(57)【要約】【課題】複数の生物学的マイクロ物体を結合する。【解決手段】２つ以上の生物学的マイクロ物体が、チャンバ内の液体培地中でグループ化され得る。グループ化は、グループ内のマイクロ物体を接近又は接触させてその状態を保持すること、グループ内のマイクロ物体のうち１つ以上の膜を破壊すること、グループ内のマイクロ物体のうち１つ以上を電気穿孔法にさらすこと、及び／又は、グループ内のマイクロ物体を相互に繋留すること、を含んでもよい。すると、グループ内のマイクロ物体を結合して単一の生物学的物体とすることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物学的マイクロ物体の結合方法であって、
マイクロ流体デバイス内の液体培地中の複数のマイクロ物体から１つの第１の生物学的マイクロ物体と１つの第２の生物学的マイクロ物体とを選択することと、
前記マイクロ流体デバイス内の液体培地中で前記第１のマイクロ物体を前記第２のマイクロ物体とグループ化することと、
前記第１のマイクロ物体と前記第２のマイクロ物体とがグループ化されるのと同時に、結合された生物学的マイクロ物体を作り出すために前記液体培地中で前記第１のマイクロ物体と前記第２のマイクロ物体とを結合することと、
を備える、方法。
【請求項２】
前記選択することは、前記マイクロ流体デバイス内に入射する第１の光トラップ内に前記第１のマイクロ物体を捕捉することと、前記マイクロ流体デバイスに入射する第２の光トラップ内に前記第２のマイクロ物体を捕捉することと、を有し、
前記グループ化することは、前記第１の光トラップと前記第２の光トラップとを併合することと、それによって前記第１のマイクロ物体及び前記第２のマイクロ物体を捕捉する併合された光トラップを形成することと、を有する、請求項１の方法。
【請求項３】
前記結合することは、前記併合された光トラップを、前記マイクロ流体デバイスの結合領域を通って移動させることを有する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記結合領域は、前記結合することを促進する試薬を含む、請求項３の方法。
【請求項５】
前記結合することは、前記併合された光トラップを、電源が接続されている第１の電極と第２の電極との間で直接移動させることを有する、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記結合することは、前記併合された光トラップを、対向する壁により画定される圧縮通路を通って移動させることを有し、
前記圧縮通路の幅は、前記第１のマイクロ物体と前記第２のマイクロ物体との結合された幅よりも小さい、請求項２の方法。
【請求項７】
前記選択することは、前記培地中の複数の前記第１のマイクロ物体の一つ一つを捕捉し搬送する複数の前記第１の光トラップを備えた第１の仮想コンベヤを作り出すことと、同じ培地中の複数の前記第２のマイクロ物体の一つ一つを捕捉し搬送する複数の前記第２の光トラップを備えた第２の仮想コンベヤを作り出すことと、を有し、
前記グループ化することは、前記培地中の前記第１のマイクロ物体及び前記第２のマイクロ物体のグループを搬送する複数の前記併合された光トラップを含む第３の仮想コンベヤを形成するために前記第１の光トラップを前記第２の光トラップと併合することを有する、請求項２の方法。
【請求項８】
チャンバ内の第１の層流となる、前記チャンバへの前記培地の第１の流れを作り出すことと、
前記チャンバ内の第２の層流となる前記チャンバへの前記培地の第２の流れを作り出すことと、
前記チャンバ内の第３の層流となる、前記チャンバへの第３の流れを作り出すことと、
をさらに備え、
前記選択することは、前記第１の層流から前記第１のマイクロ物体を選択することと、前記第２の層流から前記第２のマイクロ物体を選択することと、を有し、
前記結合することは、前記グループ化された第１のマイクロ物体及び第２のマイクロ物体を前記第３の層流へと移動させることを有する、請求項１の方法。
【請求項９】
前記第３の流れは、前記結合することを促進する試薬からなる、請求項８の方法。
【請求項１０】
前記選択することは、第１のチャンネル内の前記培地の流れの中の前記第１のマイクロ物体を選択することと、第２のチャンネル内の前記培地の流れの中の前記第２のマイクロ物体を選択することと、を有し、
前記グループ化することは、前記第１のチャンネル内の前記培地の前記流れから前記培地を収容するチャンバ内の障壁へ前記第１のマイクロ物体を移動させることと、前記第２のチャンネル内の前記培地の前記流れから前記障壁へ前記第２のマイクロ物体を移動させることと、を有し、
前記チャンバは、前記第１のチャンネルと前記第２のチャンネルとの間に配設される、請求項１の方法。
【請求項１１】
前記結合することは、前記結合することを促進する試薬を前記チャンバへと流すことを有する、請求項１０の方法。
【請求項１２】
前記第１のマイクロ物体と前記第２のマイクロ物体とがグループ化されると同時に、しかし前記結合することの前に、前記第１のマイクロ物体の膜又は前記第２のマイクロ物体の膜を破壊することをさらに備える、請求項１の方法。
【請求項１３】
前記破壊することは、
前記第１のマイクロ物体の前記膜又は前記第２のマイクロ物体の前記膜を鋭利な物理的構造物により貫通すること、
前記第１のマイクロ物体の前記膜又は前記第２のマイクロ物体の前記膜をレーザにより破壊すること、
前記第１のマイクロ物体又は前記第２のマイクロ物体のうち前記一方に超音波振動を与えること、又は
前記第１のマイクロ物体又は前記第２のマイクロ物体のうち前記一方に電気的刺激を与えること、
を有する、請求項１２の方法。
【請求項１４】
前記選択すること及び前記グループ化することは、
幅が前記第１のマイクロ物体の大きさよりも小さい第１の通路によって第３のチャンネルに接続された第１のチャンネルの内部の前記培地の第１の流れの中に前記第１のマイクロ物体を配置することと、
幅が前記第２のマイクロ物体の大きさよりも小さい第２の通路によって前記第３のチャンネルに接続された第２のチャンネルの内部の前記培地の第２の流れの中に前記第２のマイクロ物体を配置することと、
を有し、
摩擦力が、前記第１のマイクロ物体を前記第１の通路内に、及び前記第２のマイクロ物体を前記第２の通路内に、停止及び保持し、
その後、前記第１の流れと前記第２の流れとの合成が前記摩擦力を上回り、前記第１のマイクロ物体及び前記第２のマイクロ物体を前記第３のチャンネルへと押し進める、請求項１の方法。
【請求項１５】
前記選択することと、前記グループ化することと、複数の結合されたマイクロ物体を形成するための前記結合することと、を繰り返すことと、
前記結合されたマイクロ物体の所定の特性に基づいて前記結合されたマイクロ物体のすべてよりも少ない部分集合を選択することと、
をさらに備える、請求項１の方法。
【請求項１６】
前記選択することは、前記マイクロ流体デバイス内の前記液体培地中の前記複数のマイクロ物体から第３の生物学的マイクロ物体を選択することを有し、
前記グループ化することは、前記マイクロ流体デバイス内の前記液体培地中で前記第３のマイクロ物体を前記第１のマイクロ物体及び前記第２のマイクロ物体とグループ化することを有し、
前記結合することは、前記第１のマイクロ物体と前記第２のマイクロ物体と前記第３のマイクロ物体とがグループ化されるのと同時に、前記結合された生物学的マイクロ物体を作り出すために、前記液体培地中で前記第１のマイクロ物体と前記第２のマイクロ物体と前記第３のマイクロ物体とを結合することを有する、請求項１の方法。
【請求項１７】
生物学的マイクロ物体を結合する装置であって、
第１の生物学的マイクロ物体及び第２の生物学的マイクロ物体が配置される液体培地を収容するよう構成された１つ以上の筐体と、
各々が前記第１のマイクロ物体のうち１つと前記第２のマイクロ物体のうち１つとを有するマイクロ物体グループを作り出すために、前記第１のマイクロ物体の一つ一つを前記第２のマイクロ物体とグループ化するよう構成されたグループ化機構と、
各前記マイクロ物体グループの前記第１のマイクロ物体と前記第２のマイクロ物体とを結合するよう構成された結合機構と、
を備える、装置。
【請求項１８】
前記グループ化機構は、前記培地中の前記第１のマイクロ物体及び前記第２のマイクロ物体のうち選択されたものを捕捉し移動させるよう選択的に構成された光電子ピンセット（ＯＥＴ）デバイスを有する、請求項１７の装置。
【請求項１９】
前記筐体は、前記培地用のチャンネルを有し、
前記グループ化機構は、
前記第１のマイクロ物体よりも大きな幅を有する、前記チャンネルのうち第１のチャンネルと、
前記第２のマイクロ物体よりも大きな幅を有する、前記チャンネルのうち第２のチャンネルと、
前記チャンネルのうち第３のチャンネルと、
幅が前記第１のマイクロ物体よりも小さい、前記チャンネルのうち前記第１のチャンネルから前記チャンネルのうち前記第３のチャンネルへの第１の通路と、
幅が前記第２のマイクロ物体よりも小さい、前記チャンネルのうち前記第２のチャンネルから前記チャンネルのうち前記第３チャンネルへの第２の通路と、
を有する、請求項１７の装置。
【請求項２０】
前記結合機構は、前記マイクロ物体グループの前記結合を促進する試薬を収容する前記筐体の領域を有する、請求項１７の装置。
【請求項２１】
