(57)【要約】【課題】改良した微小流体デバイスと、微小物体を処理してそのようなデバイスから微小物体の１つ以上を放出するためのプロセスと、を提供する。【解決手段】微小流体デバイスは、液体媒質内の微小物体を処理するための処理機構と、微小物体の１つ以上を含む媒質の液滴をデバイスから放出するための出力機構と、を含むことができる。出力機構は、ある量の液体媒質を保持するための貯留部を有する放出機構と、放出機構から媒質の液滴を放出するために放出機構を打撃して圧縮するための打撃機構と、を含むことができる。【選択図】図１Ａ
2015518170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体媒質の液滴内で微小物体を放出するプロセスであって、
液体媒質内の微小物体を、出力通路を有する基部上に配置された放出機構内に移動させることと、
前記出力経路を介して前記液滴を放出させるために充分な力で前記放出機構を打撃することによって、前記出力経路を介して前記媒質の液滴内で前記微小物体を放出することと、
を備える、プロセス。
【請求項２】
前記移動させることの前に、前記放出機構の外で、前記液体媒質内の複数の微小物体から前記微小物体を選択することを更に備える、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記移動させることの前に、前記放出機構の外で、前記媒質内の複数の微小物体の１つ及び少なくとも１０の所望の数を選択することを更に備え、
前記移動させることが、前記選択した微小物体を前記放出機構内に移動させることを備え、
前記放出することが、前記液滴内で前記選択した微小物体を放出することを備える、請求項１に記載のプロセス。
【請求項４】
前記選択することが、前記選択した微小物体の周りに、前記基部上に配置された光導電性材料上で、光ケージを向けることを備え、
前記移動させることが、前記光ケージを前記放出機構内に移動させることを備える、請求項３に記載のプロセス。
【請求項５】
前記選択することが、誘電泳動を利用して前記選択した微小物体を溜めることを備える、請求項３に記載のプロセス。
【請求項６】
前記選択することが、光電子ピンセット（ＯＥＴ）デバイスを用いて前記選択した微小物体を溜めることを備え、
前記移動させることが、前記ＯＥＴデバイスを用いて前記選択した微小物体を移動させることを備える、請求項３に記載のプロセス。
【請求項７】
前記移動させることが、第１のチャネルから前記放出機構内に入ると共に第２のチャネルを介して前記放出機構から出る前記媒質の流れを生成することを備える、請求項１に記載のプロセス。
【請求項８】
前記移動させることが、前記出力通路に隣接するバリアにおいて前記微小物体を溜めることを更に備える、請求項７に記載のプロセス。
【請求項９】
前記バリアが、前記媒質が流れる孔を備え、
前記孔が、前記微小物体よりも小さい、請求項８に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記出力通路が前記基部においてノズルを備え、
前記第１のチャネルと前記第２のチャネルとの間に、前記ノズル及び前記液体媒質の貯留部が配置され、
前記ノズルと前記貯留部との間に前記バリアが配置されている、請求項９に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記流れ内の前記微小物体の位置を検知することを更に備え、
前記放出することが、前記微小物体の前記検知した位置及び前記流れの速度に従って前記微小物体を出力するように前記放出機構をトリガすることを備える、請求項７に記載のプロセス。
【請求項１２】
前記放出機構への入口に隣接した前記媒質の前記流れを遅くすることを更に備える、請求項７に記載のプロセス。
【請求項１３】
前記放出機構が、少なくとも前記基部と共に貯留部を画定する可撓性構造を備え、前記貯留部が、前記基部内の前記出力通路に流体接続されると共に、ある量の前記媒質を収容するように構成され、
前記打撃することが、前記貯留部から前記出力通路へと媒質を放出するのに充分な力で前記可撓性構造を打撃し、これによって前記出力通路を介して前記液滴を放出することを備える、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１４】
前記打撃することが、前記可撓性構造から離れる方向に片持ち梁ビームばねの自由端を移動させると共に、前記自由端を解放することを備える、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項１５】
前記放出機構が、前記可撓性構造上に配置されたキャップ構造を備え、
前記打撃することが、前記キャップ構造を直接打撃することを備える、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項１６】
前記貯留部及び前記出力通路の大きさ及び位置は、前記液体媒質が前記出力通路の出口開口においてメニスカスを形成するように設定され、
前記打撃することが、前記出口開口につながる側壁上の前記液体媒質の表面張力を克服するのに充分な力で前記可撓性構造を打撃することを備える、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項１７】
前記放出することが、重力に逆らって上方向に前記液滴を放出する、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１８】
出力通路を有する基部上に配置された放出機構と、
前記放出機構から前記出力経路を介して液体媒質の液滴を放出させるために充分な力で前記放出機構を打撃するように構成された打撃機構と、
を備える、微小流体デバイス。
【請求項１９】
前記放出機構の外で、前記媒質内の複数の微小物体の１つ及び少なくとも１０の所望の数を選択するように構成された選択機構を更に備える、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記選択機構が、前記選択した微小物体を前記放出機構内に移動させるように構成されている、請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２１】
前記選択機構が、
前記基部上に配置された光導電性材料と、
前記光導電性材料上で、前記選択した微小物体の周りに、光ケージを向けるように制御可能な光源と、
を備える、請求項２０に記載のデバイス。
【請求項２２】
前記光源が、前記光ケージを前記放出機構内に移動させるように更に構成されている、請求項２１に記載のデバイス。
【請求項２３】
前記選択機構が、光電子ピンセットデバイスを備える、請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２４】
前記選択機構が、前記基部上に配置されている、請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２５】
前記基部が、第１の基板及び第２の基板を備え、
前記放出機構が、前記第１の基板上に配置され、
前記選択機構が、前記第２の基板上に配置され、
前記選択機構が、前記放出機構に接続されている、請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２６】
前記放出機構への第１のチャネルと、
前記放出機構からの第２のチャネルと、
を更に備える、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２７】
前記放出機構が、
ノズルと、
前記媒質の貯留部と、
孔を有し、前記ノズルと前記貯留部との間に配置されたバリアであって、前記孔が前記微小物体よりも小さい、バリアと、
を備える、請求項２６に記載のデバイス。
【請求項２８】
可撓性構造を更に備え、
前記出力通路が、前記ノズルを備え、
前記貯留部が、少なくとも部分的に前記可撓性構造に形成されている、請求項２７に記載のデバイス。
【請求項２９】
前記第１のチャネルが、前記放出機構への入口に直接隣接して幅が広がり、
前記第２のチャネルが、前記放出機構からの出口に直接隣接して幅が狭くなる、請求項２６に記載のデバイス。
【請求項３０】
前記放出機構の外側の位置で、前記第１のチャネルにおける前記媒質の流れ内の前記微小物体を検出し、その後、前記微小物体が前記放出機構内に流れた後で前記放出機構を打撃するように、前記打撃機構をトリガするように構成されたセンサを更に備える、請求項２６に記載のデバイス。
【請求項３１】
前記打撃機構が、
前記放出機構を打撃するように配置されたばねと、
前記ばねを曲げて、その後で解放するように構成されたアクチュエータと、
を備える、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項３２】
前記ばねが、片持ち梁ビームを備え、
前記アクチュエータが、前記放出機構から離れる方向に前記ビームの自由端を移動させることによって前記ばねを曲げて、その後で前記自由端を解放することによって前記ばねを解放するように構成されている、請求項３１に記載のデバイス。
【請求項３３】
前記基部上に配置された可撓性構造と、
前記可撓性構造と前記基部との間に配置された前記媒質の貯留部と、
を更に備える、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項３４】
前記出力通路が、前記貯留部の第１の壁から前記基部を通り、
前記貯留部の前記第１の壁が、前記第１の壁における前記出力通路の開口の少なくとも２倍の大きさである、請求項３３に記載のデバイス。
【請求項３５】
前記基部における前記出力通路が、前記基部に出口開口を備え、
前記貯留部の側壁が、前記基部の第１の表面における開口から前記出口開口まで傾斜し、
前記第１の表面における前記開口が、前記出口開口よりも大きい、請求項３３に記載のデバイス。
【請求項３６】
前記貯留部が、前記出力通路から横方向に離間し、
前記デバイスが、前記貯留部から前記出力通路までの流体供給部を更に備える、請求項３３に記載のデバイス。
【請求項３７】
前記可撓性構造及び前記基部が、前記貯留部の第１の部分への第１のチャネルと、前記貯留部の第２の部分から離れる方向の第２のチャネルと、を画定し、
前記出力通路が、前記貯留部の前記第１の部分から前記基部を介して共通空間までの第１の出力通路であり、
前記基部が、前記貯留部の前記第２の部分から前記基部を介して前記共通空間までの第２の出力通路を有する、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項３８】
前記可撓性構造が、前記貯留部の前記第１の部分から前記第２の部分を分離する分割構造を備える、請求項３７に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
