KR20200143421A - 캐리어의 캐리어 표면에 적어도 하나의 폐쇄 영역을 생산하는 방법 - Google Patents

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루드윅 구츠바일러
줄리안 리바
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사이테나 게엠베하
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Abstract

본 발명은 캐리어의 캐리어 표면상에 적어도 하나의 폐쇄 영역을 생성하는 방법에 관한 것이고, 본 방법은 다음 단계들을 포함한다: a. 적어도 하나의 세포 및/또는 적어도 하나의 입자를 포함하는 제1 유체를 캐리어 표면에 추가하는 단계 및 b. 제 2 유체를 추가하는 단계 - 제2 유체는 제1 유체와 비혼화성이고 적어도 부분적으로 제1 유체를 덮음 - 및 c. 적어도 하나의 세포 정보의 항목 및/또는 적어도 하나의 입자 정보의 항목을 획득하는 단계 및 d. 적어도 하나의 획득된 세포 정보의 항목 및/또는 적어도 하나의 획득된 입자 정보의 항목에 기반하여 폐쇄 영역을 생성하는 단계.

Description

캐리어의 캐리어 표면에 적어도 하나의 폐쇄 영역을 생산하는 방법
본 발명은 캐리어(carrier)의 캐리어 표면에 적어도 하나의 폐쇄 영역을 생산하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 캐리어의 캐리어 표면에 적어도 하나의 폐쇄 영역을 생산하는 디바이스에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그런 디바이스 및 캐리어를 갖는 시스템에 관한 것이다.
단일클론 항체들 및 다른 단백질들과 같은 활성 물질들이 소위 단일클론 세포주들의 도움으로 생성되는 것은 종래 기술로부터 알려져 있다. 이들은 모두 단일 부모 세포의 후손인 세포 집단들이다. 단일클론 세포주들의 생산은, 일정하고 재생가능한 품질로 활성 성분들을 생산하기 위해 집단의 모든 세포들이 거의 동일한 게놈을 갖는 것을 보장하기 위한 유일한 방법이기 때문에 필요하다.
단일클론 세포주들을 생산하기 위해, 세포들은 마이크로타이터 플레이트(microtitre plate)의 용기에 개별적으로 옮겨진다. 옮겨질 세포들은 숙주 세포주를 유전적으로 변형하고 이런 변형된 세포들을 분리하여 생산된다. 개별 세포들은 예컨대 자유 분사 인쇄 방법 또는 피펫팅(pipetting)을 사용하여 마이크로타이터 플레이트에 놓여진다. 세포들이 마이크로타이터 플레이트의 각자의 용기들에 놓여진 후, 세포들은 성장할 수 있고 이어서 바이오리액터(bioreactor)로 옮겨질 수 있다.
iota Sciences Ltd. 사의 디바이스는 종래 기술에서 알려져 있고, 여기서 세포들은 마이크로타이터 플레이트의 용기들에 놓여지는 것이 아니라 페트리 접시(Petri dish) 놓여진다. 세포들이 페트리 접시에 놓여지기 전에, 페트리 접시는 디바이스의 그릇에 배치된다. 페트리 접시는 서로 비혼화성인 2 개의 액체들을 포함하고, 제2 액체는, 제1 액체 이후 페트리 접시에 추가되고 제1 액체를 완전히 덮는다. 제2 액체는 FC-40과 같은 오일일 수 있다.
소수성 핀을 통해 2 개의 액체의 일부에 힘이 가해져, 제2 액체 부분은 접시 바닥을 적신다. 특히, 접시의 베이스를 적시는 제2 액체 부분이 격자형 패턴을 형성하는 방식으로 핀이 이동된다. 결과적으로, 제2 액체의 일부는 각각 제1 액체를 갖는 복수의 영역을 서로 분리한다.
격자형 패턴이 생성된 후, 세포 현탁액이 제1 액체의 영역들 각각에 적용되고, 각자의 영역에 적용된 세포 현탁액은 세포를 포함할 수 있다. 이어서, 사용자는, 적용된 세포 현탁액이 각각의 영역에 세포를 가지는지를 예컨대 현미경을 통해 각각의 영역을 수동으로 조사한다. 이것이 해당 경우라면, 세포를 포함하는 영역은 사용자에 의해 수동으로 마킹된다.
전술한 디바이스는, 세포를 포함하는 영역들을 결정하기 위해 다수의 시간-소모적 작업 단계들이 필요하다는 단점을 갖는다.
그러므로, 본 발명의 목적은 실험실에서보다 효율적인 작업흐름들을 가능하게 하는 방법을 제공하는 것이다.
본 목적은 캐리어의 캐리어 표면상에 적어도 하나의 폐쇄 영역을 생성하는 방법에 의해 달성되며, 본 방법은 다음 단계들을 포함한다:
a. 적어도 하나의 세포 및/또는 적어도 하나의 입자를 포함하는 제1 유체를 캐리어 표면에 추가하는 단계 및
b. 제2 유체를 추가하는 단계 - 여기서 제2 유체는 제1 유체와 비혼화성이고 적어도 부분적으로 제1 유체를 덮는 단계 및
c. 적어도 하나의 세포 정보의 항목 및/또는 적어도 하나의 입자 정보의 항목을 획득하는 단계 및
d. 적어도 하나의 획득된 세포 정보의 항목 및/또는 적어도 하나의 획득된 입자 정보의 항목에 기반하여 폐쇄 영역을 생성하는 단계.
또한, 본 발명의 목적은 실험실의 작업 프로세스들이 더 효율적으로 수행될 수 있는 디바이스를 개시하는 것이다.
본 목적은 적어도 하나의 세포 정보의 항목 및/또는 적어도 하나의 입자 정보의 항목을 획득하기 위한 획득 디바이스 및 변위 에이전트(displacement agent)를 갖는, 제1 유체 및 제2 유체 - 제2 유체가 제1 유체와 비혼화성이고 적어도 부분적으로 제1 유체를 덮음 -를 수용하기 위해 캐리어의 캐리어 표면상에 적어도 하나의 폐쇄 영역을 생성하기 위한 디바이스에 의해 달성되며, 이에 의해, 적어도 하나의 획득된 세포 정보의 항목 및/또는 적어도 하나의 획득된 입자 정보의 항목에 기반하여, 폐쇄 영역이 생성될 수 있다.
