(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプル適用部位と、
前記サンプル適用部位に流体連通するフローチャネルと、
前記サンプル適用部位と前記フローチャネルとの間に位置決めされており、複数の孔を含む非濾過性の多孔性マトリックスおよび前記多孔性マトリックスの前記孔に位置決めされているアッセイ試薬を含む多孔性コンポーネントと
を有しており、
アッセイする細胞サンプルの細胞に対して非濾過性になるように前記多孔性マトリックスが構成されていることを特徴とするマイクロ流体デバイス。
【請求項２】
前記アッセイ試薬と貫流する細胞サンプルとの混合を提供するように前記多孔性マトリックスが構成されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項３】
前記多孔性マトリックスは１μｍ〜２００μｍの直径を有する細孔を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項４】
前記多孔性マトリックスは１μＬ〜２５μＬの細孔容積を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項５】
細孔容積が前記多孔性マトリックスの体積の２５％〜７５％であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項６】
前記多孔性マトリックスはフリットであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項７】
前記多孔性コンポーネントは緩衝剤をさらに含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項８】
前記緩衝剤は、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）、トレハロース、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、もしくは２−（Ｎ−モルホリノ）エタンスルホン酸、またはそれらの組合せを含むことを特徴とする請求項７に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項９】
前記アッセイ試薬はアナライト特異的結合性メンバーを含むことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１０】
前記アナライト特異的結合性メンバーは検出可能標識にカップリングされることを特徴とする請求項９に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１１】
ハンドヘルド型になるように構成されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイスのサンプル適用部位にサンプルを接触させる工程と、
前記フローチャネル内の前記サンプルを光源により照明する工程と、
前記サンプルからの光を検出する工程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
光源と、
１つ以上の波長の光を検出するための光学検出器と、
請求項１から１１のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイスと
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項１４】
請求項１から１１のいずれか一項に記載のマイクロ流体デバイスと、
前記マイクロ流体デバイスを収容する容器と
を含むことを特徴とするキット。
【請求項１５】
全血サンプルをアッセイするように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１６】
細胞の表面に結合されたタンパク質をアッセイするように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項１７】
前記多孔性コンポーネントは、前記サンプル適用部位から前記フローチャネルまでの領域を満たすことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
ポイントオブケア診断は、被験者から生物学的サンプルを得る工程と、サンプル分析を行って１種以上の標的アナライトの存在または濃度を決定する工程と、単一の場所で被験者の診断を行う工程とを含む。ポイントオブケア診断は、ある場所でサンプルを得て異なる場所でサンプル分析を行う必要がある診断検査よりも迅速かつ多くの場合低コストで結果を被験者に提供する。
【０００２】
ポイントオブケアで利用可能な安価かつ簡便な技術を用いて単一の指穿刺血滴から感染性疾患の迅速診断を行えば、グローバル健康イニシアティブが大幅に改善される。フローサイトメトリーベースのマイクロ粒子イムノアッセイは、優れた確度および多重化を提供するが、サンプル調製が厄介でありかつ機器が高価であるのでポイントオブケア現場には不向きである。
【０００３】
以上の点を考慮すると、細胞マーカーとくに血液などの生物学的流体中の細胞マーカーの簡便かつ柔軟な測定を可能にしたポイントオブケア操作の可能な技術を利用できれば、いくつかの医学およびバイオテクノロジー分野は有意な進歩を遂げる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示の態様は、サンプルをアッセイするためのマイクロ流体デバイスを含む。ある特定の実施形態に係るマイクロ流体デバイスは、サンプル適用部位と、サンプル適用部位に流体連通するフローチャネルと、サンプル適用部位とフローチャネルとの間に位置決めされた、多孔性マトリックスとアッセイ試薬とを含有する多孔性コンポーネントとを含む。主題のマイクロ流体デバイスを利用して生物学的サンプルなどのサンプルをアッセイするために好適なシステムおよび方法も記載される。
【０００５】
以上に概説したように、本開示の態様は、サンプル適用部位と、適用部位に流体連通するフローチャネルと、サンプル適用部位とフローチャネルとの間に位置決めされた多孔性コンポーネントとを有する、サンプルをアッセイするためのマイクロ流体デバイスを含む。いくつかの実施形態では、多孔性コンポーネントは、多孔性マトリックスとアッセイ試薬とを含む。いくつかの場合には、多孔性マトリックスは、ガラスフリットなどのフリットである。他の場合には、多孔性マトリックスは、高分子マトリックスである。いくつかの実施形態では、多孔性マトリックスは、サンプルの成分に対して非濾過性になるように構成される。ある特定の場合には、多孔性マトリックスは、アッセイ試薬と多孔性マトリックスを貫流するサンプルとの混合を提供するように構成される。多孔性マトリックスは、１μｍ〜２００μｍの直径と１μＬ〜２５μＬの細孔容積とを有する細孔を有しうる。たとえば、細孔容積は、多孔性マトリックスの体積の２５％〜７５％、たとえば、多孔性マトリックスの体積の４０％〜６０％でありうる。
【０００６】
アッセイ試薬は、サンプルの１種以上の成分に結合する試薬を含む。いくつかの実施形態では、試薬は、アナライト特異的結合性メンバーである。たとえば、アナライト特異的結合性メンバーは、抗体または抗体フラグメントでありうる。ある特定の場合には、アナライト特異的結合性メンバーは、ＣＤ１４、ＣＤ４、ＣＤ４５ＲＡ、ＣＤ３などの化合物またはそれらの組合せに特異的に結合する抗体である。いくつかの実施形態では、アナライト特異的結合性メンバーは、光学検出可能標識などの検出可能標識にカップリングされる。たとえば、光学検出可能標識は、ローダミン、クマリン、シアニン、キサンテン、ポリメチン、ピレン、ジピロメテンボロンジフルオリド、ナフタルイミド、フィコビリタンパク質、ペリジニウムクロロフィルタンパク質などの蛍光色素またはそれらの組合せでありうる。ある特定の場合には、色素は、フィコエリトリン（ＰＥ）、フィコエリトリン−シアニン５（ＰＥ−ｃｙ５）、またはアロフィコシアニンＡＰＣである。いくつかの実施形態では、緩衝剤は、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）、トレハロース、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、もしくは２−（Ｎ−モルホリノ）エタンスルホン酸、またはそれらの組合せを含む。たとえば、緩衝剤は、ＢＳＡ、トレハロース、およびＰＶＰを含みうる。緩衝剤はまた、１種以上のキレート化剤、たとえば、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、エチレングリコール−ビス−（β−アミノエチルエーテル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−四酢酸（ＥＧＴＡ）、２，３−ジメルカプトプロパン−１−スルホン酸（ＤＭＰＳ）、および２，３−ジメルカプトコハク酸（ＤＭＳＡ）を含みうる。ある特定の実施形態では、緩衝剤はＥＤＴＡを含む。アッセイ試薬は、多孔性マトリックス中に液体として存在しうる。他の場合には、アッセイ試薬は乾燥状態である。さらに他の場合には、アッセイ試薬は凍結乾燥状態である。
【０００７】
いくつかの実施形態では、フローチャネルは、１ｍＬ〜１０００ｍＬの範囲内の体積を有するサンプルを受容するように構成される。ある特定の場合には、フローチャネルは、毛管作用によりサンプルがフローチャネルを貫通して輸送されるように構成されたキャピラリーチャネルである。ある特定の実施形態では、フローチャネルは、１つ以上の光透過性壁を含む。一例では、フローチャネルは、紫外光に対して光透過性である。他の例では、フローチャネルは、可視光に対して光透過性である。さらに他の例では、フローチャネルは、近赤外光に対して光透過性である。さらに他の例では、フローチャネルは、紫外光および可視光に対して透過性である。さらに他の例では、フローチャネルは、可視光および近赤外光に対して透過性である。さらに他の例では、フローチャネルは、紫外光、可視光、および近赤外光に対して透過性である。
【０００８】
ある特定の実施形態に係るマイクロ流体デバイスは、試薬とサンプルとの混合に十分な長さを有する蛇行流路を規定するマイクロチャネルを含有する多孔性フリットを含む。細孔容積は、多孔性フリットの全体積の４０％〜６０％、たとえば、２μＬ以上、たとえば、５μＬ、１０μＬでありうるとともに、２０μＬ以上を含みうる。いくつかの実施形態では、マイクロチャネルは、サンプルの実質的にすべての成分のフロースルーを提供する。いくつかの実施形態では、マイクロチャネルは、５μｍ〜２００μｍ、たとえば、５μｍ〜６０μｍまたは３０μｍ〜６０μｍの平均貫通細孔直径を有する。
【０００９】
アッセイ混合物は、試薬と緩衝剤とを含む。いくつかの場合には、アッセイ混合物は、所定の時間にわたりサンプル中への試薬の実質的に均一な溶解を提供する。所定の時間は、５秒間〜５分間、たとえば、２０秒間〜３分間または５０秒間〜２分間でありうる。いくつかの実施形態では、緩衝剤成分は、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）、トレハロース、およびポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を含む。ＢＳＡ：トレハロース：ＰＶＰの重量比は、２１：９０：１でありうる。緩衝剤成分の全重量は、０．０１ｇ／μＬ〜２ｇ／μＬ多孔性マトリックス細孔容積でありうる。いくつかの実施形態では、緩衝剤成分は、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）を含む。ある特定の実施形態では、緩衝剤成分は、２−（Ｎ−モルホリノ）エタンスルホン酸（ＭＥＳ）を含む。いくつかの場合には、試薬は、検出可能標識にコンジュゲートされた１種以上の抗体または抗体フラグメントを含む。抗体または抗体フラグメントは、標的、たとえば、ＣＤ１４、ＣＤ４、ＣＤ４５ＲＡ、ＣＤ３、またはそれらの組合せから選択される標的に結合しうる。いくつかの場合には、検出可能標識は蛍光色素である。たとえば、色素は、ローダミン、クマリン、シアニン、キサンテン、ポリメチン、ピレン、ジピロメテンボロンジフルオリド、ナフタルイミド、フィコビリタンパク質、ペリジニウムクロロフィルタンパク質などの化合物、それらのコンジュゲート、およびそれらの組合せでありうる。いくつかの実施形態では、色素は、フィコエリトリン（ＰＥ）、フィコエリトリン−シアニン５（ＰＥ−ｃｙ５）、またはアロフィコシアニンＡＰＣでありうる。本開示の実施形態では、アッセイ混合物は、酵素、基質、触媒、核酸、またはそれらの組合せを含みうる。ある特定の場合には、マイクロ流体デバイスは、血液、尿、唾液、組織サンプルなどの生物学的サンプルをさらに含みうる。
【００１０】
本開示の態様はまた、アナライトに関してサンプルをアッセイする方法を含み、本方法は、サンプル適用部位に流体連通するフローチャネルと、サンプル適用部位およびフローチャネルの間に位置決めされた多孔性コンポーネントとを有するマイクロ流体デバイスのサンプル適用部位にサンプルを接触させる工程と、フローチャネル内のサンプルを光源により照明する工程と、サンプルからの光を検出してサンプル中の１種以上の成分の存在または濃度を決定する工程とを含む。
【００１１】
いくつかの実施形態では、サンプルは、多孔性マトリックスを貫通するサンプルの移動により多孔性コンポーネントの多孔性マトリックス中に存在するアッセイ試薬と混合する。多孔性マトリックスを貫通するサンプルの移動は、ある特定の実施形態では、サンプルの成分に対して非濾過性である。いくつかの実施形態では、フローチャネルはキャピラリーチャネルであり、かつサンプルは毛管作用により多孔性マトリックスを貫通して移動する。サンプルとアッセイ試薬との混合工程は、サンプルの１種以上の成分を検出可能標識で標識する工程を含みうる。いくつかの場合には、標識工程は、サンプルの１種以上の成分を抗体または抗体フラグメントなどのアナライト特異的結合性メンバーに接触させる工程を含む。ある特定の場合には、アナライト特異的結合性メンバーは、ＣＤ１４、ＣＤ４、ＣＤ４５ＲＡ、ＣＤ３などの化合物またはそれらの組合せに特異的に結合する抗体である。いくつかの実施形態では、アナライト特異的結合性メンバーは、光学検出可能標識などの検出可能標識にカップリングされる。光学検出可能標識の例としては、ローダミン、クマリン、シアニン、キサンテン、ポリメチン、ピレン、ジピロメテンボロンジフルオリド、ナフタルイミド、フィコビリタンパク質、ペリジニウムクロロフィルタンパク質などの蛍光色素、それらのコンジュゲート、およびそれらの組合せが挙げられる。いくつかの実施形態では、色素は、フィコエリトリン（ＰＥ）、フィコエリトリン−シアニン５（ＰＥ−ｃｙ５）、またはアロフィコシアニンＡＰＣである。
【００１２】
いくつかの実施形態に係る方法は、フローチャネル内のサンプルを広域スペクトル光源により照明する工程を含む。いくつかの実施形態では、広域スペクトル光源は、紫外光源、可視光源、もしくは赤外光源、またはそれらの組合せである。ある特定の実施形態では、サンプルは、２００ｎｍ〜８００ｎｍの波長を有する光で照明される。
【００１３】
いくつかの実施形態では、方法はまた、フローチャネル内のサンプルからの光を検出する工程を含む。サンプルから検出される光は、蛍光、透過光、散乱光、またはそれらの組合せを含みうる。いくつかの場合には、方法は、サンプルからの蛍光を検出する工程を含む。ある特定の場合には、サンプルからの光を検出する工程は、フローチャネル内のサンプルの画像をキャプチャーする工程を含む。
【００１４】
主題のマイクロ流体デバイスを用いて生物学的サンプルなどのサンプルをアッセイする方法もまた提供される。いくつかの実施形態では、方法は、多孔性エレメントとキャピラリーチャネルとに流体連通するサンプル適用部位に液体サンプルを適用する工程と、サンプル適用部位から多孔性エレメントを貫通してキャピラリーチャネルにサンプルフローを方向付ける工程とを含む。キャピラリーチャネルは光透過性壁を含みうるとともに、多孔性エレメントは少なくとも１種の光学活性試薬と１種以上の緩衝剤成分とを含む。
【００１５】
方法は、サンプル中に試薬を溶解させる工程をさらに含みうるとともに、試薬の溶解は、所定の時間、たとえば、５秒間〜５分間または２０秒間〜３分間または１分間〜２分間にわたり、実質的に一定である。いくつかの実施形態では、サンプルと試薬との混合工程は、サンプルと試薬との混合に十分な長さを有する蛇行流路を規定する一連のマイクロチャネルを提供する多孔性フリット中で行われる。混合工程は、試薬とサンプル中の１種以上の成分との結合を容易にしうるとともに、続いて、光透過性壁を介してサンプルを光学精査する工程が行われる。混合工程は、受動的（拡散）、対流的、能動的、またはそれらの任意の組合せでありうる。サンプルは、毛管作用力により多孔性エレメントとキャピラリーチャネルとを貫流しうる。ある特定の実施形態では、光学精査工程は、透過性壁を介してサンプルの画像を得る工程と、未結合の試薬およびサンプルに対応するバックグラウンドシグナルを決定する工程と、サンプルの画像からバックグラウンドシグナルを減算する工程とを含む。いくつかの実施形態では、バックグラウンドシグナルは、透過性壁に沿って実質的に一定である（７５％以下、たとえば、５０％変化する）。いくつかの場合には、サンプルは、実質的に濾過されずに多孔性エレメントを貫流する。いくつかの実施形態では、サンプルは、血液、尿、組織、唾液などの生物学的サンプルでありうる。いくつかの実施形態では、光学活性試薬は、蛍光標識された抗体または抗体フラグメントを含み、かつ混合工程は、生物学的サンプル中の１種以上の蛍光標識成分の形成を提供する。
【００１６】
本開示の態様はまた、主題の方法を実施するためのシステムを含む。ある特定の実施形態に係るシステムは、光源、１つ以上の波長の光を検出するための光学検出器、およびサンプル適用部位と、適用部位に流体連通するフローチャネルと、サンプル適用部位とフローチャネルとの間に位置決めされた多孔性コンポーネントとを有する、サンプルをアッセイするためのマイクロ流体デバイスを含む。
【００１７】
選択された用語の定義
一般的には、本明細書で用いられる用語は、とくに具体的な定義がないかぎり、分析化学、生化学、分子生物学、細胞生物学、顕微鏡観察、画像解析などを含む本発明に関連する分野での慣例的用法に対応する意味、たとえば、次の専門書、すなわち、Ａｌｂｅｒｔｓ  ｅｔ  ａｌ，Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｃｅｌｌ，Ｆｏｕｒｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ（Ｇａｒｌａｎｄ，２００２）、Ｎｅｌｓｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｘ，Ｌｅｈｎｉｎｇｅｒ  Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ｏｆ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｆｏｕｒｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ（Ｗ．Ｈ．Ｆｒｅｅｍａｎ，２００４）、Ｍｕｒｐｈｙ，Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ  ｏｆ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｉｍａｇｉｎｇ（Ｗｉｌｅｙ−Ｌｉｓｓ，２００１）、Ｓｈａｐｉｒｏ，Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｆｌｏｗ  Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ，Ｆｏｕｒｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ（Ｗｉｌｅｙ−Ｌｉｓｓ，２００３）、Ｏｗｅｎｓ  ｅｔ  ａｌ（Ｅｄｉｔｏｒｓ），Ｆｌｏｗ  Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ  Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ｆｏｒ  Ｃｌｉｎｉｃａｌ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｐｒａｃｔｉｃｅ：Ｑｕａｌｉｔｙ  Ａｓｓｕｒａｎｃｅ  ｆｏｒ  Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ  Ｉｍｍｕｎｏｐｈｅｎｏｔｙｐｉｎｇ（Ｗｉｌｅｙ−Ｌｉｓｓ，１９９４）、Ｏｒｍｅｒｏｄ（Ｅｄｉｔｏｒ）  Ｆｌｏｗ  Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ：Ａ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ａｐｐｒｏａｃｈ（Ｏｘｆｏｒｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｐｒｅｓｓ，２０００）などに示される意味を有する。
【００１８】
「抗体」または「免疫グロブリン」とは、特定の抗原または抗原決定基に特異的に結合可能な、天然のタンパク質または組換えもしくは化学的手段により合成されたタンパク質のいずれかを意味する。抗体は、通常、２本の同一の軽（Ｌ）鎖と２本の同一の重（Ｈ）鎖とで構成された約１５０，０００ダルトンのヘテロ四量体糖タンパク質である。本明細書で用いられる「抗体フラグメント」およびそのすべての文法的変化形は、無傷抗体の抗原結合部位または可変領域を含む無傷抗体の一部分として定義され、この部分は、無傷抗体のＦｃ領域の定常重鎖ドメイン（すなわち、抗体アイソタイプに依存して、ＣＨ２、ＣＨ３、およびＣＨ４）を含まない。抗体フラグメントの例としては、Ｆａｂ、Ｆａｂ’、Ｆａｂ’−ＳＨ、Ｆ（ａｂ’）2 、およびＦｖフラグメントが挙げられる。本明細書で用いられる「モノクローナル抗体」（ｍＡｂ）という用語は、実質的に均一な抗体の集団から得られる抗体を意味する。すなわち、集団を構成する個別の抗体は、副次量で存在しうる天然に存在する可能性がある突然変異以外は同一である。モノクローナル抗体は、きわめて特異的であり、単一の抗原部位を対象とする。さらに、異なる決定基（エピトープ）を対象とする異なる抗体を典型的に含む従来の（ポリクローナル抗体）抗体調製物とは対照的に、各ｍＡｂは抗原上の単一の決定基を対象とする。その特異性のほかに、モノクローナル抗体は、他の免疫グロブリンにより汚染されずにハイブリドーマ培養により合成可能であるという点で有利である。イムノアッセイに使用される抗体の産生および選択の指針は、容易に入手可能な文献およびマニュアル、たとえば、Ｈａｒｌｏｗ  ａｎｄ  Ｌａｎｅ，  Ａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ：Ａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｍａｎｕａｌ（Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｐｒｅｓｓ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９８８）、Ｈｏｗａｒｄ  ａｎｄ  Ｂｅｔｈｅｌｌ，Ｂａｓｉｃ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｉｎ  Ａｎｔｉｂｏｄｙ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ（ＣＲＣ  Ｐｒｅｓｓ，２００１）、Ｗｉｌｄ，ｅｄｉｔｏｒ，Ｔｈｅ  Ｉｍｍｕｎｏａｓｓａｙ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ（Ｓｔｏｃｋｔｏｎ  Ｐｒｅｓｓ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９９４）などに見いだされうる。
