置される。一般に、チャンバは、バルブが開いている場合、流体はＧ場勾配に従って流下し、受容チャンバに流れ込むように配置されている。このようにして、チャンバ配置、チャンバ内の初期流体配置、接続流路配置、及びバルブ配置は、流体がＧ場の外側すなわち「下り坂」方向に流れるように予め位置決めされる。
【００５９】
他のそのような流体の流れの原理は、チャンバ間の流れを終わらせるためのバルブ及び／又はレベル検知の必要性を排除する。流体容積及びチャンバ容積は、２つのチャンバ間で流れが可能になった場合、適切な容積が流れたときに該チャンバ間の流れが自動的に終了するように選択することができる。２つの接続されたチャンバ内の液面が平衡径方向位置に達すると流れが止まる。各区画の液面の平衡径方向位置は、区画内に含まれる流体の密度に本質的に対応するであろう。すなわち、各区画内の流体の密度が同一であれば、区画の液面の径方向位置は同一になるであろう。１つの区画がより高密度の流体を含む場合、その自由表面の径方向位置は、第２の区画の表面の径方向位置よりも大きくなる。
【００６０】
本明細書に記載のモジュール式流体分離カセットの様々な実施形態はまた、容積一致の原理に基づいて動作する。すなわち、導入流体の容積は、特定のチャンバからの最終製品（例えば、廃棄物又は他の所望の最終製品）の容積と一致する。例えば、既知容積の高密度流体（例えば密度勾配媒体）をモジュール式流体分離カセット内の媒体チャンバに導入する。次いで、密度勾配媒体を、密度勾配媒体よりも密度が低い流体構成物（例えば全血）を保持するモジュール式流体分離カセット内の分離チャンバに導入する。遠心力Ｇの下では、密度勾配媒体がＧ場内の下り坂方向（すなわち回転軸から遠くなる方向）に移動すると、密度の高い密度勾配媒体は密度の低い全血成分を押しのける。押しのけられた成分は結果的にＧ場内で上り坂方向に移動し、その結果、既知の体積（すなわち導入された密度勾配媒体の体積；押しのけられる体積）で集められる。容量一致の原理を使用すれば、同様のレベルの純度で生成物収率の実質的な（例えば、２５％）増加を得ることが可能である。同様に、同じ収集容量でより高い純度の収穫物を得ることが可能である。
【００６１】
本願の実施形態に組み込むことができるさらなる独自の原理は、流体「プーリ（ｐｕｌｌｅｙ）」及び流体「プッシュ（ｐｕｓｈ）」の使用を含む。流体「プーリ」を使用して、Ｇ場内を「下り坂」方向に移動する第１のチャンバ内の遠隔流体の通常の圧力駆動流によって、第２のチャンバ内の所望の流体をＧ場において上方に移動させることができる。すなわち、チャネルを介して第２のチャンバの上部に接続された第１のチャンバ内における流体の通常の下り坂方向の流れを使用して、第２のチャンバ内に負圧を引き起こし、引き起こされた圧力勾配によってＧ場における上り方向に第２のチャンバ内の流体を「引き上げる」ことができる。実施形態では、２つのチャンバ間の唯一の接続は、空気が充填されたチャネルであり、これは、混合することなく流体の移動を可能にする。或いは、異なる構成を使用して、プッシュ原理を使用することができる。流体「プッシュ」原理を使用することによって、離れた位置の第１のチャンバのＧ場内を「下り坂」方向に移動する遠隔流体の通常の圧力駆動流によって、第２のチャンバ内の流体を、Ｇ場内の上り坂方向に「押し上げる」ことができる。この場合、チャネルは第１のチャンバを第２のチャンバの底部に接続し、第１のチャンバ内の増大した圧力は、チャネル内の空気の圧縮を使用して第２のチャンバ内の流体をＧ場における上り方向に押す。
【００６２】
実施形態では、「プーリ」及び「プッシュ」原理は、流体をチャンバ内に完全に移送し、続いて、該チャンバから、Ｇ場における「上り坂」方向に、流体を移送することを可能にすることができる。これは、より高い純度の収穫物を得ることに役立つ。これらの原理はまた、バルブを有さないより大きなチャネルを介した所望の流体の移送を可能にし、それによって移送中の剪断応力を最小にすることができる。「プーリ」及び「プッシュ」の原理は、流れを駆動するため、チャンバ間の相対圧力に依存しているので、これらの技術は任意の遠心速度で効果的に機能する。
【００６３】
本明細書に記載のモジュール式流体分離カセットの例示的な実施形態は、１回使用（すなわち使い捨て）でもよいし、複数回使用でもよい。実施形態では、本明細書のモジュール式流体分離カセットは、様々なタイプ及びサイズのものであり得る。例えば、本明細書に記載のモジュール式流体分離カセットは、「くさび」、又はディスク形状のセグメントの形態を取り得る。そのような実施形態では、複数のカセットが一緒になって完全なディスク形状を形成してもよい。他の実施形態では、単一のカセットがディスク全体の形状を取ってもよい。実施形態では、本明細書に記載のモジュール式流体分離カセットは、積み重ね構成（すなわち、「パンケーキ型」構成）又は並列構成（すなわち、ロータ組立体の周囲の円周方向）において、ロータ組立体を中心に配置することができる。
【００６４】
本明細書に記載の例示的な流体分離カセットは、任意の様々なセンサ又は検出手段をさらに含んでもよい。すなわち、分離中の特定の流体特性は、自動化をサポートするために、カセット中に配置されたセンサによってさらに感知される。例示的なセンサは、流体チャネル、チャンバ、チューブ、又は流体を保持又は輸送する他の任意のカセット構成要素を照射し、流体から反射又は透過してくる赤色光及び緑色光の比率を検出する。例えば、赤血球の存在は、特定の実施形態では、米国特許第５，７３４，４６４号明細書の関連技術に記載されている手段を使用して検出することができる。
【００６５】
本明細書に記載のモジュール式流体分離カセットは、既知の材料及び技術を用いて製造することができる。モジュール式流体分離カセット製造及び抵抗器アレイ（後述）の製造に使用される材料の例には、ポリプロピレン、ポリスチレン等のポリマーが挙げられる。モジュール式流体分離カセット及び抵抗器アレイの製造に使用される製造技術の例としては、（以下に記載される）３Ｄ印刷、射出成形、インサート成形、及び他の様々な従来の手段が挙げられる。カセットは疎水性でもよく、又は疎水性コーティング若しくは疎水性処理を行ってもよい。
【００６６】
図７は、本願の一実施形態による砂時計形の分離チャンバを示す。
【００６７】
図７を参照すると、分離チャンバ７００は、回転軸に最も近いチャンバの部分である上側セクション７０２と、中間セクション７０４と、回転軸に対して最も遠位の部分である下側セクション７０６と、入口ポート７０８と、出口ポート７１０と、を有する。
【００６８】
図７に示すように、上側セクション７０２及び下側セクション７０６は、中間セクション７０４の断面積より大きい断面積を有する。実施形態では、このチャンバ設計は、滑らかな「砂時計」形状又は角のある「砂時計」形状に似ている。入口ポート７０８は、流体（例えば、細胞の懸濁液）を分離チャンバに導入するように構成されている。出口ポート７１０は、分離チャンバ７００からの流体成分（例えば、分離されたＰＢＭＣ）の取り出しを可能にするように構成される。分離チャンバ７００は、懸濁液の残りの部分をチャンバから取り出すためのオーバーフローポート（図示せず）を任意に含んでよい。砂時計形状及び同様形状のチャンバ設計は、出口ポート７１０が配置されている中間セクション７０４において流体成分のより正確な分離を可能にする。砂時計形状の上側セクション７０２及び下側セクション７０６と中間セクション７０４との間のサイズ関係は、例えば、２対１（２：１）から１０対１（１０：１）とすることができる。例示的な実施形態では、中間セクション７０４の断面は、上側セクション及び下側セクションの断面の１／４のサイズである。改善された分離のための狭いチャンバ又は狭いチャネル部分の組み込みは、限定されず、他のチャネル、他のチャンバ及び他のシステム構成要素に組み込まれてもよい。
【００６９】
図８Ａ及び図８Ｂは、本願の一実施形態に係るモジュール式分離カセットの部分図内における他の砂時計形状の分離チャンバを示す。
【００７０】
図８Ａは、モジュール式流体分離カセット８００の斜視図である。該カセット８００は、「砂時計」形状の分離チャンバ８０２、分離チャンバ出口ポート８０４、媒体チャンバ８０６、緩衝液チャンバ８０８、洗浄チャンバ８１０、及び収集チャンバ８１２を含む。図８Ａにおいて、この図ではチャンバの蓋を示していないので、各チャンバの内部は露出されている。
【００７１】
図８Ｂは、各カセットチャンバを覆う、オプションであるチャンバ蓋８１２を含む、図８Ａに示すカセットの斜視図である。
【００７２】
図８Ａにおいて、分離チャンバ出口ポート８０４は、分離チャンバ８０２の中間の狭い部分の垂直壁に配置されている。出口ポート８０４は、特定の流体又は単核球（ＭＮＣ）層のような流体成分を集めるために最適化された直径及び形状である。出口ポート８０４は、遠心力の方向に対して垂直に向いていてもよく、回転中心から相対的に外側（９０度を超えて）に向いていてもよく、或いは回転中心に向かって相対的に内側（９０度未満）に向いていてもよい。例えば、好ましい実施形態では、出口ポートは、回転中心に向かって相対的に内側に向いており、従って、出口ポートと遠心力に平行な線との間の角度は５度から６０度、例えば３０度から６０度、又は４０度から５０度、である。図９Ａ、図１０Ａ及び図１１Ａに示される出口ポートは、この後者の説明（すなわち、約４５度の角度を有する）を示す。
【００７３】
さらなる実施形態では、流体分離カセットは、出口ポートに近接して流体又は流体構成要素の層を集中させるための手段を有する流体分離チャンバを含んでもよい。出口ポート近傍において流体又は流体成分の層を集中させるためのそのような手段は、分離チャンバ内においてある角度で配置された平面、多平面又は同様に機能する面（すなわち「スキマーダム（ｓｋｉｍｍｅｒ  ｄａｍ）」）の形態をとることができる。例えば、スキマーダムは、チャンバ内の遠心力に平行な線に対して１５度〜７０度、例えば２５度〜６０度又は４０度〜５０度、の角度で配置される。スキマーダムの遠位端（すなわち、回転軸から最も遠い端、又は最も遠い「下り」部分）は、回転軸からの径方向距離が出口ポートの位置と略同じ距離で分離チャンバ内に配置される。スキマーダムの遠位端と出口ポートとの間の距離は、分離チャンバから出口ポートを介する特定の流体又は流体成分（例えば、ＭＮＣ）の効率的な移動を容易にするように最適化される。スキマーダムは、分離チャンバの壁の間の全距離の略全体、又は全体未満を占める。すなわち、ＭＮＣ及び血小板を上昇させ、ＲＢＣ及び顆粒球を沈降させることを可能にするために、スキマーダムの片側又は両側と分離チャンバの垂直側壁との間に空間が存在する。
【００７４】
図９Ａ及び図９Ｂは、本出願の一実施形態に係る分離チャンバ内に配置された平面スキマーダムを示す図である。図９Ａ及び図９Ｂに示された実施形態は、分離チャンバの少なくとも２つの垂直側壁に接触しないように構成されている。
【００７５】
図９Ａは、分離チャンバの狭い部分の垂直壁９０２、９０４の間のスキマーダム９００の上面図である。図９Ａに示すように、垂直側壁９０２、９０４とスキマーダム９００との間に空間９０６、９０８が存在する。また、回転軸からの径方向位置がスキマーダムの遠位端と略同じ位置に、分離チャンバの中間部分の前方に向かって配置された出口ポート９１０が示されている。出口ポート９１０の位置決めは様々でよいが、好ましくは、それら図に示されるように配置される。
【００７６】
図９Ｂは、スキマーダム９００が単一の平面を含むことを示すために使用される平面スキマーダム９００の断面図である。
【００７７】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、本出願の一実施形態に係る分離チャンバ内に配置された多平面スキマーダムを示す図である。図１０Ａ及び図１０Ｂの実施形態はまた、分離チャンバの少なくとも２つの垂直側壁と接触しないように構成されている。
【００７８】
図１０Ａは、ＭＮＣ又は血小板の上昇及びＲＢＣ又は顆粒球の沈降を可能にするように設計された間隙１００６及び１００８を除いて、分離チャンバの垂直側壁１００２、１００４と接触している多平面スキマーダム１０００を示す上面図である。図９Ａのように出口ポート１０１０も示されている。
【００７９】
図１０Ｂは、多平面スキマーダム１０００の断面図である。この図は、スキマーダム１０００が２つの平面を含むことを示すために使用される。
【００８０】