본 발명에 따른 해결책은, 적어도 하나의 세포 정보의 항목 및/또는 입자 정보의 항목이 획득된다는 장점을 갖는다. 세포 정보의 항목 및/또는 입자 정보의 항목은 제1 유체 내의 세포 및/또는 입체의 포지션 및/또는 세포 및/또는 입자의 형태학, 이를테면 크기 및/또는 원마도(roundness) 및/또는 세포 및/또는 입자의 광학 특성들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 광학 특성은 세포 및/또는 입자의 콘트라스트(contrast), 형광 및/또는 입도에 관한 것일 수 있다. 세포 정보의 항목 및/또는 입자 정보의 항목을 평가함으로써, 사용자와 관련된 세포들 또는 입자들은 단순한 방식으로 식별되고 영역에 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 장점은, 3 개의 유체가 더 이상 추가되지 않고, 대신에 제1 유체 및 제2 유체만 추가된다는 것이다. 결과적으로, 본 발명에 따른 방법은 종래 기술로부터 알려진 방법들에 비해 단순화된다.
영역 또는 영역들이 생성되기 전에 세포들 및/또는 입자들을 포함하는 제1 유체가 디바이스에 속하지 않는 캐리어의 캐리어 표면에 적용되는 것이 또한 유리한다. 이는, 시간-소모적 격자형 패턴 생성이 더 이상 필요하지 않기 때문에 유리하다. 그러므로, 다수의 영역을 생성하는 것이 필요하지 않고, 대신에 아래에서 상세히 설명되는 바와 같이, 소정의 영역들, 예컨대 사용자가 관심있는 영역들이 생성될 수 있다. 개별 영역들에 포함된 세포들 및/또는 입자들은 추가 프로세싱 단계들을 겪을 수 있다.
상기 프로세스 단계들 a 내지 d는 언급 순서로 수행될 수 있다.
제1 유체는 특히 수성 액체일 수 있고/있거나 반-고체 농도를 가질 수 있다. 특히, 제1 유체는, 제1 유체에 위치된 세포들의 성장을 촉진시키는 세포 현탁액일 수 있다. 제1 유체는 더 견고한 농도를 가지기 위해 한천(agar), 반-고체 매체 또는 젤을 포함할 수 있다. 제2 유체는 액체일 수 있다. 바람직하게, 제2 유체는 오일, 이를테면 제1 유체와 비혼화성인 불소-불활성(플루오르카본-기반) 액체일 수 있다. 특히, 제2 유체는 FC-40일 수 있다. 제2 유체와 제1 유체의 비혼화성으로 인해, 제1 유체 및 제2 유체는 서로 분리되어 배열되고/배열되거나 제2 유체가 제1 유체상에 배열된다. 제2 유체는 제1 유체, 특히 제2 유체를 향하는 제1 유체의 표면을 부분적으로 또는 완전히 덮을 수 있다. 캐리어는 페트리 접시와 같은 용기일 수 있다. 캐리어 표면은 용기 맨 아래 부분일 수 있다. 대안적으로, 캐리어는 측벽이 없는 플레이트일 수 있다.
캐리어 표면을 적시는 제2 유체의 일부는 폐쇄 영역을 제1 유체의 나머지 섹션으로부터 유체적으로 분리하는 역할을 한다. 제2 유체의 일부로 캐리어 표면의 적심은, 제2 유체의 일부가 캐리어 표면을 적신 후, 제1 유체에 의해 시작 포지션으로 다시 눌리지 않는 방식으로 발생한다. 시작 포지션은, 제2 유체가 캐리어 표면을 적시지 않는 제2 유체의 포지션인 것으로 이해된다.
폐쇄 영역은 제1 유체의 나머지 섹션으로부터 유체적으로 분리된 캐리어 표면상의 영역인 것으로 이해된다. 특히, 영역에 위치된 제1 유체는 나머지 섹션에 위치된 제1 유체로부터 유체적으로 분리된다. 위에서 설명된 바와 같이, 분리는 제2 유체의 일부를 통해 적어도 부분적으로 발생할 수 있다. 따라서, 제2 유체에 더하여, 폐쇄 영역은 캐리어 및/또는 캐리어 표면의 적어도 하나의 측벽에 의해 경계가 정해질 수 있다.
폐쇄 영역은 적어도 하나의 세포 및/또는 적어도 하나의 입자를 가질 수 있다. 그러나, 영역이 미리정의된 수를 갖거나 세포들 및/또는 입자들을 가지지 않는 것이 대안적으로 가능하다. 이 영역은 아래에서 나머지 영역이라 지칭된다.
특정 실시예에서, 영역은, 제2 유체의 일부가 캐리어 표면을 적시는 방식으로 제1 유체가 변위되어 생성될 수 있다. 이는 영역을 쉽게 생성하게 한다. 제1 유체는 변위 에이전트에 의해 변위될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제2 유체는 변위 에이전트에 의해 변위될 수 있다. 제1 및/또는 제2 유체를 변위시키기 위해, 변위 에이전트 및/또는 캐리어 및 따라서 캐리어 표면이 이동될 수 있다.
캐리어 표면을 적시는 제2 유체의 일부는 폐쇄선을 형성할 수 있다. 이것은 제2 유체의 일부에 의해 제1 유체의 나머지 섹션으로부터 단순한 방식으로 분리되는 폐쇄 영역을 생성한다. 또한, 이 경우 폐쇄 영역은 제2 유체 및 캐리어 표면에 의해서만 제한된다.
폐쇄 영역은 매우 작은 부피, 예컨대 0.5 nl(나노리터) 내지 10 μl(마이크로리터)의 부피를 가질 수 있다. 이런 작은 부피를 가진 영역들은 소정 세포들에서 세포 성장이 발생하게 할 수 있다. 이것은, 제1 유체의 농도가 너무 낮지 않은 경우에만 일부 세포들이 성장할 수 있기 때문에 발생한다. 세포들 자체는 영역보다 더 작은 부피를 갖는다. 마찬가지로, 입자들 영역보다 더 작은 부피를 가지며, 여기서 입자들은 제1 유체에 도입되는 유리 또는 중합체 비드(bead)들일 수 있다.
