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JP6940558B2 - Ejecting a selected group of micro-objects from a micro-fluid device - Google Patents
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Description

背景
生物科学および関連分野において、選択された要素を微少流体デバイスから搬出することは有用であり得る。本発明のいくつかの態様は、微少流体デバイス中の特定の保持用囲い(holding pen)中の微小物体の群を選択するための、および、微少流体デバイスから選択された群を搬出するための装置ならびに処理を含む。
Background In bioscience and related fields, it can be useful to remove selected elements from microfluidic devices. Some aspects of the invention are for selecting a group of micro-objects in a particular holding pen in a micro-fluid device and for carrying out a selected group from a micro-fluid device. Includes equipment and processing.

概要
いくつかの態様において、本発明は、微小物体を微少流体デバイスから搬出する処理を提供する。処理は、微少流体デバイスの包囲体(enclosure)の内側に置かれている保持用囲い中に置かれている微小物体の群を選択することを含み得る。保持用囲いは、包囲体の内側に置かれている複数の保持用囲いのうちの1つであり得る。処理は、選択された微小物体の群を包囲体の内側にあるステージングエリアへ移動させること、および、選択された微小物体の群を、該ステージングエリアから、包囲体中の通路を経て、該包囲体の外側にある場所へ搬出することをさらに含み得る。ある態様において、包囲体中の各保持用囲いは、複数の微小物体を保持するように構成された単離領域を含む。ある態様において、微小物体の群を移動させることは、微小物体の群を、微少流体デバイス内に配置されている他の全ての微小物体から単離することを含む。
Overview In some embodiments, the present invention provides a process of ejecting a microobject from a microfluidic device. The process may include selecting a group of micro-objects that are placed in a holding enclosure that is placed inside the enclosure of the microfluidic device. The holding enclosure can be one of a plurality of retaining enclosures placed inside the enclosure. The process moves a group of selected micro-objects to a staging area inside the enclosure, and moves the selected group of micro-objects from the staging area through a passage through the enclosure to the enclosure. It may further include carrying out to a location outside the body. In some embodiments, each retaining enclosure in the enclosure comprises an isolated region configured to retain a plurality of microobjects. In some embodiments, moving a swarm of micro-objects comprises isolating the swarm of micro-objects from all other micro-objects located within the micro-fluid device.

ある態様において、選択された群における微小物体の1以上(または全て)は生体細胞である。ある態様において、選択された微小物体の群は、免疫細胞、がん細胞、形質転換された細胞、幹細胞または同種のものなどの単一の生体細胞である。他の態様において、選択された微小物体の群は、生体細胞のクローン集団などの複数の細胞である。 In some embodiments, one or more (or all) of the microobjects in the selected group are living cells. In some embodiments, the group of microobjects selected is a single living cell, such as an immune cell, a cancer cell, a transformed cell, a stem cell or a homologous one. In another embodiment, the group of microobjects selected is a plurality of cells, such as a clonal population of living cells.

ある態様において、微小物体の群を選択することは、該微小物体の群が特定の活性または物理的な特徴を有することを決定することを含む。 In some embodiments, selecting a group of micro-objects comprises determining that the group of micro-objects has a particular activity or physical characteristic.

ある態様において、微小物体の群を選択することは、光のパターンが、選択された群の微小物体を囲み、選択された群の微小物体を捕まえるDEP力を起動するように、微少流体デバイスの中へ光のパターンを向けることを含む。ある関連態様において、選択された微小物体の群を移動させることは、光のパターンがステージングエリアへ移動しても、選択された群の微小物体が、光のパターンによって起動されたDEP力によって捕まえられたままであるように、群を囲む光のパターンをステージングエリアへ移動させることを含む。 In some embodiments, selecting a group of microobjects is such that a pattern of light activates a DEP force that surrounds the microobjects of the selected group and captures the microobjects of the selected group. Includes directing a pattern of light in. In one related aspect, moving a group of selected micro-objects captures the selected group of micro-objects by the DEP force triggered by the light pattern, even as the light pattern moves to the staging area. It involves moving the pattern of light surrounding the group to the staging area so that it remains as it is.

ある態様において、ステージングエリアは、微少流体デバイスの包囲体によって定義されるチャネルに置かれている。例えば、ステージングエリアは、選択された微小物体の群を含有する保持用囲いからチャネルの中への開口に近接し得る。他の態様において、ステージングエリアは、選択された微小物体の群を含有する保持用囲い内に置かれている。ある関連態様において、選択された微小物体の群をステージングエリアへ移動させることは、重力によって、微小物体の群がステージングエリアへ引き寄せられることを含む。 In some embodiments, the staging area is located in a channel defined by the enclosure of the microfluidic device. For example, the staging area may be close to the opening into the channel from the holding enclosure containing the selected group of microobjects. In another embodiment, the staging area is placed within a holding enclosure containing a group of selected microobjects. In certain related embodiments, moving a group of selected micro-objects to a staging area involves attracting the group of micro-objects to the staging area by gravity.

ある態様において、選択された微小物体の群を搬出することは、選択された群の微小物体を、包囲体中の通路を経て、ステージングエリアから引き出すことを含む。ある態様において、搬出デバイスは、選択された群の微小物体を、搬出デバイスの近位端を経て、およびそれによって包囲体中の通路を経て、引き出すために使用される。ある態様において、選択された群の微小物体を包囲体中の通路を経て引き出すことは、群の微小物体を搬出デバイスの近位端での開口の中へ引き出す圧力差を発生させることを含む。ある態様において、搬出デバイスは、選択された微小物体の群が搬出される前に、包囲体中の通路の上に配置されている搬出インタフェース(export interface)の中へ挿入される。ある態様において、搬出デバイスを搬出インタフェースの中へ挿入することによって、搬出デバイスの近位端での開口が、包囲体中の通路に近接して設置される。 In some embodiments, unloading a group of selected micro-objects comprises pulling the selected group of micro-objects out of the staging area through passages in the enclosure. In some embodiments, the unloading device is used to pull a selected group of microobjects through the proximal end of the unloading device, and thereby through a passage in the enclosure. In some embodiments, pulling a selected group of micro-objects through a passage in the enclosure comprises creating a pressure difference that pulls the group of micro-objects into an opening at the proximal end of the unloading device. In some embodiments, the export device is inserted into an export interface located on a passageway in the enclosure before the selected group of microobjects is exported. In some embodiments, by inserting the unloading device into the unloading interface, an opening at the proximal end of the unloading device is placed close to the passage in the enclosure.

ある態様において、微少流体デバイスは、包囲体中の通路の上に配置され覆っている自閉カバーを有する搬出インタフェースを含む。ある態様において、搬出デバイスは、自閉カバー中の割れ目(separation)に対して搬出デバイスの近位端を押し付け、搬出デバイスの近位端を包囲体中の通路に近接した位置へ移動させることによって、かかる搬出インタフェースの中へ挿入され得る。 In some embodiments, the microfluidic device comprises a carry-out interface having a self-closing cover that is placed and overlying a passage in the enclosure. In some embodiments, the unloading device presses the proximal end of the unloading device against a separation in the self-closing cover, moving the proximal end of the unloading device closer to the passage in the enclosure. , Can be inserted into such a carry-out interface.

ある態様において、微少流体デバイスは、包囲体中の通路の上に配置され覆っている自己回復カバーを有する搬出インタフェースを含む。ある態様において、搬出デバイスは、搬出デバイスの近位端で自己回復カバーを貫通することによって、かかる搬出インタフェースの中へ挿入され得、搬出デバイスの近位端が包囲体中の通路に近接するように位置付けられ得る。 In some embodiments, the microfluidic device comprises a carry-out interface with a self-healing cover that is placed and covered over a passage in the enclosure. In some embodiments, the unloading device can be inserted into such a unloading interface by penetrating the self-healing cover at the proximal end of the unloading device so that the proximal end of the unloading device is close to the passage in the enclosure. Can be positioned in.

ある態様において、選択された微小物体の群は、1μL以下の体積を有する媒体中または他の溶液中に搬出される。他の態様において、選択された微小物体の群は、5μL、10μL、25μL、50μLまたはそれより多い体積を有する媒体中または他の溶液中に搬出される。 In some embodiments, the selected group of microobjects is carried out in a medium having a volume of 1 μL or less or in another solution. In another embodiment, the selected group of microobjects is carried out in a medium or other solution having a volume of 5 μL, 10 μL, 25 μL, 50 μL or more.

ある態様において、選択された微小物体の群が微少流体デバイスから搬出された後、ステージングエリア、搬出インタフェース、搬出デバイスまたはそれらのいずれの組み合わせも、搬出されそこなった選択された群の微小物体について調べられる。ある態様において、搬出されそこなった微小物体は、ステージングエリア、搬出デバイスおよび/または搬出インタフェースから除去される。搬出されそこなった微小物体は、例えば、ステージングエリア、搬出デバイスおよび/または搬出インタフェースをフラッシュすることおよび/または除外すること(neutralizing)によって、除去され得る。 In some embodiments, after a group of selected micro-objects has been unloaded from the microfluidic device, the staging area, unloading interface, unloading device, or any combination thereof, for the selected group of tiny objects that have failed to be unloaded. Can be investigated. In some embodiments, missed tiny objects are removed from the staging area, unloading device and / or unloading interface. Missing unloading micro-objects can be removed, for example, by flushing and / or neutralizing the staging area, unloading device and / or unloading interface.

ある態様において、微少流体デバイスの包囲体は、第1通路および第2通路を含む。ある態様において、第1通路はステージングエリアの第1端に近接して置かれ、第2通路はステージングエリアの第2端に近接して置かれる。いくつかの態様において、ステージングエリアは、細長い形状を有する。ある関連態様において、選択された微小物体の群を移動させることは、ステージングエリアの第1端に、第2端に、または、第1端と第2端との間に置かれるステージングエリア中の位置へ群を移動させることを含む。ある関連態様において、選択された微小物体の群を搬出することは、第1搬出デバイスから、包囲体中の第1通路を経て、ステージングエリアの第1端の方へ液体を流し、それによってステージングエリアの第1端からステージングエリアの第2端への流れが発生することを含む。他の関連態様において、選択された微小物体の群を搬出することは、選択された群の微小物体を、ステージングエリアの第2端から、包囲体中の第2通路を経て、第2通路に近接して置かれている第2搬出デバイスの近位端での開口の中へ引き出すことを含む。 In some embodiments, the enclosure of the microfluidic device includes a first passage and a second passage. In some embodiments, the first passage is placed close to the first end of the staging area and the second passage is placed close to the second end of the staging area. In some embodiments, the staging area has an elongated shape. In certain related embodiments, moving a group of selected micro-objects is in a staging area that is placed at the first end, the second end, or between the first and second ends of the staging area. Includes moving the group to a position. In certain relevant embodiments, unloading a group of selected microobjects causes a liquid to flow from a first unloading device through a first passage in the enclosure towards the first end of the staging area, thereby staging. This includes the occurrence of a flow from the first end of the area to the second end of the staging area. In another related aspect, carrying out a group of selected micro-objects takes the selected group of micro-objects from the second end of the staging area through a second passage in the enclosure to a second passage. Includes pulling into an opening at the proximal end of a second unloading device placed in close proximity.

いくつかの態様において、微小物体を微少流体デバイスから搬出する処理は、微少流体デバイスの包囲体中に、包囲体からの媒体のための出口へ直接の液体媒体の流れを生じさせることを含み得る。ある態様において、液体媒体の流れは、包囲体内に置かれているチャネル中にある。処理はまた、包囲体の内側にある保持用囲い中の微小物体の群を選択することも、および、保持用囲いから選択された群を液体媒体の流路の中へ移動させることをも含み得る。ある態様において、液体媒体の流れは、流れが、選択された群を出口へ、および、出口を経て包囲体の外へ一掃するのに充分に維持される。ある態様において、液体媒体の流れは、選択された群が保持用囲いから流路の中へ移動される間、遅くされるかまたは止められる。 In some embodiments, the process of removing a microobject from a microfluidic device may include creating a flow of liquid medium directly into the enclosure of the microfluidic device to the outlet for the medium from the enclosure. .. In some embodiments, the flow of the liquid medium is in a channel located within the enclosure. The process also includes selecting a group of micro-objects in the retention enclosure inside the enclosure and moving the group selected from the retention enclosure into the flow path of the liquid medium. obtain. In some embodiments, the flow of the liquid medium is sufficiently maintained for the flow to clear the selected group to and from the outlet and out of the enclosure through the outlet. In some embodiments, the flow of the liquid medium is slowed or stopped while the selected group is moved from the holding enclosure into the flow path.

いくつかの態様において、本発明は微少流体装置を提供する。微少流体装置は、液体媒体を含有するように構成された包囲体および包囲体を経る通路を含み得る。微少流体装置は、包囲体の内側に配置されているチャネルおよびチャネルに通じて開かれている(open off of)保持用囲いを少なくとも1つさらに含み得る。ある態様において、微少流体デバイスは、チャネルに通じて開かれている保持用囲いを複数含む。各保持用囲いは、微小物体の群を保持するように構成され得る。ある態様において、各保持用囲いは、微少流体デバイス中の他の保持用囲い中の微小物体から、微少物体の群を単離するように構成されている。ある態様において、各保持用囲いは単離領域を含む。 In some embodiments, the present invention provides a microfluidic device. The microfluidic apparatus may include a siege configured to contain a liquid medium and a passage through the siege. The microfluidic device may further include a channel located inside the enclosure and an open off of holding enclosure. In some embodiments, the microfluidic device comprises a plurality of retaining enclosures that are open through the channel. Each holding enclosure may be configured to hold a group of microscopic objects. In some embodiments, each retention enclosure is configured to isolate a group of microobjects from the microobjects in the other retention enclosure in the microfluidic device. In some embodiments, each retaining enclosure comprises an isolated area.

ある態様において、微少流体装置は搬出インタフェースを含む。例えば、搬出インタフェースは、包囲体を経る通路に近接して、包囲体上に配置され得る。ある態様において、搬出インタフェースは、包囲体を経る通路を全体的に覆うカバーを含む。ある態様において、搬出インタフェースは、搬出デバイスの第1(または近位)端中の開口が、包囲体を経る通路に近接して置かれるように、搬出デバイスとつなぎ合わせるように構成されている。 In some embodiments, the microfluidic device comprises a unloading interface. For example, the unloading interface may be placed on the enclosure in close proximity to the passage through the enclosure. In some embodiments, the unloading interface includes a cover that entirely covers the passage through the enclosure. In some embodiments, the unloading interface is configured to connect with the unloading device such that the opening in the first (or proximal) end of the unloading device is placed close to the passage through the enclosure.

ある態様において、搬出インタフェースのカバーは、カバーを一続きの弁に分ける割れ目を含む。ある態様において、弁は、互いに接触するように偏られ、それによって包囲体を経る通路の全体を覆う。ある態様において、カバーの弁は、搬出デバイスの第1端がカバーを一続きの弁に分ける割れ目に対して押し付けられると離れていき、搬出デバイスの第1端を受け入れ得る開口を形成するのに充分な可撓性がある。他の態様において、搬出インタフェースのカバーは、搬出デバイスによって貫通され得る自己回復材料を含む。ある態様において、かかる貫通によって、搬出デバイスを受け入れるための穴が形成されるが、穴は自己回復し得、それによって、搬出デバイスがカバーから除去されると閉鎖する。 In some embodiments, the cover of the carry-out interface comprises a crevice that divides the cover into a series of valves. In some embodiments, the valves are biased to contact each other, thereby covering the entire passage through the enclosure. In some embodiments, the valve of the cover separates when the first end of the carry-out device is pressed against the crevice that divides the cover into a series of valves, forming an opening that can accommodate the first end of the carry-out device. It is flexible enough. In another aspect, the cover of the unloading interface comprises a self-healing material that can be penetrated by the unloading device. In some embodiments, such penetration creates a hole for receiving the unloading device, which can self-heal, thereby closing when the unloading device is removed from the cover.

ある態様において、微少流体デバイスの包囲体は、少なくとも1つのステージングエリアを含む。ある態様において、少なくとも1つのステージングエリアは、該包囲体を経る通路に近接して置かれている。ある態様において、ステージングエリアは、チャネル中に置かれている。ある態様において、包囲体は、複数のステージングエリアを含む。ある態様において、微少流体デバイス中の各保持用囲いは、ステージングエリアを含む。 In some embodiments, the enclosure of the microfluidic device comprises at least one staging area. In some embodiments, at least one staging area is located in close proximity to the passageway through the enclosure. In some embodiments, the staging area is located in the channel. In some embodiments, the enclosure comprises a plurality of staging areas. In some embodiments, each retaining enclosure in the microfluidic device includes a staging area.

いくつかの態様において、本発明はシステムを提供する。システムは、微少流体デバイス、ならびに、微少流体デバイス内に置かれている微小物体の群を捕まえるためおよび移動させるための手段を含み得る。微少流体デバイスは、本明細書に記載のいずれのデバイスでもあり得る。ある態様において、微小物体の群を捕まえるためおよび移動させるための手段は、微少流体デバイス内の保持用囲い中に置かれている微小物体の群を捕まえるのに、および、捕まえられた微小物体の群をステージングエリアへ移動させるのに好適である。 In some embodiments, the present invention provides a system. The system may include a microfluidic device as well as a means for capturing and moving a swarm of microobjects located within the microfluidic device. The microfluidic device can be any of the devices described herein. In some embodiments, the means for catching and moving a swarm of micro-objects is for catching a swarm of micro-objects that are placed in a holding enclosure within a microfluidic device, and of the captured micro-objects. Suitable for moving the swarm to the staging area.

本発明の方法、システムおよびデバイスの、これらのおよび他の側面ならびに利点は、続く記載においておよび添付のクレームにおいて、明記されるか、または、より十分に明らかにされるであろう。特長および利点は、添付の例およびクレームにおいて特に指摘されている機器および組み合わせを用いて認識され、得られてもよい。しかも、記載されたシステム、デバイスおよび方法の側面ならびに利点は、以降の本明細書に明記されるとおり、実行によって精通されてもよいし、または、記載から明白であろう。 These and other aspects and advantages of the methods, systems and devices of the present invention will be specified or more fully demonstrated in subsequent statements and in the accompanying claims. Features and benefits may be recognized and obtained using the equipment and combinations specifically pointed out in the accompanying examples and claims. Moreover, aspects and advantages of the described systems, devices and methods may be familiar with the practice or will be apparent from the description, as set forth herein below.

図面の簡単な記載
図1Aは、微少流体デバイスの斜視図である。
Brief description of drawings
FIG. 1A is a perspective view of a microfluidic device.

図1Bは、図1Aの微少流体デバイスの水平断面図である。FIG. 1B is a horizontal cross-sectional view of the microfluidic device of FIG. 1A.

図1Cは、図1Aの微少流体デバイスの垂直断面図である。FIG. 1C is a vertical cross-sectional view of the microfluidic device of FIG. 1A.

図1Dは、搬出デバイスの搬出インタフェースの中への挿入を説明する、図1Aの微少流体デバイスの部分的な垂直断面図である。FIG. 1D is a partial vertical cross-sectional view of the microfluidic device of FIG. 1A illustrating insertion of the unloading device into the unloading interface.

図2Aは、セレクタが誘電泳動(DEP)デバイスとして構成された保持用囲いがない(説明し易いように)、図1A〜1Cの微少流体デバイスの部分的な垂直断面図である。FIG. 2A is a partial vertical cross-sectional view of the microfluidic device of FIGS. 1A-1C, without a holding enclosure in which the selector is configured as a dielectrophoresis (DEP) device (for ease of explanation).

図2Bは、図2Aの部分的な水平断面図である。FIG. 2B is a partial horizontal cross-sectional view of FIG. 2A.

図3は、微小物体の群を微少流体デバイスから搬出するための処理の例である。FIG. 3 is an example of a process for carrying out a group of minute objects from a minute fluid device.

図4は、図1A〜1Cの微少流体デバイス中の保持用囲い中の微小物体の群の例を示す。FIG. 4 shows an example of a group of micro-objects in a holding enclosure in the micro-fluid device of FIGS. 1A-1C.

図5は、保持用囲いのうち1つにおける微小物体の群を選択し、捕まえる例を説明する。FIG. 5 illustrates an example of selecting and capturing a group of micro-objects in one of the holding enclosures.

図6は、捕まえられた微少物体の群を、微少流体デバイス中の保持用囲いからステージングエリアの方へ移動させる例を示す。FIG. 6 shows an example of moving a group of captured micro-objects from a holding enclosure in a micro-fluid device towards a staging area.

図7は、ステージングエリア中の微小物体の群を示す。FIG. 7 shows a group of microscopic objects in the staging area.

図8は、図1A〜1Cの微少流体デバイスの搬出インタフェースの中へ挿入されている搬出デバイスの例を説明する。FIG. 8 describes an example of a unloading device inserted into the unloading interface of the microfluidic device of FIGS. 1A-1C.

図9は、ステージングエリアから搬出デバイスの中へ引き出されている微小物体の例を示す。FIG. 9 shows an example of a micro object being pulled out of the staging area into the unloading device.

図10は、ステージングエリアから微小物体の群を搬出するための処理の例を説明する。FIG. 10 describes an example of processing for carrying out a group of minute objects from the staging area.

図11は、ステージングエリアおよび搬出インタフェースから搬出されなかった微小物体を除外するための処理の例である。FIG. 11 is an example of a process for excluding minute objects that have not been unloaded from the staging area and the unloading interface.

