(57)【要約】【課題】  本発明は、１つまたは幾つかの構成部品、例えば、支持体から製造された液圧装置に関する。【解決手段】  この液圧装置は、作動キャビティ（３）と、この作動キャビティ（３）と連通している、興味ある液体用の少なくとも２つのダクト（４１、４２）、例えば、入口ダクト（４１）および出口ダクト（４２）と、前記作動キャビティを制御するための、移動部品を有していない２つの弁体（５１、５２）とを備えている。この装置は、高温源（２１、２２）との熱交換に関係する２つのチャンネル（９１、９２）によって２つのダクト（４１）、（４２）とのみそれぞれ連通しているガス、例えば、空気用の２つの捕獲室（８１、８２）を更に備えていることを特徴としている。
2005530608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つまたはそれ以上の構成部品、例えば、支持体（１２）から製造された流体装置（１）であって、
作動キャビティ（３）と、
前記作動キャビティを制御する種類の移動部品を有していない２つの弁体（５１、５２）によりそれぞれ作動キャビティ（３）と連通している、興味ある液体用の少なくとも２つのダクト（４１、４２）、例えば、入口ダクト（４１）および出口ダクト（４２）と、
前記２つのダクトをそれぞれ連結するための２つの別個のチャンネル（９１、９２）によって２つのダクト（４１）、（４２）とのみそれぞれ連通しているガス用、例えば、空気用の２つの捕獲室（８１、８２）と、
一方および／または他方の捕獲室におけるガスの圧力を制御するために一方および／または他方の捕獲室（８１，８２）と熱交換するための手段と、を具備している、流体装置。
【請求項２】
移動部品を有していない各弁体（５１、５２）は、キャピラリ弁であることを特徴とする請求項１に記載の流体装置。
【請求項３】
各キャピラリ弁は、メニスカスと称される、ガスと興味ある液体との間の界面に過剰圧力を生じるように構成されており、前記界面は、前記過剰圧力に抗しての弁を超えての液体のいずれの変位をも妨げることを特徴とする請求項１または２に記載の流体装置。
【請求項４】
各キャピラリ弁（７１、７２、５１、５２、１０１、１０２）は、基部を備えており、この基部の横断面は、興味ある液体が湿潤しているときに前記メニスカスの凹部の方向に増大しており、或いは基部の横断面は、興味ある液体が湿潤していないときに前記メニスカスの前記凹部の方向に減少していることを特徴とする請求項１ないし３のうちのいずれか１つの項に記載の流体装置。
【請求項５】
前記２つのダクト（４１、４２）にそれぞれ設置された２つの隔離手段（２０１、２０２）を具備しており、各隔離手段は、２つの位置、つまり、前記一方のダクトから外側との連通を確立する開位置と、前記ダクトを外側から隔離する閉位置とをとるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のうちのいずれか１つの項に記載の流体装置。
【請求項６】
各々が作動キャビティ（３）と各ダクト（４１、４２）との間に設置された２つの膨張室（６１、６２）を具備しており、各室は、一方の側で、この室への液体のいずれの流れをも妨げる、移動部品を有していない第１のキャピラリ弁（７１、７２）により前記ダクトと連通しており、他方の側で、この室への液体のいずれの流れをも妨げる、第２のキャピラリ弁（５１、５２）により前記キャビティと連通していることを特徴とする請求項１ないし５のうちのいずれか１つの項に記載の流体装置。
【請求項７】
前記２つの連結チャンネル（９１、９２）は、各々、捕獲室（８２、８２）を膨張室（６１、６２）と連結していることを特徴とする請求項６に記載の流体装置。
【請求項８】
各連結チャンネル（９１、９２）は、前記捕獲室（８１）または（８２）への液体のいずれの流れをも妨げる、移動部品を有していないキャピラリ弁（１０１、１０２）によって対応する膨張室（６１、６２）と連通していることを特徴とする請求項６または７に記載の流体装置。
【請求項９】
前記２つの膨張室（６１、６２）は、特に容積がほぼ同じであることを特徴とする請求項６ないし８のうちのいずれか１つの項に記載の流体装置。
【請求項１０】
前記２つの捕獲室（８１、８２）は、特に容積がほぼ同じであることを特徴とする請求項１ないし９のうちのいずれか１つの項に記載の流体装置。
【請求項１１】
培養室（３０５）を具備しており、この培養室の出口（３０６）は、入口ダクト（４１）と連通しており、前記作動キャビティ（３）は、配位子（Ｌ３）で官能化された支持体（Ｍ２）を粒子（３０３）の形態で備えていることを特徴とする請求項１に記載の流体装置。
【請求項１２】
配向解離のための手段（３０７）、例えば、加熱手段が、入口ダクト（４１）と接触状態で設置されていることを特徴とする請求項１に記載の流体装置。
【請求項１３】
粒子、例えば、磁性粒子を、保持するための手段（３０８）が、前記配向解離手段（３０７）に対して下流で入口ダクト（４１）と接触状態で設置されていることを特徴とする請求項１に記載の流体装置。
【請求項１４】
作動キャビティ（３）中の興味ある液体のすべてまたは一部を隔離するか、或いは閉じ込めるための、請求項６ないし９のうちのいずれか１つの項に記載の流体装置（１）の用途において、
a）興味ある液体を入口ダクト（４１）から他の出口ダクト（４２）へ循環して、残留ガス、例えば、空気を２つの捕獲室（８１、８２）に保持することによって作動キャビティ（３）および膨張室（６１、６２）を予め満たし、
ｂ）興味ある液体の循環後、２つの捕獲室中の残留ガスを「隔離」温度にして、前記捕獲室内の圧力を、２つのダクト（４１、４２）のうちの少なくとも一方によって２つの膨張室（６１、６２）から興味ある液体のすべてまたは一部を排出し、且つ前記室のすべてまたは一部を残留ガスの２種の気泡（ｔｗｏ  ｂｕｂｂｌｅｓ）で満たして、興味ある液体のいずれの漏れ、および／または興味ある液体に含有された粒子の前記ダクト（４１、４２）へのいずれの拡散に対しても作動キャビティを隔離するのに十分である「平衡圧力」値にすることを特徴とする流体装置（１）の用途。
