(57)【要約】【課題】患者のケア地点で容易に実行でき、従来のカートリッジ式アッセイシステムの問題点を改善したカートリッジシステムを提供する。【解決手段】試薬コンポーネント及び処理コンポーネントが連結されてカートリッジをなし、試薬コンポーネント及び／又は処理コンポーネントはアッセイからの廃棄物を受容する少なくとも１つの区画を含み、試薬コンポーネントは、試薬の処理には、処理コンポーネントからの廃棄物の受容以外には関与しない、１つ以上の試薬を貯蔵する試薬コンポーネントと、１つ以上の試薬を処理する処理コンポーネントとを含むカートリッジシステムを提供する。更に、アナライトを検出する少なくとも１個の検出要素を含む検出コンポーネントを含むカートリッジシステム、なお更に、サンプルを調製するサンプル調製コンポーネントを含むカートリッジシステムを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）１つ以上の試薬を貯蔵するための試薬コンポーネントと、
（ｂ）アッセイにおいて１つ以上の試薬を処理するための処理コンポーネントとを含むカートリッジシステムであって、
前記試薬コンポーネント及び前記処理コンポーネントは共に連結されてカートリッジをなすように形成され、
前記試薬コンポーネント及び／又は前記処理コンポーネントはアッセイからの廃棄物を受容するように形成された少なくとも１つの区画を含み、前記アッセイにおいて前記試薬コンポーネントは、試薬の処理について前記処理コンポーネントからの廃棄物を受容すること以外に関与しないことを特徴とするカートリッジシステム。
【請求項２】
アナライトを検出する少なくとも１個の検出要素を含む検出コンポーネントを更に含む請求項１に記載のカートリッジシステム。
【請求項３】
試薬コンポーネント又は処理コンポーネントが検出コンポーネントを含む請求項１又は請求項２に記載のカートリッジシステム。
【請求項４】
検出コンポーネントが試薬コンポーネント及び／又は処理コンポーネントに対して取り外し可能に取り付けられる請求項３に記載のカートリッジシステム。
【請求項５】
（ａ）１つ以上の試薬を貯蔵する試薬コンポーネントと、
（ｂ）アッセイにおいて１つ以上の試薬を処理する処理コンポーネントと、
（ｃ）アナライトを検出する少なくとも１個の検出要素を含む検出コンポーネントとを含むカートリッジシステムであって、前記試薬コンポーネント、前記処理コンポーネント及び前記検出コンポーネントは、共に連結されて１個のカートリッジをなすよう形成される別個のコンポーネントであることを特徴とするカートリッジシステム。
【請求項６】
検出コンポーネントが、試薬コンポーネントに対して、処理コンポーネントと連結する前に連結されるように形成されるか、随意に取り外し可能に連結されるように形成される請求項５に記載のカートリッジシステム。
【請求項７】
試薬コンポーネント及び検出コンポーネントが、互いに事前連結されて与えられる請求項５又は請求項６に記載のカートリッジシステム。
【請求項８】
試薬コンポーネント及び／又は処理コンポーネントが、アッセイからの廃棄物を受容するように形成される少なくとも１つの区画を含む請求項５から７のいずれかに記載のカートリッジシステム。
【請求項９】
アッセイに対するサンプルを調製するサンプル調製コンポーネントを更に含む請求項１から８のいずれかに記載のカートリッジシステム。
【請求項１０】
（ａ）１つ以上の試薬を貯蔵する試薬コンポーネントと、
（ｂ）アッセイにおいて１つ以上の試薬を処理する処理コンポーネントと、
（ｃ）アッセイに対するサンプルを調製するサンプル調製コンポーネントとを含むカートリッジシステムであって、前記試薬コンポーネント及び前記処理コンポーネントは共に連結されて１個のカートリッジをなすように形成されることを特徴とするカートリッジシステム。
【請求項１１】
サンプル調製コンポーネントが、試薬コンポーネント及び／又は処理コンポーネントと共に連結されて１個のカートリッジをなすように形成される請求項１０に記載のカートリッジシステム。
【請求項１２】
サンプル調製コンポーネントが、試薬コンポーネント又は処理コンポーネントに事前連結される請求項１０又は請求項１１に記載のカートリッジシステム。
【請求項１３】
サンプル調製コンポーネントが、サンプル調製試薬コンポーネント及びサンプル調製処理コンポーネントの２つの別個のコンポーネントから形成される請求項１０から１２のいずれかに記載のカートリッジシステム。
【請求項１４】
サンプル調製試薬コンポーネント及びサンプル調製処理コンポーネントが事前連結されてサンプル調製コンポーネントをなすか、共に連結されて前記サンプル調製コンポーネントをなすように形成される請求項１３に記載のカートリッジシステム。
【請求項１５】
アナライトを検出する少なくとも１個の検出要素を含む検出コンポーネントを更に含む請求項１０から１４のいずれかに記載のカートリッジシステム。
【請求項１６】
試薬コンポーネント、処理コンポーネント、及びサンプル調製コンポーネントのいずれかが検出コンポーネントを含む請求項１５に記載のカートリッジシステム。
【請求項１７】
検出コンポーネントが、試薬コンポーネント及び／又は処理コンポーネントに対して取り外し可能に取り付けられる請求項１６に記載のカートリッジシステム。
【請求項１８】
試薬コンポーネント、処理コンポーネント、及びサンプル調製コンポーネントのいずれかが、前記処理コンポーネントからの廃棄物を受容するように形成される少なくとも１つの区画を含む請求項１０から１７のいずれかに記載のカートリッジシステム。
【請求項１９】
前記試薬コンポーネントが、処理コンポーネント、検出コンポーネント、及びサンプル調製コンポーネントの少なくともいずれかに連結するに際して、前記処理コンポーネント、前記検出コンポーネント、及び前記サンプル調製コンポーネントの少なくともいずれかとの１つ以上の接続をなす１つ以上の接続ポートを含む請求項１から１８のいずれかに記載のカートリッジシステム。
【請求項２０】
１つ以上の接続ポートが１つ以上の入口ポート及び／又は１つ以上の出口ポートからなる請求項１９に記載のカートリッジシステム。
【請求項２１】
処理コンポーネントが、試薬コンポーネントを前記処理コンポーネント、検出コンポーネント、及びサンプル調製コンポーネントの少なくともいずれかに連結するに際して、前記試薬コンポーネント、前記検出コンポーネント、及び前記サンプル調製コンポーネントの少なくともいずれかとの１つ以上の接続をなす１つ以上の接続ポートを含む請求項１から２０のいずれかに記載のカートリッジシステム。
【請求項２２】
１つ以上の接続ポートが１つ以上の入口ポート及び／又は１つ以上の出口ポートからなる請求項２１に記載のカートリッジシステム。
【請求項２３】
試薬コンポーネント、処理コンポーネント、検出コンポーネント、及びサンプル調製コンポーネントの少なくともいずれかの１つ以上の又は全ての接続ポートが、前記コンポーネントの内容物を周囲のものから密閉するシールを含む請求項１９から２２のいずれかに記載のカートリッジシステム。
【請求項２４】
試薬コンポーネント、処理コンポーネント、検出コンポーネント及びサンプル調製コンポーネントの１つ以上又は全てが、前記各コンポーネントを共に連結するのを促進する接続手段を含み、この接続手段が、接続ポートのシールを破り、連結に際して前記試薬コンポーネント及び前記処理コンポーネントの間に密閉された接続をなすように形成される請求項２３に記載のカートリッジシステム。
【請求項２５】
コンポーネント上のそれぞれの出口ポートが、対応する別のコンポーネントの入り口ポートのシールを破る接続手段を含み、それぞれの出口ポートと対応するそれぞれの入り口ポートとの間に密閉された接続をなすように形成される請求項２４に記載のカートリッジシステム。
【請求項２６】
試薬コンポーネントを処理コンポーネントに対して連結することで前記試薬コンポーネントから前記処理コンポーネントへ１種以上の試薬が流入するようにシステムが形成される請求項１から２５のいずれかに記載のカートリッジシステム。
【請求項２７】
試薬コンポーネント、処理コンポーネント、及びサンプル調製コンポーネントの少なくともいずれかのどれかがサンプルを受容するように形成されるサンプル区域を含む請求項１から２６のいずれかに記載のカートリッジシステム。
【請求項２８】
サンプル区域がサンプルを処理コンポーネントへ送達するように形成される請求項２７に記載のカートリッジシステム。
【請求項２９】
処理コンポーネントが１つ以上のマイクロ流体処理要素を含む請求項１から２８のいずれかに記載のカートリッジシステム。
【請求項３０】
処理コンポーネントが複数の処理区域を含む請求項１から２９のいずれかに記載のカートリッジシステム。
【請求項３１】
処理区域が、アナライト調整区域及び／又はサンプル調製区域と、アナライト分離区域及び／又はサンプル分離区域と、アナライト濃縮区域及び／又はサンプル濃縮区域と、アナライト増幅区域及び／又はサンプル増幅区域と、アナライト精製区域及び／又はサンプル精製区域と、アナライトラベリング区域及び／又はサンプルラベリング区域と、並びにアナライト検出区域及び／又はサンプル検出区域の少なくともいずれかから選択される請求項３０に記載のカートリッジシステム。
【請求項３２】
試薬コンポーネントが複数の試薬貯蔵区域を含む請求項１から３１のいずれかに記載のカートリッジシステム。
【請求項３３】
試薬貯蔵区域が、アナライト調整及び／又はサンプル調製と、アナライト分離及び／又はサンプル分離と、アナライト濃縮及び／又はサンプル濃縮と、アナライト増幅及び／又はサンプル増幅と、アナライト精製区域及び／又はサンプル精製区域、アナライトラベリング区域及び／又はサンプルラベリング区域、並びにアナライト検出区域及び／又はサンプル検出区域の少なくともいずれかから選択される１つ以上の処理工程を実施するのに適した１つ以上の試薬を含む請求項３２に記載のカートリッジシステム。
【請求項３４】
アナライトを検出するための検出要素が、バイオセンサーアレイ、電気化学バイオセンサー要素、及び光学バイオセンサー要素のいずれか１つ以上を含む請求項２から３３のいずれかに記載のカートリッジシステム。
【請求項３５】
