(57)【要約】  流体サンプル１０６内の検体を検出するのに使用するマイクロ流体リアクタ装置１００が記載される。前記リアクタ装置は、試薬が前記リアクタ装置のアセンブリ後に導入されることができるように試薬提供手段を備える。これは、前記試薬を溶液又は散布の形式で導入し、液体の除去により、すなわち乾燥により保持手段１１８上に前記試薬を固定することにより実行されることができ、前記保持手段は、前記検出室において前記試薬を固体バージョンで有する。前記試薬の導入の前に、サンプル入口のような既に存在する前記リアクタ装置の構成要素は、湿式親水化技術により親水化されることができる。本発明は、製造技術及び結果として生じる製品に関する。本発明は、更に、特定の応用例に対する特定の試薬での前記リアクタ装置の官能化に関する。これは、主要なリアクタ装置構成要素の製造及びアセンブリ後に良好に実行されることができる。
2010534319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ流体リアクタ装置において、前記リアクタ装置が、反応室を囲む外壁を持つハウジングを有し、前記反応室が、相互作用面を持ち、前記外壁が、
ａ）流体サンプルの導入に対する少なくとも１つのサンプル入口と、
ｂ）前記サンプル入口とは異なり、前記反応室内に少なくとも１つの試薬を導入し、前記反応室内の試薬領域において前記少なくとも１つの試薬の固体バージョンを保持する少なくとも１つの保持手段上に前記試薬を提供する少なくとも１つの試薬提供手段であって、前記保持手段が、前記流体サンプルが前記反応室内に導入される場合に前記保持手段により保持される前記試薬が前記相互作用面と流体接触するように前記反応室内の前記相互作用面とは異なる選択された表面上に配置される又は配置可能である、当該少なくとも１つの試薬提供手段と、
を持つ、マイクロ流体リアクタ装置。
【請求項２】
前記マイクロ流体リアクタ装置が、流体サンプル内の検体を検出するのに使用するマイクロ流体センサ装置であり、前記反応室が検出室であり、前記相互作用面が感知面である、請求項１に記載のマイクロ流体リアクタ装置。
【請求項３】
前記試薬提供手段が、流体試薬を前記少なくとも１つの保持手段に送るマイクロ流体移送手段を有する、請求項１ないし２のいずれか一項に記載のマイクロ流体リアクタ装置。
【請求項４】
前記保持手段が、前記マイクロ流体リアクタ装置の前記外壁に接続可能な別個のカバーである、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のマイクロ流体リアクタ装置。
【請求項５】
前記保持手段が、所定量の試薬を有するように構成される、請求項１ないし４のいずれか一項に記載のリアクタ装置。
【請求項６】
前記保持手段が、開いた毛細管導管を有する、請求項１ないし５のいずれか一項に記載のリアクタ装置。
【請求項７】
前記リアクタ装置が、複数の試薬提供手段を有し、前記複数の試薬提供手段の各々が、１つの試薬を送るように構成される、請求項１ないし６のいずれか一項に記載のリアクタ装置。
【請求項８】
前記サンプル入口が親水性である、請求項１ないし７のいずれか一項に記載のリアクタ装置。
【請求項９】
前記試薬提供手段が、毛細管を有する、請求項１ないし８のいずれか一項に記載のリアクタ装置。
【請求項１０】
前記リアクタ装置が、前記反応室から前記流体サンプルを除去するサンプル出口を有し、前記サンプル出口が、前記サンプル入口及び前記試薬提供手段とは異なる、請求項１ないし９のいずれか一項に記載のリアクタ装置。
【請求項１１】
前記保持手段が、試薬オーバフロー室に接続される、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載のリアクタ装置。
【請求項１２】
前記リアクタ装置が、余剰液体試薬を検出する余剰試薬検出手段を有する、請求項１ないし１１のいずれか一項に記載のリアクタ装置。
【請求項１３】
前記保持手段において少なくとも１つの試薬を固体バージョンで有する、請求項１ないし１２のいずれか一項に記載のマイクロ流体リアクタ装置。
【請求項１４】
流体サンプル内の検体を検出するのに使用するマイクロ流体リアクタ装置において、前記リアクタ装置が、反応室を囲む外壁を持つハウジングを有し、
ａ）前記外壁が、親水性コーティングで覆われ、前記流体サンプル導入に対する少なくとも１つのサンプル入口を持ち、
ｂ）前記反応室が、相互作用面を持ち、前記外壁が、前記反応室内の試薬領域において少なくとも１つの試薬の固体バージョンを有する少なくとも１つの保持手段を持ち、前記保持手段が、前記流体サンプルが前記反応室内に導入される場合に前記保持手段により保持される固体試薬が前記相互作用面と流体接触するように前記反応室内の選択された表面上に配置される、
マイクロ流体リアクタ装置。
【請求項１５】
前記マイクロ流体リアクタ装置が、流体サンプル内の検体を検出するのに使用するマイクロ流体センサ装置であり、前記反応室が検出室であり、前記相互作用面が感知面である、請求項１４に記載のマイクロ流体リアクタ装置。
【請求項１６】
前記リアクタ装置が、前記保持手段に試薬を提供するために前記サンプル入口とは別にマイクロ流体移送手段を有する、請求項１４ないし１５のいずれか一項に記載のマイクロ流体センサ装置。
【請求項１７】
前記保持手段が、前記固体試薬を保持する開いた導管を有する、請求項１４ないし１６のいずれか一項に記載のマイクロ流体センサ装置。
【請求項１８】
マイクロ流体リアクタ装置を製造する方法において、前記方法が、
ａ）相互作用面を設けるステップと、
ｂ）前記相互作用面を囲み、反応室を形成するハウジングを設けるステップと、
を有し、前記ハウジングを設けるステップが、サンプル入口と、前記反応室内の試薬領域において少なくとも１つの試薬の固体バージョンを保持する、前記相互作用面とは異なる少なくとも１つの保持手段上に試薬を提供することにより前記反応室内に少なくとも１つの試薬を導入する、前記サンプル入口とは異なる少なくとも１つの試薬提供手段とを持つハウジングを設けることを含み、前記保持手段が、前記流体サンプルが前記反応室内に導入される場合に前記保持手段により保持される前記試薬が前記相互作用面と流体接触するように前記反応室内の選択された表面上に配置される、方法。
【請求項１９】
前記ハウジングを設けるステップの後かつ前記センサ装置内に試薬を導入する前に前記サンプル入口を通って前記検出室内に親水化液体を導入することにより前記サンプル入口を親水化するステップを有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの保持手段に接続された試薬オーバフロー室を設けるステップを有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記オーバフロー室において余剰試薬液体を検出する余剰検出手段を設けるステップを有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
マイクロ流体移送手段を介して前記保持手段内に所定量の前記少なくとも１つの試薬を導入するステップを有する、請求項１８ないし２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
少なくとも１つのマイクロ流体リアクタ装置を官能化する方法において、前記少なくとも１つのマイクロ流体リアクタ装置が、外壁により囲まれた反応室を有し、前記外壁が、サンプル入口及び試薬提供手段を持ち、前記方法が、
ａ）前記サンプル入口とは異なる前記試薬提供手段を介して前記反応室内に所定量の少なくとも１つの試薬を導入し、前記反応室内の相互作用面とは異なる少なくとも１つの保持手段上に前記試薬を提供するステップと、
ｂ）前記流体サンプルが前記反応室内に導入される場合に前記保持される試薬が前記相互作用面と流体接触するように前記反応室内の選択された表面において前記反応室内の試薬領域における前記所定量の前記少なくとも１つの試薬の固体バージョンを前記少なくとも１つの保持手段上に保持するステップと、
を有する方法。
【請求項２４】
前記方法が、前記保持手段上に提供された前記試薬の量を制御するために前記試薬の余剰分を検出するステップを有する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記方法が、前記導入の前に、複数の試薬から試薬を選択するステップを有する、請求項２３ないし２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
流体サンプル内の検体を検出する方法において、
サンプル入口を介して及び親水性力に基づいて、感知面及び所定量の固形の試薬を有する検出室を有するマイクロ流体センサ装置内に流体サンプルを導入するステップ、
を有し、前記方法が、
前記流体サンプルを前記所定量の試薬に接触させ、これにより流体混合物を形成するステップであって、前記試薬が前記検出内から前記流体サンプルにアクセス可能である当該ステップと、
前記流体混合物を前記感知面と接触させるステップと、
前記流体混合物と前記感知面との間の相互作用を検出するステップと、
を有する方法。
【請求項２７】
流体サンプル内の検体を検出するための請求項１ないし１７のいずれか一項に記載のマイクロ流体リアクタ装置の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば（バイオ）センサのような（バイオ）リアクタの分野に関する。より具体的には、本発明は、検体の存在の検出、例えば生物学的、化学的又は生化学的物質の定性的又は定量的検出に使用するマイクロ流体装置を得る方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
（バイオ）リアクタは、生成物を得るために制御された形で様々な試薬の接触を可能にする装置である。（バイオ）リアクタを使用することにより、実行されるべき反応の試薬の量、温度、持続時間、物理化学的特性、順序等のような因子は、制御されることができる。（バイオ）リアクタは、複数回使用又は使い捨てになっていることができる。（バイオ）リアクタのうち、バイオセンサは、例えば、血液、血清、血漿、唾液、組織抽出物、腸液、細胞培養抽出物、食物又は食事抽出物、飲料水等を有するサンプル流体において、例えば、タンパク質、ウイルス、バクテリア、精子／精液、細胞、細胞成分、細胞膜、胞子、ＤＮＡ、ＲＮＡ等のような"検体"とも称される目標分子の定性的又は定量的な検出を可能にする装置である。しばしば、バイオセンサは、前記検体を捕獲する特定の認識要素を有するセンサ表面を使用する。したがって、前記バイオセンサ装置の表面は、前記サンプル流体内の検出されるべき目標分子を結合するのに適した特定の分子を付着させることにより修飾されることができる。確立された原理は、前記バイオセンサ上の所定の場所において捕獲されたこのような関心分子は、磁性粒子又はビーズで標識化されることができ、これらの磁性粒子又はビーズは、磁気センサを用いて検出されることができる。１つの可能な代替例は、蛍光発光のような光学的検出を使用する検体の量の検出である。この場合、検体自体は、蛍光標識を持つことができ、又は代替的には蛍光標識認識要素を用いる追加の培養が実行されることができる。
