(57)【要約】プリント回路基板（ＰＣＢ）と、このＰＣＢに取り付けられたマイクロ流体層とを備えるマイクロ流体デバイスが開示されている。マイクロ流体層は、マイクロ流体特徴部を備えることができる。ＰＣＢは、積層された非導電層及び導電層を備えることができる。ＰＣＢは、積層された非導電層及び導電層に組み込まれた電子コンポーネントも備えることができる。非導電層のうちの一非導電層は、マイクロ流体特徴部において電子コンポーネントを流体から流体的に隔離するように構成することができる。電子コンポーネントは、導電層のうちの一導電層の導体に接続することができる。ＰＣＢは、マイクロ流体特徴部に熱を拡散することができるグラスファイバーコア又は金属コアを有することができる。導電層のうちの１つ又は複数は、厚銅又は極厚銅を用いて作製することができ、この厚銅又は極厚銅は、マイクロ流体特徴部に熱を拡散することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ流体特徴部を備えるマイクロ流体層と、
前記マイクロ流体層が取り付けられたプリント回路基板（ＰＣＢ）と、
を備え、前記ＰＣＢは、
非導電層と、
前記非導電層と積層された導電層と、
前記積層された非導電層及び導電層に組み込まれた電子コンポーネントと、
を備え、前記非導電層のうちの一非導電層は、前記マイクロ流体特徴部において前記電子コンポーネントを流体から流体的に隔離するように構成され、前記電子コンポーネントは、前記導電層のうちの一導電層の導体に接続されている、マイクロ流体デバイス。
【請求項２】
前記ＰＣＢは、前記積層された非導電層及び導電層のうちの１つ又は複数の層に陥凹部を更に備え、前記電子コンポーネントは、前記陥凹部に組み込まれている、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項３】
前記マイクロ流体特徴部において前記電子コンポーネントを流体から流体的に隔離するように構成された前記非導電層はコンフォーマルコーティングである、請求項２に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項４】
前記マイクロ流体層は、前記コンフォーマルコーティングに取り付けられている、請求項３に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項５】
前記コンフォーマルコーティングは、前記マイクロ流体層が取り付けられる前記ＰＣＢの表面を平坦化するように構成されている、請求項３に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項６】
前記電子コンポーネントは、前記マイクロ流体特徴部に対して相対的に大きい、請求項３に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項７】
陥凹部は、１つ又は複数の光フィルターを備える、請求項２に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項８】
前記電子コンポーネントは、形成された受動コンポーネント、配置されたディスクリート受動コンポーネント、又は配置された能動コンポーネントである、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項９】
前記電子コンポーネントは、抵抗器、コンデンサー、ダイオード、トランジスタ、又は集積回路である、請求項８に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１０】
前記電子コンポーネントは、前記マイクロ流体特徴部において流体を加熱するように構成されている、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１１】
前記電子コンポーネントは、光を放出し、前記マイクロ流体特徴部を照射するように構成された光源である、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１２】
前記光源は、前記マイクロ流体特徴部においてフルオロフォアを励起するように構成されている、請求項１１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１３】
前記電子コンポーネントは、前記マイクロ流体特徴部から受信される光を検出するように構成された光検出器である、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１４】
前記電子コンポーネントは、前記マイクロ流体特徴部において流体の温度を測定するように構成されている、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１５】
前記マイクロ流体特徴部はマイクロ流体チャネルを含む、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１６】
前記マイクロ流体特徴部はマイクロウェルを含む、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１７】
前記電子コンポーネントは、前記マイクロ流体特徴部の下方にある、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１８】
接着層を更に備える、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１９】
複数のマイクロ流体層を更に備える、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項２０】
前記マイクロ流体層は複数のマイクロ流体特徴部を含む、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項２１】
前記ＰＣＢは複数の電子デバイスを含む、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項２２】
前記複数の電子デバイスは光源及び光検出器を含む、請求項２１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項２３】
前記光源及び前記光検出器は、前記積層された非導電層及び導電層のうちの１つ又は複数の層における１つ又は複数の陥凹部に組み込まれている、請求項２２に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項２４】
前記陥凹部は、１つ又は複数の光フィルターを備える、請求項２３に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項２５】
前記導電層のうちの１つ又は複数は、３オンス厚以上を有する銅を備える、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項２６】
前記マイクロ流体層は、溶剤結合、接着結合、又は熱結合を用いて前記ＰＣＢに取り付けられている、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項２７】
前記ＰＣＢは金属コアＰＣＢである、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項２８】
１つ又は複数のマイクロ流体特徴部を備えるマイクロ流体層と、
前記マイクロ流体層が取り付けられた金属コアプリント回路基板（ＰＣＢ）と、
を備え、前記ＰＣＢは、
非導電層と、
前記非導電層と積層された導電層と、
前記１つ又は複数のマイクロ流体特徴部に熱を拡散するように構成された金属コアと、
を備える、マイクロ流体デバイス。
