(57)【要約】      （修正有）【課題】使用者の便宜性を向上させ、様々な分析を可能にする構造を有する流体分析カートリッジ及びその製造方法を提供する。【解決手段】流体分析カートリッジ１００は、流体サンプルが流入されて、複数の検査が行われる検査部１２０と、検査部へ流体サンプルを供給するように構成された少なくとも一つの供給孔１１１ａを含むハウジング１１０と、ハウジングの供給孔と検査部との間に配置されて、流体サンプルに含まれた特定物質をろ過させるように構成されたフィルタリング部と、を含む。【選択図】図１
2014021114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体サンプルに対する検査を行う流体分析カートリッジにおいて、
前記流体サンプルが流入されて、検査が行われる検査部と、
前記検査部に前記流体サンプルを供給する少なくとも一つの供給孔を含むハウジングと、
前記ハウジングの供給孔に対応して前記検査部と前記ハウジングとの間に配置され、前記流体サンプルに含まれた特定物質をろ過させるように構成されたフィルタリング部と、を含む、流体分析カートリッジ。
【請求項２】
前記ハウジングの底面は、前記検査部の上面と接合され、
前記検査部は、前記供給孔から前記流体サンプルが流入される入口を含み、
前記ハウジングと前記検査部は、前記供給孔と前記入口が対応するように接合される、請求項１に記載の流体分析カートリッジ。
【請求項３】
前記フィルタリング部は、
前記特定物質と反応または結合したり、前記特定物質を吸着したりする機能性物質が表面にコーティングされたメンブレンを含む、請求項１に記載の流体分析カートリッジ。
【請求項４】
前記フィルタリング部は、
多数の気孔を含み、前記多数の気孔の大きさよりも大きい物質をろ過させるように構成される多孔性メンブレンを２層以上含む、請求項１に記載の流体分析カートリッジ。
【請求項５】
前記機能性物質は、前記２層以上の多孔性メンブレンの間に配置される、請求項３に記載の流体分析カートリッジ。
【請求項６】
前記検査部は、
前記入口を通じて流入された流体サンプルを検査する複数の検査チャンバーと、
前記入口と前記複数の検査チャンバーとを連結する供給流路と、を含む、請求項２に記載の流体分析カートリッジ。
【請求項７】
前記検査部は、
上板、下板、及び上板と下板との間に挿入された中間板を含み、
前記上板と下板はフィルムからなり、前記中間板は多孔質シートからなり、
前記入口、前記複数の検査チャンバー、及び前記供給流路は前記中間板に形成され、
前記上板及び前記下板には遮光インキが印刷され、前記上板及び前記下板の領域において前記複数の検査チャンバーと対応する領域は透明に処理される、請求項２に記載の流体分析カートリッジ。
【請求項８】
前記ハウジングは、２個以上の供給孔を含み、
前記検査部は、前記２個以上の供給孔と対応する位置に２個以上の入口を含む、請求項２に記載の流体分析カートリッジ。
【請求項９】
流体サンプルが流入されて、検査が行われる検査部において、
前記流入された流体サンプルに対する検査を行う複数の検査チャンバーを含み、
前記複数の検査チャンバーは、２層以上で配列され、上層の検査チャンバーと下層の検査チャンバーが互いに交互する、検査部。
【請求項１０】
前記流体サンプルが流入される入口と、
前記入口から流入された流体サンプルを前記複数の検査チャンバーに供給する少なくとも一つの供給流路と、をさらに含む、請求項９に記載の検査部。
【請求項１１】
前記複数の検査チャンバーは、少なくとも二つの検査領域に分割され、
前記供給流路は、少なくとも２個形成されて、前記分割されたそれぞれの検査領域と前記入口を連結し、
前記少なくとも２個の供給流路は、互いに異なる曲率半径を有し、
前記入口と前記検査領域との間に配置され、前記少なくとも２個の供給流路のうち一つが通過する中間チャンバーをさらに含む、請求項１０に記載の検査部。
【請求項１２】
流体サンプルが流入されて、検査が行われる検査部において、
前記流体サンプルが流入される入口と、
前記流入された流体サンプルに対して検査を行う複数の検査チャンバーと、
前記入口と前記複数の検査チャンバーとを連結する供給流路と、を含み、
前記複数の検査チャンバーは、少なくとも二つの検査領域に分割され、
前記供給流路は、少なくとも２個形成されて、前記分割されたそれぞれの検査領域と前記入口を連結する、検査部。
【請求項１３】
前記少なくとも２個の供給流路は、前記入口と前記複数の検査チャンバーのうち一つを連結し、
前記少なくとも２個の供給流路は、互いに異なる曲率半径を有する、請求項１２に記載の検査部。
【請求項１４】
流体サンプルに対する検査を行う流体分析カートリッジにおいて、
前記流体サンプルが流入されて、複数の検査が行われる検査部と、
前記検査部へ前記流体サンプルを供給する少なくとも一つの供給孔を含むハウジングと、を含み、
前記検査部は、
上板、下板、及び前記上板と下板との間に挿入される中間板を含み、前記上板と下板はフィルムで形成され、前記中間板は多孔質シートで形成され、前記上板、中間板、及び下板が互いに接合されて形成される、流体分析カートリッジ。
【請求項１５】
前記中間板には、
前記供給孔から前記流体サンプルが流入される入口と、
前記入口を通じて流入された流体サンプルを検査する複数の検査チャンバーと、
前記入口と前記複数の検査チャンバーとを連結する供給流路と、が形成された、請求項１４に記載の流体分析カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施例は、流体サンプルを分析するカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