図12Aは、自閉カバーを含む搬出インタフェースの態様を有する、図1A〜1Cの微少流体デバイスの部分的な斜視図である。FIG. 12A is a partial perspective view of the microfluidic device of FIGS. 1A-1C having an aspect of a carry-out interface including a self-closing cover.

図12Bは、図12Aの部分的な垂直断面図である。FIG. 12B is a partial vertical cross-sectional view of FIG. 12A.

図12Cは、図12Aおよび12Bの搬出インタフェースの中へ挿入されている搬出デバイスを示す。FIG. 12C shows a unloading device inserted into the unloading interface of FIGS. 12A and 12B.

図13Aは、自己回復カバーを含む搬出インタフェースの態様を有する、図1A〜1Cの微少流体デバイスの部分的な垂直断面図である。FIG. 13A is a partial vertical cross-sectional view of the microfluidic device of FIGS. 1A-1C having a unloading interface aspect including a self-healing cover.

図13Bは、図13Aの搬出インタフェースの中へ挿入されている皮下注射針の形態の搬出デバイスを説明する。FIG. 13B illustrates a unloading device in the form of a hypodermic needle inserted into the unloading interface of FIG. 13A.

図13Cは、図13Aの搬出インタフェースの異なる部分の中へ挿入されている皮下注射針を示す。FIG. 13C shows a hypodermic needle inserted into a different portion of the carry-out interface of FIG. 13A.

図14は、付着された管状の搬出デバイスを含む搬出インタフェースの態様を有する、図1A〜1Cの微少流体デバイスの部分的な垂直断面図である。FIG. 14 is a partial vertical cross-sectional view of the microfluidic device of FIGS. 1A-1C having an aspect of a unloading interface that includes an attached tubular unloading device.

図15Aは、複数の搬出インタフェースを含む微少流体デバイスの部分的な斜視図である。FIG. 15A is a partial perspective view of a microfluidic device including a plurality of unloading interfaces.

図15Bは、逆側にある端同士(ends)の間の中間部分を含むステージングエリアを説明する図15Aの水平断面図である。FIG. 15B is a horizontal cross-sectional view of FIG. 15A illustrating a staging area including an intermediate portion between the opposite ends.

図15Cは、図15Aの垂直断面図である。FIG. 15C is a vertical cross-sectional view of FIG. 15A.

図16は、搬出インタフェースの中へ挿入されている搬出デバイスを説明する図15Aの微少流体デバイスの垂直断面図である。FIG. 16 is a vertical cross-sectional view of the microfluidic device of FIG. 15A illustrating a unloading device inserted into the unloading interface.

図17は、デバイス中の流路中の保持用囲いおよび多数のステージングエリアを含む微少流体デバイスの水平断面図である。FIG. 17 is a horizontal cross-sectional view of a microfluidic device including a holding enclosure in the flow path in the device and a large number of staging areas.

図18は、保持用囲いおよびステージングエリアを含む微少流体デバイスの水平断面図であって、保持用囲いが、ステージングエリアが置かれている流路から一続きの障壁によって分離されているチャネルから開口している。FIG. 18 is a horizontal cross-sectional view of a microfluidic device including a retention enclosure and staging area, in which the retention enclosure opens from a channel separated by a continuous barrier from the flow path in which the staging area is located. doing.

図19Aは、各保持用囲いへの開口に近接してチャネル(そこから保持用囲いが開口する)中に置かれているステージングエリアとともに保持用囲いを含む微少流体デバイスの水平断面図である。FIG. 19A is a horizontal cross-sectional view of a microfluidic device including a holding enclosure with a staging area located in a channel (where the holding enclosure opens) in close proximity to an opening to each holding enclosure.

図19Bは、図19Aの微少流体デバイスの垂直断面図である。FIG. 19B is a vertical cross-sectional view of the microfluidic device of FIG. 19A.

図20は、図19A〜19Bのデバイスから微小物体を搬出するための処理の例を説明する。FIG. 20 describes an example of processing for carrying out a minute object from the devices of FIGS. 19A to 19B.

図21Aは、搬出インタフェースが保持用囲いに直接近接して置かれ得る微少流体デバイスの部分的な垂直断面図である。FIG. 21A is a partial vertical cross-sectional view of a microfluidic device in which the unloading interface may be placed in direct proximity to the holding enclosure.

図21Bは、保持用囲いが単離領域(その一部がステージングエリアである)を含む微少流体デバイスの部分的な水平断面図である。FIG. 21B is a partial horizontal cross-sectional view of a microfluidic device in which the holding enclosure includes an isolated area, a portion of which is a staging area.

図21Cは、保持用囲いが単離領域および接続されたステージングエリアを含む微少流体デバイスにおける保持用囲いの部分的な水平断面図である。FIG. 21C is a partial horizontal cross-sectional view of the retention enclosure in a microfluidic device in which the retention enclosure includes an isolated area and a connected staging area.

例示態様の詳細な記載
本明細書は、本発明の例示態様および適用を記載する。しかしながら、本発明は、これらの例示態様および適用に、あるいは、例示態様および適用が動作するかまたは本明細書に記載されるやり方に限定されない。また、図は、簡略化されたかまたは部分的な図を示してもよく、図中の要素の寸法は、明確化のため、大きく見せてもよいし、またはそうでなければ、釣り合いが取れていなくてもよい。加えて、用語「の上にある(on)」、「に付着されている(attached to)」または「とカップリングされている(coupled to)」が本明細書に使用されるとき、1つの要素(例えば材料、層、基板など)は、1つの要素が直接、他の要素の上に、それに付着されているか、または、それとカップリングされているか否かにかかわらず、あるいは、1以上の介在要素が一方の要素と他方の要素との間にあるか否かにかかわらず、別の要素「の上にある」か、それ「に付着されている」か、または、それ「とカップリングされてい」てもよい。提供される場合、方向(例えば、上へ(above)、下へ(below)、上端(top)、下端(bottom)、横へ(side)、上方へ(up)、下方へ(down)、下へ(under)、上へ(over)、上方へ(upper)、下方へ(lower)、水平の(horizontal)、垂直の(vertical)、「x」、「y」、「z」など)もまた相対的なものであって、説明および検討を容易にするため例を用いて単に提供されるものであり、限定する目的はない。加えて、要素の一覧(例えば要素a、b、c)を参照する場合、かかる参照は、載せられた要素のいずれか1つそれ自体、載せられた要素の全部より少ないものからなるいずれかの組み合わせ、および/または、載せられた要素の全部からなる組み合わせを含むことを意図する。
Detailed Description of Illustrated Embodiments This specification describes exemplary embodiments and applications of the present invention. However, the invention is not limited to these exemplary embodiments and applications, or to the manner in which the exemplary embodiments and applications work or are described herein. The figure may also show a simplified or partial view, the dimensions of the elements in the figure may appear larger for clarity, or otherwise balanced. It does not have to be. In addition, when the terms "on", "attached to" or "coupled to" are used herein, one. Elements (eg, materials, layers, substrates, etc.) are one or more elements, whether or not one element is directly attached to or coupled to it on top of another. Whether the intervening element is between one element and the other, it is "on", "attached to", or "coupled" with another element. It may be "has been". If provided, directions (eg above, below, top, bottom, side, up, down, down) Also (under), up (over), up (upper), down (lower), horizontal (horizontal), vertical (vertical), "x", "y", "z", etc.) It is relative and is provided merely by way of example for ease of explanation and review and has no purpose of limitation. In addition, when referring to a list of elements (eg, elements a, b, c), such reference consists of any one of the loaded elements itself, less than all of the loaded elements. It is intended to include combinations and / or combinations consisting of all of the mounted elements.

本明細書に使用される「実質的に」は、本来の目的どおりに働くのに充分であることを意味する。よって、用語「実質的に」は、完全なまたは完璧な状態、寸法、大きさ、結果からの有意でない小さな変動量、あるいは、例えば当該技術分野における当業者に予期されるであろうが、全体的な性能に感知できるほどに影響を及ぼさない同種のものを許容する。用語「1つ(複数)(ones)」は1つより多いことを意味する。 As used herein, "substantially" means sufficient to work as intended. Thus, the term "substantially" may be in perfect or perfect condition, size, size, insignificant small variation from the results, or, as would be expected of one of ordinary skill in the art, for example, as a whole. Allows similar performances that do not perceptibly affect performance. The term "one" means more than one.

微小物体について使用される用語「吸引する」は、圧力差を利用して微小物体を移動させることを意味し、「吸引器」は圧力差を発生させるデバイスである。 The term "suction" used for a small object means to move the small object using a pressure difference, and "aspirator" is a device that generates a pressure difference.

本明細書に使用される用語「微小物体」は、以下の1以上を包含し得る:微小粒子、マイクロビーズ(例としてポリスチレンビーズ、Luminex(商標)ビーズまたは同種のもの)、磁性ビーズ、マイクロロッド(microrod)、マイクロワイヤ(microwire)、量子ドットなどの無生物の微小物体;細胞(例として胚、卵母細胞、精子、組織から解離された細胞、血液細胞、ハイブリドーマ、培養細胞、細胞株からの細胞、がん細胞、感染した細胞、形質移入および/または形質転換された細胞、レポーター細胞など)等の生物学的な微小物体、リポソーム(例として合成のまたは膜調製物由来の)、脂質ナノラフト(lipid nanoraft)など;または、無生物の微小物体と生物学的な微小物体との組み合わせ(例として細胞に付着されているマイクロビーズ、リポソームで被覆されたマイクロビーズ、リポソームで被覆された磁性ビーズまたは同種のもの)。脂質ナノラフトは、例としてRitchie et al. (2009) "Reconstitution of Membrane Proteins in Phospholipid Bilayer Nanodiscs," Methods Enzymol., 464:211-231に記載されている。 As used herein, the term "microobject" may include one or more of: microparticles, microbeads (eg, polystyrene beads, Luminex ™ beads or the like), magnetic beads, microrods. Inanimate microobjects such as (microrod), microwire, quantum dots; from cells (eg embryos, egg mother cells, sperm, cells dissociated from tissue, blood cells, hybridomas, cultured cells, cell lines) Biological microscopic objects such as cells, cancer cells, infected cells, transgenic and / or transformed cells, reporter cells, liposomes (eg from synthetic or membrane preparations), lipid nanorafts (lipid nanoraft), etc .; or a combination of inanimate microobjects and biological microobjects (eg, microbeads attached to cells, microbeads coated with liposomes, magnetic beads coated with liposomes or The same kind). Lipid nanorafts are described, for example, in Ritchie et al. (2009) "Reconstitution of Membrane Proteins in Phospholipid Bilayer Nanodiscs," Methods Enzymol., 464: 211-231.

液体に準拠して本明細書に使用される用語「流れ(flow)」は、主として、拡散以外いずれのメカニズムにも起因する、液体のバルク移動を指す。例えば媒体の流れは、地点間の圧力差に起因する、ある地点から別の地点への流体媒体の移動を伴い得る。かかる流れは、液体の、一続きの、パルス状の、周期的な、ランダムの、断続的な、または、往復の流れ、あるいは、それらの組み合わせを含み得る。ある流体媒体が他の流体媒体に流入するとき、媒体の乱流および混合が起こり得る。 The term "flow" as used herein in accordance with a liquid refers primarily to the bulk movement of a liquid due to any mechanism other than diffusion. For example, the flow of the medium can be accompanied by the movement of the fluid medium from one point to another due to the pressure difference between the points. Such a flow may include a continuous, pulsed, periodic, random, intermittent, or reciprocating flow of liquid, or a combination thereof. When one fluid medium flows into another, turbulence and mixing of the medium can occur.

語句「実質的に流れがない」は、液体の中へのまたは液体内での材料の成分(例として対象とするアナライト)の拡散の速度より小さい液体の流れの速度を指す。かかる材料の成分の拡散の速度は、例えば温度、成分の大きさ、および、成分と流体媒体との間の相互作用の強さに依存し得る。 The phrase "substantially no flow" refers to the rate of flow of a liquid that is less than the rate of diffusion of the components of the material into or within the liquid (eg, the analysts of interest). The rate of diffusion of the components of such a material can depend, for example, on the temperature, the size of the components, and the strength of the interaction between the components and the fluid medium.

流体媒体に準拠して本明細書に使用される「拡散する」および「拡散」は、濃度勾配を下回る、流体媒体の成分の熱力学的な移動を指す。 As used herein in accordance with a fluid medium, "diffuse" and "diffuse" refer to the thermodynamic movement of components of a fluid medium below a concentration gradient.

微少流体デバイス内の異なる領域に準拠して本明細書に使用される語句「流体的に接続されている」は、異なる領域が実質的に流体媒体などの流体で満たされているとき、領域の各々における流体が、流体の単体(single body)を形成するように接続されていることを意味する。これは、異なる領域中の流体(または流体媒体)の組成が必ずしも同一であることを意味しない。むしろ、微少流体デバイスの、流体的に接続されている異なる領域中の流体は、溶質がそれら夫々の濃度勾配を下る(move down)ようにおよび/または流体がデバイスを経て流れるように流動的である異なる組成物(例として異なる濃度の、タンパク質、炭水化物、イオンまたは他の分子などの溶質)を有し得る。 As used herein in accordance with different regions within a microfluidic device, the phrase "fluidically connected" refers to a region when the different regions are substantially filled with fluid, such as a fluid medium. It means that the fluids in each are connected so as to form a single body of the fluid. This does not mean that the composition of the fluid (or fluid medium) in the different regions is necessarily the same. Rather, the fluids in the different regions of the microfluidic device that are fluidly connected are fluid so that the solute moves down and / or the fluid flows through the device. It may have different compositions (eg, different concentrations of solutes such as proteins, carbohydrates, ions or other molecules).

本発明の微少流体デバイスまたは装置は、「一掃される」領域および「一掃されない」領域を含み得る。流体接続が、拡散を可能にするが、一掃される領域と一掃されない領域との間に実質的に媒体の流れがないように構築されるという条件で、一掃されない領域は一掃される領域と流体的に接続され得る。よって、微少流体装置は、一掃される領域中の媒体の流れから、一掃されない領域を実質的に単離するが、実質的に唯一、一掃される領域と一掃されない領域との間の拡散性の流体連絡(fluidic communication)を可能にするように構築され得る。 The microfluidic devices or devices of the present invention may include "cleaned" and "non-cleaned" regions. Areas that are not cleared are areas and fluids that are cleared, provided that the fluid connection allows diffusion, but is constructed so that there is virtually no flow of medium between the areas that are cleared and the areas that are not cleared. Can be connected. Thus, the microfluidic device substantially isolates the non-cleaned region from the flow of media in the cleared region, but is substantially the only diffusible region between the cleared and non-cleaned regions. It can be constructed to allow fluid communication.

生体細胞を「滅菌すること(sterilizing)」は、細胞を、複製(reproduce)不能にさせることを意味する。 "Sterilizing" a living cell means making the cell incapable of reproducing.

本明細書に使用される微小物体の「群」は、単一の微小物体または複数の微小物体であり得る。微小物体の群は、生体細胞(例として1つの細胞、複数の細胞またはクローンコロニーからの全ての細胞)のクローン群であり得る。生体細胞のコロニーは、複製が可能であるコロニー中の生細胞の全てが、単一の親細胞に由来する娘細胞である場合、「クローン(clonal)」である。「クローン細胞」は、同じクローンコロニーの細胞である。 The "group" of micro-objects used herein can be a single micro-object or multiple micro-objects. The group of microobjects can be a group of clones of living cells (eg, one cell, multiple cells or all cells from a clonal colony). A colony of living cells is a "clonal" if all of the living cells in the colony that are capable of replication are daughter cells derived from a single parent cell. A "cloned cell" is a cell of the same clonal colony.

本発明のいくつかの態様において、微小物体の群は、微少流体デバイス中の選択された保持用囲いから捕捉され得、および、保持用囲いからステージングエリアへ移動させられ得、そこで微小物体の群は、微少流体デバイスから搬出され得る。微小物体は生体細胞であり得る。各保持用囲いは、保持用囲い中の生体細胞を、他の保持用囲い中の生体細胞から(例として保持用囲いの単離領域中に生体細胞を置かせることによって)単離し得る。選択された保持用囲いから捕捉された微小物体はクローン細胞であってもよく、本発明の態様は、微少流体デバイス中のクローン細胞の特定の群を選択し得、ステージングエリアへクローン細胞を移動し得、および、群のクローン性を維持しながら、クローン細胞を微少流体デバイスから搬出し得る。 In some embodiments of the invention, a swarm of micro-objects can be captured from a selected holding enclosure in a microfluidic device and moved from the retaining enclosure to a staging area, where the swarm of micro-objects. Can be unloaded from the microfluidic device. Microobjects can be living cells. Each retention enclosure can isolate living cells in the retention enclosure from living cells in other retention enclosures (eg, by placing the living cells in the isolated region of the retention enclosure). The micro-objects captured from the selected retention enclosure may be clonal cells, and aspects of the invention may select a particular group of clonal cells in a microfluidic device and migrate the clonal cells to a staging area. And the clonal cells can be removed from the microfluidic device while maintaining the clonality of the group.

図1A〜1Dは、保持用囲い156、セレクタ122および搬出インタフェース162を含む微少流体デバイス100の例を説明する。理解されるであろうが、セレクタ122は、微小物体(示されず)を選択し、それらを囲い156のいずれかから、デバイス100の包囲体102の内側にあるステージングエリア172へ移動させ得、搬出インタフェース162は、微小物体(示されず)をステージングエリア172から搬出し得る外付けの搬出デバイス182のために、包囲体102の中に接点(an interface)を提供する。 1A-1D illustrate an example of a microfluidic device 100 including a holding enclosure 156, a selector 122 and a unloading interface 162. As will be appreciated, selector 122 may select micro-objects (not shown) and move them from any of the enclosures 156 to the staging area 172 inside the enclosure 102 of device 100 and carry them out. The interface 162 provides an interface within the enclosure 102 for an external unloading device 182 capable of unloading micro-objects (not shown) from the staging area 172.

図1A〜1Dに示されるとおり、微少流体デバイス100は、包囲体102、セレクタ122、流れコントローラ(flow controller)124および外付けの搬出デバイス182のための搬出インタフェース162を含み得る。同様に示されるとおり、微少流体デバイス100は、制御モジュール130、電磁放射線の供給源136(以下、EM源136)、ディテクタ138および/または同種のものなどの補助要素を含み得る。 As shown in FIGS. 1A-1D, the microfluidic device 100 may include an enclosure 102, a selector 122, a flow controller 124 and an export interface 162 for an external export device 182. As shown similarly, the microfluidic device 100 may include auxiliary elements such as a control module 130, a source of electromagnetic radiation 136 (hereinafter EM source 136), a detector 138 and / or the like.

包囲体102は流れ領域140を定義し得、液体媒体144を保持し得る。包囲体102は例えば、基部(例として基板)106上に配置されている微小流体構造物104を含み得る。微少流体構造物104は、ガス透過可能である、ゴム、プラスチック、エラストマー、シリコーン(例としてパターン化可能なシリコーン)、ポリジメチルシロキサン(「PDMS」)または同種のものなどの可撓性がある材料を含み得る。微少流体構造物104を構成し得る材料の他の例は、鋳込ガラス、ケイ素などのエッチング可能な材料、フォトレジスト(例としてSU8)または同種のものを含む。いくつかの態様において、かかる材料−ひいては微少流体構造物104−は、硬質(rigid)であっても、および/または、実質的にガスに不透過性であってもよい。何であれ、微少流体構造物104は基部106上に配置され得る。基部106は1以上の基板を含み得る。単一の構造物として説明されているが、基部106は、多数の基板などの多数の相互接続された構造物を含み得る。微少流体構造物104は同様にして、相互接続され得る多数の構造物を含み得る。例えば微少流体構造物104は加えて、構造物中の他の材料と同じかまたは異なる材料から作られているカバー(示されず)を含む。 The enclosure 102 may define a flow region 140 and may hold the liquid medium 144. The enclosure 102 may include, for example, a microfluidic structure 104 disposed on a base (eg, a substrate) 106. The microfluidic structure 104 is a gas permeable, flexible material such as rubber, plastic, elastomer, silicone (eg, patterned silicone), polydimethylsiloxane (“PDMS”) or the like. Can include. Other examples of materials that may constitute the microfluidic structure 104 include cast glass, etchable materials such as silicon, photoresists (eg SU8) or the like. In some embodiments, the material-and thus the microfluidic structure 104-may be rigid and / or substantially impermeable to gas. Whatever the microfluidic structure 104 may be located on the base 106. The base 106 may include one or more substrates. Although described as a single structure, the base 106 may include a number of interconnected structures such as a number of substrates. The microfluidic structure 104 may similarly include a number of structures that can be interconnected. For example, the microfluidic structure 104 also includes a cover (not shown) made of the same or different material as the other materials in the structure.

微少流体構造物104および基部106は、微少流体の流れ領域140を定義し得る。1つの流れ領域140が図1A〜1Cに示されているが、微少流体構造物104および基部106は、媒体144のための多数の流れ領域を定義し得る。流れ領域140は、微少流体回路を形成するように相互接続され得るチャネル(図1B中の152、153)およびチャンバーを含み得る。図1Bおよび1Cは、媒体144が配置され得る流れ領域140の内表面142を、平ら(例として平面)であって特色のないものとして説明する。しかしながら、内表面142は代わりに、平らでないもの(例として非平面)であってもよく、電気端子などの特長(示されず)を含んでいてもよい。 The microfluidic structure 104 and the base 106 may define a microfluidic flow region 140. Although one flow region 140 is shown in FIGS. 1A-1C, the microfluidic structure 104 and the base 106 can define multiple flow regions for the medium 144. The flow region 140 may include channels (152, 153 in FIG. 1B) and chambers that can be interconnected to form a microfluidic circuit. 1B and 1C describe the inner surface 142 of the flow region 140 in which the medium 144 can be placed as flat (eg, flat) and featureless. However, the inner surface 142 may instead be non-flat (eg, non-planar) and may include features (not shown) such as electrical terminals.

