(57)【要約】微小流体デバイス、アセンブリおよびシステム、同様に、流体の微小サイズのサンプルを操作するための方法が提供される。微小流体デバイス（４９８）の例示的な実施形態は、カラム（４０６）に配置されたフィルタフリット材料（４１２）を含む。このフィルタフリット材料（４１２）は、ゲル濾過材料（４１８）を保持するチャンバ（４１３）を備える。この微小流体デバイス（４９８）は、基材（４００）、投入開口（４０２）、第１のチャネル（４０４）、第２のチャネル（４０８）、排出開口（４１０）、ならびに第１および第２のカバー（４１４、４１６）を備える。複数の特定の処理特徴を有する微小流体デバイスもまた、提供される。
2005533652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小流体デバイスであって、該デバイスは、以下：
第１および第２の対向する表面および厚みを有する基材；
該第１の表面に形成され、該第１の表面に対して垂直な方向にかつ該第２の表面に向かって延びる第１の深さを有する第１のチャネルであって、該第１の深さは、該基材の該厚みより小さい、第１のチャネル；
該第２の表面に形成され、該第２の表面に対して垂直な方向にかつ該第１の表面に向かって延びる第２の深さを有する第２のチャネルであって、該第２の深さは、該厚みより小さい、第２のチャネル；
該第１のチャネルと該第２のチャネルの間の流体接続を提供するカラムであって、該カラムは、該第１の表面および第２の表面のうちの少なくとも一方から、該第１の表面および第２の表面のうちの他方に向かって延びる、カラム；ならびに
該カラム中に配置された、フィルタフリット材料、
を備える、微小流体デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の微小流体デバイスであって、前記カラムは、該第１の表面から該第２の表面まで延びる高さ、および該第１の表面から該第２の表面まで、該第１の表面に対して平行に存在する平面に沿った一定の断面積を有する、微小流体デバイス。
【請求項３】
請求項１に記載の微小流体デバイスであって、前記カラムの前記高さは、前記基材の前記厚みと同じである、微小流体デバイス。
【請求項４】
請求項１に記載の微小流体デバイスであって、前記基材の前記第１の表面を接続する第１のカバーをさらに備える、微小流体デバイス。
【請求項５】
請求項１に記載の微小流体デバイスであって、前記基材の前記第２の表面を接続する第２のカバーをさらに備える、微小流体デバイス。
【請求項６】
請求項１に記載の微小流体デバイスであって、前記フィルタフリットは、外側周辺形状を有し、前記カラムは、内側周辺形状を有し、該外側周辺形状は、該内側周辺形状に対して相補的である、微小流体デバイス。
【請求項７】
請求項１に記載の微小流体デバイスであって、前記第１のチャネル中に配置されたゲル濾過材料をさらに含む、微小流体デバイス。
【請求項８】
請求項７に記載の微小流体デバイスであって、前記ゲル濾過材料は、イオン交換材料を含む、微小流体デバイス。
【請求項９】
請求項１に記載の微小流体デバイスであって、前記第１の表面に形成された複数の第１のチャネル、前記第２の対向する表面に形成されたそれぞれの複数の第２のチャネル、およびそれぞれの複数のカラムを備え、該複数のカラムは、それぞれ、該複数の第１のチャネルを、該それぞれの複数の第２のチャネルに接続して、複数の独立した経路を形成し、各経路は、該複数の第１のチャネルのうちの１つ、該それぞれの複数の第２のチャネルのうちの１つ、および該それぞれの複数のカラムのうちの１つを含み、ここで該複数の独立した経路は、互いに平行である、微小流体デバイス。
【請求項１０】
請求項１に記載の微小流体デバイスであって、前記第１のチャネルと流体連絡状態にある投入開口をさらに備える、微小流体デバイス。
【請求項１１】
請求項１に記載の微小流体デバイスであって、前記フィルタフリット材料は、本体、該本体に配置されたゲルチャンバ、および該ゲルチャンバと流体連絡状態にある、該本体における開口を備え；ここで該フィルタフリット材料は、前記カラムに配置され、該開口は、前記第１のチャネルに向かって面している、微小流体デバイス。
【請求項１２】
請求項４に記載の微小流体デバイスを製造する方法であって、該方法は、以下の工程：
前記フィルタフリット材料を前記カラムへと押す工程；および
前記第１の表面に前記第１のカバーを適用する工程であって、ここで該第１のカバーは、該フィルタフリット材料を覆う、工程、
を包含する、方法。
【請求項１３】
組込型ゲル濾過フリットであって、以下：
形態安定フィルタフリット材料を含む本体；
該本体に形成されたチャンバ；および
該チャンバに配置されたゲル濾過材料、
を含む、組込型ゲル濾過フリット。
【請求項１４】
請求項１３に記載の組込型ゲル濾過フリットであって、前記ゲルチャンバと流体連絡状態にある前記本体中に開口をさらに備える、組込型ゲル濾過フリット。
【請求項１５】
請求項１３に記載の組込型ゲル濾過フリットであって、前記ゲル濾過材料は、イオン交換材料を含む、ゲル濾過フリット。
【請求項１６】
請求項１３に記載の組込型ゲル濾過フリットであって、前記形態安定フィルタフリット材料は、親水性ポリエチレン材料を含む、組込型ゲル濾過フリット。
【請求項１７】
請求項１３に記載の組込型ゲル濾過フリットであって、前記本体は、矩形様形状を有する、組込型ゲル濾過フリット。
【請求項１８】
請求項１３に記載の組込型ゲル濾過フリットであって、長さ寸法、幅寸法、および深さ寸法を有し、ここで該寸法の各々は、５０ｍｍ未満である、組込型ゲル濾過フリット。
【請求項１９】
請求項１３に記載の組込型ゲル濾過フリットであって、前記チャンバは、矩形様形状または円筒形状を有する、組込型ゲル濾過フリット。
【請求項２０】
請求項１３に記載の組込型ゲル濾過フリットであって、前記本体は、矩形様形状または円筒形状を有する、組込型ゲル濾過フリット。
【請求項２１】
請求項２０に記載の組込型ゲル濾過フリットであって、前記本体は、前記チャンバと流体連絡状態にある開口を備える、組込型ゲル濾過フリット。
【請求項２２】
微小流体デバイスであって、以下：
第１の表面、該第１の表面と対向する第２の表面、および厚みを有する基材；
該基材に形成され、投入開口および排出開口を有する、チャネル；ならびに
該チャネルに配置された、請求項１３に記載の組込型ゲル濾過フリット、
を備える、微小流体デバイス。
【請求項２３】
微小流体デバイスであって、以下：
第１の表面、該第１の表面と対向する第２の表面、および厚みを有する、基材；
該基材に形成され、投入開口および排出開口を有するチャネル；ならびに
該チャネルに配置された請求項１４に記載の組込型ゲル濾過フリット、
を備え、
ここで該チャネルの該投入開口は、該組込型ゲル濾過フリットの該開口と流体連絡状態にある、
微小流体デバイス。
【請求項２４】
微小流体デバイスであって、以下：
第１の表面、該第１の表面と対向する第２の表面、および厚みを有する、基材；
投入開口、排出開口および該第１の表面に対して垂直に延び、かつ該第２の表面に向かう方向の第１の深さを有する第１の表面における、チャネル；ならびに
該チャネルに相補的な形状を有する、請求項１４に記載の組込型ゲル濾過フリット、
を備え、
ここで該組込型ゲル濾過フリットの該開口は、該チャネルの該投入開口に面し、該チャネルの該投入開口と流ライブラリー連絡状態にある、
微小流体デバイス。
【請求項２５】
微小流体デバイスであって、以下：
第１の表面、該第１の表面と対向する第２の表面、および厚みを有する、基材；
該基材に形成され、第１の方向に延びる第１のチャネルであって、該第１のチャネルは、少なくとも第１の最小寸法および第１の深さによって規定される第１の断面積を有し、該第１の深さは、該第１の表面に対して垂直な方向にかつ該第２の表面に向かって延びる、第１のチャネル；
該基材に形成され、第２の方向に延びる第２のチャネルであって、該第２のチャネルは、少なくとも第２の最小寸法および第２の深さによって規定される第２の断面積を有し、該第２の深さは、該第１の表面に対して垂直な方向にかつ該第２の表面に向かって延びる、第２のチャネル；
該第１のチャネルと該第２のチャネルとの間に、該基材に形成され、少なくとも第３の最小寸法によって規定される第３の断面積を有する、流体連絡であって、ここで該第３の断面積は、該第１の断面積よりも小さい、流体連絡；ならびに
該第１のチャネルに配置され、流動制限粒子を含む、粒状流動制限材料であって、ここで該流動制限粒子の少なくとも１０重量％は、該第３の最小寸法より小さい粒径を有する流動制限粒子を含む、粒状流動制限材料、
を備える、微小流体デバイス。
【請求項２６】
請求項２５に記載の微小流体デバイスであって、前記第１の方向および前記第２の方向は、前記流体連絡において互いに並んでいる、微小流体デバイス。
【請求項２７】
請求項２５に記載の微小流体デバイスであって、前記第１のチャネルおよび前記第２のチャネルのうちの少なくとも一方は、丸形の断面を備える、微小流体デバイス。
【請求項２８】
請求項２５に記載の微小流体デバイスであって、前記流動制限粒子の少なくとも５０重量％は、前記第３の最小寸法より小さい粒径を有する流動制限粒子を含む、微小流体デバイス。
【請求項２９】
請求項２５に記載の微小流体デバイスであって、前記流動制限粒子の少なくとも９５重量％は、前記第３の最小寸法より小さい粒径を有する流動制限粒子を含む、微小流体デバイス。
【請求項３０】
請求項２５に記載の微小流体デバイスであって、前記流動制限粒子は、前記第２の最小寸法より小さい粒径を有する、微小流体デバイス。
【請求項３１】
請求項２５に記載の微小流体デバイスであって、前記流動制限材料は、前記第１のチャネルに配置されたゲル濾過材料を含み、該ゲル濾過材料は、該第３の断面積より小さい平均直径断面積を有する、微小流体デバイス。
【請求項３２】
請求項２５に記載の微小流体デバイスであって、前記流動制限粒子の前記平均直径断面積は、前記第３の断面積の約０．１〜約０．２倍である、微小流体デバイス。
【請求項３３】
請求項２５に記載の微小流体デバイスであって、前記流体連絡において流動制限粒子の積み重ねを含む、微小流体デバイス。
【請求項３４】
請求項２５に記載の微小流体デバイスであって、前記流動制限材料は、以下：
前記流体連絡において一緒に充填された、第１の平均直径の粒子を有する第１の流動制限材料、および
前記第１のチャネルにおいて一緒に充填され、該一緒に充填された第１の流動制限材料と隣接する第２の平均直径の粒子を有する第２の流動制限材料
を含み、
ここで該第１の流動制限材料粒子の平均直径は、該第２の流動制限材料粒子の平均直径より大きく、該第２の一緒に充填された流動制限材料は、該一緒に充填された第１の流動制限材料よりも、該第２のチャネルから離れて間隔が空けられている、
微小流体デバイス。
【請求項３５】
請求項２５に記載の微小流体デバイスであって、前記第１および第２のチャネルのうちの少なくとも一方に配置された第２の材料をさらに含み、そして核酸配列とハイブリダイズする粒子を含む、微小流体デバイス。
【請求項３６】
請求項２５に記載の微小流体デバイスであって、前記流体連絡は、前記第１のチャネルから前記第２のチャネルまでのテーパー状伝達領域を含む、微小流体デバイス。
【請求項３７】
請求項３６に記載の微小流体デバイスであって、前記テーパー状伝達領域は、円錐形状を有する、微小流体デバイス。
【請求項３８】
請求項２５に記載の微小流体デバイスであって、前記基材の前記第１の表面と接触し、前記第１のチャネル、前記第２のチャネル、および前記流体連絡のうちの少なくとも１つを覆う、第１のカバーをさらに備える、微小流体デバイス。
【請求項３９】
微小流体デバイスであって、以下：
基材；
該基材に形成された第１のチャネル；および
該基材に形成された第１のチャンバであって、該第１のチャンバは、深さ、および該深さに対して垂直な断面にされる場合に涙滴形状の断面積を有し、該第１のチャンバは、実質的に円形の第１の端部およびより狭くかつ対向する第２の端部を有し、ここで該第１のチャンバの該第２の端部は、該第１のチャネルと流体連絡状態にある、第１のチャンバ、
を備える、微小流体デバイス。
【請求項４０】
請求項３９に記載の微小流体デバイスであって、前記涙滴形状のチャンバは、該チャンバの前記深さに沿って一定の断面積を有する、微小流体デバイス。
【請求項４１】
請求項３９に記載の微小流体デバイスであって、前記基材に形成された第２のチャンバをさらに備え、該第２のチャンバは、深さ、および第２の深さに対して垂直に断面にされる場合に涙滴形状の断面積を有し、該第２のチャンバは、実質的に円形の第１の端部およびより狭くかつ対向する第２の端部を有し、ここで該第２のチャンバの該第２の端部は、該第１のチャネルと流体連絡状態にある、微小流体デバイス。
【請求項４２】
液体を操作する方法であって、該方法は、以下の工程：
請求項３９に記載の微小流体デバイスを提供する工程；
第１のチャンバに前記液体をロードする工程；および
該デバイスを回転軸の周りに回転させて、該第１のチャンバから第１のチャネルへと該液体に求心力を付与する工程、
を包含する、方法。
【請求項４３】
液体を操作する方法であって、該方法は、以下の工程：
請求項３９に記載のデバイスを提供する工程；
液体を前記第１のチャネルにロードする工程；
該デバイスを回転軸の周りに回転させて、該第１のチャネルから第１のチャンバへと該液体に求心力を付与する工程、
を包含する、方法。
【請求項４４】
微小流体デバイスであって、以下：
第１の表面、該第１の表面に対向する第２の表面、および厚みを有する基材；
該基材に形成された複数の平行な経路であって、該経路の各々は、
投入開口、
排出開口、
該投入開口と該排出開口との間に位置した少なくとも１つの処理チャンバであって、該投入開口、該少なくとも１つの処理チャンバ、および該排出開口は、直線的に配置されている、複数の平行な経路；
該投入開口と該少なくとも１つの処理チャンバとの間の第１の流体連絡、および
該少なくとも１つの処理チャンバと該排出開口との間の第２の流体連絡；
を備える、複数の平行な経路、
を備え、
ここで該複数の経路の各々は、開放されて、流体連絡を形成することができる少なくとも１つのバルブを備える、
微小流体デバイス。
【請求項４５】
請求項４４に記載の微小流体デバイスであって、前記第１および第２の流体連絡のうちの少なくとも一方は、前記第１の表面に形成されたチャネルを備え；そして
該第１および第２の流体連絡のうちの他方は、前記第２の表面に形成されるチャネルを備える、微小流体デバイス。
【請求項４６】
請求項４４に記載の微小流体デバイスであって、前記少なくとも１つのバルブは、第１の弾性を有する第１の変形可能材料を含み、第２の変形可能材料は、該第１の弾性とは異なる第２の弾性を有する、微小流体デバイス。
【請求項４７】
請求項４６に記載の微小流体デバイスであって、前記基材の前記第１の表面と接触している第１のカバーをさらに備え、ここで該第１のカバーは、前記第２の変形可能材料である、微小流体デバイス。
【請求項４８】
請求項４４に記載の微小流体デバイスであって、前記少なくとも１つの処理チャンバに配置されたサイズ排除濾過材料をさらに含む、微小流体デバイス。
【請求項４９】
請求項４４に記載の微小流体デバイスであって、少なくとも１つの処理チャンバ中に配置された核酸配列のポリメラーゼ連鎖反応を可能にするための成分をさらに含む、微小流体デバイス。
【請求項５０】
請求項４４に記載の微小流体デバイスであって、前記少なくとも１つの処理チャンバは、前記基材の前記第１の表面においてチャネルとして形作られている、微小流体デバイス。
【請求項５１】
請求項４４に記載の微小流体デバイスであって、前記基材は矩形である、微小流体デバイス。
【請求項５２】
請求項４４に記載の微小流体デバイスであって、前記第１のチャネルおよび前記第１のチャンバは、前記基材において少なくとも部分的に形成された第１の経路の一部であり、前記基材は、複数の経路を備え、それぞれの経路は、それぞれのチャネルおよびそれぞれのチャンバを有し、かつ該それぞれのチャンバは、各々、それぞれの深さ、および該深さに対して垂直に断面にされた場合に涙滴形状の断面積を有し、該それぞれのチャンバは、各々、実質的に円形の第１の端部およびより狭くかつ対向する第２の端部を有し、該それぞれのチャンバの該第１の端部は、該それぞれのチャネルと流体連絡状態にある、微小流体デバイス。
【請求項５３】
請求項５２に記載の微小流体デバイスであって、前記複数の経路のうちの経路は、互いに平行している、微小流体デバイス。
【請求項５４】
微小流体デバイスであって、以下：
第１の表面、該第１の表面に対向する第２の表面、および厚みを有する基材；ならびに
該基材に形成された複数の平行な経路であって、該経路の各々は、投入開口、排出開口、該投入開口と該排出開口との間の少なくとも１つの処理チャンバ、ならびに該少なくとも１つの処理チャンバと、該投入開口および該排出開口のうちの少なくとも一方との間に流体連絡を遮断または提供するための少なくとも１つのバルブ、
を備える、微小流体デバイス。
【請求項５５】
請求項５４に記載の微小流体デバイスであって、前記少なくとも１つのバルブは、以下：
