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特表2024-544398臓器機能をシミュレートするためのマイクロ流体デバイス
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-11-29
(54)【発明の名称】臓器機能をシミュレートするためのマイクロ流体デバイス
(51)【国際特許分類】
C12M 1/34 20060101AFI20241122BHJP
【ＦＩ】
C12M1/34 Z
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024536172
(86)(22)【出願日】2022-12-15
(85)【翻訳文提出日】2024-08-01
(86)【国際出願番号】 EP2022086039
(87)【国際公開番号】W WO2023111127
(87)【国際公開日】2023-06-22
(31)【優先権主張番号】21215336.5
(32)【優先日】2021-12-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】524227262
【氏名又は名称】インスティチュート オブ ソリッド ステイト フィジックス，ユニバーシティ オブ ラトビア
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100112357
【弁理士】
【氏名又は名称】廣瀬 繁樹
(74)【代理人】
【識別番号】100114018
【弁理士】
【氏名又は名称】南山 知広
(74)【代理人】
【識別番号】100153729
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 有一
(72)【発明者】
【氏名】ガティス モゾレブスキス
(72)【発明者】
【氏名】アルトゥルス アボルス
(72)【発明者】
【氏名】ロバーツ リムシャ
【テーマコード（参考）】
4B029
【Ｆターム（参考）】
4B029AA07
4B029BB11
(57)【要約】
臓器機能をシミュレートするためのマイクロ流体デバイスが開示される。マイクロ流体デバイスは、トッププレートと、ボトムプレートと、メンブレンとを備える。トッププレートは、トッププレートの第１の面に配置されるトップチャネルを備える。ボトムプレートは、ボトムプレートの第１の面に配置されるボトムチャネルを備え、トップチャネルは、トップチャネルの全長にわたってボトムチャネルと重なっている。トッププレートの第１の面及びボトムプレートの第１の面は、対向している。メンブレンは、トップチャネル及びボトムチャネルはメンブレンによって分離されるように、トッププレートとボトムプレートとの間に配置される。トッププレートは、トップチャネルと流体連通するトップチャネル入口ポートを備える。トッププレートは、第１のボトムチャネル入口ポート及び第２のボトムチャネル入口ポートを備え、いずれも、ボトムチャネルと流体連通しており、第２のボトムチャネル入口ポートは、第１のボトムチャネル入口ポートよりもボトムチャネルの長手中心から離れた位置に配置される。
【選択図】図３
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
臓器機能をシミュレートするためのマイクロ流体デバイス（１）であって、トッププレート（２）と、ボトムプレート（３）と、メンブレン（４）とを備え、前記トッププレート（２）は、前記トッププレート（２）の第１の面（２２）に配置されるトップチャネル（２１）を備え、
前記ボトムプレート（３）は、前記ボトムプレート（３）の第１の面（３２）に配置されるボトムチャネル（３１）を備え、前記トップチャネル（２１）は、前記トップチャネル（２１）の全長にわたって前記ボトムチャネル（３１）に重なっており、
前記トッププレート（２）の第１の面（２２）及び前記ボトムプレート（３）の第１の面（３２）は、互いに対向しており、
前記メンブレン（４）は、前記トップチャネル（２１）及び前記ボトムチャネル（３１）が前記メンブレン（４）によって分離されるように、前記トッププレート（２）と前記ボトムプレート（３）との間に配置され、
前記トッププレート（２）は、前記トップチャネル（２１）と流体連通するトップチャネル入口ポート（２３）を備え、
前記トッププレート（２）は、いずれも前記ボトムチャネル（３１）と流体連通する第１のボトムチャネル入口ポート（２４Ａ）及び第２のボトムチャネル入口ポート（２４Ｂ）を備え、前記第２のボトムチャネル入口ポート（２４Ｂ）は、前記第１のボトムチャネル入口ポート（２４Ａ）よりも前記ボトムチャネル（３１）の長手中心から離れた位置に配置される、マイクロ流体デバイス（１）。
【請求項2】
前記トッププレート（２）は、前記トップチャネル（２１）と流体連通するトップチャネル出口ポート（２５）を備える、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス（１）。
【請求項3】
前記トッププレート（２）は、前記ボトムチャネル（３１）と流体連通する第１のボトムチャネル出口ポート（２６Ａ）を備える、請求項１又は２に記載のマイクロ流体デバイス（１）。
【請求項4】
前記トッププレート（２）は、前記ボトムチャネル（３１）と流体連通する第２のボトムチャネル出口ポート（２６Ａ）を備え、前記第２のボトムチャネル出口ポート（２６Ｂ）は、前記第１のボトムチャネル出口ポート（２６Ａ）よりも前記ボトムチャネル（３１）の長手中心から離れた位置に配置される、請求項３に記載のマイクロ流体デバイス（１）。
【請求項5】
前記トップチャネル入口ポート（２３）、前記第１のボトムチャネル入口ポート（２４Ａ）、前記第２のボトムチャネル入口ポート（２４Ｂ）、前記トップチャネル出口ポート（２５）、前記第１のボトムチャネル出口ポート（２６Ａ）及び／又は前記第２のボトムチャネル出口ポート（２６Ｂ）は、前記トッププレート（２）の第２の面（２８）に対して垂直に配置される、請求項１～４のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス（１）。
【請求項6】
前記トッププレート（２）は、前記ボトムチャネル（３１）をモニタリングするセンサを受け入れるボトムチャネルセンサポート（２７Ａ）を備える、請求項１～５のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項7】
前記トッププレート（２）は、前記トップチャネル（２１）をモニタリングするセンサを受け入れるトップチャネルセンサポート（２７Ｂ）を備える、請求項１～６のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス（１）。
【請求項8】
前記トップチャネルセンサポート（２７Ｂ）及び／又は前記ボトムセンサポート（２７Ａ）は、前記トッププレート（２）の第２の面（２８）から突出する隆起部（２４）を備え、、前記トップセンサポートは、前記第２の面から前記ボトムセンサポートよりも突出する、請求項６及び７に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項9】
前記トップチャネル（２１）及び前記ボトムチャネル（３１）は、それぞれ前記トッププレート（２）及び前記ボトムプレート（３）の長手方向に延在する、請求項１～８のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス（１）。
【請求項10】
前記トッププレート（２）及び／又は前記ボトムプレート（３）は、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）及びポリカーボネート（ＰＣ）のうちの１つ又は複数から作られている、請求項１～９のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス（１）。
【請求項11】
前記トッププレート（２）及び／又は前記ボトムプレート（３）は、射出成形される、請求項１～１０のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス（１）。
【請求項12】
前記メンブレン（４）は、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリカーボネート（ＰＣ）のうちの１つ又は複数から作られている、請求項１～１１のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス（１）。
【請求項13】
前記トッププレート（２）及び／又は前記ボトムプレート（３）及び／又は前記メンブレン（４）は、超音波溶接を用いて共に接合されている、請求項１～１２のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス（１）。
【請求項14】
前記トップチャネル（２１）は、０．２～２ｍｍの範囲の高さを有する、請求項１～１３のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス（１）。
【請求項15】
前記ボトムチャネル（３１）は、０．１～０．５ｍｍの範囲の高さを有する、請求項１～１４のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス（１）。
【請求項16】
前記トップチャネル（２１）及び／又は前記ボトムチャネル（３１）は、０．２５～２ｍｍの範囲の幅を有する、請求項１～１５のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス（１）。
【請求項17】
前記トップチャネル（２１）及び／又は前記ボトムチャネル（３１）は、４．５ｍｍの倍数である長さを有する、請求項１～１６のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス（１）。
【請求項18】
前記第１のボトムチャネル入口ポート（２４Ａ）、前記第２のボトムチャネル入口ポート（２４Ｂ）及び／又は前記トップチャネル入口ポート（２３）は、互いに４．５ｍｍの倍数である間隔をあけて配置される、請求項１～１７のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス（１）。
【請求項19】
前記トッププレート（２）は、複数のトップチャネル（２１）を備え、前記ボトムプレート（３）は、複数のボトムチャネル（３１）を備える、請求項１～１８のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス（１）。
【請求項20】
前記複数のトップチャネル（２１）及び前記複数のボトムチャネル（３１）は、互いに平行に配置されている、請求項１９に記載のマイクロ流体デバイス（１）。
【請求項21】
前記マイクロ流体デバイス（１）は、前記複数のトップチャネル（２１）及び／又は前記複数のボトムチャネル（３１）を相互接続するコネクタ（６）を備える、請求項１９又は２０に記載のマイクロ流体デバイス（１）。
【請求項22】
前記コネクタ（６）は、前記コネクタ（６）を通る流れを測定するセンサを受け入れるセンサポート（６４）を備える、請求項２１に記載のマイクロ流体デバイス（１）。
【請求項23】
前記複数のトップチャネル（２１）及び／又は前記複数のボトムチャネル（３１）は、異なる高さ、長さ及び／又は幅を有する、請求項１９～２２のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス（１）。
【請求項24】
前記複数のトップチャネル（２１）及び／又は前記複数のボトムチャネル（３１）は、同一の高さ、長さ及び／又は幅を有する、請求項１９～２２のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス（１）。
【請求項25】
前記トッププレート（２）及び／又は前記ボトムプレート（３）は、前記マイクロ流体デバイス（１）の組立中に前記メンブレン（４）に張力付与するための第１の張力付与要素（５１）を備える、請求項１～２４のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス（１）。
【請求項26】
前記トッププレート（２）及び／又は前記ボトムプレート（３）は、第２の張力付与要素（５２）を備え、前記第１の張力付与要素（５１）及び前記第２の張力付与要素（５２）は、前記トップチャネル（３１）及び／又は前記ボトムチャネル（３１）の両側に配置される、請求項２５に記載のマイクロ流体デバイス（１）。
【請求項27】
前記ボトムプレート（３）は、前記ボトムチャネル（３１）を、前記第１のボトム入口ポート（２４Ａ）及び前記第２のボトム出口ポート（２６Ａ）の１つ又は複数と接続するバイパスチャネル（３３）を備える、請求項１～２５のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項28】
前記バイパスチャネル（３３）は、前記ボトムプレート（３）の第２の面（３４）に配置される長手溝（３３Ａ）を備える、請求項２７に記載のマイクロ流体デバイス（１）。
