(57)【要約】微小流体回路のタイミングプロトコルのための１つまたは複数の動作パラメータを決定する方法が提供される。ある実施形態では、微小流体カートリッジ内の様々な流体が特定の場所に所望の時間および／または所望の順序で到着するように、いくつかの流路の浸潤時間が測定され、さらに始動時間、流速、および／または他のパラメータが計算される。プロセス変動の補償を助けるために、微小流体カートリッジの機能部品／構造とともに１つまたは複数の流体プロセスモニタ部品／構造を製造することができる。考慮中の特定の微小流体カートリッジに関するプロセス変動の識別を助けるために、プロセスモニタ部品／構造のテストを実施することができる。プロセスモニタのデータを使用することで、個々の微小流体カートリッジのタイミングプロトコルをより正確なものにすることができる。
2008511842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小流体カートリッジ内の２つ以上の流路を通る流れについての制御シーケンスを決定する方法であって、前記２つ以上の流路が交差領域で流体連通可能に接続されるとともに前記交差領域が下流の流路に流体連通可能に接続され、さらに前記方法が、
前記流路のうちの第１の流路を通り第１の長さに沿って第１の指定位置まで流体を移動させるための第１の浸潤時間を測定するステップと、
前記流路のうちの第２の流路を通り第２の長さに沿って第２の指定位置まで流体を移動させるための第２の浸潤時間を測定するステップと、
少なくとも前記第１の浸潤時間および前記第２の浸潤時間を使用して、前記第１の流路からの前記流体が前記第２の流路からの前記流体に対して所定の順序で前記交差領域を流れるように、前記流路のうちの前記第１の流路に対する第１の始動時間および前記流路のうちの前記第２の流路に対する第２の始動時間を決定するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記第１の流路からの前記流体が前記第２の流路からの前記流体より前に前記交差領域を流れる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の流路からの前記流体が前記第２の流路からの前記流体より後に前記交差領域を流れる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の流路からの前記流体が前記第２の流路からの前記流体と実質的に同じ時間に前記交差領域を流れる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の浸潤時間が第１の流速を使用して測定され、前記第２の浸潤時間が第２の流速を使用して測定される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の流速が前記第２の流速と異なる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の流速が前記第２の流速と同一かまたは実質的に同一である、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の流速が前記第２の流速より大きく、前記第１の流路からの前記流体が前記第２の流路からの前記流体より前に前記交差領域を流れる、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の流速と前記第２の流速が１つまたは複数の圧力源によって与えられる、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記１つまたは複数の圧力源のうちの少なくとも１つが１つまたは複数のバルブによって制御される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の流速と前記第２の流速が１つまたは複数の容積駆動型圧力源によって与えられる、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記容積駆動型圧力源の前記少なくとも１つがシリンジポンプを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記シリンジポンプが１つまたは複数の電気信号によって制御される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記流路のうちの前記第１の流路が内部表面を有し、前記内部表面の第１の部分が疎水性であり前記内部表面の第２の部分が親水性である、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記流路のうちの前記第２の流路が内部表面を有し、前記内部表面の第１の部分が疎水性であり前記内部表面の第２の部分が親水性である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１と第２の両方の流路からの流体が前記交差領域を流れるときに、前記第１の流路からの前記流体が前記第２の流路からの前記流体の周囲を流れるように前記交差領域が構成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の流路からの前記流体が前記第２の流路からの前記流体より前に前記交差領域を流れる、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の流路と前記第２の流路の両方を流体が同時に流れているときに、前記第１の浸潤時間と前記第２の浸潤時間が測定される、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の流路および／または前記第２の流路に逆流が存在するかどうかを調べるステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の流路および／または前記第２の流路に停流が存在するかどうかを調べるステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の流路、前記第２の流路、および／または前記交差領域に気泡が存在するかどうかを調べるステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１の流路、前記第２の流路、および／または前記交差領域に、逆流、停流、および／または気泡が存在するかどうかを調べ、存在する場合には、前記第１の始動時間および／または前記第２の始動時間を変更するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記微小流体カートリッジが、血球計算、血液学、血液化学分析、尿検査、および／または血液ガス分析に使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
前記流路のうちの前記第１の流路を通る前記流体が第１の色であり、前記流路のうちの前記第２の流路を通る前記流体が第２の色である、請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１の色および／または第２の色がフルオレセイン色素によってもたらされる、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
微小流体カートリッジを通る流体の流れを制御する方法であって、前記微小流体カートリッジが２つ以上の流路を備え、前記２つ以上の流路が交差領域で流体連通可能に接続されるとともに前記交差領域が下流の流路に流体連通可能に接続され、さらに前記方法が、
第１の流路内の流体の流れを起動するステップと、