前記基材に形成された第１の凹部；
該基材に形成された第２の凹部；
該第１の凹部と該第２の凹部との間に挟まれた中間壁であって、ここで該中間壁部分は、第１の弾性を有する変形可能材料から形成される中間壁；
該第１の凹部を覆い、かつ該第１の弾性よりも大きい第２の弾性を有する弾性的に変形可能なカバー層であって、ここで該弾性的に変形可能なカバーされた層は、該中間壁が非変形状態にある場合は該中間壁と接触し、弾性的に変形可能なカバー層は、該中間壁が変形状態にある場合には該中間壁と接触せず、それによって、該第１の凹部と第２の凹部との間に流体連絡を形成する、弾性的に変形可能なカバー層、
を備える、微小流体デバイス。
【請求項５６】
請求項５４に記載の微小流体デバイスであって、各バルブは、以下：
前記基材に形成された第１の凹部であって、該第１の凹部は、第１の凹部部分および第２の凹部部分を備え、該第１の凹部は、対向壁表面部分によって少なくとも部分的に規定され、該対向壁表面部分のうちの少なくとも１つは、第１の弾性を有する第１の変形可能材料および弾性的に変形可能なカバーされた層を含み、ここで該第１の凹部部分および該第２の凹部部分は、該第１の変形可能材料が、非変形状態にある場合には互いと流体連絡状態にあり；該弾性的に変形可能なカバーされた層は、該第１の弾性よりも大きい第２の弾性を有し、かつ少なくとも該第１の凹部部分を覆い、ここで該第１の変形可能材料を含む該対向壁表面部分は、該障壁壁が変形状態にある場合に、該第１の凹部部分と該第２の凹部部分との間に挟まれた障壁壁を形成して、該第１の凹部部分と該第２の凹部部分との間の流体連絡を妨げるように変形可能である、第１の凹部、
を備える、
微小流体デバイス。
【請求項５７】
サンプル処理システムであって、以下：
微小流体デバイスであって、以下：
第１の表面、該第１の表面に対向する第２の表面、および厚みを備える基材；
該基材に形成された複数の平行な経路であって、該経路の各々は、投入開口、排出開口、および該投入開口と該排出開口との間にあって、該投入開口と排出開口とが流体連絡状態にある少なくとも１つの処理チャンバ
を備える微小流体デバイス；
該微小流体デバイスを保持し得、かつ回転軸を有し得るホルダを備える圧盤であって、該ホルダは、該回転軸から間隔を空けて、かつ該回転軸に関して中心を外して配置されている、圧盤；
該回転軸の周りに該圧盤を回転させるドライブユニット；ならびに
該ドライブユニットを制御する制御ユニット、
を備える、サンプル処理システム。
【請求項５８】
請求項５７に記載のシステムであって、前記微小流体デバイスは、前記ホルダに配置され、前記複数の経路の各投入開口は、該複数の経路の各それぞれの排出開口よりも前記回転軸に近い、システム。
【請求項５９】
請求項５７に記載のサンプル処理システムであって、前記複数の平行な経路の各々は、直線的な配置において、それぞれの投入開口、処理チャンバ、および排出開口を備える、サンプル処理システム。
【請求項６０】
請求項５７に記載のサンプル処理システムであって、以下：
前記ホルダに配置されたデバイスの前記少なくとも１つの処理チャンバを加熱する、加熱要素；および
該加熱要素を制御する、加熱制御ユニット、
をさらに備える、サンプル処理システム。
【請求項６１】
請求項５７に記載のサンプル処理システムであって、前記微小流体デバイスは、以下：
前記複数の経路の各々における少なくとも１つのバルブであって、各バルブは、前記少なくとも１つの処理チャンバと、前記投入開口および前記排出開口のうちの少なくとも一方との間の流体連絡を遮断または提供するためのものである、バルブ、
をさらに備える、サンプル処理システム。
【請求項６２】
請求項５７に記載のサンプル処理システムであって、前記圧盤は、複数のホルダを備え、各ホルダは、前記微小流体デバイスを保持し得る、サンプル処理システム。
【請求項６３】
請求項５７に記載のサンプル処理システムであって、前記微小流体デバイスは、長さ、幅、および厚みを有する矩形様として形作られ、該ホルダは、該複数の経路のいずれも、前記回転軸に対して半径方向に並べられて位置していないように、該微小流体デバイスを保持し得る、サンプル処理システム。
【請求項６４】
請求項５７に記載のサンプル処理システムであって、前記微小流体デバイスは、対向する第１の矩形表面および第２の矩形表面を有し、該表面の各々は、その幅よりも大きい長さを有する、サンプル処理システム。
【請求項６５】
請求項６４に記載のサンプル処理システムであって、前記微小流体デバイスは、前記ホルダに配置され、前記圧盤の半径は、該微小流体デバイスの長さに対して垂直である、サンプル処理システム。
【請求項６６】
請求項６４に記載のサンプル処理システムであって、前記微小流体デバイスは、前記ホルダに配置され、前記圧盤の半径は、前記微小流体デバイスの幅に対して垂直である、サンプル処理システム。
【請求項６７】
請求項５７に記載のサンプル処理システムであって、以下：
前記圧盤に対して、前記少なくとも１つの処理チャンバを加熱し得る位置に配置された加熱要素；および
該加熱要を制御する、加熱制御ユニット
をさらに備える、サンプル処理システム。
【請求項６８】
サンプル処理の方法であって、該方法は、以下の工程：
請求項５７に記載のサンプル処理システムを提供する工程；
前記複数の経路の投入開口のうちの少なくとも１つにサンプルを導入する工程；
前記ホルダ中に該微小流体デバイスを配置する工程；ならびに
該圧盤を回転させて、該サンプルを動かす工程、
を包含する、方法。
【請求項６９】
微小流体デバイスを製作する方法であって、該方法は、以下の工程：
基材、該基材に形成された投入開口、該基材に形成され、該投入開口と流体連絡状態にある、第１のチャネル、該基材に形成された、第２のチャネル、および該第１のチャネルと該第２のチャネルとの間の流体連絡を備える微小流体デバイス、を提供する工程；
該投入開口を通って該第１のチャネルへゲル濾過材料を導入する工程；ならびに
該ゲル濾過材料を該流体連絡において充填し、該ゲル濾過材料の実質的な部分を、該流体連絡を通って該第２のチャネルへ動かさないように妨げるデバイスに求心力を付与する工程、
を包含する、方法。
【請求項７０】
微小流体デバイスであって、以下：
基材；
該基材に形成された第１の凹部；
該基材に形成された第２の凹部；
該第１の凹部と該第２の凹部との間に挟まれた中間壁であって、ここで該中間壁部分は、第１の弾性を有する変形可能材料から形成される、中間壁；
第１の凹部を覆い、該第１の弾性の弾性よりも大きい第２の弾性を有する弾性的に変形可能なカバーされた層であって、ここで該弾性的に変形可能なカバーされた層は、該中間壁が非変形状態にある場合には該中間壁と接触し、該弾性的に変形可能なカバーされた層は、該中間壁が変形状態にある場合には該中間壁と接触せず、それにより該第１の凹部と該第２の凹部との間に流体連絡を形成する、弾性的に変形可能なカバーされた層；ならびに
該第１の凹部に配置された粒状流動制限材料、
を備える、微小流体デバイス。
【請求項７１】
請求項７０に記載の微小流体デバイス、変形ブレード、および位置づけユニットを備えるシステムであって、該位置づけユニットは、該変形ブレードを該微小流体デバイスと接触させて、該ブレードが該中間壁を変形させ、前記第１の凹部と前記第２の凹部との間に流動制限チャネルを形成し得、該第１の凹部は、少なくとも第１の最小寸法によって規定される第１の断面積を有し、該流動制限チャネルは、少なくとも第２の最小寸法によって規定される第２の断面積を有し、ここで該第１の凹部および該流動制限チャネルは、流体連絡において互いと交差し、該流体連絡は、少なくとも第３の最小寸法によって規定される第３の断面積を有し、ここで該第３の断面積は、該第１の断面積よりも小さく、該粒状流動制限材料は、流動制限粒子を含み、該流動制限粒子の少なくとも１０重量％は、該第３の最小寸法よりも小さい粒径を有する粒子を含む、システム。
【請求項７２】
サンプル処理デバイスを備えるサンプル処理アセンブリであって、該サンプル処理デバイスは、以下：第２の側面に取り付けられた第１の側面を備える本体；該第１の側面と第２の側面との間に形成された複数のプロセスアレイであって、ここで該複数のプロセスアレイの各プロセスアレイは、ローディング構造体を備える複数のプロセスアレイと、長さを備える主要導管と、該主要導管に沿って分配された複数のプロセスチャンバと、該ローディング構造体と該複数のプロセスチャンバとの間に位置した変形可能シールとを備え、ここで該主要導管は、該ローディング構造体および該複数のプロセスチャンバと流体連絡状態にある、複数のプロセスアレイ；該サンプル処理デバイスに取り付けられた担体であって、該担体は、該サンプル処理デバイスに面した第１の表面と、該サンプル処理デバイスから離れて面した第２の表面とを備える、担体；該担体の該第１の表面に対して近位にある複数の主要導管支持レールであって、ここで該複数のプロセスアレイの各主要導管は、該複数の主要導管支持レールの１つの主要導管支持レールと並べられる、主要導管支持レール；ならびに該担体の該第１の表面および第２の表面を介して形成された複数の開口であって、ここで該複数の開口の各開口は、該複数のプロセスチャンバの１つのプロセスチャンバと並べられる、サンプル処理アセンブリ。
【請求項７３】
請求項７２に記載のアセンブリであって、前記担体は、該担体の前記第１の表面の近位にある複数の圧縮構造体をさらに備え、該複数の圧縮構造体の各圧縮構造体は、該複数のプロセスチャンバのうちの１つのプロセスチャンバの近位にある、アセンブリ。
【請求項７４】
請求項７２に記載のアセンブリであって、前記担体は、該担体の前記第１の表面の近位にある複数の圧縮構造体であって、該複数の圧縮構造体の各圧縮構造体は、該複数のプロセスチャンバのうちの１つのプロセスチャンバの近位にある圧縮構造体；および複数の力伝達構造体であって、該複数の力伝達構造体の各々の力伝達構造体は、該担体の該第２の表面の近位にある別個の継手領域を備え、該複数の力伝達構造体の各々の力伝達構造体は、該複数の圧縮構造体の複数に操作可能に接続され、ここで各力伝達構造体の該継手表面に付与される力は、該力伝達構造体に操作可能に接続された該複数の圧縮構造体に伝達される、力伝達構造体、をさらに備える、アセンブリ。
【請求項７５】
請求項７２に記載のアセンブリであって、前記担体は、該担体の前記第１の表面に対して近位にある複数のカラーをさらに備え、該複数のカラーの各カラーは、前記複数のプロセスチャンバのうちの１つのプロセスチャンバと並べられ、かつ近位にある、アセンブリ。
【請求項７６】
請求項７２に記載のアセンブリであって、前記担体の前記第１の表面に対して近位にある複数のカラーをさらに備え、ここで該複数の開口の各開口は、該複数のカラーのうちの１つのカラーと並べられ、さらに該複数のカラーの各カラーは、前記複数のプロセスチャンバのうちの１つのプロセスチャンバと並べられている、アセンブリ。
【請求項７７】
サンプル材料を処理する方法であって、該方法は、以下の工程：
第２の側面に取り付けられた第１の側面を備える本体と；該第１の側面と該第２の側面との間に形成された複数のプロセスアレイであって、ここで該複数のプロセスアレイの各プロセスアレイは、ローディング構造体、長さを備える主要導管、および該主要導管にそって分配された複数のプロセスチャンバを備え、ここで該主要導管は、該ローディング構造体および該複数のプロセスチャンバと流体連絡状態にある、複数のプロセスアレイと；該複数のプロセスアレイの各プロセスアレイにおいて該ローディング構造体と該複数のプロセスチャンバとの間に位置した変形可能シールと；該サンプル処理デバイスに取り付けられた担体であって、該担体は、該サンプル処理デバイスに面する第１の表面および該サンプル処理デバイスから離れて面する第２の表面を備える、担体と；該担体の該第１の表面の近位にある複数の主要導管支持レールであって、ここで該複数のプロセスアレイの各主要導管は、該複数の主要導管支持レールのうちの１つの主要導管支持レールと並べられている、主要導管支持レールと；該担体の該第１の表面および第２の表面を通って形成された複数の開口であって、ここで該複数の開口の各開口は、該複数のプロセスチャンバのうちの１つのプロセスチャンバと並べられている、複数の開口とを備えるサンプル処理デバイス、
を備えるサンプル処理アセンブリを提供する工程；
サンプル材料を、該複数のプロセスアレイの各プロセスアレイにおける該プロセスチャンバのうちの少なくともいくつかに、該プロセスアレイの各々における該主要導管を通って分配する工程；
該複数のプロセスアレイの各プロセスアレイにおいて該変形可能シールを閉じる工程であって、該閉じる工程は、該主要導管支持レールのうちの１つで該主要導管を支持すると同時に、該サンプル処理デバイスの該第１の側面および該第２の側面を、該主要導管に沿って一緒に圧縮する工程を包含する、工程；
該サンプル処理デバイスの該第２の側面を、熱ブロックと接触させた状態で位置づける工程；ならびに
該熱ブロックの温度を、該サンプル処理デバイスが該熱ブロックと接触している間に制御する工程、
を包含する、方法。
【請求項７８】
請求項７７に記載の方法であって、前記複数のプロセスアレイの各プロセスアレイにおいて前記変形可能シールを閉じる工程は、該複数のプロセスアレイの各プロセスアレイにおいて該変形可能シールを同時に閉じる工程を包含する、方法。
【請求項７９】
請求項７７に記載の方法であって、前記複数のプロセスアレイの各プロセスアレイに対して、前記変形可能シールを閉じる工程は、前記本体の前記第２の側面の変形可能部分を変形させる工程を包含する、方法。
【請求項８０】
サンプル材料を処理する方法であって、該方法は、以下の工程：
第２の側面に取り付けられた第１の側面を備える本体と；前記第１の側面と第２の側面との間に形成された複数のプロセスアレイであって、ここで該複数のプロセスアレイの各プロセスアレイは、ローディング構造体、長さを備える主要導管、および該主要導管に沿って分配された複数のプロセスチャンバを備え、ここで該主要導管は、該ローディング構造体および該複数のプロセスチャンバと流体連絡状態にある、複数のプロセスアレイと；該サンプル処理デバイスに取り付けられた担体であって、該担体は、該サンプル処理デバイスに面する第１の表面および該サンプル処理デバイスから離れて面する第２の表面を備える、担体と；該担体の該第１の表面および該第２の表面を通じて形成された複数の開口であって、ここで該複数の開口の各開口は、該複数のプロセスチャンバのうちの１つのプロセスチャンバと並べられている、複数の開口とを備えるサンプル処理デバイスとを備える、サンプル処理アセンブリを提供する工程；
サンプル材料を、該複数のプロセスアレイの各プロセスアレイにおける該プロセスチャンバのうちの少なくともいくつかに、該プロセスアレイの各々における該主要導管を通して分配する工程；
該サンプル処理デバイスの該第２の側面を、熱ブロックと接触させて位置させる工程；
該サンプル処理デバイスの該第１の側面および第２の側面を、該複数のプロセスチャンバの近位の各プロセスチャンバとともに選択的に圧縮する工程であって、該選択的圧縮は、該担体と該熱ブロックとの間で起こる工程；ならびに
該熱ブロックの温度を、該サンプル処理デバイスが該熱ブロックと接触している間に制御する工程、
を包含する、方法。
【請求項８１】
請求項８０に記載の方法であって、前記担体は、圧縮性材料を含み、さらに前記選択的に圧縮する工程は、前記サンプル処理デバイスの実質的に全てを前記プロセスチャンバの外側から圧縮する工程を包含する、方法。
【請求項８２】
請求項８０に記載の方法であって、前記担体は、前記担体の前記第１の表面の近位にある複数の圧縮構造体をさらに備え、該複数の圧縮構造体の各圧縮構造体は、該複数のプロセスチャンバのうちの１つのプロセスチャンバの近位にあり、さらに前記選択的に圧縮する工程は、該圧縮構造体を使用して、該プロセスチャンバの各々に対して近位にある別個の領域を圧縮する工程を包含する、方法。
【請求項８３】
サンプル処理デバイスを備えるサンプル処理アセンブリであって、該サンプル処理アセンブリは、以下：第２の側面に取り付けられた第１の側面を備える本体と；該第１の側面と該第２の側面との間に形成された複数のプロセスアレイであって、ここで該複数のプロセスアレイの各プロセスアレイは、ローディング構造体、長さを備える主要導管、および該主要導管に沿って分配された複数のプロセスチャンバを備え、ここで該主要導管は、該ローディング構造体および該複数のプロセスチャンバと流体連絡状態にある、複数のプロセスアレイと；該サンプル処理デバイスに取り付けられた担体とを備え、該担体は、該サンプル処理デバイスに面する第１の表面および該サンプル処理デバイスから離れて面する第２の表面を備える、複数のプロセスアレイと；該担体の該第１の表面および該第２の表面を通して形成される複数の開口であって、ここで該複数の開口の各開口は、該複数のプロセスチャンバのうちの１つのプロセスチャンバと並べられている、開口と；該担体の該第１の表面の近位にある複数の圧縮構造体であって、該複数の圧縮構造体の各圧縮構造体は、該複数のプロセスチャンバのうちの１つのプロセスチャンバの近位にある、複数の圧縮構造体を備える、サンプル処理アセンブリ。
