(57)【要約】  本明細書は、材料の試料を処理する装置及び方法を開示する。１実施形態において、前記装置は、複数の変形可能なチャンバと、前記複数の変形可能なチャンバの少なくとも１つと流体連通する流路とを含む多層構造物を含む。別の実施形態において、前記装置は、前記装置の変形可能なチャンバの少なくとも１つを圧縮又は圧搾する圧力パターンを有する圧力装置を含む。
2010538265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料の流体試料を処理するための装置であって、パターンに配置された複数の変形可能なチャンバを含む多層構造物と、
前記複数の変形可能なチャンバの少なくとも１つと流体連通する、単数又は複数の流路と、を具備する、装置。
【請求項２】
材料の流体試料を処理するための装置であって、
少なくとも１つの流路と流体連通する少なくとも１つの変形可能なチャンバを含む処理パターンを有する処理装置と、
前記少なくとも１つの変形可能なチャンバに圧力を供給するために形成される圧力パターンを有する圧力装置と、を具備する、装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの変形可能なチャンバが、拡張可能な弾性材料を含む、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記処理装置が、複数の変形可能なチャンバを具備する、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの流路が、流量の制御のために加圧されて開閉する流量制限器を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの変形可能なチャンバが、流体で予め充填される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの変形可能なチャンバが、流体試料を受け入れる入口と、流路と流体連通する出口とを含むものである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
第１の変形可能なチャンバと第２の変形可能なチャンバとを含む装置であって、前記第１及び第２の変形可能なチャンバが、前記第１及び第２の変形可能なチャンバより大きい容量を有する第３のチャンバと流体連通する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
少なくとも１つの変形可能なチャンバと流体連通する混合チャンバを更に具備する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記単数又は複数の流路が、弾性又は変形可能な材料で作られる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
剛性材料で作られたチャンバを少なくとも１つ更に具備する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
少なくとも１つの変形可能なチャンバと流体連通する、複数の分画チャンバを更に具備する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記装置が、捕獲媒質又は試薬を有する捕獲チャンバを含み、前記捕獲媒質又は試薬は前記捕獲チャンバ内に配置されている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記装置が、放射状又は線形の順序パターンのいずれかで配置される複数のチャンバを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記装置が、放射状又は線形の順序の処理パターンのいずれかで配置される複数のチャンバを含み、前記圧力装置が放射状又は線形の順序の圧力パターンのいずれかを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項１６】
前記複数のチャンバが、前記放射状の順序パターンで配置され、前記圧力装置が、前記処理装置の回転体に連結された、時計回り又は反時計回りに回転可能なダイヤルを具備する、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記複数のチャンバが、前記線形の順序パターンで配置され、前記圧力装置が、ベースに回転可能に連結された円筒を具備し、前記円筒の回転が、前記円筒に連結された又は前記円筒と分離された圧力パターンを通して圧力を順序に従って供給する、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記圧力パターンが、前記処理装置の前記少なくとも１つの流路を圧縮するための凹凸を有する隆起部分又はリブを含むことによって、一時的に流量を制限する又は前記少なくとも１つの流路を封止するものである、請求項２に記載の装置。
【請求項１９】
前記多層構造物が、可撓性であるか又は比較的堅い、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
試料を混合する方法であって、材料の試料を導入チャネルを通して第１の変形可能なチャンバに導入する工程と、
前記第１の変形可能なチャンバを加圧して、前記材料の試料を、前記変形可能なチャンバから、前記第１の変形可能なチャンバに接続された変形可能な流路、及び／又は前記変形可能な流路に接続された第２の変形可能なチャンバに排出する工程と、
前記変形可能な流路及び／又は第２の変形可能なチャンバを加圧して、前記変形可能な流路及び／又は第２の変形可能なチャンバからの材料の試料を前記第１の変形可能なチャンバに排出する工程と、を含む、方法。