[0001]  生体細胞及び微粒子等の微小物体は、液体媒質中に懸濁して、微小流体デバイスの流体回路要素を介して移動させることができる。本発明は、改良した微小流体デバイスと、微小物体を処理してそのようなデバイスから微小物体の１つ以上を放出する（express）ためのプロセスと、を対象とする。
【発明の概要】
【０００２】
[0002]  本発明のいくつかの実施形態において、液体媒質の液滴内で微小物体を放出するプロセスは、出力通路を有する場合がある基部上に配置された放出機構内に微小物体を移動させることを含むことができる。また、このプロセスは、出力通路を介して媒質の液滴内で微小物体を放出することを含むことができる。出力通路を介して液滴を放出するのに充分な力で放出機構に打撃を与えることによって、液滴を放出することができる。
【０００３】
[0003]  本発明のいくつかの実施形態において、微小流体デバイスは、放出機構及び打撃機構を含むことができる。放出機構は、出力通路を有する基部上に配置することができる。打撃機構は、出力通路を介して液体媒質の液滴を放出するのに充分な力で放出機構に打撃を与えるように構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１Ａ】[0004]  本発明のいくつかの実施形態に従った微小流体処理／出力デバイスの一例を示す。
【図１Ｂ】[0005]  図１Ａの処理／出力デバイスの側断面図を示す。
【図１Ｃ】[0006]  本発明のいくつかの実施形態に従った、図１Ｂの処理／出力デバイスの側断面図であり、液滴の出力を示す。
【図２】[0007]  本発明のいくつかの実施形態に従った、図１Ａの処理／出力デバイスの部分斜視図を示し、ここでは処理機構が微小流体チャネルを備えている。
【図３Ａ】[0008]  本発明のいくつかの実施形態に従った、図１Ａの処理／出力デバイスの部分上面図であり、出力機構において及び／又は出力機構の近くで幅が広くなるチャネルの一例を示す。
【図３Ｂ】[0008]  本発明のいくつかの実施形態に従った、図１Ａの処理／出力デバイスの部分側面図であり、出力機構において及び／又は出力機構の近くで幅が広くなるチャネルの一例を示す。
【図４】[0009]  本発明のいくつかの実施形態に従った、図１Ａの処理／出力デバイスの側断面図を示し、ここでは処理機構が光電子ピンセット（ＯＥＴ：optoelectronic tweezers）デバイスを備えている。
【図５】[0010]  本発明のいくつかの実施形態に従った、図４のＯＥＴデバイスの光導電層の部分上面図であり、選択した１つの微小物体の周りの光ケージを示す。
【図６】[0011]  本発明のいくつかの実施形態に従った、図４のＯＥＴデバイスの光導電層の部分上面図であり、選択した複数の微小物体の周りの光ケージを示す。
【図７Ａ】[0012]  本発明のいくつかの実施形態に従った、図１Ａの処理／出力デバイスの出力機構の一例の側断面図を示す。
【図７Ｂ】[0013]  本発明のいくつかの実施形態に従った、媒質の液滴を放出する図７Ａの出力機構の放出機構を圧縮する打撃機構を示す。
【図８】[0014]  本発明のいくつかの実施形態に従った、ハンマーが放出機構を打撃して圧縮する打撃機構の一例を示す。
【図９】[0015]  本発明のいくつかの実施形態に従った、単一のハンマーが多数の放出機構を打撃するように構成されている打撃機構の一例を示す。
【図１０】[0016]  本発明のいくつかの実施形態に従った、多数のハンマーが単一のアクチュエータに取り付けられている打撃機構の一例を示す。
【図１１Ａ】[0017]  本発明のいくつかの実施形態に従った、アクチュエータ及びばねを備える打撃機構の一例を示す。
【図１１Ｂ】[0017]  本発明のいくつかの実施形態に従った、アクチュエータ及びばねを備える打撃機構の一例を示す。
【図１２Ａ】[0018]  本発明のいくつかの実施形態に従った、出力通路よりも大きい貯留部を備えた放出機構の一例を示す。
【図１２Ｂ】[0018]  本発明のいくつかの実施形態に従った、出力通路よりも大きい貯留部を備えた放出機構の一例を示す。
【図１３Ａ】[0019]  本発明のいくつかの実施形態に従った、傾斜側壁を有する貯留部を含む放出機構の一例を示す。
【図１３Ｂ】[0019]  本発明のいくつかの実施形態に従った、傾斜側壁を有する貯留部を含む放出機構の一例を示す。
【図１４Ａ】[0020]  本発明のいくつかの実施形態に従った、貯留部が基部内の対応する出力通路からある距離だけ離間している微小流体処理／出力デバイスの斜視図である。
【図１４Ｂ】[0020]  本発明のいくつかの実施形態に従った、貯留部が基部内の対応する出力通路からある距離だけ離間している微小流体処理／出力デバイスの断面図である。
【図１４Ｃ】[0020]  本発明のいくつかの実施形態に従った、貯留部が基部内の対応する出力通路からある距離だけ離間している微小流体処理／出力デバイスの断面図である。
【図１５】[0021]  本発明のいくつかの実施形態に従った、図１Ａの処理／出力デバイスの基部における出力通路の例の側断面図を示す。
【図１６】[0021]  本発明のいくつかの実施形態に従った、図１Ａの処理／出力デバイスの基部における出力通路の例の側断面図を示す。
【図１７】[0021]  本発明のいくつかの実施形態に従った、図１Ａの処理／出力デバイスの基部における出力通路の例の側断面図を示す。
【図１８】[0022]  本発明のいくつかの実施形態に従った、図１Ａの処理／出力デバイスの基部内の出力通路に隣接して配置されたバリアの一例を示す。
【図１９Ａ】[0023]  本発明のいくつかの実施形態に従った、放出機構及び基部を通る出力通路の一例を示す。
【図１９Ｂ】[0023]  本発明のいくつかの実施形態に従った、放出機構及び基部を通る出力通路の一例を示す。
【図１９Ｃ】[0023]  本発明のいくつかの実施形態に従った、放出機構及び基部を通る出力通路の一例を示す。
【図２０】[0024]  本発明のいくつかの実施形態に従った、図１９Ａ〜図１９Ｃの放出機構及び出力通路における媒質の流れを示す。
【図２１】[0025]  本発明のいくつかの実施形態に従って、打撃機構が、可撓性構造を打撃及び圧縮することによって媒質を基部内の双方の出力通路に流して液滴を放出させることを示す。
【図２２Ａ】[0026]  本発明のいくつかの実施形態に従った、打撃機構及び放出機構の別の例を示す。
【図２２Ｂ】[0027]  図２２Ａの打撃機構及び放出機構の側断面図を示す。
【図２２Ｃ】[0028]  図２２Ｂの放出機構の可撓性構造の底面図を示す。
【図２３】[0029]  本発明のいくつかの実施形態に従って、図２２Ａ〜図２２Ｃの放出機構が液滴を放出していることを示す。
【図２４Ａ】[0030]  本発明のいくつかの実施形態に従った、微小流体チャネルの一部としての放出機構の一例を示す。
【図２４Ｂ】[0031]  図２４Ａの放出機構及び微小流体チャネルの側断面図を示す。
【図２４Ｃ】[0032]  本発明のいくつかの実施形態に従って、図２４Ａの放出機構及び微小流体チャネルが液滴を放出していることを示す。
【図２５Ａ】[0033]  本発明のいくつかの実施形態に従った、微小流体チャネルの一部としての放出機構の別の例を示す。
【図２５Ｂ】[0034]  図２５Ａの放出機構及び微小流体チャネルの側断面図を示す。
【図２５Ｃ】[0035]  本発明のいくつかの実施形態に従って、図２５Ａの放出機構及び微小流体チャネルが液滴を放出していることを示す。
【図２６】[0036]  本発明のいくつかの実施形態に従った、複数の出力機構を有する処理／出力デバイスの一例を示す。
【図２７】[0037]  本発明のいくつかの実施形態に従った、図２６の処理／出力デバイスの上面図であり、１つの物理チャネル及び多数の仮想チャネルの組み合わせを示す。
【図２８】[0038]  本発明のいくつかの実施形態に従った、カスケード構成に配置した処理／出力デバイスの例を示す。
【図２９】[0038]  本発明のいくつかの実施形態に従った、カスケード構成に配置した処理／出力デバイスの例を示す。
【図３０Ａ】[0039]  本発明のいくつかの実施形態に従った別の微小流体処理／出力デバイスの分解斜視図を示す。
【図３０Ｂ】[0039]  本発明のいくつかの実施形態に従った別の微小流体処理／出力デバイスの側断面図を示す。
【図３１】[0040]  本発明のいくつかの実施形態に従った、本明細書に開示する処理／出力デバイスのいずれかの動作例を示すプロセスである。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
[0041]  本明細書は、本発明の例示的な実施形態及び用途を記載する。しかしながら、本発明は、これらの例示的な実施形態及び用途にも、これらの例示的な実施形態及び用途が動作する方法や本明細書に記載される方法にも限定されない。更に、図面は簡略化した図又は部分的な図を示すことがあり、図面における要素の寸法は明確さのために誇張されるか又は他の方法で縮尺通りに表されない場合がある。更に、「上に（on）」、「に取り付けられている（attached to）」、又は「に結合されている（coupled to）」という言葉を本明細書において用いる場合、ある要素（例えば物体、材料、層、基板、媒質等）は、別の要素の「上に」あるか、「取り付けられている」か、又は「結合されている」ことがあるが、ある要素が別の要素の直接上にあるか、取り付けられているか、もしくは結合されているか、又はある要素と別の要素との間に１つ以上の介在する要素が存在するかは無関係である。また、方向（例えば、〜より上（above）、〜より下（below）、上部（top）、下部（bottom）、側方（side）、上（up）、下（down）、下に（under）、上に（over）、上方（upper）、下方（lower）、水平（horizontal）、垂直（vertical）、「ｘ」、「ｙ」、「ｚ」等）が示される場合、これらは相対的なものであり、一例としてのみ、例示及び検討を容易にするために与えられるものであって、限定ではない。更に、要素の列挙（例えば要素ａ、ｂ、ｃ）を参照する場合、かかる参照は、列挙した要素のいずれか単独の１つ、列挙した要素の全てよりも少ないもののいずれかの組み合わせ、及び／又は列挙した全要素の組み合わせを含むことが意図される。
【０００６】
[0042]  本明細書において用いる場合、「実質的に」とは、意図する目的に供するために充分であることを意味する。「実質的に」を、角度の向き、位置、又は測定（例えば垂直、平行）について用いる場合は、１０度内を意味する。「ones」という言葉は、２以上を意味する。
【０００７】
[0043]  本明細書において用いる場合、「微小物体」は、以下の１つ以上を包含することができる。すなわち、微粒子、微小ビード、微小ワイヤ等の無生物微小物体、細胞等の生物微小物体（例えばタンパク質、胚、プラスミド、卵母細胞、精子、ハイブリドーマ等）、及び／又は無生物微小物体と生物微小物体との組み合わせ（例えば細胞に付着させた微小ビード）、である。