ある実施形態では、「二重漏斗設計」が実施される。すなわち、スキマーダム及び分離チャンバが、互いに反対向き、すなわち１つは上向き、もう１つは下向き、の２つの漏斗に似るように及び／又は機能するように、変形される。実施形態では、この構成は、スキマーダムと分離チャンバの側壁との間の間隙を通過する特定の流体成分（例えば、ＭＮＣ）の数又は割合を最小限にし、それによって、出口ポート付近の分離生成物（例えば、ＭＮＣ）の濃度を最大にするように、設計される。この構成では、スキマーダムは、その端部の半分以上に沿って分離チャンバの垂直側壁と接触し、ＭＮＣ又は血小板の上昇及びＲＢＣ又は顆粒球の沈降のために、各「漏斗」に存在する穴（又は間隙又は開口）のみを残すように、変形される。スキマーダムの両側の間隙の位置は、本明細書では限定されないが、成形が容易となるように、チャンバ間の流路に最も近い側であってよい。穴の大きさ及び幾何学的形状、特に、出口ポートからチャンバの反対側の穴の大きさ（すなわち、最も上り坂から離れた、すなわち回転軸に最も近い穴）は、初期の分離中に適度な速度で細胞を上昇させるのに十分な程度に大きく、ＭＮＣ移動中に通過するＭＮＣの数を最小にするように十分な程度に小さい。「二重漏斗」構成の実施形態では、ワックスバルブは、漏斗の１つの孔（例えば、回転軸に最も近い孔）だけを塞ぐように構成されてもよい。遠心分離中に回転軸に最も近い穴を閉じると、細胞移動中に、ＭＮＣをもう一方の「下り坂」側の穴に向かって移動させることができる。
【００８１】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、本出願の実施形態に係る、分離チャンバ内に配置され、「二重漏斗」構成を形成する多平面スキマーダムを示す図である。
【００８２】
図１１Ａは、ＭＮＣ又は血小板の上昇及びＲＢＣ又は顆粒球の沈降を可能にするように設計された間隙１１０６及び１１０８を除いて、分離チャンバの垂直側壁１１０２、１１０４と接触しているスキマーダム１１００を示す上面図である。ここで、間隙１１０６、１１０８は、スキマーダム１１００の平面と側壁１１０２、１１０４との間の交差部分に沿ってのみ生じ、より小さい流路を形成する。そのような実施形態は、スキマーダム１１００の側面上の小さなフローチャネル、又はギャップの使用を介して、混合を最小限に抑え、適切な分離を確実にすることができる。出口ポート１１１０も示されている。
【００８３】
図１１Ｂは、二重漏斗構成の多平面スキマーダム１１００の断面図である。この図は、スキマーダム１１００が、図１０Ａ及び図１０Ｂのスキマーダム１０００よりも小さい流路を通って流体を流動させるように傾斜させた２つの平面を備えることを示すために使用される。
【００８４】
さらなる実施形態では、ワックスバルブは、スキマーダムの両側の間隙に配置され、それらを塞ぐように構成される。一実施形態では、そのようなワックスバルブを使用して「多目的」チャンバを形成することができる。例えば、そのような多目的チャンバでは、本願を通して様々に説明されているように、常時開バルブ（ＮＯＶ）を、スキマーダムと垂直側壁との間のギャップに近接する分離チャンバの各垂直側壁の外側に配置することができる。実施形態では、多目的チャンバは、様々な洗浄、すすぎ、分離、又は他の手順を可能にするために、２つ以上の流体入口ポート及び流体出口ポートを有することができる。実施形態では、洗浄、すすぎ、分離等に必要な複数のポートは、スキマーダムの遠位端の近くで、Ｇ場内のＮＯＶの「上方」に（すなわち、回転中心側に）配置される。すなわち、複数のポートは、回転軸からの径方向距離がスキマーダムの遠位端の近くに配置されたＮＯＶまでの距離よりも短い位置に配置されることが好ましい。
【００８５】
図１２Ａ及び図１２Ｂは、本願の実施形態に係るＮＯＶを含む多目的チャンバを示す。
【００８６】
図１２Ａは、多目的チャンバ１２００の上面図である。多目的チャンバ１２００の狭い部分は、チャンバ側壁の少なくとも２つの部分に接触しないスキマーダム１２０２を含み、種々の操作中に流体の流れを可能にするため、スキマーダム１２０２の遠位端部と近位端部の両方に間隙１２０４、１２０６が形成されている。ＮＯＶ１２０８、１２１０はそれぞれ、スキマーダム１２０２の両側の間隙１２０４、１２０６と同じ径方向位置において多目的チャンバ１２００の外側壁に配置されている。作動すると、溶融材料がＮＯＶ１２０８、１２１０のいずれかから多目的チャンバ１２００内に流れ込み、スキマーダム１２０２の両側の間隙１２０４、１２０６いずれかを閉塞することができるように、ＮＯＶ１２０８、１２１０は、チャンバ１２００と流体連通している。プロセスの必要に応じて、流体入口１２１２、流体出口１２１４、最終製品／移送出口１２１６を設けて、１つ又はいくつかの別のチャネルを形成する。
【００８７】
図１２Ａ及び図１２Ｂは、多プロセス動作の種々のステージにある図１２Ａの多目的チャンバを示す。図１２Ａ及び図１２Ｂの多目的チャンバを実施するための１つの例示的な方法又はワークフローは以下の通りである。まず、図１２Ａに示すチャンバ１２００内の分離サイクルにおいて、全血の分離を行う。このサイクルでは、赤血球は、スキマーダム１２０２の遠位端の間隙１２０６を通って落下し、ＭＮＣは回転軸に最も近い間隙１２０４を通って上昇する。次に、分離サイクル中に流体成分を分離した後、各ＮＯＶ１２０８、１２１０を図１２Ｂに示すように作動させる。これにより、スキマーダム１２０２とチャンバ１２００の垂直側壁との間の間隙１２０４、１２０６を閉塞することによって、分離チャンバ１２００を、汚染されていない洗浄チャンバにする。次に、以下のようにして、従来の完全洗浄を完了させる。すなわち、流体入口１２１２を用いて洗浄流体を混合し、洗浄を行い、洗浄流体出口１２１４を介して廃棄物を排出する。次に廃棄物が排出された後、最終的なＭＮＣは移送出口１２１６を介して収集される。最後に、ＭＮＣは、流体移送出口１２１６を介した移送の前に懸濁されてもよいし、或いは、移送前に１回以上の洗浄サイクルで洗浄されてもよい。ここで、ＭＮＣは、他の洗浄チャンバに移される前に洗浄液との混合物中に懸濁される。これによって、移送中の細胞における圧力降下の欠如に起因する血小板活性化を抑える。
【００８８】
本明細書の実施形態は限定されない。すなわち、分離チャンバ又は多目的チャンバは、砂時計形状、略砂時計形状を有してもよく、或いは、図に示されるように、流体成分の効果的な分離を可能にするのであれば、他の任意の構成であってもよい。例えば、分離チャンバ又は多目的チャンバは、２部分チャンバとして構成されてもよく、その場合は、２つの部分は、流体チャネルを介して互いに流体連通する。そのような流路は、図に示されているように、１又は複数のバルブを任意に含むことができる。同様に、前述の構成は分離チャンバに限定されず、カセット内の任意のチャンバの構成でもよい。例えば、いくつかの実施形態は、従来のＰＢＭＣ分離では使用されないが、エルトリエーションでは典型的な、円錐形状洗浄チャンバを採用する実施形態のような、チャンバの態様において円錐形状を組み込むことができる。
【００８９】
ある実施形態では、スキマーダムは、分離時に、ＭＮＣ層がスキマーダムの上方全体に配置されるように分離チャンバ内に配置される。この構成では、分離チャンバを排出すると、ＭＮＣ層は落下し（すなわち、Ｇ場内を外側に向かって流れ）、スキマーダムの傾斜面に沿って出口に向かって押されて集まる。スキマーダムの片側又は両側と分離チャンバの垂直壁との間の間隙を少数のＭＮＣが通過する場合があるが、ＭＮＣが出口ポートの径方向位置に達すると、ＭＮＣは出口ポートを介して分離チャンバから出る。ある実施形態では、スキマーダムの頂部（すなわち、Ｇ場内で最も高く且つ回転軸に最も近いスキマーダムの部分）は、入り口又はその下にある。
【００９０】
本明細書に記載の分離チャンバ及びスキマーダムの様々な実施形態は、様々な利点をもたらす。例えば、分離チャンバの出口の近くにＭＮＣ層を集中させることは、より高い収率及び運転時間の短縮をもたらす。出口ポートに向かって流体又は流体成分の層を集めるための手段を追加することによっても、分離チャンバの狭い部分の必要性を排除することができ、それによって、より大きな設計自由度が可能になる。そのような構成は、所与のチャンバ容積に対して半径方向の高さを短くすることができ、従って全体として空間のより効率的な使用をもたらすことができる大容量カセットに関して特に有用である。加えて、ＭＮＣ及び血小板の上昇並びに赤血球（ＲＢＣ）の沈降が、分離チャンバの別々の領域で起こり、それによって、分離が加速される。
【００９１】
実施形態では、モジュール式流体分離カセットは、流体ラインとベントラインとを含むルアーテーパー接続を利用するように構成されたポート構成を含む。例示的なポートは、図３、図４Ａ、図４Ｂ及び図８Ｂに示されている。実施形態では、スリップテーパ設計又はロック接続設計のいずれかを使用することができ、又はその修正版を使用することができる。そのような接続の例は、ベクトン・ディッキンソン  アンド  カンパニー社による「Ｌｕｅｒ−Ｌｏｃｋ」（登録商標）及び「Ｌｕｅｒ−Ｓｌｉｐ」（登録商標）スタイルのコネクタである。例えば、モジュール式流体分離カセットチャンバは、やはりベクトン・ディッキンソン  アンド  カンパニー社によるＢＤ  Ｖａｃｕｔａｉｎｅｒ（登録商標）Ｖｅｎｏｕｓ  Ｂｌｏｏｄ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ  Ｔｕｂｅのような真空チャンバの雌側端部と接続するように設計されたポートを有してもよい。他のＬｕｅｒ（登録商標）並びに同様のフィッティング及び接続を使用してもよいし、変更してもよいし、或いは、必要に応じて実施形態に組み込でもよい。
【００９２】
さらなる実施形態において、カセットの１又は複数のポートは、従来の設計であってもよい。例えば、単純な開口として設計されたポートは、従来のピペット流体導入及び収集を可能にするために利用される。そのようなポートは、ストップキャップ、又はオペレータが望み通りにポートを開いて再シールすることを可能にする他の従来の部材を使用して、開閉することができる。モジュール式流体分離カセットに対して流体を効果的にオンボード及びオフボードするために、他の任意の従来のポート設計を同様に実施形態に組み込んでもよい。
【００９３】
本明細書に記載のカセットチャンバは、遠心分離を通して流体の流れを制御することができるように、バルブを配置することが可能な流体チャネルを介して様々に接続することができる。チャネル及びバルブは、製造時に流体分離カセットの中実体部分内に形成されてもよく、或いはカセットの他の部分又はその層（例えば、抵抗層組立体のシリコン層）に形成されるか又はそこから切り出し加工されて（例えばダイカット）、カセットの残りの部分と組み合わされる。流路のサイズ及び設計は限定されず、様々なバルブ設計及び材料を異なる実施形態で使用することができる。実施形態では、チャネルは、例えば０．５ｍｍから１ｍｍのように、０．３ｍｍから２ｍｍの断面を有する。例示的実施形態では、チャネルは、０．７５ｍｍ（０．０３０×０．０３０インチ）の断面を有する。
【００９４】
実施形態では、モジュール式流体分離カセット内に、流体流量を制御するための新規な手段が含まれてもよい。すなわち、エルトリエーションのように非常に特殊な流量を必要とする多くの従来のプロセスでは、流量はポンプを使用して得られる。それにもかかわらず、従来のポンプをポンプレス流量制御手段で置き換えることが様々な理由で望ましい場合がある。この問題に対処するために、実施形態は、様々な異なる流速を達成するために、様々に組み合わせることができる特定の大きさを有する多数の流体チャネルを組み込んだ流体経路セクション又はチャネルセクションを含む。実施形態では、複数の流体チャネルは互いに平行でもよく、又は互いに別の関係をとってもよい。本明細書では、流量は、チャネルの直径、回転軸からのチャネルの距離、ロータのＲＰＭ、流体の特定の粘度及び比重等の様々な変数に基づいていると仮定される。
【００９５】
図１３は、本願の実施形態に係る、流量を制御するための平行流体チャネルの概略図である。
【００９６】
図１３を参照すると、異なる直径を有する４つの平行な流体チャネル１３００のクラスター又は一群が示されている。ここで、流体は、Ｇ場においてエルトリエーションチャンバ（ＥＣ）１３１２より高い位置にある供給チャンバ（ＳＣ）１３１４からＥＣに供給される。チャネルは流体流路に沿って互いに近接して配置されている。
【００９７】
図１３の実施形態において、チャネル１３０２は、流体が毎分１ｍｌで流れる。チャネル１３０４は、流体が毎分２ｍｌで流れる。チャネル１３０６は、流体が毎分４ｍｌで流れる。チャネル１３０８は、流体が毎分８ｍｌで流れる。４つの平行な流体チャネルのそれぞれは、本明細書に記載された実施形態の中から選択された少なくとも１つのバルブ１３１０を含む。
【００９８】
４つの平行な流体チャネル１３０２、１３０４、１３０６、１３０８内のバルブを作動させることによって、総流量を毎分１ｍｌの単位で、毎分０ｍｌから毎分１５ｍｌまで増減させることができる。例えば、チャネル１３０２のバルブが開、チャネル１３０４のバルブが閉、チャネル１３０６のバルブが開、チャネル１３０８のバルブが閉の場合、毎分５ｍｌの総流量を達成することができる。同様に、チャネル１３０２のバルブが閉、チャネル１３０４のバルブが開、チャネル１３０６のバルブが閉、チャネル１３０８のバルブが開の場合、毎分１０ｍｌの総流量が達成される。前述の流量は単なる例であり、流量の任意の所望の組み合わせは、様々な流路構成及びバルブ閉鎖を利用することによって達成され得る。
