(57)【要約】  本発明は、概略、マイクロ流体デバイスに関する。いくつかの態様では、液滴または粒子などの様々な実体が、マイクロ流体デバイス内に、例えば、デバイス内の収集チャンバまたは他の場所内に収容される。いくつかの場合、実体は、そのような場所から、例えば、連続パターンまたは任意のパターンで放出されてもよい。いくつかの場合、実体は、収集チャンバ内に収容されている間に画像化され、反応され、分析され得る。他の態様は、一般に、そのようなデバイス、そのようなデバイスを含むキットなどを作製または使用する方法に向けられている。
2019514002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ流体実体を収集するための装置であって、
第1のマイクロ流体チャネルと第2のマイクロ流体チャネルとを備え、前記チャネルの各々は、第1の位置と第2の位置とを流体接続し、
第1のマイクロ流体チャネルは、入口および2つ以上の出口を有する収集チャンバを備え、入口および2つ以上の出口の各々は、断面積を有し、入口の断面積は各出口の断面積よりも大きく、これにより、収集チャンバは、各出口の断面積よりも大きく、かつ、入口の断面積よりも小さな断面積を有するマイクロ流体実体を収集することができ、
出口は、収集チャンバによって収集可能なマイクロ流体実体が収集チャンバ内の1つの出口のみを一度にブロックすることができるように間隔を空けられ、
第1のマイクロ流体チャネルは、実体が存在しないとき、第2のマイクロ流体チャネルの流動抵抗よりも低い流動抵抗を有し、第1のマイクロ流体チャネルが1つ以上のマイクロ流体実体を含む場合、第2のマイクロ流体チャネルの流動抵抗よりも高い流動抵抗を有し、
第1のマイクロ流体チャネルは、実体が存在しないとき、第2のマイクロ流体チャネルの流動抵抗よりも低い流動抵抗を有し、第1のマイクロ流体チャネルが1つ以上のマイクロ流体実体を含むとき、第2のマイクロ流体チャネルの流動抵抗よりも高い流動抵抗を有する、装置。
【請求項２】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかは、マイクロ流体液滴である、請求項1に記載の装置。
【請求項３】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかが粒子である、請求項1または2に記載の装置。
【請求項４】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかがゲル粒子である、請求項1から3のいずれか1項に記載の装置。
【請求項５】
前記出口は、前記入口の幅の少なくとも75％の距離で離間されている、請求項1から4のいずれか1項に記載の装置。
【請求項６】
前記出口は、前記入口の幅の75％から125％の間の距離で離間されている、請求項1から5のいずれか1項に記載の装置。
【請求項７】
前記出口は、前記入口の幅の90％から110％の間の距離で離間されている、請求項1から6のいずれか1項に記載の装置。
【請求項８】
前記出口の各々が、前記出口の平均断面積の±20％以内の断面積を有する、請求項1から7のいずれか1項に記載の装置。
【請求項９】
隣接する出口が、隣接する出口の平均間隔の±20％以内の間隔を有する、請求項1から8のいずれか1項に記載の装置。
【請求項１０】
前記収集チャンバが真っ直ぐである、請求項1から9のいずれか1項に記載の装置。
【請求項１１】
前記収集チャンバは、前記マイクロ流体実体を一列で収集することができる、請求項1から10のいずれか1項に記載の装置。
【請求項１２】
前記収集チャンバによって収集可能な前記マイクロ流体実体が、前記マイクロ流体実体の前記平均特性直径の±20％以内の特性直径を有する、請求項1から11のいずれか1項に記載の装置。
【請求項１３】
前記出口の少なくともいくつかが、前記収集チャンバの壁内に配置される、請求項1から12のいずれか1項に記載の装置。
【請求項１４】
前記出口の少なくともいくつかが、前記第2の位置に流体接続された共通チャネルに流体接続する、請求項1から13のいずれか1項に記載の装置。
【請求項１５】
前記収集チャンバが、
前記収集チャンバ内のバルク流体流の方向に直交する壁上の複数の出口と、前記収集チャンバ内のバルク流体流の方向に前記収集チャンバを出る少なくとも1つの出口とを含む、請求項1から14のいずれか1項に記載の装置。
【請求項１６】
第1のマイクロ流体チャネルは、実体が存在しないとき、第2のマイクロ流体チャネルの流動抵抗よりも低い流動抵抗を有し、第1のマイクロ流体チャネルが1つ以上のマイクロ流体実体を含むとき、第2のマイクロ流体チャネルの流動抵抗よりも高い流動抵抗を有する、請求項1から15のいずれか1項に記載の装置。
【請求項１７】
前記収集チャンバは、少なくとも2つのマイクロ流体実体を収容することができる、請求項1から16のいずれか1項に記載の装置。
【請求項１８】
前記装置は、複数の収集チャンバを備える、請求項1から17のいずれか1項に記載の装置。
【請求項１９】
マイクロ流体実体を収集するための装置であって、
第1のマイクロ流体チャネルと第2のマイクロ流体チャネルとを備え、前記チャネルの各々は、第1の位置と第2の位置とを流体接続し、
第1のマイクロ流体チャネルは、入口および2つ以上の出口を有する収集チャンバを備え、入口および2つ以上の出口の各々は、断面幅を有し、入口の断面幅は、各出口のそれぞれの断面幅よりも大きく、
出口は、入口の幅の75％から125％の間の距離で離間され、
第1のマイクロ流体チャネルは、第2のマイクロ流体チャネルの流動抵抗よりも低い流動抵抗を有する、
装置。
【請求項２０】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかがマイクロ流体液滴である、請求項19に記載の装置。
【請求項２１】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかが粒子である、請求項19または20のいずれか1項に記載の装置。
【請求項２２】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかがゲル粒子である、請求項19から21のいずれか1項に記載の装置。
【請求項２３】
前記出口は、前記入口の幅の90％と110％との間の距離で離間されている、請求項19から22のいずれか1項に記載の装置。
【請求項２４】
前記出口の各々が、前記出口の平均断面積の±20％以内の断面積を有する、請求項19から23のいずれか1項に記載の装置。
【請求項２５】
隣接する出口が、隣接する出口の平均間隔の±20％以内の間隔を有する、請求項19から24のいずれか1項に記載の装置。
【請求項２６】
方法であって、
2つ以上のマイクロ流体実体を、入口および2つ以上の出口を備える収集チャンバに流すことを含み、収集チャンバに入る各実体は、収集チャンバの各出口がマイクロ流体液滴によってブロックされるまで、収集チャンバ内の1つの出口をブロックする、
方法。
【請求項２７】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかがマイクロ流体液滴である、請求項26に記載の方法。
【請求項２８】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかが粒子である、請求項26または27のいずれか1項に記載の方法。
【請求項２９】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかがゲル粒子である、請求項26から28のいずれか1項に記載の方法。
【請求項３０】
前記出口は、前記入口の幅の75％から125％の間の距離で離間されている、請求項26から29のいずれか1項に記載の方法。
【請求項３１】
前記出口の各々が、前記出口の平均断面積の±20％以内の断面積を有する、請求項26から30のいずれか1項に記載の方法。
【請求項３２】
隣接する出口が、隣接する出口の平均間隔の±20％以内の間隔を有する、請求項26から31のいずれか1項に記載の方法。
【請求項３３】
前記マイクロ流体実体が、前記マイクロ流体実体の平均特性直径の±20％以内の特性直径を有する、請求項26から32のいずれか1項に記載の方法。
【請求項３４】
前記収集チャンバは、少なくとも2つのマイクロ流体実体を収容することができる、請求項26から33のいずれか1項に記載の方法。
【請求項３５】
前記収集チャンバ内の前記マイクロ流体実体をイメージングすることをさらに含む、請求項26から34のいずれか1項に記載の方法。
【請求項３６】
方法であって、
入口および2つ以上の出口を備える収集チャンバ内に2つ以上のマイクロ流体実体を流すことを含み、収集チャンバに入る各実体は、収集チャンバの1つを除くすべての出口マイクロ流体液滴によってブロックされるまで、収集チャンバ内の1つの出口をブロックする、
方法。
【請求項３７】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかがマイクロ流体液滴である、請求項36に記載の方法。
【請求項３８】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかが粒子である、請求項36または37のいずれか1項に記載の方法。
【請求項３９】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかがゲル粒子である、請求項36から38のいずれか1項に記載の方法。
【請求項４０】
前記出口は、前記入口の幅の75％から125％の間の距離で離間されている、請求項36から39のいずれか1項に記載の方法。
【請求項４１】
前記出口の各々が、前記出口の平均断面積の±20％以内の断面積を有する、請求項36から40のいずれか1項に記載の方法。
【請求項４２】
隣接する出口は、隣接する出口の平均間隔の±20％以内の間隔を有する、請求項36から41のいずれか1項に記載の方法。
【請求項４３】
前記マイクロ流体実体が、前記マイクロ流体実体の平均特性直径の±20％以内の特性直径を有する、請求項36から42のいずれか1項に記載の方法。
【請求項４４】
前記収集チャンバは、少なくとも2つのマイクロ流体実体を収容することができる、請求項36から43のいずれか1項に記載の方法。
【請求項４５】
前記収集チャンバ内で前記実体をイメージングすることをさらに含む、請求項36から44のいずれか1項に記載の方法。
【請求項４６】
方法であって、
第1のマイクロ流体チャネルと第2のマイクロ流体チャネルとを備え、各チャネルが第1の位置と第2の位置とを流体接続し、前記第１のマイクロ流体チャネルが入口および2つ以上の出口を有する収集チャンバを備えるマイクロ流体デバイスを通して複数のマイクロ流体実体を流すことを含み、収集チャンバに入る各実体は、収集チャンバの出口の各々がマイクロ流体液滴によってブロックされるまで、収集チャンバ内の1つの出口をブロックし、
第1のマイクロ流体チャネルの収集チャンバの出口の各々がマイクロ流体実体によってブロックされると、マイクロ流体実体は第2のマイクロ流体チャネルを通って流れる、
方法。
【請求項４７】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかがマイクロ流体液滴である、請求項46に記載の方法。
【請求項４８】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかが粒子である、請求項46または47のいずれか1項に記載の方法。
【請求項４９】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかがゲル粒子である、請求項46から48のいずれか1項に記載の方法。
【請求項５０】
前記出口は、前記入口の幅の75％から125％の間の距離で離間されている、請求項46から49のいずれか1項に記載の方法。
【請求項５１】
前記出口の各々が、前記出口の平均断面積の±20％以内の断面積を有する、請求項46から50のいずれか1項に記載の方法。
【請求項５２】
隣接する出口は、隣接する出口の平均間隔の±20％以内の間隔を有する、請求項46から51のいずれか1項に記載の方法。
【請求項５３】
前記マイクロ流体実体が、前記マイクロ流体実体の平均特性直径の±20％以内の特性直径を有する、請求項46から52のいずれか1項に記載の方法。
【請求項５４】
収集チャンバが、少なくとも2つのマイクロ流体実体を収容することができる、請求項46から53のいずれか1項に記載の方法。
【請求項５５】
前記収集チャンバ内の前記マイクロ流体実体をイメージングすることをさらに含む、請求項46から54のいずれか1項に記載の方法。
【請求項５６】
方法であって、
第1のマイクロ流体チャネルと第2のマイクロ流体チャネルとを備えるマイクロ流体デバイスを通して複数のマイクロ流体実体を流すことを含み、各チャネルが第1の位置と第2の位置とを流体接続し、第１のマイクロ流体チャネルは、入口および2つ以上の出口を有する収集チャンバを備え、収集チャンバに入る各実体は、収集チャンバの1つを除く各出口がマイクロ流体液滴によってブロックされるまで、収集チャンバ内の1つの出口をブロックし、
第1のマイクロ流体チャネルの収集チャンバの出口の各々がマイクロ流体実体によってブロックされると、マイクロ流体実体が第2のマイクロ流体チャネルを通って流れる、
方法。
【請求項５７】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかがマイクロ流体液滴である、請求項56に記載の方法。
【請求項５８】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかが粒子である、請求項56または57のいずれか1項に記載の方法。
【請求項５９】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかがゲル粒子である、請求項56から58のいずれか1項に記載の方法。
【請求項６０】
前記出口は、前記入口の幅の75％から125％の間の距離で離間されている、請求項56から59のいずれか1項に記載の方法。
【請求項６１】
前記出口の各々が、前記出口の平均断面積の±20％以内の断面積を有する、請求項56から60のいずれか1項に記載の方法。
【請求項６２】
隣接する出口は、隣接する出口の平均間隔の±20％以内の間隔を有する、請求項56から61のいずれか1項に記載の方法。
【請求項６３】
前記マイクロ流体実体が、前記マイクロ流体実体の平均特性直径の±20％以内の特性直径を有する、請求項56から62のいずれか1項に記載の方法。
【請求項６４】
前記収集チャンバは、少なくとも2つのマイクロ流体実体を収容することができる、請求項56から63のいずれか1項に記載の方法。
【請求項６５】
前記収集チャンバ内の前記マイクロ流体実体をイメージングすることをさらに含む、請求項56から64のいずれか1項に記載の方法。
【請求項６６】
方法であって、
流路および複数の収集チャンバを備え、少なくともいくつかの収集チャンバは、それぞれ、2つ以上のマイクロ流体実体を収容し、少なくともいくつかの収集チャンバは、流路に沿って2つの別個の点を流体接続する、マイクロ流体デバイスを提供すること；および
