(57)【要約】閉じ込めチャネルを用いてマイクロ流体装置を空冷して冷却空気を露出した液体から隔離するシステム及び方法が開示される。このシステム及び方法は、マイクロ流体装置の改善されたロバスト性のために冷却空気流を温度調節することもできる。一実施形態では、空冷システムは、冷却空気をマイクロ流体装置に方向付ける入口ダクトと、マイクロ流体装置によって加熱された空気をマイクロ流体装置から離すように方向付ける出口ダクトとを含む分割段冷却マニホールドを備える。冷却空気の温度は測定することができる。冷却空気は、予期される周囲温度よりも高い温度に予熱することができる。マイクロ流体装置によって加熱された後の冷却空気の温度は測定することができる。【選択図】図９Ｂ
2013545435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器であって、
１つ又は複数のマイクロ流体チャネルと、
１つ又は複数の入口ポートと、
１つ又は複数の出口ポートと、
１つ又は複数のヒートシンクと、
を備えるマイクロ流体装置と、
空気流を該マイクロ流体装置の該１つ又は複数の入口ポートから隔離しながら、該空気流を該マイクロ流体装置の該１つ又は複数のヒートシンクに方向付けるように構成されている冷却マニホールドであって、
該空気流を受け入れるように構成されている空気入口と、
空気出口と、
該空気流を該空気入口から該マイクロ流体装置の該１つ又は複数のヒートシンクに方向付けるように構成されている入口ダクトと、
を備える冷却マニホールドと、
を備える機器。
【請求項２】
前記冷却マニホールドが、空気流を前記１つ又は複数のヒートシンクから、前記マイクロ流体装置から離すよう方向付けるように構成されている出口ダクトを更に備える請求項１に記載の機器。
【請求項３】
前記出口ダクトの少なくとも一部が前記入口ダクトの下にある請求項２に記載の機器。
【請求項４】
前記入口ダクトの少なくとも一部が前記出口ダクトの下にある請求項２に記載の機器。
【請求項５】
前記冷却マニホールドが、
前記上側閉じ込めチャネルと、
前記上側閉じ込めチャネルに接続されている垂直チャネルと、
を含む第１のダクトと、
下側閉じ込めチャネルであって、該下側閉じ込めチャネルの少なくとも一部が前記上側閉じ込めチャネルの下にある下側閉じ込めチャネルと、
開口と、
を含む第２のダクトと、
を含む二段冷却マニホールドであり、
前記第１のダクト及び前記第２のダクトのうちの一方が前記入口ダクトである請求項１に記載の機器。
【請求項６】
前記冷却マニホールドが、
第１の部材と、
第２の部材と、
前記マイクロ流体装置を挿抜されるように構成されているコンパートメントであって、前記第１の部材、前記第２の部材、又は前記第１の部材及び前記第２の部材の双方内に形成されているコンパートメントと、
空気流を受け入れるように構成されている入口開口と、
前記空気流を、前記入口開口から、前記コンパートメントに挿入されているマイクロ流体装置の１つ又は複数のヒートシンクに方向付けるように構成されている入口ダクトと、
前記空気流が前記コンパートメントに挿入されているマイクロ流体装置の１つ又は複数のヒートシンクに方向付けられた後で、前記冷却マニホールドから前記空気流を排出するように構成されている出口開口と、
を含むクラムシェル型冷却マニホールドである請求項１に記載の機器。
【請求項７】
前記入口ダクト内の前記空気流の温度を測定するように構成されている温度測定装置を更に備える請求項１に記載の機器。
【請求項８】
前記温度測定装置によって測定された前記温度に基づいて前記マイクロ流体装置の温度を決定するように構成されているサーマルコントローラーを更に備える請求項７に記載の機器。
【請求項９】
前記サーマルコントローラーが、前記マイクロ流体装置の前記求められた温度に基づいて冷却時間及び／又は加熱時間及び／又は校正式を補正するように構成されている請求項８に記載の機器。
【請求項１０】
前記温度測定装置が、前記冷却マニホールド内の、前記空気流が前記入口ダクトを出る場所に位置している請求項７に記載の機器。
【請求項１１】
空気流を、前記１つ又は複数のヒートシンクから、前記マイクロ流体装置から離れるよう方向付けるように構成されている出口ダクトと、
前記入口ダクト内の前記空気流の温度を測定するように構成されている第１の温度測定装置と、
前記出口ダクト内の前記空気流の温度を測定するように構成されている第２の温度測定装置と、
を更に備える請求項１に記載の機器。
【請求項１２】
前記マイクロ流体装置から除去される熱量を求めるように構成されているサーマルコントローラーを更に備える請求項１１に記載の機器。
【請求項１３】
前記サーマルコントローラーが、前記第１の温度測定装置によって測定された前記温度と前記第２の温度測定装置によって測定された前記温度との差に基づいて、前記マイクロ流体装置から除去される前記熱量を求めるように構成されている請求項１２に記載の機器。
【請求項１４】
ブロワーと、
該ブロワーと相互接続するとともに、空気流を該ブロワーから前記冷却マニホールドの前記入口に方向付けるように構成されている投入ダクトとを更に備える請求項１に記載の機器。
【請求項１５】
前記ブロワーを収容する後部筐体を更に備える請求項１４に記載の機器。
【請求項１６】
前記ブロワーが、前記機器の外部から空気を引き込むように構成されている請求項１４に記載の機器。
【請求項１７】
前記マイクロ流体装置が、ポリメラーゼ連鎖反応及び／又は熱融解分析及び／又はデオキシリボ核酸抽出を行うように構成されている請求項１に記載の機器。
【請求項１８】
液体処理システムを更に備える請求項１に記載の機器。
【請求項１９】
前記液体処理システムが１つ又は複数のロボットピペッターを含む請求項１８に記載の機器。
【請求項２０】
前記入口ダクトによって前記１つ又は複数のヒートシンクに方向付けられる前記空気流を、前記機器の環境の周囲温度が留まることが予期される温度範囲よりも高い温度に予熱するように構成されている熱交換器を更に備える請求項１に記載の機器。
【請求項２１】
前記熱交換器によって行われる前記予熱を制御するように構成されている温度コントローラーを更に備える請求項２０に記載の機器。
【請求項２２】
前記マイクロ流体装置の前記１つ又は複数のヒートシンクに方向付けられる前記空気流が前記機器の露出した液体に触れないようにする１つ又は複数のガスケットを更に備える請求項１に記載の機器。
【請求項２３】
前記１つ又は複数のガスケットが、前記マイクロ流体装置の外側に嵌まるとともに、前記マイクロ流体装置の前記１つ又は複数のヒートシンクに方向付けられる前記空気流を前記冷却マニホールド内に閉じ込めるように構成されているマイクロ流体装置ガスケットを含む請求項２２に記載の機器。
【請求項２４】
１つ又は複数のガスケットが前記冷却マニホールドの外面に取り付けられている請求項２２に記載の機器。
【請求項２５】
１つ又は複数のマイクロ流体チャネルと、１つ又は複数の入口ポートと、１つ又は複数の出口ポートと、１つ又は複数のヒートシンクとを有するマイクロ流体装置を冷却する二段冷却マニホールドであって、
上側閉じ込めチャネルと、
該上側閉じ込めチャネルに接続されている垂直チャネルと、
を含む第１のダクトと、
下側閉じ込めチャネルであって、該下側閉じ込めチャネルの少なくとも一部は該上側閉じ込めチャネルの下にある下側閉じ込めチャネルと、
開口と、
を含む第２のダクトと、
を含み、
該冷却マニホールドが、該第１のダクト及び該第２のダクト内の空気流を該マイクロ流体装置の該１つ又は複数の入口ポートから隔離するように構成されている二段冷却マニホールド。
【請求項２６】
前記冷却マニホールドが、前記第１のダクト及び前記第２のダクト内の前記空気流を前記マイクロ流体装置の前記１つ又は複数の出口ポートから隔離するように構成されている請求項２５に記載の冷却マニホールド。
【請求項２７】
前記第１のダクトの前記垂直チャネルが、前記第２のダクトの前記下側閉じ込めチャンバーを通って延在している請求項２５に記載の冷却マニホールド。
【請求項２８】
前記開口が第１の開口と第２の開口とを含み、該第１の開口及び該第２の開口が前記第１のダクトの前記垂直チャネルの対向する側にある請求項２５に記載の冷却マニホールド。
【請求項２９】
前記第１のダクトが入口を含む入口ダクトであり、前記第２のダクトが出口を含む出口ダクトである請求項２５に記載の冷却マニホールド。
【請求項３０】
前記入口及び前記出口が、該入口が該出口の上に配置される垂直な関係を有する請求項２９に記載の冷却マニホールド。
【請求項３１】
前記入口及び前記出口が、該入口が該出口に対して水平方向に変位される水平な関係を有する請求項２９に記載の冷却マニホールド。
【請求項３２】
前記第１のダクトが出口を含む出口ダクトであり、前記第２のダクトが入口を含む入口ダクトである請求項２５に記載の冷却マニホールド。
【請求項３３】
前記入口及び前記出口が、該出口が該入口の上に配置される垂直な関係を有する請求項３２に記載の冷却マニホールド。
【請求項３４】
前記入口及び前記出口が、該入口が該出口に対して水平方向に変位される水平な関係を有する請求項３２に記載の冷却マニホールド。
【請求項３５】
前記マイクロ流体装置の前記１つ又は複数の入口ポートとの流体インターフェースを可能にするように構成されているポートを更に備える請求項２５に記載の冷却マニホールド。
【請求項３６】
前記ポートが、前記マイクロ流体装置の前記１つ又は複数の出口ポートとの流体インターフェースを可能にするように構成されている請求項２５に記載の冷却マニホールド。
【請求項３７】
前記第１のダクト及び前記第２のダクトのうちの一方が入口ダクトであり、前記冷却マニホールドが、前記入口ダクト内の前記空気流の温度を測定するように構成されている温度測定装置を更に備える請求項２５に記載の冷却マニホールド。
【請求項３８】
前記温度測定装置は、前記入口ダクト内の、前記空気流が該入口ダクトを出る場所に位置付けられる請求項３７に記載の冷却マニホールド。
【請求項３９】
前記第１のダクトが前記入口ダクトであり、前記温度測定装置が、前記第１のダクトの前記垂直チャネル内の、前記空気流が該垂直チャネルを出る場所に位置している請求項３７に記載の冷却マニホールド。
【請求項４０】
前記第１のダクト内の前記空気流の温度を測定するように構成されている第１の温度測定装置と、
前記第２のダクト内の前記空気流の温度を測定するように構成されている第２の温度測定装置と、
を更に備える請求項２５に記載の冷却マニホールド。
【請求項４１】
前記第１のダクトが入口ダクトであり、該第１のダクト内の前記空気流は前記垂直チャネルを通って該第１のダクトを出て、前記第２のダクトが出口ダクトであり、該第２のチャネル内の前記空気流は前記開口を通って該第２のチャネルに入り、前記第１の温度測定装置は、前記第１のダクトの前記垂直チャネル内の、前記空気流が該垂直チャネルを出る場所に位置しており、前記第２の測定装置が、前記下側閉じ込めチャネル内の、前記第２のチャネル内の前記空気流が前記開口を通って入る場所に位置している請求項４０に記載の冷却マニホールド。
【請求項４２】
１つ又は複数のマイクロ流体チャネルと、１つ又は複数の入口ポートと、１つ又は複数の出口ポートと、１つ又は複数のヒートシンクとを有するマイクロ流体装置の空冷方法であって、
冷却空気を、二段冷却マニホールドの第１のダクトの入口を通して受け入れることと、
該冷却マニホールドの該第１のダクトを用いることであって、該冷却空気を該マイクロ流体装置の該１つ又は複数の入口ポートから隔離する、該冷却マニホールドの該第１のダクトを用いることと、
該冷却空気を、該冷却マニホールドの該第１のダクトの上側閉じ込めチャネルを用いて該冷却マニホールドの該第１のダクトの垂直チャネルに方向付けることと、
該冷却空気を、該冷却マニホールドの該第１のダクトの該垂直チャネルを用いて該マイクロ流体装置の該１つ又は複数のヒートシンクに方向付けることと、
該冷却空気を、該マイクロ流体装置の該ヒートシンクを用いて加熱することと、
該加熱された空気を、該冷却マニホールドの第２のダクトの開口を用いて該冷却マニホールドの該第２のダクトの下側閉じ込めチャネル内に方向付けることと、
該冷却マニホールドの該第２のダクトを用いることであって、該加熱された空気を該マイクロ流体装置の該１つ又は複数の入口ポートから隔離する、該冷却マニホールドの該第２のダクトを用いることと、
該加熱された空気を、該下側閉じ込めチャネルを用いて該第２のダクトの出口に方向付けることと、
を含むマイクロ流体装置の空冷方法。
【請求項４３】
前記冷却マニホールドの前記第１のダクトを用いることであって、前記冷却空気を前記マイクロ流体装置の前記１つ又は複数の出口ポートから隔離する、前記冷却マニホールドの前記第１のダクトを用いることと、
前記冷却マニホールドの前記第２のダクトを用いることであって、前記加熱された空気を前記マイクロ流体装置の前記１つ又は複数の出口ポートから隔離する、前記冷却マニホールドの前記第２のダクトを用いることと、
