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JP7038100B2 - マイクロ流体デバイスでのｔリンパ球の選別 - Google Patents

マイクロ流体デバイスでのｔリンパ球の選別 Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、合衆国法典第３５巻第１１９条の下、２０１６年７月２１日出願の米国特許出願第６２／３６５，３７２号（そのそれぞれの開示の全ては、参照により本明細書に援用される）の利益を主張する。
発明の分野
[0002] 本分野は、概して、マイクロ流体環境内でＴリンパ球、特に活性化Ｔリンパ球を選別するための方法、システム及びデバイスに関する。
発明の背景
[0003] 免疫療法は、患者自身の免疫系を用いて癌との闘病を支援する急成長中の分野である。患者自身の免疫系の刺激による癌細胞の攻撃又は外部源からの免疫系成分の投与をはじめとする様々な免疫療法ストラテジーが評価されてきた。例えば、生体内で癌細胞を攻撃するように設計されたモノクローナル抗体は、単独で又は遺伝子工学操作構築物として投与されてきた。加えて、種々のＴ細胞療法が研究されてきた。自己Ｔ細胞療法は、対象からＴ細胞を得ることと、エクスビボでＴ細胞を増殖させることと、増殖させたＴ細胞を対象に再導入することとを含む。キメラ抗原受容体Ｔ細胞（ＣＡＲ－Ｔ）療法は、対象の癌を標的とするキメラ抗体含有融合タンパク質をその表面上に発現させて、Ｔ細胞によって癌細胞を死滅させるようにＴ細胞を遺伝子工学操作することを含む。いずれらのタイプのＴ細胞療法も利点を提供する。しかし、これらの療法は、依然として更なる改良を必要とする。
[0004] 自己Ｔ細胞療法及びＣＡＲ－Ｔ療法の両方の主要な問題の１つは、最も高い腫瘍死滅能を有するＴ細胞集団を生成するようにエクスビボでＴ細胞を選択する方法が欠如していることである。本実施形態は、望ましい表現型を有するＴ細胞が富化された集団が得られるようにエクスビボでＴ細胞を選別するための解決策を提供する。本実施形態は、かかる選別を促進するマイクロ流体デバイス及びそれから得られる組成物も提供する。
発明の概要
[0005] 一態様では、Ｔリンパ球のサイズに基づき、マイクロ流体デバイスでＴリンパ球を選別する方法が提供される。本方法は、対象抗原を特異的に認識する活性化Ｔリンパ球が富化されたサンプルを生成することを含み得る。マイクロ流体デバイスは、第１のポストのアレイを含む第１の領域を有する流路を含み得る。第１の領域は、チャネル（例えば、メインチャネル）であり得、及び第１のポストのアレイは、チャネルの幅全体にわたって延在し得る。本方法は、Ｔリンパ球を含有する流体サンプルを、マイクロ流体デバイスの流路（又はチャネル）の第１の領域を通して、したがって第１のポストのアレイを通して流動させることを含む。
[0006] 第１のアレイは、約４ミクロンから約１０ミクロンの臨界サイズ（Ｄｃ）によって特徴付けられ得る。第１のアレイのポストは、行及び列において配置され得、ポストの行は、第１の領域の第１の方向と傾斜角（ε）だけ異なる第１のアレイ方向を画定し、第１の領域の第１の方向は、流体が第１の領域を貫流する全体方向によって画定される。第１のアレイのポストの列は、１／εに等しい周期性で周期的に繰り返すことができ、ここで、εは、ラジアン単位で測定される。第１のアレイのそれぞれの各列の隣接ポストは、流体が列に対して略横方向に貫流することができるギャップを画定する。ポストの列は、第１の領域の第１の方向に対して実質的に横方向に配置され得る（例えば、ポストの各列は、第１の領域の第１の方向に対して約８０°から約１００°配向される軸に沿って配置され得る）か、又はより一般的には、ポストの列は、第１の領域の第１の方向に対して約４５°から約１３５°配向される軸に沿って配置され得る。
[0007] Ｔリンパ球を含有する流体サンプルは、例えば、ＣＤ８＋Ｔリンパ球を含み得る。流体サンプルは、対象抗原を含む活性化剤と共にインキュベートされた出発Ｔリンパ球集団に由来し得る。活性化剤は、例えば、樹状細胞（ＤＣ）又は人工抗原提示細胞（ａＡＰＣ）であり得る。出発Ｔリンパ球集団は、例えば、末梢血又はＰＢＭＣから得られ得る。任意選択的に、出発Ｔリンパ球集団は、ナイーブＴ細胞（例えば、ＣＤ８＋ナイーブＴ細胞）が富化され得る。例えば、出発Ｔリンパ球集団は、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％又はそれを超えるのナイーブＴ細胞（例えば、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％又はそれを超えるナイーブＣＤ８＋Ｔ細胞）を含有し得る。
[0008] 本方法は、例えば、対象抗原に特異的なＴＣＲを有するＴ細胞の同定に使用され得る。対象抗原は、細菌病原体、真菌病原体、寄生病原体又はウイルス病原体等の病原体に由来するペプチド配列であり得る。代替的に、対象抗原は、腫瘍関連抗原のペプチド配列であり得る。同定されたＴ細胞は、クローニングされ得、且つ１つ以上のかかるクローンに由来する細胞のサブセットは、ＴＣＲシーケンシング解析に使用され得る。代替的又は追加的に、本方法は、内因性Ｔ細胞治療剤としての使用に好適な（又は増殖時に好適な）活性化Ｔ細胞集団の分離に使用され得る。
[0009] 他の態様では、Ｔリンパ球の選別に好適なマイクロ流体デバイスが提供される。マイクロ流体デバイスは、第１のポストのアレイを含む第１の領域を有する流路を含み得、流路の第１の領域は、第１の領域を通した流体フローの全体方向に対応する第１の方向を有する。第１の領域は、チャネル（例えば、メインチャネル）であり得、及び第１のポストのアレイは、チャネルの幅全体にわたって延在し得る。第１のアレイは、約４ミクロンから約７ミクロン又は約７ミクロンから約１０ミクロンの臨界サイズ（Ｄｃ）によって特徴付けられ得る。第１のアレイのポストは、行及び列において配置され得、第１のアレイのポストの行は、第１の領域の第１の方向と傾斜角（ε）だけ異なる第１のアレイ方向を画定する。第１のアレイのポストの列は、１／εに等しい周期性で周期的に繰り返すことができ、ここで、εは、ラジアン単位で測定される。第１のアレイのそれぞれの各列の隣接ポストは、流体が列に対して略横方向に貫流することができるギャップを画定する。ポストの列は、第１の領域の第１の方向に対して実質的に横方向に配置され得る（例えば、ポストの各列は、第１の領域の第１の方向に対して約８０°から約１００°配向される軸に沿って配置され得る）か、又はより一般的には、ポストの列は、第１の領域の第１の方向に対して約４５°から約１３５°配向される軸に沿って配置され得る。
[0010] マイクロ流体デバイスの流路は、第１の領域を通して通過する流体を収容する第２の領域を含み得、及び第２の領域は、第２の領域を第１のチャネルと第２のチャネルとに分離する仕切りを含み得る。第１のチャネルは、第１の領域を通して通過する任意の流体の第１の部分を収容し得、及び第２のチャネルは、第１の領域を通して通過する任意の流体の第２の部分を収容し得る。第１のチャネル又は第２のチャネルのいずれかは、第２のポストのアレイを含み得る。マイクロ流体デバイスは、１つ以上の隔離ペンを更に含み得、そのそれぞれは、第１のチャネル又は第２のチャネルのいずれかに開口する開口を有し得る。
[0011] 更に他の態様では、Ｔリンパ球、特に本明細書に開示される方法のいずれか１つに従って選別／富化されたＴリンパ球を含む組成物が提供される。以上で考察したように、かかる組成物は、内因性Ｔ細胞治療剤として又はかかる治療剤生成用の出発材料として使用するのに好適であり得る。
[0012] 追加の態様、目的及び利点は、部分的に以下の説明に示され、部分的にその説明から明らかであり、又は実施することによって分かるであろう。態様、目的及び利点は、添付の特許請求の範囲で特に指定された要素及び組合せによって認識及び達成されるであろう。
[0013] 以上の概要及び以下の詳細な説明の両方は、例示的且つ解説的なものにすぎず、特許請求の範囲を限定するものではないことを理解すべきである。
[0014] 本明細書に組み込まれてその一部を構成する添付の図面は、１つ（幾つか）の実施形態を例示し、本記載と合わせて本明細書に記載の原理を説明する役割を果たす。
[0015]特定の実施形態によるマイクロ流体デバイスを操作及び監視するためのシステム例を例示する。 [0016]特定の実施形態によるマイクロ流体デバイスを例示する。 [0016]特定の実施形態によるマイクロ流体デバイスを例示する。 [0017]特定の実施形態による隔離ペンを例示する。 [0017]特定の実施形態による隔離ペンを例示する。 [0018]特定の実施形態による詳細な隔離ペンを例示する。 [0019]特定の実施形態によるマイクロ流体デバイスを例示する。 [0020]特定の実施形態によるマイクロ流体デバイスを操作及び監視するためのシステムの一部であり得るネストを例示する。 [0021]特定の実施形態によるマイクロ流体デバイスを操作又は監視するためのシステムの一部であり得る撮像デバイスを例示する。 [0022]特定の実施形態による基板及びデバイスカバーの両方の内面に共有結合されたコーティング材料を有するマイクロ流体デバイスを例示する。 [0023]特定の実施形態によるマイクロ流体デバイスに含まれ得るポストのアレイの概略図である。 [0024]特定の実施形態によるポストのアレイを有するマイクロ流体デバイスを例示する。 [0024]特定の実施形態によるポストのアレイを有するマイクロ流体デバイスを例示する。 [0025]「大きい」活性化Ｔリンパ球と「小さい」活性化Ｔリンパ球とを分離するように構成されたポストのアレイと、アレイ内でのそれらの検出が可能になるように蛍光標識されたＴリンパ球とを有するマイクロ流体デバイスの一部の画像である。 [0026]ポストのアレイを有するマイクロ流体デバイスを用いた選別前及び後のＴリンパ球集団（活性化Ｔリンパ球及び休止Ｔリンパ球の両方を含む）のＦＡＣＳ分析から作成された細胞数プロットを表す。 [0026]ポストのアレイを有するマイクロ流体デバイスを用いた選別前及び後のＴリンパ球集団（活性化Ｔリンパ球及び休止Ｔリンパ球の両方を含む）のＦＡＣＳ分析から作成された細胞数プロットを表す。 [0026]ポストのアレイを有するマイクロ流体デバイスを用いた選別前及び後のＴリンパ球集団（活性化Ｔリンパ球及び休止Ｔリンパ球の両方を含む）のＦＡＣＳ分析から作成された細胞数プロットを表す。 [0026]ポストのアレイを有するマイクロ流体デバイスを用いた選別前及び後のＴリンパ球集団（活性化Ｔリンパ球及び休止Ｔリンパ球の両方を含む）のＦＡＣＳ分析から作成された細胞数プロットを表す。 [0027]ポストのアレイの臨界サイズ（Ｄｃ）よりも大きい細胞を第２のチャネルに分離するように構成されたポストアレイの下流に位置する第１及び第２のチャネルを有するマイクロ流体デバイスの一部の画像であり、このマイクロ流体デバイスは、第２のチャネルに通じる隔離ペンを更に含む。 [0028]特定の実施形態によるＴリンパ球の富化方法を概説するフローチャートである。
実施形態の詳細な説明
[0029]
本明細書には、本発明の例示的な実施形態及び適用が記載されている。しかし、本発明は、これらの例示的な実施形態及び適用、例示的な実施形態及び適用を行う方式、又はそれについて本明細書に記載される方式に限定されない。さらに、図は、簡略図又は部分図を示し得、図中の要素の寸法は、誇張されるか又は他に比例していないことがあり得る。加えて、「上」、「付着される」、「接続される」、「結合される」という用語又は類似語が本明細書で使用される場合、一方の要素が直接他方の要素上にあるか、それに付着されるか、それに接続されるか、若しくはそれに結合されるか、又は一方の要素と他方の要素との間に１つ以上の介在要素があるかにかかわらず、一方の要素（例えば、材料、層、基板等）は、他方の要素「上」にあるか、それに「付着される」か、それに「接続される」か、又はそれに「結合される」。要素のリスト（例えば、要素ａ、ｂ、ｃ）が参照される場合、かかる参照は、列挙された要素のいずれか１つのみ、列挙された要素の全てに満たない任意の組合せ、及び／又は列挙された要素の全ての組合せを含むことが意図される。本明細書でのセクション分割は、概説を容易にすることのみを目的とし、考察される要素のいずれの組合せにも限定されない。
[0030]
本明細書で使用される場合、「実質的に」は、意図された目的で機能するのに十分であることを意味する。そのため、「実質的に」という用語は、当業者によって予想されるような、ただし全体性能にそれほど影響を及ぼさない、絶対的又は完全な状態、寸法、測定、結果等からのわずかな有意でない変動を許容する。数値又は数値として表現され得るパラメータ若しくは特性に対して用いられる場合、「実質的に」は、１０パーセント以内を意味する。本明細書で使用される場合、「ones」という用語は、２つ以上を意味する。
[0031]
本明細書で使用される場合、「複数」という用語は、２、３、４、５、６、７、８、９、１０又はそれを超え得る。
[0032]
本明細書で使用される場合、「配置される」という用語は、その意味内において「位置する」を包含する。
[0033]
本明細書で使用される場合、「マイクロ流体デバイス」又は「マイクロ流体装置」は、流体を保持するように構成された１つ以上の離散マイクロ流体回路（各マイクロ流体回路は、限定されるものではないが、領域、流路、チャネル、チャンバ及び／又はペンをはじめとする流体相互接続回路要素を含む）と、マイクロ流体デバイスに対して流体（及び任意選択的に流体中に懸濁された微小物体）の流入及び／又は流出を可能にするように構成された少なくとも２つのポートとを含むデバイスである。典型的には、マイクロ流体デバイスのマイクロ流体回路は、少なくとも１つのマイクロ流体チャネルと少なくとも１つのチャンバとを含み、約１ｍＬ未満、例えば約７５０μＬ未満、約５００μＬ未満、約２５０μＬ未満、約２００μＬ未満、約１５０μＬ未満、約１００μＬ未満、約７５μＬ未満、約５０μＬ未満、約２５μＬ未満、約２０μＬ未満、約１５μＬ未満、約１０μＬ未満、約９μＬ未満、約８μＬ未満、約７μＬ未満、約６μＬ未満、約５μＬ未満、約４μＬ未満、約３μＬ未満又は約２μＬ未満の体積の流体を保持するであろう。特定の実施形態では、マイクロ流体回路は、約１～２μＬ、約１～３μＬ、約１～４μＬ、約１～５μＬ、約２～５μＬ、約２～８μＬ、約２～１０μＬ、約２～１２μＬ、約２～１５μＬ、約２～２０μＬ、約５～２０μＬ、約５～３０μＬ、約５～４０μＬ、約５～５０μＬ、約１０～５０μＬ、約１０～７５μＬ、約１０～１００μＬ、約２０～１００μＬ、約２０～１５０μＬ、約２０～２００μＬ、約５０～２００μＬ、約５０～２５０μＬ又は約５０～３００μＬを保持する。
[0034]
本明細書で使用される場合、「ナノ流体デバイス」又は「ナノ流体装置」は、約１μＬ未満、例えば約７５０ｎＬ未満、約５００ｎＬ未満、約２５０ｎＬ未満、約２００ｎＬ未満、約１５０ｎＬ未満、約１００ｎＬ未満、約７５ｎＬ未満、約５０ｎＬ未満、約２５ｎＬ未満、約２０ｎＬ未満、約１５ｎＬ未満、約１０ｎＬ未満、約９ｎＬ未満、約８ｎＬ未満、約７ｎＬ未満、約６ｎＬ未満、約５ｎＬ未満、約４ｎＬ未満、約３ｎＬ未満、約２ｎＬ未満、約１ｎＬ以下の体積の流体を保持するように構成された少なくとも１つの回路要素を含有するマイクロ流体回路を有するタイプのマイクロ流体デバイスである。典型的には、ナノ流体デバイスは、複数の回路要素（例えば、少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１５、２０、２５、５０、７５、１００、１５０、２００、２５０、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１５００、２０００、２５００、３０００、３５００、４０００、４５００、５０００、６０００、７０００、８０００、９０００、１０，０００個又はそれを超える）を含むであろう。特定の実施形態では、少なくとも１つの回路要素の１つ以上（例えば、全て）は、約１００ｐＬから１ｎＬ、約１００ｐＬから２ｎＬ、約１００ｐＬから５ｎＬ、約２５０ｐＬから２ｎＬ、約２５０ｐＬから５ｎＬ、約２５０ｐＬから１０ｎＬ、約５００ｐＬから５ｎＬ、約５００ｐＬから１０ｎＬ、約５００ｐＬから１５ｎＬ、約７５０ｐＬから１０ｎＬ、約７５０ｐＬから１５ｎＬ、約７５０ｐＬから２０ｎＬ、約１から１０ｎＬ、約１から１５ｎＬ、約１から２０ｎＬ、約１から２５ｎＬ又は約１から５０ｎＬの体積の流体を保持するように構成される。他の実施形態では、少なくとも１つの回路要素の１つ以上（例えば、全て）は、約１００から２００ｎＬ、約１００から３００ｎＬ、約１００から４００ｎＬ、約１００から５００ｎＬ、約２００から３００ｎＬ、約２００から４００ｎＬ、約２００から５００ｎＬ、約２００から６００ｎＬ、約２００から７００ｎＬ、約２５０から４００ｎＬ、約２５０から５００ｎＬ、約２５０から６００ｎＬ又は約２５０から７５０ｎＬの体積の流体を保持するように構成される。
[0035] 本明細書で使用される「マイクロ流体チャネル」又は「チャネル」とは、水平寸法及び垂直寸法の両寸法よりも有意に長い長さを有するマイクロ流体デバイスのフロー領域を意味する。チャネルの長さは、一般にチャネルの流路によって画定される。直線チャネルの場合、長さは、チャネルの「長手方向軸」になるであろう。チャネルの「水平寸法」又は「幅」とは、チャネルの長手方向軸に垂直に配向される横断面で（又はチャネルがカーブしている場合には横断面の平面でチャネルの流路の接線方向軸に垂直に）観測される水平寸法である。チャネルの「垂直寸法」又は「高さ」とは、チャネルの長手方向軸に垂直に配向される横断面で（又はチャネルがカーブしている場合には横断面の平面でチャネルの流路の接線方向軸に垂直に）観測される垂直寸法である。フローチャネルは、例えば、水平寸法又は垂直寸法のいずれかの長さの少なくとも５倍、例えばその長さの少なくとも１０倍、その長さの少なくとも２５倍、その長さの少なくとも１００倍、その長さの少なくとも２００倍、その長さの少なくとも５００倍、その長さの少なくとも１，０００倍、その長さの少なくとも５，０００倍又はそれを超え得る。幾つかの実施形態では、フローチャネルの長さは、介在する任意の範囲を含めて約１００，０００ミクロンから約５００，０００ミクロンの範囲内である。幾つかの実施形態では、水平寸法（又は幅）は、約１００ミクロンから約１０００ミクロン（例えば、約１５０から約５００ミクロン）の範囲内であり、且つ垂直寸法（又は高さ）は、約２５ミクロンから約２００ミクロン、例えば約４０から約１５０ミクロンの範囲内である。フローチャネルは、マイクロ流体デバイス内で多様な空間構成を有し得るため、完全に線状の要素に限定されないことに留意しなければならない。例えば、フローチャネルは、次の構成、即ちカーブ、ベンド、スパイラル、傾斜、下降、フォーク（例えば、複数の異なる流路）及びそれらの任意の組合せを有する１つ以上のセクションであり得るか又はそれらを含み得る。加えて、フローチャネルは、その中に所望の流体フローを提供するように、その通路に沿って異なる断面積、拡幅及び狭窄を有し得る。
[0036] 本明細書で使用される場合、「障害物」という用語は、一般に、マイクロ流体デバイスの２つの異なる領域間又は回路要素間の標的微小物体の移動を部分的に（完全にではなく）妨げるのに十分な大きさのバンプ又は類似のタイプの構造物を意味する。２つの異なる領域／回路要素は、例えば、マイクロ流体隔離ペン及びマイクロ流体チャネル又はマイクロ流体隔離ペンの接続領域及び分離領域であり得る。
[0037] 本明細書で使用される場合、「狭窄」という用語は、一般に、マイクロ流体デバイスの回路要素（又は２つの回路要素間のインターフェース）の幅の狭小化を意味する。狭窄は、例えば、マイクロ流体隔離ペンとマイクロ流体チャネルとの間のインターフェース又はマイクロ流体隔離ペンの分離領域と接続領域との間のインターフェースに位置決めし得る。
[0038] 本明細書で使用される場合、「透明」という用語は、透過時に光を実質的に変化させることなく可視光を透過させる材料を意味する。
[0039] 本明細書で使用される場合、「微小物体」という用語は、一般に、本開示に従って分離及び収集し得る任意の微視的物体を意味する。限定されるものではないが、微小物体の例としては、無生物微小物体、例えばマイクロ粒子、マイクロビーズ（例えば、ポリスチレンビーズ、Luminex（商標）ビーズ等）、磁気ビーズ、マイクロロッド、マイクロワイヤ、量子ドット等、生物学的微小物体、例えば細胞（例えば、胚、卵母細胞、精子細胞、組織解離細胞、真核細胞、原生生体細胞、動物細胞、哺乳動物細胞、ヒト細胞、免疫細胞、ハイブリドーマ、培養細胞、細胞系由来細胞、癌細胞、感染細胞、トランスフェクト細胞及び／又はトランスフォーム細胞、レポーター細胞、原核細胞等）、生物オルガネラ、ベシクル又は複合体、合成ベシクル、リポソーム（例えば、合成又は膜調製物由来）、脂質ナノラフト（Ritchie et al. (2009)“Reconstitution of Membrane Proteins in Phospholipid Bilayer Nanodiscs,”Methods Enzymol., 464:211-231に記載）等、又は無生物微小物体と生物学的微小物体との組合せ（例えば、細胞付着マイクロビーズ、リポソームコーティングマイクロビーズ、リポソームコーティング磁気ビーズ等）が挙げられる。ビーズは、共有結合又は非共有結合された他の部分／分子、例えば蛍光標識、タンパク質、低分子シグナリング部分、抗原又はアッセイで使用され得る化学的／生物学的種を更に有し得る。
[0040] 本明細書で使用される場合、「Ｔリンパ球」及び「Ｔ細胞」という用語は、同義的に用いられる。
[0041]
本明細書で使用される場合、「細胞を維持する」という用語は、細胞の生存及び／又は増殖を続けるのに必要な条件を提供する、流体及び気体の両方の成分と任意選択的に表面とを含む環境を提供することを意味する。
[0042]
流体培地の「成分」は、溶媒分子、イオン、低分子、抗生物質、ヌクレオチド及びヌクレオシド、核酸、アミノ酸、ペプチド、タンパク質、糖、炭水化物、脂質、脂肪酸、コレステロール、代謝物等をはじめとする培地中に存在する任意の化学分子又は生化学分子である。
[0043]
流体培地を参照して本明細書で使用される場合、「拡散する」又は「拡散」は、流体培地の成分が濃度勾配の下方に熱力学的に移動することを意味する。
[0044]
「培地のフロー」という語句は、拡散以外の任意の機構に主に起因する流体培地のバルク移動を意味する。例えば、培地のフローは、点間の圧力差に起因する一方の点から他方の点への流体培地の移動を含み得る。かかるフローは、液体の連続フロー、パルスフロー、周期フロー、ランダムフロー、間欠フロー若しくは往復フロー又はそれらの任意の組合せを含み得る。一方の流体培地が他方の流体培地に流入する場合、培地の乱流及び混合を生じ得る。
[0045]
「実質的にフローなし」という語句は、時間平均で流体培地中への又は流体培地中での材料の成分（例えば、対象のアナライト）の拡散速度未満の流体培地の流速を意味する。かかる材料の成分の拡散速度は、例えば、温度、成分のサイズ及び成分と流体培地との間の相互作用の強度に依存し得る。
[0046]
マイクロ流体デバイス内の異なる領域を参照して本明細書で使用される場合、「流体接続される」という語句は、異なる領域が流体培地等の流体で実質的に充填されたときに各領域内の流体が単一体の流体を形成するように接続されることを意味する。これは、異なる領域内の流体（又は流体培地）が必ずしも同一の組成であることを意味するものではない。より正確には、マイクロ流体デバイスの異なる流体接続領域内の流体は、溶質がそのそれぞれの濃度勾配の下方に移動するとき及び／又はマイクロ流体デバイスを貫流するときに流束内で異なる組成（例えば、タンパク質、炭水化物、イオン、他の分子等の溶質の濃度が異なる）を有し得る。
[0047]
マイクロ流体（又はナノ流体）デバイスは、「掃引」領域と「非掃引」領域とを含み得る。本明細書で使用される場合、「掃引」領域は、流体がマイクロ流体回路を貫流するときに培地のフローにそれぞれ遭遇するマイクロ流体回路の１つ以上の流体相互接続回路要素を含む。掃引領域の回路要素は、例えば、領域、チャネル及びチャンバの全部又は一部を含み得る。本明細書で使用される場合、「非掃引」領域は、流体がマイクロ流体回路を貫流するときに実質的に流体のフラックスなしにそれぞれ遭遇するマイクロ流体回路の１つ以上の流体相互接続回路要素を含む。拡散を可能とするが、掃引領域と非掃引領域との間で培地が実質的にフローなしとなるように流体接続が構造化される限り、非掃引領域は、掃引領域に流体接続され得る。そのため、マイクロ流体デバイスは、掃引領域と非掃引領域との間で実質的に拡散流体連通のみを可能にしつつ、掃引領域内の培地のフローから非掃引領域を実質的に分離するように構造化され得る。例えば、マイクロ流体デバイスのフローチャネルは、掃引領域の例であり、一方、マイクロ流体デバイスの分離領域（以下にさらに詳細に記載される）は、非掃引領域の例である。
[0048] 本明細書で使用される場合、「流路」とは、培地のフローのトラジェクトリーを画定し、且つその対象となる１つ以上の流体接続回路要素（例えば、チャネル、領域、チャンバ等）を意味する。そのため、流路は、マイクロ流体デバイスの掃引領域の例である。他の回路要素（例えば、非掃引領域）は、流路の培地のフローの対象とならない流路を含む回路要素に流体接続し得る。
[0049]
特定の生体物質（例えば、抗体等のタンパク質）を産生する生物学的微小物体（例えば、生体細胞）の能力は、かかるマイクロ流体デバイスでアッセイされ得る。アッセイの具体的な実施形態では、対象のアナライトを産生するためにアッセイされる生物学的微小物体（例えば、細胞）を含むサンプル材料は、マイクロ流体デバイスの掃引領域に装填され得る。生物学的微小物体（例えば、ヒト細胞等の哺乳動物細胞）のうち、特定の特徴のものを選択して非掃引領域に配置することができる。次いで、残留サンプル材料を掃引領域から流出させ、アッセイ材料を掃引領域に流入させることができる。選択された生物学的微小物体は、非掃引領域内にあるため、選択された生物学的微小物体は、残留サンプル材料の流出又はアッセイ材料の流入の影響を実質的に受けない。選択された生物学的微小物体は、対象のアナライトの産生を可能にし得る。この場合、対象のアナライトは、非掃引領域から掃引領域内に拡散し得、掃引領域では、対象のアナライトは、アッセイ材料と反応して、局在化された検出可能な反応を引き起こすことができ、各反応は、特定の非掃引領域に関連付けられ得る。検出された反応に関連付けられる任意の非掃引領域を分析して、非掃引領域内のいずれの生物学的微小物体（存在する場合）が対象のアナライトの十分なプロデューサーであるかを決定することができる。
[0050] マイクロ流体／ナノ流体デバイスでのＴリンパ球の培養、選択及び増殖。
マイクロ流体デバイス内でＴリンパ球をはじめとする生体細胞の選択及び増殖を行う方法は、例えば、２０１６年４月２２日出願の米国特許出願公開第１５／１３５，７０７号（その全内容が参照により本明細書に援用される）に記載されている。マイクロ流体デバイス内でＴリンパ球の活性化及び増殖を行う方法は、２０１７年３月１６日出願の国際出願第ＰＣＴ／米国特許出願公開第１７／２２８４６号（その全内容が参照により本明細書に援用される）に記載されている。
[0051] マイクロ流体デバイス並びにかかるデバイスの操作及び観測のためのシステム。
図１は、マイクロ流体デバイス１００と、マイクロ流体デバイスの操作及び観測に使用することができるシステム１５０との一般化例を例示する。マイクロ流体デバイス１００の斜視図は、マイクロ流体デバイス１００に部分図を提供するために、そのカバー１１０の部分破断図を伴って示されている。マイクロ流体デバイス１００は、一般に、流体培地１８０が貫流することができ、任意選択的に１つ以上の微小物体（図示せず）をマイクロ流体回路１２０に搬入及び／又は搬送する流路１０６を含むマイクロ流体回路１２０を含む。図１には単一のマイクロ流体回路１２０が例示されているが、好適なマイクロ流体デバイスは、複数（例えば、２つ又は３つ）のかかるマイクロ流体回路を含み得る。それにもかかわらず、マイクロ流体デバイス１００は、ナノ流体デバイスであるように構成され得る。図１に例示される実施形態では、マイクロ流体回路１２０は、流路１０６に流体連通する単一開口をそれぞれ有する複数のマイクロ流体隔離ペン１２４、１２６、１２８及び１３０を含む。以下で更に考察されるように、マイクロ流体隔離ペンは、培地１８０が流路１０６を貫流する場合でも、マイクロ流体デバイス１００等のマイクロ流体デバイス内に微小物体を保持するように最適化された各種の特徴及び構造を含む。しかし、上記に注目する前に、マイクロ流体デバイス１００及びシステム１５０の簡単な説明を提供する。
[0052]
図１に概して示されるように、マイクロ流体回路１２０はエンクロージャ１０２により画定される。エンクロージャ１０２は異なる構成で物理的に構造化することができるが、図１に示される例では、エンクロージャ１０２は、支持構造体１０４（例えば、基部）、マイクロ流体回路構造１０８、及びカバー１１０を含むものとして示されている。支持構造体１０４、マイクロ流体回路構造１０８、及びカバー１１０は、互いに取り付けることができる。例えば、マイクロ流体回路構造１０８は、支持構造体１０４の内面１０９に配置することができ、カバー１１０は、マイクロ流体回路構造１０８を覆って配置することができる。支持構造体１０４及びカバー１１０と一緒に、マイクロ流体回路構造１０８は、マイクロ流体回路１２０の要素を画定することができる。
[0053]
図１に示されるように、支持構造体１０４は、マイクロ流体回路１２０の下部にあり得、カバー１１０はマイクロ流体回路１２０の上部にあり得る。代替的に、支持構造体１０４及びカバー１１０は、他の向きで構成され得る。例えば、支持構造体１０４は、マイクロ流体回路１２０の上部にあり得、カバー１１０はマイクロ流体回路１２０の下部にあり得る。それに関係なく、それぞれがエンクロージャ１０２内又は外への通路を含む１つ又は複数のポート１０７があり得る。通路の例としては、弁、ゲート、貫通孔等が挙げられる。示されるように、ポート１０７は、マイクロ流体回路構造１０８のギャップにより作られる貫通孔である。しかし、ポート１０７は、カバー１１０等のエンクロージャ１０２の他の構成要素に配置することができる。１つのみのポート１０７が図１に示されているが、マイクロ流体回路１２０は２つ以上のポート１０７を有することができる。例えば、流体がマイクロ流体回路１２０に入るための流入口として機能する第１のポート１０７があり得、流体がマイクロ流体回路１２０を出るための流出口として機能する第２のポート１０７があり得る。ポート１０７が流入口として機能するか、それとも流出口として機能するかは、流体が流路１０６を通って流れる方向に依存し得る。
[0054] 支持構造体１０４は、剛性材料を含み得る。剛性材料は、ガラス又は類似の性質を有する材料であり得る。幾つかの実施形態では、支持構造体１０４は、変形可能材料を含み得る。変形可能材料は、ＰＤＭＳ等のポリマーであり得る。幾つかの実施形態では、支持構造体１０４は、剛性材料及び変形可能材料の両方を含み得る。
[0055] 支持構造体１０４は、１つ以上の電極（図示せず）と基板又は複数の相互接続基板とを含み得る。例えば、支持構造体１０４は、電極にそれぞれ電気接続された１つ以上の半導体基板を含み得る（例えば、半導体基板の全部又は一部は、単一電極に電気接続され得る）。支持構造体１０４は、プリント回路基板アセンブリ（「ＰＣＢＡ」）を更に含み得る。例えば、半導体基板は、ＰＣＢＡ上に実装され得る。しかし、支持構造体１０４は、電極も半導体基板も何ら含有する必要はない。
[0056] マイクロ流体回路構造体１０８は、マイクロ流体回路１２０の回路要素を画定することができるである。かかる回路要素は、マイクロ流体回路１２０に流体が充填されたときに流体相互接続が可能な空間又は領域、例えばフローチャネル又はチャンバを含み得、これらのいずれかは、ポストのアレイ（例えば、マイクロ流体回路構造体１０８によって形成される）、ペン、トラップ等を含み得る。図１に例示されるマイクロ流体回路１２０では、マイクロ流体回路構造体１０８は、フレーム１１４及びマイクロ流体回路材料１１６を含む。フレーム１１４は、マイクロ流体回路材料１１６を部分的に又は完全に包囲することができる。フレーム１１４は、例えば、マイクロ流体回路材料１１６を実質的に取り囲む比較的剛性の構造体であり得る。例えば、フレーム１１４は、金属材料を含み得る。
