(57)【要約】装置は、チャンバと、チャンバに接続されたノズルと、ノズルに近接し、ノズルを介してチャンバから流体を噴出するための流体ドライバと、マイクロ流体通路と、マイクロ流体通路およびチャンバを接続する入口と、入口に近接し、入口内の流体検出区域内で流体を検出するためのセンサと、検出区域内での粒子の凝集を制御するための粒子凝集リミッタとを含む。【選択図】図１
2019500577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバと、
前記チャンバに接続されたノズルと、
前記ノズルに近接し、前記ノズルを介して前記チャンバから流体を噴出するための流体ドライバと、
マイクロ流体通路と、
前記マイクロ流体通路および前記チャンバを接続する入口と、
前記入口に近接し、前記入口内の流体検出区域内で流体を検出するためのセンサと、
前記検出区域内での粒子の凝集を制御するための粒子凝集リミッタとを含む、装置。
【請求項２】
前記粒子凝集リミッタが、前記チャンバの反対側で前記入口の側に、粒子フィルタリング特徴要素を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記センサ及び前記流体ドライバを支持する第１の層と、
前記ノズルが貫通して延在する第２の層と、
前記第１の層と前記第２の層との間に挟まれた第３の層とを含み、
前記第３の層が前記粒子フィルタリング特徴要素を形成する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記粒子凝集リミッタが、前記検出区域内に捕らえられた粒子を押しのけるために、前記チャンバの反対側で前記検出区域の側に慣性ポンプを更に含む、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記粒子凝集リミッタが、前記検出区域内に捕らえられた粒子を押しのけるために、前記チャンバに近接した前記検出区域の側に第２の慣性ポンプを更に含む、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記粒子凝集リミッタが、前記検出区域内に捕らえられた粒子を押しのけるために、前記チャンバの反対側で前記検出区域の側に慣性ポンプを更に含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
粒子の捕捉を検出するために、前記チャンバへ向かう前記検出区域の側に第２のセンサを更に含み、前記慣性ポンプが前記第２のセンサからの信号に基づいて付勢される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記チャンバに接続された第２のノズル、及び前記第２のノズルに近接し、前記第２のノズルを介して前記チャンバから流体を噴出するための第２の対応する流体ドライバを更に含み、前記粒子凝集リミッタが、前記チャンバの反対側で前記入口の側に粒子フィルタリング特徴要素のアレイを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記粒子凝集リミッタが、前記検出区域内に捕らえられた粒子を押しのけるために、前記チャンバに近接した前記検出区域の側に慣性ポンプを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記粒子凝集リミッタが、前記チャンバに隣接した前記検出区域の側に粒子フィルタリング特徴要素を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記ノズルを介して前記ドライバにより吐出される流体を収容する収集リザーバを更に含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記チャンバに接続された第２のノズルと、
前記第２のノズルを介して前記チャンバから流体を噴出するために前記第２のノズルに近接した第２の流体ドライバを更に含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記粒子凝集リミッタが、
前記検出区域に近接した慣性ポンプと、
前記センサからの信号に基づいて前記慣性ポンプを付勢するためのコントローラとを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
ノズルを介してチャンバ内から第１の流体を吐出して、検出区域を横切って前記チャンバへ第２の流体を引き込み、
前記検出区域内で前記第２の流体を検出し、
前記検出区域内の粒子の凝集を検知し、
前記検出区域内の粒子の凝集を検知することに応じて、前記検出区域に隣接した慣性ポンプを付勢し、前記検出区域から凝集した粒子を追い出して、前記検出区域内の粒子の凝集を制御することを含む、方法。
【請求項１５】
マイクロ流体チップであって、
サンプル貯蔵通路と、
前記サンプル貯蔵通路に接続されたマイクロ流体通路と、
チャンバと、
前記チャンバに接続されたノズルと、
前記ノズルを介して前記チャンバから流体を噴出するために前記ドライバに近接した流体ドライバと、
前記チャンバを前記マイクロ流体通路に接続する入口と、
前記入口内の検出区域内で流体を検出するために前記入口に近接したセンサと、
前記検出区域内の粒子の凝集を制御するための粒子凝集リミッタとを含む、マイクロ流体チップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景
一例として血液のような流体の様々な特質を検出するための様々な検出デバイスが現時点で利用可能である。場合によっては、係る検出デバイスは大きくて、複雑で高価であることが多い。係る検出デバイスの多くは、大量のサンプル及び／又は高度希釈したサンプルを必要とする。
【図面の簡単な説明】
【０００２】
【図１】例示的な流体検出システムの略図である。
【図２】別の例示的な流体検出システムの断面図である。
【図３】線３−３に沿って取られた図２の例示的な流体検出システムの断面図である。
【図４】別の例示的な流体検出システムの断面図である。
【図５】流体を検出するための例示的な方法の流れ図である。
【図６】別の例示的な流体検出システムの略図である。
【図７】別の例示的な流体検出システムの略図である。
【図８】別の例示的な流体検出システムの略図である。
【図９】別の例示的な流体検出システムの略図である。
【図１０】別の例示的な流体検出システムの略図である。
【図１１】別の例示的な流体検出システムの略図である。
【図１２】例示的な流体試験システムの斜視図である。
【図１３】図１２の試験システムの例示的なマイクロ流体カセットの上面図である。
【図１４】図１３の例示的なマイクロ流体カセットの底面図である。
【図１５】図１３の例示的なマイクロ流体チップの断面図である。
【図１６】図１３のマイクロ流体カセットの例示的なマイクロ流体チップの上面図である。
【図１７】図１６のマイクロ流体チップの一部の拡大図である。
【０００３】
例に関する詳細な説明
図１は、例示的なマイクロ流体検出システム２０を模式的に示す。マイクロ流体検出システム２０は、試験されている又は検出区域を横切って診断される流体を導くマイクロ流体チャネルを含む。本開示のために、「マイクロ流体構成要素」の場合と同様な用語「マイクロ流体」は、構成要素のサイズ又はスケーリングを意味する。マイクロ流体構成要素は、ナノリットル又はピコリットルを含むマイクロリットル又はそれ未満ほどの流体量で処理する構造体またはハードウェアを含む。幾つかの具現化形態において、当該流体量で処理する構造体またはハードウェアは、ミリメートル又はサブミリメートルほどの最大寸法を有する。例えば、一具現化形態において、システム２０は、２ｍｍ×１ｍｍであるチップを利用し、この場合、チップは、マイクロリットル量入るリザーバの下にあり、チップ自体がサブマイクロリットル量の流体を導き且つ当該流体と相互作用する。
【０００４】
システム２０のマイクロ流体チャネルは、比較的少量の流体および少量の試薬でもって流体を試験することを容易にすることができ、流体試験に関する既存の卓上方法に比べて、廃物の発生を少なくし且つ場合によっては生体有害物質の発生を少なくしながら、コストを削減することができる。システム２０は、検出区域内の粒子の凝集を制御する、粒子凝集リミッタと呼ばれる粒子凝集制限アーキテクチャを用いて、その小さくスケーリングされた検出区域における望ましくない閉塞に対処する。
【０００５】
図１により示されるように、システム２０は、マイクロ流体通路２４、入口２６、センサ３０、チャンバ３４、ノズル３６、流体ドライバ３８及び粒子凝集リミッタ４２を含む。マイクロ流体通路２４は、流体が入口２６の口４４に供給される通り道を含む。一具現化形態において、マイクロ流体通路２４は、試験されるべき流体サンプルが供給されるサンプル貯蔵所または充填通路に接続される。一具現化形態において、マイクロ流体通路２４は、試験用の流体を複数の入口２６に供給し、各入口はセンサ３０を含む。
【０００６】
入口２６は、マイクロ流体通路２４から出るように、口４４から延びて出口４５においてチャンバ３４に接続されるマイクロ流体通路を含む。入口２６は、流体がセンサ３０により検出される検出区域４６を画定すると同時にセンサ３０に隣接して延びる又はセンサ３０を含む。入口２６は、マイクロ流体通路２４及びチャンバ３４より小さい断面積を有するような大きさになっている。入口２６は、流体が流れる狭窄部としての機能を果たす。一具現化形態において、マイクロ流体通路２６は、試験されている流体に含有される個々の生体細胞の予想される寸法による断面積サイズを有する。例えば、一具現化形態において、入口２６は、流体の細胞の特性を正確に検出することを容易にするシリアル方式で、細胞が入口２６を通ってチャンバ３４に流れるような大きさにされている。
【０００７】
