JP2017519148A - 卵内注入装置の流体送達システム - Google Patents

Abstract

卵内注入装置内に実装される流体送達システムが開示される。この流体送達システムは複数の膜バルブを含む。具体的には、流体送達システムは、処理物質液の正確な量を計量送出するのに使用するダイアフラム・バルブを含む。ダイアフラム・バルブは、長時間作動させないでおいた時に近接する表面にダイアフラムが付着するのを減少させまたは完全に防止するためのある離隔体の特徴をその表面に含み、また、ダイアフラムと近接する表面との間の液体のトラップを減少させ、または完全に防止するための流体通路の機構をその表面に含む。流体送達システムは、最適化した流れ特性に寄与する特徴を含む。【選択図】図４

Description

本開示の主題は、２０１４年６月１３日に出願した「Ｆｌｕｉｄ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ａｎ Ｉｎ Ｏｖｏ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」という名称の米国仮出願第６２／０１１６２０号に関連し、この優先権を主張するものであり、引用によりこの開示全体が本開示に組み込まれる。

本開示の主題は全体として流体送達システムに関わり、より詳細には、卵内注入装置内に実装される流体送達システムに関わる。この流体送達システムは、付着を防止する特徴と流体を排出する特徴を有する複数の膜バルブを備える。

孵化する前の生きた鳥卵にある物質を導入することが望ましい場合は多い。様々な物質を鳥卵に注入することを通常「卵内注入」と称する。そうした注入は、孵化後の死亡率を下げるため、孵化した鳥の潜在的成長率もしくは最終的な大きさを増大させるため、または胚の性別の決定に影響を与えるために用いられてきた。同様に、人間もしくは動物用の医薬または診断に応用可能なワクチンに用いられる様々な物質の培養を行うため、生きた卵への抗原の注入が行われてきた。卵内注入に使用されまたは提案されている物質としては、例えば、ワクチン、抗生物質、およびビタミンがあるが、これに限らない。同様の方法および／または装置を使用して鳥卵から材料を除去することが、試験およびワクチンの採取など、様々な目的で行われてきた。

卵注入装置（すなわち、卵内注入装置）は、複数の卵に同時にまたは順次注入を行うように動作する複数の注入デバイスを備えることができる。注入装置は、注入デバイスを含む注入ヘッドを備えることができる。各注入デバイスは、注入される予定の処理物質が入った供給源と流体連通している。卵内注入装置は、通常、市販の卵キャリアまたは卵トレイと共に動作するように設計される。卵内注入装置と共に使用される卵トレイは、一般に、複数の鳥卵のそれぞれを概ね直立の向きに支持するように構成されたポケットの配列を含む。卵トレイの運ぶ卵に注入を行う注入ヘッドの真下に卵トレイを位置合わせする自動コンベヤシステムを介して、卵内注入装置の中を卵トレイが搬送される場合が一般的である。物質の卵内注入（ならびに材料の卵内採取）は、一般に、（例えば、パンチにより）卵の殻を穿孔して開口を形成し、その孔を通って注入針を卵の内部（および、場合によっては、その中にある鳥類胚内）に伸ばし、針を通して処理物質を注入し、および／またはそこから材料を除去することによって行われる。

米国特許出願公開第２０１４／００１４０４０号明細書

卵内注入装置内に実装される流体送達システムは、通される流体の流れを制御し、卵に注入される処理物質の正確な量を制御する１枚または複数枚の膜バルブを備えることができる。しかし、膜バルブの動作の信頼性についていくつかの課題が存在する。１つの例として、長時間（例えば一晩）作動させないでおくと、一部または全部の膜の表面が、近接する面に付着することがあり、膜バルブは部分的または全体的に作動不能となり、整備が必要となる。別の例では、閉じた時に膜と近接する面との間で液体が局所的にトラップされることがあり、その結果、不十分な量の液体がそこから送られることがある。従って、卵内注入装置の流体送達システムに膜バルブを実装する新しいやり方が必要である。

加えて、流体送達システムにおいて、流れ特性が悪いと装置に望ましくない影響をもたらす。例えば、流体の流路に沿って薬剤のタンパク質が蓄積され、バクテリアの繁殖や薬効の低下につながる可能性がある。他の例では、ある流れ特性においては、流体が様々なチャンバおよび／またはシステムの経路を通る際に、流体中に望ましくない圧力勾配を発生させ、そこを通る流体中の生きた細胞および／または他の側面を損傷し、および／または破壊する場合がある。従って、流体送達システムにおいて流れ特性を改善する新しい方法が必要である。

ここで記載する発明の概要は、下記の「発明を実施するための形態」の項で更に説明が加えられる概念を、単純化した形で選択し、紹介するために提供されるものである。この発明の概要は、請求項に記載された主題の主要な特徴や本質的な特徴を示すことを意図しておらず、また、請求項に記載された主題の範囲を制限するために使用されることも意図していない。

本発明のいくつかの態様に従って流体送達システムが提供される。流体送達システムは、複数のポンプ組立体を含むことができる。複数のポンプ組立体は、流体通路で互いに連結される膜ポンプおよび複数の膜バルブを含むことができる。膜ポンプおよび複数の膜バルブは更に、ポンプ組立体に流体通路を介して流体接続された流体貯蔵槽から所定量の流体処理物質を計量しかつ送出するため、開位置および閉位置に構成されるダイアフラムを含むことができる。膜ポンプおよび複数の膜バルブは、圧力／真空室と、圧力／真空室の第１の基板に少なくとも部分的に接触する下面を有する弾性膜層とを含むことができる。弾性膜層は、前記下面に配設され、第１の基板との全体接触を防止するように構成される複数の離隔体を含んでもよい。

離隔体は基端部と先端部とを備えてもよい。基端部は弾性膜層の下面に接続することができ、離隔体は、先端部が基端部より小さい断面積を有するように基端部から先端部にかけてテーパー状であってもよい。離隔体はまた、概ね円錐形かまたは半球形であってもよい。

流体送達システムのダイアフラムは、弾性膜層の下面に配設された流体排出機構を含むことができる。流体排出機構は雪片模様に構成されてもよい。雪片模様は３段の枝分かれを有してもよい。離隔体は、雪片模様の３段の枝分かれの間に形成されてもよい。

ダイアフラムの弾性膜層は、接続部に囲まれたダイアフラム部を含むことができる。接続部は、ダイアフラム部より薄い厚みを有し、ダイアフラム部が開状態の間、圧力／真空室の第２の基板に接触するように構成されてもよく、それにより、送出される流体処理物質の均一な計量採量を生じさせる。いくつかの実施形態において、接続部は、外周部のより薄い厚さから接続部がダイアフラム部に接続する箇所のより厚い厚さまで、厚さがテーパー状に変化してもよい。ある別の実施形態においては、接続部は厚さが概ね均一であり、それにより、接続部とそれより厚いダイアフラム部との間が段となってもよい。

いくつかの実施形態において、流体通路は最適化した流れ特性を備えてもよい。最適化した流れ特性は流体通路内に丸み屈曲部と丸み断面を備えてもよい。

流体送達システムは、流体通路に沿って流入／流出口ポートを更に含むことができる。ポートに入る流体が流出口の直径よりも小さい直径を有する流入口を通って流れ、それにより境界層が最小限となり流体流の中心から流体流の外縁に向かう圧力勾配が最小限となるように流入／流出口ポートはテーパー状に形成される。いくつかの実施形態においては、流入／流出口ポートが流入口の周囲に沿って丸みを含むこともできる。

