(57)【要約】ミクロ流体素子装置および回転アクチュエータを含む組み合わせが提供される。該組み合わせを使用する方法もまた提供される。ミクロ流体素子装置は例えば回転アクチュエータによって開くことができる変形可能バルブを含んでもよい。ミクロ流体素子ミクロカード装置などのミクロ流体素子装置の変形可能部分を変形させる回転式アクチュエータを含む変形システムが提供される。回転式アクチュエータには複数の変形ブレードが含まれ、各変形ブレードにはブレードチップ末端および反対側末端が含まれる。変形ブレードは開口ブレード設計を有してもよく、あるいは例えば穿孔パンチとして配置してもよい。回転式アクチュエータにはまた回転軸の周りに回転して複数の変形ブレードを作動できるプレッサ部材も含まれる。複数の変形ブレードはブレードチップ末端を有する一体型微細構造体を有する回転式部材の外周辺上の複数の歯であってもよい。
2006508817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板、第一の面、および複数の流体経路を含むミクロ流体素子装置であって、各経路が少なくとも一つの変形可能部分を含む装置、
複数の変形ブレードであって、それぞれブレードチップ末端および反対側末端を含む変形ブレード、および
回転可能アクチュエータであって、回転軸の周りに回転してミクロ流体素子装置に対して複数の変形ブレードを作動させることができるプレッサ部材を含む回転可能アクチュエータ
の組み合わせであって、複数の変形ブレードチップ末端は一つ以上の隣接のブレードチップ末端からそれぞれ第一の距離を空けて配置され、複数の変形可能部分は一つ以上の隣接の変形可能部分からそれぞれ第一の距離を空けて配置される、組み合わせ。
【請求項２】
ミクロ流体素子装置の第一の面は平面である、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項３】
ミクロ流体素子装置は基板中に作製された複数の試料ウェルを含み、各経路の変形可能部分はそれぞれの経路中の流体の移動を制御できる少なくとも一つの変形可能バルブを含む、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項４】
ブレードチップの反対側末端はブレードチップおよびプレッサ部材がともに一体型構造体の一部であるようにプレッサ部材で一体となる、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項５】
複数のブレードチップの反対側末端はそれぞれ互いに別個であり、それぞれが他の反対側末端に対して個別に移動可能である、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項６】
複数のブレードチップはカートリッジ中で互いに隣接して配置される、請求項５に記載の組み合わせ。
【請求項７】
カートリッジはブレードチップを格納位置に保持するバイアス装置を含む、請求項６に記載の組み合わせ。
【請求項８】
バイアス装置は複数のばねを含む、請求項７に記載の組み合わせ。
【請求項９】
プレッサ部材はローラーを含み、複数のブレードチップはカートリッジ中に直線アレイ状に配置され、ブレードチップの反対側末端はそれぞれローラーによって作動することができるようにカートリッジ中に配置される、請求項６に記載の組み合わせ。
【請求項１０】
ローラーは円筒形である、請求項９に記載の組み合わせ。
【請求項１１】
回転可能アクチュエータおよび複数のブレードチップ末端はローラーを備えるローラーアセンブリを含み、ローラーは外周を含み、複数のブレードチップ末端は外周上に配置された複数の歯を含む、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項１２】
複数の歯が複数の変形可能部分を順次それぞれ変形させるようにするために十分な力によってローラーがミクロ流体素子装置と接触することができるように、回転可能アクチュエータのローラーに作動可能に取り付けられ、ローラーを回転させることができるアクチュエータ機構をさらに含む、請求項１１に記載の組み合わせ。
【請求項１３】
回転可能アクチュエータのローラーは円形の断面を含む、請求項１２に記載の組み合わせ。
【請求項１４】
プラットホームであって、回転可能アクチュエータに結合したハンドルを含むプラットホーム、および複数のブレードチップ末端によって複数の変形可能部分を変形させることを含む変形操作中にミクロ流体素子装置を保持するホルダーをさらに含む、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項１５】