を更に含む請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記第１のダクトの前記垂直チャネルが前記第２のダクトの前記下側閉じ込めチャンバーを通って延在している請求項４２に記載の方法。
【請求項４５】
前記開口が第１の開口と第２の開口とを含み、該第１の開口及び該第２の開口は前記第１のダクトの前記垂直チャネルの対向する側にあり、前記加熱された空気を、前記下側閉じ込めチャネルを用いて前記第２のダクトの前記出口に方向付けることが、前記加熱された空気のうち、前記第１のダクトの前記垂直チャネルの周りで前記第２のダクトの前記第１の開口及び前記第２の開口のうちの一方に入る部分を方向付けることを含む請求項４２に記載の方法。
【請求項４６】
１つ又は複数の液体を前記二段冷却マニホールドのポートを通して前記１つ又は複数の入口ポートに送達することを更に含む請求項４２に記載の方法。
【請求項４７】
前記第１のダクト内の前記冷却空気の温度を測定することを更に含む請求項４２に記載の方法。
【請求項４８】
前記冷却空気の前記温度を該冷却空気が前記第１のダクトの前記垂直チャネルを出るときに測定する請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記第２のダクト内の前記加熱された空気の温度を測定することを更に含む請求項４７に記載の方法。
【請求項５０】
前記冷却空気の前記温度を該冷却空気が前記第１のダクトの前記垂直チャネルを出るときに測定し、前記加熱された空気の前記温度を該加熱された空気が前記第２のダクトの前記開口に入るときに測定する請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記マイクロ流体装置から除去される熱量を求めることを更に含む請求項４９に記載の方法。
【請求項５２】
前記マイクロ流体装置から除去される前記熱量を、前記冷却空気の前記温度と前記加熱された空気の前記温度との差に基づいて求める請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記第１のダクト内の前記冷却空気の前記測定した温度に基づいて前記マイクロ流体装置の温度を求めることを更に含む請求項４７に記載の方法。
【請求項５４】
前記マイクロ流体装置の前記求められた温度に基づいて前記マイクロ流体装置の冷却時間及び／又は加熱時間及び／又は校正式を補正することを更に含む請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記冷却空気を、周囲温度が留まることが予期される温度範囲よりも高い温度に予熱することを更に含む請求項４２に記載の方法。
【請求項５６】
ガスケットを用いて前記マイクロ流体装置の前記１つ又は複数のヒートシンクに方向付けられる前記冷却空気を閉じ込めることを更に含む請求項４２に記載の方法。
【請求項５７】
マイクロ流体装置を冷却するクラムシェル型冷却マニホールドであって、
第１の部材と、
第２の部材と、
１つ又は複数のヒートシンクを有するマイクロ流体装置を挿抜されるように構成されているコンパートメントであって、該第１の部材、該第２の部材、又は該第１の部材及び該第２の部材の双方内に形成されている、コンパートメントと、
空気流を受け入れるように構成されている入口開口と、
該空気流を、該入口開口から、該コンパートメントに挿入されているマイクロ流体装置の１つ又は複数のヒートシンクに方向付けるように構成されている入口ダクトと、
該空気流が、該コンパートメントに挿入されているマイクロ流体装置の１つ又は複数のヒートシンクに方向付けられた後で、該冷却マニホールドから該空気流を排出するように構成されている出口開口と、
を備えるマイクロ流体装置を冷却するクラムシェル型冷却マニホールド。
【請求項５８】
前記第１の部材が、前記入口開口と、前記入口ダクトと、前記出口開口とを備える請求項５７に記載の冷却マニホールド。
【請求項５９】
前記第１の部材が上部部材であり、前記第２の部材が前記上部部材の下の下部部材である請求項５８に記載の冷却マニホールド。
【請求項６０】
前記第１の部材が上部部材であり、前記第２の部材が前記上部部材の下の下部部材である請求項５７に記載の冷却マニホールド。
【請求項６１】
前記入口ダクトが、空気流を、前記コンパートメントに挿入されているマイクロ流体装置の１つ又は複数のヒートシンクを横切って実質的に水平方向に方向付けるように構成されている請求項５７に記載の冷却マニホールド。
【請求項６２】
前記入口ダクトが、空気流を、前記コンパートメントに挿入されているマイクロ流体装置の１つ又は複数のヒートシンクに対して下方へ衝突させるよう方向付けるように構成されている請求項５７に記載の冷却マニホールド。
【請求項６３】
前記入口ダクトが、空気流を、前記コンパートメントに挿入されているマイクロ流体装置の１つ又は複数のヒートシンクに対して実質的に垂直方向に下方へ衝突させるよう方向付けるように構成されている請求項６２に記載の冷却マニホールド。
【請求項６４】
冷却マニホールドが、前記空気流を該冷却マニホールドから実質的に水平方向に排出するように構成されている請求項６２に記載の冷却マニホールド。
【請求項６５】
前記入口ダクトが矩形の入口ダクトである請求項５７に記載の冷却マニホールド。
【請求項６６】
前記入口開口が、円形の断面を有する投入ダクトに取り付けられるように構成されている請求項６５に記載の冷却マニホールド。
【請求項６７】
前記第１の部材及び前記第２の部材が一緒に固定されるように構成されている請求項５７に記載の冷却マニホールド。
【請求項６８】
１つ又は複数のマイクロ流体チャネルと、１つ又は複数の入口ポートと、１つ又は複数の出口ポートと、１つ又は複数のヒートシンクとを有するマイクロ流体装置の空冷方法であって、
空気流を、冷却マニホールドの入口開口において受け入れることと、
該空気流を、該入口開口から、該マイクロ流体装置の該１つ又は複数のヒートシンクに方向付けることであって、該マイクロ流体装置は該冷却マニホールドのコンパートメントに挿入されており、該コンパートメントは、該冷却マニホールドの第１の部材、第２の部材、又は該冷却マニホールドの該第１の部材及び該第２の部材の双方内に形成されている、方向付けることと、
該空気流を該マイクロ流体装置の該ヒートシンクを用いて加熱することと、
該加熱された空気流を該冷却マニホールドから出口開口を通して排出することと、
を含むマイクロ流体装置の空冷方法。
【請求項６９】
前記空気流を前記マイクロ流体装置の前記１つ又は複数のヒートシンクに方向付けることが、前記空気流を、前記冷却マニホールドの前記コンパートメントに挿入されている前記マイクロ流体装置の前記１つ又は複数のヒートシンクを横切って実質的に水平方向に方向付けることを含む請求項６８に記載の方法。
【請求項７０】
前記空気流を前記マイクロ流体装置の前記１つ又は複数のヒートシンクに方向付けることが、前記空気流を、前記冷却マニホールドの前記コンパートメントに挿入されている前記マイクロ流体装置の前記１つ又は複数のヒートシンクに対して下方へ衝突させることを含む請求項６８に記載の方法。
【請求項７１】
前記空気流を前記マイクロ流体装置の前記１つ又は複数のヒートシンクに対して下方へ衝突させるように方向付けることが、前記空気流を、前記コンパートメントに挿入されている前記マイクロ流体装置の前記１つ又は複数のヒートシンクに対して実質的に垂直方向に下方へ衝突させるように方向付けることを含む請求項７０に記載の方法。
【請求項７２】
前記加熱された空気流を前記冷却マニホールドから前記出口開口を通して排出することが、前記空気流を前記冷却マニホールドから実質的に水平方向に排出することを含む請求項６８に記載の方法。
【請求項７３】
前記マイクロ流体装置が、挿入前に必要な流体を用いてプライミングされている請求項６８に記載の方法。
【請求項７４】
前記マイクロ流体装置を用いて、ポリメラーゼ連鎖反応及び／又は熱融解分析及び／又はデオキシリボ核酸抽出を行うことを更に含む請求項６８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ流体装置のための空冷システム及び方法に関する。より具体的には、本発明の態様は、閉じ込めチャネルを用いることによって冷却空気を露出した液体から隔離する空冷システム及び方法に関する。本発明はまた、マイクロ流体装置の改善されたロバスト性のための冷却空気流の温度調節に関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１０年８月３１日に出願された米国仮特許出願第６１／３７８，４６７号の優先権の利益を主張するものであり、この仮特許出願は、その開示内容全体を引用することにより、本明細書の一部をなすものとする。
【背景技術】
【０００３】
核酸の検出は、医療、法医科学、産業プロセス処理、作物育種及び家畜育種、並びに他の多くの分野の中核をなす。病状（例えば、がん）、感染性微生物（例えば、ＨＩＶ）、遺伝子系統、遺伝子マーカー等を検出する能力は、疾患の診断及び予後、マーカー利用選抜、事件現場の特徴の正確な鑑識、産業生物を増殖させる能力、及び他の多くの技法のためのユビキタス技術である。対象とされる核酸の完全性の判定は、感染症又はがんの病変に関連し得る。
【０００４】
少量の核酸を検出する最も有力かつ基本的な技術の１つは、核酸配列の一部又は全てを何度も複製し、その後、増幅産物を分析することである。ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）は、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）を増幅するよく知られた技法である。ＰＣＲを用いれば、単一の鋳型ＤＮＡ分子から始めて、何百万ものＤＮＡのコピーを生成することができる。ＰＣＲは、「変性」と、「アニーリング」と、「伸長」との段階を含む。これらの段階は、プロセスの最後において検出及び分析するのに十分なコピーが存在するように複数回繰り返されるサイクルの一部である。ＰＣＲに関する包括的な詳細については、非特許文献１、非特許文献２及び非特許文献３を参照されたい。
【０００５】
変性、アニーリング及び伸長というＰＣＲ法の段階は、種々の温度で行われ、標的ＤＮＡ分子試料に自身を複製させる。温度循環（熱循環）要件は、特定の核酸試料及びアッセイで異なる。変性段階では、二本鎖ＤＮＡ（ｄｓＤＮＡ）が、一本鎖ＤＮＡ（ｓｓＤＮＡ）に熱的に分離する。アニーリング段階中、プライマーが一本鎖ＤＮＡ分子に付着する。一本鎖ＤＮＡ分子は、伸長段階において、ＰＣＲ溶液中のヌクレオチドと一本鎖ＤＮＡとの特定の結合を通じて再び二本鎖ＤＮＡに成長する。通常の温度は、変性の場合は９５℃、アニーリングの場合は５５℃、及び伸長の場合は７２℃である。温度は、各段階で、１秒の数分の一から最長で数十秒とすることができる特定の時間量にわたって維持される。ＤＮＡは、各サイクルで２倍になり、一般に、或る特定の用途に十分なＤＮＡを生成するまでに、２０サイクル〜４０サイクルがかかる。標的産物の良好な収率を有するためには、種々の段階での試料の温度を指定された温度に正確に制御する必要がある。
【０００６】
最近、ＰＣＲ及び他の増幅反応の実施に対し、幾つかのハイスループット手法、例えば、マイクロ流体装置内での増幅反応、並びに増幅された核酸を装置内又は装置上で検出し解析する方法を伴う手法が開発されている。増幅のための試料の熱循環は通常、２つの方法のうちの一方において達成される。第１の方法では、試料溶液を装置内に装填し、従来のＰＣＲ機器と略同様に、時間とともに温度を循環的に変化させる。第２の方法では、試料溶液を空間的に異なる温度ゾーンを通して連続的にポンプ注入する。例えば、非特許文献４、非特許文献５、非特許文献６、Hahn他の特許文献１、Enzelberger他の特許文献２、及びKnapp他の特許文献３を参照されたい。
【０００７】
多くの検出方法では、ＤＮＡを特徴付けるためには、元のＤＮＡ分子の決められた多数（例えば、数百万）のコピーが必要である。サイクルの総数は所望のコピー数に関して一定であるため、プロセス時間を短縮する唯一の方法はサイクルの長さを短縮することである。したがって、総プロセス時間は、試料をプロセス段階温度に迅速に加熱及び冷却しながら、プロセス段階持続時間にわたってそれらの温度を正確に維持することにより、大幅に短縮することができる。
【０００８】
ＰＣＲ及び他の（すなわち非ＰＣＲ）システムのための種々の冷却技法が存在する。多くの既存の技術は冷却液を必要とする。別の技法は、チタンコートシリコンの表面上に取り付けられる、同材料の可動フィラメントから作られる一連のマイクロ装置を用いる。装置の温度は、その出力抵抗を絶えず測定することによってモニタリングされる。温度が設定レベルを超えると、装置は静電駆動を用いて移動されることによってシリコンに接触する。装置をその下にある基板と定期的に接触させることによって、その熱伝導率を変化させることができ、その温度が制御される。
