(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のマイクロ流体ネットワークと、前記マイクロ流体ネットワークへのアクセスを提供する入口とを含むマイクロ流体プレートであって、
・前記マイクロ流体ネットワークのそれぞれは毛細管圧力障壁を含み、第１面を通って延在し、
・前記入口のそれぞれは底面を有する入口室によって形成され、
・支持構造は前記入口のそれぞれより上に提供され、前記支持構造は開口を画定し、少なくとも１つの支持部材を含み、前記支持部材は、前記第１面と平行に延在する第２面内に円を画定できるように前記開口に位置決めされ、前記円は最大限可能な径を有する一方、前記開口内に完全に位置付けられ、少なくとも１つの支持部材と接触し、前記開口は前記第２面において非円形形状を有し、
・前記支持構造は、第１空間を形成するように構成され、前記第１空間は前記第２面から前記入口室に向かって延在し、直円錐又は直円錐台の形状を有し、前記円は前記直円錐又は前記直円錐台の基準面を形成し、
・前記マイクロ流体プレートは以下の特徴Ａ又はＢを含み；
Ａ）前記直円錐の頂点又は前記直円錐台の先端面は前記入口室内に及び前記底面上に位置付けられる、又は、
Ｂ）前記直円錐の頂点又は前記直円錐台の先端面は前記入口室より上に垂直方向に又は前記入口室内に、前記底面から距離を置いて位置付けられ、追加の空間が形成され前記頂点又は前記先端面から前記底面まで延在し、
・第２空間は形成され、前記第２空間は前記第２面から前記入口室の中へ延在し、前記第１空間の外側に位置付けられる、
マイクロ流体プレート。
【請求項２】
前記入口は前記マイクロ流体ネットワークのマイクロ流体チャンネルへのアクセスを提供し、前記支持構造と前記円の間に延在する前記第２面の通気領域は、前記マイクロ流体チャンネルに対して垂直な断面によって形成されるチャンネル領域よりも大きい、請求項１に記載のマイクロ流体プレート。
【請求項３】
前記支持構造は前記開口を取り囲む内壁を含み、前記少なくとも１つの支持部材は前記内壁から横方向に延在する、請求項１に記載のマイクロ流体プレート。
【請求項４】
使用中に流体分注器の分注部分の端を前記開口に向かって案内する案内構造は、前記支持構造の上に提供される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のマイクロ流体プレート。
【請求項５】
前記少なくとも１つの支持部材は前記入口室と前記案内構造の間に位置付けられる、請求項４に記載のマイクロ流体プレート。
【請求項６】
前記支持構造は流体を保持する貯留部を形成するように構成され、前記貯留部は前記入口室より上に位置付けられる、請求項１〜５のいずれか一項に記載のマイクロ流体プレート。
【請求項７】
前記貯留部は前記入口室から前記第２面まで延在する、請求項６に記載のマイクロ流体プレート。
【請求項８】
前記案内構造は流体を保持するために追加の貯留部を形成するように構成され、前記追加の貯留部は前記貯留部の延長部分である、請求項６又は７に記載のマイクロ流体プレート。
【請求項９】
前記マイクロ流体プレートの前記支持構造は一体構造を形成するように相互に接続される、請求項１〜８のいずれか一項に記載のマイクロ流体プレート。
【請求項１０】
前記マイクロ流体プレートはＳＢＳマイクロタイタープレートの寸法と一致する、請求項１〜９のいずれか一項に記載のマイクロ流体プレート。
【請求項１１】
前記毛細管圧力障壁は、
・疎水性パッチ、又はストライプ、
・隠されたネットワーク材料に対してより低い親水性のパッチ又はストライプ、
・チャンネルの拡大、
・チャンネル内又は室内に一列に並べられた１つ又は複数の柱又は棒、
・チャンネル又は室基板内の溝、
・前記室容積への前記材料の突出
のいずれか１つである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のマイクロ流体プレート。
【請求項１２】
前記入口は前記マイクロ流体ネットワークのマイクロ流体チャンネルへのアクセスを提供し、前記毛細管圧力障壁は前記マイクロ流体チャンネル内に又は前記マイクロ流体チャンネルに接続されたマイクロ流体室内に存在する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のマイクロ流体プレート。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載のマイクロ流体プレートと、使用中に流体を分注する分注部分を有するピペットなどの流体分注器とを含み、前記分注部分は直円錐又は直円錐台の形状を有する端を含む、部品のキット。
【請求項１４】
前記開口に収容されているとき前記分注部分の前記端は前記支持構造の前記第１空間に嵌合し、前記分注部分の前記端は前記少なくとも１つの支持部材によって支持される、請求項１３に記載の部品のキット。
【請求項１５】
請求項１３又は１４に記載の部品のキットであって、
・前記分注部分の前記端は直円錐の形状を有し、その頂点は、前記端が前記開口に収容され前記少なくとも１つの支持部材によって支持されるとき、前記入口室内に又は前記入口室より上に垂直方向に、前記底面から距離を置いて位置付けられる、又は、
・前記分注部分の前記端は直円錐台の形状を有し、その先端面は、前記端が前記開口に収容され前記少なくとも１つの支持部材によって支持されるとき、前記入口室内に又は前記入口室より上に垂直方向に、前記底面から距離を置いて位置付けられる、
部品のキット。
【請求項１６】
前記第２空間は通気口を形成し、前記通気口は、前記分注部分の前記端が前記開口に収容され前記少なくとも１つの支持部材によって支持されるとき、前記入口室と周囲環境との間の流体連通を許容する、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の部品のキット。
【請求項１７】
マイクロ流体ネットワークを充填する方法であって、該方法は、
・請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の部品のキットを提供するステップと、
・前記流体分注器の前記分注部分の前記端を前記マイクロ流体プレートの前記支持構造の１つの前記開口に設置し、その結果、前記端が前記少なくとも１つの支持部材によって支持され、前記分注部分を前記各入口室より上に垂直方向に又は前記各入口室内に位置決めするようにするステップと、
・前記開口に収容され前記少なくとも１つの支持部材によって支持される前記分注部分を経由して液体又はゲル又はゲル前駆体を前記入口室中に排出するステップと
を含む方法。
【請求項１８】
前記支持構造と前記分注部分の前記端との間に延在する前記第２面内の通気領域を介して前記入口室及び／又は前記第２空間を通気するステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ流体ネットワークと、マイクロ流体ネットワークへのアクセスを提供する入口とを含むマイクロ流体プレートに関する。各マイクロ流体ネットワークは、毛細管圧力障壁を含む。各入口は、底面を有する入口室によって形成される。
【０００２】
実用の際、流体を分注するための端を持つ分注部分を有する流体分注器は、液体及び／又はゲル及び／又はゲル前駆体をマイクロ流体ネットワークに挿入し、それにより、毛細管圧力障壁によって液体／ゲル／ゲル前駆体の少なくとも１つを止める又はパターン化するために使用される。マイクロ流体プレートは、流体又はそれらの内容物を研究するために、又は流体又はそれらの内容物間の相互作用を査定するために使用することができる。そのような使用の例は、細胞、細菌、酵母菌及びその他など、寿命ベース粒子のアッセイ、反応又は培養を含み得る。
【０００３】
毛細管圧力障壁は例えばマイクロ流体ネットワークのマイクロ流体室を第１室部分及び第２室部分に分割することができる。細胞などの寿命ベース粒子を有する液体、ゲル又はゲル前駆体を、流体分注器の分注部分によって入口に排出することができる。前記液体又はゲル（前駆体）は入口からマイクロ流体室の第１室部分へ流れ込み、止められ、その前進は、毛細管圧力障壁の存在により制御される、又はパターン化される。液体又はゲル（前駆体）は毛管力によって、重力によって又は他の作動力によって、マイクロ流体ネットワークを介して移送することができる。
【０００４】
そのような毛細管圧力障壁の使用の例は、マイクロ流体ネットワークを、例えばゲルなどの第１流体で選択的に充填することである。マイクロ流体ネットワークが前記第１流体で充填される範囲は、ネットワーク中の流体の前進を停止する毛細管圧力障壁によって決定される。ゲル化すると、マイクロ流体ネットワークの残りの部分を第２流体で充填することができ、その結果、２種類の流体間の交換が起こる、又は流体若しくはそれらの成分間の反応が起こる。示されているその例は、培地灌流が側面に位置する細胞外マトリックスゲル中の細胞の３Ｄ培養である。これはＳ．Ｊ．Ｔｒｉｅｔｓｃｈ，Ｇ．Ｄ．Ｉｓｒａｅｌｓ，Ｊ．Ｊｏｏｒｅ，Ｔ．Ｈａｎｋｅｍｅｉｅｒ，Ｐ．Ｖｕｌｔｏ，Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ  ｔｉｔｅｒ  ｐｌａｔｅ  ｆｏｒ  ｓｔｒａｔｉｆｉｅｄ  ３Ｄ  ｃｅｌｌ  ｃｕｌｔｕｒｅ，Ｌａｂ  Ｃｈｉｐ  ２０１３，ｖｏｌ．１３，ｎｏ．１８，ｐｐ．３５４８−３５５４に広く記載されている。
【０００５】
毛細管圧力障壁の使用の他の例は、Ｃ．Ｐｈｕｒｉｍｓａｋ、Ｅ．Ｙｉｌｄｉｒｉｍ、Ｍ．Ｄ．Ｔａｒｎ、Ｓ．Ｊ．Ｔｒｉｅｔｓｃｈ、Ｔ．Ｈａｎｋｅｍｅｉｅｒ、Ｎ．Ｐａｍｍｅ、Ｐ．Ｖｕｌｔｏ、Ｐｈａｓｅｇｕｉｄｅ  ａｓｓｉｓｔｅｄ  ｌｉｑｕｉｄ  ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｐａｒｔｉｃｌｅ−ｂｅｓｅｄ  ａｓｓａｙｓ、Ｌａｂ  Ｃｈｉｐ、２０１４、ｖｏｌ．１４、ｎｏ．１３、ｐｐ．２３３４−２３４３、Ｐ．Ｖｕｌｔｏ、Ｇ．Ｄａｍｅ、Ｕ．Ｍａｉｅｒ、Ｓ．Ｍａｋｏｈｌｉｓｏ、Ｓ．Ｐｏｄｓｚｕｎ、Ｐ．Ｚａｈｎ、Ｇ．Ａ．Ｕｒｂａｎ、Ａ  ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ  ａｐｐｒｏａｃｈ  ｆｏｒ  ｈｉｇｈ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｌｏｗ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｗｅｉｇｈｔ  ＲＮＡ、Ｌａｂ  Ｃｈｉｐ、２０１０、ｖｏｌ．１０、ｎｏ．５、ｐｐ．６１０−６、Ｅｄｉｎｓｏｎ  Ｌｕｃｕｍｉ  Ｍｏｒｅｎｏ、Ｓｉｈａｍ  Ｈａｃｈｉ、Ｋａｔｈｒｉｎ  Ｈｅｍｍｅｒ、Ｓｅｂａｓｔｉａａｎ  Ｊ．Ｔｒｉｅｔｓｃｈ、Ａｉｄｏｓ  Ｓ．Ｂａｕｍｕｒａｔｏｖ、Ｔｈｏｍａｓ  Ｈａｎｋｅｍｅｉｅｒ、Ｐａｕｌ  Ｖｕｌｔｏ、Ｊｅｎｓ  Ｃ．Ｓｃｈｗａｍｂｏｒｎ及びＲｏｎａｎ  Ｍ．Ｔ．Ｆｌｅｍｉｎｇ、Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｎｅｕｒｏｅｐｉｔｈｅｌｉａｌ  ｓｔｅｍ  ｃｅｌｌｓ  ｉｎｔｏ  ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ｄｏｐａｍｉｎｅｒｇｉｃ  ｎｅｕｒｏｕｎｓ  ｉｎ  ３Ｄ  ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ  ｃｅｌｌ  ｃｕｌｔｕｒｅ、Ｌａｂ  Ｃｈｉｐ、Ｖｏｌ．１５、Ｎｏ．１１、ｐｐ．２４１９−２４２８、ＵＳ０２００７０２８０８５６Ａ１、ＵＳ０２００４０２４１０５１Ａ１、ＵＳ０００００４７６１３８１Ａ、ＵＳ０００００６２７１０４０Ｂ１、国際公開第２００６０７４６６５号パンフレット、ＵＳ６６０１６１３Ｂ２、ＵＳ６６３７４６３Ｂ１に記載されている。
