(57)【要約】  アクティブマトリクスマイクロ流体プラットフォームは、薄膜トランジスタアクティブ（「ＴＦＴ」）マトリクス液晶ディスプレイ技術を用いて、例えば、駆動電極の２次元マトリクスアレイを用いて、パーツを動かすことなく化学、生化、または生物学的アッセイ用の流体の小さいサンプルを操作する。このアクティブマトリクスマイクロ流体プラットフォームは、既存のアクティブマトリクスアドレス指定方式および／または市販の「既製の」動画ソフトウェアを用いて、アッセイプロトコルをプログラムする。フィードバックサブシステムは、マイクロ流体構造における流体の実際の位置を決定し、例えば、アクティブマトリクスディスプレイ上に表示するため、および／またはマイクロ流体構造における１つ以上の流体ボディの動きを制御するために、位置情報を提供する。
2005510347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの流体ボディを移動させるマイクロ流体構造であって、
第１のプレートの少なくとも一部分の上に位置する誘電体を有する第１のプレートと、
該第２のプレートと該第１のプレートの少なくとも該一部分の上に位置する該誘電体との間に少なくとも１つのキャビティを形成するために、該第１のプレートから間隔を空けた第２のプレートと、
該キャビティと該マイクロ流体構造の外部との間に流体を提供する少なくとも１つの第１のポートと、
該第１のプレートと該第２のプレートとの間に収容された駆動電極のアレイと、
薄膜トランジスタのアレイであって、該薄膜トランジスタは、該駆動電極のアレイにおける該駆動電極のそれぞれと接続され、該駆動電極のそれぞれの上に位置する該誘電体のそれぞれの部分に印加されるそれぞれの電位を制御し、該少なくとも１つの流体ボディを駆動電極から駆動電極に移動させる、薄膜トランジスタのアレイと
を備える、マイクロ流体構造。
【請求項２】
前記駆動電極は、２次元マトリクスである、請求項１に記載のマイクロ流体構造。
【請求項３】
前記第１のプレートおよび前記第２のプレートは実質的に平面であり、互いに対して並行である、請求項１に記載のマイクロ流体構造。
【請求項４】
前記第１のポートに接続されたバルブをさらに備え、該バルブは、該第１のポートを通る前記少なくとも１つの流体ボディの流れを制御するために、選択的に駆動可能である、請求項１に記載のマイクロ流体構造。
【請求項５】
前記駆動電極の各々は、前記少なくとも１つの流体ボディの長手方向の寸法よりも小さい寸法を有する、請求項１に記載のマイクロ流体構造。
【請求項６】
前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間に収容された少なくとも１つのグランド電極であって、前記駆動電極のアレイから前記駆動電極のアレイに対して、一般に、垂直の方向に相対的に間隔を空ける、少なくとも１つのグランド電極をさらに備える、請求項１に記載のマイクロ流体構造。
【請求項７】
前記駆動電極のアレイは、略平面の２次元マトリクスであり、ここで、アレイの連続的駆動電極は、前記少なくとも１つの流体ボディが移動する平面において前記誘電体のそれぞれの部分に異なったそれぞれの電位を印加するように活性化される、請求項１に記載のマイクロ流体構造。
【請求項８】
前記誘電体層の少なくとも一部分の上に位置する少なくとも１つの疎水性の層をさらに備える、請求項１に記載のマイクロ流体構造。
【請求項９】
前記駆動電極のアレイを、前記薄膜トランジスタのアレイを介して少なくとも１つの電圧源と電気的に接続するための少なくとも１つの電気コネクタをさらに備える、請求項１に記載のマイクロ流体構造。
【請求項１０】
前記マイクロ流体構造の製造が完了した後に、前記第１のポートは、前記キャビティと前記マイクロ流体構造の外部との間に流体の伝達を提供する、請求項１に記載のマイクロ流体構造。
【請求項１１】
マイクロ流体システムであって、
少なくとも１つの電圧を供給するための少なくとも１つの電圧源と、
第１のプレートと、該第１のプレートから間隔を空け、該第１のプレートとの間に少なくとも１つのキャビティを形成する第２のプレートと、該キャビティと該マイクロ流体構造の外部との間に流体の伝達を提供する少なくとも第１のポートと、該第１のプレートと該第２のプレートとの間に収容された駆動電極のアレイと、該駆動電極のアレイの少なくとも一部分の上に位置する誘電体と、薄膜トランジスタのアレイとを備えるマイクロ流体構造であって、該薄膜トランジスタは、該駆動電極のアレイにおける該駆動電極のそれぞれと接続され、該駆動電極の上に位置する該誘電体のそれぞれの部分に印加されたそれぞれの電位を制御し、該駆動電極により、少なくとも１つの流体を移動させる、マイクロ流体構造と、
ドライバ命令のセットを実行するようにプログラム可能であり、かつ、ドライバ命令のセットにより、該薄膜トランジスタのアレイの該薄膜トランジスタを制御するために接続されて、該少なくとも１つの電圧を、該薄膜トランジスタを介して該電圧源から該駆動電極に供給するコントローラと
を備える、マイクロ流体システム。
【請求項１２】
コンピューティングシステムと、
ユーザ入力に応答して、該コンピューティングシステムに前記ドライバ命令のセットを生成させるためのコンピュータ動画命令のセットを有するコンピュータ読み出し可能媒体と
をさらに備える、請求項１１に記載のマイクロ流体システム。
【請求項１３】
コンピューティングシステムと、
ユーザ入力に応答して、該コンピューティングシステムに前記ドライバ命令のセットを生成させるためのコンピュータ動画命令のセットを有するコンピュータ読み出し可能媒体とをさらに備え、該コンピュータ動画命令は、標準的な、変更されていない市販の動画ソフトウェアパッケージを備える、請求項１１に記載のマイクロ流体システム。
【請求項１４】
所定の最小の長手方向寸法を有するマイクロ流体ボディを移動させるマイクロ流体プラットフォームであって、
該マイクロ流体ボディの該所定の最小の長手方向の寸法よりも小さい寸法を有する複数の駆動電極と、
該複数の電極の少なくとも一部分の上に位置する誘電体層と、
該駆動電極に接続された複数の薄膜トランジスタであって、該誘電体層のそれぞれの部分へのそれぞれの電位を制御して、該流体ボディを、該流体ボディを１つの駆動電極の上に位置する該誘電体層の一部分から別の駆動電極の上に位置する該誘電体層の一部分に移動させる、複数の薄膜トランジスタと、
該マイクロ流体プラットフォームの使用中に、該マイクロ流体プラットフォームの内部と外部との間に流体の伝達を提供するポートと
を備える、マイクロ流体プラットフォーム。
【請求項１５】
前記電極の前記寸法は、前記マイクロ流体ボディの前記最小の長手方向の寸法のほぼ半分よりも小さい、請求項１４に記載のマイクロ流体プラットフォーム。
【請求項１６】
前記電極の前記寸法は、前記マイクロ流体ボディの前記最小の長手方向の寸法の約３分の１よりも小さい、請求項１４に記載のマイクロ流体プラットフォーム。
【請求項１７】
前記流体によってエレクトロウェッティングされる面積と等価の面積に、少なくとも３つの駆動電極が存在する、請求項１４に記載のマイクロ流体プラットフォーム。
【請求項１８】
前記マイクロ流体プラットフォームの使用中に、前記ポートを選択的に開閉するためのバルブをさらに備える、請求項１４に記載のマイクロ流体プラットフォーム。
【請求項１９】
マイクロ流体ボディを移動させるマイクロ流体プラットフォームであって、
駆動電極の２次元マトリクスアレイであって、該駆動電極は、該２次元マトリクスで寸法調整され、かつ、互いに間隔を空け、これにより、該マイクロ流体ボディによってエレクトロウェッティングされた表面に対応する面積に、少なくとも３つの電極が存在する、２次元マトリクスアレイと、
該駆動電極の２次元マトリクスアレイの少なくとも一部分の上に位置する誘電体と、
該駆動電極に接続された複数の薄膜トランジスタであって、該それぞれの駆動電極の上に位置する該誘電体のそれぞれの部分に印加される電位を制御し、該誘電体層の連続的部分間で該マイクロ流体ボディを移動させる、複数の薄膜トランジスタと、
該マイクロ流体プラットフォームの使用中に、該マイクロ流体プラットフォームの内部と外部との間に流体の伝達を提供するポートと
を備える、マイクロ流体プラットフォーム。
【請求項２０】
マイクロ流体システムであって、
複数の駆動電極を有するマイクロ流体構造と、
該マイクロ流体構造を制御するために接続されたコントローラと、
該マイクロ流体構造において少なくとも１つの流体ボディが存在する場合、該少なくとも１つの流体ボディの位置を検出する複数のフィードバックセンサ、および、該検出された位置に対応するフィードバック位置信号を提供する少なくとも１つの出力を有するフィードバックサブシステムと
を備える、マイクロ流体システム。
【請求項２１】
前記フィードバックサブシステムから前記フィードバック位置信号を受信するように接続され、かつ、該マイクロ流体構造において前記少なくとも１つの流体ボディが存在する場合、該少なくとも１つの流体ボディの前記検出された位置に対応するイメージを表示するように構成されたディスプレイをさらに備える、請求項２０に記載のマイクロ流体システム。
【請求項２２】
前記マイクロ流体構造であって、
第１のプレートと、
該第１のプレートとの間に少なくとも１つのキャビティを形成するために、該第１のプレートから間隔を空けた第２のプレートと、
該第１のプレートと該第２のプレートとの間に収容された前記駆動電極によって形成された２次元マトリクスアレイであって、該駆動電極は、別々にアドレス指定可能である、２次元マトリクスアレイと、
該駆動電極によって形成された該２次元マトリクスアレイの少なくとも一部分の上に位置する誘電体層と、
