(57)【要約】      （修正有）【課題】流体ネットワーク中に形成される真空の体積、および潜在的な汚染を減少する。【解決手段】分析評価カートリッジは複数の室部と、流体管およびバルブ入口を１つのバルブ出口にバルブ中の流体コネクタを通じて選択的に結合させ同時に残りのバルブ出口をシールするように構成されたマルチポートバルブを含む流体ネットワークとを具備する。ステータおよびロータがそれぞれ係合部６０１，６０２を具備し、係合部が当接したとき、ステータおよびロータが圧接から解放されてシール部材の劣化を抑制する。【選択図】図６（ａ）
2020020807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）複数の室部と、
（ｂ）流体ネットワークであって、
（ｉ）上記複数の室部を結合する複数の流体管と、
（ｉｉ）マルチポートバルブとを含む上記流体ネットワークとを有する分析評価カートリッジにおいて、
上記マルチポートバルブは、
（ｙ）ロータ係合部材と、上記流体ネットワーク中の１または複数の流体管にアクセス可能な少なくとも１つのバルブ入り口および複数のバルブ出口を有する第１の実質的に平坦な表面と、を有するステータと、
（ｚ）保持部材によって支持されたバネによって上記ステータへとバイアスされたロータであって、第２の実質的に平坦な表面を有し上記ロータおよび上記ステータの間に配されたシール部材と、ステータ係合部材であって上記ステータ係合部材が上記ロータ係合部材と対応づけて位置づけられるときに上記ロータを上記ステータから係合解除するように構成された上記ステータ係合部材とを有する、上記ロータとを有し、上記ロータおよび上記ステータが相互に係合解除されている第１の構成において、上記シール部材の上記第２の実質的に平坦な表面は、上記ステータの第１の実質的に平坦な表面から離れて位置付けられ、上記ロータおよび上記ステータが相互に係合している第２の構成において上記第２の実質的に平坦な表面および上記ステータの上記第１の実質的に平坦な表面は相互に接触し、
上記ロータは、係合されたときに、回転させられて上記少なくとも１つのバルブ入り口を上記複数のバルブ出口の１つに、上記ロータの流体コネクタを通して流体的に連結可能であり、上記シール部材の上記第２の実質的に平坦の表面は上記ステータの上記第１の実質的に平坦な表面に対面してシールして残りのバルブ出口をシールすることを特徴とする分析評価カートリッジ。
【請求項２】
上記バネは上記ロータおよび上記保持部材の間に配される請求項１記載の分析評価カートリッジ。
【請求項３】
上記バネは、頂部表面、底部表面、上記頂部表面および上記底部表面の間に配され中央垂直軸を有する円筒本体、および、上記中央垂直軸を囲み軸方向に離間され径方向に伸びる複数対の溝、および、上記複数対の溝の上記中央垂直軸と交差する方向に対して直交する位置で上記中央垂直軸と交差する複数の貫通穴を有する請求項１記載の分析評価カートリッジ。
【請求項４】
上記複数対の溝と上記複数の貫通穴とが上記円筒本体内に複数のリブを形成する請求項３記載の分析評価カートリッジ。
【請求項５】
上記バネは、溝の対および貫通穴を有し、上記ステータと一体的な本体を有する請求項１記載の分析評価カートリッジ。
【請求項６】
上記ロータはモータインターフェース要素を有する請求項１記載の分析評価カートリッジ。
【請求項７】
上記ステータ係合部材および上記ロータ係合部材は上記ロータを上記ステータから遠ざけるように移動させ上記ステータおよびロータを係合解除する請求項１記載の分析評価カートリッジ。
【請求項８】
上記ステータ係合部材はタブを有し、上記ロータ係合部材はランプを有し、上記タブを上記ランプに乗り上げて上記ロータを上記ステータから遠ざけるように移動させる請求項７記載の分析評価カートリッジ。
【請求項９】
上記バルブは、（ａ）機器ステップモータと上記モータインターフェース要素との間の係合を介して上記ロータを回転させることにより、かつ、（ｂ）上記ステータ係合部材および上記ロータ係合部材を係合解除することにより、上記バルブ入口を上記複数のバルブ出口の１つに上記流体コネクタを介して流体的に結合させ、残りのバルブ出口をステータに抗してシール部材を圧縮させることを介してシールする請求項６記載の分析評価カートリッジ。
【請求項１０】
上記ロータが回転させられて上記バルブ入口を２個またはそれ以上のバルブ出口に流体的に結合し、上記シール部材が残りのバルブ出口をシールする請求項１記載の分析評価カートリッジ。
【請求項１１】
上記シール部材はショアＡ硬度が３５〜９０の間のエラストマーを有する請求項１記載の分析評価カートリッジ。
【請求項１２】
上記ロータは上記バネおよび上記ステータ係合部材を含む一体要素であり、上記シール部材は上記一体要素に結合される請求項１記載の分析評価カートリッジ。
【請求項１３】
上記カートリッジは２またはそれ以上のマルチポートバルブを有する請求項１記載の分析評価カートリッジ。
【請求項１４】
分析評価カートリッジにおいてマルチポートバルブを利用する方法であって、
上記カートリッジは、複数の室部と、流体ネットワークであって、（ｉ）上記複数の室部を結合する複数の流体管と、（ｉｉ）マルチポートバルブとを含む上記流体ネットワークとを有し、
上記マルチポートバルブは、
（ｘ）キャップと、
（ｙ）ロータ係合部材と、上記流体ネットワーク中の１または複数の流体管にアクセス可能な少なくとも１つのバルブ入り口および複数のバルブ出口を有する第１の実質的に平坦な表面と、を有するステータと、
（ｚ）上記ステータへとバイアスされたロータであって、第２の実質的に平坦な表面を有し上記ロータおよび上記ステータの間に配されたシール部材と、バネと、モータインターフェース要素と、ステータ係合部材であって上記ステータ係合部材が上記ロータ係合部材と対応付けて位置付けられるときに上記ロータを上記ステータから係合解除するように構成された上記ステータ係合部材とを有する、上記ロータとを有し、上記ロータおよび上記ステータが相互に係合解除されている第１の構成において、上記シール部材の上記第２の実質的に平坦な表面は、上記ステータの第１の実質的に平坦な表面から離れて位置付けられ、上記ロータおよび上記ステータが相互に係合している第２の構成において上記第２の実質的に平坦な表面および上記ステータの上記第１の実質的に平坦な表面は相互に接触し、
上記方法は、
（ａ）上記モータインターフェースを機器ステップモータに接触させるステップと、
（ｂ）上記ロータを回転させて上記ロータ係合部材および上記ステータ係合部材を係合解除するステップと、
（ｃ）上記バルブ入口を上記バルブ出口の１つに上記ロータの流体コネクタを通じて流体的に結合させるステップと、
（ｄ）上記シール部材の上記第２の実質的に平坦な表面を上記ステータの上記第１の実質的に平坦な表面に接触させて残りのバルブ出口をシールするステップとを有することを特徴とする上記方法。
【請求項１５】
上記バネは、頂部表面、底部表面、上記頂部表面および上記底部表面の間に配され中央垂直軸を有する円筒本体、および、上記中央垂直軸を囲み軸方向に離間され径方向に伸びる複数対の溝、および、上記複数対の溝の上記中央垂直軸と交差する方向に対して直交する位置で上記中央垂直軸と交差する複数の貫通穴を有し、
さらに（ｄ）上記バネを上記中央垂直軸に沿って圧縮して上記シール部材を上記ステータに対してシールするステップを有する請求項１４記載の上記方法。
【請求項１６】
上記複数対の溝および上記複数の貫通穴は上記円筒本体内で複数のリブを形成し、上記シールするステップは、上記複数のリブを圧縮して上記シール部材を上記ステータに対してシールするステップを有する請求項１５記載の上記方法。
【請求項１７】
上記回転させるステップ（ｂ）は上記ロータを上記ステータから遠ざけて上記ステータ係合部材および上記ロータ係合部材を係合解除させるステップを有する請求項１４記載の上記方法。
【請求項１８】
上記ステータ係合部材はタブを有し、上記ロータ係合部材はランプを有し、上記回転させるステップ（ｂ）は上記タブを上記ランプに乗り上げさせて上記ロータを上記ステータから遠ざけるステップを有する請求項１７記載の上記方法。
【請求項１９】
上記ランプは上昇スロープおよび下降スロープを有し、上記回転させるステップ（ｂ）は、上記タブを上記上昇スロープに乗り上げさせて上記ロータを上記ステータから遠ざけるステップを有する請求項１８記載の上記方法。
【請求項２０】
上記結合させるステップ（ｃ）は、さらに上記タブを上記下降スロープに乗り上げさせて上記ロータを上記ステータかに近づけ、上記バルブ入口を上記バルブ出口の１つに上記ロータの上記流体コネクタを通じて流体的に接続するステップを有する請求項１８記載の上記方法。