前記流体が前記交差領域に対して所定の位置に存在するときに、前記第１の流路内の前記流体の前記流れを減速または停止させるステップと、
前記第２の流路内の前記流体に前記交差領域を通過させるステップと、
前記第１の流路内の前記流体の前記流れに前記交差領域を通過させるステップと
を含む方法。
【請求項２７】
第１の圧力源を使用して前記第１の流路内の前記流体を流動させる、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１の圧力源によって提供される前記圧力が１つまたは複数のバルブによって制御される、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１の圧力源によって提供される前記圧力が１つまたは複数の電気信号によって制御される、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記第１の圧力源が容積駆動型圧力源である、請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
前記流体を前記第２の流路内で流動させるために第２の圧力源が使用される、請求項２６に記載の方法。
【請求項３２】
前記第２の圧力源によって提供される前記圧力が１つまたは複数のバルブによって制御される、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記第２の圧力源によって提供される前記圧力が１つまたは複数の電気信号によって制御される、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記第２の圧力源が容積駆動型圧力源である、請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
前記所定の位置が前記交差領域の前に存在する、請求項２６に記載の方法。
【請求項３６】
前記所定の位置が前記交差領域かまたは実質的に前記交差領域に存在する、請求項２６に記載の方法。
【請求項３７】
前記所定の位置が前記交差領域の後に存在する、請求項２６に記載の方法。
【請求項３８】
前記第２の流路内の前記流体に前記交差領域を通過させる前に、前記流体が前記交差領域より前に存在するときに前記第２の流路内の前記流体の前記流れを減速または停止させるステップをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３９】
微小流体カートリッジを通る流体の流れを制御する方法であって、前記微小流体カートリッジが２つ以上の流路を備え、前記２つ以上の流路が交差領域で流体連通可能に接続されるとともに前記交差領域が下流の流路に流体連通可能に接続され、さらに前記方法が、
第１の流路の流体の流れを第１の流速にするステップと、
第２の流路の流体の流れを第２の流速にするステップと、
前記第１の流路の前記流体が第１の所定の位置に到達したかまたは実質的に到達したときに、前記第１の流路内の前記流体の前記流速を増大させるステップと
を含む方法。
【請求項４０】
前記第２の流路内の前記流体が第２の所定の位置に到達したかまたは実質的に到達したときに、前記第２の流路内の前記流体の前記流速を増大させるステップをさらに含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記第１の所定の位置と前記第２の所定の位置が前記交差領域より前の位置に対応する、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記第１の所定の位置と前記第２の所定の位置が前記交差領域より後の位置に対応する、請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
前記第１の所定の位置と前記第２の所定の位置が前記交差領域かまたは実質的に前記交差領域の位置に対応する、請求項４０に記載の方法。
【請求項４４】
前記第１の所定の位置が前記交差領域より前の位置に対応し、前記第２の所定の位置が前記交差領域かまたは前記交差領域より後の位置に対応する、請求項４０に記載の方法。
【請求項４５】
微小流体カートリッジの通常の機能動作中に使用される１つまたは複数の機能要素と、
テストインターフェースを有する少なくとも１つのテスト要素であって、前記１つまたは複数の機能要素とともに製造されるが、前記微小流体カートリッジの通常機能動作中には使用されないテスト要素と
を備える微小流体カートリッジ。
【請求項４６】
前記少なくとも１つのテスト要素が、前記１つまたは複数の機能要素の１つの少なくとも一部と同じかまたは実質的に同じであり、前記少なくとも１つのテスト要素の少なくとも１つの特性を測定するために使用される、請求項４５に記載の微小流体カートリッジ。
【請求項４７】
前記微小流体カートリッジが流体プロセスモニタ領域を備え、前記少なくとも１つのテスト要素が前記流体プロセスモニタ領域に配置される、請求項４５に記載の微小流体カートリッジ。
【請求項４８】
前記１つまたは複数の機能要素のうちの１つが機能流路を備え、前記少なくとも１つのテスト要素が、前記機能流路と同一かまたは実質的に同一の断面を有するテスト流路を備える、請求項４５に記載の微小流体カートリッジ。
【請求項４９】
前記１つまたは複数の機能要素のうちの１つが、機能交差領域で流体連通可能に接続された２つ以上の機能流路を備え、前記少なくとも１つのテスト要素がテスト交差領域で流体連通可能に接続された２つ以上のテスト流路を備える、請求項４５に記載の微小流体カートリッジ。
【請求項５０】
前記微小流体カートリッジが３つ以上の層を備え、機能流路が前記層のうちの２つ以上の間を横断し、さらに前記微小流体カートリッジが、前記層のうちの前記同じ２つ以上の間を横断するテスト流路を備える、請求項４５に記載の微小流体カートリッジ。
【請求項５１】
前記１つまたは複数の機能要素のうちの１つが、流体を格納するための機能リザーバを備え、前記少なくとも１つのテスト要素が、前記機能リザーバと同じかまたは実質的に同じ断面を有するテストリザーバを備える、請求項４５に記載の微小流体カートリッジ。
【請求項５２】
前記１つまたは複数の機能要素のうちの１つが機能バルブを備え、前記少なくとも１つのテスト要素が前記機能バルブと同じかまたは実質的に同じテストバルブを備える、請求項４５に記載の微小流体カートリッジ。
【請求項５３】
マシン可読の指示をさらに含み、前記マシン可読の指示が前記少なくとも１つのテスト要素の前記少なくとも１つの特性を表す、請求項４６に記載の微小流体カートリッジ。
【請求項５４】
前記マシン可読の指示を光学的に読み取ることができる、請求項５３に記載の微小流体カートリッジ。
【請求項５５】
前記マシン可読の指示を磁気的に読み取ることができる、請求項５３に記載の微小流体カートリッジ。
【請求項５６】
前記流体プロセスモニタ領域を前記微小流体カートリッジの残りの部分から切り離すことができる、請求項４７に記載の微小流体カートリッジ。
【請求項５７】
微小流体カートリッジの特性を決定する方法であって、
前記微小流体カートリッジに１つまたは複数のテスト要素を提供するステップであって、前記１つまたは複数のテスト要素が前記微小流体カートリッジの機能部分とともに製造されるステップと、
前記１つまたは複数のテスト要素を用いて１つまたは複数のテストを実施することによって前記微小流体カートリッジの前記機能部分の少なくとも一部に対する特性データを生成するステップと
を含む方法。
【請求項５８】