【００９９】
実施形態では、流体チャネルは、０．０２インチ〜０．０５インチの直径を有してもよく、例えば、流体チャネルは、直径０．０３０インチ（約０．７５ｍｍ）である。動作において、ロータのＲＰＭは、１，０００ＲＰＭから６，０００ＲＰＭのように、２００ＲＰＭから１２０，０００ＲＰＭの範囲である。実施形態では、平行流体チャネルは、回転軸から１ｃｍから１５ｃｍの距離で、より具体的には回転軸から２ｃｍから１０ｃｍの距離で、ロータ組立体に配置される。
【０１００】
実施形態では、流体チャネルは、平行、略平行であり、或いは互いに他の配向であってもよい。各チャネルは、同じ長さを有してもよく、或いは、互いに異なる長さを有してもよい。４つより多い又は少ない数の流体チャネルが使用されてもよい。本願を通して説明されるように、例示的なバルブタイプは限定されず、ワックスバルブ、機械式バルブ、又は他の任意の適切なタイプのバルブであってよい。ある実施形態では、特定のチャネルにバルブが存在しなくてもよい。
【０１０１】
チャンバ及び流路の設計は、特定の用途に従って変わるので、種々のバルブ構成が必要となる。特定のバルブ構成は、特定のワックスバルブのような熱膨張バルブを含む。熱膨張ワックスバルブの場合、好適なワックス材料の例としては、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）ワックス及びＥＶＡブレンドが挙げられる。実施形態において、ＤｕＰｏｎｔ（商標）Ｅｌｖａｘ（登録商標）４１０（エチル−酢酸ビニル共重合体樹脂（ｅｔｈｙｌ−ｖｉｎｙｌ  ａｃｅｔａｔｅ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ  ｒｅｓｉｎ））が好ましい。そのようなワックスは、狭い又は「鋭い」融点並びに好ましい柔軟性及び表面接着性を示す。ＥＶＡと同様の特性を有する他のワックスを使用してもよい。
【０１０２】
実施形態では、熱膨張材料は、バルブを作動させるために、放射熱を加えることができる熱吸収化合物をさらに含む。そのような構成は、マイクロ流体チャネルにおいて有用である。この実施形態の潜在的な利点は、熱膨張材料がチャネル内の流体と接触しないことにある。そのような接触は、汚染又は熱損傷を引き起こす場合がある。
【０１０３】
実施形態では、温度変化を機械的運動に変換するのに適した様々な熱アクチュエータを、バルブとして作用するように、すなわち流体チャネルを開閉するように、適合させる。
【０１０４】
本出願の実施形態に係る様々なバルブ設計が以下では説明される。
【０１０５】
図１４Ａ及び図１４Ｂは、本願の実施形態に係る「バックロード（ｂａｃｋ−ｌｏａｄｅｄ）」バルブを示す。
【０１０６】
図１４Ａに示すように、バックロードバルブ１４００は、流体チャネル１４０２、１４０４及び重力ウェル（ｇｒａｖｉｔｙ  ｗｅｌｌ）１４０６を含む。バックロードバルブを得るために、モジュール式流体分離カセットは、インサート成形プロセスによって製造されてもよい。このプロセスでは、カセットは、バルブ１４００の重力ウェル１４０６内に堆積されるべきバルブ材料の移動のためのチャネル１４０２、１４０４を有する。製造時に、ワックス（例えば、ＥＶＡ）又は他の好適なバルブ材料を、バルブ１４００の「後方（ｂａｃｋ）」に導入される。すなわち、ワックスが重力ウェル１４０６内に堆積するまで、ワックスは導入され、チャネル１４０２に沿って流れる。図１４Ｂに示すように、ウェル１４０６からの余分なワックスはチャネル１４０４内に流れる。このプロセスの注入後工程において、過剰のワックスはカセット上に保持される。実施形態では、製造時に、直径２ｍｍ（すなわち約４．２μｌ）のワックス液滴又は固形ワックスがバルブの「後方」に分注される。そして、ワックスが流動して約０．５μｌの活性ワックス容量を達成する。
【０１０７】
図１５Ａ及び図１５Ｂは、本出願の一実施形態に係る「フロントロード」バルブを示す図である。
【０１０８】
フロントロード（ｆｒｏｎｔ−ｌｏａｄｅｄ）バルブは、ワックスをモジュール式流体分離カセットの特定の部分のみに直接付着させる製造工程から生じる。図１５Ａ及び図１５Ｂに示されるように、フロントロードバルブ１５００は、ワックスウェル１５０２を含み、任意にチャネル１５０４、１５０６を含む。製造時、ワックスはウェル１５０２の頂部にのみ堆積される。すなわち、図１４Ａ及び図１４Ｂに関連して説明したように、流体ワックスをチャネル１４０２を介して押し入れ、バルブ１４００の重力ウェル１４０４内に堆積させる「バックロード」プロセスとは対照的に、フロントロードバルブを得るためのこのプロセスは、ワックスをウェル１５０２内に直接堆積させる。例えば、フロントロードバルブの一実施形態は、１μｌから２μｌの液滴のように、約０．５μｌの活性ワックス量を収容するために、ＥＶＡの小容量液滴を適所に分注及び溶融することから製造される。このプロセスの注入後ステップでは、余分なワックスをモジュール式流体分離カセットから削り取らなければならない。
【０１０９】
以下では、説明するのは、常時開バルブ（ＮＯＶ）及び常時閉バルブ（ＮＣＶ）の実施形態を含む様々なバルブ設計が説明される。ＮＯＶは、動作を行う前の、通常時は開いたままのバルブであり、一方、ＮＣＶは、通常時は閉じたままである。
【０１１０】
図１６Ａ及び図１６Ｂは、本出願の一実施形態に係る常時開バルブ（ＮＯＶ）を示す図である。
【０１１１】
図１６Ａ及び図１６Ｂに示されるように、バルブ１６００は、チャネル１６０６の屈曲部１６０４と流体接続し、その下り側すなわち「アウトボード（ｏｕｔｂｏａｒｄ）」側（すなわち、Ｇ場内の下り坂側又はアウトボード側、或いは回転軸から遠位側）に設けられた重力ウェル１６０２を有する。ワックスは、重力ウェル１６０２を満たすように予め搭載されている。
【０１１２】
図１６Ａは、通常状態において開位置にあるバルブ１６００を示す。この状態では、ワックスはウェル１６０２内に留まり、チャネル１６０６を邪魔しない。従って、この構成では、バルブ１６００は「常時開」位置にある。図１６Ｂに示すように、加熱状態又は活性化状態では、ワックスはチャネル１６０６内に膨張して該チャネルを塞ぎ、それによってバルブ１６００は閉位置となる。この構成では、Ｇ力は開位置に向かってワックスに圧力を加えるので、バルブ１６００が閉位置にあるとき、Ｇ力は、このバルブ構成の作動を補完することはできない。それにもかかわらず、この構成は特定の用途には好ましい。
【０１１３】
図１７Ａ及び図１７Ｂは、本出願の一実施形態に係るさらに他のＮＯＶを示す図である。
【０１１４】
図１７Ａ及び図１７Ｂに示すように、バルブ１７００は、チャネル１７０６内の屈曲部１７０４と流体的に接続し、その上り坂側すなわち「インボード（ｉｎｂｏａｒｄ）」側（すなわち、Ｇ場における上り坂側又はインボード側、或いは回転軸から近位側）に設けられた重力ウェル１７０２を有する。ワックスは、重力ウェル１７０２を満たすように予め搭載される。
【０１１５】
図１７Ａは、通常状態において開位置にあるバルブ１７００を示す。この状態では、ワックスはウェル１７０２内に留まり、チャネル１７０６を塞がない。図１７Ｂは、ワックスがチャネル１７０６内に膨張してそれを塞いでいる加熱状態又は作動状態のバルブ１７００を示す。この構成では、ワックスに対して閉位置に向かって圧力が加えられることによって、Ｇ力は、このバルブ１７００の全閉状態への作動を補完することができる。
【０１１６】
図１８Ａ及び図１８Ｂは、本願の実施形態に係る常時閉バルブ（ＮＣＶ）を示す図である。
【０１１７】
図１８Ａ及び図１８Ｂに示すように、バルブ１８００は、重力ウェル１８０２とフロースルー部分１８０４とを含む。ワックスは、予め装填され、重力ウェル１８０２を満たしている。図１８Ａは、常時閉位置にあるバルブ１８００を示す。ここで、バルブは、通常状態では流体チャネル１８０６からオフセットしているフロースルー部分１８０４を含むことによりＮＣＶである。通常状態では、ワックスはウェル１８０２内に留まり、バルブ１８００に作用したり駆動したりすることはない。加熱状態又は作動状態では、ワックスは膨張してバルブ１８００を駆動し、それによってバルブ１８００を開位置にする。図１８Ｂは、フロースルー部分１８０４が流体チャネル１８０６と一致するように作動した後の開位置にあるバルブ１８００を示す。
【０１１８】
図１９Ａ及び図１９Ｂは、本願の実施形態に係る他のＮＯＶを示す図である。
【０１１９】
図１９Ａ及び図１９Ｂは、図１７Ａ及び図１７Ｂに示すものと同様であるが、常時開構成のバルブ設計を示す。示されるように、バルブ１９００は、重力ウェル１９０２及びフロースルー部分１９０４を含む。ワックスは、重力ウェル１９０２を満たすように予め搭載されている。通常状態では、フロースルー部分１９０４は、流路１９０６と一直線上にある。加熱状態又は作動状態では、ワックスは膨張してバルブ１９００を駆動し、それによって、フロースルー部分１９０４は流路１９０６からずれて、閉位置となる。
【０１２０】
図２０Ａ及び図２０Ｂは、本願の実施形態に係る回転バルブを示す図である。
【０１２１】
図２０Ａ及び図２０Ｂに示すように、バルブ２０００は、レバーチャンバ（ｌｅｖｅｒ  ｃｈａｍｂｅｒ）２００４と流体連通する重力ウェル２００２を有する。バルブ２０００はさらに、流体チャネル２０１０内に位置するフロースルー部分２００６と、レバーチャンバ２００４内に配置されるレバー部分２００８とを有する。ワックスは重力ウェル２００２を満たすように予め搭載されている。
【０１２２】
その通常状態では、図２０Ａに示すように、ワックスは、ウェル２００２内に留まり、レバー部分２００８に作用も駆動もしない。通常状態では、フロースルー部分２００６は流体チャネル２０１０からずれており、流体は、流体チャネル２０１０に沿って流れることができない。図２０Ｂは、ワックスが膨張してレバー部分２００８を駆動し、バルブ２０００を回してフロースルー部分２００６をチャネル２０１０と一直線になるように位置決めして流体が流れる状態になっている作動状態又は開状態のバルブ２０００を示す。
【０１２３】
図２１Ａ及び図２１Ｂは、本願の実施形態に係る他の回転バルブを示す図である。
【０１２４】
図２１Ａ及び図２１Ｂに示すように、バルブ２１００は、レバーチャンバ２１０４と流体連通する重力ウェル２１０２を有する。バルブ２１００はさらに、流体チャネル２１１０内に位置するフロースルー部分２１０６と、レバーチャンバ２１０４内に配置されたレバー部分２１０８とを有する。ワックスは、重力ウェル２１０２を満たすように予め搭載されている。
【０１２５】
その通常状態では、図２１Ａに示されるように、ワックスはウェル２１０２内に留まり、レバー部分２１０８に作用も駆動もしない。通常状態では、フロースルー部分２１０６は流体チャネル２１１０からずれており、流体は、流体チャネル２１１０に沿って流れることができない。図２１Ｂは、ワックスが膨張してレバー部分２１０８を駆動し、バルブを回してフロースルー部分２１０６をチャネル２１１０と一直線になるように動かして流体が流れるようになった作動状態又は開状態のバルブ２１００を示す。
【０１２６】
ある実施形態では、熱活性化材料としてワックスを使用することは望ましくない場合がある。むしろ、形状記憶合金又は他の熱活性化記憶材料が好ましい場合がある。
【０１２７】
図２２Ａ及び図２２Ｂは、本出願の一実施形態による形状記憶合金バルブを示す図である。
【０１２８】
図２２Ａ及び図２２Ｂに示すように、バルブ２２００は、形状記憶合金２２０２、機械式バルブ部分２２０４、バルブチャンバ２２０６、及びフロースルー部分２２０８を含む。形状記憶合金２２０２は、流体チャネル２２１０と交差するバルブチャンバ２２０６を満たすように予め搭載されている。機械式バルブ部分２２０４はバルブチャンバ２２０６内に配置され、流体チャネル２２１０を開閉するように設計されている。図２２Ａに示すように、その通常状態又は圧縮状態では、フロースルー部分２２０８は流体チャネル２２１０と一直線上にある。ここでは、形状記憶合金２２０２はバルブチャンバ２２０６内に留まり、機械式バルブ部分２２０４に作用も駆動もしない。作動状態では、形状記憶合金２２０２は拡張してバルブ２２００を駆動し、それによってバルブ２２００は閉じられる。閉位置では、フロースルー部分２２０８は流体チャネル２２１０からオフセットしてチャネル２１１０内の流体の流れを止める。
【０１２９】
図２３Ａ及び図２３Ｂは、本願の実施形態に係るソフトチューブバルブを示す。
【０１３０】
図２３Ａ及び図２３Ｂに示すように、ソフトチューブバルブ２３００は、ソフトチューブ材料２３０２と、流体チャネル２３０６の両側にウェル２３０４を有する。ワックスはウェル２３０４を満たすように予め搭載されている。通常状態又は開状態では、図２３Ａに示すように、ワックスはウェル２３０４内に留まり、バルブチューブ２３０２に作用したり、圧縮したりしない。加熱状態又は動作状態では、図２３Ｂに示されるように、ワックスが膨張し、バルブチューブ２３０２を圧縮し又は挟み、バルブ２３００を閉位置にする。