【０００９】
更に別の技法では、１つ又は複数のＭＥＭＳマイクロチャネル容積部が１つ又は複数のＭＥＭＳマイクロポンプアセンブリと連通する。各マイクロポンプアセンブリは、リーフバルブ等の撓みバルブと、静電的なインターリーブされた櫛形駆動構造部のような、冷却剤をチャネル容積部に推進させる手段とから構成される。
【００１０】
液体冷却システムは、熱を除去する上で非常に効果的であるが、液体を収容しなければならず、また液体は危険を伴う可能性があるため、実用的ではない。ポンプシステムは高価であり、信頼性の問題が生じやすい。空冷は魅力的ではあるが、既存のシステムは、空気をマイクロシステムに効果的に送達することと、空気流が一貫した冷却をもたらすことを確実にすることと、空気流がマイクロ装置のサーマルキャリブレーションに対して悪影響を与えることを防止することと、空気流を医療装置内の露出した液体（例えば試薬）から隔離することとを含む、幾つかの問題が解決していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開第２００５／０７５６８３号
【特許文献２】米国特許第６，９６０，４３７号
【特許文献３】米国特許出願公開第２００５／００４２６３９号
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Sambrook及びRussell「Molecular Cloning - A Laboratory Manual (3rd Ed.)」Vols. 1-3（Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N. Y. (2000)）
【非特許文献２】F. M. Ausubel他編「Current Protocols in Molecular Biology」（Current Protocols, a joint venture between Greene Publishing Associates, Inc.及びJohn Wiley & Sons, Inc.（2005年に増補））
【非特許文献３】M. A. Innis他編「PCR Protocols A Guide to Methods and Applications」（Academic Press Inc. San Diego, Calif. (1990)）
【非特許文献４】Lagally他(Analytical Chemistry 73: 565〜570(2001))
【非特許文献５】Kopp他（Science 280: 1046〜1048(1998)）
【非特許文献６】Park他（Analytical Chemistry 75: 6029〜6033(2003)）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、当該技術分野において、マイクロ流体装置を効果的に冷却することが可能な冷却システムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、マイクロ流体装置、並びにマイクロ流体装置の包括的な空冷システム及び方法に関する。より具体的には、本発明は、システム内に存在する他の液体（例えば医療装置内の試薬）を妨げることなくマイクロ流体装置を冷却することが可能な効果的な空気送達システム及び方法に関する。本発明はまた、システムのロバスト性を改善するとともに温度校正を助けるための、空気流を温度調節するシステムに関する。
【００１５】
一態様では、本発明は、マイクロ流体装置及び冷却マニホールドを備える機器を提供する。一実施形態では、マイクロ流体装置は、１つ又は複数のマイクロ流体チャネルと、１つ又は複数の入口ポートと、１つ又は複数の出口ポートと、１つ又は複数のヒートシンクとを備える。冷却マニホールドは、空気流をマイクロ流体装置の１つ又は複数の入口ポートから隔離しながら、空気流をマイクロ流体装置の１つ又は複数のヒートシンクに方向付けるように構成されている。冷却マニホールドは、空気流を受け入れるように構成されている空気入口と、空気出口と、空気流を空気入口からマイクロ流体装置の１つ又は複数のヒートシンクに方向付けるように構成されている入口ダクトとを備えることができる。
【００１６】
上記機器は、空気流を１つ又は複数のヒートシンクから、マイクロ流体装置から離すよう方向付けるように構成されている出口ダクトを備えることができる。出口ダクトの少なくとも一部は入口ダクトの下にあるものとすることができる。入口ダクトの少なくとも一部は出口ダクトの下にあるものとすることができる。
【００１７】
本発明の一実施形態では、冷却マニホールドは、第１のダクトと第２のダクトとを含む二段冷却マニホールドであるものとすることができる。第１のダクトは、上側閉じ込めチャネルと、上側閉じ込めチャネルに接続されている垂直チャネルとを含むものとすることができる。第２のダクトは、下側閉じ込めチャネルと開口とを含むものとすることができる。下側閉じ込めチャネルの少なくとも一部は上側閉じ込めチャネルの下にあるものとすることができる。第１のダクト及び第２のダクトのうちの一方は入口ダクトとすることができる。
【００１８】
本発明の別の実施形態では、冷却マニホールドは、第１の部材と、第２の部材と、コンパートメントと、入口開口と、入口ダクトと、出口開口とを備えるクラムシェル型冷却マニホールドであるものとすることができる。コンパートメントは、マイクロ流体装置を挿抜されるように構成することができる。コンパートメントは、第１の部材、第２の部材、又は第１の部材及び第２の部材の双方内に形成することができる。入口開口は、空気流を受け入れるように構成することができる。入口ダクトは、空気流を、入口開口から、コンパートメント内に挿入されているマイクロ流体装置の１つ又は複数のヒートシンクに方向付けるように構成することができる。出口開口は、空気流が、コンパートメント内に挿入されているマイクロ流体装置の１つ又は複数のヒートシンクに方向付けられた後で、空気流を冷却マニホールドから排出するように構成することができる。
【００１９】
幾つかの実施形態では、上記機器は、入口ダクト内の空気流の温度を測定するように構成されている温度測定装置を備えることができる。機器は、温度測定装置によって測定された温度に基づいてマイクロ流体装置の温度を求めるように構成されているサーマルコントローラーも備えることができる。サーマルコントローラーは、マイクロ流体装置の求められた温度に基づいて冷却時間及び／又は加熱時間及び／又は校正式を補正するように構成されているものとすることができる。温度測定装置は、冷却マニホールド内の、空気流が入口ダクトを出る場所に位置付けることができる。機器は、空気流を、１つ又は複数のヒートシンクから、マイクロ流体装置から離すよう方向付けるように構成されている出口ダクトと、入口ダクト内の空気流の温度を測定するように構成されている第１の温度測定装置と、出口ダクト内の空気流の温度を測定するように構成されている第２の温度測定装置とを備えることができる。機器は、第１の温度測定装置によって測定された温度と第２の温度測定装置によって測定された温度との差に基づいて、マイクロ流体装置から除去される熱量を求めるように構成されているサーマルコントローラーを備えることができる。
【００２０】
上記機器は、ブロワーと、ブロワーと相互接続するとともに空気流をブロワーから冷却マニホールドの入口に方向付けるように構成されている投入ダクトとを備えることができる。機器は、ブロワーを収容する後部筐体を備えることができる。ブロワーは、機器の外部から空気を引き込むように構成されているものとすることができる。マイクロ流体装置は、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）及び／又は熱融解分析及び／又はＤＮＡ抽出を行うように構成されているものとすることができる。機器は、液体処理システムを備えることができる。液体処理システムは１つ又は複数のロボットピペッターを含むことができる。機器は、入口ダクトによって１つ又は複数のヒートシンクに方向付けられる空気流を、機器の環境の周囲温度が留まることが予期される温度範囲よりも高い温度に予熱するように構成されている熱交換器を備えることができる。機器は、熱交換器によって行われる予熱を制御するように構成されている温度コントローラーを備えることができる。
【００２１】
本発明の別の態様は、１つ又は複数のマイクロ流体チャネルと、１つ又は複数の入口ポートと、１つ又は複数の出口ポートと、１つ又は複数のヒートシンクとを有するマイクロ流体装置を冷却する二段冷却マニホールドである。この冷却マニホールドは、第１のダクトと第２のダクトとを含む。第１のダクトは、上側閉じ込めチャネルと、上側閉じ込めチャネルに接続されている垂直チャネルとを含むことができる。第２のダクトは、下側閉じ込めチャネルと開口とを含むことができる。一実施形態では、下側閉じ込めチャネルの少なくとも一部は上側閉じ込めチャネルの下にある。この冷却マニホールドは、第１のダクト及び第２のダクト内の空気流をマイクロ流体装置の１つ又は複数の入口ポートから隔離するように構成されている。
【００２２】
上記冷却マニホールドは、第１のダクト及び第２のダクト内の空気流をマイクロ流体装置の１つ又は複数の出口ポートから隔離するように構成されているものとすることができる。第１のダクトの垂直チャネルは第２のダクトの下側閉じ込めチャンバーを通って延びることができる。開口は第１の開口と第２の開口とを含むことができ、第１の開口及び第２の開口は第１のダクトの垂直チャネルの対向する側にあるものとすることができる。
【００２３】
一実施形態では、第１のダクトは入口を含む入口ダクトとすることができ、第２のダクトは出口を含む出口ダクトであるものとすることができる。入口及び出口は、入口が出口の上に配置される垂直な関係を有することができる。入口及び出口は、入口が出口に対して水平方向に変位される水平な関係を有することができる。
【００２４】
別の実施形態では、第１のダクトは出口を含む出口ダクトとすることができ、第２のダクトは入口を含む入口ダクトとすることができる。入口及び出口は、出口が入口の上に配置される垂直な関係を有することができる。入口及び出口は、入口が出口に対して水平方向に変位される水平な関係を有することができる。
【００２５】
幾つかの実施形態では、冷却マニホールドは、マイクロ流体装置の１つ又は複数の入口ポートとの流体インターフェースを可能にするように構成されているポートを備えることができる。ポートは、マイクロ流体装置の１つ又は複数の出口ポートとの流体インターフェースを可能にするように構成されているものとすることができる。第１のダクト及び第２のダクトのうちの一方は入口ダクトとすることができ、冷却マニホールドは、入口ダクト内の空気流の温度を測定するように構成されている温度測定装置を更に備えることができる。温度測定装置は、入口ダクト内の、空気流が入口ダクトを出る場所に位置付けることができる。第１のダクトは入口ダクトとすることができ、温度測定装置は、第１のダクトの垂直チャネル内の、空気流が垂直チャネルを出る場所に位置付けることができる。冷却マニホールドは、第１のダクト内の空気流の温度を測定するように構成されている第１の温度測定装置と、第２のダクト内の空気流の温度を測定するように構成されている第２の温度測定装置とを備えることができる。第１のダクトは入口ダクトとすることができ、第１のダクト内の空気流は垂直チャネルを通って第１のダクトを出ることができる。第２のダクトは出口ダクトとすることができ、第２のチャネル内の空気流は開口を通って第２のチャネルに入ることができる。第１の温度測定装置は、第１のダクトの垂直チャネル内の、空気流が垂直チャネルを出る場所に位置付けることができ、第２の測定装置は、下側閉じ込めチャネル内の、第２のチャネル内の空気流が開口を通って入る場所に位置付けることができる。
【００２６】
更に別の態様では、本発明は、１つ又は複数のマイクロ流体チャネルと、１つ又は複数の入口ポートと、１つ又は複数の出口ポートと、１つ又は複数のヒートシンクとを有するマイクロ流体装置を空冷する方法を提供する。一実施形態では、本方法は、冷却空気を、二段冷却マニホールドの第１のダクトの入口を通して受け入れることと、冷却マニホールドの第１のダクトを用いることであって、冷却空気をマイクロ流体装置の１つ又は複数の入口ポートから隔離する、冷却マニホールドの第１のダクトを用いることと、冷却空気を、冷却マニホールドの第１のダクトの上側閉じ込めチャネルを用いて冷却マニホールドの第１のダクトの垂直チャネルに方向付けることと、冷却空気を、冷却マニホールドの第１のダクトの垂直チャネルを用いてマイクロ流体装置の１つ又は複数のヒートシンクに方向付けることと、冷却空気を、マイクロ流体装置のヒートシンクを用いて加熱することと、加熱された空気を、冷却マニホールドの第２のダクトの開口を用いて冷却マニホールドの第２のダクトの下側閉じ込めチャネル内に方向付けることと、冷却マニホールドの第２のダクトを用いることであって、加熱された空気をマイクロ流体装置の１つ又は複数の入口ポートから隔離する、冷却マニホールドの第２のダクトを用いることと、加熱された空気を、下側閉じ込めチャネルを用いて第２のダクトの出口に方向付けることとを含むことができる。
