(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-28
(45)【発行日】2023-01-12
(54)【発明の名称】微小流体の分析のためのシステム、デバイス、及び方法
(51)【国際特許分類】
G01N 21/03 20060101AFI20230104BHJP
G01N 37/00 20060101ALI20230104BHJP
G01N 35/08 20060101ALI20230104BHJP
【ＦＩ】
G01N21/03 Z
G01N37/00 101
G01N35/08 D
【請求項の数】
28
(21)【出願番号】P 2019557408
(86)(22)【出願日】2018-04-23
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-07-02
(86)【国際出願番号】 US2018028855
(87)【国際公開番号】W WO2018195530
(87)【国際公開日】2018-10-25
【審査請求日】2021-03-09
(31)【優先権主張番号】62/488,377
(32)【優先日】2017-04-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】515230154
【氏名又は名称】ゾエティス・サービシーズ・エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100118902
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 修
(74)【代理人】
【識別番号】100106208
【弁理士】
【氏名又は名称】宮前 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100196508
【弁理士】
【氏名又は名称】松尾 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100101373
【弁理士】
【氏名又は名称】竹内 茂雄
(72)【発明者】
【氏名】シャートル，ロバート・ジャスティス
(72)【発明者】
【氏名】エドモンソン，シャーブ・エム，ジュニア
(72)【発明者】
【氏名】ラーソン，ボブ
【審査官】伊藤 裕美
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１１／０２４３８１３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００５－０３０９０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１３－５２７４２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１６１５４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－０６９３９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０５－０４５３５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－０３３２２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００７－５２５６４７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ ２１／００－ Ｇ０１Ｎ ２１／６１
Ｇ０１Ｎ ３５／００－ Ｇ０１Ｎ ３５／１０
Ｇ０１Ｎ ３３／４８－ Ｇ０１Ｎ ３３／９８
Ｇ０１Ｎ ３７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１開口部と、第２開口部と、前記第１開口部と前記第２開口部との間の流体連通経路を確立する微小流体チャネルと、を画定する第１層であって、実質的に透明である前記第１層と、
前記第１層に連結された第２層であって、部分的に不透明である前記第２層と
を含み、
前記第１層は装置の最上部であり、前記第２層は装置の底面であり、
前記第１開口部は、前記第２開口部より大きく、流体を受容するように構成されており、
前記第２開口部は、前記微小流体チャネルが流体で満たされている場合に装置から気体を放出するように構成されており、
前記微小流体チャネルの高さは、前記第１開口部から前記第２開口部に向かって連続的に減少する、又は、
前記第１層に形成された前記微小流体チャネルの側面が階段の組を画定し、前記微小流体チャネルの高さが、前記第１開口部から前記第２開口部に向かって階段状に減少する、
装置。
【請求項2】
前記第１層が、紫外線、可視光、及び近赤外光の少なくとも１つに対して実質的に透明である、請求項１に記載の装置。
【請求項3】
前記微小流体チャネルが、前記微小流体チャネルの延在方向に沿った前記装置の縦軸に対して線形である、請求項１に記載の装置。
【請求項4】
前記微小流体チャネルが、前記微小流体チャネルの延在方向に沿った前記装置の縦軸に対して湾曲している、請求項１に記載の装置。
【請求項5】
前記微小流体チャネルが、前記微小流体チャネルの延在方向に沿った前記装置の長手方向に平行であり、かつ前記長手方向に直交する短手方向の中心からずれて延在している、請求項１に記載の装置。
【請求項6】
前記微小流体チャネルが、前記微小流体チャネルの延在方向に沿った前記装置の長手方向に直交する短手方向の中心に沿って画定される、請求項１に記載の装置。
【請求項7】
前記微小流体チャネルの前記階段の各ステップの高さが約０．１ｍｍ～約０．９ｍｍである、請求項１に記載の装置。
【請求項8】
前記微小流体チャネルの前記階段の少なくとも１つのステップが前記流体から１つ以上の構成要素を分離するように構成される、請求項７に記載の装置。
【請求項9】
前記微小流体チャネルの前記階段の各ステップが前記流体から１つ以上の構成要素を分離するように構成される、請求項７に記載の装置。
【請求項10】
前記微小流体チャネルの側面に連結された試薬をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項11】
前記微小流体チャネルが親水性材料から構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項12】
前記微小流体チャネルが親水性コーティングを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項13】
前記第１層及び前記第２層が、アクリル、ポリカーボネート、環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）、及びポリエステルの１つ以上から構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項14】
前記微小流体チャネルが、前記微小流体チャネルで受け取られた流体から１つ以上の構成要素を分離するように構成されたフィルタを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項15】
前記微小流体チャネルがチャネルセットの第１チャネルである、請求項１に記載の装置。
【請求項16】
前記第２開口部が開口部セットの１つの開口部である、請求項１に記載の装置。
【請求項17】
前記第１開口部が前記第１層の近位端にあり、前記第２開口部は前記第１層の遠位端にある、請求項１に記載の装置。
【請求項18】
前記第２層は、カーボンブラック及びレーザ吸収色素の少なくとも一方の０．５重量％を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項19】
前記微小流体チャネルが約１μＬ～約１ｍＬの体積を規定する、請求項１に記載の装置。
【請求項20】
尿を受け取るように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項21】
赤血球、白血球、白血球の塊、硝子円柱、病理学的鋳造物、扁平上皮細胞、非扁平上皮細胞、細菌、酵母、結晶、シュウ酸カルシウム一水和物、シュウ酸カルシウム二水和物、尿酸、三重フォトフェート、粘液、及び精子の１つ以上を含む１つ以上の検体を受け取るように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項22】
前記微小流体チャネルの位置を示すように構成された１つ以上の基準を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項23】
第１開口部と、第２開口部と、前記第１開口部と前記第２開口部との間の流体連通経路を確立する微小流体チャネルと、を画定する、実質的に透明である第１層を形成することと、前記第１層に連結され、部分的に不透明である、第２層を形成することと、
前記微小流体チャネルが前記第１開口部と前記第２開口部との間に前記流体連通経路を確立するように前記第１層を前記第２層に接合すること
を含み、
前記第１層は装置の最上部であり、前記第２層は装置の底面であり、
前記第１開口部は、前記第２開口部より大きく、流体を受容するように構成されており、
前記第２開口部は、前記微小流体チャネルが流体で満たされている場合に装置から気体を放出するように構成されており、
前記微小流体チャネルの高さは、前記第１開口部から前記第２開口部に向かって連続的に減少する、又は、
前記第１層に形成された前記微小流体チャネルの側面が階段の組を画定し、前記微小流体チャネルの高さが、前記第１開口部から前記第２開口部に向かって階段状に減少する、
装置の製造方法。
【請求項24】
微小流体チャネルに親水性処理を適用することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項25】
前記第１層及び前記第２層がダイカット、押出、及び射出成形の１つ以上を用いて形成される、請求項２３に記載の方法。
【請求項26】
前記第１層及び前記第２層が接着剤、超音波溶接、レーザ溶接、及び溶媒接合の1つ以上を用いて接合される、請求項２３に記載の方法。
【請求項27】
前記レーザ溶接が９４０ｎｍレーザダイオード光を含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項28】
前記第１層及び前記第２層の少なくとも１つがＰＭＭＡ及びポリカーボネートの少なくとも１つを含む、請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本願は、２０１７年４月２１日に出願された米国仮出願係属番号第６２／４８８，３７７号に対する優先権を主張するものであり、その内容はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本願は、２０１７年４月２１日に出願された米国仮出願係属番号第６２／４８８，３７７号に対する優先権を主張するものであり、その内容はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
対象から得た生体液の分析は、疾患の診断ツールとして、及び対象の健康状態をモニタするために利用され得る。例えば、対象の尿試料の分析（すなわち、尿検査）は、疾患（糖尿病など）を診断するために利用する、及び／または試料の中の１つ以上の堆積物を特定するために利用することができる。顕微鏡ベースの堆積物解析システムの中には、１つ以上の堆積物を識別するために使用される一連の画像を生成するものがある。ただし、これらのシステムには、よく混合された試料（例えば遠心分離された試料）が必要でそれが細胞の損失を引き起こす可能性があり、また１以上の希釈が必要であり、そのため、これらのシステムの操作に必要な時間とスキルレベルが増加することがある。したがって、生体液分析を行うためのさらなるデバイス、システム、及び方法が望ましい場合がある。
【発明の概要】
【0003】
概して、第１開口部と第２開口部を画定する第１層であって、実質的に透明である第１層を含む装置が提供される。第２層が第１層に連結されてもよい。第２層は、第１開口部と第２開口部との間の流体連通経路を確立する微小流体チャネルを画定し、第２層の少なくとも一部が実質的に不透明であり得る。
【0004】
いくつかの実施形態では、第１層が、紫外線、可視光、及び近赤外光の少なくとも１つに対して実質的に透明であってもよい。いくつかの実施形態では、微小流体チャネルが装置の縦軸に対して線形であってよい。いくつかの実施形態では、微小流体チャネルが装置の縦軸に対して湾曲していてよい。いくつかの実施形態では、微小流体チャネルが装置の中央長手方向の平面から平行及び片寄っていてよい。いくつかの実施形態では、微小流体チャネルが装置の中央長手方向の平面に沿って画定されてよい。いくつかの実施形態では、微小流体チャネルの高さが第１開口部から第２開口部まで継続的に減少してもよい。
【0005】
いくつかの実施形態では、第２層に形成された微小流体チャネルの側面が、微小流体チャネルの高さが第１開口部から第２開口部まで段階的に減少するようにステップセットを画定してもよい。いくつかの実施形態では、微小流体チャネルのステップセットの各ステップの高さが約０．１ｍｍ～約０．９ｍｍであってよい。いくつかの実施形態では、第１開口部が流体を受け取るように構成されてもよい。微小流体チャネルのステップセットの少なくとも１つのステップが流体から１つ以上の構成要素を分離するように構成され得る。いくつかの実施形態では、第１開口部が流体を受け取るように構成されてもよく、微小流体チャネルのステップセットの各ステップが流体から１つ以上の構成要素を分離するように構成され得る。
【0006】
いくつかの実施形態では、第１開口部は、第２開口部よりも大きくてもよい。いくつかの実施形態では、試薬は、微小流体チャネルの側面に連結されてもよい。いくつかの実施形態では、微小流体チャネルは、親水性材料から構成されてもよい。いくつかの実施形態では、微小流体チャネルは、親水性コーティングを含んでもよい。いくつかの実施形態では、第１層及び第２層は、アクリル、ポリカーボネート、環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）、及びポリエステルの１つ以上から構成されてもよい。
【0007】
いくつかの実施形態では、微小流体チャネルが、微小流体チャネルで受け取られた流体から１つ以上の構成要素を分離するように構成されたフィルタを含んでよい。いくつかの実施形態では、微小流体チャネルがチャネルセットの第１チャネルであってよい。いくつかの実施形態では、第２開口部が開口部セットの１つの開口部であってよい。いくつかの実施形態では、第１開口部が第１層の近位端にあり、第２開口部は第１層の遠位端にあってよい。いくつかの実施形態では、第２層は、カーボンブラック及びレーザ吸収色素の少なくとも一方の約０．０１重量％～１．０重量％を含んでよい。いくつかの実施形態では、微小流体チャネルが約１μＬ～約１ｍＬの体積を規定してよい。例えば、微小流体チャネルは、約５μＬ～約２００μＬの体積を規定してもよい。別の例として、微小流体チャネルは、約１０μＬ～約５０μＬの体積を規定してもよい。
【0008】
いくつかの実施形態では、装置は尿を受け取るように構成されていてよい。いくつかの実施形態では、装置は赤血球、白血球、白血球の塊、硝子円柱、病理学的鋳造物、扁平上皮細胞、非扁平上皮細胞、細菌、酵母、結晶、シュウ酸カルシウム一水和物、シュウ酸カルシウム二水和物、尿酸、三重フォトフェート、粘液、及び精子の１つ以上を含む１つ以上の検体を受け取るように構成され得る。いくつかの実施形態では、装置は微小流体チャネルの位置を示すように構成された１つ以上の基準を含んでよい。
【0009】
いくつかの実施形態では、生体液分析システムは、微小流体デバイス上の試料を自動的に処理及び分析し、屈折率及び浸透性を含むがこれらに限定されない生体液の特性を分析及び／または測定することができる。生体液（例えば、尿）の１つ以上の検体は、赤血球、白血球、白血球の塊、硝子円柱、病理学的鋳造物、扁平上皮細胞、非扁平上皮細胞、細菌、酵母、結晶、シュウ酸カルシウム一水和物、シュウ酸カルシウム二水和物、尿酸、三重フォトフェート、粘液、及び精子を含む。いくつかの実施形態では、生体液分析システムは、アセンブリ、放射線源、検出器、及びコントローラを含んで提供される。
【0010】
アセンブリは装置を保持するように構成され得る。装置が第１開口部と第２開口部を画定する第１層であって、実質的に透明である第１層を含み得る。第２層が、第１層に連結されてもよく、第１開口部と第２開口部との間の流体連通経路を確立する微小流体チャネルを画定する。第２層の少なくとも一部が実質的に不透明であり得る。装置は、流体を受け取るように構成され得る。微小流体チャネルを照射する第１光信号を発するように放射線源が構成され得る。第２光信号を受信するように検出器が構成され得る。第２光信号が、第１光信号を使用した微小流体チャネルの照射に応答して生成され得る。コントローラが、検出器に連結され、プロセッサとメモリを含んでよい。コントローラは、検出器によって受信された第２光信号に対応する信号データを受信し、信号データを使用して検体データを生成し、また検体データを使用して流体の１つ以上の検体を識別するように構成され得る。
【0011】
いくつかの実施形態では、検体が赤血球、白血球、白血球の塊、硝子円柱、病理学的鋳造物、扁平上皮細胞、非扁平上皮細胞、細菌、酵母、結晶、シュウ酸カルシウム一水和物、シュウ酸カルシウム二水和物、尿酸、三重フォトフェート、粘液、及び精子の少なくとも１つを含んでよい。
【0012】
いくつかの実施形態では、アセンブリは、装置を保持し、少なくとも２つの自由度で装置を移動するように構成されたプラットフォームを含んでよい。いくつかの実施形態では、放射線源が発光ダイオード、レーザ、顕微鏡、及び光学センサの１つ以上を含んでよい。いくつかの実施形態では、装置が微小流体チャネルの位置を示すように構成された少なくとも１つの基準を含んでよい。検出器は、少なくとも１つの基準を画像化するように構成され得る。いくつかの実施形態では、入力デバイスがコントローラに連結され、入力デバイスがアセンブリの移動を制御するように構成され得る。
【0013】
本明細書には、生体液分析方法に対応する実施形態も記載されている。概して、これらの方法は、第１開口部と第２開口部を画定する第１層であって、実質的に透明である第１層を含む装置に尿試料を適用するステップを含み得る。第２層が、第１層と連結し、第１開口部と第２開口部との間の流体連通経路を確立する微小流体チャネルを画定し、第２層の少なくとも一部が実質的に不透明であってよい。第１光信号が微小流体チャネルを照射するよう放出することができる。検出器で第２光線を受け取り得る。第２光線が検出器で受け取られ得る。第２光線が第１光信号を使用した微小流体チャネルの照射に応答して生成され得る。検出器から検体データを生成し得る。検体データから尿試料の１つ以上の検体を同定し得る。
【0014】
いくつかの実施形態では、検体は、赤血球、白血球、白血球の塊、硝子円柱、病理学的鋳造物、扁平上皮細胞、非扁平上皮細胞、細菌、酵母、結晶、シュウ酸カルシウム一水和物、シュウ酸カルシウム二水和物、尿酸、三重フォトフェート、粘液、及び精子の１つ以上を含み得る。いくつかの実施形態では、試薬が微小流体チャネルに適用され得る。
【0015】
また、本明細書に記載されているのは、装置の製造方法に対応する実施形態である。概して、これらの方法は、第１層が実質的に透明である、第１開口部と第２開口部を画定する第１層を形成すること、第２層の少なくとも一部が実質的に不透明である、微小流体チャネルを画定する第２層を形成することというステップを含み得る。微小流体チャネルが第１開口部と第２開口部との間に流体連通経路を確立するように、第１層を第２層に接合し得る。
【0016】
いくつかの実施形態では、微小流体チャネルに親水性処理を適用してもよい。いくつかの実施形態では、第１層及び第２層は、ダイカット、押出、及び射出成形の１つ以上を用いて形成されてもよい。いくつかの実施形態では、第１層及び第２層は、接着剤、超音波溶接、レーザ溶接、及び溶媒接合の１つ以上を用いて接合され得る。これらの実施形態の一部では、レーザ溶接は、９４０ｎｍレーザダイオード光を含んでもよい。いくつかの実施形態では、第１層及び第２層の少なくとも１つが、ＰＭＭＡ及びポリカーボネートの少なくとも１つを含んでもよい。
【0017】
これら及び他の実施形態、利点、及び本開示の目的は、詳細な説明を参照して遥かによく理解される。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【発明を実施するための形態】
【0019】
微小流体デバイス、生体液分析システムに関する発明及び実施形態、ならびに尿などの生体液から得た検体を識別及び分析するための方法及び微小流体デバイスの製造方法に関する発明及び実施形態を、本明細書で説明する。これらのシステム及び方法を使用して、試料を特徴付け及び／または定量化し、対象の健康の評価及び／または状態の診断を可能にすることができる。
【0020】
一般に、本明細書に記載のシステム及び方法は、微小流体デバイスに置いた試料を画像化し、分析し、特徴付けるように構成された生体液分析システムを含み得る。微小流体デバイスは、測定対象の検体に応じてドライまたはウェットの使い捨てセンサとして構成でき、わずかな量の生体液（例えば、約１０μＬ）を使用できる。いくつかの実施形態において。
【0021】
いくつかの実施形態では、生体液分析システムは、１つ以上の検体を識別及び特徴付けるために、微小流体デバイスに置かれた試料（例えば生体液、尿）の分析を実現する。例えば、使用者は、微小流体デバイス（例えば、透明な微小流体デバイス）の開口部に少量の生体液を適用してもよい。いくつかの実施形態では、微小流体デバイスは、微小流体デバイスの微小流体チャネルの長さに沿って異なる検体を分離するように構成されてもよい。次いで、放射線源（例えば、光源、照明源）を使用して、１つ以上の微小流体チャネルを含む微小流体デバイスの透明部分に光線を向けることができる。検出器（例えば、光学センサ）を使用して、微小流体デバイスを通過した光を受け取って、光線から信号を受信することができる。検出器は、検体データを生成するように構成してもよく、検体データは、いくつかの実施形態では、その後、試料の１つまたは複数の検体を識別及び／または特徴付けるために使用され得る。試料には、例えば、赤血球、白血球、白血球の塊、硝子円柱、病理学的鋳造物、扁平上皮細胞、非扁平上皮細胞、細菌、酵母、結晶、シュウ酸カルシウム一水和物、シュウ酸カルシウム二水和物、尿酸、三重フォトフェート、粘液、及び精子、それらの組み合わせなどの１つ以上を含むことのできる尿が含まれ得る。
【0022】
Ｉ．デバイス
本明細書に記載されるのは、記載される様々なシステムのいくつかの実施形態において使用され得るデバイスである。本明細書に記載されるような微小流体デバイスは、微小流体デバイスの長さに沿って延びる透明な微小流体チャネルセットを含み得る。試料は、第１開口部を介して微小流体チャネルセットの第１の端部に投入されてもよい。微小流体デバイスへ試料の投入をすると、毛細管作用により微小流体チャネルセットを流れることができる。出口（例えば、通気口）が微小流体チャネルセットの第２の端部に設けられ、微小流体チャネルセットが試料で満たされると、微小流体デバイスから空気を排出するように構成され得る。いくつかの実施形態では、微小流体チャネルは、親水性材料で処理及び／または形成されてもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の特定の検体の識別及び／または分析を補助するために、１つ以上の物質（例えば、試薬）を微小流体デバイスに適用してもよい。
本明細書に記載されるのは、記載される様々なシステムのいくつかの実施形態において使用され得るデバイスである。本明細書に記載されるような微小流体デバイスは、微小流体デバイスの長さに沿って延びる透明な微小流体チャネルセットを含み得る。試料は、第１開口部を介して微小流体チャネルセットの第１の端部に投入されてもよい。微小流体デバイスへ試料の投入をすると、毛細管作用により微小流体チャネルセットを流れることができる。出口（例えば、通気口）が微小流体チャネルセットの第２の端部に設けられ、微小流体チャネルセットが試料で満たされると、微小流体デバイスから空気を排出するように構成され得る。いくつかの実施形態では、微小流体チャネルは、親水性材料で処理及び／または形成されてもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の特定の検体の識別及び／または分析を補助するために、１つ以上の物質（例えば、試薬）を微小流体デバイスに適用してもよい。