【請求項２１】
複数の室部と、上記複数の室部およびマルチポートバルブを接続する複数の流体管を含む流体ネットワークとを有する分析評価カートリッジにおいて流体を移動させる方法であって、
上記マルチポートバルブは、
（ｘ）キャップと、
（ｙ）ロータ係合部材と、上記流体ネットワーク中の１または複数の流体管にアクセス可能な少なくとも１つのバルブ入り口および複数のバルブ出口を有する第１の実質的に平坦な表面と、を有するステータと、
（ｚ）上記ステータへとバイアスされたロータであって、第２の実質的に平坦な表面を有し上記ロータおよび上記ステータの間に配されたシール部材と、バネと、モータインターフェース要素と、ステータ係合部材であって上記ステータ係合部材が上記ロータ係合部材と対応して位置付けられるときに上記ロータを上記ステータから係合解除するように構成された上記ステータ係合部材とを有する、上記ロータとを有し、上記ロータおよび上記ステータが相互に係合解除されている第１の構成において、上記シール部材の上記第２の実質的に平坦な表面は、上記ステータの第１の実質的に平坦な表面から離れて位置付けられ、上記ロータおよび上記ステータが相互に係合している第２の構成において上記第２の実質的に平坦な表面および上記ステータの上記第１の実質的に平坦な表面は相互に接触し、
上記方法は、
（ａ）一塊りの流体を上記流体ネットワーク中へ案内するステップと、
（ｂ）上記流体ネットワーク中の１または複数の流体結合部に圧力または真空を加えて上記一塊りの流体を流体ネットワークを通じて搬送させるステップと、
（ｃ）上記マルチポートバルブを係合させて上記バルブ入口を上記バルブ出口の１つに上記ロータの流体コネクタを通じて流体的に結合させて上記一塊りの流体を上記流体ネットワークを通じて方向付け、これと同時に上記シール部材の上記第２の実質的に平坦な表面が上記ステータの上記第１の実質的に平坦な表面に対面してシールして残りのバルブ出口をシールするステップとを有することを特徴とする上記方法。
【請求項２２】
上記ステータ係合部材は、上記ロータおよび上記ステータが相互に係合解除されているときに、実質的にスロープを有しない休止領域上に留まるタブを有する請求項１記載の分析評価カートリッジ。
【請求項２３】
上記ステータ係合部材は、上記ロータおよび上記ステータが相互に係合解除されているときに、実質的にスロープを有しない休止領域上に留まるタブを有する請求項１６記載の上記方法。
【請求項２４】
上記ステータ係合部材は、上記ロータおよび上記ステータが相互に係合解除されているときに、実質的にスロープを有しない休止領域上に留まるタブを有する請求項２３記載の上記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、マルチポートを組み込んだ装置、および、そのような装置を、試料について、化学的、生物化学的、および／または生物学的な分析評価（ａｓｓａｙ）を行うために用いる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
臨床測定は、伝統的には、中央臨床試験所において、多数の試料をバッチモードで処理できる大規模な臨床分析装置を用いて実行されてきた。これら試験所は、これら複雑な分析装置を維持し操作できる習熟した職員を配置している。臨床測定を、中央臨床試験所から「ポイント・オブ・ケアー」、例えば、緊急治療室、病院のベッド脇、診療所、家庭、その他に移すことが望まれることが大きくなってきた。ポイント・オブ・ケアーを行えば、保護管理者または患者が診断情報に基づいて迅速に決定を行うことが可能になり、臨床試験所からの試験結果を受領するのに数時間または数日待たなければならない場合と対照的である。ポイント・オブ・ケアーの診断システムを開発する上で難しい点は、未熟練の操作者が分散的な臨床条件下で使用できるように小型で、簡易であるようにそれらシステムを構成し、しかも同時に、中央試験所の伝統的な臨床分析装置で実行される、低コストで、広範囲の分析評価メニューの、および／または高性能のテストを維持できるようにすることであった。
【０００３】
さらに、ポイント・オブ・ケアーの診断システムで実行されるある種のテストは、システムにおける汚染の存在によって阻害されやすい一連の複雑なプロセスを伴う。所定の種類のテスト、例えば、ポリメラーゼ連鎖反応については、汚染の許容レベルが顕著に低く、典型的には１００００部の中の１部である。１つのステップから次のステップでの汚染を最小化した複雑な多ステッププロセスを実行できるポイント・オブ・ケアーのシステムに対する要望がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／０１４４５９４号明細書
【特許文献２】米国特許第５８１９７９８号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００７／０１９４５０８号明細書
【発明の開示】
【０００５】
この発明は
（ａ）複数の室部と、
（ｂ）流体ネットワークであって、
（ｉ）上記複数の室部を結合する複数の流体管と、
（ｉｉ）マルチポートバルブとを含む流体ネットワークとを有する分析評価カートリッジにおいて、
上記マルチポートバルブは、
（ｘ）キャップと、
（ｙ）ロータ係合部材、バルブ入り口、および上記流体ネットワーク中の１または複数の流体管にアクセス可能な複数のバルブ出口を有するステータと、
（ｚ）上記ステータへとバイアスされたロータであって、上記ロータおよび上記ステータの間に配されたシール部材、バネ、およびステータ係合部材であって上記ステータ係合部材が上記ロータ係合部材と対応して位置づけられるときに上記ロータを係合解除するように構成された上記ステータ係合部材とを有する、上記ロータとを有し、
上記ロータは、係合されたときに、回転させられて上記バルブ入り口を複数の上記バルブ出口の１つに、上記ロータ上で流体コネクタを通して流体的に連結させられ、上記シール部材は残りのバルブ出口をシールすることを特徴とする分析評価カートリッジを提供する。
【０００６】
１実施例において、バネは、頂部表面、底部表面、上記頂部表面および上記底部表面の間に配され中央垂直軸を有する円筒本体、および、上記中央垂直軸を囲み軸方向に離間され径方向に伸びる複数対の溝、および、上記複数対の溝の上記中央垂直軸と交差する方向に対して直交する位置で上記中央垂直軸と交差する複数の貫通穴を有する。これに関して、複数対の溝と複数の貫通穴とが円筒本体内に複数のリブを形成する。好ましい実施例において、バネは一体型のバネ、例えば、波状のステムである。
【０００７】
この発明の分析評価カートリッジのマルチポートバルブは、（ａ）機器ステップモータとロータの頂部表面の機器インターフェース要素との間の係合を介してバネを回転させることにより、また、（ｂ）ステータ係合部材およびロータ係合部材を係合解除することにより、複数のバルブ出口の１つを選択的に開とし、もって、バルブ入口を複数のバルブ出口の１つに流体コネクタを介して流体的に結合させ、残りのバルブ出口をステータに抗してシール部材を圧縮させることを介してシールする。
【０００８】
この発明は分析評価カートリッジにおいてマルチポートバルブを利用する方法を含み、この方法では、
上記カートリッジは、複数の室部と、流体ネットワークであって、（ｉ）上記複数の室部を結合する複数の流体管と、（ｉｉ）マルチポートバルブとを含む上記流体ネットワークとを有し、
上記マルチポートバルブは、
（ｘ）キャップと、
（ｙ）ロータ係合部材、バルブ入り口、および上記流体ネットワーク中の１または複数の流体管にアクセス可能な複数のバルブ出口を有するステータと、
（ｚ）上記ステータへとバイアスされたロータであって、上記ロータおよび上記ステータの間に配されたシール部材、バネ、機器インターフェース要素、およびステータ係合部材であって上記ステータ係合部材が上記ロータ係合部材と連動するときに上記ロータを係合解除するように構成された上記ロータとを有し、
上記方法は、
（ａ）上記機器インターフェースを機器ステップモータに接触させるステップと、
（ｂ）上記ロータを回転させて上記ロータ係合部材および上記ステータ係合部材を係合解除するステップと、
（ｃ）上記バルブ入口を上記バルブ出口の１つに上記ロータの流体コネクタを通じて流体的に結合させるステップと、
（ｄ）上記シール部材を上記ステータに接触させて残りのバルブ出口をシールするステップとを有する。
【０００９】
さらに、複数の室部と、上記複数の室部およびマルチポートバルブを接続する複数の流体管を含む流体ネットワークとを有する分析評価カートリッジにおいて流体を移動させる方法が提供され、
上記マルチポートバルブは、
（ｘ）キャップと、
