(57)【要約】      （修正有）【課題】生物科学および関連分野において、細胞などの微小物体の生体アクティビティをアッセイすることは、有用であり得る。【解決手段】微少流体デバイス中の保持用囲い中の生体アクティビティは、生体アクティビティによって生産される特定の目的の材料に結合する捕捉物体を保持用囲いに置くことによって、アッセイされ得る。その後、各々の捕捉物体に結合する目的の生体材料は、微少流体デバイスにおいて、または、微少流体デバイスから捕捉物体を搬出する後のいずれかで、評価され得る。評価は、各々の保持用囲い中の生体アクティビティを特徴づけるために利用され得る。生体アクティビティは、目的の生体材料の生産であり得る。したがって、生体アクティビティは、１以上の生体細胞に対応し得、または、１以上の生体細胞から生じ得る。保持用囲い内の生体細胞は、クローン細胞コロニーであり得る。【選択図】図１
2019070665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微少流体デバイスにおいて生体アクティビティをアッセイする処理であって、該処理が、
微少流体デバイスの保持用囲いにおいて１以上の生体細胞を培養すること、ここで、該１以上の細胞は、目的の生体材料を生産する；
該保持用囲いの中へ１以上の捕捉微小物体を導入すること、ここで、該捕捉物体の各々は、該目的の生体材料に特異的に結合する結合物質を含む；
該１以上の生体細胞によって生産される該目的の生体材料を、該１以上の捕捉微小物体に結合させるようにすること；および
該捕捉微小物体に結合されている該目的の生体材料を評価すること
を含む、前記処理。
【請求項２】
目的の生体材料が、１以上の捕捉微小物体に結合させるようにすることの後であるが、該１以上の捕捉微小物体に結合されている該目的の生体材料を評価することの前に、保持用囲いから該１以上の捕捉微小物体を除去することをさらに含む、請求項１に記載の処理。
【請求項３】
１以上の捕捉微小物体を除去することが、微少流体デバイス内に位置づけられるアッセイ領域へ該１以上の捕捉微小物体を移動させることを含む、請求項２に記載の処理。
【請求項４】
アッセイ領域が、微少流体デバイスにおいてチャネル内に位置づけられる停留部である、請求項３に記載の処理。
【請求項５】
アッセイ領域が、微少流体デバイス内に位置づけられるチャンバーである、請求項３に記載の処理。
【請求項６】
１以上の捕捉微小物体を除去することが、微少流体デバイス中のチャネルへ該１以上の捕捉微小物体を移動させること；および、該微少流体デバイスから該１以上の捕捉微小物体を搬出することを含む、請求項２に記載の処理。
【請求項７】
１以上の捕捉微小物体を除去することが、
微少流体デバイスの内表面上へ該少なくとも１つの捕捉微小物体を取り囲む光パターンを投影することによって、保持用囲い中の該捕捉微小物体の少なくとも１つを捕らえる光トラップを作り出すこと、および
該微少流体デバイス中のチャネルの中へ該保持用囲いから該光トラップを移動させること
を含む、請求項２〜６のいずれか一項に記載の処理。
【請求項８】
１以上の捕捉微小物体が、磁気を帯び、および、該１以上の捕捉微小物体を除去することが、微少流体デバイスに磁場を適用することを含む、請求項２〜６のいずれか一項に記載の処理。
【請求項９】
除去される捕捉微小物体の各々を、保持用囲いと互いに関係づけることをさらに含み、該除去される捕捉微小物体が前記保持用囲いから除去される、請求項２〜８のいずれか一項に記載の処理。
【請求項１０】
評価することが、１以上の捕捉微小物体に結合されている目的の生体材料のタイプを決定することを含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の処理。
【請求項１１】
評価することが、１以上の捕捉微小物体に結合されている目的の生体材料の活性を決定することを含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の処理。
【請求項１２】
評価することが、１以上の捕捉微小物体に結合されている目的の生体材料の量を決定することを含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の処理。
【請求項１３】
決定することが、
１以上の捕捉微小物体に結合されている目的の生体材料にアッセイ材料を結合すること；および
該１以上の捕捉微小物体と該アッセイ材料から生じる放射線との間の関連を検知すること
を含む、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の処理。
【請求項１４】
決定することが、目的の生体材料にアッセイ材料を結合することの後であるが、１以上の捕捉微小物体と該アッセイ材料から生じる放射線との間の関連を検知することの前に、該１以上の捕捉微小物体から、結合されないアッセイ材料を洗い流すことをさらに含む、請求項１３に記載の処理。
【請求項１５】
各捕捉微小物体に関連する放射線が、所定の特徴に対応するかどうかを決定することをさらに含む、請求項１３に記載の処理。
【請求項１６】
目的の生体材料が、タンパク質である、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の処理。
【請求項１７】
タンパク質が、抗体である、請求項１６に記載の処理。
【請求項１８】
評価することが、１以上の捕捉微小物体が保持用囲いにある間に実施される、請求項１に記載の処理。
【請求項１９】
１以上の捕捉微小物体の結合物質が、目的の生体材料に対して、少なくとも１μＭの結合親和性を有する、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の処理。
【請求項２０】
保持用囲い中の１以上の生体細胞が、生体細胞のクローンコロニーを含む、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の処理。
【請求項２１】
保持用囲い中の１以上の生体細胞が、単一の細胞である、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の処理。
【請求項２２】
１以上の捕捉微小物体が、単一の捕捉微小物体である、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の処理。
【請求項２３】
１以上の捕捉微小物体が、複数の捕捉微小物体を含み、その各々が、該複数における他の捕捉微小物体の結合物質とは異なる結合物質を含む、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の処理。
【請求項２４】
目的の生体材料が、抗体であり、および、複数の捕捉微小物体の各々が、該複数における他の捕捉微小物体の結合物質によって結合される抗体アイソタイプとは異なる抗体アイソタイプに結合する結合物質を含む、請求項２３に記載の処理。
【請求項２５】
目的の生体材料が、抗体であり、および、複数の捕捉微小物体の各々が、該抗体によって認識される抗原のエピトープに対応する結合物質を含む、請求項２３に記載の処理。
【請求項２６】
目的の生体材料が、抗体であり、および、複数のうち１つの捕捉微小物体が、該抗体によって認識される抗原またはそのエピトープに対応する結合物質を含み、および、該複数のうち他の捕捉微小物体の各々が、異なる種からの該抗原の相同体またはそのエピトープに対応する結合物質を含む、請求項２３に記載の処理。
【請求項２７】
微少流体デバイスにおいて生体アクティビティをアッセイする処理であって、該処置が、
微少流体デバイスの保持用囲いにおいて１以上の生体細胞を培養すること、ここで、該１以上の細胞は、ｎ個の異なる目的の生体材料を生産する；
該保持用囲いの中へｎ個の異なるタイプの捕捉微小物体を導入すること、ここで各該タイプの捕捉微小物体が、該ｎ個の異なる目的の生体材料の１つに特異的に結合する結合物質を含む；
該１以上の生体細胞によって生産される該ｎ個の異なる目的の生体材料を、該ｎ個の異なるタイプの捕捉微小物体に結合させるようにすること；および
該ｎ個の異なる目的の生体材料と該ｎ個の異なるタイプの捕捉微小物体との間の結合を評価すること
を含む、前記処理。
【請求項２８】
ｎ個の異なる目的の生体材料の少なくとも１つが、ｎ個の異なるタイプの捕捉微小物体の１つに特異的に結合する場合、評価の結果が陽性である、請求項２７に記載の処理。
【請求項２９】
ｎ個の異なる目的の生体材料の少なくとも２つが各々、ｎ個の異なるタイプの捕捉微小物体の１つに特異的に結合する場合、評価の結果が陽性である、請求項２３に記載の処理。
【請求項３０】
ｎ個の異なる目的の生体材料のすべてが各々、ｎ個の異なるタイプの捕捉微小物体の１つに特異的に結合する場合、評価の結果が陽性である、請求項２３に記載の処理。
【請求項３１】
ｎ個の異なるタイプの捕捉微小物体が、同時に囲いの中へ導入される、請求項２７〜３０のいずれか一項に記載の処理。
【請求項３２】
ｎ個の異なるタイプの捕捉微小物体が、連続して囲いの中へ導入される、請求項２７〜３０のいずれか一項に記載の処理。
【請求項３３】
微少流体デバイスにおいて生体アクティビティをアッセイする処理であって、該処理が、
微少流体デバイスの保持用囲いにおいて１以上の生体細胞を培養すること、ここで、該１以上の細胞は、ｎ個の異なる目的の生体材料を生産する；
該保持用囲いの中へ１以上のｙ−材料捕捉微小物体を導入すること、ここで、各ｙ−材料捕捉微小物体は、ｙ個の異なる結合物質を含み、その各々が、該ｎ個の異なる目的の生体材料の１つに特異的に結合する；
該１以上の生体細胞によって生産される該ｎ個の異なる目的の生体材料を、該ｙ−材料捕捉微小物体に結合させるようにすること；および
該ｎ個の異なる目的の生体材料と該ｙ−材料捕捉微小物体との間での結合を評価すること
を含む、前記処理。
【請求項３４】
チャネル、保持用囲いおよびアッセイ領域を含む包囲体
を含む微少流体デバイスであって、
ここで、該保持用囲いは、単離領域および接続領域を含み、該接続領域は、該チャネルへの近位開口を、および、該単離領域への遠位開口を有する；ならびに、
ここで、該アッセイ領域は、該保持用囲いに近接して位置づけられる、前記微少流体デバイス。
【請求項３５】
アッセイ領域が、チャネル内に位置づけられる停留部を含む、請求項３４に記載の微少流体デバイス。
【請求項３６】
アッセイ領域が、チャネルへの開口を有するアッセイチャンバーを含み、ここで、該アッセイチャンバーは、保持用囲いに並んで位置づけられる、請求項３４に記載の微少流体デバイス。
【請求項３７】
アッセイ領域が、チャネルへの開口を有するアッセイチャンバーを含み、ここで、該アッセイチャンバーへの該開口は、保持用囲いの接続領域の近位開口から該チャネルを横切って直接に位置づけられる、請求項３４に記載の微少流体デバイス。
【請求項３８】
アッセイチャンバーが、実質的に単離領域を欠く、請求項３６または３７に記載の微少流体デバイス。
【請求項３９】
デバイスが、包囲体内で磁力を発生させるための手段をさらに含む、請求項３４〜３８のいずれか一項に記載の微少流体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願（単数または複数）への相互参照
本願は、U.S.変更仮特許出願第14/060,423号の仮ではない（したがって、その利益および／またはそれに対する優先権を主張する）。
【背景技術】
【０００２】
背景
生物科学および関連分野において、細胞などの微小物体の生体アクティビティ(biological activity)をアッセイすることは、有用であり得る。本発明のいくつかの態様は、微少流体デバイスの保持用囲い(holding pens)中の生体アクティビティをアッセイするための装置および処理を含む。
【発明の概要】
【０００３】
概要
いくつかの態様において、本発明は、微少流体デバイス中の生体アクティビティをアッセイするための処理を提供する。生体アクティビティは、生体細胞などによる、目的の生体材料の生産であり得る。したがって、処理は、微少流体デバイスの保持用囲い中の目的の生体材料を生産する１以上の生体細胞の培養を含み得る。処理は、さらに、保持用囲いの中に１以上の捕捉微小物体(capture micro-objects)を導入すること、および、１以上の生体細胞によって生産される目的の生体材料が、１以上の捕捉微小物体に結合することを可能にすることを含み得る。捕捉微小物体は、例えば、前目的の生体材料を特異的に結合する結合物質を含み得る。処理はまた、結合された目的の生体材料のために捕捉微小物体を評価することを含み得る。
【０００４】
ある態様において、１以上の捕捉微小物体は、目的の生体材料が、１以上の捕捉微小物体に結合させるようにすることの後であるが、結合されている目的の生体材料のために捕捉微小物体を評価することの前に、保持用囲いから除去される。１以上の捕捉微小物体を除去することは、微少流体デバイス内に位置づけられるアッセイ領域に、１以上の捕捉微小物体を移動させることを含み得る。ある態様において、アッセイ領域は、微少流体デバイス中のチャネル内に位置づけられる停留部、微少流体デバイス内に位置づけられるチャンバーまたは同種のものである。それとは関係なく、アッセイ領域は、そこから１以上の捕捉微小物体が除去される保持用囲いに近接して位置づけられ得る。代わりに、または加えて、１以上の捕捉微小物体を除去することは、前記微少流体デバイス中のチャネルに１以上の捕捉微小物体を移動させ、その後、前記微少流体デバイスから１以上の捕捉微小物体を搬出することを含み得る。
【０００５】
ある態様において、１以上の捕捉微小物体を除去することは、それが保持用囲いにある間、捕捉微小物体の少なくとも１つを捕らえる光トラップを作り出すことを含む。光トラップは、微少流体デバイスの内表面上に投影され、少なくとも１つの捕捉微小物体を取り囲み、および、微少流体デバイス内で誘電泳動（ＤＥＰ）電極などの電極を起動させる光パターンを含み得る。微少流体デバイスのチャネルおよび／またはアッセイ領域に保持用囲いから光トラップを移動させることは、捕らえられる捕捉微小物体が、それに応じて移動することを引き起こし得る。