【請求項８４】
請求項８３に記載のアセンブリであって、前記圧縮構造体の各々は、前記プロセスチャンバの１つと並べられたカラーを備える、アセンブリ。
【請求項８５】
サンプル処理デバイスを備えるサンプル処理アセンブリであって、該サンプル処理デバイスは、第２の側面に取り付けられた第１の側面を備える本体と；該第１の側面と該第２の側面との間に形成された複数のプロセスアレイであって、ここで該複数のプロセスアレイの各プロセスアレイは、ローディング構造体、長さを備える主要導管、および該主要導管に沿って分配された複数のプロセスチャンバを備え、ここで該主要導管は、該ローディング構造体および該複数のプロセスチャンバと流体連絡状態にある、複数のプロセスアレイと；該ローディング構造体と、該複数のプロセスアレイの各プロセスアレイにおける複数のプロセスチャンバとの間に位置する変形可能シールと；該サンプル処理デバイスに取り付けられた担体とを備え、該担体は、該サンプル処理デバイスに面する第１の表面および該サンプル処理デバイスから離れて面する第２の表面と；該担体の該第１の表面に対して近位にある複数の主要導管支持レールであって、ここで該複数のプロセスアレイの各主要導管は、該複数の主要導管支持レールのうちの１つの主要導管支持レールと並べられている、複数の主要導管支持レールと；該担体の該第１の表面および該第２の表面を通って形成された複数の開口であって、ここで該複数の開口の各開口は、該複数のプロセスチャンバのうちの１つのプロセスチャンバと並べられている、複数の開口と；該担体の該第１の表面に対して近位にある複数の圧縮構造体であって、該複数の圧縮構造体の各圧縮構造体は、該複数のプロセスチャンバのうちの１つのプロセスチャンバに対して近位にある、複数の圧縮構造体とを備える、サンプル処理アセンブリ。
【請求項８６】
請求項８５に記載のアセンブリであって、前記圧縮構造体の各々は、前記プロセスチャンバのうちの１つと並べられたカラーを備える、アセンブリ。
【請求項８７】
サンプル材料を処理する方法であって、該方法は、以下の工程：
第２の側面に取り付けられた第１の側面を備える本体と；該第１の側面と該第２の側面との間に形成された複数のプロセスアレイであって、ここで該複数のプロセスアレイの各プロセスアレイは、ローディング構造体、長さを備える主要導管、および該主要導管にそって分配された複数のプロセスチャンバを備え、ここで該主要導管は、該ローディング構造体および該複数のプロセスチャンバと流体連絡状態にある、複数のプロセスアレイと；該ローディング構造体と、該複数のプロセスアレイの各プロセスアレイにおける該複数のプロセスチャンバとの間に位置した変形可能シールと；該サンプル処理デバイスに取り付けられた担体であって、該担体は、該サンプル処理デバイスに面する第１の表面および該サンプル処理デバイスから離れて面する第２の表面を備える、担体と；該担体の該第１の表面に対して近位にある複数の主要導管支持レールであって、ここで該複数のプロセスアレイの各主要導管は、該複数の主要導管支持レールのうちの１つの主要導管支持レールと並べられている、複数の主要導管支持レールと；該担体の該第１の表面および該第２の表面を通じて形成された複数の開口であって、ここで該複数の開口の各開口は、該複数のプロセスチャンバのうちの１つのプロセスチャンバと並べられている、複数の開口とを備えるサンプル処理デバイスを備えるサンプル処理アセンブリを提供する工程；
サンプル材料を、該複数のプロセスアレイの各プロセスアレイにおける該プロセスチャンバのうちの少なくともいくつかに、該プロセスアレイの各々における該主要導管を通して分配する工程；
該複数のプロセスアレイの各プロセスアレイにおける変形可能シールを閉じる工程であって、該閉じる工程は、該サンプル処理デバイスの該第１の側面および該第２の側面を該主要導管の該長さの少なくとも一部に沿って一緒に圧縮する間に、該主要導管を該主要導管支持レールのうちの少なくとも１つで支持する工程；
該サンプル処理デバイスの該第２の側面を、熱ブロックと接触させて位置させる工程；
該サンプル処理デバイスの該第１の側面および第２の側面を、該複数のプロセスチャンバの近位の各プロセスチャンバとともに選択的に圧縮する工程であって、該選択的圧縮は、該担体と該熱ブロックとの間で起こる工程；ならびに
該熱ブロックの温度を、該サンプル処理デバイスが該熱ブロックと接触している間に制御する工程、
を包含する、方法。
【請求項８８】
請求項８７に記載の方法であって、前記選択的に圧縮する工程は、前記サンプル処理デバイスの実質的に全てを前記プロセスチャンバの外側から圧縮する工程を包含する、方法。
【請求項８９】
請求項８７に記載の方法であって、前記担体は、圧縮性材料を含み、さらに前記選択的に圧縮する工程は、前記サンプル処理デバイスの実質的に全てを前記プロセスチャンバの外側から圧縮する工程を包含する、方法。
【請求項９０】
請求項８７に記載の方法であって、前記選択的に圧縮する工程は、前記プロセスチャンバの各々の近位にある別個の領域を圧縮する工程を包含する、方法。
【請求項９１】
請求項８７に記載の方法であって、前記担体は、前記担体の前記第１の表面に対して近位にある複数のカラーをさらに備え、該複数のカラーの各カラーは、前記複数のプロセスチャンバのうちの１つのプロセスチャンバと並べられており；さらに前記選択的に圧縮する工程は、該プロセスチャンバの各々に対して近位にある別個の領域を、該複数のカラーのうちの１つのカラーで圧縮する工程を包含する、方法。
【請求項９２】
サンプル材料を処理する方法であって、該方法は、以下の工程：
第２の側面に取り付けられた第１の側面を備える本体と；該第１の側面と該第２の側面との間に形成された複数のプロセスアレイであって、ここで該複数のプロセスアレイの各プロセスアレイは、ローディング構造体、長さを備える主要導管、および該主要導管にそって分配された複数のプロセスチャンバを備え、ここで該主要導管は、該ローディング構造体および該複数のプロセスチャンバと流体連絡状態にある、複数のプロセスアレイと；該ローディング構造体と、該複数のプロセスアレイの各プロセスアレイにおける該複数のプロセスチャンバとの間に位置した変形可能シールと；該サンプル処理デバイスに取り付けられた担体とを備え、該担体は、該サンプル処理デバイスに面する第１の表面および該サンプル処理デバイスから離れて面する第２の表面と；該担体の該第１の表面に対して近位にある複数の主要導管支持レールであって、ここで該複数のプロセスアレイの各主要導管は、該複数の主要導管支持レールのうちの１つの主要導管支持レールと並べられている、複数の主要導管支持レールと；該担体の該第１の表面および該第２の表面を通じて形成された複数の開口であって、ここで該複数の開口の各開口は、該複数のプロセスチャンバのうちの１つのプロセスチャンバと並べられている、複数の開口とを備える、サンプル処理デバイスを備えるサンプル処理アセンブリを提供する工程；
サンプル材料を、該複数のプロセスアレイの各プロセスアレイにおける該プロセスチャンバのうちの少なくともいくつかに、該プロセスアレイの各々における該主要導管を通して分配する工程；
該複数のプロセスアレイの各プロセスアレイにおける変形可能シールを閉じる工程であって、該閉じる工程は、該サンプル処理デバイスの該第１の側面および該第２の側面を該主要導管の該長さの少なくとも一部に沿って一緒に圧縮する間に、該主要導管を該主要導管支持レールのうちの１つで支持する工程；
該複数のプロセスアレイの各プロセスアレイの該ローディング構造体を、該サンプル処理デバイスから分離する工程；
該サンプル処理デバイスの該第２の側面を、熱ブロックと接触させて位置させる工程；
該熱ブロックの温度を、該サンプル処理デバイスが該熱ブロックと接触している間に制御する工程、
を包含する、方法。
【請求項９３】
サンプル材料を処理する方法であって、該方法は、以下の工程：
第２の側面に取り付けられた第１の側面を備える本体と；該第１の側面と該第２の側面との間に形成された複数のプロセスアレイであって、ここで該複数のプロセスアレイの各プロセスアレイは、ローディングチャンバ、長さを備える主要導管、および該主要導管にそって分配された複数のプロセスチャンバを備え、ここで該主要導管は、該ローディングチャンバおよび該複数のプロセスチャンバと流体連絡状態にある、複数のプロセスアレイと；該ローディングチャンバと、該複数のプロセスアレイの各プロセスアレイにおける該複数のプロセスチャンバとの間に位置した変形可能シールと；該サンプル処理デバイスに取り付けられた担体とを備え、該担体は、該サンプル処理デバイスに面する第１の表面および該サンプル処理デバイスから離れて面する第２の表面と；該担体の該第１の表面に対して近位にある複数の主要導管支持レールであって、ここで該複数のプロセスアレイの各主要導管は、該複数の主要導管支持レールのうちの１つの主要導管支持レールと並べられている、複数の主要導管支持レールと；該担体の該第１の表面および該第２の表面を通じて形成された複数の開口であって、ここで該複数の開口の各開口は、該複数のプロセスチャンバのうちの１つのプロセスチャンバと並べられている、複数の開口とを備える、サンプル処理デバイスを備えるサンプル処理アセンブリを提供する工程；
サンプル材料を、該複数のプロセスアレイの各プロセスアレイにおける該プロセスチャンバのうちの少なくともいくつかに、該プロセスアレイの各々における該主要導管を通して分配する工程；
該複数のプロセスアレイの各プロセスアレイにおける変形可能シールを閉じる工程であって、該閉じる工程は、該サンプル処理デバイスの該第１の側面および該第２の側面を該主要導管の該長さの少なくとも一部に沿って一緒に圧縮する間に、該主要導管を該主要導管支持レールのうちの１つで支持する工程；
該複数のプロセスアレイの各プロセスアレイの該ローディングチャンバを、該サンプル処理デバイスから分離する工程；
該サンプル処理デバイスの該第１の側面および該第２の側面を、該複数のプロセスチャンバの近位の各プロセスチャンバと一緒に選択的に圧縮する工程であって、該選択的圧縮は、該担体と該熱ブロックとの間で起こる工程；
該サンプル処理デバイスの該第２の側面を、熱ブロックと接触させて位置させる工程；ならびに
該熱ブロックの温度を、該サンプル処理デバイスが該熱ブロックと接触している間に制御する工程、
を包含する、方法。
【請求項９４】
請求項９３に記載の方法であって、前記選択的に圧縮する工程は、前記サンプル処理デバイスの実質的に全てを前記プロセスチャンバの外側から圧縮する工程を包含する、方法。
【請求項９５】
請求項９３に記載の方法であって、前記選択的に圧縮する工程は、前記プロセスチャンバの各々に対して近位にある別個の領域を圧縮する工程を包含する、方法。
【請求項９６】
サンプル処理システムであって、以下：第２の側面に取り付けられた第１の側面を備える本体と；該第１の側面と該第２の側面との間に形成された複数のプロセスアレイであって、ここで該複数のプロセスアレイの各プロセスアレイは、ローディング構造体、長さを備える主要導管、および該主要導管にそって分配された複数のプロセスチャンバを備え、ここで該主要導管は、該ローディング構造体および該複数のプロセスチャンバと流体連絡状態にある、複数のプロセスアレイと；該サンプル処理デバイスが位置される熱ブロックと；該サンプル処理デバイスの該第１の側面および第２の側面を、該サンプル処理デバイスの該第２の側面を熱ブロックと接触させて位置させた後に、該複数のプロセスチャンバの各プロセスチャンバに対して近位にある別個の領域においてともに同時にかつ選択的に圧縮するための手段と、を備えるサンプル処理デバイスを備えるサンプル処理システム。
【請求項９７】
請求項９６に記載のシステムであって、前記複数のプロセスアレイの各プロセスアレイは、前記ローディング構造体と前記複数のプロセスチャンバとの間に位置した変形可能シールを備える、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本出願は、米国特許出願第１０／３３６，２７４号、同第１０／３３６，３３０号、および同第１０／３３６，７０６号（全て２００３年１月３日出願）；米国特許出願第１０／４０３，６４０号および同第１０／４０３，６５２号（ともに２００３年３月３１日出願）；米国仮特許出願第６０／３９８，８５１号および同第６０／３９８，９４６号（ともに２００２年７月２６日出願）；ならびに米国仮特許出願第６０／３９９，５４８号（２００２年７月３０日出願）からの優先権を主張する。本明細書中で引用される出願全ては、それらの全体が本明細書中に参考として援用される。
【０００２】
（分野）
本出願は、微小流体デバイス、このようなデバイスを備えるシステム、ならびにこのようなデバイスおよびシステムを使用する方法に関する。より具体的には、本発明は、流体および流体サンプルの微小サイズの量を操作、処理、またはさもなければ改変するデバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
（背景）
微小流体デバイスは、流体サンプルを操作するために有用である。迅速で、信頼性の高い、消耗品であり、かつ多数のサンプルを同時に処理するために使用され得る、微小流体デバイス、これらを使用するシステム、これらを処理するためのシステム、および流体を操作するための方法に対する要求が続けて存在している。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
種々の実施形態に従って、微小流体デバイスが提供され、この微小流体デバイスは、基材、第１のチャネル、第２のチャネル、第１のチャネルと第２のチャネルとを接続するカラム、およびカラム中に配置されたフィルタフリット材料を備える。この基材は、第１および第２の対向する表面および厚みを有し得る。この第１のチャネルは、第１の表面に形成され得、第１の表面に対して垂直な方向にかつ第２の表面に向かって延びる第１の深さを有し得る。第１の深さは、その基材の厚みに等しいかまたはこの厚みより小さい。第２のチャネルは、第２の表面に形成され得、第２の表面に対して垂直な方向にかつ上記第１の表面に向かって延びる第２の深さを有し得る。第２の深さは、その基材の厚みに等しいかまたはこの厚みより小さい。このカラムは、第１の表面から第２の表面まで延びる高さを有し得る。このカラムは、上記第１の表面に対して平行に、かつ上記第１の表面から上記第２の表面まで存在する平面に沿って、一定の断面積および／または一定の直径を有し得る。
【０００５】
種々の実施形態に従って、組込型ゲル濾過フリットが提供され、この組込型ゲル濾過フリットは、形態安定フィルタフリット材料を備える本体、この本体に形成されたチャンバ、およびこのチャンバ中に配置されたゲル濾過材料を備える。
【０００６】
種々の実施形態に従って、微小流体デバイスが提供され、この微小流体デバイスは、基材、第１のチャネル、第２のチャネル、この第１のチャネルと第２のチャネルとの間の流体連絡、およびこの流体連絡において積み重ねられているかまたは詰め込まれている流動制限粒状材料を備える。このような実施形態に従って、この基材は、第１の表面、この第１の表面に対向する第２の表面、および厚みを有し得る。この第１のチャネルは、基材に形成され得、第１の方向に延び得る。この第１のチャネルは、少なくとも第１の最小寸法および第１の深さによって規定される第１の断面積を有し得、この第１の深さは、上記第１の表面に対して垂直な方向に、かつ第２の表面に向かって延びる。この第２のチャネルは、基材に形成され得、第２の方向に延び得る。この第２のチャネルは、少なくとも第２の最小寸法および第２の深さによって規定される第２の断面積を有し得、この第２の深さは、この第１の表面に沿って垂直な方向にかつこの第２の表面に向かって延びる。この流体連絡は、この第１のチャネルと第２のチャネルとの間の基材に形成され得、少なくとも第３の最小寸法によって規定される第３の断面積を有し得る。ここで第３の断面積は、第１の断面積よりも小さい。この流動制限材料は、第１のチャネルに、流体連絡に、または第１のチャネルおよび流体連絡の両方に配置され得る。この流動制限材料は、ゲル濾過粒子を含み得、ここでこの流動制限粒子の少なくとも１０重量％は、第３の最小寸法よりも小さい平均粒径を有する流動制限粒子を含む。
【０００７】
種々の実施形態に従って、微小流体デバイスが提供され、この微小流体デバイスは、基材、基材に形成された第１のチャネル、および基材に形成された第１のチャンバを備え、ここでこの第１のチャンバは、深さおよびこの深さに沿って垂直に断面にした場合に涙滴形状の断面積を有する。この第１のチャンバは、実質的に円形の第１の端部およびより狭くかつ対向する第２の端部を有し得る。これらの端部は、まとめて涙滴形状の断面を規定する。第１のチャンバの断面は、第１のチャンバの深さに沿って一定であり得る。第１のチャンバの第２の端部は、その第１のチャネルと流体連絡状態にあり得る。
【０００８】