（ｙ）ロータ係合部材、バルブ入り口、および上記流体ネットワーク中の１または複数の流体管にアクセス可能な複数のバルブ出口を有するステータと、
（ｚ）上記ステータへとバイアスされたロータであって、上記ロータおよび上記ステータの間に配されたシール部材、バネ、機器インターフェース要素、およびステータ係合部材であって上記ステータ係合部材が上記ロータ係合部材と連動するときに上記ロータを係合解除するように構成された上記ロータとを有し、
上記方法は、
（ａ）流体スラッグを上記流体ネットワーク中へ案内するステップと、
（ｂ）上記流体ネットワーク中の１または複数の流体結合部に圧力または真空を加えて流体スラグを流体ネットワークを通じて搬送させるステップと、
（ｃ）上記マルチポートバルブを係合させて上記バルブ入口を上記バルブ出口の１つに上記ロータの流体コネクタを通じて流体的に結合させて流体スラグを流体ネットワークを通じて方向付け、これと同時に残りのバルブ出口を上記シール部材によりシールするステップとを有する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明のマルチポートバルブを組み込んだカートリッジベースの分析評価モジュールの簡略化された模式図を示す。
【図２（ａ）】種々のマルチポートバルブのうちの１つであって、カートリッジ流体ネットワーク中の複数の溝すなわち管をインターフェースして複数の溝の中の１つからの流体の流れを単一のバルブ入り口へ案内するマルチポートバルブを図説する。
【図２（ｂ）】種々のマルチポートバルブのうちの１つであって、カートリッジ流体ネットワーク中の複数の溝すなわち管をインターフェースして単一のバルブ入り口からの流体の流れを複数の出口の中の１つへ案内するマルチポートバルブを図説する。
【図２（ｃ）−（ｄ）】バルブが隣接する出口へ回転したときに、マルチポートバルブ内でバルブ入口から複数のバルブ出口の１つへどのように流体が流れるかを示す。
【図２（ｅ）−（ｆ）】マルチポートバルブ内で１つのバルブ出口（Ｇ）から隣接するバルブ出口（Ｈ）へ流体がどのように方向づけられ、バルブの回転時に、隣接するバルブ出口（Ｈ）から付加的なバルブ出口（Ｉ）へ流体がどのように方向づけられるかを示す。
【図２（ｇ）】マルチポートバルブの順次的な接続のための代替的な実施例を示す。
【図２（ｈ）】マルチポートバルブの順次的な接続のための代替的な実施例を示す。
【図２（ｉ）】マルチポートバルブの順次的な接続のための代替的な実施例を示す。
【図３（ａ）】マルチポートバルブの部品、すなわち、キャップ、バネ、ロータ、およびステータを示す。
【図３（ｂ）】ロータおよびシール部材の間の流体溝の詳細図である。
【図３（ｃ）】ロータおよびシール部材の間の流体溝の詳細図である。
【図４】マルチポートバルブにおけるキャリーオーバーの量を決定するために行われる実験結果を示し、キャリーオーバーの量は、フリーで非拘束のラベルを用いてバルブを通じてバッファを流し、そののち、連続した洗浄スラグにおいてラベルの量を測定することにより決定され、グラフは、約５フォールドの希釈ファクタ洗浄の各々で実現可能であり（第１サイクルの後）、１００００の洗浄品質は５〜６の洗浄で実現可能であることを示す。
【図５（ａ）】バルブの部品を示し、バネおよび機器インターフェース要素の設計詳細を示すためのものであり、とくに、保持キャップ、ロータ、およびステータの詳細を示す。
【図５（ｂ）】バルブの部品を示し、バネおよび機器インターフェース要素の設計詳細を示すためのものであり、とくに、種々の見やすい角度から機器インターフェース要素およびバネし示す。
【図５（ｃ）】バルブの部品を示し、バネおよび機器インターフェース要素の設計詳細を示すためのものであり、とくに、種々の見やすい角度から機器インターフェース要素およびバネし示す。
【図５（ｄ）】バルブの部品を示し、バネおよび機器インターフェース要素の設計詳細を示すためのものであり、とくに、種々の見やすい角度から機器インターフェース要素およびバネし示す。
【図５（ｅ）−（ｉ）】機器インターフェース要素の種々の実施例を示し、また対応する機器係合要素、およびステップモータがどのように機器インターフェース要素と係合するかを示す。
【図５（ｊ）】対応する機器係合要素、およびステップモータがどのように機器インターフェース要素と係合するかを示す。
【図６（ａ）】ロータおよびステータの貯蔵要素、すなわち、ステータ係合部材およびロータ係合部材をそれぞれ示す。
【図６（ｂ）】ロータおよびステータの貯蔵要素がどのように関連してロータをステータに対して係合／係合解除するかを示す。
【図６（ｃ）】ロータおよびステータの貯蔵要素がどのように関連してロータをステータに対して係合／係合解除するかを示す。
【図６（ｄ）】ロータおよびステータの貯蔵要素がどのように関連してロータをステータに対して係合／係合解除するかを示す。
【図６（ｅ）】ロータおよびステータの貯蔵要素がどのように関連してロータをステータに対して係合／係合解除するかを示す。
【図６（ｆ）】貯蔵要素の代替実施例およびステータおよびロータ係合要素の間の関連を示す。
【図６（ｇ）】貯蔵要素の代替実施例およびステータおよびロータ係合要素の間の関連を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
この発明は、その付加的な目的、特徴、および利点とともに、所定の好ましい実施例の以下の詳細な説明からより充分に理解されるであろう。ここで、とくに定義されない限り、この発明に関連して使用される科学的および技術的な用語は、当業者が共通して理解する意味を有するものである。さらに、文脈においてとくに要求されない限り、単数形の用語は複数のものを含み、複数形の用語は単数を含む。冠詞「ａ」および「ａｎ」（「１つの」）は、冠詞の文法的目的語の１または複数（すなわち、少なくとも１つ）を指す。例えば、「１つの要素」は１つの要素または１つより多い要素を意味する。
【００１２】
この発明は、分析評価カートリッジにおいて使用でき、カートリッジ流体ネットワークにおいて流体隔離を容易に行い、選択的な連通を行える、マルチポートバルブに関する。この発明の分析評価カートリッジは、コンパートメント、井戸（ウェル）、室部（チャンバー）、流体管、流体ポート／ベント、フィルタ、バルブ、その他のような１または複数の流体部品、および／または、電極、電極接点、センサ（例えば、電気化学センサ、流体センサ、質量センサ、光学センサ、容量センサ、インピーダンスセンサ、光学導波管等）、検出窓（例えば、吸収、光散乱、屈折、または反射、蛍光、燐光、化学発光、電気化学発光、その他のようなカートリッジにおいて試料について光学的な測定を可能にするように構成された窓）、その他のような検出部品を組み込んでいる。カートリッジは、また、結合試薬、検出標識（ラベル）、試料処理試薬、洗浄溶液、緩衝剤（バッファ）等のような、分析評価を実行するための試薬を含んで良く、試薬は、液体形態、固体形態、および／または、カートリッジ内に存在する固相サポートの表面の固形化された状態で存在して良い。所定の好ましいカートリッジの実施例は、また、電極アレイおよび／または結合ドメインを具備する検出室部を有する。開示されたマルチポートバルブを分析評価カートリッジに組み込むと、流体ネットワーク中に形成される真空の体積、および潜在的な汚染を減少することができる。
【００１３】
図１は、カートリッジをベースにした生物化学検出システム（１００）の簡略化模式図を示し、このシステムはマルチポートバルブ（１０１）を組み込んでいる。図１に示される実施例において、カートリッジは、マルチポートバルブ（１０１）を通じて相互にリンクされた、１または複数の流体部品（１０２、１０５、および１０７）を含み、また、これら部品を付加的な部品と結合する流体管を含んでもよく、これを事例で示すと、部品（１０７）を付加的な流体部品（１０３）および（１０４）に接続することである（図１において室部（１０３）および（１０４）はＴ−結合部を介して結合されているけれども、流体構造においてこれら室部を結合する必要はなく、さらに、廃棄物室部（１０４）が検出室部（１０３）のいずれかの側部に位置づけられても良い）。このようにして結合可能な流体部品は、試料導入室部、固体および液体試薬貯蔵室部、試薬室部、混合室部、フィルタ、バルブ、および検出室部、ならびに、流体分析評価装置の分野で知られている他の流体部品を含む。カートリッジは、また、流体部品と流体結合される（直接に、または、管を通じて間接的に）ベントポート（１０６）を含んで良く、これによって、部品中の流体を雰囲気と平衡させることができ、また、正または負の圧力を加えて、流体を特定の室部から流出させ、または流入させることができるようになっている。マルチポートバルブを用いると、バルブによって結合された室部の間で流体を選択的に移動させることができ、カートリッジ（１００）の場合では、部品（１０７）から部品（１０２）または部品（１０５）のうちの１つへ流体を選択的に移動させることができ、および／または、部品（１０７）へ、部品（１０２）または部品（１０５）から流体を選択的に移動させることができる。
