(57)【要約】  本開示は、概して、マイクロ流体デバイスをマクロ流体デバイスに接続する目的を有する装置及び方法に関する。特に、本開示は、アッセイ、反応、プロセス、又は手順を行うための当該技術分野において周知のものと同じ試薬、試料、生物学的試料、又は液量を用いて、アッセイ、反応、プロセス、又は手順をタイル内部で行うことができるように、マクロ流体構造体及び／又はマイクロ流体構造体を互いに流体連通させるような流体タイルの設計を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのマイクロ流体構造体を備える第１基板と、
少なくとも１つのマクロ流体構造体を備え、前記少なくとも１つのマクロ流体構造体が前記第１基板の前記少なくとも１つのマイクロ流体構造体に対応している第２基板と
を備える流体ハンドリング装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つのマクロ流体構造体を前記少なくとも１つのマイクロ流体構造体から分離するフィルム層を更に備える請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記フィルム層が、電磁照射によって穿孔可能である請求項２に記載の装置。
【請求項４】
少なくとも１つの入力ポートと少なくとも１つの出力ポートとを更に備える請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの入力ポート及び前記少なくとも１つの出力ポートが、核酸ライブラリフォーマットに対応するよう構成されている請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの入力ポート及び前記少なくとも１つの出力ポートが封止されている請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの入力ポート及び前記少なくとも１つの出力ポートが、穿刺可能なフィルムによって封止されている請求項４に記載の装置。
【請求項８】
電気制御バルブ、集積回路、レーザーダイオード、フォトダイオード、イオンマトリックス、超音波処理機構、カソード、アノード、及び抵抗加熱素子、並びに熱及び冷点からなる群から選択される追加構成要素を更に備える請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記マイクロ流体構造体及び前記マクロ流体構造体は、キャピラリー、チャネル、検出チャンバ、反応チャンバ、リザーバ、バルブ調整機構、反応カラム、溶出カラム、精製カラム、電気泳動チャンバ、超音波処理チャンバ、検出器、センサ、温度制御素子、フィルタ、混合素子、及び制御システムからなる群から選択される請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのマクロ流体構造体に予め装填される少なくとも１種類の液体又は固体を更に備える請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
複数のマイクロ流体キャピラリーを備える第１基板と、
複数のマクロ流体構造体を備え、前記マクロ流体構造体が前記第１基板の前記マイクロ流体キャピラリーに対応する第２基板と、
前記マクロ流体構造体に対応する少なくとも１つの入力ポートと、
前記マクロ流体構造体に対応する少なくとも１つの出力ポートと、
前記マクロ流体構造体を前記マイクロ流体キャピラリーから分離する穿孔可能なフィルム層であって、前記入力ポート及び前記出力ポートを封止する穿孔可能なフィルム層と
を備える、核酸フラグメントライブラリを生成する装置。
【請求項１２】
前記複数のマクロ流体構造体が、少なくとも１つの超音波処理チャンバを含む請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記複数のマクロ流体構造体が、少なくとも１つの精製チャンバを含む請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記複数のマクロ流体構造体が、少なくとも１つのゲル電気泳動チャンバを含む請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記複数のマクロ流体構造体が、少なくとも１つのポリメラーゼ連鎖反応チャンバを含む請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
前記マクロ流体構造体に予め装填された少なくとも１種類の液体を更に備える請求項１１に記載の装置。
【請求項１７】
前記少なくとも１種類の液体が、約４℃で、又は約−２０℃で、又は約−８０℃で貯蔵可能である請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
少なくとも１つのマイクロ流体回路を内部に有する第１基板を成形又は熱成形する工程と、
複数のマクロ流体構造体を内部に有する第２基板を熱成形する工程と、
前記第１基板と前記第２基板とを１つに接合する工程であって、前記少なくとも１つのマイクロ流体回路を、前記複数のマクロ流体構造体に対応させる工程と
を含む、流体タイルを形成する方法。
【請求項１９】
前記第１基板と前記第２基板との間にフィルム層を接合する工程を更に含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第２基板の前記複数のマクロ流体構造体のうち少なくとも１つに、少なくとも１種類の流体を予め装填する工程を更に含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
流体タイル内の液体を混合する方法であって、前記タイルを回転軸線周りに回転させ、外部の作用因子によって、液体の混合を増進する振動を誘発する力を前記タイルに加える方法。
【請求項２２】
流体タイルに含まれる液体に含まれる粒子を再懸濁する方法であって、前記タイルを回転軸線周りに回転させ、外部の作用因子によって、粒子の再懸濁を増進する振動を誘発する力を前記タイルに加える方法。
【請求項２３】
流体タイル内の液体を混合する方法であって、前記タイルを回転軸線周りに回転させ、外部の作用因子によって、液体の混合を増進する振動を誘発する力を前記タイルに加える方法。
【請求項２４】
前記作用因子が磁界によって作用する請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記加速が接線方向に沿うものである請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記加速が回転軸線に平行なものである請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
流体タイルに含まれる液体に含まれる粒子を再懸濁する方法であって、前記タイルを回転軸線周りに回転させ、外部の作用因子によって、粒子の再懸濁を増進する振動を誘発する力を前記タイルに加える方法。
【請求項２８】
前記作用因子が磁界によって作用する請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記加速が接線方向に沿うものである請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記加速が回転軸線に平行なものである請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
溶液内のビーズを、その浮力及び寸法によって、選択的に分離且つ可逆的に再懸濁する方法であって、意図する作用を、重力及び拡散に抗して、求心力強度又は付加時間を調節することによって行う方法。
【請求項３２】
懸濁液を含むチャンバが、下方に向かうビーズの横方向への変位を誘発する設計を有する請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
懸濁液を含むチャンバが、求心力の作用下でビーズの集中を誘発する設計を有する請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記少なくとも１つのマクロ流体構造体に予め装填された少なくとも１種類のゲルを更に備え、前記ゲルが、前記構造体に直接投入される請求項１に記載の装置。
【請求項３５】
前記フィルムの吸光特性によって、前記マクロ流体構造体に含まれる前記試料を照射加熱することが可能である請求項３に記載の装置。
【請求項３６】
前記フィルムを穿孔することによって、マクロ流体構造体に含まれるゲルマトリックスに対して、所定の材料を挿入又は抽出することが可能である請求項３に記載の装置。
【請求項３７】
前記フィルムが試料の挿入及び抽出のために穿刺可能である請求項３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本発明は、２００９年４月１６日付で出願された米国特許仮出願第６１／１６９，８３８号及び２００９年５月１３日付で出願された米国特許仮出願第６１／１７７，６９４号の利益を主張し、それらの内容の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、化学的、生物学的、及び生化学的プロセス・反応のためのマイクロ流体回路の分野に関する。より詳しくは、本開示は、マイクロ流体デバイスをマクロ流体デバイスに接続するための装置及び方法を開示する。
【背景技術】
【０００３】
近年、製薬、バイオテクノロジー、化学、及び関連する産業において、様々な反応・分析を行うための、マイクロチャンバ及びチャネル構造体を含むデバイスが益々採用されてきている。これらのデバイスは、マイクロ流体デバイスと総称され、アッセイを行うために必要な試薬及び試料の容積を減少させることができる。それらはまた、非常に多くの反応を、人間が介入することなく、非常に予測可能且つ再現可能なやり方で並行して又は連続的に行うことを可能にする。従って、マイクロ流体デバイスは、従来の実験室の機能性を有する小型化されたデバイスを示す定義であるマイクロトータルアナリシスシステム（Ｍｉｃｒｏ  Ｔｏｔａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｙｓｔｅｍ；マイクロＴＡＳ）を実現する将来有望なデバイスである。
【０００４】
一般的に、マイクロＴＡＳデバイスにおける全ての試みは、２つの方法、つまり、流体の移送に関与する力によるものと、流体の流れを方向付けるために使用される機構によるものとに特徴付けることができる。前者は、モータと称される。後者は、バルブと称され、流体の容積定量や、流体の混合、１組の流体流入口の１組の流体流出口への接続、流体の貯蔵を可能にするように十分に密閉された容器の（本願に係る気体又は液体の流路に対する）封止、流体の流速の制御といった多くの基本的動作に不可欠な論理又はアナログアクチュエータを構成する。デバイスを装填するための入力手段及び分析の結果を測定するための読み出し手段によって補完されるマイクロ流体ネットワーク上のバルブとモータとの組み合わせによって、マイクロＴＡＳが可能且つ有用なものとなる。
【０００５】
流体ハンドリングデバイスは、流体ハンドラ、分注デバイス、試料装填ロボット、化合物ディスペンサー、分注手段、ピペッター、及びピペットワークステーションとも呼ばれ、流体、特に液体を、流体貯蔵部から更なる流体貯蔵部に移送する目的を有する。従って、典型的な流体処理プロセスに関与する構成要素は、当該プロセスにおける役割に応じて、（ｉ）最初の流体貯蔵源、（ｉｉ）流体を移送する手段、（ｉｉｉ）流体を移動させる先の流体貯蔵部の容器の３つのカテゴリに分類することができる。
【０００６】
一般論として、自動分注デバイスは、必ずしも厳密に必要というわけではない。それは、分注作業は、ピペッター又は類似のデバイスのような特定の道具を装備した人間のオペレータが行うことができるからである。しかしながら、全ての分注デバイスは、例えば、作業速度、性能、コスト、汚染の問題、及び汎用性のようなそれらデバイスの全体的な特性によって説明できる。流体ハンドリングデバイスの所望の要件は、可能な最高速度（高い生産性を実現するためだけではなく、温度、試薬活性等、同様の条件下でアッセイを行うことを可能にするため）、貯蔵源と容器との間における最小の汚染、最小の固定コスト及び分注作業当たりの最小のコスト（消耗品）、性能（投薬の正確性、分注可能な容積の範囲、占有面積等）、及び汎用性（複数の形態との互換性、実行できる作業の種類、貯蔵源及び容器の自動識別等）である。
【０００７】