実体を他の収集チャンバから放出することなく、1つの収集チャンバから実体を放出すること
を含む、方法。
【請求項６７】
そこから実体が放出される収集チャンバが任意に選択される、請求項66に記載の方法。
【請求項６８】
そこから実体が放出される収集チャンバが、ユーザによって任意に選択される、請求項66または67のいずれか1項に記載の方法。
【請求項６９】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかがマイクロ流体液滴である、請求項66から68のいずれか1項に記載の方法。
【請求項７０】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかが粒子である、請求項66から69のいずれか1項に記載の方法。
【請求項７１】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかがゲル粒子である、請求項66から70のいずれか1項に記載の方法。
【請求項７２】
前記マイクロ流体実体が、前記マイクロ流体実体の平均特性直径の±20％以内の特性直径を有する、請求項66から71のいずれか1項に記載の方法。
【請求項７３】
収集チャンバ内にマイクロ流体実体をイメージングすることをさらに含む、請求項66から72のいずれか1項に記載の方法。
【請求項７４】
マイクロ流体装置であって、
前記チャネルの各々が、第1の位置と第2の位置とを流体接続する、第1のマイクロ流体チャネルおよび第2のマイクロ流体チャネルと、
流体がそこを流れるとき、収集チャンバ内のマイクロ流体実体に収集チャンバを流出させることができる、作動チャネルと、
を備え、
第1のマイクロ流体チャネルは、入口および出口を有する収集チャンバを含み、入口および出口の各々は断面積を有し、入口の断面積は出口の断面積より大きく、収集チャンバは、出口の断面積よりも大きく、入口の断面積よりも小さい断面積を有する1つ以上のマイクロ流体実体を収集することができ、
前記第1のマイクロ流体チャネルは、マイクロ流体実体が存在しないとき、前記第2のマイクロ流体チャネルの流動抵抗よりも小さい流動抵抗を有し、前記第1のマイクロ流体チャネルが1つ以上のマイクロ流体実体を含むとき、第2のマイクロ流体チャネルの流動抵抗よりも高い流動抵抗を有する、
マイクロ流体装置。
【請求項７５】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかがマイクロ流体液滴である、請求項74に記載の装置。
【請求項７６】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかが粒子である、請求項74または75のいずれか1項に記載の装置。
【請求項７７】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかがゲル粒子である、請求項74から76のいずれか1項に記載の装置。
【請求項７８】
前記第1のマイクロ流体チャネルは、実体が存在しないとき、前記第2のマイクロ流体チャネルの流動抵抗よりも小さい流動抵抗を有し、前記第1のマイクロ流体チャネルが出口くらいの多くのマイクロ流体実体を収容するとき、第2のマイクロ流体チャネルの流動抵抗よりも高い流動抵抗を有する、請求項74から77のいずれか1項に記載の装置。
【請求項７９】
前記出口は、前記入口の幅の75％から125％の間の距離で離間されている、請求項74から78のいずれか1項に記載の装置。
【請求項８０】
前記出口の各々が、前記出口の平均断面積の±20％以内の断面積を有する、請求項74から79のいずれか1項に記載の装置。
【請求項８１】
隣接する出口は、隣接する出口の平均間隔の±20％以内の間隔を有する、請求項74から80のいずれか1項に記載の装置。
【請求項８２】
前記マイクロ流体実体は、前記マイクロ流体実体の平均特性直径の±20％以内の特性直径を有する、請求項74から81のいずれか1項に記載の装置。
【請求項８３】
前記収集チャンバは、少なくとも2つのマイクロ流体実体を収容することができる、請求項74から82のいずれか1項に記載の装置。
【請求項８４】
マイクロ流体実体を収集するための装置であって、
チャネルの各々が第1の位置と第2の位置とを流体接続する、第1のマイクロ流体チャネルと第2のマイクロ流体チャネルとを備え、
第1のマイクロ流体チャネルは、入口と、出口と、流体がそこを通って流れるときに、収集チャンバ内のマイクロ流体実体を収集チャンバから流出させることができる作動チャネルとを備え、
前記第1のマイクロ流体チャネルは、前記第2のマイクロ流体チャネルの流動抵抗よりも小さい流動抵抗を有する、
装置。
【請求項８５】
前記マイクロ流体実体がマイクロ流体液滴である、請求項84に記載の装置。
【請求項８６】
前記マイクロ流体実体が粒子である、請求項84または85のいずれか1項に記載の装置。
【請求項８７】
前記マイクロ流体実体がゲル粒子である、請求項84から86のいずれか1項に記載の装置。
【請求項８８】
前記収集チャンバは、2つ以上の出口を備える、請求項84から87のいずれか1項に記載の装置。
【請求項８９】
前記出口は、前記入口の幅の75％から125％の間の距離で離間されている、請求項88に記載の装置。
【請求項９０】
前記出口の各々が、前記出口の平均断面積の±20％以内の断面積を有する、請求項88または89のいずれか1項に記載の装置。
【請求項９１】
隣接する出口は、隣接する出口の平均間隔の±20％以内の間隔を有する、請求項88から90のいずれか1項に記載の装置。
【請求項９２】
方法であって、
マイクロ流体実体を、入口および出口を備える収集チャンバに流し、液滴が収集チャンバ内に入った後、収集チャンバ内の出口をブロックすること；および
マイクロ流体実体を、収集チャンバ内に流体を流すことによって、入口を介して収集チャンバからマイクロ流体実体を流出させること
を含む、方法。
【請求項９３】
前記マイクロ流体実体がマイクロ流体液滴である、請求項92に記載の方法。
【請求項９４】
前記マイクロ流体実体が粒子である、請求項92または93のいずれか1項に記載の方法。
【請求項９５】
前記マイクロ流体実体がゲル粒子である、請求項92から94のいずれか1項に記載の方法。
【請求項９６】
前記収集チャンバが2つ以上の出口を備える、請求項92から95のいずれか1項に記載の方法。
【請求項９７】
前記出口は、前記入口の幅の75％から125％の間の距離で離間されている、請求項96に記載の方法。
【請求項９８】
前記出口の各々が、前記出口の平均断面積の±20％以内の断面積を有する、請求項96または97のいずれか1項に記載の方法。
【請求項９９】
隣接する出口は、隣接する出口の平均間隔の±20％以内の間隔を有する、請求項92から98のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１００】
前記収集チャンバは、少なくとも2つのマイクロ流体実体を収容することができる、請求項92から99のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１０１】
前記収集チャンバ内の前記マイクロ流体実体をイメージングすることをさらに含む、請求項92から100のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１０２】
マイクロ流体実体を収集するための装置であって、
複数の分岐点を含む流路を備え、少なくともいくつかの分岐点が対になって、対になる分岐点が、第１のマイクロ流体チャネルおよび第２のマイクロ流体チャネルによって流体接続され、
第1のマイクロ流体チャネルの少なくともいくつかは、それぞれ、収集チャンバと、流体がそこを流れるとき、収集チャンバ内の1つ以上のマイクロ流体実体を収集チャンバから流出させることができる作動チャネルとを備える、
装置。
【請求項１０３】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかは、マイクロ流体液滴である、請求項102に記載の装置。
【請求項１０４】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかが粒子である、請求項102または103のいずれか1項に記載の装置。
【請求項１０５】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかがゲル粒子である、請求項102から104のいずれか1項に記載の装置。
【請求項１０６】
前記マイクロ流体実体は、前記マイクロ流体実体の前記平均特性直径の±20％以内の特性直径を有する、請求項102から105のいずれか1項に記載の装置。
【請求項１０７】
マイクロ流体実体を収集するための装置であって、
複数の分岐点を含む流路を備え、少なくともいくつかの分岐点が対になって、対になる分岐点が、第１のマイクロ流体チャネルおよび第２のマイクロ流体チャネルによって流体接続され、
少なくともいくつかの第1のマイクロ流体チャネルは、それぞれ、収集チャンバと、作動チャネルとを備え、
各作動チャネルは、共通の入口と流体連通している、
装置。
【請求項１０８】
方法であって、
流路と複数の収集チャンバとを備え、少なくともいくつかの収集チャンバは、それぞれ、2つ以上のマイクロ流体実体を収容し、少なくともいくつかの収集チャンバは流路に沿って2つの別個の点を流体接続する、マイクロ流体デバイスを提供すること；および
実体をコレクションチャンバから逐次放出すること
を含む、方法。
【請求項１０９】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかがマイクロ流体液滴である、請求項108に記載の方法。
【請求項１１０】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかが粒子である、請求項108または109のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１１１】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかがゲル粒子である、請求項108から110のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１１２】
前記マイクロ流体実体が、前記マイクロ流体実体の平均特性直径の±20％以内にある特性直径を有する、請求項108から111のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１１３】
前記収集チャンバは、少なくとも2つのマイクロ流体実体を収容することができる、請求項108から112のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１１４】
前記収集チャンバ内の前記マイクロ流体実体をイメージングすることをさらに含む、請求項108から113のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１１５】
方法であって、
流路と複数の収集チャンバとを備え、少なくともいくつかの収集チャンバは、それぞれ、2つ以上のマイクロ流体実体を収容し、少なくともいくつかの収集チャンバは流路に沿って2つの別個の点を流体接続する、マイクロ流体デバイスを提供すること；および
実体を、少なくとも1つ以上の収集チャンバに流体を流すことによって、少なくとも1つ以上の収集チャンバから開放し、前記流体は、収集チャンバと流体連通する共通チャネルを通って流れること
を含む、方法。
【請求項１１６】
前記実体が放出される前記1つ以上の収集チャンバが任意に選択される、請求項115に記載の方法。
【請求項１１７】
前記実体が放出される前記1つまたは複数の収集チャンバが、ユーザによって任意に選択される、請求項115または116のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１１８】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかがマイクロ流体液滴である、請求項115から117のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１１９】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかが粒子である、請求項115から118のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１２０】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかがゲル粒子である、請求項115から119のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１２１】
前記マイクロ流体実体が、前記マイクロ流体実体の平均特性直径の±20％以内の特性直径を有する、請求項115から120のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１２２】
収集チャンバは、少なくとも2つのマイクロ流体実体を収容することができる、請求項115から121のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１２３】
前記収集チャンバ内の前記マイクロ流体実体をイメージングすることをさらに含む、請求項115から122のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１２４】
方法であって、
少なくともいくつかの収集チャンバは、それぞれ、2つ以上のマイクロ流体実体を備え、収集チャンバの少なくともいくつかは、流路に沿って2つの別個の点を流体接続する、複数の収集チャンバを含むマイクロ流体デバイスを提供すること；および
収集チャンバ内に収容された少なくともいくつかのマイクロ流体実体を共通の流体に暴露すること
を含む、方法。
【請求項１２５】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかがマイクロ流体液滴である、請求項124に記載の方法。
【請求項１２６】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかが粒子である、請求項124または125のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１２７】
前記マイクロ流体実体の少なくともいくつかがゲル粒子である、請求項124から126のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１２８】
前記マイクロ流体実体が、前記マイクロ流体実体の平均特性直径の±20％以内の特性直径を有する、請求項124から127のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１２９】
前記収集チャンバは、少なくとも2つのマイクロ流体実体を収容することができる、請求項124から128のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１３０】
