JP2022504466A - 試料を光学的に処理するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
試料を処理するためのシステムは、少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を有するチャンバであって、前記少なくとも１つの入口から少なくとも１つの出口に向かう試料の流れを収容するように構成された、チャンバと、チャンバ内の試料の流れを撮像するように構成されたイメージャアレイであって、少なくとも１つの光源の反対側に設定可能な少なくとも１つのレンズレスイメージセンサを備える、イメージャアレイと、を含む。
Description
関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年６月１０日に出願された米国仮出願第６２／８５９，６６６号、２０１９年２月１日に出願された米国仮出願第６２／８００，３８５号、および２０１８年１０月８日に出願された米国仮出願第６２／７４２，８３３号に対する優先権を主張し、各々は参照によりその全体が組み込まれる。
本出願は、２０１９年６月１０日に出願された米国仮出願第６２／８５９，６６６号、２０１９年２月１日に出願された米国仮出願第６２／８００，３８５号、および２０１８年１０月８日に出願された米国仮出願第６２／７４２，８３３号に対する優先権を主張し、各々は参照によりその全体が組み込まれる。
本発明は、概して、試料実体を処理するためのアッセイの分野に関する。
アッセイを行うための装置は、一般に、生化学研究、医薬品発見、細胞スクリーニング、医療診断、ならびに、試料の１つまたは複数の成分を検出および／または測定する他の用途の目的に使用される。デジタルアッセイは、各容器が個別の数の生物学的実体を含むように生物学的試料を複数の小さい容器に区画するアッセイの一種である。例えば、デジタルアッセイは、核酸、タンパク質、または他の生物学的内容物を定量化する等のために、単細胞または他の実体を含むマイクロ流体液滴の分析に使用されることがある。
現在のマイクロ流体システムにはいくつかの欠点がある。例えば、従来のマイクロ流体デジタルアッセイは、例えば、測定値を検体濃度と高精度に相関付け、そのような測定値を異なる液滴にまたがって比較するために、実験中に液滴が単分散でありかつ同じ種類（例えばＤＮＡのみ）であることを必要とする。そのような装置は、液滴が適度に均一なサイズであることを確実にするために、液滴を事前に分別することを必要とするが、それは時間を要し、液滴を処理する際の効率を低下させる。加えて、そのような装置は、液滴が処理のために直列に移動する直線状の単一経路のマイクロ流体チャネルを含み、そのことが液滴を分析する効率をさらに制限する。したがって、試料を処理するための新しい改良されたデジタルアッセイシステムおよび方法に対する必要性がある。
概して、試料を処理するためのシステムは、少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を有するチャンバであって、少なくとも１つの入口から少なくとも１つの出口に向かう試料の流れを収容するように構成された、チャンバを含んでよい。システムは、チャンバ内の試料の流れを撮像するように構成されたイメージャアレイであって、少なくとも１つの光源の反対側に設定可能な少なくとも１つのレンズレスイメージセンサを備える、イメージャアレイをさらに含んでよい。一部の変形形態では、チャンバは、（例えばチャンバのＸ－Ｙ平面内における）複数方向への移動などの、試料の２次元の流れを収容するように構成されてよい。イメージャは、チャンバ内の試料流れを撮像するためのレンズレスイメージセンサの２次元アレイを含んでよい。別の例として、イメージャは、チャンバ内の試料流れを撮像するためのレンズレスイメージセンサの１次元のまたは単一列のアレイを含んでよい。チャンバをはさんで少なくとも１つの光源の反対側に位置することにより、イメージャアレイは、一部の変形形態では、チャンバ内の試料の流れのシャドウ画像を生成するように構成され得る。
チャンバは、試料流れを受ける間隔を形成するように隔てられた、互いに対向する表面を含んでよい。例えば、チャンバは、第１の表面と、第１の表面から隔てられた第２の表面とを含んでよい。第１の表面と第２の表面との間に複数のスペーサが配設されてよい（例えば第１の表面と第２の表面との間の間隔を強化および／または支持するため）。第１の表面および第２の表面の少なくとも一方が、光学的に透明な材料（例えばポリイミド、ガラス等）を含んでよい。第１の表面および第２の表面の少なくとも一方は、半導体製造プロセスなどの平面処理技術によって形成されてよい。第１の表面および第２の表面は、本明細書でさらに詳しく説明されるように、平坦化された試料または試料実体がチャンバを通って流れ得るように、試料の少なくとも一部分を平坦化させるように構成されてよい。
一部の変形形態では、システムは光源をさらに含んでよく、イメージャアレイと光源とが、チャンバをはさんで互いに対向している。イメージャアレイは、チャンバに隣接する第１の光学的に透明な部分を有する第１の構造に埋め込まれてよい。光源は、チャンバに隣接する第２の光学的に透明な部分を有する第２の構造に埋め込まれてよい。
概して、試料を処理するためのシステムの別の変形形態は、第１の構造と、第１の構造に対向する第２の構造とによって少なくとも部分的に定められるチャンバであって、第１および第２の構造の各々が、光学的に透明である少なくとも一部分を有する、チャンバを含んでよい。システムは、第１の構造に埋め込まれ、チャンバに向けて光を発するように構成された少なくとも１つの光源と、第２の構造に埋め込まれ、チャンバを撮像するように構成されたイメージャアレイと、をさらに含んでよい。イメージャアレイは、少なくとも１つのレンズレスイメージセンサを含んでよい。イメージャアレイは、レンズレスイメージセンサの１次元または２次元アレイを含んでよい。イメージャアレイは、試料の流れのシャドウ画像を生成するように構成されてよい。一部の変形形態では、第１の構造と第２の構造とが一体形成されてよい。
チャンバは、チャンバの少なくとも１つの入口と少なくとも１つの出口との間に試料の２次元の流れを収容するように構成されてよい。チャンバは、試料の少なくとも一部分を平坦化させるように構成されてよい（例えば対向する第１の構造と第２の構造との間で）。一部の変形形態では、複数のスペーサが、チャンバ内の第１の構造と第２の構造との間に配設されてよい。そのようなスペーサの少なくとも１つは、第１の構造と第２の構造とを共に接合する固着材を含んでよい。例えば、一部の変形形態では、固着材は、スペーサ内の１つまたは複数のバイアの中に流れ込んで、第１および第２の構造の向かい合う表面同士を結び付ける、はんだ、ポリマー接着剤、または他の適切な固着材料を含んでよい。
一部の変形形態では、第１の構造および第２の構造の少なくとも一方が、光学的に透明な層の積層積み重ねを含んでよい。例えば、第１の構造および第２の構造の少なくとも一方が、平面処理によって形成されてよい。
試料は、一部の変形形態では、本明細書にさらに記載されるように、少なくとも１つのＰＯＤを含んでよい。少なくとも１つのＰＯＤは、細胞、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ヌクレオチド、タンパク質、および／または酵素などの、検体を含んでよい。追加的または代替的に、少なくとも１つのＰＯＤは、検体を欠いているか、または検体を含まなくてもよい。使用中、アッセイシステムを使用して、ＰＯＤおよびそれらの内容物の光学画像を生成し、情報を生成し、それから化学的および／または生物学的情報が導出されてよい。
概して、一部の変形形態では、複数の粒子を含む試料を処理するためのシステムは、試料を収容するように構成されたチャンバを含んでよく、チャンバは、試料中の粒子のうち選択された部分を統合するのに十分な電気エネルギーを送達するように構成された少なくとも１つの電極と、試料の粒子を粒子サイズに基づいて分離するように構成された分別機構とを含む。例えば、一部の変形形態では、チャンバは、チャンバの第１の表面と第２の対向する表面との間に延在する複数の電極を含んでよい（例えば電極機能と併せて構造的支持を提供してよい）。チャンバは、試料の２次元の流れを収容するように構成されてよい。さらに、一部の変形形態では、システムは、チャンバ内の試料の１つまたは複数の画像を生成するように構成されたイメージャアレイ（例えばレンズレスイメージセンサを含む）と、少なくとも１つの電極を作動させて、試料の１つまたは複数の画像に基づいて粒子の選択された部分に電気エネルギーを送達させるように構成されたコントローラと、をさらに含んでよい。
一部の変形形態では、分別機構は、受動的分別機構を含んでよい。例えば、分別機構は、複数のスペーサを含んでよい。スペーサは、千鳥型アレイとして配置され、決定論的横方向置換を介して粒子分離を行うように構成されてよい。別の例として、チャンバは、第１の出口および第２の出口を含んでよく、第１の出口は、所定の閾値粒子サイズを下回る粒子のみを実質的に通過させるサイズであり、第２の出口は、所定の閾値粒子サイズを上回る粒子を通過させるサイズであってよい。追加的または代替的に、チャンバは、流体力学的濾過を介して粒子分離を行うように構成された複数の分岐チャネルを含んでよい。追加的または代替的に、一部の変形形態ではチャンバは、能動的分別機構（例えば能動的流体制御、ＰＤＥＰ力等を介する）を含んでよい。
概して、一部の変形形態では、試料を処理するためのシステムは、試料の流れを収容するように構成されたチャンバであって、試料の少なくとも一部分に選択的に電気エネルギーを送達するように構成された少なくとも１つの電極を含む、チャンバと、チャンバ内の試料の流れを撮像するように構成されたイメージャアレイ（例えばレンズレスイメージセンサを含む）と、１つまたは複数の画像の分析に基づいて少なくとも１つの電極を作動させるように構成されたコントローラと、を含んでよい。
一部の変形形態では、チャンバは、試料の２次元の流れを収容するように構成されてよい。チャンバは、複数の電極を含んでよく、コントローラは、隣接する電極などの電極の対を選択的に作動させるように構成されてよい。作動された電極は、例えば、１つまたは複数の標的粒子と容量的に連結し得、それによって標的粒子が合併し得る。
一部の変形形態では、システムは、試料の粒子を粒子サイズに基づいて分離するように構成された分別機構をさらに含んでよい。分別機構は、受動的分別機構を含んでよい。分別機構は、例えば、千鳥型アレイとして配置されると共に決定論的横方向置換を介して粒子分離を行うように構成された複数のスペーサを含んでよい。別の例として、チャンバは、第１の出口および第２の出口を含んでよく、第１の出口は、所定の閾値粒子サイズを下回る粒子のみを通過させるサイズであり、第２の出口は、所定の閾値粒子サイズを上回る粒子を通過させるサイズであってよい。追加的または代替的に、チャンバは、流体力学的濾過を介して粒子分離を行うように構成された複数の分岐チャネルを含んでよい。追加的または代替的に、一部の変形形態では、チャンバは、能動的分別機構（例えば、能動的流体制御、ＰＤＥＰ力等を介する）を含んでよい。
概して、一部の変形形態では、複数の粒子（例えばＰＯＤ）を含む試料を処理するための方法は、少なくとも１つの電極を含むチャンバ内に試料を受けるステップと、試料中の１つまたは複数の粒子を破棄粒子として特徴付けるステップと、少なくとも１つの電極から破棄粒子に電気エネルギーを送達することによって破棄粒子を統合するステップと、試料の粒子を粒子サイズに基づいて分別するステップとを含んでよい。一部の変形形態では、１つまたは複数の粒子を特徴付けるステップが、チャンバ内の試料の１つまたは複数の画像を受け取り、１つまたは複数の画像に基づいて１つまたは複数の粒子を特徴付けることを含んでよい。１つまたは複数の画像は、例えば、試料の光学シャドウ画像を含んでよい。
一部の変形形態では、電気エネルギーを送達するステップが、駆動波形に従って電極の対を作動させることを含んでよい。駆動波形は、例えば、ＡＣ波形であってよい。波形は、一部の変形形態では、約０．５Ｖ～約１０Ｖの間、または約０．５Ｖ～約５Ｖの間のピーク間電圧を有してよい。さらに、一部の変形形態では、波形は、約１Ｈｚ～１ＭＨｚの間、または約５０Ｈｚ～約２０ｋＨｚの周波数を有してよい。
一部の変形形態では、粒子を分別するステップが、粒子を受動的に分別することを含んでよい。例えば、粒子は、決定論的横方向置換を介して分別されてよい。別の例として、粒子は、第１のサイズの粒子がチャンバの第１の出口を通過することを許し、第２のサイズの粒子がチャンバの第２の出口を通過することを許すことによって分別されてよい。追加的または代替的に、粒子は、流体力学的濾過を介して分別されてよい。
さらに、方法は、一部の変形形態では、粒子の少なくとも一部分が、目的の物質（例えば、抗体、インスリン等）を分泌する１つまたは複数の細胞（例えばＣＨＯ細胞、ハイブリドーマ、Ｂ細胞、骨髄腫細胞等）を含有している試料を処理するために使用されてよい。これらの変形形態では、試料中の１つまたは複数の粒子を特徴付けるステップが、１つまたは複数の細胞における凝集を特徴付けることなどによって、１つまたは複数の細胞の分泌レベルを特徴付けることを含んでよい。例えば、分泌細胞を欠いている粒子および／または低分泌細胞を含有する粒子が、破棄粒子として特徴付けられてよく、一方、高分泌細胞を含む粒子が、目的の粒子として特徴付けられてよい。破棄対象の粒子と目的の粒子とは、分別され、分離されてよい。例えば、分別することは、閾値サイズを下回る粒子を目的の粒子（例えば、高分泌細胞を含有している粒子）として分別することを含んでよい。一部の変形形態では、試料は、粒子当たり平均で約０．１個の細胞が存在するように調製されてよい。
概して、一部の変形形態では、細胞の集団からの目的の細胞の選択を可能にするためのシステムは、カプセル化試薬であって、約１．０よりも大きい密度を備えるカプセル化試薬と、水溶性媒体中に懸濁した第１の複数の粒子であって、第１の複数の粒子の各粒子は、目的の細胞によって分泌される第２の結合相手に特異的である第１の結合相手を含む、第１の複数の粒子と、を含んでよい。一部の変形形態では、カプセル化試薬は、界面活性剤を含んでよい。一部の変形形態では、界面活性剤が、フッ素およびポリエチレングリコールの少なくとも一方を含む。一部の変形形態では、第１の複数の粒子の各粒子は、約３０ｎｍから約５０μｍの間の直径を有してよい。一部の変形形態では、第１の複数の粒子の各粒子は、ポリスチレン、金、セルロース、ラテックス、アガロース、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ガラス、および磁気ビーズのうち少なくとも１つを含んでよい。一部の変形形態では、第１のクラスタ部位が、第１の結合相手と第２の結合相手との結合によって形成される。一部の変形形態では、第１の結合相手および第２の結合相手は、第１および第２のタンパク質であってよい。これらの変形形態では、第１の結合相手または第２の結合相手は、抗原または抗体であってよい。例えば、抗体はＩｇＧであってよい。一部の変形形態では、第１の結合相手および第２の結合相手は、第１および第２のペプチドであってよい。
さらに、一部の変形形態におけるシステムは、第２の複数の粒子も含んでよく、第２の複数の粒子の各粒子は、目的の細胞によって分泌される第４の結合相手に特異的である第３の結合相手を有する。これらの変形形態では、システムは、第３の結合相手と第４の結合相手との結合によって形成される第２のクラスタ部位をさらに含んでよい。
概して、一部の変形形態では、混合物が、カプセル化試薬と、水溶性媒体中に懸濁した１つまたは複数の第１の粒子であって、各第１の粒子は第１の結合相手を含む、１つまたは複数の第１の粒子と、細胞の集団であって、第２の結合相手を有する目的のタンパク質を分泌する少なくとも１つの目的の細胞を含み、第１の結合相手が第２の結合相手に特異的である、細胞の集団と、を含んでよい。一部の変形形態では、カプセル化試薬は、界面活性剤を含んでよい。一部の変形形態では、界面活性剤は、フッ素およびポリエチレングリコールの少なくとも一方を含む。一部の変形形態では、カプセル化試薬は、混合物の約６０体積％～９０体積％の間であってよい。一部の変形形態では、１つまたは複数の第１の粒子は、混合物の約５体積％～２０体積％の間であってよい。一部の変形形態では、細胞の集団は、混合物の約５体積％～２０体積％の間であってよい。一部の変形形態では、第１の複数の粒子の各粒子は、約３０ｎｍから約５０μｍの直径を有してよい。一部の変形形態では、第１の複数の粒子の各粒子は、ポリスチレン、金、セルロース、ラテックス、アガロース、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ガラス、および磁気ビーズの少なくとも１つを含んでよい。一部の変形形態では、混合物は、第１の結合相手と第２の結合相手との結合によって形成される第１のクラスタ部位をさらに含んでよい。一部の変形形態では、第１の結合相手または第２の結合相手は、第１および第２のタンパク質であってよい。これらの変形形態では、第１の結合相手または第２の結合相手は、抗原または抗体であってよい。例えば、抗体はＩｇＧであってよい。一部の変形形態では、第１の結合相手および第２の結合相手は、第１および第２のペプチドであってよい。一部の変形形態では、細胞の集団は、ＣＨＯ細胞、Ｂ細胞、ハイブリドーマ細胞、形質細胞、ＨＥＫ２９３細胞、骨髄腫細胞、およびＴ細胞の少なくとも１つまたは複数を含んでよい。一部の変形形態では、１つまたは複数の第１の粒子は、１つまたは複数の細胞を含んでよく、第１の結合相手は、１つまたは複数の細胞上に発現した抗原を含んでよい。一部の変形形態では、第１の複数の粒子は、細胞の第２の集団を含んでよく、第１の結合相手は、細胞の第２の集団上に発現した抗原を含んでよい。
さらに、一部の変形形態では、混合物は、複数の試料実体を含んでもよく、各試料実体は、１つまたは複数の第１の粒子、細胞の集団からの少なくとも１つの細胞、および水溶性媒体、のうちの少なくとも１つまたは複数をカプセル化する。これらの変形形態では、複数の試料実体は、多分散試料実体であってよい。
さらに、一部の変形形態における混合物は、第２の複数の粒子を含んでもよく、第２の複数の粒子の各粒子は、少なくとも１つの目的の細胞によって分泌される第４の結合相手に特異的である第３の結合相手を有する。これらの変形形態では、システムは、第３の結合相手と第４の結合相手との結合によって形成される第２のクラスタ部位をさらに含んでよい。
概して、一部の変形形態では、クラスタリングアッセイシステム用の試料を調製するための方法は、少なくとも１つの目的の細胞を有する細胞の集団を提供するステップと、細胞の集団、第１の複数の粒子、およびカプセル化試薬を組み合わせて混合物を作製するステップであって、第１の複数の粒子の各粒子は、水溶性媒体中に懸濁しており、少なくとも１つの目的の細胞によって分泌される第２の結合相手に特異的である第１の結合相手を含む、ステップと、混合物を攪拌してエマルジョンを作製し、それにより細胞の集団を複数の多分散試料実体（例えばＰＯＤ）内にカプセル化するステップと、を含んでよい。一部の変形形態では、第１の結合相手および第２の結合相手は、第１および第２のタンパク質であってよい。これらの変形形態では、第１の結合相手または第２の結合相手は、抗原または抗体であってよい。例えば、抗体はＩｇＧであってよい。一部の変形形態では、第１の結合相手および第２の結合相手は、第１および第２のペプチドであってよい。一部の変形形態では、細胞の集団は、ＣＨＯ細胞、Ｂ細胞、ハイブリドーマ細胞、形質細胞、ＨＥＫ２９３細胞、骨髄腫細胞、およびＴ細胞の少なくとも１つまたは複数を含んでよい。一部の変形形態では、第１の複数の粒子は、細胞の第２の集団を含んでよく、第１の結合相手は、細胞の第２の集団上に発現した抗原を含んでよい。
一部の変形形態では、細胞の集団を提供するステップは、細胞の集団を希釈して、１ミリリットル当たり約１００，０００～３００，０００個の間の細胞である所望の細胞濃度を得ることを含んでよい。これらの変形形態では、所望の細胞濃度は、１ミリリットル当たり約２２０，０００個の細胞であってよい。
さらに、一部の変形形態では、細胞の集団、第１の複数の粒子およびカプセル化試薬を組み合わせることは、混合物を作製するために第２の複数の粒子を加えることを含んでもよく、第２の複数の粒子の各粒子は、少なくとも１つの目的の細胞によって分泌される第４の結合相手に特異的である第３の結合相手を含む。これらの変形形態では、第２の結合相手および第４の結合相手は、それぞれ抗体の第１の構成要素および第２の構成要素であってよい。
さらに、一部の変形形態では、エマルジョンは、λ値によって特徴付けられてよく、λは、複数の多分散試料実体の試料実体当たりの細胞数である。これらの変形形態では、λ値は、試料実体当たり約０～約１０個の間の細胞であってよい。
さらに、一部の変形形態における方法は、エマルジョンを所定の長さの時間にわたって培養するステップを含んでもよい。これらの変形形態では、所定の長さの時間が、約１時間～約６時間の間であってよい。
概して、一部の変形形態では、細胞の集団から少なくとも１つの目的の細胞を選択するための方法は、細胞の集団と第１の複数の粒子とを有するエマルジョンを提供するステップであって、細胞の集団および第１の複数の粒子が複数の多分散試料実体（例えばＰＯＤ）内にカプセル化され、第１の複数の粒子の各粒子が、水溶性媒体中に懸濁しており、少なくとも１つの目的の細胞によって分泌される第２の結合相手に特異的である第１の結合相手を含む、ステップと、少なくとも１つの試料実体についてのシグナルを測定するステップであって、シグナルは、第１の結合相手と第２の結合相手との結合に少なくとも部分的に関連する、ステップと、測定されたシグナルに少なくとも部分的に基づいて少なくとも１つの目的の細胞を特定するステップと、を含んでよい。一部の変形形態では、第２の結合相手は、少なくとも１つの目的の細胞によって分泌される目的のタンパク質の第１の成分と連結し得、測定されたシグナルは、少なくとも１つの試料実体内の目的のタンパク質を定量化する。一部の変形形態では、第１の複数の粒子は、細胞の第２の集団を含んでよく、第１の結合相手は、細胞の第２の集団上に発現した抗原を含んでよい。
一部の変形形態では、エマルジョンは、複数の多分散試料実体（例えばＰＯＤ）内にカプセル化された第２の複数の粒子を含んでもよく、第２の複数の粒子の各粒子は、少なくとも１つの目的の細胞によって分泌される第４の結合相手に特異的である第３の結合相手を含む。これらの変形形態では、シグナルは、第１の結合相手と第２の結合相手との結合に少なくとも部分的に関連し、第３の結合相手と第４の結合相手との結合に少なくとも部分的に関連していてよい。これらの変形形態では、第２の結合相手および第４の結合相手は、少なくとも１つの目的の細胞によって分泌される目的のタンパク質に関連していてよく、測定されたシグナルは、第１の結合相手または第３の結合相手に対する目的のタンパク質の結合親和性および／または特異性を定量化してよい。これらの変形形態では、測定されたシグナルは、目的の細胞から分泌される抗体の抗原結合親和性および／または特異性を定量化してよい。
一部の変形形態では、少なくとも１つの目的の細胞を特定するステップが、所定の閾値よりも大きい測定シグナルを有する試料実体の少なくとも一部分を特定することを含んでよい。一部の変形形態では、少なくとも１つの試料実体についてのシグナルを測定するステップが、少なくとも１つの試料実体の少なくとも１つのシャドウ画像を受け取り、少なくとも１つのシャドウ画像に基づいて試料実体内の少なくとも１つの物体のサイズスコアを決定することを含んでよく、測定されたシグナルは、サイズスコアに少なくとも部分的に基づく。
さらに、一部の変形形態では、方法は、少なくとも１つのシャドウ画像を生成するように構成されたイメージャアレイに隣接するチャンバ内にエマルジョンを導入するステップを含んでもよい。
さらに、一部の変形形態では、方法は、多分散試料実体から少なくとも１つの目的の細胞を取り出すステップを含んでもよい。これらの変形形態では、方法は、少なくとも１つの目的の細胞を、ＰＣＲ、ＦＡＣＳ、ＤＮＡシーケンシング、およびＥＬＩＳＡの少なくとも１つまたは複数で分析するステップを含んでもよい。
本発明の様々な態様および変形形態の非制限例が本明細書に記載され、添付図面に示される。
概して、本明細書に記載されるのは、試料を処理するためのアッセイシステムおよび方法の例示的変形形態である。例えば、そのようなシステムおよび方法は、試料の迅速な実験分析を可能にするなどのために、試料中の多数の実体を実質的に並行して処理してよい。さらに、本明細書に記載されるシステムおよび方法は、不均一なサイズの多分散実体を処理するために使用されてよい。概して、本明細書に記載されるシステムおよび方法は、凝集、コロイド安定性、細胞増殖、細胞表面プロファイリング、細胞サイズプロファイリング、および／またはタンパク質、抗生物質、ヌクレオチド、他の検体等の濃度のプロファイリングなどの、診断および／または研究に関係する事象または試料特性の測定を容易にし得る。用途は、診断、薬物研究、環境研究等を含んでよい。
ＰＯＤ
ＰＯＤ
下記でさらに詳しく説明されるように、本システムおよび方法は、例えば、区画された試料を処理してよい。例えば、本システムおよび方法は、適切な実験用の分散を処理してよく、その一種は、本明細書において多分散偏球分散系（「ＰＯＤ」（Polydisperse Oblate Dispersion System））とも呼ばれる。ＰＯＤは、その本体の中に、バクテリアもしくは哺乳動物細胞、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ヌクレオチド、タンパク質、酵素、ならびに／または分析対象となる任意の適切な化学的および／もしくは生物学的内容物などの、任意の適切で実験的に有用な内容物を含み得る。他の例では、ＰＯＤは、ＰＯＤをソフトウェアによって処理して有意義な化学的および／または生物学的情報を生じ得るように、１つまたは複数のイメージセンサにシグナルを与えるために使用される試薬を含んでよい。ＰＯＤは、例えば、ハイブリドーマまたはＢ細胞からのＩｇＧなどの、哺乳動物細胞から分泌される分子の早期検出のために使用されてよい。適切な試薬または凝集物は、例えば、金、ラテックス、セルロース、アガロース、ポリスチレン、磁気材料、および／または生物学的に活性なタンパク質もしくは足場に結合した他の材料（例えば、ＥＬＩＳＡキットや、細胞表面結合および細胞凝集アッセイなどの凝集アッセイに適する材料）で被覆されたビーズを含んでよい。加えて、一部の変形形態では（例えば細胞培養を伴う試料の場合）、細胞を生存可能に保つのを助けるために、Ｌ－グルタミンなどの物質がＰＯＤ内にカプセル化されてよい。さらに、一部の変形形態では、ＰＯＤは、捕獲タンパク質または抗体に対するアンカーとして働くヒドロゲルまたは多孔性固相またはポリマー相を含んでよい。そして、捕獲タンパク質に特異的である試料と、西洋ワサビペルオキシダーゼ（ＨＲＰ）などの検出触媒または酵素に結合した第２の検出抗体とを用いて、サンドイッチ型のアッセイを構築することができる。次いで、ＰＣＩＢなどの減光基板が追加され得る。
例えば、ＰＯＤは、約１０ｎｍから約５０μｍの間のサイズを有すると共にバイオマーカー（例えば抗体）で被覆された任意のそのようなビーズを含み得る。別の例として、ＰＯＤは、約３０ｎｍから約５０μｍの間のサイズを有するビーズを含み得る。本明細書に記載されるアッセイシステムにおけるそのような試薬または凝集物（単分散であっても多分散であってもよい）の自己集合から生じる凝集の度合いは、例えば、タンパク質および／または検体濃度の推測を可能にする。よって、目的の検体は、これらに限定されないが、緩衝液、細胞、組織、溶解質、凝集物、集合タンパク質、薬物、抗体、ヌクレオチド、色素、および／または被覆粒子等を含む、様々な化学的および／または生物学的混合物を含む。本明細書に記載されるシステムおよび方法の例示的用途が図１２に示され、下記でさらに詳細に説明される。
一部の変形形態では、各ＰＯＤが別々の実験と考えられてよく、複数のＰＯＤの処理によって、複数の実験を並行して高速かつ効率よく行うことが可能になる。ＰＯＤを処理することは、ＰＯＤの１つまたは複数の特性を分析すること、チャンバ内でＰＯＤの場所を追跡する、および／もしくはその軌道を予測すること、ならびに／または分別のためにＰＯＤを操作することを、制限なしに伴ってよい。
一部の変形形態では、ＰＯＤは、安定化され、液体や他の流体などの周囲媒体（例えば界面活性剤もしくは脂肪、またはその混合物を含有する非水溶液）に移送可能な水相を含んでよい。一部の変形形態では、アッセイ装置によって処理されるＰＯＤは、ＰＯＤが球形でないことを少なくとも部分的な理由として、液滴と違っていてよい。例えば、処理されるＰＯＤは、球状に対称でないことがある。処理されるＰＯＤは、１つの寸法（例えば、下記で説明するように電極表面に概ね直交して測定される寸法）が、別の寸法よりも小さくてよい（例えば偏球）。例えば、処理されるＰＯＤは、概ね半球型の形状と同様に、少なくとも１つの側で概ね平坦化されてよく、または円盤状もしくは「パンケーキ」形と同じように、少なくとも２つの反対側の側で概ね平坦化されてよい。下記でさらに詳しく説明するように、少なくとも１つの側で平坦化されたＰＯＤは、アッセイ装置内の測定電極との増大した接触表面積を有することができ、それにより、電極測定値が、低減されたノイズおよび概して改良されたシグナル品質を有し得る。加えて、下記でさらに詳しく説明するように、少なくとも１つの側で平坦化されたＰＯＤは、ＰＯＤ内容物を集中させて、カメラの２次元の焦点面に近似した形状にするように体積的に制約され得、それによりカメラによるＰＯＤ内容物の可視性を向上させる。さらに、ＰＯＤは、アッセイ装置によって同時に処理される複数のＰＯＤは、従来は同じサイズである（例えば単分散の特性を有する）と考えられる液滴と対照的に、多分散であってよいということを少なくとも部分的な理由として、液滴と違っていてよい。