【００１９】
「マイクロフルイディクスデバイス」とは、相互接続かつ流体連通された、しかも単独で、またはサンプル導入、流体および／もしくは試薬駆動手段、温度制御、検出システム、データ収集および／もしくは統合システムなどの支援機能を提供する器具もしくは器械と協同して、分析反応または分析プロセスを行うように設計された、１つ以上のチャンバとポートとチャネルとの統合システムを意味する。マイクロフルイディクスデバイスは、たとえば、サンプル成分または反応剤の吸着の防止、電気浸透による試薬の移動の促進などのために、バルブとポンプと内壁上の特殊機能性コーティングとをさらに含みうる。かかるデバイスは、通常、ガラス、プラスチック、または他の固体高分子材料でありうる固体基材中にまたは固体基材として作製され、典型的には、とくに光学的または電気化学的方法により、サンプルおよび試薬の移動の検出およびモニタリングを容易にするために、平面方式を有しうる。マイクロ流体デバイスのフィーチャーは、通常、数百平方マイクロメートル未満の断面寸法を有し、かつ通路は、典型的には、キャピラリー寸法を有し、たとえば、約５００μｍ〜約０．１μｍの最大断面寸法を有する。マイクロフルイディクスデバイスは、典型的には、１μＬ〜１０ｎＬ未満、たとえば、１０ｎＬ〜１００ｎＬの範囲内の体積容量を有する。マイクロフルイディクスデバイスの作製および操作は、参照により組み込まれる次の参照文献、すなわち、Ｒａｍｓｅｙの米国特許第６，００１，２２９号明細書、同第５，８５８，１９５号明細書、同第６，０１０，６０７号明細書、および同第６，０３３，５４６号明細書、Ｓｏａｎｅらの米国特許第５，１２６，０２２号明細書および同第６，０５４，０３４号明細書、Ｎｅｌｓｏｎらの米国特許第６，６１３，５２５号明細書、Ｍａｈｅｒらの米国特許第６，３９９，９５２号明細書、Ｒｉｃｃｏらの国際公開第０２／２４３２２号パンフレット、Ｂｊｏｒｎｓｏｎらの国際公開第９９／１９７１７号パンフレット、Ｗｉｌｄｉｎｇらの米国特許第５，５８７，１２８号明細書、同第５，４９８，３９２号明細書、Ｓｉａ  ｅｔ  ａｌ，Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ，２４：３５６３−３５７６（２００３）、Ｕｎｇｅｒ  ｅｔ  ａｌ，Ｓｃｉｅｎｃｅ，２８８：１１３−１１６（２０００）、Ｅｎｚｅｌｂｅｒｇｅｒらの米国特許第６，９６０，４３７号明細書により例証されるように、当技術分野で周知である。
【００２０】
「サンプル」とは、所定の細胞、粒子、ビーズ、および／またはアナライトの検出または測定が求められる、生物源、環境源、医療源、または患者源に由来する一定量の材料を意味する。サンプルは、組織培養、発酵培養、バイオリアクターなどの天然源または人工源に由来する材料を含みうる。サンプルは、ヒトを含む動物、流体、固体（たとえば、糞便）、または組織、さらには液体および固体の食品および飼料製品および食材、たとえば、乳製品、野菜、肉および肉副産物、ならびに廃棄物を含みうる。サンプルは、患者から採取される物質、たとえば、限定されるものではないが、培養物、血液、唾液、脳脊髄液、胸水、乳、リンパ液、痰、精液、針吸引物などを含みうる。サンプルは、種々の系統の家畜さらには再野生化動物または野生動物、たとえば、限定されるものではないが、有蹄動物、クマ、サカナ、齧歯動物などの動物のすべてから得られうる。サンプルは、表面物質、土壌、水、産業サンプルなどの環境物質、さらには食品加工用および乳加工用の器械、機器、装置、用具、使い捨て可能物品および使い捨て不能物品から得られるサンプルを含みうる。これらの例は、本発明に適用可能なサンプルタイプを限定するものと解釈されるべきではない。「サンプル」、「生物学的サンプル」、および「試料」という用語は、同義的に用いられる。
【００２１】
本発明は、添付の図面と組み合わせて読むと以下の詳細な説明から最もよく理解されうる。図面には以下の図が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ある特定の実施形態に係るマイクロ流体デバイスの上面の図解を示す。
【図２Ａ】ある特定の実施形態に係るマイクロ流体デバイスの上面を示す概略図である。
【図２Ｂ】ある特定の実施形態に係るマイクロ流体デバイスの側面を示す概略図である。
【図３Ａ】ある特定の実施形態に係るマイクロ流体デバイス中のサンプルの成分の検出の図解を示す。
【図３Ｂ】ある特定の実施形態に係るマイクロ流体デバイス中のサンプルの成分の画像強調の図解を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
マイクロ流体デバイスおよびその使用方法を説明する。デバイスは、多孔性コンポーネントとフローチャネルとに連通するサンプル適用部位を含みうる。デバイスの寸法は、サンプルが多孔性エレメントとフローチャネルとを貫通して移送されるように毛管作用を主要な力として提供しうる。デバイスは、検出可能標識で標識されたサンプル中のアナライトまたは成分を精査するために使用されうる。多孔性コンポーネントは、フリットなどの多孔性マトリックスとアッセイ試薬とで構成される。多孔性コンポーネントは、アッセイ試薬用のマトリックスを提供しうるとともに、サンプルとアッセイ試薬とを混合するための蛇行通路を提供するために十分な寸法を有しうる。混合は、受動的また対流的でありうるとともに、多孔性マトリックスを出る際にアッセイ試薬と実質的に均一に混合されたサンプルを提供するために毛管力を超える追加の力を必要としないものでありうる。アッセイ試薬は、規定の時間にわたりサンプル中への試薬たとえば検出可能標識の均一な溶解を提供しうる。
【００２４】
本発明を実施する際、とくに指定がないかぎり、当該技術の範囲内にある分子生物学（組換え技術を含む）、細胞生物学、イムノアッセイ技術、顕微鏡観察、画像解析、および分析化学の従来技術を利用しうる。かかる従来技術としては、蛍光シグナルの検出、画像解析、照明源および光学シグナル検出コンポーネントの選択、生体細胞の標識などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。かかる従来技術および説明は、Ｇｅｎｏｍｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ：Ａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｍａｎｕａｌ  Ｓｅｒｉｅｓ（Ｖｏｌｓ．Ｉ−ＩＶ）、Ｕｓｉｎｇ  Ａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ：Ａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｍａｎｕａｌ、Ｃｅｌｌｓ：Ａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｍａｎｕａｌ、ＰＣＲ  Ｐｒｉｍｅｒ：Ａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｍａｎｕａｌ、およびＭｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｃｌｏｎｉｎｇ：Ａ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｍａｎｕａｌ（すべてＣｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｐｒｅｓｓ刊）、Ｍｕｒｐｈｙ，Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ  ｏｆ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｉｍａｇｉｎｇ（Ｗｉｌｅｙ−Ｌｉｓｓ，２００１）、Ｓｈａｐｉｒｏ，Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｆｌｏｗ  Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ，Ｆｏｕｒｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ（Ｗｉｌｅｙ−Ｌｉｓｓ，２００３）、Ｈｅｒｍａｎ  ｅｔ  ａｌ，Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ，２ｎｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ（Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，１９９８）（それらの開示はそれらの全体があらゆる目的で参照により本明細書に組み込まれる）などの標準的実験マニュアルに見いだされうる。
【００２５】
本発明をより詳細に説明する前に、記載された特定の実施形態に本発明が限定されるものではないことを理解すべきである。なぜなら、それらは変更されうるからである。また、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるので、本明細書で用いられる用語が特定の実施形態を説明することだけを目的としたものにすぎず、限定することを意図したものではないことも理解すべきである。
【００２６】
値の範囲が提供された場合、その範囲の上限と下限との間の各介在値（文脈上明らかに異なる規定がないかぎり下限の１／１０単位まで）およびその指定範囲内の任意の他の指定値または介在値は、本発明の範囲内に包含されるものと理解される。これらのより小さい範囲の上限および下限は、独立して、そのより小さい範囲内に含まれうるものであり、また、その指定範囲内の任意の特定的に除外された限界の制約を受けて、本発明の範囲内に包含される。指定範囲が一方または両方の限界を含む場合、それらの含まれる一方または両方の限界を除外した範囲もまた、本発明に含まれる。
【００２７】
とくに定義されていないかぎり、本明細書で用いられる科学技術用語はすべて、本発明が属する技術分野の当業者により一般に理解されているものと同一の意味を有する。本発明を実施または試験する際、本明細書に記載のものと類似のまたは等価な任意の方法および材料を使用することが可能であるが、代表的な例示的な方法および材料を次に記載する。
【００２８】
本明細書に引用された出版物および特許はすべて、あたかもそれぞれ個々の出版物または特許が具体的かつ個別的に示されて参照により組み込まれたがごとく参照により本明細書に組み込まれ、かつ引用された出版物に示された関連する方法および／または材料を開示ならびに記載すべく参照により本明細書に組み込まれる。いずれの出版物の引用も、本出願日前のその開示に関するものであるが、先行発明に基づいてかかる出版物に先行する権利が本発明に与えられていないことを容認するものとみなされるべきでない。さらに、提供された出版日は、独立して確認の必要がありうる実際の出版日とは異なりうる。
【００２９】
本明細書および添付の特許請求の範囲で用いられる場合、文脈上明らかに異なる規定がないかぎり、単数形の「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」が複数形の参照語を包含することに留意されたい。さらに、いずれかの任意選択の要素を除外するように特許請求の範囲を構成しうることに留意されたい。したがって、この記載は、クレーム要素の列挙との関連で「〜単独」、「〜のみ」などのような排他的用語を用いる場合または「否定的」限定を用いる場合の先行基礎として機能することが意図される。
【００３０】
本開示を読めば当業者には自明であろうが、本明細書に記載および例示された個々の実施形態はそれぞれ、本発明の範囲または趣旨から逸脱することなく他のいくつかの実施形態のいずれかの特徴から容易に分離しうるかまたはそれらと容易に組み合わせうる個別の成分および特徴を有する。挙げられた方法はいずれも、挙げられた事象の順序でまたは論理的に可能な任意の他の順序で行うことが可能である。
【００３１】
以上に概説したように、本開示の態様は、サンプルをアッセイするためのマイクロ流体デバイスを含む。本開示の実施形態のさらなる説明では、最初に対象のマイクロ流体デバイスをより詳細に説明する。次に、主題のマイクロ流体デバイスを利用してサンプルをアッセイする方法を説明する。アナライトに関してサンプルをアッセイすべく主題の方法を実施するために好適なシステムを説明する。キットもまた提供される。
【００３２】
マイクロ流体デバイス
以上に概説したように、本開示の態様は、１種以上のアナライトに関してサンプルをアッセイするためのマイクロ流体デバイスを含む。「アッセイ」という用語は、本明細書では、サンプル中の標的アナライト種の存在の定性的評価またはその量の定量的測定を意味するようにその通常の意味で用いられる。より詳細に以下に記載されるように、主題のマイクロ流体デバイスを用いて多種多様なサンプルをアッセイしうる。いくつかの場合には、サンプルは生物学的サンプルである。「生物学的サンプル」という用語は、生物体、植物体、もしくは菌類体を包含するように、または動物組織の一部、細胞、もしくはある特定の場合には血液、粘液、リンパ液、滑液、脳脊髄液、唾液、気管支肺胞洗浄液、羊水、羊膜帯血、尿、膣液、および精液に見いだされうる成分部分を包含するように、その通常の意味で用いられる。このため、「生物学的サンプル」とは、天然生物またはその組織の一部の両方を意味し、さらには、たとえば、限定されるものではないが、血漿、血清、脊髄液、リンパ液、皮膚切片、気道切片、胃腸管切片、心血管切片、泌尿生殖管切片、涙、唾液、乳、血液細胞、腫瘍、器官を含む、生物またはその組織の一部から調製されるホモジネート、ライセート、または抽出物を意味する。生物学的サンプルは、健常成分または罹患成分（たとえば、癌性成分、悪性成分、壊死性成分など）の両方を含めて任意のタイプの生物物質を含みうる。ある特定の実施形態では、生物学的サンプルは、液体サンプル、たとえば、全血またはその派生物、血漿、涙、汗、尿、精液などであり、いくつかの場合には、サンプルは、全血をはじめとする血液サンプル、たとえば、静脈穿刺または指穿刺から得られる血液である（この場合、アッセイ前に血液を保存剤、抗凝固剤などの任意の試薬と組み合わせてもよいし、そうでなくてもよい）。
【００３３】
ある特定の実施形態では、サンプル源は、「哺乳動物」または「哺乳類」であり、これらの用語は、食肉目動物（たとえば、イヌおよびネコ）、齧歯目動物（たとえば、マウス、モルモット、およびラット）、および霊長動物（たとえば、ヒト、チンパンジー、およびサル）をはじめとする哺乳綱動物に属する生物を記述するように、広義に用いられる。いくつかの場合には、被験者はヒトである。対象の生物学的サンプルは、両方の性別および任意の発達段階のヒト被験者（すなわち、新生児、乳児、年少者、青年、成人）から得られうるとともに、ある特定の実施形態では、ヒト被験者は、年少者、青年、または成人である。本開示はヒト被験者に由来するサンプルに適用されうるが、他の非ヒト動物被験者、たとえば、限定されるものではないが、トリ、マウス、ラット、イヌ、ネコ、家畜、およびウマに由来するサンプルでも、マイクロ流体デバイスを利用しうることを理解すべきである。
【００３４】
本開示の実施形態では、マイクロ流体デバイスは、サンプル適用部位と、サンプル適用部位に流体連通するフローチャネルと、サンプル適用部位とフローチャネルとの間に位置決めされた、多孔性マトリックスとアッセイ試薬とを含有する多孔性コンポーネントとを含む。マイクロ流体デバイスのサンプル適用部位は、５μＬ〜１０００μＬ、たとえば１０μＬ〜９００μＬ、たとえば１５μＬ〜８００μＬ、たとえば２０μＬ〜７００μＬ、たとえば２５μＬ〜６００μＬ、たとえば３０μＬ〜５００μＬ、たとえば４０μＬ〜４００μＬ、たとえば５０μＬ〜３００μＬ、さらには７５μＬ〜２５０μＬの範囲内の体積を有するサンプルを受容するように構成された構造である。フローチャネルへの流体アクセスを直接提供するか、または流体連通を提供する介在コンポーネントを貫通するように提供するかのいずれかであるかぎり、サンプル適用部位は、任意の便利な形状でありうる。いくつかの実施形態では、サンプル適用部位は平面である。他の実施形態では、サンプル適用部位は、凹形、たとえば、サンプル入口オリフィスで終端する逆円錐形である。適用されるサンプルの量およびサンプル適用部位の形状に依存して、サンプル適用部位は０．０１ｍｍ2 〜１０００ｍｍ2 、たとえば０．０５ｍｍ2 〜９００ｍｍ2 、たとえば０．１ｍｍ2 〜８００ｍｍ2 、たとえば０．５ｍｍ2 〜７００ｍｍ2 、たとえば１ｍｍ2 〜６００ｍｍ2 、たとえば２ｍｍ2 〜５００ｍｍ2 、さらには５ｍｍ2 〜２５０ｍｍ2 の範囲内の表面積を有しうる。
【００３５】
マイクロ流体デバイスの入口は、サンプル適用部位とフローチャネルとに流体連通し、かつ任意の好適な形状でありうるとともに、対象の入口の断面形状としては、限定されるものではないが、直線で囲まれた断面形状、たとえば、正方形、長方形、台形、三角形、六角形など、曲線で囲まれた断面形状、たとえば、円形、卵形など、さらには、不規則形状、たとえば、平面状頂部に結合された放物状底部が挙げられる。ノズルオリフィスの寸法は、いくつかの実施形態では、０．０１ｍｍ〜１００ｍｍ、たとえば０．０５ｍｍ〜９０ｍｍ、たとえば０．１ｍｍ〜８０ｍｍ、たとえば０．５ｍｍ〜７０ｍｍ、たとえば１ｍｍ〜６０ｍｍ、たとえば２ｍｍ〜５０ｍｍ、たとえば３ｍｍ〜４０ｍｍ、たとえば４ｍｍ〜３０ｍｍ、さらには５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲内でさまざまでありうる。いくつかの実施形態では、入口は、円形オリフィスであり、かつ入口の直径は、０．０１ｍｍ〜１００ｍｍ、たとえば０．０５ｍｍ〜９０ｍｍ、たとえば０．１ｍｍ〜８０ｍｍ、たとえば０．５ｍｍ〜７０ｍｍ、たとえば１ｍｍ〜６０ｍｍ、たとえば２ｍｍ〜５０ｍｍ、たとえば３ｍｍ〜４０ｍｍ、たとえば４ｍｍ〜３０ｍｍ、さらには５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲内である。したがって、入口の形状に依存して、サンプル入口オリフィスは、０．０１ｍｍ2 〜２５０ｍｍ2 、たとえば０．０５ｍｍ2 〜２００ｍｍ2 、たとえば０．１ｍｍ2 〜１５０ｍｍ2 、たとえば０．５ｍｍ2 〜１００ｍｍ2 、たとえば１ｍｍ2 〜７５ｍｍ2 、たとえば２ｍｍ2 〜５０ｍｍ2 、さらには５ｍｍ2 〜２５ｍｍ2 の範囲内のさまざまな開口部を有しうる。
【００３６】
いくつかの実施形態では、サンプル入口は、サンプル適用部位とフローチャネルとの間に位置決めされた、多孔性マトリックスとアッセイ試薬とを含有する多孔性コンポーネントに流体連通する。「多孔性マトリックス」とは、液体成分が透過するように構成された１つ以上の細孔構造を含有する基材を意味する。いくつかの実施形態では、多孔性マトリックスは、適用サンプル（たとえば、より詳細に以下に考察される生物学的サンプル）と多孔性マトリックス中に存在するアッセイ試薬とを混合するための媒体を提供する相互接続細孔のネットワークを含有する。他の実施形態では、多孔性マトリックスは、サンプルに対して非濾過性の相互接続細孔のネットワークを含有する。「非濾過性」とは、相互接続細孔のネットワークが、多孔性マトリックスを貫通する（すなわち、フローチャネルに至る）サンプルの成分の通過を実質的に制限しないことを意味し、たとえば、多孔性マトリックスの細孔により通過の制限を受けるのは、サンプル成分の１％以下、たとえば０．９％以下、たとえば０．８％以下、たとえば０．７％以下、たとえば０．５％以下、たとえば０．１％以下、たとえば０．０５％以下、たとえば０．０１％以下、たとえば０．００１％以下、さらには多孔性マトリックスの細孔により制限を受けるのは、サンプル成分の０．０００１％以下である。言い換えれば、サンプルの通過後に多孔性マトリックス中に残留するのは、サンプルの１％以下、たとえば０．９％以下、たとえば０．８％以下、たとえば０．７％以下、たとえば０．５％以下、たとえば０．１％以下、たとえば０．０５％以下、たとえば０．０１％以下、たとえば０．００１％以下、さらにはサンプルの通過後に多孔性マトリックス中に残留するのは、サンプルの０．０００１％以下である。別の言い方をすれば、対象の多孔性マトリックスは、サンプルの実質的にすべてが多孔性マトリックスを貫通して通過するように、たとえば、サンプルの９９％以上、たとえば９９．５％以上、たとえば９９．９％以上、たとえば９９．９９％以上、たとえば９９．９９９％以上が多孔性マトリックスを通り抜けるように、さらにはサンプルの９９．９９９９％以上が多孔性マトリックスを貫通して通過するように構成された相互接続細孔のネットワークを含む。ある特定の実施形態では、サンプルのすべて（すなわち１００％）が多孔性マトリックスを通り抜ける。
【００３７】
サンプル適用部位とフローチャネルとの間に位置決めされた多孔性マトリックスは、任意の好適な形状、たとえば、平面多角形、たとえば、限定されるものではないが、円形、卵形、半円形、三日月形、星形、正方形、三角形、偏菱形、五角形、六角形、七角形、八角形、長方形、または他の好適な多角形でありうる。他の実施形態では、対象の多孔性マトリックスは、３次元、たとえば、立方体、円錐体、半球体、星形体、三角柱、長方柱、六角柱、または他の好適な多面体の形状である。ある特定の実施形態では、多孔性マトリックスは円盤形である。他の実施形態では、多孔性マトリックスは円柱形である。多孔性マトリックスの寸法は、いくつかの実施形態では、０．０１ｍｍ〜１００ｍｍ、たとえば０．０５ｍｍ〜９０ｍｍ、たとえば０．１ｍｍ〜８０ｍｍ、たとえば０．５ｍｍ〜７０ｍｍ、たとえば１ｍｍ〜６０ｍｍ、たとえば２ｍｍ〜５０ｍｍ、たとえば３ｍｍ〜４０ｍｍ、たとえば４ｍｍ〜３０ｍｍ、さらには５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲内でさまざまである。いくつかの実施形態では、多孔性マトリックスは、円形であり、かつ多孔性マトリックスの直径は、０．０１ｍｍ〜１００ｍｍ、たとえば０．０５ｍｍ〜９０ｍｍ、たとえば０．１ｍｍ〜８０ｍｍ、たとえば０．５ｍｍ〜７０ｍｍ、たとえば１ｍｍ〜６０ｍｍ、たとえば２ｍｍ〜５０ｍｍ、たとえば３ｍｍ〜４０ｍｍ、たとえば４ｍｍ〜３０ｍｍ、さらには５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲内であり、しかも０．０１ｍｍ〜５０ｍｍ、たとえば０．０５ｍｍ〜４５ｍｍ、たとえば０．１ｍｍ〜４０ｍｍ、たとえば０．５ｍｍ〜３５ｍｍ、たとえば１ｍｍ〜３０ｍｍ、たとえば２ｍｍ〜２５ｍｍ、たとえば３ｍｍ〜２０ｍｍ、たとえば４ｍｍ〜１５ｍｍ、さらには５ｍｍ〜１０ｍｍの高さを有する。
【００３８】
多孔性マトリックスの細孔サイズはまた、生物学的サンプルおよび存在するアッセイ試薬に依存してさまざまでありうるとともに、０．０１μｍ〜２００μｍ、たとえば０．０５μｍ〜１７５μｍ、たとえば０．１μｍ〜１５０μｍ、たとえば０．５μｍ〜１２５μｍ、たとえば１μｍ〜１００μｍ、たとえば２μｍ〜７５μｍ、さらには５μｍ〜５０μｍの範囲内でありうる。いくつかの実施形態では、多孔性マトリックスは、所望の適用サンプルの全部または一部を含有するために十分な細孔容積を有しうる。たとえば、サンプル体積の５０％以上、たとえば５５％以上、たとえば６０％以上、たとえば６５％以上、たとえば７５％以上、たとえば９０％以上、たとえば９５％以上、たとえば９７％以上が多孔性マトリックス内を満たしうるとともに、さらにはサンプル体積の９９％以上が多孔性マトリックス内を満たしうる。ある特定の実施形態では、多孔性マトリックスは、サンプルのすべて（すなわち１００％）を含有するために十分な細孔容積を有する。たとえば、多孔性マトリックスの細孔容積は、０．０１μＬ〜１０００μＬ、たとえば０．０５μＬ〜９００μＬ、たとえば０．１μＬ〜８００μＬ、たとえば０．５μＬ〜５００μＬ、たとえば１μＬ〜２５０μＬ、たとえば２μＬ〜１００μＬ、さらには５μＬ〜５０μＬの範囲内でありうる。いくつかの実施形態では、対象の多孔性マトリックスの空隙率（すなわち、細孔内の空隙体積と全体積との比）は、０．１〜０．９、たとえば０．１５〜０．８５、たとえば０．２〜０．８、たとえば０．２５〜０．７５、たとえば０．３〜０．７、たとえば０．３５〜０．６５、さらには０．４〜０．６の範囲内である。別の言い方をすれば、細孔容積は、多孔性マトリックスの全体積の１０％〜９０％、たとえば１５％〜８５％、たとえば２０％〜８０％、たとえば２５％〜７５％、たとえば３０％〜７０％、たとえば３５％〜６５％、さらには細孔容積は、多孔性マトリックスの全体積の４０％〜６０％である。