前記収集チャンバ内の前記マイクロ流体実体をイメージングすることをさらに含む、請求項124から129のいずれか1項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願］
本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Weitzらによる2016年4月15日に出願された米国仮特許出願第62/323,544号の利益を主張する。
【０００２】
［分野］
本発明は、概略、液滴または他の実体を収集することができるマイクロ流体デバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
液体中のマイクロ粒子を正確に制御および操作する能力は、生物学、医学およびマイクロ流体の多くの応用にとって基本的なものである。液体中の粒子の操作のために、様々なアプローチが研究され開発されている。滴をスクリーニングおよび分類するための技術が提案されている。例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第8,765,485号、同第8,986,628号、または同第9,038,919号に記載されている。しかしながら、集められた液滴は、典型的には一緒にプールされ、これは、その後の分析を困難にし得る。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、概略、液滴または他の実体を収集することができるマイクロ流体デバイスに関する。本発明の主題は、場合によっては、相互に関係する製品、特定の問題に対する代替解決策、および／または1つまたは複数のシステムおよび／または物品の複数の異なる用途を含む。
【０００５】
一態様では、本発明は、概略、マイクロ流体実体を収集するための装置に関する。一組の実施形態において、装置は、第1のマイクロ流体チャネルおよび第2のマイクロ流体チャネルを備え、各チャネルは、第1の位置および第2の位置を流体接続する。ある場合には、第1のマイクロ流体チャネルは、入口および2つ以上の出口を有する収集チャンバを含み、入口および2つ以上の出口のそれぞれは断面積を有し、入口の断面積は各出口の各々の断面積よりも大きく、それにより、収集チャンバは、各出口の断面積より大きく、かつ、入口の断面積よりも小さい断面積を有するマイクロ流体実体を収集することができる。特定の実施形態において、出口は、収集チャンバによって収集可能なマイクロ流体実体が収集チャンバ内の1つの出口のみを一度にブロックすることができるように間隔を空けられている。場合によっては、第1のマイクロ流体チャネルは、実体が存在しないとき、第2のマイクロ流体チャネルの流動抵抗よりも低い流動抵抗を有し、第1のマイクロ流体チャネルが1つ以上のマイクロ流体実体を含むとき、第2のマイクロ流体チャネルの流動抵抗よりも高い流動抵抗を有する。
【０００６】
この装置は、別の一組の実施形態では、第1のマイクロ流体チャネルと第2のマイクロ流体チャネルとを備え、各チャネルは、第1の位置と第2の位置とを流体接続する。特定の実施形態では、第1のマイクロ流体チャネルは、入口および2つ以上の出口を有する収集チャンバを備え、入口および出口の各々は、断面幅を有し、入口の断面幅は、各出口のそれぞれの断面幅よりも大きい。場合によっては、出口は、入口の幅の75％から125％の間の距離で離間されている。場合によっては、第1のマイクロ流体チャネルは、第2のマイクロ流体チャネルの流動抵抗よりも低い流動抵抗を有する。
【０００７】
さらに別の一組の実施形態によれば、装置は、第1のマイクロ流体チャネルおよび第2のマイクロ流体チャネルを備え、各チャネルは、第1の位置および第2の位置を流体接続する。いくつかの実施形態では、第1のマイクロ流体チャネルは、入口、出口、および流体が作動チャネルを通って流れると、収集チャンバ内の液滴を収集チャンバから流出させることができる作動チャネルを含む。ある場合には、第1のマイクロ流体チャネルは、第2のマイクロ流体チャネルの流動抵抗よりも低い流動抵抗を有する。
【０００８】
さらに別の一組の実施形態によれば、装置は、複数の分岐点を含む流路を備え、分岐点の少なくともいくつかが対になり、第1のマイクロ流体チャネルおよび第2のマイクロ流体チャネルによって対の分岐点が流体的に接続される。場合によっては、第1のマイクロ流体チャネルの少なくともいくつかは、それぞれ、収集チャンバと、流体がそこを流れるときに、収集チャンバ内の実体に収集チャンバを出させる作動チャネルとを備える。
【０００９】
なお別の一組の実施形態は、複数の分岐点を含む流路を備える装置に関する。場合によっては、分岐点の少なくともいくつかが対になり、第1のマイクロ流体チャネルおよび第2のマイクロ流体チャネルによって対の分岐点が流体的に接続される。特定の実施形態によれば、第1のマイクロ流体チャネルの少なくともいくつかは、それぞれ収集チャンバおよび作動チャネルを含む。様々な例では、作動チャネルの各々は、共通の入口と流体連通している。
【００１０】
別の態様では、本発明は、概略、第1のマイクロ流体チャネルと第2のマイクロ流体チャネルとを含み、各チャネルが第1の位置と第2の位置とを流体接続するマイクロ流体装置に関する。いくつかの実施形態では、第1のマイクロ流体チャネルは、入口および出口を有する収集チャンバを備え、入口および出口の各々は断面積を有し、入口の断面積は出口の断面積よりも大きく、これにより、収集チャンバは、出口の断面積よりも大きく、かつ、入口の断面積よりも小さい断面積を有するマイクロ流体実体を収集することができる。この装置は、流体が流れるとき、収集チャンバ内の実体を収集チャンバから流出させることができる作動チャネルを備えることもできる。場合によっては、第1のマイクロ流体チャネルは、実体が存在しないとき、第2のマイクロ流体チャネルの流動抵抗よりも小さい流動抵抗を有し、第1のマイクロ流体チャネルが1つ以上のマイクロ流体実体を含む場合、第2のマイクロ流体チャネルの流動抵抗よりも高い。
【００１１】
本発明のなお別の態様は、概略、方法に関する。一組の実施形態によれば、本方法は、入口および複数の出口を含む収集チャンバに2つ以上のマイクロ流体実体を流す行為を含む。ある場合には、収集チャンバに入る各実体は、収集チャンバの各出口がマイクロ流体液滴によってブロックされるまで、収集チャンバ内の1つの出口をブロックする。別の一組の実施形態では、本方法は、入口および複数の出口を含む収集チャンバに2つ以上のマイクロ流体実体を流すことを含む。いくつかの場合、収集チャンバに入る各実体は、収集チャンバの1つを除くすべての出口がマイクロ流体液滴によってブロックされるまで、収集チャンバ内の1つの出口をブロックする。
【００１２】
この方法は、さらに別の一組の実施形態では、第1のマイクロ流体チャネルおよび第2のマイクロ流体チャネルを備えるマイクロ流体デバイスを介して複数のマイクロ流体実体を流す動作を含む。いくつかの実施形態では、各チャネルは、第1の位置と第2の位置とを流体接続する。ある場合には、第1のマイクロ流体チャネルは、入口および2つ以上の出口を有する収集チャンバを備える。いくつかの例では、収集チャンバに入る各実体は、収集チャンバの出口の各々がマイクロ流体液滴によってブロックされるまで、収集チャンバ内の1つの出口をブロックする。場合によっては、第1のマイクロ流体チャネルの収集チャンバの出口の各々がマイクロ流体実体によってブロックされると、マイクロ流体実体は第2のマイクロ流体チャネルを通って流れる。
【００１３】
この方法は、別の一組の実施形態では、第1のマイクロ流体チャネルおよび第2のマイクロ流体チャネルを備えるマイクロ流体デバイスを介して複数のマイクロ流体実体を流すことを含み、各チャネルは第1の位置および第2の位置を流体接続する。いくつかの実施形態によれば、第1のマイクロ流体チャネルは、入口および2つ以上の出口を有する収集チャンバを備える。特定の場合には、収集チャンバに入る各実体は、収集チャンバの1つを除く各出口がマイクロ流体液滴によってブロックされるまで、収集チャンバ内の1つの出口をブロックする。いくつかの実施形態では、第1のマイクロ流体チャネルの収集チャンバの出口の各々がマイクロ流体実体によってブロックされると、マイクロ流体実体は第2のマイクロ流体チャネルを通って流れる。
【００１４】
さらに別の一組の実施形態では、方法は、流路および複数の収集チャンバを備えるマイクロ流体デバイスを提供する行為を含み、少なくともいくつかの収集チャンバは、それぞれ、2つ以上のマイクロ流体実体を収容し、少なくともいくつかの収集チャンバは、流路に沿って2つの別個の点を流体接続し；実体を他の収集チャンバから放出することなく、実体を収集チャンバの1つから放出する。
【００１５】
この方法は、一組の実施形態によれば、入口および出口を備える収集チャンバ内にマイクロ流体実体を流す行為を含み、液滴が、収集チャンバに流入した後に、収集チャンバ内の出口を液滴がブロックし、流体を収集チャンバに流入させることによって、入口を通して、マイクロ流体実体を収集チャンバから流出させる。
【００１６】
他の一組の実施形態では、この方法は、流路および複数の収集チャンバを備えるマイクロ流体デバイスを提供することを含み、少なくともいくつかの収集チャンバは、それぞれ、2つ以上のマイクロ流体実体を収容し、少なくともいくつかの収集チャンバは、流路に沿って2つの別個の点を流体接続し、実体を他の収集チャンバから逐次放出する。
【００１７】
この方法は、さらに別の一組の実施形態では、流路および複数の収集チャンバを備えるマイクロ流体デバイスを提供することを含み、少なくともいくつかの収集チャンバは、それぞれ、2つ以上のマイクロ流体実体を収容し、少なくともいくつかの収集チャンバは、流路に沿って2つの別個の点を流体接続し、流体を少なくとも1つ以上の収集チャンバに流入させることによって、1つ以上の収集チャンバから実体を放出する。
【００１８】
さらに別の一組の実施形態では、本方法は、流路および複数の収集チャンバを備えるマイクロ流体デバイスを提供する行為を含むことができ、少なくともいくつかの収集チャンバは、それぞれ、2つ以上のマイクロ流体実体を収容し、少なくともいくつかの収集チャンバは、流路に沿って2つの別個の点を流体接続し、収集チャンバ内に収容された少なくともいくつかのマイクロ流体実体を共通の流体に暴露する。
【００１９】
別の態様では、本発明は、本明細書に記載される1つ以上の実施形態、例えば、マイクロ流体デバイスを作製する方法を包含する。さらに別の態様では、本発明は、本明細書に記載される1つ以上の実施形態、例えば、マイクロ流体デバイスを使用する方法を包含する。
【００２０】
本発明の他の利点および新規な特徴は、添付の図面と併せて考慮すると、本発明の様々な非限定的な実施形態の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
本発明の非限定的な実施形態は、概略的であって、一定の縮尺で描かれることを意図しない添付図面を参照する例示として説明される。図面では、図示されている同一またはほぼ同一の各構成要素は、通常、単一の数字によって表される。明確性の目的で、当業者が本発明を理解することを可能にするために図示が必要でない場合、すべての構成要素が、すべての図において表示されているわけでも、本発明の各具体例の全ての構成要素が示されているわけでもない。
【００２２】
【図１】図1Aから1Nは、本発明のいくつかの実施形態における特定の収集チャンバを図示する；
【図２】図2は、本発明の別の実施形態における収集チャンバを図示する；
【図３】図3A-3Bは、本発明のさらに別の実施形態における、作動チャネルを有する収集チャンバを図示する；
【図４】図4A-Bは、本発明のさらに他の実施形態において、複数の収集チャンバおよび作動チャネルを有するデバイスを図示する；
【図５】図5A-5Dは、本発明の一実施形態における、複数の収集チャンバからの液滴の放出を図示する；
【図６】図6A-6Bは、本発明の別の実施形態において、複数の収集チャンバを備える装置を図示する；
【図７】図7は、本発明の一実施形態における、蛇行したバイパス流路を有する装置を図示する；
【図８】図8は、本発明の別の実施形態では、蛇行したバイパス流路を有する別の装置を図示する；
【図９】図9は、本発明のさらに別の実施形態において、様々な流動抵抗を有する出口を有する収集チャンバを図示する；
【図１０】図10Aから10Dは、液滴が収集チャンバから出る実施形態を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明は、概略、マイクロ流体デバイスに関する。いくつかの態様では、液滴または粒子などの様々な実体が、マイクロ流体デバイス内に、例えば、デバイス内の収集チャンバまたは他の場所内に収容されていてもよい。いくつかの場合、実体は、そのような場所から、例えば、連続パターンまたは任意のパターンで放出されてもよい。いくつかの場合、実体は、収集チャンバ内に収容されている間に画像化され、反応され、分析され得る。他の態様は、概略、そのようなデバイス、そのようなデバイスを含むキットなどを作製または使用する方法に向けられている。
【００２４】
本発明の特定の態様は、マイクロ流体デバイス内の液滴または粒子などの様々な実体を、例えばデバイス内の収集チャンバまたは他の場所内に収容または操作するための様々なシステムおよび方法に関する。液滴または他の種の操作は、化学的および生物学的アッセイなどの反応条件の試験を含む様々な用途に有用であり得る。例えば、本発明の一実施形態の一例を、図1Aから1Nを参照して以下に示す。この例では、3つのマイクロ流体液滴が収集チャンバ内に収集される。液滴は本明細書で頻繁に議論されるが、これは単に提示の容易さのためのものであり、他の実施形態では、粒子、ゲルなどの他の適切な実体を、液滴の代わりに、または、追加して用いることができ、場合によっては、実体が球形であっても非球形であってもよいことを理解すべきである。
【００２５】
最初に図1Nを参照すると、一実施形態の概略図が示されている。この図では、第1の場所11、第2の場所12、第1の場所と第2の場所とを流体接続する2つのマイクロ流体チャンネルまたは流路21,22を備えたマイクロ流体装置が示されている。流体（例えば、液滴または他の実体を含む）は、位置11から位置12に流れることができ、それにより（矢印で示すように）流れの方向を規定する。しかしながら、位置11および位置12が分岐点であるとき、流体は、それぞれがマイクロ流体チャネルによって画定されるいずれかの経路21または22を通って流れることができる。
【００２６】
第2のマイクロ流体チャネル22に入る液滴は、第2の位置12に自由に流れることができるが、第1のマイクロ流体チャネル21に入る液滴は捕捉され、第2の位置12に到達することができない。第2のマイクロ流体チャネル22は、ここでは、略半円形に描写されているが、これは、幾分任意的であって、他の実施形態では、第2のマイクロ流体チャネル22は、他の形状（例えば、より長方形の輪郭を有するか、または他の区画または特徴などを含む）を有してもよい。非限定的な例として、図7から図9に示すように、「バイパス」流路は、第1の位置と第2の位置との間に様々な蛇行形状またはジグザグ形状を有するマイクロ流体チャネルを含むことができる。さらに、ある場合には、流路の一部も、直線セグメントを含むことができる。