【０００６】
ある態様において、１以上の捕捉微小物体は、磁気を帯びている。関連する態様において、１以上の捕捉微小物体を除去することは、微少流体デバイスに磁場を適用することを伴い得る。
【０００７】
ある態様において、保持用囲いから除去された捕捉微小物体は、保持用囲いと関連したままであり得る。例えば、相互関係は、捕捉微小物体およびそこから除去される保持用囲いの間で維持され得る。この仕方において、微少流体デバイスが複数の保持用囲いを収容するとき、その保持用囲いから除去された捕捉微小物体から入手されるデータは、適切な保持用囲いまで遡り得る。
【０００８】
ある態様において、結合される目的の生体材料のために捕捉微小物体を評価することは、捕捉微小物体が保持用囲いにある間に実施される。
【０００９】
ある態様において、結合される目的の生体材料のために捕捉微小物体を評価することは、捕捉微小物体に結合される目的の生体材料のタイプを決定することを伴い得る。ある態様において、結合される目的の生体材料のために捕捉微小物体を評価することは、捕捉微小物体に結合される目的の生体材料の活性を決定することを伴い得る。ある態様において、結合される目的の生体材料のために捕捉微小物体を評価することは、捕捉微小物体に結合される前記目的の生体材料の量を決定することを伴い得る。かかるいかなる決定も、捕捉微小物体に結合される目的の生体材料とアッセイ材料とを混合すること（および／または結合すること）、および、捕捉微小物体とアッセイ材料との間の関連を検知することを含み得る。例えば、アッセイ材料が、検知可能な放射線を生産することが可能である場合、決定は、捕捉微小物体とアッセイ材料から生じる放射線との間の関連を検知することを伴い得る。決定は、微小物体とアッセイ材料から生じる放射線との間の関連を検知する前に、捕捉微小物体から、結合されないおよび／または反応しないアッセイ材料を洗い流すことをさらに伴い得る。代わりに、または加えて、決定は、捕捉微小物体と関連した放射線が所定の特徴に対応するかどうかを決定することをさらに伴い得る。例えば放射線は、特徴的な波長を有してもよい。
【００１０】
ある態様において、目的の生体材料は、治療用タンパク質、抗体、成長因子、サイトカイン、がん抗原、ウイルスまたは他の病原体に関連した感染性抗原、分泌タンパク質、または、生体細胞によって生産され、および／または、放出される他のあらゆるタンパク質などのタンパク質である。ある態様において、目的の生体材料は、タンパク質、核酸、炭水化物、脂質、ホルモン、代謝物質、小分子、ポリマーまたはそのあらゆる組み合わせである。ある態様において、捕捉微小物体の結合物質は、目的の生体材料のために、少なくとも１μＭ、１００ｎＭ、５０ｎＭ、２５ｎＭ、１０ｎＭ、５ｎＭ、１ｎＭまたはより強い結合親和性を有する。
【００１１】
ある態様において、保持用囲い中に単一の生体細胞がある。他の態様において、保持用囲い中に２以上の生体細胞がある。ある態様において、保持用囲い中の生体細胞は、クローンコロニーである。ある態様において、単一の捕捉微小物体は、保持用囲いの中へ導入される。他の態様において、２以上の（例えば、複数の）捕捉微小物体は、保持用囲いの中へ導入される。これらの後者の態様において、複数の捕捉微小物体の各々は、その複数において他の捕捉微小物体の結合物質とは異なる結合物質を有し得る。
【００１２】
ある態様において、目的の生体材料は、候補治療用抗体などの抗体である。関連する態様において、処理は、その各々が異なる抗体アイソタイプに結合する結合物質を有する、複数の捕捉微小物体を含み得る。他の関連する態様において、処理は、その各々が抗体によって認識される抗原の異なるエピトープに対応する結合物質を有する、複数の捕捉微小物体を含み得る。さらに他の関連する態様において、処理は、その１つが前記抗体によって認識される抗原またはそのエピトープに対応する結合物質を有する、複数の捕捉微小物体を含み得る。複数における残りの捕捉微小物体は、抗原の相同体またはそのエピトープに対応する結合物質を有し得る。相同抗原またはそのエピトープは、異なる種類からあり得る。
【００１３】
いくつかの態様において、本発明は、微少流体デバイス中のｎ個の異なる目的の生体材料の生産のアッセイのための処理を提供する。処理は、微少流体デバイスの保持用囲い中の１以上の生体細胞を培養することを含み得、ここで、１以上の細胞は、ｎ個の異なる目的の生体材料を生産する。処理は、保持用囲いの中へ捕捉微小物体のｎ個の異なるタイプを導入することであって、各々のタイプは、前記ｎ個の異なる目的の生体材料の１つに特異的に結合する結合物質を有すること、および、生体細胞によって生産されるｎ個の異なる目的の生体材料が捕捉微小物体のｎ個の異なるタイプに結合することを可能にすることをさらに含む。処理はまた、結合される目的の生体材料のために捕捉微小物体のｎ個の異なるタイプを評価することを含み得る。ある態様において、ｎ個の異なる目的の生体材料の少なくとも１つが捕捉微小物体のｎ個の異なるタイプの１つに特異的に結合する場合、かかる評価の結果は、陽性である。他の態様において、ｎ個の異なる目的の生体材料の少なくとも２つの各々が、捕捉微小物体のｎ個の異なるタイプの１つに特異的に結合する場合、かかる評価の結果は、陽性である。さらに他の態様において、ｎ個の異なる目的の生体材料のすべての各々が、捕捉微小物体のｎ個の異なるタイプの１つに特異的に結合する場合、かかる評価の結果は、陽性である。
【００１４】
ある態様において、捕捉微小物体のｎ個の異なるタイプは、同時に保持用囲いの中へ導入される。他の態様において、捕捉微小物体のｎ個の異なるタイプは、連続して保持用囲いの中へ導入される。
【００１５】
いくつかの態様において、微少流体デバイス中のｎ個の異なる目的の生体材料の生産のアッセイのための処理は、保持用囲いへ１以上のｙ−材料捕捉微小物体を導入することを含み、各ｙ−材料捕捉微小物体は、ｙ個の異なる結合物質を有し、その各々は、１以上の生体細胞によって生産されるｎ個の異なる目的の生体材料の１つに特異的に結合する。処理は、１以上の生体細胞によって生産されるｎ個の異なる目的の生体材料が、前記ｙ−材料捕捉微小物体に結合することを可能にすることをさらに含み得る。加えて、処理は、結合される目的の生体材料のためにｙ−材料捕捉微小物体を評価することを含み得る。
【００１６】
前述のあらゆる処理のために、微少流体デバイスは、複数の保持用囲いを含み得、その各々は、１以上の生体細胞を収容し、連続してまたは並行してアッセイされ得る。
【００１７】
いくつかの態様において、本発明は、微少流体デバイスを提供する。微少流体デバイスは、チャネル、保持用囲いおよびアッセイ領域を有する包囲体(enclosure)を含み得る。保持用囲いは、チャネルへの近位開口および単離領域への遠位開口を有する接続領域を備えた、単離領域および接続領域を含み得る。アッセイ領域は、保持用囲いに近接して位置づけられ得る。例えば、アッセイ領域は、チャネル内に位置づけられる停留部を含み得る。停留部は、接続領域の近位開口からまたはちょうどその外側のチャネルを横切って、直接位置づけられ得る。代わりに、アッセイ領域は、アッセイチャンバーを含み得る。アッセイチャンバーは、保持用囲いに並んで、または、保持用囲いの接続領域の近位開口からのチャネルを横切って、直接位置づけられ得る。いくつかの態様において、アッセイチャンバーは、実質的に単離領域を欠く（例えばアッセイチャンバーの体積の５０％未満は、チャネルを経て流れている媒体のバルク流れから単離される）。ある態様において、微少流体デバイスは、包囲体内で磁力を発生させるための手段も含み得る。かかる手段は、例えば磁石であり得る。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
図面の簡単な説明
【図１】図１は、本発明のいくつかの態様に従い、微少流体デバイスの保持用囲い中の生体アクティビティをアッセイするための処理の例である。
【００１９】
【図２Ａ】図２Ａは、本発明のいくつかの態様に従い、それを備えて図１の処理が実施され得る微少流体デバイスの斜視図である。
【００２０】
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａの微少流体デバイスの垂直断面図である。
【００２１】
【図２Ｃ】図２Ｃは、図２Ａの微少流体デバイスの水平断面図である。
【００２２】
【図３Ａ】図３Ａは、それにおいてセレクタが、本発明のいくつかの態様に従い誘電泳動（ＤＥＰ）デバイスとして構成される、（説明し易いように）障壁および停留部がない図２Ａ〜２Ｃの微少流体デバイスの部分的な垂直断面図である。
【００２３】
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａの部分的な水平断面図である。
【００２４】
【図４】図４は、それにおいて保持用囲い中の細胞の生体アクティビティが、本発明のいくつかの態様に従いアッセイされ得る処理の例である。
【００２５】
【図５Ａ】図５Ａは、本発明のいくつかの態様に従い、図４の培養するステップの例を説明する。
【００２６】
【図５Ｂ】図５Ｂは、それにおいて生体細胞が、単離領域および接続領域を有する保持用囲い中で培養される、図４の培養するステップの例を説明する。
【００２７】
【図６】図６は、本発明のいくつかの態様に従い図４の移動させるステップの例を説明する。
【００２８】
【図７Ａ】図７Ａは、本発明のいくつかの態様に従い図４の移動させるステップの別の例を説明する。
【００２９】
【図７Ｂ】図７Ｂは、それに保持用囲いが近接するチャネルを経て捕捉物体が流れるとき、それにおいてデフレクタが保持用囲いの中へ捕捉物体を導くために使用される、図７Ａの微少流体デバイスの変動を説明する。
【００３０】
【図８】図８および９は、本発明のいくつかの態様に従い図４において培養を継続するステップの例を示す。
【図９】図８および９は、本発明のいくつかの態様に従い図４において培養を継続するステップの例を示す。
【００３１】
【図１０】図１０は、本発明のいくつかの態様に従い図４の除去するステップの例を説明する。
【００３２】
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明のいくつかの態様に従い図４の除去するステップの他の例を説明する。
【００３３】
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、それにおいて捕捉物体が生体細胞を収容する保持用囲いから除去され、アッセイ囲いへ置かれる、図４の除去するステップの変動を説明する。
【００３４】
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、それにおいて捕捉物体が、生体細胞を収容する保持用囲いから除去され、アッセイ囲いへ置かれる、図４のステップを除去することの別の変動を説明する。
【００３５】
【図１２】図１２から１４は、本発明のいくつかの態様に従い図４の評価するステップの例を示す。
【図１３】図１２から１４は、本発明のいくつかの態様に従い図４の評価するステップの例を示す。
【図１４】図１２から１４は、本発明のいくつかの態様に従い図４の評価するステップの例を示す。
【００３６】
【図１５】図１５は、本発明のいくつかの態様に従い、特徴の第１数ｎ、その後、特徴の第２数ｍについて、微少流体デバイス中の保持用囲い中の生体アクティビティを試験するための処理の例を説明する。
【００３７】
【図１６】図１６は、本発明のいくつかの態様に従い図１５の処理において、ｎ個の特徴および／またはｍ個の特徴について試験をするための処理の例である。
【００３８】
【図１７】図１７は、本発明のいくつかの態様に従い図１５の処理において、ｎ個の特徴および／またはｍ個の特徴について試験をするための処理の別の例である。
【００３９】
【図１８】図１８は、その各々が本発明のいくつかの態様に従い異なる目的の材料を結合させるために構成される数ｘの捕捉物体を、連続してまたは並行して保持用囲いの中へ移動させる例を説明する。
【００４０】
【図１９】図１９は、本発明のいくつかの態様に従い複数のy個の異なる目的の材料を結合させるために構成される捕捉物体を、保持用囲いの中へ移動させる例を示す。
【００４１】
【図２０Ａ】図２０Ａ〜２０Ｃは、生体細胞を培養するための領域および捕捉微小物体を置くための分離領域を有する保持用囲いの例を説明する。
【図２０Ｂ】図２０Ａ〜２０Ｃは、生体細胞を培養するための領域および捕捉微小物体を置くための分離領域を有する保持用囲いの例を説明する。
【図２０Ｃ】図２０Ａ〜２０Ｃは、生体細胞を培養するための領域および捕捉微小物体を置くための分離領域を有する保持用囲いの例を説明する。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
例示態様の詳細な記載
本明細書は、本発明の例示態様および適用を記載する。しかしながら、本発明は、これらの例示態様および適用に、あるいは、例示態様および適用が動作するかまたは本明細書に記載されるやり方に限定されない。また、図は、簡略化されたかまたは部分的な図を示してもよく、図中の要素の寸法は、明確化のため、大きく見せてもよいし、またはそうでなければ、釣り合いが取れていなくてもよい。加えて、用語「の上にある(on)」、「に付着されている(attached to)」または「とカップリングされている(coupled to)」が本明細書に使用されるとき、１つの要素（例えば材料、層、基板など）は、１つの要素が直接、他の要素の上に、それに付着されているか、または、それとカップリングされているか否かにかかわらず、あるいは、１以上の介在要素が一方の要素と他方の要素との間にあるか否かにかかわらず、別の要素「の上にある」か、それ「に付着されている」か、または、それ「とカップリングされてい」てもよい。提供される場合、方向（例えば、上へ(above)、下へ(below)、上端(top)、下端(bottom)、横へ(side)、上方へ(up)、下方へ(down)、下へ(under)、上へ(over)、上方へ(upper)、下方へ(lower)、水平の(horizontal)、垂直の(vertical)、「ｘ」、「ｙ」、「ｚ」など）もまた相対的なものであって、説明および検討を容易にするため例を用いて単に提供されるものであり、限定する目的はない。加えて、要素の一覧（例えば要素ａ、ｂ、ｃ）を参照する場合、かかる参照は、載せられた要素のいずれか１つそれ自体、載せられた要素の全部より少ないものからなるいずれかの組み合わせ、および／または、載せられた要素の全部からなる組み合わせを含むことを意図する。