これまで本開示の主題を一般的な言葉で説明してきたが、次に添付図面の参照に移る。添付図面は必ずしも一定の比例で描かれたものではない。

鳥卵に処理物質を送達可能な卵内注入送達デバイスの部分断面図である。 本開示の一態様に基づく、複数の注入デバイスを有する卵内注入装置の側面図であり、卵内注入装置は流体送達システムを備える。 本開示の一態様に基づく、本開示の流体送達システムの一部分の平面図であり、膜バルブを備えるポンプ組立体の例示配置を示す。 本開示の一態様に基づくポンプ組立体の一例とそこから処理物質を送出する過程とを示す側断面図である。 本開示の一態様に基づくポンプ組立体の一例とそこから処理物質を送出する過程とを示す側断面図である。 本開示の一態様に基づくポンプ組立体の一例とそこから処理物質を送出する過程とを示す側断面図である。 本開示の一態様に基づくポンプ組立体の一例とそこから処理物質を送出する過程とを示す側断面図である。 本開示の一態様に基づくポンプ組立体の一例とそこから処理物質を送出する過程とを示す側断面図である。 本開示の一態様に基づくポンプ組立体の一例とそこから処理物質を送出する過程とを示す側断面図である。 ポンプ組立体のダイアフラム・ポンプの側断面図であり、それぞれ弛緩状態および作動状態を示す。 ポンプ組立体のダイアフラム・ポンプの側断面図であり、それぞれ弛緩状態および作動状態を示す。 ダイアフラム・ポンプのダイアフラムの一例の斜視図であり、ダイアフラム上に形成されたある特徴を示す。 図１１で示したダイアフラムを含むダイアフラム・ポンプの平面図である。 図１２のＡ−Ａ線で切断したダイアフラム・ポンプの断面図である。 図１１で示したダイアフラムの平面図および側面図であり、ダイアフラム上に形成された離隔体と流体排出機構をより詳細に示す。 図１４のＢ部の拡大図であり、流体排出機構をより詳細に示す。 図１４のＥ−Ｅ線で切断したダイアフラムの流体排出機構の一部分の断面図である。 図１５の流体排出機構のＦ部の拡大図である。 ポンプ組立体のインプット・バルブおよび／または流出口バルブの一例の様々な図である。 ポンプ組立体のインプット・バルブおよび／または流出口バルブの一例の様々な図である。 ポンプ組立体のインプット・バルブおよび／または流出口バルブの一例の様々な図である。 ポンプ組立体のインプット・バルブおよび／または流出口バルブの一例の様々な図である。 ポンプ組立体のインプット・バルブおよび／または流出口バルブの一例の様々な図である。 １個のポンプ組立体の一部の平面図であり、内部の流体流路をより詳細に示す。流体流路は最適化した流れ特性を有する。 図２１のＡ−Ａ線で切断した垂直流路の一例の断面図である。 １個のポンプ組立体の一部分の切取斜視図であり、その中の流体流路をより詳細に示す。 ポンプ組立体の流入口ポートの一例の側断面図である。 最適化した流れ特性を有するポンプ組立体の流入／流出口の更に別の例の側断面図である。 最適化した流れ特性を有するポンプ組立体の流入／流出口の更に別の例の側断面図である。 ダイアフラム・バルブの流出口流路のプロットであり、流速・流線の一例を示す。

添付図面を参照しながら本開示の主題をより詳しく説明する。ここで示すのは本開示の主題の実施形態の全てではなく一部である。同様の番号は一貫して同様の要素を指す。本開示の主題は、多くの様々な形態において具現化されるので、ここで述べる実施形態だけに限定されると解釈するべきではない。これらの実施形態を提供したのはむしろ本開示を適用法の要件に準拠させるためである。実際、本開示の主題に関わる分野の当業者であれば、上記の説明や付随する図面で示される教示の恩恵を受けて、ここで述べる本開示の主題の修正形態や別の実施形態を数多く思いつく。従って、本開示の主題は、開示された特定の実施形態に限定されるべきではなく、また、修正形態や他の実施形態は添付請求項の範囲内に含まれることを意図したものであると理解される。

いくつかの実施形態において、本開示の主題は、卵内注入装置内に実装される流体送達システムを提供する。この流体送達システムは複数の膜ポンプ／バルブを備える。具体的には、流体送達システムは、例えば処理物質液の正確な量を計量送出するのに使用することのできるダイアフラム・ポンプ／バルブ・システムを含む。ダイアフラム・ポンプ／バルブ・システム内のダイアフラム・ポンプは、長時間作動させないでおいた時に近接する表面にダイアフラムが付着するのを減少させまたは完全に防止するためのある種の離隔体をその表面に備えてもよく、また、ダイアフラムと近接する表面との間の液体のトラップを減少させまたは完全に防止するために、液排出通路の機構をその表面に備えてもよい。

本開示のダイアフラム・バルブの更に別の態様は、例えば雪片模様に配置された複数の流体通路を含む流体排出機構である。

本開示のダイアフラム・バルブの更に別の態様は、ダイアフラムとそれに近接する表面との間の液体のトラップを減少させるかまたは完全に防止するために使用されるダイアフラム・バルブの流体排出機構である。

本開示のダイアフラム・バルブの更に別の態様は、長時間作動させないでおいた時に近接する表面にダイアフラムが付着するのを減少させるかまたは完全に防止するのを助けることもできるダイアフラム・バルブの流体排出機構である。

本開示のまた別の態様は、ダイアフラムのたわみ量とたわみ形状が作動ごとに概ね同じであり、それにより、処理物質流体の正確な量の送出に関わる信頼性と再現性を確保するダイアフラム・バルブである。

本開示の態様に従って、卵に物質を、とりわけ油性および水性の処理物質のような物質を注入するために使用可能な卵内処理システムの一例は、Ｅｍｂｒｅｘ，Ｉｎｃ．（ノースカロライナ州ダーラム）の製造するＩＮＯＶＯＪＥＣＴ（登録商標）卵注入装置として知られるシステムである。しかし、本発明の実施形態は、任意の卵内処理デバイスと共に使用してもよい。

図１を参照すると、処理物質を鳥卵に送達することのできる卵内注入送達デバイス１０の部分断面図が示されている。この例では、卵内注入送達デバイス１０は、Ｅｍｂｒｅｘ ＩＮＯＶＯＪＥＣＴ（登録商標）卵注入装置の卵内注入送達デバイスである。注入送達デバイス１０は、卵１の殻に開口を形成するよう構成されたパンチ１１を含む。注入針１２は、パンチ１１内に移動可能に配設することができる（すなわち、パンチ１１は各注入針１２を概ね同心円状に取り巻いていてもよい）。それにより、パンチ１１が卵の殻に開口を形成した後、その中に１つまたは複数の物質を送達するため、注入針１２をパンチ１１とその卵殻開口を通って卵内の注入位置まで移動させてもよい。しかし、本開示の態様に基づいて、様々な種類の注入送達デバイスが活用することとしてもよい。本開示の態様は図示した注入送達デバイスに限定されない。

図１の注入送達デバイス１０を介して１つまたは複数の処理物質を卵に注入した後、あるいは、卵から材料を除去した後、パンチ１１と針１２の一部を消毒用流体で、例えば噴霧や浸漬により、および／または、消毒用流体を針および／またはパンチを通して流すなどにより、処理することができる。