【請求項２１】
流体で予め充填された第３の変形可能なチャンバを加圧して、前記第３のチャンバから前記予め充填された流体を前記第１の変形可能なチャンバ、前記変形可能な流路、及び／又は前記第２の変形可能なチャンバのいずれかに排出する工程を更に含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
試料を処理する方法であって、
請求項２に記載の装置を提供する工程と、前記少なくとも１つの変形可能なチャンバに試料を導入する工程と、
前記圧力装置を前記処理装置と接触させて配置する工程と、
前記圧力装置を前記処理装置に対して移動させて、前記少なくとも１つの変形可能なチャンバを加圧する工程と、を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
臨床診断及び食品加工業など多くの産業で、試料内の病原菌又はアレルゲンのような検体の有無を判定するために、試料の試験が行われる。通常、試験試料は液体又は固体形状であり、試料のタイプに適した試料収集装置を使用して得られる。特定の検体を検出する試料を準備するために、濃縮又は希釈その他の手順で試料が処理される場合もある。通常、処理及び試験対象の試料をガラススライド、試験管、又は９６ウェルプレートに移動し、他の流体又は試薬と混合又は組み合わせて、検体の検出を促進する。試料の移動、試料と溶液若しくは試薬との混合又は組み合わせ、及び検体の検出というプロセスはどれも、汚染が生じる可能性のあるポイントである。試料の汚染は、後に行われる検体試験に正しくない即ち誤解を招く結果をもたらす可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
したがって、試料準備中及び試料分析中の試料材料又は試薬の暴露を最低限にするために内蔵型の装置を提供することは有用である。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明は、材料の試料を処理するための装置及び方法に関する。
【０００４】
上記「課題を解決するための手段」は、本発明の開示された各実施形態、又は全ての実施を記載するものではない。以下の図面及び発明を実施するための形態は、実例となる実施形態をより具体的に例示するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本発明は、以下に列挙される添付図を参照して更に説明されており、いくつかの図面中で、類似構造は、類似番号で参照される。
【図１】流体を排出するために圧縮される変形可能なチャンバを含む処理又は試験装置の略図。
【図２】図１が図示する変形可能なチャンバを作る多層構造物の略図。
【図３】流量を制限する封止材の略図。
【図４】変形可能なチャンバと流体連通する複数の分画チャンバを含む処理の順序を示す略図。
【図５】複数の変形可能なチャンバを含む処理の順序を示す略図。
【図６】混合するための複数の変形可能なチャンバを含む処理の順序を示す略図。
【図７Ａ】混合順序の実施形態を段階的に図示。
【図７Ｂ】混合順序の実施形態を段階的に図示。
【図７Ｃ】混合順序の実施形態を段階的に図示。
【図７Ｄ】混合順序の実施形態を段階的に図示。
【図７Ｅ】混合順序の実施形態を段階的に図示。
【図８】放射状の順序パターンを有する処理装置又は試験装置の実施形態を図示。
【図９】放射状の順序パターンを有する処理装置又は試験装置の実施形態を図示。
【図１０】放射状の順序パターンを有する処理装置又は試験装置の実施形態を図示。
【図１０Ａ】放射状の順序の圧力パターンを図示。
【図１０Ｂ】放射状の順序の圧力パターンを図示。
【図１１】図８〜１０の放射状の順序パターンの処理工程を図示するフローチャート。
【図１２】線形の順序パターンを有する処理装置又は試験装置の実施形態を図示。
【図１３】線形の順序パターンと線形の順序の圧力装置の組み合わせを有する、処理装置又は試験装置の実施形態を図示。
【図１３Ａ】線形の順序の圧力パターンでの複数の圧力隆起又はリブを図示。
【図１４】ヒンジによってカード部分に連結される圧力装置を介して圧縮される複数の変形可能なチャンバを有するカード部分を含む装置の略図。
【図１５】変形可能なチャンバからの流量を制御するためのタイミングマス（timing mass）の略図。
【図１６】カード又は装置の略図。
【図１７】カード又は装置の略図。
【図１７Ａ】複数の層の間に作られる複数の平行チャンバ及び通路の略図。
【図１８】材料の試料を処理するための処理工程を、互いの関連において図示。
【図１９】材料の試料を処理するための処理工程を、互いの関連において図示。
【図２０】材料の試料を処理するための処理工程を、互いの関連において図示。
【図２１】材料の試料を処理するための処理工程を、互いの関連において図示。
【図２２】材料の試料を処理するための処理工程を、互いの関連において図示。
【０００６】
上で特定した図面は、本発明の代表的ないくつかの実施形態を表しているが、他の実施形態もまた本発明の範囲内である。いかなる場合も、本開示は、本発明を、限定するのではなく代表して提示するものである。本発明の原理の範囲及び趣旨に含まれる多数の他の修正形態及び実施形態が、当業者によって考案され得ることを理解されたい。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明は、試料の処理又は試験用の流体を排出するために変形可能なチャンバを有する処理装置を含む。例示的な実施形態において、この変形可能なチャンバを追加的なチャンバ及び通路と組み合わせて用いることにより、例えば材料の試料中の黄色ブドウ球菌のような検体の検出のための、処理パターン又は順序を実施する。