【請求項29】
前記長手溝（３３Ａ）は、前記ボトムチャネル（３１）と平行に配置されている、請求項２８に記載のマイクロ流体デバイス（１）。
【請求項30】
前記バイパスチャネル（３３）は、前記長手溝（３３Ａ）を前記ボトムチャネル（３１）に接続する接続チャネル（３３Ｂ）を備える、請求項２８又は２９に記載のマイクロ流体デバイス（１）。
【請求項31】
前記バイパスチャネル（３３）は、前記長手溝（３３Ａ）及び／又は前記ボトムチャネル（３１）に対して垂直に配置される、請求項３０に記載のマイクロ流体デバイス（１）。
【請求項32】
前記バイパスチャネル（３３）は、細胞付着防止層（３６）を備える、請求項２７～３１のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、一般に、マイクロ流体デバイスの分野に関する。本開示は、一般に、臓器チップ（Ｏｒｇａｎ－ｏｎ－Ｃｈｉｐ、ＯＯＣ）デバイス又は腸チップ（Ｇｕｔ－ｏｎ－Ｃｈｉｐ、ＧＵＣ）デバイスなどの、臓器機能をシミュレートするためのマイクロ流体デバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
ヒトの病気や治療法の研究には、動物モデルがよく使用される。しかしながら、これらのモデルは、特に分子レベル及び／又は細胞レベルにおいて、ヒトの状態を模倣する能力に限界があることが多い。科学的な目的での動物の使用に関する２０１９年の欧州連合（ＥＵ）の報告書によると、ＥＵだけで２０１７年には９５８万匹の動物が研究や試験に使用された。アメリカ合衆国（Ｕ．Ｓ．）の場合、この数字は潜在的にほぼ一桁高い。ＥＵは今後３０年以内に動物実験を禁止するよう求めている。
【0003】
臓器チップ（ＯＯＣ）デバイスは、ヒトの組織、さらには臓器の機能をも再現でき、例えば、経口薬物摂取のための、さらには微生物叢の研究のための腸などを再現することができるため、ＥＵ及び米国食品医薬品局（ＦＤＡ）によって、動物実験の現実的な代替として、すでに研究が行われている。動物モデルは、宿主－微生物叢間の相互作用と、それらの病態生理に対する貢献を分析するために使用されてきたが、嫌気性状態における複雑なヒトの微生物叢と共に培養されたヒトの細胞における、これらの相互作用を検証するために利用可能なインビトロ（ｉｎ ｖｉｔｒｏ）のシステムは存在しない。したがって、動的で生理学的に適切なヒト宿主－微生物叢相互作用を解析するために、ヒトの好気性、通性嫌気性、嫌気性微生物叢の複雑集団を、生きたヒトの組織と接触させたまま維持できる実験モデルが非常に必要とされている。
【0004】
現在のＯＯＣデバイスは、完全に代表的なモデルシステムを形成しない。材料選択の結果、現在のデバイスは、低分子の吸収、高い酸素拡散、及び／又は材料を介した水蒸気拡散に悩まされる場合があり、その結果、生理学的に代表的でない溶存ガス濃度になる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
したがって、既存の欠点を緩和、軽減、又は対処し、ヒト臓器のより代表的なモデルを提供するマイクロ流体デバイスが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
臓器機能をシミュレートするためのマイクロ流体デバイスが開示されている。このマイクロ流体デバイスは、トッププレートと、ボトムプレートと、メンブレンとを備える。トッププレートは、トッププレートの第１の面に配置されるトップチャネルを備える。ボトムプレートは、ボトムプレートの第１の面に配置されるボトムチャネルを備え、トップチャネルは、トップチャネル及び／又はボトムチャネルの全長に沿って前記ボトムチャネルと平行であるなど、トップチャネルの全長にわたってボトムチャネルと重なっている。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、トップチャネル及びボトムチャネルは、互いに平行に延在する直線チャネルであってもよい。
【0007】
トッププレートの第１の面及びボトムプレートの第１の面は、互いに対向している。メンブレンは、トップチャネルとボトムチャネルがメンブレンによって分離されるように、トッププレートとボトムプレートとの間に配置される。トッププレートは、トップチャネルと流体連通するトップチャネル入口ポートを備える。トッププレートは、ボトムチャネルと流体連通する第１のボトムチャネル入口ポートと第２のボトムチャネル入口ポートとを備え、第２のボトムチャネル入口ポートは、第１のボトムチャネル入口ポートよりもボトムチャネルの長手中心から離れた位置に配置される。
【0008】
ボトムチャネルの細胞播種用に専用のボトムチャネル入口ポートを設けることによって、マイクロ流体デバイスにおいてトップチャネルとボトムチャネルとの間で重ならない領域を減少させることは、本開示の利点である。細胞播種ポートなどの細胞播種専用のボトムチャネル入口ポートをボトムチャネルに設け、専用のボトムチャネル入口ポートをトップチャネル入口ポートの近く、例えば隣接して配置することにより、ボトムチャネル入口の長さを短くすることができる。それによって、細胞バリアが主にトップチャネルとボトムチャネルとの間のメンブレン上に形成され、そこで細胞が増殖し、臓器組織を模倣することができるメンブレンの両側に、絨毛層などのコンフルエントな組織細胞層を形成することができる。ボトムチャネル入口ポートをボトムチャネルに接続するチャネルの長さを短くすることで、従来のマイクロ流体デバイスではボトムチャネルのトップチャネルと重ならない部分で無駄になる細胞の数を減らすことができる。従来のマイクロ流体デバイスでは、細胞播種と流体流の両方に共通の入口ポートがボトムチャネルの長手軸に対して斜め（垂直ではないなど）に配置されているため、過剰に長い入口チャネルが形成され、その入口チャネルでは一部の細胞がメンブレンに到達する前に詰まってしまう。トップチャネル及びボトムチャネルが重なる領域を増やすことによって、例えば様々な研究されたタンパク質発現レベルなどの、研究されたシグナルのより多くが、メンブレンを介して接触する上皮及び内皮細胞を有するマイクロ流体デバイスの領域などの適切な条件において播種され、続いて生物学的バリア特性を経験する細胞からのものとなる。生物学的バリア特性には、内皮環境と上皮環境のような２つの生物学的コンパートメント間のイオン、溶質、他の細胞、分子、細胞外小胞のような細胞粒子の通過を調節することが含まれるが、これらに限定されるものではない。これらの生物学的バリア機能は、臓器や多細胞生物全体の組織の発達と維持に不可欠である。
【0009】
本開示の上記及び他の特徴及び利点は、添付の図面を参照しながら、その例示的な実施形態に関する以下の詳細な説明によって、当業者に容易に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
詳細な説明
トランスウェル（Ｔｒａｎｓｗｅｌｌ）（商標登録）インサートなどの既存のインビトロモデルが、ヒトの宿主と微生物の相互作用の研究に用いられてきた。しかしながら、そのような研究は、細菌の過剰増殖が細胞傷害や細胞死につながるまでの数時間にわたってしか実施できない。オルガノイド培養などの、より高度なモデルは、宿主－微生物間の相互作用の研究に大きな可能性を示しているが、特定の偏性嫌気性菌の共培養に必要と思われる、血管インターフェイスと５％以下の内腔酸素濃度の酸素勾配を提供するには限界がある。１
トランスウェル（Ｔｒａｎｓｗｅｌｌ）（商標登録）インサートなどの既存のインビトロモデルが、ヒトの宿主と微生物の相互作用の研究に用いられてきた。しかしながら、そのような研究は、細菌の過剰増殖が細胞傷害や細胞死につながるまでの数時間にわたってしか実施できない。オルガノイド培養などの、より高度なモデルは、宿主－微生物間の相互作用の研究に大きな可能性を示しているが、特定の偏性嫌気性菌の共培養に必要と思われる、血管インターフェイスと５％以下の内腔酸素濃度の酸素勾配を提供するには限界がある。１
【0012】
ヒト腸上皮細胞は、平行チャネルで嫌気的条件下で培養された単一の通性嫌気性細菌（ラクトバチルス・ラムノサスＧＧ（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｒｈａｍｎｏｓｕｓ ＧＧ）など）及び偏性嫌気性細菌（バクテロイデス・カカエ（Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｓ ｃａｃｃａｅ）など）をナノポーラスメンブレンで分離したマイクロ流体培養デバイスで培養することができる。これにより、可溶性のメディエータの影響は解析できるが、宿主細胞と常在微生物の複雑な群との直接接触による影響は解析できない。２チャネルのマイクロ流体ヒト腸管ＯＯＣデバイスは、動的な流体流と蠕動様機械的変形下でヒトＣａｃｏ－２腸上皮細胞培養により裏打ちされることが以前に報告されており、これにより、酸素添加条件下でインビトロで数週間にわたっての、ヒト絨毛構造の腸上皮とヒト常在腸内微生物の最大８つの異なる株との直接接触での安定した共培養を確立することができた。しかし、生きた腸内微生物叢には、嫌気性菌や通性好気性菌など、何百種類もの細菌が含まれている。２絨毛構造は、腸の内部空間などの管腔内に伸びる、細胞から形成された小さな指のような突起として見ることができる。
【0013】
ＯＯＣデバイスは、関連するヒト臓器細胞（例えば、消化管機能などの腸の機能をシミュレートするための消化管上皮細胞や内皮細胞）を、多孔性メンブレンで分離された水平マイクロチャネルで培養することにより、ヒト臓器の特定の機能を再現することが可能であるというコンセプトに基づいている。培養液はメンブレンの両側から流すことができ、それによって細胞への培養液の供給と、絨毛構造などの正しい組織構造の発達に重要な代謝廃棄物の除去を確実にすることができる。３－５
【0014】
細胞が増殖し、メンブレンの両側にコンフルエントな細胞層が形成されると、外部刺激に対する臓器組織の反応を模倣できるＯＯＣシステムが形成される。しかしながら、細胞機能を忠実に模倣するためには、生体システムで細胞に作用するような、適切なせん断応力や引張応力を細胞に加える必要がある。流体流によるせん断応力や、蠕動的なメンブレンの伸張の形で機械的応力を加えることで、現在のインビトロモデルシステム、例えばペトリ皿、トランスウェルプレート、オルガノイド、エキソビボ（ｅｘ－ｖｉｖｏ）などと比較して、ＯＯＣシステムではより正確な細胞機能の再現が可能となる。６
【0015】
さらに、健康的な腸の機能は、腸内に存在するさまざまな種類の細菌が関与する障害や病気などを含む、ヒトの状態によって損なわれることが多い。腸の機能に関連する細菌に関連する治療化合物を試験するための、より優れたプラットフォームが必要とされている。
【0016】
ヒトの腸はシステム全体が好気性の状態にある。酸素含有量はヒトの腸内全域で変化する。通常、酸素濃度は０～１０％の範囲にある。しかし、ヒトの腸の一定領域は酸素濃度が１％以下であり、これは現在の技術デバイスでは実現不可能である。文献によると、最もよく知られたＯＯＣデバイスの酸素含有量は、チャネル入口で約２％、チャネル出口で１％未満であり、酸素含有量の差は細胞によって消費される。これは、ヒトの腸の一部で２％の酸素濃度が生理学的に適切なレベルを超えているという事実と同時に、系全体に酸素勾配を作り出すため、不利になり得る。さらに、上皮チャネルに嫌気的条件を作り出すには、液体だけでなくチップアセンブリ全体を嫌気培養チャンバに入れる必要がある。このため、実験のセットアップが複雑になり、コストが高くなり、処理量も少なくなる。さらに、現在のソリューションでは、生体内におけるように、腸管腔や血管を表す各チャネルで異なるガス濃度を提供することができないため、上皮チャネルと内皮チャネル間のガス交換など、いくつかの重要な特性を欠いている。
【0017】
さらに、現在の最新式のＯＯＣデバイスは、通常、固定された設計の単一のチャネルしか有しない。しかしながら、ヒトの腸は複雑で、１０の異なる部分（十二指腸、空腸、回腸、虫垂、盲腸、上行結腸、横行結腸、下行結腸、Ｓ状結腸、直腸）があり、そのすべてで表面積、酸素濃度、微生物叢の組成や濃度が異なる。したがって、現存するチップを直列につないでも、生理学的に適切なヒト腸内モデルは得られない。単一のチップ設計を利用することで臓器チップ製造業者への部品単価は下がるが、各チップがヒトの腸の別々の領域に対応し得る、ヒトの腸モデルをより正確に研究するための複数連結チップの利用は制限される。
【0018】
さらに、現在の最新式のＯＯＣデバイスでは、トップチャネル及びボトムチャネルが重なっていないチャネル領域が広いため、多数の細胞がバリア様特性を経験することがなく、したがって、生体内のように上皮細胞と内皮細胞との間で適切なガス、栄養、分子シグナルの交換が行われない。バリア様特性には、内皮環境及び上皮環境間のようなトップチャネル及びボトムチャネル間のイオン、溶質、細胞外小胞のような分子や細胞粒子の通過調整が含まれるが、これらに限定されるものではない。これらの生物学的バリア機能は、臓器や多細胞生物の組織の発生と維持に不可欠である。さらに、ヒトの腸は１種類の細胞だけで構成されているわけではない。ヒトの腸は、十二指腸、空腸、虫垂、盲腸、結腸、直腸など、互いに連結した複数の部分から構成されている。しかしながら、現在のチップ設計では、臓器のこれらすべての部分に単一のデバイスで対応することはできない。