微小流体カートリッジリーダを用いて前記微小流体カートリッジを動作させるステップであって、前記特性データに応じて前記微小流体カートリッジリーダの１つまたは複数の動作パラメータが変更されるステップをさらに含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記特性データの少なくとも一部を前記微小流体カートリッジに記録するステップをさらに含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項６０】
前記特性データの少なくとも一部を前記微小流体カートリッジに取り付けられたタブに記録するステップをさらに含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項６１】
前記タブ上の前記特性データがマシン可読に構成される、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
微小流体回路と、
マシン可読の指示であって、前記マシン可読の指示が前記微小流体カートリッジの少なくとも一部についての１つまたは複数の性能特性を含み、前記１つまたは複数の性能特性が、前記微小流体カートリッジとともに製造される１つまたは複数のテスト要素についての１つまたは複数の測定を実施することによって決定されるマシン可読の指示と
を含む微小流体カートリッジ。
【請求項６３】
微小流体カートリッジリーダを動作させる方法であって、
流体回路を備えた微小流体カートリッジを受け入れるステップと、
前記微小流体カートリッジから１つまたは複数の指示を読み取るステップであって、前記１つまたは複数の指示が前記微小流体カートリッジの少なくとも一部についての１つまたは複数の性能特性を含み、前記１つまたは複数の性能特性の少なくとも一部が、前記微小流体カートリッジとともに製造される１つまたは複数のテスト要素についての１つまたは複数の測定を実施することによって決定されるステップと、
前記読み取られた情報に応じて前記微小流体カートリッジリーダの１つまたは複数の動作パラメータを変更するステップと、
前記変更された動作パラメータを使用して前記微小流体カートリッジリーダを動作させるステップと
を含む方法。
【請求項６４】
前記指示が光学的に読み取られる、請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
前記指示が磁気的に読み取られる、請求項６３に記載の方法。
【請求項６６】
前記１つまたは複数の性能特性の少なくとも一部が前記特定の微小流体カートリッジに特有のものである、請求項６３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＡＲＰＡ  ＢＩＯＦＬＩＰＳプログラム契約番号ＭＤＡ９７２−００−Ｃ−００２９に基づき政府支援の下に作成されたものである。米国政府は本発明に関する一定の権利を有することができる。
【０００２】
本発明は、一般に微小流体（マイクロ流体）回路に関し、より詳細には、微小流体回路の１つまたは複数の動作パラメータを決定するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
化学的および生物学的情報の収集のために、微小流体システムの製造と使用に関する関心が高まっている。微小流体システムは、ナノメートルから数百ミクロンオーダの寸法を有する特徴を備えた、協働して様々な所望の機能を実施するデバイスを含む。例えば、微小流体デバイスは、化学的、生物学的および／または物理的分析などの物質分析や操作機能を実施するように構成することができる。多くの微小流体システムは、応答時間の向上、必要サンプル量の減少、試薬消費量の低減などの利点を有する。有害物質が使用されるかまたは生成されるときは、微小流体量で反応を実施することで安全性を高めるとともに廃棄量を低減することができる。
【０００４】
ある場合には、微小流体カートリッジはカートリッジリーダと併せて使用される。カートリッジリーダは、例えば、微小流体カートリッジにサポート機能を提供することができる。ある場合には、カートリッジリーダは、例えば電気制御信号、光ビームおよび／または光検出器、空気制御圧または流れ、電気的流れ駆動信号または電界、信号処理、ならびに／あるいは他のサポート機能を提供することもできる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
多くの微小流体カートリッジは、化学的、生物学的および／または物理的分析など所望の物質分析および／または操作機能を実施するために協働して動作させる必要がある１つまたは複数のリザーバ、流路、バルブ、ポンプ、および／または他の構造を含む。ある場合には、微小流体カートリッジの様々な動作が適切な順序および／または適切な時間に実行されることを保証するための個別のタイミングプロトコルが開発される。このようなタイミングプロトコルを開発することは、困難でかつ時間のかかる作業になる可能性がある。
【０００６】
さらに、多くの微小流体カートリッジはプラスチックの積層体または成形部品から製造され、それにより微小流体カートリッジのサイズ、コスト、および複雑さを低減することができる。しかし、このような製造技術は安価な部品を提供することはできるが、そのような部品は一般に寸法精度や再現性に劣り、非対称な寸法やより大きな公差の断面を有することになる。このようなプロセス変動は、カートリッジごとの流体の流れや部品性能のばらつきをもたらす恐れがあり、個々の種類の微小流体カートリッジごとに予め開発された、いずれかのタイミングプロトコルの性能を低下させることがあり得る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、微小流体回路の１つまたは複数の動作パラメータを決定するための方法および装置を対象とする。この１つまたは複数の動作パラメータは、例えば微小流体カートリッジのタイミングプロトコルに関するものである。
【０００８】
ある例示的実施形態では、流速および／または他の適切なパラメータは、微小流体カートリッジの所望の微小流体処理に基づいて様々な流路に対して計算することができる。例えば、場合によっては、コアフローを形成するために、他の流体または試料の回りを流れるシース（さや）としてシース液を提供することが望ましい場合がある。そのような場合には、シース液の流速はコア流体または試料の流速よりも大きくすることができる。したがって、様々な流路に対する初期の所望の流速は、所望の微小流体機能を達成するように選択することができる。
【０００９】
微小流体回路に対する１つまたは複数の動作パラメータの決定を助けるために、一例示的実施形態では、上で論じた初期流速を使用して様々な流路の１つまたは複数の浸潤時間を測定することができ、さらにその浸潤時間を期待値と比較することができる。次に、様々な流路に対する流速および／または他の適切なパラメータを調整することができ、次いで１つまたは複数の浸潤時間を再度測定し、期待値と比較することができる。このことは、調整された流速が期待値に適合する浸潤時間をもたらすまで続けることができる。
【００１０】
ある場合には、特に交差領域などで流路が相互に流体連通している場合には、一方の流路の流れが他方の流路の流れに影響を及ぼすことがあり得る。そのような場合には、２つ以上の流路の浸潤時間を同時に測定し、期待結果と比較することができる。その結果に基づいて、その２つ以上の流路の流速を調整することができ、さらにその調整は測定された浸潤時間が期待値に適合するまで続けることができる。気泡、逆流、停流（ストップフロー、流れ停止）、および／または他の流れ異常の存在を監視し、必要な場合には修正することもできる。
【００１１】