본 발명에 따른 방법 및/또는 본 발명에 따른 디바이스를 사용하여, 복수의 영역이 생성될 수 있다. 이것은, 복수의 세포가 제1 유체에 배열될 때 유용하다. 이 경우, 복수의 영역은, 복수의 영역 각각이 적어도 하나, 특히 정확히 하나의 단일 세포 및/또는 적어도 하나의 입자, 특히 정확히 하나의 단일 입자를 갖는 방식으로 생성된다. 복수의 영역은 서로 인접하게 배열될 수 있고, 즉 캐리어 표면을 적시는 제2 유체의 일부에 의해서만 서로 분리될 수 있다. 대안적으로, 복수의 영역은 제1 유체를 갖고 임의의 세포들 또는 입자들을 포함하지 않는 나머지 영역에 의해 서로 분리될 수 있다. 이 경우, 나머지 영역과 복수의 영역 사이의 분리는 또한 캐리어 표면을 적시는 제2 유체의 일부에 의해서 발생한다.
복수의 영역은 상이한 단면들을 가질 수 있다. 특히, 복수의 영역은 단면들의 모양 및/또는 크기가 서로 상이할 수 있다. 이는 세포와 매칭하는 영역을 생성할 수 있다는 장점을 제공한다. 이것은, 이미 설명된 바와 같이, 상이한 세포들이 예컨대 성장할 수 있기 위해 상이한 부피들을 필요로 하기 때문에 필요하다. 대안적으로, 복수의 영역은 동일한 단면을 가질 수 있다. 단면은 영역을 갖고 캐리어 표면에 평행하게 이어지는 평면에 대응한다. 또한, 복수의 영역은 캐리어 표면에 대한 법선을 따라 형성이 서로 상이할 수 있다.
특정 실시예에서, 세포 정보의 항목 및/또는 입자 정보의 항목에 기반하여, 적어도 하나의 영역이 생성될 위치가 결정될 수 있다. 제1 유체 내의 적어도 하나의 세포 또는 입자의 포지션이, 영역이 생성되기 전에 세포 정보의 항목 또는 입자 정보의 항목으로 결정되는 경우 특히 유리하다. 이것은, 캐리어의 어느 지점에 영역들이 생성되는지를 쉽게 알게 하는 장점을 제공한다. 특히, 제1 유체가 캐리어 표면에 추가되기 전에 격자형 패턴이 생성되는 것이 더 이상 필요하지 않다.
대안적으로 또는 추가적으로, 특히 관련된 세포들 및/또는 입자들은 세포 정보의 항목 및/또는 입자 정보의 항목에 기반하여 선택될 수 있고 선택된 세포들 또는 입자들만이 제2 유체의 일부에 의해 둘러싸이고/둘러싸이거나 선택된 세포들 및/또는 입자들을 포함하는 영역들만이 생성된다.
세포 정보의 항목 및/또는 입자 정보의 항목은 예컨대 아래에 설명된 광학 획득 디바이스에 의해 자동으로 결정될 수 있다. 이것은, 예컨대, 세포들 또는 입자들 자체의 포지션을 더 이상 수동으로 결정할 필요가 없기 때문에 디바이스 사용자의 작업부하를 감소시킨다.
세포 정보의 항목 및/또는 입자 정보의 항목을 획득하기 위해, 디바이스는 광학 획득 디바이스를 가질 수 있다. 획득 디바이스는 광학 이미징 디바이스를 가질 수 있다. 이미징 디바이스는 캐리어, 특히 캐리어 표면의 이미지를 생성할 수 있다. 예컨대, 이미징 디바이스는 예컨대 현미경과 유사한 광학 장치를 갖는 카메라일 수 있다.
또한, 디바이스는 이미지에 기반하여 적어도 하나의 세포 정보의 항목 및/또는 적어도 하나의 입자 정보의 항목을 결정하는 평가 디바이스를 가질 수 있다. 특히, 제1 유체 내의 세포 및/또는 입자의 포지션은 평가 디바이스를 통해 결정될 수 있다. 세포 및/또는 입자의 포지션은 평가 디바이스에 의해, 특히 이미지 및/또는 세포 및/또는 입자로부터 적어도 하나의 광학 특성을 정의함으로써 결정될 수 있다. 평가 디바이스는 제어 디바이스에 전기적으로 연결될 수 있다. 제어 디바이스는 영역을 생성하기 위해 이동 디바이스가 변위 에이전트 및/또는 캐리어를 이동시키는 방식으로 이동 디바이스를 제어할 수 있다.
디바이스는 캐리어를 수용하기 위한 그릇을 가질 수 있고, 이미징 디바이스 및 변위 에이전트는 그릇에 관하여 서로 상호 대향한다. 특히, 변위 에이전트는 캐리어 표면 위에 배열될 수 있고 이미징 디바이스는 캐리어 표면 아래에 배열될 수 있다. 결과적으로, 소형이고 단순하게 구성된 디바이스가 실현된다.
영역이 생성되기 전에, 캐리어는 획득된 세포 정보의 항목 및/또는 입자 정보의 항목에 기반하여 이동될 수 있다. 특히, 캐리어 표면은, 적어도 하나의 세포 및/또는 적어도 하나의 입자가 새로운 포지션으로 이동되는 방식으로 이동될 수 있다. 캐리어는 흔들리거나 진동될 수 있고/있거나 제1 유체는 제1 유체 내의 세포 또는 입자를 다시 포지셔닝하기 위해 혼합될 수 있다. 캐리어는 바람직하게 평가 디바이스에 의해 일부 세포들 및/또는 입자들이 서로 부착되고/부착되거나 서로 너무 가깝게 배열되어 있다고 결정될 때 이동된다. 결과적으로, 캐리어를 이동시킴으로써 제1 유체 내의 세포들 및/또는 입자들의 균일한 분포가 달성되어야 한다.