前記結合機構は、
第１の電極及び前記第１の電極から隔置された第２の電極と、
前記第１の電極及び前記第２の電極に接続された電源と、
を有する、請求項１７の装置。
【請求項２２】
前記結合機構は、前記マイクロ物体グループのうち１つの幅よりも短い距離だけ隔置された対向する壁によって画定される圧縮通路を有する、請求項１７の装置。
【請求項２３】
前記筐体は、
前記培地用の第１のチャンネルと、
前記培地用の第２のチャンネルと、
前記第１のチャンネルと前記第２のチャンネルとに接続され前記第１のチャンネルと前記第２のチャンネルとの間に配設されたチャンバと、
を有する、請求項１７の装置。
【請求項２４】
前記結合機構は、
前記チャンバの各々の内部に配設され、各々が前記マイクロ物体グループのうち１つを保持するよう構成された障壁と、
前記チャンバの各々に接続された第３のチャンネルと、
を有する、請求項２３の装置。
【請求項２５】
各前記マイクロ物体グループの前記第１のマイクロ物体又は前記第２のマイクロ物体のうち一方の膜を破壊するよう構成された破壊機構をさらに備える、請求項１７の装置。
【請求項２６】
前記破壊機構は、前記筐体のうち１つに配設された鋭利な物理的構造物、レーザ素子、超音波素子、又は電気刺激素子を有する、請求項１７の装置。
【請求項２７】
前記グループ化機構はさらに、前記液体培地中で前記第１のマイクロ物体の一つ一つを前記第２のマイクロ物体の一つ一つ及び第３のマイクロ物体の一つ一つとグループ化するよう構成されており、
各前記マイクロ物体グループは、前記第１のマイクロ物体のうち１つと、前記第２のマイクロ物体のうち１つと、前記第３のマイクロ物体のうち１つと、を有し、
前記結合機構は、さらに、各前記マイクロ物体グループの前記第１のマイクロ物体と、前記第２のマイクロ物体と、前記第３のマイクロ物体と、を結合するよう構成されている、請求項１７の装置。
【請求項２８】
生物学的マイクロ物体を結合する装置であって、
液体培地中で複数の第１の生物学的マイクロ物体のうち１つを複数の第２の生物学的マイクロ物体のうち１つとグループ化するグループ化手段と、
前記第１のマイクロ物体のうち前記１つと前記第２のマイクロ物体のうち１つとを結合して結合された生物学的マイクロ物体とする結合手段と、
を備える、装置。
【請求項２９】
前記グループ化手段は、前記培地中で前記第１のマイクロ物体のうち前記１つと前記第２のマイクロ物体のうち前記１つとを選択し移動させるための誘電泳動（ＤＥＰ）力を発生させる手段を有する、請求項２８の装置。
【請求項３０】
前記第１のマイクロ物体のうち前記１つの膜又は前記第２のマイクロ物体のうち前記１つの膜を破壊する破壊手段をさらに備える、請求項２８の装置。
【請求項３１】
前記破壊手段は、前記第１のマイクロ物体のうち前記１つの前記膜又は前記第２のマイクロ物体のうち前記１つの前記膜を貫通する手段を有する、請求項３０の装置。
【請求項３２】
前記結合手段は、前記第１のマイクロ物体のうち前記１つ及び前記第２のマイクロ物体のうち前記１つを、前記結合をもたらす試薬にさらす手段を有する、請求項２８の装置。
【請求項３３】
前記結合手段は、前記結合をもたらすのに十分な規模の電界を発生させる手段を有する、請求項２８の装置。
【請求項３４】
前記結合手段は、前記結合をもたらすために、前記第１のマイクロ物体のうち前記１つ及び前記第２のマイクロ物体のうち前記１つに十分な圧力を印加する手段を有する、請求項２８の装置。
【請求項３５】
前記グループ化手段は、さらに、前記液体培地中で前記複数の第１の生物学的マイクロ物体のうち前記１つを前記複数の第２の生物学的マイクロ物体のうち前記１つ及び複数の第３の生物学的マイクロ物体の１つとグループ化するためのものであり、
前記結合手段は、さらに、前記第１のマイクロ物体のうち前記１つと、前記第２のマイクロ物体のうち前記１つと、前記第３のマイクロ物体のうち前記１つと、を結合して結合された生物学的マイクロ物体とするためのものである、請求項２８の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、改良されたマイクロ流体デバイスと、生物学的マイクロ物体を選択してグループ化し、グループ化されたマイクロ物体を結合して結合された生物学的物体にする方法と、に係る。
【背景技術】
【０００２】
[0001]  生物系において、複数の生物学的マイクロ物体を結合することは有用であり得る。
【発明の概要】
【０００３】
[0002]  本発明のいくつかの実施形態において、生物学的マイクロ物体の結合方法は、マイクロ流体デバイス内の液体培地中の複数のマイクロ物体から１つの第１のマイクロ物体及び１つの第２のマイクロ物体を選択することを含んでもよい。この方法はさらに、マイクロ流体デバイス内の液体培地中で該第１のマイクロ物体を該第２のマイクロ物体とグループ化することを含んでもよく、また、この方法は、該第１のマイクロ物体と該第２のマイクロ物体とがグループ化されるのと同時に、結合された物体を作り出すために液体培地中で該第１のマイクロ物体と該第２のマイクロ物体とを結合することも含んでもよい。
【０００４】
[0003]  本発明のいくつかの実施形態において、生物学的マイクロ物体を結合する装置は、筐体と、グループ化機構と、結合機構と、を備えていてもよい。筐体は、第１のマイクロ物体及び第２のマイクロ物体が配置される液体培地を収容するためのものであってもよい。グループ化機構は、各マイクロ物体グループが第１のマイクロ物体のうち１つと第２のマイクロ物体のうち１つとを含むように、第１のマイクロ物体の一つ一つを第２のマイクロ物体の一つ一つとグループ化してマイクロ物体グループを作り出すよう構成されてもよい。結合機構は、各マイクロ物体グループの第１のマイクロ物体と第２のマイクロ物体とを結合するよう構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１Ａ】[0004]  本発明のいくつかの実施形態による、第１の種類の生物学的マイクロ物体を第２の種類の生物学的マイクロ物体と結合するデバイスの一例を示す。
【図１Ｂ】[0005]  図１Ａのデバイスの側部断面図である。
【図２】[0006]  図１Ａのデバイスの上部断面図であり、本発明のいくつかの実施形態による図１Ａのデバイスの動作を示す。
【図３】[0007]  本発明のいくつかの実施形態による光電子ピンセット（ＯＥＴ）装置で構成された図１Ａのデバイスの断面部分側部図を示す。
【図４】[0008]  図３のＯＥＴ装置で構成された図１Ａのデバイスの部分上部断面図を図示し、本発明のいくつかの実施形態による図３のＯＥＴ装置によるマイクロ物体の選択及び移動を示す。
【図５Ａ】[0009]  本発明のいくつかの実施形態による第１のチャンネルの生物学的マイクロ物体を第２のチャンネルの生物学的マイクロ物体と結合する結合機構の例を示す。
【図５Ｂ】[0009]  本発明のいくつかの実施形態による第１のチャンネルの生物学的マイクロ物体を第２のチャンネルの生物学的マイクロ物体と結合する結合機構の例を示す。
【図５Ｃ】[0009]  本発明のいくつかの実施形態による第１のチャンネルの生物学的マイクロ物体を第２のチャンネルの生物学的マイクロ物体と結合する結合機構の例を示す。
【図６】[0010]  本発明のいくつかの実施形態による結合試薬を含む図１Ａのデバイスの結合領域の一例を示す。
【図７】[0011]  本発明のいくつかの実施形態による隔置電極を備えた図１Ａのデバイスの結合領域の一例を示す。
【図８Ａ】[0012]  本発明のいくつかの実施形態による圧縮通路を画定する対向壁を備えた図１Ａのデバイスの結合領域の一例を示す。
【図８Ｂ】[0013]  本発明のいくつかの実施形態による鋸歯状の刃を有するナイフの形の破壊機構の一例を示す。
【図９】[0014]  図３のＯＥＴ装置で構成された図１Ａのデバイスの部分上部断面図を図示し、本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ物体を拾い上げて移動させる仮想移動コンベヤを有するデバイスの構造を示す。
【図１０Ａ】[0015]  生物学的マイクロ物体がチャンバ内の異なる層流から選択されて結合される、本発明のいくつかの実施形態による図３のＯＥＴ装置で構成された図１Ａのデバイスの別の一例を示す。
【図１０Ｂ】[0015]  生物学的マイクロ物体がチャンバ内の異なる層流から選択されて結合される、本発明のいくつかの実施形態による図３のＯＥＴ装置で構成された図１Ａのデバイスの別の一例を示す。
【図１０Ｃ】[0015]  生物学的マイクロ物体がチャンバ内の異なる層流から選択されて結合される、本発明のいくつかの実施形態による図３のＯＥＴ装置で構成された図１Ａのデバイスの別の一例を示す。
【図１１Ａ】[0016]  生物学的マイクロ物体がチャンネル内の流れから選択されチャンネル間のチャンバ内の障壁において結合される、本発明のいくつかの実施形態による図３のＯＥＴ装置で構成された図１Ａのデバイスのさらに別の一例を示す。
【図１１Ｂ】[0016]  生物学的マイクロ物体がチャンネル内の流れから選択されチャンネル間のチャンバ内の障壁において結合される、本発明のいくつかの実施形態による図３のＯＥＴ装置で構成された図１Ａのデバイスのさらに別の一例を示す。