ホルダーはプレッサ部材と複数の変形ブレードとの間にミクロ流体素子装置を保持する、請求項１４に記載の組合せ。
【請求項１６】
プラットホームであって、回転可能アクチュエータに結合したハンドルを含むプラットホーム、および複数のブレードチップ末端によって複数の変形可能部分を変形させることを含む変形操作中にミクロ流体素子装置を保持するホルダーをさらに含む、請求項４に記載の組み合わせ。
【請求項１７】
プラットホームであって、回転可能アクチュエータに結合したハンドルを含むプラットホーム、および複数のブレードチップ末端によって複数の変形可能部分を変形させることを含む変形操作中にミクロ流体素子装置を保持するホルダーをさらに含む、請求項５に記載の組み合わせ。
【請求項１８】
複数の変形ブレードは複数の穿孔パンチを含む、請求項１に記載の組み合わせ。
【請求項１９】
請求項１の組み合わせを提供する工程、
ミクロ流体素子装置を回転可能アクチュエータに隣接させて配置する工程、および
複数のブレードチップ末端が複数の変形可能部分を変形させるようにミクロ流体素子装置を回転可能アクチュエータと接触させる工程
を含む方法。
【請求項２０】
カートリッジ、
カートリッジ中に互いに隣接して配置された複数の変形ブレードであって、それぞれブレードチップおよび反対側末端を含む変形ブレード、および
回転軸の周りに回転可能であり、回転軸の周りに回転するとプレッサ部材が複数の変形ブレードの反対側末端と接触して複数の作製ブレードを作動させることができるようにカートリッジに対して配置されたプレッサ部材
を含む変形システム。
【請求項２１】
カートリッジは複数の変形ブレードを通常それぞれの格納位置に保持するバイアス装置を含み、プレッサ部材はローラーを含み、カートリッジはローラーを誘導して変形ブレードのそれぞれの反対側末端と接触させるトラックを含む、請求項２０に記載の変形システム。
【請求項２２】
複数の変形ブレードは複数の穿孔パンチを含む、請求項２０に記載の変形システム。
【請求項２３】
複数の変形可能部分を含むミクロ流体素子装置を提供する工程、
ローラーであって、外周および外周に沿って配置された複数のブレードチップを備えるローラーを含む変形アセンブリを提供する工程、および
複数のブレードチップそれぞれが変形可能部分を順次変形させるようにするために十分な力でミクロ流体素子装置の表面上でローラーを回転させる工程
を含む、ミクロ流体素子装置を処理する方法。
【請求項２４】
複数のブレードチップは互いに第一の距離を空けて配置され、複数の変形可能部分は互いに第一の距離を空けて配置される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
ミクロ流体素子装置は複数の流体流れ経路を含み、複数の変形可能部分のそれぞれは少なくとも部分的にそれぞれ一つの経路を定める、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
複数の変形可能部分のそれぞれは複数の経路のそれぞれの経路に沿ったそれぞれの中間壁を含む、請求項２５の方法。
【請求項２７】
該方法は複数の変形可能部分のそれぞれを永久的に変形する工程を含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
ミクロ流体素子装置は弾性変形可能なカバー層および基板を含み、基板は複数の変形可能部分を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
複数の変形可能部分を含むミクロ流体素子装置を提供する工程、
ミクロ流体素子装置の表面に隣接する変形アセンブリであって、カートリッジ中に互いに隣接して配置された複数の変形ブレード、およびローラーを含むプレッサ部材を含む変形アセンブリを提供する工程であって、各変形ブレードはブレードチップおよびブレードチップの反対側の反対側末端を含み、それぞれのブレードチップの反対側末端は反対側末端をローラーで作動することができるようなカートリッジ中の位置に配置される工程、および
複数のブレードチップが変形可能部分と接触し変形させるようにするために十分な力によって、カートリッジ中に配置された反対側末端に対してローラーを回転させる工程
を含む、ミクロ流体素子装置を処理する方法。
【請求項３０】
複数のブレードチップは互いに第一の距離を空けて配置され、複数の変形可能部分は互いに第一の距離を空けて配置される、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
ミクロ流体素子装置は複数の流体流れ経路を含み、複数の変形可能部分のそれぞれは経路のそれぞれ一つを少なくとも部分的に定める、請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