【００４３】
本明細書に使用される「実質的に」は、本来の目的どおりに働くのに充分であることを意味する。よって、用語「実質的に」は、完全なまたは完璧な状態、寸法、大きさ、結果からの有意でない小さな変動量、あるいは、例えば当該技術分野における当業者に予期されるであろうが、全体的な性能に感知できるほどに影響を及ぼさない同種のものを可能にする。数値もしくはパラメータまたは数値として表現され得る特徴に関して使用されるとき、「実質的に」という用語は、１０パーセント内を意味する。用語「１つ（複数）(ones)」は１つより多いことを意味する。
【００４４】
本明細書に使用される用語「捕捉物体」および「捕捉微小物体」は互換的に使用され、以下の１以上を包含し得る：微小粒子、マイクロビーズ（例としてポリスチレンビーズ、Luminex（商標）ビーズまたは同種のもの）、磁性ビーズ、マイクロロッド(microrod)、マイクロワイヤ(microwire)、量子ドットなどの無生物の微小物体；細胞（例として組織または流体サンプル、血液細胞、ハイブリドーマ、培養細胞、細胞株からの細胞、がん細胞、感染した細胞、形質移入および／または形質転換された細胞、レポーター細胞など）等の生物学的な微小物体、リポソーム（例として合成のまたは膜調製物由来の）、脂質ナノラフト(lipid nanoraft)など；または、無生物の微小物体と生物学的な微小物体との組み合わせ（例として細胞に付着されているマイクロビーズ、リポソームで被覆されたマイクロビーズ、リポソームで被覆された磁性ビーズまたは同種のもの）。脂質ナノラフトは、例としてRitchie et al. (2009) "Reconstitution of Membrane Proteins in Phospholipid Bilayer Nanodiscs," Methods Enzymol., 464:211-231に記載されている。
【００４５】
本明細書において使用される用語「特異的な結合をすること」および「特異的に結合する」は、イオン結合、水素結合および／またはファンデルワールス力が、特異的な配座(conformation)において一緒にリガンドおよびレセプタを保持するように、それにおいてリガンドの特異的な表面が、レセプタ上の特異的な表面へ結合する、リガンドとレセプタとの間の相互作用を指す。リガンドは、タンパク質（例えば、治療用タンパク質、抗体、成長因子、サイトカイン、がん抗原、ウイルスまたは他の病原体と関連した感染性抗原、分泌タンパク質、または、生体細胞によって生産され、および／または、放出されるあらゆる他のタンパク質）、核酸、炭水化物、脂質、ホルモン、代謝物質またはそのあらゆる組み合わせなどの、目的の生体材料であり得る。レセプタは、結合物質、例えば、タンパク質（例えば、治療用タンパク質、抗体、成長因子、サイトカイン、がん抗原、ウイルスまたは他の病原体と関連した感染性抗原、分泌タンパク質、または生体細胞によって生産され、および／または、放出されるあらゆる他のタンパク質）、核酸、炭水化物、脂質、ホルモン、代謝物質、小分子、ポリマー、またはそのあらゆる組み合わせなどの生物学もしくは化学分子であり得る。レセプタへのリガンドの特異的な結合は、定量化できる結合親和性と関連する。結合親和性は、例えば、解離定数Ｋｄとして表され得る。
【００４６】
液体に準拠して本明細書において使用される用語「流れ」は、主として、拡散以外いずれのメカニズムにも起因する、液体のバルク移動を指す。例えば媒体の流れは、地点間の圧力差に起因する、ある地点から別の地点への流動性媒体の移動を伴い得る。かかる流れは、液体の、一続きの、パルス状の、周期的な、ランダムの、断続的な、または、往復の流れ、あるいは、それらの組み合わせを含み得る。ある流動性媒体が他の流動性媒体に流入するとき、培地の乱流および混合が起こり得る。
【００４７】
語句「実質的に流れがない」は、液体の中へのまたは液体内での材料の成分（例として目的のアナライト）の拡散の速度より小さい液体の流れの速度を指す。かかる材料の成分の拡散の速度は、例えば温度、成分の大きさ、および、成分と流動性媒体との間の相互作用の強さに依存し得る。
【００４８】
流動性媒体に準拠して本明細書に使用される「拡散する」および「拡散」は、濃度勾配を下回る、流動性媒体の成分の熱力学的な移動を指す。
【００４９】
微少流体デバイス内の異なる領域に準拠して本明細書に使用される語句「流体的に接続されている」は、異なる領域が実質的に流体培地などの流体で満たされているとき、領域の各々における流体が、流体の単体(single body)を形成するように接続されていることを意味する。これは、異なる領域中の流体（または流体培地）の組成が必ずしも同一であることを意味しない。むしろ、微少流体デバイスの、流体的に接続されている異なる領域中の流体は、溶質がそれら夫々の濃度勾配を下る(move down)ようにおよび／または流体がデバイスを経て流れるように流動的である異なる組成物（例として異なる濃度のタンパク質、炭水化物、イオンまたは他の分子などの溶質）を有し得る。
【００５０】
本発明の微少流体デバイスまたは装置は、「一掃される」領域および「一掃されない」領域を含み得る。流体接続が、拡散を可能にするが、一掃される領域と一掃されない領域との間に実質的に培地の流れがないように構築されるという条件で、一掃されない領域は一掃される領域と流体的に接続され得る。よって、微少流体装置は、一掃される領域中の媒体の流れから、一掃されない領域を実質的に単離するが、実質的に唯一、一掃される領域と一掃されない領域との間の拡散性の流体連絡(fluid communication)を可能にするように構築され得る。
【００５１】
生体細胞のコロニーは、複製が可能であるコロニー中の生細胞の全てが、単一の親細胞に由来する娘細胞である場合、「クローン(clonal)」である。用語「クローン細胞」は、同じクローンコロニーの細胞を指す。
【００５２】
本発明のいくつかの態様において、微少流体デバイス中の保持用囲い中の生体アクティビティは、生体アクティビティによって生産される特定の目的の材料を結合させる捕捉物体を、保持用囲い中に置くことによって、アッセイされ得る。その後各捕捉物体に結合された目的の材料は、微少流体デバイスにおいて評価され得る。したがって、本発明の態様は、微少流体デバイス中の保持用囲い中で生じる生体アクティビティを効率的にアッセイし得る。また、生体アクティビティが、保持用囲いの１つにおいて特定の目的の生体材料を生産する各クローン細胞コロニーを含む場合、いくつかの本発明の態様は、各コロニーのクローンを保ちながら（例として、いずれの１つのコロニーからも複製し得る細胞をいずれの別のコロニーとも混合せずに）、微少流体デバイスにおいて目的の材料を生産する各コロニーの能力を評価し得る。
【００５３】
図１は、アッセイ処理１００の例を説明する。図２Ａ〜２Ｃは、処理１００を実施するための微少流体デバイス２００の例を説明し、図３Ａおよび３Ｂは、微少流体デバイス２００の一部であり得る誘電泳動（ＤＥＰ）デバイスの例を説明する。
【００５４】
図１に示されるとおり、処理１００は、ステップ１０２で、微少流体デバイス中の保持用囲いの中へ捕捉物体を移動し得、処理１００は、ステップ１０４で、特定の目的の生体材料を生産する保持用囲いの各々中に生体アクティビティを培養し得る。保持用囲いは、一掃されない領域を含み得、生体アクティビティは、かかる一掃されない領域において位置づけられ得、またはそこへ置かれ得る。生体アクティビティは、卵母細胞、精子、組織から解離された細胞、血液細胞（例としてＢ細胞、Ｔ細胞、マクロファージおよび同種のもの）、ハイブリドーマ、培養される細胞、細胞株からの細胞、がん細胞、感染した細胞、形質移入および／または形質転換された細胞、レポーター細胞および同種のものなどの１以上の細胞の一部であり得、またはそれらからなり得る。捕捉物体は、１以上の結合物質を含み得、その各々は、特定の目的の生体材料に特異的に結合する。例えば、捕捉物体の結合物質は、少なくとも約１ｍＭまたはより強い（例として、約１００μＭ、１０μＭ、１μＭ、５００ｎＭ、４００ｎＭ、３００ｎＭ、２００ｎＭ、１００ｎＭ、７５ｎＭ、５０ｎＭ、２５ｎＭ、１５ｎＭ、１０ｎＭ、５ｎＭ、２．５ｎＭ、１ｎＭまたはより強い）、特定の目的の生体材料のための親和性（例としてＫｄ）を有し得る。かかる親和性は、特定の目的の生体材料（または保持用囲いおよび／または微少流体デバイス中に存在する、少なくともいずれの他の目的の生体材料）以外の他のいずれの材料のための親和性よりも、例えば２倍、３倍、４倍、５倍、１０倍またはそれ以上の倍数で、より強くあり得る。したがって、各捕捉物体は、１以上の特定の目的の生体材料を結合させるが、保持用囲い中の他の生体材料を実質的に結合させないと言われ得る。しばらくして、捕捉物体は、ステップ１０６で、保持用囲いから除去され得、および、除去される捕捉物体とそこから除去される各捕捉物体が取られた囲いとの間の相互関係は、ステップ１０８で維持され得る。各保持用囲い中の生体アクティビティは、ステップ１１０で、保持用囲いから除去される捕捉物体に結合した生体材料を分析することによって評価され得る。例えば、処理１００は、ステップ１１０で、保持用囲いから除去される捕捉物体によって結合された生体材料の量を決定することによって、各保持用囲い中の生体アクティビティを見積もり(rate)得る。見積もりは、例えば、各保持用囲い中のコロニーがしきい率で、または、それよりも上で、目的の材料を生産するかどうかの決定を含み得る。別の例として、見積もりは、各保持用囲い中のコロニーによって生産される目的の材料の量を定量化し得る。
【００５５】
図１は例であり、処理１００の多くの変動が考慮される。例えば、処理１００は、捕捉物体が保持用囲い中にある間にステップ１１０で生体アクティビティを評価し得、および、したがって処理１００は、いくらかの変動において、ステップ１０６、１０８を含む必要がなく、または、ステップ１０６、１０８は、スキップされ得る。別の例として、ステップ１０２〜１１０は、図１に示される順序において実施される必要がない。例えば、ステップ１０２および１０４は、逆にされ得る。
【００５６】
図２Ａ〜２Ｃは、処理１００がその上で実施され得る微少流体デバイス２００の例を説明する。示されるとおり、微少流体デバイス２００は、ハウジング２０２、セレクタ２２２、ディテクタ２２４、流れコントローラ２２６および制御モジュール２３０を含み得る。
【００５７】
示されるとおり、ハウジング２０２は、液状媒体２４４を保持するための１以上の流れ領域２４０を含み得る。図２Ｂは、媒体２４４が配置され得る流れ領域２４０の内表面２４２を、平ら（例として平面）であって特色のないものとして説明する。しかしながら、内表面２４２は代わりに、平らでないもの（例として非平面）であってもよく、電気端子などの特長（示されず）を含んでいてもよい。
【００５８】
ハウジング２０２は、１以上の入口２０８を含み得、それを経て媒体２４４が流れ領域２４０の中へ投入され得る。入口２０８は、例えば、投入口、開口、バルブ、別のチャネル、流体コネクタまたは同種のものであり得る。ハウジング２０２は、１以上の出口２１０をも含み得、それを経て媒体２４４は、除去され得る。出口２１０は、例えば、排出口、開口、バルブ、チャネル、流体コネクタまたは同種のものであり得る。別の例として、出口２１０は、2013年4月4日に出願されたU.S.特許出願第13/856,781号(attorney docket no. BL1-US)に開示されているいずれの排出メカニズムなどの液滴排出メカニズムをも含み得る。ハウジング２０２の全部または一部は、ガス（例として、周囲空気）が流れ領域２４０に出入りするのを可能にするようにガス透過性であり得る。
【００５９】
ハウジング２０２は、基部（例として基板）２０６上に配置されている微少流体構造物２０４をも含み得る。微少流体構造物２０４は、ガス透過性である、ゴム、プラスチック、エラストマー、シリコーン（例としてパターン化可能なシリコーン）、ポリジメチルシロキサン（「ＰＤＭＳ」）または同種のものなどの可撓性がある材料を含み得る。代わりに、微少流体構造物２０４は、硬質な（rigid）材料を含む他の材料を含み得る。基部２０６は、１以上の基板を含み得る。単一の構造物として説明されているが、基部２０６は、多数の基板などの多数の相互接続された構造物を含み得る。微少流体構造物２０４は、同様にして、相互接続され得る多数の構造物を含み得る。例えば微少流体構造物２０４は加えて、構造物中の他の材料と同じかまたは異なる材料から作られるカバー（示されず）を含み得る。
【００６０】
微少流体構造物２０４および基部２０６は、流れ領域２４０を定義し得る。１つの流れ領域２４０が図２Ａ〜２Ｃに示されているが、微少流体構造物２０４および基部２０６は、媒体２４４のための多数の流れ領域を定義し得る。流れ領域２４０は、微少流体回路を形成するように相互接続され得るチャネル（図２Ｃ中の２５２、２５３）およびチャンバーを含み得る。１つより多い流れ領域２４０を含む包囲体において、各流れ領域２４０は、媒体２４４を投入することとそれを流れ領域２４０から除去することとの夫々のために、１以上の入口２０８および１以上の出口２１０と関連し得る。
【００６１】