【請求項２９】
前記金属コアに接続されるとともに、前記金属コアによって拡散された前記熱を提供するように構成されたコンポーネントを更に備える、請求項２８に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項３０】
前記コンポーネントは、前記ＰＣＢの前記積層された非導電層及び導電層に組み込まれている、請求項２９に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項３１】
前記ＰＣＢは、前記積層された非導電層及び導電層のうちの１つ又は複数の層に陥凹部を更に備え、前記コンポーネントは、前記陥凹部に組み込まれている、請求項３０に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項３２】
前記金属コアによって拡散された前記熱は、前記マイクロ流体デバイスの外部のコンポーネントによって提供される、請求項２８に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項３３】
前記マイクロ流体特徴部はマイクロ流体チャネルを含む、請求項２８に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項３４】
前記マイクロ流体特徴部はマイクロウェルを含む、請求項２８に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項３５】
プリント回路基板（ＰＣＢ）の積層された非導電層及び導電層に電子コンポーネントを組み込むことであって、前記電子コンポーネントは、前記導電層のうちの一導電層の導体に接続されることと、
マイクロ流体特徴部を備えるマイクロ流体層を前記ＰＣＢに取り付けることであって、前記電子コンポーネントは、前記非導電層のうちの一非導電層によって、前記マイクロ流体特徴部において流体から流体的に隔離されることと、
を含む、マイクロ流体デバイスを製造する方法。
【請求項３６】
前記電子コンポーネントを組み込むことは、
前記積層された非導電層及び導電層のうちの１つ又は複数の層に陥凹部を形成することと、
前記電子コンポーネントを前記陥凹部に組み込むことと、
を含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記電子コンポーネントを組み込むことは、前記ＰＣＢ上にコンフォーマルコーティングを形成することを含み、前記マイクロ流体特徴部において前記電子コンポーネントを流体から流体的に隔離するように構成された前記非導電層は、前記コンフォーマルコーティングである、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記マイクロ流体層を前記ＰＣＢに取り付けることは、前記マイクロ流体層を前記コンフォーマルコーティングに取り付けることを含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記電子コンポーネントを組み込むことは、前記電子コンポーネントを前記ＰＣＢに形成すること又は配置することを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項４０】
前記導電層のうちの１つ又は複数は、３オンス厚以上を有する銅を備える、請求項３５に記載の方法。
【請求項４１】
前記ＰＣＢは金属コアＰＣＢである、請求項３５に記載の方法。
【請求項４２】
マイクロ流体特徴部を備えるマイクロ流体層と、該マイクロ流体層が取り付けられたプリント回路基板（ＰＣＢ）とを備えるマイクロ流体デバイスの前記マイクロ流体特徴部において流体を加熱する方法であって、
前記ＰＣＢの積層された非導電層及び導電層に組み込まれた第１の電子コンポーネントを用いて、前記マイクロ流体デバイスの前記マイクロ流体特徴部において流体を加熱すること、
を含み、前記第１の電子コンポーネントは、前記非導電層のうちの一非導電層によって、前記マイクロ流体特徴部において前記流体から流体的に隔離され、前記第１の電子コンポーネントは、前記導電層のうちの一導電層の導体に接続されている、方法。
【請求項４３】
前記第１の電子コンポーネントを用いて、前記マイクロ流体特徴部において前記流体の温度を測定することを更に含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記第２の電子コンポーネントを用いて、前記マイクロ流体特徴部において前記流体の温度を測定することを更に含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４５】
マイクロ流体特徴部を備えるマイクロ流体層と、該マイクロ流体層が取り付けられたプリント回路基板（ＰＣＢ）とを備えるマイクロ流体デバイスの前記マイクロ流体特徴部において流体を照射する方法であって、
前記ＰＣＢの積層された非導電層及び導電層に組み込まれた光源を用いて、前記マイクロ流体デバイスの前記マイクロ流体特徴部において光を放出し、前記流体を照射すること、
を含み、前記光源は、前記非導電層のうちの一非導電層によって、前記マイクロ流体特徴部において前記流体から流体的に隔離され、前記光源は、前記導電層のうちの一導電層の導体に接続されている、方法。
【請求項４６】
前記流体を照射することは、前記マイクロ流体特徴部においてフルオロフォアを励起することを含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記ＰＣＢの前記積層された非導電層及び導電層に組み込まれた光検出器を用いて、前記マイクロ流体特徴部から受信される光を検出することを更に含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
非導電層と、該非導電層と積層された導電層と、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部に熱を拡散するように構成された金属コアとを備える金属コアプリント回路基板（ＰＣＢ）に、前記マイクロ流体特徴部を備えるマイクロ流体層を取り付けること、
を含む、マイクロ流体デバイスを製造する方法。
【請求項４９】
１つ又は複数のマイクロ流体特徴部を備えるマイクロ流体層と、該マイクロ流体層が取り付けられたプリント回路基板（ＰＣＢ）とを備えるマイクロ流体デバイスの１つ又は複数のマイクロ流体特徴部において流体に熱を拡散する方法であって、
前記プリント回路基板（ＰＣＢ）の金属コアを用いて、前記１つ又は複数のマイクロ流体特徴部に熱を拡散すること、
を含み、前記ＰＣＢは、前記金属コアと、非導電層と、該非導電層と積層された導電層とを備える、方法。
【請求項５０】
前記電子コンポーネントは、前記マイクロ流体特徴部内の反応を制御する、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項５１】
前記反応は、核酸増幅、熱融解解析、又はそれらの組み合わせを含む群から選択される、請求項５０に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項５２】
前記電子コンポーネントは、前記マイクロ流体特徴部内の反応を制御する、請求項２８に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項５３】
前記反応は、核酸増幅、熱融解解析、又はそれらの組み合わせを含む群から選択される、請求項５２に記載のマイクロ流体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１３年１２月３１日に出願された米国仮特許出願第６１／９２２，７９５号の優先権の利益を主張するものであり、この仮特許出願は、その全体を引用することにより、本明細書の一部をなす。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、マイクロ流体デバイスに関する。より具体的には、本発明の実施の形態は、プリント回路基板に取り付けられたマイクロ流体層を備えるマイクロ流体デバイスに関する。