複数の変形可能部分はそれぞれ複数の経路のそれぞれの経路に沿ったそれぞれの中間壁を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
該方法は複数の変形可能部分をそれぞれ永久的に変形する工程を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
ミクロ流体素子装置は弾性変形可能なカバー層および基板を含み、基板は複数の変形可能部分を含む、請求項２９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
本出願は、２００３年３月３１日出願の米国特許出願第１０／４０３，６４０号明細書、２００３年１月３日出願の米国特許出願第１０／３３６，２７４号明細書、すべて２００２年７月２６日出願の米国特許仮出願第６０／３９８，８５１号、第６０／３９８，７７７号および第６０／３９８，９４６号明細書、および２００３年１月３日出願の米国特許出願第１０／３３６，７０６号明細書からの優先権を主張する。ここでクロスリファレンスした出願はすべて参照によって本明細書中に全体として組み込まれる。
【０００２】
（発明の分野）
本教示はミクロ流体素子装置、およびミクロ流体素子装置を使用する方法およびシステムに関する。より詳しくは、本教示はミクロ流体素子装置中のミクロな大きさの量の流体および流体試料の取り扱い、処理および変更を可能にする装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ミクロ流体素子装置はミクロな大きさの流体試料を操作するために有用である。複数のミクロな大きさの流体試料をそれぞれ効率的に処理するために、変形可能バルブなどミクロ流体素子装置の複数の変形可能部分を迅速に、効率的に、再現性よく作動させる装置、システム、およびそれらを使用する方法に対する需要は常に存在する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（本発明の要旨）
さまざまな実施態様によって、ミクロ流体素子ミクロカード装置などのミクロ流体素子装置の変形可能部分を変形させる回転式アクチュエータを含む変形システムが提供される。回転式アクチュエータには複数の変形ブレードが含まれ、各変形ブレードにはブレードチップ末端および反対側末端が含まれる。変形ブレードは開口ブレード設計を有してもよく、あるいは例えば穿孔パンチとして配置してもよい。回転式アクチュエータにはまた回転軸の周りに回転して複数の変形ブレードを作動できるプレッサ部材も含まれる。複数の変形ブレードはブレードチップ末端を有する一体型微細構造体を有する回転式部材の外周辺上の複数の歯であってもよい。さまざまな実施態様によれば、複数のブレードチップは互いに別個で独立し、カートリッジ中に直線状に配置され、プレッサ部材によって作動することができる。そのような実施態様では、プレッサ部材はローラーであってもよく、ローラーを誘導して変形ブレードの複数の反対側末端と接触させるガイドトラックをカートリッジに提供してもよい。さまざまな実施態様によって、回転式アクチュエータおよびミクロ流体素子装置を含む組み合わせが提供される。この組み合わせは、回転式アクチュエータに対してミクロ流体素子装置の位置を定めるホルダーを提供できる装置の一部として、例えばプラットホームをさらに含んでもよい。組み合わせはプレッサ部材と複数の変形ブレードとの間でミクロ流体素子装置の位置を定めるホルダーを含んでもよい。
【０００５】
添付の図面およびその説明を参照して、これらの実施態様およびその他の実施態様をさらに完全に理解することができる。当業者によって認識される変更は本教示の一部と見なされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
（発明の詳細な説明）
さまざまな実施態様によって、ミクロ流体素子装置の変形可能部分を迅速に、効率的に、再現性よく変形させる変形装置、システムおよび方法が提供される。ミクロ流体素子装置の変形可能部分は、例えば開閉することができる変形可能バルブを含んでもよい。変形装置および変形システムは複数の変形ブレードを含み、各ブレードはブレードチップ末端および反対側末端を含んでもよい。回転式アクチュエータは、回転して複数の変形ブレードの反対側末端を順次作動させ、変形ブレードを有効に順次作動させるように配置されたローラーを含んでもよい。回転式アクチュエータによって変形可能ブレードが順次作動するとミクロ流体素子装置の変形可能部分が順次変形できるように、ミクロ流体素子装置に隣接させて複数の変形ブレードを配置するシステムを提供することができる。
