(57)【要約】細胞または粒子の不均質集団が、平面微小電極アレイにより生成された連続的に増大する誘電泳動場を有する一連のチャンバに導入され、したがって電荷およびサイズごとに分離される、方法およびデバイス。平面アレイ上に重なる透明なまたは半透明の第３の電極は、フローチャンバの天井を画定し、細胞を分離しながら細胞に対する光線療法の同時導入を可能にする。捕獲電極の側方に平面電極を隣接させる状態は、反発性誘電泳動を行う目的で、最終的な収集および溶出相中に個別の封入された細胞を閉じ込めかつ保持するために利用することができる。全プロセスは、インピーダンス試験によって電子的にまたは顕微鏡法によって視覚的に、その場でかつ実時間で、分離プロセスを中断することなくモニターすることができる。【選択図】図１３
2014531199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電泳動媒体中の荷電粒子または細胞を分離するための装置であって、少なくとも２つの誘電泳動チャンバ、近位チャンバおよび遠位チャンバを含み、前記チャンバは、前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子の連続流が前記近位チャンバに入り、前記近位チャンバから出て行き、前記遠位チャンバに入り、前記遠位チャンバから出て行くように一緒に接続されており、各チャンバは、
ａ）上部プレート、
ｂ）入口ポート、
ｃ）出口ポート、
ｄ）平面状のインターディジテートされた微小電極アレイをその内面に含む底部プレートであり、前記微小電極の半分は正極に接続されかつ前記微小電極の半分は負極に接続され、前記平面状のインターディジテートされた微小電極アレイは２−Ｄ誘電泳動場を発生させるように構成されている底部プレート、および
ｅ）前記上部プレートと前記底部プレートとの間のガスケット
を含み、
前記遠位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場は、前記近位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場よりも大きい装置。
【請求項２】
前記２−Ｄ誘電泳動場が、前記平面状のインターディジテートされた微小電極アレイに電子的に接続された波形発生器によって生成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記平面状のインターディジテートされた微小電極アレイの隣接する微小電極間の間隔が、流れの方向に減少し、それによって前記誘電泳動場が流れの方向に増大する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記上部プレートが透明である、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記底部プレートが透明である、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記平面状のインターディジテートされた微小電極アレイが透明である、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記上部プレートの内面に上部電極をさらに含み、前記上部電極は、波形発生器に接続されて垂直方向に３−Ｄ誘電泳動場を生成する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記上部電極が透明である、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記２−Ｄおよび３−Ｄ誘電泳動場が交互にオンになる、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記フローチャンバ内の粒子または細胞を見るために前記上部プレート上方に載置された顕微鏡をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記上部プレート上方に載置され、かつ前記フローチャンバ内の粒子または細胞を狙って前記粒子または細胞を処理するための光源をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記近位チャンバと前記遠位チャンバとの間に直列に介在させたレーン障壁チャンバをさらに含み、前記レーン障壁は、
ａ）上部プレート、
ｂ）入口ポート、
ｃ）出口ポート、
ｄ）平面状のインターディジテートされた微小電極アレイをその内面に含む底部プレートであって、前記平面状のインターディジテートされた微小電極アレイは２−Ｄ誘電泳動場を発生させるように構成される底部プレート、および
ｅ）前記上部プレートと前記底部プレートとの間のガスケット
を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記レーン障壁が、流れの方向に対して斜めになっている、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
全ての構成要素が使い捨てである、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
閉じた系として構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
細胞をサイズごとに分離するのを支援する微視的障壁またはポストをさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
前記上部プレートの上方に配置されたＬＥＤをさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
前記底部プレートの下方に配置されたＬＥＤをさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
前記上部プレートの上方に配置された熱交換器をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記底部プレートの下方に配置された熱交換器をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
前記誘電泳動場とバランスをとるように配置された追加の電極をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項２２】
誘電泳動媒体中の荷電粒子または細胞を分離する方法であって、
ａ）少なくとも２つの誘電泳動チャンバ、近位チャンバおよび遠位チャンバを用意するステップ、
ｂ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子の連続流が前記近位チャンバに入り、前記近位チャンバから出て行き、前記遠位チャンバに入り、前記遠位チャンバから出て行くように前記チャンバを一緒に接続するステップであり、
各チャンバが、
Ｉ）上部プレート、
II）入口ポート、
III）出口ポート、
IＶ）平面状のインターディジテートされた微小電極アレイをその内面に含む底部プレートであり、前記微小電極の半分は正極に接続されかつ前記微小電極の半分は負極に接続され、前記平面状のインターディジテートされた微小電極アレイは２−Ｄ誘電泳動場を発生させるように構成されている底部プレート、および
Ｖ）前記上部プレートと前記底部プレートとの間のガスケット
を含み、前記遠位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場は前記近位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場よりも大きいものであるステップ、
ｃ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子または細胞を前記近位チャンバの前記入口ポートに注入するステップ、
ｄ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子または細胞を、前記近位チャンバから前記遠位チャンバに流動させるステップ
を含み、
それによって前記荷電粒子または細胞が分離される方法。
【請求項２３】
前記２−Ｄ誘電泳動場が、前記平面状のインターディジテートされた微小電極アレイに電子的に接続された波形発生器によって生成される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記平面状のインターディジテートされた微小電極アレイの隣接する微小電極間の間隔が、流れの方向に減少し、それによって前記誘電泳動場が流れの方向に増大する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記上部プレートが透明である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記底部プレートが透明である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記平面状のインターディジテートされた微小電極アレイが透明である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２８】
前記上部プレートの内面に上部電極を設けるステップであって、前記上部電極は波形発生器に接続されて垂直方向に３−Ｄ誘電泳動場を生成するステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２９】
前記上部電極が透明である、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記２−Ｄおよび３−Ｄ誘電泳動場が交互にオンになる、請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
前記フローチャンバ内の粒子または細胞を見るために、前記上部プレートの上方に顕微鏡を載置するステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３２】
前記上部プレートの上方に光源を載置し、前記光を前記フローチャンバ内の粒子または細胞に当てて前記粒子または細胞を処理するステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３３】
前記近位チャンバと前記遠位チャンバとの間にレーン障壁チャンバを直列に介在させるステップであって、前記レーン障壁が、
ａ）上部プレート、
ｂ）入口ポート、
ｃ）出口ポート、