[0057] マイクロ流体回路材料１１６は、マイクロ流体回路１２０の回路要素（示されていないがポストのアレイを含む）及び相互接続部を画定するようにキャビティ等によってパターニングされ得る。マイクロ流体回路材料１１６は、ガス透過性であり得る可撓性ポリマー（例えば、ゴム、プラスチック、エラストマー、シリコーン、ポリジメチルシロキサン（「ＰＤＭＳ」）等）等の可撓性材料を含み得る。マイクロ流体回路材料１１６を構成することができる材料の他の例としては、成形ガラス、エッチング可能な材料、例えばシリコーン（例えば、光パターニング可能なシリコーン又は「ＰＰＳ」）、フォトレジスト（例えば、ＳＵ８）等が挙げられる。幾つかの実施形態では、かかる材料、即ちマイクロ流体回路材料１１６は、剛性及び／又はガスに対して実質的に不透過性であり得る。それとは関係なく、マイクロ流体回路材料１１６は、支持構造体１０４上及びフレーム１１４内に配置され得る。
[0058]
カバー１１０は、枠１１４及び／又はマイクロ流体回路材料１１６の一体部分であり得る。代替的に、カバー１１０は、図１に示されるように、構造的に別個の要素であり得る。カバー１１０は、枠１１４及び／又はマイクロ流体回路材料１１６と同じ又は異なる材料を含むことができる。同様に、支持構造体１０４は、示されるように枠１１４若しくはマイクロ流体回路材料１１６とは別個の構造であってもよく、又は枠１１４若しくはマイクロ流体回路材料１１６の一体部分であってもよい。同様に、枠１１４及びマイクロ流体回路材料１１６は、図１に示されるように別個の構造であってもよく、又は同じ構造の一体部分であってもよい。
[0059]
幾つかの実施形態では、カバー１１０は剛性材料を含むことができる。剛性材料は、ガラス又は同様との特性を有する材料であり得る。幾つかの実施形態では、カバー１１０は変形可能材料を含むことができる。変形可能材料は、ＰＤＭＳ等のポリマーであり得る。幾つかの実施形態では、カバー１１０は、剛性材料及び変形可能材料の両方を含むことができる。例えば、カバー１１０の１つ又は複数の部分（例えば、隔離ペン１２４、１２６、１２８、１３０上に位置する１つ又は複数の部分）は、カバー１１０の剛性材料と界面を接する変形可能材料を含むことができる。幾つかの実施形態では、カバー１１０は１つ又は複数の電極をさらに含むことができる。１つ又は複数の電極は、ガラス又は同様の絶縁材料でコーティングし得る、インジウム－錫－酸化物（ＩＴＯ）等の導電性酸化物を含むことができる。代替的に、１つ又は複数の電極は、ポリマー（例えば、ＰＤＭＳ）等の変形可能ポリマーに埋め込まれた単層ナノチューブ、多層ナノチューブ、ナノワイヤ、導電性ナノ粒子のクラスタ、又はそれらの組合せ等の可撓性電極であり得る。マイクロ流体デバイスで使用することができる可撓性電極は、例えば、米国特許出願公開第２０１２／０３２５６６５号（Chiouら）に記載されており、この内容は参照により本明細書に援用される。幾つかの実施形態では、カバー１１０は、細胞の接着、生存、及び／又は成長を支持するように変更することができる（例えば、マイクロ流体回路１２０に向かって内側に面する表面の全て又は部分を調整することにより）。変更は、合成ポリマー又は天然ポリマーのコーティングを含み得る。幾つかの実施形態では、カバー１１０及び／又は支持構造体１０４は、光を透過することができる。カバー１１０は、ガス透過可能な少なくとも１つの材料（例えば、ＰＤＭＳ又はＰＰＳ）を含むこともできる。
[0060] マイクロ流体デバイスの流路は、ポストのアレイを含む第１の領域を含み得る。第１の領域は、流路の第１の領域の流体フローの予想方向に対応する第１の方向を共同で画定する壁（例えば、第１の側壁及び第２の側壁）の対によって境界付けられる。図６に一般的に示されるように、ポストアレイのポストは、行及び列において配置され得る。ポストの行は、第１の領域の第１の方向と傾斜角（ε）だけ異なる第１のアレイ方向を画定し得、及び第１のアレイのポストの列は、１／εに等しい周期性で周期的に繰り返し、ここで、εは、ラジアン単位で測定される。第１のアレイのそれぞれの各列の隣接ポストは、流体が列に対して略横方向に貫流することができるギャップを画定する。一般的には、ポストアレイの列の隣接ポスト間のギャップは、特性サイズを有するであろう。ポストアレイの列の隣接ポスト間のギャップを参照して本明細書で使用される場合、「特性サイズ」という用語は、ポストアレイのギャップの大部分に対して同一のサイズ（±５％）を意味する。換言すると、ポストアレイの列の隣接ポスト間のギャップの少なくとも５０％は、特性サイズを有し得る。より典型的には、ポストアレイの列の隣接ポスト間のギャップの少なくとも６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又はそれを超えるものは、特性サイズを有し得る。
[0061] アレイのポストは、より一般的には障害物と称される。障害物／ポストアレイは、例えば、米国特許第７，１５０，８１２号及び同第８，７８３，４６７号（それらの内容は、その全体が参照により本明細書に援用される）に記載されている。
[0062] ポストアレイは、一般に、流路の第１の領域の幅全体にわたって延在するであろう。マイクロ流体デバイスは、流入口として機能する１つ以上のポート及び流出口として機能する１つ以上のポートを有し得る。例えば、図７Ｂに示されるように、第１の領域７０６の上流のポートは、流入口７０２として機能し得る一方、第１の領域７０６の下流のポートは、流出口７０８／７１０として機能し得る。代替的に、図７Ａに例示されるように、第１の領域の上流に位置するポートの対は、マイクロ流体デバイスへの流入口７０２及び７０４として機能し得る（例えば、第１の上流ポート７０２は、Ｔリンパ球等の細胞を含む流体サンプルのフローを提供し得る一方、第２の上流ポート７０４は、細胞の欠如した培地又は緩衝液のフローを提供し得る）。同様に、下流に位置するポート７０８及び７１０の対は、マイクロ流体デバイスからの流体フローの流出を可能にし得る。例えば、第１の下流ポート７０８は、所望の細胞集団、特に活性化Ｔリンパ球集団が富化された流体の流出口を提供し得、且つ第２の下流ポート７１０は、廃棄物の流出口を提供し得る。幾つかの実施形態では、廃棄物ストリームは、バイパスチャネルから到来することができる。
[0063] ポストのアレイは、一般に、約３ミクロンから約１５ミクロン（例えば、約４ミクロンから約１０ミクロン又は約７ミクロンから約１２ミクロン）であり得る臨界サイズ（Ｄｃ）によって特徴付けられ得る。幾つかの実施形態では、アレイは、約４ミクロンから約７ミクロン（例えば、約４ミクロンから約５ミクロン、約４．５ミクロンから約５．５ミクロン、約５ミクロンから約６ミクロン、約５．５、ミクロンから約６．５ミクロン、約６ミクロンから約７ミクロン又は上記の端点によって画定される任意の範囲）のＤｃによって特徴付けられる。他の実施形態では、アレイは、約７ミクロンから約１０ミクロン（例えば、約７ミクロンから約８ミクロン、約７．５ミクロンから約８．５ミクロン、約８ミクロンから約９ミクロン、約８．５、ミクロンから約９．５ミクロン、約９ミクロンから約１０ミクロン又は上記の端点によって画定される任意の範囲）のＤｃによって特徴付けられる。重要なことに、Ｄｃは、典型的には、活性化Ｔリンパ球未満の直径を有するナイーブＴリンパ球が主に流体フローの全体方向にポストアレイを貫流する一方、活性化Ｔリンパ球がアレイの行によって画定される第１のアレイ方向に移動するように選択され得る。このようにして、ポストアレイを貫流する流体は、活性化Ｔリンパ球が富化された状態になり得る。本明細書で使用される場合、「富化」とは、流体部分の対象細胞の割合が、ポストアレイを通って移動した結果として、流体がポストアレイを通って移動する前の流体部分のかかる対象細胞の割合と比較して増加することを意味する。富化の量は、様々な方法で計算され得る。例えば、単純な測定法の１つでは、ポストアレイを通って移動した後の流体部分の活性化Ｔリンパ球のパーセントを、ポストアレイに入る直前の流体部分の活性化Ｔリンパ球のパーセントで除算する。代替的に、富化は、（Ｎ＋ ｏｕｔ／Ｎ－ ｏｕｔ）／（Ｎ＋ ｉｎ／Ｎ－ ｉｎ）として計算され得、ここで、Ｎ＋ ｏｕｔは、ポストアレイを通って移動した後の流体部分で検出された対象細胞の数であり、Ｎ－ ｏｕｔは、ポストアレイを通って移動した後の流体部分で検出された対象細胞以外の細胞の数であり、Ｎ＋ ｉｎは、ポストアレイを通って移動する直前の流体部分で検出された対象細胞の数であり、且つＮ－ ｉｎは、ポストアレイを通って移動する直前の流体部分で検出された対象細胞以外の細胞の数である。富化の正確な計算は、クリティカルではない。例えば、上記の定義のいずれも使用され得、少なくとも１つの計算が富化を示唆する場合、ポストアレイを通って移動した流体部分は、富化されたとみなされるであろう。
[0064] 特定の実施形態では、アレイは、約１／３ラジアンから約１／１００ラジアン（例えば、約１／５ラジアンから約１／２０ラジアン又は約１／１０ラジアンから約１／１６ラジアン）の傾斜角εを有する。
[0065] 第１のアレイの各列の隣接ポスト間のギャップは、約１５ミクロンから約１００ミクロン（例えば、約２０ミクロンから約３０ミクロン、約２５ミクロンから約３５ミクロン、約３０ミクロンから約４０ミクロン、約３５、ミクロンから約４５ミクロン、約４０ミクロンから約５０ミクロン、約４５ミクロンから約５５ミクロン、約５０ミクロンから約６０ミクロン、約５５ミクロンから約６５ミクロン、約６０ミクロンから約７０ミクロン、約６５ミクロンから約７５ミクロン、約７０ミクロンから約９０ミクロン、約８０ミクロンから約１００ミクロン又は上記の端点によって画定される任意の範囲）であり得る。幾つかの特定の実施形態では、ギャップは、約１５ミクロンから約３０ミクロン、約２０ミクロンから約３５ミクロン又は約２５ミクロンから約４０ミクロンであり得る。
[0066] 一般的には、第１のアレイの同一列の隣接ポスト間のギャップサイズは、実質的に等しく、且つ特性サイズと均等なサイズを有する。しかし、例外が許容される。特に、ポストアレイを含有する領域を境界付ける側壁に最も近接する（同一列の）隣接ポスト間のギャップサイズは、特性サイズから逸脱し得る。当業者であれば分かるように、ギャップサイズのかかる逸脱は、側壁と、かかる壁に直接隣接するポストとの間隔によって引き起こされるアレイを通る流体フローの境界不規則性を低減するように設計され得る。
[0067] 特定の実施形態では、アレイのポストは、断面が円形状である。代替的に、第１のアレイのポストは、断面で見たときに三角形状、正方形状、偏菱形状、平行四辺形状、五角形状、六角形状等の多面体形状又は更に不規則形状を有する。典型的には、アレイのポストの全ては、同一の配向を有するであろう（アレイの第１の方向に対して断面で見たとき。特定の実施形態では、多面体形状／不規則形状のポストは、第１の方向によって画定される軸に対して非対称に配向される。このようにして、ポストは、ポストの断面形状の対称軸がアレイの第１の方向によって画定される軸に平行でないように配向され得る。
[0068] 第１のアレイのポストは、約３０ミクロンから約１００ミクロン（例えば、約３０ミクロンから約５０ミクロン、約３０ミクロンから約６０ミクロン、約３０ミクロンから約７０ミクロン、約４０ミクロンから約６０ミクロン、約４０ミクロンから約７０ミクロン、約４０ミクロンから約８０ミクロン、約４０ミクロンから約９０ミクロン、約５０ミクロンから約７０ミクロン、約５０ミクロンから約８０ミクロン、約５０ミクロンから約９０ミクロン、約５０ミクロンから約１００ミクロン、約６０から約８０ミクロン、約６０ミクロンから約９０ミクロン、約６０ミクロンから約１００ミクロン、約７０ミクロンから約９０ミクロン、約７０ミクロンから約１００ミクロン、約８０ミクロンから約１００ミクロン又は上記の端点によって画定される任意の範囲）の直径を有し得る。多面体形状又は不規則形状のポストでは、ポストの「直径」は、流体フローの方向（即ち第１の方向）に垂直な軸に沿って測定される最大断面幅である。
[0069] 表１は、所望のサイズ分離に依存して、いずれも開示された方法に使用され得る例示的なポストアレイ及びその対応する臨界サイズＤｃの幾つかの設計を提供する。
Figure 0007038100000001
[0070] 第１のアレイのポストは、マイクロ流体回路材料１１６等のマイクロ流体デバイスの構築用として本明細書に記載されるいずれの材料も含め、多様な材料のいずれからも形成され得る。そのため、例えば、ポストは、シリコーンポリマー（例えば、ＰＤＭＳ、ＰＰＳ等）から作製され得る。
[0071] 以上に記載のポストアレイを有するマイクロ流体デバイスは、典型的には、ポストアレイを有する第１の領域と、流体が第１の領域を通して通過した後に流体フローを受容するように構成された第２の領域とを含む流路を有するであろう。第１の領域は、第１の方向によって画定される軸に沿って長さを測定したときに約５ｍｍから約１５ｍｍ（例えば、約５ｍｍから約１０ｍｍ、約６ｍｍから約１１ｍｍ、約７ｍｍから約１２ｍｍ、約８ｍｍから約１３ｍｍ、約９ｍｍから約１４ｍｍ、約１０ｍｍから約１５ｍｍ又は上記の端点によって画定される任意の範囲）の長さを有し得る。第２の領域は、第２の領域を、例えば第１のチャネルと第２のチャネルとに分離する仕切り（又は壁）によってスプリットされ得る。以下の考察から明らかであろうが、複数の仕切り（又は壁）等の他の配置も可能である。第２の領域は、ポストアレイの特性Ｄｃ未満の直径を有する粒子／細胞（例えば、Ｔリンパ球）が主に第１のチャネルに流入するように、且つアレイの特性Ｄｃよりも大きい直径を有する粒子／細胞（例えば、Ｔリンパ球）が主に第２のチャネルに流入するように第１の領域に対して構成され得る。本明細書で使用される場合、Ｔリンパ球等の粒子／細胞の「直径」とは、ポストアレイを通して通過する際の粒子／細胞の有効サイズである。この有効直径は、細胞の健康、細胞周期のステージ、アレイポストの組成、アレイポストのコーティング等をはじめとする様々な因子の影響を受ける可能性がある。特定の実施形態では、第１のチャネルは、搬出／廃棄に直結する「バイパスチャネル」であり得、第２のチャネルは、ほとんどの所望の粒子／細胞（例えば、Ｔリンパ球）が方向付けられる選択チャネル及び／又はアッセイチャネルであり得る。
[0072] 幾つかの実施形態では、第１のチャネルは、第１の領域（及びポストアレイ）から流出する流体の少なくとも５０％（例えば、少なくとも６０％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％又はそれを超える）を受容するように構成される。幾つかの実施形態では、第１のチャネルは、第１の領域（及びポストアレイ）から流出する流体の約８５％から約９５％（例えば、約８７％から約９３％、約８８％から約９２％、約８９％から約９１％、約９０％又は上記の端点によって画定される任意の範囲）を受容するように構成される。かかる実施形態では、第２のチャネルに流入する残りの流体（例えば、第１の領域から流出する流体の５０％、４５％、４０％、３５％、３０％、２５％、２０％、１５％、１０％、５％又はそれ未満であり得る）は、ポストアレイのＤｃよりも大きい有効直径を有する粒子／細胞の全て又はほとんどを含み得る。そのため、例えば、Ｄｃよりも大きい直径を有するＴリンパ球が第１の領域から出て第２の領域の第２のチャネルに入ると、それらは、少なくとも約２、約２．５、約３、約３．５、約４、約４．５、約５、約６、約７、約８、約９、約１０、約１５、約２０倍又はそれを超えて効果的に濃縮され得る。
[0073] 特定の実施形態では、マイクロ流体デバイスの流路は、第１のチャネルと第２のチャネルとにスプリットされる第２の領域を含み得、第１及び第２のチャネルは、第１のチャネルの両端の圧力差が第２のチャネルの両端の圧力差に等しくなるように構成される。この等しい圧力は、例えば、チャネルが再連結される場合（例えば、流出口ポートに達する前に）又はそれらが個別の流出口ポートに至る場合に達成され得る。各チャネルに実質的に等しい圧力が存在することを保証するために、式ΔＰ＝ＱＣＨ１×ＲＣＨ１＝ＱＣＨ２×ＲＣＨ２（式中、ＱＣＨ１は、単位時間当たりの第１のチャネルの体積流量であり、ＱＣＨ２は、単位時間当たりの第２のチャネルの体積流量であり、且つＲＣＨ１及びＲＣＨ２は、第１及び第２のチャネルのそれぞれの流動抵抗である）に従ってチャネルの抵抗をマッチさせることが可能である。断面が矩形状のチャネルでは、Ｒ＝Ｌ／（Ｗ×ｄ３）（式中、Ｌは、チャネルの長さであり、Ｗは、チャネルの断面寸法の１つであり、且つｄは、チャネルの最小断面寸法である）である。
[0074] 特定の実施形態では、第１のチャネルは、長さを含み、且つ第２のチャネルは長さを含み、第２のチャネルの長さは、第１のチャネルの長さよりも大きい（例えば、少なくとも６、７、８、９、１０、１１、１２、１５又は２０倍大きい）。マイクロ流体デバイスは、第２の領域の第２のチャネルに通じ、且つ少なくとも１つのＴリンパ球を保持するのに十分に大きい容積を有する、本明細書に記載の少なくとも１つの隔離ペンを含み得る。隔離ペンは、約２５０ｐＬから約３ｎＬ（例えば、約２５０ｐＬから約１ｎＬ、約３７５ｐＬから約１ｎＬ、約５００ｐＬから約１ｎＬ、約７５０ｐＬから約１ｎＬ、約２５０ｐＬから約１．２５ｎＬ、約５００ｐＬから約１．２５ｎＬ、約７５０ｐＬから約１．２５ｎＬ、約１ｎＬから約１．２５ｎＬ、約５００ｐＬから約１．５ｎＬ、約７５０ｐＬから約１．５ｎＬ、約１ｎＬから約１．５ｎＬ、約５００ｐＬから約２ｎＬ、約７５０ｐＬから約２ｎＬ、約１ｎＬから約２ｎＬ、約１．２５ｎＬから約２ｎＬ、約１．５ｎＬから約２ｎＬ、約１ｎＬから約２．５ｎＬ、約１．５ｎＬから約２．５ｎＬ、約２ｎＬから約２．５ｎＬ、約１ｎＬから約３ｎＬ、約１．５ｎＬから約３ｎＬ、約２ｎＬから約３ｎＬ又は約２．５ｎＬから約３ｎＬ）の容積を有し得る。
[0075] マイクロ流体デバイスは、２つ以上のポストアレイを含み得る。例えば、第２のチャネルは、第２のポストのアレイを含む第１のサブ領域を含み得る。第２のチャネルは、流路の第１の領域を貫流する流体部分が第２のチャネルに進入するように、且つその流体部分及びそれに含有される任意の細胞が第２のアレイを通して通過するように構成され得る。第２のアレイは、第１のアレイに類似し得る。例えば、同一の臨界サイズＤｃ（又は類似の臨界サイズ、例えば±０．５ミクロン）を有することで、望ましくない細胞／微小物体の除去及びサンプルの更なる富化を促進することができる。幾つかの実施形態では、第２のアレイは、異なる臨界サイズ（Ｄｃ）を有し得る。例えば、第１のアレイは、約４ミクロンから約７ミクロン（例えば、約６ミクロン）の臨界サイズを有し得、第２のアレイは、約７ミクロンから約１０ミクロン（例えば、約９ミクロン）の臨界サイズを有し得る。第２のアレイの臨界サイズをより大きくすれば、所望のものよりも大きい微小物体、例えば分裂寸前の望ましくない細胞を除去することができる。
[0076] 幾つかの実施形態では、第２のチャネルは、その第２のポストアレイを含む第１のサブ領域と第２のサブ領域とを含み得る。第２のサブ領域は、流体フローが第１のサブ領域（及び第２のポストアレイ）を通して通過した後に流体フローを受容するように構成され得る。第２のサブ領域は、例えば、第２のチャネルを第３のチャネルと第４のチャネルとに分離する仕切り、例えば壁を含み得る。このようにして、サンプルを、一連のポストアレイを通すことにより、サンプル中の細胞（Ｔリンパ球）をより細かく選別することが可能である。加えて、第３のチャネル又は第４のチャネルのいずれかに通じるように隔離ペンを位置決めすることができ、これにより、液体フローを停止させて対象細胞をペンに隔離することができ、且つ任意選択的にオンチップで培養することができる。
[0077] ポストアレイを有するマイクロ流体チップの例示的な設計は、図７Ａ及び７Ｂ（即ちマイクロ流体デバイス７００及び７１５）に示され、且つ実施例との関連で記載される。
[0078] 図１は、マイクロ流体デバイス、例えばマイクロ流体デバイス１００の操作及び制御を行うためのシステム１５０も示す。例示されるシステム１５０は、電源１９２、撮像デバイス１９４及び傾斜デバイス１９０を含む。
[0079]
電源１９２は、電力をマイクロ流体デバイス１００及び／又は傾斜デバイス１９０に提供し、バイアス電圧又は電流を必要に応じて提供することができる。電源１９２は、例えば、１つ又は複数の交流（ＡＣ）及び／又は直流（ＤＣ）電圧源又は電流源を含むことができる。撮像デバイス１９４は、マイクロ流体回路１２０内部の画像を捕捉する、デジタルカメラ等のデバイスを含むことができる。幾つかの場合、撮像デバイス１９４は、高速フレームレート及び／又は高感度（例えば、低光用途用）を有する検出器をさらに含む。撮像デバイス１９４は、刺激放射線及び／又は光線をマイクロ流体回路１２０内に向け、マイクロ流体回路１２０（又はマイクロ流体回路１２０内に含まれる微小物体）から反射されるか、又は発せられる放射線及び／又は光線を収集する機構を含むこともできる。発せられる光線は可視スペクトル内であり得、例えば、蛍光放射を含み得る。反射光線は、ＬＥＤ又は水銀灯（例えば、高圧水銀灯）若しくはキセノンアーク灯等の広域スペクトル灯から発せられた反射放射を含み得る。図４に関して考察するように、撮像デバイス１９４は顕微鏡（又は光学縦列）をさらに含み得、これは接眼レンズを含んでもよく、又は含まなくてもよい。
[0080]
システム１５０は、１つ又は複数の回転軸の周りでマイクロ流体デバイス１００を回転させるように構成される傾斜デバイス１９０を含むことができる。幾つかの実施形態では、傾斜デバイス１９０は、マイクロ流体デバイス１００（したがって、マイクロ流体回路１２０）を水平向き（すなわち、ｘ軸及びｙ軸に相対して０°）、垂直向き（すなわち、ｘ軸及び／又はｙ軸に相対して９０°）、又はそれらの間の任意の向きで保持することができるように、少なくとも１つの軸の周りでマイクロ流体回路１２０を含むエンクロージャ１０２を支持及び／又は保持するように構成される。軸に相対するマイクロ流体デバイス１００（及びマイクロ流体回路１２０）の向きは、本明細書では、マイクロ流体デバイス１００（及びマイクロ流体回路１２０）の「傾斜」と呼ばれる。例えば、傾斜デバイス１９０は、ｘ軸に相対して０．１°、０．２°、０．３°、０．４°、０．５°、０．６°、０．７°、０．８°、０．９°、１°、２°、３°、４°、５°、１０°、１５°、２０°、２５°、３０°、３５°、４０°、４５°、５０°、５５°、６０°、６５°、７０°、７５°、８０°、９０°、又はそれらの間の任意の度数でマイクロ流体デバイス１００を傾斜させることができる。水平向き（したがって、ｘ軸及びｙ軸）は、重力により定義される垂直軸に垂直なものとして定義される。傾斜デバイスは、マイクロ流体デバイス１００（及びマイクロ流体回路１２０）をｘ軸及び／又はｙ軸に相対して９０°よりも大きい任意の角度に傾斜させるか、又はマイクロ流体デバイス１００（及びマイクロ流体回路１２０）をｘ軸若しくはｙ軸に相対して１８０°に傾斜させて、マイクロ流体デバイス１００（及びマイクロ流体回路１２０）を真逆にすることもできる。同様に、幾つかの実施形態では、傾斜デバイス１９０は、流路１０６又はマイクロ流体回路１２０の何らかの他の部分により定義される回転軸の周りでマイクロ流体デバイス１００（及びマイクロ流体回路１２０）を傾斜させる。
[0081]
幾つかの場合、マイクロ流体デバイス１００は、流路１０６が１つ又は複数の隔離ペンの上方又は下方に位置するように、垂直向きに傾斜する。「上方」という用語は、本明細書で使用される場合、流路１０６が、重力により定義される垂直軸上で１つ又は複数の隔離ペンよりも高く位置する（すなわち、流路１０６の上方の隔離ペン内の物体が流路内の物体よりも高い重力位置エネルギーを有する）ことを示す。「下方」という用語は、本明細書で使用される場合、流路１０６が、重力により定義される垂直軸上で１つ又は複数の隔離ペンよりも下に位置する（すなわち、流路１０６の下方の隔離ペン内の物体が流路内の物体よりも低い重力位置エネルギーを有する）ことを示す。
[0082]
幾つかの場合、傾斜デバイス１９０は、流路１０６と平行な軸の周りでマイクロ流体デバイス１００を傾斜させる。さらに、マイクロ流体デバイス１００は、流路１０６が、隔離ペンの真上又は真下に配置されずに、１つ又は複数の隔離ペンの上方又は下方に配置されるように、９０°未満の角度に傾斜することができる。他の場合、傾斜デバイス１９０は、流路１０６に直交する軸の周りでマイクロ流体デバイス１００を傾斜させる。さらに他の場合、傾斜デバイス１９０は、流路１０６に平行でもなく直交もしない軸の周りでマイクロ流体デバイス１００を傾斜させる。
[0083]
システム１５０は培地源１７８をさらに含むことができる。培地源１７８（例えば、容器、リザーバ等）は、それぞれが異なる流体培地１８０を保持する複数のセクション又は容器を含むことができる。したがって、培地源１７８は、図１に示されるように、マイクロ流体デバイス１００の外部にある、マイクロ流体デバイス１００とは別個のデバイスであり得る。代替的に、培地源１７８は、全体的又は部分的に、マイクロ流体デバイス１００のエンクロージャ１０２内部に配置することができる。例えば、培地源１７８は、マイクロ流体デバイス１００の部分であるリザーバを含むことができる。
[0084]
図１は、システム１５０の一部を構成し、マイクロ流体デバイス１００と併せて利用することができる制御及び監視機器１５２の例の簡易ブロック図表現も示す。示されるように、そのような制御及び監視機器１５２の例は、培地源１７８を制御する培地モジュール１６０と、マイクロ流体回路１２０での微小物体（図示せず）及び／又は培地（例えば、培地の液滴）の移動及び／又は選択を制御する原動モジュール１６２と、画像（例えば、デジタル画像）を捕捉する撮像デバイス１９４（例えば、カメラ、顕微鏡、光源、又はそれらの任意の組合せ）を制御する撮像モジュール１６４と、傾斜デバイス１９０を制御する傾斜モジュール１６６とを含むマスタコントローラ１５４を含む。制御機器１５２は、マイクロ流体デバイス１００に関する他の機能を制御、監視、又は実行する他のモジュール１６８を含むこともできる。示されるように、機器１５２は、表示デバイス１７０及び入／出力デバイス１７２をさらに含むことができる。
[0085]
マスタコントローラ１５４は、制御モジュール１５６及びデジタルメモリ１５８を含むことができる。制御モジュール１５６は、例えば、メモリ１５８内に非一時的データ又は信号として記憶される機械実行可能命令（例えば、ソフトウェア、ファームウェア、ソースコード等）に従って動作するように構成されるデジタルプロセッサを含むことができる。代替的に又は追加として、制御モジュール１５６は、ハードワイヤードデジタル回路及び／又はアナログ回路を含むことができる。培地モジュール１６０、原動モジュール１６２、撮像モジュール１６４、傾斜モジュール１６６、及び／又は他のモジュール１６８は、同様に構成され得る。したがって、マイクロ流体デバイス１００又は任意の他のマイクロ流体装置に関して実行されるものとして本明細書で考察される機能、プロセス、行動、動作、又はプロセスのステップは、上述したように構成されるマスタコントローラ１５４、培地モジュール１６０、原動モジュール１６２、撮像モジュール１６４、傾斜モジュール１６６、及び／又は他のモジュール１６８の任意の１つ又は複数により実行され得る。同様に、マスタコントローラ１５４、培地モジュール１６０、原動モジュール１６２、撮像モジュール１６４、傾斜モジュール１６６、及び／又は他のモジュール１６８は、通信可能に結合されて、本明細書において考察される任意の機能、プロセス、行動、動作、又はステップで使用されるデータを送受信し得る。
[0086]
培地モジュール１６０は培地源１７８を制御する。例えば、培地モジュール１６０は、培地源１７８を制御して、選択された流体培地１８０をエンクロージャ１０２に入れる（例えば、流入口１０７を介して）ことができる。培地モジュール１６０は、エンクロージャ１０２からの培地の取り出し（例えば、流出口（図示せず）を通して）を制御することもできる。したがって、１つ又は複数の培地を選択的にマイクロ流体回路１２０に入れ、マイクロ流体回路１２０から搬出することができる。培地モジュール１６０は、マイクロ流体回路１２０内部の流路１０６での流体培地１８０のフローを制御することもできる。例えば、幾つかの実施形態では、培地モジュール１６０は、傾斜モジュール１６６が傾斜デバイス１９０に所望の傾斜角までマイクロ流体デバイス１００を傾斜させる前に、流路１０６内及びエンクロージャ１０２を通る培地１８０のフローを停止させる。
[0087]
原動モジュール１６２は、マイクロ流体回路１２０での微小物体（図示せず）の選択、捕捉、及び移動を制御するように構成され得る。図２Ａ及び図２Ｂに関して後述するように、エンクロージャ１０２は、誘電泳動（ＤＥＰ）構成、光電子ピンセット（ＯＥＴ）構成、及び／又は光電子ウェッティング（ＯＥＷ）構成（図１に示されず）を含むことができ、原動モジュール１６２は、電極及び／又はトランジスタ（例えば、フォトトランジスタ）のアクティブ化を制御して、流路１０６及び／又は隔離ペン１２４、１２６、１２８、１３０で微小物体（図示せず）及び／又は培地の液滴（図示せず）を選択し移動させることができる。
[0088]
撮像モジュール１６４は撮像デバイス１９４を制御することができる。例えば、撮像モジュール１６４は、撮像デバイス１９４から画像データを受信し、処理することができる。撮像デバイス１９４からの画像データは、撮像デバイス１９４により捕捉された任意のタイプの情報を含むことができる（例えば、微小物体、培地の液滴、蛍光標識等の標識の蓄積の有無等）。撮像デバイス１９４により捕捉された情報を使用して、撮像モジュール１６４は、物体（例えば、微小物体、培地の液滴）の位置及び／又はマイクロ流体デバイス１００内のそのような物体の移動速度をさらに計算することができる。
[0089]
傾斜モジュール１６６は、傾斜デバイス１９０の傾斜移動を制御することができる。代替的に又は追加として、傾斜モジュール１６６は、重力を介して１つ又は複数の隔離ペンへの微小物体の移送を最適化するように、傾斜率及びタイミングを制御することができる。傾斜モジュール１６６は、撮像モジュール１６４と通信可能に結合されて、マイクロ流体回路１２０での微小物体及び／又は培地の液滴の移動を記述するデータを受信する。このデータを使用して、傾斜モジュール１６６は、マイクロ流体回路１２０の傾斜を調整して、マイクロ流体回路１２０内で微小物体及び／又は培地の液滴が移動する率を調整し得る。傾斜モジュール１６６は、このデータを使用して、マイクロ流体回路１２０内での微小物体及び／又は培地の液滴の位置を繰り返し調整することもできる。
[0090]
図１に示される例では、マイクロ流体回路１２０は、マイクロ流体チャネル１２２及び隔離ペン１２４、１２６、１２８、１３０を含むものとして示されている。各ペンは、チャネル１２２への開口部を含むが、ペンがペン内部の微小物体を流体培地１８０及び／又はチャネル１２２の流路１０６又は他のペン内の微小物体から実質的に分離することができるように、その他では閉じられている。幾つかの場合、ペン１２４、１２６、１２８、１３０は、１つ又は複数の微小物体をマイクロ流体回路１２０内に物理的に囲い入れるように構成される。本開示による隔離ペンは、以下に詳細に考察し示すように、ＤＥＰ、ＯＥＴ、ＯＥＷ、及び／又は重力との併用に最適化された様々な形状、表面、及び特徴を含むことができる。
[0091] マイクロ流体回路１２０は、任意の数のマイクロ流体隔離ペンを含み得る。５つの隔離ペンが示されているが、マイクロ流体回路１２０は、より少ない又はより多い隔離ペンを有し得る。本開示による隔離ペンは、Ｔ細胞の培養、選択及び増殖に有用である。示されるように、マイクロ流体回路１２０のマイクロ流体隔離ペン１２４、１２６、１２８及び１３０は、Ｔ細胞の培養、選択及び増殖に有用な１つ以上の利益を提供し得る様々な特徴及び形状をそれぞれ含む。幾つかの実施形態では、マイクロ流体回路１２０は、複数の同一のマイクロ流体隔離ペンを含む。幾つかの実施形態では、マイクロ流体回路１２０は、複数のマイクロ流体隔離ペンを含み、隔離ペンの２つ以上は、Ｔ細胞の培養、選択及び増殖で様々な利益を提供する様々な構造及び／又は特徴を含む。
[0092]
図１に示される実施形態では、１つのチャネル１２２及び流路１０６が示される。しかし、他の実施形態は、それぞれが流路１０６を含むように構成される複数のチャネル１２２を含み得る。マイクロ流体回路１２０は、流路１０６及び流体培地１８０と流体連通する流入弁又はポート１０７をさらに含み、それにより、流体培地１８０は、流入口１０７を介してチャネル１２２にアクセスすることができる。幾つかの場合、流路１０６は１つの経路を含む。幾つかの場合、１つの経路はジグザグパターンで配置され、それにより、流路１０６は、交互になった方向で２回以上にわたってマイクロ流体デバイス１００にわたり移動する。
[0093]
幾つかの場合、マイクロ流体回路１２０は、複数の平行チャネル１２２及び流路１０６を含み、各流路１０６内の流体培地１８０は同じ方向に流れる。幾つかの場合、各流路１０６内の流体培地は、順方向又は逆方向の少なくとも一方で流れる。幾つかの場合、複数の隔離ペンは、それらが標的微小物体と並列に配置されることができるように構成される（例えば、チャネル１２２に相対して）。