【０００７】
さまざまな実施態様によれば、回転式アクチュエータは外周、および外周に沿って順次配置された複数のギア歯を有するローラーを含んでもよい。アクチュエータ機構をローラーに作動可能に取り付け、複数の歯がそれぞれカードの変形可能部分を順次変形させるために十分な力を加えてローラーをカード上で回転させてもよい。変形ブレードはカートリッジ中に収容してもよく、カートリッジはローラーを誘導して変形ブレードの複数の反対側末端と接触させるガイドトラックを含んでもよい。
【０００８】
さまざまな実施態様によって、本明細書中で説明する変形装置および変形可能部分を有するミクロ流体素子装置を含む組み合わせを提供できる。回転アクチュエータはミクロ流体素子装置の第一の面上に配置してもよく、変形ブレードはミクロ流体素子装置の同じ面または反対側の面に配置してもよい。組み合わせローラーは、ミクロ流体素子装置の第一の面に対して回転し、複数の変形ブレードがミクロ流体素子装置の反対側を順次変形させるように作動可能に配置されたローラーを含んでもよい。
【０００９】
本明細書中で説明する変形装置、システムおよび組み合わせを用いることによってミクロ流体素子装置を変形させる方法もまた提供される。
【００１０】
図面を参照して、図１および２は、例えば装置中の二つのチャンバの間に連通を提供するために開路ブレード１２によって変形することができるミクロ流体素子装置１０の透視図である。ミクロ流体素子装置１０は例えばディスク形状を有する基板１４を含んでもよい。基板１４は内部に作製された複数の試料ウェル１６を有する少なくとも一つの面を含んでもよい。試料ウェル１６を有して作製された基板１４の表面は、例えば接着剤、グルー、または任意のその他の適当な取り付け機構、例えば熱溶着によってディスク１４に固定することができるプラスチックのシート１８で被覆してもよい。例となるミクロ流体素子装置のさまざまな実施態様は、参照によって本明細書中に内容が全体として組み込まれる２００３年１月３日出願の「ミクロ流体素子装置、方法、およびシステム（Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅｓ，  Ｍｅｔｈｏｄｓ，  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）」と題するブライニング（Ｂｒｙｎｉｎｇ）らの米国特許出願第１０／３３６，２７４号明細書中にさらに詳細に開示されている。
【００１１】
図１に示すように、一つのウェル１６から別のウェルに試料を移したいとき、開路ブレード１２を強制的にミクロ流体素子装置１０と接触させることができる。開路ブレード１２のブレードチップ末端２０は、好ましくは弾性変形によって、シート１８を貫通することなく試料ウェル１６の間の区域にくぼみを作製し、それによってシート１８とその下にあるディスク１４との間にギャップまたはチャンネルを創出するように形状を定めてもよい。ウェルの間の区域には変形可能な中間壁２２など変形可能部分、例えば米国特許出願第１０／３３６，２７４号明細書中に説明されているＺｂｉｇバルブが含まれてもよい。Ｚｂｉｇバルブは例えば一つ以上の変形ブレードによって開閉することができる。
【００１２】
開路ブレード１２によるチャンネルの創出によってＺｂｉｇバルブ２２は開き、その結果生じるウェル１６間の流体連通を通って試料が移動するようにできる。さまざまな実施態様によれば、Ｚｂｉｇバルブ２２が開いているとき、例えば求心力または重力によってウェル１６間の連通を通って試料を強制的に移動させてもよい。詳しくは、ミクロ流体素子装置を回転させ、回転に用いる回転軸に対して半径方向で外側に配置されたウェルに試料を移動させることができる。
【００１３】
さまざまな実施態様によれば、試料ウェル１６および変形可能部分２２を含むミクロ流体素子装置１０は、例えば図３に示す複数の配列変形ブレード３０と接触することができるカードまたはミクロカード１０の形であってもよい。配列ブレードはカートリッジ１５中に配置し、作動可能に保持することができる。さまざまな実施態様によれば、少なくとも変形操作中に例えばくぼみ形のホルダーを有する支持プラテンのような支持装置またはプラットホーム２４を用いて、カードまたはミクロカード１０を支持し、保持してもよい。
【００１４】