図２Ｂおよび２Ｃに示されるとおり、保持用囲い２５６は、流れ領域２４０において配置され得る。例えば、各保持用囲い２５６は、部分的な包囲体を形成する障壁２５４を含み得る。部分的な包囲体は、流れのないスペース（または単離領域）を定義し得る。したがって、各保持用囲い２５６の内部の一部は、空の流れ領域２４０が最初に媒体２４４で満たされているときを除き、その中へチャネル２５２からの媒体２４４が直接流れない、流れのないスペースであり得る。例えば、各保持用囲い２５６は、その内側が流れのないスペースを含み得る、部分的な包囲体を形成する１以上の障壁２５４を含み得る。したがって、保持用囲い２５６を定義する障壁２５４は、流れ領域２４０が媒体２４４で満たされる間、媒体２４４がチャネル２５２からいずれの保持用囲い２５６の保護された内部の中へも直接、流れることを防止し得る。例えば囲い２５６の障壁２５４は、流れ領域２４０が媒体２４４で満たされる間、チャネル２５２から囲い２５６の流れのないスペースへの、媒体２４４のバルク流れを実質的に防ぎ得、代わりに、囲い２５６中の流れのないスペース中の媒体と、チャネル２５２からの媒体との拡散性混合のみを実質的に可能にする。それに応じて、保持用囲い２５６中の流れのないスペースとチャネル２５２との間の栄養物と廃棄物の交換が、実質的に唯一、拡散によって生じ得る。
【００６２】
前述のことは、囲い２５６の中へのいずれの開口も、チャネル２５２において媒体２４４の流れの中へ直接面しないように、囲い２５６を方向付けることによって達成され得る。例えば、図２Ｃ中のチャネル２５２において媒体の流れが入口２０８から出口２１０（したがって左から右）である場合、囲い２５６の各々は、囲い２５６の各々の開口が図２Ｃにおいて左に面しないため、それはかかる流れの中へ直接であったであろう、チャネル２５２から囲い２５６の中への媒体２４４の直接の流れを実質的に妨げる。
【００６３】
いずれのパターンでも配置される流れ領域２４０中に、多くのかかる保持用囲い２５６はあり得、保持用囲い２５６は、多くの異なる大きさおよび形状のうちのいずれでもよい。図２Ｃに示されるとおり、保持用囲い２５６の開口は、チャネル２５２、２５３に近接して配置され得、該チャネル２５２、２５３は、１つより多い囲い２５６の開口に近接したスペースであり得る。各保持用囲い２５６の開口は、チャネル２５２、２５３に流れる液状媒体２４４の自然な交換を可能にし得るが、そうでなければ、各保持用囲い２５６は、いずれか１つの囲い２５６中の生体細胞などの微小物体（示されず）が、別の１つの囲い２５６中の微小物体と混合することを防止するために充分に閉鎖され得る。８つの囲い２５６および２つのチャネル２５２、２５３が示されているが、より多くてもより少なくてもよい。媒体２４４は、保持用囲い２５６中の開口を通り過ぎて、チャネル２５２、２５３に流され得る。チャネル２５２、２５３中の媒体の流れ２４４は、例えば、保持用囲い２５６中の生物学的な物体（示されず）に栄養物を提供し得る。別の例として、共通の流れスペース２５２、２５３中の媒体の流れ２５２、２５３は、保持用囲い２５６からの廃棄物の除去をも提供し得る。
【００６４】
図２Ｃに示されるとおり、停留部２５８はまた、流れ領域２４０中の、例えばチャネル２５２、２５３において配置され得る。停留部２５８の各々は、チャネル２５２、２５３中の媒体２４４の流れに対して微小物体（示されず）を適所に保つように構成され得る。囲い２５６の停留部２５８および障壁２５４は、微少流体構造物２０４に関して上で検討された材料のいずれのタイプをも含み得る。停留部２５８および障壁２５４は、微少流体構造物２０４と同じかまたは異なる材料を含み得る。障壁２５４は、図２Ｂに示されるとおり、基部２０６の表面２４２から流れ領域２４０の全体を超えて微少流体構造物２０４の上壁（表面２４２の反対）に延び得る。代わりに、１以上の障壁２５４は、流れ領域２４０を超えて部分的にのみ延び得、したがって、全体的には表面２４２または微少流体構造物２０４の上壁へ延びない。示されないが、停留部２５８および／または障壁２５４は、それを通して媒体２４４が通り得る、１以上の相対的に小さな開口などの追加の特長を含み得る。かかる開口（示されず）は、微小物体が通り過ぎることを防止するために、微小物体（示されず）よりも小さくてもよい。
【００６５】
セレクタ２２２は、媒体２４４中の微小物体（示されず）上に動電学的な力(electrokinetic force)を選択的に生じさせるように構成され得る。例えば、セレクタ２２２は、流れ領域２４０の内表面２４２での電極を選択的に起動させる（例えばオンにする）および起動停止させる（例えばオフにする）ように構成され得る。電極は、媒体２４４中の微小物体（示されず）を引き寄せるかまたは遠ざける力を媒体２４４中に生じさせ得、よってセレクタ２２２は、媒体２４４中の１以上の微小物体を選択し得、移動させ得る。電極は、例えば誘電泳動（ＤＥＰ）電極であり得る。
【００６６】
例えば、セレクタ２２２は、１以上の光（例としてレーザー）ピンセットデバイス、および／または、１以上の光電ピンセット（ＯＥＴ）デバイス（例としてU.S.特許第7,612,355号（これは参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）またはU.S.特許出願第14/051,004号(attorney docket no. BL9-US)（これもまた、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）に開示されるとおり）を含み得る。さらに別の例として、セレクタ２２２は、微小物体の１以上が懸濁されている媒体２４４の液滴を移動させるための１以上のデバイス（示されず）を含み得る。かかるデバイス（示されず）は、光電ウェッティング（ＯＥＷ）デバイス（例えばU.S.特許第6,958,132号に開示されるとおり）などのエレクトロウェッティングデバイスまたは他のエレクトロウェッティングデバイスを含み得る。よってセレクタ２２２は、いくつかの態様において、ＤＥＰデバイスとして特徴づけられ得る。
【００６７】
図３Ａおよび３Ｂは、セレクタ２２２がＯＥＴ  ＤＥＰデバイス３００を含む例を説明する。示されるとおり、ＤＥＰデバイス３００は、第１電極３０４、第２電極３１０、電極起動基板３０８、電源３１２（例として交流電流（ＡＣ）電源）および光源３２０を含み得る。流れ領域２４０中の媒体２４４および電極起動基板３０８は、電極３０４、３１０を分離し得る。光源３２０からの光のパターン３２２を変化させることは、流れ領域２４０の内表面２４２の領域３１４でのＤＥＰ電極の変化するパターンを、選択的に起動および起動停止し得る。（以下、領域３１４は、「電極領域」ともいう。）
【００６８】
図３Ｂに説明される例において、内表面２４２上へ向けられる光パターン３２２’は、示される四角いパターン中の斜光平行の電極領域３１４ａに光を当てる。他の電極領域３１４には光が当てられず、それを以下「暗」電極領域３１４というときもある。電極起動基板３０８を超えて各暗電極領域３１４から第２電極３１０への相対電気インピーダンスは、第１電極３０４から、流れ領域２４０中の媒体２４４を超えて、暗電極領域３１４への相対インピーダンスより大きい。しかしながら、電極領域３１４ａに光を当てることは、電極起動基板３０８を超えて、光が当てられた電極領域３１４ａから第２電極３１０への相対インピーダンスを、第１電極３０４から、流れ領域２４０中の媒体２４４を超えて、光が当てられる電極領域３１４ａへの相対インピーダンス未満まで、低減させる。
【００６９】
電源３１２が起動されると、前述のものは、光が当てられた電極領域３１４ａと、近接した暗電極領域３１４との間の媒体２４４に、電場勾配を引き起こし、これが順に、媒体２４４中の近くの微小物体（示されず）を引き寄せるかまたは遠ざける局所的なＤＥＰ力を生じさせる。よって、媒体２４４中の微小物体を引き寄せるかまたは遠ざけるＤＥＰ電極は、光源３２０（例としてレーザー源、高輝度放電ランプまたは他のタイプの光源）から微少流体デバイス３００の中へ投影される光パターン３２２を変化させることによって、流れ領域２４０の内表面２４２での多くの異なるかかる電極領域３１４で、選択的に起動および起動停止され得る。ＤＥＰ力が近くの微小物体を引き寄せるかまたは遠ざけるかは、電源３１２の周波数ならびに媒体２４４および／または微小物体（示されず）の誘電特性といったパラメータに依存し得る。
【００７０】
図３Ｂに説明される、光が当てられた電極領域３１４ａの四角いパターン３２２’は、例でしかない。電極領域３１４のいずれのパターンも、デバイス３００の中へ投影される光のパターン３２２によって光が当てられ得、光が当てられた電極領域３２２’のパターンは、光パターン３２２を変化させることによって繰り返し変化され得る。
【００７１】
いくつかの態様において、電極起動基板３０８は、光伝導材料であってもよく、内表面２４２は、特色のないものであってもよい。かかる態様において、ＤＥＰ電極３１４は、光パターン３２２に従い（図３Ａを参照）、流れ領域２４０の内表面２４２上、どこでも、いずれのパターンにおいても、生じさせられ得る。よって、電極領域３１４の数およびパターンは、確定されるものではないが、光パターン３２２に対応する。例は、上記U.S.特許第7,612,355号中に説明される。ここで、前述した特許の図面中に示されている非ドープの非晶質ケイ素材料２４が、電極起動基板３０８を構成し得る光伝導材料の例であり得る。
【００７２】
他の態様において、電極起動基板３０８は、半導体分野などにおいて知られている半導体集積回路を形成する複数のドープ層、電気絶縁層および導電層を含む半導体材料などの回路基板を含み得る。かかる態様において、電気回路要素は、流れ領域２４０の内表面２４２での電極領域３１４と、光パターン３２２によって選択的に起動および起動停止され得る第２電極３１０との間の電気的接続を形成し得る。起動されないとき、対応する電極領域３１４から第２電極３１０への相対インピーダンスが、第１電極３０４から媒体２４４を経て対応する電極領域３１４への相対インピーダンスより大きくなるように、各電気的接続は高インピーダンスを有し得る。しかしながら、光パターン３２２中の光によって起動されるとき、対応する電極領域３１４から第２電極３１０への相対インピーダンスが、第１電極３０４から媒体２４４を経て対応する電極領域３１４への相対インピーダンスより小さくなるように、各電気的接続は低インピーダンスを有し得、これは、上述のとおり、対応する電極領域３１４でのＤＥＰ電極を起動する。よって、媒体２４４中の微小物体（示されず）を引き寄せるかまたは遠ざけるＤＥＰ電極は、流れ領域２４０の内表面２４２での多くの異なる電極領域３１４にて、光パターン３２２によって選択的に起動および起動停止され得る。電極起動基板３０８のかかる構成の非限定例は、U.S.特許第7,956,339号の図２１および２２に説明される光トランジスタをベースとしたＯＥＴデバイス３００ならびに上記U.S.特許出願14/051,004号中の図面にわたって説明されるＯＥＴデバイスを含む。
【００７３】
いくつかの態様において、一般に図３Ａに説明されるとおり、第１電極３０４は、ハウジング２０２の第１壁３０２（またはカバー）の一部であり得、電極起動基板３０８および第２電極３１０は、ハウジング２０２の第２壁３０６（または基部）の一部であり得る。示されるとおり、流れ領域２４０は、第１壁３０２と第２壁３０６との間にあり得る。しかしながら、前述のものは、例に他ならない。他の態様において、第１電極３０４は、第２壁３０６の一部であり得、電極起動基板３０８および／または第２電極３１０の一方または両方は、第１壁３０２の一部であり得る。別の例として、第１電極３０４は、電極起動基板３０８および第２電極３１０と同じ壁３０２または３０６の一部であり得る。例えば、電極起動基板３０８は、第１電極３０４および／または第２電極３１０を含み得る。また、光源３２０は代わりに、ハウジング２０２の下に位置づけられる。
【００７４】
よって、図３Ａおよび３ＢのＤＥＰデバイス３００として構成されると、流れ領域２４０の内表面２４２の電極領域３１４で１以上のＤＥＰ電極を起動するため、光パターン３２２を、微小物体を囲み捕捉するパターンでデバイス３００の中へ投影することによって、セレクタ２２２は、流れ領域２４０中の媒体２４４中の微小物体（示されず）を選択し得る。その後、セレクタ２２２は、デバイス３００に対して相対的に光パターン３２２を移動させることによって、捕捉された微小物体を移動させ得る。代わりに、デバイス３００は、光パターン３２２に対して相対的に、移動させられ得る。
【００７５】
保持用囲い２５６を定義する障壁２５４が図２Ｂおよび２Ｃに説明され、物理的障壁として上述されているが、障壁２５４は代わりに、光パターン３２２によって起動されるＤＥＰ力を含む仮想の障壁であり得る。同様に、停留部２５８は、光パターン３２２によって起動されるＤＥＰ力を含む物理的障壁および／または仮想の障壁を含み得る。
【００７６】
図２Ａ〜２Ｃを再び参照して、ディテクタ２２４は、流れ領域２４０中の事象を検知するためのメカニズムであり得る。例えば、ディテクタ２２４は、媒体中の微小物体（示されず）の１以上の放射特徴（例として、蛍光または冷光による）を検知することが可能である光ディテクタを含み得る。例えば、かかるディテクタ２２４は、媒体２４４中の１以上の微小物体（示されず）が電磁放射線および／または近似する波長、輝度、明度または同種のものの放射線を放射していることを検知するように構成され得る。好適な光ディテクタの例は、限定されることなく、光電子増倍管ディテクタおよびアバランチ光ディテクタを含む。
【００７７】
ディテクタ２２４は、代わりに、または加えて、媒体２４４中の微小物体（示されず）を含む流れ領域２４０のデジタル画像を捕捉するためのイメージングデバイスを含み得る。ディテクタ２２４が含み得る好適なイメージングデバイスの例は、デジタルカメラ、または、電荷結合素子および相補型金属酸化膜半導体撮像装置などの光センサを含む。画像は、（例として制御モジュール２３０および／またはヒトのオペレータによって）かかるデバイスにより捕捉され得、分析され得る。
【００７８】
流れコントローラ２２６は、流れ領域２４０中の媒体２４４の流れを制御するように構成され得る。例えば、流れコントローラ２２６は、流れの方向および／または速さを制御し得る。流れコントローラ２２６の非限定例は、１以上のポンプまたは流体アクチュエータ(actuator)を含む。いくつかの態様において、流れコントローラ２２６は、例えば流れ領域２４０中の媒体２４４の流れの速さを感知するための１以上のセンサ（示されず）などの追加の要素を含み得る。