示されるとおり、包囲体102は1以上の入口108を含み得、それを経て媒体144が流れ領域140の中へ投入され得る。入口108は、例えば投入口、開口、バルブ、別のチャネル、流体コネクタ、管、流体ポンプ(例として容量型シリンジポンプ)または同種のものであり得る。包囲体102はまた、1以上の出口110をも含み得、それを経て媒体144は、流れ領域140から除去され得る。出口110は、例えば排出口、開口、バルブ、チャネル、流体コネクタ、管、ポンプまたは同種のものであり得る。別の例として、出口110は、2013年4月4日に出願されたU.S.特許出願第13/856,781号(attorney docket no. BL1-US)に開示されているいずれの排出メカニズムなどの液滴排出メカニズムを含み得る。包囲体102の全部または一部は、ガス(例として周囲空気)が流れ領域140に出入りするのを許容するようにガス透過性であり得る。1つより多い流れ領域140を含む包囲体において、各流れ領域140は、媒体144を投入することとそれを流れ領域140から除去することとの夫々のために、1以上の入口108および1以上の出口110と関連し得る。 As shown, the enclosure 102 may include one or more inlets 108 through which the medium 144 may be charged into the flow region 140. The inlet 108 can be, for example, an inlet, an opening, a valve, another channel, a fluid connector, a tubing, a fluid pump (eg, a capacitive syringe pump) or the like. The enclosure 102 may also include one or more outlets 110 through which the medium 144 can be removed from the flow region 140. The outlet 110 can be, for example, an outlet, an opening, a valve, a channel, a fluid connector, a pipe, a pump or the like. As another example, Exit 110 ejects droplets, such as any ejection mechanism disclosed in US Patent Application No. 13 / 856,781 (attorney docket no. BL1-US) filed April 4, 2013. May include a mechanism. All or part of the enclosure 102 may be gas permeable to allow gas (eg, ambient air) to enter and exit the flow region 140. In an enclosure containing more than one flow region 140, each flow region 140 has one or more inlets 108 and one or more for charging the medium 144 and removing it from the flow region 140, respectively. Can be associated with exit 110 of.

図1Bおよび1Cに示されるとおり、保持用囲い156は、流れ領域140に配置され得る。例えば、各保持用囲い156は、包囲体102の内表面142上に配置されている障壁154を含み得る。多くのかかる保持用囲い156が、いずれのパターンでも配置される流れ領域140中にあり得、保持用囲い156は、多くの異なる大きさおよび形状のうちいずれでもよい。例えば、保持用囲い156は、2014年10月1日に出願されたU.S.仮出願62/058,658号に記載される構造物を含み得る。よって、例えば、保持用囲い156は、接続領域(示されず)および単離領域(示されず)を含み得る。図1Bに示されるとおり、保持用囲い156の開口は、チャネル152、153に近接して配置され得、それらは、1つより多い囲い156の開口を通り過ぎて流れる媒体144のための導管であり得る。各保持用囲い156の開口は、チャネル152、153中に流れる液体媒体144の自然な交換を可能にし得るが、そうでなければ、各保持用囲い156は、いずれか1つの囲い156中の生体細胞などの微小物体(示されず)が、いずれか他の囲い156中の微小物体と混合するのを防止するために充分に閉鎖され得る。8つの囲い156および2つのチャネル152、153が示されているが、より多くても少なくてもよい。例えば、100、250、500、1000、2500、5000、10000、25000、50000、100000またはそれより多い保持用囲いと流体的に接続されている単一のチャネルがあってもよい。 As shown in FIGS. 1B and 1C, the holding enclosure 156 may be located in the flow area 140. For example, each holding enclosure 156 may include a barrier 154 disposed on the inner surface 142 of the enclosure 102. Many such holding enclosures 156 can be in the flow area 140 arranged in any pattern, and the holding enclosure 156 can be of any of many different sizes and shapes. For example, the retaining enclosure 156 may include the structures described in U.S. Provisional Application 62 / 058,658 filed October 1, 2014. Thus, for example, the retention enclosure 156 may include a contiguous zone (not shown) and an isolated zone (not shown). As shown in FIG. 1B, the openings of the holding enclosure 156 may be placed in close proximity to channels 152, 153, which are conduits for the medium 144 flowing past the openings of more than one enclosure 156. obtain. The opening of each retention enclosure 156 may allow the natural replacement of the liquid medium 144 flowing through channels 152, 153, but otherwise each retention enclosure 156 is a living body in any one enclosure 156. Micro-objects such as cells (not shown) can be sufficiently closed to prevent mixing with micro-objects in any other enclosure 156. Eight enclosures 156 and two channels 152, 153 are shown, but may be more or less. For example, there may be a single channel that is fluidly connected to a holding enclosure of 100, 250, 500, 1000, 2500, 5000, 10000, 25000, 50000, 100,000 or more.

媒体144は、保持用囲い156中の開口を通り過ぎて、チャネル152、153に流され得る。チャネル152、153中の媒体144の流れは、例えば、保持用囲い156中の生物学的な微小物体(示されず)に栄養物を提供し得る。チャネル152、153中の媒体144の流れはまた、保持用囲い156からの廃棄物の除去をも提供し得る。単離領域を含む保持用囲い156において、単離領域とチャネル152、153との間の栄養物と廃棄物との交換が、実質的に唯一、拡散によって生じ得る。 The medium 144 can flow past the openings in the holding enclosure 156 into channels 152, 153. The flow of medium 144 in channels 152, 153 can provide nutrients, for example, to biological micro-objects (not shown) in retention enclosure 156. The flow of medium 144 in channels 152, 153 can also provide the removal of waste from the retention enclosure 156. In the retention enclosure 156 containing the isolated region, the exchange of nutrients and waste between the isolated region and channels 152, 153 can occur substantially only by diffusion.

同様に示されるとおり、流れ領域140中に、ひいては包囲体102の内側に、ステージングエリア172があり得る。ステージングエリア172は単に、包囲体102の内表面142上のエリアであり得、それはマークが付けられていても、付けられていなくてもよい。代わりに、ステージングエリア172は、表面142の中へのくぼみ(図1B〜1Dに示されるとおり)、表面142から伸びている台(示されず)、障壁(示されず)(例として障壁154に類似する)、チャンバーまたは同種のものなどの構造物を流れ領域140中に含み得る。何であれ、図1Dに示されるとおり、ステージングエリア172は、包囲体102を経る通路174に近接して(例として流れ領域140を隔てて通路174の向かい側に)および流れ領域140の中へ、配置され得る。通路174は、包囲体102の外側から、包囲体102の内側へ、あり得る。通路174は、例えば、包囲体102中の穴であり得る。 As also shown, there may be a staging area 172 in the flow area 140 and thus inside the enclosure 102. The staging area 172 may simply be an area on the inner surface 142 of the enclosure 102, which may or may not be marked. Instead, the staging area 172 is a recess into the surface 142 (as shown in FIGS. 1B-1D), a platform extending from the surface 142 (not shown), a barrier (not shown) (similar to barrier 154 as an example). ), Chambers or similar structures may be included in the flow region 140. Whatever, as shown in FIG. 1D, the staging area 172 is located in close proximity to the passage 174 via the enclosure 102 (eg, across the flow region 140 and opposite the passage 174) and into the flow region 140. Can be done. The passage 174 can be from the outside of the enclosure 102 to the inside of the enclosure 102. The passage 174 can be, for example, a hole in the enclosure 102.

搬出インタフェース162は、包囲体102への外付けのデバイスであり得る外付けの搬出デバイス182のために、包囲体102の中へ、通路174に対する接点を提供し得る。図1Cに示されるとおり、搬出インタフェース162は、通路174に近接して(例として通路174の上に、および/または、その内に)、包囲体102上に配置され得る。搬出インタフェース162は、通路174への開口164を含み得る。搬出インタフェース162は、開口164の上にカバー166をさらに含み得る。カバー166は、取り外し可能であり得るか、またはそうでなければ、搬出デバイス182によって破ることが可能(breachable)であり得、該搬出デバイス182は、包囲体102の中へ通路174を引き込むように、搬出インタフェース162中の開口164の中へ挿入され得る。別個の実体として示されているが、搬出インタフェース162および微少流体構造物104は、同じ材料から一体的に形成され得、ひいては1つの物理的実体の一部であり得る。 The unloading interface 162 may provide a contact point to the passage 174 into the siege 102 for an external unloading device 182 that may be an external device to the siege 102. As shown in FIG. 1C, the unloading interface 162 may be located on the enclosure 102 in close proximity to the aisle 174 (eg, on and / or within the aisle 174). The unloading interface 162 may include an opening 164 to aisle 174. The unloading interface 162 may further include a cover 166 above the opening 164. The cover 166 may be removable or otherwise breachable by the unloading device 182 so that the unloading device 182 pulls the passage 174 into the enclosure 102. , Can be inserted into the opening 164 in the carry-out interface 162. Although shown as separate entities, the unloading interface 162 and the microfluidic structure 104 can be integrally formed from the same material and thus be part of one physical entity.

搬出インタフェース162は、例えば、ポリスチレンなどの可撓性がある材料または微少流体構造物104に関し上述した材料のいずれかを含み得る。代わりに、搬出インタフェース162は、硬い(hard)または堅い(stiff)材料あるいは可撓性がある材料と硬いまたは堅い材料との組み合わせを含み得る。カバー166の例は、包囲体102への取り付けおよび該包囲体102からの取り外しが可能なカバー、開口164の中へ挿入され得るが通路174より小さいコルク様構造物または同種のものを含む。図12A〜13Bに見られるとおり、カバー166の他の例は、搬出デバイス182によって押されて開口し得る自閉カバー1206および貫通可能な自己回復構造物の形態の搬出インタフェース1302を含む。 The unloading interface 162 may include either a flexible material, such as polystyrene, or any of the materials described above with respect to the microfluidic structure 104. Alternatively, the unloading interface 162 may include a combination of a hard or stiff material or a flexible material and a hard or hard material. Examples of the cover 166 include a cover that can be attached to and removed from the enclosure 102, a cork-like structure that can be inserted into the opening 164 but smaller than the passage 174, or the like. As seen in FIGS. 12A-13B, other examples of the cover 166 include a self-closing cover 1206 that can be pushed and opened by the unloading device 182 and a unloading interface 1302 in the form of a penetrating self-healing structure.

図1Dに示されるとおり、搬出デバイス182は、中空の管様構造物であり得る。例えば、搬出デバイス182は、第1端188から逆側にある第2端192への内部通路186を定義する管状ハウジング(housing)184を含み得る。搬出インタフェース162のカバー166が除去されると、搬出デバイス182は、第1端188が包囲体通路174の近くへまたはそれと接触されるように、インタフェース162中の開口164の中へ挿入され得る。よって、搬出デバイス182の第1端188での開口190は、包囲体102の中へ、通路174に近接して、設置され得る。 As shown in FIG. 1D, the unloading device 182 can be a hollow tube-like structure. For example, the unloading device 182 may include a tubular housing 184 that defines an internal passage 186 from the first end 188 to the opposite second end 192. When the cover 166 of the unloading interface 162 is removed, the unloading device 182 can be inserted into the opening 164 in the interface 162 such that the first end 188 is near or in contact with the enclosure passage 174. Thus, the opening 190 at the first end 188 of the unloading device 182 can be installed in the enclosure 102 in close proximity to the passage 174.

いくつかの態様において、搬出デバイス182は、圧力差を発生させるデバイス(例として吸引器、容量型シリンジポンプ、排気ポンプ、蠕動ポンプまたは同種のもの)であり得る。例えば、搬出デバイス182は、圧力差を発生させることが可能な供給源(示されず)に接続可能であり得、それは、搬出デバイス182の第1端188から第2端192への圧力差を発生させ得る。よって、搬出デバイス182は、微小物体(示されず)を、ステージングエリア172から、通路174を経て、第1端188中の開口190の中へ、内部通路186を経て、第2端192へ引き出すよう構成され得、ここで微小物体(示されず)は、回収され得るか、またはそうでなければ廃棄され得る。搬出デバイス182の例は、ピペット、管、皮下注射針などの中空の針、それらの組み合わせまたは同種のものを含む。搬出デバイスの内部通路186は、約5μm〜300μmの直径(例として約25〜300μm、約50〜300μm、約75〜300μm、約100〜300μm、約100〜250μm、約100〜200μm、約100〜150μm、約150〜200μmまたは他のいずれかの直径あるいは前述のエンドポイントの1以上によって定義される範囲)を有し得る。 In some embodiments, the unloading device 182 can be a device that produces a pressure difference (eg, an aspirator, a capacitive syringe pump, an exhaust pump, a peristaltic pump or the like). For example, the unloading device 182 can be connected to a source (not shown) capable of generating a pressure difference, which produces a pressure difference from the first end 188 to the second end 192 of the unloading device 182. I can let you. Thus, the unloading device 182 pulls a small object (not shown) from the staging area 172 through the staging area 172 through the passage 174 into the opening 190 in the first end 188, through the internal passage 186, and into the second end 192. It can be constructed, where micro-objects (not shown) can be recovered or otherwise discarded. Examples of unloading devices 182 include hollow needles such as pipettes, tubes, hypodermic needles, combinations thereof or the like. The internal passage 186 of the unloading device has a diameter of about 5 μm to 300 μm (eg, about 25 to 300 μm, about 50 to 300 μm, about 75 to 300 μm, about 100 to 300 μm, about 100 to 250 μm, about 100 to 200 μm, about 100 to It can have 150 μm, about 150-200 μm or any other diameter or range defined by one or more of the endpoints described above).

搬出デバイス182は、搬出デバイスを通過する微小物体を検出することが可能なセンサ(示されず)をさらに含み得る。センサは、搬出インタフェース162の近位に置かれ得る。代わりに、センサは、搬出インタフェース162の遠位に(例として搬出デバイス182の遠位端に)置かれ得る。センサは例えば、カメラ(例としてデジタルカメラ)または光センサ(例として電荷結合素子または相補型金属酸化膜半導体撮像装置)などのイメージングデバイスであり得る。代わりに、センサは、微小物体が通り掛かるときの複素インピーダンスの変化を検出するデバイスなどの電気的デバイスであり得る。 The unloading device 182 may further include a sensor (not shown) capable of detecting micro-objects passing through the unloading device. The sensor may be located proximal to the unloading interface 162. Alternatively, the sensor may be placed distal to the unloading interface 162 (eg, at the distal end of the unloading device 182). The sensor can be, for example, an imaging device such as a camera (eg, a digital camera) or an optical sensor (eg, a charge-coupled device or a complementary metal oxide semiconductor imaging device). Instead, the sensor can be an electrical device, such as a device that detects changes in complex impedance as a small object passes by.

セレクタ122は、媒体144中の微小物体(示されず)上に動電学的な力(electrokinetic force)を選択的に生じさせるように構成され得る。例えば、セレクタ122は、流れ領域140の内表面142での電極を選択的に起動する(例としてオンにする)および起動停止する(例としてオフにする)ように構成され得る。電極は、媒体144中の微小物体(示されず)を引き寄せるかまたは遠ざける力を媒体144中に生じさせ得、よってセレクタ122は、媒体144中の1以上の微小物体を選択し得、移動させ得る。電極は、例えば誘電泳動(DEP)電極であり得る。 The selector 122 may be configured to selectively generate an electrokinetic force on a micro object (not shown) in the medium 144. For example, the selector 122 may be configured to selectively activate (eg, turn on) and start and stop (eg, turn off) the electrodes on the inner surface 142 of the flow region 140. The electrodes may generate a force in the medium 144 that attracts or moves away micro-objects (not shown) in the medium 144, so the selector 122 may select and move one or more micro-objects in the medium 144. .. The electrode can be, for example, a dielectrophoresis (DEP) electrode.

例えば、セレクタ122は、1以上の誘電泳動電極デバイス、光(例としてレーザー)ピンセットデバイス、および/または、1以上の光電ピンセット(OET)デバイス(例としてU.S.特許第7,612,355号(これは参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)またはU.S.特許出願第14/051,004号(attorney docket no. BL9-US)(これもまた、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)に開示されるとおり)を含み得る。さらに別の例として、セレクタ122は、微少物体の1以上が懸濁されている媒体144の液滴を移動させるための1以上のデバイス(示されず)を含み得る。かかるデバイス(示されず)は、光電ウェッティング(OEW)デバイス(例えばU.S.特許第6,958,132号に開示されるとおり)などのエレクトロウェッティングデバイスまたは他のエレクトロウェッティングデバイスを含み得る。よってセレクタ122は、いくつかの態様において、DEPデバイスとして特徴付けられ得る。 For example, selector 122 is one or more dielectrophoretic electrode devices, optical (eg, laser) tweezers devices, and / or one or more photoelectric tweezers (OET) devices (eg, US Pat. No. 7,612,355, which is by reference). (Whole incorporated herein) or as disclosed in US Patent Application No. 14 / 051,004 (attorney docket no. BL9-US) (also incorporated herein by reference in its entirety). Can include. As yet another example, the selector 122 may include one or more devices (not shown) for moving droplets of medium 144 in which one or more of the microobjects are suspended. Such devices (not shown) may include electrowetting devices such as photoelectric wetting (OEW) devices (eg, as disclosed in U.S. Pat. No. 6,958,132) or other electrowetting devices. Thus the selector 122 can be characterized as a DEP device in some embodiments.

図2Aおよび2Bは、セレクタ122がDEPデバイス200を含む例を説明する。示されるとおり、DEPデバイス200は、第1電極204、第2電極210、電極起動基板208、電源212(例として交流電流(AC)電源)および光源220(それは、EM源136と同じであっても異なっていてもよい)を含み得る。流れ領域140中の媒体144および電極起動基板208は、電極204、210を分離し得る。光源220からの光のパターン222を変化させることは、流れ領域140の内表面142の領域214でのDEP電極の変化するパターンを、選択的に起動および起動停止し得る。(以下、領域214は、「電極領域」ともいう。) 2A and 2B illustrate an example in which the selector 122 includes a DEP device 200. As shown, the DEP device 200 is the same as the first electrode 204, the second electrode 210, the electrode activation substrate 208, the power supply 212 (eg, alternating current (AC) power supply) and the light source 220 (which is the same as the EM source 136). May also be different). The medium 144 and the electrode activation substrate 208 in the flow region 140 can separate the electrodes 204 and 210. Changing the pattern 222 of the light from the light source 220 may selectively start and stop the changing pattern of the DEP electrode in the region 214 of the inner surface 142 of the flow region 140. (Hereinafter, region 214 is also referred to as "electrode region".)

図2Bに説明される例において、内表面142上へ向けられる光パターン222’は、示される四角いパターン中の斜交平行の電極領域214aに光を当てる。他の電極領域214には光が当てられず、それを以下「暗」電極領域214というときもある。電極起動基板208を越えて各暗電極領域214から第2電極210への相対電気インピーダンスは、第1電極204から、流れ領域140中の媒体144を越えて、暗電極領域214への相対インピーダンスより大きい。しかしながら、電極領域214aに光を当てることは、電極起動基板208を越えて、光が当てられた電極領域214aから第2電極210への相対インピーダンスを、第1電極204から、流れ領域140中の媒体144を越えて、光が当てられた電極領域214aへの相対インピーダンス未満まで、低減させる。 In the example described in FIG. 2B, the light pattern 222'directed onto the inner surface 142 illuminates the obliquely parallel electrode regions 214a in the square pattern shown. No light is applied to the other electrode region 214, which is sometimes referred to as the "dark" electrode region 214. The relative electrical impedance from each dark electrode region 214 to the second electrode 210 beyond the electrode activation substrate 208 is from the relative impedance from the first electrode 204 across the medium 144 in the flow region 140 to the dark electrode region 214. big. However, shining light on the electrode region 214a increases the relative impedance from the lighted electrode region 214a to the second electrode 210 beyond the electrode activation substrate 208 from the first electrode 204 in the flow region 140. It is reduced beyond the medium 144 to less than the relative impedance to the illuminated electrode region 214a.

電源212が起動されると、前述のものは、光が当てられた電極領域214aと、近接した暗電極領域214との間の媒体144に、電場勾配を引き起こし、これが順に、媒体144中の近くの微小物体(示されず)を引き寄せるかまたは遠ざける局所的なDEP力を生じさせる。よって、媒体144中の微小物体を引き寄せるかまたは遠ざけるDEP電極は、光源220(例としてレーザー源または他のタイプの光源)から微少流体デバイス200の中へ投影される光パターン222を変化させることによって、流れ領域140の内表面142での多くの異なるかかる電極領域214で、選択的に起動および起動停止され得る。DEP力が近くの微小物体を引き寄せるかまたは遠ざけるかは、電源212の周波数ならびに媒体144および/または微小物体(示されず)の誘電特性といったパラメータに依存し得る。 When the power supply 212 is activated, the aforementioned causes an electric field gradient in the medium 144 between the lighted electrode region 214a and the adjacent dark electrode region 214, which in turn near the medium 144. Generates a local DEP force that attracts or moves away small objects (not shown). Thus, the DEP electrode that attracts or moves microscopic objects in the medium 144 by varying the light pattern 222 projected from the light source 220 (eg, a laser source or other type of light source) into the microfluidic device 200. At many different such electrode areas 214 on the inner surface 142 of the flow area 140, it can be selectively started and stopped. Whether the DEP force attracts or moves nearby micro-objects may depend on parameters such as the frequency of the power supply 212 and the dielectric properties of the medium 144 and / or micro-objects (not shown).