[0094]
幾つかの実施形態では、マイクロ流体回路１２０は、１つ又は複数の微小物体トラップ１３２をさらに含む。トラップ１３２は、一般に、チャネル１２２の境界を形成する壁に形成され、マイクロ流体隔離ペン１２４、１２６、１２８、１３０の１つ又は複数の開口部の逆に位置し得る。幾つかの実施形態では、トラップ１３２は、流路１０６から１つの微小物体を受け取り、又は捕捉するように構成される。幾つかの実施形態では、トラップ１３２は、流路１０６から複数の微小物体を受け取り、又は捕捉するように構成される。幾つかの場合、トラップ１３２は、１つの標的微小物体の容積に概ね等しい容積を含む。
[0095]
トラップ１３２は、標的微小物体のトラップ１３２へのフローを支援するように構成される開口部をさらに含み得る。幾つかの場合、トラップ１３２は、１つの標的微小物体の寸法に概ね等しい高さ及び幅を有する開口部を含み、それにより、より大きい微小物体が微小物体トラップに入らないようにされる。トラップ１３２は、トラップ１３２内への標的微小物体の保持を支援するように構成される他の特徴をさらに含み得る。幾つかの場合、トラップ１３２は、微小流体隔離ペンの開口部と位置合わせされ、微小流体隔離ペンの開口部に関してチャネル１２２の逆側に配置され、それにより、チャネル１２２に平行な軸の周りでマイクロ流体デバイス１００を傾斜されると、捕捉された微小物体は、微小物体を隔離ペンの開口部に落とす軌道でトラップ１３２を出る。幾つかの場合、トラップ１３２は、標的微小物体よりも小さく、トラップ１３２を通るフローを促進し、それによりトラップ１３２内への微小物体の捕捉確率を増大させるサイド通路１３４を含む。
[0096]
幾つかの実施形態では、誘電泳動（ＤＥＰ）力は、１つ又は複数の電極（図示せず）を介して流体培地１８０にわたり適用されて（例えば、流路及び／又は隔離ペンにおいて）、内部に配置された微小物体の操作、輸送、分離、及びソートを行う。例えば、幾つかの実施形態では、ＤＥＰ力は、マイクロ流体回路１２０の１つ又は複数の部分に適用されて、１つの微小物体を流路１０６から所望のマイクロ流体隔離ペンに輸送する。幾つかの実施形態では、ＤＥＰ力を使用して、隔離ペン（例えば、隔離ペン１２４、１２６、１２８、又は１３０）内の微小物体が隔離ペンから変位しないようにする。さらに、幾つかの実施形態では、ＤＥＰ力を使用して、本開示の教示により、前に収集された微小物体を隔離ペンから選択的に取り出す。幾つかの実施形態では、ＤＥＰ力は、光電子ピンセット（ＯＥＴ）力を含む。
[0097]
他の実施形態では、光電子ウェッティング（ＯＥＷ）力が、１つ又は複数の電極（図示せず）を介してマイクロ流体デバイス１００の支持構造体１０４（及び／又はカバー１１０）での１つ又は複数の位置（例えば、流路及び／又は隔離ペンの画定に役立つ位置）に適用されて、マイクロ流体回路１２０に配置された液滴の操作、輸送、分離、及びソートを行う。例えば、幾つかの実施形態では、ＯＥＷ力は支持構造体１０４（及び／又はカバー１１０）の１つ又は複数の位置に適用されて、１つの液滴を流路１０６から所望のマイクロ流体隔離ペンに輸送する。幾つかの実施形態では、ＯＥＷ力を使用して、隔離ペン（例えば、隔離ペン１２４、１２６、１２８、又は１３０）内の液滴が隔離ペンから変位しないようにする。さらに、幾つかの実施形態では、ＯＥＷ力を使用して、本開示の教示により、前に収集された液滴を隔離ペンから選択的に取り出す。
[0098]
幾つかの実施形態では、ＤＥＰ力及び／又はＯＥＷ力は、フロー及び／又は重力等の他の力と組み合わせられて、マイクロ流体回路１２０内の微小物体及び／又は液滴の操作、輸送、分離、及びソートを行う。例えば、エンクロージャ１０２は傾斜して（例えば、傾斜デバイス１９０により）、流路１０６及び流路１０６内に配置された微小物体をマイクロ流体隔離ペンの上に位置決めすることができ、重力は、微小物体及び／又は液滴をペン内に輸送することができる。幾つかの実施形態では、ＤＥＰ力及び／又はＯＥＷ力は、他の力の前に適用することができる。他の実施形態では、ＤＥＰ力及び／又はＯＥＷ力は、他の力の後に適用することができる。さらに他の場合、ＤＥＰ力及び／又はＯＥＷ力は、他の力と同時に又は他の力と交互に適用することができる。
[0099]
図２Ａ～図２Ｆは、本開示の実施に使用することができるマイクロ流体デバイスの様々な実施形態を示す。図２Ａは、マイクロ流体デバイス２００が光学作動動電学的デバイスとして構成される実施形態を示す。光電子ピンセット（ＯＥＴ）構成を有するデバイス及び光電子ウェッティング（ＯＥＷ）構成を有するデバイスを含め、様々な光学作動動電学的デバイスが当技術分野で既知である。適するＯＥＴ構成の例は、以下の米国特許文献に示されており、各文献は全体的に参照により本明細書に援用される：米国特許第ＲＥ４４，７１１号（Wuら）（元々は米国特許第７，６１２，３５５号として発行された）；及び米国特許第７，９５６，３３９号（Ohtaら）。ＯＥＷ構成の例は、米国特許第６，９５８，１３２号（Chiouら）及び米国特許出願公開第２０１２／００２４７０８号（Chiouら）に示されており、これらは両方とも全体的に参照により本明細書に援用される。光学作動動電的デバイスのさらに別の例は、ＯＥＴ／ＯＥＷ結合構成を含み、その例は、米国特許出願公開第２０１５０３０６５９８号（Khandrosら）及び同第２０１５０３０６５９９号（Khandrosら）並びにそれらの対応するＰＣＴ公報である国際公開第２０１５／１６４８４６号及び国際公開第２０１５／１６４８４７号に示されており、これらは全て全体的に参照により本明細書に援用される。
[00100]
マイクロ流体デバイス構成。
上述したように、システムの制御及び監視機器は、マイクロ流体デバイスのマイクロ流体回路において微小物体又は液滴等の物体を選択し移動させる原動モジュールを含むことができる。マイクロ流体デバイスは、移動される物体のタイプ及び他の考慮事項に応じて様々な原動構成を有することができる。例えば、誘電泳動（ＤＥＰ）構成を利用して、マイクロ流体回路において微小物体を選択し移動させることができる。したがって、マイクロ流体デバイス１００の支持構造体１０４及び／又はカバー１１０は、マイクロ流体回路１２０内の流体培地１８０内の微小物体に対してＤＥＰ力を選択的に誘導し、それにより個々の微小物体又は微小物体群の選択、捕捉、及び／又は移動を行うＤＥＰ構成を含むことができる。代替的に、マイクロ流体デバイス１００の支持構造体１０４及び／又はカバー１１０は、マイクロ流体回路１２０内の流体培地１８０内の液滴に対して電子ウェッティング（ＥＷ）力を選択的に誘導し、それにより個々の液滴又は液滴群の選択、捕捉、及び／又は移動を行う電子ウェッティング（ＥＷ）構成を含むことができる。
[00101]
ＤＥＰ構成を含むマイクロ流体デバイス２００の一例を図２Ａ及び図２Ｂに示す。簡潔にするために、図２Ａ及び図２Ｂは、開放領域／チャンバ２０２を有するマイクロ流体デバイス２００のエンクロージャ１０２の部分の側面断面図及び上面断面図をそれぞれ示すが、領域／チャンバ２０２が、成長チャンバ、隔離ペン、流域、又はフローチャネル等のより詳細な構造を有する流体回路要素の部分であり得ることを理解されたい。さらに、マイクロ流体デバイス２００は他の流体回路要素を含み得る。例えば、マイクロ流体デバイス２００は、マイクロ流体デバイス１００に関して本明細書に記載される等の複数の成長チャンバ、或いは隔離ペン及び／又は１つ若しくは複数のフロー領域又はフローチャネルを含むことができる。ＤＥＰ構成は、マイクロ流体デバイス２００の任意のそのような流体回路要素に組み込み得るか、又はその部分を選択し得る。上記又は下記の任意のマイクロ流体デバイス構成要素及びシステム構成要素がマイクロ流体デバイス２００内に組みこまれ得、及び／又はマイクロ流体デバイス２００と組み合わせて使用し得ることをさらに理解されたい。例えば、培地モジュール１６０、原動モジュール１６２、撮像モジュール１６４、傾斜モジュール１６６、及び他のモジュール１６８の１つ又は複数を含む上述した制御及び監視機器１５２を含むシステム１５０は、マイクロ流体デバイス２００と併用し得る。
[00102]
図２Ａにおいて見られるように、マイクロ流体デバイス２００は、下部電極２０４及び下部電極２０４に重なる電極活性化基板２０６を有する支持構造体１０４と、上部電極２１０を有するカバー１１０とを含み、上部電極２１０は下部電極２０４から離間される。上部電極２１０及び電極活性化基板２０６は、領域／チャンバ２０２の両面を画定する。したがって、領域／チャンバ２０２に含まれる培地１８０は、上部電極２１０と電極活性化基板２０６との間に抵抗接続を提供する。下部電極２０４と上部電極２１０との間に接続され、領域／チャンバ２０２でのＤＥＰ力の生成のために必要に応じて電極間にバイアス電圧を生成するように構成される電源２１２も示されている。電源２１２は、例えば、交流（ＡＣ）電源であり得る。
[00103]
特定の実施形態では、図２Ａ及び図２Ｂに示されるマイクロ流体デバイス２００は、光学作動ＤＥＰ構成を有することができる。したがって、原動モジュール１６２により制御し得る光源２２０からの光２２２の変更パターンは、電極活性化基板２０６の内面２０８の領域２１４においてＤＥＰ電極の変更パターンを選択的に活性化又は非活性化することができる。（以下ではＤＥＰ構成を有するマイクロ流体デバイスの領域２１４を「ＤＥＰ電極領域」と呼ぶ）。図２Ｂに示されるように、電極活性化基板２０６の内面２０８に向けられる光パターンは、正方形の光パターン２２４等のパターンで、選択されたＤＥＰ電極領域２１４ａ（白色で示される）を照明することができる。照明されないＤＥＰ電極領域２１４（斜線が付される）を以下では「暗」ＤＥＰ電極領域２１４と呼ぶ。ＤＥＰ電極活性化基板２０６を通る相対電気インピーダンス（すなわち、下部電極２０４から、流域１０６において培地１８０と界面を接する電極活性化基板２０６の内面２０８まで）は、各暗ＤＥＰ電極領域２１４での領域／チャンバ２０２において培地１８０を通る（すなわち、電極活性化基板２０６の内面２０８からカバー１１０の上部電極２１０まで）相対電気インピーダンスよりも大きい。しかし、照明ＤＥＰ電極領域２１４ａは、各照明ＤＥＰ電極領域２１４ａでの領域／チャンバ２０２での培地１８０を通る相対インピーダンス未満である電極活性化基板２０６を通る相対インピーダンスの低減を示す。
[00104]
電源２１２が活性化されている場合、上記のＤＥＰ構成は、照明ＤＥＰ電極領域２１４ａと隣接する暗ＤＥＰ電極領域２１４との間に流体培地１８０内で電場勾配を生じさせ、次に、電場勾配は、流体培地１８０内の付近の微小物体（図示せず）を引き寄せるか、又は排斥する局所ＤＥＰ力を生成する。したがって、流体培地１８０内の微小物体を引き寄せるか、又は排斥するＤＥＰ電極は、光源２２０からマイクロ流体デバイス２００に投射される光パターン２２２を変更することにより、領域／チャンバ２０２の内面２０８での多くの異なるそのようなＤＥＰ電極領域２１４において選択的に活性化及び非活性化することができる。ＤＥＰ力が付近の微小物体を引き寄せるか、それとも排斥するかは、電源２１２の周波数並びに培地１８０及び／又は微小物体（図示せず）の誘電特性等のパラメータに依存し得る。
[00105]
図２Ｂに示される照明ＤＥＰ電極領域２１４ａの正方形パターン２２４は単なる例である。マイクロ流体デバイス２００に投射される光パターン２２２により、任意のパターンのＤＥＰ電極領域２１４を照明する（それにより活性化する）ことができ、照明／活性化されるＤＥＰ電極領域２１４のパターンは、光パターン２２２を変更又は移動させることにより繰り返し変更することができる。
[00106]
幾つかの実施形態では、電極活性化基板２０６は、光伝導性材料を含むか、又は光導電性材料からなることができる。そのような実施形態では、電極活性化基板２０６の内面２０８は、特徴を有さないことができる。例えば、電極活性化基板２０６は、水素化非晶質シリコン（ａ－Ｓｉ：Ｈ）の層を含むか、又はａ－Ｓｉ：Ｈの層からなることができる。ａ－Ｓｉ：Ｈは、例えば、約８％～４０％の水素を含むことができる（水素原子の数／水素及びケイ素原子の総数に１００を掛けたものとして計算）。ａ－Ｓｉ：Ｈの層は厚さ約５００ｎｍ～約２．０μｍを有することができる。そのような実施形態では、ＤＥＰ電極領域２１４は、光パターン２１８により、電極活性化基板２０８の内面２０８上の任意の場所に任意のパターンで作成することができる。したがって、ＤＥＰ電極領域２１４の数及びパターンは、固定される必要がなく、光パターン２２２に対応することができる。上述したような光伝導層を含むＤＥＰ構成を有するマイクロ流体デバイスの例は、例えば、米国特許第ＲＥ４４，７１１号（Wuら）（元々は米国特許第７，６１２，３５５号として発行された）に記載されており、その内容全体は参照により本明細書に援用される。
[00107]
他の実施形態では、電極活性化基板２０６は、半導体分野で既知等の半導体集積回路を形成する複数のドープ層、絶縁層（又は領域）、及び導電層を含む基板を含むことができる。例えば、電極活性化基板２０６は、例えば、横型バイポーラフォトトランジスタを含む複数のフォトトランジスタを含むことができ、各フォトトランジスタはＤＥＰ電極領域２１４に対応する。代替的に、電極活性化基板２０６は、フォトトランジスタスイッチにより制御される電極（例えば、導電性金属電極）を含むことができ、そのような各電極はＤＥＰ電極領域２１４に対応する。電極活性化基板２０６は、パターンになったそのようなフォトトランジスタ又はフォトトランジスタ制御される電極を含むことができる。パターンは、例えば、図２Ｂに示される等、行列に配置された実質的に正方形のフォトトランジスタ又はフォトトランジスタ制御される電極のアレイであり得る。代替的に、パターンは、六角形格子を形成する実質的に六角形のフォトトランジスタ又はフォトトランジスタ制御される電極のアレイであり得る。パターンに関係なく、電気回路素子は、電極活性化基板２０６の内面２０８におけるＤＥＰ電極領域２１４と下部電極２１０との間に電気接続を形成することができ、それらの電気接続（すなわち、フォトトランジスタ又は電極）は、光パターン２２２により選択的に活性化又は非活性化することができる。活性化されない場合、各電気接続は、電極活性化基板２０６を通る（すなわち、下部電極２０４から、領域／チャンバ２０２内の培地１８０と界面を接する電極活性化電極２０６の内面２０８まで）相対インピーダンスが、対応するＤＥＰ電極領域２１４における培地１８０を通る（すなわち、電極活性化基板２０６の内面２０８からカバー１１０の上部電極２１０まで）相対インピーダンスよりも大きいような高いインピーダンスを有することができる。しかし、光パターン２２２内の光により活性化される場合、電極活性化基板２０６を通る相対インピーダンスは、各照明ＤＥＰ電極領域２１４での培地１８０を通る相対インピーダンス未満であり、それにより、上述したように、対応するＤＥＰ電極領域２１４でのＤＥＰ電極を活性化する。したがって、培地１８０内の微小物体（図示せず）を引き寄せるか、又は排斥するＤＥＰ電極は、光パターン２１８により決まるように、領域／チャンバ２０２での電極活性化基板２０６の内面２０８での多くの異なるＤＥＰ電極領域２１４において選択的に活性化及び非活性化することができる。
[00108]
フォトトランジスタを含む電極活性化基板を有するマイクロ流体デバイスの例は、例えば、米国特許第７，９５６，３３９号（Ｏｈｔａら）（例えば、図２１及び図２２に示されるデバイス３００並びにその説明を参照されたい）に記載されており、それぞれの内容全体は参照により本明細書に援用される。フォトトランジスタスイッチにより制御される電極を含む電極活性化基板を有するマイクロ流体デバイスの例は、例えば、米国特許出願公開第２０１４／０１２４３７０号（Shortら）に記載されており（例えば、図面全体を通して示されるデバイス２００、４００、５００、６００、及び９００並びにその説明を参照されたい）、これらの内容全体は参照により本明細書に援用される。
[00109]
ＤＥＰ構成のマイクロ流体デバイスの幾つかの実施形態では、上部電極２１０はエンクロージャ１０２の第１の壁（又はカバー１１０）の一部であり、電極活性化基板２０６及び下部電極２０４は、エンクロージャ１０２の第２の壁（又は支持構造体１０４）の一部である。領域／チャンバ２０２は、第１の壁と第２の壁との間にあり得る。他の実施形態では、電極２１０は第２の壁（又は支持構造体１０４）の一部であり、電極活性化基板２０６及び／又は電極２１０の一方又は両方は、第１の壁（又はカバー１１０）の一部である。さらに、光源２２０は代替的に、下からエンクロージャ１０２を照明するのに使用することができる。
[00110]
ＤＥＰ構成を有する図２Ａ及び図２Ｂのマイクロ流体デバイス２００を用いて、原動モジュール１６２は、光パターン２２２をデバイス２００に投射して、微小物体を囲み捕捉するパターン（例えば、正方形パターン２２４）で電極活性化基板２０６の内面２０８のＤＥＰ電極領域２１４ａでの第１の組の１つ又は複数のＤＥＰ電極を活性化することにより、領域／チャンバ２０２での培地１８０内の微小物体（図示せず）を選択することができる。次に、原動モジュール１６２は、光パターン２２２をデバイス２００に相対して移動させて、ＤＥＰ電極領域２１４での第２の組の１つ又は複数のＤＥＰ電極を活性化することにより、捕捉された微小物体を移動させることができる。代替的に、デバイス２００を光パターン２２２に相対して移動させることができる。
[00111]
他の実施形態では、マイクロ流体デバイス２００は、電極活性化基板２０６の内面２０８でのＤＥＰ電極の光活性化に依存しないＤＥＰ構成を有することができる。例えば、電極活性化基板２０６は、少なくとも１つの電極を含む表面（例えば、カバー１１０）とは逆に位置する、選択的にアドレス指定可能且つエネルギー付与可能な電極を含むことができる。スイッチ（例えば、半導体基板のトランジスタスイッチ）を選択的に開閉して、ＤＥＰ電極領域２１４でのＤＥＰ電極を活性化又は非活性化し得、それにより、活性化されたＤＥＰ電極の近傍での領域／チャンバ２０２内の微小物体（図示せず）に対する正味ＤＥＰ力を生成する。電源２１２の周波数及び培地（図示せず）及び／又は領域／チャンバ２０２内の微小物体の誘電特性等の特徴に応じて、ＤＥＰ力は、付近の微小物体を引き寄せるか、又は排斥することができる。ＤＥＰ電極の組（例えば、正方形パターン２２４を形成するＤＥＰ電極領域２１４の組における）を選択的に活性化又は非活性化することにより、領域／チャンバ２０２における１つ又は複数の微小物体を捕捉し、領域／チャンバ２０２内で移動させることができる。図１の原動モジュール１６２は、そのようなスイッチを制御し、したがって、ＤＥＰ電極の個々の電極を活性化及び非活性化して、領域／チャンバ２０２の周囲の特定の微小物体（図示せず）を選択、捕捉、及び移動させることができる。選択的にアドレス指定可能且つエネルギー付与可能な電極を含むＤＥＰ構成を有するマイクロ流体デバイスは、当技術分野で既知であり、例えば、米国特許第６，２９４，０６３号（Beckerら）及び同第６，９４２，７７６号（Medoro）に記載されており、これらの内容全体は参照により本明細書に援用される。
[00112]
更なる別例として、マイクロ流体デバイス２００は電子ウェッティング（ＥＷ）構成を有することができ、ＥＷ構成は、ＤＥＰ構成の代わりであってもよく、又はＤＥＰ構成を有する部分とは別個のマイクロ流体デバイス２００の部分に配置されてもよい。ＥＷ構成は、光電子ウェッティング構成又は誘電体上の電子ウェッティング（ＥＷＯＤ）構成であり得、これらは両方とも当技術分野で既知である。幾つかのＥＷ構成では、支持構造体１０４は、誘電層（図示せず）と下部電極２０４との間に挟まれた電極活性化基板２０６を有する。誘電層は、疎水性材料を含むことができ、及び／又は疎水性材料でコーティングすることができる。ＥＷ構成を有するマイクロ流体デバイス２００の場合、支持構造体１０４の内面２０８は、誘電層の内面又はその疎水性コーティングである。
[00113]
誘電層（図示せず）は、１つ又は複数の酸化物層を含むことができ、厚さ約５０ｎｍ～約２５０ｎｍ（例えば、約１２５ｎｍ～約１７５ｎｍ）を有することができる。特定の実施形態では、誘電層は、金属酸化物（例えば、酸化アルミニウム又は酸化ハフニウム）等の酸化物の層を含むことができる。特定の実施形態では、誘電層は、酸化ケイ素又は窒化物等の金属酸化物以外の誘電材料を含むことができる。厳密な組成及び厚さに関係なく、誘電層は約１０ｋオーム～約５０ｋオームのインピーダンスを有することができる。
[00114]
幾つかの実施形態では、領域／チャンバ２０２に向かって内側に面した誘電層の表面は、疎水性材料でコーティングされる。疎水性材料は、例えば、フッ素化炭素分子を含むことができる。フッ素化炭素分子の例としては、ポリテトラフルオロエチレン（例えば、TEFLON（登録商標）又はポリ（２，３－ジフルオロメチレニル－ペルフルオロテトラヒドロフラン）（例えば、CYTOP（商標））などのパーフルオロポリマーが挙げられる。疎水性材料を構成する分子は、誘電層の表面に共有結合され得る。例えば、疎水性材料の分子は、シロキサン基、ホスホン酸基、又はチオール基等のリンカーにより、誘電層の表面に共有結合され得る。したがって、幾つかの実施形態では、疎水性材料は、アルキル末端シロキサン、アルキル末端ホスホン酸、又はアルキル末端チオールを含むことができる。アルキル基は長鎖炭化水素（例えば、少なくとも１０個の炭素又は少なくとも１６個、１８個、２０個、２２個、若しくはそれを超える個数の炭素の鎖を有する）であり得る。代替的に、フッ素化（又はパーフルオロ化）炭素鎖をアルキル基の代わりに使用することができる。したがって、例えば、疎水性材料は、フルオロアルキル末端シロキサン、フルオロアルキル末端ホスホン酸、又はフルオロアルキル末端チオールを含むことができる。幾つかの実施形態では、疎水性コーティングは約１０ｎｍ～約５０ｎｍの厚さを有する。他の実施形態では、疎水性コーティングは厚さ１０ｎｍ未満（例えば、５ｎｍ未満又は約１．５ｎｍから３．０ｎｍ）を有する。
[00115]
幾つかの実施形態では、電子ウェッティング構成を有するマイクロ流体デバイス２００のカバー１１０も同様に疎水性材料（図示せず）でコーティングされる。疎水性材料は、支持構造体１０４の誘電層のコーティングに使用されるものと同じ疎水性材料であり得、疎水性コーティングは、支持構造体１０４の誘電層の疎水性コーティングの厚さと略同じである厚さを有することができる。さらに、カバー１１０は、支持構造体１０４の様式で、誘電層と上部電極２１０との間に挟まれた電極活性化基板２０６を含むことができる。電極活性化基板２０６及びカバー１１０の誘電層は、電極活性化基板２０６及び支持構造体１０４の誘電層と同じ組成及び／又は寸法を有することができる。したがって、マイクロ流体デバイス２００は２つの電子ウェッティング表面を有することができる。
[00116]
幾つかの実施形態では、電子活性化基板２０６は、上述した光伝導性材料等の光伝導性材料を含むことができる。したがって、特定の実施形態では、電極活性化基板２０６は、水素化非晶質シリコン（ａ－Ｓｉ：Ｈ）の層を含むか、又はａ－Ｓｉ：Ｈの層からなることができる。ａ－Ｓｉ：Ｈは、例えば、約８％～４０％の水素を含むことができる（水素原子の総数及びケイ素原子の総数／水素原子の総数に１００を掛けたものとして計算）。ａ－Ｓｉ：Ｈの層は厚さ約５００ｎｍ～約２．０ミクロンを有することができる。代替的に、電子活性化基板２０６は、上述したように、フォトトランジスタスイッチにより制御される電極（例えば、導電性金属電極）を含むことができる。光電子ウェッティング構成を有するマイクロ流体デバイスは当技術分野で既知であり、及び／又は当技術分野で既知の電極活性化基板を用いて構築することができる。例えば、内容全体が参照により本明細書に援用される米国特許第６，９５８，１３２号（Chiouら）には、ａ－Ｓｉ：Ｈ等の光伝導性材料を有する光電子ウェッティング構成が開示されており、一方、上記で引用した米国特許出願公開第２０１４／０１２４３７０号（Shortら）には、フォトトランジスタスイッチにより制御される電極を有する電極活性化基板が開示されている。
[00117]
したがって、マイクロ流体デバイス２００は光電子ウェッティング構成を有することができ、光パターン２２２を使用して、電極活性化基板２０６での光応答性ＥＷ領域又は光応答性ＥＷ電極を活性化することができる。電極活性化基板２０６のそのような活性化されたＥＷ領域又はＥＷ電極は、支持構造体１０４の内面２０８（すなわち、重なった誘電層の内面又はその疎水性コーティング）において電子ウェッティング力を生成することができる。電子活性化基板２０６に入射する光パターン２２２を変更する（又は光源２２０に相対してマイクロ流体デバイス２００を移動させる）ことにより、支持構造体１０４の内面２０８に接触する液滴（例えば、水性培地、水溶液又は水性溶媒を含む）は、領域／チャンバ２０２内に存在する不混和流体（例えば、油媒体）を通って移動することができる。
[00118]
他の実施形態では、マイクロ流体デバイス２００は、ＥＷＯＤ構成を有することができ、電極活性化基板２０６は、活性化のために光に依存しない、選択的にアドレス指定可能且つエネルギー付与可能な電極を含むことができる。したがって、電極活性化基板２０６は、パターンになったそのような電子ウェッティング（ＥＷ）電極を含むことができる。パターンは、例えば、図２Ｂに示される等の行列に配置された略正方形のＥＷ電極のアレイであり得る。代替的に、パターンは、六角形格子を形成する略六角形のＥＷ電極のアレイであり得る。パターンに関係なく、ＥＷ電極は、電気スイッチ（例えば、半導体基板のトランジスタスイッチ）により選択的に活性化（又は非活性化）することができる。電極活性化基板２０６でのＥＷ電極を選択的に活性化及び非活性化することにより、重なった誘電層の内面２０８又はその疎水性コーティングに接触する液滴（図示せず）は、領域／チャンバ２０２内で移動することができる。図１の原動モジュール１６２は、そのようなスイッチを制御することができ、したがって、個々のＥＷ電極を活性化及び非活性化して、領域／チャンバ２０２の周囲で特定の液滴を選択し移動させることができる。選択的にアドレス指定可能且つエネルギー付与可能な電極を有するＥＷＯＤ構成を有するマイクロ流体デバイスは、当技術分野で既知であり、例えば、米国特許第８，６８５，３４４号（Sundarsanら）に記載されており、この内容全体は参照により本明細書に援用される。
[00119]
マイクロ流体デバイス２００の構成に関係なく、電源２１２を使用して、マイクロ流体デバイス２００の電気回路に給電する電位（例えば、ＡＣ電源電位）を提供することができる。電源２１２は、図１で参照される電源１９２と同じ又は電源１９２の構成要素であり得る。電源２１２は、上部電極２１０及び下部電極２０４にＡＣ電圧及び／又は電流を提供するように構成され得る。ＡＣ電圧の場合、電源２１２は、上述したように、領域／チャンバ２０２内の個々の微小物体（図示せず）を捕捉して移動させ、及び／又はこれらも上述したように、領域／チャンバ２０２内の支持構造体１０４の内面２０８（すなわち、誘電層及び／又は誘電層上の疎水性コーティング）のウェッティング特性を変更するのに十分に強い正味ＤＥＰ力（又は電子ウェッティング力）を生成するのに十分な周波数範囲及び平均又はピーク電力（例えば、電圧又は電流）を提供することができる。そのような周波数範囲及び平均又はピーク電力範囲は、当技術分野で既知である。例えば、米国特許第６，９５８，１３２号（Chiouら）、米国特許第ＲＥ４４，７１１号（Wuら）（元々は米国特許第７，６１２，３５５号として発行された）、並びに米国特許出願公開第２０１４／０１２４３７０号（Shortら）、同第２０１５／０３０６５９８号（Khandrosら）、及び同第２０１５／０３０６５９９号（Khandrosら）を参照されたい。
[00120] 隔離ペン。
限定されるものではないが、一般的な隔離ペン２４４、２４６及び２４８の例は、図２Ｃ～２Ｄに表されるマイクロ流体デバイス２４０内に示される。各隔離ペン２４４、２４６及び２４８は、分離領域２５８と、分離領域２５８をチャネル１２２に流体接続する接続領域２５４とを画定する分離構造体２５０を含み得る。接続領域２５４は、チャネル１２２への基端開口２５２と、分離領域２５８への先端開口２５６とを含み得る。接続領域２５４は、チャネル１２２から隔離ペン２４４、２４６、２４８に流入する流体培地フロー（図示せず）の最大浸透深さが分離領域２５８内に延在しないように構成され得る。そのため、接続領域２５４があるため、隔離ペン２４４、２４６、２４８の分離領域２５８に配置された微小物体（図示せず）又は他の物質（図示せず）は、チャネル１２２の培地１８０のフローからこうして分離されて、その影響を実質的に受けないようにし得る。
[00121] そのため、チャネル１２２は、掃引領域の例であり得、隔離ペン２４４、２４６、２４８の分離領域２５８は、非掃引領域の例であり得る。記載のように、チャネル１２２及び隔離ペン２４４、２４６、２４８は、１つ以上の流体培地１８０を含有するように構成され得る。図２Ｃ～２Ｄに示される例では、ポート２４２をチャネル１２２に接続して、流体培地１８０をマイクロ流体デバイス２４０に導入するか又はそれから取り出すことができるようにし得る。流体培地１８０の導入前にマイクロ流体デバイスを二酸化炭素ガス等のガスでプライムし得る。マイクロ流体デバイス２４０が流体培地１８０を含有した後、チャネル１２２の流体培地１８０のフロー２６０の発生及び停止を選択的に行うことが可能である。例えば、示されるように、ポート２４２は、チャネル１２２の異なる位置（例えば、対向端）に配置され得、且つ培地のフロー２６０は、流入口として機能する１つのポート２４２から流出口として機能する他のポート２４２の方向に形成され得る。
[0122] 図２Ｅは、本開示による隔離ペン２４４の例の詳細図を例示する。微小物体２７０の例も示される。
[00123] 分かるように、隔離ペン２４４の基端開口２５２を通過したマイクロ流体チャネル１２２の流体培地１８０のフロー２６０は、隔離ペン２４４への及び／又はそこからの培地１８０の二次フロー２６２を引き起こし得る。微小物体２７０を二次フロー２６２から隔離ペン２４４の分離領域２５８に分離するために、隔離ペン２４４の接続領域２５４の長さＬｃｏｎ（即ち基端開口２５２から先端開口２５６まで）は、接続領域２５４への二次フロー２６２の浸透深さＤｐよりも長くすべきである。二次フロー２６２の浸透深さＤｐは、チャネル１２２を流れる流体培地１８０の速度並びにチャネル１２２及びチャネル１２２への接続領域２５４の基端開口２５２の構成に関する種々のパラメータに依存する。所与のマイクロ流体デバイスでは、チャネル１２２及び開口２５２の構成は固定されるであろうが、チャネル１２２の流体培地１８０のフロー２６０のレートは、可変であろう。したがって、各隔離ペン２４４では、チャネル１２２の流体培地１８０のフロー２６０の最大速度Ｖｍａｘは、二次フロー２６２の浸透深さＤｐが接続領域２５４の長さＬｃｏｎを超えないことを保証するように同定され得る。チャネル１２２の流体培地１８０のフロー２６０のレートが最高速度Ｖｍａｘを超えない限り、得られる二次フロー２６２は、チャネル１２２及び接続領域２５４に限定して分離領域２５８に入らないようにすることが可能である。そのため、チャネル１２２の培地１８０のフロー２６０は、分離領域２５８から微小物体２７０を引き出さないであろう。より正確には、分離領域２５８に位置する微小物体２７０は、チャネル１２２の流体培地１８０のフロー２６０にかかわらず分離領域２５８に留まるであろう。
[00124] 更に、チャネル１２２の培地１８０のフロー２６０のレートがＶｍａｘを超えない限り、チャネル１２２の流体培地１８０のフロー２６０は、多様な粒子（例えば、ナノ粒子及び／又はマイクロ粒子）をチャネル１２２から隔離ペン２４４の分離領域２５８に移動させないであろう。接続領域２５４の長さＬｃｏｎを二次フロー２６２の最大浸透深さＤｐよりも長くすれば、チャネル１２２又は他の隔離ペン（例えば、図２Ｄの隔離ペン２４６、２４８）からの多様な粒子による隔離ペン２４４の汚染を防止することができる。
[00125] チャネル１２２及び隔離ペン２４４、２４６、２４８の接続領域２５４は、チャネル１２２の培地１８０のフロー２６０の影響を受け得るため、チャネル１２２及び接続領域２５４は、マイクロ流体デバイス２４０の掃引（又はフロー）領域とみなし得る。一方、隔離ペン２４４、２４６、２４８の分離領域２５８は、非掃引（又は非フロー）領域とみなし得る。例えば、チャネル１２２の第１の流体培地１８０の成分（図示せず）は、チャネル１２２から接続領域２５４を介して分離領域２５８の第２の流体培地２８０に第１の培地１８０の成分が実質的に拡散するのみで、分離領域２５８の第２の流体培地２８０と混合し得る。同様に、分離領域２５８の第２の培地２８０の成分（図示せず）は、分離領域２５８から接続領域２５４を介してチャネル１２２の第１の培地１８０に第２の培地２８０の成分が実質的に拡散するのみで、チャネル１２２の第１の培地１８０と混合し得る。第１の培地１８０は、第２の培地２８０と同一の培地又は異なる培地であり得る。更に、第１の培地１８０及び第２の培地２８０は、同一のものから開始して後に異なるものになり得る（例えば、分離領域２５８の１つ以上の細胞による第２の培地２８０の調整を介して、又はチャネル１２２を貫流する培地１８０を変化させることにより）。