ある場合には、調整された流速を使用してタイミングプロトコルを構築することができる。例えば、微小流体カートリッジ内の選択された流路セグメントの浸潤時間と長さに基づいて、各流体の始動時間を計算することができる。ある分析を実施するために、第１の流体を第２の流体の少し前に流体交差領域に到着させることが望ましい場合がある。そのような場合には、流体交差領域までの流路の長さと上で論じた浸潤時間によって第１および第２の流体の始動時間を計算することができる。タイミングプロトコルに関して使用される流速は、上で論じた調整された流速でもよい。
【００１２】
別法または追加として、始動時間を調整して所望の微小流体機能を達成できることも意図されている。すなわち、流速の代わりに、またはそれに追加して始動時間を調整して、微小流体カートリッジの適切な機能動作を達成することができる。例えば、各流体が交差領域など微小流体カートリッジ内の特定の場所に所望の時間および／または所望の順序で到着するように、始動時間を調整することができる。一例示的実施形態では、各流体の流れごとに流速を選択することができ、その流速を使用して対応する浸潤時間を測定することができる。測定された浸潤時間に基づいて、各流体が微小流体カートリッジの特定の場所に、所望の時間および／または所望の順序で到着するように初期始動時間を調整することができる。
【００１３】
上述のように、多くの微小流体カートリッジはプラスチックの積層体または成形部品から製造され、それにより微小流体カートリッジのサイズ、コスト、複雑さを低減することができる。しかし、このような製造技術は安価な部品を提供することはできるが、そのような部品は一般に寸法精度や再現性に劣り、非対称な寸法やより大きい公差の断面を有することになる。このようなプロセス変動は、カートリッジごとに流体の流れや部品性能のばらつきをもたらす恐れがあり、個々の種類の微小流体カートリッジごとに予め開発された、いずれかのタイミングプロトコルの精度および／または性能を低下させることがあり得る。
【００１４】
このようなプロセス変動の補償を助けるために、微小流体カートリッジの機能部品／構造とともに、１つまたは複数の流体プロセスモニタ部品／構造を製造できることが意図されている。考慮中の個々微小流体カートリッジのプロセス変動を識別するために、プロセスモニタ部品／構造についてのテストを実施することができる。例えば、プロセスモニタ部品／構造は、微小流体カートリッジの機能部分の流路と類似のまたは同一の寸法を有する一連の流路を備えることができる。考慮中の微小流体カートリッジの個々の浸潤時間を識別するために、ある種類の微小流体カートリッジ全体の浸潤時間を識別するのではなく、プロセスモニタ流路の一部またはすべての浸潤時間を測定することができる。考慮中の個々の微小流体カートリッジの浸潤時間を用いることで、その微小流体カートリッジのタイミングプロトコルをより正確なものにすることができる。個々の微小流体カートリッジの動作および／または性能を改善するために、微小流体カードリーダによって使用できるデータを提供するための他の流体プロセスモニタ部品／構成を提供することもできる。
【００１５】
本発明の他の目的や本発明の付随する利点の多くは、添付の図面と併せて考察される以下の詳細な説明を参照することによってより良く理解されるようになるので、容易に理解されるはずである。添付の図面では、各図面を通して同一の参照番号は同一の部品を表す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、例示的微小流体カートリッジ１０のある構造を示す概略上面図である。微小流体カートリッジ１０が例示的なものに過ぎず、本発明が、形状、機能、または構成にかかわらず、任意の微小流体カートリッジに適用可能であることを理解されたい。例えば、微小流体カートリッジは、フロー血球計算（フローサイトメトリ）、血液学、臨床化学、血液化学分析、尿検査および／または血液ガス分析、電解質測定などに使用することができる。例示の微小流体カートリッジ１０が、任意の適切な材料または材料システム、例えばガラス、シリコン、１つもしくは複数のポリマ、または他の任意の適切な材料もしくは材料システム、あるいは材料または材料システムの組合せから形成できることも意図されている。
【００１７】
例示的微小流体カートリッジ１０は第１の流路１２と第２の流路１４を備え、それらは第１の交差領域１６で交差する。第３の流路１８は、第１の交差領域１６から延出する。第４の流路２０は、第２の交差領域２２で第３の流路と交差する。第５の流路２４は、第２の交差領域２２から延出する。例示の実施形態では、第５の流路２４の一部は微小流体カートリッジ１０の光学窓領域２６を通過する。光学窓領域は、多くの場合は微小流体カートリッジリーダを使用して第５の流路２４の流れを光学的に調べるために使用することができる（図１３参照）。
【００１８】
例示の微小流体カートリッジ１０の通常の機能動作の間に、溶解試薬を第１の流路１２に下流に向けて溶解流速で提供することができ、血液サンプルを第２の流路１４に下流に向けて血液サンプル流速で提供することができる。血液サンプル流速と溶解流速は、例えば図５および６に関連して以下で図示し説明するように、任意の適切な圧力源によって制御することができる。本明細書で使用される圧力源という用語は、必要に応じて正または負（例えば、真空）の圧力を含むことができる。
【００１９】
溶解試薬と血液サンプルは、第１の交差領域１６で交差するように図示されている。第１の交差領域１６は、第１と第２の流路１２と１４の両方からの流体が第１の交差領域１６を流れるときに、溶解試薬が血液サンプルの周囲を流れるように構成することができる。ある場合には、溶解流速を血液サンプル流速よりも速くすることができる。そのことにより、第３の流路１８における流れ特性の改善を助けることができ、ある場合には、溶解試薬によって完全かつ一様に囲まれた血液の薄いリボンの形成を助けることができる。このようなリボン状の流れは、第３の流路１８を通過するときに、溶解試薬が血液細胞を一様に溶解するのを助けることができる。
【００２０】
シース液を、第４の流路２０に下流に向けてシース流速で提供することができる。例示の微小流体カートリッジ１０では、第３の流路１８を下流に流れる溶解した血液サンプルは第２の交差領域２２でシース液と交差する。第２の交差領域２２は、第３と第４両方の流路１８と２０からの流体が第２の交差領域２２を流れるときに、シース液流が溶解血液サンプルの周囲を流れるように構成することができる。ある場合には、シース流速は溶解血液サンプル流速よりもかなり速く、そのことにより第５の流路２４におけるコア形成の改善を助けることができる。例えば、フロー血球計算用途では、溶解血液サンプル中の血液細胞が光学窓領域２６を通過するときに微小流体カートリッジリーダによってそれらを個別に光学的に調べることができるように、第２の交差領域２２はそれらを単一列のコアの形に配列するように構成することができる。
【００２１】
多くの場合に、ある流路中の流体の流れが他の流路の流れに影響を与えることがあり得る。例えば、第２の流路１８の流れが第１の流路１２からの流れよりかなり前に第１の交差領域１６に入り、しかも十分な圧力を有する場合は、第１の流路１２の流れが第１の交差領域に入ることを阻止されることがある（例えば、停流）。場合によっては、第２の流路１８の流れは、実際に第１の流路１２の流れを逆転させることもあり得る（例えば、逆流）。
【００２２】
他の例として、第１の流路１２の流れが第２の流路１４からの流れよりかなり前に第１の交差領域１６に入る場合は、第２の流路１４の流れが第１の交差領域１６に到着する前に、第２の流路１４の流れが第３の流路１８に気泡を発生させることがある。ある場合には、気泡は、微小流体カートリッジ１０の動作に逆ダウンストリーム効果（ａｄｖｅｒｓｅ  ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ  ｅｆｆｅｃｔ）を与えることがある。