環境モニタリング、食品検査、医療診断などの様々な分野において流体サンプルを分析する装置及び方法を必要とする。既存には、定められたプロトコルによる検査を行うために、熟練した実験者が数回の試薬の注入、混合、分離及び移動、反応、遠心分離などの様々な段階を手作業で進行しなければならなかったので、これらのいずれもが、検査結果の誤りをもたらす可能性があった。
【０００３】
上記の問題点を改善するために、検査物質を迅速に分析することができる小型の自動化装置が開発された。特に、携帯が可能な流体分析カートリッジは、場所にこだわらず、迅速に検査物質を分析できるので、その構造及び機能を改善すれば、より様々な分野でより多様な機能を行うことができる。したがって、これに関する研究及び開発が要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施例は、使用者の便宜性を向上させ、様々な分析を可能にする構造を有する流体分析カートリッジ及びその製造方法を提供する。
【０００５】
実施例はまた、機能性物質がコーティングまたは充填された高分子メンブレンを通じて、流体サンプルから特定物質を分離することができる流体分析カートリッジ及びその製造方法を提供する。
【０００６】
実施例はまた、供給された流体を分析する分析ユニット、及び供給された流体が分析ユニットまで移動する通路であるマイクロチャネルが様々な構造で形成されたマイクロチップが装着された流体分析カートリッジ及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施例の一側面によれば、流体分析カートリッジは、前記流体サンプルが流入されて、複数の検査が行われる検査部と；前記検査部へ前記流体サンプルを供給するように構成された少なくとも一つの供給孔を含むハウジングと；前記ハウジングの供給孔に対応して前記検査部と前記ハウジングとの間に配置されて、前記流体サンプルに含まれた特定物質をろ過させるように構成されたフィルタリング部と；を含む。
【０００８】
前記ハウジングは、前記供給孔の反対側に配置され、流線形の構造を有する把持部をさらに含むことができる。
【０００９】
前記ハウジングは、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリビニルアルコール、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、シクロオレフィン共重合体（ＣＯＣ）、ガラス、雲母、シリカ、及び半導体ウエハからなる群から選択された少なくとも一つの材料によって形成することができる。
【００１０】
前記ハウジングの底面は、前記検査部の上面と接合することができる。
【００１１】
前記検査部は、前記供給孔から前記流体サンプルが流入される入口をさらに含み、前記ハウジングと前記検査部は、前記供給孔と前記入口が対応するように接合することができる。
【００１２】
前記フィルタリング部は、前記特定物質と反応または結合したり、前記特定物質を吸着したりするように構成された機能性物質が表面にコーティングされたメンブレンを含むことができる。
【００１３】
前記機能性物質は、アルカン（ａｌｋａｎｅ）、アルケン（ａｌｋｅｎｅ）、アルキン（ａｌｋｙｎｅ）、アレーン（ａｒｅｎｅ）など炭素と水素からなる官能基、ハロゲン化合物のようにハロゲン原子を含む官能基、アルコール（ａｌｃｏｈｏｌ）、エーテル（ｅｔｈｅｒ）などのように酸素を含む官能基、アミン（ａｍｉｎｅ）、ニトリル（ｎｉｔｒｉｌｅ）のように窒素を含む官能基、チオール（ｔｈｉｏｌ）、硫化物（ｓｕｌｆｉｄｅ）のように硫黄を含む官能基、カルボニル（ｃａｒｂｏｎｙｌ）、アルデヒド（ａｌｄｅｈｙｄｅ）、ケトン（ｋｅｔｏｎｅ）、カルボン酸（ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ａｃｉｄ）、エステル（ｅｓｔｅｒ）、アミド（ａｍｉｄｅ）、カルボン酸塩化物（ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ａｃｉｄ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ）、カルボン酸無水物（ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ａｃｉｄ  ａｎｈｙｄｒｉｄｅ）などのようにカルボニル基を含む官能基のうち一つ以上を含む化合物を含むことができる。
【００１４】
前記フィルタリング部は、それぞれ多数の気孔を含み、前記多数の気孔の大きさよりも大きい物質をろ過させるように構成された少なくとも２個の多孔性メンブレンを含むことができる。
【００１５】
前記多孔性メンブレンは、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスルホン（ＰＳ）、ポリアリルスルホン（ＰＡＳＦ）などの高分子メンブレンからなる群から選択することができる。
【００１６】
前記機能性物質は、少なくとも２層の多孔性メンブレンの間に配置することができる。
【００１７】
前記少なくとも２個の多孔性メンブレンの気孔率は、１：１乃至１：２００の範囲で選択することができる。
【００１８】
前記検査部は、前記入口を通じて流入された流体サンプルを検査するように構成された複数の検査チャンバーと；前記入口と前記複数の検査チャンバーを連結する供給流路と；を含むことができる。
【００１９】
前記供給流路は、約１μｍ乃至５００μｍの幅を有することができる。
【００２０】
前記検査部は、上板、下板、及び前記上板と下板との間に挿入される中間板を含むことができ、前記上板と下板はフィルムからなることができる。
【００２１】