【請求項１５】
作動キャビティ（３）中の興味ある液体のすべてまたは一部を隔離するか、或いは閉じ込め、そして撹拌するための、請求項６ないし９のうちのいずれか１つの項に記載の流体装置（１）の用途において、
a）興味ある液体を入口ダクト（４１）から他の出口ダクト（４２）へ循環して、残留ガス、例えば、空気を２つの捕獲室（８１、８２）に保持することによって作動キャビティ（３）および膨張室（６１、６２）を予め満たし、
ｂ）興味ある液体の循環後、２つの捕獲室中の残留ガスを「隔離」温度にして、前記捕獲室内の圧力を、２つのダクト（４１、４２）のうちの少なくとも一方によって２つの膨張室（６１、６２）から興味ある液体のすべてまたは一部を排出し、且つ前記室のすべてまたは一部を残留ガスの２種の気泡で満たして、興味ある液体のいずれの漏れ、および／または興味ある液体に含有された粒子の前記ダクト（４１、４２）へのいずれの拡散に対しても作動キャビティを隔離するのに十分である「平衡圧力」値にし、
ｃ）捕獲室（８１、８２）のうちの少なくとも一方に存在する残留ガスの温度を変更して、その捕獲室の圧力を変更し、そして作動キャビティ（３）の隔離を中断することなしに興味ある液体を膨張室（６１、６２）のうちの一方に向けて変位させ、
ｄ）捕獲室（８１、８２）のうちの少なくとも一方に存在する残留ガスの温度を再び変更して、その捕獲室の圧力を再び変更し、そして作動キャビティ（３）の隔離を中断することなしに興味ある液体を膨張室（６１、６２）のうちの他方に向けて変位させる、ことを特徴とする流体装置（１）の用途。
【請求項１６】
工程（ｄ）で得られる圧力は、平衡圧力であることを特徴とする請求項１５に記載の用途。
【請求項１７】
工程（ｃ）および（ｄ）を繰返すことを特徴とする請求項１５に記載の用途。
【請求項１８】
作動キャビティ（３）の内容物を攪拌するための、請求項６ないし９のうちのいずれか１つの項に記載の流体装置（１）の用途において、
a）興味ある液体を入口ダクト（４１）から他の出口ダクト（４２）へ循環して、残留ガス、例えば、空気を２つの捕獲室（８１、８２）に所定の「充填」温度で保持することによって作動キャビティ（３）および膨張室（６１、６２）を予め満たし、
ｂ）次に、捕獲室（８１）、（８２）両方の中の残留ガスを充填温度から、一方の室（８２）においては他方の捕獲室（８１）における「低い」値より大きい「高い」値にある「基準」温度まで加熱し、それに応じて、興味ある液体の別個の割当量（２０）が前記他方の捕獲室（８１）と関連された膨張室（６１）に形成されて、そこにある残留ガスを圧縮し、捕獲室（８２）と関連された膨張室（６２）に残留ガスの気泡が形成し、
ｃ）捕獲室のうちの他方(８１)中の残留ガスの温度を再び上昇させ、それに応じて、興味ある液体の同じ割当量（２０）が作動キャビティ（３）から前記捕獲室（８２）と関連された膨張室（６２）へ変位されてそこにある残留ガスを圧縮し、
ｄ）捕獲室のうちの他方（８１）にある残留ガスの温度を低い値にある「基準」温度に戻し、それに応じて同じ割当量（２０）が前記捕獲室（８１）と関連された膨張室（６１）へ変位されることを特徴とする流体装置（１）の用途。
【請求項１９】
工程（ｂ）において、捕獲室（８１）、（８２）両方における残留ガスを同時に或いは次々に加熱することを特徴とする請求項１８に記載の用途。
【請求項２０】
前記作動キャビティ（３）を通る別個の割当量（２０）の振動を発生させるように、操作（ｃ）、（ｄ）を整数回繰返すことを特徴とする請求項１８に記載の用途。
【請求項２１】
ラベルＥに直接または間接的に結合された第１の配位子（Ｌ１）および第２配位子（Ｌ２）がそれぞれ配位するための２つの部位（Ｃ１、Ｃ２）を備えた目標種または被分析物（Ｃ）を定めるためのＥＬＩＳＡまたはＥＬＯＳＡ種類の方法を実施するための、請求項１０に記載の装置の請求項１４に記載の用途において、前記方法は、
a）培養室(Ｍ１、Ｌ１)に設置された第１の配位子（Ｌ１）で官能化された支持体（Ｍ１）を用意する工程と、
ｂ）培養室における液体媒体中で、官能化支持体（Ｍ１、Ｌ１）、目標種（Ｃ）または被分析物を同時にまたは次々に接触させて、支持体／第１の配位子／目標種／ラベル付きの第２の配位子の錯体（３００）を得る工程と、
ｃ）目標種（Ｃ）に結合することが可能な第３の配位子（Ｌ３）で官能化された（３０３）の他の支持体（Ｍ２）を用意する工程と、
ｄ）錯体（３００）を配向方法で解離して、目標種／ラベル付きの第２の配位子を化合した抱合体（３０１）を官能化された（Ｍ１、Ｌ１）支持体３０２から分離する工程と、
e）液体媒体中で、他の官能化された（Ｍ２、Ｌ３）支持体（３０３）を抱合体（３０１）と接触させて、他の他方支持体／第３の配位子／目標種／ラベル付きの第２の配位子の錯体（３０４）を得る工程と、
ｆ）他の錯体（３０４）のラベル（Ｅ）を定性的および／または定量的に検出する工程と、を具備している用途。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リアクタ型の作動キャビティを備えるか、或いはこれと関連され、いずれの機械部品または移動部品なしで、まず、前記キャビティの内容物の攪拌、次に、このキャビティの内容物の攪拌を伴う隔離を許容する流体装置に関する。
【０００２】
より詳細には、本発明は、例として「ラブオンチップ」型の系統または装置に使用されることができるミクロ流体型の流体装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
今日、流体素子工学は、種々の医療、薬剤、生物学および化学用途の目的で発展している技術分野である。簡単に言うと、この流体素子工学は、単位容量が１ナノリットルと１ミクロリットルとの間である装置または構造に、適切な場合、処理用液体、ガスおよび固形物を必要とする。従って、この規模では、特に移動部分を有する機械部品すべてを除くことが必要であるか或いは好ましく、例として、熱空気圧装置が、特にこのような装置において液体を循環するための作動原理またはモータ原理として選択される。
【０００４】
