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(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】2025-07-03
(54)【発明の名称】流体から粒子を除去するための方法及びデバイス
(51)【国際特許分類】
G01N 1/28 20060101AFI20250626BHJP
G01N 1/10 20060101ALI20250626BHJP
G01N 37/00 20060101ALI20250626BHJP
【ＦＩ】
G01N1/28 J
G01N1/10 D
G01N37/00 101
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024575173
(86)(22)【出願日】2023-06-21
(85)【翻訳文提出日】2025-02-06
(86)【国際出願番号】 IB2023056427
(87)【国際公開番号】W WO2023248159
(87)【国際公開日】2023-12-28
(31)【優先権主張番号】63/354,848
(32)【優先日】2022-06-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/425,468
(32)【優先日】2022-11-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/506,603
(32)【優先日】2023-06-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】524062087
【氏名又は名称】ソルベンタム インテレクチュアル プロパティズ カンパニー
(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】100146466
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 正俊
(74)【代理人】
【識別番号】100202418
【弁理士】
【氏名又は名称】河原 肇
(72)【発明者】
【氏名】カート ジェイ．ハルバーソン
(72)【発明者】
【氏名】スティーブン ピー．スワンソン
(72)【発明者】
【氏名】アレクシー ジェイ．ヤング
(72)【発明者】
【氏名】アレクサンドラ エル．クランプトン
(72)【発明者】
【氏名】エミリー エス．サベラ
(72)【発明者】
【氏名】ブライアン ジェイ．ゲイツ
(72)【発明者】
【氏名】セムラ コラック アタン
(72)【発明者】
【氏名】ジェラルド ケー．ラスムッセン
(72)【発明者】
【氏名】イバン ディー．ブルティネル
(72)【発明者】
【氏名】ケイティ エフ．ウラシン
【テーマコード（参考）】
2G052
【Ｆターム（参考）】
2G052AA30
2G052AB16
2G052AD06
2G052AD29
2G052AD46
2G052DA08
2G052DA09
2G052ED16
2G052GA29
2G052JA01
2G052JA07
(57)【要約】
本開示は、流体から粒子を除去するための方法及びデバイスを提供する。赤血球を除去するための方法は、第１の表面にわたって延びている微細構造を含む微細構造化基材を有するデバイスを得ることを含み、当該微細構造の外面の少なくとも一部は、毛細管作用を可能にするように構成されている。デバイスはまた、微細構造化基材の第１の表面の頂部から選択された距離だけ離れて配置されたカバーと、微細構造化基材の第１の表面の周囲に沿って微細構造化基材の第１の表面にカバーを取り付ける少なくとも１つの側壁部とを含む。本方法は、更に、毛細管作用によって第１のアパーチャを通して、ある体積の血液でデバイスを充填することと、赤血球の少なくとも一部が微細構造の第１の開放容積内に沈降するのに十分な時間待機することと、圧力をデバイスに印加し、それによって、微細構造の第１の開放容積内に赤血球の少なくとも一部が保持された血液の初期体積の一部をデバイスから流出させることと、を含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
血液から赤血球を分離する方法であって、ａ）
１）微細構造化基材の第１の表面にわたって延びている複数の微細構造を備える微細構造化基材であって、前記複数の微細構造の外面の少なくとも一部は、毛細管作用を可能にするように構成されている、微細構造化基材と、
２）前記微細構造化基材の前記第１の表面の頂部から選択された距離だけ離れて配置されたカバーと、
３）前記微細構造化基材の前記第１の表面の周囲に沿って前記微細構造化基材の前記第１の表面に前記カバーを取り付ける少なくとも１つの側壁部と、
４）前記微細構造化基材又は前記カバーのうちの少なくとも１つによって画定された第１のアパーチャと、
５）前記微細構造化基材又は前記カバーのうちの少なくとも１つによって画定された第２のアパーチャと、を備え、
前記微細構造化基材の前記第１の表面は、前記少なくとも１つの側壁部と共に、各微細構造の底部から頂部までの前記複数の微細構造の間に位置した開放空間の合計である第１の開放容積を画定し、前記カバーは、前記微細構造化基材の前記第１の表面の頂部及び少なくとも１つの側壁部と共に、前記第１の開放容積に隣接して位置した第２の開放容積を画定し、前記第１の開放容積と前記第２の開放容積とを合わせた合計を１００％開放容積とすると、前記第１の開放容積は、前記１００％の開放容積のうち、前記血液中に存在する赤血球の体積パーセントよりも大きなパーセントを有する、デバイスを得ることと、
ｂ）毛細管作用によって前記第１のアパーチャを通して、ある体積の血液で前記デバイスを充填することと、
ｃ）前記赤血球の少なくとも一部が前記複数の微細構造の前記第１の開放容積内に沈降するのに十分な時間待機することと、
ｄ）圧力を前記デバイスに印加し、それによって、前記複数の微細構造の前記第１の開放容積内に前記赤血球の少なくとも一部が保持された血液の初期体積の少なくとも１０％を、前記第１のアパーチャ又は前記第２のアパーチャのいずれかを通して前記デバイスから流出させることと、を含む、方法。
【請求項2】
前記少なくとも１つの側壁部が、前記微細構造化基材の一部である、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記血液の少なくとも１５％、少なくとも２０％、又は少なくとも３０％が、前記圧力の印加時に前記デバイスから流出する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項4】
前記時間が、前記赤血球の少なくとも２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、又は少なくとも９０％が、前記複数の微細構造の前記第１の開放容積内に沈降するのに十分である、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
前記微細構造化基材が、微細構造化フィルムである、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
前記複数の微細構造の前記外面の少なくとも一部が、界面活性剤、表面処理剤、親水性ポリマー、凝集剤、又はこれらの任意の組み合わせを含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項7】
前記凝集剤が、親水性かつ非溶血性である、請求項６に記載の方法。
【請求項8】
前記凝集剤が、ポリエチレンイミン、ポリリジン、ポリアミノアミド、ポリアリルアミン、ポリビニルアミン、ポリジメチルアミン－エピクロロヒドリン－エチレンジアミン、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド、カチオン性ポリアクリルアミド（ＣＰＡＭ）、ポリアミノシロキサン、並びにポリアミンジアミン（ＰＡＭＡＭ）及びポリプロピレンイミンから形成されるデンドリマーからなる群から選択される修飾又は非修飾アミノポリマーを含む、請求項６又は７に記載の方法。
【請求項9】
前記凝集剤が、修飾又は非修飾ポリエチレンイミンポリマーを含む、請求項６～８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項10】
前記凝集剤の少なくとも一部が、前記デバイスを前記体積の血液で充填した後に、前記血液中に溶解、分散、又はこれらの組み合わせを示す、請求項６～９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
前記凝集剤が、血液１ミリリットル当たり０．０１～５０００マイクログラムの量で前記体積の血液中に存在する、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記圧力が、陽圧である、請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項13】
前記圧力が、陰圧である、請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項14】
前記第１のアパーチャが、前記カバーによって画定されている、請求項１～１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
前記第２のアパーチャが、前記微細構造化基材及び前記カバーによって画定されている、請求項１～１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項16】
前記血液が、希釈されていない、請求項１～１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項17】
前記赤血球が、重力のみによって沈降する、請求項１～１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項18】
前記デバイスが、前記カバーと前記微細構造化基材との間に配置された接着剤層を更に備える、請求項１～１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項19】
前記微細構造が、前記微細構造化基材の前記第１の表面にわたって延びているチャネルと交互に配置された複数のリブを備え、前記リブの各々は、側壁及び頂面を備え、前記チャネルの各々は、底面を備える、請求項１～１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項20】
各リブの頂面が、側壁上に配置されたキャップの頂部であり、前記キャップは、両側の側壁間の幅よりも大きい幅を有する、請求項１９に記載の方法。
【請求項21】
前記微細構造が、ピーク構造と、隣接している谷とのアレイを備え、前記谷は、１０ミクロン～５００ミクロンの範囲の最大幅を有し、前記ピーク構造は、５度超～９０度の頂角を有する、請求項１～１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項22】
前記微細構造化基材の第１の表面にわたって延びているピーク構造と、隣接している谷との前記アレイが、前記デバイスの流れ方向に対して０～９０度の角度で配向されている、請求項２１に記載の方法。
【請求項23】
前記ピーク構造と、隣接している谷との前記アレイが、隣接しているピーク構造間にギャップを更に備える、請求項１１又は２２に記載の方法。
【請求項24】
前記微細構造が、前記微細構造化基材の前記第１の表面にわたって配列された突起の２次元（ｘ軸及びｙ軸）アレイを備え、前記突起の各々は、基部と、頂部と、前記頂部を前記基部に接続している１つ以上の側部とを備える、請求項１～１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項25】
前記微細構造化基材が、第１及び第２の主表面を有する微細構造化層を備え、前記微細構造は、前記第１及び第２の主表面の間に延びている複数のキャビティを備え、各キャビティは、第１の開口部と、第２の開口部と、前記第１の開口部と前記第２の開口部との間に延びている少なくとも１つの側壁とを備える、請求項１～１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項26】
前記微細構造が、ファセットと、前記微細構造のリッジにおいて前記ファセットと交わる側壁とを備え、前記ファセット及び前記側壁は、それらの間に斜角を画定している、請求項１～１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項27】
前記微細構造が、流体接続されたウェルのアレイを備え、前記ウェルの少なくともいくつかは、少なくとも２つの隣接しているウェルに流体接続され、各々はベントを介して接続されている、請求項１～１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項28】
前記微細構造が、前記微細構造化基材の前記第１の表面にわたって延びている直立ステムのアレイを備える、請求項１～１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項29】
前記第１のアパーチャを通して充填される前記血液の体積が、最大１００マイクロリットルの前記血液である、請求項１～２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項30】
前記第１の開放容積対前記第２の開放容積の比が、１：１より大きい、請求項１～２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項31】
前記血液を、前記デバイスに入る前にフィルターに通すこと、前記複数の微細構造の前記第１の開放容積内に前記赤血球の少なくとも一部が保持された前記血液を、前記デバイスから出た後に通すこと、又はその両方を更に含む、請求項１～３０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項32】
前記デバイスを、前記体積の血液で充填する前に、前記体積の血液に凝集剤を添加することを更に含む、請求項１～３１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項33】
前記凝集剤が、添加され、血液１ｍＬ当たり０．０１～５０００マイクログラムの量で存在する、請求項３２に記載の方法。
【請求項34】
１）微細構造化基材の第１の表面にわたって延びている複数の微細構造を備える微細構造化基材であって、前記微細構造は、前記微細構造化基材の前記第１の表面の少なくとも９０％を覆い、前記複数の微細構造の外面の少なくとも一部は、毛細管作用を可能にするように構成されている、微細構造化基材と、２）前記微細構造化基材の前記第１の表面の頂部から選択された距離だけ離れて配置されたカバーと、
３）前記微細構造化基材の前記第１の表面の周囲に沿って前記微細構造化基材の前記第１の表面に前記カバーを取り付ける少なくとも１つの側壁部と、
４）前記微細構造化基材又は前記カバーのうちの少なくとも１つによって画定された第１のアパーチャと、
５）前記微細構造化基材又は前記カバーのうちの少なくとも１つによって画定された第２のアパーチャと、を備え、
前記微細構造化基材の前記第１の表面は、前記少なくとも１つの側壁部と共に、各微細構造の底部から頂部までの前記複数の微細構造の間に位置した開放空間の合計である第１の開放容積を画定し、前記カバーは、前記微細構造化基材の前記第１の表面の頂部及び前記少なくとも１つの側壁部と共に、前記第１の開放容積に隣接して位置した第２の開放容積を画定している、デバイス。
【請求項35】
流体から固体粒子を分離する方法であって、ａ）
１）微細構造化基材の第１の表面にわたって延びている複数の微細構造を備える微細構造化基材であって、前記複数の微細構造の外面の少なくとも一部は、毛細管作用を可能にするように構成されている、微細構造化基材と、
２）前記微細構造化基材の前記第１の表面の頂部から選択された距離だけ離れて配置されたカバーと、
３）前記微細構造化基材の前記第１の表面の周囲に沿って前記微細構造化基材の前記第１の表面に前記カバーを取り付ける少なくとも１つの側壁部と、
４）前記微細構造化基材又は前記カバーのうちの少なくとも１つによって画定された第１のアパーチャと、
５）前記微細構造化基材又は前記カバーのうちの少なくとも１つによって画定された第２のアパーチャと、を備え、
前記微細構造化基材の前記第１の表面は、前記少なくとも１つの側壁部と共に、各微細構造の底部から頂部までの前記複数の微細構造の間に位置した開放空間の合計である第１の開放容積を画定し、前記カバーは、前記微細構造化基材の前記第１の表面の頂部及び前記少なくとも１つの側壁部と共に、前記第１の開放容積に隣接して位置した第２の開放容積を画定し、前記第１の開放容積と前記第２の開放容積とを合わせた合計を１００％開放容積とすると、前記第１の開放容積は、前記１００％の開放容積のうち、前記流体中に存在する粒子の体積パーセントよりも大きなパーセントを有する、デバイスを得ることと、
ｂ）毛細管作用によって前記第１のアパーチャを通して、ある体積の前記流体で前記デバイスを充填することと、
ｃ）前記粒子の少なくとも一部が前記複数の微細構造の前記第１の開放容積内に沈降するのに十分な時間待機することと、
ｄ）圧力を前記デバイスに印加し、それによって、前記複数の微細構造の前記第１の開放容積内に前記粒子の少なくとも一部が保持された前記流体の少なくとも１０％を、前記第１のアパーチャ又は前記第２のアパーチャのいずれかを通して前記デバイスから流出させることと、を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
血液中のバイオマーカーの同定及び定量化は、分析前に赤血球の除去を必要とすることが多い。赤血球は、ヘマトクリットレベルとして報告される３５～５０％の濃度で全血中に存在する。この高濃度は、バイオマーカーアッセイを妨害する可能性がある。妨害のレベルは、生理学的ヘマトクリット範囲にわたって変動し、報告されるバイオマーカーの濃度にばらつきが生じる。光学的検出アッセイ（例えば、ＥＬＩＳＡ）における妨害は、可視スペクトルにおけるヘモグロビンの光散乱効果及び吸光度によって引き起こされ得る。赤血球はまた、電気化学的検出アッセイ法、例えば、グルコース検査ストリップにおいて一般的に利用される電気化学的検出アッセイ法も妨害し得る。化学種、例えば、赤血球中に存在する酸素は、酸化還元反応を妨害する可能性がある。
【背景技術】
【0002】
集中型病院又は臨床検査室では、赤血球の分離は遠心分離によって行われる。分離プロセスは、試験管に、静脈から採取された大量（例えば、ミリリットル）の血液が必要である。遠心分離中、赤血球は試験管の底部にパックされ、残りの血液（例えば、無細胞血漿）は、更なる分析のために上層にアクセス可能なまま残される。これらの集中化された設定では、次いで、バイオマーカー検出は、典型的には、自動化された液体の取り扱いが可能で、かつ較正によるアッセイ性能の頻繁な検証に関してアクセス可能な大型で複雑な分析器で行われる。
【0003】
中央検査室外で使用されるポイントオブケア血液分析器もまた、分析前に赤血球の除去を必要とする。迅速な結果が必要とされる状況では、静脈内血液量へのアクセス及び卓上遠心分離は、しばしば利用できないか、又は時間がかかりすぎる。指穿刺では、約５マイクロリットルの血液量が採取される。グルコース検査ストリップは、典型的には、１マイクロリットル未満の血液量を受け入れ、上記の妨害を受ける。これらの少量から赤血球を除去することは、依然として難題である。
【発明の概要】
【0004】
第１の態様では、血液から赤血球を分離する方法が提供される。本方法は、微細構造化基材の第１の表面にわたって延びている複数の微細構造を備える微細構造化基材を含むデバイスを得ることを含む。複数の微細構造の外面の少なくとも一部は、毛細管作用を可能にするように構成される。デバイスはまた、微細構造化基材の第１の表面の頂部から選択された距離だけ離れて配置されたカバーと、微細構造化基材の第１の表面の周囲に沿って微細構造化基材の第１の表面にカバーを取り付ける少なくとも１つの側壁部とを含む。更に、デバイスは、微細構造化基材又はカバーのうちの少なくとも１つによって画定された第１のアパーチャと、微細構造化基材又はカバーのうちの少なくとも１つによって画定された第２のアパーチャとを含む。微細構造化基材の第１の表面は、少なくとも１つの側壁部と共に、各微細構造の底部から頂部までの複数の微細構造の間に位置した開放空間の合計である第１の開放容積を画定し、カバーは、微細構造化基材の第１の表面の頂部及び少なくとも１つの側壁部と共に、第１の開放容積に隣接して位置した第２の開放容積を画定し、第１の開放容積と第２の開放容積とを合わせた合計を１００％開放容積とすると、第１の開放容積は、その１００％の開放容積のうち、血液中に存在する赤血球の体積パーセントよりも大きなパーセントを有する。当該方法は、毛細管作用によって第１のアパーチャを通して、ある体積の血液でデバイスを充填することと、赤血球の少なくとも一部が複数の微細構造の第１の開放容積内に沈降するのに十分な時間待機することとを更に含む。加えて、当該方法は、圧力をデバイスに印加し、それによって、複数の微細構造の第１の開放容積内に赤血球の少なくとも一部が保持された血液の初期体積の少なくとも１０％を、第１のアパーチャ又は第２のアパーチャのいずれかを通してデバイスから流出させることを含む。
【0005】
第２の態様では、デバイスが提供される。当該デバイスは、微細構造化基材の第１の表面にわたって延びている複数の微細構造を備える微細構造化基材を含む。微細構造は、微細構造化基材の第１の表面の少なくとも９０％を覆い、複数の微細構造の外面の少なくとも一部は、毛細管作用を可能にするように構成される。デバイスはまた、微細構造化基材の第１の表面の頂部から選択された距離だけ離れて配置されたカバーと、微細構造化基材の第１の表面の周囲に沿って微細構造化基材の第１の表面にカバーを取り付ける少なくとも１つの側壁部とを含む。更に、デバイスは、微細構造化基材又はカバーのうちの少なくとも１つによって画定された第１のアパーチャと、微細構造化基材又はカバーのうちの少なくとも１つによって画定された第２のアパーチャとを含む。微細構造化基材の第１の表面は、少なくとも１つの側壁部と共に、各微細構造の底部から頂部までの複数の微細構造の間に位置した開放空間の合計である第１の開放容積を画定し、カバーは、微細構造化基材の第１の表面の頂部及び少なくとも１つの側壁部と共に、第１の開放容積に隣接して位置した第２の開放容積を画定する。
【0006】
第３の態様では、流体から固体粒子を分離する方法が提供される。当該方法は、微細構造化基材の第１の表面にわたって延びている複数の微細構造を備える微細構造化基材を含むデバイスを得ることを含む。複数の微細構造の外面の少なくとも一部は、毛細管作用を可能にするように構成される。デバイスはまた、微細構造化基材の第１の表面の頂部から選択された距離だけ離れて配置されたカバーと、微細構造化基材の第１の表面の周囲に沿って微細構造化基材の第１の表面にカバーを取り付ける少なくとも１つの側壁部とを含む。更に、デバイスは、微細構造化基材又はカバーのうちの少なくとも１つによって画定された第１のアパーチャと、微細構造化基材又はカバーのうちの少なくとも１つによって画定された第２のアパーチャとを含む。微細構造化基材の第１の表面は、少なくとも１つの側壁部と共に、各微細構造の底部から頂部までの複数の微細構造の間に位置した開放空間の合計である第１の開放容積を画定し、カバーは、微細構造化基材の第１の表面の頂部及び少なくとも１つの側壁部と共に、第１の開放容積に隣接して位置した第２の開放容積を画定する。第１の開放容積と第２の開放容積を合わせた合計を１００％開放容積とすると、第１の開放容積は、その１００％の開放容積のうち、流体中に存在する粒子の体積パーセントよりも大きなパーセントを有する。当該方法は、毛細管作用によって第１のアパーチャを通して、ある体積の流体でデバイスを充填することと、粒子の少なくとも一部が複数の微細構造の第１の開放容積内に沈降するのに十分な時間待機することとを更に含む。加えて、当該方法は、圧力をデバイスに印加し、それによって、複数の微細構造の第１の開放容積内に粒子の少なくとも一部が保持された流体の少なくとも１０％を、第１のアパーチャ又は第２のアパーチャのいずれかを通してデバイスから流出させることを含む。