【００２７】
流体、特に、液滴または他の実体を含むものは、例えば、1つのマイクロ流体チャネルの流動（流体力学的）抵抗が他のものよりも実質的に小さいならば、好ましい流路を有することができる。したがって、例えば、液滴が存在しないならば、流体は、マイクロ流体チャネル22に対してマイクロ流体チャネル21を優先的に流れるであろう。しかしながら、これは単に好ましいものに過ぎず、一方を通る流れが他方を通る流れよりも大きいとしても、頻繁には、ある程度の流れは、両方のチャネルを流れることが頻繁であることを理解すべきである。
【００２８】
典型的には、位置11に流入する液滴または他の実体は、最大流体流（または最小流動抵抗）の経路に沿い、かくして、マイクロ流体チャネル22の代わりにマイクロ流体チャネル21に入ることがある。しかしながら、マイクロ流体チャネル21は、そのような液滴または他の実体が流出して、例えば、位置12に到達することができないようにする収集チャンバ30を備えることができる。例えば、以下に説明するように、収集チャンバは、液滴または他の実体が入ることを許容する大きさの入口31を含むことが、そのような液滴または他の実体が流出できないようにする大きさの1つ以上の出口32, 33, 34および35を備えることができる。例えば、出口は、そのような液滴または他の実体が流出できないようにする、小さすぎる面積および／または幅を有することができる。そのようなやり方で、収集チャンバに入る液滴または他の実体は、その中に閉じ込められまたは収容され得る。出口は、例えば、本明細書で論じられるように、同じまたは異なるサイズを有してもよい。
【００２９】
収集チャンバ30が、例えば、液滴または他の実体で十分に満たされると、収集チャンバ30およびマイクロ流体チャネル21を通る流体流に対する抵抗が増加するであろう。例えば、液滴または他の実体は、収集チャンバ30への出口を部分的にまたは完全にブロックすることがあり、それによって収集チャンバを通る流体流に対する抵抗力を増加させる。場合によっては、このような抵抗が増大して、マイクロ流体チャネル21内の流動（流体力学的）抵抗が、マイクロ流体チャネル22を通る流動抵抗よりも大きくなることがある。これは、例えば、より低い流動抵抗のために、流体が、マイクロ流体チャネル21に対して優先的にマイクロ流体チャネル22を流れるようにする。そのような条件下、位置11に入る液滴または他の実体は、収集チャンバ30の中に入るのではなく、マイクロ流体チャネル22を経由で収集チャンバ30を迂回して流れるであろう。したがって、少なくともいくつかの実施形態では、マイクロ流体チャネル22は、収集チャンバ30へのバイパスチャネルと考えることができる。よって、ある場合には、一旦収集チャンバ30が十分に満たされると、液滴または他の実体がその周囲に流れ、例えば、位置12に到達し、マイクロ流体デバイスの他の下流部分に到達する。収集チャンバ30を液滴または他の実体で完全に充填して、マイクロ流体チャネル21を通る流動抵抗を増加させることができるが、これは要件ではないことを理解すべきである。いくつかの場合、例えば、収集チャンバ30を液滴または他の実体で部分的にのみ充填して、流動抵抗を増加させることができ、例えば、1つ以上の液滴または他の実体が収集チャンバに依然として入ることができる。
【００３０】
図1Nに示す実施形態では、収集チャンバ30は、一連の4つの出口を備え、これらの出口を用いて、他の液滴がその周囲を通過する前に一連の3つの液滴を収集できる。収集チャンバ30は、この例では、実質的に長方形であり、液滴を「一列で」すなわち直線状に収集することができるが、これは単なる一例であり、他の実施形態では、他の構成や他の数の液滴または他の実体を収集する能力も可能である。収集チャンバ30内に液滴を収集する過程を示す一連の画像が図1Aから1Mに示され、液滴は右から左に入っていく。これらの図では、第1の液滴が収集チャンバ30に入り、基本的に、収集チャンバ30（図1D）への出口（出口32）の1つを本質的にブロックする。同様に、第2の液滴が、続いて、入ってきて、収集チャンバ30（図1G）内の第2の出口（出口33）をブロックし、第3の液滴が収集チャンバ30内の第3の出口（出口34）をブロックする（図1J）。この時点で、収集チャンバ30内の流動抵抗は、収集チャンバ30内の出口の液滴によるブロックのため、増大して、流動抵抗は、いまや、マイクロ流体チャネル22を通る流れの抵抗よりも大きいが、いくらかの流れは、依然として、収集チャンバ30内に生じ、出口35を通ることがある。しかし、（図1Jで入りつつある）第4の液滴は、収集チャンバ30に入らず、代わりに、マイクロ流体チャネル22を通って流れ、それによって、収集チャンバ30を迂回して位置12に到達する（図1M）。
【００３１】
当然のことながら、様々な実施形態において、他の数の液滴を収集チャンバ（例えば、1,2,3,4,5,6,7,8,9,10等の液滴）に収集することができることを理解すべきである。例えば、5つの出口を有する収集チャンバの例が図2に示されている。収集チャンバは、直線状または矩形状であり、液滴を一列で受け入れることができ、あるいは、収集チャンバは異なる形状（例えば、湾曲形状、1つ以上の角度など）を含むことができる。
【００３２】
いくつかの実施形態では、マイクロ流体システムは、第1のマイクロ流体チャネルおよび第2のマイクロ流体チャネルを備えることができ、各チャネルは、第1の位置および第2の位置を流体接続する。1つ（または両方）のマイクロ流体チャネルは、本明細書で論じるような収集チャンバを備えることができる。第1および／または第2の位置は、場合によって、例えば、2つ以上のマイクロ流体チャネルが共通の位置から出る分岐点であってもよい。このような分岐点は、デバイスの他の下流部分（他の収集チャンバ、または他のマイクロ流体チャネルまたは区画などを備えることができる）に接続することができる。
【００３３】
収集チャンバは、1つ以上の入口および／または1つ以上の出口を有することができる。いくつかの場合、1つ以上の入口は、液滴または他の実体の流入を許容する大きさであり、一方、1つ以上の出口は、液滴または他の実体の流出を防ぐ大きさである。いくつかの場合、出口は、流体が収集チャンバを出ることを許容しつつ、例えば、液滴または他の実体の存在を防止する。例えば、入口の断面積は、少なくとも特定の実施形態では、各出口の断面積のそれぞれよりも大きくすることができる。さらに、いくつかの実施形態では、1つ以上の出口を、液滴または他の実体の出入りを防止するような大きさにすることができるが、高圧下、液滴または他の実体が十分に変形して、出口を通過できるようになることがある。
【００３４】
収集チャンバは、本明細書で論じるように、1つ以上の実体、例えば液滴または他の実体を収集することができる。例えば、収集チャンバは、例えば、1,2,3,4,5,6,7,8,9,10個などの液滴または他の実体を収集するような大きさにすることができる。収集チャンバは、実体を一列で、二列で、または他の配置で収集するような大きさにすることができる。収集チャンバは、例えば図1Nに示すように比較的直線的であってもよく、あるいは、湾曲形状または1つ以上の角度などを有する他の形状を有してもよい。場合によっては、収集チャンバは実質的に直線状または実質的に矩形状である。収集チャンバは、いかなる適切な数の液滴または他の実体を収集することができる。例えば、収集チャンバは、少なくとも1、少なくとも2、少なくとも3、少なくとも4、少なくとも5、少なくとも7、少なくとも10、少なくとも15、少なくとも20、少なくとも25少なくとも30、少なくとも35、少なくとも40、少なくとも45、少なくとも50、少なくとも75、または少なくとも100の液滴または他の実体を収集する大きさにすることができる。
【００３５】
収集チャンバは、1つ以上の入口を有することができる。いくつかの場合、入口は、収集チャンバ内にマイクロ流体液滴または他の実体が入ることを許容するのに少なくとも十分な幅または断面積（例えば、収集チャンバ内へのバルク流体流に対して垂直）を有することができる。いくつかの場合において、入口は、容易にアクセスできるように、実質的により広いか又はより大きくすることができる。しかし、特定の実施形態では、例えば、液滴または他の実体が、収集チャンバへの進入を可能にするために何らかの形で「変形」できる場合、入口はより小さくてもよい。いくつかの場合、例えば、入口の幅または断面積は、収集チャンバ内に収集されるマイクロ流体液滴（または他の実体）の平均直径または断面積の少なくとも50％、少なくとも60％、少なくとも70％、少なくとも80％、少なくとも90％、少なくとも100％、少なくとも125％、少なくとも150％、少なくとも200％、少なくとも300％、少なくとも400％、または少なくとも500％であってよい。
【００３６】
収集チャンバはまた、1つ以上の出口を有してもよい。複数の出口は、独立して、同一または異なる形状、大きさ、幅または内径などのものであってよい。いくつかの場合には、収集チャンバの出口は、収集チャンバによって収集可能なマイクロ流体液滴が、収集チャンバ内で一度に1つの出口のみをブロックするように間隔を空けてもよい。液滴または他の実体による出口のブロックは、様々な実施形態において、部分的または全体的であり得る。隣接する出口の間の間隔は規則的であっても不規則であってもよい。例えば、特定の実施形態では、隣接する出口は、隣接する出口の平均間隔の±20％、±10％、または±5％以内の間隔を有することができる。例えば、これは、実質的に単分散であるか、あるいは、平均特性直径の±20％、±10％、または±5％以内の特性直径を有するか、あるいは、本明細書で論じられるような他の特性を有する、液滴または他の実体を収集するのに有用である。
【００３７】
特定の実施形態では、出口は、収集チャンバ内に収集される液滴または他の実体よりも実質的に小さい幅または断面積を有することができる。例えば、1つ以上の出口（または出口のすべて）の幅または断面積は、収集チャンバ内に収集されるイクロ流体液滴（または他の実体）の幅または断面積の110％未満、100％未満、90％未満、80％未満、70％未満、マ60％未満、50％未満、40％未満、30％未満、20％未満、または10％未満であってよい。いくつかの場合において、出口は、液滴または他の実体が収集チャンバを出ることができないような大きさにすることができるが、高圧下では、液滴または他の実体が十分に変形して出口を通過できる。さらに、異なる出口は、必ずしも、それぞれ、同じ大きさや寸法を有する必要はないことを理解すべきである。いくつかの実施形態では、収集チャンバは、各出口の断面積よりも大きく、かつ、入口の断面積よりも小さい断面積を有する液滴または他の実体を収集することができるが、他の実施形態では、他の寸法も可能である。
【００３８】
さらに、いくつかの実施形態では、出口は、そこを通る流体流に対して同じまたは異なる抵抗を示すことができる。流体抵抗は、出口の形状を制御することによって、例えば、幅、長さ、断面積、形状などのうちの1つ以上を制御することによって、制御することができる。例えば、出口のうちの1つは、他の出口よりも幾分低い流体流動抵抗を有することができる。例えば、ある実施形態では、出口は、他の出口の流動抵抗と比較して、少なくとも10％、少なくとも25％、少なくとも50％、少なくとも75％など低下した流動抵抗を有することができる。ある場合には、この出口を用いて、例えば、それによって、最小の流動抵抗の出口を通って液滴または他の実体を流出させることができる、液滴または他の実体を収集チャンバから流出させるための上昇した圧力の負荷下、収集チャンバからの流体の流出を制御することができる。場合によっては、この出口は入口から最も遠いものであってもよいが、他の場合には異なる出口が低い流動抵抗を有してもよい。
【００３９】
しかし、他の実施形態では、2つ以上の出口が低い流動抵抗を有することができることを理解するべきである。例えば、場合によっては、収集チャンバの入口に最も近い1つ、2つ、または3つ以上の出口が、例えば他の出口と比較して、低下した流動抵抗を有していてもよい。例えば、より短い長さ、および／または他の寸法（例えば、幅、断面積、形状など）を有する出口を有することによって、低下した流動抵抗を達成することができる。これは、例えば、収集チャンバが液滴または他の実体を含む場合、収集チャンバを通る流体流を最小限にするのに有用であり得る。なぜなら、これらの出口は、チャンバ内に収集される液滴または他の実体によって最後にブロックされ得るからである。そのようなシステムの非限定的な例を図9に見ることができる。
【００４０】
さらに、いくつかの実施形態では、出口は、そこを通る流体流に対して同じまたは異なる抵抗を示すであろう。流体抵抗は、出口の形状を制御することによって、例えば、幅、長さ、断面積、形状などのうちの1つ以上を制御することによって、制御することができる。例えば、出口のうちの1つは、他の出口よりも幾分低い流体流動抵抗を有することができる。例えば、ある実施形態では、出口は、他の出口の流動抵抗と比較して、少なくとも10％、少なくとも25％、少なくとも50％、少なくとも75％など低下した流動抵抗を有することができる。ある場合には、この出口を用いて、例えば、それによって、最小の流動抵抗の出口を通って液滴または他の実体を流出させることができる、液滴または他の実体を収集チャンバから流出させるための上昇した圧力の負荷下、収集チャンバからの流体の流出を制御することができる。場合によっては、この出口は入口から最も遠いものであってもよいが、他の場合には異なる出口が低い流動抵抗を有してもよい。
【００４１】
出口は、収集チャンバ内に位置する任意の適切な位置に配置することができる。例えば、出口は、収集チャンバの一方の壁もしくは側面に、または異なる位置に、例えば、収集チャンバの端壁に1つ以上を配置することができる。いくつかの場合において、出口は、収集チャンバ内のバルク流体流の方向に直交する壁上に配置することができる。さらに、いくつかの実施形態では、収集チャンバは、収集チャンバ内のバルク流体流の方向に直交する壁上に複数の出口と、収集チャンバ内のバルク流体流の方向に収集チャンバを出る少なくとも1つの出口とを備える。
【００４２】
出口は、収集チャンバに1つを超えて存在するならば、論じられるように、同じまたは異なる幅または断面積を有することもできる。例えば、いくつかの場合、出口は、出口の平均幅または断面積の±20％、±10％、または±5％以内の幅または断面積を有することができる。出口は、実質的に同じまたは異なる流動抵抗を有することもできる。例えば、いくつかの実施形態では、出口は出口の平均流動抵抗の±20％、±10％、または±5％以内の流動（流体力学的）抵抗を有することができる。
【００４３】
いくつかの実施形態では、出口の幅または断面積は、一般に、収集チャンバへの入口の大きさに関連し得る。例えば、入口の幅または断面積（例えば、それを通るバルク流体流に対して直交する）は、収集チャンバからの出口の間隔または平均間隔に実質的に等しくてもよく、すなわち、出口は、入口の幅の75％から125％、80％から120％、85％から115％、90％から110％、または95％から105％の距離で間隔を開けられている。しかしながら、ある場合には、入口の幅は、出口の平均間隔よりも大きくてもよく、すなわち、出口は、入口の幅の、少なくとも75％、少なくとも80％、少なくとも85％、少なくとも90％、または少なくとも95％の距離で間隔をあけることができる。