さまざまな実施態様および図２によれば、変形ブレードはミクロ流体素子装置中の変形可能部分２２、例えばＺｂｉｇバルブを閉じるために有用な閉路ブレード２６であってもよい。さまざまな実施態様によれば、変形閉路ブレード２６のブレードチップ末端２８が接触したとき、変形可能部分またはＺｂｉｇバルブ２２は非弾性的に変形してもよい。例えばブレードチップ末端２８は、ディスク１４の材料が塑性変形または冷間変形して開いたＺｂｉｇバルブ２２のチャンネルとなり、それによってＺｂｉｇバルブを閉じるように形状を定めてもよい。そのような閉路ブレードおよび方法の別の詳細が米国特許出願第１０／３３６，２７４号明細書中に示されている。さまざまな実施態様によれば、ミクロ流体素子装置の基板１４は開いたＺｂｉｇバルブ２２の片側または両側で閉路ブレード２６によって叩くことができる。閉路ブレード２６はミクロ流体素子装置基板１４の変形可能な単数または複数の部分２２を非弾性的に変形させ、開いたバルブ中の流体連通を閉じさせることができる。さまざまな実施態様によれば、開いたＺｂｉｇバルブの相対する二つの側を単一の閉路ブレードによってまたは複数の閉路ブレードによって順次または同時に叩いてバルブを閉じることができる。さまざまな実施態様によれば、バルブを閉める操作はシート１８と接触することによってシート１８を破ることなく実現することができる。さまざまな実施態様によれば、閉路ブレード２６は既にバルブを開くプロセス中に変形した基板１４の材料とは接触しない。例となる閉路ブレード装置のさまざまな実施態様は、参照によって本明細書中に全体が組み込まれる、２００２年７月２６日に出願され、「ミクロ流体素子装置および方法における変形可能バルブ用の閉路ブレード（Ｃｌｏｓｉｎｇ  Ｂｌａｄｅ  Ｆｏｒ  Ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｉｎ  Ａ  Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ）」と題するコックス（Ｃｏｘ）らの米国特許仮出願第６０／３９８，７７７号中に開示されている。
【００１５】
さまざまな実施態様によれば、変形ブレードのブレードチップ末端の形状は実現する所望の変形の種類に従って定めてよい。例えば、ブレードチップ末端の形状は、バルブなどの変形可能な微細構造体は開くのか閉まるのか、変形ブレードは単独で使用されるのかまたは一つ以上の他の変形ブレードと連携して使用されるのか、あるいはバルブは再び開くのかまたは一回以上再び閉まるのかに依存してよい。
【００１６】
さまざまな実施態様および図３によれば、例えば一つ以上のＺｂｉｇバルブなど一つ以上の変形可能部分または微細構造体は、互いに隣接して配置された変形ブレード３０の配列を用いることによって、同時にあるいは順次開閉してもよい。さまざまな実施態様によれば、変形ブレード３０の配列は実施する開閉操作のタイミングに依存して一連の開路ブレードまたは一連の閉路ブレード、あるいは開路ブレードと閉路ブレードとの組み合わせを含んでもよい。ブレードはカートリッジ中に作動可能に配置してもよく、カートリッジはカードを通常は格納位置に押さえ付けるバイアス装置を含んでもよい。さまざまな実施態様によれば、変形ブレードの配列のブレード３０は図３に示すように一つまたは二つの隣接するブレードとそれぞれ接していてもよく、例えば開路ブレードまたは閉路ブレード１２／２６を隣接するブレードと接して配置してもよい。あるいは、変形ブレードは互いに間隔を置いた関係、または接する関係および間隔を置いた関係の組み合わせによって配置してもよい。
【００１７】
さまざまな実施態様によれば、図３に示すアクチュエータはまた本明細書中では回転変形装置とも呼ばれる。回転変形装置は、一連のＺｂｉｇバルブ２２または類似の変形可能部分あるいはブレード設計に従って微細構造体を迅速に開閉するために操作できるローラーアセンブリ３２を含んでもよい。さまざまな実施態様によれば、回転変形装置３２は変形ブレードまたは一連の配列変形ブレード３０と作動可能に接触することができる、例えば変形ブレードの反対側末端３５と接触できる外表面を有する円形または部分的に円形のパイ形の断面を有するディスク形または円筒形のローラー３４を含んでもよい。例えばカートリッジ１５中に変形ブレードまたは一連の配列変形ブレード３０を配置してもよい。例えばカートリッジ１５によって、一つ以上のブレードの取り替えまたは取り外しのために、単数または複数の変形ブレードを簡単に挿入し、カートリッジから取り出すことができる。カートリッジは複数のバネなどのバイアス装置を各変形ブレードに一つずつ含んでもよい。カートリッジは、格納位置と変形位置との間で変形ブレードの移動を前後に誘導するために一つ以上のトラック、溝、チャンネル、またはガイドを含んでもよい。
【００１８】
さまざまな実施態様によれば、ローラー３４は各変形ブレードの反対側末端３５と直接の回転接触をしてもよい。あるいはローラー３４は例えばローラー３４と変形するミクロ流体素子カードとの間で少なくとも一つの力の仲介伝達部材と回転接触するように配置してもよい。
【００１９】