【０００６】
毛細管圧力障壁は、前進を止める、制御する又は液体−空気メニスカスを成形する責任を負う。液体空気界面すなわちメニスカス上の圧力低下は、Ｙｏｕｎｇ−Ｌａｐｌａｃｅの式：
【数１】
0006640998.tif 000002
によって記載されるとおり２つの主曲率半径によって決定される。
【０００７】
式中、ΔＰはメニスカス上の圧力低下であり、γは液体−空気表面張力であり、Ｒ１及びＲ２はメニスカスの２つの主曲率半径である。
【０００８】
メニスカス上の正の圧力低下は、主に凸状の液体メニスカス形状に関連付けられる。正の圧力低下について、液体充填に関して下流方向にメニスカスを前進させるために外部圧力を適用する必要がある。負の圧力低下は、主に凹状のメニスカス形状に関連付けられる。負の圧力低下について、液体充填に関して下流方向にメニスカスが前進するために外部圧力を適用する必要はない。これは一般に毛管充填又は毛管力による充填と呼ばれる。
【０００９】
毛細管圧力障壁は、異なる化学特性を有するか、又は周囲のマイクロ流体ネットワークに対して形状の変化を提供し、その結果、毛細管圧力障壁上の又はそれを越えるメニスカス前進のΔＰを増大するマイクロ流体ネットワーク内の領域である。そのような毛細管圧力障壁は、前進するメニスカス上の圧力低下が主に親水性のネットワーク内の障壁において負から正へ変化するように設計することができる。従ってマイクロ流体ネットワークの親水性部分の充填は、毛管力によってのみ達成可能であるが、毛細管圧力障壁上を又はそれを越えて前進するためにメニスカスに追加の外部圧力を必要とする。そのような毛細管圧力障壁の一般的な実装は、周囲材料の親水性に対してより低い親水性の領域である。例としては、疎水性パッチ、若しくはストライプ、又は隠されたネットワーク材料に対してより低い親水性のパッチ若しくはストライプである。或いは、形状がメニスカスに主曲率半径を変化させ、その結果、メニスカス上の圧力低下が増大するように設計される場合、形状の変化により毛細管圧力障壁をもたらすこともできる。そのような幾何学的毛細管圧力障壁の例は、急激なチャンネルの拡大、室中の柱又は棒、チャンネル又は質基板中の溝並びに室容積への材料の突出を含む。ぬれ性の差と形状との組合せも、非常に効率的な毛細管圧力障壁をもたらすことができる。毛細管圧力障壁の多数の種類は、国際公開第２０１００８６１７９号パンフレット、国際公開第２０１２１２０１０１号パンフレット、及び国際公開第２０１４０３８９４３号パンフレットに記載され、それら３つの文献は全て参照により本明細書に組み込まれる。さらなる情報は、Ｅ．Ｙｉｌｄｉｒｉｍ、Ｓ．Ｊ．Ｔｒｉｅｔｓｃｈ、Ｊ．Ｊｏｏｒｅ、Ａ．ｖａｎ  ｄｅｎ  Ｂｅｒｇ、Ｔ．Ｈａｎｋｅｍｅｉｅｒ及びＰ．Ｖｕｌｔｏ、Ｐｈａｓｅｇｕｉｄｅｓ  ａｓ  ｔｕｎａｂｌｅ  ｐａｓｓｉｖｅ  ｍｉｃｒｏｖａｌｖｅｓ  ｆｏｒ  ｌｉｑｕｉｄ  ｒｏｕｔｉｎｇ  ｉｎ  ｃｏｍｐｌｅｘ  ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ、Ｌａｂ  Ｃｈｉｐ  ２０１４、ｖｏｌ．１４、Ｎｏ．１７、ｐｐ．３３３４−３３４０及びＵＳ６６０１６１３中に見出すことができる。
【００１０】
メニスカス固定（ｐｉｎｎｉｎｇ）の状態は、外部から適用される圧力が液体−空気メニスカスを毛細管圧力障壁上で又はそれを越えて前進させるのに不十分な時と見なされる。毛細管圧力障壁を越える前進は毛細管圧力障壁の破壊と呼ばれる。毛細管圧力障壁のバースト圧力は、毛細管圧力障壁を破壊するために液体メニスカスに外部から適用されなければならない圧力である。
【００１１】
毛細管圧力障壁は、流体流を止めるための、又は障壁破壊の順が制御される異なる弁動作概念としての、液体体積の選択的なパターン化、液体−空気メニスカスの制御された前進を含む、ある範囲の用途に使用される。
【背景技術】
【００１２】
本発明は、使用の際、全てのマイクロ流体ネットワークが、分注される液体、ゲル又はゲル前駆体で満足のいくように充填されるわけではないという洞察に基づいている。この場合、毛細管圧力障壁は、実験に必要なように作用しないことがある。これは、実験が成功しないという高いリスクがあることを意味する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、改善された又は少なくとも代替的なマイクロ流体プレートを提供する。
【００１４】
上記マイクロ流体プレートは、複数のマイクロ流体ネットワークと、該マイクロ流体ネットワークへのアクセスを提供する入口とを含み、
・各マイクロ流体ネットワークは毛細管圧力障壁を含み、第１面を通って延在し、
・各入口は、底面を有する入口室によって形成され、
・支持構造は各入口より上に提供され、支持構造は開口を画定し、少なくとも１つの支持部材を含み、支持部材は、第１面と平行に延在する第２面内に円を画定できるように開口に位置決めされ、円は最大限可能な径を有する一方で開口内に完全に位置付けられ、少なくとも１つの支持部材と接触し、
・支持構造は、第１空間を形成するように構成され、第１空間は第２面から入口室に向かって延在し、直円錐又は直円錐台の形状を有し、円は直円錐又は直円錐台の基準面を形成し、
・マイクロ流体プレートは以下の特徴Ａ又はＢを含み；
Ａ）直円錐の頂点又は直円錐台の先端面は入口室内に及び底面上に位置付けられる、又は、
Ｂ）直円錐の頂点又は直円錐台の先端面は入口室より上に垂直方向に又は入口室内に、底面から距離を置いて位置付けられ、追加の空間が形成され頂点又は先端面から底面まで延在し、
・第２空間は形成され、第２空間は第２面から入口室の中へ延在し、第１空間の外側に位置付けられる。
【００１５】
マイクロ流体プレートの入口内に流体を分注するために通常使用される、ピペットなどの流体分注器は、使用中に流体がそこから分注される端を備えた分注部分を含み、ここで端は直円錐又は直円錐台の形状を有し、流体をそこから排出できる排出開口を有する。
【００１６】
マイクロ流体プレートが流体分注器と共に使用され、分注部分の端は開口中に、より詳細には少なくとも１つの支持部材によって画定される円に収容されるとき、支持構造の第１空間内に嵌合し、少なくとも１つの支持部材によって支持されるときに利点が得られる。
【００１７】
分注部分の端が直円錐の形状を有する状態において、その頂点（流体をそこから排出できる排出開口を有する）は、端が開口に、より詳細には少なくとも１つの支持部材によって画定された円に収容され、少なくとも１つの支持部材によって支持されるとき、入口室内に又は入口室より上に垂直方向に、底面から距離を置いて位置付けられる。流体は前記頂点の排出開口から排出される。
【００１８】
分注部分の端が直円錐台の形状を有する状態において、その先端面（流体をそこから排出できる排出開口を有する）は、端が開口に、より詳細には少なくとも１つの支持部材によって画定された円に収容され、少なくとも１つの支持部材によって支持されるとき、入口室内に又は入口室より上に垂直方向に、底面から距離を置いて位置付けられる。流体は前記先端面の排出開口から排出される。
【００１９】
流体を入口内に分注する最中、マイクロ流体プレートは、一般に水平面上に位置決めされ、水平面によって支持され、その結果、マイクロ流体ネットワークは、水平面と（実質的に）平行に延在する。これはマイクロ流体プレートの水平使用位置と見なすことができる。支持構造により、使用者は、分注部分の端が支持構造の開口に、より詳細には少なくとも１つの支持部材によって画定された円に収容され、少なくとも１つの支持部材によって支持されているとき、流体分注器の分注部分の端が、入口室より上に垂直方向に又は入口室内に、入口室の底面から距離を置いて位置付けられていることを主張される。液体、ゲル又はゲル前駆体が前記位置において分注部分の端によって分注されているとき、液体は入口室の中へ分注される。マイクロ流体ネットワークは、入口室と流体連通し、これにより十分な液体が、例えばマイクロ流体ネットワーク中の毛管圧力又は重力によって、前記液体のためのマイクロ流体ネットワークの部分の中へ移送されることが保証される。
【００２０】
疑念を回避するために、本発明によるマイクロ流体プレートの使用は水平使用位置に制限されないことに注意されたい。反対に、マイクロ流体プレートは、任意の角度で使用してよい。水平使用位置はここでは単に一例であり、本発明を説明するための手段として記載される。
【００２１】
知られているマイクロ流体プレートでは、液体は入口室に正確に分注されずそれに隣接して分注されることがあった。この場合、入口又はアクセス孔の縁部の固定効果により流体がマイクロ流体チャンネルネットワークに入ることが阻止される可能性がある。他の例では、入口の角に向かう不正確な分注の結果、毛管力が液滴を角位置に維持したかもしれない、又は角に沿った吸上げ効果が流体をマイクロ流体ネットワーク以外の場所に分配したかもしれない。再度他の例では、入口に隣接する不正確な分注は、毛管圧力又は重力だけではマイクロ流体ネットワークを充填するのに不十分だったという事実をもたらした。同じく、不正確な分注は、マイクロ流体ネットワークを十分に充填するのに十分な流体が入口室内に位置付けられないというリスクを高める。他の知られているマイクロ流体プレートでは、分注部分の端（実際には分注先端部とも呼ばれる）は入口底面に対しシールを形成し、それにより分注の際にその内容物を徐々に解放することが阻止される。これは、内容物が解放されず、圧下に解放されるという事実をもたらし得る。これは、液体がマイクロ流体ネットワーク中に能動的に推進され、毛細管圧力障壁が破壊され、その結果、マイクロ流体プレートが誤動作するというリスクがある。
