(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体試料を自動分析するシステム（１）であって、
前記試料と１つ以上の試薬との間で反応を行わせ、それによって反応生成物を得る１つ以上の処理ユニット（３）と、
前記試料を前記１つ以上の処理ユニット（３）に供給する試料ユニット（７）と、
前記試料と混合する１つ以上の試薬を収容する複数の試薬容器（８）を装備する試薬ユニット（５）と、
少なくとも一部が前記試薬容器（８）と前記１つ以上の処理ユニット（３）に接続され、その間に中間分配経路を形成する複数の分配経路（１３）を備えた、前記１つ以上の試薬を含む流体を分配する分配ユニット（６）と、
前記反応生成物に基づき前記試料を分析する少なくとも１つの分析ユニット（２）であって、前記反応生成物を検出する少なくとも１つの検出器（４、１９）を含む分析ユニット（２）とを備え、
前記１つ以上の処理ユニット（３）のそれぞれが、
前記試薬ユニット（５）の前記試薬容器（８）から、前記分配ユニット（６）の前記中間分配経路を通じて、前記１つ以上の試薬が直接供給される第１主経路と、
前記流体を分配するために、前記第１主経路の端部に接続され、前記第１主経路に正または負圧力を生成する主ポンプと、
前記流体の流れを制御する１つ以上のオン−オフ弁とを備えるシステム。
【請求項２】
前記分配ユニット（６）は、１つ以上の処理ユニット（３）と前記分配経路（１３）とを接続する複数の接続ポート（２４）を備える請求項１記載のシステム（１）。
【請求項３】
前記分配ユニット（６）は複数のモジュラー式サブユニット（２６）を具備し、そのそれぞれが１つ以上の前記処理ユニット（３）を受けるよう適合させたプラグポートとして実装される複数の接続ポート（２４）を備える請求項２記載のシステム（１）。
【請求項４】
前記１つ以上のオン／オフ弁は、前記分配経路（１３）を開／閉する１つ以上の凍結−解凍弁である請求項１〜３のいずれか１項に記載のシステム（１）。
【請求項５】
前記処理ユニット（３）は複数のサブセットを備え、そのそれぞれが少なくとも１つの処理ユニット（３）を含んでおり、各サブセットを分配経路（１３）の個々のサブセットに接続した請求項１〜４のいずれか１項に記載のシステム（１）。
【請求項６】
前記分配経路（１３）のそれぞれを、前記処理ユニット（３）のそれぞれに接続した請求項１〜４のいずれか１項に記載のシステム（１）。
【請求項７】
前記試薬容器（８）は複数の試薬容器のサブセットを備え、そのそれぞれが１つ以上の試薬容器を含んでおり、各サブセットを処理ユニット（３）の個々のサブセットに接続した請求項１〜６のいずれか１項に記載のシステム（１）。
【請求項８】
前記試薬容器のそれぞれを、前記処理ユニット（３）のそれぞれに接続した、請求項１〜６のいずれか１項に記載のシステム（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体試料の自動分析システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、主に臨床分析数が継続して増加していることから液体試料の自動分析の強い要望が見受けられる。試料分析は一般に、分析物特有の反応を生じる１つ以上の試薬を試料に混合し、続いて反応生成物を検出し、その中に含まれる１つ以上の分析物の有無または濃度を判定する。
【０００３】
市販の分析器は一般に試料と試薬を混合する分注ロボットを利用しており、それは通常多くの可動部を有していて、それらは高速でかつほぼ連続的に可動するため、頻繁な保守と交換作業とを必要とすることがある。さもなくば、従来の分析器は分析方法の種類別に関し柔軟性が制限されており、分注作業のばらつきにより比較的低い精度でしか操作できない。さらに、試薬は周囲の空気に触れているため、貯蔵寿命が短い。
【０００４】
低試料消費と高速分析時間と高試料処理量により、これらのマイクロ流体システムのうち、液体試料の自動分析用の集積化流体システムを開発する多くの努力がなされてきた。マイクロ流体システムは、当業者には周知であり、特許文献、たとえば米国特許出願公開第２００８／０２５２９０５号明細書や米国特許出願公開第２００８／０２３７１１５１号や米国特許出願公開第２００８／０２０６１１０号に詳細に記載されている。
【０００５】
実際には、従来のマイクロ流体システムには多くの欠点があり、それはこれらのシステムが所定の工程手順と流体量とに限定されており、一般に特定の種類の分析法に関連付けられていたからである。これらのシステムは比較的試薬経路が少なく、それ故ユーザの要求に従って規模を拡大することができない。試薬は、分注作業または試薬経路への複合管を介して供給しなければならない。マイクロ流体システムは通常、１回使用を目的とし、それ故に比較的大きなコストの原因となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述のことを考慮して、本発明の１つの目的は液体試料の自動分析用の改良されたシステムを提供することにある。この目的は、独立請求項によるシステムによって叶えられる。本発明の好適な実施形態は、従属請求項の特徴によって与えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、液体試料の自動分析用の新規システムが提案され、ここでは試料分析のため、液体試料と１つ以上の試薬を混合し、反応生成物を検出することができる。システムを、ユーザの具体的要求に従う様々な仕方で構成することができる。システムを、生体外診断法を含む（生）化学において用いることができ、臨床化学分析や免疫分析等の具体的診断検査法において様々な分析を行うよう適合させることができる。
【０００８】
ここで使用するように、用語「マイクロ流体」は一般にミリメートルからミリメートル以下の寸法次元の断面寸法を指す。マイクロ流体の特徴から、たとえば１００μＬ／ｓ程度以下の流量においてたとえば１００μＬ程度以下の流体量の操作が可能となる。
【０００９】
本明細書で使用するとき、用語「オン／オフ弁」は、３個の別個の状態、すなわち液体やガス状流体が弁を通過できる第１の開弁状態と、ガス状流体が弁を通過でき、液体は弁を通過できない第２の開弁状態と、液体とガス状流体が共に弁の通過を阻止される閉弁状態のうちの１つへ選択的になることのできる弁を表わす。この種のオン／オフ弁は、当業者には周知で、特許文献、たとえば米国特許出願公開第２００３／００９４２０６号明細書や米国特許第６，３１１，７１３（B1）号明細書に記載された凍結／解凍弁として実装することができる。
【００１０】
凍結／解凍弁を用いることにより、流路経路内に収容された液体流体を単純に凍結または融解することで流体流を制御することができる。より詳しく述べるならば、第１の開弁状態では液体とガス状流体が弁を通過することができる。第２の開弁状態では、ガス状流体は弁を通過することができるが、液状流体が存在する場合に弁を十分に冷却して凍結栓を生成し、第２の開弁状態を閉弁状態へ切り替えることができる。閉弁状態にあっては、凍結／解凍弁は、生じた凍結栓と経路壁との間に存在し、それによって流体流を拘束する剪断運動に対する抵抗に依存する。凍結／解凍弁等のオン／オフ弁と組み合わせることで、流動経路を弁と流体との中間にガス気泡を生ずることなく流体を所定の場所に一時的に保持（すなわち、登録（register））して供給するのに用いることができる。
【００１１】
本明細書で使用するとき、用語「流体接続され」または「接続され」は、連通ラインや経路、またはオン／オフ弁や機械式アクチュエータ等を含む外部アクチュエータ等の流体流調節手段を含めることのできる他のシステム構成要素を指す。従って、流体接続されたシステム構成要素は、流体流を可能にすべく開き、または流体流を阻止すべく閉じることができる。
【００１２】
本発明のシステムにより処理する液体試料は、場合によっては１つ以上の分析物が発見できる流体である。試料は化学物質であってよく、またシステムは１つ以上の化学的分析、たとえば薬剤相互作用選別や環境分析や有機物質同定等を実行するよう適合させることができる。試料は生物学的製剤であってもよく、またその処理に流体と１つ以上の試薬との混合を含む限り、血液や血清や尿や脳脊髄液や核酸含有流体や目的とする他の任意の流体を含むことができる。
【００１３】
本明細書で使用するとき、用語「試薬」は試料および／または１つ以上の他の試薬と混合することのできる任意の液体を示すのに用いられる。より厳格な用語の意味では、試薬は試料と反応することのできる成分を含む。しかしながら、試薬は緩衝液や希釈流体等の非反応流体とすることもできる。
【００１４】
本発明によれば、下記の説明において詳述するように、液体試料の自動分析システムは様々なユニットを含んでいる。本明細書で使用するとき、本発明のシステムの各ユニットは液体試料処理用の機能的実体である。用語「ユニット」のより厳格な意味において、システムのユニットは構造的態様において互いに異なる構造的実体として実装することもできる。
【００１５】
本発明のシステムは、本発明のシステムの機能的かつ構造的実体である液体試料を処理する１つ以上の（マイクロ流体）処理ユニットを含む。各処理ユニットにおいて、液体試料は、得られる試料／試薬混合物の反応生成物を用いてその分析をするために、１つ以上の試薬と混合することができる。処理ユニットを、ユーザーの具体的要求に従って様々な仕方で構成することができる。その場合、処理ユニットはたとえば、得られる試料／試薬混合物の反応生成物を分析する分析機器へ移送することのできる試料／試薬混合物を調製する調製機器として実装することができる。さもなくば、本発明の処理ユニットを、得られる試料／試薬混合物の反応生成物に基づき試料を分析する分析ユニットに結合することもできる。本発明による処理ユニットは、生体外診断を含む（生）化学に用いることができ、試料と試薬の混合に加えこれらの反応結果の検出を含む様々な分析を実行するよう適合させることができる。それは、たとえば臨床化学分析や免疫測定等の診断分析に用いることができる。
【００１６】
システムの１つ以上の処理ユニットは、ユーザーの具体的要求に従って試料の調製操作および／または分析操作を行うよう流体を輸送することのできる複数の相互接続された経路と室とを配設したものである。一実施形態では、各処理ユニットには試料を移送する１つ以上の試料経路と試薬を移送する１つ以上の試薬経路とが配設してあり、それらは共に試料と試薬との間で反応を引き起こすよう１つ以上の反応室と連通している。各試料経路および試薬経路には、経路内の流体流を選択的に可能にし、または阻止する凍結／解凍弁等のオン／オフ弁が配設してある。さらなる１つの実施形態では、各処理ユニットの試料経路と試薬経路は、正または負の圧力をその中に生成するポンプ等の１つ以上の圧力アクチュエータに接続してある。ポンプは、たとえばメンブレンポンプ型やシリンジポンプ型や回転変位ポンプ型やベローズポンプ型等の連続式または間欠式のポンプとして実装することができる。ベローズポンプ型のポンプは、たとえば米国特許第５，６３８，９８６号明細書に開示されている。
【００１７】