一具現化形態において、入口２６は、入口２６の上流および下流の、入口２６の隣接する領域の双方よりも小さい断面積を有するチャネル狭窄部を含む。入口２６は、入口２６を通過する及び試験されている個々の粒子または細胞と同様の断面積を有する。試験されている細胞が６μｍの一般的な又は平均の最大データ記述を有する一具現化形態において、入口２６は、１００μｍ２の断面積を有する。一具現化形態において、入口２６は、１０００μｍ３の検出容積を有する。例えば、一具現化形態において、入口２６の検出区域４６は、１０μｍの長さ、１０μｍの幅および１０μｍの高さを有する検出容積を有する。一具現化形態において、入口２６は３０μｍより大きくない幅を有する。入口２６のサイズ又は寸法は、いつでも入口２６を通過することができる粒子または個々の細胞の数を制限し、入口２６を通過する個々の細胞または粒子の試験を容易にする。
【０００８】
センサ３０は、試験されている流体の特性を検出する、入口２６の狭窄部内で基板３２上に形成された微細加工デバイスを含む。一具現化形態において、センサ３０は、入口２６を通過する流体および／または流体の細胞／粒子の特性、パラメータ又は特徴を示す電気信号を出力する又は電気信号に変化をもたらすように設計されたマイクロデバイスを含む。一具現化形態において、流体ドライバ３８は、入口２６を横切って流体サンプルを引き込むように駆動され、この場合、係る駆動後のセンサ３０からの電気信号は、流体の流動率および成分を明らかにする。一具現化形態において、センサ３０は、入口２６を流れる、及び入口２６を横切る又は入口２６内の電界のインピーダンスに影響する異なるサイズの粒子または細胞により引き起こされる電気インピーダンスの変化に基づいて信号を出力するインピーダンスセンサを含む。一具現化形態において、センサ３０は、入口２６内の入口２６の表面内に形成された又は当該表面内に集積された帯電高側電極および低側電極を含む。一具現化形態において、低側電極は、電気接地される。別の具現化形態において、低側電極は、浮遊低側電極である。
【０００９】
チャンバ３４は、検出区域４６内のセンサ３０により検出または検知された後に流体が流れ込む容積を含む。チャンバ３４は、ノズル３６及び流体ドライバ３８を収容する又は取り囲む。ノズル３６は、チャンバ３４に接続され、チャンバ３４内の流体が吐出される開口を含む。一具現化形態において、ノズル３６は、廃物リザーバの方へ通じる又は吐出された流体を廃物リザーバに送る。
【００１０】
流体ドライバ３８は、ノズル３６を介してチャンバ３４から流体を選択的に移動させる及び排出するためのデバイスを含む。一具現化形態において、流体ドライバ３８は、ノズル３６を介して流体を強制的に噴出または吐出するための気泡を形成するために流体を核にするサーマルインクジェット抵抗器のような流体吐出デバイスを含む。別の具現化形態において、流体ドライバ３８は、ダイヤフラムを移動させてそれによりノズル３６を介して隣接する流体を吐出するために、印加された電流に応じて形状を変化させる又は振動するピエゾ抵抗デバイスのような流体吐出デバイスを含む。更に他の具現化形態において、流体ドライバ３８は、ノズル３６を介して流体を選択的に及び強制的に吐出するための他のデバイスを含むことができる。ノズル３６を介したチャンバ３４内の流体の吐出または排出により、チャンバ３４内に空隙またはチャンバ３４内に真空が形成され、それにより空隙を満たすために流体がチャンバ３４へ吸い込まれ、流体が入口２６を介してマイクロ流体通路２４から検出区域４６を横切って吸い込まれる。流体が入口２６を介して及び検出区域４６を横切って流れている際、センサ３０は、検出区域４６内の流体の少なくとも１つの特性を検出する。上述したように、入口２６をより小さいサイズにくびれさせることは、強化された検出性能および分解能を提供する検出区域を提供する。同時に、くびれた又はより小さいサイズの入口２６は、流体内の粒子の堆積または凝集にいっそう影響されやすい可能性があり、この場合、凝集した粒子が、入口２６を介した流体の流れを妨げる又は阻止するかもしれない。
【００１１】
粒子凝集リミッタ（ＰＡＬ）４２は、入口２６内および検出区域４６内での粒子の凝集または堆積を制限または制御する。一具現化形態において、粒子凝集リミッタ４２は、所定のサイズより大きい粒子が入口２６に入ることを阻止する（もしそうでなければ、それらは凝集する可能性がある）ために、係る粒子をフィルタリングする受動的フィルタリング構造体を含む。例えば、一具現化形態において、係るフィルタリング構造体は、流体が流れることができる柱状体、多孔性材料などを含むことができる。
【００１２】
一具現化形態において、フィルタリング構造体は、検出区域４６とマイクロ流体通路２４との間に設けられ、この場合、粒子が通路２４から入口２６へ流れることを阻止する。一具現化形態において、フィルタリング構造体は、検出区域４６とノズル３６との間に設けられ、この場合、粒子が検出区域４６を横切って凝集する可能性がある入口２６へ、粒子がチャンバ３４から戻る流れを阻止する。更に、入口２６とノズル３６との間の係るフィルタリング構造体は、粒子がノズル３６に移動する及びノズル３６に又はノズル３６にわたって凝集することを更に阻止する。幾つかの具現化形態において、係るフィルタリング構造体は、入口２６の入力側および出力側の双方に、検出区域４６及びセンサ３０の両側に設けられる。
【００１３】
一具現化形態において、粒子凝集リミッタ４２は、入口２６内の粒子を押しのける、入口２６内の複数の粒子からなる塊または集合体を破砕する、及び粒子を入口２６から及び検出区域４６から出す能動的構造体または機構を含む。一具現化形態において、粒子凝集リミッタ４２は、入口２６の口４４とマイクロ流体通路２４との間に位置するマイクロ流体ポンプを含む。一具現化形態において、粒子凝集リミッタ４２は、出口４５とノズル３６との間に位置するマイクロ流体ポンプを含む。更に別の具現化形態において、粒子凝集リミッタ４２は、入口２６内に、検出区域４６自体内にマイクロ流体ポンプを含む。
【００１４】
一具現化形態において、粒子凝集リミッタ４２としての役割を果たすマイクロ流体ポンプは、慣性ポンプを含む。この開示のために、用語「慣性ポンプ」は、チャネルが接続するリザーバに行くほど比較的細くなるチャネル内の双方向に流体を最初に駆動するポンピングデバイスを意味するが、この場合、ポンピングデバイスは、最終結果が２つのリザーバの最も遠い方の方向に駆動されている流体であるように、リザーバ間に非対称に配置される。一具現化形態において、マイクロ流体ポンプは、バブルジェット慣性ポンプを含む。係る具現化形態において、バブルジェット慣性ポンプは、隣接する流体を気泡から離れるように移動または駆動するために最初に膨張する気泡を生成する。バブルジェットポンプの一例は、サーマルインクジェット（ＴＩＪ）ポンプのような、マイクロヒータ又はバブルジェット抵抗器を含む。ＴＩＪポンプは、電流が通過する少なくとも１つの電気抵抗器を利用することができる。電流が少なくとも１つの抵抗器を通過する際に少なくとも１つの抵抗器により生じた熱は、気泡を生成するために、当該抵抗器に近接した流体を気化させる又は核にすることができる。この気泡が最初に生成されて膨張する際、気泡は、隣接する流体を気泡から離れるように最初に駆動することができる。
【００１５】
他の具現化形態において、粒子凝集リミッタ４２としての役割を果たすマイクロ流体ポンプは、他のポンピングデバイスを含むことができる。例えば、別の具現化形態において、マイクロ流体ポンプは、入口２６から粒子を出すように入口２６を横切る流れを生成するために、ダイヤフラムを移動させてそれにより隣接する流体を移動させるために、印加された電流に応じて形状を変化させる又は振動するピエゾ抵抗型慣性ポンプを含むことができる。更に他の具現化形態において、マイクロ流体ポンプは、入口２６と流体連絡する他のマイクロ流体ポンピングデバイスを含むことができる。
【００１６】
一具現化形態において、マイクロ流体ポンプ又は複数のマイクロ流体ポンプは、検出区域４６の近く又は検出区域４６にわたる、入口２６内での粒子の凝集の検出に基づいて付勢される。一具現化形態において、マイクロ流体ポンプの付勢は、センサ３０から受信した信号に基づく。例えば、センサ３０は、入口２６を通る流体の不十分な流れを示す信号、所定の閾値未満である液体流速を示す信号、入口２６内の粒子の凝集と考えられる原因を示す信号を出力することができる。係る検出された流れに応じて、ポンプは、粒子または凝集粒子を破砕および／または検出区域４６から及び入口２６から移動させるように付勢され得る。別の具現化形態において、入口２６内の粒子の凝集を光学的に検出する光センサが設けられることができ、この場合、粒子凝集リミッタ４２としての役割を果たすマイクロ流体ポンプは、所定の閾値を上回る粒子の凝集を示す光センサ又は検出器からの信号に応じて付勢される。
【００１７】
更に別の具現化形態において、粒子凝集リミッタ４２としての役割を果たすマイクロ流体ポンプは、所定の周期で自動的に付勢される、又はシステム２０により完了した試験の累積数、システム２０により試験された流体の累積量または累積容積および／または個々の入口２６及び個々の検出区域４６を通過した流体の累積量または累積容積に基づいて、自動的に付勢される。
【００１８】
一具現化形態において、粒子凝集リミッタ４２としての役割を果たすマイクロ流体ポンプが付勢される閾値は、流体のタイプ又は試験されている流体の特性に基づいて変化する。例えば、センサ３０からの信号に基づいて、システム２０のコントローラが、或る期間にわたって試験されている流体の特性を検出する、又は或る期間にわたって試験されている様々な流体のタイプを識別することができる。係る具現化形態において、コントローラは、或る期間にわたって試験されている流体の検出された特性、或る期間にわたって試験されている様々な流体の識別されたタイプ、又は或る期間にわたってシステム２０により試験されている様々な流体およびそれらの特性の比率または混合に適切である又は割り当てられる閾値を識別して適用するために、試験されている流体の検出された特性または流体のタイプに基づいて、ルックアップテーブルを参照する又は公式を適用することができる。
【００１９】