【０００８】
本明細書で説明する装置を組み合わせることにより、試料材料又は他の試験プロセス中の検体を検出する間接又は直接検定用の処理順序を作成することができる。装置のチャンバ及び／若しくは通路は検体の検出プロセスを含むことが可能であり、又は、チャンバ及び／若しくは通路を用いて試料物質を準備して別の装置内で検出することが可能である。検出の対象とする代表的な検体には、黄色ブドウ球菌（「S. aureus」）がある。黄色ブドウ球菌は、小さな皮下膿瘍及び創傷感染等の表面型病変、心内膜炎、肺炎及び敗血症などの全身性でかつ生命に脅威となる状態、並びに食中毒及び中毒性ショック症候群などの中毒症を含めた広範な感染症を引き起こす病原菌である。
【０００９】
図１は、複数の層１０６の間に作られる、チャンバ１０４と組み合わせた変形可能なチャンバ１０２を含む装置１００の略図である。チャンバ１０４は、複数の層１０６の間の通路又はチャネル１０７を介して、変形可能なチャンバ１０２と流体連通する。流体は、変形可能なチャンバ１０２とチャンバ１０４との間で流量制限器１０８（例えば、フランジブルな制限器又はシール）によって、変形可能なチャンバ１０２内に保持される。流体は、変形可能なチャンバ１０２から圧力装置１１０によって排出される。圧力装置１１０は、チャンバ１０２から通路１０７を通って流体が流れるのを促進するようにチャンバ１０２を圧縮又は変形する圧力を供給するように構成される。変形可能なチャンバ１０２及び任意の通路１０７は、以下に説明するように、プロセス用途に依存して弾性又は非弾性材料で形成することができる。
【００１０】
図２は、図１の装置１００の変形可能なチャンバ１０２を作るための多層構造物を図示する。図に示すように、この多層構造物は第１の層（単層又は複数層）１２０と、接着層１２２と、第２の層（単層又は複数層）１２４とを含む。接着層１２２は、第２の層（単層又は複数層）１２４が部分的に第１の層（単層又は複数層）１２０に選択的に接着してそれらの層の間に変形可能なチャンバ１０２が形成されるようなパターンを作る。図２が示すように、空隙部分１２６に近接した第２の層（単層又は複数層）１２４の一部が第１の層（単層又は複数層）１２０と接着しないことにより、装置１００の変形可能なチャンバ１０２、通路１０７、又は他の特徴を画定する空隙部分又はポケットが形成される。
【００１１】
例示的な実施形態では、第２の層（単層又は複数層）１２４は、異なる材料で形成される部分又は層を含むことにより、装置１００に異なる流量機能又は異なるチャンバ特性を提供する。例えば、変形可能なチャンバ１０２を第１の変形可能な材料で形成し、チャンバ１０４をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のようなより堅い第２の材料で形成することにより、比較的堅いチャンバを形成することができる。通路１０７を通る流量を制限するよう通路１０７に作用を加えるために、通路１０７をポリプロピレンのような変形可能な第３の材料で形成することができる。通路１０７は、変形可能な材料、又はチャンバ１０４に用いられるようなより堅い材料で形成することができる。
【００１２】
変形可能な材料は、好ましくは、弾性の回復又はエラストマーの回復を呈する材料である。弾性材料は、本発明の変形可能な材料に弾性回復特性を付与するために用いられる周知の材料であり、一般に、合成ゴム又はプラスチックのような物質を含み、常温で応力を加えたときに元の長さの少なくとも２倍に伸張可能で、かつ応力解除により直ちに勢力によりほぼ元の長さに回復可能なものである。
【００１３】
可能性のある適した弾性材料としては、例えば、天然ゴム、合成ゴム、又は熱可塑性ポリマーが挙げられる。適した合成ゴムとしては、エーテル系ポリウレタンスパンデックス、エステル系ポリウレタンスパンデックス、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、フッ素ゴム、シリコンゴム、及びＮＢＲ（ニトリルゴム）が挙げられる。その他の適した熱可塑性エラストマーとしては、一般式Ａ−Ｂ−Ａ’のブロックコポリマーが挙げられ、ここでＡ及びＡ’はそれぞれ、ポリ（ビニルアレーン）のようなスチレン部分を包含する熱可塑性ポリマーエンドブロックであり、Ｂは共役ジエン又は下のアルケンポリマーのようなエラストマーポリマーミッドブロックである。ブロックコポリマーとしては、例えば、クラトン（KRATON）の名称でシェルケミカル社（Shell Chemical Company）から市販されている（ポリスチレン／ポリ（エチレン−ブチレン）ポリスチレン）ブロックコポリマーが挙げられる。その他の適したエラストマー材料としては、ポリウレタン、アクリル性及びアクリル−オレフィン性コポリマー、他の弾性ポリオレフィン、並びにポリアミドエラストマー材料及びポリエステルエラストマー材料が挙げられる。好ましい実施形態において、変形可能な材料はポリオレフィンフォーム又はポリプロピレン材料を含む。
【００１４】
パターンの接着層１２２は、感圧性又は感熱接着剤で形成される。代替実施形態では、第２の層（単層又は複数層）１２４の一部が望ましい配置で第１の層（単層又は複数層）１２０に接着又はヒートシールされることにより、図２のパターンの接着層１２２を適用せずに、変形可能なチャンバ１０２、通路１０７、及び他の特徴が形成される。
【００１５】