【００２７】
幾つかの実施形態では、本方法は、冷却マニホールドの第１のダクトを用いることであって、冷却空気をマイクロ流体装置の１つ又は複数の出口ポートから隔離する、冷却マニホールドの第１のダクトを用いることと、冷却マニホールドの第２のダクトを用いることであって、加熱された空気をマイクロ流体装置の１つ又は複数の出口ポートから隔離する、冷却マニホールドの第２のダクトを用いることとを含むことができる。第１のダクトの垂直チャネルは第２のダクトの下側閉じ込めチャンバーを通って延びることができる。開口は第１の開口と第２の開口とを含むことができ、第１の開口及び第２の開口は第１のダクトの垂直チャネルの対向する側にあるものとすることができ、加熱された空気を、下側閉じ込めチャネルを用いて第２のダクトの出口に方向付けることは、加熱された空気のうち、第１のダクトの垂直チャネルの周りで第２のダクトの第１の開口及び第２の開口のうちの一方に入る部分を方向付けることを含むことができる。
【００２８】
本方法は、１つ又は複数の液体を二段冷却マニホールドのポートを通して１つ又は複数の入口ポートに送達することを含むことができる。本方法は、第１のダクト内の冷却空気の温度を測定することを含むことができる。冷却空気の温度は冷却空気が第１のダクトの垂直チャネルを出るときに測定することができる。本方法は、第２のダクト内の加熱された空気の温度を測定することを含むことができる。冷却空気の温度は冷却空気が第１のダクトの垂直チャネルを出るときに測定され、加熱された空気の温度は加熱された空気が第２のダクトの開口に入るときに測定することができる。本方法は、マイクロ流体装置から除去される熱量を、冷却空気の温度と加熱された空気の温度との差に基づいて求めることを含むことができる。
【００２９】
幾つかの実施形態では、本方法は、第１のダクト内の冷却空気の測定した温度に基づいてマイクロ流体装置の温度を求めることを含むことができる。本方法は、マイクロ流体装置の求められた温度に基づいてマイクロ流体装置の冷却時間及び／又は加熱時間及び／又は校正式を補正することを含むことができる。本方法は、冷却空気を、周囲温度が留まることが予期される温度範囲よりも高い温度に予熱することを含むことができる。
【００３０】
更に別の態様では、本発明は、マイクロ流体装置を冷却するクラムシェル型冷却マニホールドを提供することができる。一実施形態では、冷却マニホールドは、第１の部材と、第２の部材と、コンパートメントと、入口開口と、入口ダクトと、出口開口とを備えることができる。コンパートメントは、１つ又は複数のヒートシンクを有するマイクロ流体装置を挿抜されるように構成することができる。コンパートメントは、第１の部材、第２の部材、又は第１の部材及び第２の部材の双方内に形成することができる。入口開口は空気流を受け入れるように構成することができる。入口ダクトは、空気流を、入口開口から、コンパートメント内に挿入されているマイクロ流体装置の１つ又は複数のヒートシンクに方向付けるように構成することができる。出口開口は、空気流が、コンパートメント内に挿入されているマイクロ流体装置の１つ又は複数のヒートシンクに方向付けられた後で、空気流を冷却マニホールドから排出するように構成することができる。
【００３１】
一実施形態では、第１の部材は、入口開口と、入口ダクトと、出口開口とを含むことができる。第１の部材は上部部材とすることができ、第２の部材は上部部材の下の下部部材とすることができる。冷却マニホールドは、空気流を冷却マニホールドから実質的に水平方向に排出するように構成されているものとすることができる。入口ダクトは矩形の入口ダクトとすることができる。入口開口は、円形の断面を有する投入ダクトに取り付けられるように構成されているものとすることができる。第１の部材及び第２の部材は一緒に固定されるように構成されているものとすることができる。
【００３２】
一実施形態では、入口ダクトは、空気流を、コンパートメントに挿入されているマイクロ流体装置の１つ又は複数のヒートシンクを横切って実質的に水平方向に方向付けるように構成されているものとすることができる。別の実施形態では、入口ダクトは、空気流を、コンパートメントに挿入されているマイクロ流体装置の１つ又は複数のヒートシンクに対して下方へ衝突させるよう方向付けるように構成されているものとすることができる。更に、入口ダクトは、空気流を、コンパートメントに挿入されているマイクロ流体装置の１つ又は複数のヒートシンクに対して実質的に垂直方向に下方へ衝突させるよう方向付けるように構成されているものとすることができる。
【００３３】
別の態様では、本発明は、１つ又は複数のマイクロ流体チャネルと、１つ又は複数の入口ポートと、１つ又は複数の出口ポートと、１つ又は複数のヒートシンクとを有するマイクロ流体装置を空冷する方法を提供する。一実施形態では、本発明は、空気流を、冷却マニホールドの入口開口において受け入れることと、空気流を、入口開口から、マイクロ流体装置の１つ又は複数のヒートシンクに方向付けることと、空気流をマイクロ流体装置のヒートシンクを用いて加熱することと、加熱された空気流を冷却マニホールドから出口開口を通して排出することとを含むことができる。一実施形態では、マイクロ流体装置は冷却マニホールドのコンパートメントに挿入されることができ、コンパートメントは、冷却マニホールドの第１の部材、第２の部材、又は冷却マニホールドの第１の部材及び第２の部材の双方内に形成されることができる。
【００３４】
幾つかの実施形態では、空気流をマイクロ流体装置の１つ又は複数のヒートシンクに方向付けることは、空気流を、冷却マニホールドのコンパートメントに挿入されているマイクロ流体装置の１つ又は複数のヒートシンクを横切って実質的に水平方向に方向付けることを含むことができる。別の実施形態では、空気流をマイクロ流体装置の１つ又は複数のヒートシンクに方向付けることは、空気流を、冷却マニホールドのコンパートメントに挿入されているマイクロ流体装置の１つ又は複数のヒートシンクに対して下方へ衝突させることを含むことができる。空気流をマイクロ流体装置の１つ又は複数のヒートシンクに対して下方へ衝突させるように方向付けることは、空気流を、コンパートメントに挿入されているマイクロ流体装置の１つ又は複数のヒートシンクに対して実質的に垂直方向に下方へ衝突させるように方向付けることを含むことができる。
【００３５】
幾つかの実施形態では、加熱された空気流を冷却マニホールドから出口開口を通して排出することは、空気流を冷却マニホールドから実質的に水平方向に排出することを含むことができる。幾つかの実施形態では、マイクロ流体装置は、挿入前に必要な流体を用いてプライミングされているものとすることができる。本方法は、マイクロ流体装置を用いて、ポリメラーゼ連鎖反応及び／又は熱融解分析及び／又はＤＮＡ抽出を行うことを含むことができる。
【００３６】
本発明の上記実施形態及び他の実施形態について、添付図面を参照して以下に説明する。
【００３７】
本明細書の一部をなし、本明細書の一部を形成する添付図面は、本発明の種々の実施形態を示す。図面中、同様の参照符号が同一の要素又は機能が類似する要素を示す。さらに、参照符号の一番左側の数字は、その参照符号が最初に現れた図面を特定する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】一実施形態による機器の正面図であり、その幾つかの機能構成部材を示す図である。
【図２】一実施形態による、引き出しが開いた状態の、図１に示される機器の正面図である。
【図３Ａ】一実施形態による図１の機器のマイクロ流体チップシステムを示す図である。
【図３Ｂ】一実施形態による図１の機器のマイクロ流体チップシステムのマイクロ流体装置のヒートシンクを示す図である。
【図３Ｃ】一実施形態によるマイクロ流体チップシステムのマイクロ流体装置の一部であるものとすることができる機能ユニットを示すブロック図である。
【図４】図１の機器の正面図であり、一実施形態による分割段（split-level）冷却マニホールドを示す図である。
【図５】図１の機器に組み付けられたときの図４の分割段冷却マニホールドの正面透視図であり、一実施形態による分割段冷却マニホールド及びマイクロ流体チップシステムの関係を示す図である。
【図６Ａ】図４の分割段冷却マニホールドの透視図であり、一実施形態による分割段冷却マニホールドの入口（すなわち上部）ダクト及び出口（すなわち底部）ダクトを示す図である。
【図６Ｂ】一実施形態による図６Ａの入口ダクト及び出口ダクトを通る空気流を示す図である。
【図７Ａ】一実施形態による入口ダクトを示す、図４の分割段冷却マニホールドの横断面図である。
【図７Ｂ】一実施形態による入口ダクトを示す、図４の分割段冷却マニホールドの横断面図である。
【図８Ａ】一実施形態による出口ダクトを示す、図４の分割段冷却マニホールドの横断面図である。
【図８Ｂ】一実施形態による出口ダクトを示す、図４の分割段冷却マニホールドの横断面図である。
【図９Ａ】一実施形態による入口ダクト及び出口ダクト、並びに閉じ込めチャネルを示す、図４の分割段冷却マニホールドの側面断面図である。
【図９Ｂ】一実施形態による入口ダクト及び出口ダクト、並びに閉じ込めチャネルを示す、図４の分割段冷却マニホールドの側面断面図である。
【図１０】図１の機器の後方内部の後面図であり、一実施形態によるブロワー、ブロワーホルダー及びダクトを示す図である。
【図１１】一実施形態によるブロワーホルダーを示す図である。
【図１２】一実施形態による、ブロワーを保持するとともにダクトに接続されている、機器に取り付けられている図１１のブロワーホルダーを示す図である。
【図１３Ａ】一実施形態による、冷却マニホールドと、機器の他の構成部材に対するその位置決めとを示す図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａの冷却マニホールドの透視図である。
【図１３Ｃ】一実施形態による、図１３Ａの冷却マニホールドの入口ダクトの透視図であり、冷却マニホールドの入口ダクトを通る空気流を示す図である。
【図１３Ｄ】一実施形態による、図１３Ａの冷却マニホールドの入口ダクトの透視図であり、冷却マニホールドの入口ダクトを通る空気流を示す図である。
【図１３Ｅ】一実施形態による、図１３Ａの冷却マニホールドの出口ダクトの透視図であり、冷却マニホールドの出口ダクトを通る空気流を示す図である。
【図１３Ｆ】一実施形態による、図１３Ａの冷却マニホールドの出口ダクトの透視図であり、冷却マニホールドの出口ダクトを通る空気流を示す図である。
【図１３Ｇ】一実施形態による、図１３Ａの冷却マニホールドの側面図であり、冷却マニホールドとマイクロ流体装置との間の冷却空気及び加熱された空気の移動を示す図である。
【図１４Ａ】一実施形態による、マイクロ流体装置を横切る横断流（cross-flow）用のクラムシェル型冷却マニホールドの正面図である。
【図１４Ｂ】一実施形態による、図１４Ａの横断流式クラムシェル型冷却マニホールドの透視図である。
【図１４Ｃ】一実施形態による、図１４Ａの横断流式クラムシェル型冷却マニホールドを通る空気流を示す図である。
【図１５Ａ】一実施形態による、マイクロ流体装置の衝突式冷却用のクラムシェル型冷却マニホールドの正面図である。
【図１５Ｂ】一実施形態による、図１５Ａの衝突式クラムシェル型冷却マニホールドの透視図である。
【図１５Ｃ】一実施形態による、図１５Ａの衝突式クラムシェル型冷却マニホールドを通る空気流を示す図である。
【図１６】一実施形態による予熱システムを示す図である。
【図１７】一実施形態による、空気流の温度を測定するとともに用いる方法を示すフローチャートである。
【図１８】一実施形態による、空気流の温度を測定するとともに用いる方法を示すフローチャートである。
【図１９】一実施形態による、図１の機器のマイクロ流体チップシステムのバッフルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
空気をマイクロ流体装置に効果的に送達するシステム及び方法の実施形態を、図面を参照して本明細書において記載する。
【００４０】
図１は、本発明の一実施形態による機器１００を示す。機器１００は医療装置であり得る。例えば、機器１００は分子診断プラットフォームであり得る。特に、機器１００はＰＣＲ及び／又は熱融解システムであり得る。しかし、機器１００は、代替的に又は付加的に、非ＰＣＲ機器（例えば試料調製及び／又はＤＮＡ抽出を行う機器）であってもよい。
【００４１】