영역이 생성된 후, 세포들이 없는 제1 유체의 나머지 영역이 제거될 수 있다. 결과적으로, 세포들 및/또는 입자들을 포함하는 영역들만이 캐리어 표면에 남아 있어서, 사용자는, 세포들 및/또는 입자들이 캐리어의 어느 영역들에 위치되는지를 즉각 알 수 있다. 나머지 영역들의 적어도 부분적인 제거를 위해, 디바이스는 제거 디바이스를 가질 수 있다. 나머지 영역은 나머지 영역들을 흡인하거나(aspirating) 나머지 영역들을 플러싱 어웨이(flushing away)하여 제거될 수 있다. 특히, 나머지 영역의 제1 유체 및 제2 유체가 제거될 수 있다.
특정 실시예에서, 영역은 적어도 2 개의 하위 영역으로 나뉘어질 수 있다. 이것은 예컨대 세포가 성장한 후에 유용하다. 영역을 나눔으로써, 세포들의 일부가 세포들의 다른 부분과 별도로 검사될 수 있다. 영역의 나눔은, 영역의 제2 유체의 일부가 캐리어 표면을 적시는 방식으로 영역의 제1 유체가 변위된다는 점에서 발생할 수 있다. 제1 유체는 변위 에이전트에 의해 변위될 수 있다.
시약이 세포를 갖는 영역에 들어가면 또한 유리하다. 이것은 그 지역 내에서 세포 성장이 간단한 방식으로 촉진되거나 중지되게 한다. 특히, 영역의 세포 또는 다른 성분들을 분석하기 위한 시약들이 또한 들어갈 수 있다. 분배 디바이스를 사용하여 시약이 추가될 수 있다. 제거 디바이스와 분배 디바이스가 하나의 구조 단위로 설계되면 소형 디바이스가 구현될 수 있다.
또한, 세포를 갖는 영역은 특히 미리결정된 시간 기간 후에 흡입될 수 있다. 이어서, 흡입된 세포들은 예컨대 바이오리액터 또는 마이크로타이터 플레이트에서 추가로 프로세싱될 수 있다. 적어도 부분적인 흡입은 제거 디바이스에 의해 수행될 수 있다. 대안적으로, 별도의 흡입 디바이스가 이용되는 것이 가능하다.
특정 실시예에서, 변위 에이전트는 고체 몸체, 특히 소수성 고체 몸체를 가질 수 있다. 제1 유체는 고체 몸체에 의해 변위될 수 있다. 제1 유체가 변위될 때, 고체 몸체는 제1 유체와 직접 접촉한다. 고체 몸체는 핀 또는 막대 모양으로 설계될 수 있다. 변위 에이전트의 소수성 설계는, 제1 유체가 변위 에이전트에 부착되지 않아, 제2 유체가 캐리어 표면을 쉽게 적실 수 있다는 장점을 제공한다. 변위 에이전트는 캐리어 표면을 향하는 단부가 둥근 단부를 가질 수 있다.
폐쇄 영역을 생성하기 위해, 변위 에이전트는 적어도 하나의 방향, 특히 정확히 2 개의 방향으로 이동될 수 있고, 여기서 방향은 캐리어 표면에 평행하다. 변위 에이전트는, 변위 에이전트가 캐리어 표면에 직접 접촉한 후 캐리어 표면에 평행한 방향으로 이동될 수 있다. 대안적으로, 변위 에이전트는, 제2 유체가 캐리어 표면을 적시고 변위 에이전트와 캐리어 표면 사이에 배열되는 방식으로 변위 에이전트가 제2 유체를 변위시킨 후에 캐리어 표면에 평행한 방향으로 이동될 수 있다. 이 경우, 변위 에이전트는 캐리어 표면과 직접 접촉하지 않는다.
대안적으로, 변위 에이전트는 제1 및 제2 유체를 향하는 단부에서 특히 원통형, 삼각형 또는 직사각형 패턴 엘리먼트를 가질 수 있다. 특히, 패턴 엘리먼트는 중공으로 설계될 수 있다. 패턴 엘리먼트는 변위 에이전트의 나머지 섹션에 분리가능하게 연결될 수 있다. 이것은, 다른 패턴 엘리먼트를 사용하거나 교체한 후 패턴 엘리먼트가 해체될 수 있는 장점을 제공한다.
패턴 엘리먼트의 설계에 따라, 예컨대 환형, 삼각형 또는 직사각형 단면을 가진 영역을 실현하는 것이 가능하다. 또한, 상이하게 설계된 패턴 엘리먼트들을 통해, 캐리어 표면에 대해 수직을 따라 상이하게 설계되고/설계되거나 상이한 높이들을 갖는 간단한 방식으로 영역들을 또한 생성할 수 있다. 따라서, 패턴 엘리먼트의 제공은, 영역이 매우 빠르게 생성될 수 있는 장점을 제공한다. 특히, 영역을 생성하기 위해, 변위 에이전트는 캐리어 표면 방향으로만 이동될 수 있다. 변위 에이전트는 수직으로만 이동될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 캐리어는 영역을 생성하기 위해 변위 에이전트의 방향으로 이동될 수 있다. 특히, 캐리어는 수직으로만 이동될 수 있다.
또한, 제2 유체의 일부에 의해 변위 에이전트가 하강된 후에 이러한 방식으로 설계된 변위 에이전트에 의해 세포 또는 입자가 완전히 둘러싸일 수 있다. 이것은, 세포 및/또는 입자가 변위 에이전트를 통해 캐리어 표면의 상이한 포지션으로 이동될 수 있는 장점을 제공한다. 이를 위해, 변위 에이전트 및/또는 캐리어 표면은 캐리어 표면에 평행한 적어도 하나의 방향으로 이동될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 변위 에이전트는 가스 출구 개구를 가질 수 있다. 가스 출구 개구는 제1 및 제2 유체를 향하는 변위 에이전트의 단부에 배열될 수 있다. 이 경우, 가스는 가스 출구 개구를 통해 출력될 수 있고, 이는 제1 유체에 작용하여 제1 유체를 변위시킨다. 이는, 가스를 사용함으로써, 변위 에이전트의 고체 몸체가 제1 및/또는 제2 유체와 직접 접촉하는 간단한 방식으로 방지된다.