本開示で使用されているように、「処理物質」とは、卵に注入されて望ましい結果を達成する物質を指してもよい。同様に、投与もしくは投与量とは、卵ごとの処理物質の１単位量を意味する１単位の処理物質を指してもよい。処理物質は、ワクチン、抗生物質、ビタミン、ウィルス、および免疫調節性物質を含んでもよく、またこれだけに限らない。処理物質は、孵化した鳥における鳥類病の流行と闘うため、ユーザーが製造するかおよび／または一般に販売されている、卵内使用に設計されたある種のワクチンを含むこともできる。いくつかの実施形態において、処理物質は、例えば流体もしくは乳濁液のような流体媒体に分散されるか、または、流体に溶解した固体か、または流体に分散したもしくは懸濁した微粒子である。

本開示で使用されているように、「針」または「注入針」という用語は、処理物質を卵の内部に送達するため卵内に挿入するように設計された器具を指す。「針」または「注入針」という用語は、卵から材料を取り出すため卵内に挿入するように設計された器具を指すこともできる。相応しい針の設計が数多くあることは当業者であれば明らかである。「注入ツール」と言う用語は、本開示で使用されているように、鳥卵の殻に穴を開けるため、および処理物質を中に注入しおよび／またはそこから材料を取り出すための両方の目的で設計されたデバイスを指す。注入ツールは、卵殻に穴を開けるパンチと、パンチが開けた穴を通って卵内に処理物質を注入するため挿入される注入針とを備える。注入ツール、パンチ、および注入針には様々な設計があることは、当業者であれば明らかである。

本開示で使用されているように、「卵内注入」という用語は、ある物質を孵化する前の卵内に配置することを指す。この物質は、卵の胚体外区画内（例えば、卵黄嚢、羊膜、尿膜）または胚自体の内部に配置される。注入を行う場所は、当業者にとって明らかなように、注入する物質や望まれる結果によって様々である。

図２を参照すると、図１で示した複数の注入送達デバイス１０を備える卵内注入装置２０の側面図が示されている。本開示の一態様によれば、注入装置２０は、流体送達システム１００に流体接続していてもよい。

注入装置２０の注入送達デバイス１０は、本開示の態様に従って複数の卵内に１つまたは複数の物質を注入するように構成されていてもよい。注入装置２０は、複数の注入送達デバイス１０と関連して１つの固定ベース２２を含むことができる。

トレイ３０は、複数の卵１を概ね直立させた位置で保持する。トレイ３０は、卵１の所定の部分に対して外からのアクセス可能に構成することができる。注入送達デバイス１０が装置のベース２２に向かって進む際に、対応する注入送達デバイス１０の１つを基準として卵の端部が適切な位置を取れるように、トレイ３０が各卵１を保持する。卵内注入デバイスは、様々な方向を向く卵に注入してもよい。本開示の態様は、図示した向きの卵に注入する卵内注入デバイスに限らない。

複数の注入送達デバイス１０はそれぞれ、正反対の第１の端部１６と第２の端部１７とを有することができる。注入送達デバイス１０は、第１の伸展位置と第２の後退位置を有することができる。注入送達デバイス１０が伸展した際、第１の端部１６は、卵殻外部の所定の部位と接触し静止するよう構成することができる。注入送達デバイス１０内部のパンチ１１（図１参照）はこの位置から殻に小さな開口を形成することができ、それにより、卵１に１つまたは複数の物資を送達するためおよび／またはそこから材料を取り出すため、注入針１２（図１参照）を開口の中を通って挿入することが可能となる。注入を行わない時には注入送達デバイス１０は後退し、卵１および固定ベース２２の上で所定の距離を隔てて静止するようにしてもよい。あるいはまた、ベース２２は注入送達デバイス１０を基準とした適切な位置に卵１を置くため、縦方向に摺動可能であってもよい（例えばコンベヤー）。

各注入送達デバイス１０は、特定量の処理物質を送達するように構成することができる。すなわち、流体送達システム１００が注入送達デバイス１０に処理物質を供給することができる。流体送達システム１００は、複数のポンプ組立体１１０を含んでもよい。例えば、注入送達デバイス１０のそれぞれについて１個のポンプ組立体１１０（例えば１２個の注入送達デバイス１０対して１２個ポンプ組立体１１０）を含んでもよい。ポンプ組立体１１０の上流側は、流体通路１２０を介して流体貯蔵槽１１４と流体接続することができる。ポンプ組立体１１０の下流側は、各注入送達デバイス１０の第２の端部１７に流体接続することができる。流体送達システム１００において、ポンプ組立体１１０は流体貯蔵槽１１４と流体連通するマニホールドに配置することができる。ポンプ組立体１１０は、流体貯蔵槽１１４から注入送達デバイス１０を通って処理物質をポンプ搬送するために使用することができる。

本発明の実施形態は、図示した単一の流体送達システム１００の構成に限定されるものではない。例えば、注入装置２０ごとに２個以上の流体貯蔵槽１１４を使用してもよい。これに関連して、２個以上の処理物質を提供するため、複数の流体送達システム１００を実装してもよい。いくつかの例においては、２個以上の処理物質を注入送達デバイス１０に送るため、それぞれのポンプ組立体１１０を使用することができる。以下では、図３から図１０を参照して、ポンプ組立体１１０の一例をより詳細に示して説明する。

図３を参照すると、本開示の流体送達システム１００の一部分の平面図が示されており、本開示の一態様に基づく膜バルブとポンプとを備えるポンプ組立体１１０の例示配置が図示されている。図３は４個のポンプ組立体１１０（例えば、ポンプ組立体１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ）を例示している。

ポンプ組立体１１０は、注入送達デバイス１０と共に有利に使用することができる。各ポンプ組立体１１０は、１組の膜バルブ／ポンプを互いに連結する流体通路１２２を含むことができる。例えば、ポンプ組立体１１０において、流体通路１２２は、順番に、インプット・バルブ１３２とダイアフラム・ポンプ１３４と流出口バルブ１４２とを互いに連結することができる。

各ポンプ組立体１１０において、流体貯蔵槽１１４から流体通路１２２の第１の端部までを流体通路１２０で流体接続するため、インプット・バルブ１３２を使用することができる。このようにして、流体貯蔵槽１１４はポンプ組立体１１０に供給を行うことができる。ポンプ組立体１１０の流体通路１２２の第２の端部に流出口ポート１４４を配設し、流体通路１２２の第１の端部と第２の端部との間に、インプット・バルブ１３２とダイアフラム・ポンプ１３４と流出口バルブ１４２とを配置することができる。各ポンプ組立体１１０の流出口ポート１４４は、注入送達デバイス１０のうちの１つの第２の端部１７と流体接続することができる。ポンプ組立体１１０は、本開示に示したような卵内注入用の１つまたは複数の流体のような流体をポンプ搬送するため、最適に構成することができる。

いくつかの実施形態において、各ポンプ組立体１１０用の流体流路は次の通りである。流体通路１２０がインプット・バルブ１３２の流入口に供給を行う。インプット・バルブ１３２の流出口が、流体通路１２２を介して、ダイアフラム・ポンプ１３４の流入／流出口１３５に供給を行う。ダイアフラム・ポンプ１３４の流入／流出口１３５が、流体通路１２２を介して、流出口バルブ１４２の流入口に供給を行う。流出口バルブ１４２の流出口が、流体通路１２２を介して、流出口ポート１４４に供給を行う。

各ポンプ組立体１１０において、ダイアフラム・ポンプ１３４はバルブ／ポンプほど必須とされていないが、通常は大きい。すなわち、ダイアフラム・ポンプ１３４は、処理物質の正確な量を計量供給するのに使用される。従って、ダイアフラム・ポンプ１３４の大きさは、選定された処理物質の正確な量を計量供給するように設計される。いくつかの実施形態において、ダイアフラム・ポンプ１３４は、選定された処理物質の正確な量を±５％の精度で送出するように構成される。１つの例においては、ダイアフラム・ポンプ１３４は、およそ５０μｌの処理物質投与量を正確に送出するように設計される。およそ５０μｌより大きい場合もありそれより小さい場合もあり、様々な別の投与量も想定される。いくつかの実施形態においては、ダイアフラム・ポンプ１３４が±１０％の精度で投与量を計量する場合もある。