本発明のシステムは、１つ以上の処理ユニットに試料を供給する「試料ユニット」として以下表記する別のシステム構成要素を含んでいる。試料ユニットには、本発明のシステムにより処理される試料を含む１つ以上の試料容器を配設することができる。それはさらに、試料容器から１つ以上の処理ユニットへ試料を移送する１つ以上の試料吸入管を含んでいる。本発明の一実施形態では、各試料吸入管は、試料容器内に浸漬してその中に収容された試料を吸引することのできる（たとえば、金属製の）ニードルとして実装される。試料ユニットはまた、試料を分配し、処理ユニットに試料を供給する１つ以上の試料ラインを含ませることができる。試料容器は、分配ラインにより処理ユニットへ直接にまたは間接に接続することができる。試料ユニットには、試料容器を各処理ユニットへ輸送するよう適合させた試料容器輸送機構も備えることができる。試料容器輸送機構は、全ての処理ユニットが共有するシステム構成要素とすることができる。
【００１８】
本発明のシステムは、下記において「試薬ユニット」として表記するさらにもう１つのシステム構成要素を含んでおり、それは試料と混合する１つ以上の試薬を収容する１つ以上の試薬容器を備えている。試薬は、互いに同一とするかまたは異ならしめることができる。試薬ユニットは、たとえば本発明のシステムの構造的実体として実装することができる。
【００１９】
本発明のシステムは、「分配ユニット」として以下表記するさらにもう１つのシステム構成要素を含んでおり、これが試薬を含み、随意選択的に試料を含むことのできる１つ以上の流体を分配する。分配ユニットは、本発明のシステムの構造的実体である。分配ユニットは、流体を分配し輸送する（流動）チャンネル等の複数の分配ラインを含む。少なくとも一部の分配ラインをたとえば流体相互接続により試料容器と処理ユニットとに流体接続し、これにより分配ラインを介して処理ユニットに試薬を供給できるようにしてある。その場合、個々の分配ラインは１つ以上の処理ユニットに流体的に接続することができる。これ故、各試薬容器は１つ以上の処理ユニットに流体的に接続される。一部の分配ラインを試料容器と処理ユニットに流体接続し、これにより分配ラインにより処理ユニットに試料が供給できるようにすることができる。
【００２０】
本発明のシステムはさらに、試料を分析する少なくとも１個の分析ユニットを含む。分析ユニットは、個々の試料と１つ以上の試薬の反応生成物を検出する少なくとも１個の検出器を含む。一実施形態では、少なくとも１個の検出器は１つ以上の処理ユニット、すなわちその反応室に結合してあり、その中に収容された試料／試薬混合物の反応生成物を検出する。別の実施形態では、少なくとも１個の検出器が１つ以上の処理ユニットに流体接続してあり、その中で生成された試料／試薬の反応生成物を検出する。システムは特に、試料を分析する複数の分析ユニットを含んでおり、そのそれぞれが１つの所定の種類または異なる種類の分析方法に関連することのできる反応生成物を検出する少なくとも１個の検出器を含んでいる。検出器には、たとえば反応生成物を光学的に検出する光度計等の光検出器、たとえばイオン選択電極（ＩＳＥ）に結合した機器結合流入計測セル、酵素−電気化学検出器等のバイオセンサー、電気−化学発光検出器（ＥＣＬ）、光検出器等を含めることができる。
【００２１】
分析ユニットにはさらに制御ユニットを含ませることができ、それはたとえば試料の自動分析に従って処理を行う命令を備えたコンピュータ読み取り可能なプログラムを実行するプログラム可能なロジックコントローラとして実装することができる。制御ユニットは、制御を必要とし、および／または情報を提供する構成要素に接続される。その場合、制御ユニットは、試料吸入と、試薬吸入と、得られた試料／試薬混合物の反応生成物を生じる反応と、得られた反応生成物に基づいた試料の分析とを制御するよう設定する。
【００２２】
これ故、本発明では、分配ユニットにより、試薬と随意選択的ではあるが試料の分配を高度に集積化された仕方で効率的に行い、１つ以上の所定の種類の分析方法と関連することのできる１つ以上の処理ユニットを提供する。
【００２３】
本発明のシステムの一実施形態によれば、分配ユニットは試薬と随意選択的ではあるが試料を含む流体を分配する複数の分配経路を備える固体基板として実装される。それは、たとえば実質平面形状を有する単一ブロックや平面体や盤として実装することができる。分配ユニットは、たとえばプラスチック材製であってよく、従来の成形技法を用いて製作することができる。分配ユニットは、特にモジュール式システム構成要素として実装することができる。モジュール式分配ユニットは、それぞれが１つ以上の処理ユニットに関連付けられる複数の（たとえば、モジュール式）サブユニットで構成することができる。
【００２４】
固体分配ユニットは、有利には、多数の、たとえば互いに異なっていてもよい数百の試薬を１つ以上の所定の種類の分析方法に関連付けることのできる１個または複数個の処理ユニットへ分配できるようにすべく、分配経路の高度集積化配置を可能にする。それは、試料の分配を可能にすることもできる。
【００２５】
本発明のシステムのさらなる１つの実施形態によれば、システムは、１つ以上の処理ユニットと固体基板として実装される分配ユニットの分配経路とを接続する「第１試薬供給ライン」として以下表記する試薬供給ラインを含む。その場合、第１試薬供給ラインと分配経路とを配置することが好ましく、すなわち固体分配ユニットは互いに異なる２つの（垂直方向の）高さに分配経路を含む。代替的には、第１試薬供給ラインは、たとえば分配経路が中間経路として実装される場合に分配ユニットの一部とすることができる。
【００２６】
本発明のシステムの１つの代替実施形態によれば、固体基板として実装される分配ユニットには、１つ以上の、好ましくは複数の処理ユニットと分配経路とを接続する複数の接続ポートが配設される。好ましくは、接続ポートは、その場合にプラグ挿入可能な構成要素（たとえば、モジュール）である処理ユニットを受け入れるよう適合させた（雄または雌の）プラグポートとする。この種の実施形態により、分配ユニットへの処理ユニットの簡単で迅速な組み付けが可能となり、処理ユニットの交換や保守が容易になる。さらに、１つ以上の所定の種類の分析方法に関連することのできる処理ユニットが簡単に交換または追加できるため、分析柔軟性をそなえる。
【００２７】
上記実施形態では、複数の処理ユニットを互いに連続して、たとえば分配経路の具体的配置と経路に応じて直線的にまたは円形に配置することが好ましい。
【００２８】
上記実施形態では、それぞれがプラグ挿入可能なモジュールとして実装される１つ以上の処理ユニットを受けるよう適合させたプラグポートとして実装される複数の接続ポートを配設した複数のモジュール式サブユニットを分配ユニットに配設することもまた好ましい。１個のモジュール式サブユニットからなる処理ユニットを、１つの所定の種類の分析方法に関連付けることができる。さもなくば、複数のモジュール式サブユニットからなる処理ユニットを異なる種類の分析方法に関連付けることもできる。
【００２９】
本発明のシステムのさらにもう１つの実施形態によれば、システムは試薬容器と分配ユニットの分配経路とを流体接続する「第２試薬供給ライン」と以下表記する試薬供給ラインを含む。その場合、好ましくは、第２試薬供給ラインと分配経路、すなわち分配経路を含む固体分配ユニットを互いに異なる２つの（垂直方向の）高さに配置する。代替的には、第２試薬供給ラインは、たとえば分配経路を中間経路として実装する場合に分配ユニットの一部とすることができる。本発明のシステムの１つの代替実施形態によれば、固体基板として実装される分配ユニットに試薬容器と分配経路とを接続する複数の接続ポートが配設される。好ましくは、接続ポートは、試薬容器を受けるよう適合させたプラグポートであり、その場合、試薬容器はプラグ挿入可能な構成要素となる。この種の実施形態により、分配ユニットと試薬容器との簡単かつ迅速な組立が可能となり、試薬容器の交換が容易になる。
【００３０】
本発明のシステムのさらなる１つの実施形態によれば、各処理ユニットは、分配ユニットの分配経路に接続された経路を開／閉する１つ以上のオン／オフ弁、たとえば凍結−解凍弁を装備している。代替的にまたは追加的に、分配経路を開／閉するオン／オフ弁を分配ユニットの一部とすることができる。
【００３１】
本発明のシステムのさらにもう１つの実施形態によれば、処理ユニットは、複数のサブセットからなり、そのそれぞれが少なくとも１個の処理ユニットを含んでおり、各サブセットが分配経路の個々のサブセットに接続されている。この実施形態では、所定の分配経路が１つ以上の所定の処理ユニットに接続されている。
【００３２】
本発明の上記実施形態の代替例である本発明のさらにもう１つの実施形態によれば、各分配経路は各処理ユニットに流体接続される。
【００３３】
本発明のシステムのさらにもう１つの実施形態によれば、試薬容器は複数の試薬容器のサブセットで構成されており、そのそれぞれが１つ以上の試薬容器を含んでいて、各サブセットは処理ユニットの個々のサブセットに接続される。この実施形態では、所定の分配経路が１つ以上の所定の処理ユニットに接続される。
【００３４】
本発明の前記実施形態の代替例である本発明のシステムのさらなる１つの実施形態によれば、各試薬容器は処理ユニットのそれぞれに流体接続される。
【００３５】
本発明のシステムのさらなる１つの実施形態によれば、システムのユニットは互いに異なる（垂直方向の）高さに配置するようにする。
【００３６】
本発明のシステムは、ガス状の、随意選択的には液体のシステム流体に基づくものとすることができる。システムは液状およびガス状システム流体の組み合せに基づくことが好ましい。液体システム流体を供給する場合、液体システム流体と試料または試薬との間の混合は回避される。
【００３７】
本発明の他のおよび更なる目的、特徴および利点は、以下の説明からより完全に明らかにされよう。明細書に組み込まれ、かつその一部を構成する添付図面は、本発明の好適な実施形態を例示するものであり、上記に記した概略の説明と下記に提供する詳細な説明と併せ、本発明原理の説明に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明のシステムの例示的構成の機能的実体を示す概略図である。
【図２】図１の構成の例示的実施形態を表わす概略図である。
【図３】図１の構成の別の例示実施形態を表わす概略図である。
【図４】図１の構成の変形例の例示実施形態を表わす概略図である。
【図５】図１の構成の別の変形例の例示実施形態を表わす概略図である。
【図６】本発明のシステムの分配ユニットの例示実施形態の概略上面図である。
【図７】本発明のシステムの例示実施形態の斜視図である。
【図８Ａ】図７の分配ユニットの概略上面図である。
【図８Ｂ】図７の分配ユニットの概略断面図である。
【図９Ａ】図７の分配ユニットの異なる実施形態を示す概略図である。
【図９Ｂ】図７の分配ユニットの異なる実施形態を示す概略図である。
【図１０】図７の分配ユニットの別の実施形態を示す概略斜視図である。
【図１１】図７の分配ユニットのさらに別の実施形態を示す概略斜視図である。
【図１２】図７の分配ユニットのさらに別の実施形態を示す概略斜視図である。
【図１３】本発明のシステムの処理ユニットの第１の例示的構成の機能的実体を示す概略図である。