【0019】
本開示は、既存の欠点を緩和、軽減又は対処し、ヒト臓器のより代表的なモデルを提供するマイクロ流体デバイスを提供する、ＯＯＣデバイスなどの臓器機能をシミュレートするためのマイクロ流体デバイスを提供する。本開示によるマイクロ流体デバイスは、多孔質メンブレンなどのメンブレンによって分離された２つのマイクロ流体チャネルを組み合わせた垂直積層型マイクロ流体デバイスである。メンブレンは、細胞外マトリックス（ＥＣＭ）と細胞層がその上に画定され得る基板を形成する。ＥＣＭは、細胞が増殖するためのベース層として機能するタンパク質環境である。したがって、メンブレンは、メンブレンの両側で画定される内皮細胞層及び上皮細胞層の細胞クロストークのための界面を形成する。
【0020】
マイクロ流体デバイスは、トッププレートと、ボトムプレートと、メンブレンとを備える。トッププレートは、トッププレートの第１の面に配置されるトップチャネルを備える。
【0021】
ボトムプレートは、ボトムプレートの第１の面に配置されるボトムチャネルを備える。トップチャネルは、トップチャネル及び／又はボトムチャネルの全長にわたってボトムチャネルと平行であるなど、トップチャネルの全長にわたってボトムチャネルと重なっている。換言すれば、トップチャネル及びボトムチャネルは、互いに平行に延びる直線チャネルであってもよい。
【0022】
トッププレートの第１の面及びボトムプレートの第１の面は、トップチャネルとボトムチャネルとが互いに対向するように、互いに対向している。メンブレンは、トップチャネルとボトムチャネルとがメンブレンによって分離されるように、トッププレートとボトムプレートとの間に配置される。トップチャネル及びボトムチャネルは、それぞれの流体流を受け入れるように構成されている。トップチャネル及びボトムチャネルがそれぞれの流体流を受け入れると、トップチャネル及びボトムチャネルのそれぞれの流体流は、メンブレンによって分離される。換言すれば、トップチャネルを通る流体流とボトムチャネルを通る流体流は、互いにメンブレンの逆側を流れる。このように、メンブレンは、トップチャネルとボトムチャネルの間のバリアとして機能する。
【0023】
トッププレートは、トップチャネルと流体連通するトップチャネル入口ポートを備える。
【0024】
トッププレートは、第１のボトムチャネル入口ポート及び第２のボトムチャネル入口ポートを備える。。第１のボトムチャネル入口ポート及び第２のボトムチャネル入口ポートは、いずれもボトムチャネルと流体連通する。第２のボトムチャネル入口ポートは、第１のボトムチャネル入口ポートよりもボトムチャネルの長手中心から離れた位置、例えばボトムプレートの縁に近い位置、例えばボトムプレートの中心から離れた位置、例えばトップチャネル入口ポートから離れた位置に配置される。
【0025】
第１のボトムチャネル入口ポートは、１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、ボトムチャネルにおける細胞播種用の専用入口ポートとして構成され得る。第１のボトムチャネル入口ポートは、本明細書では細胞播種ポートとも呼ばれ得る。第２のボトムチャネル入口ポートは、１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、マイクロ流体デバイスを通る流体流のための流れ入口ポートとして構成され得る。この流体流は培養液流であってもよく、この培養液流はメンブレンの両側に流され、これによりメンブレンの両面に播種された細胞に培養液が供給され、代謝廃棄物が細胞から除去される。細胞がメンブレンに付着し、増殖し、メンブレンの両側にコンフルエントな細胞層などのコンフルエントな層を形成すると、トップチャネル及びボトムチャネルを通る流体流などの媒体流と組み合わせて、外部刺激に対する器官組織の反応を模倣できるＯＯＣシステムが形成される。細胞機能を忠実に模倣するために、適切なせん断応力や引張応力を細胞に加えることができ、それによってヒトの腸システムなどの生体システムで細胞に作用するせん断応力や引張応力をシミュレートすることができる。チャネルを通る流体の流れが細胞にせん断応力を与え、その結果、より正確な細胞機能の再現が可能になる。３－５第１のボトムチャネル入口ポートをトップチャネル入口ポートの近傍に設けることで、細胞によって形成される組織バリアは、トップチャネルと重なる割合の少ない第２のボトムチャネル入口ポートを介して細胞を播種した場合、不必要に長いボトムチャネルに形成されるのではなく、大部分がトップチャネルとボトムチャネルとの間に形成される。
【0026】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、トッププレートは、トップチャネルと流体連通するトップチャネル出口ポートを備える。
【0027】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、トッププレートは、ボトムチャネルと流体連通する第１のボトムチャネル出口ポートを備える。
【0028】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、トッププレートは、ボトムチャネルと流体連通する第２のボトムチャネル出口ポートを備える。第２のボトムチャネル出口ポートは、第１のボトムチャネル出口ポートよりもボトムチャネルの長手中心から離れた位置、例えばボトムプレートの端部に近い位置、例えばボトムプレートの中心から離れた位置、例えばトップチャネル入口ポートから離れた位置に配置され得る。
【0029】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、トップチャネル入口ポート、第１のボトムチャネル入口ポート、第２のボトムチャネル入口ポート、トップチャネル出口ポート、第１のボトムチャネル出口ポート及び／又は第２のボトムチャネル出口ポートは、トッププレートの第２の面に対して垂直に配置される。本明細書において、ポートがトッププレートの第２の面に対して垂直に配置されるとは、ポートの中心軸がトッププレートの第２の面に対して垂直に延びることを意味する。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスでは、入口ポート及び／又は出口ポートの１つ又は複数が、トッププレートの第２の面に対して斜めに配置されてもよい。例えば、第２のボトム入口ポート及び／又は第２のボトム出口ポートは、ボトムチャネルの長手軸に対して斜めに、例えば４５～９０°の範囲の角度で配置されてもよい。第２のボトム入口ポート及び／又は第２のボトム出口ポートを長手軸に対して斜めに配置することにより流路の急激な方向転換を抑えることができ、そうでなければこのような箇所では層流にならない可能性があるため、チャネルを通る流体の流れが改善される可能性がある。
【0030】
細胞播種に使用される入口ポート及び出口ポート、例えばトップチャネル入口ポート及びトップチャネル出口ポート、第１のボトムチャネル入口ポート及び第１のボトムチャネル出口ポートは、１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスでは、入口ポートの長さを短くするために、トップチャネル及び／又はボトムチャネルの長手軸に対して垂直に配置することができる。入口ポートの長さを短くすることで、細胞がメンブレン上にコンフルエントな細胞層を形成できずに付着する可能性のあるマイクロ流体デバイスの領域の長さを短くすることができる。それにより、細胞はメンブレンに集中し、より高い割合の播種細胞が、マイクロ流体デバイス内の臓器の細胞機能の再現に使用され得る。
【0031】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、トッププレートは、ボトムチャネルをモニタリングするセンサを受け入れる、１つ又は複数のボトムチャネルセンサポートなどの、ボトムチャネルセンサポートを備える。ボトムチャネルセンサポートはボトムチャネルと流体連通している。
【0032】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、トッププレートは、トップチャネルをモニタリングするセンサを受け入れる、１つ又は複数のボトムチャネルセンサポートなどの、トップチャネルセンサポートを備える。
【0033】
トップチャネル入口ポート、第１のボトムチャネル入口ポート、第２のボトムチャネル入口ポート、トップチャネル出口ポート、第１のボトムチャネル出口ポート、第２のボトムチャネル出口ポート、ボトムチャネルセンサポート及び／又はトップチャネルセンサポートなどのポートは、ミニルアーポートなどのルアーポートであってもよい。ルアーポートは、雌型ルアー継手及び／又は雄型ルアー継手であってもよい。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、第１のポート及び第２のポートの中心軸間の距離は、４．５ｍｍの倍数であってもよい。他のタイプのポートも同様に使用することができ、特定のタイプのポートは限定されない。
【0034】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、トップチャネルセンサポート及び／又はボトムチャネルポートは、トッププレートの第２の面から突出する隆起部分を備え、トップセンサポートは、第２の面からボトムセンサポートよりも突出する。隆起部分の高さは、トップチャネルとボトムチャネルとの間のトッププレートからの距離の差に対応し得る。これにより、同じ種類のセンサを、ボトムチャネルよりもトッププレートに近い位置にあるトップチャネルを越えて突出させることなく、トップチャネルとボトムチャネルの両方に取り付けることができる。
【0035】
腸細胞は３次元（３Ｄ）構造（絨毛とも呼ばれる）を形成し、その高さはヒトの場合１．５ｍｍにもなるが、ＯＯＣデバイスでは腸細胞は通常それよりも短い。したがって、チャネルの高さの上限は、絨毛の高さに加え、これらの絨毛構造の上に流体が流れるスペースを加えたものによって規定され得る。
【0036】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、トップチャネルは、０．２～２ｍｍの範囲の高さを有する。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、ボトムチャネルは、０．０５～１．５ｍｍの範囲、例えば０．１～０．５ｍｍの範囲の高さを有する。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、トップチャネル及び／又はボトムチャネルは、０．２５～２ｍｍの範囲の幅を有する。
【0037】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、トップチャネル及び／又はボトムチャネルは、４．５ｍｍの倍数である長さを有する。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、第１のボトムチャネル入口ポート、第２のボトムチャネル入口ポート及び／又はトップチャネル入口ポートは、互いに４．５ｍｍの倍数である間隔をあけて配置される。長さは、標準的なピペッティングロボットのピッチで注入口の間隔を保つために、４．５ｍｍの倍数であってもよい。これにより、マイクロ流体デバイスは、４．５ｍｍの倍数のピッチを中心に構築された、例えば９６ウェルプレートを受け入れるように構成された標準的なピペッティングロボットと互換性を有することができる。
【0038】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、チャネルは直線状に配置されるのではなく、蛇行するように配置されるなど、曲線状に配置される。この場合、チャネルの長さは４．５ｍｍの倍数ではなく、ポートが４．５ｍｍの倍数で互いに間隔をあけて配置される。
【0039】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、トップ部分、ボトム部分及びメンブレンの１つ又は複数がポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）から作られてもよい。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、トップ部分、ボトム部分及びメンブレンはすべてＰＤＭＳで作られている。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、メンブレンはＰＤＭＳで作られている。ＰＤＭＳは、低コストで、可視領域において高い透明性を有し、ラピッドプロトタイピング能力を有するという利点を有する。７ここで、ラピッドプロトタイピング能力を有するとは、例えば３次元コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）を用いて、１つ又は複数の物理的な部品、モデル又はアセンブリを迅速に作製できることを意味する。部品、モデル又はアセンブリの作成は、より一般的に３Ｄプリントとして知られている付加製造法を用いて支援することができる。