ダイアフラム・ポンプ１３４は、近接する表面にダイアフラムが付着するのを減らすかまたは完全に防止するための特徴を備えていてもよい。例えば、システムを長時間（例えば一晩）作動させないでおくと、このような付着が起こる。ダイアフラムとそれに近接する表面との間の液体のトラップを減少させるかまたは完全に防止するように構成された別の特徴を含めてもよい。図１１から図２７を参照して、これらの特徴を有するある実施形態を以下に示して説明する。

図４から図９を参照すると、本開示の一態様に係るポンプ組立体１１０の一例の側断面図と、ポンプ組立体１１０から処理物質を送出する過程が描かれている。ポンプ組立体１１０は、例えば１つまたは複数のスペーサ１５４を介して、ある距離で離隔されて保持される第１のパネル（または基板）１５０と第２のパネル（または基板）１５２とを含んでいてもよく、これらによって間に室を画成している。第１のパネル１５０、第２のパネル１５２、およびスペーサ１５４は、例えば、金属、ポリマー、複合材料、または同等の材料で形成することができる。

第１のパネル１５０は、その中に流体通路１２２を画成することができる。流体通路１２２は、図示したように構成されるか、または任意適切な別の構成であってもよい。流体通路１２２は、流体貯蔵槽１１４から流体処理物質を受け取るように構成することができ、流体貯蔵槽１１４は流体通路１２０を介して第１のパネル１５０と接続される。流体貯蔵槽１１４は、例えば、卵に注入する処理物質流体１８０の供給を行うことができる。

第１のパネル１５０と第２のパネル１５２との間の室内に弾性膜層１５６を配設することができる。弾性膜層１５６は通常可撓性がありおよび／または伸縮可能である。弾性膜層１５６は、例えば、シリコーンエラストマー材料かまたはＤｙｎｅｏｎ（商標）フルオロポリマーのようなフルオロエラストマー材料であってもよい。弾性膜層１５６は他の任意適切な材料であってもよい。いくつかの実施形態において、弾性膜層１５６は、インプット・バルブ１３２、ダイアフラム・ポンプ１３４、および流出口バルブ１４２を画成する。弾性膜層１５６を使用して、卵（図示せず）に注入する処理物質流体１８０の正確な量を計量送出するようダイアフラム・ポンプ１３４の大きさを決めることができる。より詳細に説明すると、ダイアフラム・ポンプ１３４は、処理物質流体１８０の正確な量（例えばおよそ５０μｌ）を計量送出するために特別に設計された大きさとたわみ量を有するダイアフラム１３６（弾性膜層１５６内に形成される）を含んでもよい。図１０Ａから図１７を参照して、以下にダイアフラム１３６およびダイアフラム・ポンプ１３４の一例を詳細に示して説明する。図１８Ａから図２２を参照して、以下にインプット・バルブ１３２および流出口バルブ１４２の一例をより詳細に示して説明する。

弾性膜層１５６は、インプット・バルブ１３２、ダイアフラム・ポンプ１３４、および流出口バルブ１４２を互いに連結する一体型のユニットとして図示されているが、別の実施形態においては、それぞれ１つまたは複数の部分に分離されていてもよい。ダイアフラム・ポンプ１３４の流入／流出口１３５が第１のパネル１５０内に画成される。加えて、流出口バルブ１４２の流出口ポート１４４が第１のパネル１５０内に画成される。あるいはまた、ダイアフラム・バルブ１３４の流入／流出口１３５、および／または流出口バルブ１４２の流出口ポート１４４は、第１のパネル１５０から独立していてもよい。

いくつかの実施形態において、弾性膜層１５６は、膜バルブ／ポンプを開いたり閉じたりするための弾性膜として働く。具体的には、インプット・バルブ１３２、ダイアフラム・ポンプ１３４、および流出口バルブ１４２を開いたり閉じたりするための弾性膜として働く。すなわち、弾性膜層１５６は、中を通る流体流を方向付けるために第１のパネル１５０に画成する流体通路１２２と連通することができる。弾性膜層１５６は、インプット・バルブ１３２、ダイアフラム・ポンプ１３４、および流出口バルブ１４２について、流体通路１２２を通る流体の選択的な貫流を可能にするように構成されていてもよい。

弾性膜層１５６は、インプット・バルブ１３２、ダイアフラム・ポンプ１３４、および流出口バルブ１４２を通る流体の貫流を制御するための個別の圧力／真空室を配設するように構成されていてもよい。例えば、１つの圧力／真空室１６２がインプット・バルブ１３２を制御するために配設され、１つの圧力／真空室１６４がダイアフラム・ポンプ１３４を制御するために配設され、１つの圧力／真空室１６６が流出口バルブ１４２を制御するために配設される。

第２のパネル１５２は、インプット・バルブ１３２、ダイアフラム・ポンプ１３４、および流出口バルブ１４２のそれぞれに圧力／真空圧源を供給するように構成されてもよい。例えば、圧力／真空圧源１７２は、インプット・バルブ１３２の圧力／真空室１６２に供給を行うことができる。圧力／真空圧源１７４は、ダイアフラム・ポンプ１３４の圧力／真空室１６４に供給を行うことができる。圧力／真空圧源１７６は、流出口バルブ１４２の圧力／真空室１６６に供給を行うことができる。圧力／真空圧源１７２、１７４、１７６は個別に制御されてもよく、高圧、低圧、真空圧を含む望ましい圧力／真空圧源のいずれかであってよい。例えば、圧力／真空圧源１７２、１７４、１７６は、およそ３０ｐｓｉからおよそ３００ｐｓｉまでを供給できるものであってよい。真空圧に関して、圧力／真空圧源１７２、１７４、１７６は、一例ではおよそ３００ミリバールからおよそ９５０ミリバール、別の例では、およそ６００ミリバールからおよそ７００ミリバールであってもよい。しかし、ある別の実施形態において、圧力／真空圧源はそれより大きい圧力かまたは小さい圧力を供給できるものであってよい。

いくつかの実施形態において、圧力／真空圧源１７２、１７４、１７６は、インプット・バルブ１３２、ダイアフラム・ポンプ１３４、および流出口バルブ１４２を作動させる機構である。「作動させる」または「作動」とは、インプット・バルブ１３２、ダイアフラム・ポンプ１３４、および／または流出口バルブ１４２を開き、および／または閉じるように弾性膜層１５６をたわませることを意味する。

動作の際には、圧力源１７０が正圧を供給する場合、一例としてセレクトバルブ１３０を用いて、セレクトバルブ１３０の弾性膜層１５６が圧力で第１のパネル１５０の表面に押し付けられ、それにより、流入口および流出口を通る液体の流れをブロックすることができる。そのようにしてセレクトバルブ１３０が閉じられる。それとは対照的に、圧力源１７０が真空圧を供給する場合、セレクトバルブ１３０の弾性膜層１５６は、第１のパネル１５０の表面から離れるように（すなわち、第２のパネル１５２の方へ）たわむことができる。従って、弾性膜層１５６と液体が流れる第１のパネル１５０の表面との間に空隙もしくは空間を生み出すことができる。いくつかの実施形態においては、液体は処理物質流体１８０であってもよい。そのようにしてセレクトバルブ１３０は開かれる。インプット・バルブ１３２、ダイアフラム・バルブ１３４、および流出口バルブ１４２は、同様のやり方で作動する。