アナライトが生体分子、ウイルス又はウイルス成分、及び細胞又は細胞成分のいずれかから選択される請求項２から３４のいずれかに記載のカートリッジシステム。
【請求項３６】
アナライトが、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、ポリペプチド、酵素、炭水化物、薬物及び代謝産物の少なくともいずれかを含む請求項３５に記載のカートリッジシステム。
【請求項３７】
請求項１から３６のいずれかに記載のカートリッジシステムの、試薬コンポーネントと、処理コンポーネントと、随意に検出コンポーネントと、更に随意にサンプル処理コンポーネントとを連結する工程を含むことを特徴とするカートリッジを形成するカートリッジ形成方法。
【請求項３８】
請求項１から３６のいずれかに記載のカートリッジシステムの試薬コンポーネントと、これに連結する請求項１から３６のいずれかに記載のカートリッジシステムの処理コンポーネントと、随意にこれに連結する請求項２から３６のいずれかに記載のカートリッジシステムの検出コンポーネントと、更に随意にこれに連結する請求項８から３６のいずれかに記載のサンプル調製コンポーネントとを含むことを特徴とするカートリッジ。
【請求項３９】
（ａ）請求項１から３６及び３８のいずれかに記載のカートリッジシステム又はカートリッジと、
（ｂ）請求項３８に記載のカートリッジを受容するように配列されるアッセイ装置とを含むことを特徴とするアッセイシステム。
【請求項４０】
サンプル中の１種以上のアナライトのためのアッセイ方法であって、
（ａ）請求項１から３６のいずれかに記載のカートリッジシステムにおいて、試薬コンポーネントのサンプル区域、処理コンポーネントのサンプル区域、サンプル調製コンポーネントのサンプル区域の少なくともいずれかに対してサンプルを導入する工程と、
（ｂ）カートリッジを受容するよう形成されるアッセイ装置に対してカートリッジシステムを連結する工程と、
（ｃ）アッセイ装置を使用して１種以上のアナライトを分析する工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項４１】
試薬コンポーネントを処理コンポーネントに対して連結し、随意に検出コンポーネントに対して連結し、さらに随意にサンプル調製コンポーネントに対して連結し、カートリッジを形成する工程を更に含む請求項４１に記載のアッセイ方法。
【請求項４２】
１種以上の試薬を貯蔵し、処理コンポーネントと、随意に検出コンポーネントと、さらに随意にサンプル調製コンポーネントと共に連結されカートリッジをなすように形成される試薬コンポーネントであって、
前記処理コンポーネントからの廃棄物を受容するように形成される少なくとも１つのアッセイ区画を含み、前記アッセイにおける試薬の処理について前記処理コンポーネントからの廃棄物を受容すること以外に関与するように形成されないことを特徴とする試薬コンポーネント。
【請求項４３】
１つ以上の試薬を貯蔵し、アナライトを検出する検出要素を含む少なくとも１つの検出コンポーネントを含む請求項４１に記載の試薬コンポーネント。
【請求項４４】
（ａ）アッセイが行われるアッセイ装置コンポーネントと、
（ｂ）アッセイ装置を制御し及び／又は処理する手段を含むハードウェアコンポーネントとを含むアッセイシステムであって、
前記ハードウェアコンポーネントが、アッセイ装置に関して、それぞれ異なる制御機能及び又は処理機能を実行可能な複数の別個のモジュールを含むことを特徴とするアッセイシステム。
【請求項４５】
１つ以上のモジュールが、アッセイ装置に様々な機能を与えるために、アッセイシステムから独立に取り外し可能なスライスの形態をとる請求項４４に記載のアッセイシステム。
【請求項４６】
アッセイ装置が、請求項１から３６、３８、３９、４２及び４３のいずれかに記載のカートリッジシステム、カートリッジ、アッセイシステム及び試薬コンポーネントの少なくともいずれかを含む請求項４４又は４５に記載のアッセイシステム。
【請求項４７】
サンプル中のアナライトを同定するアッセイ方法に、請求項１から３６、３８、３９、及び４２から４６のいずれかに記載のカートリッジシステム、カートリッジ、アッセイシステム、及び試薬コンポーネントの少なくともいずれかを用いることを特徴とする使用。
【請求項４８】
サンプルが全血サンプル又は尿サンプルである請求項４７に記載の使用。
【請求項４９】
サンプルが哺乳類からのサンプルである請求項４７又は４８に記載の使用。
【請求項５０】
サンプルがヒトからのサンプルである請求項４９に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に生体サンプルなどのサンプルにおいて、１種以上のアナライトを検出するのに使用されるカートリッジシステムに関する。このシステムは、典型的には２コンポーネントのシステムであり、試薬コンポーネント及び処理コンポーネントを含む。これは、一方で試薬コンポーネントがアッセイ特異的要素の全てを包含でき（例えば特定の医学的状態のための試験にテーラーメイドされる場合）、他方処理コンポーネントが様々な異なるタイプのサンプルと適合性のある一般的なコンポーネントであり得、通常の処理器具の使用が可能になり、使用者の使用品リストの使用品費用の削減ができるので、有利である。本発明は、試験されるサンプル、全ての試薬コンポーネント、及び全ての廃棄物試薬が十分に密閉され、カートリッジ組立品内で自己完結し得る環境が与えられる、連結されたカートリッジにも関する。これによって有利なことに、汚染及び漏出の危険が回避され、廃棄の危険性がより低下させられる。このシステムは、近患者環境下、即ちケア地点で（例えば病院診療室、医者の手術室、又は患者のベッドサイドで）行われるアッセイにおいて得に有用である。本発明のシステムは、その試薬コンポーネントがアッセイからの廃棄物を受容する区画を含み得、それゆえ使用者が廃棄物と接触する必要無しに廃棄物を掃除及び除去する工程が簡単にされ得るので更に有利である。本発明は、コンポーネントを連結する方法、コンポーネントから形成されるカートリッジ、及びコンポーネントを使用して実行されるアッセイにも関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の医学上のアッセイでは、１つ以上のサンプル（例えば血液サンプル又は尿サンプル）を病院で、又は医者の手術室で患者から採取し、そして次に分析のために試験室に持ち込む必要がある。これまで、アッセイ装置及びアッセイシステムのサイズ及び複雑性のために、サンプルを「中央」試験室で分析するのは避けられなかった。しかし、サンプルを分析するのを離れた場所で行う必要性は、患者の診察そして処置において著しい遅れを生じさせている。遅れを減らすために、近患者環境で実行でき、そして結果を迅速に与えるアッセイシステム及びアッセイ方法の開発が継続して要求されている。このために、長い期間をかけて、より小型のより安価なアッセイ装置が開発されてきた。
【０００３】
生物学的アッセイシステムにおいてカートリッジを使用することが以前から知られている。カートリッジは、それぞれの異なる種類のアナライトに対して異なるカートリッジを使用することで、多数の異なる種類のアナライトを単一の一般化されたアッセイ装置を使用してアッセイすることを可能にする点で、有利である。これらは、より大きなより扱いにくい試験室のシステムと比較すると、アッセイ手順の単純化にも寄与している。マイクロ流体処理装置及びマイクロ流体処理チップの開発は、このようなカートリッジの開発を促進している、それはマイクロ流体工学の利用が、より大きな頑丈なアッセイ装置に容易に挿入できるずっと小型の（そしてより安価な）カートリッジの生成を可能にするからである。特許文献１は、近患者環境下のアッセイ工程において使用し得るこのようなカートリッジの１つを記載している。
【０００４】
しかし、新たなアッセイもしくはより効率の良いアッセイ、又は数種のアナライトを同時に同定することができるアッセイに対する要望を満たすために、新たなカートリッジを開発する必要性及び既存のカートリッジを改良する必要性が依然として存在する。２コンポーネントカートリッジは、これらの必要性に応じて開発されている。通常は、２コンポーネントカートリッジは、試薬を貯蔵するコンポーネント及び試薬を処理しサンプルが導入されるコンポーネントを有する。これらの２コンポーネントシステムにはいくつかの有利点がある。試薬貯蔵コンポーネントを分離することによって、アッセイを行うために必要な溶液の調製及び送達が単純化される。このコンポーネントは、試薬の品質保持期間を最大にし、使用者が溶液の濃度及び容量を制御する必要がなくなるように設計される。単一の処理コンポーネントを、調査するアナライトの性質に応じて、様々な試薬コンポーネントのいずれかと連結し得るので、２コンポーネントシステムはより柔軟性に富む。特許文献２は、電気化学センサーと共に使用される典型的２コンポーネントカートリッジを記載している。この文献が記載するシステムでは、センサーコンポーネントが、実行されるそれぞれの異なるアッセイに対して概して異なる配置が必要とされる輸送コンポーネントであって、それぞれの異なるアッセイに対して特異的な輸送コンポーネントに一体化されるので、両コンポーネントが、個々のアッセイに対して特異的に配置される必要がある。
【０００５】
特許文献３は、遠心分析器において使用される二部分試験カートリッジ（ｔｗｏ−ｐａｒｔ  ｔｅｓｔ  ｃａｒｔｒｉｄｇｅ）を開示している。これは、典型的には血液中の異なる電解質の濃度を測定するために使用される。このカートリッジは廃棄物室及びセンサーを含み、前記廃棄物室は過剰なサンプルを受容するように形成され、廃棄可能であり、他方前記センサーは、カートリッジの再使用可能部にある。
【０００６】
特許文献４は、試薬貯蔵システム及び廃棄物回収システム（ｗａｓｔｅ  ｒｅｔｒｉｅｖａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）を含む随伴カートリッジ（ｃｏｍｐａｎｉｏｎ  ｃａｒｔｒｉｄｇｅ）に連結される、化学分析を行うためのセンサーカートリッジを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第０２／０９０９９５号