図2Bに説明される、光が当てられた電極領域214aの四角いパターン222’は、例でしかない。電極領域214のいずれのパターンも、デバイス100の中へ投影される光のパターン222によって、光が当てられ得、光が当てられる電極領域222’のパターンは、光パターン222を変化させることによって繰り返し変化され得る。 The square pattern 222'of the illuminated electrode region 214a, described in FIG. 2B, is only an example. Any pattern of the electrode region 214 can be illuminated by the pattern 222 of the light projected into the device 100, and the pattern of the electrode region 222'to which the light is applied is repeated by changing the light pattern 222. Can be changed.

いくつかの態様において、電極起動基板208は光伝導材料であってもよく、内表面142は特色がないものであってもよい。かかる態様において、DEP電極214は、光パターン222に従い(図2Aを参照)、流れ領域140の内表面142上、どこにでも、いずれのパターンにおいても、生じさせられ得る。よって、電極領域214の数およびパターンは、確定されるものではないが、光パターン222に対応する。例は、上記U.S.特許第7,612,355号中に説明される。ここで、前述した特許の図面中に示されている非ドープの非晶質ケイ素材料24が、電極起動基板208を構成し得る光伝導材料の例であり得る。 In some embodiments, the electrode activation substrate 208 may be a photoconductive material and the inner surface 142 may be featureless. In such an embodiment, the DEP electrode 214 can be generated anywhere and in any pattern on the inner surface 142 of the flow region 140 according to the light pattern 222 (see FIG. 2A). Therefore, the number and pattern of the electrode regions 214 are not fixed, but correspond to the optical pattern 222. An example is described in U.S. Pat. No. 7,612,355 above. Here, the non-doped amorphous silicon material 24 shown in the drawings of the patent described above can be an example of a photoconductive material that can constitute the electrode activation substrate 208.

他の態様において、電極起動基板208は、半導体分野において知られているような半導体集積回路を形成する複数のドープ層、電気絶縁層および導電層を含む半導体材料などの回路基板を含み得る。かかる態様において、電気回路要素は、流れ領域140の内表面142での電極領域214と、光パターン222によって選択的に起動および起動停止され得る第2電極210との間の電気的接続を形成し得る。起動されないとき、対応する電極領域214から第2電極210への相対インピーダンスが、第1電極204から媒体144を経て対応する電極領域214への相対インピーダンスより大きくなるように、各電気的接続は高インピーダンスを有し得る。しかしながら、光パターン222中の光によって起動されるとき、対応する電極領域214から第2電極210への相対インピーダンスが、第1電極204から媒体144を経て対応する電極領域214への相対インピーダンスより小さくなるように、各電気的接続は低インピーダンスを有し得、これは、上述のとおり、対応する電極領域214でのDEP電極を起動する。よって、媒体144中の微小物体(示されず)を引き寄せるかまたは遠ざけるDEP電極は、流れ領域140の内表面142での多くの異なる電極領域214にて、光パターン222によって選択的に起動または起動停止され得る。電極起動基板208のかかる構成の非限定例は、U.S.特許第7,956,339号の図21および22中に説明される光トランジスタをベースとしたデバイスならびに2013年10月10日に出願された上記U.S.特許出願第14/051,004号中の図面全体にわたって説明されるデバイス200、400、500および600を含む。 In another aspect, the electrode activation substrate 208 may include a circuit board such as a semiconductor material including a plurality of dope layers, an electrically insulating layer and a conductive layer that form a semiconductor integrated circuit as is known in the semiconductor field. In such an embodiment, the electrical circuit element forms an electrical connection between the electrode region 214 on the inner surface 142 of the flow region 140 and the second electrode 210 which can be selectively started and stopped by the light pattern 222. obtain. Each electrical connection is high so that when not activated, the relative impedance from the corresponding electrode region 214 to the second electrode 210 is greater than the relative impedance from the first electrode 204 through the medium 144 to the corresponding electrode region 214. Can have impedance. However, when activated by the light in the light pattern 222, the relative impedance from the corresponding electrode region 214 to the second electrode 210 is smaller than the relative impedance from the first electrode 204 to the corresponding electrode region 214 via the medium 144. As such, each electrical connection can have a low impedance, which activates the DEP electrode in the corresponding electrode region 214, as described above. Thus, the DEP electrode that attracts or moves away microscopic objects (not shown) in the medium 144 is selectively activated or stopped by the light pattern 222 at many different electrode regions 214 on the inner surface 142 of the flow region 140. Can be done. Non-limiting examples of such configurations of the electrode activation substrate 208 are the optical transistor-based devices described in FIGS. 21 and 22 of US Pat. No. 7,956,339 and the US patent application filed on October 10, 2013. Includes devices 200, 400, 500 and 600 described throughout the drawings in No. 14 / 051,004.

いくつかの態様において、一般に図2Aに説明されるとおり、第1電極204は、包囲体102の第1壁202(またはカバー)の一部であり得、電極起動基板208および第2電極210は、包囲体102の第2壁206(または基部)の一部であり得る。示されるとおり、流れ領域140は、第1壁202と第2壁206との間にあり得る。しかしながら、前述のものは、例に他ならない。他の態様において、第1電極204は、第2壁206の一部であり得、電極起動基板208および/または第2電極210の一方または両方は、第1壁202の一部であり得る。別の例として、第1電極204は、電極起動基板208および第2電極210と同じ壁202または206の一部であり得る。例えば、電極起動基板208は、第1電極204および/または第2電極210を含み得る。また、光源220は代わりに、包囲体102の下に置かれ得る。 In some embodiments, the first electrode 204 may be part of the first wall 202 (or cover) of the enclosure 102, the electrode activation substrate 208 and the second electrode 210, as generally described in FIG. 2A. , Can be part of the second wall 206 (or base) of the enclosure 102. As shown, the flow area 140 can be between the first wall 202 and the second wall 206. However, the above is nothing but an example. In another embodiment, the first electrode 204 may be part of the second wall 206 and one or both of the electrode activation substrate 208 and / or the second electrode 210 may be part of the first wall 202. As another example, the first electrode 204 may be part of the same wall 202 or 206 as the electrode activation substrate 208 and the second electrode 210. For example, the electrode activation substrate 208 may include a first electrode 204 and / or a second electrode 210. Also, the light source 220 may instead be placed under the enclosure 102.

よって、図2Aおよび2BのDEPデバイス200として構成されると、流れ領域140の内表面142の電極領域214での1以上のDEP電極を起動するため、光パターン222を、微小物体を囲み捕捉するパターンでデバイス200の中へ投影することによって、セレクタ122は、流れ領域140中の媒体144中の微小物体(示されず)を選択し得る。その後、セレクタ122は、デバイス200に対して相対的に光パターン222を移動させることによって、捕捉された微小物体を移動し得る。代わりに、デバイス200は、光パターン222に対して相対的に、移動させられ得る。 Therefore, when configured as the DEP device 200 of FIGS. 2A and 2B, the light pattern 222 surrounds and captures a minute object in order to activate one or more DEP electrodes in the electrode region 214 of the inner surface 142 of the flow region 140. By projecting into the device 200 in a pattern, the selector 122 may select micro-objects (not shown) in the medium 144 in the flow region 140. The selector 122 can then move the captured micro-object by moving the light pattern 222 relative to the device 200. Instead, the device 200 can be moved relative to the light pattern 222.

保持用囲い156を定義する障壁154が図1Bおよび1Cに説明され、物理的障壁として上述されているが、障壁154は代わりに、光パターン222によって起動されるDEP力を含む仮想の障壁であり得る。 The barrier 154 defining the retention enclosure 156 is described in FIGS. 1B and 1C and is described above as a physical barrier, but the barrier 154 is instead a virtual barrier containing the DEP force activated by the light pattern 222. obtain.

流れコントローラ124は、流れ領域140中の媒体144の流れを制御するように構成され得る。例えば、流れコントローラ124は、流れの方向および/または速さを制御し得る。流れコントローラ124の非限定例は、1以上のポンプまたは流体アクチュエータ(actuator)を含む。いくつかの態様において、流れコントローラ124は、例えば流れ領域140中の媒体144の流れの速さを感知するための1以上のセンサ(示されず)などの追加の要素を含み得る。 The flow controller 124 may be configured to control the flow of the medium 144 in the flow area 140. For example, the flow controller 124 may control the direction and / or speed of the flow. Non-limiting examples of the flow controller 124 include one or more pumps or fluid actuators. In some embodiments, the flow controller 124 may include additional elements, such as one or more sensors (not shown) for sensing the flow speed of the medium 144 in the flow area 140.

制御モジュール130は、セレクタ122、EM源136、ディテクタ138および/または流れコントローラ124からの信号を受け入れ、ならびに、それらを制御するように構成され得る。示されるとおり、制御モジュール130は、コントローラ132およびメモリ134を含み得る。いくつかの態様において、コントローラ132は、例えばデジタル電子的な、光学的なまたは磁気的なメモリデバイスであり得るメモリ134に非一過性の信号として保存された機械読取り可能な命令(例としてソフトウェア、ファームウェア、マイクロコードまたは同種のもの)に従って動作するように構成されたデジタル電子コントローラ(例としてマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、コンピュータまたは同種のもの)であり得る。代わりに、コントローラ132は、実配線のデジタル回路網および/またはアナログ回路網あるいは機械読取り可能な命令に従って動作するデジタル電子コントローラと、実配線のデジタル回路網および/またはアナログ回路網との組み合わせを含み得る。制御モジュール130は、本明細書中に開示されるいずれの処理、機能、ステップまたは同種のものの全部またはいずれか一部を実施するように構成され得る。 The control module 130 may be configured to receive and control signals from the selector 122, the EM source 136, the detector 138 and / or the flow controller 124. As shown, the control module 130 may include a controller 132 and a memory 134. In some embodiments, the controller 132 is a machine-readable instruction (eg, software, eg, stored as a non-transient signal in memory 134, which can be, for example, a digital electronic, optical or magnetic memory device. , Firmware, microcode or the like) can be a digital electronic controller (eg, a microprocessor, a microcontroller, a computer or the like) configured to operate according to. Instead, the controller 132 includes a combination of a real-wired digital and / or analog network or a digital electronic controller that operates according to machine-readable instructions and a real-wired digital and / or analog network. obtain. The control module 130 may be configured to perform all or any part of any of the processes, functions, steps or the like disclosed herein.

EM源136は、包囲体102の中へ電磁放射線を選択的に向け得る。電磁放射線は、発色団(例としてフルオロフォア)などの標識によって吸収され、および/または、それを励起させる波長を含み得る。電磁放射線は、電磁スペクトルの可視または紫外領域における波長を含み得る。EM源136は、例えば、レーザー光源、発光ダイオード(LED)、高輝度放電ランプまたは同種のものであり得、それは、流れ領域140の内側にある特異的な標的エリアに光線を向けるように制御モジュール130によって制御され得る。ディテクタ138は、例えば媒体144中の囲い156、微小物体(示されず)およびステージングエリア172を含む流れ領域140の画像(例としてデジタル画像)を捕捉するためのメカニズムであり得る。ディテクタ138はまた、搬出インタフェース162の画像をも捕捉し得る。ディテクタ138が含み得る好適なイメージングデバイスの例は、デジタルカメラ、または、電荷結合素子および相補型金属酸化膜半導体撮像装置などの光センサを含む。画像は、(例として制御モジュール130および/またはヒトのオペレータによって)かかるデバイスにより捕捉され得、分析され得る。 The EM source 136 may selectively direct electromagnetic radiation into the enclosure 102. Electromagnetic radiation can include wavelengths that are absorbed and / or excite it by a label such as a chromophore (eg, fluorophore). Electromagnetic radiation can include wavelengths in the visible or ultraviolet region of the electromagnetic spectrum. The EM source 136 can be, for example, a laser light source, a light emitting diode (LED), a high intensity discharge lamp or the like, which is a control module to direct light to a specific target area inside the flow area 140. It can be controlled by 130. The detector 138 can be a mechanism for capturing an image (eg, a digital image) of a flow region 140 including, for example, an enclosure 156 in a medium 144, a micro object (not shown) and a staging area 172. The detector 138 can also capture an image of the unloading interface 162. Examples of suitable imaging devices that the detector 138 may include include digital cameras or optical sensors such as charge-coupled devices and complementary metal oxide semiconductor imaging devices. Images can be captured and analyzed by such devices (eg by control module 130 and / or human operator).

いくつかの態様において、囲い156は、照明から(例としてセレクタ122、EM源および/またはディテクタ138により)遮蔽され得るか、または、短期間しか選択的に光を当てられ得ない。よって、生物学的な微小物体402(図4を参照)は、照明から保護され得るか、または、生物学的な微小物体402の照明は、生物学的な微小物体502(図5および6を参照)が搬出される前に、最小化され得る。 In some embodiments, the enclosure 156 can be shielded from illumination (eg by selector 122, EM source and / or detector 138) or can be selectively illuminated for only a short period of time. Thus, the biological microobject 402 (see FIG. 4) can be protected from illumination, or the illumination of the biological microobject 402 can be seen in the biological microobject 502 (FIGS. 5 and 6). See) can be minimized before it is unloaded.

図3は、いくつかの態様に従い、微少流体デバイスから微小物体の群を搬出するための処理300の例を説明する。処理300は、図1A〜1Dの微少流体デバイス100により実施され得る。セレクタ122は、図2Aおよび2Bに示されるとおりのDEPデバイスとして構成され得る。しかしながら、処理300は、そのようには限定されないが、他の微少流体デバイスにより実施され得る。 FIG. 3 illustrates an example of process 300 for carrying out a group of microobjects from a microfluidic device according to some embodiments. Process 300 can be performed by the microfluidic device 100 of FIGS. 1A-1D. The selector 122 may be configured as a DEP device as shown in FIGS. 2A and 2B. However, the process 300 can be performed by other microfluidic devices, but not so limited.

ステップ302にて、処理300は、微小物体の群を、微少流体デバイス中の保持用囲いからステージングエリアへ移動させ得る。群は、保持用囲い中の微小物体の具体的な1以上からなる。図4〜7は、例を説明する。 At step 302, process 300 may move a group of microobjects from the holding enclosure in the microfluidic device to the staging area. The group consists of one or more specific micro-objects in the holding enclosure. FIGS. 4 to 7 explain an example.

図4に示されるとおり、複数の保持用囲い156中に微小物体の群402があり得る。例えば、微小物体は、生体細胞であり得、保持用囲い156の1つにおける各群402は、細胞のクローンコロニーであり得る。同様に示されるとおり、媒体144の流れ404は、例えば、入口108から出口110へと提供され得る。 As shown in FIG. 4, there can be a group of micro objects 402 in the plurality of holding enclosures 156. For example, the microobject can be a living cell, and each group 402 in one of the retention enclosures 156 can be a clonal colony of cells. As shown similarly, the flow 404 of the medium 144 may be provided, for example, from the inlet 108 to the outlet 110.

図5に説明されるとおり、保持用囲い156の1つにおける群402の1つは、選択され得る。特定の群402および/または保持用囲い156は、例えば、ディテクタ138によって捕捉された流れ領域140の画像から同定され得る(図1Aを参照)。選択は、保持用囲い156中の微小物体の物理的な特徴またはそれと関連する活性に基づき得る。かかる物理的な特徴は、例として微小物体の数、それらの大きさ、それらのモルホロジー(morphology)または同種のものを含み得る。微小物体に関連する活性は、例として対象とする抗原の産生または提示(抗体、サイトカイン、成長因子、代謝産物、がん細胞マーカーまたは同種のものなど)、成長の速度またはそれらの組み合わせのいずれも含み得る。図5中、選択された群402は、標識された502である。選択された群502が、囲い156中の微小物体の全てを含むように説明されているが、その代わりとして、選択された群502は、囲い156中の群402中の微小物体のうち全てより少ないもの(例えば1つ、2つ、3つ、4つ、5つほど)を含み得る。 As described in FIG. 5, one of the groups 402 in one of the holding enclosures 156 can be selected. The particular group 402 and / or retention enclosure 156 can be identified, for example, from an image of the flow region 140 captured by the detector 138 (see FIG. 1A). The choice may be based on the physical characteristics of the micro-objects in the retention enclosure 156 or their associated activity. Such physical features may include, for example, the number of micro-objects, their size, their morphology or the like. Activities associated with microobjects include, for example, the production or presentation of the antigen of interest (antibodies, cytokines, growth factors, metabolites, cancer cell markers or the like), the rate of growth, or a combination thereof. Can include. In FIG. 5, the selected group 402 is labeled 502. The selected group 502 is described as including all of the micro-objects in the enclosure 156, but instead the selected group 502 is more than all of the micro-objects in the group 402 of the enclosure 156. It may contain less (eg, one, two, three, four, five or so).

図5に示されている例において、微小物体の選択された群502は、図2Aおよび2BのDEPデバイス200として構成されているセレクタ122によって発生され得る光トラップ504により捕まえられている。例えば、光トラップ504は、選択された群502を包囲する起動されたDEP電極214の一続きのパターンを含み得る。上述のとおり、DEP電極214は、電極起動基板208上へ向けられる光のパターン222によって選択的に起動され得る(図2Aおよび2Bを参照)。 In the example shown in FIG. 5, the selected group 502 of microobjects is captured by an optical trap 504 that can be generated by a selector 122 configured as the DEP device 200 of FIGS. 2A and 2B. For example, the light trap 504 may include a continuous pattern of activated DEP electrodes 214 surrounding the selected group 502. As mentioned above, the DEP electrode 214 may be selectively activated by the pattern 222 of light directed onto the electrode activation substrate 208 (see FIGS. 2A and 2B).

図6に示されるとおり、光トラップ504は、保持用囲い156から、ステージングエリア172の方へ移動させられ得、それはまた、微小物体の選択された群502をも移動させる。その後、光トラップ504は、ステージングエリア172の中へ移動させられ得る。上述のとおり、光トラップ504は、電極起動基板208の上へ向けられる光パターン222を変化させることによって、移動させられ得る。ディテクタ138によって捕捉された流れ領域140の画像は、群502を選択すること、捕まえること、および、ステージングエリア172へ移動させることを容易にし得る。 As shown in FIG. 6, the light trap 504 can be moved from the holding enclosure 156 towards the staging area 172, which also moves the selected group 502 of microobjects. The light trap 504 can then be moved into the staging area 172. As described above, the light trap 504 can be moved by varying the light pattern 222 directed onto the electrode activation substrate 208. The image of the flow region 140 captured by the detector 138 may facilitate selecting, capturing, and moving the group 502 to the staging area 172.

光トラップ504は、例えば媒体144中の微小物体を遠ざけるように構成され得る。よって、光トラップ504は、トラップ504の内側に、選択された群502の微小物体を持ち続け得、および、トラップ504の外側に、他のどの群402からの他の全ての微小物体を持ち続け得る。よって、光トラップ504は、図3のステップ302の間中、選択された群502中の微小物体を、デバイス100中の微小物体のいずれの他の群402との混合から防止し得るとともに、選択された群502にはないいずれの微小物体を、群502との混合から防止し得る。 The light trap 504 may be configured to keep small objects in the medium 144 away, for example. Thus, the optical trap 504 may continue to carry the micro-objects of the selected group 502 inside the trap 504 and all other micro-objects from any other group 402 outside the trap 504. obtain. Thus, the optical trap 504 can prevent micro-objects in the selected group 502 from mixing with any other group 402 of micro-objects in device 100 during step 302 of FIG. 3 and select. Any micro-objects not found in group 502 can be prevented from mixing with group 502.

図7に示されるとおり、ひとたび選択された群502がステージングエリア172にくると、光トラップ504はオフにされ得る。図7に示されるとおり、媒体144の流れ404(図4を参照)は、選択された群502の微小物体がステージングエリア172からフラッシュされないように、オフにされ得る。代わりに、光トラップ504は、流れ領域140中の媒体144の流れに対してステージングエリア172の適所に群502を保持するよう、ステージングエリア172中に持たれ続けられ得る。さらなる別の代わりとして、ステージングエリア172は、流れ領域140中の媒体144の流れに対して群502を適所に保持し得る物理的な障壁(示されず)を含み得る。 As shown in FIG. 7, once the selected group 502 comes to the staging area 172, the light trap 504 can be turned off. As shown in FIG. 7, the flow 404 of the medium 144 (see FIG. 4) can be turned off so that the microobjects of the selected group 502 are not flushed from the staging area 172. Alternatively, the light trap 504 can be kept held in the staging area 172 to hold the group 502 in place in the staging area 172 with respect to the flow of the medium 144 in the flow area 140. As yet yet another alternative, the staging area 172 may include a physical barrier (not shown) that can hold the group 502 in place against the flow of the medium 144 in the flow area 140.

図3のステップ304にて、処理300は、微小物体の群502を、ステージングエリア172から搬出し得る。図8および9は、例を説明する。 In step 304 of FIG. 3, the process 300 can carry the group 502 of microobjects out of the staging area 172. 8 and 9 illustrate an example.