【0023】
本明細書で詳細に説明される微小流体装置（１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００）のそれぞれは、尿を含むがこれに限定されない試料を受け取ることができる。この装置は、屈折率及び浸透圧を含むがこれらに限定されない特性、ならびに赤血球、白血球、白血球の塊、硝子円柱、病理学的鋳造物、扁平上皮細胞、非扁平上皮細胞、細菌、酵母、結晶、シュウ酸カルシウム一水和物、シュウ酸カルシウム二水和物、尿酸、三重フォトフェート、粘液、及び精子、それらの組み合わせなどを含む尿中の１つまたは複数の検体を識別及び分析するために生体液分析システムと関連させて使用するように構成できる。
【0024】
図１Ａは、いくつかの実施形態による、微小流体デバイス（１００）の例示的な例の分解時の斜視図である。微小流体デバイス（１００）は、第１開口部（１３０）（例えば、近位開口部）及び第２開口部（１４０）（例えば、遠位開口部）を含む第１層（１１０）（例えば、カバー、上部）、微小流体チャネル（１２０）を含む第２層（１１２）（例えば、チャネル層、中間部分）、及び第３層（１１４）（例えば、ベース、基板、底部）を含み得る。いくつかの実施形態では、各層（１１０、１１２、１１４）は一般に細長い長方形の構造を形成することができ、図１Ｂに示すように、層が上下に一体構造へと組み立てられるように構成できる。第１層（１１０）は実質的に透明であってもよく、一方で第２層（１１２）の少なくとも一部は実質的に不透明であってもよい。本明細書で使用するとき、透明度は、基材を通る約１０％以上の光透過率を含むことができ、一方で不透明度は、基材を通る約１０％以下の光透過率を含むことができる。例えば、アクリルは約９０％のＵＶ波長透明率を提供するため、透明とみなすことができる。ほとんどのプラスチックは透明であり、レーザ溶接を使用して形成されるプラスチックは透明性を保持し得る。図１Ｂの組み立て時の構成では、微小流体チャネル（１２０）は、第１開口部（１３０）と第２開口部（１４０）との間に連結され得る。第２層（１１２）は、微小流体チャネルが第１開口部（１３０）と第２開口部（１４０）との間に流体連通経路を確立するように第１層（１１０）に連結され得る。いくつかの実施形態では、間のすべての値と副次的な範囲を含めて、微小流体デバイス（１００）は、約１ｍｍ～約１００ｍｍの長さ、約１ｍｍ～約５０ｍｍの幅、及び約１ｍｍ～約１０ｍｍの厚さを有することができる。
【0025】
デバイス（１００）は、微小流体チャネル（１２０）の長さに沿った透明部分を含むことができる。透明部分は、高い透明率と最小の複屈折をもたらすように構成できる。実際問題として、複屈折は残留応力のために常に存在し、完全に除去することはできない。例えば、透明部分は、第２層（１１２）の微小流体チャネル（１２０）と、微小流体チャネル（１２０）を覆う（すなわち、真上及び真下にある）第１層（１１０）及び第３層（１１４）の領域を含むことができる。しかし、光線が微小流体チャネル（１２０）を通過し、検出器（例えば、光学センサ）によって受け取られ得る限り、透明部分は必ずしも微小流体デバイスの平面に垂直である必要はない。透明部分は、紫外光、可視光、及び近赤外光のうちの少なくとも１つに対して実質的に透明であってもよい。いくつかの実施形態では、デバイス（１００）の１つ以上の追加の領域は透明であってもよい。別の例として、デバイス（１００）の実質的に全体が透明であってもよい。デバイス（１００）は、例えば、アクリル、ポリカーボネート、環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）、及びポリエステルのうちの１つまたは複数によって形成されてもよい。
【0026】
いくつかの実施形態では、デバイス（１００）は、アクリル、ポリカーボネート、それらの組み合わせなどの透明ポリマーから形成されてもよい。いくつかの実施形態では、デバイス（１００）は、約０．０１重量％～約１．０重量％のカーボンブラック及びレーザ吸収染料の少なくとも一方を含むことができる。例えば、第２層（１１２）は、約０．１重量％～約１．０重量％、または約０．２重量％～約０．３重量％のカーボンブラック及びレーザ吸収染料の少なくとも一方を含むことができる。いくつかの実施形態では、微小流体チャネル（１２０）は、微小流体チャネル（１２０）の親水性を高めることができるポリカーボネート、ＣＯＣ、及びポリエステルなどの低表面エネルギープラスチックを使用して形成され得る。追加的または代替的に、微小流体チャネル（１２０）は、試料の表面エネルギー及び湿潤性を増加させるために、毛細管充填を強化する親水性処理を受けてもよい。例えば、酸素プラズマを使用して微小流体チャネルをプラズマエッチングすることができる。あるいは、親水性ポリマー（ＰＶＰ、ＰＥＧ、界面活性剤など）コーティングを、コーティング溶液または化学蒸着を使用して微小流体チャネルに適用できる。いくつかの実施形態では、１つ以上の物質（例えば、試薬）を微小流体チャネルに配置して、試料分析を促進できる。例えば、試薬は溶解剤及び／または造影剤を含んでもよい。溶解剤は、赤血球などの特定の細胞の種類を溶解できる。造影剤（例えば、染色剤）には、特定の細胞の抗原に対応する核、細胞質、及びミトコンドリア（例えば、蛍光色素を含む抗体及び抗体コンジュゲート）が含まれてもよい。例えば、１つ以上の物質は、微小流体チャネル（１２０）の特定の領域（例えば、近位端）に、または微小流体チャネル（１２０）の長さ全体に配置され得る。
【0027】
いくつかの実施形態では、第１層（１１０）は、図１Ｂに示すように組み立てられたときに、微小流体チャネル（１２０）の片側を覆うことができる。第１層（１１０）は、第２層（１１２）及び／または第３層（１１４）と同じまたは異なる厚さを有してもよい。各層の厚さは、約２５μｍ～２ｍｍの間での厚さを有し得る。例えば、各層は、約２５μｍ～約１ｍｍの厚さを有し得る。図１Ａ～図１Ｂでは、各層は実質的に等しい厚さを有する。第１層（１１０）によって形成される平面は、デバイス（１００）の第１縦側面に対応でき、一方で第３層（１１４）によって形成される平面は、デバイス（１００）の第２縦側面に対応できる。第１及び第２縦側面は、第２層（１１２）の反対側に設けられてもよい。図１Ｂにおいて、微小流体チャネル（１２０）は、第１縦側面及び第２縦側面からほぼ等距離にあり得る。すなわち、微小流体チャネル（１２０）は、装置の中央長手方向の平面に沿って画定され得る。微小流体チャネル（１２０）は、第１縦側面に実質的に平行に配置され得る。
【0028】
いくつかの実施形態では、第２層（１１２）の微小流体チャネル（１２０）は、約１ｍｍ～約５０ｍｍの長さ、約５０μｍ～約５０００μｍの深さ、及び約５０μｍ～約５０００μｍの幅を有してもよい。図１Ｂにおいて、微小流体チャネル（１２０）は、微小流体デバイス（１００）の縦軸（１０２）に対して線形であり得る。しかし、他の変形例では、微小流体チャネル（１２０）は、微小流体デバイス（１００）の縦軸（１０２）に対して湾曲していてもよい。例えば、微小流体チャネル（１２０）は、概ね蛇行した形状を有し得る。
【0029】
第１層（１１０）の第１開口部（１３０）は、ピペットなどから試料を受け取るように構成されてもよい。第１開口部（１３０）は、試料を受け入れるのに適した任意の形状及び／またはサイズを有することができる。図１Ａ～図１Ｂにおいて、第１開口部（１３０）は、デバイス（１００）の近位端に設けられてもよく、微小流体チャネル（１２０）の第１の端部に流体接続されてもよい。いくつかの実施形態では、第１開口部（１３０）は、約５０００μｍ～約２ｍｍの直径を有し得る。
【0030】
第１層（１１０）の第２開口部（１４０）は、微小流体チャネル（１２０）が流体で満たされるとガス（例えば、空気）を自然に排出するように構成された出口（例えば、通気口）を含み得る。図１Ａ～図１Ｂにおいて、第２開口部（１４０）は、デバイス（１００）の遠位端に設けられてもよく、微小流体チャネル（１２０）の第２の端部に流体接続されてもよい。いくつかの実施形態では、第２開口部（１４０）は、約１０μｍ～約５０μｍの直径を有し得る。いくつかの実施形態では、第１開口部（１３０）及び第２開口部（１４０）は、約１ｍｍ～約１００ｍｍで離間し得る。図１Ａ～図１Ｂに示されるように、第１開口部（１３０）は、第２開口部（１４０）よりも大きくてもよい。図１Ａ～図１Ｂは、単一の第１開口部（１３０）及び単一の第２開口部（１４０）を示すが、微小流体デバイス（１００）は、第１開口部（１３０）セット及び第２開口部（１４０）セットを有し得る。
【0031】
いくつかの実施形態では、微小流体デバイス（１００）は、生体液分析システムの光学検出器によって画像化、及び／または別の場合には検出され得る基準のセット（図示せず）を含み得る。例えば、基準のセット（例えば、色付き／不透明な点、定規、スリット、目印、マーカー）は、画像分析を補助するために、微小流体チャネル（１２０）の長さに沿って所定の間隔で配置され得る。いくつかの実施形態では、微小流体チャネル（１２０）は、サイズに基づいて試料内の検体を分離するように構成された１つ以上のフィルタ（図示せず）を含み得る。
【0032】
図１Ａ～図１Ｂに示されるデバイス（１００）は、３つの層を含むが、より多くの層またはより少ない層を使用して微小流体デバイス（１００）を形成できることを認識されたい。いくつかの実施形態では、デバイス（１００）は、図９に関してより詳細に説明されるように、概ね湾曲した部分を含み得る。この場合、微小流体チャネルセットは、ハウジングの湾曲した形状をたどってもよい。
【0033】
一部の実施形態において、第３層（１１４）及び第２層（１２０）は、ダイカット押出フィルムを使用して形成され得、第１層（１１）は、射出成形を使用して形成され得る。いくつかの実施形態では、第２層（１１２）は、超音波溶接、レーザ溶接、接着剤、及び／または溶剤結合の１つ以上を使用して第１層（１１０）及び第３層（１１４）に連結され得る。
【0034】
本明細書でより詳細に説明するように、微小流体デバイス（１００）は、微小流体デバイスに適用される試料の取り扱い、追跡、及び識別のうちの１つまたは複数を補助するために微小流体デバイスケース（例えば、試料ホルダ、消耗品、使い捨て）に連結されてもよい。例えば、微小流体デバイスケースは、微小流体デバイスに触れずに、微小流体デバイスの光学的な性質に潜在的に影響を及ぼすことなく、使用者が握るためのグリップ部分を含んでもよい。微小流体装置ケースは、微小流体装置ケースに対して固定した位置で微小流体装置を保持するように構成されてもよい。
【0035】
いくつかの実施形態では、微小流体デバイス（１００）の第３層（１１４）を平坦な水平面上に配置して、第１開口部（１３０）（例えば試料ポート、生体液投入部）を通して試料（図示せず）を微小流体チャネル（１２０）に投入することができる。試料には、尿、全血、血漿、血清、それらの組み合わせなどが含まれ得るが、これらに限定されない。試料は、微小流体チャネル（１２０）の近位端から遠位端へと、毛細管作用を利用して微小流体チャネル（１２０）を流れることができる。微小流体チャネル（１２０）が試料で満たされると、微小流体チャネル内のガス（例えば、空気）は、微小流体デバイス（１００）から第２開口部（１４０）を通って排出され得る。いくつかの実施形態では、第１開口部（１３０）は、試料の継続的な流れを微小流体デバイス（１００）に供給するように構成された少なくとも１つのマイクロポンプに連結できる。
【0036】
いくつかの実施形態では、微小流体チャネル（１２０）が満たされているとき、及び／または所定の時間が経過した後に、試料を検出（例えば、画像化）することができる。例えば、１よりも大きい特定の比重を有する試料の検体（例えば、堆積物、粒子状物質）は、第３層（１１４）の１つ以上の領域上の微小流体チャネル（１２０）内に沈殿し得る。これは、試料の粒子濃度が粒子の重なるのを避けるのに十分に希釈されている限り、試料の画像分析を補助できる。いくつかの実施形態において、高い粒子濃度を有する試料の分析（例えば、画像分析）は、１つ以上の検体が微小流体チャネル（１２０）内に沈殿する前に実行され得る。例えば、赤血球、血小板、白血球、尿酸などの検体を分析できる。赤血球の濃度は約５テラセル／Ｌであってよく、血小板の濃度は約０．３テラセル／Ｌであってよく、白血球の濃度は約７ギガセル／Ｌであってよく、尿酸の濃度は約１００μｍｏｌ／Ｌであってよい。いくつかの実施形態では、単結晶などの試料の中の単一粒子を分析することができる。追加的または代替的に、超音波振動を定期的に微小流体デバイス（１００）に加えて、沈降を低減し、１つまたは複数の検体の懸濁を維持してもよい。
【0037】
いくつかの実施形態では、微小流体デバイス（１００）は、放射線源と光学検出器との間に配置されてもよい。例えば、試料は、第１層（１１０）の露出面に面する放射線源と第３層（１１４）の露出面に面する光学検出器を使用して画像化することができる。本明細書でより詳細に説明するように、検出器データを使用して、屈折率及び浸透圧を含むがこれらに限定されない１つまたは複数の検体及び／または試料の属性を識別するために使用できる検体データを生成することができる。
【0038】
図２Ａは、いくつかの実施形態による、微小流体デバイス（２００）の例示的な例の分解時の斜視図である。微小流体デバイス（２００）は、第１開口部（２３０）（例えば、近位開口部）及び第２開口部（２４０）セット（例えば、遠位開口部）を含む第１層（２１０）（例えば、カバー、上部）、微小流体チャネル（２２０）セットを含む第２層（２１２）（例えば、チャネル層、中間部分）、及び第３層（２１４）（例えば、ベース、基板、底部）を含み得る。いくつかの実施形態では、層（２１０、２１２、２１４）の各々は一般に細長い長方形の構造を形成することができ、図２Ｂに示すように、層が上下に一体構造へと組み立てられるように構成され得る。第１層（２１０）は実質的に透明であり、一方で第２層（１１２）の少なくとも一部は実質的に不透明であってもよい。図２Ｂの組み立て時の構成では、微小流体チャネル（２２０）セットは、第１開口部（２３０）と第２開口部（２４０）セットとの間に連結され得る。微小流体チャネル（２２０）セットは、チャネル（２２０）セットの第１チャネル、第２チャネル、及び第３チャネルを含み得る。第２開口部（２４０）セットは、開口部（２４０）セットの第１開口部、第２開口部、及び第３開口部を含むことができる。第２層（１１２）は、微小流体チャネル（２２０）が第１開口部（２３０）と第２開口部（２４０）との間に流体連通経路を確立するように第１層（１１０）に連結され得る。図２Ａ～図２Ｂにおいて、微小流体チャネル（２２０）セットは、３つの平行なチャネルを含んでもよいが、より多くのまたはより少ないチャネルが設けられてもよい。これにより、試料の分離及び／または試料の平行分析が可能になる。例えば、第１の試薬及び第２の試薬は、試料の異なる検体の分析を促進するために、それぞれの微小流体チャネル（２２０）に配置され得る。追加的または代替的に、同一の並列チャネルにより、試料分析の質を向上できる。いくつかの実施形態では、微小流体デバイス（２１０）は、約１ｍｍ～約１００ｍｍの長さ、約１ｍｍ～約５０ｍｍの幅、及び約１ｍｍ～約１０ｍｍの厚さを有し得る。
【0039】
デバイス（２００）は、微小流体チャネル（２２０）セットの長さに沿った透明部分を含むことができる。透明部分は、高い透明率と最小の複屈折をもたらすように構成できる。例えば、透明部分は、第２層（２１２）の微小流体チャネル（２２０）セットと、微小流体チャネル（２２０）セットを覆う（すなわち、真上及び真下）第１層（２１０）及び第３層（２１４）の領域を含み得る。しかし、光線が微小流体チャネル（２２０）セットを通過し、検出器（例えば、光学センサ）によって受け取られ得る限り、透明部分は必ずしも微小流体デバイスの平面に垂直である必要はない。透明部分は、紫外光、可視光、及び近赤外光のうちの少なくとも１つに対して実質的に透明であってもよい。いくつかの実施形態では、デバイス（２００）の１つ以上の追加の領域は透明であってもよい。別の例として、デバイス（２００）の実質的に全体が透明であってもよい。デバイス（２００）は、例えば、アクリル、ポリカーボネート、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、及びポリエステルのうちの１つ以上によって形成され得る。
【0040】
いくつかの実施形態では、デバイス（２００）は、アクリル、ポリカーボネート、それらの組み合わせなどの透明ポリマーから形成されてもよい。いくつかの実施形態では、デバイス（２００）は、約０．０１重量％～約１．０重量％のカーボンブラック及びレーザ吸収染料のうちの少なくとも１つを含むことができる。例えば、層は、約０．１重量％～約１．０重量％、または約０．２重量％～約０．３重量％のカーボンブラック及びレーザ吸収染料の少なくとも一方を含むことができる。いくつかの実施形態では、微小流体チャネル（２２０）セットは、微小流体チャネル（２２０）セットの親水性を高めることができるポリカーボネート、ＣＯＣ、及びポリエステルなどの低表面エネルギープラスチックを使用して形成され得る。追加的または代替的に、微小流体チャネル（２２０）セットのうちの１つ以上は、試料の表面エネルギー及び湿潤性を高めるために、毛細管充填を強化する親水性処理を受けてもよい。例えば、親水性ポリマー（例えば、ＰＶＰ、ＰＥＧ、界面活性剤）は、プラズマエッチング蒸着（例えば、化学的なもの）を利用して微小流体チャネルに適用してもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の物質（例えば、試薬）を微小流体チャネル（２２０）セットに配置して、試料分析を促進してもよい。例えば、試薬は溶解剤及び／または造影剤を含んでもよい。溶解剤は、赤血球などの特定の種類の細胞を溶解できる。造影剤（例えば、染色剤）には、特定の細胞の抗原に対応する核、細胞質、及びミトコンドリア（例えば、蛍光色素を含む抗体及び抗体コンジュゲート）が含まれてもよい。例えば、１つ以上の物質は、微小流体チャネル（２２０）セットの特定の領域（例えば、近位端）に、または微小流体チャネル（２２０）セットの長さ全体に配置されてもよい。
【0041】
いくつかの実施形態では、第１層（２１０）は、図２Ｂに示されるように組み立てられたときに、微小流体チャネル（２２０）セットの片側を覆うことができる。第１層（２１０）は、第２層（２１２）及び／または第３層（２１４）と同じまたは異なる厚さを有してもよい。図２Ａ～図２Ｂでは、各層は実質的に等しい厚さを有する。各層の厚さは、約２５μｍ～２ｍｍであり得る。例えば、各層は、約２５μｍ～約１ｍｍの厚さを有し得る。第１層（２１０）によって形成される平面は、デバイス（２００）の第１縦側面に対応でき、一方で第３層（２１４）によって形成される平面は、デバイス（２００）の第２縦側面に対応できる。第１及び第２縦側面は、第２層（２１２）の反対側に設けられてもよい。図２Ｂにおいて、微小流体チャネル（２２０）セットは、第１縦側面及び第２縦側面からほぼ等距離にあり得る。すなわち、微小流体チャネル（２２０）は、装置の中央長手方向の平面に沿って画定され得る。微小流体チャネル（２２０）セットは、第１縦側面に実質的に平行に配置されてもよい。
【0042】
いくつかの実施形態では、第２層（２１２）の微小流体チャネル（１２０）セットは、約１ｍｍ～約５０ｍｍの長さ、約５０μｍ～約５０００μｍの深さ、及び約５０μｍ～約５０００μｍの幅を有し得る。図２Ｂにおいて、微小流体チャネル（２２０）は、微小流体デバイス（２００）の縦軸（２０２）に対して線形であり得る。しかし、微小流体チャネル（２２０）は、微小流体デバイス（２００）の縦軸（２０２）に対して湾曲していてもよい。例えば、微小流体チャネル（２２０）は、概ね蛇行した形状を有し得る。
【0043】
第１層（２１０）の第１開口部（２３０）は、ピペットなどから試料を受け取るように構成されてもよい。第１開口部（２３０）は、試料を受け入れるのに適した任意の形状及び／またはサイズを含むことができる。図２Ａ～図２Ｂにおいて、第１開口部（２３０）は、デバイス（２００）の近位端に設けられてもよく、微小流体チャネル（２２０）セットの第１の端部に流体接続されてもよい。いくつかの実施形態では、第１開口部（２３０）は、約５０００μｍ～約２ｍｍの直径を有し得る。
【0044】
第１層（２１０）の第２開口部（２４０）セットは、微小流体チャネル（２２０）セットが流体で満たされるとガス（例えば、空気）を自然に排出するように構成される出口（例えば、通気口）を含み得る。図２Ａ～図２Ｂにおいて、第２開口部（２４０）セットは、ハウジング（２１０２）の遠位端に設けられてもよく、微小流体チャネル（２２０）の第２の端部に流体接続されてもよい。いくつかの実施形態では、第２開口部（２４０）セットは、約１０μｍ～約５０μｍの直径を有し得る。いくつかの実施形態では、第１開口部（２３０）及び第２開口部（２４０）セットは、約１ｍｍ～約１００ｍｍで離間し得る。図２Ａ～図２Ｂは、単一の第１開口部（２３０）を示しているが、微小流体デバイス（１００）は、第１開口部（２３０）セット及び第２開口部（２４０）セットを含み得る。
【0045】
いくつかの実施形態では、微小流体デバイス（２００）は、生体液分析システムの光学検出器によって画像化及び／または検出され得る基準のセット（図示せず）を含み得る。例えば、基準のセットは、画像解析を補助するために、微小流体チャネル（２２０）セットの長さに沿って所定の間隔で配置されてもよい。いくつかの実施形態では、微小流体チャネル（２２０）は、サイズに基づいて試料内の検体を分離するように構成された１つ以上のフィルタ（図示せず）を含み得る。
【0046】
図２Ａ～図２Ｂに示すデバイス（２００）は、３つの層を含むが、より多くのまたはより少ない層を使用して微小流体デバイス（２００）を形成できることを理解されたい。いくつかの実施形態では、デバイス（２００）は、図９に関してより詳細に説明されるように、概ね湾曲した部分を含み得る。この場合、微小流体チャネルセットは、ハウジングの湾曲した形状をたどってもよい。
【0047】
一部の実施形態において、第３層（２１４）及び第２層（２１２）は、ダイカット押出フィルムを使用して形成され得、第１層（２１０）は、射出成形を使用して形成され得る。いくつかの実施形態では、第２層（２１２）は、超音波溶接、レーザ溶接、接着剤、及び／または溶剤結合の１つ以上を使用して第１層（２１０）及び第３層（２１４）に接合され得る。
【0048】
本明細書でより詳細に説明するように、微小流体デバイス（２００）は、微小流体デバイスケース（例えば、試料ホルダ、消耗品、使い捨て）に連結して、微小流体デバイスに適用される試料の取り扱い、追跡、及び識別の１つ以上を補助することができる。例えば、微小流体デバイスケースは、微小流体デバイスに触れずに、微小流体デバイスの光学的な性質に潜在的に影響を及ぼすことなく、使用者が握るためのグリップ部分を含んでもよい。微小流体デバイスケースは、微小流体デバイスケースに対して固定した位置に微小流体デバイスを保持するように構成されてもよい。
【0049】
一部の実施形態では、微小流体デバイス（２００）の第３層（２１４）は、試料（図示せず）が第１開口部（２３０）（試料ポート、生体液投入部など）を通して微小流体チャネル（２２０）に投入されることを可能にする平坦な水平面に配置されてもよい。試料には、尿、全血、血漿、血清、それらの組み合わせなどが含まれ得るが、これらに限定されない。試料は、毛細管作用を使用して、微小流体チャネル（２２０）の近位端から遠位端まで微小流体チャネル（２２０）を流れることができる。微小流体チャネル（２２０）が試料で満たされると、微小流体チャネル内のガス（例えば、空気）は、第２開口部（２４０）セットを通して微小流体デバイス（２００）から排出され得る。いくつかの実施形態では、第１開口部（２３０）は、試料の継続的な流れを微小流体デバイス（２００）に供給するように構成された少なくとも１つのマイクロポンプに連結され得る。
【0050】