液体およびガスを処理するのに非常に大きい規模で必要とされる主な機能が、ミクロ流体規模に適するように設計されて開発されてきた。
【０００５】
まず第１に弁またはゲート、または一般には、配位子の流量の任意の制御を許容する手段に関して、ガスまたは蒸気のミクロ気泡を使用する種々の解決策が提案されてきた。例として、下記の公報を参照せよ。
【０００６】
Ａ）Ｙ．Ｓ−レングＫｉ、Ｍ．カロウフ、ＨＴＧファンリンテル、Ｍ．ハラー、Ｐｈ．レナウドのバブル工学弁の出願、ＩＥＥＥ−ＥＭＢＳ、２００、３９０，３９３。
【０００７】
Ｂ）アレックサンドレスＰ．パパバシリオウ、ドランリープマン、アルベルトＰ．ピサノの電気分解―気泡作動式ゲート弁、ソリッドステートセンサおよびアクチュエータウォークショップ、２０００、４８−５１。
【０００８】
液体の圧送機能、より一般には、前記液体の圧力の上昇に関して、例として、下記の公報が挙げられる。
【０００９】
Ｃ）Ｊｒヒング、ツサイおよびリウェイリンの熱気泡作動式ミクロノズルー拡散ポンプ、第１４のＩＥＥＥリンター。
【００１０】
Ｄ）Ｋ．ハンディクイ、Ｄ．Ｔ．バーク、Ｃ．Ｈ．マストランゲロおよびＭ．Ａ．バーンスの別個の降下圧送のためのオンチップ熱空気気圧力、分析化学、第７３巻、第８、２００１、１８３１−１８３８、ＵＳ−Ｃ−６１３００９８およびＵＳ−Ａ−２００２／０１０４９２参照。
【００１１】
２つの成分、例えば、２つの液体の混合物に関して、下記の著作を参照せよ。
【００１２】
Ｅ）ウオルフガングエルフェルド、ウオルカーヘッセル、ホルガーロウのミクロリアクタ、近代科学のための新技術、ウィーリーＶＣＨ、２０００、４１−８３。
【００１３】
ＵＳ−Ｃ−６１９３４７１によれば、所定量の液体を形成して移送するための流体装置が記載されている。この目的で、図７を参照して説明されている実施の形態によれば、予備室と、第１の貯蔵キャビティと、キャピラリダクト部分と、第２の貯蔵キャビティとを直列に備えている流体部分が設けられている。予備室および２つの貯蔵キャビティは、外側の圧力源と連通している。所定量の液体を形成して移送するために、
キャピラリダクト部分は、予備室から第１の貯蔵キャビティを通して第２の貯蔵キャビティまで液体で満たされ、２つのキャビティ間のキャピラリダクト部分は、液体の所定量を定める、
第１の貯蔵キャビティ内の圧力を上昇させることによって、液体は、予備室に戻されて、２つの貯蔵キャビティにそれぞれ位置決めされた２つのメニスカス（ｍｅｎｉｓｃｕｓ）間に所定量の液体を隔離する。
【００１４】
第１の貯蔵キャビティ内の圧力を上昇させることによって、所定の隔離量の液体が、第２の貯蔵キャビティを通り越して移送される。
【００１５】
ＵＳ−Ｃ−７１９３４７１によれば、隔離量の液体の形成および移送は、予備室および貯蔵キャビティにおける圧力の外側からの区別制御によって達成され、特に複雑であるこれらの制御手段は、例えば、図１３および図１４により示されている。
【００１６】
ＵＳ−Ｃ−４６７６２７４によれば、各々が制御ガスと興味ある（ｉｎｔｅｒｅｓｔ）液体との間の界面またはメニスカスに過剰圧力を発生させるように構成された、移動部品を有していない種々のキャピラリ弁を備えたキャピラリダクトの配列よりなるミクロ流体装置が述べられている。種々のキャピラリ弁における流体装置に出入りする制御ガスの外側制御により、興味ある液体が、任意の予め設定された方法により循環されるか、或いは「圧送」される。
【００１７】
ＵＳ−Ｃ−６１１７３９６によれば、注入されるガスの外部源によって１つの入口ダクトから所定量の興味ある液体を変位するように供給するためのミクロ流体装置が述べられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
前述の装置のような種類のミクロ流体装置において、本発明は、詳細には、下記の機能、つまり、作動キャビティにおける任意の攪拌を伴う、キャビティを満たす量の液体のキャビティにおける隔離に関する。
【００１９】
本発明の目的は、この機能を特に簡単な流体手段で行なうことである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この目的で、１つまたはそれ以上の構成部品、例えば、支持体から製造される本発明による流体装置は、
作動キャビティと、
前記作動キャビティを制御することが可能なゲート型の、移動部品を有していない２つの弁体によりそれぞれ作動キャビティと連通している、興味ある液体用の少なくとも２つのダクト、例えば、入口ダクトおよび出口ダクトと、
前記２つのダクトをそれぞれ連結するための２つの別個のチャンネルによって２つのダクトとのみそれぞれ連通しているガス、例えば、空気用の２つの捕獲室と、
一方および／または他方の捕獲室におけるガスの圧力を制御するために一方および／または他方の捕獲室と熱交換するための手段と、を備えている。
【００２１】
その結果、本発明によれば、作動キャビティの各側で、入口または出口ダクト、および捕獲室との連結用のチャンネルは、作動キャビティに設置されたゲート型の移動部品を有していない同じ弁体と直接または間接的に連通している。換言すると、前記連結用チャンネルは、例えば、後述のように、膨張室により入口または出口ダクトまでつなげられている。
【００２２】
例として、本発明におけるダクトは、これらが所定の液体を重力に抗して或る高さに収容することが可能であると言う意味でキャピラリダクトである。例示として、かかるダクトは、横寸法が１．５ｍｍを超えておらず、例えば５００μｍ程度である横断面を有している。
【００２３】
本発明によれば、「キャビティ」または「室」を予想すると、その形状および／または寸法は、例えば液体の循環方向における１つの寸法に続いて、キャビティまたは室の他の寸法が例えばダクトの横方向の寸法より大きいと言う意味でダクトとは異なる。
【００２４】
本発明による装置は、熱作動だけで捕獲室内のガスの圧力および／または容量を制御することが可能であると言う意味で熱空気圧装置を構成する。
【００２５】