【0007】
本開示の少なくとも特定の実施形態によるデバイス及び方法は、非常に少ない体積（例えば、マイクロリットル）の流体（例えば、血液）からの固体粒子（例えば、赤血球）の除去を提供できることを発見した。
【0008】
本開示の上記の概要は、本開示で開示された各実施形態又は全ての実施を記載することを意図していない。以下の記載は、例示的な実施形態をより具体的に例示する。本出願全体のいくつかの箇所において、実施例のリストを通してガイダンスが提供され、それらの実施例は、様々な組み合わせで使用することができる。各例において、列挙されたリストは代表的な群としてのみ機能し、排他的なリストとして解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】例示的な方法の一般化されたフローチャートである。
【図2A】例示的なデバイスの一般化された概略図の斜視図である。
【図2B】例示的なデバイスで使用するための微細構造化基材の一般化された概略図の斜視図である。
【図3A】例示的なデバイスの一部の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像であり、例示的な方法の一部を示すためにマークアップされている。
【図4A】チャネルと交互になっている複数のリブを有する微細構造化基材の概略断面図である。
【図4B】チャネルと交互になっている複数のリブを有する微細構造化基材の概略斜視図であり、リブはそれらの頂面にキャップを含む。
【図5A】プリズムの線状アレイを有する微細構造化基材の概略断面図である。
【図5B】実施例８の例示的なデバイスの一部の断面に関するＳＥＭ画像である。
【図5C】特定の配向でピーク構造と、隣接している谷とのアレイを有する微細構造化基材の一部の概略斜視図である。
【図5D】別の特定の配向で、ピーク構造と、隣接している谷とのアレイを有する微細構造化基材の一部の概略斜視図である。
【図5E】ファセット構造を有する微細構造化基材の概略断面図である。
【図6A】突起の２次元アレイを有する微細構造化基材の概略断面図である。
【図6B】突起の二次元アレイのための４つの代表的な工学的マイクロパターン化領域の頂面図である。
【図7A】２つの主表面の間に延びている複数のキャビティを有する微細構造化基材の概略断面図である。
【図7B】２つの主表面の間に延びている複数のキャビティを有する微細構造化基材の一般化された概略分解図である。
【図8A】実施例１のデバイスの分解され、一般化された概略図である。
【図8B】実施例１のデバイスの一般化された概略頂面図である。
【図8C】実施例１のデバイスに固定されたポンプを取り付けるために使用される２つの構成要素の一般化された概略頂面図である。
【図8D】ポンプに取り付けられるように適合された実施例１のデバイスの一般化された概略斜視図である。
【図9】別の例示的な方法の一般化されたフローチャートである。
【図10A】流体的に接続されたウェルのアレイを有する微細構造化基材の一部の概略斜視図である。
【図10B】円形形状を有する流体的に接続されたウェルのアレイを有する微細構造化基材の一部の概略頂面図である。
【図11】略直立ステムのアレイを有する微細構造化基材の概略断面図である。
【0010】
上記で特定した図は、本開示のいくつかの実施形態を記載するものであるが、説明で言及しているように、他の実施形態もまた企図される。図面は必ずしも縮尺通りに描かれていない。全ての場合において、本開示は、限定ではなく代表として本発明を提示する。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本明細書で使用される場合、「微細複製」という用語は、構造化表面特徴部が製造中に個々の特徴部忠実度を保持するプロセスによる微細構造化表面の生成を意味する。
【0012】
本明細書で使用される場合、「微細構造」という用語は、基材の主表面の上に突出する構造（すなわち、特徴部）と、基材の主表面の下に窪んだ構造との両方を包含する。突出している特徴部と窪んだ特徴部との組み合わせが企図される。微細構造とは更に、構造が、少なくとも２つの直交する方向において約５～約３０００マイクロメートルの範囲の寸法を有する所定の成形構造（例えば、基材の第１の主表面上に提供されることが所望される微細構造のネガを備えたツーリング表面に対してポリマー熱可塑性樹脂を成形することによって得られるような成形構造）であることを意味する。これらの直交方向のうちの１つは、多くの場合、基材の平面に対して垂直であってもよく（例えば、ｚ軸に沿う）、したがって、この寸法は、例えば、突起の高さ又は窪みの深さを含むことができる。
【0013】
本明細書で使用される場合、「毛細管作用」という用語は、外力（例えば、圧力、重力、真空など）の補助がない流体の流れを指す。多くの場合、親水性表面と接触する水性流体に対して毛細管作用が生じる。水性流体は、５０体積％以上の水を含む。
【0014】
本明細書で使用される場合、「親水性」という用語は、水溶液によって湿潤している表面を指し、材料が水溶液を吸収するか否かを表現していない。「湿潤」とは、表面が水性流体と接触したときに自発的なウィッキングを示すことを意味する。「自発的」とは、外力なしで起こることを意味する。いくつかの実施形態では、親水性表面は、９０°未満、好ましくは４５°以下の前進（最大）水接触角を示す。
【0015】
本明細書で使用される場合、「疎水性」という用語は、水性流体と接触したときに自発的なウィッキングを欠く表面を指す。いくつかの実施形態では、疎水性表面は、７０°以上、好ましくは９０°以上の前進水接触角を示す。
【0016】
本明細書で使用される場合、「硬化」は、任意の機構による、例えば、熱、光、放射線、電子ビーム、マイクロ波、化学反応、又はこれらの組み合わせによる、組成物の固化又は部分固化を意味する。本明細書で使用される場合、「固化性」という用語は、例えば、加熱して溶媒を除去すること、加熱して重合を引き起こすこと、化学架橋、放射線誘起重合又は架橋などによって硬化又は固体化することができる材料を指す。本明細書で使用される場合、「硬化した」とは、硬化によって固化又は部分的に固化した（例えば、重合又は架橋された）材料又は組成物を指す。
【0017】
本明細書で使用される場合、ポリマー「フィルム」は、ロールツーロール方式で加工されるのに十分な可撓性及び強度を有する概ね平坦なシートの形態のポリマー材料である。ロールツーロールとは、材料が支持体上に巻き取られ、又は支持体から巻き出され、更に何らかの方法で処理されるプロセスを意味する。更なるプロセスの例としては、コーティング、スリッティング、ブランキング、及び放射線への曝露などが挙げられる。ポリマーフィルムは、一般に約５マイクロメートルから１０００マイクロメートルの範囲の様々な厚さで製造することができる。
【0018】
本明細書で使用される場合、「固体」とは、液体でも気体でもない物質の状態を指し、固体は安定な三次元形状を有する。
【0019】
本明細書で使用される場合、「流体」は、液体（すなわち、固体又は気体ではない物質の状態）を含む組成物を指し、溶液、懸濁液、及びエマルジョンを包含する。
【0020】
本明細書で使用される場合、微細構造に関する「外面」は、微細構造の最外面を指す。
【0021】
本明細書で使用される場合、「熱可塑性」は、そのガラス転移点よりも十分に高い温度に加熱されると流動し、冷却されると固体になるポリマーを指す。対照的に、「熱硬化性」は、硬化時に永久的に硬化し、その後の加熱時に流動しないポリマーを指す。熱硬化性ポリマーは、典型的には架橋ポリマーである。
【0022】
本明細書で使用される場合、ポリマーの「ガラス転移温度」（Ｔｇ）という用語は、ガラス状態からゴム状態へのポリマーの転移を指し、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を使用して、例えば、窒素流中で１分当たり１０℃の加熱速度で測定することができる。モノマーのＴｇが言及される場合、それはそのモノマーのホモポリマーのＴｇである。ホモポリマーは、Ｔｇが限界値に達するように十分に高い分子量でなければならず、これは、ホモポリマーのＴｇが分子量の増加と共に限界値まで増加することが一般に認識されているからである。ホモポリマーはまた、水分、残留モノマー、溶媒、及びＴｇに影響を及ぼし得る他の汚染物質を実質的に含んでいないことも理解される。好適なＤＳＣ法及び分析モードは、Ｍａｔｓｕｍｏｔｏ，Ａ．ｅｔ．ａｌ．，Ｊ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．Ａ．，Ｐｏｌｙｍ．Ｃｈｅｍ．１９９３，３１，２５３１－２５３９に記載されているとおりである。
【0023】
本明細書で使用される場合、「透明」とは、可視光スペクトルの少なくとも４００ナノメートル（ｎｍ）～７００ｎｍ部分にわたって、少なくとも５０％の透過率、７０％の透過率、又は必要に応じて９０％を超える透過率を有する材料（例えば、層）を指す。
【0024】
「好ましい」及び「好ましくは」という語は、特定の状況下で特定の利益をもたらし得る本開示の実施形態を指す。しかしながら、同じ状況又は他の状況下では、他の実施形態も好ましい場合がある。更に、１つ以上の好ましい実施形態の記載は、他の実施形態が有用でないことを意味するものではなく、本開示の範囲から他の実施形態を除外することを意図するものでもない。
【0025】
本出願において、「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」などの用語は、単数の実体のみを指すことを意図するものではなく、例示のために特定の例が使用され得るクラス全般を含む。「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」という用語は、「少なくとも１つ」という用語と互換的に使用される。リストが続く「のうちの少なくとも１つ」及び「のうちの少なくとも１つを含む」という句は、リスト内の項目のうちのいずれか１つ、及びリスト内の２つ以上の項目の任意の組み合わせを指す。
【0026】
本明細書で使用される場合、「又は」という用語は、一般に、内容が明確に別段の指示をしない限り、「及び／又は」を含むその通常の意味で使用される。「及び／又は」という用語は、列挙された要素の１つ若しくは全て、又は列挙された要素の任意の２つ以上の組み合わせを意味する。
【0027】
また、本明細書において、全ての数は、「約」という用語によって、好ましくは、「正確に」という用語によって、修飾されるものと想定される。測定された量に関連して本明細書で使用される場合、「約」という用語は、測定を行い、測定の目的及び使用される測定装置の精度に見合ったレベルの注意を払う当業者によって予想されるであろう、測定された量の変動を指す。
【0028】
特性又は属性に対する修飾語として本明細書で使用される場合、「概して」という用語は、別段に具体的に定義されない限り、その特性又は属性が当業者によって容易に認識可能であるが、絶対的な精度又は完全な一致を必要としない（例えば、定量化可能な特性では＋／－２０％以内）ことを意味する。「実質的に」という用語は、別段に具体的に定義されない限り、高度な近似（例えば、定量化可能な特性では＋／－１０％以内）を意味するが、ここでも絶対的な精度又は完全な一致を必要としない。同じ、等しい、均一な、一定の、厳密に、などの用語は、絶対的な精度又は完全な一致を必要とするのではなく、特定の状況に当てはまる通常の公差又は測定誤差の範囲にあると理解される。
【0029】
ポイントオブケアバイオマーカー分析では、溶血、希釈、デッドスペースへの血液の有意な損失を伴わずに、マイクロリットル量の血液から赤血球を簡単かつ効率的に分離する必要がある。
【0030】
第１の態様では、本開示は、血液から赤血球を分離する方法を提供する。当該方法は、
ａ）
１）微細構造化基材の第１の表面にわたって延びている複数の微細構造を備える微細構造化基材であって、複数の微細構造の外面の少なくとも一部は、毛細管作用を可能にするように構成されている、微細構造化基材と、
２）当該微細構造化基材の当該第１の表面の頂部から選択された距離だけ離れて配置されたカバーと、
３）当該微細構造化基材の当該第１の表面の周囲に沿って当該微細構造化基材の当該第１の表面に当該カバーを取り付ける少なくとも１つの側壁部と、
４）当該微細構造化基材又は当該カバーのうちの少なくとも１つによって画定された第１のアパーチャと、
５）当該微細構造化基材又は当該カバーのうちの少なくとも１つによって画定された第２のアパーチャと、を備え、
当該微細構造化基材の当該第１の表面は、当該少なくとも１つの側壁部と共に、各微細構造の底部から頂部までの複数の微細構造の間に位置した開放空間の合計である第１の開放容積を画定し、当該カバーは、当該微細構造化基材の当該第１の表面の頂部及び少なくとも１つの側壁部と共に、当該第１の開放容積に隣接して位置した第２の開放容積を画定し、当該第１の開放容積と当該第２の開放容積とを合わせた合計を１００％開放容積とすると、当該第１の開放容積は、当該１００％の開放容積のうち、血液中に存在する赤血球の体積パーセントよりも大きなパーセントを有する、デバイスを得ることと、
ｂ）毛細管作用によって当該第１のアパーチャを通して、ある体積の血液で当該デバイスを充填することと、
ｃ）当該赤血球の少なくとも一部が当該複数の微細構造の当該第１の開放容積内に沈降するのに十分な時間待機することと、
ｄ）圧力を当該デバイスに印加し、それによって、当該複数の微細構造の当該第１の開放容積内に当該赤血球の少なくとも一部が保持された血液の初期体積の少なくとも１０％を、当該第１のアパーチャ又は当該第２のアパーチャのいずれかを通して当該デバイスから流出させることと、を含む。
ａ）
１）微細構造化基材の第１の表面にわたって延びている複数の微細構造を備える微細構造化基材であって、複数の微細構造の外面の少なくとも一部は、毛細管作用を可能にするように構成されている、微細構造化基材と、
２）当該微細構造化基材の当該第１の表面の頂部から選択された距離だけ離れて配置されたカバーと、
３）当該微細構造化基材の当該第１の表面の周囲に沿って当該微細構造化基材の当該第１の表面に当該カバーを取り付ける少なくとも１つの側壁部と、
４）当該微細構造化基材又は当該カバーのうちの少なくとも１つによって画定された第１のアパーチャと、
５）当該微細構造化基材又は当該カバーのうちの少なくとも１つによって画定された第２のアパーチャと、を備え、
当該微細構造化基材の当該第１の表面は、当該少なくとも１つの側壁部と共に、各微細構造の底部から頂部までの複数の微細構造の間に位置した開放空間の合計である第１の開放容積を画定し、当該カバーは、当該微細構造化基材の当該第１の表面の頂部及び少なくとも１つの側壁部と共に、当該第１の開放容積に隣接して位置した第２の開放容積を画定し、当該第１の開放容積と当該第２の開放容積とを合わせた合計を１００％開放容積とすると、当該第１の開放容積は、当該１００％の開放容積のうち、血液中に存在する赤血球の体積パーセントよりも大きなパーセントを有する、デバイスを得ることと、
ｂ）毛細管作用によって当該第１のアパーチャを通して、ある体積の血液で当該デバイスを充填することと、
ｃ）当該赤血球の少なくとも一部が当該複数の微細構造の当該第１の開放容積内に沈降するのに十分な時間待機することと、
ｄ）圧力を当該デバイスに印加し、それによって、当該複数の微細構造の当該第１の開放容積内に当該赤血球の少なくとも一部が保持された血液の初期体積の少なくとも１０％を、当該第１のアパーチャ又は当該第２のアパーチャのいずれかを通して当該デバイスから流出させることと、を含む。
【0031】
第２の態様では、本開示はデバイスを提供する。当該デバイスは、
１）微細構造化基材の第１の表面にわたって延びている複数の微細構造を備える微細構造化基材であって、当該微細構造は、当該微細構造化基材の当該第１の表面の少なくとも９０％を覆い、当該複数の微細構造の外面の少なくとも一部は、毛細管作用を可能にするように構成されている、微細構造化基材と、
２）当該微細構造化基材の当該第１の表面の頂部から選択された距離だけ離れて配置されたカバーと、
３）当該微細構造化基材の当該第１の表面の周囲に沿って当該微細構造化基材の当該第１の表面に当該カバーを取り付ける少なくとも１つの側壁部と、
４）当該微細構造化基材又は当該カバーのうちの少なくとも１つによって画定された第１のアパーチャと、
５）当該微細構造化基材又は当該カバーのうちの少なくとも１つによって画定された第２のアパーチャと、を備え、
当該微細構造化基材の当該第１の表面は、当該少なくとも１つの側壁部と共に、各微細構造の底部から頂部までの複数の微細構造の間に位置した開放空間の合計である第１の開放容積を画定し、当該カバーは、当該微細構造化基材の当該第１の表面の頂部及び当該少なくとも１つの側壁部と共に、当該第１の開放容積に隣接して位置した第２の開放容積を画定している。
１）微細構造化基材の第１の表面にわたって延びている複数の微細構造を備える微細構造化基材であって、当該微細構造は、当該微細構造化基材の当該第１の表面の少なくとも９０％を覆い、当該複数の微細構造の外面の少なくとも一部は、毛細管作用を可能にするように構成されている、微細構造化基材と、
２）当該微細構造化基材の当該第１の表面の頂部から選択された距離だけ離れて配置されたカバーと、
３）当該微細構造化基材の当該第１の表面の周囲に沿って当該微細構造化基材の当該第１の表面に当該カバーを取り付ける少なくとも１つの側壁部と、
４）当該微細構造化基材又は当該カバーのうちの少なくとも１つによって画定された第１のアパーチャと、
５）当該微細構造化基材又は当該カバーのうちの少なくとも１つによって画定された第２のアパーチャと、を備え、
当該微細構造化基材の当該第１の表面は、当該少なくとも１つの側壁部と共に、各微細構造の底部から頂部までの複数の微細構造の間に位置した開放空間の合計である第１の開放容積を画定し、当該カバーは、当該微細構造化基材の当該第１の表面の頂部及び当該少なくとも１つの側壁部と共に、当該第１の開放容積に隣接して位置した第２の開放容積を画定している。
【0032】
以下の開示は、第１の態様及び第２の態様の両方に関する。
【0033】
図１を参照すると、当該方法は、デバイス（デバイスは上記したとおりである）を得ること、１１０と；毛細管作用によって第１のアパーチャを通して、ある体積の血液で当該デバイスを充填すること、１２０と；赤血球の少なくとも一部が複数の微細構造の第１の開放容積内に沈降するのに十分な時間待機することと、１３０と；圧力を当該デバイスに印加し、それによって、複数の微細構造の第１の開放容積内に赤血球の少なくとも一部が保持された血液の初期体積の少なくとも１０％を、第１のアパーチャ又は第２のアパーチャのいずれかを通して当該デバイスから流出させること、１４０と、を含む。場合によっては、待機時間は、赤血球の少なくとも１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、又は更には少なくとも９５％が、複数の微細構造の第１の開放容積内に沈降するのに十分な時間である。
【0034】
図２及び図３Ａを参照すると、例示的なデバイス２００が示されている。デバイス２００は、微細構造化基材２１０の第１の表面２０２にわたって延びている複数の微細構造２３０を備える微細構造化基材２１０を備えている。複数の微細構造２３０の外面２３２の少なくとも一部は、毛細管作用を可能にするように構成されている。デバイス２００はまた、微細構造化基材２１０の第１の表面２２１の頂部から選択された距離Ｄだけ離れて配置されたカバー２２０と、微細構造化基材２１０の第１の表面の周囲Ｐに沿って微細構造化基材２１０の第１の表面２０２にカバー２２０を取り付けている少なくとも１つの側壁部２４０とを含む。周囲Ｐは、特定のデバイスの各辺Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ、．．．Ｐｎから集合的に構成されている。図２Ａに示したデバイス２００は、４つの辺Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、及びＰｄを有し、したがって、周囲Ｐは、これらの４つの辺の各々を含む。４つ以外の数の側面を有するデバイスの他の形状が企図される。
【0035】
必要に応じて、少なくとも１つの側壁部２４０は、カバー２２０と微細構造化基材２１０との間に配置された（例えば、カバーを基材に取り付ける）接着剤層、例えば、以下の実施例１で使用される両面テープを含み得る。これは、微細構造化基材が微細構造化フィルムである場合に特に有用であり得る。接着剤層に好適な材料としては、例えば、感圧接着剤が挙げられる。接着剤層は、接着性ポリマーを含有する接着剤のフィルムをコーティングすることによって作製することができる。好ましくは、接着剤は接着性ポリマー及び架橋剤を含む。本明細書で使用される「接着性ポリマー」という用語は、周囲温度（例えば、２０～２５℃）で接着性を示すポリマーを指す。接着性ポリマーは、例えば、アクリルポリマー、ポリウレタン、ポリオレフィン、又はポリエステルであり得る。選択された実施形態では、接着剤層は、両面コーティングされた接着剤フィルムを含む。いくつかの好適な市販の両面コーティング接着剤フィルムは、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から、３Ｍ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｔａｐｅ ２４７７Ｐ、並びに３Ｍ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｔａｐｅ １５０９、１５１０、１５１３、１５２２、９８７４、及び９８７７の各商品名で販売されている。
【0036】
更に、デバイスは、微細構造化基材２１０又はカバー２２０のうちの少なくとも１つによって画定された第１のアパーチャ２５０と、微細構造化基材２１０又はカバー２２０のうちの少なくとも１つによって画定された第２のアパーチャ２６０とを含む。図２Ａに示したデバイスは、カバー２２０によって画定された第１のアパーチャ２５０と、微細構造化基材２１０及びカバー２２０の両方によって画定された第２のアパーチャ２６０とを含む。
【0037】
選択された実施形態では、側壁部、微細構造化基材、及びカバーは、それらの接触点（例えば、継ぎ目）で互いに気密封止され、これは、３つの間の任意の継ぎ目からの流体試料の漏出を最小限にする（例えば、流体は、第１のアパーチャ及び／又は第２のアパーチャを主として通って又はそれだけを通って出入りし得る）。場合によっては、微細構造化基材自体は、少なくとも１つの側壁部が微細構造化基材の一部であるように、その構造内に側壁部を含む。
【0038】
カバーとして使用するのに好適な材料としては、例えば、ポリオレフィン（例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、又は低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ））、ポリエステル、ポリアミド、ポリ（塩化ビニル）、ポリエーテルエステル、ポリイミド、ポリエステルアミド、ポリアクリレート、ポリビニルアセテート、又はポリビニルアセテートの加水分解誘導体が挙げられるが、これらに限定されない。特定の実施形態では、ポリオレフィンは、それらの優れた物理的特性、加工の容易さ、及び典型的には低コストのために好ましい。また、ポリオレフィンは、一般に強靭で、耐久性があり、それらの形状を良好に保持するので、物品形成後の取り扱いが容易である。選択された実施形態では、フィルム層は、ポリエステルのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含む。１つの好適な市販のＰＥＴは、Ｔｅｋｒａ（Ｎｅｗ Ｂｅｒｌｉｎ，ＷＩ）から商品名「ＭＥＬＩＮＥＸ ４５４」で販売されている厚さ５ミル（１２７マイクロメートル）のＰＥＴシートである。好適な市販のＬＤＰＥは、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から商品名「ＤＯＷ ９５５Ｉ ＬＤＰＥ」で市販されている。更に、種々の添加剤、例えば、表面エネルギー調節剤（例えば、界面活性剤及び親水性ポリマー）、可塑剤、酸化防止剤、顔料、剥離剤、帯電防止剤などがカバー層に含まれ得る。
