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JP7528950B2 - マイクロチップ、サンプル分取キット及び微小粒子分取装置 - Google Patents

マイクロチップ、サンプル分取キット及び微小粒子分取装置 Download PDF

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Description

本技術は、マイクロチップ、サンプル分取キット及び微小粒子分取装置に関する。より詳細には、取り扱いが容易なマイクロチップ、当該マイクロチップを有するサンプル分取キット及び当該マイクロチップが搭載された微小粒子分取装置に関する。
微小粒子を分取するために、これまでに種々の装置が開発されてきている。例えば、フローサイトメータにおいて用いられる微小粒子分取系において、フローセル又はマイクロチップに形成されたオリフィスから、微小粒子を含むサンプル液とシース液とから構成される層流が吐出される。吐出される際に所定の振動が当該層流に与えられて、液滴が形成される。当該形成された液滴の移動方向が、目的の微小粒子を含むか含まないかによって電気的に制御されて、目的の微小粒子が分取される。
上記のように液滴を形成せずに、マイクロチップ内で目的の微小粒子を分取する技術も開発されている。例えば、下記特許文献１には、「微小粒子を含むサンプル液が通流するサンプル液導入流路と、該サンプル液導入流路にその両側から合流し、前記サンプル液の周囲にシース液を導入する少なくとも１対のシース液導入流路と、前記サンプル液導入流路及びシース液導入流路に連通し、これらの流路を通流する液体が合流して通流する合流流路と、該合流流路に連通し、回収対象の微小粒子を吸引して引き込む負圧吸引部と、該負圧吸引部の両側に設けられ、前記合流流路に連通する少なくとも１対の廃棄用流路と、を有するマイクロチップ。」（請求項１）が記載されている。当該マイクロチップにおいて、目的の微小粒子は吸引によって負圧吸引部へと回収される。
特開２０１２－１２７９２２号公報
従来のマイクロチップの構造では、微小粒子を含むサンプル液が導入されるサンプル液インレットと前記サンプル液の中から回収されるべき微小粒子が分取された分取流路の末端とが別々の側面に形成されており、これにより、当該マイクロチップを装置に挿入する際などに、それぞれの側面に対応する側に回収容器やバッグ等を設置する必要が生じていた。
そこで、本技術では、取り扱いが容易なマイクロチップを提供することを主目的とする。
本発明者らは、特定の構成を有するマイクロチップによって上記課題を解決できることを見出した。
すなわち、本技術では、サンプル液が導入されるサンプル液インレットと、前記サンプル液インレットから導入された前記サンプル液が流れる主流路と、前記サンプル液の中から目的サンプルが分取される分取流路と、を有し、前記サンプル液インレット及び前記分取流路の末端が、同一側面に形成された、板状のマイクロチップを提供する。
本技術に係るマイクロチップは、シース液が導入されるシース液インレットを更に有し、前記シース液インレットが、前記同一側面に形成されていてよい。この場合、バッファ液が導入されるバッファ液インレットを更に有し、前記バッファ液インレットが、前記同一側面に形成されていてよい。また、この場合、前記主流路から分岐し、目的サンプル以外のサンプルが廃棄される分岐流路を更に有し、前記分岐流路の末端が、前記同一側面に形成されていてよい。
また、本技術に係るマイクロチップは、前記サンプル液インレット、前記分取流路の末端、前記シース液インレット、前記バッファ液インレット、及び前記分岐流路の末端からなる群から選ばれる少なくとも一つ以上に流路接続用部材が挿入されていてよい。この場合、挿入された前記流路接続用部材を保護する保護部を有していてよい。また、この場合、前記サンプル液が流れるサンプル液流路は、前記サンプル液インレット側の端に前記流路接続用部材の内径の断面積よりも断面積が大きい急拡大部を有していてよい。
更に、本技術に係るマイクロチップは、前記主流路と同軸上にあり、前記分取流路と連結するオリフィス部を更に有し、前記オリフィス部と連結する側の前記分取流路の側壁が、少なくとも一つ以上の曲率を有していてよい。この場合、前記分取流路の断面積は、所定の位置まで液の流れの進行方向に沿って連続的に増加してよい。この場合、前記オリフィス部と連結する側の前記分取流路の側壁が、異なる二つの曲率を有していてよい。この場合、前記分取流路は、二つ目の曲率部分まで深さが一定であり、かつ、前記二つ目の曲率部分まで幅は液の流れの進行方向に沿って連続的に増加してよい。この場合、前記分取流路は、前記二つ目の曲率部分以降の深さが液の流れの進行方向に沿って連続的に増加してよい。
加えて、前記分取流路及び前記オリフィス部は、積層された基板層に形成され、前記分取流路の一部及び／又は前記オリフィス部の一部が、前記基板層の片側の層に形成されていてよい。
また、本技術に係るマイクロチップは、前記分取流路が形成された前記基板層の片面の少なくとも一部が外部に露出してよい。
更に、前記主流路は第一光学検出領域を有し、前記第一光学検出領域が形成された前記基板層の両面が外部に露出してよい。
加えて、前記分取流路は第二光学検出領域を有し、前記第二光学検出領域が形成された前記基板層の両面が外部に露出してよい。
また、本技術では、サンプル液が収容されたサンプル液収容部と、サンプル液が導入されるサンプル液インレットと、前記サンプル液インレットから導入された前記サンプル液が流れる主流路と、前記サンプル液の中から目的サンプルが分取される分取流路と、を有し、前記サンプル液インレット及び前記分取流路の末端が、同一側面に形成された、板状のマイクロチップと、を有し、前記サンプル液収容部と前記マイクロチップとが連結された、サンプル分取キットも提供する。
更に、本技術では、サンプル液が導入されるサンプル液インレットと、前記サンプル液インレットから導入された前記サンプル液が流れる主流路と、前記サンプル液の中から目的サンプル液が分取される分取流路と、を有し、前記サンプル液インレット及び前記分取流路の末端が、同一側面に形成された、板状のマイクロチップが搭載された、微小粒子分取装置も提供する。
本技術に係る微小粒子分取装置は、前記マイクロチップを挿入するチップ挿入部と、前記主流路を通流する微小粒子に光を照射する光照射部と、前記微小粒子から発せられた散乱光及び／又は蛍光を検出する光検出部と、前記光検出部で検出されたデータに基づいて、前記主流路を通流する微小粒子の進行方向を制御する制御部と、を有してよい。
また、本技術に係る微小粒子分取装置は、前記サンプル液が収容されたサンプル液収容部と、前記サンプル液収容部と前記マイクロチップとが連結された、サンプル分取キットを有し、前記サンプル液収容部から前記マイクロチップへとサンプルを送液するサンプル送液機構を更に有してよい。
本技術に係るマイクロチップの第１実施形態を示す正面図である。 本技術に係るマイクロチップの第１実施形態を示す背面図である。 本技術に係るマイクロチップの第１実施形態を示す左側面図である。 本技術に係るマイクロチップの第１実施形態を示す右側面図である。 本技術に係るマイクロチップの第１実施形態を示す平面図である。 本技術に係るマイクロチップの第１実施形態を示す底面図である。 本技術に係るマイクロチップの第１実施形態を示す正面側斜視図である。 本技術に係るマイクロチップの第１実施形態を示す背面側斜視図である。 本技術に係るマイクロチップの第１実施形態を示す図１のＡ－Ａ線端面図である。 図９のＣ－Ｃ間部分拡大図である。 図９のＤ－Ｄ間部分拡大図である。 図９のＥ－Ｅ間部分拡大図である。 本技術に係るマイクロチップの第１実施形態を示す図１のＢ－Ｂ線端面図である。 図１３の拡大図である。 粒子分取部付近の一例を示す模式横断面図である。 図１５のＦ－Ｆ線端面図である。 オリフィス部付近の一例を示す模式縦断面図である。 オリフィス部付近の、図１７とは異なる一例を示す模式縦断面図である。 サンプル液流路の急拡大部付近の一例を示す模式横断面図である。 本技術に係るマイクロチップの第１実施形態を不透明体で表した１層目の正面側斜視図である。 本技術に係るマイクロチップの第１実施形態を不透明体で表した１層目の背面側斜視図である。 本技術に係るマイクロチップの第１実施形態を不透明体で表した２層目の正面側斜視図である。 本技術に係るマイクロチップの第１実施形態を不透明体で表した２層目の背面側斜視図である。 本技術に係るマイクロチップの第１実施形態を不透明体で表した３層目の正面側斜視図である。 本技術に係るマイクロチップの第１実施形態を不透明体で表した３層目の背面側斜視図である。 本技術に係るマイクロチップの第１実施形態を不透明体で表した４層目の正面側斜視図である。 本技術に係るマイクロチップの第１実施形態を不透明体で表した４層目の背面側斜視図である。 本技術に係るマイクロチップの第２実施形態を示す正面図である。 本技術に係るマイクロチップの第２実施形態を示す背面図である。 本技術に係るマイクロチップの第２実施形態を示す左側面図である。 本技術に係るマイクロチップの第２実施形態を示す右側面図である。 本技術に係るマイクロチップの第２実施形態を示す平面図である。 本技術に係るマイクロチップの第２実施形態を示す底面図である。 本技術に係るマイクロチップの第２実施形態を不透明体で表した正面側斜視図である。 本技術に係るマイクロチップの第２実施形態を不透明体で表した背面側斜視図である。 本技術に係るマイクロチップの第３実施形態を示す正面側斜視図である。 本技術に係るサンプル分取キットの構成例を示す正面図である。 本技術に係るサンプル分取キットの構成例を示す背面図である。 本技術に係るサンプル分取キットの構成例を示す左側面図である。 本技術に係るサンプル分取キットの構成例を示す底面図である。 本技術に係るサンプル分取キットの他の構成例を示す正面図である。 本技術に係る微小粒子分取装置の構成例を示す図である。 サンプル分取キットを微小粒子分取装置に取り付ける際の一例を示すフロー図である。