再び図４から図１０を参照すると、ポンプ組立体１１０から処理物質流体１８０を送出する過程は次のようにまとめられる。図４を参照すると、それぞれの圧力／真空圧源１７２、１７４、１７６を用いて、インプット・バルブ１３２が閉じられ、ダイアフラム・ポンプ１３４が閉じられ、かつ、流出口バルブ１４２が閉じられる。そのようにして、流体貯蔵槽１１４からポンプ組立体１１０へ処理物質流体１８０を流れさせないようにする。

図５を参照すると、それぞれの圧力源１７２、１７４、１７６を用いて、インプット・バルブ１３２が開かれ、ダイアフラム・ポンプ１３４が閉じられ、かつ、流出口バルブ１４２が閉じられる。そのようにしてインプット・バルブ１３２は処理物質流体１８０を受け入れる準備を整える。

図６を参照すると、それぞれの圧力源１７２、１７４、１７６を用いて、インプット・バルブ１３２が開かれ、ダイアフラム・ポンプ１３４が開かれ、かつ、流出口バルブ１４２が閉じられる。そのようにして、処理物質流体１８０は、流体貯蔵槽１１４からインプット・バルブ１３２とダイアフラム・ポンプ１３４とに流れることができるが、流出口バルブ１４２には流れ込まない。すなわち、このステップにおいて、処理物質流体１８０の正確な量をダイアフラム・ポンプ１３４に引き込むことができる。

図７を参照すると、それぞれの圧力源１７２、１７４、１７６を用いて、インプット・バルブ１３２が閉じられ、ダイアフラム・ポンプ１３４が開かれ、かつ、流出口バルブ１４２が閉じられる。そのようにして、いくつかの実施形態においては、卵（図示せず）に処理流体１８０を送出し、注入する準備として、処理物質流体１８０の正確な量がダイアフラム・ポンプ１３４に蓄積される。

図８を参照すると、ポンプ組立体１１０から処理物質流体１８０を送出するための準備として、それぞれの圧力源１７２、１７４、１７６を用いて、インプット・バルブ１３２が閉じられ、ダイアフラム・ポンプ１３４が開かれ、かつ、流出口バルブ１４２が開かれる。

図９を参照すると、それぞれの圧力源１７２、１７４、１７６を用いて、インプット・バルブ１３２が閉じられ、ダイアフラム・ポンプ１３４が閉じられ、かつ、流出口バルブ１４２が開かれる。そのようにして、図示したように、処理物質流体１８０の正確な量が、ダイアフラム・バルブ１３４から押し出され、流出口バルブ１４２を通って、流出口ポート１４４から出る。

なお、いくつかの実施形態においては、別のセレクトバルブを使用してもよい。この追加的なセレクトバルブを用いたシステムの動作は、例えば、「Ｆｌｕｉｄ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ， ａｎｄ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ」という名称の特許文献１に更に詳しく述べられており、引用によりこの開示全体が組み込まれる。

繰り返すと、ダイアフラム・ポンプ１３４のダイアフラム１３６は、処理物質流体１８０の正確な量を計量送出するよう設計されていてもよい。図１０Ａおよび図１０Ｂを参照すると、ポンプ組立体１１０のダイアフラム・ポンプ１３４の側断面図が示されており、それぞれ弛緩状態と作動状態の両方が図示されている。弾性膜層１５６は、ダイアフラム１３６の周囲に接続部１３７を含む。いくつかの実施形態において、ダイアフラム１３６の厚さは接続部１３７の厚さよりも大きい。従って、ダイアフラム・ポンプ１３４と接続部１３７の空間配列において「段」が存在してもよい。ある別の実施形態においては、接続部１３７はダイアフラム１３６に向かってテーパー状として、「段」ではなく滑らかな移行を形成してもよい。

ダイアフラム１３６は、第１のパネル１５０に面する第１の表面１３８と第２のパネル１５２に面する第２の表面１３９とを含んでもよい。図１０Ａを参照すると、圧力／真空室１６４に圧力または正圧が掛からない場合、ダイアフラム１３６が第１のパネル１５０にもたれかかり、ダイアフラム・ポンプ１３４が閉じるようにしてもよい。すなわち、ダイアフラム１３６の第１の表面１３８が、第１のパネル１５０の表面に接触し、それにより、流体が流入／流出口１３５を通ってダイアフラム・ポンプ１３４流れ込むのを概ねブロックする。

ある別の実施形態においては、ダイアフラム１３６の弛緩状態は開位置であってもよく、すなわち、圧力／真空室１６４に圧力が掛らない場合、ダイアフラム・ポンプ１３４は開状態であってもよい。ダイアフラム１３６をこのような開位置に構成することは、圧力／真空室に真空圧を掛ける際にも役立つ。この実施形態においては、ダイアフラムを閉位置に移動させるため、圧力／真空室に正圧を掛ける必要がある。

インプット・バルブ１３２および流出口バルブ１４２が作動されまたは開かれた場合（図５および図９参照）、バルブのたわみは自由空間において全体としてドーム形を成してもよい。このような種類のたわみを用いると、たわみ量やたわみ形状が作動ごとに少しずつ変化する可能性がある。従って、処理物質流体１８０の正確な量を送出するように設計されるダイアフラム・ポンプ１３４に、自由空間におけるドーム形のたわみを用いるのは望ましくない。反対に、ダイアフラム・ポンプ１３４は、作動時には再現性と信頼性のあるたわみを提供するように設計される。図１０Ｂを参照すると、真空圧を圧力／真空室１６４に掛けた場合、ダイアフラム１３６が第１のパネル１５０から第２のパネル１５２の方向へ引き離されるため、ダイアフラム・ポンプ１３４が開く。この状態において、液体が流入／流出口１３５通って引き込まれ、ダイアフラム１３６と第１のパネル１５０との間の空間もしくは空隙を充填することができる。いくつかの実施形態においては、ダイアフラム１３６の第２の表面１３９は引っ張られて、第２のパネル１５２の表面に接触する。ダイアフラム１３６は引っ張られ、伸縮する薄い接続部１３７により、第２のパネル１５２に当たってたわむことなく平らになる。ダイアフラム１３６が引っ張られ、第２のパネル１５２の表面に当たって平らになるため、たわみ量とたわみ形状は作動ごとに概ね同じになる。これにより、処理物質流体１８０の望ましい正確な量の送出に関して信頼性と再現性が確保される。一例においては、ダイアフラム１３６を備えるダイアフラム・ポンプ１３４は、およそ５０μｌ±５％の処理物質流体１８０を信頼性と再現性をもって送出するように設計される。

しかし、ある別の実施形態においては、ダイアフラム１３６は第１のパネル１５０から第２のパネル１５２に向かって引き離されるが、第２のパネル１５２に接触するには届かずに止まる。この実施形態においては、ダイアフラム１３６が第２のパネル１５２に接触させずに、信頼性と再現性をもって流体が計量されおよび／または送出されるように接続部を構成してもよい。この実施形態においては、ダイアフラム１３６が概ね平らなままでいるように構成することができる（例えば、接続部１３７と比較して厚い材料かまたは全く別の材料でダイアフラム１３６を作製することによる）。あるいはまた、ダイアフラム１３６のある部分が他の部分より厚くなるようテーパー状に構成することができる。

第１のパネル１５０に接触するダイアフラム１３６の面積が大きくなればなるほど、長時間（例えば一晩）作動させないでおくと、第１のパネル１５０に付着し貼り付くリスクが高くなる。従って、ダイアフラム１３６が第１のパネル１５０に付着するのを減少させ、または完全に防止するため、ダイアフラム１３６の第１の表面１３８にある特徴を設計してもよい。