【０００３】
核酸の検出は、医療、法医科学、産業プロセス処理、作物育種及び家畜育種、並びに他の多くの分野の中核をなす。病状（例えば、がん）、感染性微生物（例えば、ＨＩＶ）、遺伝子系統、遺伝子マーカー等を検出する能力は、疾患の診断及び予後、マーカー利用選抜、事件現場の特徴の正確な鑑識、産業生物を増殖させる能力、及び他の多くの技法のためのユビキタス技術である。対象とされる核酸の完全性の判定は、感染症又はがんの病変に関連し得る。
【０００４】
少量の核酸を検出する最も有力かつ基本的な技術の１つは、核酸配列の一部又は全てを何度も複製し、その後、増幅産物を分析することである。ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）は、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）を増幅するよく知られた技法である。ＰＣＲを用いれば、単一の鋳型ＤＮＡ分子から始めて、何百万ものＤＮＡのコピーを生成することができる。ＰＣＲは、「変性」と、「アニーリング」と、「伸長」との段階を含む。これらの段階は、プロセスの最後において検出及び分析するのに十分なコピーが存在するように複数回繰り返されるサイクルの一部である。ＰＣＲに関する包括的な詳細については、非特許文献１、非特許文献２及び非特許文献３を参照されたい。
【０００５】
変性、アニーリング及び伸長というＰＣＲ法の段階は、異なる温度で行われ、標的ＤＮＡ分子試料に自身を複製させる。温度循環（熱循環）要件は、特定の核酸試料及びアッセイで異なる。変性段階では、二本鎖ＤＮＡ（ｄｓＤＮＡ）が、一本鎖ＤＮＡ（ｓｓＤＮＡ）に熱的に分離する。アニーリング段階中、プライマーが一本鎖ＤＮＡ分子に付着する。一本鎖ＤＮＡ分子は、伸長段階において、ＰＣＲ溶液中のヌクレオチドと一本鎖ＤＮＡとの特定の結合を通じて再び二本鎖ＤＮＡに成長する。通常の温度は、変性の場合は９５℃、アニーリングの場合は５５℃、及び伸長の場合は７２℃である。温度は、各段階で、１秒の数分の一から最長で数十秒とすることができる特定の時間量にわたって維持される。ＤＮＡは、各サイクルで２倍になり、一般に、或る特定の用途に十分なＤＮＡを生成するまでに、２０サイクル〜４０サイクルがかかる。標的産物の良好な収率を有するためには、異なる段階での試料の温度を指定された温度に正確に制御する必要がある。
【０００６】
最近、ＰＣＲ及び他の増幅反応の実施に対し、幾つかのハイスループット手法、例えば、マイクロ流体デバイス内での増幅反応、並びに増幅された核酸をデバイス内又はデバイス上で検出し解析する方法を伴う手法が開発されている。増幅のための試料の熱循環は通常、２つの方法のうちの一方において達成される。第１の方法では、試料溶液をデバイス内に装填し、従来のＰＣＲ機器と略同様に、時間とともに温度を循環的に変化させる。第２の方法では、試料溶液を空間的に異なる温度ゾーンを通して連続的にポンプ注入する。例えば、非特許文献４、非特許文献５、非特許文献６、Hahn他の特許文献１、Enzelberger他の特許文献２、及びKnapp他の特許文献３を参照されたい。多くの検出方法では、ＤＮＡを（例えば、融解曲線解析により）特徴付けるためには、元のＤＮＡ分子の決められた多数（例えば、数百万）のコピーが必要である。
【０００７】
これらの化学反応、生体反応、又は他の反応を実施するマイクロ流体デバイス（例えば、ＰＣＲ増幅及び／又は高解像度融解解析を実施するマイクロ流体デバイス）は知られている。例えば、特許文献４及び特許文献５を参照されたい。多くの場合、これらのマイクロ流体デバイスは、反応物質を所要の熱プロファイルの影響下に置くのに用いられる１つ又は複数の熱制御素子を特徴として備えている。幾つかのマイクロ流体デバイスは、マイクロ流体デバイスの素子をプリント回路基板（ＰＣＢ）に内蔵している。例えば、非特許文献７〜非特許文献１７を参照されたい。マイクロ流体デバイスは、マイクロ流体デバイスの素子をＰＣＢに内蔵しているが、これらの従来の成果は、幾つかの不備な点の中でも特に、エレクトロニクスにおける進歩の利益をマイクロフルイディクスの新興の用途と組み合わせることができるような技法の効率的な組み合わせを欠いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００５／０７５６８３号
【特許文献２】米国特許第６，９６０，４３７号
【特許文献３】米国特許出願公開第２００５／００４２６３９号
【特許文献４】米国特許第７，６２９，１２４号
【特許文献５】米国特許第７，９０６，３１９号
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Sambrook及びRussell「Molecular Cloning - A Laboratory Manual (3rd Ed.)」Vols. 1-3, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N. Y. (2000)
【非特許文献２】F. M. Ausubel他編「Current Protocols in Molecular Biology」Current Protocols, a joint venture between Greene Publishing Associates, Inc.及びJohn Wiley & Sons, Inc.（2005年に増補）
【非特許文献３】M. A. Innis他編「PCR Protocols A Guide to Methods and Applications」Academic Press Inc. San Diego, Calif. (1990)
【非特許文献４】Lagally他（Analytical Chemistry 73:565-570(2001)）
【非特許文献５】Kopp他（Science 280:1046-1048(1998)）
【非特許文献６】Park他（Analytical Chemistry 75:6029-6033(2003)）
【非特許文献７】Dr. Leanna M. Levine「Rapid prototyping of microfluidic devices with PLT」MICROmanufacturing, Volume 3, Issue 6 (November/December 2010)
【非特許文献８】http://www.micromanufacturing.com/content/rapid-prototyping-devices-plt
【非特許文献９】Ortiz他「A Cancer Diagnostics Biosensor System Based on Micro- and Nano-technologies」Nano-Net, Volume 20, pp. 169-177 (2009)
【非特許文献１０】Press Release, Panasonic「Development of fully automatic compact constitution diagnostic genetic testing chip(Feb. 14, 2013)」（http://panasonic.co.jp/corp/news/official.data/data.dir/2013/02/jn130214-1/jn130214-1.htmlにおいて入手可能）