ｄ）平面状のインターディジテートされた微小電極アレイをその内面に含む底部プレートであり、前記平面状のインターディジテートされた微小電極アレイは２−Ｄ誘電泳動場を発生させるように構成される底部プレート、および
ｅ）前記上部プレートと前記底部プレートとの間のガスケット
を含んでいるステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３４】
前記レーン障壁が、流れの方向に対して斜めになっている、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記誘電泳動媒体中の前記細胞が、
ａ）等しい容積の２つのバッグを用意するステップ、
ｂ）複数の狭い通路を含む介在アダプターを用意するステップ、
ｃ）複数のコームを用意するステップ、
ｄ）前記コームを前記狭い通路に挿入するステップ、
ｅ）前記バッグを前記介在アダプターと一緒に接続するステップ、
ｆ）脂肪吸引流体を得るステップ、
ｇ）一方のバッグに前記脂肪吸引流体を満たすステップ、
ｈ）前記流体が前記コーム内を通って他方のバッグに入るように、前記一方のバッグの外側を手動または機械的に圧縮するステップ、
ｉ）前記流体が前記コーム内を通って前記一方のバッグに入るように、前記他方のバッグの外側を手動または機械的に圧縮するステップ、
ｊ）材料が滑らかなコンシステンシーを有しかつ前記バッグ間での流体移送中に抵抗が最小限になるまで、ステップｈ）およびｉ）を繰り返すステップ、
ｋ）前記材料を、その基部に２つの電気接点を備える脱出ポートを有する容器に滅菌状態で移し、油／脂肪組織／水相に沈降させるステップであって、前記相が本来異なる電気伝導率を有するステップ、
ｌ）前記相を、
Ｉ）前記電気接点間に微小電流を流すステップ、
II）分流弁を設けるステップ、
III）前記電気接点および前記分流弁に電気的に接続されたマイクロプロセッサを設けるステップであり、前記マイクロプロセッサは少なくとも１つの導電率で前記分流弁を作動させるようにプログラムされているステップ、
IＶ）前記分流弁の出口に第２の容器を設けるステップ、
Ｖ）前記異なる導電率を前記マイクロプロセッサで検出するステップ、
ＶI）前記分流弁を前記マイクロプロセッサにより作動させ、それによって少なくとも１つの相を前記第２の容器に収集するステップであり、前記相は前記誘電泳動媒体中の前記細胞であるステップ
によって分離するステップ
によって与えられる、請求項２２に記載の方法。
【請求項３６】
全ての構成要素が使い捨てである、請求項２２に記載の方法。
【請求項３７】
前記装置が、閉じた系として構成される、請求項２２に記載の方法。
【請求項３８】
細胞をサイズごとに分離するのを支援する微視的障壁またはポストをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３９】
前記上部プレートの上方に配置されたＬＥＤをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項４０】
前記底部プレートの下方に配置されたＬＥＤをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項４１】
前記上部プレートの上方に配置された熱交換器をさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項４２】
前記底部プレートの下方に配置された熱交換器をさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項４３】
前記誘電泳動場とバランスをとるように配置された追加の電極をさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項４４】
誘電泳動媒体中の荷電粒子または細胞を分離するための装置であって、少なくとも２つの誘電泳動チャンバ、近位チャンバおよび遠位チャンバを含み、前記チャンバは、前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子の連続流が前記近位チャンバに入り、前記近位チャンバから出て行き、前記遠位チャンバに入り、前記遠位チャンバから出て行くように一緒に接続されており、各チャンバは、
ａ）上部プレート、
ｂ）入口ポート、
ｃ）出口ポート、
ｄ）微小電極アレイをその内面に含む底部プレートであり、前記微小電極アレイは２−Ｄ誘電泳動場を発生させるように構成され、前記微小電極アレイの隣接するフィンガ間の間隔は流れの方向に減少し、それによって前記誘電泳動場は流れの方向に増大する底部プレート、および
ｅ）前記上部プレートと前記底部プレートとの間のガスケット
を含み、
前記遠位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場は、前記近位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場よりも大きい装置。
【請求項４５】
誘電泳動媒体中の荷電粒子または細胞を分離するための装置であって、少なくとも２つの誘電泳動チャンバ、近位チャンバおよび遠位チャンバを含み、前記チャンバは、前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子の連続流が前記近位チャンバに入り、前記近位チャンバから出て行き、前記遠位チャンバに入り、前記遠位チャンバから出て行くように一緒に接続されており、各チャンバは、
ａ）上部プレート、
ｂ）前記上部プレートの内面の透明上部電極であり、波形発生器に接続されて垂直方向に３−Ｄ誘電泳動場を生成する上部電極、
ｃ）入口ポート、
ｄ）出口ポート、
ｅ）微小電極アレイをその内面に含む底部プレートであり、前記微小電極アレイは２−Ｄ誘電泳動場を発生させるように構成されている底部プレート、および
ｆ）前記上部プレートと前記底部プレートとの間のガスケット
を含み、
前記遠位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場は前記近位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場よりも大きい装置。
【請求項４６】
誘電泳動媒体中の荷電粒子または細胞を分離するための装置であって、少なくとも２つの誘電泳動チャンバ、近位チャンバおよび遠位チャンバを含み、前記チャンバは、前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子の連続流が前記近位チャンバに入り、前記近位チャンバから出て行き、前記遠位チャンバに入り、前記遠位チャンバから出て行くように一緒に接続されており、各チャンバは、
ａ）上部プレート、
ｂ）入口ポート、
ｃ）出口ポート、
ｄ）微小電極アレイをその内面に含む底部プレートであり、前記微小電極アレイは２−Ｄ誘電泳動場を発生させるように構成されている底部プレート、
ｅ）前記上部プレートと前記底部プレートとの間のガスケット、および
ｆ）前記近位チャンバと前記遠位チャンバとの間に直列に介在させたレーン障壁チャンバ
を含み、
前記遠位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場は前記近位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場よりも大きい装置。
【請求項４７】
前記レーン障壁が、
ａ）上部プレート、
ｂ）入口ポート、
ｃ）出口ポート、
ｄ）微小電極アレイをその内面に含む底部プレートであって、前記微小電極アレイは２−Ｄ誘電泳動場を発生させるように構成されている底部プレート、および
ｅ）前記上部プレートと前記底部プレートとの間のガスケット
を含む、請求項４６に記載の装置。
【請求項４８】
前記レーン障壁が、流れの方向に対して斜めになっている、請求項４６に記載の装置。
【請求項４９】
誘電泳動媒体中の荷電粒子または細胞を分離するための装置であって、少なくとも２つの誘電泳動チャンバ、近位チャンバおよび遠位チャンバを含み、前記チャンバは、前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子の連続流が前記近位チャンバに入り、前記近位チャンバから出て行き、前記遠位チャンバに入り、前記遠位チャンバから出て行くように一緒に接続されており、各チャンバは、
ａ）使い捨ての上部プレート、
ｂ）使い捨ての入口ポート、
ｃ）使い捨ての出口ポート、
ｄ）微小電極アレイをその内面に含む、使い捨ての底部プレートであり、前記微小電極アレイは２−Ｄ誘電泳動場を発生させるように構成される、使い捨ての底部プレート、および
ｅ）前記上部プレートと前記底部プレートとの間の使い捨てのガスケット
を含み、
前記遠位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場は、前記近位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場よりも大きい装置。
【請求項５０】
誘電泳動媒体中の荷電粒子または細胞を分離するための装置であって、少なくとも２つの誘電泳動チャンバ、近位チャンバおよび遠位チャンバを含み、前記チャンバは、前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子の連続流が前記近位チャンバに入り、前記近位チャンバから出て行き、前記遠位チャンバに入り、前記遠位チャンバから出て行くように一緒に接続されており、各チャンバは、
ａ）上部プレート、
ｂ）入口ポート、
ｃ）出口ポート、
ｄ）微小電極アレイをその内面に含む底部プレートであり、前記微小電極アレイは２−Ｄ誘電泳動場を発生させるように構成される底部プレート、および
ｅ）前記上部プレートと前記底部プレートとの間のガスケット
を含み、
前記遠位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場は、前記近位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場よりも大きく、閉じた系である装置。
【請求項５１】
誘電泳動媒体中の荷電粒子または細胞を分離するための装置であって、少なくとも２つの誘電泳動チャンバ、近位チャンバおよび遠位チャンバを含み、前記チャンバは、前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子の連続流が前記近位チャンバに入り、前記近位チャンバから出て行き、前記遠位チャンバに入り、前記遠位チャンバから出て行くように一緒に接続されており、各チャンバは、
ａ）上部プレート、
ｂ）入口ポート、