【図１４】本発明のシステムの処理ユニットの第２の例示的構成の機能的実体を示す概略図である。
【図１５】図１４の処理ユニットの例示的実施形態を表わす概略図である。
【図１６Ａ】図１５の処理ユニットを用いて液体試料の処理をする代表的な方法を示す。
【図１６Ｂ】図１５の処理ユニットを用いて液体試料の処理をする代表的な方法を示す。
【図１６Ｃ】図１５の処理ユニットを用いて液体試料の処理をする代表的な方法を示す。
【図１６Ｄ】図１５の処理ユニットを用いて液体試料の処理をする代表的な方法を示す。
【図１６Ｅ】図１５の処理ユニットを用いて液体試料の処理をする代表的な方法を示す。
【図１６Ｆ】図１５の処理ユニットを用いて液体試料の処理をする代表的な方法を示す。
【図１６Ｇ】図１５の処理ユニットを用いて液体試料の処理をする代表的な方法を示す。
【図１７】本発明のシステムの処理ユニットの第３の例示的構成の機能的実体を示す概略図である。
【図１８】図１７の処理ユニットの１つの例示的実施形態を表わす概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図を用いて、本発明を実施することのできる具体的な例示的実施形態を説明する。
【００４０】
図１〜３を参照し、液体試料を分析する本発明のシステムの例示的な第１の構成ならびにその例示的実施形態を説明する。
【００４１】
従って、液体試料の処理用のシステム１は、それぞれがシステム１の機能的かつ構造的実体である液体試料処理用に適合させた複数の（貫流）処理ユニット３を含んでいる。それはさらに、分析ユニット２を備えており、これがたとえば光度計として実装することのできる１個の光学式検出器４を含んでいる。処理ユニット３は、光検出器４を含む分析ユニット２と併せ、同一種の分析方法に専用とし、たとえばユーザの具体的要求に従って臨床化学や免疫性化学や核酸試験や血液学や検尿等に関連付けることができる。システム１はさらに、たとえば試料を混合する試薬を収容した冷却された区画室内に貯蔵される複数の試薬容器８を配設した試薬ユニット５を備える。試薬は、互いに同一かまたは異ならしめることができる。システム１はその上さらに、試料管９をシステム１内に装填し、試料管９を様々な処理ユニット３へ輸送する試料管装填機構１０を装備する試料ユニット７を備える。システム１はその上さらに、試薬と随意選択的には試料を各処理ユニット３へ輸送する複数の分配（流動）経路を含む、１つ以上の試薬を分配する分配ユニット６を備える。
【００４２】
特に図２を参照し、図１のシステム１の第１の構成の例示的実施形態を説明する。システム１は複数の処理ユニット３を備えており、そのそれぞれが分配ユニット６により提供される複数の分配経路１３により複数の試薬容器８に接続してある。３個の処理ユニット３と９個の試薬容器８が例示目的にのみ合わせ図示してあるが、ユーザの具体的要求に従いそれぞれ他の任意の数の処理ユニット３および試薬容器８を構想できることは理解されたい。
【００４３】
システム１では、各処理ユニット３は試薬ユニット５の試薬容器８の専用サブセットに接続してあり、ここで１個のサブセットの各試薬容器８は１つの分配経路１３により１つの処理ユニット３に接続され、各試薬容器８と関連する処理ユニット３との間に１対１の接続がもたらされるようにしてある。従って、各分配経路１３は、１個の試薬容器８と１個の処理ユニット３とを流体接続している。
【００４４】
システム１では、処理ユニット３のそれぞれをさらに１個の試料ライン１４により１本の試料吸入管１５へ接続し、試料管９内に収容された試料を処理ユニット３内に吸引することができる。試料吸入管１５は、たとえば金属製ニードルとして実装することができる。従って、各処理ユニット３は試料吸入管１５を用い専用試料管９から試料を吸引することができる。試料吸入管１５は、試料ユニット７の一部とすることができる。試料管９を処理ユニット３へ移送する試料管装填機構１０は、たとえば試料管９を保持するカップ様ホルダー１２を配設したモーター駆動ベルト１１を含むベルト駆動装置として実装される。従って、試料管９は水平な矢印により示す如くベルト１０を駆動することで試料管装填機構１０を介して処理ユニット３へ輸送することができる。加えて、各ホルダー１２を上方へ持ち上げ、その中に収容された試料管９を１個の試料吸入管１５へ向け移動させ、垂直な矢印により示す如く試料吸入管１５により試料管９内に収容された試料を吸引できるようにすることができる。
【００４５】
システム１はさらに、たとえば各処理ユニット３内に収容された試料／試薬混合物の反応生成物を光学的に検出する光度計として実装される１個の光検出器４を含んでいる。光学式検出器４は、光学的に検出された反応生成物に基づき試料を分析する分析ユニット２の一部をなす。従って、光学式検出器４を処理ユニット３に収容された試料／試薬混合物の試薬生成物から放射される光を検出するよう適合させる。その場合、処理ユニット３は光学式検出器４を含む分析ユニット２と併せ所定の種類の分析法に専用となる。
【００４６】
図２のシステム１の例示実施形態では、任意の所望数の処理ユニット３を並列に稼働させることができ、一方で各処理ユニット３は試薬ユニット５の試薬（すなわち、試薬容器８）の個々のサブセットへのアクセスを有する。各処理ユニット３は、個々の試料へのさらなるアクセスを有する。これ故、試料処理量はユーザの具体的要求に従って増加させることができる。さもなくば、処理ユニット３は同一種の分析方法に関連付けてあるため、たとえ１つ以上の処理ユニット３に欠陥がある場合でも、試料の分析を保証することができる。さらに、同一種の分析方法に関連する複数の処理ユニット３により、試料の並列分析を実行し、たとえばその平均値を算出することでさらに処理のできる複数のあり余る結果が入手できるようにしてある。
【００４７】
試料管装填機構１０と光学式検出器４は、全ての処理ユニット３が共有する共通システム構成要素である。共有システム構成要素により、システム１の製作費を著しく減らすことができる。
【００４８】
特に図３を参照し、図１のシステム１の第１の構成の別の例示的実施形態を説明する。不要な反復を避けるため、図２の実施形態に対する差異だけを説明し、それ以外は図２に関連してなされた説明を参照されたい。
【００４９】
図３のシステム１では、各処理ユニット３は試薬のサブセットだけでなく、試薬ユニット５の全ての試薬（すなわち、試薬容器８）にもアクセスを有する。その目的に合わせ、流体分配ユニット６の分配経路１３は中間経路として実装してあり、その数は試薬ユニット５の試薬容器８の数に対応している。中間経路１３を処理ユニット３へ接続するため、システム１はさらに処理ユニット３と分配経路１３とを流体接続する第１試薬供給経路１８を含んでおり、ここでは異なる第１試薬供給経路１８が異なる分配経路１３に接続してある。第１試薬供給経路１８の数を処理ユニット３の数を乗じた分配経路１３の数に対応させ、各分配経路１３と処理ユニット３との間に１対多の接続を持たせるようにしてある。システム１はその上さらに、試薬容器８と分配経路１３とを流体接続する第２試薬供給経路１７を含んでおり、ここでは異なる第２試薬供給ライン１７が異なる分配経路１３に接続してある。第２試薬供給ライン１７の数は分配経路１３の数に対応させ、第２試薬供給ライン１７と分配経路１３との間に１対１の接続を持たせるようにしてある。
【００５０】
これ故、図３のシステム１では、各処理ユニット３は第１試薬供給経路１８により各中間経路１６に接続される。さもなくば、各試薬容器８は第２試薬供給経路１７により専用の中間経路１６に接続し、各試薬容器８を各処理ユニット３に接続するようにしてある。
【００５１】
図３のシステム１の第２例示実施形態では、任意の所望数の処理ユニット３を試薬ユニット５の全ての試薬（すなわち、試薬容器８）へのアクセスを有する各処理ユニット３と並列に稼働させることができる。これ故、試料の処理量は所望に応じて増大させることができ、全ての試薬を全ての処理ユニット３へ供給することができる。その結果、各処理ユニット３に試薬の個別サブセットを用意する場合に比し、コストを節約することができる。
【００５２】
特に図４を参照し、図１の第１構成の変形例であるシステム１の第２の構成の例示実施形態を説明する。不要な反復を避けるため、図２の実施形態に対する差異だけを説明し、それ以外は図２に関連してなされた説明を参照されたい。
【００５３】
図４の第２の構成では、システム１には２個の異なる検出器、すなわち光検出器４と貫流セル１９に結合された機器とが配設されている分析ユニット２が含まれる。システム１はさらに２個の処理ユニット３を含んでおり、ここで１つの処理ユニット３にはたとえば１つ以上の反応室から放射された光を検出する光度計として実装される光検出器４が結合してあり、他の処理ユニット３は接続経路２０により貫流セル１９に流体接続してある。従って、対応する処理ユニット３の試料／試薬混合物を貫流セル１９へ供給し、貫流セル１９に結合された機器（図示せず）により試料／試薬混合物の反応生成物を検出することができる。貫流セル１９は、たとえばイオン選択電極（ＩＳＥ）や酵素−電気化学検出器等のバイオセンサーや電気−化学発光検出器（ＥＣＬ）や光検出器等に結合することができる。従って、処理ユニット３は光検出器４および流入セル１９と併せ互いに異なる第１および第２の分析法に関連付けられる。図４のシステム１では、１本の試料管９内に含まれる試料を多分岐試料管ライン１４により両処理ユニット３に接続された１本の試料吸入管１５により両処理ユニット３内へ吸い込むことができる。
【００５４】
図４のシステム１では、各処理ユニット３は使用する分析法の種類別に特有の試薬容器８の個々のサブセットに流体接続してある。図４に示す如く、たとえば３個の試薬容器８を光検出器４の第１の分析方法と組み合わせて用い、２個の試薬容器８を流入セル１９の第２の分析方法に用いる。各試薬容器８は流体分配ユニット６の１つの分配経路１３で結合する処理ユニット３へ接続し、試薬容器８と処理ユニット３との間の１対１の接続を実現するようにしてある。
【００５５】
異なる種類の分析方法に関連する２個の処理ユニット３を例示目的にのみ図示したが、個別の分析方法に関連付けることができ、さらに個々の検出器に結合することのできる任意の他の数の処理ユニット３をユーザの具体的要求に従って構想することができることを理解されたい。
【００５６】
図４のシステム１の例示実施形態では、任意の所望数の処理ユニット３を並列に稼働させることができ、一方で各処理ユニット３は使用する分析方法の種類別に特有の試薬ユニット５の試薬の個別サブセットに対するアクセスを有する。各処理ユニット３に接続された１個の試料吸入管１５を用いることで、１個の試料を２つ以上の異なる所定の種類の分析方法を用いて並列に分析することができる。
【００５７】
特に図５を参照し、図１の第１構成の別の変形例であるシステム１の第３の構成の例示実施形態を説明する。不要な反復を避けるため、図４の実施形態に対する差異だけを説明し、それ以外は図４に関連してなされた説明を参照されたい。
【００５８】