【０１３１】
図２４Ａ及び図２４Ｂは、本願の実施形態に係る他のソフトチューブバルブを示す。
【０１３２】
図２４Ａ及び図２４Ｂは、ソフトチューブ２４０４を締め付けるために、熱活性化ワックスではなく、形状記憶合金２４０２を有する以外は、図２３Ａ及び図２３Ｂに示すものと同様であるバルブ設計を示す。図２４Ａは、開位置にあるバルブ２４００を示し、図２４Ｂは、閉位置にあるバルブ２４００を示す。
【０１３３】
図２５Ａ及び図２５Ｂは、本願の一実施形態に係るボール・シートバルブの設計を示す図である。
【０１３４】
図２５Ａ及び図２５Ｂに示すように、バルブ２５００は、流体チャネル２５０６と流体接続しているボール２５０４を含むワックスウェル２５０２を含む。この構成では、ワックスはウェル２５０２内に予め装填されている。ボール２５０４は、ウェル２５０２内のワックスの頂部に装填される。図２５Ａに示す通常状態又は冷却状態では、ワックスはウェル２５０２内に留まり、ボール２５０４に作用したりボール２５０４を駆動したりすることはない。図２５Ｂに示す加熱状態又は動作状態では、ワックスが膨張してボール２５０４をチャネル２５０６内に押し込み、それによって、バルブ２５００は閉じる。
【０１３５】
図２６Ａ及び図２６Ｂは、本願の一実施形態に係るボールバルブを示す図である。
【０１３６】
図２６Ａ及び図２６Ｂに示されるように、バルブ２６００は、ボール２６０２、流体チャネル２６０４、及び拡張チャネル部分２６０６を含む。図２６Ａに示すように、その通常状態では、バルブ２６００は、ワックス内に着座したボール２６０２を有し、流体チャネル２６０４を塞いでいる。図２６Ｂに示すように加熱状態又は動作状態では、ワックスは溶融してボール２６０２を拡張チャネル部分２６０６に解放し、これにより、流体はチャネル２６０４を通って流れることが可能になる。
【０１３７】
図２７Ａ及び図２７Ｂは、本願の実施形態に係るさらに他のＮＣＶを示す。
【０１３８】
図２７Ａに示すように、バルブ２７００は、バルブハウジング部分にバルブダム２７０２を有する。バルブダム２７０２は硬化ワックスで構成されている。通常の閉状態では、ＮＣＶ２７００は、流体経路２７０４を塞いでいる。図２７Ｂに示すように、作動時には、バルブダム２７０２が落下し、流体は、流体経路２７０４に沿って流れるようになる。
【０１３９】
図２７Ａ及び図２７ＢのＮＣＶ２７００は、その製造方法、その形状、又はその作動方法のいずれかに基づいた独自の利点を提供することができる。図２７Ａ及び図２７Ｂのバルブ２７００は、バルブ形状の微細制御を可能にするため、注入ワックスのインサート成形を使用して作られる。その結果、非常に薄くて長いワックスダムが流体チャネルを横切って形成される。加熱されると、流体はダムを押し崩し通過するか、又はチャネル内にオリフィスが形成され、流体が流れるようになる。
【０１４０】
以下に記載されるのは、他のＮＯＶ設計であり、結晶質及び非晶質の両方の熱活性化材料を利用するためのものを含む。以下に説明されるバルブ設計は、ワックスを動かすために膨張力と求心力の組み合わせを使用する。
【０１４１】
図２８Ａ〜図２８Ｃは、結晶質の熱活性化材料を利用するように設計されたＮＯＶ２８００を示す。
【０１４２】
図２８Ａ〜図２８Ｃに示すように、結晶材料（例えば、結晶ワックス）は、流路２８０４を介して流体チャネル２８０６に接続されているウェル２８０２内に堆積される。流路２８０４近傍の流体チャネル２８０６の領域は波形状（ｕｎｄｕｌａｔｅｄ）である。結晶性材料が加熱されると、それは膨張して流体チャネル２８０６を満たす。冷却されると、（波形状による）流路内の制限によって、ワックスの収縮が抑制され、確実にシールが保持される。この設計は、（以下の図２９Ａ〜図２９Ｃに示すように）流体流路への単一のポートで達成することができるが、２ポート設計であれば、空気又は流体がワックスを移動させて、冷却時に圧力を確保することができる。この設計は、膨張と収縮の組み合わせを用いて、ワックスを動かすことができる。
【０１４３】
図２９Ａ〜図２９Ｃは、非晶質熱活性化材料を利用するように設計されたＮＯＶを示す。
【０１４４】
図２９Ａ〜図２９Ｃに示されるように、このバルブの設計は、図２８Ａ〜図２８Ｃに示すものと本質的に同じである。図２９Ａ〜図２９Ｃでは、非晶質材料（例えば、非晶質ワックス）が、チャネル２９０４を介して流体フローチャネル２９０６に接続されているウェル２９０２内に堆積されている。空気中では、ワックスが空気によって動かされると、ワックスは、「下側」（Ｇ場における下側、回転軸から離れた側）チャネル２９０４から流出し、流体フローチャネル２９０６を閉塞する（図２９Ｂ）。流体中では、ワックスは流体よりも密度が低くてもよく、その場合、ワックスは、下側では高い密度の流体に置き換えられて、「上側」（すなわち、Ｇ場における上側；回転軸から遠くない側）チャネル２９０４から流出する（図２９Ｃ）。非晶質ワックスは、収縮がないため、冷却時において、流体チャネルの壁との接触を確実に改善することができる。
【０１４５】
図３０Ａ〜図３０Ｃは、本願の実施形態に係る他のＮＯＶを示す。
【０１４６】
図３０Ａ〜図３０Ｃに示すバルブ３０００は、予め成形されたワックスカートリッジ３００２を組み込んでいる。カートリッジ３００２は、カートリッジ３００２と同等の形状及び容積を有するワックスチャンバ３００４内に配置される。カートリッジ３００２を加熱し溶融させると、溶融したワックスは、チャンバ３００４から、チャンバ３００４と遮断されるべき流体経路３００８とを接合する逃がし口３００６を通って流れる。この実施形態では、流体経路３００８は波形状である。特に、流体経路３００８の波状構造は、このバルブ及び本開示で説明される他のバルブにおける改善されたシールに対しては、余剰となる場合がある。
【０１４７】
閉じ込めチャンバ３００４内のワックスの相変化体積膨張のために、溶融ワックスは流体経路３００８に流れ込み、それによって経路３００８を閉塞する。経路３００８の形状は、溶融ワックスの凍結動態（ｆｒｅｅｚｉｎｇ  ｄｙｎａｍｉｃｓ）が制御されるように設計される。形状は、流路３００８内で凍結した際に、相変化収縮によって経路が再開放されないことを確実にするように選択されなければならない。これは、経路３００８内に領域を適切に配置して、他の領域が凍結するまでは、該領域の溶融ワックスを流体（未凍結）の状態に維持させることによって、達成することができる。該領域は最後に凍結するので、これらの所定の領域内に収縮空隙が形成される一方、最初に凍結する領域では収縮は起こらない。ワックスプラグ３００２の完全性は、このようにして維持される。最初に凍結する領域は、一般に、局所的なワックス体積に対する局所的な表面積の比が大きくなるように形作られる。従って、溶融ワックスからの熱伝達は速い。最終凍結領域は、一般に、局所的なワックス体積に対する局所的な表面積の比が小さいように形作られる。従って、溶融ワックスからの熱伝達は遅くなり、従って凍結は遅くなる。チャンバ３００４に供給される熱は、流体路３００８内での凍結が生じている間に溶融ワックスが長期間維持されるように制御されてもよいことに留意されたい。これはさらに、流路３００８内の収縮がチャンバ３００４からの溶融ワックスで置き換えられることを保証する。
【０１４８】
以下では、関連する製造方法を含む、本願の実施形態に係る射出成形チャネル（Ｉｎｊｅｃｔａｂｌｅ  Ｃｈａｎｎｅｌ）（ＩＣ）タイプのＮＯＶの実施形態の様々な図及び特徴が記載される。
【０１４９】
実施形態では、ＩＣ  ＮＯＶは射出成形可能なチャネル設計を利用する。すなわち、射出プロセス中、チャネル（流路）構成部分を有するインジェクションプレート（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｐｌａｔｅ）が注入キャビティ（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｃａｖｉｔｙ）（すなわちバルブウェル）の上に配置される。溶融した熱活性化材料（例えば、ワックス）がウェル内に導入されると、インジェクションプレートのチャネル構成部分がワックスを流体流路の形状に堰き止める。ワックスが冷却してインジェクションプレートが取り外されると、注入キャビティを満たす（すなわち、流体流路の形状のチャネル構成部分によって固化したワックスに生じた空隙を含む）固化したワックスがＩＣ  ＮＯＶを構成する。以下の図及び説明は、ＩＣ  ＮＯＶをさらに詳細に記載する。
【０１５０】
図３１Ａ及び図３１Ｂは、本願の実施形態に係る、射出成形チャネル（ＩＣ）タイプのＮＯＶを示す。
【０１５１】
図３１Ａは、空の状態のＩＣ  ＮＯＶ３１００の上面図である。図３１Ａにおいて、ＩＣ  ＮＯＶ３１００の注入キャビティ３１０２は、波状流体流路３１０４の形態の開口部を構成する。
【０１５２】
図３１Ｂは、空の状態のＩＣ  ＮＯＶ３１００の断面図である。図３１Ｂでは、ＩＣ  ＮＯＶ３１００は、注入キャビティ３１０２、（後述する）流路３２１２が溶融ワックス中に形成されることになる注入キャビティ３１０２の部分とは反対側に位置する拡張部分３１１０、注入ポート３１０６、及びベント３１０８を含むように示されている。注入ポート３１０６は、溶融した熱活性化材料（例えば、ワックス）の注入キャビティ３１０２への注入点である。ベント３１０８は、ワックスを注入キャビティ３１０２に導入する間に空気を逃がすことを可能にする。
【０１５３】
図３２Ａ〜図３２Ｃは、本出願の一実施形態によるＩＣ  ＮＯＶの製造において、注入キャビティと組み合わせたインジェクションプレートを示す図である。
【０１５４】
図３２Ａは、インジェクションプレート３２００が図３１Ａ及び図３１Ｂの注入キャビティ３１０２の真上に配置された状態を示す正面断面図である。インジェクションプレート３２００は、インジェクションプレートが注入キャビティ３１０２の溶融ワックスと接触して配置されたときに流路３２１２（以下に示す）を形成するための流路構成部分３２０２を有する。
【０１５５】
図３２Ｂは、インジェクションプレート３２００が下方に押圧されて注入キャビティ３１０２と直接接触している状態を示す正面断面図である。図３２Ｂに示されるように、インジェクションプレート３２００は、流路構成部分３２０２を含む。注入キャビティ３１０２は、ベント３１０８及び注入ポート３１０６を含む。注入キャビティ３１０２はさらに、インジェクションプレート３２００の流路構成部分３２０２の反対側に位置する拡張部分３１１０を含む。図３２Ｂでは、ワックスが注入ポート３１０６を通って注入キャビティ３１０２を満たし、空気がベント３１０８を通って逃げる。溶融ワックスは、拡張部分３１１０を含む注入キャビティ３１０２を充填し、流路構成部分３２０２は溶融ワックス内に流路３２１２を形成する。このバルブ構成に拡張部分３１１０を組み込むことの利点としては、製造プロセスにおいて、ワックスを注入キャビティにより均等に充填することができること、及びより均一なワックス厚を達成することができることが挙げられる。
【０１５６】
図３２Ｃは、インジェクションプレート３２００が注入キャビティ３１０２から分離した状態を示す。すなわち、ワックスは、十分に冷却されることで、ＩＣ  ＮＯＶ３１００が形成され、インジェクションプレート３２００は除去され、注入キャビティ３１０２（拡張部分３１１０を含む）は固化したワックスで充填され、流路構成部分３２０２の形状でワックス内に流路３１１２が形成される。
【０１５７】
図３３Ａ〜図３３Ｄは、本出願の実施形態による種々の材料を含むＩＣ  ＮＯＶを示す図である。
【０１５８】
図３３Ａは、注入キャビティ３３０２及び波状流路部分３３０４、３４０６を含むＩＣ  ＮＯＶ３３００の上面図である。ＩＣ  ＮＯＶ３３００は、開放モードで示されており、注入キャビティ３３０２は、本明細書に記載のワックス又は任意の好適な熱作動材料で充填されている。
【０１５９】
図３３Ｂは、作動後（すなわち、閉モード）のＩＣ  ＮＯＶ３３００の上面図である。この状態は、熱が加えられ、熱作動材料（すなわち、ワックス）が注入キャビティ３３０２内を移動し、流路３３０４、３３０６の隣接する波状部分の中へと移動した状態であり、流路は効果的につぶされてバルブ３３００を閉塞する。
【０１６０】
図３３Ｃは、熱作動材料（すなわち、ワックス）が流路内の流体よりも密度が低い場合のＩＣ  ＮＯＶ３３００の上面図である。この場合、ＩＣ  ＮＯＶ３３００は、閉モードの作動状態が示されている。ここでは、熱が加えられてワックスが注入キャビティ３３０２を移動し、ワックスはさらに、注入キャビティ３３０２からインボード側にある回転軸寄りの隣接する流路領域３３０４のみに移動している。これは、Ｇ力がかかっている場合、低密度のワックスは、流路内の流体に「浮く」ためである。
【０１６１】