【図１１Ｃ】[0016]  生物学的マイクロ物体がチャンネル内の流れから選択されチャンネル間のチャンバ内の障壁において結合される、本発明のいくつかの実施形態による図３のＯＥＴ装置で構成された図１Ａのデバイスのさらに別の一例を示す。
【図１２】[0017]  本発明のいくつかの実施形態による図１Ａのデバイスの２つよりも多くのマイクロ物体を結合する動作を示す。
【図１３】[0018]  本発明のいくつかの実施形態による生物学的マイクロ物体の結合方法例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
[0019]  本明細書は、本発明の例示的な実施形態及び適用を説明する。しかしながら、本発明は、こうした例示的な実施形態及び適用、もしくは例示的な実施形態及び適用の本明細書における動作方法又は記載方法に限定されるものではない。また、図面は簡略化した図又は部分図を示し得るものであって、図中の要素の寸法は、誇張されたり、あるいは明確化のため釣り合いが取れていないことがあり得る。さらに、本明細書において「〜の上（on）」、「〜に取り付けられた（attached to）」、又は「〜に連結された（coupled to）」という用語が用いられる際には、ある要素（例えば材料、層、基板など）は、その要素が直接的に別の要素の上にあるか、取り付けられているか、又は連結されているか、それともその要素と別の要素との間に１つ以上の介在要素が存在するかにかかわらず、その別の要素「の上」にあるか、「取付けられ」るか、又は「連結され」てもよい。そして、方向（例えば、上（above）、下（below）、上部（top）、下部（bottom）、側部（side）、上へ（up）、下へ（down）、下（under）、上（over）、上の（upper）、下の（lower）、水平の（horizontal）、垂直の（vertical）、「ｘ」、「ｙ」、「ｚ」など）は、記載されている場合には相対的なものであり、単なる例として説明及び議論を容易にするために記載されているのであって、限定として記載されているのではない。さらに、要素の一覧（例えば、要素ａ，ｂ，ｃ）を参照する場合には、そのような参照は、列挙されている要素のうちいずれか１つのみ、列挙されている要素のすべてよりも少ない要素の組み合わせ、及び／又は列挙されているすべての要素の組み合わせを含む。
【０００７】
[0020]  本明細書において用いられる場合、「実質的に」とは、用途の役に立つのに十分であるという意味である。「もの（ones）」という用語は１つよりも多いことを意味する。
【０００８】
[0021]  「流れ」という用語は、本明細書において流体又は気体を参照して用いられる場合、その流体又は気体の連続流、パルス流、周期的流れ、ランダム流、間欠流、又は往復流を含む。
【０００９】
[0022]  本明細書において用いられる場合、「生物学的マイクロ物体」という用語は、タンパク質、胚、プラスミド、卵母細胞、精子、遺伝物質（例えばＤＮＡ）、トランスフェクションベクター、ハイドリドーマ、トランスフェクト細胞、脂質、ナノ粒子など、及び上記のものの組み合わせのような、生体細胞及び生体化合物を含む。
【００１０】
[0023]  本明細書において用いられる場合、生物学的マイクロ物体を「グループ化する」とは、２つ以上の生物学的マイクロ物体を移動させて相互に接触させ又は接近させることを意味する。したがって、「グループ化された」生物学的マイクロ物体とは、相互に接触し又は接近している２つ以上の生物学的マイクロ物体である。
【００１１】
[0024]  「結合する」という用語は、グループ化された生物学的マイクロ物体を参照して用いられるときには、グループ化された生物学的マイクロ物体を融合させること又はトランスフェクトすることを包含する。
【００１２】
[0025]  グループ化された生物学的マイクロ物体を融合させるとは、グループ化された生物学的マイクロ物体を結合して単一の結合されたマイクロ物体にすることを意味する。
【００１３】
[0026]  グループ化された生物学的マイクロ物体をトランスフェクトするとは、グループ化されたマイクロ物体のうち１つ以上を、１つ以上のトランスフェクションベクターとして、グループ化されたマイクロ物体のうち別の１つに導入することを意味する。
【００１４】
[0027]  本発明の実施形態は、チャンバ内の液体培地中で生物学的マイクロ物体をグループ化し、それからグループ化されたマイクロ物体を結合して（例えば融合させて）、結合された（例えば融合された）生物学的マイクロ物体とすることができる。図１Ａ及び１Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による生物学的マイクロ物体をグループ化して結合する（例えば融合させる）結合デバイス１００の一例を示す。図示するように、デバイス１００はハウジング１０２と、操作機構１０８と、を備え得る。また、デバイス１００のいくつかの実施形態は、破壊機構１２６を備えてもよい。
【００１５】
[0028]  図１Ａ及び１Ｂに示すように、ハウジング１０２は、異なる種類の生物学的マイクロ物体が懸濁され得る液体培地１１８を保持する１つ以上の内部チャンバ１１０を備えていてもよい。図１Ａ及び１Ｂに示す例においては、第１の種類の生物学的マイクロ物体１２０（以下、第１の種類のマイクロ物体１２０という）及び第２の種類の生物学的マイクロ物体１２２（以下、第２の種類のマイクロ物体１２２という）が培地１１８中に懸濁されている（以下、第１の種類のマイクロ物体１２０及び第２の種類のマイクロ物体１２２は、まとめてマイクロ物体１２０及び１２２とも称される）。図１Ｂに示すように、チャンバ１１０内にはグループ化領域１１２と結合領域１１４とがあってもよい。同じく図示するように、いくつかの実施形態は、分類／選択領域１１６も含んでもよい。
【００１６】
[0029]  ハウジング１０２は１つ以上の注入口１０４を備えていてもよく、これを通じて培地１１８とマイクロ物体１２０及び１２２とがチャンバ１１０内に流入されてもよい。注入口１０４は、例えば、入口ポート、開口、弁、チャンネル、又は同様のものであってもよい。デバイス１００は１つ以上の排出口１０６も備えていてもよく、これを通じて培地１１８がマイクロ物体１２０及び１２２とともに、又はこれらなしに、除去されてもよい。排出口１０６は、例えば、出口ポート、開口、弁、チャンネル、又は同様のものであってもよい。
【００１７】
[0030]  破壊機構１２６は、マイクロ物体１２０，１２２のうち１つ以上の膜（例えば外膜）を破壊（例えば貫通）するよう構成されていてもよい。例えば、破壊機構１２６は、ハウジング１０２に取り付けられチャンバ１１０の内部に配設されることが可能な、鋭利な物理的物体（例えばナイフ構造、槍構造、又は同様のもの）であってもよい。破壊機構の別の一例は、マイクロ物体１２０，１２２のうち１つ以上にレーザ光を当てるよう構成されたレーザ素子である。破壊機構１２６のまた別の一例は、超音波素子である。破壊機構のさらに別の一例は、マイクロ物体１２０，１２２のうち１つ以上に電気的刺激を与える電気刺激素子である。
【００１８】
[0031]  操作機構１０８は、チャンバ１１０内で個々のマイクロ物体１２０及び１２２を選択し移動させるよう構成されていてもよい。例えば、操作機構は、培地１１８中でマイクロ物体１２０及び１２２に対する界面動電力を作り出す素子を備えていてもよい。例えば、そのような（図示しない）素子は、マイクロ物体１２０又は１２２のうち選択されたものに対する誘電泳動（ＤＥＰ）力を作り出してそれらのマイクロ物体を選択及び／又は移動させる素子を含んでいてもよい。例えば、操作機構１０８は、１つ以上の光（例えばレーザ）ピンセットデバイス、及び／又は（例えば参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，６１２，３５５号に開示されているような）１つ以上の光電子ピンセット（ＯＥＴ）デバイスを含んでいてもよい。また別の一例として、操作機構１０８は、マイクロ物体１２０及び／又は１２２のうち１つ以上が懸濁されている培地１１８の液滴を移動させる１つ以上の（図示しない）デバイスを含み得る。そのような（図示しない）デバイスは、（例えば参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，９５８，１３２号に開示されているような）光電子ウェッティング（ＯＥＷ）デバイスのようなエレクトロウェッティングデバイスを含んでいてもよい。
【００１９】
[0032]  図２（同図はデバイス１００の断面上面図である）は、本発明のいくつかの実施形態によるデバイス１００の動作を示す。図示するように、グループ化領域１１２において、第１の種類のマイクロ物体１２０が選択され、選択された第２の種類のマイクロ物体１２２とグループ化されてもよい（１組のグループ化されたマイクロ物体１２０及び１２２は図２においては２０２と標示され、本明細書においてはグループ化されたマイクロ物体２０２又はマイクロ物体のグループ２０２と称される）。グループ２０２には２つのマイクロ物体１２０，１２２が示されているが、グループ２０２には２つのマイクロ物体１２０，１２２よりも多くのマイクロ物体があってもよい。図示しないが、培地１１８中には複数の第１の種類のマイクロ物体１２０及び第２の種類のマイクロ物体１２２が存在し得る。第１の種類のマイクロ物体１２０及び第２の種類のマイクロ物体１２２は１つ以上の所望の特性に基づいて分類されてもよく、１つの特定の第１の種類のマイクロ物体１２０がそのような特性に基づいて選択され、やはりそのような特性のために選択された１つの特定の第２の種類のマイクロ物体１２２とグループ化されてもよい。上記の分類及び選択ならびにグループ化は、グループ化領域１１２において行われ得る。