以下、本技術を実施するための好適な形態について説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。本技術の説明は以下の順序で行う。

１．第１の実施形態（マイクロチップ）
２．第２の実施形態（マイクロチップ）
３．第３の実施形態（マイクロチップ）
４．第４の実施形態（サンプル分取キット）
５．第５の実施形態（微小粒子分取装置）
１．第１の実施形態（マイクロチップ）
図１～１４は、本技術に係るマイクロチップ１００の第１実施形態を示す図である。
以下、本実施形態に係るマイクロチップ１００の構成を説明する。なお、当該実施形態は好適な一例を示したものであり、本技術に係るマイクロチップ１００は当該構成に限定されるものではない。
本実施形態に係るマイクロチップ１００は、図１～１４に示される通りの流路構造を有しうる。本実施形態に係るマイクロチップ１００は、サンプル液インレット１０１と分取流路１０９の末端１０９１とが同一側面に形成されている。これにより、装置（例えば、後述する微小粒子分取装置３００など）にマイクロチップ１００を挿入する際に簡単に抜挿可能となる。また、サンプル液インレット１０１と分取流路１０９の末端１０９１とに、流路接続用部材をそれぞれ挿入した際に配管を一方向にまとめることができるため、チップの取り扱いが容易となる。
また、マイクロチップ１００には、サンプル液が導入されるサンプル液インレット１０１と、シース液が導入されるシース液インレット１０３が設けられている。本実施形態において、前記シース液インレット１０３は、サンプル液インレット１０１及び分取流路１０９の末端１０９１と同一側面に形成されている。これにより、マイクロチップの取り扱いが煩雑になることを防ぐことができる。
サンプル液インレット１０１及びシース液インレット１０３から、サンプル液及びシース液が、それぞれサンプル液流路１０２及びシース液流路１０４に導入される。当該サンプル液に微小粒子が含まれている。
本技術において、サンプル液は、本技術に係るマイクロチップ１００を用いて分取されうる目的サンプルを含む試料であれば特に限定されない。例えば、全血、全血に含まれる末梢血単核細胞や、リンパ球のみを含む細胞懸濁液など、患者由来の細胞等が含まれる液体などが挙げられる。
シース液流路１０４を流れるシース液は、サンプル液流路１０２の両側から流れるサンプル液と合流部１１１で合流して、サンプル液の周囲がシース液で囲まれた層流を形成する。当該層流は、主流路１０５を、粒子分取部１０７に向かって流れる。
主流路１０５には、第一光学検出領域１０６が備えられている。第一光学検出領域１０６では、サンプル液中の微小粒子に対して光が照射される。当該光の照射によって生じた蛍光及び／又は散乱光に基づき、当該微小粒子が回収されるべきものであるかどうかが判定されうる。本実施形態においては、前記第一光学検出領域１０６が形成された前記基板層の両面が外部に露出している。これにより、後述する光検出部３０３での検出を可能とする。
また、この場合、特には、第一光学検出領域１０６は、図１１に示す通り、当該領域を形成する壁の一部にテーパー形状を有しうる。これにより、光学蹴られを回避できる。テーパー角度は、例えば、５°以上３０°以下、好ましくは１０°以上２５°以下、特に好ましくは１５°以上２０°以下としうる。これにより、マイクロチップ１００を形成する基板層の貼り合わせに影響を及ぼさないようにすることが可能となる。また、第一光学検出領域１０６と後述する加振領域１０９２とを近接して配置することも可能となる。
本技術では、第一光学検出領域１０６中の１つの位置に１つの光が照射されてよく、又は、第一光学検出領域１０６中の複数の位置のそれぞれに光が照射されてもよい。例えば、第一光学検出領域１０６中の２つの異なる位置のそれぞれに光が照射されるようにマイクロチップ１００は構成されうる。すなわち、第一光学検出領域１０６中に、光が照射される位置が２つあってもよい。この場合、例えば、１つの位置での微小粒子への光照射によって生じた光（例えば、蛍光及び／又は散乱光など）に基づき当該微小粒子が回収されるべきものであるかどうかが判定されうる。更に、当該１つの位置での前記光照射によって生じた光の検出時刻ともう一つの位置での光照射によって生じた光の検出時刻との差に基づき、流路内における微小粒子の速度を算出することもできる。当該算出のために、予め、２つの照射位置の間の距離が決定されていてよく、前記２つの検出時刻の差と前記距離に基づき微小粒子の速度が決定されうる。さらに、当該速度に基づき、以下で述べる粒子分取部１０７への到達時刻を正確に予測することができる。当該到達時刻が正確に予測されることで、分取流路１０９へ入る流れの形成のタイミングを最適化することができる。また、或る微小粒子の粒子分取部１０７への到達時刻と当該或る微小粒子の前又は後の微小粒子の粒子分取部１０７への到達時刻との差が所定の閾値以下である場合は、当該或る微小粒子を分取しないと判定することもできる。当該或る微小粒子とその前又は後の微小粒子との間の距離が狭い場合に、当該或る微小粒子の吸引の際に当該前又は後の微小粒子が一緒に回収される可能性が高まる。当該一緒に回収される可能性が高い場合には当該或る微小粒子を分取しないと判定することによって、当該前又は後の微小粒子が回収されることを防ぐことができる。これにより、回収された微小粒子のうちの目的とする微小粒子の純度を高めることができる。第一光学検出領域１０６中の２つの異なる位置のそれぞれに光が照射されるマイクロチップ及び当該マイクロチップを含む装置の具体例は、例えば、特開２０１４－２０２５７３号公報に記載されている。
マイクロチップ１００中の粒子分取部１０７において、主流路１０５を流れてきた前記層流は、２つの分岐流路１０８へと別れて流れる。なお、図１～１４に示す実施形態における粒子分取部１０７は２つの分岐流路１０８を有するが、分岐流路の数は２つに限られない。すなわち、粒子分取部１０７には、例えば、１つ又は複数（例えば、２つ、３つ、又は４つなど）の分岐流路が設けられうる。
本技術において、分岐流路１０８は、図１～１４に示す通り、平面上でＹ字状に分岐した後、サンプル液インレット１０１及び分取流路１０９の末端１０９１がある側面側に向かって形成されていてよく、又は、三次元的に分岐するように構成されていてもよい。
本実施形態において、分岐流路１０８の末端１０８１は、サンプル液インレット１０１及び分取流路１０９の末端１０９１と同一側面に形成されている。これにより、チップの取り扱いを向上させることができ、例えば、装置に対してチップを挿入する際などに、操作が煩雑になることを防ぐことができる。
粒子分取部１０７では、回収されるべき微小粒子（「目的サンプル」ともいう。）が流れてきた場合にのみ、分取流路１０９へ入る流れが形成されて、当該微小粒子が回収される。分取流路１０９へ入る流れの形成は、例えば、分取流路１０９内に負圧を発生させることにより行われうる。当該負圧を発生させるために、本実施形態のように、加振領域１０９２を設け、当該領域の壁を変形させることができるよう、アクチュエータ等がマイクロチップ１００外部に取り付けられうる。
本実施形態において、当該加振領域１０９２が形成された前記基板層の片面は外部に露出しうる。このように片面のみを外部に露出させることで、マイクロチップ１００自体の剛性を上げ、不要な振動を低減できる。加振領域１０９２は、前述した第一光学検出領域１０６と同様に、当該領域を形成する壁の一部にテーパー形状を有していてよい。当該領域の壁の変形によって、加振領域１０９２の内空が変化されて、負圧が発生されうる。
前記アクチュエータは、例えば、ピエゾアクチュエータでありうる。当該微小粒子が分取流路１０９へと吸い込まれる際には、前記層流を構成するサンプル液又は前記層流を構成するサンプル液及びシース液も、分取流路１０９へと流れうる。このようにして、回収されるべき微小粒子は回収されうる。
図１５は、粒子分取部１０７付近の一例を示す模式横断面（正面と平行な面）図である。図１５に示される通り、主流路１０５と分取流路１０９とは、主流路１０５と同軸上にあるオリフィス部１３０を介して連通されている。回収されるべき微小粒子は、オリフィス部１３０を通って、分取流路１０９へと流れる。また、回収されるべきでない微小粒子がオリフィス部１３０を通って分取流路１０９へと入ることを防ぐために、オリフィス部１３０にはバッファ液流路１１０が備えられうる。当該バッファ液流路１１０からバッファ液が導入され、当該導入されたバッファ液の一部によってオリフィス部１３０から主流路１０５に向かう流れが形成されることで、回収されるべきでない微小粒子が分取流路１０９へ入ることを防ぐことができる。
前記バッファ液が導入されるバッファ液インレット１１０１は、サンプル液インレット１０１及び分取流路１０９の末端１０９１と同一側面に形成されている。これにより、チップの取り扱いを向上させることができ、例えば、装置に対してチップを挿入する際などに、操作が煩雑になることを防ぐことができる。なお、当該導入されたバッファ液の残りは、分取流路１０９へと流れうる。