薄膜トランジスタのアレイであって、該薄膜トランジスタは、該駆動電極によって該駆動電極の上に位置する該誘電体層の一部分に印加されるそれぞれの電位を制御して前記流体ボディを移動させるために、該駆動電極のそれぞれに接続される、薄膜トランジスタのアレイと
を備える、請求項２０に記載のマイクロ流体システム。
【請求項２３】
前記フィードバックセンサは、容量を感知するスイッチである、請求項２０に記載のマイクロ流体システム。
【請求項２４】
前記フィードバックセンサは、イメージャの感光性素子である、請求項２０に記載のマイクロ流体システム。
【請求項２５】
前記フィードバックセンサは、抵抗を感知するスイッチング素子である、請求項２０に記載のマイクロ流体システム。
【請求項２６】
前記フィードバックセンサは、圧力を感知するスイッチング素子である、請求項２０に記載のマイクロ流体システム。
【請求項２７】
マイクロ流体システムであって、
複数の駆動電極を有するマイクロ流体構造と、
該マイクロ流体構造において少なくとも１つの流体ボディが存在する場合、該少なくとも１つの流体ボディの一部分を検出するための複数のフィードバックセンサ、およびフィードバック位置信号を提供するための少なくとも１つの出力を有するフィードバックサブシステムと、
駆動信号を生成し、かつ、該駆動信号を介して該マイクロ流体構造の該駆動電極を制御し、そして、該フィードバックサブシステムから該フィードバック位置信号を受信するように接続されたコントローラと
を備える、マイクロ流体システム。
【請求項２８】
前記コントローラは、前記フィードバック信号に基づいて、前記駆動信号を変更するように構成される、請求項２７に記載のマイクロ流体システム。
【請求項２９】
前記コントローラは、前記フィードバック信号に基づいて、前記駆動信号を変更するように構成され、該変更は、
前記少なくとも１つの流体ボディの前記決定された位置と、該少なくとも１つの流体ボディの所望の位置との間の差を決定するステップと、
該少なくとも１つの流体ボディの該決定された位置と、該少なくとも１つの流体ボディの所望の位置との間の該決定された差に基づいて、前記駆動電極の制御を調整するステップと
によって行われる、請求項２７に記載のマイクロ流体システム。
【請求項３０】
前記フィードバックセンサは、容量を感知するスイッチである、請求項２７に記載のマイクロ流体システム。
【請求項３１】
前記フィードバックセンサは、イメージャの感光性素子である、請求項２７に記載のマイクロ流体システム。
【請求項３２】
前記フィードバックセンサは、抵抗を感知するスイッチング素子である、請求項２７に記載のマイクロ流体システム。
【請求項３３】
前記フィードバックセンサは、圧力を感知するスイッチング素子である、請求項２７に記載のマイクロ流体システム。
【請求項３４】
少なくとも１つのキャビティと、駆動電極の２次元マトリクスアレイと、該駆動電極の２次元マトリクスアレイの少なくとも一部分の上に位置する誘電体と、該駆動電極と電気的に接続された薄膜トランジスタのアレイとを有するマイクロ流体構造を制御する方法であって、
少なくとも１つの流体を該マイクロ流体構造のキャビティに導入するステップと、
実行可能命令のセットを実行して、前記流体の所望の流路における駆動電極と該流体の該所望の流路の外側の駆動電極とを含む該駆動電極の２次元マトリクスアレイにおける駆動電極ごとに駆動信号のセットを生成するステップと、
該駆動信号のセットを該薄膜トランジスタのアレイの薄膜トランジスタに印加するステップと、
該薄膜トランジスタに印加された該駆動信号のセットに応答して、該駆動電極に電位を印加するステップと、
該駆動電極の上に位置するそれぞれの該誘電体のそれぞれの部分にそれぞれの電位を印加して、該所望の流路に沿って、少なくとも１つの流体を該少なくとも１つの駆動電極から少なくとももう１つの駆動電極に移動させるステップと
を包含する、方法。
【請求項３５】
前記駆動信号のセットを前記薄膜トランジスタのアレイの前記薄膜トランジスタに印加するステップは、前記流体の前記所望の流路と平面方向に前記誘電体の連続的部分に２つの異なった電位を印加するステップを包含する、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記誘電体の前記それぞれの部分に前記それぞれの電位を印加する前に、前記マイクロ流体の前記キャビティから前記流体を排出させる（ｅｖａｃｕａｔｅ）ステップをさらに包含する、請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
少なくとも１つのキャビティと、駆動電極のアレイと、該駆動電極に接続された薄膜トランジスタのアレイとを有するマイクロ流体構造を制御して、少なくとも１つの流体にわたって選択的に電圧を印加する方法であって、該方法は、
標準的な、変更されていない動画ソフトウェアパッケージを用いて、動画シーケンスに対応する実行可能命令のセットを生成するステップと、
該少なくとも１つの流体を該マイクロ流体構造の該キャビティに導入するステップと、
該実行可能命令のセットを実行して、駆動信号のセットを生成するステップと、
前記駆動信号を該薄膜トランジスタに印加するステップと、
該薄膜トランジスタを介して電位を該駆動電極に選択的に印加して、該駆動電極の少なくとも１つから該流体を該駆動電極のもう１つに移動させるステップと
を包含する、方法。
【請求項３８】
標準的な、変更されていない動画ソフトウェアパッケージを用いて、動画シーケンスに対応する実行可能命令のセットを生成するステップは、該標準的な、変更されていない動画ソフトウェアパッケージのグラフィカルユーザインターフェースから動画コマンドを選択するステップを包含する、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記駆動電極のアレイは、２次元マトリクスアレイであり、標準的な、変更されていない動画パッケージを用いて動画シーケンスに対応する実行可能命令のセットを生成するステップは、
該標準的な、変更されていない動画パッケージのグラフィカルユーザインターフェースから動画コマンドを手動で選択するステップと、
該駆動電極の２次元マトリクスアレイにおける該駆動電極ごとにそれぞれの駆動信号を各フレーム周期に１回、自動的に生成するステップと
を包含する、請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】
前記マイクロ流体構造の前記薄膜トランジスタに前記駆動信号を印加する前に、該駆動信号をアクティブマトリクスディスプレイに提供して、前記動画シーケンスを該アクティブマトリクスディスプレイ上に表示するステップをさらに包含する、請求項３７に記載の方法。
【請求項４１】
前記マイクロ流体構造の前記薄膜トランジスタに前記駆動信号を印加する前に、該駆動信号を変更されていない形態でアクティブマトリクスディスプレイに提供して、前記動画シーケンスを該アクティブマトリクスディスプレイ上に表示するステップをさらに包含する、請求項３７に記載の方法。
【請求項４２】
前記駆動信号をアクティブマトリクスディスプレイに提供して、前記マイクロ流体構造の前記薄膜トランジスタに該駆動信号を印加する前記ステップとほぼ同時に、前記動画シーケンスをアクティブマトリクスディスプレイ上に表示するステップをさらに包含する、請求項３７に記載の方法。
【請求項４３】
前記駆動信号を変更されていない形態でアクティブマトリクスディスプレイに提供して、前記マイクロ流体構造の前記薄膜トランジスタに該駆動信号を印加する前記ステップとほぼ同時に、前記動画シーケンスをアクティブマトリクスディスプレイ上に表示するステップをさらに包含する、請求項３７に記載の方法。
【請求項４４】
マイクロ流体構造を形成する方法であって、該方法は、
第１のプレートを提供するステップと、
第２のプレートを提供するステップと、
該第２のプレートを該第１のプレートから間隔を空けて配置し、該第１のキャビティと該第２のキャビティとの間に少なくとも１つのキャビティを生成するステップと、
駆動電極のアレイと、該第１のプレートの少なくとも一部分の上に位置する薄膜トランジスタのアレイとに、該駆動電極を制御するために電気的に接続された該薄膜トランジスタを形成するステップと、
該マイクロ流体構造の外部と該キャビティとの間にポートを提供するステップと、
を包含する、方法。
【請求項４５】
前記マイクロ流体構造の使用中に、前記ポートを通る流体の流れを制御するためのバルブを提供するステップをさらに包含する、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記駆動電極のアレイの上に位置する第１の流体のコンパティビリティコーティングを形成するステップをさらに包含する、請求項４４に記載の方法。
【請求項４７】
前記駆動電極のアレイの上に位置する第１の疎水性コーティングを形成するステップであって、該第１の疎水性コーティングは、前記キャビティの少なくとも１つの表面の少なくとも１部分を形成する、ステップと、
前記第２のプレートの上に位置する第２の疎水性コーティングを形成するステップであって、該疎水性コーティングは、該キャビティの少なくとも１つの表面の少なくとも一部分を形成する、ステップと
をさらに包含する、請求項４４に記載の方法。
【請求項４８】
駆動電極のアレイと、前記第１のプレートの少なくとも一部分の上に位置する薄膜トランジスタのアレイとに、該駆動電極を形成するように電気的に接続された該薄膜トランジスタを形成するステップであって、該ステップは、電極の２次元マトリクスアレイと、該駆動電極のそれぞれに電気的に接続された薄膜トランジスタの２次元マトリクスアレイとを形成するステップを包含する、請求項４４に記載の方法。
【請求項４９】