[00126] チャネル１２２の流体培地１８０のフロー２６０によって引き起こされる二次フロー２６２の最大浸透深さＤｐは、上述した幾つかのパラメータに依存し得る。かかるパラメータの例としては、チャネル１２２の形状（例えば、チャネルは、培地を接続領域２５４に方向付けたり、培地を接続領域２５４から遠ざけたり、又はチャネル１２２への接続領域２５４の基端開口２５２に実質的に垂直な方向に培地を方向付けたりすることが可能である）、基端開口２５２におけるチャネル１２２の幅Ｗｃｈ（又は断面積）及び基端開口２５２における接続領域２５４の幅Ｗｃｏｎ（又は断面積）、チャネル１２２の流体培地１８０のフロー２６０の速度Ｖ、第１の培地１８０及び／又は第２の培地２８０の粘度等が挙げられる。
[00127] 幾つかの実施形態では、チャネル１２２及び隔離ペン２４４、２４６、２４８の寸法は、チャネル１２２の流体培地１８０のフロー２６０のベクトルに対して以下のように、即ちチャネル幅Ｗｃｈ（又はチャネル１２２の断面積）が培地１８０のフロー２６０に実質的に垂直になり得るように、開口２５２における接続領域２５４の幅Ｗｃｏｎ（又は断面積）がチャネル１２２の培地１８０のフロー２６０に実質的に平行になり得るように、及び／又は接続領域の長さのＬｃｏｎがチャネル１２２の培地１８０のフロー２６０に実質的に垂直になり得るように配向され得る。上記は、単なる例にすぎず、チャネル１２２及び隔離ペン２４４、２４６、２４８の相対位置は、互いに他の配向をとり得る。
[00128] 図２Ｅに例示されるように、接続領域２５４の幅Ｗｃｏｎは、基端開口２５２から先端開口２５６まで均一であり得る。そのため、先端開口２５６における接続領域２５４の幅Ｗｃｏｎは、基端開口２５２における接続領域２５４の幅Ｗｃｏｎに対して本明細書に明記されたいずれかの範囲内にあり得る。代替的に、先端開口２５６における接続領域２５４の幅Ｗｃｏｎは、基端開口２５２における接続領域２５４の幅Ｗｃｏｎよりも大きくし得る。
[00129] 図２Ｅに例示されるように、先端開口２５６における分離領域２５８の幅は、基端開口２５２における接続領域２５４の幅Ｗｃｏｎと実質的に同一であり得る。そのため、先端開口２５６における分離領域２５８の幅は、基端開口２５２における接続領域２５４の幅Ｗｃｏｎに対して本明細書に明記されたいずれかの範囲内にあり得る。代替的に、先端開口２５６における分離領域２５８の幅は、基端開口２５２における接続領域２５４の幅Ｗｃｏｎよりも大きく又は小さくし得る。更に、先端開口２５６は、基端開口２５２よりも小さくし得、接続領域２５４の幅Ｗｃｏｎは、基端開口２５２と先端開口２５６との間で狭窄化し得る。例えば、接続領域２５４は、多様なジオメトリー（例えば、接続領域の面取り、接続領域の傾斜）を用いて基端開口と先端開口との間で狭窄化し得る。更に、接続領域２５４の任意の部分又はサブ部分を狭窄化し得る（例えば、基端開口２５２に隣接する接続領域部分）。
[00130] 隔離ペン（例えば、１２４、１２６、１２８、１３０、２４４、２４６又は２４８）の種々の実施形態では、分離領域（例えば、２５８）は、複数の微小物体を含有するように構成される。他の実施形態では、分離領域は、１、２、３、４、５個のみ又は類似の比較的小さい数の微小物体を含有するように構成され得る。したがって、分離領域の容積は、例えば、少なくとも３×１０３、６×１０３、９×１０３、１×１０４、２×１０４、４×１０４、８×１０４、１×１０５、２×１０５、４×１０５、８×１０５、１×１０６、２×１０６、４×１０６、６×１０６立方ミクロン又はそれを超え得る。
[00131] 隔離ペンの種々の実施形態では、基端開口（例えば、２５２）におけるチャネル１２２の幅Ｗｃｈは、次のいずれかの範囲内、即ち５０～１０００ミクロン、５０～５００ミクロン、５０～４００ミクロン、５０～３００ミクロン、５０～２５０ミクロン、５０～２００ミクロン、５０～１５０ミクロン、５０～１００ミクロン、７０～５００ミクロン、７０～４００ミクロン、７０～３００ミクロン、７０～２５０ミクロン、７０～２００ミクロン、７０～１５０ミクロン、９０～４００ミクロン、９０～３００ミクロン、９０～２５０ミクロン、９０～２００ミクロン、９０～１５０ミクロン、１００～３００ミクロン、１００～２５０ミクロン、１００～２００ミクロン、１００～１５０ミクロン及び１００～１２０ミクロンの範囲内にあり得る。上記は、単なる例にすぎず、チャネル１２２の幅Ｗｃｈは他の範囲内にあり得る（例えば、以上に列挙した端点のいずれかによって画定される範囲内）。更に、チャネル１２２のＷｃｈは、隔離ペンの基端開口以外におけるチャネルの領域がこれらのいずれかの範囲内になるように選択され得る。
[00132] 幾つかの実施形態では、隔離ペンは、約３０から約２００ミクロン又は約５０から約１５０ミクロンの断面高さを有する。幾つかの実施形態では、隔離ペンは、約１００，０００から約２，５００，０００平方ミクロン又は約２００，０００から約２，０００，０００平方ミクロンの断面積を有する。幾つかの実施形態では、接続領域は、対応する隔離ペンの断面高さにマッチする断面高さを有する。幾つかの実施形態では、接続領域は、約５０から約５００ミクロン又は約１００から約３００ミクロンの断面幅を有する。
[00133] 隔離ペンの種々の実施形態では、基端開口２５２におけるチャネル１２２の高さＨｃｈは、次のいずれかの範囲内、即ち２０～１００ミクロン、２０～９０ミクロン、２０～８０ミクロン、２０～７０ミクロン、２０～６０ミクロン、２０～５０ミクロン、３０～１００ミクロン、３０～９０ミクロン、３０～８０ミクロン、３０～７０ミクロン、３０～６０ミクロン、３０～５０ミクロン、４０～１００ミクロン、４０～９０ミクロン、４０～８０ミクロン、４０～７０ミクロン、４０～６０ミクロン又は４０～５０ミクロンの範囲内にあり得る。上記は、単なる例にすぎず、チャネル１２２の高さＨｃｈは、他の範囲内にあり得る（例えば、以上に列挙した端点のいずれかによって画定される範囲内）。チャネル１２２の高さＨｃｈは、隔離ペンの基端開口以外におけるチャネルの領域のこれらのいずれかの範囲内になるよう選択され得る。
[00134] 隔離ペンの種々の実施形態では、基端開口２５２におけるチャネル１２２の断面積は、次のいずれかの範囲内、即ち５００～５０，０００平方ミクロン、５００～４０，０００平方ミクロン、５００～３０，０００平方ミクロン、５００～２５，０００平方ミクロン、５００～２０，０００平方ミクロン、５００～１５，０００平方ミクロン、５００～１０，０００平方ミクロン、５００～７，５００平方ミクロン、５００～５，０００平方ミクロン、１，０００～２５，０００平方ミクロン、１，０００～２０，０００平方ミクロン、１，０００～１５，０００平方ミクロン、１，０００～１０，０００平方ミクロン、１，０００～７，５００平方ミクロン、１，０００～５，０００平方ミクロン、２，０００～２０，０００平方ミクロン、２，０００～１５，０００平方ミクロン、２，０００～１０，０００平方ミクロン、２，０００～７，５００平方ミクロン、２，０００～６，０００平方ミクロン、３，０００～２０，０００平方ミクロン、３，０００～１５，０００平方ミクロン、３，０００～１０，０００平方ミクロン、３，０００～７，５００平方ミクロン又は３，０００～６，０００平方ミクロンの範囲内にあり得る。上記は、単なる例にすぎず、基端開口２５２におけるチャネル１２２の断面積は、他の範囲内にあり得る（例えば、以上に列挙した端点のいずれかによって画定される範囲内）。
[00135] 隔離ペンの種々の実施形態では、接続領域２５４の長さＬｃｏｎは、次のいずれかの範囲内、即ち１～２００ミクロン、５～１５０ミクロン、１０～１００ミクロン、１５～８０ミクロン、２０～６０ミクロン、２０～５００ミクロン、４０～４００ミクロン、６０～３００ミクロン、８０～２００ミクロン及び１００～１５０ミクロンの範囲内にあり得る。上記は、単なる例にすぎず、接続領域２５４の長さＬｃｏｎは、上記の例と異なる範囲内にあり得る（例えば、以上に列挙した端点のいずれかによって画定される範囲内）。
[00136] 隔離ペンの種々の実施形態では、基端開口２５２における接続領域２５４の幅Ｗｃｏｎは、次のいずれかの範囲内、即ち２０～５００ミクロン、２０～４００ミクロン、２０～３００ミクロン、２０～２００ミクロン、２０～１５０ミクロン、２０～１００ミクロン、２０～８０ミクロン、２０～６０ミクロン、３０～４００ミクロン、３０～３００ミクロン、３０～２００ミクロン、３０～１５０ミクロン、３０～１００ミクロン、３０～８０ミクロン、３０～６０ミクロン、４０～３００ミクロン、４０～２００ミクロン、４０～１５０ミクロン、４０～１００ミクロン、４０～８０ミクロン、４０～６０ミクロン、５０～２５０ミクロン、５０～２００ミクロン、５０～１５０ミクロン、５０～１００ミクロン、５０～８０ミクロン、６０～２００ミクロン、６０～１５０ミクロン、６０～１００ミクロン、６０～８０ミクロン、７０～１５０ミクロン、７０～１００ミクロン及び８０～１００ミクロンの範囲内にあり得る。上記は、単なる例にすぎず、基端開口２５２における接続領域２５４の幅Ｗｃｏｎは、上記の例と異なり得る（例えば、以上に列挙した端点のいずれかによって画定される範囲内）。
[00137] 隔離ペンの種々の実施形態では、基端開口２５２における接続領域２５４の幅Ｗｃｏｎは、次のいずれかの範囲内、即ち２～３５ミクロン、２～２５ミクロン、２～２０ミクロン、２～１５ミクロン、２～１０ミクロン、２～７ミクロン、２～５ミクロン、２～３ミクロン、３～２５ミクロン、３～２０ミクロン、３～１５ミクロン、３～１０ミクロン、３～７ミクロン、３～５ミクロン、３～４ミクロン、４～２０ミクロン、４～１５ミクロン、４～１０ミクロン、４～７ミクロン、４～５ミクロン、５～１５ミクロン、５～１０ミクロン、５～７ミクロン、６～１５ミクロン、６～１０ミクロン、６～７ミクロン、７～１５ミクロン、７～１０ミクロン、８～１５ミクロン及び８～１０ミクロンの範囲内にあり得る。上記は、単なる例にすぎず、基端開口２５２における接続領域２５４の幅Ｗｃｏｎは、上記の例と異なり得る（例えば、以上に列挙した端点のいずれかによって画定される範囲内）。
[00138] 隔離ペンの種々の実施形態では、接続領域２５４の長さＬｃｏｎと基端開口２５２における接続領域２５４の幅Ｗｃｏｎとの比は、次の比のいずれか以上、即ち０．５、１．０、１．５、２．０、２．５、３．０、３．５、４．０、４．５、５．０、６．０、７．０、８．０、９．０、１０．０又はそれを超え得る。上記は、単なる例にすぎず、接続領域２５４の長さのＬｃｏｎと基端開口２５２における接続領域２５４の幅Ｗｃｏｎとの比は、上記の例と異なり得る。
[00139] マイクロ流体デバイス１００、２００、２４０、２９０、５００、７００、７１５の種々の実施形態では、Ｖｍａｘは、約０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．１、１．２、１．３、１．４又は１．５μＬ／ｓｅｃに設定され得る。
[00140] 隔離ペンを有するマイクロ流体デバイスの種々の実施形態では、隔離ペンの分離領域２５８の容積は、例えば、少なくとも３×１０３、６×１０３、９×１０３、１×１０４、２×１０４、４×１０４、８×１０４、１×１０５、２×１０５、４×１０５、８×１０５、１×１０６、２×１０６、４×１０６、６×１０６立方ミクロン又はそれを超え得る。隔離ペンを有するマイクロ流体デバイスの種々の実施形態では、隔離ペンの容積は、約５×１０３、７×１０３、１×１０４、３×１０４、５×１０４、８×１０４、１×１０５、２×１０５、４×１０５、６×１０５、８×１０５、１×１０６、２×１０６、４×１０６、８×１０６、１×１０７、３×１０７、５×１０７若しくは約８×１０７立方ミクロン又はそれを超え得る。幾つかの実施形態では、マイクロ流体デバイスは、１×１０２以下の生体細胞を維持し得る隔離ペンを有し、且つ隔離ペンの容積は、２×１０６立方ミクロン以下であり得る。幾つかの実施形態では、マイクロ流体デバイスは、１×１０２以下の生体細胞を保持し得る隔離ペンを有し、且つ隔離ペンは、４×１０５立方ミクロン以下であり得る。更に他の実施形態では、マイクロ流体デバイスは、５０以下の生体細胞を保持し得る隔離ペンを有し、且つ隔離ペンは、４×１０５立方ミクロン以下であり得る。
[00141] 各種実施形態では、マイクロ流体デバイスは、本明細書で考察される実施形態のいずれかで構成される隔離ペンを有する。この場合、マイクロ流体デバイスは、約１００から約５００の隔離ペン、約２００から約１０００の隔離ペン、約５００から約１５００の隔離ペン、約１０００から約２０００の隔離ペン又は約１０００から約３５００の隔離ペンを有する。
[00142] 幾つかの他の実施形態では、マイクロ流体デバイスは、本明細書で考察される実施形態のいずれかで構成される隔離ペンを有する。この場合、マイクロ流体デバイスは、約１５００から約３０００の隔離ペン、約２０００から約３５００の隔離ペン、約２５００から約４０００の隔離ペン、約３０００から約４５００の隔離ペン、約３５００から約５０００の隔離ペン、約４０００から約５５００の隔離ペン、約４５００から約６０００の隔離ペン、約５０００から約６５００の隔離ペン、約５５００から約７０００の隔離ペン、約６０００から約７５００の隔離ペン、約６５００から約８０００の隔離ペン、約７０００から約８５００の隔離ペン、約７５００から約９０００の隔離ペン、約８０００から約９５００の隔離ペン、約８５００から約１０，０００の隔離ペン、約９０００から約１０，５００の隔離ペン、約９５００から約１１，０００の隔離ペン、約１０，０００から約１１，５００の隔離ペン、約１０，５００から約１２，０００の隔離ペン、約１１，０００から約１２，５００の隔離ペン、約１１，５００から約１３，０００の隔離ペン、約１２，０００から約１３，５００の隔離ペン、約１２，５００から約１４，０００の隔離ペン、約１３，０００から約１４，５００の隔離ペン、約１３，５００から約１５，０００の隔離ペン、約１４，０００から約１５，５００の隔離ペン、約１４，５００から約１６，０００の隔離ペン、約１５，０００から約１６，５００の隔離ペン、約１５，５００から約１７，０００の隔離ペン、約１６，０００から約１７，５００の隔離ペン、約１６，５００から約１８，０００の隔離ペン、約１７，０００から約１８，５００の隔離ペン、約１７，５００から約１９，０００の隔離ペン、約１８，０００から約１９，５００の隔離ペン、約１８，５００から約２０，０００の隔離ペン、約１９，０００から約２０，５００の隔離ペン、約１９，５００から約２１，０００の隔離ペン又は約２０，０００から約２１，５００の隔離ペンを有する。
[00143] 図２Ｆは、一実施形態によるマイクロ流体デバイス２９０を例示する。図２Ｆに例示されるマイクロ流体デバイス２９０は、マイクロ流体デバイス１００の定型化された図である。実際には、マイクロ流体デバイス２９０及びその構成要素の回路要素（例えば、チャネル１２２及び隔離ペン１２８）は、本明細書で考察される寸法を有するであろう。図２Ｆに例示されるマイクロ流体回路１２０は、２つのポート１０７と、４つの個別のチャネル１２２と、４つの個別の流路１０６とを有する。マイクロ流体デバイス２９０は、各チャネル１２２に通じる複数の隔離ペンを更に含む。図２Ｆに例示されるマイクロ流体デバイスでは、隔離ペンは、図２Ｅに例示されるペンに類似したジオメトリーを有するため、接続領域及び分離領域の両方を有する。したがって、マイクロ流体回路１２０は、掃引領域（例えば、チャネル１２２及び二次フロー２６２の最大浸透深さＤｐ以内の接続領域２５４の部分）と、非掃引領域（例えば、分離領域２５８及び二次フロー２６２の最大浸透深さＤｐ以内にない接続領域２５４の部分）との両方を含む。
[00144] 図３及び４は、本開示によるマイクロ流体デバイス（例えば、１００、２００、２４０、２９０、５００、７００、７１５）の操作及び観測に使用することができるシステム１５０の各種実施形態を示す。図３に示されるように、システム１５０は、マイクロ流体デバイス１００（図示せず）又は本明細書に記載の任意の他のマイクロ流体デバイスを保持するように構成される構造体（「ネスト」）３００を含み得る。ネスト３００は、マイクロ流体デバイス３６０（例えば、光学作動動電デバイス１００）とのインターフェースと、電源１９２からマイクロ流体デバイス３６０への電気接続の提供とが可能なソケット３０２を含み得る。ネスト３００は、組み込まれた電気シグナル発生サブシステム３０４を更に含み得る。電気シグナル発生サブシステム３０４は、ソケット３０２にバイアス電圧を供給して、ソケット３０２によって保持されているときにマイクロ流体デバイス３６０の電極対の両端にバイアス電圧を印加するように構成され得る。そのため、電気シグナル発生サブシステム３０４は、電源１９２の一部であり得る。マイクロ流体デバイス３６０にバイアス電圧を印加する能力は、マイクロ流体デバイス３６０がソケット３０２によって保持されている全ての時間にバイアス電圧が印加されることを意味するものではない。より正確には、ほとんどの場合、バイアス電圧は、間欠的に、例えばマイクロ流体デバイス３６０で誘電泳動又はエレクトロウェッティング等の動電力の発生を促進する必要があるときのみ、印加されるであろう。
[00145] 図３に示されるように、ネスト３００は、プリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）３２０を含み得る。電気シグナル発生サブシステム３０４は、ＰＣＢＡ３２０への実装及び電気的組込みが可能である。例示的な支持体は、同様にＰＣＢＡ３２０に実装されたソケット３０２を含む。
[00146] 典型的には、電気シグナル発生サブシステム３０４は、波形発生器（図示せず）を含むであろう。電気シグナル発生サブシステム３０４は、オシロスコープ（図示せず）及び／又は波形発生器から受け取った波形を増幅するように構成された波形増幅回路（図示せず）を更に含み得る。オシロスコープは、存在する場合、ソケット３０２によって保持されるマイクロ流体デバイス３６０に供給された波形を測定するように構成され得る。特定の実施形態では、オシロスコープは、マイクロ流体デバイス３６０に近接する位置（及び波形発生器の先端）で波形を測定することにより、デバイスに印加される波形の実際の測定でより高い確度を保証する。オシロスコープ測定から得られるデータは、例えば、波形発生器へのフィードバックとして提供され得、且つ波形発生器は、かかるフィードバックに基づいてその出力を調整するように構成され得る。波形発生器とオシロスコープとの好適な組合せの例は、Red Pitaya（商標）である。
[00147] 特定の実施形態では、ネスト３００は、電気シグナル発生サブシステム３０４の感知及び／又は制御に使用されるマイクロプロセッサ等のコントローラ３０８を更に含む。好適なマイクロプロセッサの例としては、Arduino Nano（商標）等のArduino（商標）マイクロプロセッサが挙げられる。コントローラ３０８は、機能を発揮したり分析を実施したりするために使用され得るか、又は機能を発揮したり分析を実施したりするために外部マスターコントローラ１５４（図１に示される）と通信し得る。図３に例示される実施形態では、コントローラ３０８は、インターフェース３１０（例えば、プラグ又はコネクター）を介してマスターコントローラ１５４と通信する。
[00148] 幾つかの実施形態では、ネスト３００は、Red Pitaya（商標）波形発生器／オシロスコープユニット（「Red Pitayaユニット」）を含む電気シグナル発生サブシステム３０４と、Red Pitayaユニットによって発生された波形を増幅して増幅電圧をマイクロ流体デバイス１００に送る波形増幅回路とを含み得る。幾つかの実施形態では、Red Pitayaユニットは、マイクロ流体デバイス３６０における測定電圧が所望の値になるように、マイクロ流体デバイス３６０で増幅電圧を測定してから必要に応じてそれ自体の出力電圧を調整するように構成される。幾つかの実施形態では、波形増幅回路は、ＰＣＢＡ３２０に実装されたＤＣ－ＤＣコンバーターの対によって発生された＋６．５Ｖから－６．５Ｖの電源を有することにより、マイクロ流体デバイス１００において１３Ｖｐｐまでのシグナルをもたらし得る。
[00149] 図３に示されるように、支持構造体３００は、熱制御サブシステム３０６を更に含み得る。熱制御サブシステム３０６は、支持構造体３００によって保持されるマイクロ流体デバイス３６０の温度を調整するように構成され得る。例えば、熱制御サブシステム３０６は、ペルティエ熱電デバイス（図示せず）と冷却ユニット（図示せず）とを含み得る。ペルティエ熱電デバイスは、マイクロ流体デバイス３６０の少なくとも１つの表面とインターフェースするように構成された第１の表面を有し得る。冷却ユニットは、例えば、液冷アルミニウムブロック等の冷却ブロック（図示せず）であり得る。ペルティエ熱電デバイスの第２表面（例えば、第１の表面に対向する表面）は、かかる冷却ブロックの表面とインターフェースするように構成され得る。冷却ブロックは、冷却ブロックを介して冷却流体を循環させるように構成された流体路３３０に接続され得る。図３に例示される実施形態では、支持構造体３００は、外部リザーバー（図示せず）からの冷却流体の受容、冷却ブロックへの冷却流体の導入及び流体路３３０への貫流、次いで外部リザーバーへの冷却流体の帰還を行うように、流入口３３２と流出口３３４とを含む。幾つかの実施形態では、ペルティエ熱電デバイス、冷却ユニット及び／又は流体路３３０は、支持構造体３００のケーシング３４０に実装され得る。幾つかの実施形態では、熱制御サブシステム３０６は、マイクロ流体デバイス３６０の目標温度を達成するようにペルティエ熱電デバイスの温度を調整するように構成される。ペルティエ熱電デバイスの温度調整は、例えば、Pololu（商標）熱電源（Pololu Robotics and Electronics Corp.）等の熱電源によって達成され得る。熱制御サブシステム３０６は、アナログ回路によって提供される温度値等のフィードバック回路を含み得る。代替的に、フィードバック回路は、ディジタル回路によって提供され得る。
[00150] 幾つかの実施形態では、ネスト３００は、レジスタ（例えば、抵抗１ｋΩ±０．１％、温度係数±０．０２ｐｐｍ／Ｃ０を有する）とＮＴＣサーミスタ（例えば、公称抵抗値１ｋΩ±０．０１％を有する）とを含むアナログ分圧回路であるフィードバック回路を備えた熱制御サブシステム３０６を含み得る。幾つかの場合、熱制御サブシステム３０６は、フィードバック回路から電圧を測定し、次いで、計算された温度値をオンボードＰＩＤ制御ループアルゴリズムへの入力として使用する。ＰＩＤ制御ループアルゴリズムからの出力は、例えば、Pololu（商標）モータドライブ（図示せず）の方向シグナルピン及びパルス幅変調シグナルピンの両方を駆動して熱電源を作動させることにより、ペルティエ熱電デバイスを制御することができる。
[00151] ネスト３００は、インターフェース３１０を介してコントローラ３０８のマイクロプロセッサと外部マスターコントローラ１５４との通信を可能にするシリアルポート３５０を含み得る。加えて、コントローラ３０８のマイクロプロセッサは、電気シグナル発生サブシステム３０４及び熱制御サブシステム３０６との通信が可能である（例えば、Plinkツール（図示せず）を介して）。そのため、コントローラ３０８と、インターフェース３１０と、シリアルポート３５０とを組み合わせることにより、電気シグナル発生サブシステム３０８及び熱制御サブシステム３０６は、外部マスターコントローラ１５４との通信が可能である。このようにして、マスターコントローラ１５４は、特に、出力電圧調整のためにスケーリング計算を実施することにより、電気シグナル発生サブシステム３０８を支援し得る。外部マスターコントローラ１５４に結合された表示デバイス１７０を介して提供されるグラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）は、熱制御サブシステム３０６及び電気シグナル発生サブシステム３０８からそれぞれ得られる温度及び波形のデータをプロットするように構成され得る。代替的又は追加的に、ＧＵＩは、コントローラ３０８、熱制御サブシステム３０６及び電気シグナル発生サブシステム３０４へのアップデートを可能にし得る。
[00152] 以上で考察したように、システム１５０は、撮像デバイス１９４を含み得る。幾つかの実施形態では、撮像デバイス１９４は、光変調サブシステム４０４を含む。光変調サブシステム４０４は、ディジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）又はマイクロシャッタアレイシステム（ＭＳＡ）を含み得、いずれも光源４０２から光を受け取り、受け取った光の一部を顕微鏡４００の光学縦列に送るように構成され得る。代替的に、光変調サブシステム４０４は、それ自体が光を生成する（したがって光源４０２を必要としないで済む）デバイス、例えば有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ）デバイス、強誘電性液晶オンシリコンデバイス（ＦＬＣＯＳ）又は透過液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を含み得る。光変調サブシステム４０４は、例えば、プロジェクタであり得る。そのため、光変調サブシステム４０４は、構造化光及び非構造化光の両方を発光することができる。好適な光変調サブシステム４０４の一例は、Andor Technologies（商標）製のMosaic（商標）システムである。特定の実施形態では、システム１５０の撮像モジュール１６４及び／又は原動モジュール１６２は、光変調サブシステム４０４を制御することができる。
[00153] 特定の実施形態では、撮像デバイス１９４は、顕微鏡４００を更に含む。かかる実施形態では、ネスト３００及び光変調サブシステム４０４は、顕微鏡４００に実装されるように個別に構成され得る。顕微鏡４００は、例えば、標準的な研究グレードの光学顕微鏡又は蛍光顕微鏡であり得る。そのため、ネスト３００は、顕微鏡４００のステージ４１０に実装されるように構成され得、及び／又は光変調サブシステム４０４は、顕微鏡４００のポートに実装されるように構成され得る。他の実施形態では、本明細書に記載のネスト３００及び光変調サブシステム４０４は、顕微鏡４００の一体化コンポーネントであり得る。
[00154] 特定の実施形態では、顕微鏡４００は１つ以上の検出器４２２を更に含み得る。幾つかの実施形態では、検出器４２２は撮像モジュール１６４によって制御される。検出器４２２は、接眼レンズ、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）、カメラ（例えば、ディジタルカメラ）又はそれらの任意の組合せを含み得る。少なくとも２つの検出器４２２が存在する場合、１つの検出器は、例えば、高速フレームレートカメラであり得、他の検出器は、高感度カメラであり得る。更に、顕微鏡４００は、マイクロ流体デバイス３６０からの反射光及び／又は発光光を受け取り、反射光及び／又は発光光の少なくとも一部を１つ以上の検出器４２２に集束させるように構成された光学縦列を含み得る。顕微鏡の光学縦列は、各検出器の最終倍率が異なり得るように、異なる検出器に対して異なるチューブレンズ（図示せず）も含み得る。
[00155] 特定の実施形態では、撮像デバイス１９４は、少なくとも２つの光源を使用するように構成される。例えば、第１の光源４０２は、構造化光（例えば、光変調サブシステム４０４を介する）を出力するために使用され得、第２の光源４３２は、非構造化光を提供するために使用され得る。第１の光源４０２は、光学作動動電性及び／又は蛍光励起のために構造化光を生成し得、第２の光源４３２は、明視野照明を提供するために使用され得る。これらの実施形態では、原動モジュール１６２は、第１の光源４０４を制御するために使用され得、撮像モジュール１６４は、第２の光源４３２を制御するために使用され得る。顕微鏡４００の光学縦列は、（１）デバイスが支持構造体２００によって保持されたとき、光変調サブシステム４０４から構造化光を受け取って、マイクロ流体デバイスの少なくとも第１の領域、例えば光学作動動電デバイスに構造化光を集束させるように、且つ（２）マイクロ流体デバイスから反射光及び／又は発光光を受け取って、かかる反射光及び／又は発光光の少なくとも一部を検出器４２２に集束させるように構成され得る。光学縦列は、デバイスが支持構造体３００によって保持されたとき、第２の光源から非構造化光を受け取って、マイクロ流体デバイスの少なくとも第２の領域に非構造化光を集束させるように更に構成され得る。特定の実施形態では、マイクロ流体デバイスの第１及び第２の領域はオーバーラップ領域であり得る。例えば、第１の領域は、第２の領域のサブセットであり得る。
[00156] 図３Ｂでは、第１の光源４０２は、顕微鏡４００の光学縦列に構造化光を提供する光変調サブシステム４０４に光を供給するように示される。第２の光源４３２は、ビームスプリッター４３６を介して光学縦列に非構造化光を提供するように示される。光変調サブシステム４０４からの構造化光及び第２の光源４３２からの非構造化光は、ビームスプリッター４３６から光学縦列を介して進行して一緒に第２のビームスプリッター４３６（又は光変調サブシステム４０４によって提供される光に依存してダイクロイックフィルタ４０６）に達し、そこで、光は、下方に反射されて、対物レンズ４０８を介してサンプル平面４１２に至る。次いで、サンプル平面４１２からの反射光及び／又は発光光は、対物レンズ４０８を介して上向きに進行して戻り、ビームスプリッター及び／又はダイクロイックフィルタ４０６を介してダイクロイックフィルタ４２４に至る。ダイクロイックフィルタ４２４に達する光の一部のみが通過して検出器４２２に達する。
[00157] 幾つかの実施形態では、第２の光源４３２は、青色光を発する。適切なダイクロイックフィルタ４２４を用いると、サンプル平面４１２から反射された青色光は、ダイクロイックフィルタ４２４を通して通過して検出器４２２に達し得る。これとは対照的に、光変調サブシステム４０４から到来する構造化光は、サンプル平面４１２から反射されるが、ダイクロイックフィルタ４２４を通して通過しない。この例では、ダイクロイックフィルタ４２４は、４９５ｎｍよりも長い波長を有する可視光を除去している。光変調サブシステム４０４からの光のかかる除去は、光変調サブシステムから発せられた光が４９５ｎｍよりも短い波長を何ら含んでいない場合のみ、（示されるように）完全であるにすぎない。実際には、光変調サブシステム４０４から到来する光が４９５ｎｍ（例えば、青色波長）よりも短い波長を含んでいれば、光変調サブシステムからの光の一部は、フィルタ４２４を通して通過して検出器４２２に達するであろう。かかる実施形態では、フィルタ４２４は、第１の光源４０２及び第２の光源４３２から検出器４２２に達する光の量のバランスを変化させるように作用する。これは、第１の光源４０２が第２の光源４３２よりも有意に強い場合に有益であり得る。他の実施形態では、第２の光源４３２は、赤色光を発することが可能であり、且つダイクロイックフィルタ４２４は、赤色光以外の可視光（例えば、６５０ｎｍよりも短い波長を有する可視光）を除去し得る。
[00158] ブロッキング溶液及びブロッキング剤。
理論により限定することを意図するものではないが、マイクロ流体デバイスの１つ以上の内面が調整されているか、又はマイクロ流体デバイスとその中で成長させるＴ細胞との間の主要なインターフェースを提供する有機分子及び／又は親水性分子の層を呈するようにコーティングされている場合、マイクロ流体デバイス内でのＴ細胞の培養及び増殖が促進される（即ち、Ｔ細胞は、生存能及び増殖の増加を呈する）。幾つかの実施形態では、マイクロ流体デバイスの内面（例えば、ＤＥＰ構成マイクロ流体デバイスの電極活性化基板の内面、マイクロ流体デバイスのカバーの内面及び／又は回路材料の表面）の１つ以上は、有機分子及び／又は親水性分子の所望の層を生成するようにコーティング溶液及び／又はコーティング剤で処理される。幾つかの実施形態では、マイクロ流体デバイス内で培養及び任意選択的に増殖が行われるＴ細胞は、１種以上のコーティング剤を含むコーティング溶液中に搬入される。