【００４４】
場合によっては、出口のいくつかまたはすべてが共通のチャネル、例えば、第2の位置に流体接続されたチャネルに接続することができる。しかし、いくつかの実施形態では、1つ以上のアウトレットが互いに接続されていなくてもよく、例えば、出口は、共通のチャネルを介さずに第2の場所に接続してもよい。
【００４５】
特定の実施形態では、例えば、液滴（または他の実体）が存在しない場合、収集チャンバの出口は、バイパス流動抵抗よりも小さい流動抵抗を集合的に有し、それによって流体（および液滴などの実体）収集チャンバに流入することを許容する。しかし、一旦1つ以上の液滴が収集チャンバに入り、例えば、1つ以上の出口をブロックすると、流体抵抗が増加し、場合によっては、流動抵抗がバイパス流動抵抗よりも大きくなり、それにより、より多くの流体流（および液滴などの実体）が収集チャンバを迂回するようになる。いくつかの場合、例えば、上で議論したように、収集チャンバおよび／または出口を通る流動抵抗は、収集チャンバおよび／または出口の幅または断面積を制御することによって制御することができる。
【００４６】
デバイスは、例えば、収集チャンバの上流の点と、収集チャンバの下流の点とを、収集チャンバを通過することなく、接続する、1つ以上のバイパスマイクロ流体チャネルを備えることもできる。バイパスマイクロ流体チャネルは、これらの点の間で任意の形状を有することができ、場合によっては、他のマイクロ流体チャネルなどとの追加のチャンバ、分岐または交差を含むことができる。しかし、他の場合には、バイパスマイクロ流体チャネルは、比較的均一で滑らかであり、例えば、収集チャンバの周りの液滴または他の実体の移動を容易にすることができる。例えば、いくつかの場合、バイパスマイクロ流体チャネルは、比較的湾曲していても蛇行していてもよく、あるいは、バイパスマイクロ流体チャネルは、1つ以上の直線セグメント、角度などを備えてもよい。
【００４７】
いくつかの場合には、前述のように、バイパスマイクロ流体チャネルは、空の収集チャンバを通る流動抵抗よりも大きく、かつ、収集チャンバが液滴または他の実体で部分的または完全に充填されているとき、空の収集チャンバよりも小さい流動抵抗を有するような大きさであってよい。例えば、収集チャンバは、バイパスマイクロ流体チャネルを通る流動抵抗に等しいかそれを超えるとき、液滴または実体で充満の少なくとも10％、少なくとも20％、少なくとも30％、少なくとも40％、少なくとも50％、少なくとも60％、少なくとも70％、少なくとも80％、少なくとも90％または100％であってよい。
【００４８】
バイパスマイクロ流体チャネルの流動抵抗は、例えば、チャネルの長さ、幅、形状などを制御することによって制御することができる。非限定的な例として、バイパスマイクロ流体チャネルの流動抵抗は、チャネルの長さを増加させて、バイパスチャネルを収集チャンバの周りに適合させることによって増加させることができ、マイクロ流体チャネルは、例えば、図7または図8に示すように、湾曲したまたは蛇行した形状を有することができる。
【００４９】
収集チャンバ内に収容されている間に、液滴または他の実体は、何らかの方法で分析または反応させることができる。例えば、蛍光顕微鏡などの顕微鏡検査を使用して、1つ以上の液滴または実体を画像化することができ、または1つ以上の液滴または実体を何らかの形で反応させることができる。例えば、流体を、液滴または他の実体と何らかの形で反応または相互作用することができる収集チャンバに導入して、例えば、液滴または他の実体の周囲にコーティングを形成し、液滴または実体内に拡散させ、液滴または実体の表面と反応させることなどをすることができる。他の分析技術も可能である。さらに、ある場合には、液滴または他の実体は、例えば、そのような液滴または他の実体を（例えば、ライブラリのように）保存する方法として、収集チャンバ内で静置しておき、その中で特定の反応が進行するようにし、生物学的プロセスが起こるようにする（例えば、液滴または他の実体が細胞を含有する場合）ことができる。
【００５０】
さらに、本発明のいくつかの態様では、収集チャンバ内に収容されている液滴または他の実体がチャンバから放出されてもよい。ある場合には、放出は個別に行うことができる。すなわち、チャンバ内の液滴または他の実体は、他の液滴または他の実体を他のチャンバから同時に放出することなく、チャンバから放出することができる。場合によっては、これらは無秩序または任意のやり方で、例えば、ユーザによって任意に選択されて放出されてもよい。例えば、収集チャンバ内に含まれる特定の液滴（例えば、ある化学反応が行われた液滴、ある所望の細胞または他の種を含有する液滴、蛍光または着色された（または蛍光または着色されていない）液滴など）を所望により放出しつつ、他の収集チャンバ内に含まれる液滴は放出せず、収集チャンバ内に維持することができる。場合によっては、例えば、デバイス内の1つ以上の収集チャンバが、同時にまたは異なる時間に、放出されるように選択することができる。選択は、例えば、ユーザによってまたは自動化システム（例えば、本明細書で論じられるような様々な基準に基づいて、収集チャンバおよび／または液滴を選択するようにプログラムされたコンピュータに接続されたカメラ等の画像取得システム）によって行うことができる。したがって、いくつかの実施形態では、液滴は規則正しい態様で放出され得る。
【００５１】
そのような収集チャンバの1つの非限定的な例を図3Aに示す。この図において、作動チャネル40が収集チャンバ30に流体接続している。流体が作動チャネル40に入ると（例えば、流体流を制御する弁を制御することによって）、収集チャンバ30内の液滴または他の実体は、入口31を通って追い出され、（例えば、上述したように、バイパスマイクロ流体チャネルのような）異なるマイクロ流体チャネルに入る。作動チャネル40から入る流体は、収集チャンバ30内の流体と同じであっても異なる流体であってもよい。流体が作動チャンバに入るときを制御することによって、1つの収集チャンバ内の液滴が放出されつつ、他の収集チャンバ内の液滴は放出されない。
【００５２】
作動チャネル40内の流体流を制御するために使用可能なそのような等価物の1つの非限定的な例が、図3Bに示されている。この図において、チャネル40内の流体流は、チャンバ41によって制御される。例えば、適切なポンプを用いて流体がチャンバ41に入ると、チャンバが膨張し、チャネル40を部分的または完全に密閉することができる。しかし、例えば、適切なポンプを使用して、流体をチャンバ41から除去すると、チャンバは収縮し、それにより、流体がチャネル40を通って収集チャンバ30に流れるようにすることができる。非制限的な例として、バルブは、正圧または負圧を導入するための制御チャネルを備え、チャネルセクションを収縮、拡張することによって、隣接するチャネルセクション内の流体流を調節するように適合されている。例えば、バルブおよび／またはチャネルセクションは、可撓性材料で形成することができ、バルブの作動は、バルブに正圧または負圧を加えて、バルブおよび／またはチャネルセクションを変形させることによって達成することができる。このようなバルブの非限定的な例は、米国特許出願第2011/0151578号に記載されている。しかし、本発明の他の実施形態では、他の制御方法も可能であり、チャンネル内の流体流は、例えば、電気的または空気圧的に、当業者に知られている様々な手法を用いて制御することができることを理解すべきである。
【００５３】
他の方法を用いて、収集チャンバから液滴または他の実体を放出することもできる。例えば、一組の実施形態では、気泡をチャンバ内に生成し、それを用いて、収集チャンバから1つ以上の液滴を移動させることができる。例えば、場合によっては、レーザを収集チャンバまたは収集チャンバの一部に向けることができる。レーザは、例えば、液体を加熱してガスを形成することによって、気泡を生成するために使用されてもよい。気泡は空間的に膨張し、それにより、1つ以上の液滴または他の実体をチャンバから流出させることができる。気泡は、収集チャンバ内の任意の適切な位置に生成することができ、例えば、液滴または他の実体を1つ以上の出口に向けることができる。
【００５４】
他の実施形態では、収集チャンバ内に収容された液滴または他の実体は、様々な技術：例えば、種々の反応物を収集チャンバに添加すること（例えば、収集チャンバへの1つ以上の入口を介して）、液滴を（例えば超音波または界面活性剤を用いて）破裂させること、2つ以上の液滴を合体させること、液滴を膨張または収縮すること、など、を用いて操作することができる。
【００５５】
なお別の一組の実施形態では、流体流または圧力低下を制御して、収集チャンバから1つ以上の液滴または他の実体を流出させることができる。ある場合には、収集チャンバからの1つ以上の出口は、他の出口よりも低い流動抵抗を有するように設計することができる。しかし、流動抵抗は、依然として、収集チャンバ内に液滴または他の実体を捕捉するのに十分であろう。例えば、収集チャンバを横切る圧力低下を増加させるような流体流または圧力低下の変化は、1つ以上の液滴または他の実体を変形し、典型的に、他の出口よりも小さい流動抵抗を有する出口を通って圧搾する可能性がある。このようにして、液滴は、収集チャンバから制御可能に放出することができる。
【００５６】
非限定的な例を図10に見ることができる。図10Aでは、複数の液滴が収集チャンバ内に収容されている。収集チャンバの右側の水平出口は、他の出口よりも低い流動抵抗を有する。図10Bでは、圧力が上昇し、液滴をわずかに変形させる。図10Cおよび図10Dでは、液滴が、加えられた圧力の上昇のために、水平出口を通って収集チャンバを出始める。
【００５７】
いくつかの実施形態では、異なる収集チャンバに流体接続する作動チャネルは、互いに流体的に接続されてもよい。このようにして、例えば、作動チャネルから収集チャンバの各々に、流体がいつ入るかに依存して、複数の収集チャンバからの液滴を、例えば、同時にまたは逐次放出することができる。逐次放出システムの1つの非限定的な例を図4Aに示す。この図では、一連の収集チャンバ51,52,53...が、それぞれ別個の作動チャネル41,42,43...に接続されている。これらの図において、収集チャンバ51,52,53...のそれぞれは、1つの液滴（または他の実体）のみを収容する大きさであり、収集チャンバは直線的に配列されているが、これは単なる例示であり、他の実施形態では、1つ以上の（またはすべての）収集チャンバは、1を超える液滴または他の実体を収容することができ（それらは、必ずしも、全て、同じ数の実体を収集する必要はない）、収集チャンバは、例えば、直列、並列、または、いかなる他の適切な配置で、いかなる適切な構成で配置することができる。収集チャンバは、この例に示すように、共通チャネル60と流体連通している。共通チャネル60に入る流体は、個別の作動チャネルのそれぞれを通過して、例えば、制御された方法で、液滴または他の実体を収集チャンバから放出させることができる。
【００５８】
この例では、作動チャネル41,42,43...は全て同じ長さではないことに留意すべきである。異なる長さは、共通チャネル60から流入する流体が異なる時点で収集チャンバ51,52,53...のそれぞれに到達し、それにより、例えば、流入する流体が収集チャンバの各々に到達するときに依存して、同時ではなく異なる時点で収集チャンバ51,52,53...からの液滴または他の実体の逐次放出を可能にする。このようなシステムからの液滴の逐次放出の一例を図5Aから図5Dに示し、そこでは、複数の収集チャンバが、左から右に放出される液滴を収容し、図5Aから図5Dに進行する。
【００５９】
同様のシステムが図4Bに示されている。しかし、この図では、収集チャンバは必ずしも先に議論したようなバイパスチャンネルを用いて接続されているわけではない。この図では、流体は入口70から流入する。出口80の流または流体力学的抵抗は、作動チャネル41,42,43,44および45を通る流動抵抗よりも大きく、流体は、出口80を通るのではなく、例えば、流体中に含まれる液滴または他の実体が収集チャンバに入るように、収集チャンバ51,52,53,54および55に優先的に流れる。作動チャネル41,42,43,44および45は、収集チャンバ51,52,53,54および55からの流体出口として作用するが、液滴または他の実体がそこを通って流出することを防止するような大きさなどにすることができる。このようにして、液滴または他の実体は、収集チャンバ内に捕捉されることがある。さらに、場合によっては、作動チャネル41,42,43,44および45は異なる流動抵抗を有してもよく、その結果、流体は、収集チャンバ52に対して収集チャンバ51に、収集チャンバ53に対して収集チャンバ52等に優先的に流れる。これは、例えば、収集チャンバが連続的に満たすことを可能にするために有用であり得る（しかし、他の実施形態では、例えば、抵抗が実質的に同じである場合には、収集チャンバをランダムに充填することもできる）。液滴または他の実体は、例えば、共通チャネル60を通って収集チャンバに戻る流体を流すことによって、収集チャンバから放出することもできる。
【００６０】
さらに、いくつかの実施形態では、収集チャンバ内の液滴または他の実体が、作動チャネル経由で流出してもよいことに留意すべきである。例えば、いくつかの実施形態では、作動チャネルは、例えば、部分的にまたは完全に閉鎖される弁の使用により、流体がそこを通らないようにすることができる。弁を開くと、液滴または他の実体は、作動チャネルを通って流れ、それによって、収集チャンバから放出され得る。
【００６１】
上述のように、いくつかの態様では、デバイス内に1を超える収集チャンバが存在してもよい。収集チャンバは、いかなる適切な構成で配置することができる。例えば、それらは、図4Aに示されているような比較的直線的に配置されるか、あるいは、図6Aに示されているように（図6Bで拡大されているような）2次元マトリックスに配置されてもよい。このような収集チャンバは、例えば、直列、並列、またはいかなる他の適切な構成で配置することができる。いくつかの実施形態では、例えば、複数の収集チャンバは、互いに比較的近接して配置されてもよい。例えば、収集チャンバを、ある1つに対する分岐点（例えば、収集チャンバとバイパスチャネルとの間の分岐）が後続の収集チャンバに対する分岐点でもあるように、配置することができる。そのような構成の非限定的な例は、例えば、図4または6Bに見られる。
【００６２】
したがって、ある実施形態では、本明細書で論じられるようなマイクロ流体デバイスは、いかなる数の収集チャンバも含み得る。収集チャンバは、同じ数または異なる数の液滴または他の実体を独立して収集することができる。マイクロ流体デバイスの収集チャンバは、共通の入口および／または共通の出口、および／または2つ以上の入口および／または2つ以上の出口に接続されてもよい。場合によっては、本明細書で説明するように、収集チャンバの一部または全部に流体接続された作動チャネルが存在してもよい。いかなる数の適切な収集チャンバが存在してもよく、それらは、デバイス内のいかなる適切な位置、例えば、規則的または不規則な配列で、1次元、2次元、または3次元に配置されてもよい。ある場合には、例えば、収集チャンバおよび／またはその中の液滴もしくは他の実体の画像取得を容易にするために（例えば、顕微鏡、ウェルプレートリーダーなどによって）、収集チャンバを長方形または他の規則的なアレイ（例えば、1次元アレイ）に配置することができる。