【００２２】
さらに別の知られているマイクロ流体プレートでは、分注先端部は支持構造又は入口孔に対してシールを形成することがある。この場合、入口室はマイクロ流体チャンネルネットワークを介して通気される。分注に必要な圧力は、マイクロ流体装置に注入され毛細管圧力障壁の不要な破壊をもたらし得る流体と直接連通し、これはマイクロ流体プレートの誤動作につながる。
【００２３】
能動的な圧力は制御が困難であり、特に、正確な体積量がそれで分注される圧力よりもむしろ正確な体積量を分注するために設計されたピペットなどの分注手段を用いる場合、困難である。毛細管圧力障壁を有するマイクロ流体ネットワークを含むマイクロ流体プレートの場合、これは、適用される圧力が大きすぎることにより毛細管圧力障壁の不要な破壊が生じるような問題を引き起こすかもしれない。マイクロ流体装置を流体で選択的に首尾よく充填するために、分注手段をマイクロ流体チャンネル入口の間近に位置決めすることに加えて、チャンネル入口と分注手段との間のシールが防止され、それにより圧力の蓄積が生じず、マイクロ流体システムは主に毛管力によって充填されることが必要とされる。
【００２４】
本発明によるマイクロ流体プレートにおいて、第２空間は通気口を形成し、通気口は、分注部分の端が開口に収容され少なくとも１つの支持部材によって支持されるとき、入口室と周囲環境との間の流体連通を許容する。
【００２５】
通気口は、入口室及びマイクロ流体ネットワーク中の圧力の蓄積を防止又は制限する。圧力の増大はマイクロ流体ネットワークを液体で充填する際に負の影響をもたらす可能性がある。圧力の増大は例えば液体を毛細管圧力障壁に押し付ける可能性がある。そのようにして毛細管圧力障壁は破壊され、マイクロ流体プレートが正常に機能することを潜在的に妨げる。そのような誤動作するマイクロ流体プレートの例は、毛細管圧力障壁が意図せず破壊すると、第１液体又はゲルはネットワークの部分を選択的に充填せず、空のままであるように意図されたネットワークの部分を液体で充填することである。このようにマイクロ流体プレート中の複数の液体の意図されて制御された相互作用、アッセイ、反応又は接触を阻む。
【００２６】
加えて、入口室への直接の通気口を提供することは、マイクロ流体ネットワーク自体が蓄積された圧力を解放する導管として作用することを防止する。このように、分注された液体の注入圧力は、マイクロ流体ネットワークへの流体の導入から効果的に切り離される。マイクロ流体プレートの実施形態において、開口は第２面において非円形形状を有する。
【００２７】
マイクロ流体プレートの実施形態において、入口はマイクロ流体ネットワークのマイクロ流体チャンネルへのアクセスを提供し、支持構造と円との間に延在する第２面の通気領域は、マイクロ流体チャンネルに対して垂直な断面によって形成されるチャンネル領域よりも大きい。
【００２８】
これは、より大きい通気領域はマイクロ流体チャンネルネットワークに関する低減された液圧抵抗を暗示するので、本発明の重要な特徴である。低い液圧抵抗は、ガラス又は液体の流出の大部分がマイクロ流体チャンネルネットワークではなく通気領域を介して起こることを意味する。これは、流体メニスカスがマイクロ流体チャンネルネットワーク内を前進する速度から分注圧力が効果的に切り離されることを意味する。
【００２９】
マイクロ流体プレートの実施形態において、支持構造は開口を囲む内壁を含み、少なくとも１つの支持部材は内壁から横方向に延在する。少なくとも１つの支持部材は内壁から、内壁によって画定される容積内に突出する。
【００３０】
マイクロ流体プレートの実施形態において、使用中に流体分注器の分注部分の端を開口に向かって案内する案内構造は支持構造の上に提供される。
【００３１】
マイクロ流体プレートの実施形態において、少なくとも１つの支持部材は入口室と案内構造の間に位置付けられる。
【００３２】
マイクロ流体プレートの実施形態において、支持構造は流体を保持する貯留部を形成するように構成され、貯留部は入口室より上に位置付けられる。
【００３３】
マイクロ流体プレートの実施形態において、貯留部は入口室から第２面まで延在する。
【００３４】
マイクロ流体プレートの実施形態において、案内構造は流体を保持する追加の貯留部を形成するように構成され、追加の貯留部は貯留部の延長部分である。
【００３５】
マイクロ流体プレートの実施形態において、毛細管圧力障壁は、
・疎水性パッチ、又はストライプ、
・隠されたネットワーク材料に対してより低い親水性のパッチ又はストライプ、
・チャンネルの拡大、
・チャンネル又は室内に一列に並べられた１つ又は複数の柱又は棒、
・チャンネル又は室基板内の溝、
・室容積への材料の突出、
のいずれか１つである。
【００３６】
マイクロ流体プレートの実施形態において、入口はマイクロ流体ネットワークのマイクロ流体チャンネルへのアクセスを提供し、毛細管圧力障壁は、マイクロ流体チャンネル内に又はマイクロ流体チャンネルに接続されたマイクロ流体室内に存在し、毛細管圧力障壁は、前記マイクロ流体チャンネル又はマイクロ流体室の幅又は高さ全体に沿って延在する。
【００３７】
疑念を回避するために、生物学、生化学又は実験器具の当業者は、本発明によるマイクロ流体プレートの実施形態を、複数のマイクロ流体ネットワークと、前記マイクロ流体ネットワークへのアクセスを提供する入口とを含むマイクロタイタープレートとして認識し得、ここで、
・各マイクロ流体ネットワークは毛細管圧力障壁を含み、第１面を通って延在し、
・各入口は底面を有する入口室によって形成され、
・各入口より上に位置決めされたウェルが提供され、各ウェルはウェルの周囲によって画定された内部容積を有し、ウェルはさらに内部容積への少なくとも１つの突出を含み、突出は支持部材であり、
・少なくとも１つの突出は開口を画定し、その結果、第１面と平行に延在する第２面内に円を画定することができ、円は最大限可能な径を有する一方で開口内に完全に位置付けられ、少なくとも１つの突出と接触し、及び第１空間が形成され、第１空間は第２面から入口室に向かって延在し、直円錐又は直円錐台の形状を有し、円は直円錐又は直円錐台の基準面を形成し、
・マイクロ流体プレートは以下の特徴Ａ又はＢを含み；
Ａ）直円錐の頂点又は直円錐台の先端面は入口室内に及び底面上に位置付けられる、又は、
Ｂ）直円錐の頂点又は直円錐台の先端面は入口室より上に垂直方向に又は入口室内に、底面から距離を置いて位置付けられ、追加の空間が形成され頂点又は先端面から底面まで延在し、
・第２空間は形成され、第２空間は第２面から入口室の中へ延在し、第１空間の外側に位置付けられる。
【００３８】
上に記載したマイクロ流体プレートは本発明の一部であり、本発明の態様を説明するためにわずかに変更された表現を提供する。
【００３９】
マイクロ流体プレートの実施形態において、案内構造及び貯留部構造は、単一構造として一体化される。
【００４０】
マイクロ流体プレートの実施形態において、マイクロ流体プレートの支持構造は、一体構造を形成するように相互に接続される。
【００４１】
マイクロ流体プレートの実施形態において、マイクロ流体プレートはＳＢＳマイクロタイタープレートの寸法の少なくとも一部と一致する。
【００４２】
マイクロ流体プレートの実施形態において、第１入口の少なくとも一部の間のピッチはＳＢＳマイクロタイタープレートのウェル間のピッチと一致する。
【００４３】
マイクロ流体プレートの実施形態において、第１入口の少なくとも一部の間のピッチは２．２５ｍｍの倍数である。
【００４４】
マイクロ流体プレートの実施形態において、第２空間は、円の外側に位置付けられた第２面に存在する。
【００４５】
マイクロ流体プレートの実施形態において、追加の空間は第２面に対して垂直に延在する。
【００４６】
マイクロ流体プレートの上に定義した実施形態の特徴の任意の数の任意の組合せが可能であることは当業者に明らかであろう。
【００４７】
本発明はさらに、本発明によるマイクロ流体プレートと、使用中に流体がそこから分注される分注部分を有するピペットなどの流体分注器とを含む部品のキットに関し、分注部分は直円錐又は直円錐台の形状を有する端を含む。
【００４８】
部品のキットの実施形態において、開口に、より詳細には少なくとも１つの支持部材によって画定される円に収容されるとき、分注部分の端は、支持構造の第１空間に嵌合し、分注部分の端は少なくとも１つの支持部材によって支持される。
【００４９】
部品のキットの実施形態において、
・分注部分の端は直円錐の形状を有し、その頂点は、端が開口に、より詳細には少なくとも１つの支持部材によって画定された円に収容され少なくとも１つの支持部材によって支持されるとき、入口室内に又は入口室より上に垂直方向に、底面から距離を置いて位置付けられる、又は、
・分注部分の端は直円錐台の形状を有し、その先端面は、端が開口に、より詳細には少なくとも１つの支持部材によって画定された円に収容され少なくとも１つの支持部材によって支持されるとき、入口室内に又は入口室より上に垂直方向に、底面から距離を置いて位置付けられる。
【００５０】
断面側面図で見るとき、分注部分の端の直円錐の頂点の又は直円錐台の先端面の排出開口は、分注部分の端が開口に収容され少なくとも１つの支持部材によって支持されるとき、入口室の外縁を通って伸びる垂直な線の間に位置付けられる。
【００５１】
上面図で見ると、分注部分の端の直円錐の頂点の又は直円錐台の先端面の排出開口は、分注部分の端が開口に収容され少なくとも１つの支持部材によって支持されるとき、入口室の外縁内に位置付けられる。
【００５２】
部品のキットの実施形態において、第２空間は通気口を形成し、通気口は、分注部分の端が開口に、より詳細には少なくとも１つの支持部材によって画定された円に収容され、少なくとも１つの支持部材によって支持されるとき、入口室と周囲環境との間の流体連通を許容する。
【００５３】
部品のキットの実施形態において、マイクロ流体プレートの支持構造の少なくとも一部の開口は、互いに所定の距離を置いて位置付けられ、流体分注器は互いに対応する所定の距離を置いて位置付けられた端を有する複数の分注部分を含む。
【００５４】
部品のキットの上に定義した実施形態の任意の数の特徴の任意の組合せが可能であることは明らかである。
【００５５】
本発明はさらに、マイクロ流体ネットワークを充填する方法に関し、方法は、
・本発明による部品のキットを提供するステップと、
・流体分注器の分注部分の端をマイクロ流体プレートの支持構造の１つの開口に設置し、その結果、端が少なくとも１つの支持部材によって支持され、分注部分を各入口室より上に垂直方向に又は各入口室内に位置決めするようにするステップと、
・開口に収容され少なくとも１つの支持部材によって支持される分注部分を経由して液体又はゲル又はゲル前駆体を入口室中に排出するステップと
を含む。
【００５６】