【００１４】
１つの具体的な実施例において、カートリッジは、試料室部（１０２）、１または複数の検出室部（１０３）（好ましくは電気化学蛍光測定に使用するように適合化された検出室部）、および１または複数の廃棄物室部（１０４）を具備する。試料室部は流体管（Ａ）に接続され、この流体管（Ａ）はマルチポートバルブ（１０１）を通じて案内され、もって、試料室部から導入された試料が流体ネットワークにおいて管（Ｆ）を通じて１または複数の検出室部へ分析のために搬送でき、つぎに１または複数の廃棄物室部へ渡されて廃棄できるようになっている（図１の実施例において示されるように、フィルタ（１０７）が管（Ｆ）の流体経路下流に組み込まれている）。好ましくは、カートリッジは、また、液体試薬を貯蔵するための、１または複数の試薬室部（１０５）を含み、試料室部は管（Ｂ〜Ｅ）を通じ、さらに、マルチポートバルブを介して、他の部品に結合され、液体試薬が特定の試料または検出室部へ導入できるようになっている。ベントポート（１０６）は、試料、試薬、検出、および／または、廃棄物の室部に流体連通される（直接またはベント管を通じて）。
【００１５】
この発明の好ましい実施例において、分析評価カートリッジは動的な機構または電子部品を最小限しか、またはまったく具備していない。そのような分析評価カートリッジは、分析評価を行うときに、これらの機能を実現するカートリッジ読取機へと導入されて良い。例えば、読取機は、分析評価電極に電気エネルギを印加し、また、その結果の電位または電流を分析評価電極において測定するための、電子回路を具備して良い。読取機は、分析評価電極において生じた蛍光を測定するための１または複数の光検出器を具備して良い。使用できる光検出器は、これに限定されないけれども、光電子増倍管チューブ、アバランシェ・フォトダイオード、フォトダイオード、フォトダイオードアレイ、ＣＣＤチップ、ＣＭＯＳチップ、フィルムを含む。光検出器は光学検出システム内に含まれても良く、これは、また、レンズ、フィルタ、シャッタ、アパーチャ、ファイバオプティックス、光ガイド等を有する。読取機は、または、ポンプ、バルブ、ヒータ、センサ等を具備して、カートリッジに流体を供給し、流体の存在を検証し、および／または、流体を適切に制御された温度に維持できるようにしている。読取機は、試薬を貯蔵し、供給するために使用されてよく、試薬は、読取機自体のオンボードにおいて貯蔵され、または、分析評価試薬ボトルまたは分析評価試薬貯蔵装置から供給されて良い。読取機は、また、カートリッジ操作システムを具備してよく、これは、たとえば、カートリッジを読取機内に移動させ、また、その外部に取り出す動き制御部である。読取機は、機構的、および／または電子的サブシステムを制御し、得られたデータを分析し、および／または、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を実現するためのマイクロプロセッサを具備して良い。カートリッジ読取機は、また、カートリッジと接続するための電気的、機構的、および／または光学的なコネクタを有して良い。読取機は、また、カートリッジ内に集約されたバルブの動きを起動するためにモータおよびメカニカルカップリングを含んで良い。
【００１６】
この発明の分析評価カートリッジは多重化された免疫学的分析評価、および／または核酸測定を生物学的流体試料について行うように構成されて良い。多重化された核酸または免疫学的分析評価の方法を行いように構成された分析評価カートリッジに関しては、本出願人の出願に係る、２０１２年１月５日提出の出願番号第１３／３４３，８３４号、および２０１０年１２月３日提出の出願番号第１２／９５９，９５２号を参照され、これらの内容は参照してここに組み入れる。
【００１７】
好ましい実施例において、分析評価カートリッジは、複数の室部と、流体ネットワークとを含み、流体ネットワークは、これら複数の室部を結合する複数の流体管と、このネットワーク中で流体を隔離し、また、流体管の間の選択的な連通を行うように構成されたマルチポートバルブとを含む。所定の実施例において、分析評価カートリッジの流体ネットワークの内部において流体汚染を減少または除去することが好ましく、例えば、汚染が、カートリッジ内の下流で起こるプロセスを阻害するような実施例でそうである。例えば、ポリメラーゼ連鎖反応によって核酸を分析するように構成された分析評価カートリッジにおいて、核酸精製の後に溶出液の汚染を回避することは、汚染が、逆転写（ＲＴ）およびＰＣＲ増幅のような下流でのプロセスを抑制することがあるので、有益である。そのような汚染は、これに限定されないが、グアニジンイソチオシアネート（ＧｕＳＣＮ）のような溶解緩衝剤、エタノールのような洗浄緩衝剤、血液試料からのホモグロビン、または土壌試料からのフミン酸を含む。汚染が下流プロセスと緩衝しないようにするために流体ネットワーク中にフィルタを配置すると、汚染を減少できるけれども、流体ネットワーク中の圧力が上昇することがある。さらに、液体が通り抜ける前に、フィルタの下流で真空が形成されることがあり、この捕捉された真空が下流のプロセスで潜在に汚染を生じさせる。
【００１８】
この課題は、図２（ａ）〜（ｂ）に示すように、カートリッジの流体ネットワーク中にマルチポートバルブを組み込むことにより対処され、これは、流体回路中で、１または複数の管を選択的に接続でき、残りの管を隔離し、ネットワーク中で真空圧力が形成されるのを緩和し、また、潜在的な汚染を減少させることができる。ここに記述し、特許請求の範囲に記載されるようなマルチポートバルブは、また、流体ネットワーク中のバルブの上流で実行されるプロセスからのキャリーオーバーおよび汚染を最小限にする。さらに、マルチポートバルブを使用すると、流体回路中のデッドスペースが削減されて流体処理が増大させられ、また、比較的大きな圧力でのシールを維持できる。入口および出口の間の距離および内部体積を減少させることによりバルブ内でデッドスペースを減少させる。
【００１９】
図２（ａ）に示すように、マルチポートバルブは流体ネットワーク中に組み込むことができ、これによって、複数の管（Ａ〜Ｅ）との間でインターフェースを実現して流体を隔離し、また流体を複数の管の中の１つの管から共通の溝または管（Ｆ）へと案内できる。この構造を具備するバルブは、上流のカートリッジ部品、例えば試薬室部を単一の下流管に結合させるのに使用できる。代替的な構造が図２（ｂ）に示され、この構造では、バルブが、流体を、バルブ入口（Ｆ）から複数の管（Ｇ〜Ｋ）の中の１または複数に案内する。図２（ｃ）〜（ｄ）に示すように、入口（Ｆ）が流体ネットワーク中の出口の１つ、例えば、Ｇに接続されるときに、残りの出口は入口から切断され、バルブが回転して入口がネットワーク中の他の出口、例えばＨに接続されるとき、ＦおよびＧの間の流体接続が切断され、また、残りの出口も入口から切断されたままとなっている。他の実施例が図２（ｅ）に示され、この図において、流体ネットワーク中の複数の管の中の１つ（Ｇ）が複数の管の他の１つ（Ｈ）に接続されている。図２（ｆ）に示すように、バルブが回転するとき、管（Ｇ）および（Ｈ）の間の流体接続が切断され、管（Ｈ）および（Ｉ）の間の接続が形成される。
【００２０】
１または複数のマルチポートバルブが１つの分析評価カートリッジにおいて含まれて良い。１実施例において、２０個までの出口が１つの分析評価カートリッジに含まれて良く、好ましくは１０個まで、より好ましくは、６個までの出口が１つの分析評価カートリッジに含まれて良い。１つのカートリッジに２またはそれ以上のバルブが含まれる、それら実施例においては、バルブは並列に、または直列に接続できる。１つのカートリッジにおいて２またはそれ以上のバルブを直列に接続するための種々の代替的な実施例が図２（ｇ）〜（ｉ）に示される。例えば、１つのバルブの入口が近接するバルブの共通端子に接続されて良く（図２（ｇ））、１つのバルブの複数のバルブ出口の１つが近接するバルブの入口に接続されて良く（図２（ｈ））、および／または、１つのバルブの複数の出口の１つが近接するバルブの複数の出口の１つに接続されて良い（図２（ｉ））。
【００２１】