種々の実施形態に従って、微小流体デバイスが提供され、この微小流体デバイスは、第１の表面、第１の表面に対向する第２の表面、および厚みを有する基材、ならびにこの基材に形成された複数の平行な経路を備え、ここでこの経路の各々は、投入開口、排出開口、この投入開口と排出開口との間に位置した少なくとも１つの処理チャンバを備え、ここで各経路における投入開口、少なくとも１つの処理チャンバ、および排出開口は、直線的に配置される。この複数の平行な経路の各々は、少なくとも１つのバルブを備え得、このバルブは、少なくとも１つの処理チャンバと、投入開口および排出開口のうちの少なくとも一方との間に流体連絡を設けるように作動され得る。この複数の経路の各々は、少なくとも１つのバルブを備え得、このバルブは、第１の弾性を有する第１の変形可能材料、この第１の弾性とは異なる第２の弾性を有する第２の変形可能材料、および接着材料を備え得る。
【０００９】
種々の実施形態に従って、サンプル処理システムが提供され、このシステムは、本明細書中に記載の微小流体デバイス、圧盤、ドライブユニット、および制御ユニットを備える。ここでこの圧盤は、微小流体デバイスを保持する微小流体デバイスホルダを備える。この微小流体デバイスは、第１の表面、第１の表面に対向する第２の表面、および厚みを有する基材、ならびにこの基材に形成された複数の平行な経路を有し得、この経路の各々は、投入開口、排出開口、およびこの投入開口と排出開口との間にあり、かつこれらの開口と流体連絡状態にある少なくとも１つの処理チャンバを備える。この圧盤は、回転軸を有し得、上記ホルダは、この回転軸から間隔を空けられ得、かつこの回転軸に関して中心を外して配置されている。ドライブユニットは、その回転軸の周りに圧盤を回転させ得、制御ユニットは、そのドライブユニットを制御し得る。
【００１０】
種々の実施形態に従って、微小流体デバイスを制作する方法が提供され、この微小流体デバイスは、基材、基材に形成された投入開口、この基材に形成され、かつ投入開口と流体連絡状態にある第１のチャネル、基材に形成された第２のチャネル、ならびに第１のチャネルと第２のチャネルとの間の流体連絡を備える。この方法は、流動制限材料を、その投入開口を通って第１のチャネルへと導入する工程、およびその微小流体デバイスに求心力を付与して、この流動制限材料を流体連絡状態にある第１のチャネルにおいて充填し、流動制限材料の実質的な部分がこの流体連絡を通って第２のチャネルへと動くことを妨げる工程を包含し得る。
【００１１】
種々の実施形態に従って、微小流体デバイスが提供され、このデバイスは、基材、基材に形成された第１の凹部、基材に形成された第２の凹部、および第１の凹部と第２の凹部との間に挟まれた中間壁を有し、ここでこの中間壁部分は、第１の弾性を有する変形可能材料から形成される。弾性的に変形可能なカバー層がまた提供され、このカバー層は、第１の凹部を覆い、粒状流動制限材料は、第１の凹部に配置され得る。この弾性的に変形可能なカバー層は、その第１の弾性よりも小さな第２の弾性を有し得る。ここでこの弾性的に変形可能なカバーされた層は、中間壁が非変形状態にある場合に中間壁と接触し、ここでこの弾性的に変形可能なカバー層は、中間壁が変形状態にある場合に中間壁と接触せず、それによって、第１の凹部と第２の凹部との間に流体連絡を形成する。その第１の凹部と第２の凹部との間のこの流体連絡は、本明細書中に記載されるように、流動制限因子として設計または形成され得る。
【００１２】
本明細書中の教示は、添付の図面およびその説明を参照して十分に理解され得る。当業者によって認識される改変は、本発明の教示の一部と考えられる。
【００１３】
本発明の他の種々の実施形態は、本明細書の考慮事項、ならびに本明細書中に記載のデバイス、システムおよび方法の実施から、そして以下の詳細な説明から当業者に明らかである。本明細書および実施例は、例示としてのみ考慮され、本発明の真の範囲および趣旨は他の種々の実施形態を包含することが意図される。
【００１４】
（特定の実施形態の詳細な説明）
図１は、種々の実施形態に従う微小流体デバイス９８の上面図であり、このデバイスは、基材１００、投入開口１０２、排出開口１１０、第１のチャネル１０４、第２のチャネル１０８、第１のチャネル１０４と第２のチャネル１０８とを相互連結するチャンバ１０６、およびそのチャンバ１０６に配置されたフィルタフリット材料１１２を備える。そのチャンバ１０６は、カラム、例えば、示されるように、垂直円筒状カラムの形態であり得る。
【００１５】
図２は、図１のライン２−２に沿って切りとられた、図１の微小流体デバイス９８の側面断面図である。図１および２に示されるように、カバー１１４、１１６、および１１８は、基材１００と接触した状態で設けられる。カバー１１４は、図２に示されるように、基材１００の底部を覆い、一部、チャネル１０４を規定し得る内側表面１１５を提供する。投入開口１０２に導入される流体サンプルは、投入開口１０２から第１のチャネル１０４へ、第１のチャネル１０４を通ってチャンバ１０６へ、チャンバ１０６におけるフィルタフリット材料１１２を通って第２のチャネル１０８へ、および第２のチャネル１０８から排出開口１１０へと通り得る。第１のチャネル１０４は、ゲル濾過材料（示さず）、例えば、イオン交換ゲル濾過材料がロードされ得る。
【００１６】
投入開口１０２は、入り口ポート、層を貫通する穴、開口部、または流体連絡状態にあるチャネルまたはチャンバへの入り口を提供する任意の他の外形として設計され得る。排出開口１１０は、ポート、開口部、層を貫通する穴、または流体連絡状態にあるチャネルまたはチャンバからの出口を提供する任意の他の外形として設計され得る。投入開口１０２および／または排出開口１１０は、もろい材料または穿通可能材料カバー１１６、１１８によって覆われるかまたは部分的に覆われ得る。このカバーは、テープ、フィルム、シート、膜、またはこれらの組み合わせの形態であり得る。デバイスの底部（示される）のカバー１１４は、テープ、フィルム、シート、膜、またはこれらの組み合わせであり得る。カバー１１４、１１６および１１８のいずれかは、基材１００に貼付されるか、固定されるか、接着されるか、または他の方法で接続される第２の基材の形態であり得る。第１のチャネル１０４、第２のチャネル１０８、チャネル１０６、またはこれらの組み合わせは、それぞれのカバーが基材１００に適用される前に、試薬、反応物質、または当該分野で公知の緩衝液が予め充填され得る。従って、第１のチャネル１０４、第２のチャネル１０８、チャンバ１０６、またはこれらの組み合わせは、投入開を通ってロードされ得る。
【００１７】
図３は、微小流体デバイス４９８の上面図であり、このデバイスは、フィルタフリット材料４１２が配置されるカラム４０６の形状を補完する形状を有するフィルタフリット材料４１２を備える。このフィルタフリット材料４１２は、ゲル濾過材料４１８を保持するチャンバ４１３を備え得る。図４は、図３に示される微小流体デバイス４９８の側面図である。図３および４に示される実施形態において、デバイスは、基材４００、投入開口４０２、第１のチャネル４０４、フィルタフリット材料４１２を収容するためのチャンバ４０６、第２のチャネル４０８、および排出開口４１０をさらに備える。図３および４に示されるデバイス４９８はまた、第１のカバー４１４および第２のカバー４１６を備え得る。このフィルタフリット材料４１２は、チャンバ４０６の内側形状に相補的な外側形状を有し得る。
【００１８】
図５および６は、基材７０１およびチャンバ７１３を補完する形状を有するフィルタフリット材料７１２を備える微小流体デバイス７００の実施形態を示す。フィルタフリット材料７１２の開口７２０は、基材７０１に形成された投入開口７０２に面する。このフィルタフリット材料７１２は、基材７０１に形成された排出開口７１０に向かって配向された閉じた端部７２２をさらに備える。このフィルタフリット材料７１２は、濾過材料７１８、例えば、イオン交換ゲル濾過材料で充填され得る。カバー７１４および７１６は、基材７０１に、接着剤７１５を使用して、固定され得るか、接着され得るか、接着され得るか、他の方法で貼付され得る。接着剤は、例えば、感圧式接着剤であり得る。
【００１９】
図１〜６に示されるその微小流体デバイス９８、４９８および７００は、液体を濾過するために使用され得、この液体は、デバイスを通るように操作される。このデバイスは、例えば、ゲル濾過、サイズ排除濾過、イオン交換濾過、またはこれらの濾過技術の組み合わせのために使用され得る。例えば、濾過材料は、デバイスにロードされ得、そして／またはデバイスに含まれ得、そして濾過材料の小さなビーズを含み得る。水性サンプルの低分子を保持し得る一方で、そのサンプルのより大きな分子を通過させるサイズ排除材料が使用され得る。例えば、Ｂｉｏ−Ｒａｄ製のＰ−１０  ＢＩＯ−ＧＥＬ材料が使用され得、およそ４５〜９０μｍの平均粒子サイズ直径であるアクリルアミド粒子から構成される。これらの粒子は、水和される場合、サンプルがその材料を通って移動するときに、サンプルから遊離色素、望まれないヌクレオチド、および塩イオンを捕捉し得る。
【００２０】
サンプルは、デバイス９８、４９８および７００を通じて、例えば、重力圧差、または求心力によって操作され得る。次いで、そのデバイスから溶出する得られた濾液は、ｃａｎ  ｂｅ  分析され得るか、使用され得るか、またはその後にデバイスを通して処理の次の段階へと、例えば、ＰＣＲ反応チャンバ、配列決定反応チャンバ、または他の処理反応チャンバへと通過させ得る。
【００２１】
種々の実施形態に従って、図１〜６に示されるそのフィルタフリット材料１１２、４１２または７１２は、それぞれのチャンバへ「プレスばめされ」得るか、それぞれのチャンバへ配置され得るか、または他の方法で、それぞれのチャンバに位置づけられ得る。
【００２２】
上記のカバーは、図１〜６を参照すると、プラスチック材料、例えば、ポリオレフィン材料を含み得る。種々の実施形態に従って、カバーは、感圧式接着剤で覆われたテープもしくはフィルム材料、またはそれぞれの基材に加熱により接着される可塑性材料を含み得る。
【００２３】
図１〜６に示される実施形態を含め、種々の実施形態に従って、そのデバイスは、断面形状が矩形であり得る１以上のチャネルを備え得る。このデバイスは、例えば、約０．１ｍｍ〜約１．０ｃｍの深さ、約０．１ｍｍ〜約１．０ｃｍの幅、および約０．１ｍｍ〜約１０．０ｃｍの長さであり得るチャネルを備え得る。例示的なチャネルは、０．５０ｍｍの深さ、０．５０ｍｍの幅、および２０ｍｍの長さであり得、従って、約５μＬの総容積を提供し得る。
【００２４】
図１〜６の実施形態を含め、種々の実施形態に従って、ゲル濾過材料は、そのデバイスのチャネルに配置され得る。このゲル濾過材料は、そのデバイスに、そのデバイスの投入開口へピペッティングし、そして／または真空力（例えば、そのデバイスの排出開口に適用される）を使用することによってそのデバイスへ材料を引き込むことによってロードされ得る。そのデバイスのチャネルは、ゲル濾過材料をそのデバイスの投入開口を通ってロードして、そのデバイスのチャネルまたはチャンバにゲル濾過材料を与える圧力によって、ゲル濾過材料が充填され得る。例示的な実施形態において、十分に水和されたゲル濾過材料は、そのデバイスのチャネルに、例えば、図１のデバイス９８の第１のチャネル１０４にロードされる。一旦そのチャネルに、水和されたゲル濾過材料が充填されると、そのデバイスは、ゲル濾過材料を脱水して、ゲル濾過材料を「充填」するように遠心分離され得、精製カラムを形成する。このプロセスは、サンプル濾過のためのデバイスを調製するために使用され得、不要なまたは過剰な水または緩衝液をゲル濾過材料から除去するために使用され得る。このプロセスの変形例において、過剰な水または緩衝液は、出口チャネルまたはチャンバに集められ得、後に、濾過サンプルの容積を希釈および増大させて、サンプル注入準備をするために使用され得る。
【００２５】
図１〜６の実施形態を含め、種々の実施形態に従って、このデバイスは、さらなるチャンバおよび／またはチャネルを備え得る。例えば、そのデバイスは、ＰＣＲ増幅チャンバ、配列決定反応チャンバ、またはＰＣＲ増幅チャンバおよび配列決定反応チャンバの両方を備え得る。種々の実施形態に従って、そのデバイスは、サンプルを配列検出システムまたは他の分析検出器に注入する前に、サンプルを保持するために有用な排出チャンバを備え得る。
【００２６】
種々の実施形態に従って、微小流体デバイスが提供され、このデバイスは、本明細書中に記載されるように、単一のデバイスにおいて、複数のサンプル処理経路を含む。
【００２７】
種々の実施形態に従って、多孔性フィルタフリット材料は、チャネルにロードしたゲル濾過材料がチャネルから流出しないようにするために使用され得る。そのフィルタフリット材料の平均孔サイズは、流体が通過する（水、サンプルなど）一方で、ゲル濾過材料（例えば、アクリルアミドビーズ）の移動を制限するように選択され得る。例えば、図１〜６に示される微小流体デバイスは、約３３ミクロンの平均孔サイズを有する親水性ポリエチレンフィルタフリット材料を利用し得る。Ｐ−１０  ＢＩＯ−ＧＥＬゲル濾過材料とともに使用される場合、このようなフリットは、ゲル濾過材料を適切に制限し得ると同時に、水およびサンプル流体がゲル材料を通過するようにし得る。このような目的で使用され得る例示的な多孔性フィルタフリット材料は、焼結された、適切な平均孔サイズを有する高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）フリットである。
【００２８】
種々の実施形態に従って、ゲル濾過保持機構は、デバイス中に設けられ得、基材に形成され、かつゲル濾過材料の通過を妨げる、小さなチャネルまたは蛇行経路の形態にある流動制限因子を備える。
【００２９】
図１〜４の実施形態を含め、種々の実施形態に従って、２つのチャネルは濾過チャンバまたはカラムによって設けられ、分離される場合、チャネルのうちの１つは、基材の第１の表面に形成され得、第２のチャネルは、基材の対向する表面に形成され得る。例えば、第２のチャネル１０８（図２）または４０８（図４）は、基材の第１の表面に形成され得、処理チャンバとそれぞれの排出開口とに間に流体連絡を提供し得る。
【００３０】
第２のチャネルは、図３および４において例示されるように、第１のチャネルの寸法に類似しているかまたは同じ寸法を有し得る。第２のチャネルは、約０．１ｍｍ〜約１．０ｃｍの深さ、約０．１ｍｍ〜約１．０ｃｍの幅、および約０．１ｍｍ〜約１０．０ｃｍの長さを有し得る。例示的な第２のチャネルは、約０．５０ｍｍの深さ、約０．７５ｍｍの幅および約３．０ｍｍの長さを有する。第２のチャネルは、カバー（例えば、図１および２に示されるように、カバー１１６または図３および４に示されるように外形４１６）によって少なくとも部分的に規定され得る。そのデバイスが、ゲル濾過材料が充填された第１のチャネルを備えるかどうかに関係なく、そのデバイスの第２のチャネルは、そこにロードされたゲル濾過材料とともに設けられ得る。ゲル濾過材料は、濾過フリットがデバイス内に位置づけられる前、後または同時に、第２のチャネルにロードされ得る。
【００３１】
種々の実施形態に従って、排出開口１１０、４１０、７１０は、サンプルが微小流体デバイスにおける処理チャンバを通過した後に、処理されたサンプルを捕捉または保持するために働き得る。始めに、排出開口１１０、４１０、７１０は、真空がゲル濾過材料のロードのためのデバイスに付与され得るように開かれ得る。その排出開口は、微小流体デバイスの遠心分離の間に開いたままで、ゲル濾過材料をさらに充填および／または脱水し得る。このような充填プロセスの間に、過剰な水または緩衝液は、デバイスからパージされ得、そのデバイスから、出口開口１１０、４１０、７１０を通って逃げ得る。サンプルが、例えば、遠心分離によるように、微小流体デバイスを通って操作される場合、出口開口１１０、４１０、７１０は、カバーフィルム１１６、４１６、７１６でシールされて、デバイス中のサンプルがデバイスから失われないようにするか、または他の方法でデバイス中のサンプルが保持されるようにする。
【００３２】
種々の実施形態に従って、基材に形成された複数の経路を有する微小流体デバイスが提供され得、各経路は、図１〜６に示される経路のうちの１つと類似している。例えば、約０．５０ｍｍ以下の幅を有するチャネルおよびチャンバを使用すると、基材において９６までまたはそれ以上のこのような経路を提供し、かつ標準的なマイクロタイタートレイ（例えば、長さ約４．７５インチおよび幅約３．２５インチ）に等しい得られる基材サイズを提供することが可能である。このような設計の例示的デバイスは、図２０に示され、５μＬゲル濾過カラムを組み込む。
【００３３】
種々の実施形態に従って、微小流体デバイスが提供され、このデバイスは、図１〜４に示されるデバイスに類似であり、第１のチャネルの深さおよび第２のチャネルの深さの合計よりお大きい厚みを備える基材を有する。種々の実施形態に従って、微小流体デバイスが提供され、このデバイスは、図５および６に示され、フィルタチャンバ７１３の深さと同じ厚みを備える基材を有するデバイスに類似する。
【００３４】
図１〜６の実施形態を含め、種々の実施形態に従って、微小流体デバイスが提供され、その濾過フリット材料１１２、４１２、７１２が外側周辺形状（ｏｕｔｅｒ  ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  ｓｈａｐｅ）を有し、チャンバ１０６、４０６、７１３が内側周辺形状（ｉｎｎｅｒ  ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  ｓｈａｐｅ）を有し、この外側周辺形状は、内側周辺形状をに対して相補的である。