【００２０】
[0033]  破壊機構１２６がデバイス１００に備わっている場合には、グループ２０２の１つ以上のマイクロ物体１２０，１２２の膜が破壊機構１２６により破壊されてもよい。例えば、破壊機構１２６が鋭利な構造物（例えばナイフ構造又は槍構造）であれば、グループ２０２は、その鋭利な構造物がグループ２０２のマイクロ物体１２０，１２２のうち少なくとも一方の膜を貫通するように移動されて破壊機構１２６と接触してもよい。別の一例としては、破壊機構１２６がレーザ素子であれば、レーザ光をグループ２０２に当ててグループ２０２のマイクロ物体１２０，１２２のうち少なくとも一方の膜を貫通してもよい。また別の一例としては、破壊機構１２６が超音波素子であれば、超音波素子を作動させ、グループ２０２を該超音波素子に十分に近接させてグループ２０２のマイクロ物体１２０，１２２のうち少なくとも一方の膜を破壊してもよい。さらに別の一例としては、破壊機構１２６が電気刺激素子であれば、電気刺激素子を作動させてグループ２０２に電気的刺激を与え、マイクロ物体１２０，１２２のうち少なくとも一方の膜を破壊してもよい。
【００２１】
[0034]  グループ２０２のマイクロ物体１２０，１２２のうち少なくとも一方の膜の破壊の前又は後で、グループ化されたマイクロ物体２０２は結合領域１１４に移動されてもよく、この結合領域において、グループ化されたマイクロ物体２０２は、グループ化されたマイクロ物体２０２を結合して結合されたマイクロ物体２０４にする１つ以上の処理（例えば化学処理、電界処理、加圧処理、及び／又は同様のもの）にさらされてもよい。同じく図示するように、結合されたマイクロ物体２０４は分類／選択領域１１６へと移動されてもよく、この分類／選択領域において、結合されたマイクロ物体２０４は、分類され、検査され、移動され、保存され、加工され、排出口１０６を通じて排出されるなどしてもよい。
【００２２】
[0035]  いくつかの実施形態においては、グループ２０２のマイクロ物体１２０，１２２は破壊されない。その代わりに、マイクロ物体１２０，１２２は結合領域１１４において相互に繋留され、接触又は接近させられるとともにその状態に保たれ、電気穿孔法又はグループ化されたマイクロ物体２０２を結合する処理のための類似の前処理にさらされてもよい。さらに、上記のことはグループ化領域１１２におけるグループ化の後、結合領域１１４において結合処理にさらされる前に行われてもよい。
【００２３】
[0036]  とにかく、第１の種類のマイクロ物体１２０と第２の種類のマイクロ物体１２２とは異なる種類の生体細胞又は生体化合物であってもよく、グループ化されたマイクロ物体２０２を結合することはこの２つの細胞又は化合物を融合させることを含み得る。例えば、第１の種類のマイクロ物体１２０は、ある特定の抗体（例えば免疫グログリン（ＩｇＧ）のようなＢリンパ球細胞／抗原特異的プレ形質芽球細胞）を作り出す細胞（以下、抗体産性細胞と称する）であってもよく、第２の種類のマイクロ物体１２２は抗体産性細胞の成長を促進する細胞（例えば不死化骨髄腫細胞）（以下、成長促進細胞と称する）であってもよい。そのような例においては、グループ化された１組の抗体産性細胞と成長促進細胞と（これはグループ化されたマイクロ物体２０２の一例であり得る）を結合することは、それらの細胞を融合させてハイドリドーマ（したがってこれは結合されたマイクロ物体２０４の一例であり得る）を形成することを含んでもよい。その場合、ハイドリドーマが生育され、その抗体分泌又は抗体発現を分析することができる。
【００２４】
[0037]  別の一例として、第１の種類のマイクロ物体１２０は、生体細胞であり得る第２の種類のマイクロ物体１２２にトランスフェクションによって導入されるベクターであってもよい。例えば、第１の種類のマイクロ物体１２０は遺伝物質を担持するリポソームであってもよく、第２の種類のマイクロ物体１２２は遺伝物質が（例えばリポフェクション法によって）導入される生体細胞（例えば原核細胞又は真核細胞）であってもよい。この例においては、グループ化された１組のリポソームと生体細胞と（これはグループ化されたマイクロ物体２０２の一例であり得る）を結合することは、（遺伝物質を担持する）リポソームを生体細胞に導入することを含んでもよい。その結果得られる、生体細胞と、遺伝物質を担持する導入されたリポソームと、の結合は、結合されたマイクロ物体２０４の一例であり得る。その場合、そのようなトランスフェクトされた生体細胞によるタンパク質などの物質の分泌又は発現を観察し分析することができる。
【００２５】
[0038]  トランスフェクションに関係する別の一例として、第１の種類のマイクロ物体１２０は遺伝子ノックダウン物質を含むベクターであってもよく、第２の種類のマイクロ物体１２２はトランスフェクションにより遺伝子ノックダウン物質が導入される生体細胞であってもよい。この例において、遺伝子ノックダウン物質（例えば低分子干渉リボ核酸（ｓｉＲＮＡ））を担持するベクターと生体細胞とのグループ化された１組の結合は、ベクターを生体細胞に導入することを含んでもよい。グループ化された生体細胞及び遺伝子ノックダウン物質を担持するベクターはグループ化されたマイクロ物体２０２の一例であってもよく、その結果得られる生体細胞と導入されたベクターとの結合は結合されたマイクロ物体２０４の一例であってもよい。その場合、生体細胞に対するノックダウン物質の影響を観察し分析することができる。
【００２６】
[0039]  さらに別の一例として、第１の種類のマイクロ物体１２０は、細胞の表面上に発現した１つ以上の特異タンパク質及び１つ以上の一般のタンパク質を有する生体細胞であってもよく、第２の種類のマイクロ物体１２２は、細胞の表面上に発現した特異タンパク質は有さず一般のタンパク質のみを有する生体細胞であってもよい。そのような各グループ２０２のマイクロ物体１２０，１２２のうち１つ以上の膜は、上述のように破壊されてもよい。代替的又は追加的には、グループ２０２のマイクロ物体１２０，１２２は、繋留分子、抗体被覆ビーズ、又は他の繋留機構によって相互に繋留されてもよい。
【００２７】
[0040]  いくつかの実施形態においては、操作機構１０８はＯＥＴ装置を備えていてもよい。図３は、操作機構１０８がハウジング１０２の少なくとも一部に統合されたＯＥＴ装置を含む一例を示す。より詳細には、図３は、デバイス１００のハウジング１０２の一部の側部断面図を示し、ここで、ハウジング１０２の上壁３０２の少なくとも一部は上部電極３０４を備え、下壁３０６の少なくとも一部は光導電層３０８と下部電極３１０とを備える。図示するように、チャンバ１１０は上壁３０２と下壁３０６との間にあってもよい。
【００２８】
[0041]  同じく図示するように、バイアス電圧３１２が上部電極３０４及び下部電極３１０に印加されてもよい。公知のように、光導電層３０８のある範囲に投射された光は、光導電層３０８のその照射された範囲の近傍において、上部電極３０４と下部電極３１０との間の電界を変更し得る。またやはり公知のように、バイアス電圧３１２は、その周波数に応じて、マイクロ物体１２０及び１２２のうち１つ以上を吸引又は反発し得る。したがって、マイクロ物体１２０又は１２２を吸引／反発する「仮想電極」が、光導電層３０８上の任意の１つ又は複数の範囲に、その範囲を照射することによって、作り出され得る。
【００２９】
[0042]  図３に示すように、ＯＥＴ装置は、任意の所望の光パターン３１６を光導電層３０８に投射して光導電層３０８の任意の１つ又は複数の範囲を選択的に照明し、ひいては光導電層３０８上に任意の所望のパターンの仮想電極を作り出すことのできる光源３１４を備えていてもよい。また、図３のＯＥＴ装置は、マイクロ物体１２０及び１２２を観察するための撮像素子３２０（例えばカメラ又は他の視察装置）と、光源３１４を制御するコントローラ３２０と、を含んでいてもよい。上壁３０２及び／又は下壁３０６は透明であってもよい。
【００３０】
[0043]  図３に図示するＯＥＴ装置は、グループ化領域１１２、結合領域１１４、及び／又は分類／選択領域１１６のうち１つ以上に及ぶように構成されてもよい。したがって、図３に図示するＯＥＴ装置は、グループ化領域１１２、結合領域１１４、及び／又は分類／選択領域１１６のうち１つ以上においてマイクロ物体１２０及び１２２を選択し移動させるために用いることができる。
【００３１】