既存の全ての流体ハンドリングデバイスは、これらの要件に取り組んでおり、また部分的に解決しているが、ユーザの選択は、特定の用途及び実験室の環境によって決まる。環境が異なると、分注機器、正確には流体貯蔵手段は大きく異なり、使い捨ての先端部及び吸引手段、流体に浸漬される金属ピン、吸引用針及びそれに続く水洗・クリーニング作業、ポンプ及び配管、並びに圧電又は他の機械的手段による液滴の吐出等、採用される技術も異なる。また、分注技術を取り巻くインフラストラクチャや自動化の程度も極めて異なり、それは化合物ライブラリの管理用の複雑な設備から単純な携帯式デバイスにまで及ぶ。
【０００８】
求心デバイスは、特定の種類のマイクロ流体デバイスである。このマイクロ流体デバイスは、求心加速によって、マイクロ流体デバイス自体に対して且つマイクロ流体デバイス内部に含まれる任意の流体に対して、見掛け上の遠心力を発生させるように、回転軸周りに回転する。遠心力は、径方向において、また角度モーメントが変化する場合には接線方向において、モータとして作用する。この力はしかし、流入口に含まれる流体を含めたマイクロ流体デバイス内に含まれるあらゆる物質に対して同時にかけられる。例えば、Ｇｙｒｏｓ  ＡＢ、Ｔｅｃａｎ  ＡＧ、Ｂｕｒｓｔｅｉｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｉｎｃ．によって開発されたデバイス等の殆どの求心マイクロ流体デバイスにおいて、マイクロ流体デバイスは円板形状を有し、回転軸は、主面に対して垂直であり円板の中心を通る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本開示は、最初は分離しているマイクロ流体構成要素とマクロ流体構成要素とを流体連通させることによって流体の流れを制御する流体タイルに関する。これら２つの構成要素を接続する時間及びそのような流体連通の位置は任意であり、外部から決定することができる。従って、本開示は、無数のバーチャルバルブを説明し、それらの全ては、最初は閉状態であるが、何時でも、予め決定しておく必要のない複数の位置で、且つ任意の順序で開くことができる。
【００１０】
本開示に係るバーチャルバルブを閉じる際、流体、気体又は固体、若しくはそれらの混合物を第１のマクロ流体構成要素に含ませることができる。バーチャルバルブは、開くと直ぐに、少なくとも１つ以上の追加のマイクロ流体構成要素又はマクロ流体構成要素に、少なくとも１つのマイクロ流体構成要素を介して連通させることが可能である。流体、気体又は固体、若しくはそれらの混合物のいずれを、どの程度、どのぐらいの速度で追加の構成要素に流入させるかは、該流体、気体又は固体、若しくはそれらの混合物に作用する力及びバルブ調整構成要素内の流れに対する障害によって決まる。
【００１１】
マイクロ流体回路において、流体の移送は、機械的マイクロポンプ、電界、音響エネルギーの印加、外圧、又は求心力を使用することによって達成できる。本開示に係るバルブは、流体の移送のための機構から独立しており、従って、これらに限定はされないが上記の流体移送手段のいずれとも互換性を有する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
従って、本開示の一態様において、生物学的又は化学的流体を処理するための装置は、複数のマイクロ流体構成要素又は構造体を備えるマイクロ流体基板と、該マイクロ流体構成要素又は構造体に対応する複数のマクロ流体構成要素又は構造体を備えるマクロ流体基板とを備える。本発明の装置は、追加の基板層を更に備えてもよいことは本開示の範囲内で考慮に入れている。本開示によれば、これらの追加の基板層は、複数の流体チャネル、チャンバ、並びにレンズ及びフィルタ等の操作可能な構成要素又は構造体を含むことができる。
【００１３】
各基板層の間において、材料層又は穿孔層によって、複数のマイクロ流体構成要素又は構造体を複数のマクロ流体構成要素若しくは構造体、又は追加構成要素若しくは構造体から分離してもよい。材料層の構造は、同種の又は異種のものとすることができ、例えば、多層及びコーティングを含む。本開示によれば、材料層又は穿孔層は、ポリメチルメタクリレート（以下ＰＭＭＡと称する）のような高分子化合物、又は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、リニア低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレートグリコール（ＰＥＴＧ）、ポリスチレン（ＰＳ）、エチルビニルアセテート（ＥＶＡ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、環状オレフィンホモポリマー（ＣＯＰ）、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）等のような他の材料からなるものとすることができる。これらの高分子は、単一で又は互いに組み合わせて使用することができる。高分子の使用は、その使い易さ及び製造し易さの理由で好ましい。他の選択肢、例えば、追加の表面処理が施された又は施されていない金属箔も可能であることは明らかである。
【００１４】
材料層は更に、光学染料、又は、予め選択された電磁放射を吸着する特性を有する他の同様な材料若しくは層を備えてもよい。吸収は、十分な量の予め選択された電磁エネルギーを吸収してその結果穿孔がなされるように、例えば、金属箔を備える、又は、表面の光学特性（ｎ屈折率及びｋ吸光係数）を変更するといった光吸収フィルタにおいて使用されるものと同様の周知の変更によって、又は、粗さ等他の表面特性によって、起こすことができる。例えば、カーボンブラック粒子や、染料エマルジョン、懸濁液、又はナノ結晶といった光吸収性小球（グロビュール）の他の技術を利用することもできる。また、電磁エネルギーの効率的な吸収を高めるために、反射層、偏光変換層、波長シフティング層を使用することも可能である。
【００１５】
本開示の利点は、マイクロ流体回路におけるバーチャルバルブが極めてコンパクト且つ自由度が高いため、流体の貯蔵、培養、反応を起こすために使用される表面を最大化することができることにある。バーチャルバルブのサイズは、光学系の位置、電磁放射発生手段の出力及びパルス持続時間を調節することによって、回折限界又はそれよりも小さい幅広い寸法の回路に対して適応させることができる。マイクロ流体回路内部において層流が望ましい場合は、バーチャルバルブの断面を、相互接続されるキャピラリーの断面に略一致させる。
【００１６】
本開示の他の態様は、当該技術分野において周知の同じ試料、試薬、生物学的試料、又は液量に従って、反応、アッセイ、プロセス、又は手順を行うための装置又は流体タイルである。当該装置は、少なくとも１つのマイクロ流体構造体を備えるマイクロ流体基板と、該マイクロ流体基板のマイクロ流体構造体に対応する少なくとも１つのマクロ流体構造体を備えるマクロ流体基板と、マイクロ流体基板とマクロ流体基板との間に位置付けられてマイクロ流体構造体及びマクロ流体構造体のそれぞれの間の境界面を形成する材料又はフィルム層とを備えてもよい。当該装置は、材料層上に向けられる電磁放射を発生する電磁放射発生手段を更に備えてもよい。この電磁発生手段によって、マイクロ流体構造体とマクロ流体構造体との間の境界面の材料又はフィルム層を穿孔して、流体タイル内部の生物学的試料又は流体を損傷又は実質的に改質させることなく、マイクロ流体構造体及び／又はマクロ流体構造体を流体連通させることができる。これにより、マイクロフルイディクスをマクロフルイディクスと接続する自由度の高い且つプログラム可能な流体ハンドリングデバイスの必要性に対応する。反応に関わる流体の選択は、例えば、プロトコルの実行中リアルタイムで行うことができる。
【００１７】
特定のマイクロ流体構造体若しくは回路並びに／又は特定のマクロ流体構造体の機能を、流体タイル内部に構成して、選択された試料又は生物学的試料に対して所望のアッセイ、反応、又は手順を行うことができる。当該技術分野において周知の任意のマイクロ流体、マクロ流体、又は流体のアッセイ、反応、又は手順をタイル内部に構成して、所望の機能を実現することができることは本開示の範囲内で考慮に入れている。例えば、当該技術分野において周知の同じ量を使用して核酸又は生物学的試料を処理するのに必要な工程及びプロセスのうち１つ以上をタイルに組み込むことができ、それら工程及びプロセスとしては、ＤＮＡ抽出、ＤＮＡ精製、ＤＮＡ剪断、超音波処理、ＤＮＡ末端修復、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）、定量ポリメラーゼ連鎖反応（ｑＰＣＲ）、ライゲーション、及びＰＣＲでの酵素反応が含まれることは考慮に入れている。これらのプロセスが、同種の相に限られず、ビーズ操作、フィルタリング、ゲル電気泳動、キャピラリー電気泳動、ニックトランスレーション、被覆表面への試料の暴露（ＥＬＩＳＡ）、パターン化された表面（アレイまたは類似のもの等）への液体の暴露を含み得ることは理解すべきである。
【００１８】
例えば、マクロ流体基板は、所望のプロセスを行うための試薬、試料、生物学的試料等を含んでもよいチャンバを備えてもよい。マクロ流体基板内のチャンバとしては、これらに限定はされないがシリカビーズ、フリット、被覆ビーズ、イオン交換樹脂、及びモノリス等を含んでもよい少なくとも１つの精製チャンバ；保持チャンバ；混合チャンバ；超音波処理チャンバ；分画（フラクショネーション）チャンバ；反応チャンバ；ゲル電気泳動チャンバ；ＰＣＲ反応チャンバ；及びＤＮＡ定量チャンバが挙げられるが、これらに限定はされない。マクロ流体基板内部のチャンバは、マクロ流体基板内部の該チャンバがマクロ流体基板及び／又はマイクロ流体基板内の追加チャンバと流体連通させることができるように、マイクロ流体基板内のマイクロ流体構造体に対応させてもよい。
【００１９】
本開示の他の態様において、流体タイル内部のチャンバ内には、試料、試薬、生物学的試料等を予め装填し、封止しておいてもよい。タイルに予め装填しておくことの目的は、それによって、タイル内で処理しようとする試料、試薬、生物学的試料等を、ユーザが簡単に加えることができるようにすることである。これにより、タイル内部で、試料、試薬、生物学的試料等を自動的に処理することが可能になる。一例において、マクロ流体基板には、これらに限定はされないが、電気泳動ゲル、精製カラム構成要素（例えば、シリカビーズ）、当該技術分野において周知の任意のバッファ、ＰＣＲ混合物、プライマー、酵素、アダプター、ｄＮＴＰ、及びＤＮＡラダーといった、当該技術分野において周知の任意の試料、試薬、生物学的試料等を装填することができる。
【００２０】
生物学的及び化学的作業を行うことの幾つかの利点を、配列決定のための核酸ライブラリを調製する例による以下の説明で示す。関係する方法及び装置の用途は、このプロセスに限られず、このプロセスは、その構成要素及び原理において、様々な生物学的、生化学的、又は化学的用途の代表例であり、これらの用途としては、分子診断試験、腫瘍又は一次組織又は流体からの遺伝物質の精製及び抽出、体液又は組織に対して行われるウイルス負荷試験、生物学的試料及び食糧や水といった他の材料内の細菌検出又は定量、汚染の環境モニタリング、法的な目的のための法医学的証拠の検出、寄生生物等の農業モニタリング、生命体の年齢の判定等がある。
【００２１】
本開示に係る流体タイルの実施例の内部で核酸フラグメントライブラリを処理することによって、その処理がより効率的になる。現在、核酸フラグメントライブラリを調製するためには、ある容器から他の容器への液体の調製及び移送、反応、混合、精製、培養等の複数の工程を、複数の異なるデバイスを用いて、調製者が個別に行う必要がある。本開示の一実施例を使用することによって、調製者は、核酸フラグメントライブラリを調製するための試料を加えるだけでよく、追加の工程の全てをタイル内で行うことができる。従って、本開示の実施例によって、所望のプロセス又は手順を行う際の効率性を向上し、プロセスや手順におけるヒューマンエラーの可能性を除去し、外部の作用因子によって試料が汚染される可能性を最小限に抑え、環境が汚染される可能性を最小限に抑え、そしてタイル内部の試料に対して正確な測定を繰り返し行うことができるようになる。
【００２２】
更に、タイルは、フィルム層を使用することによって封止できる入力ポート及び出力ポートを有してもよい。入力ポート及び出力ポートを被覆するフィルム層の使用は、創薬において定期的に、試薬を装填する作業と実際のアッセイとの間に、標準のマイクロプレートを使用する際に行う。フィルム層は、汚染を防止するとともに、微量の液体が蒸発してその濃度が変化しアッセイ及びプロセスの条件が変化するのを防止する。
【００２３】
封止フィルムは、高分子、金属、又はそれらの組み合わせからなる層とすることができる。フィルムは、追加の感圧又は感熱接着剤によって貼着することができるが、フィルム自体に最初から粘着特性を設けてもよい。更に、フィルムは、タイルのマイクロ流体基板とマクロ流体基板との間に載置される穿孔可能なフィルム層と同一のものであってもよい。熱封止は、試薬と最も良く互換性を有する選択肢の１つであり、一時的封止（蒸発を防ぐ剥離可能なフィルム）又は永久封止（薬剤パッケージにおけるような試料の完全性を保証する長期貯蔵）のいずれの場合にも使用される。封止の選択肢の他の実施例としては、針又は先端によって穿刺すると、分注時の流体の流通を可能にするが、流体の分注が行われた後はガスの流通を防止できるフィルムの使用が挙げられる。