検出区域４６内の粒子の凝集を制御することにより、検出区域４６内の粒子の凝集を阻止することにより又は能動的マイクロ流体ポンプ内の検出区域４６内の粒子の何らかの凝集を引き続いて対処することにより、システム２０は、入口２６を通る及び検出区域４６を横切る、より信頼できる一貫した流体の流れを容易にする。結果として、センサ３０及びシステム２０の性能は、より堅牢で信頼できる。
【００２０】
図２は、マイクロ流体検出システム１２０、マイクロ流体検出システム２０の例示的な具現化形態を示す。マイクロ流体検出システム１２０は、マイクロ流体通路１２４、及び複数の流体検出領域１２５を含む。マイクロ流体通路１２４は、上述したマイクロ流体通路２４に類似する。マイクロ流体通路１２４は、試験されるべき流体のサンプルを複数の流体検出領域１２５のそれぞれに供給する。一具現化形態において、マイクロ流体通路１２４は、試験されるべき流体サンプルが供給されるサンプル貯蔵所または充填通路に接続される。
【００２１】
マイクロ流体検出領域１２５は、互いに同一であり、マイクロ流体通路１２４の両側に延在する。図２はマイクロ流体通路１２４の両側で互いに正反対に位置する２つの検出領域１２５を示すが、他の具現化形態において、システム１２０は、より多い数の係る検出領域または単一の検出領域を含むことができる。幾つかの具現化形態において、複数の検出領域は全て、マイクロ流体通路１２４の片側に位置することができるか、又はマイクロ流体通路１２４の両側に沿って互いに対して千鳥に配置され得る。
【００２２】
検出領域１２５のそれぞれは、入口１２６、センサ１３０、チャンバ１３４、ノズル１３６、流体ドライバ１３８及び粒子凝集リミッタ１４２を含み、この場合、検出領域１２５は、コントローラ１４０の制御下にある。入口１２６は、マイクロ流体通路１２４から延び、チャンバ１３４に接続されるマイクロ流体通路を含む。図示された例において、入口１２６はじょうご１５２及び狭窄部１５４を含む。じょうご１５２は、マイクロ流体通路１２４においてより広く、狭窄部１５４の口１４４まで徐々に減っていくじょうご形状の流体通路を含む。他の具現化形態において、じょうご１５２は、直線状の側面ではなくて湾曲した側面を有することができる。幾つかの具現化形態において、じょうご１５２は、省略されてもよい、又はマイクロ流体通路１２４に狭窄部１５４を接続する他の形状を有してもよい。
【００２３】
入口１２６の狭窄部１５４は、流体がセンサ１３０により検出される検出区域１４６を画定すると同時に、センサ１３０に隣接して延在し又はセンサ１３０を含む。入口１２６は、マイクロ流体通路１２４の断面積およびチャンバ１３４の断面積より小さい断面積を有するような大きさになっている。一具現化形態において、狭窄部１５４は、試験されている流体に含まれる個々の生体細胞の予想される寸法に従ったサイズの断面積を有する。例えば、一具現化形態において、狭窄部１５４は、検出される際に細胞が互いに重ならないので、流体の細胞の特性の強化された検出を容易にするシリアル方式で、細胞が入口１２６の狭窄部１５４を通ってチャンバ１３４に流れるような大きさにされている。
【００２４】
一具現化形態において、入口１２６の狭窄部１５４は、狭窄部１５４の上流および下流の、狭窄部１５４の隣接する領域の双方よりも小さい断面積を有するチャネルを含む。狭窄部１５４は、狭窄部１５４を通過する及び試験されている個々の粒子または細胞と同様の断面積を有する。試験されている細胞が６μｍの一般的な又は平均の最大データ記述を有する一具現化形態において、入口１２６は、１００μｍ２の断面積を有する。一具現化形態において、入口１２６は、１０００μｍ３の検出容積を有する。例えば、一具現化形態において、入口１２６の検出区域１４６は、１０μｍの長さ、１０μｍの幅および１０μｍの高さを有する検出容積を有する。一具現化形態において、入口１２６は３０μｍより大きくない幅を有する。狭窄部１５４のサイズ又は寸法は、いつでも狭窄部１５４を通過することができる粒子または個々の細胞の数を制限し、狭窄部１５４を通過する個々の細胞または粒子の試験を容易にする。
【００２５】
センサ１３０は、試験されている流体の特性を検出する、入口１２６内の微細加工デバイスを含む。一具現化形態において、センサ１３０は、入口１２６の狭窄部１５４を通過する流体および／または流体の細胞／粒子の特性、パラメータ又は特徴を示す電気信号を出力する又は電気信号に変化をもたらすように設計されたマイクロデバイスを含む。一具現化形態において、センサ１３０は、入口１２６を流れる、及び入口１２６を横切る又は入口１２６内の電界のインピーダンスに影響する異なるサイズの粒子または細胞により引き起こされる電気インピーダンスの変化に基づいて信号を出力するインピーダンスセンサを含む。図示された例において、センサ１３０は、入口１２６内の入口１２６の表面内に形成された又は当該表面内に集積された帯電高側電極１５６および低側電極１５８を含む。一具現化形態において、低側電極は、電気接地される。別の具現化形態において、低側電極は、浮遊低側電極である。
【００２６】
チャンバ１３４は、検出区域１４６内のセンサ１３０により検出または検知された後に流体が流れ込む容積を含む。チャンバ１３４は、ノズル１３６及び流体ドライバ１３８を収容する又は取り囲む。図示された例において、チャンバ１３４は、流体がノズル１３６に達するように流れなければならない狭窄部１６０を含む。狭窄部１６０は、ノズル１３６の開口に対して大きすぎる粒子がノズル１３６に到達してノズル１３６を塞ぐことを阻止する。他の具現化形態において、狭窄部１６０は省略され得る。ノズル１３６は、チャンバ１３４に接続され、チャンバ１３４内の流体が吐出される開口を含む。一具現化形態において、ノズル１３６は、廃物リザーバ１６２（図３に示される）の方へ通じる又は吐出された流体を廃物リザーバ１６２に送る。
【００２７】
流体ドライバ１３８は、ノズル１３６を介してチャンバ１３４から流体を選択的に移動させる及び排出するためのデバイスを含む。図示された例において、流体ドライバ１３８は、ノズル１３６を介して流体を強制的に噴出または吐出するための気泡を生成するために流体を核にするサーマルインクジェット抵抗器のような流体吐出デバイスを含む。別の具現化形態において、流体ドライバ１３８は、ダイヤフラムを移動させてそれによりノズル１３６を介して隣接する流体を吐出するために、印加された電流に応じて形状を変化させる又は振動するピエゾ抵抗デバイスのような流体吐出デバイスを含む。更に他の具現化形態において、流体ドライバ１３８は、ノズル１３６を介して流体を選択的に及び強制的に吐出するための他のデバイスを含むことができる。ノズル１３６を介したチャンバ１３４内の流体の吐出または排出により、チャンバ１３４内に空隙またはチャンバ１３４内に真空が生成され、それにより空隙を満たすために流体がチャンバ１３４へ吸い込まれ、流体が入口１２６の狭窄部１５４を介してマイクロ流体通路１２４から検出区域１４６を横切って吸い込まれる。流体が入口１２６を介して及び検出区域１４６を横切って流れている際、センサ１３０は、検出区域１４６内の流体の１つ又は複数の特性を検出する。センサ１３０からの信号はコントローラ１４０に伝達される。上述したように、くびれた又はより小さいサイズの入口１２６は、強化された検出性能および分解能を提供する検出区域を提供する。同時に、くびれた又はより小さいサイズの狭窄部１５４は、流体内の粒子の堆積または凝集にいっそう影響されやすい可能性があり、この場合、凝集した粒子が、入口１２６を介した流体の流れを妨げる又は阻止するかもしれない。
【００２８】
コントローラ１４０は、センサ１３０からの信号を受け取り、係る信号に基づいて、流量、流体の特性および／または流体内の細胞または粒子の特性を求める。コントローラ１４０は、処理装置、及び検出領域１２５のそれぞれのセンサ１３０から受け取った信号に基づいて流体内の細胞または粒子の数、又は流体の他の特性および／または流体内の細胞または粒子の特性を計数する又は求めることを処理装置が行うための命令を含む関連した一過性でないコンピュータ可読媒体を含む。一具現化形態において、コントローラ１４０は更に、検出領域１２５のそれぞれの流体ドライバ１３８の付勢を制御する。
【００２９】
この応用形態のために、用語「処理装置」は、メモリに含まれる一連の命令を実行する現時点で開発された又は将来開発されるデバイスを意味するであろう。一連の命令の実行により、処理装置が、制御信号を生成するようなステップを実行する。命令は、処理装置により実行するために、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、大容量記憶装置、又は幾つかの他の持続性記憶装置からランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）にロードされ得る。他の具現化形態において、ハードワイヤード回路が、説明された機能（関数）を実施するためにソフトウェア命令に代わって、又はソフトウェア命令と組み合わせて使用され得る。例えば、コントローラ１４０は、１つ又は複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）の一部として埋め込まれ得る。特に断りのない限り、コントローラは、ハードウェア回路およびソフトウェアの任意の特定の組み合わせ、又は処理装置により実行される命令のための任意の特定の供給源に制限されない。
【００３０】
粒子凝集リミッタ（ＰＡＬ）１４２は、入口１２６内および検出区域１４６内での粒子の凝集または堆積を制限または制御する。図示された例において、粒子凝集リミッタ１４２は、所定のサイズより大きい粒子が入口１２６の狭窄部１５４に入ることを阻止する（もしそうでなければ、それらは凝集する可能性がある）ために、係る粒子をフィルタリングする受動的フィルタリング構造体１６４、１６６を含む。図示された例において、フィルタリング構造体１６４、１６６は、検出区域１４６とマイクロ流体通路１２４との間に設けられ、この場合、粒子が、通路１２４から入口１２６の狭窄部１５４へ流れ込むことを阻止される。フィルタリング構造体１６４はマイクロ流体通路１２４内に延在する。フィルタリング構造体１６６はじょうご１５２内に延在する。一具現化形態において、フィルタリング構造体１６４は、互いから５μｍから２０μｍ、公称では７μｍから２０μｍ離間した柱状体またはポストを含む。