【０００８】
[0044]  本明細書において用いる場合、微小物体を「処理する」という言葉の意味は、以下の１つ以上を含む。すなわち、微小物体の１つ以上を（例えば液体媒質流の中で、ＯＥＴデバイスを用いて等）移動させること、分類すること、及び／又は選択すること；微小物体の１つ以上を変更することであって、かかる変更の例が、細胞又は他の生きている生物学的存在である微小物体の集団を増大させること、かかる微小物体の２つ以上を融合させること、及び１つ以上の微小物体にトランスフェクトすることを含む；微小物体を監視すること、細胞又は他の生きている生物学的存在である微小物体の成長、分泌等を監視すること；及び／又は微小物体の１つ以上を出力機構に送出すること、である。
【０００９】
[0045]  本明細書において用いる場合、「打撃」とは、打撃要素を被打撃要素と突然かつ急激に接触するように動かすことを意味し、これによって被打撃要素に突然の急激な力を加える。
【００１０】
[0046]  本発明のいくつかの実施形態において、微小流体処理／出力デバイスは、液体媒質の液滴を放出するための出力機構を備えることができ、これは１つ以上の微小物体を収容することができる。また、デバイスは、微小物体の操作を可能とする処理機構も備えることができる。図１Ａ〜図１Ｃは、本発明のいくつかの実施形態に従った、そのような処理／出力デバイス１００の一例を示す。
【００１１】
[0047]  図１Ａ〜図１Ｃに示すように、微小流体処理／出力デバイス１００は、基部１０２、処理機構１１０、及び出力機構１１４を備えることができる。処理機構１１０は、液体媒質１２２に懸濁された微小物体１２０を（先に定義したように）処理することができる。媒質１２２は概して、いくつかの実施形態では基部１０２の上面１０４に相当する場合がある平面（例えば図１Ａ〜図１Ｃの「ｘ、ｙ」平面）に配置することができる。例えば、媒質１２２を上面１０４上に配置することができ、処理機構１１０は上面１０４上の媒質１２２内の微小物体１２０を処理することができる。あるいは、処理機構１１０を上面１０４上に配置することができ、媒質１２２を処理機構１１０内で処理機構１１０の内面（図示せず）上に配置することができる。かかる実施形態では、処理機構１１０は、処理機構１１０の内面（図示せず）上の媒質１２２内の微小物体１２０を処理することができる。媒質１２２を配置する面は、基部１０２の上面１０４又は処理機構１１０の内面（図示せず）とすることができる。
【００１２】
[0048]  いずれにせよ、処理機構１１０が実行する処理は、「処理」という言葉を定義する際に上述した多くの機能の中でも特に、１つ又は特定数の微小物体１２０を選択し、選択した微小物体（複数の微小物体）１２０を出力機構１１４に移動させることを含むことができる。次いで出力機構１１４は、媒質１２２の液滴１２６内の選択した微小物体（複数の微小物体）１２０を、出力機構１１４から、微小物体（複数の微小物体）１２０が処理機構１１０によって処理された平面（図１Ａ〜図１Ｃの「ｘ、ｙ」平面）から外れる方向に出力（１１８）することができる。この平面は、注記したように、媒質１２２が配置されている表面（例えば基部１０２の上面１０４、処理機構１１０の内面（図示せず）等）の平面である場合がある。例えば図１Ｃに示すように、出力機構１１４は、媒質１２２の液滴１２６内の微小物体（複数の微小物体）１２０’を、基部１０２における出力通路１１６（例えば孔、ノズル等）を介して出力することができる。むろん、出力機構１１４は、全ての微小物体１２０を液滴１２６内で出力する必要はない。微小物体１２０を出力機構１１４へと移動させ、次いで出口１２４を介して出力機構１１４から排出することも可能である。適切な出力機構１１４の一例は、プリントヘッドノズル（例えばインクジェットプリントヘッドノズル）等、液体の液滴を分配するための機構である。他の例についても図面に示し、以下で検討する。媒質１２２は、例えば水、油等を含むいずれかの液体を含むことができる。
【００１３】
[0049]  基部１０２は、１つ以上の基板を含むことができる。図示のように、基部１０２は、上面１０４、下面１０６、及び基部１０２内の出力通路１１６を備えることができる。基部１０２は、処理機構１１０及び出力機構１１４を配置するプラットフォームとして機能することができる。いくつかの実施形態では、上面１０４を処理機構１１０の一部とすることができる。例えば、処理機構１１０は、基部１０２の上面１０４上の微小物体１２０を操作することができる。しかしながら、注記したように、処理機構１１０を基部１０２の上面１０４上に配置し、媒質１２２を処理機構１１０の内部に置くことも可能である。かかる実施形態では、処理機構１１０は、媒質１２２が配置された処理機構１１０の内面上の微小物体１２０を操作することができる。
【００１４】
[0050]  いくつかの実施形態において、基部１０２は、処理機構１１０及び出力機構１１４が配置された単一の基板（例えばシリコン基板）を含むことができる。他の実施形態では、基部１０２は多数の基板を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、処理機構１１０を第１の基板上に配置し、出力機構１１４を第２の基板上に配置することができる。第１の基板及び第２の基板は相互に取り付けることができ、及び／又は処理機構１１０及び出力機構１１４は接続することができる。
【００１５】
[0051]  処理機構１１０は、液体媒質１２２に懸濁された微小物体１２０を処理するための１つ以上の微小流体回路要素を備えることができる。かかる微小流体回路要素の例は、微小流体チャネル、チャンバ、弁、ポンプ等を含む。かかる微小流体回路要素の他の例は、媒質１２２中の微小物体１２０に対して動電力（electrokinetic force）を生成することによって微小物体１２０を選択及び／又は移動させるためのデバイスを含む。かかるデバイス（図示せず）は、微小物体１２０の選択したものに対して誘電泳動（ＤＥＰ：dielectrophoresis）力を生成して微小物体１２０を選択及び／又は移動させるためのデバイスを含むことができる。例えば処理機構１１０は、１つ以上の光学（例えばレーザ）ピンセットデバイス及び／又は１つ以上の光電子ピンセット（ＯＥＴ）デバイス（例えば米国特許第７，６１２，３５５号に開示されており、これは引用により全体が本願にも含まれる）を含むことができる。更に別の例として、処理機構１１０は、媒質１２２の液滴を移動させるための１つ以上のデバイス（図示せず）を含むことができる。かかるデバイス（図示せず）は、光電子ウェッティング（ＯＥＷ：optoelectronic wetting）デバイス（例えば米国特許第６，９５８，１３２号に開示されており、これは引用により全体が本願にも含まれる）等のエレクトロウェッティングデバイス（electrowetting device）を含むことができる。このため、処理機構１１０は、１つ以上の微小物体１２０を処理する（この言葉を先に定義したように）ためのいずれかのデバイスを備えることができ、限定ではないが、微小物体１２０の選択したものに誘電泳動（ＤＥＰ）力を生成して微小物体１２０を選択及び／又は移動させるためのデバイスを含む。一例はＯＥＴデバイスである。処理機構１１０の他の例にはＯＥＷデバイスが含まれる。
【００１６】
[0052]  図示のように、処理機構１１０は、微小物体１２０を含む媒質１２２を処理機構１１０に入力することができる１つ以上の入口１０８を含むことができる。入口１０８は例えば、入力ポート、開口、弁等とすることができる。また、処理機構１１０は、微小物体１２０を含むか又は含まない媒質１２２を処理機構１１０から除去することができる１つ以上の出口１２４も含むことができる。出口１２４は例えば、出力ポート、開口、弁等とすることができる。
【００１７】
[0053]  図１Ｂ及び図１Ｃに示すように、出力機構１１４は、微小物体（複数の微小物体）１２０’を１つ以上含む媒質１２２の液滴１２６を、基部１０２内の出力通路１１６を介して出力する（放出する）ように構成することができる。図１Ａ〜図１Ｃに示すように、出力機構１１４及び出力通路１１６は軸Ａ上に並べることができ、液滴１２６は出力通路１１６を介して概ね軸Ａの方向に出力することができる。軸Ａは、媒質１２２が配置された表面（例えば基部１０２の上面１０４又は処理機構１１０の内面（図示せず））の平面に対して垂直に示すが、軸Ａはいずれの方向とすることも可能である。例えば軸Ａは、媒質１２２が配置された表面の平面から、少なくとも１０度、２０度、３０度、４０度、５０度、６０度、７０度、８０度、又はそれ以上の角度とすることも可能である。いくつかの実施形態では、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、軸Ａはその平面に対して実質的に垂直とすることができる。
【００１８】
[0054]  図２〜図６は、本発明のいくつかの実施形態に従った処理機構１１０の具体的な例を示す。従って、図２〜図６に示す例は、図１Ａ〜図１Ｃに示した処理機構１１０の全体又は一部を置換することができる。更に、本明細書で検討するいずれかの変形及び代替を含む図２〜図６に示す構造のいずれも、実質的に基板の表面（例えば基部１０２の上面１０４）もしくは処理機構１１０の内部の表面の平面における液体媒質又はその表面上に配置された液体媒質（例えば１２２）中の微小物体を処理するための構造である。
【００１９】
[0055]  まず図２に移ると、この図が示す部分斜視図において、図１Ａ〜図１Ｃの処理機構１１０は、微小物体１２０を出力機構１１４に送出するための微小流体チャネル２０２を備えることができる。チャネル２０２内の媒質１２２の流れ２０４によって、微小物体１２０を出力機構１１４の内部へと移動させることができる。図示のように、出力機構１１４からの出力チャネル２０８を設けることができる。更に図示するように、チャネル２０２は、筐体２１０及び基部１０２の双方におけるキャビティ２１２、２１４を備えることができる。チャネル２０８も同様に構成することができる。あるいは、チャネル２０２、２０８の一方又は双方が、筐体２１０又は基部１０２のどちらかにのみキャビティを備えることも可能である。チャネル２０２、２０８の一方又は双方を、物理チャネルでなく、基部１０２の上面１０４上に（例えばＯＥＴ技術を用いて）選択的に形成した仮想チャネルとすることも可能である。これについては以下で論じる。
【００２０】
[0056]  図示のように、いくつかの実施形態では、センサ２０６が、チャネル２０２内の微小物体（例えば図２の微小物体１２０’）の位置を検出することができる。センサ２０６からの信号を用いて、出力機構１１４を自動的にトリガすることができる。そのタイミングは、流れ２０４の速度に従って、微小物体１２０’の出力機構１１４への到着に合わせることができる。しかしながら、他の実施形態では、センサ２０６は含まれず、他の機構によって出力機構１１４をトリガすることができる。いくつかの実施形態では、２つ以上のセンサ２０６を用いる場合がある。