前記上板と下板は、独立して、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）などのポリエチレンフィルム、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）フィルム、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルム、ポリスチレン（ＰＳ）フィルム及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムからなる群から選択された少なくとも一つのフィルムを含むことができる。
【００２２】
前記中間板は、多孔質シートからなることができる。
【００２３】
前記上板、中間板、及び下板は、それぞれ、約１０μｍ乃至３００μｍの厚さを有することができる。
【００２４】
前記入口、前記複数の検査チャンバー、及び前記供給流路は、前記中間板に形成することができる。
【００２５】
前記上板及び前記下板には遮光インキを印刷し、前記上板及び前記下板の領域において、前記複数の検査チャンバーと対応する領域は透明に処理することができる。
【００２６】
前記ハウジングは、少なくとも２個の供給孔を含み、前記検査部は、前記少なくとも２個の供給孔と対応する位置に配置された少なくとも２個の入口を含むことができる。
【００２７】
実施例の他の側面によれば、検査部は、前記流入された流体サンプルに対する検査を行うように構成された複数の検査チャンバーを含み、前記複数の検査チャンバーは、少なくとも２層で配列され、上層の検査チャンバーと下層の検査チャンバーが互いに交互している。
【００２８】
実施例の更に他の側面によれば、流体分析カートリッジは、前記流体サンプルが流入されて、複数の検査が行われる検査部と；前記検査部へ前記流体サンプルを供給するように構成された少なくとも一つの供給孔を含むハウジングと；を含み、前記検査部は、上板、下板、及び前記上板と前記下板との間に挿入される中間板を含み、前記上板と下板はフィルムで形成され、前記中間板は多孔質シートで形成され、前記上板、下板、及び中間板は互いに接合されている。
【００２９】
前記中間板には、前記供給孔から前記流体サンプルが流入される入口と；前記入口を通じて流入された流体サンプルを検査するように構成された複数の検査チャンバーと；前記入口と前記複数の検査チャンバーを連結するように構成された供給流路と；を形成することができる。
【発明の効果】
【００３０】
一実施例によれば、使用者の便宜性が向上し、一つのカートリッジのみでも複数の流体サンプルに対する分析が可能となる。
【００３１】
また、機能性物質がコーティングまたは充填された高分子メンブレンを通じて特定物質の分離を行うことができる。
【００３２】
また、供給された流体を独立して分析する分析ユニットの構造を多様に形成することによって、一つのカートリッジを用いて様々な分析を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】一実施例に係る流体分析カートリッジの全体外観図である。
【図２Ａ】一実施例に係る流体分析カートリッジのハウジングに関する平面図である。
【図２Ｂ】供給孔を複数備える流体分析カートリッジのハウジングに対する平面図である。
【図２Ｃ】供給孔を複数備える流体分析カートリッジのハウジングに対する平面図である。
【図３】一実施例に係る流体分析カートリッジの側断面図である。
【図４Ａ】実施例に係る流体分析カートリッジのフィルタリング部の構造を示す側断面図である。
【図４Ｂ】実施例に係る流体分析カートリッジのフィルタリング部の構造を示す側断面図である。
【図４Ｃ】実施例に係る流体分析カートリッジのフィルタリング部の構造を示す側断面図である。
【図４Ｄ】実施例に係る流体分析カートリッジのフィルタリング部の構造を示す側断面図である。
【図５Ａ】一実施例に係る流体分析カートリッジの検査部を各層に分離した分解斜視図である。
【図５Ｂ】検査部の上板に対する平面図である。
【図５Ｃ】検査部の下板に対する平面図である。
【図６Ａ】一実施例に係る流体分析カートリッジの検査部の中間板に対する平面図である。
【図６Ｂ】一実施例に係る流体分析カートリッジの検査部の中間板に対する平面図である。
【図６Ｃ】一実施例に係る流体分析カートリッジの検査部の中間板に対する平面図である。
【図６Ｄ】一実施例に係る流体分析カートリッジの検査部の中間板に対する平面図である。
【図６Ｅ】一実施例に係る流体分析カートリッジの検査部の中間板に対する平面図である。
【図７Ａ】中間板に形成することができる微細流動構造物の他の例を示す図である。
【図７Ｂ】中間板に形成することができる微細流動構造物の他の例を示す図である。
【図７Ｃ】中間板に形成することができる微細流動構造物の他の例を示す図である。
【図７Ｄ】中間板に形成することができる微細流動構造物の他の例を示す図である。
【図８】２個の入口を備える中間板に対する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、添付の図面を参照して、実施例に係る流体分析カートリッジについて詳細に説明する。
【００３５】
図１には、一実施例に係る流体分析カートリッジの全体外観図が示されており、図２Ａには、一実施例に係る流体分析カートリッジのハウジングに関する平面図が示されている。 図２Ａ及び図２Ｂには、複数の供給孔１１１ａを備える流体分析カートリッジのハウジングに対する平面図が示されている。
【００３６】
図１を参照すると、流体分析カートリッジ１００は、流体分析カートリッジ１００を支持するハウジング１１０と、流体と試薬との反応が起こる検査部１２０と、を含む。
【００３７】