図１７は、オリフィス部１２０付近の一例を示す模式縦断面図である。なお、当該断面図は、バッファ液流路１１０の中心線とオリフィス部１２０の中心線とを通る平面における模式的な断面図である。オリフィス部１２０は、第一光学検出領域１０６側の流路１２０ａ（以下、「上流側オリフィス部流路１２０ａ」ともいう。）と、分取流路１０９側の流路１２０ｂ（以下、「下流側オリフィス部流路１２０ｂ」ともいう。）と、オリフィス部１２０とバッファ液流路１１０との接続部１２０ｃとを含む。本実施形態において、バッファ液流路１１０は、オリフィス部１２０の流路の軸に対して略垂直になるように設けられている。この場合、オリフィス部１２０付近のスペースを十分に確保することができ、各流路が隣接していないことから流路壁の厚さを保つことができ、かつ、チップ接合面の接合部面積を大きくすることができるため、機械強度の面で有利となる。図１７では、２つのバッファ液流路１１０が、オリフィス部１２０の略中心位置にて向かい合うように設けられているが、１つのバッファ液流路だけが設けられていてもよい。
本技術において、バッファ液は、用途に応じて様々な液体を選択することができる。例えば、微小粒子含有液体に用いられる液媒体や、シース液、微小粒子がタンパク質の場合は界面活性剤入りのｐＨ等が調節されたバッファ液等、微小粒子に応じた液体を選択することができる。特に、微小粒子が細胞の場合は、細胞培養液、細胞保存液等を使用することができる。細胞培養液を使用する場合、目的サンプルへ施す次工程、例えば、細胞培養、細胞活性化、遺伝子導入等の工程を行う場合に適している。細胞保存液を使用する場合、回収した細胞を保管、輸送する場合に適している。また、目的サンプルがiPS細胞等未分化の細胞の場合、分化誘導液を使用することでき、次の作業を効率的に進めることができる。また、当該バッファ液として、ブロッキング効果を有する溶液を用いることもできる。これにより、目的サンプルの回収容器又はバッグへの非特異吸着抑制が可能となる。ブロッキング剤としては、例えば、アルブミン等のタンパクを含む溶液、グリシン等のアミノ酸を含む溶液、Pluronic F68等の非イオン性界面活性剤を含む溶液などが挙げられる。更に、当該バッファ液として、細胞溶解作用を有する溶液等を用いることもできる。これにより、目的サンプル集団を分取後にそのまま細胞内物質を抽出することが可能となる。細胞溶解液としては、例えば、界面活性剤を含む溶液などが挙げられる。
なお、本技術におけるシース液も同様に、様々な液体を選択することができる。本明細書においては、バッファ液流路１１０に流れる液体を「バッファ液」と称する。
本技術において、上流側オリフィス部流路１２０ａの横断面の形状及び寸法は、下流側オリフィス部流路１２０ｂの形状及び寸法と同一であってよい。例えば、上流側オリフィス部流路１２０ａの横断面及び下流側オリフィス部流路１２０ｂの横断面のいずれもが、同じ寸法を有する略円形であってよい。代替的には、これら２つの横断面のいずれもが同じ寸法を有する矩形（例えば、正方形、長方形など）であってもよい。
また、本技術では、上流側オリフィス部流路１２０ａの横断面の形状及び／又は寸法は、下流側オリフィス部流路１２０ｂの形状及び／又は寸法と異なっていてもよい。これら２つの流路の寸法が異なる例を図１８に示す。図１８に示される通り、第一光学検出領域１０６側の流路１３０ａ（以下、「上流側オリフィス部流路１３０ａ」ともいう。）と、分取流路１０９側の流路１３０ｂ（以下、「下流側オリフィス部流路１３０ｂ」ともいう。）と、オリフィス部１３０は、オリフィス部１３０とバッファ液流路１１０との接続部１３０ｃとを含む。上流側オリフィス部流路１３０ａの横断面及び下流側オリフィス部流路１３０ｂの横断面はいずれも略円形の形状を有するが、後者の横断面の直径は、前者の横断面の直径よりも大きいものとすることができる。後者の横断面の直径を前者のものよりも大きくすることにより、両者の直径が同じ場合と比べて、上述した負圧による微小粒子分取動作の直後に分取流路１０９内に既に分取された微小粒子がオリフィス部１３０を通って主流路１０５へと放出されることをより効果的に防ぐことができる。例えば、上流側オリフィス部流路１３０ａの横断面及び下流側オリフィス部流路１３０ｂの横断面がいずれも矩形である場合は、後者の横断面の面積を前者の横断面の面積よりも大きくすることにより、上述した通り、既に回収された微小粒子がオリフィス部１３０を通って主流路１０５へと放出されることをより効果的に防ぐことができる。
本実施形態において、オリフィス部１３０の一部は、図１８に示す通り、片側の基板層に形成しうる。これにより、マイクロチップ１００が複数の基板層を貼り合わせて成る場合、貼り合わせずれによる影響を低下させることができる。
また、特には、分取流路１０９の一部も、図１２に示す通り、片側の基板層に形成しうる。特には、前記オリフィス部１３０を寄せた基板層側に寄せる構造としうる。これにより、分取流路１０９のエッジが信号特性を悪化させる影響を低減することができる。
図１６は、図１５のＦ－Ｆ線端面図である。本実施形態では、図１５に示す通り、前記オリフィス部１３０と連結する側の前記分取流路１０９の側壁が、少なくとも一つ以上の曲率を有しうる。当該曲率を有しない場合、オリフィス部１３０と分取流路１０９のうち加振領域１０９２との距離が近くなって、装置側の設計上制約が生じ、光検出部３０３を構成する部材（例えば、対物レンズなど）とアクチュエータ等とが干渉するためにどちらかを配置できないといった問題が生じるからである。
更に、図１５及び１６に示す通り、前記分取流路１０９の断面積は、所定の位置（図１５及び１６のＫ地点参照）まで液の流れの進行方向に沿って連続的に増加しうる。これにより、オリフィス部１３０付近の流速を速め、分取精度を向上させることができる。
また、前記分取流路１０９の側壁は、特には、異なる二つの曲率を有する。この場合、特には、液の流れの進行方向で一つ目の曲率（図１５及び１６のＧ地点参照）は、当該進行方向で二つ目の曲率（図１５及び１６のＨ地点参照）よりも小さくてよい。例えば、一つ目の曲率はφ１ｍｍ以下、好ましくはφ０．５ｍｍ以下であり、二つ目の曲率はφ０．１ｍｍ以上、好ましくはφ０．３ｍｍ以上でありうる。このように、前記分取流路１０９の側壁が異なる二つの曲率を有することで、圧損及びオリフィス部１３０付近の移流を低下させ、分取精度を向上させることができる。
前記分取流路１０９は、図１５及び１６に示す通り、二つ目の曲率部分（図１５及び１６のＨ地点参照）まで深さが一定であり、かつ、前記二つ目の曲率部分まで幅は液の流れの進行方向に沿って連続的に増加しうる。これにより、オリフィス部１３０付近の流速を速め、分取精度を向上させることができる。
また、前記分取流路１０９は、二つ目の曲率部分（図１５及び１６のＨ地点参照）以降は、前記所定の位置（図１５及び１６のＫ地点）まで深さが液の流れの進行方向に沿って連続的に増加する。これにより、圧損及びオリフィス部１３０付近の移流を低下させ、分取精度を向上させることができる。
更に、前記分取流路１０９は、前記所定の位置以降は、深さが液の進行方向に沿って連続的に増加し、かつ、幅は第２の所定の位置（図１６のＬ地点参照）まで一定であってよく、又は、幅も液の進行方向に沿って連続的に増加してもよい。
以上説明した通り、本実施形態では、オリフィス部１３０直後の流路形状を工夫することで、分取特性を損なわず、オリフィス部１３０と分取流路１０９のうち特に加振領域１０９２との距離との距離を延ばすことができ、装置側の制約を少なくすることができる。
分岐流路１０８へと流れた層流は、分岐流路１０８の末端１０８１にて、マイクロチップ１００の外部へと吐出されうる。また、分取流路１０９へと回収された微小粒子は、分取流路の末端１０９１にて、マイクロチップの外部へと吐出されうる。このようにして、マイクロチップ１００によって目的サンプルが分取される。
また、本技術に係るマイクロチップ１００は、図１～１４に示す通り、分取流路１０９は第二光学検出領域１０９３を有しうる。第二光学検出領域１０９３に対して光が照射される。当該光の照射によって生じた蛍光及び／又は散乱光に基づき、回収されるべき微小粒子が回収されているかどうかが判定されうる。本実施形態においては、当該第二光学検出領域１０９３が形成された前記基板層の両面が外部に露出している。これにより、後述する光検出部３０３での検出を可能とする。第二光学検出領域１０９３は、前述した第一光学検出領域１０６と同様に、当該領域を形成する壁の一部にテーパー形状を有していてよい。
本技術に係るマイクロチップ１００は、前記サンプル液インレット１０１、前記分取流路１０９の末端１０９１、前記シース液インレット１０３、前記バッファ液インレット１１０１、及び前記分岐流路１０８の末端１０８１からなる群から選ばれる少なくとも一つ以上に流路接続用部材が挿入されうる。特には、図１～１４に示す通り、前記サンプル液インレット１０１、前記分取流路１０９の末端１０９１、前記シース液インレット１０３、前記バッファ液インレット１１０１、及び前記分岐流路１０８の末端１０８１の全てに、流路接続用部材（例えば、チューブなど）Ｔ１～Ｔ５が挿入されうる。これにより、例えば、従来のマニフォールドを介してマイクロチップ外の流路と接続するような場合と比較して、サンプルの滞留を防止することができる。また、この場合、本技術に係るマイクロチップ１００は、図１～１４に示した通り、側端に各流路接続用部材を挿入するための構造を有しうる。