【００３５】
図７および９は、組込型ゲル濾過フリット７５０、９５０の例示的実施形態を示し、このフリットは、形態安定フリット材料から構成され、チャンバ７２１、９２１および開口７２８、９２８を規定する、本体７１２、７７２を備える。このチャンバ７２１、９２１は、ゲル濾過材料７７８、９７８が充填され、このゲルろ過材料は、チャンバ７２１、９２１にロードされている。このゲル濾過フリット７５０、９５０は、それぞれ、図８および１０において示される方法によって作成され得る。
【００３６】
図８および１０は、組込型ゲル濾過フリット７５０、９５０に、希釈液１３２およびゲル濾過材料７７８、９７８を開口７２８、９２８を介して充填するプロセスにおけるノズル１３０を例示する。
【００３７】
図１１は、複数の組込型ゲル濾過フリットを同時に充填するためのマルチノズル充填機械１４０の実施形態を示す。
【００３８】
種々の実施形態に従って、組込型ゲル濾過フリット７５０、９５０は、図８および１０において例示されるように形成され得、その後、微小流体デバイス（例えば、図３〜６に示されるようなデバイス）に充填され得る。例えば、水和Ｐ−１０  ＢＩＯ−ＧＥＬ粒子のスラリーは、多孔性形態安定フリット本体にポンプ輸送され得、得られたフリットは、微小流体デバイスに組み立てられ得る。このよう製造手順は、微小流体デバイスを形成することに関する基材操作の数を減少させ得、オフライン濾過フリット製造を可能にし、微小流体デバイスの製造コスト全体を低下させ得る。
【００３９】
種々の実施形態に従って、組込型ゲル濾過フリットの本体および／またはチャンバは、矩形様（ｒｅｃｔａｎｇｕｌｏｉｄ）または円筒状形状に構築され得、そのチャンバは、単一ノズルまたはマルチノズルを使用してゲルの１つを超える型で予め充填され得る。
【００４０】
組込型ゲル濾過フリットは、そこにゲル濾過材料を保持し得、なお水および液体サンプルがそこを通って流れることを可能にする。
【００４１】
種々の実施形態に従って、組込型ゲル濾過フリットが提供され得、このフリットは、フリット本体における開口を備え、内側ゲル濾過材料チャンバと流体連絡状態にある。種々の実施形態に従って、イオン交換ゲル濾過材料を備えるゲル濾過材料を有する組込型ゲル濾過フリットが提供され得る。種々の実施形態に従って、多孔性親水性ポリエチレン材料を備える形態安定フィルタフリット本体を有する組込型ゲル濾過フリットが、提供され得る。この本体はまた、膜または他のフィルタ材料を使用して形成され得るが、必ずしも形態安定でなくてもよい。この組込型ゲル濾過フリットは、長さ寸法、幅寸法、および深さ寸法を有し得、ここでこれらの寸法の各々は、５０ｍｍ未満である。
【００４２】
種々の実施形態に従って、基材に形成されたチャネル、および例えば、図６に示されるように、チャネルに配置された組込型ゲル濾過フリットを有する微小流体デバイスが提供される。種々の実施形態に従って、基材に形成されたチャネル、基材に形成された投入開口、基材に形成された排出開口、投入開口と排出開口との間の基材に形成され、かつ流体連絡状態にある濾過カラムまたはチャンバ、ならびにカラムに配置され、本明細書中に記載される組込型ゲル濾過フリットを有する微小流体デバイスが提供され得る。ここでチャネルの投入開口は、組込型ゲル濾過フリットの開口と流体連絡状態にある。
【００４３】
図１２〜１６は、種々の微小流体デバイス２００を示し、これらの各々は、濾過材料のデバイスを通る流動を制限するために１以上の外形で設計される。図１２および１４〜１６において、これらの外形は、基材２２０に形成される。図１３のデバイスにおいて、そのチャネルは、微小流体デバイスに組み込まれ得る挿入可能な構成要素に形成され得る。各デバイスにおいて、第１のチャネル２０８は、第２のチャネル２１０と流体連絡状態にある。領域の形態における流体連絡２１２は、第１のチャネル２０８と第２のチャネル２１０との間の各デバイスにおいて設けられる。図１２および１４〜１６において、流体連絡２１２はまた、基材２２０に形成される。図１２〜１６の各々は、第１のチャネル２０８および／または流体連絡２１２に配置された流動制限材料２０２を示す。図１２および１３に示されるように、材料２０２よりも小さな平均直径粒子断面積の第２の材料２０４は、第１のチャネル２０８において提供される。図１３において、なおより小さい平均直径粒子の断面積を有する第３の材料２０６は、第１のチャネル２０８において提供される。材料２０２、２０４、および２０６の各々は、ゲル濾過材料（例えば、イオン交換ゲル濾過材料）を含み得る。材料２０２、２０４、および２０６の各々は、本明細書中で記載されるような不活性の平均直径粒子断面積を有する材料（例えば、硝子またはシリコンシード）であり得る。この微小流体デバイス２００はまた、図１４および１５に示されるように、バッフル２１４を有して、流動制限材料２０２の第２のチャネル２１０への流動をさらに制限し得る。このバッフル２１４は、流体連絡２１２に、第２のチャネル２１０に、または流体連絡２１２および第２のチャネル２１０の両方に設けられ得る。
【００４４】
材料２０２、２０４、および２０６の粒子のうちのいくつかは、材料２０２、２０４、および２０６の積み重ねが流体連絡２１２において形成される前に、第２のチャネル２１０に流動し得る。流体連絡２１２における積み重ねの形成および／または積み重ねの崩壊は、どのくらいの力が微小流体デバイスに付与されるか（例えば、求心力、または空気力）を制御することによって操作され得る。流体連絡２１２は、テーパー状の移動領域（例えば、漏斗形状の移動領域）であり得る。この流体連絡２１２は、図１２〜１５に示されるように、円錐形状の移動領域であり得る。
【００４５】
種々の実施形態に従って、図１２〜１５のいずれか１つに示される微小流体デバイス２００を形成する方法が提供される。粒状流動制限材料２０２は、第１の断面積を有する第１のチャネル２０８に配置される。この第１のチャネル２０８は、流体連絡２１２において、領域の形態で終わる。第１の材料２０２の粒子は、第２のチャネル２１０の直径断面積の５％〜約９０％である平均直径粒子断面積を有し得る。種々の実施形態に従って、さらなる材料２０４は、第１の材料の粒子よりも小さい断面積を有する粒子から構成され、次いで、これは、第１の材料の粒子２０２の積み重ねに加えられ得る。第３の型の材料２０６は、粒状材料２０４の後に加えられ得、この第３の材料２０６は、別の流動制限粒状材料であり、同じ組成であるが、粒状材料２０２もしくは２０４のいずれかよりも小さいサイズであり得るか、または非粒状物質であり得るゲルもしくは樹脂材料であり得る。第１の材料および／または第２の材料をロードするために最初に付随しているかまたは使用される希釈液は、第１のチャネル２０８から流体連絡２１２を通って、そして第２のチャネル２１０へと、例えば、求心力を使用して動かされ得る。その希釈液は、第２のチャネル２１０からさらに動かされ得、例えば、デバイスから取り除かれ得るか、または収集チャンバまたは排出チャンバにおいて保存され得る。
【００４６】
種々の実施形態に従って、粒状材料２０２、２０４、および２０６は、ゲル濾過粒子または他の粒子であり得る。この粒子は、引き続いてロードされたゲルまたは樹脂材料の流動を制限する以外の機能を提供するために、  化学的に誘導体化または物理学的に改変され得る。例えば、材料２０２、２０４、および２０６は、ＤＮＡまたはＤＮＡフラグメントとのハイブリダイゼーションを可能にするように改変され得る。材料２０２、２０４または２０６のうちのいずれかがハイブリダイゼーションを可能にするように改変される場合、ハイブリダイズした成分が、例えば、変性によってその材料から引き続いて放出され得ることによる方法が提供され得る。よって、種々の実施形態は、ハイブリダイズ可能な成分の精製または濃縮を提供し得る。
【００４７】
図１２〜１６に示される微小流体デバイス２００は、適切な場所で組み立てられ得るので、このデバイスを作製する方法は、当該分野で公知の濾過フリットを使用することに関連する利用および取り扱いの問題を避け得る。例えば、デバイス２００は、当該分野で公知のフリットを組み込むデバイスよりも小さく作製され得る。
【００４８】
種々の実施形態に従って、微小流体デバイス（例えば、図１２〜１６において示されるデバイス）が提供され得、ここで第１のチャネルを通る流体の流動の方向は、流体の第２のチャネルを通る流動の方向と並べられる。種々の実施形態に従って、微小流体デバイスは提供され得、ここで第１のチャネルおよび第２のチャネルのうちの少なくとも一方が、丸い形状を有する、流体流動の方向に対して直交する断面積（例えば、円形の断面積）を備え得る。
【００４９】
種々の実施形態、例えば、図１２〜１６に示される実施形態に従って、第１の表面を有する基材、第１の表面に対向する第２の表面、および厚みを備える微小流体デバイスが提供され得る。この基材は、この基材に形成され、かつ第１の方向に延び、少なくとも第１の最小寸法および第１の深さによって規定される第１の断面積を有する第１のチャネルを備え、この第１の深さは、第１の表面に対して垂直な方向に、かつ第２の表面に向かって延びる。この基材はまた、この基材に形成され、かつ第２の方向に延びる第２のチャネルを備え、ここでこの第２のチャネルは、少なくとも第２の最小寸法および第２の深さによって規定される第２の断面積を有する。この第２の深さは、第１の表面に対して垂直な方向に、かつ第２の表面に向かって延びる。このデバイスは、第１のチャネルと第２のチャネルとの間にの基材に形成され、少なくとも第３の最小寸法によって規定される第３の断面積を有する流体連絡をさらに備える。ここでこの第３の断面積は、第１の断面積よりも小さい。このデバイスは、第１のチャネルに配置され、流動制限粒子を含む粒状流動制限材料をさらに含む。ここで流動制限粒子の少なくとも１０重量％は、第３の最小寸法よりも小さい粒径を有する流動制限粒子を含む。種々の実施形態に従って、第１の方向および第２の方向は、流体連絡において互いと並べられ得る。種々の実施形態に従って、第１のチャネルおよび第２のチャネルのうちの少なくとも一方は、丸形の形状を有する断面積を備える。種々の実施形態に従って、流動制限粒子の少なくとも５０重量％は、第３の最小寸法よりも小さい粒径を有する流動制限粒子を含む。例えば、流動制限粒子の少なくとも９５重量％は、第３の最小寸法より小さい粒径を有する流動制限粒子を含む。種々の実施形態に従って、その流動制限粒子は、第２の最小寸法より小さい粒径を有する。種々の実施形態に従って、この流動制限材料は、第１のチャネルに配置され、第３の断面積よりも小さい平均直径断面積を有するゲル濾過材料を含み得る。流動制限粒子の平均直径断面積は、第３の断面積の約０．１〜約０．２倍であり得る。種々の実施形態に従って、この流動制限粒子は、流体連絡において積み重ねを形成し得る。この流動制限材料は、流体連絡において一緒に充填される第１の平均直径の粒子を有する第１の流動制限材料、および第１のチャネルにおいて一緒に充填され、かつこの一緒に充填された第１の流動制限材料に隣接している第２の平均直径の粒子を有する第２の流動制限材料を含み得る。ここで第１の流動制限材料の粒子の平均直径は、第２の流動制限材料の粒子の平均直径より大きい。さらに、第２の一緒に充填される流動制限材料は、その一緒に充填される第１の流動制限材料よりも、第２のチャネルからさらに間隔を空けて配置され得る。
【００５０】
図１６および１７において示されるように、微小流体デバイスが提供され得、この微小流体デバイスは、第１のチャネル２０８と第２のチャネル２１０との間の流体連絡２１２を、断面積が急激に変化した形態で備える。
【００５１】
図１６および１７において例示されるように、種々の実施形態に従って、流体または粒状材料のデバイスを通る流動を圧迫して、試薬の分布を計量し、そして／または微小流体デバイスにおける粒状材料の流動をブロックすることは、望ましくあり得る。このような環境下で、種々の実施形態に従って、流動制限因子を使用することは有用であり得る。種々の実施形態に従って、接続チャネルよりも実質的に小さい断面積を有するチャネルは、流動制限因子を形成するために使用され得る。所望の結果および制限に依存して、例えば、より大きな断面積の接続チャネルにおいてより小さな粒子を保持するために、制限の寸法が選択され得る。図１７は、使用され得る流動制限設計の代表的な外形を示す。
【００５２】
種々の実施形態に従って、ゲル濾過粒子および／またはサイズ排除媒体の接続チャネル、処理チャンバ、または排出ウェルへの流動を妨げるように、１以上の流動制限因子が使用され得る。しかし、このより小さなチャネルは、サンプル流体を容易に通過させるために十分に大きいものであり得る。例えば、種々の実施形態に従って、第１のチャネルは、第１の断面積を有し、第１のチャネルの断面積の約５％〜約５０％である第２の断面積を有する第２のチャネルを相互接続する排出端部を備え得る。第２のチャネルの断面積は、第１のチャネルの断面積の例えば、約６％〜約３０％、例えば、第１のチャネルの断面積の約１０％〜約１５％であり得る。例示的な実施形態において、第１のチャネルは、約０．５０ｍｍの幅および約０．５０ｍｍの深さを有する正方形の断面積を有する。第１のチャネルと流体連絡状態にある第２のチャネルが提供され、このチャネルは、約０．１８ｍｍの幅および０．１８ｍｍの深さを有する正方形の断面積であり得る。このような流動制限因子設計において、第２のチャネルの断面積は、第１のチャネルの断面積の約１３％である。このような流動制限因子設計は、約０．００１ｍｍ以上、例えば、約０．０１ｍｍ以上の最小寸法を有するゲル濾過粒子の通過を制限するにあたって有用であり得、２つのチャネル間の移動におけるゲル濾過粒子の積み重ねを引き起こすにあたって有用であり得る。ここでこれらのゲル濾過粒子は、図１６において示されるように、第２のチャネルの断面積よりも小さい平均断面積を有する。
【００５３】
このようなデバイスにおいて、ショルダーは、第１のチャネル２０８および第２のチャネル２１０の交点において提供され、このショルダーは、第１のチャネルおよび第２のチャネルを通る流体の流動の方向に対して垂直であり得る。
【００５４】
種々の実施形態に従って、第２のチャネル（例えば、図１２〜１７における第２のチャネル２１０）の流動制限因子は、バルブを開くことによって形成されて、２つ以上の第１のチャネルまたはチャンバと、第２のチャネルとの間の流体連絡を形成し得る。第２のチャネルと１以上の第１のチャネルとの間の交点または移動の直径は、本明細書中に記載の流動制限因子を規定する。この流体連絡は、バルブの開口によって形成される流体連絡においてゲル濾過の積み重ねを引き起こすために有用であり得る。このようなバルブおよび上記のバルブ利用技術は、米国特許出願第１０／３３６，２７４号において記載されるものを包含し得る。
【００５５】
図１８は、微小流体デバイス（例えば、図１および２のデバイス）を形成するための製造プロセスを例示する。第１の工程において、基材が形成され、この基材は、投入、排出、第１および第２のチャネル、ならびに濾過フリットカラムを備える。第２の工程において、濾過フリットは、濾過フリットカラム内に位置づけられる。位置づけは、この濾過フリットをカラムにプレスばめすることによって達成され得るか、または公差に依存して、濾過フリットは、カラムに単に置かれ得る。第３の工程において、デバイスの底部表面は、カバーで、例えば、感圧式接着剤テープを基材の底部表面に適用することによってシールされる。この方法の第４の工程において、濾過フリットカラムの頂部は、シールされ、投入開口および排出開口の半分がシールされる。
【００５６】
図１９は、微小流体デバイス（例えば、図１および２のデバイス）を製造する方法を示す。第１の工程において、流動制限粒子を含むゲルスラリーは、投入開口を通ってデバイスの第１のチャネルにおいて充填され得る。力がデバイスに付与されて、例えば、デバイスの排出開口において真空を使用することによって、または求心力をデバイスに付与することによって、ゲルスラリーを充填し得る。その力は、ゲルスラリーを投入開口から第１のチャネルへと動かし得る。この投入開口は、カバーを適用することによってゲルスラリーをロードした後に完全にシールされ得るか、またはシーリングは、第１のチャネルが充填された後に行われ得る。第１のチャネルが充填された後に、ゲルスラリーは、脱水され得、カバーは、排出開口をシールするように、適用され得る。その後、このデバイスは、サンプルを処理のために受容し得る。次いで、力は、微小流体デバイスに付与されて、サンプルを投入開口から排出開口へと動かすように操作し得る。
【００５７】
種々の実施形態に従って、流動制限材料、ゲル濾過材料およびサンプルは、デバイスの投入開口３を通って導入され得る。そのプロセスの間の種々の時間のいずれかにおいて、投入開口は、デバイスの第１の表面の上でカバー（例えば、光学的に透明な接着層カバー）で完全にシールされ得る。この投入開口はまた、デバイスの対向する第２の表面の上で完全にまたは部分的にシールされ得る。このことは、投入開口へとピペットで移され得る少量のサンプル（例えば、約１ナノリットル〜約１０μＬ、例えば、約１００ナノリットル〜約０．５μｌのサンプルサイズ）の閉じこめを可能にする。
