特開2023-165637磁場制御機構を有するマイクロ流体チップ、マイクロ流体処理システム、およびマイクロ流体処理方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023165637
(43)【公開日】2023-11-16
(54)【発明の名称】磁場制御機構を有するマイクロ流体チップ、マイクロ流体処理システム、およびマイクロ流体処理方法
(51)【国際特許分類】
G01N 35/08 20060101AFI20231109BHJP
G01N 37/00 20060101ALI20231109BHJP
【ＦＩ】
G01N35/08 A
G01N37/00 101
【審査請求】有
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023072028
(22)【出願日】2023-04-26
(31)【優先権主張番号】63/338,185
(32)【優先日】2022-05-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】522054178
【氏名又は名称】國立陽明交通大學
(74)【代理人】
【識別番号】100109634
【弁理士】
【氏名又は名称】舛谷 威志
(74)【代理人】
【識別番号】100129263
【弁理士】
【氏名又は名称】中尾 洋之
(72)【発明者】
【氏名】李 鎮宜
(72)【発明者】
【氏名】▲ヂァン▼ 耘昇
【テーマコード（参考）】
2G058
【Ｆターム（参考）】
2G058BA08
2G058DA07
(57)【要約】 （修正有）
【課題】同じ機器で標的抽出と生物医学検査とを行うことが可能なマイクロ流体チップ。
【解決手段】マイクロ流体チップが備えるマイクロ電極デバイス１の各々は、上部プレートの下のマイクロ流体電極１１と、マイクロ流体電極１１の下の多機能電極１３と、多機能電極１３の下の制御回路とを備える。制御回路の各々は、第１の記憶回路と、第２の記憶回路と、マイクロ流体制御および位置検出回路１５１と、温度および磁気制御回路１５３とを備える。第１の記憶回路の各々は、サンプル操作設定を読み込む。第２の記憶回路の各々は、磁場制御設定を読み込む。マイクロ流体制御および位置検出回路の各々は、サンプル操作設定に対応したサンプル制御状態となる。温度および磁気制御回路の各々は、磁場制御設定に対応した磁気制御状態となる。
【選択図】図１Ｄ
【解決手段】マイクロ流体チップが備えるマイクロ電極デバイス１の各々は、上部プレートの下のマイクロ流体電極１１と、マイクロ流体電極１１の下の多機能電極１３と、多機能電極１３の下の制御回路とを備える。制御回路の各々は、第１の記憶回路と、第２の記憶回路と、マイクロ流体制御および位置検出回路１５１と、温度および磁気制御回路１５３とを備える。第１の記憶回路の各々は、サンプル操作設定を読み込む。第２の記憶回路の各々は、磁場制御設定を読み込む。マイクロ流体制御および位置検出回路の各々は、サンプル操作設定に対応したサンプル制御状態となる。温度および磁気制御回路の各々は、磁場制御設定に対応した磁気制御状態となる。
【選択図】図１Ｄ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
上部プレートと、
前記上部プレートの下に配置され、直列に接続された複数のマイクロ電極デバイスを備えるマイクロ電極ドットアレイと
を備えるマイクロ流体チップであって、
前記マイクロ電極デバイスの各々は、
前記上部プレートの下に配置されたマイクロ流体電極と、
前記マイクロ流体電極の下に配置された多機能電極と、
前記多機能電極の下に配置された制御回路とを備え、
前記制御回路は、
第１のクロック信号に従って、第１の時間間隔の分割時間間隔中に、サンプル操作設定を読み込むように構成される第１の記憶回路と、
第２のクロック信号に従って、第２の時間間隔の分割時間間隔中に、磁場制御設定を読み込むように構成される第２の記憶回路と、
前記マイクロ流体電極に結合され、サンプル制御信号に従って、第３の時間間隔中に、前記サンプル操作設定に対応したサンプル制御状態となるように構成されるマイクロ流体制御および位置検出回路と、
前記多機能電極に結合され、磁場制御信号に従って、第４の時間間隔中に、前記磁場制御設定に対応した磁気制御状態となるように構成される温度および磁気制御回路とを備える、
マイクロ流体チップ。
前記上部プレートの下に配置され、直列に接続された複数のマイクロ電極デバイスを備えるマイクロ電極ドットアレイと
を備えるマイクロ流体チップであって、
前記マイクロ電極デバイスの各々は、
前記上部プレートの下に配置されたマイクロ流体電極と、
前記マイクロ流体電極の下に配置された多機能電極と、
前記多機能電極の下に配置された制御回路とを備え、
前記制御回路は、
第１のクロック信号に従って、第１の時間間隔の分割時間間隔中に、サンプル操作設定を読み込むように構成される第１の記憶回路と、
第２のクロック信号に従って、第２の時間間隔の分割時間間隔中に、磁場制御設定を読み込むように構成される第２の記憶回路と、
前記マイクロ流体電極に結合され、サンプル制御信号に従って、第３の時間間隔中に、前記サンプル操作設定に対応したサンプル制御状態となるように構成されるマイクロ流体制御および位置検出回路と、
前記多機能電極に結合され、磁場制御信号に従って、第４の時間間隔中に、前記磁場制御設定に対応した磁気制御状態となるように構成される温度および磁気制御回路とを備える、
マイクロ流体チップ。
【請求項2】
前記マイクロ電極デバイスの各々について、
前記第２の記憶回路は、更に、前記第２のクロック信号に従って、第５の時間間隔の分割時間間隔中に、加熱制御設定を読み込むように構成され、
前記温度および磁気制御回路は、加熱制御信号に従って、第６の時間間隔中に、前記加熱制御設定に対応した加熱制御状態となるように構成される、
請求項１に記載のマイクロ流体チップ。
前記第２の記憶回路は、更に、前記第２のクロック信号に従って、第５の時間間隔の分割時間間隔中に、加熱制御設定を読み込むように構成され、
前記温度および磁気制御回路は、加熱制御信号に従って、第６の時間間隔中に、前記加熱制御設定に対応した加熱制御状態となるように構成される、
請求項１に記載のマイクロ流体チップ。
【請求項3】
前記マイクロ電極デバイスの各々は、入力端子と出力端子とを有し、
最初のマイクロ電極デバイスを除く前記マイクロ電極デバイスの各々について、前記入力端子は、直前の前記マイクロ電極デバイスの前記出力端子に結合され、
前記マイクロ電極デバイスの各々について、
前記マイクロ流体制御および位置検出回路は、更に、位置検出信号に従って、第７の時間間隔中に、前記上部プレートと前記マイクロ流体電極との間の静電容量値を検出し、前記静電容量値を前記第１の記憶回路に記憶するように構成され、
前記第１の記憶回路は、更に、前記第１のクロック信号に従って、第８の時間間隔の分割時間間隔中に、前記静電容量値を出力するように更に構成される、
請求項１に記載のマイクロ流体チップ。
最初のマイクロ電極デバイスを除く前記マイクロ電極デバイスの各々について、前記入力端子は、直前の前記マイクロ電極デバイスの前記出力端子に結合され、
前記マイクロ電極デバイスの各々について、
前記マイクロ流体制御および位置検出回路は、更に、位置検出信号に従って、第７の時間間隔中に、前記上部プレートと前記マイクロ流体電極との間の静電容量値を検出し、前記静電容量値を前記第１の記憶回路に記憶するように構成され、
前記第１の記憶回路は、更に、前記第１のクロック信号に従って、第８の時間間隔の分割時間間隔中に、前記静電容量値を出力するように更に構成される、
請求項１に記載のマイクロ流体チップ。
【請求項4】
前記上部プレートと前記マイクロ電極ドットアレイとの間の空間内に液滴があり、前記液滴は、複数の磁気ビーズを含有した緩衝液であり、
前記磁場制御設定は、前記磁気ビーズを引き付けて、前記空間内の第１の領域内にとどめるために使用され、前記サンプル操作設定は、前記緩衝液の一部を、前記空間内の第２の領域に移動させるために使用される、
請求項１に記載のマイクロ流体チップ。
前記磁場制御設定は、前記磁気ビーズを引き付けて、前記空間内の第１の領域内にとどめるために使用され、前記サンプル操作設定は、前記緩衝液の一部を、前記空間内の第２の領域に移動させるために使用される、
請求項１に記載のマイクロ流体チップ。
【請求項5】
前記上部プレートと前記マイクロ電極ドットアレイとの間の空間内に、第１の液滴と、第２の液滴とがあり、前記第１の液滴は、複数の磁気ビーズを含有した第１の緩衝液であり、前記第２の液滴は、第２の緩衝液であり、
前記サンプル操作設定は、前記第１の液滴と前記第２の液滴とを混合するために使用され、前記磁場制御設定は、前記磁気ビーズを引き付けるために使用される、
請求項１に記載のマイクロ流体チップ。
前記サンプル操作設定は、前記第１の液滴と前記第２の液滴とを混合するために使用され、前記磁場制御設定は、前記磁気ビーズを引き付けるために使用される、
請求項１に記載のマイクロ流体チップ。
【請求項6】
制御装置と、
マイクロ流体チップと
を備えるマイクロ流体処理システムであって、
前記マイクロ流体チップは、
上部プレートと、
前記上部プレートの下に配置され、直列に接続された複数のマイクロ電極デバイスを備えるマイクロ電極ドットアレイとを備え、
前記マイクロ電極デバイスの各々は、
前記上部プレートの下に配置されたマイクロ流体電極と、
前記マイクロ流体電極の下に配置された多機能電極と、
前記多機能電極の下に配置された制御回路とを備え、
前記制御回路は、
第１の記憶回路と、第２の記憶回路と、前記マイクロ流体電極に結合されたマイクロ流体制御および位置検出回路と、前記多機能電極に結合された温度および磁気制御回路とを備え、
前記制御装置は、第１のクロック信号と、第２のクロック信号と、複数のサンプル操作設定と、複数の磁場制御設定と、サンプル制御信号と、磁場制御信号とを供給するように構成され、
前記第１の記憶回路の各々は、前記第１のクロック信号に従って、第１の時間間隔の分割時間間隔中に、前記サンプル操作設定のうちの１つを読み込むように構成され、
前記第２の記憶回路の各々は、前記第２のクロック信号に従って、第２の時間間隔の分割時間間隔中に、前記磁場制御設定のうちの１つを読み込むように構成され、
前記マイクロ流体制御および位置検出回路の各々は、前記サンプル制御信号に従って、第３の時間間隔中に、前記サンプル操作設定のうちの１つに対応したサンプル制御状態となるように構成され、
前記温度および磁気制御回路の各々は、前記磁場制御信号に従って、第４の時間間隔中に、前記磁場制御設定のうちの１つに対応した磁気制御状態となるように構成される、
マイクロ流体処理システム。
マイクロ流体チップと
を備えるマイクロ流体処理システムであって、
前記マイクロ流体チップは、
上部プレートと、
前記上部プレートの下に配置され、直列に接続された複数のマイクロ電極デバイスを備えるマイクロ電極ドットアレイとを備え、
前記マイクロ電極デバイスの各々は、
前記上部プレートの下に配置されたマイクロ流体電極と、
前記マイクロ流体電極の下に配置された多機能電極と、
前記多機能電極の下に配置された制御回路とを備え、
前記制御回路は、
第１の記憶回路と、第２の記憶回路と、前記マイクロ流体電極に結合されたマイクロ流体制御および位置検出回路と、前記多機能電極に結合された温度および磁気制御回路とを備え、
前記制御装置は、第１のクロック信号と、第２のクロック信号と、複数のサンプル操作設定と、複数の磁場制御設定と、サンプル制御信号と、磁場制御信号とを供給するように構成され、
前記第１の記憶回路の各々は、前記第１のクロック信号に従って、第１の時間間隔の分割時間間隔中に、前記サンプル操作設定のうちの１つを読み込むように構成され、
前記第２の記憶回路の各々は、前記第２のクロック信号に従って、第２の時間間隔の分割時間間隔中に、前記磁場制御設定のうちの１つを読み込むように構成され、