いくつかの実施形態では、微小流体チャネル（２２０）が満たされているとき、及び／または所定の時間が経過した後に、試料を検出（例えば、画像化）することができる。例えば、１よりも大きい比重を有する試料の検体（例えば、堆積物、粒子状物質）は、第３層（２１４）の１つ以上の領域上の微小流体チャネル（２２０）内に沈殿することが許容され得る。これは、試料の粒子の濃度が粒子の重なりを避けるのに十分希釈されている限り、試料の画像分析を補助できる。いくつかの実施形態において、高い粒子濃度を有する試料の分析（例えば、画像分析）は、１つ以上の検体が微小流体チャネル（２２０）内に沈殿する前に実行され得る。例えば、赤血球、血小板、白血球、尿酸などの検体を分析できる。赤血球の濃度は約５テラセル／Ｌであってよく、血小板の濃度は約０．３テラセル／Ｌであってよく、白血球の濃度は約７ギガセル／Ｌであってよく、尿酸の濃度は約１００μｍｏｌ／Ｌであってよい。いくつかの実施形態では、単結晶などの試料中の単一粒子を分析することができる。追加的または代替的に、微小流体デバイス（２００）に周期的に超音波振動を加えて、沈降を低減し、１つまたは複数の検体の懸濁を維持することができる。
【0051】
一部の実施形態では、微小流体デバイス（２００）は、放射線源と光学検出器との間に配置されてもよい。例えば、試料は、第１層（２１０）の露出側に面する放射線源と、第３層（２１４）の露出面に面する光学検出器を使用して画像化することができる。本明細書でより詳細に説明するように、検出器データを使用して、屈折率及び浸透圧を含むがこれらに限定されない１つまたは複数の検体及び／または試料の属性を識別するために使用できる検体データを生成することができる。
【0052】
図３Ａは、いくつかの実施形態による、微小流体デバイス（３００）の例示的な例の分解時の斜視図である。微小流体デバイス（３００）は、微小流体チャネル（３２０）、第１開口部（３３０）（例えば、近位開口部）、及び第２開口部（３４０）（例えば、遠位開口部）を含む第１層（３１０）（例えば、チャネル層、上部、カバー）及び第２層（３１２）（例えば、ベース、基板、底部）を含み得る。いくつかの実施形態では、層（３１０、３１２）の各々は一般に細長い長方形の構造を形成することができ、図３Ｂに示されるように、層が上下に一体構造へと組み立てられるように構成され得る。第１層（３１０）または第２層（３２０）は実質的に透明であり、一方で第２層（３１２）及び第１層（３１０）の少なくとも一部の他方は実質的に不透明であってもよい。図３Ｂの組み立て時の構成では、微小流体チャネル（３２０）は、第１開口部（３３０）と第２開口部（３４０）との間に連結され得る。第２層（３１２）は、微小流体チャネルが第１開口部（３３０）と第２開口部（３４０）との間に流体連通経路を確立するように第１層（３１０）に連結され得る。いくつかの実施形態では、微小流体デバイス（３００）は、約１ｍｍ～約１００ｍｍの長さ、約１ｍｍ～約５０ｍｍの幅、及び約１ｍｍ～約１０ｍｍの厚さを有し得る。
【0053】
デバイス（３００）は、微小流体チャネル（３２０）の長さに沿った透明部分を含むことができる。透明部分は、高い透明率と最小の複屈折をもたらすように構成できる。例えば、透明部分は、第１層（３１０）の微小流体チャネル（３２０）と、微小流体チャネル（３２０）を覆う（すなわち、真下にある）第２層（３１２）の領域とを含み得る。しかし、光線が微小流体チャネル（３２０）を通過し、検出器（例えば、光学センサ）によって受け取られ得る限り、透明部分は必ずしも微小流体デバイスの平面に垂直である必要はない。透明部分は、紫外光、可視光、及び近赤外光のうちの少なくとも１つに対して実質的に透明であってもよい。いくつかの実施形態では、デバイス（３００）の１つまたは複数の追加の領域は透明であってもよい。別の例として、デバイス（３００）の実質的に全体が透明であってもよい。デバイス（３００）は、例えば、アクリル、ポリカーボネート、環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）、及びポリエステルのうちの１つまたは複数によって形成されてもよい。
【0054】
一部の実施形態では、デバイス（３００）は、アクリル、ポリカーボネート、それらの組み合わせなどの透明ポリマーから形成されてもよい。いくつかの実施形態では、デバイス（３００）は、約０．０１重量％～約１．０重量％のカーボンブラック及びレーザ吸収染料のうちの少なくとも１つを含むことができる。例えば、第２層は、約０．１重量％～約１．０重量％、または約０．２重量％～約０．３重量％のカーボンブラック及びレーザ吸収染料の少なくとも一方を含むことができる。いくつかの実施形態では、微小流体チャネル（３２０）は、微小流体チャネル（３２０）の親水性を高めることができるポリカーボネート、ＣＯＣ、及びポリエステルなどの低表面エネルギープラスチックを使用して形成され得る。追加的または代替的に、微小流体チャネル（３２０）は、試料の表面エネルギー及び湿潤性を増加させるために、毛細管充填を強化する親水性処理を受けてもよい。例えば、親水性ポリマー（例えば、ＰＶＰ、ＰＥＧ、界面活性剤）は、プラズマエッチング蒸着（例えば、化学的なもの）を利用して微小流体チャネルに適用されてもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の物質（例えば、試薬）を微小流体チャネル（３２０）に配置して、試料分析を促進してもよい。例えば、試薬は溶解剤及び／または造影剤を含んでもよい。溶解剤は、赤血球などの特定の種類の細胞を溶解できる。造影剤（例えば、染色剤）には、特定の細胞の抗原に対応する核、細胞質、及びミトコンドリア（例えば、蛍光色素を含む抗体及び抗体コンジュゲート）が含まれてもよい。例えば、１つ以上の物質は、微小流体チャネル（３２０）の特定の領域（例えば、近位端）または微小流体チャネル（３２０）の長さ全体に配置されてもよい。
【0055】
いくつかの実施形態では、第１層（３１０）は、図３Ｂに示すように組み立てられたときに、微小流体チャネル（３２０）の片側を覆うことができる。第１層（３１０）は、第２層（３１２）とは異なる厚さを有し得る。第１層（３１０）は、約０．５ｍｍ～約２ｍｍの厚さを有することができ、第２層（３１２）は、約２５μｍ～約０．５ｍｍの厚さを有することができる。図３Ａ～図３Ｂでは、第２層（３１２）は第１層（３１０）よりも薄い。図３Ｂにおいて、微小流体チャネル（３２０）は、第１及び第２開口部（３３０、３４０）の入口よりも第２層（３１２）により近くてもよい。微小流体チャネル（３２０）は、第１層（３１０）の平面に実質的に平行に、及び／または微小流体デバイス（３００）の中央長手方向の平面から平行及び片寄って配置され得る。
【0056】
一部の実施形態では、第１層（３１０）の微小流体チャネル（３２０）は、約１ｍｍ～約５０ｍｍの長さ、約５０μｍ～約５０００μｍの深さ、及び約５０μｍ～約５０００μｍの幅を有してもよい。図３Ｂにおいて、微小流体チャネル（３２０）は、微小流体デバイス（３００）の縦軸（３０２）に対して線形であり得る。しかし、他の変形形態では、微小流体チャネル（３２０）は、微小流体デバイス（３００）の縦軸（３０２）に対して湾曲していてもよい。例えば、微小流体チャネル（３２０）は、概ね蛇行した形状を含んでもよい。
【0057】
第１層（３１０）の第１開口部（３３０）は、ピペットなどから試料を受け取るように構成されてもよい。第１開口部（３３０）は、試料を受容するための任意の適切な形状及び／またはサイズを含み得る。図３Ａ～図３Ｂにおいて、第１開口部（３３０）は、デバイス（３００）の近位端に設けられてもよく、微小流体チャネル（３２０）の第１の端部に流体接続されてもよい。いくつかの実施形態では、第１開口部（３３０）は、約５０００μｍ～約２ｍｍの直径を有し得る。
【0058】
第２層（３１２）の第２開口部（３４０）は、微小流体チャネル（３２０）が流体で満たされるとガス（例えば空気）を自然に排出するように構成された出口（例えば通気口）を含み得る。図３Ａ～図３Ｂにおいて、第２開口部（３４０）は、デバイス（３００）の遠位端に設けられてもよく、微小流体チャネル（３２０）の第２の端部に流体接続されてもよい。いくつかの実施形態では、第２開口部（３４０）は、約１０μｍ～約５０μｍの直径を有し得る。いくつかの実施形態では、第１開口部（３３０）及び第２開口部（３４０）は、約１ｍｍ～約１００ｍｍ離間し得る。図３Ａ～図３Ｂは、単一の第１開口部（３３０）及び単一の第２開口部（３４０）を示すが、微小流体デバイス（３００）は、第１開口部（３３０）セット及び第２開口部（３４０）セットを含み得る。
【0059】
いくつかの実施形態では、微小流体デバイス（３００）は、生体液分析システムの光学検出器により画像化及び／または別段には検出され得る基準のセット（図示せず）を含み得る。例えば、基準のセット（例えば、色付き／不透明な点、定規、スリット、目印、マーカー）は、画像解析を補助するために、微小流体チャネル（３２０）の長さに沿って所定の間隔で配置されてもよい。いくつかの実施形態では、微小流体チャネル（３２０）は、サイズに基づいて試料内の検体を分離するように構成された１つ以上のフィルタ（図示せず）を含み得る。
【0060】
図３Ａ～図３Ｂに示すデバイス（３００）は、２つの層を含むが、より多くのまたはより少ない層を使用して微小流体デバイス（３００）を形成できることを認識されたい。いくつかの実施形態では、デバイス（３００）は、図９に関してより詳細に説明されるように、概ね湾曲した部分を含み得る。この場合、微小流体チャネルセットは、ハウジングの湾曲した形状をたどってもよい。
【0061】
一部の実施形態では、第１層（３１０）及び第２層（３２０）は、ダイカット押出フィルムまたは射出成形を使用して形成されてもよい。例えば、第２層（３１２）はダイカット押出フィルムで形成されてもよく、一方、第１層（３１０）は射出成形されてもよい。いくつかの実施形態では、第２層（３１２）は、超音波溶接、レーザ溶接、接着剤、及び／または溶剤結合の１つ以上を利用して第１層（３１０）に接合され得る。
【0062】
本明細書でより詳細に説明するように、微小流体デバイス（３００）は、微小流体デバイスケース（例えば、試料ホルダ、消耗品、使い捨て）に連結して、微小流体デバイスに適用される試料の取り扱い、追跡、及び識別の１つ以上を補助することができる。例えば、微小流体デバイスケースは、微小流体デバイスに触れずに、微小流体デバイスの光学的な性質に潜在的に影響を及ぼすことなく、使用者が握るためのグリップ部分を含んでもよい。微小流体デバイスケースは、微小流体デバイスケースに対して固定した位置に微小流体デバイスを保持するように構成されてもよい。
【0063】
いくつかの実施形態では、微小流体デバイス（３００）の第２層（３１２）を平坦な水平面に配置して、第１開口部（３３０）（例えば試料ポート、生体液投入部）を通して試料（図示せず）を微小流体チャネル（３２０）に投入することができる。試料には、尿、全血、血漿、血清、それらの組み合わせなどが含まれ得るが、これらに限定されない。試料は、微小流体チャネル（３２０）の近位端から遠位端への毛細管作用を使用して、微小流体チャネル（３２０）を流れることができる。微小流体チャネル（３２０）が試料で満たされると、微小流体チャネル内のガス（例えば、空気）は、第２開口部（３４０）を通って微小流体デバイス（３００）から排出され得る。いくつかの実施形態では、第１開口部（３３０）は、試料の継続的な流れを微小流体デバイス（３００）に供給するように構成された少なくとも１つのマイクロポンプに連結され得る。
【0064】
いくつかの実施形態では、微小流体チャネル（３２０）が満たされているとき、及び／または所定の時間の後に、試料が検出（例えば、画像化）され得る。例えば、１より大きい比重を有する試料の検体（例えば、堆積物、粒子状物質）は、第２層（３１２）の１つ以上の領域上の微小流体チャネル（３２０）内に沈殿することが許容され得る。これは、試料の粒子の濃度が粒子の重なりを避けるのに十分希釈されている限り、試料の画像分析を補助できる。いくつかの実施形態では、高い粒子濃度を有する試料の分析（例えば、画像分析）は、１つ以上の検体が微小流体チャネル（３２０）内に沈殿する前に実行され得る。例えば、赤血球、血小板、白血球、尿酸などの検体を分析できる。赤血球の濃度は約５テラセル／Ｌであってよく、血小板の濃度は約０．３テラセル／Ｌであってよく、白血球の濃度は約７ギガセル／Ｌであってよく、尿酸の濃度は約１００μｍｏｌ／Ｌであってよい。いくつかの実施形態では、単結晶などの試料中の単一粒子を分析することができる。追加的または代替的に、微小流体デバイス（３００）に周期的に超音波振動を加えて、沈降を低減し、１つ以上の検体の懸濁を維持することができる。
【0065】
いくつかの実施形態では、微小流体デバイス（３００）は、放射線源と光学検出器との間に配置されてもよい。例えば、第１層（３１０）の露出面に面する放射線源と第２層（３１２）の露出面に面する光学検出器を使用して試料を画像化でき、検出器が微小流体チャネル（３２０）に近づくようにする。本明細書でより詳細に説明するように、検出器データを使用して、屈折率及び浸透圧を含むがこれらに限定されない１つまたは複数の検体及び／または試料の属性を識別するために使用できる検体データを生成することができる。
【0066】
図４Ａは、いくつかの実施形態による、微小流体デバイス（４００）の例示的な例の分解時の斜視図である。微小流体デバイス（４００）は、第１開口部（４３０）（例えば、近位開口部）及び第２開口部（４４０）（例えば、遠位開口部）を含む第１層（４１０）（例えば、上部、カバー）と、微小流体チャネル（４２０）を含む第２層（４１２）（例えば、ベース、チャネル層、基板、底部）を含み得る。いくつかの実施形態では、各層（４１０、４１２）は一般に、細長い長方形の構造を形成し、図４Ｂに示すように、層が上下に一体構造に組み立てられるように構成されてもよい。第１層（４１０）または第２層（４２０）は実質的に透明であってよく、一方で第２層（４１２）または第１層（４１０）の少なくとも一部の他方は実質的に不透明であってもよい。図４Ｂの組み立て時の構成では、微小流体チャネル（４２０）は、第１開口部（４３０）と第２開口部（４４０）との間に連結され得る。第２層（４１２）は、微小流体チャネル（４２０）が第１開口部（４３０）と第２開口部（４４０）との間に流体連通経路を確立するように第１層（４１０）に連結され得る。いくつかの実施形態では、微小流体デバイス（４００）は、約１ｍｍ～約１００ｍｍの長さ、約１ｍｍ～約５０ｍｍの幅、及び約１ｍｍ～約１０ｍｍの厚さを有し得る。
【0067】
デバイス（４００）は、微小流体チャネル（４２０）の長さに沿った透明部分を含んでもよい。透明部分は、高い透明率と最小の複屈折をもたらすように構成できる。例えば、透明部分は、第２層（４１２）の微小流体チャネル（４２０）と、微小流体チャネル（４２０）を覆う（すなわち、真上にある）第１層（４１０）の領域とを含み得る。しかし、光線が微小流体チャネル（４２０）を通過し、検出器（例えば、光学センサ）によって受け取られ得る限り、透明部分は必ずしも微小流体デバイスの平面に垂直である必要はない。透明部分は、紫外光、可視光、及び近赤外光のうちの少なくとも１つに対して実質的に透明であってもよい。いくつかの実施形態では、デバイス（４００）の１つまたは複数の追加の領域は透明であってもよい。別の例として、デバイス（４００）の実質的に全体が透明であってもよい。デバイス（４００）は、例えば、アクリル、ポリカーボネート、環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）、及びポリエステルのうちの１つ以上によって形成され得る。
【0068】
いくつかの実施形態では、デバイス（４００）は、アクリル、ポリカーボネート、それらの組み合わせなどの透明ポリマーから形成されてもよい。いくつかの実施形態では、デバイス（４００）は、約０．０１重量％～約１．０重量％のカーボンブラック及びレーザ吸収染料の少なくとも一方を含むことができる。例えば、層は、約０．１重量％～約１．０重量％、または約０．２重量％～約０．３重量％のカーボンブラック及びレーザ吸収染料の少なくとも一方を含むことができる。いくつかの実施形態では、微小流体チャネル（４２０）は、微小流体チャネル（４２０）の親水性を高めることができるポリカーボネート、ＣＯＣ、及びポリエステルなどの低表面エネルギープラスチックを使用して形成され得る。追加的または代替的に、微小流体チャネル（４２０）は、試料の表面エネルギー及び湿潤性を高めるために、毛細管充填を強化する親水性処理を受けてもよい。例えば、親水性ポリマー（例えば、ＰＶＰ、ＰＥＧ、界面活性剤）は、プラズマエッチング蒸着（例えば、化学的なもの）を利用して微小流体チャネルに適用されてもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の物質（例えば、試薬）を微小流体チャネルに配置して、試料分析を促進してもよい。例えば、試薬は溶解剤及び／または造影剤を含んでもよい。溶解剤は、赤血球などの特定の種類の細胞を溶解できる。造影剤（例えば、染色剤）には、特定の細胞の抗原に対応する核、細胞質、及びミトコンドリア（例えば、蛍光色素を含む抗体及び抗体コンジュゲート）が含まれてもよい。例えば、１つ以上の物質は、微小流体チャネル（４２０）の特定の領域（例えば、近位端）に、または微小流体チャネル（４２０）の長さ全体に配置されてもよい。
【0069】
いくつかの実施形態では、第１層（４１０）は、図４Ｂに示すように組み立てられたときに、微小流体チャネル（４２０）の片側を覆うことができる。第１層（４１０）は、第２層（４１２）とは異なる厚さを有してもよい。第２層（４１２）は、約０．５ｍｍ～約２ｍｍの厚さを有することができ、第１層（４１０）は、約２５μｍ～約０．５ｍｍの厚さを有することができる。図４Ａ～図４Ｂでは、第２層（４１２）は第１層（４１０）よりも厚い。図４Ｂにおいて、微小流体チャネル（４２０）は、第２層（４１２）の底面よりも第１層（４１０）に近くてもよい。微小流体チャネル（４２０）は、第１層（４１０）の平面に実質的に平行に配置されてもよい。すなわち、微小流体チャネル（４２０）は、装置の中央長手方向の平面から平行及び片寄っていてよい。
【0070】
一部の実施形態では、第１層（４１２）の微小流体チャネル（４２０）は、約１ｍｍ～約５０ｍｍの長さ、約５０μｍ～約５０００μｍの深さ、及び約５０μｍ～約５０００μｍ幅を有してもよい。図４Ｂにおいて、微小流体チャネル（４２０）は、微小流体デバイス（４００）の縦軸（４０２）に対して線形であり得る。しかし、他の変形例では、微小流体チャネル（４２０）は、微小流体デバイス（４００）の縦軸（４０２）に対して湾曲していてもよい。例えば、微小流体チャネル（４２０）は、概ね蛇行した形状を含み得る。
【0071】
第１層（４１０）の第１開口部（４３０）は、ピペットなどから試料を受け取るように構成されてもよい。第１開口部（４３０）は、試料を受け入れるのに適した任意の形状及び／またはサイズを含むことができる。図４Ａ～図４Ｂにおいて、第１開口部（４３０）は、装置（４００）の近位端に設けられてもよく、微小流体チャネル（４２０）の第１の端部に流体接続されてもよい。いくつかの実施形態では、第１開口部（４３０）は、約５０００μｍ～約２ｍｍの直径を有し得る。
【0072】
第１層（４１０）の第２開口部（４４０）は、微小流体チャネル（４２０）が流体で満たされるとガス（例えば、空気）を自然に排出するように構成された出口を含み得る。図４Ａ～図４Ｂにおいて、第２開口部（４４０）は、装置（４００）の遠位端に設けられてもよく、微小流体チャネル（４２０）の第２の端部に流体接続されてもよい。いくつかの実施形態では、第２開口部（４４０）は、約１０μｍ～約５０μｍの直径を有し得る。いくつかの実施形態では、第１開口部（４３０）及び第２開口部（４４０）は、約１ｍｍ～約１００ｍｍで離間し得る。図４Ａ～図４Ｂは、単一の第１開口部（４３０）及び単一の第２開口部（４４０）を示すが、微小流体デバイス（４００）は、第１開口部（４３０）セット及び第２開口部（４４０）セットを含み得る。
【0073】
いくつかの実施形態では、微小流体デバイス（４００）は、生体液分析システムの光学検出器により画像化及び／または別段には検出され得る基準のセット（図示せず）を含み得る。例えば、基準のセット（例えば、色付き／不透明な点、定規、スリット、目印、マーカー）は、画像解析を補助するために、微小流体チャネル（４２０）の長さに沿って所定の間隔で配置されてもよい。いくつかの実施形態では、微小流体チャネル（４２０）は、サイズに基づいて試料内の検体を分離するように構成された１つ以上のフィルタ（図示せず）を含み得る。
【0074】
図４Ａ～図４Ｂに示すデバイス（４００）は２つの層を含むが、より多くのまたはより少ない層を使用して微小流体デバイス（４００）を形成できることを認識されたい。いくつかの実施形態では、デバイス（４００）は、図９に関してより詳細に説明されるように、概ね湾曲した部分を含み得る。この場合、微小流体チャネルセットは、ハウジングの湾曲した形状をたどってもよい。
【0075】
一部の実施形態では、第１層（４１０）及び第２層（４２０）は、ダイカット押出フィルムまたは射出成形を使用して形成されてもよい。いくつかの実施形態では、第２層（４１２）は、超音波溶接、レーザ溶接、接着剤、及び／または溶剤結合の１つ以上を使用して第１層（４１０）に接合され得る。
【0076】
本明細書でより詳細に説明するように、微小流体デバイス（４００）は、微小流体デバイスケース（例えば、試料ホルダ、消耗品、使い捨て）に連結して、微小流体デバイスに適用される試料の取り扱い、追跡、及び識別の１つ以上を補助することができる。例えば、微小流体デバイスケースは、微小流体デバイスに触れずに、微小流体デバイスの光学的な性質に潜在的に影響を及ぼすことなく、使用者が握るためのグリップ部分を含んでもよい。微小流体デバイスケースは、微小流体デバイスケースに対して固定した位置に微小流体デバイスを保持するように構成されてもよい。
【0077】
いくつかの実施形態では、微小流体デバイス（４００）の第２層（４１２）は、第１開口部（４３０）（例えば試料ポート、生体液投入部）を通して試料（図示せず）を微小流体チャネル（４２０）に投入できるように、平坦な水平面に配置されてもよい。試料には、尿、全血、血漿、血清、それらの組み合わせなどが含まれ得るが、これらに限定されない。試料は、微小流体チャネル（４２０）の近位端から遠位端への毛細管作用を利用して、微小流体チャネル（４２０）を流れることができる。微小流体チャネル（４２０）が試料で満たされると、微小流体チャネル内のガス（例えば、空気）は、微小流体デバイス（４００）から第２開口部（４４０）を通って排出され得る。いくつかの実施形態では、第１開口部（４３０）は、試料の継続的な流れを微小流体デバイス（４００）に供給するように構成された少なくとも１つのマイクロポンプに連結され得る。
【0078】
いくつかの実施形態では、微小流体チャネル（４２０）が満たされているとき、及び／または所定の時間が経過した後に、試料を検出（例えば、画像化）することができる。例えば、１よりも大きい比重を有する試料の検体（例えば、堆積物、粒子状物質）は、第２層（４１２）の１つ以上の領域上の微小流体チャネル（４２０）内に沈殿することが許容され得る。これは、試料の粒子の濃度が粒子の重なりを避けるのに十分希釈されている限り、試料の画像分析を補助できる。いくつかの実施形態において、高い粒子濃度を有する試料の分析（例えば、画像分析）は、１つ以上の検体が微小流体チャネル（４２０）内に沈殿する前に実行され得る。例えば、赤血球、血小板、白血球、尿酸などの検体を分析できる。赤血球の濃度は約５テラセル／Ｌであってよく、血小板の濃度は約０．３テラセル／Ｌであってよく、白血球の濃度は約７ギガセル／Ｌであってよく、尿酸の濃度は約１００μｍｏｌ／Ｌであってよい。いくつかの実施形態では、単結晶などの試料中の単一粒子を分析することができる。追加的または代替的に、微小流体デバイス（４００）に周期的に超音波振動を加えて、沈降を低減し、１つ以上の検体の懸濁を維持することができる。
【0079】
一部の実施形態では、微小流体デバイス（４００）は、放射線源と光学検出器との間に配置されてもよい。例えば、第２層（４１２）の露出面に面する放射線源と第１層（４１０）の露出面に面する光学検出器を使用して試料を画像化でき、検出器が微小流体チャネル（４２０）に近づくようにする。本明細書でより詳細に説明するように、検出器データを使用して、屈折率及び浸透圧を含むがこれらに限定されない１つまたは複数の検体及び／または試料の属性を識別するために使用できる検体データを生成することができる。
【0080】