본 발명에 따른 방법을 수행하기에 적합한 디바이스가 특히 유리하다. 또한, 본 발명에 따른 디바이스 및 제1 유체 및 제2 유체를 수용하는 캐리어를 갖는 시스템이 유리하고, 제2 유체는 제1 유체와 비혼화성이고 적어도 부분적으로 제1 유체를 덮는다. 캐리어는 디바이스에 의해 수용될 수 있다.
본 발명의 주제는 도면들에서 개략적으로 도시되고, 동일하거나 동일한 효과를 갖는 엘리먼트들은 대부분 동일한 참조 부호들이 제공된다.
도 1은 제1 유체 및 제2 유체를 갖는 캐리어를 도시한다.
도 2는 영역이 생성되기 전에 본 발명에 따른 디바이스의 부분 측면도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 디바이스의 부분 측면도를 도시하고, 세포를 갖는 영역은 변위 에이전트의 제1 동작 모드에 따라 생성된다.
도 4는 본 발명에 따른 디바이스의 부분 측면도를 도시하고, 세포를 갖는 영역은 변위 에이전트의 제2 동작 모드에 따라 생성된다.
도 5는 각각 세포를 갖는 복수의 영역이 생성된 후에 본 발명에 따른 디바이스의 부분 측면도를 도시한다.
도 6은, 복수의 영역이 생성된 후에 캐리어의 평면도를 도시한다.
도 7은 세포를 갖는 영역을 가진 본 발명에 따른 디바이스의 부분 측면도를 도시한다.
도 1은 용기로서 설계된 캐리어(3)를 도시한다. 캐리어(3)는 제1 유체(4) 및 제1 유체(4)와 비혼화성인 제2 유체(5)를 포함한다. 제1 유체(4)는 복수의 세포(1)를 포함한다. 제1 유체(4)가 입자들을 교대로 또는 추가로 포함하는 설계들은 또한 생각할 수 있다. 제1 유체(4)와 제2 유체(5)는 캐리어(3)에 추가된다. 제1 유체(4)는 바람직하게 제2 유체(5) 전에 추가될 수 있다. 제2 유체(5)는 제1 유체(4)에 배열되고 캐리어(3) 내에서 이를 완전히 덮는다.
도 2는 영역이 생성되기 전에 본 발명에 따른 디바이스(10)의 일부의 측면도를 도시한다. 도 2에서 볼 수 있듯이, 캐리어(3)는 디바이스(10)의 그릇(13)에 배열된다. 디바이스(10)는 x, z, y 방향들을 따라 이동될 수 있는 변위 에이전트(6)를 갖는다. 또한, 디바이스(10)는 광학 획득 디바이스(25)를 갖는다. 획득 디바이스는 이미징 디바이스(11)를 가지며, 이를 통해 캐리어(3), 특히 캐리어 표면(7)의 광학 이미지가 생성될 수 있다.
또한, 획득 디바이스(25)는 평가 디바이스(12)를 갖는다. 이미징 디바이스(11)는 평가 디바이스(12)에 전기적으로 연결된다. 평가 디바이스(12)는 캐리어 표면(7)의 제1 유체(4)에 위치된 세포들(1)의 포지션과 같은 세포 정보의 항목들을 결정하는 역할을 한다. 평가 디바이스(12)는 상세히 도시되지 않은 제어 디바이스에 전기적으로 연결될 수 있다. 이미징 디바이스(11) 및 변위 에이전트(6)는 디바이스(10)의 그릇(13)에 관하여 서로 대향하여 놓일 수 있거나 서로 오프셋 배열될 수 있다.
디바이스(10)는 제어 디바이스에 의해 제어되는 이동 디바이스(26)를 가질 수 있다. 이동 디바이스(26)는 x, y, z 방향들을 따라 획득 디바이스(25) 및/또는 변위 에이전트(6) 및/또는 캐리어(3)를 이동시킬 수 있다. 특히, 이동 디바이스(26)는 아래에 더 상세히 설명되는 영역을 생성하기 위해 평가 디바이스(12)에 의해 결정된 세포 정보의 항목에 기반하여 변위 에이전트(6) 및/또는 캐리어(3)를 이동시킬 수 있다.
변위 에이전트(6)는 소수성 핀으로 설계된다. 변위 에이전트(6)는 제2 유체(5)를 향하는 단부에 둥근 단부를 갖는다.
도 3은 본 발명에 따른 디바이스(10)의 부분 측면도를 도시하고, 세포를 갖는 폐쇄 영역(2)은 변위 에이전트(6)의 제1 동작 모드에 따라 생성된다. 영역(2)이 생성되기 전에, 획득 디바이스(25)를 통해 세포 정보의 항목이 결정된다. 특히, 세포들(1)이 배열된 캐리어 표면(7)의 영역들이 결정된다.
이어서, 세포(1)를 포함하는 폐쇄 영역(2)을 생성하는 방식으로 변위 에이전트(6)가 이동된다. 영역(2)을 생성하기 위해, 변위 에이전트(6)가 먼저 y 방향을 따라 캐리어 표면(7)으로 이동된다. 제2 유체(5)의 일부에 의해 캐리어 표면(7)을 적신 후, 변위 에이전트(6)는 폐쇄 영역(2)을 생성하기 위해 방향 z 및 x를 따라 이동한다. 변위 에이전트(6)가 z 및 x 방향을 따라 이동할 때, 제1 유체(4)는 또한 변위 에이전트(6)에 의해 변위되어, 제2 유체(5)가 캐리어 표면(7)을 적실 수 있다.
이 동작 모드에서, 변위 에이전트(6)는, 제2 유체(5)의 일부가 캐리어 표면(7)을 적실 때까지 캐리어 표면(7) 방향으로 제2 유체(5)의 일부를 누른다. 이 동작 모드에서, 변위 에이전트(7)는 캐리어 표면(7)과 직접 접촉하지 않는다. 도 4에서 볼 수 있듯이, 제2 유체(5)의 일부는 변위 에이전트(6)와 캐리어 표면(7) 사이에 배열된다.