【００２４】
更に、封止されたリザーバ又はチャンバに含まれる液体は、封止を開ける必要なしにマイクロ流体基板又はマクロ流体基板に移送することができる。従って、試薬を予め装填した個々のタイルを、封止したリザーバを開封する必要なしに直接処理することができる。従って、封止したリザーバは、永久に封止しておくこともできる。実際、リザーバ又はチャンバは、２本のラインを開通させることによって、タイル内部のマイクロ流体基板又はマクロ流体基板と流体連通させることができる。ここで２本のラインのうち、１本は流体が流れるために必要なものであり、もう１本は、気体、典型的には空気を流通させて、液体の抽出を妨げ得るリザーバ内での圧力下状態が起こるのを防止する。この方法によって、タイルを予め装填することが可能になり、タイル内に存在する入力部の一部にも適用することができる。
【００２５】
本開示の他の態様において、タイルは、複数の入力ポート及び／又は出力ポートを有してもよい。タイル１枚当たりの入力ポート及び出力ポートの数、タイルの数、及びタイルの配向を変更して、標準の実験室フォーマット又はカスタムフォーマットを有する様々な構成を実現することができる。例えば、入力ポート及び／又は出力ポートを、標準のパラレル・ディスペンサーに対応させてもよい。これら様々な構成は、タイルの設計、及び、試料、試薬、生物学的試料等を入力又は収集するための用途及び戦略によって決まる。タイル上の入力ポート及び出力ポートの数は、流体ハンドリングデバイスに対する変更の必要なしに行うことができる。
【００２６】
本開示の上記及びその他の利点、目的、並びに特徴は、実施例の詳細な説明及び添付の図面を通して明らかとなろう。また、上記概説及び以下の詳細な説明の両方とも例示的なものであり、本開示の範囲を限定するものではないことは理解すべきである。
【００２７】
本開示の上記及びその他の利点、目的、並びに特徴は、実施例の詳細な説明及び添付の図面を通して明らかとなろう。また、上記概説及び以下の詳細な説明の両方とも例示的なものであり、本開示の範囲を限定するものではないことは理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】流体タイルの構成要素の実施例を例示する。
【図２】流体タイルの他の実施例を例示する。
【図３】流体タイル内部で特定の容積を計量するプロセスの実施例を例示する。
【図３Ａ】流体タイル内部で特定の容積を計量するプロセスの他の実施例の断面図を例示する。
【図４】流体タイル内部でチャンバを連続的に充填するプロセスの実施例を例示する。
【図５】流体タイル内部でチャンバを洗浄するプロセスの実施例を例示する。
【図６】流体タイル内部でチャンバから流体をパージ／溶出するプロセスの実施例を例示する。
【図７】流体タイルの他の実施例の上面図を例示する。
【図７Ａ】流体タイル内部の超音波処理チャンバの実施例を例示する。
【図７Ｂ】流体タイル内部の精製チャンバの実施例を例示する。
【図７Ｃ】流体タイル内部のゲル電気泳動チャンバの実施例を例示する。
【図７Ｄ】流体タイル内部のゲル電気泳動チャンバの他の実施例を例示する。
【図７Ｅ】流体タイル内部のＰＣＲチャンバの実施例を例示する。
【図８】流体タイル内部で核酸フラグメントライブラリを調製するプロセスの実施例を例示する。
【図９】流体タイル内部で定量を行うプロセスの実施例を例示する。
【図１０】封止された入力ポート及び出力ポートを有する流体タイルの実施例を例示する。
【図１１】封止された入力ポート及び出力ポートを有する流体タイルから流体を入力・抽出するプロセスの実施例を例示する。
【図１２】パラレル・ディスペンサーを使用して複数の入力ポートを充填するプロセスの実施例を例示する。
【実施例】
【００２９】
本開示は、これらに限定はされないが遠心分離ロータ及びマイクロ流体プラットフォームのような求心システム内で使用可能な流体タイル、並びに、求心的に駆動される流体マイクロ操作及びマクロ操作を提供するための多くのその用途を提供する。例示の目的で、図面及び説明は、概して、求心システムに言及する。しかしながら、本開示に開示される手段は、流体の輸送を行うための他の力に依るマイクロ流体構成要素及びマクロ流体構成要素において等しく適用可能である。
【００３０】
本明細書の目的において、入力部、流入口、流出口、ポート、接続部、ウェル、リザーバ、及び同様の言葉は全て、流体を流体ネットワークに流入又は流体ネットワークから流出させることが可能な手段を指し、何ら区別すべきではない。
【００３１】
本明細書の目的において、「試料」という用語は、より複雑な混合物の成分として単離若しくは検出される、又は、前駆体種から合成される、あらゆる流体、試薬、溶液、又は混合物を包含するものと理解される。
【００３２】
本明細書の目的において、「流体連通」又は「流体接続」という用語は、構成要素間を流体が流通できるように操作可能に相互接続された構成要素を定義することを意図するものである。例示的な実施例において、分析プラットフォームは、回転可能なプラットフォーム内に、マイクロ流体タイルのような流体タイルを備え、それによって、タイル上の流体の移動がタイル回転時の求心力によって促され、且つタイル上の流体の移動がポンプによって促される。
【００３３】
本明細書の目的において、「生物学的試料」、「対象の試料」、及び「生物学的流体試料」という用語は、これらに限定はされないが、ＤＮＡ、血液、血漿、血清、リンパ液、唾液、涙液、脳脊髄液、尿、汗、植物並びに野菜抽出物、精液、水、食品、又はこのような試料のあらゆる細胞又は細胞成分を含む、あらゆる生物由来の分析試料を意味するものと理解される。
【００３４】
本明細書の目的において、「メソスケール」又は「ナノスケール」という用語は、好ましくはサブミクロンからミリメートルまでの範囲の寸法を有し、流体として含むことが可能な、あらゆる容積を意味すると理解される。
【００３５】
求心システム（例えば、遠心分離機）内部の流体タイルの代表的な用途では、デバイスの占有面積の外側に位置付けられた回転軸線を有する矩形形状のデバイスが採用される。例示の目的で、図面及び説明は、概してそのようなデバイスに言及する。これらに限定はされないが、楕円形状及び円形状のデバイスや不規則な表面及び容積を含む、矩形形状のデバイス以外の他の形状は、本開示の範囲内で考慮に入れており、回転軸線が本体構造を貫通するデバイスは、特定の用途において有益となりうる。
【００３６】
混合を求心システム内部での振とうによって行ってもよいことは、本開示の範囲内で考慮に入れている。例えば一実施例において、求心システムは、一方向に１０００ｒｐｍまでといったような一連の加速を実行し、その後反対方向に急激に減速するようにプログラムされてもよい。他の例として、加速は、磁石や電磁石、ばね、又は機械的構成要素によって、回転ロータに対して与えることができる。従って、ロータは共振して振動を発生し、それが回転によって活性化され、試料の混合の増進を誘発する。これによって、多くの試薬、試料、生物学的試料等を、求心システムにおいてタイル内部で混合したり、液体に含まれる粒子を再懸濁したりすることができる。
【００３７】
では次に図１を参照すると、一実施例において、本開示の一実施例に係るタイル１００が示されている。タイル１００は、第１基板１０２と第２基板１０６とから形成される略平面状の物体である。タイル１００を３枚以上の基板から形成してもよいことは、本開示の範囲内で考慮に入れている。基板１０２及び１０６は如何なる幾何学形状を有するものであっても良い。基板１０６は、マクロ流体構造体を形成する窪み、空隙、又は突起を含む。基板１０２は、マイクロ流体構造体を形成する窪み、空隙、又は突起を含む。基板１０２内部のマイクロ流体構造体は、基板１０２及び１０６を互いに接合するとき、基板１０６内部のマクロ流体構造体に対応させることができる。他の実施例において、基板１０２及び１０６は、それらに挟持されたフィルム層１０４を有する。フィルム層１０４によって、マイクロ流体回路を形成する基板内部の空隙を分離することができ、フィルム層１０４を穿孔することによって、基板１０６内部に含まれるマクロ流体構造体と流体連通させることができる。基板１０２及び１０６を、それらの間のフィルム層１０４の内側で結合させることができることは、本開示の範囲内で考慮に入れている。更に、フィルム層１０４は、電磁発生手段からの電磁放射によって穿孔させてもよい。
【００３８】
では次に図２を参照すると、本実施例において、タイル１００は、入力端部２０２と、底部端部２０４とを有する略矩形構造体である。本実施例において、入力端部２０２は、複数の入力ウェル２０６を有する。入力ウェル２０６は、図２に示すようにタイル１００の平面上にあるが、入力ウェル２０６は、タイル１００の端部又はタイル１００の任意の他の位置に配置してもよいことは考慮に入れている。入力ウェル２０６は、基板１０６に含まれる少なくとも１つの流体ハンドリングマクロ流体構造体２０８と流体連通させることができ、且つ／又は、基板１０２内部に含まれる少なくとも１つのマイクロ流体回路２１０と流体連通させることができる。底部端部２０４は、複数の出力ウェル２１２を有する。出力ウェル２１２は、図２に示すようにタイル１００の平面状にあるが、出力ウェル２１２は、タイル１００の端部又はタイル１００の任意の他の位置に配置してもよいことは考慮に入れている。出力ウェル２１２は、基板１０６に含まれる少なくとも１つの流体ハンドリングマクロ流体構造体２０８と流体連通させることができ、且つ／又は、基板１０２内部に含まれる少なくとも１つのマイクロ流体回路２１０と流体連通させることができる。マイクロ流体回路２１０及びマクロ流体構造体２０８は、一連のバルブ、チャンバ、リザーバ、リアクタ、キャピラリー、反応チャンバ、反応カラム、溶出カラム、電気泳動チャンバ、イオン交換マトリックス、マイクロリアクタ、マイクロキャピラリー等から構成することができることは本開示の範囲内で考慮に入れている。これら一連のリアクタ、反応チャンバ、反応カラム、溶出カラム、電気泳動チャンバ、イオン交換マトリックス、マイクロリアクタ、及びマイクロキャピラリーは、検出チャンバと流体連通していてもよいことも本開示の範囲内で考慮に入れている。
【００３９】
選択された試料又は生物学的試料に対して所望のアッセイ、反応、又は手順を行うために、特定のマイクロ流体構造体又は回路２１０及び／又は特定のマクロ流体構造体２０８の機能をタイル１００内部に構成することができる。所望の機能を実現するために、当該技術分野において周知の任意のマイクロ流体、マクロ流体、又は流体によるアッセイ、反応、又は手順をタイル１００内部に構成することができることは、本開示の範囲内で考慮に入れている。更に、タイル１００は、当該技術分野で周知の試料容積を使用してそのようなプロセス又は手順を実行することが可能である。例えば、核酸の配列決定のためのＤＮＡ又はＲＮＡフラグメントのライブラリを作成するために必要な、ＤＮＡ剪断、超音波処理、ＤＮＡの末端修復、精製、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）、定量ポリメラーゼ連鎖反応（ｑＰＣＲ）、ＤＮＡのライゲート・アダプター連結、電気泳動、ニックトランスレーション、増幅等といった工程及びプロセスのうち１つ以上をタイル１００に組み合わせることができる。
【００４０】
図１及び２を参照し、流体ハンドリングプロセスは、バルブ調整マトリックス２１６内部のバルブ２１４を開弁することによって開始される。このバルブ調整マトリックス２１６は、国際特許出願第ＷＯ０４０５０２４２Ａ２号（’２４２出願）に記載されている種類のものとすることができ、ここでは、フィルム層１０４を穿孔してバルブを作動させる。’２４２出願の教示は、参照により本明細書に組み込まれる。バルブ調整機構を、機械的バルブ等の、当該技術分野で周知の異なる種類とすることができることは、本開示の範囲内で考慮に入れている。本開示の一実施例によれば、第１基板１０２内部に含まれるマイクロ流体構造体２１０及び第２基板１０６内部に含まれるマイクロ流体構造体２０８は、バルブ調整マトリックス２１６内部の接続キャピラリーに対して異なる平面上に位置付けられ、それらは、選択された位置で照射により穿孔することによって図２に示すようなバーチャルバルブ２１４を作成することが可能なフィルム層１０４によって分離されている。
【００４１】