前記マイクロ流体制御および位置検出回路の各々は、前記サンプル制御信号に従って、第３の時間間隔中に、前記サンプル操作設定のうちの１つに対応したサンプル制御状態となるように構成され、
前記温度および磁気制御回路の各々は、前記磁場制御信号に従って、第４の時間間隔中に、前記磁場制御設定のうちの１つに対応した磁気制御状態となるように構成される、
マイクロ流体処理システム。
【請求項7】
前記制御装置は、更に、複数の加熱制御設定と加熱制御信号とを供給するように構成され、
前記第２の記憶回路の各々は、更に、前記第２のクロック信号に従って、第５の時間間隔の分割時間間隔中に、前記加熱制御設定のうちの１つを読み込むように構成され、
前記温度および磁気制御回路の各々は、前記加熱制御信号に従って、第６の時間間隔中に、前記加熱制御設定のうちの１つに対応した加熱制御状態となるように構成される、
請求項６に記載のマイクロ流体処理システム。
前記第２の記憶回路の各々は、更に、前記第２のクロック信号に従って、第５の時間間隔の分割時間間隔中に、前記加熱制御設定のうちの１つを読み込むように構成され、
前記温度および磁気制御回路の各々は、前記加熱制御信号に従って、第６の時間間隔中に、前記加熱制御設定のうちの１つに対応した加熱制御状態となるように構成される、
請求項６に記載のマイクロ流体処理システム。
【請求項8】
前記マイクロ電極デバイスの各々は、入力端子と出力端子とを有し、
最初の前記マイクロ電極デバイスを除く前記マイクロ電極デバイスの各々について、前記入力端子は、直前の前記マイクロ電極デバイスの前記出力端子に結合され、
前記制御装置は、更に、位置検出信号を供給するように構成され、
前記マイクロ流体制御および位置検出回路の各々は、更に、前記位置検出信号に従って、第７の時間間隔中に、前記上部プレートと、対応する前記マイクロ流体電極との間の静電容量値を検出し、前記静電容量値を、対応する前記第１の記憶回路に記憶するように構成され、
前記第１の記憶回路の各々は、更に、前記第１のクロック信号に従って、第８の時間間隔の分割時間間隔中に、対応する前記静電容量値を出力するように構成される、
請求項６に記載のマイクロ流体処理システム。
最初の前記マイクロ電極デバイスを除く前記マイクロ電極デバイスの各々について、前記入力端子は、直前の前記マイクロ電極デバイスの前記出力端子に結合され、
前記制御装置は、更に、位置検出信号を供給するように構成され、
前記マイクロ流体制御および位置検出回路の各々は、更に、前記位置検出信号に従って、第７の時間間隔中に、前記上部プレートと、対応する前記マイクロ流体電極との間の静電容量値を検出し、前記静電容量値を、対応する前記第１の記憶回路に記憶するように構成され、
前記第１の記憶回路の各々は、更に、前記第１のクロック信号に従って、第８の時間間隔の分割時間間隔中に、対応する前記静電容量値を出力するように構成される、
請求項６に記載のマイクロ流体処理システム。
【請求項9】
前記制御装置は、更に、前記静電容量値を受信し、前記静電容量値に従って、前記上部プレートと前記マイクロ電極ドットアレイとの間にある少なくとも１つの液滴の各々のサイズおよび位置を判定するように構成される、請求項８に記載のマイクロ流体処理システム。
【請求項10】
前記制御装置は、更に、サンプル操作要件と、前記少なくとも１つのサイズのうちの１つと、前記少なくとも１つの位置のうちの１つとに応じて、前記サンプル操作設定を生成するように構成され、前記制御装置は、更に、磁場要件と、前記少なくとも１つのサイズのうちの１つと、前記少なくとも１つの位置のうちの１つとに応じて、前記磁場制御設定を生成するように構成される、請求項９に記載のマイクロ流体処理システム。
【請求項11】
前記制御装置は、更に、検査プロトコルを記憶するように構成され、前記サンプル操作設定および前記磁場制御設定は、前記検査プロトコルに基づいて生成される、請求項６に記載のマイクロ流体処理システム。
【請求項12】
前記上部プレートと前記マイクロ電極ドットアレイとの間の空間内に液滴があり、前記液滴は、複数の磁気ビーズを含有した緩衝液であり、
前記磁場制御設定は、前記磁気ビーズと、前記緩衝液の第１の部分とを引き付けて、前記空間内の第１の領域にとどめるために使用され、
前記サンプル操作設定は、前記緩衝液の第２の部分を、前記空間内の第２の領域に移動させるために使用される、
請求項６に記載のマイクロ流体処理システム。
前記磁場制御設定は、前記磁気ビーズと、前記緩衝液の第１の部分とを引き付けて、前記空間内の第１の領域にとどめるために使用され、
前記サンプル操作設定は、前記緩衝液の第２の部分を、前記空間内の第２の領域に移動させるために使用される、
請求項６に記載のマイクロ流体処理システム。
【請求項13】
前記上部プレートと前記マイクロ電極ドットアレイとの間の空間内に、第１の液滴と、第２の液滴とがあり、前記第１の液滴は、複数の磁気ビーズを含有した第１の緩衝液であり、前記第２の液滴は、第２の緩衝液であり、
前記サンプル操作設定は、前記第１の液滴と前記第２の液滴とを混合するために使用され、前記磁場制御設定は、前記磁気ビーズを引き付けるために使用される、
請求項６に記載のマイクロ流体処理システム。
前記サンプル操作設定は、前記第１の液滴と前記第２の液滴とを混合するために使用され、前記磁場制御設定は、前記磁気ビーズを引き付けるために使用される、
請求項６に記載のマイクロ流体処理システム。
【請求項14】
マイクロ流体チップを制御するためにマイクロ流体処理システムの制御装置において用いられるマイクロ流体処理方法であって、前記マイクロ流体チップは、上部プレートと、マイクロ電極ドットアレイとを備え、前記マイクロ電極ドットアレイは、前記上部プレートの下に配置され、直列に接続された複数のマイクロ電極デバイスを備え、前記マイクロ電極デバイスの各々は、前記上部プレートの下に配置されたマイクロ流体電極と、前記マイクロ流体電極の下に配置された多機能電極と、前記多機能電極の下に配置された制御回路とを備え、前記制御回路の各々は、第１の記憶回路と、第２の記憶回路と、対応する前記マイクロ流体電極に結合されたマイクロ流体制御および位置検出回路と、対応する前記多機能電極に結合された温度および磁気制御回路とを備え、
前記マイクロ流体処理方法は、
第１のクロック信号を前記マイクロ流体チップに供給するステップと、
第２のクロック信号を前記マイクロ流体チップに供給するステップと、
複数のサンプル操作設定を前記マイクロ流体チップに供給するステップと、
複数の磁場制御設定を前記マイクロ流体チップに供給するステップと、
サンプル制御信号を前記マイクロ流体チップに供給するステップと、
磁場制御信号を前記マイクロ流体チップに供給するステップとを備え、
前記第１の記憶回路の各々は、前記第１のクロック信号に従って、第１の時間間隔の分割時間間隔中に、前記サンプル操作設定のうちの１つを読み込むように構成され、
前記第２の記憶回路の各々は、前記第２のクロック信号に従って、第２の時間間隔の分割時間間隔中に、前記磁場制御設定のうちの１つを読み込むように構成され、
前記マイクロ流体制御および位置検出回路の各々は、前記サンプル制御信号に従って、第３の時間間隔中に、前記サンプル操作設定のうちの１つに対応したサンプル制御状態となるように構成され、
前記温度および磁気制御回路の各々は、前記磁場制御信号に従って、第４の時間間隔中に、前記磁場制御設定のうちの１つに対応した磁気制御状態となるように構成される、
マイクロ流体処理方法。
前記マイクロ流体処理方法は、
第１のクロック信号を前記マイクロ流体チップに供給するステップと、
第２のクロック信号を前記マイクロ流体チップに供給するステップと、
複数のサンプル操作設定を前記マイクロ流体チップに供給するステップと、
複数の磁場制御設定を前記マイクロ流体チップに供給するステップと、
サンプル制御信号を前記マイクロ流体チップに供給するステップと、
磁場制御信号を前記マイクロ流体チップに供給するステップとを備え、
前記第１の記憶回路の各々は、前記第１のクロック信号に従って、第１の時間間隔の分割時間間隔中に、前記サンプル操作設定のうちの１つを読み込むように構成され、
前記第２の記憶回路の各々は、前記第２のクロック信号に従って、第２の時間間隔の分割時間間隔中に、前記磁場制御設定のうちの１つを読み込むように構成され、
前記マイクロ流体制御および位置検出回路の各々は、前記サンプル制御信号に従って、第３の時間間隔中に、前記サンプル操作設定のうちの１つに対応したサンプル制御状態となるように構成され、
前記温度および磁気制御回路の各々は、前記磁場制御信号に従って、第４の時間間隔中に、前記磁場制御設定のうちの１つに対応した磁気制御状態となるように構成される、
マイクロ流体処理方法。
【請求項15】
複数の加熱制御設定を前記マイクロ流体チップに供給するステップと、
加熱制御信号を前記マイクロ流体チップに供給するステップとを更に備え、
前記第２の記憶回路の各々は、更に、前記第２のクロック信号に従って、第５の時間間隔の分割時間間隔中に、前記加熱制御設定のうちの１つを読み込むように構成され、
前記温度および磁気制御回路の各々は、前記加熱制御信号に従って、第６の時間間隔中に、前記加熱制御設定のうちの１つに対応した加熱制御状態となるように構成される、
請求項１４に記載のマイクロ流体処理方法。
加熱制御信号を前記マイクロ流体チップに供給するステップとを更に備え、
前記第２の記憶回路の各々は、更に、前記第２のクロック信号に従って、第５の時間間隔の分割時間間隔中に、前記加熱制御設定のうちの１つを読み込むように構成され、
前記温度および磁気制御回路の各々は、前記加熱制御信号に従って、第６の時間間隔中に、前記加熱制御設定のうちの１つに対応した加熱制御状態となるように構成される、
請求項１４に記載のマイクロ流体処理方法。
【請求項16】
前記マイクロ電極デバイスの各々は、入力端子と出力端子とを有し、
最初の前記マイクロ電極デバイスを除く前記マイクロ電極デバイスのそれぞれについて、前記入力端子は、直前の前記マイクロ電極デバイスの前記出力端子に結合され、
前記マイクロ流体処理方法は、
位置検出信号を前記マイクロ流体チップに供給するステップを更に備え、
前記マイクロ流体制御および位置検出回路の各々は、更に、前記位置検出信号に従って、第７の時間間隔中に、前記上部プレートと、対応する前記マイクロ流体電極との間の静電容量値を検出し、前記静電容量値を、対応する前記第１の記憶回路に記憶するように構成され、
前記第１の記憶回路の各々は、更に、前記第１のクロック信号に従って、第８の時間間隔の分割時間間隔中に、対応する前記静電容量値を出力するように構成される、
請求項１４に記載のマイクロ流体処理方法。
最初の前記マイクロ電極デバイスを除く前記マイクロ電極デバイスのそれぞれについて、前記入力端子は、直前の前記マイクロ電極デバイスの前記出力端子に結合され、
前記マイクロ流体処理方法は、
位置検出信号を前記マイクロ流体チップに供給するステップを更に備え、
前記マイクロ流体制御および位置検出回路の各々は、更に、前記位置検出信号に従って、第７の時間間隔中に、前記上部プレートと、対応する前記マイクロ流体電極との間の静電容量値を検出し、前記静電容量値を、対応する前記第１の記憶回路に記憶するように構成され、
前記第１の記憶回路の各々は、更に、前記第１のクロック信号に従って、第８の時間間隔の分割時間間隔中に、対応する前記静電容量値を出力するように構成される、
請求項１４に記載のマイクロ流体処理方法。
【請求項17】
前記マイクロ流体チップから前記静電容量値を受信するステップと、
前記静電容量値に基づいて、前記上部プレートと前記マイクロ電極ドットアレイとの間にある少なくとも１つの液滴の各々のサイズおよび位置を判定するステップとを更に備える、
請求項１６に記載のマイクロ流体処理方法。
前記静電容量値に基づいて、前記上部プレートと前記マイクロ電極ドットアレイとの間にある少なくとも１つの液滴の各々のサイズおよび位置を判定するステップとを更に備える、
請求項１６に記載のマイクロ流体処理方法。
【請求項18】