【００６３】
ある場合には、収集チャンバ内に収容される物体は、例えば、第2の液体、すなわち搬送流体内に含有される第1の液体の液滴であってもよい。いくつかの場合において、第1の流体と第2の流体とは、実質的に非混和である。液滴は必ずしも球状である必要はなく、例えば外部環境に応じて他の形状をとってもよいことを留意すべきである。非球形液滴中の液滴の平均または特性直径は、非球形液滴と同じ体積を有する完全な数学的球体の直径とみなすことができる。液滴は、本明細書で論じるように、いかなる適切な技術を使用して生成することができる。場合によっては、液滴は、第2の流体によって完全に囲まれた第1の流体の孤立した部分であってもよく、あるいは、液滴を含むチャネルよりも小さいサイズまたは断面積を有してもよい。しかし、他の場合には、液滴はいくぶん大きくなり、デバイスのチャネル内で変形または「押しつぶされる」ことがある。
【００６４】
本明細書で使用するとき、「流体」には、その通常の意味、すなわち液体または気体である。流体は、規定の形状を維持することができず、観察可能な時間枠の間に流動して、それが入れられる容器を充填する。したがって、流体は、流動を可能にするいかなる適切な粘度も有することができる。2つ以上の流体が存在する場合、各流体は、当業者によって、本質的にいかなる流体（液体、気体など）の中から独立して選択することができる。
【００６５】
全てではないがほとんどの実施形態において、液滴と、液滴を含む流体とは実質的に非混和である。場合によっては、親水性液体を疎水性液体中に懸濁させ、疎水性液体を親水性液体中に懸濁させ、気泡を液体中に懸濁させるなどしてもよい。典型的には、疎水性液体および親水性液体は、互いに対して、実質的に非混和であり、親水性液体が疎水性液体よりも水に対してより大きな親和性を有する。親水性液体の例は、これらに限定されないが、水および、細胞または生物学的媒体、エタノール、塩溶液などの水を含む水性溶液を含む。疎水性液体の例は、限定されないが、炭化水素、シリコン油、フッ化炭素油、有機溶媒などのような油類を含む。場合により、2つの流体は、液滴の形成の時間枠内で実質的に非混和であるように選択することができる。当業者は、本発明の技術を実施するために、接触角測定などを使用して、適切な実質的に混和性または実質的に非混和性の流体を選択することができる。いくつかの場合において、液滴は、1つ以上の界面活性剤を使用して安定化することができる。場合によっては、非混和性は、例えば、室温および常圧条件下（25℃および1気圧）で、互いに対して曝され、少なくとも約1日放置された流体につき、相分離または他の適切な挙動の平衡にて決定することができる。
【００６６】
一例として、担体流体が水性（例えば、「水」相）である場合、液滴を形成する流体は、水性流体（例えば、「油」相）中で実質的に混和しない非水性流体であってもよく、またはその逆である。しかし、「水」相は純粋な水に限定されず、水に混和するいかなる流体であってもよく、および／または流体は水であるが、その中に、溶解または懸濁させた他の物質を含有してもよいことを理解すべきである。同様に、「油」相は炭化水素油である必要はなく、実質的に水と混和しないいかなる流体であってもよい。したがって、当業者によって典型的に理解されるように、用語「油」および「水」は便宜上の用語として使用される。
【００６７】
特定の実施形態によれば、第1の液滴および／または第2の液滴は、界面活性剤を用いて安定化される。典型的には、界面活性剤は、液滴内に含有される流体と液滴を取り囲む液体との間の界面に存在する。多くの場合、界面活性剤は、比較的親水性（「頭部」）領域および比較的疎水性（「尾部」）領域を有する。場合によっては、界面活性剤は、1つを超える比較的親水性の領域および／または1つを超える比較的疎水性の領域を有していてもよい。界面活性剤は、界面に配置され、親水性領域が比較的親水性の流体に向けられ、疎水性領域が比較的疎水性の流体に向けられ、それによって液滴を液体内で安定化するように配向され得る。安定化後、例えば、液体中で、直接的に物理的に、互いに接触する液滴は、界面活性剤が存在しない場合、液滴が合体して単一の結合液滴を形成することができず、そうではなければ、液滴が合体して結合液滴になって、例えば、液滴内の流体が混合され、および／または、液滴は、もはや、液滴間に明確な界面を有する2つの別個の液滴として識別または区別されなくなる。
【００６８】
第1液滴と第2液滴とは、同一の界面活性剤を有していてもよく、場合によっては異なる界面活性剤を有していてもよい。多種多様な界面活性剤のいずれも使用することができ、このような界面活性剤は当業者に一般的に知られており、容易に商業的に入手することができる。界面活性剤の例は、例えば、参照により本明細書に組み込まれる、C.Holtzeら、‘‘Biocompatible Surfactants for Water-in-Fluorocarbon Emulsions,’’ Lab Chip, 8(10):1632-9, 2008; J. Clausell-Tormosら、‘‘Droplet-Based Microfluidic Platforms for the Encapsulation and Screening of Mammalian Cells and Multicellular Organisms,’’ Chem. & Biol., 15(5):427-437, 2008; または2008年2月21日に国際公開第2002 / 021123号として公開されたHoltzeらによる‘‘Fluorocarbon Emulsion Stabilizing Surfactants’’と題する2007年8月7日出願の国際特許出願第PCT/US07/17617号に記載されている。
【００６９】
デバイス内に液滴または他の実体を運ぶために、異なるタイプのキャリア流体を使用することができる。キャリア流体は、親水性（例えば、水性）または疎水性（例えば、油性）であり得、形成される液滴のタイプ（例えば、水性または油性）および液滴中で生じるプロセスのタイプ（例えば、化学反応）によって選択することができる。場合によっては、キャリア流体はフルオロカーボンを含んでもよい。いくつかの実施形態では、キャリア流体は、液滴中の流体と非混和である。他の実施形態では、キャリア流体は、液滴中の流体とわずかに混和する。場合によっては、液滴を画定する水性流体と非混和の疎水性担体流体は、わずかに水溶性である。例えば、PDMSおよびポリ（トリフルオロプロピルメチルシロキサン）のような油はわずかに水溶性である。
【００７０】
様々な実施形態において、液滴は、約1mm未満、約500マイクロメートル未満、約300マイクロメートル未満、約200マイクロメートル未満、約100マイクロメートル未満、約75マイクロメートル未満、約50マイクロメートル未満、約30マイクロメートル未満、約25マイクロメートル未満、約20マイクロメートル未満、約15マイクロメートル未満、約10マイクロメートル未満、約5マイクロメートル未満、約3マイクロメートル未満、約3マイクロメートル未満約2マイクロメートル未満、約1マイクロメートル未満、約500nm未満、約300nm未満、約100nm未満、または約50nm未満の平均または特性直径を有することができる。液滴の平均直径は、また、特定の場合、少なくとも約30nm、少なくとも約50nm、少なくとも約100nm、少なくとも約300nm、少なくとも約500nm、少なくとも約1マイクロメートル、少なくとも約2マイクロメートル少なくとも約3マイクロメートル、少なくとも約5マイクロメートル、少なくとも約10マイクロメートル、少なくとも約15マイクロメートル、または少なくとも約20マイクロメートルである。上記のいずれかの組み合わせも可能である。液滴の母集団の「平均直径」は、液滴の直径の算術平均とみなすことができる。
【００７１】
特定の実施形態では、流体液滴は、実質的に単分散であり得る。例えば、流体液滴は、約5％以下、約2％以下、または約1％以下の液滴が、複数の液滴の全平均直径に対して、約90％未満（または、約95％未満、または約99％未満）であり、および／または、約110％超（または約105％超、または約101％超）である直径を有するような、直径分布を有することができる。しかし、他の実施形態では、流体液滴は多分散である。
【００７２】
いくつかの実施形態では、液滴は、化学的、生化学的または生物学的な実体、細胞、粒子、ビーズ、ガス、分子、医薬品、薬物、DNA、RNA、タンパク質、殺生物剤、殺虫剤、殺虫剤、防腐剤などの種を含有することができる。したがって、種は、流体に含有され、かつ、その種を含有する流体と区別できるいかなる物質であり得る。例えば、種は流体中に溶解または懸濁されていてもよい。種は、1つ以上の流体に存在してもよい。流体が液滴を含有する場合、種は液滴の一部または全部に存在できる。存在し得る種のさらなる非限定的な例としては、例えば、siRNA、RNAiおよびDNAなどの核酸、タンパク質、ペプチドまたは酵素のような生化学種が挙げられる。種のさらに他の例には、限定されないが、ナノ粒子、量子ドット、香料、タンパク質、指示薬、染料、蛍光種、化学物質などが挙げられる。なお別の例として、種は、薬剤、医薬品、その他、例えば、疾患を治療し、症状を緩和するなどのために、体内に摂取または他の方法で導入されたとき、生理学的効果を有する種であり得る。いくつかの実施形態において、薬物は、例えば、約2000Da未満、約1500Da未満、約1000Da未満、または約500Da未満の分子量を有する小分子薬物であり得る。
【００７３】
上述したように、他の実施形態では、液滴以外の他の実体を収集することができる。例えば、いくつかの実施形態では、収集チャンバを使用して、例えば、液滴に加えて、および／または液滴の代わりに、粒子を収集することができる。粒子は、例えば、金属、ガラス、ポリマー、ゲルなどであってもよい。いくつかの実施形態では、粒子は単分散であってもよく、および／または、特定の場合には、粒子が球形であっても非球形であってもよい。場合によっては、粒子の一部または全部がマイクロ粒子および／またはナノ粒子であってもよい。微粒子は、一般に、（例えば、典型的には、粒子の平均直径がマイクロメートルで測定されるような）約1mm未満の平均直径を有する一方、ナノ粒子は、一般に、（例えば、典型的には、平均粒子の直径がナノメートルで測定される）約1マイクロメートル未満の平均直径を有する。いくつかの場合において、ナノ粒子は、約100nm未満の平均直径を有してもよい。ある場合には、粒子は、少なくとも約50％、少なくとも約60％、少なくとも約70％、約80％、少なくとも約85％、少なくとも約90％、少なくとも約90％約95％、少なくとも約97％、または少なくとも約99％の液滴が、粒子の平均直径から、約10％以下の差異、約7％以下の差異、約5％以下の差異、約4％以下の差異、約3％以下の差異、約2％以下の差異、または約1％以下の差異の直径を有するような、直径の分布を有していてもよい。
【００７４】
一組の実施形態では、粒子の平均直径は、約1 mm未満、約500マイクロメートル未満、約300マイクロメートル未満、約200マイクロメートル未満、約100マイクロメートル未満、約75マイクロメートル未満、約50マイクロメートル未満、約30マイクロメートル未満、約25マイクロメートル未満、約20マイクロメートル未満、約15マイクロメートル未満、約10マイクロメートル未満、約5マイクロメートル未満、約3マイクロメートル未満、約未満約1マイクロメートル未満、約500 nm未満、約300 nm未満、約100 nm未満、または約50 nm未満である。粒子の平均直径は、特定の場合、少なくとも約30nm、少なくとも約50nm、少なくとも約100nm、少なくとも約300nm、少なくとも約500nm、少なくとも約1マイクロメートル、少なくとも約2マイクロメートル少なくとも約3マイクロメートル、少なくとも約5マイクロメートル、少なくとも約10マイクロメートル、少なくとも約15マイクロメートル、または少なくとも約20マイクロメートルである。いくつかの実施形態では、これらの組み合わせも可能である。粒子は、球形または非球形であってもよく、粒子の平均または特性直径は、粒子と同じ体積を有する完全球の直径とみなすことができる。
【００７５】
流体は、1つ以上の流体源からデバイスに（例えば、1つ以上のチャネルに）送達されてもよい。いかなる適切な流体源も使用することができ、場合によっては、1つを超える流体源を使用する。例えば、ポンプ、重力、毛細管作用、表面張力、電気浸透、遠心力などを使用して流体源からデバイスに流体を送達することができる。いくつかの実施形態では、（例えば、真空ポンプまたは他の適切な真空源由来の）真空も使用できる。ポンプの非限定的な例には、シリンジポンプ、蠕動ポンプ、加圧流体源などが挙げられる。デバイスは、それに付随するいかなる数の流体源、例えば、1,2,3,4,5,6,7,8,9,10等またはそれを超える流体源を有することができる。流体源は、同じチャネルに流体を送達するために使用する必要はなく、例えば、第1の流体源が第1の流体を第1のチャネルに送達し、第2の流体源が第2の流体を第2のチャネルに送達することができる。
【００７６】
本発明の特定の態様による様々な材料および方法を使用して、本明細書に記載するものなどのデバイスまたは構成要素、例えば、マイクロ流体チャネル、チャンバなどのチャネルを形成することができる。例えば、様々なデバイスまたは構成要素は、マシン加工またはマイクロマシン加工、3D印刷、スピンコーティングおよび化学蒸着などの膜堆積プロセス、物理気相堆積、レーザ加工、フォトリソグラフィ技術、湿式化学またはプラズマプロセスを含むエッチング法、電着、3D印刷、ホットエンボス、ラミネーション、レーザ切断などでチャネルを形成することができる固体材料から形成できる。例えば、Scientific American, 248：44-55,1983（Angellら）を参照されたい。
【００７７】
一組の実施形態において、本明細書に記載のデバイスの様々な構造または構成要素は、ガラス、金属、ポリマーなどの材料で形成できる。ポリマーの非限定的な例は、ポリジメチルシロキサン（「PDMS」）、ポリテトラフルオロエチレン（「PTFE」またはテフロン（登録商標））などのエラストマーポリマーである。例えば、一実施形態によれば、マイクロ流体チャネルなどのチャネルは、PDMSまたは他のソフトリソグラフィ技術を別々に使用して流体システムを作製することによって、チャネルを実装することができる（この実施形態に適したソフトリソグラフィ技術の詳細は、Annual Review of Material Science, 1998, Vol. 28, 153-184頁で刊行される、Younan Xia and George M. Whitesidesによる‘‘Soft Lithography’’と題される参考文献、およびAnnual Review of Biomedical Engineering, 2001, Vol. 3, 335-373頁で刊行される、George M. Whitesides, Emanuele Ostuni, Shuichi Takayama, Xingyu Jiang and Donald E. Ingberによる‘‘Soft Lithography in Biology and Biochemistry,’’と題される参照文献に記載され、これらの参照文献の各々は、参照により本明細書に組み込まれる）。