【００２３】
これらの例は、微小流体カートリッジ１０の様々な流れの不適切なタイミングによって引き起こされる可能性がある、いくつかの有害な影響の例として示されたものに過ぎない。したがって、多くの場合に、微小流体カートリッジ１０の様々な動作が適切な順序および／または適切な時間に実行されることを保証するために、個別のタイミングプロトコルを開発しなければならない。これらのタイミングプロトコルは、例えば、微小流体カートリッジ１０の流路の一部またはすべてについての始動時間、終了時間、流速、および他の特性を含むことができる。
【００２４】
ある場合には、流路の一部またはすべての表面特性は、微小流体カートリッジ１０の所望の流れ特性および／またはタイミングシーケンスの生成を助けるように設計することができる。例えば、図２は一例示的流路を示す概略断面側面図である。この例示的実施形態では、流路の全体が４０で示され、その内部表面の少なくとも一部にコーティングまたはインナライナを含む。例示のコーティングまたはライナは、親水性表面４２と疎水性表面４４を備える。したがって、左から浸入したとき、流体は親水性表面４２に沿っては容易に流れる傾向があり、疎水性表面４４に沿ってはそれほど容易には流れない傾向がある。実施形態によっては、親水性表面４２と疎水性表面４４の間の移行は、対応するタイミングプロトコルが流体の流れを停止すべきである、すなわち少なくとも一時的には停止すべきであると指示する場所で提供することができる。例えば、第２の流路１４内の血液サンプルの流れを第１の交差領域１６の直前、またはその領域で停止させることが望ましい場合がある。その場合、溶解試薬は、血液サンプルの流れを再始動する前に第１の交差領域１６を通過することができる。これにより、そうでなければ第２の流路に存在した可能性がある空気（例えば、気泡）が、第３の流路１８に注入されることを軽減するのを助けることができる。
【００２５】
図３および図４は、本発明の他の例示的流路５０を示す概略断面側面図である。例示的流路５０は、２つの導電性端子５０および５４
を備え、それらは、相互に近接しているが相互に接続されていない流路５０内の領域に配線される。このような導体を通る電気信号は、微小流体カートリッジへの入力および／または微小流体カートリッジからの出力として、いくつかの方法で使用することができる。
【００２６】
ある種の信号を回路の形成に関与させることができ、その回路の一部に流路５０内部の流体自体を含めることができる。このような回路は、例えば流路５０内部の特定の位置における流体の存在または非存在を検出するために使用することができる。外部電子回路は、導体５２と５４の間のインピーダンスを、例えばそれらの間に微小な電圧を印加し電流を監視することによってモニタすることができる。流体が存在しないときは、インピーダンスは非常に大きくなる。しかし、流体が流路内の電極５０と５２を通過するときは、流体は２つの端子５０と５２の間の空隙をブリッジすることになる。流体が少なくともある程度の導電性を有する場合には、流体は回路のインピーダンスを大幅に減少させる。このインピーダンスの減少は電子回路によって検出することができ、その入力に基づいて判定を実施することができる。いずれかの流路の長さ方向に沿ってこのような回路をいくつか配置することによって、本明細書中でさらに論じるように、外部電子回路を使用して流体の速度および／または浸潤時間を監視することができる。図３は、流体５６が端子５０および５２に未だ到達していない状態の流路５０を示し、図４は、流体５６が回路を形成した状態の流路５０を示す。
【００２７】
図５は、図１の例示的微小流体カートリッジの１つまたは複数の流路に圧力を供給するのに適した例示的容積駆動型圧力源を示す概略断面側面図である。例示の実施形態では、容積駆動型圧力源は、全体が６０で示され、ステッパモータ６２などによって駆動されるシリンジ型ポンプである。容積駆動型圧力源はコントローラ６４によって制御することができ、コントローラ６４は、図示のように１つまたは複数の入力信号６６を受信することができる。
【００２８】
図６は、図１の例示的微小流体カートリッジの１つまたは複数の流路に圧力を供給するのに適した他の例示的圧力源を示す概略断面側面図である。この例示的実施形態では、圧力源７０は入力チャンバ７２と出力チャンバ７４を備える。第１のバルブ７６は入力チャンバ７２と出力チャンバ７４の間に提供され、第２のバルブ７８は出力チャンバ７４と大気との間に提供される。コントローラ８０は、１つまたは複数の入力信号８２を受信することができ、第１のバルブ７６と第２のバルブ７８を制御することができる。
【００２９】
動作の間に、入力チャンバ７２は、圧力源からＰ１と示された入力圧を受けることができる。コントローラ８０は、第１のバルブ７６を開いて出力チャンバ７４を加圧し、Ｐ２と示された出力圧を生成するように指示することができる。出力チャンバ７４が所望の圧力に達した後で、コントローラ８０は第１のバルブ７６を閉じるように指示することができる。コントローラ８０は、必要な場合は、第２のバルブ７８を開いて出力チャンバ７４の圧力を低下させるように指示することもできる。図５および図６は２つの例示的な圧力源を示すものであるが、例示の微小流体カートリッジ１０の流路における所望の流速を実現するために、必要に応じて正圧源と負圧源（例えば、真空）を含む任意の適切な圧力源を使用できることが意図されている。
【００３０】
図７は、交差領域で交差する２つ以上の流路を備えた微小流体カートリッジの制御シーケンスを決定する例示的方法を示す流れ図である。ステップ９０で流れ図に入り、制御は９２に渡される。ステップ９２で、第１の浸潤時間が測定される。第１の浸潤時間は、第１の流路を通り、第１の長さに沿って、第１の指定位置まで流体を移動させるために必要な時間に対応させることができる。次に制御はステップ９４に渡される。ステップ９４で、第２の浸潤時間が測定される。第２の浸潤時間は、第２の流路を通り、第２の長さに沿って、第２の指定位置まで流体を移動させるために必要な時間に対応させることができる。次に、制御はステップ９６に渡される。ステップ９６で、少なくとも第１の浸潤時間と第２の浸潤時間を使用して、第１の流路からの流体が第２の流路からの流体に対して所定の順序で交差領域を通過するように、第１の流路に対する第１の始動時間と第２の流路に対する第２の始動時間を決定する。次いで、制御はステップ９８に渡され、そのステップで流れ図は終了する。
【００３１】
図８は、交差領域で交差する２つ以上の流路を備えた微小流体カートリッジの制御順序を決定する他の例示的方法を示す流れ図である。ステップ１００で、選択された流路の初期浸潤時間が初期流速を使用して測定される。次いで、制御はステップ１０２に渡される。初期測定浸潤時間と選択された各流路の長さに基づいて、ステップ１０２は、選択された各流路からの流体が交差流れ位置に初期／他の所望の時間および／または初期／他の所望の順序で到着するように、選択された各流路の初期／他の流速および初期／他の始動時間を決定する。次に、制御はステップ１０６に渡される。
【００３２】
上述のように、特に交差領域などで流路が相互に流体連通している場合は、ある流路の流れが他の流路の流れに影響を与えることがあり得る。したがって、例示の流れ図では、ステップ１０６は、２つ以上の流路が同時に起動されたときの選択された流路の浸潤時間を、ある場合には、初期／他の流速と初期／他の始動時間を使用して測定する。次に、制御はステップ１０８に渡される。ステップ１０８で、微小流体カートリッジ内の逆流、気泡、および／または停流が観測される。逆流、気泡、および／または停流のいずれかが観測された場合は、制御はステップ１０２に戻され、そのステップで他の始動時間および／または流速が選択される。逆流、気泡、および／または停流のいずれもが観測されなかった場合は、制御はステップ１１２に渡される。