図５Ａは、いくつかの実施形態による、微小流体デバイス（５００）の例示的な例の分解時の斜視図である。微小流体デバイス（５００）は、微小流体チャネル（５２０）セット、第１開口部（５３０）（例えば、近位開口部）、及び第２開口部（５４０）セット（例えば、遠位開口部）を含む第１層（５１０）（例えば、チャネル層、上部、カバー）、及び第２層（５１２）（例えば、ベース、基板、底部）を含み得る。いくつかの実施形態では、層（５１０、５１２）の各々は一般に、細長い長方形の構造を形成してもよく、図５Ｂに示すように、層が上下に一体構造に組み立てられるように構成されてもよい。第１層（５１０）または第２層（５１０）は実質的に透明であってよく、一方で第２層（５１２）または第１層（５１０）の少なくとも一部の他方は実質的に不透明であってよい。図５Ｂの組み立て時の構成では、微小流体チャネル（５２０）セットは、第１開口部（５３０）と第２開口部（５４０）セットとの間に流体連通経路を確立するために流体結合され得る。微小流体チャネル（５２０）セットは、チャネル（５２０）のセットの第１チャネル、第２チャネル、及び第３チャネルを含み得る。第２開口部セット（５４０）は、開口部セット（５４０）の第１開口部、第２開口部、及び第３開口部を含むことができる。いくつかの実施形態では、微小流体デバイス（５００）は、約１ｍｍ～約１００ｍｍの長さ、約１ｍｍ～約５０ｍｍの幅、及び約１ｍｍ～約１０ｍｍの厚さを有し得る。
【0081】
デバイス（５００）は、微小流体チャネル（５２０）の長さに沿った透明部分を含むことができる。透明部分は、高い透明率と最小の複屈折をもたらすように構成できる。例えば、透明部分は、第２層（５１２）の微小流体チャネル（５２０）セットと、微小流体チャネル（５２０）セットを覆う（すなわち直下）にある第１層（５１０）の領域とを含み得る。しかし、光線が微小流体チャネル（５２０）セットを通過し、検出器（例えば、光学センサ）によって受け取られ得る限り、透明部分は必ずしも微小流体デバイスの平面に垂直である必要はない。透明部分は、紫外光、可視光、及び近赤外光のうちの少なくとも１つに対して実質的に透明であってもよい。いくつかの実施形態では、デバイス（５００）の１つ以上の追加の領域は透明であってもよい。別の例として、デバイス（５００）の実質的に全体が透明であってもよい。デバイス（５００）は、例えば、アクリル、ポリカーボネート、環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）、及びポリエステルのうちの１つまたは複数によって形成され得る。
【0082】
いくつかの実施形態では、デバイス（５００）は、アクリル、ポリカーボネート、それらの組み合わせなどのような透明ポリマーから形成され得る。いくつかの実施形態では、デバイス（５００）は、約０．０１重量％～約１．０重量％のカーボンブラック及びレーザ吸収染料の少なくとも一方を含むことができる。例えば、層は、約０．１重量％～約１．０重量％、または約０．２重量％～約０．３重量％のカーボンブラック及びレーザ吸収染料の少なくとも一方を含むことができる。いくつかの実施形態では、微小流体チャネル（５２０）セットは、微小流体チャネル（５２０）セットの親水性を強化し得るポリカーボネート、ＣＯＣ、及びポリエステルなどの低表面エネルギープラスチックを使用して形成され得る。追加的または代替的に、微小流体チャネル（５２０）セットは、試料の表面エネルギー及び湿潤性を増加させるために、毛細管充填を強化する親水性処理を受けてもよい。例えば、親水性ポリマー（例えば、ＰＶＰ、ＰＥＧ、界面活性剤）は、プラズマエッチング蒸着（例えば、化学的なもの）を利用して微小流体チャネルに適用されてもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の物質（例えば、試薬）を各微小流体チャネルに配置して、試料分析を促進してもよい。例えば、試薬は溶解剤及び／または造影剤を含んでもよい。溶解剤は、赤血球などの特定の種類の細胞を溶解できる。造影剤（例えば、染色剤）には、特定の細胞の抗原に対応する核、細胞質、及びミトコンドリア（例えば、蛍光色素を含む抗体及び抗体コンジュゲート）が含まれてもよい。例えば、１つ以上の物質は、微小流体チャネル（５２０）セットの特定の領域（例えば、近位端）または微小流体チャネル（５２０）セットの長さ全体に配置されてもよい。微小流体チャネル（５２０）セットにより、より大量の生体液を分析でき、微小流体チャネル（５２０）セットを通る生体液の独立した流れが可能になる。
【0083】
いくつかの実施形態では、第１層（５１０）は、図５Ｂに示されるように組み立てられたときに、微小流体チャネル（５２０）セットの片側を覆うことができる。第１層（５１０）は、第２層（５１２）とは異なる厚さを有してもよい。図５Ａ～図５Ｂでは、第２層（５１２）は第１層（５１０）よりも厚い。第１層（５１０）は、約０．５ｍｍ～約２ｍｍの厚さを有してもよく、第２層（５１２）は、約２５μｍ～約０．５ｍｍの厚さを有してもよい。図５Ｂにおいて、微小流体チャネル（５２０）セットは、第１及び第２開口部（５３０、５４０）の入口よりも第１層（５１０）に近くてもよい。微小流体チャネル（５２０）セットは、第１層（５１０）の平面に実質的に平行に配置されてもよい。
【0084】
いくつかの実施形態では、第２層（５１２）の微小流体チャネル（５２０）セットは、約１ｍｍ～約５０ｍｍの長さ、約５０μｍ～約５０００μｍの深さ、及び約５０μｍ～約５０００μｍの幅を有し得る。図５Ｂにおいて、微小流体チャネル（５２０）セットは線形であり得る。しかし、微小流体チャネル（５２０）セットは、１つ以上の湾曲部分を有し得る。例えば、微小流体チャネル（５２０）セットは、概ね蛇行した形状を含み得る。
【0085】
第２層（５１２）の第１開口部（５３０）は、ピペットなどから試料を受け取るように構成されてもよい。第１開口部（５３０）は、試料を受け入れるのに適した任意の形状及び／またはサイズを含むことができる。図５Ａ～図５Ｂにおいて、第１開口部（５３０）は、デバイス（５００）の近位端に設けられてもよく、微小流体チャネル（５２０）セットの第１の端部に流体接続されてもよい。いくつかの実施形態では、第１開口部（５３０）は、約５０００μｍ～約２ｍｍの直径を有し得る。
【0086】
第２層（５１２）の第２開口部（５４０）セットは、微小流体チャネル（５２０）セットが流体で満たされるとガス（例えば、空気）を自然に排出するように構成される出口を含み得る。図５Ａ～図５Ｂにおいて、第２開口部（５４０）は、デバイス（５００）の遠位端に設けられてもよく、微小流体チャネル（５２０）セットの第２の端部に流体接続されてもよい。いくつかの実施形態では、第２開口部（５４０）セットは、約１０μｍ～約５０μｍの直径を有し得る。いくつかの実施形態では、第１開口部（５３０）及び第２開口部（５４０）セットは、約１ｍｍ～約１００ｍｍで離間し得る。図５Ａ～図５Ｂは、単一の第１開口部（５３０）及び３つの第２開口部（５４０）セットを示すが、微小流体デバイス（５００）は、第１開口部（５３０）セット及び第２開口部（５４０）セットを含むことができる。
【0087】
いくつかの実施形態では、微小流体デバイス（５００）は、生体液分析システムの光学検出器によって画像化及び／または別段には検出され得る基準のセット（図示せず）を含み得る。例えば、基準のセット（例えば、色付き／不透明な点、定規、スリット、目印、マーカー）は、画像分析を補助するために、微小流体チャネル（５２０）セットの長さに沿って所定の間隔で配置され得る。いくつかの実施形態では、微小流体チャネル（５２０）セットは、サイズに基づいて試料内の検体を分離するように構成された１つ以上のフィルタ（図示せず）を含み得る。
【0088】
図５Ａ～図５Ｂに示されているデバイス（５００）は２つの層を含むが、より多くのまたはより少ない層を使用して微小流体デバイス（５００）を形成できることを認識されたい。いくつかの実施形態では、デバイス（５００）は、図９に関してより詳細に説明されるように、概ね湾曲した部分を含み得る。この場合、微小流体チャネルセットは、ハウジングの湾曲した形状をたどってもよい。
【0089】
一部の実施形態では、第１層（５１０）及び第２層（５１２）は、ダイカット押出フィルムまたは射出成形を使用して形成されてもよい。例えば、第１層（５１０）はダイカット押出フィルムで形成されてもよく、一方で第２層（５１２）は射出成形されてもよい。いくつかの実施形態において、第２層（５１２）は、超音波溶接、レーザ溶接、接着剤、及び／または溶剤結合の１つ以上を使用して第１層（５１０）に接合され得る。
【0090】
本明細書でより詳細に説明するように、微小流体デバイス（５００）は、微小流体デバイスケース（例えば、試料ホルダ、消耗品、使い捨て）に連結でき、微小流体デバイスに適用される試料の１つ以上の取り扱い、追跡、及び識別を補助することができる。例えば、微小流体デバイスケースは、微小流体デバイスに触れずに、微小流体デバイスの光学的な性質に潜在的に影響を及ぼすことなく、使用者が握るためのグリップ部分を含んでもよい。微小流体デバイスケースは、微小流体デバイスケースに対して固定した位置に微小流体デバイスを保持するように構成されてもよい。
【0091】
いくつかの実施形態では、微小流体デバイス（５００）の第１層（５１０）は、試料（図示せず）が第１開口部（５３０）（例えば、試料ポート、生体液投入部）を通して微小流体チャネル（５２０）セットに投入されることを可能にするために、平らな水平面に配置されてもよい。試料には、尿、全血、血漿、血清、それらの組み合わせなどが含まれるが、これらに限定されない。試料は、微小流体チャネル（５２０）セットの近位端から遠位端への毛細管作用を使用して、微小流体チャネル（５２０）セットを流れることができる。微小流体チャネル（５２０）セットが試料で満たされると、微小流体チャネル（５２０）セット内のガス（例えば、空気）は、微小流体デバイス（５００）から第２開口部（５４０）を通って排出できる。いくつかの実施形態では、第１開口部（５３０）は、試料の継続的な流れを微小流体デバイス（５００）に供給するように構成された少なくとも１つのマイクロポンプに連結され得る。
【0092】
いくつかの実施形態では、微小流体チャネル（５２０）セットが満たされているとき、及び／または所定の時間が経過した後に、試料が検出（例えば、画像化）され得る。例えば、１より大きい比重を有する試料の検体（例えば、堆積物、粒子状物質）は、第１層（５１０）の１つ以上の領域上の微小流体チャネル（５２０）セット内に収まることが許容され得る。これは、試料の粒子の濃度が粒子の重なりを避けるのに十分希釈されている限り、試料の画像分析を補助できる。いくつかの実施形態において、高い粒子濃度を有する試料の分析（例えば、画像分析）は、１つ以上の検体が微小流体チャネルセット（５２０）内で安定する前に実行され得る。例えば、赤血球、血小板、白血球、尿酸などの検体を分析できる。赤血球の濃度は約５テラセル／Ｌであってよく、血小板の濃度は約０．３テラセル／Ｌであってよく、白血球の濃度は約７ギガセル／Ｌであってよく、尿酸の濃度は約１００μｍｏｌ／Ｌであってよい。いくつかの実施形態では、単結晶などの試料中の単一粒子を分析することができる。追加的または代替的に、超音波振動を定期的に微小流体デバイス（５００）に加えて、沈降を低減し、１つまたは複数の検体の懸濁を維持することができる。
【0093】
いくつかの実施形態では、微小流体デバイス（５００）は、放射線源と光学検出器との間に配置されてもよい。例えば、試料は、検出器が微小流体チャネルセット（５２０）により近くなるように、第２層（５１２）の露出面に面する放射線源及び第１層（５１０）の露出面に面する光学検出器を使用して画像化されてもよい。本明細書でより詳細に説明するように、検出器データを使用して、屈折率及び浸透圧を含むがこれらに限定されない１つまたは複数の検体及び／または試料の属性を識別するために使用できる検体データを生成することができる。図５Ａ～図５Ｂに示されている微小流体チャネル（５２０）セットは、３つのチャネルを含んでいるが、より多くのまたはより少ないチャネルを使用して微小流体装置（５００）を形成できることを認識されたい。
【0094】
図６Ａは、いくつかの実施形態による、微小流体デバイス（６００）の例示的な例の分解時の斜視図である。微小流体デバイス（６００）は、対応する高さのセットを有するステップ領域（６２０ａ、６２０ｂ、６２０ｃ）のセットを含む微小流体チャネル（６２０）、第１開口部（６３０）（例えば、近位開口部）、及び第２開口部（６４０）（例えば、遠位開口部）を含む第１層（６１０）（例えば、チャネル層、上部、カバー）、及び第２層（６１２）（例えば、ベース、基板、底部）を含み得る。いくつかの実施形態では、各層（６１０、６１２）は、一般に、細長い長方形の構造を形成することができ、図６Ｂに示すように、層が上下に一体構造へと組み立てられるように構成され得る。第１層（６１０）または第２層（６１２）は実質的に透明であってよく、一方で第２層（６１２）及び第１層（６１０）の少なくとも一部の他方は実質的に不透明であり得る。図６Ｂの組み立て時の構成では、ステップ領域（６２０ａ、６２０ｂ、６２０ｃ）のセットを有する微小流体チャネル（６２０）は、第１開口部（６３０）と第２開口部（６４０）との間に連結され得る。第２層（６１２）は、微小流体チャネル（６２０）が第１開口部（６３０）と第２開口部（６４０）との間に流体連通経路を確立するように第１層（６１０）に連結され得る。いくつかの実施形態では、微小流体デバイス（６００）は、約１ｍｍ～約１００ｍｍの長さ、約１ｍｍ～約５０ｍｍの幅、及び約１ｍｍ～約１０ｍｍの厚さを有し得る。
【0095】
図６Ｃ～図６Ｄに示されるように、微小流体チャネル（６２０）は、微小流体チャネル（６２０）の高さが第１開口部（６３０）から第２開口部（６４０）まで段階的に減少するようにステップ（６２０ａ、６２０ｂ、６２０ｃ）のセットを規定し得る。すなわち、各ステップの容積は、第１開口部（６３０）から第２開口部（６４０）まで減少し得る。いくつかの実施形態では、ステップ（６２０ａ、６２０ｂ、６２０ｃ）のセットの各ステップの高さは、約０．１ｍｍ～約０．９ｍｍであってもよい。例えば、第１ステップ（６２０ａ）の高さは約０．９ｍｍであってよく、第２ステップ（６２０ｂ）の高さは約０．４ｍｍであってよく、第３ステップ（６２０ｃ）の高さは約０．１ｍｍであってよい。
【0096】
デバイス（６００）は、微小流体チャネル（６２０）の長さに沿った透明部分を含むことができる。透明部分は、高い透明率と最小の複屈折をもたらすように構成できる。例えば、透明部分は、第１層（６１０）の微小流体チャネル（６２０）と、微小流体チャネル（６２０）を覆う（すなわち、直下の）第２層（６１２）の領域とを含み得る。しかし、光線が微小流体チャネル（６２０）を通過し、検出器（例えば、光学センサ）によって受け取られ得る限り、透明部分は必ずしも微小流体デバイスの平面に垂直である必要はない。透明部分は、紫外光、可視光、及び近赤外光のうちの少なくとも１つに対して実質的に透明であってもよい。いくつかの実施形態では、デバイス（６００）の１つ以上の追加の領域は透明であってもよい。別の例として、デバイス（６００）の実質的に全体が透明であってもよい。デバイス（６００）は、例えば、アクリル、ポリカーボネート、環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）、及びポリエステルのうちの１つ以上によって形成され得る。
【0097】
いくつかの実施形態では、デバイス（６００）は、アクリル、ポリカーボネート、それらの組み合わせなどの透明ポリマーから形成されてもよい。いくつかの実施形態では、デバイス（６００）は、約０．０１重量％～約１．０重量％のカーボンブラック及びレーザ吸収染料のうちの少なくとも１つを含むことができる。例えば、層は、約０．１重量％～約１．０重量％、または約０．２重量％～約０．３重量％のカーボンブラック及びレーザ吸収染料の少なくとも一方を含むことができる。いくつかの実施形態では、微小流体チャネル（６２０）は、微小流体チャネル（６２０）の親水性特性を強化し得るポリカーボネート、ＣＯＣ、及びポリエステルなどの低表面エネルギープラスチックを使用して形成され得る。追加的または代替的に、微小流体チャネル（６２０）の１つまたは複数の領域（６２０ａ、６２０ｂ、６２０ｃ）は、試料の表面エネルギー及び湿潤性を高めるために毛細管充填を強化する親水性処理を受けてもよい。例えば、親水性ポリマー（例えば、ＰＶＰ、ＰＥＧ、界面活性剤）は、プラズマエッチング蒸着（例えば、化学的なもの）を利用して微小流体チャネルに適用されてもよい。いくつかの実施形態において、１つ以上の物質（例えば、試薬）は、試料分析を促進するために、微小流体チャネル（６２０）の１つ以上の領域に配置され得る。例えば、試薬は溶解剤及び／または造影剤を含んでもよい。溶解剤は、赤血球などの特定の種類の細胞を溶解できる。造影剤（例えば、染色剤）には、特定の細胞の抗原に対応する核、細胞質、及びミトコンドリア（例えば、蛍光色素を含む抗体及び抗体コンジュゲート）が含まれてもよい。例えば、１つ以上の物質は、微小流体チャネル（６２０）の特定の領域（６２０ａ、６２０ｂ、６２０ｃ）（例えば、近位端）または微小流体チャネル（６２０）の長さ全体に配置されてもよい。
【0098】
いくつかの実施形態では、第２層（６１２）は、図６Ｂに示されるように組み立てられたときに、微小流体チャネル（６２０）の片側を覆うことができる。第１層（６１０）は、第２層（６１２）とは異なる厚さを有してもよい。図６Ａ～図６Ｂでは、第１層（６１０）は第２層（６１２）よりも厚い。第１層（６１０）は、約０．５ｍｍ～約２ｍｍの厚さを有してもよく、第２層（６１２）は、約２５μｍ～約０．５ｍｍの間の厚さを有してもよい。図６Ｂにおいて、微小流体チャネル（６２０）は、第１開口部（６３０）から第２開口部（６４０）まで高さが減少し得る。微小流体チャネル（６２０）は、第２層（６１２）の平面に実質的に平行に配置され得る。
【0099】
一部の実施形態では、第１層（６１０）の微小流体チャネル（６２０）は、約１ｍｍ～約５０ｍｍの長さ、約５０μｍ～約５０００μｍの深さ、及び約５０μｍ～約５０００μｍの幅を有してもよい。図６Ｂにおいて、微小流体チャネル（６２０）は、微小流体デバイス（１００）の縦軸（６０２）に対して線形であり得る。しかし、他の変形形態では、微小流体チャネル（６２０）は、微小流体デバイス（６００）の縦軸（６０２）に対して湾曲していてもよい。例えば、微小流体チャネル（６２０）は、概ね蛇行した形状を含み得る。微小流体チャネル（６２０）の領域（６２０ａ、６２０ｂ、６２０ｃ）は、ほぼ同じ長さを含むか、異なる長さを有し得る。第１領域（６２０ａ）は、第３領域（６２０ｃ）の約３倍の高さを有してもよく、第２領域（６２０ｂ）は、第３領域（６２０ｃ）の約３倍の高さを有し得る。微小流体チャネル（６２０）は、一定の幅を有していてもよく、領域（６２０ａ、６２０ｂ、６２０ｃ）ごとに異なる幅を有していてもよい。
【0100】
第１層（６１０）の第１開口部（６３０）は、ピペットなどから試料を受け取るように構成されてもよい。第１開口部（６３０）は、試料を受容するための任意の適切な形状及び／またはサイズを含み得る。図６Ａ～図６Ｂにおいて、第１開口部（６３０）は、デバイス（６００）の近位端に設けられてもよく、微小流体チャネル（６２０）の第１の端部に流体接続されてもよい。いくつかの実施形態では、第１開口部（６３０）は、約５０００μｍ～約２ｍｍの直径を有し得る。
【0101】
第１層（６１０）の第２開口部（６４０）は、微小流体チャネル（６２０）が流体で満たされるとガス（例えば、空気）を自然に排出するように構成された出口を含み得る。図６Ａ～図６Ｂにおいて、第２開口部（６４０）は、デバイス（６００）の遠位端に設けられてもよく、微小流体チャネル（６２０）の第２の端部に流体接続されてもよい。いくつかの実施形態では、第２開口部（６４０）は、約１０μｍ～約５０μｍの直径を有し得る。いくつかの実施形態では、第１開口部（６３０）及び第２開口部（６４０）は、約１ｍｍ～約１００ｍｍ離間し得る。図６Ａ～図６Ｂは、単一の第１開口部（６３０）及び単一の第２開口部（６４０）を示すが、微小流体デバイス（６００）は、第１開口部（６３０）セット及び第２開口部（６４０）セットを含み得る。
【0102】
いくつかの実施形態では、微小流体デバイス（６００）は、生体液分析システムの光学検出器によって画像化及び／または別段には検出され得る基準のセット（図示せず）を含み得る。例えば、基準のセット（例えば、色付き／不透明な点、定規、スリット、目印、マーカー）は、画像分析を補助するために微小流体チャネル（６２０）の長さに沿って所定の間隔で配置されてもよい。例えば、微小流体チャネル（６２０）の各領域（６２０ａ、６２０ｂ、６２０ｃ）は、対応する基準を含み得る。いくつかの実施形態では、微小流体チャネル（６２０）は、サイズに基づいて試料内の検体を分離するように構成された１つ以上のフィルタ（図示せず）を含み得る。例えば、微小流体チャネル（６２０）の各領域（６２０ａ、６２０ｂ、６２０ｃ）の間にフィルタが設けられてもよい。
【0103】
図６Ａ～図６Ｂに示されるデバイス（６００）は、２つの層を含むが、より多くのまたはより少ない層を使用して微小流体デバイス（６００）を形成できることを認識されたい。いくつかの実施形態では、デバイス（６００）は、図９に関してより詳細に説明されるように、概ね湾曲した部分を含み得る。この場合、微小流体チャネルセットは、ハウジングの湾曲した形状をたどってもよい。
【0104】
いくつかの実施形態では、第１層（６１０）及び第２層（６１２）は、ダイカット押出フィルムまたは射出成形を使用して形成されてもよい。例えば、第１層（６１０）はダイカット押出フィルムで形成されてもよく、一方で第２層（６１２）は射出成形されてもよい。いくつかの実施形態において、第２層（６１２）は、超音波溶接、レーザ溶接、接着剤、及び／または溶剤結合の１つ以上を使用して第１層（６１０）に接合され得る。
【0105】
本明細書でより詳細に説明するように、微小流体デバイス（６００）は、微小流体デバイスに適用される試料の取り扱い、追跡、及び識別の１つまたは複数を補助するために微小流体デバイスケース（例えば、試料ホルダ、消耗品、使い捨て）に連結されてもよい。例えば、微小流体デバイスケースは、微小流体デバイスに触れずに、微小流体デバイスの光学的な性質に潜在的に影響を及ぼすことなく、使用者が握るためのグリップ部分を含んでもよい。微小流体デバイスケースは、微小流体デバイスケースに対して固定した位置に微小流体デバイスを保持するように構成されてもよい。
【0106】
いくつかの実施形態において、微小流体デバイス（６００）の第２層（６１２）は、試料（図示せず）が第１開口部（６３０）（例えば試料ポート、生体液投入部）を通して微小流体チャネル（６２０）に投入されることを可能にするために、平らな水平面に置かれてもよい。試料には、尿、全血、血漿、血清、それらの組み合わせなどが含まれるが、これらに限定されない。試料は、微小流体チャネル（６２０）の近位端から遠位端への毛細管作用を使用して、微小流体チャネル（６２０）を流れることができる。微小流体チャネル（６２０）が試料で満たされると、微小流体チャネル内のガス（例えば、空気）は、微小流体デバイス（６００）から第２開口部（６４０）を通って排出され得る。いくつかの実施形態では、第１開口部（６３０）は、試料の継続的な流れを微小流体デバイス（６００）に供給するように構成された少なくとも１つのマイクロポンプに連結され得る。
【0107】
いくつかの実施形態において、試料は、微小流体チャネル（６２０）が満たされているとき、及び／または所定の時間後に検出（例えば、画像化）され得る。例えば、１よりも大きい比重を有する試料の検体（例えば、堆積物、粒子状物質）は、第２層（６１２）の１つ以上の領域上の微小流体チャネル（６２０）内に沈殿することが許容され得る。これは、試料の粒子の濃度が粒子の重なりを避けるのに十分希釈されている限り、試料の画像分析を補助できる。いくつかの実施形態において、高い粒子濃度を有する試料の分析（例えば、画像分析）は、１つ以上の検体が微小流体チャネル（６２０）内に沈殿する前に実行され得る。例えば、赤血球、血小板、白血球、尿酸などの検体を分析できる。赤血球の濃度は約５テラセル／Ｌであってよく、血小板の濃度は約０．３テラセル／Ｌであってよく、白血球の濃度は約７ギガセル／Ｌであってよく、尿酸の濃度は約１００μｍｏｌ／Ｌであってよい。いくつかの実施形態では、単結晶などの試料中の単一粒子を分析することができる。追加的または代替的に、微小流体デバイス（６００）に周期的に超音波振動を加えて、沈降を低減し、１つまたは複数の検体の懸濁を維持することができる。
【0108】