実施形態において前記方法はさらに、支持構造と分注部分の端との間に延在する第２面内の通気領域を介して入口室及び／又は第２空間を通気するステップを含む。
【００５７】
方法の実施形態において、
・マイクロ流体プレートの支持構造の少なくとも一部の開口は互いに所定の距離を置いて位置付けられ、流体分注器は互いに対応する所定の距離を置いて位置付けられた端を有する複数の分注部分を含み、
・排出部分の端は支持構造の前記少なくとも一部の開口に設置され、その結果、分注部分は少なくとも１つの支持部材によって支持され、分注部分を各入口室より上に垂直方向に又は各入口室内に位置決めするようにし、
・開口に収容され少なくとも１つの支持部材によって支持される分注部分を経由して液体又はゲル又はゲル前駆体は入口室内に排出される。
【００５８】
本発明はさらに、
・使用中に流体がそれから分注される端を備えた分注部分を有するピペットなどの流体分注器と、
・複数のマイクロ流体ネットワークと、マイクロ流体ネットワークへのアクセスを提供する入口とを含むマイクロ流体プレートと
を含む部品のキットに関し、
・各マイクロ流体ネットワークは毛細管圧力障壁を含み、
・各入口は、底面を有する入口室によって形成され、
・支持構造は各入口より上に提供され、支持構造は分注部分の端を収容する開口を画定し、少なくとも１つの支持部材を含み、少なくとも１つの支持部材は、開口に収容された分注部分が入口の底面に向かって底面から所定の距離を越えて移動することを阻止するように端を支持し、
・支持構造は、開口に収容され少なくとも１つの支持部材によって支持される分注部分の端を入口室より上に垂直方向に又は入口室内に位置決めするように構成され、
・支持構造は通気口を含み、通気口は、分注部分の端が開口に収容され少なくとも１つの支持部材によって支持されるとき、入口室と周囲環境との間の流体連通を許容する。
【００５９】
本発明はさらに、複数のマイクロ流体ネットワークと、マイクロ流体ネットワークへのアクセスを提供する入口とを含むマイクロ流体プレートであって、
・各マイクロ流体ネットワークは毛細管圧力障壁を含み、
・各入口は、底面を有する入口室によって形成され、
・支持構造は各入口より上に提供され、支持構造は使用中にピペットなどの流体分注器の分注部分を収容する開口を画定し、少なくとも１つの支持部材を含み、少なくとも１つの支持部材は、開口に収容された分注部分が入口の底面に向かって底面から所定の距離を越えて移動することを阻止するように使用中に分注部分の端を支持し、
・支持構造は、開口に収容され少なくとも１つの支持部材によって支持される分注部分の端を、使用中に入口室より上に垂直方向に又は入口室内に位置決めするように構成され、
・支持構造は通気口を含み、通気口は、使用中に分注部分の端が開口に収容され少なくとも１つの支持部材によって支持されるとき、入口室と周囲環境との間の流体連通を許容する
マイクロ流体プレートに関する。
本発明による部品のキット、方法及びマイクロ流体プレートの実施形態を、添付の概略図面を参照して単に例として記載する。図面中、対応する参照符号は対応する部品を示す。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明によるマイクロ流体プレートの第１実施形態の斜視図を概略的に示す。
【図２】図１のマイクロ流体プレートの上面図を概略的に示す。
【図３】図１のマイクロ流体プレートの底面図を概略的に示す。
【図４ａ】図１のマイクロ流体プレートのマイクロ流体ネットワークの１つの部分の拡大上面図を概略的に示す。
【図４ｂ】図４ａの線ＩＶＢ−ＩＶＢに沿った断面図を概略的に示す。
【図４ｃ】図４ａのマイクロ流体ネットワークの底面図を概略的に示す。
【図４ｄ】図４ｂの断面図を概略的に示し、図中、第１面及び第２面が示されている。
【図４ｅ】図４ａの上面図を概略的に示し、図中、支持部材によって画定された円が示されている。
【図４ｆ】図４ｂの断面図を概略的に示し、図中、直円錐の形状の第１空間が示されている。
【図４ｇ】本発明によるマイクロ流体プレートのさらなる実施形態の図４ｆに似た図を概略的に示し、図中、直円錐の形状の第１空間が示されている。
【図４ｈ】本発明によるマイクロ流体プレートのさらなる実施形態の図４ｆに似た図を概略的に示し、図中、直円錐台の形状の第１空間が示されている。
【図４ｉ】本発明によるマイクロ流体プレートのさらなる実施形態の図４ｆに似た図を概略的に示し、図中、直円錐台の形状の第１空間が示されている。
【図５ａ】図４ａの上面図を概略的に示し、図中、流体分注器の分注部分は支持構造の開口に収容され支持部材によって支持されている。
【図５ｂ】図５ａの線ＶＢ−ＶＢに沿った断面図を概略的に示す。
【図５ｃ】図５ａの線ＶＣ−ＶＣに沿った断面図を概略的に示す。
【図５ｄ】図５ｂの線ＶＤ−ＶＤに沿った断面図を概略的に示す。
【図５ｅ】図５ａの本発明による部品のキットの第１実施形態の斜視図を概略的に示す。
【図６ａ】本発明による部品のキットの第２実施形態の上面図を概略的に示す。
【図６ｂ】図６ａの線ＶＩＢ−ＶＩＢに沿った断面図を概略的に示す。
【図６ｃ】図６ａの線ＶＩＣ−ＶＩＣに沿った断面図を概略的に示す。
【図６ｄ】図６ｂの線ＶＩＤ−ＶＩＤに沿った断面図を概略的に示す。
【図７ａ】本発明による部品のキットの第３実施形態の上面図を概略的に示す。
【図７ｂ】図７ａの線ＶＩＩＢ−ＶＩＩＢに沿った断面図を概略的に示す。
【図７ｃ】図７ａの線ＶＩＩＣ−ＶＩＩＣに沿った断面図を概略的に示す。
【図７ｄ】図ｂの線ＶＩＩＤ−ＶＩＩＤに沿った断面図を概略的に示す。
【図８ａ】本発明による部品のキットの第４実施形態の上面図を概略的に示す。
【図８ｂ】図８ａの線ＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢに沿った断面図を概略的に示す。
【図８ｃ】図８ａの線ＶＩＩＩＣ−ＶＩＩＩＣに沿った断面図を概略的に示す。
【図８ｄ】図８ｂの線ＶＩＩＩＤ−ＶＩＩＩＤに沿った断面図を概略的に示す。
【図９ａ】図１の単一支持構造の上面図を概略的に示す。
【図９ｂ】図９ａの単一支持構造の代替実施形態の上面図を概略的に示す。
【図９ｃ】図９ａの単一支持構造の別の代替実施形態の上面図を概略的に示す。
【図１０ａ】図１の単一マイクロ流体ネットワークの上面図を概略的に示す。
【図１０ｂ】図１０ａのマイクロ流体ネットワークの部分ＸＢの拡大図を概略的に示す。
【図１０ｃ】図１０ｂの線ＸＣ−ＸＣに沿った断面図を概略的に示す。
【図１０ｄ】図１０ａの線ＸＤ−ＸＤに沿った断面図を概略的に示す。
【図１１ａ】毛細管圧力障壁の代替実施形態の図１０ｂに似た図を概略的に示す。
【図１１ｂ】図１１ａの線ＸＢ−ＸＢに沿った断面図を概略的に示す。
【図１１ｃ】図１１ａの線ＸＣ−ＸＣに沿った断面図を概略的に示す。
【図１２ａ】本発明による部品のキットの作動を図８ａの線ＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢに沿った垂直断面において概略的に示す。
【図１２ｂ】本発明による部品のキットの作動を図８ａの線ＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢに沿った垂直断面において概略的に示す。
【図１２ｃ】本発明による部品のキットの作動を図８ａの線ＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢに沿った垂直断面において概略的に示す。
【図１２ｄ】本発明による部品のキットの作動を図８ａの線ＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢに沿った垂直断面において概略的に示す。
【図１２ｅ】本発明による部品のキットの作動を図８ａの線ＶＩＩＩＣ−ＶＩＩＩＣに沿った垂直断面において概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
図１、２及び３は、本発明によるマイクロ流体プレート１の第１実施形態を示す。示されるマイクロ流体プレート１は、ＳＢＳ基準に従う３８４ウェルマイクロタイタープレートの寸法を有し、９６個のマイクロ流体ネットワーク２を含む。各ウェル４１は、マイクロ流体ネットワーク２の入口３に接続される。各マイクロ流体ネットワーク２は、３つの入口３（第１入口３Ａ、第２入口３Ｂ及び第３入口３Ｃ）と流体連通している。１つの列の中に位置付けられた第１入口３Ａ間のピッチは、この場合、３８４ウェルプレートのＳＢＳマイクロタイタープレートの寸法に一致する。同じことが第２入口３Ｂ及び第３入口３Ｃにもあてはまる。視認用窓３３は各マイクロ流体ネットワーク２の上に位置決めされる。視認用窓３３はマイクロ流体ネットワーク２の一部への光学的アクセスを可能にする。マイクロ流体ネットワーク２は、図３の底面図において概略的に示されている。
【００６２】
入口３Ａ、３Ｂ及び３Ｃ並びに視認用窓３３は、全てが同じ機能を有する列として配置される。列は互いに離間され、そのピッチはこの場合３８４ウェルプレートのＳＢＳマイクロタイタープレートの寸法に一致する。
３８４ウェルプレートのウェル間のピッチは、４．５ｍｍに一致する。これは単に例によるものであり、本発明によるマイクロ流体プレートは、同じ機能のウェル間の又は異なる機能のウェルの列間のいかなるピッチを有してもよい。例えば、視認用窓は、９ｍｍのピッチになるように拡大されてもよい。
【００６３】
本発明によるマイクロ流体プレートは、図１、２及び３に示されるような入口及び視認用窓の配列に制限されない。反対に、任意の数の入口及び視認用窓を含むマイクロ流体ネットワークが本発明の一部であってもよい。
【００６４】
同じ種類の列中の入口及び視認用窓の配列が、例によってここに示されている。本発明によるマイクロ流体プレートは、この配列に制限されない。
【００６５】
入口に言及するとき、入口は出口又は通気口として使用することもできることはマイクロ流体の当業者には明らかである。
【００６６】
図４ａは、マイクロ流体ネットワーク２の１つの図１のマイクロ流体プレート１の部分の拡大上面図を示す。マイクロ流体ネットワーク２は、第１入口３Ａに接続された第１マイクロ流体チャンネル３５と、第２入口３Ｂに接続された第２マイクロ流体チャンネル３６と、第３入口３Ｃに接続された第３マイクロ流体チャンネル３７とを含む。毛細管圧力障壁４がマイクロ流体室３８を第１部分３９と第２部分４０に分割している。第１マイクロ流体チャンネル３５はマイクロ流体室３８の第１部分３９と連通し、第２マイクロ流体チャンネル３６及び第３チャンネル３７はマイクロ流体室３８の第２部分４０と連通している。図４ｂは、図４ａの線ＩＶＢ−ＩＶＢに沿った断面図を示す。図４ｃは、図４ａのマイクロ流体ネットワーク２の底面図を示す。
【００６７】