流体に対して非平衡力を加えると共にバルブ２１４を開弁することによって、マイクロ流体構造体２１０及び／又はマイクロ流体構造体２０８内部に含まれる液体を移動させることができる。非平衡力は、遠心分離のような当該技術分野において周知の手段によって発生させることができ、液体は、タイル１００の底部に向けられた求心加速を受ける。更に、対応するバルブ２１４の上方に含まれる流体のみを該バルブ２１４を介して移動させることができるため、移動させる液体又は流体の量を、バルブ２１４の径方向位置によって決定することができることは考慮に入れている。プロセスは、複数の連続する層において再現することができ、様々な大きさの順序で連続的に希釈したり、２種類以上の液体を混合したり、所定の時間流体をリアクタ内で培養したり、更にはマトリックス層に対してリアルタイムでプロトコルを実行したりといったことが可能になる。
【００４２】
図３を参照し、一実施例において、流体回路３００が示されており、特定の容積を計量する一方法を例示している。図示の流体回路３００は、第１状態と、第２状態と、第３状態とを有し、第１チャンバ３０４内に含まれる試薬、試料、又は生物学的試料３０２を有する。図示の流体回路３００は、試薬３０２が第１チャンバ３０４に充填された第１状態である。流体回路３００は、第２状態に入り、ここで、バルブ調整マトリックス内部の第１バルブ調整部３１０を作動させた後、５０ｎＬ、５０μＬ等の容積３０６の試薬３０２が、第１チャンバ３０４から第２チャンバ３０８に移送される。バルブの位置は、例えば、Ａ２６０／Ａ２８０のデータに応じてリアルタイムで算出してもよいことは考慮に入れている。更に、流体回路３００は、第３状態に入り、ここで、バルブ調整マトリックス内部の第２バルブ調整部３１４を作動させた後、容積３１２の試薬３０２が、第１チャンバ３０４から第２チャンバ３０８に移送される。第１及び第２チャンバ３０４及び３０８は、マイクロ流体チャンバ又はマクロ流体チャンバとすることができる。本発明のタイル１００が、図３に図示する流体回路３００の第１、第２、及び第３状態によって示されるようにバルブ調整マトリックスを作動させることによって異なる領域でプロセスを行うことができる複数の流体回路３００を有することが可能なことが想定できる。更に、タイル１００が、バルブ調整マトリックスを作動させることによってチャンバの内容物を異なるチャンバに混合したり、多数の試薬、試料、生物学的試料を反応させたり、精製したり、分離したり等といったプロセス又は手順を行うことができる、異なる試薬、試料、又は生物学的試料を含んでもよい複数のマイクロ流体チャンバ又はマクロ流体チャンバを有することが可能なことが想定できる。試薬３０２は、所望の量又は容積を第１チャンバ３０４から第２チャンバ３０８に移送することができる。所望の量は、第１チャンバ３０４の容量及びバルブ調整部３１０及び／又は３１４の位置に基づいて計算することができる。図３では３つの状態を示しているが、流体回路３００は、任意の数の異なる状態を有することができることが想定できる。
【００４３】
図３Ａは、タイル１００内部における、基板１０６の第１マクロ流体チャンバ３０４に含まれる試薬、試料、又は生物学的試料３０２の、基板１０６の第２マクロ流体チャンバ３０８への移送の側・断面図を示す他の実施例を例示する。流体ハンドリングプロセスは、フィルム１０４を穿孔してバルブ３１０を作動させることによって開始される。バルブ３１０の作動によって、第１マクロ流体チャンバ３０４が、基板１０２内部のマイクロ流体回路３１６を介して、第２マクロ流体チャンバ３０８と流体連通する。非平衡力をタイル１００に加えることによって、第１マクロ流体チャンバ３０４内部に含まれる試薬、試料、又は生物学的試料３０２を第２マクロ流体チャンバ３０８に移動させることができる。
【００４４】
図４は、流体回路内部において第１チャンバ４００及び第２チャンバ４０２を連続的に充填する方法を示す実施例を例示する。懸濁液又はエマルジョンを含む試薬を、非平衡力を同時に加えながらバルブ調整マトリックス内部のバルブ４０６を作動させることによって、第１チャンバ４００内に第１流入口４０４を介して導入する。試薬は、第１チャンバ４００に充填され、そして、バルブ調整マトリックス内部のバルブ４１０を作動させることによって、第１チャンバ４００から第１流出口４０８を介して流出する。試薬が第１流出口４０８から出ると、バルブ調整マトリックス内部のバルブ４１４を作動させることによって、試薬を、第２チャンバ４０２に第２流入口４１２を介して流入させる。そして、試薬は、第２チャンバ４０２に充填され、バルブ調整マトリックス内部のバルブ４１８を作動させることによって、第２チャンバ４０２から第２流出口４１６を介して流出する。図４では２つのチャンバを示しているが、図４に示す方法に従って、任意の数のチャンバを連続的に充填することができることは考慮に入れている。
【００４５】
図５は、流体回路５０２内部のチャンバ５００を洗浄する方法を示す実施例を例示する。図５に示すように、バルブ調整マトリックス内部のバルブ５０８を作動させることによって、洗浄試薬又はバッファ５０４を、チャンバ５００内に、チャンバ５００の底部流入口５０６を介して導入する。そして、洗浄試薬又はバッファ５０４をチャンバ５００に充填することによって、混合／拡散を限定的な程度に抑えつつ、チャンバ５００内部のそれ以前の内容物を移動させる。その後、バルブ調整マトリックス内部のバルブ５１２を作動させることによって、洗浄後の洗浄試薬又はバッファ５０４は、チャンバ５００から上部流出口５１０を介して流出し、パージ５１４へ流れる。図５に示す方法は、チャンバ５００が所望の清浄度になるまで洗浄するために必要なだけ何度繰り返してもよい。更に、洗浄効率は、残留蛍光を測定することによって、又は任意の他の定量化技術を用いて、定量化することができる。
【００４６】
図６は、流体回路６０２内部のチャンバ６００から液体６０４をパージ／溶出する方法を示す実施例を例示する。チャンバ６００から液体６０４をパージ／溶出するために、バルブ調整マトリックス内部のバルブ６０６を作動させて、液体６０８をチャンバ６００の底部に流入させる。すると、液体６０８が、液体６０４をバルブ調整マトリックス内部の作動させたバルブ６１０に向けて移動させる。そして、液体６０４は、混合／拡散を限定的な程度に抑えつつ、バルブ６１０から排出される。また、チャンバ６００内部の液体６０４の所望の清浄度にまでチャンバ６００から液体６０４がパージされたことを確認するために、バルブ調整マトリックス内部のバルブ６１２を作動させることによって、試料を試験のために収集することができる。図６に示す方法は、チャンバ６００が液体６０４の所望の清浄度になるまでパージ／溶出させるために必要なだけ何度繰り返してもよい。
【００４７】
他の実施例において、タイル内部の１つ以上のマイクロ流体チャンバには、ビーズが充填されていてもよい。ビーズとしては、これらに限定はされないが、ＰＳストレプトアビジン・ビーズ、ポリスチレン、ガラス、シリカ、ナノ結晶、磁性又は非磁性粒子等が挙げられる。一例において、ビーズは、バルブ調整マトリックス内部のバルブを作動させ且つ非平衡力を加えることによって、マイクロ流体チャンバ又はマクロ流体チャンバに移送することができる。ビーズは、マイクロキャピラリー又は他のキャピラリーを介して、マイクロ流体チャンバに流入させることができる。マイクロ流体チャンバが試料、試薬、又はバッファ等を含んでいてもよいことは考慮に入れている。また、ビーズは、遠心分離等、非平衡力を加えることによってマイクロ流体チャンバ内部に充填してもよい。ビーズを、遠心分離の適切な時間及び速度を選択することによって所望のレベルまで充填することができることは考慮に入れている。ビーズの懸濁液を選択的に移動させるために、又は液体から同一のビーズを分離する際に、遠心力を使用する可能性は、液体自体に対するビーズの浮力特性及び大きな質量を有する粒子の限定的な拡散速度によって可能になる。以上説明した実施例を組み合わせることによって、ビーズの懸濁液を所定のチャンバに移送したり、試料が特定的にビーズと相互作用することができるように試料を同一のチャンバ上で分散させたり、ビーズをチャンバから除去することなく試料を洗浄したり、ビーズによって捕捉された試料の特定の部分を収集することが可能な溶出バッファを追加したり、更なるプロセスのために溶出液を集めたりといったことが可能になる。この手順は、分子診断、核酸試料の調製、及びイムノアッセイの実行等において多くの用途がある。
【００４８】
試料、試薬、生物学的試料、又は他の流体等を、マイクロ流体チャンバ内に充填されたビーズに浸透させてもよいことは本開示の範囲内で更に考慮に入れている。一例において、図６を参照して上述した溶出方法は、充填されたマイクロ流体チャンバ内で、液体を底部に満たし、充填されたビーズに浸透させ、そして充填されたビーズ間を流すことによって行うことができる。他の例において、図５を参照して上述した洗浄方法は、充填されたマイクロ流体チャンバ内で、洗浄バッファでマイクロ流体チャンバの底を満たすことによって行うことができる。他の例において、バインディングのために、導入する洗浄バッファの代わりに試薬を導入し、充填されたビーズに浸透させ、ビーズ間を流してもよい。更に、液体を、充填されたビーズに浸透させビーズ間を流す代わりに、ビーズを液体内に分散させてもよいことは本開示の範囲内で考慮に入れている。
【００４９】
他の実施例において、図７は、例えばＳＯＬｉＤ（登録商標）３プラットフォームに送給したり、インビトロクローン増幅方法論を採用したプラットフォームで使用したりするための、配列決定のための核酸フラグメントライブラリを、求心システムによって生成するようにプログラムすることができる流体タイル７００を示す。流体タイル７００は、マイクロフルイディクスをマクロフルイディクスと組み合わせることによって、核酸フラグメントライブラリを調製する際と同じ、当該技術分野において周知の液体容積を使用することができる。６つのタイルロータと３つの培養ポストとを有する求心システムを使用することによって、６時間で６つのライブラリを生成して一日当たり１３個以上のライブラリを生産することができる。
【００５０】
本実施例において、タイル７００は、マイクロ流体基板７０１とマクロ流体基板７０３とを備える。マイクロ流体基板７０１とマクロ流体基板７０３とは、フィルム層によって分離されている。タイル７００は、入力ポート７０５と出力ポート７０７とを備える。マイクロ流体基板７０１及びマクロ流体基板７０３は、フィルム層を穿孔することによって互いに流体連通するようになっている。流体タイル７００は、核酸フラグメントライブラリを作成するために必要なプロセスを行うようにプログラムすることができる。図７に示すように、流体タイル７００のマクロ流体基板７０３は、これらに限定はされないが、試薬、試料、又は生物学的試料を収容、混合、反応、検出、定量化、又は当該技術分野において周知の他のプロセスのためのチャンバのような、複数のマクロ流体構造体を備える。より具体的には、タイル７００は、これらに限定はされないが、ＤＮＡ剪断のための超音波処理チャンバ７０２、精製チャンバ７０４、ゲル電気泳動チャンバ７０６、及びＰＣＲチャンバ７０８を備える。マイクロ流体基板７０１は、これらに限定はされないが、キャピラリー、チャンバ、マイクロリアクタ、及びマイクロキャピラリー等といったマイクロ流体構造体を備える。マクロ流体基板７０３内部のマクロ流体構造体とマイクロ流体基板７０１内部のマイクロ流体構造体とは互いに対応して、流体連通可能な流体回路を形成する。
【００５１】
タイル７００は、これらに限定はされないが、ＤＮＡ剪断、超音波処理、ＤＮＡの末端修復、精製、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）、定量ポリメラーゼ連鎖反応（ｑＰＣＲ）、ＤＮＡの連結・適応、電気泳動、ニックトランスレーション、増幅等といったプロセスのうち１つ以上を含むことができる。上記プロセスのうち幾つかは静止させた状態で行う必要があり、このようなプロセスとしては、これらに限定はされないが、培養、ゲル電気泳動、及びＰＣＲがある。幾つかの他のプロセスは、求心システムを作動させたまま行い、このようなプロセスとしては、これらに限定はされないが、フルイディクス、精製、混合、及びＡ２６０／Ａ２８０による定量がある。以下に説明するように、上記プロセスを順番に説明するが、該プロセスは、任意の順番で又は同時に行うことができることは考慮に入れている。
【００５２】
ＤＮＡ剪断及び末端修復：
では次に図７Ａを参照すると、ＤＮＡ剪断及び末端修復のための超音波処理チャンバの実施例が例示されている。超音波処理は、カップホーン又は当該技術分野において周知の任意の他のデバイスを使用する超音波処理チャンバ内部で行ってもよいことは考慮に入れている。一実施例において、超音波処理は、水浸法によるカップホーン集中型超音波処理を使用して行ってもよい。水浸法によるカップホーン集中型超音波処理の利点の幾つかとしては、これらに限定はされないが、効率的なエネルギー伝達や、隣接する試料へのエネルギーの分散を制限する能力、チャンバ内での液体の移動及び泡の形成を制限する能力があり、効率的なＤＮＡフラグメント分配のために高エネルギー密度を提供でき、容易な統合及び冷却を提供できる。本実施例では、超音波処理によってＤＮＡを剪断したが、これらに限定はされないが、噴霧化、流体力学剪断、又は当該技術分野において周知の任意の他の手段を含む代替の剪断手段を使用してもよいことは想定される。