例えば、ＰＯＤは、（例えば、２つの板の間、下記で説明されるようなチャンバの２つの対向する表面間での機械的圧縮、または他の適切なメカニズムにより）、界面活性剤濃度を上げることにより、または任意の適切な方式で、押圧されて平坦化形態にされてよい。
ＰＯＤの周囲媒体は、例えば非水性連続相を含んでよい。一部の変形形態では、周囲媒体はフルオラスであってよい。例えば、媒体は、フッ素化油または他の液体（例えば、３Ｍ（商標）によって製造されるＮｏｖｅｃ（商標）として入手可能なＨＦＥ７５００、または３Ｍによって製造されるＦｌｕｏｒｉｎｅｒｔ（商標）として入手可能なＦＣ－４０）を含んでよい。別の例として、媒体は炭化水素油を含んでよい。媒体は、さらに他の変形形態では、追加的または代替的にＰＥＧおよびフッ化誘導体（例えば、Ｃｈｅｍｏｕｒｓ Ｃｏｍｐａｎｙによって製造されるＫｒｙｔｏｘ（商標）フッ素化油の誘導体。ＰＥＧまたは他の適切なグリコールエーテルと重合または共重合されていてもよい）を含んでよく、脂肪または他のリン酸、カルボキシル化もしくはアミノ末端鎖を含んでよい。
一部の変形形態では、ＰＯＤは、周囲媒体の密度よりも低い総合密度を有してよく、それにより、媒体中の水溶性ＰＯＤがより浮揚性になり、周囲媒体中で上昇しやすくなる。例えば、周囲媒体は、ＨＦＥ－７５００および／またはＦＣ－４０などの、水よりも密度の高い流体を含んでよく、それらはコブロックポリエチレングリコール／Ｋｒｙｔｏｘ（商標）ポリマーと混合されてもよい。他の変形形態では、ＰＯＤは、周囲媒体の密度よりも高い総合密度を有してよく、それにより、媒体中の水溶性ＰＯＤがより浮揚性でなくなり、周囲媒体中で沈みやすくなる。例えば、周囲媒体は、ヘキサデカンやリン脂質二重層などの、水よりも密度の低い流体を含んでよい。さらに他の変形形態では、ＰＯＤおよびその周囲媒体は、実質的に同様のまたは等しい密度を有してよい。ＰＯＤおよび周囲媒体の相対密度の様々な組合せが、周囲媒体中でのＰＯＤの種々のレベルの浮力をもたらし得ることが理解されるべきである（例えば、特定の媒体中のＰＯＤのセットは、上昇しやすいいくらかのＰＯＤおよび沈みやすいいくらかのＰＯＤを含んでよい）。例えば、ＰＯＤの相対浮力は、ＰＯＤを分別する際に重力を活用する一部の用途において有益であり得る。しかし、ＰＯＤは、任意の適切な媒体に囲まれていてよい。
１つまたは複数のＰＯＤが、適切な周囲媒体との組合せでエマルジョンとしてアッセイ装置に導入され、本明細書に記載されるように処理されてよい。一部の変形形態では、ＰＯＤを作製するための混合は、アッセイ装置の外側で行われてよく（例えば、装置への導入に先立って装置の入口の外側側部の近くで）、一方、他の変形形態では、そのような混合は、追加的または代替的にアッセイ装置内部で行われてもよい。例えば、ＰＯＤは、生物学的試薬およびフッ素化液を含む２つの溶液を攪拌することによって生成されてよい。さらに、ＰＯＤ間の多分散性を制御または調整するために、より大きいＰＯＤがより小さいＰＯＤに変形されてもよい（例えば、下記で説明するようにアッセイ装置内でのスペーサとの相互作用、または任意の他の適切な装置特徴部との相互作用により）。
本アッセイ装置および方法は、多分散試料実体を処理するために使用されてよい。例えば、本明細書に記載される装置および方法の様々な態様は、試料が単分散であることを必要とする従来のシステムと対照的に、異なるサイズのＰＯＤを実質的に同時に処理することを可能にし得る。一部の変形形態では、本明細書に記載されるアッセイ装置および方法は、少なくとも５％、少なくとも１０％、少なくとも２５％、または少なくとも５０％のサイズ（例えばＰＯＤ直径、ＰＯＤ周囲長、ＰＯＤ表面積、ＰＯＤ体積等）の分散を有する、試料実体を同時に処理し得る。多分散試料を扱える能力は、例えば、より簡易でより効率的な試料分析を提供し得る（例えば、アッセイ装置に導入する前に、時間を要する別個のプロセスで試料実体をサイズによって分別することを必要としないことにより）。
本明細書に記載されるアッセイ装置および方法の例示的用途は、検体濃度を測定する、細胞***を測定する、ＰＯＤまたは他の試料実体中の細胞もしくは粒子の形態、サイズ、および／または数を測定する、細胞（および／または凝集物）とそれらが含有されているＰＯＤの相対サイズ（例えばＰＯＤの周囲長とＰＯＤ内の細胞の周囲長との比）を測定する等のために、ＰＯＤを処理することを含む。例えば、本装置および方法は、病理学、腫瘍学、白血球細胞または赤血球数の判定等のために使用されてよい。さらに、本明細書に記載されるアッセイ装置および方法は、各種の凝集試験のいずれを行うためにも使用されてよい。
試料を処理するためのアッセイシステム
試料を処理するためのアッセイシステム
概して、図１Ａの概略図に示されるように、一部の変形形態では、試料を処理するためのアッセイシステム１００は、少なくとも１つの入口１２２および少なくとも１つの出口１２４を有するチャンバ１２０であって、少なくとも１つの入口から少なくとも１つの出口に向かう試料の流れを収容するように構成されたチャンバと、チャンバ１２０内の試料の流れを撮像するように構成されたイメージャアレイ１４０とを含む。イメージャアレイ１４０は、少なくとも１つの光源１３０の反対側に設定可能な少なくとも１つのレンズレスイメージセンサを含んでよい。一部の変形形態では、アッセイシステム１００は、試料の流れを操作するために１つまたは複数のポンプ、弁、および／または流体センサを備えた流体制御システムを含んでよい。システム１００は、下記でさらに説明するように、アッセイシステム１００の他の構成要素を制御する、および／またはそれらから信号を受信するように構成された電子システム１６０（例えば１つまたは複数のプロセッサを備えたＰＣＢＡ等）をさらに含んでよい。一部の変形形態では、電子システム１６０は、１つまたは複数のリモートプロセッサ１８０による分析のためにネットワーク１７０にデータ（例えば画像データ）を通信するように構成された、１つまたは複数の通信構成要素（例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＦｉ等）をさらに含んでよい。追加的または代替的に、データの少なくとも一部は、電子システム１６０内に位置する１つまたは複数のプロセッサによって分析されてもよい。
図１Ｂは、チャンバ１２０の入口に連結されたリザーバ１１６から試料（例えばエマルジョン）を受け取るように構成されたチャンバ１２０を含む、試料を処理するためのシステム１００の例示的変形形態の概略図を示す。チャンバ１２０は、イメージャアレイがチャンバ１２０内の試料の光学シャドウ画像を作り得るように、１つまたは複数の光源１３０とイメージャアレイとの間に配置されてよい。画像は、本明細書に記載されるものなどの技術を使用して分析されてよく、試料は、処理されてよい（例えば、特徴付けられ、リザーバ１５６および／または他の貯蔵器１５６’（例えばエッペンドルフ管）などの１つまたは複数の廃棄物容器に出力される）。さらに、システム１００は、目的のものであり得る試料の一部をさらなる分析または他の処理のために抜き出すために、ロボット式または自動化されたピペット１９０を含んでよい。
チャンバ機構
チャンバ機構
上記で説明したように、アッセイシステムは、少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を有するチャンバであって、少なくとも１つの入口から少なくとも１つの出口に向かう試料の流れを収容するように構成されてよいチャンバを含んでよい。概して、チャンバは、ＰＯＤ（または試料中の他の実体）がチャンバのボリューム内で（例えば多方向の流れで）循環し得るように、試料の２次元の流れを収容するように構成されてよい。例えば、チャンバは、概して矩形のボリュームを含んでよい。一部の変形形態では、チャンバは、第１の構造と、第１の構造に対向する第２の構造とによって少なくとも部分的に定められてよく、第１および第２の構造の各々が、光学的に透明である少なくとも一部分を有する。一部の変形形態では、チャンバは少なくとも部分的に、可撓性プリント回路基板（「フレックス」回路）上に実装されてよい。
さらに、少なくとも１つの光源が、チャンバ内の試料流れの一方の側に位置付けられてよく、少なくとも１つのレンズレスイメージセンサを含むイメージャアレイが、チャンバ内の試料の流れの他方の側（光源の反対側）に位置付けられてよい。そのような配置では、イメージャアレイは、少なくとも１つの光源によって背面から照明されたチャンバ内容物の「シャドウ画像」、すなわちシャドウグラフ法による画像、を生成するように構成されてよい。試料に関する情報（例えば化学的情報および／または生物学的情報）が、そのような試料のシャドウ画像から導出されてよい。
一部の変形形態では、アッセイ装置は、追加的または代替的に、試料の電子特性を測定する（例えば、試料に関する化学的情報および／または生物学的情報に相関している可能性のあるインピーダンス測定を行う）、および／または誘電泳動を可能にするための電界を生成するように構成された、１つまたは複数の電極を含んでよい。例えば、チャンバは、この参照により全体が組み込まれる米国特許出願第１５／９８６，４１６号に記載されるものと同様の電極を含んでよい。そのような電極のさらなる例は、チャンバ機構の例示的変形形態に関して下記でさらに詳しく説明される。
概して、図２Ａの概略断面図に示すように、チャンバ機構は、第１の構造２１０および第２の構造２１２を有するチャンバ２００を含んでよく、第１の構造および第２の構造は、光学的に透明な材料を含み、間隙２１４を形成するかまたはチャンバボリュームを少なくとも部分的に定めるように互いから隔てられている。第１の構造２１０と第２の構造２１２との間の間隔は、一部の変形形態では、本明細書にさらに記載されるように、１つまたは複数のスペーサ２１６によって支持または強化されてよい。スペーサの厚みは、例えば、チャンバ高さおよび／またはエマルジョンの安定性、ＰＯＤの流量等の動作パラメータを調整するために決定されてよい。一部の変形形態では、チャンバ高さは、分析が望まれるＰＯＤまたは試料の種類に少なくとも部分的に基づいてよい。適切なチャンバ高さは、例えば、約０．１μｍから約２００μｍの間の範囲であってよい。例えば、一部のＰＯＤは、２５～３０μｍなどのより高い高さを有するチャンバを使用して最も良好に分析され得る細胞を含み得、一方で一部のＰＯＤは、１μｍ未満などのより低い高さを有するチャンバを使用して最も良好に分析され得るタンパク質を含み得る。
第１の構造２１０および第２の構造２１２は、半導体平面処理技術で形成された多層の積み重ねを含んでよい（例えば、堆積、スパッタリング、めっき、および／または浸漬プロセスで基板上に材料を付加し、フォトリソグラフィもしくは他のエッチングプロセス、またはレーザによって定められる撮像プロセス等で材料を減じることでパターン化を導入する）。一つの層は、連続的な構造（例えばパターン化されていない薄膜）であっても、または非連続的な構造（例えば切り抜き、間隙等のある、パターン化された薄膜）であってもよい。そのような平面処理技術を利用することにより、チャンバを形成する各構造が、低コストで寸法的にスケーリングされ得る。平面にわたるスケーラビリティにより、アッセイ装置が多数のＰＯＤを同時に撮像または検出することが可能となり、それにより分析スループットまたはある期間の間に検出され得る事象（例えばＰＯＤ、またはＰＯＤ内の反応等）の総数を増大させる。さらに、これらの製造技術は、チャンバ高さ、形状、および占有面積の正確な制御を可能にし、それにより幅広い用途（例えば異なるＰＯＤサイズを伴う試料タイプ）に合わせてアッセイ装置全体をカスタマイズする柔軟性を可能にする。
光源２３０が、チャンバの一方の側に位置付けられてよく、間隙２１４に向けて光を発するように構成されてよい。レンズレスイメージセンサ（例えばＣＭＯＳイメージャ）を備えたイメージャアレイ２４０が、光源２３０と反対側の、チャンバの他方の側に位置付けられ、間隙２１４の領域を撮像するように構成されてよい。具体的には、レンズレスイメージセンサは、レンズレスイメージセンサとチャンバとの間の視線内に対物レンズまたは他の光学合焦レンズを伴わずに、チャンバ上に直接置かれて（または代替的にチャンバの境界を直接形成するために使用されて）よい。第１の構造２１０および第２の構造２１２は、光源２３０からの光が第１の構造２１０の光学的に透明な部分を通り、間隙２１４を越えて進み、第２の構造２１２の光学的に透明な部分を通り、イメージャアレイ２４０に入射し得るように、光学的に透明な材料を含んでよい。
試料は、間隙２１４を通過するＰＯＤとして図２Ａに表されるように、間隙２１４を流れてチャンバ２００を通過してよい。説明の目的で、ＰＯＤは、図２Ａに示すように凝集物などの検体を含むことができるが、ＰＯＤは他の種類の検体を含むことができる（または検体を含まない）ことが理解されるべきである。光源２３０からの光は、チャンバに向けて（およびチャンバ内のＰＯＤに向けて）発されて、ＰＯＤがチャンバ内にあるときにはＰＯＤおよびその内容物と相互作用し得る。イメージャアレイ２４０は、例えば、影、吸光度または発光スペクトル（例えば蛍光）、吸光係数、光の散乱等を含む、そのような相互作用から生じた光学現象を検出し、撮像するように構成されてよい。
例えば、図２Ａは、イメージャアレイ２４０が、チャンバ内の試料流れのシャドウ画像を生成するように構成されたシステムを示す。光源２３０は、光（例えば可視光）を試料流れに向けて発するように構成されてよい。図２Ａに示すように、一部の光線（例えば光線「Ａ」）は、チャンバに入り、比較的擾乱を受けずにＰＯＤの水溶性部分を通過し得、それにより、ＰＯＤの水溶性部分が、イメージャアレイ２４０により、明るい、背面から照明された領域（例えば図２Ｂの領域ＩＡ）として撮像される。一部の光線（例えば光線「Ｂ」）は、チャンバに入り、ＰＯＤの中の凝集物（または他の検体）のために散乱または反射され得、それにより、凝集物（または他の検体）が、イメージャアレイ２４０により、やや暗くなった、不明確なまたは「ぼやけた」領域（例えば図２Ｂの領域ＩＢ）として撮像される。一部の変形形態では、凝集物のサイズ、形状、および／または密度などの、ＰＯＤおよびその内容物に関する情報が、画像の暗くなった不明確な領域に少なくとも部分的に基づいて（例えば、領域のサイズ、形状、画素強度等に基づいて）決定されてよい。さらに、一部の光線（例えば光線「Ｃ」）は、チャンバに入ってＰＯＤの境界で回折を受け得、それにより、ＰＯＤの境界が、暗い影になった境目領域（例えば図２ＢのＩＣ）として撮像される。一部の変形形態では、ＰＯＤの全体形状および／またはサイズが、境目領域（例えば境目領域の形状、サイズ、画素強度等）に少なくとも部分的に基づいて決定されてよい。したがって、イメージャアレイ２４０内の１つまたは複数のレンズレスイメージセンサは、チャンバの背面照明された内容物の「シャドウ画像」を生成するように構成されてよい。それらのシャドウ画像から化学的および／または生物学的特質が導出されてよい。
図９は、図２Ａに示されるものなどのチャンバ内の試料流れの例示的シャドウ画像である。このシャドウ画像は、チャンバに隣接し、チャンバ内の試料流れの背面照明を提供する光源の反対側にあるレンズレスＣＭＯＳイメージセンサによって撮影された未処理のシャドウ画像を処理した結果である。試料流れは、チャンバを通過する複数の多分散ＰＯＤを含む。それらＰＯＤの一部は、直径が約２２μｍのビーズを含み、これはおよそ循環する腫瘍細胞のサイズであり、抗体と連結し得る。よって、ビーズは、ＰＯＤ内に存在すれば撮像され得る検体を有する（または同様に撮像されることが可能な別の検体を他の形で表す）。例えば、バイオマーカーで被覆されたビーズ（例えばラテックス、ポリスチレン、磁気材料、金等）を含むＰＯＤは、ＰＯＤの内容物が、そのバイオマーカーに反応するかまたは結合する実体（例えばエピトープ、抗原、または他のマーカー）をも含む場合には、視覚的に違ったパターンを有し得る。そのような視覚的におよび／または定量化可能に違うパターン（またはパターンの変化）が、バイオマーカーを計量するために使用されてよい。図９のシャドウ画像に示すように、ＰＯＤのサイズおよび形状は、ＰＯＤ内の暗くなったパターンの外観に基づいて特定可能かつ測定可能である。加えて、ビーズの存在、サイズ、形状等の、ある特定のＰＯＤ内のビーズの特性が特定可能である。さらに、複数のシャドウ画像にまたがって時間の経過に伴うＰＯＤおよびその内容物の外観を分析することにより、動的特性（例えば、ＰＯＤ内容物の移動および／または形状もしくはサイズの変化）を分析して、ＰＯＤの化学的および／または生物学的性質に関する追加的な情報を得ることができる。
図１０は、図２Ａに示されるものなどのチャンバ内の試料流れの別の例示的シャドウ画像である。試料流れは、チャンバを通過する複数の多分散ＰＯＤを含む。これらＰＯＤの一部（例えばＰＯＤ１０１０）は、１つまたは複数の赤血球を含有していてよく、一方、一部のＰＯＤ（例えばＰＯＤ１０２０）は、赤血球または他の検体を欠いているという点で「空」であってよい。図９のシャドウ画像に示すように、ＰＯＤのサイズおよび形状は、ＰＯＤの輪郭を描く、暗くなっている線の外観に基づいて特定可能かつ測定可能である。加えて、ある特定のＰＯＤ内の赤血球の特性も特定可能である（例えば赤血球の数等）。さらに、図９に関して上記で説明したものと同様に、複数のシャドウ画像にまたがって時間の経過に伴うＰＯＤおよびその内容物の外観を分析することにより、動的特性（例えばＰＯＤ内容物の移動および／または形状もしくはサイズの変化）を分析して、ＰＯＤの化学的および／または生物学的性質に関する追加的な情報を得ることができる。
図１１Ａおよび図１１Ｂは、イメージャアレイがチャンバ内の試料流れの蛍光画像を取得するように構成された別の例示的変形形態を示す。図１１Ａおよび図１１Ｂは、第１の構造１１１０と、間隙１１１４で隔てられた第２の構造１１１２とを有するチャンバ機構を示しており、これは、下記の点を除いて、前に説明したのと同様であり、図２Ａを参照して上記で説明されたチャンバ機構と同様である。図１１Ａに示すように、光源１１３０は、蛍光または他の発光スペクトルを誘起するのに適した光１１３２を試料流れに向けて発するように構成されてよい。発される光１１３２は、例えば紫外光（ＵＶ）を含んでよい。試料流れ中の少なくとも一部のＰＯＤは、ビーズもしくは生物学的試料１１０２、または、発された光を吸収し、それに応答して（例えば異なる波長の）光を発するように構成された他の物質を含んでよい。例えば、図１１Ｂに示すように、少なくとも一部の発された光は、ＰＯＤまたはその中の内容物によって吸収され得、ＰＯＤまたは内容物は、蛍光または他の発光１１３４を発し得る。発された蛍光は、イメージャアレイ１１４０内のイメージセンサの少なくとも一部分によって、蛍光画像として撮像されてよい。それらの蛍光画像から化学的および／または生物学的特質が導出されてよい（例えば発せられた光の波長、発せられた光の強度等に基づいて）。
さらに、図１１Ａおよび図１１Ｂのチャンバ機構は、蛍光を誘起するための光を発する光源１１３０の反対側にあるイメージャアレイ１１４０を描いているが、他の変形形態では、イメージャアレイ１１４０は、試料流れからの蛍光または他の発光スペクトルを捕捉するように光源１１３０に近接した任意の適切な場所に位置してよいことが理解されるべきである。例えば、イメージャアレイ１１４０の少なくとも一部分および光源１１３０の少なくとも一部分は、互いに対して直交していてよい（例えば、一方がチャンバ１１００の側壁にあり、他方がチャンバ１１００の上部構造または下部構造上にある）。別の例として、追加的または代替として、イメージャアレイ１１４０の少なくとも一部分および光源１１３０の少なくとも一部分は、互いと隣接していてもよい（例えば、上部構造または下部構造などの同じ表面上に、交互のまたは他の分散したパターンで）。
レンズレス撮像は、レンズを用いる従来の光学系と比べていくつかの利点を提供し得る。例えば、レンズレスイメージセンサは、広い視野にわたる高解像度の撮像を提供し得る。これは、イメージャアレイが、チャンバ内の多数のＰＯＤ（例えば１００個超、または２００個超）を単一の画像フレーム内にうまく撮像することを可能にし得る。さらに、レンズレスイメージセンサは合焦を必要としないため、正確な光学位置合わせおよび光学構成要素の位置決めに対する必要性が低減し得、それにより製造プロセスが容易になり、ユーザおよび／またはソフトウェアがイメージャアレイの焦点を調整する負担が軽減する。レンズが存在しないことは、レンズに一般的である焦点勾配に伴う課題も緩和し得、アッセイ装置の総部品数およびコストを低下させる。したがって、チャンバ機構（本明細書に記載されるものなどの）内へのレンズレスイメージセンサの組み込みはさらに、寸法のスケーラビリティを低コストで可能にし得る。
チャンバ、１つまたは複数の光源、およびイメージャアレイの配置は、様々な適切な方式で構築されてよい。例えば、図３は、試料を処理するためのアッセイシステム３００の例示的変形形態を示す。概して、アッセイシステム３００は、上記で説明され、図１に示されたアッセイシステム１００と同様の構成要素を含んでよい。図３に示すように、アッセイシステム３００は、基部３８０および基部３８０に連結された光源支柱３３４を含む、１つまたは複数の支持体をさらに含む。基部３８０は、チャンバ３２０、チャンバ３２０の下方にあるイメージャアレイ（図示せず）、および／または電子システム３６０の少なくとも一部を受けるための板または他の適切な安定した表面を含んでよい。例えば、基部３８０は、チャンバ３２０、イメージャアレイ、および／または電子システム３６０を相補的に受けるような形状の、少なくとも１つの凹部を含んでよい。チャンバ３２０、イメージャアレイ、および／または電子システム３６０は、留め具、エポキシ、噛み合う嵌合特徴部、および／または他の適切な特徴部で基部３８０に連結されてよい。一部の変形形態では、基部３８０は、机上、卓上、または他の適切な表面に直接または間接的に（例えば副板などの基部取付け台３８２を介して）固定されてよい。
光源支柱３３４が基部３８０に取り付けられてよい（例えば、留め具または噛み合う特徴部等で）。一部の変形形態では、光源支柱３３４は、縦方向であり、基部３８０に対して直交して取り付けられてよい。光源ハウジング３３２は、光源（例えばＬＥＤ、またはレーザなどのコヒーレント光源、または他の適切な光源）を収納してよく、光源が基部３８０上のチャンバ３２０の上方に位置付けられるように、光源支柱３３４に連結されてよい（例えばクランプやピンメカニズム等を介して）。光源ハウジング３３２は、光源とチャンバ３２０との相対位置の調整を可能にするように、光源支柱３３４に調整可能に連結されてよい。例えば、調整つまみ３３６を回すことにより、光源ハウジング３３２を光源支柱３３４に連結しているクランプを緩めてよく、それにより、光源ハウジング３３２が光源支柱３３４に沿って縦方向に調整されてよい。光源ハウジング３３２が所望の場所に位置付けられると、調整つまみ３３６を締めて、光源支柱３３４上での光源ハウジング３３２の位置を固定してよい。他の変形形態では、他の適切なメカニズムが、光源ハウジングの調整を可能にしてよい（例えば、ねじ付き取付け具、別個の高さに位置する孔に挿入可能な１つまたは複数のピン等）。さらに、一部の変形形態では、チャンバ３２０の場所は、追加的または代替的に、（例えば基部３８０の場所を動かすことにより）光源に相対的に調整されてよいことが理解されるべきである。一部の変形形態では、光源とチャンバとの相対的な場所は、光源から発せられた光がチャンバに入射して入るときに実質的に平行化されるようなものである。一例示的変形形態では、光源ハウジング３３２に収納された光源は、基部３８０に取り付けられたチャンバの上方約６インチの距離に位置付けられた、１つまたは複数の白色光ＬＥＤを含んでよい。
チャンバ機構の例示的変形形態が図４Ａ～図４Ｄに示される。図４Ｂに最もよく示されるように、チャンバ機構は、第１の上部構造４１０および第２の下部構造４３０を備えるチャンバ４００を含む。例えば、図４Ａおよび図４Ｃに示すように、上部構造４１０は、光学的に透明な層４１２、パターン化構造層４１６（例えば銅または他の適切な金属）、および光学的に透明な層４１２と構造層４１６とを共に接合するための接着剤層４１４（例えばアクリル接着剤）を含む、積層複合体を含んでよい。下部構造４３０は、光学的に透明な層４３４と、上部パターン化構造層４３２と、下部パターン化構造層４３６と、光学的に透明な層４３４を上部および下部のパターン化構造層にそれぞれ接合するための接着剤層４３３および４３５とを含む、積層複合体を含んでよい。下部構造４３０内の光学的に透明な層、構造層、および接着剤層は、上部構造４１０と同様の材料からなってよい。上記で説明された光学的に透明な層のうち１つの少なくとも一部のための例示的材料は、ポリイミドおよびガラス（例えば、Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）により製造される可撓性のＷｉｌｌｏｗ（登録商標）ガラス、または他の適切なガラス材料）、他の適切な光学的に透明な基板、またはそれらの任意の組合せを含む。
図４Ａに示すように、１つまたは複数の光源４９０が、チャンバボリュームの一方の側に位置してよく、イメージャアレイ４９２が、１つまたは複数の光源４９０の反対側の、チャンバボリュームの別の側に位置してよい。例えば、１つまたは複数の光源４９０は、上部構造４１０の上方に位置し、チャンバボリュームに向けて光を発するように方向付けられてよい。一部の変形形態では、光源４９０は、上部構造４１０の層の中に埋め込まれたまたは置かれたＬＥＤまたは他の適切な光源であってよく、他の変形形態では、光源４９０は上部構造４１０の外部に位置してよい。イメージャアレイ４９２は、下部構造４４０の下方に位置し、チャンバボリュームを撮像するように方向付けられてよい。一部の変形形態では、イメージャアレイ４９２は、１つまたは複数のレンズレスＣＭＯＳイメージセンサを含んでよい。代替的に、１つまたは複数の光源４９０は、下部構造４３０の下方に位置してよく、イメージャアレイ４９２は、上部構造の上方に位置してよい。さらに、チャンバ４００は、構造４１０および４３０を上部および下部構造として図示および説明されるが、チャンバ、光源、およびイメージャアレイの向きは異なってもよい（例えば、向きは図４Ａに示されるものから９０度または１８０度回転されてよい）ことが理解されるべきである。
上部構造４１０と下部構造４３０は共につながれてよく、それにより、図４Ａの向きに示されるように、上部構造４１０がチャンバ４００の上面を提供し、下部構造４３０がチャンバ４００の下面を提供するようになる。例えば、上部構造４１０と下部構造４３０とは、介在接着剤層４２０によって少なくとも部分的に接合されてよく、接着剤層４２０は、上部構造４１０と下部構造４３０との間にチャンバボリュームのための中央の空の空間を提供するチャネル切り抜き４２２を有してよい。上部構造４１０および下部構造４３０の各々にある位置合わせ孔４７０などの見当合わせ特徴部が、チャンバを形成する構造同士の位置合わせを容易にしてよい。
１つまたは複数のスペーサが、チャンバボリューム内に位置して、上部構造４１０と下部構造４３０との間の間隔を支持する、および／または上部構造４１０と下部構造４３０との連結を容易にしてよい。図４Ｄの上部平面図および図４Ａの断面図に示すように、１つまたは複数の境界スペーサ４２６がチャンバボリュームの側壁を形成してよい。例えば、境界スペーサ４２６は、概して楕円形状または矩形形状であってよい（例えば、図４Ｄに示すようにチャンバの左側部および右側部上に位置する直線状の側部を含んでよい）。さらに、１つまたは複数のスペーサ支柱４２４がチャンバボリューム内に配置されてよい。スペーサ支柱４２４は、一部の変形形態では、チャンバの上部構造と下部構造との間の間隔を強化するための円柱状の支持を提供する。用途によっては、スペーサ支柱４２４は追加的に、集合したＰＯＤを分解し、試料流れに乱流を誘起し、および／またはチャンバ内の試料の流れに他の形で影響を与えるように機能してもよい。スペーサ支柱４２４は、規則的なアレイ（例えば、図４Ｄに示すような矩形のアレイ、図２４Ａに示すような千鳥型アレイ）として、または代替的に不規則なアレイもしくは他の適切なパターンで分散されてよい。
境界スペーサ２４６は、図４Ｄでは細長い直線状の細片として描かれているが、他の形状（例えば波状の細片、不規則な長さ）も適切であり得ることが理解されるべきである。さらに、境界スペーサ２４６は、間欠的な境界スペーサ２４６の間にチャンバの追加的な試料入口および／または出口を収容するなどのために、チャンバの側部上に間欠的に置かれてもよい。同様に、スペーサ支柱４２４は、図４Ａでは四角形の断面を有するものとして描かれているが、他の変形形態では、スペーサ支柱４２４は円形または三角形などの他の適切な断面を有してよいことが理解されるべきである。
一部の変形形態では、スペーサ４２４および／または４２６は、上部構造４１０および下部構造４３０のパターン化構造層から形成されてよい。例えば、上部構造４１０のパターン化構造層４１６は、下部構造４３０のパターン化構造層４３２の隣にあって、それら構造層が組み合わさってスペーサ４２４および／または４２６を形成してもよい。一部の変形形態では、構造層４１６および４３２は、各々がスペーサの高さの半分ずつを提供するように、厚みが等しくてよい。他の変形形態では、構造層４１６および４３２は、異なる厚みを有してよい（例えば、構造層４１６が構造層４３２よりも厚いかまたは薄くてよい）。代替的に、一部の変形形態では、スペーサ４２４および／または４２６は、層状構造の任意の組合せから形成されてよい。さらに、追加的または代替的に、非層状の構成要素（例えばビーズ）が、チャンバ４００の上面と下面との間の間隔を提供してもよい。