好ましくは、この装置は、２つのダクトにそれぞれ設置された２つの隔離手段を作動キャビティの各側に備えており、各隔離手段は、２つの位置、つまり、外側との前記一方のダクトの連通を確立する位置と、前記ダクトを外側から隔離する位置とをとるように構成されている。装置を外側に対して隔離することによって、前記装置は、閉鎖位置にける２つの隔離手段により、特に、捕獲室に捕獲されたガスに対する閉鎖熱力学的装置となる。
【００２６】
好ましくは、本発明による装置は、各々が作動キャビティと各ダクトとの間に設置された２つの膨張室を備えており、各室は、一方の側で、この室への液体のいずれの流れをも妨げ、いずれのキャピラリ液体通過をも妨げる、移動部品を有していない第１のキャピラリ弁により前記ダクトと連通しており、他方の側で、この室への液体のいずれの流れをも妨げる、第２のキャピラリ弁により前記キャビティと連通している。
【００２７】
例として、２つの連結チャンネルは、各々、捕獲室を膨張室と連結している。また、各膨張室は、作動キャビティの各側において入口または出口ダクトと捕獲室との連結用のチャンネルとの間の接合部を構成している。
【００２８】
一方または／および他方の捕獲室内のガスの圧力および／または容量を制御するための手段は、
２つの捕獲室との熱交換に関する２つの高温源、
または２つの捕獲室との熱交換に関する単一の高温源である。
【００２９】
語「高温源」は、熱を供給したり受けたりすることが可能な任意の源を意味するものである。
【００３０】
これらの高温源の各々は、流体装置の弁における一体化抵抗器、例えば、支持体とのガラス製弁の組付け中に一方または他方の捕獲室に面して整合されたガラス製弁に写真平板法により製造された白金抵抗器であってもよい。この抵抗器は、約２５ないし５０オームの抵抗を有してもよい。
【００３１】
これらの高温源の各々は、捕獲室に存在するガスにより吸収されることが可能である光線、例えば、赤外線の発光体でもよい。
【００３２】
他の実施の形態によれば、一方の捕獲室、次いで他方の捕獲室に面して設定されたたった１つの高温源を有することが有利であることもある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
添付図面を参照して本発明を以下に説明する。
【００３４】
図１によれば、本発明による装置は、例えば、図１に拡大して概略的に示される中空の構造を任意に平らな支持体に得ることができるミクロ技術によって製造される。このミクロ技術の中に入るものとして、シリコンまたはガラス支持体の化学またはプラズマエッチング、例えばポリカーボネートのようなプラスチック製の平らな支持体の機械加工、ホットエンボス加工および射出成形またはレーザービームアブレーションが挙げられる。実際、出発点は、平らな支持体であり、図１に概略的に示される中空の構造は、支持体の面のうちの１つを使用して得られ、この中空の構造は、これが形成された方の支持体の面と反対側に設置された少なくとも１つの囲い板またはフィルムによって漏れ密にシールされており、前記支持体にシールされるか或いは接合されており、必要なら、適当なカバーが組立体全体を覆う。
【００３５】
一般に、図１を参照すると、中空の構造は、支持体（１２）に流体装置（１）を規定しており、この流体装置（１）は、
作動キャビティ（３）またはミクロリアクタと、
作動キャビティ（３）と間接的に連通している興味ある液体（この図では示されていない）用の少なくとも２つのダクト（４１、４２）、例えば、入口ダクト（４１）および出口ダクト（４２）と、
以下に規定される２つの膨張室（６１）、（６２）および２つの連結チャンネル（９１、９２）によって２つのダクト（４１、４２）とのみ間接的にそれぞれ連通しているガス、例えば、空気用の２つの捕獲室（８１）、（８２）であって、各々、高温源（２１、２２）との熱交換に関係している捕獲室（８１）、（８２）と、
各々が前記作動キャビティ（３）と各ダクト（４１）または（４２）との間に設置されている２つの膨張室（６１）、（６２）であって、各々が一方の側で第１のキャピラリ弁（１７）または（７２）、すなわち、前記膨張室に対する液体のいずれの流れをも妨げるキャピラリ絞り型の移動部品を有していない弁によって一方の前記ダクト（４１）または（４２）と連通しており、他方の側で、前記膨張室に対する液体のいずれの流れをも妨げる前述のような第２キャピラリ弁（５１）または（５２）によって作動キャビティ（３）と連通している２つの膨張室（６１）、（６２）と、
連結チャンネル（９１、９２）をそれぞれ対応する膨張室（６１）、（６２）と連通させ、捕獲室（８１、（８２）に対する液体のいずれの流れをも妨げるる前記のような２つのキャピラリ弁（１０１）、（１０２）と、
作動キャビティ（３）の各側で２つの抱くと（４１、４２）にそれぞれ設置され、各々が、２つの位置、つまり、外側との前記一方のダクトの連通を確立する開位置と、前記ダクトを外側から隔離する閉位置とをとるように構成された２つの隔離手段（２０１、２０２）とを備えている。
【００３６】
語「キャピラリ弁」は、例として図３に参照符号（７１）で拡大して示された弁に関しては、移動部品を有していなく、例えば、図３において弁（７１）に関する膨張室（６１）に対する所定方向の液体のいずれの流れをも妨げるキャピラリ型絞りよりなる弁を意味するものである。実際、このようなキャピラリ弁は、ガス、例えば、残留空気と、液体、例えば、興味ある液体との間に界面を発生させるように構成されており、この界面は、実際、メニスカスと称されており、このメニスカスは、一般に、弁を超える液体のいずれの流れをも妨げるもちろん所定の圧力または閾圧力未満の過剰圧力を発生させる。
【００３７】
実際、このようなメニスカスの形成および再現性は、多くの要因に依存しており、これらの要因の中には、
メニスカスが得られる縁部または壁部の幾何形状と、
前記縁部または壁部を構成する材料に対する液体の湿潤性および／または表面張力が挙げられ、例えば疎水性または親水性の種類の前記材料の適切な処理により、特に、液体に対する前述の特性を変更することができる。
【００３８】
図１に例として示されるように、また図３の拡大部で示されるように、前述のような任意のキャピラリ弁を生じるために選択されるものは、縁部または壁部の相対幾何形状である。