【非特許文献１１】R.B. Oueslati他「PCB-Integrated Heat Exchanger for Cooling Electronics using Microchannels Fabricated with the Direct-Write Method」IEEE Transactions on Components and Packaging Technologies, Vol. 31, Issue 4, pp. 869-874(Dec. 2008)
【非特許文献１２】E.J. Vardaman他「Market Drivers for Embedded Components Packaging」TechSearch International(2013)（http://www.semi.org/eu/sites/semi.org/files/docs/VardamanEmbMktHD.pdfにおいて入手可能）
【非特許文献１３】http://www.saturnelectronics.com/products_capabilities/
【非特許文献１４】http://www.4pcb.com/Capabilities-Brochure-N0V2013-FINAL.pdf
【非特許文献１５】William J. Borland及びSaul Ferguson「Embedded Passive Components in Printed Wiring Boards, a Technology Review」CircuiTree Magazine(Mar. 2001)
【非特許文献１６】Markus Leitgeb及びChristopher Ryder「SMT Manufacturing and Reliability in PCB Cavities」PCB 007(Jan. 8, 2013)（http://www.pcbOO7.com/pages/zone.cgi?artcatid=0&a=88968&artid=88968&pg=3において入手可能)
【非特許文献１７】http://www.saturnelectronics.com/products_capabilities/cavity_board.html
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、当該技術分野においては、１つ又は複数の反応を実施して核酸を増幅し及び／又は特徴付けることが可能な改良されたマイクロ流体デバイス、並びにこれらのマイクロ流体デバイスを製造する方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、プリント回路基板に取り付けられたマイクロ流体層を備えるマイクロ流体デバイスに関する。本発明の一態様によれば、マイクロ流体デバイスは、マイクロ流体特徴部を備えるマイクロ流体層と、マイクロ流体層が取り付けられたＰＣＢと、を備える。１つの実施の形態では、ＰＣＢは、非導電層と、非導電層と積層された導電層と、積層された非導電層及び導電層に組み込まれた電子コンポーネントとを備え、非導電層のうちの一非導電層は、マイクロ流体特徴部において電子コンポーネントを流体から流体的に隔離するように構成され、電子コンポーネントは、導電層のうちの一導電層の導体に接続されている。
【００１２】
１つの実施の形態では、ＰＣＢは、積層された非導電層及び導電層のうちの１つ又は複数の層に陥凹部を更に備え、電子コンポーネントは、陥凹部に組み込まれている。幾つかの実施の形態では、マイクロ流体特徴部において電子コンポーネントを流体から流体的に隔離するように構成された非導電層はコンフォーマルコーティングである。他の実施の形態では、マイクロ流体層は、コンフォーマルコーティングに取り付けられており、コンフォーマルコーティングは、マイクロ流体層が取り付けられるＰＣＢの表面を平坦化するように構成されている。
【００１３】
１つの実施の形態では、電子コンポーネントは、形成された受動コンポーネント、配置されたディスクリート受動コンポーネント、又は配置された能動コンポーネントとすることができる。幾つかの実施の形態では、電子コンポーネントは、例えば、抵抗器、コンデンサー、ダイオード、トランジスタ、又は集積回路とすることができる。幾つかの実施の形態では、電子コンポーネントは、マイクロ流体特徴部において流体を加熱するように構成され、マイクロ流体特徴部に対して相対的に大きくすることができる。
【００１４】
幾つかの実施の形態では、電子コンポーネントは、光を放出し、マイクロ流体特徴部を照射するように構成された光源とすることができる。幾つかの実施の形態では、光源は、マイクロ流体特徴部においてフルオロフォアを励起するように構成されている。他の実施の形態では、電子コンポーネントは、マイクロ流体特徴部から受信される光を検出するように構成された光検出器とすることができる。幾つかの実施の形態では、電子コンポーネントは、マイクロ流体特徴部において流体の温度を測定するように構成することができる。幾つかの実施の形態では、マイクロ流体特徴部はマイクロ流体チャネル及び／又はマイクロウェルを含むことができる。
【００１５】
幾つかの実施の形態では、電子コンポーネントは、マイクロ流体特徴部の下方に位置することができる。幾つかの実施の形態では、マイクロ流体デバイスは、複数のマイクロ流体層を備え、任意のマイクロ流体層が、複数のマイクロ流体特徴部を含むことができる。幾つかの実施の形態では、ＰＣＢは複数の電子デバイスを含み、複数の電子デバイスは、例えば、光源及び光検出器を含むことができる。光源及び光検出器は、積層された非導電層及び導電層のうちの１つ又は複数の層における陥凹部に組み込むことができる。幾つかの実施の形態では、陥凹部は、１つ又は複数の光フィルターを備えることができる。
【００１６】
幾つかの実施の形態では、導電層のうちの１つ又は複数は、銅を備え、３オンス厚以上を有することができる。幾つかの実施の形態では、マイクロ流体層は、例えば、溶剤結合、接着結合、又は熱結合を用いてＰＣＢに取り付けることができる。幾つかの実施の形態では、ＰＣＢは金属コアＰＣＢとすることができる。
【００１７】
本発明の別の態様では、マイクロ流体デバイスは、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部を備えるマイクロ流体層と、マイクロ流体層が取り付けられた金属コアＰＣＢとを備える。１つの実施の形態では、ＰＣＢは、非導電層と、非導電層と積層された導電層と、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部に熱を拡散するように構成された金属コアとを備えることができる。幾つかの実施の形態では、ＰＣＢは、金属コアに接続されるとともに、金属コアによって拡散された熱を提供するように構成されたコンポーネントを備えることができる。幾つかの実施の形態では、コンポーネントは、ＰＣＢの積層された非導電層及び導電層に組み込むことができる。幾つかの実施の形態では、金属コアによって拡散された熱は、マイクロ流体デバイスの外部のコンポーネントによって提供される。
【００１８】
本発明の別の態様では、マイクロ流体デバイスを製造する方法は、ＰＣＢの積層された非導電層及び導電層に電子コンポーネントを組み込むことであって、電子コンポーネントは、導電層のうちの一導電層の導体に接続されることと、マイクロ流体特徴部を備えるマイクロ流体層をＰＣＢに取り付けることであって、電子コンポーネントは、非導電層のうちの一非導電層によって、マイクロ流体特徴部において流体から流体的に隔離されることとを含む。
【００１９】