ｃ）出口ポート、
ｄ）微小電極アレイをその内面に含む底部プレートであり、前記微小電極アレイは２−Ｄ誘電泳動場を発生させるように構成されている底部プレート、
ｅ）細胞をサイズごとに分離するのを支援する微視的障壁またはポスト、および
ｆ）前記上部プレートと前記底部プレートとの間のガスケット
を含み、
前記遠位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場は前記近位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場よりも大きい装置。
【請求項５２】
誘電泳動媒体中の荷電粒子または細胞を分離するための装置であって、少なくとも２つの誘電泳動チャンバ、近位チャンバおよび遠位チャンバを含み、前記チャンバは、前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子の連続流が前記近位チャンバに入り、前記近位チャンバから出て行き、前記遠位チャンバに入り、前記遠位チャンバから出て行くように一緒に接続されており、各チャンバは、
ａ）上部プレート、
ｂ）入口ポート、
ｃ）出口ポート、
ｄ）微小電極アレイをその内面に含む底部プレートであり、前記微小電極アレイは２−Ｄ誘電泳動場を発生させるように構成されている底部プレート、
ｅ）前記上部プレートの上方に配置された熱交換器、および
ｆ）前記上部プレートと前記底部プレートとの間のガスケット
を含み、
前記遠位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場は前記近位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場よりも大きい装置。
【請求項５３】
誘電泳動媒体中の荷電粒子または細胞を分離するための装置であって、少なくとも２つの誘電泳動チャンバ、近位チャンバおよび遠位チャンバを含み、前記チャンバは、前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子の連続流が前記近位チャンバに入り、前記近位チャンバから出て行き、前記遠位チャンバに入り、前記遠位チャンバから出て行くように一緒に接続されており、各チャンバは、
ａ）上部プレート、
ｂ）入口ポート、
ｃ）出口ポート、
ｄ）微小電極アレイをその内面に含む底部プレートであり、前記微小電極アレイは２−Ｄ誘電泳動場を発生させるように構成されている底部プレート、
ｅ）前記底部プレートの下方に配置された熱交換器、および
ｆ）前記上部プレートと前記底部プレートとの間のガスケット
を含み、
前記遠位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場は前記近位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場よりも大きい装置。
【請求項５４】
誘電泳動媒体中の荷電粒子または細胞を分離するための装置であって、少なくとも２つの誘電泳動チャンバ、近位チャンバおよび遠位チャンバを含み、前記チャンバは、前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子の連続流が前記近位チャンバに入り、前記近位チャンバから出て行き、前記遠位チャンバに入り、前記遠位チャンバから出て行くように一緒に接続されており、各チャンバは、
ａ）上部プレート、
ｂ）入口ポート、
ｃ）出口ポート、
ｄ）微小電極アレイをその内面に含む底部プレートであり、前記微小電極アレイは２−Ｄ誘電泳動場を発生させるように構成されている底部プレート、
ｅ）前記誘電泳動場とバランスをとるように配置された追加の電極、および
ｆ）前記上部プレートと前記底部プレートとの間のガスケット
を含み、
前記遠位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場は前記近位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場よりも大きい装置。
【請求項５５】
誘電泳動媒体中の荷電粒子または細胞を分離する方法であって、
ａ）少なくとも２つの誘電泳動チャンバ、近位チャンバおよび遠位チャンバを用意するステップ、
ｂ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子の連続流が前記近位チャンバに入り、前記近位チャンバから出て行き、前記遠位チャンバに入り、前記遠位チャンバから出て行くように前記チャンバを一緒に接続するステップであり、
各チャンバが、
Ｉ）上部プレート、
II）入口ポート、
III）出口ポート、
IＶ）微小電極アレイをその内面に含む底部プレートであり、前記微小電極アレイは２−Ｄ誘電泳動場を発生させるように構成され、前記微小電極アレイの隣接するフィンガ間の間隔は流れの方向に減少し、それによって前記誘電泳動場は流れの方向に増大する底部プレート、および
Ｖ）前記上部プレートと前記底部プレートとの間のガスケット
を含み、前記遠位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場は前記近位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場よりも大きいものであるステップ、
ｃ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子または細胞を前記近位チャンバの前記入口ポートに注入するステップ、
ｄ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子または細胞を、前記近位チャンバから前記遠位チャンバに流動させるステップ
を含み、
それによって前記荷電粒子または細胞が分離される方法。
【請求項５６】
誘電泳動媒体中の荷電粒子または細胞を分離する方法であって、
ａ）少なくとも２つの誘電泳動チャンバ、近位チャンバおよび遠位チャンバを用意するステップ、
ｂ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子の連続流が前記近位チャンバに入り、前記近位チャンバから出て行き、前記遠位チャンバに入り、前記遠位チャンバから出て行くように前記チャンバを一緒に接続するステップであり、
各チャンバが、
Ｉ）上部プレート、
II）透明上部電極を設けること、
III）前記透明上部電極を前記上部プレートの内面に取着すること、
IＶ）前記透明上部電極を波形発生器に接続して、垂直方向に３−Ｄ誘電泳動場を生成すること、
Ｖ）入口ポート、
ＶI）出口ポート、
ＶII）微小電極アレイをその内面に含む底部プレートであり、前記微小電極アレイは２−Ｄ誘電泳動場を発生させるように構成される底部プレート、および
ＶIII）前記上部プレートと前記底部プレートとの間のガスケット
を含み、前記遠位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場は前記近位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場よりも大きいものであるステップ、
ｃ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子または細胞を前記近位チャンバの前記入口ポートに注入するステップ、
ｄ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子または細胞を、前記近位チャンバから前記遠位チャンバに流動させるステップ
を含み、
それによって前記荷電粒子または細胞が分離される方法。
【請求項５７】
誘電泳動媒体中の荷電粒子または細胞を分離する方法であって、
ａ）少なくとも２つの誘電泳動チャンバ、近位チャンバおよび遠位チャンバを用意するステップ、
ｂ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子の連続流が前記近位チャンバに入り、前記近位チャンバから出て行き、前記遠位チャンバに入り、前記遠位チャンバから出て行くように前記チャンバを一緒に接続するステップであり、
各チャンバが、
Ｉ）上部プレート、
II）入口ポート、
III）出口ポート、
IＶ）微小電極アレイをその内面に含む底部プレートであり、前記微小電極アレイは２−Ｄ誘電泳動場を発生させるように構成される底部プレート、および
Ｖ）前記上部プレートと前記底部プレートとの間のガスケット
を含み、前記遠位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場は前記近位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場よりも大きいものであるステップ、
ｃ）レーン障壁を用意するステップ、
ｄ）前記レーン障壁を、前記近位チャンバと前記遠位チャンバとの間に直列に接続するステップ、
ｅ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子または細胞を前記近位チャンバの前記入口ポートに注入するステップ、
ｆ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子または細胞を、前記近位チャンバから前記遠位チャンバに流動させるステップ
を含み、
それによって前記荷電粒子または細胞が分離される方法。
【請求項５８】
前記レーン障壁が、
ａ）上部プレート、
ｂ）入口ポート、
ｃ）出口ポート、
ｄ）微小電極アレイをその内面に含む底部プレートであり、前記微小電極アレイは２−Ｄ誘電泳動場を発生させるように構成されている底部プレート、および
ｅ）前記上部プレートと前記底部プレートとの間のガスケット
を含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記レーン障壁が、流れの方向に対して斜めになっている、請求項５７に記載の方法。
【請求項６０】
誘電泳動媒体中の荷電粒子または細胞を分離する方法であって、
ａ）少なくとも２つの誘電泳動チャンバ、近位チャンバおよび遠位チャンバを用意するステップ、
ｂ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子の連続流が前記近位チャンバに入り、前記近位チャンバから出て行き、前記遠位チャンバに入り、前記遠位チャンバから出て行くように前記チャンバを一緒に接続するステップであり、
各チャンバが、
Ｉ）上部プレート、
II）入口ポート、
III）出口ポート、
IＶ）微小電極アレイをその内面に含む底部プレートであり、前記微小電極アレイは２−Ｄ誘電泳動場を発生させるように構成されている底部プレート、および