図１及び図２Ａを共に参照すると、ハウジング１１０は、流体分析カートリッジ１００を支持すると共に、使用者が流体分析カートリッジ１００を握ることができるようにする把持部１１２を提供する。流体分析カートリッジ１００は、場所にこだわらず迅速に流体サンプルを検査できるという利点がある。これによって、患者、医師、看護婦、臨床検査技師などの使用者が、中央検査室以外に、家庭、職場、外来診療室、病室、救急室、手術室、集中治療室などの場所で人体から採取したバイオサンプルを検査することができる。このような検査を現場検査（Ｐｏｉｎｔ  ｏｆ  ｃａｒｅ  ｔｅｓｔｉｎｇ、ＰＯＣＴ）という。
【００３８】
しかし、現場検査時に、流体サンプルの供給途中に、流体分析カートリッジ１００をろくに把持しないと、流体分析カートリッジ１００を落とすことがある。さらに、使用者が運搬中に落とすことがある。
【００３９】
したがって、流体分析カートリッジ１００のハウジング１１０は、使用者の把持を容易にする形状の把持部１１２を提供する。図１を参照すると、把持部１１２は、流線形の突起形状に形成されて、使用者が検査部１２０や流体供給部１１１に触れることなく、安定的に流体分析カートリッジ１００を把持できるようになる。
【００４０】
ハウジング１１０にはまた、流体サンプルを受けて、供給する流体供給部１１１が備えられる。流体分析カートリッジ１００で分析することができる流体サンプルの例としては、血液、組織液、リンパ液を含む体液、唾液、小便などのバイオサンプルや、水質管理又は土壌管理のための環境サンプルなどがあるが、これに限定されるものではない。
【００４１】
図１及び図２Ａに示されたように、流体供給部１１１は、供給された流体サンプルが検査部１２０に流入される供給孔１１１ａと、流体の供給を補助する供給補助部１１１ｂとを含む。
【００４２】
供給孔１１１ａは、図１に示されたように、円形状に形成することができるが、これに限定せず、多角形状に形成してもよい。使用者は、分析対象を含む流体サンプルを、ピペット（ｐｉｐｅｔ）やスポイトなどの道具を用いて供給孔１１１ａに注入することができる。しかし、流体分析カートリッジ１００の小型化に伴って供給孔１１１ａの大きさも減少するため、供給孔１１１ａの大きさが小さくなると、流体サンプルを供給孔１１１ａ内に正確に注入するのに困難がある。
【００４３】
したがって、供給補助部１１１ｂは、供給孔１１１ａに向かって傾斜する、供給孔１１１ａの周辺及び／又は囲む面を含むように構成されて、供給孔１１１ａの周辺に滴下された流体サンプルが供給孔１１１ａに流入できるようにする。具体的に、使用者が流体サンプルを供給孔１１１ａ内に正確に注入することができず、一部が供給孔１１１ａの周辺に滴下される場合、流体サンプルは、供給補助部１１１ｂの下り傾斜面を通じて供給孔１１１ａに流入される。
【００４４】
また、供給補助部１１１ｂは、意図していない流体サンプルの汚染を防止するのに役に立つ。具体的に、供給孔１１１ａの周辺及び／又は囲んで配置される供給補助部１１１ｂが、流体サンプルが検査部１２０や把持部１１２側に流れることを防ぐので、流体サンプルによる流体分析カートリッジ１００の汚染を防止できると共に、人体に有害な流体サンプルが使用者に接触されることを防止することができる。
【００４５】
上述したように、ハウジング１１０は、成型が容易で、化学的、生物学的に非活性である材質で形成することができる。例えば、ハウジング１１０は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）などのポリシロキサン、ポリカーボネート（ＰＣ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）などのポリエチレン、ポリビニルアルコール、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、シクロオレフィン共重合体（ＣＯＣ）などのプラスチック素材、ガラス、雲母、シリカ、半導体ウエハなどの様々な材料で作ることができるが、これに限定されるものではない。したがって、化学的、生物学的安定性と機械的加工性を有する素材であれば、いかなる素材であってもハウジング１１０の材料となることができる。
【００４６】
図１Ａ及び図２Ａに示された流体供給部１１１は、供給孔１１１ａを一つのみ備える場合を示しているが、流体分析カートリッジ１００は、供給孔１１１ａを複数備えることも可能である。
【００４７】
図２Ｂ及び図２Ｃを参照すると、一実施例に係る流体分析カートリッジ１００は、ハウジング１１０に２個及び４個の供給孔１１１ａを備える。しかし、図２Ｂ及び図２Ｃの供給孔１１１ａの個数は、実施例を説明するために定められたものに過ぎず、供給孔１１１ａの個数に制限を設けない。
【００４８】
様々な実施例において、供給孔１１１ａは、０．５ｍｍ乃至１０ｍｍの直径を有するようにすることができる。全体流体分析カートリッジ１００の大きさ、供給孔の個数、分析される流体サンプルの種類などを考慮して、様々な大きさの供給孔を形成することができる。
【００４９】
図２Ｂ及び図２Ｃに示されたように、供給孔１１１ａを複数備えると、一つの流体分析カートリッジ１００で互いに異なる複数の流体サンプルに対して同時に検査を進行することができる。ここで、互いに異なる複数の流体サンプルは、種類は同一であるが、その出所が異なるものであってもよく、種類と出所が全て異なるものであってもよく、種類と出所が全て同一であるが、状態が異なるものであってもよい。
【００５０】
例えば、図２Ｂに示されたように、供給孔１１１ａが２個である場合、一方の供給孔１１１ａには患者の血液を供給し、他方の供給孔１１１ａには同一患者のリンパ液を供給することができる。または、一方の供給孔１１１ａには患者の血液を供給し、他方の供給孔１１１ａには他の患者の血液を供給することができる。
【００５１】
また、図２Ｃに示されたように、供給孔１１１ａが４個である場合、それぞれの供給孔１１１ａに同一患者から一定間隔を置いて採取した４個の血液サンプルを供給したり、それぞれの供給孔１１１ａに互いに異なる患者から採取した血液サンプルを供給したりすることができる。