図３３Ｄは、空気経路に沿って使用されるＩＣ  ＮＯＶ３３００の上面図である。図３３Ｄはまた、熱が加えられて作動させたワックスが注入キャビティ３３０２を移動した閉鎖モードに作動した後のＩＣ  ＮＯＶ３３００を示す。この場合、ワックスは、注入キャビティ３３０２からアウトボード側にある回転軸から離れた側の隣接する波状流路３３０６のみに移動している。これは、ワックスの密度が流路内の空気の密度よりも大きいため、Ｇ力がかかっている場合、ワックスは注入キャビティ３３０２から外側に向かって流れるようになるからである。
【０１６２】
特に、図３３Ｂ〜図３３Ｄのそれぞれに描かれているバルブは、各設計の動作は、閉塞された流路をもたらすので、閉モードにあるときの断面図は、互いに同じように見えるであろう。
【０１６３】
ＩＣ  ＮＯＶには多くの利点と技術的な利点がある。特に、図３１Ａ〜図３３Ｄに記載されているＩＣ  ＮＯＶは、凝集性に依存している。すなわち、溶融したワックスは、バルブ閉鎖機構を提供するために活性化されるとそれ自体に凝集する。この点に関して、ＩＣ  ＮＯＶは、特定の熱作動材料の固有の親和性（ｎａｔｕｒａｌ  ａｆｆｉｎｉｔｙ）を利用している。それは、バルブの完全性を改善し、より速い閉塞速度、及びより大きなバルブを効果的に閉じる能力をもたらす。それ自体に対するワックスのこの固有の親和性は、溶融状態において最も顕著である。この設計の他の潜在的に有利な態様は、それ自体に凝集する熱作動材料の各部分が作動中に同様の温度に加熱されることである。対照的に、他のタイプの熱作動式バルブは、接着（すなわち、ワックスが異なる材料に付着することによってワックスがチャネル閉鎖を行うこと）に依存する。作動中に異種材料が加熱されない場合、接着との区別が生じる。
【０１６４】
本明細書に記載されるＩＣ  ＮＯＶ設計はまた、開状態における流路の空の容量よりも大きな容量のワックスを加熱することを可能にする。すなわち、ＩＣ  ＮＯＶでは、他のバルブ設計と比較して、流路を取り囲む、より大量のワックスが、加熱され、それによって流路の壁を互いに内側に向かってより効果的に潰す。より具体的には、ＩＣ  ＮＯＶの実施形態は、熱作動材料が一方向のみに進むか又はそれ自体に向かって進行しないバルブ設計、及び、熱作動材料が、異なるか又は異なる状態にある材料に付着すると予測されるバルブ設計、とは対照的である。ＩＣ  ＮＯＶの前述の特徴は、他のバルブ設計を使用して小さなチャネルを閉じる場合と同じように効果的に大きなチャネルを閉じることを可能にする。さらに、上述のように、ＩＣ  ＮＯＶのさらなる利点は、注入キャビティがインジェクションプレートのチャネル構成部分とは反対側に外側に突出する拡張部分（図３１Ｂの３１１０参照）を利用することである。この外側への突出は、注入キャビティとインジェクションプレートが合わせられると、より均一な注入キャビティをもたらし、それによって、より迅速で均等且つ均一な充填を可能にする。他の利点としては、開放モードでは、ＩＣ  ＮＯＶは、流路の他の部分と略同じ幾何学的形状及び容積を有する流路の一部と接触し、該一部を形成することである。この点に関して、マルチユースチャンバ内においてバルブを介して沈降する場合のように、遅い流量を含む用途に搭載された場合でも、ＩＣ  ＮＯＶは、他の種類のバルブと違って、フローを妨げるようなことはない。さらに、ＩＣ  ＮＯＶ設計は、様々なアプリケーションにわたって様々な材料に対応する。例えば、結晶性のワックスを使用すると、作動時にワックスが隣接する流路領域にさらに膨張する。一方、非晶質のワックスの使用は、チャネル閉鎖を達成するため、Ｇ場におけるワックスの浮力又はワックスの重量を特徴づける。また、特定の用途のために特定のワックスを選択することによって、凝固中に注入キャビティの壁から離れたり又は割れたりしないワックスの使用を可能にし得る。これら及び他の理由により、ＩＣ  ＮＯＶは改善された構造的完全性及びより信頼性の高いチャネル閉鎖を提供する。
【０１６５】
具体的に列挙されていない様々な実施形態及び特徴の組み合わせは、本開示の範囲内である。例えば、いくつかの実施形態は、膨張する熱作動材料を利用し得るが、他の実施形態は膨張を必要としない。他の例として、いくつかの実施形態は、バルブを閉じるのを助けるために、注入キャビティに隣接する流路部分の一方又は両方に異なる形状を利用してもよい。他の例として、いくつかの実施形態は、流路構造部分を有するインジェクションプレートを使用することとは対照的に、流路を形成するためにワックスから機械加工することを必要してもよい。他の例として、流路及び注入キャビティの向き及び配置は互いに対して調整されてもよい。同様に、様々な注入キャビティ設計を使用することができる。特定の例では、一実施形態は、比較的重いワックスと共に流路の内側に配置された比較的大きな注入キャビティ部を含んでもよい。そのような構成では、Ｇ場は、より大量のワックスを流路に向かって下り方向に「押し」、それによってより効果的に流路を閉じるであろう。本明細書でなされた開示によって、これら及び他の多くの組み合わせを容易に想定することができる。
【０１６６】
本明細書に記載の任意の種類のバルブを含む様々な実施形態では、バルブ部分及びそれに関連する流体チャネルはさらに、流路を画定するそれぞれの側面に沿って隆起したバンクを組み込んでもよい。これらの隆起したバンクは、（後述する）抵抗器アレイ又はその層をモジュール式流体分離カセットに固定するのを助け、モジュール式流体分離カセットの製造及び使用を通して流体経路及びバルブ部分の一体性を維持するのに役立つ。例えば、盛り上がったバンクは、溶接又は他の好適な製造プロセス中に抵抗器アレイがモジュール式流体分離カセットの残りの部分と組み合わされるのを助けることができる。
【０１６７】
実施形態では、モジュール式流体分離カセットは、２つ以上のバルブタイプを組み込んでもよい。例えば、ＮＯＶは、モジュール式流体分離カセット内での廃棄物の分離又は製品の収集に使用されると同時に、ＮＣＶは、分離チャンバへの媒体の導入に使用される。同様に、単一のモジュール式流体分離カセットは、バックロードバルブタイプとフロントロードバルブタイプの一方又は両方を組み込んでもよく、或いは１つのタイプのバルブの変形形態を含んでもよく、複数のバルブを直列に実装してもよい。単一のモジュール式流体分離カセット内にいくつかの他のバルブ設計及び組み合わせを存在させてもよいし、好適なバルブ構成のいくつかの他の実施形態は容易に考えることができる。
【０１６８】
実施形態では、各モジュール式流体分離カセットは任意の数のバルブを有することができる。例えば、モジュール式流体分離カセットは、１〜２０個のバルブを含むことができ、より具体的には、単一のモジュール式流体分離カセットは、８個以下のバルブを含むことができる。例示的な熱膨張性ワックスは様々な形状及び寸法を構成することができる。例えば、ワックスプラグは、０．００５インチから０．０１７インチの厚さ、より具体的には０．００８インチから０．０１３インチの厚さの範囲である。
【０１６９】
本明細書に記載のバルブタイプに使用されるワックス及び熱膨張材料は、特定の物理的特性を示し、特定の処理及び取り扱い温度の制約に関連づけられる。例えば、ワックス材料は、真空中、１３１°Ｆ（５５℃）でのＥＴＯ滅菌、又は２７３°Ｆ（１３４℃）且つ３バールの圧力での蒸気滅菌に適している。実施形態では、好適なワックス材料はまた、ＡＳＴＭ規格に従って貨物として輸送することが可能である。例えば、好適な材料は、１０４°Ｆ±４°Ｆ（４０℃±２℃）及び９０％±５％相対湿度（ＲＨ）の熱帯気候で、及び１４０°Ｆ±４°Ｆ（６０℃±２℃）及び１５％±５％ＲＨの砂漠気候で、輸送することが可能である。実施形態では、ワックスに使用される材料は、粒子は目に見えず又は目にほとんど見えず、また変色を示さず又はほとんど示さない。
【０１７０】
熱膨張バルブを組み込んだ実施形態では、モジュール式流体分離カセットは、熱作動手段、すなわち加熱素子を含む。使用中、加熱素子は、バルブを「開」又は「閉」位置に作動させるために、重力ウェル内のワックスを加熱する働きをする。ＥＶＡ製のバルブのようにワックスバルブが熱活性化される場合、バルブ材料を加熱するために抵抗器アレイ又は同様の熱作動手段を使用することができる。実施形態では、バルブの作動は、ワックスを保持する重力ウェルに近接するように抵抗器を配置することによって行われる。抵抗器をフィルム上に印刷し、モジュール式流体分離カセット内のワックスの上、下又は近傍に配置することができる。或いは、抵抗器をロータ組立体内に配置してもよい。動作中、電流は抵抗器に送られ、ワックスを溶かすのに十分な熱を発生させる。そして、ワックスはチャネル内に膨張して閉位置を達成するか、或いはチャネルを開けるように膨張する。
【０１７１】
実施形態では、抵抗器アレイは、流体チャネル及びバルブ部分の構築後にカセットに組み込まれる、モジュール式流体分離カセットの一部を含む。該一部は、モジュール式流体分離カセットの上部を形成してもよい。抵抗器アレイは複数の層を含むことができる。例えば、抵抗器アレイは、抵抗層、絶縁層及び接着層（図示せず）を含む。任意選択で、層を少なくするため、これらの層及び他の層の任意の組み合わせを統合してもよい。
【０１７２】
実施形態では、抵抗層は、モジュール式流体分離カセットの外側に露出している上部を有する。抵抗層の上部は、視覚的に目立たせるために装飾されていてもよい。抵抗層は底部を有してもよい。抵抗層の底部は、印刷された抵抗器のアレイを含む印刷部分である。
【０１７３】
実施形態では、絶縁層は、接地を防ぐために露出した抵抗アレイを絶縁する働きをする。様々な実施形態において、絶縁層は、モジュール式流体分離カセットの残りの部分への抵抗器アレイの接合を容易にするために特定のコンプライアンス（ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ）特性を示す。
【０１７４】
実施形態において、接着層は、抵抗器アレイをモジュール式流体分離カセットの残りの部分に接着する働きをする。接着層は、接合を容易にする特定の感圧特性及び感熱特性を示す。接着層に使用される材料の例は、１０ｍｌのシリコン層のようなシリコンを含む。さらなる実施形態では、製造プロセスにおいて、チャネル及びバルブをシリコン層内に形成するか、又は切り出す（例えば、ダイカット）ことができる。従って、モジュール式流体分離カセットのチャンバ間に１つ又は複数の様々なチャネル又は流体流路が形成される。
【０１７５】
カセットのバルブ部分に配置された抵抗器とワックス堆積物との間の境界は、例えば、０．０００１インチから０．０１５インチの範囲であり、例えば、抵抗器とワックスとは、０．００５インチから０．０１０インチ離れている。実施形態では、１０Ｖから２０Ｖの間で抵抗器を作動させると、わずか５秒で約１００℃の温度上昇が生じる可能性があり、より長い時間にわたる電圧の印加で、より大きな温度上昇を達成することができる。１０Ｖと２０Ｖの間の電圧は、１５秒間で、例示的な抵抗器の温度を約６０℃から１６５℃に上昇させることができる。
【０１７６】
実施形態では、抵抗器アレイは、様々な電子制御手段を含むか又は該手段によって制御され、さらに電子通信手段を含む。例えば、抵抗器アレイは、１又は複数のプロセッサ、埋め込みコード、内蔵ハードワイヤ又は回路、埋め込みセンサ、又は他の任意の電子手段のいずれかを含むか、それらによって制御することができる。それらは、抵抗器アレイとの間の一方向又は双方向通信を可能にし得る。さらに、それらは、ロータ組立体上の任意の抵抗器、抵抗器アレイ上の抵抗器、それらに固定された任意のカセット内のバルブ、チャンバ及びチャネル、並びにその他のシステム構成要素の監視、評価及び制御を可能にし得る。
【０１７７】
図３４〜図３７は、本願の実施形態による抵抗器アレイを示す。
【０１７８】
図３４を参照すると、抵抗器アレイ３４００は、モジュール式流体分離カセット内のバルブを作動させるための加熱素子（すなわち抵抗器）３４０２を含むプリント回路層を構成する。抵抗器アレイ３４００は円形であり、ディスク形状のカセットを収容する。
【０１７９】
図３５を参照すると、抵抗器アレイ３５００は、モジュール式流体分離カセット内のバルブを作動させるための加熱素子（すなわち抵抗器）３５０２を含むプリント回路層を構成する。抵抗器アレイ３５００は円形であり、ディスク形状のカセットを収容する。図３５の実施形態の抵抗器３５０２は、図３４の抵抗器３４０２よりも内側にある。また、図３５の抵抗器３５０２は、図３４の実施形態に示す抵抗器３４０２よりも大きい。
【０１８０】
図３６を参照すると、抵抗器アレイ３６００は、モジュール式流体分離カセット内のバルブを作動させるための加熱素子（すなわち抵抗器）３６０２を含むプリント回路層を構成する。抵抗器アレイ３６００は円形であり、ディスク形状のカセットを収容する。図３６の実施形態の抵抗器３６０２は、図３５の抵抗器３５０２よりも外側にある。また、図３６の抵抗器３６０２は、図３５に示す抵抗器３５０２よりも大きい。