【特許文献２】国際公開第２００５／０６０４３２号
【特許文献３】米国特許第４，９４０，５２７号明細書
【特許文献４】米国公開特許出願第２００３／００７３０８９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
カートリッジにおける更なる開発が、試験室外の患者のケア地点でより複雑なアッセイを行えるように効率を改善しそして使用者の操作を簡単にするために、依然として必要である。本発明の目的は、この問題、及び、上述したような既知のアッセイシステム及びカートリッジに付随する問題を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
従って、本発明は、
（ａ）１つ以上の試薬を貯蔵するための試薬コンポーネントと、
（ｂ）アッセイにおいて１つ以上の試薬を処理するための処理コンポーネントとを含むカートリッジシステムであって、
前記試薬コンポーネント及び前記処理コンポーネントは共に連結されてカートリッジをなすように形成され、そして
前記試薬コンポーネント及び／又は前記処理コンポーネントはアッセイからの廃棄物を受容するように形成された少なくとも１つの区画を含み、前記アッセイにおいて前記試薬コンポーネントは、試薬の処理には、前記処理コンポーネントからの廃棄物の受容以外には、関与しないことを特徴とするカートリッジシステムを提供する。
【００１０】
本発明のカートリッジシステムは、アッセイからの廃棄産物を試薬コンポーネント自体に配置される区画、容器、又は空隙に整然と洗い流し得る点で、特に有利である。これによって、使用者のいずれかの廃棄産物に接触する必要性及び周囲のものに対してそれらを都合よく密閉する必要性が取り除かれる。これは、アッセイ試薬のいずれかが有毒の場合、又は調査しているサンプルが潜在的に伝染性を有するもしくは何らかの形で危険である場合に、特に重要になり得る。このシステムは、どの試薬も試薬コンポーネント中に貯蔵されているので、使用者はいずれの試薬も取り扱い又は調製する必要が無いという更なる有利点を有する。これは、単に異なる試薬コンポーネントを使用することによって、数種の異なるアッセイに対して同じ処理コンポーネント設計を使用し得る点でも有利である。これは、異なるアナライトのための異なる流体路を有するシステムへと容易に設計することも可能である。言い換えると、このシステムは、そのモジュール性と簡潔さのために、高い柔軟性を有する。この２個のコンポーネントを連結することによって漏出及び／又は汚染の危険性が除去され又は大幅に低下させられる。更にその上、液体接続地点（共に連結された場合のコンポーネント間の接続を形成する入口ポート及び出口ポート）は、調節可能であり、２個のコンポーネント間の接続部（例えば接続平面）上のいずれの場所でもよい。使用されたカートリッジが廃棄可能であるために、このシステムは非常に安全で費用効率が高い。このシステムはコンパクトでもあり、例えば試薬及び／又はサンプルは、カートリッジをアッセイ装置に挿入することによって破られ得る膜によって分離されていてもよい。
【００１１】
本発明の有利点を達成するために、試薬コンポーネントは、処理コンポーネントから廃棄物を受容する以外は、アッセイにおいて試薬を処理する工程には関与しない。特許文献３及び特許文献４に記載されるものなどの既知の２コンポーネントカートリッジシステムにおいては、全てのアッセイ処理をカートリッジの試薬貯蔵コンポーネントから排除することができないように２コンポーネントシステムは設計されている。そのようなシステムにおいては、試薬コンポーネントの設計が処理コンポーネントから独立していないので、柔軟性及び簡潔さが失われる。本発明においては、試薬コンポーネントは、廃棄物を受容する以外は、アッセイにおける試薬の処理に関与しないので、同一の試薬コンポーネント設計が複数の異なる処理コンポーネント（即ち、複数の異なるアッセイ）に対して使用できる。それぞれの異なるアッセイについては、試薬コンポーネント中の試薬は異なっていてもよい、しかし試薬コンポーネントの空隙及び導管の設計は一定でよい。
【００１２】
このカートリッジシステムは、通常、アナライトを検出するための検出要素を含む（ただし、いくつかの実施形態では検出要素は、カートリッジが挿入されるアッセイ装置の一部分であってもよくそれゆえカートリッジ自体に存在する必要はなく、又はシステムの第３のコンポーネント（検出コンポーネント）中に存在してもよい）。検出要素又は検出コンポーネントの位置は特に限定されないが、問題になっている個々のアッセイに応じて選択され得る。このように、検出要素又は検出コンポーネントは、試薬コンポーネント又は処理コンポーネントの一部分であってもよい。好ましい実施形態では、試薬コンポーネントが、検出要素又は検出コンポーネントを含む。
【００１３】
それゆえ、本発明は
（ａ）１つ以上の試薬を貯蔵するための試薬コンポーネントと、
（ｂ）アッセイにおいて１つ以上の試薬を処理するための処理コンポーネントと、
（ｃ）アナライトを検出するための少なくとも１個の検出要素を含む検出コンポーネントとを含むカートリッジシステムであって、前記試薬コンポーネント、前記処理コンポーネント及び前記検出コンポーネントは、別個のコンポーネントであり、共に連結されて１個のカートリッジをなすよう形成されることを特徴とするカートリッジシステムの実施形態も提供する。
【００１４】
この実施形態では、通常検出コンポーネントは、例えばユースポイントキットの中のカートリッジの第３の別個のコンポーネントである。センサー基板を、試薬カートリッジ中での組み立てに先立って別個のコンポーネントとして、有利に前製造することができる。これは、例えばプローブをセンサー表面に近接して作動するインクジェット装置によって塗布する方法であって、カートリッジの他の特徴物がこれを妨げるかもしれない場合などのセンサー基板を別個の分離したコンポーネントとして保持することがカートリッジコンポーネントの製造において有利になるような方法を含んでもよい。このような配置の有利点は、例えば、センサー基板における変動（例えばプローブ濃度）が、ＨＣＶなどの疾患状態の推定されるステージに関してより良い特異性を提供し得ることである。
【００１５】
好ましくは、検出コンポーネントは、試薬コンポーネント及び処理コンポーネントを連結させる前に、試薬コンポーネントか処理コンポーネントのどちらかに連結される、又は随意に取り外し可能な状態で連結されるように形成される。典型的には、検出コンポーネントと試薬又は処理コンポーネントはお互いに事前連結された状態で与えられる。この状況においては、事前連結は、検出コンポーネントと試薬又は処理コンポーネントとが製造工程において共に連結される（随意に取り外し可能な状態で連結される）別個のコンポーネントであり、使用者にはもう1個の別個のコンポーネント（試薬コンポーネント又は処理コンポーネントのうち検出コンポーネントが連結していない方のコンポーネント）とともに連結された形で与えられることを意味する。これらの実施形態の全てにおいて、好ましくは、試薬コンポーネントは、処理コンポーネントからの廃棄物を受容するように形成された少なくとも１つの区画を含む。
【００１６】
更なる実施形態において、本発明は、
（ａ）１つ以上の試薬を貯蔵するための試薬コンポーネントと、
（ｂ）アッセイにおいて１つ以上の試薬を処理するための処理コンポーネントと、
（ｃ）アッセイのためにサンプルを調製するためのサンプル調製コンポーネントとを含むカートリッジシステムであって、試薬コンポーネント及び処理コンポーネントは共に連結されてカートリッジをなすように形成されるカートリッジシステムを提供する。
【００１７】
この実施形態において、システムは、更なるコンポーネントとして、サンプル調製コンポーネントを含み、これは調製サンプルを処理コンポーネントへ送達する前にアッセイのためにサンプルを調製する。この実施形態は、多くの有利点を与える。例えば、異なるサンプルは異なる種類の調製を必要とする（例えば尿サンプルの調製は血液サンプルのそれとは異なる）が、サンプル調製コンポーネントは、アッセイを行うためにサンプルが処理コンポーネントへ送達される前にサンプルを前処理することによって、このような異なるサンプルを同じ処理コンポーネント上で使用することを可能にする。
【００１８】
本発明の全ての実施形態において、カートリッジが同時多アナライト検出を提供できる点も有利である。これを達成する得に有利な方法は、例えば電気−化学手法及び光学手法の両方などの複数の検出手法を使用できるように、検出が行われる反応室を形成するものである。
【００１９】
本発明の状況においては、記載されるカートリッジシステムの全ては、使用者によってユースポイントで組み立てられ及び／又は連結される、キットの形態であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
説明に役立てるために、ほんの１例として以下の図について述べる。図は：
（全般的概念の概略）
【図１】カートリッジシステムの主要部分を示す。１が複数の種類の試薬を様々な容量で貯蔵することのできる試薬貯蔵コンポーネント、２がマイクロ流体導管、反応区域、及び弁要素を包含する試薬処理コンポーネント、３が試験サンプルを受容するための空洞、４が１と２が共に連結して生じる完全処理カートリッジ、５がスロット６を通してカートリッジを受容する処理器具であり、処理器具５は様々な液体輸送手段、弁手段及び検出手段の作動を可能にする。
【図２】カートリッジ内のいくつかの典型的機能区域の例を示す。７が、それぞれが好ましくは異なる試薬を含む試薬貯蔵室のセットである。例えば、試薬貯蔵室は、独立に、泳動緩衝液、洗浄緩衝液、溶解緩衝液、そしてハイブリダイゼーション緩衝液を含み得る。８が添加室で、例えばその最も単純化された形態では血液サンプルからの前精製核酸抽出物であり得、その最も複雑な形態では全血サンプルであり得る試験サンプルを受容できる。この添加工程は、ハンドピペッティング手法を用いて達成することができ、又は処理器具の内部での自動化手法を用いて達成することもできる。９が、処理コンポーネントに埋め込まれた多数の弁の１つであり、１０及び１１が、例えば細胞溶解工程、洗浄工程又は緩衝液交換が行われる、試薬処理コンポーネント内の処理室である。１２が、反応室であり、そこで目標アナライト（例えば、試験サンプルから抽出される抗体など）がセンサー表面上のプローブに結合する。例えば蛍光又は発光イメージング手段などの、処理器具内の検出手法を、反応室１２内での一続きの反応の間、反応室１２と提携させて実施してもよい。１３が廃棄物試薬貯蔵室のセットである。