図３が示す実施形態では、多層構造物は第２の層（単層又は複数層）１２４と第１の層（単層又は複数層）１２０との間に封止部分１３０を含むことにより、図１の流量制限器１０８を形成する。封止部分１３０は、変形可能なチャンバ１０２に圧力が印加されるまでその位置に留まっている比較的堅い塊又は栓でよい。代替方法では、封止部分１３０は接着剤で取り付けられる。好ましくは、封止部分１３０、並びに装置１００に用いられる他の材料は、生物学的に不活性である。図の実施例において、封止部分１３０は、流量を制限するために第２の層１２４を第１の層１２０に結合する接着剤付着である。封止部分１３０の接着力は、十分な圧力の印加に応じて第１の層（単層又は複数層）１２０から第２の層１２４が解除されて変形可能なチャンバ１０２から流体が排出されるように設計される。代替実施形態では、（例えば圧力装置１１０を介して）圧力を封止部分１３０に付与することによって通路１０７を封じ、後に説明するような方法で流量を制限することができる。封止部分１３０が塊又は栓である図の実施形態において、封止部分１３０は低密度ポリオレフィン又はワックスで作ることができ、圧力によって容易に破裂可能であるが、装置１００の出荷及び取り扱い中は封止が維持される。
【００１６】
図４の実施形態において、変形可能なチャンバ１０２は、より小さい複数の分画チャンバ１４０、１４２と組み合わせて用いられる。図示したように、分画チャンバ１４０、１４２はそれぞれ通路１４４、１４６を介して平行にチャンバ１０２と流体連通される。図示される実施形態において、流体は流体源１４８（略図）から変形可能なチャンバ１０２に供給されるか、又は代替方法では変形可能なチャンバ１０２に予め充填される。流体は圧力又は圧縮によってチャンバ１０２から排出されて分画チャンバ１４０、１４２に入る。図示した実施形態においては、分画チャンバ１４０、１４２は、流体を貯留するよう剛性材料又は構造で形成されてよく、又は代替方法としては、後の処理工程のためにそこから流体が排出されるように、変形可能な材料又は構造で形成されてよい。
【００１７】
図５〜６は、複数のプロセス又は試験工程を実施するための複数の変形可能なチャンバ１０２−１及び１０２−２を含む装置を図示する。前述したように、変形可能なチャンバ１０２−１、１０２−２のそれぞれは、変形可能な又は変形可能な材料で作られるので、（機械的であるか又は電気的であるいずれかの）圧力の印加による圧縮により流体を排出する。図５で、複数の変形可能なチャンバ１０２−１、１０２−２は、より大きいチャンバ１５０に流体を供給するように配置されている。チャンバ１５０は、プロセス用途に応じて剛性又は変形可能なチャンバとすることができる。例えば、チャンバ１５０は流体を排出可能なように変形可能にできるが、流体をチャンバ１５０に貯留する場合はチャンバ１５０を剛性の構造又は材料で作ることができる。
【００１８】
図５に示される実施形態においては、変形可能なチャンバ１０２−１は、流体源１５４から試料又は流体を受け入れる入口１５２と、流体を排出する出口１５６を含む。変形可能なチャンバ１０２−２は、混合液又は他の流体で予め充填される。圧力装置１１０又は手動によってチャンバ１０２−１及び１０２−２を圧搾又は圧縮することによって圧力を供給し、チャンバ１０２−１及び１０２−２から流体通路１０７−１及び１０７−２を通してチャンバ１５０に流体を排出又は射出する。
【００１９】
図６は、複数の流体及び／又は試薬を攪拌又は混合するための混合順序を実施するよう配置された複数の変形可能なチャンバ１０２−１、１０２−２を図示する。図に示すように、流体及び／又は試薬はチャンバ１０２−１に供給される。チャンバ１０２−１を圧力によって圧縮又は圧搾することによって、流体をチャンバ１０２−１からチャンバ１０２−２に排出する。その後、矢印１７０が示すように、圧力の印加によって流体はチャンバ１０２−１、１０２−２の間を行き来する。この往復の動作又は順序は流体混合物を攪拌し、混合を促進する。
【００２０】
図７Ａ〜７Ｅは、変形可能なチャンバ１８０と、弾性材料で形成された拡張可能なチャンバ１８２とを含む代替実施形態の混合順序を図示する。図７Ａに示すように、流体は初めはチャンバ１８０内に含まれている。図７Ｂ〜７Ｃに図示するように、圧力Ｐをチャンバ１８０に供給することにより、チャンバ１８０から拡張可能なチャンバ１８２に流体を排出する。図７Ｄ及び７Ｅに図示するように、チャンバ１８０への圧力が解除されると、チャンバ１８２がつぶれて流体はチャンバ１８０に流れ戻る。望ましい攪拌が行われるまで、この順序を繰り返すことができる。混合プロセスが完了したら、流体はチャンバ１８０内に保留又は封止されるか、又はチャンバ１８０から排出されて更に処理される。
【００２１】
図８〜１０は、複数の処理又は試験工程を実施するよう集合してプロセスパターンを形成するよう配置された複数の変形可能なチャンバを有する装置を図示する。図８に示す実施形態においては、プロセスパターンは放射状の順序パターンとして作られる。示される実施形態において、パターンは、開口部１９８を有する多層構造物１９７の円周方向に配置された流路及び他のチャンバと組み合わされた、複数の変形可能なチャンバを含む。図に示すように、装置は、入口（番号を付せず）を通して流体試料を受け入れる変形可能なチャンバ２００を含む。図の実施形態において、試料は、例えばシリンジ又は他の試料収集装置を用いて、通路２０４を経由して導入チャネル２０２を通って変形可能なチャンバ２００に供給される。
【００２２】