Ｖ）前記上部プレートと前記底部プレートとの間のガスケット
を含み、前記遠位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場は前記近位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場よりも大きいものであるステップ、
ａ）等しい容積の２つのバッグを用意するステップ、
ｂ）複数の狭い通路を含む介在アダプターを用意するステップ、
ｃ）複数のコームを用意するステップ、
ｄ）前記コームを前記狭い通路に挿入するステップ、
ｅ）前記バッグを前記介在アダプターと一緒に接続するステップ、
ｆ）脂肪吸引流体を得るステップ、
ｇ）一方のバッグに前記脂肪吸引流体を満たすステップ、
ｈ）前記流体が前記コーム内を通って他方のバッグに入るように、前記一方のバッグの外側を手動または機械的に圧縮するステップ、
ｉ）前記流体が前記コーム内を通って前記一方のバッグに入るように、前記他方のバッグの外側を手動または機械的に圧縮するステップ、
ｊ）材料が滑らかなコンシステンシーを有しかつ前記バッグ間での流体移送中に抵抗が最小限になるまで、ステップｈ）およびｉ）を繰り返すステップ、
ｋ）前記材料を、その基部に２つの電気接点を備える脱出ポートを有する容器に滅菌状態で移し、油／脂肪組織／水相に沈降させるステップであり、前記相が本来異なる電気伝導率を有するステップ、
ｌ）前記相を、
ｍ）前記電気接点間に微小電流を流すサブステップ、
ｎ）分流弁を設けるサブステップ、
ｏ）前記電気接点および前記分流弁に電気的に接続されたマイクロプロセッサを設けるサブステップであり、前記マイクロプロセッサは少なくとも１つの導電率で前記分流弁を作動させるようにプログラムされているサブステップ、
ｐ）前記分流弁の出口に第２の容器を設けるサブステップ、
ｑ）前記異なる導電率を前記マイクロプロセッサで検出するサブステップ、および
ｒ）前記分流弁を前記マイクロプロセッサにより作動させ、それによって少なくとも１つの相を前記第２の容器に収集するサブステップであり、前記相は前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子または細胞であるサブステップ
によって分離するステップ
ｓ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子または細胞を前記近位チャンバの前記入口ポートに注入するステップ、
ｔ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子または細胞を、前記近位チャンバから前記遠位チャンバに流動させるステップ
を含み、それによって前記荷電粒子または細胞が分離される方法。
【請求項６１】
誘電泳動媒体中の荷電粒子または細胞を分離する方法であって、
ａ）少なくとも２つの使い捨て誘電泳動チャンバ、近位チャンバおよび遠位チャンバを用意するステップ、
ｂ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子の連続流が前記近位チャンバに入り、前記近位チャンバから出て行き、前記遠位チャンバに入り、前記遠位チャンバから出て行くように前記チャンバを一緒に接続するステップであり、
各チャンバが、
Ｉ）使い捨て上部プレート、
II）使い捨て入口ポート、
III）使い捨て出口ポート、
IＶ）微小電極アレイをその内面に含む使い捨て底部プレートであり、前記微小電極アレイは２−Ｄ誘電泳動場を発生させるように構成されている使い捨て底部プレート、および
Ｖ）前記上部プレートと前記底部プレートとの間の使い捨てガスケット
を含み、前記遠位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場は前記近位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場よりも大きいものであるステップ、
ｃ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子または細胞を前記近位チャンバの前記入口ポートに注入するステップ、
ｄ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子または細胞を、前記近位チャンバから前記遠位チャンバに流動させるステップ
を含み、
それによって前記荷電粒子または細胞が分離される方法。
【請求項６２】
誘電泳動媒体中の荷電粒子または細胞を分離する方法であって、
ａ）少なくとも２つの誘電泳動チャンバ、近位チャンバおよび遠位チャンバを用意するステップ、
ｂ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子の閉じた流れが前記近位チャンバに入り、前記近位チャンバから出て行き、前記遠位チャンバに入り、前記遠位チャンバから出て行くように前記チャンバを一緒に接続するステップであり、
各チャンバが、
Ｉ）上部プレート、
II）入口ポート、
III）出口ポート、
IＶ）微小電極アレイをその内面に含む底部プレートであり、前記微小電極アレイは２−Ｄ誘電泳動場を発生させるように構成されている底部プレート、および
Ｖ）前記上部プレートと前記底部プレートとの間のガスケット
を含み、前記遠位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場は前記近位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場よりも大きいものであるステップ、
ｃ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子または細胞を前記近位チャンバの前記入口ポートに注入するステップ、
ｄ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子または細胞を、前記近位チャンバから前記遠位チャンバに流動させるステップ
を含み、
それによって前記荷電粒子または細胞が分離される方法。
【請求項６３】
誘電泳動媒体中の荷電粒子または細胞を分離する方法であって、
ａ）少なくとも２つの誘電泳動チャンバ、近位チャンバおよび遠位チャンバを用意するステップ、
ｂ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子の連続流が前記近位チャンバに入り、前記近位チャンバから出て行き、前記遠位チャンバに入り、前記遠位チャンバから出て行くように前記チャンバを一緒に接続するステップであり、
各チャンバが、
Ｉ）上部プレート、
II）入口ポート、
III）出口ポート、
IＶ）微視的障壁またはポスト、
Ｖ）微小電極アレイをその内面に含む底部プレートであり、前記微小電極アレイは２−Ｄ誘電泳動場を発生させるように構成されている底部プレート、および
ＶI）前記上部プレートと前記底部プレートとの間のガスケット
を含み、前記遠位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場は前記近位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場よりも大きいものであるステップ、
ｃ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子または細胞を前記近位チャンバの前記入口ポートに注入するステップ、
ｄ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子または細胞を、前記近位チャンバから前記遠位チャンバに流動させるステップ
を含み、
それによって前記荷電粒子または細胞が分離される方法。
【請求項６４】
誘電泳動媒体中の荷電粒子または細胞を分離する方法であって、
ａ）少なくとも２つの誘電泳動チャンバ、近位チャンバおよび遠位チャンバを用意するステップ、
ｂ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子の連続流が前記近位チャンバに入り、前記近位チャンバから出て行き、前記遠位チャンバに入り、前記遠位チャンバから出て行くように前記チャンバを一緒に接続するステップであり、
各チャンバが、
Ｉ）上部プレート、
II）入口ポート、
III）出口ポート、
IＶ）微小電極アレイをその内面に含む底部プレートであり、前記微小電極アレイは２−Ｄ誘電泳動場を発生させるように構成されている底部プレート、
Ｖ）前記上部プレートの上方に配置された熱交換器、および
ＶI）前記上部プレートと前記底部プレートとの間のガスケット
を含み、前記遠位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場は前記近位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場よりも大きいものであるステップ、
ｃ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子または細胞を前記近位チャンバの前記入口ポートに注入するステップ、
ｄ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子または細胞を、前記近位チャンバから前記遠位チャンバに流動させるステップ
を含み、
それによって前記荷電粒子または細胞が分離される方法。
【請求項６５】
誘電泳動媒体中の荷電粒子または細胞を分離する方法であって、
ａ）少なくとも２つの誘電泳動チャンバ、近位チャンバおよび遠位チャンバを用意するステップ、
ｂ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子の連続流が前記近位チャンバに入り、前記近位チャンバから出て行き、前記遠位チャンバに入り、前記遠位チャンバから出て行くように前記チャンバを一緒に接続するステップであり、
各チャンバが、
Ｉ）上部プレート、
II）入口ポート、
III）出口ポート、
IＶ）微小電極アレイをその内面に含む底部プレートであり、前記微小電極アレイは２−Ｄ誘電泳動場を発生させるように構成されている底部プレート、
Ｖ）前記底部プレートの下方に配置された熱交換器、および
ＶI）前記上部プレートと前記底部プレートとの間のガスケット
を含み、前記遠位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場は前記近位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場よりも大きいものであるステップ、