【００３９】
実際、使用されるミクロ技術を考慮に入れると、作動キャビティ（３）は、例えば、約０．１μｌの容積を有するミクロリアクタを構成し、膨張室（６１）、（６２）は、約０．０３μｌの容積を有しており、また捕獲室（８１）、（８２）は、約０．０３μｌないし０．１５μｌの容積を有している。
【００４０】
しかも、実際、前記のような流体装置１は、
前記室（８１）、（８２）とのみのそれぞれの熱交換に関係する熱源および／または
冷源（２１）、（２２）によって、最初に、全体装置１、任意に別々に捕獲室（８１）、（８２）を加熱したり冷却したりするために、高熱および／または冷熱を与え、
装置の出口に、例えば出口ダクト（４２）に圧力または荷重を与え、
例えば、圧力下の充填の場合、前記装置の出口のところの液体高さより高い液体高さのような適切な手段により、或いは注入ポンプに設けられた注入器によって、例えば、ダクト（４２）における出口圧力より一般に大きい圧力源または荷重源を装置の出口、例えば、ダクト（４１）に与える、技術環境において作動するのに（図示しない方法で）適している。
【００４１】
本発明による装置の活性作動段階中、すなわち、攪拌を伴う或いは伴わない興味ある液体が充填される作動キャビティの隔離中、前記装置は、閉位置において手段２０１、２０２により外側から隔離され、源２１および／または２２との熱交換の閉鎖系を構成する。
【００４２】
支持体（１２）に応じた、流体装置（１）の幾何形状および大きさの構成により、当業者は、前記装置の安定な且つ再現可能な作動を得るように多くのパラメータを採用し、調整するであろう。これらのパラメータの中には、
特に装置の幾何形状および表面特性について考慮に入れられて、装置の内面に対する使用された液体の湿潤性と、
装置の上流および下流、すなわち、入口ダクト（４１）および出口ダクト（４２）の高さのところの外圧と、
装置の種々の部品間の温度および熱交換、およびそれらの制御と、が挙げられる。
【００４３】
作動キャビティ（３）の形態は、想像される用途に応じて最適化されることができる。図１２に示されるキャピラリ形態は、或る化学反応には有利であり、この形態は、より均一な或いはより完全な反応を得るように興味ある液体の正しい攪拌に適しているものと思われる。
【００４４】
前述の装置は、以下に定められる操作により作動キャビティ（３）の内容物を隔離するか、或いは閉じ込めるのに使用される。
【００４５】
初めは、装置（１）は、空であり、隔離手段（２０１、２０２）は、図２に示されるように、開位置にある。従って、装置（１）は、例えば、以上で指摘したように、その入口および出口圧力に応じて、大気圧下またはもっと高い圧力下で、周囲空気で自然に満たされる。
【００４６】
好ましくは、作動キャビティ（３）および膨張室（６１）、（６２）は、例えば、外部ポンプにより興味ある液体を入口ダクト（４１）から他の出口ダクト（４２）へ強制的に循環して残留ガス、従って周囲空気を２つの捕獲室（８１）、（８２）に保持することにより、満たされる。従って、周囲空気は、周囲温度と同じ或いは異なる「充填」温度で、且つ出口圧力にほぼ等しい、すなわち、ダクト（４２）において有効である圧力で室（８１）、（８２）に捕獲される。
【００４７】
図１による装置の構成から得られる前述のキャピラリ弁（１０１）、（１０２）を考慮に入れると、膨張室（６１）、（６２）に存在する液体は、それぞれ捕獲室（８１）、（８２）に対する連結チャンネル（９１）、（９２）へ進入するのが防がれる。
【００４８】
図４ないし図６は、キャピラリ弁の種々の可能な形態を描いている。
【００４９】
図４および図５は、湿潤液体の場合のキャピラリの横断面の狭窄部を示している。逆に、非湿潤液体の場合、キャピラリの横断面は広がっており、これにより弁のところのメニスカスの遮断を許容する。
【００５０】
前述のようにキャピラリ弁のとことでかくして得られる過剰圧力は、残留ガスに加えられるべき圧力に関する要件が大きくはないことを意味している。
【００５１】
キャピラリ弁（１０１）または（１０２）は、図４および図５にそれぞれ概略的に示される実施の形態の各々により製造されることができる。図４によれば、バッフル（９５）が、対応する捕獲室（８１）または（８２）に向けられた連結チャンネル（９１）、（９２）の基部に対して角度をなして設置されている。図５によれば、連結チャンネル（９１）または（９２）の基部に絞りが導入されている。
【００５２】
従って、興味ある液体の循環後、ダクト（４１）、（４２）と、膨張室（６１、６２）と、作動キャビティ（３）とが満たされている図２に示される装置の状態が得られる。
【００５３】
次いで、装置は、図３に示されるように隔離手段（２０１、２０２）を閉位置に設置することによって隔離される。
【００５４】
次に、残留ガスが、先に充填温度と称された温度より高い「隔離」温度で２つの捕獲室（８１）、（８２）に移送されて、捕獲室（８１）、（８２）内の圧力を、２つのダクト（４１）、（４２）によってそれぞれ２つの膨張室（６１）、（６２）から興味ある液体すべてを排気するのに十分である値にする。その結果、膨張室（６１）、（６２）は、残留ガスの２種の気泡で満たされて、興味ある液体のいずれの漏れ、および／またはダクト（４１）、（４２）への、または前記ダクト（４１）、（４２）から前記キャビティ（３）への興味ある液体に含まれる粒子のいずれの拡散に対して作動キャビティ（３）を隔離する。
【００５５】
説明全体にわたって、語「粒子」は、任意の離散要素、例えば、生物学的分子を支持している電荷された磁性または非磁性粒子のような生物学的情報を支持している要素を意味するものである。
【００５６】
かくして、作動キャビティ（３）およびダクト（４１）、（４２）が満たされている図３に示される装置の状態が達成される。この状態では、液体は、前述のキャピラリ弁（７１）、（７２）によってダクト（４１）、（４２）から進入するのが防がれる。これらのキャピラリ弁（７１）、（７２）は装置の構成により自然に存在するか、或いはこの目的で特別に製造されている。同様に、液体は、キャピラリ弁（７１）、（７２）によって作動キャビティ（３）から膨張室（６１）、（６２）へ進入するのが防がれている。