コンピュータに駆動電極の２次元マトリクスアレイと、該駆動電極の２次元マトリクスアレイの少なくとも一部分の上に位置する誘電体と、該駆動電極に接続された薄膜トランジスタのアレイとを有するマイクロ流体構造において流体を移動させるための命令を含むコンピュータ読み出し可能媒体であって、
該駆動電極の２次元マトリクスアレイにおける駆動電極ごとに駆動信号のセットを生成するステップであって、該電極は、少なくとも１つの流体の所望の流路内の駆動電極と、該少なくとも１つの流体の所望の流路の外側の駆動電極とを含む、ステップと、
該薄膜トランジスタのアレイの該薄膜トランジスタに駆動信号のセットを印加するステップと、
該薄膜トランジスタに印加された該駆動信号のセットに応答して、該駆動電極に電位を印加するステップと、
該駆動電極のそれぞれの上に位置する該誘電体のそれぞれの部分にそれぞれの電位を印加して、該少なくとも１つの流体を該所望の流路に沿って、少なくとも１つの駆動電極から少なくとももう１つの駆動電極に移動させるステップと
によって流体を移動させる、コンピュータ読み出し可能媒体。
【請求項５０】
コントローラと、複数の位置フィードバックセンサと、選択的にアドレス指定可能な駆動電極のアレイを備えるマイクロ流体構造とを有するマイクロ流体システム動作させる方法であって、該方法は、
駆動信号を提供して、該駆動電極の選択されたものを駆動させるステップと、
該位置フィードバックセンサから位置フィードバック信号を受取るステップであって、該位置フィードバック信号は、該駆動電極に関して、少なくとも１つの流体ボディの実際の位置を表す、ステップと、
該位置フィードバック信号に応答して、該少なくとも１つの流体ボディの実際の位置の表現をアクティブマトリクスディスプレイ上に表示するステップと
を包含する、方法。
【請求項５１】
該位置フィードバックセンサから位置フィードバック信号を受信するステップであって、該位置フィードバック信号は、前記駆動電極に関して、少なくとも１つの流体ボディの実際の位置を表す、ステップは、容量を感知するセンサのアレイから信号を受信する、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
該位置フィードバックセンサから位置フィードバック信号を受信するステップであって、該位置フィードバック信号は、前記駆動電極に関して、少なくとも１つの流体ボディの実際の位置を表す、ステップは、イメージャセンサのアレイから信号を受信する、請求項５０に記載の方法。
【請求項５３】
前記少なくとも１つの流体ボディの所望の位置の表現を前記アクティブマトリクスディスプレイ上に表示するステップをさらに包含する、請求項５０に記載の方法。
【請求項５４】
前記少なくとも１つの流体ボディの少なくとも１つの所望の流路の表現を前記アクティブマトリクスディスプレイ上に表示するステップをさらに包含する、請求項５０に記載の方法。
【請求項５５】
コントローラと、複数の位置フィードバックセンサと、選択的にアドレス指定可能な駆動電極のアレイを備えるマイクロ流体構造とを有するマイクロ流体システムを動作させる方法であって、該方法は、
駆動信号を提供して、該駆動電極の選択されたものを駆動するステップと、
該位置フィードバックセンサから位置フィードバック信号を受信するステップであって、該位置フィードバック信号は、該駆動電極に関して、少なくとも１つの流体ボディの実際の位置を表す、ステップと、
少なくとも部分的に該位置フィードバック信号に基づいて、さらなる駆動信号を提供するステップと
を包含する、方法。
【請求項５６】
少なくとも部分的に該位置フィードバック信号に基づいて、さらなる駆動信号を提供するステップは、第２の流体ボディを移動させるためにさらなる駆動信号を提供する前に、第１の流体ボディを所望の位置に移動させるためのさらなる駆動信号を提供するステップを包含する、請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
少なくとも部分的に該位置フィードバック信号に基づいて、さらなる駆動信号を提供するステップは、該位置フィードバック信号に応答して、駆動信号の次のセットを調整するステップを包含する、請求項５５に記載の方法。
【請求項５８】
少なくとも部分的に該位置フィードバック信号に基づいて、さらなる駆動信号を提供するステップは、時間に関する少なくとも２つの流体ボディのそれぞれの実際の位置およびそれぞれの所望の位置に基づいて、駆動信号の次のセットを決定するステップを包含する、請求項５５に記載の方法。
【請求項５９】
前記少なくとも１つの流体ボディの実際の位置と所望の位置との間の差を決定するステップであって、少なくとも部分的に前記位置フィードバック信号に基づいてさらなる駆動信号を提供するステップは、該決定された差を補償するステップを包含する、請求項５５に記載の方法。
【請求項６０】
少なくとも部分的に前記位置フィードバック信号に基づいてさらなる駆動信号を提供するステップは、さらなる駆動信号を第１の流路に沿って駆動電極の第１のセットに提供して、第１の流路に沿って、第１の流体ボディの移動レートを調整するステップと、さらなる駆動信号を第２の流路に沿って駆動電極の第１のセットに提供して、第２の流路に沿って、第２の流体ボディの移動レートを調整するステップと
を包含する、請求項５５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の背景）
（発明の分野）
本開示は、概して、流体の操作、例えば、化学、生化学、細胞および／または生物学アッセイを実行する流体の操作に関し、より具体的には、電解質流体、例えば、薬剤および試薬等の反応物質を操作するエレクトロウェッティングに関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連技術の説明）
現在、製薬、応用ライフサイエンス、および医学診断用のミクロな液体チップの開発を推進しているのは、（１）高価な試薬の保存、および廃棄処分問題を低減するためのサンプルボリュームの低減、および、（２）実験結果を取得するための試験所要時間の低減という２つの主要ファクタである。新しいプロセスおよびデバイス工学を通じて、時間のかかる準備手順およびプロトコルが自動化および／または省略され得る。これは、ラボオンチップ（ｌａｂ−ｏｎ−ａ−ｃｈｉｐ）システム、バイオチップ、およびμＴＡＳ（ｍｉｃｒｏ  Ｔｏｔａｌ  Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ））と関連したマイクロ流体を開発する背景にあるモチベーションであった。その結果、フォトリソグラフ、および他のボンディングおよびアセンブリ法を用いて、チャネル内に微細化されたポンプ、バルブ、スプリッタ、ミキサ、および反応器用の複数の機械的設計がもたらされた。
【０００３】
さらに、大規模なコンビナトリアル試験の実行が化学、生化学、および生物学の分野においてもますます必要とされている。あるタイプの大規模な組み合わせ試験は、マイクロアレイを採用する。各マイクロアレイは、スライドまたは「バイオチップ」に付与された数百または数千の液体のスポットからなる。各スポットは、例えば、特定のＤＮＡセグメントを含み得る。マイクロアレイは、ピンを移動して、リザーバから適切な流体を吸い取って、流体の個々のスポットをスライド上に正確に配置するロボットを用いて生成される。ハードウェアは高価であり、スライドの製造は時間を要する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（発明の簡単な要旨）
ある局面によると、アクティブマトリクス方式マイクロ流体プラットフォームは、例えば、駆動電極の２次元マトリクスアレイを用いて、諸部分を移動させることなく、薄膜トランジスタアクティブ（「ＴＦＴ」）マトリクス液晶ディスプレイ技術を用いて化学、生化学、または生物学アッセイ用の流体の小さいサンプルを操作する。
【０００５】
別の局面において、アクティブマトリクス方式マイクロ流体プラットフォームは、既成のアクティブマトリクスアドレス指定方式および／または市販の「既製の（ｏｆｆ−ｔｈｅ−ｓｈｅｌｆ）」動画ソフトウェアを用いてアッセイプロトコルをプログラムし得る。
【０００６】
さらなる局面において、フィードバックサブシステムは、マイクロ流体構造における流体の現在位置を決定し、例えば、アクティブマトリクスディスプレイ上に表示するための位置情報を提供し、および／またはマイクロ流体構造における１つ以上の流体ボディの動きを制御する。
【０００７】
アクティブマトリクスマイクロ流体プラットフォームは、薬物スクリーニングアプリケーションを実行する製薬業界用の低コストかつ効率的な方法および装置を提供し得る。アクティブマトリクスマイクロ流体プラットフォームは、さらに、コンビナトリアルケミストリーアプリケーションを実行する化学業界用の低コストおよび効率的な方法および装置をさらに提供し得る。アクティブマトリクスマイクロ流体プラットフォームは、さらに、遺伝子発現マイクロアレイリサーチを実行するバイオサイエンス業界用の低コストおよび効率的な方法および装置を提供し得る。アクティブマトリクスマイクロ流体プラットフォームは、臨床診断バイオアッセイ用、およびさらなる「ラボオンチップ（ｌａｂ−ｏｎ−ａ−ｃｈｉｐ）」の応用につながる低コストおよび効率的な方法および装置をさらに提供し得る。
（図面のいくつかのビューの簡単な説明）