ｃ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子または細胞を前記近位チャンバの前記入口ポートに注入するステップ、
ｄ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子または細胞を、前記近位チャンバから前記遠位チャンバに流動させるステップ
を含み、
それによって前記荷電粒子または細胞が分離される方法。
【請求項６６】
誘電泳動媒体中の荷電粒子または細胞を分離する方法であって、
ａ）少なくとも２つの誘電泳動チャンバ、近位チャンバおよび遠位チャンバを用意するステップ、
ｂ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子の連続流が前記近位チャンバに入り、前記近位チャンバから出て行き、前記遠位チャンバに入り、前記遠位チャンバから出て行くように前記チャンバを一緒に接続するステップであり、
各チャンバが、
Ｉ）上部プレート、
II）入口ポート、
III）出口ポート、
IＶ）微小電極アレイをその内面に含む底部プレートであり、前記微小電極アレイは２−Ｄ誘電泳動場を発生させるように構成されている底部プレート、
Ｖ）前記誘電泳動場とバランスをとるように配置された追加の電極、および
ＶI）前記上部プレートと前記底部プレートとの間のガスケット
を含み、前記遠位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場は前記近位チャンバ内の２−Ｄ誘電泳動場よりも大きいものであるステップ、
ｃ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子または細胞を前記近位チャンバの前記入口ポートに注入するステップ、
ｄ）前記誘電泳動媒体中の前記荷電粒子または細胞を、前記近位チャンバから前記遠位チャンバに流動させるステップ
を含み、
それによって前記荷電粒子または細胞が分離される方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電泳動の分野に関し、より詳細には、粒子／細胞の不均質集団から粒子／細胞の画分を分離すると同時に細胞に対して光線または電気療法を可能にするために誘電泳動を使用する、方法およびデバイスに関する。この適用例の１つの例において、細胞は、脂肪吸引された脂肪組織から誘導されてもよい。
【背景技術】
【０００２】
誘電泳動（ＤＥＰ）は、１９５０年以来、荷電粒子分離に利用されてきた（Ｈ．Ａ．Ｐｏｈｌ、「Ｔｈｅ  Ｍｏｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｕｓｐｅｎｓｏｉｄｓ  ｉｎ  Ｄｉｖｅｒｇｅｎｔ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｆｉｅｌｄｓ」、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．２２（７）、８６９〜８７１（１９５１））。哺乳類細胞でのこの誘電泳動の最初の使用は、１９９５年にＲｏｎａｌｄ  Ｐｅｔｈｉｇにより米国特許第５，８１４，２００号で報告された。
２次元（２−Ｄ）ＤＥＰの１つの問題は、細胞凝集が電極内で生じる可能性があり、これは「パールオブチェーン（ｐｅａｒｌ  ｏｆ  ｃｈａｉｎ）」効果および電荷の蓄積によってさらに加速される可能性があることである（Ｒｏｂｅｒｔ  ＫｒｅｔｓｃｈｍｅｒおよびＷｏｌｆｇａｎｇ  Ｆｒｉｔｚｓｃｈｅ  Ｌａｎｇｍｕｉｒ、２００４、２０（２６）、１１７９７〜１１８０１頁）。
２−Ｄ  ＤＥＰの別の問題は、寄生的な細胞捕捉が生じる可能性があることである（Ｍａｒｉｏ  ＵｒｄａｎｅｔａおよびＥｌｉｓａｂｅｔｈ  Ｓｍｅｌａ  Ｌａｂ  Ｃｈｉｐ、２００８、８、５５０〜５５６）。
３次元（３−Ｄ）ＤＥＰの使用は、米国特許第１，６１７，９７８号、米国特許出願公開第２００６／０２６０９４４号（Ｓｅｒｉａｌ  Ｎｏ．１１／４１９，１４４）、および米国特許第７，６８６，９３４号（Ｓｅｒｉａｌ  Ｎｏ．１１／６３８，０９３）で報告されている。しかし、これらの文献には、電極を製造することが難しく複雑であることが示されていた。
周波数変調による溶出は、細胞画分を不均質集団から分離する１つの方法である。「Ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ  ｏｆ  ｐｕｔａｔｉｖｅ  ｓｔｅｍ  ｃｅｌｌｓ  ｆｒｏｍ  ａｄｉｐｏｓｅ  ｔｉｓｓｕｅ  ｕｓｉｎｇ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ  ｆｉｅｌｄ−ｆｌｏｗ  ｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎ」、Ｊｏｄｙ  Ｖｙｋｏｕｋａｌ、Ｄａｙｎｅｎｅ  Ｍ．Ｖｙｋｏｕｋａｌ、Ｓｕｓａｎｎｅ  Ｆｒｅｙｂｅｒｇ、Ｅｃｋｈａｒｄ  Ｕ．Ａｌｔ、およびＰｅｔｅｒ  Ｒ．Ｃ．Ｇａｓｃｏｙｎｅａ、Ｌａｂ  Ｃｈｉｐ．２００８年８月；８（８）：１３８６〜１３９３（オンライン公開２００８年５月２８日、ｄｏｉ：１０．１０３９／ｂ７１７０４３ｂ）を参照されたい。これは、２００ｋＨｚという高い「封入」周波数で開始し、その周波数をゆっくりと逓減させることによって行われる。それぞれ固有の画分は、電流が低減されるにつれ収集される。しかし、この方法では、異なる溶出画分が収集されるようにタイミングを調節することが難しい。
現在、チャンバ内にあるときに細胞に対して光線／電気療法を同時に行いながら低コストの３−Ｄ  ＤＥＰを提供し、かつ同時に逓減電圧画分収集を回避するデバイスはない。
本発明は、本発明者の先の米国特許出願第６１／５４５，０１５号、第６１／１３６，９３２号、および第１２／５７８，５４９号と；ＰＣＴ特許出願Ｎｏ．ＰＣＴ／ＵＳ０９／６０７１を改善したものである。非仮およびＰＣＴ出願は、米国特許出願公開第２０１０／０１１２０８４号およびＷＩＰＯ公開Ｎｏ．ＷＯ／２０１０／０４５３８９として公開された。これらの出願および公開の明細書、特許請求の範囲、および図面の全体を、参照により本出願に組み込む。
この改善点は、異なる相（即ち、油対脂肪対水溶液）のそれぞれがチャネル内を通過するときに異なる電気「シグネチャー」を検出し、チャネルの終端で分流ポートを作動させて、脂肪吸引組織の種々の相を収集し分離するための、従来の発明の装置の修正も含む。電気シグネチャーは：電流、電流信号シフト、導電率、抵抗、インピーダンス、相シフト、直流または交流のいずれかによる磁気シフトを用いて測定してもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５，８１４，２００号
【特許文献２】米国特許第１，６１７，９７８号
【特許文献３】米国特許出願公開第２００６／０２６０９４４号（Ｓｅｒｉａｌ  Ｎｏ．１１／４１９，１４４）
【特許文献４】米国特許第７，６８６，９３４号（Ｓｅｒｉａｌ  Ｎｏ．１１／６３８，０９３）
【特許文献５】米国特許出願第６１／５４５，０１５号
【特許文献６】米国特許出願第６１／１３６，９３２号
【特許文献７】米国特許出願第１２／５７８，５４９号
【特許文献８】ＰＣＴ特許出願Ｎｏ．ＰＣＴ／ＵＳ０９／６０７１
【特許文献９】米国特許出願公開第２０１０／０１１２０８４号
【特許文献１０】ＷＩＰＯ公開Ｎｏ．ＷＯ／２０１０／０４５３８９
【特許文献１１】米国特許出願第６１／５２５，５７３号
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｈ．Ａ．Ｐｏｈｌ、「Ｔｈｅ  Ｍｏｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｕｓｐｅｎｓｏｉｄｓ  ｉｎ  Ｄｉｖｅｒｇｅｎｔ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｆｉｅｌｄｓ」、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．２２（７）、８６９〜８７１（１９５１）
【非特許文献２】Ｒｏｂｅｒｔ  ＫｒｅｔｓｃｈｍｅｒおよびＷｏｌｆｇａｎｇ  Ｆｒｉｔｚｓｃｈｅ  Ｌａｎｇｍｕｉｒ、２００４、２０（２６）、１１７９７〜１１８０１頁
【非特許文献３】Ｍａｒｉｏ  ＵｒｄａｎｅｔａおよびＥｌｉｓａｂｅｔｈ  Ｓｍｅｌａ  Ｌａｂ  Ｃｈｉｐ、２００８、８、５５０〜５５６
【非特許文献４】「Ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ  ｏｆ  ｐｕｔａｔｉｖｅ  ｓｔｅｍ  ｃｅｌｌｓ  ｆｒｏｍ  ａｄｉｐｏｓｅ  ｔｉｓｓｕｅ  ｕｓｉｎｇ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ  ｆｉｅｌｄ−ｆｌｏｗ  ｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎ」、Ｊｏｄｙ  Ｖｙｋｏｕｋａｌ、Ｄａｙｎｅｎｅ  Ｍ．Ｖｙｋｏｕｋａｌ、Ｓｕｓａｎｎｅ  Ｆｒｅｙｂｅｒｇ、Ｅｃｋｈａｒｄ  Ｕ．Ａｌｔ、およびＰｅｔｅｒ  Ｒ．Ｃ．Ｇａｓｃｏｙｎｅａ、Ｌａｂ  Ｃｈｉｐ．２００８年８月；８（８）：１３８６〜１３９３（オンライン公開２００８年５月２８日、ｄｏｉ：１０．１０３９／ｂ７１７０４３ｂ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
下記の方程式は、方法およびデバイスの背景にある物理的原則のいくつかを示すのを助ける。
誘電力：
半径ｒおよび長さｌ（但し、ｒ＜ｌ）の、電場に沿った長楕円であって、複素誘電定数を有する媒体中での複素誘電定数を有するものの場合、時間依存性誘電泳動力は：
【数１】
2014531199.tif 000003
によって与えられる。
複素誘電定数は、εが誘電定数であり、σが電気伝導率であり、ωがフィールド周波数であり、ｊが虚数である。
この方程式は、電場勾配がそれほど大きくない（例えば、電極端部に近い）場合、非常に細長い楕円に関して正確である。方程式は、形成された双極子を考慮に入れるだけであり、より高次の分極は考慮に入れない。電場勾配が大きい場合、より高次の項が関係するようになり、より高い力をもたらす。正確に言うと、時間依存性方程式は、損失があると電場と誘導双極子との間に遅れが生じるので、損失のない粒子にのみ適用される。平均すると、効果は相殺され、方程式は損失の多い粒子にも当てはまる。均等な時間平均方程式は、ＥをＥの２乗平均平方根（Ｅｒｍｓ）に置き換えることによって、または正弦波電圧の場合は右辺を２で割ることによって、容易に得ることができる。