【００５８】
上記の種々のデバイスおよび方法は、複数のサンプルを同時に高スループット処理するためのデバイスおよび方法において実施され得る。このような高スループットデバイスの例は、図２０において示される。図２０は、各々、種々の実施形態に従ってそれぞれのサンプルを処理するための複数の経路３００を有する微小流体デバイス４００の上面図である。この複数の経路３００は、互いに対して平行であり得る。各経路３００は、複数のそれぞれの処理チャンバ３７６、３７８、３８１、３８３、および３８５との遮断可能および／または開放可能な流体連絡状態にある投入開口３７２を有し得る。各経路３００は、示されるように、それぞれの排出開口３８７、３８９において終わり得る。
【００５９】
図２０のデバイスにおいて、各経路３００は、処理チャンバ３７６、３７８、３８１、３８３、および３８５に加えて、バルブ３９１、３９３、および３９７を備え得る。種々の実施形態において、各経路はまた、ｃａｎ  ｉｎｃｌｕｄｅ  ａ流動スプリッタ３９５を備え得る。このスプリッタは、各経路３００を２つのそれぞれの下位経路（ｓｕｂ−ｐａｔｈｗａｙ）（例えば、逆方向配列決定反応経路および正方向配列決定反応経路）に分け得る。各下位経路は、それぞれ、別個の排出チャンバまたはレザバ３８７、３８９をもたらす。
【００６０】
図２１は、種々の実施形態に従い、複数の経路４２２を備える微小流体デバイスの別の実施形態の上面図である。図２１に示される例示的実施形態に従って、各経路４７２は、それぞれ、投入ウェル４２４、ＰＣＲチャンバ４２６、ＰＣＲチャンババルブ４２８、ＰＣＲ精製チャンバ４３０、ＰＣＲ精製チャンババルブ４３２、ＰＣＲ精製チャンバ付属物４３４、さらなる反応投入ウェル４３６、配列決定チャンバ４３８、配列決定チャンババルブ４４０、配列決定精製チャンバ４４２、および排出ウェル、チャンバ、もしくはレザバ４４４（全て基材４２０の上に形成される）を備え得る。この実施形態および他の種々の実施形態において有用であり得る例示的バルブは、Ｂｒｙｎｉｎｇらの米国仮特許出願第６０／３９８，８５１号（その全体が本明細書中に参考として援用される）に記載されるバルブを含む。
【００６１】
図２２および２３は、デバイス（例えば、図２１に示されるデバイス）の投入チャンバの拡大図であり、これらは、基材２６０に形成された複数の涙滴形状のチャンバ２５０を示す。この涙滴形状のチャンバ２５０は、各々、実質的に円形の第１の端部２５２、より狭くかつ対向する第２の端部２５６、およびチャネル２５４と流体連絡状態にある開口２５８（これは、デバイスの次の外形（例えば、処理チャンバ）をもたらす）を有し得る。
【００６２】
種々の実施形態に従って、涙滴形状のチャンバ２５０は、そのチャンバの深さに沿って一定の断面積を有し得る。種々の実施形態に従って、涙滴形状のチャンバの底部は、扇形であり得るかまたは平坦であり得る。
【００６３】
直線構成（ｒｅｔｉｌｉｎｅａｒ）デバイスに与えられる求心力は、このようなデバイスの各経路、チャネル、ウェル、またはチャンバと必ずしも並んでいる必要はないので、デッドボリューム（ｄｅａｄ  ｖｏｌｕｍｅ）ゾーンは、このようなデバイスの角に作製され得る。種々の実施形態に従って、サンプルの完全な移動を容易にし、かつサンプルの一部が保持されないようにするために、涙滴形状のチャンバ２５６は、サンプルを接続チャネル２５４へ誘導するために使用され得る。この設計は、全ての非半径方向のウェルのために使用され得、ともに、デバイスの中心の左または右に使用され得る。図２２は、このようなウェルの例示的パターンを示す。
【００６４】
種々の実施形態に従って、涙滴形状のチャンバは、経路を通るサンプル流動の方向に関して斜めにされ得るか、または４５°回転されて、経路を通るサンプルの移動を改善し得る。傾斜の方向は、デバイスが保持されるか、取り付けられるか、貼附されるか、または固定される、デバイスまたはスピニング圧盤（ｓｐｉｎｎｉｎｇ  ｐｌａｔｅｎ）の回転軸に対するウェルの位置に依存し得る。
【００６５】
種々の実施形態に従って、液体サンプルを微小流体デバイスにおいて操作する方法が提供される。このデバイスは、涙滴形状のチャンバおよびチャンバに配置された液体サンプルを有する。このデバイスは、回転軸の周りに回転され得る。この回転軸は、このデバイスの何れの部分にも存在しない。この回転は、チャンバからチャネルへと、液体サンプルに求心力を付与し得る。液体サンプルをチャネルにおいてチャンバへ求心的に操作するための方法もまた提供される。
【００６６】
図２４は、種々の実施形態に従うサンプルを処理するための経路３００を有する微小流体デバイスの上面図である。図２５は、図２４に示される経路３００の拡大上面図である。経路３００は、図２０に示される経路３００の例示である。この経路３００は、投入チャンバ３０２、投入チャネル３０４、ＰＣＲチャンバ３０６、ＰＣＲチャンババルブ３０８、ＰＣＲ精製カラム３１０、ＰＣＲ精製カラムバルブ３１２、流動スプリッタ３３４、流動スプリッタバルブ３１４、正方向配列決定反応チャンバ３１５、逆方向配列決定反応チャンバ３１６、配列決定反応チャンババルブ３１８、３１９、正方向配列決定反応精製カラム３２３、逆方向配列決定精製カラム３２０、正方向配列決定カラムバルブ３２１、逆方向配列決定反応カラムバルブ３２２、正方向配列決定反応生成物排出チャンバ３２６、ならびに逆方向配列決定反応生成物排出チャンバ３２４を備え得る。図２４に示されるデバイスは、基材３６８およびカバー３６０を備えることも示される。
【００６７】
種々の実施形態に従って、平行な経路を有する微小流体デバイスのチャネル、チャンバ、バルブおよび他の構成要素は、互いから、例えば、９ｍｍ、４．５ｍｍ、３ｍｍ、２．２５ｍｍ、１．１２５ｍｍ、または０．５６２５ｍｍ離れて間隔を空けられ得る、この経路３００は、平行であり得、回転運動の半径上に存在しないように、回転圧盤に配置され、そして取り付けられ得る。外形的に平行な処理経路を有する微小流体デバイス、このようなデバイスを含むまたはこのようなデバイスを処理するためのシステムおよび装置に関するさらなる詳細は、同時に出願された米国特許出願第１０／３３６，２７４号および同第１０／３３６，３３０号（ともに、それらの全体が本明細書中に参考として援用される）に記載される。
【００６８】
種々の実施形態に従って、このデバイスは、ピペットでロードされ得る。サンプルを注入する前に、このデバイスは、このデバイスにおいて所望の反応を行うために有用な適切な反応物質、試薬、緩衝液、または他の従来から公知の構成要素を予めロードされ得る。
【００６９】
種々の実施形態に従って、この微小流体デバイスは、ＳＢＳマイクロプレート形式に適合し得る、積層された、多層のポリマー材料デバイスであり得る。この微小流体デバイスは、約０．５ｍｍ〜約５ｍｍ厚、例えば、約２．０ｍｍ〜約３．０ｍｍ厚であり得る。その基本的形態において、この微小流体デバイスは、両側面が薄いカバーフィルムで積層された基材を備え得る。この基材内に、サンプル流体を所定の経路に沿って操作するために使用され得る一連のチャネル、チャンバ、および／またはウェルがある。流体サンプルは、チャネルまたはチャンバからチャネルまたはチャンバへと求心力によって移動され得る。求心力は、回転圧盤に対して取り付けられている間に、デバイスを回転軸の周りに回転させることによって生成され得る。従って、サンプル流体は、種々の反応が連続的に行われるにつれて、デバイスの一方の端部から他方の端部へ移動され得る。
【００７０】
このデバイスは、デバイスの経路全体がシールされたとしても、流体が求心力下でデバイスを通って動くように回転され得る。
【００７１】
種々の実施形態に従って、微小流体デバイスの使用から生じた処理されたサンプルは、水性の、注入準備が整ったサンプルであり得る。このサンプルは、例えば、キャピラリー電気泳動分析機器において使用され得る。
【００７２】
種々の実施形態に従って、このデバイスは、少量（例えば、約１ナノリットル〜約１０μｌ、例えば、約１００ナノリットル〜約０．５μｌの容積）の精製を可能にし得る精製カラムを備え得る。種々の実施形態は、高スループットの、平行な平面形式において少量のサンプルの精製を可能にする。
【００７３】
種々の実施形態に従って、微小流体デバイスが提供され、この基材は、矩形基材を有する。
【００７４】
種々の実施形態に従って、微小流体デバイスが提供され、このデバイスは、基材において少なくとも部分的に形成された第１のチャネルおよび第１のチャンバを有する経路を有する経路を備える。ここでこの基材は、複数のこのような経路を備える。各それぞれのチャンバは、深さ、およびこの深さに対して垂直に断面にされる場合に涙滴形状の断面積を有する。このそれぞれのチャンバは、各々、実質的に円形の第１の端部、およびより狭くかつ対向する第２の端部を有する。このそれぞれのチャンバの第２の端部は、それぞれのチャネルと流体連絡状態にある。種々の実施形態に従って、このように、微小流体デバイスが提供され、このデバイスは、互いに平行に配置された、複数のこのような経路を有する。
【００７５】
種々の実施形態に従って、微小流体デバイスが提供され、このデバイスは、複数の平行なサンプル処理経路、および各経路に沿って少なくとも１つのバルブを備える。この少なくとも１つのバルブは、基材に形成された第１の凹部、この基材に形成された第２の凹部、およびこの第１の凹部と第２の凹部との間に挟まれた中間壁を備え得る。ここでこの中間壁部分は、第１の弾性を有する変形可能材料から形成される。このバルブはまた、第１の凹部および第２の凹部を覆い、この第１の弾性よりも大きい第２の弾性を有する弾性的に変形可能なカバー層を備え得る。言い換えると、このカバー層は、中間壁材料よりも弾性であり得るか、またはより早く跳ね返り得る。この弾性的に変形可能なカバー層は、中間壁が非変形状態にある場合には中間壁と接触し得、中間壁が変形状態にある場合には、中間壁と接触していない状態にあり得、それにより、第１の凹部と第２の凹部との間に流体連絡を形成する。このようなバルブのさらなる詳細は、米国仮特許出願第６０／３９８，８５１号（２００２年７月２６日出願）において、および同時期に出願された米国特許出願第１０／３３６，２７４号（２００３年１月３日出願）（ともに、それらの全体が本明細書中に参考として援用される）において見出され得る。
【００７６】
種々の実施形態に従って、微小流体デバイスが提供され、このデバイスは、複数の平行な処理経路、および各経路に沿った少なくとも１つのバルブを備え、ここでこの少なくとも１つのバルブは、基材に形成され、第１の凹部部分および第２の凹部部分を備える、第１の凹部を備える。この第１の凹部は、対向壁表面部分によって少なくとも部分的に規定される。この対向壁表面部分は、第１の弾性を有する第１の変形可能材料を含む。この第１の凹部部分および第２の凹部部分は、第１の変形可能材料が非変形状態にある場合に互いと流体連絡状態にある。この少なくとも１つのバルブはまた、この第１の弾性よりも大きい第２の弾性を有する弾性的に変形可能なカバー層を備える。言い換えると、このカバー層は、変形可能な対向壁表面部分よりも弾性であり得るかまたはより早く跳ね返り得る。このカバー層は、少なくとも第１の凹部部分を覆う。この第１の変形可能材料を含む対向壁表面部分は、第１の凹部部分と第２の凹部部分との間に挟まれた障壁壁を形成し、かつその障壁壁が変形状態にある場合に第１の凹部部分と第２の凹部部分との間の流体連絡を妨げるように変形可能である。
【００７７】
種々の実施形態に従って、この微小流体デバイスの基材は、単一層の材料、コーティングされた層の材料、多層材料、またはこれらの組み合わせを含み得る。例示的な基材は、硬質プラスチック材料（例えば、ポリカーボネート材料）の単一層の基材が挙げられ得る。微小流体デバイスまたはそれらの構成要素（例えば、基材、基底層、凹部含有層、または任意の組み合わせの構成要素）のために使用され得る材料としては、ポリカーボネート、ポリカーボネート／ＡＢＳブレンド、ＡＢＳ、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリプロピレンオキシド、アクリル（ａｃｒｙｌｉｃ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ＰＢＴ／ＰＥＴブレンド、ナイロン、ナイロンのブレンド、ポリアルキレン材料、フルオロポリマー、シクロオレフィンポリマー、またはこれらの組み合わせが挙げられ得る。種々の実施形態に従って、この基材の材料は、環状オレフィンコポリマー（例えば、ＺＥＯＮ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｔｏｋｙｏ，Ｊａｐａｎから市販されるＺＥＯＮＥＸまたはＴｉｃｏｎａ  ＧｍｂＨ，Ｆｒａｎｋｆｕｒｔ，Ｇｅｒｍａｎｙから市販されるＴＯＰＡＺ）である。
【００７８】
基材全体は、非弾性的に変形可能材料を含み得る。中間壁を備えるバルブを有する種々の実施形態に従って、少なくともこの中間壁は、非男性的に変形可能材料を含み得る。この中間壁は、非弾性である必要はないが、２つの凹部（中間壁が中間壁の変形の際に分離する）間の流体連絡の形成を可能にするに十分に非弾性かつ変形可能であり得る。種々の実施形態に従って、この基材は、例えば、ポリメラーゼ連鎖反応において使用されるような、６０℃と９５℃との間の温度においてサーマルサイクリングに耐え得る材料を含み得る。さらに、この基材材料は、微小流体デバイスを通って流体サンプルの操作を達成するに必要な力（例えば、デバイス内でかつこのデバイスを通ってサンプルを回転および操作するために必要な求心力）に耐え得るに十分に強くあり得る。
【００７９】
この基材は、凹部含有層と接触した状態で１以上の基剤ポリマーを含み得る。この凹部含有層は、この層を貫通して形成された孔を有する層であり得、基底層は、凹部含有層と接触し得、凹部含有層において貫通孔の底部ウェルを規定し得る。この基材は、微小流体デバイスと同じ寸法を有し得、微小流体デバイスの厚みの主要部分を構成し得る。
【００８０】
種々の実施形態に従って、微小流体デバイスが提供され得、このデバイスは、この基材の一部が変形されるべき領域において凹部含有基材の一部を少なくとも覆う弾性的に変形可能なカバー層を備える。例えば、このカバー層は、基材に形成された任意の数の複数のチャンバまたはチャネルを覆い得るかまたはこの基材に形成されたチャンバおよびチャネルの全てを覆い得る。このカバー層は、１以上のチャンバ、投入開口、排出開口、カラム、または基材にまたは基材の上に形成された他の外形を部分的に覆い得る。このカバー層は、変形因子（ｄｅｆｏｒｍｅｒ）がデバイスと接触し、かつ中間壁（例えば、カバー層の下に位置した中間壁）を変形する場合にそのカバー層を一時的に変形させることを可能にする弾性特性を有し得る。一旦このような変形因子が微小流体デバイスとの接触から外されると、変形可能中間壁は、カバー層が弾性的に跳ね返っている間に、２以上の凹部（中間壁の変形によって流体的に接続される）間の流体移動を可能にするに少なくとも十分な時間にわたって、変形状態のままであり得る。この中間壁の変形可能材料は、ある程度まで弾性であり得るか、または非弾性であり得る。
【００８１】
この弾性的に変形可能なカバー層および／または基材は、化学的に耐性かつ不活性であり得る。この弾性的に変形可能なカバー層は、例えば、ポリメラーゼ連鎖反応において使用されるような、約６０℃と約９５℃との間の温度におけるサーマルサイクリングに耐え得る材料を含み得る。任意の適切な男性的に変形可能なフィルム材料（例えば、弾性材料）が、カバー層のために使用され得る。種々の実施形態に従って、ＰＣＲテープ材料は、弾性的に変形可能なカバー層として、またはこの層とともに使用され得る。ポリオレフィン材料フィルム、他のポリマーフィルム、コポリマーフィルムおよびこれらの組み合わせは、カバー層のために使用され得る。
【００８２】
このカバー層は、その幅もしくは長さ全体にわたって曲がるか、または局部的に曲がるかもしくは変形する、半剛性プレートであり得る。このカバー層は、約１０マイクロメートル（μｍ）〜約５００μｍ厚、例えば、５０μｍ〜約１００μｍであり得、接着剤層を含み得る。使用される場合、この接着剤層は、約５０μｍ〜約１００μｍ厚であり得る。微小流体デバイス、デバイス基材、デバイスカバー層、およびデバイス壁の他の材料、特徴、および局面は、Ｂｒｙｎｉｎｇらの米国仮特許出願第６０／３９８，８５１号（その全体が本明細書中に参考として援用される）に記載される。
【００８３】
図２６は、微小流体デバイス処理システム３９９を示し、このシステムは、回転軸３８６に周りに回転する圧盤３８０、それぞれの微小流体デバイス（例えば、図２０および２１に示されるデバイス）を保持および固定するためのホルダ３８１および３８３、加熱要素３８８，制御ユニット３９０を備える。この処理システムはまた、ドライブユニット（示さず）、およびドライブユニットのための制御ユニット（示さず）を備える。図２６は、無標矢印で回転の方向を示すが、回転の方向は、代わりに反対の方向であり得る。