영역(2)은 제2 유체의 일부(15)에 의해 나머지 섹션(18)으로부터 유체적으로 분리되고, 나머지 섹션(18)은 복수의 세포(1)를 갖는 제1 유체(4)를 갖는다. 유체 분리는, 영역(2)에 위치된 제1 유체(4)가 나머지 섹션(18)에 위치된 제1 유체(4)에 유체적으로 연결되지 않도록 발생한다.
도 4는 본 발명에 따른 디바이스(10)의 일부의 측면도를 도시하고, 여기서 세포(1)를 갖는 폐쇄 영역(2)은 변위 에이전트(6)의 제2 동작 모드에 따라 생성된다. 이 동작 모드에서, 변위 에이전트(6)는, 방향 y를 따라 이동할 때 제2 유체(5)를 통과하여 제1 및 제2 유체(4, 5)를 변위시키는 방식으로 이동된다. 변위 에이전트(6)는 캐리어 표면(7)과 직접 접촉한다.
변위 에이전트(6)가 캐리어 표면(7)과 접촉한 후, 변위 에이전트(6)는 폐쇄 영역(2)을 생성하기 위해 x 및/또는 z 방향으로 이동된다. 변위 에이전트(6)가 x 및/또는 z 방향을 따라 이동될 때, 제1 유체(4)가 또한 변위된다. 변위 에이전트(6)가 이동된 후, 제2 유체(5)의 일부가 변위 에이전트(6)에 의해 변위된 제1 유체(4)의 부분으로 유동하여 캐리어 표면(7)을 적신다.
도 5는 각각 세포(1)를 갖는 복수의 영역(2)이 생성된 후 본 발명에 따른 디바이스의 일부 측면도를 도시한다. 특히, 도 5는, 정확히 3 개의 영역(2), 즉 제1 영역(22), 제2 영역(16) 및 제3 영역(17)이 디바이스(10)에 의해 생성된 것을 도시한다. 또한, 캐리어(3)는 세포들을 포함하지 않는 나머지 영역(8)을 포함한다.
개별 영역들(2)은 제2 유체의 일부(15)에 의해 서로 그리고 나머지 영역(8)과 유체적으로 분리된다. 특히, 제1 영역(22)은 제2 유체의 제1 부분(23)에 의해 나머지 영역(8)과 유체적으로 분리된다. 나머지 영역(8)은 또한 제2 유체의 제2 부분(19)에 의해 제2 영역(16)과 유체적으로 분리된다. 제2 영역(16)은 추가로 제2 유체의 제3 부분(20)에 의해 제3 영역(17)과 유체적으로 분리된다.
영역(2)을 생성하기 위해, 도 3에 이미 설명된 바와 같이, 2 개의 유체(4, 5)가 이미징 디바이스(11)를 통해 캐리어(3)에 도입된 후, 캐리어(3), 특히 캐리어 표면(7), 또는, 이미지 적층을 통해 전체 유체 체적의 이미지가 생성된다. 평가 디바이스(12)는 생성된 이미지에 기반하여 세포 정보의 항목, 특히 제1 유체(4)에 위치된 세포들(1)의 포지션을 결정한다.
제1 영역(22)을 생성하기 위해, 변위 에이전트(6)는 세포들(1)의 결정된 포지션에 기반하여 캐리어(3)에 관련된 포지션으로 이동되고, 도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이, 캐리어 표면(7)의 방향으로 y 방향을 따라 하강된다.
여기서, 변위 에이전트(6)의 둥근 단부는, 제2 유체의 제1 부분(23)이 캐리어 표면(7)을 적시는 방식으로 제1 유체(4)를 변위시킨다. 이어서, 변위 에이전트(6)는 제1 영역(22)을 생성하기 위해 캐리어 표면(7)에 평행하게 이어지는 z, x 방향을 따라 이동된다.
제1 영역(22)은 제2 유체의 제1 부분(23)에 의해 캐리어(3) 내에 위치된 제 1 유체(4)의 나머지로부터 유체적으로 분리된다. 따라서, 제1 영역(22)은 캐리어 표면(7), 캐리어(3)의 측벽, 캐리어 표면(7)을 적시는 제2 유체의 제1 부분(23) 및 제1 영역(22)을 적시는 제2 유체(5)에 의해 경계가 정해진다. 제1 영역(22)이 생성된 후, 변위 에이전트(6)는 캐리어 표면(7)에서 y 방향으로 이동된다. 이어서, 변위 에이전트(6)는 캐리어(3)에 관하여 상이한 위치로 이동되며, 여기에서 시작하여 도 5에 도시된 제2 영역(16)이 생성된다. 제2 영역(16)을 완성한 후에, 제3 영역(17)이 생성된다.
제2 및 제3 영역들(16, 17)은, 제2 유체의 대응 부분(19, 20)이 캐리어 표면(7)을 적시는 방식으로 변위 에이전트(6)가 제1 유체(4)를 변위시킨다는 점에서 제1 영역(22)과 유사하게 생성된다. 또한, 변위 에이전트(6)는 캐리어 표면(7)과 평행하게 이동된다. 변위 에이전트(6)가 캐리어 표면(7)과 평행하게 이동하더라도, 제1 유체(4)는, 제2 유체의 대응 부분(19, 20)이 캐리어 표면(7)을 적시는 방식으로 변위된다.
디바이스(10)는 또한 제거 디바이스(14)를 갖는다. 나머지 영역(8)은 제거 디바이스(14)를 통해 흡입될 수 있다. 이 경우, 제거 디바이스(14)는 어떠한 세포들도 없는 나머지 영역(8)을 제거하는 역할을 한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제거 디바이스(14)는 영역들(2)을 흡입하는 역할을 할 수 있다. 흡입은 미리결정된 시간 기간 또는 검사 후에 발생하여, 각자의 영역들(2)에서 세포 성장이 발생한다.
도 6은 복수의 영역(2), 즉 제1 영역(22), 제2 영역(16) 및 제3 영역(17)이 생성된 후 캐리어(3)의 평면도를 도시한다. 도 6에 도시된 캐리어(3)에서의 세포들(1)의 배열은 도 1 내지 도 5에 도시된 캐리어(3)에서의 세포들(1)의 배열과 상이하다.