マイクロ流体プレート１は、複数のマイクロ流体ネットワーク２と、マイクロ流体ネットワーク２へのアクセスを提供する入口３とを含む。各マイクロ流体ネットワーク２は、毛細管圧力障壁４を含み、第１面５（図４ｄ参照）を通って延在する。各入口３は、底面７を有する入口室６によって形成される。支持構造８が入口３の上に提供され、支持構造８は開口９を画定し、少なくとも１つの支持部材１０を含み、少なくとも１つの支持部材１０は、第１面５と平行に延在する第２面１２（図４ｄ参照）内に円１１（図４ｅ参照）を画定できるように開口９に位置決めされ、円１１は最大限可能な径を有する一方で開口９内に完全に位置付けられ、少なくとも１つの支持部材１０と接触する。支持構造８は、第１空間１４が形成される（図４ｆ参照）ように構成され、第１空間１４は第２面１２から入口室６の方へ延在し、直円錐１５（又は代替実施形態では直円錐台１６）の形態を有する。円１１は、直円錐１５（又は直円錐台１６）の基準面１７を形成する。直円錐１５の頂点１８（又は直円錐台１６の先端面１９）は入口室６内及び底面７上に位置付けられる。代替実施形態では、直円錐１５の頂点１８（又は直円錐台１６の先端面１９）は、入口室６より上に垂直方向に又は入口室６内に、及び底面７から距離を置いて位置付けられ、ここで追加の空間２０が形成され頂点１８（又は先端面１９）から底面７まで延在する。第２空間２１（図４ｅ及び４ｆ参照）が形成され、第２空間２１は第２面１２から入口室６へ延在し、第１空間１４の外側に位置付けられる。
【００６８】
図４ｄは図４ｂの断面図を示し、図には第１面５及び第２面１２が示されている。図４ｅは図４ａの上面図を示し、図には支持部材１０によって画定された円１１が示されている。支持構造８は４つの支持部材１０を含む。支持部材１０は、互いに接続される。図４ｆは図４ｂの断面図を示し、図には直円錐１５の形態の第１空間１４が示されている。直円錐１５の頂点１８は入口室６内に及び底面７上に位置付けられる。第２空間２１は図４ｅ及び４ｆに示され、第２面１２から入口室６内に延在し、第１空間１４の外側に位置付けられる。使用中、第２空間２１は通気口３１として機能する。
【００６９】
図４ｅに示される開口９は、第２面１２において非円形形状を有し、より詳細には正方形の形状を有する。支持構造８は開口９を取り囲む内壁２２を含み、少なくとも１つの支持部材１０は内壁２２から横方向に延在する（図４ｂ参照）。
【００７０】
使用中、流体分注器２８の分注部分２３の端３０を開口９の方に案内する案内構造２３が、支持構造８の上に提供される。少なくとも１つの支持部材１０は、入口室６と案内構造２３との間に位置付けられる。
【００７１】
支持構造８は、流体を保持する貯留部２４を形成するように構成され、貯留部２４は入口室６の上に位置付けられる。貯留部２４は第１内部容積５１を有する。貯留部２４は入口室６から第２面１２まで延在する。案内構造２３は、流体を保持する追加貯留部２５を形成するように構成され、追加貯留部２５は開口を経由する貯留部２４の延長部分である。追加貯留部は第２内部容積５２を有する。両貯留部２４、２５の第１及び第２内部容積５１、５２は、組み合わされた貯留部２４、２５の合計内部容積を形成する。少なくとも１つの支持部材は、貯留部２４、２５の前記内部容積内に突出する。
【００７２】
マイクロ流体プレート１の支持構造８は、相互に接続され、一体構造２６を形成する。マイクロ流体プレート１は、ＳＢＳマイクロタイタープレートの寸法と一致するマイクロタイタープレートの寸法を有する。相互接続された支持構造８は、マクロタイタープレートの１つ又は複数のウェル４１と同様のピッチで位置決めされる。組み合わされた貯留部２３及び８は１つ又は複数のウェル４１を形成する。相互接続された支持構造８の開口９間のピッチは、ＳＢＳマイクロタイタープレートの寸法に一致する。異なる実施形態ではマイクロ流体プレート１はＳＢＳ標準寸法に制限されず、異なる目的のために異なる寸法を有してもよいことは当業者には明らかであろう。
【００７３】
図４ｇは本発明によるマイクロ流体プレート１のさらなる実施形態の、図４ｆに似た図を示し、図中、直円錐１５の形態の第１空間１４が示されている。直円錐１５の頂点１８は底面７の上に及びそれから距離を置いて垂直方向に位置付けられる。追加空間２０が形成され頂点１８から底面７まで延在する。第２空間２１が形成され、第２空間２１は第２面１２から入口室６内へ延在し、第１空間１４の外側に位置付けられる。さらに別の実施形態では、直円錐１５の頂点１８は、入口室６内に及び底面７から距離を置いて位置付けられる。
【００７４】
図４ｈは本発明によるマイクロ流体プレート１のさらなる実施形態の、図４ｆに似た図を示し、図中、直円錐台１６の形態の第１空間１４が示されている。直円錐台１６の先端面１９は入口室６内に及び底面７上に位置付けられる。第２空間２１が形成され、第２空間２１は第２面１２から入口室６の中へ延在し、第１空間１４の外側に位置付けられる。
【００７５】
図４ｉは本発明によるマイクロ流体プレート１のさらなる実施形態の、図４ｆの図に似た図を示し、図中、直円錐台１６の形態の第１空間１４が示されている。直円錐台１６の先端面１９は底面７の上に及びそれから距離を置いて垂直方向に位置付けられる。追加空間２０が形成され、先端面１９から底面７まで延在する。第２空間２１が形成され、第２空間２１は第２面１２から入口室６の中へ延在し、第１空間１４の外側に位置付けられる。さらに別の実施形態では、直円錐台１６の先端面１９は、入口室６内に及び底面７から距離を置いて位置付けられる。
【００７６】
一実施形態において、マイクロ流体プレート１は、複数のマイクロ流体ネットワーク２と、マイクロ流体ネットワーク２へのアクセスを提供する入口３とを含む。各マイクロ流体ネットワーク２は毛細管圧力障壁４を含む。各入口３は、底面７を有する入口室６によって形成される。支持構造８は各入口３の上に提供され、支持構造８は使用中、ピペットなどの流体分注器２８の分注部分２９を収容する開口９を画定する。支持構造８は、使用中、分注部分２９の端３０を支持する少なくとも１つの支持部材１０を含み、それにより、開口９に収容された分注部分２９が底面７から所定の距離を越えて入口３の底面７に向かって移動することを阻止するようにする。支持構造８は、使用中、開口９に収容され、少なくとも１つの支持部材１０によって支持された分注部分２９の端３０を、入口室６より上に垂直方向に又はその中に位置決めするように構成される。支持構造８は通気口３１を含み、通気口３１は、使用中、分注部分２９の端が開口９に収容され少なくとも１つの支持部材１０によって支持されるとき、入口室６と周囲環境３４との間の流体連通を許容する。
【００７７】
流体分注器２８はピペットであってもよい。ピペットは使い捨ての先端部を備えていてもいなくてもよい。ピペットは複数の実施形態として供給され、繰り返しピペット、並びに単一チャンネル及び多チャンネルピペットを含む。複数の形状がピペットのピペット先端部として存在する。圧倒的多数は、ピペット先端部の円錐形状又は円錐台形状を有し、又は円錐状に成形された又は円錐台状に成形されたピペット先端部の頂点を有する。ピペット先端部は円錐形状１５の頂点１８又は円錐台形状１６の先端面１９の位置に排出開口５０（これから流体が排出される）を有することは当業者には明らかである。同じく、多チャンネル頭部を含む多様な形状で提供されるロボット型分注器が使用されてもよい。単一チャンネルピペットの一般に使用される実施形態は、米国特許第７，６７４，４３２号明細書、米国特許第８，１３３，４５３号明細書及び米国特許第８，２９７，１３４号明細書に記載されているようなＥｐｐｅｎｄｏｒｆ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ（登録商標）ｐｌｕｓ０．５〜１０μＬピペット（Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ  ＡＧ、ドイツ、カタログ番号３１２０  ０００．０２０）である。多チャンネルピペットの一般に使用される実施形態は、米国特許第７，６７３，５３２号明細書に記載されているような０．５〜１００μＬ  ８チャンネルＥｐｐｅｎｄｏｒｆ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ（登録商標）ｐｌｕｓ多チャンネル（Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ  ＡＧ、ドイツ、カタログ番号３１２２  ０００．０１９）である。繰り返しピペットの場合一般に使用される実施形態は、米国特許第８，１１４，３６１号明細書、米国特許第８，４０８，０７９号明細書、米国特許第５，５７３，７２９号明細書、米国特許第６，４９９，３６５号明細書、米国特許第６，７７８，９１７号明細書、米国特許第７，５８５，４６８号明細書及び米国特許第７，７３１，９０８号明細書に記載されているようなＥｐｐｅｎｄｏｒｆ  Ｍｕｌｔｉｐｅｔｔｅ（登録商標）Ｍ４（Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ  ＡＧ、ドイツ、カタログ番号４９８２  ０００．０１２）である。
【００７８】
ピペット先端部の一般に使用される実施形態は、ＵＳ  Ｄ０４６５８５３号に記載されているようなＥｐｐｅｎｄｏｒｆ  １０μＬ  ｅｐＴ．Ｉ．Ｐ．Ｓ．（登録商標）Ｓｔａｎｄａｒｄ（Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ  ＡＧ、ドイツ、カタログ番号００３０  ０００．８１１）である。繰り返しピペットとともに使用するためのピペット先端部の一般に使用される実施形態は、ＵＳ  Ｄ０７０９６２３号及びＵＳ  Ｄ０７０６９４６号に記載されているような０．１ｍＬ  Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ  Ｃｏｍｂｉｔｉｐｓ  ａｄｖａｎｃｅｄ（登録商標）（Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ  ＡＧ、ドイツ、カタログ番号００３０  ０８９．４０５）である。
【００７９】
ピペッティングロボットの一般に使用される実施形態は、米国特許第８，３７７，３９６号明細書に記載されているようなＥｐｐｅｎｄｏｒｆ  ｅｐＭｏｔｉｏｎ（登録商標）５０７５１（Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ  ＡＧ、ドイツ、カタログ番号５０７５  ０００．３０１）である。
【００８０】