【図３】これらの機能が試薬貯蔵コンポーネント１（図３Ｂ）及び処理コンポーネント２（図３Ａ）の間にどのように都合良く分けられ得るかを示す対応する例である。１４が、処理コンポーネント２への液体受容ポートのセットである。これらのポート１４は、試薬貯蔵コンポーネント１上の送達ポート１５に対応する。１６が、試薬貯蔵コンポーネント１への液体送達ポートのセットである。これらのポート１６は、試薬貯蔵コンポーネントの１上の受容ポート１７に対応する。１８が、処理コンポーネント２の最上面の下に埋め込まれた導管及び弁を示す。１９が、試験サンプルを受容するための開口孔である。２０が、試薬貯蔵コンポーネント１上の基板２１と接続する場合には閉じられた室となる開口室である。
【図４】（試薬貯蔵コンポーネント）３０が、液体ポートコンポーネント３１（図３Ｂの形態１５及び１７である）、外部作動開口３３を有する貯蔵ハウジング３２、液体カプセル封入膜３４、及び作動パッド３５を包含するプラスチック成型担体を例として示す。試薬貯蔵コンポーネントは随意にサブコンポーネントを含み、サブコンポーネントは、通常、様々なプローブを結合できる基板であって、目標アナライトとこれらのプローブの間の相互作用を可能にする手段を与える基板を含む。
【図５】（試薬処理コンポーネント）４０が、次に液体ポートコンポーネント４２（図３Ａの形態１４及び１６である）を包含する、マイクロ流体基板４１を包含するプラスチック成型担体を例として示す。マイクロ流体基板４１の可能な内部配置（例えば、導管及び空洞の幾何学的配置、製造方法、弁調節方法、表面被覆など）は既知であり、液体を輸送し、混合し、インキュベートし、及び分析内容のために検査し得る。本発明では、これらの数多くの種類の従来技術配置を実施することができる。
【図６Ａ】（センサーコンポーネント）マイクロ流体基板４１がその下に窓４３を包含し、レンズシステム４４が４１の上部区域に結合されるセンサー基板４５上の反応過程のイメージを取得することを可能にする例を示す。このセンサー基板とマイクロ流体基板４１との組合せは、空洞４７を作り出し、空洞４７の中で、センサープローブ４６と試験アナライトとの相互作用が起こり得る。
【図６Ｂ】（センサーコンポーネント）図６Ａと同じ例であるが、センサー基板４５が試薬貯蔵コンポーネントの担体３０に結合している点のみが違う例を示す。リブ４８は、窓４３の周囲に適合したガスケット４９によって窓４３の面の位置に整合性を与え及び面を密閉し、反応室の中と外との流体の輸送のための導管構造も包含してもよい。
【図７】（カートリッジコンポーネントの物理的連結）プラスチック成型担体４０が、かかりのあるプラスチックピン５０（カートリッジの両側に２つ）を包含し、このピンが、プラスチック成型担体３０中のスロット５１と係合し、縁のかかり５２とプラスチック成型担体３０上のかかり５３の位置の組合せが３０と４０を２種類の位置に配置する手段を与える例を示す。第１の位置が図７Ａに示される半係合位置で、この位置で、末端使用者が担体３０及び随意の基板４５（図６Ｂに示される）から保護ストリップ６０及び６１を取り外すことが可能である。第２の位置は、図７Ｃに示され、カートリッジが十分にロックされた位置に相当し、この位置では液体ポート３１及び４２が十分に係合し、試験サンプル、作業試薬、及び廃棄物試薬はカートリッジ内に全て完全に収容される。ピン５０の表面の更なるかかり５４によって位置をロックすることが可能になる。図７Ｂは、半係合位置にあるときのこのかかり、図７Ｄは、担体３０の縁に引っ掛けられて十分に係合しているときのこのかかりを示す。半係合位置から十分に係合した位置への移行は、使用者がカートリッジを装着した後、器具内で自動的に行われることが好ましいと考えられる。この器具はこの過程を制御する締め付け機構を包含する。この行為によって図７Ｃに示すような上部かかり５３の屈曲がもたらされ、これはピン５０への側面締め付け圧力をもたらし、それゆえこの２つのカートリッジコンポーネント間の位置に非常に緊密な整合性を確保する。
【図８Ａ】担体３０と担体４０との一続きの係合の一場面を示す。
【図８Ｂ】担体３０と担体４０との一続きの係合の他の一場面を示す。
【図８Ｃ】担体３０と担体４０との一続きの係合の他の一場面を示す。
【図８Ｄ】担体３０と担体４０との一続きの係合の他の一場面を示す。
【図９Ａ】（カートリッジコンポーネント間の液体連結）保護ストリップ６０及び６１の使用例を示す。ストリップ６０は、例えば、製造工程の間の試薬を充填する直前に担体３０に熱融着させられ、試薬が外部環境から密閉され分離される。ストリップ６０は、同じ保護機能をセンサー基板４５（図６Ｂを参照のこと）に対しても発揮することができ、そしてストリップ６１も同じ保護機能を添加孔１９（図３Ｂを参照のこと）に対して発揮することができる。図９Ａは、１個の中心ピンがカートリッジのどちらかの側で使用される代替のピン及びかかり配置も示す。図示される位置は、２個のコンポーネントが整列し保護ストリップを除去する準備が整っている半係合位置である。これらの保護ストリップは、図９Ａのように、使用者がそれぞれの側から１つのストリップを引き抜くことで除去し得る。
【図９Ｂ】（カートリッジコンポーネント間の液体連結）２つのストリップを６２での接着性の連結によって共に連結することもでき、そしてこのようにして一方の側からの１回の引き抜きで両ストリップを除去できる様子を示す。
【図１０Ａ】（生物学的アッセイの例）単純ＥＬＩＳＡタイプアッセイのために必要とされる一続きの試薬フローを示す（１〜６）（後述の実施例１を参照のこと）。
【図１０Ｂ】（生物学的アッセイの例）単純ＥＬＩＳＡタイプアッセイのために必要とされる一続きの試薬フローを示す（７〜１０）（後述の実施例１を参照のこと）。
【図１１Ａ】（カートリッジ相互接続の例）カートリッジ相互接続システムの例を示す。
【図１１Ｂ】（カートリッジ相互接続の例）カートリッジ相互接続システムの例を示す。
【図１２】（サンプル区域の例）カートリッジシステムの縁にあるサンプル区域を示す。このサンプル区域は、血液チューブ（即ちサンプルは全血サンプルである）を受容するように形成されている。血液チューブに突き刺す針が、使用者を針突き刺しによるケガ及び汚染から守るために、サンプル区域内に隠されているのが有利点である。
【図１３】（試作品の処理コンポーネント）開発過程における処理コンポーネントの試作品を示す。処理コンポーネントには、マイクロ流体装置という表示がついており、試薬ライン及び廃棄物ラインをはっきり見ることができる。これらのラインは、処理コンポーネントの右側に見られる試薬貯蔵コンポーネントに連結される。図１３は弁調節システム及びマイクロ流体導管の寸法も示す。
【図１４】（処理コンポーネントのレイアウト例）この場合は核酸アッセイのための、処理コンポーネントのレイアウトの例を示す。
【図１５】（処理コンポーネントの更なるレイアウト例）ＨＣＶアッセイにおける多数の可能な処理コンポーネントの例を示す。この概念図は、分離した分離コンポーネント（最上段の２つのボックスで白血球（ＷＢＣ）の抽出を示す）と一体化されたコンポーネント（最上段の次の段のボックスで、血漿精製モジュールを示す）の、サンプル調製コンポーネント（この場合血液分離コンポーネント）の２つの可能な配置を示す。これは、サンプル調製コンポーネントは、他のコンポーネントに連結されていても（連結可能であっても）、他のコンポーネントから分離していてもよいという本発明の一般原則を示す。サンプル調製ユニットが他のコンポーネントから分離している場合、それにもかかわらず調製サンプルの移動は、例えば１つのユニットへ別の分離したユニットから接続する流体ラインなどによって、何らかの方法で自動化し得る。
【図１６Ａ】（サンプル調製コンポーネントのレイアウト例）全血からサンプルを調製することが意図されるサンプル調製コンポーネントのためのレイアウトの例を示す。図１６Ａは、血漿を抽出するためのレイアウトを有する図１２のサンプル区域（血液チューブを受容するように設計される）を示す。血漿は、例えば図１４に提示されるアッセイなどの更なるアッセイにおいて使用するために準備される。
【図１６Ｂ】（サンプル調製コンポーネントのレイアウト例）全血からサンプルを調製することが意図されるサンプル調製コンポーネントのためのレイアウトの例を示す。図１６Ｂは、サンプルから白血球を分離するためのレイアウトの例を示す。
【図１７】（特定のアッセイための処理コンポーネントのレイアウト例）ＨＣＶ定量アッセイを構成するＨＣＶモニターチップの処理コンポーネントレイアウト例を示す。
【図１８】（特定のアッセイための処理コンポーネントのレイアウト例）ＨＣＶ（又はＨＩＶ）ビーズアッセイを構成するＨＣＶ（又はＨＩＶ）ビーズチップの処理コンポーネントレイアウト例を示す。
【図１９】（特定のアッセイための処理コンポーネントのレイアウト例）遺伝子型及び血清学のためのウイルススクリーニングアッセイを構成するＨＣＶ表面チップの処理コンポーネントレイアウト例を示す。
【図２０】（特定のアッセイための処理コンポーネントのレイアウト例）ＨＣＶ遺伝子型決定アッセイ及びＡＬＴアッセイを構成するＨＣＶ主要スクリーニングチップの処理コンポーネントレイアウト例を示す。
【図２１】（特定のアッセイための処理コンポーネントのレイアウト例）高度に複合化されたＨＣＶモニターアッセイの処理コンポーネントレイアウト例を示す。
【図２２】（本発明のカートリッジを含むアッセイシステムの例）本発明のアッセイシステムの例を示す。この図は本発明のカートリッジを含むアッセイ装置の側面図及び正面図を示す。ハードウェアスライスとカートリッジとハードウェアスライスとの相互接続とが示される。
【図２３】アッセイ装置及び数個のカートリッジを示し、近患者環境下での本システムの有用性を示す全アッセイシステムを示す。
【図２４】遺伝子型決定カートリッジを構成するモジュールのより詳細な説明図である。
【図２５】モニターカートリッジを構成するモジュールのより詳細な説明図である。