流路接続用部材としてのチューブの材料は、当技術分野において用いられるものから当業者により適宜選択されてよい。チューブは、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）チューブ、シリコーンチューブ、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）チューブ、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）チューブ、若しくは熱可塑性エラストマーチューブであってよく、又は、複数種のチューブが連結されていてもよい。
各流路接続用部材を固定する方法は特に限定されず、例えば、機械的に嵌合させる方法や、化学的に接合する方法などが挙げられるが、特には、粘着剤により固定されうる。これにより、マイクロチップ１００の製造コストの削減を図ることができる。
この場合、特には、前記サンプル液が流れるサンプル液流路１０２は、図１９に示す通り、前記サンプル液インレット１０１側の端に前記流路接続用部材Ｔ１の内径の断面積よりも断面積が大きい急拡大部１０２１を有しうる。流路接続用部材Ｔ１の内径の断面積よりもサンプル液流路１０２の断面積の方が小さいと、流路接続用部材Ｔ１のサンプル液インレット１０１側の端でサンプルの滞留が生じてしまうためである。急拡大部１０２１の形状は、特には、図１９に示すように、サンプル液インレット１０１の幅を一気に広げた後、徐々に当該流路の幅を狭めた構造とすることができる。これにより、サンプルの滞留を防ぐことができる。
また、本技術において、各流路接続用部材のマイクロチップ１００に固定されない側の端に、後述する第４実施形態に示す通り、更に別の流路接続用部材（例えば、チューブなど）が備えられていてよい。この場合、特には、流路接続用部材Ｔ１～Ｔ５に対し、更に別の流路接続用部材が挿入され、その周囲が、例えば、粘着剤などにより固定され、各流路同士が同一直線状に並ぶような構造となりうる。
本技術において、「マイクロ」とは、マイクロチップに含まれる流路の少なくとも一部が、μｍオーダの寸法を有すること、特にはμｍオーダの横断面寸法を有することを意味する。すなわち、本技術において、「マイクロチップ」とは、μｍオーダの流路を含むチップ、特にはμｍオーダの横断面寸法を有する流路を含むチップをいう。例えば、μｍオーダの横断面寸法を有する流路から構成されている粒子分取部を含むチップが本技術に従うマイクロチップと呼ばれうる。例えば、粒子分取部１０７のうち、合流流路１０５の横断面は、例えば、矩形であり、合流流路１０５の幅ｄは、粒子分取部１０７内において、例えば、１００μｍ～５００μｍであり、特には１００μｍ～３００μｍでありうる。合流流路１０５から分岐する分岐流路１０８の幅は、合流流路１０５の幅よりも小さくてよい。オリフィス部１３０の横断面は、例えば、円形であり、オリフィス部１３０と合流流路１０５との接続部におけるオリフィス部１３０の直径は、例えば、１０μｍ～６０μｍ、特には２０μｍ～５０μｍでありうる。流路に関するこれらの寸法は、微小粒子のサイズ、特には目的サンプルのサイズに応じて適宜変更されてよい。
本技術に係るマイクロチップ１００は、当技術分野で既知の方法により製造されうる。例えば、当該マイクロチップ１００は、所定の流路が形成された２枚以上の基板を貼り合わせることにより製造することができる。流路は、例えば、２枚以上の基板（特には２枚の基板）の全てに形成されていてもよく、又は、２枚以上の基板の一部の基板（特には２枚の基板のうちの一枚）にのみ形成されていてもよい。また、マイクロチップ１００は、各流路が形成された基板の平面に対して上方向、下方向、又は両方向から更に基板を貼り合わせて、３枚以上の基板（特には４枚の基板）により形成されていてもよい。
マイクロチップ１００を形成する材料としては、当技術分野で既知の材料が用いられうる。例えば、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリプロピレン、ＰＤＭＳ（polydimethylsiloxane）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリエチレン、ポリスチレン、ガラス、シリコンなどが挙げられるが、これらに限定されない。特に、加工性に優れており、かつ、成形装置を使用して安価にマイクロチップを製造することができることから、例えば、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリプロピレンなどの高分子材料が特に好ましい。
マイクロチップ１００は、図１～１４に示す通り、好ましくは透明である。例えば、マイクロチップ１００は、少なくとも光（レーザ光及び散乱光）が通過する部分が透明であり、例えば、粒子分取部１０７が透明でありうるが、マイクロチップ１００全体が透明であってもよい。
本技術において、サンプル液に含まれる「サンプル」は、特には微小粒子であり、当該微小粒子は、マイクロチップ１００中の流路内を流れることができる寸法を有する粒子であってよい。本技術において、微小粒子は当業者により適宜選択されてよい。本技術において、微小粒子としては、例えば、細胞、細胞塊、微生物、リポソームなどの生物学的微小粒子、並びに、ゲル粒子、ビーズ、ラテックス粒子、ポリマー粒子、工業用粒子などの合成微小粒子などが包含されうる。
生物学的微小粒子（「生体粒子」ともいう。）には、各種細胞を構成する染色体、リポソーム、ミトコンドリア、オルガネラ(細胞小器官)などが含まれうる。細胞には、動物細胞（例えば、血球系細胞など）、植物細胞が含まれうる。当該細胞は、特には血液系細胞又は組織系細胞でありうる。前記血液系細胞は、例えば、Ｔ細胞、Ｂ細胞などの浮遊系細胞であってよい。前記組織系細胞は、例えば、接着系の培養細胞又は組織からばらされた接着系細胞などであってよい。細胞塊には、例えば、スフェロイド、オルガノイドなどが含まれうる。微生物には、大腸菌などの細菌類、タバコモザイクウイルスなどのウイルス類、イースト菌などの菌類などが含まれうる。更に、当該生物学的微小粒子には、核酸、タンパク質、これらの複合体などの生物学的高分子も包含されうる。これら生物学的高分子は、例えば、細胞から抽出されたものであってよく、又は、血液サンプル若しくは他の液状サンプルに含まれるものであってもよい。
合成微小粒子は、例えば、有機若しくは無機高分子材料又は金属などからなる微小粒子でありうる。有機高分子材料には、ポリスチレン、スチレン・ジビニルベンゼン、ポリメチルメタクリレートなどが含まれうる。無機高分子材料には、ガラス、シリカ、磁性体材料などが含まれうる。金属には、金コロイド、アルミなどが含まれうる。前記合成微小粒子は、例えば、ゲル粒子、ビーズなどであってよく、特にはオリゴヌクレオチド、ペプチド、タンパク質、及び酵素から選ばれる１つ又は２つ以上の組合せが結合されたゲル粒子又はビーズであってよい。
微小粒子の形状は、球形若しくは略球形であってよく、又は非球形であってもよい。微小粒子の大きさ及び質量は、マイクロチップ１００の流路のサイズによって当業者により適宜選択されうる。他方で、マイクロチップ１００の流路のサイズも、微小粒子の大きさ及び質量によって適宜選択されうる。本技術において、微小粒子には、必要に応じて化学的又は生物学的な標識、例えば、蛍光色素、蛍光タンパクなどが取り付けられうる。当該標識によって、当該微小粒子の検出がより容易になりうる。取り付けられるべき標識は、当業者により適宜選択されうる。当該標識には、微小粒子に特異的に反応する分子（例えば、抗体、アプタマー、ＤＮＡ、ＲＮＡなど）が結合しうる。
本技術において、前記微小粒子は生体粒子であることが好ましく、特には細胞でありうる。
以上説明した本技術に係るマイクロチップ１００は、本実施形態、後述する第２実施形態及び第３実施形態のいずれにおいても、無菌接続されることを前提としてマイクロチップ１００単体で流通してもよいし、サンプル液収容部２０１等が一部に連結され、閉鎖型セルソーター用の、カートリッジ、ユニット、デバイス、キット、器具等を構成する一部品として流通してもよい。
２．第２の実施形態（マイクロチップ）
図２８～３５は、本技術に係るマイクロチップ１００の第２実施形態を示す図である。
以下、本実施形態に係るマイクロチップ１００の構成を説明する。なお、当該実施形態は好適な一例を示したものであり、本技術に係るマイクロチップ１００は当該構成に限定されるものではない。また、本実施形態において、保護部１５０以外の構成については前述した第１実施形態と同様である。
本実施形態において、マイクロチップ１００は、前記サンプル液インレット１０１、前記分取流路１０９の末端１０９１、前記シース液インレット１０３、前記バッファ液インレット１１０１、及び前記分岐流路１０８の末端１０８１のそれぞれに対して、流路接続用部材Ｔ１～Ｔ５が挿入されており、かつ、これらの流路接続用部材を保護する保護部１５０を有している。当該保護部１５０を有することで、例えば、後述する微小粒子分取装置３００にマイクロチップ１００を挿抜する際に、流路接続用部材Ｔ１～Ｔ５の曲げストレスを軽減することができる。また、流路接続用部材Ｔ１～Ｔ５に、更に接続されうる流路接続用部材の曲げストレスも併せて軽減できる。
また、当該保護部１５０は、図２８～３５に示される通り、側面の一部に凹部を設けていてよい。当該凹部は、特には、両側面にありうる。これにより、当該凹部をマイクロチップ１００の持ち手として機能させることができる。