マイクロ流体ネットワーク２は、一般に、チャンネル、室、複数のチャンネル又は室或いはそれらの組合せを含み、少なくとも１つのチャンネル又は室の少なくとも１つの寸法が、１ミリメートル未満である。マイクロ流体ネットワークは、一般に、底部基板と、マイクロ流体ネットワークを含む層と頂部基板とを含む水平に積層された設定として構成される。マイクロ流体層は、頂部及び底部基板のどちらか又は両方に又はその上にパターン化されてもよい。
【００８１】
毛細管圧力障壁４は、チャンネル又は室形状又は材料中の低減したぬれ性の領域又は形状の拡大であり、毛細管圧力障壁上を又はそれを越えて前進するために液体−空気メニスカスにより高く適用される外部圧力を必要とする。毛細管圧力障壁は、疎水性パッチ、又はストライプ、又は隠された室材料に対してより低い親水性のパッチ又はストライプ、並びに急激なチャンネル拡大、室中の柱又は棒、チャンネル又は質基板中の溝並びに室容積への材料の突出であってもよい。同じく、上述のものの組合せは、毛細管圧力障壁をもたらしてもよい。入口３は、マイクロ流体チャンネルネットワーク２の一部と流体連通する入口室６を有する。典型的な入口室は、マイクロ流体装置の頂部基板中の穴として提供される。入口室（又は穴）は空間を提供し、空間内に液体又はゲル又はゲル前駆体を置くことができ、それはさらに毛管力、メニスカス力による、重力による、又は能動的圧力によりマイクロ流体ネットワークの中へ移動される。入口室は、支持構造と同じ材料から構成しなければならないかもしれないが必須ではない。
【００８２】
通気口３１は周囲大気３４に接続され、容積内に流体を注入する際の圧力の蓄積を防止又は制限する。ピペット先端部が入口室を封止する場合、圧力の蓄積はマイクロ流体ネットワーク内の流体の移動によってのみ解放することができる。この場合、毛細管圧力障壁の不要な破壊を防止するために、注入圧力の正確な制御が必要とされる。本発明による第２空間２１は、マイクロ流体ネットワーク２を通る以外の入口３と周囲大気３４との直接の連通を保証する。従って第２空間２１は入口３内の流体分注器２８からの流体が解放されるための通気口３１として作用する。分注された流体の注入圧力を、マイクロ流体チャンネルネットワークへの流体の導入から効果的に分離することができる。
【００８３】
図５ａは、図４ａの上面図を示し、図中、流体分注器２８の分注部分２９は支持構造８の開口９に収容され、支持部材１０によって支持される。図５ａは、本発明による部品のキット２７の第１実施形態を示す。図５ｂは図５ａの線ＶＢ−ＶＢに沿った断面の図を示す。図５ｃは、図５ａの線ＶＣ−ＶＣに沿った断面の図を示す。図５ｄは図５ｂの線ＶＤ−ＶＤに沿った断面の図を示す。図５ｅは、図５ａの本発明による部品のキット２７の第１実施形態の斜視的な図を概略的に示す。
【００８４】
示されている部品のキット２７は、マイクロ流体プレート１と、使用中流体が分注される分注部分２９を有するピペットなどの流体分注器２８とを含む。分注部分２９は、直円錐１５又は直円錐台１６の形状を有する端３０を含む。
【００８５】
分注部分２９の端３０は支持構造８の第１空間１４内に嵌合し、分注部分２９の端３０は開口９に収容されるとき少なくとも１つの支持部材１０によって支持される。
【００８６】
分注部分２９の端３０は直円錐１５の形状を有し、その頂点１８は、端３０が開口９に収容され少なくとも１つの支持部材１０によって支持されるとき、入口室６より上に垂直方向に及び底面７から距離を置いて位置付けられる。
【００８７】
入口室６より上に垂直方向に位置付けられる頂点１８は、入口室６を通って及び第２面７に対して垂直に延在する線と接触する。
【００８８】
図５ｂに示される垂直線４２は入口室６の外縁４３を通って延在する。入口室６より上に垂直方向に位置付けられる頂点１８は前記垂直線４２の間に位置付けられる。
【００８９】
入口室６の外縁４３は図４ａの上面図にも示されている。入口室６より上に垂直方向に位置付けられる頂点１８は、前記上面図で見るとき前記外縁４３内に位置付けられる。
【００９０】
第２空間２１は、分注部分２９の端３０が開口９に収容され少なくとも１つの支持部材１０によって支持されるとき、入口室６と周囲環境３４との間の流体連通を許容する通気口３１を形成する。
【００９１】
明らかに複数の通気口３１が本発明の一部として形成されてもよい。
【００９２】
マイクロ流体プレート１の支持構造８の少なくとも一部によって画定されるような開口９は、標準マイクロタイタープレートで使用されるウェル間のピッチの倍数である所定の距離を置いて互いに位置付けられる。このピッチは一般に２．２５ｍｍ、４．５ｍｍ、９ｍｍであり、それぞれ１５３６、３８４及び９６ウェルプレートに対応する。流体分注器２８は、各入口のピッチに対応する分注部分を有する標準型マルチピペット及びロボットヘッド分注器に従って離間された複数の分注部分を含んでもよい。
【００９３】
図５の部品のキット２７は、使用中に流体が分注される端３０を備えた分注部分２９を有するピペットなどの流体分注器２８と、複数のマイクロ流体ネットワーク２及びマイクロ流体ネットワーク２へのアクセスを提供する入口３を含むマイクロ流体プレート１とを含む。各マイクロ流体ネットワーク２は、毛細管圧力障壁４を含む。各入口３は底面７を有する入口室６によって形成される。支持構造８は各入口３の上に提供される。支持構造８は分注部分２９の端を収容する開口９を画定する。支持構造８は、分注部分２９の端３０を支持する少なくとも１つの支持部材１０を含み、それにより、開口９に収容された分注部分２９が底面７から所定の距離を越えて入口３の底面７に向かって移動することを阻止するようにする。支持構造８は、開口９に収容され、少なくとも１つの支持部材１０によって支持された分注部分２９の端３０を、入口室６より上に垂直方向に又はその中に位置決めするように構成される。支持構造８は通気口１３を含み、通気口１３は、分注部分２９の端３０が開口９に収容され少なくとも１つの支持部材１０によって支持されるとき、入口室６と周囲環境３４との間の流体連通を許容する。
【００９４】
分注部分２９の端３０は長手方向軸３２を有し、及び長手方向軸３２に対して垂直の断面において円形の形状を有し、支持構造８の開口９は、マイクロ流体ネットワーク２と平行に延在する面１２において非円形形状を有する。
【００９５】
分注部分２９の円錐状に成形された端３０の少なくとも一部は、長手方向軸３２に垂直な断面においてＤ１の径を有する。少なくとも１つの支持部材１０は、マイクロ流体ネットワーク２と平行に延在する面１２内に円１１を画定できるように開口９に位置決めされ、円１１は最大限可能な径を有する一方で開口９内に完全に位置付けられ、少なくとも１つの支持部材１０と接触する。円１１は径Ｄ１よりも小さい径Ｄ２を有する。
【００９６】
開口９に収容され、少なくとも１つの支持部材１０によって支持される分注部分２９の移動は、マイクロ流体ネットワーク２と、より詳細には面１２と平行ないずれの方向においても阻止される。
【００９７】
分注部分２９の端３０は直円錐１５の形状を有し、その頂点１８は、端３０が開口９に、より詳細には少なくとも１つの支持部材１０によって画定される円１１に収容され、少なくとも１つの支持部材１０によって支持されるとき、入口室６より上に垂直方向に及び底面７から距離を置いて位置付けられる。代替実施形態では頂点１８は、端が開口９に、より詳細には少なくとも１つの支持部材１０によって画定される円１１に収容され、少なくとも１つの支持部材１０によって支持されるとき、入口室６内に及び底面７から距離を置いて位置付けられる。排出開口５０（これから流体が排出される）は排出部分２９の円錐状に成形された端３０の頂点１８に位置付けられる。
【００９８】
支持構造８は４つの支持部材１０を含み、各支持部材１０は、分注部分２９の端３０との１つの接触領域を有するように構成される。
【００９９】
図１のマイクロ流体プレート１のマイクロ流体ネットワーク２を充填する方法は、
・図５の部品のキット２７を提供するステップと、
・流体分注器２８の分注部分２９の端３０をマイクロ流体プレート１の支持構造８の１つの開口９に設置し、端３０が少なくとも１つの支持部材１０によって支持され、分注部分２９を各入口室６より上に垂直方向に又はその中に位置決めするようにするステップと、
・開口９に収容され少なくとも１つの支持部材１０によって支持される分注部分２９を経由して入口室６中の液体又はゲル又はゲル前駆体を排出するステップとを含む。
【０１００】
図６ａは本発明による部品のキット２７の第２実施形態の上面図を示し、ここで分注部分２９の端３０は直円錐１５の形状を有する。図６ｂは図６ａの線ＶＩＢ−ＶＩＢに沿った断面の図を示す。図６ｃは図６ａの線ＶＩＣ−ＶＩＣに沿った断面の図を示す。図６ｄは図６ｂの線ＶＩＤ−ＶＩＤに沿った断面の図を示す。
【０１０１】
図７ａは本発明による部品のキット２７の第３実施形態の上面図を示し、ここで分注部分２９の端３０は直円錐台１６の形状を有する。図７ｂは図７ａの線ＶＩＩＢ−ＶＩＩＢに沿った断面の図を示す。図７ｃは図７ａの線ＶＩＩＣ−ＶＩＩＣに沿った断面の図を示す。図７ｄは図ｂの線ＶＩＩＤ−ＶＩＩＤに沿った断面の図を示す。
【０１０２】
分注部分２９の端３０は直円錐台１６の形状を有し、その先端面１９は、端３０が開口９に、より詳細には少なくとも１つの支持部材１０によって画定される円１１に収容され、少なくとも１つの支持部材１０によって支持されるとき、入口室６より上に垂直方向に及び底面７から距離を置いて位置付けられる。代替実施形態では先端面１９は、端３０が開口９に、より詳細には少なくとも１つの支持部材１０によって画定される円１１に収容され、少なくとも１つの支持部材１０によって支持されるとき、入口室６内に及び底面７から距離を置いて位置付けられる。排出開口５０（これから流体が排出される）は、排出部分２９の端３０の先端面１９に、より詳細には先端面１９の中心に位置付けられる。
【０１０３】
図８ａは本発明による部品のキット２７の第４実施形態の上面図を示し、ここで分注部分２９の端３０は直円錐台１６の形状を有する。図８ｂは図８ａの線ＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢに沿った断面の図を示す。図８ｃは図８ａの線ＶＩＩＩＣ−ＶＩＩＩＣに沿った断面の図を示す。図８ｄは図８ｂの線ＶＩＩＩＤ−ＶＩＩＩＤに沿った断面の図を示す。
【０１０４】
図９ａは図１の単一の支持構造８の上面図を示す。支持構造８は４つの支持部材１０を含み、各支持部材１０は分注部分２９の端３０との１つの接触領域を有するように構成される。支持構造８は互いに接続される。支持部材１０によって画定される円１１が示されている。第２面１２の通気領域６１は支持構造８、より詳細には支持部材１０と、円１１との間に延在する。通気領域６１は、使用中、図１０ａの線ＸＤによって示されるようなマイクロ流体チャンネル３５の長手方向軸に対して垂直な垂直断面によって形成されるチャンネル領域６２よりも大きい（図１０ｄ参照）。
【０１０５】