１つの実施の形態では、電子コンポーネントを組み込むことは、積層された非導電層及び導電層のうちの１つ又は複数の層に陥凹部を形成することと、電子コンポーネントを陥凹部に組み込むこととを含むことができる。幾つかの実施の形態では、電子コンポーネントを組み込むことは、ＰＣＢ上にコンフォーマルコーティングを形成することを含み、マイクロ流体特徴部において電子コンポーネントを流体から流体的に隔離するように構成された非導電層は、コンフォーマルコーティングである。幾つかの実施の形態では、マイクロ流体層をＰＣＢに取り付けることは、マイクロ流体層をコンフォーマルコーティングに取り付けることを含むことができる。他の実施の形態では、電子コンポーネントを組み込むことは、電子コンポーネントをＰＣＢに形成すること又は配置することを含む。
【００２０】
本発明の別の態様は、マイクロ流体特徴部を備えるマイクロ流体層と、マイクロ流体層が取り付けられたＰＣＢとを備えるマイクロ流体デバイスのマイクロ流体特徴部において流体を加熱する方法を含む。１つの実施の形態では、本方法は、ＰＣＢの積層された非導電層及び導電層に組み込まれた電子コンポーネントを用いて、マイクロ流体デバイスのマイクロ流体特徴部において流体を加熱することを含むことができ、電子コンポーネントは、非導電層のうちの一非導電層によって、マイクロ流体特徴部において流体から流体的に隔離され、電子コンポーネントは、導電層のうちの一導電層の導体に接続されている。幾つかの実施の形態では、本方法は、電子コンポーネントを用いて、マイクロ流体特徴部において流体の温度を測定することを更に含むことができる。
【００２１】
本発明の別の態様は、マイクロ流体特徴部を備えるマイクロ流体層と、マイクロ流体層が取り付けられたＰＣＢとを備えるマイクロ流体デバイスのマイクロ流体特徴部において流体を照射する方法を含む。１つの実施の形態では、本方法は、ＰＣＢの積層された非導電層及び導電層に組み込まれた光源を用いて、マイクロ流体デバイスのマイクロ流体特徴部において光を放出し、流体を照射することを含むことができ、光源は、非導電層のうちの一非導電層によって、マイクロ流体特徴部において流体から流体的に隔離され、光源は、導電層のうちの一導電層の導体に接続されている。幾つかの実施の形態では、流体を照射することは、マイクロ流体特徴部においてフルオロフォアを励起することを含むことができる。幾つかの実施の形態では、本方法は、ＰＣＢの積層された非導電層及び導電層に組み込まれた光検出器を用いて、マイクロ流体特徴部から受信される光を検出することを更に含むことができる。
【００２２】
本発明の別の態様は、マイクロ流体デバイスを製造する方法に関する。１つの実施の形態では、本方法は、非導電層と、非導電層と積層された導電層と、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部に熱を拡散するように構成された金属コアとを備える金属コアＰＣＢに、マイクロ流体特徴部を備えるマイクロ流体層を取り付けることを含むことができる。
【００２３】
本発明の別の態様は、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部を備えるマイクロ流体層と、マイクロ流体層が取り付けられたＰＣＢとを備えるマイクロ流体デバイスの１つ又は複数のマイクロ流体特徴部において流体に熱を拡散する方法を含む。１つの実施の形態では、本方法は、ＰＣＢの金属コアを用いて、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部に熱を拡散することを含むことができ、ＰＣＢは、金属コアと、非導電層と、非導電層と積層された導電層とを備える。
【００２４】
本発明の上記実施形態及び他の実施形態について、添付図面を参照して以下に説明する。
【００２５】
本明細書の一部をなし、本明細書の一部を形成する添付図面は、本発明の種々の実施形態を示す。図面中、同様の参照符号が同一の要素又は機能が類似する要素を示す。さらに、参照符号の一番左側の数字は、その参照符号が最初に現れた図面を特定する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の態様を具現化するプリント回路基板（ＰＣＢ）の陥凹部に組み込まれた電子コンポーネントを備えるマイクロ流体デバイスの断面図である。
【図２】本発明の態様を具現化するＰＣＢに形成された電子コンポーネントを備えるマイクロ流体デバイスの断面図である。
【図３Ａ】本発明の態様を具現化するグラスファイバーコアＰＣＢを備えるマイクロ流体デバイスの断面図である。
【図３Ｂ】本発明の態様を具現化する金属コアＰＣＢを備えるマイクロ流体デバイスの断面図である。
【図４】本発明の態様を具現化するＰＣＢの陥凹部に組み込まれた光学系を備えるマイクロ流体デバイスの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、本発明の態様を具現化するマイクロ流体デバイス１００の断面図である。幾つかの非限定的な実施形態では、マイクロ流体デバイス１００は、融解曲線解析のためのＰＣＲ温度サイクリング及び／又は温度傾斜を実施するように構成された反応チップとすることができる。幾つかの実施形態では、マイクロ流体デバイス１００は、１つ又は複数のマイクロ流体層１０２を備えることができる。幾つかの実施形態では、マイクロ流体層１０２は、例えば、１つ若しくは複数のマイクロ流体チャネル及び／又は１つ若しくは複数のマイクロウェル等の１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４を有することができる。幾つかの実施形態では、マイクロ流体デバイス１００は、プリント回路基板（ＰＣＢ）１０６を備えることができ、マイクロ流体層１０２は、ＰＣＢ１０６に取り付ける（例えば、接着、添着、又は積層する）ことができる。幾つかの非限定的な実施形態では、マイクロ流体層１０２は、限定ではなく例として、溶剤結合、熱結合、又は接着結合を用いてＰＣＢに取り付けることができる。
【００２８】
幾つかの実施形態では、ＰＣＢ１０６は、非導電層１０８と、これらの非導電層１０８と積層された導電層１１０とを備えることができる。幾つかの非限定的な実施形態では、非導電層１０８のうちの１つ又は複数は、プリプレグ層（すなわち、樹脂を含浸させたグラスファイバー）とすることができる。しかしながら、これは必須ではなく、幾つかの代替の実施形態では、他の材料を用いこともできる。幾つかの実施形態では、マイクロ流体層１０２は、ＰＣＢの非導電層１０８に取り付けることができる。幾つかの非限定的な実施形態では、マイクロ流体層１０２が取り付けられる非導電層１０８は、限定ではなく例として、プリプレグ層、コンフォーマルコーティング１１６（図１参照）、又は接着層２２０（図２参照）とすることができる。幾つかの非限定的な実施形態では、１つ又は複数の非導電層１０８（例えば、プリプレグ層、コンフォーマル層、及び／又は接着層）をＰＣＢ１０６に追加して、マイクロ流体層１０２を取り付けるための平坦面／平面を作製することができる。
【００２９】
幾つかの非限定的な実施形態では、導電層１１０のうちの１つ又は複数は銅層とすることができる。しかしながら、これは必須ではなく、幾つかの代替の実施形態では、他の材料を用いることもできる。幾つかの実施形態では、導電層１１０のうちの１つ又は複数は、１つ又は複数の導体（すなわち、信号トレース又は信号トラック）を備えることができる。幾つかの実施形態では、導電層１１０は、信号平面、接地平面、又は電力平面として機能することができる。幾つかの実施形態では、ＰＣＢ１０６は、非導電層１０８及び導電層１１０の標準的な積重を含むことができるが、これは必須ではなく、代替の実施形態では、ＰＣＢ１０６は、非標準的な積重（例えば、奇数個の導電層１１０を含む積重）を含むこともできる。
【００３０】