また、本技術に係るマイクロチップ１００は、装置（例えば、後述する微小粒子分取装置３００など）へ挿入する際に、逆挿しを防止する機構を有しうる。この場合、例えば、当該機構として前記保護部１５０を用いうる。前記保護部１５０は、特には、正面側に凸部１５１を有する。前記凸部１５１は、マイクロチップ１００の長手方向に連続するものとしてよい。当該凸部１５１により、正しい向きでチップを挿入する場合には装置のチップ挿入部に対して挿入可能であり、誤った向きでチップを挿入する場合には装置に対して当該凸部１５１が引っ掛かってチップ挿入部への挿入が防がれる。
３．第３の実施形態（マイクロチップ）
図３６は、本技術に係るマイクロチップ１００の第３実施形態を示す図である。
以下、本実施形態に係るマイクロチップ１００の構成を説明する。なお、当該実施形態は好適な一例を示したものであり、本技術に係るマイクロチップ１００は当該構成に限定されるものではない。また、本実施形態は、上述した第１実施形態と比較してバッファ液インレット１１０１、及びバッファ液流路１１０を有しないという構成以外は、上述した第１実施形態と同様である。
本実施形態において、目的サンプルの分取は、例えば、以下のように行われる。
本実施形態に係るマイクロチップ１００は、サンプル液インレット１０１及びシース液インレット１０３が同一側面に設けられている。これらインレットからサンプル液及びシース液が、それぞれサンプル液流路１０２及びシース液流路１０４に導入される。当該サンプル液に微小粒子が含まれている。
シース液流路１０４を流れるシース液は、サンプル液流路１０２の両側から流れるサンプル液と合流して、サンプル液の周囲がシース液で囲まれた層流を形成する。当該層流は、主流路１０５を、粒子分取部１０７に向かって流れる。
粒子分取部１０７において、主流路１０５を流れてきた前記層流は、分岐流路１０８へと流れる。また、粒子分取部１０７において、回収されるべき微小粒子が流れてきた場合にのみ、分取流路１０９への流れが形成されて、当該微小粒子が回収される。当該微小粒子が分取流路１０９へと吸い込まれる際には、前記層流を構成するサンプル液又は前記層流を構成するサンプル液及びシース液も、分取流路１０９へと流れうる。このようにして、微小粒子は、粒子分取部１０７において分取される。
本実施形態においては微小粒子が回収される場合に、主流路１０５からオリフィス部１３０を通って粒子分取流路１０９へと進む流れが形成されるが、上述した第１実施形態と比較してバッファ液インレット１１０１、及びバッファ液流路１１０を有しないことから、回収されるべき微小粒子の分取精度は低下する。上述した第１実施形態においては、バッファ液インレット１１０１、及びバッファ液流路１１０を有することから、回収されるべきでない微小粒子がオリフィス部１３０を通って分取流路１０９へと入ることを防ぐことができる。
４．第４の実施形態（サンプル分取キット）
図３７～４０は、本技術に係るサンプル分取キット２００の構成例を示す図である。
以下、本実施形態に係るサンプル分取キット２００の構成を説明する。なお、当該実施形態は好適な一例を示したものであり、本技術に係るサンプル分取キット２００は当該構成に限定されるものではない。また、マイクロチップ１００については前述したものと同様であるため、ここでは説明を割愛する。
サンプル液収容部２０１には、回収されるべき微小粒子を含むサンプル液が収容される。本技術に係るサンプル分取キット２００において、当該サンプル液収容部２０１と本技術に係るマイクロチップ１００とは、連結されている。特には、密閉連結されている。
サンプル液収容部２０１は、例えば、一端が開口した円筒状の筒体と該筒体に嵌合すると共に前記開口を閉塞する蓋部とから形成することができる。そして、前記蓋部にはサンプル液を前記筒体内に収容するための開口弁が複数形成されており、各開口弁は逆止弁の構成を採用している。このため、前記開口弁を介してサンプル液がサンプル液収容部２０１内に収容された状態では該サンプル液がサンプル液収容部２０１の外部へと出ないようになっている。また、前記開口弁の構成により前記サンプル液が外部雰囲気に対して密閉されている。
本技術では、サンプル液収容部２０１には、サンプル液中の微小粒子の凝集を抑制する物質が備えられていてもよい。サンプル液中の微小粒子の凝集を抑制する物質を用いることで、サンプル液中の粒子の凝集を抑制しつつ、それでも発生してしまった凝集物については、後述するフィルタ部２０２において除去することが可能であるため、サンプル液中の不純物をより確実に除去することができる。
サンプル液収容部２０１、及び後述するプレサンプル収容部２０１１、目的サンプル貯留部２０３、廃棄部２０４、シース液収容部２０５、バッファ液収容部２０６は、例えば、プラスチックバッグ等の軟質容器でありうる。当該プラスチックバッグは、例えば、ポリエチレン製、ポリプロピレン製、ポリ塩化ビニル製、又はエチレン酢酸ビニル共重合体製のバッグでありうる。
また、本技術において、サンプル液収容部２０１、及び後述する目的サンプル貯留部２０３は、前述したバッグ状の軟質容器のみならず、図４１の他の構成例に示すように、試験管等のチューブ状の硬質容器であってもよい。
なお、本技術に係る粒子分取キット２００では、サンプル液収容部２０１の上流にプレサンプル収容部２０１１を設け、当該プレサンプル収容部２０１１内に、サンプル液中の微小粒子の凝集を抑制する物質を備えることも可能である。
フィルタ部２０２は、フィルタとテーパー部とを少なくとも備えており、必要に応じて、前記サンプル液収容部２０１及び／又は前記マイクロチップ１００と接続するための流路接続用部材と外径篏合する嵌合部を備えていてよい。これにより、当該フィルタを通過したサンプル液中の微小粒子がフィルタ部２０２の内壁面に沈降することを防止することができ、微小粒子のロス量を低減することができる。
当該フィルタ部２０２は、当業者により適宜自由な位置に配置することができるが、例えば、図３７に示す通り、サンプル液収容部２０１の上流に備えることで、サンプル液収容部２０１内への異物の侵入を初期段階で防止することができる。
また、図３７に示す通り、サンプル液収容部２０１とマイクロチップ１００との間にフィルタ部２０２を配置しうる。特にはマイクロチップ１００の直前にフィルタ部２０２を配置しうる。これにより、マイクロチップ１００への異物の侵入を確実に防止することができ、マイクロチップ１００内で行われる目的サンプルの分取精度を向上させることができる。
目的サンプル貯留部２０３には、回収されるべき微小粒子が収容される。目的サンプル貯留部２０３は、例えば、袋状に形成されており、マイクロチップ１００の分取流路１０９の末端１０９１に連結される開口弁を備える。前記開口弁は所謂逆止弁の構成を採用しており、前記開口弁を介して回収されるべき微小粒子が目的サンプル貯留部２０３に収容された状態では、該微小粒子が目的サンプル貯留部２０３の外部へと出ないようになっている。また、前記開口弁の構成により、前記微小粒子が外部雰囲気と接触しないようになっている。
なお、上述した目的サンプル貯留部２０３の構成は一例に過ぎず、目的サンプルが外部雰囲気に触れない構成であれば、公知の構成を採用することができる。
本技術に係るサンプル分取キット２００では、上述したマイクロチップ１００にてサンプル液から目的サンプルのみを分取する際に、回収されるべきでない微小粒子（以下、「非目的サンプル」ともいう。）を排除する必要がある。また、マイクロチップ１００にてシースフローを形成して目的サンプルの分取を行っているため、非目的サンプルを含むサンプル液、所謂廃液を排除する必要がある。このため、サンプル分取キット２００は、廃棄部２０４を備えうる。廃棄部２０４には、目的サンプル以外の非目的サンプルが廃棄されうる。
廃棄部２０４は、例えば、廃液が流入するための流路接続用部材を備え、当該部材がマイクロチップ１００の分岐流路１０８の末端１０８１と連通するようになっていてもよい。これにより、廃棄部２０４を含めて密閉空間内で目的サンプルの分取や、非目的サンプルの廃棄を行うことができる。
また、マイクロチップ１００では、シースフローが形成され、サンプル液からの目的サンプルの分取を行っている。このため、サンプル分取キット２００は、シース液収容部２０５を備えうる。シース液収容部２０５には、シース液が収容されうる。
シース液収容部２０５は、例えば、シース液が流入する流路接続用部材を備え、当該部材がマイクロチップ１００のシース液インレット１０３と連通するようになっていてもよい。これにより、シース液がマイクロチップ１００のシース液流路１０４内に流入され、シースフローが形成される。
シース液収容部２０５の構成は特に限定されず、公知の構成を採用することができる。また、シース液収容部２０５からシース液を排出する構成も特に限定されず、例えば、アクチュエータ等の駆動源を用いうる。
バッファ液収容部２０６には、バッファ液が収容される。バッファ液については、前述したものと同様であるため、ここでは説明を割愛する。
バッファ液収容部２０６は、例えば、バッファ液が流入する流路接続用部材を備え、当該部材がマイクロチップ１００のバッファ液インレット１１０１と連通するようになっていてもよい。これにより、バッファ液がマイクロチップ１００の流路内に流入され、目的サンプルの分取が行われる。
バッファ液収容部２０６の構成は特に限定されず、公知の構成を採用することができる。また、バッファ液収容部２０６からバッファ液を排出する構成も特に限定されず、例えば、アクチュエータ等の駆動源を用いうる。