【０１８１】
図３７を参照すると、抵抗器アレイ３７００は楔形構成で配置されている。抵抗器アレイ３７００は、モジュール式流体分離カセット内のバルブを作動させるための加熱素子（すなわち抵抗器）３７０２を含むプリント回路層を構成する。図３７の抵抗器アレイ３７００は、図３８に示すカセット３８００に組み込むことができる抵抗器アレイの一例である。特に、図３７の抵抗器３７０２の位置は、図３８に示されるカセット３８００のバルブ３８２６、３８２８の位置に対応する。各抵抗器３７０２は、該アレイがカセット３８００又はその層に組み込まれた場合、バルブを熱的に作動させることができるように設計されている。
【０１８２】
動作では、本明細書に記載の抵抗器アレイがカセット又はその層に組み込まれると、抵抗器アレイの制御により、カセット全体にわたって様々に配置されたバルブの制御が可能になる。カセット全体にわたるバルブの制御は、遠心分離中にカセット全体にわたる流体の制御を可能にする。図３４〜図３７の各実施形態は、構成要素・素子のわずかに異なる形状及びわずかに異なる配置を利用する。抵抗アレイ上の素子の形状及び配置は、任意の特定の用途、設計又は材料の種類に対して様々に最適化することができる。
【０１８３】
図３８は、本出願の実施形態によるモジュール式流体分離カセットの上面図である。
【０１８４】
図３８に示すように、モジュール式流体分離カセット３８００は、第１の分離媒体チャンバ３８０２と、洗浄槽３８０４と、分離／洗浄セクション又はチャンバ３８０８及び分離／重量廃棄物セクション又はチャンバ３８１０を含む２パート分離部分（図４４に４４０６として示す）と、第１の軽量廃棄物チャンバ３８１２と、第２の軽量廃棄物チャンバ３８１４と、血漿チャンバ３８１６と、媒体チャンバ３８１８と、最終チャンバ３８２０と、プーリパワーチャンバ３８２２と、プーリ廃棄物チャンバ３８２４と、種々のＮＯＶ３８２６と、種々のＮＣＶ３８２８と、を含む。
【０１８５】
図３８のカセットを使用するには、全血を、分離チャンバ３８０８の上側セクションに導入する。密度勾配媒体を、分離媒体チャンバ３８０２に導入する。リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）又は他の細胞洗浄媒体を、洗浄槽３８０４に導入する。細胞懸濁液又は貯蔵媒体を、媒体チャンバ３８１８に導入する。カセットを遠心分離機で回転させると、プーリパワーチャンバ３８２２に洗浄槽３８０４から流体が充填される。全血は、分離／洗浄セクション３８０８から２パート分離部分（図４４において４４０６として示される）の分離／重量廃棄物セクション３８１０に流れ込み、分離／洗浄セクション３８０８は空になり、分離／重量廃棄物セクション３８１０内の血液細胞は沈降して血漿から分離する。次に、分離／重量廃棄物セクション３８１０と血漿チャンバ３８１６との間のＮＣＶ３８２８を開き、血漿層の一部を分離／重量廃棄物セクション３８１０から血漿チャンバ３８１６に移送する。次に、分離／重量廃棄物セクション３８１０と血漿チャンバ３８１６との間のＮＣＶ３８２８バルブを閉じて流体経路を遮断する。次に、分離媒体チャンバ３８０２と分離／重量廃棄物セクション３８１０との間のＮＣＶ３８２８を開いて、密度勾配媒体を分離／重量廃棄物セクション３８１０内の残りの全血の下に押し入れる。次に、分離媒体チャンバ３８０２と分離／重量廃棄物セクション３８１０との間のＮＯＶ３８２６を閉じて流体経路を遮断する。次に、単核細胞（ＰＢＭＣ）を赤血球（ＲＢＣ）及び顆粒球から分離するために時間を経過させる。ここで、ＰＢＭＣは分離／洗浄セクション３８０８内に上昇し、ＲＢＣ及び顆粒球は分離／重量廃棄物セクション３８１０内に沈殿する。次に、２パート分離部分の分離／重量廃棄物セクション３８１０と分離／洗浄セクション３８０８との間のＮＯＶ３８２６を閉じて、これらのセクションを互いに分離する。次に、洗浄槽３８０４と分離／洗浄セクション３８０８との間のＮＣＶ３８２８バルブを開いて、分離／洗浄セクション３８０８（ここでは洗浄チャンバ）の内容物を洗浄媒体中に懸濁させる。次に、細胞が分離／洗浄セクション３８０８（すなわち洗浄チャンバ）内に沈降するように時間を経過させる。次に、洗浄チャンバ３８０３と軽量廃棄物チャンバ３８１２との間のＮＣＶ３８２８を開けて、洗浄チャンバ３８０８から軽量廃棄物チャンバ３８１２（ＬＷ１）に上澄み流体を排出する。次に、洗浄チャンバ３８０８と軽量廃棄物チャンバ３８１４との間のＮＯＶ３８２６が閉じられる。次に、洗浄槽３８０４と分離／洗浄セクション３８０８との間のＮＣＶ３８２８を開き、洗浄チャンバ３８０８の内容物を２回懸濁し、細胞が沈降するように時間を経過させる。次に、洗浄チャンバ３８０８と軽量廃棄物チャンバ３８１４（ＬＷ２）との間のＮＣＶ３８２８が開かれて、洗浄チャンバからＬＷ２へ上澄み流体を排出する。次に、洗浄チャンバ３８０８と軽量廃棄物チャンバ３８１４（ＬＷ２）との間のＮＯＶ３８２６が閉じられる。次に、分離／洗浄セクション３８０８と媒体チャンバ３８１８との間のＮＣＶ３８２８を開いて、洗浄チャンバの内容物を懸濁／貯蔵媒体中に懸濁する。次に、洗浄槽３８０４とプーリパワーチャンバ３８２２との間のバルブを閉じて、洗浄槽をプーリパワーチャンバから隔離する。次に、最終チャンバ３８２０とプーリパワーチャンバ３８２２との間のＮＣＶ３８２８が開かれて、最終チャンバ３８２０とプーリパワーチャンバ３８２２とを接続するベントが開かれる。次に、プーリパワーチャンバ３８２２とプーリ廃棄物チャンバ３８２４との間のＮＣＶ３８２８が開かれて流体プーリを作動させ、プーリパワーチャンバ３８２２の内容物をプーリ廃棄物チャンバ３８２４に移送する。それによって、分離／洗浄セクション３８０８の内容物（最終ＰＢＭＣペイロード（ｐａｙｌｏａｄ））を「堰（ｗｅｉｒ）」３８３０を越えて最終チャンバ３８２０へと、バルブのオリフィスを通過させることなく、移送する。次に、最終チャンバを密閉するために、最終チャンバ３８２０と分離／洗浄セクション３８０８との間のＮＯＶ３８２６が閉じられる。
【０１８６】
特に、ＩＣ  ＮＯＶの一用途において、図３８のカセットは、複数のセクションを有し且つスキマーダム又は中間セクションの両側にＩＷＣ  ＮＯＶを組み込む分離部分を示している。ＩＣ  ＮＯＶの他の用途において、図３８のカセットは、他のバルブ（例えばＮＣＶ）と直列のＩＣ  ＮＯＶの使用を示している。この構成では、流体チャネルは、閉位置から始まり、その後、ＮＣＶを作動させることによって開放されてもよく、次いで、ＩＣ  ＮＯＶを作動させることによって閉塞されてもよい。
【０１８７】
実施形態では、本明細書に記載のモジュール式カセットは、複数の面又は層に存在する複数のバルブ、チャネル又はチャンバのうちの１つ又は複数を含み得る。例えば、１つのワークフロー又はプロセスのためのチャンバ、バルブ、及びチャネルの組み合わせは、カセットのベース部分にわたって及びカバープレート内に存在する。この構成では、シール膜は、ベース部分とカバープレートとの間に挟まれる。シール膜は、柔軟（ｃｏｍｐｌｉａｎｔ）部材であり、プリント回路又は抵抗器アレイを構成するか又は含み、流体が異なる面又は異なる層の構成要素間を流れることを可能にするため、シール膜は、切り欠き部分を含んでよい。
【０１８８】
実施形態では、２つの別々のカセットのように２つの別々のワークフロー又はプロセスを一緒に挟むことができる。この構成では、シール膜は同様に柔軟部材であり、２つ以上のプリント回路又は抵抗器アレイを構成するか或いは含み、面又は層の間を流体が流れることを可能にする切欠部分を含む。
【０１８９】
任意選択で、チャンバ、バルブ、及びチャネルの複数の層又は面を、カセットの単一部分に同様に層状に重ね、それによってシール部分の必要性を少なくすることができる。
【０１９０】
図３９は、面又は層の間の流体の流れを可能にするために円筒形チャネルが切削形成されているシール層によって接続された２つの別々の層を含むカセットの部分断面図を示す。
【０１９１】
図３９に示すように、カセット３９００は、最上層３９０２、シール層３９０４及び最下層３９０６を含む。最下層３９０６は、２つのチャネル３９０８を含む。最上層３９０２は、チャネル３９１２を含む。シール層３９０４は、切り欠き部３９１０を含む。これにより、最上層３９０２のチャネル３９１２と最下層３９０６のチャネル３９０８との間で流体が流れることが可能になる。
【０１９２】
図４０Ａ〜図４０Ｄは、本出願の実施形態に係る、様々なカセットの組み合わせを示す図である。
【０１９３】
図４０Ａ〜図４０Ｄは、０個から４個のモジュール式流体分離カセットの使用を示す。図４０Ａの実施形態では、４つのカセットのそれぞれがモジュール式流体分離カセット４０００である。図４０Ｂの実施形態では、３つのカセットがモジュール式流体分離カセット４０００であり、１つのカセットは、固定アングル又はスウィングバケット構成の１つ以上の分離チューブを収容する従来の遠心分離設計４００２を利用する。図４０Ｃの実施形態では、２つのカセットのみが使用され、互いに向かい合って釣り合いがとれるように配置されている。この実施形態では、モジュール式流体分離カセット４０００は、「ダミー」カセット４００４の反対側に示されている。図４０Ｄの実施形態では、各モジュール式カセットは従来のカセット４００２であり、モジュール式流体分離カセットもダミーカセットも含まれていない。
【０１９４】
図４０Ａから図４０Ｄに示すように、各カセットはモジュール式である。卓上型の流体分離システムは、モジュール式流体分離カセット４０００、従来のカセット４００２、及び「ダミー」カセット４００４の任意の組み合わせを含むことができる。ダミーカセットは、当業者であれば適切な釣り合いであると認識される適切に重みがつけられたゴム又は他の材料等の任意の好適な材料を含む。
【０１９５】
図４０Ａ〜図４０Ｄに示すように、各モジュール式流体分離カセット４０００は、ロータ組立体の回転軸を中心とする円周方向に、ディスクのうちのある割合だけを占める「くさび」形状を形成するように設計されている。例えば、図４０Ａの実施形態では、遠心分離機は、その回転軸に対してロータ組立体を中心に径方向又は円周方向に整列した４つのモジュール式流体分離カセット４０００（図示）を保持することができ、各カセットは、ロータ組立体の円周面積の約２５％を占める。他の実施形態では、より少ない又はより多い数のモジュール式流体分離カセットが使用される。
【０１９６】
さらなる実施形態では、２つ以上のモジュール式流体分離カセットは、回転軸に対して垂直方向又は「積み重ね可能」な方向（図示せず）に拡大縮小できるように、互いに固定されるか、又は互いに隣接して配置される。この構成は、口語的に「パンケーキ型」構成と呼ばれることがある。そのような実施形態では、１ｍｌ〜１０ｍｌの間の血液サンプルを処理する能力を有する少量タイプのモジュール式流体分離カセットを、数を増やして同時に処理することができる。このタイプの構成には、大量のドナーが関与し且つ迅速な評価が必要とされる非常事態や災害、又は戦場において、別々の少量サンプルを同時に処理することができる等、いくつかの利点がある。
【０１９７】
図４１Ａ及び図４１Ｂは、本出願の実施形態による２つのモジュール式流体分離カセットの断面比較を示す図である。
【０１９８】
図４１Ａ及び図４１Ｂを参照すると、モジュール式流体分離カセットは、図４１Ａの実施形態のように１ｍｌ〜１０ｍｌの体積を有する液体の試料を処理するように構成されてもよく、又は図４１Ｂの実施形態のように４０ｍｌ〜１２５ｍｌの液体の試料を処理するように構成されてもよい。すなわち、モジュール式流体分離カセットはサイズが拡大縮小可能である。実施形態では、個々のモジュール式流体分離カセットは、より大量の流体を処理するためにその容量を増加させることができる。モジュール式流体分離カセットの厚さ方向（すなわち、遠心力に垂直で回転軸に平行な方向）のサイズを大きくしても、遠心分離中の液体の流体動力学は実質的に変化しない。これは、背景技術の説明及び式で述べたように、流体に作用する遠心力を増大させるためには、モジュール式流体分離カセットの径を大きくする必要があるからである。ここで、モジュール式流体分離カセットの厚さ方向の容積を変えることは、カセットの半径を大きくする必要がないので、流体に作用する遠心力の大きさに実質的な変化をもたらさない。本開示では他の様々なカセット形状及びサイズも企図されており、本開示は決して本明細書で提供される任意の特定の例に限定されない。
【０１９９】
図４２〜図４４は、本出願の実施形態による流体分離プロセスの概略図である。
【０２００】
特定のシーケンス及びカセット構成要素は、図４３から図４５の概略図に関連して以下に記載されるが、本出願はそれらに限定されない。当業者は、同じ又は同様の目的を達成することができる様々なカセット設計及びプロセスの変形を理解することができる。同様に、以下に記載されるステップは、特定のカセットタイプに限定されず、くさびタイプカセット、ディスクタイプカセット又は他の任意のカセットタイプで行える（例えば、付録Ａ参照）。以下に記載されるステップはまた、２つ以上のカセットにわたって、又は２つ以上の別々のシステムにおいて行ってもよく、また複数のプロセスを同じカセットに対して行ってもよい。