第１のパネル１５０に接触するダイアフラム１３６の面積が大きくなればなるほど、液体が流入／流出口１３５から押し出されずにダイアフラム１３６の第１の表面１３８と第１のパネル１５０の表面との間にトラップされるリスクが高くなる。それにより、不十分な量の流体（例えば処理物質流体１８０）を送出する結果を引き起こすおそれがある。従って、ダイアフラム１３６と第１のパネル１５０との間の液体のトラップを減少させ、または完全に防止するために、ダイアフラム１３６の第１の表面１３８にある特徴を設計してもよい。ダイアフラム１３６が第１のパネル１５０に付着するのを防止するための特徴と、ダイアフラム１３６と第１のパネル１５０との間の流体のトラップを防止する特徴とを含むダイアフラム１３６の一例を、図１２から図１８を参照しながら、以下でより詳しく示して説明する。

図１１を参照すると、ダイアフラム・ポンプ１３４のダイアフラム１３６の一例の斜視図が描かれ、ダイアフラム１３６上に形成されたある特徴が示されている。ダイアフラム１３６が第１のパネル１５０に付着するのを防止するための特徴と、ダイアフラム１３６と第１のパネル１５０との間の流体のトラップを防止する特徴とを図示することを目的とし、これらの特徴が、ダイアフラム１３６から既に説明した接続部１３７まで伸びている場合もある。いくつかの実施形態においては、ダイアフラム１３６の第１の表面１３８（および／または接続部１３７）上に複数の離隔体１２１０を配設することができる。離隔体１２１０は、ダイアフラム１３６の第１の表面１３８が第１のパネル１５０に付着するのを防止するように設計される特徴である。離隔体１２１０は、第１の表面１３８全体が第１のパネル１５０に接触するのを防止する一方で、それと共に、ダイアフラム・ポンプ１３４の動作を妨げることがない。いくつかの実施形態において、複数の離隔体１２１０は概ね円錐形を成してもよく、これにより、第１のパネル１５０に接触するダイアフラム１３６（および／または接続部１３７）の第１の表面１３８の表面積を更に小さくする。円錐形は、製造工程にとっても助けになる。加えて、円錐で構成することにより、流体がダイアフラム・ポンプ１３４に導入された際に離隔体１２１０が押しのける容積の変化について、製造の際のばらつきを最小限にすることもできる。本開示の態様に基づく１つの離隔体の詳細例が図１４に示される。ここで示される離隔体は円錐形を成しているが、離隔体は円筒形でも、半球形でも、その他任意の突起形状でもよい。複数の離隔体１２１０は、ダイアフラム１３６の第１の表面１３８上に、例えば、無作為の分散や模様に従った分散など、任意所望のやり方で分散配置されていてもよい。

いくつかの実施形態においては、ダイアフラム・ポンプ１３４の第１の表面１３８（および／または接続部１３７）上に流体排出機構１２１２を配設してもよい。流体排出機構１２１２は、例えば、雪片に似た模様に配置される複数の流体通路を含むが、他の模様を採用してもよい。この例においては、雪片模様は３段の枝分かれを有するが、ある別の実施形態では枝分かれの段数を増やしたり減らしたりすることもできる。上記の説明に従うと、離隔体１２１０は、流体排出機構１２１２の枝どうしの間の空間に位置させることができる。

流体排出機構１２１２は、ダイアフラム１３６と第１のパネル１５０との間で液体のトラップを防止するよう設計される一方で、それと共に、ダイアフラム・ポンプ１３４の動作を妨げることがない。すなわち、ダイアフラム・ポンプ１３４が閉じて、ダイアフラム１３６の第１の表面１３８が第１のパネル１５０の表面に当たって平らになる時、流体排出機構１２１２は流入／流出口１３５に向けた流路を提供することができ、流体排出機構１２１２の雪片模様の中心が流入／流出口１３５と概ね位置合わせされている。

流体排出機構１２１２の更なる利点は、ダイアフラム１３６の第１の表面１３８が第１のパネル１５０に付着することを防止する助けにもなるということである。すなわち、流体排出機構１２１２があるため、第１のパネル１５０に接触する表面積が少なくなる。従って、いくつかの実施形態においては、ダイアフラム１３６は離隔体１２１０だけを含む一方、流体排出機構１２１２が省略されてもよい。ある別の実施形態においては、ダイアフラム１３６は流体排出機構１２１２だけを含む一方、離隔体１２１０が省略されてもよい。

図１２、図１３、図１４、図１５、図１６、および図１７を参照すると、ダイアフラム１３６とダイアフラム・ポンプ１３４をより詳しく示す様々な図が示されている。すなわち、図１２は、本開示のいくつかの実施形態に基づく、図１１で示したダイアフラム１３６を含むダイアフラム・ポンプ１３４の平面図である。図１３は、本開示のいくつかの実施形態に基づくダイアフラム・ポンプ１３４の、図１２のＡ−Ａ線で切った断面図である。図１４は、本開示のいくつかの実施形態に基づく図１１で示したダイアフラム１３６の平面図および側面図であり、ダイアフラム１３６上に形成した離隔体１２１０および流体排出機構１２１２をより詳細に示す。図１４はまた、本開示のいくつかの実施形態に基づく離隔体１２１０の１つのＣ部も示す。図１５は、図１４のＢ部の拡大図であり、本開示のいくつかの実施形態に基づく流体排出機構１２１２をより詳しく示す。図１６は、本開示のいくつかの実施形態に基づくダイアフラム１３６の流体排出機構１２１２の一部の、図１４のＥ−Ｅ線で切った断面図である。図１７は、本開示のいくつかの実施形態に基づく図１５の流体排出機構１２１２のＦ部の拡大図である。

図１１から図１７に示したダイアフラム・ポンプ１３４およびダイアフラム１３６の例において、ダイアフラム１３６の直径はおよそ０．３６６インチであり、ダイアフラム１３６と接続部１３７を合わせた直径はおよそ０．４５３インチである。ダイアフラム・ポンプ１３４の厚さはおよそ０．０２４インチである。接続部１３７の厚さはおよそ０．０１２インチである。ここに例示した寸法は、当然のことながら、例示であり、本明細書の開示に対していかなる限定としても解釈されることを意図していない。

図１８Ａ、図１８Ｂ、図１８Ｃ、図１９、および図２０を参照すると、ポンプ組立体１１０のインプット・バルブ１３２および／または流出口バルブ１４２の一例の様々な図が示されている。すなわち、図１８Ａは、インプット・バルブ１３２および／または流出口バルブ１４２の一例の斜視図である。図１８Ｂは、図１８Ａで示したインプット・バルブ１３２および／または流出口バルブ１４２の一例の平面図である。図１８Ｃは、図１８Ａで示したインプット・バルブ１３２および／または流出口バルブ１４２の一例の側面図である。図１９は、図１８ＣのＡ−Ａ線で切ったインプット・バルブ１３２および／または流出口バルブ１４２の断面図である。この図において、インプット・バルブ１３２および／または流出口バルブ１４２は開状態にある。図２０は、図１８ＢのＢ−Ｂ線で切ったインプット・バルブ１３２および／または流出口バルブ１４２の断面図である。この図において、インプット・バルブ１３２および／または流出口バルブ１４２はたわんだ状態にある。

図１８Ａ、図１８Ｂ、図１８Ｃ、図１９、および図２０が示す例において、インプット・バルブ１３２および／または流出口バルブ１４２のたわみ部は、幅およそ０．０１２インチ、長さおよそ０．１５７インチである。ここに例示した寸法は、当然のことながら例示のためだけのものであり、本明細書の開示に対していかなる限定としても解釈されることを意図していない。