図面において、同じ参照符号は、同じ素子またはステップを示す。図面における素子のサイズおよび相対位置は、必ずしも縮尺どおりに描かれない。例えば、種々の素子の形状および角度は縮尺どおりでなく、これらの素子のいくつかは、図面の明瞭性を向上させるために任意に拡大および位置付けられる。さらに、示されるように、素子の特定の形状は、特定の素子の実際の形状に関する任意の情報を伝達することを意図せず、図面において認識し易いように選択されたにすぎない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（発明の詳細な説明）
以下の記載において、本発明の種々の実施形態の細部にわたる理解を提供するために、ある特定の詳細が述べられる。しかしながら、当業者は、本発明がこれらの詳細なしに実用化され得ることを理解する。他の例において、アクティブマチロクスディスプレイにおいて用いられるようなマトリクスアレイ、薄膜トランジスタ、電圧源、マイクロプロセッサおよび／またはコンピューティングシステム等のコントローラ、フォトリソグラフィ、微細加工および動画ソフトウェアと関連した周知の構造は、本発明の実施形態の記載を不必要に不明瞭にすることを回避するために、詳細には説明および記載されない。
【０００９】
文脈が特に必要としない限り、以下の明細書および上記の請求項全体にわたって、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という単語、および、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」といった変形は、一般的な、包含的意味、すなわち、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）と」解釈される「が、これに限定されない」と解釈される。
【００１０】
本明細書中に提供される表題は、便宜的にすぎず、請求の範囲に記載されている発明の意味の範囲を解釈させるものではない。
【００１１】
図１は、マイクロ流体構造１２を含むマイクロ流体プラットフォーム１１、およびマイクロ流体構造１２を制御するために接続されたコンピューティングシステム１４等のコントローラを有するマイクロ流体システム１０を示す。マイクロ流体構造１２は、マイクロ流体構造１２の外部１８と内部２０との間に流体の伝達を提供するために、少なくとも１つのポート１６ａを備える。ポート１６ａは、マイクロ流体構造１２の製造後および使用中にマイクロ流体構造１２の内部２０への１つ以上の流体２２ａ、２２ｂの付加および／または除去を可能にする。いくつかの実施形態において、マイクロ流体構造１２は、別々の流入ポート１６ａおよび流出ポート１６ｂを備える。マイクロ流体構造１２は、さらに、それぞれのポート１６ａ、１６ｂを通る流体の流れを制御するために、１つ以上のバルブ２４ａおよび２４ｂをさらに備え得る。
【００１２】
マイクロ流体構造１２は、駆動電極２６のアレイを備える。図１に示されるある実施形態において、駆動電極２６のアレイは、２次元マトリクスアレイの形態をとる。駆動電極２６の２次元マトリクスは、流路を決定する専用のハードウェアなしに、流体が、エレクトリウェッテイングを介して、マイクロ流体構造１２上の任意の方向に移動することを可能にする。これは、流路を決定するハードウェアなしに、マイクロ流体構造１２を介して使用の柔軟性を著しく向上させ、かつ、製造コストがあまりかからない。なぜなら、これは、アクティブマトリクスディスプレイ加工および制御の分野からの高度に発達した技術を使用することが可能だからである。別の実施形態において、駆動電極２６のアレイは、流路を規定する特定のハードウェアを記載し、これにより、流体２２ａ、２２ｂは、所定の流路に沿ってのみ移動し得る。上述のように、流路を規定するハードウェアを用いるマイクロ流体構造１２は、駆動電極２６の２次元マトリクスアレイを用いる場合のようには有利になり得ないが、サンプル純度を維持すること、および／またはサンプル蒸発を回避する等、他の有利な点を達成し得る。
【００１３】
マイクロ流体構造１２は、駆動電極２６を駆動するために、ロウ駆動回路２８およびカラム駆動回路３０をさらに備え得る。図１に示される実施形態において、ロウおよびカラム駆動回路２８、３０は、マイクロ流体構造１２の一部分として「オンチップ」で形成されるが、代替的実施形態において、ロウおよびカラム駆動回路２８、３０は、例えば、コンピューティングシステム１４または個別の駆動コントローラ（図示せず）等のオフチップコントローラの一部分として、チップから離して配置される。
【００１４】
いくつかの実施形態において、マイクロ流体構造１２は、さらに、駆動電極２６のアレイから垂直方向に間隔を空けた、１つ以上のグランド電極３２をさらに備え得る。グランド電極３２は、流体２２ａ、２２ｂのボディにグランド電極を提供する。
【００１５】
マイクロ流体構造１２は、情報の視覚的表示と関連する高度に発達した技術、特に、フラットパネルディスプレイ市場を席巻するようになった薄膜トランジスタ（「ＴＦＴ」）アクティブマトリクス液晶ディスプレイ（「ＬＣＤ」）を利用し得る。例えば、既存の電極（すなわち、画素）アドレス指定方式、フレームタイム、フレーム周期、表示形式（例えば、ＳＸＧＡ、ＵＸＧＡ、ＱＳＸＧＡ、．．．ＮＴＳＣ、ＰＡＬ、およびＳＥＣＡＭ）、電極間隔およびサイズ、透明な酸化錫インジウム（「ＩＴＯ」）のグランド電極３２としての使用、印加された電位の大きさおよび交互する符号、層の電極と配向との間のギャップ幅は、すべて、マイクロ流体構造１２に適切である。従って、本発明は、エレクトロウェッティング小滴制御物理学を介して、流体小滴の動きを制御するために、製造技術を含む既存のアクティブマトリクスＬＣＤ技術、および、市販のビデオ生成または編集ソフトウェアを含む動画ソフトウェアを利用して、マイクロ流体プラットフォーム１０を開発し得る。
【００１６】
駆動電極２６のアレイおよび／またはグランド電極３２のアレイは、流体２２ａ、２２ｂのサンプルまたはボディを操作し、化学、生化学、または細胞／生物学的アッセイを実行するように駆動される。流体２２ａ、２２ｂは、ピコリットルからマイクロリットルのサイズの範囲の電解液滴または小滴の形態であり得る。流体量は、アレイ２６上の任意の位置に分割、組み合わせ、かつ配向され得る。流体ボディ２２ａ、２２ｂの動きは、エレクトロウェッティングによって開始および制御される。この現象は、液滴または小滴等の流体２２ａ、２２ｂのボディと、薄い固体の誘電体層（図３〜図７に示される）によって流体２２ａ、２２ｂのボディから電気的に絶縁される駆動電極２６との間の電位が印加された結果である。これは、流体２２ａ、２２ｂと、誘電体層の表面との間の接触角を局所的に変更し、その結果、流体ボディ２２ａ、２２ｂの一方の側に優先的に付与され（ｐｒｅｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）、流体ボディ２２ａ、２２ｂの不均衡な力を表面に提供する。不均衡な値により、流体ボディ２２ａ、２２ｂを動かす。
【００１７】
流体２２ａ、２２ｂのボディを任意に操作するためにエレクトロウェッティングを利用する電極２６、３２および薄膜技術の使用は、場合によっては画期的である。マイクロ流体構造１２は、可動部分を必要としないが、小さい規模、すなわち毛細管力で存在する最も支配的な力を利用する。液体の連続ボリュームを利用するように設計されたマイクロ流体デバイスは、マイクロチャネルにおける（例えば、シリンジポンプまたは他の容積形ポンプの使用）バブルの存在によって妨害され得る。逆に、界面張力の使用は、散在した流体サンプルが送達、混合、反応、および検出される典型的なアッセイ要件と一致する。
【００１８】
図２は、マイクロ流体システム１０のある例示的実施形態の詳細な図である。
【００１９】
コンピューティングシステム１４は、プロセッサ３４、システムメモリ３６、種々のサブシステムと接続する矢印３８によって表されるシステムバスアーキテクチャを備える。システムメモリ３６は、読み出し専用メモリ（「ＲＯＭ」）４０、および／またはランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）４２、または、プロセッサ３６によって実行するために命令およびデータを一時的に格納する他のダイナミック記憶装置を備え得る。
【００２０】
コンピューティングシステム１４は、通常、コンピュータ読み出し可能媒体から読み出し、および／これに書き込むために、１つ以上のコンピュータ読み出し可能媒体ドライブを備える。例えば、ハードディスク４６を読み出すためのハードディスクドライブ４４、ＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ５０等の光ディスクを読み出すための光ディスクドライブおよび／またはフロッピー（登録商標）ディスク５４等の磁気ディスクを読み出すための磁気ディスクドライブ５２である。
【００２１】
コンピューティングシステム１４は、アクティブマトリクス５６、キーボード５８およびマウス６０等の複数のユーザインターフェースデバイスを備える。ディスプレイアダプタまたはビデオインターフェース６２は、アクティブマトリクスディスプレイ５６をシステムバス３８に接続し得る。インターフェース６４は、キーボード５８およびマウスをシステムバス３８に接続し得る。マウス６０は、アクティブマトリクスディスプレイ５６のスクリーン上に表示されたグラフィカルユーザインターフェース（「ＧＵＩ」）相互通信するための１つ以上のユーザ選択可能ボタンを有し得る。コンピューティングシステム１４は、サウンドカード（図示せず）およびスピーカ（図示せず）等のさらなるユーザインターフェースデバイスを備え得る。
【００２２】