一部の変形形態では、図５の詳細図に示すように、上部構造４１０と下部構造４３０との間の介在接着剤層４２０の厚みに対するスペーサの高さは、上部構造と下部構造との間の連結を強化する、および／またはスペーサを形成するパターン化層を圧縮するために、上部構造４１０に対する「ぴんと張られた太鼓（stretched drum）」効果を導入するように選択されてよい。例えば、スペーサ４２４および／または４２６の高さは、接着剤層４２０の厚みよりもわずかに大きくてよく、それにより、上部構造４１０が、チャンバボリュームの境目で下部構造４３０に向けて全体的に下方に付勢されるようになる。この「ぴんと張られた太鼓」効果は、例えば、チャンバボリュームに流体封止を形成するように、上部構造４１０および下部構造４３０を共に接着剤層４２０に押し付けて圧縮するのを助ける。一部の変形形態では、スペーサの高さと接着剤層４２０の厚みとの比は、約２～約４の間、または約３であってよい。
さらに、図４Ａに示すように、スペーサの少なくとも一部は、下部構造４３０の各層を通る通路を提供するバイア４６０を含んでよい。バイア４６０は、固着材料が上部構造４１０と下部構造４２０を共に接合するための通路を提供し得る。例えば、図４Ｃに示すように、固着材料４６２が、バイア４６０の中に導入されて上部構造４１０および下部構造４２０に直接接合し、それにより構造同士をつないでよい。一部の変形形態では、固着材料は、はんだまたはポリマー接着剤であってよい。例示的方法では、固着材料は、一つのバイアと位置合わせされた一つの開口部（または複数のバイアと位置合わせされた複数の開口部）を有するパターン化されたステンシルを使用してバイアの中に導入されてよい。ステンシルをバイアの上に（例えば下部構造４３０の裏面に）置いた後、固着材料をステンシル上にこすりつけて固着材料を強制的にバイアに入れてよい。余分な固着材料がステンシル上に残り、それが、ステンシルを取り外すことにより、および／またはステンシルからこすり落とすことにより、除去され、それによりバイア内の固着材料だけを残す。そのような固着は、上部構造４１０と下部構造４２０とを接合するための上記で説明した介在接着剤層４２０に加えて、またはその代替として使用されてよい。
上記で説明した上部構造および下部構造４１０および４３０に加えて、一部の変形形態では、チャンバ機構は、補強材層４５０と、補強材層４５０をチャンバ４００の残りに（例えば下部構造４３０の裏面に）接合するための補強材接着剤層４４０とをさらに含んでよい。補強材層４５０は、構成要素（例えばチャンバ入口および／またはチャンバ出口のための穴）を操作する、および／またはチャンバ４００に接続するための構造的支持を提供してよい。第１の構造４１０および第２の構造４３０と同様に、補強材層４５０および接着剤層４４０は、積み重ね層の残りとの位置合わせを可能にするための基準特徴部（例えば孔４７０）を含んでよい。図４Ｂに示すように、補強材層４５０はチャネル切り抜き４５６を含んでよく、接着剤層４４０はチャネル切り抜き４４２を含んでよく、チャネル切り抜き４５６および４４２は、完全に組み立てられた積み重ねの中でイメージャアレイ４９２のための空間を提供する。さらなる構造的支持のために、追加的な構造層４５４（例えば銅または他の金属）も補強材層４５０に接合されてよい。
図４Ａに示されるチャンバ機構の例示的実施形態では、上部構造４１０は、チャンバボリュームの方を向く一方の側においてアクリル接着剤で０．５ｏｚ（１８μｍ厚）の銅箔に接合された１ｍｍ厚のポリイミド膜を含む、片面銅張り積層状複合材（ＤｕＰｏｎｔ（商標）によって製造される積層複合体ＬＦ８５１０など）を含むことができる。銅箔は、楕円形状の境界スペーサと、楕円形状の境界の内部に矩形グリッドとして配置された複数の部分スペーサ支柱とを形成するようにパターン化される。下部構造４３０は、両面銅張り積層状複合材（ＤｕＰｏｎｔ（商標）によって製造される積層複合体ＬＦ７００５など）を含むことができ、チャンバボリュームの方を向く上部の銅側部は、０．５ｏｚ（１８μｍ厚）の銅箔であり、チャンバボリュームから離れる方を向く下部の銅側部は、１（３６μｍ厚）の銅箔である。チャンバの上部構造および下部構造は可撓性である。楕円形状のチャネル切り抜きを伴う１２．５μｍ厚のポリマー接着剤層が、チャンバの上部構造と下部構造を共に接合するために境界スペーサの外周の外側に位置する。下部構造４３０の上部銅側部と下部銅側部は両方とも、複数の部分スペーサ支柱を形成するようにパターン化され、それにより、向かい合うパターン化銅箔層同士が組み合わさって、１００μｍ直径の円形バイアを伴う複数のスペーサ支柱を形成する。バイア内のはんだが、ポリマー接着剤と組み合わさって、チャンバの上部構造と下部構造とを共に固着する。さらに、下部構造４３０は、補強材の裏打ちなどで補強されてもよい。例えば、一方の側に銅箔を有するＦＲ４補強材が、適切な接着剤（例えば１ｍｍ厚のポリマー接着剤）などにより、下部構造４３０の裏面に接合されてよい。
チャンバ機構の別の例示的変形形態が図７Ａおよび図７Ｂに示される。図４Ａ～図４Ｄに関して上記で説明されたチャンバ機構と同様に、チャンバ機構は、上部構造７１０と、上部構造７１０から隔てられた下部構造７３０とを含むチャンバ７００を含むことができる。図７Ａに示すように、１つまたは複数の光源７５０が、チャンバボリュームの一方の側に位置してよく、イメージャアレイ７４０が、１つまたは複数の光源７５０と反対側の、チャンバボリュームの別の側に位置してよい。例えば、１つまたは複数の光源７５０は、上部構造７１０の上方に位置し、チャンバボリューム（例えば間隙７０２）に向けて光を発するように方向付けられてよい。一部の変形形態では、光源７５０は、上部構造７１０の層の中に埋め込まれたまたは置かれたＬＥＤまたは他の適切な光源であってよく、他の変形形態では、光源７５０は、上部構造７１０の外部に位置してよい。イメージャアレイ７４０は、下部構造７４０の下方に位置し、チャンバボリュームを撮像するように方向付けられてよい。一部の変形形態では、イメージャアレイ７４０は、１つまたは複数のレンズレスＣＭＯＳイメージセンサを含んでよい。さらに、チャンバ７００は、構造７１０および７３０を上部および下部構造として図示および説明されるが、チャンバ、光源、およびイメージャアレイの向きは異なってもよい（例えば、向きが図７Ａに示されるものから９０度または１８０度回転されてよい）ことが理解されるべきである。
上記で説明したチャンバ機構と同様に、上部構造７１０と下部構造７３０とは、間隙７０２によって隔てられていてよい。間隙７０２は、１つまたは複数のスペーサ７２０によって支持または強化されてよい。図４Ａに示されるチャンバ機構における上部構造と同様に、上部構造７１０は、多層の積み重ねを含んでよい。例えば、上部構造７１０は、光学的に透明な材料および接着剤（例えばポリイミドおよびアクリル接着剤、または他の適切な材料）の積層積み重ねを含んでよい。さらに、上部構造７１０は、１つまたは複数のスペーサ７２０を形成する材料（例えば、チャンバの境界の少なくとも一部分を形成する境界スペーサ、チャンバボリューム内に位置するスペーサ支柱）を含んでよい。例えば、スペーサ７２０は、まとまってスペーサ７２０を形成する、銅７２２、金７２６、および／または他の表面めっき７２４（例えば無電界ニッケル浸漬金、またはＥＮＩＧ）を含む複数の接合された層を含んでよい。スペーサ７２０は、上部構造７１０内の材料の層を含むものとして描かれているが、スペーサ７２０を形成する材料の層は、追加的または代替的に下部構造７３０内の材料の層を含んでもよいことが理解されるべきである。
図７Ｂに示すように、下部構造７３０は、光学的に透明な材料（例えばポリイミド）および１つまたは複数のバイア７３２を含んでよい。銅層７３６が、バイア７３２を裏打ちしてよい。図４Ａを参照して上記で説明されたチャンバ機構におけるバイアと同様に、バイア７３２は、上部構造７１０を下部構造７３０に接合するための固着材料７３４を収容してよい。例えば、はんだ、接着剤、または別の適切な固着材料が、１つまたは複数のバイア７３２の中に配され、上部構造７１０（例えばスペーサ７２０を形成する材料）を下部構造７３０と結び付け、それにより上部構造と下部構造とを共に固定してよい。
図７Ｂに示すように、チャンバ７００は、チャンバボリュームに露出され、チャンバ内を流れる試料と相互作用する電極７６０を含んでよい。電極７６０は、一般に、例えばアレイとして配置されてよい。一部の変形形態では、少なくとも一部の電極は、試料の電子的特質（例えばインピーダンス）を測定するように構成されてよい。追加的または代替的に、少なくとも一部の電極は、誘電泳動を可能にするための電界を生成するように構成されてよい。図７Ｂに示すように、電極７６０は、導電性トレース７６２（例えばパターン化銅）に接続されてよい。そのようなトレースは、平面表面上に延在し（例えば、図７Ｂの断面図に対して紙面に入る、または紙面から出るように）、信号が電極７６０に出入りするのを可能にするようにパターン化されてよい。言い換えると、電極７６０ならびにそれらのパターン化電気アドおよびトレースは、積み重ねの中に直接一体化されて積み重ね内で電気的に接続されてよく、さらに、アッセイ装置に搭載された、または１つもしくは複数の外部のコンピューティング装置上にある、電子構成要素（例えばコントローラ、プロセッサ等）に接続されてよい。
図７Ａおよび図７Ｂに示す変形形態の例示的実施形態では、チャンバ機構は、交互のポリイミド層および接着剤層からなる積層構造を含む上部構造を含んでよい。上部構造は、約５０μｍの厚みを有する上部ポリイミド層７１２、約５０μｍの厚みを有する介在接着剤層７１４（ＤｕＰｏｎｔ（商標）によって製造されるアクリル接着剤ＬＦ０２００など）、および約２５μｍの厚みを有する下部ポリイミド層７１６を含むことができる。チャンバ機構は、約２５μｍのポリイミド層を含む下部構造をさらに含む。上部構造と下部構造とは、スペーサのセットによって互いから隔てられ、離間しており、それにより流体が流れることのできるチャンバボリュームを形成する。一連の白色ＬＥＤが、白色光をチャンバボリュームに向けて上部構造を通って発するように配置され、レンズレスイメージセンサ（例えば、レンズが取り外された、Ｏｍｎｉｖｉｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｉｎｃ．によって製造されるＯＶ５６４０などの１つまたは複数のカラーＣＭＯＳセンサ）を含むイメージャアレイが、ＬＥＤの反対側に配置されて、チャンバボリュームの内容物を撮像する。上部構造は、上部構造と下部構造との間にスペーサを形成するパターン化銅（ＥＮＩＧ）および金層のセットをさらに含む。スペーサの横方向の間隔は、約４５０μｍであってよい。下部構造内のバイアは、下部構造を通ってそれらのスペーサまで延在するはんだ材料を受け、それにより下部構造と上部構造とを共に接合してよい。加えて、はんだは、つば型特徴部を形成するために下部構造の裏面上で横方向に流れ出るように操作されて、それにより下部構造と上部構造とを共にさらに固定してもよい。さらに、露出した電極のアレイが、チャンバボリュームの内容物と相互作用するように、チャンバボリュームの方を向いた上部構造の側部にパターン化されてよい。電極は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）または他の適切な薄膜導電体からなってよく、上部構造全体にわたってパターン化された銅製導電性パッドおよびトレースに接続されてよい。
チャンバ機構の別の例示的変形形態が図８Ａおよび図８Ｂに示される。チャンバ機構は、上記で図４Ａ～図４Ｄならびに図７Ａおよび図７Ｂに関して説明されたものと同様であるが、下記の追加的な詳細を伴う。例えば、チャンバ機構は、上部構造８１０と、上部構造８１０から間隙８０２によって隔てられた下部構造８３０とを含むチャンバ８００を含むことができる。間隙８０２は、１つまたは複数のスペーサ支柱８２０および／または境界スペーサ８２１によって強化または支持されてよい。
図８Ａおよび図８Ｂに示すチャンバ機構では、１つまたは複数の光源８５０およびイメージャアレイ８４０が、チャンバ８００の上部構造および下部構造の中に埋め込まれるかまたは一体化される。具体的には、チャンバ８００の上部構造８１０は、接着剤層８１４と共に積層された光学的に透明な材料の１つまたは複数の層（例えば上部層８１２および下部層８１６）を含んでよい。上部構造８１０は、少なくとも１つの光源８５０ならびにその導電性パッドおよび／またはトレース８５２がその中に位置する、１つまたは複数の照明層８１８をさらに含んでよい。照明層は、例えば、ＦＲ４補強材などの補強材材料を含んでよい。同様に、チャンバ８００の下部構造８３０は、光学的に透明な材料の１つまたは複数の層（例えば層８３０）と、イメージャアレイ８４０ならびにその導電性パッドおよび／またはトレース８４２がその中に位置する、１つまたは複数のイメージャ層８３２とを含んでよい。導電性トレース８５２および８４２は、光源８５０を動作させ、イメージャアレイ８４０との間で信号を受け渡しするための電源（複数可）およびコントローラ（複数可）に通じていてよい。例えば、導電性トレースは、図８Ｂに示すように、アッセイ装置の電子領域８７０（例えばチャンバ８００の外部で上部構造の外部表面に配設される）に通じていてよく、電子領域８７０は、アッセイ装置の動作に関係する電子構成要素を含んでよい。適切な構成要素は、集積回路および受動構成要素、電源、コントローラ、プロセッサ、データ送信器、および／またはメモリ等を含む。一部の変形形態では、電子構成要素は、信号を処理し、結果を外部のコンピューティング装置および／または他の周辺装置に通信してよい。
加えて、電極８６０を含む電極アレイが、上記のものと同様に上部構造８１０および／または下部構造８３０上にパターン化されてよい。導電性パッドおよびトレース８６２がさらに構造内にパターン化されて、電子領域８７０、または電極制御構成要素を有する別の適切な領域に通じていてもよい。
上記で説明したチャンバ機構と同様に、積み重ねの部分を通るバイアは、上部構造８１０と下部構造８３０とを連結するための固着材料を受けてよい。例えば、上部構造８１０は、スペーサ支柱８２０および／または境界スペーサ８２１を形成するようにパターン化された追加的な層（例えば銅）をさらに含んでよい。スペーサ支柱８２０および／または境界スペーサ８２１は、上部構造８１０の層８１２～８１６を通りスペーサ材料を通って延在し、下部構造８３０に接合するはんだ材料を受けるバイアを含んでよく、それにより上部構造と下部構造とを連結する。
一部の変形形態では、チャンバ機構は、上部構造および下部構造をそれぞれ異なる基板部分に含む基板を含んでよく、基板は、上部構造と下部構造とが互いに対向するように折り曲げられてよい。折り曲げられた基板は、上部構造と下部構造との間にチャンバを形成するように封止され得る。そのようなチャンバ機構の例示的変形形態が、図４０Ａ～図４０Ｃ、図４１、および図４２Ａ～図４２Ｂの概略説明図によって描かれる。
図４０Ａ～図４０Ｅに示されるチャンバ機構の変形形態は、下記で説明される追加的な詳細について以外は、図２Ａおよび図２Ｂ、図７Ａおよび図７Ｂ、ならびに図８Ａおよび図８Ｂに関して説明されたものなど、上記のものと同様である。例えば、チャンバ機構は、チャンバ４０００を含む一体品流体装置とすることができ、チャンバ４０００は、一体形成される（例えば切り出される、または可撓膜などの同じ基板から他の方法で形成される）第１の構造４０１０および第２の構造４０１２を含む。これら構造は、１つまたは複数の可撓性ヒンジ４０２９によって接続された異なる基板部分に形成されてよい（例えば薄膜技術等により配される）。一体品流体装置は、第１の表面と第２の表面との間に封止された流体チャンバを作り出すために折り曲げ可能であってよく、封止は、折り曲げの後に、ねじ、ばねクランプ、トグルクランプ、または任意の他の適切な機械的手段（図示せず）により、小さい外部締め付け圧を印加することによって達成されてよい。追加的または代替的に、第１および第２の表面は、加熱、接着剤、または任意の他の適切な封止プロセスによって封止されてもよい。
図４０Ａは、折り曲げられていない状態の一体品流体装置の例示的実施形態の上面平面図を示し、第１の構造４０１０と、第２の構造４０１２のチャネル４０２２内に設けられたスペーサ支柱４０２４とを示している。第１の構造４０１０は、一体品流体装置が折り曲げられた状態にあるとき（図４０Ｅに示される）にカバーの役目を果たしてよく、スペーサ支柱４０２４は、例えば図４Ａを参照したときに図示され、説明されたように矩形アレイなどのアレイとして、または例えば図２３Ｄを参照したときに図示され、説明されたように千鳥型アレイとして配置されてもよい。この場合も、千鳥型アレイとして配置されたスペーサ支柱４０２４は、決定論的横方向置換（ＤＬＤ）により粒子分離を行うように構成されてよい。一体品流体装置は、位置合わせ孔４０８９を設けられてよく、位置合わせ孔４０８９は、例えば、折り曲げたときの基板部分同士の位置合わせ（例えば第１の構造および第２の構造の相対位置をガイドするのを助ける）や、第１の構造４０１０と第２の構造４０１２を共に締め付けまたは封止するための任意の適切な装置内への装置の設置等を支援し得る。例えば、第２の構造４０１２の位置合わせ孔４０８９は、クランピングブロック（図示せず）上に置かれてよく、第１の構造４０１０が第２の構造４０１２の上に折り曲げられてよい。次いで、クランピングブロックまたは任意の他の適切な装置を使用して、構造同士を締め付け、封止してよい。第１の構造４０１０および／または第２の構造４０１２は、第２の構造タブ４０１２ａなどの構造タブが設けられてよく、これは例えば第１および第２の構造の取り扱いを支援し得る。
境界材料（本明細書では「境界材料」または「境界スペーサ」と呼ばれる）が、第１の構造４０１０および／または第２の構造４０１２内に設けられてよい。基板が折り曲げられた後、そのような境界材料は、封止されたチャンバの外周の少なくとも一部分を形成してよい。境界材料は、チャネル４０２２がそのすべての側から封止され得るように第２の構造４０１２の外周に沿って延在してよいことが理解されるべきである。一部の変形形態では、境界材料は、第１の構造４０１０および第２の構造４０１２の両方の中に任意の適切なパターンで設けられてよい。図４０Ａに示されるチャンバ機構の例示的実施形態では、第１の構造４０１０には、リング形状の境界材料４０２１ａが設けられ、これは、装置が折り曲げられた状態にあるとき（図４０Ｂ）に第２の構造４０１２の境界材料４０２１ｂを受け入れ、それを囲んでよい。チャネル４０２２は、よって、境界材料４０２１ａの中で第１の構造４０１０の凹部４０２２ａ内に置かれてよい。図４０Ｃに示されるチャンバ機構の例示的実施形態では、第１の構造４０１０には、構造全体にわたって境界材料４０２１ａが設けられてよく、境界材料４０２１ａは、凹部４０２２ａを除き、カバー全体にわたって延在する。第２の構造４０１２およびチャネル４０２２の境界材料４０２１ｂは、図４０Ａに示す実施形態のように、装置が閉じられた状態にあるときに凹部４０２２ａ内に置かれてよい。図４０Ｃは、折り曲げられた状態にある図４０Ａの一体品流体装置の断面図を示す。一体品流体装置が完全に折り曲げられた状態にあるとき、流体チャネルは封止され得る。図４０Ａに示すように、流体チャンバ４０２２の少なくとも１つの入口（「Ｉ」）および少なくとも１つの出口（「Ｏ」）は、例えば一体品流体装置の第２の構造４０１２など、第１および第２の構造の一方からの流体チャンバ４０２２への流体アクセスを提供してよい。
言い換えると、一部の変形形態では、第１の構造内の境界材料の少なくとも一部分および第２の構造内の境界材料の少なくとも一部分は、チャンバ機構が閉じられた状態にあるときに嵌合して、嵌合した境界材料内に封止されたチャンバを形成するように、相補的に形成されてよい。さらに、図４０Ａおよび図４０Ｃに示される例示的パターンに加えて、境界材料の異なる部分およびパターンが、チャンバ機構の第１および第２の構造内に設けられてよいことが理解されるべきである。
一部の変形形態では、境界材料のすべてが第１および第２の構造の一方の中に設けられてよい。例えば、図４２Ａおよび図４２Ｂに描かれるチャンバ機構の側部断面図（それぞれ部分的に閉じられた状態および閉じられた状態を示す）に示すように、境界材料４０２１ｂは、第２の構造４０１２内だけに設けられてよく、一方、第１の構造４０１０は、上に境界材料が配されていないカバーを形成してよい。図４２Ｂに示すように、第１の構造４０１０は、装置が閉じられた状態にあるとき、境界材料４０２１ｂ（およびスペーサ４０２４）の上部に対して面一となってよい。ここでも、先に説明したように、一体品流体装置が完全に閉じられた状態にあるとき、流体チャンバ４０２２は封止され得る。
チャンバ機構の具体的な例示的変形形態が上記で図２Ａ～図８Ｂおよび図４０Ａ～図４０Ｃ、図４１、および図４２Ａ～図４２Ｂを参照して説明されたが、これらチャンバ機構の様々な特徴部が任意の適切な方式で組み合わせられてよいことが理解されるべきである。
電気的統合チャンバ
電気的統合チャンバ
一部の変形形態では、チャンバは、電極による電気エネルギーの印加を通じて試料中の２つまたはそれより多くの実体または粒子を統合する（「電気的統合」）ことなどにより、チャンバ内の試料の少なくとも一部分を変化させるように構成されてよい。そのような電気的統合は、下記でさらに詳しく説明されるように、さらなる処理のために目的の特定の粒子を効率的に隔離するために、サイズによって粒子を分別および分離するなどのさらなる処理を可能にし得る。例えば、電気的統合チャンバ機構は、免疫療法治療の開発のための特定の抗体やインスリン等などの所望の物質の高分泌体である細胞（例えばハイブリドーマ、Ｂ細胞、チャイニーズハムスター卵巣（ＣＨＯ）細胞等）などの、目的の細胞を特定し、分別するために使用されてよい。
例えば、図２３Ａに示すように、試料を処理する方法２３００は、複数の粒子を含む調製されたエマルジョンをチャンバ内に受けるステップ２３２０と、試料中の１つまたは複数の粒子を破棄粒子として特徴付けるステップ２３３０と、破棄粒子に電気エネルギーを送達することによって破棄粒子の少なくとも一部分を統合させるステップ２３４０と、粒子に基づいて粒子を分別するステップ２３５０と、を含んでよい。さらなる処理２３６０が、特定の目的の粒子に行われてよく、これは例えば、目的の粒子をリザーバ内に収集すること、ＰＯＤまたは細胞をウェルプレート内にピペット操作または他の方法で配すること、細胞ＰＣＲ、ＤＮＡシーケンシング、ＥＬＩＳＡ、ＦＡＣＳ、および／または他の処理を行うこと等である。
図２３Ｂは、複数の粒子のうちの目的の粒子（例えばＰＯＤ）を含む試料の調製の例示的概略図を描いている。具体的には、この例において、試料は、ＰＯＤを含むエマルジョンを作製するために界面活性剤（例えばフルオロ油）およびビーズまたは他のマーカーと混合された細胞を含み、各ＰＯＤが自己完結型のベシクルとして機能し得る。例えば、図３１に示すように、フルオロ油３１２０がエマルジョン３１３０に加えられてよく、エマルジョン３１３０が電気的統合チャンバ３１１０内に導入されてよい。油３１２０は、追加的に、別個に電気的統合チャンバ３１１０に導入されてもよい。試料は、異なるサイズのＰＯＤと共に多分散であってよい。細胞は、１つまたは複数の抗体を分泌し得る。例えば、図２３Ｂに示すように、細胞Ｃ１は第１のタイプの抗体（ａｂ１）を分泌し得、細胞Ｃ２は第２のタイプの抗体（ａｂ２）を分泌し得、細胞Ｃ３およびＣ４は第３のタイプの抗体（ａｂ３）を分泌し得る。これらの細胞が、目的の抗体タイプ（例えばａｂ３）に特異的な抗原で被覆されたビーズと混合されてよく、それにより、混合された試料中で、ビーズは目的の分泌細胞と結合し、その結果生じる凝集は、目的の細胞の存在および／または目的の細胞の分泌レベルを示すものとなり得る。結果として生じるエマルジョン中で、各ＰＯＤは、少なくとも１つの細胞（目的の細胞である場合もそうでない場合もある）を含むか、または細胞を欠いていることがあり得る。例えば、ＰＯＤ Ｐ１～Ｐ３は、それぞれ細胞Ｃ１～Ｃ３を含み得、一方、他のＰＯＤ（Ｐｅ）は細胞を欠いていることがあり得る。一部の変形形態では、界面活性剤に対する細胞の比は、細胞を含むＰＯＤの比較的薄い濃度を作るように低くてよい。例えば、ＰＯＤ当たりの細胞の平均数（λ）は、約０．９～約１．１個の間、または約０．１個であってよい（例えば、少なくとも１つの細胞を有するＰＯＤ１つにつき、細胞のない「空の」ＰＯＤが約１０個ある）。さらに、それら細胞のうち何分の１かのみが目的の細胞であり得（すなわち目的の抗体を分泌する）、それら細胞のうち何分の１かのみが、免疫療法用などのさらなる処理に適した望ましい目的の細胞（すなわち目的の抗体を十分に高い率で分泌する）であり得る。望ましい目的の細胞をエマルジョンから抽出するための例示的システムおよび方法については、下記で図２３Ａ～図２４Ｂに関してさらに説明する。図３１は、システムの別の例示的変形形態を示す。
ＰＯＤと組み合わせた電気的統合チャンバ機構の利点の１つは、各ＰＯＤが低体積のベシクル（例えば平均して約５００ピコリットル～１ナノリットルの間の体積）であることであり、このことは低量の抗体（または他の目的の物質）の読出しおよび特定を可能にする。一部の変形形態では、目的の細胞は、電気的統合チャンバ機構で特定および分別するのに適したものになるまで増殖および分泌するのに最大でも数時間しか必要としない可能性がある。例証として、図２５Ａ～図２５Ｃは、本明細書に記載されるようなイメージャおよびチャンバシステムによって捕捉された、細胞分泌アッセイにおける時間の経過に伴うハイブリドーマの増殖（ＩｇＧクラスタリングを伴う）を描いた画像である。時間ｔ＝０に、目に見える凝集物はない（図２５Ａ）。この時、図２５Ａと図２６Ａとの間の視覚的類似性によって示唆されるように、ＩｇＧの濃度は低く、分泌範囲を下回る（ＩｇＧ濃度０．５ｎｇ／ｍｌ）。しかし、わずか２時間後の時間ｔ＝２時間には、図２５Ｂと図２６Ｂとの間の視覚的類似性によって示唆されるように、ハイブリドーマの増殖が、ハイブリドーマ分泌範囲内のＩｇＧの十分に高い濃度によってすでに反映されている（ＩｇＧ濃度５μｇ／ｍｌ）。さらに数時間増殖して時間ｔ＝６時間になると、本明細書に記載される撮像およびチャンバシステムを使用してさらに容易に検出可能なＩｇＧクラスタリングが生じる。したがって、電気的統合チャンバ機構は、目的の抗体または他の物質を生産するための大幅に高速な方法を提供し得、これは、多くの日数（例えば１０～１４日）にわたる注意深い培養を必要とし得、その間、細胞が凝集に関連するシグナルを十分に増幅させるためにクローニングされ、増殖されなければならない、従来の生産プロトコールと対照的である。
加えて、試料は、連続した流れとして電気的統合チャンバ機構に導入され得、それにより高いスループットを可能にする。さらに、電気的統合チャンバ機構の出力は、出力される流体体積内での目的の粒子の希釈がより低い。例えば、一部の変形形態では、ウェルプレートの各ウェルは、有用な細胞を含有している数個のウェルと併せて多数の空のウェルを生じさせることが典型的である従来の生産プロトコールと比べて、出力された流体体積から引き出された高分泌細胞を含有していることが分かっている単一のＰＯＤを受け取ってよい。
概して、図２３Ｃおよび図３１に示すように、試料は、チャンバが試料の流路内に１つまたは複数の電極を含むことを除いて上述のチャンバと同様であるチャンバに導入されてよい。図２３Ａに関して上記で説明したように、チャンバ内での処理は、ＰＯＤの特徴付け、統合、および分別を含む多ステッププロセスとして特徴付けられてよい。ＰＯＤを特徴付けるために、イメージャアレイが、試料中のＰＯＤの１つまたは複数の画像を取得し、それらの画像が、ＰＯＤをそれらの内容物に基づいて特徴付けるために、コンピュータビジョンおよび／または上記のものなどの他のコンピューティング技術を使用して分析されてよい（２３３０）。例えば、一部のＰＯＤは、それらＰＯＤ内に存在する凝集の量に基づいて、目的のＰＯＤ（例えば目的の抗体を分泌する、および／または目的の抗体を十分に高い率で分泌する細胞を含有している）として特徴付けられてよい。他のＰＯＤは、破棄対象のＰＯＤとして特徴付けられてよい。
次いで、破棄ＰＯＤとして特徴付けられたＰＯＤが、破棄ＰＯＤと接触している１つまたは複数の電極から電気エネルギーを送達することによって統合されて、同じく破棄が意図されるより大きなＰＯＤを形成してよい（２３４０）。電極と破棄ＰＯＤとは、容量的に連結し得、それにより、電極によって印加される電圧の変動が、ＰＯＤの界面活性剤表面上に機械的な外乱または他の力を生じさせ、それにより表面を破壊し、隣接するＰＯＤを破裂させて互いと統合させる。例えば、ＰＯＤと接触している電極がＡＣ波形で駆動され得、それにより、交互の変調が、ＰＯＤ界面活性剤表面の周期的な機械的圧縮および減圧を生じさせ、それによりＰＯＤを破裂させ、統合させる。適切なＡＣ波形は、下記で図２４Ｂに関してさらに詳しく説明されるものを含む。したがって、統合プロセス（２３４０）は、目的のＰＯＤが概してより小さく、破棄が意図されるＰＯＤが概してより大きいエマルジョンを生産し得る。
チャンバ内の電極は、チャンバ内の粒子に電気エネルギーを送達するのに適した任意の適切な形状および／または向きを有してよい。例えば、電極は、チャンバの上面と下面との間に延在するなど、試料の流れ方向を横断するように延在するスペーサ支柱２４０２であってよい（例えば図２４～図２４Ｃに示すように）。別の例として、電極は、図２８Ａおよび図２８Ｂに示すように互いに入り込んだ電極２８１０であってよく、これは、チャンバの下面および／または上面上にパターン化される。この例において、図２８Ａは、互いに入り込んだ電極２８１０を介して電気エネルギーを送達する前のＰＯＤを描いており、図２８Ｂは、互いに入り込んだ電極２８１０を介して電気エネルギーを送達した後に作製された、より大きい、統合されたＰＯＤ（Ｐ）を含むＰＯＤを描いている。