[00159] 他の実施形態では、マイクロ流体デバイス（例えば、ＤＥＰ構成マイクロ流体デバイス）の内面は、マイクロ流体デバイス内へのＴ細胞の導入前に、コーティング剤を含むコーティング溶液で処理又は「プライミング」される。限定されるものではないが、血清又は血清因子、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）、ポリマー、界面活性剤、酵素及びそれらの任意の組合せをはじめとする任意の便利なコーティング剤／コーティング溶液を使用し得る。幾つかの特定の実施形態では、マイクロ流体デバイスの内面を処理するためにコーティング剤が使用されるであろう。一例では、コーティング剤としてアルキレンエーテル部分を含むポリマーがコーティング溶液に含まれ得る。多様なアルキレンエーテル含有ポリマーが好適であり得る。限定されるものではないが、アルキレンエーテル含有ポリマーの例示的なクラスの１つは、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）サブユニットのブロックとポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）サブユニットのブロックとを様々な比で及びポリマー鎖内の様々な位置で含む両親媒性非イオン性ブロックコポリマーである。Pluronic（登録商標）ポリマー（ＢＡＳＦ）は、このタイプのブロックコポリマーであり、生細胞に接触した状態で使用するのに好適であることが当技術分野で公知である。このポリマーは、平均分子量Ｍｗが約２０００Ｄａから約２０ＫＤａの範囲内である。幾つかの実施形態では、ＰＥＯ－ＰＰＯブロックコポリマーは、約１０超（例えば、１２～１８）の親水性親油性バランス（ＨＬＢ）を有し得る。コーティング表面の生成に有用な具体的なPluronic（登録商標）ポリマーとしては、Pluronic（登録商標）Ｌ４４、Ｌ６４、Ｐ８５及びＦ１２７（Ｆ１２７ＮＦを含む）が挙げられる。アルキレンエーテル含有ポリマーの他のクラスは、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ Ｍｗ＜１００，０００Ｄａ）又は代替的にポリエチレンオキシド（ＰＥＯ、Ｍｗ＞１００，０００）である。幾つかの実施形態では、ＰＥＧは、約１０００Ｄａ、５０００Ｄａ、１０，０００Ｄａ又は２０，０００ＤａのＭｗを有し得る。
[00160] 幾つかの実施形態では、コーティング溶液は、コーティング剤として各種タンパク質及び／又はペプチドを含み得る。具体的な実施形態では、本開示で使用されるコーティング溶液は、アルブミン（例えば、ＢＳＡ）及び／又はアルブミンを含む血清（若しくは複数の異なる血清の組合せ）及び／又は１種以上の他の類似のタンパク質等のタンパク質をコーティング剤として含む。血清は、限定されるものではないが、ウシ胎仔血清、ヒツジ血清、ヤギ血清、ウマ血清等をはじめとする任意の便利な供給源に由来し得る。特定の実施形態では、ブロッキング溶液中のＢＳＡは、５ｍｇ／ｍＬ、１０ｍｇ／ｍＬ、２０ｍｇ／ｍＬ、３０ｍｇ／ｍＬ、４０ｍｇ／ｍＬ、５０ｍｇ／ｍＬ、６０ｍｇ／ｍＬ、７０ｍｇ／ｍＬ、８０ｍｇ／ｍＬ、９０ｍｇ／ｍＬ若しくはそれを超えるもの又はそれらの間の任意の位置を含めて、約１ｍｇ／ｍＬから約１００ｍｇ／ｍＬの範囲内で存在する。特定の実施形態では、コーティング溶液中の血清は、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％若しくはそれを超えるもの又はそれらの間の任意の位置を含めて、約２０％（ｖ／ｖ）から約５０％ｖ／ｖの範囲内で存在する。幾つかの実施形態では、ＢＳＡは、５ｍｇ／ｍＬでコーティング溶液中にコーティング剤として存在するのに対し、他の実施形態では、ＢＳＡは、７０ｍｇ／ｍＬでコーティング溶液中にコーティング剤として存在する。特定の実施形態では、血清は、３０％でコーティング溶液中にコーティング剤として存在する。
[00161] コーティング材料。
実施形態に依存して、上記のコーティング剤／コーティング溶液のいずれも、マイクロ流体デバイス（例えば、ＤＥＰ構成及び／又はＥＷ構成のマイクロ流体デバイス）の内面の１つ以上にコーティングするために使用される各種コーティング材料と交換され得るか又はそれらと組み合わせて使用され得る。幾つかの実施形態では、マイクロ流体デバイスの少なくとも１つの表面は、Ｔ細胞の培養及び増殖に好適な有機分子及び／又は親水性分子の層を提供するコーティング材料を含む。幾つかの実施形態では、マイクロ流体デバイスの内面の実質的に全ては、コーティング材料を含む。コーティングされた内面は、フロー領域（例えば、チャネル）、チャンバ若しくは隔離ペンの表面又はそれらの組合せを含み得る。幾つかの実施形態では、複数の隔離ペンのそれぞれは、コーティング材料でコーティングされた少なくとも１つの内面を有する。他の実施形態では、複数のフロー領域又はチャネルのそれぞれは、コーティング材料でコーティングされた少なくとも１つの内面を有する。幾つかの実施形態では、複数の隔離ペンのそれぞれ及び複数のチャネルのそれぞれの少なくとも１つの内面は、コーティング材料でコーティングされる。
[00162] ポリマー系コーティング材料。
少なくとも１つの内面は、ポリマーを含むコーティング材料を含み得る。ポリマーは、少なくとも１つの表面に共有結合又は非共有結合（又は連結）され得る。ポリマーは、ブロックポリマー（及びコポリマー）、スターポリマー（スターコポリマー）及びグラフトポリマー又はコームポリマー（グラフトコポリマー）に見られるような様々な構造モチーフを有し得、それらは、全て本明細書に開示される方法に好適であり得る。
[00163] ポリマーは、アルキレンエーテル部分を含むポリマーを含み得る。多様なアルキレンエーテル含有ポリマーが本明細書に記載のマイクロ流体デバイスに使用するのに好適であり得る。限定されるものではないが、アルキレンエーテル含有ポリマーの例示的なクラスの１つは、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）サブユニットのブロックとポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）サブユニットのブロックとを様々な比で及びポリマー鎖内の様々な位置で含む両親媒性非イオン性ブロックコポリマーである。Pluronic（登録商標）ポリマー（ＢＡＳＦ）は、このタイプのブロックコポリマーであり、生細胞に接触した状態で使用するのに好適であることが当技術分野で公知である。このポリマーは、平均分子量Ｍｗが約２０００Ｄａから約２０ＫＤａの範囲内である。幾つかの実施形態では、ＰＥＯ－ＰＰＯブロックコポリマーは、約１０超（例えば、１２～１８）の親水性親油性バランス（ＨＬＢ）を有し得る。コーティング表面の生成に有用な具体的なPluronic（登録商標）ポリマーとしては、Pluronic（登録商標）Ｌ４４、Ｌ６４、Ｐ８５及びＦ１２７（Ｆ１２７ＮＦを含む）が挙げられる。アルキレンエーテル含有ポリマーの他のクラスは、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ Ｍｗ＜１００，０００Ｄａ）又は代替的にポリエチレンオキシド（ＰＥＯ、Ｍｗ＞１００，０００）である。幾つかの実施形態では、ＰＥＧは、約１０００Ｄａ、５０００Ｄａ、１０，０００Ｄａ又は２０，０００ＤａのＭｗを有し得る。
[00164] 他の実施形態では、コーティング材料は、カルボン酸部分を含有するポリマーを含み得る。カルボン酸サブユニットは、アルキル部分、アルケニル部分又は芳香族部分を含有するサブユニットであり得る。限定されるものではないが、一例は、ポリ乳酸（ＰＬＡ）である。
[00165] 他の実施形態では、コーティング材料は、スルホン酸部分を含有するポリマーを含み得る。スルホン酸サブユニットは、アルキル部分、アルケニル部分又は芳香族部分を含有するサブユニットであり得る。限定されるものではないが、一例は、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳＡ）又はポリアネトールスルホン酸である。これらの後者の例示的なポリマーは、高分子電解質であり、Ｔ細胞の培養及び増殖に好適な有機分子及び／又は親水性分子の層を提供するように表面特性を改変し得る。
[00166] 幾つかの実施形態では、コーティング材料は、ウレタン部分を含有するポリマー、例えば、限定されるものではないが、ポリウレタンを含み得る。
[00167] 他の実施形態では、コーティング材料は、ポリマー骨格の末端又はポリマー骨格からのペンダントのいずれかにリン酸部分を含有するポリマーを含み得る。
[00168] 他の実施形態では、コーティング材料は、糖部分を含有するポリマーを含み得る。限定されるものではないが、例として、多糖、例えば藻由来のもの又は真菌多糖例えばキサンタンガム若しくはデキストランは、マイクロ流体デバイスにおいて細胞固着を低減又は防止し得る材料の形成に好適であり得る。例えば、約３Ｋｄａのサイズを有するデキストランポリマーは、マイクロ流体デバイス内の表面のコーティング材料を提供するために使用し得る。
[00169] 他の実施形態では、コーティング材料は、ヌクレオチド部分を含有するポリマー、即ちリボヌクレオチド部分又はデオキシリボヌクレオチド部分を有し得る核酸を含み得る。核酸は、天然ヌクレオチド部分のみを含有し得るか、又はヌクレオ塩基、リボース若しくはリン酸の部分のアナログ、例えば、限定されるものではないが、７－デアザアデニン、ペントース、メチルホスホネート又はホスホロチオエートの部分を含む非天然ヌクレオチド部分を含有し得る。核酸含有ポリマーは、Ｔ細胞の培養及び増殖に好適な有機分子及び／又は親水性分子の層を提供し得る高分子電解質を含み得る。
[00170] 更に他の実施形態では、コーティング材料は、アミノ酸部分を含有するポリマーを含み得る。アミノ酸部分を含有するポリマーは、天然アミノ酸含有ポリマー又は非天然アミノ酸含有ポリマーを含み得、それらはいずれもペプチド、ポリペプチド又はタンパク質を含み得る。限定されるものではないが、一例では、タンパク質は、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）であり得る。幾つかの実施形態では、細胞接着を最適化して細胞成長を促進するために細胞外マトリックス（ＥＣＭ）タンパク質をコーティング材料中に提供し得る。コーティング材料に含まれ得る細胞マトリックスタンパク質としては、限定されるものではないが、コラーゲン、エラスチン、ＲＧＤ含有ペプチド（例えば、フィブロネクチン）又はラミニンが挙げられ得る。更に他の実施形態では、成長因子、サイトカイン、ホルモン又は他の細胞シグナリング種をマイクロ流体デバイスのコーティング材料中に提供し得る。
[00171] 更なる実施形態では、コーティング材料は、アミン部分を含むポリマーを含み得る。ポリアミノポリマーは、天然ポリアミンポリマー又は合成ポリアミンポリマーを含み得る。天然ポリアミンの例としては、スペルミン、スペルミジン及びプトレシンが挙げられる。
[00172] 幾つかの実施形態では、コーティング材料は、アルキレンオキシド部分、カルボン酸部分、スルホン酸部分、リン酸部分、糖部分、ヌクレオチド部分又はアミノ酸部分の２つ以上を含有するポリマーを含み得る。他の実施形態では、ポリマーで調整された表面は、アルキレンオキシド部分、カルボン酸部分、スルホン酸部分、リン酸部分、糖部分、ヌクレオチド部分及び／又はアミノ酸部分をそれぞれ有する２種以上のポリマーの混合物を含み得、それらは、独立に又は同時にコーティング材料に組み込み得る。
[00173] 共有結合コーティング材料。
幾つかの実施形態では、少なくとも１つの内面は、マイクロ流体デバイス内におけるＴ細胞の培養及び増殖に好適な有機分子及び／又は親水性分子の層を提供する共有結合分子を含む。共有結合分子は、結合基を含み、結合基はマイクロ流体デバイスの１つ以上の表面に共有結合される。結合基は、Ｔ細胞の培養及び増殖に好適な有機分子及び／又は親水性分子の層を提供するように構成された部分にも共有結合される。結合基が結合する表面は、マイクロ流体デバイスの基板の表面を含み得、この表面は、マイクロ流体デバイスがＤＥＰ構成を含む実施形態では、シリコン及び／又は二酸化ケイ素を含み得る。幾つかの実施形態では、共有結合コーティング材料は、マイクロ流体デバイスの内面の実質的に全てをコーティングする。
[00174] 幾つかの実施形態では、Ｔ細胞の培養及び増殖に好適な有機分子及び／又は親水性分子の層を提供するように構成された共有結合部分は、アルキル部分又はフルオロアルキル（ペルフルオロアルキルを含む）部分、単糖又は多糖（限定されるものではないが、デキストランを含み得る）、アルコール（限定されるものではないが、プロパルギルアルコールを含む）、ポリアルコール、限定されるものではないが、ポリビニルアルコールを含む、アルキレンエーテル、限定されるものではないが、ポリエチレングリコールを含む、高分子電解質（限定されるものではないが、ポリアクリル酸又はポリビニルホスホン酸を含む）、アミノ基（その誘導体、例えば、限定されるものではないが、アルキル化アミン、ヒドロキシアルキル化アミノ基、グアニジニウム及び非芳香族窒素環原子含有ヘテロ環式基、例えば、限定されるものではないが、モルホリニル又はピペラジニルを含む）、カルボン酸、限定されるものではないが、プロピオル酸を含む（カルボキシレートアニオン性表面を供給し得る）、ホスホン酸、限定されるものではないが、エチニルホスホン酸を含む（ホスホネートアニオン性表面を提供し得る）、スルホネートアニオン、カルボキシベタイン、スルホベタイン、スルファミン酸又はアミノ酸を含み得る。
[00175] マイクロ流体デバイスにおいてＴ細胞の培養及び増殖に好適な有機分子及び／又は親水性分子の層を提供するように構成された共有結合部分は、本明細書に記載の任意のポリマーであり得、アルキレンオキシド部分、カルボン酸部分、糖部分、スルホン酸部分、リン酸部分、アミノ酸部分、核酸部分又はアミノ部分を含有する１種以上のポリマーを含み得る。
[00176] 他の実施形態では、マイクロ流体デバイスにおいてＴ細胞の培養及び増殖に好適な有機分子及び／又は親水性分子の層を提供するように構成された共有結合部分は、非ポリマー部分、例えばアルキル部分、置換アルキル部分、例えばフルオロアルキル部分（限定されるものではないが、ペルフルオロアルキル部分を含む）、アミノ酸部分、アルコール部分、アミノ部分、カルボン酸部分、ホスホン酸部分、スルホン酸部分、スルファミン酸部分又は糖部分を含み得る。
[00177] 幾つかの実施形態では、共有結合部分は、直鎖（例えば、少なくとも１０個の炭素又は少なくとも１４、１６、１８、２０、２２個若しくはそれを超える炭素の直鎖）を形成する炭素原子を含むアルキル基であり得る。そのため、アルキル基は、非分岐状アルキルであり得る。幾つかの実施形態では、アルキル基は、置換アルキル基を含み得る（例えば、アルキル基の炭素の幾つかは、フッ素化又は過フッ素化し得る）。アルキル基は、非置換炭素の直鎖に連結された置換（例えば、フッ素化又は過フッ素化）炭素の直鎖を含み得る。例えば、アルキル基は、非置換アルキル基を含み得る第２のセグメントに連結された、ペルフルオロアルキル基を含み得る第１のセグメントを含み得る。第１及び第２のセグメントは、直接的又は間接的に（例えば、エーテル結合により）連結し得る。アルキル基の第１のセグメントは、結合基から離れて位置し得、アルキル基の第２のセグメントは結合基に近接して位置し得る。他の実施形態では、アルキル基は、分岐状アルキル基を含み得、アルキル基のアルキル骨格に介在する１つ以上のアリーレン基を更に有し得る。幾つかの実施形態では、アルキル基又はフッ素化アルキル基の分岐状部分又はアリーレン介在部分は、結合基及び表面への共有結合から離れた箇所に位置する。
[0178] 他の実施形態では、共有結合部分は、少なくとも１つのアミノ酸を含み得、２つ以上のタイプのアミノ酸を含み得る。そのため、共有結合部分は、ペプチド又はタンパク質を含み得る。幾つかの実施形態では、共有結合部分は、細胞の成長、生存能、可搬性又はそれらの任意の組合せをサポートするために双性イオン性表面を提供し得るアミノ酸を含み得る。
[00179]
共有結合部分は１つ又は複数のサッカリドを含み得る。共有結合サッカリドはモノ、ジ、又はポリサッカリドであり得る。共有結合サッカリドは、表面に付着するような結合又は加工を可能にする反応ペア部分を導入するように修飾し得る。例示的な反応ペア部分は、アルデヒド、アルキン、又はハロ部分を含み得る。ポリサッカリドは、ランダムに修飾し得、各サッカリドモノマーが修飾されてもよく、又はポリサッカリド内のサッカリドモノマーの一部のみが、表面に直接若しくは間接的に結合され得る反応ペア部分を提供するように修飾される。一例は、直鎖リンカーを介して表面に間接的に結合され得るデキストランポリサッカリドを含み得る。
[00180]
共有結合部分は１つ又は複数のアミノ基を含み得る。アミノ基は、置換アミン部分、グアニジン部分、窒素含有ヘテロ環部分又はヘテロアリール部分であり得る。アミノ含有部分は、マイクロ流体デバイス内及び任意選択的に隔離ペン及び／又は流域（例えば、チャネル）内の環境のｐＨ変更を可能にする構造を有し得る。
[00181] コーティング材料は、１種類のみの共有結合部分を含み得るか又は２種類以上の異なる共有結合部分を含み得る。例えば、フルオロアルキルで調整された表面（ペルフルオロアルキルを含む）は、全て同一の、例えば同一の結合基及び表面への共有結合、同一の全長、並びにフルオロアルキル部分を含む同一の数のフルオロメチレンユニットを有する複数の共有結合部分を有し得る。代替的に、コーティング材料は、表面に付着された２種類以上の共有結合部分を有し得る。例えば、コーティング材料は、特定数のメチレンユニット又はフルオロメチレンユニットを有する共有結合されたアルキル部分又はフルオロアルキル部分を有する分子を含み得、より多数のメチレンユニット又はフルオロメチレンユニットを有するアルキル鎖又はフルオロアルキル鎖に付着された共有結合荷電部分を有する分子の更なるセットを更に含み得る。幾つかの実施形態では、２種類以上の共有結合部分を有するコーティング材料は、骨格原子の数がより多い、したがって表面への共有結合の長さがより長い分子の第１のセットが、より嵩高い部分をコーティング表面に呈する能力を提供し得る一方、末端が異なり立体的要求がより低い且つ骨格原子の数がより少ない分子の第２のセットが、全基板表面を官能基化することにより、基板自体を構成するシリコン又はアルミナとの望ましくない接着又は接触を防止するのに役立ち得るように設計し得る。他の例では、共有結合部分は、表面上にランダムに交互電荷を呈する双性イオン性表面を提供し得る。
[00182] 調整された表面特性。
幾つかの実施形態では、共有結合部分は、マイクロ流体デバイスの表面（例えば、ＤＥＰ構成基板表面）に共有結合されたとき、単層を形成し得る。幾つかの実施形態では、共有結合部分によって形成される調整された表面は、１０ｎｍ未満（例えば、５ｎｍ未満又は約１．５から３．０ｎｍ）の厚さを有し得る。他の実施形態では、共有結合された部分によって形成された調整された表面は、約１０ｎｍから約５０ｎｍの厚さを有し得る。幾つかの実施形態では、調整された表面は、ＤＥＰ構成のマイクロ流体デバイス内の操作で好適には機能するために完全に形成された単層を必要とするものではない。
[00183] 種々の実施形態では、マイクロ流体デバイスのコーティング材料は、望ましい電気的性質を提供し得る。理論により限定することを意図するものではないが、特定のコーティング材料でコーティングされた表面のロバスト性に影響を及ぼす因子の１つは、固有電荷トラッピングである。様々なコーティング材料が電子をトラップし得るため、コーティング材料が破壊されるおそれがある。コーティング材料の欠陥は、電荷トラッピングを増加させてコーティング材料の更なる破壊をもたらし得る。同様に、様々なコーティング材料が様々な絶縁耐力（即ち絶縁破壊をもたらす最小印加電界）を有するため、電荷トラッピングが影響を受けるおそれがある。特定の実施形態では、コーティング材料は、電荷トラッピングの量を低減又は制限する全体構造（例えば、密充填単層構造）を有し得る。
[00184] コーティング材料の組成以外に、コーティング材料の物理的（及び電気的）厚さ等の他の因子が、マイクロ流体デバイスにおいて基板によるＤＥＰ力及び／又はエレクトロウェッティング力の発生に影響を及ぼし得る。コーティング材料を基板上に堆積させる方法（例えば、気相堆積、液相堆積、スピンコーティング又は静電コーティング）を含めて、各種因子がコーティング材料の物理的厚さ及び電気的厚さを変化させ得る。コーティング材料の物理的厚さ及び均一性は、エリプソメータを用いて測定され得る。
[00185] 電気的性質以外に、コーティング材料は、生物学的分子との併用に有益な性質を有し得る。例えば、フッ素化（又は過フッ素化）アルキル基を含有するコーティング材料は、表面ファウリング量の低減に関して非置換アルキル基と比べて利益を提供し得る。本明細書で使用される表面ファウリングとは、マイクロ流体デバイスの表面上に無差別に堆積された材料の量を意味し、これは、バイオ材料、例えばタンパク質及び分解産物、核酸及び各分解産物の永久的又は半永久的な堆積を含み得る。かかるファウリングは、表面への生物学的微小物体の接着量を増加させる可能性がある。
[00186] マイクロ流体デバイスに使用することができる様々なコーティング材料の各種電気的性質及び機能性は、以下の表に含まれる。
[00187] 調整された表面の組成以外に、疎水性材料の物理的厚さ等の他の因子がＤＥＰ力に影響を及ぼし得る。調整された表面を基板に形成する方法（例えば、気相堆積、液相堆積、スピンコーティング、フラッディング、静電コーティング）等の各種因子は、調整された表面の物理的厚さを変化させ得る。調整された表面の物理的厚さ及び均一性は、エリプソメータを用いて測定され得る。
[00188] 電気的性質に加えて、調整された表面は、生物学的分子との併用に有益な性質も有し得る。例えば、フッ素化（又は過フッ素化）炭素鎖を含有する調整された表面は、表面ファウリング量の低減に関してアルキル末端鎖と比べて利益を提供し得る。本明細書で使用される表面ファウリングとは、マイクロ流体デバイスの表面上への無差別な材料堆積量を意味し、これは、バイオ材料、例えばタンパク質及びその分解産物、核酸及び各分解産物等の永久的又は半永久的な堆積を含み得る。
[00189] 表面への結合基。
コーティング材料を形成する共有結合部分は、結合基を介する表面に付着される。結合基は、シロキサン含有試薬と、酸化ケイ素（例えば、ＤＥＰ構成基板の場合）又は酸化アルミニウム又は酸化ハフニウム（例えば、ＥＷ構成基板の場合）を含み得る基板表面の酸化物との反応によって形成されるシロキシ結合基であり得る。幾つかの他の実施形態では、結合基は、ホスホン酸含有試薬と基板表面の酸化物との反応によって形成されるホスホネートエステルであり得る。
[00190] 複数部分で調整された表面。
共有結合コーティング材料は、以下に記載されるように、マイクロ流体デバイスにおいてＴ細胞の培養及び増殖に好適な有機分子及び／又は親水性分子の層を提供するように構成された部分をすでに含有する分子の反応によって形成し得る（例えば、アルキルシロキサン試薬又はペルフルオロアルキルシロキサン試薬を含み得るフルオロ置換アルキルシロキサン試薬）。代替的に、共有結合コーティング材料は、Ｔ細胞の培養及び増殖に好適な有機分子及び／又は親水性分子の層を提供するように構成された部分と、それ自体が表面に共有結合される表面改質リガンドとをカップリングさせることによって形成し得る。
[00191] 共有結合コーティング材料を調製する方法。
幾つかの実施形態では、マイクロ流体デバイスの表面（例えば、隔離ペン及び／又はフロー領域の少なくとも１つの表面を含む）に共有結合されるコーティング材料は、式１で示される構造を有する。
Figure 0007038100000002
[00192] コーティング材料は、ＤＥＰ構成基板の表面の酸化物に共有結合し得る。ＤＥＰ構成基板は、シリコン又はアルミナ又は酸化ハフニウムを含み得、酸化物は、基板の天然化学構造の一部として存在し得るか又は以下で考察されるように導入し得る。
[00193] コーティング材料は、シロキサン基又はホスホン酸基と酸化物との反応から形成されるシロキシ基又はホスホネートエステル基であり得る結合基（「ＬＧ」）を介して酸化物に付着し得る。マイクロ流体デバイスにおいてＴ細胞の培養及び増殖に好適な有機分子及び／又は親水性分子の層を提供するように構成された部分は、本明細書に記載の部分のいずれかであり得る。結合基ＬＧは、マイクロ流体デバイスにおいてＴ細胞の培養及び増殖に好適な有機分子及び／又は親水性分子の層を提供するように構成された部分に直接的又は間接的に接続し得る。結合基ＬＧが部分に直接的に接続される場合、任意選択的なリンカー（「Ｌ」）が存在しないため、ｎは、０である。結合基ＬＧが部分に間接的に接続される場合、リンカーＬが存在するため、ｎは、１である。リンカーＬは、線状部分を有し得、線状部分の骨格は、当技術分野で公知の化学結合制限に従ってケイ素、炭素、窒素、酸素、硫黄及びリンの原子の任意の組合せから選択される１から２００個の非水素原子を含み得る。限定されるものではないが、幾つかの例として、エーテル、アミノ、カルボニル、アミド又はホスホネートの基からなる群から選択される１つ以上の部分の任意の組合せがそれに介在し得る。加えて、リンカーＬは、リンカーの骨格に介在する１つ以上のアリーレン、ヘテロアリーレン又はヘテロ環式の基を有し得る。幾つかの実施形態では、リンカーＬの骨格は、１０から２０原子を含み得る。他の実施形態では、リンカーＬの骨格は、約５原子から約２００原子、約１０原子から約８０原子、約１０原子から約５０原子又は約１０原子から約４０原子を含み得る。幾つかの実施形態では、骨格原子は、全て炭素原子である。他の実施形態では、骨格原子は、全て炭素であるとは限らず、当技術分野で公知の化学結合制限に従ってケイ素、炭素、窒素、酸素、硫黄又はリンの原子の任意の可能な組合せを含み得る。
[00194] マイクロ流体デバイスにおいてＴ細胞の培養及び増殖に好適な有機分子及び／又は親水性分子の層を提供するように構成された部分が一ステッププロセスで基板の表面に付加される場合、式２の分子を用いてコーティング材料を導入し得る。
部分－（Ｌ）ｎ－ＬＧ
式２
[00195] 幾つかの実施形態では、マイクロ流体デバイスにおいてＴ細胞の培養及び増殖に好適な有機分子及び／又は親水性分子の層を提供するように構成された部分は、多ステッププロセスで基板の表面に付加し得る。Ｔ細胞の培養及び増殖に好適な有機分子及び／又は親水性分子の層を提供するように構成された部分が表面にステップワイズにカップリングされる場合、リンカーＬは、式３に示されるようにカップリング基ＣＧを更に含み得る。
Figure 0007038100000003
[00196] 幾つかの実施形態では、カップリング基ＣＧは、反応性部分Ｒｘと反応性対部分Ｒｐｘ（即ち反応性部分Ｒｘと反応するように構成された部分）との反応から得られる基を表す。例えば、典型的なカップリング基ＣＧの１つは、アミノ基と、カルボン酸の誘導体、例えば活性化エステル、酸塩化物等との反応の結果であるカルボキサミジル基を含み得る。他のＣＧは、トリアゾリレン基、カルボキサミジル、チオアミジル、オキシム、メルカプチル、ジスルフィド、エーテル若しくはアルケニル基又は反応性部分とそのそれぞれの反応性対部分との反応によって形成し得る任意の他の好適な基を含み得る。カップリング基ＣＧは、リンカーＬの第２の末端（即ちマイクロ流体デバイスにおいてＴ細胞の培養及び増殖に好適な有機分子及び／又は親水性分子の層を提供するように構成された部分に近接する末端）に位置し得る。幾つかの他の実施形態では、カップリング基ＣＧは、リンカーＬの骨格に介在し得る。幾つかの実施形態では、カップリング基ＣＧは、いずれもクリックカップリング反応に使用されることが当技術分野で公知の反応性部分Ｒｘ又は反応性対部分Ｒｐｘであり得るアルキン基とアジド基との反応の結果であるトリアゾリレンである。トリアゾリレン基はまた、更に置換され得る。例えば、以下の段落でより詳細に説明するが、ジベンゾシクロオクテニル（dibenzocylcooctenyl）縮合トリアゾリレン基は、ジベンゾシクロオクチニル反応性対部分Ｒｐｘに結合された部分と、表面改質分子のアジド反応性部分Ｒｘとの反応から生じ得る。様々なジベンゾシクロオクチニル修飾分子は、当技術分野で公知であるか、又はＴ細胞の培養及び増殖に好適な有機分子及び／又は親水性分子の層を提供するように構成された部分を組み込むように合成し得る。
[00197] コーティング材料が多ステッププロセスで形成される場合、マイクロ流体デバイスにおいてＴ細胞の培養及び増殖に好適な有機分子及び／又は親水性分子の層を提供するように構成された部分は、部分含有試薬（式５）と表面改質リガンドを共有結合して有する基板（式６）との反応によって導入し得る。
Figure 0007038100000004
[00198] 式４の改質表面は、基板の酸化物に結合される且つ式１の調整された表面に対して以上に記載したのと同様に形成される－ＬＧ－（Ｌ’’）ｊ－Ｒｘの式を有する表面改質リガンドを付着して有する。基板の表面は、以上に記載のＤＥＰ構成基板表面であり得、基板に固有のもの又は導入されたもののいずれかである酸化物を含み得る。結合基ＬＧは、以上に記載した通りである。リンカーＬ’’は、存在（ｊ＝１）又は不在（ｊ＝０）であり得る。リンカーＬ’’は、線状部分を有し得、線状部分の骨格は、当技術分野で公知の化学結合制限に従ってケイ素、炭素、窒素、酸素、硫黄及びリンの原子の任意の組合せから選択される１から１００個の非水素原子を含み得る。限定されるものではないが、幾つかの例として、エーテル、アミノ、カルボニル、アミド又はホスホネートの基の任意の組合せがそれに介在し得る。加えて、リンカーＬ’’は、リンカーの骨格に介在する１つ以上のアリーレン、ヘテロアリーレン又はヘテロ環式の基を有し得る。幾つかの実施形態では、リンカーＬ’’の骨格は、１０から２０個の炭素原子を含み得る。他の実施形態では、リンカーＬ’’の骨格は、約５原子から約１００原子、約１０原子から約８０原子、約１０原子から約５０原子又は約１０原子から約４０原子を含み得る。幾つかの実施形態では、骨格原子は、全て炭素原子である。他の実施形態では、骨格原子は、全て炭素であるとは限らず、当技術分野で公知の化学結合制限に従ってケイ素、炭素、窒素、酸素、硫黄又はリンの原子の任意の可能な組合せを含み得る。
[00199] 反応性部分Ｒｘは、表面改質リガンドと表面との共有結合から離れた表面改質リガンドの末端に存在する。反応性部分Ｒｘは、部分を導入し、マイクロ流体デバイスにおいてＴ細胞の培養及び増殖に好適な有機分子及び／又は親水性分子の層を提供するカップリング反応に有用な任意の好適な反応性部分である。幾つかの実施形態では、反応性部分Ｒｘは、アジド、アミノ、ブロモ、チオール、活性化エステル、スクシンイミジル又はアルキニルの部分であり得る。
[00200] 部分含有試薬。
部分含有試薬（式５）は、マイクロ流体デバイスにおいてＴ細胞の培養及び増殖に好適な有機分子及び／又は親水性分子の層を提供するように構成された部分を供給するように構成される。
部分－（Ｌ’）ｍ－Ｒｐｘ
式５
[00201] Ｔ細胞の培養及び増殖に好適な有機分子及び／又は親水性分子の層を提供するように構成された部分含有試薬中の部分は、反応性対部分Ｒｐｘと反応性部分Ｒｘとの反応によって表面改質リガンドに結合される。反応性対部分Ｒｐｘは、それぞれの反応性部分Ｒｘと反応するように構成された任意の好適な反応性基である。限定されるものではないが、一例では、好適な反応性対部分Ｒｐｘの１つは、アルキンであり得、反応性部分Ｒｘは、アジドであり得る。反応性対部分Ｒｐｘは、代替的にアジド部分であり得、それぞれの反応性部分Ｒｘは、アルキンであり得る。他の実施形態では、反応性対部分Ｒｐｘは、活性エステル機能基であり得、反応性部分Ｒｘは、アミノ基であり得る。他の実施形態では、反応性対部分Ｒｐｘは、アルデヒドであり得、反応性部分Ｒｘは、アミノであり得る。他の反応性部分－反応性対部分の組合せが可能であり、これらの例は、何ら限定されるものではない。
[00202] Ｔ細胞の培養及び増殖に好適な有機分子及び／又は親水性分子の層を提供するように構成された式５の部分含有試薬の部分は、アルキル部分又はフルオロアルキル（ペルフルオロアルキルを含む）部分、単糖又は多糖（限定されるものではないが、デキストランを含み得る）、アルコール（限定されるものではないが、プロパルギルアルコールを含む）、ポリアルコール、限定されるものではないが、ポリビニルアルコールを含む、アルキレンエーテル、限定されるものではないが、ポリエチレングリコールを含む、高分子電解質（限定されるものではないが、ポリアクリル酸又はポリビニルホスホン酸を含む）、アミノ基（その誘導体、例えば、限定されるものではないが、アルキル化アミン、ヒドロキシアルキル化アミノ基、グアニジニウム及び非芳香族窒素環原子含有ヘテロ環式基、例えば、限定されるものではないが、モルホリニル又はピペラジニルを含む）、カルボン酸、限定されるものではないが、プロピオル酸を含む（カルボキシレートアニオン性表面を供給し得る）、ホスホン酸、限定されるものではないが、エチニルホスホン酸を含む（ホスホネートアニオン性表面を提供し得る）、スルホネートアニオン、カルボキシベタイン、スルホベタイン、スルファミン酸又はアミノ酸を含めて、本明細書に記載の部分のいずれかを含み得る。