【００８４】
図２７ａ〜２７ｄは、種々の実施形態に従う微小流体デバイスにおいて使用され得る種々のチャネルプロフィールの断面図である。図２７ａにおいて、チャネル５４２は、基材５４０において矩形の断面積を伴って形成される。この断面積は、１より大きいアスペクト比（幅／深さ比である）を有し得る。図２７ｂにおいて、チャネル５４６は、基材５４４において半楕円形の断面積を伴って形成される。この断面積は、１より大きいアスペクト比（すなわち、幅／深さ比）を有し得る。図２７ｃにおいて、薄くかつ狭いチャネル５５０は、基材５４８において形成され、ここでこの断面積は、１未満のアスペクト比（すなわち、幅／深さ比）を有し得る。図２７ｄにおいて、チャネル５５４は、基材５５２において台形の断面積を伴って形成される。これらおよび他の断面設計が、流動制限チャネルとして使用され得、種々の実施形態に従うバルブ−開口操作の間に、行われ得るかまたは形成され得る。
【００８５】
代表的な、真っ直ぐなチャネル流動制限因子断面の寸法特徴は、例えば、約０．２ｍｍ×約０．２ｍｍであり得る。このようなチャネルの長さは、例えば、約０．１ｍｍ〜約１０ｃｍ、例えば、約５ｍｍであり得る。流動制限因子は、より大きいチャンバ（約０．５０ｍｍより大きい）とともに使用され得、チャンバに位置する粒子（例えば、Ｐ−１０，ＳＥＩＥビーズ、粒子、およびＳＥＣビーズ）を保持するように働き得る。この流動制限因子は、粒子を保持するチャンバの下流に位置し得る。下流とは、流動制限因子が、チャンバよりも、回転軸から大きく離れた距離に位置するあることを意味する。求心力に供される場合、チャンバ中の材料は、流動制限因子に向かって動き得る。このチャンバで、粒子は保持され得るが、流体は、隣接するチャネルまたはチャンバへと通過し得る。
【００８６】
種々の実施形態に従って、および上記のように、流動制限因子の寸法は、正方形の断面積に限定されない。他の形状が、首尾良く実行され得る。例えば、０．１０ｍｍ深さおよび０．３０ｍｍ幅を有する流動制限因子の矩形の断面積は、ゲル濾過媒体（例えば、ＢｉｏＲａｄから市販されるＰ−１０ビーズ）を保持するために、基材に形成され得る。
【００８７】
種々の実施形態に従って、この処理システムは、圧盤上に微小流体デバイスホルダを備え得る。この圧盤は、微小流体デバイスの平行な経路を、圧盤の回転軸に関して中心を外して配向する。種々の実施形態に従って、ホルダが提供され得、このホルダは、微小流体デバイスの平行な経路全てを、その経路が圧盤の半径に対して平行である場合に、その経路の全てが半径から外れて、かつその半径の同じ側に存在するように、並んでいる。
【００８８】
種々の実施形態に従って、微小流体デバイスを備えるサンプル処理システムが提供され、このデバイスは、ホルダに配置された複数の平行な経路を有する。ここで複数の経路の各投入開口は、この複数の経路の各それぞれの排出開口よりも、回転軸に近い。種々の実施形態に従って、デバイスの複数の平行な経路の各々は、直線的な配置において、それぞれの投入開口、少なくとも１つの処理チャンバ、および排出開口を備える。
【００８９】
種々の実施形態に従って、このサンプル処理システムと共に使用される微小流体デバイスは、長さ、幅、および厚みを有する矩形様として形作られ、このホルダは、微小流体デバイスをその圧盤にしっかりと保持し得る。クリップ、ファスナー、または他の保持機構が採用されて、そのデバイスがその圧盤に固定され得る。種々の実施形態に従って、サンプル処理システムが提供され、ここでこの微小流体デバイスは、対向する第１の矩形表面および第２の矩形表面を有する。ここでこれらの表面の各々は、その幅よりも大きい長さを有する。種々の実施形態に従って、サンプル処理システムが提供され、ここで微小流体デバイスは、ホルダに配置され、圧盤の半径は、微小流体デバイスの長さに対して垂直であり、このデバイスは、デバイスの長さまたは幅に対して平行に延びる平行な経路を備える。種々の実施形態に従って、サンプル処理システムが提供され、ここで微小流体デバイスは、ホルダに配置され、その圧盤の半径は、微小流体デバイスの幅に対して垂直であり、そのデバイスは、デバイスの長さまたは幅に対して平行に延びる平行な経路を備える。
【００９０】
本明細書中に記載の微小流体デバイス、システム、および方法の種々の外形について有用な他の材料成分および方法の記載は、Ｂｒｙｎｉｎｇらの米国仮特許出願第６０／３９８，８５１号（その全体が本明細書中に参考として援用される）に記載される。
【００９１】
前述の説明および他のサンプル処理デバイスは、単独で処理され得る。種々の実施形態に従って、サンプル処理デバイス６１０は、担体６８０上に取り付けられ得る。このようなアセンブリは、図２８に示されるサンプル処理デバイス６１０および担体６８０の拡大斜視図において示される。
【００９２】
サンプル処理デバイスから分離している担体を提供することによって、サンプル処理デバイスの熱量（ｔｈｅｒｍａｌ  ｍａｓｓ）は、自動化装置（例えば、ロボットアームによる）による取り扱いおよび／または従来の装置による処理に適した厚みを有するサンプル処理デバイス全体を製造することに比較して、最小限にしか影響を受けない。担体の別の潜在的利点は、サンプル処理デバイスが、平坦な構成を巻くか他の方法でこのような構成から外れる傾向を示し得ることである。サンプル処理デバイスを担体に取り付けることにより、サンプル処理デバイスは、処理のために平坦な構成にて保持され得る。種々の実施形態に従って、この担体は、サンプル処理デバイスに取り付けられた場合に、十分に剛性である担体を提供するプラスチック材料または他の剛性材料から作製され得る。このプラスチック担体は、その少なくとも１つの表面に取り付けられたゴムパッドとともに提供され得る。シリコン発泡体パッドまたはシリコン発泡体層は、担体の表面（例えば、サンプル処理デバイスと接触する表面）に使用され得る。
【００９３】
担体が提供され得、その担体は、担体が取り付けられるサンプル処理デバイスと接触した領域が制限されており、サンプル処理デバイスと担体との間の熱伝達が減少され得る。このデバイスに対して単体が取り付けられている。サンプル処理デバイスから離れて面している担体の表面は、例えば、圧盤または他の構造体（熱ブロックの方へサンプル処理デバイスに力をかけて、担体と、圧盤または他の構造体との間の熱伝達を減少させるために使用される）と接触した領域が制限されて提供され得る。この担体は、サンプル処理デバイスにおける温度変化に影響するのを避けるために、比較的低い熱量を有し得る。
【００９４】
種々の実施形態に従って、この担体は、その担体および／または取り付けられたサンプル処理デバイスが表面（その間でアセンブリ（例えば、熱ブロックおよび圧盤）が圧縮されている）に適合し得るように、いくらかのコンプライアンスを示し得る。担体自体は、例えば、製造公差における変動などに起因して、完全に平坦でなくてもよい。さらに、アセンブリは、担体および／またはサンプル処理デバイスにおける厚みの変動に起因して、異なる厚みを有し得る。
【００９５】
種々の実施形態に従って、このサンプル処理デバイス６１０は、求心力を使用してロードされ得る。この担体は、ロードおよび／またはサーマルサイクリングの間に圧力をカードに付与することによって、サンプル処理デバイスの完全性を維持し得る。
【００９６】
この担体６８０は、サンプル処理デバイス６１０に、担体６８０が多くの異なるサンプル処理デバイス６１０とともに再使用されることを可能にする様式で、取り付けられ得る。種々の実施形態に従って、この担体６８０は、単一のサンプル処理デバイス６１０に恒久的に取り付けられ得る。その結果、使用後に、サンプル処理デバイス６１０および担体６８０の両方が、ともに廃棄される。
【００９７】
示される実施形態において、そのサンプル処理デバイス６１０は、サンプル処理デバイス６１０を担体に対して並べるための成形された支柱６１１を備える。成形された支柱のうちの少なくとも１つは、サンプル処理デバイス６１０の中心に対して近位に位置し得る。わずか１つの成形された支柱６１１が、サンプル処理デバイス６１０を担体６８０に取り付けるために使用され得るが、少なくとも２つの支柱６１１が備えられ得る。中心に位置する支柱６１１は、担体６８０の上にサンプル処理デバイス６１０を中心に置くにあたって補助となり得る。その一方で、第２の支柱６１１が、担体６８０に対するサンプル処理デバイス６１０の回転を妨げるために設けられ得る。さらに、わずか２つの支柱６１１が示されるが、サンプル処理デバイス６１０と担体６８０との間に３つ以上の支柱または他の取り付け部位が設けられ得ることが理解される。さらに、支柱６１１は、サンプル処理デバイス６１０にメルト接着されて、アラインメントに加えて、２つの構成要素の取り付けを達成し得る。
【００９８】
支柱または他のアラインメント外形は、サンプル処理デバイス６１０および担体６８０のいずれかまたはその両方に設けられて、成形された支柱６１１を用いて、サンプル処理デバイス６１０に対する最後のアラインメントおよび取り付けの前に、サンプル処理デバイス６１０と担体６８０とをほぼ並べ得る。その支柱および／または他のアラインメント外形は、サンプル処理デバイス６１０および担体６８０を備えるアセンブリを、例えば、サンプルプロセスチャンバ６５０における材料を熱的に循環させるために使用される熱処理システムに対して並べ得る。１以上のアラインメント外形はまた、プロセスチャンバ６５０中での選択された分析物の存在または非存在を検出するための検出システムとともに使用され得る。
【００９９】
種々の実施形態に従って、支柱または他のアラインメント機構は、担体６８０の上に設けられて、担体６８０と熱ブロックとを並べ得る。この支柱は、円錐形状またはテーパー状のピンとして構成され得、これらは、熱ブロックに形成された対応する切頭形もしくは非切頭形の円錐形状またはテーパー状のウェルまたは凹部と嵌合し得る。この支柱は、十字様断面積（フィリップスねじドライバの先端）を有するように構成され得、これらは、圧縮可能および／または弾性であり得、熱ブロックに形成された円錐形状またはテーパー状のウェルまたは凹部と嵌合し得る。この担体６８０の支柱は、ポリプロピレンから作製され得る。熱ブロックに形成されたウェルまたは凹部は、切頭形の円錐の形状を有し得る。
【０１００】
この担体６８０は、サンプル処理デバイス６１０のプロセスチャンバ６５０と好ましくは並べられる、開口６８２のような種々の外形を備え得る。開口６８２を提供することによって、このプロセスチャンバ６５０は、担体６８０を通って調べられ得る。開口６８２を提供することに対する１つの代替方法は、所望の波長の電磁放射線に対して透過性の材料で担体６８０を製造することである。この担体６８０は、サンプル処理デバイス６１０の表面に対して連続的であり得る。すなわち、この担体は、プロセスチャンバ６５０への接近のためにそこに貫通して形成される穴がない状態で提供され得る。
【０１０１】
このサンプル処理デバイス６１０および担体６８０は、図２９に例示される。ここでローディングチャンバ６３０が、担体６８０の周辺を超えて延び得ることが認められ得る。このように、このローディング構造体６３０を備えるサンプル処理デバイス６１０の部分は、サンプル材料をプロセスチャンバ６５０に分配した後に、サンプル処理デバイス６１０の残りの部分から取り外され得る。
【０１０２】
図２８および２９に例示される担体６８０はまた、プロセスチャンバ６５０におけるサンプル材料のローディングの間および／または後に、プロセスチャンバ６５０のシールまたは分離において利点を提供し得る。
【０１０３】
図３０は、担体６８０の底部表面の一部、すなわち、サンプル処理デバイス６１０に面する担体６８０の表面の拡大図である。担体６８０の底部表面は、主要導管支持レール６８３を含む多くの外形を備える。この支持レールは、関連づけられたサンプル処理デバイス６１０における主要導管６４０の長さに沿って延び得る．この支持レール６８３は、例えば、サンプル処理デバイス６１０の主要導管６４０が、上記で議論されるように、プロセスチャンバ６５０を分離し、そして／または導管６４０をシールするように変形される間に、圧縮され得る表面を提供し得る。
【０１０４】
主要導管６４０の変形の間にそれらを使用することに加えて、その支持レール６８３はまた、例えば、導管６４０に圧力を付与する熱処理の間に依存され得る。さらに、支持レール６８３の使用はまた、これらの支持レールがサンプル処理デバイス６１０と担体６８０との間の有意に減少した接触を提供すると同時に、主要導管６４０をデバイス６１０に対してシールするために必要な支持体を提供するという点で、さらに利点を提供し得る。
【０１０５】
担体６８０とデバイス６１０との間の接触は、アセンブリがサンプル材料（例えば、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）に用いられるような）の熱処理において使用される場合には、減少され得るかまたは最小にされ得る。このように、この担体６８０は、支持レール６８３が、主要導管６４０と並べられる場合に、この主要導管６４０間のサンプル処理デバイス６１０から間隔を空けて配置される担体本体を備えるとして特徴付けられ得る。担体本体とサンプル処理デバイス６１０との間に形成される空隙は、空気によって、または例えば、圧縮可能および／もしくは断熱性材料によって占有され得る。種々の実施形態に従って、担体６８０は、プラスチックから作製され得、サンプル処理デバイス６１０と担体６８０との間の熱伝達を減少するために、サンプル処理デバイス６１０に面する表面に取り付けられるか、またはこの表面に隣接する圧縮可能発泡体の層を有し得る。種々の実施形態に従って、この発泡体層は、シリコーン発泡体であり得る。
【０１０６】
多くの選択肢的圧縮構造体６８４が図２８にも示される。この構造体は、例示される実施形態において、サンプル処理デバイス６１０の上でプロセスチャンバ６５０と並ぶように構成されたカラーの形態である。このカラーは、開口６８２の各々の一方の端部を規定し、担体６８０を通って延びて、サンプル処理デバイス６１０の上のプロセスチャンバ６５０に対する接近を可能にし得る。この圧縮構造体６８４（例えば、カラー）は、２つの構成要素（サンプル処理デバイス６１０および担体６８０）が互いに対して圧縮される場合に、サンプル処理デバイス６１０上のプロセスチャンバ６５０の各々に対して近位にあるデバイスの別個の領域を圧縮するように設計される。
【０１０７】
圧縮の別個の領域は、例えば、デバイス６１０と、プロセスチャンバの各々に対して近位にある熱ブロックとの間の接触を改善するというような利点を提供し得る。その改善された接触により、プロセスチャンバへのおよび／またはプロセスチャンバからの熱エネルギーの伝達が増強され得る。さらに、熱伝達における改善は、少なくとも一部は、サンプル処理デバイス６１０と担体６８０との間の制限された接触領域に起因して、担体６８０自体の構造体への制限された熱伝達のみによって釣り合いがとれ得る。
【０１０８】
デバイス６１０の別個の面積を選択的に圧縮するという別の利点は、任意の接着の弱さ、接着剤の剥離、および／またはプロセスチャンバ６５０からの液体漏れが、圧縮の別個の領域によって減少または妨げられ得ることである。この利点は、サンプル処理デバイス上のプロセスチャンバの少なくとも一部を取り囲むカラーまたは他の形状の形態にある圧縮構造体を使用する場合、特に有利であり得る。
【０１０９】
例示的な実施形態におけるカラーは、プロセスチャンバ６５０の外周の周りに部分的にのみ延びるように設計され、プロセスチャンバ６５０に入る供給導管を閉塞するように設計されない。しかし、代わりに、カラーは、供給導管を閉塞するように設計され、それにより、サンプル材料の熱処理の間にプロセスチャンバ間の分離をさらに潜在的にさらに増強するように設けられ得る。
【０１１０】
カラー６８４は、必要に応じて、プロセスチャンバ６５０を処理し、そして／または分析する間に、プロセスチャンバ６５０間の電磁エネルギー（例えば、  赤外線から紫外線）の伝達に対する障壁を提供することによって、プロセスチャンバ６５０間の混線（ｃｒｏｓｓ−ｔａｌｋ）のいくらかの減少を提供し得る。例えば、カラー６８４は、選択された波長の電磁放射線に対して不透過性であり得る。あるいは、カラー６８４は、選択された波長の電磁放射線の伝達を、拡散および／または吸収することによって、阻害し得る。例えば、このカラー６８４は、散乱を増強するようにテクスチャード加工された表面を備え得、そして／またはカラー６８４は、カラー６８４の本体に組み込まれるか、そして／または吸収および／または拡散を増強するコーティングにおいて提供される材料を備え得る。
【０１１１】
この担体６８０は、担体６８０の上部表面（すなわち、サンプル処理デバイスから離れて、圧縮構造体（例えば、例示的な実施形態において、カラー６８４の形態）に、および最終的には、サンプル処理デバイス自体に面する表面からの力の伝達を増強するための力伝達構造体を備え得る。
【０１１２】