【0039】
微細構造化基材２１０の第１の表面２０２は、少なくとも１つの側壁部２４０と共に、各微細構造２３０の底部２３６から頂部２２１までの複数の微細構造２３０間に位置した開放空間の合計である第１の開放容積２７０を画定する。（簡略化のために、２７０の矢印は、２つの隣接する微細構造２３０の間の第１の開放容積の一部を指すだけである）。カバー２２０は、微細構造化基材２１０の第１の表面２０２の頂部２２１及び少なくとも１つの側壁部２４０と共に、第１の開放容積２７０に隣接して位置した第２の開放容積２８０を画定し、第１の開放容積と第２の開放容積を合わせた合計を１００％開放容積とすると、第１の開放容積は、その１００％開放容積のうち、血液中に存在する赤血球の体積パーセントよりも大きなパーセントを有する。特定の体積パーセントの赤血球などの（例えば、固体）粒子を含有する血液にデバイスを調整するために、第１の開放容積と第２の開放容積を合わせた合計を１００％開放容積であることを考慮すると、第１の開放容積は、その１００％開放容積のうち、流体中に存在する粒子の体積パーセントよりも大きなパーセントを有する必要があると結論することができる。例えば、粒子の体積パーセントが、流体の総体積の２０％である場合、第１の開放容積対第２の開放容積の好適な比は、１：４よりも大きい（例えば、１．１：４）。粒子の体積パーセントが流体の総体積の７５％である場合、第１の開放容積対第２の開放容積の好適な比は、３：１よりも大きい（例えば、３．１：１）。
【0040】
場合によっては、第１の開放容積２７０対第２の開放容積２８０の比は、１：１以上、１．１：１、１．２：１、１．３：１、又は１．４：１以上であり、かつ最大２．０：１、１．９：１、１．８：１、１．７：１、１．６：１、又は１．５：１である。角型括弧２７２は、第１の開放容積２７０の高さを示し、角型括弧２８２は、第２の開放容積２８０の高さを示し、かつ、このデバイス２２０において、デバイス２２０がｚ軸及びｙ軸によって示されるように配向されるときに、第２の容積２８０が第１の開放容積２７０の上に直接積み重ねられていることを示している。図３Ａ及び図３Ｂのデバイス２００は、第１の開放容積２７０対第２の開放容積２８０の比が１：１以上である場合の縮尺にはなっておらず、本明細書で提供されるデバイス及び方法の記載を助けるために示されていることに留意されたい。
【0041】
必要に応じて、複数の微細構造の平均高さと、複数の微細構造の各々の間のピッチの平均幅との間の特定の関係（例えば、比）を選択することも有用であり得る。好ましくは、第１の開放容積は、全ての赤血球が沈降した場合に、微細構造の頂部より上に突出する赤血球が存在しないように十分に大きい。
【0042】
上記したように、複数の微細構造の外面の少なくとも一部は、毛細管作用を可能にするように構成されている。毛細管作用は、典型的には親水性表面と接触している水性流体（５０体積％以上の水を有する）について、外力の補助がない流体の流れを指すことが当技術分野において周知である。したがって、血液がデバイスの第１のアパーチャに導入されると、血液は微細構造の外面に沿って自発的に輸送され、それによって微細構造の領域内に広がる。流体を自発的に輸送する微細構造の能力に影響を及ぼす２つの一般的な因子は、（ｉ）表面の構造又はトポグラフィー（例えば、毛細管状、キャビティの形状）、及び（ｉｉ）表面の性質（例えば、表面エネルギー）である。所望の量の流体輸送能力を達成するために、設計者は、基材層の構造又はトポグラフィーを調整してもよく、かつ／又は毛細管微細構造化表面の表面エネルギーを調整してもよい。ウィッキングを達成するために、毛細管微細構造の表面は、輸送される液体（例えば、液体状態の物質）によって「湿潤」されることが可能でなければならない。必要に応じて、固体表面の液体による湿潤しやすさは、液体が、水平に配置された表面上に堆積され、その上で安定化された後に、固体表面となす接触角によって特徴付けられる。この角度は、「静的平衡接触角」と呼ばれることもあり、本明細書では単に「前進接触角」と呼ばれることもある。場合によっては、材料は、９０度未満の前進接触角を有する場合に親水性であると考えられ、一方、親水性表面は、９０°未満、好ましくは４５°以下の前進（最大）水接触角を示す。
【0043】
流体が第１のアパーチャを介して導入されると、微細構造化基材が毛細管作用を起こして流体（例えば血液）をデバイス全体に輸送することができるように、微細構造の外面のうちの十分な部分が親水性である必要があり、それにより、固体粒子が、微細構造間の開放容積にアクセスして流体の大部分から沈降することができる。場合によっては、微細構造の外面の面積の５０％以上が毛細管作用を起こすことができ、微細構造の外面の６０％、７０％、８０％、９０％、又は９５％以上が毛細管作用を起こすことができる。選択された実施形態では、微細構造化基材２３０に面するカバー２２０の主面２２３の少なくとも一部は、デバイス２００内部の流体の毛細管作用を助けるために親水性である。微細構造の外面及び／又はカバーの主面の親水性は、本明細書に記載の任意のデバイスによれば、材料選択、材料に含まれる添加剤、又は表面処理のうちの１つ以上によって達成することができる。いくつかの実施形態では、微細構造は、界面活性剤、表面処理剤、親水性ポリマー、凝集剤、又はこれらの任意の組み合わせを含む外面を有する。好適な界面活性剤としては、例えば、Ｃ８～Ｃ１８アルカンスルホネートＣ８～Ｃ１８第二級アルカンスルホネート；アルキルベンゼンスルホネート；Ｃ８～Ｃ１８アルキルスルフェート；アルキルエーテルスルフェート；ラウレス４硫酸ナトリウム；ラウレス８硫酸ナトリウム；ジオクチルスルホスクシネート、ナトリウム塩；ラウロイルラシレート；ステアロイルラクチレート；又はこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。１つ以上の界面活性剤は、従来の方法によって、例えば、微細構造の表面上に界面活性剤のコーティングを塗り広げ、そのコーティングを乾燥させることによって、適用することができる。好適な表面処理としては、プラズマ堆積ケイ素／酸素材料及び／又はダイヤモンド様ガラス（diamond-like glass、ＤＬＧ）材料を含む親水性コーティングが挙げられる。ケイ素／酸素材料及びＤＬＧ材料の各プラズマ堆積は、例えば、ＰＣＴ国際公開第２００７／０７５６６５号（Ｓｏｍａｓｉｒｉら）に記載されている。更に、好適なＤＬＧ材料の例は、米国特許第６，６９６，１５７号（Ｄａｖｉｄら）、同第６，８８１，５３８号（Ｈａｄｄａｄら）、及び同第８，６６４，３２３号（Ｉｙｅｒら）に開示されている。好適な親水性ポリマーとしては、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（アルキレングリコール）、ポリ（アルキレンオキシド）、ポリ（ビニルピロリドン）、ゴムエラストマー、又はこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【0044】
細胞及び／又は細胞破片の凝集のために、並びにタンパク質の沈殿のために、特定のイオン性ポリマー、特にカチオン性ポリマーを使用することが知られている。凝集剤が使用される場合、凝集剤が使用されない場合よりも大きい微細構造（例えば、高さ及び／又は深さ、隣接する微細構造間のピッチなど）を有するデバイスが使用され得る。これは、粒子が集塊をなす傾向があり、凝集したときにより大きなサイズを有するため、微細構造内に粒子を保持するためにより大きな空間が必要とされ得るためである。対照的に、大きな微細構造を有するデバイスは、凝集されていない流体（例えば、血液）から分離された粒子（例えば、赤血球）を保持するのにあまり有効でない可能性がある。したがって、デバイスの微細構造化表面は、粒子又は凝集粒子の予想サイズを考慮して部分的に選択してもよい。
【0045】
凝集剤として使用されるポリマーは、非修飾（例えば、ポリエチレンイミン）又は修飾（例えば、グアニル化ポリエチレンイミン）であり得る。いくつかの実施形態では、好適な凝集剤は、親水性かつ非溶血性である（すなわち、赤血球を溶解しない）。いくつかの好適な凝集剤は、米国特許第８，４３５，７７６号（Ｒａｓｍｕｓｓｅｎら）及び同第１０，００５，８１４号（Ｒａｓｍｕｓｓｅｎら）に詳細に記載されており、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。特定の場合では、凝集剤は、非修飾又は修飾（例えば、官能化）アミノポリマーを含む。好適なアミノポリマーは、例えば、ポリエチレンイミン、ポリリジン、ポリアミノアミド、ポリアリルアミン、ポリビニルアミン、ポリジメチルアミン－エピクロロヒドリン－エチレンジアミン、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド、カチオン性ポリアクリルアミド（ＣＰＡＭ）、ポリアミノシロキサン、並びにポリアミンドアミン（polyamindoamine、ＰＡＭＡＭ）及びポリプロピレンイミンから形成されるデンドリマーからなる群から選択され得る。好適な修飾アミノポリマーは、ポリエチレンイミン、ポリリジン、ポリアミノアミド、ポリアリルアミン、ポリビニルアミン、ポリジメチルアミン－エピクロロヒドリン－エチレンジアミン、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド、ＣＰＡＭ、ポリアミノシロキサン、並びにＰＡＭＡＭ及びポリプロピレンイミンから形成されるデンドリマーからなる群から選択される１つ以上のアミノポリマーを官能化することによって、調製することができる。例えば、官能化は、アミノポリマーをアルキル化剤、アシル化剤、又はグアニル化剤と反応させることを含み得る。選択された実施形態では、凝集剤は、修飾又は非修飾ポリエチレンイミンポリマーを含む。
【0046】
１つ以上の凝集剤は、従来の方法によって、例えば、微細構造の表面上に凝集剤のコーティングを適用し、そのコーティングを乾燥させることによって、適用することができる。
【0047】
場合によっては、凝集剤は、ゲル浸透クロマトグラフィーによって測定すると、１モル当たり５，０００グラム（ｇ／ｍｏｌ）以上、１０，０００ｇ／ｍｏｌ、２０，０００ｇ／ｍｏｌ、３０，０００ｇ／ｍｏｌ、４０，０００ｇ／ｍｏｌ、５０，０００ｇ／ｍｏｌ、６０，０００ｇ／ｍｏｌ、７０，０００ｇ／ｍｏｌ、８０，０００ｇ／ｍｏｌ、９０，０００ｇ／ｍｏｌ、１００，０００ｇ／ｍｏｌ、１１０，０００ｇ／ｍｏｌ、１２０，０００ｇ／ｍｏｌ、１３０，０００ｇ／ｍｏｌ、１４０，０００ｇ／ｍｏｌ、又は１５０，０００ｇ／ｍｏｌ以上、かつ５００，０００ｇ／ｍｏｌ以下の重量平均分子量（Ｍｗ）を有する。時に、高分子量、例えば、５０，０００ｇ／ｍｏｌ以上は、粒子（例えば、赤血球）を凝集させるのに役立つことがある。
【0048】
有利には、凝集剤の少なくとも一部は、ある体積の流体でデバイスが充填された後に、流体（例えば、血液）中に溶解、分散、又はこれらの組み合わせを示す傾向がある。場合によっては、用いられる凝集剤の量は、流体１ミリリットル当たり０．０１マイクログラム（μｇ／ｍＬ）以上、０．１μｇ／ｍＬ、０．２５μｇ／ｍＬ、０．５μｇ／ｍＬ、１μｇ／ｍＬ、５μｇ／ｍＬ、１０μｇ／ｍＬ、２５μｇ／ｍＬ、５０μｇ／ｍＬ、７５μｇ／ｍＬ、１００μｇ／ｍＬ、１５０μｇ／ｍＬ、２５０μｇ／ｍＬ、５００μｇ／ｍＬ、７５０μｇ／ｍＬ、１０００μｇ／ｍＬ、又は１５００μｇ／ｍＬ以上、かつ５０００μｇ／ｍＬ以下、４０００μｇ／ｍＬ、３０００μｇ／ｍＬ、２０００μｇ／ｍＬ、１０００μｇ／ｍＬ、５００μｇ／ｍＬ、２００μｇ／ｍＬ、１００μｇ／ｍＬ、５０μｇ／ｍＬ、１０μｇ／ｍＬ、又は２μｇ／ｍＬ以下の量の、ある体積の流体試料（例えば、血液）中の凝集剤濃度となるように設計される。別の言い方をすれば、いくつかの実施形態では、凝集剤は、ある体積の流体（例えば、血液）中に０．０１μｇ／ｍＬ～５０００μｇ／ｍＬの量で存在する。デバイスの表面上の乾燥コーティングの形態である場合の凝集剤の量は、特定の凝集剤の分子量（Ｍｗ）に基づいて変化する。
【0049】
図３Ａ及び図３Ｂにはまた、デバイス２００が典型的にどのように使用されるかに関する概念を示すために、デバイスのＳＥＭ画像上にイラストによる描写も組み込まれている。例えば、毛細管作用を利用して、血液２９５がデバイス２００に充填された後、赤血球２９０は、微細構造２３０の間で、第１の開放容積２７０に沈降し始める。図３Ａでは、３つの赤血球２９０のみが、第１の開放容積２７０内に位置するものとして描かれている。図３Ｂを参照すると、赤血球２９０の全てが、複数の微細構造２３０の第１の開放容積２７０内に沈降するのに十分な時間待機した後のデバイス２００が描かれている。多くの場合、赤血球は重力のみによって沈降する。赤血球が除去されたある体積の血液２９５が、第２の開放容積２８０に存在する。使用時に、圧力をデバイスに印加すると、複数の微細構造２３０の第１の開放容積２７０内に赤血球の少なくとも一部が保持された血液の初期体積の少なくともいくらかの量は、第１のアパーチャ２５０又は第２のアパーチャ２６０のいずれかを通ってデバイスから流出する。場合によっては、血液２９５が第２のアパーチャ２６０から出ることが好ましい。
【0050】
必要に応じて、当該方法は、流体（例えば、血液）を、デバイスに入る前に、デバイスから出た後に、又はその両方で、フィルターに通すことを更に含む。例えば、流体を濾過することは、流体から少なくとも１つの望ましくない成分を除去するために有用であり得る。好適なフィルターとしては、例えば、不織布フィルター、織布フィルター、膜フィルター、紙フィルター、及びスポンジフィルターが挙げられるが、これらに限定されない。例示的な好適なフィルターとしては、例えば、ガラス繊維フィルター、及び非対称ポリスルホン／ポリエーテルスルホンフィルター（例えば、Ｐａｌｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｐｏｒｔ Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＮＹ）から市販されているＶＩＶＩＤ Ｐｌａｓｍａ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｍｅｍｂｒａｎｅｓ、又は両方ともＣｈｉｎａ Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（Ｈａｎｇｚｈｏｕ，Ｃｈｉｎａ）から市販されているＣｏｂｅｔｔｅｒ ＯｎｅＳｔｅｐ Ｐｌａｓｍａ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｍｅｍｂｒａｎｅ若しくはＣｏｂｅｔｔｅｒ ＲＢシリーズ）が挙げられる。
【0051】
場合によっては、当該方法は、ある体積の流体（例えば、血液）でデバイスを充填する前に、ある体積の流体（例えば、血液）に凝集剤を添加することを更に含む。凝集剤は、ある体積の流体中に存在する濃度（例えば、流体１ｍＬ当たり０．０１～５０００マイクログラムの量）を含めて、上記で詳細に述べたとおりであり得る。
【0052】
赤血球は、全血の総体積の３５～５０％を構成する傾向がある。第１の開放容積対第２の開放容積の比が１：１以上であることにより、第１の開放容積内の微細構造の間に、未希釈全血試料の最大で全ての赤血球が保持されるのに十分な空間が提供される一方で、第２の開放容積は、赤血球をほとんど含まない（から全く含まないまでの）血液のために空けられたままである。したがって、沈降後にデバイスに圧力が印加されると、赤血球が除去された血液（場合によっては血漿）は、アパーチャのより近くに位置するので、デバイスから優先的に出る。対照的に、沈降した赤血球は、第１の開放容積内の微細構造の間に保持される傾向があり、圧力の印加によってデバイスから除去される可能性は低い傾向がある。場合によっては、第１の開放容積対第２の開放容積の比は、分析のためにデバイスから流出することができる血液（赤血球が除去されている）の体積を最大化するために、赤血球と共に第１の開放容積に沈降する可能性のある血液の体積を最小化するように選択される。１：１以上の第１の開放容積対第２の開放容積の比を選択することによって、血液からの赤血球の効果的な分離のために全血を希釈することは、典型的には必要なく、そのため、血液が希釈されていない形態で使用され得る。しかしながら、希釈血液では、０．９：１以下、０．８：１、０．７：１、０．６：１、又は更には０．５：１以下など、より小さい比を使用することが可能である。
【0053】
有利なことに、本開示の少なくとも特定の実施形態によるデバイスは、デバイス内の分析可能な血液の滞留を最小限に抑えながら、赤血球（の少なくとも一部）を、少量の血液から効果的に分離する。これは、フローストリームを用いるデバイス、又はデッドボリューム損失をもたらすデバイスとは対照的である。流動血液を必要とする赤血球分離デバイスの例としては、米国特許出願公開第２００８／０１３５５０２号（Ｐｙｏら）、米国特許第１１，２６２，３４７号（Ｙｕｎら）、米国特許第１０，５１８，１９６号（Ｐｕｌｅｏら）、韓国特許出願公開第２０１０／００４８５０７号（Ｃｈｕｎら）、及びＴＷ Ｉ３３８１３４号（Ｃｈｏｕら）が挙げられる。
【0054】
好ましくは、赤血球が除去された血液の少なくとも１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、又は更に少なくとも４０％が、圧力の印加時にデバイスから流出する。パーセンテージが大きいほど、本開示によるデバイスを使用する分離方法の効率が高くなり、デバイスで失われる分析可能な試料体積は少なくなる。
【0055】
本開示の少なくとも特定の実施形態によるデバイスは、試料体積が、１２０マイクロリットル以下、１１０マイクロリットル、１００マイクロリットル、９０マイクロリットル、８０マイクロリットル、７０マイクロリットル、６０マイクロリットル、５０マイクロリットル、４０マイクロリットル、３０マイクロリットル、２０マイクロリットル、１０マイクロリットル、又は更に５マイクロリットル以下、かつ１マイクロリットル以上、２マイクロリットル、３マイクロリットル、４マイクロリットル、５マイクロリットル、６マイクロリットル、７マイクロリットル、８マイクロリットル、９マイクロリットル、１０マイクロリットル、１２マイクロリットル、１５マイクロリットル、２５マイクロリットル、３５マイクロリットル、又は４５マイクロリットル以上である場合に、流体（例えば血液）から固体粒子（例えば赤血球）を除去するための使用に好適である。例えば、デバイスの第１の開放容積と第２の開放容積との合計は、５マイクロリットル～１２０マイクロリットルであり得る。
【0056】
場合によっては、第１のアパーチャは、デバイスのカバーによって画定され、ある体積の流体（例えば、血液）を、重力及び／又はアパーチャへのウィッキングを利用してデバイスに導入することができる。他の場合では、第１のアパーチャは、微細構造化基材によって画定される。例えば、図２Ｂを参照すると、第１のアパーチャ２５０は、少なくとも特定の最小体積の流体を保持するように構成されたリザーバとして設けられ得る。リザーバは、微細構造２３０の一端２３７に隣接する微細構造化基材２１０の一部によって画定され得る。同様に、第２のアパーチャ２６０は、流体が微細構造化基材２１０の微細構造化表面２０２から出る際に流体を保持するように構成されたリザーバであり得る。多くの場合、第２のアパーチャは、流体が第１のアパーチャを介してデバイスに堆積される際にデバイスからの置換ガス（典型的には空気）を容易に排出できるように、第１のアパーチャから離れた距離に位置することが有利である。必要に応じて、陽圧をポンプによって提供して、ある体積の血液を第１のアパーチャに堆積させることができ、次いで、赤血球の少なくとも一部が第１の開放容積に沈降した後、ポンプを再び作動させて、血液を、第２の開放容積から第２のアパーチャの外に押し出すことができる。必要に応じて、ある体積の血液は、第１のアパーチャを通してデバイスにウィッキングされてよく、次いで、使用者の指によって提供される陽圧又は真空源によって提供される陰圧のいずれかを使用して、血液を、第２の開放容積から、第１のアパーチャ又は第２のアパーチャのいずれかの外に押し出すことができる。したがって、血液（いくらかの赤血球が除去されている）をもたらす圧力は、陽圧又は陰圧であり得る。
【0057】
ルーバー構造
再び図３Ａ及び３Ｂを参照すると、特定の実施形態のデバイスの微細構造２３０は、チャネルによって分離されたリブを備える「ルーバー構造」を含む。この形状はまた、図４Ａにも示されており、微細構造２３０は、微細構造化基材２１０の第１の表面２０２にわたって延びているチャネル２０１と交互に配置された複数のリブ２３０を備え、リブ２３０の各々は、側壁２３３及び２３４並びに頂面２２１を備え、チャネル２０１の各々は、底面２０５を備える。
再び図３Ａ及び３Ｂを参照すると、特定の実施形態のデバイスの微細構造２３０は、チャネルによって分離されたリブを備える「ルーバー構造」を含む。この形状はまた、図４Ａにも示されており、微細構造２３０は、微細構造化基材２１０の第１の表面２０２にわたって延びているチャネル２０１と交互に配置された複数のリブ２３０を備え、リブ２３０の各々は、側壁２３３及び２３４並びに頂面２２１を備え、チャネル２０１の各々は、底面２０５を備える。
【0058】
より具体的には、描かれた微細構造化基材２１０は、ベース層２１３上に複数のチャネル２０１ａ～２０１ｄを備える。図４Ａに示したように、連続ランド層（continuous land layer）「Ｌ」が、チャネルの底部２０５とベース層２１３の頂面２０２との間に存在していてよい。あるいは、チャネル２０１は、微細構造化基材２１０全体にわたって延びていてもよい。場合によっては（図４Ｂに示したように）、溝の底面２０５は、ベース層２１３の頂面２０２と一致していてもよい。典型的な実施形態では、ベース層２１３は、リブ２３０とは異なる有機ポリマー材料を含む予備成形フィルムである。
【0059】
リブ（例えば、突起）２３０の高さ及び幅は、隣接するチャネル（例えば、２０１ａ及び２０１ｂ）によって画定される。リブ２３０は、頂面２２１と、底面２３１と、頂面２２１を底面２３１に接合する側壁２３３及び２３４とによって画定することができる。側壁２３３及び２３４は、互いに平行であってよい。より典型的には、側壁は、壁角度を有する。
【0060】
リブ２３０は、幅「Ｗ」によって画定することができる。多くの場合、リブ２３０は、微細構造化基材の第１の表面に平行な幅と、微細構造化基材の第１の表面に直交する高さとを有する。ランド領域「Ｌ」を除いて、リブ２３０は、典型的には、チャネル２０１と名目上同じ高さを有する。典型的な実施形態では、チャネル２０１及び／又はリブ２３０の高さ「Ｈ」は、少なくとも１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０又は１００マイクロメートルである。いくつかの実施形態では、高さは、５００、４７５、４５０、４２５、４００、３７５、３５０、３２５、３００、２７５、２５０、２４０、２３０、２２０、２１０、２００、１９０、１８０、１７０、１６０、１５０、１４０、１３０、１２０、１１０、又は１００マイクロメートル以下である。いくつかの実施形態では、チャネル２０１及び／又はリブ２３０の高さは、５０～５００マイクロメートルの範囲である。微細構造化基材は、典型的には、名目上同じ高さ及び幅を有する複数のリブ２３０を備える。いくつかの実施形態では、リブ２３０は、高さ「Ｈ」、その最も広い部分における最大幅「Ｗ」、及び少なくとも１．５のアスペクト比Ｈ／Ｗを有する。いくつかの実施形態では、Ｈ／Ｗは、少なくとも１．７５、２．０、２．２５、２．５、２．７５、３．０、３．５、４．０、４．５又は５．０である。他の実施形態では、リブのアスペクト比は、少なくとも６、７、８、９、又は１０である。他の実施形態では、リブのアスペクト比は、少なくとも１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、又は５０である。