[0044]  図３に示すＯＥＴ装置の構成は一例に過ぎず、変形が考えられる。例えば、光源３１４及び撮像素子３２０は、図３に示すものとは異なる場所にあってもよい。したがって、例えば、光源３１４及び撮像素子２２０は、ハウジング１０２の、図３に示されているのとは反対側に配設されてもよい。図３に示すものからの変形の別の一例として、光源３１４及び撮像素子３２０はハウジング１０２の同じ側に配設されてもよく、光屈折素子（図示しない）が光源３１４からの光を屈折してもよい。また別の一例として、壁３０６はフォトトランジスタ、フォトダイオード、トランジスタ、又は類似のものなどの回路要素が形成された半導体を備えていてもよい。さらに別の一例として、電極３０４はあるいは壁１０６の一部であってもよい。そのような実施形態においては、電極３０４は、培地１１８と接触して、電極３１０から電気的に絶縁されていてもよい。図３に示す構成の、上記のもの及び他の変形が可能である。
【００３２】
[0045]  図４は、図３のＯＥＴ装置がグループ化領域１１２、結合領域１１４、及び分類／選択領域１１６に及ぶよう構成され得る一例を示す。上述のように、培地１１８には複数の第１の種類のマイクロ物体１２０及び複数の第２の種類のマイクロ物体１２２があってもよく、これらは１つ以上の特性に基づき（例えばグループ化領域１１２において）分類され選択されてもよい。例えば、図４に示すように（同図は図３のＯＥＴ装置として構成された図１Ａ乃至２のハウジング１０２の断面部分上面図である）、第１の種類のマイクロ物体１２０のうち１つが光源３１４から光トラップ４０２（例えば光ケージ）の形の光パターンを第１の種類のマイクロ物体１２０の周囲の光導電層３０８に投射することによって選択されてもよく、これによりマイクロ物体１２０を捕捉してもよい。第２の種類のマイクロ物体１２２は、同様に、光源３１４から光トラップ４０４（例えば光ケージ）を第２の種類のマイクロ物体１２２の周囲の光導電層３０８に投射することによって選択されてもよく、これによりマイクロ物体１２２を捕捉してもよい。図４に示すように、これは、チャンバ１１０のグループ化領域１１２において実行されてもよい。バイアス電圧３１２（図３を参照）は、光トラップ４０２，４０４が選択されたマイクロ物体１２０及び１２２を反発するような周波数であってもよい。あるいは、マイクロ物体１２０，１２２を吸引する光のパターンが作り出されてもよい。
【００３３】
[0046]  選択されたマイクロ物体１２０及び１２２はその後、図４に示すように光導電層３０８上で光トラップ４０２′及び４０４′を移動させることによって、グループ化領域１１２内において移動され互いに接近してもよい。次いで、光トラップ４０２′及び４０４′は、光導電層３０８上でさらに移動され、選択されたマイクロ物体１２０及び１２２をグループ化し、ひいてはグループ化されたマイクロ物体２０２を形成する。光トラップ４０２′及び４０４′は、光源３１４から光導電層３０８上のグループ化された生物学的マイクロ物体２０２の周囲に投射された光トラップ４０６に併合（例えば置換）されてもよい。図４に示すように、光トラップ４０６は、グループ２０２のマイクロ物体１２０と１２２との間の接触を維持するような大きさであってもよい。グループ化された生物学的マイクロ物体２０２は、グループ化が成功したか否かを決定すべく分類され（例えば検査を受け）てもよく、１つ以上の基準を満たさないグループ化された生物学的マイクロ物体２０２は放棄されてもよい。
【００３４】
[0047]  その後、グループ化されたマイクロ物体２０２は、図示するように光トラップ４０６′を結合領域１１４へと移動させることにより、グループ化領域１１２から結合領域１１４へ移動されてもよい。前述のように、グループ化されたマイクロ物体２０２は、結合領域１１４において、グループ化されたマイクロ物体２０２を結合して結合されたマイクロ物体２０４とする１つ以上の処理にさらされてもよく、結合されたマイクロ物体は次いで分類／選択領域１１６へと移動されてもよい。例えば、結合されたマイクロ物体２０４は、図示するように光トラップ４０６″を分類／選択領域１１６へと移動させることにより、結合領域１１４から分類／選択領域１１６へと移動されてもよい。その後、光トラップ４０６″は消され、結合されたマイクロ物体２０４を分類／選択領域１１６において解放してもよい。前述のように、分類／選択領域１１６においては、結合されたマイクロ物体２０４が選択され、分類され、検査され、あるいは加工され、又は移動されてもよい。例えば、結合されたマイクロ物体２０４は、（例えば検査の結果によって）１つ以上の特性により分類され、そうした特性を持たない結合されたマイクロ物体２０４は放棄されてもよい。
【００３５】
[0048]  分類／選択領域１１６において光トラップ４０６″を消すのではなく、光トラップ４０６″が、結合されたマイクロ物体２０４を分類／選択領域１１６を移動させ、それによって例えば、結合されたマイクロ物体２０４を、分類／選択領域１１６内又はその付近の特定の場所又は構造物（例えばチャンネル、排出口１０６、又は類似のもの）に移動させてもよい。例えば、結合されたマイクロ物体２０４は、チャンバ１１０内の分類／選択領域１１６又は他の場所に移動されて（例えば（図示しない）保持囲い（holding pens）の中に）一定期間保持されてもよい。そのような（図示しない）保持囲いの中で、結合されたマイクロ物体２０４は、生育されたり、培養されたり、あるいは結合プロセスからの回復のために時間をかけたりしてもよい。
【００３６】
[0049]  図３のＯＥＴ装置はこのように、とりわけ、個々の第１の種類のマイクロ物体１２０及び個々の第２の種類のマイクロ物体を選択し、選択された１つの第１の種類のマイクロ物体１２０を選択された１つの第２の種類のマイクロ物体１２２とグループ化して、グループ化されたマイクロ物体２０２を形成するので、（上述のいずれの変形をも含む）図３のＯＥＴ装置は、第１のマイクロ物体１２０と第２のマイクロ物体１２２を選択する手段の一例であり得、また、図３のＯＥＴ装置は、第１のマイクロ物体１２０と第２のマイクロ物体１２２とをグループ化する手段の一例でもあり得る。図５Ａ乃至５Ｃは、第１のマイクロ物体１２０と第２のマイクロ物体１２２とをグループ化する手段の別の一例を示す。
【００３７】
[0050]  図５Ａ乃至５Ｃは、通路５１２，５１４によって第３のチャンネル５０６に接続された第１のチャンネル５０２及び第２のチャンネル５０４を示す。例えば、図１Ａ，１Ｂ及び２には示されていないが、ハウジング１０２はチャンネル５０２，５０４，５０６を備えていてもよい。例えば、注入口１０４は第１及び第２のチャンネル５０２，５０４への入口であってもよく、チャンネル５０２，５０４，５０６は結合領域１１２を備えていてもよく、第３のチャンネル５０６の出口は結合領域１１４に配設されてもよい。（図１Ａ，１Ｃ及び２を参照。）
【００３８】
[0051]  動作時には、１つ以上の第１の種類のマイクロ物体１２０が第１のチャンネル５０２の培地１１８の流れ５１６に提供されてもよく、１つ以上の第２の種類のマイクロ物体１２２が第２のチャンネル５０４の培地１１８の流れ５１８に提供されてもよい。第１のチャンネル５０２の幅は、第１の種類のマイクロ物体１２０が、第１のチャンネル５０２を第３のチャンネル５０６と接続する第１の通路５１２へ、流れ５１６とともに第１のチャンネル５０２内を容易に移動できるように、第１の種類のマイクロ物体１２０の大きさよりも大きくてもよい。同様に、第２のチャンネル５０４の幅は、第２の種類のマイクロ物体１２２が、第２のチャンネル５０４を第３のチャンネル５０６と接続する第２の通路５１４へ、流れ５１８とともに第２のチャンネル５０４内を容易に移動できるように、第２の種類のマイクロ物体１２２の大きさよりも大きくてもよい。
【００３９】
[0052]  しかしながら、第１の通路５１２の幅は、図５Ａに示すように摩擦力が第１の種類のマイクロ物体１２０を第１の通路５１２内で停止させるよう、第１の種類のマイクロ物体１２０よりも十分に小さくてもよい。第２の通路５１４の幅も同様に、図５Ｂに示すように摩擦力が第２の種類のマイクロ物体１２２を通路５１４内で停止させるよう、第２の種類のマイクロ物体１２２よりも十分に小さくてもよい。
【００４０】
[0053]  また、第１及び第２の通路５１２，５１４の幅は、チャンネル５０２，５０４内の流れ５１６，５１８の合成圧が上記の摩擦力を上回るのに十分な程度になり得ると同時に、図５Ｂに図示されるように、第１の種類のマイクロ物体１２０が第１の通路５１２内で停止されて保持されるとともに、第２の種類のマイクロ物体１２２が第２の通路５１４内で停止されて保持されるような大きさであってもよい。これにより、図５Ｃに示すように、マイクロ物体１２０，１２２を、マイクロ物体のグループ２０２として、通路５１２，５１４から第３の通路５０６内へ移動させることができる。すると、今やグループ２０２にされたマイクロ物体は、第３のチャンネル５０６内の培地１１８の流れ５２０とともに移動し得る。例えば、上述のように、図１Ａ，１Ｂ及び２のデバイス１００は、第３のチャンネル５０６内の流れ５２０がグループ２０２にされたマイクロ物体を結合領域１１４へと移動させるように、図５のチャンネル５０２，５０４，５０６により構成されていてもよい。
【００４１】
[0054]  図６乃至８Ａは、本発明のいくつかの実施形態による、グループ化されたマイクロ物体２０２を結合して結合されたマイクロ物体２０４にするための様々な処理を行う結合領域１１４の構成の例を図示する。
【００４２】