半径ｒであり複素誘電率を有する媒体中の複素誘電率の、均質な球の場合、（時間平均）ＤＥＰ力は：
【数２】
2014531199.tif 000004
である。
波括弧内の要素は、複素クラウジウス−モソッティ関数として知られ、ＤＥＰ力の全ての周波数依存性を含有する。
粒子浮揚：
粒子を、負の誘電泳動によって、平面電極アレイ上に浮揚させる。浮揚する負のＤＥＰ力、ＦＤＥＰｚ（電極アレイ上の高さを指数関数的に下降することが示されている。）、および流体力学的揚力は、沈降力、Ｆｇｒａｖに対してバランスをとり、その結果、放物線流動プロファイル内に粒子平衡位置、ｈｅｑが確立される。
中程度の流量、約１ｃｃ／時の下では、所与の粒子タイプに関する平衡高さ、ｈｅｑが：
【数３】
2014531199.tif 000005
によって表される。
従来の発明の装置には、異なる相のそれぞれ（即ち、油対脂肪対水溶液）についてそれらがチャネル内を通過するときに異なる電気「シグネチャー」を検出し、かつそのチャネルの終端で分流ポートを作動させることにより、脂肪吸引組織の種々の相を収集し分離するように、修正を行ってもよい。電気シグネチャーは：電流、電流信号シフト、導電率、抵抗、インピーダンス、相シフト、キャパシタンス、磁気シフト、および直流または交流の使用を用いて測定されてもよい。
従来技術の問題は、細胞が誘電泳動（ＤＥＰ）設備内を通過し汚染されるようになるにつれ、凝集する可能性があることである。
細胞を分離しかつ汚染を防止することができるＤＥＰ装置の開発は、生物学の分野を大幅に改善し、生物学者の長年の要望を満足させる。
チャンバ内にあるときに細胞に光線／電気療法を行うと同時に低コスト３−Ｄ  ＤＥＰをもたらし、それと同時に逓減電圧画分収集を回避する、デバイスおよび方法の開発は、医学的治療の分野を大幅に改善し、患者および医師の長年の要望を満足させる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ＤＥＰ用に改善された微小電極である。本発明は、粒子／細胞の画分を粒子／細胞の不均質集団から分離するのに使用される。本出願の一実施例では、細胞は、脂肪吸引された脂肪組織から誘導されてもよい。本発明のいくつかの新規な特徴は、下記の通りである：
１．ａ．アブレーション
ｂ．破壊
ｃ．不活性化
ｄ．遺伝子発現の刺激
ｅ．ＲＮＡモジュレーション
ｆ．細胞の最適化
ｇ．細胞の視覚化
ｈ．コラーゲン合成の誘導／刺激
を目的として、細胞に対する光線療法（即ち、レーザ、強力なパルス光、ＬＥＤ）が可能になるように、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）でコーティングされたガラス板。
２．細胞の電気的調整を可能にするＩＴＯ表面。
３．細胞凝集体が解離するようにリードからフローセルに細胞凝集体およびパールチェーンを浮揚させるため、固有の周波数で、ＩＴＯ電極間で切り換える能力。
４．平面、２−Ｄ電極表面に直接損傷を与えることなく、細胞に対して光線療法が可能になるように、フローセルの中央平面内に細胞を浮揚させる能力。
５．セル内に捕捉された細胞の進行をモニターするために、ＩＴＯ電極を介して細胞のインピーダンスを試験する能力。
６．本発明は、連続した周波数／ＤＥＰ場降下の後に細胞を溶出する必要がないので、短い処理時間しか必要としない。
７．本発明は、個別のバイアルへの最終溶出のために分離され閉じ込められた各アレイから、収集された細胞を保持する「区画」を生成する、反発するＤＥＰ場を生成するために、隣接境界フローチャンバまたはレーン障壁を使用することができる。
本発明のその他の目標および目的の理解と、そのより完全で包括的な理解は、添付図面を参照することによって、かつ本発明を実施する最良の形態の以下の記述を研究することによって、実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】従来技術の平面ＤＥＰ電極の平面図である。
【図１Ａ】従来技術のＤＥＰフローチャンバの部分断面図である。
【図２】流れ（矢印）方向および細胞（球）経路に平行に、直列に並べられた矩形の影を増加させることによって表された、誘電泳動場を連続的に増大させるフローチャンバを有する本発明の概念図である。
【図３】平面微小電極表面および電極ラインの向きの、拡大図である。
【図４】個別の波形発生器を各フローチャンバに接続することによって、異なるＤＥＰ場がどのように発生するかを示す概念図である。
【図４Ａ】代替の実施形態の概念図である。フローセルは、１つの波形発生器に接続することができ、微小電極が直線状に一緒により近くなって傾斜ＤＥＰ場が生成されるように作ることができる。
【図４Ｂ】電極間の距離が連続的に短縮されることを同様に示す、図４Ａのアレイの１つの平面図である。
【図５】断面で示される、本発明の平面微小電極アレイの典型的な寸法である。
【図６】電極間の点弧で表される、活性２−Ｄ  ＤＥＰ場ラインの断面図である。円で表される細胞は、ＤＥＰ場内に捕捉される。望ましくない寄生的な細胞封入は、「Ｘ」が付された右端の異常な場により示される。
【図７】断面図である。典型的な、平面微小電極の、交互に配される「＋」および「−」の電荷の配置構成であって、その上に、外れ位置で示されているＩＴＯ表面電極が重なる（電荷なし）。
【図８】電源に接続され、波形発生器に接地されて垂直次元でＤＥＰ場を提供するための、第３のまたは３Ｄ電極の電気的配置構成である。
【図９】電源および接地に接続されてインピーダンスを測定し、かつ細胞の局所飽和などの診断目的で使用される、第３のまたは３Ｄ電極の電気的配置構成である。
【図１０】３Ｄ構成での荷電／配備電極の、概念断面図である。
【図１１】上方ＩＴＯ表面を波形発生器に接続し、平面上の両方の電極を１つの電極として使用することによって、３Ｄ  ＤＥＰ場がどのように発生するかを示す概念図である。ＤＥＰ場は、破線として表される。
【図１２】捕捉された細胞を除去しようとする際に使用される治療用レーザが、３Ｄ構成または第３の電極が使用されない場合にどのように近くの微小電極に損傷を及ぼすことになるかを示す概念図である。
【図１３】捕捉された細胞を除去しようとする際に使用される治療用レーザが、３Ｄ構成または第３の電極が使用される場合にどのように近くの微小電極に対する損傷を回避するかを示す図である。右端では、レーザは不正確に焦点が当てられ、エネルギーは細胞を通り過ぎて下の微小電極に送達し、これは望ましくなく「Ｘ」で表される。
【図１４】装置上方の顕微鏡（眼で表される。）および４５度で配置された介在するハーフミラーを備えることにより、観察が可能になるだけでなく光または治療用レーザもしくは光（右側に、日輪および破線で示される。）の通過も可能になる、理想的な構成を示す図である。
【図１５】流れ（矢印）に対して連続フォーマットで配置された平面電極の、理想的な構成を示す図であり、電極１および２はオフ（発生器の記号がない。）であり、デバイスは獲得または「捕捉」モードにある状態を示す図である。
【図１６】図１５と同じ平面電極の構成を示す図であるが、電極１および２は現在「オン」になっており、細胞を中心電極内に閉じ込める細胞反発ＤＥＰを生成している図である。残りの電極は「オフ」（発生器の記号がない。）である。溶出流体は、中心電極領域に溢れさせてもよく、閉じ込められた細胞は、左端および右端の電極で先に捕捉された細胞とは別に収集することができる。
【図１７】ただ１つの流通方向で細胞を溶出させるように、レーン障壁を斜めにすることができる、代替の構成を示す図である。
【図１８】インジゴ／メチレンブルーを使用して細胞を染色し、次いで電極上に流し、ビデオ（ＣＣＤ）カメラで記録をとることができることを示す図であり、同じ「傾斜」状態の電極を、上に重ねられる一組の斜めになったレーン障壁と共に使用できることを示す図である。
【図１９】本発明のフローセルの構造を示す、分解立体図である。
【図２０】ＤＥＰに使用される、標準的な、真っ直ぐな平面アレイのスケッチである。これは従来技術である。
【図２１】細胞をＤＥＰ捕獲するための、本発明の改善された、２次元のインターディジテートされた微小電極の実施形態のスケッチである。
【図２２】後縁のミラー電極を備えた、図２１の改善された電極の実施形態のスケッチである。
【図２３】前縁分離を示す図である。
【図２４】後縁収集域を示す図である。
【図２５】捕獲された細胞がどのように後縁収集域に保持されるかを示す図である。
【図２６】当該の細胞を収集するのに最適な電極ギャップを決定するための、作業の流れを表現する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１および図１Ａは、従来技術の２−Ｄフローチャンバ１０を示す。そのようなフローチャンバ１０は、上部プレート１４および底部プレート１８を有する。底部プレート１８は、その内面２６に接着された微小電極２２を有する。この微小電極２２は、複数のフィンガ３０ａ、３０ｂを含み、その半分は一緒になって一端３４ａに電気接続されており、あとの半分は一緒になって他端３４ｂに電気接続されている。異なる状態で接続されたフィンガ３４ａ、３４ｂは、交互に配されている。これらのフィンガは、インターディジテートされたように記載することができる。使用中、一組のフィンガ３４ｂは正極リードに接続され、もう一組のフィンガ３４ａは負極リードに接続される。したがって、チャンバ１０内を方向Ｄに流れる細胞３８は、正と負が交互に配された電場に曝される。
図２および図３は、本発明を、従来技術のものに類似した微小電極４６を備える、従来技術に類似したフローチャンバ４２で作製できることを示す。しかし本発明では、連続するフローチャンバ４２のそれぞれは、細胞の流れＤの方向に連続的に増大する誘電泳動場を有する。
図４は、異なるＤＥＰ場を、個別の波形発生器５０を各微小電極４６に接続することによって生成できることを示す。
図４Ａおよび図４Ｂは、代わりに、フローチャンバ４２を１つの波形発生器５０に接続することができるが、このチャンバは、それらの微小電極５８のフィンガ５４が直線状に一緒により近付いて傾斜ＤＥＰ場を生成するように作られることを示す。
図５は、断面による、本発明の平面微小電極アレイ５８およびフローチャンバ４２の典型的な寸法を示す。フローチャンバ４２は、上部プレート５６および底部プレート６０を有する。
図６は、本発明および従来技術の発明のフローチャンバ２２、４２の微小電極アレイ５８によって生成された、破線により表される２−Ｄ  ＤＥＰ場を示す。細胞３８は、ＤＥＰ場内に捕捉される。望ましくない寄生的な細胞封入は、「Ｘ」が付された右端の異常な場により示される。