【００３１】
図３は、システム１２０の１つの例示的な構成を示すマイクロ流体検出システム１２０の一部を貫通する断面図である。図３により示されているように、例示的なシステム１２０は、４つの層、即ち層１７０、層１７１、層１７２及び層１７４により形成される。場合によっては「シェルフ」と呼ばれる層１７０は、図３に示されるように構造体が裏返しにされる前に、残りの層が堆積されてパターン形成される材料の層を含む。層１７０は更に、センサ１３０を形成する電極および流体ドライバ１３８のサーマルインクジェット抵抗器が形成される基板としての役割を果たす。図３により示されるように、層１７０は、貫通して延在するスロット１７７を含む。スロット１７７は、流体がマイクロ流体通路１２４に流れる通路を提供する。
【００３２】
一具現化形態において、層１７０は、バルクシリコンの層を含む。他の具現化形態において、層１７０は、他の材料または材料の組み合わせから形成され得る、又は他の材料または材料の組み合わせを含むことができる。図４により示されるように、図示された例において、センサ１３０を形成する電極１５６、１５８のそれぞれは、層１７０上のタンタルの層１７８、及びタンタルの層１７８上の金の層１８０を含む。他の具現化形態において、センサ１３０を形成する係る電極１５６、１５８は、Ａｕ、Ａｇ、ＡｇＣｌ、Ｐｔ、Ｔａ等のような多種多様の材料から形成され得る、又は当該多種多様の材料を含むことができる。
【００３３】
層１７１は、層１７０に対する層１７４の材料の接着または結合を容易にする材料の層を含む。層１７４がＳＵ−８（ガンマブチロラクトン（ＧＢＬ）又はシクロペンタノンのような有機溶媒に溶解したビスフェノールＡノボラックエポキシ）を含む図示された例において、層１７２は、炭化ケイ素を含む。他の具現化形態において、層１７２は、他の組成物を有することができる、又は省略され得る。
【００３４】
層１７２は、層１７１上に堆積されてパターン形成された材料の層を含む。層１７２は、じょうご１５２、入口１２６、チャンバ１３０及び構造体１６４、１６６を形成および提供する。図３により示されるように、構造体１６４は、流体通路１２４内でスロット１７７の下で、層１７４から垂直に立っている。構造体１６６は、じょうご１５２内でフロアから天井まで延在する。一具現化形態において、層１７２は、ＳＵ−８（ガンマブチロラクトン（ＧＢＬ）又はシクロペンタノンのような有機溶媒に溶解したビスフェノールＡノボラックエポキシ）のようなエポキシベースのネガ型フォトレジストのような透明なフォトレジスト材料の層を含む。
【００３５】
層１７４は、マイクロ流体通路１２４、入口１２６及びチャンバ１３４のそれぞれの下にフロアを形成するノズルプレートとしての役割を果たす。層１７４は、ノズル１３６を形成する開口を含む。ノズル１３６は、一般に流体ドライバ１３８の抵抗器の反対側で、層１７４を貫通して延在する。ノズル１３６は、層１７４により形成された廃物リザーバ１６２の方へ通じている。一具現化形態において、層１７４は、ＳＵ−８（ガンマブチロラクトン（ＧＢＬ）又はシクロペンタノンのような有機溶媒に溶解したビスフェノールＡノボラックエポキシ）のようなエポキシベースのネガ型フォトレジストのような透明なフォトレジスト材料の層を含む。他の具現化形態において、マイクロ流体検出システム１２０は、材料の同じ又は異なる組み合わせを用いた層の代替構成から形成され得る又は当該代替構成を含むことができる。
【００３６】
一具現化形態において、マイクロ流体検出システム１２０は、層１７０、流体ドライバ１３８の抵抗器、センサ１３０の電極を形成するように、層１７０上に材料の層を選択的に堆積してパターン形成することにより形成される。その後、層１７２は、層１７１の上に通路１２４、入口１２６、チャンバ１３４及び構造体１６４、１６６を形成するために、例えばスピンコーティングによって選択的に堆積されて、例えばフォトリソグラフィによってパターン形成される。層１７２内の通路１２４、入口１２６及びチャンバ１３４は、平坦化されるワックスのような犠牲材料で充填される。その後、層１７４は、平坦化された犠牲材料の上に堆積または塗布されて、チャンバ１３４及び入口１２６の壁、並びに構造体１６４、１６６の端部を形成する層１７２の部分と接触して接続する。その後、層１７０は、スロット１７７を形成するためにエッチング又は他の材料除去プロセスを受けるが、層１７４もノズル１３６を形成するためにエッチング又は他の材料除去プロセスを受ける。犠牲材料が除去されて、完成したマイクロ流体通路１２４、入口１２６及びチャンバ１３４が残る。犠牲材料がワックスを含む具現化形態において、ワックスは溶解されて、ノズル１３６及び／又はスロット１７７を介して引き出される。更に他の具現化形態において、マイクロ流体検出システム１２０は、他の製造プロセスを利用して形成され得る。
【００３７】
図４は、マイクロ流体検出システム２２０を示し、マイクロ流体検出システム２０の別の例示的な具現化形態を示す。マイクロ流体検出システム２２０は、マイクロ流体検出システム２２０がフィルタリング構造体２６５を更に含み、且つマイクロ流体慣性ポンプ２６８を更に含み、且つコントローラ１４０の代わりにコントローラ２４０を含むことを除いて、マイクロ流体検出システム１２０に類似する。システム１２０の構成要素に対応するシステム２２０のこれら残りの構成要素は、同様に付番される。一具現化形態において、システム２２０は、図３に関連して上述された層１７０、１７１、１７２及び１７４を利用して形成される。他の具現化形態において、システム２２０は、層または材料の他の組み合わせから形成され得る、又は当該組み合わせを含むことができる。
【００３８】
フィルタリング構造体２６５は、フィルタリング構造体２６５が出口１５８とノズル１３６との間の狭窄部１６０に近接して層１７０に形成されることを除いて、個々のフィルタリング構造体１６６に類似する。フィルタリング構造体２６５は、チャンバ１３４内の粒子がノズル１３６へ又は流体ドライバ１３８上へ流れることを妨げる又は阻止する。他の具現化形態において、フィルタリング構造体２６５は省略され得る。
【００３９】
マイクロ流体慣性ポンプ２６８は、追加の粒子凝集リミッタとしての役割を果たす。慣性ポンプ２６８は、入口１２６の狭窄部１５４内の粒子を押しのける、入口１２６内の複数の粒子からなる塊または集合体を破砕する、及び粒子を入口１２６から及び検出区域１４６から出す。図示された例において、マイクロ流体ポンプ２６８は、チャンバ側の口１４５とノズル１３６との間に位置する。図示された例において、マイクロ流体ポンプはバブルジェット慣性ポンプを含む。一具現化形態において、バブルジェット慣性ポンプは、５μｍから１５μｍの最大寸法を有する。一具現化形態において、バブルジェット慣性ポンプは、１５μｍ×１５μｍの抵抗器を含む。係る具現化形態において、バブルジェット慣性ポンプは、隣接する流体を気泡から離れるように移動または駆動するために最初に膨張する気泡を生成する。バブルジェットポンプの一例は、サーマルインクジェット（ＴＩＪ）ポンプのような、マイクロヒータを含む。ＴＩＪポンプは、電流が通過する少なくとも１つの電気抵抗器を利用することができる。電流が少なくとも１つの抵抗器を通過する際に少なくとも１つの抵抗器により生じた熱は、気泡を生成するために、当該抵抗器に近接した流体を気化させる又は核にすることができる。この気泡が最初に生成されて膨張する際、気泡は、最初に隣接する流体を、入口１２６の狭窄部１５４を介して及び当該狭窄部１５４から外へ、気泡から離れるように駆動することができる。
【００４０】
他の具現化形態において、粒子凝集リミッタ４２としての役割を果たすマイクロ流体ポンプ２６８は、他のポンピングデバイスを含むことができる。例えば、別の具現化形態において、マイクロ流体ポンプは、入口１２６から粒子を出すように入口１２６を横切る流れを形成するために、ダイヤフラムを移動させてそれにより隣接する流体を移動させるために、印加された電流に応じて形状を変化させる又は振動するピエゾ抵抗型慣性ポンプを含むことができる。更に他の具現化形態において、マイクロ流体ポンプは、入口１２６と流体連絡する他のマイクロ流体ポンピングデバイスを含むことができる。
【００４１】
コントローラ２４０は、コントローラ２４０がポンプ２６８の付勢を制御するために、一過性でないコンピュータ可読媒体内に含まれる命令により更に命令されることを除いて、コントローラ１４０に類似する。一具現化形態において、コントローラ２４０は、ポンプ２６８を、所定の周期で自動的に付勢する、又はシステム２２０により完了した試験の累積数、システム２２０により試験された流体の累積量または累積容積および／または個々の入口１２６及び個々の検出区域１４６を通過した流体の累積量または累積容積に基づいて、自動的に付勢する。
【００４２】
一具現化形態において、マイクロ流体ポンプ２６８が付勢される閾値は、流体のタイプ又は試験されている流体の特性に基づいて変化する。例えば、センサ１３０からの信号に基づいて、コントローラ２４０が、或る期間にわたって試験されている流体の特性を検出する、又は或る期間にわたって試験されている様々な流体のタイプを識別することができる。係る具現化形態において、コントローラ２４０は、或る期間にわたって試験されている流体の検出された特性、或る期間にわたって試験されている様々な流体の識別されたタイプ、又は或る期間にわたってシステム２２０により試験されている様々な流体およびそれらの特性の比率または混合に適切である又は割り当てられる閾値を識別して適用するために、試験されている流体の検出された特性または流体のタイプに基づいて、ルックアップテーブルを参照する又は公式を適用することができる。
【００４３】