【００３９】
いくつかの実施形態では、対象の多孔性マトリックスは、多孔性マトリックスを貫通するサンプルの所定の流速を提供するように構成される。以上で考察したように、サンプルは、多孔性マトリックスの細孔内でアッセイ試薬と混合されうるとともに、毛管作用により多孔性マトリックスを貫流してフローチャネルに至る。ある特定の場合には、多孔性マトリックスは、多孔性マトリックスを貫通してフローチャネルに至る流速が０．０００１μＬ／分以上、たとえば０．０００５μＬ／分以上、たとえば０．００１μＬ／分以上、たとえば０．００５μＬ／分以上、たとえば０．０１μＬ／分以上、たとえば０．０５μＬ／分以上、たとえば０．１μＬ／分以上、たとえば０．５μＬ／分以上、たとえば１μＬ／分以上、たとえば２μＬ／分以上、たとえば３μＬ／分以上、たとえば４μＬ／分以上、たとえば５μＬ／分以上、たとえば１０μＬ／分以上、たとえば２５μＬ／分以上、たとえば５０μＬ／分以上、たとえば１００μＬ／分になるように、さらには多孔性マトリックスを貫流する速度が２５０μＬ／分以上になるように構成される。たとえば、多孔性マトリックスは、０．０００１μＬ／分〜５００μＬ／分、たとえば０．０００５μＬ／分〜４５０μＬ／分、たとえば０．００１μＬ／分〜４００μＬ／分、たとえば０．００５μＬ／分〜３５０μＬ／分、たとえば０．０１μＬ／分〜３００μＬ／分、たとえば０．０５μＬ／分〜２５０μＬ／分、たとえば０．１μＬ／分〜２００μＬ／分、たとえば０．５μＬ／分〜１５０μＬ／分の範囲内の速度でサンプルが多孔性マトリックス（ここでサンプルがアッセイ試薬と混合される）を通り抜けるように、さらには１μＬ／分〜１００μＬ／分の速度でサンプルが多孔性マトリックスを通り抜けるように構成されうる。
【００４０】
いくつかの実施形態では、主題の多孔性マトリックスは、所定の時間にわたってンプルが多孔性マトリックスを通り抜けるように構成される。たとえば、多孔性マトリックスは、一定の時間で、たとえば５秒間以上の持続時間にわたって、たとえば１０秒間以上にわたって、たとえば３０秒間以上にわたって、たとえば６０秒間以上にわたって、たとえば２分間以上にわたって、たとえば３分間以上にわたって、たとえば５分間以上にわたって、たとえば１０分間以上にわたってサンプルが多孔性マトリックスを通り抜ける、さらには３０分間以上の持続時間にわたってサンプルが多孔性マトリックスを通り抜ける細孔構造を有しうる。ある特定の場合には、多孔性マトリックスは、１秒間〜６０分間、たとえば２秒間〜３０分間、たとえば５秒間〜１５分間、たとえば１０秒間〜１０分間、たとえば１５秒間〜５分間、さらには２０秒間〜３分間の範囲内の持続時間にわたってサンプルが多孔性マトリックスを通り抜ける細孔構造を有するように構成される。
【００４１】
多孔性マトリックスは、任意の好適なマクロ多孔性またはマイクロ多孔性の基材でありうるとともに、例としては、限定されるものではないが、セラミックマトリックス、フリットたとえばフリットガラス、高分子マトリックス、さらには有機金属高分子マトリックスが挙げられうる。いくつかの実施形態では、多孔性マトリックスはフリットである。「フリット」という用語は、本明細書では、焼結顆粒状固体たとえばガラスから形成された多孔性組成物を意味するようにその通常の意味で用いられる。フリットは、フリットの調製に使用される焼結顆粒のタイプに依存して、さまざまな化学成分を有しうるとともに、例としては、限定されるものではないが、アルミノシリケート、三酸化ホウ素、ボロホスホシリケートガラス、ボロシリケートガラス、セラミックグレーズ、コバルトガラス、クランベリーガラス、フルオロホスフェートガラス、フルオロシリケートガラス、溶融石英、二酸化ゲルマニウム、金属およびスルフィド埋込みボロシリケート、鉛入りガラス、ホスフェートガラス、五酸化リンガラス、ホスホシリケートガラス、ケイ酸カリウム、ソーダ石灰ガラス、ナトリウムヘキサメタホスフェートガラス、ケイ酸ナトリウム、テルライトガラス、ウランガラス、ビトライト、およびそれらの組合せで構成されたフリットが挙げられうる。いくつかの実施形態では、多孔性マトリックスは、ガラスフリット、たとえば、ボロシリケート、アルミノシリケート、フルオロシリケート、ケイ酸カリウム、またはボロホスホシリケートのガラスフリットである。
【００４２】
いくつかの実施形態では、多孔性マトリックスは多孔性有機ポリマーである。対象の多孔性有機ポリマーは、サンプル体積、サンプル中の成分、さらには存在するアッセイ試薬に依存して、さまざまであり、例としては、限定されるものではないが、多孔性のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオリド（ＰＶＤＦ）、エチルビニルアセテート（ＥＶＡ）、ポリカーボネート、ポリカーボネート合金、ポリウレタン、ポリエーテルスルホン、コポリマー、およびそれらの組合せが挙げられうる。たとえば、対象の多孔性ポリマーとしては、モノマー単位、たとえば、スチレン、モノアルキレンアリレンモノマー、たとえば、エチルスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、およびビニルエチルベンゼン、（メタ）アクリル酸エステル、たとえば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、およびベンジル（メタ）アクリレート、塩素含有モノマー、たとえば、ビニルクロリド、ビニリデンクロリド、およびクロロメチルスチレン、アクリロニトリル化合物、たとえば、アクリロニトリルおよびメタクリロニトリル、ならびにビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ｎ−オクタデシルアクリルアミド、エチレン、プロピレン、およびブテン、ならびにそれらの組合せで構成された、ホモポリマー、ヘテロポリマー、およびコポリマーが挙げられる。
【００４３】
いくつかの実施形態では、多孔性マトリックスは、有機金属ポリマーマトリックス、たとえば、アルミニウム、バリウム、アンチモン、カルシウム、クロム、銅、エルビウム、ゲルマニウム、鉄、鉛、リチウム、リン、カリウム、ケイ素、タンタル、スズ、チタン、バナジウム、亜鉛、ジルコニウムなどの金属を含有する骨格構造を有する有機ポリマーマトリックスである。いくつかの実施形態では、多孔性有機金属マトリックスは、オルガノシロキサンポリマー、たとえば、限定されるものではないが、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビス（トリエトキシシリル）エタン、ビス（トリエトキシシリル）ブタン、ビス（トリエトキシシリル）ペンタン、ビス（トリエトキシシリル）ヘキサン、ビス（トリエトキシシリル）ヘプタン、ビス（トリエトキシシリル）オクタンのポリマー、およびそれらの組合せである。
【００４４】
本開示の実施形態では、多孔性コンポーネントはまた、アッセイ試薬を含む。いくつかの実施形態では、アッセイ試薬は、多孔性マトリックスの細孔内に存在し、かつサンプルが多孔性マトリックスを通り抜ける際に適用サンプルの成分と混合するように構成される。多孔性コンポーネント中に存在する対象のアッセイ試薬は、アナライト特異的結合性メンバー、たとえば、アナライト特異的結合性メンバーの中でもとくに、酵素、抗体、基質、酸化剤を含みうる。ある特定の場合には、アナライト特異的結合性メンバーは結合性ドメインを含む。「特異的結合」または「特異的に結合する」とは、溶液中または反応混合物中の他の分子または部分と対比してドメインの優先的結合（たとえば、同一の結合対の一方の結合対メンバーと他方の結合対メンバーとの優先的結合）を意味する。特異的結合性ドメインは、対象のアナライトの特異的エピトープに結合しうる（たとえば、共有結合または非共有結合で）。ある特定の場合には、特異的結合性ドメインは標的に非共有結合する。たとえば、アナライト特異的結合性メンバーと標的アナライトとのカップリングは、解離定数により、たとえば、１０-5Ｍ以下、１０-6Ｍ以下、たとえば１０-7Ｍ以下、さらには１０-8Ｍ以下、たとえば１０-9Ｍ以下、１０-10 Ｍ以下、１０-11 Ｍ以下、１０Ｍ-12 以下、１０-13Ｍ以下、１０-14 Ｍ以下、１０-15 Ｍ以下、さらには１０-16 Ｍ以下の解離定数により特徴付けられうる。
【００４５】
アナライト特異的結合性メンバーは、生物学的サンプルのタイプおよび対象の成分に依存してさまざまでありうるとともに、例としては、限定されるものではないが、抗体結合剤、タンパク質、ペプチド、ハプテン、核酸、オリゴヌクレオチドが挙げられうる。いくつかの実施形態では、アナライト特異的結合性メンバーは酵素である。酵素の例としては、限定されるものではないが、ホースラディッシュペルオキシダーゼ、ピルビン酸オキシダーゼ、オキサロ酢酸デカルボキシラーゼ、クレアチニンアミドヒドロラーゼ、クレアチンアミジノヒドロラーゼ、サルコシンオキシダーゼ、リンゴ酸デヒドロゲナーゼ、乳酸デヒドロゲナーゼ、ＦＡＤ、ＴＰＰ、Ｐ−５−Ｐ、ＮＡＤＨ、アンプレックスレッド、およびそれらの組合せが挙げられうる。
【００４６】
ある特定の実施形態では、アナライト特異的結合性メンバーは抗体結合剤である。「抗体結合剤」という用語は、本明細書では、対象のアナライトに結合するために十分なポリクロナール抗体またはモノクローナル抗体または抗体フラグメントを意味するようにその通常の意味で用いられる。抗体フラグメントは、たとえば、単量体Ｆａｂフラグメント、単量体Ｆａｂ’フラグメント、または二量体Ｆ（ａｂ）’２フラグメントでありうる。また、抗体工学により産生された分子、たとえば、一本鎖抗体分子（ｓｃＦｖ）、またはキメラ抗体を産生するように重鎖および軽鎖の定常領域の置換えによりもしくはヒト化抗体を産生するように定常領域と可変領域のフレームワーク部分との両方の置換えによりモノクローナル抗体から産生されたヒト化抗体もしくはキメラ抗体も、「抗体結合剤」という用語の範囲内にある。ある特定の実施形態では、アナライト特異的結合性メンバーは、分化クラスター１４（ＣＤ１４）、分化クラスター４（ＣＤ４）、分化クラスター４５ＲＡ（ＣＤ４５ＲＡ）、分化クラスター３（ＣＤ３）などの化合物またはそれらの組合せに特異的に結合する抗体または抗体フラグメントである。
【００４７】
いくつかの実施形態では、アナライト特異的結合性メンバーは検出可能標識にカップリングされる。任意の好適な検出可能標識、たとえば、限定されるものではないが、放射性標識、核磁気共鳴などの分光技術により検出可能な標識、さらには光学検出可能標識、たとえば、ＵＶ−ｖｉｓ分光測定、赤外分光法、過渡吸収分光法、および発光分光法（たとえば、蛍光、燐光、化学発光）により検出可能な標識を利用しうる。ある特定の実施形態では、アナライト特異的結合性メンバーは光学検出可能標識にカップリングされる。一例では、光学検出可能標識はフルオロフォアである。フルオロフォアの例としては、フルオロフォアの中でもとくに、４−アセトアミド−４’−イソチオシアナトスチルベン−２，２’−ジスルホン酸、アクリジンおよび誘導体、たとえば、アクリジン、アクリジンオレンジ、アクリジンイエロー、アクリジンレッド、およびアクリジンイソチオシアネート、５−（２’−アミノエチル）アミノナフタレン−１−スルホン酸（ＥＤＡＮＳ）、４−アミノ−Ｎ−［３−ビニルスルホニルフェニル］ナフタルイミド−３，５−ジスルホネート（ルシファーイエローＶＳ）、Ｎ−（４−アニリノ−１−ナフチル）マレイミド、アントラニルアミド、ブリリアントイエロー、クマリンおよび誘導体、たとえば、クマリン、７−アミノ−４−メチルクマリン（ＡＭＣ、クマリン１２０）、および７−アミノ−４−トリフルオロメチルクマリン（クマリン１５１）、シアニンおよび誘導体、たとえば、シアノシン、Ｃｙ３、Ｃｙ５、Ｃｙ５．５、およびＣｙ７、４’，６−ジアミニジノ−２−フェニルインドール（ＤＡＰＩ）、５’，５”−ジブロモピロガロール−スルホンフタレイン（ブロモピロガロールレッド）、７−ジエチルアミノ−３−（４’−イソチオシアナトフェニル）−４−メチルクマリン、ジエチルアミノクマリン、ジエチレントリアミンペンタアセテート、４，４’−ジイソチオシアナトジヒドロ−スチルベン−２，２’−ジスルホン酸、４，４’−ジイソチオシアナトスチルベン−２，２’−ジスルホン酸、５−［ジメチルアミノ］ナフタレン−１−スルホニルクロリド（ＤＮＳ、ダンシルクロリド）、４−（４’−ジメチルアミノフェニルアゾ）安息香酸（ＤＡＢＣＹＬ）、４−ジメチルアミノフェニルアゾフェニル−４’−イソチオシアネート（ＤＡＢＩＴＣ）、エオシンおよび誘導体、たとえば、エオシンおよびエオシンイソチオシアネート、エリトロシンおよび誘導体、たとえば、エリトロシンＢおよびエリトロシンイソチオシアネート、エチジウム、フルオレセインおよび誘導体、たとえば、５−カルボキシフルオレセイン（ＦＡＭ）、５−（４，６−ジクロロトリアジン−２−イル）アミノフルオレセイン（ＤＴＡＦ）、２’７’，−ジメトキシ−４’，５’−ジクロロ−６−カルボキシフルオレセイン（ＪＯＥ）、フルオレセインイソチオシアネート（ＦＩＴＣ）、フルオレセインクロロトリアジニル、ナフトフルオレセイン、およびＱＦＩＴＣ（ＸＲＩＴＣ）、フルオレスカミン、ＩＲ１４４、ＩＲ１４４６、緑色蛍光タンパク質（ＧＦＰ）、造礁サンゴ蛍光タンパク質（ＲＣＦＰ）、Ｌｉｓｓａｍｉｎｅ（登録商標）、Ｌｉｓｓａｍｉｎｅローダミン、ルシファーイエロー、マラカイトグリーンイソチオシアネート、４−メチルウンベリフェロン、オルトクレゾールフタレイン、ニトロチロシン、パラローザニリン、ナイルレッド、オレゴングリーン、フェノールレッド、Ｂ−フィコエリトリン、ｏ−フタルジアルデヒド、ピレンおよび誘導体、たとえば、ピレン、ピレンブチレート、およびスクシンイミジル１−ピレンブチレート、リアクティブレッド４（Ｃｉｂａｃｒｏｎ（登録商標）ブリリアントレッド３Ｂ−Ａ）、ローダミンおよび誘導体、たとえば、６−カルボキシ−Ｘ−ローダミン（ＲＯＸ）、６−カルボキシローダミン（Ｒ６Ｇ）、４，７−ジクロロローダミンリサミン、ローダミンＢスルホニルクロリド、ローダミン（Ｒｈｏｄ）、ローダミンＢ、ローダミン１２３、ローダミンＸイソチオシアネート、スルホローダミンＢ、スルホローダミン１０１、スルホローダミン１０１のスルホニルクロリド誘導体（テキサスレッド）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−６−カルボキシローダミン（ＴＡＭＲＡ）、テトラメチルローダミン、およびテトラメチルローダミンイソチオシアネート（ＴＲＩＴＣ）、リボフラビン、ロゾール酸およびテルビウムキレート誘導体、キサンテン、ならびにそれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されるものではない。ある特定の実施形態では、フルオロフォアは、蛍光色素、たとえば、ローダミン、クマリン、シアニン、キサンテン、ポリメチン、ピレン、ジピロメテンボロンジフルオリド、ナフタルイミド、フィコビリタンパク質、ペリジニウムクロロフィルタンパク質、それらのコンジュゲートまたはそれらの組合せである。より詳細に以下に記載されるように、フルオロフォアは発光極大、光散乱、吸光係数、蛍光偏光、蛍光寿命、またはそれらの組合せにより検出されうる。
【００４８】
アッセイ試薬中に存在するアナライト特異的結合性メンバーの量は、適用サンプルの体積およびタイプに依存してさまざまでありうる。いくつかの場合には、アナライト特異的結合性メンバーの量は、フローチャネル内に存在するサンプル中のアナライト特異的結合性メンバーの濃度を０．０００１μｇ／ｍＬ〜２５０μｇ／ｍＬ、たとえば０．０００５μｇ／ｍＬ〜２４０μｇ／ｍＬ、たとえば０．００１μｇ／ｍＬ〜２３０μｇ／ｍＬ、たとえば０．００５μｇ／ｍＬ〜２２０μｇ／ｍＬ、たとえば０．０１μｇ／ｍＬ〜２１０μｇ／ｍＬ、たとえば０．０５μｇ／ｍＬ〜２００μｇ／ｍＬ、たとえば０．１μｇ／ｍＬ〜１７５μｇ／ｍＬ、たとえば０．５μｇ／ｍＬ〜１５０μｇ／ｍＬとするために十分なものであり、さらにはアナライト特異的結合性メンバーの量は、フローチャネル内に存在するサンプル中のアナライト特異的結合性メンバーの濃度を１μｇ／ｍＬ〜１００μｇ／ｍＬとするために十分なものである。たとえば、多孔性コンポーネント中に存在するアナライト特異的結合性メンバーの乾燥重量は、０．００１ｎｇ〜５００ｎｇ、たとえば０．００５ｎｇ〜４５０ｎｇ、たとえば０．０１ｎｇ〜４００ｎｇ、たとえば０．０５ｎｇ〜３５０ｎｇ、たとえば０．１ｎｇ〜３００ｎｇ、たとえば０．５ｎｇ〜２５０ｎｇの範囲内、さらにはアナライト特異的結合性メンバーの乾燥質量は、１ｎｇ〜２００ｎｇの範囲内でありうる。
【００４９】
いくつかの実施形態では、多孔性コンポーネントはまた、１種以上の緩衝剤を含む。「緩衝剤」という用語は、たとえば、適用サンプルへのアッセイ試薬の溶解時などに組成物の安定化（すなわち維持）を支援する化合物を意味するようにその通常の意味で用いられる。対象の緩衝剤は、限定されるものではないが、タンパク質、多糖、塩、化学バインダー、およびそれらの組合せを含有しうる。本発明には、液体緩衝剤方式および乾燥緩衝剤方式の両方、たとえば、以下の成分を含む水性組成物またはその脱水物が包含される。
【００５０】
いくつかの実施形態では、緩衝剤は、多糖、たとえば、多糖の中でもとくに、グルコース、スクロース、フルクトース、ガラクトース、マンニトール、ソルビトール、キシリトールなどを含む。いくつかの場合には、緩衝剤は、ＢＳＡなどのタンパク質を含む。さらに他の場合には、対象の緩衝剤は、化学バインダー、たとえば、限定されるものではないが、低分子量デキストラン、シクロデキストリン、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールエステル、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、またはヒアルロン酸、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、Ｎ−ビニルピロリドンのコポリマー、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、デキストラン、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ＰＥＧ／ＰＰＧブロックコポリマー、アクリル酸およびメタクリル酸のホモポリマーおよびコポリマー、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテル、無水マレイン酸系コポリマー、ポリエステル、ポリビニルアミン、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキシド、ポリ（カルボン酸）、ポリアミド、ポリアンヒドリド、ポリホスファゼン、およびそれらの混合物からなる群から選択される他の親水性ポリマーを含む。
【００５１】
ある特定の実施形態では、対象の緩衝剤は、生物学的緩衝剤、たとえば、限定されるものではないが、緩衝剤の中でもとくに、Ｎ−（２−アセトアミド）−アミノエタンスルホン酸（ＡＣＥＳ）、アセテート、Ｎ−（２−アセトアミド）−イミノ二酢酸（ＡＤＡ）、２−アミノエタンスルホン酸（ＡＥＳ）、アンモニア、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール（ＡＭＰ）、２−アミノ−２−メチル−１，３−プロパンジオール（ＡＭＰＤ）、Ｎ−（１，１−ジメチル２−ヒドロキシエチル）−３−アミノ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳＯ）、Ｎ，Ｎ−ビス−（２−ヒドロキシエチル）−２−アミノエタンスルホン酸（ＢＥＳ）、ビカーボネート、Ｎ，Ｎ’−ビス−（２−ヒドロキシエチル）−グリシン、ビス−（２−ヒドロキシエチル）−イミノ］−トリス−（ヒドロキシメチルメタン）（ＢＩＳ−Ｔｒｉｓ）、１，３−ビス［トリス（ヒドロキシメチル）−メチルアミノ］プロパン（ＢＩＳ−Ｔｒｉｓ−プロパン）、ホウ酸、ジメチルアルシン酸、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）、３−（シクロヘキシルアミノ）−プロパンスルホン酸（ＣＡＰＳ）、３−（シクロヘキシルアミノ）−２−ヒドロキシ−１−プロパンスルホン酸（ＣＡＰＳＯ）、カーボネート、シクロヘキシルアミノエタンスルホン酸（ＣＨＥＳ）、シトレート、３−［Ｎ−ビス（ヒドロキシエチル）アミノ］−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸（ＤＩＰＳＯ）、ホルメート、グリシン、グリシルグリシン、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−ピペラジン−Ｎ’エタンスルホン酸（ＨＥＰＥＳ）、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−ピペラジン−Ｎ−３−プロパンスルホン酸（ＨＥＰＰＳ、ＥＰＰＳ）、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−ピペラジン−Ｎ’−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸（ＨＥＰＰＳＯ）、イミダゾール、マレート、マレエート、２−（Ｎ−モルホリノ）−エタンスルホン酸（ＭＥＳ）、３−（Ｎ−モルホリノ）−プロパンスルホン酸（ＭＯＰＳ）、３−（Ｎ−モルホリノ）−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸（ＭＯＰＳＯ）、ホスフェート、ピペラジン−Ｎ，Ｎ’−ビス（２−エタンスルホン酸）（ＰＩＰＥＳ）、ピペラジン−Ｎ，Ｎ’−ビス（２−ヒドロキシプロパンスルホン酸）（ＰＯＰＳＯ）、ピリジン、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、スクシネート、３−｛［トリス（ヒドロキシメチル）−メチル］−アミノ｝−プロパンスルホン酸（ＴＡＰＳ）、３−［Ｎ−トリス（ヒドロキシメチル）−メチルアミノ］−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸（ＴＡＰＳＯ）、２−アミノエタンスルホン酸、ＡＥＳ（タウリン）、トレハロース、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、トリス（ヒドロキシメチル）−メチルアミノ］エタンスルホン酸（ＴＥＳ）、Ｎ−［トリス（ヒドロキシメチル）−メチル］−グリシン（トリシン）、トリス（ヒドロキシメチル）−アミノメタン（Ｔｒｉｓ）、グリセルアルデヒド、マンノース、グルコサミン、マンノヘプツロース、ソルボース−６−ホスフェート、トレハロース−６−リン酸、マレイミド、ヨードアセテート、ナトリウムシトレート、ナトリウムアセテート、リン酸ナトリウム、酒石酸ナトリウム、ナトリウムスクシネート、ナトリウムマレエート、マグネシウムアセテート、クエン酸マグネシウム、リン酸マグネシウム、酢酸アンモニウム、クエン酸アンモニウム、リン酸アンモニウムを含む。
【００５２】