図９ｂは図９ａの支持構造の代替実施形態の上面図を示す。支持構造８は、互いに距離を置いて位置付けられた４つの支持部材１０を含む。同じく通気領域６１が示されている。
【０１０６】
図９ｃは図９ａの支持構造８の別の代替実施形態の上面図を示す。支持構造８は互いに距離を置いておかれた４つの支持部材１０を含む。
【０１０７】
図１０ａは図１の単一のマイクロ流体ネットワークの上面図を示す。マイクロ流体ネットワーク２は、第１入口３Ａに接続された第１マイクロ流体チャンネル３５と、第２入口３Ｂに接続された第２マイクロ流体チャンネル３６と、第３入口３Ｃに接続された第３マイクロ流体チャンネル３７とを含む。毛細管圧力障壁４はマイクロ流体室３８を第１部分３９及び第２部分４０に分割する。第１マイクロ流体チャンネル３５はマイクロ流体室３８の第１部分３９と連通する一方、第２マイクロ流体チャンネル３６及び第３マイクロ流体チャンネル３７はマイクロ流体室３８の第２部分４０と連通する。図１０ｂは図１０ａのマイクロ流体ネットワーク２の部分ＸＢの拡大図を毛細管圧力障壁の垂直なレベルにおける水平断面で示す。本発明によるマイクロ流体プレート１のいくつかの実施形態において、前記部分はマイクロ流体プレート１の視認用窓３３を通して見ることができる部分に対応する。液体４４はマイクロ流体チャンネルの第１半部内に位置付けられ、毛細管圧力障壁４上で固定されている。図１０ｃは図１０ｂの線ＸＣ−ＸＣに沿った垂直断面の図を示し、マイクロ流体ネットワーク２内に存在する毛細管圧力障壁４上で固定されている液体４４と空気４５とを示す。液体−空気メニスカス４６は図１０ｃに明白に示されている。
【０１０８】
図１０ｃ中のメニスカスは毛細管圧力障壁を越えて伸張し凹状の形状を有することに注意されたい。これは単に例である。メニスカスは凸状の形状を有してもよいが、ほとんどの場合、毛細管圧力障壁を越えて延在し得る。
【０１０９】
図１０ｄは第１マイクロ流体チャンネル３５に対して垂直な断面図を示す。液体が流れることができるチャンネル領域６２は明白に示されている。チャンネル領域６２はマイクロ流体チャンネル３５のチャンネル壁４８によって画定される。
【０１１０】
図１１ａは毛細管圧力障壁４の代替実施形態の図１０ｂに似た水平断面の図を示す。図１１ｂは図１１ａの線ＸＢ−ＸＢに沿った垂直断面の図を示す。図１１ｃは図１１ａの線ＸＣ−ＸＣに沿った垂直断面の図を示す。液体−空気メニスカス４４は毛細管圧力障壁４によって固定される。
【０１１１】
図１２ａ〜ｅは本発明によるマイクロ流体プレート及び部品のキットの作動を示す。図１２ａは図５ａの線ＶＢと似た線に沿った垂直断面を示す。少なくとも２つの支持部材１０によって支持された円錐頂点を備えた分注部分２９。分注部分は入口室６より上に垂直方向に位置付けられ、流体４４が装填されている。図１２ｂ〜ｄは、図１２ａと同じ断面図における分注手段の内容物の様々な排出の段階を示す。図１２ｅは図１２ｄと同じ段階を示すが図５ａの線ＶＣに似た線に沿った垂直断面で示す。第１ステップにおいて、毛管力によって排出開口５０からぶら下げられる液滴４７が形成される。矢印Ａ１は分注部分からの流体の流出を表す。流体がさらに放出されると、液滴はマイクロ流体ネットワークの底面７に、及び／又は入口室６の側壁に触れる。液体−空気メニスカス４６はマイクロ流体チャンネル３５に入る。流体がさらに分注部分から放出されると、入口室の部分及び場合により第２空間の部分は液体で充填される。圧力の蓄積は矢印Ａ２によって示されるような入口室及び第２空間からの空気の流出によって防止される。液体−空気メニスカス４６は主に矢印Ａ３によって示されるような毛管力によってマイクロ流体チャンネルの中に進む。このプロセスは充填の際この特定の事象順に制限されないことは当業者には明らかである。例えば分注された液滴は底面に触れる前に分注部分から完全に放出され、分離され得ることが可能である。さらに、完全な液滴が分注された後、さらなる通気を必要として空気を放出することができる。
【０１１２】
分注部分からの流体放出流束はほとんど完全にマイクロ流体ネットワーク中のメニスカス進行から分離される。それというのも開口９の自由部分（分注部分と支持構造との間に延在する第２面１２中の通気領域６１）の液圧抵抗はマイクロ流体チャンネルの液圧抵抗よりもはるかに低いからである。従って流体が押し出されるピペット圧力はメニスカス進行からほとんど完全に分離される。液体メニスカスを前進させる毛管力に加えて、入口の頂部の流体列の重力が役割を果たすこともある。同じく、入口室又は第２空間内のメニスカスの圧力低下は、マイクロ流体チャンネル内の液体−空気メニスカス進行に影響を及ぼし得る。
【０１１３】
本発明によるマイクロ流体プレート及びキットの使用方法の例は、いわゆる３Ｄ細胞培養及び境界培養（ｂｏｕｎｄａｒｙ  ｃｕｌｔｕｒｅ）である。このため、ゲル前駆体（一般に、コラーゲン、フィブリノーゲン、フィブロネクチンなどの細胞外マトリックス（ＥＣＭ）ゲル、マトリゲル又は合成ゲルなどの基底膜抽出物に由来する）は、ピペット（一般に、Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ  Ｃｏｍｂｉｔｉｐｓ  ａｄｖａｎｃｅｄ（登録商標）（Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ  ＡＧ、ドイツ、カタログ番号００３０  ０８９．４０５）と組み合わせたＥｐｐｅｎｄｏｒｆ  Ｍｕｌｔｉｐｅｔｔｅ（登録商標）Ｍ４（Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ  ＡＧ、ドイツ、カタログ番号４９８２  ０００．０１２）などの繰り返しピペット）によってマイクロ流体プレートの入口に導入される。ゲル前駆体は細胞懸濁を生成する細胞をさらに含有する。ピペット先端部は１つ又は複数の支持部材上に支持され、ＥＣＭゲル前駆体はマイクロ流体プレートの入口の中へ放たれる。ゲル前駆体は、潜在的に重力によって補助される毛管力によってマイクロ流体ネットワークの中へ移送される。その後ゲルは図１０ａの４と同様のフェーズガイドによって停止される。フェーズガイドは本質的にマイクロ流体室の幅全体に広がる毛細管圧力障壁である。ゲル前駆体は第２流体の導入前にゲル化される。この第２流体は一般に栄養分及び酸素を提供する増殖培地である。流れの場合、増殖培地は、細胞によって生成される廃棄代謝物を除去又は希釈してもよい。
【０１１４】
上の例では、ゲル前駆体を装填するときにフェーズガイド又は毛細管圧力障壁が破壊されないことが非常に重要である。フェーズガイドの破壊によりゲルが隠されたネットワークの少なくとも一部を充填し得るし、場合によっては隠されたネットワークを通過する流体流を部分的に遮断し得る、及び／又は後続の増殖培地の充填を妨げ得る。このように装置の機能は正常でない。
【０１１５】
上の例と同様のやり方において、細胞を第２流体中で導入し、それによって細胞をゲルに対して置くことができる。これら細胞を培養させると、それらは一般に管を形成し、管は管の内腔を通る流れによって灌流されることができる。毛細管圧力障壁が意図せず破壊された不良装置は、マイクロ流体ネットワーク中でそのように管を正しく成長させることができないだろう。
【０１１６】
さらに別の例では、複数種のゲルを互いに隣接してパターン化することができる。複数種のゲルは、ゲル前駆体を注入し、毛細管圧力障壁によって前駆体の前進を停止し、連続的にネットワードの異なる部分で前駆体をゲル化することによって、パターン化することができる。第１ゲル前駆体中の第１細胞種の懸濁は、その後第２ゲル前駆体中の第２細胞種が続き、いわゆる層状の同時培養をもたらし、ここで細胞種は互いに隣接して培養される。明らかに、図１０ａのマイクロ流体構造は、複数種のゲル及び灌流を収容するのに十分でなく、追加のゲルを収容するために追加の入口、チャンネル及び毛細管圧力障壁を必要とするだろう。
【０１１７】
本発明によるマイクロ流体プレート及び部品のキットの別の使用例において、検体又は試薬を含有する第１流体をマイクロ流体ネットワーク中で選択的にパターン化し、続いて第２試薬又は検体を含有する第２流体を添加するアッセイを実行可能である。方法はさらに、２種類の試薬及び／又は検体を相互作用させ、調査下に検体に関連する信号を生成することに関連する。ある例は、標的分子に結合可能であり、蛍光標識を含有し得る検出抗体を含む検体として標的分子を含む免疫学的アッセイであり得る。或いは、不動態化された捕捉抗体が検体を捕捉し、検体に結合する第２試薬、及び検体に結合した第２試薬を検出する蛍光標識を含有し得る第３試薬が続く。他の使用例は、ＥＬＩＳＡ、ＰＣＲアッセイ、タンパク質結晶化アッセイ、微量検定実験及び次世代シーケンシングアッセイを含む。
【０１１８】
例示的構造
本発明によるマイクロ流体プレートは、様々な態様で構成することができる。第１実施形態において、支持構造及び案内構造は、ポリスチレン、シクロオレフィンプライマー又はコポリマー（ＣＯＰ、ＣＯＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、又はポリカーボネートなどのポリマーから作製される。マイクロ流体ネットワークは別々に構成され、ポリマー又はガラス製の頂部基板及び底部基板を含む。マイクロ流体ネットワークは、ネットワークをどちらかの基板にエッチングすることによって、又はどちらかの基板の頂部のポリマー層中にパターン化されることによって、構成することができる。本発明の特に汎用的な実施形態において、頂部又は底部基板の少なくとも一方は、ガラス又は親水性ポリマーから作製され、その結果、流体の移送は毛管力によってのみ達成することができる。本発明のこの同じ特に汎用的な実施形態において、毛細管圧力障壁は、ガラス又は親水性ポリマーより親水性の低いポリマー材料から構成される。
【０１１９】
この同じ実施形態において、支持及び案内構造は、射出成形することができるマイクロタイタープレートユーザインターフェースの部分である。マイクロ流体プレートは、フォトリソグラフィ技術、ホットエンボス技術、ソフトエンボス技術、エッチング技術、複製成形又は射出成形技術を用いて構成することができる。
【０１２０】
さらに別の実施形態において、マイクロタイタープレートユーザインターフェースは、一体部品に射出成形されたマイクロ流体ネットワークの要素を含有する。続いてマイクロ流体ネットワークは底部基板に対してシール又はボンディングしなければならない。
【０１２１】
本発明はさらに、以下の箇条のいずれかに従う部品のキット、方法及びマイクロ流体プレートに関する。
【０１２２】
１．部品のキット（２７）であって、
・使用中に流体が分注される端（３０）を備えた分注部分（２９）を有するピペットなどの流体分注器（２８）と、