なお、本技術では、図４１の他の構成例に示すように、シース液収容部２０５とバッファ液収容部２０６が共通の収容部から構成されていてもよい。具体的には、例えば一つの試薬バッグから、シース液及びバッファ液を供給する実施形態であってよい。この場合、シース液収容部２０５とバッファ液収容部２０６に対して、それぞれ、後述するサンプル送液機構３０５を設ける必要はなく、図４１に示すように、前記一つの試薬バッグに対して一つのサンプル送液機構３０５を設けるだけで足りる。また、この場合、サンプル送液機構３０５で分岐し、マイクロチップ１００内の流路抵抗（例えば、マイクロチップ１００の太さ、各流路の太さなど）でシース液量とバッファ液量とを調整してもよい。
本実施形態では、脈動を低減するダンパー２０７や、送液圧を検知する閉鎖型の圧力計センサ２０８を備えていてもよい。ダンパー２０７は、例えば、サンプル分取キット２００内の液体の一部又は全部がポンプにより送液される際に、当該ポンプによる流量変動（例えば、脈動など）がマイクロチップ１００内の流量、特には分取流路１０９内の流量や粒子分取部１０７における微小粒子も分取に影響を及ぼしうるため、当該影響を少なくし、送液による圧力をなるべく一定にするために設けられうる。また、この場合、本実施形態に示すように、ダンパー２０７毎に圧力を計測する圧力計センサ２０８が設けられうる。これにより、各部に安定した送液を行うことが可能である。ダンパー２０７及び圧力計センサ２０８は、特には、シース液収容部２０５及び／又はバッファ液収容部２０６の下流であってマイクロチップ１００との間に配置されうる。なお、本技術では、ダンパー２０７、及び圧力計センサ２０８は、必ずしも一緒に備えられる必要はなく、いずれか一つが備えられていてよい。
本実施形態において、サンプル分取キット２００は、図３７～４１に示す通り、前記ダンパー２０７及び前記圧力計センサ２０８や、流路接続用部材の一部を、板状構造体の中に含みうる。当該板状構造体は、当技術分野において採用される構造から当業者により適宜選択されてよい。当該板状構造体を形成する材料としては、当技術分野で既知の材料が用いられうる。例えば、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリプロピレン、ＰＤＭＳ（polydimethylsiloxane）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリエチレン、ポリスチレン、ガラス、シリコンなどが挙げられるがこれらに限定されない。
本技術に係るサンプル分取キット２００の各部は、マイクロチップ１００を含め、図３７～４０に示すように最初から全て連結されていてもよいし、図４１に示すようにその一部を後から無菌的に接続するように構成されていてもよい。後から無菌的に接続する方法としては、無菌ウェルダや無菌接続コネクタ等を利用することにより行うことができる。
本技術に係るサンプル分取キット２００を用いることで、目的サンプルの分取や、目的サンプルの貯留を密閉空間で実行することができ、目的サンプルの分取精度を向上させることができる。また、目的サンプルを含むミストによるサンプル分取キット自体の汚染及び／又は分取された目的サンプルへの他物質の混入を防止することができる。したがって、本技術に係るサンプル分取キット２００は、目的サンプルの純度が要求される免疫細胞治療等の臨床にも適用することができる。
また、サンプル分取キット２００自体をディスポーザブルとすることもでき、サンプル間でのコンタミネーションのリスク等を回避して、ユーザビリティを向上させることができる。
更に、サンプル分取キット２００は、後述する微小粒子分取装置３００などに取り付けられる際に、装置側の取り付け部と係合する構造を有していてよい。例えば、装置側にフックを設け、キット側の隅などに当該フックと係合する孔を設けることなどが挙げられるが、当技術分野において採用される構造から当業者により適宜選択されてよい。
上述したサンプル分取キット２００の各部は、それぞれ、複数備えられうる。例えば、図示しないが、目的サンプル貯留部２０３の下流に更にマイクロチップ１００を備え、サンプル液中から分取された目的サンプルを更に分取することも可能である。
５．第５の実施形態（微小粒子分取装置）
図４２は、微小粒子分取装置３００の構成例を示す図である。
以下、本実施形態に係る微小粒子分取装置３００の構成を説明する。なお、当該実施形態は好適な一例を示したものであり、本技術に係る微小粒子分取装置３００は当該構成に限定されるものではない。また、マイクロチップ１００及びサンプル分取キット２００については前述したものと同様であるため、ここでは説明を割愛する。
本技術に係る微小粒子分取装置３００は、上述したマイクロチップ１００が搭載されている。また、図４２に示す通り、前記マイクロチップ１００を挿入するチップ挿入部３０１を有しうる。チップ挿入部３０１は、チップを挿入しうる構造であれば、当技術分野において採用される構造から当業者により適宜選択されてよい。
チップ挿入部３０１は、マイクロチップ１００が正しい向きで挿入された際にのみ反応する在荷センサを有しうる。当該在荷センサが反応した場合には、チップ挿入部３０１はマイクロチップ１００を挿入方向へ自動で挟み込んでよい。これにより、チップの逆挿しを防止できる。
また、マイクロチップ１００が保護部１５０を有する場合において、チップ挿入部３０１の一部が保護部１５０の一部と係合し、チップの仮位置決めを行いうる。例えば、保護部１５０の端に凹部を設け、当該凹部がチップ挿入部３０１側のボールプランジャと係合し、チップの抜けを防止する。これにより、ユーザーにクリック感を与え、チップの挿入完了を伝えることができ、また、流路接続用部材にテンションがかかってチップがチップ挿入部３０１から抜けることを防止することができる。
本実施形態において、微小粒子分取装置３００は、マイクロチップ１００中の第一光学検出領域１０６を流れる微小粒子に光を照射する光照射部３０２及び当該光照射によって生じた散乱光及び／又は蛍光を検出する光検出部３０３を有しうる。また、光検出部３０４は、マイクロチップ１００中の第二光学検出領域１０９３に光を照射してよい。
また、微小粒子分取装置３００は、制御部３０４を有しうる。制御部３０４は、前記光検出部３０３により検出されたデータ（例えば、光に関する情報など）に基づいて、前記主流路１０５を通流する前記微小粒子の進行方向を制御する。
以下、光照射部３０２、光検出部３０３、及び制御部３０４について説明する。
光照射部３０２は、マイクロチップ１００中の第一光学検出領域１０６を流れる微小粒子に光（例えば、励起光など）を照射する。光照射部３０２は、光を出射する光源と、検出領域を流れる微小粒子に対して励起光を集光する対物レンズとを含みうる。光源は、分取の目的に応じて当業者により適宜選択されてよく、例えば、レーザダイオード、ＳＨＧレーザ、固体レーザ、ガスレーザ、若しくは高輝度ＬＥＤであってよく、又は、これらのうちの２つ以上の組み合わせであってもよい。光照射部３０２は、光源及び対物レンズに加えて、必要に応じて他の光学素子を含んでいてもよい。光照射部３０２は、例えば、第一光学検出領域１０６中の１つの位置に光を照射するものであってよく、又は、複数の位置のそれぞれに光を照射するものであってもよい。例えば、光照射部３０２は、第一光学検出領域１０６中の２つの異なる位置のそれぞれに光を照射しうる。
光検出部３０３は、光照射部３０２による照射によって前記微小粒子から生じた散乱光及び／又は蛍光を検出する。光検出部３０３は、微小粒子から生じた蛍光及び／又は散乱光を集光する集光レンズと検出器とを含みうる。当該検出器として、ＰＭＴ、フォトダイオード、ＣＣＤ、ＣＭＯＳなどが用いられうるが、これらに限定されない。当該光検出部３０３は、集光レンズ及び検出器に加えて、必要に応じて他の光学素子を含んでいてもよい。当該光検出部３０３は、例えば、分光部を更に含みうる。分光部を構成する光学部品としては、例えば、グレーティング、プリズム、光フィルタなどを挙げることができる。分光部によって、例えば、検出されるべき波長の光を、他の波長の光から分けて検出することができる。
光検出部３０３により検出される蛍光は、微小粒子そのものから生じた蛍光及び微小粒子に標識された物質、例えば、蛍光物質など、から生じた蛍光でありうるが、これらに限定されない。光検出部３０３により検出される散乱光は、前方散乱光、側方散乱光、レイリー散乱、若しくはミー散乱であってよく、又は、これらの組み合わせであってもよい。
制御部３０４は、前記光検出部３０３により検出されたデータ（例えば、光に関する情報など）に基づいて、前記主流路１０５を通流する前記微小粒子の進行方向を制御する。例えば、制御部３０４は、当該データに基づいて当該微小粒子の分取を制御する。例えば、制御部３０４は、光検出部３０３で検出された光が所定の基準を満たす場合、微小粒子を分取すると判断しうる。光検出部３０３により検出された光（蛍光及び／又は散乱光）から、当該光に関する情報が生成されうる。当該情報は、例えば、当該光を電気信号に変換することによって生成されうる。当該情報の生成のために、本技術の微小粒子分取装置３００は、光検出部３０３により検出された光から、当該光に関する情報を生成する情報生成部を含みうる。当該情報生成部は、制御部３０４に含まれていてもよく、制御部３０４に含まれずに、制御部３０４とは別の構成要素として微小粒子分取装置３００内に設けられていてもよい。制御部３０４は、当該光に関する情報に基づき、光検出部３０３で検出された光が所定の基準を満たすかどうかを判定しうる。制御部３０４は、当該判定の結果に基づき、微小粒子の分取を制御しうる。