【０２０１】
図４２を参照すると、まず、全血が、ポート４２０１を通って分離チャンバＣ＋Ｅ４２０２にロードされる。次に、密度勾配媒体が、媒体チャンバＢ４２０４にロードされ、チャネル長４２０６を満たし、密度勾配媒体シンク４２０８にオーバーフローするように調整される。次に、点Ａ４２１０で、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）が、緩衝溶液チャンバに導入される。次に、バルブ１（４２１２）を開いて、チャンバＣ４２０２内の全血の下に密度勾配媒体を押し入れる。次に、遠心分離機を強く回転させて赤血球（ＲＢＣ）を血漿から分離する。次に、密度勾配媒体が点Ｄ４２２４で検出されるまで、バルブ２（４２１４）、バルブ３（４２１６）、バルブ５（４２１８）及びバルブ６（４２２０）を開けて、ＲＢＣを廃棄物チャンバＦ４２２２に押し入れる。次に、バルブ２（４２１４）及びバルブ５（４２１８）を閉じ、バルブ３（４２１６）を開けて、ＰＢＭＣをチャンバＣ＋Ｅ４２０２に押し戻す。次に、バルブ３（４２１６）が閉じられ、バルブ１（４２１２）、バルブ２（４２１４）及びバルブ５（４２１８）が開かれ（バルブ１（４２１２）が開かれてチャンバＣ＋Ｅの底部へのすすぎが可能になる）、血漿、血小板及び密度勾配媒体は、廃棄物チャンバＦ４２２２に向かう。次に、バルブ１（４２１２）及びバルブ５（４２１８）が閉じられ、バルブ２〜４（それぞれ４２１４、４２１６、４２２６）及びバルブ６（４２２０）が開かれて、ＰＢＭＣがチャンバＧ４２２８に向かう。
【０２０２】
図４３を参照すると、まず、全血が、ポートＨ４３０１から分離チャンバＣ４３０２にロードされる。次に、密度勾配媒体が、媒体チャンバＢ４３０４にロードされ、チャネル長４３０５を満たし、密度勾配媒体シンク４３０６にオーバーフローするように調整される。次に、ＰＢＳが緩衝液チャンバＡ４３０８にロードされる。次に、遠心分離機を回転させ、ＰＢＳをチャンバＢ４３０４に通して、密度勾配媒体をチャンバＣ４３０２内の全血の下に押し入れる。次に、バルブ１  ４３１０を開き、ＰＢＳをチャンバＣ４３０２の頂部に入れる。次に、分離された流体（ＲＢＣ、密度勾配媒体、ＭＮＣ、血漿の順に流れる）は、界面を延長し且つ界面検出手段４３１２からのフィードバックに基づいて効果的なバルブ作動を可能にする薄いチャネル領域を通って流れる。次に、ＲＢＣが廃棄物領域Ｆ４３１４に向かう。次に、密度勾配媒体の一部、ＭＮＣ及び血漿が洗浄チャンバＥ４３１６に向かう。次に、ＰＢＳがチャンバＥ４３１６の底部に導かれて密度勾配媒体及び血漿を洗い流す。次に、遠心分離機を、流体を流さずに「激しく回転」させる。次に、ＰＢＳをチャンバＥ４３１６の上部に向けて、ＭＮＣを収集領域Ｇ４３１８に押し入れる。
【０２０３】
図４４は、図３８に示されるカセットの概略図である。
【０２０４】
図４４に示されるように、図３８に示されるカセットの概略図は、第１の分離媒体チャンバ４４０２と、洗浄槽４４０４と、分離／洗浄セクション又はチャンバ４４０８及び分離／重廃棄物セクション又はチャンバ４４１０を含む２パート分離部分４４０６と、第１の軽量廃棄物チャンバ４４１２と、第２の軽量廃棄物チャンバ４４１４と、血漿チャンバ４４１６と、媒体チャンバ４４１８と、最終チャンバ４４２０と、プーリパワーチャンバ４４２２と、プーリ廃棄物チャンバ４４２４と、複数のＮＯＶ４４２６及び複数のＮＣＶ４４２８と、を含む。
【０２０５】
この構成を使用するには、全血を、分離チャンバ４４０８の上側セクションに導入する。密度勾配媒体を、分離媒体チャンバ４４０２に導入する。リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）又は他の細胞洗浄媒体を、洗浄槽４４０４に導入する。細胞懸濁液又は貯蔵媒体を、媒体チャンバ４４１８に導入する。カセットを遠心分離機で回転させると、プーリパワーチャンバ４４２２に洗浄槽４４０４から流体が充填される。全血は、分離／洗浄セクション４４０８から２パート分離部分４４０６の分離／重量廃棄物セクション４４１０に流れ込み、分離／洗浄セクション４４０８は空になり、分離／重量廃棄物セクション４４１０内の血液細胞は沈降して血漿から分離する。次に、分離／重量廃棄物セクション４４１０と血漿チャンバ４４１６との間のＮＣＶ４４２８を開き、血漿層の一部を分離／重量廃棄物セクション４４１０から血漿チャンバ４４１６に移送する。次に、分離／重量廃棄物セクション４４１０と血漿チャンバ４４１６との間のＮＣＶ４４２８を閉じて流体経路を遮断する。次に、分離媒体チャンバ４４０２と分離／重量廃棄物セクション４４１０との間のＮＣＶ４４２８を開いて、密度勾配媒体を分離／重量廃棄物セクション４４１０内の残りの全血の下に押し入れる。次に、分離媒体チャンバ４４０２と分離／重量廃棄物セクション４４１０との間のＮＯＶ４４２６を閉じて流体経路を遮断する。次に、単核細胞（ＰＢＭＣ）を赤血球（ＲＢＣ）及び顆粒球から分離するために時間を経過させる。ここで、ＰＢＭＣは分離／洗浄セクション４４０８内に上昇し、ＲＢＣ及び顆粒球は分離／重量廃棄物セクション４４１０内に沈殿する。次に、２パート分離部分４４０６の分離／重量廃棄物セクション４４１０と分離／洗浄セクション４４０８との間のＮＯＶ４４２６を閉じて、これらのセクションを互いに分離する。次に、洗浄槽４４０４と分離／洗浄セクション４４０８との間のＮＣＶ４４２８バルブを開いて、分離／洗浄セクション４４０８（ここでは洗浄チャンバ）の内容物を洗浄媒体中に懸濁させる。次に、細胞が分離／洗浄セクション４４０８（すなわち洗浄チャンバ）内に沈降するように時間を経過させる。次に、洗浄チャンバ４４０８と軽量廃棄物チャンバ４４１２との間のＮＣＶ４４２８を開けて、洗浄チャンバ４４０８から軽量廃棄物チャンバ４４１２（ＬＷ１）に上澄み流体を排出する。次に、洗浄チャンバ４４０８と軽量廃棄物チャンバ４４１４との間のＮＯＶ４４２６が閉じられる。次に、洗浄槽４４０４と分離／洗浄セクション４４０８との間のＮＣＶ４４２８を開き、洗浄チャンバ４４０８の内容物を２回懸濁し、細胞が沈降するように時間を経過させる。次に、洗浄チャンバ４４０８と軽量廃棄物チャンバ４４１４（ＬＷ２）との間のＮＣＶ４４２８が開かれて、洗浄チャンバからＬＷ２へ上澄み流体を排出する。次に、洗浄チャンバ４４０８と軽量廃棄物チャンバ４４１４（ＬＷ２）との間のＮＯＶ４４２６が閉じられる。次に、分離／洗浄セクション４４０８と媒体チャンバ４４１８との間のＮＣＶ４４２８を開いて、洗浄チャンバの内容物を懸濁／貯蔵媒体中に懸濁する。次に、洗浄槽４４０４とプーリパワーチャンバ４４２２との間のバルブを閉じて、洗浄槽をプーリパワーチャンバ４４２２から隔離する。次に、最終チャンバ４４２０とプーリパワーチャンバ４４２２との間のＮＣＶ４４２８が開かれて、最終チャンバ４４２０とプーリパワーチャンバ４４２２とを接続するベントが開かれる。次に、プーリパワーチャンバ４４２２とプーリ廃棄物チャンバ４４２４との間のＮＣＶ４４２８が開かれて流体プーリを作動させ、プーリパワーチャンバ４４２２の内容物をプーリ廃棄物チャンバ４４２４に移送する。それによって、分離／洗浄セクション４４０８の内容物（最終ＰＢＭＣペイロード（ｐａｙｌｏａｄ））を「堰（ｗｅｉｒ）」４４３０を越えて最終チャンバ４４２０へと、バルブのオリフィスを通過させることなく、移送する。次に、最終チャンバを密閉するために、最終チャンバ４４２０と分離／洗浄セクション４４０８との間のＮＯＶ４４２６が閉じられる。
【０２０６】
この構成におけるプーリの概念は、以下のように構成を変えることができる。すなわち、ペイロードを「堰」４４３０の上方へ乗り越えて移送するために減圧を使用する代わりに、分離／洗浄セクション４４０８内の高められた圧力によって、分離／洗浄セクション４４０８に接続された非ベントチャンバ（すなわち、プーリ廃棄）を満たすことによる空気の圧縮を使用することにより、上述の移送を「押し進める」ことができる。
【０２０７】
図４２から図４４の概略図に示されるように、ＰＢＳがロードされ、Ｇ場内の高い点すなわち「内側」の点で始まる。廃棄物は、Ｇ場内のより低い、すなわち、より外側の地点に堆積する。これは遠心分離中にＧ場における流体の流れを制御することによって達成される。モジュール式流体分離カセット内の全ての機能は、カセット内の各チャンバ、バルブ、流体チャネル、センサ、加熱素子及び他の構成要素の適切な設計、位置決め及び配向によって実現され、それによって各カセット構成要素の監視・制御また回転時間及び回転速度の監視・制御が行われ、効果的な流体分離が実現される。上記の特徴及び方法ステップの設計、配置及び配向に関する様々な変形及び最適化は、この説明によって包含されることが、当業者によって理解されるであろう。
【０２０８】
図４５は、本出願の一実施形態によるワークフローの流れ図である。
【０２０９】
図４５を参照すると、ステップ４５０２で、モジュール式流体分離カセットが準備される。ステップ４５０４において、モジュール式流体分離カセットがセパレータに装填される。ステップ４５０６で、セパレータは開始される。ステップ４５０８で、パッケージ化されたＰＢＭＣサンプルが取り出される。ステップ４５１０で、モジュール式流体分離カセットは廃棄される。
【０２１０】
図４５に示されるワークフローは、本出願に記載されるシステム及び構成要素の使用を必要とし、従って、本開示を通して提供される様々な理由から、全血からのＰＢＭＣの分離において使用される従来の技術に対する著しい進歩を表す。それらの列挙された利点の中には、伝統的な手動手順と比較して２５％の明らかな収率増加がある。このような収量の増加は、部分的には、モジュール式流体分離カセット内の血液成分が遠心分離を通してＧ場に絶えず曝されることによって、ゼロＧにおける成分の混合によって引き起こされる最終サンプル中の汚染の可能性が排除されることに起因する。
【０２１１】
コンピュータ処理を使用する本明細書に記載の様々なシステム及び構成要素の実施形態の自動化は、手動又は従来のプロセスを使用して現在達成可能であるよりも効率的で動的なサンプル及びプロセス追跡をさらに可能にする。例えば、実施形態は、機械及びサンプルを物理的に追跡するためのネットワーク化されたソフトウェア及びハードウェアと共に、粘着タイプのＲＦＩＤタグ、バーコード等を含んでよい。自動化は、ハードウェア及びソフトウェアを使用して、サンプリング手順の整合性を確保し、起こり得る問題についてオペレータに警告し、その他の方法でプロセスの進捗状況を監視及び記録し、レポートを生成する等のために、プロセスを追跡し制御することにおいて、有用である。
【０２１２】
本明細書に記載の実施形態のさらなる利点は、最終製品を、分離直後に媒体に浸漬される「すぐに使える」状態で収穫物を作製できることである。取り外し可能な収集容器を含むカセットの場合、そのような媒体は、収集容器に含まれていてもよい。取り外し可能な収集容器がない場合には、カセット内の収集チャンバが、媒体を含んでもよい。そのような実施形態は、収集後にオペレータが収穫物を媒体に入れることを必要とする従来の手順とは対照的である。従って、本明細書における実施形態は、細胞が分離及び収集後に生存可能である期間が延長される。
【０２１３】
様々な実施形態において、システム又はその個々の構成要素の動作は、その中に含まれる１つ又は複数のプロセッサによって制御することができ、コンピュータシステムの一部である複数の組み込みコンピュータプロセッサを備えることは好適である。コンピュータシステムはまた、ユーザがコンピュータシステムとインターフェースすることを可能にする構成要素を含んでもよい。すなわち、例えば、メモリ及び記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ（例えばＣＤ-ＲＯＭ、ＤＶＤ）、磁気ドライブ、光学ドライブ、フラッシュメモリ）や、通信／ネットワーキングデバイス（例えば、モデム／ネットワークカード等の有線、又はＷｉ-Ｆｉ等の無線）や、キーボード、タッチスクリーン、カメラ、マイク等の入力デバイスや、ディスプレイ等の出力装置や、オーディオシステム等を含んでもよい。その動作の様々な態様と共に本明細書において記載された遠心分離システムの操作者をアシストするために、そのような実施形態は、対話型タッチスクリーンを含むディスプレイを備えたグラフィカルユーザインターフェースを含んでもよい。
【０２１４】