図７は、平面微小電極５８の、典型的な、交互に配された「＋」および「−」の電荷の配置構成であって、上に重ねられるＩＴＯ電極６２が外れ位置（電荷なし）にある状態を示す。ＩＴＯ電極６２は、好ましくはガラスである基板６６上にコーティングされる。周知のように、ＩＴＯは電気伝導性であるが透明でもあり、本発明の電極に好ましい材料になる。
図８は、垂直次元でＤＥＰ場が提供されるように、電源および波形発生器５０に接続された第３のまたは３−Ｄ電極６２の、電気的な配置構成を示す。
図９は、インピーダンスを測定するために電源および接地に接続され、かつ細胞の局所飽和などの診断目的で使用される、第３のまたは３−Ｄ電極６２の、電気的な配置構成を示す。
図１０は、３Ｄ構成での荷電／配備電極の電気的な構成を示す。この構成では、底部プレート６０およびＩＴＯ上方表面電極６２が一緒に接続され、したがって同じ極性を有するのに対し、微小電極アレイ５８のフィンガ５４は一緒に接続されかつ反対の極性を有する。
図１１は、図１０に示されるように上方ＩＴＯ表面電極６２を波形発生器５０に接続しかつ平面上の両方の電極を１つの電極として使用することによって発生した、３−Ｄ  ＤＥＰ場を示す。ＤＥＰ場は破線として表される。
図１２は、捕捉された細胞３８を除去しようとする際に使用される治療用レーザ７０が、２Ｄ構成が使用される場合または第３の電極６２が使用されない場合に近くの微小電極５４にどのように損傷を与えることになるかを示す。
図１３は、捕捉された細胞３８を除去しようとする際に使用される治療用レーザ７０が、３Ｄ構成または第３の電極６２が使用される場合に近くの微小電極５４に損傷が与えられるのをどのように回避するかを示す。右端では、レーザ７０が不正確に焦点を当てており、エネルギーは細胞３８を通り過ぎて下の微小電極５４に送達されるが、これは望ましくなく、「Ｘ」で表される。
図１４は、光または治療用レーザの観察および通過が可能になるように、装置４２の上方の顕微鏡７４と４５度で配置された介在するハーフミラー７８とを備える、本発明の理想的な構成を示す。
図１５は、流れＤに対して連続的に配置された平面電極５８を有するフローチャンバ４２を備える、本発明の別の理想的な構成を示す。フローチャンバ１および２の電極５８はオフ（発生器の記号がない。）であり、デバイスは獲得または「捕捉」モードにある。
図１６は、図１５と同じ構成を示すが、フローチャンバ１および２の電極５８は現在「オン」であり、中心のフローチャンバ４２内に細胞３８を閉じ込める細胞反発ＤＥＰを生成する。したがってチャンバ１および２の電極５８は、レーン障壁５８ａとして機能する。残りの電極５８は「オフ」（発生器の記号がない。）である。溶出流体は、中心のフローチャンバ４２に溢れてもよく、閉じ込められた細胞３８は、左端および右端のフローチャンバ４２で先に捕捉された細胞３８とは別に収集することができる。
図１７は、細胞３８をレーン障壁５８ａの端部で溶出させるように、レーン障壁５８ａが斜めになっていてもよい代替の構成を示す。
図１８は、傾斜ＤＥＰ場を有するフローセル４２を、上に重なる一組の斜めになったレーン障壁５８ａと共に使用できることを示す。
図１９は、本発明のフローチャンバ４２の構成を示す、分解立体図である。上部プレート５６と底部プレート６０との間には、ガスケット８２がある。上部プレート５６の２つの穴８６によって、細胞はフローチャンバ４２内を流れることができる。当然ながら、入口および出口ポート８６は、デバイスのその他の場所−例えば端部、ガスケット８２を通して−に配置することができる。
図２０に示されるように、細胞１１０は、サンプルが注入される中心で凝集する可能性がある。流れを矢印１１４により示す。細胞は、標準的な真っ直ぐな平面アレイ１１８を備えるＤＥＰ場の開始点に向かって凝集する。これは砕片および望ましくない細胞を、細胞１１０の凝集体に物理的に捕捉させるようになる。言い換えれば、凝集は、望まれる細胞からの、砕片および望ましくない細胞の効率的な分離を妨げる。
図２１は、米国特許出願第６１／５２５，５７３号に開示された先の発明と共に、代わりに使用されてもよい、細胞のＤＥＰ捕獲用の改善された微小電極実施形態１２２を示す。そこに示される標準的な、真っ直ぐなラインのインターディジテートされたアレイとは異なって、図２１に示される２−Ｄの、平面状のインターディジテートされた微小電極アレイ１２２は、ジグザグ形状を有し、したがって前縁１３２の分離および後縁１３４の収集を容易にする。楔形または山形の電極１２４を生成することにより、電極アレイ１２２に引き付けられる細胞（Ｆｄｅｐによる）は捕獲されることになるが、サンプル注入の中心経路１１４から側方に放散する（サンプルの流れ力による）。このため砕片および望ましくない細胞は、中央１５０を妨げられずに通過することが可能になる。側方後縁収集域は、全てのサンプルが処理されて捕獲された細胞の最終フラッシュが必要になるまで、中央平面１５０から外に出た試験片を保持することになる。
電極１２４の間のギャップＧは、変化してもよい。例えば中心１３６のギャップＧ（前縁１３２内）は、中心１３６で開始するギャップ（前縁１３２）が後縁１３４（アレイの側方境界）に近付くにつれて漸減するように、後縁１３４の場合よりも広くてもよく、またはその逆であってもよい。
微小電極１２４は、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）、金、銅、白金、または任意の電気伝導表面などの任意の適切な材料で作製されてもよく、ガラス、プラスチック、アクリル、ＰＥＴ、ＰＭＭＳ、またはＰＤＭＳなどの（しかしこれらに限定されない）適切な基板上に配置されてもよい。
アレイ１２２に印加される電気信号は、直流または交流であってもよく、周期的な電流遮断が存在しまたは存在しない、正弦波、三角波、積層四角波、および漸進正弦波などの標準および複合波形を含むように修正されてもよい。
図２２は、前縁１３２の分離および後縁１３４の収集を有する同じ平面状のインターディジテートされた微小電極アレイ１２２であって、さらなる処理がなされるように第１の電極１２２の鏡像であり隣接する第２の電極１２２ａを有する状態を示す。
図２３は、電極アレイ１２２の、前縁１３２の分離域１２６を示す。
図２４は、電極アレイ１２２の、後縁１３４の収集域１３８を示す。
図２５は、捕獲された細胞が後縁１３４収集域１３８にどのように保持され、かつ中線のサンプル流ライン１５０からどのように出るかを示す。
図２６Ａ〜２６Ｃは、当該の細胞１１０を収集するための最適な分離を決定するために、電極間に拡がるギャップを有する平面２Ｄ−アレイの診断修正を使用する、作業の流れを表す図である。
細胞１１０の混合集団の小さいサンプルを、顕微鏡下で、視覚的に検出可能な色素により最初に標識する。図２６Ａを参照されたい。次いで細胞１１０および標識された細胞１１０ａのサンプル混合物を、電極ギャップの多数の領域を有する単一アレイに通して処理する。この実施例には、２００、１００、および５０ミクロンと３つの徐々に狭くなる領域がある。細胞１１０が捕獲された後、観察者１３０は、当該の事前に標識された細胞１１０ａが特定のギャップ幅に捕獲されていることを見ることができる。図２６Ｂを参照されたい。この実施例では、当該の細胞１１０ａが、１００ミクロンのギャップ幅の領域に捕獲されている。次いで医療従事者は、同じギャップを有するより大きなフィルタを、試験片１１０全体のより大きな規模の処理に使用する。図２６Ｃを参照されたい。
ギャップ幅は、広範なＦｄｅｐが得られるように拡げることができる。細胞は、汎用色素または特定の蛍光色素で標識された抗体で標識することができ、それによって蛍光顕微鏡下で視覚化して、特定の細胞バンドがどこに在るかを決定することができる。次いで上部ＩＴＯ電極を使用して、そのセグメント内のＦｄｅｐまたはエネルギーを決定する。このように機械は、特定の周波数、Ｖｐ−ｐ、およびカートリッジギャップ幅に設定することができる。
キャパシタンスは、米国特許出願公開第２０１０／０１１２０８４号の装置および方法を使用して未処理の相（即ち、水性、脂肪組織、油）を分離するのに使用することができる。
誘電泳動力（Ｆｄｅｐ）は、２つの電極間の距離の関数として、またはそれらの間で発生する周波数により、変化することができる。正のＦｄｅｐ捕獲力がある場合、一般に、電極のギャップが拡がるほど、より少ない力が発生する。「クロスオーバー」閾値、即ち、ある点までＦｄｅｐが引力から反発力にまたはその逆を行くことができる値もある。言い換えれば、ある細胞集団が公知の電極ギャップ（例えば、１００ミクロン）およびある周波数で捕獲された場合、同じ細胞集団は、より大きなギャップ（例えば、１２５ミクロン）を使用して、しかしより高い周波数で、捕獲することもできる。しかし、この限界がクロスオーバー閾値である。
抗酸化剤をサンプルに添加して、誘電泳動緩衝させてもよい。抗酸化剤は、アスコルビン酸（ビタミンＣ）、グルタチオン、リポ酸、尿酸、カロテン、αトコフェロール（ビタミンＥ）、およびユビキノール（コエンザイムＱ）であってもよい。
さらに処理中に、細胞１１０に、７６０以上および４００から４５０ｎｍ（赤外線範囲）の波長と、光および偏光（４００〜２０００ｎｍ）で、刺激を与えてもよい。
本明細書に記述される電極アレイ１２２は、注射器の挿入物としてまたは水中バイオリアクターとして作ることができる。
本発明は、傾斜アレイ誘電泳動を使用して、誘電泳動液体媒体中で荷電粒子および／または細胞３８を分離するための方法およびデバイスである。本発明は、粒子および／または細胞３８を分離しながら光線療法も同時に行う能力を与える。隣接微小電極またはレーン障壁５８ａを使用して、個別のバイアルに最終溶出のために分離され閉じ込められた、各アレイ５８から収集された細胞を、保持する「区画」を生成する反発ＤＥＰ場を生成してもよい。
脂肪吸引流体は、介在アダプターによって一緒に接続された等しい容積の２つのバッグ（ＩＶバッグに類似しているが、より強靭である。）を使用して、脂肪および組織母材からＡＤＳＣを機械的に解離させるように、直列「コーム」に通すことによって処理されてもよい。アダプターは、いくつかのコームを狭い通路内に収容する。
一方のバッグには、未処理の脂肪吸引物が充填され、試験片がコーム内を移動して他方のバッグに入るように、外部から手動でまたは自動的に圧縮する。このプロセスを、材料が滑らかなコンシステンシーを有するまでかつバッグ間の流体移動中の抵抗が最小限になるまで繰り返す。次いで混合物を、カラム／レセプタクルに滅菌状態で移し、油／脂肪組織／水相に沈降させる。
次いで脂肪吸引物の相を分離する。これを行う１つの方法は、下記の微小電流検出に基づく：