流体送達システムにおいては、悪い流れ特性は望ましくない場合がある。例えば、悪い流れ特性は、例えば、流体流路に沿って流れる処理流体１８０中のタンパク質を蓄積させることがあり、これが、バクテリアの繁殖や薬効の低下につながることがある。すなわち、鋭い角度を有する流路に沿った箇所は、例えばタンパク質をトラップし蓄積するような、悪い流れ特性を生み出す潜在的な箇所となる。例えば、流路中の９０度の屈曲部や正方形または四角形の断面を有する流路は、タンパク質をトラップし蓄積する可能性を秘めている。本開示の流体送達システム１００においては、鋭い屈曲部（例えば９０度の屈曲部）は、流れ特性を最適化するため、丸み屈曲部に置き換えることができる。以下では、図２１から図２６を参照しながら、このような丸み屈曲部の例を図示して説明する。

図２１を参照すると、１個のポンプ組立体１１０の一部分の平面図が描かれており、その中の流体流路を詳細に示している。流体流路は最適化した流れ特性を有する。ポンプ組立体１１０において、流体通路１２０および／または１２２を水平な流路とすると、例えばインプット・バルブ１３２、ダイアフラム・ポンプ１３４、および流出口バルブ１４２の流入口および流出口は垂直流路と見なすことができる。図２１は、複数の垂直流路２２１０が流体通路１２２に沿って存在していることを例示している。

図２２を参照すると、図２１のＡ−Ａ線に沿って切った垂直流路２２１０の一例の断面図が示されている。この例では、垂直流路２２１０はテーパー状となっている。すなわち、流れの向きが流入口２２１２から流出口２２１４に向かう場合、流入口２２１２の直径は流出口２２１４の直径よりも小さくてもよい。いくつかの実施形態において、好ましいテーパー角度は１４度である。従って、垂直な壁どうしの間の圧力プロファイルの急激な遷移が防止される。具体的には、圧力プロファイルの傾斜が最小限となり、それにより、流体中で懸濁する対象物（例えば生きた細胞）に生じる伸張、圧縮および／またはねじれによる応力が最小限となり、垂直流路における境界層が最小限となる。流入口２２１２は、鋭いエッジではなく丸みエッジを有する。この丸みエッジが圧力傾斜を更に小さくすると共に、システム内の圧力降下を減少させ、ポンプ効率を上昇させる。例えば、システム内をポンプ搬送する際に生きた細胞を傷めず生きたままにしておく必要のある、ある種の応用においては、流体中で懸濁する対象物に生じる応力をできるだけ小さくすることが重要である場合がある。いくつかの例示実施形態においては、丸みエッジはおよそ０．００４インチの半径を有していてもよい。

再び図２１を参照すると、流体通路１２２は、鋭い屈曲部ではなく丸み屈曲部２２２０を有することができる。流体通路１２０および／または１２２は、断面において丸みエッジ含み、図２３でその詳細を示している。図２３を参照すると、ポンプ組立体１１０の一部分の切取斜視図が示されており、流体通路１２０および１２２の追加的な特徴が詳細に示されている。すなわち、図２３は、流体通路１２２中の丸み屈曲部２２２０を示しており、丸み屈曲部２２２０は、例えば、およそ０．１１０インチの外側半径と０．０４７インチの内側半径を有することができる。

図２３はまた、流体通路１２２も、断面丸み屈曲部２２２２を含んでもよいことを示している。同様に、流体通路１２０は断面丸み屈曲部２２２４を含んでもよい。断面丸み屈曲部は、いくつかの実施形態においては、およそ０．０３０インチの半径を有してもよい。図２４を参照すると、最適化した流れ特性を有するポンプ組立体１１０の流入口ポート２５００の一例の側断面図が示されている。流入口ポート２５００は、流体通路２５１２に供給を行う溜舛２５１０を備える。流入口ポート２５００の下側のエッジは丸みエッジ２５１４を含む。流体通路２５１２に供給を行う溜舛２５１０の流出口は丸みエッジ２５１６を有する。

図２５および図２６を参照すると、最適化した流れ特性を有するポンプ組立体１１０の流入／流出口の更に別の例の側断面図が示されている。図２５は、流体通路１２２に沿って配置された流入／流出口２６００を示す。この例において、流入／流出口２６００はテーパー状となっている。すなわち、流れの向きが流入口２６１０から流出口２６１２に向かう場合、流入口２６１０の直径は流出口２６１２の直径よりも小さくてもよい。従って、流体流の中心から流体流の外縁に向かう圧力勾配が最小限となるので、流体中で懸濁する対象（例えば生きた細胞）に生じる伸張、圧縮および／またはねじれによる応力が最小限となる。流入口２６１０も、鋭いエッジではなく、丸みエッジまたは傾斜エッジを含んでもよく、それにより、流体流の中心から流体流の外縁に向かう圧力勾配を更に小さくさせ、ポンプ効率も上昇させる。

図２６は、流体通路１２２に沿って配置された流入／流出口２７００を示している。この例では、流入／流出口２７００もまたテーパー状となっている。すなわち、流れの向きが流入口２７１０から流出口２７１２に向かう場合、流入口２７１０の直径は、流出口２７１２の直径よりも小さくてもよい。従って、流体流の中心から流体流の外縁に向かう圧力勾配が最小限となるので、流体中で懸濁する対象（例えば生きた細胞）に生じる伸張、圧縮および／またはねじれによる応力が最小限となる。流入口２７１０も、鋭いエッジではなく、丸みエッジまたは傾斜エッジを含んでもよく、それにより、流体流の中心から流体流の外縁に向かう圧力勾配を更に小さくさせ、ポンプ効率も上昇させる。流出口２７１２が、例えば、注入送達デバイス１０の第２の端部１７と接合するように設計された接続特徴２７１４を提供してもよい。この例では、流出口２７１２もまた鋭いエッジではなく、丸みエッジまたは傾斜エッジを有してもよい。

図２７を参照すると、図２７は、ダイアフラム・バルブ１３４の流出口流路のプロット２８００であり、流速・流線の一例を示す。すなわち、プロット２８００は流速・流線２８１０を示す。

長年に渡る特許法の慣習に基づき、「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」という語は、請求項も含めて本出願で使用される場合、「１つまたは複数」を指す。従って、例えば、ある「主題」（ａ ｓｕｂｊｅｃｔ）に言及する場合、複数の「主題」（ｓｕｂｊｅｃｔｓ）を包含する。ただし、文脈上明らかにそれに反する場合などは除く（例えば、「複数の主題」と明示している場合）。

本明細書および請求項を通して、「備える」（“ｃｏｍｐｒｉｓｅ，”“ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ，”“ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ”）という語は、文脈上別の解釈が必要な場合は除き、非排除的な意味で使用される。同様にして、「含む」およびその文法上の変化形は、非限定的であることを意図している。それは、リストの中に記載されている項目が、そのリスト項目と差替えることのできる、またはそのリスト項目に追加することのできる他の同様の項目を排除するものではないのと同じである。