いくつかの実施形態では、微小流体チャネル（６２０）のステップ（６２０ａ、６２０ｂ、６２０ｃ）セットのうちの少なくとも１つのステップは、ステップ間の高さの変化に起因して試料から１つ以上の構成要素（例えば種）を分離するように構成され得る。ステップの高さを変えることにより、粒子が重なる可能性を最小限に抑えながら、沈降した検体（粒子状物質など）を画像化することが可能になる。例えば、沈降後粒子の重なり合う可能性を低減するために、他のステップ領域（６２０ｂ、６２０ａ）よりも低い高さ／体積を有している第３ステップ領域（６２０ｃ）で、高い濃度の種を画像化することができる。同様に、低い濃度の種は、粒子の重ね合わせを増加させ、画像分析の検出を補助できる、より高い高さ／体積を有する第１ステップ領域（６２０ａ）で画像化され得る。
【0109】
いくつかの実施形態では、微小流体デバイス（６００）は、放射線源と光学検出器との間に配置されてもよい。例えば、検出器が微小流体チャネル（６２０）に近くなるように、第１層（６１０）の露出面に面する放射線源と第２層（６１２）の露出面に面する光学検出器を使用して試料を画像化してもよい。本明細書でより詳細に説明するように、検出器データを使用して、屈折率及び浸透圧を含むがこれらに限定されない１つまたは複数の検体及び／または試料の属性を識別するために使用できる検体データを生成することができる。
【0110】
図７Ａは、いくつかの実施形態による、微小流体デバイス（７００）の例示的な例の分解時の斜視図である。微小流体デバイス（７００）は、微小流体チャネル（７２０）、第１開口部（７３０）（例えば近位開口部）、及び第２開口部（７４０）（例えば、遠位開口部）を含む第１層（７１０）（例えばチャネル層、上部、カバー）、及び第２層（７１２）（例えば、ベース、基板、底部）を含み得る。微小流体チャネル（７２０）は、第１開口部（７３０）から第２開口部（７４０）まで継続的に減少する高さを有する。いくつかの実施形態では、各層（７１０、７１２）は、一般に、細長い長方形の構造を形成し、図７Ｂに示すように、層が上下に一体構造に組み立てられるように構成されてもよい。第１層（７１０）または第２層（７１２）は実質的に透明であってよく、一方で第２層（７１２）及び第１層（７１０）の少なくとも一部の他方は実質的に不透明であり得る。図７Ｂの組み立て時の構成では、継続的に減少する高さを有する微小流体チャネル（７２０）は、第１開口部（７３０）と第２開口部（７４０）との間に連結され得る。いくつかの実施形態では、微小流体チャネル（７２０）の勾配は、約０．０１～約０．１であり得る。第２層（７１２）は、微小流体チャネル（７２０）が第１開口部（７３０）と第２開口部（７４０）との間に流体連通経路を確立するように第１層（７１０）に連結され得る。いくつかの実施形態では、微小流体デバイス（７００）は、約１ｍｍ～約１００ｍｍの長さ、約１ｍｍ～約５０ｍｍの幅、及び約１ｍｍ～約１０ｍｍの厚さを有し得る。微小流体チャネル（７２０）の高さは、約０．１ｍｍ～約０．９ｍｍで継続的に変化し得る。例えば、図７Ｃ～７Ｄに示されるように、微小流体チャネル（７２０）は、第１開口部（７３０）から第２開口部（７４０）まで継続的に減少する高さを有し得る。すなわち、チャネル（７２０）の体積は、第１開口部（７３０）から第２開口部（７４０）まで減少し得る。いくつかの実施形態では、微小流体チャネル（７２０）は、その長さに沿って一組の領域を有し得る。各領域は、チャネル（７２０）の隣接領域とは異なる勾配を有していてもよい。例えば、微小流体チャネル（７２０）は、各領域が第１開口部（７３０）から第２開口部（７４０）に向かって減少する勾配を有する４つの領域のセットを含むことができる。いくつかの実施形態では、領域のセットは、固定された高さを有するいくつかの領域と、ゼロではない勾配を有する他の領域とを含み得る。例えば、第１開口部（７３０）を含むチャネル（７２０）の第１の領域は約０．１の勾配を有し、一方、第２開口部（７４０）を含むチャネル（７２０）の第２の領域は０の勾配及び約０．１ｍｍの高さを有し得る。
【0111】
デバイス（７００）は、微小流体チャネル（７２０）の長さに沿った透明部分を含むことができる。透明部分は、高い透明率と最小の複屈折をもたらすように構成できる。例えば、透明部分は、第１層（７１０）の微小流体チャネル（７２０）と、微小流体チャネル（７２０）を覆う（すなわち、直下の）第２層（７１２）の領域とを含み得る。しかし、光線が微小流体チャネル（７２０）を通過し、検出器（例えば、光学センサ）によって受け取られ得る限り、透明部分は必ずしも微小流体装置の平面に垂直である必要はない。透明部分は、紫外光、可視光、及び近赤外光のうちの少なくとも１つに対して実質的に透明であってもよい。いくつかの実施形態では、デバイス（７００）の１つ以上の追加の領域は透明であってもよい。別の例として、実質的にデバイス（７００）全体が透明であってもよい。装置（７００）は、例えば、アクリル、ポリカーボネート、環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）、及びポリエステルのうちの１つ以上によって形成されてもよい。
【0112】
いくつかの実施形態では、デバイス（７００）は、アクリル、ポリカーボネート、それらの組み合わせなどの透明ポリマーから形成されてもよい。いくつかの実施形態では、デバイス（７００）は、約０．０１重量％～約１．０重量％のカーボンブラック及びレーザ吸収染料のうちの少なくとも１つを含むことができる。例えば、層は、約０．１重量％～約１．０重量％、または約０．２重量％～約０．３重量％のカーボンブラック及びレーザ吸収染料の少なくとも一方を含むことができる。いくつかの実施形態において、微小流体チャネル（７２０）は、微小流体チャネル（７２０）の親水性を強化し得るポリカーボネート、ＣＯＣ、及びポリエステルなどの低表面エネルギープラスチックを使用して形成され得る。追加的または代替的に、微小流体チャネル（７２０）の１つ以上の部分は、試料の表面エネルギー及び湿潤性を増加させるために毛細管充填を強化する親水性処理を受けてもよい。例えば、親水性ポリマー（例えば、ＰＶＰ、ＰＥＧ、界面活性剤）は、プラズマエッチング蒸着（例えば、化学的なもの）を利用して微小流体チャネルに適用されてもよい。いくつかの実施形態において、１つ以上の物質（例えば、試薬）は、試料分析を促進するために、微小流体チャネル（７２０）の１つ以上の領域に配置され得る。例えば、試薬は溶解剤及び／または造影剤を含んでもよい。溶解剤は、赤血球などの特定の種類の細胞を溶解できる。造影剤（例えば、染色剤）には、特定の細胞の抗原に対応する核、細胞質、及びミトコンドリア（例えば、蛍光色素を含む抗体及び抗体コンジュゲート）が含まれてもよい。例えば、１つ以上の物質は、微小流体チャネル（７２０）の特定の領域（例えば、近位端）に、または微小流体チャネル（７２０）の長さ全体に配置されてもよい。
【0113】
いくつかの実施形態では、第２層（７１２）は、図７Ｂに示すように組み立てられたときに、微小流体チャネル（７２０）の片側を覆うことができる。第１層（７１０）は、第２層（７１２）とは異なる厚さを有し得る。図７Ａ～図７Ｂでは、第１層（７１０）は第２層（７１２）よりも厚い。第１層（７１０）は、約０．５ｍｍ～約２ｍｍの厚さを有してもよく、第２層（７１２）は、約２５μｍ～約０．５ｍｍの厚さを有してもよい。図７Ｂにおいて、微小流体チャネル（７２０）は、第１開口部（７３０）から第２開口部（７４０）まで高さが減少し得る。微小流体チャネル（７２０）は、第２層（７１２）の平面に実質的に平行に配置されてもよい。
【0114】
いくつかの実施形態では、第１層（７１０）の微小流体チャネル（７２０）は、約１ｍｍ～約５０ｍｍの長さ、約５０μｍ～約５０００μｍの深さ、及び約５０μｍ～約５０００μｍの幅を有してもよい。図７Ｂにおいて、微小流体チャネル（７２０）は、微小流体デバイス（７００）の縦軸（７０２）に対して線形であり得る。しかし、他の変形例では、微小流体チャネル（７２０）は、微小流体デバイス（７００）の縦軸（７０２）に対して湾曲していてもよい。例えば、微小流体チャネル（７２０）は、概ね蛇行した形状を含み得る。いくつかの実施形態では、生体液チャネル（７２０）は、階段状領域の少なくとも１つが別の階段状領域の勾配とは異なる勾配を有し得る継続的な可変の高さを有する階段状領域のセットを有し得る。微小流体チャネル（７２０）は、一定の幅を有しても、領域（７２０ａ、７２０ｂ、７２０ｃ）ごとに異なる幅を有してもよい。
【0115】
第１層（７１０）の第１開口部（７３０）は、ピペットなどから試料を受け取るように構成されてもよい。第１開口部（７３０）は、試料を受け入れるのに適した任意の形状及び／またはサイズを含むことができる。図７Ａ～図７Ｄにおいて、第１開口部（７３０）は、装置（７００）の近位端に設けられてもよく、微小流体チャネル（７２０）の第１の端部に流体接続されてもよい。いくつかの実施形態では、第１開口部（７３０）は、約５０００μｍ～約２ｍｍの直径を有し得る。
【0116】
第１層（７１０）の第２開口部（７４０）は、微小流体チャネル（７２０）が流体で満たされるとガス（例えば、空気）を自然に排出するように構成された出口を含み得る。図７Ａ～図７Ｄにおいて、第２開口部（７４０）は、装置（７００）の遠位端に設けられてもよく、微小流体チャネル（７２０）の第２の端部に流体接続されてもよい。いくつかの実施形態では、第２開口部（７４０）は、約１０μｍ～約５０μｍの直径を有し得る。いくつかの実施形態では、第１開口部（７３０）及び第２開口部（７４０）は、約１ｍｍ～約１００ｍｍで離間し得る。図７Ａ～図７Ｄは、単一の第１開口部（７３０）及び単一の第２開口部（７４０）を示すが、微小流体デバイス（７００）は、第１開口部（７３０）セット及び第２開口部（７４０）セットを含み得る。
【0117】
いくつかの実施形態では、微小流体デバイス（７００）は、生体液分析システムの光学検出器によって画像化及び／または別段には検出され得る基準のセット（図示せず）を含み得る。例えば、基準のセット（例えば、色付き／不透明な点、定規、スリット、目印、マーカー）は、画像解析を補助するために、微小流体チャネル（７２０）の長さに沿って所定の間隔で配置されてもよい。例えば、微小流体チャネル（７２０）の所定の高さは、対応する基準を含み得る。いくつかの実施形態では、微小流体チャネル（７２０）は、サイズに基づいて試料内の検体を分離するように構成された１つ以上のフィルタ（図示せず）を含み得る。例えば、微小流体チャネル（７２０）の所定の高さにフィルタを設けることができる。
【0118】
図７Ａ～図７Ｄに示されるデバイス（７００）は２つの層を含むが、より多くのまたはより少ない層を使用して微小流体デバイス（７００）を形成できることを理解されたい。いくつかの実施形態では、デバイス（７００）は、図９に関してより詳細に説明されるように、概ね湾曲した部分を含み得る。この場合、微小流体チャネルセットは、ハウジングの湾曲した形状をたどってもよい。
【0119】
いくつかの実施形態では、第１層（７１０）及び第２層（７１２）は、ダイカット押出フィルムまたは射出成形を使用して形成され得る。例えば、第２層（７１２）は、ダイカット押出フィルムで形成されてもよく、一方、第１層（７１０）は射出成形されてもよい。いくつかの実施形態では、第２層（７１２）は、超音波溶接、レーザ溶接、接着剤、及び／または溶剤結合の１つ以上を使用して第１層（７１０）に接合され得る。
【0120】
本明細書でより詳細に説明するように、微小流体デバイス（７００）は、微小流体デバイスケース（例えば、試料ホルダ、消耗品、使い捨て）に連結して、微小流体デバイスに適用される試料の取り扱い、追跡、及び識別の１つ以上を補助することができる。例えば、微小流体デバイスケースは、微小流体デバイスに触れずに、微小流体デバイスの光学的な性質に潜在的に影響を及ぼすことなく、使用者が握るためのグリップ部分を含んでもよい。微小流体デバイスケースは、微小流体デバイスケースに対して固定した位置に微小流体デバイスを保持するように構成されてもよい。
【0121】
いくつかの実施形態では、微小流体デバイス（７００）の第２層（７１２）を平坦な水平面に配置して、第１開口部（７３０）（例えば試料ポート、生体液投入部）を通して試料（図示せず）を微小流体チャネル（７２０）に投入できるようにしてもよい。試料には、尿、全血、血漿、血清、それらの組み合わせなどが含まれ得るが、これらに限定されない。試料は、微小流体チャネル（７２０）の近位端から遠位端への毛細管作用を使用して、微小流体チャネル（７２０）を流れることができる。微小流体チャネル（７２０）が試料で満たされると、微小流体チャネル内のガス（例えば、空気）は、微小流体デバイス（７００）から第２開口部（７４０）を通って排出され得る。いくつかの実施形態では、第１開口部（７３０）は、試料の継続的な流れを微小流体デバイス（７００）に供給するように構成された少なくとも１つのマイクロポンプに連結され得る。
【0122】
いくつかの実施形態では、微小流体チャネル（７２０）が満たされているとき、及び／または所定の時間の後に、試料が検出（例えば、画像化）され得る。例えば、１より大きい比重を有する試料の検体（例えば、堆積物、粒子状物質）は、第２層（７１２）の１つ以上の領域上の微小流体チャネル（７２０）内に沈殿することが許容され得る。これは、試料の粒子の濃度が粒子の重なりを避けるのに十分希釈されている限り、試料の画像分析を補助できる。いくつかの実施形態において、高い粒子濃度を有する試料の分析（例えば、画像分析）は、１つ以上の検体が微小流体チャネル（７２０）内に沈殿する前に実行され得る。例えば、赤血球、血小板、白血球、及び尿酸などの検体を分析できる。赤血球の濃度は約５テラセル／Ｌであってよく、血小板の濃度は約０．３テラセル／Ｌであってよく、白血球の濃度は約７ギガセル／Ｌであってよく、尿酸の濃度は約１００μｍｏｌ／Ｌであってよい。いくつかの実施形態では、単結晶などの試料中の単一粒子を分析することができる。追加的または代替的に、微小流体デバイス（７００）に周期的に超音波振動を加えて、沈降を低減し、１つまたは複数の検体の懸濁を維持することができる。
【0123】
いくつかの実施形態において、微小流体チャネル（７２０）の継続的に減少する高さは、高さの変化により試料から１つ以上の成分（例えば、検体、種）を分離するように構成され得る。多様なチャネルの高さは、粒子が重なる可能性を最小限に抑えながら、沈降した検体（粒子状物質など）の画像化を可能にする。例えば、高濃度の種は、沈降後の粒子の重畳の可能性を低減するために、近位領域よりも低い高さ／体積を有するチャネル（７２０）の遠位領域で画像化され得る。同様に、粒子の重ね合わせを増加させ、画像分析での検出を補助し得る、より高い高さ／体積を有する近位領域で低濃度種を画像化することができる。このようにして、微小流体デバイス（７００）は、微小流体デバイス（７００）の長さ全体にわたる試料の成分のセットの分析を補助し得る。
【0124】
いくつかの実施形態では、微小流体デバイス（７００）は、放射線源と光学検出器との間に配置されてもよい。例えば、検出器が微小流体チャネル（７２０）に近くなるように、第１層（７１０）の露出面に面する放射線源及び第２層（７１２）の露出面に面する光学検出器を使用して試料を画像化することができる。本明細書でより詳細に説明するように、検出器データを使用して、屈折率及び浸透圧を含むがこれらに限定されない１つまたは複数の検体及び／または試料の属性を識別するために使用できる検体データを生成することができる。
【0125】
図８Ａは、いくつかの実施形態による、微小流体デバイス（８００）の例示的な例の分解時の斜視図である。微小流体デバイス（８００）は、第１開口部（８３０）（例えば、近位開口部）及び第２開口部（８４０）（例えば、遠位開口部）を含む第１層（８１０）（例えば、上部、カバー）と、微小流体チャネル（８２０）及びフィルタ（８５０）を含む第２層（８１２）（例えば、ベース、チャネル層、基板、底部）を含み得る。いくつかの実施形態では、各層（８１０、８１２）は一般に、細長い長方形の構造を形成することができ、この場合図８Ｂに示すように、層が上下に一体構造へと組み立てられるように構成され得る。第１層（８１０）または第２層（８２０）は実質的に透明であってよく、一方で第２層（８１２）または第１層（８１０）の少なくとも一部の他方は実質的に不透明であってもよい。図８Ｂの組み立て時の構成では、微小流体チャネル（８２０）は、第１開口部（８３０）と第２開口部（８４０）との間に連結され得る。第２層（８１２）は、微小流体チャネル（８２０）が第１開口部（８３０）と第２開口部（８４０）との間に流体連通経路を確立するように第１層（８１０）に連結され得る。いくつかの実施形態では、微小流体デバイス（８００）は、約１ｍｍ～約１００ｍｍの長さ、約１ｍｍ～約５０ｍｍの幅、及び約１ｍｍ～約１０ｍｍの厚さを有し得る。
【0126】
デバイス（８００）は、微小流体チャネル（８２０）の長さに沿った透明部分を含むことができる。透明部分は、高い透明率と最小の複屈折をもたらすように構成できる。例えば、透明部分は、第２層（８１２）の微小流体チャネル（８２０）と、微小流体チャネル（８２０）を覆う（すなわち、真上にある）第１層（８１０）の領域とを含み得る。しかし、光線が微小流体チャネル（８２０）を通過し、検出器（例えば、光学センサ）によって受け取られ得る限り、透明部分は必ずしも微小流体デバイスの平面に垂直である必要はない。透明部分は、紫外光、可視光、及び近赤外光のうちの少なくとも１つに対して実質的に透明であってもよい。いくつかの実施形態では、デバイス（８００）の１つ以上の追加の領域は透明であってもよい。別の例として、デバイス（８００）の実質的に全体が透明であってもよい。デバイス（８００）は、例えば、アクリル、ポリカーボネート、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、及びポリエステルのうちの１つ以上によって形成され得る。
【0127】
いくつかの実施形態では、デバイス（８００）は、アクリル、ポリカーボネート、それらの組み合わせなどの透明なポリマーから形成されてもよい。いくつかの実施形態では、デバイス（８００）は、約０．０１重量％～約１．０重量％のカーボンブラック及びレーザ吸収染料の少なくとも一方を含むことができる。例えば、層は、約０．１重量％～約１．０重量％、または約０．２重量％～約０．３重量％のカーボンブラック及びレーザ吸収染料の少なくとも一方を含むことができる。いくつかの実施形態では、微小流体チャネル（８２０）は、微小流体チャネル（８２０）の親水性を高めることができるポリカーボネート、ＣＯＣ、及びポリエステルなどの低表面エネルギープラスチックを使用して形成され得る。追加的または代替的に、微小流体チャネル（８２０）は、試料の表面エネルギー及び湿潤性を増加させるために、毛細管充填を強化する親水性処理を受けてもよい。例えば、親水性ポリマー（例えば、ＰＶＰ、ＰＥＧ、界面活性剤）は、プラズマエッチング蒸着（例えば、化学的なもの）を利用して微小流体チャネルに適用されてもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の物質（例えば、試薬）を微小流体チャネルに配置して、試料分析を促進してもよい。例えば、試薬は溶解剤及び／または造影剤を含んでもよい。溶解剤は、赤血球などの特定の種類の細胞を溶解できる。造影剤（例えば、染色剤）には、特定の細胞の抗原に対応する核、細胞質、及びミトコンドリア（例えば、蛍光色素を含む抗体及び抗体コンジュゲート）が含まれてもよい。例えば、１つ以上の物質は、微小流体チャネル（８２０）の特定の領域（例えば、近位端）に、または微小流体チャネル（８２０）の長さ全体に配置されてもよい。
【0128】
いくつかの実施形態では、図８Ｂに示されるように組み立てられたときに、第１層（８１０）は、微小流体チャネル（８２０）の片側を覆ってもよい。第１層（８１０）は、第２層（８１２）とは異なる厚さを有し得る。図８Ａ～図８Ｂにおいて、第２層（８１２）は第１層（８１０）よりも厚い。第２層（８１２）は、約０．５ｍｍ～約２ｍｍの厚さを有してもよく、第１層（８１０）は、約２５μｍ～約０．５ｍｍの厚さを有してもよい。図８Ｂに示されるように、微小流体チャネル（８２０）は、第２層（８１２）の底面よりも第１層（８１０）に近くてもよい。微小流体チャネル（８２０）は、第１層（８１０）の平面に実質的に平行に配置されてもよい。すなわち、微小流体チャネル（８２０）は装置の中央長手方向の平面と平行であっても、片寄りがあってもよい。
【0129】
いくつかの実施形態では、第１層（８１２）の微小流体チャネル（８２０）は、約１ｍｍ～約５０ｍｍの長さ、約５０μｍ～約５０００μｍの深さ、及び幅約５０μｍ～約５０００μｍの幅を有し得る。図８Ｂにおいて、微小流体チャネル（８２０）は、微小流体デバイス（８００）の縦軸（８０２）に対して線形であり得る。しかし、他の変形例では、微小流体チャネル（８２０）は、微小流体デバイス（８００）の縦軸（８０２）に対して湾曲していてもよい。例えば、微小流体チャネル（８２０）は、概ね蛇行した形状を含んでもよい。
【0130】
第１層（８１０）の第１開口部（８３０）は、ピペットなどから試料を受け取るように構成されてもよい。第１開口部（８３０）は、試料を受け入れるのに適した任意の形状及び／またはサイズを含むことができる。図８Ａ～図８Ｂにおいて、第１開口部（８３０）は、デバイス（８００）の近位端に設けられてもよく、微小流体チャネル（８２０）の第１の端部に流体接続されてもよい。いくつかの実施形態では、第１開口部（８３０）は、約５０００μｍ～約２ｍｍの直径を有し得る。
【0131】
第１層（８１０）の第２開口部（８４０）は、微小流体チャネル（８２０）が流体で満たされるとガス（例えば、空気）を自然に排出するように構成された出口を含み得る。図８Ａ～図８Ｂにおいて、第２開口部（８４０）は、装置（８００）の遠位端に設けられてもよく、微小流体チャネル（８２０）の第２の端部に流体接続されてもよい。いくつかの実施形態では、第２開口部（８４０）は、約１０μｍ～約５０μｍの直径を有し得る。いくつかの実施形態では、第１開口部（８３０）及び第２開口部（８４０）は、約１ｍｍ～約１００ｍｍ離間させてもよい。図８Ａ～図８Ｂは、単一の第１開口部（８３０）及び単一の第２開口部（８４０）を示すが、微小流体デバイス（８００）は、第１開口部（８３０）セット及び第２開口部（８４０）セットを含み得る。
【0132】
いくつかの実施形態では、微小流体デバイス（８００）は、生体液分析システムの光学検出器によって画像化及び／または別段には検出され得る基準のセット（図示せず）を含み得る。例えば、基準のセット（例えば、色付き／不透明な点、定規、スリット、目印、マーカー）は、画像解析を補助するために、微小流体チャネル（８２０）の長さに沿って所定の間隔で配置されてもよい。いくつかの実施形態では、微小流体チャネル（８２０）は、微小流体チャネル（８２０）で受けた流体から１つ以上の成分を分離するように構成された１つ以上のフィルタ（８５０）を含み得る。フィルタ（８５０）は、サイズに基づいて試料内の検体を分離するように構成することができる。例えば、フィルタ（８５０）は、１つ以上の種を除去して、多数の検体を有する試料の画像化を補助するように構成されてもよい。
【0133】
図８Ｂにおいて、フィルタ（８５０）は、微小流体チャネル（８２０）の第１の領域（８２２ａ）を第２の領域（８２２ｂ）から分離するように構成されてもよい。したがって、フィルタリングされた第２の領域（８２２ｂ）は、フィルタリングされていない第１の領域（８２２ａ）よりも少ない検体を含み得る。いくつかの実施形態では、１つ以上の試薬は、フィルタ（８５０）の側面及び／または第２の領域（８２２ｂ）の側壁に適用されてもよい。これにより、試料のフィルタリングされた部分の流体の成分の分析が容易になる。
【0134】
図８Ａ～図８Ｂに示されるデバイス（８００）は２つの層を含むが、より多くのまたはより少ない層を使用して微小流体デバイス（８００）を形成できることを認識されたい。いくつかの実施形態では、デバイス（８００）は、図９に関してより詳細に説明されるように、概ね湾曲した部分を含み得る。この場合、微小流体チャネルセットは、ハウジングの湾曲した形状をたどってもよい。
【0135】
いくつかの実施形態では、第１層（８１０）及び第２層（８２０）は、ダイカット押出フィルムまたは射出成形を使用して形成されてもよい。いくつかの実施形態では、第２層（８１２）は、超音波溶接、レーザ溶接、接着剤、及び／または溶剤結合の１つ以上を使用して第１層（８１０）に接合され得る。
【0136】
本明細書でより詳細に説明するように、微小流体デバイス（８００）は、微小流体デバイスケース（例えば、試料ホルダ、消耗品、使い捨て）に接合して、微小流体デバイスに適用される試料の取り扱い、追跡、及び識別の１つ以上を補助することができる。例えば、微小流体デバイスケースは、微小流体デバイスに触れずに、微小流体デバイスの光学的な性質に潜在的に影響を及ぼすことなく、使用者が握るためのグリップ部分を含んでもよい。微小流体デバイスケースは、微小流体デバイスケースに対して固定した位置に微小流体デバイスを保持するように構成されてもよい。