図５の実施形態では、システム１は、光検出器４に結合され、かくして第１の分析方法に関連する処理ユニット３の第１のサブセット（たとえば、２個）と、流入セル１９に結合した機器に接続され、かくして第１の分析方法とは異なる第２の分析方法に関連する処理ユニットの第２のサブセット（たとえば、３個）とを含む。光検出器４は、たとえばそこに結合された処理ユニット３の第１のサブセットの反応室から放出される光を検出する光度計として実装することができる。流入セル１９は、多分岐接続経路２０によりサブセット処理ユニット３の第２のサブセットに流体接続され、サブセット処理ユニット３の第２のサブセットの反応室の試料／試薬混合物を流入セル１９へ輸送してその検出を行うことができる。
【００５９】
１本の試料管９の試料を、多分岐試料ライン１４により全ての処理ユニット３へ接続された１個の試料吸入管１５により第１および第２のサブセットの全ての処理ユニット３内へ同時に吸引することができる。第１の分析方法に関連する処理ユニット３の第１のサブセットの処理ユニット３は、第１の分析方法に特有の全ての試薬（すなわち、試薬容器８）を含む試薬ユニット５のサブセット試薬容器８の第１のサブセットに対するアクセスを有する。さもなくば、第２の分析方法に関連する処理ユニット３の第２のサブセットの処理ユニット３は、第２の分析方法に特有の全ての試薬（すなわち、試薬容器８）を含む試薬ユニット５のサブセット試薬容器８の第２のサブセットに対するアクセスを有する。その目的に合わせ、流体分配ユニット６の分配経路１３はそれぞれ中間経路として実装する分配経路の第１のサブセットと分配経路の第２のサブセットとからなる。処理ユニット３の第１のサブセットと第２のサブセットのそれぞれの処理ユニット３を分配経路１３の第１のサブセットと第２のサブセットのそれぞれへ流体接続すべく、システム１はさらに第１試薬供給経路１８の第１のサブセットと第２のサブセットのそれぞれを含んでおり、そのそれぞれは１個の処理ユニット３と１個の分配経路１３とを流体接続しており、ここで異なる第１試薬供給経路１８が異なる分配経路１３に接続される。試薬容器８の第１のサブセットと第２のサブセットのそれぞれの試薬容器８を分配経路１３の第１のサブセットと第２のサブセットのそれぞれへ流体接続すべく、システム１はその上さらに第２試薬供給経路１７の第１のサブセットと第２のサブセットのそれぞれを含んでおり、そのそれぞれは１個の試薬容器８と１個の分配経路１３とを流体接続しており、ここでは異なる第２試薬供給経路１７が異なる分配経路１３に接続してある。
【００６０】
図５では、サブセット処理ユニット３の第１のサブセットは光検出器４に結合された２個の処理ユニット３を含んでおり、一方でサブセット処理ユニット３の第２のサブセットは流入セル１９に接続された３個の処理ユニット３を含んでいるが、ユーザの具体的要求に従って光検出器４と流入セル１９に結合された他の任意の数の処理ユニット３をそれぞれ構想できることは理解されたい。
【００６１】
図５に示したシステム１の例示実施形態では、特定の種類の分析方法に専用の任意の所望数の処理ユニット３を並列に稼働させることができ、その一方でその特定の種類の分析方法の各処理ユニット３はそれに特有の試薬ユニット５の全ての試薬に対するアクセスを有する。処理ユニット３に接続した１個の試料吸入管１５を用い、１個の試料を並列にして異なる種類の分析方法を用いて分析することができ、ここでは各種の分析方法が複数の処理ユニット３に関連付けてある。図５のシステム１はかくして、異なる種類の分析方法を用いてきわめて高速の試料分析を可能にし、試料分析の作業所要時間を低減するようにしてある。個別の処理ユニット３の欠陥時でさえ、利用可能な分析方法に拘束されることなく、残りの流体処理ユニット３により試料の並列分析が可能となる。それは特に、異なる種類の分析方法を並列に用いて、１個の試料の所定のパラメータ集合の測定を可能にする。
【００６２】
図６を参照し、図３と図５に示したシステム１の分配ユニット６の例示的実施形態を説明する。
【００６３】
従って、分配ユニット６は固体基板、たとえば互いに並列に整列する複数の分配経路１３を配設した平面盤として実装される。分配経路１３は、たとえば箔で覆った基板面に加工した溝として実装することができ、または代替的に基板内に形成することができる。
【００６４】
各処理ユニット３（たとえば、例示目的のためのみに５個の処理ユニットを図示する）は、第１試薬供給ライン１８により各分配経路１３へのアクセスを有する。各第１試薬供給ライン１８は、１個の処理ユニット３と１個の分配経路１３とを流体接続（１対１で接続）しており、ここで異なる第１試薬供給ライン１８が異なる分配経路１３に接続してある。各試薬容器８（たとえば、例示目的のためのみに３個の試薬容器８を図示する）は、第２試薬供給ライン１７により個別の分配経路１３へのアクセスを有する。各第２試薬供給ライン１７は、１個の試薬容器８と１個の分配経路１３に流体接続（１対１で接続）してあり、ここでは異なる第２試薬供給ライン１７を異なる分配経路１３に接続してある。第１試薬供給ライン１８は、流体がその中を自由に通過できるようにする流体相互接続路１６により分配経路１３へ流体接続してある。同様に、第２試薬供給ライン１７は流体がその中を自由に通過できるようにする流体相互接続路１６により分配経路１３へ流体接続してある。第１試薬供給ライン１８と分配経路１３は、異なる高さ（垂直方向高さ）に配置してある。図面には図示していないが、第１および／または第２試薬供給ライン１７、１８は代替的には分配ユニット６の一部とすることができる。
【００６５】
図６に示すシステム１の分配ユニット６の例示実施形態では、分配ユニット６は分配経路１３を配設した固体基板である。その変形例では、固体分配ユニット６にはさらに第１試薬供給ライン１８および／または第２試薬供給ライン１７が配設してある。その場合、処理ユニット３および／または試薬容器８は、たとえば処理ユニット３および／または試薬容器８を分配ユニット６の専用ポートにプラグ挿入することで、第１および／または第２試薬供給ラインへ流体接続することができる。
【００６６】
本発明のシステム１の別の例示実施形態の斜視図である図７を参照する。
【００６７】
従って、システム１では、試料ユニット７には試料管９をシステム１へ装填し、試料管９を様々な処理ユニット３のそれぞれへ輸送する試料管装填機構１０が配設してある。試料管装填機構１０は、試料管９を保持する複数の試料管ラック２２を輸送するよう適合させたモーター駆動ベルト１１を含むベルト駆動装置として実装してある。
【００６８】
システム１では、試薬ユニット５には複数の試薬容器８が配設してある。システム１はさらに、平面形状を有する試料を処理する複数の処理ユニット３を含む。
【００６９】
分析ユニット２には、試料と１つ以上の試薬の反応生成物から放射される光を検出する光度計として実装した１個の光検出器４が含まれる。分析ユニット２はさらに、機器に結合された１個の流入セル１９を含んでおり、流入セル１９へ移送された試料と１つ以上の試薬の反応生成物から放射される光を検出する。光検出器４は処理ユニット３の第１のサブセットに結合してあり、一方で流入セル１９は多分岐接続経路２０により処理ユニット３の第２のサブセットに流体接続してある。光検出器４と流入セル１９は、異なる種類の分析方法に関連付けてある。
【００７０】
システム１では、分配ユニット６はプレート様形状を有する平面体としてある。
【００７１】
それには、流体を輸送する複数の分配経路（図示せず）が備わっている。分配経路は第２試薬供給ライン１７により試薬容器８へ接続されていて、各試薬容器８を１個の分配経路へ接続している。各処理ユニット３は、たとえば金属製ニードルとして実装される個々の試料吸入管１５に流体接続してある。各試料吸入管１５は、たとえば試料管９を持ち上げてその中に収容された試料を吸引することで試料管９内へ浸すことができる。
【００７２】
図７に示す如く、試薬ユニット５と分析ユニット２と試料ユニット７は異なる垂直高さ（高さ）に配置してあり、試薬ユニット５が分析ユニット２の上方にあり、試薬ユニット７が分析ユニット２の下方にある。従って、システム１内では、試薬容器８は簡単に交換することができる。システム１の各ユニットは、機能的かつ構造的実体であり、たとえばモジュール式ユニットとして実装される。
【００７３】
図７のシステム１の分配ユニット６の例示実施形態の概略上面図である図８Ａに示す如く、分配ユニット６には５箇所のプラグ位置２３（たとえば、ソケット）が配設され、そのそれぞれが１個の処理ユニット３を受けるよう適合させてある。各プラグ位置２３には、（たとえば、雌の）プラグイン式ポートとして実装した分配経路１３の複数の出口ポート２４が配設されている。従って、流体は出口ポート２４を介して分配経路と処理ユニット３の間で簡単に移送することができる。
【００７４】
図８Ａの分配ユニット６の概略断面図である図８Ｂに示す如く、各処理ユニット３には複数の（たとえば、雄の）コネクター２５が備わっており、それらは出口ポート２４に接続（たとえば、プラグイン）し、処理ユニット３を配置し、処理ユニット３に複数の分配経路を流体接続できるようにしてある。各処理ユニット３は平面形状を有しており、平面分配ユニット６の上面にそれと並列に整列させて配置してある。
【００７５】
図９Ａには、図７のシステム１の分配ユニット６の別の実施形態が図示してある。従って、分配ユニット６には複数のモジュール式サブユニット２６が備わっており、そのそれぞれに処理ユニット３の個々のサブセットを受ける１つ以上のプラグ位置２３が設けられている。個々のサブユニット２６に関連する各処理ユニット３は、たとえば１つの所定の種類の分析方法に関連付けることができる。代替的には、１つのサブセットの処理ユニット３を異なる種類の分析方法に関連付けることができる。図示の実施形態では、処理ユニット３および／またはサブユニット２６を簡単に交換することができる。
【００７６】
図９Ｂでは、図７の分配ユニット６の別の実施形態が図示してある。従って、分配ユニット６は処理ユニット３を受ける複数のプラグ位置２３が配設された集積化モジュール式ユニットである。処理ユニット３は、１つの所定の種類の分析方法に関連付けることができる。代替的には、処理ユニット３を異なる所定の種類の分析方法に関連付けることができる。
【００７７】
図７の分配ユニット６の別の実施形態の概略斜視図を示す図１０を参照する。不要な反復を避けるため、図８Ａと図８Ｂの実施形態についての差異だけを説明し、それ以外はそれらに関連してなされた説明を参照されたい。
【００７８】
従って、平面分配ユニット６には互いに並列に整列する複数の分配経路１３が配設されている。それぞれ平面形状を有する処理ユニット３は、それらの中間の小ピッチを有する平面分配ユニット６に対し直交整列させてある。この種の実施形態により、たとえば分配ユニット６のプラグ位置２３へプラグ挿入することのできる非常にコンパクトな配置の処理ユニット３が可能になる。さらに、各処理ユニット３は分配ユニット６とのプラグ挿入のための小さな挿入部分を有する。その場合、処理ユニット３を、たとえば試料と試薬の反応生成物を検出する１つ以上の流入セル１９に流体接続することができる。
【００７９】
図７の分配ユニット６の別の実施形態の概略上面図を示す図１１を参照する。不要な反復を避けるため、図８Ａと図８Ｂの実施形態についての差異だけを説明し、それ以外はそれらに関連してなされた説明を参照されたい。
【００８０】