【０００３】
ほとんどのバイオセンサにおいて、前記センサ装置は、前記センサ表面に加えて乾燥試薬を備える。前記試薬は、例えば、生物学的活性部分、例えば、抗薬物抗体に結合された標識を有しうる。分析時間を制限するために、前記試薬は、前記センサ表面上に直接的に配置されることができる。流体サンプルが到着する場合、前記乾燥試薬は、前記流体内に溶解及び混合し、前記流体は、この場合、前記センサ表面をぬらす。前記標識及び前記センサ表面は、前記目標分子（例えば、薬物）にさらされる。これは、前記センサ表面に対する前記標識の結合に作用し、前記結合が検出される。前記センサ表面上に直接的に配置される前記試薬を持つ不便は、前記センサ表面との前記試薬の起こりうる早すぎる反応（すなわち、前記試薬が前記目標と反応する可能性を持つ前に）を引き起こし、したがって前記検出を妨害することである。
【０００４】
サンプル流体内の検体の存在を検出するのに適した装置は、米国特許出願番号２００４／０１１５０９４から既知である。この特許出願において、前記装置は、センサモジュール及び流体システムを有する第１の本体を有する。この第１の本体は、前記流体に対する入口及び出口、並びに前記入口及び前記出口に接続された導管を備えた第２の本体に接続される。前記装置は、前記第１の本体及び前記第２の本体をアセンブルすることにより形成される。こうすることにより、前記流体システム及び前記センサは、流体の移送に適した形で互いに接続する。このような装置の構造から、試薬の導入が、前記２つの本体のアセンブリの前に前記装置内でのみ行われることができるように見える。多くのバイオセンサにおいて、前記装置にユーザの最小の干渉によりサンプル流体で充填させる、すなわち自律的に充填させることが有利である。これは、前記装置に毛管力により充填させることにより達成されることができる。これに対し、親水性壁を持つ装置が使用される。したがって、前記サンプル流体と接触する様々な部分を親水性材料（例えば、吸収界面活性剤又は親水性高分子）でコーティングすることは有利である。これは、前記アセンブルされた装置を親水性コーティング溶液で洗い流すことにより最も適切に実行される。このようなコーティングは、自律的流れにより前記サンプル流体で前記装置を満たすことを可能にする／容易化する。多くの場合、接着プロセスは、一度前記部分がコーティングされると、可能又は効率的ではない。結果として、コーティングプロセスは、典型的には、カートリッジの両方の部分を一緒に接着した後に実行される。このために、前記アセンブルされた装置は、一般に、適切な親水化剤の溶液で洗い流される。試薬は、前記親水化溶液内に分散され、洗い落とされるので、この手順は、明らかに、試薬が前記装置内にある場合に実行されることができない。加えて、この構成から、溶媒及びサンプルが同じ開口から供給され、前記サンプルの潜在的な希釈又は前記試薬との不適切な均一化を引き起こすように見える。したがって、当技術分野においてサンプル流体内の検体の存在を検出する新しい改良された装置及び方法に対する要望が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、サンプル流体との相互作用を可能にするのに使用する良好なシステム、装置及び方法、並びにこのような装置及びシステムを製造する方法を提供することである。本発明による実施例の利点は、同じ流体内の検体を検出する際に使用するのに良好なシステム、装置及び方法、並びにこのような装置及びシステムを製造する方法が提供されることである。本発明の実施例の利点は、装置のアセンブリ後に、例えば前記装置における前記サンプル流体の供給の直前に、前記装置における試薬の供給を可能にする前記装置を提供することである。前記試薬と前記センサとの間の接触が生じる前に前記サンプル流体と前記試薬との間の接触を可能にすることも、本発明による実施例の利点である。本発明の実施例の利点は、測定の信頼性及び再現性、前記装置の製造の容易さ、並びに倉庫に入れられた生成物の価値の低下の低減を含むが、これらに限定されない。本発明の実施例の他の利点は、前記装置のカスタマイズ（の一部）が、製造プロセスの比較的終盤に行われることであり、これは、異なる生成物の群が同じ装置に基づいて、しかしながら異なるタイプ又は量の試薬を使用して作成される場合に有利であることができ、すなわち、前記装置がアセンブルされた後に前記装置の遅い官能化及び／又はカスタマイズを可能にする。前記サンプル流体及び前記試薬が接触している場合に定温放置期間及び温度の制御を可能にすることは、本発明の特定の実施例の利点である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的は、本発明による方法及び装置により達成される。
【０００７】
本発明の第１の態様は、マイクロ流体リアクタ装置を提供し、前記リアクタ装置は、反応室を囲む外壁を持つハウジングを有し、前記反応室は、相互作用面を持ち、前記外壁は、前記流体サンプルの導入に対する少なくとも１つのサンプル入口と、前記反応室に少なくとも１つの試薬を導入し、前記反応室内の試薬領域において前記少なくとも１つの試薬の固体バージョンを保持する少なくとも１つの保持手段に前記試薬を提供する前記サンプル入口とは異なる少なくとも１つの試薬提供手段とを持ち、前記保持手段は、前記流体サンプルが前記反応室に導入される場合に、前記保持手段により保持される前記試薬が前記相互作用面と流体接触するように前記反応室内の前記相互作用面とは異なる選択された表面上に配置される又は配置可能である。
【０００８】
前記マイクロ流体リアクタ装置は、流体サンプル内の検体を検出するのに使用するマイクロ流体センサ装置であることができ、これにより、前記センサ装置は、検出室を囲む外壁を持つハウジングを有し、前記検出室は、感知面を持ち、前記外壁は、前記流体サンプルの導入に対する少なくとも１つのサンプル入口と、前記検出室に少なくとも１つの試薬を導入し、前記検出室内の試薬領域において前記少なくとも１つの試薬の固体バージョンを保持する少なくとも１つの保持手段に前記試薬を提供する前記サンプル入口とは異なる少なくとも１つの試薬提供手段とを持ち、前記保持手段は、前記流体サンプルが前記検出室に導入される場合に前記保持手段により保持される前記試薬が前記感知面と流体接触するように前記検出室内の前記感知面とは異なる選択された表面上に配置される又は配置可能である。前記試薬が、前記サンプル入口の湿式親水化の後に前記センサ装置に導入されることができることは、本発明による実施例の利点である。前記試薬が、前記センサ装置に導入され、前記サンプル入口の効率的な親水化を依然として可能にしながら前記検出室内の選択された位置において固体、例えば凍結乾燥された形で保持されることができることは、本発明による実施例の他の利点である。これは、前記センサ装置が容易に保管されることができ、前記試薬の量が正確に制御されることができるという利点を持つ。
【０００９】
本発明のマイクロ流体センサ装置の特定の実施例において、前記試薬提供手段は、前記少なくとも１つの保持手段に流体試薬を供給するマイクロ流体移送手段を有しうる。前記試薬が、液体で前記検出室内に導入されることができることは、本発明による実施例の利点である。更に、前記試薬の量の良好な計測が得られることができることは、本発明による実施例の利点である。
【００１０】
本発明のマイクロ流体センサ装置の他の特定の実施例において、前記保持手段は、前記マイクロ流体センサ装置の前記外壁に接続可能な別個のカバーであることができる。前記センサ装置の官能化が、製造プロセスの終盤に実行されることができることは、本発明による実施例の利点である。前記別個のカバーは、接着、ねじ取り付け、クリッピング及びクリッキング等により接続されることができる。
【００１１】
本発明の他の実施例において、本発明のセンサ装置の前記保持手段は、所定量の試薬を有するように構成されることができる。より具体的には、本発明のセンサ装置の前記保持手段は、開いた毛細管導管を有することができる。前記保持手段に提供される試薬の量が、例えば使用される前記開いた毛細管導管の長さ及びサイズにより、正確に決定されることができることは、本発明による実施例の利点である。
【００１２】
他の特定の実施例において、本発明のセンサ装置は、複数の試薬提供手段を有することができ、前記複数の試薬提供手段の各々は、１つの試薬を供給するように構成される。
【００１３】
本発明の更に他の実施例において、前記サンプル入口は、親水性であることができる。多重化が実行されることができ、結果として前記サンプル内の複数の検体の存在及び／又は量を正確に評価する可能性を生じることは、本発明による実施例の利点である。自律的流れによるサンプルでのカートリッジの重点が、親水性サンプル入口を使用して得られることができることは、本発明による実施例の利点である。前記マイクロ流体移送手段、前記保持手段及び／又は前記試薬入口は、親水性であることができる。
【００１４】
更に、他の実施例において、本発明のセンサ装置の前記試薬提供手段は、毛細管を有することができる。前記試薬が、毛管力を使用して提供され、したがって別個のポンプ手段の必要性を避けることができることは、本発明による実施例の利点である。
【００１５】
本発明の特定の実施例において、前記センサ装置は、前記検出室から前記流体サンプルを除去するサンプル出口を更に有することができ、前記サンプル出口は、前記サンプル入口及び前記試薬提供手段とは異なる。
【００１６】
本発明の更に他の実施例において、本発明のセンサ装置の前記保持手段は、試薬オーバフロー室に接続されることができる。
【００１７】
前記検出室において提供される試薬の量が、正確に選択されることができ、これにより余剰分の試薬が試薬オーバフロー室に集められることは、本発明による実施例の利点である。前記試薬オーバフロー室は、親水性であることができる。
【００１８】
本発明の代替実施例において、前記センサ装置は、余剰液体試薬を検出する余剰試薬検出手段を有することができる。前記センサ装置が、提供されるべき試薬の量を決定し、前記保持手段の適切な装填を確認する計測システムを有することができることは、本発明による実施例の利点である。