多孔性マトリックス中に存在する各緩衝剤成分の量は、サンプルのタイプおよびサイズならびに利用する多孔性マトリックスのタイプ（以上に記載の無機フリット、多孔性有機ポリマー）に依存してさまざまでありうるとともに、０．００１重量％〜９９重量％、たとえば０．００５重量％〜９５重量％、たとえば０．０１重量％〜９０重量％、たとえば０．０５重量％〜８５重量％、たとえば０．１重量％〜８０重量％、たとえば０．５重量％〜７５重量％、たとえば１重量％〜７０重量％、たとえば２重量％〜６５重量％、たとえば３重量％〜６０重量％、たとえば４重量％〜５５重量％、さらには５重量％〜５０重量％の範囲内でありうる。たとえば、多孔性マトリックス中に存在する緩衝剤の乾燥重量は、０．００１μｇ〜２０００μｇ、たとえば０．００５μｇ〜１９００μｇ、たとえば０．０１μｇ〜１８００μｇ、たとえば０．０５μｇ〜１７００μｇ、たとえば０．１ｎｇ〜１５００μｇ、たとえば０．５μｇ〜１０００μｇの範囲内、さらには緩衝剤の乾燥重量は１μｇ〜５００μｇの範囲内でありうる。
【００５３】
いくつかの実施形態では、多孔性マトリックス中に存在する緩衝剤の全重量は、多孔性マトリックスの空隙体積（すなわち、細孔内体積）に依存し、多孔性マトリックス中の空隙体積１ｍＬ当たりの緩衝剤に換算して０．００１ｇ〜５ｇ、たとえば０．００５ｇ〜４．５ｇ、たとえば０．０１ｇ〜４ｇ、たとえば０．０５ｇ〜３．５ｇ、たとえば０．１ｇ〜３ｇ、たとえば０．５ｇ〜２．５ｇの範囲内、さらには多孔性マトリックス中の空隙体積１ｍＬ当たりの緩衝剤に換算して１ｇ〜２ｇの範囲内である。
【００５４】
一例では、多孔性マトリックス中に存在する緩衝剤はウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）を含む。多孔性マトリックス中に存在する緩衝剤がＢＳＡを含む場合、ＢＳＡの量は、１重量％〜５０重量％、たとえば２重量％〜４５重量％、たとえば３重量％〜４０重量％、たとえば４重量％〜３５重量％、さらには５重量％〜２５重量％の範囲内でさまざまである。たとえば、緩衝剤中のＢＳＡの乾燥重量は、０．００１μｇ〜２０００μｇ、たとえば０．００５μｇ〜１９００μｇ、たとえば０．０１μｇ〜１８００μｇ、たとえば０．０５μｇ〜１７００μｇ、たとえば０．１ｎｇ〜１５００μｇ、たとえば０．５μｇ〜１０００μｇの範囲内、さらにはＢＳＡの乾燥重量は１μｇ〜５００μｇの範囲内でありうる。
【００５５】
他の例では、多孔性マトリックス中に存在する緩衝剤はポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を含む。多孔性マトリックス中に存在する緩衝剤がＰＶＰを含む場合、ＰＶＰの量は、０．０１重量％〜１０重量％、たとえば０．０５重量％〜９重量％、たとえば０．１重量％〜８重量％、たとえば０．５重量％〜７重量％、さらには１重量％〜５重量％の範囲内でさまざまである。たとえば、緩衝剤中のＰＶＰの乾燥重量は、０．００１μｇ〜２０００μｇ、たとえば０．００５μｇ〜１９００μｇ、たとえば０．０１μｇ〜１８００μｇ、たとえば０．０５μｇ〜１７００μｇ、たとえば０．１ｎｇ〜１５００μｇ、たとえば０．５μｇ〜１０００μｇの範囲内、さらにはＰＶＰの乾燥重量は１μｇ〜５００μｇの範囲内でありうる。
【００５６】
さらに他の例では、多孔性マトリックス中に存在する緩衝剤はトレハロースを含む。多孔性マトリックス中に存在する緩衝剤がトレハロースを含む場合、トレハロースの量は、０．００１重量％〜９９重量％、たとえば０．００５重量％〜９５重量％、たとえば０．０１重量％〜９０重量％、たとえば０．０５重量％〜８５重量％、たとえば０．１重量％〜８０重量％、たとえば０．５重量％〜７５重量％、たとえば１重量％〜７０重量％、たとえば２重量％〜６５重量％、たとえば３重量％〜６０重量％、たとえば４重量％〜５５重量％、さらには５重量％〜５０重量％の範囲内でさまざまである。たとえば、緩衝剤中のトレハロースの乾燥重量は、０．００１μｇ〜２０００μｇ、たとえば０．００５μｇ〜１９００μｇ、たとえば０．０１μｇ〜１８００μｇ、たとえば０．０５μｇ〜１７００μｇ、たとえば０．１ｎｇ〜１５００μｇ、たとえば０．５μｇ〜１０００μｇの範囲内、さらにはトレハロースの乾燥重量は１μｇ〜５００μｇの範囲内でありうる。
【００５７】
ある特定の実施形態では、多孔性マトリックス中に存在する緩衝剤は、ＢＳＡ、トレハロース、およびポリビニルピロリドンを含む。たとえば、緩衝剤は、ＢＳＡ：トレハロース：ＰＶＰの重量比が１：１：１〜２５：１００：１の範囲内で、ＢＳＡ、トレハロース、およびポリビニルピロリドンを含みうる。ある特定の場合には、ＢＳＡ：トレハロース：ＰＶＰの重量比は２１：９０：１である。
【００５８】
いくつかの実施形態では、緩衝剤は１種以上の錯化剤をさらに含みうる。「錯化剤」とは、サンプルとアッセイ試薬との混合を支援するとともにイオン（たとえば、鉄イオンまたは他のイオン）を固定したり混合時の沈殿物の形成を防止したりするように機能する作用剤を意味するように、その通常の意味で用いられるものである。錯化剤は、金属イオンと錯体を形成可能な作用剤でありうる。いくつかの場合には、錯化剤は、キレート化剤、たとえば、エチレンジアミンテトラアセチック酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）、エチレンジアミンジアセテート（ＥＤＤＡ）、エチレンジアミンジ（ｏ−ヒドロキシフェニル酢酸）（ＥＤＤＨＡ）、ヒドロキシエチルエチレンジアミン−三酢酸（ＨＥＤＴＡ）、シクロヘキサン−ジアミン四酢酸（ＣＤＴＡ）、エチレングリコール−ビス−（β−アミノエチルエーテル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−四酢酸（ＥＧＴＡ）、２，３−ジメルカプトプロパン−１−スルホン酸（ＤＭＰＳ）、２，３−ジメルカプトコハク酸（ＤＭＳＡ）などである。天然に存在するキレート化剤も利用しうる。天然に存在するキレート化剤とは、キレート化剤が、天然に存在するキレート化剤であること、すなわち、最初にヒトが介入することにより合成された作用剤ではないことを意味する。天然に存在するキレート化剤は低分子量キレート化剤でありうる。低分子量キレート化剤とは、キレート化剤の分子量が約２００ダルトンを超えないことを意味する。ある特定の実施形態では、キレート化剤の分子量は約１００ダルトン超である。いくつかの実施形態では、対象のアッセイ試薬はエチレンジアミンテトラアセチック酸（ＥＤＴＡ）を含む。キレート化剤が多孔性マトリックス中に存在する場合、キレート化剤の量は、０．００１重量％〜１０重量％、たとえば０．００５重量％〜９．５重量％、たとえば０．０１重量％〜９重量％、たとえば０．０５重量％〜８．５重量％、たとえば０．１重量％〜８重量％、たとえば０．５重量％〜７．５重量％、さらには１重量％〜７重量％の範囲内でありうる。たとえば、アッセイ試薬中のキレート化剤の乾燥重量は、０．００１μｇ〜２０００μｇ、たとえば０．００５μｇ〜１９００μｇ、たとえば０．０１μｇ〜１８００μｇ、たとえば０．０５μｇ〜１７００μｇ、たとえば０．１ｎｇ〜１５００μｇ、たとえば０．５μｇ〜１０００μｇの範囲内、さらにはキレート化剤の乾燥重量は１μｇ〜５００μｇの範囲内でありうる。
【００５９】
多孔性マトリックスの全部または一部は、アッセイ試薬および緩衝剤成分を含有しうる。たとえば、多孔性マトリックスの５％以上、たとえば１０％以上、たとえば２５％以上、たとえば５０％以上、たとえば７５％以上、たとえば９０％以上、たとえば９５％以上、さらには９９％以上は、アッセイ試薬および緩衝剤成分を含有しうる。ある特定の実施形態では、全多孔性マトリックスがアッセイ試薬および緩衝剤成分を含有する。アッセイ試薬および緩衝剤成分は、多孔性マトリックス全体にわたり均一に分布されうるか、または多孔性マトリックス内の離散位置に位置決めされうるか、またはそれらのいくつかの組合せでありうる。たとえば、一例では、アッセイ試薬および緩衝剤成分は、多孔性マトリックス全体にわたり均一に分布される。他の例では、アッセイ試薬および緩衝剤成分は、０．１ｍｍ以上、たとえば０．５ｍｍ以上、たとえば１ｍｍ以上の間隔の離散増分で、多孔性マトリックス中の離散位置に位置決めされ、さらには多孔性マトリックスは多孔性マトリックスの２ｍｍ以上の間隔で位置決めされる。さらに他の例では、アッセイ試薬および緩衝剤成分は、多孔性マトリックスの第１の半体全体にわたり均一にかつ多孔性マトリックスの第２の半体に沿って離散増分で分布されうる。ある特定の実施形態では、アッセイ試薬および緩衝剤成分は、勾配部として多孔性マトリックス中に位置決めされ、アッセイ試薬および緩衝剤成分の量は、基端（たとえば、サンプル適用部位のより近傍）から先端（たとえば、フローチャネルのより近傍）に向って増加する。一例では、アッセイ試薬の量は、多孔性マトリックスを貫通するサンプル流路に沿って線形的に増加する。他の例では、アッセイ試薬および緩衝剤成分の量は、多孔性マトリックスを貫通するサンプル流路に沿って指数的に増加する。
【００６０】
アッセイ試薬および緩衝剤成分は、液体や乾燥固体などの任意の好適な物理的状態で多孔性コンポーネント中に存在しうるか、または凍結乾燥状態でありうる。いくつかの実施形態では、アッセイ試薬および緩衝剤成分は、乾燥固体として存在する。他の実施形態では、アッセイ試薬および緩衝剤成分は凍結乾燥状態である。アッセイ試薬および緩衝剤成分の全部または一部は、同一の物理的状態でありうる。たとえば、アッセイ試薬および緩衝剤成分の５％以上、たとえば１０％以上、たとえば２５％以上、たとえば５０％以上、たとえば７５％以上、たとえば９０％以上、さらにはアッセイ試薬および緩衝剤成分の９５％以上は、乾燥固体として多孔性マトリックス中に存在しうる。いくつかの実施形態では、アッセイ試薬および緩衝剤成分の５％以上、たとえば１０％以上、たとえば２５％以上、たとえば５０％以上、たとえば７５％以上、たとえば９０％以上は凍結乾燥状態であり、さらにはアッセイ試薬および緩衝剤成分の９５％以上は凍結乾燥状態である。
【００６１】
本開示の実施形態では、フローチャネルは、多孔性コンポーネントに近接してかつ多孔性マトリックス中でアッセイ試薬および緩衝剤成分と混合されたサンプルに流体連通して、位置決めされる。より詳細に以下に考察されるように、サンプルは、力（たとえば、遠心力、静電力、毛管作用）により、多孔性マトリックスを通り抜けてその中のアッセイ試薬と混合され、フローチャネル内に入る。いくつかの実施形態では、フローチャネルは、１つ以上の壁で囲まれた長尺状チャネルである。サンプルのサイズに依存して、フローチャネルはさまざまでありうる。いくつかの実施形態では、フローチャネルは線形である。他の実施形態では、フローチャネルは非線形である。たとえば、フローチャネルは、曲線形、円形、巻線形、撚線形でありうるか、または、螺旋形の構成を有しうる。
【００６２】
フローチャネルの長さは、１０ｍｍ〜１０００ｍｍ、たとえば１５ｍｍ〜９５０ｍｍ、たとえば２０ｍｍ〜９００ｍｍ、たとえば２０ｍｍ〜８５０ｍｍ、たとえば２５ｍｍ〜８００ｍｍ、たとえば３０ｍｍ〜７５０ｍｍ、たとえば３５ｍｍ〜７００ｍｍ、たとえば４０ｍｍ〜６５０ｍｍ、たとえば４５ｍｍ〜６００ｍｍ、たとえば５０ｍｍ〜５５０ｍｍ、さらには１００ｍｍ〜５００ｍｍの範囲内で、さまざまでありうる。
【００６３】
いくつかの実施形態では、フローチャネルの断面形状は、さまざまでありうるとともに、断面形状の例としては、限定されるものではないが、直線で囲まれた断面形状、たとえば、正方形、長方形、台形、三角形、六角形など、曲線で囲まれた断面形状、たとえば、円形、卵形など、さらには、不規則形状、たとえば、平面状頂部に結合された放物状底部などが挙げられる。いくつかの実施形態では、フローチャネルの断面寸法は、０．０１ｍｍ〜２５ｍｍ、たとえば０．０５ｍｍ〜２２．５ｍｍ、たとえば０．１ｍｍ〜２０ｍｍ、たとえば０．５ｍｍ〜１７．５ｍｍ、たとえば１ｍｍ〜１５ｍｍ、たとえば２ｍｍ〜１２．５ｍｍ、たとえば３ｍｍ〜１０ｍｍ、さらには５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内で、さまざまでありうる。たとえば、フローチャネルが円柱形である場合、フローチャネルの直径は、０．０１ｍｍ〜２５ｍｍ、たとえば０．０５ｍｍ〜２２．５ｍｍ、たとえば０．１ｍｍ〜２０ｍｍ、たとえば０．５ｍｍ〜１５ｍｍ、たとえば１ｍｍ〜１０ｍｍ、さらには３ｍｍ〜５ｍｍの範囲内でありうる。
【００６４】
長さと断面高さとの比は、２〜５０００、たとえば３〜２５００、たとえば４〜２０００、たとえば５〜１５００、たとえば１０〜１０００、たとえば１５〜７５０、さらには２５〜５００の範囲内で、さまざまでありうる。いくつかの場合には、長さと断面高さとの比は１０である。他の場合には、長さと断面高さとの比は１５である。さらに他の場合には、長さと断面高さとの比は２５である。
【００６５】
いくつかの実施形態では、フローチャネルは、標的アナライトの寸法と実質的に等価な断面高さを有するように構成される。標的アナライトの寸法と「実質的に等価」とは、フローチャネルの高さまたは幅の少なくとも一方が、標的アナライトのサイズと５％以下、たとえば４％以下、たとえば３％以下、たとえば２％以下、たとえば１％以下、たとえば０．５％以下、たとえば０．１％以下、さらには０．０１％以下異なることを意味する。これらの実施形態では、フローチャネルの断面寸法は、標的アナライトのサイズと実質的に同一であり、かつ標的アナライトは、一度に１つのアナライトがフローチャネルを貫流するように構成される。ある特定の場合には、標的アナライト、白血球または赤血球などの細胞である。いくつかの実施形態では、フローチャネルは、赤血球の直径と実質的に等価な断面高さを有するように構成される。他の実施形態では、フローチャネルは、白血球の直径と実質的に等価な断面高さを有するように構成される。
【００６６】
本開示の実施形態では、フローチャネルは、５μＬ〜５０００μＬ、たとえば１０μＬ〜４０００μＬ、たとえば１５μＬ〜３０００μＬ、たとえば２０μＬ〜２０００μＬ、たとえば２５μＬ〜１０００μＬ、たとえば３０μＬ〜５００μＬ、たとえば４０μＬ〜４００μＬ、たとえば５０μＬ〜３００μＬ、さらには７５μＬ〜２５０μＬの範囲内の体積を有するサンプルを受容し保持するように構成された構造である。
【００６７】
いくつかの実施形態では、フローチャネルは、キャピラリーチャネルであり、かつ毛管作用により液体サンプルがフローチャネルを貫通して移動するように構成される。「毛管作用」という用語は、本明細書では、重力の助けを借りずに（ときには重力に抗して）液体（すなわち凝集）と細いチャネルの周囲壁（すなわち接着）との分子間力による液体の移動を意味するように、その通常の意味で用いられる。これらの実施形態では、フローチャネルの断面幅は、フローチャネル内にサンプルの毛管作用を提供するために十分なものであり、０．１ｍｍ〜２０ｍｍ、たとえば０．５ｍｍ〜１５ｍｍ、たとえば１ｍｍ〜１０ｍｍ、さらには３ｍｍ〜５ｍｍの範囲内の幅を有しうる。
【００６８】
いくつかの実施形態では、フローチャネルは１つ以上の光透過性壁を含む。「光透過性」とは、フローチャネルの壁がそれを通る１つ以上の波長の光の伝搬を可能にすることを意味する。いくつかの実施形態では、フローチャネルの壁は、紫外光、可視光、および近赤外光の１つ以上に対して光透過性である。一例では、フローチャネルは、紫外光に対して光透過性である。他の例では、フローチャネルは、可視光に対して光透過性である。さらに他の例では、フローチャネルは、近赤外光に対して光透過性である。さらに他の例では、フローチャネルは、紫外光および可視光に対して透過性である。さらに他の例では、フローチャネルは、可視光および近赤外光に対して透過性である。さらに他の例では、フローチャネルは、紫外光、可視光、および近赤外光に対して透過性である。フローチャネル壁の所望の透過性に依存して、光透過性壁は、任意の好適な材料、たとえば、石英、ガラス、または高分子、たとえば、限定されるものではないが、光透過性ポリマー、たとえば、光透過性ポリマーの中でもとくに、アクリル、アクリル／スチレン、シクロオレフィンポリマー、ポリカーボネート、ポリエステル、およびポリスチレンでありうる。
【００６９】
本開示の実施形態では、マイクロ流体デバイスのサンプル適用部位は、５μＬ〜１０００μＬ、たとえば１０μＬ〜９００μＬ、たとえば１５μＬ〜８００μＬ、たとえば２０μＬ〜７００μＬ、たとえば２５μＬ〜６００μＬ、たとえば３０μＬ〜５００μＬ、たとえば４０μＬ〜４００μＬ、たとえば５０μＬ〜３００μＬ、さらには７５μＬ〜２５０μＬの範囲内の体積を有するサンプルを受容するように構成された構造である。フローチャネルへの流体アクセスを直接提供するか、または流体連通を提供する介在コンポーネントを貫通するように提供するかのいずれかであるかぎり、サンプル適用部位は、任意の便利な形状でありうる。いくつかの実施形態では、サンプル適用部位は平面である。他の実施形態では、サンプル適用部位は、凹形、たとえば、サンプル入口オリフィスで終端する逆円錐形である。適用されるサンプルの量およびサンプル適用部位の形状に依存して、サンプル適用部位は０．０１ｍｍ2 〜１０００ｍｍ2 、たとえば０．０５ｍｍ2 〜９００ｍｍ2 、たとえば０．１ｍｍ2 〜８００ｍｍ2 、たとえば０．５ｍｍ2 〜７００ｍｍ2 、たとえば１ｍｍ2 〜６００ｍｍ2 、たとえば２ｍｍ2 〜５００ｍｍ2 、さらには５ｍｍ2 〜２５０ｍｍ2 の範囲内の表面積を有しうる。
【００７０】
マイクロ流体デバイスの入口は、サンプル適用部位とフローチャネルとに流体連通し、かつ任意の好適な形状でありうるとともに、対象の入口の断面形状としては、限定されるものではないが、直線で囲まれた断面形状、たとえば、正方形、長方形、台形、三角形、六角形など、曲線で囲まれた断面形状、たとえば、円形、卵形など、さらには、不規則形状、たとえば、平面状頂部に結合された放物状底部が挙げられる。ノズルオリフィスの寸法は、いくつかの実施形態では、０．０１ｍｍ〜１００ｍｍ、たとえば０．０５ｍｍ〜９０ｍｍ、たとえば０．１ｍｍ〜８０ｍｍ、たとえば０．５ｍｍ〜７０ｍｍ、たとえば１ｍｍ〜６０ｍｍ、たとえば２ｍｍ〜５０ｍｍ、たとえば３ｍｍ〜４０ｍｍ、たとえば４ｍｍ〜３０ｍｍ、さらには５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲内でさまざまでありうる。いくつかの実施形態では、入口は、円形オリフィスであり、かつ入口の直径は、０．０１ｍｍ〜１００ｍｍ、たとえば０．０５ｍｍ〜９０ｍｍ、たとえば０．１ｍｍ〜８０ｍｍ、たとえば０．５ｍｍ〜７０ｍｍ、たとえば１ｍｍ〜６０ｍｍ、たとえば２ｍｍ〜５０ｍｍ、たとえば３ｍｍ〜４０ｍｍ、たとえば４ｍｍ〜３０ｍｍ、さらには５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲内である。したがって、入口の形状に依存して、サンプル入口オリフィスは、０．０１ｍｍ2 〜２５０ｍｍ2 、たとえば０．０５ｍｍ2 〜２００ｍｍ2 、たとえば０．１ｍｍ2 〜１５０ｍｍ2 、たとえば０．５ｍｍ2 〜１００ｍｍ2 、たとえば１ｍｍ2 〜７５ｍｍ2 、たとえば２ｍｍ2 〜５０ｍｍ2 、さらには５ｍｍ2 〜２５ｍｍ2 の範囲内のさまざまな開口部を有しうる。
【００７１】
いくつかの実施形態では、主題のマイクロ流体デバイスはベントチャネルを含む。対象のベントチャネルは、多種多様な構成を有しうるとともに、ベント出口（たとえば、サンプル適用部位に近接して位置決めされる）をフローチャネルの先端（すなわち、サンプル適用部位から最も離れている）に流体連通するように構成される。ベントチャネルは、フローチャネルについて先に記載したものと同様に、幅よりも長い長さを有する構成を含む長尺状構造でありうる。長さと幅との比はさまざまでありうるが、いくつかの場合には、長さと幅との比は、５〜２０００、たとえば１０〜２００、さらには５０〜６０の範囲内である。いくつかの場合には、ベントチャネルの長さは、５ｍｍ〜２００ｍｍ、たとえば１０ｍｍ〜１００ｍｍ、さらには５０ｍｍ〜７５ｍｍの範囲内である。いくつかの場合には、対象のベントチャネルは、マイクロメートルサイズの長さの断面寸法を有し、たとえば、最大断面寸法（たとえば、管状チャネルの場合の直径）は、０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、たとえば０．５ｍｍ〜５ｍｍ、さらには１ｍｍ〜２ｍｍの範囲内である。いくつかの場合には、ベントチャネルの幅は、０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、たとえば０．５ｍｍ〜５ｍｍ、さらには１ｍｍ〜２ｍｍの範囲内である。いくつかの場合には、チャネルの高さは、０．５ｍｍ〜５ｍｍ、たとえば０．２ｍｍ〜２ｍｍ、さらには０．５ｍｍ〜１ｍｍの範囲内である。ベントチャネルの断面形状はさまざまでありうるが、いくつかの場合には、対象のベントチャネルの断面形状としては、限定されるものではないが、直線で囲まれた断面形状、たとえば、正方形、長方形、台形、三角形、六角形など、曲線で囲まれた断面形状、たとえば、円形、卵形など、さらには、不規則形状、たとえば、平面状頂部に結合された放物状底部が挙げられる。いくつかの実施形態では、ベントチャネルの断面寸法は、０．０１ｍｍ〜２５ｍｍ、たとえば０．０５ｍｍ〜２２．５ｍｍ、たとえば０．１ｍｍ〜２０ｍｍ、たとえば０．５ｍｍ〜１７．５ｍｍ、たとえば１ｍｍ〜１５ｍｍ、たとえば２ｍｍ〜１２．５ｍｍ、たとえば３ｍｍ〜１０ｍｍ、さらには５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内で、さまざまでありうる。たとえば、ベントチャネルが円柱形である場合、ベントチャネルの直径は、０．０１ｍｍ〜２５ｍｍ、たとえば０．０５ｍｍ〜２２．５ｍｍ、たとえば０．１ｍｍ〜２０ｍｍ、たとえば０．５ｍｍ〜１５ｍｍ、たとえば１ｍｍ〜１０ｍｍ、さらには３ｍｍ〜５ｍｍの範囲内でありうる。
【００７２】
主題のマイクロ流体デバイスがベントチャネルを含む場合、フローチャネルは、疎水性領域によりベントチャネルから分離されうる。疎水性領域とは、水による湿潤に対して耐性を有する領域またはドメインを意味し、たとえば、それは水性媒体を撥く。疎水性領域は、キャピラリーチャネルの表面の表面エネルギーよりも低い表面エネルギーを有しうる。表面エネルギーの差の大きさは、いくつかの場合には、５ダイン／ｃｍ〜５００ダイン／ｃｍ、たとえば１０ダイン／ｃｍ〜３０ダイン／ｃｍの範囲内で、さまざまでありうる。疎水性領域の表面エネルギーはまた、いくつかの場合には、たとえば、ＡＳＴＭ規格Ｄ２５７８に記載のプロトコルを用いて測定したとき２０ダイン／ｃｍ〜６０ダイン／ｃｍ、たとえば３０ダイン／ｃｍ〜４５ダイン／ｃｍの範囲内で、さまざまでありうる。疎水性領域の寸法は、疎水性領域を通過するサンプルの液体フローを完全ではないとしても少なくとも部分的には妨害するように構成される。疎水性領域の寸法は、いくつかの場合には、０．０１ｍｍ2 〜１００ｍｍ2 、たとえば０．０５ｍｍ2 〜９０ｍｍ2 、たとえば０．１ｍｍ2 〜８０ｍｍ2 、たとえば０．５ｍｍ2 〜７５ｍｍ2 、さらには１ｍｍ2 〜５０ｍｍ2 の範囲内の表面積を有して、さまざまでありうる。
【００７３】
図１を参照すると、Ｇｏｌｄｂｅｒｇの米国特許出願公開第２００８／０２１２０６９号明細書に記載のイメージング機器などを用いてある特定の実施形態に従ってサンプルをアッセイするためのマイクロ流体デバイスが示されている。図１は、サンプル適用部位（１）と、多孔性コンポーネント（多孔性エレメント２）と、フローチャネル（たとえば、キャピラリーチャネル３）とを有するマイクロ流体デバイスの例を示している。図１に示されるように、マイクロ流体デバイスはまた、疎水性接合部（４）とベントチャネル（５）とを含む。フローチャネル内のサンプルを可視化するために、この例は、光透過性壁（６）を有するフローチャネルを示している。サンプル適用部位は、生物学的流体（たとえば、血液、唾液、血清、精液、血漿等）などの流体サンプルを受容するために構成する。いくつかの実施形態では、サンプルは血液サンプルである。以上で考察したように、サンプル適用部位は、サンプルの流体が多孔性コンポーネントを貫通して方向付けられるように多孔性コンポーネントに流体連通する。多孔性コンポーネントは、サンプルが多孔性エレメントを貫通して方向付けられるようにチャンバ内またはチャネル内に配設されうる。多孔性エレメントは、デバイスに取り付けられたチャンバ内にまたはキャピラリーもしくは他のチャネルに沿って配設されたマイクロ流体デバイス壁と同じ高さでありうる。いくつかの実施形態では、サンプル適用部位および多孔性コンポーネントは、毛管力によりサンプルのフローがサンプル適用部位から多孔性コンポーネントの多孔性マトリックスおよびキャピラリーチャネルを貫通するように構成されるが、サンプル移動の他の手段が可能である。サンプルが多孔性エレメントを貫通して移送されるように、遠心力、静電力、または任意の他の力を単独でまたは毛管力と組み合わせて使用しうる。サンプル適用部位は、ピペットなどの任意の手段により、またはヒトの指穿刺血サンプルなどで生物から直接、分注されるサンプルの適用を支援しうる。