そのような統合に続いて、エマルジョン中のＰＯＤが、概してより小さい目的のＰＯＤを濾過し、隔離するために、サイズに基づいて分別されてよい（２３５０）。分別は、任意の適切な分別機構によって達成されてよい。一部の変形形態では、分別機構は、受動的分別機構を含んでよい。例えば、分別機構は、複数のスペーサ（例えば図４Ａに示すチャンバ内にあるようなスペーサ支柱４２４に類似する）を含んでよく、このスペーサは、千鳥型アレイとして配置されてよく、決定論的横方向置換（ＤＬＤ）により分離を行うように構成されてよい。ＤＬＤでは、支柱の千鳥型アレイが、マーブルマシンと同様の働きをして、ＰＯＤなどの小さい粒子と大きい粒子とを分離し得る。例えば、図２３Ｄに示すように、小さい粒子および大きい粒子を含む試料が、支柱の千鳥型アレイを通って流体の流れの方向に概して移動するとき、大きい粒子（すなわち臨界閾値直径を上回る粒子）は、流体の流れ方向に対して横方向に向けられ得る。そのようなより大きい粒子の受動的流動は、よって、より小さい粒子（例えば第１の出口で）とより大きい粒子（例えば第２の出口で）を別々に収集することを可能にする。このようにして粒子を分別するための臨界閾値直径は、例えば支柱の直径および／または間隔を調節することにより、調整されてよい。したがって、分別機構の一部の変形形態では、チャンバ内のスペーサ支柱は、決定論的横方向置換によって試料中のＰＯＤを受動的に分別するように構築および配置されてよい。
別の例として、分別機構は、異なるサイズの粒子の通過を選択的に許す様々なサイズの１つまたは複数の出口を含んでよい。例えば、図２３Ｃの概略図に示すように、チャンバは、所定の閾値粒子サイズを下回る粒子の通過のみを許し、所定の閾値粒子サイズを上回る粒子の通過を拒否するように構成された複数の小さい出口（例えば「選択ポート」における捕捉に通じる１つまたは複数の選択チャネル）を含んでよい。廃棄物貯蔵器に通じる１つまたは複数のより大きい出口（「廃棄ポート」）が、その前の小さい出口で拒否された、より大きい粒子の通過を許すように構成されてよい。よって、図２３Ｃに示すものなどのチャンバ内で、より小さいＰＯＤは、より大きいＰＯＤと共に破棄されるための大きい出口（複数可）に到達する前に、より小さい出口からチャンバを出る傾向となり得る。別の例として、図３０の概略図に示すように、廃棄物貯蔵器（「廃棄」）に通じる１つまたは複数の出口に通じる複数のチャネルが、より大きい粒子の通過を拒否してよく、それらは、より大きい粒子の通過を許容する捕捉貯蔵器（「選択」）に向かうチャネルによってガイドされてよい。したがって、分別機構の一部の変形形態では、漸進的に増大していくチャンバ出口サイズのアレイが、粒子サイズに従った収集を通じて試料中のＰＯＤを受動的に分別し得る。図２３Ｃおよび図３１に示すように、目的のものでない粒子は、破棄するために収集されてよい（例えば、図２３Ｃに示す「廃棄ポート」にある廃棄物貯蔵器、または図３１に示す廃棄物貯蔵器３１４０）。さらに、一部の変形形態では、流体流（例えばポンプ、弁、チャンバ表面の輪郭形成等の使用を通じて構築される）が、追加的に粒子を小さい方の出口に向けて（例えば主チャネルの側壁の方へ）付勢して、十分に小さい粒子がより小さい出口を通過するのをさらに助長してよい。
別の例として、図２３Ｅに示すように、分別機構は、追加的に、流体力学的濾過を介して粒子分離を行うように構成された複数の分岐チャネルを含んでよい。流体力学的濾過では、小量の流体が、１つまたは複数の横に分岐するチャネルを通して主チャネルから繰り返し引き抜かれ、そのことで主チャネルの側壁に沿って粒子を徐々に集中させ、位置合わせする。集中させ、位置合わせされた粒子は、次いで、上記で説明され図２３Ｃに示されるのと同様の１つまたは複数の選択チャネルを通じて、粒子サイズに従って収集することができる。
追加的または代替的に、分別機構は、能動的分別機構を含んでよい。例えば、チャンバは、上記の参照により組み込まれた米国特許出願第１５／９８６，４１６号に記載されるものと同様の誘電泳動を可能にするための電界を生成するように構成された１つまたは複数の電極領域を含んでよい。そのような電極領域は、例えば、選択されたＰＯＤを捕捉する、移動させる、および／またはＰＯＤの分別を能動的に制御するように動作させてよい。
ＰＯＤを分別し、目的のＰＯＤを収集した後、目的のＰＯＤがさらに処理されてよい。例えば、より小さい目的のＰＯＤは、（例えば下記で説明するように真空または他の態様の流体制御システムを介して）リザーバ内に方向付けられてよく（２３６０）、そこから個々のＰＯＤまたは細胞がピペットまたは他の器具で引き抜かれてよい（２３６３）。目的のＰＯＤは、さらなる処理および／または分析（例えばＰＣＲ、シーケンシング等）のためにウェルプレート内に配されてよい。例えば、最大で単一の細胞が各ウェルに配されてよい。プログラム可能ロボットが、自動的に各ウェルを充填し、それにより効率をさらに向上させてよい。
図２４Ａ～図２４Ｃは、電気的統合チャンバ機構の例示的変形形態の概略説明図である。図２４Ａに示すように、試料を処理するためのシステムは、（例えば配管および適切な流体接続を通じて）試料を受け取るための少なくとも１つの入口２４１０と、試料の少なくとも一部分がチャンバ２４００を出られるようにするための２つまたはそれより多くの出口（例えば２４２０および２４２２）と、を含むチャンバ２４００を含んでよい。入口２４１０と出口２４２０、２４２２との間の流路に沿って、チャンバは、撮像および統合領域２４０２と、撮像および統合領域２４０２から下流の分別領域２４０４とを含んでよい。チャンバ２４００は、チャンバの上面と下面との間の間隙距離を支持および／または維持する、それぞれ領域２４０２および２４０４全体にわたって分散された複数のスペーサ支柱２４３２および２４３４を含んでよい。例えば、断面の積み重ねの概略図である図２４Ｂに示すように、スペーサ支柱２４３２、２４３４は、透明ポリイミド表面（約２５μｍの厚みまたは他の適切な厚みを有する）間の間隔（例えば７５μｍまたは他の適切な間隙距離）の間に延在して、間隔を支持してよい。チャンバは、一部の変形形態では、ポリイミド表面同士を少なくとも部分的には適切な接着剤でつなぐ積層プレスで形成されてよい。
下記でさらに詳しく説明するように、撮像および統合領域２４０２内の少なくともスペーサ支柱２４０２は、選択されたＰＯＤを統合するために電気エネルギーを送達する電極として機能してよい。スペーサ支柱２４３２、２４３４は、例えば、銅などの導電性材料を含んでよい。少なくとも分別領域内のスペーサ支柱２４０４は、サイズに従ってＰＯＤを分別するように機能してよい。
概して、撮像および統合領域２４０２は、イメージャアレイが、チャンバに入ったＰＯＤまたは他の粒子のシャドウ画像を取得し得るように、１つまたは複数の光源および／またはイメージャアレイ間に位置付けられてよい。１つまたは複数の画像は、図２１Ａ～図２１Ｅに関して本明細書で説明されるものなどのコンピューティング技術を使用して分析されてよい。そのような画像の分析に基づいて、目的のものでないＰＯＤ（例えば細胞を含まない、またはＩｇＧもしくは他の凝集を欠いている細胞を含む）は、破棄対象のＰＯＤとして特徴付けられてよい。そのような破棄ＰＯＤは、次いで、システム内の１つまたは複数のプロセッサにより、電気的統合向けに指定されてよい。
電気的統合は、電極として機能するスペーサ支柱２４０２を用いて達成されてよい。図２４Ｃに示すように、電極は、電極の作動を制御するように構成されたコントローラ２４５０に導電連結されてよい（例えばトレースまたは配線などの導電性接続を通じて）。図２４Ｃは４つの電極それぞれに４つの導電性接続を示しているが、一部の変形形態では、５つ以上のスペーサ支柱２４０２が電極として機能してよく、各電極が、独自のそれぞれの導電性接続を有してよい（または代替的に、少なくとも何らかの数ｎの電極が、適切な多重化手法を通じてｎ個よりも少ない導電性接続によって制御されてもよい）ことが理解されるべきである。
この例では、コントローラ２４５０は、電極を駆動するための１つまたは複数の適切な波形を生成するように構成された信号生成器２４５６を含んでよい。一部の変形形態では、信号生成器２４５６は、ＡＣ波形（例えば矩形、三角、正弦波等）を用いて電極を駆動するように構成されてよく、電極の対（例えば隣接する対）の間のＰＯＤが、電極と容量的に連結され、交互の極性を有する電気エネルギーを受け取る。そのような電気エネルギーを受け取ると、ＰＯＤは、周期的な圧縮力を受け、それがＰＯＤを破壊し、隣接し合う、影響されたＰＯＤを統合してより大きいＰＯＤ（複数可）にする。ＡＣ波形の固有パラメータは、用途に応じて（例えばＰＯＤのサイズ、電極のサイズおよび材料、電極間の間隔等）異なってよいが、概して、駆動波形は、結果として試料の損傷を生じさせる（例えば泡、黒点等を生じさせる）ほど過剰にならずに、統合効果を引き出すのに十分な電圧を有するべきである。例えば、一部の変形形態では、波形は、約０．５Ｖ～約１０Ｖの間、約０．５Ｖ～約５Ｖの間、または約２．５Ｖのピーク間電圧を有してよい。さらに、一部の変形形態では、波形は、約１Ｈｚ～１ＭＨｚの間、約１０Ｈｚ～約２０ｋＨｚの間、または約５０Ｈｚ～約２０ｋＨｚの間の周波数を有してよい。ＰＯＤを統合する１つの事例では、駆動波形のパルスは、約１～２０回の間など、任意の適切な回数だけ反復されてよく、パルス幅は、一部の変形形態では、継続時間が約１０ｍｓ～１０ｓの間で変動してよい。しかし、駆動波形は、任意の適切なパルス幅、サイクル数等を有してよい。
信号生成器２４５６は、トレース、配線、または他の適切な接続で各電極に導電連結されてよい。それらの導電性接続に沿って、シグナル処理回路２４５４（例えば増幅器）が、各個々の導電性接続ごとに、またはすべての導電性接続に対してまとめて、駆動信号を増幅するか、またはその他の方法で適宜変更してよい。さらに、各導電性接続に対するスイッチを含むスイッチアレイ２４５２が、各スイッチの対応する電極の作動を選択的にオン／オフするように制御されてよい。したがって、コントローラ２４５０は、スペーサ支柱２４０２（電極として機能する）の少なくとも一部から、統合のために特定され（例えば目的のものでないＰＯＤ）、スペーサ支柱２４０２と接触しているかまたは容量的に連結されているＰＯＤを電気的統合するために、適切な電気エネルギーを送達させてよい。
上記で説明したように、試料がチャンバの撮像および統合領域２４０２を通過した後、より大きいＰＯＤは、概して目的のものでないＰＯＤ（例えば高分泌細胞を含まない）であり、一方、より小さいＰＯＤは目的のものであり、保持することが望ましい。したがって、チャンバの分別領域２４０４は、より小さいＰＯＤをより大きいＰＯＤから収集のために分離するように機能する。図２４～図２４Ｃに描かれる変形形態に示されるように、分別領域２４０４は、千鳥型アレイとして配置されたスペーサ支柱２４３４を含んでよく、それらは、より大きいＰＯＤを出口２４２２に向けて横方向に（左右の流れ方向に対して）受動的に分別するように構成されてよい。より小さいＰＯＤは、同時に出口２４２０に向けて受動的に分別され得る。しかし、他の変形形態では、電気的統合チャンバは、追加的または代替的に、任意の適切な受動的および／または能動的粒子分別機構を含んでよいことが理解されるべきである。
したがって、撮像および統合領域２４０２および分別領域２４０４を越えて試料を誘導することにより、電気的統合チャンバ機構２４００は、目的のＰＯＤの濃縮された出力（出口２４２２において収集可能）と、別個の目的のものでないＰＯＤの廃棄物出力（出口２４２０において収集可能）とを提供し得、これは目的のＰＯＤの希釈を回避する。さらに、チャンバ２４００を通る連続的な試料の流れは、高スループットのＰＯＤを可能にし、それにより、非常に効率的な試料の処理にさらに寄与し、これは本明細書に記載される電気的統合システムおよび方法の実行可能性を示唆する。
流体制御システム
流体制御システム
図１Ａの概略図および図１Ｂの例示的変形形態を示す図に示されるように、システム１００は、圧力差を用いてＰＯＤを操作するように構成された流体制御システムを含んでよい。流体圧力差は、１つまたは複数のＰＯＤを、チャンバ入口１２２を通ってチャンバに入るようにさせ、１つまたは複数のＰＯＤを、チャンバを横切るようにさせ、および／または１つまたは複数のＰＯＤを、チャンバ出口１２４を通ってチャンバから出るようにさせ得る。例えば、システム１００は、チャンバ入口１２２に流体連結された（または他の方法でそれに関連付けられた）少なくとも１つの陽圧ポンプ１１０、および／またはチャンバ出口１２４に流体連結された（または他の方法でそれに関連付けられた）少なくとも１つの陰圧ポンプ１５０を含んでよい。ポンプ１１０および／または１５０は、エマルジョン（例えばＰＯＤを含む）を、リザーバ１１６（例えばタンク、エッペンドルフ管、他の適切な容器等）から、配管および少なくとも１つのチャンバ入口１２２を介してチャンバ１２０内に引き込むように構成されてよい。ポンプ１１０および／または１５０は、追加的または代替的に、エマルジョンの少なくとも一部分を、少なくとも１つのチャンバ出口１２４を通じてチャンバ１２０から引き出すように構成されてもよい。一部の変形形態では、廃棄物容器１５６が、チャンバ１２０を出たエマルジョンを受け取って保持するためにチャンバ出口１２４とポンプ１５０との間にインラインに連結されてよい。図１の概略図は、１つのチャンバ入口１１２に関連付けられた１つのポンプ１１０およびチャンバ出口１２４に関連付けられた１つのポンプ１５０を示しているが、他の変形形態では、システムは、任意の適切な数のチャンバ入口、チャンバ出口、およびポンプを含んでよいことが理解されるべきである。さらに、一部の変形形態では、チャンバ１２０は、他の流体制御システムと一体化するために着脱可能であってよい。チャンバ１２０は、使い捨ての構成要素であってよく、一方、流体制御システムの残りは、再使用可能および／または殺菌可能であってよい。
加えて、アッセイシステム１００は、アッセイシステム１００内のさらなる流体制御を可能にし得る１つまたは複数の弁を含んでよい。例えば、弁１１２は、１つまたは複数のチャンバ入口への流体流とインラインに位置してよく、チャンバ１２０に入る試料流れを規制するように制御されてよい。追加的または代替的に、弁１５２は、１つまたは複数のチャンバ出口からの流体流とインラインに位置してよく、チャンバ１２０から出る試料流れを規制するように制御されてよい。さらに、アッセイシステム１００は、流体システムの圧力および／または他のパラメータを監視するように構成された１つまたは複数の圧力センサ１１４、１５４（または流量センサまたは任意の適切なセンサ）を含んでよい。
一部の変形形態では、上記のポンプ、弁、および／またはセンサを含む流体制御システムの構成要素は、１つまたは複数のコントローラによって制御されることが可能である。例えば、電子システム１６０は、圧力センサからのセンサ入力に少なくとも部分的に基づいて１つまたは複数のポンプおよび／または弁を動作させて、チャンバ１２０に入る所望の流量を維持するための任意の適切な制御システムを実装するように構成された１つまたは複数のコントローラを含んでよい。さらに、制御システムは、上記の参照により組み込まれた米国特許出願第１５／９８６，４１６号にさらに記載されるように、チャンバ内での試料の分別を容易にするべく、これらの構成要素を動作させることができる。
電子システム
電子システム
図１に示すように、システム１００は、電子システム１６０を含んでよい。電子システム１６０は、例えば、本明細書にさらに記載されるように、アッセイシステム１００の他の構成要素を制御する、および／または他の構成要素から信号を受信するように構成された１つまたは複数のプロセッサ等を備えるＰＣＢＡを含んでよい。一部の変形形態では、電子システム１６０は、１つまたは複数のリモートプロセッサ１８０による分析のためにネットワーク１７０にデータ（例えば画像データ）を通信するように構成された１つまたは複数の通信構成要素（例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＦｉ等）をさらに含んでよい。例えば、ネットワーク１７０は、１つまたは複数のコンピューティング装置との任意の適切な有線または無線接続を含んでよい。追加的または代替的に、少なくともデータの一部は、電子システム１６０内に位置する１つまたは複数のプロセッサによって分析されてよい。
概して、コンピューティング装置は、プロセッサ（例えばＣＰＵ）と、メモリ（１つまたは複数のコンピュータ可読記憶媒体を含むことができる）とを含むコントローラを含んでよい。プロセッサは、メモリおよびユーザ入力から受け取られたデータを組み込んでよい。メモリは、プロセッサに、本明細書に記載される方法に関連するモジュール、プロセス、および／または機能を実行させるストア命令を含んでよい。一部の変形形態では、メモリおよびプロセッサは単一のチップ上に実装されてよく、他の変形形態では、別々のチップ上に実装されることが可能である。
プロセッサは、命令またはコードのセットを走らせる、および／または実行するように構成された任意の適切な処理装置であってよく、１つまたは複数のデータプロセッサ、画像プロセッサ、グラフィック処理ユニット、物理処理ユニット、デジタルシグナルプロセッサ、および／または中央演算処理装置を含んでよい。プロセッサは、例えば、汎用プロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、および／または類似のものであってよい。プロセッサは、アプリケーションプロセスおよび／もしくは他のモジュール、プロセス、ならびに／または本システムおよび／またはそれに関連付けられたネットワークに関連するプロセスおよび／もしくは機能を走らせる、および／または実行するように構成されてよい。基礎となる装置技術は、各種の構成要素タイプ（例えば相補金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）のようなＭＯＳＦＥＴ技術、エミッタ結合論理（ＥＣＬ）のようなバイポーラ技術、ポリマー技術（例えば、シリコンと共役したポリマーおよび金属と共役したポリマー－金属構造）、アナログとデジタルの混合、および／または類似のもので提供されてよい。
１つまたは複数のプロセッサは、例えば、適切な画像処理技術および／またはコンピュータビジョン技術を使用して、画像（例えば本明細書に記載されるように獲得されるシャドウ画像）を分析して、撮像された試料を査定するように構成されたコンピュータビジョンシステムを提供してよい。例えば、図２１Ａ～図２１Ｅを参照すると、一部の変形形態では、１つまたは複数のプロセッサは、元の（未処理の）シャドウ画像（図２１Ａ）を処理して、（例えばフィルタプロセスを通じて）ノイズを低減し、背景内容物を除去してよい（図２１Ｂ）（例えば、空のときの、もしくは同じもしくは類似する照明条件下の試料がないときのチャンバの対照画像を通じて、またはソフトウェアアルゴリズムを用いて取得される）。試料画像を背景画像から減算して、減算画像（図２１Ｃ）を取得してよい。減算後、元の画像に暗い物体があれば、それが減算画像内でより明るく見え得る。減算画像を画素強度で閾値処理して、１つまたは複数のＰＯＤの２値の白黒画像（図２１Ｄ）を取得してよい。例えば、ＰＯＤ内に物体があれば、それが２値画像内で白く見え得、他の領域は黒く見え得る（またはその逆）。最後に、適切なコンピュータビジョン技術（例えば輪郭検索アルゴリズム）を適用して、物体（例えばＰＯＤ、細胞または粒子などのＰＯＤ内容物）の境界を見つけ、それにより物体の特定を可能にしてよい。一部の変形形態では、そのような輪郭検索アルゴリズムは、１つまたは複数の訓練済みの機械学習モデルを組み込んでよい。適切なコンピュータビジョン技術に基づくＰＯＤおよび／またはＰＯＤ内容物の１つまたは複数の特性が、処理後の画像内で特定され得る（例えば図２１Ｅ内でハイライトされるように）。例えば、面積、粒子サイズ、粒子形状、グレースケール（例えば強度）、移動率、ＰＯＤ内での流れ、それらの比および／もしくは動的変化、ならびに／またはそれらの任意の組合せなどの、多くの特質が分析されてよい。
一部の変形形態では、メモリは、データベースを含んでよく、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、メモリバッファ、ハードドライブ、消去可能プログラム可能読出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能な読出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ等であってよい。メモリは、プロセッサに、モジュール、プロセス、および／または測定データ処理、測定装置制御、通信、および／または装置設定などの機能を実行させる命令を記憶してよい。本明細書に記載される一部の変形形態は、様々なコンピュータ実装動作を行うための命令またはコンピュータコードを有する非一時的なコンピュータ可読媒体（非一時的なプロセッサ可読媒体とも呼ばれることがある）を備えたコンピュータストレージ製品に関する。コンピュータ可読媒体（またはプロセッサ可読媒体）は、一時的な伝搬シグナルそのもの（例えば空間やケーブルなどの伝送媒体上で情報を搬送する伝搬電磁波）を含まないという意味で非一時的である。媒体およびコンピュータコード（コードまたはアルゴリズムと呼ばれることもある）は、１つまたは複数の特定の目的のために設計され、構築されたものであってよい。
非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、これらに限定されないが、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、および磁気テープなどの磁気記憶媒体、コンパクトディスク／デジタルビデオディスク（ＣＤ／ＤＶＤ）、コンパクトディスク読出し専用メモリ（ＣＤＲＯＭ）、およびホログラフィック装置などの光学記憶媒体、光ディスクなどの光磁気記憶媒体、固体状態ドライブ（ＳＳＤ）および固体状態ハイブリッドドライブ（ＳＳＨＤ）などの固体状態記憶装置、搬送波シグナル処理モジュール、ならびに特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラム可能論理装置（ＰＬＤ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）装置などの、プログラムコードを記憶し、実行するように特別に構成されたハードウェア装置を含む。本明細書に記載される他の変形形態は、コンピュータプログラム製品に関し、これは、例えば、本明細書に開示される命令および／またはコンピュータコードを含んでよい。
本明細書に記載されるシステム、装置、および／または方法は、ソフトウェア（ハードウェア上で実行される）、ハードウェア、またはそれらの組合せによって行われてよい。ハードウェアモジュールは、例えば、汎用プロセッサ（またはマイクロプロセッサもしくはマイクロコントローラ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、および／または特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）を含んでよい。ソフトウェアモジュール（ハードウェア上で実行される）は、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｐｙｔｈｏｎ、Ｒｕｂｙ、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ（登録商標）、および／または他のオブジェクト指向、手続き型、もしくは他のプログラミング言語および開発ツールを含む、各種のソフトウェア言語（例えばコンピュータコード）で表されてよい。コンピュータコードの例は、これらに限定されないが、マイクロコードまたはマイクロ命令、コンパイラによって作られるような機械命令、ウェブサービスを作るために使用されるコード、およびインタープリタを使用してコンピュータによって実行される高水準命令を含んでいるファイルを含む。コンピュータコードの追加的な例は、これらに限定されないが、制御信号、暗号化されたコード、および圧縮されたコードを含む。
一部の変形形態では、コンピューティング装置が、患者および／または他のユーザがコンピューティング装置を制御するのを許すように構成された通信インターフェースをさらに含んでよい。通信インターフェースは、コンピューティング装置を有線または無線接続によって別のシステム（例えばインターネット、リモートサーバ、データベース）に接続するように構成されたネットワークインターフェースを含んでよい。一部の変形形態では、コンピューティング装置は、１つまたは複数の有線または無線ネットワークを介して他の装置と通信してよい。一部の変形形態では、通信インターフェースは、１つまたは複数の装置および／またはネットワークと通信するように構成された、無線周波受信器、送信器、ならびに／または光学（例えば赤外線）受信器および送信器を含んでよい。
ワイヤレス通信は、複数の通信規格、プロトコール、および技術の任意のものを使用してよく、それらには、これらに限定されないが、モバイル通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ）、Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ ＧＳＭ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ（ＥＤＧＥ）、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）、高速アップリンクパケットアクセス（ＨＳＵＰＡ）、Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ，Ｄａｔａ－Ｏｎｌｙ（ＥＶ－ＤＯ）、ＨＳＰＡ、ＨＳＰＡ＋、Ｄｕａｌ－Ｃｅｌｌ ＨＳＰＡ（ＤＣ－ＨＳＰＤＡ）、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）、近距離通信（ＮＦＣ）、広帯域符号分割多重接続（Ｗ－ＣＤＭＡ）、符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）、時分割多重接続（ＴＤＭＡ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ（ＷｉＦｉ）（例えばＩＥＥＥ ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｇ、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ等）、ボイスオーバーインターネットプロトコール（ＶｏＩＰ）、Ｗｉ－ＭＡＸ、電子メール用のプロトコール（例えばインターネットメッセージアクセスプロトコール（ＩＭＡＰ）および／またはポストオフィスプロトコール（ＰＯＰ））、インスタントメッセージング（例えば拡張可能メッセージングおよびプレゼンスプロトコール（ＸＭＰＰ）、インスタントメッセージングのためのセッション開始プロトコールおよび存在を活用した拡張（ＳＩＭＰＬＥ）、インスタントメッセージングおよびプレゼンスサービス（ＩＭＰＳ））、および／またはショートメッセージサービス（ＳＭＳ）、または任意の他の適切な通信プロトコールが含まれる。一部の変形形態では、本明細書における装置は、ネットワークを通じてデータを送信することなく、互いと直接通信してもよい（例えばＮＦＣ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＦｉ、ＲＦＩＤ等を通じて）。
クラスタリングアッセイ
クラスタリングアッセイ
上述したように、本明細書に記載されるものなどのシステムおよび方法は、例えば、細胞試料の処理のために使用されてよい。例えば特定の標的に対する抗体の高分泌体または生産体である細胞を特定するために、クラスタリングアッセイが使用されることがある。細胞の集団中で、集団中のある特定の細胞は、集団のその他の細胞と比べて、目的のタンパク質などの目的の標的の高分泌体であることがある。クラスタリングアッセイのためのシステムおよび方法の例示的変形形態が下記でさらに詳しく説明される。
「１ビーズ」アッセイ
「１ビーズ」アッセイ
１ビーズシステムを使用したクラスタリングアッセイ（「１ビーズアッセイ」または「１ビーズクラスタリングアッセイ」）は、細胞の集団の中で高分泌細胞を特定するために使用され得る。「１ビーズアッセイ」は下記で主として１つまたは複数のビーズをマーカー粒子として含むものとして説明されるが、他の粒子が使用されてよい（例えば下記でさらに詳しく説明されるように細胞）ことが理解されるべきである。１ビーズクラスタリングアッセイは、ＰＯＤ内にカプセル化された分泌細胞を標的タンパク質（またはペプチド等）の高分泌体として特定するために使用され得る。例えば、このアッセイは、ある細胞の目的の抗体の分泌レベルを示すシグナルを提供する第１のタイプの１つまたは複数の粒子を利用してよい。
図３２Ａは、１ビーズアッセイを使用するときにＰＯＤ３２１８などの試料実体の内部で発生し得る結合相互作用の概略図を描いている。ＰＯＤ３２８は、細胞３２１７によって分泌される第２の結合相手に特異的であり得る結合相手を伴う１つまたは複数の粒子を含んでよい。図３２Ｂは、図３２Ａの領域３２２０の詳細な拡大図を描いており、単一の粒子３２１１ａを示している。例として示されるように、１ビーズクラスタリングアッセイは、ＰＯＤ３２１８の中にカプセル化された抗体分泌細胞３２１７を、目的の抗体３２１３の高分泌体として特定するために使用されてよい。１ビーズクラスタリングアッセイは、カプセル化試薬と、水溶性媒体中に懸濁した第１の複数の粒子とを利用してよい。カプセル化試薬は、約１．０よりも大きい密度を備えてよく、これは、例えば、水溶性媒体を含むＰＯＤなどの個別の試料実体を形成するのを助け得る。第１の複数の粒子の各粒子は、目的の細胞によって分泌される第２の結合相手に特異的である第１の結合相手を含み得る。