幾つかの実施形態では、ＰＣＢ１０６は、積層された非導電層１０８及び導電層１１０に組み込まれた１つ又は複数の電子コンポーネント１１２を備えることができる。電子コンポーネント１１２は、限定ではなく例として、抵抗器、コンデンサー、温度センサー（例えば、抵抗温度検出器（ＲＴＤ））、ダイオード、トランジスタ、光源（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ））、光検出器（例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタ、光抵抗器又は他の光検知素子）、又は集積回路（ＩＣ）とすることができる。幾つかの実施形態では、非導電層１０８は、マイクロ流体特徴部１０４において電子コンポーネント１１２を流体から流体的に隔離するように構成することができる。幾つかの実施形態では、電子コンポーネント１１２は、導電層１１０の１つ又は複数の導体（すなわち、信号トレース又は信号トラック）に接続することができる。
【００３１】
幾つかの実施形態では、図１に示すように、ＰＣＢ１０６は、積層された非導電層１０８及び導電層１１０のうちの１つ又は複数の層に１つ又は複数の陥凹部１１４を備えることができ、１つ又は複数の電子コンポーネント１１２は、これらの１つ又は複数の陥凹部１１４に組み込むことができる。幾つかの非限定的な実施形態では、１つ又は複数の陥凹部１１４は、（例えば、逐次積層技法及び／又は精密バックドリリング（レーザー又は機械式）を用いて）ＰＣＢ１０６の表面に１つ又は複数の止まり穴を作製することによって形成することができる。これらの１つ又は複数の止まり穴は、導電層１１０まで達することができる。電子コンポーネント１１２は、ＰＣＢ１０６に完全に又は部分的に凹設することができる。
【００３２】
幾つかの実施形態では、１つ又は複数の陥凹部１１４に組み込まれた１つ又は複数の電子コンポーネント１１２は、コンフォーマルコーティング１１６を用いて被覆することができる。このコンフォーマルコーティングは、限定ではなく例として、パリレン、アクリル、エポキシ、ウレタン、シリコーン、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ＳＵ−８、又はベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）とすることができる。幾つかの実施形態では、コンフォーマルコーティング１１６は、ＰＣＢ１０６の非導電層１０８のうちの１つとすることができる。幾つかの実施形態では、コンフォーマルコーティング１１６は、マイクロ流体特徴部１０４において電子コンポーネント１１２を流体から流体的に隔離するように構成することができる。幾つかの実施形態では、マイクロ流体層１０２は、コンフォーマルコーティング１１６に取り付けることができる（図１参照）。幾つかの実施形態では、コンフォーマルコーティング１１６は、マイクロ流体層１０２が取り付けられるＰＣＢ１０６の表面を平坦化することができる。幾つかの実施形態では、コンフォーマルコーティング１１６は、電子コンポーネント１１２によって満たされていない１つ又は複数の陥凹部１１４の全て又は一部分を満たすことができる。
【００３３】
例えば、マイクロ流体層１０２の１つ又は複数のチャネル及び／又はウェル等のマイクロ流体特徴部１０４において１つ又は複数の化学反応を実施することができる。幾つかの実施形態では、これらの反応は、核酸増幅反応を含むことができ、そのポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）が１つの例である。追加の増幅反応は、当業者に良く知られている。マイクロ流体層１０２に形成されたマイクロ流体特徴部１０４における核酸増幅の完了後に、増幅された核酸の熱融解解析を実施することができる。電子コンポーネント１１２は、マイクロ流体層１０２において実施される反応を制御するように構成することができる。具体的には、１つの実施形態では、マイクロ流体層１０２において増幅反応、例えばＰＣＲを実施するために、ＰＣＲ熱プロファイルに従って１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４において温度を循環させるように電子コンポーネント１１２を構成することができる。更に別の実施形態では、電子コンポーネント１１２は、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４において温度を一貫したレートで傾斜、すなわち増加させて、核酸熱融解曲線を生成するように構成することができる。幾つかの実施形態では、電子コンポーネント１１２に光学系を含めて、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４における核酸の増幅反応及び／又は熱融解反応を監視し、融解曲線を生成することができる。流量制御回路部を電子コンポーネント１１２の一部として追加で設け、マイクロ流体層１０２のマイクロ流体特徴部の間の流体流量を制御することができる。
【００３４】
幾つかの実施形態では、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４は、マイクロ流体特徴部１０４における流体の高速加熱及び／又は小さな反応容積を可能にすることができる１つ又は複数のマイクロスケール（例えば、約１００μｍ以下）の寸法を有することができる。幾つかの実施形態では、１つ又は複数の電子コンポーネント１１２は、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４に対して相対的に大きくすることができる。幾つかの実施形態では、１つ又は複数の陥凹部１１４は、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４の１つ又は複数のマイクロスケールの寸法に影響を与えることなく、１つ又は複数の相対的に大きな電子コンポーネント１１２を１つ又は複数の陥凹部１１４に組み込むことを可能にすることができる。
【００３５】
幾つかの実施形態では、１つ又は複数の電子コンポーネント１１２は、既製（ＯＴＳ）のコンポーネントとすることができ、これらのＯＴＳコンポーネントは、高価でないもの（例えば、コンポーネント当たり１セント未満）とすることができる。これらのＯＴＳコンポーネントは、小さなもの（例えば、数百μｍ〜数ｍｍのサイズを有するもの）とすることができるが、それでも、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４に対して相対的に大きい場合があり、これらの１つ又は複数のマイクロ流体特徴部は、限定ではなく例として、１０μｍ〜１００μｍの間の１つ又は複数の寸法を有することができる。幾つかの実施形態では、１つ又は複数の陥凹部１１４は、通常ならばその大きなサイズに起因してマイクロ流体デバイスに適合していないＯＴＳコンポーネントがマイクロ流体デバイス１００に適合することを可能にすることができる。
【００３６】
幾つかの実施形態では、上記で説明したように、１つ又は複数の電子コンポーネント１１２は、１つ又は複数の陥凹部１１４に組み込むことができるが、これは必須ではない。幾つかの代替の実施形態では、１つ又は複数の電子コンポーネント１１２は、ＰＣＢ１０６に形成又は配置することができる。例えば、幾つかの実施形態では、限定ではなく例として、１つ又は複数の材料（例えば、抵抗材料又は静電容量材料）をＰＣＢ１０６の構造に追加することによって１つ又は複数の受動コンポーネント（例えば、抵抗器又はコンデンサー）をＰＣＢ１０６に形成し、電子コンポーネント１１２を作製することができる。幾つかの実施形態では、１つ又は複数の電子コンポーネント１１２は、限定ではなく例として、１つ又は複数の能動コンポーネント又は受動コンポーネント（例えば、抵抗器、コンデンサー、ダイオード、トランジスタ、又は集積回路）をＰＣＢ１１０の内部層（例えば、導電層１１０）上に配置し、その後、追加の層がＰＣＢ１０６に加えられるときにこれらの１つ又は複数の配置されたコンポーネントを埋設することによってＰＣＢ１０６に配置することができる。