図１に示されるように、機器１００は、フレーム１０２と、引き出し１０４と、冷却マニホールド１０６と、液体処理システム１０８と、光学系１１０とを有する。一実施形態では、液体処理システム１０８は、ピペット先端部１１１を有するロボットピペッターであり得る。冷却マニホールド１０６は、引き出し１０４の上のフレーム１０２の棚に位置付けることができる。光学系１１０は引き出し１０４の下に位置付けることができる。
【００４２】
図２に示されるように、引き出し１０４はマイクロ流体チップシステム２１２を収容することができる。非限定的な例示的な実施形態では、マイクロ流体チップシステム２１２は、図３Ａに示されるようなインターフェースチップ３１３とマイクロ流体装置（例えば反応チップ）３１５とを備える。幾つかの実施形態では、インターフェースチップ３１３は、貯蔵ウェル（例えば試料ウェル）３０３ａ、圧力接続排出ポート若しくはウェル３０５ａ、入口ポート（例えばアクセスチューブ若しくは毛細管）３０７、圧力接続廃棄物ポート若しくはウェル３０５ｂ、及び／又は貯蔵ウェル（例えばブランキングウェル）３０３ｂを収容することができる。入口ポート３０７は、種々の流体がマイクロ流体装置３１５に連続的に入ることを可能にすることができる。一実施形態では、マイクロ流体装置３１５は、流体（例えば液体又はガス）を収容することができる１ｍｍ未満の少なくとも１つの寸法を有する少なくとも１つのチャネルを特徴とする装置とすることができる。マイクロ流体装置３１５は多くのチャネルを有することができ、多機能であることができる。マイクロ流体装置３１５はＰＣＲ分析及び／又は熱融解分析を行うことが可能であるものとすることができる。マイクロ流体装置３１５は、ＤＮＡ抽出も行うことが可能であるものとすることができる。幾つかの実施形態では、マイクロ流体チップシステム２１２は、機器１００とマイクロ流体チップシステム２１２との間の１つ又は複数の電気的接続を行うことを可能にする電気コネクター３０９も有することができる。さらに、幾つかの実施形態では、機器１００は、コネクタープリント回路基板（ＰＣＢ）を収容することができ、マイクロ流体チップシステム２１２の電気コネクター３０９は、コネクターＰＣＢの対応する電気コネクターと嵌合するように構成することができる。したがって、コネクターＰＣＢは、機器１００とマイクロ流体チップシステム２１２との間に電気的接続を確立することができる。
【００４３】
一実施形態では、引き出し１０４は、開かれると、例えばウェルプレート、洗浄ステーションのピペット先端部及び／又はマイクロ流体装置等の１つ又は複数の消耗品の投入を可能にすることができる。引き出し１０４を閉めると、冷却マニホールド１０６がマイクロ流体チップシステム２１２の真上に位置することができ、光学系１１０がマイクロ流体チップシステム２１２の真下に位置することができる。この例示的な実施形態では、冷却マニホールド１０６は、マイクロ流体チップシステム２１２のマイクロ流体装置３１５に冷却空気流を供給する。光学系１１０は、マイクロ流体装置３１５に対して発光し、また場合によっては蛍光を含む光をマイクロ流体装置３１５から受光することができる。光学系１１０は、マイクロ流体装置３１５における流体の移動をモニタリングするのに用いることもできる。機器１００において用いることができる可能な光学系の例は、２００９年１２月８日に発行された米国特許第７，６２９，１２４号、及び２００６年１１月３０日に出願された米国特許出願第１１／６０６，００６号（これらはそれらの全体が、引用することにより本明細書の一部をなすものとする）に記載されている。
【００４４】
図３Ａ〜図３Ｃは、一実施形態による、マイクロ流体チップシステム２１２を構成することができる方法の例を示す。マイクロ流体チップシステム２１２のマイクロ流体装置３１５は、基板を横切って延びる複数のマイクロ流体チャネルを有することができる。各チャネルは、１つ又は複数の入口ポートと、１つ又は複数の出口ポートとを備えることができる。各チャネルは、ＰＣＲ熱ゾーンを通って延びる第１の部分と、熱融解ゾーンを通って延びる第２の部分とを含むことができる。幾つかの実施形態では、シッパーを用いて液体を複数のマイクロ流体チャネル内に引き込むことができる。マイクロ流体装置３１５は、薄膜抵抗熱検出器（ＲＴＤ）の形態であり得る加熱素子を備えることができる。１つ又は複数の加熱素子を各マイクロ流体チャネルに関連付けることができ、マイクロ流体チャネルに隣接して位置付けることができる。
【００４５】
マイクロ流体装置３１５は１つ又は複数のヒートシンク３１４を有することができる。非限定的な一実施形態では、ヒートシンク３１４は接合ヒートシンクであり得る。例えば鋳造ヒートシンク、押し出しヒートシンク及び折り曲げフィンヒートシンクのいずれか等の他のタイプのヒートシンクも用いることができる。図示の実施形態では、マイクロ流体装置３１５は２つのヒートシンク３１４を有する。ヒートシンク３１４のうちの一方は、マイクロ流体装置３１５のＰＣＲ熱ゾーン及び熱融解ゾーンのうちの少なくとも一方に関連付けることができ、ヒートシンク３１４のうちのもう一方のヒートシンクは、ＰＣＲ熱ゾーン及び熱融解ゾーンのうちの少なくとも他方に関連付けることができる。幾つかの実施形態では、１つのヒートシンク又は３つ以上のヒートシンクを用いることができる。例示的な実施形態では、ヒートシンク３１４は、マイクロ流体装置３１５から実質的に垂直方向に上方へ延びるフィン３１６を有するピン−フィンヒートシンクであり得る。例えば直線状のフィン、ルーバー状のフィン又は曲がったフィンを含む他のフィン設計も用いることができる。
【００４６】
図３Ｃに示されるように、マイクロ流体装置３１５は、マイクロ流体装置２１２における温度依存的な反応を制御するのに用いることができるサーマルコントローラー３１７を有することができる。サーマルコントローラー３１７は図３Ｃにはマイクロ流体装置３１５の一部として示されているが、これは必須ではない。サーマルコントローラー３１７は、代替的には、マイクロ流体チップシステム２１２及び／又は機器１００の構成部材としてマイクロ流体装置３１５の外に位置付け、マイクロ流体装置３１５と連通させてもよい。機器１００において用いることができる１つの考えられ得るサーマルコントローラー及び１つの考えられ得るマイクロ流体装置の一例が、２０１０年６月２９日に出願された米国特許出願第１２／８２５，４７６号（その全体が、引用することにより本明細書の一部をなすものとする）に記載されている。また、サーマルコントローラー３１７は必須ではなく、代替的な実施形態では、マイクロ流体装置３１５及び機器１００はサーマルコントローラーを有していなくてもよい。
【００４７】
図４は、一実施形態による、引き出し１０４内に収容されるマイクロ流体チップシステム２１２の上に位置する冷却マニホールド１０６を示す。冷却マニホールドは、空気をマイクロ流体チップシステム２１２のマイクロ流体装置３１５へ及び／又はマイクロ流体チップシステム２１２のマイクロ流体装置３１５から方向付けるように構成することができる。冷却マニホールド１０６は、チップ−トゥ−ワールド（chip-to-world）の流体アクセス又はインターフェースを可能にするポート４１８を有することができる。図４に示されるように、ポート４１８は、液体を冷却空気流によって妨げられることなくマイクロ流体装置３１５に送達することを可能にするように冷却マニホールド１０６を貫通している開口であり得る。換言すると、幾つかの実施形態では、液体は、マイクロ流体チップシステム２１２の１つ又は複数のウェル、及び／又はマイクロ流体装置３１５の１つ又は複数の入口ポート、及び／又はマイクロ流体装置３１５上に液体を貯蔵する、マイクロ流体装置３１５の１つ又は複数の試料ウェルへ送達されるときに露出する可能性があり、冷却マニホールド１０６は、冷却空気流を入口ポート及び／又は試料ウェル及び／又はウェルにおいて露出した液体から隔離する。液体は１つ又は複数の出口ポートにおいても露出する可能性がある。冷却マニホールド１０６は、代替的に又は付加的には、冷却空気流を１つ又は複数の出口ポートにおいて露出した液体から隔離することができる。
【００４８】
幾つかの実施形態では、ヒートシンクに方向付けられる冷却空気を露出した液体から離したままにするのに役立たせるために１つ又は複数のバッフルが用いられる。非限定的な一実施形態では、バッフルは、冷却マニホールド１０６の外側に加えられる１つ又は複数のガスケットとすることができる。ガスケットは、代替的には、冷却マニホールドに加えるのではなく、マイクロ流体装置及び／又はマイクロ流体チップシステムに加えてもよい。ガスケットは、ゴムから作製することができるが、代替的には発泡体等の任意の好適な材料から作製してもよい。一実施形態では、１つ又は複数のガスケットは、マイクロ流体装置のヒートシンク部分の外側に嵌まって空気を閉じ込める矩形のガスケットを含むことができる。１つ又は複数のガスケットは、付加的に又は代替的には、流体ウェル及び入口ポートの周りに、空気を締め出す１つ又は複数のガスケットを含むことができる。
【００４９】
一実施形態では、冷却マニホールド１０６は、入口空気流及び出口空気流がマニホールド内で種々のダクトに分かれるように分割段設計を用いることができる。これによって、マイクロ流体装置３１５によって加熱された暖かい空気がマイクロ流体装置３１５から離れるように方向付けられることが可能となる。例えば、マイクロ流体装置３１５によって加熱された空気を、機器の外部へ方向付けて、この空気流を液体から隔離するとともに機器内での熱の蓄積を防止することができる。加熱された空気をマイクロ流体装置３１５から離すように方向付けるときに、冷却マニホールド１０６は、加熱された空気を、図１に示される機器１００の前部から隔離されている後部筐体１０３７（図１０を参照のこと）に方向付けることができる。
【００５０】
図５、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａ及び図９Ｂは、例示的な一実施形態による冷却マニホールド１０６の分割段を示す。図５は、機器１００内に組み付けられたときの冷却マニホールド１０６の入口ダクト及び出口ダクトを示すとともに、冷却マニホールド１０６とマイクロ流体チップシステム２１２のマイクロ流体装置３１５との関係を示す。図６Ａ及び図６Ｂは、冷却マニホールド１０６の入口ダクト及び出口ダクト、入口ダクト及び出口ダクトの互いに対する関係、並びに、上側閉じ込めチャネル６２３及び下側閉じ込めチャネル６２５それぞれを通る冷却空気６２４及び加熱された空気６２６の空気流を示す。図７Ａ及び図７Ｂは、上側の入口ダクト及び隔離されている冷却空気６２４の空気流を示す分割段冷却マニホールド１０６の横断面図を示す。図８Ａ及び図８Ｂは、下側の出口ダクト及び隔離されている加熱された空気６２６の空気流を示す分割段冷却マニホールド１０６の横断面図を示す。図９Ａ及び図９Ｂは、分割段冷却マニホールド１０６の側面断面図を示す。
【００５１】
図示の実施形態では、上段（top level）が入口ダクトを形成し、下段（bottom level）が出口ダクトを形成している。入口ダクトは、入口５２０と、上側閉じ込めチャネル６２３と、垂直チャネル７３２とを備えることができる。出口ダクトは、開口８３４及び８３６と、下側閉じ込めチャネル６２５と、出口５２２とを備えることができる。冷却空気６２４は、入口５２０において冷却マニホールド１０６の入口ダクトに入り、上側閉じ込めチャネル６２３を通って垂直チャネル７３２に向かって方向付けられる。冷却空気６２４は、出口ダクトを通って延びる垂直チャネル７３２を通って入口ダクトを出て、マイクロ流体装置３１５の１つ又は複数のピン−フィンヒートシンク３１４のフィン３１６に対して下方へ方向付けられる。
【００５２】
加熱された空気６２６は、マイクロ流体装置３１５によって加熱された後で、開口８３４及び８３６を通って冷却マニホールド１０６の出口ダクトに入る。加熱された空気６２６は次に、下側閉じ込めチャネル６２５を通って出口５２２に向かって方向付けられる。加熱された空気６２６は出口５２２を通って出口ダクトを出る。図８Ｂに示されるように、冷却マニホールド１０６の正面で開口８３６に入る加熱された空気６２６は、出口５２２に向かうその経路上で垂直チャネル７３２の周りを流れる。
【００５３】
好ましい実施形態では、冷却マニホールド１０６は、空気流速度を大幅には低減せず、高い熱伝達係数を維持する。また、冷却マニホールド１０６は、装置に対して実質的に均一な空気流分散を提供することができるため、装置上にホットスポットが形成されない。例えば、装置２１２の左側における流れが少なすぎると、装置の左側に過熱が生じる可能性がある。
【００５４】
図示の実施形態では上側の段が入口ダクトに用いられており、下側の段が出口ダクトに用いられているが、そのような構成は必須ではない。代替的には、上側の段を出口ダクトとして用いてもよく、下側の段を入口ダクトとして用いてもよい。
【００５５】