【００５３】
図８は、核酸フラグメントライブラリを調製するための工程を例示し、ここで、各ボックスは、マクロ流体チャンバを表し、各破線は、バルブの作動及び、マイクロ流体キャピラリーを介した流体の移送を表す。図７Ａ及び８を参照し、タイル７００内部でＤＮＡを剪断するために、バルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させて、マクロ流体装填チャンバ７１２及びチャンバ８００を、超音波処理チャンバ７０２と、マイクロ流体キャピラリー７１４を介して流体連通させる。本実施例において、チャンバ７１２内部の約１０ｎｇ〜２０μｇの試料ＤＮＡと、該試料ＤＮＡを約１００μＬに希釈するのに十分な量のチャンバ８００内部の低ＴＥバッファとを、非平衡力を加えることによって超音波処理チャンバ７０２に移送する。約５〜３０℃の温度で、約６０秒間、スイープ周波数を使用して、超音波処理チャンバ内でＤＮＡを剪断することを考慮に入れている。しかしながら、当該技術分野において周知の任意の方法を使用することができる。
【００５４】
ＤＮＡ剪断に続き、フラグメント化されたＤＮＡを末端修復する。ＤＮＡフラグメントを末端修復するためには、バルブ調整マトリックス内部の追加のバルブ７１０を作動させて、末端修復試薬及びフラグメント化されたＤＮＡのチャンバを、マイクロ流体キャピラリー７１４を介して流体連通させる。本実施例において、タイル７００のマクロ流体チャンバ内部に含まれる末端修復試薬としては、これらに限定はされないが、チャンバ７１６内部の末端研磨用バッファ、チャンバ７１８内部のｄＮＴＰミックス、チャンバ７２０内部の末端研磨用エンザイム１、チャンバ７２２内部の末端研磨用エンザイム２、及びチャンバ７２４内部のヌクレアーゼ・フリー水が挙げられる。非平衡力を加えると共にバルブ７１０を作動させることによって、チャンバ７１６内部の約４０μＬの末端研磨用バッファと、チャンバ７１８内部の約８μＬのｄＮＴＰミックスと、チャンバ７２０内部の約４μＬの末端研磨用エンザイム１と、チャンバ７２２内部の約１６μＬの末端研磨用エンザイム２と、チャンバ７２４内部の約３２μＬのヌクレアーゼ・フリー水とを、チャンバ７０２内のフラグメント化されたＤＮＡと混合することができる。この混合物を、室温で約３０分間培養することを考慮に入れている。更に、ＤＮＡの末端修復手順を、所望の量の当該技術分野において周知の任意の末端修復試薬と共に、又は当該技術分野において周知の任意のＤＮＡの末端修復プロセスによって、タイル７００内部で行うことができることは考慮に入れている。
【００５５】
精製プロセス：
他の例示的な実施例において、末端修復されたＤＮＡの精製を、タイル７００内部で行うことができる。ＤＮＡの末端修復の完了後、末端修復されたＤＮＡを精製用に調製する。末端修復されたＤＮＡを精製用に調製するために、バルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させて、チャンバ７０２を、マイクロ流体キャピラリー７１４を介してチャンバ８０２と流体連通させる。チャンバ８０２は、５５％のイソプロパノールを含む約８０μＬの又は約４ボリュームのバインディングバッファを含む。チャンバ８０２が、末端修復されたＤＮＡを精製用に調製するための当該技術分野において周知の任意の他のバッファ、試薬、溶液、試料、又は生物学的試料を含んでよいことは考慮に入れている。末端修復されたＤＮＡのバッファとの混合を開始するために、バルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させるとともに非平衡力を加えて、約２００μＬの末端修復されたＤＮＡをチャンバ７０２からチャンバ８０２に移送する。
【００５６】
では次に図７Ｂを参照すると、精製チャンバ７０４の実施例が例示されている。本実施例において、精製手段は、ビーズ充填率約９０％のシリカ精製ビーズ７２６が充填された容量約５０μＬのカラムであり、約１０，０００ｇで遠心分離を行って高回収効率を実現する。任意のサイズのカラム及び任意の充填率で、複数の精製方法を利用してもよいこと、また、これらに限定はされないがシリカビーズ、フリット、被覆ビーズ、イオン交換樹脂、及びモノリス、又は当該技術分野において周知の任意の他の手段といった代替の精製手段を使用してもよいことは考慮に入れている。カラムによって処理された液体を、連続的に又は複数の槽で処理してもよいことは考慮に入れている。また、該カラムを１０，０００ｇ未満の速度で遠心分離にかけてもよいことは考慮に入れている。
【００５７】
図７Ｂ及び８を参照し、バルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させて、チャンバ７０４を、タイル７００を有する追加のマクロ流体チャンバと、マイクロ流体キャピラリー７１４を介して流体連通させることによって、タイル７００内部の精製チャンバ７０４による精製を開始する。非平衡力を加えることによって、マクロ流体チャンバ内部の試薬、試料、又は生物学的試料を、チャンバ７０４内に流通させる。
【００５８】
本実施例において、末端修復されたＤＮＡを、ＳＯＬｉＤ（登録商標）３方法に従って精製するが、当該技術分野において周知の任意の他の精製方法をタイル７００に組み合わせてもよいことは考慮に入れている。バルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させることによって、チャンバ７０４を、バッファ７２８に末端修復されたＤＮＡを含むチャンバ８０２と、洗浄バッファ７３０を含むチャンバ８０４と、溶出バッファ７３２を含むチャンバ８０６と、マイクロ流体キャピラリー７１４を介して流体連通させる。非平衡力を加えることによって、チャンバ８０２に含まれるバッファ７２８内の約７００〜８００μＬの末端修復されたＤＮＡを、マイクロ流体キャピラリー７１４を介してチャンバ７０４に流入させる。バッファ７２８内の末端修復されたＤＮＡをチャンバ７０４に加えた後、チャンバ８０４内の約６５０μＬの洗浄バッファ７３０をチャンバ７０４に移送し、その後、チャンバ８０６内の約５０μＬの溶出バッファ７３２を移送する。バッファ７２８内の末端修復されたＤＮＡがカラムを通って移動する際、廃棄物はチャンバ７３４に向けられ、精製／溶出したＤＮＡはチャンバ７３６に向けられる。廃棄物及び精製／溶出したＤＮＡは、バルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させると共に非平衡力を加えることによって、それぞれチャンバ７３４及び７３６に向けることができる。
【００５９】
ＤＮＡ定量：
他の実施例において、ＤＮＡ定量を、タイル７００内部で行うことができる。タイル７０は、吸光測定を行うことができるようにプログラムされてもよい。任意ではあるが、チャンバ７３６内の精製したＤＮＡに対してＤＮＡ定量を行ってもよい。チャンバ７３６内部の精製したＤＮＡのＤＮＡ定量を行うために、チャンバ７３６からの試料とチャンバ８１０内部の希釈バッファとを、タイル７００内部のチャンバ８０８に移送する。チャンバ７３６からの試料とチャンバ８１０からの希釈バッファとをチャンバ８０８に移送するために、バルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させて、チャンバ７３６及び８１０をチャンバ８０８と流体連通させることができる。非平衡力を加えることによって、チャンバ７３６からの試料とチャンバ８１０からの希釈バッファとを、チャンバ８０８にマイクロ流体キャピラリー７１４を介して移送してもよい。希釈バッファは、使用するダイナミックレンジ内の任意のバッファとしてもよいことは考慮に入れている。
【００６０】
図９は、ＤＮＡ定量の実施例を例示する。本実施例において、Ａ２６０／Ａ２８０ｎｍＤＮＡ定量を使用する。しかしながら、これらに限定はされないが、ｑＰＣＲ、Ｓｙｂｒ／ＲＴＰＣＲ、周知のＯＥＭ溶液等といった当該技術分野において周知の任意の他のＤＮＡ定量方法を使用しタイル７００にプログラムしてもよいことは考慮に入れている。ＤＮＡ定量は、タイル７００から試料を取り出すこと無く、チャンバ８０８により行うことができる。図９に示すように、一実施例において、光９００を、チャンバ８０８を介して検出器９０２に向ける。また、他の実施例において、光９００は、タイル７００の平面を介し且つチャンバ８０８を介して、検出器９０２に向けてもよい。本実施例において、ＤＮＡ定量によって、最適な光学検査条件、長光路、及び異なる性能／解像度のための異なる形状寸法等が提供できる。更に、試料を取り出し、当該技術分野において周知の任意の手段に従って該試料に対してＤＮＡ定量を行ってもよいことは考慮に入れている。
【００６１】
更に、測定をリアルタイムで行ってもよいことは考慮に入れている。計量された容量は、分注チャンバ内部の単一のバルブの高さによって判断することができる。前回の計量の結果に従って該バルブの位置をリアルタイムで修正することも可能である。これにより、所定の経路構造における所望のロジックに従って抽出／分注される液体の容量を調節することができる。１０Ｘまでのダイナミックレンジを、一度の抽出で達成することができる。更に、これに限定はされないがＩＣ５０におけるような多段階希釈等の当該技術分野において周知の１つ以上のリソースを使用することによってより大きなダイナミックレンジを達成することができる。
【００６２】
ＤＮＡに対するライゲート及びアダプター：
他の実施例において、ＤＮＡへのライゲート及びアダプターの付加をタイル７００内で行うことができる。図７Ｂ及び８を参照し、他の実施例において、チャンバ７０４におけるＤＮＡの精製後、チャンバ７３６内の精製したＤＮＡを、ライゲート・アダプター連結することができる。本実施例において、ＳＯＬｉＤ（登録商標）３方法に従ってＤＮＡをライゲート・アダプター連結するが、当該技術分野において周知の任意の他のライゲーション・アダプター連結方法をタイル７００に組み合わせてもよいことは考慮に入れている。ＳＯＬｉＤ（登録商標）３方法に従って、チャンバ７３６内のＤＮＡを、Ｐ１アダプター、Ｐ２アダプター、リガーゼバッファ、及びヌクレアーゼ・フリー水と混合する。Ｐ１及びＰ２アダプターの容量は、ＳＯＬｉＤ（登録商標）３方法に従って、以下の式により計算することができる。
【数１】
2012524268.tif 000003
【００６３】
混合は、バルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させることによって、精製したＤＮＡを含むチャンバ７３６、Ｐ２アダプターを含むチャンバ８１２、Ｐ１アダプターを含むチャンバ８１４、水を含むチャンバ８１６、及びリガーゼバッファを含むチャンバ８１８を、タイル７００内部の混合チャンバ８２０と流体連通させて開始する。非平衡力を加えることによって、チャンバ７３６内の約４０〜５０μＬの精製したＤＮＡ、チャンバ８１４内の約ＹμＬのＰ１アダプター、チャンバ８１２内の約ＹμＬのＰ２アダプター、チャンバ８１６内の水、及びチャンバ８１８内の約４０μＬのリガーゼバッファを適量、混合チャンバ８２０に、マイクロ流体キャピラリー７１４を介して移送することができる。混合物を、室温にて約１５０分間培養することを考慮に入れている。しかしながら、混合物を、ＤＮＡの連結・適応に使用される任意の温度及び時間培養してもよいことは考慮に入れている。
【００６４】
精製：
他の実施例において、ライゲート・アダプター連結されたＤＮＡの精製をタイル７００内部で行うことができる。ライゲート・アダプター連結されたＤＮＡを、タイル７００内部での精製のために調製する。ライゲート・アダプター連結されたＤＮＡを精製用に調製するために、バルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させて、チャンバ８２０を、チャンバ８２２と、マイクロ流体キャピラリー７１４を介して流体連通させる。チャンバ８２２は、４０％のイソプロパノールを含む約８０μＬの又は約４ボリュームのバインディングバッファを含む。チャンバ８２２は、ライゲート・アダプター連結されたＤＮＡを精製用に調製するための当該技術分野において周知の任意の他のバッファ、試薬、溶液、試料、又は生物学的試料を含んでよいことは考慮に入れている。ライゲート・アダプター連結されたＤＮＡのバッファとの混合を開始するために、バルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させるとともに非平衡力を加えて、約２００μＬのライゲート・アダプター連結されたＤＮＡをチャンバ８２０からチャンバ８２２に移送する。