【００３７】
図２は、幾つかの実施形態による、１つ又は複数の電子コンポーネント１１２が１つ又は複数の形成又は配置されたコンポーネント２１８を含むマイクロ流体デバイス１００の一例の断面図である。図２に示す実施形態では、コンポーネント２１８は、ＰＣＢ２０６に形成された抵抗器である。幾つかの実施形態では、これらの形成された抵抗器は、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４において流体を加熱し、及び／又は流体の温度を検知するのに用いることができる。幾つかの実施形態では、これらの抵抗器は、増幅及び熱融解解析中に加熱し、及び／又は温度を検知する。
【００３８】
幾つかの実施形態では、図２に示すように、ＰＣＢ１０６は、１つ又は複数の形成又は配置されたコンポーネント２１８の上方に１つ又は複数の導電層１１０を備えることができる。しかしながら、これは必須ではなく、幾つかの代替の実施形態では、最上部の導電層１１０は、エッチング除去することができる。幾つかの実施形態では、図２に示すように、ＰＣＢ１０６は、マイクロ流体層１０２をＰＣＢ１０６に取り付ける別個の接着層２２０を備えることができる。しかしながら、これは必須ではなく、幾つかの代替の実施形態では、マイクロ流体層１０２は、非導電層１０８（例えば、プリプレグ層）に取り付けることができる。
【００３９】
幾つかの非限定的な実施形態では、ＰＣＢ１０６は、１つ又は複数の陥凹部１１４に組み込まれた１つ又は複数の電子コンポーネント１１２と、ＰＣＢ１０６に形成又は配置された１つ又は複数の電子コンポーネント１１２とを備えることができる。
【００４０】
幾つかの実施形態では、導電層１１０のうちの１つ又は複数は、銅（例えば、０．５オンス銅厚、１オンス銅厚、又は２オンス銅厚を有する銅）を用いて作製することができる。幾つかの非限定的な実施形態では、導電層１１０のうちの１つ又は複数は、厚銅（すなわち、３オンス銅厚以上を有する銅）を用いて作製することができる。幾つかの非限定的な実施形態では、導電層１１０のうちの１つ又は複数は、極厚銅（すなわち、２０オンス銅厚〜２００オンス銅厚を有する銅）を用いて作製することができる。幾つかの実施形態では、厚銅又は極厚銅は、ＰＣＢ平面の導電性を高めることができ、マイクロ流体デバイス１００のＰＣＢ１０６は、一体化された熱拡散器として機能することができる。幾つかの実施形態では、厚銅又は極厚銅は、ＰＣＢに取り付けられたマイクロ流体層１０２の１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４に熱を拡散することができる。幾つかの実施形態では、厚銅又は極厚銅は、例えば、空隙のホットスポット（void hotspots）及び／又は積層剥離等の、一体化されていないヒートシンク／拡散器をマイクロ流体デバイス１００に結合することに関連した問題をなくすことができる。幾つかの非限定的な実施形態では、厚銅又は極厚銅は、内部発熱コンポーネント（例えば、ＰＣＢ１０６に凹設、形成、又は配置されて組み込まれた電子コンポーネント）又は外部発熱コンポーネント（例えば、ランプ、レーザー、ホットプレート、又はペルティエデバイス）によって提供された熱を拡散することができる。
【００４１】
幾つかの非限定的な実施形態では、図３Ａに示すように、ＰＣＢ１０６は、エポキシコア又はグラスファイバーコア３２２を備えることができる。しかしながら、これは必須ではなく、幾つかの代替の実施形態では、ＰＣＢ１０６は、図３Ｂに示すように金属コア３２４を備えることができる。幾つかの非限定的な実施形態では、金属コア３２４は、限定ではなく例として、アルミニウム又は銅の金属コアとすることができる。アルミニウムコアは、マイクロ流体デバイス１００が使い捨て式である実施形態において好ましい場合がある。幾つかの実施形態では、金属コア３２４は、一体化された熱拡散器として機能することができる。幾つかの実施形態では、金属コア３２４は、ＰＣＢに取り付けられたマイクロ流体層１０２の１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４に熱を拡散することができる。幾つかの実施形態では、金属コア３２４は、一体化されていないヒートシンク／拡散器をマイクロ流体デバイス１００に結合することに関連した問題をなくすことができる。幾つかの非限定的な実施形態では、金属コア３２４は、内部発熱コンポーネント又は外部発熱コンポーネントによって提供された熱を拡散することができる。
【００４２】
幾つかの非限定的な実施形態では、金属コア３２４又は厚銅若しくは極厚銅は、加熱及び温度測定を１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４から空間的に分離するのに用いることができる。例えば、１つの非限定的な実施形態では、金属コア／厚銅が複数のマイクロ流体特徴部１０４に熱を効果的に拡散する状況では、単一の発熱コンポーネントを用いて複数のマイクロ流体特徴部１０４を加熱することができる。同様に、別の非限定的な実施形態では、温度検知コンポーネント（例えば、ＲＴＤ）は、付加的又は代替的にマイクロ流体特徴部１０４から遠隔にすることができる。これによって、例えば、チャネル、反応ウェル、及び熱コンポーネントの配置において、マイクロ流体デバイス設計者により多くの自由度を与えることができる。
【００４３】
幾つかの実施形態では、マイクロ流体層１０２は、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４が１つ又は複数の電子コンポーネント１１２に関連付けられるようにＰＣＢ１０６に取り付けることができる。幾つかの実施形態では、マイクロ流体層１０２は、１つ又は複数の電子コンポーネント１１２が１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４と垂直に整列されるようにＰＣＢ１０６に取り付けることができる。幾つかの実施形態では、マイクロ流体層１０２は、１つ又は複数の電子コンポーネント１１２が１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４の真下になるようにＰＣＢ１０６に取り付けることができる。幾つかの実施形態では、マイクロ流体層１０２は、１つ又は複数の電子コンポーネント１１２が１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４に極めて近接するようにＰＣＢ１０６に取り付けることができる。幾つかの実施形態では、１つ又は複数の電子コンポーネント１１２は、非導電層１０８（例えば、コンフォーマルコーティング１１６又はプリプレグ層）のみによって１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４から分離することができる。
【００４４】