サンプル操作要件と、前記少なくとも１つのサイズのうちの１つと、前記少なくとも１つの位置のうちの１つとに応じて、前記サンプル操作設定を生成するステップと、
磁場要件と、前記少なくとも１つのサイズのうちの１つと、前記少なくとも１つの位置のうちの１つとに応じて、前記磁場制御設定を生成するステップとを更に備える、
請求項１７に記載のマイクロ流体処理方法。
磁場要件と、前記少なくとも１つのサイズのうちの１つと、前記少なくとも１つの位置のうちの１つとに応じて、前記磁場制御設定を生成するステップとを更に備える、
請求項１７に記載のマイクロ流体処理方法。
【請求項19】
前記上部プレートと前記マイクロ電極ドットアレイとの間の空間内に液滴があり、前記液滴は、複数の磁気ビーズを含有した緩衝液であり、
前記磁場制御設定は、前記磁気ビーズと前記緩衝液の第１の部分とを引き付けて、前記空間内の第１の領域にとどめるために使用され、前記サンプル操作設定は、前記緩衝液の第２の部分を、前記空間内の第２の領域に移動させるために使用される、
請求項１４に記載のマイクロ流体処理方法。
前記磁場制御設定は、前記磁気ビーズと前記緩衝液の第１の部分とを引き付けて、前記空間内の第１の領域にとどめるために使用され、前記サンプル操作設定は、前記緩衝液の第２の部分を、前記空間内の第２の領域に移動させるために使用される、
請求項１４に記載のマイクロ流体処理方法。
【請求項20】
前記上部プレートと前記マイクロ電極ドットアレイとの間の空間内に、第１の液滴と、第２の液滴とがあり、前記第１の液滴は、複数の磁気ビーズを含有した第１の緩衝液であり、前記第２の液滴は、第２の緩衝液であり、
前記サンプル操作設定は、前記第１の液滴と前記第２の液滴とを混合するために使用され、前記磁場制御設定は、前記磁気ビーズを引き付けるために使用される、
請求項１４に記載のマイクロ流体処理方法。
前記サンプル操作設定は、前記第１の液滴と前記第２の液滴とを混合するために使用され、前記磁場制御設定は、前記磁気ビーズを引き付けるために使用される、
請求項１４に記載のマイクロ流体処理方法。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【0001】
本出願は、２０２２年５月４日に出願された米国特許仮出願第６３／３３８，１８５号に基づく優先権を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
［技術分野］
本発明は、マイクロ流体チップ、マイクロ流体処理システム、およびマイクロ流体処理方法に関する。より具体的には、本発明は、磁場制御機構を有するマイクロ流体チップ、マイクロ流体処理システム、およびマイクロ流体処理方法に関する。
［技術分野］
本発明は、マイクロ流体チップ、マイクロ流体処理システム、およびマイクロ流体処理方法に関する。より具体的には、本発明は、磁場制御機構を有するマイクロ流体チップ、マイクロ流体処理システム、およびマイクロ流体処理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の生物医学機器と比較して、生物医学検査（例えば、タンパク質分析、疾患診断）におけるデジタルマイクロ流体バイオチップ（ＤＭＦＢ）の採用は、機器の小型化、反応量の削減、サンプルおよび試薬の消費量削減、低コスト、ならびに臨床検査室の自動化を含むいくつかの利点をもたらす。具体的には、電極アレイを有したＤＭＦＢは、核酸ベースの検査や薬物スクリーニング用途などの生物医学検査のための強力な分析プラットフォームである。
【0003】
従来のＤＭＦＢは、一般的に、誘電体上エレクトロウェッティング（Electro Wetting on Dielectric（ＥＷＯＤ））技術を使用して、マイクロ流体処理を実施し、臨床検査室の自動化の機会を提供する。しかしながら、従来のＤＭＦＢの電極は、特定標的の生物医学検査のための特定のパターンで配列されるので、一旦構成されると、他の生物医学検査に使用することができない。従って、様々な生物医学検査に適応するデジタルマイクロ流体検査装置、および様々な生物医学検査に対応して適応した制御を提供するマイクロ流体検査技術が、依然として早急に必要とされている。
【0004】
更に、微量の標的（例えば、核酸）を含有したサンプルの、より正確な検査結果を得るには、通常、生物医学検査を行う前に、サンプルから標的を抽出する必要がある。標的を抽出するための従来の方法は、磁気ビーズを使用し、標的を、それ以外のものから分離するものであり、そのような方法の一例は、以下の主要なステップを備える。即ち、（１）元のサンプルを、容器内で溶解緩衝液と混合し、元のサンプル中の細胞を破壊することにより、所望の標的を露出および／または浮遊させるステップと、（２）磁気ビーズ（所望の標的を捕捉するための特定の材料で表面がコーティングされている）と、特定の結合緩衝液とを容器内に加えることにより、所望の標的を磁気ビーズによって捕捉するステップと、（３）外部磁場を容器の外縁に印加して、磁気ビーズを引き付け（即ち、磁気ビーズを固定化し）、洗浄緩衝液を添加して、不要な部分を洗い流すステップと、（４）溶出緩衝液を容器内に加えて、所望の標的を有した磁気ビーズを分離するステップと、（５）外部磁場を容器の外縁に印加して、磁気ビーズを引き付け（即ち、磁気ビーズを固定化し）、所望の標的を取り出すステップとである。次に、抽出した標的に生物医学検査を適用する。
【0005】
抽出された標的に対する生物医学検査の適用によって、より正確な検査結果が得られることになるが、前述の標的抽出は面倒である。また、標的抽出と生物医学検査とを異なる機器で行う場合、抽出された標的を一方の機器から他方の機器に移動させることにより、抽出された標的が汚染される可能性がある。従って、より簡便に標的を抽出し、同じ機器で標的抽出と生物医学検査とを行うことが可能な技術が求められている。
【発明の概要】
【0006】
本発明の目的は、マイクロ流体チップを提供することである。マイクロ流体チップは、上部プレートと、上部プレートの下に配置されたマイクロ電極ドットアレイとを備える。マイクロ電極ドットアレイは、直列に接続された複数のマイクロ電極デバイスを備える。マイクロ電極デバイスの各々は、上部プレートの下に配置されたマイクロ流体電極と、マイクロ流体電極の下に配置された多機能電極と、多機能電極の下に配置された制御回路とを備える。制御回路の各々は、第１の記憶回路と、第２の記憶回路と、対応するマイクロ流体電極に結合されたマイクロ流体制御および位置検出回路と、対応する多機能電極に結合された温度および磁気制御回路とを備える。第１の記憶回路の各々は、第１のクロック信号に従って、第１の時間間隔の分割時間間隔中に、サンプル操作設定を読み込むように構成される。第２の記憶回路の各々は、第２のクロック信号に従って、第２の時間間隔の分割時間間隔中に、磁場制御設定を読み込むように構成される。マイクロ流体制御および位置検出回路の各々は、サンプル制御信号に従って、第３の時間中に、対応するサンプル操作設定に対応したサンプル制御状態となるように構成される。温度および磁気制御回路の各々は、磁場制御信号に従って、第４の時間間隔中に、対応する磁場制御設定に対応した磁気制御状態となるように構成される。
【0007】
いくつかの態様では、マイクロ電極デバイスの各々について、第２の記憶回路が、更に、第２のクロック信号に従って、第５の時間間隔の分割時間間隔中に、加熱制御設定を読み込むように構成される。温度および磁気制御回路は、加熱制御信号に従って、第６の時間間隔中に、加熱制御設定に対応した加熱制御状態となるように構成される。
【0008】
本発明のもう１つの目的は、マイクロ流体処理システムを提供することである。マイクロ流体処理システムは、制御装置と、マイクロ流体チップとを備え、マイクロ流体チップは、上部プレートと、上部プレートの下に配置されたマイクロ電極ドットアレイとを備える。マイクロ電極ドットアレイは、直列に接続された複数のマイクロ電極デバイスを備える。マイクロ電極デバイスの各々は、上部プレートの下に配置されたマイクロ流体電極と、マイクロ流体電極の下に配置された多機能電極と、多機能電極の下に配置された制御回路とを備える。制御回路の各々は、第１の記憶回路と、第２の記憶回路と、対応するマイクロ流体電極に結合されたマイクロ流体制御および位置検出回路と、対応する多機能電極に結合された温度および磁気制御回路とを備える。
【0009】
制御装置は、第１のクロック信号と、第２のクロック信号と、複数のサンプル操作設定と、複数の磁場制御設定と、サンプル制御信号と、磁場制御信号とを供給するように構成される。第１の記憶回路の各々は、第１のクロック信号に従って、第１の時間間隔の分割時間間隔中に、サンプル操作設定のうちの１つを読み込むように構成される。第２の記憶回路の各々は、第２のクロック信号に従って、第２の時間間隔の分割時間間隔中に、磁場制御設定のうちの１つを読み込むように構成される。マイクロ流体制御および位置検出回路の各々は、サンプル制御信号に従って、第３の時間間隔中に、サンプル操作設定のうちの１つに対応したサンプル制御状態となるように構成される。温度および磁気制御回路の各々は、磁場制御信号に従って、第４の時間間隔中に、磁場制御設定のうちの１つに対応した磁気制御状態となるように構成される。
【0010】
いくつかの態様において、制御装置は、更に、複数の加熱制御設定と、加熱制御信号とを供給するように構成される。第２の記憶回路の各々は、更に、第２のクロック信号に従って、第５の時間間隔の分割時間間隔中に、加熱制御設定のうちの１つを読み込むように構成される。温度および磁気制御回路の各々は、加熱制御信号に従って、第６の時間隔間中に、加熱制御設定のうちの１つに対応した加熱制御状態となるように構成される。
【0011】
本発明のもう１つの目的は、マイクロ流体チップを制御するためにマイクロ流体処理システムの制御装置において用いられるマイクロ流体処理方法を提供することである。マイクロ流体チップは、上部プレートと、上部プレートの下に配置されたマイクロ電極ドットアレイとを備え、マイクロ電極ドットアレイは、直列に接続された複数のマイクロ電極デバイスを備える。マイクロ電極デバイスの各々は、上部プレートの下に配置されたマイクロ流体電極と、マイクロ流体電極の下に配置された多機能電極と、多機能電極の下に配置された制御回路とを備える。制御回路の各々は、第１の記憶回路と、第２の記憶回路と、対応するマイクロ流体電極に結合されたマイクロ流体制御および位置検出回路と、対応する多機能電極に結合された温度および磁気制御回路とを備える。マイクロ流体処理方法は、（ａ）マイクロ流体チップに第１のクロック信号を供給するステップと、（ｂ）マイクロ流体チップに第２のクロック信号を供給するステップと、（ｃ）マイクロ流体チップに複数のサンプル操作設定を供給するステップと、（ｄ）マイクロ流体チップに複数の磁場制御設定を供給するステップと、（ｅ）マイクロ流体チップにサンプル制御信号を供給するステップと、（ｆ）マイクロ流体チップに磁場制御信号を供給するステップとを備える。
【0012】
第１の記憶回路の各々は、第１のクロック信号に従って、第１の時間間隔の分割時間間隔中に、サンプル操作設定のうちの１つを読み込むように構成される。第２の記憶回路の各々は、第２のクロック信号に従って、第２の時間間隔の分割時間間隔中に、磁場制御設定のうちの１つを読み込むように構成される。マイクロ流体制御および位置検出回路の各々は、サンプル制御信号に従って、第３の時間間隔中に、サンプル操作設定のうちの１つに対応したサンプル制御状態となるように構成される。温度および磁気制御回路の各々は、磁場制御信号に従って、第４の時間間隔中に、磁場制御設定のうちの１つに対応した磁気制御状態となるように構成される。
【0013】
いくつかの態様において、マイクロ流体処理方法は、更に、マイクロ流体チップに複数の加熱制御設定を供給するステップと、マイクロ流体チップに加熱制御信号を供給するステップとを備える。第２の記憶回路の各々は、更に、第２のクロック信号に従って、第５の時間間隔の分割時間間隔中に、加熱制御設定のうちの１つを読み込むように構成される。温度および磁気制御回路の各々は、加熱制御信号に従って、第６の時間間隔中に、加熱制御設定のうちの１つに対応した加熱制御状態となるように構成される。