【００１９】
本発明の他の実施例において、前記マイクロ流体センサ装置は、前記保持手段において少なくとも１つの試薬を固体バージョンで有することができる。
【００２０】
本発明の第２の態様は、流体サンプル内の検体を検出するのに使用するマイクロ流体リアクタ装置を提供し、前記リアクタ装置は、反応室を囲む外壁を持つハウジングを有し、前記外壁は、前記流体サンプルの導入に対する親水性コーティングで覆われた少なくとも１つのサンプル入口を持ち、前記反応室は、相互作用面を持ち、前記外壁は、前記反応室内の試薬領域において少なくとも１つの試薬の固体バージョンを有する少なくとも１つの保持手段を持ち、前記保持手段は、前記流体サンプルが前記反応室内に導入される場合に前記保持手段により保持される前記固体試薬が前記相互作用面と流体接触するように前記反応室内の選択された表面上に配置される。前記マイクロ流体リアクタ装置は、流体サンプル内の検体を検出するのに使用するマイクロ流体センサ装置であることができ、前記センサ装置は、検出室を囲む外壁を持つハウジングを有し、前記外壁は、前記流体サンプルの導入に対する親水性コーティングで覆われた少なくとも１つのサンプル入口を持ち、前記検出室は、前記検出室内の試薬領域において少なくとも１つの試薬の固体バージョンを有する少なくとも１つの保持手段を持ち、前記保持手段は、前記流体サンプルが前記検出室内に導入される場合に前記保持手段により保持される前記固体試薬が前記感知面と流体接触するように前記検出室内の選択された表面上に配置される又は配置可能である。
【００２１】
本発明のこの第２の態様の他の実施例は、前記保持手段に試薬を提供する前記サンプル入口とは別のマイクロ流体移送手段を有するマイクロ流体センサ装置を提供する。
【００２２】
更に他の実施例において、本発明のマイクロ流体センサ装置の前記保持手段は、前記固体試薬を保持する開いた導管を有することができる。
【００２３】
本発明の第３の態様は、マイクロ流体反応装置を製造する方法を提供し、前記方法は、相互作用面を設けるステップと、相互作用面を囲むハウジングを設けるステップと、反応室を形成するステップとを有し、前記ハウジングを設けるステップは、サンプル入口と、前記反応室内の試薬領域において少なくとも１つの試薬の固体バージョンを保持する前記相互作用面とは異なる少なくとも１つの保持手段に前記試薬を提供することにより前記反応室内に少なくとも１つの試薬を導入する、前記サンプル入口とは異なる少なくとも１つの試薬提供手段とをハウジングに設けることを含み、前記保持手段は、前記流体サンプルが前記反応室に導入される場合に前記保持手段により保持される前記試薬が前記相互作用面と流体接触するように前記反応室内の選択された表面上に配置される。前記マイクロ流体リアクタ装置は、マイクロ流体センサ装置であることができ、これにより前記反応室は、検出室であることができ、前記相互作用面は、感知面であることができる。
【００２４】
本発明のこの第３の態様の特定の実施例は、前記ハウジングを提供した後にかつ前記センサ装置内に試薬を導入する前に前記サンプル入口を通して前記検出室内に親水化液を導入することにより前記サンプル入口を親水化するステップを更に有する方法を包含する。前記サンプル入口の親水化は、したがって、前記試薬の導入の前に行われることができる。
【００２５】
本発明の他の実施例は、前記少なくとも１つの保持手段に接続された試薬オーバフロー室を設けることを更に想定することができ、これは、前記オーバフロー室内で余剰な試薬液を検出する余剰検出手段を有しうる。所定量の試薬が前記保持手段に提供されることができることは、本発明による実施例の利点である。制御及び／又は補正機構が、前記所定量の試薬が前記保持手段に提供されるかどうかを決定するために備えられることができることは、本発明による実施例の利点である。
【００２６】
本発明の更に他の実施例において、前記方法は、マイクロ流体移送手段を介して前記保持手段内に所定量の前記少なくとも１つの試薬を導入するステップと、前記試薬の固体バージョンを得るステップとを有することができる。
【００２７】
本発明の第４の態様は、外壁により囲まれた反応室を有する少なくとも１つのマイクロ流体リアクタ装置を官能化する方法を提供し、前記外壁は、サンプル入口及び試薬提供手段を持ち、前記方法は、前記サンプル入口とは異なる前記試薬提供手段を介して前記反応室内に所定量の少なくとも１つの試薬を導入し、したがって前記反応室内の前記相互作用面とは異なる少なくとも１つの保持手段に前記試薬を提供するステップと、前記流体サンプルが前記反応室内に導入される場合に前記保持される試薬が前記相互作用面と流体接触するように前記反応室内の選択された表面において前記反応室内の試薬領域における前記所定量の前記少なくとも１つの試薬の固体バージョンを前記少なくとも１つの保持手段上で保持するステップとを含む。前記マイクロ流体リアクタ装置は、マイクロ流体センサ装置であってもよく、これにより前記反応室は検出室であってもよく、前記相互作用面は感知面であってもよい。
【００２８】
本発明のこの第４の態様の特定の実施例において、前記方法は、前記保持手段に提供された試薬の量を制御するために余剰の試薬を検出するステップを更に有することができる。
【００２９】
本発明の他の実施例において、前記方法は、前記導入の前に、複数の試薬から１つの試薬を選択するステップを有することができる。
【００３０】
本発明の第５の態様において、流体サンプル内の検体を検出する方法が提供され、前記方法は、サンプル入口を介して及び親水性力に基づいて、流体サンプルをマイクロ流体センサ装置に導入するステップを有し、前記マイクロ流体センサ装置は、検出室を有し、前記検出室は、感知面及び所定量の固体の試薬を有し、前記方法は、前記所定量の試薬と前記流体サンプルを接触させるステップであって、これにより流体混合物を形成し、前記試薬が前記検出室内から前記流体サンプルにアクセス可能である当該接触させるステップと、前記流体混合物を前記感知面と接触させるステップと、前記流体混合物と前記感知面との間の相互作用を検出するステップとを更に有する。
【００３１】
本発明の第６の態様において、流体サンプル内の検体を検出するためのマイクロ流体センサ装置の使用を提供する。
【００３２】
本発明の特定の及び好適な態様は、添付の独立及び従属請求項に提示される。従属請求項からのフィーチャは、単に請求項に明示されるようにのみではなく、必要に応じて、独立請求項のフィーチャ及び他の従属請求項のフィーチャと組み合わせられることができる。
【００３３】
本発明の教示は、サンプル流体内の検体を検出するのに使用する改良された方法及び装置の設計を可能にする。
【００３４】
本発明の上記の及び他の特徴、フィーチャ及び利点は、例として、本発明の原理を説明する添付の図面と併用される以下の詳細な説明から明らかになる。この説明は、本発明の範囲を限定することなしに、例としてのみ与えられる。下で引用される参照図は、添付の図面を参照する。
【００３５】
異なる図において、同じ参照符号は、同じ又は類似した要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施例によるサンプル内の少なくとも１つの検体を感知又は検出するマイクロ流体センサ装置の概略的表現図である。
【図２】本発明の一実施例による固形の試薬を保持する保持手段に試薬を提供する試薬入口を有するマイクロ流体センサ装置の縦断面である。
【図３】本発明の一実施例によるマイクロ流体センサ装置の保持手段における毛細管の概略的表現図を示す。
【図４】本発明の一実施例による、提供された試薬の量を制御する感知手段及び試薬出口を有するマイクロ流体センサ装置の縦断面である。
【図５】本発明の一実施例による、上側における接続可能なカバーにより区切られた検出室を有するマイクロ流体センサ装置の縦断面である。
【図６】カバー無しの図５に示されるセンサ装置の詳細な縦断面である。
【図７】図５に示される試薬を運ぶカバーの詳細な縦断面である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明は、特定の実施例に関して及び特定の図面を参照して説明されるが、本発明は、これらに限定されず、請求項によってのみ限定される。請求項内の参照符号は、範囲を限定するように解釈されるべきでない。表現された図面は、概略的であるだけであり、非限定的である。図面において、要素の幾つかのサイズは、誇張され、説明の目的で正しい縮尺で描かれていない。
【００３８】
用語"有する"が、この説明及び請求項において使用されるが、これは、他の要素又はステップを除外しない。単数形名詞を示す場合に不定冠詞又は定冠詞、例えば"１つの"（"a"又は"an"）、"前記"（"the"）が使用されるが、これは、何か特に記載されない限り複数の当該名詞を含む。
【００３９】
更に、説明及び請求項内の用語第１、第２及び第３等は、同様の要素を区別するために使用され、必ずしも時間的、空間的、ランキング又は他の形の順序を記述するために使用されるわけではない。このように使用される用語が、適切な環境下で置き換え可能であり、ここに記載される本発明の実施例が、ここに記載される又は説明されるものとは別の順序で動作することができると理解されるべきである。
【００４０】
更に、説明及び請求項における用語上部、底部、上、下及び縦等は、記述の目的で使用され、必ずしも相対的な位置を記載するために使用されるわけではない。このように使用される用語が、適切な環境下で置き換え可能であり、ここに記載される本発明の実施例が、ここに記載された又は説明されたものとは別の向きで動作することができると理解されるべきである。
【００４１】
この明細書を通して"一実施例"又は"実施例"への言及は、前記実施例に関連して記載された特定のフィーチャ、構造又は特徴が、本発明の少なくとも１つの実施例に含まれることを意味する。したがって、この明細書を通して様々な場所におけるフレーズ"一実施例において"又は"実施例において"の出現は、必ずしも全てが同じ実施例を示すわけではないが、そうでもありうる。更に、特定のフィーチャ、構造又は特徴は、１つ又は複数の実施例において、この開示から当業者に明らかであるように、適切な形で組み合わせられることができる。
【００４２】
同様に、本発明の典型的な実施例の記載において、本発明の様々なフィーチャが、時々単一の実施例、図又はその説明において、開示を簡素化し、１以上の様々な発明の態様の理解を助ける目的で、一緒にグループ化されることは、理解されるべきである。しかしながら、この開示方法は、請求される発明が、各請求項に明示的に列挙されるより多くのフィーチャを必要とされるという意図を反映すると解釈されるべきでない。むしろ、以下の請求項が反映するように、発明の態様は、単一の先行する開示された実施例の全てより少ないフィーチャにある。したがって、詳細な説明の後に続く請求項は、これによって、この詳細な説明に明示的に組み込まれ、各請求項が、本発明の別の実施例として自立する。