さまざまな実施態様によれば、変形ブレード配列３０の各ブレードはその反対側末端または作動末端３５上でローラー３４を回転させることによって作動させてもよい。ベアリング結合３８でローラー３４に結合したアクチュエータ機構３６によって、ローラー３４は変形ブレードの反対側末端３５または作動末端３５のそれぞれに、変形ブレードのブレードチップ末端３３が移動してミクロ流体素子装置１０と接触し、ミクロ流体素子装置１０を変形させるために十分な力を伝達するように構成することができる。このようにして、Ｚｂｉｇバルブ２２などの複数の変形可能な微細構造体を比較的迅速に、効率的に、再現性よく開閉することができる。
【００２０】
さまざまな実施態様および図３によれば、バイアス機構（示していない）によって変形ブレード配列３０にバイアスをかけ、通常は格納位置に収めてもよい。例えば、バイアス機構は変形ブレード３０の反対側末端または作動末端３５が通常は互いに同一面に配置されるようにするために動作可能である。ローラー３４を用いて変形ブレード３０に作動力を加えると、変形ブレード３０のブレードチップ末端３３はそれぞれバイアス機構によって発生するバイアス力に抗して順次移動することができる。さらに、カード１０を弾性的に変形させた後、各変形ブレードはバイアス機構によって発生した復原力によって当初の、非作動状態の、および／または格納位置に順次戻ることができる。さまざまな実施態様によれば、例えば弾性カバー層などのミクロ流体素子装置１０の一つ以上の構成部品によって及ぼされる復原力は、バイアス機構としてまたはバイアス機構と連携して機能し、各変形ブレードを当初の、非作動状態の、格納位置に戻すことができる。バイアス機構は一つ以上の変形ブレードに作動可能に取り付けることができる少なくとも一つの弾性要素、例えばバネを含んでもよい。
【００２１】
さまざまな実施態様によれば、さまざまな実施態様中で用いられるローラーは、ローラーが細長い円筒の形であるために長さを有するように構成してもよい。そのような円筒形状のローラーは二つ以上の隣接するおよび／または間隔を置いた配列変形ブレード、または二つ以上の一連の隣接するおよび／または間隔を置いた配列変形ブレードを同時に作動させるように構成することができる。さまざまな実施態様によれば、変形ブレード配列３０の各ブレードは処理されるミクロ流体素子装置中に作製された対応する変形可能部分または微細構造体のピッチと同じまたは実質的に同じピッチを有するように構成してもよい。あるいは、変形ブレード配列３０の各ブレードは対応する変形可能な微細構造体のピッチの倍数に対応するピッチを有するように配置してもよい。例えば、各変形ブレードは対応する変形可能部分または微細構造体のピッチより二倍、三倍、四倍等大きいピッチを有してもよい。さまざまな実施態様によれば、変形ブレード３０の配列はピッチの組合せによって間隔を置いて配置してもよい。
【００２２】
図４ａおよび４ｂは回転式アクチュエータのさまざまなその他の実施態様の例を示す。図４ａおよびさまざまな実施態様によれば、回転式アクチュエータは実質的に円形の断面を有するディスク形または円筒形ローラーを含む歯付きローラー４２、およびローラーの外周上に一様に間隔を置いて配置された複数の歯４６を含むローラーアセンブリ４０の形であってもよい。アクチュエータ機構４８によって、歯付きローラー４２は各々の歯４６がカードを変形させるために十分な力でミクロ流体素子装置またはカード１０上で回転するように構成することができる。例えば、歯４６はカードの対応する変形可能部分をそれぞれ変形させ、例えば対応するＺｂｉｇバルブまたはその他の変形可能な微細構造体を開閉することができる。
【００２３】
さまざまな実施態様によれば、歯４６の形状はそれぞれ実施する塑性変形の種類、すなわちバルブを閉める操作を所望するかまたは開ける操作を所望するか、あるいはバルブ開閉機能を実現するために歯４６は単独であるいは単数または複数のその他の歯と連携して動作するように意図されているかに従って定めることができる。さらに、さまざまな実施態様によれば、歯４６の形状は対応する微細構造体またはミクロ流体素子装置中に作製されたバルブのそれと同じまたは実質的に同じピッチを備えるようにそれぞれ定めてもよい。あるいは、歯４６の形状はそれぞれ対応する微細構造体のピッチの倍数に対応するピッチ、例えばミクロ流体素子装置の対応する変形可能部分のピッチより二倍、三倍、四倍等大きいピッチを有するように定めてもよい。
【００２４】
図４ｂは上から見たローラーアセンブリ４０の例であり、アクチュエータ４８と歯付きローラー４２との間のベアリング結合５０の使用を示す。さまざまな実施態様によれば、ベアリング結合５０は例えばジャーナル軸受、ころ軸受、車軸、ピボットピンなどのような、回転できるように歯つきローラー４２をアクチュエータ４８に結合するために働く任意の種類の力の伝達結合機構であってもよい。