コンピューティングシステム１４は、１つ以上の通信インターフェースをさらに備え得る。例えば、エクストラネット、イントラネット、またはインターネット等のローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ」）７０および／またはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）７２を介して、あるいは、任意の他の通信チャネルを介して双方向通信を提供するためのモデム６６および／またはネットワーク６８である。
【００２３】
コンピューティングシステム１４は、マイクロコンピュータまたはパーソナルコンピュータ、ミニコンピュータ、ワークステーション、またはパームトップまたはハンドヘルドコンピューティングアプライアンス等の種々の形態のいずれかをとり得る。プロセッサ３４は、例えば、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）ＩＩ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）ＩＩＩ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）ＩＶ、ＡＭＤ  Ａｔｈｌｏｎ、Ｐｏｗｅｒ  ＰＣ６０３またはＰｏｗｅｒ  ＰＣ６０４プロセッサ等の任意の適切なマイクロプロセッサの形態をとり得る。コンピューティングシステム１４は、本発明による使用のために適切である複数のコンピューティングシステムを示す。コンピューティングシステムの他の適切な構成は、当業者に容易に明らかになり得る。他の構成は、特定のアプリケーションのために適切である、より多くのサブシステム、またはより少ないサブシステムを備え得る。例えば、適切なコンピューティングシステム１４は、複数のプロセッサ３４（すなわち、マルチプロセッサシステム）および／またはキャッシュメモリを備え得る。矢印３８は、サブシステムをリンクするために利用される任意の相互接続スキーマを示す。他の適切な相互接続スキーマは、当業者に容易に明らかになる。例えば、ローカルバスは、プロセッサ３４をシステムメモリ３６およびディスプレイアダプタ６２に接続するために利用され得る。
【００２４】
コンピューティングシステム１４のシステムメモリ３６は、示された実施形態を実現するために、プロセッサ３４によって実行するための命令およびデータを含む。例えば、システムメモリ３６は、コンピューティングシステム１４を動作させる命令およびデータを提供するオペレーティングシステム（「ＯＳ」）７４を備える。ＯＳ７４は、Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ州、ＲｅｄｍｏｎｄのＭｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから販売されるＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）９５、ＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）９８、ＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）ＮＴ４．０および／またはＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）２０００等の従来のオペレーティングシステムの形態をとり得る。ＯＳ７４は、当該分野で慣例的な、コンピューティングシステム１４の種々のサブシステムおよび周辺機器とインターフェースするためのアプリケーションプログラミングインターフェース（「ＡＰＩ」）（図示せず）を備え得る。例えば、ＯＳ７４は、アクティブマトリクスディスプレイ５６、キーボード５８、ウィンドウイング、サウンドおよび通信サブシステムとインターフェースするためにＡＰＩ（図示せず）を備え得る。
【００２５】
コンピューティングシステム１４のシステムメモリ３６は、ＬＡＮ７０、ＷＡＮまたはインターネット７２等の、ネットワーク上のワイヤドおよび／またはワイヤレス通信用のさらなる通信またはネットワークソフトウェア（図示せず）をさらに備え得る。例えば、コンピューティングシステム１４は、標準的プロトコル（例えば、Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＴＣＰ／ＩＰ）、Ｕｓｅｒ  Ｄａｔａｇｒａｍ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＵＤＰ））を用いる、インターネット７２のＷｏｒｌｄ  Ｗｉｄｅ  Ｗｅｂ部分を横断して通信するために、Ｗｅｂクライアントまたはブラウザ７６を備え得る。Ａｍｅｒｉｃａ  Ｏｎｌｉｎｅから販売されるＮＥＴＳＣＡＰＥ  ＮＡＶＩＧＡＴＯＲ、およびＷａｓｈｉｎｇｔｏｎ州、ＲｅｄｍｏｎｄのＭｉｃｒｏｓｏｆｔから販売されるＩＮＴＥＲＮＥＴＥＸＰＬＯＲＥＲ等の複数のＷｅｂブラウザが市販されている。
【００２６】
後述されるように、マイクロ流体プラットフォームの動作、および、そこから情報を提供するために、コンピューティングシステム１４のシステムメモリ３６は、さらに、アプリケーションプログラム７８、他のプログラム、およびモジュール８０およびプログラムデータ８２の形態で命令および／またはデータを含み得る。命令は、例えば、ＲＯＭ４０内のシステムメモリにプリロードされ得るか、または、媒体ドライブ４４、４８、５２の１つを介して他のコンピュータ読み出し可能媒体４６、５０、５４からプリロードされ得る。
【００２７】
さらに示されるように、マイクロ流体プラットフォーム１０は、コンピューティングシステム１４と、フィードバックサブシステム８６、ロウドライバ２８およびカラムドライバ３０等のマイクロ流体プラットフォームの種々のサブシステムとの間に通信を提供するためのインターフェース８４を備える。マイクロ流体プラットフォームは、さらに、コンピューティングシステム１４により、ロウおよびカラムドライバ２８、３０に供給される駆動命令に従って、駆動電極２６および／またはグランド電極３２に電位を提供するために１つ以上の電圧源８８を備える。マイクロ流体構造１２の部分として示されるが、いくつかの実施形態において、電圧源８８は、別個のコンポーネントであり、マイクロ流体プラットフォーム１０に、および／またはマイクロ流体構造１２に電気的に接続され得る。
【００２８】
図３は、単一のアドレス指定可能素子（すなわち、画素）に対応するマイクロ流体構造１２の一部分の断面を示す。
【００２９】
マイクロ流体構造１２は、第１および第２の基板１０２、１０４であって、内部またはキャビティ１０６を間に形成するために間隔を空けて離れる第１および第２の基板１０２、１０４と、その外側に外部１０８とを備える。基板１０２、１０４は、ガラスプレートの形態をとり得、かつ、ナトリウム遮断膜１１０ａ〜１１０ｄをそれぞれのき番プレートの対向面上に備え得る。ナトリウム遮断膜は、例えば、Ｓｉｅｒｒａ  Ｔｈｅｒｍ５５００シリーズＡＰＣＶＤシステムを用いて、焼結を介してか、または、常圧化学気層成長（「ＡＰＣＶＤ」）を介して基板に付与され得る。
【００３０】
ナトリウムバリア１１０ｂを第１の基板１０２の内面上に重ねてゲート絶縁体１１２が形成され得る。駆動電極２６のアレイは、ゲート絶縁体層１１２上に形成される。駆動電極２６は、透明であり得、例えば、透明なＩＴＯで形成されている。トランジスタ１１４のアレイ（図３には１つのみが示される）が、さらに、ゲート絶縁体層１１２上に形成され得る。トランジスタ１１４は、駆動電極２６を制御するために、これらのいくつかに電気的に接続される。トランジスタ１１４は、周知の薄膜加工プロセスを介して形成される薄膜トランジスタであり得る。誘電体層１１６は、駆動電極２６およびトランジスタ１１４を介して形成されて、駆動電極２６と、流体２２ａ、２２ｂのボディとの間に適切な誘電キャパシタンスを提供する。誘電体層１１６は、適正なキャパシタンスを提供するために十分な薄さであるが、短絡を引き起こし得るピンホールはまだ有するべきでない。
【００３１】
１つ以上のグランド電極３２が、例えば、ナトリウム遮蔽膜１１０ｄ上に形成される第２のガラス基板１０４を第２の基板１０４の内面上に重ね得る。グランド電極３２は、透明であり、例えば、透明のＩＴＯで形成され得る。これは、マイクロ流体の動作を視覚的に検査することを可能にし、これは、後述されるように、フィードバックサブシステム８６の少なくとも１つの実施形態で有利に用いられ得る。
【００３２】
マイクロ流体構造１２は、キャビティ１０６の少なくとも一部分を形成する、少なくとも１つの流体のコンパティビリティ層１１８を備え得る。流体のコンパティビリティ層１１８は、流体のコンパティビリティ材料、すなわち、流体または当該のアッセイのために適切な物理化学的特性を有する材料で形成される。例えば、選択された流体のコンパティビリティ材料は、化学溶液が流体のコンパティビリティ層１１８と反応することを防止するために適切な疎水性を有する。この観点から、ＬＣＤシステムにおいて用いられるポリイミドコーティングの使用が当該のアッセイのために有用である見込みはない。テフロン（登録商標）または他の疎水性コーティングは、おそらく、必要とされる。流体のコンパティビリティ材料は、１つ以上の、例えば、流体のコンパティビリティ層１１８ａが誘電体層１１６によって駆動電極２６から間隔が空けられるといったように、介在する層によって電極２６、３２から間隔が空けられ得る。あるいは、電極２６、３２は、流体のコンパティビリティ層１１８ｂが図３におけるグランド電極３２を直接コーティングするといったように、流体のコンパティビリティ材料で直接コーティングされ得る。さらなる代替例では、マイクロ流体構造１２は、流体のコンパティビリティ層１１８ａを省略し得、ここで、誘電体層１１６は、疎水性など、適切な流体のコンパティビリティ特性を有する。
【００３３】