【0040】
しかしながら、ＰＤＭＳは親油性の低分子（ピルフェニドン、ローダミンＢなど）や細胞外小胞特異的インターカレート色素を吸収する可能性がある。ＰＤＭＳは、チャネルの断面積が７．１ｍｍ２の場合、その質量の０．４％もの薬物様分子を吸収する可能性があり、チャネル内の濃度は２μＭから２０ｎＭへと著しく低下する。８マイクロ流体デバイスの材料としてＰＤＭＳを使用する場合、マイクロ流体デバイスを使用して実験を行う際に、材料による吸収と放出をシミュレートして吸収を補正することができる。４，９
【0041】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、トッププレート及び／又はボトムプレートは、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、及びポリカーボネート（ＰＣ）のうちの１つ又は複数のような熱可塑性材料から作られている。これらの材料は、ＰＤＭＳよりも低いガス透過性、例えば酸素及び／又は水の透過性を有することができる。例えば、ＰＤＭＳの酸素バリア性は約
であるのに対し、ＣＯＣの酸素バリア性は
であり、ＰＳの酸素バリア性は
であり、ＰＣの酸素バリア性は
である。マイクロ流体デバイスをＣＯＣ、ＰＳ、ＰＣのうち１つ又は複数から構成することで、トッププレート及び／又はボトムプレートの低分子吸収性及び／又はガス透過性を低減することができる。このことは、現代の薬剤の多くが親油性の低分子であり、吸収性の高いチャネルに導入するとチャネル側壁に吸収され、チャネル内の実際の分子濃度が低下するため、有益である。さらに、低分子の吸収性及び／又はガス透過性が低下するため、吸収性及び／又はガス透過性の補正が不要になる可能性がある。それにより、実施された実験のより正確な状態が提供され、その結果、実施された実験の結果が改善される可能性がある。熱可塑性材料を使用することにより、入口ポート及び／又は出口ポートをトッププレートに一体的に形成することもできる。
【数1】
【数2】
【数3】
【数4】
【0042】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、他のポリマーなど他の材料も使用することができ、本開示はそのように限定されるものではない。
【0043】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、トッププレート及び／又はボトムプレートは、射出成形される。トッププレート及び／又はボトムプレートを射出成形する利点は、各部品の製造のサイクルタイムを短縮できることである。それにより、マイクロ流体デバイスの生産速度を向上させることができる。
【0044】
さらに、トッププレート及び／又はボトムプレートの製造に射出成形を使用することにより、デバイスの製造工程が射出プレスなどの射出成形機などの単一のツールに限定されるため、クリーンルームの製造設備要件が緩やかになる可能性がある。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスでは、他の製造方法も使用することができる。
【0045】
マイクロ流体デバイスのトッププレート及び／又はボトムプレートなどの部品を射出成形で製造することにより、臓器機能をシミュレートするのに適した薄型（例えば０．６～１ｍｍの範囲）でありながら剛性の高い（例えば少なくとも１ＭＰａのヤング率を有する）部品を製造することができる。このような薄い部品は、高倍率対物レンズでの使用に適している。熱可塑性材料は、例えばＰＤＭＳよりもガス透過性が低いため、部品を薄くすることができ、材料内の透過損失が少なくなるため顕微鏡観察が改善し、作動距離の小さい対物レンズなどの使用が可能になる。顕微鏡検査に使用される高倍率対物レンズは、一般的に作動距離が短く、例えばレンズの最も外側にある点から最初の被写界面深度までの物理的距離が短い。一般的に、この距離は０．１～１ｍｍである。そのため、最初の被写界面深度がメンブレンに位置するように部品の厚みを薄くすることは有益である。
【0046】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、ボトムプレート及び／又はトッププレートの厚さは、０．６～１ｍｍの範囲、例えば０．８ｍｍなど、確実に製造できる限り薄くてもよい。ボトムチャネルの高さは、０．１～０．５ｍｍの範囲とすることができ、チャネルの高さが高くなるとボトムプレートの厚さが増加する。ボトムチャネルの幅及び長さは、トップチャネルに対応することができる。ボトムプレート及び／又はトッププレートの厚さを薄くすることで、チャネル内に播種された細胞の研究に、より高倍率の対物レンズを使用することができる。ＰＤＭＳで作られたＯＯＣデバイスは通常、構造的な剛性を高めるために少なくとも１ｍｍの底厚が必要であり、このことは、高倍率の対物レンズ（例えば４０倍以上の倍率、場合によっては２０倍の倍率）が使えないことを意味し、ＰＤＭＳのＯＯＣデバイスで実施できる細胞研究が制限される。
【0047】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、メンブレンは、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリカーボネート（ＰＣ）のうちの１つ又は複数のような熱可塑性プラスチックから作られている。メンブレンは、トラックエッチド（ｔｒａｃｋ－ｅｔｃｈｅｄ）メンブレンなどのエッチドメンブレンであってもよい。メンブレンをエッチングすることにより、製造時にメンブレン表面の孔寸法を制御することができる。
【0048】
トッププレート、ボトムプレート及び／又はメンブレンに、ＣＯＣ、ＰＳ、ＰＥＴ及び／又はＰＣなどの熱可塑性プラスチックを使用することにより、マイクロ流体デバイスを超音波溶接で接合することができる。
【0049】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、トッププレート及び／又はボトムプレート及び／又はメンブレンは、超音波溶接を用いて共に接合される。超音波溶接は、トッププレート、ボトムプレート及び／又はメンブレンを共に接合してソリッドのマイクロ流体デバイスにするために使用することができる。マイクロ流体デバイスの部分を共に接合するために超音波溶接を使用することにより、部分を接合するためのサイクルタイムを、ＰＤＭＳベースの製造プロセスのような他の接合ソリューションと比較して短縮することができる。ＰＤＭＳを熱可塑性メンブレンに接合するための典型的な製造工程は、エポキシ－アミン結合を介して行われ得る。エポキシ－アミン結合は、ＰＤＭＳ部品と熱可塑性プラスチック部品をそれぞれエポキシ官能基とアミン官能基で表面改質することで達成できる。この場合、超音波溶接法よりも製造工程数が多くなるため、製造工程のサイクルタイムが長くなる。
【0050】
部品を接合するために超音波溶接を使用することで、トッププレート、ボトムプレート、及び／又はメンブレンを接合するためのサイクルタイムは、従来の方法では数分から数時間かかっていたのに比べ、１０秒未満に短縮され得る。超音波溶接のもう一つの利点は、ＰＤＭＳ製造工程のような他の製造工程とは対照的に、表面機能性分子をメンブレンに接合する必要がないため、接合する部品の位置合せを簡略化できることである。超音波溶接を用いてトッププレート及びボトムプレートをメンブレンに接合することにより、一体構造の（ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ）ブロックを形成することができ、それにより、組み立て後のマイクロ流体デバイスは、依然として複数の別個の部品から構成される他の製造プロセスを用いたマイクロ流体デバイスと比較して、トッププレートとボトムプレートとの間のマイクロ流体デバイスにおけるガス侵入を防止するなど、マイクロ流体デバイスにおけるガス侵入を低減することができる。
【0051】
現在の接合技術には、ＯＯＣデバイスの組立及び接合中にメンブレンに皺が寄ったり、座屈するという問題がある。メンブレンの座屈及び／又は皺は、メンブレン上の細胞増殖や細胞及び／又はメンブレンの顕微鏡検査に問題を引き起こす可能性がある。メンブレンが確実に所定位置に保持されるように、かつ／又は超音波溶接による高周波振動の間に伸張されるように、トッププレート及び／又はボトムプレートは、１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、メンブレンに張力付与するための張力付与要素を備える。メンブレンを伸張させることにより、メンブレン上に播種された細胞に、蠕動的なメンブレンの伸張の形で機械的応力が作用し、より正確な細胞機能の再現が得られる。
【0052】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、トッププレート及び／又はボトムプレートは、マイクロ流体デバイスの組立中にメンブレンに張力付与するための第１の張力付与要素を備える。
【0053】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、トッププレート及び／又はボトムプレートは、第２の張力付与要素を備え、第１の張力付与要素及び第２の張力付与要素は、トップチャネル及び／又はボトムチャネルの両側に配置され、マイクロ流体デバイスの組立中にメンブレンがトップチャネル及びボトムチャネル上に張られるように、張力付与要素間でメンブレンが張られるようになっている。
【0054】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、張力付与要素は、トッププレート及び／又はボトムプレートのメンブレン対向面、例えばトッププレートの第１の面及び／又はボトムプレートの第１の面に形成された１つ又は複数の突起を備えてもよい。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、張力付与要素は、突起を受け入れるための１つ又は複数のくぼみを備えてもよく、くぼみは、突起を有する面とは反対側のボトムプレート及び／又はトッププレートのメンブレン対向面上に配置される。
【0055】
換言すれば、トッププレートの第１の面が突起を備える場合、ボトムプレートの第１の面は、トッププレートの第１の面上に配置された突起を受け入れるためのくぼみを備え得る。これに対応して、ボトムプレートの第１の面が突起を備える場合、トッププレートの第１の面は、ボトムプレートの第１の面上に配置された突起を受け入れるためのくぼみを備え得る。突起及び／又はくぼみは、チャネルの長さに沿って延在してもよい。組立工程でトッププレートがボトムプレートに押し付けられると、突起がメンブレンをくぼみに押し込む。チャネルの各側における突起と対応するくぼみのように、チャネルの両側に張力要素を配置することにより、くぼみのそれぞれに、それぞれの突起によってメンブレンを押し込むことで、メンブレンがチャネル上に伸張する。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、張力付与要素は、メンブレンの撓みが最大２０ｍｍに制限されるように、メンブレンに張力付与するように構成され得る。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、張力付与要素は、メンブレンの撓みが最大１５ｍｍに制限されるように、メンブレンに張力付与するように構成され得る。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、張力付与要素は、メンブレンの撓みが最大１０ｍｍに制限されるように、メンブレンに張力付与するように構成され得る。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、突起は、超音波溶接プロセス中に溶融し、メンブレンをトッププレート及び／又はボトムプレートに溶着するエネルギーダイレクタ（ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｒｅｃｔｏｒｓ）として機能することができる。