[00203] Ｔ細胞の培養及び増殖に好適な有機分子及び／又は親水性分子の層を提供するように構成された式５の部分含有試薬の部分は、反応性対部分Ｒｐｘに直接的に接続し得るか（即ちＬ’、ｍ＝０のとき）又は間接的に接続し得る。Ｔ細胞の培養及び増殖に好適な有機分子及び／又は親水性分子の層を提供するように構成された部分に反応性対部分Ｒｐｘが間接的に接続される場合、反応性対部分Ｒｐｘは、リンカーＬ’（ｍ＝１）に接続し得る。反応性対部分Ｒｐｘは、リンカーＬ’の第１の末端に接続し得、表面ファウリングを低減するように及び／又は細胞固着を防止若しくは低減するように構成された部分は、リンカーＬ’の第２の末端に接続し得る。リンカーＬ’は、線状部分を有し得、線状部分の骨格は、当技術分野で公知の化学結合制限に従ってケイ素、炭素、窒素、酸素、硫黄及びリンの原子の任意の組合せから選択される１から１００個の非水素原子を含む。限定されるものではないが、幾つかの例として、エーテル、アミノ、カルボニル、アミド又はホスホネートの基の任意の組合せがそれに介在し得る。加えて、リンカーＬ’は、リンカーＬ’の骨格に介在する１つ以上のアリーレン、ヘテロアリーレン又はヘテロ環式の基を有し得る。幾つかの実施形態では、リンカーＬ’の骨格は、１０から２０原子を含み得る。他の実施形態では、リンカーＬ’の骨格は、約５原子から約１００原子、約１０原子から約８０原子、約１０原子から約５０原子又は約１０原子から約４０原子を含み得る。幾つかの実施形態では、骨格原子は、全て炭素原子である。他の実施形態では、骨格原子は、全て炭素であるとは限らず、当技術分野で公知の化学結合制限に従ってケイ素、炭素、窒素、酸素、硫黄又はリンの原子の任意の可能な組合せを含み得る。
[00204] 部分含有試薬（式５）が表面改質リガンド（式３）を有する表面と反応する場合、式２の調整された表面を有する基板が形成される。この場合、リンカーＬ’及びリンカーＬ’’は、形式的にはリンカーＬの一部であり、反応性対部分Ｒｐｘと反応性部分Ｒｘとの反応は、式２のカップリング基ＣＧを生成する。
[00205] 表面改質試薬。
表面改質試薬は、構造ＬＧ－（Ｌ’’）ｊ－Ｒｘ（式４）を有する化合物である。結合基ＬＧは、基板の表面の酸化物に共有結合する。基板は、ＤＥＰ構成基板であり得、シリコン又はアルミナ又は酸化ハフニウムを含み得る。また、酸化物は、基板の天然化学構造の一部として存在し得るか又は本明細書で考察されるように導入し得る。結合基ＬＧは、シロキサン基又はホスホン酸基と基板の表面上の酸化物との反応によって形成されるシロキシ基又はホスホネートエステル基等の本明細書に記載の任意の結合基であり得る。反応性部分Ｒｘは、以上に記載される。反応性部分Ｒｘは、結合基ＬＧに直接的に（Ｌ’’、ｊ＝０）又はリンカーＬ’’（ｊ＝１）を介して間接的に接続し得る。結合基ＬＧは、リンカーＬ’’の第１の末端に付着し得、反応性部分Ｒｘは、表面改質試薬が式６のように表面に付着されると基板の表面から離れるリンカーＬ’’の第２の末端に接続し得る。
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[00206] リンカーＬ’’は、線状部分を有し得、線状部分の骨格は、ケイ素、炭素、窒素、酸素、硫黄及びリンの原子の任意の組合せから選択される１から１００個の非水素原子を含む。限定されるものではないが、幾つかの例として、エーテル、アミノ、カルボニル、アミド又はホスホネートの基の任意の組合せがそれに介在し得る。加えて、リンカーＬ’’は、リンカーＬ’’の骨格に介在する１つ以上のアリーレン、ヘテロアリーレン又はヘテロ環式の基を有し得る。幾つかの実施形態では、リンカーＬ’’の骨格は、１０から２０原子を含み得る。他の実施形態では、リンカーＬ’’の骨格は、約５原子から約１００原子、約１０原子から約８０原子、約１０原子から約５０原子又は約１０原子から約４０原子を含み得る。幾つかの実施形態では、骨格原子は、全て炭素原子である。他の実施形態では、骨格原子は、全て炭素であるとは限らず、当技術分野で公知の化学結合制限に従ってケイ素、炭素、窒素、酸素、硫黄又はリンの原子の任意の可能な組合せを含み得る。
[00207] 幾つかの実施形態では、コーティング材料（又は表面改質リガンド）は、化学気相堆積を用いてマイクロ流体デバイスの内面上に堆積される。化学気相堆積を介して、コーティング材料は、コーティング材料を含む分子がマイクロ流体デバイスの内面の分子に共有結合される密充填単層を達成し得る。望ましい充填密度を達成するために、例えばアルキル末端シロキサンを含む分子は、少なくとも１１０℃（例えば、少なくとも１２０℃、１３０℃、１４０℃、１５０℃、１６０℃等）の温度で少なくとも１５時間（例えば、少なくとも２０、２５、３０、３５、４０、４５時間又はそれを超える）の期間にわたり気相堆積され得る。かかる気相堆積は、典型的には、真空下且つ水和硫酸塩（例えば、ＭｇＳＯ４・７Ｈ２０）等の水源の存在下で実施される。典型的には、気相堆積の温度及び継続時間を増加させると、向上した疎水性コーティング材料特性が得られる。
[00208] 気相堆積プロセスは、任意選択的に、例えば、カバー１１０、マイクロ流体回路材料１１６及び／又は基板（例えば、ＤＥＰ構成基板の電極活性化基板２０６の内面２０８又はＥＷ構成基板の支持構造体１０４の誘電体層）のプレクリーニングによって改善され得る。例えば、かかるプレクリーニングは、溶媒浴、例えばアセトン浴、エタノール浴又はそれらの組合せを含み得る。溶媒浴は超音波処理を含み得る。代替的又は追加的に、かかるプレクリーニングは、各種不純物を除去し得ると同時に、酸化表面（例えば、本明細書に記載されるように共有結合修飾し得る表面の酸化物）を導入する酸素プラズマクリーナによるカバー１１０、マイクロ流体回路材料１１６及び／又は基板の処理を含み得る。酸素プラズマクリーナは、例えば、真空条件下１００Ｗで６０秒間にわたりで操作され得る。代替的に、酸素プラズマクリーナの代わりに、表面を酸化するために過酸化水素等の酸化剤を含む液相処理を使用し得る。例えば、酸素プラズマクリーナの代わりに、塩酸と過酸化水素との混合物又は硫酸と過酸化水素との混合物（例えば、約３：１から約７：１の範囲内の硫酸対過酸化水素比を有し得るピラニア溶液）を使用し得る。
[00209] 幾つかの実施形態では、気相堆積は、マイクロ流体デバイス２００をアセンブルしてマイクロ流体回路１２０を画定するエンクロージャ１０２を形成した後にマイクロ流体デバイス２００の内面をコーティングするために使用される。完全にアセンブルされたマイクロ流体回路１２０上に密充填単層を含むコーティング材料を堆積させることは、各種機能性の提供に有益であり得る。理論により限定することを意図するものではないが、完全にアセンブルされたマイクロ流体回路１２０上にかかるコーティング材料を堆積させることは、マイクロ流体回路材料１１６と電極活性化基板２０６／誘電体層及び／又はカバー１１０との間の結合の弱化によって引き起こされるデラミネーションの防止に有益であり得る。
[00210] 図５は、例示的なクラスのコーティング材料を含むマイクロ流体デバイス５００の断面図を表す。例示されるように、コーティング材料５２９（概略的に示される）は、基板５０４の内面５０８及びマイクロ流体デバイス５００のカバー５１０の内面５０９の両方に共有結合された密充填分子の単層を含み得る。コーティング材料５２９は、幾つかの実施形態において以上で考察したように、マイクロ流体デバイス５００内の回路要素及び／又は構造体を画定するために使用されるマイクロ流体回路材料（図示せず）の表面を含めて、マイクロ流体デバイス５００のエンクロージャ５０２に近接する内向きの全ての内面５０８、５０９上に配置され得る。代替的な実施形態では、コーティング材料５２９は、マイクロ流体デバイス５００の内面の１つのみ又は幾つかの上に配置され得る。
[00211] 図５に示される実施形態では、コーティング材料５２９は、アルキル末端シロキサン分子の単層を含み、各分子は、シロキシ基を介してマイクロ流体デバイス５００の内面５０８、５０９に共有結合される。しかし、以上で考察されるコーティング材料５２９のいずれも使用され得る（例えば、アルキル末端ホスホネートエステル分子）。より特定的には、アルキル基は、少なくとも１０個の炭素原子（例えば、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２２個又はそれを超える炭素原子）の直鎖を含み得、任意選択的に、置換アルキル基であり得る。以上で考察されるように、密充填分子の単層を含むコーティング材料５２９は、ＤＥＰ構成マイクロ流体デバイス５００の使用に有益な機能特性、例えば最小限の電荷トラッピング、低減された物理的／電気的厚さ及び実質的に均一な表面を有し得る。
[00212] 他の具体的な実施形態では、コーティング材料５２９は、そのエンクロージャ対向末端（即ち内面５０８、５０９に結合されておらず、且つエンクロージャ５０２に近接するコーティング材料５２９の単層の部分）にフルオロアルキル基（例えば、フッ素化アルキル基又は過フッ素化アルキル基）を含み得る。以上で考察されるように、コーティング材料５２９は、フルオロアルキル末端シロキサン又はフルオロアルキル末端ホスホネートエステルの単層を含み得、フルオロアルキル基は、コーティング材料５２９のエンクロージャ対向末端に存在する。かかるコーティング材料５２９は、非生物学的分子（例えば、基板のシリコン及び／又は酸化ケイ素）からＴ細胞を分離又は「遮蔽」することにより、向上したＴ細胞の培養及び増殖を提供することで機能利益を提供する。
[0001] 他の具体的な実施形態では、マイクロ流体デバイス５００の内面５０８、５０９をコーティングするために使用されるコーティング材料５２９は、アニオン性、カチオン性若しくは双性イオン性の部分又はそれらの任意の組合せを含み得る。理論により限定することを意図するものではないが、マイクロ流体回路５００のエンクロージャ５０２の内面にカチオン性部分、アニオン性部分及び／又は双性イオン性部分を呈することにより、コーティング材料５２９は、得られる水和水が核部と非生物学的分子（例えば、基板のシリコン及び／又は酸化ケイ素）との相互作用を回避する層（又は「シールド」）として作用するように水分子との強い水素結合を形成し得る。加えて、コーティング材料５２９がブロッキング剤と併用される実施形態では、コーティング材料５２９のアニオン、カチオン及び／又は双性イオンは、エンクロージャ５０２内の培地１８０（例えば、ブロッキング溶液）に存在するブロッキング剤（例えば、溶液中のタンパク質）の荷電部分とのイオン結合を形成し得る。
[0002] 更に他の具体的な実施形態では、コーティング材料は、そのエンクロージャ対向末端に親水性コーティング剤を含み得るか又はそれを呈するように化学修飾し得る。幾つかの実施形態では、コーティング剤は、ＰＥＧ等のアルキレンエーテル含有ポリマーであり得る。幾つかの実施形態では、コーティング剤は、デキストラン等の多糖であり得る。以上で考察される荷電部分（例えば、アニオン性、カチオン性及び双性イオン性の部分）のように、親水性コーティング剤は、得られる水和水が核部と非生物学的分子（例えば、基板のシリコン及び／又は酸化ケイ素）との相互作用を回避する層（又は「シールド」）として作用するように水分子との強い水素結合を形成し得る。
[00213] 富化方法。
本明細書に開示されるデバイスは、Ｔリンパ球を選別するために、及び例えばＴリンパ球、特に対象抗原に機能的に反応する活性化Ｔリンパ球が富化された集団を提供するために使用され得る。図１１は、かかる方法の１つ１１００のアウトラインを提供する。
[00214] ステップ１１１０では、対象から末梢血のサンプルが取得される。対象は、ヒトドナー又は幾つかの他のタイプの動物、例えば哺乳動物（例えば、マウス、ラット、モルモット、ウサギ、ヒツジ、ブタ、ウシ、ウマ、霊長動物等）、トリ、爬虫動物、両生動物等であり得る。対象は健常状態であり得るか、又は対象は障害に罹患した状態であり得る。例えば、ヒト対象では、障害は、細菌病原体、真菌病原体、寄生病原体、ウイルス病原体等の病原性生物が原因となり得る。代替的に、障害は、癌の形態をとり得る。非ヒト動物では、動物は、上記のいずれかに罹患した状態であり得（即ち病原体感染又は癌）、及び／又は動物は対応するヒト障害のモデルとなる障害を有し得る。
[00215] 末梢血サンプルは、末梢血単核細胞（ＰＢＭＣ）を得るために白血球搬出によって処理され得る。ＰＢＭＣは、後に使用するために洗浄及び凍結され得る。代替的に、ＰＢＭＣは、洗浄及び直後の更なる処理を受け得る。
[00216] ステップ１１２０では、ＰＢＭＣからＣＤ８＋Ｔリンパ球を分離し得る。ＰＢＭＣからＣＤ８＋Ｔリンパ球を分離するために多様な市販のキットを利用することができる。例としては、ビーズベースの精製キット、例えばEasySep（商標）ヒトＣＤ８＋Ｔ細胞富化キット（Stem Cell Technologies）及びEasySep（商標）ヒトナイーブＣＤ８＋Ｔ細胞富化キット（Stem Cell Technologies）が挙げられる。全てのＣＤ８＋Ｔ細胞が所望のものであるか又はナイーブＣＤ８＋Ｔ細胞等の特定のサブ集団のみであるかに依存して、様々なキットを選択し得る。幾つかの実施形態では、ナイーブＣＤ８＋Ｔ細胞は、ステップ１１３０（抗原特異的活性化）の良好な出発材料を提供し得る。
[00217] ビーズベースの精製の代わりとして、ＦＡＣＳ細胞選別を用いてＣＤ８＋Ｔ細胞及び任意選択的にＣＤ８＋ナイーブＴ細胞を取得し得る。例えば、ＦＡＣＳ選別のために蛍光標識抗ＣＤ８抗体を使用し得る。当業者であれば分かるように、多様な抗体及び抗体の組合せを用いて所望のＣＤ８＋Ｔ細胞集団を取得し得る。例えば、抗ＣＤ４５ＲＯ（ネガティブ選択用）抗体と抗ＣＣＲ７抗体（ポジティブ選択用）抗体との組合せを用いてＣＤ８＋ナイーブＴ細胞集団を分離し得る。加えて、抗ＣＤ４５ＲＡ及び／又は抗ＣＤ６２Ｌ抗体を使用し得る。以上に挙げたのと同一の抗体を用いるが、異なって用いて（例えば、ポジティブ選択のために抗ＣＤ４５ＲＯ、ネガティブ選択のために抗ＣＤ４５ＲＡ、ポジティブ選択のために抗ＣＣＲ７等を用いて）、ＣＤ８＋ナイーブＴ細胞の代わりにセントラルメモリＴ細胞（ＴＣＭ）を精製し得る。
[00218] ステップ１１３０では、ＣＤ８＋Ｔ細胞サンプルと既知の抗原とを接触させて抗原特異的活性化を刺激する。既知の抗原は、人工抗原提示細胞（ａＡＰＣ）の一部であり得る。ａＡＰＣは、抗原ペプチドに結合されるＭＨＣクラスＩ分子を呈するように設計され得る。ＭＨＣクラスＩ分子は、米国特許第５，６３５，３６３号（その全内容が参照により本明細書に援用される）に記載されるようにテトラマーとして結合され得る。ａＡＰＣは、例えば、ＰＣＴ出願の国際公開第２０１３／０８６５００号（２０１３年６月１３日公開）、国際公開第２０１４／１６０１３２号（２０１４年１０月２日公開）及び国際公開第２０１６／０４４５３０号（２０１６年３月２４日公開）（それらの全内容が参照により本明細書に援用される）に記載されている。接触されるＣＤ８＋Ｔ細胞の数は、約１×１０５から約１×１０７（例えば、約５×１０５から約５×１０６又は約１×１０６）であり得る。ａＡＰＣ：ＣＤ８＋Ｔ細胞の比は、さまざまであり得る。例えば、比は、５：１、４：１、３：１、２：１、１：１、１：２、１：３、１：４又は１：５であり得る。
[00219] インキュベーションは、例えば、マイクロタイタープレートのウェル内で実施され得る。インキュベーションの長さは、少なくとも約１２時間（例えば、約１２時間、約２４時間、約３６時間、約４８時間、約６０、時間、約７２時間、約８４時間、約９６時間、約１０８、時間、約１２０時間又は上記の値の２つによって画定される任意の範囲）であり得る。インキュベーションは、Ｔ細胞培養培地中で実施され得、その例は、当技術分野で広く知られる。例えば、Ho et al. (2006), J. Immunological Methods 310:40-52及び２０１７年３月１６日出願の国際出願第ＰＣＴ／米国特許出願公開第１７／２２８４６号を参照されたく、細胞培養培地にＣＤ２８アゴニスト（例えば、２マイクログラム／ｍＬの抗ＣＤ２８アゴニスト抗体）を追加し得るか、又はＣＤ２８アゴニストをａＡＰＣに結合し得る。培養は、標準条件下（例えば、５％ＣＯ２下３７℃）に維持され得る。
[00220] ａＡＰＣを使用する代わりとして、対象抗原を含有する抗原ペプチドでパルスされたＤＣを使用し得る。ＤＣの使用は、例えば、２０１７年３月１６日出願の国際出願第ＰＣＴ／米国特許出願公開第１７／２２８４６号に記載されている。
[00221] 多様な抗原ペプチドが当技術分野で公知である。例としては、Ｍｅｌａｎ－ＡのＭ２７Ｌペプチド（以上のHo et al. (2006)を参照されたい）、ウィルムス腫瘍タンパク質のＷＴ１１２６ペプチド（Ho et al. (2006)にも記載されている）及びＮＹ－ＥＳＯ－１（Pollack et al.(2014), J. Immunother Cancer 2:36）が挙げられる。ペプチドの選択は、ａＡＰＣ上又はＤＣ中に存在するＭＨＣクラスＩ分子のタイプに依存し得る。
[00222] ステップ１１４０では、ステップ１１３０で活性化剤に接触させたＣＤ８＋Ｔリンパ球のサンプルは、幾つかの大きくなった抗原特異的な活性化Ｔ細胞を含むと予想される。かかるＴ細胞は、活性化Ｔ細胞と休止／ナイーブＴ細胞とを分離するように構成されたポストアレイを有するマイクロ流体デバイスにサンプルを通して流動させることによって選択的に富化され得る。マイクロ流体デバイス（及びそれに含まれるポストアレイ）は、本明細書の種々の実施形態に記載される通りであり得る。そのため、マイクロ流体デバイスは、図７Ａのマイクロ流体デバイス７００に概略的に示される構成を有し得る。ポストアレイは、例えば、傾斜角ε＝１／１２ラジアン、同一列のポスト間ギャップ２５ミクロン及び約５０ミクロンの直径を有する三角形状ポストを用いて約６ミクロンの予測臨界サイズ（Ｄｃ）を有し得る。代替的に、マイクロ流体デバイスは、図７Ｂのマイクロ流体デバイス７１５に概略的に示される構成を有し得る。ポストアレイは、傾斜角ε＝１／１２ラジアン、同一列のポスト間ギャップ２５ミクロン及び約５０ミクロンの直径を有する三角形状ポストを用いて、約６ミクロンの予測臨界サイズ（Ｄｃ）を有し得、マイクロ流体デバイスはＤＥＰ構成を含む。
[00223] サンプルを、マイクロ流体デバイスを通して流動させる前に、バブルを排除するためにデバイスを通して緩衝液を迅速に（例えば、１０～１００マイクロリットル／ｓｅｃで）流動させることが可能である。次いで、約１．０～約１０マイクロリットル／ｓｅｃのレートで又は約１０ｐｓｉ～約３０ｐｓｉ（例えば、約２０ｐｓｉ）の圧力を用いて、ステップ１１４０からの接触／活性化されたＴ細胞サンプルを、マイクロ流体デバイスのポストアレイを通して流動させることが可能である。
[00224] ステップ１１４０前に、抗原に特異的に結合する個別Ｔ細胞を同定するために、ステップ１１３０から得られるインキュベートされたサンプルを標識し得る。例えば、抗原特異的Ｔリンパ球の標識化及び同定を促進するために、ステップ１１３０からのサンプルと、抗原ペプチドに（必要に応じて）結合された蛍光標識可溶性ＭＨＣクラスＩテトラマーとを接触させることが可能である。かかる標識化及び同定を用いて、図７Ｂのデバイス７１５等のマイクロ流体デバイス上の隔離ペン７２５内に移動させる個別Ｔリンパ球の選択及び後続のクローニングを行うことが可能である。代替的に、隔離ペン７２５内で個別Ｔリンパ球のクローニングを行った後、蛍光標識可溶性ＭＨＣクラスＩテトラマーに結合された抗原ペプチド（必要に応じて）をマイクロ流体デバイス７１５の選別チャネル７２０に流入させて隔離ペン７２５内に拡散させ、そこで抗原特異的Ｔリンパ球クローンの標識化及び同定を行うことが可能である。以下で考察されるように、かかる標識化及び同定を用いて搬出及び後続の分析に供するＴリンパ球クローンを選択し得る。
[00225] ステップ１１５０では、活性化ＣＤ８＋Ｔリンパ球の富化サンプルは、任意選択的に、マイクロ流体デバイス内で増殖され得る。例えば、サンプルがマイクロ流体デバイスのポストアレイを通して通過した後、デバイスを通る流体フローを停止することができる。マイクロ流体デバイスが図７Ｂのマイクロ流体デバイス７１５に示されるような隔離ペンを含む限り、個別Ｔリンパ球を選択して対応する隔離ペンに移動さることが可能であり、且つ分離されたＴリンパ球をクローン細胞集団に成長させることが可能である。このようにしてマイクロ流体デバイス内で活性化Ｔリンパ球のクローニングを行うことについては、例えば、以上で参照される２０１７年３月１６日出願の国際出願第ＰＣＴ／米国特許出願公開第１７／２２８４６号に記載されている。
[00226] ステップ１１６０では、活性化剤との接触によって活性化されたＴ細胞は、マイクロ流体デバイスから搬出され得る。図７Ａのマイクロ流体デバイス７００等のデバイスでは、かかる搬出は、選別の直後に行われ、活性化Ｔ細胞は選別流出口７０８から収集される。図７Ｂのマイクロ流体デバイス７１５等のデバイスでは、隔離ペン７２５内で増殖に成功したＴ細胞クローンは、チャネル７２０（例えば、第２のチャネル）に戻るように移動させ、流体フローを用いて流出口７０８／７１０を介して搬出され得る。ペンからの活性化Ｔ細胞クローンの移動は、例えば、ＯＥＰ等の光学作動可能なＤＥＰ力を用いて達成され得る。
[00227] マイクロ流体デバイスの正確な構成及び搬出のタイミングにかかわらず、活性化Ｔ細胞を収集して、任意選択的にオフチップで更に増殖させたり又は各種アッセイで試験したりすることが可能である。例えば、選択されたＴ細胞は、ＴＣＲシーケンシング処理を行って抗原特異的ＴＣＲを同定し得る。代替的に、マイクロ流体デバイス７００の流出口から収集される活性化ＣＤ８＋Ｔリンパ球の富化サンプルは、急速増殖プロトコル（ＲＥＰ）を用いて増殖させてから、黒色腫に罹患している患者に導入され得る。ＲＥＰは、当技術分野で公知である。例えば、以上で参照されるHo et al. (2006)を参照されたい。
実施例
実施例１：マイクロ流体デバイスにおける活性化ヒトＴリンパ球及び休止ヒトＴリンパ球のポストアレイベースの分離
[00228] 末梢血から分離されたＣＤ３＋ヒトＴリンパ球は、抗ＣＤ３／抗ＣＤ２８磁気ビーズ（DYNABEADS（商標）、Thermo Fisher Scientific, Inc.）と１ビーズ／１細胞の比で混合することによって活性化させた。混合物を３７℃の５％ＣＯ２インキュベーターで５時間インキュベートした。インキュベーション後、活性化Ｔ細胞／ビーズ混合物を再懸濁させ、CellTracker（商標）蛍光標識（Thermo Fisher Scientific、Inc.）で標識した。次いで、約９ミクロンの予測臨界サイズ（Ｄｃ）のポストアレイを有するマイクロ流体デバイスに標識Ｔ細胞を通して約０．１マイクロリットル／秒の流量で流動させた。ポストアレイは、同一列のポスト間ギャップ３０ミクロンで傾斜角ε＝１／１５ラジアンを特徴とした。ポストは、約５０ミクロンの直径を有する円形状を有していた。
[00229] 標識Ｔ細胞は、ポストアレイを貫流するときに撮像を行った。図８に示されるように、「より大きい」サイズを有する活性化Ｔ細胞は、アレイの「選別方向」に（即ちポストの行によって画定される軸に略沿って）ポストアレイを通して通過する一方、「より小さい」サイズを有する活性化Ｔ細胞は、アレイを貫流する流体フローの略方向に（即ちポストアレイを含有するマイクロ流体デバイスの領域によって画定される流路の方向に略沿って）ポストアレイを通して通過した。休止Ｔ細胞も、アレイを通した略流体フローの方向にポストアレイを通して通過した。
[00230] この実験から、Ｔリンパ球は、様々なサイズを有し、適切に構成されたポストアレイを通して流動させることにより、かかるサイズ差に基づいて選別され得ることが実証される。
実施例２：マイクロ流体デバイスにおける活性化Ｔリンパ球と休止Ｔリンパ球との混合集団の処理後の活性化ヒトＴリンパ球の富化
[00231] 実施例１に一般的に記載されるように、末梢血から分離されたＣＤ３＋ヒトＴリンパ球は、抗ＣＤ３／抗ＣＤ２８磁気ビーズ（DYNABEADS（商標）、Thermo Fisher Scientific, Inc.）と１ビーズ／１細胞の比で混合することによって活性化させた。インキュベーション後、活性化Ｔリンパ球集団を再懸濁させ、赤色蛍光標識を有するCellTracker（商標）試薬（Thermo Fisher Scientific、Inc.）で標識した。同時に、末梢血から分離されたＣＤ３＋Ｔリンパ球の非活性集団（即ち「休止」集団）を、緑色蛍光標識を有するCellTracker（商標）試薬で標識した。次いで、活性化Ｔリンパ球集団と休止Ｔリンパ球集団とを混合して、活性化集団に由来する約５％のＴリンパ球を有する約１．２×１０６細胞／ｍＬの密度のＴリンパ球混合物を生成した。
[00232] 図７Ａのマイクロ流体デバイス７００に一般的に示されるような構成を有し、２つの流入口７０２／７０４と、デバイスの流路の第１の領域に位置するポストアレイ７０６と、２つの流出口７０８／７１０とを備えたマイクロ流体デバイスに４００マイクロリットルのＴリンパ球混合物を通して流動させた。緩衝液（ＤＰＢＳ、５ｍＭ ＥＤＴＡ、１０ｍＭ Ｈｅｐｅｓ、２％ＦＢＳ）を第２の流入口７０４に流入させながら、Ｔリンパ球混合物をサンプル流入口７０２に流入させた。２８ｐｓｉの圧力で加圧リザーバーによってリンパ球混合物を提供しながら、且つ３０ｐｓｉの圧力で加圧リザーバーによって緩衝液を提供しながら、リンパ球混合物及び緩衝液を、マイクロ流体デバイスを通して共流動させた。ポストアレイは、傾斜角ε＝１／１２ラジアン、同一列のポスト間ギャップ１７．５ミクロン及び約７０ミクロンの直径を有する菱形状ポストを用いて約５ミクロンの予測臨界サイズ（Ｄｃ）を有した。処理細胞サンプルを収集流出口７０８（「選別サンプル」）及び廃棄流出口７１０（「廃棄サンプル」）の両方から収集した。
[00233] 出発Ｔリンパ球混合物の一部並びに選別サンプル及び廃棄サンプルのそれぞれをBD FACSAria（商標）セルソーター（Becton Dickinson）で分析した。図９Ａに示されるように、出発Ｔリンパ球混合物の前方散乱分析では、２つのメインピーク、即ちより小さい休止Ｔリンパ球を表す１つのメインピーク及びより大きい活性化Ｔリンパ球を表す第２のピークが同定された。CellTracker（商標）緑色標識／CellTracker（商標）赤色標識に基づくサンプル分析でも２つの主要なタイプの細胞が同定された（図９Ｂ～９Ｄ）。予想通り、出発Ｔリンパ球混合物（図９Ｂ）では、細胞の９３．５％は、休止Ｔリンパ球集団に由来するものと同定され（即ち緑色＋＋／赤色－）、細胞の４．９％は、活性化Ｔリンパ球集団に由来するものと同定された（即ち緑色－／赤色＋＋）。廃棄サンプルは、出発Ｔリンパ球サンプルに類似していたが、活性化Ｔリンパ球集団の細胞がいくらか枯渇し（図９Ｃ）、細胞の９７．１％は、休止Ｔリンパ球集団に由来するものと同定され、細胞の１．５４％は、活性化Ｔリンパ球集団に由来するものと同定された。これとは対照的に、選別集団（図９Ｄ）では、細胞の１．０６％は、休止Ｔリンパ球集団に由来するものと同定され、細胞の９７．９％は、活性化Ｔリンパ球集団に由来するものと同定された。５９％の収率及び９１４％の富化率に対応して、選別サンプル中の合計８７３８細胞は、活性化Ｔリンパ球集団に由来するものと同定された。この実施例では、富化率は、（Ｎ＋ ｏｕｔ／Ｎ－ ｏｕｔ）／（Ｎ＋ ｉｎ／Ｎ－ ｉｎ）として計算し、式中、Ｎ＋ ｏｕｔは、選別サンプルで検出された活性化Ｔリンパ球の数であり、Ｎ－ ｏｕｔは、選別サンプルで検出された休止Ｔリンパ球の数であり、Ｎ＋ ｉｎは、出発混合物で検出された活性化Ｔリンパ球の数であり、且つＮ－ ｉｎは、出発混合物で検出された休止リンパ球の数である。
[00234] この実験から、開示されたマイクロ流体デバイスは、活性化Ｔリンパ球の実質的に富化された細胞集団を生成するように活性化Ｔリンパ球と休止Ｔリンパ球との混合物を処理できることが実証される。こうした結果を生成するために使用される約６ミクロンの臨界直径Ｄｃを有するポストアレイの多くの変形形態を作製することができ、以上に実質的に示されたように、かかる変形形態のいずれも活性化Ｔリンパ球の富化サンプルを生成するものと予想されるであろう。
実施例３：バイパスチャネルと、隔離ペンを特徴とする選別チャネルとを有するマイクロ流体デバイスにおける活性化ヒトＴリンパ球の富化
[00235] 実施例１に一般的に記載されるように、末梢血から分離されたＣＤ３＋ヒトＴリンパ球は、抗ＣＤ３／抗ＣＤ２８磁気ビーズ（DYNABEADS（商標）、Thermo Fisher Scientific, Inc.）と１ビーズ／１細胞の比で混合することによって活性化させた。インキュベーション後、活性化Ｔリンパ球集団を再懸濁させ、赤色蛍光標識を有するCellTracker（商標）試薬（Thermo Fisher Scientific、Inc.）で標識した。同時に、末梢血から分離されたＣＤ３＋Ｔリンパ球の非活性集団（即ち「休止」集団）を、緑色蛍光標識を有するCellTracker（商標）試薬で標識した。次いで、活性化Ｔリンパ球集団と休止Ｔリンパ球集団とを混合して、活性化集団に由来する約５０％のＴリンパ球を有する約１．０×１０６細胞／ｍＬの密度のＴリンパ球混合物を生成した。
[00236] 図７Ｂのマイクロ流体デバイス７１５に一般的に示される構成を有し、単一の流入口７０２と、デバイスのメインチャネルの第１の領域に位置するポストアレイ７０６と、バイパスチャネルとして機能する第１のチャネル７３０と、選別チャネル７２０として機能する第２のチャネル７２０と、第１のチャネル７３０及び第２のチャネル７２０が後に連結一体化される位置の直接下流に位置する単一の流出口７０８／７１０とを備えたマイクロ流体デバイスにＴリンパ球混合物を通して流動させた。複数の隔離ペン７２５（図１０参照）が第２のチャネルに開口する接続領域を有していた。Ｔリンパ球混合物をサンプル流入口７０２に流入させ、約１．０マイクロリットル／秒のレートでポストアレイ７０６を通して流動させた。ポストアレイは、傾斜角ε＝１／１２ラジアン、同一列のポスト間ギャップ２５ミクロン及び約５０ミクロンの直径を有する三角形状ポスト（この場合、５０ミクロンの高さ及び５０ミクロンの底辺で画定される）を用いて、約６ミクロンの予測臨界サイズ（Ｄｃ）を有した。
[00237] Ｔリンパ球混合物を、ポストアレイ７０６を通して流動させた後、流量をゼロに低下させ、図１０に示されるようなマイクロ流体チップの画像を取得した。画像の分析から、第２のチャネル７２０の活性化Ｔリンパ球（赤色染色）の密度は、約４．１×１０６細胞／ｍＬ±２．６％であることが示された。出発混合物は、約５×１０５細胞／ｍＬの活性化Ｔリンパ球密度を有していたため、これから約８倍の富化率が示された。この実施例では、富化率をＰ＋ ｏｕｔ／Ｐ＋ ｉｎとして計算した。式中、Ｐ＋ ｏｕｔは、第２のチャネルで検出された活性化Ｔリンパ球の濃度であり、Ｐ＋ ｉｎは、出発混合物で検出された活性化Ｔリンパ球の濃度である。
実施例４：マイクロ流体デバイスにおける富化に続くヒトＴリンパ球の抗原特異的活性化
[00238] ステップ１：末梢血のサンプルを健常ヒトドナーから取得し、末梢血単核細胞（ＰＢＭＣ）を白血球搬出によってサンプルから採取する。ＰＢＭＣは、後に使用するために洗浄及び凍結され得るか又は直ちに処理され得る。
[00239] ステップ２：EasySep（商標）ヒトＣＤ８＋Ｔ細胞富化キット（Stem Cell Technologies）を用いてＣＤ８＋Ｔリンパ球をＰＢＭＣから分離する。
[00240] ステップ３：Ｍｅｌａｎ－ＡのＭ２７Ｌペプチドに結合されたＭＨＣクラスＩテトラマーを呈する人工抗原提示細胞（ａＡＰＣ）と１Ｔ細胞：１ａＡＰＣの比で接触させることにより、５×１０６細胞／ｍＬのＣＤ８＋Ｔリンパ球を抗原特異的に活性化させた。ａＡＰＣは、例えば、ＰＣＴ出願の国際公開第２０１３／０８６５００号（２０１３年６月１３日公開）、国際公開第２０１４／１６０１３２号（２０１４年１０月２日公開）及び国際公開第２０１６／０４４５３０号（２０１６年３月２４日公開）（それらの全内容が参照により本明細書に援用される）に記載されている。ＭＨＣクラスＩ分子のテトラマーは、米国特許第５，６３５，３６３号（その全内容が参照により本明細書に援用される）に記載されている。黒色腫に関連する腫瘍抗原Ｍ２７Ｌペプチドは、例えば、Ho et al. (2006), Journal of Immunological Methods 310:40-52（その全内容が参照により本明細書に援用される）に記載されている。