【００５２】
前記図２Ｂ及び図２Ｃに関する説明は、実施例が適用され得る適用例を説明したものに過ぎず、複数の供給孔１１１ａを通じて多様な流体サンプルを供給して、これに対する様々な検査を行うことができる。供給された流体サンプルに関する検査方法については、検査部１２０に関する実施例で詳細に説明する。
【００５３】
図３には、一実施例に係る流体分析カートリッジ１００の側断面図が示されている。
【００５４】
図３を参照すると、流体分析カートリッジ１００は、ハウジング１１０の流体供給部１１１の底面の少なくとも一部に検査部１２０が接合される方式で形成することができる。ハウジング１１０と検査部１２０の接合には感圧接着剤１２４（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ：ＰＳＡ）を使用することができる。ＰＳＡ １２４は常温で指圧程度の小さな圧力で迅速な接着が可能であり、剥離時にはそれぞれの表面に残渣を残さない。
【００５５】
ハウジング１１０と検査部１２０がＰＳＡのみによって接合されるものではなく、ＰＳＡ以外の両面接着剤によって接合されたり、溝に突出部が嵌合される方式で接合されたりしてもよいことは勿論である。
【００５６】
図３でのＡ領域は、供給孔１１１ａを通じて流入された流体サンプルが、フィルタリング部１３０を通過して検査部１２０の供給流路１２２に流入される部分である。フィルタリング部１３０は、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスルホン（ＰＳ）、ポリアリルスルホン（ＰＡＳＦ）などの高分子メンブレンを含むことができ、前記高分子メンブレンは、流体サンプルのろ過のために多孔性構造を有することができる。 
【００５７】
例えば、血液を流体サンプルとする場合には、血液が供給孔１１１ａを通じて流入されてフィルタリング部１３０を通過すると、血球はろ過され、血漿または血清のみが供給流路１２２に流入することができる。高分子メンブレンの気孔率は１:１〜１:２００とすることができ、平均孔径は約０．１〜１０μｍの範囲で形成することができる。ここで、気孔率とは、高分子メンブレンに形成された気孔の大きさの比率を意味するもので、より具体的には、最も小さい気孔の大きさと最も大きい気孔の大きさとの割合で表すことができる。気孔率が大きくなるほど、ろ過速度が速くなる。
【００５８】
図４Ａ乃至図４Ｄは、実施例に係る流体分析カートリッジのフィルタリング部の様々な構造を示した側断面図である。
【００５９】
図４Ａを参照すると、フィルタリング部１３０は、二層の高分子メンブレン１３０ａ，１３０ｂを含むことができる。上述したように、高分子メンブレンは、流体サンプルをろ過させる役割を果たす。図４Ａに示されたように、高分子メンブレンを二層に備えると、１番目の高分子メンブレン１３０ａを通過した流体サンプルに対して、２番目の高分子メンブレン１３０ｂでもう一度ろ過を行うことができる。また、複数の層を含むことによって、高分子メンブレンの気孔の大きさよりも大きい粒子が一度に多量に流入する場合、高分子メンブレンが裂けたり、損傷したりすることを防止することができる。
【００６０】
図４Ｂを参照すると、フィルタリング部１３０は、三層の高分子メンブレン１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃを含むこともできる。これによって、流体サンプルに対するろ過機能がさらに強化され、フィルタリング部１３０の安定性もさらに向上する。
【００６１】
前記図４Ａ及び図４Ｂは、多層の高分子メンブレンを含むフィルタリング部１３０に対する例示に過ぎず、供給される流体サンプル及び分析される物質によって、四層以上の高分子メンブレンを含むことも可能である。
【００６２】
複数の高分子メンブレン１３０ａ，１３０ｂのそれぞれは、両面接着剤などの接着物質１２４によって適所に固定することができる。
【００６３】
図４Ｃを参照すると、様々な実施例において、フィルタリング部１３０は、その表面に機能性物質１３１のコーティング層が形成された多孔性メンブレンで具現することもできる。
【００６４】
前記機能性物質１３１は、アルカン（ａｌｋａｎｅ）、アルケン（ａｌｋｅｎｅ）、アルキン（ａｌｋｙｎｅ）、アレーン（ａｒｅｎｅ）など炭素と水素からなる第１の官能基、ハロゲン化合物のようにハロゲン原子を含む第２の官能基、アルコール（ａｌｃｏｈｏｌ）、エーテル（ｅｔｈｅｒ）などのように酸素を含む第３の官能基、アミン（ａｍｉｎｅ）、ニトリル（ｎｉｔｒｉｌｅ）のように窒素を含む第４の官能基、チオール（ｔｈｉｏｌ）、硫化物（ｓｕｌｆｉｄｅ）のように硫黄を含む第５の官能基、カルボニル（ｃａｒｂｏｎｙｌ）、アルデヒド（ａｌｄｅｈｙｄｅ）、ケトン（ｋｅｔｏｎｅ）、カルボン酸（ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ａｃｉｄ）、エステル（ｅｓｔｅｒ）、アミド（ａｍｉｄｅ）、カルボン酸塩化物（ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ａｃｉｄ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ）、カルボン酸無水物（ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ａｃｉｄ  ａｎｈｙｄｒｉｄｅ）などのようにカルボニル基を含む第６の官能基のうち一つ以上を含む化合物であってもよい。
【００６５】
図４Ｃに示されたように、多孔性メンブレンの表面に特定機能を有する機能性物質１３１がコーティングされた場合、流体サンプルが多孔性メンブレンを通過する時、前記機能性物質１３１と結合または吸着される物質１３３は多孔性メンブレンを通過できずにろ過される。したがって、流体サンプルに存在する特定物質１３３をろ過することができる。