従って、平面分配ユニット６には互いに同心配置された閉ループとして実装される複数の分配経路１３が配設されている。平面形状を有する処理ユニット３は平面分配ユニット６に対し並列に整列させてあり、閉ループ分配経路１３に沿って周辺に配置してある。この種の実施形態により、たとえば分配ユニット６のプラグ位置２３へプラグ挿入される処理ユニット３の非常にコンパクトな配置が可能になる。各処理ユニット３は、試料を並列に処理ユニット３へ供給する中央試料吸入管１５へ流体接続してある。処理ユニット３は、たとえば個別試料と１つ以上の試薬の反応生成物を光学的に検出する回転光度計等の光検出器４に結合することができる。
【００８１】
図７の分配ユニット６の別の実施形態の概略上面図を示す図１２を参照する。不要な反復を避けるため、図８Ａと図８Ｂの実施形態についての差異だけを説明し、それ以外はそれらに関連してなされた説明を参照されたい。
【００８２】
従って、平面分配ユニット６にはたとえば２個のプラグ位置２３（ソケット）が配設されていて、そのそれぞれが処理ユニット３を受けるよう適合させてある。各プラグユニット２３には、（たとえば、雌の）プラグイン式ポートとして実装される分配経路１３の複数の出口ポート２４が備わっている。分配ユニット６の分配経路１３は、互いに異なる第１および第２の高さ（垂直方向の高さ）内に延在しており、第１の高さから第２の高さへ変更することができ、その逆も可能である。
【００８３】
より具体的に述べるならば、図１２に示す如く、分配経路１３は上側の第１の高さ（太線）から下側の第２の高さ（細線）へ、または下側の第２の高さから上側の第１の高さへ変えることができ、隣接する分配経路１３へ分岐させることができる。各出口ポート２４は、下側の第２の高さに位置する分配経路１３へ流体接続してある。処理ユニット３は、たとえば出口ポート２４内へプラグ挿入される「スロットカード」として実装することができる。有利なことに、この種の実施形態は、封止等が必要となりうる出口ポート２４間の中間距離を比較的大きくすることと組み合わせて分配経路１３の高密度の配置が可能となる。
【００８４】
液体試料の分析に用いる本発明のシステム１のマイクロ流体処理ユニット３の第１例示構成の機能的実体の概略図を示す図１３を参照する。
【００８５】
従って、試料容器１０２内に収容された液体試料を処理する処理ユニット３は、試料容器１０２内に収容された液体試料を処理ユニット３内へ吸引できるようにする試料容器１０２へ接続可能な「試料吸引１０３」と表記した機能的実体を含む様々な機能的実体を含んでいる。機能的実体の試料吸引１０３は、試料を希釈流体で希釈して試料を登録するのに用いる「試料登録／希釈１０５」として表記した別の機能的実体に接続してある。機能的実体試料登録／希釈１０５は、試料と第１から第３試薬群Ｒ１、Ｒ２とＲ３の１つ以上の試薬の投与に用いる「試料および試薬Ｒ１／２／３投与１０４」と表記した別の機能的実体に接続してある。機能的実体試料および試薬Ｒ１／２／３投与１０４は、試料に試薬を混合し、得られた試料／試薬混合物が反応を引き起こすようインキュベーションするのに用いる「混合およびインキュベーション１０７」として表記した別の機能的実体に接続してある。得られた試料／試薬混合物の反応生成物を検出する検出器を含む「分析ユニット１０８」として表記した別の機能的実体が、検出された反応生成物に基づき試料を分析するのに用いられる。
【００８６】
本発明のシステム１のマイクロ流体処理ユニット３の第２例示構成の機能的配置の概略図を示す図１４を参照する。不要な反復を避けるため、図１３の第１例示構成に対する差異だけを説明し、それ以外は図１３に関連してなされた説明を参照されたい。
【００８７】
従って、処理ユニット３では、機能的実体混合およびインキュベーション１０７は、試料と第１試薬群Ｒ１の試薬との投与に用いる「試料および試薬Ｒ１投与１０６」と表記した別の機能的実体と、機能的実体試料および試薬Ｒ１投与１０６により予め定められた第１試薬群Ｒ１とは異なる第２および第３試薬群Ｒ２／３の試薬を投与するのに用いられる「試薬Ｒ２／３投与１０９」と表記したさらに別の機能的実体とに接続してある。検出器を含む分析ユニット１０８は、得られた試料／試薬混合物の反応結果を検出し、出された反応結果に基づき試料を分析するのに用いられる。
【００８８】
特に図１５を参照し、図１４の処理ユニット３の第２構成の例示実施形態を説明する。
【００８９】
従って、マイクロ流体処理ユニット３は液体試料の分析に関して、試料と試薬とを輸送することのできる複数の経路と室とを含んでいる。経路と室の断面寸法は、通常マイクロメーター程度であり、たとえば１μｍ〜５００μｍほどの小ささとすることができる。処理ユニット３は、ガス状システム流体、たとえば空気か、または代替的にはガス状および液体システム流体との組み合わせが収容してあり、試料および試薬と他の任意の目的の流体がその中に負または正（雰囲気）圧力を生成することで経路および室を介して輸送できるようにしてある。
【００９０】
より具体的に述べるならば、マイクロ流体処理ユニット３には第１主経路１１０と第２主経路１１１とが含まれる。各主経路１１０、１１１の一端には、周囲の空気を処理ユニット３内へ通過させるベント１１３が配設されている。第２主経路１１１の他端は、第１主経路１１０に流体接続してある。第１主経路１１０の他端は、主ポンプ１１２に接続してある。主ポンプ１１２を使用することで、正または負（雰囲気）圧力を第１主経路１１０と第２主経路１１１の双方に生成することができる。
【００９１】
マイクロ流体処理ユニット３では、液体試料Ｓを収容した試料容器１０２へ接続することのできる試料経路１１４を介して液体試料を第１主経路１１０へ輸送することができる。試料経路１１４の一端は第１主経路１１０へ流体接続してあるが、その他端は試料容器１０２から試料を吸引するのに用いることのできる試料吸入管１４６へ流体接続してある。試料経路１１４には第１凍結／解凍弁１１５が装備してあり、試料経路１１４から第１主経路１１０への試料流を可能にしまたは阻止できるようにしてある。第１凍結／解凍弁１１５は、試料経路１１４が第１主経路１１０に開口する箇所の試料経路１１４の開口に隣接配置してある。
【００９２】
マイクロ流体処理ユニット３はさらに、第１試薬群Ｒ１を第１主経路１１０へ供給する複数の第１試薬経路１１８を備える。各第１試薬経路１１８は、液体試料と反応させる第１試薬群Ｒ１の試薬を収容した第１試薬容器（図示せず）に接続してある。第１試薬容器に収容された第１試薬群Ｒ１には、試料Ｓ内の１つ以上の分析物を分析するよう適合された所定の第１分析に専用の互いに異なる１種または複数種の試薬を含ませることができる。各第１試薬経路１１８は第１主経路１１０内に開口していて、第２凍結／解凍弁１１９を装備しており、第１試薬経路１１８から第１主経路１１０への試薬流を可能にしまたは阻止できるようにしてある。第２凍結／解凍弁１１９は、第１試薬経路１１８が第１主経路１１０内に開口する箇所の開口に隣接配置してある。
【００９３】
マイクロ流体処理ユニット３はさらに、液体試料と試薬との反応を引き起こすための複数の反応室１２０を含んでいる。反応室１２０は、たとえば流入キュベットとして実装することができる。各反応室１２０は、反応室１２０を第１主経路１１０へ接続する第１反応室ポート１２１と反応室１２０を第２主経路１１１へ接続する第２反応室ポート１２２とを介し、第１主経路１１０と第２主経路１１１との間に相互接続してある。各ポート１２１、１２２には第３凍結／解凍弁１２３が装備してあり、反応室１２０と第１および第２主経路１１０、１１１それぞれとの間の流体流を可能にしまたは阻止するようにしてある。各反応室１２０はさらに、反応室１２０の内径を縮径する複数のカム様（反応室）突出部１３９を装備している。突出部１３９は、主ポンプ１１２が生成する正または負の圧力が引き起こす往復流体運動を行うときに反応室１２０内で流体を混合するよう適合させてある。
【００９４】
処理ユニット３では、多数の互いに並列配置された、たとえば４０個の反応室２０を用いることができる。反応室１２０はその中に収容された試料／試薬混合物をインキュベーションするインキュベーション室として実装してあり、かくして１つ以上の時間期間中に試料／試薬混合物を１つ以上の所定温度に維持し、試料と１つ以上の試薬との間で反応が引き起こされるように適合させてある。
【００９５】
図１５から判るように、第１主経路１１０にはベント１１３と主ポンプ１１２との間に位置する第４凍結／解凍弁１２４が装備してある。第４凍結／融解弁１２４は、第１主経路１１０をそのベント側部分１２５とポンプ側部分１２６とに区画している。各第１試薬経路１１８は、第１主経路１１０のベント側部分１２５に連通している。試料経路１１４は第１主経路１１０のポンプ側部分１２６に連通しており、ここで試料経路１１４が第１主経路１１０内に開口する箇所の開口は第１主経路１１０の第４凍結／解凍弁１２４に隣接配置してあり、試料経路１１４の第１凍結／解凍弁１１５は第４凍結／解凍弁１２４に隣接配置してある。さらに第１反応室ポート１２１は、第１主経路１１０のポンプ側部分１２６に連通している。
【００９６】
処理ユニット３はさらに、第２および第３試薬群Ｒ２／Ｒ３を第２主経路１１１へ供給する複数の第２試薬経路１２７を含んでいる。第２試薬経路１２７は、第２および第３試薬容器（図示せず）に接続してある。第２および第３試薬容器は、液体試料と反応させるための第２および第３試薬群Ｒ２／Ｒ３の試薬を収容しており、それらの液体試料は第１試薬容器内に収容された第１試薬群Ｒ１とは異なるものである。第２および第３試薬容器内に収容された第２および第３試薬群Ｒ２、Ｒ３には、試料Ｓ内の１つ以上の分析物を分析するよう適合された所定の第１分析または所定の第２分析に専用の互いに異なる１または複数の試薬を含ませることができる。
【００９７】
各第２試薬経路１２７は第２主経路１１１に連通しており、第２試薬経路１２７から第２主経路１１１への試薬流を可能にし、または阻止するよう第５凍結／解凍弁１２８を装備している。第２試薬経路１２７の第５凍結／解凍弁１２８は、それぞれ第２試薬経路１２７が第２主経路１１１内に開口する箇所の開口に隣接配置してある。
【００９８】
第２主経路１１１には、反応室１２０の数に従い、かつそのそれぞれに関連する複数の第６凍結／解凍弁１２９が装備されている。これらの第６凍結／解凍弁１２９は、関連する反応室１２０の第２反応室ポート１２２が第２主経路１１１内に開口する箇所の開口と主ポンプ１１２との中間に配置してある。これら第６凍結／解凍弁１２９は、それぞれ第２反応室ポート１２２の開口に隣接配置してある。さもなくば、第２反応室ポート１２２の第３凍結／解凍弁１２３をそれぞれ第２主経路１１１の第６凍結／解凍弁１２９に隣接配置する。
【００９９】