[0055]  図６に示すように、いくつかの実施形態においては、結合領域１１４は、グループ化されたマイクロ物体２０２の化学処理を行うための試薬６０２を含んでいてもよい。試薬６０２は、グループ化されたマイクロ物体２０２の結合をもたらすことができる。例えば、試薬６０２は、例えばグループ２０２のマイクロ物体１２０及び１２２が２つの異なる細胞種類である場合に、グループ化されたマイクロ物体２０２の融合をもたらしてもよい。試薬６０２は結合領域１１４内の（図示しない）チャンネル、チャンバ、又は同様のものの内部に配設されてもよく、グループ化されたマイクロ物体２０２は、グループ化されたマイクロ物体２０２を結合してマイクロ物体２０４とするのに十分な時間、試薬６０２内へと移動されてもよい。いくつかの実施形態においては、結合試薬はポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、センダイウィルス、又は類似のものであってもよい。グループ化されたマイクロ物体２０２は、例えば概ね図６に図示されるように又は流体の流れの中で光トラップ４０６を移動させることにより、試薬６０２の中へ及び該試薬中で移動されてもよい。このように、結合試薬を保持するチャンネル、チャンバ、又は類似のものは、結合手段の一例である。
【００４３】
[0056]  図７は、本発明のいくつかの実施形態による結合領域１１４の構成の別の一例を示す。図示するように、結合領域１１４は電界処理機構７００を備えていてもよく、この電界処理機構はバイアス電圧７０６（例えば直流（ＤＣ）電圧又は交流（ＡＣ）電圧）が印加される第１の電極７０２及び第２の電極７０４を備えていてもよい。バイアス電圧７０６の種類（ＤＣ又はＡＣ）、電圧レベル、及び（ＡＣの場合には）周波数は、１組のグループ化されたマイクロ物体２０２の結合をもたらすよう選択され得る。グループ化されたマイクロ物体２０２は、グループ化されたマイクロ物体２０２を結合して結合されたマイクロ物体２０４とするのに十分な時間にわたって、電極７０２と７０４との間で移動されてもよい。グループ化されたマイクロ物体２０２は、例えば概ね図７に図示されるように又は流体の流れの中で光トラップ４０６を移動させることにより、電界処理機構７００の中へ及び該電界処理機構の中で移動されてもよい。このように、対向する電極７０２，７０４は、結合手段の別の一例である。
【００４４】
[0057]  図８Ａは、本発明のいくつかの実施形態による結合領域１１４の構成のまた別の一例を示す。図示するように、結合領域１１４は圧縮機構８０２を備えていてもよく、この圧縮機構は概ね対向する壁８０４を備えていてもよい。対向する壁８０４は、壁８０４が入口空間８０８を画定する比較的広く離間した状態から壁８０４が圧縮通路８１２を画定する比較的狭く離間した状態へと次第に細くなっていてもよい。入口空間８０８はグループ化されたマイクロ物体２０２を受け入れるのに十分な程度に広くてもよく、圧縮通路８１２は、グループ化されたマイクロ物体２０２に十分な圧力を印加し、グループ化されたマイクロ物体２０２を結合して結合されたマイクロ物体２０４を生み出す程度に十分に狭くなっていてもよい。例えば、圧縮通路８１２の幅は、第１のマイクロ物体１２０の大きさと第２のマイクロ物体１２２の大きさとの合計より小さくてもよい。
【００４５】
[0058]  グループ化されたマイクロ物体２０２は、図８Ａに示すように、入口空間８０８内へ、次いで圧縮通路８１２を通って移動されてもよい。グループ化されたマイクロ物体２０２への圧縮通路８１２からの圧力が、グループ化されたマイクロ物体２０２の結合をもたらし得る。グループ化されたマイクロ物体２０２は、例えば、概ね図８Ａに図示されるように又は流体の流れの中で光トラップ４０６を移動させることにより、移動されてもよい。このように、圧縮通路８１２を形成する対向する壁は、結合手段の一例である。
【００４６】
[0059]  図８Ａは、グループ２０２のマイクロ物体１２０，１２２のうち１つ以上の膜を破壊するナイフ状又は槍状の構造物の形をした破壊機構８１４の一例も示している。グループ２０２は、マイクロ物体１２０，１２２のうち少なくとも一方が破壊機構８１４と十分に接触してグループ２０２のマイクロ物体１２０，１２２のうち１つ以上の膜を貫通するように、移動されてもよい。グループ２０２は、光トラップ４０６を移動させることにより、又は流体の流れの中で、破壊機構８１４と接触するよう移動されてもよい。上述のように、マイクロ物体１２０，１２２の膜は必ずしも破壊される必要はなく、したがって、圧縮機構８０２のいくつかの実施形態は破壊機構８１４を備えていない。
【００４７】
[0060]  言及した通り、破壊機構８１４はナイフ状の構造物の形であってもよく、これはマイクロ物体１２０，１２２のうち１つ以上の膜を破壊する１つ以上の刃を備えていてもよい。そのような刃は平滑刃であってもよい。あるいは、破壊機構８１４の刃は鋸歯状であってもよい。図８Ｂは、鋸歯状の刃（エッジ）８５６を備えたナイフ８５４の形をした破壊機構の一例を示す。ナイフ８５４は図８Ａの破壊機構８１４もしくは図面中に図示され又は本明細書において言及されている他のどの破壊機構にも取って代わることができる。ナイフ８５４、ならびに破壊機構１２６，８１４のいくつかの他の実施形態は、例えば、別個の構造物であってもよく、あるいはハウジング１０２に又は該ハウジングからエッチングされてもよい。例えば、ハウジング１０２はシリコンのようなエッチング可能な材料を含んでいてもよく、ナイフ８５４は、例えば深堀り反応性イオンエッチングなどを用いて、このシリコンに又は該シリコンからエッチングされてもよい。
【００４８】
[0061]  図９乃至１１Ｃは、本発明のいくつかの実施形態によるマイクロ流体デバイス９００，１０００，１１００の追加的な例を図示する。デバイス９００，１０００，１１００の各々は、上述のデバイス１００の具体的な構造の一例を示す。
【００４９】
[0062]  図示するように、図９（同図は図３のＯＥＴ装置で構成された図１Ａ及び１Ｂのハウジング１０２の断面部分上面図を示す）のデバイス９００は仮想コンベヤシステムデバイス９００で構成されていてもよい。（上述のいずれの変形をも含む）図３のＯＥＴ装置は仮想移動コンベヤシステムデバイス９００の形をした光導電層３０８上に光パターン３１６を投射するよう構成されていてもよく、該仮想移動コンベヤシステムは仮想移動コンベヤ９０２，９０６，９１２を備えていてもよい。図示するように、各コンベヤ９０２，９０６，９１２は、移動光トラップ９０４，９０８，９１０，９１４を備えていてもよい。例えば、第１の移動コンベヤ９０２は一連の移動光トラップ９０４を備えていてもよく、第２の移動コンベヤ９０６は一連の移動光トラップ９０８を備えていてもよい。第３の移動コンベヤ９１２は初期結合光トラップ９１０と追加的な光トラップ９１４とを含む一連の移動光トラップを備えていてもよい。
【００５０】
[0063]  図示するように、第１のコンベヤ９０２の移動光トラップ９０４は、個々の第１の種類のマイクロ物体１２０を拾い上げて（選択の一例）、それらの個々の第１の種類のマイクロ物体１２０を第３のコンベヤ９１２の結合光トラップ９１０へ移動させてもよい。同様に、第２のコンベヤ９０６の移動光トラップ９０８は、個々の第２の種類のマイクロ物体１２２を拾い上げて（選択の一例）、それらの個々の第２の種類のマイクロ物体１２２を結合光トラップ９１０へ移動させてもよい。この結果、図示するように、第１の種類のマイクロ物体１２０と第２の種類のマイクロ物体１２２とが、第１の結合光トラップ９１０内にまとめられ得る。第１の結合光トラップ９１０が第３のコンベヤ９１２の一連の光トラップ９１０及び９１４内を移動するにつれて、マイクロ物体１２０と１２２とを接触させるように、ひいては光トラップ９１４内でグループ化されたマイクロ物体２０２を形成するように、追加的なトラップ９１４の大きさが必要に応じて調整されてもよい。図示するように、第３のコンベヤ９１２は、各光トラップ９１４内のグループ化されたマイクロ物体２０２を、結合領域１１４を通って移動させることができる。破壊機構１２６は、第３のコンベヤ９１２がグループ２０２を結合領域１１４へと移動させる前又は後に、各グループ２０２の１つ以上のマイクロ物体の膜を破壊してもよい。図示はしないが、マイクロ物体１２０，１２２は、概ね上述のように、グループ化領域１１２において分類されてもよい。
【００５１】
[0064]  上述のように、グループ化されたマイクロ物体２０２は、結合領域１１４において、グループ化されたマイクロ物体２０２を結合して結合されたマイクロ物体２０４とする１つ以上の処理にさらされてもよい。そのような処理の例は、図６乃至８Ａに図示されたそのような処理の例を含め、上記で言及された処理のいずれをも含む。したがって、例えば図９の結合領域１１４は、図６の結合試薬６０２、図７の電界処理機構７００、図８Ａの圧縮機構８０２、又は上記の処理のいずれかの組み合わせのうち、１つ以上を含んでいてもよい。上記の例においては、第３のコンベヤ９１２は、光トラップ９１４内のグループ化されたマイクロ物体２０２の各組を、図６の結合試薬６０２、図７の電界処理機構７００、及び／又は図８Ａの圧縮機構８０２を通って移動させてもよい。
【００５２】