別の具現化形態において、又はシステム２２０の別のユーザ選択可能な動作モードに従って、コントローラ２４０は、検出区域１４６の近く又は検出区域１４６にわたる入口１２６内での粒子の凝集の検出に基づいて、ポンプ２６８を自動的に付勢する。一具現化形態において、マイクロ流体ポンプ２６８の付勢は、センサ２３０から受信した信号に基づく。例えば、センサ２３０は、入口１２６を通る流体の不十分な流れを示す信号、所定の閾値未満である液体流速を示す信号、入口１２６内の粒子の凝集と考えられる原因を示す信号を出力することができる。係る検出された流体の流れに応じて、ポンプは、粒子または凝集粒子を破砕および／または検出区域１４６から及び入口１２６の狭窄部１５４から移動させるように付勢され得る。別の具現化形態において、入口１２６の狭窄部１５４内の粒子の凝集を光学的に検出する光センサが設けられることができ、この場合、粒子凝集リミッタ４２としての役割を果たすマイクロ流体ポンプは、所定の閾値を上回る粒子の凝集を示す光センサ又は検出器からの信号に応じて付勢される。
【００４４】
図５は、システム２２０により実行され得る例示的な方法３００を示す流れ図である。ブロック３０２により示されるように、コントローラ２４０は、流体通路１２４から検出区域１４６を横切ってチャンバ１３４へと流体を吸い込むために、流体ドライバ１３８にノズル１３６を介してチャンバ１３４から流体を吐出させる制御信号を出力する。ブロック３０４により示されるように、センサ１３０は、検出区域１４６内の流体の特性および／または流れ（流量）を検出する。センサ１３０からの係る信号は、診断または分析のためにコントローラ２４０に伝達される。
【００４５】
ブロック３０６により示されるように、コントローラ２４０は、検出区域１４６における粒子凝集のレベルを更に検出する。一具現化形態において、コントローラ２４０は、センサ１３０から受信した信号を用いて、区域１４６内の粒子凝集のレベル又は度合いを検出する及び求める。上述したように、一具現化形態において、入口１２６内での所定の閾値レベル未満の低減された流体の流れのレベルは、粒子凝集の許容できないレベルを示すことができる。他の具現化形態において、光センサのような別個のセンサを用いて、区域１４６における粒子凝集を検出することができる。ブロック３０８により示されるように、粒子凝集の検出に応じて、コントローラ２４０は、凝集粒子を検出区域１４６から吐出するように、区域１４６に隣接する慣性ポンプ２６８を付勢する。
【００４６】
図６は、マイクロ流体検出システム４２０を示し、マイクロ流体検出システム２０の別の例示的な具現化形態を示す。マイクロ流体検出システム４２０は、マイクロ流体検出システム４２０が慣性のセンサ４３０及びポンプ４６８、４６９を更に含むことを除いて、マイクロ流体検出システム２２０に類似する。マイクロ流体検出システム２２０の構成要素に対応するマイクロ流体検出システム４２０のこれら残りの構成要素は、同様に付番される。一具現化形態において、システム４２０は、図３に関連して上述された層１７０、１７１、１７２及び１７４を利用して形成される。他の具現化形態において、システム４２０は、層または材料の他の組み合わせから形成され得る、又は当該組み合わせを含むことができる。
【００４７】
センサ４３０は、入口１２６のじょうご１５２内の粒子の蓄積または凝集を検出するセンサを含む。センサ４３０は、コントローラ２４０に伝達される信号を出力し、この場合、当該信号は、粒子の蓄積、又は特徴要素１６６による粒子の捕捉を示す。１つのセンサ４３０が示されているが、他の具現化形態において、システム４２０は、特徴要素１６６のアレイ内で間隔を置いて配置された複数の係るセンサ４３０を含むことができる。
【００４８】
マイクロ流体慣性ポンプ４６８及び４６９はそれぞれ、それらの場所を除いて、マイクロ流体慣性ポンプ２６８に類似する。マイクロ流体慣性ポンプ４６８は、口１４４とフィルタリング構造体１６６との間で、じょうご１５２内の口１４４に近接して位置する。付勢される際、ポンプ４６８は、入口１２６を介して流体をチャンバ１３４の方へ駆動し、入口１２６内で凝集した粒子を押しのける、破砕する、及び移動させる。
【００４９】
マイクロ流体慣性ポンプ４６９は、フィルタリング構造体１６４と１６６との間で、流体通路１２４の主分配チャネル１５０に近接してじょうご１５２内に位置する。図示された例において、ポンプ４６９は、口、又はじょうご１５２の入口側に隣接して位置する。付勢される際、ポンプ４６９は、じょうご１５２内の粒子をじょうご１５２から外へ押す又は移動させる。状況によっては、ポンプ４６９は、フィルタリング構造体１６６上に凝集した粒子を破砕する又は押しのけることができる。
【００５０】
システム２２０と同様に、システム４２０のコントローラ２４０は、ポンプ２６８、４６８、及び／又は４６９を選択的に付勢する。一具現化形態において、コントローラ２４０は、入口１２６内での粒子凝集および／またはじょうご１５２内での粒子凝集および蓄積の判定に基づいて、ポンプ２６８、４６８及び４６９を選択的に付勢する。一具現化形態において、コントローラ２４０は、センサ４３０からの信号に基づいてポンプ４６８、４６９を付勢する。一具現化形態において、コントローラ２４０は、センサ１３０からの信号に基づいて、又はセンサ１３０及び４３０の双方からの信号の組み合わせに基づいて、ポンプ４６８、４６９を付勢する。
【００５１】
一具現化形態において、ポンプ２６８、４６８及び４６９の付勢は、ポンプ２６８、４６８及び４６９の付勢により生じた異なる流体の流れが互いに干渉しないように、逐次に行われる。例えば、一具現化形態において、コントローラ２４０は、凝集粒子を入口１２６からじょうご１５２へと駆動するためにポンプ２６８を付勢することができる。その後、コントローラ２４０はポンプ４６９を付勢して、入口１２６から更に離れるようにじょうご１５２内の係る粒子を主分配チャネル１５０へと更に移動させる。他の具現化形態において、コントローラ２４０は、ポンプ２６８及び４６８を交互に付勢して、入口１２６内の凝集粒子に相対する方向に力を作用させて、取り除かれた粒子凝集体を入口１２６から外へ駆動するためにポンプ２６８、４６８の１つだけを付勢する前に、粒子凝集体を押しのけること及び破砕することを容易にする。
【００５２】
図７は、マイクロ流体検出システム５２０を示し、マイクロ流体検出システム２０の別の具現化形態を示す。マイクロ流体検出システム５２０は、システム５２０が検出区域１４６を横切って流体を吸い込む一対の流体吐出デバイスを利用することを除いて、マイクロ流体検出システム４２０に類似する。システム５２０は、チャンバ５３４、ノズル５３６Ａ、５３６Ｂ、及び流体ドライバ５３８Ａ、５３８Ｂを含む。図示された例において、システム５２０は、慣性ポンプ４６９を省略する。システム４２０の構成要素に対応するシステム５２０のこれら残りの構成要素は、同様に付番される。一具現化形態において、システム５２０は、図３に関連して上述された層１７０、１７１、１７２及び１７４を利用して形成される。他の具現化形態において、システム５２０は、層または材料の他の組み合わせから形成され得る、又は当該組み合わせを含むことができる。
【００５３】
チャンバ５３４は、チャンバ５３４が一方の端部にノズル５３６Ａ、流体ドライバ５３８Ａ、及び別の反対側の端部にノズル５３６Ｂおよび流体ドライバ５３８Ｂを含むことを除いて、チャンバ１３４に類似する。入口１２６のチャンバ側の口１４５は、チャンバ５３４の両端の間で中央に位置する。図示された例において、入口１２６のチャンバ側の口１４５は、チャンバ５３４の両端から等距離に間隔を置いて配置される。チャンバ１３４に類似して、チャンバ５３４は、それぞれノズル５３６Ａ及び５３６Ｂにつながる対応する狭窄部５６０Ａ及び５６０Ｂに隣接するフィルタリング構造体５６５Ａ及び５６５Ｂを更に含む。他の具現化形態において、フィルタリング構造体５６５Ａ、５６５Ｂは省略され得る。同様に、幾つかの具現化形態において、フィルタリング構造体１６４及び／又は１６６は省略され得る。
【００５４】
コントローラ２４０は、マイクロ流体通路１２４から入口１２６を横切ってチャンバ５３４へと流体を吸い込むように、ノズル５３８Ａ、５３８Ｂを介してチャンバ５３４から流体を噴射または噴出するために流体ドライバ５３６Ａ、５３６Ｂを付勢する制御信号を出力する。一具現化形態において、コントローラ２４０は、流体ドライバ５３６Ａ、５３６Ｂを実質的に同時に付勢または起動する制御信号を出力する。別の具現化形態において、コントローラ２４０は、流体ドライバ５３６Ａ、５３６Ｂを逐次に付勢または起動する。システム４２０と同様に、一具現化形態において、コントローラ２４０は、入口１２６内に凝集したかもしれない粒子のクリーニングを容易にするために慣性ポンプ２６８、４６８を付勢する。ポンプ２６８の付勢により、流体がチャンバ５３４から入口１２６を介して流体通路１２４の方へ駆動される。ポンプ４６８の付勢により、流体がじょうご１５２から入口１２６を介してチャンバ５３４の方へ駆動される。一具現化形態において、ポンプ２６８、４６８は、逐次に及び交互に付勢されて、入口１２６内の粒子を押しのける。
【００５５】
システム２４０と同様に、コントローラ２４０は、自動定期的な方式で、又は入口１２６内で凝集した粒子による入口１２６の閉鎖および閉塞の検出された度合い又はレベルに応じて自動的にポンプ２６８、４６８を付勢することもできる。一具現化形態において、コントローラ２４０は、流体ドライバ５３８の付勢と干渉しないように、ポンプ２６８、４６８が付勢されるタイミングを制御する。例えば、一具現化形態において、流体ドライバ５３８（バブルジェット抵抗器）の付勢は、膨張する気泡を生成し、係る気泡はその後、崩壊して、入口１２６を横切ってチャンバ５３４へと流体を吸い込む。同様に、ポンプ２６８、４６８の付勢も、最終的に崩壊する膨張する気泡を生成する。係る具現化形態において、コントローラ２４０は、ポンプ２６８を付勢しないが、流体ドライバ５３８の何れかにより形成された気泡が崩壊する際に、流体がチャンバ５３４へ引き込まれている。一具現化形態において、コントローラ２４０は、慣性ポンプ４６８を付勢することができるが、流体ドライバ５３８（バブルジェット抵抗器）の付勢により形成された気泡（単数または複数）が崩壊して、その結果、入口１２６を通って及び検出区域１４６を横切って移動する流体は、流体ドライバ５３８の付勢により形成された気泡の崩壊により引き込まれている（Ａ）、及び慣性ポンプ４６８の付勢により形成された気泡の膨張により押されている（Ｂ）流体の結果として、加速された又は強化された速度を有する。