【図２６】抗体カートリッジを構成するモジュールのより詳細な説明図である。
【図２７】サンプル調製コンポーネントのより詳細な説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（処理器具へのカートリッジ接続部）
カートリッジは、図１に示すように、スロットに挿入することができ、あるいは引き出しに入れ、次に引き出しを器具に滑り込ませることができる。
【００２２】
本発明は、これからより詳細に説明される。本発明のカートリッジシステムは、以下の態様を含み得る：試薬貯蔵コンポーネント；試薬処理コンポーネント；随意のセンサーコンポーネント；さらに随意のサンプル調製コンポーネント；貯蔵コンポーネントを処理コンポーネントへ連結するための手段；サンプル調製コンポーネントを貯蔵コンポーネント及び／又は試薬コンポーネントへ連結するための手段；試薬貯蔵コンポーネント及び試薬処理コンポーネントの間の液体連結のための手段；サンプル調製コンポーネントの試薬貯蔵コンポーネント及び／又は処理コンポーネントへの液体連結のための手段。ここではどのようにしてカートリッジを処理器具に接続させ得るかについての例が記載され、どのようにしてこのようなカートリッジで生物学的アッセイが行えるかについての例も議論される。
【００２３】
本発明においては、反応室の高さは特に限定されないが、好ましい実施形態では、１０μｍから５０μｍの範囲内である。有利なことに、検出要素を試薬カートリッジ上に位置させるができ、その場合処理コンポーネントは反応室の反対側を形成し得る。この実施形態では、２個のコンポーネントを連結するための方法及び配置が反応室高を制御し得る。反応室高がアッセイ機能にとって重要である場合、機械媒介連結が好ましい（以下を参照のこと）。処理レイヤー内に含まれる反応室の最上部は、センサー表面を検査するための光学センサーが試薬カートリッジ内で検査開口部を必要としない（都合よく及び有利に）ように、透明窓であってよい。このような配置は、電気−化学検出のために使用し得る電極パターンを包含するセンサー基板にも適合性を有する。
【００２４】
通常、センサーコンポーネントは、実施しようとしているアッセイの種類に特異的であり得る生物学的プローブを使用して調製される。これらのプローブは、例えば、局所の区域に塗布された表面結合の抗体（タンパク質捕捉の場合）又はオリゴマー（核酸捕捉の場合）であり得る。アッセイ特異的であるこれらのプローブは、試薬カートリッジもまたアッセイ特異的であり得るので、試薬カートリッジに結合させる方が便利である。
【００２５】
アナライトを検出するための検出要素の種類は、特に限定されない。この種類は、問題とされるアッセイ方法及び／又はアナライトに応じて選択され得る。典型的には、この要素は、バイオセンサーアレイ、電気化学バイオセンサー要素、及び光学的バイオセンサー要素の１種類以上を含む。
【００２６】
本発明においては、好ましくは、試薬コンポーネント及び／又は処理コンポーネント及び／又は検出コンポーネントは、コンポーネントを共に連結するに際して、他のコンポーネントとの１つ以上の接続を確立するために、１つ以上の接続ポートを含む。好ましくは、この１つ以上の接続ポートは、１つ以上の入口ポート及び／又は１つ以上の出口ポートから構成される。通常、試薬コンポーネント及び／又は処理コンポーネント及び／又は検出コンポーネントの１つ以上又は全ての接続ポートは、周囲のものからコンポーネントの内容物を密閉するためのシールを含む。好ましくは、試薬コンポーネント、処理コンポーネント、及び検出コンポーネントの１つ以上又は全てが、コンポーネントを共に連結するのを促進する接続手段を含み、この接続手段は、接続ポートのシールを破り、連結に際して試薬コンポーネント及び処理コンポーネントの間に密閉された接続を確立するように形成される。この接続手段は、例えば、削られて先細にされた先端部を有し、これでシールを突き刺し他のコンポーネントに貫通し、液体接続を確立することによってこの他のコンポーネントに液体を送達することを保証する、注射器において使用される種類の短い針の形態をとり得る。好ましくは、シールは、突き刺された際に、この接続手段の回りに更なる封印を形成し、カートリッジの内部空間を周囲のものから隔離された状態に保つのを保証する。これは、シールのために適切な材料を選択することによって達成し得る。
【００２７】
本発明のこのような実施形態の例が、図１１Ａ及び図１１Ｂに示される。この例においては、試薬コンポーネント（図では試薬カートリッジ）が処理コンポーネント（図ではマイクロ流体装置）と、針を含むエラストマー相互接続を介して、連結される。この針はそれぞれのコンポーネントの正確な部分と整合性を有するように位置し（図１１Ｂの最初の概念図）、そして圧力が印加されてこの２つのコンポーネントが共に「はめられる」場合、試薬コンポーネントに針が突き刺さり処理カートリッジへの流体路が形成される。この相互接続は、通常は特注道具として成型用ＰＤＭＳから作製される。あるいは、これを、熱可塑性エラストマーから作製してマイクロ流体装置に糊付けしてもよい。この相互接続は、試薬カートリッジとマイクロ流体装置の間に漏れのない密閉が発生するまで針は試薬カートリッジを突き刺さないように、設計される。
【００２８】
更なる好ましい実施形態においては、試薬コンポーネントを処理コンポーネントへ連結すると１種以上の試薬が試薬コンポーネントから処理コンポーネントへ流入するように、カートリッジシステムは形成される。このように、連結は、例えば適切な液体、例えば緩衝液などで装置を溢れさせることによって、「呼び水」サイクルを開始するのに使用し得る。これは、好ましくは連結工程によって作動させられる「ポンプ」手段を含むことによって、達成し得る。このようなマイクロ流体ポンプ手段は、当技術分野で周知である。
【００２９】
本発明のカートリッジシステムは、典型的には、生物学的アッセイにおいて使用される。このようなアッセイにおいては、診断を確立するために（時には、テラノスティック（ｔｈｅｒａｎｏｓｔｉｃｓ）と呼ばれる好ましい処置と組み合わせて）患者から採取したサンプルを試験するのが標準である。従って、ほとんどの実施形態において、試薬コンポーネント及び／又は処理コンポーネント及び／又はサンプル調製コンポーネントは、サンプルを受容するように形成されるサンプル区域を含む。サンプル区域の位置は、それが問題とされる特定のアッセイに適切であれば、特に限定されない。時には、サンプル区域はカートリッジシステムのどこにも存在せず、その代りアッセイ装置中に存在する。しかし、好ましくは、サンプル区域は処理コンポーネント中に配置させられる（そしてより好ましくは存在する場合はサンプル調製コンポーネント中に配置させられる）。好ましい実施形態では、サンプル区域は、処理コンポーネントへサンプルを送達するように形成される。
【００３０】
サンプルは、サンプル中に存在し得る特定のアナライトを同定及び／又は定量する目的で、アッセイされる。アナライトの種類は、特に限定されず、本発明のカートリッジシステムは、複数種のアナライトの連続的又は同時のアッセイを含む、多数の種類のアナライトに適合し得る。典型的には、アナライトは、生体分子、ウイルス又はウイルス成分、及び細胞又は細胞成分から選択される。アナライトの例としては、肝細胞などの全細胞、酵素、全ウイルス（例えばＣ型肝炎ウイルス（ＨＣＶ）及びヒト免疫不全ウイルス（ＨＩＶ））、タンパク質、ポリペプチド及びペプチド、並びにＤＮＡ及び／又はＲＮＡなどの核酸が挙げられる。炭水化物並びに薬物、医薬品、及び代謝産物などの小分子もアナライトの例として挙げられる。
【００３１】
通常は、処理コンポーネントは、１つ以上のマイクロ流体処理要素を含むが、処理コンポーネントがマイクロ流体要素であることは、このシステムの全ての有利点を得るための本質的な特徴ではない。概して処理コンポーネントは、複数の処理区域を含む。これらは、特に限定されないが、典型的にはアナライト調製区域及び／又はサンプル調製区域、アナライト分離区域及び／又はサンプル分離区域、アナライト濃縮区域及び／又はサンプル濃縮区域、アナライト増幅区域及び／又はサンプル増幅区域、アナライト精製区域及び／又はサンプル精製区域、アナライトラベリング区域及び／又はサンプルラベリング区域、並びにアナライト検出区域及び／又はサンプル検出区域の１種以上から選択される。典型的には試薬コンポーネントは、複数の試薬貯蔵区域を含む。これらは、アナライト及び／又はサンプル調製工程、アナライト及び／又はサンプル分離工程、アナライト及び／又はサンプル濃縮工程、アナライト及び／又はサンプル増幅工程、アナライト及び／又はサンプル精製工程、アナライト及び／又はサンプルラベリング工程、並びにアナライト及び／又はサンプル検出工程から選択される１種以上の処理工程を実行するために適切な１種以上の試薬を含み得る。
【００３２】
上述したように、いくつかの実施形態においては、サンプル調製コンポーネントが存在する。これは、関与するアッセイについてサンプル調製が特に問題となる場合、又は同じアッセイにおいて数個の異なるサンプルが使用される場合（例えば、血液サンプル及び尿サンプルは、同じアッセイカートリッジを通して処理するためには異なるサンプル調製が必要となる）に特に好ましい。サンプル調製コンポーネントが存在する場合、これは以下の領域又は区域の１種以上を含み得る：サンプル調製区域、サンプル分離区域、サンプル濃縮区域、サンプル増幅区域、サンプル精製区域、サンプルラベリング区域、及びサンプル品質管理区域。
【００３３】
サンプル調製コンポーネントは、試薬貯蔵コンポーネント又は処理コンポーネントのどちらか又は両方に結合するように形成し得る単一コンポーネントからなり得る。この単一コンポーネントは、他のコンポーネントのどれかに事前連結し得、又は使用者によって、手動かアッセイ装置を使用することかによって、他のコンポーネントに連結し得る。いくつかの実施形態では、サンプル処理コンポーネントは、サンプル調製試薬コンポーネント及びサンプル調製処理コンポーネントの２種類のサブコンポーネントを含む。これらのコンポーネントは、主カートリッジの２種のコンポーネントと同様の様式で機能し得る、即ち試薬コンポーネントは、サンプル調製のために必要な試薬を提供し、他方処理コンポーネントは、これらの試薬をサンプル自体と共に使用し、主カートリッジの処理コンポーネントに導入しアッセイを行うためのサンプルを調製する。これらのサブコンポーネントは、事前連結しても、使用者によって共に連結するように形成されてもよい。