【0061】
チャネル２０１は、底面２０５と頂面２２１との間の距離によって画定される高さ「Ｈ」を有し、そのような頂面及び底面は、典型的には、ベース層２１３の頂面２０２に平行である。チャネル２０１は、最大幅「Ｗ」を有し、微細構造化表面２０２に沿ってピッチ「Ｐ」だけ離隔している。基部（すなわち、底面２０５に隣接している）におけるチャネルの幅「Ｗ」は、典型的には、頂面２２１に隣接しているチャネルの幅と名目上同じである。しかしながら、基部におけるチャネルの幅が、頂面に隣接している幅と異なる場合、幅は最大幅によって定義される。複数のチャネルの最大幅は、第１の開放容積を計算するための領域などの対象領域において平均することができる。微細構造化基材は、名目上同じ高さ及び幅を有する複数のチャネルを備え得る。典型的な実施形態では、チャネルは一般に、５０、４０、３０、２０、１０、９、８、７、６、５、４、３、２、又は１マイクロメートル以下の幅を有する。いくつかの実施形態では、チャネルは、一般に、９００、８００、７００、６００、又は５００マイクロメートル以下の幅を有する。いくつかの実施形態では、チャネルは、少なくとも５０、６０、７０、８０、９０、又は１００マイクロメートルの幅を有する。
【0062】
いくつかの実施形態では、壁角度θは、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、又は１００度より大きい。いくつかの実施形態では、壁角度は、１１０、１０９、１０８、１０７、１０６、１０５、１０４、１０３、１０２、１０１、１００、９９、９８、９７、９６、又は９５度以下である。いくつかの実施形態では、壁角度は９０度に近づく。壁角度が９０度である場合、チャネル２０１と頂面２２１との間の角度も９０度である。壁角度に応じて、リブは、長方形又は台形の断面を有することができる。いくつかの実施形態では、側壁は、第１及び第２の側壁を含むものとして記載することができ、第１の側壁は、微細構造化基材の底面に対して０度～＋１０度又は０度～－１０度の微細構造化基材の第１の表面に平行な線との壁角度を有する。
【0063】
いくつかの実施形態では、リブ２３０は、少なくとも１０マイクロメートルのピッチ「Ｐ」を有する。ピッチは、図４Ａに描かれているように、第１のリブの始まりと第２のリブの始まりとの間の距離である。ピッチは、少なくとも１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、又は５０、６０、又は７０マイクロメートルであり得る。ピッチは、一般に１ｍｍ以下である。ピッチは、典型的には、９００、８００、７００、６００、又は５００マイクロメートル以下である。いくつかの実施形態では、ピッチは、典型的には、５５０、５００、４５０、４００、３５０、３００、２５０、又は２００マイクロメートル以下である。いくつかの実施形態では、ピッチは、１７５、１５０、１００マイクロメートル以下である。典型的な実施形態では、リブは、均一に離隔され、単一ピッチを有する。代替的に、リブは、隣接するリブ間のピッチが同じでないように離隔され得る。この後者の実施形態では、少なくとも一部、典型的には大部分（全リブの少なくとも５０、６０、７０、８０、９０％、又はそれ以上）が、上記のピッチを有する。チャネルのピッチは、リブについて記載したのと同じ範囲内である。必要に応じて、チャネルは、１０～２００マイクロメートルの平均ピッチを有する。リブのピッチ及び高さは、コーティングによるリブのコーティングを容易にするために重要であり得る。リブの間隔が近すぎると、側壁を均一にコーティングすることが難しくなる可能性がある。リブの間隔が離れすぎていると、コーティングは、その意図された機能を提供するのに効果的ではない可能性がある。
【0064】
図４Ａのルーバー構造の変形例が図４Ｂに描かれており、場合によっては、各リブ２３０の頂面２２１は、側壁２３３、２３４上に配置されたキャップ２３５の頂部であり、キャップ２３５は、両側の側壁２３３と２３４との間の幅（「ＷＷ」）よりも大きい幅（「ＣＷ」）を有する。理論に束縛されることを望むものではないが、リブ上のキャップの存在（例えば、アンダーカット特徴部（undercut features））は、粒子がデバイスに沈降すると、チャネルに粒子を保持することを支援し得ると考えられる。
【0065】
ルーバー構造は、任意の好適な方法によって調製することができる。一実施形態では、構造、例えば、図４Ａに示した微細構造化基材２１０は、（ａ）重合性組成物を調製する工程と、（ｂ）マスターのネガ微細構造化成形面（例えば、ツール）上に、マスターのキャビティを充填するのにかろうじて十分な量で、重合性組成物を堆積させる工程と、（ｃ）少なくとも一方が可撓性である、（例えば、予備成形されたフィルム）ベース層とマスターとの間に重合性組成物のビーズを移動させることによってキャビティを充填する工程と、（ｄ）当該組成物を硬化させる工程と、を含む方法によって調製することができる。堆積温度は、周囲温度～約１８０°Ｆ（８２℃）の範囲であってよい。マスターは、ニッケル、クロム－若しくはニッケル－メッキされた銅又は黄銅などの金属であってよく、又は重合条件下で安定であり、かつ重合した材料をマスターからきれいに除去することができる表面エネルギーを有する熱可塑性材料であってもよい。ベース層が、予備成形されたフィルムである場合、フィルムの表面のうちの１つ以上は、微細構造の有機材料との接着を促進するために、必要に応じてプライマー処理されてよく、又は他の方法で処理されてもよい。
【0066】
一実施形態では、構造、例えば、リブ上にキャップを有する図４Ｂに示した微細構造化基材２１０は、アンダーカット特徴部を作製するための既知の方法によって（例えば、多数の部品で作製された金型を成形後に部分的に分解することによって、キャビティの各々を開き、その特徴部を容易に除去可能とすること、又は、最初にアンダーカットのない直線状リブを成形し、次いで、離型後の別個の造形工程においてそれらのステムにキャップを形成することによって）調製することができる。あるいは、このような微細構造化基材は、ＰＣＴ国際公開第２０１５／０４１８４４号（Ｒｕｌｅら）の開示に従って作製してもよく、この場合、ポリオレフィン樹脂を金型キャビティに堆積させて、一体型バッキング上にあってかつ一体型バッキングから延びている複数のアンダーカット特徴部を含む第１の層を形成し、少なくとも１分当たり１５０ミリメートルの速度（ｍｍ／分）で金型キャビティから第１の層を離型させる。
【0067】
重合性樹脂は、（メタ）アクリレートモノマー、（メタ）アクリレートオリゴマー、及びこれらの混合物から選択される第１及び第２の重合性成分の組み合わせを含むことができる。本明細書で使用される場合、「モノマー」又は「オリゴマー」は、ポリマーに変換できる任意の物質である。「（メタ）アクリレート」という用語は、アクリレート及びメタクリレートの両化合物を指す。場合によっては、重合性組成物は、（メタ）アクリル化ウレタンオリゴマー、（メタ）アクリル化エポキシオリゴマー、（メタ）アクリル化ポリエステルオリゴマー、（メタ）アクリル化フェノールオリゴマー、（メタ）アクリル化アクリルオリゴマー、及びこれらの混合物を含むことができる。
【0068】
重合性樹脂は、ＵＶ硬化性樹脂などの放射線硬化性ポリマー樹脂であってよい。場合によっては、本開示の微細構造化基材に有用な重合性樹脂組成物としては、米国特許第８，０１２，５６７号（Ｇａｉｄｅｓら）に記載されているような重合性樹脂組成物を挙げることができる。
【0069】
ベース層の化学組成及び厚さは、微細構造化基材の最終用途に依存し得る。典型的な実施形態では、ベース層の厚さは、少なくとも約０．０２５ミリメートル（ｍｍ）であってよく、約０．０５ｍｍ～約０．２５ｍｍであってもよい。有用なベース層材料としては、例えば、スチレン－アクリロニトリル、酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、三酢酸セルロース、ポリエーテルスルホン、ポリメチルメタクリレート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレンナフタレート、ナフタレンジカルボン酸に基づくコポリマー又はブレンド、ポリオレフィン系材料、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びポリシクロオレフィンのキャストフィルム又は延伸フィルム、ポリイミド、並びにガラスが挙げられる。必要に応じて、ベース層は、これらの材料の混合物又は組み合わせを含有することができる。いくつかの実施形態では、ベース層は、多層であってもよく、又は連続相中に懸濁若しくは分散された分散成分を含有してもよい。
【0070】
ベース層材料の例としては、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）が挙げられる。有用なＰＥＴフィルムの例としては、ＤｕＰｏｎｔ Ｆｉｌｍｓ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌ．）から商品名「Ｍｅｌｉｎｅｘ ６１８」で入手可能なフォトグレードポリエチレンテレフタレートが挙げられる。光学グレードのポリカーボネートフィルムの例としては、ＧＥ Ｐｏｌｙｍｅｒｓｈａｐｅｓ（Ｓｅａｔｔｌｅ，ＷＡ）から入手可能なＬＥＸＡＮポリカーボネートフィルム８０１０、及びＴｅｉｊｉｎ Ｋａｓｅｉ（Ａｌｐｈａｒｅｔｔａ，ＧＡ）から入手可能なＰａｎｌｉｔｅ １１５１が挙げられる。
【0071】
あるいは、微細構造化基材２１０は、溶融押出、すなわち、マスターネガ微細構造化成形面（例えば、ツール）上に流体樹脂組成物をキャスティングし、組成物を固化させることによって、調製することができる。この実施形態では、リブ２３０は、ベース層２１３に連続層で相互接続される。個々のリブ及びそれらの間の接続部は、一般に、同じ熱可塑性材料を含む。ランド層の厚さ（すなわち、複製された微細構造から生じる部分を除いた厚さ）は、典型的には０．００１～０．１００インチ、好ましくは０．００３～０．０１０インチである。溶融押出に好適な樹脂組成物は、寸法安定性、耐久性、耐候性があり、所望の形状に容易に成形可能な透明材料である。好適な材料の例としては、アクリル、例えば、Ｒｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ）によって製造されているＰｌｅｘｉｇｌａｓブランドの樹脂；ポリカーボネート；反応性材料、例えば、熱硬化性アクリレート及びエポキシアクリレート；ポリエチレン系イオノマー、例えば、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）Ｅ．Ｉ．Ｄｕｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏ．，Ｉｎｃ．によってＳＵＲＬＹＮのブランド名で販売されているもの；（ポリ）エチレン－ｃｏ－アクリル酸；ポリエステル；ポリウレタン；及び酢酸酪酸セルロースが挙げられる。
【0072】
更に別の実施形態では、マスターネガ微細構造化成形面（例えば、ツール）は、米国特許第４，６０１，８６１号（Ｐｒｉｃｏｎｅ）に記載されているエンボス加工ツールとして用いることができる。
【0073】
そのようなルーバー構造を有する微細構造化基材及びそれらを形成する方法に関する更なる詳細は、国際公開第２０１９／１１８６８５号（Ｓｃｈｍｉｄｔら）及び国際公開第２０２０／０２６１３９号（Ｓｃｈｍｉｄｔら）に記載されており、各々参照により本明細書に組み込まれる。
【0074】
プリズム構造
図５Ａは、規則的なプリズム３２０の線状アレイを備える代替の微細構造化基材３０９を示している。各プリズムは、第１のファセット３２１及び第２のファセット３２２を有する。プリズムは、典型的には、プリズムが形成される第１の平面３３１と、実質的に平坦又は平面であり、第１の表面の反対側にある第２の表面３３２とを有する、（例えば、予備成形ポリマーフィルム）ベース部材３１０上に形成されている。いくつかの実施形態では、プリズムは直角柱である。直角柱とは、頂角θ、３４０が、典型的には約９０°であることを意味する。しかしながら、この角度は５°から９０°の範囲であってよく、２０°から８０°の範囲であってもよい。選択された実施形態では、微細構造は、９０度以下の頂角を有する線状プリズムを備える。いくつかの実施形態では、特にピーク構造のファセットがピーク構造間の谷で相互接続される場合、ピーク構造の頂角は、典型的には壁角度の２倍である。したがって、頂角は、典型的には、５度より大きく、より典型的には、少なくとも２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、又は６０度である。ピーク構造の頂角は、典型的には、９０度未満であり、より典型的には、８５、８０、７５、７０、６５、６０、５５、５０、４５、４０、又は３５度未満である。必要に応じて、隣接するピーク構造３２０の間に、例えば、第１の平面３３１においてギャップがある、又はそれに平行にギャップがある。
図５Ａは、規則的なプリズム３２０の線状アレイを備える代替の微細構造化基材３０９を示している。各プリズムは、第１のファセット３２１及び第２のファセット３２２を有する。プリズムは、典型的には、プリズムが形成される第１の平面３３１と、実質的に平坦又は平面であり、第１の表面の反対側にある第２の表面３３２とを有する、（例えば、予備成形ポリマーフィルム）ベース部材３１０上に形成されている。いくつかの実施形態では、プリズムは直角柱である。直角柱とは、頂角θ、３４０が、典型的には約９０°であることを意味する。しかしながら、この角度は５°から９０°の範囲であってよく、２０°から８０°の範囲であってもよい。選択された実施形態では、微細構造は、９０度以下の頂角を有する線状プリズムを備える。いくつかの実施形態では、特にピーク構造のファセットがピーク構造間の谷で相互接続される場合、ピーク構造の頂角は、典型的には壁角度の２倍である。したがって、頂角は、典型的には、５度より大きく、より典型的には、少なくとも２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、又は６０度である。ピーク構造の頂角は、典型的には、９０度未満であり、より典型的には、８５、８０、７５、７０、６５、６０、５５、５０、４５、４０、又は３５度未満である。必要に応じて、隣接するピーク構造３２０の間に、例えば、第１の平面３３１においてギャップがある、又はそれに平行にギャップがある。
【0075】
これらの頂上部分（apex）は、（図示したように）尖っていても、丸みを帯びていても、又は先端が切り取られた形状であってもよい。場合によっては、頂上部分が尖っていたり又は丸みを帯びている形状の方が、頂上部分が切り取られた（例えば、平坦な）形状よりも、形状の上に粒子が沈降する可能性が低いため、尖っていたり又は丸みを帯びている頂上部分を使用することが有利である。好ましくは、プリズム先端の半径は、粒子（例えば、赤血球）の半径よりも小さい。（例えば、プリズム）ピーク間の間隔は、ピッチ（「Ｐ」）として特徴付けられ得る。この実施形態では、ピッチはまた、谷の最大幅にも等しい。したがって、ピッチは、上記したように、１、２、３、４、５、６、７、８、９、又は１０ミクロンより大きく、最大５００ミクロンの範囲である。プリズム微細構造の長さ（「Ｌ」）は、典型的には最大寸法であり、微細構造化された表面、フィルム、又は物品の寸法全体にわたることができる。プリズムファセットは同一である必要はなく、プリズムは互いに対して傾斜していてもよい。隣接しているピーク構造のファセットは、典型的には、谷の底部で、すなわち、平面ベース層に近接して接続される。ピーク構造のファセットは、同じ方向に連続面を形成する。例えば、図５Ａでは、プリズムピーク構造のファセット３２１及び３２２は、微細構造の長さ（Ｌ）の方向、すなわちｙ方向に連続している。
【0076】
必要に応じて、連続ランド層３６０は、チャネル又は谷の底部と（例えば、平坦な）ベース部材３１０の頂面３３１との間に存在することができる。いくつかの実施形態では、例えば、微細構造化表面が、重合性樹脂組成物のキャスティング及び硬化から調製される場合、ランド層の厚さは、典型的には、少なくとも０．５、１、２、３、４、又は５マイクロメートルから最大５０マイクロメートルの範囲である。いくつかの実施形態では、ランド層の厚さは、４５、４０、３５、３０、２５、２０、１５、又は１０ミクロン以下である。
【0077】
図５Ｂを参照すると、プリズム微細構造を有する実施例８の例示的なデバイスの一部に関する断面のＳＥＭ画像が提供されている。微細構造化基材３２５の第１の表面３０２は、少なくとも１つの側壁部３４０と共に、各微細構造３２０の底部３３６から頂部３２７までの複数の微細構造３２０の間に位置した開放空間の合計である第１の開放容積３７０を画定する。（簡略化のために、３７０の矢印は、２つの隣接する微細構造３２０の間の第１の開放容積の一部を指すだけである）。カバー３５２は、微細構造化基材３２５の第１の表面３０２の頂部３２７及び少なくとも１つの側壁部３４０と共に、第１の開放容積３７０に隣接して位置した第２の開放容積３８０を画定し、第１の開放容積と第２の開放容積とを合わせた合計を１００％開放容積とすると、第１の開放容積は、その１００％開放容積のうち、血液中に存在する赤血球の体積パーセントよりも大きなパーセントを有する。
【0078】
選択された実施形態では、微細構造は、ピーク構造と、隣接している谷とのアレイを備え、谷は、１０ミクロン～５００ミクロンの範囲の最大幅を有し、ピーク構造は、５度超～最大９０度の頂角を有する。
【0079】
微細構造化基材の第１の表面にわたって延びている、ピーク構造と、隣接している谷との線状アレイの配向は、特に限定されず、それらは、デバイスの流れ方向に対して０～９０度の角度で配向され得る。より具体的には、ピーク構造と、隣接している谷とは、０度以上、５度、１０度、１５度、２０度、２５度、３０度、３５度、４０度、４５度、５０度、５５度、６０度、６５度、７０度、又は７５度以上、かつ９０度、８５度、８０度、７５度、７０度、６５度、６０度、５５度、５０度、４５度、４０度、３５度、３０度、２５度、２０度、又は１５度以下の角度で配向され得る。例えば、図５Ｂのデバイス３００では、ピーク構造３２０及び谷３０１は、デバイス３００の流れ方向（例えば、流れと同じ方向）に対して０度の角度で配向されている。図５Ｃの微細構造化基材３２５上では、ピーク構造３２２及び谷３０１は、微細構造化基材３２５を含むデバイスの流れ方向（「Ｆ」）に対して９０度の角度（例えば、直角）で配向されている。図５Ｄの微細構造化基材３２５上では、ピーク構造３２０及び谷３０１は、微細構造化基材３２５を含むデバイスの流れ方向（「Ｆ」）に対して４５度の角度で配向されている。０度より大きい（及び、例えば、最大９０度の）配向を選択することによって、粒子は、デバイスへの流体の流れの方向において２つ以上の微細構造と接触する機会がより多くなり、潜在的に微細構造内に捕捉される可能性がより高くなる。
【0080】
そのようなピーク構造アレイを有する微細構造化基材及びそれらを形成する方法に関する更なる詳細は、米国特許出願公開第２０２１／０１８７８１９号（Ｃｏｎｎｅｌｌら）に記載されており、参照により本明細書に組み込まれる。
【0081】
ファセット構造
プリズム構造と同様に、図５Ｅは、ファセット構造を有する代替の微細構造化基材７００を示している。より具体的には、図５Ｅは、底面７０５と、頂面７２０と、第１の側壁７３２と、ファセット７３３とを画定している微細構造化基材７００を示している。別の言い方をすれば、微細構造は、ファセット７３３と、微細構造のリッジ７２０においてファセット７３３と交わる側壁７３２とを備える。ファセット７３３及び側壁７３２は、典型的には、それらの間に斜角を画定する。
プリズム構造と同様に、図５Ｅは、ファセット構造を有する代替の微細構造化基材７００を示している。より具体的には、図５Ｅは、底面７０５と、頂面７２０と、第１の側壁７３２と、ファセット７３３とを画定している微細構造化基材７００を示している。別の言い方をすれば、微細構造は、ファセット７３３と、微細構造のリッジ７２０においてファセット７３３と交わる側壁７３２とを備える。ファセット７３３及び側壁７３２は、典型的には、それらの間に斜角を画定する。
【0082】
選択された実施形態では、微細構造は、ファセットと、微細構造のリッジにおいてファセットと交わる側壁とを備え、ファセット及び側壁は、それらの間に斜角を画定する。
【0083】
そのようなファセット構造を有する微細構造化基材及びそれらを形成する方法に関する更なる詳細は、国際公開第２０２０／２５０１８０号（Ｋｅｎｎｅｙら）に記載されており、参照により本明細書に組み込まれる。
【0084】
突起アレイ構造
図６Ａは、突起アレイ構造を有する別の代替の微細構造化基材４００を示している。より具体的には、図６Ａは、第１の表面４２０にわたって配列された突起４１０の２次元（ｘ軸及びｙ軸）アレイを有する微細構造化基材４００の概略側面図である。突起４１０の各々は、基部４１２と、頂部４１４と、頂部を基部に接続する１つ以上の側部４１６、４１８とを備える。必要に応じて、突起４１０の各々は、離隔されたポストである。例えば、図６Ｂは、右下の画像を除く全てに存在する離隔されたポスト４１０を含む、突起の２次元アレイのための４つの代表的な工学的マイクロパターン化領域の頂面図である。いくつかの微細構造化表面は、一定の高さ及び可変幅を有する突起のアレイなど、ある範囲のアスペクト比値を有する突起を備え得る。このような場合、表面は、通常は、最大アスペクト比値によって特徴付けられる。
図６Ａは、突起アレイ構造を有する別の代替の微細構造化基材４００を示している。より具体的には、図６Ａは、第１の表面４２０にわたって配列された突起４１０の２次元（ｘ軸及びｙ軸）アレイを有する微細構造化基材４００の概略側面図である。突起４１０の各々は、基部４１２と、頂部４１４と、頂部を基部に接続する１つ以上の側部４１６、４１８とを備える。必要に応じて、突起４１０の各々は、離隔されたポストである。例えば、図６Ｂは、右下の画像を除く全てに存在する離隔されたポスト４１０を含む、突起の２次元アレイのための４つの代表的な工学的マイクロパターン化領域の頂面図である。いくつかの微細構造化表面は、一定の高さ及び可変幅を有する突起のアレイなど、ある範囲のアスペクト比値を有する突起を備え得る。このような場合、表面は、通常は、最大アスペクト比値によって特徴付けられる。
【0085】
選択された実施形態では、微細構造は、微細構造化基材の第１の表面にわたって配列された突起の２次元（ｘ軸及びｙ軸）アレイを備え、突起の各々は、基部、頂部、及び頂部を基部に接続する１つ以上の側部を備える。
【0086】
そのような突起アレイを有する微細構造化基材及びそれらを形成する方法に関する更なる詳細は、国際公開第２０２０／０９７３１９号（Ｗｏｌｋら）に記載されており、参照により本明細書に組み込まれる。
【0087】
キャビティアレイ構造
図７Ａは、キャビティアレイ構造を有する更なる代替の微細構造化基材５００ａを示している。「キャビティアレイ」は、少なくとも約１００／ｃｍ２、好ましくは少なくとも約１０／ｍｍ２の離散キャビティの密度を有するキャビティのアレイである。キャビティは、例えば、約５～２５０マイクロメートルの範囲の直径、及び約２～２５０マイクロメートルの範囲の深さを有する開口部などの寸法を有する三次元構造を有する。アレイは最密充填アレイ又は矩形アレイなどの任意の規則的なアレイであってよく、又はキャビティはランダムに分布していてもよい。より具体的には、図７Ａは、第１の主表面５１４と第２の主表面５１６との間に延びている複数のキャビティ５２２を有する微細構造化基材５００ａの概略断面図である。微細構造化基材５００ａは、第１の主表面５１４及び第２の主表面５１６を有する微細構造化層５１０を備え、当該微細構造は、第１の主表面５１４と第２の主表面５１６との間に延びている複数のキャビティ５２２を備える。各キャビティは、第１の開口部５２４と、第２の開口部５２８と、第１の開口部５２４と第２の開口部５２８との間に延びている少なくとも１つの側壁５２６とを備える。側壁（複数可）５２６の各々は、微細構造化層５１０の第１の主表面５１４に直角な線５１５と側壁角度θを形成する。キャビティ５２２の各々は、第１のアパーチャ５２４と第２のアパーチャ５２８との間の垂直距離である深さ「Ｄ」を更に含む。必要に応じて、微細構造化基材５００ａは、接着剤層５４０、第１の基材５３０、又は第２の基材層５５０のいずれかを更に含む。