【００５６】
図８は、マイクロ流体検出システム６２０を示し、上述したマイクロ流体検出システム２０の別の例示的な具現化形態を示す。マイクロ流体検出システム５２０と同様に、マイクロ流体検出システム６２０は、検出区域を横切ってチャンバへと流体を吸い込むために、チャンバ内に複数のノズル流体ドライバの対を含む。しかしながら、システム５２０とは異なり、マイクロ流体検出システム６２０は、少なくとも３つのノズル流体ドライバの対を含む。システム６２０は、チャンバの一方の端部において第１のノズル及び関連した流体ドライバ、チャンバの反対側の端部において第２のノズル及び関連した流体ドライバ、及びチャンバの中央または中間的な場所において第３のノズル及び関連した流体ドライバを含む。結果として、システム６２０は、検出区域を横切って、実質的にチャンバの全長にわたる複数の離間した場所のそれぞれに流体を引き込む。
【００５７】
マイクロ流体検出システム６２０は、マイクロ流体通路１２４、入口１２６、センサ１３０、チャンバ６３４、ノズル６３６Ａ、６３６Ｂ、６３６Ｃ、６３６Ｄ、及び６３６Ｅ（ひとまとめにして、ノズル６３６と称する）、流体ドライバ６３８Ａ、６３８Ｂ、６３８Ｃ、６３８Ｄ及び６３８Ｅ（ひとまとめにして、流体ドライバ６３８と称する）、コントローラ６４０、及び粒子凝集リミッタとしての機能を果たす慣性ポンプ６６８、６７０を含む。マイクロ流体通路１２４、入口１２６、及びセンサ１３０は上述された。一具現化形態において、システム６２０は、図３に関連して上述された層１７０、１７１、１７２及び１７４を利用して形成される。他の具現化形態において、システム６２０は、層または材料の他の組み合わせから形成され得る、又は当該組み合わせを含むことができる。
【００５８】
チャンバ６３４は、検出区域１４６内のセンサ１３０により検出されたばかりの後または検出された後に流体が流れ込む容積を含む。チャンバ６３４は、ノズル６３６及び流体ドライバ６３８を含む又は取り囲む。図８により示されるように、チャンバ６３４は入口１２６の出口１４５まで徐々に先細になっている。チャンバ６３４は入口１２６から扇形に広がる。
【００５９】
ノズル６３６はチャンバ６３４に接続され、この場合、ノズル６３６のそれぞれは、チャンバ６３４内の流体が吐出される開口を含む。一具現化形態において、ノズル６３６のそれぞれは、廃物リザーバ１６２（図３に示された）の方へ通じる又は吐出された流体を廃物リザーバ１６２へ送る。
【００６０】
流体ドライバ６３８は、関連するノズル６３６を介してチャンバ６３４から流体を選択的に移動させる及び排出するためのデバイスを含む。図示された例において、流体ドライバ６３８は、関連するノズル６３６を介して流体を強制的に噴出または吐出するための気泡を生成するために流体を核にするサーマルインクジェット又はバブルジェット抵抗器のような流体吐出デバイスを含む。別の具現化形態において、流体ドライバ６３８はそれぞれ、ダイヤフラムを移動させてそれによりノズル６３６を介して隣接する流体を吐出するために、印加された電流に応じて形状を変化させる又は振動するピエゾ抵抗デバイスのような流体吐出デバイスを含む。更に他の具現化形態において、流体ドライバ６３８は、ノズル６３６を介して流体を選択的に及び強制的に吐出するための他のデバイスを含むことができる。
【００６１】
関連するノズル６３６を介したチャンバ６３４内の流体の吐出または排出により、チャンバ６３４内に空隙またはチャンバ６３４内に真空が形成され、それにより空隙を満たすために流体がチャンバ６３４へ吸い込まれ、流体が入口１２６を介してマイクロ流体通路１２４から検出区域１４６を横切って吸い込まれる。流体が入口１２６を介して及び検出区域１４６を横切って流れている際、センサ１３０は、検出区域１４６内の流体の１つ又は複数の特性を検出する。センサ１３０からの信号はコントローラ６４０に伝達される。上述したように、くびれた又はより小さいサイズの入口１２６は、強化された検出性能および分解能を提供する検出区域を提供する。同時に、くびれた又はより小さいサイズの入口１２６の狭窄部１５４は、流体内の粒子の堆積または凝集にいっそう影響されやすい可能性があり、この場合、凝集した粒子が、入口１２６を介した流体の流れを妨げる又は阻止するかもしれない。
【００６２】
コントローラ６４０は、センサ１３０からの信号を受け取り、流体内の細胞または粒子の数を求める。他の具現化形態において、コントローラ６４０は、係る信号に基づいて、流体の他の特性および／または流体内の細胞または粒子の特性を求めることができる。コントローラ６４０は、処理装置、及びセンサ１３０から受け取った信号に基づいて流量、流体の特性、及び／又は流体内の細胞または粒子の特性を求めることを処理装置が行うための命令を含む関連した一過性でないコンピュータ可読媒体を含む。
【００６３】
一具現化形態において、コントローラ６４０は更に、流体ドライバ６３８の付勢を制御する。一具現化形態において、コントローラ６４０は、流体ドライバ６３８を逐次に付勢する。一具現化形態において、コントローラ６４０は、第１の流体ドライバの付勢によって膨張する気泡、又は流体ドライバの第１のセットの付勢による気泡が第２の流体ドライバ又は流体ドライバの第２のセットの付勢によって膨張する気泡と交差しないように、第１及び第２の流体ドライバ又は流体ドライバの第１及び第２のセットを逐次に付勢する。一具現化形態において、第１の流体ドライバ６３８の付勢は、第１のノズルに近接するチャンバ内の第１の領域において第１の時間中に正圧を形成して第１のノズルを介して流体を押し、その後に当該領域における第２の時間中に負圧が続いて流体を第１の領域に引き込み、この場合、第２の流体ドライバ６３８の付勢が第２のノズルに近接するチャンバ内の第２の領域において第３の時間中に正圧を形成して第２のノズルを介して流体を押し、その後に第２の領域における第４の時間中に負圧が続いて流体を第２の領域に引き込み、この場合、コントローラ６４０は、第１の時間の終了後に且つ第２の時間の満了前に、第１の流体ドライバの付勢に続いて第２の流体ドライバを逐次に付勢する。
【００６４】
マイクロ流体検出システム５２０のコントローラ２４０に類似して、マイクロ流体検出システム６２０のコントローラ６４０は、入口１２６内に凝集したかもしれない粒子のクリーニングを容易にするために慣性ポンプ６６８、６７０を付勢する。ポンプ６６８の付勢により、流体がチャンバ６３４から入口１２６を介して流体通路１２４の方へ駆動される。ポンプ６７０の付勢により、流体がじょうご１５２から入口１２６を介してチャンバ６３４の方へ駆動される。一具現化形態において、ポンプ６６８、６７０は、逐次に及び交互に付勢されて、入口１２６内の粒子を押しのける。
【００６５】
コントローラ６４０は、自動定期的な方式で、又は入口１２６内で凝集した粒子による入口１２６の閉鎖および閉塞の検出された度合い又はレベルに応じて自動的にポンプ６６８、６７０を付勢することもできる。一具現化形態において、コントローラ６４０は、流体ドライバ６３８の付勢と干渉しないように、ポンプ６６８、６７０が付勢されるタイミングを制御する。例えば、一具現化形態において、流体ドライバ６３８（バブルジェット抵抗器）の付勢は、膨張する気泡を形成し、係る気泡はその後、崩壊して、入口１２６を横切ってチャンバ６３４へと流体を吸い込む。同様に、ポンプ６６８、６７０の付勢も、最終的に崩壊する膨張する気泡を形成する。係る具現化形態において、コントローラ６４０は、ポンプ６６８を付勢しないが、流体ドライバ６３８の何れかにより形成された気泡が崩壊する際に、流体がチャンバ６３４へ引き込まれている。一具現化形態において、コントローラ６４０は、慣性ポンプ６７０を付勢することができるが、流体ドライバ６３８（バブルジェット抵抗器）の付勢により形成された気泡（単数または複数）が崩壊して、その結果、入口１２６を通って及び検出区域１４６を横切って移動する流体は、流体ドライバ６３８の付勢により形成された気泡の崩壊により引き込まれている（Ａ）、及び慣性ポンプ６７０の付勢により形成された気泡の膨張により押されている（Ｂ）流体の結果として、加速された又は強化された速度を有する。
【００６６】
図９は、マイクロ流体検出システム７２０を示し、マイクロ流体検出システム２０の別の例示的な具現化形態を示す。マイクロ流体検出システム７２０は、マイクロ流体検出システム７２０が仕切り７３９、フィルタ構造体１６４、フィルタ構造体１６６及びフィルタ構造体７７７を更に含むことを除いて、上述したマイクロ流体検出システム６２０に類似する。システム６２０の構成要素または要素に対応するシステム７２０のこれら残りの構成要素または要素は、同様に付番される。一具現化形態において、システム７２０は、図３に関連して上述された層１７０、１７１、１７２及び１７４を利用して形成される。他の具現化形態において、システム７２０は、層または材料の他の組み合わせから形成され得る、又は当該組み合わせを含むことができる。
【００６７】
仕切り７３９は、連続的なノズル６３６とそれらの関連する流体ドライバ６３８との間に延在する壁または構造体７４１を区分けすることにより形成された孤立した領域を含む。構造体７４１を区分けすることは、ノズル６３６の寸法の少なくとも半分の長さ、及び公称ではノズル６３６のそれぞれの寸法に等しい又は当該寸法よりも大きい長さを有する。１つの流体ドライバ７３８の付勢から結果として生じる気泡または正圧の流体が、隣接する又は連続した流体ドライバ７３８から結果として生じる気泡または正圧の流体との影響または干渉を減少させる又は制限するように、仕切り７３９は流体ドライバ７３８を互いから分離する。仕切り７３９は流体ドライバ６３８のより密な逐次の付勢を容易にする。幾つかの具現化形態において、仕切り７３９は、省略され得る。