【００３３】
初期／他の測定された浸潤時間と選択された各流路の長さに基づいて、ステップ１１２は、選択された各流路からの流体が最終的な所望の時間および／または最終的な所望の順序で交差流れ位置に到着するように、選択された各流路の最終的な流速と最終的な始動時間を決定する。
【００３４】
図９は、交差領域で交差する２つ以上の流路を備えた微小流体カートリッジを通過する流体の流れを制御する例示的方法を示す流れ図である。ステップ１２０で流れ図に入り、制御はステップ１２２に渡される。ステップ１２２は、第１の流路の流体の流れを起動する。次に、制御はステップ１２４に渡される。ステップ１２４は、第１の流路の流体が交差領域に対して所定の位置にあるときに、その流体の流れを減速または停止させる。次に、制御はステップ１２６に渡される。ステップ１２６は、第２の流路の流体に交差領域を通過させる。次いで、制御はステップ１２８に渡される。ステップ１２８は、第１の流路の流体の流れに交差領域を通過させる。次に、制御はステップ１３０に渡され、そこで流れ図は終了する。この方法は、例えば、微小流体カートリッジの下流の流路の気泡を減少させるのを助けることができる。
【００３５】
図１０は、２つ以上の流路を備えた微小流体カートリッジを通過する流体の流れを制御する他の例示的方法を示す流れ図である。ステップ１４０で流れ図に入り、そこで制御はステップ１４４に渡される。ステップ１４４は、第１の流路の流体の流れを第１の流速で起動する。次に、制御はステップ１４６に渡される。ステップ１４６は、第２の流路の流体の流れを第２の流速で起動する。次いで、制御はステップ１４８に渡される。ステップ１４８は、第１の流路の流体が第１の所定の位置に到達したかまたは実質的に到達したときに第１の流路の流体の流速を増加させる。次に、制御はステップ１５０に渡される。ステップ１５０は、第２の流路の流体が第２の所定の位置に到達したかまたは実質的に到達したときに第２の流路の流体の流速を増加させる。次いで、制御はステップ１５２に渡され、そのステップで流れ図は終了する。
【００３６】
図１１は、図１の例示的微小流体カートリッジ１０の例示的タイミングプロトコルを示すタイミング図である。この例示図では、チャネル「Ａ」は図１の第１の流路１２に対応し、チャネル「Ｂ」は第２の流路１４に対応し、チャネル「Ｃ」は第４の流路２０に対応する。
【００３７】
例示のタイミング図では、チャネル「Ｂ」において、血液サンプルが第１の血液サンプル流速１７０でまず起動される。これは約１２秒間続く。次に、溶解試薬が第１の溶解流速１７２で起動され、同時に血液サンプル流速は第２の血液サンプル流速１７４に高められる。この例では、第２の流路１４における血液サンプルの逆流を防止するために、血液サンプルの流速が高められる。
【００３８】
このシーケンスにより、溶解試薬と血液サンプルがほぼ同時に第１の交差領域１６に到着することが可能になる。第１の交差領域１６は、溶解試薬の２つのシース層の間に血液サンプルのリボンを注入するように構成することができる。リボンは、加速の間に薄く引き伸ばされて第３の流路１８に流れ込む。場合によっては、血液サンプルリボンは２から３細胞厚さであり、したがってすべての血液細胞が溶解試薬に接近し、すべての細胞が同じ時間溶解試薬にさらされる。この「流動中の溶解（ｌｙｓｉｎｇ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｆｌｙ）」は、バッチ溶解よりもより均一な結果をもたらすことができる。第３の流路１８の長さは、第２の交差領域２２に到達する前に、血液サンプルが所望の時間にわたって溶解されることになる長さとすることができる。
【００３９】
シース流体は、チャネル「Ｃ」において、シース流体流速１７６で起動される。したがって、チャネル「Ａ」で溶解試薬が起動された約３２秒後に発生する。同時に、第３の流路１８における逆流の防止を助けるために溶解流速がわずかに高められる。上述のように、第２の交差領域２２は、溶解血液サンプル中の血液細胞を単一列に配列して、それらが光学窓領域２６を通過するときに微小流体カートリッジリーダによってそれらを個別に調べることができるように構成することができる。例示の実施形態では、第５の流路２４の光学窓領域２６の部分を通る均一なコアフローを達成するために、１８０で示された２０秒が与えられる。その後に、約９０秒の継続時間を有するランタイム期間１８２が続き、その間にコア中の細胞が微小流体カートリッジリーダによって光学的に調べられる。ランタイム期間１８２が終了した後で、第１、第２、および第３の流路の流れは終了し、１５秒の待ち時間１８４に入る。この待ち時間１８４により、圧力源を適切に遮断するとともに、微小流体カートリッジ１０上の任意のバルブを閉じ、かつ／または他の任意の遮断動作を実施するための十分な時間を提供することができる。このタイミングプロトコルが一例として示されたものに過ぎないこと、および個々のイベントの順序やイベントのタイミングが個々の微小流体カートリッジの設計に依存することを理解されたい。
【００４０】
図１２は、１つまたは複数の流体プロセスモニタ構造を備えた例示的微小流体カートリッジのある選択構造を示す概略上面図である。上述のように、多くの微小流体カートリッジはプラスチック積層体または成形部品から製造され、それにより微小流体カートリッジのサイズ、コスト、および複雑さを低減することができる。しかし、このような製造技術は安価な部品を提供することはできるが、そのような部品は一般に寸法精度や再現性に劣り、非対称な寸法やより大きい公差の断面を有することになる。このようなプロセス変動は、カートリッジごとに流体の流れや部品性能などのばらつきをもたらす恐れがあり、個々の種類の微小流体カートリッジごとに予め開発された、いずれかのタイミングプロトコルの精度および／または性能を低下させることがあり得る。
【００４１】
そのようなプロセス変動の補償を助けるために、微小流体カートリッジの機能部品／構造とともに、１つまたは複数の流体プロセスモニタ部品／構造を製造できることが意図されている。図１２は、分離されたプロセスモニタ領域２０２を含む微小流体カートリッジ２００を示す。しかし、プロセスモニタ部品／構造は、必要な場合には、微小流体カートリッジの機能部品／構造の間に分散できることが意図されている。
【００４２】
考慮中の個々の微小流体カートリッジにおけるプロセス変動を識別するために、プロセスモニタ部品／構造上でテストを実施することができる。例えば、プロセスモニタ部品／構造は、微小流体カートリッジ２００の機能部分の第１、第２、第３、第４、および第５の流路１２、１４、１８、２０、および２４と類似のまたは同一の寸法を有することもある一連の流路を備えることができる。考慮中の微小流体カートリッジの個々の浸潤時間を識別するために、ある種類の微小流体カートリッジ全体の浸潤時間を識別するのではなく、プロセスモニタ流路の一部またはすべての浸潤時間を測定することができる。考慮中の微小流体カートリッジの浸潤時間および／または他の測定パラメータを使用することで、個々の微小流体カートリッジのタイミングプロトコルをより正確なものにすることができる。
【００４３】
微小流体カートリッジ２００の出荷の前に、プロセスモニタ領域２０２のプロセスモニタ部品／構造の一部またはすべてをテストすることができることが意図されている。ある場合には、微小流体カートリッジ２００に固有のデータを、微小流体カートリッジ２００上に記録することができる。図１２に示された例示的実施形態では、データはマシン可読形式でプロセスモニタデータ領域２０４に記録することができる。例えば、データは、微小流体カートリッジ２００上に印刷されたバーコードとして記録することができる。別法または追加として、データは、微小流体カートリッジ２００に固定された光、磁気、またはＲＦタグ上に記録することもできる。必要な場合には、不揮発性メモリや揮発性メモリなど、他の任意の種類の記憶デバイスを使用することもできる。