【００７４】
いくつかの実施形態では、多孔性コンポーネントは、アッセイ混合物用のマトリックスとして機能する、複数のマイクロチャネルで構成された多孔性フリットを含む。以上に記載したように、マイクロチャネルは、全フリット体積の４０％〜６０％のフリット内空隙体積を形成しうる。いくつかの実施形態では、フリットは約１０μＬの体積を占有しうるとともに、全空隙体積は４μＬ〜６μＬでありうる。いくつかの実施形態では、細孔は、細胞または１５ミクロン〜２０ミクロンまでの他の対象物の濾過を行うことなく、乾燥試薬の懸濁に十分な表面積および混合用の蛇行通路を提供するように、できるかぎり細くする。アッセイ混合物は、フリットの空隙体積内で乾燥状態または他の保存状態でありうるとともに、緩衝剤成分と、サンプル中の１種以上の標的またはアナライトに結合する検出可能標識などの１種以上の試薬とを含みうる。緩衝剤成分は、規定の時間にわたりサンプル中への試薬の均一な溶解速度を提供しうる。緩衝剤成分は、タンパク質、糖、および／または化学バインダーの任意の組合せを含みうる。タンパク質成分は、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）などのアルブミンでありうる。糖は、単糖、二糖、多糖などの任意の糖でありうる。たとえば、スクロース、マンニトール、トレハロース（たとえば、Ｄ+ トレハロース）は、多孔性フリット中のバイオ分子または他の試薬を安定化してバイオ分子などの試薬の保護を行いうる。凍結乾燥状態または保存状態の試薬の開発では、安定性を向上させるために、および試薬または他のバイオ分子の均一な溶解を提供するために、およびそのほかにデバイス中の試薬の貯蔵寿命を延長するために、タンパク質または糖質（糖およびポリオール）を配合物に付加しうる。
【００７５】
低分子量デキストラン、シクロデキストリン、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールエステル、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、またはヒアルロン酸、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、Ｎ−ビニルピロリドンのコポリマー、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、デキストラン、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ＰＥＧ／ＰＰＧブロックコポリマー、アクリル酸およびメタクリル酸のホモポリマーおよびコポリマー、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテル、無水マレイン酸系コポリマー、ポリエステル、ポリビニルアミン、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキシド、ポリ（カルボン酸）、ポリアミド、ポリアンヒドリド、ポリホスファゼン、およびそれらの混合物からなる群から選択される他の親水性ポリマーは、試薬を安定化させるためにおよびサンプル中への試薬の連続溶解を支援するために、使用されうる。
【００７６】
緩衝剤成分は、サンプル中への試薬の連続溶解を提供するために、適切な比および濃度で集合されうる。緩衝剤成分の全量は、多孔性フリットの空隙体積に依存しうる。いくつかの実施形態では、緩衝剤成分（たとえば、ＢＳＡ、トレハロース、およびＰＶＰ）の合計重量は、０．０１グラム／μＬ〜２グラム／μＬフリット空隙体積、たとえば０．１グラム／μＬ空隙体積でありうる。いくつかの実施形態では、本発明に係る緩衝剤成分は、２１：９０：１程度のＢＳＡ：トレハロース：ＰＶＰの重量比を含有しうる。緩衝剤成分の重量比は、所定の時間にわたり液体サンプル中への試薬の均一な溶解が維持されるかぎり、５％、１０％、または２０％程度の変動でありうる。所定の時間は、サンプル中への試薬の均一な溶解が維持される数秒間または数分間程度、たとえば、５秒間〜５分間または２０秒間〜３分間または１分間〜２分間でありうる。これにより、キャピラリーチャネル全体にわたるサンプル中の未結合試薬の分布の均一性およびサンプル精査が改善される。未反応試薬の濃度は、典型的には、キャピラリーチャネル全体にわたり１％、５％、１０％、２０％、または５０％よりも少ない偏りでありうる。いくつかの実施形態では、緩衝剤成分は、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、２−（Ｎ−モルホリノ）エタンスルホン酸（ＭＥＳ）などの成分、またはアッセイの過程でサンプルまたは試薬の安定性を維持するために有用な任意の他の材料を含有しうる。アッセイ混合物は、サンプルとの反応のために、酵素、基質、触媒、またはそれらの任意の組合せを含みうる（たとえば、ホースラディッシュペルオキシダーゼ、ピルビン酸オキシダーゼ、オキサロ酢酸デカルボキシラーゼ、クレアチニンアミドヒドロラーゼ、クレアチンアミジノヒドロラーゼ、サルコシンオキシダーゼ、リンゴ酸デヒドロゲナーゼ、乳酸デヒドロゲナーゼ、ＦＡＤ、ＴＰＰ、Ｐ−５−Ｐ、ＮＡＤＨ、アンプレックスレッド）。アッセイ混合物の他の成分は、サンプルおよび／またはアッセイ混合物（たとえば、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース）のｐＨ、溶解速度、または安定性を調節するために使用されうる。サンプルが多孔性エレメントを貫流する際、マイクロチャネルによりサンプルと試薬との混合が提供され、一方、多孔性マトリックスから流出してフローチャネルに流入する際、試薬の均一な溶解速度により未反応試薬の実質的に均一な分布が提供される。
【００７７】
以上で考察したように、アッセイ試薬は、生物学的サンプル中の所望のアナライトとの反応または結合が可能な任意の材料を含みうる。いくつかの実施形態では、試薬は、サンプル中の成分、たとえば、サンプル中の特異的細胞表面標的に結合する抗体または抗体フラグメントである。アッセイ混合物中には１種以上の異なる試薬が存在しうる。いくつかの実施形態では、抗体または抗体フラグメントは、細胞標的、たとえば、ＣＤ１４、ＣＤ４、ＣＤ４５ＲＡ、ＣＤ３、またはそれらの任意の組合せに特異的に結合しうる。抗体または抗体フラグメントは、色素または他の検出可能標識、たとえば、蛍光色素または磁性粒子にコンジュゲートされうる。いくつかの実施形態では、検出可能標識は、ローダミン、クマリン、シアニン、キサンテン、ポリメチン、ピレン、ジピロメテンボロンジフルオリド、ナフタルイミド、フィコビリタンパク質、ペリジニウムクロロフィルタンパク質、それらのコンジュゲートおよびそれらの組合せを含む群から選択される色素である。いくつかの実施形態では、色素は、フィコエリトリン（ＰＥ）、フィコエリトリン−シアニン５（ＰＥ−ｃｙ５）、またはアロフィコシアニン（ＡＰＣ）でありうる。検出可能標識は、いずれにせよ、磁性、燐光性、蛍光性、または光学活性でありうる。
【００７８】
図１に示されように、ある特定の実施形態に係る対象のマイクロ流体デバイスは、幅および長さの寸法が大きくかつ高さが（ａ）検出器の対物レンズの被写界深度と実質的に等価であるかまたは（ｂ）サンプル中の分析される細胞よりもわずかに大きいかのいずれかであるフラットジオメトリーを有するキャピラリーチャンバを含む。サンプルは、マイクロ流体デバイス中の１つ以上の透過性壁を介して光学精査されうる。サンプル中の未反応試薬の一様分布により、透過性壁の長さに沿ったバックグラウンドシグナルの観測が改善される。このため、バックグラウンドを超える検出可能シグナルの濃度を観測する際、有利なことに結合試薬の検出がより容易になる。
【００７９】
マイクロ流体デバイス（１００）の他の例は図２Ａおよび図２Ｂ中でより詳細に例示される、および多孔性コンポーネント２０およびフローチャネル３０を有する流体連通内のサンプル適用部位１０を含む。この実施形態では、フローチャネルは光透過性壁４０を含む。多孔性コンポーネントのフリット部分は、以上で考察したように、プラスチック（たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオリド、エチルビニルアセテート、ポリカーボネート、ポリカーボネート合金、ポリウレタン、ポリエーテルスルホン、またはそれらの任意の組合せ）などの任意の好適な材料から調製されうる。いくつかの実施形態では、多孔性マトリックスは高密度ポリエチレンである。多孔性マトリックスは、フローチャネルと適用部位との間の領域を満たす任意のサイズおよび形状の固体でありうる。多孔性エレメントは、個別のチャンバ内に配設されうるか、または単にキャピラリーチャネルの領域を占有しうる。多孔性フリットの外部寸法は、多孔性フリットがデバイス全体に滑嵌入してサンプルが多孔性フリットを本質的に周回しないように、デバイス全体に呼応して設計される。いくつかの実施形態では、多孔性フリットは、フローチャネルの一部として一体化される。多孔性フリットは、一連のマイクロチャネルで構成された２５％〜７５％、たとえば４０％〜６０％または４５％〜５５％の空隙体積を有する固体材料でありうる。マイクロチャネルは、複数の蛇行通路を介してアッセイ混合物とサンプルとの混合を提供しうる。いくつかの実施形態では、マイクロチャネルの平均貫通細孔直径は、５ミクロン〜２００ミクロン、たとえば３０ミクロン〜６０ミクロンでありうるとともに、平均空隙体積は、全フリット体積の４０％〜６０％でありうる。マイクロチャネルの平均直径および蛇行通路は、有利には、サンプルが実質的に濾過されずに多孔性エレメントを貫流しうる状態でサンプルと試薬の混合を提供しうる。デバイスは、フローチャネルを貫通するサンプルの移動を提供するために、毛管力のほかに重力または遠心力などの任意の力を利用しうる。
【００８０】
主題のマイクロ流体デバイスが毛管作用を利用する場合、マイクロ流体デバイスでそうしたことが行われるのは、フロー表面が親水性であり、かつ表面の湿潤がエネルギー的に有利であるからである。かかるデバイスは、デバイス内に滞留する空気を置き換えるためにサンプルの進入を必要とする。バイオハザードの可能性がある物質からユーザを保護するために、適用サンプルさらにはベント空気の両方をカートリッジ内に閉じ込めることが望ましい。本開示のいくつかの実施形態では、次の特徴の任意の組合せをデバイスで利用しうる。たとえば、キャピラリーチャネルまたはサンプル適用部位は、保存試薬をキャピラリーチャネルから分離して配置しうる混合チャンバを含みうる。キャピラリーチャネルの寸法は、デバイス中のサンプルのイメージングおよびフローに影響を与えうる。いくつかの実施形態では、チャネルは、２ｍｍ〜１０ｍｍの幅、たとえば３ｍｍ〜５ｍｍまたは３ｍｍ〜４ｍｍの幅でありうる。いくつかの実施形態では、キャピラリーチャネルは、１ミクロン〜１０００ミクロンの深さ、たとえば２０ミクロン〜６０ミクロンの深さまたは４０ミクロン〜６０ミクロンの深さでありうる。６０ミクロン未満の深さは、有利には、赤血球の不鮮明化作用を最小限に抑えることにより全血サンプル中の白血球のイメージングを提供しうる。キャピラリーチャネルは、チャネルに沿ってキャピラリーフローを提供する任意の長さでありうる。いくつかの実施形態では、キャピラリーチャネルは１０ｍｍ〜１００ｍｍの長さでありうる。
【００８１】
以上で考察したように、デバイスは、尿、唾液、血漿、血液とくに全血などの生物学的流体を含むサンプル中のアナライトを検出するアッセイに好適である。サンプルの特異的成分は、互いに識別可能な蛍光色素を用いて識別標識されうる。このようにすれば、成分はその蛍光発光により識別されうる。
【００８２】
サンプルをアッセイする方法
本開示の態様はまた、サンプルをアッセイする方法を含む。以上で考察したように、「アッセイ」という用語は、本明細書では、標的アナライト種の存在または量の定性的評価または定量的測定を意味するようにその通常の意味で用いられる。主題の方法により多種多様なサンプルをアッセイしうる。いくつかの場合には、サンプルは生物学的サンプルである。「生物学的サンプル」という用語は、生物体、植物体、もしくは菌類体を包含するように、または動物組織の一部、細胞、もしくはある特定の場合には血液、粘液、リンパ液、滑液、脳脊髄液、唾液、気管支肺胞洗浄液、羊水、羊膜帯血、尿、膣液、および精液に見いだされうる成分部分を包含するように、その通常の意味で用いられる。このため、「生物学的サンプル」とは、天然生物またはその組織の一部の両方を意味し、さらには、たとえば、限定されるものではないが、血漿、血清、脊髄液、リンパ液、皮膚切片、気道切片、胃腸管切片、心血管切片、泌尿生殖管切片、涙、唾液、乳、血液細胞、腫瘍、器官を含む、生物またはその組織の一部から調製されるホモジネート、ライセート、または抽出物を意味する。生物学的サンプルは、健常成分または罹患成分（たとえば、癌性成分、悪性成分、壊死性成分など）の両方を含めて任意のタイプの生物物質を含みうる。ある特定の実施形態では、生物学的サンプルは、液体サンプル、たとえば、全血またはその派生物、血漿、涙、汗、尿、精液などであり、いくつかの場合には、サンプルは、全血をはじめとする血液サンプル、たとえば、静脈穿刺または指穿刺から得られる血液である（この場合、アッセイ前に血液を保存剤、抗凝固剤などの任意の試薬と組み合わせてもよいし、そうでなくてもよい）。
【００８３】
ある特定の実施形態では、サンプル源は、「哺乳動物」または「哺乳類」であり、これらの用語は、食肉目動物（たとえば、イヌおよびネコ）、齧歯目動物（たとえば、マウス、モルモット、およびラット）、および霊長動物（たとえば、ヒト、チンパンジー、およびサル）をはじめとする哺乳綱動物に属する生物を記述するように、広義に用いられる。いくつかの場合には、被験者はヒトである。対象の生物学的サンプルは、両方の性別および任意の発達段階のヒト被験者（すなわち、新生児、乳児、年少者、青年、成人）から得られうるとともに、ある特定の実施形態では、ヒト被験者は、年少者、青年、または成人である。本開示はヒト被験者に由来するサンプルに適用されうるが、他の非ヒト動物被験者、たとえば、限定されるものではないが、トリ、マウス、ラット、イヌ、ネコ、家畜、およびウマに由来するサンプルをアッセイするために主題の方法を利用しうることを理解すべきである。
【００８４】
いくつかの実施形態では、主題の方法でアッセイされるサンプルの量は、たとえば、０．０１μＬ〜１０００μＬ、たとえば０．０５μＬ〜９００μＬ、たとえば０．１μＬ〜８００μＬ、たとえば０．５μＬ〜７００μＬ、たとえば１μＬ〜６００μＬ、たとえば２．５μＬ〜５００μＬ、たとえば５μＬ〜４００μＬ、たとえば７．５μＬ〜３００μＬ、さらにはサンプル１０μＬ〜２００μＬの範囲内で、さまざまでありうる。
【００８５】
サンプルは、任意の便利なプロトコルを用いて、たとえば、ドロッパー、ピペット、シリンジなどを介してサンプル適用部位に適用されうる。サンプルは、適正な流体フローを提供するように、一定量の好適な液体たとえば緩衝液と組み合わせて適用されうるか、またはその中に組み込まれうる。任意の好適な液体、たとえば、限定されるものではないが、緩衝剤、細胞培養培地（たとえば、ＤＭＥＭ）などを利用しうる。緩衝剤としては、トリス、トリシン、ＭＯＰＳ、ＨＥＰＥＳ、ＰＩＰＥＳ、ＭＥＳ、ＰＢＳ、ＴＢＳなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。所望により、界面活性剤、たとえば、ＮＰ−４０、ＴＷＥＥＮ（登録商標）、またはＴｒｉｔｏｎＸ１００の界面活性剤が液体中に存在しうる。
【００８６】
いくつかの実施形態では、生物学的サンプルは、マイクロ流体デバイス（以上に記載のとおり）中に前負荷され、フローチャネル内の生物学的サンプルを測定する前に所定の時間にわたり貯蔵される。たとえば、より詳細に以下に記載されるように、フローチャネル内の生物学的サンプルを主題の方法に従って測定する前に、生物学的サンプルを一定の時間にわたりマイクロ流体デバイス中に前負荷しうる。前負荷後に生物学的サンプルを貯蔵する時間は、たとえば０．１時間以上、たとえば０．５時間以上、たとえば１時間以上、たとえば２時間以上、たとえば４時間以上、たとえば８時間以上、たとえば１６時間以上、たとえば２４時間以上、たとえば４８時間以上、たとえば７２時間以上、たとえば９６時間以上、たとえば１２０時間以上、たとえば１４４時間以上、たとえば１６８時間以上で、さまざまでありうるとともに、さらには容器中に生物学的サンプルを前負荷することは生物学的サンプルをアッセイする２４０時間以上前でありうるか、またはたとえば生物学的サンプルをアッセイする０．１時間〜２４０時間前、たとえば０．５時間〜２１６時間前、たとえば１時間〜１９２時間前、さらには生物学的サンプルをアッセイする５時間〜１６８時間前の範囲内でありうる。
【００８７】
ある特定の実施形態では、生物学的サンプルは、マイクロ流体デバイス中に前負荷され、かつフローチャネル内のサンプルは、遠隔地（たとえば、主題の方法に従ってアッセイするための実験室）で測定される。「遠隔地」とは、サンプルが容器中に含有され前負荷される場所以外の場所を意味する。たとえば、遠隔地は、たとえば、より詳細に以下に記載されるように、処理デバイスの場所と対比して、同一の都市の他の場所（たとえば、事務所、実験室など）、異なる都市の他の場所、異なる州の他の場所、異なる国の他の場所などでありうる。いくつかの場合には、２つの場所は、それらが１０ｍ以上、たとえば５０ｍ以上、さらには１００ｍ以上、たとえば５００ｍ以上、たとえば１０００ｍ以上、１０，０００ｍ以上などの距離だけ互いに分離されていれば、互いに遠隔地である。
【００８８】
ある特定の実施形態に係る方法を実施する場合、サンプルは、マイクロ流体デバイス（以上に記載のとおり）のサンプル適用部位に接触され、サンプルは、サンプル適用部位から多孔性コンポーネントを通り抜け、多孔性コンポーネントで、サンプルは、多孔性マトリックス中のアッセイ試薬と混合されてフローチャネル中に至る。以上に概説したように、サンプルが多孔性コンポーネントを通り抜けることにより、サンプルとアッセイ試薬とが混合される。いくつかの実施形態では、サンプルは、サンプル成分をなんら損なうことなく多孔性マトリックスを通り抜けてフローチャネル中に至る。「損なうことなく」という用語は、多孔性マトリックスの相互接続細孔のネットワークが、貫通してフローチャネルに至るサンプル成分の通過を実質的に制限しないこと、たとえば、サンプルの９９％以上、たとえば９９．５％以上、たとえば９９．９％以上、たとえば９９．９９％以上、たとえば９９．９９９％以上が多孔性マトリックスを通り抜けてフローチャネルに至ること、さらにはサンプルの９９．９９９９％以上が多孔性マトリックスを通り抜けることを意味する。ある特定の実施形態では、サンプルのすべて（すなわち１００％）が多孔性マトリックスを通り抜ける。言い換えれば、多孔性マトリックスの細孔により制限を受けるのは、サンプル成分の１％以下、たとえば０．９％以下、たとえば０．８％以下、たとえば０．７％以下、たとえば０．５％以下、たとえば０．１％以下、たとえば０．０５％以下、たとえば０．０１％以下、たとえば０．００１％以下、さらには多孔性マトリックスの細孔により制限を受けるのは、サンプル成分の０．０００１％以下である。別の言い方をすれば、フローチャネル中に至るサンプルの通過後に多孔性マトリックス中に残留するのは、サンプルの１％以下、たとえば０．９％以下、たとえば０．８％以下、たとえば０．７％以下、たとえば０．５％以下、たとえば０．１％以下、たとえば０．０５％以下、たとえば０．０１％以下、たとえば０．００１％以下、さらにはフローチャネル中に至るサンプルの通過後に多孔性マトリックス中に残留するのは、サンプルの０．０００１％以下である。
【００８９】
いくつかの実施形態では、サンプルが多孔性マトリックスを通り抜けることにより、サンプルと多孔性マトリックス中のアッセイ試薬との混合が提供される。いくつかの実施形態では、サンプルとアッセイ試薬との混合はサンプルの１種以上の成分とアナライト特異的結合性メンバーとのカップリングを含む。「カップリング」とは、サンプル成分とアナライト特異的結合性メンバーとが互いに１つ以上の物理結合または化学結合を形成すること、たとえば、限定されるものではないが、イオン性結合、双極性結合、疎水性結合、配位結合、共有結合、ファンデルワールス結合、または水素結合の相互作用によるカップリングによりサンプル成分とアナライト特異的結合性メンバーとをカップリングすることを意味する。いくつかの場合には、サンプル成分とアナライト特異的結合性メンバーとのカップリングは、サンプル成分とアナライト特異的結合性メンバーとの共有結合を含む。ある特定の場合には、サンプル成分とアナライト特異的結合性メンバーとのカップリングは、サンプル成分とアナライト特異的結合性メンバーとの非共有結合（たとえば、水素結合）を含む。たとえば、アナライト特異的結合性メンバーと標的アナライトとのカップリングは、解離定数により、たとえば、１０-5Ｍ以下、１０-6Ｍ以下、たとえば１０-7Ｍ以下、さらには１０-8Ｍ以下、たとえば１０-9Ｍ以下、１０-10 Ｍ以下、１０-11 Ｍ以下、１０Ｍ-12 以下、１０-13Ｍ以下、１０-14 Ｍ以下、１０-15 Ｍ以下、さらには１０-16 Ｍ以下の解離定数により特徴付けられうる。
【００９０】
以上で考察したように、アナライト特異的結合性メンバーは、アッセイされるサンプルおよび対象の標的アナライトに依存してさまざまでありうるとともに、例としては、限定されるものではないが、抗体結合剤、タンパク質、ペプチド、ハプテン、核酸、オリゴヌクレオチドが挙げられうる。いくつかの実施形態では、アナライト特異的結合性メンバーは酵素である。アナライト特異的結合性酵素の例は、ホースラディッシュペルオキシダーゼ、ピルビン酸オキシダーゼ、オキサロ酢酸デカルボキシラーゼ、クレアチニンアミドヒドロラーゼ、クレアチンアミジノヒドロラーゼ、サルコシンオキシダーゼ、リンゴ酸デヒドロゲナーゼ、乳酸デヒドロゲナーゼ、ＦＡＤ、ＴＰＰ、Ｐ−５−Ｐ、ＮＡＤＨ、アンプレックスレッド、およびそれらの組合せでありうる。
【００９１】
ある特定の実施形態では、方法は、サンプルが多孔性コンポーネントを通り抜けることによりサンプルの１種以上の成分を抗体結合剤にカップリングする工程を含む。抗体結合剤は、たとえば、対象のアナライトに結合するために十分なポリクロナール抗体またはモノクローナル抗体またはフラグメントでありうる。抗体フラグメントは、いくつかの場合には、単量体Ｆａｂフラグメント、単量体Ｆａｂ’フラグメント、または二量体Ｆ（ａｂ）’２フラグメントでありうる。また、抗体工学により産生された分子、たとえば、一本鎖抗体分子（ｓｃＦｖ）、またはキメラ抗体を産生するように重鎖および軽鎖の定常領域の置換えによりもしくはヒト化抗体を産生するように定常領域と可変領域のフレームワーク部分との両方の置換えによりモノクローナル抗体から産生されたヒト化抗体もしくはキメラ抗体も、「抗体結合剤」という用語の範囲内にある。ある特定の実施形態では、サンプルの１種以上の成分は、ＣＤ１４、ＣＤ４、ＣＤ４５ＲＡ、ＣＤ３などの化合物またはそれらの組合せに特異的に結合する抗体または抗体フラグメントにカップリングされる。
【００９２】