【００３４】
アナライト／サンプルは、試薬コンポーネントからの１種以上の試薬のように、磁性（又は他の）ビーズに結合させられて送達されてもよい。磁性ビーズが使用される場合、コンポーネントを共に連結する接続手段、及びコンポーネント中のいずれの適当な導管も、ビーズをコンポーネント中を必要とされる区域から区域へと移動させるように適切に形成される。
【００３５】
本発明は、上述したように、カートリッジシステムの試薬コンポーネントと、処理コンポーネントと、随意に検出コンポーネントと、更に随意にサンプル調製コンポーネントとを連結する工程を含む、カートリッジを形成する方法も提供する。本発明の１つの実施形態においては、単純に技師による行為でコンポーネントを共に連結してもよい。しかし、好ましくは、このような技師による行為でコンポーネントは共に位置の整合性を整えられて処理装置（例えばアッセイ装置）へと装填され、そして処理装置はこの技師による行為の第２の（機械によって活性化される）延長をもたらし、最終的に装填されたコンポーネントを連結する。通常は、この最終の機械による連結は、サンプルが自動的に添加されてサンプルがカートリッジ内で密閉された後に行われる。更なる代替の実施形態においては、コンポーネントは処理装置（アッセイ装置）へ装填され、そして連結自体はこの装置によってもたらされる。この実施形態では、最初に技師がコンポーネントの位置の整合性を共に整える必要はなく、コンポーネントは望まれるならば独立に処理装置に装填されてもよい。本発明においては、例えば試薬貯蔵コンポーネント、処理コンポーネント、検出コンポーネント、及び２個のサンプル調製サブコンポーネントが全て存在する場合、最大５個のコンポーネントが存在し得るが、より多数のコンポーネントが存在する場合は、機械連結を使用するのが特に好ましい。
【００３６】
２個の必須コンポーネント（試薬貯蔵コンポーネント及び処理コンポーネント）が存在するならば、本発明は、２、３、４又は５コンポーネントシステムを含む全ての可能なコンポーネント配列に拡張される。
【００３７】
従って、１つの好ましい操作方法においては、以下の１続きの工程の例を与え得る：
（ｉ）処理コンポーネント中にサンプルを添加し、
（ｉｉ）試薬コンポーネントと処理コンポーネント及び随意に検出コンポーネント及び更に随意にサンプル調製コンポーネントとの位置の整合性を整え、
（ｉｉｉ）コンポーネントを（好ましくは処理装置を使用して）共に連結する（又は「はめる」）。
【００３８】
このアプローチが好ましいのは、これが、例えば漏れという付帯する危険性を有する１つの端を最初に共にはめる操作によって良い適正を有する使用者でさえも招き得る、手動配置の場合のコンポーネントの位置の不整合（使用者にとっては高価な失敗である）のいかなる危険性も大きく低下させるからである。この配置法は、カートリッジの手動装填から生じ得るいかなる失敗も排除し得る。これは、コンポーネントが共にされる前にサンプルを自動的に添加することも可能にするので、コンポーネントが共にされるときには、全ての試薬及び化学薬品がカートリッジ内に完全に収容される。
【００３９】
本発明は、上述したカートリッジシステムの試薬コンポーネントと上述したカートリッジシステムの処理コンポーネントと随意に上述したカートリッジシステムの検出コンポーネントと更に随意に上述したカートリッジシステムのサンプル調製コンポーネントとを連結してなるカートリッジも提供する。
【００４０】
本発明は、
（ａ）上述したカートリッジシステム又はカートリッジと、
（ｂ）上述したカートリッジを受容するように配置されたアッセイ装置を含むアッセイシステムとをなおさらに提供する。
【００４１】
その上更に本発明は、
（ａ）上述したカートリッジシステムにおける、試薬コンポーネントのサンプル区域及び／又は処理コンポーネントのサンプル区域及び／又はサンプル調製コンポーネントのサンプル区域へサンプルを導入する工程と、
（ｂ）カートリッジを受容するように形成されるアッセイ装置へカートリッジシステムを連結する工程と、
（ｃ）アッセイ装置を使用して１種以上のアナライトをアッセイする工程とを含む、サンプル中の１種以上のアナライトを分析するアッセイ方法を提供する。
【００４２】
この方法は、好ましくは更に、試薬コンポーネントを処理コンポーネント及び随意に検出コンポーネント及び更に随意にサンプル調製コンポーネントに連結してカートリッジを形成する工程を含む。この工程は、カートリッジシステムが事前連結された状態で与えられる場合（望まれるならば、様々なコンポーネントのいずれか１つ以上が事前連結できる）は、必要とされない。これらのコンポーネントのいずれか１つ以上が事前連結されていない場合、この連結工程が必要となる。上述したように、連結は手動で行っても（即ち、使用者によって行われる）、アッセイ装置を使用して行ってもよい。後者の場合、通常、使用者はお互いの位置の整合性を整えて連結する必要のあるコンポーネントをセットし、そして次にそれらをこの装置に導入する。コンポーネントをこの装置に導入する行為によって、コンポーネントは、共に押し付けられ、カートリッジ設計の仕様に応じて、共にはめられまたはロックされてもよい。
【００４３】
本発明は、処理コンポーネント及び随意に検出コンポーネント及び更に随意にサンプル調製コンポーネントと共に連結されてカートリッジをなすように形成される、１種以上の試薬を貯蔵するための試薬コンポーネントであって、前記試薬コンポーネントが前記処理コンポーネントからの廃棄物を受容するように形成される少なくとも１つの区画を含み、前記試薬コンポーネントが、前記処理コンポーネントからの廃棄物を受容する以外は、アッセイにおける試薬の処理に関与するようには形成されない試薬コンポーネントも提供する。１つの好ましい実施形態においては、試薬コンポーネントは、アナライトを検出するための検出要素を含む少なくとも１個の検出コンポーネントを含む。
【００４４】
（アッセイ及びコンポーネントレイアウト）
本発明は、処理コンポーネント上で実施し得るアッセイに関しては、限定されない。従って、このアッセイはいかなる種類の物質及び特にいかなる種類の生物学的物質をスクリーニングし、精製し、同定し、捕捉し、及び／又は定量するためのものであってよい。生物学的物質の種類は、感染症を引き起こす病原体（例えば、ウイルス、細菌、真菌病原体など）、患者の生物学的特徴（例えば、遺伝子プロファイリング、タンパク質プロファイリング、疾患及び予後プロファイリングなど−これらは例えばＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、及び酵素アッセイを含み得る）、又は生物学的に重要な化学物質（例えば小分子、代謝産物、医薬品、及び薬物など）でさえあってよい。特に好ましくは、アッセイは疾患の存在及び進行の情報を提供する。本発明にとって興味のある重要な疾患としては、これらだけに限られるわけではないが、肝炎（Ａ型、Ｂ型、及びＣ型）、ＨＩＶによる疾患、ＨＰＶ（ヒトパピローマウイルス）による疾患などが挙げられる。
【００４５】
好ましくは、これは近患者環境においては理想的なことであるが、少量のサンプルで迅速にアッセイを行うことを可能にするので、処理コンポーネントはマイクロ流体コンポーネントである。しかし、場合によってはより大きなマクロレイアウトが好ましい。
【００４６】
処理コンポーネントがマイクロ流体コンポーネントであろうと無かろうと、特に好ましいアッセイには４種類ある：
１．  核酸アッセイ（例えばＤＮＡやＲＮＡ）。
２．  酵素アッセイ（肝炎感染という状況においては、ＡＬＴ（アラニンアミノトランスフェラーゼ、肝臓酵素の１種）アッセイが特に好ましい）。
３．  タンパク質アッセイ（典型的には、検出のために抗体を使用して、例えばマイクロアレイ上で行う−興味ある好ましいアナライトとしては、肝炎（Ａ型、Ｂ型、及び／又はＣ型）並びにインターフェロン・ガンマ（ＩＦＮ−γ）が挙げられる）。
４．  小分子アッセイ（例えば医薬品又は薬物−典型的方法としては抗体を使用した競合アッセイがある）。薬物治療モニタリング（ＴＤＭ）も選択肢にある。
【００４７】
本発明においては、通常、アッセイを行うのに必要とされる多数の機能的ユニットが存在する。これらのユニットとしては、以下に限られるわけではないが、
１．  患者のＶａｃｕｔａｉｎｅｒ（登録商標）から血液を抽出し、処理して血漿にする、血液成分分離ユニット、
２．  全血を採取し、白血球を抽出する、白血球（ＷＢＣ）ユニット、
３．  捕捉される血漿抗原のためのビーズ上アッセイ（ｏｎ−ｂｅａｄ  ａｓｓａｙ）を与える、タンパク質ビーズユニット、
４．  ビーズ上で（ｏｎ−ｂｅａｄ）捕捉される材料（例えばＨＣＶなど）からのＲＮＡを精製する、ＲＮＡ調製ユニット、
５．  捕捉される抗体（又は抗原）のための表面アッセイを与える、タンパク質表面ユニット、
６．  酵素アッセイ（例えばＡＬＴアッセイなど）を与える、酵素ユニット、
７．  精製ＲＮＡ（例えばＨＣＶのＲＮＡなど）からのビーズ上ＲＮＡアッセイ（ｏｎ−ｂｅａｄ  ＲＮＡ  ａｓｓａｙ）を与える、ＲＮＡビーズユニット、
８．  精製ＲＮＡ（例えばＨＣＶのＲＮＡなど）からの表面ビーズアッセイを与える、ＲＮＡ表面ユニットが挙げられる。  
【００４８】
それぞれの機能的ユニットは、１つのアッセイ工程のために必要な機能を与える複数のモジュール（又はサブ−ユニット）に更に分割し得る。これらのモジュールは、図１４に詳細に示される。大まかに言って、それぞれのモジュールは、特定の設計、工学技術、及び最適化に関わる工程に対応する。
【００４９】
数個のアッセイ工程（モジュール）が、アッセイ過程（ユニット）又は完全チップ（処理コンポーネント）を形成し得る。上記のユニット例のそれぞれに対する、好ましい構成モジュールの例は、以下のとおりである：
１．血液成分分離ユニット：
ａ）Ｖａｃｕｔａｉｎｅｒ（登録商標）から全血を採取し、血液フィルター又はＷＢＣユニットへ流す血液抽出モジュール。