【００２１】
[0057]  図３Ａ及び図３Ｂは、微小物体１２０を出力機構１１４に送出するための微小流体チャネル３０２の別の例を示す。従って、微小流体チャネル３０２は図１Ａ〜図１Ｃの処理機構１１０の別の例である。
【００２２】
[0058]  図２のチャネル２０２と同様に、チャネル３０２内の媒質１２２の流れ３１０によって、微小物体１２０を出力機構１１４内へと移動させることができ、出力機構１１４からの出力チャネル３０８を設けることができる。しかしながら、チャネル２０２、２０８とは異なり、チャネル３０２は、出力機構１１４に隣接した幅広部分３０４を有することができる。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、幅広部分３０４は、基部１０２の上面１０４に平行な方向及び垂直な方向で幅広とすることができる。あるいは、幅広部分３０４は、上面１０４と平行な方向又は垂直な方向のどちらかのみで幅広とすることができる。いずれにせよ、幅広部分３０４は、出力機構への液体媒質１２２の流れを遅くすることができ、これによって容易に出力機構１１４内で微小物体１２０を停止させて、出力機構１１４による微小物体１２０の出力を可能とする。例えば、流れ３１０の速度は、微小物体１２０が概ねチャネル３０２の底部に沈殿せずチャネル３０２の側壁に（例えば表面張力又は他の流体力によって）付着することもないように充分な速さとすることができる。この例を続けると、幅広部分３０４の大きさは、微小物体１２０の少なくとも一部について、出力機構１１４内での流れを遅くして、出力機構１１４の底部に沈殿する傾向を与えるように形成することができる。更に図３Ａ及び図３Ｂに示すように、チャネル３０８は、出力機構１１４に隣接した幅狭部分３０６を含むことができ、これによってチャネル３０８内の液体媒質１２２の流れ３１０の速度を上げることができる。
【００２３】
[0059]    チャネル３０２、３０８は、幅広部分３０４及び幅狭部分３０６以外は、概ね上述したチャネル２０２、２０８と同様にすることができる。図３Ａ及び図３Ｂに示す幅広部分３０４及び幅狭部分３０６の大きさ、形状、及び寸法は、単なる例示であり、幅広部分３０４及び幅狭部分３０６は、例示したもの以外の大きさ、形状、及び寸法を有することも可能である。更に、チャネル３０２、３０８は、概ねチャネル２０２、２０８に関して上述したように物理又は仮想のチャネルとすることができる。本明細書で開示又は検討したいかなるチャネルも、３０４のような幅広部分及び３０６のような幅狭部分を有することができる。
【００２４】
[0060]  図４は、図１Ａ〜図１Ｃの処理機構１１０の別の例を示す。ここに示す例では、処理機構１１０はＯＥＴ装置４００を含み、これは図示のように基部１０２上に配置することができる。
【００２５】
[0061]  図４に示すように、ＯＥＴ装置４００は、上部電極４０２と、壁４０４と、上部電極４０２及び壁４０４の間に配置されたチャンバ４１０と、を備えることができる。壁４０４は、光導電層４０８及び下部電極４０６を備えることができる。微小物体１２０が懸濁される媒質１２２は、チャンバ４１０内に配することができる。
【００２６】
[0062]  図示のように、上部電極４０２及び下部電極４０６にバイアス電圧４１２を印加することができる。既知のように、光導電層４０８上に光が投影されると、光導電層４０８の照射された領域の付近で、上部電極４０２と下部電極４０６との間の電界を変化させることができる。更に既知のように、バイアス電圧４１２に応じて、これは微小物体１２０の１つ以上を引き付けるか又は反発させる。このため、光導電性材料上のいずれか１つの領域又は複数の領域を照射することによって、この領域に、微小物体１２０を引き付ける／反発させる「仮想電極」を生成することができる。
【００２７】
[0063]  図４に示すように、ＯＥＴ装置４００は光源４１４を備えることができ、これは光パターン４１８を光導電層４０８上に投影して、光導電層４０８のいずれか１つの領域又は複数の領域を選択的に照射し、これによって光導電層４０８上に所望のパターンの仮想電極を生成することができる。また、ＯＥＴ装置４００は、微小物体１２０を監視する撮像デバイス４２０（例えばカメラ又は他の視覚デバイス）と、光源４１４を制御するためのコントローラ４２２と、を含むことができる。上部電極４０２及び／又は壁４０４は、透過性とすることができる。
【００２８】
[0064]  図４に示すＯＥＴデバイス４００の構成は例示に過ぎない。例えば、上部電極４０２は、壁４０４と同様の壁の一部とすることができる。別の例として、光源４１４は、上部電極４０２の上から、上部電極４０２及びチャンバ４１０を介して光導電層４０８上に光パターン４１８を向けることができる。これら及び他の変形及び変更が可能である。
【００２９】
[0065]  上述のように、図２のチャネル２０２、２０８及び／又は図３のチャネル３０２、３０８は、基部１０２の上面１０４に取り付けられた物理チャネル、仮想チャネル、又は物理チャネル及び仮想チャネルの組み合わせとすることができる。仮想チャネルとして、チャネル２０２、２０８、３０２、３０８（又はこれらのチャネルのいずれかの部分）は、上述のように図４の光導電層４０８上に生成される仮想電極パターンを含むことができる。
【００３０】
[0066]  図５は、ＯＥＴデバイス４００の光導電層４０８の部分上面図を示し、ＯＥＴデバイス４００が微小物体１２０’の１つを選択し移動させることができる一例を表す。図示のように、媒質１２２中の微小物体１２０’の１つを囲むように光導電層５０８上に光ケージ５０２の形態の光パターンを投影することによって、この微小物体１２０’を選択することができる。光ケージ５０２が微小物体１２０’を反発させるように、バイアス電圧４１２を（既知の技法を用いて）設定することができる。次いで光ケージ５０２を、光導電層４０８上で出力機構１１４（図４には示していない）内へと移動させることができる。これは、微小物体１２０の１つを選択して、選択した微小物体１２０’を出力機構１１４に移動させるための技法の一例である。
【００３１】
[0067]  図６は、図５のようなＯＥＴデバイス４００の光導電層４０８の同じ部分上面図を示すが、ＯＥＴデバイス４００が、指定された数の微小物体１２０’を選択し移動させることができる一例を表す。図示のように、媒質１２２中の２つ以上の微小物体１２０’を囲むように光導電層４０８上に光ケージ６０２の形態の光パターンを投影することによって、これらの微小物体１２０’を選択することができる。次いで光ケージ６０２を、光導電層４０８上で出力機構１１４（図６には示していない）内へと移動させることができる。これは、指定された数の微小物体１２０を選択して、選択した微小物体１２０’を出力機構１１４に移動させるための技法の一例である。図６では３つの微小物体１２０’が選択されているが、もっと多いか又は少ない微小物体を選択して出力機構１１４に移動させることも可能である。例えば、１と１０、２０、３０、又はそれ以上の数との間のいずれかの整数の特定の微小物体１２０’を選択するには、図４のＯＥＴデバイス４００を用いて所望の特定の数の微小物体１２０’を囲むように光ケージ６０２を形成し、この光ケージを出力機構１１４内へと移動させれば良い。選択された微小物体１２０’は、上述のように媒質１２２の液滴内で出力することができる。従って、ＯＥＴ装置４００を、誘電泳動を用いて微小物体１２０の１つ以上を閉じ込める一例とすることができる。
【００３２】
[0068]  図２及び図３のチャネル２０４、２０８、３０２、３０８、及び図４のＯＥＴ装置４００は、図１Ａ〜図１Ｃの処理機構１１０の例示に過ぎない。
【００３３】
[0069]  例えば、図４のＯＥＴ装置４００は、代わりにＯＥＷ装置とすることも可能である。例えば、チャンバ４１０に直接面する図４の壁４０４の外面をエレクトロウェッティング表面とすることができ、光導電層４０８上に投影される光パターン４１８によってエレクトロウェッティング表面の濡れ特性を変化させることができる。概ね上述の米国特許第６，９５８，１３２号に開示されているように、変化する光パターン４１８によって、エレクトロウェッティング表面上で媒質１２２の液滴を移動させることができる。
【００３４】
[0070]  他の例として、処理機構１１０は、媒質１２２内の微小物体１２０を選択し移動させるための光学ピンセットデバイスと、微小物体１２０の２つ以上を融合させるための融合デバイスと、微小物体１２０にトランスフェクトするためのデバイスと、微小物体１２０の集団（例えばクローン集団）を増大させるためのデバイスと、微小物体１２０を監視するためのデバイスと、保持部（例えば仮想の光生成保持部、又は物理保持部）において微小物体１２０を分離するためのデバイスと、を備えることができる。
【００３５】
[0071]  図１Ａ〜図１Ｃの処理機構１１０のいくつかの例を提示して検討した。図７Ａ及び図７Ｂは、本発明のいくつかの実施形態に従った図１Ａ〜図１Ｃの出力機構１１４の汎用的な例を示す。従って、図７Ａ及び図７Ｂの出力機構８００は、全ての図面において出力機構１１４を置換することができる。更に、本明細書で論じるいずれかの変形又は代替（例えばインクジェットデバイス）を含む出力機構８００は、媒質１２２の液滴中の微小物体（複数の微小物体）１２０を、微小物体（複数の微小物体）１２０が処理された平面から外れる方向に出力するための構造である。この平面は、媒質１２２が配置されている表面（例えば上面１０４又は処理機構１１０の内面）の平面とすることができる。
【００３６】
[0072]  図７Ａに示す例において、出力機構８００は、打撃機構８０２及び放出機構８０４を備えることができる。放出機構８０４は、少なくとも部分的に可撓性の構造８０６を備えることができ、これは基部１０２と共に、微小物体１２０の１つ以上を懸濁することができるある量の媒質１２２を保持する貯留部８０８を画定する。例えば、構造８０６の上壁を可撓性とし、構造８０６の側壁を可撓性とすることができる。図７Ａに示すように、貯留部８０８は、基部１０２内の出力通路１１６に隣接することができ、貯留部８０８及び基板１１６内の出力通路１１６の大きさ及び位置は、媒質１２２が出力通路１１６においてメニスカス８１０を形成するように設定することができる。
【００３７】