幾つかの実施形態では、１つ又は複数の温度測定装置（すなわち温度プローブ）を冷却マニホールド１０６内に位置付けることができる。温度測定装置は、マニホールドに沿うどこにでも位置付けることができる。好ましい実施形態では、温度測定装置は、測定値が、空気が装置に衝当したとき又は装置を流れ切ったときの空気の温度を示すように、加熱されるマイクロ流体装置の近くにある。温度測定装置は、例えば、空気中に吊り下げられるプローブ先端部を有するワイヤー状のものであり得る。ワイヤーは、例えば、マニホールドの側面にワイヤーを接着するか又は圧入することによって支持することができる。例えばプラスチックビーズ若しくはガラスビーズ、又は他の標準的な電子パッケージ（例えばＤＯ−３５パッケージ）に入ったセンサーのような他の温度測定装置を用いることができる。また、複数の温度測定装置を用いる実施形態では、温度測定装置は全て同じタイプであっても異なるタイプであってもよい。温度測定装置は、当該技術分野において既知である、温度を測定するための任意の好適な装置であり得る。温度測定装置は、例えば、サーミスタ、熱電対又は抵抗温度検出器であり得る。
【００５６】
図示の実施形態では、冷却マニホールド１０６は、上側閉じ込めチャネル６２３内に位置付けられる第１の温度測定装置７３３を有することができる。第１の温度測定装置７３３は、第１の温度測定装置７３３を垂直チャネル７３２付近に位置付けることによってマイクロ流体装置３１５の近くに位置付けることができる。代替的な実施形態では、第１の温度測定装置７３３は垂直チャネル７３２内に位置付けることができる。例えば、第１の温度測定装置７３３は、垂直チャネル７３２内の、冷却空気６２４が冷却マニホールド１０６を出る場所に位置付けることができる。
【００５７】
図示の実施形態では、冷却マニホールド１０６は、下側閉じ込めチャネル６２５内に位置付けられる第２の温度測定装置８３７を有することができる。第２の温度測定装置８３７は、第２の温度測定装置８３７を開口８３４及び／又は開口８３６付近に位置付けることによってマイクロ流体装置３１５の近くに位置付けることができる。例えば、第２の温度測定装置８３７は、下側閉じ込めチャネル６２５内の、加熱された空気６２６が冷却マニホールド１０６に入る場所に位置付けることができる。
【００５８】
図１０は、一実施形態による機器１００の後部筐体１０３７を示す。後部筐体１０３７は、フレーム１０２によって包囲されるとともに図１に示される機器１００の前部から隔離されることができる。後部筐体１０３７はブロワー１０３８を収容することができる。好ましい実施形態では、ブロワー１０３８は、大きい圧力低下にもかかわらず高流量が可能な高圧力低下ブロワードライブである。非限定的な例では、Sanyo Denki社製のＳａｎ  Ａｃｅ  Ｂ９７（９ＢＭＢ１２Ｐ２Ｋ０１）をブロワー１０３８として用いることができる。
【００５９】
ブロワー１０３８は、冷気を機器１００内に引き込むことができるように機器１００の壁に取り付けることができる。そうすることによって、機器１００内の熱の蓄積に関係なく冷気の一貫した流れが確保される。ブロワー１０３８は、後部筐体１０３７から空気を引き込むものとして示されているが、その代わりに、機器１００の外部から空気を引き込んでもよい。
【００６０】
一実施形態では、ブロワー１０３８は、ブロワーホルダー１０４０によってダクト１０４２に対して支持されるとともにダクト１０４２に相互接続することができる。ブロワーホルダー１０４０は、空気流を、ブロワー１０３８の出口からダクト取り付けフランジ１０４１内に方向付ける。ダクト１０４２は、ブロワーホルダー１０４０から、フレーム１０２内の開口１０４４を通って冷却マニホールド１０６の入口５２０に接続することができる。ダクト１０４２は、波形管（例えばＦｒｅｅｌｉｎ  Ｗａｄｅ１インチ波形管（１Ｅ−０５５−０４））等のフレキシブルホース、又は例えばＰＶＣ製の剛性パイプであり得る。
【００６１】
図１１及び図１２は、一実施形態による、ブロワー１０３８をダクト１２５０に対して支持するとともにブロワー１０３８をダクト１２５０に相互接続させるのにブロワーホルダー１０４０の代わりに用いることができるブロワーホルダー１１４６を示す。ブロワーホルダー１１４６は、ブロワーホルダー１０４０と同様であり、空気流をブロワー１０３８の出口からダクト取り付けフランジ１１４７内に方向付ける。ダクト１２５０は、ダクト１０４２と同様に、ブロワーホルダー１１４６からフレーム１０２内の開口１０４４を通して冷却マニホールド１０６の入口５２０に接続することができる。ダクト１２５０は剛性パイプとして示されているが、例えば波形管等のフレキシブルホースであってもよい。
【００６２】
図１２はまた、ブロワー１０３８が後部筐体１０３７内に収容されることに限定されず、他の場所に位置付けることができることを示す。例えば、ブロワー１０３８は、フレーム１２４８の下側筐体１２５１内に収容することができる。
【００６３】
動作時に、空気流は機器１００内に通され、冷却マニホールド１０６は、通された空気流をマイクロ流体装置３１５に方向付ける。冷却マニホールド１０６は、露出した液体から隔離される効果的な冷却空気流を供給する。空気流を露出した液体から隔離するために、冷却マニホールド１０６は、空気流を好適な出口を通して離すように方向付ける。加熱された空気は、機器内の出口を通って出ることができる。例えば、加熱された空気６２６は、単に出口５２２を出て開口１０４５を通って後部筐体１０３７に入ることができる。代替的な実施形態では、加熱された空気６２６は更に遠くに通してもよい。
【００６４】
図１３Ａ〜図１３Ｇは、本発明の別の実施形態による冷却マニホールドの構成を示す。冷却マニホールド１３０６は、冷却マニホールド１０６と同様に、加熱された空気をマイクロ流体装置３１５から離すように通す分割段冷却マニホールドである。しかし、冷却マニホールド１０６の入口５２０及び出口５２２の垂直な関係とは対照的に、冷却マニホールド１３０６の入口１３２０及び出口１３２２は水平な関係を有する。
【００６５】
図１３Ａは、本発明の一実施形態による、冷却マニホールド１３０６と、コネクタープリント回路基板（ＰＣＢ）１３１９、引き出し１０４及び光学系１１０に対する冷却マニホールド１３０６の位置決めとを示す。図１３Ｂは、冷却マニホールド１３０６の入口ダクト及び出口ダクトと、コネクターＰＣＢ１３１９に対する入口ダクト及び出口ダクトの関係とを示す。図１３Ｃ及び図１３Ｄは、冷却マニホールド１３０６の入口ダクトと、冷却空気１３２４の経路とを示す。図１３Ｅ及び図１３Ｆは、冷却マニホールド１３０６の出口ダクトと、加熱された空気１３２６の経路とを示す。図１３Ｇは、冷却マニホールド１３０６とマイクロ流体装置３１５との間での冷却空気１３２４及び加熱された空気１３２６の移動を示す。コネクターＰＣＢ１３１９は、機器１００の構成部材であるものとすることができ、機器１００とマイクロ流体チップシステム２１２との間に電気的接続を確立するのに用いることができる。図１３Ａでは、マイクロ流体チップシステム２１２はコネクターＰＣＢ１３１９に下に隠れている。
【００６６】
図示の実施形態では、上段が入口ダクトを形成し、下段が出口ダクトを形成している。入口ダクトは、入口１３２０と、上側閉じ込めチャネル１３２３と、垂直チャネル１３３２とを備えることができる。出口ダクトは、開口１３３４及び１３３６と、下側閉じ込めチャネル１３２５と、出口１３２２とを備えることができる。入口１３２０は出口１３２２に対して水平方向に変位している。冷却空気１３２４は、入口１３２０において冷却マニホールド１３０６の入口ダクトに入り、上側閉じ込めチャネル１３２３を通って垂直チャネル１３３２に向かって方向付けられる。冷却空気１３２４は、出口ダクトを通って延びる垂直チャネル１３３２を通って入口ダクトを出て、マイクロ流体装置３１５の１つ又は複数のピン−フィンヒートシンク３１４のフィン３１６に対して下方へ方向付けられる。図１３Ｇに示されるように、図示の実施形態では、マイクロ流体装置３１５は冷却マニホールド１３０６の垂直チャネル１３３２の真下に位置決めされている。この位置は、図１３Ｂに示されるコネクターＰＣＢ１３１９の矩形の開口に対応する。
【００６７】
加熱された空気１３２６は、マイクロ流体装置３１５によって加熱された後で、開口１３３４及び１３３６を通って冷却マニホールド１０６の出口ダクトに入る。加熱された空気１３２６は次に、下側閉じ込めチャネル１３２５を通って出口１３２２に向かって方向付けられる。加熱された空気１３２６は出口１３２２を通って出口ダクトを出る。図１３Ｆに示されるように、冷却マニホールド１３０６の正面で開口１３３６に入る加熱された空気１３２６は、出口１３２２に向かうその経路上で垂直チャネル１３３２の周りを流れる。
【００６８】
幾つかの実施形態では、１つ又は複数の温度測定装置を冷却マニホールド１３０６内に位置付けることができる。温度測定装置は、マニホールドに沿うどこにでも位置付けることができる。好ましい実施形態では、温度測定装置は、測定値が、空気が装置に衝当したとき又は装置を流れ切ったときの空気の温度を示すように、加熱されるマイクロ流体装置の近くにある。
【００６９】
図示の実施形態では、冷却マニホールド１３０６は、上側閉じ込めチャネル１３２３内に位置付けられる第１の温度測定装置１３３３を有することができる。第１の温度測定装置１３３３は、第１の温度測定装置１３３３を垂直チャネル１３３２付近に位置付けることによってマイクロ流体装置３１５の近くに位置付けることができる。代替的な実施形態では、第１の温度測定装置１３３３は垂直チャネル１３３２内に位置付けることができる。例えば、第１の温度測定装置１３３３は、垂直チャネル１３３２内の、冷却空気１３２４が冷却マニホールド１３０６を出る場所に位置付けることができる。
【００７０】
図示の実施形態では、冷却マニホールド１３０６は、下側閉じ込めチャネル１３２５内に位置付けられる第２の温度測定装置１３３７を有することができる。第２の温度測定装置１３３７は、第２の温度測定装置１３３７を開口１３３４及び／又は開口１３３６付近に位置付けることによってマイクロ流体装置３１５の近くに位置付けることができる。例えば、第２の温度測定装置８３７は、下側閉じ込めチャネル１３２５内の、加熱された空気１３３６が冷却マニホールド１３０６に入る場所に位置付けることができる。
【００７１】
上記で記載したように、幾つかの実施形態では、ヒートシンクに方向付けられる冷却空気を露出した液体から離したままにするのに役立たせるために１つ又は複数のバッフルが用いられる。非限定的な一実施形態では、バッフルは、マイクロ流体装置２１２の部分と冷却マニホールド１９０６（マニホールド１０６又は１３０６に相当し得る）との間に気密シールを提供するように構成されている１つ又は複数のガスケットを含むことができる。そのようなガスケット（複数の場合もある）は、冷却マニホールド１９０６の底部に設けることができ、この場合、マニホールドはマイクロ流体装置とインターフェースする。代替的には、ガスケットは、マイクロ流体装置自体に、及び／又はマイクロ流体装置２１２の部分とインターフェースする引き出し１０４の上のフレーム１０２の棚の部分に設けることができる。図１９は、引き出し１０４上の機器のフレーム１０２の棚に形成されている１つ又は複数の開口を通って延びる、すなわち１つ又は複数の開口と位置合わせされている冷却マニホールド１０６（１３０６）の底部を示す。換言すると、図１９は、機器１００の引き出し１０４の内部から冷却マニホールドを見上げたものとして見え得る冷却マニホールドの図である。
【００７２】
一実施形態では、コネクタープリント回路基板（「ＰＣＢ」）１９１９が冷却マニホールド１９０６の底部に取り付けられる。コネクターＰＣＢ１９１９は、マイクロ流体チップシステムがマニホールドの下に位置決めされるとマイクロ流体チップシステム（例えばマイクロ流体チップシステム２１２）の電気コネクター（例えば電気コネクター３０９）と嵌合するとともにこの電気コネクターと電気的接続を確立するように構成することができる電気接点１９７２を備えることができる。図１９に示される冷却マニホールド１９０６は、図３Ａに示されるマイクロ流体チップシステム２１２と動作可能に嵌合するように構成されており（しかし、異なるマイクロ流体チップシステム構成の他のマニホールド構成が意図される）、冷却マニホールド１９０６を貫通するとともに、マイクロ流体チップシステム２１２の部分へのチップ−トゥ−ワールドの流体アクセス又はインターフェース（例えば機器１００のピペット先端部１１１を有するロボットピペッターのためのアクセス）を可能にする、アクセス開口１９１８ａ、１９１８ｂ及び１９１８ｃを含む。矩形の開口１９７４が、マニホールド内を流れる冷却空気がヒートシンク３１６等の、マイクロ流体チップシステムの部分へ流れることを可能にし、かつ、加熱された空気がマイクロ流体チップシステムからマニホールド内へ流れ戻ってマイクロ流体チップシステムから離れるように流れることを可能にする。マニホールド１９０６は、圧力ポート１９７６ａ及び圧力ポート１９７６ｂも含むことができる。