図７Ａは、キャビティアレイ構造を有する更なる代替の微細構造化基材５００ａを示している。「キャビティアレイ」は、少なくとも約１００／ｃｍ２、好ましくは少なくとも約１０／ｍｍ２の離散キャビティの密度を有するキャビティのアレイである。キャビティは、例えば、約５～２５０マイクロメートルの範囲の直径、及び約２～２５０マイクロメートルの範囲の深さを有する開口部などの寸法を有する三次元構造を有する。アレイは最密充填アレイ又は矩形アレイなどの任意の規則的なアレイであってよく、又はキャビティはランダムに分布していてもよい。より具体的には、図７Ａは、第１の主表面５１４と第２の主表面５１６との間に延びている複数のキャビティ５２２を有する微細構造化基材５００ａの概略断面図である。微細構造化基材５００ａは、第１の主表面５１４及び第２の主表面５１６を有する微細構造化層５１０を備え、当該微細構造は、第１の主表面５１４と第２の主表面５１６との間に延びている複数のキャビティ５２２を備える。各キャビティは、第１の開口部５２４と、第２の開口部５２８と、第１の開口部５２４と第２の開口部５２８との間に延びている少なくとも１つの側壁５２６とを備える。側壁（複数可）５２６の各々は、微細構造化層５１０の第１の主表面５１４に直角な線５１５と側壁角度θを形成する。キャビティ５２２の各々は、第１のアパーチャ５２４と第２のアパーチャ５２８との間の垂直距離である深さ「Ｄ」を更に含む。必要に応じて、微細構造化基材５００ａは、接着剤層５４０、第１の基材５３０、又は第２の基材層５５０のいずれかを更に含む。
【0088】
図７Ｂは、２つの主表面の間に延びている複数のキャビティ５２２を有する微細構造化基材５００ｂの一般化された概略頂面分解斜視図（schematic top perspective exploded view）である。微細構造化基材５００ｂは、第１の主表面５１４と、反対側の第２の主表面５１６とを有する微細構造化層５１０を含む。第１の主表面５１４は、離散キャビティ５２２のアレイを含む。特定の一実施形態では、キャビティ５２２の各々は、円形、楕円形、又は多角形であり得る第１の主表面５１４に平行な断面を含む。断面は、必要に応じて、第１の主表面５１４から第２の主表面５１６の方向にサイズが減少する。微細構造化基材５００ｂのこの実施形態は、微細構造化層５１０の第２の主表面５１６に結合された（例えば、可撓性）基材５３０を更に含む。
【0089】
選択された実施形態では、微細構造化基材は、第１及び第２の主表面を有する微細構造化層を備え、当該微細構造は、第１及び第２の主表面間に延びている複数のキャビティを備え、各キャビティは、第１の開口部、第２の開口部、及び第１の開口部と第２の開口部との間に延びている少なくとも１つの側壁を備える。
【0090】
そのようなキャビティアレイを有する微細構造化基材及びそれらを形成する方法に関する更なる詳細は、米国特許第９，３２９，３１１号（Ｈａｌｖｅｒｓｏｎら）に記載されており、参照により本明細書に組み込まれる。
【0091】
接続されたウェル構造
図１０Ａ～図１０Ｂは、なお更なる代替の微細構造化基材１０２５を示しており、当該微細構造は、流体接続されたウェルのアレイを備え、ウェルの少なくともいくつかは、少なくとも２つの隣接しているウェルに流体接続され、各々はベントを介して接続されている。例えば、図１０Ａは、ベント１０８７によって互いに接続された流体接続ウェル１０７７のアレイを有する微細構造化基材１０２５の一部の概略斜視図である。
図１０Ａ～図１０Ｂは、なお更なる代替の微細構造化基材１０２５を示しており、当該微細構造は、流体接続されたウェルのアレイを備え、ウェルの少なくともいくつかは、少なくとも２つの隣接しているウェルに流体接続され、各々はベントを介して接続されている。例えば、図１０Ａは、ベント１０８７によって互いに接続された流体接続ウェル１０７７のアレイを有する微細構造化基材１０２５の一部の概略斜視図である。
【0092】
図１０Ｂは、ベント１０８７によって、隣接しているウェル１０７７に接続された円形形状を有する流体接続されたウェル１０７７のアレイを有する、図１０Ａの微細構造化基材１０２５の一部の概略頂面図である。図１０Ａ～図１０Ｂに示した特定の構造では、微細構造化基材１０２５の中心のウェル１０７７（例えば、それと、微細構造化基材の周囲との間に位置する少なくとも１つの他のウェルを有する）は、各々、４つの他のウェル１０７７に接続されており、各接続はベント１０８７を介している。周囲１０９５に隣接して位置するウェル１０７７も存在し、これらは、ベント１０８７を介して１つ又は２つの隣接しているウェル１０７７に接続されている。例えば、図１０Ａを参照すると、ウェル１０７７ｃは、アレイの角にあり、ベント１０８７ａを介して１つの他のウェル１０７７ｄだけに取り付けられている。同様に、ウェルは、ベントを介して３つの他の隣接しているウェルに、ベントを介して他の４、５、６、７、８、９、１０、１１、又は１２の他の隣接しているウェルに取り付けることもできる。
【0093】
ウェルの形状としては、特に限定されず、曲線形状、多角形形状、不規則形状、又はこれらの組み合わせを挙げることができる。いくつかの実施形態では、ウェルは、円形、三角形、四辺形、楕円形、又はこれらの組み合わせである。ウェルが角を有する形状を含む場合、ベントは、必要に応じて、（例えば、角に気泡を捕捉する可能性を減少させるために）角に位置する。
【0094】
典型的には、各ウェルは、少なくとも１つの沈降粒子（例えば、赤血球）を保持するのに十分に大きい開放容積、例えば、１００フェムトリットル以上、２５０フェムトリットル、５００フェムトリットル、７５０フェムトリットル、１ピコリットル、１００ピコリットル、２５０ピコリットル、５００ピコリットル、７５０ピコリットル、１ナノリットル、１００ナノリットル、２００ナノリットル、３００ナノリットル、４００ナノリットル、５００ナノリットル、６００ナノリットル、７００ナノリットル、８００ナノリットル、又は９００ナノリットル以上、かつ１マイクロリットル以下、９００ナノリットル、８００ナノリットル、７００ナノリットル、６００ナノリットル、５００ナノリットル、４００ナノリットル、３００ナノリットル、２００ナノリットル、１００ナノリットル、１ナノリットル、７５０ピコリットル、５００ピコリットル、２５０ピコリットル、１ピコリットル、７５０フェムトリットル、又は５００フェムトリットル以下の開放容積を有する。別の言い方をすると、場合によっては、各ウェルは、１００フェムトリットル～１マイクロリットル又は５００フェムトリットル～０．１マイクロリットルの範囲の開放容積を有する。
【0095】
各ウェルのいくつかの典型的な寸法としては、５０マイクロリットル以上、７５マイクロリットル、１００マイクロリットル、１２５マイクロリットル、１５０マイクロリットル、１７５マイクロリットル、２００マイクロリットル、２２５マイクロリットル、２５０マイクロリットル、２７５マイクロリットル、３００マイクロリットル、３２５マイクロリットル、又は３５０マイクロリットル以上、かつ５００マイクロリットル以下、４７５マイクロリットル、４５０マイクロリットル、４２５マイクロリットル、４００マイクロリットル、３７５マイクロリットル、３５０マイクロリットル、３２５マイクロリットル、３００マイクロリットル、２７５マイクロリットル、２５０マイクロリットル、２２５マイクロリットル、２００マイクロリットル、１７５マイクロリットル、又は１５０マイクロリットル以下の深さ（すなわち、図１０Ａに示したように、微細構造化基材２０２５の頂面１０２７とウェルの底面１０２９との間の距離）が挙げられる。この同じ範囲の距離は、ウェルの直径にも適用可能である。直径は、形状の中心点を通過する最長線である。
【0096】
好ましくは、ウェル間のベントの少なくともいくつかは、隣接しているウェルの底面と同じ深さに位置する。これにより、気泡がウェルの底部付近に捕捉されることなく、ウェルから出ることを促すのに役立つ。いくつかの実施形態では、ベントは、隣接しているウェルの全深さに等しい全深さを有するが、これは必須ではない。微細構造化基材がツールを使用して形成される場合、隣接しているウェルと同じ深さを有するベントを作製することは、２つのウェルの下部のみを接続するベントを作製することよりも実用的な傾向がある。
【0097】
再び図１０Ａを参照すると、いくつかの実施形態では、微細構造化基材１０２５は、微細構造化基材１０２５の第１の表面１０２７の周囲１０９５に沿って配置された少なくとも１つの側壁部１０９７を更に含む。１つ以上の側壁部１０８７は、複数の微細構造の頂面を５０～２５０マイクロメートルだけ超えて延びている高さ（「Ｈ」）を有する。
【0098】
接続されたウェル構造は、パターン化されたツールを作り出すために、米国特許第８，６０５，２５６号（ＤｅＶｏｅら）に記載されているような多光子露光システムを使用して作製することができる。次いで、そのような構造化ポリマーツールは、典型的には、ニッケルでめっきされて、金属化ツールが作り出される。次に、ニッケルめっきツールを使用して、Ｃａｒｖｅｒ Ｐｒｅｓｓ（Ｃａｒｖｅｒ，Ｗａｂａｓｈ，ＩＮ）などのプレス及び樹脂（例えば、ポリプロピレン樹脂を使用して、印象成形試料を作製する。プレスプラテンを加熱し（例えば、１７０℃まで）、次いで、ツール及び樹脂を、数分間（例えば、５～１０分間）、高力（例えば、１０００ポンドフォース（force pound））で一緒にプレスする。冷却後（例えば、プラテン温度が８０℃に達するまで）、圧力を解放し、成形された試料を取り出すことができる。そのような方法を用いることにより、微細構造化フィルムの形態で微細構造化基材を提供することができる。
【0099】
そのような接続されたウェルを有する微細構造化基材及びそれらを形成する方法に関する更なる詳細は、共同所有の特許出願第６３／４２５，４７３号（整理番号ＰＡ１００７６６ＵＳ０１）に記載されている。
【0100】
ステムウェブ構造
図１１は、ステムウェブ構造を有する更なる代替の微細構造化基材１１２０を示している。そのような実施形態では、微細構造１１２６は、微細構造化基材１１２０の第１の表面１１２４にわたって延びている直立ステム１１２６のアレイを備える。微細構造１１２６は、様々な形状の略直立ステムである。「略直立」とは、ステムが、第１の表面１１２４から（例えば、平面方向に）突出していることを意味している。ステム１１２６は、略法線角度で表面１１２４から上向きに突出していてもよく、又はステム１１２６は、表面１１２４から離れる角度で突出していてもよい。ステムはまた、いずれか１つの均一な角度で突出しないように不規則な形状であってもよい。
図１１は、ステムウェブ構造を有する更なる代替の微細構造化基材１１２０を示している。そのような実施形態では、微細構造１１２６は、微細構造化基材１１２０の第１の表面１１２４にわたって延びている直立ステム１１２６のアレイを備える。微細構造１１２６は、様々な形状の略直立ステムである。「略直立」とは、ステムが、第１の表面１１２４から（例えば、平面方向に）突出していることを意味している。ステム１１２６は、略法線角度で表面１１２４から上向きに突出していてもよく、又はステム１１２６は、表面１１２４から離れる角度で突出していてもよい。ステムはまた、いずれか１つの均一な角度で突出しないように不規則な形状であってもよい。
【0101】
微細構造化基材１１２０は、略直立ステム１１２６のアレイを含む第１の表面１１２４を有するバッキング層１１２１を含む。ステム１１２６は、規則的又は不規則なアレイで配列してもよい。六角形、対角線（diagonal）、正弦波などの様々なパターンのステムが使用され得る。ステム１１２６は、少なくとも部分的にエラストマー材料で構成され得る。場合によっては、ステム１１２６の外面全体は、エラストマー材料である。図１１の実施形態では、バッキング層１１２１は、ステム１１２６と一体的に形成される。バッキング層１１２１とステム１１２６との組み合わせは、ステムウェブと呼ばれることもある。図示された実施形態は、ステム１１２６を略円筒形として示しているが、ステム１１２６の側面は、典型的には、金型からの取り外しを容易にするためにわずかなテーパ１１３５を有する。示したように、テーパ１１３５は、ステム１１２６の基部１１０２から先端１１０４に向かって内向きである。ステムは、ステムの基部から先端まで外向きのテーパを有するように構成してもよいことが明確に企図される。円錐台又は角錐台、長方形、半球、正方形、六角形、八角形、ガムドロップなどの様々な非円筒形状も利用することができる。
【0102】
ステム１１２６が直接延びているバッキング層１１２１は、典型的には、約０．０５ミリメートル～約０．５ミリメートル（０．００２インチ～０．０２インチ）の厚さである。したがって、追加のバッキング層（複数可）１１２２を、必要に応じて第２の表面１１２５に適用して、バッキング層１１２１を補強し、多層ベース又はバッキング構造を形成させる。本明細書で使用される場合、「バッキング」又は「ベース」層は、集合的なバッキング又はベース構造を指すために使用される。そのような構造は、略直立ステム１１２６を支持する１つ以上の層を有する単層又は多層（図１に示した）であってもよいが、典型的には、これらの層１１２１のうちの多くても１つがステム１１２６と一体的に形成される。
【0103】
ステムは、典型的には、約０．２ｍｍ～約３ｍｍ、好ましくは約０．２ｍｍ～約１．５ｍｍの範囲の高さ１１２８を有する。隣接しているステム１１２６間の分離又はギャップ１１３０は、概して、約０．２５ｍｍ～約２．５ｍｍの範囲であり、より典型的には、約０．４ｍｍ～約１．０ｍｍの範囲である。この分離ギャップは、ステムによって占有されていないステムウェブ内の容積である自由容積のパーセントを作り出す。自由容積のパーセントは、典型的にはステムウェブの６０～９８％であり、より典型的には８５～９５％である。ステム１１２６は、約０．０７６ｍｍ～約０．７６ｍｍの最大断面寸法１１２９を有する。ステム１１２６は、１平方センチメートル当たり少なくとも１５．５（１平方インチ当たり１００）の密度、より典型的には、１平方センチメートル当たり少なくとも５０の密度でバッキング上に配列される。ステム密度は、概して、多くとも約１５００／平方センチメートル、より典型的には多くとも約５００／平方センチメートルである。ステムは、少なくとも１．２５、好ましくは少なくとも１．５、最も好ましくは少なくとも２．０のアスペクト比を有する。アスペクト比は、ステムの高さと最大断面寸法との比を指す。円形断面を有するステムの場合、最大断面寸法は、ステムの直径である。
【0104】
好適なエラストマーステム材料としては、エラストマーのクラス、例えば、アニオン性トリブロックコポリマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ハロゲン含有ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、動的加硫エラストマー－熱可塑性ブレンド系熱可塑性エラストマー、熱可塑性ポリエーテルエステル又はポリエステル系エラストマー、ポリアミド又はポリイミド系熱可塑性エラストマー、アイオノマー熱可塑性エラストマー、熱可塑性エラストマー相互貫入ポリマーネットワーク中の水素化ブロックコポリマー、カルボカチオン重合による熱可塑性エラストマー、スチレン／水素化ブタジエンブロックコポリマーを含有するポリマーブレンド、及びポリアクリレート系熱可塑性エラストマーが挙げられる。エラストマーのいくつかの具体例は、天然ゴム、ブチルゴム、ＥＰＤＭゴム、シリコーンゴム、例えば、ポリジメチルシロキサン、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリウレタン、エチレン／プロピレン／ジエンターポリマーエラストマー、クロロプレンゴム、スチレン－ブタジエンコポリマー（ランダム又はブロック）、スチレン－イソプレンコポリマー（ランダム又はブロック）、アクリロニトリル－ブタジエンコポリマー、これらの混合物及びこれらのコポリマーである。ブロックコポリマーは、線状、放射状又は星形の構成であってもよく、ジブロック（ＡＢ）若しくはトリブロック（ＡＢＡ）コポリマー又はこれらの混合物であってもよい。これらのエラストマーの互いのブレンド又は修飾非エラストマーとのブレンドも企図される。市販のエラストマーとしては、テキサス州ヒューストンにあるＫＲＡＴＯＮ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ＣｏｍｐａｎｙからＫＲＡＴＯＮ（商標）の名称で入手可能なブロックポリマー（例えば、エラストマーセグメントを含むポリスチレン材料）が挙げられる。
【0105】
上記したエラストマー樹脂材料には、例えば、可塑剤、粘着付与剤、充填剤、酸化防止剤、ＵＶ吸収剤、ヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）、染料又は顔料、不透明化剤などを含む多くの慣用の添加剤のいずれかもまた添加してもよい。
【0106】
好適なバッキング層材料としては、熱可塑性ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン及びポリプロピレン）、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート）、ポリスチレン、ナイロン、アセタール、ブロックポリマー（例えば、テキサス州ヒューストンにあるＫＲＡＴＯＮ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ＣｏｍｐａｎｙからＫＲＡＴＯＮ（商標）の名称で入手可能なエラストマーセグメントを含むポリスチレン材料、ポリカーボネート、熱可塑性エラストマー（例えば、ポリオレフィン、ポリエステル、又はナイロンタイプ）、並びにこれらのコポリマー及びブレンドが挙げられる。場合によっては、ステムウェブ全体が、１つ以上の熱可塑性材料、例えば、上に列挙したものから形成される。熱可塑性材料はまた、充填剤、繊維、帯電防止剤、潤滑剤、湿潤剤、発泡剤、界面活性剤、顔料、染料、カップリング剤、可塑剤、懸濁化剤、親水性／疎水性添加剤、接着剤などを含むがこれらに限定されない添加剤も含有し得る。
【0107】
そのようなステムウェブを有する微細構造化基材及びこれらを形成する方法に関する更なる詳細は、国際公開第２００９／０２０８１１号（Ｔｕｍａｎら）に記載されており、参照により本明細書に組み込まれる。
【0108】
第３の態様では、本開示は、流体から固体粒子を分離する方法を提供する。当該方法は、
ａ）
１）微細構造化基材の第１の表面にわたって延びている複数の微細構造を備える微細構造化基材であって、複数の微細構造の外面の少なくとも一部は、毛細管作用を可能にするように構成されている、微細構造化基材と、
２）当該微細構造化基材の当該第１の表面の頂部から選択された距離だけ離れて配置されたカバーと、
３）当該微細構造化基材の当該第１の表面の周囲に沿って当該微細構造化基材の当該第１の表面に当該カバーを取り付ける少なくとも１つの側壁部と、
４）当該微細構造化基材又は当該カバーのうちの少なくとも１つによって画定された第１のアパーチャと、
５）当該微細構造化基材又は当該カバーのうちの少なくとも１つによって画定された第２のアパーチャと、を備え、
当該微細構造化基材の当該第１の表面は、当該少なくとも１つの側壁部と共に、各微細構造の底部から頂部までの複数の微細構造の間に位置した開放空間の合計である第１の開放容積を画定し、当該カバーは、当該微細構造化基材の当該第１の表面の頂部及び当該少なくとも１つの側壁部と共に、当該第１の開放容積に隣接して位置した第２の開放容積を画定し、当該第１の開放容積と当該第２の開放容積とを合わせた合計を１００％開放容積とすると、当該第１の開放容積は、当該１００％の開放容積のうち、流体中に存在する粒子の体積パーセントよりも大きなパーセントを有する、デバイスを得ることと、
ｂ）毛細管作用によって当該第１のアパーチャを通して、ある体積の流体で当該デバイスを充填することと、
ｃ）当該粒子の少なくとも一部が当該複数の微細構造の当該第１の開放容積内に沈降するのに十分な時間待機することと、
ｄ）圧力を当該デバイスに印加し、それによって、当該複数の微細構造の当該第１の開放容積内に当該粒子の少なくとも一部が保持された流体の少なくとも１０％を、当該第１のアパーチャ又は当該第２のアパーチャのいずれかを通して当該デバイスから流出させることと、を含む。
ａ）
１）微細構造化基材の第１の表面にわたって延びている複数の微細構造を備える微細構造化基材であって、複数の微細構造の外面の少なくとも一部は、毛細管作用を可能にするように構成されている、微細構造化基材と、
２）当該微細構造化基材の当該第１の表面の頂部から選択された距離だけ離れて配置されたカバーと、
３）当該微細構造化基材の当該第１の表面の周囲に沿って当該微細構造化基材の当該第１の表面に当該カバーを取り付ける少なくとも１つの側壁部と、
４）当該微細構造化基材又は当該カバーのうちの少なくとも１つによって画定された第１のアパーチャと、
５）当該微細構造化基材又は当該カバーのうちの少なくとも１つによって画定された第２のアパーチャと、を備え、
当該微細構造化基材の当該第１の表面は、当該少なくとも１つの側壁部と共に、各微細構造の底部から頂部までの複数の微細構造の間に位置した開放空間の合計である第１の開放容積を画定し、当該カバーは、当該微細構造化基材の当該第１の表面の頂部及び当該少なくとも１つの側壁部と共に、当該第１の開放容積に隣接して位置した第２の開放容積を画定し、当該第１の開放容積と当該第２の開放容積とを合わせた合計を１００％開放容積とすると、当該第１の開放容積は、当該１００％の開放容積のうち、流体中に存在する粒子の体積パーセントよりも大きなパーセントを有する、デバイスを得ることと、
ｂ）毛細管作用によって当該第１のアパーチャを通して、ある体積の流体で当該デバイスを充填することと、
ｃ）当該粒子の少なくとも一部が当該複数の微細構造の当該第１の開放容積内に沈降するのに十分な時間待機することと、
ｄ）圧力を当該デバイスに印加し、それによって、当該複数の微細構造の当該第１の開放容積内に当該粒子の少なくとも一部が保持された流体の少なくとも１０％を、当該第１のアパーチャ又は当該第２のアパーチャのいずれかを通して当該デバイスから流出させることと、を含む。
【0109】
図９を参照すると、当該方法は、デバイス（デバイスは、上記で述べたとおりである）を得ること、９１０と、毛細管作用によって第１のアパーチャを通して、ある体積の流体で当該デバイスを充填すること、９２０と、粒子の少なくとも一部が複数の微細構造の第１の開放容積内に沈降するのに十分な時間待機すること、９３０と、圧力を当該デバイスに印加し、それによって、複数の微細構造の第１の開放容積内に粒子の少なくとも一部が保持された流体の初期体積の少なくとも１０％を、第１のアパーチャ又は第２のアパーチャのいずれかを通して当該デバイスから流出させること、９４０と、を含む。第３の態様の方法のためのデバイスの特徴、材料、構造などは、第１及び第２の態様に関して上記で詳細に述べたデバイスの任意の実施形態によるものであり得る。同様に、第３の態様の方法は、上記で詳細に述べた第１の態様の方法の実施形態のいずれかによるものであり得る。
【0110】
例示的な実施形態