【００６５】
本実施例において、精製手段は、図７Ｂに示すものと同様の、ビーズ充填率約９０％のシリカ精製ビーズが充填された容量約５０μＬのカラムであり、約１０，０００ｇで遠心分離を行って高回収効率を実現する。任意のサイズのカラム及び任意の充填率で、複数の精製方法を利用してもよいこと、また、これらに限定はされないがシリカビーズ、フリット、被覆ビーズ、イオン交換樹脂、及びモノリス、又は当該技術分野において周知の任意の他の手段といった代替の精製手段を使用してもよいことは考慮に入れている。カラムによって処理された液体を、連続的に又は複数の槽で処理してもよいことは考慮に入れている。また、該カラムを１０，０００ｇ未満の速度で遠心分離にかけてもよいことは考慮に入れている。
【００６６】
図８を参照し、バッファ内でのライゲート・アダプター連結されたＤＮＡの精製は、タイル７００内部の精製チャンバ８２４で行う。バルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させて、チャンバ８２４を、タイル７００を有する追加のマクロ流体チャンバと、マイクロ流体キャピラリー７１４を介して流体連通させることによって、精製を開始する。非平衡力を加えることによって、マクロ流体チャンバ内部の試薬、試料、又は生物学的試料を、チャンバ８２４内に流通させる。
【００６７】
本実施例において、ライゲート・アダプター連結されたＤＮＡを、ＳＯＬｉＤ（登録商標）３方法に従って精製するが、当該技術分野において周知の任意の他の精製方法をタイル７００に組み合わせてもよいことは考慮に入れている。バルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させることによって、チャンバ８２４を、バッファにライゲート・アダプター連結されたＤＮＡを含むチャンバ８２２、洗浄バッファを含むチャンバ８２６、及び溶出バッファを含むチャンバ８２８と、マイクロ流体キャピラリー７１４を介して流体連通させる。非平衡力を加えることによって、チャンバ８２２に含まれるバッファ内の約７００〜８００μＬのライゲート・アダプター連結されたＤＮＡを、マイクロ流体キャピラリー７１４を介してチャンバ８２４に流入させる。バッファ内のライゲート・アダプター連結されたＤＮＡをチャンバ８２４に加えた後、チャンバ８２６内の約６５０μＬの洗浄バッファをチャンバ８２４に移送し、その後、チャンバ８２８内の約５０μＬの溶出バッファを移送する。バッファ内のライゲート・アダプター連結されたＤＮＡがカラムを通って移動する際、廃棄物はチャンバ８３０に向けられ、精製／溶出したＤＮＡはチャンバ８３２に向けられる。廃棄物及び精製／溶出したＤＮＡは、バルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させると共に非平衡力を加えることによって、それぞれチャンバ８３０及び８３２に向けることができる。
【００６８】
ＤＮＡのサイズ選択：
他の実施例において、ゲル電気泳動等によってＤＮＡをサイズ選択する手段をタイル７００に組み合わせることができる。図７及び１Ｃを参照し、タイル７００内部のゲル電気泳動が例示されている。タイル７００の基板７０３は、ゲルマトリックスを収容するゲルチャンバ７３８を備える。ゲルマトリックスは、架橋ポリマーや、アクリルアミド及び架橋剤、ポリアクリルアミド、寒天、ウシゼラチン等の当該技術分野において周知の任意のゲルからなるものとすることができる。ゲルチャンバ７３８の一端には、複数の装填ウェル７４０があり、装填ウェル７４０とは反対側のゲルチャンバ７３８の他端には、複数の収集ウェル７４２がある。ゲルチャンバ７３８内部の装填ウェル７４０及び収集ウェル７４２は、バルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させることによって、タイル７００内部の追加のウェル、チャンバ、又はプロセスと、基板７０１内部のマイクロ流体キャピラリー７１４を介して流体連通させることができる。装填ウェル７４０は、バルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させることによって、タイル７００内部の、１つ以上のＤＮＡラダーを含むチャンバと、基板７０１内部のマイクロ流体キャピラリー７１４を介して流体連通させることができる１つ以上のラダーレーン７５０を備えていてもよいことは考慮に入れている。ゲルチャンバ７３８の両端には、イオン交換マトリックス７４４がある。ゲルチャンバ７３８の一端には、イオン交換マトリックス７４４に接続されたアノード７４６がある。アノード７４６とは反対側のゲルチャンバの他端には、イオン交換マトリックス７４４に接続されたカソード７４８がある。また、タイル７００は、１つ以上の電気泳動ゲルバッファを含んでもよい１つ以上のチャンバ７５２を備えている。チャンバ７５２は、バルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させることによって、タイル７００内部のゲルチャンバ７３８と、基板７０１内部のマイクロ流体キャピラリー７１４を介して流体連通させることができる。図７Ｃに示すように、タイル７００におけるゲル電気泳動プロセスは、ＤＮＡのサイズ選択に使用するようにプログラムされている。しかしながら、ゲル電気泳動プロセスは、当該技術分野において周知の任意の他の方法の任意の他の目的のためにプログラムしてもよいことは考慮に入れている。
【００６９】
図７Ｄ及び８を参照し、タイル７００内部でゲル電気泳動を行う実施例が例示されている。本実施例において、ゲル電気泳動プロセスは、非平衡力を加えるとともにバルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させることによって、チャンバ８３４内部の装填バッファを溶出させたＤＮＡを含むチャンバ８３２に移送することによって開始する。非平衡力を加えるとともにバルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させることによって、チャンバ８３２内部の溶出させたＤＮＡ及びチャンバ７５４内部のＤＮＡラダーを、装填ウェル７４０及びラダーレーン７５０に、タイル７００内部のマイクロ流体キャピラリー７１４を介して移送することができる。本実施例において、５０ｂｐＤＮＡラダーを使用するが、当該技術分野において周知の任意のＤＮＡラダーを使用してもよいことは考慮に入れている。更に、非平衡力を加えるとともにバルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させることによって、チャンバ８３６内部を最充填するゲルのためのバッファを、装填ウェル７４０に、マイクロ流体キャピラリー７１４を介して移送する。任意ではあるが、非平衡力を加えるとともにバルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させることによって、収集ウェル７４２内部に含まれるサイズ選択されたＤＮＡを、チャンバ７６５に、マイクロ流体キャピラリー７１４を介して移送してもよい。また、非平衡力を加えるとともにバルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させることによって、チャンバ８３８内の洗浄バッファを、収集ウェル７４２に、マイクロ流体キャピラリー７１４を介して移送してもよい。本実施例において、ゲル電気泳動は、ニックトランスレーションの前に行うが、タイル７００は、ニックトランスレーションの後に、又は当該技術分野において周知の任意の他のプロセス又は手順内の任意の他の時間にゲル電気泳動を行うようにプログラムされてもよいことは考慮に入れている。更に、同時に撮像／読み出しを行うことも可能であること及び非同期抽出によって平行試料も可能なことは考慮に入れている。
【００７０】
ニックトランスレーション：
他の実施例において、タイル７００は、ニックトランスレーションを行うようにプログラムすることができる。図７Ｅを参照し、ニックトランスレーション及びＰＣＲを行うためのチャンバを例示するタイル７００の実施例を示す。本実施例において、タイル７００は、ＳＯＬｉＤ（登録商標）３方法に従ってサイズ選択されたＤＮＡに対してニックトランスレーション及びＰＣＲを行うようにプログラムされる。しかしながら、タイル７００は、当該技術分野において周知の方法で任意の他の試薬、試料、生物学的試料等に対してニックトランスレーション及びＰＣＲを行うようにプログラムしてもよいことは考慮に入れている。図７Ｅ及び８を参照し、本実施例において、タイル７００は、サイズ選択されたＤＮＡを含むチャンバ７６５と、ＰＣＲ増幅混合物を含むチャンバ８４０と、ライブラリＰＣＲプライマー１を含むチャンバ７５８と、ライブラリＰＣＲプライマー２を含むチャンバ７６０と、これらに限定はされないが油分、ヌクレアーゼ・フリー水等の任意の試薬を含むチャンバ７６２と、チャンバ又はＰＣＲ試料調製リアクタ７６４と、複数のＰＣＲチャンバ７６６と、ＰＣＲ出力を収集するためのチャンバ７６８とを備える。任意ではあるが、チャンバ７６８は、これに限定はされないが、４０％イソプロパノールを含むバインディングバッファといったバインディングバッファを含む。例示のように、チャンバ７５６、８４０、７５８、７６０、及び７６２は、バルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させることによって、チャンバ７６４と、マイクロ流体キャピラリー７１４を介して流体連通させることができる。チャンバ７６４は、バルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させることによって、チャンバ７６６と、マイクロ流体キャピラリー７１４を介して流体連通させることができる。チャンバ７６６は、バルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させることによって、チャンバ７６８と、マイクロ流体キャピラリー７１４を介して流体連通させることができる。当該技術分野において周知の追加の試薬を含む追加のチャンバ等をタイル７００にプログラムしてもよいことは考慮に入れている。更に、試料調製プロセス中、当該技術分野において周知の追加の試薬を調節することができること、ＰＣＲプロセス中、これらに限定はされないがＭｎ等といった補充の試薬を、汚染することなく加えてもよいことは考慮に入れている。
【００７１】
図７Ｅ及び８を参照し、タイル７００においてサイズ選択されたＤＮＡに対してニックトランスレーション及びＰＣＲを行うためのプロセスを例示している。該プロセスは、バルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させるとともに非平衡力を加えることによって、チャンバ７６５又はチャンバ７４２からの約４０〜５０μＬのサイズ選択されたＤＮＡと、チャンバ８４０内部の約３８０〜４００μＬのＰＣＲ増幅混合物と、チャンバ７５８内部の約１０μＬのライブラリＰＣＲプライマー１と、チャンバ７６０内部の約１０μＬのライブラリＰＣＲプライマー２と、全容量を約５００μＬにする量のチャンバ７６２内部の油分又はヌクレアーゼ・フリー水とを、チャンバ７６４にマイクロ流体キャピラリー７１４を介して移送して試薬を混合することによって開始される。チャンバ７６４内の混合物を、ＰＣＲチャンバ７６６に移送してもよい。本実施例において、バルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させるとともに非平衡力を加えることによって、チャンバ７６４内の約１２５μＬの混合物を、４つのＰＣＲチャンバ７６６のそれぞれに、マイクロ流体キャピラリー７１４を介して移送する。ＳＯＬｉＤ（登録商標）３方法に従って、混合物をＰＣＲチャンバ７６６内に４℃で保持し、後で混合物を反応させるためにタイルを貯蔵する。若しくは、混合物を含むＰＣＲチャンバ７６６を、培養、反応、伸長・変性、アニーリング等してもよい。チャンバ７６６内部で混合物を反応及び／又は培養する幾つかの例としては、これらに限定はされないが、ニックトランスレーションのために約７２℃で約２０分間保持すること、変性のために約９５℃で約５分間保持すること、伸長のために約７０℃で約５分間保持すること、変性のために約９５℃で約１５秒間サイクリングすること、アニーリングのために約６２℃で約１５秒間サイクリングすること、伸長のために約７０℃で約１分間サイクリングすること、当該技術分野において周知の任意の温度且つ任意の時間で保持又はサイクリングすること等が挙げられる。
【００７２】
他の実施例において、ｑＰＣＲ温度モニタリングを、サーモクロミック染料／結晶を使用して、埋め込みカメラにより温度転移を監視することにより達成できることは考慮に入れている。更に、制御されたサーモサイクリングを、近赤外線源等によって達成してもよいことは考慮に入れている。