図8に示されるとおり、搬出インタフェース162のカバー166は除去され得、搬出デバイス182は、搬出デバイス182の第1端188中の開口190が包囲体102の中へ通路174の近位にあるかまたはそれと接触するように、インタフェース162の中へ挿入され得る。よって、図8に示されるとおり、搬出デバイス182の第1端188中の開口190は、ステージングエリア172中の微小物体の群502と近接し得る。 As shown in FIG. 8, the cover 166 of the unloading interface 162 can be removed and the unloading device 182 has an opening 190 in the first end 188 of the unloading device 182 proximal to the passage 174 into the enclosure 102. Or it can be inserted into interface 162 to make contact with it. Thus, as shown in FIG. 8, the opening 190 in the first end 188 of the unloading device 182 may be in close proximity to the group 502 of microobjects in the staging area 172.

図9に示されるとおり、圧力差は、搬出デバイス182中に生じさせられ得る。よって、ステージングエリア172中に配置されている群502中の微小物体は、通路174を経て、包囲体102の中へおよび搬出デバイス182の内部186の中へ引き出され得る。その後、群502の微小物体は、搬出デバイス182の第2端192にて回収され得るか、またはそうでなければ廃棄され得る。代わりに、搬出デバイス182が圧力差を発生させるデバイスではないかまたは圧力差が生じさせられないとき、別のメカニズムが、搬出デバイス182の中へ群502中の微小物体を引き出す。例えば、群502中の微小物体をステージングエリア172から搬出デバイス182の中へ押し流す媒体140の流れ(示されず)が発生させられ得る。微小物体を搬出するのに用いられ得る他の力は、重力および磁力を含み得る。さらなる別の代わりとして、媒体140の流れおよび搬出デバイス182によって発生される圧力差などの力の組み合わせは、群502中の微小物体を搬出デバイス182の中へ引き出すために使用され得る。 As shown in FIG. 9, a pressure difference can occur in the unloading device 182. Thus, the micro-objects in group 502 located in the staging area 172 can be pulled out through the passage 174 into the enclosure 102 and into the interior 186 of the unloading device 182. The microobjects of group 502 can then be recovered at the second end 192 of the unloading device 182 or otherwise discarded. Alternatively, when the unloading device 182 is not a device that produces a pressure difference or no pressure difference is produced, another mechanism pulls the micro-objects in group 502 into the unloading device 182. For example, a flow (not shown) of the medium 140 that pushes the micro-objects in group 502 from the staging area 172 into the unloading device 182 can be generated. Other forces that can be used to carry out micro-objects can include gravity and magnetic force. As yet another alternative, a combination of forces such as the flow of the medium 140 and the pressure difference generated by the unloading device 182 can be used to pull the micro-objects in group 502 into the unloading device 182.

図10は、図3のステップ304が実施され得る処理1000の例である。理解されるであろうが、流体の流れは、群502の微小物体を、ステージングエリア172から搬出デバイス182の中へ移動させ得る。かかる流体の流れは、デバイス100中の媒体144の流れ、搬出デバイス182による圧力差、搬出デバイス182による毛細管力などを含み得る。 FIG. 10 is an example of the process 1000 in which step 304 of FIG. 3 can be performed. As will be appreciated, the fluid flow can move the microobjects of group 502 from the staging area 172 into the unloading device 182. The flow of such fluid may include the flow of the medium 144 in the device 100, the pressure difference due to the unloading device 182, the capillary force due to the unloading device 182, and the like.

ステップ1002にて、流れ領域140中の媒体144の流れ404(図4を参照)は、実質的に止められ得る。例えば、制御モジュール130は、流れコントローラ124に、流れ404を実質的に止めさせ得る。代わりに、流れ404は、ステップ1002にて、遅くさせられ得る。ステップ1004にて、搬出デバイス182は、例えば図8に示されるとおり、搬出インタフェース162の中へ挿入され得る。ステップ1006にて、微少流体デバイス100の出口110(図1A〜1Cを参照)は閉鎖され得る。搬出インタフェース162以外の包囲体102からのいずれの他の流出口もまた閉鎖され得る。 At step 1002, the flow 404 (see FIG. 4) of the medium 144 in the flow region 140 can be substantially stopped. For example, the control module 130 may cause the flow controller 124 to substantially stop the flow 404. Alternatively, the flow 404 can be slowed down in step 1002. At step 1004, the unloading device 182 can be inserted into the unloading interface 162, for example as shown in FIG. At step 1006, the outlet 110 of the microfluidic device 100 (see FIGS. 1A-1C) may be closed. Any other outlet from the enclosure 102 other than the carry-out interface 162 may also be closed.

ステップ1008にて、流れ領域140中の媒体144の流れ404は、再開させられ得る。搬出インタフェース162が包囲体102から開口する唯一の流出口であるから、流れ404の方向は、搬出インタフェース162の方へおよびその中へ向かうものであろう。したがって流れ404は、ステージングエリア172から搬出デバイス182の方へ、群502の微小物体を一掃し得る。 In step 1008, the flow 404 of the medium 144 in the flow region 140 can be restarted. Since the unloading interface 162 is the only outlet opening from the enclosure 102, the direction of the flow 404 will be towards and into the unloading interface 162. Thus, the flow 404 can wipe out the micro-objects of group 502 from the staging area 172 towards the unloading device 182.

ステップ1010にて、搬出デバイス182中に圧力差が生じさせられ得、それは、群502の微小物体を、搬出デバイス182の第2端192の内部186の中へおよびその方へ、引き出し得る。代わりに、圧力差がステップ1010にて生じさせられないとき、ステップ1008にて発生された流れが単独で(任意に、重力または磁力などの他の力とカップリングされている)群502の微小物体を、ステージングエリア172から搬出デバイス182の中へ引き出す。よって、搬出デバイス182のいくつかの態様は、圧力差能(pressure differential capability)を有さない。 At step 1010, a pressure difference can be created in the unloading device 182, which can pull microobjects of group 502 into and towards the interior 186 of the second end 192 of the unloading device 182. Instead, when the pressure difference is not created in step 1010, the flow generated in step 1008 alone (optionally coupled with other forces such as gravity or magnetic force) is microscopic in group 502. The object is pulled out of the staging area 172 into the unloading device 182. Thus, some aspects of the unloading device 182 do not have a pressure differential capability.

ひとたび微小物体の群502が搬出デバイス182の中へ引き出されたら、媒体144の流れ404は再び、ステップ1012にて、実質的に止められ得るかまたは遅くされ得る。搬出デバイス182は任意に、ステップ1014にて、搬出インタフェース162から除去され得る。搬出デバイス182による圧力差はまた、ステップ1012または1014にて、オフにもされ得る。ステップ1016にて、微少流体デバイス100の出口110は開口され得、流れ領域140中の媒体144の流れ404は再び、ステップ1018にて、再開され得る。 Once the group 502 of microobjects has been pulled into the unloading device 182, the flow 404 of the medium 144 can again be substantially stopped or slowed down in step 1012. The unloading device 182 can optionally be removed from the unloading interface 162 in step 1014. The pressure difference due to the unloading device 182 can also be turned off in step 1012 or 1014. At step 1016, the outlet 110 of the microfluidic device 100 can be opened, and the flow 404 of the medium 144 in the flow region 140 can be restarted again at step 1018.

処理100は一例に過ぎず、変動はあり得る。例えば、ステップ1002〜1018の順序は、場合によっては、示されたものと異なり得る。加えて、全てのステップが実施される必要はない。例えば、搬出デバイス182は、搬出インタフェース162と実質的に永久に接続され得、それによって、ステップ1004および1014がスキップされ得る。同様に、異なる保持用囲い156からの微小物体の一連の搬出において、出口110は、最初の搬出のために閉鎖され得るが、その後も、続く搬出ステップのために閉鎖されたままであってもよい。したがって、処理1000のステップ1016はスキップされ得、処理1000のステップ1006および1016はスキップされ得、処理1000のステップ1014および1016はスキップされ得、処理1000のステップ1004、1006、1014および1006はスキップされ得、または、処理1000のステップ1004、1006および1014はスキップされ得る。 Process 100 is only an example and may vary. For example, the order of steps 1002-1018 may differ from that shown in some cases. In addition, not all steps need to be performed. For example, the unloading device 182 can be connected substantially permanently to the unloading interface 162, whereby steps 1004 and 1014 can be skipped. Similarly, in a series of unloading of microobjects from different holding enclosures 156, outlet 110 may be closed for the first unloading, but may remain closed for subsequent unloading steps thereafter. .. Thus, steps 1016 of process 1000 can be skipped, steps 1006 and 1016 of process 1000 can be skipped, steps 1014 and 1016 of process 1000 can be skipped, and steps 1004, 1006, 1014 and 1006 of process 1000 can be skipped. Obtaining or steps 1004, 1006 and 1014 of process 1000 may be skipped.

再び図3を参照すると、ステップ306にて、処理300は、ステージングエリアおよび搬出インタフェースにて搬出されなかった微小物体を除外し得る。様々な理由から、群502の微小物体のうち1以上は、ステップ304の一部として、搬出されなくてもよい。例えば、微小物体は、意図せず、ステージングエリア172中に残存することがある。別の例として、微小物体は、搬出インタフェース162中に詰まることがある。 With reference to FIG. 3 again, in step 306, process 300 may exclude micro-objects that were not unloaded at the staging area and unloading interface. For various reasons, one or more of the microobjects in group 502 may not be carried out as part of step 304. For example, microobjects may unintentionally remain in the staging area 172. As another example, micro-objects may become clogged in the carry-out interface 162.

様々な理由から、ステージングエリア172および搬出インタフェース162にて搬出されなかったかかる微小物体は、除外される必要があることもある。例えば、いくつかの適用において、群402の1つにおける微小物体を、他の群402中の微小物体との混合から防ぐことが重要であり得る(図4を参照)。例えば、言及したとおり、囲い156中の微小物体の各群402は生体細胞のクローンコロニーであり得、このケースにおいて、ある群402中の複製することができる生細胞を他の群との混合から防止することは重要であり得る。なぜなら、細胞が混合されたコロニーはもはやクローンではないからである。群502からの微小物体がステージングエリア172または搬出インタフェース162中に残された場合、搬出されなかった微小物体は、微小物体の次の群402と混合し得ることで、保持用囲い156から除去され、ステージングエリア172の中へ移動され、搬出インタフェース162を経て搬出される。 For various reasons, such micro-objects that were not unloaded at the staging area 172 and the unloading interface 162 may need to be excluded. For example, in some applications it may be important to prevent micro-objects in one of the groups 402 from mixing with micro-objects in the other group 402 (see FIG. 4). For example, as mentioned, each group 402 of microobjects in enclosure 156 can be a clonal colony of living cells, in this case from mixing live cells in one group 402 that can replicate with other groups. Prevention can be important. This is because colonies with mixed cells are no longer clones. If micro-objects from group 502 were left in the staging area 172 or the unloading interface 162, the un-unloaded micro-objects could be mixed with the next group 402 of micro-objects and removed from the holding enclosure 156. , Moved into the staging area 172 and carried out via the carry-out interface 162.

ステップ306は、様々なやり方のいずれにおいても実施され得る。例えば、ディテクタ138は、ステージングエリア172および搬出インタフェース162の画像を捕捉し得、それらの画像は、群502からの搬出されなかった微小物体について調べられ得る。画像は、ヒトのオペレータによるか、および/または、制御モジュール130によって実行される画像処理アルゴリズムを利用することによって調べられ得る。検出された微小物体のいずれも、様々な可能なやり方のいずれにおいても、除外され得る。 Step 306 can be performed in any of various ways. For example, the detector 138 may capture images of the staging area 172 and the unloading interface 162, which images may be examined for tiny objects that were not unloaded from group 502. The image can be examined by a human operator and / or by utilizing an image processing algorithm performed by the control module 130. Any of the detected micro-objects can be excluded in any of the various possible ways.

例えば、ステージングエリア172および/または搬出インタフェース162にて搬出されなかった微小物体は、(例として図2Aおよび2BのDEPデバイス200として構成された)セレクタ122を利用し、ステージングエリア172および/または搬出インタフェース162または同種のものから搬出されなかった微小物体をフラッシュすることによって、除去され得る。別の例として、ステップ306は、最初にステップ302にて新しい微小物体の群をステージングエリア172の中へ移動させることをせずに、ステップ304を1回または2回以上繰り返すことによって実施され得る。 For example, micro-objects that were not unloaded at the staging area 172 and / or the unload interface 162 utilize a selector 122 (configured as the DEP device 200 of FIGS. 2A and 2B as an example) to unload the staging area 172 and / or unload. It can be removed by flushing micro-objects that have not been unloaded from interface 162 or the like. As another example, step 306 may be performed by repeating step 304 one or more times without first moving a group of new microobjects into the staging area 172 in step 302. ..

別の例として、搬出されなかった微小物体が生体細胞である場合、搬出されなかった生体細胞は、搬出されなかった細胞を滅菌または死滅させることによって除外され得る。図11は、微小物体が細胞などの生物学的な微小物体であるとき、図3のステップ306を実施するための処理1100の例である。ステップ1102にて、処置は、ステージングエリア172および搬出インタフェース162に適用され得る。処置は、生物学的な微小物体を死滅または滅菌し得る。例えば、処置は、生物学的な微小物体にとって致命的であるかまたはそれを滅菌する化学剤を、ステージングエリア172および搬出インタフェース162を経てフラッシュすることを含み得る。別の例として、処置は、生物学的な微小物体にとって致命的であるかまたはそれを滅菌する電磁放射線を、ステージングエリア172および搬出インタフェース162の上へ向けることを含み得る。例えば、EM源136は、レーザー光線を、ステージングエリア172および搬出インタフェース162の上へ向け得る。いくつかの態様において、ディテクタ138は、ステージングエリア172および/または搬出インタフェース162の画像を捕捉し得、かかるレーザー光線は、画像から検出されたいずれの生物学的な微小物体に特異的に向けられ得る。ステージングエリア172または搬出インタフェース162にて搬出されなかった細胞を死滅または滅菌する他の例は、電気、高温または低温、溶解(例として機械的切断微小機器による)、超音波振動または同種のものの使用を含む。 As another example, if the non-delivered microobject is a living cell, the non-carried living cell can be excluded by sterilizing or killing the non-carried cell. FIG. 11 is an example of process 1100 for carrying out step 306 of FIG. 3 when the micro-object is a biological micro-object such as a cell. At step 1102, the procedure can be applied to the staging area 172 and the unloading interface 162. Treatment can kill or sterilize biological microscopic objects. For example, the procedure may include flushing a chemical agent that is fatal to or sterilizes the biological micro-object via the staging area 172 and the unloading interface 162. As another example, the procedure may include directing electromagnetic radiation that is fatal to or sterilizes the biological micro-object onto the staging area 172 and the carry-out interface 162. For example, the EM source 136 may direct the laser beam over the staging area 172 and the unloading interface 162. In some embodiments, the detector 138 may capture an image of the staging area 172 and / or the export interface 162, and such a laser beam may be specifically directed at any biological microobject detected from the image. .. Other examples of killing or sterilizing cells that were not exported in the staging area 172 or export interface 162 are electrical, hot or cold, lysed (eg by mechanical cutting microdevices), ultrasonic vibration or the use of the like. including.

ステップ1104にて、処理300は、ステージングエリア172または搬出インタフェース162中のいずれの生物学的な微小物体をも洗い流すために、ステージングエリア172および搬出インタフェース162をフラッシュし得る。例えば、ステージングエリア172および搬出インタフェース162は、媒体144によりフラッシュされ得る。別の例として、ステージングエリア172および搬出インタフェース162は、脱イオン水によりフラッシュされ得る。 At step 1104, process 300 may flush the staging area 172 and the unloading interface 162 to wash away any biological micro-objects in the staging area 172 or the unloading interface 162. For example, the staging area 172 and the unloading interface 162 can be flushed by the medium 144. As another example, the staging area 172 and the unloading interface 162 can be flushed with deionized water.

ステップ1106にて、ステージングエリア172および搬出インタフェース162は、搬出されなかった生物学的な微小物体について調べられ得る。例えば、ディテクタ138は、ステージングエリア172および搬出インタフェース162の画像を捕捉し得るが、それらは、上述のとおり、搬出されなかった生物学的な微小物体について調べられ得る。搬出されなかった生物学的な微小物体が検出された場合、処置を適用するステップ1102およびフラッシュするステップ1104は、ステップ1106にて搬出されなかった微小物体が検出されなくなるまで、繰り返され得る。 At step 1106, the staging area 172 and the unloading interface 162 can be examined for biological microobjects that have not been unloaded. For example, the detector 138 can capture images of the staging area 172 and the unloading interface 162, but they can be examined for biological micro-objects that were not unloaded, as described above. If undelivered biological micro-objects are detected, step 1102 to apply the procedure and step 1104 to flush can be repeated until the non-delivered micro-objects are no longer detected in step 1106.

図11の処理1100は一例に過ぎず、変動が考慮される。例えば、調べるステップ1106は、処置ステップ1102およびフラッシュステップ1104に先行し得る。よって、いくつかの態様において、それらは、搬出されなかった微小物体が検出された場合にのみ、実施される。別の例として、処理1100は、フラッシュするステップ1104または調べるステップ1106の一方または両方をせずに、実施され得る。さらなる別の例として、処理1100は、搬出されなかった生物学的な微小物体を廃棄用容器の中へフラッシュすることによってなど、ステップ1102をせずに実施され得る。 The process 1100 of FIG. 11 is only an example, and fluctuations are taken into consideration. For example, examining step 1106 may precede treatment step 1102 and flushing step 1104. Thus, in some embodiments, they are carried out only if undelivered micro-objects are detected. As another example, process 1100 can be performed without one or both of flushing step 1104 and examining step 1106. As yet another example, treatment 1100 can be performed without step 1102, such as by flushing undelivered biological micro-objects into a waste container.

実際、図1A〜11に説明されているデバイスおよび処理は例であって、変動が考慮される。図12A〜16は、かかる変動の例を説明する。 In fact, the devices and processes described in FIGS. 1A-11 are examples and variations are considered. 12A-16 illustrate an example of such variation.

図12A〜12Cは、搬出インタフェース1202の別の例を説明する。それは、本明細書中の図または検討のいずれにおいても、このようにして搬出インタフェース162と置き換え可能である。示されるとおり、搬出インタフェース1202は、通路174の上、包囲体102上に配置され得る。搬出インタフェース1202は、通路174への開口1204、割れ目1208(例として切り込み(slit))および弁1210を含むカバー1206、ならびに、流入開口1222を含み得る。 12A-12C illustrate another example of the unloading interface 1202. It is thus replaceable with the unloading interface 162 in any of the figures or discussions herein. As shown, the unloading interface 1202 may be located on the siege 102, above the aisle 174. The unloading interface 1202 may include an opening 1204 to passage 174, a cover 1206 including a crevice 1208 (eg, a slit) and a valve 1210, and an inflow opening 1222.

図12Bに示されるとおり、割れ目1208は、弁1210を定義し得、ひいては分離し得る。例えば、割れ目1208は、カバー1206中に1以上の切り込みを含み得る。カバー1206は、1つの割れ目1208および2つの弁1210を含むように説明されているが、カバー1206は、より多くの割れ目1208および弁1210を含み得る。何であれ、カバー1206は、可撓性がある弾力的な材料を含み得、カバー1206は、弾力的な内力が、弁1210を、カバー1206が包囲体102を経る通路174の全体または実質的に全体を覆うように、近位にまたは接触して(into proximity or contact)偏らせるようにして、構築され得る。しかしながら、弁1210の可撓性は、弁1210が、割れ目1208近くのカバー1206に対して押し付けられている搬出デバイス182の第1端188の力に応答して離れていくことを許容し得る。図12Cに説明されるとおり、弁1210は離れていき、搬出デバイス172の第1端188が、包囲体102の中へ、通路174に近位にまたは接触して移動させられることを許容し得る。示されていないが、弁1210の弾力は、搬出デバイス182が搬出インタフェース1202から除去される際、カバー1206が、図12Bに示される通路174を全体的にまたは実質的に全体的に覆うように、接触しながら(into contact)弁1210を逆方向に移動させ得る。 As shown in FIG. 12B, fissure 1208 can define valve 1210 and thus separate. For example, crevice 1208 may include one or more notches in cover 1206. Cover 1206 is described to include one fissure 1208 and two valves 1210, but cover 1206 may include more fissures 1208 and valves 1210. Whatever the cover 1206 may comprise a flexible elastic material, the cover 1206 may have an elastic internal force across or substantially of the passage 174 through which the valve 1210 and the cover 1206 pass through the enclosure 102. It can be constructed to be proximal or contact biased to cover the entire area. However, the flexibility of the valve 1210 may allow the valve 1210 to move away in response to the force of the first end 188 of the unloading device 182 being pressed against the cover 1206 near the crevice 1208. As described in FIG. 12C, the valve 1210 may allow the first end 188 of the unloading device 172 to be moved into the enclosure 102 proximally or in contact with the passage 174. .. Although not shown, the elasticity of the valve 1210 is such that when the unloading device 182 is removed from the unloading interface 1202, the cover 1206 covers the passage 174 shown in FIG. 12B entirely or substantially entirely. The valve 1210 can be moved in the opposite direction while making contact.