【００４３】
更に、ここに記載される幾つかの実施例は、他の実施例に含まれる幾つかのフィーチャを含み、他のフィーチャを含まないが、異なる実施例のフィーチャの組み合わせは、本発明の範囲内であると意図され、当業者により理解されるように異なる実施例を形成する。例えば、後続する請求項において、請求される実施例の何れも、いかなる組み合わせでも使用されることができる。
【００４４】
更に、装置実施例のここに記載される要素は、本発明を実行する目的で前記要素により実行される機能を実行する手段の一例である。
【００４５】
ここで与えられる説明において、多くの特定の細部が記載される。しかしながら、本発明の実施例が、これらの特定の細部なしで実施されうると理解される。他の例では、周知の方法、構造及び技術は、この説明の理解を曖昧にしないために詳細には示されない。
【００４６】
以下の用語又は定義は、本発明の理解を助けるためにだけ与えられる。定義は、当業者に理解されるより小さい範囲を持つと解釈されるべきでない。
【００４７】
用語"結合される"は、ここで使用される場合かつ他に特定されない限り、直接接続のみに制限されると解釈されるべきでない。用語"結合される"及び"接続される"は、その派生語に沿って、使用されることができる。これらの用語が、互いに対する同義語を意図されないことは、理解されるべきである。したがって、表現"装置Ｂに結合された装置Ａ"の範囲は、装置Ａの出力部が、装置Ｂの入力部に直接的に接続される装置又はシステムに限定されるべきでない。これは、他の装置又は手段を含む経路でありうる、Ａの出力部とＢの入力部との間の経路が存在することを意味する。"結合される"は、２以上の要素が直接的に物理的に接触しているか、又は２以上の要素が、互いに直接的には接触していないが、依然として互いに協働又は相互作用することを意味することができる。
【００４８】
ここで使用される用語"サンプル"は、少なくとも１つの関心検体を有することができる組成物に関する。前記サンプルは、好ましくは"サンプル流体"とも称される流体、例えば水性組成物である。ここで使用される用語"検体"は、本発明の実施例を使用することにより存在、不在又は濃度が決定されるべきである物質を示す。検体は、有機分子、グルコース又はエタノールのような代謝産物、タンパク質、ペプチド、核酸セグメント、薬剤、抗生物質又は薬物のような分子、乱用薬物、プロモータ、活性剤、抑制因子若しくは補助因子のような酵素プロセスにおいて調整効果を持つ分子、ウイルス、バクテリア、細胞、細胞要素、細胞膜、胞子、ＤＮＡ、ＲＮＡ、微生物及びその断片及び生成物、又は付着サイト、結合部又は（抗体のような）受容体が発達されることができる物質を含むことができるが、これらに限定されない。
【００４９】
ここで使用される用語"標識"は、検出可能な信号を生成することができる、又は他の分子に結合して若しくは合成物を形成して検出可能な信号を生成することができる分子又は材料を示す。本発明の異なる検出システム及び方法において使用する適切な標識は、多く、当技術分野において広く記載されている。これらは、光学的標識（例えば、蛍光剤、リン光性発光剤、化学発光剤、生物発光剤及び同様の色の分子、反応すると色を生成する分子のような蛍光性分子）、放射性標識、磁気及び／又は電気標識、酵素、特異的に認識可能なリガンド、及び音響共振により検出可能なマイクロバブル等でありうる。標識は、センサにより検出されることができる直接的な標識であることができる。代替的に、標識は、後続の発達プロセスの後に検出可能になる間接的標識であることができる。本発明の方法において使用される標識は、検体固有標識であることができ、すなわち前記検体に対して特異的に結合することができる。それにもかかわらず、前記検体が純化された形で存在する場合に、前記標識が前記検体に結合することが十分であることも考えられる。
【００５０】
ここで使用される用語"検体類似物"は、検体を捕獲又は結合するのに使用されるプローブ又は捕獲プローブと結びつくことができる物質を示す。前記検体類似物は、前記検体が、例えばプローブ又は捕獲プローブに対する競合的結合において、前記検体類似物との競合に基づいて決定される競合アッセイにおいて使用される。
【００５１】
用語"プローブ"は、本発明において、検体に特異的に結合する結合分子に関する。本発明との関連で考えられるプローブは、潜在的な検体に選択的に結合することができる、全抗体、Ｆａｂ部分のような抗体断片、一本鎖Ｆｖ、単一可変領域、ＶＨＨ、重鎖抗体、ペプチド、エピトープ、膜受容体若しくは他のタイプの受容体若しくはその一部、基質トラッピング酵素変異体、全抗原性分子（ハプテン）若しくは抗原断片、オリゴペプチド、オリゴヌクレオチド、ミミトープ、核酸及び／又はこれらの混合物のような生物学的活性部分を含むが、これらに限定されない。抗体は、非タンパク性化合物及びタンパク質又はペプチドに発展されることができる。プローブは、免疫反応性の部分又は結合対のアフィニティ反応性部分であることができる。前記プローブの性質は、検出されるべき検体の性質により決定される。通常、前記プローブは、限定的ではないが、抗原−抗体結合、相補的ヌクレオチド配列、炭水化物レクチン、相補的ペプチド配列、リガンド−受容体、コエンザイム、酵素阻害薬−酵素等のような検体との特異的な相互作用に基づいて発展される。本発明において、プローブの機能は、検体の検出を可能にするように検体と特異的に相互作用することである。したがって、プローブは、標識化されることができ、又は直接的に若しくは間接的に検出可能であることができる。前記プローブは、例えば検体がタンパク質である場合、抗検体抗体（anti-analyte antibody）であることができる。代替的に、前記プローブは、例えば前記検体がヌクレオチド配列である場合に、相補的オリゴヌクレオチド配列であることができる。
【００５２】
ここで使用される用語"捕獲プローブ"は、認識又は結合事象によりセンサ面上に検体及び／又は標識化された検体を固定するプローブを示す。
【００５３】
ここで使用される用語"センサ"は、サンプル流体内の検体の定性的及び／又は定量的検出を可能にする装置を示す。前記検体が生物学的性質を持つ場合又は前記センサが検出に対して生物学的物質に依存する場合、（例えば抗体捕獲プローブ）前記センサは、時々"バイオセンサ"と称される。ここで使用される"センサ"は、通常は、検体を捕獲するか、又は固定された検体類似物を前記サンプル流体内に存在する検体で置き換えるかのいずれかである感知面により感知を動作する。
【００５４】
本発明の態様及び実施例の以下の記述フィーチャは、マイクロ流体センサ装置に関して記載されるが、本発明の前記態様及び実施例は、サンプル流体との制御された反応が得られることができるマイクロ流体リアクタ装置にも関する。前記リアクタは、バイオリアクタでありうる。前記リアクタは、生成物を得るために様々な試薬をサンプル流体と制御された形で接触させるように構成されることができる。前記リアクタは、以下の態様及び実施例において記載されるように検出器及び感知面を必要としない。前記リアクタにおいて、前記感知面は、相互作用面により置き換えられ、これにより例えば特定のタイプの他の試薬が提供される。本発明の実施例において、前記リアクタは、したがって、例えば、試薬が、前記サンプル流体と接触する前に、前記反応室の異なる場所における相互作用面に提供された他の試薬と相互作用しないように前記装置のアセンブリ後に試薬を提供するように構成されることができる。したがって、前記実施例が、センサ装置に関して記載されるが、与えられた概念は、変更すべきところは変更して、オプションとして他の試薬を提供される、感知面の代わりに相互作用面を持つリアクタに適用されることができる。
【００５５】
第１の態様において、本発明は、サンプル流体内の検体の存在を検出するのに使用するマイクロ流体センサ装置に関する。前記マイクロ流体センサ装置は、例えば、サンプル流体内の生物学的、化学的又は生化学的検体を検出する感知応用例において使用するのに適しているかもしれない。前記マイクロ流体センサ装置は、生成物を得るために制御された形で様々な試薬を接触させることを可能にすることもでき、例えば、リアクタ装置であってもよい。このようなマイクロ流体センサ装置１００の概略的表現図が、図１に示される。マイクロ流体センサ装置１００は、外壁１０１と、外壁１０１により囲まれ又は実質的に囲まれ、前記検出が生じる検出室１０２とを持つハウジングを有する。前記外壁により囲まれた検出室１０２は、例えば、センサ面を有する第１の部分及びマイクロ流体部分を有する第２の構成要素をアセンブルすることにより形成されることができるが、本発明はこれに限定されない。検出室１０２は、検出領域内から、導入された場合にサンプル流体１０６にアクセス可能であるセンサ面１０４により少なくとも部分的に区切られる。検出室１０２は、固定体積、又はオプションとしてこの体積を調整又は適合した後に初めて固定される体積を持ちうる。これは、例えば定量的検出が必要とされる場合に有利である。固定体積を持つ検出室１０２において、固定体積の流体１０が、提供されることができる。検出室１０２の体積は、検出に対して適した体積であることができるが、例えば０．１ないし１０μｌを有する体積に限定されない。周知の体積を持つ検出室１０２も、前記サンプル体積が重要であり、標識の濃度が結果を決定するので、競合アッセイが実行される場合に好ましい。標識の数は、例えば、サンプル流体１０６の単位体積当たりの標識の正しい数に帰着する明確な体積と組み合わせて、明確な濃度の標識の明確な投薬体積を提供することにより規定されることができる。
【００５６】
センサ装置１００の外壁１０１は、流体サンプル１０６に対するサンプル入口１０８を有する。流体サンプル１０６に対するサンプル入口１０８は、検出室１０２において試薬の固体バージョン１１２として保持される試薬を導入する試薬提供手段１１０、例えば試薬入口の入口開口とは異なる検出室１０２における入口開口を持つ。前記流体サンプルに対するサンプル入口１０８は、毛細導管（ここでは"毛細管"と称される）、例えば、液体、例えば液体流体サンプルが毛管力により駆動されることができるような寸法を持つ管又は中空断面を有することができる。毛細管断面の直径に対する典型的な寸法は、０．１ないし２ｍｍである。オプションとして、装置１００は、流体サンプルに対するサンプル入口１０８を通して流体サンプル１０６を送る圧力手段１１４を更に又は代替的に有することができる。適切な圧力手段は、限定的ではないが、例えば、ポンプ及び注射器等を有する。このような圧力は、当業者に既知であるようにマイクロ流体形式で供給される。圧力手段１１４は、検出室１０２内に前記流体サンプルを押し通す正の圧力を与えることができるか、又は検出室１０２内の前記流体サンプルを引くために装置１００の検出室１０２の側において与えられる真空又は低圧力を作成することができる。サンプル入口１０８は、親水化液で濡らすことにより親水化されることができる。