処理ユニット３はさらに、試料経路１１４に接続されてその中に負または正の圧力を生成する補助ポンプ１３０を含んでいる。試料経路１１４は、第１および第２混合室ポート１３４、１３３を介して複数の混合室１３１に接続してある。処理ユニット３では、互いに並列に配置される多数の、たとえば５個の混合室１３１を構想することができる。混合室１３１は、試料経路１１４をその第１試料経路部分１１６と第２試料経路部分１１７とに区分している。混合室１３１の第１混合室ポート１３４は第１試料経路部分１１６に連通するが、第２混合室ポート１３３は第２試料経路部分１１７に連通している。混合室ポート１３３、１３４は、各混合室１３１と試料経路１１４との間の試料流を可能にし、または阻止するよう第７凍結／解凍弁１３５を装備している。さらに、各混合室１３１は、相互に向け突出し、混合室１３１の内径を縮径する複数のカム様（混合室）突出部１３２を装備している。突出部１３２は、補助ポンプ１３０が生成する正または負の圧力が引き起こす往復流体運動を行うときに混合室１３１内で流体を混合するよう適合させてある。
【０１００】
処理ユニット３はさらに、液体試料を希釈する希釈流体を供給する希釈流体経路１３６を含んでいる。希釈流体経路１３６は、試料を希釈する水等の流体を収容する希釈流体容器（図示せず）に接続してある。希釈流体経路１３６は試料経路１１４に連通しており、希釈流体経路１３６が試料経路１１４内に開口する開口部に隣接配置された第８凍結／解凍弁１３７を装備している。さらに、試料経路１１４は希釈流体経路１３６が試料経路１１４内へ開口する箇所の開口と試料容器１０２との中間に位置する第９凍結／解凍弁１３８を装備している。試料経路１１４の第９凍結／解凍弁１３８は、希釈流体経路１３６の第８凍結／解凍弁１３７に隣接配置してある。従って、補助ポンプ３０の使用により、試料を試料経路１１４内へ吸引でき、第１および第２主経路１１０、１１１と反応室１２０内での流体操作に影響を及ぼすことなく希釈流体を用いて希釈することができる。
【０１０１】
処理ユニット３では、第１および第２主経路１１０、１１１はさらにベント１１３近くに第１０凍結／解凍弁１４１を装備しており、第１および第２主経路１１０、１１１のベント側端部を閉じることができるようにしてある。
【０１０２】
処理ユニット３はさらに、たとえば二方弁として実装することのできる第１洗浄ユニット弁１４２により第１および第２主経路１１０、１１１へ接続された主洗浄ユニット１４３を含んでいる。主洗浄ユニット１４３は、主経路１１０、１１１と反応室１２０を洗浄すべく第１および第２主経路１１０、１１１へ洗浄流体を供給するのに用いることができる。第１洗浄ユニット弁１４２は、主経路１１０、１１１に対し主洗浄ユニット１４３を接続または離脱させるのに用いることができる。
【０１０３】
処理ユニット３はさらに、たとえば二方弁として実装することのできる第２洗浄ユニット弁１４４により試料経路１１４に接続された補助洗浄ユニット１４５を含んでいる。補助洗浄ユニット１４５は、試料経路１１４と混合室１３１を洗浄すべく試料経路１１４へ洗浄流体を供給するのに用いることができる。第２洗浄ユニット弁１４４は、試料経路１１４に対し補助洗浄ユニット１４５を接続または離脱させるのに用いることができる。
【０１０４】
分析ユニット２は、反応室１２０内に収容された試料／試薬混合物の反応生成物を検出する１個の検出器１４０を含んでいる。従って、検出器１４０を用いて全ての反応室１２０内の反応生成物を検出する。検出器１４０は、たとえば反応室１２０内に収容された試料／試薬が放射する蛍光信号等の光信号を受光するよう適合させた走査光検出器として実装することができる。
【０１０５】
本発明の処理ユニット３では、各凍結／解凍弁はたとえば−３０℃の温度を持たせ、凍結／解凍弁に到達する水溶性流体を素早く凍結させて凍結／解凍弁の位置で流体流を阻止する氷結栓を生成するよう、経路に接触する低温コンタクト（「低温フィンガー」）により恒久的に冷却してある。低温コンタクトは、たとえばペルティエ効果を利用するペルティエ素子等の熱電デバイスによって冷却することができる。当業者には周知の如く、ペルティエ素子を介して電流を通電する場合、印加電流の向きに応じて、それは熱を吸収し、それによってコンタクトを冷却するヒートシンクとして機能する。さもなくば、凍結／解凍弁の氷結栓は、たとえば凍結／解凍弁へ導かれるレーザービームによるか、または抵抗器を用いてオーム熱を生成することによる発熱手段を用いて熱エネルギーを局所的に導入することで溶解させることができる。
【０１０６】
図１５には図示していないが、分析ユニット２はさらに、たとえば試料の自動分析に従って処理を行う命令を備えるコンピュータ読み取り可能プログラムを実行するプログラム可能なロジックコントローラとして実装することのできる制御ユニットを含んでいる。制御ユニットは、情報の制御および／または提供を必要とする構成要素に接続してある。より具体的に述べるならば、制御ユニットは処理ユニット３の異なる構成要素から情報を受け取り、対応する制御信号を生成して伝送する。その場合、制御ユニットは、凍結／解凍弁を冷却し、加熱手段を起動して凍結／解凍弁を開弁できるよう、主および補助ポンプ１２、３０と主および補助洗浄ユニット１４３、１４５と第１および第２洗浄ユニット弁１４２、１４４と各凍結／解凍弁とに電気的に接続してある。特に、制御ユニットは試料の取り込みと反応室１２０への試料の輸送を制御するよう設定してある。その上さらに、それは混合室１３１を用いて試料と希釈流体との混合および希釈を制御するよう設定される。その上さらに、それは試料の取り込みと反応室１２０への試薬の輸送を制御するよう設定される。その上さらに、それは試料と１つ以上の試薬との反応を制御して反応生成物を得るよう設定される。その上さらに、それは検出器１４０により得られる反応生成物に基づき試料の分析を制御するよう設定される。
【０１０７】
上記の処理ユニット３では、隣接する凍結／解凍弁を有する場合、連通する流体経路の厳密な交差箇所（すなわち、角部）に凍結／解凍弁を配置するようにする。これ故に、流体は中間にギャップを持たせることなく１個の流体経路内に配設することができ、かくしてたとえば試料と試薬を互いに結び付けることができる。しかしながら、隣接する凍結／解凍弁は好適な選択肢に過ぎない。代替的には、連通する流体経路の凍結／解凍弁を流体経路との交差箇所から引き離すこともできる。後者の場合、１個の流体経路内に供給した流体の中間に、ガス状または液体システムの流体充填ギャップを設けることができる。
【０１０８】
特に図１６Ａ〜１６Ｇを参照し、図１５の構造配置を用いた液体試料の例示的分析方法を説明する。図１６Ａ〜１６Ｇ中、図面を簡略化すべく、試料経路１１４の第１主経路１１０側の端部だけが図示してある。しかしながら、試料経路１１４が図１５に示した全ての構成要素を含むものと理解されたい。
【０１０９】
第１工程（「試料吸入」）において、所定の時間間隔中に主ポンプ１１２により負圧を生成することで所望体積の試料Ｓを試料容器１０２から試料経路１１４内へ吸引する。試料経路１１４の第１凍結／解凍弁１１５は、試料経路１１４の行き止まりで試料Ｓを停止させるのに用いられる。試料Ｓは、後程の使用に向け一時的にそこに保持（すなわち、登録）される。試料経路１１４の行き止まりに第１凍結／解凍弁１１５が配置してあることにより、試料を第１主経路１１０内へ吸引する場合の気泡の形成を回避することができる（図１６Ａ）。
【０１１０】
第２工程（「試薬Ｒ１投与」）において、第１試薬群Ｒ１から選抜された所定体積の１試薬を第１主経路１１０内へ吸引する。その目的に合わせ、試料Ｓを用いて行われる、対応する分析の第１試薬群Ｒ１の試薬を含む第１試薬経路１１８のうちの選択された１つの第２凍結／解凍弁１１９（例えば、最も左側に記されたもの）を開弁する。次に、第１試薬経路１１８に作用する主ポンプ１１２により第１主経路１１０内に負圧が生成され、一方で第２凍結／解凍弁１１９は開弁状態とし、それによって試薬を第１主経路１１０内へ吸引する。その場合、試薬のガス状システム流体に基づく（またはガス状と液体システム流体に基づくポンプ給送）は、主ポンプ１１２を用いて行われる。所望体積の試薬の投与に必要な所定の時間期間後に、第１主経路１１０内に所定体積の試薬を供給すべく、第２凍結／解凍弁１１９を十分に冷却して氷結栓を生成することで、第２凍結／解凍弁１１９を閉弁する。従って、第２凍結／解凍弁１１９の開閉弁により試薬の精密な投与が可能になる。第１主経路１１０では、第４凍結／解凍弁１２４を用い、試料ポートの直前、すなわち試料経路１１４の開口直前に気泡を生ずることなく試薬を停止する。第４凍結／解凍弁１２４は、かくして試薬を所定場所に精密に保持できるようにする（図１６Ｂ）。
【０１１１】
第３工程（「試料投与」）において、所定体積の試料Ｓを第１主経路１１０内へ吸引する。その目的に合わせ、試料経路１１４の第１凍結／解凍弁１１５を開弁し、試料経路１１４に作用する主ポンプ１１２により第１主経路１１０内に負圧が生成され、一方で第１凍結／解凍弁１１５は開弁状態とし、それによって試料Ｓを第１主経路１１０内へ吸引する。その場合、ガス状システム流体に基づく（またはガス状および液体システムに基づく）試料Ｓのポンプ給送は、主ポンプ１１２を用いて行われる。所望体積の試料Ｓの投与に必要な所定の時間期間後に、第１主経路１１０内に所定体積の試料Ｓを供給すべく、第１凍結／解凍弁１１５を十分に冷却して氷結栓を生成することで試料経路１１４の第１凍結／解凍弁１１５を閉弁する。試料Ｓは、試料Ｓと凍結／解凍弁１２４との中間に気泡を生ずることなく、第１の主経路１１０の第４凍結／解凍弁１２４の試薬氷結栓の直前に配置される。これ故、試薬と試料Ｓは共に中間に気泡を生ずることなく第４凍結／解凍弁１２４により仕切られた第１主経路１０内に配置することができる（図１６Ｃ）。
【０１１２】
第４工程（「移動および混合」）において、試料Ｓと試薬は共に反応室１２０の１つ（たとえば、最も左側のもの）に吸引される。その目的に合わせ、第１主経路１１０の第４凍結／解凍弁１２４を開弁し、主ポンプ１１２により第１主経路１１０内に負圧を生成し、一方で反応室１２０の第３凍結／解凍弁１２３を開弁状態に保ち、試料Ｓと試薬が反応室１２０内へ吸引できるようにする。次に反応混合物は反応室１２０の中心へ移動させられ、続いて第３凍結／解凍弁１２３を十分に冷却して氷結栓を生成することで、反応室ポート１２１、１２２の第３凍結／解凍弁１２３を閉弁する。次に、突出部１３９を用い、主ポンプ１１２により反応室１２０内での混合が行われる（図１６Ｄ）。
【０１１３】
図面中には図示していないが、第２主経路１１１に接続された別の（第２）ポンプを配設する場合、流体の混合を両ポンプの作動下で行うこともできる。代替的にまたは追加的に、試薬と試料Ｓは主ポンプ１１２により負または正の圧力を生成することで第１主経路１１０のポンプ側部分１２６において混合することもできる。
【０１１４】
第５工程（「試薬Ｒ２／３投与」）において、第１試薬群Ｒ１とは異なる第２および第３試薬群Ｒ２／Ｒ３の所定体積の試薬を第２主経路１１１内に吸引する。その目的に合わせ、得られた反応混合物を反応室１２０の第２主経路１１１側の端部へ移動させる。次に、試料Ｓとの対応分析を行わせる試薬を含む第２試薬経路１２７のうちの１つ（たとえば、最も左側のもの）の第５凍結／解凍弁１２８を開弁する。次に、主ポンプ１１２により第２主経路１１１内に負圧を生成し、これが選択された第２試薬経路１２７に作用して第５凍結／解凍弁１２８を開弁させ、それによって第２主経路１１１内に試薬Ｒ２を吸引する。所望体積の試薬の投与に必要な所定の期間の後に、第５凍結／解凍弁１２８を十分に冷却して氷結栓を生成することで、第５凍結／解凍弁１２８を閉弁し、そうして第２主経路１１１内に所定量の試薬を供給する。第２主経路１１１では、第６凍結／解凍弁１２９を用い、第２反応室ポート１２２の前に気泡を生ずることなく試薬の供給を止める。この手順は、第１および第２試薬群Ｒ２、Ｒ３の別の試薬について類似的に反復することができる（図１６Ｅ）。