【００７３】
精製：
図７Ｅ及び８を参照し、他の実施例において、ＰＣＲ混合物の精製を、タイル７００内部で行う。ＰＣＲ混合物を、精製用にタイル７００内部で調製する。ＰＣＲ混合物を精製用に調製するために、バルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させて、チャンバ７６６を、チャンバ７６８と、マイクロ流体キャピラリー７１４を介して流体連通させる。チャンバ７６８は、４０％のイソプロパノールを含む約１０００μＬの又は約４容量のバインディングバッファを含む。チャンバ７６８は、ライゲート・アダプター連結されたＤＮＡを精製用に調製するための当該技術分野において周知の任意の他のバッファ、試薬、溶液、試料、又は生物学的試料を含んでよいことは考慮に入れている。ＰＣＲ混合物のバッファとの混合を開始するために、バルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させるとともに非平衡力を加えて、約１２５μＬのＰＣＲ混合物を４つのチャンバ７６６のそれぞれからチャンバ７６８に移送する。
【００７４】
本実施例において、精製手段は、図７Ｂに示すものと同様の、ビーズ充填率約９０％のシリカ精製ビーズが充填された容量約５０μＬのカラムであり、約１０，０００ｇで遠心分離を行って高回収効率を実現する。任意のサイズのカラム及び任意の充填率で、複数の精製方法を利用してもよいこと、また、これらに限定はされないがシリカビーズ、フリット、被覆ビーズ、イオン交換樹脂、及びモノリス、又は当該技術分野において周知の任意の他の手段といった代替の精製手段を使用してもよいことは考慮に入れている。カラムによって処理された液体を、連続的に又は複数の槽で処理してもよいことは考慮に入れている。また、該カラムを１０，０００ｇ未満の速度で遠心分離にかけてもよいことは考慮に入れている。
【００７５】
図８を参照し、バッファ内でのＰＣＲ混合物の精製は、タイル７００内部の精製チャンバ８４２で行う。バルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させて、チャンバ８４２を、タイル７００を有する追加のマクロ流体チャンバと、マイクロ流体キャピラリー７１４を介して流体連通させることによって、精製を開始する。非平衡力を加えることによって、マクロ流体チャンバ内部の試薬、試料、又は生物学的試料を、チャンバ８４２内に流通させる。この図はまた、ＳＯＬｉＤ（登録商標）３システムのための核酸フラグメントライブラリ調製の特定の場合のためにタイルに組み込まれる複雑なプロトコルの総観的な図も提供している。この図解は、Ａｐｌｌｉｅｄ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ  ＳＯＬｉＤＴＭ３  ｑｕｉｃｋ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｇｕｉｄｅ（Ｐａｒｔ  Ｎｕｍｂｅｒ  ４４０７４１４  Ｒｅｖ．Ｂ  ０２／２００９）に記載されている標準フラグメント・ライブラリ・プロトコルの実施を示す。
【００７６】
本実施例において、ＰＣＲ混合物を、ＳＯＬｉＤ（登録商標）３方法に従って精製するが、当該技術分野において周知の任意の他の精製方法をタイル７００に組み合わせてもよいことは考慮に入れている。バルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させることによって、チャンバ８４２を、バッファにＰＣＲ混合物を含むチャンバ７６８、洗浄バッファを含むチャンバ８４４、及び溶出バッファを含むチャンバ８４６と、マイクロ流体キャピラリー７１４を介して流体連通させる。非平衡力を加えることによって、チャンバ７６８に含まれるバッファ内のＰＣＲ混合物を、マイクロ流体キャピラリー７１４を介してチャンバ８４２に流入させる。バッファ内のＰＣＲ混合物をチャンバ８４２に加えた後、チャンバ８２６内の約６５０μＬの洗浄バッファをチャンバ８４２に移送し、その後、チャンバ８４６内の約５０μＬの溶出バッファを移送する。バッファ内のＰＣＲ混合物がカラムを通って移動する際、廃棄物はチャンバ８４８に向けられ、精製／溶出したＤＮＡはチャンバ８５０に向けられる。廃棄物及び精製／溶出したＤＮＡは、バルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させると共に非平衡力を加えることによって、それぞれチャンバ８４８及び８５０に向けることができる。
【００７７】
試料収集：
図７及び８を参照し、他の実施例において、チャンバ８５０内の精製／溶出したＤＮＡの試料を、収集のために出力チャンバ７７０に移送する。チャンバ８５０内の精製／溶出したＤＮＡの出力チャンバ７７０への移送は、非平衡力を加えるとともにバルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させることによって、マイクロ流体キャピラリー７１４を介して行うことができる。そして、出力チャンバ７７０から試料を収集することができる。
【００７８】
ＤＮＡ定量：
上記したように、図７及び８を参照し、他の実施例において、ＤＮＡ定量を、タイル７００内部で行うことができる。任意ではあるが、チャンバ８５０内の精製／溶出したＤＮＡに対してＤＮＡ定量を行うことができる。チャンバ８５０内部の精製したＤＮＡのＤＮＡ定量を行うために、チャンバ８５０からの試料とチャンバ８５４内部の希釈バッファとを、タイル７００内部のチャンバ８５２に移送する。チャンバ８５０からの試料とチャンバ８５４からの希釈バッファとをチャンバ８５２に移送するために、バルブ調整マトリックス内部のバルブ７１０を作動させて、チャンバ８５０及び８５４をチャンバ８５２と流体連通させる。非平衡力を加えることによって、チャンバ８５０からの試料とチャンバ８５４からの希釈バッファとを、チャンバ８５２にマイクロ流体キャピラリー７１４を介して移送してもよい。希釈バッファは、使用するダイナミックレンジ内の任意のバッファとすることができることは考慮に入れている。
【００７９】
図９を参照し、本実施例において、Ａ２６０／Ａ２８０ｎｍＤＮＡ定量を使用する。しかしながら、これらに限定はされないが、ｑＰＣＲ、Ｓｙｂｒ／ＲＴＰＣＲ、周知のＯＥＭソリューション等といった当該技術分野において周知の任意の他のＤＮＡ定量方法を使用しタイル７００にプログラムしてもよいことは考慮に入れている。ＤＮＡ定量は、タイル７００から試料を取り出すことなく、チャンバ８５２により行うことができる。図９に示すように、一実施例において、光９００を、チャンバ８５２を介して検出器９０２に向ける。また、他の実施例において、光９００は、タイル７００の平面を介し且つチャンバ８５２を介して、検出器９０２に向けてもよい。本実施例において、ＤＮＡ定量によって、最適な光学検査条件、長光路、及び異なる性能／解像度のための異なる形状寸法等が提供できる。更に、試料を取り出し、当該技術分野において周知の任意の手段に従って該試料に対してＤＮＡ定量を行ってもよいことは考慮に入れている。
【００８０】
製造及び加工：
本開示の実施例に係るタイルは、特定の用途に適切な様々な組成物及び表面コーティングを有すると有利である。タイルの組成物は、構造的要件、製造プロセス、試薬との互換性、及び化学的抵抗特性に応じたものとしうる。特に、タイルのマイクロ流体基板及びマクロ流体基板は、例えばシリコン、シリカ、石英、不活性金属といった無機結晶又は非晶質材料から、又は、例えばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、アセトニトリルーブタジエンースチレン（ＡＢＳ）、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリオレフィン、シクロオレフィンポリマー、ポリプロピレン、及びメタロセンのようなプラスチックといった有機材料から形成することができる。これらは、表面を改質させずに又は改質させて使用することができる。
【００８１】
これらの材料の表面特性は、特定の用途のために改質させてもよい。表面改質は、これらに限定はされないが、シリル化、イオン注入、及び不活性ガスプラズマを用いる化学処理を含む、当該技術分野において周知の方法によって行うことができる。タイルを、複合材料又はこれらの材料を組み合わせて作成することが可能であり、例えば、タイルを、例えば該タイルの検出チャンバを含む光透過性表面を埋設した高分子材料から製造することは本開示の範囲内で考慮に入れている。追加要素、例えば、アレイ、検出器、機能性デバイス、ゲルを異種のマクロ流体基板に組み込んで、所定のプロセスにより適したデバイスの一体化を図ることも可能である。
【００８２】
なかでも、成形、熱成形、スタンピング、及びフライス加工が容易であることから、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、共重合により改質させたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＧ）、テフロン（登録商標）、ポリエチレン、ポリプロピレン、メチルメタクリレート、及びポリカーボネートといったプラスチックからタイルを製造できることは、本開示の範囲内で更に考慮に入れている。また、シリカ、ガラス、石英、又は不活性金属からタイルを作製できることも、本開示の範囲内で考慮に入れている。１つの例示的な実施例において、内部にマイクロ流体流体回路やキャピラリー、チャンバ等を有するタイルは、相補的マクロ流体チャンバやウェル、リアクタ、精製カラム、超音波処理チャンバ、ゲル電気泳動チャンバ等が内部に形成された対向基板を、周知の接合技術を用いて接合することによって組立てることができる。
【００８３】
本開示のタイルの実施例のマイクロ流体基板は、光学的に透明又は不透明な隣接する基板又は部分的に透明又は不透明な基板を射出成形することによって作製することができる。当該タイルの実施例のマクロ流体基板は、光学的に透明又は不透明な隣接する基板又は部分的に透明又は不透明な基板を熱成形することによって作製することができる。しかしながら、熱成形は、マイクロ流体基板に対しても等しく適用することができ、組立を含めて、製造コスト及び容量の点において非常に有利である。基板内部の光学的表面は、検出・分析、又は、レーザーバルブ調整といった他の流体操作のための手段を提供するために使用することができる。また、ポリカーボネート以外の材料からなる層をタイルに組み込むこともできる。
【００８４】
タイルを形成する基板の組成物は、第１に、特定の用途と、該タイルと共に使用する試薬との化学的互換性の要件とによって決まる。電気層及び対応する構成要素を、電気泳動用途や電気制御バルブ等の電気回路を必要とするタイルに組み込むことができる。選択的加熱・冷却領域又はフレキシブル・ロジック構造を形成可能な集積回路やレーザーダイオード、フォトダイオード、及び抵抗回路網といった制御デバイスを、タイルの適切に配線された領域に組み込むことができる。乾燥貯蔵可能な試薬は、タイルの作製中当該技術分野において周知の手段を用いてリザーバ内に噴霧することによって、又は単純に固体材料を堆積させることによって、適切な開放チャンバに導入することができる。前記の方法を代替又は補完するものとして、マクロ流体基板上への試薬の凍結乾燥が、明瞭且つ簡潔な方法である。また、液体試薬を、マイクロ流体基板及びマクロ流体基板の組立て前又は後に適切なリザーバに注入した後、タイル内部の流体回路内部におけるバルブ調整手段に利用できるプラスチック薄膜を備えるカバー層を塗布するようにしてもよい。
【００８５】
本発明の流体タイルには、タイルを形成する基板上に直接作製されるか既製モジュールとしてタイル上に載置される非常に多数の構成要素を設けることができる。一体型流体構成要素に加えて、ある種のデバイスおよび要素を、タイルの外部に配置したり、タイルの構成要素上に最適に位置決めしたり、或いは回転デバイス内で回転させながら、又はブリック形成若しくは単一のタイルを静止させた状態で、タイルに接触配置したりすることができる。本開示に係るタイルを最適に備える流体構成要素としては、これらに限定はされないが、検出チャンバ、リザーバ、バルブ調整機構、検出器、センサ、温度制御素子、フィルタ、混合素子、及び制御システムがある。
【００８６】
また、タイルは、チャンバを覆うカバーフィルムをタイルの外側に含んでもよいことは考慮に入れている。カバーフィルムによって、カバーフィルムを穿孔して試料を収集したりチャンバ内に試料溶液を予め装填したりすることが可能になり、そのため、試料の収集の前にタイルを一時的に貯蔵することが可能になる。更に、カバーフィルムによって、より効率的で早い放射伝熱が可能になり、それによって、より効率的なＰＣＲサイクル冷却が可能になる。また、カバーフィルムによって、チャンバ内部の試料に対する最適な光学的アクセスも可能になる。