【００５７】
サンプル入口１０８の親水化が試薬の取り込み、例えば溶解可能な試薬の取り込みの前に行われることができるように、かつ例えばセンサ面、外壁及びサンプル入口１０８を含むセンサ装置１００の主な構成要素のアセンブリ後に試薬を取り込むことを可能にする試薬提供手段が与えられることは、本発明による実施例の利点である。
【００５８】
センサ面１０４は、使用されるセンサ１１６の固体表面により構成されることができる。センサ１１６は、マイクロ流体センサ装置１００の一部であることができるか、又は前記センサは、カートリッジリーダの一部である外部センサに少なくとも部分的に含まれることができ、マイクロ流体センサ装置１００は、前記カートリッジリーダ内への導入及び読み出し値を得るための前記外部センサの使用に適したカートリッジであることができる。また、例えば前記カートリッジリーダ内に収容される外部検出器も使用されることができる。前記外部検出器は、この場合、センサ面１０４上の変化、例えば窓外壁１０１を通して前記検出器により見られることができる光学的変化を検出するのに使用される。センサ面１０４は、関心粒子を捕獲する生物学的又は生化学的活性部分を有しうる。生物学的又は生化学的活性部分は、例えば、前記センサ面に取り付けられ、適切な状況にある場合に検体又は標識化されたプローブとそれぞれ結合又は反応することができる検体類似物及び／又は捕獲プローブを示すことができる。生物学的活性層の前記検体類似物及び／又は捕獲プローブは、当技術分野において既知である如何なる方法によって保持又は固定されてもよい。これらの生物学的活性部分は、場所に固有の形でセンサ面１０４に付着されることができ、これは、これらの部分の固有の場所が、例えば面１０４上のタンパク質耐性層を通して、結合に関与することを意味する。センサ面１０４は、体積に対する表面の比を向上させるために多孔質表面を持ちうる。
【００５９】
外壁１０１は、少なくとも１つの試薬提供手段１１０を更に有する。試薬提供手段１１０は、少なくとも前記サンプル入口が、前記センサ装置において形成された後に前記試薬の取り込みを可能にし、前記試薬の取り込みの前に前記サンプル入口又は他の構成要素の特定の処理を可能にするという利点を持つ。試薬提供手段１１０は、サンプル入口１０８とは異なり、壁１０１の別の場所における別の入口である。これは、前記検出室内へ少なくとも１つの試薬を検出室１０２内の試薬領域において前記試薬の固体バージョンを保持する少なくとも１つの保持手段１１８に前記試薬を提供するように構成される。試薬提供手段１１０は、例えば、前記試薬を液体又は固体バージョンで導入するように構成されることができる。固体として、前記試薬は、例えば前記試薬の固体バージョンが存在する保持手段により試薬提供手段により提供された試薬入口を覆う、保持手段１１８を導入することにより導入されることができる。前記保持手段の表面は、前記試薬を保持又は固定するように構成されることができる。他の例は、前記試薬が固化されることができる保持手段１１８に流体試薬を送るマイクロ流体移送手段１２０を有する試薬提供手段１１０である。保持手段１１８の構造は、前記試薬を保持するように構成されることができる。保持手段１１８は、例えば、液体の形で前記試薬を受け、固化及び／又は乾燥後に、固体バージョンで前記試薬を固定する開いた導管を有することができる。試薬オーバフロー室１２２は、余剰流体試薬及びオーバフローを集める又は捨てるために設けられることができるか、又は余剰検出機構１２４が、前記保持手段に提供される試薬の量を制御するために設けられる。検出機構１２４は、例えば制御された量の試薬で、前記保持手段の適切な充填を制御するのを助けることができる。保持手段１１８は、前記試薬を固定するように構成されることができ、すなわち固定手段であることができる。典型的な実施例は、より詳細に以下に記載される。
【００６０】
試薬提供手段１１０を使用して検出室１０２内に導入された試薬は、好ましくは、溶解可能な試薬、すなわち、前記流体サンプルと接触する場合に溶解するように構成された試薬である。前記試薬は、標識ベースの検体検出を助けることができる。これは、前記サンプル内の前記検体の存在を表す検出可能な信号を生成するように前記検体と反応する化学的又は生化学的性質の試薬を含むことができる。例えば、前記試薬は、プローブ又は標識化されたプローブを有することができる。特定の実施例において、前記試薬は、磁性又は磁化可能な粒子で標識化されたプローブを有する。異なる検出システム及び方法において使用するのに適した試薬は、様々な検体の存在及び／又は濃度を決定するために選択された様々な活性部分を含む。各様々な検体とともに使用可能な多くの化学的性質が存在する。これらは、評価されるべき検体に関して選択される。一例において、前記試薬に含まれるプローブは、抗体である。他の例において、前記試薬は、例えば、酵素、コエンザイム、酵素阻害剤、酵素基質、酵素変化を促進するＡＴＰ、ＮＡＤＨ等のような補助因子、ビタミン、ミネラルを含んでもよく、本発明は明確にこれらに限定されない。例えば、前記試薬は、サンプル内の代謝産物又は小さな分子の存在を決定するために選択されることができる１以上の酵素、コエンザイム及び補助因子を含むことができる。更に、前記試薬は、標識、緩衝塩、洗浄剤、糖類等をも有しうる。複数の異なる試薬が、溶液組成により駆動される異なる条件下で又は異なる標識を用いてアッセイを可能にするために別個の構造に存在することができる。
【００６１】
試薬１１２の固体バージョンは、乾燥又は凍結乾燥された形式でありうる。これは、長い保管期限、すなわち収容中の良好な性質に帰着し、これにより、例えば、流体サンプルの追加の前の相互作用が制限される。１つの特定の実施例において、前記試薬は、多孔質材料に含まれ、例えば、これは多孔質層を形成する。これは、乾燥中に純化する材料を有する試薬層を堆積し、前記試薬層を乾燥する、例えば炭酸アンモニウムのような塩及び／又は水の純化により得られることができる。こうして得られる多孔質試薬層は、更に、ナノ多孔質又はマイクロ多孔質であることができる。多孔質性は、前記試薬成分の溶解を改良するのを助けるので有利である。前記試薬は、架橋可能な高分子材料内に保持されることができる。前記試薬は、この場合、前記高分子の架橋結合を開始することにより前記保持手段において固定される。他の特定の実施例において、前記試薬は、１以上の溶解性凍結乾燥ビーズに含まれる。これらのビーズは、例えば、凍結媒体内に前記試薬の成分を含む溶液を落とし、続いて前記得られたビーズの凍結乾燥により形成されることができる。前記試薬は、より詳細に以下に記載されるように、前記マイクロ流体センサ装置内の適切な位置におけるスポッティング、ピペット操作、プリンティング、例えばインクジェットプリンティングのような適切なマイクロ堆積技術により加えられることができる。１つの代替例は、前記保持手段内の導管に前記試薬を液体で提供し、例えば自然乾燥、強制乾燥又は凍結乾燥により、前記保持手段上で前記試薬を固化することにより前記試薬を加える。強制乾燥が使用される場合、前記試薬の固体バージョンを得るのに適切な乾燥装置は、本開示により包含され、例えば、（真空）オーブン、凍結乾燥器である。他の実施例において、１より多い試薬層が、互いの上に及び／又は例えば互いのそばで検出するのに使用する前記センサ装置内の異なる基質面上に堆積されることができる。前記試薬が保持される場所は、好ましくは、本発明の一部の実施例においてセンサ面１０４とは異なり、別である。
【００６２】
オプションのフィーチャとして、本発明のセンサ装置は、検出領域から前記サンプル流体を除去するサンプル出口２２６を更に有し、前記サンプル出口２２６は、前記流体サンプルが入ることを許されるサンプル入口１０８とは異なり、前記試薬がマイクロ流体移送手段を介して前記検出領域内に導入されることができる前記試薬提供手段、すなわち前記試薬を導入する前記試薬入口とも異なり、これは、存在する場合には試薬出口とも異なることができる。前記装置がリアクタ、例えばバイオリアクタである場合、生成物は、サンプル出口２２６を通って集められることができる。
【００６３】
上述のように、センサ面１０４は、センサ１１６の一部であるか、又は外部センサと協働することができる。検出センサ１１６は、適切なセンサ、例えば磁気、機械的又は光学的センサを含むことができるが、本発明はこれらに限定されない。前記磁気センサは、例えばホールセンサであってもよく、又はＧＭＲ、ＴＭＲ又はＡＭＲセンサのような磁気抵抗素子を含みうる。更に、励起手段１２８、例えば、標識を励起して前記検出を助ける抗原又は例えば前記試薬を運ぶ磁性ビーズを活性化する磁場が、与えられてもよい。前記センサ装置は、センサ結果を処理し、したがって適切な出力の提供を可能にする処理手段１３０を更に有しうる。このような処理手段１３０は、例えば計算手段のような如何なる適切な手段であってもよい。オプションのフィーチャとして、前記センサ装置は、前記試薬又は前記試薬の成分を前記保持手段上に保つ保有手段１３２を更に有することができる。このような保有手段は、自然溶解及び核酸により得られるものと異なるタイミングが得られるべきである場合に前記試薬又はその成分を保持すること及び前記試薬又はその成分を解放することの両方を可能にする。オプションのフィーチャとして、本発明の一部の実施例によると、前記マイクロ流体センサ装置は、作動手段１３４を更に有することができる。作動手段１３４は、混合手段であってもよく及び／又は例えば前記サンプル流体を前記試薬と接触させた後に、流体混合物の成分を配置又は移動する手段であってもよい。
【００６４】
同様に、オプションのフィーチャとして、本発明の一部の実施例によると、前記センサ装置は、温度制御手段１３６を更に有することができる。温度制御手段１３６は、前記サンプル流体と前記試薬との間の相互作用を最適化するために検出室１０２内の温度を制御又は変更することができる。これらの温度制御手段は、加熱素子、例えば電気抵抗及び／又は冷却素子、例えばペルチェクーラを有しうる。好ましくは、前記温度制御手段は、前記検出室の温度に作用するために前記センサ面の下及び／又は上に位置する。温度制御手段１３６は、（生）化学反応の経路及び／又は速度、又は所望の結果に作用しうる（粘性のような）前記サンプルの性質を制御するために、前記検出室内の前記検出領域の外側に配置されることもできる。