【００７８】
潜在的に適切なポリマーの他の例には、限定されないが、ポリエチレンテレフタレート（PET）、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、環状オレフィンコポリマー（COC）、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化ポリマー、ポリジメチルシロキサンのようなシリコーン、ポリ塩化ビニリデン、ビスベンゾシクロブテン（「BCB」）、ポリイミド、ポリイミドのフッ素化誘導体などが挙げられる。上記のものを含むポリマーを必須とする組み合わせ、コポリマーまたはブレンドも想定される。デバイスは、複合材料、例えば、ポリマーと半導体材料との複合材料から形成することもできる。
【００７９】
いくつかの実施形態では、デバイスの様々な構造または構成要素が、ポリマー性および／または可撓性および／またはエラストマー性の材料から製造され、硬化性流体から簡便に形成できて、成形（例えば、レプリカ成形、射出成形、キャスト成形など）による製造を容易にする。硬化性流体は、本質的に、固化するように誘導されるか、または自発的に固化して、流体ネットワーク内および流体ネットワーク内での使用が企図される流体を収容および／または輸送することができる固体になるいかなる流体でもよい。一実施形態では、硬化性流体は、ポリマー液体または液体ポリマー前駆体（すなわち、「プレポリマー」）を含む。適切なポリマー液体には、例えば、融点以上に加熱された、熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマー、ワックス、金属、またはそれらの混合物もしくは複合物が挙げられる。別の例として、適切なポリマー液体は、適切な溶媒中の1種以上のポリマーの溶液を含み、この溶液は、例えば、蒸発による溶媒の除去時に、固体のポリマー材料を形成する。このようなポリマー材料は、例えば溶融状態または溶媒蒸発によって固化することができ、当業者には周知である。様々なポリマー材料は、その多くが弾力性を有し、適当であり、また、金型マスターの一方または両方がエラストマー材料で構成されている実施形態では、型または型マスターを形成するのにも適している。そのようなポリマーの例の非限定的なリストには、シリコーンポリマー、エポキシポリマー、チオール-エンおよびアクリレートポリマーの一般的なクラスのポリマーが挙げられる。エポキシポリマーは、一般にエポキシ基、1,2-エポキシドまたはオキシランと呼ばれる3員環状エーテル基の存在を特徴とする。例えば、芳香族アミン、トリアジンおよび脂環式主鎖に基づく化合物に加えて、ビスフェノールAのジグリシジルエーテルを使用することができる。別の例は、周知のノボラックポリマーを含む。本発明による使用に適したシリコーンエラストマーの非限定的な例には、メチルクロロシラン、エチルクロロシラン、フェニルクロロシランなどのクロロシランを含む前駆体から形成されるものが挙げられる。
【００８０】
特定の実施形態では、シリコーンポリマー、例えばシリコーンエラストマーポリジメチルシロキサンが使用される。PDMSポリマーの非限定的な例としては、Dow Chemical Co., Midland, MIにより商標Sylgardで販売されているもの、特に、Sylgard 182, Sylgard 184, and Sylgard 186が挙げられる。PDMSを含むシリコーンポリマーは、本発明による様々な構造の製造を簡素化する、いくつかの有利な特性を有する。例えば、このような材料は安価であり、容易に入手可能であり、熱による硬化を経てプレポリマー液体から固化することができる。例えば、PDMSは、典型的には、プレポリマー液体を、例えば、約65℃から約75℃の温度にて、例えば、少なくとも約1時間の暴露時間、暴露することによって硬化可能である。また、PDMSなどのシリコーンポリマーは、弾力性があって、かくして、比較的高いアスペクト比を持つ非常に小さな機構を形成するのに有用であって、本発明の特定の実施形態に必要である。この点に関して、柔軟な（例えば、弾力性のある）型またはマスターが有利であり得る。
【００８１】
PDMSなどのシリコーンポリマーからマイクロ流体構造またはチャネルなどの構造を形成することの1つの利点は、例えば、空気プラズマのような酸素含有プラズマに暴露することによって、そのようなポリマーを酸化させる能力であり、酸化構造が、他の酸化シリコーンポリマー表面に、または、種々の他のポリマーおよび非ポリマー材料の酸化表面に、架橋することができる化学基をその表面に含む。このようにして、構造体を作製し、次いで酸化し、別の接着剤または他の封止手段を必要とせずに、他のシリコーンポリマー表面または酸化シリコーンポリマー表面と反応する他の基板の表面に、本質的に不可逆的に封止することができる。ほとんどの場合、封止を形成するために補助圧力を加える必要なく、単に、酸化されたシリコーン表面を別の表面に接触させるだけで、封止を完了することができる。すなわち、予め酸化されたシリコーン表面は、適切な合わせ面に対して接触接着剤として作用する。具体的には、自体に対して不可逆的に封止可能であることに加えて、酸化されたPDMSのような酸化されたシリコーンも、自体以外の広範な酸化材料、例えば、ガラス、シリコン、酸化ケイ素、石英、窒化ケイ素、ポリエチレン、ポリスチレン、ガラス状炭素、およびエポキシポリマーに対して不可逆的に封止でき、それらは、PDMS表面に対するのと同様の様式で例えば、酸素含有プラズマへの曝露により）、酸化されている。本発明の文脈において有用な酸化および封止方法、ならびに全体的な成形技術は、例えば、‘‘Rapid Prototyping of Microfluidic Systems and Polydimethylsiloxane,’’ Anal. Chem., 70:474-480, 1998 (Duffyら)と題される論文に記載され、それらは参照により本明細書に組み込まれる。
【００８２】
酸化シリコーンポリマーからチャネルその他の構造（または内部、流体接触表面）を形成する別の利点は、これらの表面が、典型的なエラストマーポリマー（親水性内部表面が所望される）の表面よりはるかに親水性であり得ることである。このような親水性チャネル表面は、かくして、典型的な酸化されていないエラストマーポリマーまたは他の疎水性材料からなる構造よりも、水溶液でより容易に充填し、濡らすことができる。
【００８３】
いくつかの態様では、そのようなデバイスは、1つを超える層または基板、例えばPDMSの1つを超える層を使用して製造することができる。例えば、複数の高さを有するチャネルを有するデバイスおよび／または本明細書に記載されるような位置付けされたインターフェースを有するデバイスは、1つを超える層または基板を用いて製造することができ、次いで、例えば、プラズマ接合を用いて、それらを組み立て、または接合して、最終デバイスとすることができる。特定の例として、本明細書で論じるデバイスは、フォトレジストの2つ以上の層を含むマスターから成型することができ、例えば、O2プラズマその他の適切な技術を使用してPDMS表面を活性化することによって、2つのPDMSモールドを一緒に接合する。例えば、場合によっては、PDMSデバイスがキャストされるマスターは、フォトレジストの1つまたは複数の層を含み、例えば、3Dデバイスを形成することができる。いくつかの実施形態では、1つ以上の層は、例えばロックキー方式で層を適切に整列させるように整列された1つ以上の嵌合突起および／または窪みを有することができる。例えば、第1の層は突起（任意の適切な形状を有する）を有し、第2の層は、突起を受容できる対応の窪みを有し、それによって2つの層が互いに適切に位置合わせされる。
【００８４】
別の組の実施形態では、デバイス（またはデバイスの少なくとも一部）は、（例えば、3D印刷その他の適切な製造技術により）モールドを準備し、次いで、モールドを使用して、例えば、モールドの周りにポリマーを硬化させることにより、マイクロ流体デバイスを形成し、次いで、金型を除去してマイクロ流体デバイスを製造することによって、調製することができる。3D印刷による適切な金型を製造する技術が当業者に知られている。さらに、鋳型を作製する他の方法には、限定されないが、エンボス加工、ラミネーション、レーザー切断などが挙げられる。
【００８５】
いくつかの態様では、チャネルの1つまたは複数の壁または部分を、例えば、光活性コーティング材料を含むコーティング材料でコーティングすることができる。例えば、いくつかの実施形態では、共通接合部におけるマイクロ流体チャネルの各々は、実質的に同じ疎水性を有することができるが、他の実施形態では、様々なチャネルが異なる疎水性を有してもよい。例えば、共通接合部における第1のチャネル（または組のチャネル）は、第1の疎水性を示してもよく、他のチャネルは、第1の疎水性とは異なる第2の疎水性、例えば、第１の疎水性より大きなまたは小さな疎水性を示してもよい。マイクロ流体チャネルを、例えばゾル-ゲルコーティングでコーティングするためのシステムおよび方法の非限定的な例は、2009年2月11日にAbateらによって出願され、2009年10月1日に国際公開第2009/120254号として公開され、‘‘Surfaces, Including Microfluidic Channels, With Controlled Wetting Properties’’と題された国際特許出願第PCT/US2009/000850号および2008年8月7日にWeitzらによって出願され、2009年2月12日に国際公開第2009/020633号として公開され、‘‘Metal Oxide Coating on Surfaces’’と題された国際特許出願第PCT/US2008/009477号にみることができ、それらは各々、参照により本明細書に取り込まれる。コーティングの他の例には、例えば、当業者に公知の技術を用いる、ポリマー、金属、シラン、またはセラミックのーティングが挙げられる。
【００８６】
上述したように、いくつかの（全部ではない）実施形態では、チャネルの一部または全部がコーティングされていてもよいし、そうでなければ入口チャネルおよび娘チャネルを含むチャネルの一部または全部が実質的に同じ親水性を有するように処理されていてもよい。コーティング材料は、特定の場合、チャネルの壁の疎水性を制御および／または変更するために使用することができる。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チャネルなどのチャネルの壁などの基板上のコーティングとして形成することができるゾル-ゲルが提供される。場合によっては、ゾル-ゲルの1つ以上の部分を反応させてその疎水性を変化させることができる。例えば、ゾル-ゲルの一部は、疎水性が変化するゾル-ゲル中で化学反応を誘導するために使用され得る紫外光のような光に暴露され得る。ゾル-ゲルは、光の暴露によりラジカルを生成する光開始剤を含むことができる。任意で、光開始剤は、ゾル-ゲル内のシランまたは他の材料にコンジュゲートされる。このようにして生成されたラジカルを用いて、ゾル-ゲルの表面上で縮合または重合反応を生じさせ、かくして、表面の疎水性を変化させることができる。ある場合には、例えば、光への暴露を制御することによって（例えば、マスクを使用して）、様々な部分を反応させるか、または未反応のままにしておくことができる。
【００８７】
様々な定義がここで提供され、本発明の様々な態様の理解を助けるであろう。以下は、これらの定義も交えて、より完全に本発明を記載するさらなる開示である。
【００８８】
上記のように、本発明の様々な実施形態は、流体の液滴に関する。液滴は、特定の用途に応じて、実質的に同じ形状および／またはサイズであってもよく、または異なる形状および／またはサイズであってもよい。液滴は必ずしも球形である必要はなく、例えば外部環境に応じて他の形状をとってもよいことに留意すべきである。いくつかの場合、液滴は、液滴を含むチャネルよりも小さい断面寸法を有することができるが、他の場合には、液滴はチャネルの断面部分を完全に充填することができる。
【００８９】
上述したように、すべてではないが一部の実施形態では、本明細書に記載のシステムおよび方法は、1つ以上のマイクロ流体構成要素、例えば1つ以上のマイクロ流体チャネルを含むことができる。本明細書で使用される「マイクロ流体」は、1 mm未満の断面寸法を有する少なくとも1つの流体チャネルを含むデバイス、装置またはシステムを指す。いくつかの場合において、チャネルは、少なくとも3：1の長さ対最大断面寸法の比を有し得る。本明細書で使用する「マイクロ流体チャネル」は、これらの基準を満たすチャネルである。チャネルの「断面の寸法」は、チャネル内の流体流の方向に対して垂直に測定される。かくして、本発明のマイクロ流体の実施形態における流体チャネルのいくつかまたはすべては、2 mm未満、特定の場合には1 mm未満の最大断面寸法を有することができる。一組の実施形態では、本発明の実施形態を含むすべての流体チャネルは、マイクロ流体であり、すなわち、最大断面寸法が2 mmまたは1 mm以下である。特定の実施形態では、流体チャネルは、ある部分、単一の構成要素（例えば、エッチングされた基板または成形されたユニット）によって形成されてもよい。もちろん、より大きなチャネル、チューブ、チャンバ、リザーバなどを使用して、流体を貯蔵し、および／または流体を送達することができる。一組の実施形態では、本発明の実施形態を含むチャネルの最大断面寸法は、500ミクロン未満、200ミクロン未満、100ミクロン未満、50ミクロン未満、または25ミクロン未満である。
【００９０】
チャネルはいかなる断面形状（円形、楕円形、三角形、不規則形、正方形または長方形など）も有することができ、被覆しても被覆しなくてもよい。完全に被覆される実施形態では、チャネルの少なくとも一部分が完全に封入された断面を有するか、または、全チャネルが、その入口および／または出口を除いて、その全長に沿って完全に封入されることができる。チャネルはまた、少なくとも2:1、より典型的には少なくとも3:1、5:1、10:1、15:1、20:1またはそれ以上のアスペクト比（長さ対平均の断面寸法）を有してもよい。開放チャネルは、一般に、流体輸送への制御を容易にする特徴、例えば、構造的特徴（細長い凹陥）および／または物理的もしくは化学的特性（疎水性対親水性）または力を発揮し得る他の特性（例えば、含有力）を流体に加える。チャネル内の流体は、チャネルを部分的または完全に充填することができる。開放チャネルが使用されるいくつかの場合において、流体は、例えば表面張力（すなわち、凹状または凸状のメニスカス）を用いて、チャネル内に保持されてもよい。
【００９１】