【００６６】
図４Ｄを参照すると、一実施例に係るフィルタリング部１３０は、二層の多孔性メンブレン１３０ａ，１３０ｂの間に機能性物質１３１を配置させた構造で具現することもできる。例えば、二層の多孔性メンブレン１３０ａ，１３０ｂの間にボロン酸（ｂｏｒｏｎｉｃ  ａｃｉｄ）またはコンカナバリンＡ（ｃｏｎｃａｎａｖａｌｉｎ  Ａ）を配置させると、患者のサンプルから糖化ヘモグロビンを効率的に測定することができる。
【００６７】
前記図３に示されたように、流体分析カートリッジ１００のハウジング１１０の流体供給部１１１を通じて供給された流体サンプルは、フィルタリング部１３０を経て検査部１２０に流入されて、複数の検査チャンバー１２５で様々な検査を受けるようになる。
【００６８】
図５Ａには、一実施例に係る流体分析カートリッジの検査部を各層に分離した分解斜視図が示されており、図５Ｂには、検査部の上板に対する平面図が、図５Ｃには検査部の下板に対する平面図が示されている。
【００６９】
図５Ａを参照すると、流体分析カートリッジ１００の検査部１２０は、３個の板１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃが接合された構造で形成することができる。３個の板は、上板１２０ａ、下板１２０ｂ、及び中間板１２０ｃに分けることができる。上板１２０ａと下板１２０ｂは、遮光インキを印刷して、検査チャンバー１２５へ流れる流体サンプルを外部の光から保護及び／又は検査チャンバーでの光学特性の測定時の誤りを防止することができる。
【００７０】
上板１２０ａ、下板１２０ｂ、及び中間板１２０ｃはそれぞれ約１０μｍ〜３００μｍの厚さを有することができ、上板１２０ａと下板１２０ｂはフィルムの形態で形成することができる。但し、上板、下板、及び中間板の厚さは例示に過ぎず、これに制限されるものではない。
【００７１】
検査部１２０の上板１２０ａと下板１２０ｂを形成するのに使用されるフィルムは、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）などのポリエチレンフィルム、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）フィルム、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルム、ポリスチレン（ＰＳ）フィルム、及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムの中から選択することができる。しかし、これは、検査部１２０に適用できるフィルムの例示に過ぎず、その他にも、化学的、生物学的に非活性であり、機械的加工性がある材質のフィルムであれば、いかなるフィルムも使用可能である。
【００７２】
検査部１２０の中間板１２０ｃは、上板１２０ａ及び下板１２０ｂとは異なり、セルロースなどの多孔質シートで形成されてもよく、疎水処理されてもよい。したがって、中間板１２０ｃは、それ自体としてベント（ｖｅｎｔ）の役割を果たすことができる。検査部１２０の中間板１２０ｃに関する詳細な内容は後述する。
【００７３】
図３に示されたように、検査部１２０は、フィルタリング部１３０を通過した流体サンプルを受ける入口１２１、流体サンプルが流れる供給流路１２２、及び流体サンプルと試薬の反応が起こる複数の検査チャンバー１２５を含む。
【００７４】
図５Ａ乃至図５Ｃを参照すると、検査部１２０が３層構造で形成される場合には、上板１２０ａには、入口１２１ａが形成され、前記複数の検査チャンバー１２５に対応する複数の第１の部分１２５ａが配置され、前記複数の第１の部分１２５ａは透明に処理することができる。また、下板１２０ｂに配置された、複数の検査チャンバー１２５に対応する複数の第２の部分１２５ｂを透明に処理することができる。これは、複数の検査チャンバー１２５内で起こる反応に対して光学的特性を測定するためである。
【００７５】
図６Ａ乃至図６Ｅには、一実施例に係る流体分析カートリッジの検査部の中間板に対する平面図が示されている。
【００７６】
図６Ａを参照すると、中間板１２０ｃにも流体サンプルを流入するための入口１２１ｃが形成される。したがって、上板１２０ａ、中間板１２０ｃ、及び下板１２０ｂが接合されると、上板１２０ａの入口１２１ａと中間板１２０ｃの入口１２１ｃとが重なりながら、検査部１２０の入口１２１を形成するようになる。
【００７７】
中間板１２０ｃにおいて、入口１２１ｃの反対側の位置に複数の検査チャンバー１２５が形成される。一実施例として、中間板１２０ｃの一部を円形、四角形などの一定の形状に除去することによって、複数の検査チャンバー１２５を形成することができる。前記図３に示されたように、上板１２０ａ及び下板１２０ｂの複数の検査チャンバー１２５に対応する部分はあいていないため、中間板１２０ｃにおいて一定部分を除去することによって、流体サンプルと試薬を収容することができる検査チャンバー１２５を形成することができる。すなわち、中間板１２０ｃにホール（ｈｏｌｅ）を形成すると、それが検査チャンバー１２５となることができる。
【００７８】
または、中間板１２０ｃの除去された領域に微細貯蔵容器を配置して、検査チャンバー１２５として使用してもよい。
【００７９】
また、前記図５Ｂ及び図５Ｃで説明したように、複数の検査チャンバー１２５に対応する上板１２０ａ及び下板１２０ｂの領域を透明に処理すると、複数の検査チャンバー１２５内で起こる反応及び／又はその結果を検出できるようになる。
【００８０】