よって、カバー1206は、搬出デバイス182の端188が、カバー1206に対して、それを経て押し付けられているとき(このケースにおいて、カバー1206は、搬出デバイス182を受け入れるように開口している)を除いて、閉鎖され得る。搬出デバイス182がカバー1206から除去される際、カバー1206は自己閉鎖する。 Thus, the cover 1206 is when the end 188 of the unloading device 182 is pressed against the cover 1206 through it (in this case, the cover 1206 is open to accept the unloading device 182). Except, it can be closed. When the unloading device 182 is removed from the cover 1206, the cover 1206 self-closes.

搬出インタフェース1202の流入1222部は、搬出デバイス182の、搬出インタフェース1202の中への挿入を容易にするガイドとして機能し得る。説明されるとおり、流入1222は、傾斜側壁1224を含み得る。 The inflow 1222 portion of the carry-out interface 1202 can function as a guide for facilitating the insertion of the carry-out device 182 into the carry-out interface 1202. As described, the inflow 1222 may include an inclined side wall 1224.

図13A〜13Cは搬出インタフェース1302の別の例を説明するが、それは、本明細書中の図または検討のいずれにおいても搬出インタフェース162と置き換え可能である。示されるとおり、搬出インタフェース1302は、通路174上、包囲体102上に配置され得る。搬出インタフェース1302は、図13Aに示される通路174を全体的に覆う(ひいてはカバー166である)一塊の材料を含み得る。しかしながら、材料は、図13Bに示される搬出デバイス1304によって容易に貫通されるのに充分にしなやかであり得る。図13Bにおいて、搬出インタフェース1302は、例えば皮下注射針または同種のものであり得る搬出デバイス1304の第1端1388を押し付けることによって搬出インタフェース1302を経て貫通される。これによって、搬出インタフェース1302中に穴1306が形成される。搬出デバイス1304は、とりわけ細いものであり得るが、そうでなければ一般に搬出デバイス182のようなものであり得る。よって、図13Bに示される搬出インタフェース1302を経て挿入されている間、搬出デバイス1304の第1端1388は、包囲体102の中へ、通路174に近位にまたは接触し得、微小物体(図13Bに示されず)は、搬出デバイス182に関して一般に上述した搬出デバイス1304の第1端1388における開口の中へ引き出され得る。よって、搬出デバイス1304は搬出デバイス182の一例であって、本明細書中の図または検討のいずれにおいても搬出デバイス182と置き換え可能である。搬出インタフェース1302は、搬出デバイス182によってなされた穴1306が、搬出デバイス1304が搬出インタフェース1302から除去される際に閉鎖するように、自己回復し得る。搬出インタフェース1302のための自己回復材料の例はシリコーンを含む。図13Cに説明されるとおり、搬出インタフェース1302は、搬出デバイス1304によって、多数の適所において多数回貫通され得る。微少流体構造物104から分離されている構造物であるよりむしろ、搬出インタフェース1302は、その代わりとして、ステージングエリア172のすぐ近隣の微少流体構造物104の一部であり得る。かかるケースにおいて、構造物104は通路174を含む必要がない。 13A-13C illustrate another example of the unloading interface 1302, which can be replaced with the unloading interface 162 in any of the figures or discussions herein. As shown, the unloading interface 1302 may be located on the aisle 174 and on the enclosure 102. The unloading interface 1302 may include a mass of material that entirely covers (and thus covers 166) the passage 174 shown in FIG. 13A. However, the material can be sufficiently supple to be easily penetrated by the unloading device 1304 shown in FIG. 13B. In FIG. 13B, the unloading interface 1302 is penetrated through the unloading interface 1302 by pressing, for example, a subcutaneous injection needle or a first end 1388 of a unloading device 1304 which may be of the same type. As a result, a hole 1306 is formed in the carry-out interface 1302. The unloading device 1304 can be particularly thin, but otherwise it can generally be something like the unloading device 182. Thus, while inserted via the unloading interface 1302 shown in FIG. 13B, the first end 1388 of the unloading device 1304 may enter the enclosure 102 proximally or in contact with the passage 174 and be a micro object (FIG. 13B). (Not shown in 13B) can be pulled into the opening at the first end 1388 of the carry-out device 1304 generally described above with respect to the carry-out device 182. Therefore, the unloading device 1304 is an example of the unloading device 182 and can be replaced with the unloading device 182 in any of the figures or studies herein. The unloading interface 1302 may self-heal so that the holes 1306 made by the unloading device 182 are closed when the unloading device 1304 is removed from the unloading interface 1302. Examples of self-healing materials for unloading interface 1302 include silicone. As described in FIG. 13C, the unloading interface 1302 can be pierced many times in many places by the unloading device 1304. Rather than being a structure separated from the microfluidic structure 104, the unloading interface 1302 may instead be part of the microfluidic structure 104 in the immediate vicinity of the staging area 172. In such cases, the structure 104 does not need to include the passage 174.

図14は、本明細書中の図または検討のいずれにおいても搬出インタフェース162と置き換え可能な搬出インタフェース1406のさらなる別の例を示す。図14において、搬出インタフェース1406は、管1402の第1端1488が、包囲体102の中へ、通路174に近位にまたは接触するように、アクセス管1402を包囲体102へ永久に固定する固定式付着メカニズムであり得る。微小物体(図14に示されず)は、搬出デバイス182に関して一般に上述したとおり、アクセス管1402の第1端1488中の開口の中へ引き出され得る。よって、アクセス管1402は、搬出デバイス182の例であり、本明細書中の図または検討のいずれにおいても搬出デバイス182と置き換え可能である。示されるとおり、アクセス管1402は、管1402中の第1端1488から第2端1492への内部通路を開口および閉鎖し得るバルブ1408を含み得る。バルブ1408は、例えば、ステージングエリア172から微小物体を搬出する間を除いて、閉鎖され得る。しかしながら、毛細管力と流れ領域140を経る流体流れの速度を調整することとがバルブ1408の代わりになるので、アクセス管1402は、バルブ1408を含む必要がない。 FIG. 14 shows yet another example of a unloading interface 1406 that can replace the unloading interface 162 in any of the figures or studies herein. In FIG. 14, the unloading interface 1406 permanently secures the access tube 1402 to the enclosure 102 such that the first end 1488 of the tube 1402 is proximal to or in contact with the passage 174 into the enclosure 102. It can be a formula adhesion mechanism. The micro-object (not shown in FIG. 14) can be pulled into the opening in the first end 1488 of the access tube 1402, as generally described above for the unloading device 182. Therefore, the access tube 1402 is an example of the carry-out device 182, and can be replaced with the carry-out device 182 in any of the figures or studies herein. As shown, the access tube 1402 may include a valve 1408 that can open and close the internal passage from the first end 1488 to the second end 1492 in the tube 1402. The valve 1408 may be closed, for example, except during the removal of microobjects from the staging area 172. However, the access tube 1402 does not need to include the valve 1408, as adjusting the capillary force and the velocity of the fluid flow through the flow area 140 replaces the valve 1408.

図15Aは、図1A〜1Dのデバイス100の変動の例であり得る微少流体デバイス1500の部分的な斜視図を示す。いくつかの例外はあるが、微少流体デバイス1500は、デバイス100と同種のものであり得、図15A〜15Cにおいて同様の番号を付された要素は、図1A〜1Dと同じものであり得る。 FIG. 15A shows a partial perspective view of the microfluidic device 1500 which may be an example of variation of the device 100 of FIGS. 1A-1D. With a few exceptions, the microfluidic device 1500 can be of the same type as the device 100, and the similarly numbered elements in FIGS. 15A-15C can be the same as in FIGS. 1A-1D.

図15A〜15Cに示されるとおり、搬出インタフェース162は、微少流体デバイス1500の第1搬出インタフェースであり得、それはまた、包囲体102を経て流れ領域140の中へ第2通路1574の上に配置されている第2搬出インタフェース1562をも含み得る。そうでなければ、第2搬出インタフェース1562は、第1搬出インタフェース162と類似し得る。例えば、第2搬出インタフェース1562は、通路1574への開口1564およびカバー1566を含み得るが、上述した第1搬出インタフェース162の開口164およびカバー166と類似し得る。同様に示されるとおり、包囲体102の中への通路174、1574、ひいては搬出インタフェース162、1562は、包囲体102の逆側にあり得、互いに一直線に並べられる必要はない。 As shown in FIGS. 15A-15C, the unloading interface 162 may be the first unloading interface of the microfluidic device 1500, which is also located on the second passage 1574 into the flow region 140 via the enclosure 102. The second unloading interface 1562 may also be included. Otherwise, the second unloading interface 1562 may be similar to the first unloading interface 162. For example, the second unloading interface 1562 may include an opening 1564 and a cover 1566 to the passage 1574, but may be similar to the opening 164 and cover 166 of the first unloading interface 162 described above. As shown similarly, the passages 174, 1574 into the enclosure 102 and thus the unloading interfaces 162, 1562 can be on opposite sides of the enclosure 102 and do not need to be aligned with each other.

微少流体デバイス1500はまた、デバイス100のステージングエリア172とは異なるステージングエリア1512をも有し得る。例えば、図15Bおよび15Cに示されるとおり、ステージングエリア1512は、通路174ひいては第1搬出インタフェース162と一般に一直線に並べられ得る第1端1518;通路1574ひいては第2搬出インタフェース1562と一般に一直線に並べられ得る第2端1514;および、端1514、1518の間の中間部分1516を含み得る。そうでなければ、ステージングエリア1512は、上述したデバイス100のステージングエリア172と同種のものであり得る。代わりに、デバイス100は、1512と同種のステージングエリアを有し得、よって、それは、図1A〜11および上の検討においてステージングエリア172と置き換え可能である。 The microfluidic device 1500 may also have a staging area 1512 that is different from the staging area 172 of the device 100. For example, as shown in FIGS. 15B and 15C, the staging area 1512 is generally aligned with the passage 174 and thus the first unloading interface 162 with the first end 1518; the passage 1574 and thus the second unloading interface 1562. The second end 1514; and the intermediate portion 1516 between the ends 1514, 1518 may be included. Otherwise, the staging area 1512 may be of the same type as the staging area 172 of device 100 described above. Alternatively, the device 100 may have a staging area similar to the 1512, so that it can be replaced with the staging area 172 in FIGS. 1A-11 and the above discussion.

図3の処理300は、以下のように、微少流体デバイス1500により実施され得る。ステップ302は、一般に上述のとおり実施され得る。例えば、図15A〜15Cに示される図中に可視化されていないが、デバイス1500は保持用囲い156を含み得、それらの各々は、例えば図5に示されるとおり、微小物体の群402を保持し得る。保持用囲い156は、微小物体の群402が置かれている単離スペースを含み得る。微小物体の群は、図4〜7中に一般に説明されるとおり、保持用囲い156からステージングエリアまたはその一部(例として中間部分1516)へ移動させられ得る。 The process 300 of FIG. 3 can be performed by the microfluidic device 1500 as follows. Step 302 can generally be performed as described above. For example, although not visualized in the figures shown in FIGS. 15A-15C, device 1500 may include a holding enclosure 156, each of which holds a group of microobjects 402, eg, as shown in FIG. obtain. The holding enclosure 156 may include an isolation space in which a group of microobjects 402 are located. The group of micro-objects can be moved from the holding enclosure 156 to the staging area or a portion thereof (eg, intermediate portion 1516), as generally described in FIGS. 4-7.

ステップ304は、図16中に説明されるとおりに実施され得る。搬出インタフェース162、1562のカバー166、1566は除去され得、第1端188中の開口190が包囲体102を経て第1通路174に近位にまたは接触するように、第1搬出デバイス182は第1インタフェース162の中へ挿入され得る。第1搬出デバイス182は、上述した搬出デバイス182と同じものであり得、前述したものは、上述したものと同じであり得る。 Step 304 can be performed as described in FIG. Covers 166, 1566 of the unloading interfaces 162, 1562 can be removed, and the first unloading device 182 has a first unloading device 182 such that the opening 190 in the first end 188 is proximal to or in contact with the first passage 174 via the enclosure 102. It can be inserted into one interface 162. The first unloading device 182 can be the same as the unloading device 182 described above, and the one described above can be the same as the one described above.

第2搬出デバイス1682は、第2インタフェース1562の中へ、類似して挿入され得る。第2搬出デバイス1682は、第1搬出デバイス182と同じものであっても、類似したものであってもよい。よって、第2搬出デバイス1682は、第1端1688から逆側にある第2端1692への内部通路1686を定義する管状ハウジング1684を含む、中空の管様構造物を含む。第2搬出インタフェース1682のカバー1566が除去されると、第2搬出デバイス1682は、第1端1688が包囲体102の中へ第2通路1574に近位にまたは接触させられるように、第2搬出インタフェース1562中の開口1564の中へ挿入され得る。 The second unloading device 1682 can be similarly inserted into the second interface 1562. The second unloading device 1682 may be the same as or similar to the first unloading device 182. Thus, the second unloading device 1682 includes a hollow tube-like structure that includes a tubular housing 1684 that defines an internal passage 1686 from the first end 1688 to the opposite second end 1692. When the cover 1566 of the second unloading interface 1682 is removed, the second unloading device 1682 is evacuated so that the first end 1688 is proximal to or in contact with the second passage 1574 into the enclosure 102. It can be inserted into the opening 1564 in interface 1562.

図16中に説明されているとおり、搬出デバイス182、1682が、搬出インタフェース162、1562の中へ挿入されると、液体(例として媒体144)の流れは、ステージングエリア1512に近接した流れ領域140の一部を通過する液体の流れにより、第1搬出デバイス182の開口190〜第2搬出デバイス1582の開口1690の間で、発生させられ得る。かかる液体の流れを容易にするために、圧力差が、第1搬出デバイス182の開口190と第2搬出デバイス1682の開口1690との間に、発生させられ得る。 As described in FIG. 16, when the unloading devices 182, 1682 are inserted into the unloading interfaces 162, 1562, the flow of liquid (eg medium 144) flows into the flow region 140 close to the staging area 1512. The flow of liquid through a portion of the can be generated between the openings 190 of the first unloading device 182 to the openings 1690 of the second unloading device 1582. To facilitate the flow of such liquid, a pressure difference can be generated between the opening 190 of the first unloading device 182 and the opening 1690 of the second unloading device 1682.

例えば、図16に示されるとおり、液体(例として媒体144)の流れは、第1搬出デバイス182の第2端192から第1端188へ、発生させられ得る。これは、ステージングエリア1512の第1端1518から第2端1514へ、包囲体102中に流れ1604を生じさせ得る。流れ1604は、ステージングエリア1512の中間部分1516から、第2端1514ひいては第2搬出デバイス1682の第1端1688における開口1690の方へ、微小物体の選択された群502を一掃させ得る。同時に、圧力差が、第2搬出デバイス1682の第1端1688から第2端1692へ、発生させられ得る。かかる圧力差は、包囲体102中の第2通路1574を経て、第2搬出デバイス1682の中へ、微小物体の選択された群502を引き出し得る。よって、選択された群502の微小物体は、第2搬出デバイス1682の第2端1692にて、回収され得る。 For example, as shown in FIG. 16, a flow of liquid (eg, medium 144) can be generated from the second end 192 to the first end 188 of the first unloading device 182. This can create a flow 1604 in the enclosure 102 from the first end 1518 to the second end 1514 of the staging area 1512. The flow 1604 can clear the selected group 502 of microobjects from the intermediate portion 1516 of the staging area 1512 towards the opening 1690 at the first end 1688 of the second end 1514 and thus the second unloading device 1682. At the same time, a pressure difference can be generated from the first end 1688 to the second end 1692 of the second unloading device 1682. Such a pressure difference can pull a selected group 502 of microobjects into the second unloading device 1682 via the second passage 1574 in the enclosure 102. Thus, the micro-objects of the selected group 502 can be recovered at the second end 1692 of the second unloading device 1682.

図3のステップ302にてステージングエリア1512へ移動させられた微少物体の選択された群502は、このようにしてステップ304にて搬出され得る。一般に上述したとおり、それ以後、ステップ306にて、ステージングエリア1512、第1搬出インタフェース162および/または第2搬出インタフェース1562は、フラッシュされ得るか、および/または、搬出されなかった微小物体がそれらから除外され得る。 The selected group 502 of the microobjects moved to the staging area 1512 in step 302 of FIG. 3 can thus be carried out in step 304. Generally, as described above, thereafter in step 306, the staging area 1512, the first unloading interface 162 and / or the second unloading interface 1562 can be flushed and / or small objects that have not been unloaded from them. Can be excluded.

図17は、図1A〜1Dのデバイス100の別の変動を説明する。示されるとおり、図17のデバイス1700は、複数のステージングエリア1772を含み得、それらの各々は、上述したとおりのステージングエリア172と同種のものであり得、デバイス1700は、複数の出口110a、110bを含み得る(それらは、出口110が上に記載されているとおりであり得る)。いくつかの態様において、各ステージングエリア1772は、単一の保持用囲い156に関連し得る。そうでなければ、デバイス1700は図1A〜1Dのデバイス100と同種のものであり得、同様の番号を付された要素は同じものであり得る。 FIG. 17 illustrates another variation of the device 100 of FIGS. 1A-1D. As shown, device 1700 in FIG. 17 may include multiple staging areas 1772, each of which may be of the same type as staging area 172 as described above, where device 1700 may include multiple outlets 110a, 110b. (They may have the exit 110 as described above). In some embodiments, each staging area 1772 may be associated with a single retaining enclosure 156. Otherwise, device 1700 may be of the same type as device 100 of FIGS. 1A-1D, and similarly numbered elements may be of the same type.

図17中に説明されているとおり、媒体の流れ1704は、ステージングエリア1772へ向けられ得る。例えば、出口110aを除く全ての出口110は閉鎖され得、チャネル152から流体流れを迂回させ得、一般に入口108からステージングエリア1772へおよび唯一開口している出口110aへの単一の流路1752を生じさせ得る。微小物体(図17に示されず)は、囲い156の1つから流れ1704(微小物体をステージングエリア1772へ運び得る)の中へ微小物体を単に移動させることによって、ステージングエリア1772へ移動させられ得、そこで、微小物体(示されず)は、上述したとおり、近接した搬出インタフェース(示されず)を経て除去され得る。代わりに、いくつかの態様において、微小物体(図17に示されず)は、囲い156の1つからステージングエリア1772へ移動させられ得、流れ1704は、出口110aへ、およびそこから、微小物体を運び得る。よって、出口110aは、搬出インタフェースとして機能し得る。出口110aは、包囲体102を経る単なる穴を含め、上述した出口110の例のいずれかと同種のものであり得る。 As described in FIG. 17, the medium flow 1704 can be directed to the staging area 1772. For example, all outlets 110 except outlet 110a can be closed, bypassing fluid flow from channel 152, and generally a single flow path 1752 from inlet 108 to staging area 1772 and to the only open outlet 110a. Can occur. A micro object (not shown in FIG. 17) can be moved to a staging area 1772 by simply moving the micro object from one of the enclosures 156 into a flow 1704 (which can carry the micro object to the staging area 1772). There, micro-objects (not shown) can be removed via a close carry-out interface (not shown), as described above. Alternatively, in some embodiments, the micro-object (not shown in FIG. 17) can be moved from one of the enclosures 156 to the staging area 1772, and the flow 1704 moves the micro-object to and from exit 110a. Can be carried. Therefore, the outlet 110a can function as a carry-out interface. The outlet 110a can be of the same type as any of the examples of outlet 110 described above, including a mere hole through the enclosure 102.

図18は、図17のデバイス1700の変動を説明する。示されるとおり、図18のデバイス1800は一般に、デバイス1800が、保持用囲い156を定義し流路1752からチャネル152を分ける単一の障壁1854を含むということを除いて、デバイス1700と同じものであり得る(および同様の番号を付された要素は同じものであり得る)。加えて、デバイス1800は、流路1752に置かれている単一のステージングエリア1772を含む(または全くない)。図17について上述したとおり、媒体144の流れ1704は、出口110aを除いた全ての出口110を閉鎖することによって、流路1752中に生じさせられ得る。微小物体(図18には示されず)は、微小物体を、囲い156の1つからステージングエリア1772(そこで、微小物体(示されず)は、上述したとおり、近接の搬出インタフェース(示されず)を経て除去され得る)へ移動させることによって、デバイス1800から搬出され得る。代わりに、微小物体(図18には示されず)は、微小物体を、囲い156の1つからステージングエリア1772へまたは(ステージングエリアが存在しない場合)流れ1704の中へ、移動させることによって、デバイス1800から搬出され得る。よって流れ1704は、出口110aへ、およびそこから、微小物体を運び得る。出口110aは、包囲体102を経る単なる穴を含め、上述の出口110の例のいずれの同種なものでもあり得る。 FIG. 18 illustrates the variation of device 1700 of FIG. As shown, the device 1800 of FIG. 18 is generally the same as the device 1700, except that the device 1800 generally includes a single barrier 1854 that defines a holding enclosure 156 and separates the channel 152 from the flow path 1752. It is possible (and elements with similar numbers can be the same). In addition, device 1800 includes (or none at all) a single staging area 1772 located in flow path 1752. As described above for FIG. 17, the flow 1704 of the medium 144 can be generated in the flow path 1752 by closing all outlets 110 except the outlet 110a. The micro-object (not shown) wraps the micro-object from one of the enclosures 156 to the staging area 1772 (where the micro-object (not shown) goes through the proximity carry-out interface (not shown) as described above. It can be removed from the device 1800 by moving it to (can be removed). Instead, the micro-object (not shown in FIG. 18) is a device by moving the micro-object from one of the enclosures 156 into the staging area 1772 or into the flow 1704 (if the staging area does not exist). Can be unloaded from 1800. Thus, the flow 1704 can carry microobjects to and from outlet 110a. The outlet 110a can be of the same kind as any of the examples of the outlet 110 described above, including a mere hole through the enclosure 102.