流体は、チャンバ２００から圧搾又は排出され、出口（番号を付せず）を通って通路２１０を介してチャンバ２０６に入る。例示的な実施形態において、チャンバ２０６は、チャンバ２００から排出された流体又は試料と混合された試薬又は他の物質を含むことができる。流体はチャンバ２０６から、通路２１５を介して複数の分画チャンバ２１２、２１４内へ圧搾され、複数の試料を試験のために提供する。分画チャンバ２１２内の流体は、試験機器又はセンサ（図８に図示せず）によって貯蔵又は試験される。分画チャンバ２１４内の流体は排出され、より大きいチャンバ２１６に入り、更に処理される（例えば試験又は分析）。図示した実施形態において、より大きいチャンバ２１６は入口２１７に近接して封止され、流体はチャンバ２０６から排出されてチャンバ２１２及び２１４に入る。その後入口２１７は開封され、流体はチャンバ２１４から排出されチャンバ２１６に入る。チャンバ２１４から戻って来てチャンバ２１２及びチャンバ２０６に入る流れは、流路２１５沿い又はチャンバ２１２、２０６でそれぞれシールによって制限されるので、チャンバ２１４から排出される流体はチャンバ２１６に流れ込む。
【００２３】
図示したパターンは、予め充填された変形可能なチャンバ２２０を含む。例示的に、チャンバ２２０は緩衝液で充填される。流体はチャンバ２２０から圧搾され、通路２２３を通ってチャンバ２２２に入る。例示的な実施形態において、チャンバ２２２は、例えば脱水された試薬を含み、この試薬はチャンバ２２０からの流体によって再び水和される。図６又は７Ａ〜７Ｅで図示したように流体をチャンバとチャンバとの間で行き来させることにより、流体を試薬と混合することができる。その後、流体は移動又は排出され、通路２２４を通ってチャンバ２１６に入り、試験（例えば、図８に図示されていないセンサ又は試験装置によって行われる）のために分画チャンバ２１４からの試料流体と組み合わされる。
【００２４】
図９〜１０に示すように、処理又は試験パターンはカード状ベース２３５上に作られ、圧力装置及びトレー２４０と組み合わせて使用される。図の圧力装置１１０は、回転可能なダイヤル２４２の下側の表面に圧力パターン２４４を含む回転可能なダイヤル２４２である（図１０に略図を図示）。ダイヤル２４２は、カード状ベース２３５上にある開口部１９８を通って延びるように寸法設定されている隆起したハブ部分２４６を含む。操作中、ハブ部分２４６は開口部１９８から延出して、図１０に示すようにトレー２４０の回転体２５４上の凹部２５２にはまる。
【００２５】
図９に示すように、カードを縦に直立した位置で支え、試料をチャネル２０２に導入する。図示した実施形態において、流体導入のためにダイヤル２４２を直立位からオフセットし、流体導入後に、供給される圧力にダイヤル２４２を回転することにより、例として変形可能に又は変形可能材料で形成された通路２０４で試料導入チャネル２０２を閉じる。代替方法として、フラップ弁又は代替構造を用いて試料導入チャネル２０２を封止することができる。図示した実施形態では、導入に先立ち例えば希釈、透析、沈降、ろ過、遠心分離、吸収、溶出、又は他のプロセスなどを用いて、試料は予め処置される。
【００２６】
次に、導入された試料をダイヤル２４２の回転によって処理及び／又は試験する。図１０に示すように、処理のために装置がトレー２４０内で支えられ、ダイヤル２４２のハブ部分２４６が凹部２５２内にはまる。次に、ダイヤル２４２を回転し、変形可能なチャンバ（例：図８の２００、２０６、２１４、２２０、２２２）に圧力を選択的に供給し、順次的な処理工程を実施する。図示した実施形態において、ダイヤル２４２を反時計回りに回転することにより処理工程を実行する。反時計回りの回転方向で開示されているが、ダイヤル２４２及びパターンを時計回りの方向で実行することも同様に可能である。
【００２７】
図示した実施形態において、ダイヤル２４２は、トレー２４０の回転体２５４を回転させる駆動体（例えば、モーター）２４７（略図）によって回転させられる。駆動体２４７による回転体２５４の回転は、中枢部２４６の平面と、回転体２５４の凹部２５２に形成される平面との接触によってダイヤル２４２に付与される。駆動体又はモーター２４７は、一定の速さ即ち速度で、回転体２５４及びしたがってダイヤル２４２（及び圧力パターン２４４）を回転させるように構成及び設計され、処理順序又は工程を実行するために望ましいタイミングを提供する。駆動体２４７とダイヤル２４２又は圧力パターン２４４との間の特定の境界面が図示されているが、適用は、図示した特定の境界面に限定されない。代替方法として、ダイヤル２４２を、例えばハンドル２４８を使って手動で回転させることも可能である。
【００２８】
図１０Ａ及び１０Ｂは、図８〜１９に示されたような放射状の順序パターンで複数の処理工程を実施するよう設計された、図１０Ｂにおいて示されるような特定の凹凸を有するダイヤル２４２上の圧力パターン２４４の実施形態を図示する。図１０Ａ〜１０Ｂに示すように、圧力パターン２４４は周囲方向に間隔を空けて置かれた複数のリブ２５５を含むことにより、ダイヤル２４２が回転させられたときに、流体の排出のために様々なチャンバを圧搾し、及び／又は、様々な通路又はチャンバを通る流体の流れを制限するためにそれらの通路又はチャンバを封止する。
【００２９】
図８〜１０に図示したパターンでダイヤル２４２を介して実行される処理工程の順序を、図１１に図示した。図１１が図示するように、工程２６０で、流体試料はチャンバ２００に導入される。工程２６２が図示するように、ダイヤル２４２を第１の増分で回転し、試料チャンバ２００及び予め充填されたチャンバ２２０から流体を排出する。流体はチャンバ２００から排出されてチャンバ２０６に入る。チャンバ２００からチャネル２０２へ戻る流れは、圧力パターン２４４の流量制限器又はシールによって制御される。工程２６２の間に、流体はまた予め充填されたチャンバから排出されチャンバ２２２へ入る。工程２６４の間に、ダイヤル２４２を第２の増分回転し、流体をチャンバ２０６から分画チャンバ２１２、２１４へ排出し、及び流体をチャンバ２２２から試験チャンバ２１６へ排出する。ここでも逆流は圧力パターン２４４の流量制限器又はシールによって制限される。工程２６６で、ダイヤル２４２を第３の増分回転し、試料流体を分画チャンバ２１４から試験チャンバ２１６へ排出する。図示した実施形態で、ダイヤルは３０度の増分で回転されるが、適用は３０度の増分に限定されない。図示したように、パターンを放射状に配置することにより、複数のチャンバに順序に従って圧力を印加し、１つの回転増分で複数の処理工程を実施する。