いくつかの実施形態では、アナライト特異的結合剤は、検出可能標識、たとえば、放射性標識、核磁気共鳴などの分光技術により検出可能な標識、さらには光学検出可能標識にカップリングされうる。いくつかの実施形態では、サンプルと多孔性マトリックス中のアッセイ試薬との混合は、光学検出可能標識にコンジュゲートされたアナライト特異的結合性メンバーにサンプルの１種以上の成分をカップリングする工程を含む。ある特定の場合には、光学検出可能標識は、蛍光分光法などの発光分光法により検出可能である。これらの例では、光学検出可能標識は、フルオロフォア、たとえば、フルオロフォアの中でもとくに、４−アセトアミド−４’−イソチオシアナトスチルベン２，２’ジスルホン酸、アクリジンおよび誘導体、たとえば、アクリジン、アクリジンオレンジ、アクリジンイエロー、アクリジンレッド、およびアクリジンイソチオシアネート、５−（２’−アミノエチル）アミノナフタレン−１−スルホン酸（ＥＤＡＮＳ）、４−アミノ−Ｎ−［３−ビニルスルホニルフェニル］ナフタルイミド−３，５−ジスルホネート（ルシファーイエローＶＳ）、Ｎ−（４−アニリノ−１−ナフチル）マレイミド、アントラニルアミド、ブリリアントイエロー、クマリンおよび誘導体、たとえば、クマリン、７−アミノ−４−メチルクマリン（ＡＭＣ、クマリン１２０）、および７−アミノ−４−トリフルオロメチルクマリン（クマリン１５１）、シアニンおよび誘導体、たとえば、シアノシン、Ｃｙ３、Ｃｙ５、Ｃｙ５．５、およびＣｙ７、４’，６−ジアミニジノ−２−フェニルインドール（ＤＡＰＩ）、５’，５”−ジブロモピロガロール−スルホンフタレイン（ブロモピロガロールレッド）、７−ジエチルアミノ−３−（４’−イソチオシアナトフェニル）−４−メチルクマリン、ジエチルアミノクマリン、ジエチレントリアミンペンタアセテート、４，４’−ジイソチオシアナトジヒドロ−スチルベン−２，２’−ジスルホン酸、４，４’−ジイソチオシアナトスチルベン−２，２’−ジスルホン酸、５−［ジメチルアミノ］ナフタレン−１−スルホニルクロリド（ＤＮＳ、ダンシルクロリド）、４−（４’−ジメチルアミノフェニルアゾ）安息香酸（ＤＡＢＣＹＬ）、４−ジメチルアミノフェニルアゾフェニル−４’−イソチオシアネート（ＤＡＢＩＴＣ）、エオシンおよび誘導体、たとえば、エオシンおよびエオシンイソチオシアネート、エリトロシンおよび誘導体、たとえば、エリトロシンＢおよびエリトロシンイソチオシアネート、エチジウム、フルオレセインおよび誘導体、たとえば、５−カルボキシフルオレセイン（ＦＡＭ）、５−（４，６−ジクロロトリアジン−２−イル）アミノフルオレセイン（ＤＴＡＦ）、２’，７’−ジメトキシ−４’，５’−ジクロロ−６−カルボキシフルオレセイン（ＪＯＥ）、フルオレセインイソチオシアネート（ＦＩＴＣ）、フルオレセインクロロトリアジニル、ナフトフルオレセインおよびＱＦＩＴＣ（ＸＲＩＴＣ）、フルオレスカミン、ＩＲ１４４、ＩＲ１４４６、緑色蛍光タンパク質（ＧＦＰ）、造礁サンゴ蛍光タンパク質（ＲＣＦＰ）、Ｌｉｓｓａｍｉｎｅ（登録商標）、Ｌｉｓｓａｍｉｎｅローダミン、ルシファーイエロー、マラカイトグリーンイソチオシアネート、４−メチルウンベリフェロン、オルトクレゾールフタレイン、ニトロチロシン、パラローザニリン、ナイルレッド、オレゴングリーン、フェノールレッド、Ｂ−フィコエリトリン、ｏ−フタルジアルデヒド、ピレンおよび誘導体、たとえば、ピレン、ピレンブチレート、およびスクシンイミジル１−ピレンブチレート、リアクティブレッド４（Ｃｉｂａｃｒｏｎ（登録商標）ブリリアントレッド３Ｂ−Ａ）、ローダミンおよび誘導体、たとえば、６−カルボキシ−Ｘ−ローダミン（ＲＯＸ）、６−カルボキシローダミン（Ｒ６Ｇ）、４，７−ジクロロローダミンリサミン、ローダミンＢスルホニルクロリド、ローダミン（Ｒｈｏｄ）、ローダミンＢ、ローダミン１２３、ローダミンＸイソチオシアネート、スルホローダミンＢ、スルホローダミン１０１、スルホローダミン１０１のスルホニルクロリド誘導体（テキサスレッド）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−６−カルボキシローダミン（ＴＡＭＲＡ）、テトラメチルローダミン、およびテトラメチルローダミンイソチオシアネート（ＴＲＩＴＣ）、リボフラビン、ロゾール酸およびテルビウムキレート誘導体、キサンテン、ならびにそれらの組合せである。ある特定の実施形態では、フルオロフォアは、蛍光色素、たとえば、ローダミン、クマリン、シアニン、キサンテン、ポリメチン、ピレン、ジピロメテンボロンジフルオリド、ナフタルイミド、フィコビリタンパク質、ペリジニウムクロロフィルタンパク質、それらのコンジュゲートまたはそれらの組合せである。
【００９３】
主題の方法を実施する場合、サンプルが多孔性マトリックス中のアッセイ試薬と混合されてフローチャネルに移行した後（たとえば、毛管作用により）、サンプルはフローチャネル内で光源により照明される。アッセイサンプルのタイプおよび標的アナライトに依存して、サンプルは、サンプルが多孔性マトリックスを通り抜けてフローチャネル中に入った直後にフローチャネル内で照明されうる。他の実施形態では、サンプルは、サンプルが多孔性マトリックス中のアッセイ試薬に接触した後、所定の時間を経て、たとえば１０秒間〜１時間、たとえば３０秒間〜３０分間、たとえば３０秒間〜１０分間、さらには３０秒間〜１分間の範囲内の時間を経て、照明される。サンプルは１つ以上の光源により照明されうる。いくつかの実施形態では、サンプルは１つ以上の広帯域光源により照明される。「広帯域」という用語は、本明細書では、広い波長範囲、たとえば５０ｎｍ以上、たとえば１００ｎｍ以上、たとえば１５０ｎｍ以上、たとえば２００ｎｍ以上、たとえば２５０ｎｍ以上、たとえば３００ｎｍ以上、たとえば３５０ｎｍ以上、たとえば４００ｎｍ以上の波長、さらには５００ｎｍ以上をカバーする波長範囲を有する光を発する光源を意味するようにその通常の意味で用いられる。たとえば、１つの好適な広帯域光源は、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長を有する光を発する。好適な広帯域光源の他の例は、５００ｎｍ〜７００ｎｍの波長を有する光を発する光源を含む。任意の便利な広帯域光源プロトコル、たとえば、広帯域光源の中でもとくに、ハロゲンランプ、ジュウテリウムアークランプ、キセノンアークランプ、安定化ファイバー結合広帯域光源、広帯域連続スペクトルＬＥＤ、超高輝度発光ダイオード、半導体発光ダイオード、広域スペクトルＬＥＤ白色光源、マルチＬＥＤ統合白色光源、またはそれらの任意の組合せを利用しうる。
【００９４】
他の実施形態では、サンプルは、特定の波長または狭い波長範囲の光を発する１つ以上の狭帯域光源により照明される。「狭帯域」という用語は、本明細書では、狭い波長範囲、たとえば５０ｎｍ以下、たとえば４０ｎｍ以下、たとえば３０ｎｍ以下、たとえば２５ｎｍ以下、たとえば２０ｎｍ以下、たとえば１５ｎｍ以下、たとえば１０ｎｍ以下、たとえば５ｎｍ以下、たとえば２ｎｍ以下の波長範囲を有する光を発する光源、さらには特定の波長の光（すなわち単色光）を発する光源を意味するようにその通常の意味で用いられる。任意の便利な狭帯域光源プロトコル、たとえば、狭波長ＬＥＤ、レーザダイオード、または１つ以上の光学バンドパスフィルタ、回折グレーティング、モノクロメーター、もしくはそれらの任意の組合せに結合された広帯域光源を利用しうる。
【００９５】
ある特定の実施形態では、方法は１種以上のレーザを有するフローチャネル内のサンプルを照射する工程を含む。レーザのタイプおよび数は、サンプルさらには集光される所望の発光光に依存してさまざまであろうが、ガスレーザ、たとえば、ヘリウム−ネオンレーザ、アルゴンレーザ、クリプトンレーザ、キセノンレーザ、窒素レーザ、ＣＯ2 レーザ、ＣＯレーザ、アルゴン−フッ素（ＡｒＦ）エキシマーレーザ、クリプトン−フッ素（ＫｒＦ）エキシマーレーザ、キセノン塩素（ＸｅＣｌ）エキシマーレーザ、もしくはキセノン−フッ素（ＸｅＦ）エキシマーレーザ、またはそれらの組合せでありうる。他の場合には、本方法は、スチルベン、クマリン、ローダミンレーザなどの色素レーザでフローチャネル内のサンプルを照射する工程を含む。さらに他の場合には、方法は、金属蒸気レーザ、たとえば、ヘリウム−カドミウム（ＨｅＣｄ）レーザ、ヘリウム−水銀（ＨｅＨｇ）レーザ、ヘリウム−セレン（ＨｅＳｅ）レーザ、ヘリウム−銀（ＨｅＡｇ）レーザ、ストロンチウムレーザ、ネオン−銅（ＮｅＣｕ）レーザ、銅レーザ、または金レーザ、およびそれらの組合せによりフローチャネル内のサンプルを照射する工程を含む。さらに他の場合には、方法は、固体レーザ、たとえば、ルビーレーザなど、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、ＮｄＣｒＹＡＧレーザ、Ｅｒ：ＹＡＧレーザ、Ｎｄ：ＹＬＦレーザ、Ｎｄ：ＹＶＯ4 レーザ、Ｎｄ：ＹＣａ4 Ｏ（ＢＯ3）3 レーザ、Ｎｄ：ＹＣＯＢレーザ、チタンサファイアレーザ、ツリムＹＡＧレーザ、イッテルビウムＹＡＧレーザ、イッテルビウム2 Ｏ3 レーザ、またはセリウムドープレーザ、およびそれらの組合せによりフローチャネル内のサンプルを照射する工程を含む。
【００９６】
アッセイされるアナライトさらには生物学的サンプル中に存在する干渉物質に依存して、生物学的サンプルは、１つ以上の光源、たとえば２つ以上の光源、たとえば３つ以上の光源、たとえば４つ以上の光源、たとえば５つ以上の光源、さらには１０以上の光源により照明されうる。所望により、光源の任意の組合せを使用しうる。たとえば、２つの光源を利用する場合、第１の光源は広帯域白色光源（たとえば、広帯域白色光ＬＥＤ）でありうるとともに、第２の光源は広帯域近赤外光源（たとえば、広帯域近ＩＲ  ＬＥＤ）でありうる。他の場合には、２つの光源を利用する場合、第１の光源が広帯域白色光源（たとえば、広帯域白色光ＬＥＤ）でありうるとともに、第２の光源は狭域スペクトル光源（たとえば、狭帯域可視ＬＥＤまたは近ＩＲ  ＬＥＤ）でありうる。さらに他の場合には、光源は、それぞれ特定の波長を発光する複数の狭帯域光源、たとえば一連の２つ以上のＬＥＤ、たとえば一連の３つ以上のＬＥＤ、たとえば一連の５つ以上のＬＥＤ、さらには一連の１０以上のＬＥＤである。
【００９７】
２つ以上の光源を利用する場合、サンプルは、光源により同時にもしくは逐次的にまたはそれらの組合せで照明されうる。たとえば、サンプルを２つの光源により照明する場合、主題の方法は、両方の光源によりサンプルを同時に照明する工程を含みうる。他の実施形態では、サンプルは、２つの光源により逐次的に照明されうる。２つ以上の光源によりサンプルを逐次的に照明する場合、各光源により照明する時間は、独立して、０．００１秒間以上、たとえば０．０１秒間以上、たとえば０．１秒間以上、たとえば１秒間以上、たとえば５秒間以上、たとえば１０秒間以上、たとえば３０秒間以上、さらには６０秒間以上でありうる。２つ以上の光源によりサンプルを逐次的に照明する実施形態では、各光源によりサンプルが照明される持続時間は、同一でありうるかまたは異なりうる。
【００９８】
各光源による照明間の時間はまた、所望により、１秒間以上、たとえば５秒間以上、たとえば１０秒間以上、たとえば１５秒間以上、たとえば３０秒間以上、さらには６０秒間以上の遅延で独立して分離されて、さまざまでありうる。２つより多い（すなわち、３つ以上）の光源によりサンプルを逐次的に照明する実施形態では、各光源による照明間の遅延は、同一でありうるかまたは異なりうる。
【００９９】
アッセイプロトコルに依存して、サンプルの照明は連続的または離散間隔でありうる。たとえば、いくつかの実施形態では、サンプルは、サンプルがアッセイされる全時間にわたり連続的に照明されうる。光が２つ以上の光源を含む場合、サンプルは、すべての光源により同時に連続的に照明されうる。他の場合には、サンプルは、各光源により逐次的に連続的に照明される。他の実施形態では、サンプルは、たとえば、０．００１マイクロ秒ごと、０．０１マイクロ秒ごと、０．１マイクロ秒ごと、１マイクロ秒ごと、１０マイクロ秒ごと、１００マイクロ秒ごと、さらには１０００マイクロ秒ごとにサンプルを照明するなど、規則的間隔で照明されうる。サンプルは、任意の所与の測定時間で１回またはそれ以上、たとえば２回以上、たとえば３回以上、さらには各測定時間で５回以上、光源により照明されうる。
【０１００】
光源およびフローチャネルの特徴（たとえば、フローチャネル幅）に依存して、フローチャネルは、フローチャネルからたとえば１ｍｍ以上、たとえば２ｍｍ以上、たとえば３ｍｍ以上、たとえば４ｍｍ以上、たとえば５ｍｍ以上、たとえば１０ｍｍ以上、たとえば１５ｍｍ以上、たとえば２５ｍｍ以上、さらにはフローチャネルから５０ｍｍ以上のさまざまな距離から照射されうる。また、フローチャネルが照射される角度も、１０°〜９０°、たとえば１５°〜８５°、たとえば２０°〜８０°たとえば２５°〜７５°、さらには３０°〜６０°の範囲内で、さまざまでありうる。ある特定の実施形態では、フローチャネルは、フローチャネルの軸に対して９０°の角度で光源により照射される。
【０１０１】
ある特定の実施形態では、フローチャネルの照射は、フローチャネルの長手方向軸に沿って１つ以上の光源（たとえば、レーザ）を移動する工程を含む。たとえば、フローチャネルの長手方向軸に沿って上流または下流に光源を移動することにより、フローチャネルの所与の長さに沿ってフローチャネルを照射する。たとえば、方法は、フローチャネルの長手方向軸に沿ってフローチャネルから光源を１ｍｍ以上、たとえば２．５ｍｍ以上、たとえば５ｍｍ以上、たとえば１０ｍｍ以上、たとえば１５ｍｍ以上、たとえば２５ｍｍ以上、さらには５０ｍｍ以上移動する工程を含みうる。光源は、連続的にまたは離散間隔で移動されうる。いくつかの実施形態では、光源は連続的に移動される。他の実施形態では、光源は、フローチャネルの長手方向軸に沿って離散間隔で、たとえば０．１ｍｍ以上の増分、たとえば０．２５ｍｍ以上の増分、さらには１ｍｍ以上の増分で移動される。
【０１０２】
本開示の態様に係る方法を実施する場合、フローチャネル内のサンプルから発せられた光は、１つ以上の波長で測定される。いくつかの実施形態では、発光光は、１つ以上の波長、たとえば５つ以上の異なる波長、たとえば１０以上の異なる波長、たとえば２５以上の異なる波長、たとえば５０以上の異なる波長、たとえば１００以上の異なる波長、たとえば２００以上の異なる波長、たとえば３００以上の異なる波長で測定され、さらにはフローチャネル内のサンプルから発せられた光は、４００以上の異なる波長で測定される。
【０１０３】
いくつかの実施形態では、フローチャネル内のサンプルから発せられた光の測定は、一定の波長範囲（たとえば、２００ｎｍ〜８００ｎｍ）にわたり発光光を測定する工程を含む。たとえば、方法は、２００ｎｍ〜８００ｎｍ、４００ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜６００ｎｍ、６００ｎｍ〜７００ｎｍ、７００ｎｍ〜８００ｎｍ、５５０ｎｍ〜６００ｎｍ、６００ｎｍ〜６５０ｎｍ、６５０ｎｍ〜７００ｎｍ、およびそれらの任意の部分または組合せの波長範囲の１つ以上にわたり、フローチャネル内のサンプルから発せられた光を測定する工程を含みうる。一例では、方法は、２００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲内の波長にわたり、フローチャネル内のサンプルから発せられた光を測定する工程を含む。他の例では、方法は、５００ｎｍ〜６００ｎｍおよび６５０ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲内の波長にわたり、フローチャネル内のサンプルから発せられた光を測定する工程を含む。ある特定の場合には、方法は、５７５ｎｍ、６６０ｎｍ、および６７５ｎｍ、またはそれらの組合せで、フローチャネル内のサンプルから発せられた光を測定する工程を含む。
【０１０４】
ある特定の場合には、フローチャネル内のサンプルから発せられた光を一定の波長範囲にわたり測定する工程は、その波長範囲にわたり発光光のスペクトルを収集する工程を含む。たとえば、方法は、２００ｎｍ〜８００ｎｍ、４００ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜６００ｎｍ、６００ｎｍ〜７００ｎｍ、７００ｎｍ〜８００ｎｍ、５５０ｎｍ〜６００ｎｍ、６００ｎｍ〜６５０ｎｍ、６５０ｎｍ〜７００ｎｍ、およびそれらの任意の部分または組合せの波長範囲の１つ以上にわたり、フローチャネル内のサンプルから発せられた光のスペクトルを収集する工程を含みうる。一例では、方法は、４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲内の波長にわたり、フローチャネル内のサンプルからの発光光のスペクトルを収集する工程を含む。他の例では、方法は、５００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲内の波長にわたり、フローチャネル内のサンプルからの発光光のスペクトルを収集する工程を含む。
【０１０５】
ある特定の実施形態では、フローチャネル内のサンプルから発せられた光は、１つ以上の特定の波長で検出される。たとえば、方法は、２つ以上の特定の波長、たとえば３つ以上の特定の波長、たとえば４つ以上の特定の波長、たとえば５つ以上の特定の波長、たとえば１０以上の特定の波長で、フローチャネル内のサンプルから発せられた光を検出する工程を含みうるとともに、さらには２５以上の特定の波長で、フローチャネル内のサンプルから発せられた光を検出する工程を含みうる。ある特定の実施形態では、発光光は５７５ｎｍで検出される。他の実施形態では、発光光は６６０ｎｍで検出される。さらに他の実施形態では、発光光は６７５ｎｍで検出される。
【０１０６】
特定のアッセイプロトコルに依存して、フローチャネル内のサンプルから発せられた光は、連続的にまたは離散間隔で測定されうる。たとえば、いくつかの実施形態では、発光光の測定は、サンプルがアッセイされる全時間にわたって連続的である。発光光の測定が２つ以上の波長または波長範囲の測定を含む場合、波長または波長範囲はすべて、同時に測定されうるか、または各波長または波長範囲は、逐次的に測定されうる。
【０１０７】
他の実施形態では、発光光は、たとえば、０．００１マイクロ秒ごと、０．０１マイクロ秒ごと、０．１マイクロ秒ごと、１マイクロ秒ごと、１０マイクロ秒ごと、１００マイクロ秒ごと、さらには１０００マイクロ秒ごとに、フローチャネル内のサンプルから発せられた光を測定するなど、離散間隔で測定される。フローチャネルのサンプルから発せられた光は、主題の方法の間、１回またはそれ以上、たとえば、２回以上、たとえば３回以上、たとえば５回以上、さらには１０回以上測定されうる。
【０１０８】
フローチャネル内のサンプルからの発光光は、任意の便利な光検出プロトコルにより、たとえば、限定されるものではないが、光学センサーまたは光検出器により、たとえば、光検出器の中でもとくに、アクティブピクセルセンサー（ＡＰＳ）、アバランシュフォトダイオード、イメージセンサー、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）、インテンシファイア付き電荷結合デバイス（ＩＣＣＤ）、発光ダイオード、フォトンカウンタ、ボロメーター、焦電検出器、フォトレジスタ、光起電力電池、フォトダイオード、光電子増倍管、フォトトランジスタ、量子ドット光導電体、またはフォトダイオード、およびそれらの組合せにより測定されうる。ある特定の実施形態では、発光光は、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）、半導体電荷結合デバイス（ＣＣＤ）、アクティブピクセルセンサー（ＡＰＳ）、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）イメージセンサー、またはＮ型金属酸化物半導体（ＮＭＯＳ）イメージセンサーにより測定される。ある特定の実施形態では、光は電荷結合デバイス（ＣＣＤ）により測定される。発光光をＣＣＤで測定する場合、ＣＣＤのアクティブ検出表面積は、たとえば０．０１ｃｍ2 〜１０ｃｍ2 、たとえば０．０５ｃｍ2 〜９ｃｍ2 、たとえば０．１ｃｍ2 〜８ｃｍ2 、たとえば０．５ｃｍ2 〜７ｃｍ2 、さらには１ｃｍ2 〜５ｃｍ2 で、さまざまでありうる。
【０１０９】
いくつかの実施形態では、方法は、フローチャネルからの発光光を光学調整する工程を含む。たとえば、発光光は、１つ以上のレンズ、ミラー、ピンホール、スリット、グレーティング、光屈折器、およびそれらの任意の組合せを通り抜けうる。いくつかの場合には、発光光は、たとえば、検出器のアクティブ表面上に伝搬される光のプロファイルを低減するために、１つ以上のフォーカスレンズを通り抜ける。他の場合には、発光光は、たとえば、検出器のアクティブ表面上に伝搬される光のプロファイルを増加させるために、１つ以上の縮小レンズを通り抜ける。さらに他の場合には、方法は、光をコリメートする工程を含む。たとえば、発光光は、１つ以上のコリメートレンズまたはコリメートミラーまたはそれらの組合せを光が通ることにより、コリメートされうる。
【０１１０】
ある特定の実施形態では、方法は、フローチャネルから集光された発光光を光ファイバーに通す工程を含む。フローチャネルから検出器のアクティブ表面に光を伝搬するために好適な光ファイバープロトコルとしては、たとえば、米国特許第６，８０９，８０４号明細書（その開示は参照により本明細書に組み込まれる）に記載の光ファイバープロトコルが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【０１１１】
ある特定の実施形態では、方法は、発光光を１つ以上の波長セパレータに通す工程を含む。ある特定の実施形態に係る波長分離は、多色光の特定の波長または波長範囲の選択的な通過または遮断を行う工程を含みうる。光の波長を分離するために、任意の便利な波長分離プロトコルを介して、たとえば、限定されるものではないが、波長分離プロトコルの中でもとくに、着色ガラス、バンドパスフィルタ、干渉フィルタ、ダイクロイックミラー、回折グレーティング、モノクロメーター、およびそれらの組合せを介して、光を通過させうる。
【０１１２】
他の実施形態では、方法は、フローチャネルからの発光光を１つ以上の光学フィルタ、たとえば、１つ以上のバンドパスフィルタに通すことにより、光の波長を分離する工程を含む。たとえば、対象の光学フィルタは、２ｎｍ〜１００ｎｍ、たとえば３ｎｍ〜９５ｎｍ、たとえば５ｎｍ〜９５ｎｍ、たとえば１０ｎｍ〜９０ｎｍ、たとえば１２ｎｍ〜８５ｎｍ、たとえば１５ｎｍ〜８０ｎｍの範囲内の最小帯域幅を有するバンドパスフィルタ、さらには２０ｎｍ〜５０ｎｍの範囲内の最小帯域幅を有するバンドパスフィルタを含みうる。
【０１１３】
ある特定の実施形態では、主題の蛍光アッセイは、キャピラリーチャネル中のサンプルを画像化する方法、たとえば、米国特許第８，２４８，５９７号明細書、同第７，９２７，５６１号明細書、および同第７，７３８，０９４号明細書に記載のもの、さらには２０１２年８月２０日出願の同時係属米国特許出願第１３／５９０，１１４号明細書、２０１３年１１月１３日出願の同第６１／９０３，８０４号明細書、および２０１４年３月７日出願の同第６１／９４９，８３３号明細書（それらの開示は参照により本明細書に組み込まれる）に記載のものを含みうる。
【０１１４】
ある特定の実施形態では、方法は、フローチャネルの画像をキャプチャーする工程を含む。フローチャネルの１つ以上の画像をキャプチャーする工程は、１つ以上の光源（以上に記載のとおり）によりフローチャネルを照明する工程と、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）、半導体電荷結合デバイス（ＣＣＤ）、アクティブピクセルセンサー（ＡＰＳ）、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）イメージセンサー、またはＮ型金属酸化物半導体（ＮＭＯＳ）イメージセンサーにより画像をキャプチャーする工程とを含みうる。フローチャネルの画像は、連続的にまたは離散間隔でキャプチャーされうる。いくつかの場合には、方法は、連続的に画像をキャプチャーする工程を含む。他の場合には、方法は、たとえば０．００１ミリ秒ごと、０．０１ミリ秒ごと、０．１ミリ秒ごと、１ミリ秒ごと、１０ミリ秒ごと、１００ミリ秒ごと、さらには１０００ミリ秒ごと、またはなんらかの他の間隔でフローストリームの画像をキャプチャーするなど、離散間隔で画像をキャプチャーする工程を含む。フローチャネルの画像をＣＣＤカメラ検出器によりキャプチャーする場合、ＣＣＤのアクティブ検出表面積は、たとえば０．０１ｃｍ2 〜１０ｃｍ2 、たとえば０．０５ｃｍ2 〜９ｃｍ2 、たとえば０．１ｃｍ2 〜８ｃｍ2 、たとえば０．５ｃｍ2 〜７ｃｍ2 、さらには１ｃｍ2 〜５ｃｍ2 で、さまざまでありうる。