図19A〜19Bは、図17のデバイス1700の別の変動を説明する。示されるとおり、図19A〜19Bのデバイス1900は一般に、デバイス1900が、流路1752としてもまた機能するチャネル152を含むことを除いて、デバイス1700と同じものであり得る(および同様の番号を付された要素は同じものであり得る)。示される態様において、各ステージングエリア1772は、保持用囲い156への開口に近接して、チャネル152中に置かれている。しかしながら、デバイス1900におけるステージングエリアの数は、保持用囲い156の数未満であり得るか、および/または、ステージングエリアは、チャネル152中に明確な場所を有する必要がない(すなわち、チャネル152中のいずれの場所も、ステージングエリア1772と考えられ得る)。図19B(デバイス1900の横断面)に示されるとおり、流れ領域140への入口108および/またはそこからの出口110は、流れ領域140の上に置かれ得る。出口は、通路174を有する搬出インタフェースとして機能し得る。出口110は、一般に上述したやり方で、搬出デバイス(示されず)に接続され得る。しかも、保持用囲い156は、単離領域1960および接続領域1958を有し得、単離領域1960は、接続領域1958を介してチャネル152と流体的に接続されている。微小物体(図19A〜19Bには示されず)は、微小物体を、囲い156の1つからチャネル152中のステージングエリア1772へ移動させることによって、デバイス1900から搬出され得る。その後、流れ1904は、微小物体を出口110へ、および搬出デバイスの外へ、運び得る。 19A-19B illustrate another variation of device 1700 of FIG. As shown, the device 1900 in FIGS. 19A-19B can generally be the same as (and similarly numbered) the device 1700, except that the device 1900 includes a channel 152 that also functions as a flow path 1752. The elements that were made can be the same). In the embodiments shown, each staging area 1772 is placed in channel 152 in close proximity to an opening to a holding enclosure 156. However, the number of staging areas in device 1900 can be less than the number of retention enclosures 156 and / or the staging areas need not have a well-defined location in channel 152 (ie, in channel 152). Both locations can be considered staging areas 1772). As shown in FIG. 19B (cross section of device 1900), the inlet 108 to and / or the outlet 110 from the flow region 140 may be placed on top of the flow region 140. The exit can serve as a carry-out interface with aisle 174. The outlet 110 may be connected to the unloading device (not shown) in the manner generally described above. Moreover, the holding enclosure 156 may have an isolated region 1960 and a connecting region 1958, which is fluidly connected to the channel 152 via the connecting region 1958. The micro-object (not shown in FIGS. 19A-19B) can be unloaded from device 1900 by moving the micro-object from one of the enclosures 156 to the staging area 1772 in channel 152. The flow 1904 can then carry the micro object to the outlet 110 and out of the unloading device.

図20は、微小物体を図19A〜19Bのデバイス1900から搬出するための処理2000の例を説明する。示されるとおり、ステップ2002にて、処理2000は、デバイス1900の包囲体102中の媒体144の、直接的に出口110への流れ1904を生じさせ得る。例えば、流れ1904は、媒体144を、チャネル152を経て、出口110の外へ、フラッシュし得る。ステップ2002でのフラッシュは、チャネル152中の出口110の周辺(すなわち搬出インタフェース)におよび/または搬出デバイス(示されず)中に存在することがある微小物体をデバイス1900から取り除き得る。ある態様において、ステップ2002にてデバイス1900を経てフラッシュされる媒体144の量は、デバイス1900および搬出デバイスが保持することが可能な流体の合わせた体積の少なくとも2倍(例として少なくとも3、4、5、10、15、20、25倍またはそれより多い)である。フラッシュする媒体は、約0.05〜5.0μL/秒(例として約0.1〜2.0、0.2〜1.5、0.5〜1.0μL/秒または約1.0〜2.0μL/秒)の速度でチャネルの中へ流され得る。ステップ2002にて媒体の流れ1904は、液体の、一続きの、パルス状の、周期的な、ランダムの、断続的な、または、往復の流れ、あるいは、それらの組み合わせであり得る。 FIG. 20 describes an example of process 2000 for carrying out a minute object from the device 1900 of FIGS. 19A-19B. As shown, in step 2002, process 2000 can generate a flow 1904 of the medium 144 in the enclosure 102 of the device 1900 directly to the outlet 110. For example, flow 1904 may flush media 144 out of outlet 110 via channel 152. The flush in step 2002 may remove tiny objects from the device 1900 that may be around the exit 110 in the channel 152 (ie, the unloading interface) and / or in the unloading device (not shown). In some embodiments, the amount of medium 144 flushed through the device 1900 in step 2002 is at least twice the combined volume of fluid that can be held by the device 1900 and the unloading device (eg, at least 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25 times or more). The medium to be flushed is about 0.05 to 5.0 μL / sec (eg, about 0.1 to 2.0, 0.2 to 1.5, 0.5 to 1.0 μL / sec or about 1.0 to 1.0 to. It can flow into the channel at a rate of 2.0 μL / sec). In step 2002, the medium flow 1904 can be a continuous, pulsed, periodic, random, intermittent, or reciprocating flow of liquid, or a combination thereof.

ステップ2004にて、処理2000は、チャネル152中の媒体144の流れ1904を遅くさせること、または、実質的に止めることを含み得る。例えば、チャネル152中の媒体144の流れ1904は、約0.05μL/秒またはそれより小さい速度まで遅くされ得る。 In step 2004, process 2000 may include slowing down or substantially stopping the flow 1904 of medium 144 in channel 152. For example, the flow 1904 of medium 144 in channel 152 can be slowed down to a rate of about 0.05 μL / sec or less.

ステップ2006にて、処理2000は、保持用囲い156の1つにおける微小物体の群を選択し得、ステップ2008にて、チャネル152の中へ(例として、囲い156の開口に近接して置かれているステージングエリア1772またはチャネル152のいくつか他の領域へ)選択された群を移動させ得る。図19A〜19Bには示されていないが、保持用囲い156は、図5中に説明されている微小物体402の群を含有し得る。ステップ2006および2008は、選択された群502が図5〜7中のステージングエリア172よりむしろ図19A〜19Bのチャネル152の中へ移動させられることを除いて、例えば図5〜7中に説明されるとおりに実施され得る。光トラップ(例として図5〜7中の光トラップ504等の)が微小物体の群502を移動させるのに使用される場合、光トラップは、ひとたび微小物体502がチャネル152中に位置すると、オフされ得る。 At step 2006, process 2000 may select a group of microobjects in one of the holding enclosures 156 and at step 2008 it is placed into channel 152 (eg, close to the opening of enclosure 156). The selected group can be moved (to the staging area 1772 or some other area of channel 152). Although not shown in FIGS. 19A-19B, the holding enclosure 156 may contain the group of microobjects 402 described in FIG. Steps 2006 and 2008 are described, for example, in FIGS. 5-7, except that the selected group 502 is moved into channel 152 in FIGS. 19A-19B rather than the staging area 172 in FIGS. 5-7. Can be carried out as it is. When a light trap (eg, light trap 504 in FIGS. 5-7) is used to move a group of micro-objects 502, the light trap is off once the micro-object 502 is located in channel 152. Can be done.

ステップ2010にて、チャネル152中の媒体144の流れ1904は再開され得、選択された微小物体の群502は、流れ1904により運ばれ得、出口110を経ておよび搬出デバイスの遠位端を経て、搬出デバイス(示されず)の外へ、搬出され得る。ステップ2010の間中、チャネル152中の媒体144の流れ1904は、例えば約0.05〜0.25μL/秒(例として約0.1〜0.2μL/秒または約0.14〜0.15μL/秒)の速度で、再開され得る。媒体の流れ1904は、液体の、一続きの、パルス状の、周期的な、ランダムの、断続的な、または、往復の流れ、あるいは、それらの組み合わせであり得る。 At step 2010, the flow 1904 of the medium 144 in the channel 152 can be restarted and the group 502 of selected microobjects can be carried by the flow 1904, through the outlet 110 and through the distal end of the unloading device. Can be unloaded out of the unloading device (not shown). Throughout step 2010, the flow 1904 of medium 144 in channel 152 is, for example, about 0.05-0.25 μL / sec (eg, about 0.1-0.2 μL / sec or about 0.14-0.15 μL). Can be restarted at a speed of (/ sec). The medium flow 1904 can be a continuous, pulsed, periodic, random, intermittent, or reciprocating flow of liquid, or a combination thereof.

処理2000(処理300および1000も同様)において、搬出デバイスは、媒体144(または他の溶液)を、試験管、マイクロタイタープレート中のウェルまたは同種のものなどの容器の中へ搬出するよう構成され得る。搬出デバイスの遠位端(例として図1D中の第2端192または図16中の第2端1692)は、容器中に含有されている液体の表面に接触し得、それによって、搬出された媒体144の体積が、容器中の液体と直接接触するようになる。代わりに、搬出デバイスの遠位端は、容器の底壁または側壁に接触し得る。容器または容器中に含有されている液体のいずれかとのかかる直接接触は、表面張力を低減する助けとなり得、該表面張力は、そうでなければ、搬出デバイスと関連して搬出された媒体144(またはそのいくらかの画分)の体積を一定に保つ傾向があり得る。 In process 2000 (as well as processes 300 and 1000), the unloading device is configured to unload the medium 144 (or other solution) into a container such as a test tube, a well in a microtiter plate or the like. obtain. The distal end of the unloading device (eg, the second end 192 in FIG. 1D or the second end 1692 in FIG. 16) could come into contact with the surface of the liquid contained in the container, thereby being unloaded. The volume of the medium 144 comes into direct contact with the liquid in the container. Alternatively, the distal end of the unloading device may contact the bottom wall or side wall of the container. Such direct contact with either the container or the liquid contained therein can help reduce surface tension, which is otherwise carried out in association with the unloading device 144 ( Or it may tend to keep the volume of some fractions) constant.

処理2000のステップ2010は、選択された微小物体の群502を搬出する前に、不要な媒体144を処分することを含み得る。ひとたび微小物体の群502がステージングエリア1772(例として、選択された微小物体の群502が除去された保持用囲い156の開口に近接して置かれているチャネル140の領域)へ移動させられると(図19Aを参照)、液体媒体144の「先導する体積」は、(i)ステージングエリア1772と出口110との間に置かれているチャネル140の一部、ならびに、(ii)近位端(例として搬出デバイス182の第1端188)と遠位端(例として搬出デバイス182の第2端192)との間の搬出デバイスの内部通路(示されず)、を占有するであろう。液体媒体144のこの先導する体積は、いずれの微小物体も含有するはずがないので、それを、例えば搬出デバイスの第2端に接近しやすい廃棄用容器へ処分することが望ましいことがある。したがって、ステップ2010は、先導する体積が処分されるように、先導する体積と同等の液体媒体144の体積を、デバイス1900を経て流すこと、その後、選択された微小物体の群502の搬出を完了することを含み得る。液体媒体144の先導する体積を処分することの後であるが、微小物体の群502の搬出を完了することの前に、チャネル140中の液体媒体144の流れ1904は、搬出デバイスの遠位端を容器(その中へ微小物体の群502が搬出され得る)へ移動させるのに充分な期間、遅くさせられ得るか、または、実質的に止められ得る。 Step 2010 of process 2000 may include disposing of the unwanted medium 144 before carrying out the group 502 of selected microobjects. Once the microobject group 502 is moved to the staging area 1772 (eg, the area of channel 140 where the selected microobject group 502 is located close to the opening of the retaining enclosure 156 from which it has been removed). (See FIG. 19A), the "leading volume" of the liquid medium 144 is (i) part of the channel 140 located between the staging area 1772 and the outlet 110, as well as (ii) the proximal end (ii). As an example, it will occupy the internal passage (not shown) of the unloading device between the first end 188 of the unloading device 182) and the distal end (eg the second end 192 of the unloading device 182). Since this leading volume of the liquid medium 144 cannot contain any microobjects, it may be desirable to dispose of it, for example, in a disposal container that is easily accessible to the second end of the unloading device. Therefore, step 2010 completes the flow of a volume of liquid medium 144 equivalent to the leading volume through the device 1900 so that the leading volume is disposed of, and then the removal of the group 502 of selected microobjects. May include doing. After disposing of the leading volume of the liquid medium 144, but before completing the unloading of the group 502 of micro-objects, the flow 1904 of the liquid medium 144 in the channel 140 is at the distal end of the unloading device. Can be delayed or substantially stopped for a sufficient period of time to move the octopus into a container, into which a group of microobjects 502 can be unloaded.

ひとたび選択された微小物体の群502が搬出されると、ステップ2010は、チャネル140、出口110および/または搬出デバイス中に詰まり得る搬出されなかったいずれの微小物体も除外することをさらに含む。上述の除外する技術のいずれも利用され得る。例えば、除外する技術は、搬出デバイスを含むデバイス1900をフラッシュすることを含み得るか、または、それからなり得る。かかるフラッシュすることは、搬出の新しいラウンドのステップ2002の構成要素となり得る。 Once the group of selected micro-objects 502 has been unloaded, step 2010 further comprises excluding any unremoved micro-objects that could clog the channel 140, outlet 110 and / or the unloading device. Any of the above excluded techniques can be utilized. For example, the technique to exclude may include or consist of flushing the device 1900, including the unloading device. Such flushing can be a component of step 2002 of the new round of unloading.

処理2000に対する1つの変動において、チャネル140、出口110および/または搬出デバイス(示されず)をフラッシュするためのステップ2002にて、および、選択された微小物体の群502を搬出するためのステップ2010にて、使用される液体媒体144は、代わりの溶液と置き換え可能である。代わりの溶液は、微小物体の群502が搬出された後、それらの処理に好適であり得る。溶液は、例えば、細胞成長をサポートしない溶液、細胞が長期間良好には耐えられない溶液、または、生物学的な活性をアッセイするのに適合したまたは有用な溶液であり得る。例えば、溶液は、HEPES緩衝液、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)、浸透圧的にバランスのとれた砂糖水(sugar water)または同種のものであり得る。処理2000に対するこの変動において、ステップ2010は、代わりの溶液がデバイス1900から洗い落とされるように、液体媒体144によりフラッシュするステップを含み得る。ステップ2002から2010が迅速に実施されるという条件で、保持用囲い156の単離領域中に置かれている微小物体402(示されず)の群の代わりの溶液への曝露は限定され得、それによって、そうでなければ代わりの溶液が有する可能性のある微小物体402の群に対する損傷効果のいずれも、実質的に軽くなる。 In one variation relative to process 2000, in step 2002 for flushing the channel 140, outlet 110 and / or unloading device (not shown), and in step 2010 for unloading the group 502 of selected microobjects. The liquid medium 144 used is replaceable with an alternative solution. Alternative solutions may be suitable for treating the group 502 of microobjects after they have been carried out. The solution can be, for example, a solution that does not support cell growth, a solution that cells cannot tolerate well over a long period of time, or a solution that is suitable or useful for assaying biological activity. For example, the solution can be HEPES buffer, phosphate buffered saline (PBS), osmotically balanced sugar water or the like. In this variation relative to process 2000, step 2010 may include flushing with a liquid medium 144 such that the alternative solution is washed off the device 1900. Exposure to alternative solutions of groups of microobjects 402 (not shown) placed in the isolation region of retention enclosure 156 can be limited, provided that steps 2002-2010 are carried out rapidly. By this, any of the damaging effects on the group of microobjects 402 that the alternative solution may otherwise have is substantially reduced.

液体媒体144の先導する体積を処分すること、または、フラッシュすることおよび液体媒体144とは異なる液体中に搬出することなどの処理2000の前述のステップのいずれも、ならびに、流速などの具体的な条件などのいずれも、必要に応じて、処理300または1000と同様に適用され得る。 Any of the steps 2000 described above, such as disposing of the leading volume of the liquid medium 144, or flushing and carrying it out into a liquid different from the liquid medium 144, as well as specifics such as flow rate. Any of the conditions and the like can be applied in the same manner as in the process 300 or 1000, if necessary.

処理300、1000または2000のいずれにおいても、搬出される選択された微小物体の群502は、媒体144(または他の溶液)の所定の体積中に搬出され得る。媒体144の体積は、群中の微小物体の数に、および、搬出後微小物体の群502がどのようにして処理されることになっているかに依存し得る。よって、例えば、微小物体の群502は、5μL未満(例として4μL、3μL、2μL、1μL、750nL、500nL、250nL、200nL、150nL、100nL、75nL、50nLまたはそれより少ない)である媒体144の体積中に搬出され得る。代わりに、微小物体の群502は、約1〜10μL、5〜15μL、10〜20μL、15〜25μL、20〜30μL、25〜35μL、30〜40μL、35〜45μL、40〜50μLまたは前述の2つのエンドポイントによって定義されるいずれの範囲である体積中に搬出され得る。単一の細胞のゲノミクスの適用または同種のものにおいて、微小物体の群502は、単一の細胞からなり得、単一の細胞を含有する搬出された媒体144の体積は相対的に少量(例として5μL未満)であり得る。細胞株の開発または細胞のクローン性増殖において、微小物体の群は複数の細胞を含み得、複数の細胞を含有する搬出された媒体144の体積は相対的に多量(例として5μL、10μL、25μL、50μLまたはそれより多い)であり得る。微小物体に関連する活性をアッセイすることにおいて、微小物体の群502は、1つまたは複数の微小物体を含み得、微小物体の群502を含有する搬出された媒体144の体積は、特定のアッセイの必要に応じて、相対的に少量または相対的に多量であり得る。 In any of treatments 300, 1000 or 2000, the group 502 of selected microobjects to be carried out can be carried out into a predetermined volume of medium 144 (or other solution). The volume of the medium 144 may depend on the number of micro-objects in the group and how the group 502 of micro-objects after export is to be processed. Thus, for example, group 502 of microobjects is the volume of medium 144 that is less than 5 μL (eg, 4 μL, 3 μL, 2 μL, 1 μL, 750 nL, 500 nL, 250 nL, 200 nL, 150 nL, 100 nL, 75 nL, 50 nL or less). Can be carried out inside. Instead, group 502 of microobjects is about 1-10 μL, 5-15 μL, 10-20 μL, 15-25 μL, 20-30 μL, 25-35 μL, 30-40 μL, 35-45 μL, 40-50 μL or the aforementioned 2 It can be carried into a volume that is in any range defined by one endpoint. In the application of single cell genomics or of the same species, the group 502 of microobjects can consist of a single cell, and the volume of the carried-out medium 144 containing the single cell is relatively small (eg,). It can be less than 5 μL). In the development of cell lines or clonal proliferation of cells, groups of microobjects can contain multiple cells and the volume of the exported medium 144 containing the multiple cells is relatively large (eg 5 μL, 10 μL, 25 μL). , 50 μL or more). In assaying activity associated with micro-objects, the micro-object group 502 may contain one or more micro-objects, and the volume of the unloading medium 144 containing the micro-object group 502 may be a particular assay. Can be relatively small or relatively large, depending on the needs of.

媒体144の搬出された体積の希釈および/または蒸発を防止するために、特に搬出された媒体144の体積が少量(例として1μL以下)であるとき、搬出された媒体144の体積(微小物体の群を含有する)は、油(例として鉱油)などの非水性液体の中へ搬出され得る。代わりに、搬出された媒体144の体積は、培地(例として新鮮な細胞成長媒体)、アッセイ媒体(例として適切なアッセイ成分を含有する)、または、搬出された媒体144の体積内に含有されている微小物体の後続の処理に好適ないくらかの他の溶液(例としてPBS、細胞溶解緩衝液など)の中へ搬出され得る。 In order to prevent dilution and / or evaporation of the carried-out volume of the medium 144, especially when the carried-out medium 144 has a small volume (eg, 1 μL or less), the carried-out medium 144 volume (of microobjects). (Contains a group) can be carried out into a non-aqueous liquid such as an oil (eg, mineral oil). Instead, the volume of the exported medium 144 is contained within the volume of the medium (eg, fresh cell growth medium), assay medium (eg, containing the appropriate assay components), or the exported medium 144. It can be carried out into some other solution (eg PBS, cell lysis buffer, etc.) that is unsuitable for subsequent treatment of the microscopic object.

処理300、1000または2000のいずれかにおいて、選択された微小物体の群502は、個々に搬出され得るか、または、選択された微小物体の他の群とともに連続して搬出され得る(すなわち、処理300、1000および2000は繰り返され得る)。いくつかの態様において、微小物体の群を連続して搬出することは、処理の特定のステップを繰り返すことを含むが、処理における他のステップは繰り返されない。例えば処理2000において、ステップ206および208は、ステップ2002、2004および2010は繰り返さずに、複数回繰り返され得、その結果、微小物体502の複数の選択された群がチャネル140中に存在するようになる。ステップ2010にて搬出の間中、液体媒体144の所定の体積は、異なる容器の中へ連続的に搬出され得る。液体媒体144の所定の体積が選択された微小物体の単一の群しか含有しないように、その体積を調整することによって、微小物体の複数の選択された群の間での混合が回避され得る。 In any of process 300, 1000 or 2000, the group of selected micro-objects 502 can be carried out individually or continuously with other groups of selected micro-objects (ie, process). 300, 1000 and 2000 can be repeated). In some embodiments, the continuous removal of a group of microobjects involves repeating certain steps of the process, but not the other steps of the process. For example, in process 2000, steps 206 and 208 may be repeated multiple times without repeating steps 2002, 2004 and 2010 so that a plurality of selected groups of microobjects 502 are present in channel 140. Become. A predetermined volume of the liquid medium 144 can be continuously delivered into different containers throughout the delivery in step 2010. By adjusting the volume of the liquid medium 144 so that a given volume contains only a single group of selected micro-objects, mixing of the micro-objects among multiple selected groups can be avoided. ..