【００３０】
上述したように、流量は流量制限器又はシールによって制御される。流量制限器は、図３を参照して上述したように多層構造物上に直接作ることができ、あるいはダイヤル２４２上に形成される圧力パターン２４４に組み込むことができる。例えば、図３に図示した流量制限器を用いる多層構造物上に、通常閉じられている通路を作ることができる。通常閉じられているこの通路は、加圧されると開き、チャンバから流体を放出する。あるいは、流量制限器は通常は開かれている通路を提供し、この通路は、チャンバに流体が充填された後に、流体が保持されるよう圧力によって封止される。多層構造物上に、フラップ弁又は類似の構造を含む他の構造の流量制限器を作ることができる。例えば、図示した実施形態で、流量制限器は、多層間に挟まれた硬い材料で形成され、あるいは一度つぶれると復帰することができないブリスターを形成するために１つ以上の層上に（図２に図示）形成される。
【００３１】
代替方法としては、流量制限器をダイヤル２４２上の圧力パターン２４４又は他の圧力装置に組み込み、一時的に流路１０７を圧搾するか又は流路１０７に作用する圧力を供給することによって、断続的又は一時的に流体の流れを封じること又は制限することができる。流量制限器は、通路を通る流れを封じる又は制限するために通路を変形又は圧搾する局所的な力を適用する隆起部分（図示せず）として形成される。例示的な実施形態では、一度隆起部分が取り除かれると、圧搾されていたチャネル又は通路は変形前の形になり、流体を通すことができる。複数の処理工程に渡りチャネル又は通路が閉じられたままであれば、隆起部分又はリブ２５５には凹凸があり、ダイヤル２４２が後続の処理又は試験工程のために回転又は進行されるにつれ、継続的に加圧する。
【００３２】
別の実施形態では、圧力パターン２４４を用いてチャンバを永久に封止する。例えば、図３に関して上述したように、圧力パターンを用いて、通常開かれている通路の封止部分１３０を結合又は封止することができる。したがって、通路は、圧力パターン２４４の隆起部分又はリブと接触するまでは流体の流れを許す。圧力パターンと接触後、通路は封止される。
【００３３】
図１２〜１３に図示した別の実施形態において、複数のチャンバ及び通路を多層構造物上に作ることにより、複数の処理又は試験工程を実施する線形の順序パターンを形成する。図１２に図示した装置において、チャンバ及び通路は、例示的に比較的堅く、代替的には比較的柔軟な多層カード状構造物２７０の端２８０から端２８２の間に線形に配置される。図１３に示すように、処理工程は線形の順序の圧力装置２８４によって実行される。図示した実施形態において、線形の順序の圧力装置２８４は、外郭の周囲方向に圧力パターン２９０を有する回転可能な円筒２８８を含む。円筒２８８は、ベース２９４に連結されたハンドル２９２によって回転される。カード状構造物２７０は、回転可能な円筒２８８とベース２９４の間のニップ又は通路２９６に挿入され、試験又は処理の順序を実行する。ハンドル２９２の回転によって円筒２８８が回転し、カード状構造物２７０を通路２９６を通して線形的に前進又は移動させる。
【００３４】
流体又は試料は、前述したようにカード状構造物２７０と圧力パターン２９０の境界面を介して試験又は処理順序に従って移動する。代替実施形態において、圧力パターンは円筒２８８ではなく圧力板又は構造物（図示せず）上に形成される。圧力パターンを有する圧力板又は構造物（図示せず）を、カード状構造物２７０と共にニップ又は通路２９６に挿入し、カード状構造物２７０及び圧力板又は構造物が通路２９６を前進するにつれ、試験又は処理順序を線形に沿って実行する。圧力は、カード状構造物２７０及び圧力板又は構造物が円筒２８８の回転によって前進するにつれ、圧力板又は構造物上の圧力パターンを通して印加され、順序に従ってチャンバ及び／又は通路に供給される。この圧力パターンは円筒２８８とは別に形成されるので、圧力装置２８４は汎用として、異なる処理パターン又は構造物に用いることができる。上述のように、圧力パターンを有する圧力板又は構造物は、カード状構造物２７０から分離したものでも、カード状構造物２７０に連結（例えば取外し可能な連結又は固定連結）したものでもよい。
【００３５】
図１３Ａは、上述のように特定の処理工程又は順序を選択的に実施するためにチャンバ及び通路を変形及び／又は封止する圧力を供給するための凹凸がある複数の圧力リブ又は隆起２９９を含む線形の順序の圧力板又は構造物の圧力パターン２４４を図示する。
【００３６】
図１４は、ヒンジ３０５で多層部分３０４にヒンジ連結される圧力装置３０２を有する装置３００を図示する。図のように、圧力装置３０２は、ヒンジ３０５から間隔を空けて置かれる複数（又は少なくとも１つ）の圧力隆起３０６を含む。隆起３０６は、多層部分３０４に作られる変形可能なチャンバ１０２−１、１０２−２、及び１０２−３又は代替的には通路１０７に相対して配置されるので、圧力Ｐが印加されることによって圧力装置３０２がヒンジ３０５を中心に軸回転すると、圧力隆起３０６がチャンバ１０２−１、１０２−２、及び１０２−３と順序に従って接触し、又はそれらを圧迫し、処理の流れの経路に沿って流体が移動する。
【００３７】