複数の検査チャンバー１２５では、流体の分析のための様々な反応が起こり得る。血液を流体サンプルとする場合に関する一実施例として、複数の検査チャンバー１２５に血液（特に、血漿）の特定成分と反応して発色または変色する試薬を予め収容し、複数の検査チャンバー１２５内で発現される色を光学的に検出して数値化することができる。前記数値を通じて血液サンプル内の特定成分の存在有無または特定成分の比率などを確認することができる。
【００８１】
中間板１２０ｃはまた、複数の検査チャンバー１２５へ流体サンプルを供給する供給流路１２２を含むことができる。供給流路１２２もまた供給流路１２２に対応する中間板１２０ｃの一部を除去することによって形成することができる。様々な実施例において、供給流路１２２は約１μｍ〜５００μｍの幅を有するように形成することができる。
【００８２】
図６Ａに示されたように、供給流路１２２は、入口１２１ｃと複数の検査チャンバー１２５のうち一つを連結することができる。入口１２１ｃに流入された流体サンプルは、毛細管力によって供給流路１２２を通過して複数の検査チャンバー１２５のうち一つに入り、その後、複数の検査チャンバー１２５を連結する分岐チャネル１２３を通じて残りの複数の検査チャンバー１２５に入って、複数の検査チャンバー１２５に収容された一つ以上の試薬と反応する。
【００８３】
このとき、供給流路１２２を通じて入口１２１ｃと直接連結された検査チャンバー１２５は、空になった状態であってもよく、流体サンプルに対する前処理を行うための試薬または反応液が収容されていてもよい。
【００８４】
または、図６Ｂに示されたように、供給流路１２２が複数の検査チャンバーのうち一つと直接連結されずに、分岐チャネル１２３と連結されてもよい。したがって、流体サンプルの種類または複数の検査チャンバー１２５で行われる検査の種類によって、供給流路１２２を複数の検査チャンバー１２５のうち一つと連結してもよく、分岐チャネル１２３と連結してもよい。
【００８５】
前記上板１２０ａ、下板１２０ｂ、及び中間板１２０ｃを互いに接合すると、一つの完成された検査部１２０が形成される。さらに、検査部１２０とハウジング１１０を接合すると、前記図１及び図２に示されたような流体分析カートリッジ１００を形成することができる。
【００８６】
上述した図面では、入口１２１ｃに連結された供給流路１２２が一つである場合を示したが、図６Ｃ及び図６Ｄに示されたように、入口１２１ｃに２個の供給流路１２２が連結されてもよい。この場合、複数の検査チャンバー１２５は二つの検査領域１２５ａ，１２５ｂに分離され得る。図示のように、複数の供給流路１２２のうち一つ以上は、中間チャンバー１２６をさらに含むことができる。いずれか一つの供給流路１２２上に中間チャンバー１２６を形成すると、該当の供給流路１２２が連結された検査領域１２５ｂに対してのみ前処理が行われたり、予め一次反応が起こった流体サンプルを供給したりすることができる。
【００８７】
または、図６Ｄに示されたように、両供給流路１２２上にそれぞれ中間チャンバー１２６を形成し、それぞれの中間チャンバー１２６で互いに異なる前処理を行ったり、互いに異なる試薬または反応液によって一次反応が起こるようにしたりすることも可能である。
【００８８】
前記図６Ｃ及び図６Ｄでは、入口１２１ｃに２個の供給流路１２２が連結される場合を示しているが、実施例がこれに限定されるものではなく、３個以上の供給流路１２２が一つの入口１２１ｃに連結されて、３個以上の検査領域に流体サンプルを供給することも可能である。
【００８９】
上述した図面では、複数の検査チャンバー１２５が上下に配列されて二層構造を形成したが、図６Ｅに示されたように、単層構造で配列してもよい。この場合、上板１２０ａと下板１２０ｂの透明部分もまた前記複数の検査チャンバー１２５と対応する位置に形成されるようにする。
【００９０】
図７Ａ乃至図７Ｄには、中間板に形成することができる微細流動構造物の他の例が示されている。
【００９１】
図７Ａを参照すると、複数の検査チャンバー１２５は上下に配列されて二層構造を形成し、ジグザグ形状に形成される。このように上層と下層の複数の検査チャンバー１２５が配列されると、流体サンプルが時間差を有して供給され得る。
【００９２】
図７Ａに示されたように、流体サンプルが複数の検査チャンバー１２５のうち一つを通過した後に残りの検査チャンバー１２５に流れ込むと、流体サンプルが最初に通過する検査チャンバー１２５に流体サンプルの前処理のための試薬や反応液を収容することができる。または、供給流路１２２と連結された検査チャンバー１２５を空にしておくことも可能である。
【００９３】
または、図７Ｂに示されたように、供給流路１２２が複数の検査チャンバー１２５のうち一つと直接連結されずに、分岐チャネル１２３と連結されてもよい。
【００９４】
上述したように、流体サンプルの種類及び／又は各検査チャンバー１２５で行われる検査の種類を考慮して、供給流路１２２を複数の検査チャンバー１２５のうち一つと連結したり、又は分岐チャネル１２３に連結したりすることができる。
【００９５】
図７Ｃ及び図７Ｄに示されたように、上層のチャンバーと下層のチャンバーが交互する複数の検査チャンバー１２５も二つの検査領域に分割することができ、この場合、分割された検査領域１２５ａ，１２５ｂにそれぞれ対応する２個の供給流路１２２が形成される。２個の供給流路１２２は、入口１２１ｃと検査領域をそれぞれ連結し、供給流路１２２のうち一つの供給流路が、入口１２１ｃと検査領域１２５ｂとの間に形成された中間チャンバー１２６を通過するようにして、流体サンプルが中間チャンバー１２６内で前処理または１次反応が起こるようにすることも可能である。
【００９６】
または、２個の供給流路１２２のそれぞれに対応する複数の中間チャンバー１２６を形成して、互いに異なる前処理または互いに異なる１次反応が起こるようにしてもよい。
【００９７】
図７Ａ乃至図７Ｄの場合も同様に、上板１２０ａと下板１２０ｂの透明部分が前記検査チャンバー１２５と対応する部分に形成されるようにすることができる。