【００７３】
図１９に示される非限定的な実施形態では、ガスケットは、矩形の開口１９７４と概ね位置合わせされるマイクロ流体装置（例えばマイクロ流体装置３１５）と、アクセス開口１９１８ａ及び１９１８ｃと概ね位置合わせされる１つ又は複数の貯蔵ウェル（例えば試料ウェル３０３ａ及び／又はブランキングウェル３０３ｂ）と、アクセス開口１９１８ｂと概ね位置合わせされる１つ又は複数の入口ポート（例えば入口ポート３０７）と、マニホールド圧力ポート１９７６ａ及び１９７６ｂと概ね位置合わせされる圧力接続ポート又はウェル（例えば排出ポート３０５ａ及び廃棄物ポート３０５ｂ）とを備えるマイクロ流体チップシステム（例えばマイクロ流体チップシステム２１２）と協働するように構成されている（例えば図３Ａを参照のこと）。アクセス開口１９１８ａは、マイクロ流体チップシステムの試料ウェル（例えば試料ウェル３０３ａ）へのアクセスを提供することができる。アクセス開口１９１８ｂは、マイクロ流体装置の入口ポート（例えば入口ポート３０７）へのアクセスを提供することができ、冷却マニホールド１０６のポート４１８に対応することができる。アクセス開口１９１８ｃは、マイクロ流体チップシステムのブランキングウェル（例えばブランキングウェル３０３ｂ）へのアクセスを提供することができる。
【００７４】
ガスケットは、アクセス開口１９１８ａ及び１９１８ｂそれぞれを部分的に又は完全に囲むウェルガスケット１９６６ａ及び１９６６ｂ、矩形の開口１９７４を部分的に又は完全に囲むマイクロ流体装置ガスケット１９６８、及び／又は個々の圧力ポート１９７６ａ及び１９７６ｂそれぞれを囲むポートガスケット１９７０ａ及び１９７０ｂを含むことができる。矩形の開口１９７４を囲むマイクロ流体装置ガスケット１９６８は、冷却空気（例えば冷却空気６２４、１３２４）を冷却マニホールド（例えば冷却マニホールド１０６又は１３０６）内に閉じ込め、加熱された空気（例えば加熱された空気６２６、１３２６）がマイクロ流体装置の１つ又は複数のヒートシンクに触れないようにする。図１９に示されるように、マイクロ流体装置ガスケット１９６８は矩形のガスケットとすることができる。しかし、マイクロ流体装置ガスケット１９６８は丸みのある縁を有していてもよく、楕円等の他の形状を代替的に用いてもよい。
【００７５】
一実施形態によると、ポートガスケット１９７０ａ及び１９７０ｂは、マニホールド１９０６の圧力ポート１９７６ａ及び１９７６ｂと排出ポート３０５ａ及び廃棄物ポート３０５ｂとのそれぞれの間に実質的に気密なシールを提供するように構成することができ、それによって、圧力（正圧又は真空）を、マニホールド１９０６の圧力ポート１９７６ａ及び１９７６ｂと排出ポート３０５ａ及び廃棄物ポート３０５ｂとのそれぞれの間の空気圧カップリングを介してマイクロ流体チップシステムに与えることができる。一実施形態では、ウェルガスケット１９６６ａ及び１９６６ｂは、空気（特にマニホールド内を流れる冷却空気及び加熱された空気）をマイクロ流体チップシステムの貯蔵ウェルから締め出すようシールするように構成することができる。一実施形態では、ウェルガスケット１９６６ａは、空気をマイクロ流体チップシステムの試料ウェル３０３ａから締め出すようシールするように構成することができ、ウェルガスケット１９６６ｂは、空気をマイクロ流体チップシステムのブランキングウェル３０３ｂから締め出すようシールするように構成することができる。幾つかの実施形態は、ポート１９１８ｂを囲むとともに、空気をマイクロ流体チップシステムの入口ポートから締め出すようシールするように構成されている付加的なウェルガスケットを含むことができる。付加的なウェルガスケットは、マイクロ流体チップシステムの入口ポートの周りに部分的に又は完全に延びることができる。図１９に示されているウェルガスケット１９６６ａ及び１９６６ｂは、マイクロ流体チップシステムの試料ウェルの周りに完全に延びるように構成されている。しかし、これは必須ではなく、代替的な実施形態では、ウェルガスケット１９６６ａ及び／又は１９６６ｂは、マイクロ流体チップシステムの試料ウェルの周りに部分的にのみ延びるように構成してもよい。
【００７６】
幾つかの実施形態では、ウェルガスケット１９６６ａ及び１９６６ｂ並びにマイクロ流体装置ガスケット１９６８は、個々に及び／又は一緒に、冷却空気がマイクロ流体チップシステムの露出した液体に触れないようにすることができる。ポートガスケット１９７０ａ及び１９７０ｂは、圧力ポート１９７６ａ及び１９７６ｂそれぞれとの気密シールを提供する。しかし、幾つかの実施形態では、バッフルもガスケットも冷却マニホールド及び／又はマイクロ流体チップシステムに設けられない。一実施形態では、マイクロ流体装置ガスケット１９６８のみを用いて冷却空気を冷却マニホールド内に閉じ込め、加熱された空気がマイクロ流体装置の１つ又は複数のヒートシンクに触れないようにし（それによって冷却空気がマイクロ流体チップシステムの露出した液体に触れないようにし）、ウェルガスケット１９６６ａ及び１９６６ｂ及び／又はポートガスケット１９７０ａ及び１９７０ｂは設けられない。
【００７７】
一実施形態では、引き出し１０４は、引き出し１０４が閉められたときに、引き出し、特にマイクロ流体チップシステム２１２を上昇させる傾斜したガイドトラック又は他の機能部を備える。これによってマイクロ流体チップシステム２１２がガスケット（複数の場合もある）に対して押圧され、それによって、ガスケットのシール効果が高まる。
【００７８】
ガスケット（複数の場合もあり）は、シリコーン発泡体、ネオプレンを含む任意の好適なガスケット材料から作製することができる。
【００７９】
本発明の冷却マニホールドの更なる代替的な構成が図１４及び図１５に示される。図１４及び図１５に示される実施形態の冷却マニホールドは、一緒に固定することができる上部部材及び下部部材を含むクラムシェル設計を用いる。クラムシェル設計は、マイクロ流体装置１４１２（例えばマイクロ流体カートリッジ）を挿抜することを可能にする。マイクロ流体装置１４１２は、マイクロ流体装置３１５と実質的に同様であり得る。好ましい実施形態では、マイクロ流体装置１４１２は、クラムシェル型冷却マニホールドに挿入される前に必要な流体を用いてプライミングされる。しかし、これは必須ではない。この実施形態では、空気流は、図１４Ｃに示されるように、クラムシェル型冷却マニホールドの上部に入り、入口ダクト（すなわちプレナム、チャネル又はチャンバー）を介してマイクロ流体装置に方向付けられる。マイクロ流体装置１４１２は好ましくは、冷却マニホールドに挿入される前に所望の流体を用いてプライミングされるため、流体は空気流に晒されない。そうではなく、流体はマイクロ流体装置１４１２によって空気流から隔離される。しかし、幾つかの実施形態では、液体は、プライミングされて挿入されたマイクロ流体装置内で露出してもよく、例えば上述したガスケット等の１つ又は複数のバッフルを冷却マニホールドに、及び／又はマイクロ流体装置及び／又はマイクロ流体チップシステムに加えて、露出した流体を空気流から隔離することができる。
【００８０】
一実施形態では、入口ダクトは、冷却マニホールドの上部部材に形成することができる。入口ダクトは好ましくは断面が円形又は矩形である。他の断面形状も用いることができる。入口ダクトが矩形の断面を有する場合、矩形の入口ダクトは、実質的に矩形のマイクロ流体装置に空気流を均一に分散させることができる。円形の断面を有する投入ダクトが入口開口に取り付けられる場合、冷却マニホールドの上部部材が好ましくは円形断面の投入ダクトを矩形の入口ダクトに変えるため、空気流は実質的に矩形のマイクロ流体装置に均一に分散される。しかし、実質的に矩形のマイクロ流体装置に対応するように円形の断面を矩形の断面に変えることは必須ではない。実際には、他の形状を有するマイクロ流体装置及び冷却マニホールドも用いることができる。
【００８１】
好ましい実施形態によると、クラムシェル型冷却マニホールドは、横断流設計又は衝突設計を用いることができる。図１４Ａ〜図１４Ｃは、本発明の一実施形態による横断流式クラムシェル型冷却マニホールド１４０６を示す。図１４Ａは、マイクロ流体装置１４１２を横切る横断流用のクラムシェル型冷却マニホールド１４０６の正面図を示す。図１４Ｂは、横断流式クラムシェル型冷却マニホールド１４０６の透視図を示す。図１４Ｃは、横断流式クラムシェル型冷却マニホールド１４０６を通る空気流１４５８を示す。
【００８２】
図示の実施形態では、横断流式クラムシェル型冷却マニホールド１４０６は、例えばねじ１４５６によって一緒に固定することができる上部部材１４５２と下部部材１４５４とを有する。上部部材１４５２及び下部部材１４５４は、例えば圧入、機械的若しくは磁気的なラッチ、空気圧縮又は電気機械的な作動等の他の手段によって一緒に固定することができる。マイクロ流体装置１４１２は、クラムシェル型冷却マニホールド１４０６のコンパートメント１４５５に挿抜することができる。コンパートメント１４５５は、上部部材１４５２、下部部材１４５４、又は上部部材１４５２及び下部部材１４５４の双方内に形成することができる。図示の実施形態では、コンパートメント１４５５は上部部材１４５２内に形成されている。
【００８３】
図１４Ｃに示されるように、冷却空気１４５８は入口開口１４２０において冷却マニホールド１４０６に入るとともに入口ダクト１４２１を介してマイクロ流体装置１４１２に方向付けられ、マイクロ流体装置１４１２の１つ又は複数のヒートシンク１４１４を横断して、マイクロ流体装置１４１２によって加熱された後で出口開口１４２２において冷却マニホールド１４０６を出る。入口開口１４２０、入口ダクト１４２１及び出口開口１４２２は、冷却マニホールドの上部部材１４４２の一部である（すなわちその内部に含まれる）ものとすることができる。しかし、幾つかの実施形態では、入口開口１４２０、入口ダクト１４２１及び／又は出口開口１４２２のいずれかは全体的に又は部分的に下部部材１４５４の一部であることが可能である。
【００８４】
図示の実施形態では、冷却空気１４５８は、マイクロ流体装置１４１２の１つ又は複数のヒートシンク１４１４を横断するときに、マイクロ流体装置１４１２の１つ又は複数のヒートシンク１４１４を実質的に水平方向に横断することができる。冷却空気１４５８は、出口開口１４２２において冷却マニホールド１４０６を出るときに、冷却マニホールド１４０６から実質的に水平方向に出ることができる。
【００８５】
幾つかの実施形態では、１つ又は複数の温度測定装置を冷却マニホールド１４０６内に位置付けることができる。温度測定装置は、マニホールドに沿うどこにでも位置付けることができる。好ましい実施形態では、温度測定装置は、測定値が、空気が装置に衝当したとき又は装置を流れ切ったときの空気の温度を示すように、加熱されるマイクロ流体装置の近くにある。
【００８６】
図示の実施形態では、冷却マニホールド１４０６は、入口ダクト１４２１内に位置付けられる第１の温度測定装置１４３３を有することができる。第１の温度測定装置１４３３は、マイクロ流体装置１４１２の近くに位置付けることができる。冷却マニホールド１４０６は、出口１４２２付近に位置付けられる第２の温度測定装置１４３７を有することができる。
【００８７】
図１５Ａ〜図１５Ｃは、本発明の一実施形態による衝突式クラムシェル型冷却マニホールド１５０６を示す。図１５Ａは、マイクロ流体装置１４１２の衝突冷却用の衝突式クラムシェル型冷却マニホールド１５０６の正面図を示す。図１５Ｂは、一実施形態による図１５Ａの衝突式クラムシェル型冷却マニホールドの透視図を示す。図１５Ｃは、衝突式クラムシェル型冷却マニホールド１５０６を通る空気流を示す。
【００８８】
図示の実施形態では、衝突式クラムシェル型冷却マニホールド１５０６は、例えばねじ１５５６又は上述した他の手段によって一緒に固定することができる上部部材１５５２と下部部材１５５４とを含む。マイクロ流体装置１４１２は、クラムシェル型冷却マニホールド１５０６内のコンパートメント１５５５に挿抜することができる。コンパートメント１５５５は、上部部材１５５２、下部部材１５５４、又は上部部材１５５２及び下部部材１５５４の双方内に形成することができる。図示の実施形態では、コンパートメント１５５５は上部部材１５５２に形成されている。
【００８９】
図１５Ｃに示されるように、冷却空気１５５８は入口開口１５２０において冷却マニホールド１５０６に入り、入口ダクト１５２１を介してマイクロ流体装置１４１２に方向付けられ、マイクロ流体装置１４１２の１つ又は複数のヒートシンク１４１４に対して下方へ衝突し、マイクロ流体装置１４１２によって加熱された後で出口開口１５２２において冷却マニホールド１５０６を出る。入口開口１５２０、入口ダクト１５２１及び出口開口１５２２は、冷却マニホールドの上部部材１５４２の一部である（すなわちその内部に含まれる）ものとすることができる。しかし、入口開口１５２０、入口ダクト１５２１及び／又は出口開口１５２２のいずれかは全体的に又は部分的に下部部材１５５４の一部であることが可能である。