【０１１５】
フローチャネルの全部または一部、たとえばフローチャネルの５％以上、たとえば１０％以上、たとえば２５％以上、たとえば５０％以上、たとえば７５％以上、たとえば９０％以上、たとえば９５％以上が各画像中にキャプチャーされうるとともに、さらにはフローチャネルの９９％以上が各画像中にキャプチャーされうる。ある特定の実施形態では、全フローチャネルが各画像中でキャプチャーされる。所望により、１つまたはそれ以上の画像、たとえば２つ以上の画像、たとえば３つ以上の画像、たとえば５つ以上の画像、たとえば１０以上の画像、たとえば２５以上の画像、さらには１００以上の画像がキャプチャーされうる。フローチャネルの２つ以上の画像をキャプチャーする場合、複数の画像は、自動でスティッチングにより連結されうるか、またはディジタル画像処理アルゴリズムを有するプロセッサにより平均されうる。
【０１１６】
フローチャネルの画像は、フローチャネルの使用可能な画像がキャプチャーされるかぎり、フローチャネルから任意の好適な距離でキャプチャーされうる。たとえば、フローチャネルの画像は、フローストリームから０．０１ｍｍ以上、たとえば０．０５ｍｍ以上、たとえば０．１ｍｍ以上、たとえば０．５ｍｍ以上、たとえば１ｍｍ以上、たとえば２．５ｍｍ以上、たとえば５ｍｍ以上、たとえば１０ｍｍ以上、たとえば１５ｍｍ以上、たとえば２５ｍｍ以上、さらにはフローサイトメーターフローストリームから５０ｍｍ以上でキャプチャーされうる。フローチャネルの画像はまた、フローチャネルに対して任意の角度でキャプチャーされうる。たとえば、フローチャネルの画像は、フローチャネルの長手方向軸に対して１０°〜９０°、たとえば１５°〜８５°、たとえば２０°〜８０°、たとえば２５°〜７５°さらには３０°〜６０°の範囲内の任意の角度でキャプチャーされうる。ある特定の実施形態では、フローチャネルの画像はフローチャネルの長手方向軸に対して９０°の角度でキャプチャーされる。
【０１１７】
フローストリームの画像をキャプチャーする工程は、いくつかの実施形態では、フローストリームの通路と併置して１つ以上のイメージングセンサーを移動する工程を含む。たとえば、イメージングセンサーは、フローストリームと併置して上流または下流に移動させることにより複数の検出視野で画像をキャプチャーしうる。たとえば、方法は、２つ以上の異なる検出視野、たとえば３つ以上の検出視野、たとえば４つ以上の検出視野、さらには５つ以上の検出分野でフローストリームの画像をキャプチャーする工程を含みうる。イメージングセンサーは、連続的にまたは離散間隔で移動されうる。いくつかの実施形態では、イメージングセンサーは連続的に移動される。他の実施形態では、イメージングセンサーは、フローストリーム通路に沿って離散間隔で、たとえば１ｍｍ以上の増分、たとえば２ｍｍ以上増分、さらには５ｍｍ以上の増分で移動されうる。
【０１１８】
ある特定の実施形態では、方法は、フローチャネルのキャプチャー画像からバックグラウンドシグナルを低減する工程を含む。これらの実施形態では、方法は、未結合光学標識アナライト特異的結合性メンバー（すなわち、サンプルと混合されなかったアッセイ試薬）を含むフローチャネルの画像をキャプチャーする工程と、フローチャネル内のサンプルのキャプチャー画像からバックグラウンドシグナルを低減（たとえば減算）する工程と、を含む。いくつかの場合には、方法が、フローチャネル内のサンプルの画像をキャプチャーする工程と、未結合光学標識アナライト特異的結合性メンバーによるバックグラウンドシグナルを決定する工程と、フローチャネル内のサンプルのキャプチャー画像からバックグラウンドを低減する工程とを含む。本開示の実施形態では、バックグラウンドシグナルは、１回以上、たとえば２回以上、たとえば３回以上、たとえば５回以上、さらには１０回以上決定されうる。所望により、バックグラウンドシグナルは、平均バックグラウンドシグナルを提供するように平均化されうる。ある特定の実施形態では、バックグラウンドシグナルを決定する工程は、サンプルの不在下でフローチャネルの１つ以上の画像をキャプチャーする工程を含む。
【０１１９】
アッセイ試薬に依存して、フローチャネルの未結合試薬は実質的に一定である。言い換えれば、フローチャネル内に存在する未結合試薬の分布は均一であり、フローチャネルの異なる領域の未結合試薬の量の変動は、１０％以下、たとえば５％以下、たとえば４％以下、たとえば３％以下、たとえば２％以下、たとえば１％以下、たとえば０．５％以下、さらには０．１％以下である。したがって、バックグラウンドシグナルは、フローチャネルの長手方向軸に沿って１０％以下、たとえば５％以下、たとえば４％以下、たとえば３％以下、たとえば２％以下、たとえば１％以下、たとえば０．５％以下、さらには０．１％以下の変動である。ある特定の実施形態では、方法は、バックグラウンドシグナルがフローチャネルの長手方向軸に沿って１０％以下、たとえば５％以下、たとえば４％以下、たとえば３％以下、たとえば２％以下、たとえば１％以下、たとえば０．５％以下、さらには０．１％以下の変動で、フローチャネル内のサンプルのキャプチャー画像からバックグラウンドシグナルを低減する工程を含む。
【０１２０】
図１および図２Ａ〜Ｂに例示されるように、対象のマイクロ流体デバイスは、無洗浄方式で指穿刺体積（５μＬ〜５０μＬ）の全血中のヒト抗体の血清学的濃度を検出するために使用されうる。いくつかのある特定の実施形態では、方法は、サンプル適用部位に液体サンプルを適用する工程と、毛管力によりサンプルフローを多孔性エレメントに方向付ける工程とを含む。サンプルが多孔性エレメントに進入すると、試薬調製物は、実質的に連続した速度でサンプル中に溶解する。アッセイ混合物は、サンプルの成分を特異的に標識化するための光学活性試薬と、サンプル中への試薬の連続溶解を提供する一群の緩衝剤成分とを含みうる。いくつかの実施形態では、緩衝剤成分は、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）、トレハロース（Ｄ+ トレハロースなどの）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、またはそれらの任意の組合せを含みうる。光学活性試薬は、蛍光標識抗体コンジュゲートなどの任意の検出可能標識でありうる。緩衝剤およびサンプルは、多孔性エレメント中の蛇行通路のネットワークを介してパッシブ混合により多孔性エレメント中で混合されて、サンプルの成分に結合された試薬と未結合試薬とを生じる。次いで、検出可能標識で標識されたサンプルは、たとえば、マイクロ流体デバイスのキャピラリーチャネルに沿って光学的にまたは磁気的に、以上で考察したように精査されうる。いくつかの実施形態では、サンプルは、透過性壁を介してサンプルのシグナルまたは画像を得ることにより精査されうる。シグナル処理は、未結合試薬によるバックグラウンドシグナルを減算する工程を含みうる。透過性壁に沿った未結合試薬の量は、実質的に一定でありうる。いくつかの実施形態では、透過性壁に沿った未結合試薬の量は、５０％、４０％、３０％、２０％、または１０％未満の変動であり、この結果、有利には、サンプルの成分に結合された試薬の検出が改善される。検出は、バックグラウンド光学シグナルの減算と、バックグラウンド超のシグナルの数、光学的性質、モルフォロジー、または構成の観測とを含みうる。
【０１２１】
アナライトに関してサンプルをアッセイするためのシステム
本開示の態様は、主題の方法を実施するためのシステムをさらに含む。いくつかの実施形態では、１つ以上の主題のマイクロ流体デバイスと、光源およびフローチャネル内のサンプルにより発せられた１つ以上の波長の光を検出するための検出器を有する光学精査システムとを含むシステムが提供される。ある特定の実施形態では、システムは、光学精査システム内に直接統合された１つ以上の主題のマイクロ流体デバイスをさらに含む。
【０１２２】
以上に概説したように、本開示の態様は、１種以上のアナライトに関してサンプルをアッセイする工程を含む。システムは、アッセイ試薬と混合された対象のサンプルを含有するフローチャネルを精査するための１つ以上の光源を含む。いくつかの実施形態では、光源は、広い波長範囲、たとえば５０ｎｍ以上、たとえば１００ｎｍ以上、たとえば１５０ｎｍ以上、たとえば２００ｎｍ以上、たとえば２５０ｎｍ以上、たとえば３００ｎｍ以上、たとえば３５０ｎｍ以上、たとえば４００ｎｍ以上をカバーする波長範囲、さらには５００ｎｍ以上をカバーする波長範囲を有する光を発する広帯域光源である。たとえば、１つの好適な広帯域光源は、２００ｎｍ〜８００ｎｍの波長を有する光を発する。任意の便利な広帯域光源プロトコル、たとえば、広帯域光源の中でもとくに、ハロゲンランプ、ジュウテリウムアークランプ、キセノンアークランプ、安定化ファイバー結合広帯域光源、広帯域連続スペクトルＬＥＤ、超高輝度発光ダイオード、半導体発光ダイオード、広域スペクトルＬＥＤ白色光源、マルチＬＥＤ統合白色光源、またはそれらの任意の組合せを利用しうる。
【０１２３】
他の実施形態では、光源は、特定の波長または狭い波長範囲の光を発する狭帯域光源である。いくつかの場合には、狭帯域光源は、狭い波長範囲、たとえば５０ｎｍ以下、たとえば４０ｎｍ以下、たとえば３０ｎｍ以下、たとえば２５ｎｍ以下、たとえば２０ｎｍ以下、たとえば１５ｎｍ以下、たとえば１０ｎｍ以下、たとえば５ｎｍ以下、たとえば２ｎｍ以下の波長範囲を有する光を発し、さらには光源は、特定の波長の光（すなわち、単色光）を発する。任意の便利な狭帯域光源プロトコル、たとえば、狭波長ＬＥＤ、レーザダイオード、または１つ以上の光学バンドパスフィルタ、回折グレーティング、モノクロメーター、もしくはそれらの任意の組合せに結合された広帯域光源を利用しうる。ある特定の実施形態では、狭帯域光源は、レーザ、たとえば、ガスレーザ、たとえば、ヘリウム−ネオンレーザ、アルゴンレーザ、クリプトンレーザ、キセノンレーザ、窒素レーザ、ＣＯ2 レーザ、ＣＯレーザ、アルゴン−フッ素（ＡｒＦ）エキシマーレーザ、クリプトン−フッ素（ＫｒＦ）エキシマーレーザ、キセノン塩素（ＸｅＣｌ）エキシマーレーザ、またはキセノン−フッ素（ＸｅＦ）エキシマーレーザ、色素レーザ、たとえば、スチルベン、クマリン、またはローダミンレーザである。さらに他の場合には、方法は、金属蒸気レーザ、たとえば、ヘリウム−カドミウム（ＨｅＣｄ）レーザ、ヘリウム−水銀（ＨｅＨｇ）レーザ、ヘリウム−セレン（ＨｅＳｅ）レーザ、ヘリウム−銀（ＨｅＡｇ）レーザ、ストロンチウムレーザ、ネオン−銅（ＮｅＣｕ）レーザ、銅レーザ、または金レーザ、または固体レーザ、たとえば、ルビーレーザなど、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、ＮｄＣｒＹＡＧレーザ、Ｅｒ：ＹＡＧレーザ、Ｎｄ：ＹＬＦレーザ、Ｎｄ：ＹＶＯ4 レーザ、Ｎｄ：ＹＣａ4 Ｏ（ＢＯ3）3 レーザ、Ｎｄ：ＹＣＯＢレーザ、チタンサファイアレーザ、ツリムＹＡＧレーザ、イッテルビウムＹＡＧレーザ、イッテルビウム2 Ｏ3 レーザ、またはセリウムドープレーザ、さらにはそれらの組合せにより、フローチャネル内のサンプルを照射する工程を含む。
【０１２４】
主題のシステムは、所望により、１つ以上の光源、たとえば２つ以上の光源、たとえば３つ以上の光源、たとえば４つ以上の光源、たとえば５つ以上の光源、さらには１０以上の光源を含みうる。いくつかの実施形態では、光源は、２００ｎｍ〜１０００ｎｍ、たとえば２５０ｎｍ〜９５０ｎｍ、たとえば３００ｎｍ〜９００ｎｍ、たとえば３５０ｎｍ〜８５０ｎｍ、さらには４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲内の波長を有する光を発する。
【０１２５】
以上に概説したように、主題のシステムは、サンプル適用部位と、サンプル適用部位に流体連通するフローチャネルと、サンプル適用部位とフローチャネルとの間に位置決めされた、多孔性マトリックスとアッセイ試薬とを有する多孔性コンポーネントとを有するマイクロ流体デバイスを受容するように構成される。これらの実施形態では、システムはまた、主題のシステム中にマイクロ流体デバイスを受容するためのカートリッジホルダーを含みうる。たとえば、カートリッジホルダーは、マイクロ流体デバイスを受容するための支持体と、カートリッジホルダー内にマイクロ流体デバイスを保持するための１つ以上のカートリッジリテーナーとを含みうる。いくつかの場合には、カートリッジホルダーは、カートリッジホルダー内に位置決めされたマイクロ流体デバイスの撹拌を低減するための振動ダンパーと、さらにはマイクロ流体デバイスがカートリッジホルダー内に存在することを示すように構成された１つ以上のカートリッジ存在フラグとを含む。
【０１２６】
いくつかの実施形態では、システムは、精査システムへのおよび精査システムからのマイクロ流体デバイスの移動のためにカートリッジホルダーに結合されたカートリッジシャトルを含む。いくつかの実施形態では、カートリッジシャトルは、マイクロ流体デバイスを移動するために１つ以上の並進移動または側方移動プロトコルに結合される。たとえば、カートリッジシャトルは、機械的作動並進ステージ、機械的リードスクリューアセンブリ、機械的スライドデバイス、機械的側方移動デバイス、機械的操作ギア付き並進デバイス、モータ作動並進ステージ、リードスクリュー並進アセンブリ、ギア付き並進デバイス、たとえば、モータタイプの中でもとくに、ステッパーモータ、サーボモータ、ブラシレス電気モータ、ブラシ付きＤＣモータ、マイクロステップ駆動モータ、高分解能ステッパーモータを利用したものに結合されうる。システムはまた、カートリッジホルダーの側方移動を容易にするためにカートリッジシャトルを位置決めするための一群のレールを含みうる。
【０１２７】
以上に記載したように、フローチャネル内のサンプルにより発せられた光は、集光されて１つ以上の光検出器を用いて検出される。ある特定の実施形態では、システムは、フローチャネルから発せられた光を集光するための１つ以上の対物レンズを含む。たとえば、対物レンズは、１．２〜５の範囲内の公称倍率、たとえば１．３〜４．５の公称倍率、たとえば１．４〜４の公称倍率、たとえば１．５〜３．５の公称倍率、たとえば１．６〜３の公称倍率を有する拡大レンズでありうるとともに、さらには１．７〜２．５の公称倍率を有する拡大レンズに透過光を通しうる。光源、サンプルチャンバ、および検出器の構成に依存して、対物レンズの性質はさまざまでありうる。たとえば、主題の対物レンズの開口数はまた、０．０１〜１．７、たとえば０．０５〜１．６、たとえば０．１〜１．５、たとえば０．２〜１．４、たとえば０．３〜１．３、たとえば０．４〜１．２、たとえば０．５〜１．１の範囲内で、さまざまでありうるとともに、さらには開口数は０．６〜１．０の範囲内でありうる。同様に、対物レンズの焦点距離は、１０ｍｍ〜２０ｍｍ、たとえば１０．５ｍｍ〜１９ｍｍ、たとえば１１ｍｍ〜１８ｍｍ、さらには１２ｍｍ〜１５ｍｍの範囲内で、さまざまでありうる。
【０１２８】
いくつかの実施形態では、対物レンズは、フローチャネルから発せられた光を検出用の検出器に焦点合わせするためのオートフォーカスモジュールに結合される。たとえば、フローチャネルから発せられた光を焦点合わせするために好適なオートフォーカスモジュールとしては、１９９９年１０月２９日出願の米国特許第６，４４１，８９４号明細書（その開示は参照により本明細書に組み込まれる）に記載のものが挙げられうるが、これに限定されるものではない。
【０１２９】
本開示のシステムはまた、１つ以上の波長セパレータを含みうる。「波長セパレータ」という用語は、多色光を成分波長に分離して各波長を好適に検出しうるように構成された光学コンポーネントを意味するようにその通常の意味で用いられる。主題のシステム内の好適な波長セパレータの例としては、限定されるものではないが、波長分離プロトコルの中でもとくに、着色ガラス、バンドパスフィルタ、干渉フィルタ、ダイクロイックミラー、回折グレーティング、モノクロメーター、およびそれらの組合せが挙げられうる。光源およびアッセイされるサンプルに依存して、システムは、１つ以上、たとえば２つ以上、たとえば３つ以上、たとえば４つ以上、たとえば５つ以上の波長セパレータ、さらには１０以上の波長セパレータを含みうる。一例では、システムは、２つ以上のバンドパスフィルタを含む。他の例では、システムは、２つ以上のバンドパスフィルタおよび回折グレーティングを含む。さらに他の例では、システムは、複数のバンドパスフィルタおよびモノクロメーターを含む。ある特定の実施形態では、システムは、フィルタホイール機構中に構成された複数のバンドパスフィルタおよび回折グレーティングを含む。システムが２つ以上の波長セパレータを含む場合、波長セパレータは、多色光を成分波長に分離するために個別にまたは直列に利用されうる。いくつかの実施形態では、波長セパレータは直列に配置される。他の実施形態では、波長セパレータは個別に配置される。
【０１３０】
いくつかの実施形態では、システムは１つ以上の回折グレーティングを含む。対象の回折グレーティングとしては、透過型、分散型、または反射型の回折グレーティングが挙げられうるが、これらに限定されるものではない。回折グレーティングの好適な間隔は、０．０１μｍ〜１０μｍ、たとえば０．０２５μｍ〜７．５μｍ、たとえば０．５μｍ〜５μｍ、たとえば０．７５μｍ〜４μｍ、たとえば１μｍ〜３．５μｍ、さらには１．５μｍ〜３．５μｍの範囲内で、さまざまでありうる。
【０１３１】
いくつかの実施形態では、システムは１つ以上の光学フィルタを含む。ある特定の場合には、システムは、２ｎｍ〜１００ｎｍのたとえば３ｎｍ〜９５ｎｍ、たとえば５ｎｍ〜９５ｎｍ、たとえば１０ｎｍ〜９０ｎｍ、たとえば１２ｎｍ〜８５ｎｍ、たとえば１５ｎｍ〜８０ｎｍの範囲内の最小帯域幅を有するバンドパスフィルタを含み、さらには２０ｎｍ〜５０ｎｍの範囲内の最小帯域幅を有するバンドパスフィルタを含む。
【０１３２】
本開示のシステムはまた、１つ以上の検出器を含む。好適な検出器の例としては、光学センサーまたは光検出器、たとえば、光検出器の中でもとくに、アクティブピクセルセンサー（ＡＰＳ）、アバランシュフォトダイオード、イメージセンサー、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）、インテンシファイア付き電荷結合デバイス（ＩＣＣＤ）、発光ダイオード、フォトンカウンタ、ボロメーター、焦電検出器、フォトレジスタ、光起電力電池、フォトダイオード、光電子増倍管、フォトトランジスタ、量子ドット光伝導体、またはフォトダイオード、およびそれらの組合せが挙げられうるが、これらに限定されるものではない。ある特定の実施形態では、フローチャネルから発せられた光は、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）により測定される。発光光をＣＣＤで測定する場合、ＣＣＤのアクティブ検出表面積は、たとえば０．０１ｃｍ2 〜１０ｃｍ2 、たとえば０．０５ｃｍ2 〜９ｃｍ2 、たとえば０．１ｃｍ2 〜８ｃｍ2 、たとえば０．５ｃｍ2 〜７ｃｍ2 、さらには１ｃｍ2 〜５ｃｍ2 で、さまざまでありうる。
【０１３３】
いくつかの実施形態では、システムは、フローチャネルの画像をキャプチャーするための１つ以上のカメラまたはカメラセンサーを含む。フローの画像をキャプチャーするために好適なカメラとしては、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）、半導体電荷結合デバイス（ＣＣＤ）、アクティブピクセルセンサー（ＡＰＳ）、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）イメージセンサー、またはＮ型金属酸化物半導体（ＮＭＯＳ）イメージセンサーが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０１３４】
本開示の実施形態では、対象の検出器は、１つ以上の波長、たとえば２つ以上の波長、たとえば５つ以上の異なる波長、たとえば１０以上の異なる波長、たとえば２５以上の異なる波長、たとえば５０以上の異なる波長、たとえば１００以上の異なる波長、たとえば２００以上の異なる波長、たとえば３００以上の異なる波長でフローチャネルから発せられた光を測定するように、さらには４００以上の異なる波長でサンプルチャンバを透過した光を測定するように、構成される。
【０１３５】
いくつかの実施形態では、検出器は、光を連続的にまたは離散間隔で測定するように構成されうる。いくつかの場合には、対象の検出器は、光を連続的に測定するように構成される。他の場合には、対象の検出器は、離散間隔で測定を行うように、たとえば、０．００１ミリ秒ごと、０．０１ミリ秒ごと、０．１ミリ秒ごと、１ミリ秒ごと、１０ミリ秒ごと、１００ミリ秒ごと、さらには１０００ミリ秒ごとまたはなんらかの他の間隔で光を測定するように、構成される。
【０１３６】
ある特定の実施形態では、フローチャネル内のサンプルにより発せられた光は、たとえば、米国特許第８，２４８，５９７号明細書、同第７，９２７，５６１号明細書、同第７，７３８，０９４、および２０１２年８月２０日出願の同時係属米国特許出願第１３／５９０，１１４号明細書、２０１３年１１月１３日出願の同第６１／９０３，８０４号明細書、および２０１４年３月７日出願の同第６１／９４９，８３３号明細書（それらの開示は参照により本明細書に組み込まれる）に記載のイメージングシステムを用いて測定される。
【０１３７】
ある特定の場合には、対象のシステムは、イメージングシステムに統合された１つ以上の主題のマイクロ流体デバイス（以上に記載のとおり）を含む。したがって、これらの実施形態では、主題のシステムは、以上に記載のマイクロ流体デバイスを受容するようには構成されず、その代わりに、流体サンプルを直接受容するように構成され、続いて、サンプルのアッセイ後に除去される。「除去」とは、フローチャネル、サンプル適用部位、入口、さらには多孔性マトリックスのいずれをも含めて、主題のシステムとの接触を維持するサンプルの量がゼロであることを意味する。言い換えれば、サンプルが除去される場合、痕跡量のサンプルがすべて、システムのコンポーネントから排除される。いくつかの実施形態では、システムは、統合マイクロ流体デバイスを洗浄するための１つ以上の洗浄デバイスをさらに含みうる。たとえば、洗浄デバイスは、マイクロ流体デバイスを洗浄するための洗浄緩衝液を送達するためにスプレーノズルを備えたまたは備えていないマイクロ導管を含みうる。ある特定の実施形態では、これらのシステムは、１種以上の洗浄緩衝液の貯蔵用の貯蔵部を含む。
【０１３８】
キット
本発明の態様はキットをさらに含み、キットは１つ以上の本明細書に記載のマイクロ流体デバイスを含む。いくつかの場合には、キットは、１種以上のアッセイ成分（たとえば、以上に記載されるような標識試薬、緩衝剤など）を含みうる。いくつかの場合には、キットは、所望により、サンプル採取デバイス、たとえば、全血サンプルを得るために皮膚穿刺を行うように構成されたランスまたは針、ピペットなどをさらに含みうる。キットの種々のアッセイ成分は、個別の容器内に存在しうるか、またはそれらの一部または全部は、あらかじめ組み合わされうる。たとえば、いくつかの場合には、キットの１つ以上のコンポーネント、たとえば、マイクロ流体デバイスは、密閉されたパウチ、たとえば、無菌のフォイルパウチまたはエンベロープの中に存在する。
【０１３９】
以上のコンポーネントのほかに、主題のキットは、主題の方法を実施するための使用説明書をさらに含みうる（ある特定の実施形態では）。これらの使用説明書は、さまざまな形態で主題のキット中に存在しうる。その１つ以上は、キット中に存在しうる。これらの使用説明書が存在しうる一形態は、好適な媒体または基材に印刷情報として存在するものであり、たとえば、キットの包装材、添付文書などで情報が印刷された１枚または複数枚の紙である。これらの使用説明書のさらに他の形態は、コンピュータ可読媒体、たとえば、ディスケット、コンパクトディスク（ＣＤ）、ポータブルフラッシュドライブなどであり、それらに情報が記録されている。存在しうるこれらの使用説明書のさらに他の形態は、遠隔地でインターネットを介して情報にアクセスするために使用しうるウェブサイトアドレスである。