本開示を通して列挙された様々な特定の実施形態にもかかわらず、当業者は、特定の用途に対して様々な変形及び最適化を実施することができることを理解するであろう。本出願は、本明細書に記載されたいかなる構成にも限定されないと理解されるべきである。例えば、遠心分離機においてより少ない又はより多い数のモジュール式流体分離カセットを使用することが望ましい場合がある。すなわち、特定のシナリオでは、各モジュール式流体分離カセットがロータ組立体の円周方向において６０度の領域となる、６つのバランスさせたモジュール式流体分離カセットを実施することができる。同様に、３つのバランスさせたモジュール式流体分離カセットが実施されてもよい。この場合、各モジュール式流体分離カセットは、１２０度のロータ組立体の円周方向領域を含む。同様に、フロントロードタイプ及びバックロードタイプのＮＯＶ及びＮＣＶバルブ構成の任意の組み合わせを含むモジュール式流体分離カセットが望まれる場合もある。同様に、バルブの数は特定の用途に合わせて調整されてもよい。本明細書に記載されているポンプレスフロー制御手段はまた、特定の用途のために様々な方式で組み込まれる。さらに、本出願は血液の分離に限定されない。すなわち、本願の原理は、多くの流体から特定の成分を分離又は除去するのに適用可能である。従って、本出願の方法及びシステムの構成、動作、及び詳細において様々な変形及び変更を行うことができることは、当業者には明らかであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
2019530574.tif 000039
【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２８Ｃ】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図２９Ｃ】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
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【図３０Ｃ】
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【図３１Ａ】
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【図３１Ｂ】
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【図３２Ａ】
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【図３２Ｂ】
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【図３２Ｃ】
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【図３３Ａ】
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【図３３Ｂ】
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【図３３Ｃ】
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【図３３Ｄ】
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【図３４】
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【図３５】
2019530574.tif 000069
【図３６】
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【図３７】
2019530574.tif 000071
【図３８】
2019530574.tif 000072
【図３９】
2019530574.tif 000073
【図４０Ａ】
2019530574.tif 000074
【図４０Ｂ】
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【図４０Ｃ】
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【図４０Ｄ】
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【図４１Ａ】
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【図４１Ｂ】
2019530574.tif 000079
【図４２】
2019530574.tif 000080
【図４３】
2019530574.tif 000081
【図４４】
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【図４５】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年8月27日(2019.8.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心分離において複合流体を少なくとも２つの成分に分離するためのモジュール式カセットであって、該カセットは、
流体入口部分と、
少なくとも１つの流体分離部分と、
前記流体分離部分と流体連通する少なくとも１つの媒体チャンバと、
流体収集部分と、
前記カセットの少なくとも２つの構成要素間の流体連通を確立するように構成された少なくとも１つの流体チャネルと、
前記流体チャネルのうちの少なくとも１つを閉塞するように構成された少なくとも１つのワックスバルブと、
前記少なくとも１つのワックスバルブを動作させるように構成された少なくとも１つの加熱素子と、
を備えたモジュール式カセット。
【請求項２】
請求項１記載のモジュール式カセットにおいて、
前記流体分離部分は、第１容積を有する第１セクションを有し、
前記第１セクションは、第２容積を有する第２セクションと流体連通する、
モジュール式カセット。
【請求項３】
請求項２記載のモジュール式カセットにおいて、
前記流体分離部分はさらに、前記第１容積及び前記第２容積よりも小さい第３容積を有する第３セクションを有する、
モジュール式カセット。
【請求項４】
請求項３記載のモジュール式カセットにおいて、
前記流体分離部分の前記第３セクションはさらに、スキマーダムを有する、
モジュール式カセット。
【請求項５】
請求項４記載のモジュール式カセットにおいて、
前記スキマーダムは、遠心分離中に前記モジュール式カセットにおいて生成される遠心力に平行な線に対して４０度から５０度の範囲の角度で配置される、
モジュール式カセット。
【請求項６】
請求項２記載のモジュール式カセットにおいて、
前記流体分離部分の前記第１セクションと前記流体分離部分の前記第２セクションは、ワックスバルブを有する少なくとも１つの流体チャネルによって互いに流体連通する、
モジュール式カセット。
【請求項７】
請求項６記載のモジュール式カセットにおいて、
前記ワックスバルブは、射出成形チャネル（ＩＣ）タイプの常時開バルブ（ＮＯＶ）である、
モジュール式カセット。
【請求項８】
請求項１記載のモジュール式カセットにおいて、
前記少なくとも１つのワックスバルブは、波形状流路部分を有する、
モジュール式カセット。
【請求項９】
請求項８記載のモジュール式カセットにおいて、
前記少なくとも１つのワックスバルブはさらに、注入キャビティを有する、
モジュール式カセット。
【請求項１０】
請求項９記載のモジュール式カセットにおいて、
前記注入キャビティは、少なくとも１つの注入ポートを有する、
モジュール式カセット。
【請求項１１】
請求項１０記載のモジュール式カセットにおいて、
前記注入キャビティはさらに、少なくとも１つのベントを有する、
モジュール式カセット。
【請求項１２】
請求項１１記載のモジュール式カセットにおいて、
前記注入キャビティはさらに、前記注入キャビティ内の流路の部分の体積と等しい体積の溶融ワックスを受け入れる拡張部分を有する、
モジュール式カセット。
【請求項１３】
請求項１記載のモジュール式カセットにおいて、
前記少なくとも１つの流体チャネルは、２つのワックスバルブを直列に有する、
モジュール式カセット。
【請求項１４】
請求項１３記載のモジュール式カセットにおいて、
前記２つのワックスバルブのうちの少なくとも１つは、ＩＣ  ＮＯＶである、
モジュール式カセット。
【請求項１５】
請求項１記載のモジュール式カセットにおいて、
前記少なくとも１つの加熱素子は、少なくとも１つの抵抗器を有する、
モジュール式カセット。
【請求項１６】
請求項１５記載のモジュール式カセットにおいて、
前記少なくとも１つの抵抗器は、抵抗器アレイの一部を構成する、
モジュール式カセット。
【請求項１７】
請求項１６記載のモジュール式カセットにおいて、
前記抵抗器アレイは、単一層である、
モジュール式カセット。
【請求項１８】
請求項１７記載のモジュール式カセットにおいて、
前記抵抗器アレイは、抵抗層と、絶縁層と、接着層と、を有する、
モジュール式カセット。
【請求項１９】
請求項１８記載のモジュール式カセットにおいて、
前記接着層は、シリコンを有する、
モジュール式カセット。
【請求項２０】
請求項１８記載のモジュール式カセットにおいて、
前記接着層の厚さは、８ｍｌから１２ｍｌである、
モジュール式カセット。
【請求項２１】
請求項１８記載のモジュール式カセットにおいて、
前記接着層には、少なくとも１つの流体チャネルが形成されている、
モジュール式カセット。
【請求項２２】
請求項１５記載のモジュール式カセットにおいて、
前記少なくとも１つの抵抗器は、０．００５インチから０．００１０インチの距離だけ離れたところから少なくとも１つのワックスバルブを動作させるように構成される、
モジュール式カセット。
【請求項２３】
請求項１５記載のモジュール式カセットにおいて、
前記少なくとも１つの抵抗器は、少なくとも１つのワックスバルブを動作させるために、１０ボルトから２０ボルトの電圧を受容するように構成される、
モジュール式カセット。
【請求項２４】
複合流体を少なくとも２つの成分に分離する方法であって、該方法は、
前記複合流体をモジュール式カセットの第１部分に導入するステップと、
回転軸からの距離が前記第１部分よりも小さい位置において、前記複合流体よりも密度の大きい分離媒体を前記モジュール式カセットの第２部分に導入するステップと、
前記モジュール式カセットを遠心分離機に搭載するステップと、
前記カセットを前記遠心分離機において回転させるステップと、
電気抵抗器で、ワックスバルブを動作させて、前記分離媒体を前記第２部分から前記第１部分へ放出し、それによって前記第１部分の前記複合流体を移送させるステップと、
前記第１部分において、前記複合流体を２つ以上の成分に分離するステップと、
前記カセットから、前記複合流体から分離された１以上の成分を収集するステップと、
を有する
方法。
【請求項２５】
請求項２４記載の方法において、
前記複合流体を前記モジュール式カセットの前記第１部分に導入する前記ステップはさらに、前記複合流体を前記第１部分の第１セクションに導入するステップを含み、前記第１セクションは、第１容積を有し、前記第１セクションは、第２容積を有する第２セクションと流体連通する、
方法。
【請求項２６】
請求項２５記載の方法において、
前記複合流体を２つ以上の成分に分離する前記ステップはさらに、前記第１部分の第３セクションにおいて前記複合流体を分離するステップを含み、前記第３セクションは、前記第１容積及び前記第２容積よりも小さい第３容積を有する、
方法。
【請求項２７】
請求項２６記載の方法において、
前記複合流体を２つ以上の成分に分離する前記ステップはさらに、前記複合流体を前記第３セクションに位置付けられたスキマーダムを用いて分離するステップを含む、
方法。
【請求項２８】
請求項２７記載の方法において、
前記複合流体を２つ以上の成分に分離する前記ステップはさらに、前記第１部分の前記第２セクションから前記第１部分の前記第１セクションを分離するように構成された少なくとも１つのワックスバルブを動作させるステップを含む、
方法。
【請求項２９】
請求項２８記載の方法において、
前記少なくとも１つのワックスバルブを動作させる前記ステップはさらに、射出成形チャネル（ＩＣ）タイプの常時開バルブ（ＮＯＶ）を動作させるステップを含む、
方法。
【請求項３０】
請求項２９記載の方法において、
前記ＩＣ  ＮＯＶを動作させる前記ステップはさらに、溶融ワックスを前記ＩＣ  ＮＯＶの少なくとも１つの波形状流路部分に流入させるステップを含む、
方法。
【請求項３１】
請求項２４記載の方法において、
前記方法はさらに、連続する２つ以上のワックスバルブを用いて少なくとも１つの流体チャネルの開閉を順次行うステップを有する、
方法。
【請求項３２】
請求項２４記載の方法において、
前記電気抵抗器で、前記ワックスバルブを動作させる前記ステップはさらに、プリント基板の一部から信号を受け取るステップを含む、
方法。
【国際調査報告】
2019530574.tif 000084
2019530574.tif 000085
2019530574.tif 000086