【００７９】
制御モジュール２３０は、セレクタ２２２、ディテクタ２２４および／または流れコントローラ２２６からの信号を受け入れ、ならびにそれらを制御するように構成され得る。示されるとおり、制御モジュール２３０は、コントローラ２３２およびメモリ２３４を含み得る。いくつかの態様において、コントローラ２３２は、デジタル電子的な、光学的なまたは磁気的なメモリデバイスであり得るメモリ２３４に非一過性の信号として保存された機械読取り可能な命令（例としてソフトウェア、ファームウェア、マイクロコードまたは同種のもの）に従って動作するように構成されたデジタル電子コントローラ（例としてマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、コンピュータまたは同種のもの）であり得る。代わりに、コントローラ２３２は、実配線のデジタル回路網および／またはアナログ回路網あるいは機械読取り可能な命令に従って動作するデジタル電子コントローラと、実配線のデジタル回路網および／またはアナログ回路網との組み合わせを含み得る。
【００８０】
検討されるとおり、微少流体デバイス２００は、処理１００を実施するために使用され得るデバイスの例である。例えば、ステップ１０２で、（例として図３Ａおよび２Ｂに示されるとおり構成される）セレクタ２２２は、流れ領域２４０中の媒体２４４中の捕捉物体（示されず）を選択し得、保持用囲い２５６の中へ選択された捕捉物体を移動させ得る。ステップ１０４で、栄養物は、チャネル２５２、２５３中の媒体２４４の流れ中の囲い２５６中の生物学的な微小物体（示されず）に提供され得る。ステップ１０６で、セレクタ２２２は、囲い２５６から捕捉物体（示されず）を選択および除去し得、ステップ１０８で、ディテクタ２２４およびコントローラ２３２は、そこから捕捉物体が取られた囲い２５６と、除去される各捕捉物体（示されず）とを互いに関係づけ得る。例えば、ディテクタ２２４は、捕捉物体（示されず）および囲い２５６の画像を捕捉し得、コントローラ２３２は、相互関係をメモリ２３４にデジタルデータとして保存し得る。ステップ１１０で、生体材料は、微少流体デバイス２００中で評価され得る除去される各捕捉物体（示されず）に結合される。例えば、ディテクタ２２４は、除去される捕捉物体に結合される生体材料を評価するために、画像を捕捉し得、または、除去される捕捉物体（示されず）の特徴を検知し得る。
【００８１】
図４は、微少流体デバイスの保持用囲い中の生体アクティビティをアッセイするための処理４００の別の例を説明する。処理４００は、より一般の処理１００のより狭い例であり得、保持用囲い中の生体アクティビティは、図４の処理４００において、細胞のクローンコロニーによる目的の生体材料の生産である。説明および検討がし易いように、処理４００は、図２Ａ〜２Ｃの微少流体デバイス２００に関して以下で検討され、それにおいてセレクタ２２２は、図３Ａおよび３Ｂに説明されるとおりに構成され得る。しかしながら、処理４００はそのように限定されず、したがって、他の微少流体デバイス上で実施され得る。
【００８２】
図４に示されるとおり、処理４００は、ステップ４０２で、微少流体デバイス２００の保持用囲い２５６中にクローン細胞のコロニーの生産物を培養し得る。図５Ａ（図６、７Ａ、８〜１１Ｂおよび１２〜１４のように、図２Ａ〜２Ｃの微少流体デバイス２００の流れ領域２４０の一部の水平断面図を示す）および図５Ｂは、例を説明する。
【００８３】
図５Ａおよび５Ｂに示されるとおり、生体細胞５０２は、囲い２５６の少なくともいくつかの開口に近接したチャネル２５２中に流れる液状媒体２４４によって、１以上の保持用囲い２５６中に培養され得る。流れ５０６中の栄養物は、保持用囲い２５６中の生体アクティビティを培養し得る。流れ５０６はまた、囲い２５６からの廃棄物の除去を提供し得る。類似の流れは、デバイス２００の他の囲い２５６の開口に近接した他のチャネル（例として図２Ｃに示される２５３）中に提供され得る。
【００８４】
図５Ｂは、単離領域５０８および接続領域５１０を有する囲いを示す。知られているとおり、囲い２５６の近位開口を通る微少流体チャネル２５２中の流動性媒体２４４の流れ５０６は、囲いの中へおよび／またはその外への媒体２４４の第２の流れを引き起こし得る。第２の流れから囲い２５６の単離領域５０８中の微小物体５０２を単離するために、遠位開口への近位開口からの隔離囲い２５６の接続領域５１０の長さは、チャネル２５２中の流れ５０６の速さが最大（Ｖｍａｘ）であるとき、接続領域５１０の中への第２の流れの最大浸透深さＤｐよりも大きくてもよい。よって、チャネル２５２中の流れ５０６が最大の速さＶｍａｘを超えない限り、流れ５０６および結果として生じる第２の流れは、チャネル２５２および接続領域５１０に限定され得、単離領域５０８の外にあり続け得る。よって、チャネル２５２中の流れ５０６は、単離領域５０８の外に生物学的な微小物体５０２（またはいずれの他の微小物体）を引き出さないだろう。よって、単離領域５０８中の生物学的な微小物体５０２は、チャネル２５２中の流れ５０６とは関係なく、単離領域５０８中にとどまるだろう。
【００８５】
ステップ４０２で培養することは、細胞の繁殖または各囲い２５６中の細胞５０２が各囲い２５６中の細胞５０２のコロニー５００を生産することを容易にし得る。各囲い２５６は、いずれの１つの囲い２５６中の細胞５０２も、いずれの別の囲い２５６中の細胞５０２と混合することを十分に防止するために、他の囲い２５６のすべてにおける細胞５０２からその細胞５０２を単離し得る。また、各保持用囲い２５６中に生産されるコロニー５００は、囲い２５６中の単一の細胞５０２を備えて始まり得る。よって、各囲い２５６中の細胞５０２のコロニー５００は、クローンであり得る。
【００８６】
ステップ４０２で培養することはまた、アッセイされることになる特定の目的の材料５０４の生産を容易にし得る。目的の材料５０４の非限定例は、タンパク質、核酸、炭水化物、脂質、ホルモン、代謝物質またはそのあらゆる組み合わせを含む。目的のタンパク質は、例えば、治療用タンパク質、抗体、成長因子、サイトカイン、がん抗原、ウイルスもしくは他の病原体に関連した感染性抗原、分泌タンパク質または生体細胞によって生産され、および／または、放出される他のあらゆるタンパク質などのタンパク質を含んでもよい。よって、例えば、細胞５０２は、細胞を生産するタンパク質（例として抗体）であり得、目的の材料５０４は、特定のタンパク質（例として特定の抗体）であり得る。例えば、目的の材料は、免疫グロブリンＧ（ＩｇＧ）アイソタイプの抗体であり得る。目的の材料５０４以外の生体材料を含む材料は、囲い中にあり得る。例えば、細胞５０２は、目的の材料５０４に加えて、他の材料を生産し得る。
【００８７】
いくつかの態様において、ステップ４０２で培養することは、多数のタイプの培養することを伴い得る。例えば、媒体２４４の第１のタイプの第１の流れ５０６は、各囲い２５６中の細胞５０２の成長および分裂を培養し得る。その後、媒体２４４の第２のタイプの第２の流れは、各囲い２５６中の細胞５０２によって目的の材料５０４の生産を培養し得る。
【００８８】
処理４００は、図４のステップ４０４で、保持用囲い２５６の中へ捕捉物体６０２を移動させ得る（図６を参照）。捕捉物体６０２は、例えば、微小粒子、マイクロビーズ（例としてポリスチレンビーズ、Luminex（商標）ビーズまたは同種のもの）、磁性ビーズ、マイクロロッド、マイクロワイヤ、量子ドットまたは同種のものなどの無生物の微小物体であり得る。いくつかの場合において、捕捉物体６０２は、無生物の微小物体および生物学的な微小物体（例としてリポソームで被覆されたマイクロビーズ、リポソームで被覆された磁性ビーズ、細胞に付着されているマイクロビーズまたは同種のもの）の組み合わせであり得る。さらに他の場合において、捕捉物体６０２は、細胞、リポソーム、脂質ナノラフトまたは同種のものなどの生物学的な微小物体であり得る。また、各捕捉物体６０２は、特定の目的の生体材料に特異的に結合する特定の結合物質を含み得る。捕捉物体６０２は、例として、少なくとも約１ｍＭまたはより強い（例として約１００μＭ、１０μＭ、１μＭ、５００ｎＭ、４００ｎＭ、３００ｎＭ、２００ｎＭ、１００ｎＭ、７５ｎＭ、５０ｎＭ、２５ｎＭ、１５ｎＭ、１０ｎＭ、５ｎＭ、２.５ｎＭ、１ｎＭまたはより強い）、特定の目的の生体材料のための親和性（例としてＫｄ）を有する特定の結合物質を含み得る。かかる親和性は、特定の目的の生体材料（または保持用囲いおよび／または微少流体デバイス中に存在する、少なくともいずれの他の目的の生体材料）以外の他のいずれの材料のための親和性よりも、例えば２倍、３倍、４倍、５倍、１０倍またはそれ以上の倍数で、より強くあり得る。例えば、目的の材料５０４が特定の抗体である場合、捕捉物体６０２は、保持用囲い２５６および／または微少流体デバイス中のいずれの他の材料のためよりも、その特定の抗体のためにより大きな親和性を有する結合物質（例として抗原またはそのエピトープ）を含み得る。言及したとおり、目的の材料５０４は、ＩｇＧ抗体であり得、その場合において捕捉物体６０２の結合物質は、ＩｇＧ抗体を結合するためのＩｇＧ  Ｆｃレセプタを伴う材料を含み得る。図６〜８は、ステップ４０４の例を説明する。
【００８９】
図６に示されるとおり、捕捉物体６０２は、囲い２５６への開口に近接したチャネル２５２中に配置され得る。図７Ａ〜７Ｂおよび８に示されるとおり、個別の捕捉物体６０２は、特定の囲い２５６の中へ移動させられ得る。
【００９０】
捕捉物体６０２は、入口２０８を通じて微少流体デバイス２００の中へ導入され得（図２Ａ〜２Ｃを参照）、図６に示されるとおり、流れ５０６とともにチャネル２５２へ移動させられ得る。図７Ａは、光トラップ７０２を発生させる例を説明し、それにおいて、図３Ａおよび３ＢのＤＥＰデバイス３００のように構成されたセレクタ２２２（図２Ａ〜２Ｃを参照）は、個別の捕捉物体６０２を捕らえ得る。その後ＤＥＰデバイス３００は、囲い２５６の１つの中へ光トラップ７０２を移動させ得、それは、捕らえられた捕捉物体６０２を囲い２５６の中へ移動させる。光トラップ７０２は、図３Ａおよび３Ｂに関して上述のとおり、微少流体デバイス３００の流れ領域２４０の内表面２４２上へ投影される光のパターン３２２を変化させることの一部であり得る。捕捉物体６０２が囲い２５６中にある場合、捕捉物体６０２に対応する光トラップ６０２は、図８に説明されるとおりオフにされ得る。ディテクタ２２４は、流れ領域２４０の全部または一部の画像を捕捉し得、それらの画像は、特定の囲い２５６の中へ個別の捕捉物体６０２を捕らえ、移動させることを容易にし得る。よって、特定の数（例として１以上）の捕捉物体６０２は、同定され、選択され、および、各囲い２５６の中へ移動させられ得る。
【００９１】
図７Ａに示されるとおり、媒体２４４の流れ５０６は、流れ５０６がチャネル２５２の中へ捕捉物体６０２をもたらす後に、停留され得る。流れ５０６を停留させることは、個別の捕捉物体６０２を同定し、選択することを容易にし得る。図８に示されるとおり、捕捉物体６０２が囲い２５６中にある場合、流れ５０６は、再開され得る。代わりに、流れ５０６を停留させるよりもむしろ、流れ５０６は、ディテクタ２２４がチャネル２５２中の個別の捕捉物体６０２を検知し、セレクタ２２２がそれを捕らえ、移動させるのに十分に遅い速さまで、単に遅くされ得る。さらに別の代わりとして、流れ５０６は、ディテクタ２２４が個別の捕捉物体６０２を検知し、セレクタ２２２がそれを捕らえ、移動させるのに十分に遅い、一般に安定した比率で始められ、維持され得る。かかる場合において、流れ５０６は、図６、７Ａおよび８の各々において一般に一定の速さで維持され得る。
【００９２】
図７Ａは、トラップ７０２ごとに１つの捕捉物体６０２を捕らえることを説明するが、トラップ７０２は、１つより多い捕捉物体６０２を捕捉し得る。同様に、図８は、各囲い２５６中の１つの捕捉物体６０２を示すが、１つより多い捕捉物体６０２が、囲い２５６の中へ移動させられ得る。それとは関係なく、特定の、知られている数の捕捉物体６０２（例として１以上）は、各囲い２５６の中へ移動させられ得る。一般的に言えば、処理１００および４００中のステップの順序は重大ではなく、よって、例えば、ステップ４０４および４０２の順序は、逆にされ得る。例えば、捕捉物体６０２は、第１の細胞５０２が囲い２５６中に置かれる前でさえ、保持用囲い２５６中に置かれ得る。かかる場合において、処理は、保持用囲い２５６の中へ生体アクティビティ（例として生体細胞５０２）を移動させるためのステップを含み得る。
【００９３】
図７Ｂは、捕捉物体６０２を能動的に選択し、保持用囲い２５６の中へ移動させることの代わりとして、保持用囲い２５６の中へ捕捉物体６０２を積み入れることに対するより受動的なアプローチを説明する。図７Ｂの微少流体デバイスは、保持用囲い２５６のちょうど外側のチャネル２５２中に位置づけられるデフレクタ７５４があることを除き、図７Ａに示される微少流体デバイスに類似する。ごく一部の捕捉物体６０２は、捕捉物体６０２が微少流体デバイスの中へ、および、チャネル２５２を通じて流されるとき、チャネル２５２の周辺へ運ばれるだろう。チャネル２５２の周辺で流れ５０６によって運ばれる捕捉物体６０２は、デフレクタ７５４によって捕まえられ得、保持用囲い２５６の中へそらされ得る。デフレクタの使用は、特定の捕捉物体６０２を選択し、特定の保持用囲い２５６の中へ移動させるために光トラップを使用するアプローチとは異なり、図７Ｂに示されるとおり、正確にどの捕捉物体６０２が、または、いくつの捕捉物体６０２が各保持用囲い２５６の中へ移動させられるかの綿密な制御を可能にしない。しかしながら、デフレクタ７５４の使用は、同時に多数の保持用囲いの積み入れを容易にし得る。
【００９４】