【００５７】
この隔離工程は、以下のような異なる態様により行なわれることができる。
【００５８】
装置全体が、「隔離」温度まで加熱され、このような場合、室（６１）、（６２）に残留ガスの２種の気泡が同時に形成する、
或いは、捕獲室（８１）、（８２）が、高温源（２１）、（２２）でそれぞれ次々に加熱され、膨張室（６１）、（６２）に残留ガスの２種の気泡が次々に得られる、
或いは、特に作動キャビティ（３）における反応混合物の化学反応を行うために、装置全体が加熱され、また捕獲室（８１）、（８２）が次々に加熱される。
【００５９】
捕獲室（８１）、（８２）に関しては、これらの室は、初めは、「隔離」温度まで加熱されると、膨張室（６１）、（６２）を完全に或いは部分的に占める容量の残留ガスを収容するような大きさのものである。しかも、これらの室（８１）、（８２）は、装置が充填温度より任意に低い温度まで冷却される時点で液体が自然に室（８１）、（８２）に戻る場合に、補償役割を有する。温度が再び上昇するとすぐに、液体は、室（８１）、（８２）に捕獲されることなしに膨張室（６１）、（６２）に戻る。
【００６０】
前述の作動キャビティ（３）を隔離するか或いは閉じ込める目的での流体装置（１）の使用が、膨張室（６１）、（６２）なしで実施されることができることははっきりわかるであろう。
【００６１】
従って、以上の説明によれば、特に装置の全く熱空気圧式、特に、熱力学的な作動により、特に簡単な方法で反応混合物を、これが含むいずれの粒子または空間の外部への拡散を防ぐように隔離することが可能である。この閉じ込めにより、反応混合物の濃度は変更されなく、これは、収率および実施される反応の保全性のために不可欠である。
【００６２】
作動キャビティ（３）の内容物を攪拌するための同流体装置（１）の使用を以下に説明する。このような使用のためには、
２つの膨張室（６１）、（６２）は、特に容積がほぼ同じであり、
２つの捕獲室（８１）、（８２）は、特に容積がほぼ同じであり、
そして、２つの捕獲室（８１）、（８２）は、それぞれ高温源（２１、２２）によって局部的および独立的に加熱される。
【００６３】
図２を参照してすでに述べたように、作動キャビティ（３）および２つの膨張室（６１）、（６２）は、入口ダクト（４１）から他の出口ダクトへ興味ある液体を循環して残留ガスを先に充填温度と称された所定温度で２つの捕獲室（８１）、（８２）に保持することにより満たされる。従って、この装置は、図２に概略的に示される状態にある。
【００６４】
装置（１）は、閉位置において手段（２１０、２０２）で隔離される。
【００６５】
捕獲室（８１）、（８２）の両方における残留ガスの温度は、充填温度から基準温度まで上昇され、室（８１）、（８２）における温度のこの上昇は、好ましくは同時である。しかしながら、捕獲室（８２）における基準温度は、他方の捕獲室（８１）における「低い」値より大きい高い値を有している。室（８１）、（８２）における夫々の基準温度のこの差のため、膨張室（６２）は、残留ガスの気泡で完全に満たされ、膨張室（６１）は、同じ残留ガスで部分的に満たされる。その結果、まず、興味ある液体の別個の割当量（２）が、膨張室（６１）に留まり、次に、残留ガスが、膨張室（６１）および捕獲室（８１）の側で圧縮される。かくして、図７に示される装置の状態が達成される。図２および図７にそれぞれ示される装置（１）の状態の間で、変位された量の興味ある液体が、入口ダクト（４１）および／または出口ダクト（４２）に向けて流れた。必要なら、捕獲室（８１）に存在する残留ガスを加熱し、次いで捕獲室（８２）に存在する残留ガスを加熱することが可能であり、これにより出口ダクト（４２）に向かう液体の排気を容易にする。
【００６６】
次に、他方の捕獲室(８１)内の残留ガスの温度が、先に達成された基準温度から増分Δｔだけ上昇され、捕獲室(８２)内の基準温度は、変更されない。もちろん、同じ結果を達成するために、熱源（２１、２２）の熱交換を簡単に逆にすることが可能である。その結果、まず、興味ある液体の割当量（２０）が、作動キャビティ（３）から捕獲室（８１）と関連された膨張室（６２）へ変位され、かくして膨張室（６１）から排出され、次に、残留ガスが、膨張室（６２）において圧縮される。
【００６７】
かくして、図８に示される装置の状態が達成される。
【００６８】
この冷却は、有利には、本発明による流体装置が非常に小さい寸法を有しているので、熱の簡単な対流および放散により自然に達成される。
【００６９】
次いで、捕獲室のうちの他方（８１）における残留ガスの温度が、低い値の「基準」温度に戻され、その代わりに、同じ割当量（２０）が、図１に概略的に示される状態を再び達成するように、前記捕獲室（８１）と関連された膨張室（６１）に変位される。
【００７０】
前述の操作は、作動キャビティ（３）の各側で別々の割当量（２０）に振動を生じるように、整数回、行なわれることができる。これらの振動は、０．５Ｈｚないし２５Ｈｚの周波数で得られる。これらの振動は、作動キャビティ（３）における化学（または他の）反応の存続期間に対応する１時間程度の期間にわたって行なわれる。
【００７１】
その結果、図１による流体装置（１）は、下記の作動工程により作動キャビティ（３）において興味ある液体のすべてまたは幾らかを隔離するか、或いは閉じ込めて攪拌するために使用されることができる。
【００７２】
a）興味ある液体を入口ダクト（４１）から他の出口ダクト（４２）へ循環して残留ガスを２つの捕獲室（８１、８２）に保持することによって作動キャビティ（３）および膨張室（６１、６２）を予め満たす工程、
（ｂ）興味ある液体の循環後、２つの捕獲室内の残留ガスを「隔離」温度にして前記捕獲室内の圧力を、２つのダクト（４１、４２）のうちの少なくとも一方によって２つの膨張室（６１、６２）から興味ある液体のすべてまたは一部を排出し、且つ前記室のすべてまたは一部を残留ガスの２種の気泡で満たして、興味ある液体のいずれの漏れ、および／または興味ある液体に含有された粒子の前記ダクト（４１、４２）へのいずれの拡散に対しても作動キャビティを隔離するのに十分である「平衡圧力」にする工程、