[0073]  図７Ｂに示すように、上述の「打撃」の定義に従って、打撃機構８０２は放出機構８０４を（これと突然かつ急激に接触するような動きで）打撃し、充分な勢いで、構造８０６の可撓性部分を変形させるのに充分な突然の急激な力を放出機構８０４に与え、これによって、媒質１２２の液滴１２６を出力通路１１６から放出する（例えば絞り出す）のに充分な程度に貯留部８０８の体積を縮小させることができる。図示のように、液滴１２６は微小物体１２０’の１つ以上を含有することができる。構造８０６の可撓性部分は、圧縮可能材料を含むことができる（例えばゴム、プラスチック、エラストマ、ポリジメチルシオキサン（「ＰＤＭＳ」）等）。突然又は急激な打撃作用によって充分な力が与えられるので、媒質１２２が貯留部１０８から流れて出力通路１１６から出るのを防いでいた表面張力を克服することができる。いくつかの実施形態では、打撃作用は、液滴１２６を放出する際に構造８０６の可撓性部分をもっとゆっくりと加圧するか又は押しつぶすよりも高効率とすることができる。
【００３８】
[0074]  出力通路１１６からの液滴１２６の分離を容易にするため、打撃機構８０２は急激な動きで放出機構８０４を打撃して、表面張力及び流体力を克服するのに充分な勢いを液滴１２６に発生させ、これによって液滴１２６を出力通路１１６から分離させることができる。このため、打撃機構８０２は、必要な液滴１２６の勢いを発生させるために少なくとも充分な速度で動くように構成することができる。この速度は、打撃機構８０２の動き全体を通して一定とするか、又は変動させることができる。例えば打撃機構８０２の速度は、最初は第１の低速として、媒質１２２内の過度の乱れを回避することができる。後にこの速度を上げて第２の高速とし、液滴１２６が出力通路１１６から分離するために充分な勢いを発生させることができる。いくつかの実施形態では、放出機構８０４を打撃する前に第１の低速を打撃機構８０２に与え、放出機構８０４を打撃した後に第２の高速を打撃機構８０２に与えることができる。
【００３９】
[0075]  出力通路１１６から液滴１２６を分離させるための技法の別の例として、出力通路１１６から放出されたがまだこれに付着している液滴１２６を、液滴１２６を受容するためのデバイス等の構造（図示せず）に接触させることができる。かかる構造（図示せず）の例は、プレート、保持デバイス等を含む。この構造（図示せず）の表面が液滴１２６によって濡れるので、出力通路１１６から液滴１２６を分離させることができる。
【００４０】
[0076]  図８から図１１Ｂは、図７Ａの打撃機構８０２の例を示す。図を見てわかるように、図８から図１０は、打撃機構９００、１１００がアクチュエータ９０２及びハンマー９０６を備える例を示し、図１１Ａ及び図１１Ｂは、打撃機構１２００がアクチュエータ１２０２及びばね１２０６を備える例を示す。打撃機構９００、１１００、１２００は打撃機構８０２の例であり、いずれの図面に示す打撃機構８０２も、打撃機構９００、１１００、１２００として構成することができる。
【００４１】
[0077]  図８に示すように、打撃機構９００は、アクチュエータ９０２及びハンマー９０６を備えることができる。接合部９０４（例えばはんだ、接着剤、溶接等）によって、ハンマー９０６をアクチュエータ９０２に取り付けることができる。
【００４２】
[0078]  図８に示すように、アクチュエータ９０２は、ハンマー９０６を動かして放出機構８０４の構造８０６を打撃することでこれを変形（例えば圧縮）させるためのいずれかの機構とすることができる。例えばアクチュエータ９０２は、圧電材料（例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、圧電結晶、圧電ポリマー等を含む圧電素子又はスタック）を含むことができ、これは図２に示すように、圧電材料に印加された電圧の変化に応じて膨張する。圧電材料の膨張は、ハンマー９０６を動かして構造８０６と接触させ、構造８０６を変形させることができる。あるいは、アクチュエータ９０２は、ハンマー９０６を駆動するために圧電材料以外の機構を備えることができる。アクチュエータ９０２のための代替的な機構の例は、ボイスコイル等を含む。
【００４３】
[0079]  いくつかの実施形態では、ハンマー９０６は、別個に製造した後に接合部９０４によってアクチュエータ９０２に取り付けることができる。あるいは、ハンマー９０６はアクチュエータ９０２上に製造することができる。いずれにせよ、ハンマー９０６は、リソグラフィ技法、微細機械加工、成形等を用いて形成することができる。
【００４４】
[0080]  ハンマー９０６は、アクチュエータ９０２がハンマー９０６を動かした場合に構造８０６に接触してこれを変形させるヘッド９０８を備えることができる。ヘッド９０８は、様々な形状及び表面構成のいずれかを有することができる。例えばヘッド９０８は、（図８に示すように）平坦、傾斜、又は湾曲した形状とすることができ、円形、方形、矩形等とすることができる。
【００４５】
[0081]  図８に示すように、１つのハンマー９０６が１つのアクチュエータ９０２に取り付けられて１つの放出機構８０４に接触するものは、単なる例示である。図９が示す別の例では、打撃機構９００のハンマー９０６は、２つ以上の放出機構８０４の構造８０６の可撓性部分に接触してこれらを変形させるような大きさ及び構成となっている。別の例として、図１０が示す打撃機構１０００では、アクチュエータ９０２が多数のハンマー９０６を駆動して、多数の放出機構８０４の構造８０６の可撓性部分に接触してこれらを変形させることができる。
【００４６】
[0082]  図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、打撃機構１２００は代わりに、アクチュエータ１２０２及びばね１２０６を備えることができる。図示のように、ばね１２０６はビーム１２１０を備え、これは固定端１２０８及び自由端１２１２を有することができる。図１１Ａに示すように、アクチュエータ１２０２は、ビーム１２１０の自由端１２１２を放出機構８０４から離れるように動かす（例えば曲げる）ことができ、これによってばね１２０６を効果的に圧縮させることが可能となる。図１１Ｂに示すように、アクチュエータ１２０２は次いで自由端１２１２を解放し、ビーム１２１０のばね力によってビーム１２１０は図示のように放出機構８０４を打撃することでこれを変形（例えば圧縮）させることができる。ばね１２０６は、表面張力及び他のそのような力を克服して液滴１２６を放出させるために充分な速度又は力で放出機構８０４を打撃するように形成することができる（図７Ａ及び図７Ｂを参照のこと）。
【００４７】
[0083]  アクチュエータ１２０２は、ビーム１２１０の自由端１２１２を放出機構８０４から離れるように動かすためのいずれかの機構とすることができる。例えばアクチュエータ１２０２は、モータ、機械アクチュエータ、電磁石、圧電素子等とすることができる。ビーム１２１０は弾性材料を含むことができる。ビーム１２１０として示すが、ばね１２０６は他のタイプのばねとすることも可能である。
【００４８】
[0084]  注記したように、図８〜図１１Ｂは図７Ａの打撃機構８０２の例である。図１２Ａ〜図２１に、図７Ａの放出機構８０４及び出力通路１１６の例を示す。このため、いずれの図面に示す放出機構８０４及び／又は出力通路１１６も、図１２Ａ〜図２１のいずれかに示すように構成することができる。
【００４９】
[0085]  図１２Ａ及び図１２Ｂは、放出機構８０４及び出力通路１１６の一例を示す。図１２Ａに示すように、放出機構は、基部１０２の表面１０４上に配置された可撓性構造１３０６を備えることができる。可撓性構造１３０６は、圧縮可能材料（例えばゴム、プラスチック、エラストマ、ポリジメチルシオキサン（「ＰＤＭＳ」）等）を含むことができる。更に図示するように、いくつかの実施形態では、可撓性構造１３０６上にキャップ構造１３３０を配置することができ、打撃機構８０２は、可撓性構造１３０６を直接打撃するのではなくキャップ構造１３３０を打撃するように位置決め及び構成することができる。キャップ構造１３３０は、可撓性及び剛性の要素を含むことができ、打撃機構８０４による打撃力の少なくとも一部を可撓性構造１３０６に伝達するように構成することができる。しかしながら、本明細書に開示するいずれの実施形態においても、キャップ構造１３３０は必須ではなく、打撃機構８０４は、例えば可撓性構造（例えば１３０６）を直接打撃することも可能である。
【００５０】
[0086]  可撓性構造１３０６及び基部１０２は、貯留部１３０８を画定することができる。図示のように、可撓性基板１３０６は貯留部１３０８の上壁を画定することができ、基部１０２のキャビティは貯留部１３０８の側壁１３１０及び底壁１３１２を画定することができる。図示のように、貯留部１３０８は、可撓性構造１３０６におけるノッチ１３２２を含むことができる。更に図示するように、可撓性構造１３０６及び基部１０２は、貯留部１３０８に出入りするチャネル２０２を画定することができる。また、基部１０２は、貯留部１３０８の底壁１３１２から出口空間１３１８への出力通路１３１６（これは他の図の出力通路１１６の一例とすることができる）も含むことができる。貯留部１３１６は、出力通路１３１６よりも著しく大きくすることができる。例えば、底壁１３１２における出力通路１３１６の開口１３２０は、底壁１３１２よりも著しく小さくすることができる。いくつかの実施形態では、開口１３２０の面積を、底壁１３１２の面積の２倍、３倍、４倍、５倍、又はそれ以上の大きさとすることができる。
【００５１】
[0087]  図１２Ｂは、チャネル２０２、貯留部１３０８、及び出力通路１３１６内の媒質１２２を示す。先の検討と概ね一致して、キャップ構造１３３０（又は、キャップ構造が存在しない場合は貯留部１３０８に隣接する（例えば直上の）可撓性構造１３０６）を打撃する打撃機構８０２の力は、可撓性構造１３０６を圧縮させ、液滴（図示せず）を出力通路１３１６から放出させることができる。貯留部１３０８が出力通路１３１６よりも著しく大きいので、出力通路１３１６から液滴を放出するために打撃機構８０２に要求される打撃力が小さく抑えられるという利点がある。
【００５２】
[0088]  従って、図１２Ａ及び図１２Ｂにおいて、キャップ構造１３３０、可撓性構造１３０６、貯留部１３０８、及び通路１３１６の１つ以上の組み合わせを、放出機構８０４の一例とすることができる。
【００５３】
[0089]  図１３Ａ及び図１３Ｂに示す構成は一例であり、変形が可能である。例えば、可撓性構造１３０６におけるノッチ１３２２は必須ではなく、又はノッチ１３２２が異なる形状を有する場合がある。別の例として、出口空間１３１８は必須ではなく、又は出口空間１３１８が異なる形状を有する場合がある。更に別の例として、側壁１３１０及び底壁１３２０を画定する基部１０２内のキャビティは、異なる大きさ又は形状を有する場合がある。
【００５４】