ｂ）全血をクロスフローフィルターを通して処理する血漿精製モジュール。
２．白血球（ＷＢＣ）ユニット：
ａ）全血を採取し、ビーズに基づく方法を使用して好酸球を捕捉するＷＢＣ精製モジュール。
３．タンパク質ビーズユニット：
ａ）ビーズに基づく方法を使用して血漿からの抗原を捕捉し、これらでシグナル変換のための準備をするタンパク質ビーズ流体モジュール。
ｂ）捕捉された血漿抗原から発生したシグナルを集め、ソフトウェア装置に送信するタンパク質ビーズ変換モジュール。
４．ＲＮＡ調製ユニット
ａ）ビーズに基づく方法を使用して、分離した血漿からのウイルス粒子を捕捉するウイルスビーズ流体モジュール。
ｂ）捕捉されたウイルス粒子からＲＮＡを放出させるウイルス粉砕モジュール。
ｃ）ウイルスゲノムを扱いやすい断片（即ち、いかなる２次構造も無しの）に切断する核酸せん断モジュール。
ｄ）混合物中の他の不純物からせん断されたＲＮＡ断片を精製するＲＮＡ精製モジュール。
５．タンパク質表面ユニット：
ａ）血漿からの抗体を、捕捉し、シグナル変換のために表面上に用意するタンパク質表面流体モジュール。
ｂ）捕捉された抗体から発生するシグナルを集め、ソフトウェア装置に送信するタンパク質ガラス一体化モジュール。
６．酵素ユニット：
ａ）酵素アッセイ（典型的にはＡＬＴアッセイ）のために血漿と必要な試薬とを混合する酵素流体モジュール。
ｂ）酵素アッセイからの蛍光シグナルを集め、ソフトウェア装置に送信する酵素変換モジュール。
７．ＲＮＡビーズユニット：
ａ）ビーズに基づく方法を使用して、血漿からのＲＮＡ断片（例えばＨＣＶのＲＮＡなど）を捕捉し、これらでシグナル変換のための用意をするＲＮＡビーズ流体モジュール。
ｂ）捕捉されたＲＮＡ断片（例えばＨＣＶのＲＮＡなど）から発生したシグナルを集め、ソフトウェア装置に送信するＲＮＡビーズ変換モジュール。
８．ＲＮＡ表面ユニット：
ａ）ＲＮＡ断片（例えばＨＣＶのＲＮＡなど）をガラス表面上に、捕捉し、シグナル変換のために用意するＲＮＡ表面流体モジュール。
ｂ）捕捉されたＲＮＡ断片（例えばＨＣＶのＲＮＡなど）から発生するシグナルを集め、ソフトウェア装置に送信するＲＮＡガラス一体化モジュール。
【００５０】
これらのモジュールのいくつかは、機能的に非常に類似していてもよい。例えば、タンパク質を捕捉したビーズ及び核酸（ＮＡ）を捕捉したビーズの取り扱いでは、同じ流体機能が要求される。しかし、いくつかの場合においては、２つのアッセイの間で、流体ライン、プラスチック、反応温度、室構成、又はアッセイ工程の数が異なることがあり得、２つのアッセイは実際にきわめて異なるものとなる。従って、いくつかの場合においては、複数のアッセイが同じモジュール又はユニットレイアウトを使用することができ、他方他の場合においては、複数のアッセイが複数のモジュール及び／又はユニットレイアウトを使用する。
【００５１】
核酸アッセイのためのチップレイアウトが、図１４に示される。このレイアウトは、多数の共に結合されたユニット及びモジュールを含み、これで完全なアッセイが可能となる。これらは：
１．  ウイルスビーズ流体モジュール（図のウイルス捕捉ビーズ部であり、ここの混合室中でビーズが血漿と混合させられる）。これは、分離された血漿からウイルス粒子を（ビーズに基づく方法を使用して）捕捉する。
２．  ウイルス粉砕モジュール（その後の洗浄液部、溶解緩衝液部、及び移替え部）。これは、捕捉されたウイルス粒子からＲＮＡを放出させる。
３．  ＲＮＡせん断モジュール（図では核酸せん断区域とマークされている）。これはウイルスゲノムを扱いやすい断片（即ち、いかなる２次構造も無い）に切断する。
４．  ＲＮＡ精製モジュール（この部分では、結合緩衝液及び非特異的核酸捕捉ビーズの混合区域への導入、続いて高濃度塩洗浄液及び溶出緩衝液の導入及びＲＮＡ精製室への移動、続いて廃棄物の排出洗浄が行われる）。これは、混合物中の他の断片からせん断ＲＮＡ断片を精製する。
５．  ＲＮＡビーズ流体モジュール（配列特異的捕捉ビーズを導入し、配列特異的捕捉領域において精製ＲＮＡと混合し、続いて洗浄し、第２のプローブを添加し、酵素を導入し、２回目の洗浄を行い、基質を添加し、そして更に洗浄する）。これは、ビーズに基づく方法を使用して、血漿からのＲＮＡ断片を捕捉し、シグナル変換のための用意をする。
６．  ＲＮＡビーズ変換モジュール（図ではマークされた変換室である）。
【００５２】
通常は、処理された物質は、次にセンサーによって変換室において検出される。
【００５３】
図１５は、より一般的な例を与え、他のアッセイにも適用可能であるが、ＨＣＶアッセイを念頭に置いて考案されている。このシステムは、上の図１４において明らかにされたものよりも複雑であり（そして上のものを包含し得る）、多くのアッセイに潜在的に関与する（図１７〜２１参照）。これは、（とりわけ）ＨＣＶを検出するため、ウイルスの遺伝子型を決定するため、及び患者の肝臓酵素ＡＬＴをモニターするために使用し得る。図１５は、血漿及び／又は白血球を選択し得るサンプル調製コンポーネント（一体化されたカートリッジ中か別な態様にかのどちらかの―上記参照）も示す。様々なアッセイのために必要であり得る各種のユニット及びモジュールが示される。全てのアッセイを単一カートリッジ内で行う必要はなく、(例えば)検出／遺伝子型決定アッセイは、実際はＡＬＴモニタリングとは別個のカートリッジ上で、例えば図１４で上記したようなカートリッジ上で、行ってもよい。この例では、処理コンポーネントの以下のモジュール（サブセクション）が示される：
１．  タンパク質ビーズ流体モジュール及びタンパク質ビーズ変換モジュールを有するタンパク質ビーズユニット
２．  ウイルスビーズ流体モジュール、ウイルス粉砕モジュール、ＲＮＡせん断モジュール、及びＲＮＡ精製モジュールを有するＲＮＡ調製ユニット
３．  タンパク質表面流体モジュール及びタンパク質ガラス一体化モジュールを有するタンパク質表面ユニット
４．  ＡＬＴ流体モジュール及びＡＬＴ変換モジュールを有するＡＬＴユニット。
ＲＮＡ調製ユニットは、更に２個のユニットに流入し得る：
５．  ＲＮＡ流体モジュール及びＲＮＡビーズ変換モジュールを含むＲＮＡビーズユニット
６．  ＲＮＡ表面流体モジュール及びＲＮＡガラス一体化モジュールを含むＲＮＡ表面ユニット。
【００５４】
図１５に関して論じられた血液抽出モジュール及び白血球精製モジュールが、図１６Ａ及び図１６Ｂにより詳細に示される。これらの両方は、望まれるならば、同じサンプル調製コンポーネント上に（２個の異なるモジュールとして）存在してもよい。血液抽出モジュールは、別個に存在してもよい（このことが示される図１５参照）。血液抽出モジュールは、Ｖａｃｕｔａｉｎｅｒ（登録商標）から全血をとり、血液フィルター又は白血球処理ユニットへ送達する。血漿精製モジュールが、全血をクロスフローフィルターを通して処理する。ＷＢＣモジュールは、全血をとり、ビーズに基づく方法を使用して好酸球を捕捉する。
【００５５】
図１７〜２１は、図１５に示したユニット及びモジュールを使用して実行し得る様々なより具体的なアッセイを示す。
図１７は、ＨＣＶ定量アッセイを構成するＨＣＶモニターチップを示す。
図１８は、ＨＣＶ（又はＨＩＶ）ビーズアッセイを構成するＨＣＶ（又はＨＩＶ）ビーズチップを示す。
図１９は、遺伝子型及び血清学のためのウイルススクリーニングアッセイを構成するＨＣＶ表面チップを示す。
図２０は、ＨＣＶ遺伝子型決定アッセイ及びＡＬＴアッセイを構成するＨＣＶ主要スクリーニングチップを示す。
図２１は、高度に複合化されたＨＣＶモニターアッセイを示す。
【００５６】
図１７に示すＨＣＶモニターチップは、テラノスティック試験の結果を出す実例を示す。肝機能アッセイと並行したＨＣＶウイルス血症測定を実施することによって、この試験は、多くの診断目的及びテラノスティック目的を達成する。ケア地点においては、このチップは、対応する肝臓ダメージ（血中ＡＬＴレベル）と共に処置に対する反応（例えば、投薬計画が、期待される時間をかけてのウイルス血症の対数的降下を与えているか？）を測定することによって、患者の疾患の程度を容易にモニターすることができる。
【００５７】
図１８に示されるＨＣＶビーズチップは、全部のビーズ機能を示す。肝臓ダメージのための異なる、よく選ばれたタンパク質目標を使用することで、この構成は、肝臓疾患の進行の良いモニター装置ともなり得る。
【００５８】
図１９に示されるＨＣＶ表面チップは、そのアレイ容量のおかげで、１パネル（ａ  ｐａｎｅｌ  ｏｆ）のウイルス及び疾患に対する遺伝子型及び免疫性を探索する良いウイルススクリーニング装置となる。これは、例えば、全てのＨＣＶ、ＨＩＶ、及びＨＰＶウイルスを、患者の暴露及び現在の感染状態（遺伝子型及びウイルス血症）を決定することで、スクリーニングできる。
【００５９】
図２０に示されるＨＣＶ主要スクリーニングチップを用いた試験は、ＨＣＶの遺伝子型を決定する主要なスクリーニング試験であり得、ＡＬＴアッセイを組み込むことで疾患の進行の目安を与える。ＨＣＶの定量をすることによって、これはＨＣＶモニターチップと同じ有利点も与え得る。肝臓マーカーの複合測定は、ここでも有利であり得る。
【００６０】
図２１に示される高度に複合化されたＨＣＶモニターチップは、ウイルス疾患モニタリングのための見事な解決策を与える。より多くのタンパク質バイオマーカーが発見されているので、ウイルス疾患のモニタリングを複数の疾患進行の指標により大きく依存させようと考えるのは合理的である。特定のウイルス疾患については、このチップは、ビーズに基づく方法のスピード及び感度のおかげで、ウイルス血症の発生を低レベルまで測定し、潜在的に非常に多くの疾患バイオマーカーをモニタリングする。
【００６１】
（ハードウェア）
上記のコンポーネントに加えて、本発明のコンポーネント及びカートリッジを使用するアッセイ装置は、アッセイに役立つハードウェアユニットを更に含み得る。通常、これらのユニットは、ハードウェアスライスと呼ばれる。ハードウェアスライスは特に限定されず、望まれるならば、以下のあらゆる機能性を更に提供し得る：
１．  コンポーネント内での磁性ビーズの操作。
２．  処理コンポーネント及び／又は検出コンポーネント（又は、例えばサンプルの品質管理のための別のコンポーネント）の室の内からの蛍光検出及び発光検出。