ａ．小さな微小電流を、カラム／レセプタクルの脱出ポートの基部で２つのリード間に流す；
ｂ．異なる相（即ち、油／脂肪組織／水性）に接触したら、異なる導電率および／または抵抗率を検出する；
ｃ．コンピューターをプログラミングしてこの差を検出し、脱出ポートの基部で分流弁をそれぞれの収集レセプタクル／容器に切り換える。
水相または間質血管画分細胞および赤血球のさらなる分離は、下記のフリーフロー誘電泳動によって終了させることができる：
ａ．少なくとも１つが透明な２つの非伝導プレートで構成されたチャンバを、小さいギャップ（０から５ｍｍ）で区切る；
ｂ．２つの電極を、ギャップ内で離して配置する；
ｃ．電流を２つの電極に印加して、０．５から７００ボルト／ｃｍの間の誘電泳動場を生成する；
ｄ．チャンバに、生理緩衝液を充填する；
ｅ．緩衝液を、チャンバの上部開口から絶えず入れ換える；
ｆ．下方チャンバは、チャンバ内の流れを調節する調整弁を備えた脱出ポートを有する；
ｇ．サンプル注入ポートは、緩衝液ポートと電気リードとの間のどこかの場所に配置される；
ｈ．緩衝液ポートの滴下速度は、ドリップレギュレーター（ｉｖまたは点滴潅漑に類似している。）により規制する；
ｉ．サンプルポートの滴下速度は、緩衝液ポートと同様の手法および速度で規制することができる；
ｊ．チャンバは、緩衝液溢流ポートから出る前に細胞を収集することができる、多数のサンプル収集ポートも有する。
この装置は、使い捨て材料で製造されてもよい。この装置は、汚染のリスクを最小限に抑えかつＧＭＰ規格に従うために、「閉じた系」として形成されてもよい。
チャンバは、下記を含むように修正されてもよい：
Ｉ．細胞をサイズごとに分離する微視的障壁またはポートで構成された、分離を加速させる回折勾配；
II．能動的に分離されるように、したがって処理時間が最小限に抑えられるように、ＡＤＳＣを照射し最適化するためにパネルの前または後ろに配置されたＬＥＤ；および／または
III．電気リードからの過熱を防止するために、パネルの前および後ろに付加された冷却素子。
チャンバ４２の非矩形内部形状による誘電泳動場の不均衡を補償するために、追加の電極を配置してもよい。例えば、緩衝液チャンバの上方および下方態様を三角形状にすると、電極の頂点および下方極での電場強度がより弱くなる。多数の電極を補償するために、より大きな電圧または電流を、誘電泳動場の遠位端に向かって印加することができる。
残留物（非細胞流体）を、上記と同じ装置を使用してさらに処理してもよいが、今回は幹細胞関連のタンパク質を分離するのに使用される。
まとめると、本発明の特徴のいくつかは、下記の通りである：
１．２−Ｄ誘電泳動場を生成する、平面微小電極５８：
２．３−Ｄ誘電泳動場を生成する、フローセル４２のキャップとして働く第３のＩＴＯ電極６２
３．平面電極５８に取着された、ＡＣまたはＤＣ電流の波形発生器５０
４．第３のＩＴＯ電極６２に取着された、ＡＣまたはＤＣ電流の、別の波形発生器５０
５．インピーダンス試験のために第３のＩＴＯ電極に取着された定電圧源および接地
６．観察のための、上に重なる顕微鏡７４
７．顕微鏡７４の下で４５度のハーフミラー７８
８．ハーフミラー７８で反射しかつフローセル４２の中央に入るように、したがって２Ｄ電極５４以外に入るように、光学的に焦点を当てる、側方レーザ７８またはＩＰＬまたはＬＥＤ；
９．２Ｄ、３Ｄ、およびインピーダンス試験モードの間での切換えが容易になるように全ての電極に取着された、中央処理装置；
１０．細胞が順次増大する周波数に曝されるように流すための直列の多数のチャンバ４２
１１．全ての電極５８の周波数は、１Ｈｚから１００ＭＨｚの範囲にあってもよい。
１２．個別の収集ポートに接続されたチャンバ４２。
１３．細胞／粒子３８を誘電泳動緩衝液に懸濁した懸濁液で一杯になり、かつ細胞／粒子３８が電極５８に捕捉されたときに細胞／粒子３８の剪断が最小限になるように一定速度で送出される、フローセル４２およびチャンバ。
細胞／粒子３８の最終的な収集は、生理緩衝液または溶媒で行ってもよい。
微小電極５８は、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）、金、銅、白金、または任意の電気伝導表面などの任意の適切な材料で構成されてもよく、ガラス、プラスチック、アクリル、ＰＥＴ、ＰＭＭＳ、またはＰＤＭＳなどの（しかしこれらに限定されない）適切な基板上に配置されてもよい。
電極５８のピッチは、傾斜ＤＥＰ場が生成されるよう、微小電極５４の間の空間が徐々に広くなるようにまたは狭くなるように修正されてもよい。
電気信号または波形は、標準の正弦波以外の複合波形（即ち、三角波、積層四角波、漸進正弦波）が利用されるように修正されてもよい。
微小電極アレイ５８は、注射器に適合するように、修正されても適合されてもよい。
微小電極アレイ５８は、バイオリアクターに適合するように修正されてもよい。本発明の従来技術ではないが、バイオリアクターに適合する分析デバイスの例は、本社がＮｉｅｕｗｐｏｏｒｔｗｅｇ  １２、Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ  １０１、３１００  ＡＣ  Ｓｃｈｉｅｄａｍ、オランダにあるＡｐｐｌｉｋｏｎ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｂ．Ｖ．製のＢｉｏＳｅｐである。
現行のフリーフロー誘電泳動（ＦＦＥ）デバイスは、タンパク質分離、および細菌や均質化動物細胞などの一部の微生物の分離のためにも使用されてきた。６０ボルト／ｃｍの電場での骨細胞分離に関する古い雑誌論文では、驚くべきことに９０％の生存率が見出された。しかしこの文献では、脂肪吸引処理のためにＦＦＥを使用することに関して他に何も見出すことはできなかった。さらに、現在利用可能な最近のＦＦＥ装置は、使い捨てではなく、「優良医薬品製造」基準（臨床使用のため）を念頭に置いていない。本ＦＦＥは、複雑なポンプも必要とする。本発明は、装置内を緩衝液カーテンが移動するのにＩＶに類似した重力および滴下式システムを使用することによって、プロセスをより容易にし、より費用効率を高める。緩衝液チャンバの２つの独自の設計要素は：１．緩衝液の進入および脱出ポートで単一点まで規制するのを可能にする扇形端部と、２．拡分離を加速する散領域である。この利点は、デバイスが重力を使用しかつ滴下を制御して、緩衝液カーテンおよびサンプルを移動させることである。
レーン障壁５８ａは、ただ１つの流通方向で細胞３８を溶出させるため、斜めになっていてもよい。
電極５４間の距離は、ＤＥＰ場の傾斜を生成するために徐々に拡がっていてもよい。これは、ＳＶＦ混合物の細胞「プロファイル」を行うための素早く容易な診断試験として、おそらくは使用することができる。
同じ「傾斜」状電極５４は、上に重なる一組の斜めになったレーン障壁５８と共に使用することができる。
インジゴまたはメチレンブルーを使用して細胞を染色し、次いでそれを電極に流し、ビデオ（ＣＣＤ）カメラで記録をとることができる。
【実施例】
【０００９】
３Ｄ  ＤＥＰ構成：
一連の３つのフローチャンバを、流れごとに（電気的にではない。）直列に接続した。各チャンバを、ＩＴＯがコーティングされたガラス板で作製し、レーザでエッチングして、インターディジテートされた微小電極を、幅５０ミクロンおよびギャップまたはピッチ１００ミクロンのラインを用いて生成した。第３のＩＴＯでコーティングされたガラス板を、各フローチャンバのキャップとして使用し、したがって３Ｄ誘電泳動場が生成された。３５０ミクロンの障壁が、ＩＴＯでコーティングされたガラス板の間に配置された。
各チャンバを、２．５ｃｍ×７ｃｍ×３５０ミクロンのフローセルに外接するポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）ガスケットで封止した。各フローセルチャンバおよび関連する電極の組を、以下の示す異なる周波数で動作する個別の波形発生器に取着した。
装置全体を、倒立顕微鏡の真上に据えられた透明なＰｌｅｘｉｇｌａｓ（登録商標）上に載置した。コラーゲンを刺激するＬＥＤのフラットパネルを、顕微鏡が使用されないときに各フローセルの直上に配置した。
サンプル調製：
脂肪吸引から得た下澄液を、３００相対遠心力（ＲＣＦ）で遠心分離した。得られたペレットを洗浄し、スクロース、デキストロース、組織培地を含有する誘電泳動緩衝液に再懸濁し、リン酸緩衝溶液（ＰＢＳ）で均衡をとって、メートル当たり３０ミリシーベルトの導電率（ｍＳ／ｍ）を実現した。最終濃度は約１×１０６細胞／ｍＬであった。
フローセルを、ＤＥＰ緩衝液で一杯にし、波形発生器を始動させる前に１０分間浸したままにした。２−Ｄ波形発生器を、第１、第２、および第３のフローチャンバの電極の組それぞれについて、３０、６０、２００ｋＨｚに設定した。３Ｄ波形発生器は、１０分ごとにオンになるように、２分間はＸ周波数になるように、またその間は２−Ｄ波形発生器がオフになるように設定した。再懸濁したペレット（サンプル）を、制御された注射器ポンプにより１ｃｃ／分の速度で注入した。インピーダンス測定値が、各３−Ｄサイクルの終わりに得られた。
浸漬サイクルでは、清浄なＤＥＰ緩衝液のみが３０分間注入された。封入された細胞の直接的な視覚化は、倒立ステージ上で、光学顕微鏡により実現した。３つのチャンバを、個別の１５ｍＬのＦａｌｃｏｎチューブに溶出した。細胞の生存率および数は、フローサイトメトリーから得た。生存率は、下記の通りでああった：チャンバ１  ９５％、チャンバ２  ９７％、チャンバ３  ９８％；ＣＤ３４の存在  チャンバ１  なし、チャンバ２  あり、チャンバ３  なし。
粒子／細胞の不均質集団から粒子／細胞の画分を分離するのに誘電泳動を使用する方法およびデバイスについて、特定の実施形態を参照しながら記述してきた。しかし、以下に続き特許請求の範囲の精神およびその範囲から逸脱することなくその他の修正および強調を行うことができることを、本発明が関係する当業者に明らかにされるべきである。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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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】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【国際調査報告】
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2014531199.tif 000036
2014531199.tif 000037