圧力Ｐが印加されると、圧力装置３０２は圧力装置３０２が多層部分３０４に隣接するまで軸回転し、圧力装置３０２はラッチング装置又はフック３１０（略図）によって固定される。図のように、図１５において流体が排出される又は流れる速度は、変形可能なチャンバ１０２内に粘性マスを備えるタイミングマス又は部分３１２を用いて制御可能である。粘性マスの粘度は、印加される圧力及び望ましいタイミング又は流量に基づいて設計される。上述の図示した実施形態において、流量パターン又はチャンバは、多層構造物又はカードの１つの面に形成される。
【００３８】
図１６〜１７が示すように、流量パターンは、両面カード又は装置をなすように、多層構造物又はカードの両面又は両側に形成されるチャンバを含む。具体的には、図１６の実施形態において示すように、第１の層（単層又は複数層）１２４−１を層又はベース３１６の第１の側に形成し、第２の層（単層又は複数層）１２４−２を層又はベース３１６の第２の側に形成することにより、カード又は装置の両面に１若しくはそれ以上のチャンバを有する両面カード又は装置が形成される。図１７の実施形態において、層又はカード３１６は、そこを通る流れ開口部又は通路３２２を含むことにより、カード又は装置の両面に延びて層又はベース３１６を通る流れ経路を提供する。
【００３９】
図１７の実施形態において、流れ開口部３２２は、カード又は装置の第１の側にある第１のチャンバ３２４と、カード又は装置の第２の側にある第２のチャンバ３２６との間に通路を提供する。図の実施形態において、流路３２２は、図のように流量制限器１０８によって制御される。流量制限器１０８は、十分な圧力が印加されると開くフランジブルシールなど様々な構造で作ることができる。したがって、両面構造物は、流体が、共通チャンバで組み合されるまでカード又は装置の両面を平行に流れることを可能にする。
【００４０】
図１７Ａが図示する別の実施形態において、複数の層３４０が３４２で接合又は接着することにより、複数の平行チャンバ３４４及び通路３４６が形成され、上述のように手動によって又は圧力装置の使用によって同時に作動される一連の平行な流れ経路が提供される。図１７Ａは３つの平行チャンバを図示しているが、当業者には理解されるように、適用は特定の数の平行チャンバに限定されない。
【００４１】
図１８〜２２は、変形可能なチャンバ及び通路のパターンを用いて実施可能な処理順序を、順序に従って図示する。図１８が図示するように、このパターンは、導入チャネル３５２及び例示的に溶離液で充填された変形可能なチャンバ３５４から流体試料を受け入れる変形可能な混合チャンバ３５０を含む。変形可能なチャンバ３５０及び３５４はそれぞれ、通路３５８、３６０によって捕獲チャンバ３５６に接続されている。捕獲チャンバ３５６は、通路３６６、３６８によって廃棄物チャンバ３６２及び溶離液チャンバ３６４にそれぞれ接続されている。図の実施形態において、捕獲チャンバ３５６は、試料から検体を分離するための捕獲媒質（図示せず）を含む。導入流体からの廃棄物はチャンバ３６２に貯留され、捕獲チャンバ３５６から分配される溶離液はチャンバ３６４に収集されて試験される。
【００４２】
図１９に示されるように、混合チャンバ３５０と捕獲チャンバ３５６との間の通路３５８は、試料がチャネル３５２からチャンバ３５０へ導入される間、シールＳ１によって閉じられている。導入された試料は、混合チャンバ３５０に収集される。別の工程で、図２０に示されるように、通路３５８のシールＳ１が開かれ、導入チャネル３５２からの通路３７０がシールＳ２によって閉じられ、チャンバ３７２からの添加液が通路３７１を通って排出され、チャンバ３５０内の試料と混合される。この後、通路３７０は閉ざされたまま維持され、通路３６０及び３６８はシールＳ３及びＳ４によってそれぞれ閉じられる。検体を分離するために、流体はチャンバ３５０から開通路３５８を通って捕獲チャンバ３５６に排出される。更に先の処理工程で、図２１に示されるように、流体が捕獲チャンバ３５６から通路３６６を通って分配され、廃棄物チャンバ３６２に収集される間、通路３５８、３６０、及び３６８はシールＳ１、Ｓ３、及びＳ４によってそれぞれ閉じられている。
【００４３】
例示的な実施形態では、廃棄チャンバ３６２は剛性のチャンバである。廃棄チャンバ３６２からの流量は、１方向の流量制限器によって制限されるので、チャンバ３６２内に流体は密閉される。１方向弁の例示的な実施形態は、ポリプロピレンのような不活性材料で作られるフラップを含み、このフラップは１方向に動くので、流体は１方向に流れ、逆方向への流体の流れは制限される。
【００４４】
検体は、捕獲媒質（図示せず）によって捕獲チャンバ３５６内の試料から分離される。場合によっては、検体を分離すること、及びある意味で濃縮することが必要である。好適な捕捉媒質の例としては、ビーズ、多孔質膜、発泡体、フリット、ふるい、又はこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。捕獲媒質は、検体に固有のリガンド、例えば抗体でコーティングしてもよい。他の実施形態では、他の検体分離手段を使用してもよい。図２２に示される次の処理工程において、流路３５８及び３６６はシールＳ１及びＳ５でそれぞれ閉じられ、流体はチャンバ３５４から排出される。排出された流体は通路３６０（今は開かれている）を通って捕獲チャンバ３５６に入り、通路３６８（いまは開かれている）を通って溶離液チャンバ３６４に入る。次に、捕獲媒質によって捕獲された検体の少なくとも一部がそこから放出される。
【００４５】