マルチポートバルブのより詳細な図が図３（ａ）に示される。マルチポートバルブは、キャップ（３０１）、ステータ（３０２）、およびロータ（３０３）を含む。ステータは、ロータ係合部材（図示しない）、流体ネットワーク中の１または複数の流体管にアクセス可能な、バルブ入口（３０４）、および、複数のバルブ出口（３０５）を有する。これら出口は好ましくはバルブ入口から固定された径、好ましくは約０．１から約０．４インチに位置づけられる（好ましくはバルブ入口と出口との間の流体コネクタの内部容積は、１０μＬ未満、好ましくは５μＬ未満である）。ロータはステータの方向にバイアスされ、ロータおよびステータの間に配されたシール部材（３０６）、バネ（３０７）、および、ステータ係合部材（３０８）を含み、これはロータ係合部材と連動する。係合すると、ロータは回転させられ、もって、バルブ入口を、ロータの流体コネクタを通じてバルブ出口の１つに接続させ、他方、シール部材が残りのバルブ出口をシールする。シール部材（３０６）の詳細な図が図３（ｂ）〜（ｃ）に示される。図３（ｂ）はシール部材を、ロータ（３０３）から分離して示し、もって、ロータの流体コネクタ（３０９）を示し、これはバルブ入口（３１０）および接続ポート（３１１）の間に溝を有する。図３（ｃ）の断面図は流体コネクタ（３０９）をより詳細に示し、溝が、ロータの基部およびシール部材の間でどのように形成されてバルブ入口を接続ポートに接続させるかを示す。
【００２２】
バルブにより、正確な制御で、かつ、少ないデッドスペースで、流れを切り換えることができる（内部デッドスペースは約１０μＬ未満、好ましくは約７μＬ未満である）。ロータについては、ここで説明されるように、３つの異なる硬度／弾力性の特性がテストされた（ショアスケールで３８Ａ、４９Ａ、および５９Ａデュロメータ）。シールの一体性は、バルブ出口をシールし、バルブ入口を約１０ｐｓｉで圧力印加し、圧力減衰率を測定することによりチェックされた。５９Ａのエラストマーは良好なシールを形成し、１ポンドより大きなバネ力で０．１ｐｓｉ／３０秒未満の空気圧力減衰をもたらした。１．５ポンドのシール用バネ力の下でロータを駆動するために必要なトルクは、３オンス・インチ未満と測定された。バルブのキャリーオーバーも測定され図４に示される。５〜６回の洗浄（それぞれの洗浄は約５０μＬであった）で、約１：１００００の洗浄品質が、この発明のマルチポートバルブを使用して実現された。
【００２３】
1実施例において、マルチポートバルブは、バネ（３０７）を含み、これは、図３（ａ）に示すように好ましくはロータおよびキャップの間に配される。図５（ａ）は、他の実施例を示し、ここでは、バネはロータの構造中に一体化され、バネの１実施例の拡大図を図５（ｂ）〜（ｄ）に示す。バネ（３０７）は、頂部表面（５０１）、底部表面（５０２）、頂部表面および底部表面の間に配された中央垂直軸（５０４）を有する円筒本体（５０３）、および、中央垂直軸を包囲する、軸方向に離間され、径方向に伸びる、複数対の溝（５０５〜５０８）、および、複数対の溝の中央垂直軸と交差する方向に対して実質的に直角な位置で中央垂直軸と交差する複数の貫通孔を含む。対の溝および貫通孔の固有な構成により、円筒体本体内に複数のリブが形成され、好ましくは約０．５〜５．０ポンドの間の、より好ましくは約２．５ポンドのバネ力を当該バネに付与する。図５（ａ）〜（ｄ）の設計によれば、射出成型でバネを製造できる。１実施例において、バネは、一体化バネ、例えば、波状ステムである。
【００２４】
ロータは、また、機器インターフェース要素（５１２）を、例えば、機器内のステップモータの駆動要素と連動するように構成されたロータの頂部表面に、含む。機器ステップモータおよびインターフェース要素が係合すると、ステップモータはロータを種々の流体ポートを通じて間欠駆動できる。図５（ｅ）〜（ｊ）に示すように、ロータはロータの頂部に機器インターフェース要素を含み、これが機器内のステップモータと連動するように構成され、係合時には、ステップモータが、ロータを、ステータ上の種々の流体出口を通じた間欠駆動を行わせることができる。機器インターフェース要素はステップモータ内の１または複数の駆動要素（例えばピン）と連動するように構成された１または複数のピン係合穴またはスロットを含んで良い。代替的には、機器インターフェース要素は、ステップモータ内のマルチローブ駆動要素と連動するように構成されたマルチブレード係合スロットを有する。機器インターフェース要素の種々の実施例を図５（ｅ）〜（ｇ）に示し、機器インターフェースエレメントの、機器ステップモータによる係合は図５（ｈ）〜（ｉ）に示す。図５（ｅ）に示すように、１つの実施例において、機器インターフェース要素は、スロットを有し、これは、好ましくは対称なスロットであり、駆動ブレードは位相が１８０°外れて係合可能である。代替的には、図５（ｆ）に示すように、１または複数のピン係合穴が機器インターフェース要素として使用される。穴の位置は、バルブの軸の回りで対称的ではなく、このため、ピンが係合してバルブ／駆動インターフェースの適切なクロックを確実にする配位は１つのみである。図５（ｇ）に示される他の実施例において、機器インターフェース要素は３つのブレードインターフェースを有し、これは、ステップモータが係合可能な単一の配位を実現する。好ましくは、機器インターフェース要素は３−ブレード係合スロットを含み、マルチローブ駆動要素は、３−ブレード係合スロットとインターフェース可能な３つのローブ（葉）を有する。最も好ましくは、ローブは非回転で対称であり、すなわち、ローブおよびスロットが係合できる位置は１巡あたり１つである。図５（ｈ）〜（ｊ）に示すように機器駆動インターフェース（５１３）は、対応する係合要素、すなわち、バルブ（５１２）の機器インターフェース要素の構造と対をなすように構成された要素を具備する。機器駆動インターフェースは好ましくはバネ荷重を受ける。ロータおよび機器駆動インターフェースで同期がとれていれば、これらは係合し、これらで同期がとれていなければ、進みすぎ（オーバートラベル）バネが縮んで機器がロックされないようにし、もって、機器駆動インターフェースがもう１回回転させられてロータと係合して完全に対をなす。
【００２５】
マルチポートバルブは、ロータ係合部材およびステータ係合部材を含み、これらが連動して（ａ）貯蔵時または他の未使用の期間においてロータをステータから引き上げて、貯蔵の長期の期間に圧縮永久ひずみを阻止し、（ｂ）使用時にロータをステータの適切な位置へ下げる。ステータ係合部材はロータ係合部材と、定義済みの回転位置で係合する。ロータ係合部材およびステータ係合部材の間の非制約的な連動例は、図６（ａ）〜（ｅ）に示される。ステータ係合部材およびロータ係合部材（６０１および６０２）（ステータ係合部材は図３において要素（３０８）としても示される）は、ロータをステータから遠ざかるように、または近づくように移動させるように構成され、もって、それぞれステータおよびロータを係合解除および係合させる。図６（ａ）〜（ｅ）に示す実施例において、ステータ係合部材（６０１）はタブを有し、ロータ係合部材（６０２）はランプを有し、タブがランプに乗り上げてロータをステータから遠ざけ、またはステータに近づける。図６（ｂ）に示すように、ランプは第１のスロープ（６０３）および第２のスロープ（６０４）を有し、一方のスロープが上向き、他方が下向く。好ましくは、実質的にスロープのない残りの領域は第１および第２のスロープの間に配され、タブ（６０１）がスロープの一方に乗り上げてロータをステータから遠ざけるように移動させ、またタブは他方のスロープで下方に当たり、ロータをステータに近づけるように移動させる。使用していないときには、タブ（６０１）が第１および第２スロープの間の残りの領域の上で静止していて良い。図６（ａ）〜（ｅ）は、ロータ係合部材およびステータ係合部材の間の連動の非制限的な実施例を示す。ステータ係合部材の形状およびロータ係合部材の上昇および下降スロープの相対的な関係は、この発明の趣旨および範囲を逸脱することなく調整できることは、当業者に理解されるところである。さらに、代替的な実施例もこの発明の範囲内である。例えば、図６（ｆ）に示すように、ステータ係合部材はタブを有して良く、ロータ係合部材はタブをその場所で受取りロックするように構成された棚（レッジ）であってよく、これは、可逆的でも、非可逆的でも良い（１実施例において、タブおよび棚の係合は反転可能であり、例えば、外部手段、具体的にはバヨネット式インターロックインターフェースによりバネに抗してロータを引きことによりこれを行える）。図６（ｇ）は係合解除されたタブおよび棚を示す。
【００２６】