【0014】
本発明のために実施される詳細な技術、および好ましい実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の特徴を当業者が理解するために、添付図面に付随する以下の段落において説明される。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
【0027】
【0028】
【0029】
【0030】
【0031】
【0032】
【0033】
【0034】
【発明を実施するための形態】
【0035】
以下の説明では、本発明の、磁場制御機構を有するマイクロ流体チップ、マイクロ流体処理システム、およびマイクロ流体処理方法を、その特定の実施形態に関して説明する。但し、これらの実施形態は、本発明を、これらの実施形態に記載されるいずれかの特定の環境、用途、または実施に限定することを意図するものではない。従って、これらの実施形態の説明は、本発明の範囲を限定するものではなく、例示を目的とするものである。なお、以下の実施形態および添付図面においては、本発明とは関係のない要素の図示を省略している。また、添付図面において、各要素の寸法や各要素間の寸法は、図示および説明を容易にするために設けられるものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【0036】
図１Ａは、本発明のいくつかの実施形態におけるマイクロ流体処理システム１００の概略図である。マイクロ流体処理システム１００は、マイクロ流体チップ２と制御装置３とを備え、マイクロ流体チップ２および制御装置３は、１つまたは複数の生物医学処理（例えば、標的抽出、生物医学検査）を実行するように協働する。以下の説明では、先ず、マイクロ流体チップ２および制御装置３のハードウェア構成について説明し、マイクロ流体チップ２および制御装置３の動作については後述する。
【0037】
マイクロ流体チップの構成
【0038】
図１Ｂおよび図１Ｃは、それぞれマイクロ流体チップ２の側面図および上面図である。マイクロ流体チップ２は、上部プレート１０と、マイクロ電極ドットアレイ２１とを備えており、マイクロ電極ドットアレイ２１は、上部プレート１０の下に配置される。上部プレート１０は、導電性材料、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）ガラスによって形成することができる。上部プレート１０の下でマイクロ電極ドットアレイ２１の上方には、空間ＳＰが形成されており、制御装置３の制御により、少なくとも１つの液滴ＬＯを、空間ＳＰ内に配置して移動させることができる（詳細は後述する）。いくつかの実施形態において、液滴は、検査サンプル（即ち、検査されるサンプル）、試薬、または緩衝液（例えば、ＤＮＡ抽出で使用される溶解緩衝液、結合緩衝液、洗浄緩衝液、溶出緩衝液）としてもよい。
【0039】
いくつかの実施形態において、マイクロ流体チップ２は、更に、２つの疎水性層２２，２４を備えていてもよい。疎水性層２２は、上部プレート１０の下に配置され、上部プレート１０と直に接する一方、疎水性層２４は、マイクロ電極ドットアレイ２１の上方に配置される。内部で移動させる液滴のための空間ＳＰは、疎水性層２２，２４によって画定することができる。疎水性層２２，２４の各々は、疎水性材料によって形成することができる。
【0040】
マイクロ電極ドットアレイ２１は、直列に接続された複数のマイクロ電極デバイス１を備える。マイクロ電極デバイス１は、サイズｐ×ｑの２次元アレイに配置され、このときｐおよびｑは、いずれも１より大きい正の整数である。また、制御装置３は、マイクロ電極デバイス１がサイズｐ×ｑの２次元配列で配置されていることを認識している。マイクロ電極デバイス１の各々は、マイクロ流体電極１１と、多機能電極１３（実施される操作に応じ、加熱電極、絶縁層、または磁場供給層として使用可能であるが、後に詳述する）と、制御回路１５とを備える。マイクロ流体電極１１の各々は、上部プレート１０の下に配置され、多機能電極１３の各々は、対応するマイクロ流体電極１１（即ち、同じマイクロ電極デバイス１に属するマイクロ流体電極１１）の下に配置され、制御回路１５の各々は、対応する多機能電極１３（即ち、同じマイクロ電極デバイス１に属する多機能電極１３）の下に配置される。いくつかの実施形態において、マイクロ電極ドットアレイ２１は、更に、マイクロ電極デバイス１の上方で疎水性層２４の下に配置されたマイクロ電極接合層２０を備えていてもよい。マイクロ電極接合層２０は、疎水性層２４との接合に使用され、ＳｉＯ２絶縁層とすることができる。
【0041】
各マイクロ電極デバイス１のサイズは、本発明において、いかなる特定のサイズにも限定されない。しかしながら、いくつかの実施形態において、それぞれのマイクロ電極デバイス１の上面の面積は、２５００μｍ２とすることができる。更に、いずれか２つの隣接するマイクロ電極デバイス１間の距離は、本発明において、いかなる特定の距離にも限定されない。いくつかの実施形態において、１つのマイクロ電極デバイス１と、その隣接するマイクロ電極デバイス１との間の距離は、１μｍとすることができる。
【0042】
図１Ｃにおいて、正方形のそれぞれは、マイクロ電極デバイス１を表し、これらマイクロ電極デバイス１の各々は、２つの入力端子（即ち、第１の入力端子および第２の入力端子）と、２つの出力端子（即ち、第１の出力端子および第２の出力端子）とを有する。マイクロ電極デバイス１は、第１の入力／出力連鎖および第２の入力／出力連鎖を有することによって、直列に接続される。最初のマイクロ電極デバイス１を除くマイクロ電極デバイス１の各々について、第１の入力端子は、直前のマイクロ電極デバイス１の第１の出力端子に結合されて、第１の入力／出力連鎖を形成する。このようにして、最初のマイクロ電極デバイス１を除くマイクロ電極デバイス１の各々は、手前に配置されたマイクロ電極デバイス１を介して入力信号ＤＩ１（例えば、サンプル操作設定）を受信し、最後のマイクロ電極デバイス１を除くマイクロ電極デバイス１の各々は、その先に配置されたマイクロ電極デバイス１を介して出力信号ＤＯ１（例えば、記憶された静電容量値）を供給する。同様に、最初のマイクロ電極デバイス１を除くマイクロ電極デバイス１の各々について、第２の入力端子は、直前のマイクロ電極デバイス１の第２の出力端子に結合されて、第２の入力／出力連鎖を形成する。このようにして、最初のマイクロ電極デバイス１を除くマイクロ電極デバイス１の各々は、手前に配置されたマイクロ電極デバイス１を介して入力信号ＤＩ２（例えば、加熱制御設定、磁場制御設定）を受信し、最後のマイクロ電極デバイス１を除くマイクロ電極デバイス１の各々は、その先に配置されたマイクロ電極デバイス１を介して出力信号ＤＯ２（例えば、記憶された静電容量値）を供給する。
【0043】
図１Ｄは、マイクロ電極ドットアレイ２１の各マイクロ電極デバイス１の回路ブロック図である。マイクロ電極デバイス１の各々は、マイクロ流体電極１１と、多機能電極１３と、制御回路１５とを備え、各マイクロ電極デバイス１の制御回路１５は、マイクロ流体制御および位置検出回路１５１と、温度および磁気制御回路１５３と、２つの記憶回路１５５，１５７とを備える。マイクロ電極デバイス１の各々において、マイクロ流体制御および位置検出回路１５１は、マイクロ流体電極１１と記憶回路１５５とに結合され、温度および磁気制御回路１５３は、多機能電極１３と記憶回路１５７とに結合される。マイクロ電極デバイス１の各々について、前述の第１の入力端子および前述の第１の出力端子は、記憶回路１５５のものであり、前述の第２の入力端子および前述の第２の出力端子は、記憶回路１５７のものである。即ち、前述の第１の入力／出力連鎖は、記憶回路１５５を接続することにより形成され、前述の第２の入力／出力連鎖は、記憶回路１５７を接続することにより形成される。
【0044】
マイクロ流体制御および位置検出回路１５１の各々は、サンプル制御信号ＥＮ＿Ｆおよび位置検出信号ＥＮ＿Ｓを受信することができる。記憶回路１５５の各々は、クロック信号ＣＬＫ１を受信し、入力信号ＤＩ１（例えば、サンプル操作設定）を受信して記憶し、出力信号ＤＯ１（例えば、記憶された静電容量値）を供給することができる。温度および磁気制御回路１５３の各々は、加熱制御信号ＥＮ＿Ｔおよび磁場制御信号ＥＮ＿Ｍを受信することができる。記憶回路１５７の各々は、クロック信号ＣＬＫ２を受信し、入力信号ＤＩ２（例えば、加熱制御設定、磁場制御設定）を受信して記憶し、出力信号ＤＯ２（例えば、記憶された静電容量値）を供給することができる。更に、上部プレート１０とマイクロ電極ドットアレイ２１との間の空間ＳＰ内で液滴を移動させるためのＥＷＯＤ技術による十分な駆動力を生成するために、電圧信号ＶＳ（例えば、１ｋＨｚ、５０Ｖｐ－ｐの方形波）を、上部プレート１０の上面に供給することができる。
【0045】
いくつかの実施形態では、図１Ｅに示すような半導体構造を形成可能な半導体プロセス（例えば、台湾積体電路製造（Taiwan Semiconductor Manufacturing Company）が提供する０．３５μｍの２Ｐ４Ｍ相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）の技術）を採用して、マイクロ電極デバイス１を作成することができる。図１Ｅに示す半導体構造は、基板Ｓと、当該基板Ｓの上面上の４つの金属層とを備え、これら４つの金属層は、底部から頂部に向けて、第１の金属層Ｍ１、第２の金属層Ｍ２、第３の金属層Ｍ３、および第４の金属層Ｍ４を備えている。これらの実施形態において、マイクロ電極デバイス１の制御回路１５は、第１の金属層Ｍ１および第２の金属層Ｍ２に形成することが可能であり、マイクロ電極デバイス１の多機能電極１３は、第３の金属層Ｍ３に形成することが可能であり、マイクロ電極デバイス１のマイクロ流体電極１１は、第４の金属層Ｍ４に形成することが可能である。いくつかの実施形態では、多機能電極１３が磁場を供給するようにするために、図１Ｆに示すように、多機能電極１３の各々の形状が渦巻き状となっている。
【0046】
制御装置の構成
【0047】
図１Ａは、制御装置３のハードウェア構成も示している。制御装置３は、記憶デバイス３１と、少なくとも１つの伝送インターフェース３３と、プロセッサ３５とを備え、プロセッサ３５は、記憶デバイス３１と少なくとも１つの伝送インターフェース３３とに電気的に接続される。記憶デバイス３１は、メモリ、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ディスク、ポータブルディスク、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、またはそれ以外で同じ機能を有して当業者に公知の任意の非一時的な記憶媒体、装置、または回路とすることができる。伝送インターフェース３３の各々は、バイオチップと通信可能で当業者に公知のデジタル入出力インターフェースカードとすることができる。プロセッサ３５は、様々なプロセッサ、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、またはそれ以外で当業者に公知の演算処理装置のうちの１つとすることができる。いくつかの実施形態において、制御装置３は、デスクトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、またはモバイルデバイス（例えば、タブレットコンピュータ、またはスマートフォン）とすることができる。プロセッサ３５は、マイクロ流体チップ２を制御するための様々な制御信号および設定を生成するように構成され、少なくとも１つの伝送インターフェース３３は、これらの制御信号および設定をマイクロ流体チップ２に送信するように構成される。
【0048】
マイクロ流体チップと制御装置とによって実行される操作
【0049】