【0056】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、ボトムプレートは１つ又は複数のバイパスチャネルを備える。第１のバイパスチャネルは、第１のボトムチャネル入口ポート及び／又は第２のボトムチャネル入口ポートとボトムチャネルとを接続することができる。第２のバイパスチャネルは、第１のボトムチャネル出口ポート２６Ａ及び／又は第２のボトムチャネル出口ポートとボトムチャネルとを接続することができる。１つ又は複数のバイパスチャネルは、ボトムチャネルの一部であってもよい。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、バイパスチャネルは、長手溝を備える。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、バイパスチャネルは、接続チャネルを備える。長手溝は、メンブレンから離れる方向に面する第２のボトムプレート面に設けられてもよい。換言すれば、ボトムプレートの第２の面は、ボトムプレートのメンブレンに面する第１の面とは反対側にある。長手溝は、ボトムチャネル及びトップチャネルと平行な主延長線を有することができる。このように、バイパスチャネルとボトムチャネルは、互いにボトムプレートの逆側に配置され得る。バイパスチャネルの長手溝のようなバイパスチャネルは、接続チャネルを介してボトムチャネルに接続されてもよい。接続チャネルは、第１のボトムプレート面に配置されるボトムチャネルから、第２のボトムプレート面に配置されるバイパスチャネルまで延在してもよい。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、バイパスチャネルは、ボトムチャネル及び／又はトップチャネルと平行に延在する。接続チャネルは、ボトムチャネル及びバイパスチャネルに対して斜めに配置される。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、接続チャネルは、ボトムチャネル及び／又はバイパスチャネルの長手溝に対して垂直に延在するように配置される。１つ又は複数のバイパスチャネルは、第１のボトムチャネル入口ポート及び／又は第２のボトムチャネル入口ポートとトップチャネル入口ポートとの間、及び／又は第１のボトムチャネル出口ポート及び／又は第２のボトムチャネル出口ポートとトップチャネル出口ポートとの間に配置され得る。換言すれば、１つ又は複数のバイパスチャネルは、トップチャネルと重ならないボトムプレートの領域に配置することができる。第２のボトムプレート面の、ボトムチャネルがトップチャネルと重ならない領域にバイパスチャネルを設けることにより、第１のボトムプレート面の面積を増加させることができ、これにより、ボトムプレートをメンブレン及び／又はトッププレートに接合するために使用できる面積を増加させることができる。換言すれば、ボトムプレートの材料のより多くを、ボトムプレートをトッププレート及び／又はメンブレンに接合するために使用することができる。これにより、ボトムプレート、トッププレート、及びメンブレン間の密閉性を高めることができる。さらに、この改良された接合により、メンブレンに皺が寄るリスクを低減することができる。
【0057】
バイパスチャネルの長手溝などのバイパスチャネルは、ボトムチャネルと等しいか、又はボトムチャネルよりも大きい高さを有することができる。１つ又は複数の例示的な方法において、バイパスチャネルの長手溝などのバイパスチャネルは、ボトムチャネルよりも大きい高さを有する。バイパスチャネルの高さをボトムチャネルより大きくすることで、ボトムチャネルでの細胞播種時にバイパスチャネルでの細胞付着を減少させることができる。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスでは、細胞はバイパスチャネルを通してボトムチャネルに導入される。バイパスチャネルにおける細胞付着を減少させることで、バイパスチャネルに組織バリアが形成されるのを防ぐか、少なくとも減少させることができ、導入された細胞の大部分は、トップチャネルとボトムチャネルが重なり合い、メンブレンのみによって分離された領域など、バリア様特性を有するマイクロ流体デバイスの領域に到達する。
【0058】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、バイパスチャネルは表面処理が施されていてもよい。バイパスチャネルの表面処理は、ボトムチャネルの表面処理とは異なっていてもよい。バイパスチャネルの長手方向チャネルのようなバイパスチャネルは、バイパスチャネルの表面に設けられた細胞付着防止層を備えてもよい。バイパスチャネルは、例えば細胞付着阻害剤で処理されて細胞付着防止層を形成してもよい。細胞付着阻害剤などの細胞付着防止層は、細胞付着防止層が付与された場所で細胞が成長するのを防ぐ性質を有する。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、 細胞付着阻害剤などの細胞付着防止層は、細胞のための非粘着性コーティングであってもよい。それによって、バイパスチャネルのチャネル特性を細胞付着の観点から変化させ、バイパスチャネルにおける細胞の付着を減少させることができる。バイパスチャネルにおける細胞の付着を減少させることで、バイパスチャネルにおける組織バリアの形成を防ぐか、少なくとも減少させることができ、ボトムチャネル入口ポートから導入された細胞の大部分は、トップチャネルとボトムチャネルが重なり合い、メンブレンのみによって分離された領域などのバリア様特性を有するマイクロ流体デバイスの領域に到達する。それによって、バリア様状態を経験する細胞の数を増加させることができる。バイパスチャネルに細胞付着防止層を設けることは、１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、バイパスチャネルの高さを増加させることと組み合わせて、バイパスチャネルにおける細胞付着をさらに減少させることができる。
【0059】
説明したように、バイパスチャネルの長手溝などのバイパスチャネルは、第２のボトムプレート面に成形され、ボトムチャネルは、第１のボトムプレート面に成形されてもよい。バイパスチャネル及びボトムチャネルは互いにボトムプレートの逆側の面に成形され得るため、ボトムチャネル及びバイパスチャネル面は、異なる金型ツールなど、異なる金型を用いて成形されてもよい。１つ又は複数の例では、第２のボトムプレート面とバイパスチャネルの成形に使用される金型は、事前に細胞付着阻害剤でコーティングされていてもよい。ボトムプレートを成形する前に、金型を細胞付着阻害剤でコーティングしてもよい。ボトムプレートの成形中に、細胞付着阻害剤が金型からバイパスチャネル及び／又は第２のボトムプレート面に転写され、細胞付着防止層がバイパスチャネル、例えばバイパスチャネルの長手チャネルに付与されるようにしてもよい。
【0060】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、マイクロ流体デバイスはボトムカバーシートを備える。ボトムカバーシートはボトムプレートの第２の面に配置されてもよい。ボトムカバーシートは、接着剤による接着、及び接合のうちの１つ又は複数によってボトムプレートの第２の面に配置されてもよい。ボトムカバーシートは、長手溝がボトムプレートとボトムカバーシートとによって囲まれるように、バイパスチャネルの長手溝を覆う。
【0061】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、トッププレートは、複数のトップチャネルを備え、ボトムプレートは、複数のボトムチャネルを備える。
【0062】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、トップチャネル及びボトムチャネルは、それぞれトッププレート及びボトムプレートの長手方向に延在する。トッププレート及び／又はボトムプレートの長手方向は、トッププレート及び／又はボトムプレートの最も長い外縁に平行な方向である。
【0063】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、複数のトップチャネル及び／又は複数のボトムチャネルは、同じ高さ、長さ、及び／又は幅を有する。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、複数のトップチャネル及び／又は複数のボトムチャネルは、同じ寸法を有する。これにより、単一のマイクロ流体デバイスは、複数の実質的に同一のＯＯＣデバイス（ここで、トップチャネル及びボトムチャネルのそれぞれの組み合わせは、単一の臓器をシミュレートする単一のＯＯＣデバイスを構成する）を備え得る。単一のマイクロ流体デバイス上に複数の実質的に同一のＯＯＣデバイスを有することにより、各マイクロ流体デバイス上で、臓器に関するシミュレーションのより多くの再現を実行することができ、シミュレーションの出力を増加させることができる。
【0064】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、複数のトップチャネル及び／又は複数のボトムチャネルは、すべてが同じ長さ、高さ、又は幅であるとは限らない腸などの器官の異なる部分をシミュレートするために、異なる寸法（異なる高さ、長さ、及び／又は幅など）を有する。複数のトップチャネル及び／又は複数のボトムチャネルの高さ、長さ、及び／又は幅を変化させることにより、腸の様々な部分のような器官部分の体積及び／又は表面積の違いをマイクロ流体デバイス内で表現することができる。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、複数のトップチャネル及び／又は複数のボトムチャネルの各々は、十二指腸、空腸、虫垂、盲腸、結腸、及び直腸などの腸のそれぞれの部分をシミュレートするように構成される。臓器の各部分は実質的に異なる表面積を有するため、ＯＯＣデバイスなどのマイクロ流体装置において臓器を最も正確に表現するのは、異なる寸法を有する相互接続されたチャネルを有するマイクロ流体デバイスである。
【0065】
複数のトップチャネル及び／又は複数のボトムチャネルのそれぞれに対する入口ポート及び出口ポートの位置は、チャネルの各々を通る流れ方向に基づいて決定されてもよい。例えば、第１のトップチャネル及び第１のボトムチャネルを通る流れ方向は、第１のトップチャネル及び第１のボトムチャネルに隣接して配置される第２のトップチャネル及び第２のボトムチャネルを通る流れ方向と反対であってもよい。トップチャネルと重なり合うボトムチャネルは、本明細書では、一対のチャネル又はチャネル対と呼ばれることがある。換言すれば、１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、マイクロ流体デバイスは、複数のチャネル対を備えてもよい。各チャネル対は、トップチャネル及び／又はボトムチャネルに沿って対称に配置された複数のボトムチャネルポート及びトップチャネルポートを備えてもよい。例えば、各チャネル対は、トップチャネルの両端部に配置された一対のトップチャネルポートと、一対の第１のボトムチャネルポートと、一対の第２のボトムチャネルポートとを備えてもよく、一対の第２のボトムチャネルポートは、ボトムチャネルの両端部に配置され、一対の第１のボトムチャネルポートは、それぞれのトップチャネルポートとそれぞれの第２のボトムチャネルポートとの間に配置される。トップチャネルポート、第１のボトムチャネルポート、及び第２のボトムチャネルポートのいずれが入口であり出口であるかは、チャネルを通る流れ方向に基づいて決定することができ、入口ポートは各チャネルの出口ポートの上流に配置され、出口ポートは入口ポートの下流に配置される。
【0066】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、マイクロ流体デバイスは、複数のトップチャネル及び／又は複数のボトムチャネルを相互接続するコネクタを備える。コネクタは、第１のトップチャネルと第２のトップチャネルとを接続するように、及び／又は第１のボトムチャネルと第２のボトムチャネルとを接続するように構成されてもよい。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、コネクタは、第１のチャネル対のトップチャネルと第２のチャネル対のボトムチャネルとのように、第１のトップチャネルと第２のボトムチャネルとを接続するように構成されてもよい。複数のトップチャネル及び／又は複数のボトムチャネルを相互接続することにより、腸などの異なる部分を有するより複雑な器官をシミュレートすることができる。コネクタは、第１のトップチャネル及び／又は第１のボトムチャネルからの出口ポートを、第２のトップチャネル及び／又は第２のボトムチャネルの入口ポートに接続するように、例えば流体接続するように、構成されてもよい。複数のコネクタを用いて複数のトップチャネル及び／又はボトムチャネルを接続することにより、複数のトップチャネル及び／又はボトムチャネルを通して連続的な流体の流れを生成することができる。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、コネクタは、ＣＯＣ、ＰＳ、ＰＥＴ及び／又はＰＣのうちの１つ又は複数のような熱可塑性プラスチックから作られ、コネクタを通して生理学的ガス濃度を保持することができる。
【0067】
１つ又は複数の例示的なコネクタにおいて、コネクタは、トップコネクタ部とボトムコネクタ部などの２つの部分から構成され得る。コネクタの２つの部分は、１つ又は複数の例示的なコネクタにおいて、共に接合され１つの一体型コネクタを形成することができる。１つ又は複数の例示的なコネクタにおいて、コネクタの２つの部品は、１つの一体型部品として形成されてもよい。
【0068】
ボトムコネクタ部は、マイクロ流体デバイスの入口及び／又は出口と連通するための、第１及び第２のルアー継手などの、第１の継手及び第２の継手を備えてもよい。第１の継手及び第２の継手は、雄型及び／又は雌型ルアー継手であってもよい。第１の継手及び第２の継手は、第１の継手及び第２の継手にマイクロ流体チャネルが設けられるように、中空であってもよい。