図３１は、力伝達構造体の例示的実施形態の一部を示す。この力伝達構造体は、アーチ６８５の形態で提供され、このアーチは、４つの開口６８２を備え、カラー６８４に操作可能に取り付けられる。この力伝達構造体は、開口６８２の間に位置し、かつカラー６８４に接続される継手領域（ｌａｎｄｉｎｇ  ａｒｅａ）６８７を規定し、その結果、サンプル処理デバイスの方向で継手領域６８７に付与される力６８６は、カラー６８４の各々に、そこからサンプル処理デバイス（示さず）へ伝達される。示される実施形態において、継手領域は、アーチ６８５の頂部によって提供される。
【０１１３】
アーチ６８５は、アーチ６８５に取り付けられた異なるカラー６８４の間に一様に力を伝え得る。これは、アーチ６８５を（開口６８２によって）支持する中空カラムとして本質的に提供される。この基本的構造は、例えば、図２８において認められるように、担体６８０の表面全体に対して繰り返される。
【０１１４】
継手領域を力伝達構造体上に提供する利点としては、担体６８０と、圧盤または担体６８０を使用してサンプル処理デバイスを圧縮するために使用される他の構造体との間の接触の対応する減少が挙げられる。その減少された接触は、担体６８０と、圧盤またはサンプル処理デバイスを圧縮するために使用される他の構造との間の減少した熱伝達を提供し得る。さらに、担体の対向する側面上のこの力伝達構造体および対応する圧縮構造体は、全て、担体６８０における材料の量を減少し、それによって、担体６８０、次に、担体６８０およびサンプル処理デバイスのアセンブリの熱量を減少させることに寄与し得る。
【０１１５】
図３２は、本発明とともに使用される担体の別の選択肢的な外形を例示する。この担体６８０’は、プロセスチャンバ６５０’に向けられた電磁エネルギーを集めるかまたはプロセスチャンバ６５０’から発するのを補助し得る光学構成要素６８８’（例えば、レンズ）とともに示される。この光学構成要素６８８’は、担体６８０’との一体型として示されるが、光学構成要素６８８’が、担体６８０’に取り付けられている別個の物品として提供され得ることが理解されるべきである。
【０１１６】
図３３は、使用され得る担体のなお別の光学的外形を例示する。この担体６８０”は、アラインメント構造体６８７”を備え、このアラインメント構造体は、ピペット６１１”または他のサンプル材料送達デバイスを、サンプル処理デバイス６１０”上の適切なローディング構造体に誘導することを補助するために使用され得る。このアラインメント構造体６８７”は、本明細書中に記載されるサンプル処理デバイス６１０”上のローディング構造体とともに取り外され得る。このアラインメント構造体６８７”は、入り口ポートからわずかに中心がずれている場合、ピペット６１１”をサンプル処理デバイス６１０”上のローディング構造体へ誘導するように示されるように、ほぼ円錐形であり得る。
【０１１７】
図２８〜３１に示される代わりの成形された担体として、その担体は、サンプル処理デバイスの一方の側面と接触した材料のシートの形態であり得る。図３４は、サンプル処理デバイス７１０とともに使用され得る、１つの例示的サンプル処理デバイス７１０および担体７８０の分解図である。
【０１１８】
このサンプル処理デバイス７１０は、プロセスアレイ７２０のセットを備える。このプロセスアレイの各々は、示されたサンプル処理デバイス７１０において、サンプル処理デバイス７１０の表面上にアレイとして構成されているプロセスチャンバ７５０を備える。この担体７８０は、この担体に形成された複数の開口７８２を備える。この開口は、サンプル処理デバイス７１０および担体７８０が一緒に圧縮されている場合、好ましくは、プロセスチャンバ７５０と並べられる。
【０１１９】
この担体７８０は、種々の材料から製造され得るが、この担体が圧縮性材料（例えば、圧縮性発泡体または他の物質のシート）から製造され得ることが好ましくあり得る。圧縮性に加えて、この圧縮性材料は、特にサンプル処理デバイスが供され得る温度において、低い熱伝導性、低い熱量、および／または低い圧縮セットを示し得る。適切な発泡体の１つのクラスとしては、例えば、シリコーンベースのシリコーン発泡体が挙げられ得る。
【０１２０】
担体７８０が圧縮性材料から製造される場合、プロセスアレイ７２０における導管の早すぎる閉塞を妨げるために、サンプル処理デバイス７１０に面する担体７８０の表面にレリーフを提供する必要はないかもしれない。しかし、この担体７８０が、より剛性の材料から製造される場合、プロセスアレイ７２０における導管のために、担体７８０の表面にいくらかのレリーフを提供することは望ましくあり得る。
【０１２１】
上記の担体６８０と同様に、担体７８０（例えば、図３４に記載されるもの）は、プロセスチャンバ７５０の上に位置した材料がないことに起因して、プロセスチャンバ７５０によって占有される領域におけるサンプル処理デバイスを圧縮しないことによって、サンプル処理デバイスの選択的圧縮を提供し得る。結果として、この担体７８０は、いくつかのさらなる利点を提供し得る。例えば、接着を弱めること、接着剤の剥離、および／またはプロセスチャンバ７５０からの液体漏れは、プロセスチャンバ７５０を囲むサンプル処理デバイス７１０に付与される圧縮によって、減少または妨げられ得る。さらに、例えば、アセンブリが押しつけられ得る熱ブロックからの熱漏れは、担体７８０の材料が、所望の熱特性（例えば、低熱量、低い熱伝導性など）とともに提供される場合に、減少され得る。
【０１２２】
種々の実施形態に従って、開口７８２は、プロセスチャンバ７５０を処理し、そして／または分析する間に、プロセスチャンバ７５０間の電磁エネルギー（例えば、光）の伝達に対する障壁を提供することによって、プロセスチャンバ７５０の間の混線からの保護を提供し得る。例えば、担体７８０は、選択された波長の電磁放射線に対して不透明および／非透過性であり得る。あるいは、この担体は、  選択された波長の電磁放射線の伝達を、拡散および／または吸収によって阻害し得る。例えば、その開口７８２は、散乱を増強するためにテクスチャード加工された表面を備え得る。さらに、この担体７８０は、担体７８０の本体に組み込まれるか、そして／またはその上のコーティングにおいて提供される材料を含み得、この材料は、電磁エネルギーの選択された波長の吸収および／または拡散を増強し得る。
【０１２３】
種々の実施形態に従って、図２８〜３４に関連した上記の担体は、サンプル処理デバイスに固定して取り付けられ得るか、または担体は、サンプル処理デバイスから別個であり得る。別個にされる場合、この担体は、担体を大きく破壊することなく、サンプル処理デバイスからの取り外しを容易にする様式で、各サンプル処理デバイスに取り外し可能に取り付けられるか、またはこのデバイスに接触させ得る。結果として、この担体は、１つを超えるサンプル処理デバイスとともに使用され得る。あるいは、この担体は、サンプル処理デバイスにしっかりと固定され得る。その結果、両方の構成要素が、使用後に廃棄され得る。いくつかの例において、この担体は、サンプル処理デバイス、例えば、サーモサイクリングシステムの圧盤を処理するために使用されるシステムに取り付けられ得る。その結果、サンプル処理デバイスが熱処理にロードされると、その担体は、サンプル処理デバイスと接触して配置され得る。
【０１２４】
上記の担体の両方が、プロセスチャンバの各々の周りで、サンプル処理デバイスの第１の側面および第２の側面を一緒に選択的に圧縮するための手段の例である。この圧縮は、各プロセスチャンバについて同時に生じ得る。多くの他の等価な構造体は、サンプル処理デバイスの第１の側面および第２の側面を、プロセスチャンバの各々の周りで一緒に選択的に圧縮する機能を達成し、これらの構造体は、当業者によって想定され得る。いくつかの構成において、選択的に圧縮する手段（例えば、弾性担体７８０）は、プロセスチャンバの外側からサンプル処理デバイスの実質的に全てに対して圧縮力を付与し得る。他の実施形態において、選択的に圧縮するための手段は、サンプル処理デバイスにおいてプロセスチャンバの各々の周りで局所的な領域（例えば、その関連づけられたカラーとともに担体６８０）にのみ圧縮力を付与し得る。
【０１２５】
選択的に圧縮するための手段を組み込む任意のシステムは、選択的に圧縮するための手段を、サンプル処理デバイスまたは圧盤または処理の間にサンプル処理デバイスと接触される他の構造体に取り付けるために使用され得る。図３５は、ブロック図形式でサンプル処理デバイスとともに使用され得る１つの熱処理システムを記載する。このシステムは、熱ブロック７０８’の上に位置したサンプル処理デバイス７１０’を備える。熱ブロック７０８’の温度は、好ましくは、熱コントローラ７０６’によって制御される。サンプル処理デバイス７１０’の対向する側面には、担体７８０’の形態において、選択的に圧縮するための手段が、サンプル処理デバイス７１０’と圧盤７０４’との間に位置される。この圧盤７０４’は、所望であれば、サーマルコントローラ７０２’によって、熱的に制御され得る。このサーマルコントローラは、いくつかの場合において、熱ブロック７０８’の温度を制御するコントローラ７０６’と同じであり得る。このサンプル処理デバイス７１０’および選択的に圧縮するための手段７８０’は、矢印７０１’および７０２’によって示されるように、サンプル処理デバイス７１０’の熱処理の間、圧盤７０４’と熱ブロック７０８’との間で圧縮され得る。
【０１２６】
当業者は、本明細書中の広い教示が、種々の形態において実施され得ることを、前述の詳細な説明から理解し得る。従って、本明細書中に記載のデバイス、システム、および方法が特定の実施形態およびその実施例と関連して記載されてきたものの、本教示の真の範囲は、そのように限定されるべきではない。種々の変化および改変は、本教示の範囲から逸脱することなく行われ得る。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】図１は、一実施形態に従う微小流体デバイスの上面図である。ここで第１のチャネルは第１の表面に形成され、第２のチャネルは第２の表面に形成され、そして一定直径の相互連結カラムは、そこに配置されたフリット材料を有する。
【図２】図２は、図１のライン２−２に沿って切りとった、図１に示される微小流体デバイスの側面断面図である。
【図３】図３は、組込型ゲル濾過フリットを備える微小流体デバイスの別の実施形態の上面図である。
【図４】図４は、図３のライン４−４に沿って切りとった、図３に示される微小流体デバイスの側面断面図である。
【図５】図５は、組込型ゲル濾過フリットを備える一実施形態に従う微小流体デバイスの上面図である。
【図６】図６は、図５のライン６−６に沿って切りとった、図５に示される微小流体デバイスの側面断面図である。
【図７】図７は、形態安定本体、本体におけるチャンバ、およびこのチャンバに配置されたゲル濾過材料を有する組込型ゲル濾過フリットの斜視図である。
【図８】図８は、図７に示されるような、ノズルを使用することによってゲル濾過材料が充填された、形態安定本体を備える組込型ゲル濾過フリットの側面断面図である。
【図９】図９は、組込型ゲル濾過フリットを調製するにあたって使用するための、およびチャンバを有する形態安定本体の斜視図である。
【図１０】図１０は、図９に示され、ノズルを使用することによってゲル濾過材料が充填された、形態安定本体の側面断面図である。
【図１１】図１１は、複数の組込型ゲル濾過フリットを同時に充填するにあたって有用なマルチノズル機械の斜視図である。
【図１２】図１２は、円錐形状を有し、かつ２つのタイプの粒子サイズを含む流体連絡を備える微小流体デバイスの部分的断面の上面図である。
【図１３】図１３は、流動制限因子として使用され得るゲル濾過材料を備える微小流体デバイスの側面図の実施形態の部分的断面における上面図である。
【図１４】図１４は、微小流体デバイスの実施形態の部分的断面における上面図であり、この微小流体デバイスは、流体の流動を制限し、かつゲル濾過粒子の積み重ねを引き起こすバッフルを有する。
【図１５】図１５は、微小流体デバイスの実施形態の部分的断面における上面図であり、この微小流体デバイスは、流体の流動を制限し、かつゲル濾過粒子の積み重ねを引き起こすバッフルを有する。
【図１６】図１６は、第１のチャネルと第２のチャネルとの間の断面積における急激な変化を有する流体連絡を備える微小流体デバイの種々の実施形態の上面図である。
【図１７】図１７は、第１のチャネルと第２のチャネルとの間の断面積における急激な変化を有する流体連絡を備える微小流体デバイの種々の実施形態の上面図である。
【図１８】図１８は、対応する断面図とともに、微小流体デバイスを形成するための方法を示すフローチャートである。
【図１９】図１９は、精製デバイスとして使用するための微小流体デバイスを調製する方法を示すフローチャートである。
【図２０】図２０は、各経路に対して基材、基材に形成された複数の平行な経路、および複数のバルブを有する微小流体デバイスの実施形態の上面図である。
【図２１】図２１は、複数の経路を有する基材の実施形態の斜視図である。
【図２２】図２２は、斜面（ｃａｎｔ）上に配置され、かつ基材に形成された複数の涙滴形状のチャンバを備える実施形態の上面図である。
【図２３】図２３は、テーパー状断面を有する涙滴形状の投入チャンバの実施形態の拡大斜視図である。
【図２４】図２４は、サンプルを処理するための経路を有する実施形態に従う微小流体デバイスの上面図である。
【図２５】図２５は、図２４のデバイスにおいて示される経路の拡大斜視図である。
【図２６】図２６は、回転可能な圧盤上に保持された微小流体デバイスを備える微小流体システムの実施形態の斜視図である。この圧盤は、ドライブユニットによって回転され得、加熱要素によって加熱され得、そして制御ユニットによって制御され得る。
【図２７】図２７ａ〜２７ｄは、基材における種々のプロフィールを有する微小流体チャネルの断面図である。
【図２８】図２８は、サンプル処理デバイスおよび担体を備えるアセンブリの分解斜視図である。
【図２９】図２９は、組み立てられた場合の、図２８のアセンブリの斜視図である。
【図３０】図３０は、サンプル処理デバイス上のプロセスチャンバを分離するにあたって有用な１セットの主要導管支持レールおよびカラーを示す担体の一部の拡大図である。
【図３１】図３１は、担体の一部の部分的断面図であり、担体内で有用な力伝達構造体の例を例示する。
【図３２】図３２は、担体および担体における光学要素を備えるサンプル処理デバイスの部分的断面図である。
【図３３】図３３は、担体およびサンプル処理送達デバイスについてのアラインメント構造体を備えるサンプル処理デバイスを示す。
【図３４】図３４は、種々の実施形態に従う別のサンプル処理デバイスおよび担体アセンブリの分解斜視図である。
【図３５】図３５は、サンプル処理デバイスとともに使用され得る熱処理システムのブロック図である。
【図１】
2005533652.tif 000003
【図２】
2005533652.tif 000004
【図３】
2005533652.tif 000005
【図４】
2005533652.tif 000006
【図５】
2005533652.tif 000007
【図６】
2005533652.tif 000008
【図７】
2005533652.tif 000009
【図８】
2005533652.tif 000010
【図９】
2005533652.tif 000011
【図１０】
2005533652.tif 000012
【図１１】
2005533652.tif 000013
【図１２】
2005533652.tif 000014
【図１３】
2005533652.tif 000015
【図１４】
2005533652.tif 000016
【図１５】
2005533652.tif 000017
【図１６】
2005533652.tif 000018
【図１７】
2005533652.tif 000019
【図１８】
2005533652.tif 000020
【図１９】
2005533652.tif 000021
【図２０】
2005533652.tif 000022
【図２１】
2005533652.tif 000023
【図２２】
2005533652.tif 000024
【図２３】
2005533652.tif 000025
【図２４】
2005533652.tif 000026
【図２５】
2005533652.tif 000027
【図２６】
2005533652.tif 000028
2005533652.tif 000029
【図２８】
2005533652.tif 000030
【図２９】
2005533652.tif 000031
【図３０】
2005533652.tif 000032
【図３１】
2005533652.tif 000033
【図３２】
2005533652.tif 000034
【図３３】
2005533652.tif 000035
【図３４】
2005533652.tif 000036
【図３５】
2005533652.tif 000037
【国際調査報告】
2005533652.tif 000038
2005533652.tif 000039
2005533652.tif 000040
2005533652.tif 000041
2005533652.tif 000042