本明細書および添付請求項の目的に鑑み、別途明示しない限り、明細書および請求項で使用されている量、大きさ、寸法、割合、形、配合、パラメータ、パーセンテージ、パラメータ、分量、特性、およびその他の数値は、いかなる場合においても「およそ」という語で修飾されるものとし、たとえ値や量や範囲と共に「およそ」を明示的に使用しなかった場合でも、そのように理解されるべきである。従って、別途明示しない限り、明細書および添付請求項に記載された数的パラメータは正確なものではなく、また正確である必要はなく、近似的なものであり、および／または、許容誤差、換算係数、端数計算、測定誤差等や、当業者に知られた、本開示の主題により得ようと求める望ましい属性に依存する他の係数を反映し、所望に応じてより大きくもなりまたはより小さくもる。例えば、「およそ」という語は、ある値を指す場合、いくつかの実施形態においては±１００％、いくつかの実施形態においては±５０％、いくつかの実施形態においては±２０％、いくつかの実施形態においては±１０％、いくつかの実施形態においては±５％、いくつかの実施形態においては±１％、いくつかの実施形態においては±０．５％、および、いくつかの実施形態においては±０．１％の特定量からの変化を包含することを意味する。そのような変化が、開示した方法を実施したり、開示した組成を用いたりする際に適切だからである。

「およそ」という語は、１つまたは複数の数または数値範囲と関連させて使用する場合、範囲内の数を全て含むそのような数を全て指すと理解され、記載された数値の上限および下限を拡大することによってその範囲を修正する。終点による数値範囲の記載は、その範囲内にある、およびその範囲内の範囲内にある全ての数、例えば、全ての整数とその小数を含む（例えば、１から５という記載は、１、２、３、４、５とその小数、例えば１．５、２．２５、３．７５、４．１等を含む）。

明確な理解を目的として図示と例示を通して上記の主題を詳細に説明してきたが、ある変更および修正が添付請求項の範囲内において実施可能であることは、当業者であれば理解できることである。

Claims (23)

1. 複数のポンプ組立体を備える流体送達システムであって、
   該ポンプ組立体が、流体通路で互いに連結される膜ポンプおよび複数の膜バルブを備え、
   該膜ポンプおよび複数の膜バルブが、前記ポンプ組立体に前記流体通路を介して流体接続された流体貯蔵槽から所定量の流体処理物質を計量しかつ送出するための、開位置および閉位置に構成されたダイアフラムを備え、
   前記膜ポンプおよび複数の膜バルブが、
   圧力／真空室と、
   該圧力／真空室の第１の基板に少なくとも部分的に接触する下面を有する弾性膜層とを更に備え、
   該弾性膜層が、前記下面に配設され、前記第１の基板との全体接触を防止するように構成される複数の離隔体を備える、流体送達システム。
2. 前記離隔体が基端部と先端部とを備え、
   更に、前記基端部が前記弾性膜層の下面に接続され、
   前記離隔体は、前記先端部が前記基端部より小さい断面積を有するように前記基端部から前記先端部にかけてテーパー状である、請求項１に記載の流体送達システム。
3. 前記離隔体が概ね円錐形かまたは半球形である、請求項２に記載の流体送達システム。
4. 前記ダイアフラムが、前記弾性膜層の前記下面に配設された流体排出機構を更に備える、請求項１に記載の流体送達システム。
5. 前記流体排出機構が雪片模様に構成される、請求項４に記載の流体送達システム。
6. 前記雪片模様が３段の枝分かれを有する、請求項５に記載の流体送達システム。
7. 前記離隔体が、前記雪片模様の前記３段の枝分かれの間に形成される、請求項６に記載の流体送達システム。
8. 前記ダイアフラムの前記弾性膜層が接続部に囲まれたダイアフラム部を備え、
   前記接続部は前記ダイアフラム部より薄い厚みを有し、
   前記ダイアフラム部が、開状態の間、前記圧力／真空室の第２の基板に接触するように構成され、それにより、送出される流体処理物質の均一な計量採量を生じさせる、請求項１に記載の流体送達システム。
9. 前記接続部は、外周部のより薄い厚さから、前記接続部が前記ダイアフラム部に接続する箇所のより厚い厚さまで、厚さがテーパー状に変化する、請求項８に記載の流体送達システム。
10. 前記接続部は厚さが概ね均一であり、それにより、前記接続部とそれより厚い前記ダイアフラム部との間に段が形成される、請求項８に記載の流体送達システム。
11. 前記流体通路は最適化した流れ特性を備え、
    該最適化した流れ特性は前記流体通路内に丸み屈曲部と丸み断面を備える、請求項１に記載の流体送達システム。
12. 前記流体通路に沿って流入／流出口ポートを更に備え、
    前記ポートに入る流体が流出口の直径よりも小さい直径を有する流入口を通って流れ、それにより、境界層が最小限となり、流体流の中心から前記流体流の外縁に向かう圧力勾配が最小限となるように、前記流入／流出口ポートがテーパー状に形成される、請求項１に記載の流体送達システム。
13. 前記流入／流出口ポートが、前記流入口の周囲に沿って丸みを更に備える、請求項１２に記載の流体送達システム。
14. 複数のポンプ組立体を備える流体送達システムであって、
    該ポンプ組立体が、流体通路で互いに連結される膜ポンプおよび複数の膜バルブを備え、
    前記流体通路は、流入／流出口ポートを介して膜ポンプおよび複数の膜バルブに接続され、
    前記流体通路は、前記流体通路内に丸み屈曲部と丸み断面とを備え、
    前記ポートに入る流体が流出口の直径よりも小さい直径を有する流入口を通って流れ、それにより、境界層が最小限となり流体流の中心から前記流体流の外縁に向かう圧力勾配が最小限となるように、前記流入／流出口ポートがテーパー状に形成され、
    前記流入口は外周に丸みエッジを更に備え、
    前記膜ポンプおよび複数の膜バルブが、前記ポンプ組立体に前記流体通路を介して流体接続された流体貯蔵槽から所定量の流体処理物質を計量しかつ送出するための、開位置および閉位置に構成されたダイアフラムを備え、
    更に、前記ダイアフラムが、圧力／真空室と、前記圧力室の第１の基板に少なくとも部分的に接触する下面を有する弾性膜層とを備え、
    前記弾性膜層が、前記下面に配設され、前記第１の基板との全体接触を防止するように構成される複数の離隔体を備える、流体送達システム。
15. 前記離隔体が基端部と先端部とを備え、
    更に、前記基端部が前記弾性膜層の下面に接続され、
    前記離隔体は、前記先端部が前記基端部より小さい断面積を有するように前記基端部から前記先端部にかけてテーパー状である、請求項１４に記載の流体送達システム。
16. 前記離隔体が概ね円錐形かまたは半球形である、請求項１４に記載の流体送達システム。
17. 前記ダイアフラムが、前記弾性膜層の前記下面に配設された流体排出機構を更に備える、請求項１４に記載の流体送達システム。
18. 前記流体排出機構が雪片模様に構成された、請求項１７に記載の流体送達システム。
19. 前記雪片模様が３段の枝分かれを有する、請求項１８に記載の流体送達システム。
20. 前記離隔体が、前記雪片模様の前記３段の枝分かれの間に形成された、請求項１９に記載の流体送達システム。
21. 前記ダイアフラムの前記弾性膜層が接続部に囲まれたダイアフラム部を備え、
    前記接続部は、前記ダイアフラム部より薄い厚みを有し、
    前記ダイアフラム部が、開状態の間、前記圧力室の第２の基板に接触するように構成され、それにより、送出される流体処理物質の均一な計量採量を生じさせる、請求項１４に記載の流体送達システム。
22. 前記接続部が、外周部のより薄い厚さから、前記接続部が前記ダイアフラム部に接続する箇所のより厚い厚さまで、厚みがテーパー状に変化する、請求項２１に記載の流体送達システム。
23. 前記接続部は厚さが概ね均一であり、それにより、前記接続部とそれより厚い前記ダイアフラム部との間が段となる、請求項２１に記載の流体送達システム。
    

Images