[00241] ＣＤ８＋Ｔリンパ球の接触は、２μｇ／ｍＬの可溶性機能グレード抗ＣＤ２８抗体（クローン１５Ｅ８、Miltenyi130-093-375）を含有するＴ細胞培養培地で実施される。各種Ｔ細胞培養培地は、当技術分野で公知である。例えば、以上で参照されるHo et al. (2006)及び２０１７年３月１６日出願の国際出願第ＰＣＴ／米国特許出願公開第１７／２２８４６号を参照されたい。接触ステップは、３から４日間の期間にわたり３７℃の５％ＣＯ２インキュベーター内の９６ウェルプレート中においてオフチップで行われる。
[00242] ステップ４：活性化されたＣＤ８＋Ｔリンパ球は、大きくなっていると予想されるため、図７Ａのマイクロ流体デバイス７００に一般的に示される構成を有するマイクロ流体デバイスにステップ３のインキュベーションの終了時に得られたサンプルを流動させることによって選択的に富化される。ポストアレイは、傾斜角ε＝１／１２ラジアン、同一列のポスト間ギャップ２５ミクロン及び約５０ミクロンの直径を有する三角形状ポストを用いて、約６ミクロンの予測臨界サイズ（Ｄｃ）を有する（上記の実施例３に記載の通り）。ステップ３のインキュベートされたサンプルをマイクロ流体デバイスのポストアレイに約１．０から約１０マイクロリットル／ｓｅｃのレートで流動させる。
[00243] ステップ５：活性化ＣＤ８＋Ｔリンパ球の富化サンプルは、マイクロ流体デバイスの流出口から収集される。その時点で、ＣＤ８＋Ｔリンパ球は、オフチップで更に増殖され得るか又は各種免疫学的アッセイで試験され得る。
[00244] 上記の方法に組み込まれ得る変形形態は、以下を含む
[00245] ステップ１では、末梢血は、黒色腫又はステップ３で使用される抗原ペプチドに依存して、異なる対応する癌に罹患しているヒトドナーから取得され得る。
[00246] ステップ２では、ＣＤ８＋ナイーブＴリンパ球は、EasySep（商標）ヒトナイーブＣＤ８＋Ｔ細胞富化キット（Stem Cell Technologies）を用いてＰＢＭＣから分離され得る。
[00247] ステップ２では、ＣＤ８＋ナイーブＴリンパ球は、ＦＡＣＳ及び抗ＣＤ４５ＲＯ抗体（ネガティブ選択用）と抗ＣＣＲ７抗体（ポジティブ選択用）との組合せを用いてＰＢＭＣから分離され得る。ＣＤ８＋ナイーブＴリンパ球のポジティブ選択に使用され得る追加の抗体としては、抗ＣＤ４５ＲＡ及び／又は抗ＣＤ６２Ｌ抗体が挙げられる。
[00248] ステップ２では、ＣＤ８＋Ｔリンパ球は、ＦＡＣＳ及び抗ＣＤ８抗体を用いてＰＢＭＣから分離され得る。
[00249] ステップ３では、ａＡＰＣは、広範にわたる白血病、リンパ腫及び固形腫瘍で広く発現されるウィルムス腫瘍タンパク質のＷＴ１１２６ペプチドに結合されたＭＨＣクラスＩテトラマーを呈する。ステップ３でのＷＴ１１２６ペプチドの使用は、ステップ１での任意のウィルムス腫瘍関連癌に罹患しているヒトドナーからの末梢血の取得と組み合わされ得る。
[00250] ステップ３では、抗ＣＤ２８抗体は、それを培地中に提供する代わりにａＡＰＣにコンジュゲートすることが可能である。
[00251] ステップ３では、ａＡＰＣは、Ｍｅｌａｎ－ＡのＭ２７Ｌペプチド、ウィルムス腫瘍タンパク質のＷＴ１１２６ペプチド又は幾つかの他の腫瘍関連ペプチドであり得る抗原性腫瘍関連ペプチドでパルスされた樹状細胞（ＤＣ）と交換され得る。かかるＤＣの調製方法及びＣＤ８＋Ｔリンパ球を刺激するそれらの使用は、当技術分野で公知である。例えば、両方とも以上で参照されるHo et al. (2006)及び２０１７年３月１６日出願の国際出願第ＰＣＴ／米国特許出願公開第１７／２２８４６号を参照されたい。
[00252] ステップ４では、図７Ｂのマイクロ流体デバイス７１５に一般的に示される構成を有するマイクロ流体デバイスのポストアレイを通して、ステップ３のインキュベーション後に得られたサンプルを流動させる。ポストアレイは、傾斜角ε＝１／１２ラジアン、同一列のポスト間ギャップ２５ミクロン及び約５０ミクロンの直径を有する三角形状ポストを用いて、約６ミクロンの予測臨界サイズ（Ｄｃ）を有し（上記の実施例３に記載の通り）、マイクロ流体デバイスは、ＤＥＰ構成を含む。ステップ３のインキュベートされたサンプルは、選別チャネル７２０に選別Ｔリンパ球が充填されるまで、ポストアレイを通して約０．１マイクロリットル／秒のレートで流動させ、その時点でフローを停止させる。個別Ｔリンパ球を選択して対応する隔離ペン７２５に移動させ、分離されたＴリンパ球をクローン細胞集団に成長させる。このようにしてマイクロ流体デバイス内で活性化Ｔリンパ球のクローニングを行うことについては、例えば、以上で参照される２０１７年３月１６日出願の国際出願第ＰＣＴ／米国特許出願公開第１７／２２８４６号に記載されている。クローニング後、抗原特異的ＴＣＲを同定するためのＴＣＲシーケンシングを含み得る後続の分析に供するため、選択されたＴ細胞クローンの１つ以上の細胞をマイクロ流体デバイスから搬出することができる。
[00253] ステップ４の直前、ステップ３のインキュベートされたサンプルは、マイクロ流体デバイス７１５の選別チャネル７２０における抗原特異的Ｔリンパ球の標識化及び同定を促進するために、Ｍｅｌａｎ－ＡのＭ２７Ｌペプチド（又は必要に応じて他の抗原ペプチド）に結合された蛍光標識可溶性ＭＨＣクラスＩテトラマーに接触させることが可能である。かかる標識化及び同定は、隔離ペン７２５への移動及び後続のクローニングに供する個別Ｔリンパ球を選択するために使用され得る。
[00254] 代替的に、隔離ペン７２５内で個別Ｔリンパ球のクローニングを行った後、Ｍｅｌａｎ－ＡのＭ２７Ｌペプチド（又は必要に応じて他の抗原ペプチド）に結合された蛍光標識可溶性ＭＨＣクラスＩテトラマーをマイクロ流体デバイス７１５の選別チャネル７２０に流入させて隔離ペン７２５内に拡散させ、そこで抗原特異的Ｔリンパ球クローンの標識化及び同定を行うことが可能である。以上で考察されるように、かかる標識化及び同定を用いて搬出及び後続の分析に供するＴリンパ球クローンを選択し得る。
[00255] ステップ５では、マイクロ流体デバイス７００の流出口から収集される活性化ＣＤ８＋Ｔリンパ球の富化サンプルは、黒色腫に罹患している患者を治療するために使用され得る。この変形形態は、黒色腫に罹患している対象が末梢血ドナーであるステップ１の変形形態で実施され得る。末梢血ドナーである対象は、活性化ＣＤ８＋Ｔリンパ球の富化サンプルで治療される患者でもあり得る。任意選択的に、マイクロ流体デバイス７００の流出口から収集される活性化ＣＤ８＋Ｔリンパ球の富化サンプルは、急速増殖プロトコル（ＲＥＰ）を用いて増殖させてから、黒色腫に罹患している患者に導入され得る。ＲＥＰは、当技術分野で公知である。例えば、以上で参照されるHo et al.(2006)を参照されたい。
実施形態のリスト
[00256] 実施形態１。マイクロ流体デバイスを用いて、活性化Ｔリンパ球が富化されたサンプルを作製する方法であって、マイクロ流体デバイスは、ポストの第１のアレイを含む第１の領域を有する流路を含み、方法は、活性化Ｔリンパ球と休止Ｔリンパ球との混合物を含む流体サンプルを、マイクロ流体デバイスの流路の第１の領域を通して流動させることを含み、流路の第１の領域の流体フローの方向は、第１の方向を画定し、第１のアレイのポストは、行及び列において配置され、第１のアレイのポストの行は、第１の領域の第１の方向と傾斜角（ε）だけ異なる第１のアレイ方向を画定し、及び第１のアレイのポストの列は、１／εに等しい周期性で周期的に繰り返し、εは、ラジアン単位で測定され、第１のアレイのそれぞれの各列の隣接ポストは、流体サンプルの流体が列に対して略横方向に貫流することができるギャップによって分離され、ギャップの大部分は、第１のアレイの主要なギャップサイズに対応する特性サイズを有し、及び第１のアレイは、約４ミクロンから約１０ミクロンの臨界サイズ（Ｄｃ）によって特徴付けられる、方法。
[00257] 実施形態２。流路の第１の領域は、幅を有するメインチャネルによって画定され、ポストの第１のアレイは、メインチャネルの幅全体にわたって延在する、実施形態１に記載の方法。
[00258] 実施形態３。第１のアレイは、約４ミクロンから約５ミクロン、約４．５ミクロンから約５．５ミクロン、約５ミクロンから約６ミクロン、約５．５ミクロンから約６．５ミクロン、約６ミクロンから約７ミクロン、約６．５ミクロンから約７．５ミクロン、約７ミクロンから約８ミクロン、約７．５ミクロンから約８．５ミクロン、約８ミクロンから約９ミクロン、約８．５ミクロンから約９．５ミクロン、約９ミクロンから約１０ミクロン又は上記の端点の２つによって画定される任意の範囲のＤｃによって特徴付けられる、実施形態１又は２に記載の方法。
[00259] 実施形態４。第１のアレイは、約４ミクロンから約７ミクロンのＤｃによって特徴付けられる、実施形態１又は２に記載の方法。
[00260] 実施形態５。第１のアレイは、約７ミクロンから約１０ミクロンのＤｃによって特徴付けられる、実施形態１又は２に記載の方法。
[00261] 実施形態６。第１のアレイは、約１／３ラジアンから約１／１００ラジアンの傾斜角εを有する、実施形態１又は５に記載の方法。
[00262] 実施形態７。第１のアレイは、約１／５ラジアンから約１／３０ラジアンの傾斜角εを有する、実施形態１から５のいずれか１つに記載の方法。
[00263] 実施形態８。第１のアレイは、約１／１０ラジアンから約１／１６ラジアンの傾斜角εを有する、実施形態１から５のいずれか１つに記載の方法。
[00264] 実施形態９。第１のアレイの主要なギャップサイズは、約１５ミクロンから約２５ミクロンである、実施形態１から８のいずれか１つに記載の方法。
[00265] 実施形態１０。第１のアレイの主要なギャップサイズは、約２５ミクロンから約４０ミクロンである、実施形態１から８のいずれか１つに記載の方法。
[00266] 実施形態１１。第１のアレイのポストは、約３０ミクロンから約１００ミクロン（例えば、約４０ミクロンから約８５ミクロン又は約５０ミクロンから約７０ミクロン）の直径を有する、実施形態１から１０のいずれか１つに記載の方法。
[00267] 実施形態１２。第１のアレイのポストは、主要なギャップサイズよりも大きい（例えば、１．５から５倍）の直径を有する、実施形態１０又は１１に記載の方法。
[00268] 実施形態１３。第１のアレイのポストは、主要なギャップサイズの２から４倍の直径を有する、実施形態１０又は１１に記載の方法。
[00269] 実施形態１４。第１のアレイの列は、第１の領域の第１の方向に対して横方向に配置される、実施形態１から１３のいずれか１つに記載の方法。
[00270] 実施形態１５。第１のアレイのポストは、丸形状（例えば、円形状又は楕円形状）の断面を有する、実施形態１から１４のいずれか１つに記載の方法。
[00271] 実施形態１６。第１のアレイのポストは、多角形状（例えば、三角形状、正方形状、偏菱形状又は平行四辺形状）の断面を有する、実施形態１から１４のいずれか１つに記載の方法。
[00272] 実施形態１７。第１のアレイのポストの全ては、同一の配向を有し、配向は、ポストの断面形状の対称軸が、第１の方向によって画定される軸に平行でないようなものである、実施形態１５又は１６に記載の方法。
[00273] 実施形態１８。第１のアレイのポストは、シリコーンポリマーを含む、実施形態１から１７のいずれか１つに記載の方法。
[00274] 実施形態１９。流路の第１の領域は、第１の方向を共同で画定する第１の側壁及び第２の側壁を含み、第１又は第２の側壁のいずれかに最も近接する同一列の隣接ポスト間のギャップサイズが主要なギャップサイズから逸脱し得ることを例外として、第１のアレイの列の隣接ポスト間の全てのギャップは、第１のアレイの主要なギャップサイズに等しく、第１のアレイのポスト間のギャップサイズの逸脱は、それがなければ第１及び第２の側壁によって引き起こされる、第１のアレイを通した流体サンプルのフローの境界不規則性を低減する、実施形態１から１８のいずれか１つに記載の方法。
[00275] 実施形態２０。マイクロ流体デバイスの流路は、流体サンプルがマイクロ流体デバイスの第１の領域を通して通過した後に流体サンプルを受容するように構成される第２の領域を含み、第２の領域は、第２の領域を、流体サンプルの第１の部分を受容する第１のチャネルと、流体サンプルの第２の部分を受容する第２のチャネルとに分離する仕切りを有し、第２の領域の仕切りは、流体サンプルの第２の部分において、Ｄｃよりも大きい直径を有するＴリンパ球が流体サンプルに対して富化されるように位置決めされる、実施形態１から１９のいずれか１つに記載の方法。
[00276] 実施形態２１。Ｄｃ未満の直径を有するＴリンパ球は、流体サンプルの第１の部分に主に位置する、実施形態２０に記載の方法。
[00277] 実施形態２２。流体サンプルの第１の部分は、流体サンプルの少なくとも５０％（例えば、少なくとも５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％又はそれを超える）を含む、実施形態２０又は２１に記載の方法。
[00278] 実施形態２３。流体サンプルの第１の部分は、流体サンプルの約８５％から約９５％を含む、実施形態２０又は２１に記載の方法。
[00279] 実施形態２４。第１のチャネル及び第２のチャネルは、第１のチャネルの両端の圧力差が第２のチャネルの両端の圧力差に等しくなるように構成される、実施形態２０から２３のいずれか１つに記載の方法。
[00280] 実施形態２５。第１のチャネルは、第１の長さを含み、且つ第２のチャネルは、第２の長さを含み、第２の長さは、第１の長さよりも大きい（例えば、第２のチャネルの第２の長さは、第１のチャネルの第１の長さの少なくとも５倍である）、実施形態２０から２４のいずれか１つに記載の方法。
[00281] 実施形態２６。マイクロ流体デバイスは、第２のチャネルへの基端開口を備えた接続領域を有する少なくとも１つの隔離ペンを含み、更に、少なくとも１つの隔離ペンは、少なくとも１つのＴリンパ球（例えば、複数のＴリンパ球）を保持するのに十分に大きい容積を有する分離領域を有する、実施形態２０から２５のいずれか１つに記載の方法。
[00282] 実施形態２７。マイクロ流体デバイスは、複数の隔離であって、第２の領域の第２のチャネルへの基端開口を備えた接続領域をそれぞれ有し、且つ少なくとも１つのＴリンパ球（例えば、複数のＴリンパ球）を保持するのに十分に大きい容積を有する分離領域をそれぞれ有する複数の隔離ペンを含む、実施形態２６に記載の方法。
[00283] 実施形態２８。隔離ペン又は複数のうちの各隔離ペンは、約２５０ｐＬから約３ｎＬ（例えば、約２５０ｐＬから約７５０ｐＬ、約４００ｐＬから約９００ｐＬ、約５００ｐＬから約１．５ｎＬ、約１ｎＬから約２ｎＬ、約１．５ｎＬから約２．５ｎＬ、約２ｎＬから約３ｎＬ又は上記の端点の２つによって画定される任意の範囲）の容積を有する、実施形態２６又は２７に記載の方法。
[00284] 実施形態２９。ＣＤ８＋、ＣＤ４５ ＲＯ＋／ＲＡ－、ＣＣＲ７－、ＣＤ６２Ｌ－の表現型を有するＴリンパ球は、流体サンプルの第２の部分において富化される、実施形態２０から２８のいずれか１つに記載の方法。
[00285] 実施形態３０。ＣＤ８＋、ＣＤ４５ ＲＯ＋／ＲＡ－、ＣＣＲ７＋、ＣＤ６２Ｌ－の表現型を有するＴリンパ球は、流体サンプルの第２の部分において富化される、実施形態２０から２８のいずれか１つに記載の方法。
[00286] 実施形態３１。第１の領域は、約５ｍｍから約１５ｍｍの長さを有する、実施形態１から３０のいずれか１つに記載の方法。
[00287] 実施形態３２。流体サンプルは、流路の第１の領域を通して約０．０１マイクロリットル／秒から約１０マイクロリットル／秒（例えば、約０．００１から約０．０１マイクロリットル／秒、約０．００５から約０．０５マイクロリットル／秒、約０．０１から約０．１マイクロリットル／秒、約０．０５から約０．５マイクロリットル／秒、約０．１から約１．０マイクロリットル／秒、約０．５から約５マイクロリットル／秒、約１．０から約１０マイクロリットル／秒、約５から約５０マイクロリットル／秒、約１０から約１００マイクロリットル／秒、約１５から約５０マイクロリットル／秒、約２５から約７５マイクロリットル／秒、約５０から約１００マイクロリットル／秒又は上記の端点の２つによって画定される任意の範囲）のレートで流動される、実施形態１から３１のいずれか１つに記載の方法。
[00288] 実施形態３３。第２のチャネルは、ポストの第２のアレイを含む第１のサブ領域を含み、流体サンプルを、流路の第１の領域を通して流動させることは、流体サンプルの第２の部分が、それに含有される任意の細胞と共に、第１のサブ領域の第２のポストアレイを通して流動することを引き起こし、更に、第２のチャネルの第１のサブ領域の流体フローの方向は、第２の方向を画定し、第２のアレイのポストは、行及び列において配置され、第２のアレイのポストの行は、第２の方向と傾斜角（ε）だけ異なる第２のアレイ方向を画定し、及び第２のアレイのポストの列は、１／ε’に等しい周期性で周期的に繰り返し、ε’は、ラジアン単位で測定され、第２のアレイのそれぞれの各列の隣接ポストは、流体サンプルの第２の部分の流体が列に対して略横方向に貫流することができるギャップによって分離され、ギャップの大部分は、第２のアレイの二次的なギャップサイズに対応する特性サイズを有し、及び第２のアレイは、約４ミクロンから約１０ミクロンの臨界サイズ（Ｄｃ）によって特徴付けられる、実施形態２０から３２のいずれか１つに記載の方法。
[00289] 実施形態３４。第２のチャネルは、幅を有し、第２のポストアレイは、第２のチャネルの幅全体にわたって延在する、実施形態３３に記載の方法。
[00290] 実施形態３５。第２のアレイは、約４ミクロンから約５ミクロン、約４．５ミクロンから約５．５ミクロン、約５ミクロンから約６ミクロン、約５．５ミクロンから約６．５ミクロン、約６ミクロンから約７ミクロン、約６．５ミクロンから約７．５ミクロン、約７ミクロンから約８ミクロン、約７．５ミクロンから約８．５ミクロン、約８ミクロンから約９ミクロン、約８．５ミクロンから約９．５ミクロン、約９ミクロンから約１０ミクロン又は上記の端点の２つによって画定される任意の範囲のＤｃによって特徴付けられる、実施形態３３又は３４に記載の方法。
[00291] 実施形態３６。第２のポストアレイは、約４ミクロンから約７ミクロンのＤｃによって特徴付けられる、実施形態３５に記載の方法。
[00292] 実施形態３７。第２のポストアレイは、約７ミクロンから約１０ミクロンのＤｃによって特徴付けられる、実施形態３５に記載の方法。
[00293] 実施形態３８。第２のアレイは、約１／３ラジアンから約１／１００ラジアンの傾斜角εを有する、実施形態３３から３７のいずれか１つに記載の方法。
[00294] 実施形態３９。第２のアレイは、約１／５ラジアンから約１／３０ラジアンの傾斜角εを有する、実施形態３３から３７のいずれか１つに記載の方法。
[00295] 実施形態４０。第２のアレイは、約１／１０ラジアンから約１／１６ラジアンの傾斜角εを有する、実施形態３３から３７のいずれか１つに記載の方法。
[00296] 実施形態４１。第２のアレイの二次的なギャップサイズは、約１５ミクロンから約２５ミクロンである、実施形態３３から４０のいずれか１つに記載の方法。
[00297] 実施形態４２。第２のアレイの二次的なギャップサイズは、約２５ミクロンから約４０ミクロンである、実施形態３３から４０のいずれか１つに記載の方法。
[00298] 実施形態４３。第２のアレイのポストは、約３０ミクロンから約１００ミクロン（例えば、約４０ミクロンから約８５ミクロン又は約５０ミクロンから約７０ミクロン）の直径を有する、実施形態３３から４２のいずれか１つに記載の方法。
実施形態４４。第２のアレイのポストは、二次的なギャップサイズよりも大きい（例えば、１．５から５倍）の直径を有する、実施形態４１又は４２に記載の方法。
実施形態４５。第２のアレイのポストは、二次的なギャップサイズの２から４倍の直径を有する、実施形態４１又は４２に記載の方法。
[00299] 実施形態４６。第２のアレイの列は、第２のチャネルの第１のサブ領域の第２の方向に対して横方向に配置される、実施形態３３から４５のいずれか１つに記載の方法。
[00300] 実施形態４７。第２のアレイのポストは、丸形状（例えば、円形状又は楕円形状）の断面を有する、実施形態３３から４６のいずれか１つに記載の方法。
[00301] 実施形態４８。第２のアレイのポストは、多角形状（例えば、三角形状、正方形状、偏菱形状又は平行四辺形状）の断面を有する、実施形態３３から４６のいずれか１つに記載の方法。
[00302] 実施形態４９。第２のアレイのポストの全ては、同一の配向を有し、配向は、ポストの断面形状の対称軸が、第２の方向によって画定される軸に平行でないようなものである、実施形態４７又は４８に記載の方法。
[00303] 実施形態５０。第２のアレイのポストは、シリコーンポリマーを含む、実施形態３３から４９のいずれか１つに記載の方法。
[00304] 実施形態５１。第２のチャネルの第１のサブ領域は、第２の方向を共同で画定する第３の側壁及び第４の側壁を含み、第３又は第４の側壁のいずれかに最も近接する同一列の隣接ポスト間のギャップサイズが二次的なギャップサイズから逸脱し得ることを例外として、第２のアレイの列の隣接ポスト間の全てのギャップは、第２のアレイの二次的なギャップサイズに等しく、第２のアレイのポスト間のギャップサイズの逸脱は、それがなければ第３及び第４の側壁によって引き起こされる、第２のアレイを通した流体サンプルの第２の部分のフローの境界不規則性を低減する、実施形態３３から５０のいずれか１つに記載の方法。
[00305] 実施形態５２。第２のチャネルは、第１のサブ領域を通して通過した後に流体サンプルの第２の部分を受容するように構成される第２のサブ領域を含み、第２のサブ領域は、第２のチャネルを、流体サンプルの第２の部分から流体の第１のサブ部分を受容する第３のチャネルと、流体サンプルの第２の部分から流体の第２のサブ部分を受容する第４のチャネルとに分離する仕切りを有し、第２のサブ領域の仕切りは、流体の第２のサブ部分において、Ｄｃよりも大きい直径を有するＴリンパ球が流体サンプルの第２の部分に対して富化されるように位置決めされる、実施形態３３から５１のいずれか１つに記載の方法。
[00306] 実施形態５３。Ｄｃ未満の直径を有するＴリンパ球は、流体の第１のサブ部分に主に位置する、実施形態５２に記載の方法。
[00307] 実施形態５４。流体の第１のサブ部分は、流体サンプルの第２の部分の少なくとも５０％（例えば、少なくとも５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％又はそれを超える）を含む、実施形態５２に記載の方法。
[00308] 実施形態５５。流体の第１のサブ部分は、流体サンプルの第２の部分の約８５％から約９５％を含む、実施形態５２に記載の方法。
[00309] 実施形態５６。第３のチャネル及び第４のチャネルは、第３のチャネルの両端の圧力差が第４のチャネルの両端の圧力差に等しくなるように構成される、実施形態５２から５５のいずれか１つに記載の方法。
[00310] 実施形態５７。第３のチャネルは、第３の長さを含み、且つ第４のチャネルは、第４の長さを含み、第４の長さは、第３の長さよりも大きい、実施形態５６に記載の方法。
[00311] 実施形態５８。第４の長さは、第３の長さの少なくとも５倍である、実施形態５７に記載の方法。
[00312] 実施形態５９。マイクロ流体デバイスは、第３のチャネル又は第４のチャネルへの基端開口を備えた接続領域を有する少なくとも１つの隔離ペンを含み、更に、少なくとも１つの隔離ペンは、少なくとも１つのＴリンパ球（例えば、複数のＴリンパ球）を保持するのに十分に大きい容積を有する分離領域を有する、実施形態５２から５８のいずれか１つに記載の方法。
[00313] 実施形態６０。マイクロ流体デバイスは、複数の隔離ペンを含み、複数のうちの各隔離ペンは、第３のチャネル（又は第４のチャネル）への基端開口を備えた接続領域と、少なくとも１つのＴリンパ球（例えば、複数のＴリンパ球）を保持するのに十分に大きい容積を有する分離領域とを有する、請求項４２から４５のいずれか一項に記載の方法。
[00314] 実施形態６１。隔離ペン又は複数のうちの各隔離ペンは、約２５０ｐＬから約３ｎＬ（例えば、約２５０ｐＬから約７５０ｐＬ、約４００ｐＬから約９００ｐＬ、約５００ｐＬから約１．５ｎＬ、約１ｎＬから約２ｎＬ、約１．５ｎＬから約２．５ｎＬ、約２ｎＬから約３ｎＬ又は上記の端点の２つによって画定される任意の範囲）の容積を有する、実施形態５９又は６０に記載の方法。
[00315] 実施形態６２。流体サンプルは、対象から得られる末梢血サンプル又はそれに由来するサンプルである、実施形態１から６１のいずれか１つに記載の方法。
[00316] 実施形態６３。流体サンプルは、少なくとも１つの非Ｔリンパ球細胞型（例えば、骨髄細胞、例えば単球、マクロファージ、好中球、好塩基球、好酸球、赤血球、樹状細胞、巨核球及び血小板、Ｂリンパ球、ナチュラルキラー（ＮＫ）細胞、幹細胞又はそれらの任意の組合せ）が枯渇した末梢血サンプルである、実施形態６２に記載の方法。
[00317] 実施形態６４。流体サンプルは、ＣＤ８＋Ｔリンパ球が富化された末梢血サンプルである、実施形態６２又は６３に記載の方法。
[00318] 実施形態６５。流体サンプルは、エフェクタＴリンパ球（ＴＥＦＦ）及び／又はメモリＴリンパ球（ＴＣＭ）が枯渇している、実施形態６４に記載の方法（例えば、ＰＤ－１＋、ＰＤ－Ｌ１＋、ＣＤ１３７＋若しくはそれらの任意の組合せと任意選択的に組み合わせて又は代替的にＣＣＲ７＋及び／又はＣＤ６２Ｌ＋と組み合わせてＣＤ４５ＲＯ＋表現型を有する細胞）。
[00319] 実施形態６６。流体サンプルは、ナイーブＴリンパ球（Ｔｎａｉｖｅ）又はＣＤ４５ＲＡ＋表現型（ＣＣＲ７＋及び／又はＣＤ６２Ｌ＋と任意選択的に組み合わせて）を有する細胞が富化されている、実施形態６４又は６５に記載の方法。
[00320] 実施形態６７。流体サンプルは、セントラルメモリＴリンパ球（ＴＣＭ）或いはＣＣＲ７＋及び／又はＣＤ６２Ｌ＋表現型と組み合わせてＣＤ４５ＲＯ＋表現型を有する細胞が富化されている、実施形態６４又は６５に記載の方法。
[00321] 実施形態６８。末梢血のサンプル又はそれに由来するサンプルを取得することであって、末梢血は、ヒト対象に由来する、取得することと、末梢血のサンプル又はそれに由来するサンプルから流体サンプルを生成することとを更に含む、実施形態６２又は６３に記載の方法。
[00322] 実施形態６９。流体サンプルを生成することは、末梢血サンプル又はそれに由来するサンプルから少なくとも１つの非Ｔリンパ球細胞型を枯渇させること、及び／又は末梢血サンプル又はそれに由来するサンプルのＣＤ８＋Ｔリンパ球を富化することを含む、実施形態６８に記載の方法。
[00323] 実施形態７０。富化するステップは、末梢血サンプル又はそれに由来するサンプルのＣＤ８＋ナイーブＴリンパ球又はＣＤ４５ＲＡ＋表現型（ＣＣＲ７＋及び／又はＣＤ６２Ｌ＋と任意選択的に組み合わせて）を有する細胞を富化することを含む、実施形態６９に記載の方法。
[00324] 実施形態７１。流体サンプルは、対象の固形腫瘍サンプルから分離された細胞を含む、実施形態１から６１のいずれか１つに記載の方法。
[00325] 実施形態７２。固形腫瘍サンプルは、細針吸引物（ＦＮＡ）である、実施形態７１に記載の方法。
[00326] 実施形態７３。固形腫瘍サンプルは、生検物である、実施形態７１に記載の方法。
[00327] 実施形態７４。固形腫瘍は、乳癌、泌尿生殖器癌（例えば、腎臓（例えば、腎細胞癌）、尿管、膀胱、尿道等の尿路に発生する癌、男性生殖管の癌（例えば、精巣癌、前立腺癌又は精嚢、精管若しくは陰茎の癌）又は女性生殖管の癌（例えば、卵巣癌、子宮癌、頸癌、腟癌若しくは卵管癌））、神経系癌（例えば、神経芽腫）、腸癌（例えば、結腸直腸癌）、肺癌、黒色腫又は他のタイプの癌である、実施形態７１から７３のいずれか１つに記載の方法。
[00328] 実施形態７５。固形腫瘍は、髄様乳癌である、実施形態７１から７３のいずれか１つに記載の方法。
[00329] 実施形態７６。固形腫瘍は、中皮腫である、実施形態７１から７３のいずれか１つに記載の方法。
[00330] 実施形態７７。固形腫瘍は、黒色腫である、実施形態７１から７３のいずれか１つに記載の方法。
[00331] 実施形態７８。固形腫瘍サンプルから分離された細胞は、少なくとも１つの非Ｔリンパ球細胞型（例えば、骨髄細胞、例えば単球、マクロファージ、好中球、好塩基球、好酸球、赤血球、樹状細胞、巨核球及び血小板、Ｂリンパ球、ナチュラルキラー（ＮＫ）細胞、幹細胞又はそれらの任意の組合せ）が枯渇している、実施形態７１から７７のいずれか１つに記載の方法。
[00332] 実施形態７９。固形腫瘍サンプルから分離された細胞は、ＣＤ８＋Ｔリンパ球が富化されている、実施形態７１から７８のいずれか１つに記載の方法。
[00333] 実施形態８０。固形腫瘍サンプルから分離された細胞は、ＣＤ４＋表現型を有するＴリンパ球及び／又はＣＤ４５ＲＡ＋表現型（ＣＣＲ７＋及び／又はＣＤ６２Ｌ＋表現型と任意選択的に組み合わせて）を有する細胞が枯渇している、実施形態７９に記載の方法。
[00334] 実施形態８１。流体サンプル中のＴリンパ球と活性化剤とを接触させることを更に含む、実施形態１から８０のいずれか１つに記載の方法。
[00335] 実施形態８２。Ｔリンパ球は、少なくとも、流体サンプルを、マイクロ流体デバイスの流路の第１の領域を通して流動させる前に活性化剤に接触される、実施形態８１に記載の方法。
[00336] 実施形態８３。流体サンプル中のＴリンパ球は、流体サンプルを、マイクロ流体デバイスの流路を通して流動させた後に活性化剤に接触される、実施形態８１に記載の方法。
[00337] 実施形態８４。Ｔリンパ球は、隔離ペン（例えば、第２のチャネル、第３のチャネル又は第４のチャネルへの基端開口を備えた接続領域を有する隔離ペン）内に移動された後に活性化剤に接触される、実施形態８３に記載の方法。
[00338] 実施形態８５。流体サンプル中のＴリンパ球は、流体サンプルを、マイクロ流体デバイスの流路の第１の領域を通して流動させる前に少なくとも１時間の期間にわたって活性化剤に接触される、実施形態８１から８４のいずれか１つに記載の方法。
[00339] 実施形態８６。流体サンプル中のＴリンパ球は、流体サンプルを、マイクロ流体デバイスの流路の第１の領域を通して流動させる前に少なくとも２４時間の期間（例えば、少なくとも３６時間、少なくとも４８時間、少なくとも６０時間、少なくとも７２時間、少なくとも８４時間、少なくとも９６時間、少なくとも１０８時間、少なくとも１２０時間又は上記の値の２つによって画定される任意の時間範囲）にわたって活性化剤に接触される、実施形態８１から８５のいずれか１つに記載の方法。
[00340] 実施形態８７。活性化剤は、人工抗原提示細胞（ａＡＰＣ）を含み、ａＡＰＣは、抗原ペプチド（例えば、腫瘍関連ペプチド）と複合体化されるＭＨＣクラスＩ分子を含む、実施形態８１から８６のいずれか１つに記載の方法。
[00341] 実施形態８８。ａＡＰＣは、ＣＤ２８アゴニストを更に含む、実施形態８７に記載の方法（例えば、抗ＣＤ２８アゴニスト抗体）。
[00342] 実施形態８９。活性化剤は、樹状細胞（ＤＣ）を含む、実施形態８１から８６のいずれか１つに記載の方法。
[00343] 実施形態９０。ＤＣ及び流体サンプルのＴリンパ球は、自己細胞である、実施形態８９に記載の方法。
[00344] 実施形態９１。ＤＣは、流体サンプル中のＴリンパ球に接触させる前に抗原ペプチドでパルスされる、実施形態８９又は９０に記載の方法。
[00345] 実施形態９２。抗原ペプチドは、流体サンプルのＴリンパ球と同一個体由来の腫瘍細胞で同定されるか又はそれから分離される、実施形態８７、８８又は９１に記載の方法（代替的に、抗原ペプチドは、細菌病原体、真菌病原体、寄生病原体、ウイルス病原体等の病原体で同定され得るか又はそれから分離され得る）。
[00346] 実施形態９３。抗原ペプチドは、腫瘍細胞（例えば、流体サンプルのＴリンパ球と同一個体由来の腫瘍細胞）のゲノム解析によって同定される、実施形態８７、８８又は９１に記載の方法。
[00347] 実施形態９４。流体サンプルが流路の第１の領域を通して且つマイクロ流体デバイスの第２のチャネル（又はマイクロ流体デバイスの第３若しくは第４のチャネル）内に通過した後、マイクロ流体デバイスの流路を通した流体サンプルのフローを停止させることを更に含む、実施形態２０から９４のいずれか１つに記載の方法。
[00347] 実施形態９５。少なくとも１つの活性化Ｔリンパ球を隔離ペンに導入することを更に含む、実施形態９４に記載の方法。
[00348] 実施形態９６。少なくとも１つの活性化Ｔリンパ球を複数の隔離ペンのそれぞれに導入することを更に含む、実施形態９４に記載の方法。
[00350] 実施形態９７。隔離ペン又は複数のうちの隔離ペンのそれぞれは、マイクロ流体デバイスの流路の第２のチャネル（又はマイクロ流体デバイスの流路の第３若しくは第４のチャネル）への基端開口を備えた接続領域を有する、実施形態９５又は９６に記載の方法。