도 6에서 볼 수 있듯이, 3 개의 영역(2)은 그 단면이 상이하다. 또한, 3 개의 영역(2)은 설계 및 부피가 서로 상이하다. 제1 영역(22)은 원형을 가지며, 제2 영역(16)은 직사각형을 가지며, 제3 영역(17)은 삼각형을 가진다. 나머지 영역(8)은 제거 디바이스(14)를 통해 제거되었다.
제2 영역(16)은 2 개의 하위 영역(9)으로 나뉘어질 수 있다. 이것은 변위 에이전트(6)가 제2 영역(16)의 제1 유체(4)를 변위시킴으로써 발생할 수 있다. 결과적으로, 제2 유체의 제4 부분(21)이 캐리어 표면(7)을 적신다. 2 개의 하위 영역(9)을 분리하는 제2 유체의 제4 부분(21)은 도 6에서 파선으로 도시된다.
도 6에 도시된 영역들(2)은 도 2-도 5에 도시된 방법에 의해 생성될 수 있다. 이것은, 변위 에이전트(6)가 캐리어 표면(7)에 대해 제2 유체의 각자의 부분(15)을 이미 눌렀거나 그 자체가 캐리어 표면(7)과 직접 접촉한 후 x, y 방향을 따라 이동됨을 의미한다. 대안적으로, 도 6에 도시된 영역들은 도 7과 관련하여 아래에 설명된 방법에 따라 생성된다.
도 7은 세포(1)를 갖는 영역(2)을 갖는 본 발명에 따른 디바이스(10)의 일부 측면도를 도시한다. 디바이스(10)는 변위 에이전트(6)의 설계가 도 3 또는 도 4에 도시된 디바이스(10)와 상이하다. 따라서, 도 7에 도시된 변위 에이전트(6)는 캐리어 표면(7)을 향하는 단부에 패턴 엘리먼트(27)를 가지며, 이를 통해 예컨대, 단면 원형 영역(2)이 생성될 수 있다. 패턴 엘리먼트(27)는 중동 실린더로 설계된다.
폐쇄 영역(2)을 생성하기 위해, 이동 디바이스(26)는 변위 에이전트(6)를 y 방향으로만 이동시킨다. 따라서, 변위 에이전트(6)는 캐리어 표면(7)을 적실때까지 캐리어 표면(7) 방향으로 제2 유체의 일부(15)를 누른다. 대안적으로, 변위 에이전트(6)는 도 4에 도시된 실시예와 유사한 방식으로 동작될 수 있어서, 변위 에이전트(6)는 캐리어 표면(7)과 직접 접촉하도록 제1 유체(4)를 변위시킨다. 변위 에이전트(6)가 캐리어 표면(7)과 접촉한 후, 이것은 y 방향과 반대 방향으로 이동된다. 제2 유체(5)의 일부가 캐리어 표면(7)을 적셔서, 제1 유체의 영역(2)과 나머지 섹션(18) 사이의 유체 분리가 실현된다.
도 6에 도시된 변위 에이전트(6)를 사용하여, 폐쇄 영역(2)을 생성하기 위해 변위 에이전트(6)를 x, z 방향으로 이동할 필요가 없다. 즉, 오로지 변위 에이전트(6)를 y 방향으로만 이동시킴으로써 영역이 생성될 수 있다.
1 세포
2 영역
3 캐리어
4 제1 유체
5 제2 유체
6 변위 에이전트
7 캐리어 표면
8 어떠한 세포들도 없는 나머지 영역
9 하위 영역
10 디바이스
11 이미징 디바이스
12 평가 디바이스
13 그릇
14 제거 디바이스
15 제2 유체의 일부
16 제2 영역
17 제3 영역
18 나머지 섹션
19 제2 유체의 제2 부분
20 제2 유체의 제3 부분
21 제2 유체의 제4 부분
22 제1 영역
23 제2 유체의 제1 부분
25 획득 디바이스
26 이동 디바이스
27 패턴 엘리먼트
x, y, z 방향

Claims (19)

  1. 캐리어(carrier)(3)의 캐리어 표면(7)상에 적어도 하나의 폐쇄 영역(2)을 생성하는 방법으로서,
    a. 적어도 하나의 세포(1) 및/또는 적어도 하나의 입자를 포함하는 제1 유체(4)를 상기 캐리어 표면(7)에 추가하는 단계;
    b. 제 2 유체(5)를 추가하는 단계 - 상기 제2 유체(5)는 상기 제1 유체(4)와 비혼화성이고 적어도 부분적으로 상기 제1 유체(4)를 덮음 -;
    c. 적어도 하나의 세포 정보의 항목 및/또는 적어도 하나의 입자 정보의 항목을 획득하는 단계; 및
    d. 적어도 하나의 획득된 세포 정보의 항목 및/또는 적어도 하나의 획득된 입자 정보의 항목에 기반하여 상기 폐쇄 영역(2)을 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    a. 상기 영역(2)은, 상기 제2 유체의 일부(15)가 상기 캐리어 표면(7)을 적시는 방식으로 상기 제1 유체(4)가 변위되어 생성되거나 또는
    b. 상기 영역(2)은, 상기 제2 유체의 일부(15)가 상기 캐리어 표면(7)을 적시고 상기 제2 유체의 일부(15)가 폐쇄선(closed line)을 형성하는 방식으로 상기 제1 유체(4)가 변위되어 생성되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    a. 복수의 영역(2)이 생성되고, 상기 영역들(2)은 동일하거나 상이한 단면들을 갖고/갖거나
    b. 상기 캐리어 표면(7)에 대한 법선을 따라 형성이 서로 상이한 복수의 영역(2)이 생성되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    a. 상기 세포 정보의 항목 및/또는 상기 입자 정보의 항목에 기반하여, 적어도 하나의 영역(2)이 생성될 위치가 결정되고/결정되거나
    b. 상기 영역(2)은 적어도 하나의 세포(1) 및/또는 적어도 하나의 입자를 갖는 것을 특징으로 하는, 방법.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영역(2)이 생성되기 전에,
    a. 상기 세포 정보의 항목 및/또는 상기 입자 정보의 항목에 기반하여, 상기 캐리어(3)가 이동되거나 또는
    b. 획득된 세포 정보의 항목 및/또는 상기 입자 정보의 항목에 기반하여, 상기 적어도 하나의 세포(1) 및/또는 상기 적어도 하나의 입자가 새로운 포지션으로 이동되는 방식으로 상기 캐리어(3)가 이동되거나 또는
    c. 상기 획득된 세포 정보의 항목에 기반하여, 상기 적어도 하나의 세포(1) 및/또는 상기 적어도 하나의 입자가 새로운 포지션으로 이동되는 방식으로 상기 캐리어(3)가 흔들리거나 진동되고/되거나 상기 제1 유체가 혼합되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    a. 어떠한 세포(1)도 갖지 않는 적어도 하나의 나머지 영역(8)은 제거되고/제거되거나