[0090]  図１３Ａ及び図１３Ｂは、図７Ａの放出機構８０４及び出力通路１１６の別の例を示す。また、図１３Ａ及び図１３Ｂはキャップ１３３０の一例も示し、これは図示のように、剛性キャップ１３３４によって覆われた可撓性材料１３３２を含むことができる。図１３Ａに示すように、放出機構は、基部１０２の表面１０４上に配置された可撓性構造１３０６を備えることができ、可撓性構造１３０６及び基部１０２は、概ね上述したような貯留部１４０８に出入りするチャネル２０２を画定することができる。しかしながら、図１３Ａに示すように、基部１０２内のキャビティは、微小物体（図示しないが、微小物体１２０と同様）の出力通路１４１６への誘導を促進することが可能な傾斜側壁１４１０を有することができる、出力通路１４１６は、他の図の出力通路１１６の一例とすることができる。更に図１３Ａに示すように、基部１０２は、出力通路１４１６から離れる方向に傾斜する側壁を有する出口空間１４１８を含むことができる。
【００５５】
[0091]  図１３Ｂは、チャネル２０２、貯留部１４０８、及び出力通路１４１６内の媒質１２２を示す。先の検討と概ね一致して、キャップ１３３４（又は、キャップ１３３４及び可撓性材料１３３２が存在しない場合は貯留部１４０８に隣接する（例えば直上の）可撓性構造１３０６）を打撃する打撃機構８０２の力は、可撓性構造１３０６を圧縮させ、液滴（図示せず）を出力通路１４１６から放出させることができる。
【００５６】
[0092]  図１３Ａ及び図１３Ｂに示す構成は一例であり、変形が可能である。例えば、可撓性構造１３０６におけるノッチ１３２２は必須ではなく、又はノッチ１３２２が異なる形状を有する場合がある。別の例として、出口空間１４１８は必須ではなく、又は出口空間１４１８が異なる形状を有する場合がある。更に別の例として、傾斜側壁１４１０を画定する基部１０２内のキャビティは、異なる大きさ又は形状を有する場合がある。
【００５７】
[0093]  図１３Ａ及び図１３Ｂにおいて、キャップ構造１３３０、可撓性構造１３０６、貯留部１４０８、及び通路１４１６の１つ以上の組み合わせを、放出機構８０４の一例とすることができる。
【００５８】
[0094]  図１４Ａから図１４Ｃは、貯留部１４５２が、基部１０２内の対応する出力通路１１６からある距離だけ（例えば横方向に）離間している微小流体処理／出力デバイス１４５０の一例を示す。図示のように、デバイス１４５０は、基部１０２上に配置された可撓性構造１４５６を備えることができる。可撓性構造１４５６は、概ね可撓性構造１３０６と同様とすることができ、可撓性構造１３０６に関して上述したものと同じ材料を含むことができる。可撓性構造１４５６内に多数のチャネル２０２を画定することができ、かかるチャネル２０２は図示のように出力通路１１６に通じると共に出力通路１１６から離れる。更に図示するように、可撓性構造１４５６内に画定された貯留部１４５２（これは上述の貯留部のいずれかと概ね同様とすることができる）は、各出力通路１１６からある距離だけ離して配置することができ、流体供給部１４５４（例えばチャネル）が、各貯留部１４５２をチャネル２０２の一つに、従って出力通路１１６に流体接続することができる。打撃機構８０２が、貯留部１４５２に隣接した（例えば上にある）キャップ構造１３３０を打撃すると、貯留部内の媒質１２２は、供給部１４５４を介して、出力通路１１６に隣接したチャネル２０２内に放出されるので、概ね上述したように出力通路１１６を介して液滴を放出することができる。供給部１４５４が接続している出力通路１１６から離して貯留部１４５２を配置することによって、この配置を用いない場合に貯留部１４５２及び／又は打撃機構８０２の大きさによって許容されるよりも、出力通路１１６を近接して配置することができる。更に、出力通路１１６の上の空間が貯留部１４５２にも打撃機構８０２にも占有されていないので、出力通路１１６に隣接したチャネル２０２の部分を観察又は監視することができる。
【００５９】
[0095]  図１４Ａ〜図１４Ｃにおいて、キャップ構造１３３０、可撓性構造１４５６、貯留部１４５２、流体供給部１４５４、及び出力通路１１６の１つ以上の組み合わせを、放出機構８０４の一例とすることができる。
【００６０】
[0096]  図１５〜図１７は、基部１０２内の出力通路１１６の追加の例示的な構成を示す。出力通路１１６（図１２Ａ、図１２Ｂ、図１３Ａ、及び図１３Ｂの出力通路１３１６及び１４１６を含む）のいずれも、図１５〜図１７に示すように構成することができる。
【００６１】
[0097]  図１５に示すように、出力通路１１６は、基部１０２の上面１０４における上部開口１５０２と、基部１０２の下面１０６内における下部開口１５０６と、を備えることができる。出力通路１１６の側壁は１５０４と標示されている。更に図示のように、上面１０４上で出力通路１１６の上部開口１５０２の周りに疎水性材料１５０８を配置することができる。疎水性材料１５０８は媒質１２２をはじくことができ、これによって、出力機構１１４が作動して液滴１２６（図１Ｃを参照のこと）を放出するまで、媒質１２２が出力通路１１６に入るのを妨げることができる。あるいは図１６に示すように、疎水性材料１６０２を側壁１５０４に配置して、媒質１２２をはじくことによって、出力機構１１４が作動して液滴１２６（図１Ｃを参照のこと）を放出するまで、媒質１２２が出力通路１１６に入るのを防ぐことができる。
【００６２】
[0098]  あるいは、図１５の材料１５０８及び／又は図１６の材料１６０２は親水性とすることも可能である。かかる場合、図１５の材料１５０８は、媒質１２２を部分的に出力通路１１６内に引き込むことができ、その後に出力機構１１４は媒質１２２の液滴１２６（図１Ｃを参照のこと）を下部開口１５０６から放出することができる。図１６の材料１６０２が親水性である場合、材料１６０２は媒質１２２を出力通路１１６内に引き込むことができるが、出力機構１１４が媒質１２２の液滴１２６（再び図１Ｃを参照のこと）を下部開口１５０６から強制的に出すまで、材料１６０２の下縁部によって、媒質が下部開口１６０６から出るのを妨げることができる。
【００６３】
[0099]  図１７が示す出力通路１７００（これは他の図の出力通路１１６の一例であり、従って出力通路１１６を置換することができる）は、基部１０２の上面１０４における出力通路１７００の上部開口１７０２と、基部１０２の下面１０６における出力通路の下部開口１７０６との間に、段差１７０４を含む。図示のように、下部開口１７０６は上部開口１７０２よりも大きくすることができる。あるいは、上部開口１７０２の方を大きくすることも可能である。あるいは出力通路１７００は、段差１７０４を有することなく、上部開口１７０２から下部開口１７０６までテーパ状とすることも可能である。図示しないが、疎水性又は親水性の材料（例えば材料１５０８又は１６０２のような）を、例えば上部開口１７０２の周りに、又は上部開口１７０２と段差１７０４との間の出力通路１７００の側壁に、配置することができる。
【００６４】
[00100]  図１８は、基部１０２の上面１０４で出力通路１１６に隣接してバリア１８０２が配置されている一例を示す。バリア１８０２は、微小物体１２０が例えば媒質１２２の流れ１８０４によって出力通路１１６へと動かされた場合に、微小物体１２０を出力通路１１６内に誘導するような位置決め及び形状で形成することができる。図１８に示すバリア１８０２の形状及び位置は例であり、バリア１８０２は他の形状を有すると共に他の位置に配置することも可能である。例えばバリア１８０２は、基部１０２の上面１０４上で出力通路１１６を部分的に囲むような円弧状パターンに配置された多数の構造を備えることができる。
【００６５】
[00101]  図１９Ａから図２１は、図７Ａの放出機構８０４及び出力通路１１６の他の例示的な構成を示す。図示のように、放出機構は可撓性構造１９０２を備えることができ、これは基部１０２の表面１０４上に配置することができる。可撓性構造１９０２は、可撓性構造１３０６に関して上述した材料のいずれかを含むことができる。
【００６６】
[00102]  図示のように、可撓性構造１９０２及び基部１０２は、貯留部１９１０と、この貯留部１９１０に出入りするチャネル１９０２、１９０６と、を画定することができる。更に図示のように、可撓性構造１９０２の一部とすることができる分割部１９１６が、貯留部１９１０を、第１の部分１９３４及び第２の部分１９３６に分割することができる。また、貯留部１９１０から基部１０２を通って下面１０６まで、孔１９２０、１９２８を設けることができる。第１の孔１９２０は、基部１０２の上面１０４における上部開口１９２２と、下面１０６に隣接した共通の出口空間１９４０における下部開口１９２４と、を有することができる。第２の孔１９２８は、同様に、基部１０２の上面１０４における上部開口１９３０と、下面１０６に隣接した共通の出口空間１９４０における下部開口１９３２と、を有することができる。可撓性構造１９０２は、延長部１９１２及び１９１４も備えることができる。
【００６７】
[00103]  図２０に示すように、媒質１２２は、チャネル１９０４を介して第１の孔１９２０へと入ってこの内部を流れ（２００２）、第１の孔１９２０の下部開口１９２４から第２の孔１９２８の下部開口１９３２までメニスカス２００４として流れ（２００２）、共通空間１９４０を通過し、更に第２の孔１９２８内を上昇してチャネル１９０６に入ってこの内部を流れる。図２０には図示しないが、微小物体１２０は前述のパターンで媒質１２２と共に流れる（２００２）ことができる。
【００６８】
[00104]  図２１に示すように、打撃機構８０２は、貯留部１９１０に隣接した（例えば直上の）可撓性構造１９０２を打撃し、可撓性構造１９０２を圧縮することができる。あるいは、可撓性構造１９０２上にキャップ構造１３３０のようなキャップ構造がある場合があり、打撃機構８０２はこのキャップ構造を打撃することができる。これによって、図２１に示すように延長部１９１２、１９１４がチャネル１９０４、１９０６を閉鎖することができ、媒質１２２は貯留部１９１０から双方の孔１９２０、１９２８を下方へ流れ（２１０２）、液滴１２６を放出する。図示しないが、液滴１２６内に１つ以上の微小物体１２０が存在することができる。
【００６９】
[00105]  図１９Ａ〜図２１において、可撓性構造１９０２（延長部１９１２及び１９１４並びに分割部１９１６の１つ以上を含む）、貯留部キャビティ１９１０、孔１９２０及び１９２８、並びに共通空間１９４０の１つ以上の組み合わせを、放出機構８０４の一例とすることができる。
【００７０】
[00106]  図２２Ａ〜図２５Ｃは、打撃機構８０２、放出機構８０４、及び／又は出力通路１１６の構成の更に別の例又は代替的な変形を示す。
【００７１】