この場合も、先に図２３Ｂを参照したときに説明したように、１ビーズアッセイで使用するための試料は、試料実体を含むエマルジョンを作製するためにフルオロ油などの界面活性剤およびビーズまたは他のマーカーと混合された細胞を含んでよく、各試料実体は、自己完結型のベシクルとして機能し得る。カプセル化試薬は、界面活性剤を含んでよく、これは、試料の一部分を試料実体内にカプセル化することを少なくとも部分的に可能にし得る。カプセル化試薬が界面活性剤を含む配合の例が表１～表３に示される。ＰＯＤは、分析に使用される試料中で多分散であってよい。第１の複数の粒子の粒子は、例として図３２Ｂに示されるように、ポリクローナル抗体３２１２ａがその表面に連結した、抗体と連結したビーズ３２１１ａなどのビーズであってよい。第１の複数の粒子の粒子は、細胞上に発現した抗原または任意の他の適切なマーカーが、目的の細胞によって分泌される抗体と結合し得るように、細胞であってよい。細胞上のマーカーもしくは抗原またはビーズ上のポリクローナル抗体３２１２ａは、よって、第２の結合相手に特異的である第１の結合相手として働き得、第２の結合相手は、細胞３２１７によって分泌される抗体３２１３の結合ドメインまたは任意の適切な成分３２１３ａであってよい。一部の変形形態では、第１の結合相手は第１のタンパク質を含んでよく、第２の結合相手は第２のタンパク質を含んでよい。一部の変形形態では、第１の結合相手または第２の結合相手は、抗原または抗体であってよい。一部の変形形態では、第１の結合相手は第１のペプチドを含んでよく、第２の結合相手は第２のペプチドを含んでよい。
第１の結合相手３２１２ａと第２の結合相手３２１３ａとが結合したとき、結合の部位は、クラスタ部位、または図３２Ｂに示されるように第１のクラスタ部位３２１４ａと呼ばれ得る。第１の結合相手と第２の結合相手との結合によって形成されるこのようなクラスタ部位が、本明細書に記載されるものなどのシステムおよび方法によって検出され得る。さらに、一部の変形形態では、ある特定の細胞が、抗体３２１３の高分泌体であることによって目的の細胞であるとして選択されてよく、高分泌細胞同士がより大きいクラスタを生成してよい。第１の結合相手３２１２ａおよび第２の結合相手３２１３ａによって形成されたクラスタは、例えば上記のようにレンズレスイメージャシステムによって観察可能であり得、よって高分泌細胞の選択を可能にし得る。高分泌細胞は、本明細書に記載される撮像方法のいずれかを使用して測定または検出されてもよい。
よって、クラスタリングアッセイは、目的の細胞（例えば、十分に高い量の目的の物質を分泌する細胞）を含むＰＯＤの特定を可能にし得る。例えば、ある細胞からより多量の目的の抗体が分泌されることは、図３２Ｂの３２１３ａによって示される第１のクラスタ部位のような、より大きい量のクラスタ部位が形成されることから、より大きいクラスタにつながり得る。ビーズ３２１１ａに連結したポリクローナル抗体３２１２ａと、当該細胞によって分泌される抗体３２１３の結合領域３２１３ａとの間の相互作用の量が大きいほど、よって、より多数のクラスタが形成される結果となり得、それは次いで１つまたは複数の大きいクラスタとして検出可能であり得る。形成されたクラスタは、次いで、視覚的に検出されるか、または本明細書に記載される撮像方法のいずれかによって測定可能であり得、そのクラスタが検出されたＰＯＤが、目的の細胞を含有しているＰＯＤであるというシグナルとして解釈され得る。
一般に、より大きいクラスタは、目的の抗体をより多く分泌する細胞を有するＰＯＤを生じさせる結果となる。それらのクラスタのサイズがより大きければ、例えば４Ｘの顕微鏡対物レンズを使用してクラスタを視覚化することが可能であり得る。別の例として、クラスタは、上記で図２Ａ、図９、図１０、および図１４Ａ～図１４Ｃを参照して説明されたシステムによって撮影されたもののようなシャドウ画像中で観察されてもよい。検出可能または測定可能なシグナルを生成するのに十分な量の目的の抗体を分泌または生産する細胞の例が、図３２Ａの第１のＰＯＤ３２１８ａに示される。
一部の変形形態では、１つまたは複数のクラスタ部位を含むＰＯＤに、粒子サイズスコア（ＰＳＳ）が割り当てられてよい。例えば、ＰＳＳは、下記の実施例で説明するようにしてＰＯＤに対して決定され、ＰＯＤに割り当てられてよい。例えば、より高いＰＳＳをもつＰＯＤは、目的の細胞（例えば高分泌細胞）を含むものとして特定されてよく、細胞の集団から目的の細胞を分離するために分別されてよい（例えば上記で説明したように電気的統合および分別プロセス等を通じて）。分別された細胞の少なくとも一部は、ＥＬＩＳＡ、ＦＡＣＳ、ＤＮＡシーケンシング、ＰＣＲ、他の適切な分析等のさらなる処理を受けてよい。一部の変形形態では、目的の細胞は、そのようなさらなる処理のためにＰＯＤ３２１８から取り出されてよい。
クラスタリングアッセイは、目的の細胞を含まないＰＯＤ（例えば目的の物質を全く分泌しないか、または低量分泌する）の特定も可能にする。例えば、ＰＯＤ中の細胞が目的の抗体を分泌していない場合は、ビーズ３２１１ａに連結したポリクローナル抗体３２１２ａと目的の抗体との間に相互作用が発生しないために、クラスタが形成されない場合がある。また、ＰＯＤ中の細胞が低量の目的の抗体を分泌している場合は、分泌された抗体と、ビーズ３２１１ａに連結したポリクローナル抗体３２１２ａとの間に相互作用が発生し得るが、結合相互作用の量または数が、検出可能または測定可能なシグナルを生成するには低過ぎる場合がある。一部の変形形態では、「低い」シグナルは、約０．５ｎＬの平均体積を有するＰＯＤを含む試料の場合、約３時間にわたって目的の抗体の分泌量が約１ｐｇ未満であることを示し得る。例えば、低分泌細胞を含むＰＯＤ内の形成された任意のクラスタは、閾値サイズを下回り得、および／または、４Ｘの顕微鏡対物レンズを使用して、もしくは上記で図２Ａ、図９、図１０、および図１４Ａ～１４Ｃを参照して説明されたものなどのシャドウ画像内で視覚化されるには小さ過ぎる場合がある。検出可能または測定可能なシグナルを生成するのに不十分な量の目的の抗体を分泌または生産している細胞の例が、図３２Ａの第２のＰＯＤ３２１８ｂに示される。
図３２Ｂの３２１２ａによって示されるように第１の結合相手として働き得る結合相手の例は、ＩｇＡ、ＩｇＤ、ＩｇＥ、ＩｇＧ、およびＩｇＭなどの１つまたは複数の抗体のクラスのうちのポリクローナル抗体を含んでよい。
１ビーズアッセイを使用するために選択され得る目的の細胞の例は、ＣＨＯ細胞、Ｂ細胞、ハイブリドーマ細胞、形質細胞、ＨＥＫ２９３細胞、骨髄腫細胞、およびＴ細胞等のうちの任意の１つまたは複数を含んでよい。
１ビーズアッセイを使用するために選択され得る目的の抗体の例は、ＩｇＡ、ＩｇＤ、ＩｇＥ、ＩｇＥ、およびＩｇＭ等の１つまたは複数の抗体のクラスのうちの抗体を含んでよい。
目的のタンパク質およびペプチドの例は、インスリン、ＮＴ－ｐｒｏ－ＢＮＰ、Ｐｒｏ－ＧＲＰ、β－ＣＴＸ、ＰＩＮＰ、膵臓ポリペプチド、オステオカルシン、β２－ミクログロブリン、カルシトニン、シスタチンＣ、Ｃ－ペプチド、ＶＩＰ、ＡＮＦ、ＮＴＸ、β－アミロイド（１－４２）、ＰＳＡ、Ｋ－ＲＡＳ、ＣＡ１２５、ＣＡ １５－３、ＭＵＣ－１、ＨＥＲ－２／ｎｅｕ、エストロゲン受容体、プロゲステロン受容体等の、任意の適切な標準的バイオマーカーを含む。
「２ビーズ」アッセイ
「２ビーズ」アッセイ
一部の変形形態では、目的の標的（ここでも目的のタンパク質など）の高分泌体であるだけでなく、目的の標的が相手抗原に結合する高い親和性および／または特異性を示す細胞を、特定し、収集することも役に立ち得る。２ビーズシステムを使用したクラスタリングアッセイ（「２ビーズアッセイ」または「２ビーズクラスタリングアッセイ」）は、標的細胞からの抗体分泌のレベル、ならびに分泌される抗体の抗原結合親和性を査定するために使用され得る。よって、２ビーズアッセイは、高い量の目的の抗体を分泌する目的の細胞を選択するために使用され得、その場合、分泌される抗体は、高い抗原結合親和性も示す。例えば、アッセイは、ある細胞の目的の抗体の分泌レベルを示すシグナルを提供する第１のタイプの１つまたは複数の粒子と、任意のそのような分泌される抗体についての抗原結合親和性のレベルを示すシグナルを提供する第２のタイプの１つまたは複数の粒子とを利用してよい。「２ビーズアッセイ」は、下記では主として１つまたは複数のビーズをマーカー粒子として含むものとして説明されるが、他の粒子が使用されてよい（例えば下記でさらに詳しく説明されるように細胞）ことが理解されるべきである。
上記で説明した１ビーズアッセイと同様に、２ビーズアッセイは試料の分析に使用され得、試料は、試料実体を含むエマルジョンを作製するためにフルオロ油などの界面活性剤およびビーズまたは他のマーカーと混合された細胞を含んでよく、各試料実体は、自己完結型のベシクルとして機能し得る。２ビーズアッセイは、カプセル化試薬と、水溶性媒体中に懸濁した第１の複数の粒子および同じく水溶性媒体中に懸濁した第２の複数の粒子とを利用してもよい。カプセル化試薬は、約１．０よりも大きい密度を備えてよい。カプセル化試薬は、試料実体内への試料の一部分のカプセル化を少なくとも部分的に可能にし得る界面活性剤を含んでよい。試料実体はＰＯＤであってよい。
上記で説明した１ビーズアッセイと同じように、第１の複数の粒子の各粒子は、目的の細胞によって分泌される第２の結合相手に特異的である第１の結合相手を含んでよい。しかし、２ビーズアッセイは第２の複数の粒子も利用してよく、第２の複数の粒子の各粒子は、目的の細胞によって分泌される第４の結合相手に特異的である第３の結合相手を含む。
図３３Ａは、２ビーズアッセイを使用するときにＰＯＤ３３１８の内部で発生し得る結合相互作用の概略図を描いている。例として示されるのは、本明細書でさらに詳しく説明されるように、ＰＯＤ３３１８ａ、３３１８ｂ、および３３１８ｄである。ＰＯＤ３３１８ａは、目的の抗体３３１３の高分泌体である目的の細胞として細胞３３１７が特定されたために検出可能または測定可能なシグナルが生成される例であり、抗体３３１３は高い抗原結合親和性を有する。ＰＯＤ３３１８ｂは、細胞３３１７が目的の抗体の低生産体であるために、検出可能または測定可能なシグナルが生成されない例である。ＰＯＤ３３１８ｄは、細胞３３１７が目的の抗体の高分泌体であるが、抗体３３１３が低い抗原結合親和性を有するために、検出可能または測定可能なシグナルが生成されない例である。
図３３Ｂは、図３３ＡのＰＯＤ３３１８ａの詳細な拡大図を描いており、図３３Ｃは、図３３Ａ～図３３ＢのＰＯＤ３３１８ａ内での結合相互作用の詳細な拡大図を示している。
２ビーズアッセイでは、第１の複数の粒子の粒子は、抗原３３１２ｂがその表面に連結した、抗原に連結したビーズ３３１１ｂなどのビーズであってよい。抗原３３１２ｂは、よって、第２の結合相手に特異的である第１の結合相手として働き得、第２の結合相手は、細胞３３１７によって分泌される抗体３３１３の結合ドメインまたは任意の適切な第1の成分３３１３ａであり得る。第１の成分３３１３ａは、抗原結合ドメインであってよい。第２の複数の粒子の粒子も、抗体がその表面に連結した、抗体に連結したビーズ３３１５ｂなどのビーズであってよい。抗体３３１６は、モノクローナル抗体であってよく、第４の結合相手に特異的である第３の結合相手として働き得、第４の結合相手は、細胞３３１７によって分泌される抗体３３１３の結合ドメインまたは任意の適切な成分３３１３ｂであり得る。図３３Ｃに詳しく示されるように、抗体３３１３が、第１の複数の粒子３３１１ｂを構成するビーズに連結した抗原３３１２ｂに対して高い抗原結合親和性を示す場合、結合相互作用が発生し得る。抗原（第１の結合相手として働く）３３１２ｂと、抗体の結合ドメイン（第２の結合相手として働く）３３１３ａとが結合したとき、その結合の部位は、クラスタ部位、または第１のクラスタ部位３３１４ａと呼ばれ得る。高い量の目的の抗体３３１３が細胞３３１７によって分泌されると、抗体３３１３と抗原３３１２ｂとの間の相互作用によってより大きいサイズのクラスタを形成させ得る。
加えて、抗体３３１３の第２の結合ドメイン３３１３ｂは、第２の複数の粒子３３１５ｂを構成するビーズに連結したモノクローナル抗体３３１６に結合し得る。第２のクラスタ部位３３１４ｂが、抗体３３１６の結合ドメイン（第３の結合相手として働く）とモノクローナル抗体（第４の結合相手として働く）３３１３ｂとの結合により形成され得る。
したがって、２ビーズクラスタリングアッセイは、目的の細胞（例えば目的の物質の高分泌体であると共に、別の目的の物質に対して高い一定レベルの結合親和性を有する細胞）を含むＰＯＤの特定を可能にし得る。高レベルの目的の抗体を分泌し、分泌される目的の抗体が高い抗原結合親和性を有する細胞を有するＰＯＤは、結果として大きいクラスタを生じさせ得る。第１のクラスタ部位と第２のクラスタ部位の両方が、図３３Ａに例として示されるＰＯＤ３３１８ａなどのＰＯＤ全体にわたって存在するときに、大きいクラスタが形成され得る。
また、２ビーズクラスタリングアッセイは、目的の細胞を含まないＰＯＤ（例えば目的の物質を全く分泌しないか、もしくは低量分泌する細胞、および／または目的の物質を分泌するが、分泌される目的の物質が、別の目的の物質に対する低い結合親和性を有する細胞）の特定も可能にする。図３３Ａに示すＰＯＤ３３１８ｂのような、目的の抗体を分泌しない細胞、または低量の目的の抗体を分泌する細胞を有するＰＯＤは、閾値サイズを下回るクラスタを生じさせる、および／または測定可能もしくは検出可能なクラスタリングを生じさせない可能性がある。さらに、図３３Ａに示すＰＯＤ３３１８ｄのような、目的の抗体の高分泌体であるが、目的の抗体が低い抗原結合親和性を有する細胞を含有するＰＯＤも、閾値サイズを下回るクラスタを生じさせる、および／または測定可能もしくは検出可能なクラスタリングを生じさせない可能性がある。２ビーズアッセイを使用して試料を分析する場合、モノクローナル抗体に連結したビーズのみに抗体が結合することによって形成されるクラスタは、結果として、閾値サイズを下回る（例えば本明細書に記載されるものなどの粒子サイズスコアによって測定される）、または検出可能となるには小さ過ぎるクラスタを生じさせ得る。２ビーズアッセイは、例示的なＰＯＤ３３１８ａでのように、数個の結合相互作用を共にグループ化することによって生じる増幅されたシグナルを可能にし、その場合、目的の抗体は、抗原３３１２ｂに対するその高い親和性により数個のビーズを共にグループ化することができる。よって、２ビーズアッセイは、目的の抗体の高分泌体であり、高い抗原結合親和性および／または特異性を有する細胞を検出するための有用なツールとなり得る。
一部の変形形態では、第１の結合相手は第１のタンパク質を含んでよく、第２の結合相手は第２のタンパク質を含んでよい。一部の変形形態では、第１の結合相手または第２の結合相手は、抗原または抗体であってよい。一部の変形形態では、第１の結合相手は第１のペプチドを含んでよく、第２の結合相手は第２のペプチドを含んでよい。さらに、下記でさらに詳しく説明されるように、一部の変形形態では、第１の複数の粒子および／または第２の複数の粒子の粒子は、１つまたは複数の抗原または抗体を含む細胞などの細胞であってよい。
ある特定の細胞は、抗体３３１３の高分泌体であることによって目的の細胞であるとして選択されてよく、その場合、抗体３３１３は、高い抗原結合親和性および／または特異性を有し、よって、本明細書に記載される撮像方法を使用して検出可能なシグナルの生成によって選択されてよい。シグナルの検出または測定は、モノクローナル抗体３３１６の特異的検出によって行われてよい。クラスタ部位は、本明細書に記載されるコンピュータビジョンシステムおよび方法によって検出または測定されてもよい。
一部の変形形態では、１つまたは複数のクラスタ部位を含むＰＯＤに、粒子サイズスコア（ＰＳＳ）が割り当てられてよい。例えば、ＰＳＳは、下記の実施例で説明するようにしてＰＯＤに対して決定され、ＰＯＤに割り当てられてよい。例えば、より高いＰＳＳをもつＰＯＤは、目的の細胞（例えば高分泌細胞）を含むものとして特定されてよく、細胞の集団から目的の細胞を分離するために分別されてよい（例えば上記で説明したように電気的統合および分別プロセス等を通じて）。分別された細胞および／またはそれらの内部の内容物の少なくとも一部は、ＥＬＩＳＡ、ＦＡＣＳ、ＤＮＡシーケンシング、ＰＣＲ、他の適切な分析等のさらなる処理を受けてよい。一部の変形形態では、目的の細胞は、そのようなさらなる処理のためにＰＯＤ３３１８から取り出されてよい。
第１の結合相手として働き得る結合相手の例は、図３３Ｃの３３１２ｂによって示すように抗原を含んでよい。
２ビーズアッセイを使用するために選択され得る目的の細胞の例は、チャイニーズハムスター卵巣（ＣＨＯ）細胞、Ｂ細胞、ハイブリドーマ細胞、形質細胞、ＨＥＫ２９３細胞、骨髄腫細胞、およびＴ細胞等を含んでよい。
２ビーズアッセイを使用するために選択され得る目的の抗体の例は、ＩｇＡ、ＩｇＤ、ＩｇＥ、ＩｇＥ、およびＩｇＭ等の１つまたは複数の抗体のクラスのうちの抗体を含んでよい。
２ビーズアッセイを使用するために選択され得る目的のタンパク質およびペプチドの例は、インスリン、ＮＴ－ｐｒｏ－ＢＮＰ、Ｐｒｏ－ＧＲＰ、β－ＣＴＸ、ＰＩＮＰ、膵臓ポリペプチド、オステオカルシン、β２-ミクログロブリン、カルシトニン、シスタチンＣ、Ｃ－ペプチド、ＶＩＰ、ＡＮＦ、ＮＴＸ、β－アミロイド（１－４２）、ＰＳＡ、Ｋ－ＲＡＳ、ＣＡ１２５、ＣＡ １５－３、ＭＵＣ－１、ＨＥＲ－２／ｎｅｕ、エストロゲン受容体、プロゲステロン受容体等を含んでよい。
クラスタリングアッセイ用の試料の調製
クラスタリングアッセイ用の試料の調製
図３４Ａおよび図３４Ｂは、クラスタリングアッセイ用の試料を調製する方法の例示的変形形態を描いている。例えば、図３４Ａは、１ビーズクラスタリングアッセイシステム用の試料を調製する例示的方法を示すフローチャートを描いている。方法は、１ビーズアッセイで使用するための第１の複数の粒子を調製するステップ（３４２８ａ）を含んでよく、これは、ビーズをポリクローナル抗体と連結させ、ビーズを所望の作業濃度に正規化することを含んでよい。方法は、少なくとも１つの目的の細胞を含み得る細胞の集団を提供するステップも含んでよい（３４２１）。細胞の集団は、媒体中で洗浄し、所望の細胞濃度に希釈して細胞希釈液を作製することによって調製され得る。次に、方法は、ボルテックス器、スターラ（例えば磁気スターラ）、繰り返されるピペット操作、攪拌等などで、細胞の集団、第１の複数の粒子、およびカプセル化試薬を組み合わせて混合物を作製するステップ（３４２２）を含んでよい。第１の複数の粒子の各粒子は、上記でさらに説明したように、少なくとも１つの目的の細胞によって分泌される第２の結合相手に特異的である第１の結合相手を含んでよい。方法は、混合物を攪拌してエマルジョンを作製し、それにより細胞の集団を試料実体内にカプセル化するステップ（３４２３）を含んでよい。試料実体は、多分散であってよい（例えば図３２Ｂに例として示されるＰＯＤ３２１８ｃなどのＰＯＤ）。方法は、エマルジョンを培養するステップを含んでよい（３４２７）。エマルジョンの培養は、例えば、目的の細胞が、マーカー粒子（例えば第１の複数の粒子）と相互作用し得る目的の物質を（存在する場合）分泌するのに十分な時間を与え得る。培養されると、試料実体内にカプセル化された細胞が、視覚化、査定、統合、および／または分別等のために、上記で詳しく説明されたように試料実体を処理チャンバの中に導入することなどによって、さらに分析されてよい。
図３４Ｂは、２ビーズクラスタリングアッセイシステム用の試料を調製する例示的方法を示すフローチャートを描いている。方法は、２ビーズアッセイで使用するための第１の複数の粒子および第２の複数の粒子を調製するステップ（３４２８ｂ）を含んでよく、これは、第１の複数のビーズを抗原と連結させ、第２の複数のビーズを抗体と連結させ、両方のビーズのバッチを所望の作業濃度に正規化することを含んでよい。一部の変形形態では、ビーズ濃度は、０．５ｎＬの平均体積を有するＰＯＤを含む試料中で１時間の間に生産される、典型的には＞１ｎｇ／ｍＬまたは最大で１００ｕｇ／ｍＬでクラスタリングが観察されるように調整される。方法は、少なくとも１つの目的の細胞を含み得る細胞の集団を提供するステップ（３４２１）を含んでよい。細胞の集団は、媒体中で洗浄し、所望の細胞濃度に希釈して細胞希釈液を作製することによって調製され得る。方法は、細胞の集団、第１の複数の粒子、第２の複数の粒子、およびカプセル化試薬を組み合わせて混合物を作製するステップ（３４２２ｂ）を含んでよい。上記のものと同様に、混合は、ボルテックス器またはスターラ（例えば磁気スターラ、繰り返されるピペット操作等）で行われてよい。第１の複数の粒子の各粒子は、少なくとも１つの目的の細胞によって分泌される第２の結合相手に特異的である第１の結合相手を含んでよく、第２の複数の粒子の各粒子は、少なくとも１つの目的の細胞によって分泌される第４の結合相手に特異的である第３の結合相手を含んでよい。方法は、混合物を攪拌してエマルジョンを作製し、それにより細胞の集団を多分散試料実体内にカプセル化するステップ（３４２３）を含んでよい。ここでも、多分散試料実体は、ＰＯＤであってよい。攪拌ステップ（３４２３）は、結果として、例として図３３Ａに示されるＰＯＤ３３１８ｃなどのＰＯＤを生じさせ得る。方法は、上記で１ビーズアッセイに関して説明したものと同様の、エマルジョンを培養するステップ（３４２７）を含んでよい。培養されると、試料実体内にカプセル化された細胞が、視覚化、査定、統合、および／または分別等のために、上記で詳しく説明されたように試料実体を処理チャンバの中に導入するなどによって、さらに分析されてよい。
一部の変形形態では、１ビーズおよび２ビーズアッセイ用の試料を調製するのに使用されるカプセル化試薬は、界面活性剤を含んでよい。一部の変形形態では、界面活性剤は、フッ素およびポリエチレングリコール（ＰＥＧ）の少なくとも一方を含んでよい。一部の変形形態では、カプセル化試薬は、混合物の約６０％～９０％の間であってよい。一部の変形形態では、混合物は、水溶性媒体中に懸濁した１つまたは複数の第１の粒子を含んでよく、各第１の粒子は第１の結合相手を含む。一部の変形形態では、１つまたは複数の第１の粒子は、混合物の約５体積％～２０体積％の間であってよい。一部の変形形態では、細胞の集団は、混合物の約５体積％～２０体積％の間であってよい。一部の変形形態では、試料実体は、多分散試料実体を含んでよい。一部の変形形態では、多分散試料実体は、ＰＯＤであってよい。一部の変形形態では、第１の結合相手は第１のタンパク質を含んでよく、第２の結合相手は第２のタンパク質を含んでよい。一部の変形形態では、第１の結合相手または第２の結合相手は、抗原または抗体であってよい。一部の変形形態では、第１の結合相手は、第１のペプチドを含んでよく、第２の結合相手は第２のペプチドを含んでよい。一部の変形形態では、細胞の集団は、ＣＨＯ細胞、Ｂ細胞、ハイブリドーマ細胞、形質細胞、ＨＥＫ２９３細胞、骨髄腫細胞、またはＴ細胞であってよい。
表１は、図３４による方法において、または本明細書に記載されるシステムまたは方法のいずれにおいても使用され得る、分析実行を行うために１．５ｍｌエッペンドルフを使用した、エマルジョン試料の例示的配合を示す。表２は、図３４～図３５による方法において、または本明細書に記載されるシステムまたは方法のいずれにおいても使用され得る、２５０ｍｌのＰＯＤの試料の例示的配合を示す。表１および表２は、試料中に存在し得る担体流体は加味していない。表３は、ここに記載されるシステムおよび方法のいずれにおいても使用され得る、完成した試料の試験的運用の例示的配合を示す。一部の変形形態では、表３に要約される配合は、本明細書に記載されるように減光基板を使用してアッセイを行うために使用され得る。
先に本明細書に記載されたように、１ビーズまたは２ビーズアッセイで使用される第１または第２の複数の粒子の粒子は、ビーズであってよい。そのようなビーズは、ポリスチレン、金、セルロース、ラテックス、アガロース、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ガラス、または磁気ビーズであってよい。ビーズは、ステップ３４２２で細胞の集団と組み合わせられる前およびその間に水溶性媒体中に懸濁していてよい。第１および第２の複数の粒子として働くビーズは、ポリスチレン、金、セルロース、ラテックス、アガロース、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ガラス、または磁気ビーズであってよく、１０ｎｍ～約５０μｍのサイズであってよい。
一部の変形形態では、ビーズは、カルボン酸塩を含んでよく、約０．３μｍから約６μｍの間、約０．０５μｍ～約２０μｍの間、または約０．１μｍ～０．３μｍの間の直径を有してよい。一部の変形形態では、ビーズは、ユウロピウムカルボン酸塩を含んでよく、約０．１０μｍから約０．３０μｍの間の直径を有してよい。一部の変形形態では、ビーズは、カルボキシル－ポリスチレンを含んでよく、約０．０５μｍから約８μｍの間、または約１から約１．４μｍの間の直径を有してよい。一部の変形形態では、ビーズは、カルボン酸基を含んでよく、約０．２μｍから約５μｍの間の直径を有してよく、または約０．８５μｍ、もしくは約０．４μｍの直径を有してよい。
一部の変形形態では、細胞が、第１および第２の複数の粒子の粒子として働いてよい。細胞は、天然に、抗原、タンパク質、または他のそのようなマーカーをその細胞表面上に発現させ得、それらの細胞表面マーカーが、図３２Ｂおよび図３３Ｃに描かれる相互作用の場合のように第１の結合相手として、または図３３Ｃに描かれる相互作用の場合のように第３の結合相手として働き得る。したがって、その表面にマーカーを発現する細胞は、本明細書に記載される１ビーズまたは２ビーズアッセイにおいてビーズの代わりとなり得る。
一部の変形形態では、既知の結合相手または他のタンパク質との既知の相互作用を有するタンパク質が、１ビーズまたは２ビーズアッセイで利用されてよい。それらの変形形態では、図３２Ｂに示される例示的実施形態のように、抗体が第１の結合相手として働き得、既知の結合相手間の結合（４３４３に示される）を使用してビーズ４３１１ａに連結され得る。図３２Ｂに示される実施形態と同様に、抗体４３１２ａが、例えばある細胞によって分泌される目的のタンパク質によって結合され得、それにより、アッセイのための測定可能または検出可能なシグナルを生成し得る。ここでも、このことは、目的のタンパク質を分泌する細胞が、高分泌細胞であり得、よって目的の細胞であり得ることを示し得る。それらの変形形態では、第１の結合相手４３１２ａとして働く抗体は、既知の結合相手を有するタンパク質に共役し得る。図４３Ａに例として示されるように、ビーズ４３１１ａは、ビオチン４３４４に連結され得る。ビオチン４３４４の既知の結合相手であるストレプトアビジン４３４５は、第１の結合相手４３１２ａとして働く抗体に共役し得る。ビオチン化ビーズは、第１の結合相手として働く抗体とは別に提供され得る。例えば、複数のビオチン化ビーズがキットの一部として提供され得、ビオチン化ビーズは、第１の結合相手として働くストレプトアビジンに共役した抗体と混合され得る。代替的に、ビオチン化ビーズおよび抗体は共に提供されてもよく、第１の結合相手は、ビーズ４３１１ａ、ビオチン４３４４、ストレプトアビジン４３４５、および抗体４３１２ａを含む錯体中で提供され、ビオチン４３４４とストレプトアビジン４３４５は結合している（矢印４３４３に示される）。図４３Ｂに別の例として示されるように、ストレプトアビジン４３４５はビーズ４３１１ａに連結してもよく、ビオチン４３４４は抗体４３１２ａに共役してもよい。図４３Ａに示される例と同様に、ストレプトアビジンを含む複数のビーズ４３１１ａが、キットの一部として提供されてよく、ビーズ４３１１ａは、第１の結合相手として働くビオチンに共役した抗体と混合され得る。代替的に、ストレプトアビジンに連結されたビーズ４３１１ａおよび抗体が共に提供されてよく、第１の結合相手は、ビーズ４３１１ａ、ストレプトアビジン４３４５、ビオチン４３４４、および抗体４３１２ａを含む錯体中で提供され、ストレプトアビジンとビオチンは結合している（４３４３に示される）。これらの例では、複数のビーズは、１ビーズまたは２ビーズアッセイで使用され得、複数のビーズの各ビーズ４３１１ａは、ビオチンやストレプトアビジンなどのタンパク質に関連し、ビオチンやストレプトアビジンなどのタンパク質は、既知の結合相手（図４３Ａ～図４３Ｂに示される例など）に結合し、よって、１ビーズまたは２ビーズアッセイの第１の結合相手４３１２ａとして働く抗体に関連付けられる。
一部の変形形態では、ある細胞によって分泌される目的の抗体は、ＩｇＧまたは他の免疫グロブリン（例えばＩｇＡ、ＩｇＤ、ＩｇＥ、ＩｇＭ等）であってよい。
一部の変形形態では、１ビーズおよび２ビーズアッセイで使用される試薬は、ＭＥＳナトリウム塩、Ｔｒｉｓ、ＮａＣｌ、Ｔｗｅｅｎ－２０、およびＢＳＡ、ならびにそれらの様々な組合せを含んでよい。
例示的な試料調製
例示的な試料調製