【０１１５】
第６工程（「試薬Ｒ２／３の添加と混合」）では、対応する反応室１２０内へ試薬を吸引する。その目的に合わせ、第２反応室ポート１２２の第３凍結／解凍弁１２３を開弁させる。次に、主ポンプ１１２により負圧が生成され、反応室１２０内へ試薬が吸引できるようになる。反応混合物を反応室１２０の中心へ移動させ、続いて反応室ポート１２１、１２２の第３凍結／解凍弁１２３を閉弁する。次に、突出部１３９を用い、主ポンプ１１２により反応室１２０内での混合が行われる（図１６Ｆ）。
【０１１６】
図面には示されていないが、第２主経路１１１に接続された別の（第２）ポンプを配設する場合、流体の混合は両ポンプの作動下で行うことができる。
【０１１７】
第７工程（「洗浄と走査」）では、洗浄ユニット１４３の使用により、反応室１２０のうち１つの内容物を回収し、続いて洗浄流体を用いた専用洗浄手順による反応室の洗浄を行う。同様に、洗浄流体で全ての経路を洗浄することができる。洗浄手順では、たとえば洗浄流体と水と乾燥用圧力を連続して用いて、圧力駆動フィルム洗浄を行うことができる。
【０１１８】
さらに、その工程においては、得られた反応結果（図１６Ｇ）に基づく試料Ｓの分析に関し、反応生成物を検出すべく、分析ユニットの検出器１４０により反応室１２０を連続的に走査する（図１６Ｇ）。
【０１１９】
試料Ｓは、補助ポンプ１３０を用いて希釈流体経路１３６で希釈流体を供給することで希釈することができる。より具体的に述べるならば、上記方法では詳述していないが、補助ポンプ１３０を用いた試料Ｓの往復運動を発生させることで、突出部１３２を用いて混合室１３１内で試料Ｓに希釈流体を混合することもできる。従って、試料経路１１４内での試料Ｓの操作工程は主経路１１０、１１１と反応室１２０内の操作工程とからそれぞれ切り離される。
【０１２０】
上記の例示的な液体試料分析方法では、試料Ｓと第１試薬群Ｒ１の試薬は反応室１２０のうちの１つへ共通に吸引され、第２および第３試薬群Ｒ２／Ｒ３の別の試薬の添加が続く。隣接する凍結／解凍弁により、試料と第１試薬群Ｒ１の試薬との中間にギャップは存在しない。代替的には、試料と第１試薬群Ｒ１の試薬との中間にギャップを設けることもできる。さらに代替的には、試料Ｓと（複数の）試薬は反応室１２０へ独立して（別個に）輸送することもできる。その場合、第１選択肢では、第１試料Ｓが反応室１２０へ輸送され、これに反応室１２０への第１試薬群Ｒ１の試薬の輸送が続き、随意選択的ではあるが第２試薬群Ｒ２の試薬の輸送が続き、さらに随意選択的ではあるが反応室１２０への第３試薬群Ｒ３の試薬の輸送が続く。第２選択肢では、第１試薬群Ｒ１の第１試薬が反応室１２０へ輸送され、これに反応室１２０への試料Ｓの輸送が続き、随意選択的ではあるが第２試薬群Ｒ２の試薬の輸送が続き、さらに随意選択的ではあるが反応室１２０への第３試薬群Ｒ３の試薬の輸送が続く。第３選択肢では、第１試薬群Ｒ１の第１試薬が反応室１２０へ輸送され、これに随意選択的ではあるが第２試薬群Ｒ２の試薬の輸送が続き、さらに随意選択的ではあるが反応室１２０への第３試薬群Ｒ３の試薬の輸送が続き、反応室１２０への試料Ｓの輸送が続く。
【０１２１】
処理ユニット３の平面的／直線配置により、その簡単でかつ費用効果の高い製造が可能となる。試料の並列処理により、比較的高い処理量が可能になる。さらに、第１および第３試薬経路により、異なる試薬の持ち越しを排除することができる。試料調製と試料分析との分離は、たった２基の個別ポンプの使用により達成することができる。
【０１２２】
図１７を参照し、本発明の処理ユニットの第３例示構成の機能的配置を示す概略図を説明する。
【０１２３】
従って、液体試料処理用の処理ユニット３が、流れ作業工程の分解と増大する処理量の達成に向けた機能的な区分化をもたらす。任意の流体（試料や試料／試薬混合物）を、１個の区分から次へ輸送する。機能的区分は互いに連続配置してあり、ここで各区分はその固有の精密な投与ポンプを有する。
【０１２４】
より具体的に述べるならば、処理ユニット３は、試料容器２０２内に収容された液体試料が処理ユニット３内へ吸引できるようにする試料容器２０２に接続可能な「試料−吸引２０３」として表記した機能的実体を含んでいる。機能的実体試料吸入２０３は、試料を希釈流体で希釈し、試料を登録するのに用いる「試料登録／予希釈２０４」として表記した別の機能的実体に接続してある。機能的実体試料登録／予希釈２０４は、試料と第１試薬群Ｒ１の試薬の投与に用いる「試料および試薬Ｒ１投与２０５」として表記した別の機能的実体に接続してある。機能的実体試料および試薬Ｒ１投与２０５は、試料に第１試薬群Ｒ１の試薬を混合し、反応室内に得られた試料／試薬混合物をインキュベーションして反応を引き起こさせる「混合およびインキュベーション２０６」として表記した別の機能的実体に接続してある。機能的実体混合およびインキュベーション２０６は、反応混合物を投与し、かつ第２群と第３試薬群Ｒ２、Ｒ３の試薬を投与する「反応混合および試薬Ｒ２／３投与２０７」として表記した別の機能的実体に接続してある。機能的実体反応混合および試薬Ｒ２／３投与２０７は、試料と第１試薬群Ｒ１の試薬の混合物に第２群と第３試薬群Ｒ２／Ｒ３の試薬とを混合し、得られた試料／試薬が反応を引き起こすようインキュベーションするのに用いる「混合およびインキュベーション２０６」として表記した別の機能的実体に接続してある。
【０１２５】
得られた試料／試薬混合物の反応生成物を検出する１個の検出器を含む「分析ユニット２０８」として表記した別の機能的実体は、検出された反応生成物に基づいて試料を分析するのに用いられる。
【０１２６】
処理ユニット３では、第１区分２０９が実体試料と試薬Ｒ１投与２０５と実体混合およびインキュベーション２０６とを含んでおり、第２区分２１０が実体反応混合および試薬Ｒ２／３投与２０７と実体混合およびインキュベーション２０６とを含んでおり、第３区分２１１が実体試料吸引２０３と実体試料登録／予希釈２０４とを含んでいる。
【０１２７】
特に図１８を参照し、図１７の処理ユニット３の第３例示構成の例示実施形態を説明するが、これは３個の区分２０９〜２１１を含んでいる。
【０１２８】
第１区分２０９は、第１主経路２１２と第２主経路２１３とを含んでいる。第２主経路２１３は、相互接続経路２３０を介して第１主経路２１２に接続する。第１主経路２１２にはベント２２６を配設し、ポンプ２１４に接続する。ポンプ２１４の使用により、正または負（雰囲気）圧力をそれぞれ第１および第２主経路２１２、２１３の両方でそれぞれ生成することができる。
【０１２９】
液体試料を、第１区分２０９に接続されて第１試薬投与室２１７内へ開口する試料経路２１５を介して第１主経路２１２へ輸送することができる。試料経路２１５には、試料経路２１５から第１試薬投与室２１７への試料の流れを可能にし、または阻止できるよう、第１凍結／解凍弁２１６が装備してある。試料経路２１５の第１凍結／解凍弁２１６は、第１試薬投与室２１７内への試料経路２１５の開口部に隣接配置してある。
【０１３０】
解凍弁第１区分２０９はさらに、第１試薬群Ｒ１の試薬を第１試薬投与室２１７へ供給する複数の第１試薬室２１８を備える。第１試薬経路２１８は、それぞれ液体試料と反応する第１試薬群Ｒ１の試薬を収容する第１試薬容器（図示せず）に接続してある。第１試薬容器内に収容する第１試薬群Ｒ１の試薬には、互いに異なり、かつ試料内の１つ以上の分析物の判定に専用の第１分析に関連付けることのできる１種または複数種の試薬を含めることができる。第１試薬経路２１８はそれぞれ第１試薬投与室２１７内に開口しており、第２凍結／解凍弁２１９を装備しており、そうして第１試薬経路２１８から第１試薬投与室２１７への試薬の流れを可能にし、または阻止することができる。第２凍結／解凍弁２１９は、第１試薬経路２１８が第１試薬投与室２１７内へ開口する開口部に隣接配置してある。
【０１３１】
第１区分２０９はさらに、液体試料と１つ以上の試薬とが起こす反応用の複数の反応室２２０を備えており、これらはたとえば流入キュベットとして実装することができる。各反応室２２０は、反応室２２０を第１主経路２１２へ接続する第１反応室ポート２２１と、反応室２２０を第２主経路２１３へ接続する第２反応室ポート２２２とを介し、第１主経路２１２と第２主経路２１３との間を相互接続している。各反応室ポート２２１、２２２は第３凍結／解凍弁２２３を装備しており、反応室２２０とそれぞれ第１および第２主経路２１２、２１３との間での流体の流れを可能にし、または阻止するようにする。各反応室２２０はさらに、反応室２２０の内径を減らし、ポンプ２１４により生成された正または負の圧力が引き起こす往復流体運動を行うときの流体の混合用に適合された複数のカム様突出部２２４を装備している。反応室２２０は、その中に収容された試料／試薬混合物をインキュベートするインキュベート室として実装してある。反応室２２０は、相互に並列な配置状態にある。
【０１３２】
第１主経路２１２はさらに、第１主経路２１０をベント側部分２２７とポンプ側部分２２８とに分割する第４凍結／解凍弁２２５を装備している。第１試薬経路２１８と試薬経路２１５は、第１主経路２１２のベント側２２７上にある第１試薬投与室２１７に連通している。
【０１３３】
第１区分２０９の第２主経路２１３は、試料経路２１５により第２区分２１０の第２試料投与室２３４へ接続してある。第２主経路２１３と相互接続経路２３０との間の交点において、これら各経路は第５凍結／解凍弁２２９を装備している。
【０１３４】
処理ユニット３はさらに、第１洗浄ユニット弁２３２により第１および第２主経路２１２、２１３に接続した洗浄ユニット２３１を含んでいる。洗浄ユニット２３１を用い、第１と第２主経路２１２、２１３へ洗浄流体を供給し、主経路２１２、２１３と反応室２２０とを洗浄することができる。第１洗浄ユニット弁２３２は、主経路２１２、２１３に対し主洗浄ユニット２３１を接続しまたは切り離すのに用いることができる。
【０１３５】
第１区分２０９中、第１主経路２１２にはベント２２６に近接させた第６凍結／解凍弁２３５を装備させ、第１主経路２１２のベント側端部を閉じることができるようにしてある。
【０１３６】
第２区分２１０は、第１区分２０９と大部分が類似の構成をなす。不要な反復を避けるため、第１区分２０９に対する差異だけを説明し、それ以外は第１区分２０９に関する説明を参照されたい。従って、第２区分２１０には第２群および第３試薬群Ｒ２／Ｒ３の試薬を第２試薬投与室２３４へ供給する複数の第２試薬経路２３３が配設されている。各第２試薬経路２３３は、液体試料と反応させる第２試薬群Ｒ２の試薬と第３試薬群Ｒ３の試薬を含む第２試薬容器（図示せず）に接続してある。第２試薬経路２３３はそれぞれ第２試薬投与室２３４内に開口し、第２凍結／解凍弁２１９を装備しており、第２試薬経路２３３から第２試薬投与室２３４への試薬の流れを可能にし、または阻止する。第２試薬経路２３３の第２凍結／解凍弁２１９は、第２試薬経路２３３が第２試薬投与室２３４内に開口する開口部に隣接配置してある。