ＬＣＤディスプレイの製造において、ＴＦＴ／電極プレートおよびＩＴＯ／カラーフィルタプレートは、スペーサとエポキシ接合される。液晶材料でギャップを充填するために真空が用いられ、エポキシプラグは、周囲から液晶材料をシールする。上述のように、マイクロ流体構造１２は、ボンディングステップの間、基板のエッジにて挿入され得る
複数の流体インレットおよびアウトレットポート１６ａ、１６ｂそれぞれを備える（図１）。複数のポート設計が用いられ得、かつ、製造プロセスが完了した後、例えば、エンドユーザによって用いられる前または間にポート１６ａ、１６ｂを通って流体２２ａ、２２ｂの流れを制御する隔壁、毛細管、または、他のバルブ等の、別個、または一体化されて形成されたバルブ２４ａ、２４ｂを備え得る。マイクロ流体構造１２は、さらに、例えば、空気またはその他の不混和性流体等の不混和性流体１２１を含み得る。マイクロ流体構造１２は、さらに、湿度制御を取り入れ得る。なぜなら、飽和に近い状態が用いられない場合、流体のボディ（すなわち、小滴）２２ａ、２２ｂは急速に蒸発するからである。あるいは、または、さらに、湿度を慎重に制御するのではなく、蒸発を防止するために、空気の代わりに別の流体１２１が用いられ得る。
【００３４】
従って、マイクロ流体構造１２を達成するためのＬＣＤ設計への原理的変更は、（１）通常、ディスプレイに存在する液晶材料の省略、（２）ディスプレイのために用いられるポリイミド配向層の代わりに、誘電キャパシタンス、化学的防護、および疎水性を当該のサンプルに提供するための適切な層の配置、（３）他のカラーフィルタまたは偏光膜を必要としない、透明なＩＴＯ電極のすぐ上への保護オーバーコートの配置、および／または（４）空気または他の不混和性流体によって包囲される流体２２ａ、２２ｂの個々のボディの、液晶材料が通常ディスプレイに存在する領域への配置または除去を可能にする１つ以上のポートおよび／または値を包含する。
【００３５】
図４は、マイクロ流体構造１２の第１の代替的実施形態を示し、ここで、トランジスタは、駆動電極２６の平面内に形成され、誘電体層１１６は、図３に示される誘電体層１１６よりも薄い。従って、図３の実施形態は、トランジスタから間隔を空けた駆動電極２６におけるよりも、トランジスタ１１４における異なったエレクトロウェッティング力を有し、図４の実施形態は、より均一なエレクトリウェッテイング力が可能になる。より薄い誘電層１１６は、接触角度のより大きい変化を提供し、流体２２ａ、２２ｂのボディのより容易な移動を可能にする。他の置換が可能である一方で、実質的にフラットな表面１１８ａを維持して、不利に衝撃的な流体移動を回避することが望ましい。
【００３６】
図５は、グランド電極３２、ならびに、第２のプレート１０４および関連したナトリウム遮断膜１１０ｃ、１１０ｄを省略したマイクロ流体構造１２の、第２の代替的実施形態を示す。第２のプレート１０４、グランド電極３２、および関連した遮断膜１１０ｃ、１１０ｄの省略は、マイクロ流体構造１２が既存のロボティック、インクジェットプリンタ、およびＤＮＡマイクロアレイ印刷技術と一緒になることを可能にする。図５の実施形態において、急速な蒸発を回避することへの特別の注意が必要とされ得る。流体２２ａ、２２ｂのボディは、基板１０２によって支持されるグランド線「グランド線」とのコンタクトを介してグランド接続され得るか、または、流体２２ａ、２２ｂのボディの電位が、浮動することが可能になり得る。このような場合、駆動電圧の極性が交互になる誘電体１１６を通る任意の漏れがグランドに対して平均化される。
【００３７】
図６および図７は、マイクロ流体構造１２における駆動電極２６およびＴＦＴトランジスタ１１４、ならびに、トランジスタ１１４のそれぞれのゲートおよびソース（図６および図７に示されない）に接続された複数のゲート線１１９ａおよびソース線１１９ｂ（すなわち、ロウおよびカラム線）の配置を示す。流体のコンパティビリティ層１１８ａは、図示を明瞭にするために、図５および図６から省略されている。図７は、さらに、基板１０２、１０４それぞれの上に位置する流体のコンパティビリティ層１１８ａと１１８ｂとの間のキャビティにおいて受取られた流体ボディ２２のジオメトリをさらに示す。流体ボディ２２ａ、２２ｂは、駆動電極２６のそれぞれの上に位置する誘電体層１１６の異なった部分に印加されるそれぞれの電位を変更することによって流路に沿って移動され得る。
【００３８】
図８Ａ〜図８Ｅは、図３〜図５のマイクロ流体構造１２を製作する例示的方法を順番に示す。簡潔にするために、種々の層を形成するための複数の介在する堆積、マスキング、およびエッチングステップは示されないが、シリコンチップの製作、特に、ＴＦＴの製作の分野における当業者には容易に明らかになる。
【００３９】
特に、図８Ａは、トランジスタ１１４のゲートを形成するための堆積、マスキング、およびエッチングの後のガラス基板１０２上のゲート金属層１２０を示す。ナトリウム遮断層１１０ｂは、明瞭にするために図から省略される。図８Ｂは、ゲート絶縁層１１２、および多結晶シリコン層１２２、および正のドーピングされた多結晶シリコン層１２４の堆積を示す。図８Ｃは、トランジスタ１１４のソース１２６ａおよびドレイン１２６ｂ、ならびにソース／ドレイン金属層１２２にエッチングされたトレンチ１２８、ならびにゲート１３０を形成するためにゲート金属層１２０上でドーピングされた多結晶シリコン層１２４の堆積を示す。図８Ｄは、通常、少なくとも、堆積、マスキング、およびエッチングステップを包含する駆動電極２６の形成を示す。図８Ｅは、駆動電極アレイ２６の上に位置する誘電体層１１６、とトランジスタアレイ１１４と、誘電体層１１６の上に位置する流体のコンパティビリティ層１１８ａとの形成を示す。
【００４０】
図９は、例えば、ＣＣＤセンサアレイまたはカメラ１３２の形態のビジュアルフィードバックセンサを用いるフィードバックサブシステム８６の第１の実施形態を示す。ビジュアルフィードバックセンサは、電荷接続デバイス（「ＣＣＤ」）、Ｖｉｄｉｃｏｎ、Ｐｌｕｍｂｉｃｏｎ等の感光性センサの１次元または２次元アレイ等、ならびに、静止画像またはビデオ画像データをキャプチャするように構成されている感光性センサの１次元または２次元アレイを含むが、これらに限定されない、感光性デバイスの変形のいずれかをとり得る。
【００４１】
ＣＣＤセンサアレイまたはカメラ１３２は、透明な電極３２を通ってビジュアルキャプチャイメージに配向される。イメージデータ１３４は、解析および／または表示のためにコンピューティングシステム１４に供給される。イメージデータは、さらに処理されることなく、アクティブマトリクスディスプレイ５６上に表示するための適切な形態であり得る。従って、流体２２ａ、２２ｂのボディの現在の動きのライブ、または遅延された表示が提供され得る。適切ないメージ処理ソフトウェア（例えば、アプリケーションプログラム７８）は、コンピューティングシステム１４のシステムメモリ３６にロードされ、画像データ（例えば、プログラムデータ８６）を処理し、かつ、一連の時間間隔でマイクロ流体構造１２における流体２２ａ、２２ｂの各ボディの位置を識別し得る。位置情報は、流体２２ａ、２２ｂのボディの動画化された表示を提供し、および／または、より詳細に後述されるように、マイクロ流体構造１２の駆動電極２６を駆動信号１３６を介して制御するために処理され得る。
【００４２】
図１０は、位置検出センサ１３８と、ロウおよびカラム検出回路１４０、１４２とのセットをそれぞれ用いるフィードバックシステム８６の第２の実施形態を示す。位置検出センサ１３８は、圧力感知、抵抗率感知、または容量を感知し得る。
【００４３】
流体２２ａ、２２ｂ（例えば、液滴または小滴）のボディの位置を検出するある方法は、隣接し合うセンサ電極間の抵抗を測定するステップを包含する。センサ電極が流体ボディ２２ａ、２２ｂと電気的に接触している場合、流体２２ａ、２２ｂのボディが両方のセンサ電極と接触しているならば、１つのセンサ電極への電圧パルスの印加が隣接するセンサ電極によって検出され得る。流体２２ａ、２２ｂのボディが両方のセンサ電極と接触していない場合、電極Ｉ間の空気／不混和性流体の抵抗は、パルスが検出され得るには過剰に大きい。
【００４４】
フィードバックサブシステム８６は、センサ電極１４０のロウを活性化し、その後、センサ電極１４２の１つのカラムの電位を一度にパルシングすることによってセンサ電極のＴＦＴアレイを用い得る。すべてのロウおよびカラムにわたってラスター走査することによって、流体２２ａ、２２ｂのボディの現在位置を視覚的に示し、および／または、駆動電極２６を制御するためにフィードバック信号を提供して、流体２２ａ、２２ｂのボディの動きを調節するために、流体２２ａ、２２ｂのボディを表すデータがアクティブマトリクスディスプレイ５６に提供され得る。より一般的には、任意のセンサシステムについて、ロウおよびカラム検出回路１４０、１４２は、位置検出センサ１３８から電気信号を受取り、かつ、位置情報１４４をコンピューティングシステム１４に提供して、マイクロ流体構造１２における流体２２ａ、２２ｂの１つ以上のボディの位置を識別する。適切なロウおよびカラム検出回路１４０、１４２は、Ｅｄｗａｒｄｓによる、米国特許第５，１９４，８６２号（１９９３年３月１６日発行）に開示される。適切な処理ソフトウェア（例えば、アプリケーションプログラム７８）は、流体２２ａ、２２ｂのボディの動画化されたディスプレイを提供し、および／または、より詳細に後述されるように、駆動信号１３６を介してコンピューティングシステム１４のシステムメモリ３６にロードされ得る。
【００４５】