【００９８】
前記図６乃至図７の実施例において、供給流路１２２の曲率半径が増加する（即ち、供給流路１２２がさらに曲がる）ほど流体サンプルの供給速度が遅くなり、同様に、供給流路１２２の曲率半径が減少する（即ち、供給流路１２２が一直線となる）ほど流体サンプルの供給速度が速くなる。したがって、流体サンプルの種類または検査の種類によって曲がる程度を適切に設定して供給流路１２２を形成することができ、供給流路１２２が２個以上形成される場合には、その曲がりの程度（即ち、各供給流路１２２の曲率半径）をそれぞれ異なるようにして、２個以上の検査領域に対して、流体サンプルが時間差を置いて供給されるようにすることが可能である。
【００９９】
図８には、２個の入口を備える中間板に対する平面図が示されている。
【０１００】
図２で説明したように、流体分析カートリッジ１００は、供給孔１１１ａを２個以上備えることができる。ハウジング１１０の流体供給部１１１が供給孔１１１ａを２個以上備える場合には、検査部１２０もそれに対応するように２個以上の入口１２１を備えなければならない。
【０１０１】
例えば、前記図２Ｂに示されたように、流体供給部１１１が供給孔１１１ａを２個備える場合には、図８に示されたように、中間板１２０ｃも２個の入口１２１ｃ−１，１２１ｃ−２を備えなければならない。また、図示していないが、上板１２０ａもそれに対応する位置に２個の入口を備えなければならない。
【０１０２】
２個の入口１２１ｃ−１，１２１ｃ−２のそれぞれを通じて流入される流体サンプルは、互いに異なる種類の流体サンプルであってもよいので、それぞれの入口に連結された供給流路１２２−１，１２２−２は、独立して分離された検査チャンバー１２５−１，１２５−２にそれぞれ流入され得る。
【０１０３】
具体的な実施例において、図８に示されたように、第１の入口１２１ｃ−１と第１の供給流路１２２−１を通じて連結された複数の検査チャンバー１２５−１には、血液の検査のための試薬を備えることができ、第２の入口１２１ｃ−２と第２の供給流路１２２−２を通じて連結された複数の検査チャンバー１２５−２には、組織液の検査のための試薬を備えることができる。したがって、一つの流体分析カートリッジ１００で同時に互いに異なる２種類の流体サンプルに関する検査を行うことができる。
【０１０４】
または、第１の入口１２１ｃ−１と連結された複数の検査チャンバー１２５−１と第２の入口１２１ｃ−２と連結された複数の検査チャンバー１２５−２に同一の試薬を備え、互いに異なる患者または被検査体から採取した血液が、分析のために第１の入口１２１ｃ−１と第２の入口１２１ｃ−２を通じて独立して流入されるようにすることも可能である。
【０１０５】
図８では、中間板１２０ｃに２個の入口を形成する場合を示しているが、上記図２Ｃで説明したように、３個以上の供給孔１１１ａを形成することも可能であるので、中間板１２０ｃもこれと対応するように入口１２１ｃを３個以上形成することができる。上板１２０ａに形成される入口１２１ａが中間板１２０ｃの入口１２１ｃ及び供給孔１１１ａと対応しなければならないことは勿論である。
【０１０６】
また、入口が２個形成される場合にも、前記図６及び図７で説明した構造を全て適用することができる。具体的に、複数の検査チャンバー１２５−１，１２５−２が多層構造で配列されることも可能であり、上層の検査チャンバーと下層の検査チャンバーが交互配列されてもよい。さらに、二つの入口１２１ｃ−１，１２１ｃ−２のいずれかに２個以上の供給流路が連結されることも可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
１００・・・流体分析カートリッジ
１１０・・・ハウジング
１２０・・・検査部
１１２・・・把持部
１１１・・・流体供給部
１１１ａ・・・供給孔
１１１ｂ・・・供給補助部
１２４・・・感圧接着剤（ＰＳＡ）
１３０・・・フィルタリング部
１２２・・・供給流路
１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ・・・高分子メンブレン
１３１・・・機能性物質
１３３・・・特定物質
１２５・・・検査チャンバー
１２０ａ・・・上板
１２０ｂ・・・下板
１２０ｃ・・・中間板
１２３・・・分岐チャネル
１２６・・・中間チャンバー
１２１，１２１ａ，１２１ｃ・・・入口
１１１ａ・・・供給孔
【図１】
2014021114.tif 000003
【図２Ａ】
2014021114.tif 000004
【図２Ｂ】
2014021114.tif 000005
【図２Ｃ】
2014021114.tif 000006
【図３】
2014021114.tif 000007
【図４Ａ】
2014021114.tif 000008
【図４Ｂ】
2014021114.tif 000009
【図４Ｃ】
2014021114.tif 000010
【図４Ｄ】
2014021114.tif 000011
【図５Ａ】
2014021114.tif 000012
【図５Ｂ】
2014021114.tif 000013
【図５Ｃ】
2014021114.tif 000014
【図６Ａ】
2014021114.tif 000015
【図６Ｂ】
2014021114.tif 000016
【図６Ｃ】
2014021114.tif 000017
【図６Ｄ】
2014021114.tif 000018
【図６Ｅ】
2014021114.tif 000019
【図７Ａ】
2014021114.tif 000020
【図７Ｂ】
2014021114.tif 000021
【図７Ｃ】
2014021114.tif 000022
【図７Ｄ】
2014021114.tif 000023
【図８】
2014021114.tif 000024