図７Ｂに示されるデフレクタ７５４は、障壁２５４または本明細書中に検討されるいずれの他の好適な材料と同じ材料で作られ得る。加えて、デフレクタ７５４は、障壁２５４（示されるとおり）から分離し得、または、付着され得る。デフレクタ７５４は、チャネル２５２の高さいっぱいに延び得、または、それは、チャネルを通じて上に部分的にのみ延び得、それによって、保持用囲い２５６の中へそらされる捕捉物体６０２（または細胞などの生物学的な微小物体）の数を潜在的に低減させる。また、デフレクタ７５４は、チャネル２５２の表面２４２上に焦点を合わせた光によって生じる仮想の障壁であり得る。かかる光は、電極（例としてＤＥＰ電極）を起動させ得、それによって、上述のとおり光トラップのやり方において捕捉物体６０２（または細胞５０２）への障壁を作り出す。かかる仮想のデフレクタは、捕捉物体６０２のしきい数が保持用囲い２５６の中へそらされた場合にオフにされ得るため、有利であり得る。例えば、ヒトのユーザまたはコントローラ２３２は、いずれの特定の保持用囲い２５６の中へそらされる捕捉物体６０２の数をも監視し得、その後、捕捉物体６０２のしきい数に達すると、電極を活性化している（および、それによってデフレクタを発生させている）光をオフにし得る。
【００９５】
チャネル２５２中の媒体２４４の流れ５０６の高い比率は、捕捉物体６０２を能動的に選択し、保持用囲い２５６の中へ移動させることのさらに別の代わりとして、保持用囲い２５６に入る第２の流れの浸透深さＤｐを増加させるために使用され得る。よって、捕捉物体６０２は、チャネル２５２中の媒体２４４の流れ５０６の比率を増加させることによって、保持用囲い２５６の中へ押し込まれ得る。いくつかの態様において、微少流体デバイスは、約３，０００から６，０００平方ミクロンまたは約２，５００から４，０００平方ミクロンの断面エリアを有するチャネル２５２を有する。かかる微少流体デバイス中の保持用囲い２５６の中へ捕捉物体６０２を積み入れるために好適な媒体２４４の流れ５０６の比率は、例として約０．０５〜５．０μＥ／秒（例として約０．１〜２．０、０．２〜１．５、０．５〜１．０μＥ／秒または約１．０〜２．０μＥ／秒）であり得る。
【００９６】
図４のステップ４０６で囲い２５６中の細胞５０２を培養することは、その間に細胞５０２が目的の材料５０４を繁殖させ、および／または、生産するために継続し得る期間、継続し得る。図９に説明されるとおり、特定の囲い２５６中の捕捉物体６０２は、その囲い２５６中の細胞５０２によって生産される目的の材料５０４を結合し得る。よって図９は、囲い２５６中の捕捉物体６０２に結合される目的の材料５０４を示す。
【００９７】
いくつかの態様において、図４のアッセイ処理４００の目的は、最小のしきい率で目的の材料５０４を生産する、囲い２５６中の細胞コロニー５００を同定するためであり得る。かかる態様において、いずれの１つの囲い２５６中の１以上の捕捉物体６０２も結合し得る目的の材料５０４の量、および、ステップ４０６の期間は、最小のしきい率以上で目的の材料５０４を生産するコロニー５００が、囲い２５６中の捕捉物体（単数または複数）６０２を浸すのに十分な目的の材料５０４などを生産する量および期間であり得る。
【００９８】
他の態様において、アッセイ処理４００の目的は、各囲い２５６中で生産される目的の材料５０４の数量を決定するためであり得る。かかる態様において、囲い２５６中の１以上の捕捉物体６０２が結合し得る目的の材料５０４の量、および、ステップ４０６の期間は、可能な限り最も高い比率で目的の材料５０４を生産するコロニー５００でさえ、囲い２５６中の捕捉物体（単数または複数）６０２などを浸さない量および期間であり得る。
【００９９】
処理４００は、図５〜１４中のページの右の保持用囲い２５６中に説明されるとおり、保持用囲い２５６中の単一の生物学的物体５０２（例として単一の生体細胞）をアッセイし得る。保持用囲い２５６中の単一の生物学的物体５０２をアッセイする能力は、例えば、生体細胞のアッセイのための既知の技術が、例えば単一の細胞によって生産される材料をアッセイするのに十分な感度がないと信じられているため意義深い。
【０１００】
処理４００は、図４に説明されるとおり、上述のステップ４０６の期間の後に、ステップ４０８で、特定の囲い２５６から個別の捕捉物体６０２を選択し得、囲い２５６から選択された捕捉物体６０２を除去し得る。いくつかの態様において、除去される捕捉物体６０２は、チャネル２５２の中へ移動させられ得る。図１０および１１Ａは、ステップ４０８の例を示す。
【０１０１】
図１０に示されるとおり、個別の捕捉物体６０２は、上述のとおり光トラップ７０２のようにあり得る光トラップ１００２を備えて、特定の囲い２５６中に選択され得る。図１１Ａに示されるとおり、捕らえられた捕捉物体６０２は、囲い２５６から除去され得、囲い２５６の開口に近接したチャネル２５２中に置かれ得る。例えば、光トラップ１００２は、囲い２５６からチャネル２５２の中へ移動させられ得る。また図１１Ａに示されるとおり、捕捉物体６０２は、検討されるとおり、流れ領域２４０中の媒体２４４の流れ５０６に対して適所に捕捉物体６０２を保ち得るチャネル２５２中の、停留部２５８へ移動させられ得る。除去された捕捉物体６０２が停留部２５８へ移動させられる場合、光トラップ１００２は、オフにされ得る。代わりに、光トラップ１００２は、例えば媒体２４４の流れ５０６に対して適所に、除去された捕捉物体６０２を保ち続けられ得る。かかる場合において、停留部２５８は、デバイス２００の流れ領域２４０中に含まれる必要はない。それとは関係なく、流れ５０６は、ステップ４０８の間、遅くされ得、または停留さえされ得る。さらに別の代わりとして、捕捉物体６０２は、チャネル２５２の中へ移動させられた場合、後続の分析のためのデバイスから搬出され得る。捕捉物体を搬出するための好適な方法は、例えば、2014年10月22日に出願されたU.S.特許出願第14/520,150号中に開示されており、参照によりその全体の内容が本明細書に組み込まれる。捕捉物体６０２は、同じ保持用囲い２５６から捕捉物体の群を備えて、または、複数の保持用囲い２５６からの捕捉物体６０２を含む群を備えて、個別に搬出され得る。後者の場合において、捕捉物体６０２は、それらの識別およびそこから除去される保持用囲い２５６との関連を容易にする識別子(identifier)を有し得る。例えば、Luminex（商標）ビーズは、捕捉物体６０２として使用され得、それによって、特定の保持用囲い２５６からの捕捉物体６０２を、他の保持用囲い２５６からの捕捉物体から区別することが可能となる。
【０１０２】
図１１Ｂに示されるとおり、チャネル２５２中の停留部２５８へ捕捉物体６０２を移動させることの代わりは、アッセイ領域１１５６へ捕捉物体６０２を移動させることを伴う。アッセイ領域１１５６は、保持用囲い２５６に近接し得、それによって、捕捉物体６０２を移動させるために必要とされる時間を低減させ、捕捉物体６０２と、そこから除去される保持用囲い２５６との間の相互関係の維持を容易にする。アッセイ領域は、障壁２５４または本明細書において検討されるいずれの他の好適な材料とも同じ材料で作られ得る障壁１１５４によって、定義され得る。アッセイ領域１１５６は、保持用囲い２５６と同じ大きさおよび形状を有するものとして示されるが、より小さくてもよく、および／または、異なる形状を有してもよい。例えば、アッセイ領域１１５６は、より小さくてもよく、および、単離領域を含んでも含まなくてもよい。よって、例えば、アッセイ領域１１５６は、単離領域を実質的に欠き得る（例としてアッセイ領域の体積の５０％未満が、チャネル２５２中の媒体２４４の流れ５０６の第２の流れから単離され得る）。ある態様において、単離領域の実質的な欠如は、捕捉物体６０２からアッセイ材料を洗い流すことを容易にし得る（さらに以下で検討される）。
【０１０３】
保持用囲い２５６の外に捕捉物体６０２を移動させるために光トラップ１００２を使用することの代わりとして、磁性捕捉物体６０２は、磁石などの磁力を使用して囲い２５６の外に強いられ得る。図１１Ｃに示されるとおり、微少流体デバイス１１００は、開口から保持用囲い２５６へチャネル２５２を超えて位置づけられるアッセイ領域１１５６を含み得る。磁性捕捉物体６０２を保持用囲い２５６の外に、および、アッセイ領域１１５６の中へ移動させるために、磁力は、磁性捕捉物体６０２がアッセイ領域１１５６の中へ引かれるか、または押されるように、微少流体デバイスへ適用され得る。かかるステップの間、チャネル２５２中の媒体２４４の流れ５０６は、遅くされ得、または、停留され得る。
【０１０４】
図１０および１１Ａ〜１１Ｃ中に、１つの捕捉物体６０２が各囲い２５６から除去されながら示されるが、上で検討されたとおり、１つより多い捕捉物体６０２が、ステップ４０４で囲い２５６へ置かれ得、かかる場合において、１つより多い捕捉物体６０２は、それに応じてステップ４０８で囲い２５６から除去され得る。
【０１０５】
図４に再び戻ると、ステップ４１０で、処理４００は、ステップ４０８で囲い２５６から除去される各捕捉物体６０２と、そこから捕捉物体６０２が除去される囲い２５６との間の相互関係を維持し得る。例えば、コントローラ２３２は、ディテクタ２２４によって提供される画像から捕捉物体６０２および囲い２５６の位置を同定し得、その跡を付け得、および、コントローラ２３２は、チャネル２５２中の個別の除去された捕捉物体６０２と、そこから各捕捉物体６０２が取られた囲い２５６との間の相互関係をメモリ２３４中に保存し得る。表１は、メモリ２３４中に保存され得るデジタル表の例であり、捕捉物体６０２と、そこから捕捉物体６０２が除去された囲い２５６とのチャネル２５２中の位置を互いに関係づける。表１の例において、停留部Ａとして同定される停留部２５８での捕捉物体６０２は、３の番号を付けられた囲い２５６から取られた。同様に、停留部２５８Ｂでの捕捉物体６０２は、１の番号を付けられた囲い２５６から取られ、および、停留部２５８Ｃでの捕捉物体６０２は、２の番号を付けられた囲い２５６から取られた。対応する表は、アッセイ領域１１５６中の捕捉物体６０２、および、そこから捕捉物体６０２が除去された保持用囲い２５６の位置に関するデータを保存するために使用され得る。同様に、分析のために微少流体デバイスから搬出される捕捉物体６０２のための表は、特定の捕捉物体６０２、および、そこから捕捉物体６０２が除去された保持用囲い２５６と関連した、識別子に関するデータを保存するために使用され得る。
【表１】
2019070665.tif 000003
【０１０６】
図４のステップ４１２で、処理４００は、チャネル２５２中の除去された捕捉物体６０２に結合される目的の材料５０４を評価し得る。例えば、処理４００は、ステップ４１２で、細胞のコロニー５００または囲い２５６中の単一の細胞５０２によって生産される目的の材料５０４の数量および／または質を決定することによって、目的の材料５０４を評価し得る。別の例として、処理４００は、ステップ４１２で、細胞５０２のコロニー５００または囲い２５６中の単一の細胞５０２によって生産される材料５０４のタイプを評価し得る。さらに別の例として、処理４００は、ステップ４１２で、細胞５０２のコロニー５００または囲い２５６中の単一の細胞５０２によって生産される材料５０４の活性を評価し得る。ステップ４０８で、捕捉物体６０２に結合される目的の材料５０４が、そこから捕捉物体６０２が除去された囲い２５６中の生体アクティビティによって生産されたため、ステップ４１２で、除去された捕捉物体６０２に結合される目的の材料５０４の評価は、それから囲い２５６中の生体アクティビティが評価され得る情報を提供し得る。図１２〜１４は、ステップ４１２の例を説明する。
【０１０７】
図１２に示されるとおり、ステップ４１２で、アッセイ材料１２０２は、チャネル２５２を通じて流され得る。アッセイ材料１２０２は、除去された捕捉物体６０２上の目的の材料５０４に結合すること、および、別個の、検知可能なふるまいを提示することの両方をし得る。例えば、アッセイ材料１２０２は、目的の生体材料５０４に特異的に（例として、捕捉物体６０２によって結合される位置と異なる目的の材料５０４上の位置で）結合する結合物質を含むラベルを収容し得る。目的の生体材料５０４が抗体である場合において、ラベルは、Ｆｃレセプタを含み得、捕捉物体６０２は、抗体によって結合される抗原を含み得、その逆もまた同様である。図１２〜１４に示される例において、アッセイ材料１２０２は、図１４に示されるとおり、捕捉物体上で目的の材料５０４に結合し、エネルギー１４０２を放射するラベルを含み得る。よって、例えば、アッセイ材料１２０２は、目的の生体材料５０４に特異的に結合し、発色団に連結する結合物質を含み得る。他の態様において、アッセイ材料１２０２は、例として、目的の生体材料５０４に特異的に結合する、ルシフェラーゼが連結した(luciferase-linked)結合物質を含み得る。後者の場合において、アッセイ材料１２０２は、加えて、適切なルシフェラーゼ基板（例としてルシフェリン基板）を含み得る。よって、アッセイ材料１２０２は、蛍光または冷光を発し得る。それとは関係なく、アッセイ材料１２０２は、アッセイ材料１２０２が実質的に、除去された捕捉物体６０２に結合される目的の材料５０４のすべてに結合するのに充分な数量において、および、それに充分な時間の間、除去された捕捉物体６０２に提供され得る。
【０１０８】
図１３に示されるとおり、その後、除去された捕捉物体６０２の１つに結合されなかったアッセイ材料１２０２は、チャネル２５２の外にフラッシュされ得る。例えば、アッセイ材料１２０２の流れ５０６は、チャネル２５２中の媒体の流れ２４４（またはいずれの洗浄材）が続き得、それは、除去された捕捉物体６０２上の目的の材料５０４に結合しなかったアッセイ材料１２０２のすべてを、実質的にチャネル２５２の外に洗い出し得る。図１３に示されるとおり、チャネル２５２中の捕捉物体６０２は、いま、捕捉物体６０２に結合される目的の材料５０４、および、目的の材料５０４に結合されるアッセイ材料１２０２を含み得る。
【０１０９】