【0137】
いくつかの実施形態では、微小流体デバイス（８００）の第２層（８１２）を平坦な水平面上に配置して、第１開口部（８３０）（例えば試料ポート、生体液投入部）を通して試料（図示せず）を微小流体チャネル（８２０）に投入できるようにしてもよい。試料には、尿、全血、血漿、血清、それらの組み合わせなどが含まれ得るが、これらに限定されない。試料は、微小流体チャネル（８２０）の近位端から遠位端への毛細管作用を使用して、微小流体チャネル（８２０）を流れることができる。微小流体チャネル（８２０）が試料で満たされると、微小流体チャネル内のガス（例えば、空気）は、微小流体デバイス（８００）から第２開口部（８４０）を通って排出され得る。いくつかの実施形態では、第１開口部（８３０）は、試料の継続的な流れを微小流体デバイス（８００）に供給するように構成された少なくとも１つのマイクロポンプに連結され得る。
【0138】
いくつかの実施形態では、微小流体チャネル（８２０）が満たされているとき、及び／または所定の時間が経過した後に、試料を検出（例えば、画像化）することができる。例えば、１より大きい比重を有する試料の検体（例えば、堆積物、粒子状物質）は、第２層（８１２）の１つ以上の領域上の微小流体チャネル（８２０）内に沈殿することが許容され得る。これは、試料の粒子の濃度が粒子の重なりを避けるのに十分希釈されている限り、試料の画像分析を補助できる。いくつかの実施形態では、高い粒子濃度を有する試料の分析（例えば、画像分析）は、１つ以上の検体が微小流体チャネル（８２０）内に沈殿する前に実行され得る。例えば、赤血球、血小板、白血球、尿酸などの検体を分析できる。赤血球の濃度は約５テラセル／Ｌであってよく、血小板の濃度は約０．３テラセル／Ｌであってよく、白血球の濃度は約７ギガセル／Ｌであってよく、尿酸の濃度は約１００μｍｏｌ／Ｌであってよい。いくつかの実施形態では、単結晶などの試料中の単一粒子を分析することができる。追加的または代替的に、超音波振動を定期的に微小流体デバイス（８００）に加えて、沈降を低減し、１つまたは複数の検体の懸濁を維持することができる。
【0139】
いくつかの実施形態では、微小流体デバイス（８００）は、放射線源と光学検出器の間に配置されてもよい。例えば、試料は、検出器が微小流体チャネル（８２０）に近くなるように、第２層（８１２）の露出面に面する放射線源と第１層（８１０）の露出面に面する光学検出器を使用して画像化することができる）。本明細書でより詳細に説明するように、検出器データを使用して、屈折率及び浸透圧を含むがこれらに限定されない１つまたは複数の検体及び／または試料の属性を識別するために使用できる検体データを生成することができる。
【0140】
図９Ａ～図９Ｂは、微小流体デバイスハウジングの例示的な斜視図である。図９Ａは、傾斜面を有する微小流体デバイスハウジング（９１０）の斜視図である。いくつかの実施形態では、微小流体チャネル（図示せず）のセットは、チャネルが均一な深さを持たないようにハウジング（９１０）の傾斜をたどることができ、異なる濃度の粒子を分離するのに役立ち得る。継続的に変化する傾斜を有するチャネルは、粒子がチャネルの長さに沿ってでも分布できるようにし、さらにチャネルの長さに沿って継続的に画像分析をできるようにし得る。追加的または代替的に、微小流体チャネルセットは、傾斜なし、階段状、湾曲、及び／または蛇行形状を有してもよい。蛇行形状は、より多くの試料を分析できるようにするのに有用なことがある。図９Ｂは、概ね湾曲した形状と傾斜面を有する微小流体デバイスハウジング（９２０）の斜視図である。湾曲したハウジング（９２０）は、ディスクまたはローター内などの湾曲した形状を有するカートリッジに保持されてもよい。いくつかの実施形態において、微小流体チャネル（図示せず）のセットは、チャネルが線形ではないようにハウジング（９２０）の曲率をたどってもよく、異なる濃度を有する粒子を分離するのに有用であり得る。追加的または代替的に、微小流体チャネルセットは、傾斜なし、階段状、湾曲、及び／または蛇行の形状を有してもよい。ハウジング（９１０、９２０）の形状に関係なく、微小流体チャネルセットの経路の長さは、ハウジング（９１０、９２０）を見ると継続的に変化し得る。
【0141】
ＩＩ．システム
本明細書に記載されるのは、本明細書に記載される様々な実施形態によるデバイスを使用して生体液分析を実行するのに必要な構成要素の１つ以上を含み得る生体液分析システムである。例えば、本明細書に記載の生体液分析システムは、検出器を使用して微小流体デバイスの試料を自動的に処理及び分析し、１つまたは複数の検体を識別及び／または分析することができる。一般に、本明細書に記載の生体液分析システムは、微小流体デバイスアセンブリ、放射線源、検出器、及びコントローラ（メモリ、プロセッサ、コンピュータ命令を含む）のうちの１つまたは複数を含んでもよい。放射線源は、光信号（例えば、光線）を発し、微小流体チャネルを照射するように構成されてもよい。微小流体デバイスアセンブリは、微小流体デバイスを保持し、光線を受け取るように構成されてもよい。検出器は、微小流体デバイスを通過した光線を受け取るように構成されてもよい。検出器に連結されたコントローラは、検出器によって受け取られた光線に対応する信号データを受信し、信号データを使用して検体データを生成するように構成されてもよい。生体液の１つまたは複数の検体は、検体データを使用してコントローラによって識別され得る。１つ以上の検体は、赤血球、白血球、白血球の塊、硝子円柱、病理学的鋳造物、扁平上皮細胞、非扁平上皮細胞、細菌、酵母、結晶、シュウ酸カルシウム一水和物、シュウ酸カルシウム二水和物、尿酸、三重フォトフェート、粘液、及び精子のうちの少なくとも１つを含み得る。本明細書に記載の生体液は、尿、血液、血清、精液、それらの組み合わせなどを含むがこれらに限定されない、本明細書に記載の任意の生体液を含んでもよい。
本明細書に記載されるのは、本明細書に記載される様々な実施形態によるデバイスを使用して生体液分析を実行するのに必要な構成要素の１つ以上を含み得る生体液分析システムである。例えば、本明細書に記載の生体液分析システムは、検出器を使用して微小流体デバイスの試料を自動的に処理及び分析し、１つまたは複数の検体を識別及び／または分析することができる。一般に、本明細書に記載の生体液分析システムは、微小流体デバイスアセンブリ、放射線源、検出器、及びコントローラ（メモリ、プロセッサ、コンピュータ命令を含む）のうちの１つまたは複数を含んでもよい。放射線源は、光信号（例えば、光線）を発し、微小流体チャネルを照射するように構成されてもよい。微小流体デバイスアセンブリは、微小流体デバイスを保持し、光線を受け取るように構成されてもよい。検出器は、微小流体デバイスを通過した光線を受け取るように構成されてもよい。検出器に連結されたコントローラは、検出器によって受け取られた光線に対応する信号データを受信し、信号データを使用して検体データを生成するように構成されてもよい。生体液の１つまたは複数の検体は、検体データを使用してコントローラによって識別され得る。１つ以上の検体は、赤血球、白血球、白血球の塊、硝子円柱、病理学的鋳造物、扁平上皮細胞、非扁平上皮細胞、細菌、酵母、結晶、シュウ酸カルシウム一水和物、シュウ酸カルシウム二水和物、尿酸、三重フォトフェート、粘液、及び精子のうちの少なくとも１つを含み得る。本明細書に記載の生体液は、尿、血液、血清、精液、それらの組み合わせなどを含むがこれらに限定されない、本明細書に記載の任意の生体液を含んでもよい。
【0142】
図１０Ａ～図１０Ｂは、分析システム（１０００）の外部斜視図である。いくつかの実施形態では、システム（１１００）は、外部ハウジング（１０１０）、微小流体デバイス（１０５０）及び／または本明細書にて詳細に説明される微小流体デバイスケースを受け入れるように構成される試料投入開口部（１０２０）（例えば、入口穴）、及び出力デバイス（１０３０）（例えば、ディスプレイデバイス）を含み得る。例えば、微小流体デバイス（１０５０）は、試料投入開口部（１０２０）を通ってシステム（１０００）内に進められてもよい。システム（１０００）は、テーブル、机、カート、床、側壁、または他の適切な支持面に配置（例えば、据付け）されてもよい。いくつかの実施形態では、システム（１０００）は、検出器用の光線を受け取るように構成された１つ以上の微小流体デバイスを処理し、流体試料から１つ以上の検体を識別するのに有用な信号データを生成し得る。図１０Ａは、システム（１０００）の外部の微小流体デバイス（１０５０）を示し、図１０Ｂは、投入開口部（１０２０）に部分的に挿入された微小流体デバイス（１０５０）を示している。システム（１０００）の内部構成要素（例えば、放射線源、微小流体デバイスアセンブリ、検出器、制御デバイスなど）は、図１１Ａ～図１１Ｂに関してより詳細に説明される。
【0143】
図１１Ａ～図１１Ｂは、いくつかの実施形態による生体液分析システム（１１００）のブロック図である。システム（１１００）は、放射線源（１１１０）、微小流体デバイスアセンブリ（１１１２）、及び検出器（１１１４）のうちの１つまたは複数を制御するように構成された制御デバイス（１１２０）を含み得る。図１２Ａ～図１２Ｂは、生体液分析システムの例示的な変形例の斜視図である。図１２Ａに示されるように、システム（１２００）は、微小流体デバイス（１２５０）を受容するように構成された微小流体デバイス投入部（１２２０）（例えば、入口ポート）を含み得る。例えば、微小流体デバイス（１２５０）は、微小流体デバイス投入部（１２２０）を使用してシステム（１２００）に対して前進及び／または後退させることができる。システム（１２００）は、ディスプレイ（１２３０）及びユーザインターフェースをさらに含むことができる。例えば、ユーザインターフェースは、ディスプレイ（１２３０）と統合された容量性タッチスクリーンであってもよい。システム（１２００）は、テーブル、机、カート、床、側壁、または他の適切な支持面に配置（例えば、据付け）されてもよい。いくつかの実施形態では、システム（１２００）は、１つ以上の微小流体デバイスを処理して、試料から１つ以上の検体を識別するのに有用な検体データに対応する信号データを生成し得る。
【0144】
放射線源
本明細書に記載される生体液分析システムは、微小流体デバイスに向けられた第１光信号を発するように構成された放射線源を含んでもよい。放射線源は、ＵＶ、可視、及び／または近ＩＲ波長の光線を生成するように構成されてもよい。本明細書で説明される検出器は、微小流体デバイスから第２光線を受け取るように構成されてもよい。第２光信号は、第１光信号を使用する微小流体チャネルの照射に応じて生成されてもよい。第２光信号は、分析用の検体データを生成するために使用され得る。いくつかの実施形態では、放射線源は、発光ダイオード、レーザ、顕微鏡、光学センサ、レンズ、及びフラッシュランプのうちの１つまたは複数を含み得る。
本明細書に記載される生体液分析システムは、微小流体デバイスに向けられた第１光信号を発するように構成された放射線源を含んでもよい。放射線源は、ＵＶ、可視、及び／または近ＩＲ波長の光線を生成するように構成されてもよい。本明細書で説明される検出器は、微小流体デバイスから第２光線を受け取るように構成されてもよい。第２光信号は、第１光信号を使用する微小流体チャネルの照射に応じて生成されてもよい。第２光信号は、分析用の検体データを生成するために使用され得る。いくつかの実施形態では、放射線源は、発光ダイオード、レーザ、顕微鏡、光学センサ、レンズ、及びフラッシュランプのうちの１つまたは複数を含み得る。
【0145】
微小流体デバイスアセンブリ
生体液分析システムの微小流体デバイスアセンブリを使用して、放射線源や検出器などの生体液分析システムの他のコンポーネントに対する微小流体デバイスの操作及び位置決めを補助することができる。例えば、使用者は、本明細書に記載されているアブレーションデバイス（１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００）のいずれかに構造的及び／または機能的に類似し得る微小流体デバイス（１０５０）を、システム（１０００）のハウジング（１０１０）の微小流体デバイス投入部（１０２０）（例えば、入口穴）を通る微小流体デバイスアセンブリの並進可能なプラットフォームに配置してもよい。微小流体デバイスアセンブリは、生体液分析中にプラットフォームに対して微小流体デバイスを所定の位置に保持（例えば、固定）してもよい。次いで、プラットフォームは、システムに引き込まれ、放射線源による照射と分析のために微小流体デバイスを配置することができる。プラットフォームは、放射線源を微小流体デバイスに位置合わせするための較正の処置に応じて、少なくとも１つの自由度を有する並進機構を含んでもよい（例えば、可動ＸＹステージを使用してＸ軸及び／またはＹ軸に沿って並進する）。いくつかの実施形態では、微小流体デバイスアセンブリは、微小流体デバイスの第１開口部セットに流体的に連結するように構成されたマイクロポンプを含み得る。マイクロポンプは、微小流体チャネルを通る生体液の継続的な流れをもたらし得る。これにより、より多くの試料を分析することができ、それにより比較的濃度の低い堆積物の分析が可能になる。第２開口部セットは、流体の出口の対応するセットに連結してもよい。
生体液分析システムの微小流体デバイスアセンブリを使用して、放射線源や検出器などの生体液分析システムの他のコンポーネントに対する微小流体デバイスの操作及び位置決めを補助することができる。例えば、使用者は、本明細書に記載されているアブレーションデバイス（１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００）のいずれかに構造的及び／または機能的に類似し得る微小流体デバイス（１０５０）を、システム（１０００）のハウジング（１０１０）の微小流体デバイス投入部（１０２０）（例えば、入口穴）を通る微小流体デバイスアセンブリの並進可能なプラットフォームに配置してもよい。微小流体デバイスアセンブリは、生体液分析中にプラットフォームに対して微小流体デバイスを所定の位置に保持（例えば、固定）してもよい。次いで、プラットフォームは、システムに引き込まれ、放射線源による照射と分析のために微小流体デバイスを配置することができる。プラットフォームは、放射線源を微小流体デバイスに位置合わせするための較正の処置に応じて、少なくとも１つの自由度を有する並進機構を含んでもよい（例えば、可動ＸＹステージを使用してＸ軸及び／またはＹ軸に沿って並進する）。いくつかの実施形態では、微小流体デバイスアセンブリは、微小流体デバイスの第１開口部セットに流体的に連結するように構成されたマイクロポンプを含み得る。マイクロポンプは、微小流体チャネルを通る生体液の継続的な流れをもたらし得る。これにより、より多くの試料を分析することができ、それにより比較的濃度の低い堆積物の分析が可能になる。第２開口部セットは、流体の出口の対応するセットに連結してもよい。
【0146】
微小流体デバイス及び微小流体デバイスケース
本明細書に記載の微小流体デバイス（１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００）のいずれも、本明細書に記載の生体液分析システムで使用することができる。いくつかの実施形態において、微小流体デバイスは、微小流体デバイスに適用される試料の取り扱い、機能化、処理、及び識別を補助するために、微小流体デバイスケース（例えば、消耗品、使い捨て、ホルダ、携帯用ハウジング）内に取り外し可能に保持されてもよい。微小流体デバイスを有する微小流体デバイスケースは、試料の自動処理のために、使用者によって生体液分析システムに配置されてもよい。微小流体デバイスケースは、微小流体デバイスに物理的な支えと保護を提供するのに役立ち得る。微小流体デバイスは、ハウジングに対して微小流体デバイスを固定した位置に保持するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、微小流体デバイスケースは、１つ以上の基準点（例えば、色付き／不透明点、定規、スリット、目印、マーカー）及びバーコード、ＱＲコード、それらの組み合わせなどの１つ以上の識別子を含み得る。
本明細書に記載の微小流体デバイス（１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００）のいずれも、本明細書に記載の生体液分析システムで使用することができる。いくつかの実施形態において、微小流体デバイスは、微小流体デバイスに適用される試料の取り扱い、機能化、処理、及び識別を補助するために、微小流体デバイスケース（例えば、消耗品、使い捨て、ホルダ、携帯用ハウジング）内に取り外し可能に保持されてもよい。微小流体デバイスを有する微小流体デバイスケースは、試料の自動処理のために、使用者によって生体液分析システムに配置されてもよい。微小流体デバイスケースは、微小流体デバイスに物理的な支えと保護を提供するのに役立ち得る。微小流体デバイスは、ハウジングに対して微小流体デバイスを固定した位置に保持するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、微小流体デバイスケースは、１つ以上の基準点（例えば、色付き／不透明点、定規、スリット、目印、マーカー）及びバーコード、ＱＲコード、それらの組み合わせなどの１つ以上の識別子を含み得る。
【0147】
検出器
一般に、本明細書に記載される生体液分析システムは、微小流体デバイスの透明な微小流体チャネル内の試料を通過する光信号（例えば、光線）を受信するために使用される検出器を含み得る。受け取られた光は、検体データを生成するためにプロセッサとメモリによって処理される信号データを生成するために使用できる。検出器は、微小流体デバイスの透明部分を通過した放射線源からの光線（例えば、第２光信号）を検出器が受け取るように、放射線源の反対側の微小流体デバイスの側に配置されてもよい。検出器はさらに、１つ以上の基準点（例えば、色付き／不透明な点、定規、スリット、目印、マーカー）及び微小流体デバイスの識別子を画像化するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、検出器は、レンズ、カメラ、及び測定光学系のうちの１つまたは複数を含み得る。
一般に、本明細書に記載される生体液分析システムは、微小流体デバイスの透明な微小流体チャネル内の試料を通過する光信号（例えば、光線）を受信するために使用される検出器を含み得る。受け取られた光は、検体データを生成するためにプロセッサとメモリによって処理される信号データを生成するために使用できる。検出器は、微小流体デバイスの透明部分を通過した放射線源からの光線（例えば、第２光信号）を検出器が受け取るように、放射線源の反対側の微小流体デバイスの側に配置されてもよい。検出器はさらに、１つ以上の基準点（例えば、色付き／不透明な点、定規、スリット、目印、マーカー）及び微小流体デバイスの識別子を画像化するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、検出器は、レンズ、カメラ、及び測定光学系のうちの１つまたは複数を含み得る。
【0148】
制御デバイス
本明細書に記載される生体液分析システムは、１つ以上の制御デバイス（例えば、コンピュータシステム）及び／またはネットワークに連結し得る。図１１Ｂは、制御デバイス（１１２０）のブロック図である。制御デバイス（１１２０）は、プロセッサ（１１２４）及びメモリ（１１２６）を含むコントローラ（１１２２）を含み得る。いくつかの実施形態では、制御デバイス（１１２０）は、通信インターフェース（１１３０）をさらに含み得る。コントローラ（１１２２）は、使用者が制御デバイス（１１２０）、放射線源（１１１０）、微小流体デバイスアセンブリ（１１１２）、検出器（１１１４）、及びシステム（１１００）の他の任意のコンポーネントを遠隔制御できるように通信インターフェース（１１３０）に連結され得る。通信インターフェース（１１３０）は、有線及び／または無線ネットワークを介して制御デバイス（１１２０）を別のシステム（例えば、インターネット、リモートサーバ、データベース）に接続するように構成されたネットワークインターフェース（１１３２）を含み得る。通信インターフェース（１１３０）は、使用者が制御デバイス（１１２０）を直接制御できるように構成されたユーザインターフェース（１１３４）をさらに含むことができる。
本明細書に記載される生体液分析システムは、１つ以上の制御デバイス（例えば、コンピュータシステム）及び／またはネットワークに連結し得る。図１１Ｂは、制御デバイス（１１２０）のブロック図である。制御デバイス（１１２０）は、プロセッサ（１１２４）及びメモリ（１１２６）を含むコントローラ（１１２２）を含み得る。いくつかの実施形態では、制御デバイス（１１２０）は、通信インターフェース（１１３０）をさらに含み得る。コントローラ（１１２２）は、使用者が制御デバイス（１１２０）、放射線源（１１１０）、微小流体デバイスアセンブリ（１１１２）、検出器（１１１４）、及びシステム（１１００）の他の任意のコンポーネントを遠隔制御できるように通信インターフェース（１１３０）に連結され得る。通信インターフェース（１１３０）は、有線及び／または無線ネットワークを介して制御デバイス（１１２０）を別のシステム（例えば、インターネット、リモートサーバ、データベース）に接続するように構成されたネットワークインターフェース（１１３２）を含み得る。通信インターフェース（１１３０）は、使用者が制御デバイス（１１２０）を直接制御できるように構成されたユーザインターフェース（１１３４）をさらに含むことができる。
【0149】
コントローラ
一般に、本明細書に記載される生体液分析システムは、微小流体デバイスと、放射線源及び検出器に連結された対応する制御デバイスとを含み得る。いくつかの実施形態では、検出器は、信号データを生成するように構成されてもよい。信号データは、コントローラによって受信され、試料の１つ以上の検体に対応する検体データを生成するために使用されてもよい。したがって、制御デバイスは、試料の１つまたは複数の検体を識別及び／または特徴付けることができる。本明細書でより詳細に説明するように、コントローラ（１１２２）は、ネットワークインターフェース（１１３２）を使用して１つまたは複数のネットワークに連結されてもよい。コントローラ（１１２２）は、ユーザインターフェース（１１３４）を含む通信インターフェース（１１３０）に連結されたプロセッサ（１１２４）及びメモリ（１１２６）を含み得る。コントローラ（１１２２）は、微小流体デバイスの較正、インデックス付け、画像分析、及び検体分析の１つ以上のステップを自動的に実行し、したがって生体液分析の特異度、感度、及び速度の１つ以上を改善し得る。
一般に、本明細書に記載される生体液分析システムは、微小流体デバイスと、放射線源及び検出器に連結された対応する制御デバイスとを含み得る。いくつかの実施形態では、検出器は、信号データを生成するように構成されてもよい。信号データは、コントローラによって受信され、試料の１つ以上の検体に対応する検体データを生成するために使用されてもよい。したがって、制御デバイスは、試料の１つまたは複数の検体を識別及び／または特徴付けることができる。本明細書でより詳細に説明するように、コントローラ（１１２２）は、ネットワークインターフェース（１１３２）を使用して１つまたは複数のネットワークに連結されてもよい。コントローラ（１１２２）は、ユーザインターフェース（１１３４）を含む通信インターフェース（１１３０）に連結されたプロセッサ（１１２４）及びメモリ（１１２６）を含み得る。コントローラ（１１２２）は、微小流体デバイスの較正、インデックス付け、画像分析、及び検体分析の１つ以上のステップを自動的に実行し、したがって生体液分析の特異度、感度、及び速度の１つ以上を改善し得る。
【0150】
コントローラ（１１２２）は、プロセッサ（１１２４）に本明細書に記載のステップの１つまたは複数を実行させるために、それにおいて動作するためのコンピュータ命令を含むことができる。いくつかの実施形態では、コンピュータ命令は、プロセッサが検出器から信号データを受信し、信号データを使用して検体データを生成し、検体データを使用して生体液の１つ以上の検体を識別するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、コンピュータ命令は、コントローラに画像化データパラメータを設定させるように構成されてもよい。コンピュータ命令は、コントローラに検体データを生成させるように構成されてもよい。信号データと分析は、各微小流体デバイスの各微小流体チャネルについて保存できる。