１ビーズクラスタリングアッセイシステムで使用するための試料を調製する例示的方法は、以下のように実施されてよい。例として、また先に説明されたように、第１の複数の粒子は、ビーズを含んでよい。第１の複数の粒子としてのビーズの調製は、ビーズを抗体と連結させ、ビーズ濃度を正規化することを含んでよい。最初に、プロセスは、ビーズを低結合管内にアリコートし、ビーズをペレット化し、上澄み液を除去することを含んでよい。次に、ビーズが、ＭＥＳヘミナトリウム塩などの緩衝液で洗浄されてよく、ビーズは次に新鮮な緩衝液中に再懸濁されてよい。数個のビーズ再懸濁液がこのようにして調製されてよい。ＥＤＡＣ（水溶性カルボジイミド誘導体）を室温で使用して、ＥＤＡＣ溶液を含む２０Ｘ ＭＥＳ緩衝液を作ってよい。その結果生じるＥＤＡＣ溶液が各ビーズ再懸濁液に加えられてよく、それが次いで静かに混合され、回転しながら室温で培養されてよい。次に、ビーズは、遠心分離によってペレット化され、ＭＥＳ緩衝液で洗浄され、新鮮な緩衝液および抗体中に再懸濁され、培養されてよい。およそ１時間半の培養後、ブロッキング緩衝液が加えられてよい。次に、繰り返される洗浄および培養のステップを実施して、抗体連結プロセスを完了してよい。最後に、ビーズが洗浄されて保管緩衝液中に再懸濁されてよく、この段階で、抗体と連結したビーズが、将来の使用のために４℃で保管されてよい。
次に、１ビーズクラスタリングアッセイで使用するための適当な正規化された濃度を有するビーズを得るために、ビーズが、濃度の表現としてのそれらの吸光度を測定することによって正規化されてよい。例えば、ＮａｎｏｄｒｏｐのＯＤ６００機能を使用して吸光度を得てよい。市販されるマウスＩｇＧビーズ標準などの濃度標準が、ビーズ濃度を得るために使用されてよい。ビーズは、ボルテックスによって混合され、例えばＮａｎｏｄｒｏｐを使用して測定され、遠沈され、次に所望の濃度に希釈されるかまたは濃縮される。
少なくとも１つの目的の細胞を含む細胞の集団を提供するステップ（３４２１）は、細胞試料の調製および細胞希釈液の作製を含んでよい。このプロセスは、試料中に懸濁している細胞を数え、細胞生存率を調べ、次に細胞を氷冷の媒体で２回洗浄し、細胞を新鮮な氷冷の媒体と共に再懸濁して作業濃度にすることを含んでよい。作業濃度は、例えば、１ｍｌ当たり４．４ｘ１０６個の細胞であってよい。作業細胞濃度は、次いで、この最終的な細胞濃度から作られてよい。例えば、２０倍の希釈を行って、１ｍｌ当たり２．２ｘ１０５個の細胞の作業細胞濃度を有する細胞希釈液を得てよい。
細胞の集団、第１の複数の粒子およびカプセル化試薬を組み合わせることは、例えば、初めに、細胞の集団（上記のようにして調製された細胞希釈液として提供されてよい）と、第１の複数の粒子（上記のようにして調製された、抗体と連結したビーズとして提供されてよい）とを共に混合することによって行われてよい。上記のように緩衝液などの水溶性媒体中に懸濁したある体積のビーズが、等しい体積の細胞希釈液と混合されてよい。例えば、ポリクローナル抗体（ＩｇＧなど）と連結した３０μｌのビーズが、３０μｌの細胞希釈液と組み合わせられてよい。細胞希釈液とビーズの混合は、繰り返される静かなピペット操作、スターラ（例えば磁気スターラ）等によって行われてよい。
次に、カプセル化試薬を、混合された細胞希釈液および抗体と連結したビーズに加えて、エマルジョンを作製する際に使用する混合物を得てよい。カプセル化試薬は、界面活性剤を含んでよく、界面活性剤は例えばフッ素系界面活性剤であってよい。界面活性剤の成分の例は、フッ素およびポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を含んでよく、さらなる例示的配合が下記の表１～表３に与えられる。エマルジョンは、混合物を攪拌することによって得られてよく、攪拌はボルテックスによって行われてよい。結果として生じるエマルジョンは、細胞およびビーズが含有された試料実体を含み得る。試料実体は、本明細書に記載されるようにＰＯＤなどの多分散試料実体であってよい。よって、攪拌ステップ（３４２３）は、結果として、図３２Ａに例として示されるＰＯＤ３２１８ｃなどのＰＯＤを生じ得る。
エマルジョンは、細胞培養器の中で、カプセル化試薬と共に新鮮な管（例えば１５ｍｌ円錐管）内で、緩く蓋をして、所定の長さの時間にわたり、５％のＣＯ２と共に３７℃で培養されてよい。所定の長さの時間は、約１時間から約６時間の間であってよい。培養後、エマルジョンは次いで、目的の細胞を細胞の集団から選択できるように、分析されてよい。例えば、エマルジョンは、ＰＯＤを読み取って分析するために、本明細書に記載されるようにチャンバ内に投入されてよい。また、エマルジョンは、例えば適切な対物レンズ系または上記のようにレンズレスイメージャシステムを使用して視覚的に観察されてもよい。
２ビーズクラスタリングアッセイで使用するための試料を調製する例示的方法は、下記の点を除いて、図３４Ａに示される１ビーズクラスタリングアッセイシステム用の試料を調製する方法に関して説明されたものと同様であってよい。
第１の複数の粒子および第２の複数の粒子は、ビーズのバッチを含んでよい。上記の方法と同様に、第１の複数の粒子は、抗原と共に培養されてよく、第２の複数の粒子は、モノクローナル抗体と共に培養されてよい。２ビーズアッセイ用の各ビーズのバッチは、次に、説明されたように所望の濃度に正規化されてよく、先に説明されたように細胞希釈液も調製されてよい。例として、混合物を作製する際、約１５μlの抗体と連結したビーズを約１５μｌの抗原と連結したビーズと混合して、３０μｌのビーズ体積を得てよい。第１および第２の複数の粒子を含む３０μｌのビーズは、次いで、等しい体積の細胞希釈液と組み合わせられてよい。
クラスタリングアッセイの実施
クラスタリングアッセイの実施
図３５Ａおよび図３５Ｂは、クラスタリングアッセイを行う方法の例示的変形形態を描いている。図３５Ａは、１ビーズアッセイで使用するために細胞の集団から少なくとも１つの目的の細胞を選択する例示的方法を描いている。例として、少なくとも１つの目的の細胞は、以下の例示的方法を使用して細胞の集団から選択されてよい。方法は、細胞の集団と第１の複数の粒子とを含むエマルジョンを提供するステップ（３５２４）を含んでよく、これは、図３４Ａを参照したときに説明した方法に従って調製されたエマルジョンであってよい。次に、方法は、少なくとも１つの試料実体についてシグナルを測定するステップであって、シグナルは、第１の結合相手と第２の結合相手の結合に少なくとも部分的に関連する、ステップ（３５２５）と、測定されたシグナルに少なくとも部分的に基づいて少なくとも１つの目的の細胞を特定するステップ（３５２６）とを、１ビーズアッセイを行うために含んでよい。
第１の複数の粒子は、水溶性媒体中に懸濁した状態で提供されてよく、第１の複数の粒子の各粒子は、少なくとも１つの目的の細胞によって分泌される第２の結合相手に特異的である第１の結合相手を含んでよい。第１の結合相手は、例えばポリクローナル抗体であってよい（図３２Ｂを参照して説明したように）。第２の結合相手は、目的の細胞によって分泌される抗体の結合ドメインであってよい（図３２Ｂを参照して説明したように）。粒子、細胞試料、およびカプセル化試薬は、エマルジョン中で提供されてよく、それがシグナルを分析するために培養されてよい。次いで、検出可能なクラスタを生じさせ得る、第１の結合相手と第２の結合相手との間で発生する結合相互作用に基づいてシグナルが測定されてよい（３５２５）。クラスタは、例えば、本明細書に記載されるものなどのレンズレスイメージャ、または顕微鏡対物レンズを使用して視覚化されてよい。クラスタは、少なくとも１つの目的の細胞の特定を可能にし得（３５２６）、また少なくとも１つの目的の細胞を含有しているＰＯＤの選択を可能にし得る。例えば、少なくとも１つの目的の細胞を含有している１つまたは複数のＰＯＤが、上記で説明されたものなどのシステムおよび方法（例えば電気的統合、分別）を使用して分別されてよい。アッセイは、よって、目的の細胞のさらなる処理のために少なくとも１つの目的の細胞を含有しているＰＯＤを選択することを可能にし得る。
図３５Ｂは、２ビーズアッセイで使用するために細胞の集団から少なくとも１つの目的の細胞を選択する例示的方法を描いている。方法は、細胞の集団、第１の複数の粒子、および第２の複数の粒子を含むエマルジョンを提供するステップ（３５２４ｂ）を含んでよく、これは、図３４Ｂを参照したときに説明した方法に従って調製されたエマルジョンであってよい。次に、方法は、少なくとも１つの試料実体についてシグナルを測定するステップであって、シグナルは、第１の結合相手と第２の結合相手の結合および第３の結合相手と第４の結合相手の結合に少なくとも部分的に関連する、ステップ（３５２５）と、測定されたシグナルに少なくとも部分的に基づいて少なくとも１つの目的の細胞を特定するステップ（３５２６）とを、２ビーズアッセイを行うために含んでよい。
第１の複数の粒子および第２の複数の粒子は、水溶性媒体中に懸濁した状態で提供されてよく、第１の複数の粒子の各粒子は、少なくとも１つの目的の細胞によって分泌される第２の結合相手に特異的である第１の結合相手を含んでよい。第１の結合相手は、例えば、抗原であってよい（図３３Ｃを参照して説明したように）。第２の結合相手は、目的の細胞によって分泌される抗体の結合ドメインであってよい（図３３Ｃを参照して説明したように）。第２の複数の粒子の各粒子は、目的の細胞によって分泌される第４の結合相手に特異的である第３の結合相手を含んでよい。第３の結合相手は、例えば、モノクローナル抗体であってよい（図３３Ｃを参照して説明したように）。第４の結合相手は、例えば、目的の細胞によって分泌される抗体の結合ドメインであってよい（図３３Ｃを参照して説明したように）。粒子、細胞試料、およびカプセル化試薬は、エマルジョン中で提供されてよく、それがシグナルについて分析するために培養されてよい。次いで、検出可能なクラスタを生じさせ得る、第１の結合相手と第２の結合相手との間で発生する結合相互作用に基づいてシグナルが測定されてよい（３５２５）。クラスタは、例えば、本明細書に記載されるものなどのレンズレスイメージャ、または顕微鏡対物レンズを使用して視覚化されてよい。クラスタは、少なくとも１つの目的の細胞の特定を可能にし得（３５２６）、また少なくとも１つの目的の細胞を含有しているＰＯＤの選択を可能にし得る。例えば、少なくとも１つの目的の細胞を含有している１つまたは複数のＰＯＤが、上記で説明されたものなどのシステムおよび方法（例えば電気的統合、分別）を使用して分別されてよい。アッセイは、よって、目的の細胞のさらなる処理のために少なくとも１つの目的の細胞を含有しているＰＯＤを選択することを可能にし得る。
一部の変形形態では、細胞の集団および第１の複数の粒子は、複数の多分散試料実体内にカプセル化され、第１の複数の粒子の各粒子は、水溶性媒体中に懸濁し、少なくとも１つの目的の細胞によって分泌される第２の結合相手に特異的である第１の結合相手を含む。
一部の変形形態では、方法は、第２の複数の粒子を提供するステップをさらに含んでよい。第２の複数の粒子は、第１の複数の粒子と共に多分散試料実体内にカプセル化されてもよい。第２の複数の粒子の各粒子は、少なくとも１つの目的の細胞によって分泌される第４の結合相手に特異的である第３の結合相手を含んでよい（３５２７）。
例示的用途
例示的用途
図１２は、本明細書に記載されるシステムおよび方法の様々な研究および／または診断の用途の例を示している。一部の変形形態では、アッセイシステムは、タンパク質に基づくアッセイを行って様々なタンパク質を検出し得る。例えば、システムは、免疫グロブリンＧ（ＩｇＧ）、アルファフェトタンパク質（ＡＦＰ）、がん抗原（例えばＣＡ１２５、ＣＡ １５－３）、糖鎖抗原（例えばＣＡ １９－９）、がん胎児性ゴナドトロピン（例えばｈＣＧまたはベータ－ｈＣＧ）、前立腺特異的抗原（ＰＳＡ）等（例えば免疫学に関係する研究のため）、乳酸デヒドロゲナーゼ（ＬＤＨ）（例えば心臓ストレスなどの組織損傷を査定する、および／またはがん等を査定するため）、Ｂｅｔａ ２ミクログロブリン（Ｂ２Ｍ）（例えばがんの検出を助けるため）、ＴＮＦα、ＩＬ－１、ＩＬ－２、ＩＬ－１０、ＩＬ－１２、タイプＩインターフェロン（例えばＩＦＮ－α、ＩＦＮ－β）、ＩＦＮ－γ、ケモカイン等のサイトカイン（例えば炎症を査定するため）、ならびにストレプトアビジン（例えばビオチン化等を査定するため）などのマーカーを検出するために使用されてよい。本明細書に記載されるシステムは、細胞に基づく検出アッセイも行い得る。例えば、アッセイシステムは、白血球細胞（例えば、白血病および／またはがん転移を査定するなどのために抗ＣＤ４５マーカーを使用する）、赤血球（例えば血液学のため）、および酵母細胞（例えば発現ベクターを特徴付けるため）等を検出するために使用されてよい。また、アッセイシステムは、発現に基づくアッセイを行うために使用されてもよい。例えば、アッセイシステムは、薬物標的の特定などのために、ハイブリドーマ、Ｂ－細胞、およびファージディスプレイ等の発現を検出するために使用されてよい。
（実施例１）
本明細書に記載されるシステムを使用して、複数のサイズのマイクロスフィアを検出し、それらの区別を行った。例えば、図１３Ａは、コンピュータビジョンを使用して検出された、ＰＯＤ（１３００）内にカプセル化されたミクロンビーズ粒子（１３１０）の注釈付き画像である。２μｍ、５μｍ、１０μｍ、および１５μｍのガラスビーズを含有している試料をカプセル化試薬と組み合わせて、試料をＰＯＤ内にカプセル化した。特定サイズのミクロンビーズを含むＰＯＤを含有している各試料を、アッセイシステムの撮像チャンバ内に導入した。レンズレスイメージセンサは、試料がチャンバを通って流れるのに伴い、試料のシャドウ画像を生成した。ＰＯＤ（１３００）とミクロンビーズ（１３１０）の境界を検出するために、画像を分析した。ＰＯＤおよびミクロンビーズを特定するのに加えて、コンピュータビジョンシステムは、ＰＯＤ内のミクロンビーズの相対サイズを測定して、粒子サイズスコア（ＰＳＳ）を生成した（例えば実施例２～５に関して下記で説明されるように）。図１３Ｂは、既知のサイズのミクロンビーズを含有している各試料に対して生成された分布、平均値、および中央値の粒子サイズスコアのグラフである。図１３Ｂは、例えば、１５μｍのビーズを含有している試料中でシステムによって測定された粒子サイズスコアの分布（１３２０）を示し、また粒子スコアサイズの平均値（１３３０）および中央値（１３４０）を表している。システムによって測定された分布、平均値、および中央値の粒子サイズスコアは、２μｍ、５μｍ、１０μｍ、および１５μｍのビーズ試料の各々についてプロットされている。したがって、システムは、２μｍ、５μｍ、１０μｍ、および１５μｍのビーズを区別し得る。２～１５μｍのサイズ範囲内で区別できる能力は、ＰＯＤ内のタンパク質および／または細胞集団の検出に基づくものなどの様々なアッセイを行う能力をシステムに与え得る。
（実施例２）
本明細書に記載されるシステムを使用して、複数のサイズのマイクロスフィアを検出し、それらの区別を行った。例えば、図１３Ａは、コンピュータビジョンを使用して検出された、ＰＯＤ（１３００）内にカプセル化されたミクロンビーズ粒子（１３１０）の注釈付き画像である。２μｍ、５μｍ、１０μｍ、および１５μｍのガラスビーズを含有している試料をカプセル化試薬と組み合わせて、試料をＰＯＤ内にカプセル化した。特定サイズのミクロンビーズを含むＰＯＤを含有している各試料を、アッセイシステムの撮像チャンバ内に導入した。レンズレスイメージセンサは、試料がチャンバを通って流れるのに伴い、試料のシャドウ画像を生成した。ＰＯＤ（１３００）とミクロンビーズ（１３１０）の境界を検出するために、画像を分析した。ＰＯＤおよびミクロンビーズを特定するのに加えて、コンピュータビジョンシステムは、ＰＯＤ内のミクロンビーズの相対サイズを測定して、粒子サイズスコア（ＰＳＳ）を生成した（例えば実施例２～５に関して下記で説明されるように）。図１３Ｂは、既知のサイズのミクロンビーズを含有している各試料に対して生成された分布、平均値、および中央値の粒子サイズスコアのグラフである。図１３Ｂは、例えば、１５μｍのビーズを含有している試料中でシステムによって測定された粒子サイズスコアの分布（１３２０）を示し、また粒子スコアサイズの平均値（１３３０）および中央値（１３４０）を表している。システムによって測定された分布、平均値、および中央値の粒子サイズスコアは、２μｍ、５μｍ、１０μｍ、および１５μｍのビーズ試料の各々についてプロットされている。したがって、システムは、２μｍ、５μｍ、１０μｍ、および１５μｍのビーズを区別し得る。２～１５μｍのサイズ範囲内で区別できる能力は、ＰＯＤ内のタンパク質および／または細胞集団の検出に基づくものなどの様々なアッセイを行う能力をシステムに与え得る。
（実施例２）
本明細書に記載されるシステムを適用して、例えば試料中のＩｇＧの濃度を定量化するために、定量的タンパク質アッセイを行った。例えば、図１４Ａ～図１４Ｃは、様々な濃度におけるＰＯＤ（１４１０）内のＩｇＧタンパク質（１４００）のコンピュータビジョンによる検出を示す画像である。ＩｇＧの定量的タンパク質アッセイを行うために、特定の濃度のウサギＩｇＧを各々が含む複数の試料を、ウサギＩｇＧに特異的である１～２ミクロンのラテックスビーズに共役した抗原と組み合わせた。図１５Ｄに示すように、７つの試料各々からおよそ１００万個のＰＯＤが生成され、各試料は、０ｎｇ／ｍＬ～４８０ｎｇ／ｍＬの範囲の異なるＩｇＧ濃度を含有していた。ＩｇＧおよび抗体に共役したビーズ混合物試料の各々を、フルオロカーボン油とボルテックスして、タンパク質をＰＯＤ内にカプセル化した。抗体がＩｇＧタンパク質と結合した結果、ＩｇＧの凝集と、ＰＯＤ内でのＩｇＧタンパク質集団（「凝集物」）の形成とが生じた。次いでＰＯＤをアッセイシステムの撮像チャンバ内に導入した。ＰＯＤがチャンバを通過するのに伴い、レンズレスイメージセンサが、試料のシャドウ画像を生成した。各濃度で１０分未満の間におよそ１００万個のＰＯＤが分析された。画像を分析してＰＯＤ内のタンパク質集団を検出し、ＰＯＤのサイズおよび形状ならびに凝集物のグレースケール値などの、ＰＯＤおよび凝集物の様々なパラメータを画像から測定した。凝集物はシャドウ画像上でより暗く現れ、ＰＯＤ内の凝集物の検出を可能にする。
例えば、図１５Ａ～図１５Ｃは、複数の試験されたＩｇＧの濃度についてコンピュータビジョン技術を使用して検出されたＰＯＤ面積、ＰＯＤ半径、およびＰＯＤ真円度のＰＯＤパラメータを描いている。図１５Ａは、試験されたＩｇＧの濃度各々についてのＰＯＤの分布、平均値、および中央値面積を示す。図１５Ｂは、試験された各濃度で検出されたＰＯＤの分布、平均値、および中央値半径を示す。図１５Ｃは、試験された各濃度で検出されたＰＯＤの真円度値の分布、平均値、および中央値を示す。
様々なＰＯＤパラメータスコア（「ＢＥスコア」）が、集合体、細胞、粒子のサイズ、ならびに／またはＰＯＤ内のそれら集合体、細胞および／もしくは粒子の変化などの、ＰＯＤの１つまたは複数の測定されたパラメータおよび／またはＰＯＤ内の目的の特徴から導出された。例えば、図１５Ｅ～図１５Ｈは、レンズレスイメージセンサによって生成された試料の画像から検出され得る特定のＰＯＤパラメータから導出されたＢＥスコアの例を示す。図１５Ｅは、各濃度において各ＰＯＤ内で検出された集合体の平均値グレースケール値の測定値である、ＢＥスコア１の分布、平均値および中央値を示す。図１５Ｆは、試験された各濃度においてＰＯＤ内の検出された集合体のグレースケール標準偏差の測定値である、ＢＥスコア２の分布、平均値および中央値を示す。図１５Ｇは、試験された各濃度におけるＰＯＤ内の検出された集合体のグレースケール最小値の測定値である、ＢＥスコア３の分布、平均値および中央値を示す。図１５Ｈは、試験された各濃度におけるＰＯＤ内の検出された集合体のグレースケール最大値の測定値である、ＢＥスコア４の分布、平均値および中央値を示す。
さらに、ＰＯＤの複数の測定されたパラメータおよび／またはＰＯＤ内の目的の特徴（例えば集合体、細胞、他の粒子等）から、様々なＰＯＤパラメータスコアが複合スコアとして導出された。複合ＰＯＤパラメータスコアは、単一の測定されたパラメータに基づいて導出されたＰＯＤパラメータスコアからは本来入手できない情報（例えばＩｇＧ濃度との相関の傾向）を提供し得る。例えば、図１６Ａ～図１６Ｄは、複数の測定されたＰＯＤ特性の組合せから計算されたＢＥスコア、および／または特定のＰＯＤパラメータから導出されたＢＥスコアの例を示す。上記の試験されたＩｇＧ試料の画像から合計１１個のＢＥスコアが計算され、図１６Ａ～図１６Ｄに描かれるように、そのうちの４つを使用して画像特性をＩｇＧ濃度に相関付けた。ＢＥスコア５（図１６Ａに示す）は、一般に、凝集の指標であり、２値の白黒画像（例えばＰＯＤ内の物体が白色として描かれ、背景画素が黒いか、またはその逆）に基づく。例えば、ＢＥスコア５は、ＰＯＤ面積に合わせてスケーリングされた（例えばＰＯＤ面積で割った）、背景画素に対する物体画素の比に基づいていた。ＢＥスコア６（図１６Ｂに示す）は、一般に、上記で説明したような２値の白黒画像の距離変換に基づく、凝集の別の指標であり、ここで、ＢＥスコア６は、ＰＯＤ面積に合わせてスケーリングされた、得られたグレースケール画像の画素値に基づいていた。ＢＥスコア７（図１６Ｃに示す）は、一般に、ＰＯＤ内で検出された別々の物体の数に基づく粒子数スコアである。ＢＥスコア８（図１６Ｄに示す）は、一般に、撮像されたＰＯＤ内で特定されるすべての物体の平均面積に関係する、粒子サイズスコアである。概して、ＢＥスコア５～８は、実験の検出範囲内でＩｇＧ濃度の増大に伴って増大することが判明した。図１６Ａ～図１６Ｄに描かれるように、ＢＥスコアに基づくＩｇＧの検出範囲は、約３０～約４８０ｎｇ／ｍＬの間であった。図１６Ａ～図１６Ｄのグラフは、ＩｇＧ検出範囲内で、ＢＥスコア５～８の各々がＩｇＧ濃度と相関している可能性があることを実証している。ＢＥスコア５～８に適用された数学的アルゴリズムを使用して、各試料中のＩｇＧの濃度を査定した。よって、ＰＯＤ内のタンパク質集団のサイズは概してタンパク質濃度と共に増大するため、ＰＯＤの画像から２～１５μｍのレベルでタンパク質集団のサイズを測定できるプラットフォームの能力は、プラットフォームが、レンズレスイメージセンサによって生成された画像から導出された特性を使用してタンパク質濃度を計量することを可能にし得る（例えば、１つまたは複数のＢＥスコアを濃度に相関付ける、１つまたは複数のＢＥスコアを１つまたは複数の所定の閾値と比較する等を行う、経験的モデルおよび／または計算されたモデルに基づく）。
これらの結果は、試料のシャドウ画像から測定されたＰＯＤおよび凝集物のパラメータを使用して、上記のものなどの１つまたは複数のＢＥスコアの組合せに基づいて試料中のタンパク質濃度を計量し得ることを実証している。よって、本明細書に記載されるアッセイシステムを使用して、抗体に共役したビーズを使用して、タンパク質に基づくアッセイを行って、試料中のタンパク質の濃度を、迅速にかつ蛍光ラベルを使用せずに定量化し得る。
（実施例３）
（実施例３）
本明細書に記載されるシステムを使用して、ビーズ仲介ＩｇＧアッセイにおいてアッセイ間精度分析を行った。アッセイ間精度分析は、本明細書に記載されるアッセイシステムの再現性および一貫性の査定、ならびに異なるＩｇＧ濃度にまたがるアッセイの感度の評価を可能にした。この情報を使用して、異なるタンパク質濃度における誤差の余裕を計算した。例えば、アッセイ間精度分析は、上記で説明したＩｇＧアッセイで使用された各ＩｇＧ濃度の３つの複製（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）を試験することによって行った。図１７Ａは、試験された各濃度における３つの複製の各々における中央値粒子サイズスコアの測定値である、ＢＥスコア８の範囲を描いている。図１７Ｂは、試験された各濃度における３つの複製の各々におけるＰＯＤ内の検出された集合体の中央値グレースケールの標準偏差の測定値である、ＢＥスコア２の範囲を描いている。図１７Ａおよび図１７Ｂによって実証されるように、異なるレベルのＩｇＧ濃度は、それら２つのパラメータが測定され得る異なるレベルの精度を呈した。例えば、図１７Ａおよび図１７Ｂは、少なくとも一部のＢＥスコアについては、アッセイシステムの感度が、検出された範囲の異なる区間において、検出された検体の濃度と共に変動することを実証している。例えば、図１７Ａおよび図１７Ｂは、粒子サイズスコアの中央値およびグレースケール標準偏差の中央値の測定値の精度が、概して、ＩｇＧ濃度が増大するのに従って低下する（値の範囲が濃度の増大と共に増大する）ことを示唆している。
（実施例４）
（実施例４）
本明細書に記載されるシステムを使用して、ウシ血清がアッセイの特異性に干渉するかどうかを判定するためにウサギＩｇＧアッセイを試験した。対照試料および実験用試料をアッセイシステムで別々に分析した。対照試料は、５００倍に希釈されたウシ血清を含んでいた。次いで、対照試料をシステムの撮像チャンバ内に導入し、レンズレスイメージセンサが、対照試料を含むＰＯＤのシャドウ画像を生成した（図１８Ａ）。実験用試料は、９６０ｎｇ／ｍＬのウサギＩｇＧ血清を５００倍に希釈したウシ血清およびＩｇＧに特異的な抗体に共役したビーズと混合することによって調製され、ＩｇＧタンパク質をＰＯＤ内にカプセル化するためにカプセル化試薬（例えば界面活性剤）と組み合わせられた。実験用のウサギＩｇＧ試料をシステムの撮像チャンバ内に導入し、レンズレスイメージセンサが、実験用試料を含むＰＯＤのシャドウ画像を生成した（図１８Ｂ）。
図１８Ｃは、対照試料および実験用試料についてのＢＥスコア８（上記で図１６Ｄに関して説明したように粒子サイズスコア）の分布、平均値、および中央値を描いている。対照試料と実験用試料との間におけるＢＥスコア８の分布、平均値、および中央値の差は、ウサギＩｇＧがウシ血清に対して著しい異種間反応性を示さないことを実証した。言い換えると、この例は、ウシ血清がアッセイの特異性に干渉しない可能性があることを示唆している。
（実施例５）
（実施例５）
本明細書に記載されるシステムを、細胞に基づく検出アッセイ（例えば細胞タイプおよび細胞数アッセイ）で使用することに成功した。例えば、本明細書に記載されるアッセイシステムを使用して、他の細胞に基づく検出アッセイの実例として、試料中の白血球の存在を検出した。図１９Ａの概略説明図に示されるように、ＣＤ－４５＋白血球（白血球細胞）が、抗ＣＤ４５ナノ粒子（例えばガラスビーズ）でタグ付けまたは「装飾」された。試料中のＣＤ－４５＋白血球の存在を特定するために、ＣＤ－４５細胞を含有した試料を抗ＣＤ４５ナノ粒子と混合した。ナノ粒子はＣＤ－４５細胞上の特有の表面マーカーと選択的に結合し、それにより、ＣＤ－４５細胞を他の細胞から区別する手段がもたらされた。ナノ粒子に結合したＣＤ－４５細胞を含む試料をカプセル化試薬と混合し、ボルテックスして、ＣＤ－４５細胞をＰＯＤ内にカプセル化した。抗ＣＤ４５ナノ粒子がＣＤ－４５細胞と結合した結果、ＣＤ－４５細胞の凝集と、ＰＯＤ内のＣＤ－４５凝集物の形成とが生じた。次いでＰＯＤを装置の撮像チャンバ内に導入し、レンズレスイメージセンサが、ＰＯＤがチャンバを通過するのに伴ってＰＯＤのシャドウ画像を生成した。コンピュータビジョンシステムは、ＰＯＤの画像（図１９Ｂ）を分析して、ＣＤ－４５凝集物の増大したグレースケール値に基づいてＣＤ－４５細胞の存在を検出した。ＰＯＤ（１９００）内のＣＤ－４５細胞凝集物（１９１０）は、シャドウ画像内で他の細胞と比べて暗く現れ、そのことにより、コンピュータビジョンシステムによるＣＤ－４５細胞の検出および計数が可能になる。ナノ粒子でタグ付けされたＣＤ－４５細胞を特定するためのアッセイシステムの使用は、このシステムが、細胞表面マーカーへのナノ粒子の選択的な結合に基づいて細胞の検出および計数を行い得ることを実証している。このシステムが、表面マーカーを呈する様々な細胞の検出および計数を行うためにも使用され得ることが推測され得る。
（実施例６）
（実施例６）
本明細書に記載されるシステムは、試料中の死細胞と生細胞を迅速かつ効率的に判別するためにも使用することができる。例えば、本明細書に記載されるアッセイシステムを使用して、死んだ酵母細胞の検出および／または計数を行った。図２０Ａは、死んだ酵母細胞（２０１０）を含有しているＰＯＤ（２０００）のコンピュータビジョン検出を描いている。死細胞数アッセイを行うために、酵母細胞をトリパンブルーで染色し、試薬と共にＰＯＤ内にカプセル化した。染色した酵母細胞を含有するＰＯＤの試料をアッセイシステムの撮像チャンバ内に導入し、撮像システムが、ＰＯＤがチャンバを通過するのに伴ってＰＯＤのシャドウ画像を生成した。コンピュータビジョンシステムは、死んだ酵母細胞は生細胞と比べて多孔性が増大しているために青色色素をより多く吸収することに基づいて、シャドウ画像内の死んだ酵母細胞を特定した。染色した酵母細胞はシャドウ画像内でより暗く現れ、そのことにより、コンピュータビジョンシステムが、低下したグレースケール値に基づいて、色が飽和した死んだ酵母細胞を特定することが可能になる。コンピュータビジョンシステムは、画像を分析して、図２０Ｂに示されるように死細胞粒子数スコア、および図２０Ｃに示されるように粒子サイズスコアを提供した。死んだ酵母細胞の死細胞数およびサイズスコアを提供できるアッセイシステムの能力は、システムが、細胞染色技術の使用に基づいて死細胞を検出、計数、および／または測定し得ることを実証する。この能力を、染色に基づく細胞の区別を使用して様々な細胞タイプの計数を行うように外挿してよい。さらに、生細胞と死細胞とを判別した後、本明細書に記載されるような流体システムを使用して、生細胞と死細胞が分別されてよい（例えば、さらなる分析および／または培養のために目的の細胞をウェルプレートなどの適切な入れ物の中に分注するため）。
（実施例７）
（実施例７）
追加的または代替的に、試料を処理するための方法は、試料中で１つまたは複数の細胞分泌（または細胞自体）を検出するステップを含んでよい。例えば、一般に、細胞分泌アッセイでは、１つまたは複数の検体（例えばサイトカインやモノクローナル抗体（ｍＡｂ）などの目的のタンパク質）が、１つまたは複数の細胞によって分泌され得、どの検体が分泌されるのかを判定することが望ましいことがある。図２２を参照すると、分泌細胞および少なくとも１つの検出試薬を含む試料が、ＰＯＤ内に分散され、上記のようにアッセイシステムに通されて、ＰＯＤのシャドウ画像を作る。細胞から分泌される１つまたは複数の目的の検体は、検出試薬に特異的であり得、結果的に生じた集合が、シャドウ画像内で検出可能な、暗い、影になった集団を生じさせる。よって、ＰＯＤ内の集合した集団の特定は、１つまたは複数の目的の検体が細胞から分泌されたことを示し得る。複数の検体（例えば、試料と混合された異なる試薬に特異的な）が、アッセイシステムを使用して並行してさらに特定可能であり得る。