図21A〜21Cは、本明細書中に開示されるデバイスの追加の変動を説明する(例として図1A〜1Dのデバイス100または図19A〜19Bのデバイス1900)。示されるとおり、図21Aのデバイス2100は、皮下注射針1304または他のかかる搬出デバイスがインタフェース1302を貫通し得および囲い156から微小物体(図21Aには示されず)を直接移動させ得るように、保持用囲い156の各々に近接した貫通可能なカバーの形態で、微少流体構造物104および搬出インタフェース1302を経る通路174を含み得る。各通路174、各搬出インタフェース1302および皮下注射針1304は、そうでなければ、図13A〜13C中と同様の番号を付された要素と同じものであり得る。また、デバイス2100は、そうでなければ、図1A〜1Dのデバイス100または図19A〜19Bのデバイス1900と同様であり得、同様の番号を付された要素は同じものであり得る。図21Bおよび21Cは、搬出インタフェース1302が保持用囲い156に近接し得る異なるやり方を示す。図21Bにおいて、保持用囲い156は、単離領域1960を含み、その一部が、ステージングエリア2172を形成し、その上に、搬出インタフェース1302が置かれ得る。よって、保持用囲い156のステージングエリア2172部分に置かれている微小物体204(示されず)は、保持用囲い156からの直接的な搬出に便利である。図21Cにおいて、保持用囲い156は、ステージングエリア2172(その上に搬出インタフェース1302が置かれ得る)へ接続されている(このケースでは通路によって)単離領域1960を含む。細胞の集団などの微小物体の群402(示されず)が図21Cの保持用囲いの単離領域1960中で増えるため、細胞は、ステージングエリアの中へ移動し始めるであろう。かかる移動は、例えば重力を含む力によって、達成され得る。再び、ひとたび微小物体がステージングエリア2172に存在すると、それらは、保持用囲い156からの直接的な搬出に便利である。 21A-21C illustrate additional variations of the devices disclosed herein (eg, device 100 in FIGS. 1A-1D or device 1900 in FIGS. 19A-19B). As shown, device 2100 of FIG. 21A allows a hypodermic needle 1304 or other such unloading device to penetrate interface 1302 and move microobjects (not shown in FIG. 21A) directly from enclosure 156. It may include a passage 174 through a microfluidic structure 104 and an unloading interface 1302 in the form of a penetrating cover in close proximity to each of the holding enclosures 156. Each passage 174, each unloading interface 1302 and the hypodermic needle 1304 could otherwise be the same numbered elements as in FIGS. 13A-13C. Also, device 2100 could otherwise be similar to device 100 in FIGS. 1A-1D or device 1900 in FIGS. 19A-19B, and similarly numbered elements could be the same. 21B and 21C show different ways in which the unloading interface 1302 may be in close proximity to the holding enclosure 156. In FIG. 21B, the retention enclosure 156 includes an isolation region 1960, a portion of which forms a staging area 2172 on which the unloading interface 1302 may be placed. Therefore, the micro-object 204 (not shown) placed in the staging area 2172 portion of the holding enclosure 156 is convenient for direct removal from the holding enclosure 156. In FIG. 21C, the retaining enclosure 156 includes an isolated area 1960 (in this case by a passage) connected to a staging area 2172, on which the carry-out interface 1302 may be placed. Cells will begin to migrate into the staging area as a group of microscopic objects 402 (not shown), such as a population of cells, grows in the isolation region 1960 of the retention enclosure of FIG. 21C. Such movement can be achieved, for example, by a force involving gravity. Again, once micro-objects are present in the staging area 2172, they are convenient for direct removal from the holding enclosure 156.

図21Aに示されるとおり、貫通可能なカバー1302の形態の搬出インタフェース1302および皮下注射針1304の形態の搬出デバイスよりむしろ、デバイス2100は、本明細書中に説明され記載される搬出インタフェースおよび搬出デバイスのいずれも利用し得る。例えば、図1A〜1Dの搬出インタフェース162は、図21A中の搬出インタフェース1302のいずれかまたは全てと置き換え可能であり、搬出デバイス182は、皮下注射針1304と置き換え可能である。デバイス2100の変動の別の例として、微少流体構造物104から分離されている構造物であるよりむしろ、搬出インタフェース1302は、その代わりとして、囲いのすぐ近隣の微少流体構造物104の一部であり得る。かかるケースにおいて、構造物104は通路174を含む必要がない。 As shown in FIG. 21A, rather than the unloading interface 1302 in the form of a penetrating cover 1302 and the unloading device in the form of a hypodermic needle 1304, the device 2100 is the unloading interface and unloading device described herein. Any of these can be used. For example, the unloading interface 162 of FIGS. 1A-1D can be replaced with any or all of the unloading interface 1302 in FIG. 21A, and the unloading device 182 can be replaced with a hypodermic needle 1304. As another example of variation in device 2100, the unloading interface 1302, rather than being a structure separated from the microfluidic structure 104, is instead a part of the microfluidic structure 104 in the immediate vicinity of the enclosure. could be. In such cases, the structure 104 does not need to include the passage 174.

保持用囲い156からの直接搬出を含む搬出の方法は、流体媒体144(または他の溶液)の極めて少量の体積中の選択された微小物体の群502を搬出ために使用され得る。例えば、搬出デバイス(皮下注射針1304など)は、搬出インタフェース1302を経て挿入される前の近位端(すなわち搬出インタフェース1302の中へ/を経て挿入される第1端1388)内に置かれている空気の少量の体積を有し得る。挿入の際、搬出デバイスは、選択された微小物体の群502を含む液体媒体144の所定の体積を吸い上げ(例として上方へ吸収し)得る。その後、搬出デバイスは、搬出インタフェース1302から除去され得、適切な容器へ移動させられ得るとすぐに、搬出デバイスによって吸い上げられた液体媒体144の体積(微小物体の群502と併せて)は、容器の中へ放出される。よって、搬出デバイスの近位端内に置かれている空気は、液体媒体144の搬出された体積が、そうでなければ搬出デバイス中に存在するであったろう流体と混合しないように防止し得る。加えて、チャネル152、搬出インタフェース162および/または搬出デバイス182の内部通路長を経由する搬出路を回避することによって、選択された微小物体の群502が巡回して散らばることに起因する搬出された体積の増加および/または搬出路の途中での微小物体の損失が回避され得る。また、この態様における搬出デバイス(例として皮下注射針1304)は容易に取り除かれ得、および/または、搬出されなかった微小物体は、洗浄用または除外用の溶液(a cleaning or neutralizing solution)などの溶液により搬出デバイスをフラッシュすることによるさらなる使用のために準備され得る。搬出デバイスを経て、外付けの廃棄用容器の中へ溶液をフラッシュすることによって、微少流体デバイス(例としてデバイス100、1700、1800、1900または同種のもの)の中への有害な恐れのある化学物質の導入が回避され得る。 A method of unloading, including direct unloading from the holding enclosure 156, can be used to unload group 502 of selected microobjects in a very small volume of fluid medium 144 (or other solution). For example, a unloading device (such as a hypodermic needle 1304) is placed within a proximal end prior to being inserted through unloading interface 1302 (ie, first end 1388 inserted through / through unloading interface 1302). It can have a small volume of air. Upon insertion, the unloading device may suck up (eg, absorb upwards) a predetermined volume of the liquid medium 144 containing the group 502 of selected microobjects. As soon as the unloading device can be removed from the unloading interface 1302 and moved to a suitable container, the volume of the liquid medium 144 sucked up by the unloading device (together with the group of microobjects 502) is the container. It is released into. Thus, the air placed within the proximal end of the unloading device can prevent the unloaded volume of the liquid medium 144 from mixing with the fluid that would otherwise have been present in the unloading device. In addition, by avoiding the carry-out path through the channel 152, the carry-out interface 162 and / or the internal passage length of the carry-out device 182, the selected micro-object group 502 was carried out due to patrolling and scattering. Volume increase and / or loss of micro-objects in the middle of the carry-out route can be avoided. Also, the carry-out device in this embodiment (eg, a hypodermic needle 1304) can be easily removed, and / or micro-objects that have not been carried out, such as a cleaning or neutralizing solution. The solution may be prepared for further use by flushing the unloading device. Chemicals that can be harmful into microfluidic devices (eg, devices 100, 1700, 1800, 1900 or the like) by flushing the solution into an external waste container via the unloading device. The introduction of substances can be avoided.

図3、10、11および20の処理300、1000、1100、2000のステップのいずれも、図12A〜12C、13Aおよび13B中の搬出インタフェース1202、1302、1406、および、搬出インタフェース162の適所にある図17または18の1406または出口110a、および/または、図1A〜11および15A〜16中の搬出インタフェース1562により実施され得る。同様にして、図3、10、11および20の処理300、1000、1100、2000のステップのいずれも、図1A〜11および16中の搬出デバイス182、1682の適所にある図13A〜14の搬出デバイス1304、1402により実施され得る。同様に、図3、10、11および20の処理300、1000、1100、2000は、デバイス100よりむしろ、図15A〜19Bおよび21A〜Cの微少流体デバイス1500、1700、1800、1900、2100により実施され得る。 All of the steps 300, 1000, 1100, 2000 of processes 300, 1000, 1100, 2000 of FIGS. 3, 10, 11 and 20 are in place for the unloading interfaces 1202, 1302, 1406, and unloading interfaces 162 in FIGS. It can be carried out by the unloading interface 1562 in 1406 or outlet 110a of FIG. 17 or 18 and / or in FIGS. 1A-11 and 15A-16. Similarly, any of the steps 300, 1000, 1100, 2000 of processes 300, 1000, 1100, 2000 of FIGS. It can be carried out by devices 1304 and 1402. Similarly, the processes 300, 1000, 1100, 2000 of FIGS. 3, 10, 11 and 20 are performed by the microfluidic devices 1500, 1700, 1800, 1900, 2100 of FIGS. 15A-19B and 21A-C, rather than device 100. Can be done.

本発明の具体的な態様および適用が本明細書中に記載されているが、これらの態様および適用は、例示する目的しかなく、多くの変動があり得る。例えば、通路174が包囲体102の上端を通過するように図面中に説明されているが、代わりに通路174は、包囲体102の側面または下端を経ることができ、したがって搬出インタフェース162、1202、1302、1406(または出口110、110a)は、包囲体102の側面または下端上にあり得る。

Specific aspects and applications of the invention are described herein, but these aspects and applications are for purposes of illustration only and may vary in many ways. For example, the passage 174 is described in the drawing as passing through the top edge of the enclosure 102, but instead the passage 174 can pass through the side or bottom edge of the enclosure 102 and thus the unloading interface 162, 1202, 1302, 1406 (or outlets 110, 110a) can be on the side or bottom edge of the enclosure 102.

Claims (20)

微少流体デバイスから、細胞の群を搬出する処理であって、
前記微少流体デバイスが、
基板及び前記基板に配置されている微少流体構造物を備える包囲体であって、当該包囲体が、液体媒体を含有するように構成された流れ領域を定義し、当該包囲体が、入口及び出口を備え、各々が前記液体媒体を投入することとそれを前記流れ領域から除去することとの夫々のために前記流れ領域に関連し、前記出口が、当該包囲体を経る通路を提供する、包囲体と、
前記包囲体の内側に配置されているチャネルを備える前記流れ領域であって、前記チャネルが、前記チャネルに通じて開かれている複数の保持用囲いを有し、前記複数の各保持用囲いが、接続領域及び単離領域を備える、前記流れ領域と、
前記流れ領域の内表面にDEP電極を備える、第1電極、第2電極、及び電極起動基板と、
を備え、
前記単離領域が、
細胞のクローン集団を保持し、
前記細胞のクローン集団を、前記複数の保持用囲いの他の保持用囲い中の細胞から単離し、
前記保持用囲いと前記チャネルとの間の栄養物と廃棄物との交換が拡散によって生じる
ように限定するように、
構成されており、
当該処理が、
前記微少流体デバイスの前記包囲体の内側にある前記チャネルに通じて開かれている前記複数の保持用囲いのうちの1つである保持用囲いに位置する細胞のクローン集団から細胞の群を選択することと、
前記選択された細胞の群を、前記チャネルへ移動させることと、
前記選択された細胞の群を、前記包囲体における通路を経て、搬出デバイス中へ搬出することと、
を含み、
前記選択された細胞の群が、前記細胞のクローン集団の全てより少な
前記細胞の群を選択することが、前記DEP電極により、前記選択された細胞の群を捕捉するDEP力を供することを含み、
前記選択された細胞の群を移動させることが、前記DEP電極により、前記選択された細胞の群を前記チャネルに移動させるDEP力を供することを含む、
処理。
It is a process to carry out a group of cells from a microfluidic device.
The microfluidic device
An enclosure comprising a substrate and a microfluidic structure disposed on the substrate, the enclosure defining a flow region configured to contain a liquid medium, the enclosure being an inlet and an outlet. Envelopment, each associated with the flow area for charging the liquid medium and removing it from the flow area, the outlet providing a passage through the enclosure. With the body
A flow area comprising a channel disposed inside the enclosure, wherein the channel has a plurality of holding enclosures open through the channel, and each of the plurality of holding enclosures is open. With the flow region, which comprises a contiguous zone and an isolated region.
A first electrode, a second electrode, and an electrode starting substrate having a DEP electrode on the inner surface of the flow region,
With
The isolated region
Holds a clonal population of cells
Clone populations of the cells were isolated from the cells in the other retention enclosures of the plurality of retention enclosures.
To limit the exchange of nutrients and waste between the holding enclosure and the channel to occur by diffusion.
It is composed and
The process is
Select a group of cells from a clonal population of cells located in the retention enclosure, which is one of the plurality of retention enclosures open through the channel inside the enclosure of the microfluidic device. To do and
To move the selected group of cells to the channel,
Carrying the selected group of cells through the passage in the enclosure into the unloading device
Including
Group of the selected cells, rather less than all of the clonal population of cells,
Selecting the group of cells comprises providing a DEP force to capture the group of selected cells by means of the DEP electrode.
Moving the group of selected cells comprises providing a DEP force with the DEP electrode to move the group of selected cells to the channel.
process.
前記選択された群が、単一の細胞である、請求項1に記載の処理。 The process of claim 1, wherein the selected group is a single cell. 前記選択することが、前記細胞の群が特定の活性又は物理的な特徴を有することを決定することを含む、請求項1又は2に記載の処理。 The process of claim 1 or 2, wherein the selection comprises determining that the group of cells has a particular activity or physical characteristic. 前記選択された細胞の群を移動させることが、前記選択された群を、前記チャネルに位置するステージングエリアへ移動させることをさらに含む、請求項1からのいずれか一項に記載の処理。 The process according to any one of claims 1 to 3 , wherein moving the selected group of cells further comprises moving the selected group to a staging area located in the channel. 前記搬出することが、前記搬出デバイスの近位端の開口を、前記包囲体中の前記通路の上に配置されている搬出インタフェースの中へ挿入することをさらに含み、それによって、前記搬出デバイスの前記近位端での前記開口が、前記通路を引き込むように設置される、請求項1からのいずれか一項に記載の処理。 The unloading further comprises inserting an opening at the proximal end of the unloading device into an unloading interface located above the passage in the enclosure, thereby the unloading device. The process according to any one of claims 1 to 4 , wherein the opening at the proximal end is installed so as to retract the passage. 前記搬出インタフェースが、前記通路の上に配置され、それを覆う自閉カバーを備え、
前記挿入することが、前記カバー中の割れ目に対し、前記搬出デバイスの前記近位端を押し付けることによって、前記カバーを開口することと、前記搬出デバイスの前記近位端を、前記通路を引き込むように移動させることを含む、
請求項に記載の処理。
The carry-out interface is located above the aisle and comprises a self-closing cover covering it.
The insertion opens the cover by pressing the proximal end of the unloading device against a crevice in the cover and pulls the proximal end of the unloading device into the passage. Including moving to,
The process according to claim 5.
前記搬出インタフェースが、前記通路の上に配置され、それを覆う自己回復カバーを備え、
前記挿入することが、前記搬出デバイスの前記近位端で前記カバーを貫通し、前記搬出デバイスの前記近位端を、前記通路に近接するように位置付けることを含む、
請求項に記載の処理。
The unloading interface is located above the aisle and comprises a self-healing cover covering it.
The insertion comprises penetrating the cover at the proximal end of the unloading device and positioning the proximal end of the unloading device in close proximity to the aisle.
The process according to claim 5.
前記選択された細胞の群が、1μL以下の体積を有する媒体中又は他の溶液中に搬出される、請求項1からのいずれか一項に記載の処理。 The process according to any one of claims 1 to 7 , wherein the selected group of cells is carried out in a medium having a volume of 1 μL or less or in another solution. 前記搬出することの後に、前記選択された群のうち搬出されなかったあらゆる細胞について、前記ステージングエリア及び/又は前記搬出デバイスを調べることをさらに含む、請求項に記載の処理。 The process of claim 4 , further comprising examining the staging area and / or the unloading device for any cells in the selected group that were not unloading after the unloading. 前記搬出することの後に、前記選択された群のうち搬出されなかったあらゆる細胞について、前記搬出インタフェースを調べることをさらに含む、請求項からのいずれか一項に記載の処理。 After said that unloading, for any cells that have not been unloaded from among the selected group, further comprising: examining the unloading interface process according to any one of claims 5 7. 前記細胞のうち搬出されなかったあらゆるものを、前記ステージングエリア、及び/又は前記搬出デバイスから除去することをさらに含む、請求項に記載の処理。 The process of claim 9 , further comprising removing any of the cells that have not been removed from the staging area and / or the removal device. 前記細胞のうち搬出されなかったあらゆるものを、前記搬出インタフェースから除去することをさらに含む、請求項10に記載の処理。 The process of claim 10, further comprising removing all of the cells that were not carried out from the carry-out interface. 前記包囲体中の前記通路が、前記包囲体中の第2通路であり、前記ステージングエリアの第2端に近接するように配置されており、
前記移動させることが、前記選択された群を、前記ステージングエリアの前記第2端とその逆側にある第1端との間の前記ステージングエリアの中間部分へ移動させることを含み、
前記搬出することが、
第1搬出デバイスから、前記包囲体中の第1通路を経て、前記ステージングエリアの前記第1端の方へ液体を流し、それによって、前記ステージングエリアの前記第1端から前記ステージングエリアの前記第2端への流れを発生させることと、
前記選択された群の前記細胞を、前記ステージングエリアの前記第2端から、前記包囲体中の前記第2通路を経て、前記第2通路に近接して配置されている第2搬出デバイスの近位端での開口の中へ引き出すことと、
を含む、請求項に記載の処理。
The passage in the enclosure is the second passage in the enclosure and is arranged so as to be close to the second end of the staging area.
The movement comprises moving the selected group to an intermediate portion of the staging area between the second end of the staging area and the first end on the opposite side thereof.
To carry out
A liquid is flowed from the first unloading device through the first passage in the enclosure toward the first end of the staging area, thereby from the first end of the staging area to the first end of the staging area. To generate a flow to the two ends and
The cells of the selected group are placed in the vicinity of the second carry-out device arranged in the vicinity of the second passage from the second end of the staging area through the second passage in the enclosure. Pulling it into the opening at the end of the position
4. The process according to claim 4.
前記選択された細胞の群が、約1マイクロリットルから約5マイクロリットルの液体の体積において搬出される、請求項1から13のいずれか一項に記載の処理。 The process according to any one of claims 1 to 13 , wherein the selected group of cells is delivered in a volume of liquid of about 1 microliter to about 5 microliters. 前記選択された細胞の群が、免疫細胞を含む、請求項1から14のいずれか一項に記載の処理。 The treatment according to any one of claims 1 to 14 , wherein the selected group of cells comprises immune cells. 前記選択された細胞の群が、がん細胞又は形質転換された細胞を含む、請求項1から14のいずれか一項に記載の処理。 The treatment according to any one of claims 1 to 14 , wherein the selected group of cells comprises cancer cells or transformed cells. 前記選択された細胞の群が、幹細胞を含む、請求項1から14のいずれか一項に記載の処理。 The treatment according to any one of claims 1 to 14 , wherein the selected group of cells comprises stem cells. パターンにされた光を前記流れ領域の前記内表面上へ向けることによって、前記DEP電極が起動する、請求項1から17のいずれか一項に記載の処理。 The process according to any one of claims 1 to 17, wherein the DEP electrode is activated by directing the patterned light onto the inner surface of the flow region. 前記包囲体、前記搬出インタフェース、及び/又は前記搬出デバイスに位置する前記細胞のうち搬出されなかったあらゆるものを除外することをさらに含む、請求項からのいずれか一項に記載の処理。 The process according to any one of claims 5 to 7 , further comprising excluding any of the cells located in the enclosure, the unloading interface, and / or the unloading device that have not been unloaded. 前記搬出することが、前記液体媒体の先導する体積を処分することを含む、請求項1から19のいずれか一項に記載の処理。
The process according to any one of claims 1 to 19 , wherein carrying out includes disposing of the leading volume of the liquid medium.
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