図１４に示されるとおり、アッセイ材料１２０２は、ディテクタ２２４によって検知され得るエネルギー１４０２を放射し得る。いくつかの態様において、アッセイ材料１２０２は、エネルギー１４０２の放射線を誘発するために、（例として光もしくは他の放射線、または、（チャネル２５２を通じて流され得る）化学的触媒もしくは基板を備えて）刺激されることを必要としてもよい。除去された捕捉物体６０２から放射されるエネルギー１４０２のレベル、輝度、色（例として特異的な波長）または同種のものなどの検知可能な特徴は、除去された捕捉物体６０２に結合されるアッセイ材料１２０２の量に対応し得、それは、除去された捕捉物体６０２に結合される生体材料の量に対応し得、これが順に、目的の材料５０４を生産するためにそこから捕捉物体６０２が除去された囲い２５６中の細胞コロニー５００の性能に対応し得る。いくつかの態様において、アッセイ材料は、繰り返し刺激されてもよい。例えば、光刺激は、各刺激に続いて、結果として生じるいずれの放射線をも検知しながら周期的に与えられ得る。代わりに、化学的触媒または基板（例としてルシフェリン）は、チャネル２５２の中へ流され得、その際、検知可能な放射線が検知され得る。チャネル２５２は、適切な期間の後、化学的触媒を取り除き得、処理はその後に、繰り返され得る。
【０１１０】
ステップ４１２は、ステップ４０８で囲い２５６から除去される各個別の捕捉物体６０２から放射する、エネルギー１４０２のレベルを検知することを含み得る。例えば、ディテクタ２２４は、チャネル２５２中に除去された各捕捉物体６０２からのエネルギー１４０２のレベルを検知し得る。ステップ４１０に関して言及したとおり、除去された各捕捉物体６０２と、そこから捕捉物体６０２が取られた囲い２５６との間の相互関係は、例えば、上の表１などのデジタル表において維持され得る。ステップ４１２の部分として検知される、除去された各捕捉物体６０２から放射されるエネルギー１４０２のレベルは、かかる表中に保存され得、それは、下の表２に示されるとおり、検知されるエネルギーレベルのための列を含み得る。
【表２】
2019070665.tif 000004
【０１１１】
図４のステップ４１４で、処理４００は、所望の細胞コロニー５００を備える保持用囲い２５６を同定し得、および、少なくともデフォルト設定によって、それはまた所望でない細胞コロニー５００を備える保持用囲い２５６をも同定し得る。例えば、ステップ４１４で、処理４００は、どの除去された捕捉物体６０２がしきいレベルよりも上（または下）のエネルギーを放射したかを決定し得、および、それらの除去された捕捉物体６０２の、互いに関係づけられた保持用囲い２５６は、所望の細胞コロニー５００を有するものとして同定され得る。しきいレベル未満で１４０２を放射する、除去された捕捉物体６０２に互いに関係する保持用囲い２５６は、所望でない細胞コロニー５００を収容するものとして同定され得る。
【０１１２】
ステップ４１４で、所望のおよび所望でない細胞コロニー５００を備えて単に保持用囲い２５６を同定するよりもむしろ、処理４００は、他の態様において、除去された捕捉物体６０２に対応する各保持用囲い２５６中の細胞コロニー５００を定量的に見積り得る。例えば、処理４００は、除去された各捕捉物体６０２によって放射されるエネルギー１４０２を検知および定量化し得、それによって、目的の材料５０４を生産するために、そこから除去される捕捉物体６０２が取られた保持用囲い２５６の各々中の、細胞コロニー５００の性能を見積もり得る。
【０１１３】
いくつかの態様において、ディテクタ２２４は、画像を捕捉し得、その画像から、ヒトのオペレータまたはコントローラ２３２は、そこから除去される捕捉物体６０２の１つが取られた保持用囲い２５６の各々中の細胞５０２の数を数えるかまたは近似し得る。かかる態様において、処理４００は、細胞５０２ごとの比率として、目的の材料５０４を生産するための特定の保持用囲い２５６中の細胞５０２のコロニー５００の性能を決定するために、ステップ４１２の部分として検知される放射されたエネルギー１４０２のレベル（または色、輝度または同種のものなどの他の特徴）および保持用囲い２５６中の細胞の数を利用し得る。その後、処理４００は、ステップ４１４で所望の細胞コロニー５００を備える保持用囲い２５６を同定するために、前述のものを利用し得る。
【０１１４】
それとは関係なく、ステップ４１４の後、所望の細胞コロニー５００は、それらの夫々の保持用囲い２５６からデバイス２００中の他の位置へ、または、さらなる処理、分析、試験または使用のための他のデバイス（示されず）へ除去され得る。例えば、所望の細胞コロニー５００は、2014年10月22日に出願されたU.S.特許出願第14/520,150号に示されるとおり、選択され得、および、移動させられ得、それは、本出願と同じ譲受人に譲渡される。
【０１１５】
図４は例であり、処理４００の多くの変動が考慮される。例えば、処理４００は、ステップ４１２で、捕捉物体６０２が保持用囲い２５６中にある間、生体アクティビティを評価し得る。よって、処理４００は、いくらかの変動において、ステップ４０８、４１０を含む必要がなく、または、ステップ４０８、４１０は、スキップされ得る。別の例として、ステップ４０２〜４１４のすべては、図４に示される順序において実施される必要がない。
【０１１６】
図１５は、微少流体デバイスの保持用囲い中の生体アクティビティのアッセイのための処理１５００のさらに別の例を説明する。処理１５００は、より一般の処理１００のより狭い例であり得、それにおいて、図１５の処理１５００中の生体アクティビティは、特徴の第１数ｎについて試験され、その後特徴の第２数ｍについて試験され、ここでｎおよびｍ（それらは同じ数かまたは異なる数であり得る）は、各々１以上のいずれの整数値でもあり得る。説明および検討をし易いように、処理１５００は、図２Ａ〜２Ｃの微少流体デバイス２００に関して以下で検討され、それにおいてセレクタ２２２は、図３Ａおよび３Ｂに説明されるとおり構成され得る。しかしながら、処理１５００は、そのように限定されず、よって他の微少流体デバイス上で実施され得る。
【０１１７】
図１５に示されるとおり、ステップ１５０２で、処理１５０２は、微少流体デバイス中の保持用囲い中の生体アクティビティを培養し得る。ステップ１５０２は、図１のステップ１０４または図４のステップ４０２のように実施され得る。例えば、一般に図４の上の検討に従って、生体アクティビティは、図２Ａ〜２Ｃの微少流体デバイス２００の各囲い２５６中の１以上の生体細胞による、１以上の異なる目的の材料の生産であり得る。ステップ１５０２の培養することは、処理１５００の実行全体を通じて一続きに実施され得、よって、ステップ１５０２の培養することは、ステップ１５０４および／または１５０６の間、継続され得る。
【０１１８】
ステップ１５０４で、処理１５００は、その各々が異なる特徴であり得るｎ個の特徴について各保持用囲い２５６中の生体アクティビティを試験し得る。ｎ個の特徴は、上述のとおり図１および４の処理１００または処理４００中に試験されるいずれの特徴または生体アクティビティの他の特徴でもあり得る。この仕方において多数の特徴を評価することは、抗体の特徴づけを含む多くの適用のために所望される。よって、例えば、多数の評価は、以下に続くいずれをも助け得る：配座特異的な抗体を同定すること（例として異なる特徴が、特定の抗原の異なる立体配座に結合するための抗体アナライトの能力であり得る）；抗体アナライトのエピトープマッピング（例として異なる特徴が、抗原の様々な遺伝的または化学的に変更された形態に結合するための能力であり得る）；抗体アナライトの種間交差反応性を評価すること（例として異なる特徴が、ヒト、マウス、ラットおよび／または他の動物（例として実験動物）などの、異なる種から生じる相同抗原に結合するための、抗体アナライトの能力であり得る）；および、抗体アナライトのＩｇＧアイソタイピング（例として異なる特徴が、ＩｇＧ１、ＩｇＧ２、ＩｇＧ３、ＩｇＧ４、ＩｇＭ、ＩｇＡ、ＩｇＥおよび／またはＩｇＤに結合するための能力であり得る）。抗体のエピトープマッピングのための化学的に組み換えられた抗原の発生は、例えば、Dhungana et al. (2009), Methods Mol. Biol. 524:119-34に記載されている。多数の特徴を評価することから利益を得られ得る他の適用は、例えば、細胞の健康、がん、感染（例としてウイルス、バクテリア、寄生虫など）、炎症、治療用剤への反応および同種のものと互いに関係づけるマーカーを検知することを含む。
【０１１９】
ステップ１５０４で、処理１５００は、各囲い２５６中の生体アクティビティがｎ個の特徴のいずれか１以上を有するかを示唆する試験を実施し得る。よって、いくつかの態様において、囲い２５６中の生体アクティビティは、生体アクティビティがｎ個の特徴のうち１つしか有さない場合、ステップ１５０４にて試験で陽性が出ると思われる。他の態様において、囲い２５６中の生体アクティビティは、生体アクティビティがｎ個の特徴のうちすべてを有する場合にのみ、ステップ１５０４にて試験で陽性が出ると思われ、さらに他の態様において、囲い２５６中の生体アクティビティは、生体アクティビティがｎ個の特徴のうちｑ個の数を有する場合、ステップ１５０４にて試験で陽性が出ると思われ、ここでｑは、１より大きくｎより小さい。
【０１２０】
ステップ１５０６で、処理１５００は、異なるｍ個の特徴についてステップ１５０４にて試験で陽性が出た各保持用囲い２５６中の生体アクティビティを試験し得、その各々は、異なる特徴であり得る。ステップ１５０６で試験されたｍ個の特徴は、ステップ１５０４で試験されたｎ個の特徴とは異なり得る。ｍ個の特徴は、上述のとおり図１および４の処理１００または処理４００中に試験された特徴または生体アクティビティの他の特徴のいずれをも含み得る。代わりに、ステップ１５０６で試験されたｍ個の特徴と、ステップ１５０４で試験されたｎ個の特徴との間に重複があり得る。
【０１２１】
ステップ１５０６はステップ１５０４を実施するための上述のいずれの仕方においても実施され得る。例えばステップ１５０６で、処理１５００は、ステップ１５０４にて試験で陽性が出た囲い２５６中の生体アクティビティが、いずれの１以上のｍ個の特徴をも有するかどうかを示唆する試験を実施し得る。よって、いくつかの態様において、囲い２５６中の生体アクティビティは、生体アクティビティがｍ個の特徴のうち１つしか有さない場合、ステップ１５０６にて試験で陽性が出たと思われる。他の態様において、囲い２５６中の生体アクティビティは、生体アクティビティがｍ個の特徴のうちすべてを有する場合にのみ、ステップ１５０６にて試験で陽性が出ると思われ、さらに他の態様において、囲い２５６中の生体アクティビティは、生体アクティビティがｍ個の特徴のうちｐ個の数を有する場合、ステップ１５０６にて試験で陽性が出ると思われ、ここでｐは、１より大きくｍより小さい。
【０１２２】
図１６および１７は、図１５のステップ１５０４および／またはステップ１５０６を実施し得る処理１６００、１７００の例を説明する。
【０１２３】
まず図１６を見ると、処理１６０２は、ステップ１６０２で、微少流体デバイス２００の各囲い２５６の中の数ｘの捕捉物体を移動させ得る。例えば、数ｘは、１とｎを含めたそれらの間であり得る。図１８（図２Ａ〜２Ｃの微少流体デバイス２００の流れ領域２４０の一部の水平断面図を示す）は、例を説明する。示されるとおり、ｘ個の捕捉物体１８１２は、囲い２５６の中へ移動させられ得る。捕捉物体１８１２は、連続して、並行してまたは連続および並行の組み合わせにおいて、囲い２５６の中へ移動させられ得る。さらに示されるように、生物学的な微小物体１８０２は、囲い２５６中にあり得る。３つの生物学的な微小物体１８０２が囲い２５６中に示されるが、１、２または３以上があり得る。生物学的な微小物体１８０２は、例えば、１以上の目的の材料を生産する生体細胞であり得る。
【０１２４】
各捕捉物体１８１２は、特定の目的の生体材料に特異的に結合する結合物質を含み得る。例えば、結合物質は、少なくとも約１ｍＭまたはより強い（例として約１００μＭ、１０μＭ、１μＭ、５００ｎＭ、４００ｎＭ、３００ｎＭ、２００ｎＭ、１００ｎＭ、７５ｎＭ、５０ｎＭ、２５ｎＭ、１５ｎＭ、１０ｎＭ、５ｎＭ、２．５ｎＭ、１ｎＭまたはより強い）特定の目的の生体材料のための親和性（例としてＫｄ）を有し得る。かかる親和性は、特定の目的の生体材料（または保持用囲いおよび／または微少流体デバイス中に存在する、少なくともいずれの他の目的の生体材料）以外の他のいずれの材料のための親和性よりも、例えば、２倍、３倍、４倍、５倍、１０倍またはそれ以上の倍数で、より強くあり得る。よって、例えば各捕捉物体１８１２は、図１５のステップ１５０２によって囲い２５６中で培養されている生体アクティビティによって存在し、または生産されてもよい、異なる目的の材料のためのかかる優勢な親和性を有する異なる結合物質を含み得る。さもなければ、捕捉物体１８１２は、捕捉物体６０２に一般に類似し得、捕捉物体１８１２は、捕捉物体６０２を選択し、移動させるための上述のいずれの仕方においても選択され得、移動させられ得る。
【０１２５】
ステップ１６０４で、処理は、ステップ１６０２で囲い２５６の中へ移動させられたｘ個の捕捉物体の各々によって捕捉された生体材料を評価し得る。ステップ１６０４は同様であり得、図１のステップ１１０または図４のステップ４１４に関する上述のいずれのやり方においても実施され得る。
【０１２６】
図１６に説明されるとおり、処理１６００は、いずれの回数でも任意に繰り返され得る。数ｘは、ステップ１６０２の繰り返される各性能のために同じかまたは異なり得る。よって、例えば処理１６００は、ｎ個の捕捉物体（その各々が異なる結合物質を有し得る）が、ステップ１６０２で囲いの中へ移動させられ、ステップ１６０４で評価されるまでずっと、１以上の回数で実施され得る。よって、処理１６００を１以上の回数で実施することは、ステップ１６０２を１以上の回数で実施し、ステップ１６０４を１以上の回数で実施することによってｎ個の捕捉物体によって捕捉された生体材料を評価することすることにより、各囲いの中へｎ個の捕捉物体の合計を移動させるという結果になり得る。例えば、ステップ１６０２の繰り返される各性能で、ｘの値は、１以上ｎ−１以下のいずれの数でもあり得、処理１６００は、ステップ１６０２の繰り返される各性能でのｘの値が少なくともｎまで合計されるまでずっと繰り返され得る。