第１の実施形態では、本開示は、血液から赤血球を分離する方法を提供する。当該方法は、微細構造化基材の第１の表面にわたって延びている複数の微細構造を備える微細構造化基材であって、複数の微細構造の外面の少なくとも一部は、毛細管作用を可能にするように構成されている、微細構造化基材と、当該微細構造化基材の当該第１の表面の頂部から選択された距離だけ離れて配置されたカバーと、当該微細構造化基材の当該第１の表面の周囲に沿って当該微細構造化基材の当該第１の表面に当該カバーを取り付ける少なくとも１つの側壁部と、当該微細構造化基材又はカバーのうちの少なくとも１つによって画定された第１のアパーチャと、当該微細構造化基材又は当該カバーのうちの少なくとも１つによって画定された第２のアパーチャとを含むデバイスを得ることを含む。微細構造化基材の第１の表面は、少なくとも１つの側壁部と共に、各微細構造の底部から頂部までの複数の微細構造の間に位置した開放空間の合計である第１の開放容積を画定し、カバーは、微細構造化基材の第１の表面の頂部及び少なくとも１つの側壁部と共に、第１の開放容積に隣接して位置した第２の開放容積を画定し、第１の開放容積と第２の開放容積とを合わせた合計を１００％開放容積とすると、第１の開放容積は、その１００％の開放容積のうち、血液中に存在する赤血球の体積パーセントよりも大きなパーセントを有する。当該方法は、毛細管作用によって第１のアパーチャを通して、ある体積の血液でデバイスを充填することと、赤血球の少なくとも一部が複数の微細構造の第１の開放容積内に沈降するのに十分な時間待機することとを更に含む。加えて、当該方法は、圧力をデバイスに印加し、それによって、複数の微細構造の第１の開放容積内に赤血球の少なくとも一部が保持された血液の初期体積の少なくとも１０％を、第１のアパーチャ又は第２のアパーチャのいずれかを通してデバイスから流出させることを含む。
第１の実施形態では、本開示は、血液から赤血球を分離する方法を提供する。当該方法は、微細構造化基材の第１の表面にわたって延びている複数の微細構造を備える微細構造化基材であって、複数の微細構造の外面の少なくとも一部は、毛細管作用を可能にするように構成されている、微細構造化基材と、当該微細構造化基材の当該第１の表面の頂部から選択された距離だけ離れて配置されたカバーと、当該微細構造化基材の当該第１の表面の周囲に沿って当該微細構造化基材の当該第１の表面に当該カバーを取り付ける少なくとも１つの側壁部と、当該微細構造化基材又はカバーのうちの少なくとも１つによって画定された第１のアパーチャと、当該微細構造化基材又は当該カバーのうちの少なくとも１つによって画定された第２のアパーチャとを含むデバイスを得ることを含む。微細構造化基材の第１の表面は、少なくとも１つの側壁部と共に、各微細構造の底部から頂部までの複数の微細構造の間に位置した開放空間の合計である第１の開放容積を画定し、カバーは、微細構造化基材の第１の表面の頂部及び少なくとも１つの側壁部と共に、第１の開放容積に隣接して位置した第２の開放容積を画定し、第１の開放容積と第２の開放容積とを合わせた合計を１００％開放容積とすると、第１の開放容積は、その１００％の開放容積のうち、血液中に存在する赤血球の体積パーセントよりも大きなパーセントを有する。当該方法は、毛細管作用によって第１のアパーチャを通して、ある体積の血液でデバイスを充填することと、赤血球の少なくとも一部が複数の微細構造の第１の開放容積内に沈降するのに十分な時間待機することとを更に含む。加えて、当該方法は、圧力をデバイスに印加し、それによって、複数の微細構造の第１の開放容積内に赤血球の少なくとも一部が保持された血液の初期体積の少なくとも１０％を、第１のアパーチャ又は第２のアパーチャのいずれかを通してデバイスから流出させることを含む。
【0111】
第２の実施形態では、本開示は、第１の実施形態による方法を提供し、少なくとも１つの側壁部は、微細構造化基材の一部である。
【0112】
第３の実施形態では、本開示は、第１の実施形態又は第２の実施形態による方法を提供し、血液の少なくとも１５％、少なくとも２０％、又は少なくとも３０％が、圧力の印加時にデバイスから流出する。
【0113】
第４の実施形態では、本開示は、第１～第３の実施形態のいずれかによる方法を提供し、時間は、赤血球の少なくとも２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、又は少なくとも９０％が複数の微細構造の第１の開放容積内に沈降するのに十分である。
【0114】
第５の実施形態では、本開示は、第１～第４の実施形態のいずれかによる方法を提供し、微細構造化基材は、微細構造化フィルムである。
【0115】
第６の実施形態では、本開示は、第１～第５の実施形態のいずれかによる方法を提供し、複数の微細構造の外面の少なくとも一部は、界面活性剤、表面処理剤、親水性ポリマー、凝集剤、又はこれらの任意の組み合わせを含む。
【0116】
第７の実施形態では、本開示は、第１～第６の実施形態のいずれかによる方法を提供し、凝集剤は、親水性かつ非溶血性である。
【0117】
第８の実施形態では、本開示は、第６の実施形態又は第７の実施形態による方法を提供し、凝集剤は、ポリエチレンイミン、ポリリジン、ポリアミノアミド、ポリアリルアミン、ポリビニルアミン、ポリジメチルアミン－エピクロロヒドリン－エチレンジアミン、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド、カチオン性ポリアクリルアミド（ＣＰＡＭ）、ポリアミノシロキサン、並びにポリアミンドアミン（ＰＡＭＡＭ）及びポリプロピレンイミンから形成されるデンドリマーからなる群から選択される修飾又は非修飾アミノポリマーを含む。
【0118】
第９の実施形態では、本開示は、第６～第８の実施形態のいずれかによる方法を提供し、凝集剤は、修飾又は非修飾ポリエチレンイミンポリマーを含む。
【0119】
第１０の実施形態では、本開示は、第６～第９の実施形態のいずれかによる方法を提供し、凝集剤の少なくとも一部は、ある体積の血液でデバイスを充填した後に、血液中に溶解、分散、又はこれらの組み合わせを示す。
【0120】
第１１の実施形態では、本開示は、第１０の実施形態による方法を提供し、凝集剤は、血液１ミリリットル当たり０．０１～５０００マイクログラムの量である体積の血液中に存在する。
【0121】
第１２の実施形態では、本開示は、第１～第１１の実施形態のいずれかによる方法を提供し、圧力は、陽圧である。
【0122】
第１３の実施形態では、本開示は、第１～第１２の実施形態のいずれかによる方法を提供し、圧力は、陰圧である。
【0123】
第１４の実施形態では、本開示は、第１～第１３の実施形態のいずれかによる方法を提供し、第１のアパーチャは、カバーによって画定されている。
【0124】
第１５の実施形態では、本開示は、第１～第１４の実施形態のいずれかによる方法を提供し、第２のアパーチャは、微細構造化基材又はカバーによって画定されている。
【0125】
第１６の実施形態では、本開示は、第１～第１５の実施形態のいずれかによる方法を提供し、血液は、希釈されていない。
【0126】
第１７の実施形態では、本開示は、第１～第１６の実施形態のいずれかによる方法を提供し、赤血球は、重力のみによって沈降する。
【0127】
第１８の実施形態では、本開示は、第１～第１７の実施形態のいずれかによる方法を提供し、デバイスは、カバーと微細構造化基材との間に配置された接着剤層を更に備える。
【0128】
第１９の実施形態では、本開示は、第１～第１８の実施形態のいずれかによる方法を提供し、微細構造は、微細構造化基材の第１の表面にわたって延びているチャネルと交互に配置された複数のリブを備え、当該リブの各々は、側壁及び頂面を備え、当該チャネルの各々は、底面を備える。
【0129】
第２０の実施形態では、本開示は、第１９の実施形態による方法を提供し、各リブの頂面は、側壁上に配置されたキャップの頂部であり、当該キャップは、両側の側壁間の幅よりも大きい幅を有する。
【0130】
第２１の実施形態では、本開示は、第１～第１８の実施形態のいずれかによる方法を提供し、微細構造は、ピーク構造と、隣接している谷とのアレイを備え、当該谷は、１０マイクロメートル～５００マイクロメートルの範囲の最大幅を有し、ピーク構造は、５度超～最大９０度の頂角を有する。
【0131】
第２２の実施形態では、本開示は、第２１の実施形態による方法を提供し、微細構造化基材の第１の表面にわたって延びているピーク構造と、隣接している谷とのアレイは、デバイスの流れ方向に対して０～９０度の角度で配向されている。
【0132】
第２３の実施形態では、本開示は、第２１の実施形態又は第２２の実施形態による方法を提供し、隣接しているピーク構造の間にギャップを更に備える。
【0133】
第２４の実施形態では、本開示は、第１～第１８の実施形態のいずれかによる方法を提供し、微細構造は、微細構造化基材の第１の表面にわたって配列された突起の２次元（ｘ軸及びｙ軸）アレイを備え、当該突起の各々は、基部と、頂部と、当該頂部を当該基部に接続している１つ以上の側部とを備える。
【0134】
第２５の実施形態では、本開示は、第１～第１８の実施形態のいずれかによる方法を提供し、微細構造化基材は、第１及び第２の主表面を有する微細構造化層を備え、微細構造は、第１及び第２の主表面の間に延びている複数のキャビティを備え、各キャビティは、第１の開口部と、第２の開口部と、当該第１の開口部と当該第２の開口部との間に延びている少なくとも１つの側壁とを備える。
【0135】
第２６の実施形態では、本開示は、第１～第１３の実施形態のいずれかによる方法を提供し、微細構造は、ファセットと、微細構造のリッジにおいてファセットと交わる側壁とを備え、当該ファセット及び当該側壁は、それらの間に斜角を画定している。
【0136】
第２７の実施形態では、本開示は、第１～第１８の実施形態のいずれかによる方法を提供し、微細構造は、流体接続されたウェルのアレイを備え、当該ウェルのうちの少なくともいくつかは、少なくとも２つの隣接しているウェルに流体接続され、各々は、ベントを介して接続されている。
【0137】
第２８の実施形態では、本開示は、第１～第１８の実施形態のいずれかによる方法を提供し、微細構造は、微細構造化基材の第１の表面にわたって延びている直立ステムのアレイを備える。
【0138】
第２９の実施形態では、本開示は、第１～第２８の実施形態のいずれかによる方法を提供し、第１のアパーチャを通して充填される血液の体積は、最大１００マイクロリットルの血液である。
【0139】
第３０の実施形態では、本開示は、第１～第２９の実施形態のいずれかによる方法を提供し、第１の開放容積対第２の開放容積の比は、１：１より大きい。
【0140】
第３１の実施形態では、本開示は、第１～第３０の実施形態のいずれかによる方法を提供し、血液を、デバイスに入る前にフィルターに通すこと、複数の微細構造の第１の開放容積内に赤血球の少なくとも一部が保持された血液を、デバイスから出た後に通すこと、又はその両方を更に含む。
【0141】
第３２の実施形態では、本開示は、第１～第３１の実施形態のいずれかによる方法を提供し、デバイスを、ある体積の血液で充填する前に、ある体積の血液に凝集剤を添加することを更に含む。
【0142】
第３３の実施形態では、本開示は、第３２の実施形態による方法を提供し、凝集剤が、添加され、血液１ｍＬ当たり０．０１～５０００マイクログラムの量で存在する。
【0143】
第３４の実施形態では、本開示は、デバイスを提供する。当該デバイスは、微細構造化基材の第１の表面にわたって延びている複数の微細構造を備える微細構造化基材を含む。微細構造は、微細構造化基材の第１の表面の少なくとも９０％を覆い、複数の微細構造の外面の少なくとも一部は、毛細管作用を可能にするように構成される。デバイスはまた、微細構造化基材の第１の表面の頂部から選択された距離だけ離れて配置されたカバーと、微細構造化基材の第１の表面の周囲に沿って微細構造化基材の第１の表面にカバーを取り付ける少なくとも１つの側壁部とを含む。更に、デバイスは、微細構造化基材又はカバーのうちの少なくとも１つによって画定された第１のアパーチャと、微細構造化基材又はカバーのうちの少なくとも１つによって画定された第２のアパーチャとを含む。微細構造化基材の第１の表面は、少なくとも１つの側壁部と共に、各微細構造の底部から頂部までの複数の微細構造の間に位置した開放空間の合計である第１の開放容積を画定し、カバーは、微細構造化基材の第１の表面の頂部及び少なくとも１つの側壁部と共に、第１の開放容積に隣接して位置した第２の開放容積を画定する。
【0144】
第３５の実施形態では、本開示は、流体から固体粒子を分離する方法を提供する。当該方法は、微細構造化基材の第１の表面にわたって延びている複数の微細構造を備える微細構造化基材を含むデバイスを得ることを含む。複数の微細構造の外面の少なくとも一部は、毛細管作用を可能にするように構成される。デバイスはまた、微細構造化基材の第１の表面の頂部から選択された距離だけ離れて配置されたカバーと、微細構造化基材の第１の表面の周囲に沿って微細構造化基材の第１の表面にカバーを取り付ける少なくとも１つの側壁部とを含む。更に、デバイスは、微細構造化基材又はカバーのうちの少なくとも１つによって画定された第１のアパーチャと、微細構造化基材又はカバーのうちの少なくとも１つによって画定された第２のアパーチャとを含む。微細構造化基材の第１の表面は、少なくとも１つの側壁部と共に、各微細構造の底部から頂部までの複数の微細構造の間に位置した開放空間の合計である第１の開放容積を画定し、カバーは、微細構造化基材の第１の表面の頂部及び少なくとも１つの側壁部と共に、第１の開放容積に隣接して位置した第２の開放容積を画定する。第１の開放容積と第２の開放容積を合わせた合計を１００％開放容積とすると、第１の開放容積は、その１００％の開放容積のうち、流体中に存在する粒子の体積パーセントよりも大きなパーセントを有する。当該方法は、毛細管作用によって第１のアパーチャを通して、ある体積の流体でデバイスを充填することと、粒子の少なくとも一部が複数の微細構造の第１の開放容積内に沈降するのに十分な時間待機することとを更に含む。加えて、当該方法は、圧力をデバイスに印加し、それによって、複数の微細構造の第１の開放容積内に粒子の少なくとも一部が保持された流体の少なくとも１０％を、第１のアパーチャ又は第２のアパーチャのいずれかを通してデバイスから流出させることを含む。
【実施例】
【0145】
本開示の目的及び利点は、以下の実施例によって更に説明されるが、これらの実施例に列挙される特定の材料及びその量、並びに他の条件及び詳細は、本開示を過度に限定すると解釈されるべきではない。特に明記しない限り、実施例及び明細書の残りの部分における全ての部、パーセンテージ、比率などは、重量に基づくものである。材料表（下記）には、実施例で使用した材料及びそれらの供給元を列挙している。
【0146】
材料
【表1】
【0147】
準備実施例１～４。プリズム構造微細構造化フィルムを調製するための手順
ＵＶ硬化性樹脂を、ＰＨＯＴＯＭＥＲ ６２１０脂肪族ウレタンジアクリレートオリゴマー（７５部）、ＳＲ２３８ １，６－ヘキサンジオールジアクリレート（２５部）、及びＬＵＣＩＲＩＮ ＴＰＯ光開始剤（０．５％）から調製した。成分を高速ミキサーでブレンドし、オーブンで約７０℃で２４時間加熱し、次いで室温に冷却した。線状プリズムフィルムを調製するためのテンプレートとして銅ボタンを使用した。ボタン及びコンパウンドした樹脂を両方とも、オーブンで約７０℃で１５分間加熱した。加温した樹脂を、トランスファーピペットを使用して、加温されたボタンの中心に適用した。ＭＥＬＩＮＥＸ ６１８ ＰＥＴ支持フィルム（ＤｕＰｏｎｔ Ｔｅｉｊｉｎ Ｆｉｌｍｓ（Ｃｈｅｓｔｅｒ，ＶＡ））の切片を、塗付した樹脂の上に置き、続いてガラスプレートを置いた。ＰＥＴフィルムのプライマー処理された面を、樹脂と接触するように配向させた。樹脂がボタンの表面を完全に覆うまで、ガラスプレートを手の圧力で適所に保持した。ガラスプレートを注意深く取り外した。気泡が入った場合は、ゴム製ハンドローラーを使用して気泡を除去した。
ＵＶ硬化性樹脂を、ＰＨＯＴＯＭＥＲ ６２１０脂肪族ウレタンジアクリレートオリゴマー（７５部）、ＳＲ２３８ １，６－ヘキサンジオールジアクリレート（２５部）、及びＬＵＣＩＲＩＮ ＴＰＯ光開始剤（０．５％）から調製した。成分を高速ミキサーでブレンドし、オーブンで約７０℃で２４時間加熱し、次いで室温に冷却した。線状プリズムフィルムを調製するためのテンプレートとして銅ボタンを使用した。ボタン及びコンパウンドした樹脂を両方とも、オーブンで約７０℃で１５分間加熱した。加温した樹脂を、トランスファーピペットを使用して、加温されたボタンの中心に適用した。ＭＥＬＩＮＥＸ ６１８ ＰＥＴ支持フィルム（ＤｕＰｏｎｔ Ｔｅｉｊｉｎ Ｆｉｌｍｓ（Ｃｈｅｓｔｅｒ，ＶＡ））の切片を、塗付した樹脂の上に置き、続いてガラスプレートを置いた。ＰＥＴフィルムのプライマー処理された面を、樹脂と接触するように配向させた。樹脂がボタンの表面を完全に覆うまで、ガラスプレートを手の圧力で適所に保持した。ガラスプレートを注意深く取り外した。気泡が入った場合は、ゴム製ハンドローラーを使用して気泡を除去した。
【0148】
試料を、窒素雰囲気下で、１５．２メートル／分の速度でＵＶプロセッサ（ＲＰＣ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（Ｐｌａｉｎｆｉｅｌｄ，ＩＬ）から入手した２つのＨｇランプを備えたモデルＱＣ １２０２３３ＡＮ）に２回通すことによって、試料をＵＶ光で硬化させた。図５Ａに示したアレイパターンを有する硬化した微細構造化フィルムを、９０°の角度で穏やかに引き離すことによって銅テンプレートから取り外した。剥離ライナーを裏打ちした接着剤層（８ミル厚、３Ｍ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから３Ｍ ８１８８ Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅとして入手した）を、ハンドローラーを使用して微細構造化フィルムの裏面（すなわち、非微細構造化表面）に必要に応じて適用した。調製された線状プリズム微細構造化フィルムの特徴を、準備実施例１～４として表１に報告する。
【0149】
微細構造化フィルムを２．５４ｃｍ×７．６２ｃｍの切片に切断し、各切片をＩＰＥＧＡＬ－ＣＯ６３０アニオン性界面活性剤の０．１重量パーセント水溶液に浸漬し、次いで、直ちにそのフィルムを溶液から取り出すことによって、界面活性剤コーティングを適用した。得られた界面活性剤でコーティングされた微細構造化フィルムの切片は、周囲温度及び周囲湿度で空気乾燥させた。
【0150】
【表2】
【0151】
準備実施例５。ルーバー構造微細構造化フィルムを調製するための手順
ダイヤモンド（深さ２２０マイクロメートル）を使用して、複数の平行な直線溝を有するツールを切削した。溝は、６０マイクロメートルのピッチで離隔させた。樹脂Ａは、以下の表２の材料を混合することによって調製した。
ダイヤモンド（深さ２２０マイクロメートル）を使用して、複数の平行な直線溝を有するツールを切削した。溝は、６０マイクロメートルのピッチで離隔させた。樹脂Ａは、以下の表２の材料を混合することによって調製した。
【0152】
【表3】
【0153】
キャストアンドキュア（cast-and-cure）微細複製プロセスを、樹脂Ａ及び上記のツールを用いて行った。ライン条件は、樹脂温度１５０°Ｆ（６５．６℃）、ダイ温度１５０°Ｆ（６５．６℃）、コーターＩＲ １２０°Ｆ（４８．９℃）縁部／１３０°Ｆ（５４．４℃）中心、ツール温度１００°Ｆ（３７．８℃）、及びライン速度７０フィート／分（ｆｐｍ）（１秒当たり０．３６メートル（ｍ／ｓ））であった。３８５ｎｍのピーク波長を有するＦｕｓｉｏｎ Ｄランプ（Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ Ｓｙｓｔｅｍｓ（Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ，ＭＤ）から入手）を硬化のために使用し、１００％出力で作動させた。得られた「ルーバー」微細構造化フィルムは、図４Ａ（上記で詳述した）に示したように、チャネルによって分離された複数の突起（リブ）を備えていた。微細構造化フィルムは、ツールのトポグラフィー反転であり、微細構造化フィルムの突起はツールの溝のネガ型複製であり、微細構造化フィルムのチャネルは溝間のツールの未切断部分のネガ型複製であった。微細構造化フィルムの突出部（リブ）は、２２０マイクロメートルの高さ（「Ｈ」）、３０マイクロメートルの幅（「Ｗ」）、６０マイクロメートルのピッチ（「Ｐ」）、及び９１．５度の壁角度θで等間隔に配置されていた［その結果、突起はわずかに先細になっていた（すなわち、底面で広く、頂面で狭くなっていた）］。硬化した樹脂のランド層（「Ｌ」）は、８マイクロメートルの厚さを有していた。ベース層は、７４．４マイクロメートルの厚さを有するＰＥＴフィルム（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ））であった。樹脂と接触したＰＥＴフィルムの側を、熱硬化性アクリルポリマー（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から入手したＲＨＯＰＬＥＸ ３２０８ポリマー）でプライマー処理した。
【0154】
微細構造化フィルムを２．５４ｃｍ×７．６２ｃｍの切片に切断し、各切片をＩＰＥＧＡＬ－ＣＯ６３０アニオン性界面活性剤の０．１重量パーセント水溶液に浸漬し、次いで、直ちにそのフィルムを溶液から取り出すことによって、界面活性剤コーティングを適用した。得られた界面活性剤でコーティングされた微細構造化フィルムの切片は、周囲温度及び周囲湿度で空気乾燥させた。
【0155】
実施例１。デバイスの調製
デバイス８００（図８Ａ及び８Ｂに示した）は、３つのフィルム切片の積層体（laminate）を形成することによって調製した。デバイス８００のカバーシート構成要素（すなわち、カバー８２０）は、３Ｍ Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｆｉｌｍ ９９６２（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから入手した、微細構造化基材８３０に面したカバー８２０の主表面８２２を含む、両側に親水性コーティングを有するポリエステルフィルム（３．９ミル））のシートから長さ７２ｍｍ×幅２０ｍｍの切片をレーザー切断することによって、調製した。円形の孔（直径５ｍｍ）を、孔の中心がフィルムの狭い縁部から直角方向に１３．５ｍｍ、フィルムの長い縁部から直角方向に１０ｍｍに位置するように、フィルムにレーザー切断した。円形の孔は、デバイス８００の第１のアパーチャ８５０を形成した。デバイスの第２のフィルム構成要素（すなわち、接着剤層８７０）は、３Ｍ １５２２ Ｄｏｕｂｌｅ－Ｓｉｄｅｄ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｔａｐｅ（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから入手した、ポリエチレン裏材を有する透明な両面アクリル接着剤）のシートから長さ７２ｍｍ×幅２０ｍｍの切片をレーザー切断することによって、調製した。剥離ライナーが取り外された両面テープの全厚は、デジタルキャリパーを使用して１５０マイクロメートルであると測定された。長方形開口部８８０（長さ６０ｍｍ×幅２．５ｍｍ）を第２のフィルム構成要素にレーザー切断し、開口部の狭い縁部はフィルムの狭い縁部から１１ｍｍに位置し、開口部の長い縁部はフィルムの長い縁部から８．７５ｍｍに位置するように配向させた。
デバイス８００（図８Ａ及び８Ｂに示した）は、３つのフィルム切片の積層体（laminate）を形成することによって調製した。デバイス８００のカバーシート構成要素（すなわち、カバー８２０）は、３Ｍ Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｆｉｌｍ ９９６２（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから入手した、微細構造化基材８３０に面したカバー８２０の主表面８２２を含む、両側に親水性コーティングを有するポリエステルフィルム（３．９ミル））のシートから長さ７２ｍｍ×幅２０ｍｍの切片をレーザー切断することによって、調製した。円形の孔（直径５ｍｍ）を、孔の中心がフィルムの狭い縁部から直角方向に１３．５ｍｍ、フィルムの長い縁部から直角方向に１０ｍｍに位置するように、フィルムにレーザー切断した。円形の孔は、デバイス８００の第１のアパーチャ８５０を形成した。デバイスの第２のフィルム構成要素（すなわち、接着剤層８７０）は、３Ｍ １５２２ Ｄｏｕｂｌｅ－Ｓｉｄｅｄ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｔａｐｅ（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから入手した、ポリエチレン裏材を有する透明な両面アクリル接着剤）のシートから長さ７２ｍｍ×幅２０ｍｍの切片をレーザー切断することによって、調製した。剥離ライナーが取り外された両面テープの全厚は、デジタルキャリパーを使用して１５０マイクロメートルであると測定された。長方形開口部８８０（長さ６０ｍｍ×幅２．５ｍｍ）を第２のフィルム構成要素にレーザー切断し、開口部の狭い縁部はフィルムの狭い縁部から１１ｍｍに位置し、開口部の長い縁部はフィルムの長い縁部から８．７５ｍｍに位置するように配向させた。