マイクロ流体チップ２と制御装置３とによって実行可能な操作には、１つまたは複数の液滴の位置を正確に判定すること、１つまたは複数の液滴にサンプル操作を適用すること（例えば、１つまたは複数の液滴を移動させること、液滴を切断すること、液滴を混合すること）、１つまたは複数の液滴に磁場を印加すること、１つまたは複数の液滴を加熱することなどが含まれる。上述の操作は、個別に、または組み合わせて実行することができる。いくつかの実施形態において、上述の操作は、別の生物医学処理を実行するように様々に編成することができる。マイクロ流体チップ２および制御装置３によって実行可能な操作について、以下に詳述する。
【0050】
液滴の位置判定
【0051】
マイクロ流体処理システム１００は、マイクロ流体チップ２内（具体的にはマイクロ流体チップ２の空間ＳＰ内）の全ての液滴を検出し、マイクロ流体チップ２内の全ての液滴の位置を判定する（即ち、マイクロ流体チップ２内の全ての液滴のサイズおよび位置を判定する）ことができる。
【0052】
図２Ａの例示的なタイミング図を参照されたい。なお、これは、本発明の範囲の限定を意図するものではない。制御装置３は、伝送インターフェース３３を介し、マイクロ流体チップ２に位置検出信号ＥＮ＿Ｓを供給し、このとき、位置検出信号ＥＮ＿Ｓは、時間間隔Ｔ１内においてイネーブルとされる（例えば、位置検出信号ＥＮ＿Ｓの電圧レベルを、時間隔間Ｔ１内においてハイとすることができる）。位置検出信号ＥＮ＿Ｓが、時間間隔Ｔ１内においてイネーブルとされるので、各マイクロ電極デバイス１のマイクロ流体制御および位置検出回路１５１は、時間間隔Ｔ１中に、上部プレート１０と、対応するマイクロ流体電極１１との間の静電容量値を検出し、この静電容量値を、対応する記憶回路１５５に記憶する。静電容量値Ｃ１の各々は、上部プレート１０と、対応するマイクロ流体電極１１との間になんらかの液体が存在するか否かを反映している。検出された静電容量値を示すのに、数値の「０」および「１」を使用するとすれば、上部プレート１０とマイクロ流体電極１１との間に液体があることを示すのに、数値「１」を使用し、上部プレート１０とマイクロ流体電極１１との間に液体がないことを示すのに、数値「０」を使用することができる。
【0053】
更に、制御装置３は、伝送インターフェース３３を介し、マイクロ流体チップ２にクロック信号ＣＬＫ１を供給し、このとき、クロック信号ＣＬＫ１は、時間間隔Ｔ２の複数の分割時間間隔内においてイネーブルとされる（例えば、クロック信号ＣＬＫ１の電圧レベルを、時間間隔Ｔ２の分割時間間隔内においてハイとすることができる）。時間間隔Ｔ２は、時間間隔Ｔ１の後となる。時間間隔Ｔ２の分割時間間隔は、マイクロ電極デバイス１の記憶回路１５５と１対１で対応する。マイクロ電極ドットアレイ２１がＮ個のマイクロ電極デバイス１を備える場合、時間間隔Ｔ２は、Ｎ個の分割時間間隔を有し、Ｎは正の整数である。クロック信号ＣＬＫ１が、時間間隔Ｔ２の分割時間間隔内においてイネーブルとされるので、記憶回路１５５は、時間間隔Ｔ２の分割時間間隔中に、それぞれ静電容量値Ｃ１を出力する。本発明は、クロック信号ＣＬＫ１のクロックレートを特定のレートに限定するものではない。例えば、記憶回路１５５は、クロック信号ＣＬＫ１のクロックレートを１００ｋＨｚとして、静電容量値Ｃ１を出力するようにしてもよい。
【0054】
制御装置３は、伝送インターフェース３３を介し、マイクロ流体チップ２から静電容量値Ｃ１を受信する。制御装置３は、マイクロ電極デバイス１がサイズｐ×ｑの２次元アレイに配置され、静電容量値Ｃ１がマイクロ電極デバイス１と１対１で対応することを認識している。従って、制御装置３のプロセッサ３５は、静電容量値Ｃ１に基づき、マイクロ流体チップ２内の全ての液滴を検出し、静電容量値Ｃ１に基づき、全ての液滴のサイズおよび位置を判定することができる。
【0055】
より良く理解するために、図２Ｂに示す具体例を参照されたい。なお、これは、本発明の範囲の限定を意図するものではない。図２Ｂは、サイズｐ×ｑの２次元アレイに配置された静電容量値Ｃ１を示している。図２Ｂにおいて、Ｎ個の正方形は、Ｎ個のマイクロ電極デバイス１の静電容量値Ｃ１をそれぞれ表しており、白色の正方形の各々は、対応する静電容量値が数値「０」であることを示し、灰色の正方形の各々は、対応する静電容量値が数値「１」であることを示す。マイクロ電極デバイス１がサイズｐ×ｑの２次元アレイに配置されていることを認識していることで、制御装置３のプロセッサ３５は、静電容量値Ｃ１に基づき、マイクロ流体チップ２内に１つの液滴ＬＯがあると判定し、静電容量値Ｃ１に基づき、マイクロ流体チップ２内の液滴ＬＯのサイズおよび位置を判定することができる。
【0056】
なお、制御装置３が、処理対象の液滴のサイズおよび位置を認識している場合、液滴の位置判定に関する前述の操作は、省略することが可能であることに留意されたい。
【0057】
サンプル操作の適用
【0058】
制御装置３は、液滴のサイズおよび位置を既に認識しているものとする（例えば、制御装置３は、時間間隔Ｔ１，Ｔ２において、マイクロ流体チップ２内における液滴の位置を判定している）。制御装置３は、マイクロ流体チップ２を制御して、マイクロ流体チップ２内の１つまたは複数の液滴に、サンプル操作を適用することができる（例えば、１つまたは複数の液滴の移動、液滴の切断、液滴の混合）。
【0059】
制御装置３は、サンプル操作要件（例えば、指定された位置への液滴の移動、液滴の切断、液滴の混合）と、マイクロ流体チップ２内の少なくとも１つの液滴のサイズおよび位置とに応じて、複数のサンプル操作設定を生成し、このとき、サンプル操作設定は、マイクロ電極デバイス１と１対１で対応している。サンプル操作設定の各々は、サンプル操作時間間隔中にサンプル操作設定に対応したサンプル制御状態（即ち、作動または非作動）となるように、対応するマイクロ流体制御および位置検出回路１５１に指示するために使用される。
【0060】
いくつかの実施形態において、制御装置３のプロセッサ３５は、サンプル操作要件と、少なくとも１つの液滴のサイズおよび位置とに応じてサンプル制御パターンを生成し、次に、このサンプル制御パターンに従ってサンプル操作設定を生成することができる。図２Ｃに示す例示的なサンプル制御パターンＣＰを参照されたい。なお、これは、本発明の範囲の限定を意図するものではない。サンプル制御パターンＣＰは、液滴ＬＯを２つの小さな液滴に切断するために使用される。図２Ｃにおいて、Ｎ個の正方形は、Ｎ個の記憶回路１５５によって読み込まれるＮ個のサンプル操作設定にそれぞれ対応しており、灰色の正方形の各々は「作動」を表し、白色の正方形の各々は「非作動」を表す。制御装置３のプロセッサ３５は、サンプル制御パターンＣＰに従ってサンプル操作設定を生成する。例えば、白色の正方形に対応するサンプル操作設定を数値「０」として、灰色の正方形に対応するサンプル操作設定を数値「１」としてもよい。
【0061】
制御装置３は、伝送インターフェース３３を介し、サンプル操作設定Ｓ２をマイクロ流体チップ２に供給する。図２Ａの例示的なタイミング図を参照されたい。制御装置３によってマイクロ流体チップ２に供給されるクロック信号ＣＬＫ１は、時間間隔Ｔ３の複数の分割時間間隔内においてイネーブルとされる（例えば、クロック信号ＣＬＫ１の電圧レベルを、時間間隔Ｔ３の分割時間間隔内においてハイとすることができる）。時間間隔Ｔ３は、時間間隔Ｔ２の後となる。時間間隔Ｔ３の分割時間間隔は、マイクロ電極デバイス１の記憶回路１５５と１対１で対応する。こうして、記憶回路１５５は、時間間隔Ｔ３の分割時間間隔中に、サンプル操作設定Ｓ２をそれぞれ読み込む。
【0062】
制御装置３は、伝送インターフェースを介し、マイクロ流体チップ２にサンプル制御信号ＥＮ＿Ｆを供給し、このサンプル制御信号ＥＮ＿Ｆは、時間間隔Ｔ４内においてイネーブルとされる（例えば、サンプル制御信号ＥＮ＿Ｆの電圧レベルを、時間間隔Ｔ４内においてハイとすることができる）。また、時間間隔Ｔ４中には、上部プレート１０の上面に供給される電圧信号ＶＳの電圧レベルがハイとなり、それ以外の時間間隔中には、上部プレート１０の上面に供給される電圧信号ＶＳの電圧レベルがローとなる。時間間隔Ｔ４は、前述のサンプル操作時間間隔である。時間隔間Ｔ４中、サンプル制御信号ＥＮ＿Ｆがイネーブルとされ、電圧信号ＶＳの電圧レベルがハイとなる。従って、各マイクロ電極デバイス１のマイクロ流体制御および位置検出回路１５５は、時間間隔Ｔ４中、対応するサンプル操作設定に従って、サンプル制御状態（即ち、作動または非作動）となる。このようにして、所要のサンプル操作（例えば、液滴の移動、液滴の切断、液滴の混合）が、時間間隔Ｔ４内において達成される。なお、サンプル操作時間間隔（例えば、時間間隔Ｔ４）中、多機能電極１３の各々は、絶縁層（例えば、ローの電圧レベルに接続される）となることに留意されたい。
【0063】
液滴への磁場の印加
【0064】
制御装置３は、液滴のサイズおよび位置を既に認識しているものとする（例えば、制御装置３は、時間間隔Ｔ１，Ｔ２において、マイクロ流体チップ２内における液滴の位置を判定している）。制御装置３は、マイクロ流体チップ２を制御して、マイクロ流体チップ２内の液滴に磁場を印加することができる。以下の説明については、図３Ａに示す例示的なタイミング図、および図３Ｂに示す例示的な磁場パターンを参照されたい。
【0065】
制御装置３は、磁場要件（例えば、磁場の強度）と、マイクロ流体チップ２内の少なくとも１つの液滴のサイズおよび位置とに応じて、複数の磁場制御設定を生成し、このとき、磁場制御設定は、マイクロ電極デバイス１と１対１で対応している。磁場制御設定の各々は、磁気制御時間間隔中に磁場制御設定に対応した磁気制御状態（即ち、磁気制御を行うか否か）となるように、対応する温度および磁気制御回路１５３に指示するために使用される。いくつかの実施形態において、磁気制御を行うことは、温度および磁気制御回路１５３に設けられるスイッチをオンにし、温度および磁気制御回路１５３に交流電圧を供給することである。
【0066】
いくつかの実施形態において、制御装置３のプロセッサ３５は、磁場要件と、少なくとも１つの液滴のサイズおよび位置とに応じて磁場パターンを生成し、次に、この磁場パターンに従って磁場制御設定を生成することができる。図３Ｂに示す例示的な磁場パターンＭＰでは、Ｎ個の正方形が、Ｎ個の記憶回路１５７によって読み込まれるＮ個の磁場制御設定にそれぞれ対応しており、灰色の正方形の各々は「磁気制御を行うこと」を表し、白色の正方形の各々は「磁気制御を行わないこと」を表す。次に、制御装置３のプロセッサ３５は、磁場パターンＭＰに従って磁場制御設定を生成する。例えば、白い正方形に対応する磁場制御設定を数値「０」として、灰色の正方形に対応する磁場制御設定を数値「１」としてもよい。
【0067】
制御装置３は、伝送インターフェース３３を介し、マイクロ流体チップ２に磁場制御設定Ｓ３を供給して、対応する磁場を印加する。具体的には、制御装置３が、伝送インターフェース３３を介してマイクロ流体チップ２にクロック信号ＣＬＫ２を供給し、このとき、クロック信号ＣＬＫ２は、時間間隔Ｔ５の複数の分割時間間隔内においてイネーブルとされる（例えば、クロック信号ＣＬＫ２の電圧レベルを、時間間隔Ｔ５の分割時間間隔内においてハイとすることができる）。時間間隔Ｔ５は、時間間隔Ｔ２の後となる。時間間隔Ｔ５の分割時間間隔は、マイクロ電極デバイス１の記憶回路１５７と１対１で対応する。こうして、記憶回路１５７は、時間間隔Ｔ５の分割時間間隔中に、磁場制御設定Ｓ３をそれぞれ読み込む。
【0068】
制御装置３は、伝送インターフェースを介し、マイクロ流体チップ２に磁場制御信号ＥＮ＿Ｍを供給し、この磁場制御信号ＥＮ＿Ｍは、時間間隔Ｔ６内においてイネーブルとされる（例えば、磁場制御信号ＥＮ＿Ｍの電圧レベルを、時間間隔Ｔ６内においてハイとすることができる）。時間間隔Ｔ６は、時間間隔Ｔ５の後となる。時間間隔Ｔ６は、前述の磁気制御時間間隔である。磁場制御信号ＥＮ＿Ｍが、時間間隔Ｔ６内においてイネーブルとされるので、各マイクロ電極デバイス１の温度および磁気制御回路１５３は、時間間隔Ｔ６中、対応する磁場制御設定に従って、磁気制御状態（即ち、磁気制御を行うか否か）となる。