【０１４０】
有用性
本開示の方法、デバイス、およびキットは、多種多様な用途に使用され、多くの可能な供給源からの多種多様なサンプルタイプ中にアナライトが存在するか決定するために使用可能である。用途および本明細書に記載の方法の所望の出力に依存して、アナライトは、定性的に（「存在」対「不在」、「はい、所定の閾値を超える」対「いいえ、所定の閾値を超えない」、または定量的に、たとえば、サンプル中の量（たとえば、サンプル中の濃度）として検出されうる。多種多様なタイプのアナライト、たとえば、限定されるものではないが、タンパク質（遊離のタンパク質および細胞などの構造体の表面に結合されたタンパク質の両方を含む）、核酸、ウイルス粒子などが対象のアナライトになりうる。さらに、サンプルは、インビトロ供給源またはインビボ供給源に由来するものでありうる。また、サンプルは診断サンプルでありうる。
【０１４１】
本開示の方法を実施する場合、サンプルは、インビトロ供給源（たとえば、実験室で成長させた細胞培養物からの抽出物）から得られうるか、またはインビボ供給源（たとえば、哺乳類被験者、ヒト被験者、研究動物など）から得られうる。いくつかの実施形態では、サンプルはインビトロ供給源から得られる。インビトロ供給源としては、限定されるものではないが、原核（たとえば、細菌）細胞培養物、真核（たとえば、哺乳動物、菌類）細胞培養物（たとえば、樹立細胞系の培養物、既知または購入の細胞系の培養物、不死化細胞系の培養物、初代細胞の培養物、実験室酵母の培養物など）、組織培養物、カラムクロマトグラフィー溶出液、細胞溶解物／抽出物（たとえば、タンパク質含有ライセート／抽出物、核酸含有ライセート／抽出物など）、ウイルスパッケージング上清などが挙げられる。いくつかの実施形態では、サンプルはインビボ供給源から得られる。インビボ供給源は、生きている多細胞生物を含み、診断サンプルを生成す可能である。
【０１４２】
いくつかの実施形態では、アナライトは診断アナライトである。「診断アナライト」とは、診断を行うために生きている多細胞生物たとえば哺乳動物から得られたかまたはそれに由来するサンプルのアナライトのことである。言い換えれば、サンプルは、疾患または病態を診断するために１種以上の疾患アナライトの存在を決定するために得られたものである。したがって、本方法は診断方法である。本方法は「診断方法」であるので、哺乳動物（たとえば、ヒト）などの生きている生物にあって疾患（たとえば、病気、糖尿病など）または病態（たとえば、妊娠）を診断する（すなわち、存在または不在を決定する）方法である。このため、本開示のある特定の実施形態は、生きている被験者が所与の疾患または病態（たとえば、糖尿病）を有するかを決定するために利用される方法である。「診断方法」はまた、所与の疾患または病態の重症度または状態を決定する方法を含む。
【０１４３】
ある特定の実施形態では、本方法は、アナライトが診断サンプル中に存在するかを判定する方法である。このため、本方法は、対象のアナライトが存在するかもしれないし存在しないかもしれないサンプルを評価する方法である。いくつかの場合、アッセイを行う前はアナライトがサンプル中に存在するか不明である。他の場合には、アッセイを行う前はアナライトが所定の閾値量よりも多い（超える）量でサンプル中に存在するか不明である。そのような場合、本方法は、所定の閾値量よりも多い（超える）量で対象のアナライトが存在するかもしれないし存在しないかもしれないサンプルを評価する方法である。
【０１４４】
診断サンプルは、インビボ供給源（たとえば、哺乳動物被験者、ヒト被験者など。）から得られるものを含み、被験者の組織または細胞から得られたサンプル（たとえば、生検、組織サンプル、全血、分画血液、毛髪、皮膚など）を含みうる。いくつかの場合、被験者に由来する細胞、流体、または組織は、評価前に培養、貯蔵、または操作され、かかるサンプルは、結果を用いて生きている生物の疾患（たとえば、病気、糖尿病など）または病態（たとえば、妊娠）の存在、不在、状態、または重症度が決定されるのであれば、診断サンプルとみなされうる。
【０１４５】
いくつかの場合には、診断サンプルは、組織サンプル（たとえば、全血、分画血液、血漿、血清、唾液など）である、または組織サンプル（たとえば、全血、分画血液、血漿、血清、唾液、皮膚、毛髪など）から得られる。診断サンプルの例としては、被験者に由来する細胞および組織の培養物（およびそれらの派生物、たとえば、上清、ライセートなど）、組織サンプルおよび体液、非細胞サンプル（たとえば、カラム溶出液、無細胞バイオ分子、たとえば、タンパク質、脂質、炭水化物、核酸、合成反応混合物、核酸増幅反応混合物、インビトロ生化学反応系または酵素反応系またはアッセイ溶液、または他のインビトロおよびインビボ反応産物など）などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０１４６】
主題の方法は、多種多様なタイプの被験者に由来するサンプルで利用可能である。いくつかの実施形態では、サンプルは、哺乳綱動物に属する被験者、たとえば、食肉目動物（たとえば、イヌおよびネコ）、齧歯目動物（たとえば、マウス、モルモット、およびラット）、ウサギ目動物（たとえば、ウサギ）、霊長動物（たとえば、ヒト、チンパンジー、およびサル）などに由来する。ある特定の実施形態、動物または宿主、すなわち、被験者はヒトである。
【０１４７】
実験
以下の実施例は、限定ではなく例示により提供されたものである。実施例は、単に例示を目的として提供されたものにすぎず、本開示の範囲をなんら限定することを意図したものではない。使用される数（たとえば、量、温度など）に関する確度を保証するように努力がなされてきたが、当然ながら、いくらかの実験誤差および偏りが許容されるべきである。
【０１４８】
本発明に係るキャピラリーデバイス（図２ＡおよびＢに示される）のサンプル適用部位に指穿刺量（５μＬ〜５０μＬ）の全血を負荷すると、毛管力により多孔性エレメント中に吸い込まれる。多孔性エレメントは多孔性フリットおよび関連アッセイ混合物である。反応組成物は、ＢＳＡ、ＭＥＳ、Ｄ+ トレハロース、ＥＤＴＡ、ＰＶＰ、および試薬混合物で構成された保存緩衝剤である。乾燥重量単位のＢＳＡ：トレハロース：ＰＶＰ比は２１：９０：１である。試薬混合物は、血液サンプル中の抗原ＣＤ１４、ＣＤ４、ＣＤ４５ＲＡ、およびＣＤ３に特異的な一群の抗体−色素コンジュゲートで構成される。負荷後、サンプル適用部位を覆うようにキャップを配置し、サンプル適用部位およびキャピラリーチャネルのベント出口を密閉する。血液のキャピラリーフローは、キャップによりキャピラリーを外部環境から密閉しても妨害されることかなく、多孔性エレメントを貫通してかつチャネルに沿って進行する。フローは疎水性接合部で終端しうる。サンプルはサンプルが適用された時点から約２分間にわたり多孔性エレメントを貫通してかつキャピラリーチャネルに沿って流動するので、多孔性エレメント中に存在する抗ＣＤ１４、ＣＤ４、ＣＤ４５ＲＡ、およびＣＤ３抗体は、実質的に一定の速度で血液サンプル中に溶解する。血液サンプルは、実質的に妨害されずにかつ濾過されずに多孔性エレメントを貫流する。血液サンプル中の特異的成分は、色素−抗体コンジュゲートに結合することにより、サンプル中のアナライトの検出および定量を可能にするであろう。検出は、ＬＥＤを用いて透過性壁の領域が位置するカートリッジを照明することにより行われる。光学シグナルは、ＣＣＤカメラ検出器および適切なフィルタを備えた低パワーマイクロスコープを用いてキャピラリーチャネルの光透過性壁を介して画像化することにより測定される。画像の概略図は、キャピラリーチャネル６０の透過性壁５０を介して図３Ａに示されている。画像解析結果の概略図（図３Ｂ）は、処理後、細胞内のアナライトに結合した色素−抗体コンジュゲートのシグナル分布は、サンプルストリーム中の遊離のコンジュゲートよりも測定可能に高いことを示している。色素−抗体コンジュゲートにより標識された細胞のより鮮明な画像を形成して、ＣＤ１４、ＣＤ４、ＣＤ４５ＲＡ、ＣＤ３抗体に関して検査で陽性を示す細胞の数を決定するために、画像処理によりバックグラウンドシグナル７０を低減することが可能である。
【０１４９】
添付の請求項にもかかわらず、本明細書に記載される本開示は、以下の付記によっても定義される。
１．サンプル適用部位と、
前記サンプル適用部位に流体連通するフローチャネルと、
前記サンプル適用部位と前記フローチャネルとの間に位置決めされており、多孔性マトリックスおよびアッセイ試薬を含む多孔性コンポーネントと
を有するマイクロ流体デバイス。
２．前記サンプルに対して非濾過性になるように前記多孔性マトリックスが構成されており、前記サンプルをアッセイするように構成されている付記１に記載のマイクロ流体デバイス。
３．前記アッセイ試薬と貫流するサンプルとの混合を提供するように前記多孔性マトリックスが構成されている付記１または２に記載のマイクロ流体デバイス。
４．前記多孔性マトリックスは１μｍ〜２００μｍの直径を有する細孔を含む付記１から３のいずれかに記載のマイクロ流体デバイス。
５．前記多孔性マトリックスは１μＬ〜２５μＬの細孔容積を含む付記１から４のいずれかに記載のマイクロ流体デバイス。
６．細孔容積が前記多孔性マトリックスの体積の２５％〜７５％である付記１から５のいずれかに記載のマイクロ流体デバイス。
７．前記細孔容積は前記多孔性マトリックスの体積の４０％〜６０％である付記６に記載のマイクロ流体デバイス。
８．前記多孔性マトリックスはフリットである付記１から７のいずれかに記載のマイクロ流体デバイス。
９．前記多孔性マトリックスはガラスを含む付記１から８のいずれかに記載のマイクロ流体デバイス。
１０．前記多孔性マトリックスは多孔性ポリマーを含む付記１から９のいずれかに記載のマイクロ流体デバイス。
１１．前記多孔性コンポーネントは緩衝剤をさらに含む付記１から１０のいずれかに記載のマイクロ流体デバイス。
１２．前記アッセイ試薬はアナライト特異的結合性メンバーを含む付記１から１１のいずれかに記載のマイクロ流体デバイス。
１３．前記アナライト特異的結合性メンバーは抗体またはそのアナライト結合フラグメントを含む付記１２に記載のマイクロ流体デバイス。
１４．前記アナライト特異的結合性メンバーは検出可能標識にカップリングされる付記１２または１３に記載のマイクロ流体デバイス。
１５．前記アナライト特異的結合性メンバーは、ＣＤ１４、ＣＤ４、ＣＤ４５ＲＡ、ＣＤ３、またはそれらの組合せから選択される標的に特異的に結合する付記１２から１４のいずれかに記載のマイクロ流体デバイス。
１６．前記検出可能標識は光学検出可能標識である付記１４または１５に記載のマイクロ流体デバイス。
１７．前記光学検出可能標識は蛍光色素を含む付記１６に記載のマイクロ流体デバイス。
１８．前記蛍光色素は、ローダミン、クマリン、シアニン、キサンテン、ポリメチン、ピレン、ジピロメテンボロンジフルオリド、ナフタルイミド、フィコビリタンパク質、ペリジニウムクロロフィルタンパク質、それらのコンジュゲートまたはそれらの組合せからなる群から選択される化合物を含む付記１７に記載のマイクロ流体デバイス。
１９．前記緩衝剤は、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）、トレハロース、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、もしくは２−（Ｎ−モルホリノ）エタンスルホン酸、またはそれらの組合せを含む付記１１から１８のいずれかに記載のマイクロ流体デバイス。
２０．前記緩衝剤は、ＢＳＡ、トレハロース、およびＰＶＰを含む付記１９に記載のマイクロ流体デバイス。
２１前記緩衝剤中のＢＳＡの量が１重量％〜５０重量％である付記２０に記載のマイクロ流体デバイス。
２２．前記緩衝剤中のトレハロースの量が１重量％〜９９重量％である付記２０または２１に記載のマイクロ流体デバイス。
２３．前記緩衝剤中のＰＶＰの量が０．０１重量％〜１０重量％である付記２０から２２のいずれかに記載のマイクロ流体デバイス。
２４．前記アッセイ試薬はキレート化剤を含む付記１から２３のいずれかに記載のマイクロ流体デバイス。
２５．前記キレート化剤は、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、エチレングリコール−ビス−（β−アミノエチルエーテル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−四酢酸（ＥＧＴＡ）、２，３−ジメルカプトプロパン−１−スルホン酸（ＤＭＰＳ）、および２，３−ジメルカプトコハク酸（ＤＭＳＡ）からなる群から選択される付記２４に記載のマイクロ流体デバイス。
２６．前記キレート化剤はＥＤＴＡである付記２５に記載のマイクロ流体デバイス。
２７．前記フローチャネルは光透過性壁を含む付記１から２６のいずれかに記載のマイクロ流体デバイス。
２８．前記フローチャネルの壁は、紫外光、可視光、および近赤外光の１つ以上に対して光透過性である付記２７に記載のマイクロ流体デバイス。
２９．前記サンプル適用部位は、５μＬ〜２０００μＬの範囲内の体積を有するサンプルを受容するように構成されている付記１から２８のいずれかに記載のマイクロ流体デバイス。
３０．ハンドヘルド型になるように構成されている付記１から２９のいずれかに記載のマイクロ流体デバイス。
３１．サンプル適用部位に流体連通するフローチャネル、サンプル適用部位とフローチャネルとの間に位置決めされ、多孔性マトリックスとアッセイ試薬とを含む多孔性コンポーネントを有するマイクロ流体デバイスのサンプル適用部位にサンプルを接触させる工程、
前記フローチャネル内の前記サンプルを光源により照明する工程、ならびに、
前記サンプルからの光を検出する工程
を含む方法。
３２．前記サンプルが前記多孔性マトリックスを貫流することにより、前記サンプルが前記アッセイ試薬と混合する付記３１に記載の方法。
３３．前記サンプルと前記アッセイ試薬との混合工程は、前記サンプルの１種以上の成分を検出可能標識により標識する工程を含む付記３１に記載の方法。
３４．前記標識する工程は１種以上の成分をアナライト特異的結合性メンバーにカップリングする工程を含む付記３３に記載の方法。
３５．前記アナライト特異的結合性メンバーは光学検出可能標識にコンジュゲートされる付記３４に記載の方法。
３６．前記アナライト特異的結合性メンバーは抗体または抗体フラグメントである付記３４または３５に記載の方法。
３７．前記抗体または抗体フラグメントは、ＣＤ１４、ＣＤ４、ＣＤ４５ＲＡ、ＣＤ３、またはそれらの組合せから選択される標的に特異的に結合する付記３６に記載の方法。
３８．前記光学検出可能標識は蛍光色素を含む付記３５から３７のいずれかに記載の方法。
３９．前記蛍光色素は、ローダミン、クマリン、シアニン、キサンテン、ポリメチン、ピレン、ジピロメテンボロンジフルオリド、ナフタルイミド、フィコビリタンパク質、ペリジニウムクロロフィルタンパク質、それらのコンジュゲートまたはそれらの組合せからなる群から選択される化合物を含む付記３８に記載の方法。
４０．前記サンプルの９５％以上は前記多孔性マトリックスを通り抜けて前記フローチャネル中に入る付記３２から３９のいずれかに記載の方法。
４１．広域スペクトル光源により前記サンプルを照明する工程を含む付記３２から４０のいずれかに記載の方法。
４２．前記広域スペクトル光源は紫外光源および可視光源を含む付記４１に記載の方法。
４３．２００ｎｍ〜８００ｎｍの波長を有する光により前記サンプルを照明する工程を含む付記４１または４２に記載の方法。
４４．前記サンプルからの光を検出する工程は、キャピラリーチャネルのサンプルの画像をキャプチャーする工程を含む付記３１から４３のいずれかに記載の方法。
４５．前記サンプルは生物学的流体である付記３１から４４のいずれかに記載の方法。
４６．前記生物学的流体は全血である付記４５に記載の方法。
４７．前記生物学的流体は血漿である付記４５に記載の方法。
４８．サンプル適用部位と、
前記サンプル適用部位に流体連通するフローチャネルと、
前記サンプル適用部位と前記フローチャネルとの間に位置決めされ、多孔性マトリックスおよびアッセイ試薬を含む多孔性コンポーネントと、
存在する一定量の生物学的サンプルと
を有するマイクロ流体デバイス。
４９．前記生物学的サンプルは全血である付記４８に記載のマイクロ流体デバイス。
５０．前記生物学的サンプルは血漿である付記４９に記載のマイクロ流体デバイス。
５１．光源と、
１つ以上の波長の光を検出するための光学検出器と、
サンプル適用部位、前記サンプル適用部位に流体連通するフローチャネル、ならびに、前記サンプル適用部位およびキャピラリーチャネルの間に位置決めされ、多孔性マトリックスおよびアッセイ試薬を含む多孔性コンポーネントを有するマイクロ流体デバイスと
を備えるシステム。
５２．サンプル適用部位、前記サンプル適用部位に流体連通するフローチャネル、ならびに、前記サンプル適用部位と前記フローチャネルとの間に位置決めされ、多孔性マトリックスおよびアッセイ試薬を含む多孔性コンポーネントを有するマイクロ流体デバイスと、
前記マイクロ流体デバイスを収容する容器と
を含むキット。
５３．前記容器はパウチを有する付記５２に記載のキット。
５４．多孔性エレメントとキャピラリーチャネルとに連通するサンプル適用部位を含む、サンプルを解析するためのマイクロ流体デバイスであって、
前記多孔性エレメントはアッセイ混合物および多孔性フリットを含み、かつ
前記多孔性フリットは、前記アッセイ混合物と前記サンプルとの混合に十分な長さを有する蛇行流路を規定する一連のマイクロチャネルを提供し、かつ前記マイクロチャネルが、前記サンプルの実質的にすべての成分のフロースルーを提供するマイクロ流体デバイス。
５５．前記多孔性フリットは全フリット体積の４０〜６０％の平均空隙体積を有する付記５４に記載のマイクロ流体デバイス。
５６．前記アッセイ混合物は試薬と一群の緩衝剤成分とを含み、前記一群の緩衝剤成分が、所定の時間にわたってサンプル中への前記試薬の実質的に連続な溶解を提供する付記５４に記載のマイクロ流体デバイス。
５７．前記一群の緩衝剤成分は、ウシ血清アルブミン、トレハロース、およびポリビニルピロリドン、またはそれらの任意の組合せを含む群から選択される付記５４に記載のマイクロ流体デバイス。
５８．前記一群の緩衝剤成分は、ウシ血清アルブミン、トレハロース、およびポリビニルピロリドンを含む付記５４に記載のマイクロ流体デバイス。
５９．前記一群の緩衝剤成分の全重量が、前記多孔性フリット中のフリット空隙体積１μＬ当たり０．０１グラム〜２グラムである付記５４に記載のマイクロ流体デバイス。
６０．前記一群の緩衝剤成分は２−（Ｎ−モルホリノ）エタンスルホン酸を含む付記５４に記載のマイクロ流体デバイス。
６１．前記アッセイ混合物はエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）を含む付記５４に記載のマイクロ流体デバイス。
６２．前記試薬は、１種以上の検出可能標識にコンジュゲートされた１種以上の抗体または抗体フラグメントを含む付記５４に記載のマイクロ流体デバイス。
６３．前記抗体または抗体フラグメントは、ＣＤ１４、ＣＤ４、ＣＤ４５ＲＡ、ＣＤ３、またはそれらの任意の組合せから選択される標的に特異的である付記６２に記載のマイクロ流体デバイス。
６４．前記検出可能標識は、ローダミン、クマリン、シアニン、キサンテン、ポリメチン、ピレン、ジピロメテンボロンジフルオリド、ナフタルイミド、フィコビリタンパク質、ペリジニウムクロロフィルタンパク質、それらのコンジュゲートおよびそれらの組合せを含む群から選択された蛍光色素である付記６２に記載のマイクロ流体デバイス。
６５．前記マイクロチャネルは５ミクロン〜２００ミクロンの平均貫通細孔直径を有する付記５４に記載のマイクロ流体デバイス。
６６．サンプルをさらに含む付記５４に記載のマイクロ流体デバイス。
６７．前記サンプルは血液である付記６６に記載のマイクロ流体デバイス。
６８．前記サンプルは血漿である付記６６に記載のマイクロ流体デバイス。
６９．前記キャピラリーチャネルの少なくとも一部分に沿って光透過性壁をさらに含む付記５４に記載のマイクロ流体デバイス。
７０．液体のサンプルをアッセイする方法であって、
多孔性エレメントおよびチャネルに流体連通するサンプル適用部位に、前記サンプルを適用する工程と、
前記チャネルは光透過性壁を含み、かつ前記多孔性エレメントは光学活性の試薬および一群の緩衝剤成分を含み、サンプルフローが前記サンプル適用部位から前記多孔性エレメントを貫通して前記チャネルに至るように方向付ける工程と、
試薬を、前記試薬の溶解が所定の時間にわたって実質的に一定であるように、前記サンプル中に溶解させる工程と、
前記多孔性エレメントは、前記サンプルおよび前記試薬の混合に十分な長さを有する蛇行流路を規定する一連のマイクロチャネルを提供する多孔性フリットを含み、前記多孔性エレメント中で前記サンプルおよび前記試薬を混合して、前記試薬および前記サンプルの結合を提供する工程と、
前記光透過性壁を介して前記サンプルに光学精査を行う工程と
を含む方法。
７１．毛管作用により前記サンプルフローが力を受けて前記多孔性エレメントと前記チャネルとを貫通する付記７０に記載の方法。
７２．前記所定の時間は５秒間〜５分間である付記７０に記載の方法。
７３．前記光学精査は、
前記光透過性壁を介して前記サンプルの画像を得る工程と、
少なくとも未結合試薬からのシグナルに対応するバックグラウンドシグナルを決定する工程と、
前記光透過性壁に沿って７５％未満の変動である前記バックグラウンドシグナルを前記画像から低減する工程と
を含む付記７２に記載の方法。
７４．前記マイクロチャネルの平均直径は５ミクロン〜２００ミクロンである付記７０に記載の方法。
７５．前記サンプルは実質的に濾過されずに前記多孔性エレメントを貫流する付記７０に記載の方法。
７６．前記サンプルは血液サンプルである付記７０に記載の方法。
７７．前記光学活性の試薬は蛍光標識された抗体または抗体フラグメントを含み、かつ前記サンプルおよび前記試薬の混合により蛍光標識サンプルの形成を提供する付記７０に記載の方法。
【０１５０】
以上の本発明は、明確に理解することを目的として図や例を挙げてある程度詳細に説明されているが、当業者であれば、本開示の教示に照らして、添付の特許請求の趣旨または範囲から逸脱することなく、いくらかの変更および修正を行いうることは容易にわかる。
【０１５１】
したがって、以上では、本発明の原理を単に例示しているにすぎない。本明細書に明示的に説明も提示もされていないが、本発明の原理を具現化し、その趣旨および範囲に包含される種々の構成を、当業者であれば、考案できるであろうことはわかるであろう。さらに、本明細書に挙げられた実施例および条件語はすべて、読者が本発明の原理を理解するのを助けることが主に意図されており、そのような特定的に挙げられた実施例および条件に限定するものではない。さらに、本発明の原理、態様、および実施形態、さらにはその特定の実施例を述べた本明細書の記載はすべて、それらの構造的および機能的な均等物の両方を包含するものとする。そのほかに、そのような均等物は、現在知られている均等物および今後開発される均等物（すなわち、構造にかかわらず同一の機能を発揮する任意の開発される要素）の両方を包含するものとする。したがって、本発明の範囲は、本明細書に提示および説明された例示的実施形態に限定されるものではない。もっと正確に言えば、本発明の範囲および趣旨は、添付の特許請求の範囲により具現化される。
【０１５２】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１３年１１月６日出願の米国仮特許出願第６１／９００，５９０号に関連し、この出願の開示は参照により本明細書に組み込まれる。
【図１】
0006632525.tif 000002
【図２Ａ】
0006632525.tif 000003
【図２Ｂ】
0006632525.tif 000004
【図３Ａ】
0006632525.tif 000005
【図３Ｂ】
0006632525.tif 000006