制御部３０４は、当該判定の結果に基づき、微小粒子が回収されるべきものである場合、微小粒子がオリフィスを通って分取流路１０９内に進行するように、流路内の流れを変更しうる。当該流れの変更は、例えば、分取流路１０９内の圧力を減少することにより行われうる。また、微小粒子の回収後は、制御部３０４は、流路内の流れを再度変更しうる。当該流れの再度の変更は、粒子分取流路内の圧力を増加することにより行われうる。すなわち、制御部３０４は、光検出部３０３で検出された光に関する情報に基づいて、粒子分取流路内の圧力を制御するものでありうる。
制御部３０４は、例えば、特開２０１４－０３６６０４号公報に記載された駆動部と同様の機能を有するものであってよい。すなわち、制御部３０４は、分取流路１０９内に負圧を発生させることができるように構成されているアクチュエータを制御しうる。前記光に関する情報に基づき微小粒子が回収されるべきであると判定された場合、制御部３０４は、当該アクチュエータを駆動して分取流路１０９内に負圧を発生させる。これにより、回収されるべきである微小粒子が分取流路１０９内に回収される。制御部３０４は、前記光に関する情報に基づき微小粒子が回収されるべきでないと判定された場合、当該アクチュエータを駆動しない。これにより、回収されるべきでない微小粒子は、分岐流路１０８へと流れる。
前記アクチュエータは、例えば、ピエゾ素子などの圧電素子であってよい。制御部３０４は、微小粒子が回収されるべきであると判定された場合、ピエゾ収縮となる電圧を当該ピエゾ素子に印加して、分取流路１０９内の容積を増加させる。当該容積増加によって、分取流路１０９内に負圧が発生する。これにより、主流路１０５から分取流路１０９への流れが形成されて、微小粒子が分取流路１０９内に回収される。微小粒子が回収されるべきでないと判定された場合、当該電圧の印加は行われない。これにより、分取流路１０９内への流れは形成されず、微小粒子は分岐流路１０８へと流れる。
本実施形態では、微小粒子分取装置３００が上述したサンプル分取キット２００を有しうる。この場合、微小粒子分取装置３００は、図４２に示す通り、前記サンプル液収容部２０１から前記マイクロチップ１００へとサンプルを送液するサンプル送液機構３０５を有しうる。当該サンプル送液機構３０５は、特にはポンプであってよい。また、特には、サンプル収容部２０１の下流であってマイクロチップ１００との間に配置されうる。
前記ポンプは、例えば、ペリスタルティックポンプ（チューブポンプ）、ローラーポンプ、エア圧力源をコンプレッサとするシリンジポンプ、又は遠心ポンプでありうるが、これらに限定されない。前記ポンプは、流量のより精密な制御のために、特にはペリスタルティックポンプ又はローラーポンプでありうる。
また、図３７に示される通り、前記サンプル送液機構３０５は、複数備えられうる。また、マイクロチップ１００の下流であって廃棄部２０４との間、シース液収容部２０５の下流であってマイクロチップ１００との間、又は、バッファ液収容部２０６の下流であってマイクロチップ１００との間に更に配置されうる。
更に、本実施形態において、微小粒子分取装置３００は、サンプル分取キット２００の各部を取り付けることができる取り付け部を複数有しうる。取り付け部の構造は、当技術分野において採用される構造から当業者により適宜選択されてよい。
加えて、前述の通りサンプル液収容部２０１が、図４１に示すようなチューブ状の硬質容器であった場合、本技術では、当該チューブ状の硬質容器を、例えば穴を有するプレートに固定し、ＸＹStageで振動しながら撹拌し、且つ、前記硬質容器を冷却してもよい。この場合、冷却は、サンプル液収容部２０１のみならず、目的サンプル貯留部２０３に対して行ってもよい。冷却方法としては、例えば、冷蔵庫にサンプル液収容部２０１や目的サンプル貯留部２０３を入れる方法や、ペルチェ素子等の冷却素子と接触させることにより行う方法等が挙げられる。なお、サンプル液収容部２０１と目的サンプル貯留部２０３の冷却機構は、個別的に制御されていてもよいし、同一の制御でもよい。
図４３は、サンプル分取キット２００を本実施形態の微小粒子分取装置３００に取り付ける際の一例を示すフロー図である。
以下、サンプル分取キット２００を本実施形態に係る微小粒子分取装置３００に取り付ける際の流れを説明する。なお、当該フローは好適な一例を示したものであり、サンプル分取キット２００の微小粒子分取装置３００への取り付けは当該フローに限定されるものではない。
まず、装置側の取り付け部（例えば、フックなど）にサンプル分取キット２００の一部（例えば、前記板状構造体の一部など）を取り付ける（S11）。次いで、廃棄部２０４を装置側のトレイに入れる（S12）。次いで、目的サンプル貯留部２０３を、装置側の取り付け部に取り付ける（S13）。次いで、サンプル液収容部２０１を、装置側の取り付け部に取り付ける（S14）。次いで、サンプル分取キット２００中のマイクロチップ１００をチップ挿入部３０１に挿入する（S15）。次いで、サンプル送液機構３０５にサンプル分取キット２００の一部（例えば、流路接続用部材の一部など）を取り付ける（S16）。次いで、圧力計センサ２０８を装置側の取り付け部に取り付ける（S17）。次いで、バッファ液収容部２０６を、装置側の取り付け部に取り付ける（S18）。次いで、シース液収容部２０５を装置側の取り付け部に取り付ける（S19）。最後に、プレサンプル収容部２０１１を装置側の取り付け部に取り付ける（S20）。
なお、本技術は、以下のような構成を採用することができる。
〔１〕
サンプル液が導入されるサンプル液インレットと、
前記サンプル液インレットから導入された前記サンプル液が流れる主流路と、
前記サンプル液の中から目的サンプルが分取される分取流路と、
を有し、
前記サンプル液インレット及び前記分取流路の末端が、同一側面に形成された、板状のマイクロチップ。
〔２〕
シース液が導入されるシース液インレットを更に有し、
前記シース液インレットが、前記同一側面に形成された、〔１〕に記載のマイクロチップ。
〔３〕
バッファ液が導入されるバッファ液インレットを更に有し、
前記バッファ液インレットが、前記同一側面に形成された、〔２〕に記載のマイクロチップ。
〔４〕
前記主流路から分岐し、目的サンプル以外のサンプルが廃棄される分岐流路を更に有し、
前記分岐流路の末端が、前記同一側面に形成された、〔３〕に記載のマイクロチップ。
〔５〕
前記サンプル液インレット、前記分取流路の末端、前記シース液インレット、前記バッファ液インレット、及び前記分岐流路の末端からなる群から選ばれる少なくとも一つ以上に流路接続用部材が挿入された、〔４〕に記載のマイクロチップ。
〔６〕
挿入された前記流路接続用部材を保護する保護部を有する、〔５〕に記載のマイクロチップ。
〔７〕
前記サンプル液が流れるサンプル液流路は、前記サンプル液インレット側の端に前記流路接続用部材の内径の断面積よりも断面積が大きい急拡大部を有する、〔５〕又は〔６〕に記載のマイクロチップ。
〔８〕
前記主流路と同軸上にあり、前記分取流路と連結するオリフィス部を更に有し、
前記オリフィス部と連結する側の前記分取流路の側壁が、少なくとも一つ以上の曲率を有する、〔１〕から〔７〕のいずれかに記載のマイクロチップ。
〔９〕
前記分取流路の断面積は、所定の位置まで液の流れの進行方向に沿って連続的に増加する、〔８〕に記載のマイクロチップ。
〔１０〕
前記オリフィス部と連結する側の前記分取流路の側壁が、異なる二つの曲率を有する、〔９〕に記載のマイクロチップ。
〔１１〕
前記分取流路は、二つ目の曲率部分まで深さが一定であり、かつ、前記二つの曲率部分まで幅は液の流れの進行方向に沿って連続的に増加する、〔１０〕に記載のマクロチップ。
〔１２〕
前記分取流路は、二つ目の曲率部分以降は、所定の位置まで深さが液の流れの進行方向に沿って連続的に増加する、〔１１〕に記載のマイクロチップ。
〔１３〕
前記分取流路及び前記オリフィス部は、積層された基板層に形成され、
前記分取流路の一部及び／又は前記オリフィス部の一部が、前記基板層の片側の層に形成されている、〔８〕から〔１２〕のいずれかに記載のマイクロチップ。
〔１４〕
前記分取流路が形成された前記基板層の片面の少なくとも一部が外部に露出した、〔１〕から〔１３〕のいずれかに記載のマイクロチップ。
〔１５〕
前記主流路は第一光学検出領域を有し、
前記第一光学検出領域が形成された前記基板層の両面が外部に露出した、〔１〕から〔１４〕のいずれかに記載のマイクロチップ。
〔１６〕
前記分取流路は第二光学検出領域を有し、
前記第二光学検出領域が形成された前記基板層の両面が外部に露出した、〔１〕から〔１５〕のいずれかに記載のマイクロチップ。
〔１７〕
サンプル液が収容されたサンプル液収容部と、
サンプル液が導入されるサンプル液インレットと、前記サンプル液インレットから導入された前記サンプル液が流れる主流路と、前記サンプル液の中から目的サンプルが分取される分取流路と、を有し、前記サンプル液インレット及び前記分取流路の末端が、同一側面に形成された、板状のマイクロチップと、
を有し、
前記サンプル液収容部と前記マイクロチップとが連結された、サンプル分取キット。
〔１８〕
サンプル液が導入されるサンプル液インレットと、前記サンプル液インレットから導入された前記サンプル液が流れる主流路と、前記サンプル液の中から目的サンプルが分取される分取流路と、を有し、前記サンプル液インレット及び前記分取流路の末端が、同一側面に形成された、板状のマイクロチップが搭載された、微小粒子分取装置。
〔１９〕
前記マイクロチップを挿入するチップ挿入部と、
前記主流路を通流する微小粒子に光を照射する光照射部と、
前記微小粒子から発せられた散乱光及び／又は蛍光を検出する光検出部と、
前記光検出部で検出されたデータに基づいて、前記主流路を通流する微小粒子の進行方向を制御する制御部と、