【０１３７】
第１区分２０９の第２主経路２１３は、第２区分２１０の試料経路２１５に接続されている。これ故に、第１区分２０９の反応室２２０の各第２反応室ポート２２２は、第２区分２１０の試料経路２１５へ接続され、そうして試料および／または試料／試薬混合物は第１区分２０９の反応室２２０から第２区分２１０の反応室２２０へ輸送することができる。第２区分２１０は、個別ポンプ２１４を含む。
【０１３８】
処理ユニット３は、その上さらに反応室２２０内に収容された試料／試薬混合物の反応生成物を検出する分析ユニット（図示せず）の一部である検出器２３６を含んでいる。従って、１個の検出器２３６がそれぞれ第１および第２区分２０９、２１０の反応室２２０内の反応生成物の検出に用いられる。
【０１３９】
第３区分２１１は、第１試料経路部分２３８と第２試料経路部分２３９との間にそれぞれ第１および第２混合室ポート２４１、２４２を介して相互接続された複数の混合登録室２３７を含んでいる。各混合登録室２３８では、第１混合室ポート２４１が混合登録室２３８を第１試料経路部分２３８へ接続し、第２混合室ポート２４２が混合登録室２３７を第２試料経路部分２３９へ接続している。各混合室ポート２４１、２４２には、第７凍結／解凍弁２４３が配設してある。複数の混合登録室２３７は、互いに平行に配置してある。各混合登録室２３７には混合登録室２３７の内径を縮径する突出部２５２が配設してあり、第３区分２１１のポンプ２１４により生成される正または負の圧力により引き起こされる往復流体運動を行うときに、流体を混合するよう適合させてある。さもなくば、混合登録室２３７は流体の登録に役立たせることができる。
【０１４０】
第１試料経路部分２３８と第２試料経路部分２３９は相互接続経路２４０を介して接続されており、これには第２試料経路部分２３９と相互接続経路２４０との間の交差箇所に接近させて第８冷凍／解凍弁２４４を装備してある。
【０１４１】
第１試料経路部分２３８は、ベント２４８内に開口している。ベント２４８とポンプ２１４との中間で、第１試料経路部分２３８は、試料吸入管２５０を介して試料容器２０２へ接続された試料投与室２４７に接続してある。試料吸入管１５０には、試料吸入管２５０が試料投与室２４７内へ開口する箇所の開口に位置する第１２冷凍／解凍弁２５１が装備してある。第３区分２１１の第２試料経路部分２３９は第１区分２０９の試料経路２１５に接続してあり、そうして混合登録室２３７の第２混合室ポート２４２は第１区分２０９の試料経路２１５へ接続される。第２試料経路部分２３９には第９冷凍／解凍弁２４５が配設されており、これを第２試料経路部分２３９が第１区分２０９の試料経路２１５内に開口する箇所の開口に隣接配置してある。
【０１４２】
試料投与室２４７は、試料投与室２４７内に収容された液体を希釈する希釈流体を供給する希釈流体経路（図示せず）へ接続されている。
【０１４３】
下記では、処理ユニット３を用いる例示的方法を説明する。従って、第３区分２１１のポンプ２１４の使用により、試料Ｓは試料吸入管２５０を介して試料投与室２４７内へ吸引される。次に、試料は、混合登録室２３７のうちの１つへ移送される。ポンプ２１４により生成される往復運動を行うことで試料に混合登録室２３７内の希釈流体を混合した後、次いで試料を、第２試料経路部分２３９を介して第１区分２０９の試料経路２１５へ移送する。次いで試料は、第１区分２０９のポンプ２１４を用いて第１区分２０９の第１試料投与室２１７内へ吸引される。その後、第１試薬群Ｒ１の試薬は、第１試薬経路２１８のうちの１つにより第１試薬投与室２１７内へ移送される。次に、得られた試料／試薬混合物は、第１主経路２１２を介して反応室２２４のうちの１つへ移送される。試料／試薬混合物は、ポンプ２１４が引き起こす往復運動を行う反応室２２４内で混合される。試料／試薬混合物は、次いで第２主経路２１３を介して第２の区分２１０の試料経路２１５へ移送される。試料／試薬混合物は次いで、第２区分２１０のポンプ２１４の使用により第２試薬投与室２３４内へ吸引される。その後、共に第１試薬群Ｒ１からのものとは異なる第２試薬群Ｒ２の随意選択的な試薬と第３試薬群Ｒ３の随意選択的な試薬が、第２試薬経路２３３の１つにより第２試薬投与室２３４内へ移送される。次に、得られた試料／試薬混合物を、第１主経路２１２を介して反応室２２４の１つへ移送する。試料／試薬混合物は次いで、第２区分２１０のポンプ２１４が引き起こす往復運動を行う反応室２２４内で混合される。混合物の反応生成物は次いで、検出器２３６を用いて測定される。検出された反応生成物に基づき、試料を分析ユニット（図示せず）を用いて分析する。
【０１４４】
本発明のシステムは、たとえば下記の利点を有しており、すなわち分注ロボットに基づく従来の分析器に比べ、可動部の数が減り、それが信頼性の向上とより低廉なコストとに帰着する。開放された空気／液体界面を排除できるが故に、試料と試薬の投与精度が増大する。システムは、多数のオンボード試薬を並列に使用して作動させることができ、その安定性（貯蔵寿命）は、試薬容器を密封封止することにより著しく増大する。システムは、高度に集積した分配ユニットにより小型にすることができかつ集約することができる。このシステムは、所望の試料処理量を達成すべく複数の処理ユニットを設けることで容易に規模拡大することができる。所定の種類の分析方法に関する複数の処理ユニットを使用する場合、冗長性が故に、システムの信頼性が向上する。本発明のシステムは、試料／試薬体積や反応工程手順（タイミングや順序）について一切制約をもたない。複数の試薬は並列に接続し、かくして異なる種類の分析方法を用いて多数の分析パラメータを判定できるようにすることができる。さらに、共有システム構成要素が、システム製作のコスト節減に役立つ。
【符号の説明】
【０１４５】
１  システム
２  分析ユニット
３  処理ユニット
４  光検出器
５  試薬ユニット
６  分配ユニット
７  試料ユニット
８  試薬容器
９  試料管
１０  試料管装填機構
１１  ベルト
１２  ホルダー
１３  分配経路
１４  試料ライン
１５  試料吸入管
１６  相互接続路
１７  第２試薬供給経路
１８  第１試薬供給経路
１９  流入セル
２０  接続経路
２１  試薬ライン
２２  試料管ラック
２３  プラグ位置
２４  出口ポート
２５  コネクター
２６  サブユニット
１０２  試料容器
１０３  試料吸引
１０４  試料および試薬Ｒ１／２／３投与
１０５  試料登録／希釈
１０６  試料および試薬Ｒ１投与
１０７  混合およびインキュベーション
１０８  分析ユニット
１０９  試薬Ｒ２／３投与
１１０  第１主経路
１１１  第２主経路
１１２  主ポンプ
１１３  ベント
１１４  試料経路
１１５  第１凍結／解凍弁
１１６  第１試料経路部分
１１７  第２試料経路部分
１１８  第１試薬経路
１１９  第２凍結／解凍弁
１２０  反応室
１２１  第１反応室ポート
１２２  第２反応室ポート
１２３  第３凍結／解凍弁
１２４  第４凍結／解凍弁
１２５  ベント側部分
１２６  ポンプ側部分
１２７  第２試薬経路
１２８  第５凍結／解凍弁
１２９  第６凍結／解凍弁
１３０  補助ポンプ
１３１  混合室
１３２  混合室突出部
１３３  第２混合室ポート
１３４  第１混合室ポート
１３５  第７凍結／解凍弁
１３６  希釈流体経路
１３７  第８凍結／解凍弁
１３８  第９凍結／解凍弁
１３９  反応室突出部
１４０  検出器
１４１  第１０凍結／解凍弁
１４２  第１洗浄ユニット弁
１４３  主洗浄ユニット
１４４  第２洗浄ユニット弁
１４５  補助洗浄ユニット
１４６  試料吸入路
２０２  試料容器
２０３  試料吸引
２０４  試料登録／予希釈
２０５  試料および試薬Ｒ１投与
２０６  混合とインキュベーション
２０７  反応混合物および試薬Ｒ２／３投与
２０８  分析ユニット
２０９  第１区分
２１０  第２区分
２１１  第３区分
２１２  第１主経路
２１３  第２主経路
２１４  ポンプ
２１５  試料経路
２１６  第１凍結／解凍弁
２１７  第１試薬投与室
２１８  第１試薬経路
２１９  第２凍結／解凍弁
２２０  反応室
２２１  第１反応室ポート
２２２  第２反応室ポート
２２３  第３凍結／解凍弁
２２４  突出部
２２５  第４凍結／解凍弁
２２６  ベント
２２７  ベント側部分
２２８  ポンプ側部分
２２９  第５凍結／解凍弁
２３０  相互接続経路
２３１  洗浄ユニット
２３２  第１洗浄ユニット弁
２３３  第２試薬経路
２３４  第２試薬投与室
２３５  第６凍結／解凍弁
２３６  検出器
２３７  混合登録室
２３８  第１試料経路部分
２３９  第２試料経路部分
２４０  相互接続経路
２４１  第１混合室ポート
２４２  第２混合室ポート
２４３  第７凍結／解凍弁
２４４  第８凍結／解凍弁
２４５  第９凍結／解凍弁
２４６  第１０凍結／解凍弁
２４７  試料投与室
２４８  ベント
２４９  第１１凍結／解凍弁
２５０  試料吸入管
２５１  第１２凍結／解凍弁
２５２  突出部
【図１】
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【図２】
0005395011.tif 000003
【図３】
0005395011.tif 000004
【図４】
0005395011.tif 000005
【図５】
0005395011.tif 000006
【図６】
0005395011.tif 000007
【図７】
0005395011.tif 000008
【図８Ａ】
0005395011.tif 000009
【図８Ｂ】
0005395011.tif 000010
【図９Ａ】
0005395011.tif 000011
【図９Ｂ】
0005395011.tif 000012
【図１０】
0005395011.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
0005395011.tif 000015
【図１３】
0005395011.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
0005395011.tif 000018
【図１６Ａ】
0005395011.tif 000019
【図１６Ｂ】
0005395011.tif 000020
【図１６Ｃ】
0005395011.tif 000021
【図１６Ｄ】
0005395011.tif 000022
【図１６Ｅ】
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【図１６Ｆ】
0005395011.tif 000024
【図１６Ｇ】
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【図１７】
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【図１８】
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