バルブは、（ａ）機器ステップモータとロータの頂部表面の機器インターフェース要素との間の係合を介してバネを回転させることにより、かつ、（ｂ）ステータおよびロータ係合部材を係合解除することにより、複数のバルブ出口の１つを選択的に開とし、もって、バルブ入口を複数のバルブ出口の１つに流体コネクタを介して流体的に結合させ、残りのバルブ出口をステータに抗してシール部材を圧縮させることを介してシールする。１実施例において、ロータを回転させてバルブ入口を２またはそれ以上の出口に流体的に結合させ、同時に、残りのバルブ出口をシール部材によりシールする。好ましい実施例において、マルチポートバルブは１つのステータと、対応するロータ係合部材とを含む。代替的には、バルブは、複数のステータと、これらに対応する複数のロータ係合部材とを有して良く、これは、バルブの径、および、係合解除時に、係合部材引き上げ力を等しく分散させてロータが結合しないようにする必要性の程度に左右される。
【００２７】
１実施例において、マルチポートバルブは、（ａ）機器ステップモータとロータの頂部表面の機器インターフェース要素との間の係合を介してバネを回転させることにより、かつ、（ｂ）ステータおよびロータ係合部材を係合解除することにより、複数のバルブ出口の１つを選択的に開とし、もって、バルブ入口を複数のバルブ出口の１つに流体コネクタを介して流体的に結合させ、残りのバルブ出口をステータに抗してシール部材を圧縮させることを介してシールする。
【００２８】
ロータおよびステータ係合部材の係合状態（貯蔵用）から係合解除状態（シール部材が完全にステータと接触する状態）への遷移は図６（ｂ）〜（ｅ）に示される。図６（ｂ）において、タブ（６０１）およびランプ（６０２）は完全に係合し、ロータおよびステータの間に空間（６０５）を形成し、ステータからのシールを解除する。図６（ｃ）においてタブはランプの頂部から下降スロープを下がり、ロータおよびステータの間の空間は小さくなる。図６（ｄ）に示すように、タブがさらに下降スロープを下がっていくと、空間（６０５）は、タブ／ランプが完全な係合解除位置に至るまで、さらに減少していく。
【００２９】
したがって、マルチポートバルブは、分析評価カートリッジにおいて使用でき、そのためには、ロータの機器インターフェース要素を機器ステップモータに接触させ、ロータを回転させてロータ係合部材およびステータ係合部材を係合解除させ、ロータの流体コネクタを通じてバルブ入口をバルブ出口の１つに結合させ、さらにシール部材をステータに接触させることにより残りのバルブ出口をシールする。好ましい実施例において、ステータは、１または複数の整合ガイドを含み、これは、ステータを機器内部で整合させて、もって、確実に、バルブと機器内のステップモータとを適切に整合させる。回転ステップは、図６（ｂ）〜（ｅ）に示すように、ステータおよびロータ係合部材を係合解除してシール部材をステータに抗して圧縮することにより開始され、他方、流体結合選択ステップは、ロータを適切な位置に回転させてバルブ入口およびバルブ出口を適宜に整合させることを含む。
【００３０】
この発明は、さらに、この発明のマルチポートバルブを含む分析評価カートリッジにおいて流体を搬送する方法を提供し、この方法は、（ａ）流体スラッグ（小さな塊）をカートリッジ内の流体ネットワーク中へ案内するステップ、（ｂ）流体ネットワーク中の１または複数の流体結合部に圧力を加えて流体スラグを流体ネットワークを通じて搬送させるステップ、（ｃ）マルチポートバルブを係合させてバルブ入口をバルブ出口の１つにロータの流体コネクタを通じて流体的に結合させて流体スラグを流体ネットワークを通じて方向付け、これと同時に残りのバルブ出口をシール部材によりシールするステップとを有する。
【００３１】
ここで説明したマルチポートバルブとインターフェースを形成する、カートリッジ内の流体管の配置、構成、形状、および製造については、米国特許出願公開第２０１１／０２０１０９９号の段落２２８〜２８６、および添付図面に記載されている。この発明のマルチポートバルブを含んで良い、免疫学的分析評価カートリッジの非制限的な例は、米国特許出願公開第２０１１／０２０１０９９号の段落１８０〜２８６、および図９〜２２に、とくに、記載されている（米国特許出願公開第２０１１／０２０１０９９号の当該開示は参照してここに組み入れる）。同様に、この発明のマルチポートバルブを含んで良い、ＰＣＲカートリッジは２０１２年１月５日に提出された米国特許出願第１３／３４３，８３４号の、とりわけ、図１〜４、６（ｃ）、およびページ１０〜５０の添付の説明に記載されている（米国特許出願第１３／３４３，８３４号の当該開示は参照してここに組み入れる）。
【００３２】
流体部品は、好ましくは、所定の予め定められた設計ガイドラインを用いて流体ネットワークを形成するように設計されてカートリッジ本体に組み込まれる。各部品用の設計ガイドラインは、例えばカートリッジ設計（すなわち、単一ピース本体、多数ピース本体、モジュール式本体、シングルリード室部、マルチリード室部、等）、製造プロセス（例えば、射出成型、ブロー成型、熱間鍛造、鋳造、機械下降、超音波溶着、レーザ溶着、高周波溶着等）、材料（例えば、ポリカーボネート、アクリル、ＰＶＤＦ、ＰＥＴ、ポリスチレン、ポリプロピレン、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）等）、分析評価の要件（結合分析評価、競合的結合分析評価、単一ステップ分析評価、２−ステップ分析評価等）、機能要件（例えば、試料寸法、分析評価試薬体積、検出技術、タイム・ツー・リザルト、培養、加熱、混合／攪拌）、安全性／処理要件（例えば、セルフ・コンテインメント、規制承認、使用しやすさ等）、および／またはその他のような、１または複数のファクタにより左右されて良い。
【００３３】
１つの好ましい実施例において、ロータはバネおよびステータ係合部材を含む一体の要素であり、シール部材はこの一体の要素に結合される。ロータ一体要素、および／または、シール部材は、射出成型されて良く、シール部材はロータ一体要素の底表面にオーバーモールドされてよい。代替的な実施例においては、ロータはレーザ溶着または他の類似な方法で埋め込み溝（チャンネル）を形成するように製造されて良く、シール部材が底表面にオーバーモールドされて良い。
【００３４】
熟達した技術者は、この発明のカートリッジおよびマルチポートバルブの製造に適した材料を容易に製造できるであろう。適切な材料は、ガラス、セラミック、金属、および／またはプラスチックを含み、これは、アクリルポリマー（例えばＬｕｃｉｔｅ、商標）、アセタール樹脂（例えばＤｅｌｒｉｎ、商標）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリテトラフルオロエチレン（例えば、Ｔｅｆｌｏｎ、商標）、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ＡＢＳ、ＰＥＥＫｍ熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、その他のようなものである。好ましくは、使用時またはカートリッジ貯蔵時に接触する任意の溶液／試薬に対して不活性である。好ましい実施例において、カートリッジ本体はポリカーボネートであり、シール部材は熱可塑性エラストマーを有する。
【００３５】
この発明は、ここに説明された具体的な実施例によってその範囲が限定されない。実際、ここで説明したこの発明の実施例に加えて、種々の変形はさきの記述および添付図面から明らかである。そのような変形は特許請求の範囲内に入ることが意図されている。種々の刊行物がここで引用され、その開示内容は参照してここに組み入れる。
【００３６】
この発明は、ここに説明された具体的な実施例によってその範囲が限定されない。実際、ここで説明したこの発明の実施例に加えて、種々の変形はさきの記述および添付図面から明らかである。そのような変形は特許請求の範囲内に入ることが意図されている。種々の刊行物がここで引用され、その開示内容は参照してここに組み入れる。
【００３７】
以下、ここで説明した技術的特徴を列挙する。
［技術的特徴１］
（ａ）複数の室部と、
（ｂ）流体ネットワークであって、
（ｉ）上記複数の室部を結合する複数の流体管と、
（ｉｉ）マルチポートバルブとを含む上記流体ネットワークとを有する分析評価カートリッジにおいて、
上記マルチポート・マルチポートバルブは、
（ｘ）キャップと、
（ｙ）ロータ係合部材、バルブ入り口、および上記流体ネットワーク中の１または複数の流体管にアクセス可能な複数のバルブ出口を有するステータと、
（ｚ）上記ステータへとバイアスされたロータであって、上記ロータおよび上記ステータの間に配されたシール部材、バネ、およびステータ係合部材であって上記ステータ係合部材が上記ロータ係合部材と連通するときに上記ロータを係合解除するように構成された上記ロータとを有し、