【００６５】
本発明の第１の態様は、ここで、複数の特定の実施例により更に記述され、本発明は、これらに限定されず、請求項によってのみ限定される。
【００６６】
前記第１の態様による第１の特定の実施例において、試薬提供手段１１０は、前記試薬を液体で導入し、前記試薬が固化及び／又は乾燥されることができる保持手段１１８に前記試薬を送るように構成される。乾燥することにより、溶媒は、前記試薬から除去されることができ、結果として固体試薬を生じる。前記検出室は、このプロセスの実質的に前に完了され、例えば、前記検出室は、前記試薬を提供する前に、前記サンプル入口が既に完全に形成され、オプションとして既に処理されることができるような形で、既に囲まれている。前記試薬提供手段は、したがって、検出室１０２内の保持手段１１８に接続されたマイクロ流体移送手段１２０を有する。前記保持手段は、前記試薬が保持される検出室１０２内の試薬領域を決定することができる。前記保持手段の形状又は性質は、前記検出室内に保持される試薬の量を決定することもできる。前記保持手段は、これにより、前記流体サンプルが前記検出室内に導入される場合に前記試薬が前記感知面と流体接触するように検出室１０２内の選択された表面に配置される。前記保持手段と前記センサ面との間の距離は、前記試薬及び前記サンプル流体の反応の速度及び前記センサ面に対する影響を決定するためにセットされることができる。１より多い試薬は、順番に又は混合物として保持手段１１８内に導入されることができる。代替的には、本発明の他の実施例において、複数の保持手段が、共通の又は独自の入口とともに存在することができる。マイクロ流体移送手段１２０及び／又は保持手段１１８は、マイクロ流体構造、例えば毛細管、例えば液体、例えば管、中空導管断面、複数の細かい導管若しくは規則的な柱の"木"からなる多孔質構造又は試薬溶液が毛管力によって中に駆動されることができるような寸法を持つランダム構造を有することができる。毛細管断面の典型的な寸法は、０．１ないし２ｍｍである。前記センサ装置は、前記保持手段に接続された前記マイクロ流体移送手段内に前記試薬入口を通って前記試薬を送る圧力手段を更に有することができる。適切な圧力手段は、限定的にではないが、例えば、ポンプ及び注射器等を有する。好ましくは、前記毛細管は、前記試薬が前記検出室以外の部分に流入せず、前記試薬領域以外の部分に流れないような大きさにされる。更に、前記毛細管の寸法は、前記サンプル流体が検出室１０２内に導入される場合に前記流体サンプルと接触する前記毛細管に含まれる所定量の試薬を決定するように構成されることができる。より一般的には、保持手段１１８は、所定量の試薬を保持又は固定するように構成されることができる。追加的には、前記毛細管は、親水性であることができ、又は以下に記載されるように水性サンプルを収容するためにコーティングにより親水性にされることができる。試薬提供手段１１０は、サンプル入口１０８とは異なる前記外壁の如何なる適切な場所に配置されてもよい。例えば、試薬提供手段１１０は、前記検出領域、例えば検出室の上を区切ることができる。代替的には、前記試薬は、前記感知面とこの領域の反対側を区切る面との間に位置することができる。少なくとも１つの試薬を運ぶ２以上の保持手段を持つ検出領域、例えば検出室を実現することも可能である。説明���ために、図２及び図３は、前記第１の態様によるマイクロ流体センサ装置の例を示す。図２は、このような典型的なセンサ装置１００の縦断面図を示す。センサ装置１００は、マイクロ流体移送手段１２０を有する試薬提供手段１１０を有する。マイクロ流体移送手段１２０が、流体構造、例えば毛細管、より好ましくは親水性毛細管であることができ、これがサンプル流体入口１０８とは異なることに注意すべきである。マイクロ流体移送手段１２０は、前記試薬が固体で保持されることができる保持手段１１８に接続される。保持手段１１８の表面は、例えば前記検出室に向けて開いている開いた導管を有することにより、及び前記導管の保持及び容易な充填に対する毛細管性質及び／又は親水性性質を有することにより、前記試薬を保持するように構成されることができる。前記導管の長さは、これにより、保持手段１１８に加えられるべき所定量の試薬を保持するように構成されることができる。このような導管３０２の可能な形状の例は、図３に示される。前記保持手段に収容されることができる試薬の量は、前記導管の長さにより、例えば図３に示される構造の曲がりの数により決定されることができる。前記試薬の量を制御する同様な方法が、他の毛細管構造に対して存在する。
【００６７】
第２の特定の実施例において、前記第１の特定の実施例において論じられたセンサ装置が記載され、これにより、センサ装置１００は、前記保持手段に提供される余剰試薬を集める前記試薬に対する試薬オーバフロー室４０２を更に有する。これは、図４に示される。保持手段１１８が前記試薬を保持する導管３０２を有する場合、試薬オーバフロー室４０２は、導管３０２の入口が設けられる側の反対側に配置されることができる。保持手段１１８上で保持されることができる体積に対して多すぎる試薬がマイクロ流体移送手段１２０を通って保持手段１１８に加えられる場合、余剰試薬は、オーバフロー室４０２を通って排出される。オプションとして、前記オーバフロー室は、前記装置内に又は外側に配置された室であることができる。代替的には、前記オーバフロー室は、単純に前記保持手段の端部、例えば前記保持手段内の前記導管の端部における孔からなる。この場合、前記導管が、前記装置の外側まで出ていることが考えられる。１つの特定の実施例において、前記オーバフロー室自体が導管である。他の実施例において、前記オーバフロー室は、上述のように親水性である又は親水性にされる。前記保持手段への試薬の提供を制御するために、例えば前記毛細管の過充填を避けるために、試薬オーバフロー室４０２は、液体を検出するオーバフロー検出手段４０４、例えば流体センサを備えることができる。この流体センサは、前記流体構造、例えば毛細管内の試薬の測定量を提供するために投薬機器及び／又は前記保持手段の設計と組み合わせて使用されることができる。前記流体センサは、前記投薬機器に接続されることができ、前記試薬が出口に到達する場合に信号を与えることができる。前記投薬機器が所望の量の試薬を与え、前記試薬が特定の時間内に前記出口に到達しなかった場合、前記流体センサは信号を与えない。前記流体センサは、単純な濡れセンサであることができ、すなわち、当業者に周知であるように、前記出口における抵抗又は容量を測定するのに２つの電極で十分である。前記オーバフロー検出手段は、前記試薬による前記カートリッジの適切な充填を確認するのに使用されることができる。このシステムは、前記保持手段の充填に関する情報を提供するフィードバックシステムを含むことができる。このようなフィードバックは、投薬システムに提供されることができる。一例において、投薬処置におけるフィードバックに対する選択された解決法は、前記試薬に対する前記保持手段の出口において取り付けられた流体センサである。このセンサは、したがって、投薬機器と組み合わせて使用されることができる。前記センサは、前記投薬機器に接続されることができ、前記試薬溶液が前記出口に到達する場合に信号を与えることができる。前記投薬機器が所望量を与え、前記試薬溶液が特定の時間内に前記出口に到達しなかった場合、前記センサは、更なる充填が必要であることを前記投薬機器に示す信号を与えない。
【００６８】
第３の特定の実施例において、前記検出領域、例えば検出室は、一方では前記サンプル入口及び前記試薬提供手段により提供される入口の少なくとも一部を覆うのでカバーとも称されることができる基板である保持手段を有し、他方では前記試薬を有するマイクロ流体部分及びセンサ支持要素のアセンブリにより形成されることができる。前記試薬は、したがって、基板の表面に付着されることができ、前記基板は、前記流体サンプル入口とは異なる前記検出室の前記試薬入口内にフィットされるように構成される。１より多い試薬が、前記基板上に同時に又は順番に付着されることができ、及び／又は１より多い基板が、前記検出プロセスにおいて同時に又は順番に使用されることができる。これらの実施例によると、前記基板は、前記基板が前記検出室の前記試薬入口にフィットされる場合に前記試薬を前記サンプル流体にアクセス可能にするような形で前記試薬を有する。前記保持手段は、例えば接着、クリッピング、クリッキング、ねじ取り付け等による、適切な形で前記検出室の外壁に固定されることができる。前記基板は、したがって、前記検出領域の上面又は壁、例えば天井を形成する蓋として機能しうる。これは、前記蓋を有する前記装置に対する構成要素及び前記センサ面及び少なくとも前記サンプル入口、並びにオプションとしてサンプル出口も有する前記装置に対する構成要素の別々の製造を可能にする。したがって、これは、独立な製造を可能にし、したがってこれらの構成要素を製造する独立な自由度を生じる。例として、本発明及び限定的ではない好適な実施例、このような実施例の一例は、図５ないし図７に示される。図５は、保持手段１１８を、例えば蓋として、有する前記装置の構成要素を縦断面から示す。保持手段１１８は、中央部分に付着された試薬を有する。図６は、縦断面図において、保持手段１１８を持たず、底部においてセンサ面を持つセンサ１１６及び保持手段１１８がフィットする試薬入口を有する試薬提供手段を有する同じ装置を示す。図７は、縦断面図において、固体バージョンの試薬１１２を運ぶ保持手段１１８を示す。保持手段１１８、例えば蓋を前記装置の前記試薬入口に固定するために、例えば、接着剤、クリッピング手段、クリッキング手段、ねじ取り付け手段等が使用されることができる。
【００６９】
本発明の他の利点は、本発明のセンサ装置が、前記流体サンプルと前記試薬との間の相互作用の制御の最適化を有利に提供することである。実際に、前記試薬と前記感知面との間の距離は、前記試薬と相互作用される前記流体サンプルの構成要素が前記センサ面に到達する前に少なくとも最小の相互作用又は混合時間が生じるように選択されることができる。このようにして、前記流体サンプルと前記試薬との間の相互作用又は混合時間は、選択又は調節されることができる。本発明の一態様は、少なくとも１秒の相互作用時間、好ましくは５ないし６０秒の範囲の相互作用時間が提供されるような前記試薬と前記感知面との間の距離を提供することである。この時間は、例えば、試薬−センサの距離を変更することにより、又は磁気手段が使用される場合には、所定の距離に対する磁力を変更することにより、調節されることができる。