ｃ）捕獲室（８１、８２）のうちの少なくとも一方に存在する残留ガスの温度を変更して、その捕獲室の圧力を変更し、そして作動キャビティ（３）の隔離を中断することなしに興味ある液体を膨張室（６１、６２）のうちの一方に向けて変位させる工程、
ｄ）捕獲室（８１、８２）のうちの少なくとも一方に存在する残留ガスの温度を再び変更して、その捕獲室の圧力を再び変更し、そして作動キャビティ（３）の隔離を中断することなしに興味ある液体を膨張室（６１、６２）のうちの他方に向けて変位させる工程。
【００７３】
工程（ｄ）で得られる圧力は、平衡圧力である。
【００７４】
好ましくは、工程（ｃ）および（ｄ）は、繰返される。
【００７５】
以上に述べた操作は、作動キャビティ（３）の各側で作動キャビティ（３）を介して別々の割当量（２０）に振動を生じるように整数回、行なわれることができ、残留ガスは、各方向に、或いは膨張室（６２）において或いは膨張室（６１）において圧縮され、そのたびに、反対方向に戻り作用を及ぼす。
【００７６】
図１ないし図３を参照して以上で説明したように、作動キャビティ（３）に存在する容量の興味ある液体が隔離され、同じ液体の別々の割当量（２０）は、一般に、作動キャビティ（３）の容積の数％を示すので、攪拌機能だけではなく、隔離作用もが得られることが認められる。特に、キャピラリ弁（７１、７２、５１、５２、１０１、１０２）は、攪拌機能において全く隔離する機能におけるのと全く同じ役割を果たす。
【００７７】
同じキャピラリ弁のより、残留ガスは、入口ダクト（４１）または出口ダクト（４２）に向けて流れることができることなしに圧縮される。かくして、残留ガスは、前述の攪拌機能においてショック吸収役割を果たすことができる。
【００７８】
興味ある液体の割当量（２０）は、膨張室（６１）、（６２）の幾何形状と、前述の「攪拌」温度の選択との組合せにより定められる。
【００７９】
図９ないし図１１に示されるように、膨張室（６１）または（６２）は、「閾」構造を得るように所定の幾何形状を有してもよい。
【００８０】
これらの図によれば、各膨張室（６１）、（６２）は、互いに対してそれぞれ小さくなっている、直径の方向の、或いは断面を横切る２つの次々の狭窄部Ａ、Ｂを作動キャビティ（３）の方向に備えている。その結果、図９による膨張室（６１）の完全な充填で始まって、完全な排気を行なうためには、興味ある液体と残留ガスとの間の界面またはメニスカスのところの一方の狭窄部から他の狭窄部までの毛管力の増大を考慮に入れて、温度を上昇させることが必要である。これらにより、容積の別個な変化または段階の変化を許容し、従って、隔離モードまたは攪拌モードまたはそれらの両方において本発明による流体装置のより融通的な熱制御を行なうことができる。
【００８１】
もちろん、図７ないし図８を参照して以上で説明した攪拌は、予め選択された振幅および周波数で達成されることができる。この攪拌は、装置において局部的に起こり、粒子の導入または他の手段の導入を必要としない。何故なら、興味ある液体の充填中に受動的に単独で捕獲された残留ガスが、隔離された興味ある液体の周囲または外側におけるこの目的で使用される唯一の手段であるからである。
【００８２】
全体的に見て、本発明による流体装置により、前記液体のいずれの漏れおよび／または外部への粒子の拡散を防ぐような作動キャビティ（３）における隔離、または同じだが攪拌を伴う隔離を、特に簡単に単に熱制御または他の制御で達成することが可能である。
【００８３】
以上で述べたような流体装置は、図１３を参照して以後に概略的に説明する目標種または被分析物を定めるためのＥＬＩＳＡまたはＥＬＯＳＡのような方法を実施するのに特に適している。
【００８４】
この方法によれば、ラベルＥに直接または間接的に接合された第１の配位子（Ｌ１）および第２の配位子（Ｌ２）で、２つの接合用部位（Ｃ１、Ｃ２）を備えた目標種または被分析物を定める、すなわち、定性的および／または定量的に検出することを含む。
【００８５】
この目的で、この方法は、下記の工程、すなわち、
a）培養（ｉｎｃｕｂａｔｉｏｎ：インキュベーション）室(図示せず)における例えば液体媒体中に設置された第１の配位子（Ｌ１）で官能化された支持体（Ｍ１）を用意する工程と、
ｂ）更に培養室における液体媒体中で、官能化し実施の態様（Ｍ１、Ｌ１）、目標種（Ｃ）または被分析物を次々にまたは同時に接触させて、支持体（Ｍ１）と、第１の配位子（Ｌ１）と、目標種（Ｃ）と、ラベル付きの第２の配位子（Ｌ２、Ｅ）とを化合した錯体３００を得る工程と、
ｃ）目標種（Ｃ）に結合することが可能な第３の配位子（Ｌ３）で官能化された（３０３）の他の支持体（Ｍ２）を媒体中に、或いは液体媒体と接触状態で用意する工程と、
ｄ）錯体３００を配向方法で化合して、目標種（Ｃ）とラベル付きの第２の配位子（Ｌ２、Ｅ）とを化合した抱合体（ｃｏｎｊｕｇａｔｅ）３０１を官能化された（Ｍ１、Ｌ１）支持体３０２から分離する工程と、
e）液体媒体中で、他の官能化された（Ｍ２、Ｌ３）支持体３０３を抱合体３０１と接触させて、他の支持体（Ｍ２）と、第３の配位子（Ｌ３）と、目標種（Ｃ）と、ラベル付きの第２の配位子（Ｌ２、Ｅ）とを化合した他の錯体３０４を得る工程と、
ｆ）他の錯体３０４のラベルＥを定性的および／または定量的に検出する工程と、
を備えている。
【００８６】
免疫学的検定法の一般に定められたこの方法は、特に目標種（Ｃ）または実施するための装置による種々の調整または付加を対象にしてもよい。かくして、
第３の配位子（Ｌ３）は、第１の配位子（Ｌ１）と同じでも異なってもよく、
工程（e）は、培養室と同じか或いは異なり、初めの錯体３００を得ることができる室で行なわれてもよく、
支持体（Ｍ１）および／または他の支持体（Ｍ２）は、例えば、適切な場合、磁性物質を含有してもよい粒子の分割形態であってもよく、
液体媒体中で工程（ｂ）および（ｃ）による接触させる作用は、２つの異なる培養室で行なわれ、