[0065]  図９に示すように、第３のコンベヤ９１２は、結果として生じる結合されたマイクロ物体２０４を分類／選択領域１１６へと移動させてもよい。同じく図示するように、第３のコンベヤ９１２は、結合されたマイクロ物体２０４を分類／選択領域１１６において解放してもよい。前述のように、分類／選択領域１１６において、結合されたマイクロ物体２０４は選択され、分類され、あるいは加工され又は移動されてもよい。代替的には、第３のコンベヤ９１２がさらに遠く分類／選択領域１１６へと延出し、それによって例えば結合されたマイクロ物体２０４を分類／選択領域１１６の中又は付近の特定の場所又は構造物（例えばチャンネル、排出口１０６、又は類似のもの）へと搬送してもよい。
【００５３】
[0066]  ここで図１０Ａ乃至１０Ｃのデバイス１０００を参照すると、このデバイス１０００は基部１０１４を備えていてもよく、その上に注入口チャンネル１００４，１００６及び１００８と、チャンバ１００２と、排出口チャンネル１０１０及び１０１２と、が配設されていてもよい。注入口チャンネル１００４，１００６及び１００８への入口は図１Ａ及び１Ｂの注入口１０４の例であり得、排出口チャンネル１０１０及び１０１２からの出口が図１Ａ及び１Ｂの排出口１０６の例であり得る。チャンネル１００４，１００６，１００８，１０１０，１０１２及びチャンバ１００２が同様に図１Ａ及び１Ｂのハウジング１０２の例であり得る。当然ながら、より多くの、又はより少ない注入口チャンネル１００４，１００６及び１００８及び／又は排出口チャンネル１０１０及び１０１２があってもよい。
【００５４】
[0067]  図示はしないが、チャンバ１００２の上壁１０４０は図３の上壁３０２のように構成されてもよく、チャンバ１００２に対応する基部１０１４の少なくとも一部が（上述のいずれの変形をも含む）図３の下壁３０６のように構成されてもよい。図示するように、デバイス１０００は、チャンバ１００２に対応する基部１０１４の少なくとも一部に光のパターン３１６を投射する図３の光源３１４を含んでいてもよい。図３及び４に関する上述の議論に概ね従って、光トラップ４０２及び４０６（図１０Ｃを参照）が選択的に作り出され、チャンバ１００２内のマイクロ物体１２０及び１２２を選択し、移動させ、及び／又はグループ化する。これらの光トラップ４０２及び４０６は、図４に関して上述した光トラップ４０２，４０４及び４０６と同一であってもよい。
【００５５】
[0068]  図１０Ｃ（同図はデバイス１０００の断面上面図である）は本発明のいくつかの実施形態によるデバイス１０００の動作を示す。図示するように、第１の種類のマイクロ物体１２０が懸濁されている液体培地１１８の流れ１０１６が注入口チャンネル１００４に流入されてもよい。これによりチャンバ１００２内に、注入口チャンネル１００４から排出口チャンネル１０１０への液体培地１１８の層流１０２４が作り出され得る。同様に、第２の種類のマイクロ物体１２２が懸濁されている液体培地１１８の流れ１０１８が注入口チャンネル１００６に流入されてもよく、これにより、図示するように、チャンバ１００２内に、注入口チャンネル１００６から排出口チャンネル１０１０及び１０１２への液体培地１１８の層流１０２６が作り出され得る。結合試薬１０２２（これは図６に関して上述した結合試薬６０２と同一又は類似のものであってもよい）の流れ１０２０が注入口チャンネル１００８に流入されてもよく、これによりチャンバ１００２内に、注入口チャンネル１００８から排出口チャンネル１０１２への結合試薬１０２２の層流１０２８が作り出され得る。
【００５６】
[0069]  図１０Ｃに示すように、注入口チャンネル１００４における培地１１８の流れ１０１６が第１の種類のマイクロ物体１２０をチャンバ１００２内へと移動させてもよく、また、注入口チャンネル１００６における培地１１８の流れ１０１８が第２の種類のマイクロ物体１２２をチャンバ１００２内へと移動させてもよい。同じく図示するように、光源３１４（図３を参照）からの光パターンを光トラップ４０２の形で第１の種類のマイクロ物体１２０の周囲に投射することによって、層流１０２４において第１の種類のマイクロ物体１２０のうち１つが選択されてもよく、また、光源３１４からの光パターンを光トラップ４０４の形で第２の種類のマイクロ物体１２２の周囲に投射することによって、層流１０２６において第２の種類のマイクロ物体１２２のうち１つが選択されてもよい。
【００５７】
[0070]  選択されたマイクロ物体１２０及び１２２はその後移動されて接触してもよく、光トラップ４０２，４０４が（図４に関して上述したように）併合されて、今やグループ化されたマイクロ物体２０２の周囲に光トラップ４０６を形成してもよい。光トラップ４０６はグループ２０２のマイクロ物体１２０と１２２との間の接触を維持する大きさであってもよい。概ね上述のように、破壊機構１２６が各グループ２０２のマイクロ物体のうち１つ以上の膜を破壊してもよい。
【００５８】
[0071]  グループ化されたマイクロ物体２０２は、図示するように光トラップ４０６を結合試薬１０２２の層流１０２８内に移動させることによって、移動され得る。グループ化されたマイクロ物体２０２は、概ね上述のように、試薬１０２２がグループ化されたマイクロ物体２０２を結合し、ひいては結合されたマイクロ物体２０４を作り出すのに十分な時間にわたって、結合試薬１０２２の中にあってもよい。
【００５９】
[0072]  引き続き図１０Ｃを参照すると、結合されたマイクロ物体２０４はその後、結合試薬１０２２の層流１０２８の外へと移動され、次いで分類されてもよい。例えば、グループ化されたマイクロ物体２０２がうまく結合されて結合されたマイクロ物体２０４となったかどうかが決定されてもよい。うまく結合されたものは、うまく結合されたマイクロ物体２０４の出口であり得る排出口チャンネル１０１０へと移動されてもよい。うまく結合しなかったグループ化されたマイクロ物体２０２のマイクロ物体１２０及び１２２は、廃物の出口であり得る排出口チャンネル１０１２へと移動されてもよい。
【００６０】
[0073]  次に図１１Ａ乃至１１Ｃを参照すると、デバイス１１００は基部１１０４を備えていてもよく、その上にはハウジング１１０２（これは図１Ａ乃至２のハウジング１０２の一例であり得る）が配設される。同じく図示するように、ハウジング１１０２は、１つ以上のチャンネル１１０８及び１１２０（２つが図示されているが、より少ないか又はより多くてもよい）と流れチャンネル１１１２（１つが図示されているが、より多くてもよい）とを備えていてもよい。チャンネル１１０８，１１１２及び１１２０は、１つ以上のチャンバ１１１４及び１１１６（２つが図示されているが、より少ないか又はより多くてもよい）に通じていてもよい。チャンネル１１０８，１１１２及び１１２０の入口１１０６，１１１０及び１１１８は図１Ａ乃至２の注入口１０４の例であり得、これらのチャンネルの出口１１４０，１１４２及び１１４４は排出口１０６の例であり得る。
【００６１】
[0074]  図示はしないが、ハウジング１１０２の上壁は図３の上壁３０２のように構成されていてもよく、基部１１０４の少なくとも一部は、（図３に示す装置のいずれの変形をも含む）図３の下壁３０６のように構成されていてもよい。図１１Ｂに示すように、デバイス１１００は、基部１１０４上に光のパターン３１６を投射する図３の光源３１４も含んでいてもよい。
【００６２】
[0075]  図３及び４に関する上述の議論に概ね従って、図１１Ｃ（同図はデバイス１１００の断面上面図である）に示されるように、光トラップ４０２が選択的に作り出されて、第１のチャンネル１１０８内の培地１１８の流れ１１２８から第１の種類のマイクロ物体１２０を選択するとともに、選択されたマイクロ物体１２０をチャンネル１１０８，１１２０の間に配設されたチャンバ１１１４，１１１６内の障壁１１２２へと移動させてもよい。同様に、光トラップ４０４が選択的に作り出されて、第２のチャンネル１１２０内の培地１１８の流れ１１３０から第２の種類のマイクロ物体１２２を選択するとともに、選択されたマイクロ物体１２２を障壁１１２２へと移動させてもよい。このようにして、マイクロ物体１２０，１２２のグループ２０２は障壁１１２２において形成されてもよい。図１１Ｃには、マイクロ物体１２０，１２２のグループ２０２の一例が、チャンバ１１１４内の障壁１１２２において示されている。
【００６３】
[0076]  破壊機構１２６が、上述のように、グループ２０２のマイクロ物体１２０，１２２のうち１つ以上の膜を破壊してもよい。障壁１１２２は、物理的なものであっても、仮想のものであっても、あるいは物理的なものと仮想のものとの組み合わせであってもよい。
【００６４】
[0077]  （例えば試薬６０２又は１０２２のような）試薬の流れ１１２６がチャンネル１１１０内に与えられてもよい。障壁１１２２の開口部１１２４が、その流れ１１２６が障壁１１２２を貫流することを可能にしてもよい。その結果、図示するように各グループ２０２のマイクロ物体１２０，１２２が結合されて、例えば図１１Ｃのチャンバ１１１６内の障壁１１２２において、結合されたマイクロ物体２０４となってもよい。結合されたマイクロ物体２０４は、選択され、（例えばトラップ４０２，４０４のような光トラップとともに）チャンバ１１１４，１１１６の外部に移動されてもよい。
【００６５】