幾つかの実施形態では、１つ又は複数の電子コンポーネント１１２は、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４と機能的関係を有することができる。幾つかの実施形態では、１つ又は複数の電子コンポーネント１１２は、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４において流体を加熱するように構成することができる。例えば、幾つかの非限定的な実施形態では、１つ又は複数の電子コンポーネント１１２は、陥凹部１１４内の１つ又は複数のＯＴＳチップ抵抗器を含むことができ、パッシベーション層として機能することができるコンフォーマルコーティング１１６によって被覆することができ、１つ又は複数のＯＴＳチップ抵抗器は、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４を高速に加熱するように構成することができる。別の例として、幾つかの非限定的な実施形態では、１つ又は複数の電子コンポーネント１１２は、積層された非導電層１０８及び導電層１１０のスタックに埋設された１つ又は複数の形成又は配置された抵抗器を含むことができ、１つ又は複数の形成又は配置された抵抗器は、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４を高速に加熱するように構成することができる。幾つかの追加の例では、１つ又は複数の電子コンポーネント１１２は、ＰＣＲ（又は他の増幅）プロファイルに従って１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４の温度を高速に循環させて、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４において核酸を増幅するように構成することができる。電子コンポーネント１１２は、その後、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４において温度を傾斜させて、増幅された核酸の熱融解曲線を生成するように構成することができる。
【００４５】
幾つかの実施形態では、１つ又は複数の電子コンポーネント１１２は、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４において流体の温度を検出するように構成することができる。例えば、幾つかの非限定的な実施形態では、１つ又は複数の電子コンポーネント１１２は、１つ又は複数の温度測定デバイス（例えば、サーミスター又はＲＴＤ）を含むことができ、これらの１つ又は複数の温度測定デバイスは、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４において流体の温度を検出するように構成することができる。幾つかの実施形態では、１つ又は複数の電子コンポーネント１１２は、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４において流体を加熱し、それらの１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４において流体の温度を検出するように構成することができる。他の実施形態では、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４において流体の温度を検出して、増幅及び熱融解解析を制御することができる。
【００４６】
幾つかの実施形態では、１つ又は複数の電子コンポーネント１１２は、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４に光を放出するように構成することもできるし、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４からの光を検出するように構成することもできる。幾つかの非限定的な実施形態では、マイクロ流体デバイス１００は、ＰＣＢ１０６に組み込まれた光学系を備えることができる。例えば、幾つかの非限定的な実施形態では、１つ又は複数の電子コンポーネント１１２は、限定ではなく例として、光源（例えば、ＬＥＤ）及び／又は光検出器（例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタ、光抵抗器又は他の光検知素子）等の１つ又は複数の光学コンポーネント４２５を含むことができる（図４参照）。幾つかの非限定的な実施形態では、１つ又は複数の光学コンポーネント４２５は、積層された非導電層１０８及び導電層１１０のうちの１つ又は複数の層において１つ又は複数の陥凹部１１４に組み込むことができる。幾つかの非限定的な実施形態では、図４に示すように、１つ又は複数の光フィルター４２６を１つ又は複数の光学コンポーネント４２５とともに１つ又は複数の陥凹部１１４に組み込むことができる。幾つかの実施形態では、ＰＣＢ１０６は、コンフォーマルコーティング１１６を備えることができ、このコンフォーマルコーティングは、光学コンポーネント４２５を１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４から流体的に隔離することができるとともに、マイクロ流体層１０４を取り付けることができる平坦面を提供することができる。幾つかの非限定的な実施形態では、１つ又は複数の光学コンポーネント４２５及び／又は１つ又は複数の光フィルター４２６によって満たされていない１つ又は複数の陥凹部１１４内の空間は、空き空間又はコンフォーマルコーティング１１６によって満たすことができる。
【００４７】
幾つかの実施形態では、１つ又は複数の光学コンポーネント４２５は、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４に光を放出するように構成された１つ又は複数の光源を含むことができる。幾つかの非限定的な実施形態では、光源は、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部においてフルオロフォアを励起するように構成することができる。幾つかの実施形態では、１つ又は複数の光学コンポーネント４２５は、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４から受信される光を検出するように構成された１つ又は複数の光検出器を付加的又は代替的に含むことができる。幾つかの実施形態では、１つ若しくは複数の光学コンポーネント４２５及び／又は１つ若しくは複数の適切な光フィルター４２６を含む光学系は、蛍光撮像を実施するように構成することができ、非常に低い電力を用いてそれを行うことができる。幾つかの実施形態では、ＰＣＢ１０６に組み込まれた光学系の１つ又は複数の光学コンポーネント４２５は、低コスト及び／又は低電力の光学コンポーネント４２５とすることができ、ＰＣＢ１０６に組み込まれた光学系は、１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４に対する１つ若しくは複数の光学コンポーネント４２５及び／又は１つ若しくは複数の適切な光フィルター４２６のビルトインアライメント（built-in alignment）を有することができる。幾つかの追加の実施形態では、光学コンポーネント４２５は、増幅及び熱融解解析中に、チャネル及び／又はウェルを含む１つ又は複数のマイクロ流体特徴部１０４の像を取得するように構成することができる。更なる実施形態では、光学コンポーネント４２５は、１つ又は複数の励起光源及び１つ又は複数の検出器を含むことができる。励起光源は、リアルタイムのＰＣＲ及び熱融解解析中の増幅産物を１つ又は複数の検出器によって検出することに用いられる蛍光標識を励起する所望の波長の光を生成することができる。
【００４８】
本発明の実施形態を、図面を参照して上記で十分に説明した。本発明は、これらの好ましい実施形態に基づいて説明されたが、或る特定の変更、変形、及び代替の構造を、本発明の趣旨及び範囲内で、説明された実施形態に対して実施できることが当業者には明らかであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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