【0069】
いくつかの実施形態において、磁気制御を行うことは、温度および磁気制御回路１５３に設けられるスイッチをオンにし、温度および磁気制御回路１５３に交流電圧を供給することである。これらの実施形態では、磁場制御設定が、対応する温度および磁気制御回路１５３に、磁気制御を行うように指示していると（例えば、磁場制御設定が、数値「１」であると）、温度および磁気制御回路１５３が、時間間隔Ｔ６中に、そのスイッチをオンにして、交流電圧が、時間間隔Ｔ６中に、温度および磁気制御回路１５３に供給されることによって、対応する多機能電極１３が、磁場を供給する（即ち、多機能電極１３は、使用中の磁場とみなすことができる）。一方、磁場制御設定が、対応する温度および磁気制御回路１５３に、磁気制御を行わないように指示していると（例えば、磁場制御設定が、数値「０」であると）、温度および磁気制御回路１５３は、時間間隔Ｔ１６中に、そのスイッチをオフにして、対応する多機能電極１３が磁気制御を行わないようにする（即ち、多機能電極１３は、使用中でない磁場とみなすことができる）。このようにして、所要の磁場が、時間間隔Ｔ６中に、マイクロ流体チップ２内の液滴に印加される。
【0070】
液滴の加熱
【0071】
制御装置３は、液滴のサイズおよび位置を既に認識しているものとする（例えば、制御装置３は、時間間隔Ｔ１，Ｔ２において、マイクロ流体チップ２内における液滴の位置を判定している）。制御装置３は、マイクロ流体チップ２を制御して、マイクロ流体チップ２内の液滴を加熱することができる。以下の説明については、図４Ａに示す例示的なタイミング図と、図４Ｂおよび図４Ｃに示す２つの例示的な加熱制御パターンとを参照されたい。
【0072】
制御装置３は、温度要件（例えば、検査環境が、９５℃でなければならないこと）と、マイクロ流体チップ２内の少なくとも１つの液滴のサイズおよび位置とに応じて、複数の加熱制御設定を生成し、このとき、加熱制御設定は、マイクロ電極デバイス１と１対１で対応する。加熱制御設定の各々は、加熱時間間隔中に、加熱制御設定に対応した加熱制御状態（即ち、加熱を実行するか否か）となるように、対応する温度および磁気制御回路１５３に指示するために使用される。いくつかの実施形態において、加熱の実行とは、温度および磁気制御回路１５３に設けられるスイッチをオンにし、温度および磁気制御回路１５３に直流電圧を供給して加熱を実行することである。
【0073】
いくつかの実施形態において、制御装置３のプロセッサ３５は、温度要件と、少なくとも１つの液滴のサイズおよび位置とに応じて加熱制御パターンを生成し、次に、この加熱制御パターンに従って加熱制御設定を生成することができる。図４Ｂに示す例示的な加熱制御パターンＨＰ１に関し、Ｎ個の正方形は、Ｎ個の記憶回路１５７によって読み込まれるＮ個の加熱制御設定にそれぞれ対応しており、灰色の正方形の各々は、「加熱を実行すること」を表し、白色の正方形の各々は「加熱を実行しないこと」を表す。制御装置３のプロセッサ３５は、加熱制御パターンＨＰ１に従って加熱制御設定を生成する。例えば、白色の正方形に対応する加熱制御設定を数値「０」として、灰色の正方形に対応する加熱制御設定を数値「１」としてもよい。
【0074】
いくつかの実施形態において、制御装置３が生成する加熱制御パターンは、加熱領域と、環状の非加熱領域とを備えていてもよく、このとき、環状の非加熱領域は、加熱領域を取り囲み、液滴ＬＯの位置は、加熱領域の中心に相当する。環状の非加熱領域は、ガードリングと称することができる。加熱領域を取り囲むガードリングを有することによって、加熱領域内の加熱効果が、外部の環境温度の影響を受けることはない。従って、より良好な温度変化率、およびより少ないエネルギー消費で、目標温度に達する。
【0075】
図４Ｂに示す加熱制御パターンＨＰ１は、ガードリングを有している。より具体的には、加熱制御パターンＨＰ１が、加熱領域Ａ１（即ち、図４Ｂにおいて、液滴ＬＯを覆う灰色の正方形）と、環状の非加熱領域Ａ２（即ち、図４Ｂにおいて、上述の灰色の正方形を取り囲む白色の正方形）と、もう１つの加熱領域Ａ３（即ち、図４Ｂにおいて、上述の白色の正方形を取り囲む灰色の正方形）と、もう１つの非加熱領域Ａ６とを備える。液滴ＬＯの位置は、加熱領域Ａ１の中心に相当する。環状の非加熱領域Ａ２は、加熱領域Ａ１を取り囲み、もう１つの加熱領域Ａ３は、環状の非加熱領域Ａ２を取り囲み、残りの領域が、非加熱領域Ａ６となっている。加熱領域Ａ１および加熱領域Ａ３内の多機能電極（加熱電極として使用される）の数は、検査プロトコルで指定される温度要件（即ち、到達すべき特定の温度）に依存する。要求される温度が高いほど、加熱領域Ａ１および加熱領域Ａ３内の多機能電極の数が多くなる。本発明は、加熱制御パターン内の環状の非加熱領域の数（即ち、ガードリングの数）を、いかなる特定の数にも限定しない。図４Ｃの別の具体例は、２つのガードリング（即ち、環状の非加熱領域Ａ４，Ａ５）を有した加熱制御パターンＨＰ２を示している。
【0076】
制御装置３は、伝送インターフェース３３を介し、マイクロ流体チップ２に加熱制御設定Ｓ１を供給する。具体的には、制御装置３によってマイクロ流体チップ２に供給されるクロック信号ＣＬＫ２が、時間間隔Ｔ７の複数の分割時間間隔内においてイネーブルとされる（例えば、クロック信号ＣＬＫ２の電圧レベルを、時間間隔Ｔ７の分割時間間隔内においてハイとすることができる）。時間間隔Ｔ７は、時間間隔Ｔ２の後となる。時間間隔Ｔ７の分割時間間隔は、マイクロ電極デバイス１の記憶回路１５７と１対１で対応する。こうして、記憶回路１５７は、時間間隔Ｔ７の分割時間間隔中に、加熱制御設定Ｓ１をそれぞれ読み込む。
【0077】
制御装置３は、伝送インターフェースを介し、マイクロ流体チップ２に加熱制御信号ＥＮ＿Ｔを供給し、この加熱制御信号ＥＮ＿Ｔは、時間間隔Ｔ８内においてイネーブルとされる（例えば、加熱制御信号ＥＮ＿Ｔの電圧レベルを、時間間隔Ｔ８内においてハイとすることができる）。時間間隔Ｔ８は、時間間隔Ｔ７の後となる。時間間隔Ｔ８は、前述の加熱時間間隔である。時間間隔Ｔ８内において加熱制御信号ＥＮ＿Ｔがイネーブルとされるので、各マイクロ電極デバイス１の温度および磁気制御回路１５３は、時間間隔Ｔ８中、対応する加熱制御設定に従って加熱制御状態（即ち、加熱を実行するか否か）となる。
【0078】
いくつかの実施形態において、加熱の実行とは、温度および磁気制御回路１５３に設けられるスイッチをオンにし、温度および磁気制御回路１５３に直流電圧を供給することである。これらの実施形態では、加熱制御設定が、対応する温度および磁気制御回路１５３に、加熱を実行するように指示していると（例えば、加熱制御設定が、数値「１」であると）、温度および磁気制御回路１５３が、時間間隔Ｔ８（即ち、加熱時間間隔）中に、そのスイッチをオンにして、直流電圧が、温度および磁気制御回路１５３に供給されることによって、対応する多機能電極１３が加熱を実行する（即ち、多機能電極１３は、使用中の加熱電極とみなすことができる）。一方、加熱制御設定が、対応する温度および磁気制御回路１５３に、加熱を実行しないように指示していると（例えば、加熱制御設定が、数値「０」であると）、温度および磁気制御回路１５３は、時間間隔Ｔ８（即ち、加熱時間間隔）中に、そのスイッチをオフにして、対応する多機能電極１３が機能しないようにする（即ち、加熱を実行せず、多機能電極１３は、使用中ではない加熱電極とみなすことができる）。このようにして、マイクロ流体チップ２内の液滴は、時間間隔Ｔ８中に、所要の温度となるまで加熱することができる。
【0079】
サンプル操作および磁場を共に液滴に適用
【0080】
制御装置３は、液滴のサイズおよび位置を既に認識しているものとする（例えば、制御装置３は、時間隔Ｔ１，Ｔ２において、マイクロ流体チップ２内における液滴の位置を判定している）。制御装置３は、マイクロ流体チップ２を制御して、サンプル操作を適用すると共に、マイクロ流体チップ２内の１つ以上の液滴に磁場を印加することができる。以下の説明については、図５に示す例示的なタイミング図を参照されたい。
【0081】
制御装置３は、「サンプル操作の適用」の項に記載するように、サンプル操作要件と、マイクロ流体チップ２内の少なくとも１つの液滴のサイズおよび位置とに応じて、複数のサンプル操作設定を生成する。更に、制御装置３は、「液滴への磁場の印加」の項に記載するように、磁場要件と、マイクロ流体チップ２内の少なくとも１つの液滴のサイズおよび位置とに応じて、複数の磁場制御設定を生成する。
【0082】
制御装置３は、伝送インターフェース３３を介し、マイクロ流体チップ２にサンプル操作設定Ｓ２および磁場制御設定Ｓ３を供給する。図５に示すように、クロック信号ＣＬＫ１およびクロック信号ＣＬＫ２は、時間間隔Ｔ９の複数の分割時間間隔内においてイネーブルとされる（例えば、クロック信号ＣＬＫ１の電圧レベルおよびクロック信号ＣＬＫ２の電圧レベルを、時間間隔Ｔ９の分割時間間隔内においてハイとすることができる）。時間間隔Ｔ９は、時間間隔Ｔ２の後となる。時間間隔Ｔ９の分割時間間隔は、マイクロ電極デバイス１の記憶回路１５５と１対１で対応し、マイクロ電極デバイス１の記憶回路１５７と１対１で対応する。クロック信号ＣＬＫ１が、時間間隔Ｔ９の分割時間間隔内においてイネーブルとされ、時間間隔Ｔ９の分割時間間隔が、記憶回路１５５と１対１で対応するので、記憶回路１５５は、時間間隔Ｔ９の分割時間間隔中に、サンプル操作設定Ｓ２をそれぞれ読み込む。同様に、クロック信号ＣＬＫ２が、時間間隔Ｔ９の分割時間間隔内においてイネーブルとされ、時間間隔Ｔ９の分割時間間隔が記憶回路１５７と１対１で対応するので、記憶回路１５７は、時間間隔Ｔ９の分割時間間隔中に、磁場制御設定Ｓ３をそれぞれ読み込む。
【0083】
時間間隔Ｔ１０（時間間隔Ｔ９の後の時間間隔）において、サンプル制御信号ＥＮ＿Ｆがイネーブルとされ、磁場制御信号ＥＮ＿Ｍがイネーブルとされ、上部プレート１０の上面に供給される電圧信号ＶＳの電圧レベルがハイとなる。時間間隔Ｔ１０中、サンプル制御信号ＥＮ＿Ｆがイネーブルとされ、電圧信号ＶＳの電圧レベルがハイとなるので、各マイクロ電極デバイス１のマイクロ流体制御および位置検出回路１５５は、時間間隔Ｔ１０中、対応するサンプル操作設定に従って、サンプル制御状態となる。更に、磁場制御信号ＥＮ＿Ｍが、時間隔Ｔ１０内においてイネーブルとされるので、各マイクロ電極デバイス１の温度および磁気制御回路１５３は、時間間隔Ｔ１０中、対応する磁場制御設定に従って、磁気制御状態となる。このようにして、時間間隔Ｔ１０内において、所要のサンプル操作および所要の磁場の両方を、液滴に適用することができる。
【0084】
マイクロ流体処理システムによる標的抽出
【0085】
上述のように、マイクロ流体処理システム１００によって実行可能な操作（１つまたは複数の液滴の正確な位置判定、１つまたは複数の液滴へのサンプル操作の適用、１つまたは複数の液滴への磁場の印加、１つまたは複数の液滴の加熱などを含む）は、様々な生物医学処理を実行するために、様々に編成することができる。
【0086】
いくつかの実施形態では、サンプル操作要件および磁場要件を適切に調整することによって、マイクロ流体処理システム１００は、標的（例えば、核酸）抽出を達成するための特定の操作を実行することができる。以下、図６Ａ～図６Ｆを参照して具体例を示すが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【0087】
この具体例において、マイクロ電極デバイス１は、６つのグループに分割され、マイクロ流体チップ２が、６つの領域Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６に分割されている。更に、標的抽出は、開始段階、溶解段階、結合段階、洗浄段階、溶出段階、および取出し段階を含んだ６つの段階を備える。
【0088】