[00107]  図２２Ａ〜図２２Ｃ及び図２３は、液滴１２６を重力に逆らって上方向に放出することができる一例を示す。図示のように、この例は、ヘッド２２１２を有するハンマー２２１０を備える打撃機構を含むことができる。図示しないが、例えばアクチュエータ９０２のようなアクチュエータがハンマー２２１０を作動させることで、ハンマー２２１０が可撓性構造２２０２に打撃を与えることができる。図２２Ａ〜図２２Ｃ及び図２３の放出機構２２００は、剛性の側壁２２２６、剛性の上壁２２２４、及び可撓性の構造２２０２を備え、これらは基部１０２と共に、媒質１２２を保持することができる貯留部２２０８を画定する。図示のように、可撓性構造２２０２に出力通路２２０４を設け、ヘッド２２１２に出力通路２２１４を設けることができる。更に、可撓性構造２２０２は可撓性側壁２２０６を有することができる。可撓性構造２２０２は、構造１３０６に関して上述した材料のいずれかを含むことができる。
【００７２】
[00108]  図２３に示すように、ハンマー２２１０を可撓性構造２２０２に押圧することによって、可撓性構造２２０２から延出する側壁２２０６を基部１０２の上面１０４に対して圧縮させることができる。更に図２３に示すように、これが側壁２２０６を圧縮させて、媒質１２２の液滴１２６を、貯留部２２０８から重力に逆らって上方向に出力通路２２０４、２２１４を介して放出することができる。
【００７３】
[00109]  図２２Ａ〜図２２Ｃ及び図２３において、放出機構２２００は放出機構８０４の一例とすることができる。
【００７４】
[00110]  図２４Ａ〜図２４Ｃは、図７Ａ及び図７Ｂの放出機構８０４が基部１０２上に配置された微小流体チャネルの一部となることができる一例を示す。図２４Ａ〜図２４Ｃは、基部１０２上に配置することができる微小流体チャネル２４０２の一部を示す。図示のように、放出機構８０４をチャネル２４０２に配置することができる。図２４Ａ〜図２４Ｃに示す例において、放出機構８０４は、２４０２ｂ及び２４０２ｃと標示されたチャネル部間に位置している。図示のように、チャネル２４０２の屈曲部２４０４を、標示されたチャネル部２４０２ａ及び２４０２ｂの間に設け、別の屈曲部２４０６を、チャネル部２４０２ｃ及び２４０２ｄの間に設けることができる。
【００７５】
[00111]  上述のように、放出機構８０４は全体的に又は部分的に可撓性材料を含むことができる。チャネル２４０２の残り部分は、剛性材料及び／又は可撓性材料を含むことができる。図２４Ｃに示すように、打撃機構８０２は（図７Ａ及び図７Ｂを参照して上述したように）放出機構８０４を打撃することでこれを圧縮し、これによって放出機構８０４は、チャネル２４０２内の媒質１２２の液滴１２６を、出力通路１１６を介して放出することができる。あるいは、打撃機構８０２と放出機構８０４との間にキャップ構造１３３０のようなキャップ構造を配置し、打撃機構８０２がこのキャップ構造を打撃することも可能である。いずれにせよ、更に図示するように、放出機構８０４が圧縮されると、チャネル２４０２内の媒質１２２を放出機構８０４から離れる方向に流すことができる（２４２２）。屈曲部２４０４及び２４０６におけるチャネル２４０２の側壁２４１０及び２４１２は、流れを放出機構８０４に戻す方向に反転させることができる（２４２４）。これらの媒質１２２の反転した流れ２４２４は、図示のように、出力通路１１６を介して重力に逆らって上方向に液滴１２６を放出することができる。チャネル部２４０２ｂ及び２４０２ｃにおける流れ抵抗（これは均衡化されているか又は不均衡である場合がある）が充分に大きいので、液滴１２６を強制的に孔１１６から出すことができる。
【００７６】
[00112]  図２５Ａ〜図２５Ｃは、基部１０２に配置することができる微小流体チャネル２５０２の一部を示す。図示のように、チャネル２５０２の出力通路２５０４の各側に、放出機構８０４ａ及び８０４ｂ（図７Ａ及び図７Ｂを参照のこと）を配置することができる。図２５Ｃに示すように、打撃機構８０２は放出機構８０４ａ及び８０４ｂを打撃することで圧縮することができ、これによって放出機構８０４ａ及び８０４ｂは、チャネル２５０２内の媒質１２２の各流れ２５０６及び２５０８を、出力通路２５０４の方向に放出することができる。あるいは、各打撃機構８０２と放出機構８０４ａ、８０４ｂとの間に、キャップ構造１３３０のようなキャップ構造を設け、打撃機構８０２がこのキャップ構造を打撃することも可能である。いずれにせよ、これらの媒質１２２の流れ２５０６及び２５０８が、液滴１２６を出力通路２５０４から放出することができ、これによって図２５Ｃに示すように、液滴１２６を重力に逆らって上方向に放出することができる。
【００７７】
[00113]  チャネル２５０２は、可撓性材料を含むことができる。あるいは、放出機構８０４ａ及び８０４ｂは可撓性であるが、チャネル２５０２の他の部分は剛性とすることができる。出力通路２５０４はチャネル２５０２の上壁にあるものとして図示するが、この代わりにチャネル２５０２の側壁にあることも可能である。また、出力通路２５０４は基部１０２内にある場合もある。チャネル２５０２内に、出力通路２５０４に隣接したチャンバ（図示せず）を設けることも可能である。
【００７８】
[00114]  図１Ａ〜図１Ｃの処理／出力デバイス１００は、２つ以上の出力機構１１４を備えることができる。図２６は、そのような処理／出力デバイス２６００の一例を示し、これは基部２６０２と、１つ以上の処理機構２６０４と、複数の出力機構２６０６と、を備えることができる。基部２６０２は、図１Ａ〜図１Ｃの基部１０２と同一又は同様とすることができる。処理機構２６０４も同様に、処理機構１１０と同一又は同様とすることができる。各出力機構２６０６は、出力機構１１４と同一又は同様とすることができる。すなわち、各出力機構２６０６は、基部２６０２内の出力通路２６０８（これは出力通路１１６と同様とすることができる）を介して、概ね図１Ｃに示すような媒質１２２の液滴１２６内の１つ以上の選択された微小物体１２０を出力することができる。１列の出力機構２６０６を示すが、多数の列があることもある。従って、例えば出力機構２６０６のアレイがある場合がある。
【００７９】
[00115]  処理／出力デバイス２６００は、以下のように用いることができる。微小物体１２０を、各出力機構２６０６内へと動かすことができる。出力通路２６０８を、ホルダ２６１０における第１列のくぼみ２６１２に位置合わせすることができる。出力機構２６０６は、出力通路２６０８を介して第１列のくぼみ２６１２内に微小物体１２０を同時に出力することができる。次いで、新しい微小物体１２０を各出力機構２６０６内へと動かすことができ、デバイス２６００の出力通路２６０８を第２列のくぼみ２６１２に位置合わせすることができ、出力機構２６０６は、出力通路２６０６を介してホルダ２６１０における第２列のくぼみ２６１２内に新しい微小物体１２０を同時に出力することができる。
【００８０】
[00116]  前述のことは、デバイス２６００及びこのデバイス２６００をどのように利用可能であるかということの単なる一例であり、むろん代替案も可能である。例えばデバイス２６００は、ホルダ２６１０が有するくぼみの列２６１２と同数の列の出力機構２６０６を有することができる。別の例として、くぼみの列におけるくぼみ２６１２の数とは異なる数の出力機構２６０８を出力機構の列に設けることができる。更に別の例として、微小物体１２０を出力機構２６０８から同時に出力することは必須ではない。すなわち、第１の出力機構２６０６に微小物体１２０を投入することができ、第１の出力機構２６０６が微小物体１２０をくぼみ２６１２内に出力している間に、第２の出力機構２６０６に別の微小物体１２０を投入することができる。
【００８１】
[00117]  図２７は、微小物体１２０が物理チャネル２７０２に供給され、次いで物理チャネル２７０２から仮想チャネル２７０４によって出力機構２６０６に分配されるデバイス２７００の構成を示す。注記したように、処理機構２６０４は処理機構１１０と同一又は同様とすることができる。従って処理機構２６０４は、図４に示したＯＥＴ装置３４００を備えることができ、仮想チャネル２７０４は、一連の１つ以上の異なる光パターン４１８（図４を参照のこと）によって選択的に生成することができる。あるいは、チャネル２７０２を仮想的なものとし、チャネル２７０４を物理的なものとすることも可能である。更に別の代替案として、チャネル２７０２及びチャネル２７０４の各々を物理的又は仮想的なものとすることができる。更に別の代替案として、多数のそのようなチャネルが１つの出力機構２６０６に対して供給を行うことができる。更に別の代替案として、１つのそのようなチャネルが多数の出力機構２６０６に対して供給を行うことも可能である。
【００８２】
[00118]  図１Ａ〜図１Ｃの処理／出力デバイス１００、及び／又は図２６の処理／出力デバイス２６００の１つ以上を、一緒に用いることができる（本明細書において図示又は検討したデバイス１００、２６００のいずれかの変形又は特定の構成を含む）。図２８及び図２９は、本発明のいくつかの実施形態に従った例を示す。
【００８３】
[00119]  図２８は、複数のデバイス１００（これらは、デバイス２６００又は本明細書に開示又は検討した他のいずれかのデバイスによって置換することができる）をカスケードした一例を示す。図示のように、第１のデバイス１００の出力１１８は、第２のデバイス１００’に対する入力となることができ、第２のデバイス１００’の出力１１８は、第３のデバイス１００’’に対する入力となることができる。各デバイス１００、１００’、１００’’の処理機構１１０は、異なる機能又は同一の機能を実行することができる。例えば、第１のデバイス１００の処理機構１１０は微小物体１２０に第１の機能を実行することができ、これは次いで第２のデバイス１００’に対する出力１１８となることができる。次に、第２のデバイス１００’の処理機構１１０は、第１のデバイス１００から受信した微小物体１２０に第２の機能を実行することができ、微小物体１２０は次いで第２のデバイス１００’から第３のデバイス１００’’に対する出力１１８となることができる。次に、第３のデバイス１００’’の処理機構１１０は、第２のデバイス１００’から受信した微小物体１２０に第２の機能を実行することができる。
【００８４】
[00120]  微小物体１２０が細胞である一例においては、第１のデバイス１００の処理機構１１０が実行する第１の機能は、２つの異なる細胞を融合してハイブリドーマ細胞を形成することとすることができ、これが第２のデバイス１００’に対する出力１１８となる。第２のデバイス１００’の処理機構１１０が実行する第２の機能は、第１のデバイス１００から受信したハイブリドーマ細胞の集団を増大させることとすることができ、これが第３のデバイス１００’’に対する出力１１８となる。第３のデバイス１００’’の処理機構１１０が実行する第３の機能は、第２のデバイス１００’から受信した個々のハイブリドーマ細胞による分泌を監視することとすることができる。
【００８５】