【００４４】
ある場合には、データが記録された後で、必要ならば、線２０６に沿って微小流体カートリッジ２００からプロセスモニタ領域２０２を除去することができる。この除去は、例えば、切断、鋸挽き、または他の任意の適切なプロセスを使用して実施することができる。場合によっては、線２０６に沿ってミシン目を設けることもでき、それによって微小流体カートリッジ２００の残りの部分からプロセスモニタ領域２０２を「ポキンと折る（ｓｎａｐ  ｏｆｆ）」こともできる。
【００４５】
図１３は、図１２の例示的微小流体カートリッジ２００を読み取るための微小流体カードリーダ２２０を示す概略上面図である。ある実施形態では、微小流体カートリッジ２００は、微小流体カードリーダ２２０のスロットまたは他の開口部に挿入される。しかし、微小流体カートリッジ２００を受け入れるために、必要に応じて任意の他の適切なインターフェースを使用することができることも意図されている。微小流体カードリーダ２２０は、微小流体カートリッジ２００を動作させるための、必要なハードウェアおよび／またはソフトウェアを備えることができる。例えば、微小流体カードリーダ２２０は、ポンプ、バルブ、光源および光検出器、コントローラなどを備えることができる。コントローラは、本明細書で論じたような、微小流体カートリッジ２００のためのタイミングプロトコルを実装するように構成することができる。
【００４６】
ある場合には、微小流体カードリーダ２２０は、プロセスモニタデータ領域２０４に記録されたマシン可読指示を読み取ることができる読み取り装置を備えることができる。このデータを使用して微小流体カードリーダ２２０の動作を変更（例えば、カスタマイズ）することで、個々の微小流体カートリッジ２００に存在するプロセス変動に対応することができる。例えば、プロセスモニタデータ領域２０４から読み出したプロセスモニタデータに基づいて、いくつかのタイミングプロトコルの始動時間、流速、および／または他のパラメータを変更することができる。
【００４７】
ある場合には、全体のタイミングプロトコルをプロセスモニタデータ領域２０４に記録することができる。別法、または追加として、カードの種類、使用される試薬、型番、シリアル番号、および他のパラメータをプロセスモニタデータ領域２０４に記録することもできる。このことにより、微小流体カードリーダ２２０によってカード特性の一部またはすべてを読み出して使用することができるので、使用中のエラーの防止に役立てることができる。
【００４８】
実施形態によっては、微小流体カードリーダ２２０は、使用の直前にプロセスモニタ部品／構造に関するテストの一部またはすべてを実施できることもある。例えば、微小流体カードリーダ２２０は、プロセスモニタ領域２０２内の１つまたは複数の流路を通って流体を送り込むことができる。次いで、その結果に基づいてタイミングプロトコルのパラメータの一部を変更し、最終的にはそのプロトコルを、微小流体カードリーダ２２０によって、微小流体カートリッジ２００の機能動作の間に使用することができる。
【００４９】
図１４は、図１２の例示的微小流体カートリッジ２００のプロセスモニタ領域２０２を示すより詳細な概略上面図である。例示の実施形態から分かるように、プロセスモニタ領域２０２は、必要に応じて様々なプロセスモニタ部品／構造を備えることができる。例えば、プロセスモニタ領域２０２は、カードの機能部分の機能流路１２、１４、および２０と同一の断面寸法、さらに、場合によっては同一の全体形状を有することがあるプロセスモニタ流路構造２３０、２３２、および２３４を備えることができる。プロセスモニタ流路構造２３０、２３２、および２３４は機能流路１２、１４、および２０と同時に形成されるので、プロセスモニタ流路構造２３０、２３２、および２３４から収集されたデータは、機能流路１２、１４、および２０の精度の高い予測になり得る。
【００５０】
他の種類のプロセスモニタ部品／構造を提供することもできる。例えば、リザーバ２４０を設けることができる。同様に、２５０で示されるような第２の交差領域２２のコピーを提供すること、および２６０で示されるような光学窓２６のコピーを提供することもできる。他の構造、例えば微小流体カートリッジ２００の様々な積層層間に延在する様々な流路２７０、１つまたは複数のバルブ２８０、レイヤアラインメント（層整合）機構２９０、ならびに微小流体カートリッジ２００のプロセス／製造ばらつきに関する関連データを提供することができる他の任意の適切な部品／構造などを提供することもできる。
【００５１】
図１５は、微小流体カートリッジの特性を調べて動作させる例示的方法を示す流れ図である。ステップ３００で流れ図に入り、制御はステップ３０２に渡される。ステップ３０２は、微小流体カートリッジについての１つまたは複数のテスト要素を提供する。この場合、１つまたは複数のテスト要素は微小流体カートリッジの機能部分とともに製造される。次に、制御はステップ３０４に渡される。ステップ３０４は、１つまたは複数のテスト要素を用いて１つまたは複数のテストを実施し、微小流体カートリッジの機能部分の少なくとも一部に対する特性データを生成する。次に、制御はステップ３０６に渡される。ステップ３０６は、微小流体カートリッジリーダなどを用いて微小流体カートリッジを動作させる。その際、特性データに応じて、微小流体カートリッジリーダの１つまたは複数の動作パラメータが変更される。次に、制御はステップ３０８に渡され、そのステップで流れ図は終了する。
【００５２】
図１６は、微小流体カートリッジを動作させる他の例示的方法を示す流れ図である。ステップ３２０で流れ図に入り、制御はステップ３２２に渡される。ステップ３２２は、流体回路を備えた微小流体カートリッジを受け入れる。次に、制御はステップ３２４に渡される。ステップ３２４は、微小流体カートリッジから１つまたは複数の指示を読み取る。この場合、１つまたは複数の指示は微小流体カートリッジの少なくとも一部の１つまたは複数の性能特性を含む。１つまたは複数の性能特性の少なくとも一部は、微小流体カートリッジとともに製造される１つまたは複数のテスト要素に関する１つまたは複数の測定を実施することによって決定される。次に、制御はステップ３２６に渡される。ステップ３２６は、読み取った情報に応じて、微小流体カートリッジリーダなどの１つまたは複数の動作パラメータを変更する。次に、制御はステップ３２８に渡される。ステップ３２８は、変更された動作パラメータを使用して微小流体カートリッジリーダなどを動作させる。次いで、制御はステップ３３０に渡され、そのステップで流れ図は終了する。
【００５３】
図１７は、微小流体カートリッジの特性を調べる他の例示的方法を示す流れ図である。ステップ３４０で流れ図に入り、制御はステップ３４２に渡される。ステップ３４２は、流体回路装置を製造するステップの少なくとも一部を実施する。流体回路装置は１つまたは複数のテスト要素を含む。次に、制御はステップ３４４に渡される。ステップ３４４は、テスト要素の少なくとも１つに関する１つまたは複数のテストを実施する。テストが合格／不合格タイプのテストの場合は、制御はステップ３４６に渡され、そのステップでテストに合格したか不合格かが判定される。テストに合格し、さらに流体回路装置を完成するために追加の製造ステップが必要な場合は、制御はステップ３４２に戻される。テストに不合格の場合は、制御はステップ３４８に渡され、そのステップで微小流体カートリッジが廃棄される。次に、制御はステップ３５０に渡され、そこで流れ図は終了する。