【0151】
図１１Ｂに示されるように、制御デバイス（１１２０）は生体液分析システム（１１００）（例えば、放射線源（１１１０）、微小流体デバイスアセンブリ（１１１２）、及び検出器（１１１４））と通信するコントローラ（１１２２）を含み得る。コントローラ（１１２２）は、１つまたは複数のプロセッサ（１１２４）と、１つまたは複数のプロセッサ（１１２４）と通信する１つまたは複数の機械可読メモリ（１１２６）を含むことができる。プロセッサ（１１２４）は、メモリ（１１２６）から受信したデータと、システム（１１００）を制御するための使用者入力を組み込んでもよい。メモリ（１１２６）は、システム（１１００）に関連するモジュール、プロセス、及び／または機能をプロセッサ（１１２４）に実行させる命令をさらに格納することができる。コントローラ（１１２２）は、有線及び／または無線通信チャンネルによって、放射線源（１１１０）、微小流体デバイスアセンブリ（１１１２）、検出器（１１１４）、通信インターフェース（１１３０）などの１つまたは複数に接続及び制御することができる。
【0152】
コントローラ（１１２２）は、多数の汎用または専用のコンピューティングシステムまたは構成と一致して実装することができる。本明細書に開示されるシステム及びデバイスでの使用に適し得る様々な例示的なコンピューティングシステム、環境、及び／または構成には、限定されないが、サーバまたはサーバコンピューティングデバイス、例えばルーティング／接続コンポーネント、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースのシステム、分散コンピューティングネットワーク、パーソナルコンピューティングデバイス、ネットワークアプライアンス、ポータブル（ハンドヘルドなど）またはラップトップデバイス内にあるかそれらに具現化されたソフトウェアまたは他の構成要素を含み得る。ポータブルコンピューティングデバイスの例には、スマートフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話、タブレットＰＣ、スマートウォッチなどの形をとるウェアラブルコンピュータ、センサを介して患者の環境と連動して視覚化、視線追跡、及び使用者入力のためのヘッドマウントディスプレイを使用できるポータブルまたはウェアラブル拡張現実デバイスが含まれる。
【0153】
プロセッサ
プロセッサ（１１２４）は、命令またはコードのセットを動作及び／または実行するように構成された任意の適切な処理デバイスであり得、１つ以上のデータプロセッサ、画像プロセッサ、グラフィックス処理ユニット、物理処理ユニット、デジタル信号プロセッサ、及び／または中央処理装置を含み得る。プロセッサ（１１２４）は、例えば、汎用プロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、それらの組み合わせなどであり得る。プロセッサ（１１２４）は、システム及び／またはそれに関連するネットワークに関連するアプリケーションプロセス及び／または他のモジュール、プロセス及び／または機能を動作及び／または実行するように構成されてもよい。基礎となるデバイスの技術は、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）などの金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）技術、エミッタ結合ロジック（ＥＣＬ）などのバイポーラ技術、ポリマー技術（例えば、シリコン共役ポリマー及び金属共役ポリマー－金属構造）、アナログ及びデジタルの混合、それらの組み合わせなどを含む様々な構成要素のタイプにて提供できる。
プロセッサ（１１２４）は、命令またはコードのセットを動作及び／または実行するように構成された任意の適切な処理デバイスであり得、１つ以上のデータプロセッサ、画像プロセッサ、グラフィックス処理ユニット、物理処理ユニット、デジタル信号プロセッサ、及び／または中央処理装置を含み得る。プロセッサ（１１２４）は、例えば、汎用プロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、それらの組み合わせなどであり得る。プロセッサ（１１２４）は、システム及び／またはそれに関連するネットワークに関連するアプリケーションプロセス及び／または他のモジュール、プロセス及び／または機能を動作及び／または実行するように構成されてもよい。基礎となるデバイスの技術は、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）などの金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）技術、エミッタ結合ロジック（ＥＣＬ）などのバイポーラ技術、ポリマー技術（例えば、シリコン共役ポリマー及び金属共役ポリマー－金属構造）、アナログ及びデジタルの混合、それらの組み合わせなどを含む様々な構成要素のタイプにて提供できる。
【0154】
メモリ
いくつかの実施形態では、メモリ（１１２６）はデータベース（図示せず）を含むことができ、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、メモリバッファ、ハードドライブ、消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能な読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、それらの組み合わせなどであり得る。本明細書で使用される場合、データベースは、データストレージリソースを指す。メモリ（１１２６）は、較正、インデックス付け、微小流体デバイス信号処理、画像分析、検体分析、通知、通信、認証、使用者設定、それらの組み合わせなど、制御デバイス（１１２０）に関連付けられたモジュール、プロセス、及び／または機能をプロセッサ（１１２４）に実行させる命令を格納し得る。いくつかの実施形態では、ストレージはネットワークベースであってよく、１人または複数の許可された使用者がアクセス可能であり得る。ネットワークベースのストレージは、リモートデータストレージまたはクラウドデータストレージと呼ばれる場合がある。クラウドデータストレージ（データベースなど）に保存されている信号データと分析は、インターネットなどのネットワークを介して許可された使用者がアクセスできる場合がある。いくつかの実施形態では、データベース（１１４０）はクラウドベースのＦＰＧＡであり得る。
いくつかの実施形態では、メモリ（１１２６）はデータベース（図示せず）を含むことができ、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、メモリバッファ、ハードドライブ、消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能な読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、それらの組み合わせなどであり得る。本明細書で使用される場合、データベースは、データストレージリソースを指す。メモリ（１１２６）は、較正、インデックス付け、微小流体デバイス信号処理、画像分析、検体分析、通知、通信、認証、使用者設定、それらの組み合わせなど、制御デバイス（１１２０）に関連付けられたモジュール、プロセス、及び／または機能をプロセッサ（１１２４）に実行させる命令を格納し得る。いくつかの実施形態では、ストレージはネットワークベースであってよく、１人または複数の許可された使用者がアクセス可能であり得る。ネットワークベースのストレージは、リモートデータストレージまたはクラウドデータストレージと呼ばれる場合がある。クラウドデータストレージ（データベースなど）に保存されている信号データと分析は、インターネットなどのネットワークを介して許可された使用者がアクセスできる場合がある。いくつかの実施形態では、データベース（１１４０）はクラウドベースのＦＰＧＡであり得る。
【0155】
本明細書で説明されるいくつかの実施形態は、様々なコンピュータ実装操作を実行するための命令またはコンピュータコードを有する非一時的コンピュータ可読媒体（非一時的プロセッサ可読媒体とも呼ばれ得る）を備えたコンピュータストレージ製品に関する。コンピュータ可読媒体（またはプロセッサ可読媒体）は、一時的な伝播信号自体（例えば、空間やケーブルなどの伝送媒体で情報を伝える伝播電磁波）を含まないという意味で非一時的である。メディア及びコンピュータコード（コードまたはアルゴリズムとも呼ばれ得る）は、特定の目的または諸目的のために設計及び構築されたものである。
【0156】
非一時的コンピュータ可読媒体の例には、ハードディスク、フロッピーディスク、及び磁気テープなどの磁気記憶媒体；コンパクトディスク／デジタルビデオディスク（ＣＤ／ＤＶＤ）などの光学記憶媒体；コンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）；ホログラフィックデバイス；光ディスクなどの光磁気記憶媒体；ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）やソリッドステートハイブリッドドライブ（ＳＳＨＤ）などのソリッドステートストレージデバイス；搬送波信号処理モジュール；及びアプリケーション固有の集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）デバイスなど、プログラムコードを格納及び実行するように特別に構成されたハードウェアデバイスが含まれるが、これらに限定されない。本明細書で説明される他の実施形態は、例えば、本明細書で開示される命令及び／またはコンピュータコードを含むことができるコンピュータプログラム製品に関する。
【0157】
本明細書で説明されるシステム、デバイス、及び方法は、ソフトウェア（ハードウェアで実行される）、ハードウェア、またはそれらの組み合わせによって実行され得る。ハードウェアモジュールは、例えば、汎用プロセッサ（またはマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、それらの組み合わせなどを含み得る。ソフトウェアモジュール（ハードウェアで実行）は、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｐｙｔｈｏｎ、Ｒｕｂｙ、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ（登録商標）、及び／またはその他のオブジェクト指向、手続き型、または他のプログラミング言語と開発ツールを含む様々なソフトウェア言語（コンピュータコードなど）で表現できる。コンピュータコードの例には、マイクロコードまたはマイクロ命令、コンパイラによって生成されるような機械の命令、ウェブのサービスを生成するために使用されるコード、及び解釈プログラムを使用するコンピュータによって実行される高レベルの命令を含むファイルが含まれるが、これらに限定されない。コンピュータコードのさらなる例には、制御信号、暗号化コード、及び圧縮コードが含まれるが、これらに限定されない。
【0158】
通信インターフェース
通信インターフェース（１１３０）は、使用者がシステム（１１００）と直接及び／または遠隔で、対話及び／または制御することを可能にし得る。例えば、システム（１１００）のユーザインターフェース（１１３４）は、使用者がコマンドを入力するための入力デバイスと、使用者及び／または他の使用者（例えば、技術者）がシステム（１１００）の操作に関連する出力を受け取る（例えば、ディスプレイデバイスの試料データを見る）ための出力デバイスとを含み得る。いくつかの実施形態では、本明細書でさらに詳細に説明されているように、ネットワークインターフェース（１１３２）は、制御デバイス（１１２０）が、ネットワーク（１１７０）（例えば、インターネット）、リモートサーバ（１１５０）、及びデータベース（１１４０）の１つ以上と通信することを許容し得る。
通信インターフェース（１１３０）は、使用者がシステム（１１００）と直接及び／または遠隔で、対話及び／または制御することを可能にし得る。例えば、システム（１１００）のユーザインターフェース（１１３４）は、使用者がコマンドを入力するための入力デバイスと、使用者及び／または他の使用者（例えば、技術者）がシステム（１１００）の操作に関連する出力を受け取る（例えば、ディスプレイデバイスの試料データを見る）ための出力デバイスとを含み得る。いくつかの実施形態では、本明細書でさらに詳細に説明されているように、ネットワークインターフェース（１１３２）は、制御デバイス（１１２０）が、ネットワーク（１１７０）（例えば、インターネット）、リモートサーバ（１１５０）、及びデータベース（１１４０）の１つ以上と通信することを許容し得る。
【0159】
ユーザインターフェース
ユーザインターフェース（１１３４）は、使用者（例えば、操作者）と制御デバイス（１１２０）との間の通信インターフェースとして機能し得る。いくつかの実施形態では、ユーザインターフェース（１１３４）は、入力デバイス及び出力デバイス（例えば、タッチスクリーン及びディスプレイ）を含み、１つまたは複数のセンサ、入力デバイス、出力デバイス、ネットワーク（１１７０）、データベース（１１４０）、及びサーバ（１１５０）から入力データ及び出力データを受信するように構成され得る。例えば、検出器によって生成された信号データは、プロセッサ（１１２４）及びメモリ（１１２６）によって処理され、１つまたは複数の出力デバイス（ディスプレイなど）によって視覚的に出力されてもよい。信号データ、画像データ、及び／または検体データは、ユーザインターフェース（１１３４）によって受信され、視覚的、可聴的、及び／または１つ以上の出力デバイスを介した触覚フィードバックを通じて出力され得る。別の例として、入力デバイス（例えば、ジョイスティック、キーボード、タッチスクリーン）の使用者の制御は、ユーザインターフェース（１１３４）によって受信され、その後、プロセッサ（１１２４）がメモリ（１１２６）によって処理されてユーザインターフェース（１１３４）が生体液分析システム（１１００）の１つ以上のコンポーネントへの制御信号を出力するようにし得る。いくつかの実施形態では、ユーザインターフェース（１１３４）は、入力デバイス及び出力デバイス（例えば、制御信号を生成すると同時に触覚フィードバックも使用者に提供するように構成されたハンドヘルドコントローラ）として機能し得る。
ユーザインターフェース（１１３４）は、使用者（例えば、操作者）と制御デバイス（１１２０）との間の通信インターフェースとして機能し得る。いくつかの実施形態では、ユーザインターフェース（１１３４）は、入力デバイス及び出力デバイス（例えば、タッチスクリーン及びディスプレイ）を含み、１つまたは複数のセンサ、入力デバイス、出力デバイス、ネットワーク（１１７０）、データベース（１１４０）、及びサーバ（１１５０）から入力データ及び出力データを受信するように構成され得る。例えば、検出器によって生成された信号データは、プロセッサ（１１２４）及びメモリ（１１２６）によって処理され、１つまたは複数の出力デバイス（ディスプレイなど）によって視覚的に出力されてもよい。信号データ、画像データ、及び／または検体データは、ユーザインターフェース（１１３４）によって受信され、視覚的、可聴的、及び／または１つ以上の出力デバイスを介した触覚フィードバックを通じて出力され得る。別の例として、入力デバイス（例えば、ジョイスティック、キーボード、タッチスクリーン）の使用者の制御は、ユーザインターフェース（１１３４）によって受信され、その後、プロセッサ（１１２４）がメモリ（１１２６）によって処理されてユーザインターフェース（１１３４）が生体液分析システム（１１００）の１つ以上のコンポーネントへの制御信号を出力するようにし得る。いくつかの実施形態では、ユーザインターフェース（１１３４）は、入力デバイス及び出力デバイス（例えば、制御信号を生成すると同時に触覚フィードバックも使用者に提供するように構成されたハンドヘルドコントローラ）として機能し得る。
【0160】
出力デバイス
ユーザインターフェース（１１３４）の出力デバイスは、試料及び／またはシステム（１１００）に対応する画像データ及び／または検体データを出力してもよく、ディスプレイデバイス、オーディオデバイス、及び触覚デバイスのうちの１つ以上を含み得る。ディスプレイデバイスは、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を表示するように構成されてもよい。ユーザコンソール（１１６０）は、インターネットまたはネットワークを介してアクセス可能なリモートディスプレイを含む１つまたは複数の汎用ディスプレイへの出力に接続できる統合ディスプレイ及び／またはビデオ出力を含み得る。出力データはまた、プライバシーを確保するために暗号化することもでき、出力データのすべてまたは一部をサーバまたは電子医療記録システムに保存することもできる。ディスプレイデバイスは、使用者が信号データ、較正データ、機能化データ、画像データ、検体データ、システムデータ、生体液データ、患者データ、及び／またはコントローラ（１１２２）によって処理される他のデータを見ることができるようにする。いくつかの実施形態において、出力デバイスは、発光ダイオード（ＬＥＤ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネセントディスプレイ（ＥＬＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、電子ペーパー／電子インクディスプレイ、レーザディスプレイ、ホログラフィックディスプレイ、それらの組み合わせなどのうちの少なくとも１つを含むディスプレイデバイスを含み得る。
ユーザインターフェース（１１３４）の出力デバイスは、試料及び／またはシステム（１１００）に対応する画像データ及び／または検体データを出力してもよく、ディスプレイデバイス、オーディオデバイス、及び触覚デバイスのうちの１つ以上を含み得る。ディスプレイデバイスは、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を表示するように構成されてもよい。ユーザコンソール（１１６０）は、インターネットまたはネットワークを介してアクセス可能なリモートディスプレイを含む１つまたは複数の汎用ディスプレイへの出力に接続できる統合ディスプレイ及び／またはビデオ出力を含み得る。出力データはまた、プライバシーを確保するために暗号化することもでき、出力データのすべてまたは一部をサーバまたは電子医療記録システムに保存することもできる。ディスプレイデバイスは、使用者が信号データ、較正データ、機能化データ、画像データ、検体データ、システムデータ、生体液データ、患者データ、及び／またはコントローラ（１１２２）によって処理される他のデータを見ることができるようにする。いくつかの実施形態において、出力デバイスは、発光ダイオード（ＬＥＤ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネセントディスプレイ（ＥＬＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、電子ペーパー／電子インクディスプレイ、レーザディスプレイ、ホログラフィックディスプレイ、それらの組み合わせなどのうちの少なくとも１つを含むディスプレイデバイスを含み得る。
【0161】
オーディオデバイスは、患者データ、生体液データ、画像データ、検体データ、システムデータ、アラーム及び／または警告を音声で出力できる。例えば、オーディオデバイスは、微小流体デバイスアセンブリへの微小流体デバイスの不適切な挿入が発生すると、可聴警告を出力できる。いくつかの実施形態では、オーディオデバイスは、スピーカー、圧電オーディオデバイス、磁歪スピーカー、及び／またはデジタルスピーカーのうちの少なくとも１つを含み得る。いくつかの実施形態では、使用者は、オーディオデバイスと通信チャネルを使用して他の使用者と通信してもよい。
【0162】
使用者に追加の感覚出力（例えば、力のフィードバック）を提供するために、入力及び出力デバイスの１つまたは複数に触覚デバイスが組み込まれてもよい。例えば、触覚デバイスは、入力デバイス（例えば、ジョイスティック、キーボード、タッチ面）への使用者入力を確認するために、触覚的な応答（例えば、振動）を生成する場合がある。いくつかの実施形態では、触覚デバイスは、触覚・触知フィードバックを使用者に提供するように構成された振動モータを含んでもよい。触覚フィードバックは、いくつかの実施形態では、微小流体デバイス処理の開始と完了を確認する場合がある。追加的または代替的に、触覚フィードバックは、微小流体デバイスアセンブリへの微小流体デバイスの不適切な配置及び／または挿入などのエラーを使用者に通知してもよい。これにより、システムへの潜在的な害を防ぐことができる。
【0163】
入力デバイス
入力デバイスのいくつかの実施形態は、制御信号を生成するように構成された少なくとも１つのスイッチを含み得る。例えば、入力デバイスは、微小流体デバイスアセンブリの動きを制御するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、入力デバイスは、コントローラ（１１２２）の有線及び／または無線受信機に制御信号を送信するように構成された有線及び／または無線の送信機を含むことができる。例えば、入力デバイスは、制御信号に対応する入力（例えば、タッチ面への指の接触）を使用者が提供するためのタッチ面を含んでもよい。タッチ表面を含む入力デバイスは、容量性、抵抗性、赤外線、光学イメージング、分散信号、音響パルス認識、及び表面音響波技術を含む複数のタッチ感度技術のいずれかを使用して、タッチ表面での接触及び動きを検出するように構成できる。少なくとも１つのスイッチを含む入力デバイスの実施形態では、スイッチは、例えば、ボタン（例えば、ハードキー、ソフトキー）、タッチ面、キーボード、アナログスティック（例えば、ジョイスティック）、方向性パッド、ポインティングデバイス（マウスなど）、トラックボール、ジョグダイヤル、ステップスイッチ、ロッカースイッチ、ポインターデバイス（スタイラスなど）、モーションセンサ、イメージセンサ、及びマイクの少なくとも１つを含み得る。モーションセンサは、光学センサから使用者の動きのデータを受信し、使用者のジェスチャーを制御信号として分類することができる。マイクは音声を受信し、使用者の声を制御信号として認識することができる。
入力デバイスのいくつかの実施形態は、制御信号を生成するように構成された少なくとも１つのスイッチを含み得る。例えば、入力デバイスは、微小流体デバイスアセンブリの動きを制御するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、入力デバイスは、コントローラ（１１２２）の有線及び／または無線受信機に制御信号を送信するように構成された有線及び／または無線の送信機を含むことができる。例えば、入力デバイスは、制御信号に対応する入力（例えば、タッチ面への指の接触）を使用者が提供するためのタッチ面を含んでもよい。タッチ表面を含む入力デバイスは、容量性、抵抗性、赤外線、光学イメージング、分散信号、音響パルス認識、及び表面音響波技術を含む複数のタッチ感度技術のいずれかを使用して、タッチ表面での接触及び動きを検出するように構成できる。少なくとも１つのスイッチを含む入力デバイスの実施形態では、スイッチは、例えば、ボタン（例えば、ハードキー、ソフトキー）、タッチ面、キーボード、アナログスティック（例えば、ジョイスティック）、方向性パッド、ポインティングデバイス（マウスなど）、トラックボール、ジョグダイヤル、ステップスイッチ、ロッカースイッチ、ポインターデバイス（スタイラスなど）、モーションセンサ、イメージセンサ、及びマイクの少なくとも１つを含み得る。モーションセンサは、光学センサから使用者の動きのデータを受信し、使用者のジェスチャーを制御信号として分類することができる。マイクは音声を受信し、使用者の声を制御信号として認識することができる。
【0164】
ネットワークインターフェース