【００７０】
前記マイクロ流体センサ装置の異なる要素は、様々な形に組織されることができる。例えば、特定の実施例において、前記試薬提供手段は、第１の本体２０２に含まれるが、センサ面１０４は、第２の本体２０４に含まれ、前記第１及び第２の本体は、図２及び４に示されるように、流体サンプル内の検体の存在を検出するのに使用するセンサ装置を形成するようにアセンブルされる。他の実施例において、第１の本体２０２は、前記本体の中又は外に配置されたオーバフロー室及び保持手段１１８の近くに配置された前記オーバフロー室に試薬提供手段１１０を結合する保持手段、例えば毛細管を更に有する。他の実施例において、前記装置は、上述の全ての必要な素子及びオプションとしてオプションの素子も導入される１つの本体のみを有する。
【００７１】
第２の態様において、本発明は、サンプル流体内の検体の存在を検出するのに使用するマイクロ流体センサ装置を製造するプロセスに関する。前記装置は、同じフィーチャ及び利点を有する本発明の第１の態様に記載される装置であることができる。前記製造プロセスは、センサ面を設けるステップと、前記センサ面を囲み、前記検出室を形成するハウジングを設けるステップとを有する。ハウジングを設けるステップは、これにより、サンプル入口と、前記検出室内の試薬領域において少なくとも１つの試薬の固体バージョンを保持するように構成された、前記感知面とは異なる少なくとも１つの保持手段上に前記試薬を提供するように前記検出室内に少なくとも１つの試薬を導入するのに適した、前記サンプル入口とは異なる少なくとも１つの試薬提供手段とを持つハウジングを設けるステップを含む。前記保持手段は、これにより、前記流体サンプルが前記検出室に導入される場合に前記保持手段により保持される前記試薬が前記感知面と流体接触するように前記検出内の選択された表面上に配置されることができる。ハウジングを設けるステップが、前記検出室及び前記サンプル入口が形成されるように異なる構成要素をアセンブルするステップを含みうる。試薬提供手段が提供され、前記構成要素の大部分のアセンブリ後に、すなわち前記感知面、サンプル入口、ハウジング及びオプションとして前記サンプル出口のアセンブリ後に試薬手前記検出室を充填することを可能にする。これは、前記試薬の提供の前に、前記センサ装置の遅い官能化及び／又は前記センサ装置の異なる構成要素の処理を可能するので有利である。
【００７２】
上述のように、この第２の態様のプロセスは、感知面を設けるステップを有する。感知面６は、生物学的又は生化学的活性部分が既に提供されているあらかじめ作成されたものを得られてもよく、又は生物学的又は生化学的活性部分を用いるセンサ又は感知面のコーティングにより得られてもよい。この第２の態様のプロセスは、底部において感知面６により区切られ、前記感知面の反対の上側部分において基板若しくは１以上の開口により区切られた検出領域を形成する、例えば感知面１０４及び前記感知面の反対側の上側部分を有する検出室１０２を形成するステップを更に有する。
【００７３】
本発明のマイクロ流体センサ装置の前記検出室は、当技術分野において既知の様々な技術、例えば、押し出し成形、成形相互作用装置（ＭＩＤ）、プレス成形、射出成形、熱エンボス加工、鋳造（ＰＤＭＳ）、リソグラフィ（ＳＵ８）、（ウェット）エッチング（ガラス）により製造されることができる。前記装置の様々な構成要素（マイクロ流体移送手段、保持手段、感知面...）は、この場合、例えば接着、クリッピング、クリッキング、溶接等による適切な形で形成及び固定される前記検出室内に又は周りに配置される。検出に使用する前記センサ装置の他のアセンブリも実行されることができ、すなわち例えば検出手段を設け、使用される前記検出手段の読み出し値を得るために前記装置に前記検出手段を接続する接続手段を設ける。本発明は、有利には、前記基板又は前記流体構造、例えばマイクロ流体移送手段又は保持手段、例えば本発明の毛細管上に前記試薬を加えることによる前記装置の官能化／カスタマイズが、前記サンプル入口の作成及びオプションとして親水化を含む前記検出の製造が実行された後であるが前記装置が検出分析において使用されるべきである前に実行されることを可能にする。本発明のこの第２の態様のプロセスは、前記試薬入口とは異なる場所において流体サンプルに対する入口及び／又は出口を設けるステップを更に有する。これらの入口及び出口は、前記検出内の掘削、ボーリング、打ち抜き、切断、及び対象、例えば中空管の挿入等のような当業者に既知の方法により形成されることができる。
【００７４】
本発明の実施例は、したがって、試薬の導入の前に及び例えばアセンブリ後に前記サンプル入口及び／又は前記検出室の他の構成要素を親水化する可能性を有利に提供し、例えば前記アセンブルされた装置において親水化流体を使用することを可能にする。これは、改良された製造効率を助ける。更に、前記システムは、前記試薬が前記製造プロセスの最後に導入されることができ、結果として遅い官能化を生じるように製造される。
【００７５】
例えば前記マイクロ流体移送手段及び前記保持手段において見つけられる毛細管のようなマイクロ流体構造に関しては、通常は、高分子、オプションとして可とう性高分子、例えばシリコンゴムから網状にされたゴムから作られる。このような好適なシリコンゴムは、容易な製造、ガス透過性、不活性性及び生体適合性のためにポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）である。加えて、ＰＤＭＳは、容易に成形可能であり、マイクロ及びナノスケールにおけるマイクロ流体構造の信頼できる生成を可能にする。更に、ＰＤＭＳの光の透過性及び自発蛍光性の欠如は、これらのマイクロ流体構造と併せて複数の検出方法の使用を可能にする。しかしながら、ＰＤＭＳは、実際は極端に疎水性であり、したがって、水性サンプルとともに使用する前に湿潤剤で前記マイクロ流体構造を処理することが必要である。例えば、低温酸素又はアルゴンプラズマ、吸収界面活性剤、Ｔｗｅｅｎ２０、Ｔｗｅｅｎ８０、ＰｌｕｒｏｎｉｃｓＦ８０のような親水性高分子等による処理は、前記高分子に親水性性質を与えるのに必要である（例えばＥＰ１７５０７８９を参照）。本発明のマイクロ流体構造を作成するのに適した他の高分子は、アクリレート（ＰＭＭＡ）、環状オレフィン（ＣＯＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリエーテルイミドを含むが、これらに限定されない。例えば、ＰＥＧ、ＰＶＡ／ＰＶＡｃ、ＰＥＩのような親水性材料の共有結合のような技術は、これらの高分子に親水性性質を与えるのに使用されることができる。このように製造された毛細管は、この場合、既知の手段、例えば接着及びクランピング等により前記センサ装置の本体に取り付けられる。代替的には、このような毛細管構造は、例えばエッチング、カービング、及び融解等により本発明の装置上に直接的に作成されることができる。必要であれば、前記装置のいずれか又は全ての部分は、水性溶液、例えば流体サンプル及び／又は試薬を加える前であるがアセンブリの前又は後に親水化溶液で洗い流されることができる。適切な親水化剤は、全ての既知のタイプの乳化剤を含むが、アミン基、アミド基、カルボキシル基及び／又は水酸基を持つ高分子親水化剤が好ましい。非常に良好な結果は、特に８０ないし９９．５％の鹸化価及び４ないし７０ｍＰａ．ｓの溶液粘性を持つポリビニルアルコール（２０℃の水において４％）を用いて達成される（例えば米国特許４０１３６１７を参照）。典型的には、前記アセンブルされた装置は、前記サンプル入口を通して親水化溶液で洗い流されるが、前記試薬は、前記サンプル入口とは異なるマイクロ流体移送手段に接続された前記試薬入口を通って導入される。
【００７６】
オプションのフィーチャとして、前記試薬領域と前記感知面との間の距離は、製造中に調節されることができる。この距離は、前記流体サンプルによる前記試薬の適切な溶解及び結果として生じる流体混合物の適切な均質化に対して十分な時間を提供し、高速検出を提供するようなものであるべきである。したがって、妥協点が見つけられなければならない。
【００７７】
他のオプションのフィーチャとして、この第２の実施例のプロセスは、前記センサ面の下及び／又は上に磁気作動手段を設けるステップを更に有する。このような作動手段は、構成要素内に埋め込まれてもよく、又は別の構成要素として配置されてもよい。これは、前記検出室のアセンブリの一部として実行されてもよく、又は前記検出室のアセンブリ後に設けられてもよい。
【００７８】
第３の態様において、本発明は、少なくとも１つのマイクロ流体センサ装置、例えば本発明の第１の態様による実施例のいずれかに記載されたマイクロ流体センサ装置を官能化する方法に関する。これにより、この官能化が、前記マイクロ流体センサ装置の製造の遅い段階において実行されることができ、結果として前記マイクロ流体センサ装置の製造を完全に前記センサ装置の官能化から分離する可能性を生じることは利点である。更に、これは、試薬、例えば前記検出室内の溶解可能な試薬の導入の前に前記サンプル入口のような異なる構成要素の処理を実行することを可能にする。前記方法は、前記検出室内への所定量の少なくとも１つの試薬を導入するステップを有する。前記検出室は、これにより、サンプル入口及び試薬提供手段を有する外壁内に囲まれる。前記試薬提供手段は、これにより、前記サンプル入口とは異なる。前記試薬は、前記センサ構成が使用される応用例を考慮して、複数の試薬から選択されることができる。前記試薬を導入するステップは、これにより、前記検出室内の前記感知面とは異なる少なくとも１つの保持手段上に前記試薬を提供することを可能にする。前記方法は、前記検出室内の選択された表面において前記検出室内の試薬領域における前記所定量の少なくとも１つの試薬の固体バージョンを前記少なくとも１つの保持手段上で保持するステップを更に有する。前記試薬は、これにより、前記流体サンプルが前記検出室内に導入される場合に前記試薬が前記感知面と流体接触するように配置される。前記試薬を導入するステップは、前記保持手段に前記試薬をガイドするマイクロ流体構造、例えば毛細管において流体試薬を導入するステップを含む。代替的には、前記所定量の試薬は、前記センサ装置の外壁に接続されることができる保持手段上に固定されたバージョンで提供される。前記保持手段を前記センサ装置の外壁に接続することは、この場合、前記検出領域において前記試薬の適切な位置を提供する。前記試薬は、例えば、マイクロ体積技術のような適切なやり方で堆積されることができるが、これに限定されない。体積の一例は、例えば毛管力により、前記保持手段に前記試薬を移送するように構成されたマイクロ流体移送手段のような流体構造又は前記保持手段の中央部分における小体積の応用例を制御するのにバルブが使用される薬注である。一実施例において、前記試薬は、したがって、前記保持手段が、前記保持手段と接続したマイクロ流体移送手段において流体試薬を提供し、前記保持手段上に前記流体試薬を導入することにより、前記検出室内に配置される場合に、前記保持手段上に提供される。他の技術は、インクジェットプリンティング若しくはジェッティングのような非接触プリンティング技術、又はタンポンプリンティング、マイクロ接触プリンティング、スクリーンプリンティング、スタンププリンティング等のような接触プリンティングを含みうる。前記試薬は、例えば、１以上の層として堆積されることができる。本発明による一部の実施例において、前記官能化する方法は、前記保持手段と接続された試薬オーバフロー室において集められた試薬の余剰分を測定又は検出することにより前記保持手段上に提供された試薬の量を制御するステップを更に有する。これは、前記保持手段上の試薬の提供を制御することを可能にする。前記保持手段の適切な充填及びオーバフローの両方が決定されることができる。