３．  流体の計量。
４．  熱制御（コンポーネントの望まれる区域を加熱する）。
５．  平面アレイ変換。
６．  超音波（例えばウイルス粉砕のための）。
７．  電気接続（多目的の電線の）。
８．  ソフトウェア（使用者が制御するため、及び情報出力のため、並びにデータ処理／アルゴリズム的データ解析のためなどの）。
【００６２】
本発明のアッセイシステムの例が、図２２に示される。この図は、本発明のカートリッジを含むアッセイ装置の側面図及び正面図を示す。ハードウェアスライス及びカートリッジ及びハードウェアスライスとの相互接続が示される。
【００６３】
アッセイ装置及び数個のカートリッジを示し、そしてシステムの近患者環境における有用性を示す全アッセイシステムが、図２３において示される。示されるカートリッジは、パネル抗体カートリッジ（例えば、ＨＣＶ、ＨＢＶ、ＨＩＶ、及び／又はＨＰＶなどの）、遺伝子型決定カートリッジ（例えば、ＨＣＶのサブタイプ、及びＨＣＶの予後診断に関連する宿主遺伝子などの）、及びモニターカートリッジ（例えばＨＣＶウイルス血症、肝臓マーカー、及び薬物モニタリングのためなどの）である。使用者が待っている間に、このシステムは、望まれるカートリッジを使用することによって、多数のアッセイ（患者の特性及び処置／疾患のステージによって選ばれる）を実行することができる。
【００６４】
遺伝子型決定カートリッジは、通常は処置の初期ステージにおいて、ウイルスのサブタイプ（ＨＣＶの場合、１〜６）を評価するために、そして患者が処置にどのように反応するかに影響し回復の予後に影響し得る宿主の遺伝子型を評価するためにも使用される。モニターカートリッジは、患者の疾患の進行を解明するための頻繁な試験のために設計される。この点でウイルス血症測定（ウイルス定量）は、患者が処置に反応しているかどうかを示すので、非常に有用である。患者の肝臓マーカー（例えばＡＬＴなど）も、肝炎の程度についての情報を与えるので、ＨＣＶのからみではモニタリングするのが望ましい。このカートリッジは、患者の体内の薬物（例えばＨＣＶ薬など）の濃度をモニタリングする機能も包含し得る。このデータは、臨床医に代謝の詳細情報を与え、臨床医が患者個人に対して使用する薬量をテーラーメイドすることを可能にする。抗体カートリッジが、患者からのサンプル中の抗体を検出するためのパネル試験（ｐａｎｅｌ  ｔｅｓｔ）のために使用し得る。これは、患者が様々な疾患に感染していないか決定する初期試験において使用してもよい。
【００６５】
遺伝子型決定カートリッジ、モニターカートリッジ、及び抗体カートリッジを構成するモジュールのより詳細な図が、図２４、２５、及び２６にそれぞれ示される。遺伝子型決定チップにおいては、サンプル調製モジュールが全血からウイルスを獲得し、アッセイモジュールが核酸を定量する。モニターチップにおいては、サンプル調製モジュールがまた全血からウイルスを獲得するのに関与し、他方アッセイモジュールにおいては、小分子(薬物)アッセイモジュール、ＡＬＴアッセイモジュール、及びＨＣＶ定量アッセイモジュールが存在する。抗体チップにおいては、サンプル調製モジュール上で抗体捕捉を行い得、他方ビーズアッセイモジュール及び／又はＩＦＮ−γ試験モジュールを使用し得る。
【００６６】
図２７にサンプル調製コンポーネントのより詳細な図を示す。この例では、サンプル調製コンポーネントは、分離したカートリッジとして示されるが、他の実施形態では、これらのコンポーネントは、試薬貯蔵コンポーネント及び／又は処理コンポーネントに連結し得る。これらのサンプル調製コンポーネントの出力は、特に限定されないが、前に説明したように、これらの例では出力は、血漿、白血球、磁性ビーズに結合した擬似粒子、及び磁性ビーズに結合した血漿タンパク質である。
【実施例】
【００６７】
（マイクロ流体生物学的アッセイの例）
図１０は、単純ＥＬＩＳＡタイプアッセイのために必要とされるものに対応する一続きの試薬フローを示す。
記号表
Ｒ１：試薬貯蔵１
Ｃ３：反応室３
Ｗ２：廃棄物貯蔵２
【００６８】
図１０Ａ（１）は、選択自由であり、この装置に、緩衝液試薬をＲ１からＷ４へと通すことによって、液体の呼び水が入ることを示す。
図１０Ａ（２）では、ＨＣＶ感染を伴う又は伴わない患者からのヒト血清のサンプルが、ＨＣＶからの抗原に化学的に結合した磁性ビーズを含むＣ１へと添加されるのが示される。抗原は、例えば、ＨＣＶコアタンパク質（Ｃｐ２１）のエピトープＮＳ  ３、４、及び５であり得る。この２つの成分は、数分間インキュベートされる。このインキュベーション時間は、ＨＣＶに対するヒト抗体（抗ＨＣＶヒトイムノグロブリンＧ（ａｎｔｉ−ＨＣＶ  ｈＩｇＧｓ））が患者の血清に見られるならば、この抗体がビーズ上に存在するＨＣＶ抗原に結合するのを可能にする。
図１０Ａ（３）では、磁場がＣ１に印加され、ビーズが前記室に集められ、反応物から余った液体が廃棄物室Ｗ１に移される。Ｒ１から洗浄溶液がＣ１に導入され、磁場が解除される。このシステムは数秒間インキュベートされ、ビーズが分散させられる。この手順が、３回繰り返される。
図１０Ａ（４）では、洗浄溶液中のビーズが、Ｃ２へ移される。磁場がＣ２に印加され、ビーズが前記室に集められ、反応物から余った液体が廃棄物室Ｗ２に移される。
図１０Ａ（５）西洋ワサビペルオキシダーゼ（ＨＲＰ）を結合した、ヒトイムノグロブリンＧ（ヒトＩｇＧ）に対して産生された抗体（抗ｈＩｇＧ）を含有する溶液が室Ｃ２に導入され、磁場が解除され、磁性ビーズが分散させられる。混合物が数分間インキュベートされる。このインキュベーション時間の間に、潜在的にヒト血清に見られた抗ＨＣＶヒトイムノグロブリンＧに、抗ｈＩｇＧが結合するのが可能となる。
図１０Ａ（６）では、室Ｃ２の内容物がＣ３に移される。磁場がＣ３に印加され、ビーズがこの室に集められ、反応物から余った液体が廃棄物室Ｗ３に移される。
図１０Ｂ（７）では、Ｒ３からの洗浄溶液がＣ３に導入され、そして磁場が解除される。このシステムは、数秒間インキュベートされ、ビーズが分散される。この洗浄手順は、３回繰り返される。
図１０Ｂ（８）では、洗浄溶液中のビーズがＣ４に移される。磁場がＣ４に印加され、ビーズがこの室に集められ、反応物から余った液体が廃棄物室Ｗ４に移される。
図１０Ｂ（９）では、例えば過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）存在下のルミノールなどの、ＨＲＰの基質を含有する溶液が、Ｃ４に導入される。
図１０Ｂ（１０）では、生じた化学発光シグナルが、カートリッジの窓を経てアクセスできる光学システムによってモニターされる。この信号の強度が、患者からのサンプルに存在する抗ＨＣＶヒトイムノグロブリンＧの量を表す。
【符号の説明】
【００６９】
１  試薬貯蔵コンポーネント
２  試薬処理コンポーネント
３、４７  空洞
４  完全処理カートリッジ
５  処理器具
６  スロット
７  試薬貯蔵室のセット
８  添加室
９  弁
１０、１１  処理室
１２  反応室
１３  廃棄物試薬貯蔵室のセット
１４  液体受容ポートのセット
１５  送達ポート
１６  液体送達ポート
１７  受容ポート
１８  導管及び弁
１９  開口孔
２０  開口室
２１  基板
３０、４０  プラスチック成型担体
３１、４２  液体ポートコンポーネント
３２  貯蔵ハウジング
３３  外部作動開口
３４  液体カプセル封入膜
３５  作動パッド
４１  マイクロ流体基板
４３  窓
４４  レンズシステム
４５  センサー基板
４６  センサープローブ
４８  リブ
４９  適合したガスケット
５０  かかりのあるプラスチックピン
５１  スロット
５２  縁のかかり
５３、５４  かかり
６０、６１  保護ストリップ
【図１５】
2010505108.tif 000003
【図１７】
2010505108.tif 000004
【図１８】
2010505108.tif 000005
【図１９】
2010505108.tif 000006
【図２０】
2010505108.tif 000007
【図２１】
2010505108.tif 000008
【図２４】
2010505108.tif 000009
【図２５】
2010505108.tif 000010
【図２６】
2010505108.tif 000011
【図１】
2010505108.tif 000012
【図２】
2010505108.tif 000013
【図３】
2010505108.tif 000014
【図４】
2010505108.tif 000015
【図５】
2010505108.tif 000016
【図６Ａ】
2010505108.tif 000017
【図６Ｂ】
2010505108.tif 000018
【図７】
2010505108.tif 000019
【図８Ａ】
2010505108.tif 000020
【図８Ｂ】
2010505108.tif 000021
【図８Ｃ】
2010505108.tif 000022
【図８Ｄ】
2010505108.tif 000023
【図９Ａ】
2010505108.tif 000024
【図９Ｂ】
2010505108.tif 000025
【図１０Ａ】
2010505108.tif 000026
【図１０Ｂ】
2010505108.tif 000027
【図１１Ａ】
2010505108.tif 000028
【図１１Ｂ】
2010505108.tif 000029
【図１２】
2010505108.tif 000030
【図１３】
2010505108.tif 000031
【図１４】
2010505108.tif 000032
【図１６Ａ】
2010505108.tif 000033
【図１６Ｂ】
2010505108.tif 000034
【図２２】
2010505108.tif 000035
【図２３】
2010505108.tif 000036
【図２７】
2010505108.tif 000037
【国際調査報告】
2010505108.tif 000038
2010505108.tif 000039
2010505108.tif 000040
2010505108.tif 000041
2010505108.tif 000042