（実施例８）
（実施例８）
ハイブリドーマ細胞は、特定の抗原をマウスに注射し、抗体を生産するＢ－細胞をマウスから収集し、そのＢ－細胞を腫瘍細胞と融合して「不死」にすることによって生産され得る。著しい量の所望の抗体を生産するハイブリドーマ細胞を特定し、収集することは有益である。例えば、著しい量のＩｇＧ抗体（Ａｂ）を生産するハイブリドーマ細胞は、治療目的のために特定し収集するのが有益な細胞であり、ＩｇＧ Ａｂは、ある特定の抗原に対して特異的であり、高い親和性および／または特異性を有する。しかし、そのような高分泌体のハイブリドーマ細胞をスクリーニングするための従来のプロトコールは、入念に制御された環境下で何日間かにわたってハイブリドーマ細胞を複製し、繁殖させなければならないため、高費用で時間を要する。
一例では、本明細書に記載されるものなどのチャンバおよびイメージャアレイシステムを使用して試料を処理するための方法が、特定の標的に対する抗体の高分泌体または生産体であるハイブリドーマ細胞を特定するために使用され得る。ハイブリドーマ細胞（マウス細胞）を、界面活性剤を含む担体油と共に、抗マウスＩｇＧｐＡｂに連結した１μｍポリスチレンビーズと共にボルテックスして、ＰＯＤを含むエマルジョンを形成することによって試料を調製し、ＰＯＤの各々に、２つ以上の細胞を充填した（ＰＯＤ当たりの平均細胞数がλ＞１となるように）。試料は、上記で説明したチャンバおよびイメージャアレイシステムを使用して、ｔ＝０、ｔ＝１時間（１時間の培養後）、およびｔ＝４時間（４時間の培養後）に撮像した。これらの画像（図２７、４Ｘ対物レンズおよび１０Ｘ対物レンズの倍率の両方）に示されるように、ＰＯＤ内の大きいクラスタがわずか１時間後に観察可能であり、４時間後にはさらに観察可能であった。よって、図２７の画像は、ハイブリドーマ細胞が、わずか１時間という短い培養期間の後ですらＰＯＤ内で検出可能な範囲内のＩｇＧを分泌しており、そのため、十分に強い生体シグナルを持つハイブリドーマ細胞（例えば画像内で特定可能な集まりとして現れる）がＰＯＤ内で特定され得ることを示唆している。一部の変形形態では、そのような高分泌ハイブリドーマ細胞が、高濃度の高分泌ハイブリドーマ細胞を有する出力としてさらに分別され、収集されてよい。
（実施例９）
（実施例９）
図２９Ａは、電気的統合チャンバ機構およびＰＯＤを含む例示的試料の例示的変形形態についての例示的システムパラメータの表である。例示的試料は、（ｉ）およそ１０００万個のＢ細胞を有する、示された体積の水溶性細胞媒体と、（ｉｉ）界面活性剤を含む、示された体積の担体油と、の混合物を含み、その結果、図２９Ａに概説される組成となり、示されたＰＯＤ特性を有する、合計およそ１億５４００万個のＰＯＤを含んでいた。試料中のＰＯＤの一部は、３５μｍのチャンバ間隙間隔よりも小さく、チャンバ内にあるときに球状であった（偏球形状に平坦化されない）。これらＰＯＤの形状のために、それらに含有されている細胞を検出することがより難しくなり、目的の細胞が非故意に失われる、または破棄されることがあり得る。
確率的モデル化を行って、電気的統合チャンバ機構によって検出されない細胞の数を推定した。試料についての実際のＰＯＤ直径の分布が図２９Ｂに示され、ガンマ分布（図２９Ｃ）に近いものとしてモデル化され得る。図２９Ａに示される平均ＰＯＤ特性に照らして確率的モデル化を使用すると、見落とされるかもしれないが実際には空でない「小さい」ＰＯＤ（すなわち３５μｍよりも小さく、かつ２２ｐＬ未満の体積を有する）の予想百分率は、約０．０１７％となる。言い換えると、１つの見落とされるＰＯＤ当たり１つの細胞の最大数を仮定すると、チャンバ内で試料を処理する結果、１００万個のＰＯＤ当たりおよそ１７０個の細胞、または合計で約２６１５個の細胞、を検出し損なう可能性があることになる。元の試料中にある合計Ｂ細胞集団が１５４０万個とすると、これは、試料中の細胞の約０．０１７％を検出し損なう可能性があることを意味する。よって、図２９Ａ～図２９Ｃに関連する試料およびシステムに関する分析は、本明細書に記載されるチャンバを使用すると、細胞のうち無視できる割合のみが非故意に未検出となり得ることを示唆する。
（実施例１０）
（実施例１０）
上記で説明したように、本明細書に記載される１ビーズおよび／または２ビーズクラスタリングアッセイは、細胞の集団内の特定の目的の細胞を特定するために行われてよい。目的の細胞は、抗体などの標的検体の高分泌体であっても、またはある抗原に対する高い親和性を有する標的検体の高分泌体であってもよい。実験試験を行って、本明細書に記載される１ビーズまたは２ビーズアッセイを使用して、Ｂ細胞およびＣＨＯ細胞が、指定された時間枠内にＰＯＤ内で測定可能かつ検出可能なシグナルを生成できることを実証した。
図３６Ａ～図３６Ｃは、１ビーズアッセイの試験から得た４Ｘ対物レンズ顕微鏡細胞画像を描いている。１ビーズアッセイを実証するために、１バッチの抗マウスＩｇＧポリクローナル（ｐＡｂ）ビーズ（図３６Ａ）と、２バッチの抗ヒトＩｇＧｐＡｂビーズ（図３６Ｂ～図３６Ｃ）とを、１ビーズアッセイを行うために調製した。図３６Ａ～図３６Ｃは、１０μｇ／ｍｌのマウスまたはヒトＩｇＧが存在したときにすべてのビーズのバッチがクラスタリングを示したことを示している。各バッチは、細胞無し（ＮＣ）の対照と比較して示されている。
図３７は、ＰＯＤ内でマウスＩｇＧを分泌する単一ハイブリドーマ細胞を査定するために使用された、本明細書に記載される１ビーズアッセイを使用して行われた試験から得た画像を描いている。４Ｘおよび１０Ｘの対物レンズ両方における顕微鏡画像が、培養から、時間＝０、ｔ＝１時間、ｔ＝２時間、ｔ＝４時間、およびｔ＝６時間に示されている。画像は、ｔ＝１時間から始まるすべての時点においてクラスタリングを示している。
図３８は、ＰＯＤ内で抗原に特異的な抗体を分泌する単一ハイブリドーマ細胞を査定するために使用された、本明細書に記載される２ビーズアッセイを使用して行われた試験から得た画像を描いている。ウシＩｇＭ抗原に特異的な抗体を試験で分析した。４Ｘおよび１０Ｘの対物レンズ両方における顕微鏡画像が、培養から、時間＝０、ｔ＝１時間、ｔ＝３時間、およびｔ＝５時間に示されている。画像は、ｔ＝１時間から始まるすべての時点においてクラスタリングを示している。
特定の抗原に対抗しない抗体を分泌する細胞系を使用して、非特異的な背景クラスタリングを調べるための試験を行った。抗ウシインスリンを分泌するハイブリドーマ細胞（ＨＢ－１２３細胞系）を、ウシＩｇＭ抗原２ビーズアッセイにおいて対照として使用した。ウシＩｇＭ抗原ビーズを使用した。特異的なクラスタリングについて試験するためにＣＲＬ－１８９４細胞系も使用し、ＣＲＬ－１８９４細胞は、抗ウシＩｇＭモノクローナル抗体を分泌することが知られている。試験全体を通じて細胞の生存率を監視するために０．００５％のトリパンブルーを加えた。
図３９Ａは、ＨＢ－１２３細胞系を使用して実施された試験から得た４Ｘ対物レンズ顕微鏡画像を描いており、ここではクラスタリングが予想されなかった。画像は、時間＝０、ｔ＝１時間、およびｔ＝３時間において、背景クラスタリングが発生しなかったことを示している。対照的に、図３９Ｂ～図３９Ｄは、時間＝０、ｔ＝１時間、およびｔ＝３時間における１０Ｘ対物レンズ顕微鏡画像を示し、ｔ＝１時間からクラスタリングが発生し始めたことを示している。細胞生存率は約８４％と測定された。
説明を目的とした前述の記載は、本発明の完全な理解を提供するために特定の学術用語を使用した。しかし、当業者には、本発明を実施するために具体的な詳細事項は必須ではないことが明らかとなろう。よって、前述の本発明の特定の実施形態の記載は、例示および説明の目的で与えられる。それらは、徹底的なものでも、本発明を開示される通りの形態に限定するものでもなく、明らかなように、上記の教示に照らして多くの変更形態および変形が可能である。実施形態は、本発明の原理およびその実際的な用途を説明するために選択され、記載され、それにより、当業者が本発明および様々な実施形態を、企図される特定の使用に適した様々な変更と共に利用することを可能にする。以下の特許請求の範囲およびその相当物が本発明の範囲を定めることが意図される。
Claims (144)
- 試料を処理するためのシステムであって、
少なくとも１つの入口および少なくとも１つの出口を有するチャンバであって、前記少なくとも１つの入口から前記少なくとも１つの出口に向かう前記試料の流れを収容するように構成された、チャンバと、
前記チャンバ内の前記試料の前記流れを撮像するように構成されたイメージャアレイであって、少なくとも１つの光源に近接して設定可能な少なくとも１つのレンズレスイメージセンサを備える、イメージャアレイと
を含むシステム。 - 前記チャンバが、前記試料の２次元の流れを収容するように構成される、請求項１に記載のシステム。
- 前記イメージャアレイが、レンズレスイメージセンサの２次元アレイを含む、請求項２に記載のシステム。
- 前記チャンバが、第１の表面と、前記第１の表面から隔てられた第２の表面とを含み、前記第１の表面および前記第２の表面の少なくとも一方が、光学的に透明な材料を含む、請求項１に記載のシステム。
- 第１の構造および第２の構造の少なくとも一方が、平面処理によって形成される、請求項４に記載のシステム。
- 前記第１の表面および前記第２の表面が、前記試料の少なくとも一部分を平坦化させるように構成される、請求項４に記載のシステム。
- 前記第１の表面と前記第２の表面との間に配設された複数のスペーサをさらに含む、請求項４に記載のシステム。
- 前記システムが光源をさらに含み、前記イメージャアレイと前記光源とが、前記チャンバをはさんで互いに対向している、請求項１に記載のシステム。
- 前記イメージャアレイが、前記チャンバに隣接する第１の光学的に透明な部分を有する第１の構造に埋め込まれ、前記光源が、前記チャンバに隣接する第２の光学的に透明な部分を有する第２の構造に埋め込まれている、請求項８に記載のシステム。
- 前記第１の構造および前記第２の構造の少なくとも一方が、光学的に透明な層の積層スタックを含む、請求項９に記載のシステム。
- 前記光源が、可視光を発するように構成される、請求項８に記載のシステム。
- 前記イメージャアレイが、前記試料の前記流れのシャドウ画像を生成するように構成される、請求項１１に記載のシステム。
- 前記光源が、紫外光を発するように構成され、前記イメージャアレイが、前記試料の前記流れの蛍光画像を生成するように構成される、請求項８に記載のシステム。
- 前記第１の構造と前記第２の構造とが一体形成される、請求項４に記載のシステム。
- 前記試料が少なくとも１つのＰＯＤを含む、請求項１に記載のシステム。
- 前記少なくとも１つのＰＯＤが検体を含む、請求項１５に記載のシステム。
- 前記検体が、細胞、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ヌクレオチド、タンパク質、および酵素からなる群の少なくとも１つを含む、請求項１６に記載のシステム。
- 前記少なくとも１つのＰＯＤが検体を含まない、請求項１５に記載のシステム。
- 試料を処理するためのシステムであって、
第１の構造と、前記第１の構造に対向する第２の構造とによって少なくとも部分的に定められるチャンバであって、前記第１および第２の構造の各々が、光学的に透明である少なくとも一部分を有する、チャンバと、
前記第１の構造に埋め込まれ、前記チャンバに向けて光を発するように構成された少なくとも１つの光源と、
前記第２の構造に埋め込まれ、前記チャンバを撮像するように構成されたイメージャアレイであって、少なくとも１つのレンズレスイメージセンサを含む、イメージャアレイと
を含む、システム。 - 前記チャンバが、少なくとも１つの入口と少なくとも１つの出口との間に前記試料の２次元の流れを収容するように構成される、請求項１９に記載のシステム。
- 前記チャンバが、前記試料の少なくとも一部分を平坦化させるように構成される、請求項２０に記載のシステム。
- 前記イメージャアレイが、レンズレスイメージセンサの２次元アレイを含む、請求項２０に記載のシステム。
- 前記イメージャアレイが、前記試料の前記流れのシャドウ画像を生成するように構成される、請求項１９に記載のシステム。
- 前記光源が、可視光を発するように構成される、請求項２３に記載のシステム。
- 前記イメージャアレイが、前記試料の前記流れの蛍光画像を生成するように構成される、請求項１９に記載のシステム。
- 前記光源が、紫外光を発するように構成される、請求項１９に記載のシステム。
- 前記第１の構造および前記第２の構造の少なくとも一方が、光学的に透明な層の積層スタックを含む、請求項１９に記載のシステム。
- 前記第１の構造および前記第２の構造の少なくとも一方が、平面処理によって形成される、請求項２７に記載のシステム。
- 第１の表面および第２の表面が、前記試料の少なくとも一部分を平坦化させるように構成される、請求項１９に記載のシステム。
- 前記チャンバ内で、前記第１の構造と前記第２の構造との間に配設された複数のスペーサをさらに含む、請求項２７に記載のシステム。
- 前記複数のスペーサの中の少なくとも１つのスペーサが、前記第１の構造と前記第２の構造とを接合する固着材を含む、請求項３０に記載のシステム。
- 前記固着材が金属を含む、請求項３１に記載のシステム。
- 前記固着材がポリマー接着剤を含む、請求項３１に記載のシステム。
- 前記試料が、少なくとも１つのＰＯＤを含む、請求項１９に記載のシステム。
- 前記少なくとも１つのＰＯＤが検体を含む、請求項３４に記載のシステム。
- 前記検体が、細胞、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ヌクレオチド、タンパク質、および酵素からなる群の少なくとも１つを含む、請求項３５に記載のシステム。
- 前記少なくとも１つのＰＯＤが検体を含まない、請求項３４に記載のシステム。
- 複数の粒子を含む試料を処理するためのシステムであって、
前記試料を収容するように構成されたチャンバを含み、前記チャンバが、
前記試料中の粒子のうち選択された部分を統合するのに十分な電気エネルギーを送達するように構成された少なくとも１つの電極と、
前記試料の粒子を粒子サイズに基づいて分離するように構成された分別機構と
を含む、システム。 - 前記チャンバが、前記試料の２次元の流れを収容するように構成される、請求項３８に記載のシステム。
- 前記チャンバが、前記チャンバの第１の表面と第２の対向する表面との間に延在する複数の電極を含む、請求項３８に記載のシステム。
- 前記分別機構が、受動的分別機構である、請求項３８に記載のシステム。
- 前記分別機構が、複数のスペーサを含む、請求項４１に記載のシステム。
- 前記複数のスペーサが、千鳥型アレイとして配置され、決定論的横方向置換を介して粒子分離を行うように構成される、請求項４２に記載のシステム。
- 前記チャンバが、第１の出口および第２の出口を含み、前記第１の出口は、所定の閾値粒子サイズを下回る粒子のみを実質的に通過させるサイズであり、前記第２の出口は、前記所定の閾値粒子サイズを上回る粒子を通過させるサイズである、請求項４１に記載のシステム。
- 前記チャンバが、流体力学的濾過を介して粒子分離を行うように構成された複数の分岐チャネルを含む、請求項４１に記載のシステム。
- 前記試料が複数のＰＯＤを含む、請求項３８に記載のシステム。
- 前記チャンバ内の前記試料の１つまたは複数の画像を生成するように構成されたイメージャアレイと、前記少なくとも１つの電極を作動させて、前記試料の前記１つまたは複数の画像に基づいて粒子の前記選択された部分に電気エネルギーを送達させるように構成されたコントローラと、をさらに含む、請求項３８に記載のシステム。
- 前記イメージャアレイが、少なくとも１つのレンズレスイメージセンサを含む、請求項４７に記載のシステム。
- 試料を処理するためのシステムであって、
試料の流れを収容するように構成されたチャンバであって、前記試料の少なくとも一部分に選択的に電気エネルギーを送達するように構成された少なくとも１つの電極を含む、チャンバと、
前記チャンバ内の前記試料の前記流れを撮像するように構成されたイメージャアレイと、
１つまたは複数の画像の分析に基づいて前記少なくとも１つの電極を作動させるように構成されたコントローラと
を含む、システム。 - 前記チャンバが、前記試料の２次元の流れを収容するように構成される、請求項４９に記載のシステム。
- 前記チャンバが複数の電極を含む、請求項４９に記載のシステム。
- 前記コントローラが、電極の対を選択的に作動させるように構成される、請求項５１に記載のシステム。
- 前記コントローラが、１つまたは複数の標的粒子と容量的に結合した１つまたは複数の電極を選択的に作動させるように構成される、請求項５１に記載のシステム。
- 前記イメージャアレイが、少なくとも１つのレンズレスイメージセンサを含む、請求項４９に記載のシステム。
- 前記試料の粒子を粒子サイズに基づいて分離するように構成された分別機構をさらに含む、請求項４９に記載のシステム。
- 前記分別機構が、受動的分別機構である、請求項５５に記載のシステム。
- 前記分別機構が、千鳥型アレイとして配置されると共に決定論的横方向置換を介して粒子分離を行うように構成された複数のスペーサを含む、請求項５６に記載のシステム。
- 前記チャンバが、第１の出口および第２の出口を含み、前記第１の出口は、所定の閾値粒子サイズを下回る粒子のみを実質的に通過させるサイズであり、前記第２の出口は、前記所定の閾値粒子サイズを上回る粒子を通過させるサイズである、請求項５６に記載のシステム。
- 前記チャンバが、流体力学的濾過を介して粒子分離を行うように構成された複数の分岐チャネルを含む、請求項５６に記載のシステム。
- 複数の粒子を含む試料を処理するための方法であって、
少なくとも１つの電極を含むチャンバ内に試料を受けるステップと、
前記試料中の１つまたは複数の粒子を破棄粒子として特徴付けるステップと、
前記少なくとも１つの電極から前記破棄粒子に電気エネルギーを送達することによって前記破棄粒子を統合するステップと、
前記試料の粒子を粒子サイズに基づいて分別するステップと
を含む、方法。 - １つまたは複数の粒子を特徴付けるステップが、前記チャンバ内の前記試料の１つまたは複数の画像を受け取ること、および前記１つまたは複数の画像に基づいて１つまたは複数の粒子を特徴付けることを含む、請求項６０に記載の方法。
- 前記１つまたは複数の画像が、前記試料の光学画像を含む、請求項６１に記載の方法。
- 前記光学画像が、前記試料のシャドウ画像である、請求項６２に記載の方法。
- 電気エネルギーを送達するステップが、波形に従って電極の対を作動させることを含む、請求項６２に記載の方法。
- 前記波形が、約０．５Ｖ～約１０Ｖの間のピーク間電圧を有する、請求項６４に記載の方法。
- 前記波形が、約０．５Ｖ～約５Ｖの間のピーク間電圧を有する、請求項６５に記載の方法。
- 前記波形が、約１Ｈｚ～１ＭＨｚの間の周波数を有する、請求項６４に記載の方法。
- 前記波形が、約５０Ｈｚ～約２０ｋＨｚの間の周波数を有する、請求項６７に記載の方法。
- 粒子を分別するステップが、決定論的横方向置換を介して分別することを含む、請求項６０に記載の方法。
- 粒子を分別するステップが、第１のサイズの粒子が前記チャンバの第１の出口を通過することを許すこと、および第２のサイズの粒子が前記チャンバの第２の出口を通過することを許すことを含む、請求項６０に記載の方法。
- 粒子を分別するステップが、流体力学的濾過を介して分別することを含む、請求項６０に記載の方法。
- 前記試料中の前記粒子がＰＯＤである、請求項６０に記載の方法。
- 前記粒子の少なくとも一部分が、目的の物質を分泌する１つまたは複数の細胞を含有し、前記試料中の１つまたは複数の粒子を特徴付けるステップが、前記１つまたは複数の細胞の分泌レベルを特徴付けることを含む、請求項６０に記載の方法。
- 分泌レベルを特徴付けることが、前記１つまたは複数の細胞における凝集を特徴付けることを含む、請求項７３に記載の方法。
- 前記試料が、粒子当たり平均で約０．１個の細胞を含む、請求項７３に記載の方法。
- 分泌細胞を欠いている粒子が、破棄粒子として特徴付けられる、請求項７３に記載の方法。
- 低分泌細胞を含有する粒子が、破棄粒子として特徴付けられる、請求項７３に記載の方法。
- 前記１つまたは複数の細胞が、ＣＨＯ細胞、Ｂ細胞、ハイブリドーマ細胞、形質細胞、ＨＥＫ２９３細胞、骨髄腫細胞、およびＴ細胞からなる群から選択される、請求項７３に記載の方法。
- 前記目的の物質が抗体である、請求項７３に記載の方法。
- 前記目的の物質がインスリンである、請求項７３に記載の方法。
- 分別するステップが、閾値サイズを下回る粒子を、高分泌細胞を含む粒子として分別することを含む、請求項７３に記載の方法。
- 細胞の集団からの目的の細胞の選択を可能にするためのシステムであって、
約１．０よりも大きい密度を備えるカプセル化試薬と、
水溶性媒体中に懸濁した第１の複数の粒子であって、前記第１の複数の粒子の各粒子は、前記目的の細胞によって分泌される第２の結合相手に特異的である第１の結合相手を含む、第１の複数の粒子と
を含む、システム。 - 前記カプセル化試薬が界面活性剤を含む、請求項８２に記載のシステム。
- 前記界面活性剤が、フッ素およびポリエチレングリコール（ＰＥＧ）のうちの少なくとも１つを含む、請求項８３に記載のシステム。
- 前記第１の結合相手と前記第２の結合相手との結合によって形成される第１のクラスタ部位をさらに含む、請求項８２に記載のシステム。
- 前記第１の複数の粒子の各粒子が、約３０ｎｍから約５０μｍの間の直径を備える、請求項８２に記載のシステム。
- 前記第１の複数の粒子が、ポリスチレン、金、セルロース、ラテックス、アガロース、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ガラス、および磁気ビーズからなる群から選択される少なくとも１つを含む、請求項８２に記載のシステム。
- 前記第１の結合相手が第１のタンパク質を含み、前記第２の結合相手が第２のタンパク質を含む、請求項８２に記載のシステム。
- 前記第１の結合相手または前記第２の結合相手が、抗原または抗体である、請求項８８に記載のシステム。
- 前記第１の結合相手が第１のペプチドを含み、前記第２の結合相手が第２のペプチドを含む、請求項８２に記載のシステム。
- 第２の複数の粒子をさらに含み、前記第２の複数の粒子の各粒子は、前記目的の細胞によって分泌される第４の結合相手に特異的である第３の結合相手を含む、請求項８２に記載のシステム。
- 前記細胞の集団からの前記目的の細胞の選択を可能にするための第１のクラスタ部位および第２のクラスタ部位をさらに含み、前記第１のクラスタ部位は、前記第１の結合相手と前記第２の結合相手との結合によって形成され、前記第２のクラスタ部位は、前記第３の結合相手と前記第４の結合相手との結合によって形成される、請求項９１に記載のシステム。
- 前記第２の結合相手および前記目的の細胞によって分泌される前記第４の結合相手が、それぞれ抗体の第１の構成要素および第２の構成要素である、請求項９２に記載のシステム。
- 前記抗体がＩｇＧである、請求項９３に記載のシステム。
- 前記第１の複数の粒子が、細胞の第２の集団を含み、前記第１の結合相手が、前記細胞の第２の集団上に発現した抗原を含む、請求項８２に記載のシステム。
- カプセル化試薬と、
水溶性媒体中に懸濁した１つまたは複数の第１の粒子であって、各第１の粒子は第１の結合相手を含む、１つまたは複数の第１の粒子と、
細胞の集団であって、第２の結合相手を有する目的のタンパク質を分泌する少なくとも１つの目的の細胞を含み、前記第１の結合相手が前記第２の結合相手に特異的である、細胞の集団と
を含む、混合物。 - 前記カプセル化試薬が界面活性剤を含む、請求項９６に記載の混合物。
- 前記界面活性剤が、フッ素およびポリエチレングリコール（ＰＥＧ）のうちの少なくとも１つを含む、請求項９７に記載の混合物。
- 前記カプセル化試薬が、前記混合物の約６０体積％～９０体積％の間である、請求項９６に記載の混合物。
- 前記１つまたは複数の第１の粒子が、前記混合物の約５体積％～２０体積％の間である、請求項９９に記載の混合物。
- 前記細胞の集団が、前記混合物の約５体積％～２０体積％の間である、請求項９９に記載の混合物。
- 複数の試料実体を含み、各試料実体が、前記１つまたは複数の第１の粒子、前記細胞の集団からの少なくとも１つの細胞、および前記水溶性媒体、からなる群の少なくとも１つをカプセル化する、請求項９６に記載の混合物。
- 前記複数の試料実体が多分散試料実体を含む、請求項１０２に記載の混合物。
- 前記第１の結合相手と前記第２の結合相手との結合によって形成される第１のクラスタ部位をさらに含む、請求項９６に記載の混合物。
- 前記第１の結合相手が第１のタンパク質を含み、前記第２の結合相手が第２のタンパク質を含む、請求項９６に記載の混合物。
- 前記第１の結合相手または前記第２の結合相手が、抗原または抗体である、請求項１０５に記載の混合物。
- 前記第１の結合相手が第１のペプチドを含み、前記第２の結合相手が第２のペプチドを含む、請求項９６に記載の混合物。
- 前記１つまたは複数の第１の粒子が、約３０ｎｍから約５０μｍの間の直径を備える、請求項９６に記載の混合物。
- １つまたは複数の第２の粒子をさらに含み、各第２の粒子が、前記少なくとも１つの目的の細胞によって分泌される第４の結合相手に特異的である第３の結合相手を含む、請求項９６に記載の混合物。
- 前記細胞の集団からの前記細胞の選択を可能にするための第１のクラスタ部位および第２のクラスタ部位をさらに含み、前記第１のクラスタ部位は、前記第１の結合相手と前記第２の結合相手との結合によって形成され、前記第２のクラスタ部位は、前記第３の結合相手と前記第４の結合相手との結合によって形成される、請求項１０９に記載の混合物。
- 前記第２の結合相手および前記第４の結合相手が、それぞれ抗体の第１の構成要素および第２の構成要素である、請求項１１０に記載の混合物。
- 前記抗体がＩｇＧである、請求項１０６に記載の混合物。
- 前記細胞の集団が、ＣＨＯ細胞、Ｂ細胞、ハイブリドーマ細胞、形質細胞、ＨＥＫ２９３細胞、骨髄腫細胞、およびＴ細胞からなる群から選択される少なくとも１つの細胞を含む、請求項９６に記載の混合物。
- 前記１つまたは複数の第１の粒子が、ポリスチレン、金、セルロース、ラテックス、アガロース、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ガラス、および磁気ビーズからなる群から選択される少なくとも１つを含む、請求項９６に記載の混合物。
- 前記１つまたは複数の第１の粒子が、１つまたは複数の細胞であり、前記第１の結合相手が、前記１つまたは複数の細胞上に発現した抗原を含む、請求項９６に記載の混合物。
- クラスタリングアッセイシステム用の試料を調製する方法であって、
細胞の集団を提供するステップであって、前記細胞の集団が、少なくとも１つの目的の細胞を含む、ステップと、
前記細胞の集団、第１の複数の粒子、およびカプセル化試薬を組み合わせて混合物を作製するステップであって、前記第１の複数の粒子の各粒子は、水溶性媒体中に懸濁しており、前記少なくとも１つの目的の細胞によって分泌される第２の結合相手に特異的である第１の結合相手を含む、ステップと、
前記混合物を攪拌してエマルジョンを作製し、それにより前記細胞の集団を複数の多分散試料実体内にカプセル化するステップと
を含む、方法。 - 前記細胞の集団を提供するステップが、前記細胞の集団を希釈して、１ミリリットル当たり約１００，０００～１，０００，０００個の間の細胞である所望の細胞濃度を得ることをさらに含む、請求項１１６に記載の方法。
- 前記所望の細胞濃度が、１ミリリットル当たり約２２０，０００個の細胞である、請求項１１７に記載の方法。
- 前記細胞の集団が、ＣＨＯ細胞、Ｂ細胞、ハイブリドーマ細胞、形質細胞、ＨＥＫ２９３細胞、骨髄腫細胞、およびＴ細胞からなる群から選択される、請求項１１６に記載の方法。
- 前記第１の複数の粒子が、ポリスチレン、金、セルロース、ラテックス、アガロース、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ガラス、および磁気ビーズからなる群から選択される少なくとも１つを含む、請求項１１６に記載の方法。
- 前記第１の複数の粒子の各粒子が、約３０ｎｍから約５０μｍの間の直径を備える、請求項１１６に記載の方法。
- 前記第１の結合相手が第１のタンパク質を含み、前記第２の結合相手が第２のタンパク質を含む、請求項１１６に記載の方法。
- 前記第１の結合相手または前記第２の結合相手が、抗原または抗体である、請求項１２２に記載の方法。
- 前記第１の結合相手が第１のペプチドを含み、前記第２の結合相手が第２のペプチドを含む、請求項１１６に記載の方法。
- 前記細胞の集団、前記第１の複数の粒子および前記カプセル化試薬を組み合わせることが、前記混合物を作製するために第２の複数の粒子を加えることをさらに含み、第２の複数の粒子の各粒子は、前記少なくとも１つの目的の細胞によって分泌される第４の結合相手に特異的である第３の結合相手を含む、請求項１１６に記載の方法。
- 前記第２の結合相手および前記第４の結合相手が、それぞれ抗体の第１の構成要素および第２の構成要素である、請求項１２４に記載の方法。
- 前記エマルジョンが、試料実体当たり約０～約１０個の間の細胞であるλ値によって特徴付けられ、λは、前記複数の多分散試料実体の試料実体当たりの細胞数である、請求項１１６に記載の方法。