オープンプラットフォームとして、マイクロ流体システム１０は、ソフトウェアの使用を通じてプロトコルの再構成が各電極２６、３２の電位を規定し、これにより、流体２２ａ、２２ｂの個々のボディの動きを制御することを可能にする。特定のアッセイのプロトコルは、例えば、「動画」を生成するためのビデオ編集ソフトウェア等の市販の既製のソフトウェアを用いて、小滴エッジに隣接する電極２６、３０を連続的に充電し、これにより動きが起こるように制御され得る。少なくとも２つの駆動電極２６の上に位置する誘電体層１１６の特定の部分の被覆を可能にする長手方向の寸法（すなわち、液体／固体インターフェースの平面における寸法）を有する流体ボディ２２ａ、２２ｂは、（１）フラットパネルディスプレイにすでに存在する電極電位に対する８ビット制御で電極をアドレス指定するステップと、（２）１つのディスプレイ画素の赤色、緑色、および青色と関連した３つのディスプレイカラムを制御して、ディスプレイ電極をアドレス指定し、これにより、マイクロ流体制御は、ディスプレイピクセル密度が３というファクタの増加で提供され得る。（例えば、ＳＸＧＡフォーマットの場合、１２８０×１０２４×３）
マイクロ流体構造１２は、ＴＦＴ  ＡＭＬＣＤ技術および／または電極アドレス指定を用い得、従って、市販の動画ソフトウェア（例えば、アプリケーションプログラム７８）を用い得る。１つまたは２つの駆動電極２６よりも大きい直径の液滴を制御するために複数のドライブ電極２６のアレイを使用することは、これまで方向されていないが、マイクロ流体構造１２は、例えば、大きい液滴を２つ以上のより小さい液滴に入れる等、より大きい液滴を操作するために、複数の駆動電極２６を利用し得る。特に、流体ボディ２２ａ、２２ｂによって覆われる領域（すなわち、エレクトロウェッティングされた領域）に対する少なくとも２つの駆動電極の比率は、流体ボディ２２ａ、２２ｂを２つの流体ボディに分解することを可能にする。流体ボディ２２ａ、２２ｂによって覆われる領域に対する少なくとも３つの駆動電極２６の比率は、流体ボディ２２ａ、２２ｂの特に有効な微粒子制御を可能にする。
【００４６】
市販の動画ソフトウェアがプロトコルを生成するために用いられ得る一方で、これは、いくつかの場合に、ロバストな小滴制御を保証するため、特に、表面張力が小滴エッジの周囲でわずかに変化するいくつかの小滴分解プロセスのためにトライアルおよびエラープログラムを必要とする。上述のように、小滴の位置を検出するため、および、閉ループフィードバック制御を介してロバストな小滴制御を保証するために、フィードバックサブシステム８６が組み込まれ得る。これは、可変の物理特性を有するサンプルを有するユーザにとって有益であることを明らかにする。なぜなら、単一の制御アルゴリズムは、すべてのサンプルに適するというわけではないからである。閉ループフィードバック（すなわち、リアルタイムコントロール）内で動画を生成して、小滴の位置を検証および方向付けるようにカスタマイズされたソフトウェアは、システムが広く受け入れられているので、マイクロ流体システム１０プラットフォームの主要な特徴であることが明らかになり得る。
【００４７】
図１１は、マイクロ流体システム１２を動作させる方法２００を示す。ステップ２０２において、エンドユーザは、動画ソフトウェアプログラムまたはパッケージのユーザインターフェースを用いて、実行可能な動画を生成する。いくつかの実施形態において、動画ソフトウェアは、標準的な、変更されていない市販の、アクティブマトリクスディスプレイ上で表示するための動画またはビデオを生成するために適切な動画ソフトウェアであり得る。動画ソフトウェアは、任意のコンピュータ読み出し可能媒体４６、５０、５４（図２）に格納され得、かつ、コンピューティングシステム１４（図１）上か、または、その他のコンピューティングシステム（図示せず）上で実行され得る。
【００４８】
動作２０４において、コンピューティングシステム１４は、動画ファイルを実行する。これに応答して、コンピュータシステム１４は、動作２０６において、ロウおよびカラムドライバ２８、３０（図１）によってトランジスタ１１４（図３）に駆動信号を提供する。動作２０８において、トランジスタ１１４は、１つ以上の電圧源８８に駆動電極２６を選択的に接続する。これに応答して、動作２１０において、それぞれの電位が、誘電体層１１６のそれぞれの部分に連続的に印加され、流体ボディ２２ａ、２２ｂを駆動電極２６から駆動電極２６に移動させる。
【００４９】
図１２は、マイクロ流体システム１２を動作させるさらなる方法２３０を示す。動作２３２において、位置フィードバックセンサは、流体２２ａ、２２ｂの１つ以上のボディの実際の位置を感知する。動作２３４において、位置フィードバックセンサは、位置フィードバック信号を生成する。動作２３６において、コンピューティングシステム１４は、位置フィードバック信号を受信する。動作２３８において、コンピューティングシステム１４の処理ユニット３４は、位置フィードバック信号をアクティブマトリクスディスプレイ５６に提供する。いくつかの実施形態において、例えば、位置検出センサ１３８のアクティブマトリクスによって位置フィードバック信号が提供される場合に、位置フィードバック信号がアクティブマトリクスディスプレイ５６を駆動するための変更または事前処理を必要としない。他の実施形態において、位置フィードバック信号は、例えば、フィードバック信号がカメラ１３２等のイメージセンサのアレイによって提供される場合に事前処理を必要とし得る。動作２４０は、動作２４２と一緒に実行され、実際および所望の位置および／または流路を同時に表示し得る。
【００５０】
動作２４０において、アクティブマトリクスディスプレイ５６は、１つ以上の流体ボディ２２ａ、２２ｂの実際の位置および／または流路を表示する。動作２４２において、コンピューティングシステム１４の処理ユニット３４は、実行可能動画ファイルを用いて、アクティブマトリクスディスプレイ５６を駆動して、１つ以上の流体のボディ２２ａ、２２ｂの所望の位置および／または所望の流路を表示する。いくつかの実施形態において、実行可能動画ファイルは、例えば、実行可能動画ファイルが標準的動画ソフトウェアで生成された場合に、アクティブマトリクスディスプレイ５６を駆動するための変更および事前処理を必要としない。
【００５１】
図１３は、マイクロ流体システム１２を動作させるさらなる方法２５０を示す。特に、マイクロ流体システム１０は、位置フィードバックに基づいて、マイクロ流体システム１０の動作を調整するために、位置フィードバックサブシステム８６を用いる。例えば、動作２５２において、コンピューティングシステム１４は、実際の位置と所望の位置との間の差を決定する。動作２５４において、コンピューティングシステム１４は、決定された差に基づいて、駆動信号の次のセットを調整する。例えば、コンピューティングシステム１４は、いくつかの信号を遅延するか、または、１つ以上の流路に沿う電極２６、３２の動作の周波数を変更し得る。動作２５６において、コンピューティングシステム１４は、調整された駆動信号の次のセットをトランジスタ１１４に提供して、駆動電極２６を駆動し、予め決定された流路からの流体２２ａ、２２ｂの１つ以上のボディの動きを調整する。従って、コンピューティングシステム１４は、マイクロ流体構造１２の物理的構造の不均一性（ｉｎｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｉｅｓ）（例えば、駆動電極２６、トランジスタ１１４および／または流体コンパティビリティ層１１８にわたる差）、ならびに／あるいは、流体ボディ２２ａ、２２ｂの異なった特性、ならびに／あるいは、任意の他の予想外か、または動作パラメータを推定することが困難な特性を補償し得る。
【００５２】
図１４は、マイクロ流体システム１２を動作させるさらなる方法２６０を示す。動作２６２において、コンピューティングシステム１４は、受信された位置フィードバック信号を実行可能な動画ファイルに変換する。動作２６４において、処理ユニット３４は、変換された実行可能動画ファイルにより、アクティブマトリクスディスプレイ５６を駆動して、流体２２ａ、２２ｂの１つ以上のボディの現在の流路の動画を表示する。
【００５３】
当業者に明らかであるように、上述の方法は、相互に使用され得、かつ、他のステップが変更され得る。例えば、方法２６０は、方法２３０の動作２４０において表示されるべき実際の流路の動画を生成し得る。さらに、例えば、方法２５０は、方法２６０と組み合わされて、駆動信号の調整された次のセットをトランジスタ１１４に提供する前に、調整された位置および／または流路を表示し得る。上述の方法は、いくつかのステップを省略し得、他のステップを追加し得、かつ、示されたものとは異なった順序でステップを実行して本発明の利点を達し得る。
【００５４】
図１５は、上述の方法による、マイクロ流体構造１２における流体２２ａ、２２ｂの２つのボディそれぞれについての所望の流路２７２、２７４、実際の流路２７６、２７８、所望の位置Ｄ１、Ｄ２、および実際の位置Ａ１、Ａ２のセットの実際のマトリクスディスプレイ５６（図１および図２）のスクリーン上の表示２７０を示す。特に、流体２２ａのボディは、第１のポート１６ａを介して入り、所望の流路２７２に沿って出口ポート１６ｂに方向付けられる。実際の流路２７６によって示されるように、流体２２ａのボディは、種々の理由のいずれかにより、所望の流路２７２から外れており、所与の時間に所望の位置Ｄ１にではなく、実際の位置Ａ１にある。第２の流体ボディ２２ｂは、第１の流体ボディ２２ａとポイント２８０で組み合わされるように、ポート１６ｃを介して入り、所望の流路２７４に沿って方向付けられる。実際の流路２７８によって示されるように、第２の流体ボディ２２ｂは、方向付けられるように所望の流路２７４に従い、実際の位置Ａ２は、所望の位置Ｄ２に対応する。コンピューティングシステム１４は、駆動信号を適切に調整し、第１および／または第２の流体ボディ２２ａ、２２ｂの速度および／または方向を調整して、第１および第２の流体ボディ２２ａ、２２ｂがポイント２８０で組み合わされることを保証し得る。これらの流体ボディは、さらなる反応物または他の分子成分を有してもよいし、有さなくてもよい。