【0069】
ボトムコネクタ部は、第１の継手と第２の継手とを接続するマイクロ流体チャネルを備えることができ、このマイクロ流体チャネルを通じて、流体が第１の継手と第２の継手との間を流れることができる。１つ又は複数の例示的なコネクタにおいて、トップコネクタ部は、コネクタを通る流れを視覚検査できるように、透明である。１つ又は複数の例示的なコネクタにおいて、トップコネクタ部は、マイクロ流体チャネルを備えることができ、そのマイクロ流体チャネルを通して、流体が第１の継手と第２の継手との間を流れることができる。
【0070】
１つ又は複数の例示的なコネクタにおいて、トップコネクタ部は、コネクタ内に構成されたマイクロ流体チャネルを覆うカバーである。
【0071】
１つ又は複数の例示的なコネクタにおいて、コネクタは一体型センサを備えることができる。１つ又は複数の例示的なコネクタにおいて、コネクタは、流体流などの流れを測定するためのセンサをコネクタを通して受け入れるための、センサポートなどのポートを備える。センサを受け入れるポートは、ミニルアーポートなどのルアーポートであってもよい。コネクタを通る流れを測定するためのセンサは、コネクタを通る流れの特性を測定するセンサであってもよい。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、センサはガス及び／又は分析物検知用のセンサであってもよい。コネクタを通る流れを測定するセンサは、ミニルアーベースのようなルアーベースのセンサであってもよい。センサは、酸素センサ、及び経上皮電気抵抗（Ｔｒａｎｓｅｐｉｔｈｅｌｉａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ、ＴＥＥＲ）センサのうちの１つ又は複数であってよい。酸素センサは、１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、チャネル内の細胞培養の細胞代謝のモニタリング、例えばリアルタイムモニタリング、及び／又はチャネル内の培養培地組成のフィードバックループ、例えばリアルタイムフィードバックループのために使用することができる。ＴＥＥＲセンサは、１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、チャネル内の細胞バリアの完全性のリアルタイムモニタリングなどのモニタリング、チャネル内のバリア形成のフィードバックループ、及び／又はチャネルからのインピーダンス分光法の読み出しに使用することができる。
【0072】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、コネクタの第１の継手及び／又は第２の継手の中心軸間の距離は、４．５ｍｍの倍数である。
【0073】
１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、複数のトップチャネル及び複数のボトムチャネルは、互いに平行に配置される。複数のトップチャネル及び複数のボトムチャネルは、互いに所定の距離をおいて配置されてよい。所定の距離は、コネクタの第１の継手と第２の継手との間の距離に対応し得る。
【0074】
以下、様々な例示的な実施形態及び詳細について、関連する場合には図を参照しながら説明する。図が縮尺通りに描かれている場合とそうでない場合があること、及び、同様の構造又は機能を有する要素は、図全体を通して同様の参照符号によって表されていることに留意されたい。また、図は、実施形態の説明を容易にすることのみを意図していることに留意すべきである。これらは、本開示の網羅的な説明として、又は本開示の範囲の限定として意図されるものではない。加えて、図示された実施形態は、図示された全ての態様又は利点を有する必要はない。特定の実施形態に関連して記載された態様又は利点は、必ずしもその実施形態に限定されるものではなく、そのように図示されていなくても、又はそのように明示的に記載されていなくても、他の実施形態において実施することができる。
【0075】
図は、明瞭にするために概略的かつ簡略化されており、単に本開示の理解を助ける詳細を示すだけであり、他の詳細は省略されている。全体を通して、同一又は対応する部分には同一の参照符号が使用される。
【0076】
図１は、本開示による臓器機能をシミュレートするための例示的なマイクロ流体デバイス１の分解図である。マイクロ流体デバイス１は、トッププレート２と、ボトムプレート３と、メンブレン４とを備える。トッププレート２は、トッププレート２の第１の面２２に配置されるトップチャネル（図１には図示せず）を備える。
【0077】
ボトムプレート３は、ボトムプレート３の第１の面３２に配置されるボトムチャネル３１を備える。トップチャネル２１は、トップチャネル２１の全長にわたってボトムチャネル３１と重なっている。本明細書では、トップチャネル２１の全長にわたってボトムチャネル３１に重なるトップチャネル２１は、ボトムチャネル３１に対して平行、例えばトップチャネル２１及び／又はボトムチャネル３１の全長に沿って平行である、トップチャネル２１と見なすことができる。
【0078】
図１に示す例示的なマイクロ流体デバイス１は、マイクロ流体デバイス１上に、メンブレン４によって分離された、重なり合うトップチャネル（図１には示されていない）及びボトムチャネル３１の６つのチャネル対５などの、６つのチャネル対５を備える。６つのチャネル対５は、１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、チャネルの各対が別個の器官を表すように、個別に使用されてもよい。６つのチャネル対５は、１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、臓器の領域ごとに別々のマイクロ流体デバイスを有するのではなく同一のマイクロ流体デバイス上で臓器の様々な領域、例えば腸の様々な領域をモデル化するために、例えばコネクタによって相互接続されてもよい。これにより、単一チャネルのシステムで可能であるチップ上への容易な搭載及び細胞播種を、その容易さを損なうことなく行うことができる。
【0079】
トッププレート２の第１の面２２及びボトムプレートの第１の面３２は、トップチャネル（図１には示されず）とボトムチャネル３１とが互いに面するように、互いに面している。メンブレン４は、トップチャネルとボトムチャネル３１とがメンブレン４によって分離されるように、トッププレート２とボトムプレート３との間に配置される。トップチャネル及びボトムチャネル３１は、液体流及び／又は気体流などのそれぞれの流体流を受け入れるように構成されている。トップチャネル及びボトムチャネル３１がそれぞれの流体流を受け入れると、トップチャネル及びボトムチャネル３１のそれぞれの流体流は、メンブレン４によって分離される。換言すれば、トップチャネルを通る流体流とボトムチャネル３１を通る流体流とは、互いにメンブレン４の逆側を流れる。
【0080】
トッププレート２は、トップチャネルと流体連通するトップチャネル入口ポート２３を備える。
【0081】
トッププレート２は、第１のボトムチャネル入口ポート２４Ａと、第２のボトムチャネル入口ポート２４Ｂとを備える。第１のボトムチャネル入口ポート２４Ａ及び第２のボトムチャネル入口ポート２４Ｂは、いずれもボトムチャネル３１と流体連通するように構成されている。第２のボトムチャネル入口ポート２４Ｂは、第１のボトムチャネル入口ポート２４Ａよりもボトムチャネル３１の長手中心から離れた位置に配置される。図１に示す例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、第１のボトムチャネル入口ポート２４Ａは、第２のボトムチャネル入口ポート２４Ｂとトップチャネル入口ポート２３との間に配置される。
【0082】
第１のボトムチャネル入口ポート２４Ａは、１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、例えば細胞播種ポートなどの、ボトムチャネルにおける細胞播種用の専用入口ポートとして構成され得る。第２のボトムチャネル入口ポート２４Ｂは、１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイス１において、マイクロ流体デバイス１のボトムチャネルを通る流体流のための流れ入口ポートとして構成されてもよく、この流体流は、ボトムチャネルに播種された細胞にせん断応力を与え、細胞に新鮮な培地を供給し、代謝廃棄物を除去しながら、細胞の循環又は分子及び細胞シグナルのための環境を提供する。第１のボトムチャネル入口ポートをトップチャネル入口ポートの近傍に設けることで、細胞によって形成される組織バリアは、トップチャネル２１と重なる割合が小さい第２のボトムチャネル入口ポート２４Ｂを介して細胞を播種した場合に不必要に長いボトムチャネル３１に形成されるのではなく、大部分がトップチャネル２１とボトムチャネル３１との間に形成される。
【0083】
図１に示す例示的なマイクロ流体デバイス１では、トッププレート２は、トップチャネル２１と流体連通するトップチャネル出口ポート２５を備える。トッププレート２は、ボトムチャネル３１と流体連通する第１のボトムチャネル出口ポート２６Ａ及び第２のボトム出口ポート２６Ｂを備える。入口ポート及び出口ポートの位置は、チャネル対５のそれぞれを通る流れ方向に基づいて決定することができる。図１に示す例示的なマイクロ流体デバイス１では、最上部のチャネル対５を通る流れ方向は、流れが入口ポート２３、２４Ａ、２４Ｂから出口ポート２５、２６Ａ、２６Ｂに向かうように、図の左から右に向かう方向である。しかしながら、１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイス１では、ポート２５、２６Ａ、２６Ｂが入口ポートとして機能し、ポート２３、２４Ａ、２４Ｂが出口ポートとして機能するように、流れは反対方向であってもよい。チャネル対５を通る流れ方向は、１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、１対おきのチャネル対を通る流れ方向がチャネルの前の対を通る流れ方向と反対であるように、交互であってもよい。各チャネル対を通る流れ方向、例えば各チャネル対のボトムチャネルとトップチャネルとを通る流れ方向は、同じであってもよい。
【0084】
図１の例示的なマイクロ流体デバイス１において、トッププレート２は、ボトムチャネル３１と流体連通する第２のボトムチャネル出口ポート２６Ｂを備える。第２のボトムチャネル出口ポート２６Ｂは、第１のボトムチャネル出口ポート２６Ａよりもボトムチャネル３１の長手中心から離れた位置に配置される。
【0085】
図１の例示的なマイクロ流体デバイス１において、トップチャネル入口ポート２３、第１のボトムチャネル入口ポート２４Ａ、第２のボトムチャネル入口ポート２４Ｂ、トップチャネル出口ポート２５、第１のボトムチャネル出口ポート２６Ａ及び／又は第２のボトムチャネル出口ポート２６Ｂは、トッププレート２の第２の面２８に対して垂直に配置される。本明細書において、ポートがトッププレート２の第２の面２８に対して垂直に配置されるとは、ポートの中心軸Ｘｃ，ｐｏｒｔｓがトッププレート２の第２の面２８に対して垂直に延在することを意味する。
【0086】
図１の例示的なマイクロ流体デバイス１では、トッププレート２は、ボトムチャネル３１をモニタリングするセンサを受け入れるための、１つ又は複数のボトムチャネルセンサポート２７Ａなどのボトムチャネルセンサポート２７Ａを備える。
【0087】
図１の例示的なマイクロ流体デバイス１では、トッププレート２は、トップチャネル２１をモニタリングするセンサを受け入れるための、１つ又は複数のボトムチャネルセンサポート２７Ｂなどのトップチャネルセンサポート２７Ｂを備える。
【0088】
トップチャネル入口ポート２３、第１のボトムチャネル入口ポート２４Ａ、第２のボトムチャネル入口ポート２４Ｂ、トップチャネル出口ポート２５、第１のボトムチャネル出口ポート２６Ａ、第２のボトムチャネル出口ポート２６Ｂ、ボトムチャネルセンサポート２７Ａ及び／又はトップチャネルセンサポート２７Ｂなどのポートは、ミニルアーポートなどのルアーポートであってよい。
【0089】
図１の例示的なマイクロ流体デバイス１において、メンブレン４は、流体が、ボトムチャネルと、第１のボトムチャネル入口ポート２４Ａ、第２のボトムチャネル入口ポート２４Ｂ、第１のボトムチャネル出口ポート２６Ａ及び第２のボトムチャネル出口ポート２６Ｂと、の間のメンブレン４を通ってボトムプレート３のボトムチャネル３１に流れることを可能にするための、第１のボトム入口開口部４４Ａ、第２のボトム入口開口部４４Ｂ、第１のボトム出口開口部４６Ａ及び第２のボトム出口開口部４６Ｂを備える。メンブレン４はまた、ボトムセンサポート２７Ａに配置されたセンサがメンブレン４を通ってボトムチャネル３１内に突出することを可能にするための、複数のセンサ開口部４７Ａを備える。
【0090】
図１の例示的なマイクロ流体デバイス１において、トップチャネルセンサポート２７Ｂは、トッププレート２の第２の面２８から突出する隆起部分２９を備え、トップセンサポート２７Ｂは、ボトムセンサポート２７Ａよりも第２の面から突出している。