を有する、〔１８〕に記載の微小粒子分取装置。
〔２０〕
前記サンプル液が収容されたサンプル液収容部と、前記サンプル液収容部と前記マイクロチップとが連結された、サンプル分取キットを有し、前記サンプル液収容部から前記マイクロチップへとサンプルを送液するサンプル送液機構を更に有する、〔１８〕又は〔１９〕に記載の微小粒子分取装置。
１００ マイクロチップ
１０１ サンプル液インレット
１０２ サンプル液流路
１０２１ 急拡大部
１０３ シース液インレット
１０４ シース液流路
１０５ 主流路
１０６ 第一光学検出領域
１０７ 粒子分取部
１０８ 分岐流路
１０８１ 分岐流路１０８の末端
１０９ 分取流路
１０９１ 分取流路１０９の末端
１０９２ 加振領域
１０９３ 第二光学検出領域
１１０ バッファ液流路
１１０１ バッファ液インレット
１１１ 合流部
１２０，１３０ オリフィス部
１５０ 保護部
１５１ 凸部
ｄ 合流流路の幅
Ｔ１～Ｔ５ 流路接続用部材
２００ サンプル分取キット
２０１ サンプル液収容部
２０１１ プレサンプル収容部
２０２ フィルタ部
２０３ 目的サンプル貯留部
２０４ 廃棄部
２０５ シース液収容部
２０６ バッファ液収容部
２０７ ダンパー
２０８ 圧力計センサ
３００ 微小粒子分取装置
３０１ チップ挿入部
３０２ 光照射部
３０３ 光検出部
３０４ 制御部
３０５ サンプル送液機構

Claims (19)

  1. サンプル液が導入されるサンプル液インレットと、
    前記サンプル液インレットから導入された前記サンプル液が流れる主流路と、
    前記サンプル液の中から目的サンプルが分取される分取流路と、
    を有し、
    前記サンプル液インレット及び前記分取流路の末端が、同一側面に形成され、
    シース液が導入されるシース液インレットを更に有し、且つ、
    前記シース液インレットが、前記同一側面に形成された、板状のマイクロチップ。
  2. バッファ液が導入されるバッファ液インレットを更に有し、
    前記バッファ液インレットが、前記同一側面に形成された、請求項１に記載のマイクロチップ。
  3. 前記主流路から分岐し、目的サンプル以外のサンプルが廃棄される分岐流路を更に有し、
    前記分岐流路の末端が、前記同一側面に形成された、請求項２に記載のマイクロチップ。
  4. 前記サンプル液インレット、前記分取流路の末端、前記シース液インレット、前記バッファ液インレット、及び前記分岐流路の末端からなる群から選ばれる少なくとも一つ以上に流路接続用部材が挿入された、請求項３に記載のマイクロチップ。
  5. 挿入された前記流路接続用部材を保護する保護部を有する、請求項４に記載のマイクロチップ。
  6. 前記サンプル液が流れるサンプル液流路は、前記サンプル液インレット側の端に前記流路接続用部材の内径の断面積よりも断面積が大きい急拡大部を有する、請求項４に記載のマイクロチップ。
  7. 前記主流路と同軸上にあり、前記分取流路と連結するオリフィス部を更に有し、
    前記オリフィス部と連結する側の前記分取流路の側壁が、少なくとも一つ以上の曲率を有する、請求項１に記載のマイクロチップ。
  8. 前記分取流路の断面積は、所定の位置まで液の流れの進行方向に沿って連続的に増加する、請求項７に記載のマイクロチップ。
  9. 前記オリフィス部と連結する側の前記分取流路の側壁が、異なる二つの曲率を有する、請求項８に記載のマイクロチップ。
  10. 前記分取流路は、二つ目の曲率部分まで深さが一定であり、かつ、前記二つ目の曲率部分まで幅が液の流れの進行方向に沿って連続的に増加する、請求項９に記載のマクロチップ。
  11. 前記分取流路は、前記二つ目の曲率部分以降の深さが液の流れの進行方向に沿って連続的に増加する、請求項１０に記載のマイクロチップ。
  12. 前記分取流路及び前記オリフィス部は、積層された基板層に形成され、
    前記分取流路の一部及び／又は前記オリフィス部の一部が、前記基板層の片側の層に形成されている、請求項７に記載のマイクロチップ。
  13. 前記分取流路が形成された前記基板層の片面の少なくとも一部が外部に露出した、請求項１２に記載のマイクロチップ。
  14. 前記主流路は第一光学検出領域を有し、
    前記第一光学検出領域が形成された前記基板層の両面が外部に露出した、請求項１２に記載のマイクロチップ。
  15. 前記分取流路は第二光学検出領域を有し、
    前記第二光学検出領域が形成された前記基板層の両面が外部に露出した、請求項１２に記載のマイクロチップ。
  16. サンプル液が収容されたサンプル液収容部と、
    サンプル液が導入されるサンプル液インレットと、前記サンプル液インレットから導入された前記サンプル液が流れる主流路と、前記サンプル液の中から目的サンプルが分取される分取流路と、を有し、前記サンプル液インレット及び前記分取流路の末端が、同一側面に形成され、シース液が導入されるシース液インレットを更に有し、且つ、前記シース液インレットが、前記同一側面に形成された、板状のマイクロチップと、
    を有し、
    前記サンプル液収容部と前記マイクロチップとが連結された、サンプル分取キット。
  17. サンプル液が導入されるサンプル液インレットと、前記サンプル液インレットから導入された前記サンプル液が流れる主流路と、前記サンプル液の中から目的サンプルが分取される分取流路と、を有し、前記サンプル液インレット及び前記分取流路の末端が、同一側面に形成され、シース液が導入されるシース液インレットを更に有し、且つ、前記シース液インレットが、前記同一側面に形成された、板状のマイクロチップが搭載された、微小粒子分取装置。
  18. 前記マイクロチップを挿入するチップ挿入部と、
    前記主流路を通流する微小粒子に光を照射する光照射部と、
    前記微小粒子から発せられた散乱光及び／又は蛍光を検出する光検出部と、
    前記光検出部で検出されたデータに基づいて、前記主流路を通流する微小粒子の進行方向を制御する制御部と、
    を有する、請求項１７に記載の微小粒子分取装置。
  19. 前記サンプル液が収容されたサンプル液収容部と、前記サンプル液収容部と前記マイクロチップとが連結された、サンプル分取キットを有し、前記サンプル液収容部から前記マイクロチップへとサンプルを送液するサンプル送液機構を更に有する、請求項１７に記載の微小粒子分取装置。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005274199A (ja) 2004-03-23 2005-10-06 Toshiba Corp 液体混合方法、液体混合装置およびマイクロチップ
JP2010054492A (ja) 2008-05-13 2010-03-11 Sony Corp マイクロチップとその流路構造
JP2010151777A (ja) 2008-11-19 2010-07-08 Sony Corp 微小粒子解析装置、微小粒子解析用マイクロチップ及び微小粒子解析方法
JP2017504037A (ja) 2013-10-30 2017-02-02 プレミアム ジェネティクス （ユーケー） リミテッド 集束エネルギー装置を有するマイクロ流体システム及び方法
JP2017083263A (ja) 2015-10-27 2017-05-18 ソニー株式会社 微粒子検出装置
WO2019098126A1 (ja) 2017-11-14 2019-05-23 ソニー株式会社 微粒子分取用マイクロチップ及び微粒子分取装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5720233B2 (ja) 2010-12-17 2015-05-20 ソニー株式会社 マイクロチップ及び微小粒子分取装置
JP5910412B2 (ja) 2012-08-16 2016-04-27 ソニー株式会社 微小粒子分取方法及び微小粒子分取用マイクロチップ
JP6186812B2 (ja) 2013-04-04 2017-08-30 ソニー株式会社 粒子分取装置及び粒子分取方法
US8961904B2 (en) * 2013-07-16 2015-02-24 Premium Genetics (Uk) Ltd. Microfluidic chip

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005274199A (ja) 2004-03-23 2005-10-06 Toshiba Corp 液体混合方法、液体混合装置およびマイクロチップ
JP2010054492A (ja) 2008-05-13 2010-03-11 Sony Corp マイクロチップとその流路構造
JP2010151777A (ja) 2008-11-19 2010-07-08 Sony Corp 微小粒子解析装置、微小粒子解析用マイクロチップ及び微小粒子解析方法
JP2017504037A (ja) 2013-10-30 2017-02-02 プレミアム ジェネティクス （ユーケー） リミテッド 集束エネルギー装置を有するマイクロ流体システム及び方法
JP2017083263A (ja) 2015-10-27 2017-05-18 ソニー株式会社 微粒子検出装置
WO2019098126A1 (ja) 2017-11-14 2019-05-23 ソニー株式会社 微粒子分取用マイクロチップ及び微粒子分取装置

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