チャネルは、いかなるサイズのものであってよく、例えば、約5 mmもしくは2 mm未満、または約1 mm未満、または約500ミクロン未満、約200ミクロン未満、約100ミクロン未満、約60ミクロン未満、約50ミクロン未満、約40ミクロン未満、約30ミクロン未満、約25ミクロン未満、約10ミクロン未満、約3ミクロン未満、約1ミクロン未満、約300 nm未満、約100 nm未満、約30 nm未満、または約10 nm未満の、流体流に垂直な最大寸法を有する。場合によっては、チャネルの寸法は、流体が物品または基材を自由に流れることができるように選択することができる。チャネルの寸法は、例えば、チャネル内の流体の一定の容積または直線流速を可能にするように選択することもできる。当然のことながら、チャネルの数およびチャネルの形状は、当業者に知られているいかなる方法でも変化させることができる。場合によっては、1つを超えるチャネルまたはキャピラリーを使用することができる。例えば、互いに内側に配置され、互いに隣接して配置され、互いに交差するように配置される、2つ以上のチャネルが使用され得る。
【００９２】
以下は、参照により本明細書に組み込まれる：2010年6月25日にWeitzらによって出願され、‘‘Fluid Injection’’と題される国際公開第2010/151776号；および2015年6月25日にWeitzらによって出願され、‘‘Fluid Injection Using Acoustic Waves’’と題された国際公開第2015/2006号。さらに、以下の文献が参照により本明細書に組み込まれる：2006年2月23日にLinkらによって出願され、‘‘Electronic Control of Fluidic Species’’と題され、2007年1月4日に米国特許出願公開第2007/0003442号として公開された米国特許出願第11/360,845号；1993年10月4日にKumarらによって出願され、‘‘Formation of Microstamped Patterns on Surfaces and Derivative Articles’’と題され、いまや、1996年4月30日に米国特許第5,512,131号として発行された米国特許出願第08/131,841号；1996年3月1日にWhitesidesらによって出願され、‘‘Microcontact Printing on Surfaces and Derivative Articles’’と題され、1996年6月26日に国際公開第96/29629号として公開された国際特許出願第PCT/US96/03073号に対する優先権；1998年1月8日にKimらによって出願され、‘‘Method of Forming Articles Including Waveguides via Capillary Micromolding and Microtransfer Molding’’と題され、いまや、2002年3月12日に米国特許第6,355,198号として発行された米国特許出願第09/004,583号；2001年5月25日にAndersonらによって出願され、‘‘Microfluidic Systems including Three-Dimensionally Arrayed Channel Networks’’と題され、2001年11月29日に国際公開第01/89787号として公開された国際特許出願第PCT/US01/16973号；2002年6月28日にStoneらによって出願され、‘‘Multiphase Microfluidic System and Method’’と題される米国仮特許出願第60/392,195号；2002年11月5日にLinkらによって出願され、‘‘Method and Apparatus for Fluid Dispersion’’と題される米国仮特許出願第60/424,042号；2003年4月10日にLinkらによって出願され、‘‘Formation and Control of Fluidic Species’’と題される米国仮特許出願第60/461,954号；2003年6月30日にStoneらによって出願され、‘‘Method and Apparatus for Fluid Dispersion’’と題され、2004年1月8日に国際公開第2004/002627号として公開された国際特許出願第PCT/US03/20542号；2003年8月27日にLinkらによって出願され、‘‘Electronic Control of Fluidic Species’’と題される米国仮特許出願第60/498,091号；2004年4月9日にLinkらによって出願され、‘‘Formation and Control of Fluidic Species’’と題され、2004年10月28日に国際公開第2004/091763号として公開された国際特許出願第PCT/US2004/010903号；2004年8月27日にLinkらによって出願され、‘‘Electronic Control of Fluidic Species’’と題され、2005年3月10日に国際公開第2005/021151号として公開された国際特許出願第PCT/US2004/027912号；2004年12月28日にStoneらによって出願され、‘‘Method and Apparatus for Fluid Dispersion’’と題され、2005年8月11日に米国特許出願公開第2005-0172476号として公開された米国特許出願第11/024,228号；2005年3月4日にWeitzらによって出願され、‘‘Method and Apparatus for Forming Multiple Emulsions’’と題される米国仮特許出願第60/659,045号；2005年3月4日にGarsteckiらによって出願され、‘‘Systems and Methods of Forming Particles’’と題される米国仮特許出願第60/659,046号；および2005年10月7日にLinkらによって出願され、‘‘Formation and Control of Fluidic Species’’と題される米国特許出願第11/246,911号。
【００９３】
さらに、以下の文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる：国際公開第2009/134395号、第2009/139898号、および第2007/030501号。2016年4月15日にWeitzらによって出願された米国仮特許出願第62/323,544号も、その全体が、参照により本明細書に組み込まれる。
【００９４】
本発明のいくつかの実施形態を本明細書に記載し説明してきたが、当業者であれば、本明細書に記載された、作用を実行し、ならびに／または、結果および／もしくは1つ以上の利点を得るための他の様々な手段を容易に思い描くことができ、そのような変形および／または修飾の各々は、本発明の範囲内であるとみなされる。より概略的には、当業者は、本明細書に記載される全てのパラメータ、寸法、材料、および構成が例示的であることを意図していること、および、実際のパラメータ、寸法、材料および／または構成は、特定のアップリケーションまたは本発明の教示を用いるためのアプリケーションに依存することを容易に理解するであろう。当業者は、規定の実験以上のことは用いずに、本明細書に記載された本発明の特定の実施形態に対する多くの等価物を用いることを認識または確認することができるであろう。したがって、前述の実施形態は単なる例として提示され、添付の特許請求の範囲およびそれと均等の範囲内で、本発明が具体的に記載および請求される以外の方法で実施され得ることを理解するべきである。本発明は、本明細書に記載の個々の特徴、システム、物品、材料、キットおよび／または方法を対象とする。さらに、そのような特徴、システム、物品、キットおよび／または方法の2つ以上の任意の組み合わせは、そのような特徴、システム、物品、キット、および／または方法が相互に矛盾しない限り、本発明の範囲内である。
【００９５】
本明細書と参考文献として組み込まれる文献とが、矛盾するおよび／または不一致の開示を含む場合、本明細書が支配するものとする。参照によって組み込まれた2つ以上の文献が、互いに矛盾するおよび／または不一致の開示を含むとき、より遅い有効日を持つ文献が支配する。
【００９６】
本明細書で定義され使用されている全ての定義が、辞書的定義、参照により組み込まれた文献の定義、および／または定義された用語の通常の意味を支配すると理解されるべきである。
【００９７】
本明細書および特許請求の範囲において使用される不定冠詞「a」および「an」は、明確に反対の指示がない限り、「少なくとも1つ」を意味すると理解されるべきである。
【００９８】
本明細書および特許請求の範囲において使用される「および／または (and/or)」という語句は、そのように合接された要素の「一方または両方」、すなわち、ある場合は合接的に存在し、他の場合は離接的に存在する要素を意味することを理解すべきである。「および／または」で列挙された複数の要素は、同じように、すなわち、そのように合接された「1つ以上の」要素であると解釈されるべきである。具体的に特定された要素と関連するかどうかにかかわらず、「および／または」句によって具体的に特定される要素以外の他の要素が任意に存在してもよい。かくして、非限定的な例として、「Aおよび／またはB」への言及は、「含む（comprising）」などの開放型言語と併せて使用される場合、一実施形態では、Aのみ（任意で、B以外の他の要素を含む）；別の実施形態では、Bのみ（任意で、A以外の他の要素を含む）;さらに別の実施形態では、AおよびBの両方（任意で、他の元素を含む）；など、をいう。
【００９９】
本明細書および特許請求の範囲で使用される「または (or)」は、上で定義した「および／または」と同じ意味を有すると理解すべきである。例えば、リスト中の項目を分離する場合、「または (or)」および／または「および／または (and/or)」は包括的であると解釈されるべきであり、すなわち、項目の数またはリストの少なくとも1つを含むが、1つを超える数も含み、任意で、さらなるリストにはない項目を含む。「ただ1つの (only one of)」または「正確に1つの (exactly one of)」または、特許請求の範囲において使用される場合、「からなる (consisting of)」のように明示的にそれとは異なって示された用語のみが、要素の和またはリストの正確にひとつの要素を包含することをいう。一般的に、本明細書で使用される「または (or)」という用語は、「どちらか (either)」、「1つの (one of)」、「ただ1つの (only one)」、または「正確に1つの (exactly one of)」などの排他的な用語によって先行されるとき、二律背反（すなわち、一方または他方で、両方ではない）を示すと解釈されるのみである。
【０１００】
本明細書および特許請求の範囲で使用されるように、「少なくとも1つの」という語句は、1つ以上の要素のリストを参照して、要素のリストのいかなる1つ以上の要素から選択される少なくとも1つの要素であるが、要素のリスト内に特別にリストされた各々または全ての要素の少なくとも1つを必ずしも含まず、また、要素のリスト内のいかなる要素の組合せも排除しないことを意味すると理解すべきである。この定義はまた、具体的に特定されるそれらの要素に関連するかしないかにかかわらず、任意で、「少なくとも1つの」という語句が参照する要素のリスト内で具体的に特定される要素以外の要素が存在してもよいことを許容する。かくして、非限定的な例として、「AおよびBの少なくとも1つ」（または同等に「AまたはBの少なくとも1つ」または同等に「Aおよび／またはBの少なくとも1つ」）は、一実施形態では、少なくとも1つの、任意で1つを超える、Aを含み、Bが存在しない（および、任意でB以外の元素を含む）；別の実施形態では、少なくとも1つの、任意で1つを超える、Bを含み、Aが存在しない（および、任意でA以外の元素を含む）；さらに別の実施形態では、少なくとも1つの、任意で1つ以上のA、および少なくとも1つの、任意で1つ以上のBを含むことができる（任意で他の元素を含む）；など、をいう。
【０１０１】
数字「約」という用語が本明細書において数字に関して使用される場合、本発明のさらに別の実施形態は、単語「約」の存在によって修飾されない数字を含むことを理解すべきである。
【０１０２】
それとは異なると明確に示されていない限り、1つを超えるステップまたは動作を含む本明細書で請求されるいずれの方法においても、当該方法のステップまたは動作は、必ずしも、当該方法のステップまたは動作が記載された順序に限定されないことを理解すべきである。
【０１０３】
特許請求の範囲ならびに本明細書において、「含む (comprising)、「包含する (including)」、「抱える (carrying)」「有する (having)」、「含有する (containing)」、「伴う (involving)」、「保持する (holding)」、「構成する ‘‘(composed of)」などの全ての移行句は、限定されないが、開放的であり、すなわち、限定されないが、「包含する (including)」、の意味である。「からなる」および「本質的にからなる」という移行句のみが、米国特許商標庁の特許審査手続書第2111.03項に記載されているように、それぞれ閉鎖または半閉鎖移行句であるものとする。
【図１Ａ】
2019514002.tif 000003
【図１Ｂ】
2019514002.tif 000004
【図１Ｃ】
2019514002.tif 000005
【図１Ｄ】
2019514002.tif 000006
【図１Ｅ】
2019514002.tif 000007
【図１Ｆ】
2019514002.tif 000008
【図１Ｇ】
2019514002.tif 000009
【図１Ｈ】
2019514002.tif 000010
【図１Ｉ】
2019514002.tif 000011
【図１Ｊ】
2019514002.tif 000012
【図１Ｋ】
2019514002.tif 000013
【図１Ｌ】
2019514002.tif 000014
【図１Ｍ】
2019514002.tif 000015
【図１Ｎ】
2019514002.tif 000016
【図２】
2019514002.tif 000017
【図３Ａ】
2019514002.tif 000018
【図３Ｂ】
2019514002.tif 000019
【図４Ａ】
2019514002.tif 000020
【図４Ｂ】
2019514002.tif 000021
【図５Ａ】
2019514002.tif 000022
【図５Ｂ】
2019514002.tif 000023
【図５Ｃ】
2019514002.tif 000024
【図５Ｄ】
2019514002.tif 000025
【図６】
2019514002.tif 000026
【図７】
2019514002.tif 000027
【図８】
2019514002.tif 000028
【図９】
2019514002.tif 000029
【図１０Ａ】
2019514002.tif 000030
【図１０Ｂ】
2019514002.tif 000031
【図１０Ｃ】
2019514002.tif 000032
【図１０Ｄ】
2019514002.tif 000033
【国際調査報告】
2019514002.tif 000034
2019514002.tif 000035