【0091】
図１の例示的なマイクロ流体デバイス１において、トップチャネル２１及びボトムチャネル３１は、それぞれトッププレート２及びボトムプレート３の長手方向に延在する。
【0092】
図１の例示的なマイクロ流体デバイス１において、複数のトップチャネル２１は、同じ高さ、長さ及び／又は幅を有する。図１の例示的なマイクロ流体デバイス１において、複数のボトムチャネル３１もまた、同じ高さ、長さ及び／又は幅を有してよい。
【0093】
トッププレート２及び／又はボトムプレート３は、ＣＯＣ、ＰＳ、ＰＣのうちの１つ又は複数で作ることができる。メンブレン４は、ＣＯＣ、ＰＥＴ、ＰＣのうちの１つ又は複数で作ることができる。
【0094】
図２は、図１に示すマイクロ流体デバイス１のトッププレート２のメンブレンに対向する第１の面２２の透視図である。図２に見られるように、トッププレートは、トッププレートの第１の面２２上に配置された複数のトップチャネル２１を備える。図２に示す例示的なトッププレートでは、トッププレートは、互いに平行に配置された６つのトップチャネル２１を備える。トップチャネル２１のそれぞれは、それぞれのトップチャネル入口ポート２３とそれぞれのトップチャネル出口ポート２５との間に延在する。各ボトムチャネルに関連するボトムチャネル入口ポート２４Ａ、２４Ｂ及びボトムチャネル出口ポート２６Ａ、２６Ｂは、それぞれのトップチャネル２１の長手軸Ｘｔｃの延長線に沿って配置されている。
【0095】
第１のボトムチャネル入口ポート２４Ａ、第２のボトムチャネル入口ポート２４Ｂ、トップチャネル入口ポート２３、トップチャネル出口ポート２５、第１のボトムチャネル出口ポート２６Ａ、及び／又は第２のボトムチャネルは、互いに４．５ｍｍの倍数である間隔をあけて配置されてもよい。
【0096】
図３は、本開示による組み立てられた例示的なマイクロ流体デバイス１を示す透視図である。トッププレート２、ボトムプレート３、及びメンブレン（図３には図示せず）は、例えば超音波溶接を使用して、ソリッド構造を形成するために共に接合されてもよい。超音波溶接を用いてトッププレート及びボトムプレートとメンブレンとを接合することにより、一体構造のブロックを形成することができ、これにより、トッププレート２、ボトムプレート３及び／又はメンブレン４の間のマイクロ流体デバイスへのガスの侵入を防止することができる。トッププレート２及びボトムプレート３は、マイクロ流体デバイス１の全周を囲む溶接部７によって接合されてもよく、溶接部は超音波溶接中に形成されてもよい。マイクロ流体デバイス１の全周に溶接部７を設けることにより、マイクロ流体デバイス１のチャネルのいずれか、例えばトップチャネル２１及び／又はボトムチャネル３１のいずれかに漏れが生じたとしても、流体がマイクロ流体デバイス１から流出することはない。
【0097】
図４は、本開示による例示的なマイクロ流体デバイス１の断面の透視図であり、トップチャネル２１及びボトムチャネル３１の長手方向に見た図である。トップチャネル２１及びボトムチャネル３１は、トップチャネル２１の全長にわたって重なり、メンブレン４によって分離されるように配置される。
【0098】
メンブレン４が確実に所定位置に保持されるように、かつ／又は超音波溶接時などの組み立て時に伸張されるように、トッププレート２及びボトムプレート３は、メンブレン４に張力付与するための張力付与要素５１、５２を備える。
【0099】
図４に示す例示的なマイクロ流体デバイス１では、トッププレート２は複数の第１の張力付与要素５１を備え、ボトムプレート３は複数の第２の張力付与要素５２を備える。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、第１の張力付与要素５１は、トッププレート２のメンブレン対向面２２に形成された隆起部などの突起であってもよい。第１の張力付与要素５１が突起である場合、第１の張力付与要素５１は、１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、第１の張力付与要素５１の断面のように、第１の張力付与要素５１の近位端が遠位端よりも広くなるように、くさび形状であってもよく、ここで、近位端はメンブレンに対向面２２に最も近い端であり、遠位端はメンブレン対向面２２から最も遠い端である。換言すれば、第１の張力付与要素５１の幅は、第２の張力付与要素５２において、メンブレン対向面から接合面に向かって減少し得る。第２の張力付与要素５２は、第１の張力付与要素５１の突起を受け入れるためにボトムプレート３のメンブレンに対向する第１の面３２に配置されたくぼみであってよい。１つ又は複数の例示的な方法において、張力付与要素は、トップチャネル及び／又はボトムチャネルの両側に配置されてもよい。それにより、メンブレンは、マイクロ流体デバイスの組立中にメンブレンがトップチャネル及びボトムチャネル上に伸張されるように、トップチャネル及び／又はボトムチャネルの両側に配置された張力付与要素の間に伸張され得る。
【0100】
突起５１及び／又はくぼみ５２は、それぞれトップチャネル２１及びボトムチャネル３１の長さに沿って延在し得る。組立工程中にトッププレート２がボトムプレート３に押し付けられると、突起５１はメンブレン４をくぼみ５２に押し付ける。図４に示す例示的なマイクロ流体デバイス１では、トップチャネル２１及びボトムチャネルの両側に張力要素が配置されている。図４の例示的なマイクロ流体デバイスでは、突起５１がトップチャネルの両側に配置され、対応するくぼみ５２がボトムチャネルの両側に配置され、メンブレン４がそれぞれの突起５１によってくぼみ５２のそれぞれに押し込まれ、メンブレンがトップチャネル２１及びボトムチャネル３１上に伸張されるようになっている。突起はさらに、超音波溶接プロセス中に溶融し、メンブレン４をトッププレート２及び／又はボトムプレート３に溶接するエネルギーダイレクタとして機能することができる。さらなる突起５１ａ及び対応するくぼみ５２ａは、それぞれトッププレート２及びボトムプレート３の外縁に沿って配置されてもよい。
【0101】
トップチャネル２１は、０．２～２ｍｍの範囲の高さＨＴＣを有し得る。ボトムチャネル３１は、０．１～０．５ｍｍの範囲の高さＨＢＣを有し得る。トップチャネル２１は、０．１５～２．５ｍｍの範囲、例えば０．２５～２ｍｍの範囲の幅ＷＴＣを有し得る。ボトムチャネル３１は、０．１５～２．５ｍｍの範囲、例えば０．２５～２ｍｍの範囲など、トップチャネルの幅ＷＴＣに等しい幅ＷＢＣを有し得る。
【0102】
図５は、トップチャネル２１及びボトムチャネル３１の長手方向に垂直な方向から見た、本開示による組み立てられた例示的なマイクロ流体デバイス１の断面の透視図である。図５では、トッププレート１上の例示的なトップ入口ポート２３、例示的なトップ出口ポート２５、例示的なボトム入口ポート２４Ａ及び例示的なボトム出口ポート２６Ａの配置が示されている。トップ入口ポート２３、トップ出口ポート２５、ボトム入口ポート２４Ａ及びボトム出口ポート２６Ａは、トップチャネル２１及び／又はボトムチャネル３１の長手方向の延長線に対して垂直に配置されるように、それぞれのチャネル２１、３１の真上に配置される。入口及び／又は出口をトップチャネル２１及び／又はボトムチャネル３１の両側に配置する代わりに、トップ入口ポート２３、トップ出口ポート２５、ボトム入口ポート２４Ａ及びボトム出口ポート２６Ａをトップチャネル２１及び／又はボトムチャネル３１の真上に配置することにより、トップ入口ポート２３及びボトム入口ポート２４Ａ、並びにトップ出口ポート２５及びボトム出口ポート２６Ａを互いに近づけることができるので、トップチャネル２１とボトムチャネル３１との間でより高い重複領域を達成することができる。トップチャネル２１及び／又はボトムチャネル３１は、トップチャネル２１及び／又はボトムチャネル３１のそれぞれの入口と出口との間の距離などの長さが、４．５ｍｍの倍数であってもよい。図５に見られるように、第１のボトム入口開口部４４Ａ及び第１のボトム出口開口部４６Ａは、それぞれボトム入口ポート２４Ａ及びボトム出口ポート２６Ａと重なるようにメンブレン４に配置されている。対照的に、トップ入口ポート２３及びトップ出口ポート２５の位置にはメンブレンに開口部は存在しない。したがって、メンブレンは、第１のボトム入口ポート２４Ａ及び／又は第１のボトム出口ポート２６Ａを通ってボトムチャネル３１に入る流体流を許容する一方で、トップ入口ポート２３及び／又はトップ出口ポート２５を通ってボトムチャネル３１に入る流体流を阻止することができる。メンブレンは多孔性であってもよく、従って、コンフルエントな組織細胞層がメンブレン上に形成される前に、トップチャネルとボトムチャネルとの間のいくらかの流体流がメンブレンを通して生じてもよい。それゆえ、トップ入口ポート２３及び／又はトップ出口ポート２５を通ってボトムチャネル３１に入る流体流を防止することは、本明細書では、トップ入口ポート２３及び／又はトップ出口ポート２５を通ってボトムチャネル３１に入る流体流の大部分を防止することと理解することができる。細胞層がメンブレン上に形成されている場合、細胞はトップチャネルとボトムチャネルとの間の流体の交換を制御することができる。
【0103】
図６は、本開示の１つ又は複数の実施例によるマイクロ流体デバイス１の、複数のトップチャネル２１及び／又は複数のボトムチャネル３１を相互接続するコネクタ６を示す。コネクタ６は、第１のトップチャネル及び／又は第１のボトムチャネルからの出口ポートを、第２のトップチャネル及び／又は第２のボトムチャネルの入口ポートに接続するように構成される。複数のコネクタ６を用いて複数のトップチャネル及び／又は複数のボトムチャネルを接続することにより、複数のトップチャネル及び／又はボトムチャネルを通して連続的な流体流を生成することができる。１つ又は複数の例示的なコネクタにおいて、コネクタ６は、ＣＯＣ、ＰＳ、ＰＥＴ及び／又はＰＣのうちの１つ又は複数などの熱可塑性プラスチックから作られる。それにより、流れの生理学的ガス濃度をコネクタ６を通して保持することができる。図６に示す例示的なコネクタ６は、ボトムコネクタ部６１及びトップコネクタ部６２などの２つの部分を備える。ボトムコネクタ部６１及びトップコネクタ部６２は、一体化された１つのコネクタ６を形成するように共に接合されてもよい。図６に示す例示的なボトムコネクタ部６２は、マイクロ流体デバイスの入口及び／又は出口と連通するための第１の継手６３Ａ及び第２の継手６３Ｂを備える。第１の継手６３Ａ及び第２の継手６３Ｂは、第１の継手６３Ａ及び第２の継手６３Ｂにマイクロ流体チャネルが設けられるように、中空であってもよい。第１の継手６３Ａ及び第２の継手６３Ｂは、第１のミニルアー継手及び第２のミニルアー継手などの、第１のルアー継手及び第２のルアー継手であってもよい。図６の例示のコネクタ６では、第１の継手６３Ａ及び第２の継手６３Ｂは、雄型ルアー継手である。ボトムコネクタ部６１は、第１の継手６３Ａと第２の継手６３Ｂとを接続するマイクロチャネルを備える。図６に示す例示的なコネクタ６において、トップコネクタ部６２は、コネクタ６に構成されるマイクロチャネルを覆う平坦なカバーである。トップコネクタ部６２は、コネクタ６を通る流れを視覚検査できるように透明であってもよい。コネクタ６の第１の継手６３Ａと第２の継手６３Ｂの中心軸間の距離Ｄｆは、マイクロ流体デバイス１の２つの平行なチャネル、例えば２つの平行なトップチャネル及び／又は２つの平行なボトムチャネルの間の距離に対応する。距離Ｄｆは、４．５ｍｍの倍数であってもよい。
【0104】
図７は、本開示の１つ又は複数の実施例によるマイクロ流体デバイス１の複数のトップチャネル２１及び／又は複数のボトムチャネルを相互接続するためのコネクタ６を示す。図７に示される例示的なコネクタのボトムコネクタ部６２は、図６に示される例示的なコネクタ６のボトムコネクタ部６２に対応し、マイクロ流体デバイス１の入口及び／又は出口と相互接続するための第１の継手６３Ａ及び第２の継手６３Ｂを備える。図７に示す例示的なコネクタ６において、トップコネクタ部６２は、流れの特性など、流れを測定するためのセンサをコネクタ６を通して受け入れるための、センサポートなどのポート６４を備える。ポート６４は、ボトムコネクタ部６１のマイクロ流体チャネルと流体連通している。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイス１において、ポート６４は、酸素センサ及び／又はＴＥＥＲセンサなどの、ガス及び／又は分析物検知用のセンサを受け入れるように構成されてもよい。ポート６４は、ミニルアーポートなどのルアーポートであってもよい。トップコネクタ部６２は、コネクタ６を通る流れを視覚検査できるように透明であってもよい。
【0105】
図８は、図７に示す例示的なコネクタの断面図である。ボトムコネクタ部６１は、第１の継手６３Ａと第２の継手６３Ｂとを接続するマイクロチャネル６５を備える。したがって、流体は、流路６６に沿って、第１の継手６３Ａと第２の継手６３Ｂとの間のマイクロチャネル６４を流れることができる。トップコネクタ部分６２は、コネクタ６を通る流れを視覚検査できるように、透明であってもよい。
【0106】