【0156】
デバイスの第３のフィルム構成要素（すなわち、微細構造化基材８１０）は、準備実施例１の界面活性剤でコーティングされた微細構造化フィルムの長さ７２ｍｍ×幅２０ｍｍのレーザー切断切片であった。フィルムのレーザー切断は全て、Ｍｕｓｅ Ｃｏｒｅ ＣＯ２ Ｌａｓｅｒ Ｃｕｔｔｅｒ（Ｆｕｌｌ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｌａｓｅｒ（Ｌａｓ Ｖｅｇａｓ，Ｎｅｖａｄａ））を使用して行った。
【0157】
デバイス８００は、フィルムから全ての剥離ライナーを取り外し、次いで、フィルムの縁部を整列させて、カバーシートフィルムと微細構造フィルムとの間に挟まれた第２のフィルムを有するスタックとすることによって、組み立てた。フィルムは、第３のフィルムの微細構造化表面８３０が第２のフィルム及びカバーの主表面８２２に面するように配向させた。スタックの接着剤積層は、４ポンド（１．８キログラム）のローラーをスタックに適用し、ローラーを１往復運動させることによって完了した。第２の接着剤フィルムは、矩形開口部及び第１のアパーチャホールの縁部の周囲において、カバーシートと微細構造化フィルムの頂面との間に流体シールを形成した（例えば、側壁部を形成した）。最終工程では、かみそりの刃を使用して、第１のアパーチャから遠位に位置する縁部でスタックをトリミングして（図８Ｂの破線８６２）、得られたデバイスが長さ６０ｍｍ×幅２０ｍｍの全体寸法を有するようにした。これにより第２のフィルムの開口部が切断され、デバイス８００の新たに作り出された縁部に２．５ｍｍの長方形の開口部として、デバイスの第２のアパーチャを露出させた。
【0158】
実施例２
３Ｍ １５１３ Ｄｏｕｂｌｅ－Ｓｉｄｅｄ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｔａｐｅ（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから入手した、ポリエステルバッキングを有する透明な両面アクリル接着剤）を使用して、デバイスの第２のフィルム構成要素を調製したことを除いて、実施例１で報告したのと同じ手順に従ってデバイスを調製した。剥離ライナーが取り外された両面テープの全厚は、デジタルキャリパーを使用して７５マイクロメートルであると測定された。
３Ｍ １５１３ Ｄｏｕｂｌｅ－Ｓｉｄｅｄ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｔａｐｅ（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから入手した、ポリエステルバッキングを有する透明な両面アクリル接着剤）を使用して、デバイスの第２のフィルム構成要素を調製したことを除いて、実施例１で報告したのと同じ手順に従ってデバイスを調製した。剥離ライナーが取り外された両面テープの全厚は、デジタルキャリパーを使用して７５マイクロメートルであると測定された。
【0159】
実施例３
デバイスの第３のフィルム構成要素を、準備実施例２の界面活性剤でコーティングされた微細構造化フィルムを使用して調製したことを除いて、実施例１に報告したのと同じ手順に従ってデバイスを調製した。
デバイスの第３のフィルム構成要素を、準備実施例２の界面活性剤でコーティングされた微細構造化フィルムを使用して調製したことを除いて、実施例１に報告したのと同じ手順に従ってデバイスを調製した。
【0160】
実施例４
デバイスの第３のフィルム構成要素を、準備実施例３の界面活性剤でコーティングされた微細構造化フィルムを使用して調製したことを除いて、実施例１に報告したのと同じ手順に従ってデバイスを調製した。
デバイスの第３のフィルム構成要素を、準備実施例３の界面活性剤でコーティングされた微細構造化フィルムを使用して調製したことを除いて、実施例１に報告したのと同じ手順に従ってデバイスを調製した。
【0161】
比較例Ａ
デバイスの第３のフィルム構成要素を、準備実施例４の界面活性剤でコーティングされた微細構造化フィルムを使用して調製したことを除いて、実施例１に報告したのと同じ手順に従ってデバイスを調製した。
デバイスの第３のフィルム構成要素を、準備実施例４の界面活性剤でコーティングされた微細構造化フィルムを使用して調製したことを除いて、実施例１に報告したのと同じ手順に従ってデバイスを調製した。
【0162】
実施例５
デバイスの第３のフィルム構成要素を、準備実施例５の界面活性剤でコーティングされた微細構造化フィルムを使用して調製したことを除いて、実施例１に報告したのと同じ手順に従ってデバイスを調製した。
デバイスの第３のフィルム構成要素を、準備実施例５の界面活性剤でコーティングされた微細構造化フィルムを使用して調製したことを除いて、実施例１に報告したのと同じ手順に従ってデバイスを調製した。
【0163】
実施例６
デバイスの第３のフィルム構成要素を、調製実施例５の界面活性剤でコーティングされた微細構造化フィルムを使用して調製し、デバイスの第２のフィルム構成要素を、３Ｍ １５１３ Ｄｏｕｂｌｅ－Ｓｉｄｅｄ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｔａｐｅを使用して調製したことを除いて、実施例１に報告したのと同じ手順に従ってデバイスを調製した。
デバイスの第３のフィルム構成要素を、調製実施例５の界面活性剤でコーティングされた微細構造化フィルムを使用して調製し、デバイスの第２のフィルム構成要素を、３Ｍ １５１３ Ｄｏｕｂｌｅ－Ｓｉｄｅｄ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｔａｐｅを使用して調製したことを除いて、実施例１に報告したのと同じ手順に従ってデバイスを調製した。
【0164】
【表4】
【0165】
比較例Ｂ
デバイスの第３のフィルム構成要素として非微細構造化ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（ＭＥＬＩＮＥＸ ４５４フィルム（３ミル）、Ｄｕｐｏｎｔ Ｔｅｉｊｉｎ Ｆｉｌｍｓ）を使用してデバイスの第３のフィルム構成要素を調製したことを除いて、実施例１に報告したのと同じ手順に従ってデバイスを調製した。
デバイスの第３のフィルム構成要素として非微細構造化ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（ＭＥＬＩＮＥＸ ４５４フィルム（３ミル）、Ｄｕｐｏｎｔ Ｔｅｉｊｉｎ Ｆｉｌｍｓ）を使用してデバイスの第３のフィルム構成要素を調製したことを除いて、実施例１に報告したのと同じ手順に従ってデバイスを調製した。
【0166】
比較例Ｃ
比較例Ｂの非微細構造化フィルム（ＭＥＬＡＮＥＸ ４５４ ＰＥＴフィルム）を第３のフィルム構成要素として使用してデバイスの第３のフィルム構成要素を調製し、３Ｍ １５１３ Ｄｏｕｂｌｅ－Ｓｉｄｅｄ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｔａｐｅを使用してデバイスの第２のフィルム構成要素を調製したことを除いて、実施例１に報告したものと同じ手順に従って、デバイスを調製した。
比較例Ｂの非微細構造化フィルム（ＭＥＬＡＮＥＸ ４５４ ＰＥＴフィルム）を第３のフィルム構成要素として使用してデバイスの第３のフィルム構成要素を調製し、３Ｍ １５１３ Ｄｏｕｂｌｅ－Ｓｉｄｅｄ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｔａｐｅを使用してデバイスの第２のフィルム構成要素を調製したことを除いて、実施例１に報告したものと同じ手順に従って、デバイスを調製した。
【0167】
実施例７。血液から赤血球を分離する方法
脱線維素ヒツジ血液（Ｂｅｃｔｏｎ Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ（Ｆｒａｎｋｌｉｎ Ｌａｋｅｓ，ＮＪ）から入手）は、Ｚｉｐ－ＩＱ ＰＣＶ Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅ（ＬＷ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ（Ｌａｗｒｅｎｃｅｖｉｌｌｅ，ＧＡ））を使用して４０％の未希釈ヘマトクリット濃度を有すると測定された。未希釈血液試料に加えて、１Ｘのリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）を使用して、１２％、８％、及び４％ヘマトクリットの希釈血液試料を調製した。
脱線維素ヒツジ血液（Ｂｅｃｔｏｎ Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ（Ｆｒａｎｋｌｉｎ Ｌａｋｅｓ，ＮＪ）から入手）は、Ｚｉｐ－ＩＱ ＰＣＶ Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅ（ＬＷ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ（Ｌａｗｒｅｎｃｅｖｉｌｌｅ，ＧＡ））を使用して４０％の未希釈ヘマトクリット濃度を有すると測定された。未希釈血液試料に加えて、１Ｘのリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）を使用して、１２％、８％、及び４％ヘマトクリットの希釈血液試料を調製した。
【0168】
血液試料をデバイス８００に送達するためのモジュールを調製した（図８Ｃ及び図８Ｄに示した）。モジュール構成要素には、ＳＹＬＧＡＲＤ １８４シリコーンエラストマー（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ））から調製されたシリコーンガスケット８４４（２５ｍｍ×２５ｍｍ×３．２ｍｍ）であって、当該ガスケットの中心に５ｍｍの孔が切り込まれている、ガスケット８４４と、ＰＬＥＸＩＧＬＡＳポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）フィルム（Ｒｏｅｈｍ ＧｍｂＨ（Ｄａｒｍｓｔａｄｔ，Ｇｅｒｍａｎｙ））のシート８４２（２５ｍｍ×２５ｍｍ×３．２ｍｍ）であって、当該シートの中心に０．０６インチ（１．５２ｍｍ）直径の孔が穿孔されている、シート８４２と、が含まれていた。エチルビニルアセテート（ＥＶＡ）プラスチックチューブ８４６［内径０．０２インチ（０．５１ｍｍ）及び外径０．０６インチ（１．５２ｍｍ）、ＭｃＭａｓｔｅｒ－Ｃａｒｒ（Ｅｌｍｈｕｒｓｔ，ＩＬ）］の一部を、ＰＬＥＸＩＧＬＡＳフィルムシートの孔に挿入し、ＨＡＲＤＭＡＮ ＤＯＵＢＬＥ／ＢＵＢＢＬＥエポキシ（Ｒｏｙａｌ Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＣＡ））８４７で適所に固定した。チューブの反対側の端部は、１ｍＬのルアーロックシリンジに取り付けられた２２．５ゲージの針に適合させた。
【0169】
デバイス８００（実施例１～６及び比較例Ａ～Ｃのデバイスから選択された）を水平面上に置いた。血液の試料（２０～５０マイクロリットル）を、デバイスの第１のアパーチャに入れ、血液を毛細管流動によってデバイスの端部にウィッキングした。次に、シリコーンガスケット８４４をデバイスのカバーシート上に配置し、ガスケットの孔がデバイスの第１のアパーチャの中心にくるように位置合わせした。次に、ＰＬＥＸＩＧＬＡＳシート８４２（上記したようにＥＶＡプラスチックチューブ８４６が接着されている）をガスケットの露出面上に配置し、シートの穴がガスケットの穴の中心にくるように位置合わせして、図８Ｄのアセンブリを形成した。ＥＶＡプラスチックチューブの他方の端部に取り付けられたシリンジ（図示せず）を、シリンジポンプ（モデルＮＥ－１６００、Ｎｅｗ Ｅｒａ Ｐｕｍｐ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｃ，（Ｆａｒｍｉｎｇｄａｌｅ，ＮＹ））（図示せず）中にセットした。流量を１００マイクロリットル／分に設定してポンプを作動させた。第２のアパーチャ８６０から、デバイスより流出する血液試料を採取した。採取した血液の１０マイクロリットルの試料を、９０マイクロリットルの１Ｘ ＰＢＳを使用して希釈した。希釈した試料を、製造元（Ｉｎｃｙｔｏ（Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ））の指示に従ってＣ－ＣＨＩＰ使い捨て血球計（C-CHIP Disposable Hemacytometer）にピペットで移した。比較のために、デバイスに入れた血液の試料も、Ｃ－ＣＨＩＰ使い捨て血球計にピペットで移した。計数板を、Ｚｅｉｓｓ ＬＳＭ ５１０ ＭＥＴＡモジュールＡｘｉｏｐｌａｎ ２直立共焦点顕微鏡（Ｚｅｉｓｓ（Ｊｅｎａ，Ｇｅｒｍａｎｙ））を使用して分析した。赤血球は、手動で、又はＩｍａｇｅ Ｊ画像処理ソフトウェア（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｓ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ（Ｂｅｔｈｅｓｄａ，ＭＤ））を使用することによって、計数した。記載の方法を使用した血液試料の赤血球（ＲＢＣ）減少％は、式１に従って、デバイスから採取された血液試料のＲＢＣ数を、デバイスに入れた血液試料のＲＢＣ数と比較することによって、計算した。各デバイスを、特定の血液試料を用いて三連で試験し（ｎ＝３デバイス）、ＲＢＣ減少％における結果を、平均値として表４に報告する。
【0170】
【数1】
【0171】
【表5】
【0172】
実施例８
米国特許第８，６０５，２５６号（ＤｅＶｏｅら）及び米国特許第８，４５５，８４６号（Ｇａｔｅｓら）に記載された多光子露光システムを使用してデバイスの図２Ｂの微細構造化基材のための原型を製作するために、ＣＡＤ設計ファイルを使用した。米国特許第１０，１３３，１７４号（Ｌｅｅら）に記載されているようなネガティブコントラストフォトレジストを、シリコンウェハ基材上にフォトパターニングした。走査が完了したら、パターン化構造を有する基材を、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈから入手）の現像溶液に浸漬して、重合していないフォトレジストを除去した。次いで、原型をニッケル又はニッケル合金電鋳して、複製に使用される金属ツールを作出した。ニッケルめっきツールを使用して、ポリプロピレン樹脂（Ｃ７００－３５樹脂、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ））を用いて印象成形試料を作製した。Ｃａｒｖｅｒプレス（Ｃａｒｖｅｒ（Ｗａｂａｓｈ，ＩＮ））のプラテンを１７０℃に加熱し、ツール及び樹脂を、１０００ポンドフォース（約４４５０ニュートン）で７分間一緒にプレスし、続いてプラテンの温度が８０℃に達するまで加圧下で冷却した。圧力を解放し、成形された微細構造化基材をツールから取り出した。
米国特許第８，６０５，２５６号（ＤｅＶｏｅら）及び米国特許第８，４５５，８４６号（Ｇａｔｅｓら）に記載された多光子露光システムを使用してデバイスの図２Ｂの微細構造化基材のための原型を製作するために、ＣＡＤ設計ファイルを使用した。米国特許第１０，１３３，１７４号（Ｌｅｅら）に記載されているようなネガティブコントラストフォトレジストを、シリコンウェハ基材上にフォトパターニングした。走査が完了したら、パターン化構造を有する基材を、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈから入手）の現像溶液に浸漬して、重合していないフォトレジストを除去した。次いで、原型をニッケル又はニッケル合金電鋳して、複製に使用される金属ツールを作出した。ニッケルめっきツールを使用して、ポリプロピレン樹脂（Ｃ７００－３５樹脂、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ））を用いて印象成形試料を作製した。Ｃａｒｖｅｒプレス（Ｃａｒｖｅｒ（Ｗａｂａｓｈ，ＩＮ））のプラテンを１７０℃に加熱し、ツール及び樹脂を、１０００ポンドフォース（約４４５０ニュートン）で７分間一緒にプレスし、続いてプラテンの温度が８０℃に達するまで加圧下で冷却した。圧力を解放し、成形された微細構造化基材をツールから取り出した。
【0173】
成形された微細構造化基材は、２５．４ｍｍ（幅）、７６．２ｍｍ（長さ）、１ｍｍ（深さ）の全体寸法を有する上面及び下面を有していた。基材の微細構造は、基材の上面の下に凹み、第１及び第２の開放端を有するフローチャネル（幅３ｍｍ、長さ６０ｍｍ）の床に沿って位置している線状プリズム微細構造のアレイであった。ピーク構造と、隣接している谷との線状アレイは、完成したデバイスの液体流動方向に対して０度の角度で配向された。線状プリズム微細構造の特徴を表５に報告する。プリズム特徴部は、フローチャネルの床から上に突き出ていた。フローチャネルの周囲を取り囲む壁は、プリズム構造の先端の１００マイクロメートル上方から上面まで延びていた。フローチャネルの第１の開放端は、上面から１００マイクロメートルの深さ及び２．８８マイクロリットルの容積を有する半円形の第１のキャビティに流体的に取り付けた。第１のキャビティは、デバイスの第１のアパーチャを形成していた。第１のアパーチャは、最終デバイスの液体試料の取り込みリザーバとして機能した。フローチャネルの反対側の第２の開放端は、長方形の第２のキャビティ（幅５ｍｍ、長さ６ｍｍ、頂面からの深さ２５０マイクロメートル）に流体的に取り付けた。第２のキャビティは、デバイスの第２のアパーチャを形成した。第２のアパーチャは、フローチャネルを出る液体試料のための受け入れリザーバとして機能した。
【0174】
デバイスのカバー構成要素は、３Ｍ Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｆｉｌｍ ９９７５Ｒ（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから入手）の切片であった。カバーは、フローチャネル及び液体試料取り入れリザーバセクションの上に位置させ、試料取り込みリザーバとフローチャネルセクションとを囲む微細構造化基材の表面に接着剤で取り付けた。適用前に、円形の孔（直径５ｍｍ）を、カバー構成要素中にレーザー切断し、微細構造化基材へのカバーの取り付け時に孔の中心が試料取り込みリザーバの中心上に位置するように配向させた。受け入れリザーバは、カバーしなかった。
【0175】
【表6】
【0176】
実施例９
デバイスは、ピーク構造と、隣接している谷との線状アレイを、完成したデバイスの液体流方向に対して４５度の角度で配向させた（図５Ｄに示した配向）こと；フローチャネルの寸法は、幅３ｍｍ、長さ４０ｍｍであったこと；第１のアパーチャキャビティは、３００マイクロメートルの深さ及び８．７マイクロリットルの容積を有し、第２のアパーチャキャビティは、５ｍｍ（幅）、６ｍｍ（長さ）、３００マイクロメートル（深さ）の寸法であったことを除いて、実施例８に記載したものと同じ手順に従って調製した。
デバイスは、ピーク構造と、隣接している谷との線状アレイを、完成したデバイスの液体流方向に対して４５度の角度で配向させた（図５Ｄに示した配向）こと；フローチャネルの寸法は、幅３ｍｍ、長さ４０ｍｍであったこと；第１のアパーチャキャビティは、３００マイクロメートルの深さ及び８．７マイクロリットルの容積を有し、第２のアパーチャキャビティは、５ｍｍ（幅）、６ｍｍ（長さ）、３００マイクロメートル（深さ）の寸法であったことを除いて、実施例８に記載したものと同じ手順に従って調製した。
【0177】
実施例１０
デバイスは、ピーク構造と、隣接している谷との線状アレイを、完成したデバイスの液体流方向に対して９０度の角度（すなわち、直角）で配向させた（図５Ｃに示した配向）ことを除いて、実施例９に記載したものと同じ手順に従って調製した。
デバイスは、ピーク構造と、隣接している谷との線状アレイを、完成したデバイスの液体流方向に対して９０度の角度（すなわち、直角）で配向させた（図５Ｃに示した配向）ことを除いて、実施例９に記載したものと同じ手順に従って調製した。
【0178】
実施例１１
線状プリズム微細構造のアレイを、ベントによって、隣接しているウェルに接続された円形形状を有する流体接続されたウェルのアレイで置き換えたことを除いて、実施例８に記載したものと同じ手順に従ってデバイスを調製した（図１０Ａ～図１０Ｂに示した）。各ウェルは、２００マイクロメートルの直径、１５０マイクロメートルの深さ、及び５度の抜き勾配を有していた。ベントは、２９マイクロメートルの長さ、４０マイクロメートルの幅、１５０マイクロメートルの深さ、及び５度の抜き勾配を有していた。フローチャネルの中心に位置するウェルは、各々、４つの他のウェルに接続されていて、各接続はベントを介しており、ベントの間隔は図１０Ｂに示したとおりであった。フローチャネルの周囲を取り囲む壁は、ウェルの頂面から１００マイクロメートル上方に延びていた。フローチャネルの寸法は、幅３ｍｍ、長さ４０ｍｍであった。
線状プリズム微細構造のアレイを、ベントによって、隣接しているウェルに接続された円形形状を有する流体接続されたウェルのアレイで置き換えたことを除いて、実施例８に記載したものと同じ手順に従ってデバイスを調製した（図１０Ａ～図１０Ｂに示した）。各ウェルは、２００マイクロメートルの直径、１５０マイクロメートルの深さ、及び５度の抜き勾配を有していた。ベントは、２９マイクロメートルの長さ、４０マイクロメートルの幅、１５０マイクロメートルの深さ、及び５度の抜き勾配を有していた。フローチャネルの中心に位置するウェルは、各々、４つの他のウェルに接続されていて、各接続はベントを介しており、ベントの間隔は図１０Ｂに示したとおりであった。フローチャネルの周囲を取り囲む壁は、ウェルの頂面から１００マイクロメートル上方に延びていた。フローチャネルの寸法は、幅３ｍｍ、長さ４０ｍｍであった。
【0179】
フローチャネルの第１の開放端は、上面から１００マイクロメートルの深さ及び２．８８マイクロリットルの容積を有する半円形の第１のキャビティに流体的に取り付けた。第１のキャビティは、デバイスの第１のアパーチャを形成していた。フローチャネルの反対側の第２の開放端は、長方形の第２のキャビティ（幅５ｍｍ、長さ６ｍｍ、頂面からの深さ２５０マイクロメートル）に流体的に取り付けた。第２のキャビティは、デバイスの第２のアパーチャを形成した。
【0180】
実施例１２血液から赤血球を分離する方法
ヒト血を、ＢＤ ＶＡＣＵＴＡＩＮＥＲクエン酸チューブ（Ｂｅｃｔｏｎ，Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｆｒａｎｋｌｉｎ Ｌａｋｅｓ，ＮＪ））に採取し、クエン酸全血として、又は１Ｘリン酸緩衝化生理食塩水（ＰＢＳ）で１：１に希釈したクエン酸全血として使用した。
ヒト血を、ＢＤ ＶＡＣＵＴＡＩＮＥＲクエン酸チューブ（Ｂｅｃｔｏｎ，Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｆｒａｎｋｌｉｎ Ｌａｋｅｓ，ＮＪ））に採取し、クエン酸全血として、又は１Ｘリン酸緩衝化生理食塩水（ＰＢＳ）で１：１に希釈したクエン酸全血として使用した。