【００９０】
図示の実施形態では、冷却空気１５５８は、マイクロ流体装置１４１２の１つ又は複数のヒートシンク１４１４に対して下方へ衝突するときに、マイクロ流体装置１４１２の１つ又は複数のヒートシンク１４１４に対して実質的に垂直方向に下方へ衝突することができる。冷却空気１５５８は、出口開口１５２２において冷却マニホールド１４０６を出るときに、冷却マニホールド１５０６を実質的に水平方向に出ることができる。
【００９１】
幾つかの実施形態では、１つ又は複数の温度測定装置を冷却マニホールド１５０６内に位置付けることができる。温度測定装置は、マニホールドに沿うどこにでも位置付けることができる。好ましい実施形態では、温度測定装置は、測定値が、空気が装置に衝当したとき又は装置を流れ切ったときの空気の温度を示すように、加熱されるマイクロ流体装置の近くにある。
【００９２】
図示の実施形態では、冷却マニホールド１５０６は、入口ダクト１５２１内に位置付けられる第１の温度測定装置１５３３を有することができる。第１の温度測定装置１５３３は、マイクロ流体装置１５１２の近くに位置付けることができる。冷却マニホールド１５０６は、出口１５２２付近に位置付けられる第２の温度測定装置１５３７を有することができる。
【００９３】
本発明の別の態様は、感温装置であり得る、例えばマイクロ流体装置３１５又は１４１２等のマイクロ流体装置のロバスト性を改善するために入口空気流を調節することに関する。幾つかのラブオンチップ用途では、マイクロ流体装置上／マイクロ流体装置内で温度依存性反応が生じ得る。幾つかの実施形態では、図３Ｃに示されるサーマルコントローラー３１７等のサーマルコントローラーを用いて、マイクロ流体装置上の温度依存性反応を制御することができる。幾つかの実施形態では、マイクロ流体装置を冷却するのに用いられる空気流を一貫した温度に維持することができる。一実施形態では、冷却空気は、機器１００の任意の通常の周囲温度よりもほんの僅か高い温度に予熱される。例示的な一実施形態では、冷却空気は３０℃に加熱することができ、機器１００は最大３０℃の周囲環境において動作する仕様にすることができる。
【００９４】
冷却空気を任意の通常の周囲温度よりもほんの僅か高い温度に予熱することは、ロバスト性を劇的に改善することができる。例えば、マイクロ流体装置内／マイクロ流体装置上でＰＣＲ反応が行われる実施形態では、冷却空気を任意の通常の周囲温度よりもほんの僅か高い温度に予熱することによって、周囲温度に関係なく一貫したＰＣＲ反応のための冷却速度を得ることができる。これによってＰＣＲの特異性を高めることができる。別の例では、マイクロ流体装置において精密な温度測定が行われる実施形態では、周囲温度に関係なく同じ温度を有する繰り返し可能な冷却空気流を有することで、マイクロ流体装置における温度測定が校正条件下にあるままであることが確実となる。換言すると、周囲温度が留まることが予期される温度範囲を上回る温度の冷却空気を用いてより正確なオンチップ温度測定が可能である。
【００９５】
図１６は、本発明の一実施形態による予熱システムを示す。予熱システムは、冷却空気流を予熱する熱交換器１６６０を含むことができる。熱交換器１６６０は、当該技術分野において既知である任意の好適な熱交換器とすることができる。予熱は温度コントローラー１６６２と併用して行うことができる。図示の実施形態では、温度コントローラー１６６２は、１つ又は複数の温度測定装置１６６４からフィードバックを受信することができる比例−積分−微分（「ＰＩＤ」）コントローラーである。しかし、温度コントローラー１６６２には他のタイプのコントローラーを用いてもよい。例えば、温度コントローラー１６６２には開ループコントローラー、閉ループコントローラー、ファジーコントローラー、ＯＮ／ＯＦＦコントローラー及びフィードフォワードコントローラーも用いることができる。
【００９６】
使用時に、１つ又は複数の温度測定装置１６６４は、冷却空気が熱交換器１６６０によって予熱された後で冷却空気の温度を検知する。温度コントローラー１６６２は、１つ又は複数の温度測定装置１６６４から冷却空気の測定温度を受信し、熱交換器を制御して、１つ又は複数の温度測定装置１６６４により測定された、冷却空気の温度が、所望の温度に達するように予熱を調整する。所望の温度は例えば、周囲温度が予期される温度範囲を上回る温度であり得る。所望の温度は調節可能であるものとすることができるか、又は所定のものとすることができる。このように、予熱システムを用いて、マイクロ流体装置（例えばマイクロ流体装置３１５又は１４１２）に供給される冷却空気の温度を制御することができる。
【００９７】
温度測定装置１６６４は温度を測定する任意の好適な装置であり得る。好ましい実施形態では、温度測定装置１６６４は冷却マニホールド内に位置付けられる。したがって、温度測定装置１６６４は、例えば上述した温度測定装置７３３、１３３３、１４３３及び１５３３のいずれかであるものとすることができる。しかし、温度測定装置１６６４は代替的には、どの場所にも、例えば熱交換器の出口（output）に又はダクト１０４２内に位置付けることができる。
【００９８】
本発明の別の態様は、空気流の温度測定及びその使用に関する。一実施形態では、空気流の温度測定は、入口（すなわち冷却）空気流温度を測定することを含む。入口空気流温度の測定は、予熱と併用するか又はいかなる予熱も全く用いることなく行うことができる。入口空気流温度は、サーミスタ、熱電対又は抵抗温度検出器等の好適な温度測定装置を用いて測定することができる。入口空気流温度は、例えば上述した温度測定装置７３３、１３３３、１４３３及び１５３３のいずれかによって測定することができる。
【００９９】
入口空気流温度を測定することによって、この空気流温度を用いてマイクロ流体装置（例えばマイクロ流体装置３１５又は１４１２）における熱制御を高めることができる。例えば、入口空気流温度測定によって測定された温度に基づく冷却時間及び／又は加熱時間及び／又は校正式に対する補正（すなわち調整）を行うことができる。これらのタイプの補正は、自動的な（すなわち機器が制御する）補正として実施することができる。例えば、補正はサーマルコントローラー３１７等のサーマルコントローラーによって行うことができる。
【０１００】
特定の一実施形態では、温度測定装置（例えば温度測定装置７３３、１３３３、１４３３及び１５３３）は、冷却マニホールド内に配置され、この場合、空気はマニホールドの入口ダクトを出てマイクロ流体装置に方向付けられる。冷却マニホールドは、本発明による冷却マニホールド（例えば冷却マニホールド１０６、１３０６、１４０６若しくは１５０６）又は任意の既知の冷却マニホールドであり得る。ニュートンの冷却の法則によると、物体からの熱伝達（ｑ）は、面積（Ａ）、及び物体と環境との間の温度差（Ｔ−Ｔ∞）に比例し、ここで、比例定数（ｈ）は熱伝達率と呼ばれる。
ｑ＝ｈ×Ａ×（Ｔ−Ｔ∞）
【０１０１】
マイクロ流体装置を制御することができるため、熱量（power）ｑが分かっており、また、面積Ａ及び熱伝達率ｈは一定であるため、マイクロ流体装置の温度Ｔを求めるにはマイクロ流体装置の周囲温度Ｔ∞のみが必要である。最後に、マイクロ流体装置の観点からすると、周囲温度Ｔ∞は、マイクロ流体装置に衝当する空気の温度である。一実施形態では、サーマルコントローラー３１７等のサーマルコントローラーがマイクロ流体装置の温度Ｔを求めることができる。しかし、他の実施形態では、マイクロ流体装置の温度Ｔは、異なるコントローラーによって、及び／又はマイクロ流体装置外で求めてもよい。マイクロ流体装置の温度Ｔがマイクロ流体装置によって求められない一実施形態では、求められた温度Ｔをマイクロ流体装置（例えばマイクロ流体装置の構成部材であるサーマルコントローラー）に送信することができる。
【０１０２】
図１７は、一実施形態による空気流温度を測定するともに用いる方法を示す。ステップ１７０１において、入口空気流温度を測定する。入口空気流温度は上述した方法のうちのいずれかで測定することができる。ステップ１７０２において、マイクロ流体装置の温度を求める。マイクロ流体装置の温度は、上述した方法のうちのいずれかで測定されるマイクロ流体装置の温度に基づいて求めることができる。ステップ１７０３において、マイクロ流体装置の冷却時間及び／又は加熱時間及び／又は校正式を調整する。マイクロ流体装置の冷却時間及び／又は加熱時間及び／又は校正式は、マイクロ流体装置の求めた温度に基づいて調整することができる。
【０１０３】
本発明の別の実施形態では、出口（すなわち加熱された）空気流温度も測定する。出口空気流温度は、サーミスタ、熱電対又は抵抗温度検出器等の好適な温度測定装置を用いて測定することができる。出口空気流温度は、例えば上述した温度測定装置７３７、１３３７、１４３７及び１５３７のいずれかによって測定することができる。
【０１０４】
出口空気流温度を用いて、例えばマイクロ流体装置３１５又は１４１２から除去される熱量を求めることができる。この場合、除去される熱の量は、質量流量×空気の比熱×入口空気温度と出口空気温度との差である。種々の実施形態では、マイクロ流体装置から除去される求められた熱量を、サーマルコントローラーへの入力、装置性能の診断、及び／又はマイクロ流体装置に配置される試料の特性の指標（例えばマイクロチャネルの熱伝達率）として用いることができる。一実施形態では、熱量除去率を用いて上述した空気流及び／又は予熱を制御することができる。
【０１０５】
図１８は、一実施形態による空気流温度を測定するとともに用いる方法を示す。ステップ１８０１において、入口空気流温度を測定する。入口空気流温度は上述した方法のうちのいずれかで測定することができる。ステップ１８０２において、出口空気流温度を測定する。出口空気流温度は、上述した方法のうちのいずれかで測定することができる。ステップ１８０３において、マイクロ流体装置から除去された熱量を求める。マイクロ流体装置から除去された熱量は、上述した方法のうちのいずれかで測定された入口空気流温度及び出口空気流温度に基づいて求めることができる。
【０１０６】
上記で記載した本発明の（予熱を含む）空気流調節及び温度測定の態様は、本発明の態様による機器及び冷却マニホールドに適用可能であるが、既知の機器及び冷却マニホールドにも適用可能である。
【０１０７】
本発明の実施形態を、図面を参照して上記で十分に説明した。本発明は、これらの好ましい実施形態に基づいて説明されたが、或る特定の変更、変形、及び代替の構造を、本発明の趣旨及び範囲内で、説明された実施形態に対して実施できることが当業者には明らかであろう。
【図１】
2013545435.tif 000003
【図２】
2013545435.tif 000004
【図３Ａ】
2013545435.tif 000005
【図３Ｂ】
2013545435.tif 000006
【図３Ｃ】
2013545435.tif 000007
【図４】
2013545435.tif 000008
【図５】
2013545435.tif 000009
【図６Ａ】
2013545435.tif 000010
【図６Ｂ】
2013545435.tif 000011
【図７Ａ】
2013545435.tif 000012
【図７Ｂ】
2013545435.tif 000013
【図８Ａ】
2013545435.tif 000014
【図８Ｂ】
2013545435.tif 000015
【図９Ａ】
2013545435.tif 000016
【図９Ｂ】
2013545435.tif 000017
【図１０】
2013545435.tif 000018
【図１１】
2013545435.tif 000019
【図１２】
2013545435.tif 000020
【図１３Ａ】
2013545435.tif 000021
【図１３Ｂ】
2013545435.tif 000022
【図１３Ｃ】
2013545435.tif 000023
【図１３Ｄ】
2013545435.tif 000024
【図１３Ｅ】
2013545435.tif 000025
【図１３Ｆ】
2013545435.tif 000026
【図１３Ｇ】
2013545435.tif 000027
【図１４Ａ】
2013545435.tif 000028
【図１４Ｂ】
2013545435.tif 000029
【図１４Ｃ】
2013545435.tif 000030
【図１５Ａ】
2013545435.tif 000031
【図１５Ｂ】
2013545435.tif 000032
【図１５Ｃ】
2013545435.tif 000033
【図１６】
2013545435.tif 000034
【図１７】
2013545435.tif 000035
【図１８】
2013545435.tif 000036
【図１９】
2013545435.tif 000037
【国際調査報告】
2013545435.tif 000038
2013545435.tif 000039