・複数のマイクロ流体ネットワーク（２）と、マイクロ流体ネットワークへのアクセスを提供する入口（３）とを含むマイクロ流体プレート（１）とを含み、
・各マイクロ流体ネットワークは毛細管圧力障壁（４）を含み、
・各入口は、底面（７）を有する入口室（６）によって形成され、
・支持構造（８）は各入口より上に提供され、支持構造は分注部分の端を収容するための開口（９）を画定し、少なくとも１つの支持部材（１０）を含み、少なくとも１つの支持部材（１０）は、開口に収容された分注部分が入口の底面に向かって底面から所定の距離を越えて移動することを阻止するように端を支持し、
・支持構造は、開口に収容され少なくとも１つの支持部材によって支持される分注部分の端を入口室より上に垂直方向に又は入口室内に位置決めするように構成され、
・支持構造は通気口（３１）を含み、通気口（３１）は、分注部分の端が開口に収容され少なくとも１つの支持部材によって支持されるとき、入口室と周囲環境（３４）との間の流体連通を許容する、
部品のキット（２７）。
【０１２３】
２．箇条１に記載の部品のキットであって、
・分注部分の端は長手方向軸と、長手方向軸に対して垂直な断面において円形の形状とを有し、
・支持構造の開口は、マイクロ流体ネットワークと平行に延在する面内で非円形形状を有する
部品のキット。
【０１２４】
３．箇条２に記載の部品のキットであって、
・分注部分の端の少なくとも一部は、長手方向軸に対して垂直な断面においてＤ１の径を有し、
・少なくとも１つの支持部材は、マイクロ流体ネットワークと平行に延在する面内に円を画定できるように開口に位置決めされ、円は最大限可能な径を有する一方で開口内に完全に位置付けられ、少なくとも１つの支持部材と接触し、
・円は、分注部分の端の径Ｄ１よりも小さい径Ｄ２を有する、
部品のキット。
【０１２５】
４．開口に収容され少なくとも１つの支持部材によって支持される分注部分の移動は、マイクロ流体ネットワークと平行ないずれの方向においても阻止される、箇条１〜３のいずれかに記載の部品のキット。
【０１２６】
５．分注部分を開口に向かって案内する案内構造は支持構造の上に提供される、箇条１〜４のいずれかに記載の部品のキット。
【０１２７】
６．少なくとも１つの支持部材は入口室と案内構造の間に位置付けられる、箇条５に記載の部品のキット。
【０１２８】
７．支持構造は流体を保持する貯留部を形成するように構成され、貯留部は入口室より上に位置付けられる、箇条１〜６のいずれかに記載の部品のキット。
【０１２９】
８．貯留部は入口室から第２面まで延在する、箇条８に記載の部品のキット。
【０１３０】
９．案内構造は流体を保持する追加の貯留部を形成するように構成され、追加の貯留部は貯留部の延長部分である、箇条７又は８に記載の部品のキット。
【０１３１】
１０．マイクロ流体プレートの支持構造は一体構造を形成するように相互に接続される、箇条１〜９のいずれかに記載の部品のキット。
【０１３２】
１１．マイクロ流体プレートはＳＢＳマイクロタイタープレートの寸法と一致する、箇条１〜１０のいずれかに記載の部品のキット。
【０１３３】
１２．分注部分の端は直円錐又は直円錐台の形状を有する、箇条１〜１１のいずれかに記載の部品のキット。
【０１３４】
１３．箇条１〜１２のいずれかに記載の部品のキットであって、
・分注部分の端は直円錐の形状を有し、その頂点は、端が開口に収容され少なくとも１つの支持部材によって支持されるとき、入口室より上に垂直方向に又は入口室内に、底面から距離を置いて位置付けられる、又は、
・分注部分の端は直円錐台の形状を有し、その先端面は、端が開口に収容され少なくとも１つの支持部材によって支持されるとき、入口室より上に垂直方向に又は入口室内に、底面から距離を置いて位置付けられる、
部品のキット。
【０１３５】
１４．マイクロ流体プレートの支持構造の少なくとも一部の開口は互いに所定の距離を置いて位置付けられ、流体分注器は、互いに対応する所定の距離を置いて位置付けられた端を有する複数の分注部分を含む、箇条１〜１３のいずれかに記載の部品のキット。
【０１３６】
１５．マイクロ流体ネットワークを充填する方法であって、
・箇条１〜１４のいずれかに記載の部品のキットを提供するステップと、
・流体分注器の分注部分の端をマイクロ流体プレートの支持構造の１つの開口に設置し、その結果、端が少なくとも１つの支持部材によって支持され、分注部分を各入口室より上に垂直方向に又は各入口室内に位置決めするようにするステップと、
・開口に収容され少なくとも１つの支持部材によって支持される分注部分を経由して液体又はゲル又はゲル前駆体を入口室中に排出するステップと
を含む方法。
【０１３７】
１６．箇条１５に記載の方法であって、
・提供された部品のキットは箇条１４の特徴を含み、
・排出部分の端は支持構造の前記少なくとも一部の開口に設置され、その結果、分注部分は少なくとも１つの支持部材によって支持され、分注部分を各入口室より上に垂直方向に又は各入口室内に位置決めするようにし、
・開口に収容され少なくとも１つの支持部材によって支持される分注部分を経由して液体又はゲル又はゲル前駆体は入口室内に排出される、
方法。
【０１３８】
１７．複数のマイクロ流体ネットワークと、マイクロ流体ネットワークへのアクセスを提供する入口とを含むマイクロ流体プレートであって、
・各マイクロ流体ネットワークは毛細管圧力障壁を含み、
・各入口は、底面を有する入口室によって形成され、
・支持構造は各入口より上に提供され、支持構造は使用中にピペットなどの流体分注器の分注部分を収容する開口を画定し、少なくとも１つの支持部材を含み、少なくとも１つの支持部材は、開口に収容された分注部分が入口の底面に向かって底面から所定の距離を越えて移動することを阻止するように使用中に分注部分の端を支持し、
・支持構造は、開口に収容され少なくとも１つの支持部材によって支持される分注部分の端を、使用中に入口室より上に垂直方向に又は入口室内に位置決めするように構成され、
・支持構造は通気口を含み、通気口は、使用中に分注部分の端が開口に収容され少なくとも１つの支持部材によって支持されるとき、入口室と周囲環境との間の流体連通を許容する、
マイクロ流体プレート。
【０１３９】
１８．複数のマイクロ流体ネットワークと、マイクロ流体ネットワークへのアクセスを提供する入口とを含むマイクロ流体プレートであって、
・各マイクロ流体ネットワークは毛細管圧力障壁を含み、第１面に沿って延在し、各入口は底面を有する入口室によって形成され、
・各入口より上に位置決めされるウェルが提供され、各ウェルはウェルの壁の内面によって画定される内部容積を有し、ウェルはさらに内部容積への少なくとも１つの突出を含み、突出は支持部材であり、
・少なくとも１つの突出は開口を画定し、その結果、第１面と平行に延在する第２面内に円を画定することができ、円は最大限可能な径を有する一方で内部容積内に完全に位置付けられ、少なくとも１つの突出と接触し、第１空間が形成され、第１空間は第２面から入口室に向かって延在し、直円錐又は直円錐台の形状を有し、円は直円錐又は直円錐台の基準面を形成し、
・マイクロ流体プレートは以下の特徴Ａ又はＢを含み；
Ａ）直円錐の頂点又は直円錐台の先端面は入口室内に及び底面上に位置付けられる、又は、
Ｂ）直円錐の頂点又は直円錐台の先端面は入口室より上に垂直方向に又は入口室内に、底面から距離を置いて位置付けられ、ここで追加の空間は形成され、頂点又は先端面から底面まで延在する、及び、
・第２空間は形成され、第２空間は第２面から入口室の中へ延在し、第１空間の外側に位置付けられる、
マイクロ流体プレート。
【０１４０】
必要に応じて、本発明の詳細な実施形態を本明細書に開示する。しかしながら、開示された実施形態は、本発明の単なる例示であり、様々な形態で具体化できることを理解されたい。したがって、本明細書に開示された特定の構造的及び機能的詳細は、限定として解釈されるのではなく、特許請求の範囲の基礎として、実質的に任意の適切な詳細構造で様々に本発明を使用することを当業者に教示するための代表的基礎として解釈される。さらに、本明細書で使用する用語及び語句は、限定することを意図するものではなく、むしろ、本発明の理解可能な説明を提供することを意図している。
【０１４１】
本明細書で使用する際「ａ」又は「ａｎ」という用語は、１つ又はそれ以上として定義される。用語「複数」は、本明細書で使用される際、２つ又はそれ以上として定義される。本明細書で使用される際「別の」という用語は、少なくとも２番目又はそれ以上として定義される。本明細書で使用する際「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び／又は「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）（すなわち、オープンな言語であり、他の要素もステップも排除しない）として定義される。特許請求の範囲内のいかなる参照符号も、特許請求の範囲及び本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【０１４２】
当業者には、特許請求の範囲内に定義された範囲から逸脱することなく本マイクロ流体プレート、部品のキット及び方法に修正を加えることができることは明らかであろう。
【図１】
0006640998.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図４ｅ】
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【図４ｆ】
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【図４ｇ】
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【図４ｈ】
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【図４ｉ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図５ｅ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図８ｄ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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【図１０ｄ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１２ｄ】
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【図１２ｅ】
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