上記ロータは、係合されたときに、回転させられて上記バルブ入り口を複数の上記バルブ出口の１つに、上記ロータ上で流体コネクタを通して流体的に連結させられ、上記シール部材は残りのバルブ出口をシールすることを特徴とする分析評価カートリッジ。
［技術的特徴２］
上記バネは上記ロータおよび上記キャップの間に配される技術的特徴１記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴３］
上記バネは、頂部表面、底部表面、上記頂部表面および上記底部表面の間に配され中央垂直軸を有する円筒本体、および、上記中央垂直軸を囲み軸方向に離間され径方向に伸びる複数対の溝、および、上記複数対の溝の上記中央垂直軸と交差する方向に対して直交する位置で上記中央垂直軸と交差する複数の貫通穴を有する技術的特徴１記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴４］
上記複数対の溝と上記複数の貫通穴とが上記円筒本体内に複数のリブを形成する技術的特徴３記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴５］
上記バネは波状のステムを有する技術的特徴１記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴６］
上記バネは約０．５〜５．０ポンドのバネ力を有する技術的特徴１記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴７］
上記バネは約２．５ポンドのバネ力を有する技術的特徴１記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴８］
上記ロータはステップモータにより回転させられる技術的特徴３記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴９］
上記ロータは機器インターフェース要素を有する技術的特徴１記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴１０］
上記頂部表面は機器インターフェース要素を有する技術的特徴３記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴１１］
上記底部表面は上記シーリング部材を有する技術的特徴１０記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴１２］
上記ステータ係合部材および上記ロータ係合部材は上記ロータを上記ステータから遠ざけるように移動させ上記ステータおよびロータを係合解除する技術的特徴１記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴１３］
上記ステータ係合部材はタブを有し、上記ロータ係合部材はランプを有し、上記タブを上記ランプに乗り上げて上記ロータを上記ステータから遠ざけるように移動させる技術的特徴１２記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴１４］
上記ランプは上昇スロープと下降スロープとを有する技術的特徴１３記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴１５］
上記タブは上記上昇スロープに乗り上げて上記ロータを上記ステータから遠ざけるように移動させ、かつ、上記タブは上記下降スロープに乗り上げて上記ロータを上記ステータに近づくように移動させる上記技術的特徴１４記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴１６］
上記マルチポートバルブは上記複数のバルブ出口の１つを選択的に開にするように回転可能である技術的特徴１１記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴１７］
上記バルブは、（ａ）機器ステップモータと上記機器インターフェース要素との間の係合を介して上記ロータを回転させることにより、また、（ｂ）上記ステータ係合部材および上記ロータ係合部材を係合解除することにより、上記バルブ入口を上記複数のバルブ出口の１つに上記流体コネクタを介して流体的に結合させ、残りのバルブ出口をステータに抗してシール部材を圧縮させることを介してシールする技術的特徴１６記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴１８］
上記マルチポートバルブは２０個までのバルブ出口を有する技術的特徴１記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴１９］
上記マルチポートバルブは１０個までのバルブ出口を有する技術的特徴１８記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴２０］
上記マルチポートバルブは６個までのバルブ出口を有する技術的特徴１９記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴２１］
上記ロータが回転させられて上記バルブ入口を２個またはそれ以上のバルブ出口に流体的に結合し、上記シール部材が残りのバルブ出口をシールする技術的特徴１記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴２２］
上記シール部材はショアＡ硬度が約３５〜９０の間のエラストマーを有する技術的特徴１記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴２３］
上記シール部材はショアＡ硬度が少なくとも約４０のエラストマーを有する技術的特徴１記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴２４］
上記シール部材はショアＡ硬度が少なくとも約５０のエラストマーを有する技術的特徴１記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴２５］
上記シール部材はショアＡ硬度が少なくとも約６０のエラストマーを有する技術的特徴１記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴２６］
上記複数のバルブ出口は上記ステータ内に上記バルブ入口から固定した径に位置づけられる技術的特徴１記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴２７］
上記固定の径は約０．１から０．４インチである技術的特徴２６記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴２８］
上記マルチポートバルブは約１０μＬ未満の内部デッドスペースを有する技術的特徴１記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴２９］
上記マルチポートバルブは約７μＬ未満の内部デッドスペースを有する技術的特徴１記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴３０］
上記ロータは上記バネおよび上記ステータ係合部材を含む一体要素であり、上記シール部材は上記一体要素に結合される技術的特徴１記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴３１］
上記一体要素および／または上記シール部材は射出成型される技術的特徴３０記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴３２］
上記機器インターフェース要素は、上記機器内のステップモータと連動するように構成される技術的特徴９記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴３３］
上記機器インターフェース要素は、上記ステップモータの内部の１または複数のピンと連動するように構成される１または複数のピン係合スロットを有する技術的特徴３２記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴３４］
上記機器インターフェース要素は上記ステップモータの内部のマルチローブ駆動要素と連動するように構成されたマルチブレード係合スロットを有する技術的特徴３２記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴３５］