【００５４】
ステップ３４４に戻って、テストが合格／不合格タイプのテストでない場合は、ステップ３５２に示されるように、テスト結果の少なくとも一部が記録される。次に、制御はステップ３５４に渡される。ステップ３５４は、流体カートリッジ装置が完全に製造されたかどうかを判定する。流体カートリッジ装置が完全には製造されていない場合は、制御はステップ３４２に戻される。一方、流体カートリッジ装置が完全に製造されている場合は、制御はステップ３５０に渡され、そこで制御図は終了する。
【００５５】
図１８は、微小流体カートリッジをビンに入れる（ｂｉｎｎｉｎｇ）ための一例示的方法を示す流れ図である。ステップ３６０で流れ図に入り、そこで制御はステップ３６２に渡される。ステップ３６２は、流体回路装置を製造するステップの少なくとも一部を実行する。流体回路装置は１つまたは複数のテスト要素を含む。次に、制御はステップ３６４に渡される。ステップ３６４は、テスト要素の少なくとも１つに関する１つまたは複数のテストを実施する。次に、制御はステップ３６６に渡される。ステップ３６６は、テスト結果に応じて、微小流体回路装置を２つ以上のビンのうちの１つに入れる。次いで、制御はステップ３７０に渡され、そこで流れ図は終了する。
【００５６】
ここまで本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本明細書に示された教示を他の実施形態に適用できることは、当業者には容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】例示的な微小流体カートリッジのある構造を示す概略上面図である。
【図２】図１の微小流体カートリッジの一例示的流路を示す概略断面側面図である。
【図３】流体検出電極を備えた、図１の微小流体カートリッジの他の例示的流路を示す概略断面側面図である。
【図４】流体検出電極を備えた、図１の微小流体カートリッジの他の例示的流路を示す概略断面側面図である。
【図５】図１の１つまたは複数の流路に圧力を供給するのに適した例示的容積駆動型圧力源を示す概略断面側面図である。
【図６】図１の１つまたは複数の流路に圧力を供給するのに適した他の例示的圧力源を示す概略断面側面図である。
【図７】交差領域で交差する２つ以上の流路を備えた微小流体カートリッジのための制御シーケンスを決定する例示的方法を示す流れ図である。
【図８】交差領域で交差する２つ以上の流路を備えた微小流体カートリッジのための制御シーケンスを決定する他の例示的方法を示す流れ図である。
【図９】交差領域で交差する２つ以上の流路を備えた微小流体カートリッジを通過する流体の流れを制御する例示的方法を示す流れ図である。
【図１０】２つ以上の流路を備えた微小流体カートリッジを通過する流体の流れを制御する他の例示的方法を示す流れ図である。
【図１１】図１の微小流体カートリッジの例示的タイミングプロトコルを示すタイミング図である。
【図１２】１つまたは複数の流体プロセスモニタ構造を備えた例示的微小流体カートリッジのある選択構造を示す概略上面図である。
【図１３】図１２の例示的微小流体カートリッジを動作させるための微小流体カードリーダを示す概略上面図である。
【図１４】図１２の例示的微小流体カートリッジのプロセスモニタ領域を示すより詳細な概略上面図である。
【図１５】微小流体カートリッジの特性を調べて動作させる例示的方法を示す流れ図である。
【図１６】微小流体カートリッジを動作させる他の例示的方法を示す流れ図である。
【図１７】微小流体カートリッジの特性を調べる他の例示的方法を示す流れ図である。
【図１８】微小流体カートリッジをビンに入れるための例示的方法を示す流れ図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年5月7日(2007.5.7)
【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】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小流体カートリッジ（１０）内の２つ以上の流路（１２、１４）を通る流れについての制御シーケンスを決定する方法であって、前記２つ以上の流路（１２、１４）が交差領域（１６）で流体連通可能に接続されるとともに前記交差領域（１６）が下流の流路（１８）に流体連通可能に接続され、さらに前記方法が、
前記流路のうちの第１の流路（１２）を通り第１の長さに沿って第１の指定位置（９２）まで流体を移動させるための第１の浸潤時間を測定するステップと、
前記流路のうちの第２の流路（１４）を通り第２の長さに沿って第２の指定位置（９４）まで流体を移動させるための第２の浸潤時間を測定するステップと、
少なくとも前記第１の浸潤時間および前記第２の浸潤時間を使用して、前記第１の流路（１２）からの前記流体が前記第２の流路（１４）（９６）からの前記流体に対して所定の順序で前記交差領域を流れるように、前記流路のうちの前記第１の流路（１２）に対する第１の始動時間および前記流路のうちの前記第２の流路（１４）に対する第２の始動時間を決定するステップと
を含む方法。
【請求項２】
微小流体カートリッジ（１０）を通る流体の流れを制御する方法であって、前記微小流体カートリッジ（１０）が２つ以上の流路（１２、１４）を備え、前記２つ以上の流路（１２、１４）が交差領域（１６）で流体連通可能に接続されるとともに前記交差領域（１６）が下流の流路（１８）に流体連通可能に接続され、さらに前記方法が、
第１の流路（１２）（１２２）内の流体の流れを起動するステップと、
前記流体が前記交差領域（１２４）に対して所定の位置に存在するときに、前記第１の流路（１２）内の前記流体の前記流れを減速または停止させるステップと、
前記第２の流路（１４）内の前記流体に前記交差領域（１６）（１２６）を通過させるステップと、
前記第１の流路（１２）内の前記流体の前記流れに前記交差領域（１６）（１２８）を通過させるステップと
を含む方法。
【請求項３】
微小流体カートリッジ（２００）の通常の機能動作中に使用される１つまたは複数の機能要素と、
テストインターフェースを有する少なくとも１つのテスト要素であって、前記１つまたは複数の機能要素とともに製造されるが、前記微小流体カートリッジ（２００）の通常機能動作中には使用されないテスト要素と
を備える微小流体カートリッジ（２００）。
【請求項４】
微小流体カートリッジリーダ（２２０）を動作させる方法であって、
流体回路（３２２）を備えた微小流体カートリッジ（２００）を受け入れるステップと、
前記微小流体カートリッジ（２００）から１つまたは複数の指示を読み取るステップであって、前記１つまたは複数の指示が前記微小流体カートリッジ（２００）の少なくとも一部についての１つまたは複数の性能特性を含み、前記１つまたは複数の性能特性の少なくとも一部が、前記微小流体カートリッジ（２００）（３２４）とともに製造される１つまたは複数のテスト要素についての１つまたは複数の測定を実施することによって決定されるステップと、
前記読み取られた情報（３２６）に応じて前記微小流体カートリッジリーダ（２２２）の１つまたは複数の動作パラメータを変更するステップと、
前記変更された動作パラメータ（３２８）を使用して前記微小流体カートリッジリーダ（２２０）を動作させるステップと
を含む方法。
【国際調査報告】
2008511842.tif 000021
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2008511842.tif 000023
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