- λが、試料実体当たり約０．１～約１個の間の細胞である、請求項１２６に記載の方法。
- 前記エマルジョンを所定の長さの時間にわたって培養するステップをさらに含む、請求項１１６に記載の方法。
- 前記所定の長さの時間が、約１時間～約６時間の間である、請求項１２９に記載の方法。
- 前記第１の複数の粒子が、細胞の第２の集団を含み、前記第１の結合相手が、前記細胞の第２の集団上に発現した抗原を含む、請求項１１６に記載の方法。
- 細胞の集団から少なくとも１つの目的の細胞を選択する方法であって、
前記細胞の集団と第１の複数の粒子とを含むエマルジョンを提供するステップであって、前記細胞の集団および前記第１の複数の粒子が複数の多分散試料実体内にカプセル化され、前記第１の複数の粒子の各粒子が水溶性媒体中に懸濁しており、前記少なくとも１つの目的の細胞によって分泌される第２の結合相手に特異的である第１の結合相手を含む、ステップと、
少なくとも１つの試料実体についてのシグナルを測定するステップであって、前記シグナルは、前記第１の結合相手と前記第２の結合相手との結合に少なくとも部分的に関連する、ステップと、
前記測定されたシグナルに少なくとも部分的に基づいて前記少なくとも１つの目的の細胞を特定するステップと
を含む、方法。 - 前記第２の結合相手が、前記少なくとも１つの目的の細胞によって分泌される目的のタンパク質の第１の成分と連結し、前記測定されたシグナルが、前記少なくとも１つの試料実体内の前記目的のタンパク質を定量化する、請求項１３２に記載の方法。
- 前記少なくとも１つの目的の細胞を特定するステップが、所定の閾値よりも大きい測定シグナルを有する前記試料実体の少なくとも一部分を特定することを含む、請求項１３３に記載の方法。
- 前記少なくとも１つの目的の細胞が、少なくとも閾値量の前記目的のタンパク質を分泌する、請求項１３３に記載の方法。
- 前記少なくとも１つの試料実体についての前記シグナルを測定するステップが、前記少なくとも１つの試料実体の少なくとも１つのシャドウ画像を受け取り、前記少なくとも１つのシャドウ画像に基づいて前記試料実体内の少なくとも１つの物体のサイズスコアを決定することを含み、前記測定されたシグナルが、前記サイズスコアに少なくとも部分的に基づく、請求項１３２に記載の方法。
- 前記少なくとも１つのシャドウ画像を生成するように構成されたイメージャアレイに隣接するチャンバ内に前記エマルジョンを導入するステップをさらに含む、請求項１３６に記載の方法。
- 前記エマルジョンが、前記複数の多分散試料実体内にカプセル化された第２の複数の粒子をさらに含み、前記第２の複数の粒子の各粒子が、前記少なくとも１つの目的の細胞によって分泌される第４の結合相手に特異的である第３の結合相手を含む、請求項１３２に記載の方法。
- 前記シグナルが、前記第１の結合相手と前記第２の結合相手との結合に少なくとも部分的に関連し、前記第３の結合相手と前記第４の結合相手との結合に少なくとも部分的に関連する、請求項１３８に記載の方法。
- 前記第２の結合相手および前記第４の結合相手が、前記少なくとも１つの目的の細胞によって分泌される目的のタンパク質に関連し、前記測定されたシグナルが、前記第１の結合相手または前記第３の結合相手に対する前記目的のタンパク質の結合親和性を定量化する、請求項１３９に記載の方法。
- 前記測定されたシグナルが、目的の細胞から分泌される抗体の抗原結合親和性を定量化する、請求項１４０に記載の方法。
- 前記多分散試料実体から前記少なくとも１つの目的の細胞を取り出すステップをさらに含む、請求項１３２に記載の方法。
- 前記少なくとも１つの取り出された目的の細胞を、ＰＣＲ、ＦＡＣＳ、ＤＮＡシーケンシング、およびＥＬＩＳＡの少なくとも１つで分析するステップをさらに含む、請求項１４２に記載の方法。
- 前記第１の複数の粒子が、細胞の第２の集団を含み、前記第１の結合相手が、前記細胞の第２の集団上に発現した抗原を含む、請求項１３２に記載の方法。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023163162A1 (ja) * | 2022-02-25 | 2023-08-31 | 株式会社オンチップ・バイオテクノロジーズ | 液滴内の粒子の検出方法と、その粒子を含む液滴の分取と分注方法と分注後に液滴から粒子を外部に取り出す方法と、その装置 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN114198389B (zh) * | 2021-11-15 | 2022-07-05 | 哈尔滨工业大学 | 一种用于工件台微转动的柔性铰链组件 |
| US20240024551A1 (en) * | 2022-07-25 | 2024-01-25 | William M. Gosney | Apparatus utilizing venting for processing of blood to remove pathogen cells therein |
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| US20240024555A1 (en) * | 2022-07-25 | 2024-01-25 | William M. Gosney | Apparatus for processing of blood to neutralize pathogen cells therein |
Family Cites Families (73)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE139341T1 (de) | 1989-08-23 | 1996-06-15 | Canon Kk | Methode zur messung eines immunologisch aktiven materials und dazu geeignete vorrichtung |
| US5681752A (en) | 1995-05-01 | 1997-10-28 | The Regents Of The University Of California | Method and apparatus for determining the size and chemical composition of aerosol particles |
| US6259807B1 (en) | 1997-05-14 | 2001-07-10 | Applied Imaging Corp. | Identification of objects of interest using multiple illumination schemes and finding overlap of features in corresponding multiple images |
| US7004184B2 (en) * | 2000-07-24 | 2006-02-28 | The Reagents Of The University Of Michigan | Compositions and methods for liquid metering in microchannels |
| WO2002023163A1 (en) | 2000-09-15 | 2002-03-21 | California Institute Of Technology | Microfabricated crossflow devices and methods |
| US7001322B2 (en) | 2000-10-04 | 2006-02-21 | Zymequest, Inc. | Multiple processing chamber set and use thereof |
| DE50200275D1 (de) * | 2002-02-01 | 2004-04-08 | Leister Process Technologies S | Mikrofluidisches Bauelement und Verfahren für die Sortierung von Partikeln in einem Fluid |
| US6911132B2 (en) * | 2002-09-24 | 2005-06-28 | Duke University | Apparatus for manipulating droplets by electrowetting-based techniques |
| US7776584B2 (en) | 2003-08-01 | 2010-08-17 | Genetix Limited | Animal cell colony picking apparatus and method |
| US7298478B2 (en) | 2003-08-14 | 2007-11-20 | Cytonome, Inc. | Optical detector for a particle sorting system |
| US8974652B2 (en) | 2004-05-28 | 2015-03-10 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Programmable fluidic processors |
| US7126134B2 (en) | 2004-08-19 | 2006-10-24 | Palo Alto Research Center Incorporated | Sample manipulator |
| US7351603B2 (en) * | 2004-08-20 | 2008-04-01 | Integrated Sensing Systems, Inc. | Process of making a microtube and microfluidic devices formed therewith |
| US7968287B2 (en) * | 2004-10-08 | 2011-06-28 | Medical Research Council Harvard University | In vitro evolution in microfluidic systems |
| JP4185904B2 (ja) | 2004-10-27 | 2008-11-26 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 液体搬送基板、分析システム、分析方法 |
| EP1859330B1 (en) | 2005-01-28 | 2012-07-04 | Duke University | Apparatuses and methods for manipulating droplets on a printed circuit board |
| US7901947B2 (en) * | 2006-04-18 | 2011-03-08 | Advanced Liquid Logic, Inc. | Droplet-based particle sorting |
| US7635420B1 (en) | 2006-11-21 | 2009-12-22 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Dielectrophoresis-based particle sensor using nanoelectrode arrays |
| GB0701201D0 (en) | 2007-01-22 | 2007-02-28 | Cancer Rec Tech Ltd | Cell mapping and tracking |
| US7738094B2 (en) * | 2007-01-26 | 2010-06-15 | Becton, Dickinson And Company | Method, system, and compositions for cell counting and analysis |
| US7882726B2 (en) | 2007-05-08 | 2011-02-08 | Porous Materials, Inc. | Compression vacuapore for determination of pore structure characteristics of hydrophobic materials under compressive stress |
| US20090068170A1 (en) | 2007-07-13 | 2009-03-12 | President And Fellows Of Harvard College | Droplet-based selection |
| CN201075104Y (zh) | 2007-07-13 | 2008-06-18 | 东南大学 | 基于复合介电泳的单细胞介电谱自动测试装置 |
| WO2009037680A2 (en) | 2007-09-20 | 2009-03-26 | Jean-Louis Viovy | Encapsulation microfluidic device |
| EP2511708B1 (en) | 2007-10-05 | 2016-09-14 | Affymetrix, Inc. | Highly multiplexed particle-based assays |
| JP5324598B2 (ja) | 2007-12-04 | 2013-10-23 | パーティクル・メージャーリング・システムズ・インコーポレーテッド | 非直角粒子検出システム及び方法 |
| WO2009076414A2 (en) | 2007-12-10 | 2009-06-18 | Advanced Liquid Logic, Inc. | Droplet actuator configurations and methods |
| WO2010005593A1 (en) * | 2008-07-11 | 2010-01-14 | President And Fellows Of Harvard College | Systems and methods of droplet-based selection |
| WO2010009365A1 (en) * | 2008-07-18 | 2010-01-21 | Raindance Technologies, Inc. | Droplet libraries |
| US9156010B2 (en) | 2008-09-23 | 2015-10-13 | Bio-Rad Laboratories, Inc. | Droplet-based assay system |
| EP2432869B1 (en) | 2009-05-21 | 2020-08-12 | Essen Instruments, Inc. d/b/a Essen BioScience, Inc. | System and method for separating samples in a continuous flow |
| EP2259045A1 (en) | 2009-06-05 | 2010-12-08 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Multi-frequency impedance method and apparatus for discriminating and counting particles expressing a specific marker |
| WO2011020011A2 (en) | 2009-08-13 | 2011-02-17 | Advanced Liquid Logic, Inc. | Droplet actuator and droplet-based techniques |
| FR2950699A1 (fr) | 2009-09-29 | 2011-04-01 | Centre Nat Rech Scient | Dispositif a usage unique pour la detection de particules d'interet, telles que des entites biologiques, systeme de detection comprenant ledit dispositif et procede de mise en oeuvre |
| JP5639654B2 (ja) | 2009-10-20 | 2014-12-10 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア | オンチップでの非干渉性のレンズフリーのホログラフィおよび顕微鏡法 |
| WO2011139641A2 (en) | 2010-05-03 | 2011-11-10 | The Regents Of The University Of California | Wide-field lensless fluorescent imaging on a chip |
| CA2714638C (en) | 2010-09-03 | 2013-08-27 | Schlumberger Canada Limited | Phase behavior analysis using a microfluidic platform |
| US9999886B2 (en) | 2010-10-07 | 2018-06-19 | The Regents Of The University Of California | Methods and systems for on demand droplet generation and impedance based detection |
| EP2661603A4 (en) | 2011-01-06 | 2014-07-23 | Univ California | Lensless Tomographic Imaging Devices and Methods |
| US20120196770A1 (en) | 2011-01-28 | 2012-08-02 | Amyris, Inc. | Gel-encapsulated microcolony screening |
| US8866063B2 (en) | 2011-03-31 | 2014-10-21 | The Regents Of The University Of California | Lens-free wide-field super-resolution imaging device |
| AU2015264833B2 (en) | 2011-04-14 | 2017-09-14 | Complete Genomics, Inc. | Processing and analysis of complex nucleic acid sequence data |
| JP5848458B2 (ja) | 2011-10-27 | 2016-01-27 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー．Ｈｅｗｌｅｔｔ‐Ｐａｃｋａｒｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｌ．Ｐ． | 化学種をフィルタリングする装置 |
| WO2013096804A2 (en) | 2011-12-23 | 2013-06-27 | Abbott Point Of Care Inc | Optical assay device with pneumatic sample actuation |
| EP2807475A4 (en) | 2012-01-27 | 2015-10-07 | Univ Tennessee Res Foundation | METHODS AND APPARATUS FOR DETECTION OF AN ALTERNATING CURRENT ELECTROKINETIC BIOMARKER |
| RU2015101834A (ru) * | 2012-06-22 | 2016-08-10 | Малверн Инструментс Лимитед | Определение характеристик гетерогенных флюидных проб |
| US20140067342A1 (en) | 2012-08-28 | 2014-03-06 | Numerica Corporation | Particle tracking in biological systems |
| US20140093911A1 (en) | 2012-09-28 | 2014-04-03 | Tao Sun | Method and apparatus for image-based prediction and sorting of high-performing clones |
| EA201591800A1 (ru) * | 2013-03-15 | 2016-04-29 | Ричард Гарри Тернер | Система и способы обнаружения частиц и растворимых химических структурных элементов in vitro в физиологических текучих средах |
| FR3009084B1 (fr) | 2013-07-23 | 2015-08-07 | Commissariat Energie Atomique | Procede pour trier des cellules et dispositif associe. |
| US20160231324A1 (en) | 2013-09-24 | 2016-08-11 | The Regents Of The University Of California | Encapsulated sensors and sensing systems for bioassays and diagnostics and methods for making and using them |
| DK3071704T3 (da) * | 2013-11-20 | 2022-04-19 | Brigham & Womens Hospital Inc | System og fremgangsmåde til sortering af sperm |
| CA3158669A1 (en) * | 2013-12-17 | 2015-06-25 | Alentic Microscience Inc. | Dosimeters including lensless imaging systems |
| CN107075441A (zh) * | 2014-07-30 | 2017-08-18 | 卡斯西部储备大学 | 诊断血红蛋白病症和监测血细胞的生物芯片 |
| US10871745B2 (en) | 2014-08-01 | 2020-12-22 | The Regents Of The University Of California | Device and method for iterative phase recovery based on pixel super-resolved on-chip holography |
| EP3201309A4 (en) | 2014-09-30 | 2018-07-11 | Dxnow Inc. | Systems and methods for determining probative samples and isolation and quantitation of cells |
| CA3001986C (en) * | 2014-10-22 | 2023-02-21 | The Regents Of The University Of California | High definition microdroplet printer |
| DE112016000842T5 (de) | 2015-02-20 | 2017-11-23 | Artium Technologies, Inc. | Gekreuzte-Strahlen-Abbildung mittels Mehrfachstrahl- und Konvergentes-Licht-Beleuchtung |
| EP3086155A1 (en) * | 2015-04-23 | 2016-10-26 | Fundació Institut de Ciències Fotòniques | Image cytometer for characterization and quantification of particulate samples |
| WO2016174229A1 (en) * | 2015-04-30 | 2016-11-03 | European Molecular Biology Laboratory | Microfluidic droplet detection and sorting |
| WO2017037078A1 (en) | 2015-09-02 | 2017-03-09 | Illumina Cambridge Limited | Systems and methods of improving droplet operations in fluidic systems |
| GB201521383D0 (en) * | 2015-12-03 | 2016-01-20 | Ucb Biopharma Sprl And Ucb Celltech | Method |
| FR3047077B1 (fr) | 2016-01-25 | 2020-01-10 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Procede d’observation d’un echantillon par imagerie sans lentille |
| US10718004B2 (en) | 2016-12-20 | 2020-07-21 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Droplet array for single-cell analysis |
| EP3631414A4 (en) | 2017-05-22 | 2021-03-10 | Bioelectronica Corporation | ASSAY SYSTEMS AND METHODS FOR PROCESSING SAMPLE ENTITIES |
| CN107828654B (zh) | 2017-10-20 | 2019-12-03 | 江苏大学 | 基于无透镜衍射成像的细胞活性无标记监测装置与方法 |
| EP3814749A4 (en) | 2018-07-31 | 2022-04-06 | The Regents Of The University Of Colorado | SYSTEMS AND METHODS FOR APPLYING MACHINE LEARNING TO ANALYZE MICROSCOPY IMAGES IN HIGH-THROUGHPUT SYSTEMS |
| GB2576191B (en) | 2018-08-08 | 2022-11-16 | Sphere Fluidics Ltd | Droplet processing methods and systems |
| EP3864392A4 (en) | 2018-10-08 | 2022-08-10 | Bioelectronica Corporation | OPTICAL SAMPLE PROCESSING SYSTEMS AND METHODS |
| EP3870952A4 (en) | 2018-10-22 | 2022-10-26 | Bioelectronica Corporation | MULTIPLEXED TEST SYSTEMS AND METHODS |
| US20220212188A1 (en) | 2019-05-02 | 2022-07-07 | The Regents Of The University Of California | Laser-induced confocal microscope and microfluidic device for dielectrophoretic fluorescence-activated droplet sorting |
| CA3137746A1 (en) | 2019-05-14 | 2020-11-19 | Christian SILTANEN | Platform for the deterministic assembly of microfluidic droplets |
| CA3141069A1 (en) | 2019-05-31 | 2020-12-03 | Amberstone Biosciences, Inc. | Microfluidic determination of low abundance events |
-
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023163162A1 (ja) * | 2022-02-25 | 2023-08-31 | 株式会社オンチップ・バイオテクノロジーズ | 液滴内の粒子の検出方法と、その粒子を含む液滴の分取と分注方法と分注後に液滴から粒子を外部に取り出す方法と、その装置 |
Also Published As
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