【００８７】
一実施例において、本開示のタイルのマイクロ流体基板は、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）を射出成形することによって作製することができ、本開示のタイルのマクロ流体基板は、ＰＥＴ／ＣＯＰ／多層又はＰＰ層を熱成形することによって作製することができる。マイクロ流体基板は、厚さを約１．１ｍとし、寸法を、例えば、互換性の目的でマイクロプレートの占有面積に等しい約８０×１２０ｍｍとすることができる。マイクロ流体基板は、１００×１００μｍの区画当たり約１２０本のキャピラリーを含むことができ、キャピラリー間の間隔は５００μｍ以上とすることができる。更に、マイクロ流体基板は、ゲル電気泳動のための電気的接触を提供する目的でリベットを含んでもよい。マクロ流体基板は、厚さを、マクロ流体基板を介した多効率的な伝熱を可能にする約５０〜３２０μｍとし、寸法を約８０×１２０ｍｍとすることができる。マクロ流体基板は、マイクロ流体基板のキャピラリーに対応する約４８個のキャビティを含むことができ、キャビティ間の間隔は１ｍｍ以上とすることができる。マクロ流体基板は、同様に、単体又は異なる特性を有する複数の基板とすることができ、例えば、貯蔵、表面特性、熱特性、機械的・電気的性能に関して最適化することができる。本実施例において、マイクロ流体基板及びマクロ流体基板は、フィルム層によって分離されている。フィルム層は、厚さ約８μｍの単純な不定形の箔とすることができる。フィルム層は、カーボンブラック染料を含むＣＯＰから作ることができる。さらに、フィルム層は、レーザーバルブ調整によって穿孔してマイクロ流体基板内部のキャピラリーとマクロ流体基板内部のキャビティとを流体連通させることができる。分離された構成要素であるマイクロ流体基板及びマクロ流体基板を、それらが汚染されるのを防ぐために、熱接着や、ラミネーション、感圧接着剤、活性化接着剤等を使用することによって封止することができることは考慮に入れている。
【００８８】
一実施例において、フィルム層又は穿孔層は、複数のマイクロ流体構成要素又は構造体を、複数のマクロ流体構成要素又は構造体又は追加構成要素又は構造体から分離する。フィルム層の構造は、同種の又は異種のものとすることができ、例えば、多層及びコーティングを含む。本開示によれば、フィルム層又は穿孔層は、ポリメチルメタクリレートのような高分子化合物、又は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、リニア低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレートグリコール（ＰＥＴＧ）、ポリスチレン（ＰＳ）、エチルビニルアセテート（ＥＶＡ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、及び環状オレフィンホモポリマー（ＣＯＰ）、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）等のような他の材料からなるものとすることができる。これらの高分子は、単一で又は互いに組み合わせて使用することができる。高分子の使用は、その使い易さ及び製造し易さの理由で好ましい。他の選択肢、例えば、追加の表面処理がされた又はされていない金属箔等も可能であることは明らかである。
【００８９】
フィルム層は更に、光学染料、又は予め選択された電磁放射を吸着する特性を有する他の同様な材料若しくは層を備えてもよい。吸収は、十分な量の予め選択された電磁エネルギーを吸収してその結果穿孔がなされるように、例えば、金属箔を設ける、又は、表面の光学特性（ｎ屈折率及びｋ吸光係数）を変更するといった光吸収フィルタにおいて使用されるものと同様の周知の変更によって、又は、粗さ等他の表面特性によって、起こすことができる。例えば、カーボンブラック粒子や、染料エマルジョン、ナノ結晶といった光吸収性小球（グロビュール）の他の技術を利用することもできる。また、電磁エネルギーの効率的な吸収を高めるために、反射層、偏光変換層、波長シフティング層を使用することも可能である。
【００９０】
他の実施例において、タイルには、試料、試薬、生物学的試料等を予め装填しておいてもよい。タイルを予め装填しておくことの目的は、それによって、タイル内で処理しようとする試料、試薬、生物学的試料等を、ユーザが簡単に加えることができるようにすることである。これにより、タイル内部で、試料、試薬、生物学的試料等を自動的に処理することが可能になる。一例において、マクロ流体基板には、これらに限定はされないが、電気泳動ゲル、精製カラム構成要素（例えば、シリカビーズ）、当該技術分野において周知の任意のバッファ、ＰＣＲ混合物、プライマー、酵素、アダプター、ｄＮＴＰ、及びＤＮＡラダーといった、当該技術分野において周知の任意の試料、試薬、生物学的試料等を装填することができる。一実施例において、タイルには、約４℃で貯蔵できる任意の試料、試薬、生物学的試料等を予め装填しておくことができ、ユーザは、より低い温度で貯蔵する必要のある任意の追加の試料、試薬、生物学的試料等を加えてもよい。更に、タイルを、約−８０℃〜約＋５０℃の間の温度、又は、タイルに予め装填した試料、試薬、生物学的試料等を貯蔵するために必要な任意の温度で貯蔵することができることは考慮に入れている。
【００９１】
他の実施例において、タイルは、フィルム層を使用することによって封止できる入力ポート及び出力ポートを有してもよい。入力ポート及び出力ポートを被覆するフィルム層の使用は、創薬において定期的に、試薬を装填する作業と実際のアッセイとの間における、標準のマイクロプレートの使用時に行う。フィルム層は、汚染を防止するとともに、微量の液体が蒸発してその濃度が変化しアッセイ及びプロセスの条件が変化するのを防止する。
【００９２】
図１０及び１１を参照し、一実施例において、タイルは、マイクロ流体基板１００２と、マクロ流体基板１００４と、入力ポート１００６と、出力ポート１００８とを備える。本実施例において、入力ポート１００６及び出力ポート１００８は、フィルム層１０１０によって封止されている。フィルム層１０１０の目的は、入力ポート１００６及び出力ポート１００８を封止して、使用前にあらゆる汚染物質が入力ポート１００６及び出力ポート１００８に混入するのを防止することである。例えば、フィルム層１０１０は、入力ポート１００６及び出力ポート１００８が、リボヌクレアーゼやデオキシリボヌクレアーゼによって汚染されるのを防止する。試料、試薬、生物学的試料等を入力・抽出するために、ユーザは、フィルム層１０１０を穿孔又は穿刺し、これに限定はされないがピペット等の流体ハンドリングデバイス１１０２を、入力ポート１００６及び／又は出力ポート１００８に挿入する。
【００９３】
このフィルム層は、タイルのマイクロ流体とマクロ流体基板との間に載置されるフィルム層と同じものとすることができることは本開示の範囲内で考慮に入れている。さらに、フィルム層は、高分子材料や天然ゴム、又は、使用する液体に対して不活性な特性を有し液体を導入できるよう穿刺可能であるとともにその後貯蔵した試薬の蒸発を防ぐよう気密性を維持できる任意の材料から作製可能である。更に、フィルム層は、金属及び高分子層を含むラミネートフィルムを貼着することによって得られることは本開示の範囲内で考慮に入れている。金属層によってガス及び液体の浸透性を低くし、高分子層によってタイル内部の貯蔵液体を容易に且つ効果的に封入できる。また、２枚のフィルム層を組み合わせ、そのうちの１枚をマイクロ流体基板とマクロ流体基板との間に載置されるフィルム層と一致させることも本開示の範囲内で考慮に入れている。これらのフィルムのうち一方によって他方のフィルムが外部に対して汚染されるのが防止され、保護されていない環境下での試料や試薬の装填・取出作業中、望まない分子を搬送してしまう可能性が低減する。そのため、この２重フィルム構成によって、核酸やリボヌクレアーゼ及びデオキシリボヌクレアーゼのような酵素から起こり得る汚染に対する抵抗力を向上させることができる。
【００９４】
更に、タイルは、複数の入力ポート及び出力ポートを有してもよいことは本開示の範囲内で考慮に入れている。タイル内部における入力ポート及び出力ポートの長さは、装填・抽出する液量に応じて任意に決定することができ、連続する入力ポート及び出力ポート間のピッチは、既存の規格及び特定の統合要件に応じて選択することができる。２．２５ｍｍ、４．５ｍｍ、又は９ｍｍの公称ピッチ量がそれぞれ、１５３６ウェル、３８４ウェル、又は９６ウェルマイクロタイタープレート規格に対応する。
【００９５】
タイル１枚当たりの入力ポート及び出力ポートの数、タイルの数、及びタイルの配向を変更して、標準の実験室フォーマット若しくはインターフェース又はカスタムフォーマットを有する様々な構成を実現することができる。これら様々な構成は、タイルの設計、及び、試料、試薬、生物学的試料等を入力又は収集するための用途及び戦略によって決まる。タイル上の入力ポート及び出力ポートの数は、流体ハンドリングデバイスに対する変更の必要なしに行うことができる。
【００９６】
では次に図１２を参照すると、一実施例において、パラレル・ディスペンサーを用いてタイルに装填する作業が図示されている。パラレル・ディスペンサーは、８個のヘッド１２０２を有し、装填を行う。この例示の実施例において、ヘッド１２０２によって、試薬、試料、生物学的試料、又は他の選択された液体を、タイルの入力ポート１２０４に分注することができる。多くのアッセイ及びプロセスが、異なる標的又は異なる化学成分を平行に試験するプロトコルの繰り返しであるため、アッセイ又はプロセスの、試薬、試料、生物学的試料、又は他の選択された液体の分画が共通であっても、試薬、試料、生物学的試料、又は他の選択された液体の分画が異なってもよい。
【００９７】
これらのタイルは、他の求心システムも含めて、様々なシステムにおいて処理することができる。予めプログラム可能であるとともに、静止させた状態で作動又は回転中に作動させることが可能な適切なバルブによって可能な場合は、遠心分離を適用することによって、液体の移送が可能である。
【００９８】
他の実施例において、タイルは、スループット要件に応じて個別に又はグループで処理することができることは本開示の範囲内で考慮に入れている。本実施例において、タイルは、求心システムを使用することによって処理することができる。求心システムは、幾つかの用途において、約４℃又は所定の温度で作動させてもよいことは考慮に入れている。本実施例において、６個のタイルを、求心システム内部のロータに装填する。ロータは、トルクが約２．１Ｎｍで最高速度が約４５００ｒｐｍの非同期・ブラシレスモータによって駆動する。しかしながら、任意の数のタイルを、当該技術分野において周知の任意の求心システムに装填してもよいことは本開示の範囲内で考慮に入れている。現在の実験室での実施において従来から使用されている液体容量に対して、システムの回転速度は、好ましくは、ロータに存在するタイルの数に依らず、約５０〜約１５００ｒｐｍの間から選択される。これは、ベンチトップシステムにおいて、重力の影響を克服し、タイルに過剰な力を加える必要なく液体の移動を誘発するのに十分な回転速度である。更に、タイルを、回転軸線から一定の距離に位置決めする必要はないこと、及び、タイルを、スペースを節約するために複数の列に装填することができることは本開示の範囲内で考慮に入れている。本開示によれば、入力ポートを回転軸線に対向又は近接させるのが好ましい。この位置決めが望ましい理由は、求心加速にかける液体がロータの外側部分に向けて径方向に移動する傾向があり、入力ポートを液体の収集のために最適に設計することができるからである。本実施例において、タイルは、バルブアクチュエータを正しい位置に位置付けるために回転し、液体を遠心分離によってタイル内部に移動可能な求心プラットフォーム上で処理することが可能である。
【００９９】
本開示の作用の原理、好適な実施例、及び形態を、上記明細書において説明した。しかしながら、これら実施例は限定的なものではなく例示的なものであるため、本開示は上記特定の実施例に限定されるものとみなされるべきではない。更に、当業者によって、本明細書に開示するとともに添付の特許請求の範囲に記載の本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、変更及び修正を行うことが可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図９】
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【国際調査報告】
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