    b. 특히 세포 또는 입자를 갖는 상기 영역(2)에 시약이 도입되고/도입되거나
    c. 특히 세포 또는 입자를 갖는 상기 영역(2)은 적어도 부분적으로 흡입되거나 완전히 채워지는 것을 특징으로 하는, 방법.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영역(2)은, 상기 영역(2)의 상기 제2 유체(5)의 일부가 상기 캐리어 표면(7)을 적시는 방식으로 상기 영역(2)의 상기 제1 유체(4)를 변위시킴으로써 적어도 2 개의 하위 영역(9)으로 나뉘어지는 것을 특징으로 하는, 방법.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 유체(4) 및 상기 제2 유체(5)는 변위 에이전트(displacement agent)(6)를 통해 변위되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 변위 에이전트(6) 및/또는 상기 캐리어(3)는 상기 제1 유체(4) 및/또는 상기 제2 유체(5)를 변위시키기 위해 이동되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  10. 제8 항 또는 제9 항에 있어서,
    a. 상기 변위 에이전트(6)는 고체 몸체를 가지며, 상기 제1 유체(4)는 상기 고체 몸체에 의해 변위되거나 또는
    b. 상기 제1 유체(4)는 상기 변위 에이전트(6)로부터 상기 제1 유체(4)로 가스를 적용함으로써 변위되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  11. 제8 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    a. 상기 영역(2)을 생성하기 위해, 상기 변위 에이전트(6)는 상기 캐리어 표면(7)의 방향으로만 이동되거나 상기 캐리어(3)는 상기 변위 에이전트(6)의 방향으로만 이동되거나 또는
    b. 상기 영역(2)을 생성하기 위해, 상기 변위 에이전트(6) 및/또는 상기 캐리어(3)는 상기 캐리어 표면(7)에 평행한 적어도 하나의 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 디바이스(10).
  13. 디바이스(10)로서,
    상기 디바이스(10)는 적어도 하나의 세포 정보의 항목 및/또는 적어도 하나의 입자 정보의 항목을 획득하기 위한 광학 획득 디바이스(25) 및 변위 에이전트(6)를 갖는, 제1 유체(4) 및 제2 유체(5) - 상기 제2 유체(5)가 상기 제1 유체(4)와 비혼화성이고 적어도 부분적으로 상기 제1 유체(4)를 덮음 -를 수용하기 위해 캐리어(3)의 캐리어 표면(7)상에 적어도 하나의 폐쇄 영역(2)을 생성하기 위한 디바이스(10)이고, 이에 의해, 적어도 하나의 획득된 세포 정보의 항목 및/또는 적어도 하나의 획득된 입자 정보의 항목에 기반하여, 상기 폐쇄 영역(2)이 생성될 수 있는, 디바이스(10).
  14. 제12 항 또는 제13 항에 있어서, 상기 변위 에이전트(6)는 상기 영역(2)을 생성하기 위해 상기 제1 유체(4)를 변위시키도록 설계 및 의도되어, 상기 제2 유체의 일부(15)는 상기 캐리어 표면(7)을 적시는 것을 특징으로 하는, 디바이스(10).
  15. 제12 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    a. 상기 획득 디바이스(25)는 상기 캐리어 표면(7)의 이미지를 생성하기 위한 이미징 디바이스(11)를 가지거나 또는
    b. 상기 획득 디바이스(25)는 상기 캐리어 표면(7)의 이미지를 생성하기 위한 이미징 디바이스(11) 및 평가 디바이스(12)를 가지며, 상기 평가 디바이스(12)는 상기 이미지에 기반하여 상기 세포 정보의 항목 및/또는 상기 입자 정보의 항목을 결정하는 것을 특징으로 하는, 디바이스(10).
  16. 제15 항에 있어서, 상기 디바이스(10)는 상기 캐리어(3)를 수용하기 위한 그릇(13)을 가지며, 상기 이미징 디바이스(11) 및 상기 변위 에이전트(6)는 상기 그릇(13)에 관하여 서로 상호 대향하는 것을 특징으로 하는, 디바이스(10).
  17. 제12 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    a. 상기 변위 에이전트(6)는 소수성 고체 몸체를 가지며/가지거나
    b. 상기 변위 에이전트(6)는 상기 제1 유체(4) 및/또는 상기 제2 유체(15)와 접촉될 수 있는 단부에 패턴 엘리먼트(27)를 가지며/가지거나
    c. 상기 변위 에이전트(6)는 가스 출구 개구를 가지는 것을 특징으로 하는, 디바이스(10).
  18. 제12 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    a. 어떠한 세포들도 가지지 않는 상기 제1 유체(4)의 나머지 영역(8)을 제거하고/제거하거나 상기 영역(2)을 제거하기 위한 제거 디바이스(14) 또는
    b. 어떠한 세포들도 가지지 않는 상기 제1 유체(4)의 상기 나머지 영역(8)을 적어도 부분적으로 흡인하고(aspirating)/흡인하거나 적어도 부분적으로 상기 영역(2)을 흡입하기 위한 제거 디바이스(14)를 특징으로 하는, 디바이스(10).
  19. 제12 항 내지 제18 항 중 어느 한 항에 따른 디바이스(10) 및 캐리어(3)를 갖는 시스템으로서,
    상기 캐리어(3)는 제1 유체(4) 및 제2 유체(5)를 수용하고, 상기 제2 유체(5)는 상기 제1 유체(4)와 비혼화성이고 적어도 부분적으로 상기 제1 유체(4)를 덮는, 시스템.
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