[0078]  上述のように、グループ２０２にされたマイクロ物体１２０，１２２の膜は必ずしも破壊される必要はなく、したがって、図９Ａ乃至１１Ｃのデバイス９００，１０００，１１００のいくつかの実施形態は破壊機構１２６を備えない。やはり上述のように、グループ２０２にされたマイクロ物体１２０，１２２はその代わりに、電気穿孔法にさらされたり、まとめて繋留されたり、互いに接触又は近接した状態に保持されたりするなどしてもよい。
【００６６】
[0079]  図面中に図示され本明細書に記載されているデバイス１００，９００，１０００，１１００は単なる例に過ぎず、変形が考えられる。例えば、図面中に図示され本明細書に記載されている例においては２つのマイクロ物体１２０，１２２がグループ化され結合されているものとして示されているが、２つよりも多くのマイクロ物体がグループ化され結合されてもよい。図１２は、デバイス１００（例えば図１Ａ，１Ｂ及び２を参照）の動作の例を図示しており、同デバイスにおいては複数のマイクロ物体１２０，１２２，１２２０（３つが図示されているが、より多くてもよい）がグループ化領域１１２でグループ化され、結合領域１１６で結合される。マイクロ物体１２２０は注入口ポート１０４のうち１つを通じて、又は何らかの他の方法によって、デバイス１００に入り得る。上述のように、デバイス１００は２つよりも多くの注入口ポート１０４を有していてもよい。
【００６７】
[0080]  図１２は、複数のマイクロ物体１２０，１２２，１２２０がグループ化領域１１２においてグループ化される点を除いて、図２に示されるデバイス１００の動作を図示している。マイクロ物体１２０，１２２，１２２０のグループ化は、２つよりも多くのマイクロ物体１２０，１２２，１２２０が選択されグループ化されてグループ１２０２にされたマイクロ物体を形成するという点を除いて、図２に関して上述したのと同様であってもよい。したがって、各グループ１２０２は３つ以上のマイクロ物体１２０，１２２，１２２０を含み得る。マイクロ物体１２０，１２２，１２２０は、マイクロ物体１２０，１２２を選択し結合してグループ２０２とする本明細書に記載されたいずれの方法によっても、選択され、結合されてグループ１２０２とされ得る。結合領域１１４において、各グループ１２０２にされたマイクロ物体１２０，１２２，１２２０は結合され、結合されたマイクロ物体１２０４とされる。マイクロ物体１２０，１２２，１２２０からなる各グループ１２０２は、本明細書に記載されたグループ２０２を結合して結合されたマイクロ物体２０４とするいずれの方法によっても、結合されることができる。
【００６８】
[0081]  マイクロ物体１２２０は、マイクロ物体１２０，１２２に関して上述した種類のマイクロ物体のいずれであってもよい。また、マイクロ物体１２２０は、マイクロ物体１２０，１２２のいずれかと同一であってもよいし、又は異なっていてもよい。例えば、マイクロ物体１２０は生体細胞であってもよく、マイクロ物体１２２，１２２０は選択可能なマーカを有するプラスミド（又は類似のもの）のようなトランスフェクションベクターであってもよい。そのほんの一例として、マイクロ物体１２０はチャイニーズハムスター卵巣（ＣＨＯ）細胞のような細胞であってもよく、マイクロ物体１２２は脂質ナノ粒子（又は類似のもの）中の特異抗体重鎖であってもよく、マイクロ物体１２２０は脂質ナノ粒子（又は類似のもの）中の特異抗体軽鎖であってもよい。
【００６９】
[0082]  言及した通り、図１２には３つのマイクロ物体１２０，１２２，１２２０が示され、グループ１２０２にグループ化され、結合されて結合されたマイクロ物体１２０４とされているが、３つより多くのそのようなマイクロ物体がグループ１２０２にグループ化され、結合されて結合されたマイクロ物体１２０４とされてもよい。また、図示され本明細書に記載されたデバイス９００，１０００，１１００はいずれも、概ね図１２に図示され上述されたように、２つのマイクロ物体１２０，１２２よりも多くのマイクロ物体をグループ化し結合することができる。
【００７０】
[0083]  図１３は、本発明のいくつかの実施形態による生物学的マイクロ物体を結合する方法１３００の一例を示す。ステップ１３０２において、マイクロ物体は分類され、個々のマイクロ物体が選択されてもよい。例えば、概ね上述のように、上述したデバイスのいずれか（例えばデバイス１００，９００，１０００，１１００）の培地１１８は、複数の第１の種類のマイクロ物体１２０及び複数の第２の種類のマイクロ物体１２２を含んでいてもよく、これらは１つ以上の特性により分類されてもよい。第１の種類のマイクロ物体１２０及び第２の種類のマイクロ物体１２２のうち、所望の特性を有するもの、あるいは特定の基準を満たすものが、ステップ１３０２で選択されてもよい。上述のように、２つマイクロ物体の種類１２０，１２２よりも多くが存在してもよい。例えば、図１２に示すように、３つ以上の種類のマイクロ物体１２０，１２２，１２２０があってもよい。
【００７１】
[0084]  ステップ１３０４においては、生物学的マイクロ物体のうちステップ１３０２で選択された個々のものがグループ化されてもよい。例えば、図２に示すように、１つの選択された第１の種類の生物学的マイクロ物体１２０（図１Ａ乃至２を参照）が１つの選択された第２の種類の生物学的マイクロ物体１２２とグループ化されてグループ２０２を形成してもよい。別の一例として、図１２に示すように、選択されたマイクロ物体１２０，１２２は第３の種類のマイクロ物体１２２０とグループ化されてもよい。上記のこと、したがってステップ１３０４は、図面に示され又は上述されたマイクロ物体１２０，１２２，１２２０のグループ２０２，１２０２を作り出すいずれの方法によっても達成され得る。
【００７２】
[0085]  概ね上述の議論に従って、ステップ１３０４は、グループ２０２，１２０２にされたマイクロ物体１２０，１２２，１２２０の、（例えば上述のいずれかの機構により）膜を破壊すること、又は該グループの一方又は両方を電気穿孔法にさらすことを含んでもよい。代替的又は追加的に、ステップ１３０４は、グループ２０２，１２０２内のマイクロ物体１２０，１２２，１２２０を接触又は接近させてその状態を保持することを含んでもよい。また、ステップ１３０４は、グループ２０２，１２０２内のマイクロ物体１２０，１２２，１２２０を相互に繋留することも含んでもよい。同じく概ね上述の議論に従って、ステップ１３０４は、グループ２０２，１２０２にされたマイクロ物体１２０，１２２，１２２０を検査し分類すること、及び１つ以上の特性を有するか１つ以上の基準を満たすグループ２０２，１２０２にされたマイクロ物体１２０，１２２，１２２０を選択することを含んでもよい。
【００７３】
[0086]  ステップ１３０６において、ステップ１３０４で作り出されたグループ２０２，１２０２のマイクロ物体１２０，１２２，１２２０は、結合（例えば融合）されて結合されたマイクロ物体２０４，１２０４とされてもよく、これは図面中に示され又は上述されたいずれの方法によっても達成され得る。概ね上述したように、ステップ１３０６で作り出された、結合されたマイクロ物体２０４，１２０４は、図示され本明細書中に記載されたデバイス１００，９００，１０００，１１００のいずれかにおいて、（図面には示さない）保持囲い内に保持されてもよい。例えば、結合されたマイクロ物体２０４，１２０４がそのような保持囲い内で培養され、あるいは回復期間を与えられてもよい。
【００７４】
[0087]  図示するように、複数の結合されたマイクロ物体２０４，１２０４を生み出すために、ステップ１３０２乃至１３０６が１度以上繰り返されてもよい。ステップ１３０８において、結合されたマイクロ物体２０４，１２０４が検査され、分類され、及び／又は選択されて、図面に図示され又は上述したいずれかの方法によって分類されてもよい。
【００７５】
[0088]  本明細書には本発明の具体的な実施形態及び適用を記載しているが、これらの実施形態及び適用は単なる例に過ぎず、多くの変形が可能である。
【図１Ａ】
2015530074.tif 000003
【図１Ｂ】
2015530074.tif 000004
【図２】
2015530074.tif 000005
【図３】
2015530074.tif 000006
【図４】
2015530074.tif 000007
【図５Ａ】
2015530074.tif 000008
【図５Ｂ】
2015530074.tif 000009
【図５Ｃ】
2015530074.tif 000010
【図６】
2015530074.tif 000011
【図７】
2015530074.tif 000012
【図８Ａ】
2015530074.tif 000013
【図８Ｂ】
2015530074.tif 000014
【図９】
2015530074.tif 000015
【図１０Ａ】
2015530074.tif 000016
【図１０Ｂ】
2015530074.tif 000017
【図１０Ｃ】
2015530074.tif 000018
【図１１Ａ】
2015530074.tif 000019
【図１１Ｂ】
2015530074.tif 000020
【図１１Ｃ】
2015530074.tif 000021
【図１２】
2015530074.tif 000022
【図１３】
2015530074.tif 000023
【国際調査報告】
2015530074.tif 000024
2015530074.tif 000025
2015530074.tif 000026