図９は、本開示による例示的なマイクロ流体デバイス１の断面の透視図であり、断面は、トップチャネル２１及びボトムチャネル３１の長手方向に切断されたものである。図９の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、ボトムプレート３は、１つ又は複数のバイパスチャネル３３を備える。第１のバイパスチャネル３３は、第１のボトムチャネル入口ポート２４Ａとボトムチャネル３１とを接続することができる。第２のバイパスチャネル３３は、第１のボトムチャネル出口ポート２６Ａとボトムチャネル３１とを接続することができる。１つ又は複数のバイパスチャネル３３は、ボトムチャネル３１の一部であってもよい。バイパスチャネル３３は、メンブレン４から離れる方向に面する第２のボトムプレート面３４に設けられる長手溝３３Ａと、接続チャネル３３Ｂとを備えてもよい。接続チャネル３３Ｂは、第１のボトムプレート面３２に配置されるボトムチャネル３１から、第２のボトムプレート面３４に配置されるバイパスチャネル３３の長手溝３３Ａまで延在することができる。接続チャネル３３Ｂは、ボトムチャネル３１及びバイパスチャネル３３の長手溝３３Ａに対して斜めに配置される。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、接続チャネル３３Ｂは、ボトムチャネル３１及び／又はバイパスチャネル３３の長手溝３３Ａに対して垂直に延在するように配置される。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、接続チャネル３３Ｂは、第１のボトムプレート面３２から第２のボトムプレート面３４まで延在する貫通孔などの貫通チャネルであってもよい。１つ又は複数のバイパスチャネル３３は、第１のボトムチャネル入口ポート２４Ａとトップチャネル入口ポート２３との間、及び／又は第１のボトムチャネル出口ポート２６Ａとトップチャネル出口ポート２５との間に配置されてもよい。換言すれば、１つ又は複数のバイパスチャネル３３は、トップチャネル２１と重ならないボトムプレート３の領域に配置されてもよい。バイパスチャネル３３の長手溝３３Ａのようなバイパスチャネル３３を、ボトムチャネル３１がトップチャネル２１と重ならない領域において第２のボトムプレート面３４に設けることによって、第１のボトムプレート面３２の面積を増加させることができ、これは、ボトムプレート３をメンブレン４及び／又はトッププレート２に接合するために使用できる面積を増加させる。換言すれば、より多くのボトムプレート３の材料を、ボトムプレート３をトッププレート及び／又はメンブレンに接合するために使用することができる。これによって、ボトムプレート３、トッププレート３、及び／又はメンブレン４のより良好な密閉性を形成することができる。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、マイクロ流体デバイスはボトムカバーシート（図９には示されず）を備える。ボトムカバーシートは、ボトムプレート３の第２の面３４に配置されてもよい。ボトムカバーシートは、接着剤による接着、及び接合のうちの１つ又は複数によってボトムプレートの第２の面３４に配置されてもよい。ボトムカバーシートは、長手溝３３Ａがボトムプレート３とボトムカバーシートとによって囲まれるように、バイパスチャネル３３の長手溝３３Ａなどのバイパスチャネル３３を覆う。図１０は、本開示による例示的なマイクロ流体デバイス１の断面の透視底面図である。バイパスチャネル３３は、メンブレン４から離れる方向に面する第２のボトムプレート面３４に設けられた長手溝３３Ａを備える。換言すれば、ボトムプレート３の第２の面３４は、ボトムプレート３のメンブレンに面する第１の面３２の反対側である。長手溝３３Ｂは、ボトムチャネル３１及びトップチャネル２１と平行な主延長線を有することができる。バイパスチャネル３３及びボトムチャネル３１は、このように、ボトムプレート３の互いに逆側、例えば第１のボトムプレート面３２及び第２のボトムプレート面３４に配置されてもよい。マイクロ流体デバイスはボトムカバーシート（図１０には示されず）を備える。ボトムカバーシートはボトムプレート３の第２の面３４に配置されてもよい。ボトムカバーシートは、接着剤による接着、及び接合のうちの１つ又は複数によってボトムプレートの第２の面３４に配置されてもよい。ボトムカバーシートは、長手溝３３Ａがボトムプレート３とボトムカバーシートとによって囲まれるように、バイパスチャネル３３の長手溝３３Ａなどのバイパスチャネル３３を覆う。１つ又は複数のバイパスチャネル３３は、第１のボトムチャネル入口ポート２４Ａとトップチャネル入口ポート２３との間に配置されてもよい。
【0107】
図１１は、本開示によるバイパスチャネル３３を含む例示的なマイクロ流体デバイス１の断面の近接図である。図９及び図１０に関連して説明されたように、バイパスチャネル３３は、１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、第１のボトムチャネル入口ポート２４Ａとトップチャネル入口ポート２３との間に配置されてもよい。換言すれば、１つ又は複数のバイパスチャネル３３は、トップチャネル２１と重ならないボトムプレート３の領域に配置されてもよい。バイパスチャネル３３の長手溝３３Ａのようなバイパスチャネル３３を、第１のボトムチャネル入口ポート２４Ａとトップチャネル入口ポート２３との間、及び／又は第１のボトム出口ポート２６Ａとボトムチャネル出口ポートとの間、例えばボトムチャネル３１がトップチャネル２１と重ならない領域に、第２のボトムプレート面３４に設けることによって、第１のボトムプレート面３２の面積を増大させることができる。それにより、ボトムプレート３をメンブレン４及び／又はトッププレート２に接合するために使用できる追加領域３５が形成される。ボトムチャネルが第１のボトムチャネル入口ポート２４Ａ及び／又は第１のボトムチャネル出口ポート２６Ａまで延在する場合には利用できないこの追加領域３５は、張力付与要素５１Ｃ、５２Ｃ、５１Ｄ、５２Ｄのような追加の張力付与要素５１、５２を追加するための空間を提供することができる。したがって、より多くのボトムプレート３の材料を、ボトムプレート３をトッププレート及び／又はメンブレンに接合するために使用することができる。これにより、ボトムプレート３、トッププレート３、及び／又はメンブレン４の間の密閉性を高めることができる。バイパスチャネル３３の長手溝３３Ａのようなバイパスチャネル３３は、ボトムチャネル３１の高さＨＢＣ（図１１には示されず）と等しいか、又はそれよりも大きい高さＨＢＰＣを有することができる。バイパスチャネル３３の高さＨＢＰＣは、本明細書では、長手溝３３Ａの底面から第２のボトムプレート面３４までの距離として見ることができる。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、バイパスチャネル３３の高さＨＢＰＣは、ボトムチャネル３１の高さＨＢＣよりも大きい。バイパスチャネルの高さＨＢＰＣをボトムチャネルの高さＨＢＣよりも大きくすることで、ボトムチャネル３１での細胞播種時にバイパスチャネル３３での細胞付着を減少させることができる。バイパスチャネルにおける細胞付着を減少させることで、バイパスチャネルにおける組織バリアの形成を防ぐか、少なくとも減少させることができ、導入された細胞の大部分は、トップチャネル２１とボトムチャネル３１が重なり、メンブレン４のみによって分離されている領域などの、バリア様特性を有するマイクロ流体デバイス１の領域に到達する。
【0108】
図１２は、バイパスチャネル３３を備える例示的なボトムプレート３の近接図を開示する。バイパスチャネル３３は、１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、表面処理が施されていてもよい。当該表面処理は、ボトムチャネル３１の表面処理とは異なっていてもよい。バイパスチャネル３３、例えばバイパスチャネル３３の長手チャネル３３Ａは、細胞付着防止層３６を含んでいてもよい。細胞付着防止層３６は、バイパスチャネル３３の面、例えば内面に配置されてもよい。バイパスチャネル３３は、例えば細胞付着阻害剤で処理され、細胞付着防止層３６を形成していてもよい。細胞付着阻害剤などの細胞付着防止層３６は、細胞付着防止層３６及び／又は細胞付着阻害剤が適用された場所での細胞の成長を防止する特性を有し得る。１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、細胞付着阻害剤などの細胞付着防止層３６は、細胞のための非粘着性コーティングであってもよい。それによって、バイパスチャネルのチャネル特性を細胞付着の観点から変化させ、バイパスチャネルにおける細胞の付着を減少させることができる。バイパスチャネルにおける細胞の付着を減少させることで、バイパスチャネルにおける組織バリアの形成を防止するか、少なくとも減少させることができ、導入された細胞の大部分は、トップチャネル２１とボトムチャネル３１とが重なり、メンブレン４のみによって分離されている領域などのバリア様特性を有するマイクロ流体デバイス１の領域に到達する。それにより、バリア様状態を経験する細胞数を増加させることができる。バイパスチャネル３３に細胞付着防止層を設けることは、１つ又は複数の例示的なマイクロ流体デバイスにおいて、バイパスチャネルの高さＨＢＰＣを増加させることと組み合わせ、バイパスチャネル３３における細胞付着をさらに減少させることができる。
【0109】
上述したように、バイパスチャネル３３の長手溝のようなバイパスチャネル３３Ａは、第２のボトムプレート面３４に成形され、ボトムチャネル３１は、第１のボトムプレート面３２に成形されてもよい。バリア様特性を有する部分の一部である、バイパスチャネル３３及びボトムチャネル３１は、互いにボトムプレート３の逆側の面に成形され得るため、ボトムチャネル３１及びバイパスチャネル３３の表面は、異なる金型ツールなど、異なる金型を用いて成形されてもよい。１つ又は複数の例では、第２のボトムプレート面３４及びバイパスチャネル３３の成形に使用される金型は、細胞付着阻害剤でコーティングされていてもよい。ボトムプレート３の成形中に、細胞付着防止層３６がバイパスチャネル３３、例えばバイパスチャネル３３の長手チャネル３３Ａに付与されるように、細胞付着阻害剤が金型からバイパスチャネル３３及び／又は第２のボトムプレート面３４に転写されてもよい。
【0110】
ボトムカバーシート３７は、バイパスチャネル３３を囲むようにボトムプレート第２の面３４にさらに設けられてもよい。ボトムカバーシート３７は、ボトムプレート第２の面３４に接着、例えば接着剤による接着、及び接合のうちの１つ又は複数による接着によって配置されてもよい。ボトムカバーシート３７は、長手溝３３Ａが囲まれるように、バイパスチャネル３３の長手溝３３Ａを覆う。
【0111】
図１～図１２に記載された実施形態で言及された特徴は、これらの特定の実施形態に限定されないことに留意されたい。マイクロ流体デバイス及びその中に構成される構成要素に関連し、図４、図５のマイクロ流体デバイスに関連して言及される任意の特徴、例えば、マイクロ流体デバイスの寸法、及びマイクロ流体デバイス中に構成されるチャネル、例えば、トップチャネル、ボトムチャネル、及び／又はバイパスチャネルは、図１～図３及び／又は図９～図１２に関連して説明されるマイクロ流体デバイスにも適用可能であり、その逆もまた同様である。
【0112】
「第１」、「第２」、「第３」、「第４」、「主」、「二次」、「三次」などの用語の使用は、特定の順序を意味するものではなく、個々の要素を特定するために含まれている。さらに、「第１」、「第２」、「第３」、「第４」、「主」、「二次」、「三次」などの用語の使用は、いかなる順序又は重要性を示すものではなく、むしろ、「第１」、「第２」、「第３」、「第４」、「主」、「二次」、「三次」等の用語は、ある要素を別の要素から区別するために使用される。「第１」、「第２」、「第３」、「第４」、「主」、「二次」、「三次」などの語は、ここ又は他の場所においても、ラベル付けのみを目的として使用されており、特定の空間的又は時間的順序を示すことを意図していないことに留意されたい。さらに、第１の要素のラベル付けは、第２の要素の存在を意味するものではなく、その逆もまた同様である。
【0113】
「備える」という語は、列挙された要素以外の要素やステップの存在を必ずしも排除するものではないことに留意されたい。
【0114】
要素に先行する「１つの」という語は、そのような要素が複数存在することを排除するものではないことに留意されたい。
【0115】
特徴を示し説明してきたが、これらは特許請求の範囲に開示された発明を限定することを意図したものではなく、特許請求される開示の範囲から逸脱することなく様々な変更及び修正がなされ得ることが当業者には明らかであることが理解されるであろう。したがって、本明細書及び図面は、制限的な意味ではなく例示的な意味で認識されるべきである。特許請求の範囲に開示された発明は、全ての代替物、修正物、及び等価物を包含することを意図している。
【0116】
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【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図】
【国際調査報告】