[00351] 実施形態９８。マイクロ流体デバイスは、誘電泳動（ＤＥＰ）構成を有する基板を含み、少なくとも１つのＴリンパ球を隔離ペン（又は複数のうちの各隔離ペン）に導入することは、少なくとも１つのＴリンパ球を選択し、且つそれを隔離ペン（又は複数のうちの各隔離ペン）に移動させるためにＤＥＰ力を使用することを含む、実施形態９４から９７のいずれか１つに記載の方法。
[00352] 実施形態９９。少なくとも１つのＴリンパ球は、少なくとも部分的に、細胞表面がＣＤ８＋である（及び／又は対象抗原を特異的に検出するＴＣＲを有する）ために選択される、実施形態９８に記載の方法。
[00353] 実施形態１００。少なくとも１つのＴリンパ球を隔離ペン（又は複数のうちの各隔離ペン）に導入することは、重力により、少なくとも１つのＴリンパ球を隔離ペン（又は複数のうちの各隔離ペン）に引き込むようにマイクロ流体デバイスを傾斜させることを含む、実施形態９４から９７のいずれか１つに記載の方法。
[00354] 実施形態１０１。少なくとも１つのＴリンパ球を隔離ペン（又は複数のうちの各隔離ペン）に導入した後、培養培地は、マイクロ流体デバイスの流路を通して少なくとも２４時間（例えば、少なくとも４８時間、少なくとも７２時間、少なくとも９６時間又はそれを超える）の期間にわたってかん流される、実施形態９４から１００のいずれか１つに記載の方法。
[00355] 実施形態１０２。少なくとも１つのＴリンパ球は、隔離ペン（又は複数のうちの各隔離ペン）に導入した後に活性化剤に接触される、実施形態９４から１０１のいずれか１つに記載の方法。
[00356] 実施形態１０３。マイクロ流体デバイスの流路の第２のチャネル（又は第３若しくは第４のチャネル）からＴリンパ球集団を選択的に搬出することを更に含み、Ｔリンパ球集団は、マイクロ流体デバイスの流路の第２の領域の第１のチャネルを貫流した任意の細胞又はＴリンパ球とは別個に搬出される、実施形態２０から１０２のいずれか１つに記載の方法。
[00357] 実施形態１０４。Ｔリンパ球集団は、マイクロ流体デバイスの流路の第２の領域の第２のチャネルの第２のサブ領域の第３のチャネルから搬出され、Ｔリンパ球集団は、第２のチャネルの第２のサブ領域の第４のチャネルを貫流した任意の細胞又はＴリンパ球とは別個に搬出される、実施形態１０３に記載の方法。
[00358] 実施形態１０５。流体を、マイクロ流体デバイスの流路の第１の領域を通して流動させる前に、マイクロ流体デバイスのフロー領域は、マイクロ流体デバイスの内面（例えば、チャネル及び／又は任意の隔離ペンの表面）に結合するブロッキング剤を含むブロッキング溶液で処理される、実施形態１から１０４のいずれか１つに記載の方法。
[00359] 実施形態１０６。ブロッキング溶液は、血清、ＢＳＡ又はポリマー（例えば、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）及び／又はポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）を含むポリマー）を含む、実施形態１０５に記載の方法。
[00360] 実施形態１０７。マイクロ流体デバイスは、コーティング材料を含む内面を含む、実施形態１から１０６のいずれか１つに記載の方法。
[00361] 実施形態１０８。コーティング材料は、フルオロアルカン部分を含む、実施形態１０７に記載の方法。
[00362] 実施形態１０９。コーティング材料は、カルボン酸部分、糖部分（例えば、デキストラン）又はポリエチレングリコール（ＰＥＧ）部分を含む、実施形態１０７に記載の方法。
[00363] 実施形態１１０。流体サンプルを、マイクロ流体デバイスの流路の第１の領域を通して流動させることは、活性化Ｔリンパ球が富化された選別サンプルを生成し、富化は、少なくとも２倍（例えば、少なくとも３倍、少なくとも４倍、少なくとも５倍）、少なくとも６倍、少なくとも７倍、少なくとも８倍、少なくとも９倍、少なくとも１０倍又はそれを超える）である、実施形態１から１０９のいずれか１つに記載の方法。
[00364] 実施形態１１１。ポストの第１のアレイを含む第１の領域を有する流路を含むマイクロ流体デバイスであって、第１の領域は、流路の第１の領域の流体フローの全体方向を共同で画定する第１の側壁及び第２の側壁を含み、全体方向は、第１の領域の第１の方向に対応し、第１のアレイのポストは、行及び列において配置され、第１のアレイのポストの行は、第１の領域の第１の方向と傾斜角（ε）だけ異なる第１のアレイ方向を画定し、及び第１のアレイのポストの列は、１／εに等しい周期性で周期的に繰り返し、εは、ラジアン単位で測定され、第１のアレイのそれぞれの各列の隣接ポストは、流体サンプルの流体が列に対して略横方向に貫流することができるギャップによって分離され、ギャップの大部分は、第１のアレイの主要なギャップサイズに対応する特性サイズを有し、及び第１のアレイは、約４ミクロンから約１０ミクロンの臨界サイズ（Ｄｃ）によって特徴付けられる、マイクロ流体デバイス。
[00365] 実施形態１１２。流路の第１の領域は、第１及び第２の側壁によって画定される幅を有するメインチャネルであり、第１のポストアレイは、メインチャネルの幅全体にわたって延在する、実施形態１１１に記載のデバイス。
[00366] 実施形態１１３。第１のアレイは、約４ミクロンから約７ミクロンのＤｃによって特徴付けられる、実施形態１１１又は１１２に記載のデバイス。
[00367] 実施形態１１４。第１のアレイは、約７ミクロンから約１０ミクロンのＤｃによって特徴付けられる、実施形態１１１又は１１２に記載のデバイス。
[00368] 実施形態１１５。第１のアレイは、約１／３ラジアンから約１／１００ラジアンの傾斜角εを有する、実施形態１１１から１１４のいずれか１つに記載のデバイス。
[00369] 実施形態１１６。第１のアレイは、約１／５ラジアンから約１／３０ラジアンの傾斜角εを有する、実施形態１１１から１１４のいずれか１つに記載のデバイス。
実施形態１１７。第１のアレイは、約１／１０ラジアンから約１／１６ラジアンの傾斜角εを有する、実施形態１１１から１１４のいずれか１つに記載のデバイス。
[00370] 実施形態１１８。第１のアレイの主要なギャップサイズは、約１５ミクロンから約２５ミクロンである、実施形態１１１から１１７のいずれか１つに記載のデバイス。
[00371] 実施形態１１９。第１のアレイの主要なギャップサイズは、約２５ミクロンから約４０ミクロンである、実施形態１１１から１１７のいずれか１つに記載のデバイス。
[00372] 実施形態１２０。第１のアレイのポストは、約３０ミクロンから約１００ミクロン（例えば、約４０ミクロンから約８５ミクロン又は約５０ミクロンから約７０ミクロン）の直径を有する、実施形態１１１から１１９のいずれか１つに記載のデバイス。
[00373] 実施形態１２１。第１のアレイのポストは、主要なギャップサイズよりも大きい（例えば、１．５から５倍）の直径を有する、実施形態１１８又は１１９に記載のデバイス。
[00374] 実施形態１２２。第１のアレイのポストは、主要なギャップサイズの２から４倍の直径を有する、実施形態１１８又は１１９に記載のデバイス。
[00375] 実施形態１２３。第１のアレイの列は、第１の領域の第１の方向に対して横方向に配置される、実施形態１１１から１２２のいずれか１つに記載のデバイス。
[00376] 実施形態１２４。第１のアレイのポストは、丸形状（例えば、円形状又は楕円形状）の断面を有する、実施形態１１１から１２３のいずれか１つに記載のデバイス。
[00377] 実施形態１２５。第１のアレイのポストは、多角形状（例えば、三角形状、正方形状、偏菱形状又は平行四辺形状）の断面を有する、実施形態１１１から１２３のいずれか１つに記載のデバイス。
[00378] 実施形態１２６。第１のアレイのポストの全ては、同一の配向を有し、配向は、ポストの断面形状の対称軸が、第１の方向によって画定される軸に平行でないようなものである、実施形態１２４又は１２５に記載のデバイス。
[00379] 実施形態１２７。第１のアレイのポストは、シリコーンポリマーを含む、実施形態１１１から１２６のいずれか１つに記載のデバイス。
[00380] 実施形態１２８。第１又は第２の側壁のいずれかに最も近接する同一列の隣接ポスト間のギャップサイズが主要なギャップサイズから逸脱し得ることを例外として、第１のアレイの列の隣接ポスト間の全てのギャップは、第１のアレイの主要なギャップサイズに等しく、第１のアレイのポスト間のギャップサイズの逸脱は、それがなければ第１及び第２の側壁によって引き起こされる、第１のアレイを通した流体サンプルのフローの境界不規則性を低減する、実施形態１１１から１２６のいずれか１つに記載のデバイス。
[00381] 実施形態１２９。マイクロ流体デバイスの流路は、流体サンプルがマイクロ流体デバイスの第１の領域を通して通過した後に流体サンプルを受容するように構成される第２の領域を含み、第２の領域は、第２の領域を、流体サンプルの第１の部分を受容する第１のチャネルと、流体サンプルの第２の部分を受容する第２のチャネルとに分離する仕切りを有する、実施形態１１１から１２８のいずれか１つに記載のデバイス。
[00382] 実施形態１３０。第２の領域の仕切りは、流体サンプルの第２の部分において、Ｄｃよりも大きい直径を有するＴリンパ球が流体サンプルに対して富化されるように位置決めされ、及びＤｃ未満の直径を有するＴリンパ球は、主に流体サンプルの第１の部分に位置する、実施形態１２９に記載のデバイス。
[00383] 実施形態１３１。流体サンプルの第１の部分は、流体サンプルの少なくとも５０％（例えば、少なくとも５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％又はそれを超える）を含む、実施形態１２９又は１３０に記載のデバイス。
[00384] 実施形態１３２。流体サンプルの第１の部分は、流体サンプルの約８５％から約９５％を含む、実施形態１２９又は１３０に記載のデバイス。
[00385] 実施形態１３３。第１のチャネル及び第２のチャネルは、第１のチャネルの両端の圧力差が第２のチャネルの両端の圧力差に等しくなるように構成される、実施形態１２９から１３２のいずれか１つに記載のデバイス。
[00386] 実施形態１３４。第１のチャネルは、第１の長さを含み、且つ第２のチャネルは、第２の長さを含み、第２の長さは、第１の長さよりも大きい（例えば、第２のチャネルの第２の長さは、第１のチャネルの第１の長さの少なくとも５倍である）、実施形態１２９から１３３のいずれか１つに記載のデバイス。
[00387] 実施形態１３５。マイクロ流体デバイスは、第２のチャネルへの基端開口を備えた接続領域を有する少なくとも１つの隔離ペンを含み、更に、少なくとも１つの隔離ペンは、少なくとも１つのＴリンパ球（例えば、複数のＴリンパ球）を保持するのに十分に大きい容積を有する分離領域を有する、実施形態１２９から１３４のいずれか１つに記載のデバイス。
[00388] 実施形態１３６。マイクロ流体デバイスは、複数の隔離ペンであって、第２の領域の第２のチャネルへの基端開口を備えた接続領域をそれぞれ有し、且つ少なくとも１つのＴリンパ球（例えば、複数のＴリンパ球）を保持するのに十分に大きい容積を有する分離領域をそれぞれ有する複数の隔離ペンを含む、実施形態１２９から１３４のいずれか１つに記載のデバイス。
[00389] 実施形態１３７。隔離ペン又は複数のうちの各隔離ペンは、約２５０ｐＬから約３ｎＬ（例えば、約２５０ｐＬから約７５０ｐＬ、約４００ｐＬから約９００ｐＬ、約５００ｐＬから約１．５ｎＬ、約１ｎＬから約２ｎＬ、約１．５ｎＬから約２．５ｎＬ、約２ｎＬから約３ｎＬ又は上記の端点の２つによって画定される任意の範囲）の容積を有する、実施形態１３５又は１３６に記載のデバイス。
[00390] 実施形態１３８。第１の領域は、約５ｍｍから約１５ｍｍの長さを有する、実施形態１１１から１３７のいずれか１つに記載のデバイス。
[00391] 実施形態１３９。第２のチャネルは、ポストの第２のアレイを含む第１のサブ領域を含み、流体サンプルを、流路の第１の領域を通して流動させることは、流体サンプルの第２の部分が、それに含有される任意の細胞と共に、第２のチャネルの第１のサブ領域の第２のポストアレイを通して流動することを引き起こし、更に、第２のチャネルの第１のサブ領域の流体フローの全体方向は、第２の方向を画定し、第２のアレイのポストは、行及び列において配置され、第２のアレイのポストの行は、第２の方向と傾斜角（ε）だけ異なる第２のアレイ方向を画定し、及び第２のアレイのポストの列は、１／ε’に等しい周期性で周期的に繰り返し、ε’は、ラジアン単位で測定され、第２のアレイのそれぞれの各列の隣接ポストは、流体サンプルの第２の部分の流体が列に対して略横方向に貫流することができるギャップによって分離され、ギャップの大部分は、第２のアレイの二次的なギャップサイズに対応する特性サイズを有し、及び第２のアレイは、約４ミクロンから約１０ミクロンの臨界サイズ（Ｄｃ）によって特徴付けられる、実施形態１２９から１３８のいずれか１つに記載のデバイス。
[00392] 実施形態１４０。第２のチャネルは、幅を有し、第２のポストアレイは、第２のチャネルの幅全体にわたって延在する、実施形態１３９に記載のデバイス。
[00393] 実施形態１４１。第１のアレイは、約４ミクロンから約５ミクロン、約４．５ミクロンから約５．５ミクロン、約５ミクロンから約６ミクロン、約５．５ミクロンから約６．５ミクロン、約６ミクロンから約７ミクロン、約６．５ミクロンから約７．５ミクロン、約７ミクロンから約８ミクロン、約７．５ミクロンから約８．５ミクロン、約８ミクロンから約９ミクロン、約８．５ミクロンから約９．５ミクロン、約９ミクロンから約１０ミクロン又は上記の端点の２つによって画定される任意の範囲のＤｃによって特徴付けられる、実施形態１３９又は１４０に記載のデバイス。
[00394] 実施形態１４２。第２のポストアレイは、約４ミクロンから約７ミクロンのＤｃによって特徴付けられるか、又は第２のポストアレイは、約７ミクロンから約１０ミクロンのＤｃによって特徴付けられる、実施形態１３９又は１４０に記載のデバイス。
[00395] 実施形態１４３。第２のアレイは、約１／３ラジアンから約１／１００ラジアンの傾斜角εを有する、実施形態１３９から１４２のいずれか１つに記載のデバイス。
[00396] 実施形態１４４。第２のアレイは、約１／５ラジアンから約１／３０ラジアンの傾斜角εを有する、実施形態１３９から１４２のいずれか１つに記載のデバイス。
[00397] 実施形態１４５。第２のアレイの二次的なギャップサイズは、約１５ミクロンから約２５ミクロンである、実施形態１３９から１４４のいずれか１つに記載のデバイス。
[00398] 実施形態１４６。第２のアレイの二次的なギャップサイズは、約２５ミクロンから約４０ミクロンである、実施形態１３９から１４４のいずれか１つに記載のデバイス。
[00399] 実施形態１４７。第２のアレイのポストは、約３０ミクロンから約１００ミクロン（例えば、約４０ミクロンから約８５ミクロン又は約５０ミクロンから約７０ミクロン）の直径を有する、実施形態１３９から１４６のいずれか１つに記載のデバイス。
[00400] 実施形態１４８。第２のアレイのポストは、二次的なギャップサイズよりも大きい（例えば、１．５から５倍）の直径を有する、実施形態１４５又は１４６に記載のデバイス。
[00401] 実施形態１４９。第２のアレイのポストは、二次的なギャップサイズの２から４倍の直径を有する、実施形態１４５又は１４６に記載のデバイス。
[00402] 実施形態１５０。第２のアレイの列は、第２のチャネルの第１のサブ領域の第２の方向に対して横方向に配置される、実施形態１３９から１４９のいずれか１つに記載のデバイス。
[00403] 実施形態１５１。第２のアレイのポストは、丸形状（例えば、円形状又は楕円形状）の断面を有する、実施形態１３９から１５０のいずれか１つに記載のデバイス。
[00404] 実施形態１５２。第２のアレイのポストは、多角形状（例えば、三角形状、正方形状、偏菱形状又は平行四辺形状）の断面を有する、実施形態１３９から１５０のいずれか１つに記載のデバイス。
[00405] 実施形態１５３。第２のアレイのポストの全ては、同一の配向を有し、配向は、ポストの断面形状の対称軸が、第２の方向によって画定される軸に平行でないようなものである、実施形態１５１又は１５２に記載のデバイス。
[00406] 実施形態１５４。第２のアレイのポストは、シリコーンポリマーを含む、実施形態１３９から１５３のいずれか１つに記載のデバイス。
[00407] 実施形態１５５。第２のチャネルの第１のサブ領域は、第２の方向を共同で画定する第３の側壁及び第４の側壁を含み、第３又は第４の側壁のいずれかに最も近接する同一列の隣接ポスト間のギャップサイズが二次的なギャップサイズから逸脱し得ることを例外として、第２のアレイの列の隣接ポスト間の全てのギャップは、第２のアレイの二次的なギャップサイズに等しく、第２のアレイのポスト間のギャップサイズの逸脱は、それがなければ第３及び第４の側壁によって引き起こされる、第２のアレイを通した流体サンプルの第２の部分のフローの境界不規則性を低減する、実施形態１３９から１５４のいずれか１つに記載のデバイス。
[00408] 実施形態１５６。第２のチャネルは、流体サンプルが第１のサブ領域を通して通過した後に流体サンプルの第２の部分を受容するように構成される第２のサブ領域を含み、第２のサブ領域は、第２のチャネルを、流体サンプルの第２の部分から流体の第１のサブ部分を受容する第３のチャネルと、流体サンプルの第２の部分から流体の第２のサブ部分を受容する第４のチャネルとに分離する仕切りを有する、実施形態１３９から１５５のいずれか１つに記載のデバイス。
[00409] 実施形態１５７。第２のサブ領域の仕切りは、流体の第２のサブ部分において、Ｄｃよりも大きい直径を有するＴリンパ球が流体サンプルの第２の部分に対して富化されるように位置決めされ、Ｄｃ未満の直径を有するＴリンパ球は、主に流体の第１のサブ部分に位置する、実施形態１５６に記載のデバイス。
[00410] 実施形態１５８。流体の第１のサブ部分は、流体サンプルの第２の部分の少なくとも５０％（例えば、少なくとも５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％又はそれを超える）を含む、実施形態１５６又は１５７に記載のデバイス。
[00411] 実施形態１５９。流体の第１のサブ部分は、流体サンプルの第２の部分の約８５％から約９５％を含む、実施形態１５６又は１５７に記載のデバイス。
[00412] 実施形態１６０。第３のチャネル及び第４のチャネルは、第３のチャネルの両端の圧力差が第４のチャネルの両端の圧力差に等しくなるように構成される、実施形態１５６から１５９のいずれか１つに記載のデバイス。
[00413] 実施形態１６１。第３のチャネルは、第３の長さを含み、且つ第４のチャネルは、第４の長さを含み、第４の長さは、第３の長さよりも大きい（例えば、第４の長さは、第３の長さの少なくとも５倍である）、実施形態１６０に記載のデバイス。
[00414] 実施形態１６２。マイクロ流体デバイスは、第３のチャネル又は第４のチャネルへの基端開口を備えた接続領域を有する少なくとも１つの隔離ペンを含み、更に、少なくとも１つの隔離ペンは、少なくとも１つのＴリンパ球（例えば、複数のＴリンパ球）を保持するのに十分に大きい容積を有する分離領域を有する、実施形態１５６から１６１のいずれか１つに記載のデバイス。
[00415] 実施形態１６３。マイクロ流体デバイスは、複数の隔離ペンを含み、複数のうちの各隔離ペンは、第３のチャネル（又は第４のチャネル）への基端開口を備えた接続領域と、少なくとも１つのＴリンパ球（例えば、複数のＴリンパ球）を保持するのに十分に大きい容積を有する分離領域とを有する、実施形態１５６から１６１のいずれか１つに記載のデバイス。
[00416] 実施形態１６４。隔離ペン又は複数のうちの各隔離ペンは、約２５０ｐＬから約３ｎＬ（例えば、約２５０ｐＬから約７５０ｐＬ、約４００ｐＬから約９００ｐＬ、約５００ｐＬから約１．５ｎＬ、約１ｎＬから約２ｎＬ、約１．５ｎＬから約２．５ｎＬ、約２ｎＬから約３ｎＬ又は上記の端点の２つによって画定される任意の範囲）の容積を有する、実施形態１６２又は１６３に記載のデバイス。
[00417] 実施形態１６５。マイクロ流体デバイスは、コーティング材料を含む内面（例えば、第１の領域、第２の領域、第１のサブ領域、第２のサブ領域、第１のチャネル、第２のチャネル、第３のチャネル、第４のチャネルの少なくとも１つの内面）を含む、実施形態１１１から１６４のいずれか１つに記載のデバイス。
[00418] 実施形態１６６。コーティング材料は、フルオロアルカン部分を含む、実施形態１６５に記載のデバイス。
[00419] 実施形態１６７。コーティング材料は、カルボン酸部分、糖部分（例えば、デキストラン）又はポリエチレングリコール（ＰＥＧ）部分を含む、実施形態１６５に記載のデバイス。
[00420] 実施形態１６８。実施形態２０から５１及び６２から１１０のいずれか１つに記載の方法に従って選別されたＴリンパ球を含む組成物であって、Ｔリンパ球は、マイクロ流体デバイスの流路の第２のチャネルから細胞を搬出することによって取得され、Ｔリンパ球集団は、マイクロ流体デバイスの流路の第１のチャネルを貫流した任意の細胞又はＴリンパ球とは別個に搬出される、組成物。
[00421] 実施形態１６９。実施形態５２から１１０のいずれか１つに記載の方法に従って選別されたＴリンパ球を含む組成物であって、Ｔリンパ球は、マイクロ流体デバイスの流路の第３のチャネル（又は第４のチャネル）から細胞を搬出することによって取得され、Ｔリンパ球集団は、マイクロ流体デバイスの流路の第４のチャネル（又は第３のチャネル）を貫流した任意の細胞又はＴリンパ球とは別個に搬出される、組成物。
[00422] 実施形態１７０。薬学的に許容可能な担体を更に含む、実施形態１６８又は１６９に記載の組成物。
[00423] 実施形態１７１。病原性障害又は癌に罹患している対象を治療する方法であって、実施形態１７０に記載の組成物を投与することを含む方法。
均等物
[00424] 上記の本明細書は、当業者による実施形態の実施を可能とするのに十分であると考えられる。以上の説明及び実施例は、特定の実施形態を詳述し、企図される最良形態を記述する。しかし、以上の内容が本文でいかに詳細に見えても、実施形態は、多くの方法で実施し得るため、添付の特許請求の範囲及びその任意の均等物に従って解釈すべきであることが分かるであろう。

Claims (24)

  1. マイクロ流体デバイスを用いて、活性化Ｔリンパ球が富化されたサンプルを作製する方法であって、
    前記マイクロ流体デバイスが、流路を備え、
    前記流路が、第１の領域を有し、
    前記第１の領域が、幅を有するメインチャネルで画定され、
    前記第１の領域が、ポストの第１のアレイを備え、
    前記ポストの第１のアレイが、前記メインチャネルの幅全体にわたって延在し、
    当該方法が、活性化Ｔリンパ球と休止Ｔリンパ球との混合物を含む流体サンプルを、前記マイクロ流体デバイスの前記流路の前記第１の領域を通して流動させることを含み、
    前記流路の前記第１の領域における流体の流れの方向が、第１の方向を画定し、
    前記第１のアレイの前記ポストが、行及び列において配置され、
    前記第１のアレイのポストの前記行が、前記第１の領域の前記第１の方向と傾斜角（ε）だけ異なる第１のアレイ方向を画定し、前記第１のアレイのポストの前記列が、１／εに等しい周期性で周期的に繰り返し、εは、ラジアン単位で測定され、
    前記第１のアレイのそれぞれの各列の隣接ポストが、前記流体サンプルの流体が前記列に対して略横方向に貫流することができるギャップによって分離され、前記ギャップの大部分が、前記第１のアレイの主要なギャップサイズに対応する特性サイズを有し、
    前記第１のアレイが、４ミクロンから７ミクロンの臨界サイズ（Ｄc）によって特徴付けられ、
    前記第１のアレイが、１／５ラジアンから１／３０ラジアンの傾斜角εを有し、
    前記第１のアレイの主要なギャップサイズが、１５ミクロンから４０ミクロンであり、
    前記第１のアレイの前記ポストが、３０ミクロンから１００ミクロンの直径を有し、
    前記マイクロ流体デバイスの前記流路が、前記流体サンプルが前記マイクロ流体デバイスの前記第１の領域を通過した後の前記流体サンプルを受容するように構成された第２の領域を含み、
    前記第２の領域が、当該第２の領域を、前記流体サンプルの第１の部分を受容する第１のチャネルと、前記流体サンプルの第２の部分を受容する第２のチャネルと、に分離する仕切りを有し、
    前記第２の領域の前記仕切りが、前記流体サンプルの前記第２の部分において、Ｄ ｃ よりも大きい直径を有するＴリンパ球が前記流体サンプルに対して富化されるように配置されており、
    前記マイクロ流体デバイスが、前記第２のチャネルへの基端開口を備える接続領域を有する少なくとも１つの隔離ペンを備え、
    前記少なくとも１つの隔離ペンが、少なくとも１つのＴリンパ球を保持するのに十分な大きさの容積を有する分離領域を有し、
    当該方法が、
    前記流体サンプルが前記流路の前記第１の領域を通過し、前記マイクロ流体デバイスの前記第２のチャネル内に進入した後、前記マイクロ流体デバイスの前記流路にわたる前記流体サンプルのフローを停止させることと、
    少なくとも１つの活性化Ｔリンパ球を前記少なくとも１つの隔離ペンに導入することと、
    を含む、方法。
  2. 前記第１のアレイの前記列が、前記第１の領域の前記第１の方向に対して横方向に配置される、請求項１に記載の方法。
  3. 前記第１のアレイの前記ポストが、丸形状の断面又は多角形状の断面を有する、請求項１又は２に記載の方法。
  4. 前記第１のアレイの前記ポストの全てが、同一の配向を有し、前記配向が、前記ポストの断面形状の対称軸が、前記第１の方向によって画定される軸に平行でないようにされている、請求項３に記載の方法。
  5. 前記流体サンプルの前記第１の部分が、前記流体サンプルの８５％から９５％を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
  6. 前記第１のチャネルが、第１の長さを含み、且つ前記第２のチャネルが、第２の長さを含み、前記第２のチャネルの前記第２の長さが、前記第１のチャネルの前記第１の長さの少なくとも５倍である、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
  7. 前記少なくとも１つの隔離ペンが、２５０ｐＬから３ｎＬの容積を有する、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
  8. ＣＤ８+、ＣＤ４５ ＲＯ+／ＲＡ-、ＣＣＲ７-、ＣＤ６２Ｌ-の表現型を有するＴリンパ球、及び／又はＣＤ８+、ＣＤ４５ ＲＯ+／ＲＡ-、ＣＣＲ７+、ＣＤ６２Ｌ-の表現型を有するＴリンパ球が、前記流体サンプルの前記第２の部分において富化される、請求項５から７のいずれか１項に記載の方法。
  9. 前記流体サンプルが、前記流路の前記第１の領域を通して０．０１マイクロリットル／秒から１０マイクロリットル／秒のレートで流動される、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
  10. 前記第２のチャネルが幅を有し、前記第２のチャネルがポストの第２のアレイを含む第１のサブ領域を含み、前記ポストの第２のアレイが、前記第２のチャネルの幅全体にわたって延在し、前記流体サンプルを、前記流路の前記第１の領域を通して流動させることが、前記流体サンプルの前記第２の部分が、それに含有される任意の細胞と共に、前記第１のサブ領域の前記ポストの第２のアレイを通して流動することを引き起こし、
    更に、前記第２のチャネルの前記第１のサブ領域における流体フローの方向が、第２の方向を画定し、
    前記第２のアレイの前記ポストが、行及び列において配置され、
    前記第２のアレイのポストの前記行が、前記第２の方向と傾斜角（ε’）だけ異なる第２のアレイ方向を画定し、及び前記第２のアレイのポストの前記列が、１／ε’に等しい周期性で周期的に繰り返し、ε’は、ラジアン単位で測定され、
    前記第２のアレイのそれぞれの各列の隣接ポストが、前記流体サンプルの前記第２の部分の流体が前記列に対して略横方向に貫流することができるギャップによって分離され、前記ギャップの大部分が、前記第２のアレイの二次的なギャップサイズに対応する特性サイズを有し、及び
    前記第２のアレイが、４ミクロンから１０ミクロンの臨界サイズ（Ｄc）によって特徴付けられ、
    前記第２のアレイは、１／５ラジアンから１／３０ラジアンの傾斜角ε’を有し、
    前記第２のアレイの前記二次的なギャップサイズが、１５ミクロンから４０ミクロンであり、
    前記第２のアレイの前記ポストが、３０ミクロンから１００ミクロンの直径を有する、
    請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
  11. 前記ポストの第２のアレイが、４ミクロンから７ミクロンのＤcによって特徴付けられる、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記第２のアレイの前記列が、前記第２のチャネルの前記第１のサブ領域の前記第２の方向に対して横方向に配置される、請求項１０又は１１に記載の方法。
  13. 前記第２のアレイの前記ポストが、丸形状の断面又は多角形状の断面を有する、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の方法。
  14. 前記第２のアレイの前記ポストの全てが、同一の配向を有し、前記配向が、前記ポストの断面形状の対称軸が、前記第２の方向によって画定される軸に平行でないようにされている、請求項１３に記載の方法。
  15. 前記第２のチャネルが、前記流体サンプルが前記第１のサブ領域を通して通過した後に前記流体サンプルの前記第２の部分を受容するように構成される第２のサブ領域を含み、前記第２のサブ領域が、前記第２のチャネルを、前記流体サンプルの前記第２の部分から流体の第１のサブ部分を受容する第３のチャネルと、前記流体サンプルの前記第２の部分から流体の第２のサブ部分を受容する第４のチャネルとに分離する仕切りを有し、
    前記第２のサブ領域の前記仕切りが、前記流体の第２のサブ部分において、Ｄcよりも大きい直径を有するＴリンパ球が前記流体サンプルの前記第２の部分に対して富化されるように位置決めされる、請求項１０から１４のいずれか１項に記載の方法。
  16. 前記流体の第１のサブ部分が、前記流体サンプルの前記第２の部分の少なくとも５０％を含む、請求項１５に記載の方法。
  17. 前記流体サンプルが、対象から得られる末梢血サンプル又はそれに由来するサンプルである、請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
  18. 前記流体サンプルが、少なくとも１つの非Ｔリンパ球細胞型が枯渇している、請求項１７に記載の方法。
  19. 前記流体サンプルが、ＣＤ８+Ｔリンパ球が富化されている、請求項１７又は１８に記載の方法。
  20. 前記流体サンプルが、
    エフェクタＴリンパ球（ＴEFF）が枯渇している；
    ナイーブＴリンパ球（Ｔnaive）又はＣＤ４５ＲＡ+表現型を有する細胞が富化されている；又は
    セントラルメモリＴリンパ球（ＴCM）或いはＣＣＲ７+及び／又はＣＤ６２Ｌ+表現型と組み合わせてＣＤ４５ＲＯ+表現型を有する細胞が富化されている、
    請求項１９に記載の方法。
  21. 前記流体サンプル中の前記Ｔリンパ球を活性化剤と接触させることを更に含み、
    前記Ｔリンパ球が、少なくとも、前記流体サンプルを、前記マイクロ流体デバイスの前記流路の前記第１の領域を通して流動させる前に前記活性化剤に接触される、
    請求項１から２０のいずれか１項に記載の方法。
  22. 前記活性化剤が、人工抗原提示細胞（ａＡＰＣ）を含み、前記ａＡＰＣが、抗原ペプチドと複合体化されるＭＨＣクラスＩ分子及びＣＤ２８アゴニストを含む、請求項２１に記載の方法。
  23. 前記活性化剤が、樹状細胞（ＤＣ）を含む、請求項２１に記載の方法。
  24. 前記マイクロ流体デバイスの前記流路の前記第２のチャネルからＴリンパ球集団を選択的に搬出することを更に含み、前記Ｔリンパ球集団が、前記マイクロ流体デバイスの前記流路の前記第１のチャネルを貫流した任意の細胞又はＴリンパ球とは別個に搬出される、請求項１から２３のいずれか１項に記載の方法。
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