チャンバ３６４内の分離された流体を、試験機器又はセンサ（図示せず）を用いて試験する。例示的な実施形態において、試験機器は比色分析のセンサであり、例えば、どちらも「ジアセチレン材料の比色分析センサ（COLORIMETRIC SENSORS CONSTRUCTED OF DIACETYLENE MATERIALS）」と題された、２００３年１２月１６日付で出願された米国公開特許第２００４／０１３２２１７（Ａ１）号及び２００４年１２月１７日付で出願された米国公開特許第２００６／０１３４７９６（Ａ１）号に記載の、ポリジアセチレン材を含むことができる。本明細書に記載の装置と共に使用するのに適した他の試験機器及び／又は試薬は、２００４年１２月１７日付で出願された「セルの壁の構成要素の信号検出を強化する方法（Method of Enhancing Signal Detection of Cell-Wall Components of Cells）」と題された米国出願特許第１１／０１５，１６６号（現在の米国公開特許第２００５／０１５３３７０（Ａ１）号）に記載されている。
【００４６】
間接検定において、試験装置は、検体自体の検出ではなくむしろ、検体と反応するように構成された試薬の存在を検出する。例示的な実施形態において、試料及び検体が反応し、次に任意の残りの試薬（すなわち、検体と反応して反応体／検体との共役をまだ形成していない試薬）が試験機器と反応する。これに対し、直接検定を使う場合は、検体と反応する試薬は必ずしも必要でなく、検体は直接検出される。その後、試験装置は、試薬及び／又は検体の存在及び／又は量を視覚的に示す。検体及び／又は試薬は、試験装置と接触する前に、反応するのに十分な時間を与えられることが好ましい。通路のサイズによって流量を制御し、反応に十分な時間又は間隔を提供することができる。
【００４７】
間接検定の例示的な実施形態において、試薬は試験装置の表面（例えば初めは赤色）と反応し、試薬が試験装置と反応するにつれて、試験装置の色は例えば赤色から青色に変わる。試験装置はまた、存在する試薬の量を示すように構成してもよい（間接検定の場合は逆に、材料の試料内に存在する検体の量を表す）。例えば、試験機器は色を変えることが可能であり、その色の強度又は色相は試薬の存在量によって変化する。
【００４８】
開示したように、本明細書に記載の装置のチャンバ及び通路に、流体の流れによって加水される試薬又は乾燥した物質を、充填することができる。上述のチャンバ又は通路は、特定の処理の適用に応じてエラストマー材料で作っても剛性材料で作ってもよい。例えば、剛性及び変形可能なチャンバ又は通路のどちらも、異なる層及びパターンを用いて多層構造物上に形成することができる。
【００４９】
変形可能な通路又はチャンバは連行空気の導入を最低限にするので有用である。通常、変形可能な受け入れ通路及びチャンバは構造物とぴったり重なり、使用中は流体を受け入れるために拡張し、使用後は、処理中又は処理後の空気の導入又は連行を防ぐよう再び平らになる。例示的な実施形態において、通路は、チャンバ間の流れを制限又は許可する「弁」として働く。例示的な実施形態において、通路は、チャンバ間を流れる流体の流れを調整することにより、プロセッサとして働く。流体の改質の例としては、静的ミキサーによる混合操作又は通路内に含まれる表面被覆の溶解が挙げられる。処理パターンは、例えば、一連のカッターを有する通路を通して１つのチャンバから別のチャンバに流体試料を排出することによって固体物質を細断し、構成成分にすることができる。
【００５０】
上記のように、例示的な実施形態において、処理パターンは比較的低い輪郭構造で形成され、１つの例示的な実施形態においては、葉書程度のサイズであり、剛性でも柔軟でもよい。上述の多層構造物は、予め充填された流体及び試薬を含む使い捨ての装置を提供することにより、内蔵型の滅菌装置を提供する。代替方法として、処理パターンは、より大きいチャンバ及び通路を有するより大きい構造物に形成することができ、これは、食品産業のようにより大きい試料が要求される産業に、より好適である。
【００５１】
具体的な流れパターンに依存し、圧力装置上の対応する圧力パターンによって、複数の処理工程を順序に従って実施することができる。上記のように、チャンバ及び通路を選択的に圧することにより、流体、液体、ゲル、又は他の流れることが可能な組成物をチャンバから及びチャンバ間で、他のチャンバに及び他のチャンバから、並びに装置に及び装置から、導入及び排出、貯蔵、並びに放出することができる。本明細書で参照する場合、変形可能なチャンバは多層構造物として形成され、圧力を印加されることで流体を排出又は射出するのであり、変形可能なチャンバの構造及び機能は、本明細書に開示された特定の実施形態に限定されない。本明細書で参照する場合、「流体」とは、流れることが可能な任意の液体、ゲル、粉末、又は他の流れることが可能な組成物を指す。
【００５２】
本明細書で引用した特許、特許文書、及び刊行物の全ての開示内容は、それぞれが個々に援用された場合と同様に、その全内容が参照によって援用される。本発明の範囲及び趣旨から逸脱しない本発明の様々な変更や改変は、当業者には明らかとなるであろう。本発明は、本明細書で述べる例示的な実施形態及び実施例によって不当に限定されるものではないこと、また、こうした実施例及び実施形態は、本明細書において以下に記述する特許請求の範囲によってのみ限定されると意図する本発明の範囲に関する例示のためにのみ提示されることを理解すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１３Ａ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１７Ａ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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