解離工程（ｄ）に先立って、錯体３００に濃縮された画分が、接触作用に引き続き、得られた液体媒体から分離され、
工程（ｂ）後または中、まず、過剰のラベル付きの第２の配位子（Ｌ２、Ｅ）を除去するために、次いで同じ弱く吸着された反応物を官能化支持体（Ｍ１、Ｌ１）から除去するために、種々の洗浄が行なわれ、
液体媒体中の作用により、特に磁性粒子の形態の支持体（Ｍ１）および／または（Ｍ２）では、抱合体３０１を液体媒体の上澄み液から分離することが可能である。
【００８７】
免疫学的検定分野における当業者には周知のように、
語「目標種」または「被分析物」は、定めたい、すなわち、定性的および／または定量的に検出したい任意の実在物、詳細には、生物学的実在物を意味するものであり、例として、抗体または抗原、さもなければ、ポリヌクレオチドである。
【００８８】
語「配位子」は、例えば、特に、目標種に属する「結合」部位と、水素類の弱い結合により結合可能である任意の実在物を意味するものであり、例えば、抗体または抗原、さもなければ、目標のポリヌクレオチドに対して部分的に相補するポリヌクレオチドである。
【００８９】
語「支持体」は、被分析物および／または配位子に対して性質が一般に不活性であって、編集実在物、例えば、配位子を官能化により結合することが可能である分割形態または非分割形態の任意の基質を意味するものである。
【００９０】
語「官能化」は、前述の編集実在物を支持体に結合するための化学的、物理化学的、または生物化学的種類の任意の化学処理または生物学的処理を意味するものである。
【００９１】
前述のような決定方法を実施するために、図１による装置が、図１４に示すように、下記のようにして用いられる。
【００９２】
この装置は、培養室３０５を備えており、この培養室の出口３０６は、本発明による装置の入口ダクト４１と連通しており、作動キャビティ１２は、クロマトグラフカラムのような充填形態で、前述のような粒子、すなわち、第３の配位子（Ｌ３）で官能化された支持体（Ｍ２）を備えており、
配向解離のための手段３０７、例えば、加熱手段が、支持体（Ｍ１）と、第１の配位子（Ｌ１）と、目標種（Ｃ）と、ラベル化された第２の配位子（Ｍ１、Ｌ２）との間の前述の錯体３００の解離を許容するように培養室３０５の出口のところで入口ダクト４１と接触状態に設置されており、この手段３０７は、適切な場合、錯体３００で濃縮する手段と組み合わされることができ、
例えば磁気性種類の粒子を保持する手段３０８が、錯体３００から解離された官能化支持体３０２の粒子を保持するように、入口ダクト４１と接触状態で解離手段３０７の下流に設置されている。
【００９３】
このようにして、抱合体３０１は、作動キャビティ（３）へ循環し、作動キャビティ（３）において官能化（Ｍ２、Ｌ３）支持体３０３の粒子と結合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明による流体装置の概略図である。
【図２】図１の装置に属する作動キャビティ内の或る量の興味ある液体を隔離するか或いは閉じ込めるための図１の装置を使用する段階を概略的に示す図である。
【図３】図１の装置に属する作動キャビティ内の或る量の興味ある液体を隔離するか或いは閉じ込めるための図１の装置を使用する段階を概略的に示す図である。
【図４】本発明による装置に属していて、例として、図１の装置に属する連結チャンネルと膨張室との間の接合部に設置された任意のキャピラリ弁の実施の形態を概略的に示す図である。
【図５】本発明による装置に属していて、例として、図１の装置に属する連結チャンネルと膨張室との間の接合部に設置された任意のキャピラリ弁の実施の形態を概略的に示す図である。
【図６】本発明による装置に属していて、例として、図１の装置に属する連結チャンネルと膨張室との間の接合部に設置された任意のキャピラリ弁の実施の形態を概略的に示す図である。
【図７】図１の装置に属している作動キャビティの内容物を攪拌するために図１の装置を使用する段階を示す図である。
【図８】図１の装置に属している作動キャビティの内容物を攪拌するために図１の装置を使用する段階を示す図である。
【図９】図１による装置に属する膨張室の他の「閾」実施の形態にける膨張室の熱制御の段階を概略的に示す図である。
【図１０】図１による装置に属する膨張室の他の「閾」実施の形態にける膨張室の熱制御の段階を概略的に示す図である。
【図１１】図１による装置に属する膨張室の他の「閾」実施の形態にける膨張室の熱制御の段階を概略的に示す図である。
【図１２】本発明による流体装置の作動キャビティの実施の形態を示す図である。
【図１３】本発明による流体装置は、目標種または被分析物を定めるためのＥＬＩＳＡまたはＥＬＯＳＡのような方法を実施するのに特に適していることを概略的に説明する図である。
【図１４】図１３に概略的に示される免疫学的検定フォーマットを実施するように変更された本発明による実施の形態を示す図である。
【図１】
2005530608.tif 000003
【図２】
2005530608.tif 000004
【図３】
2005530608.tif 000005
【図４】
2005530608.tif 000006
【図５】
2005530608.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005530608.tif 000009
【図８】
2005530608.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2005530608.tif 000012
【図１１】
2005530608.tif 000013
【図１２】
2005530608.tif 000014
【図１３】
2005530608.tif 000015
【図１４】
2005530608.tif 000016
【国際調査報告】
2005530608.tif 000017
2005530608.tif 000018
2005530608.tif 000019
2005530608.tif 000020
2005530608.tif 000021
2005530608.tif 000022