【００６８】
フィルタ構造体１６４、１６６はシステム１２０に関連して上述され、流体内の粒子をフィルタリングする柱状体またはポストを含む。フィルタ構造体１６４は、流体通路１２４内に位置するが、フィルタ構造体１６６は入口１２６のじょうご１５２内に位置する。フィルタ構造体７７７はそれぞれ、それらの場所を除いて、フィルタ構造体１６６に類似する。フィルタ構造体７７７は、入口１２６のチャンバ側の口１４５とノズル６３６との間に延在する。フィルタ構造体１６６に類似して、フィルタ構造体７７７は、フロアから天井まで及び層１７２（図３に示された）に延在する柱状体またはポストを含む。フィルタ構造体７７７は、入口１２６を通過した粒子の更にノズル６３８までの移動を阻止し、この場合、係る粒子はノズル６３８を詰まらせる可能性がある。更に、フィルタ構造体７７７は、入口１２６を通過した粒子を捕獲および保持して、流体ドライバ６３８の付勢によって気泡が膨張している時のように、係る粒子が入口１２６へ吸い込まれる又は押し返されるのを阻止する。
【００６９】
図１０は、マイクロ流体検出システム８２０を示し、マイクロ流体検出システム２０の別の例示的な具現化形態を示す。マイクロ流体検出システム８２０は、マイクロ流体検出システム８２０が慣性ポンプ６６８、６７０を省略し且つフィルタ構造体１６６を省略することを除いて、マイクロ流体検出システム７２０に類似する。システム又はシステム７２０の構成要素に対応するシステム８２０のこれら残りの構成要素または要素は、同様に付番される。
【００７０】
図１１は、マイクロ流体検出システム９２０を示し、マイクロ流体検出システム２０の別の例示的な具現化形態を示す。マイクロ流体検出システム９２０は、システム９２０が入口１２６、センサ１３０、チャンバ６３４、フィルタリング構造体７７７及びポンプ６６８、６７０それぞれの代わりに、入口９２６、センサ９３０、チャンバ９３４、フィルタリング構造体９７７及びマイクロ流体慣性ポンプ９６８を含むことを除いて、マイクロ流体検出システム７２０に類似する。図１１により示されるように、システム９２０は、フィルタリング構造体１６６を省略する。システム７２０の要素または構成要素に対応するこれら残りの要素または構成要素は、同様に付番される。
【００７１】
入口９２６は、入口９２６がマイクロ流体慣性ポンプ９６８を含み且つ砂時計のようにくびれた形状を有することを除いて、入口１２６に類似する。入口９２６は、センサ９３０の異なる部分を含む２つの対向するじょうご領域９４２及びポンプ９６８を含む中央狭窄領域９４０を含む。図示された例において、センサ９３０は、インピーダンスセンサを含み、この場合、部分９４２の一方は帯電高側電極に隣接し、部分９４２の他方は入口９２６内で入口９２６の表面内に形成または集積された低側電極に隣接する。一具現化形態において、低側電極は、電気接地される。別の具現化形態において、低側電極は、浮遊低側電極である。
【００７２】
チャンバ９３４は、チャンバ９３４が長方形であり、チャンバ９３４の内壁９４７がチャンバ９３４の幅にわたってノズル６３８のそれぞれの中心点から等しく間隔を置いて配置されていることを除いて、チャンバ６３４に類似する。結果として、チャンバ９３４は、流体ドライバのそれぞれと入口９２６のチャンバ側の口１４５との間に拡大した空隙またはデッドスペースを提供する。この拡大した空隙またはデッドスペースは、流体ドライバ６３６の逐次の付勢の間に膨張する気泡または高圧流体の領域が干渉する又は互いと交差する可能性を低減する。結果として、流体ドライバ６３６は、入口９２６の検出区域９４６を横切って流体を引き込むための時間内に、より高い割合でより密に付勢され得る。他の具現化形態において、チャンバ９３４は、チャンバ６３４に類似した形状をしているような、他の形状を有することができる。
【００７３】
フィルタ構造体９７７は、チャンバ９３４内のそれらの構成を除いて、上述したフィルタ構造体７７７に類似する。フィルタ構造体９７７は、ノズル６３６への粒子の移動を阻止するために口１４５の上に及び口１４５の周りに延在する柱状体またはポストを含む。フィルタセクション９７７は更に、チャンバ９３４へ移動した粒子が入口９２６へ戻るように移動することを阻止する。
【００７４】
慣性ポンプ９６８は、慣性ポンプ９６８がセンサ９３０の２つの電極間で入口９２６内に位置することを除いて、慣性ポンプ４６８に類似する。慣性ポンプ９６８は、入口９２６の狭窄領域９４０内に位置する。慣性ポンプ９４０の付勢は、双方向に、即ちチャンバ９３４の方へ及びマイクロ流体通路１２４の方へ、流体および凝集した粒子を駆動する。ひとたび係る粒子がチャンバ９３４へ押し込まれれば、係る粒子は構造体９７７により捕らえられる。通路１２４へ移動した粒子は、係る粒子が入口９２６の狭窄部１５４に再び入ることを阻止する構造体１６４により捕らえられる。慣性ポンプ９６８が入口９２６内の中央に位置するので、慣性ポンプ９６８は、より効果的に入口９２６から粒子を放出することができる。
【００７５】
図１２は、例示的なマイクロ流体診断または試験システム１０００を示す。システム１０００は、血液サンプルのような流体のサンプルが分析される、駆動型携帯用電子デバイスのインピーダンスベースのシステムを含む。この開示のために、用語「流体」は、細胞、粒子または他の生物学的物質のような流体内の、又は当該流体により運ばれる被分析物を含む。流体のインピーダンスは、流体および／または流体内の何らかの被分析物のインピーダンスを意味する。システム１０００は、その部分が模式的に示され、マイクロ流体カセット１０１０、カセットインターフェース１３２０、モバイル分析器１３３０及び遠隔分析器１３５０を含む。概して、マイクロ流体カセット１０１０は、流体サンプルを受け取り、流体サンプルの検出された特性に基づいた信号を出力する。インターフェース１３２０は、モバイル分析器１３３０とカセット１０１０との間の媒介役としての機能を果たす。図示された例において、インターフェース１３２０は、ポート１３２４においてインターフェース１３２０に取り外し可能または着脱可能に接続された及びポート１３２５においてモバイル分析器１３３０に取り外し可能または着脱可能に接続されたケーブル１３２２により、モバイル分析器１３３０に取り外し可能に接続されたドングルを含む。インターフェース１３２０は、カセット１０１０に取り外し可能に接続し、カセット１０１０上の流体ドライバ、ポンプ及びセンサを動作させるために、モバイル分析器１３３０からカセット１０１０への電力の伝送を容易にする。インターフェース１３２０は更に、モバイル分析器１３３０による、カセット１０１０上の流体ドライバ、ポンプ、及び検出器またはセンサの制御を容易にする。
【００７６】
モバイル分析器１３３０は、インターフェース１３２０を介してカセット１０１０の動作を制御し、試験されている流体サンプル（単数または複数）に関係する、カセット１０１０により生成されたデータを受け取る。モバイル分析器１３３０は、データを分析して出力を生成する。モバイル分析器１３３０は、更に詳細な分析および処理のために、有線または無線ネットワーク１３５３を介して、処理されたデータを遠隔分析器１３５０へ更に伝送する。一具現化形態において、モバイル分析器１３３０は、上述したコントローラ６４０を含む。他の具現化形態において、モバイル分析器１３３０は、上述した別のコントローラ１４０、２４０の何れかを含む。図示された例において、モバイル分析器１３３０は、スマートフォン、ラップトップ型コンピュータ、ノート型パソコン、タブレット型コンピュータ等のような携帯用電子デバイスを含む。結果として、システム１０００は、血液サンプルのような流体サンプルを試験するための携帯用診断プラットフォームを提供する。
【００７７】
図１３〜図１７は、マイクロ流体カセット１０１０を詳細に示す。図１３〜図１７により示されるように、カセット１０１０は、カセット基板１０１２、カセット本体１０１４、薄膜１０１５及びマイクロ流体チップ１０３０を含む。図１３及び図１４に示されたカセット基板１０１２は、流体チップ１０３０が実装されるパネル又はプラットフォームを含む。カセット基板１０１２は、マイクロ流体チップ１０３０の電気コネクタからカセット基板１０１２の端部上の電気コネクタ１０１６に延びる導電線またはトレース１０１５を含む。図１２に示されるように、電気コネクタ１０１６は、カセット本体１０１４の外部に露出される。図１２により示されるように、露出された電気コネクタ１０１６は、インターフェース１３２０内の対応する電気コネクタと電気接触して配置されるようにインターフェース１３２０へ挿入されることができ、マイクロ流体チップ１０３０とカセットインターフェース１３２０との間に電気接続を提供する。
【００７８】
カセット本体１０１４は、カセット基板１０１２及びマイクロ流体チップ１０３０を覆う及び保護するように、カセット基板１０１２を部分的に取り囲む。カセット本体１０１４は、カセット１０１０の手動操作を容易にし、インターフェース１３２０との取り外し可能な相互接続へとカセット１０１０を手動で配置することを容易にする。カセット本体１０１４更に、受け取った流体サンプルをマイクロ流体チップ１０３０に導く同時に、流体または血液サンプルの取得中に人間の指に対して位置決めしてシールする。
【００７９】
図１３〜図１５はマイクロ流体チップ１０３０を示す。図１３は、カセット基板１０１２の上面、チップじょうご１０２２及びマイクロ流体チップ１０３０を示す。図１３は、チップじょうご１０２２とカセット基板１０１２との間に挟まれたマイクロ流体チップ１０３０を示す。図１４は、カセット基板１０１２及びマイクロ流体チップ１０３０の底面を示す。図１５は、チップじょうご１０２２の下のマイクロ流体チップ１０３０の断面図である。図１５により示されるように、マイクロ流体チップ１０３０は、図３に関連して上述された層１７０、１７１、１７２及び１７４を含み、この場合、フィルタ構造体が層１７０及び１７２（図３に示されたように）により形成され、層１７４が廃物リザーバ又は排出リザーバを提供し、抵抗器、ポンプ、センサ及び回路トレースが層１７２に隣接して層１７０上に形成される。マイクロ流体チップ１０３０は、層１７０に形成されたマイクロ流体リザーバ１０３４を含み、マイクロ流体リザーバ１０３４は、流体サンプルを（幾つかの試験において試薬と共に）チップ１０３０内へ受け入れるために、チップじょうご１０２２の下に延在する。図示された例において、マイクロ流体リザーバは、１ｍｍ未満、公称では０．５ｍｍの幅Ｗを有する口または上側開口を有する。リザーバ１０３４は、０．５ｍｍから１ｍｍの深さＤ、一具現化形態において、０．７ｍｍの深さを有する。後述されるように、マイクロ流体チップ１０３０は、チップ１０３０の底部に沿って、流体ドライバ、ポンプ及びセンサを含む。