【０１２７】
言及したとおり、図１５のステップ１５０４および／またはステップ１５０６は、図１６の処理１６００によって実施され得る。ステップ１５０６が実施される場合、数ｍは、図１６の上の検討においてｎに代用される。
【０１２８】
いま図１７を参照すると、ステップ１７０２で、処理１７００は、微少流体デバイス２００の囲い２５６の中へｙ−材料捕捉物体を移動させ得、そこで各ｙ−材料捕捉物体は、ｙ個の異なる結合物質を含み得る。数ｙは、２以上ｎ以下であり得る。図１９（図２Ａ〜２Ｃの微少流体デバイス２００の流れ領域２４０の一部の水平断面図を示す）は、例を説明する。示されるとおり、ｙ−材料捕捉物体１９１２は、１以上の生物学的な微小物体１８０２を備えて囲い２５６の中へ移動させられ得、それは上述のとおりであり得る。
【０１２９】
ｙ−材料捕捉物体１９１２は、ｙ個の異なる結合物質を含み得、それらの各々は、特定の目的の生体材料に特異的に結合する。例えば、各結合物質は、少なくとも約１ｍＭまたはより強い（例として約１００μＭ、１０μＭ、１μＭ、５００ｎＭ、４００ｎＭ、３００ｎＭ、２００ｎＭ、１００ｎＭ、７５ｎＭ、５０ｎＭ、２５ｎＭ、１５ｎＭ、１０ｎＭ、５ｎＭ、２．５ｎＭ、１ｎＭまたはより強い）特定の目的の生体材料のための親和性（例としてＫｄ）を有し得る。かかる親和性は、特定の目的の生体材料（または保持用囲いおよび／または微少流体デバイス中に存在する、少なくともいずれの他の目的の生体材料）以外の他のいずれの材料のための親和性よりも、例えば、２倍、３倍、４倍、５倍、１０倍またはそれ以上の倍数で、より強くあり得る。さもなければ、ｙ−材料捕捉物体１９１２は、捕捉物体６０２に一般に類似し得、捕捉物体１９１２は、捕捉物体６０２を選択し、移動させるための上述のいずれの仕方においても選択され得、移動させられ得る。
【０１３０】
ステップ１７０４で、処理１７００は、各囲い２５６中のｙ−材料捕捉物体１９１２によって捕捉された生体材料を評価し得る。ステップ１７０４は同様であり得、図１のステップ１１０または図４のステップ４１４に関する上述のいずれのやり方においても実施され得る。
【０１３１】
図１７に説明されるとおり、処理１７００は、いずれの回数でも任意に繰り返され得る。数ｙは、ステップ１７０２の繰り返される各性能のために同じかまたは異なり得る。よって、例えば処理１７００は、ステップ１７０２の各性能でのｙの値が少なくともｎに加わるまでずっと、１以上の回数で実施され得る。例えば、ステップ１７０２の繰り返される各性能で、ｙの値は、２以上ｎ−２以下のいずれの数でもあり得、処理１７００は、ステップ１７０２の繰り返される各性能でのｙの値が少なくともｎまで合計されるまでずっと繰り返され得る。
【０１３２】
言及したとおり、図１５のステップ１５０４および／またはステップ１５０６は、図１７の処理１７００によって実施され得る。ステップ１５０６が実施される場合、数ｍは、図１７の上の検討においてｎに代用される。
【０１３３】
図２０Ａ〜２０Ｃは、微少流体デバイス中に使用され得る保持用囲いの形状上の変動および本発明の方法を示す。各場合において、保持用囲いは、生体アクティビティ（例として１以上の生体細胞）を収容するために使用され得る領域、および、捕捉物体６０２を収容するために使用され得る別の領域を含む。例えば、図２０Ａにおいて、保持用囲い２５６は、生体細胞５０２を収容し得る左部および捕捉物体６０２を収容し得る右部を含む、単離領域５０８を有する。保持用囲い２５６は、チャネル２５２への近位開口および単離領域５０８への遠位開口を有する、接続領域５１０をさらに含む。図２０Ｂ中に類似する配列があるが、保持用囲い２５６は、（接続領域５１０の深さの観点から）より長く、より浅い。図２０Ｃにおいて、保持用囲い２５６は、捕捉物体６０２を収容し得る右部から、生体細胞５０２を収容し得る左部を分離する薄い壁を含む。薄い壁は漏れやすく、したがって、保持用囲い２５６の左部と右部との間の目的の生体材料の拡散を可能にし、それによって生体アクティビティ（例として生体細胞５０２）が捕捉物体６０２に接触することを防止する。
【０１３４】
本発明の具体的な態様および適用が本明細書中に記載されているが、これらの態様および適用は、例示する目的しかなく、多くの変動があり得る。
【図１】
2019070665.tif 000005
【図２Ａ】
2019070665.tif 000006
【図２Ｂ】
2019070665.tif 000007
【図２Ｃ】
2019070665.tif 000008
【図３Ａ】
2019070665.tif 000009
【図３Ｂ】
2019070665.tif 000010
【図４】
2019070665.tif 000011
【図５Ａ】
2019070665.tif 000012
【図５Ｂ】
2019070665.tif 000013
【図６】
2019070665.tif 000014
【図７Ａ】
2019070665.tif 000015
【図７Ｂ】
2019070665.tif 000016
【図８】
2019070665.tif 000017
【図９】
2019070665.tif 000018
【図１０】
2019070665.tif 000019
【図１１Ａ】
2019070665.tif 000020
【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2019070665.tif 000030
【図２０Ａ】
2019070665.tif 000031
【図２０Ｂ】
2019070665.tif 000032
【図２０Ｃ】
2019070665.tif 000033
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月9日(2019.1.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微少流体デバイスにおいて生体アクティビティをアッセイする処理であって、
前記生体アクティビティが目的の生体材料の生産を備え、
当該処理が、前記微少流体デバイスの第１の保持用囲いで１以上の生体細胞を培養することを含み、
前記１以上の細胞が前記目的の生体材料を生産し、
前記微少流体デバイスがハウジングを備え、
前記ハウジングが、
基部と、
前記基部上に配置された微少流体構造物と、
前記第１の保持用囲いと、
前記第１の保持用囲いに近接する第２の保持用囲いと、
を備え、
前記微少流体構造物及び前記基部が、そこに前記第１及び第２の保持用囲いが前記基部上に配置される流れ領域を定義し、
前記第１の保持用囲いが、単離領域と、接続領域と、を備え、
前記単離領域が一つの開口を有し、
前記接続領域が、前記流れ領域への近位開口と、前記単離領域への遠位開口と、を有し、
前記接続領域の長さが、前記第１の保持用囲いの外を流れる流れの浸透深さよりも大きく、前記第１の保持用囲いの前記単離領域が、前記微少流体デバイスの流れがない領域であり、流れが前記単離領域に直接流れることが妨げられ、
当該処理が、
前記第１の保持用囲いに１以上の捕捉微小物体を導入することと、
前記第１の保持用囲い中で、前記１以上の生体細胞が生産した前記目的の生体材料を前記１以上の捕捉微小物体に結合させることと、
前記結合した目的の生体材料を備える１以上の捕捉微小物体を前記第２の保持用囲いに移動させることと、
前記第２の保持用囲い中で、前記結合した目的の生体材料を評価することと、
をさらに含み、
前記捕捉微小物体のそれぞれが、前記目的の生体材料に特異的に結合する結合物質を備える、
処理。
【請求項２】
前記評価することが、前記１以上の捕捉微小物体の前記結合した目的の生体材料の活性を決定することを備える、請求項１に記載の処理。
【請求項３】
前記評価することが、前記１以上の捕捉微小物体に結合した前記目的の生体材料のタイプ又は量を決定することを備える、請求項１に記載の処理。
【請求項４】
前記評価することが、
アッセイ材料を、前記１以上の捕捉微小物体に結合した前記目的の生体材料に結合させることと、
前記１以上の捕捉微小物体と、前記アッセイ材料から生じる放射線と、の関連を検知することと、
を備える、
請求項１に記載の処理。
【請求項５】
前記評価することが、
前記アッセイ材料を前記目的の生体材料に結合させた後であって、前記１以上の捕捉微小物体と前記アッセイ材料から生じる放射線との関連を検知することの前に、前記１以上の捕捉微小物体から未結合のアッセイ材料を洗い流すこと
をさらに備える、
請求項４に記載の処理。
【請求項６】
前記流れ領域にアッセイ材料を導入することをさらに備える、請求項１に記載の処理。
【請求項７】
前記アッセイ材料を導入することが、前記アッセイ材料を前記第２の保持用囲い内に導入することをさらに備え、
前記アッセイ材料が、前記流れ領域から前記第２の保持用囲い内に拡散する、請求項６に記載の処理。
【請求項８】
前記目的の生体材料がタンパク質である、請求項１に記載の処理。
【請求項９】
前記タンパク質が抗体である、請求項８に記載の処理。
【請求項１０】
前記１以上の捕捉微小物体の前記結合物質が、少なくとも１μＭの前記目的の生体材料への結合親和性を有する、請求項１に記載の処理。
【請求項１１】
前記１以上の捕捉微小物体を移動させることが、
電極起動基板の表面上に前記１以上の捕捉微小物体を囲む光のパターンを投影することにより、前記第１の保持用囲い中の前記捕捉微小物体の少なくとも一つをトラップする光トラップを生成することと、
前記光トラップを前記第１の保持用囲いから前記第２の保持用囲いに移動させることと、
を備える、請求項１に記載の処理。
【請求項１２】
前記１以上の捕捉微小物体が磁気を帯びており、
前記結合した目的の生体材料を備える前記１以上の捕捉微小物体を移動させることが、前記微少流体デバイスに磁場を適用することを備える、
請求項１に記載の処理。
【請求項１３】
前記結合した生体材料を備える前記移動した捕捉微小物体のそれぞれと、そこから前記移動した捕捉微小物体が除去された前記第１の保持用囲いと、の間の相互関係を維持し、前記除去された捕捉微小物体のそれぞれから得られたデータを、前記第１の保持用囲いに遡ることができるようにすることをさらに備える、請求項１に記載の処理。
【請求項１４】
前記第１の保持用囲い中の前記１以上の生体細胞が、前記生体細胞のクローンコロニーを備える、請求項１に記載の処理。
【請求項１５】
前記第１の保持用囲い中の前記１以上の生体細胞が、単一の細胞である、請求項１に記載の処理。
【請求項１６】
前記１以上の捕捉微小物体が、単一の捕捉微小物体である、請求項１に記載の処理。
【請求項１７】
前記１以上の捕捉微小物体が複数の捕捉微小物体を備え、前記複数の捕捉微小物体のそれぞれが、前記複数における他の捕捉微小物体の結合物質とは異なる結合物質を備える、請求項１に記載の処理。
【請求項１８】
前記目的の生体材料が抗体であり、
前記複数の捕捉微小物体のそれぞれが結合物質を備え、
前記結合物質が、前記複数における他の捕捉微小物体の結合物質によって結合される抗体のアイソタイプとは異なる抗体のアイソタイプと結合する、
請求項１７に記載の処理。
【請求項１９】
前記目的の生体材料が抗体であり、
前記複数の捕捉微小物体のそれぞれが、前記抗体によって認識される抗原のエピトープを有する結合物質を備える、
請求項１７に記載の処理。
【請求項２０】
前記目的の生体材料が抗体であり、
前記複数のうち１つの捕捉微小物体が、前記抗体によって認識される抗原又はそのエピトープに対応する結合物質を備え、
前記複数のうち他の捕捉微小物体がそれぞれ、他の種由来の前記抗原の相同体又はそのエピトープに対応する結合物質を備える、
請求項１７に記載の処理。
【請求項２１】
前記第２の保持用囲いが、単一の開口を有する単離領域と、接続領域と、を備え、
前記接続領域が、前記流れ領域への近位開口と、前記単離領域への遠位開口と、を有し、
前記第２の保持用囲いの前記単離領域が、前記微少流体デバイスの流れがない領域である、
請求項１に記載の処理。
【請求項２２】
前記１以上の捕捉微小物体を移動させることが、
少なくとも１つの捕捉微小物体に近接する電極起動基板の表面上に光のパターンを投影することによって、前記第１の保持用囲い中の前記少なくとも１つの捕捉微小物体に近接する光誘導ＤＥＰ電極領域を起動することと、
前記光のパターンを前記微少流体デバイス中の前記第１の保持用囲いから前記第２の保持用囲いに移動させ、前記起動したＤＥＰ電極領域が前記少なくとも１つの捕捉微小物体を遠ざけることと、
を備える、請求項１に記載の処理。
【請求項２３】
前記ハウジングが、
第１の電極と、
第２の電極と、
電極起動基板と、
を備え、
前記第１の電極が、前記ハウジングの第１の壁の一部であり、
前記第２の電極及び前記電極起動基板が、前記ハウジングの第２の壁の一部であり、
前記電極起動基板が、複数のＤＥＰ電極領域を備える表面を有し、
前記電極起動基板の前記表面が、前記流れ領域の内表面である、
請求項１に記載の処理。
【請求項２４】
前記電極起動基板が光伝導材料である、請求項２３に記載の処理。
【請求項２５】
前記電極起動基板が半導体材料を備える、請求項２３に記載の処理。
【請求項２６】
前記半導体材料が、半導体集積回路を形成する、複数のドープ層、電気絶縁層、及び導電層を備える、請求項２５に記載の処理。
【請求項２７】
前記流れ領域がチャネルを備え、
前記第１の保持用囲いの前記接続領域の前記近位開口が、前記チャネルに向けて開いている、
請求項１に記載の処理。
【請求項２８】
前記微少流体デバイスが、複数の第１の保持用囲いと、複数の第２の保持用囲いと、を備える、請求項１に記載の処理。
【請求項２９】
前記微少流体構造物が別個の材料からなるカバーを備える、請求項１に記載の処理。
【請求項３０】
前記１以上の生体細胞が、Ｂ細胞、Ｔ細胞、又はハイブリドーマ細胞から選択される、請求項１に記載の処理。
【請求項３１】
前記１以上の生体細胞が、がん細胞である、請求項１に記載の処理。
【請求項３２】
前記１以上の生体細胞が、卵母細胞である、請求項１に記載の処理。
【外国語明細書】
2019070665000001.pdf