【0181】
実施例８～１１に記載した微細構造化基材を調製し、血液滴下用のチューブで改変したカバー構成要素を各基材に取り付けた。改変されたカバー構成要素は、３Ｍ Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｆｉｌｍ ９９７５Ｒ（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから入手）の切片であり、カバー構成要素において円形の孔（直径５ｍｍ）がレーザーカットされたものである。プラスチックチューブ（０．０５インチＩＤ、０．０９インチＯＤ）を孔に挿入し、エポキシ接着剤（３Ｍ ＳＣＯＴＣＨ－ＷＥＬＤ Ｅｐｏｘｙ Ａｄｈｅｓｉｖｅ ＤＰ１００ Ｐｌｕｓ Ｃｌｅａｒ、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから入手）で固定した。カバー構成要素の接着剤表面を越えて延びている任意のチューブを、かみそりの刃で除去した。カバーを、微細構造化基材のフローチャネルセクション及び液体試料取り込みリザーバセクションの上に位置させ、２つのセクションを囲む微細構造化基材の表面に接着剤で取り付けた。カバー構成要素は、カバーの取り付け時に、孔の中心が試料取り込みリザーバの中心の上に位置するように配向させた。受け入れリザーバは、カバーしなかった。チューブは、カバーの外面から長さ約３ｃｍ延びていた。
【0182】
得られた各デバイスを水平面上に置いた（デバイスの下面が水平面に面するように配向させた）。マイクロピペットを使用して、血液試料（２０～５０マイクロリットル）を、チューブを通して試料入口リザーバに加えた。血液試料は、毛細管流動によってデバイスの端部までウィッキングさせるか、又はマイクロピペットからの陽圧を用いて前進させた。十分な量の血液をデバイスに入れて、取り込みリザーバ中に余分な血液を溜めることなく、フローチャネルの開放容積を充填した。マイクロピペット又はＫＩＭＷＩＰＥワイパー（Ｋｉｍｂｅｒｌｙ－Ｃｌａｒｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｉｒｖｉｎｇ，ＴＸ））、テキサス州アービング）を使用して、受け入れリザーバ中の過剰な血液を当該リザーバから迅速に除去した。血液試料の投与後、各デバイスを水平表面上に５分間静置した。
【0183】
鉱油を充填した１ｍＬのルアーロックシリンジをプラスチックチューブの一部に取り付け、鉱油をチューブに部分的に分注して、チューブの開放端に小さな空隙（チューブの長さ約１０ｃｍ）を残した。シリンジを、シリンジポンプ（モデルＮＥ－１６００，Ｎｅｗ Ｅｒａ Ｐｕｍｐ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｃ．）にセットした。シリンジアセンブリのチューブの開放端を、デバイスから延びるチューブの開放端に接続した。５０マイクロリットル／分に設定された流量でポンプを作動させて、捕捉された空気の体積と共に血液試料をフローチャネルから押し出した。フローチャネルから流出した血液試料を、いくつかの２～４マイクロリットルアリコートとして採取した。アリコート体積が受け入れリザーバに蓄積するとすぐに、各試料を採取した。
【0184】
採取した各試料について、１Ｘ ＰＢＳ中１／１０、１／２０、１／１００、及び１／２００の希釈試料を調製した。各希釈試料の２マイクロリットルのアリコートを、マイクロピペットを用いてＡｇｉｌｅｎｔ Ｔａｋｅ３マイクロボリュームプレート（Ｔａｋｅ３－ＳＮ，Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ，ＣＡ））上にロードした。当該プレートは、製造元の指示に従って希釈に使用された１Ｘ ＰＢＳブランクとして少なくとも１ウェルを含んでいた。各試料及び１Ｘ ＰＢＳブランクについて、Ａｇｉｌｅｎｔ Ｓｙｎｅｒｇｙ Ｎｅｏ２プレートリーダー（Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）を使用して、４０６ｎｍ、４１４ｎｍ、及び５７６ｎｍで吸光度測定値を記録した。「試料のインタクトな赤血球含有量を測定するための方法」の項における手順（以下に記載）を使用して、この実施例に記載の手順を使用して、各デバイスに供された血液試料からの赤血球の減少パーセントを計算した。
【0185】
クエン酸処理したヒト全血を用いた結果を表６に示し、１Ｘ ＰＢＳで１：１に希釈したクエン酸処理したヒト全血を用いた結果を表７に示す。比較例Ｂのデバイス（すなわち、微細構造化表面を有しないデバイス）も試験した。デバイスの各タイプについて、表６及び７に報告した結果は、３つのデバイスの技術的反復実験（ｎ＝３）からのものである。各反復実験デバイスについて計算された赤血球の減少パーセントを、デバイスから採取されたアリコート試料の全体積から平均した。
【0186】
【表7】
【0187】
【表8】
【0188】
試料のインタクトな赤血球含有量を測定するための方法
試料のインタクトな赤血球の含有量及び溶解赤血球の含有量を同時に測定するために、希釈系列の較正曲線を、溶解したヒト赤血球及びインタクトなヒト赤血球の既知のインプットを用いて作成した。クエン酸処理したヒト全血を、１００％インタクトな赤血球の試料として使用した。０％インタクトな赤血球試料を作製するために、全血のアリコートを、ＺＲ ＢａｓｈｉｎｇＢｅａｄ溶解チューブ（製品番号Ｓ６０１２－５０、Ｚｙｍｏ Ｒｅｓｅａｒｃｈ（Ｉｒｖｉｎｅ，ＣＡ））を使用して１分間ボルテックスすることによって溶解させた。チューブを１０，０００ｘｇで１分間遠心分離し、溶解細胞内容物のみを含有する上清を新しい１．５ｍＬエッペンドルフチューブに移した。希釈系列用のインタクトな赤血球対溶解赤血球の標準試料は、１００％～０％のインタクトな赤血球の範囲で、既知のインタクト細胞及び溶解細胞を様々な比率で混合することによって調製した。製造元の指示に従って標準Ｃ－ＣＨＩＰ Ｄｉｓｐｏｓａｂｌｅ Ｈｅｍａｃｙｔｏｍｅｔｅｒを使用して、標準試料のインタクトな赤血球濃度を確認した。
試料のインタクトな赤血球の含有量及び溶解赤血球の含有量を同時に測定するために、希釈系列の較正曲線を、溶解したヒト赤血球及びインタクトなヒト赤血球の既知のインプットを用いて作成した。クエン酸処理したヒト全血を、１００％インタクトな赤血球の試料として使用した。０％インタクトな赤血球試料を作製するために、全血のアリコートを、ＺＲ ＢａｓｈｉｎｇＢｅａｄ溶解チューブ（製品番号Ｓ６０１２－５０、Ｚｙｍｏ Ｒｅｓｅａｒｃｈ（Ｉｒｖｉｎｅ，ＣＡ））を使用して１分間ボルテックスすることによって溶解させた。チューブを１０，０００ｘｇで１分間遠心分離し、溶解細胞内容物のみを含有する上清を新しい１．５ｍＬエッペンドルフチューブに移した。希釈系列用のインタクトな赤血球対溶解赤血球の標準試料は、１００％～０％のインタクトな赤血球の範囲で、既知のインタクト細胞及び溶解細胞を様々な比率で混合することによって調製した。製造元の指示に従って標準Ｃ－ＣＨＩＰ Ｄｉｓｐｏｓａｂｌｅ Ｈｅｍａｃｙｔｏｍｅｔｅｒを使用して、標準試料のインタクトな赤血球濃度を確認した。
【0189】
各標準試料を、１Ｘ ＰＢＳで希釈し（吸光度がプレートリーダーのダイナミックレンジ内であるように）、Ｔａｋｅ ３マルチボリュームプレートを備えたＡｇｉｌｅｎｔ Ｓｙｎｅｒｇｙ Ｎｅｏ２プレートリーダーを使用して技術的に三連で分析した（試料体積及びブランクは製造元の指示に従って選択した）。各標準試料について、４０６ｎｍ、４１４ｎｍ及び５７６ｎｍでの吸光度を測定した）。
【0190】
比率Ａ４１４ｎｍ／Ａ５７６ｎｍを、インタクトな赤血球％の既知のインプットに対してプロットした。Ａ４１４ｎｍ＝４１４ｎｍでの試料の吸光度であり、Ａ５７６ｎｍ＝５７６ｎｍでの試料の吸光度である。バックグラウンド減算には、ブランク（１Ｘ ＰＢＳ）の減算を使用した。データセットを対数曲線に当てはめて式Ａを作成した。式Ａを用いて、血液を含有する懸濁液からインタクトな赤血球のパーセンテージを計算した。
【0191】
【数2】
【0192】
式Ａにおいて、「％インタクト」＝インタクトであった懸濁液中の赤血球のパーセンテージ、「Ａ４１４ｎｍ」＝血液試料の４１４ｎｍ波長の吸光度、「ＡＰＢＳ，４１４ｎｍ」＝１Ｘ ＰＢＳの４１４ｎｍ波長の吸光度、「Ａ５７６ｎｍ」＝血液試料の５７６ｎｍ波長の吸光度、及び「ＡＰＢＳ，５７６ｎｍ」＝１Ｘ ＰＢＳの５７６ｎｍ波長の吸光度である。
【0193】
各試料の４０６ｎｍでの吸光度シグナルを、細胞パーセントの比によって調整して、式Ｂを用いてインタクトな赤血球からのシグナルを計算した。
【0194】
【数3】
【0195】
式Ｂにおいて、「Ａｉ４０６ｎｍ」＝インタクトな赤血球に起因する血液試料の４０６ｎｍ波長の吸光度、「％インタクト」＝式Ａによって計算されるインタクトである懸濁液中の赤血球のパーセンテージ、「Ａ４０６ｎｍ」＝試料の４０６ｎｍ波長の吸光度、及び「ＡＰＢＳ，４０６ｎｍ」＝１Ｘ ＰＢＳの４０６ｎｍ波長の吸光度である。
【0196】
４０６ｎｍ波長の吸光度を、式Ｂにおいてインタクト細胞及び溶解細胞について調整した後、赤血球（ＲＢＣ）減少パーセントを計算するために、式Ｃに従って、デバイスに入れた血液試料の吸光度シグナルを、デバイスから採取された対応する血液アリコートの吸光度シグナルと比較した。
【0197】
【数4】
【0198】
式Ｃにおいて、「Ａｉ４０６ｎｍ，ｉｎｐｕｔ」＝式Ｂによって計算された、インタクトな赤血球に起因する、デバイスに入れた血液試料の４０６ｎｍ波長の吸光度、及び「Ａｉ４０６ｎｍ，ｏｕｔｐｕｔ」＝式Ｂによって計算された、インタクトな赤血球に起因する、デバイスから採取された血液試料の４０６ｎｍ波長の吸光度である。
【0199】
準備実施例６。直立ステムを有する微細構造化フィルム
角度の付いた側壁を有する離散ステム構造を有する図１１のポリプロピレン（ＰＰ）微細構造化フィルムを、米国特許第９，３５８，７１４号（Ｃｈａｎｄｒａｓｅｋａｒａｎ）の実施例１による成形プロセスによって調製し（但し、ベータ核形成マスターバッチは含まなかった）、次いで、フィルムを、ＢＤ－２０ＡＣ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｃｏｒｏｎａ Ｔｒｅａｔｅｒ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｔｅｃｈｎｉｃ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ｃｈｉｃａｇｏ，ＩＬ））を使用してコロナ処理した。Ｋｅｙｅｎｃｅ ＶＫ－Ｘ３１００ ３Ｄ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｒｏｆｉｌｏｍｅｔｅｒ（Ｋｅｙｅｎｃｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｉｔａｓｃａ，ＩＬ））を使用して、微細構造化フィルムの３次元顕微鏡写真を撮影し、付属のＶＫ－Ｘ ３０００ ＭｕｌｔｉＦｉｌｅＡｎａｌｙｚｅｒソフトウェアパッケージを使用して測定を行った。微細構造化フィルムは、約３４５マイクロメートルの総厚を有し、１平方インチ当たり２０００個のステム特徴部の千鳥状アレイを有していた。ステム特徴部は、頂上部分において略平坦面を有していた（すなわち、円錐台形状）。バッキング層の厚さは、８３．５マイクロメートルであった。表８及び９には、ステム高さ、ダウンウェブ方向における基部でのステムの直径、クロスウェブ方向における基部でのステムの直径、ダウンウェブ方向における頂上部分でのステムの直径、クロスウェブ方向における頂上部分でのステムの直径、ダウンウェブ方向におけるステム間の中心間距離（ピッチ）、及びクロスウェブ方向におけるステム間の中心間距離（ピッチ）の寸法を報告している。
角度の付いた側壁を有する離散ステム構造を有する図１１のポリプロピレン（ＰＰ）微細構造化フィルムを、米国特許第９，３５８，７１４号（Ｃｈａｎｄｒａｓｅｋａｒａｎ）の実施例１による成形プロセスによって調製し（但し、ベータ核形成マスターバッチは含まなかった）、次いで、フィルムを、ＢＤ－２０ＡＣ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｃｏｒｏｎａ Ｔｒｅａｔｅｒ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｔｅｃｈｎｉｃ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ｃｈｉｃａｇｏ，ＩＬ））を使用してコロナ処理した。Ｋｅｙｅｎｃｅ ＶＫ－Ｘ３１００ ３Ｄ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｒｏｆｉｌｏｍｅｔｅｒ（Ｋｅｙｅｎｃｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｉｔａｓｃａ，ＩＬ））を使用して、微細構造化フィルムの３次元顕微鏡写真を撮影し、付属のＶＫ－Ｘ ３０００ ＭｕｌｔｉＦｉｌｅＡｎａｌｙｚｅｒソフトウェアパッケージを使用して測定を行った。微細構造化フィルムは、約３４５マイクロメートルの総厚を有し、１平方インチ当たり２０００個のステム特徴部の千鳥状アレイを有していた。ステム特徴部は、頂上部分において略平坦面を有していた（すなわち、円錐台形状）。バッキング層の厚さは、８３．５マイクロメートルであった。表８及び９には、ステム高さ、ダウンウェブ方向における基部でのステムの直径、クロスウェブ方向における基部でのステムの直径、ダウンウェブ方向における頂上部分でのステムの直径、クロスウェブ方向における頂上部分でのステムの直径、ダウンウェブ方向におけるステム間の中心間距離（ピッチ）、及びクロスウェブ方向におけるステム間の中心間距離（ピッチ）の寸法を報告している。
【0200】
【表9】
【0201】
【表10】
【0202】
実施例１３。直立ステムを有する微細構造化フィルムを含有するデバイスの調製
実施例１に記載の手順に以下の変更を加えた。第一に、準備実施例１の微細構造化フィルムを、デバイスの第３のフィルム構成要素として準備実施例６の微細構造化フィルムで置き換えた。第二に、エポキシを使用して、デバイスの２つの長い縁部と、第１のアパーチャに近接している狭い縁部とを封止した。第２のアパーチャを形成した狭い縁部は、封止しなかった。
実施例１に記載の手順に以下の変更を加えた。第一に、準備実施例１の微細構造化フィルムを、デバイスの第３のフィルム構成要素として準備実施例６の微細構造化フィルムで置き換えた。第二に、エポキシを使用して、デバイスの２つの長い縁部と、第１のアパーチャに近接している狭い縁部とを封止した。第２のアパーチャを形成した狭い縁部は、封止しなかった。
【0203】
実施例１４。直立ステムと、微細構造化アレイの凝集剤コーティングとを有する微細構造化フィルムを含有するデバイスの調製
ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）（分岐、７０，０００Ｄａの分子量、３０重量／体積％の水溶液、カタログ番号００６１８、Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｗａｒｒｉｎｇｔｏｎ，ＰＡ）から入手した）の凝集剤溶液を、１：１０（重量：体積）脱イオン水、続いて１：１０体積：体積の脱イオン水で、２工程で更に希釈した。希釈した凝集剤溶液（３０～１００マイクロリットル）を、ピペットで実施例１３のデバイスの長方形開口部８８０に入れた。適用したＰＥＩ凝集剤溶液を、周囲条件で一晩空気乾燥させて、凝集剤でコーティングされた微細構造化アレイを提供した。
ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）（分岐、７０，０００Ｄａの分子量、３０重量／体積％の水溶液、カタログ番号００６１８、Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｗａｒｒｉｎｇｔｏｎ，ＰＡ）から入手した）の凝集剤溶液を、１：１０（重量：体積）脱イオン水、続いて１：１０体積：体積の脱イオン水で、２工程で更に希釈した。希釈した凝集剤溶液（３０～１００マイクロリットル）を、ピペットで実施例１３のデバイスの長方形開口部８８０に入れた。適用したＰＥＩ凝集剤溶液を、周囲条件で一晩空気乾燥させて、凝集剤でコーティングされた微細構造化アレイを提供した。
【0204】
実施例１５。直立ステムと、微細構造化アレイの凝集剤コーティングとを有する微細構造化フィルムを含有するデバイスの調製
グアニル化ポリエチレンイミン（Ｇ－ＰＥＩ）の凝集剤水溶液を、ブタンジオールジグリシジルエーテルを添加しなかったことを除いて、米国特許第１０，０８７，４０５号（Ｓｗａｎｓｏｎら）の実施例１に記載されているように調製した。凝集剤溶液（３０～１００マイクロリットル）を、ピペットで実施例１３のデバイスの長方形開口部８８０に入れた。適用したＧ－ＰＥＩ凝集剤溶液を周囲条件で一晩空気乾燥させて、凝集剤でコーティングされた微細構造化アレイを提供した。
グアニル化ポリエチレンイミン（Ｇ－ＰＥＩ）の凝集剤水溶液を、ブタンジオールジグリシジルエーテルを添加しなかったことを除いて、米国特許第１０，０８７，４０５号（Ｓｗａｎｓｏｎら）の実施例１に記載されているように調製した。凝集剤溶液（３０～１００マイクロリットル）を、ピペットで実施例１３のデバイスの長方形開口部８８０に入れた。適用したＧ－ＰＥＩ凝集剤溶液を周囲条件で一晩空気乾燥させて、凝集剤でコーティングされた微細構造化アレイを提供した。
【0205】
実施例１６。血液から赤血球を分離する方法
ＥＤＴＡチューブに採取したヒト全血液は、Ｏｋｌａｈｏｍａ Ｂｌｏｏｄ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ（Ｏｋｌａｈｏｍａ Ｃｉｔｙ，ＯＫ）から入手した。ヒト血液試料の初期ヘマトクリットを、Ｚｉｐ－ＩＱ ＰＣＶ Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅ（ＬＷ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ（Ｌａｗｒｅｎｃｅｖｉｌｌｅ，ＧＡ）を使用して測定した。
ＥＤＴＡチューブに採取したヒト全血液は、Ｏｋｌａｈｏｍａ Ｂｌｏｏｄ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ（Ｏｋｌａｈｏｍａ Ｃｉｔｙ，ＯＫ）から入手した。ヒト血液試料の初期ヘマトクリットを、Ｚｉｐ－ＩＱ ＰＣＶ Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅ（ＬＷ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ（Ｌａｗｒｅｎｃｅｖｉｌｌｅ，ＧＡ）を使用して測定した。
【0206】
この方法では、実施例７に記載した血液試料を送達するためのシリンジポンプを有するモジュールを使用した。実施例１３～１５から選択したデバイスを水平面上に置いた。ヒト全血液の試料（５０～１００マイクロリットル）を、デバイスの第１のアパーチャ８５０に入れた。血液は毛細管流動によってデバイスの端部にウィッキングされ、デバイスを１０分間静置して赤血球を微細構造アレイセクションに沈降させた。次に、流量を１００マイクロリットル／分に設定してポンプを作動させた。第２のアパーチャ８６０から、デバイスより流出する血液試料を、一連の５マイクロリットルアリコートとして採取した。
【0207】
標準較正曲線を、ＲＢＣ数を４０６ｎｍでの吸光度と相関させるために、水中の全血の希釈系列から、作成した。試験する各血液試料を、（細胞を溶解し、吸光度がプレートリーダーのダイナミックレンジに収まるように）水で希釈し、Ｔａｋｅ ３マルチボリュームプレートを備えたＡｇｉｌｅｎｔ Ｓｙｎｅｒｇｙ Ｎｅｏ２プレートリーダーを使用して技術的に二連で分析した（試料体積及びブランクは製造元の指示に従って選択した）。ＳＹＮＥＲＧＹ ＵＶ Ｗａｔｅｒ Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ（ＭｉｌｌｉｐｏｒｅＳｉｇｍａ（Ｂｕｒｌｉｎｇｔｏｎ，ＭＡ））から調製された１８メガオーム－ｃｍを超える抵抗率を有する脱イオン水を使用して、全ての希釈物を調製した。４０６ｎｍでの吸光度を、各試料について測定した。血液試料の赤血球（ＲＢＣ）減少パーセントは、式Ｄに従って、デバイスから採取された血液のアリコートの吸光度を、デバイスに入れた全血試料の吸光度と比較することによって、計算した。
【0208】
【数5】
【0209】
式Ｄにおいて、「吸光度４０６ｎｍ，ｏｕｔｐｕｔ」＝デバイスから採取された血液試料の４０６ｎｍ波長の吸光度である。「吸光度４０６ｎｍ，ｉｎｐｕｔ」＝デバイスに入れた血液試料の４０６ｎｍ波長の吸光度である。デバイスの各タイプについて、その結果を表１０に報告する。各タイプの単一のデバイスを試験した。赤血球の計算された減少パーセントは、デバイスから採取されたアリコート試料の全てを平均した。約１０個のアリコート試料を、各デバイスから採取した。
【0210】
【表11】
【0211】
実施例１７。血液から赤血球を分離する方法
実施例１３の単一デバイス（ｎ＝１）及びＰＥＩ凝集剤を含む血液試料を使用して、実施例１６の方法に従った。血液試料については、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）（分岐、７０，０００ＤａのＭＷ、３０％重量／体積水溶液、カタログ番号００６１８、Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｉｎｃ．から入手）の凝集剤溶液を、ＰＢＳ中で１／１０希釈を行うことによって調製した（例えば、１ｍＬ凝集剤＋９ｍＬの１Ｘ ＰＢＳ）。ヒト全血液の９０マイクロリットルのアリコートを、チューブ中で１０マイクロリットルの凝集剤溶液と混合した。得られた血液試料は、ピペットを使用して混合し（３～５回）、次いで室温で１０分間インキュベートした。インキュベートした血液試料をピペットで混合し（３～５回）、次いで約１００マイクロリットルの試料をデバイスの第１のアパーチャに入れた。合計７つのアリコートをデバイスから採取した。計算されたＲＢＣ減少パーセントは６４．４％であった。赤血球の計算された減少パーセントは、デバイスから採取したアリコート試料の全てを平均した。
実施例１３の単一デバイス（ｎ＝１）及びＰＥＩ凝集剤を含む血液試料を使用して、実施例１６の方法に従った。血液試料については、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）（分岐、７０，０００ＤａのＭＷ、３０％重量／体積水溶液、カタログ番号００６１８、Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｉｎｃ．から入手）の凝集剤溶液を、ＰＢＳ中で１／１０希釈を行うことによって調製した（例えば、１ｍＬ凝集剤＋９ｍＬの１Ｘ ＰＢＳ）。ヒト全血液の９０マイクロリットルのアリコートを、チューブ中で１０マイクロリットルの凝集剤溶液と混合した。得られた血液試料は、ピペットを使用して混合し（３～５回）、次いで室温で１０分間インキュベートした。インキュベートした血液試料をピペットで混合し（３～５回）、次いで約１００マイクロリットルの試料をデバイスの第１のアパーチャに入れた。合計７つのアリコートをデバイスから採取した。計算されたＲＢＣ減少パーセントは６４．４％であった。赤血球の計算された減少パーセントは、デバイスから採取したアリコート試料の全てを平均した。
【0212】
上記の特許及び特許出願の全ては、参照により本明細書に明示的に組み込まれる。上記した実施形態は本発明の例示であり、他の構成も可能である。したがって、本発明は、上記で詳細に記載され、添付の図面に示した実施形態に限定されるとみなすべきではなく、代わりに、後に続く特許請求の公正な範囲及びそれらの均等物によってのみ限定されるとみなされるべきである。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図11】
【国際調査報告】