【００２５】
さまざまな実施態様によれば、本明細書中で説明したローラーアセンブリのローラーは、ローラーが細長い円筒を形成するように長さを有する構成にしてもよい。その結果、複数の行の歯をローラーの外周に沿って配置してもよい。そのような円筒形のローラーは例えば二つ以上の変形可能部分または微細構造体を同時に変形させるように配置してもよい。さまざまな実施態様によれば、図４ｂを参照して、長さＬを有する円筒として作製された歯付きローラー４２が示され、外周上に第二の行の歯を含むように構成することができる。
【００２６】
図５は、本明細書中の開示のまた別の実施態様を例示する。回転式アクチュエータ５２は部分的円形断面、例えばパイ形断面を有する歯付きローラー５６を含んでもよい。歯付きローラー５６が形成する弧は約４５°から最大約３６０°まで変化してよく、例えば９０°未満であってもよい。複数の歯５８を歯付きローラー５６の外周に取り付けてもよく、あるいは歯付きローラー５６の外周の一部として一体として作製してもよい。変形ブレードのブレードチップ末端は例えば図５に示すように共通の回転式アクチュエータに一体化してもよい。図５に例示するように、複数のブレードチップ末端は一体化する複数の歯を含んでもよい。さらに、さまざまな実施態様によれば、歯付きローラー５６をベアリング結合６２、または等価な力の伝達結合機構によってアクチュエータ機構６０に取り付けてもよい。アクチュエータ機構６０は歯付きローラー５６に力を伝達し、歯５８がそれぞれミクロ流体素子装置１０を変形させ、例えば対応するＺｂｉｇバルブ２２、またはその他の変形可能部分またはバルブなどの微細構造体を開閉させるために十分な下向きの力によってミクロ流体素子装置またはカード１０上で回転させるように配置してもよい。図４ａ〜４ｂに示した実施態様と同様に、歯付きローラー５６の歯５８のそれぞれの形状は実施する変形の種類、例えばバルブを閉める動作が所望なのかまたはバルブを開く動作が所望なのか、あるいは歯は開く機能または閉める機能を実施するために単独で動作するのかあるいは他の歯と連携して動作するのかに従って定めてもよい。さらに、歯５８はそれぞれバルブなどの対応する変形可能部分または微細構造体の同じピッチ、またはピッチの倍数を備えてもよい。
【００２７】
図６は、さまざまな実施態様による回転式アクチュエータのさらに別の実施態様を例示する。さまざまな実施態様によれば、回転式アクチュエータ６４は、複数の穿孔パンチ７０の形をとる変位可能な変形ブレードと作動可能に接触できる外周作動面６８を有するディスク形または円筒形ローラー６６を含んでもよい。アクチュエータ機構７２によって、ローラー６６は、ミクロ流体素子装置の対応する部分を変位させるかあるいはミクロ流体素子装置１０から打ち抜くことができるように、穿孔パンチ７０を特定の距離だけ変位させ、ミクロ流体素子装置１０と接触させるために十分な力によって、穿孔パンチ７０の反対側末端７１上で回転するように配置してもよい。このようにして、Ｚｂｉｇバルブなどの複数の対応する変形可能な微細構造体を比較的迅速に、効率的に、再現性よく開閉または作動させることができる。あるいは、ローラー６６は例えば少なくとも一つの力の仲介伝達部材と転がり接触するように配置してもよく、従ってローラー６６の力を反対側末端７１に伝達することができる。
【００２８】
さまざまな実施態様によれば、各穿孔パンチ７０はミクロ流体素子装置の対応する変形可能部分２２のピッチと実質的に同じピッチを有するように配置してもよい。あるいは、各穿孔パンチ７０は対応する変形可能部分のピッチの倍数に対応するピッチを有するように配置してもよい。さらに、複数の穿孔パンチ７０はピッチの組み合わせの間隔を置いて配置してもよい。
【００２９】
さまざまな実施態様によれば、複数の穿孔パンチの各穿孔パンチ７０は図６に示すように互いに接する関係で配置してもよく、あるいは穿孔パンチ７０は間隔を置いた関係で配置してもよい。さらに、穿孔パンチ７０は接する関係および間隔を置いた関係の組み合わせによって構成してもよい。
【００３０】