開始段階における目的は、マイクロ流体チップ２内に、所要の液滴を配置することである。具体的には、検査サンプルＴＳを、領域Ｇ４の中央に移動させ、領域Ｇ１の中央に溶解緩衝液ＬＢを移動させ、領域Ｇ１の中央に磁気ビーズ含有結合緩衝液ＢＭＢを移動させ、領域Ｇ５の中央に溶出緩衝液ＥＢを移動させるためのサンプル操作要件がある。なお、検査サンプルＴＳ、溶解緩衝液ＬＢ、磁気ビーズ含有結合緩衝液ＢＭＢ、および溶出緩衝液ＥＢは、それぞれ液滴である。制御装置３は、上述のサンプル操作要件に従って複数のサンプル操作設定を生成し、これらのサンプル操作設定を、マイクロ流体チップ２に送信する。記憶回路１５５は、それぞれサンプル操作設定を読み込み、次に、各マイクロ電極デバイス１のマイクロ流体制御および位置検出回路１５１は、対応するサンプル操作設定に従ってサンプル制御状態となる。「サンプル操作の適用」の項の説明に基づき、当業者は、開始段階を達成するためにマイクロ流体処理システム１００が実行する操作を理解するはずである。開始段階の後、検査サンプルＴＳ、溶解緩衝液ＬＢ、磁気ビーズ含有結合緩衝液ＢＭＢ、および溶出緩衝液ＥＢのサイズおよび位置は、図６Ａに示す通りとなる。
【0089】
溶解段階における目的は、検査サンプルＴＳ中の細胞を破壊することにより、所望の標的が露出および／または浮遊するようにすることである。具体的には、検査サンプルＴＳを領域Ｇ１の中央に移動させて、検査サンプルＴＳと溶解緩衝液ＬＢとを混合するためのサンプル操作要件がある。制御装置３は、このサンプル操作要件と、検査サンプルＴＳのサイズおよび位置と、溶解緩衝液ＬＢのサイズおよび位置とに応じて複数のサンプル操作設定を生成し、これらのサンプル操作設定を、マイクロ流体チップ２に送信する。記憶回路１５５は、それぞれサンプル操作設定を読み込み、次に、各マイクロ電極デバイス１のマイクロ流体制御および位置検出回路１５１は、対応するサンプル操作設定に従ってサンプル制御状態となる。「サンプル操作の適用」の項の説明に基づき、当業者は、溶解段階を達成するためにマイクロ流体処理システム１００が実行する操作を理解するはずである。溶解段階の後では、図６Ｂに示すように、検査サンプルＴＳと溶解緩衝液ＬＢとが、混合緩衝液ＴＬとして混合されている。混合緩衝液ＴＬ中では、所望の標的が露出および／または浮遊している。なお、混合緩衝液ＴＬは、液滴とみなされることに留意されたい。
【0090】
結合段階における目的は、所望の標的を磁気ビーズによって捕捉することであり、このとき、個々の磁気ビーズの表面は、所望の標的を捕捉するための特定の材料でコーティングされている。具体的には、混合緩衝液ＴＬを領域Ｇ２の中央に移動させて、混合緩衝液ＴＬを磁気ビーズ含有結合緩衝液ＢＭＢと混合するためのサンプル操作要件がある。制御装置３は、このサンプル操作要件と、混合緩衝液ＴＬのサイズおよび位置と、磁気ビーズＢＭＢ含有結合緩衝液のサイズおよび位置とに応じて、複数のサンプル操作設定を生成する。制御装置３は、これらのサンプル操作設定を、マイクロ流体チップ２に送信する。記憶回路１５５は、それぞれサンプル操作設定を読み込み、次に、各マイクロ電極デバイス１のマイクロ流体制御および位置検出回路１５１は、対応するサンプル操作設定に従ってサンプル制御状態となる。「サンプル操作の適用」の項の説明に基づき、当業者は、結合段階を達成するためにマイクロ流体処理システム１００が実行する操作を理解するはずである。結合段階の後では、図６Ｃに示すように、検査サンプルＴＳと溶解緩衝液ＬＢとが、混合緩衝液ＴＢとして混合されている。混合緩衝液ＴＢ中では、所望の標的が、磁気ビーズによって捕捉される。なお、混合緩衝液ＴＢは、液滴とみなされることに留意されたい。
【0091】
洗浄段階における目的は、磁気ビーズを固定化し、不要部分を洗い流すことである。具体的には、混合緩衝液ＴＢ内の磁気ビーズを引き付けて、領域Ｇ２の中央（即ち、空間ＳＰ内の第１の領域）にとどめるための磁場要件と、混合緩衝液ＴＢの一部を、領域Ｇ３の中央（即ち、空間ＳＰ内の第２の領域）に移動させるためのサンプル操作要件とがある。制御装置３は、この磁場要件と、混合緩衝液ＴＢのサイズおよび位置とに応じて、複数の磁場制御設定を生成する。また、制御装置３は、このサンプル操作要件と、領域Ｇ３の中心とに応じて、複数のサンプル操作設定を生成する。制御装置３は、これら磁場制御設定およびサンプル操作設定を、マイクロ流体チップ２に送信する。そして、各マイクロ電極デバイス１の温度および磁気制御回路１５３は、対応する磁場制御設定に従って磁気制御状態となる。一方、各マイクロ電極デバイス１のマイクロ流体制御および位置検出回路１５１は、対応するサンプル操作設定に従ってサンプル制御状態となる。「サンプル操作の適用」の項および「液滴への磁場の印加」の項の説明に基づき、当業者は、洗浄段階を達成するためにマイクロ流体処理システム１００が実行する操作を理解するはずである。洗浄段階の後では、図６Ｄに示すように、液滴ＴＢ１（即ち、磁気ビーズ、および混合緩衝液ＴＢの非常に小さな部分）が、領域Ｇ２の中央部分内にとどまり、別の液滴ＴＢ２（即ち、混合緩衝液ＴＢの不要部分）が、領域Ｇ３の中央に移動されている。いくつかの実施形態では、液滴ＴＢ２が、マイクロ流体チップ２から除去されるようにしてもよい。
【0092】
溶出段階における目的は、所望の標的から磁気ビーズを分離することである。具体的には、液滴ＴＢ１を溶出緩衝液ＥＢと混合する（例えば、液滴ＴＢ１を領域Ｇ５の中央に移動させる）ためのサンプル操作要件と、磁気ビーズを引き付けるための磁場要件とがある。制御装置３は、このサンプル操作要件と、液滴ＴＢ１のサイズおよび位置と、溶出緩衝液ＥＢのサイズおよび位置とに応じて、複数のサンプル操作設定を生成する。更に、制御装置３は、この磁場要件と、溶出緩衝液ＥＢのサイズおよび位置とに応じて、複数の磁場制御設定を生成する。制御装置３は、これら磁場制御設定およびサンプル操作設定を、マイクロ流体チップ２に送信する。次に、各マイクロ電極デバイス１のマイクロ流体制御および位置検出回路１５１は、対応するサンプル操作設定に従ってサンプル制御状態となる。一方、各マイクロ電極デバイス１の温度および磁気制御回路１５３は、対応する磁場制御設定に従って磁気制御状態となる。「サンプル操作の適用」の項および「液滴への磁場の印加」の項の説明に基づき、当業者は、溶出段階を達成するためにマイクロ流体処理システム１００が実行する操作を理解するはずである。溶出段階後では、図６Ｅに示すように、液滴ＴＢ１と溶出緩衝液ＥＢとが、別の液滴ＴＥとして混合されている。液滴ＴＥ中では、所望の標的が、磁気ビーズから分離されている。
【0093】
取出し段階における目的は、液滴ＴＥから所望の標的を取り出すことである。具体的には、液滴ＴＥ内の磁気ビーズを引き付けて、領域Ｇ５の中央（即ち、空間ＳＰ内の第３の領域）内にとどめるための磁場要件と、液滴ＴＥの一部を、領域Ｇ６の中央（即ち、空間ＳＰ内の第４の領域）に移動させるためのサンプル操作要件とがある。制御装置３は、この磁場要件と、液滴ＴＥのサイズおよび位置とに応じて、複数の磁場制御設定を生成する。更に、制御装置３は、このサンプル操作要件と、液滴ＴＥのサイズおよび位置と、領域Ｇ６の中心とに応じて、複数のサンプル操作設定を生成する。制御装置３は、これら磁場制御設定およびサンプル操作設定を、マイクロ流体チップ２に送信する。そして、各マイクロ電極デバイス１の温度磁気制御回路１５３は、対応する磁場制御設定に従って磁気制御状態となる。一方、各マイクロ電極デバイス１のマイクロ流体制御および位置検出回路１５１は、対応するサンプル操作設定に従ってサンプル制御状態となる。「サンプル操作の適用」の項および「液滴への磁場の印加」の項の説明に基づき、当業者は、取出し段階を達成するためにマイクロ流体処理システム１００が実行する操作を理解するはずである。取出し段階の後では、図６Ｆに示すように、液滴ＴＥ１（即ち、磁気ビーズ、および液滴ＴＥの非常に小さな部分のみ）が、領域Ｇ５の中央部分内にとどまり、別の液滴ＴＥ２（即ち、所望の標的を含有する部分）が、領域Ｇ６の中央に移動されている。
【0094】
いくつかの別の実施形態において、マイクロ流体処理システム１００は、より正確な結果を達成するために、標的抽出の各段階の前に、マイクロ流体チップ２内における液滴の位置を判定することができる。当業者は、「液滴の位置判定」の項の説明に基づき、これを達成する方法を理解するはずである。従って、ここでは詳細な説明は繰り返さない。
【0095】
いくつかの別の実施形態において、マイクロ流体処理システム１００は、液滴ＴＥ２に対する別の生物医学検査を、更に実行することができる。例えば、マイクロ流体処理システム１００は、温度要件に基づき、液滴ＴＥ２を特定の摂氏温度に加熱するようにしてもよい。当業者は、「液滴の加熱」の項の説明に基づき、これを達成する方法を理解するはずである。
【0096】
バイオプロトコル
【0097】
いくつかの実施形態において、記憶デバイス３１は、複数のプロトコルＰａ，Ｐｂ，．．．，Ｐｃを記憶するようにしてもよい。，プロトコルＰａ，Ｐｂ，．．．，Ｐｃの各々は、生物医学処理（例えば、標的抽出、生物医学検査）に対応する。実行される全ての生物医学処理は、正確な結果を達成するために、対応するプロトコルに従わなければならないので、生物医学処理のプロトコルは、バイオプロトコルと称することができる。具体的には、生物医学処理のプロトコルが、サンプルのサンプル量、少なくとも１つの温度要件（例えば、特定の温度への到達）、少なくとも１つのサンプル操作要件（例えば、検査のためのサンプルの移動、分類、切断、混合）、少なくとも１つの磁場要件（例えば、磁場の強度）、および／またはそれ以外で生物医学検査が従わなければならない要件を含んでいてもよい。
【0098】
例えば、プロトコルＰａが、特定の疾患のポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）検査のためのものである場合、当該プロトコルＰａは、検査サンプルのサンプル量、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）変性段階のための温度要件および対応する時間間隔、アニーリング段階のための温度要件および対応する時間間隔、ならびに伸長段階のための温度要件および対応する時間間隔を含んでいてもよい。
【0099】
別の例として、検査プロトコルＰｃが、標的（例えば、核酸）抽出のためのものである場合、当該検査プロトコルＰｃは、「マイクロ流体処理システムによる標的抽出」の項に記載するように、開始段階、溶解段階、結合段階、洗浄段階、溶出段階、および取出し段階における、サンプル操作要件および磁場要件を含んでいてもよい。
【0100】
本発明によれば、制御装置３の記憶デバイス３１に記憶されるプロトコルの数には制限がない。制御装置３の記憶デバイス３１に記憶されるプロトコルが多いほど、より多くの生物医学処理をマイクロ流体試験システム１００によって実行可能となると理解される。
【0101】
制御回路の回路例
【0102】
【0103】
この具体例では、プロトコルで指定されたサンプル操作要件を実行しようとする場合、制御信号ＥＮａｃｔの値が０（サンプル制御信号ＥＮ＿Ｆがイネーブルとされていることに相当）であり、データ信号Ｑｎの値は、マイクロ電極デバイス１によって読み込まれるサンプル操作設定であり、クロック信号ＣＬＫ１のクロックレート（例えば、１ｋＨｚ～１０ｋＨｚに設定可能）は、他の操作のために設定されるクロックレートよりも遅くすることができる。マイクロ流体制御および位置検出回路１５１は、液滴ＬＯに対するサンプル操作を達成するための引張力を生成する。
【0104】