図１１Ａに示されるように、本明細書で説明される制御デバイス（１１２０）は、ネットワークインターフェース（１１３２）を介して１つ以上のネットワーク（１１７０）及びコンピュータシステム（１１５０）と通信し得る。いくつかの実施形態では、制御デバイス（１１２０）は、１つまたは複数の有線及び／または無線のネットワークを介して他のデバイスと通信していてもよい。ネットワークインターフェース（１１３２）は、他のデバイスに直接、またはネットワーク（例えば、インターネット無線ＬＡＮ）を介して間接的に繋げるように構成された１つまたは複数の外部ポート（ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、マルチピンコネクターなど）を介した他のデバイスとの通信を容易にし得る）。
図１１Ａに示されるように、本明細書で説明される制御デバイス（１１２０）は、ネットワークインターフェース（１１３２）を介して１つ以上のネットワーク（１１７０）及びコンピュータシステム（１１５０）と通信し得る。いくつかの実施形態では、制御デバイス（１１２０）は、１つまたは複数の有線及び／または無線のネットワークを介して他のデバイスと通信していてもよい。ネットワークインターフェース（１１３２）は、他のデバイスに直接、またはネットワーク（例えば、インターネット無線ＬＡＮ）を介して間接的に繋げるように構成された１つまたは複数の外部ポート（ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、マルチピンコネクターなど）を介した他のデバイスとの通信を容易にし得る）。
【0165】
いくつかの実施形態では、ネットワークインターフェース（１１３２）は、１つ以上のデバイス及び／またはネットワークと通信するように構成された無線周波数受信機、送信機、及び／または光学（例えば赤外線）受信機及び送信機を含み得る。ネットワークインターフェース（１１３２）は、センサ、ユーザインターフェース（１１３４）、ネットワーク（１１７０）、データベース（１１４０）、及びサーバ（１１５０）の１つ以上と有線及び／または無線で通信してもよい。
【0166】
いくつかの実施形態では、ネットワークインターフェース（１１３２）は、１つまたは複数のデバイス及び／またはネットワークと通信するよう構成される受信機、送信機、及び／または光学（例えば、赤外線）受信機及び送信機のうちの１つ以上を含む無線周波数（ＲＦ）回路（例えば、ＲＦトランシーバ）を含み得る。ＲＦ回路は、ＲＦ信号（例えば、電磁信号）を受信及び送信し得る。ＲＦ回路は、電気信号と電磁信号を変換したり、電磁信号を介して通信ネットワークや他の通信デバイスと通信したりする。ＲＦ回路には、アンテナシステム、ＲＦトランシーバー、１つ以上の増幅器、チューナー、１つ以上の発振器、デジタルシグナルプロセッサ、ＣＯＤＥＣチップセット、サブスクライバーアイデンティティモジュール（ＳＩＭ）カード、メモリなどの１つ以上を含み得る。ワイヤレスネットワークとは、あらゆる種類のケーブルで接続されていないあらゆるタイプのデジタルネットワークを指すことができる。
【0167】
ワイヤレスネットワークにおけるワイヤレス通信の例には、セルラー通信、ラジオ通信、衛星通信、及びマイクロ波通信が含まれるが、これらに限定されない。無線通信は、複数の通信規格、プロトコル、及び技術のいずれかを使用できる。これには、モバイル通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）、拡張データＧＳＭ環境（ＥＤＧＥ）、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）、広帯域コード分割多元接続（Ｗ－ＣＤＭＡ）、コード分割多元接続（ＣＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、近距離無線通信（ＮＦＣ）、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）、ワイヤレスフィデリティ（Ｗｉ－Ｆｉ）（例：ＩＥＥＥ ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｇ、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ）、Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＶｏＩＰ）、Ｗｉ－ＭＡＸ、メール用プロトコル（例えば、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｍｅｓｓａｇｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＩＭＡＰ）、Ｐｏｓｔ Ｏｆｆｉｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＰＯＰ））、インスタントメッセージング（例えば、ｅＸｔｅｎｓｉｂｌｅ Ｍｅｓｓａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｐｒｅｓｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＸＭＰＰ）、Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｆｏｒ Ｉｎｓｔａｎｔ Ｍｅｓｓａｇｉｎｇ、Ｐｒｅｓｅｎｃｅ Ｌｅｖｅｒａｇｉｎｇ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ（ＳＩＭＰＬＥ）、Ｉｎｓｔａｎｔ Ｍｅｓｓａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｐｒｅｓｅｎｃｅ Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＩＭＰＳ））、Ｓｈｏｒｔ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＳＭＳ）、またはその他の任意の適切な通信プロトコルが含まれるが、これらに限定されない。一部のワイヤレスネットワーク展開では、複数のセルラーネットワーク由来のネットワークを組み合わせたり、セルラー、Ｗｉ－Ｆｉ、及び衛星通信を混ぜて使用したりする。
【0168】
いくつかの実施形態では、無線ネットワークは、インターネット、他の伝搬音声及びデータネットワーク、ビジネスネットワーク、及びパーソナルネットワークとインターフェースするために有線ネットワークに接続し得る。有線ネットワークは、通常、銅線ツイストペア、同軸ケーブル、及び／または光ファイバーケーブルで伝えられる。ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネットエリアネットワーク（ＩＡＮ）、キャンパスエリアネットワーク（ＣＡＮ）、グローバルエリアネットワーク（ＧＡＮ）、インターネットと類似のもの、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙなど）、仮想プライベートネットワーク（ＶＰＮ）などの多種の有線ネットワークが存在する。本明細書で使用する場合、ネットワークは、一般的にインターネットを介して相互接続され、統一されたネットワーキング及び情報アクセスシステムを提供する、ワイヤレス、有線、公的、及び私的データネットワークの任意の組み合わせを指す。
【0169】
ＩＩＩ．方法
本明細書で、尿などの生体液を分析し、微小流体装置を製造する方法に対応する実施形態を説明する。これらの方法は、試料を識別及び／または特徴付けることができ、いくつかの実施形態では、説明されているシステム及びデバイスとともに使用することができる。例えば、生体液分析システムは、微小流体デバイスに置かれた尿試料を分析及び特性評価し、１つまたは複数の検体を識別してもよい。微小流体デバイスは、試料分析を補助するために、１つまたは複数の物質（試薬）を追加することで機能できる。
本明細書で、尿などの生体液を分析し、微小流体装置を製造する方法に対応する実施形態を説明する。これらの方法は、試料を識別及び／または特徴付けることができ、いくつかの実施形態では、説明されているシステム及びデバイスとともに使用することができる。例えば、生体液分析システムは、微小流体デバイスに置かれた尿試料を分析及び特性評価し、１つまたは複数の検体を識別してもよい。微小流体デバイスは、試料分析を補助するために、１つまたは複数の物質（試薬）を追加することで機能できる。
【0170】
生体液の調製
いくつかの実施形態では、試料は、微小流体デバイスへの適用及び生体液分析システムによる処理の前に前処理されてもよい。試料には、例えば、尿、血液からの血漿、血液からの血清、粘液、精液、それらの組み合わせなどが含まれ得る。生体液分析システムは、広範囲の検体を識別及び特性評価するように構成されてもよい。いくつかの実施形態において、１つ以上の物質（例えば、湿潤試薬または乾燥試薬）が試料に添加され得る。例えば、試薬は、微小流体デバイスに投入される前に試料に追加してもよく、及び／または微小流体デバイスの微小流体チャネル内に試薬を配置してもよい。試薬は、特定の成分の優先的溶解、特定の成分の優先的染色、沈降を促進または遅れさせる液相の比重の変更、浸透圧の変更、粒子状の物質の浮上を促進または遅らせる液相の比重の変更、及び液相の化学的特性評価などを含むがそれらに限定されない、様々な機能を実行できる。
いくつかの実施形態では、試料は、微小流体デバイスへの適用及び生体液分析システムによる処理の前に前処理されてもよい。試料には、例えば、尿、血液からの血漿、血液からの血清、粘液、精液、それらの組み合わせなどが含まれ得る。生体液分析システムは、広範囲の検体を識別及び特性評価するように構成されてもよい。いくつかの実施形態において、１つ以上の物質（例えば、湿潤試薬または乾燥試薬）が試料に添加され得る。例えば、試薬は、微小流体デバイスに投入される前に試料に追加してもよく、及び／または微小流体デバイスの微小流体チャネル内に試薬を配置してもよい。試薬は、特定の成分の優先的溶解、特定の成分の優先的染色、沈降を促進または遅れさせる液相の比重の変更、浸透圧の変更、粒子状の物質の浮上を促進または遅らせる液相の比重の変更、及び液相の化学的特性評価などを含むがそれらに限定されない、様々な機能を実行できる。
【0171】
生体液分析
いくつかの実施形態における生体液を分析する方法は、本明細書に記載の生体液分析システム及び／または微小流体デバイスを使用してもよい。ここで説明する方法は、少量の試料を使用して生体液から検体を迅速に識別することができる。概して、ここで説明する方法には、試料を微小流体デバイスに適用し、微小流体デバイスを生体液分析システムに挿入することが含まれ得る。
いくつかの実施形態における生体液を分析する方法は、本明細書に記載の生体液分析システム及び／または微小流体デバイスを使用してもよい。ここで説明する方法は、少量の試料を使用して生体液から検体を迅速に識別することができる。概して、ここで説明する方法には、試料を微小流体デバイスに適用し、微小流体デバイスを生体液分析システムに挿入することが含まれ得る。
【0172】
図１２は、生体液を分析する方法（１２００）を全体的に説明するフローチャートである。プロセス（１２００）は、試料を微小流体デバイスに適用することにより、ステップ１２０２で始まり得る。例えば、尿などの試料を、微小流体デバイスの第１開口部に投入できる。いくつかの実施形態では、微小流体チャネルの１つ以上は、試料を微小流体デバイスに適用する前に、１つ以上の物質（例えば、試薬）を含み得る。例えば、試薬は溶解剤及び／または造影剤を含んでもよい。溶解剤は、赤血球などの特定の種類の細胞を溶解し得る。造影剤（例えば、染色剤）には、特定の細胞の抗原に対応する核、細胞質、及びミトコンドリア（例えば、蛍光色素を含む抗体及び抗体コンジュゲート）が含まれてもよい。
【0173】
いくつかの実施形態では、微小流体デバイスの第１開口部及び／または第２開口部は、試料を微小流体デバイスに適用した後に塞ぐ及び／または別段には封止することができる。このようにして、微小流体デバイスは、微小流体デバイスの微小流体チャネルの１つまたは複数の領域に粒子状物質を濃縮するために遠心分離させてもよい。いくつかの実施形態において、微小流体デバイスは、生体液分析の前に、１つ以上の温度（例えば、室温及び／または高温）でインキュベートされ得る。ステップ１２０４で、微小流体デバイスは、微小流体デバイスケース（例えば、消耗品、使い捨て、パレット、カートリッジ、ホルダ及び／または類似物）に配置してもよい。微小流体デバイスケースは、微小流体デバイスに適用される試料の取り扱い、追跡、及び識別の１つまたは複数を補助するために使用されてもよい。例えば、微小流体デバイスケースは、微小流体デバイスに触れずに、微小流体デバイスの光学的な性質に潜在的に影響を及ぼすことなく、使用者が握るためのグリップ部分を含んでもよい。微小流体デバイスケースは、微小流体デバイスケースに対して固定した位置で微小流体装置を保持するように構成されてもよい。
【0174】
ステップ１２０６で、微小流体デバイスが配置された微小流体デバイスケースを生体液分析システムに挿入し、プラットフォーム（例えば、微小流体デバイスアセンブリ）上に配置することができる。例えば、図１２Ｂに示されるように、微小流体デバイスケースは、生体液分析システム（１２００）の微小流体デバイス投入部（１２２０）を通してプラットフォームに挿入されてもよい。ステップ１２０８で、プラットフォームを所定の位置（例えば、放射線源の出力の下）に移動させて較正することができる。微小流体デバイス及びその微小流体チャネルセットの位置は、放射線源及び検出器によって放出される光線（例えば、第１光信号）に対して較正されてもよい。すなわち、微小流体チャネルの位置を特定し、インデックスを付けることができる。インデックスを付けたデータは、微小流体デバイス及び／または微小流体デバイスケースの基準及び識別子に対応する位置を含んでもよい。いくつかの変形例では、微小流体デバイスは、水平面（例えば、ＸＹ平面）または垂直面（Ｚ平面）に平行に配置されてもよい。
【0175】
ステップ１２１０で、微小流体チャネルセットは、放射線源の第１光信号によって連続的に、または一度にすべて照射されてもよい。微小流体デバイスは、イメージング、トモグラフィー、顕微鏡法、蛍光分光法、共焦点レーザ走査顕微鏡法、分光測光法、及び電気化学の１つまたは複数を使用して分析することができる。ステップ１２１２で、各微小流体チャネルの検出器で第２光信号を受信し、メモリに保存することができる。検出器は、放射線源の反対側に設けられてもよい。検出器は、受信した第２光信号を使用して信号データを生成してもよい。ステップ１２１４で、受信された信号データを使用して、コントローラ（例えば、プロセッサ及びメモリ）の使用により検体データを生成することができる。
【0176】
本明細書で詳細に説明されるように、微小流体デバイスは、１つ以上の領域で画像化され得る。いくつかの実施形態において、微小流体デバイスの画像化は、様々な試料の状態で起こり得る。例えば、画像化は、使用中の液相の密度、重力の場、及び微小流体デバイスの向きなどの要因に依存し得るいくつかの試料の状態で実行され得る。例えば、試料は、沈殿物（粒子など）が微小流体チャネルセット全体に均一に分散した後、底面に沈降した後、チャネルの上部に浮上した後、沈降の前後に分析できる。微小流体デバイスは、室温、室温より上（例えば、３７℃）、及び室温より下などの任意の所定の温度で分析されてもよい。
【0177】
いくつかの実施形態では、微小流体デバイスの試料は、懸濁した状態で画像化され得る。試料を再懸濁すると、分析中に粒子状物質が同時に減少する場合がある。微小流体デバイスアセンブリは、微小流体デバイスを揺動、反転、及び振盪することのうちの１つまたは複数によって、試料の中の沈殿物を懸濁するように構成され得る。いくつかの実施形態において、微小流体デバイスアセンブリは、超音波を使用して試料の中の沈殿物を懸濁するように構成された超音波トランスデューサを含み得る。
【0178】
ステップ１２１４で、検出器からの信号データを使用して検体データを生成するようにコントローラを構成することができる。ステップ１２１６で、検体データを使用して１つまたは複数の生体液の特性及び／または検体を識別するようにコントローラを構成することができる。例えば、生体液の特性には屈折率と浸透圧が含まれる場合があり、生体液内の１つ以上の特定の検体には、赤血球、白血球、白血球の塊、硝子円柱、病理学的鋳造物、扁平上皮細胞、非扁平上皮細胞、細菌、酵母、結晶、シュウ酸カルシウム一水和物、シュウ酸カルシウム二水和物、尿酸、三重フォトフェート、粘液、及び精子を含み得る。ステップ１２１８で、検体データ及び生体液分析の少なくとも１つを使用者に出力することができる。
【0179】
微小流体デバイスの製造
また、本明細書には、本明細書に開示される生体液分析システムの実施形態と共に、いくつかの実施形態で使用され得る微小流体デバイスを製造する方法に対応する実施形態が記載される。本明細書に記載の方法は、開口部セット及び微小流体チャネルセットを規定するハウジングを含む微小流体デバイスを製造し得る。本明細書に記載されるように製造された微小流体デバイスは、生体液の特性に対応する検体データを生成するために処理されてもよい。
また、本明細書には、本明細書に開示される生体液分析システムの実施形態と共に、いくつかの実施形態で使用され得る微小流体デバイスを製造する方法に対応する実施形態が記載される。本明細書に記載の方法は、開口部セット及び微小流体チャネルセットを規定するハウジングを含む微小流体デバイスを製造し得る。本明細書に記載されるように製造された微小流体デバイスは、生体液の特性に対応する検体データを生成するために処理されてもよい。
【0180】
概して、本明細書に記載の方法は、ハウジングの層のセットそれぞれを形成すること、親水性処理及び／または試薬を適用すること、及び層を一緒に取り付けて単一構造を形成することを含む。ステップ１３０２で、第１層（例えば、上部、カバー）は、ダイカット、押出フィルムのレーザカット、及び射出成形によって形成され得る。押出フィルムは、アクリル、ポリカーボネート、及びポリエステルポリマーの１つまたは複数を使用して形成されてもよい。レーザ溶接を促進するために、カーボンブラックやレーザ吸収染料などの添加剤を追加することができる。添加剤は、プラスチックに配合されてもよく、及び／または溶接の前にコーティングされてもよい。例えば、約０．０１重量％～約１．０重量％のカーボンブラック及びレーザ吸収染料の少なくとも一方を第１の部分に添加することができる。例えば、第１の部分は、約０．１重量％～約１．０重量％、または約０．２重量％～約０．３重量％のカーボンブラック及びレーザ吸収染料の少なくとも一方を含むことができる。第１開口部セット及び一組の第２開口部セットが第１層に形成されてもよい。
【0181】
ステップ１３０４では、第２層（例えば、チャネル層）を、ダイカット、レーザ切断押し出しフィルム、及び射出成形によって形成できる。突出するフィルムは、アクリル、ポリカーボネート、及びポリエステルポリマーの１つ以上を用いて形成されてもよい。約０．０１重量％～約１．０重量％のカーボンブラックとレーザ吸収染料の少なくとも一方の添加剤を第２の部分に添加してもよい。例えば、第２の部分は、約０．１重量％～約１．０重量％または約０．２重量％～約０．３重量％のカーボンブラックとレーザ吸収染料の重量を含んでもよい。微小流体チャネルセットは、第２の部分に形成されてもよい。さらに、第３層（例えば、底部、基部）は、ダイカット、レーザ切断押し出しフィルム、及び射出成形によって任意選択に形成されてもよい。突出するフィルムは、アクリル、ポリカーボネート、及びポリエステルポリマーの１つ以上を用いて形成されてもよい。約０．０１重量％～約１．０重量％のカーボンブラックとレーザ吸収染料の少なくとも一方の添加剤は第３の部分に添加してもよい。例えば、第３の部分は、約０．１重量％～約１．０重量％または約０．２重量％～約０．３重量％のカーボンブラック及びレーザ吸収染料の一方を含んでもよい。ステップ１３０６では、親水性処理を１つ以上の層に適用できる。追加的または代替的に、疎水性及び傷に強いコーティングは、層の１つまたは複数に適用されてもよい。ステップ１３０８では、試薬のセットが、微小流体チャネルの側面に連結されてもよい。ステップ１３１０では、各層が互いに取り付けられ（例えば、接着、溶接）、単体構造を形成してもよい。例えば、レーザ吸収染料の約０．５重量％でＰＭＭＡまたはポリカーボネート射出成形部品に添加し、約９４０ｎｍのレーザダイオード光を用いて溶接してもよい。
【0182】
いくつかの実施形態では、部分の１つ以上は、超音波溶接を用いて溶接されてもよい。エネルギー指示器は、超音波エネルギーを集中し、超音波溶接を生成するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、超音波溶接は、約１５ｋＨｚ～約４０ｋＨｚで行われてもよい。例えば、超音波溶接は、約１５ｋＨｚ、２０ｋＨｚ、３０ｋＨｚ、３５ｋＨｚ、及び約４０ｋＨｚで行うことができる。
【0183】
追加的または代替的に、部分は、接着剤での接着を用いて取り付け（例えば、接着）てもよい。接着剤での接着は、大量、低コスト、連続的なウェブ製造のために構成され得る。例えば、両面テープは、第１層と第２層との間、第２層と第３層との間で使用することができる。両面テープは、圧力感受性アクリルまたはシリコーン接着剤で両面に被覆された基材を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、両面テープは、約２５ミクロン～約１０００ミクロンの厚さで変化してもよい。
【0184】
いくつかの実施形態では、微小流体デバイスは、不透明性ホイルパウチに包装されてもよいし、さらに乾燥剤のパッケージを含んでもよい。乾燥剤は、微小流体デバイス内に配置された試薬に対する水分の影響を最小限に抑えることができる。
【0185】
本明細書で使用される場合、数値及び／または範囲と組み合わせて使用される場合の「約」及び／または「およそ」という用語は、概して、記載された数値及び／または範囲に近い数値及び／または範囲を指す。場合によっては、「約」及び「およそ」という用語は、記載の値の±１０％以内を意味する場合がある。例えば、いくつかの例では、「約１００［単位］」は１００の±１０％以内（例えば、９０～１１０）を意味し得る。「約」及び「およそ」という用語は、同じ意味で使用されてもよい。
【0186】
前述の説明は、説明の目的のために、本明細に開示される種々の発明及び実施形態の完全な理解を実現するために特定の命名法を用いている。しかし、開示された発明及び実施形態を実践するために特定の詳細が必要とされないことは当業者に明らかである。したがって、本発明の特定の実施形態の前述の説明及びそれに対応する実施形態は、図解及び説明の目的のために提示される。それらは、網羅している、または開示された正確な形態に発明を制限することを意図していない。明らかに、上記の教示の観点から、多くの変更や実施形態が可能である。実施形態は、本発明の原理、その対応する実施形態、及び実用的な適用を最もよく説明するために選択され、説明され、考えられる特定の使用に適しているように、当業者が様々な改変を伴う発明及び種々の実施を最も有効に利用できるようにする。以下の特許請求の範囲及びその同等物が本発明の範囲を規定することを意図する。
【0187】
さらに、本明細書に開示されているそのような特徴、構造、システム、物品、材料、キット、ステップ、及び方法の２つ以上の任意の組合せは、そのような特徴、構造、システム、物品、材料、キット、ステップ及び／または方法が相互に矛盾していなければ、本開示の発明の範囲内に含まれる。さらに、本明細書に開示される様々な発明のいくつかの実施形態は、参照または参照の組み合わせに見出される１つまたは複数の特徴／要素／機能性を具体的に欠いているため、従来技術と区別できる場合がある（すなわち、そのような実施形態を対象としたクレームは負の制限を含む場合がある）。
【0188】
本願の任意の場所に提示される特許、特許出願、記事、ウェブページ、書籍などを含むがこれらに限定されない、いずれかまたすべての言及された出版物または他の文書は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。さらに、本明細書で定義及び使用されるすべての定義は、辞書の定義、参照により組み込まれる文書の定義、及び／または定義された用語の通常の意味を制すると理解されるべきである。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図11】
【図12】
【図13】