【００８０】
図１６及び図１７は、マイクロ流体チップ１１３０の拡大図であり、マイクロ流体チップ１１３０の例示的な具現化形態を示す。マイクロ流体チップ１１３０は、流体ポンピングの機能およびインピーダンス検出の機能のそれぞれを低電力プラットフォームに集積する。図１６により示されるように、マイクロ流体チップ１１３０は、マイクロ流体通路１１２４を形成した層１７０を含む。更に、マイクロ流体チップ１１３０は、複数の検出領域１１３５を含み、この場合、各検出領域は、複数のノズル及び複数の流体ドライバ（層１７０上に形成された）を含むチャンバ（層１７２により形成された）、マイクロ流体通路をチャンバに接続する入口（層１７２により形成された）、及び入口の表面に沿ったセンサ（層１７０上に形成された）を提供する。
【００８１】
図１６により更に示されるように、マイクロ流体チップ１１３０は更に、電気接触パッド１１７７及びマルチプレクサ回路１１７９を含む。電気接触パッド１１７７は、マイクロ流体チップ１１３０の端部上に位置し、３ｍｍ未満および公称では２ｍｍ未満だけ互いから間隔を置いて配置され、コンパクトな長さをマイクロ流体チップ１１３０に提供することにより、カセット１０１０のコンパクトなサイズが容易にされる。電気接触パッド１１７７は、チップ１１３０のセンサ及びポンプに電気接続される。電気接触パッド１１７７は更に、カセット基板１０１２の電気コネクタ１０１６（図１３〜図１４に示された）に電気接続される。カセット１０１０がドングル１３２０へプラグ接続される場合、携帯用電子デバイス１３３０に設けられたコントローラ１４０、２４０、６４０（上述した）は、接触パッド１１７０を介してチップ１１３０のセンサ及びポンプに電気接続される。
【００８２】
マルチプレクサ回路１１７９は、電気接触パッド１１７７とチップ１１３０のセンサ及びポンプ１１６０との間に電気結合される。マルチプレクサ回路１１７９は、チップ１１３０上の個々の電気接触パッド１１７７の数より多い多数のセンサ及びポンプとの制御および／又は通信を容易にする。例えば、チップ１１３０が総数ｎの接触パッドを有するにもかかわらず、通信は、ｎより大きい数を有する多数の様々な独立した構成要素と利用可能である。結果として、貴重な空間またはスペースが節約され、チップ１１３０及びチップ１１３０が利用するカセット１０１０のサイズの低減を容易にする。他の具現化形態において、マルチプレクサ回路１１７９は省略され得る。
【００８３】
図１７は、図１６に示されたチップ１１３０の検出領域１１３５の１つを示す拡大図である。図１７により示されるように、検出領域１１３５は、マイクロ流体通路１１２４、入口１２２６、センサ１２３０、チャンバ１２３４、ノズル１２３６Ａ、１２３６Ｂ、１２３６Ｃ、１２３６Ｄ、１２３６Ｅ、１２３６Ｆ、１２３６Ｇ及び１２３６Ｈ（ひとまとめにして、ノズル１２３６と称する）、流体ドライバ１２３８Ａ、１２３８Ｂ、１２３８Ｃ、１２３８Ｄ、１２３８Ｅ、１２３８Ｆ、１２３８Ｇ及び１２３８Ｈ（ひとまとめにして、流体ドライバ１２３８と称する）、仕切り１２３９、フィルタ構造体１２６４、フィルタ構造体１２６６、及び粒子凝集リミッタとして働く慣性ポンプ１２６８、１２７０を含む。マイクロ流体通路１１２４及びセンサ１１３０はそれぞれ、上述したマイクロ流体通路１２４及びセンサ１３０に類似する。入口１２２６は、入口１２２６がじょうご１５２を省略することを除いて、上述した入口１２６に類似し、この場合、入口１２２６は狭窄部である。入口１２２６は、上述した入口２６に類似する。一具現化形態において、入口１２２６は、入口２６に関連して上述されたような寸法を有する。チャンバ１２３４は、上述したチャンバ９３４に類似する。他の具現化形態において、チャンバ１２３４は、上述したチャンバ６３４に類似することができ、この場合、チャンバ１２３４は更に、ノズル１２３６及び流体ドライバ１２３８の二次元アレイに又は当該二次元アレイの方へ扇形に広がる。流体ドライバ１２３６及び１２３８は、上述した流体ドライバ６３６及び６３８に類似する。仕切り１２３９は、上述した仕切り７４１に類似する。フィルタ構造体１２６４及び１２６６は、上述したフィルタ構造体１６４及び１６６に類似する。慣性ポンプ１２６８及び１２７０はそれぞれ、上述した慣性ポンプ６６８及び６７０に類似する。
【００８４】
システム１０００の動作中、コントローラ１４０、２４０、６４０は、センサ１３０からの信号を受け取り、係る信号に基づいて、流量、流体の特性および／または流体内の細胞または粒子の特性を求める。コントローラ１４０、２４０、６４０は更に、流体ドライバ１２３８の付勢を制御する。一具現化形態において、コントローラ１４０、２４０、６４０は、流体ドライバ１２３８を逐次に付勢する。一具現化形態において、コントローラ１４０、２４０、６４０は、第１の流体ドライバの付勢によって膨張する気泡、又は流体ドライバの第１のセットの付勢による気泡が第２の流体ドライバ又は流体ドライバの第２のセットの付勢によって膨張する気泡と交差しないように、第１及び第２の流体ドライバ又は流体ドライバの第１及び第２のセットを逐次に付勢する。一具現化形態において、第１の流体ドライバ１２３８の付勢は、第１のノズルに近接するチャンバ内の第１の領域において第１の時間中に正圧を形成して第１のノズルを介して流体を押し、その後に当該領域における第２の時間中に負圧が続いて流体を第１の領域に引き込み、この場合、第２の流体ドライバ１２３８の付勢が第２のノズルに近接するチャンバ内の第２の領域において第３の時間中に正圧を形成して第２のノズルを介して流体を押し、その後に第２の領域における第４の時間中に負圧が続いて流体を第２の領域に引き込み、この場合、コントローラ１４０、２４０、６４０は、第１の時間の終了後に且つ第２の時間の満了前に、第１の流体ドライバの付勢に続いて第２の流体ドライバを逐次に付勢する。
【００８５】
マイクロ流体検出システム５２０のコントローラ２４０に類似して、チップ１１３０に接続されたコントローラ１４０、２４０、６４０は、入口１２２６内に凝集したかもしれない粒子のクリーニングを容易にするために慣性ポンプ１２６８、１２７０を付勢する。ポンプ１２６８の付勢により、流体がチャンバ１２３４から入口１２２６を介して流体通路１１２４の方へ駆動される。ポンプ１２７０の付勢により、流体が入口１２２６を介してチャンバ１２３４の方へ駆動される。一具現化形態において、ポンプ１２６８、１２７０は、逐次に及び交互に付勢されて、入口１２２６内の粒子を押しのける。
【００８６】
また、コントローラ１４０、２４０、６４０は、自動定期的な方式で、又は入口１２２６内で凝集した粒子による入口１２２６の閉鎖および閉塞の検出された度合い又はレベルに応じて自動的にポンプ１２６８、１２７０を付勢することもできる。一具現化形態において、コントローラ１４０、２４０、６４０は、流体ドライバ６３８の付勢と干渉しないように、ポンプ１２６８、１２７０が付勢されるタイミングを制御する。例えば、一具現化形態において、流体ドライバ１２３８（バブルジェット抵抗器）の付勢は、膨張する気泡を形成し、係る気泡はその後、崩壊して、入口１２２６を横切ってチャンバ１２３４へと流体を吸い込む。同様に、ポンプ１２６８、１２７０の付勢も、最終的に崩壊する膨張する気泡を形成する。係る具現化形態において、コントローラ１４０、２４０、６４０は、ポンプ１２６８を付勢しないが、流体ドライバ１２３８の何れかにより形成された気泡が崩壊する際に、流体がチャンバ１２３４へ引き込まれている。一具現化形態において、コントローラ１４０、２４０、６４０は、慣性ポンプ１２７０を付勢することができるが、流体ドライバ１２３８（バブルジェット抵抗器）の付勢により形成された気泡（単数または複数）が崩壊して、その結果、入口１２２６を通って及び検出区域１２４６を横切って移動する流体は、流体ドライバ１２３８の付勢により形成された気泡の崩壊により引き込まれている（Ａ）、及び慣性ポンプ１２７０の付勢により形成された気泡の膨張により押されている（Ｂ）流体の結果として、加速された又は強化された速度を有する。
【００８７】
本開示は例示的な具現化形態に関連して説明されたが、当業者には認識されるように、特許請求された内容の思想および範囲から逸脱せずに、変更が形態および細部に行われ得る。例えば、様々な例示的な具現化形態が１つ又は複数の利益を提供する１つ又は複数の特徴を含むように説明されたが、説明された特徴が互いと入れ換えられ得るか、又は説明された例示的な具現化形態において又は他の代替の具現化形態において、代替的に互いと組み合わされ得ることが企図されている。本開示の技術が比較的複雑であるので、当該技術における変更の全てが予測できるとは限らない。例示的な具現化形態に関連して説明された及び以下の特許請求の範囲に記載された本開示は、できる限り広くなるように明白に意図されている。例えば、特に断りのない限り、単一の特定の要素を列挙する請求項は、複数の係る特定の要素も包含する。請求項における用語「第１」、「第２」、「第３」などは、様々な要素を単に区別し、特に断りのない限り、特定の順序または本開示における要素の特定の付番に特に関連付けられない。
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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