この具体例において、上部プレート１０とマイクロ流体電極１１との間の静電容量値を検出しようとする場合には、制御信号ＥＮａｃｔの値が、１（位置検出信号ＥＮ＿Ｓがイネーブルとされていることに相当）となり、クロック信号ＣＬＫ１のクロックレート（例えば、１ＭＨｚ～１０ＭＨｚに設定可能）は、サンプル操作のために設定されるクロックレートよりも速くすることができる。マイクロ流体制御および位置検出回路１５１は、検出された静電容量値（即ち、静電容量の放電結果）を検出結果Ｄｓｅｎとして出力し、当該検出結果Ｄｓｅｎを、データ信号Ｄｎとして記憶回路１５５（Ｄフリップフロップとすることができる）に記憶する。上述したように、マイクロ電極ドットアレイ２１に設けられるマイクロ電極デバイス１は、直列に接続されているので、記憶回路１５５は、その手前に配置されてデータシグナルを出力する他のマイクロ電極デバイス１の記憶回路１５５のデータシグナルＱ１,１，．．．，Ｑ１,ｎ－１を受信することになる。
【0105】
本具体例において、プロトコルで指定された温度要件を実行しようとする場合には、制御信号ＥＮｔｅｍｐ／ＥＮｍａｇｎｅｔｉｃの値が、１（加熱制御信号ＥＮ＿Ｔがイネーブルとされていることに相当）となり、データ信号Ｑ２,ｎの値が、マイクロ電極デバイス１によって読み込まれた加熱制御設定（例えば、数値「０」が、加熱を実行しないことを表し、数値「１」が、加熱を実行することを表す）となる。温度および磁気制御回路１５３内のマルチプレクサは、加熱制御信号ＥＮ＿Ｔおよびデータ信号Ｑ２,ｎに従い、当該回路内のスイッチを導通させて直流電圧ＶＤＤ＿ＨＥＡＴを供給するか否かを決定する。温度および磁気制御回路１５３のスイッチが導通されると、直流電圧ＶＤＤ＿ＨＥＡＴが、温度および磁気制御回路１５３に供給され、電流が抵抗ＲＨＥＡＴおよび多機能電極１３を通過することになり、それによって、加熱結果が達成される。
【0106】
この具体例において、プロトコルで指定された磁場要件を実行しようとする場合には、制御信号ＥＮｔｅｍｐ／ＥＮｍａｇｎｅｔｉｃの値が、１（磁気制御信号ＥＮ＿Ｍがイネーブルとされていることに相当）となり、データ信号Ｑ２,ｎの値が、マイクロ電極デバイス１によって読み込まれた磁場制御設定（例えば、数値「０」が、磁場を提供しないことを表し、数値「１」が、磁場を提供することを表す）となる。温度および磁気制御回路１５３内のマルチプレクサは、磁気制御信号ＥＮ＿Ｍおよびデータ信号Ｑ２,ｎに従い、当該回路内のスイッチを導通させて交流電圧ＶＡＣを供給するか否かを決定する。温度および磁気制御回路１５３のスイッチが導通され、交流電圧ＶＡＣが温度および磁気制御回路１５３に供給されると、磁場が形成されることになる。
【0107】
マイクロ流体処理方法
【0108】
本発明は、マイクロ流体チップ２を制御するために、マイクロ流体処理システムの制御装置（例えば、上述の実施形態で説明した制御装置３）において用いられるマイクロ流体処理方法も提供する。
【0109】
図８は、本発明のいくつかの実施形態における、マイクロ流体処理方法の主要なフローチャートを示している。これらの実施形態において、マイクロ流体処理方法は、マイクロ流体チップ２内における液滴の位置を判定するためのステップＳ８０１～Ｓ８０７と、液滴にサンプル操作を適用するためのステップＳ８０９～Ｓ８１３とを備える。
【0110】
ステップＳ８０１は、位置検出信号ＥＮ＿Ｓをマイクロ流体チップ２に供給するために実行される。位置検出信号ＥＮ＿Ｓは、時間間隔Ｔ１内においてイネーブルとされ、マイクロ流体制御および位置検出回路１５１の各々は、時間間隔Ｔ１中に、位置検出信号に従い、上部プレート１０と、対応するマイクロ流体電極１１との間の静電容量値を検出し、当該静電容量を、対応する記憶回路１５５に記憶する。
【0111】
ステップＳ８０３は、クロック信号ＣＬＫ１（第１のクロック信号）をマイクロ流体チップ２に供給するために実行される。クロック信号ＣＬＫ１は、時間間隔Ｔ２の複数の分割時間間隔内においてイネーブルとされ、記憶回路１５５の各々は、時間間隔Ｔ２の対応する分割時間間隔中に、対応する静電容量値を出力する。
【0112】
ステップＳ８０５は、マイクロ流体チップ２から静電容量値を受信するために実行される。ステップＳ８０７は、静電容量値に基づき、上部プレート１０とマイクロ電極ドットアレイ２１との間における各液滴のサイズおよび位置を判定するために実行される。いくつかの実施形態では、処理されることになる液滴のサイズおよび位置を、制御装置が既に認識しているようにすることが可能である。このような実施形態では、ステップＳ８０１、ステップＳ８０５、およびステップＳ８０７が省略され、クロック信号ＣＬＫ１は、時間間隔Ｔ２の分割時間間隔内においてイネーブルとされることはない。
【0113】
ステップＳ８０９は、複数のサンプル操作設定をマイクロ流体チップ２に供給するために実行される。具体的には、クロック信号ＣＬＫ１が、時間間隔Ｔ３の複数の分割時間間隔内においてイネーブルとされ、記憶回路１５５の各々は、対応する分割時間間隔内において、対応するサンプル操作設定を読み込む。いくつかの実施形態において、マイクロ流体処理方法は、サンプル操作要件と、処理される液滴のサイズおよび位置とに応じてサンプル操作設定を生成するために、ステップＳ８０９の前に別のステップを実行する。
【0114】
ステップＳ８１１は、サンプル制御信号ＥＮ＿Ｆをマイクロ流体チップ２に供給するために実行される。ステップＳ８１３は、上部プレート１０の上面に電圧信号ＶＳを供給するために実行される。時間間隔Ｔ４中、サンプル制御信号ＥＮ＿Ｆがイネーブルとされ、電圧信号ＶＳの電圧レベルがハイとなり、その結果、マイクロ流体制御および位置検出回路１５１の各々は、時間間隔Ｔ４中、対応するサンプル操作設定に従って、サンプル制御状態となる。このようにして、サンプル操作が液滴に適用される。
【0115】
なお、本発明は、ステップＳ８０１、ステップＳ８０３、ステップＳ８１１、およびステップＳ８１３の実行順序を限定するものではない。但し、時間間隔Ｔ２は時間間隔Ｔ１の後となり、時間間隔Ｔ３は時間間隔Ｔ２の後となり、時間間隔Ｔ４は時間間隔Ｔ３の後となる。
【0116】
図９は、本発明のいくつかの実施形態における、マイクロ流体処理方法の主要なフローチャートを示している。これらの実施形態において、マイクロ流体処理方法は、マイクロ流体チップ２内における液滴の位置を判定するためのステップＳ８０１～Ｓ８０７と、液滴に磁場を印加するためのステップＳ９０９～Ｓ９１３とを備える。なお、ステップＳ８０１～Ｓ８０７の詳細については上述したので、ここでは繰り返さない。
【0117】
ステップＳ９０９は、クロック信号ＣＬＫ２（第２のクロック信号）をマイクロ流体チップ２に供給するために実行され、このクロック信号ＣＬＫ２は、時間間隔Ｔ５の複数の分割時間間隔内においてイネーブルとされる。ステップＳ９１１は、複数の磁場制御設定をマイクロ流体チップ２に供給するために実行される。記憶回路１５７の各々は、時間間隔Ｔ５の対応する分割時間間隔中に、対応する磁場制御設定を読み込む。ステップＳ９１３は、磁場制御信号ＥＮ＿Ｍをマイクロ流体チップ２に供給するために実行される。磁場制御信号ＥＮ＿Ｍは、時間間隔Ｔ６内においてイネーブルとされ、その結果、温度および磁気制御回路１５３の各々は、時間間隔Ｔ６中、対応する磁場制御設定に従って、磁気制御状態となる。このようにして、磁場が液滴に印加される。
【0118】
なお、本発明は、ステップＳ８０１、ステップＳ８０３、およびステップＳ９０９の実行順序を限定するものではない。但し、時間間隔Ｔ２は時間間隔Ｔ１の後となり、時間間隔Ｔ５は時間間隔Ｔ２の後となり、時間間隔Ｔ６は時間間隔Ｔ５の後となる。
【0119】
図１０は、本発明のいくつかの実施形態における、マイクロ流体処理方法の主要なフローチャートを示している。これらの実施形態において、マイクロ流体処理方法は、マイクロ流体チップ２内における液滴の位置を判定するためのステップＳ８０１～Ｓ８０７と、液滴を加熱するためのステップＳ１０９～Ｓ１１３とを備える。なお、ステップＳ８０１～Ｓ８０７の詳細については上述したので、ここでは繰り返さない。
【0120】
ステップＳ１０９は、クロック信号ＣＬＫ２（第２のクロック信号）をマイクロ流体チップ２に供給するために実行され、このクロック信号ＣＬＫ２は、時間間隔Ｔ７の複数の分割時間間隔内においてイネーブルとされる。ステップＳ１１１は、複数の加熱制御設定をマイクロ流体チップ２に供給するために実行される。記憶回路１５７の各々は、時間間隔Ｔ７の対応する分割時間間隔中に、対応する加熱制御設定を読み込む。ステップＳ１１３は、加熱制御信号ＥＮ＿Ｔをマイクロ流体チップ２に供給するために実行される。加熱制御信号ＥＮ＿Ｔは、時間間隔Ｔ８内においてイネーブルとされ、その結果、温度および磁気制御回路１５３の各々は、時間間隔Ｔ８中、対応する加熱制御設定に従って、加熱制御状態となる。このようにして、液滴が加熱される。
【0121】
なお、本発明は、ステップＳ８０１、ステップＳ８０３、およびステップＳ１０９の実行順序を限定するものではない。但し、時間間隔Ｔ２は時間間隔Ｔ１の後となり、時間間隔Ｔ７は時間間隔Ｔ２の後となり、時間間隔Ｔ８は時間間隔Ｔ７の後となる。
【0122】
前述の、液滴の位置を判定するステップ、サンプル操作を液滴に適用するステップ、磁場を液滴に印加するステップ、および液滴を加熱するステップは、個別に、または組み合わせて実施することができる。いくつかの実施形態において、前述のステップは、様々な生物医学処理を実行するために、様々に編成することができる。
【0123】
上述のステップに加え、本発明が提供するマイクロ流体処理方法は、別のステップを実行することが可能であり、その結果、制御装置３は、マイクロ流体チップ２を制御して、上述の様々な実施形態で説明したものと同様の機能を有して同様の技術的効果をもたらすことができる。本発明が提供するマイクロ流体処理方法が、どのようにして、それらの操作およびステップを実行し、同様の機能を有し、同様の技術的効果をもたらすかについては、前に示した実施形態についての上述の説明に基づき、当業者が容易に理解するはずであり、従って、本明細書では更なる説明は行わない。
【0124】
本発明の明細書および特許請求の範囲において、いくつかの用語（時間間隔、静電容量値、サンプリング時間を含む）の前には、「第１」、「第２」、・・・、または「第８」という用語があることがわかる。これら「第１」、「第２」、・・・、および「第８」という用語は、異なる用語を区別することのみを目的として使用されるものである。これらの用語の順序が指定されていない場合、または用語の順序が文脈から導出できない場合、これらの用語の順序は、先行する「第１」、「第２」、．．．、または「第８」によって限定されるものではない。
【0125】
上述の説明によれば、本発明によって提供されるマイクロ流体処理技術は、液滴の位置を判定し、サンプル操作を液滴に適用し、磁場を液滴に印加し、そして液滴を加熱することができる。タイミング図を適切に編成することにより、サンプル操作と磁場とを一緒に（即ち、同じ時間間隔内において）適用することができる。従って、サンプル操作要件、磁場要件、および／または温度要件を適切に編成し、必要なサンプル操作設定、必要な磁場制御設定、および／または必要な加熱制御設定を、処理しようとする液滴の最新のサイズおよび位置に応じて生成することにより、様々な種類の生物医学処理（例えば、標的抽出、生物医学検査）を、同じ機器において正確に実行することができる。従来の技術と比較すると、本発明が提供するマイクロ流体処理技術を使用して生物医学処理を実行することは、全ての操作が同じ機器において実行可能であるので、より一層便利である。更に、全ての操作を同じ装置で行うことができるので、液滴が汚染されることはない。
【0126】
上記開示は、詳細な技術内容および発明の特徴に関するものである。当業者は、記載された本発明の開示および示唆に基づき、その特徴から逸脱することなく、様々な変更および置換を続けることができる。但し、そのような変更および置換は、上述の説明において完全には開示されていないものの、添付の特許請求の範囲において実質的に網羅されている。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図6E】
【図6F】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