【００５５】
本明細書中に提供された詳細な記載の多くは、仮特許出願に記載され、ほとんどのさらなる材料は、そのような仮特許出願に提供される詳細な記載において固有であると当業者に認識されるか、または、仮特許出願に提供された詳細な説明に基づいて当業者に周知である。当業者は、本明細書中の詳細な記載に基づいて、ソースを容易に生成し得る。
【００５６】
本発明のマイクロ流体システムおよび方法の特定の実施形態および実施例は、例示の目的で記載されるにすぎないが、当業者によって理解されるように、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく、種々の等価の変更がなされ得る。本発明は、薄膜トランジスタアクティブマトリクス液体表示技術を利用して、パーツを移動させることなく科学、生化学、または生物化学アッセイの流体の小サンプルを操作し得る。プラットフォームは、既存のアクティブマトリクスアドレス指定方式、および、ビデオ編集ソフトウェア等の市販の既製の動画ソフトウェアを利用してアッセイプロトコルをプログラムする。本発明の本明細書中に提供された教示は、必ずしも、すでに一般的に記載された例示的アクティブマトリクスマイクロ流体プラットフォームでない他のマイクロ流体プラットフォームに適用され得る。上述の種々の実施形態は、さらなる実施形態を提供するために組み合わされ得る。
【００５７】
エレクトロウェッティングに関する他の教示は、Ｇ．ＢｅｎｉおよびＭ．Ａ．Ｔｅｎａｎによる「Ｄｙｎａｍｉｃｓ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ」Ｊ．Ａｐｐ．Ｐｈｙｓ．、ｖｏｌ．５２、６０１１〜６０１５ページ（１９８１年）、Ｖ．Ｇ．Ｃｈｉｇｒｉｎｏｖによる「Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｐｈｙｓｉｃｓ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」Ａｒｔｅｃｈ  Ｈｏｕｓｅ（１９９９年）、Ｅ．Ｌｕｅｄｅｒによる「Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ，Ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅｓ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｆｆｅｃｔｓ」Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ（２００１年）、Ｍ．Ｇ．Ｐｏｌｌａｃｋ、ＲＢ  ＦａｉｒおよびＡ．Ｓｈｅｎｄｅｒｏｖによる「Ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ−ｂａｓｅｄ  ａｃｔｕａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｌｉｑｕｉｄ  ｄｒｏｐｌｅｔｓ  ｆｏｒ  ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．７７，ｎｕｍｂｅｒ  １１、１７２５〜１７２６ページ（２０００年）、ならびにＰ．ＹｅｈおよびＣ．Ｇｕによる「Ｏｐｔｉｃｓ  ｏｆ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ」Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ（１９９９年）を含む。
【００５８】
本明細書に引用された、および／または、米国特許第６０／３３３，６２１号（２００１年１１月２６日出願）を含むが、これに限定されない出願のデータシート（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｄａｔａ  Ｓｈｅｅｔ）に列挙された上述の米国特許、米国特許出願公報、米国特許出願、海外の特許、海外の特許出願および非特許出願公報のすべては、参考のため、その全体が本明細書中に援用される。
【００５９】
本発明に対する種々の変更が上述の記載に照らして行われ得る。一般に、用いられる用語は、本明細書および請求項に開示された本発明を特定の実施形態に限定すると考えられるべきでなく、請求項により動作するすべてのマイクロ流体プラットフォームを含むと考えられるべきである。従って、本発明は、開示によって限定されないが、その範囲は、上記の請求項によって完全に決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】図１は、コンピューティングシステムの形態のコントローラを備えるマイクロ流体制御システムと、駆動電極、ロウおよびカラム駆動回路、およびグランド電極の２次元マトリクスアレイを備えるマイクロ流体構造を有するマイクロ流体プラットフォーム
【図２】図２は、図１のコンピューティングシステムおよびマイクロ流体プラットフォームの模式図である。
【図３】図３は、マイクロ流体構造のある例示的実施形態の断面図である。
【図４】図４は、トランジスタが駆動電極のプレートで形成に形成された、マイクロ流体構造の第１の代替的な例示的実施形態である。
【図５】図５は、基板およびグランド電極を省いた、マイクロ流体構造の第２の代替的な例示的実施形態である。
【図６】図６は、電極の２次元マトリクスアレイ、電極のそれぞれと電気的に接続されたトランジスタのアレイ、ならびに、トランジスタを駆動するためのゲートおよびソースを示すマイクロ流体構造の斜視図である。
【図７】図７は、マイクロ流体構造のキャビティまたは内部に収容された流体のボディの１つのジオメトリをより完全に示すように、第２のプレートが持ち上げられている、図６のマイクロ流体構造の斜視図である。
【図８Ａ】図８Ａは、マイクロ流体構造を製作する際の連続的ステップの断面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、マイクロ流体構造を製作する際の連続的ステップの断面図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、マイクロ流体構造を製作する際の連続的ステップの断面図である。
【図８Ｄ】図８Ｄは、マイクロ流体構造を製作する際の連続的ステップの断面図である。
【図８Ｅ】図８Ｅは、マイクロ流体構造を製作する際の連続的ステップの断面図である。
【図９】図９は、ビジュアルセンサのセットを用いるフィードバックサブシステムのある例示的実施形態を示すマイクロ流体システムの模式図である。
【図１０】図１０は、容量または抵抗を感知するセンサのセットを用いるフィードバックサブシステムの別の例示的実施形態を示すマイクロ流体システムの模式図である。
【図１１】図１１は、動画ソフトウェアを用いて動画実行可能ファイルを生成するステップを包含する、マイクロ流体システムを動作させるある例示的方法のフローチャートである。
【図１２】図１２は、位置フィードバックサブシステムを介して流体ボディの位置を決定するステップと、流体ボディの実際の位置および／または流路、あるいは、流体ボディの所望の位置および／または流路を表示するステップとを包含するマイクロ流体システムを動作させるさらなる方法のフローチャートである。
【図１３】図１３は、位置フィードバックサブシステムを用いて、位置フィードバックに基づいてマイクロ流体システムの動作を調整するステップを包含する、マイクロ流体システムを動作させるさらなる方法のフローチャートである。
【図１４】図１４は、位置フィードバックを位置フィードバックサブシステムから実際の流路の動画に変換するステップを包含する、マイクロ流体システムを動作させるさらなる方法のフローチャートである。
【図１５】図１５は、マイクロ流体構造における流体の２つのボディの所望の流路、実際の流路、所望の位置、および実際の位置のセットのアクティブマトリクスディスプレイ上のスクリーン表示の模式図である。
【図１】
2005510347.tif 000003
【図２】
2005510347.tif 000004
【図３】
2005510347.tif 000005
【図４】
2005510347.tif 000006
【図５】
2005510347.tif 000007
【図６】
2005510347.tif 000008
【図７】
2005510347.tif 000009
【図８Ａ】
2005510347.tif 000010
【図８Ｂ】
2005510347.tif 000011
【図８Ｃ】
2005510347.tif 000012
【図８Ｄ】
2005510347.tif 000013
【図８Ｅ】
2005510347.tif 000014
【図９】
2005510347.tif 000015
【図１０】
2005510347.tif 000016
【図１１】
2005510347.tif 000017
【図１２】
2005510347.tif 000018
【図１３】
2005510347.tif 000019
【図１４】
2005510347.tif 000020
【図１５】
2005510347.tif 000021
【国際調査報告】
2005510347.tif 000022
2005510347.tif 000023
2005510347.tif 000024
2005510347.tif 000025
2005510347.tif 000026
2005510347.tif 000027
2005510347.tif 000028