上記マルチブレード係合スロットは３−ブレード係合スロットを有し、上記マルチローブ駆動要素は３つのローブを有する技術的特徴３４記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴３６］
上記複数の室部は試料室部、検出室部、および廃棄物室部を有する技術的特徴１記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴３７］
上記試料室部は、上記バルブ入口に結合されたフィルタ出口管を有する試料室部管に結合される技術的特徴３６記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴３８］
上記カートリッジは２またはそれ以上のマルチポートバルブを有する技術的特徴１記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴３９］
上記２またはそれ以上のマルチポートバルブは直列に接続される技術的特徴３８記載の分析評価カートリッジ。
［技術的特徴４０］
分析評価カートリッジにおいてマルチポートバルブを利用する方法であって、
上記カートリッジは、複数の室部と、流体ネットワークであって、（ｉ）上記複数の室部を結合する複数の流体管と、（ｉｉ）マルチポートバルブとを含む上記流体ネットワークとを有し、
上記マルチポートバルブは、
（ｘ）キャップと、
（ｙ）ロータ係合部材、バルブ入り口、および上記流体ネットワーク中の１または複数の流体管にアクセス可能な複数のバルブ出口を有するステータと、
（ｚ）上記ステータへとバイアスされたロータであって、上記ロータおよび上記ステータの間に配されたシール部材、バネ、機器インターフェース要素、およびステータ係合部材であって上記ステータ係合部材が上記ロータ係合部材と連動するときに上記ロータを係合解除するように構成された上記ロータとを有し、
上記方法は、
（ａ）上記機器インターフェースを機器ステップモータに接触させるステップと、
（ｂ）上記ロータを回転させて上記ロータ係合部材および上記ステータ係合部材を係合解除するステップと、
（ｃ）上記バルブ入口を上記バルブ出口の１つに上記ロータの流体コネクタを通じて流体的に結合させるステップと、
（ｄ）上記シール部材を上記ステータに接触させて残りのバルブ出口をシールするステップとを有することを特徴とする上記方法。
［技術的特徴４１］
上記一体化されたバネは、頂部表面、底部表面、上記頂部表面および上記底部表面の間に配され中央垂直軸を有する円筒本体、および、上記中央垂直軸を囲み軸方向に離間され径方向に伸びる複数対の溝、および、上記複数対の溝の上記中央垂直軸と交差する方向に対して直交する位置で上記中央垂直軸と交差する複数の貫通穴を有し、
さらに（ｄ）上記バネを上記中央垂直軸に沿って圧縮して上記シール部材を上記ステータに対してシールするステップを有する技術的特徴４０記載の上記方法。
［技術的特徴４２］
上記複数対の溝および上記複数の貫通穴は上記円筒本体内で複数のリブを形成し、上記シールするステップは、上記複数のリブを圧縮して上記シール部材を上記ステータに対してシールするステップを有する技術的特徴４１記載の上記方法。
［技術的特徴４３］
上記回転させるステップ（ｂ）は上記ロータを上記ステータから遠ざけて上記ステータ係合部材および上記ロータ係合部材を係合解除させるステップを有する技術的特徴４０記載の上記方法。
［技術的特徴４４］
上記ステータ係合部材はタブを有し、上記ロータ係合部材はランプを有し、上記回転させるステップ（ｂ）は上記タブを上記ランプに乗り上げさせて上記ロータを上記ステータから遠ざけるステップを有する技術的特徴４３記載の上記方法。
［技術的特徴４５］
上記ランプは上昇スロープおよび下降スロープを有し、上記回転させるステップ（ｂ）は、上記タブを上記上昇スロープに乗り上げさせて上記ロータを上記ステータから遠ざけるステップを有する技術的特徴４４記載の上記方法。
［技術的特徴４６］
上記結合させるステップ（ｃ）は、さらに上記タブを上記下降スロープに乗り上げさせて上記ロータを上記ステータかに近づけ、上記バルブ入口を上記バルブ出口の１つに上記ロータの上記流体コネクタを通じて流体的に接続するステップを有する技術的特徴４４記載の上記方法。
［技術的特徴４７］
複数の室部と、上記複数の室部およびマルチポートバルブを接続する複数の流体管を含む流体ネットワークとを有する分析評価カートリッジにおいて流体を移動させる方法であって、
上記マルチポートバルブは、
（ｘ）キャップと、
（ｙ）ロータ係合部材、バルブ入り口、および上記流体ネットワーク中の１または複数の流体管にアクセス可能な複数のバルブ出口を有するステータと、
（ｚ）上記ステータへとバイアスされたロータであって、上記ロータおよび上記ステータの間に配されたシール部材、バネ、機器インターフェース要素、およびステータ係合部材であって上記ステータ係合部材が上記ロータ係合部材と連動するときに上記ロータを係合解除するように構成された上記ロータとを有し、
上記方法は、
（ａ）流体スラッグを上記流体ネットワーク中へ案内するステップと、
（ｂ）上記流体ネットワーク中の１または複数の流体結合部に圧力または真空を加えて流体スラグを流体ネットワークを通じて搬送させるステップと、
（ｃ）上記マルチポートバルブを係合させて上記バルブ入口を上記バルブ出口の１つに上記ロータの流体コネクタを通じて流体的に結合させて流体スラグを流体ネットワークを通じて方向付け、これと同時に残りのバルブ出口を上記シール部材によりシールするステップとを有することを特徴とする上記方法。
【符号の説明】
【００３８】
１００    分析評価カートリッジ
１０１    マルチポートバルブ
１０２    試料室部
１０３    検出室部
１０４    廃棄物室部
１０５    試薬室部
１０６    ベントポート
１０７    フィルタ
３０１    キャップ
３０２    ステータ
３０３    ロータ
３０４、３１０    バルブ入口
３０５    バルブ出口
３０６    シール部材
３０７    バネ
３０８    ステータ係合部
３０９    流体コネクタ
３１１    接続ポート
【図１】
2020020807.tif 000003
【図２（ａ）】
2020020807.tif 000004
【図２（ｂ）】
2020020807.tif 000005
【図２（ｃ）−（ｄ）】
2020020807.tif 000006
【図２（ｅ）−（ｆ）】
2020020807.tif 000007
【図２（ｇ）】
2020020807.tif 000008
【図２（ｈ）】
2020020807.tif 000009
【図２（ｉ）】
2020020807.tif 000010
【図３（ａ）】
2020020807.tif 000011
【図３（ｂ）】
2020020807.tif 000012
【図３（ｃ）】
2020020807.tif 000013
【図４】
2020020807.tif 000014
【図５（ａ）】
2020020807.tif 000015
【図５（ｂ）】
2020020807.tif 000016
【図５（ｃ）】
2020020807.tif 000017
【図５（ｄ）】
2020020807.tif 000018
【図５（ｅ）−（ｉ）】
2020020807.tif 000019
【図５（ｊ）】
2020020807.tif 000020
【図６（ａ）】
2020020807.tif 000021
【図６（ｂ）】
2020020807.tif 000022
【図６（ｃ）】
2020020807.tif 000023
【図６（ｄ）】
2020020807.tif 000024
【図６（ｅ）】
2020020807.tif 000025
【図６（ｆ）】
2020020807.tif 000026
【図６（ｇ）】
2020020807.tif 000027
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月7日(2019.10.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２３】
上記ステータ係合部材は、上記ロータおよび上記ステータが相互に係合解除されているときに、実質的にスロープを有しない休止領域上に留まるタブを有する請求項１４記載の上記方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２４】
上記ステータ係合部材は、上記ロータおよび上記ステータが相互に係合解除されているときに、実質的にスロープを有しない休止領域上に留まるタブを有する請求項２１記載の上記方法。