[00121]  微小物体１２０が細胞である別の例では、第１のデバイス１００の処理機構１１０が実行する第１の機能は、選択基準に基づいて細胞を選択することとすることができ、次いで選択した細胞を第２のデバイス１００’に出力する（１１８）。第２のデバイス１００’の処理機構１１０が実行する第２の機能は、第１のデバイス１００から受信した選択した細胞の集団を増大させることとすることができ、次いで細胞を第３のデバイス１００’’に出力する（１１８）。第３のデバイス１００’’の処理機構１１０が実行する第３の機能は、第２のデバイス１００’から受信した個々の細胞による分泌を監視することすることができる。
【００８６】
[00122]  図２９は、複数のデバイス１００（これらは、同様のデバイス２６００によって置換することができる）をカスケードした別の例を示す。図示のように、第１のデバイス１００の出力１１８及び第２のデバイス１００’の出力１１８は、第３のデバイス１００’’に対する入力となることができ、第３のデバイス１００’’の出力１１８は、第４のデバイス１００’’’に対する入力となることができる。各デバイス１００、１００’、及び１００’’の処理機構１１０は、異なる機能又は同一の機能を実行することができる。例えば、第１のデバイス１００の処理機構１１０は、微小物体１２０の第１のセットに第１の機能を実行することができ、これは次いで第３のデバイス１００’’に対する出力１１８となることができる。第２のデバイス１００’の処理機構１１０は、微小物体１２０の第２のセットに第２の機能を実行することができ、これは次いで第３のデバイス１００’’に対する出力１１８となることができる。次いで第３のデバイス１００’’の処理機構１１０は、第１のデバイス１００から受信した微小物体１２０の第１のセット及び第２のデバイス１００’から受信した微小物体１２０の第２のセットに、第３の機能を実行することができる。次いで第３のデバイス１００’’は、微小物体１２０を第４のデバイス１００’’’に出力し（１１８）、第４のデバイス１００’’’の処理機構は、第３のデバイス１００’’から受信した微小物体１２０に第４の機能を実行することができる。
【００８７】
[00123]  微小物体１２０が細胞である一例において、第１のデバイス１００の処理機構１１０が実行する第１の機能は、選択基準に基づいて第１のタイプの細胞を選択し、次いで選択した第１のタイプの細胞を第３のデバイス１００’’に出力する（１１８）こととすることができる。第２のデバイス１００’の処理機構１１０が実行する第２の機能は、選択基準に基づいて第２のタイプの細胞を選択し、次いで選択した第２のタイプの細胞を第３のデバイス１００’’に出力する（１１８）こととすることができる。第１のデバイス１００からの出力１１８及び第２のデバイス１００’からの出力１１８は、同時とすることができるが、これは必須ではない。第３のデバイス１００’’の処理機構１１０が実行する第３の機能は、（第１のデバイス１００から受信した）第１のタイプの細胞と、（第２のデバイス１００’からら受信した）第２のタイプの細胞とを融合させることとすることができる。次いで第３のデバイス１００’’は、融合した細胞を第４のデバイス１００’’’に出力する（１１８）ことができる。第４のデバイス１００’’’の処理機構１１０が実行する第４の機能は、融合した細胞を保持し、例えば融合した細胞の集団を増大させるか又は融合した細胞を監視することとすることができる。第４のデバイス１００’’’又はデバイス１００、１００’、１００’’のいずれかにおいて実行可能である機能の別の例は、細胞又は細胞群に異なる試薬を加えて、試薬に対する細胞の反応を明らかにすることである。
【００８８】
[00124]  図３０Ａは、本発明のいくつかの実施形態に従った微小流体処理／出力デバイス３０００の分解斜視図を示し、図３０Ｂはその側断面図を示す。図示のように、デバイス３０００は基部１０２及び可撓性構造３００２を備えることができる。可撓性構造３００２は、概ね可撓性構造１３０６と同様とすることができ、例えば可撓性構造１３０６に関して上述した材料のいずれかを含むことができる。更に図示のように、チャネル３０１２は、ノズル３０１４及び貯留部３０４０に出入りすることができる。図示のように、ノズル３０１４は、基部１０２内の出口開口３０１８につながる基部１０２内の傾斜側壁３０１６によって画定することができ、貯留部３０４０は、可撓性構造３００２内で画定することができる。あるいは、ノズル３０１４も部分的に可撓性構造３００２内で画定することができ、及び／又は貯留部３０４０も部分的に基部１０２内で画定することができる。チャネル３０１２は、例えば基部１０２内に「Ｖ」字形のトレンチを含むことができ、ノズル３０１４の全体又は一部は、基部１０２内に出口開口３０１８へのキャビティを含むことができる。図示のように、ノズル３０１４とチャネル３０１２の１つとの間に壁３０２２を設けることができる。
【００８９】
[00125]  図３０Ｂに示すように、貯留部３０４０は、少なくとも部分的にノズル３０１４に隣接して配置することができる。貯留部３０４０とノズル３０１４との間に、孔３０３２を含むバリア３０３０を配置することができる。図３０Ｂに示すように、媒質１２２の流れ（３０４２）は、第１のチャネル３０１２からノズル３０１４のキャビティ内に入り、バリア３０３０内の孔３０３２を通り、壁３０２２を通過し、第２のチャネル３０１２に出る。流れ３０４２によって、微小物体１２０をバリア３０３０へと運ぶことができる。しかしながら、バリア３０３０の孔３０３２は微小物体１２０よりも小さいので、微小物体をノズル３０１４の上でバリア３０３０に溜めることができる。微小物体１２０をバリア３０３０に溜めている間、打撃機構８０２は上述のように可撓性構造３００２上に配置されたキャップ構造１３３０を打撃することができ、これによって、バリア３０３０に溜まった微小物体１２０を、媒質１２２の液滴内で、概ね上述のように出口開口３０１８を介して放出することができる。
【００９０】
[00126]  あるいは、いったん微小物体１２０がバリア３０３０に溜まったら、微小物体１２０はノズル３０１４の底部へと（例えば出口開口３０１８の近くに）沈下することができるか又は（例えば流れ３０４２を緩和又は停止させることによって）沈下させられる。微小物体１２０がノズル３０１４内（例えばノズル３０１４の底部の近く、例えば出口開口３０１８の近く）で沈下したら、打撃機構８０２が上述のようにキャップ構造１３３０を打撃して、微小物体１２０を媒質１２２の液滴内で、出口開口３０１８を介して放出することができる。
【００９１】
[00127]  図３０Ａ及び図３０Ｂにおいて、キャップ構造１３３０、可撓性構造３００２、ノズル１３１６、貯留部３０４０、及び出口開口３０１８の１つ以上の組み合わせを、放出機構８０４の一例とすることができる。ノズル１３１６及び／又は出口開口３０１８を、出力通路１１６の一例とすることができる。
【００９２】
[00128]  いくつかの実施形態では、多数の出力機構２６０６を有する図２６のデバイス２６００と同様のデバイスを、図３０Ａ及び図３０Ｂのチャネル３０１２、ノズル３０１６、バリア３０３０、及び貯留部３０４０を用いて構成することができる。例えば、図２６の各出力機構２６０６は、図３０Ａ及び図３０Ｂに示すように、出口開口３０１８を有するノズル３０１４及びノズル３０１４と貯留部３０４０との間にバリア３０３０を設けた貯留部３０４０として構成することができ、デバイス２６００は、図３０Ａ及び図３０Ｂに示すように、そのような各ノズル３０１４に入るチャネル３０１２及びそのような各貯留部３０４０から出るチャネル３０１２を用いて構成することができる。図２６には５つの出力機構２６０６を示すが、この数はもっと少ないか又はもっと多い場合がある。いくつかの実施形態では、もっと多く（例えば１００以上）のそのような出力機構２６０６がある場合がある。動作において、図３０Ａ及び図３０Ｂのフィーチャによって構成されたデバイス２６０６は、そのような各ノズル３０１４内に細胞１２０を送り込むように構成することができる。次いで、少なくとも所望の数（例えば全て）の出力機構２６０６のバリア３０３０（又はノズル３０１６）に少なくとも１つの細胞１２０を溜めた後、出力機構２６０６を作動させて、（上述のように）溜めた細胞１２０を液滴内で同時に放出することができる。
【００９３】
[00129]  図３１は、図面に示し、本明細書で検討した処理／出力デバイスのいずれかの動作の一例であるプロセス３１００を示す。
【００９４】
[00130]  図示のように、ステップ３１０２において、プロセス３１００は１つ以上の微小物体１２２を選択することができる。ステップ３１０２は、概ね上述したいずれかの方法で処理機構１１０によって実行可能である。例えばステップ３１０２は、例えば図５又は図６に示し、それらの図面を参照して検討したような図４のＯＥＴ装置４００によって実行することができる。
【００９５】
[00131]  ステップ３１０４において、プロセス３１００は、選択した微小物体（複数の微小物体）１２２を出力機構１１４内に移動させることができる。あるいは、ステップ３１０２をスキップするか、又はプロセス３１００に含まないこともあり、この場合には、１つ以上の微小物体１２２が以前に選択されたか否かには関係なく、これらの微小物体１２２を出力機構１１４内に移動させることができる。ステップ３１０２を実行するか否かには関わらず、上述したいずれかの方法で１つ以上の微小物体１２２を移動させること、ステップ３１０４を実行することができる。
【００９６】
[00132]  ステップ３１０６において、放出機構１１４内に移動させた微小物体（複数の微小物体）１２２を、液滴１２６内で放出することができる。これは、上述したいずれかの方法で達成可能である。
【００９７】
[00133]  本発明の特定の実施形態及び用途を本明細書において記載したが、これらの実施形態及び用途は単なる例示であり、多くの変形が可能である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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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１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２３】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２５Ｃ】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
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【図４】
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【図３１】
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【国際調査報告】
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