図７は、さまざまな実施態様による変形システムのさらに別の実施態様を例示する。この実施態様では回転式アクチュエータはミクロ流体素子装置の一面に作動可能に配置され、ミクロ流体素子装置の反対側の面は複数の変形ブレードと接触して配置される。回転式アクチュエータはローラーアセンブリ７４の形で提供され、ミクロ流体素子装置１０の背面８４と作動可能に接触することができる外部作動または接触面７８を有するディスク形または円筒形のローラー７６を含んでもよい。ミクロ流体素子装置の背面８４には例えばＺｂｉｇバルブなどの変形する部分がなくてもよい。カードの反対側８６には、例えば図７に示すようにその内部またはその上部に作製された変形可能部分を提供してもよい。この面８６は複数の長さ方向に配置された歯８０と接触するように配置してもよい。アクチュエータ機構８２によって、ローラー７６はミクロ流体素子装置１０の背面８４上で十分な力によって歯８０がカードを変形させるために十分な力によって回転し、それによって例えば対応するＺｂｉｇバルブを開閉するように配置してもよい。このようにして、ミクロ流体素子装置１０上に作製された複数のＺｂｉｇバルブまたはその他の変形可能部分を比較的迅速に、効率的に、再現性よく操作することができる。
【００３１】
さまざまな実施態様によれば、長さ方向に配置された歯８０を平らなプレートまたはバーに沿って行として配置してもよい。さらに、例えば円筒形の形状の円形ローラー７６によって一連の変形可能バルブを同時に作動できるように、プレートまたはバーは横方向に間隔を置いた複数の歯８０の行を含んでもよい。さまざまな実施態様によれば、歯８０はそれぞれミクロ流体素子装置上に作製された対応する変形可能な微細構造体のピッチと実質的に同じピッチを有するように配置してもよい。あるいは、歯８０はそれぞれ対応する変形可能な微細構造体のピッチの倍数に対応するピッチを有するように配置してもよい。さらに、歯８０はピッチの組み合わせを有するように配置してもよい。
【００３２】
さまざまな実施態様によれば、作動機構８２は変形可能部分、微細構造体、またはバルブが作動する所望の速度に従ってカード上でローラーをさまざまな速度で回転させるように配置してもよい。さらに、さまざまな実施態様によれば、作動機構はカードに与える所望の変形量およびローラーがカード上で回転する所望の速度に従って変る量の力を及ぼすように配置してもよい。
【００３３】
さまざまな実施態様によれば、以上の実施態様によって例を示した歯および／または穿孔パンチは、ミクロ流体素子装置またはカードの変形可能部分を変形できる形状を有する針またはその他の装置で置き換えてもよい。
【００３４】
さまざまな実施態様によれば、回転式アクチュエータは開路ブレードまたは閉路ブレード、あるいは上記で本開示の関連特許へのクロスリファレンス部分で特定した、参照によって本明細書中に内容が全体として組み込まれる出願中で説明されているミクロ流体素子システムとともに用いてもよい。
【００３５】
以上の説明から本開示がさまざまな形で実体化可能であることは当業者には明らかである。したがって、特定の実施態様およびそれらの例と関連してこれらの教示を説明してきたが、本教示の真の範囲はそれらによって限定されるべきでない。本教示から逸脱することなくさまざまな変化および変更を実施することがある。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、さまざまな実施態様による開路ブレードによって変形されるミクロ流体素子装置の透視図である。
【図２】図２は、さまざまな実施態様による閉路ブレードによって変形されるミクロ流体素子装置の透視図である。
【図３】図３は、さまざまな実施態様による回転アクチュエータ装置の側面図であり、カートリッジ中に配置したブレードの配列に沿って回転する円筒型ローラーを含み、ミクロ流体素子装置を順次変形させるローラーアセンブリを含む。
【図４ａ】図４ａは、さまざまな実施態様による回転アクチュエータ装置の側面図であり、その外周上に複数のギア歯を有する円筒形ローラーを備えるローラーアセンブリを含む。
【図４ｂ】４ｂは、さまざまな実施態様による回転アクチュエータ装置の上面図であり、その外周上に複数のギア歯を有する円筒形ローラーを備えるローラーアセンブリを含む。
【図５】図５は、さまざまな実施態様による回転アクチュエータ装置の側面図であり、その外周上に複数のブレードチップ末端を有する部分的にくさび形のローラーを備えるローラーアセンブリを含む。
【図６】図６は、さまざまな実施態様による回転アクチュエータ装置の側面図であり、円筒形ローラー、およびミクロ流体素子装置のそれぞれの部分を順次穿孔する複数の穿孔パンチを備えるローラーアセンブリを含む。
【図７】図７は、さまざまな実施態様による回転アクチュエータ装置の側面図であり、ミクロ流体素子装置の第一の面上に配置された円筒形ローラー、およびミクロ流体素子装置の第二の面上に配置された一体構造物中に長さ方向に配置された複数の変形ブレードを備えるローラーアセンブリを含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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