【００７９】
オプションのフィーチャとして、前記試薬は、前記保持手段の表面上で乾燥されることができる。前記試薬の乾燥は、低い環境蒸気圧の印加により実行されることができるが、これは必須ではない。乾燥は、試薬の流体段階からの試薬の乾燥及び溶媒のほとんどの除去の後に既に固形である試薬の乾燥の両方を含みうる。これは、前記試薬に存在する水性成分の量を減少することを含みうる。熱は、乾燥中に効率を向上させるために使用されることができる。例えば、前記保持手段の表面は、加熱されることができる。良好な乾燥は、保管期限、すなわち保存性質を改善する。典型的な実施例において、前記試薬の堆積及び／又は乾燥中に提供される環境大気は、非常に低い湿度を持つ。これは、乾燥が急速に生じるという利点を持つ。不活性ガスは、前記環境大気において使用されることができる。非常に低い湿度に関して、３０％より低い相対湿度、より好ましくは１０％より低い相対湿度、更に好ましくは３％より低い相対湿度が意図される。オプションのフィーチャとして、前記試薬は、凍結乾燥状であることができ、すなわち初めに凍結し、後でそこに形成された凍った水を純化することにより凍結乾燥されている。換言すると、凍結乾燥のステップも使用されることができる。代替的に、前記試薬は、前記流体サンプルと接触すると前記試薬を放出する水溶性高分子、例えばポリエステルアミド（ＰＥＡ）ポリエステルウレタン（ＰＥＵＲ）又はポリエステル尿素（ＰＥＵ）高分子（例えばＷＯ２００６／０８３８７４を参照）に付随して提供されることができる。前記水溶性高分子は、１以上の試薬を運ぶように製造されることができる。他の代替例は、１以上の溶解可能な凍結乾燥ビーズに含まれる前記試薬の提供である。これらのビーズは、例えば、凍結媒体において前記試薬の成分を含む溶液を落とし、続いて上述の得られたビーズの凍結乾燥により形成されることができる。
【００８０】
第４の態様において、本発明は、流体サンプル内の検体の存在を検出するのに使用する方法に関する。前記方法は、好ましくは、前記第１の態様において記載されたマイクロ流体センサ装置を使用して実行されることができるが、本発明はこれに限定されない。検出に使用する前記方法は、サンプル入口を介して毛管力に基づいて、流体サンプルをマイクロ流体センサ装置内に導入するステップを有する。前記サンプルを導入するステップは、したがって、前記サンプル入口が親水性に作られているので、前記サンプル入口により与えられる引力に基づいて実行されることができる。これは、自発的な充填を可能にする。これは、前記検出室の自動的な及び／又は自動化された充填を可能にする。前記マイクロ流体センサ装置は、これにより、感知面及び固形の試薬を有する検出室を有することができる。前記方法は、更に、前記流体サンプルを所定量の試薬と接触させ、これにより流体混合物を形成するステップを有する。前記試薬は、これにより、前記検出室内から前記流体サンプルにアクセス可能である。前記方法は、更に、前記流体混合物を前記感知面と接触させるステップと、前記流体混合物と前記感知面との間の相互作用を検出するステップとを有する。前記流体サンプルを試薬と接触させるステップは、保持手段上に保持又は固定された試薬を接触させるステップを有することができ、これは、前記保持手段内の導管のような流体構造内であることができる。このようにして、前記サンプル流体内に存在する検体は、試薬７と相互作用することができ、したがって関心粒子の検出可能性を援助する。この接触ステップは、試薬成分が配置された溶解可能なマトリックスを溶解する、例えば前記保持手段に加えられた試薬層を溶解することを含みうる。一度前記試薬が前記サンプル流体と接触されると、例えば、試薬の凍結乾燥されたビーズは、使用される場合に、溶解し、内容物を解放する。この後に、このように形成された流体混合物は、前記センサと接触され、表面を濡らす。前記方法は、したがって、前記流体混合物をセンサ面と接触させるステップを有し、前記センサ面が、前記基板又は流体構造とは異なり、前記検出領域を区切る。このようにして、前記関心粒子と前記センサ面との間の相互作用が得られる。前記センサ面は、最初に実質的に試薬がなく、したがって前記関心粒子に対する相互作用の自由領域を生じるので、このような相互作用は、急速に実行されることができる。前記検出領域は、前記保持手段及び前記センサ面を有する検出室であることができる。更に、前記試薬は、前記検出領域内に提供されるので、前記センサ面に十分に近い前記試薬の提供は、急速な相互作用を援助する。前記方法は、前記流体混合物と前記センサ面との間の相互作用を検出するステップを更に有する。これは、前記流体サンプルの定量的又は定性的な分析を得る、例えば前記流体サンプル内の特定の成分の存在及び量に関する情報を得ることを可能にする。前記流体混合物及び前記センサ面の相互作用の検出は、特定のブローブの検出による前記検体の検出を有することができる。前記プローブ（例えば標識化抗体）及び前記センサは、両方とも前記検体にさらされ、前記検体は、前記センサ面に対する前記プローブの結合に作用する。実行されるアッセイのタイプに依存して、例えば（プローブを介して）磁性又は磁化可能粒子で標識化された検体は、固定された捕獲プローブに結合する（サンドイッチアッセイ）か、又は固定された捕獲プローブに対する結合に対して検体類似物と競合する（競合アッセイ）かのいずれかである。（一部の実施例において前記磁性又は磁化可能粒子の除去と同等である）余剰（結合されない）標識化検体の除去後に、結合されない標識化（例えば、磁性粒子で標識化された）検体の量が、測定されることができる。したがって、結合アッセイは、検体分子の濃度又は存在を反映する数での前記センサに対する磁気的に標識化された分子の接着を含むことができる。このような試験は、例えば、乱用薬物の検出に対して使用されることができるが、本発明はこれに限定されない。結合アッセイ方法論に関して多数の変形例が記載されており、全てが本発明の範囲内である。標識として使用される場合に磁性又は磁化可能粒子の検出は、一般に、電場、磁場又は電磁場の印加により及び磁気又は非磁気、例えば光学又は音響センサを使用することにより行われる。磁性又は磁化可能粒子の検出に対する実施例は、特許出願ＷＯ２００５／１１６６６１及びそこで引用される参考文献において与えられている。標識の音響及び／又は音検出も使用されることができる。一部の実施例において、前記磁性粒子は、磁気手段により操作、すなわち磁気作動を可能にするように前記冷凍乾燥されたビーズ内にのみ存在し、標識として機能しない。これらの実施例において、前記センサ上又は内の前記プローブの検出は、前記プローブに連結された標識のタイプに適している。また、様々なタイプの結合及び解放アッセイが、例えば蛍光、発色、散乱、吸収、屈折、反射、ＳＥ（Ｒ）ＲＳ活性又は（生）化学発光標識、分子ビーコン、放射性標識、又は酵素標識のような光学的性質を有する磁性粒子を使用することができる。オプションとして活性標識は、例えば可視、赤外又は紫外波長領域において、検出器により検出可能な光を発することができる。それにもかかわらず、本発明は、これらに限定されず、光学的標識は、本開示において、電磁スペクトルの適切及び検出可能な波長領域で発する標識を示しうる。前記第３の態様の実施例によると、本発明は、流体サンプル内の検体を検出するのに使用する前記第１の態様の実施例に記載されたマイクロ流体センサ装置の使用にも関する。
【００８１】
本発明が限定されない例として、本発明による検出の例は、ここで以下に提供され、前記製造プロセスの異なる段階が論じられる。
【００８２】
前記例は、マイクロ流体センサ装置を使用する乱用薬物（アヘン）の検出を論じる。乱用薬物の検出の原理は、本例において、磁気バイオセンサに基づき、これにより生化学的に官能化された磁性粒子（ビーズ）がマーカとして使用される。これらのビーズは、前記ビーズが検出される官能化されたＧＭＲセンサ面に結合する。前記ＧＭＲセンサは、マイクロ流体構造を使用してサンプル流体で充填されるカートリッジ内の反応室内に配置される。薬物分子（標的）は、競合／置換アッセイにより検出され、すなわちバイオセンサは、試薬領域及び検出領域を含む。前記試薬は、生物学的活性部分（例えば抗薬物抗体）に結合された標識（例えば磁性ビーズ）を含む。前記感知面の前記検出領域は、生物学的活性表面コーティング（薬物類似物）を備える。前記流体サンプルが到来する場合、前記試薬は、前記サンプル内に溶解／と混合する。この後に又は付随して、前記流体サンプルは、前記感知面に向かって移送され、前記感知面を濡らす。前記標識化された抗体及び前記感知面は、薬物分子にさらされる。自由薬物分子は、前記感知面に対する標識の結合に作用し、これが検出される。前記面上及び前記流体サンプル内の薬物分子は、利用可能な抗体と競合するので、このアッセイは、標識化された抗体の明確な数を必要とする。したがって、この検出原理は、前記反応室内の官能化された磁性ビーズの量が既知であることを必要とする。前記ビーズは、前記カートリッジ内に乾燥した形で存在し、前記流体サンプルが前記検出室内に導入されるとすぐに前記流体サンプル内に再分散される。
【００８３】
本例において、前記マイクロ流体センサ装置のサンプル入口、保持手段及びマイクロ流体移送手段は、親水性材料で部分をコーティングすることにより、例えばＴｗｅｅｎ２０を用いるウェット処理により親水性にされる。モノクローナル抗モルヒネ抗体で共有結合的にコーティングされたカルボキシル化された超常伝導ナノ粒子（高分子シェルでコーティングされた酸化鉄ビーズ、直径５００ｎｍ、Ａｄｅｍｂｅａｄｓ、Ａｄｅｍｔｅｃｈ、フランス）を有する試薬は、親水化後に、マイクロ流体移送手段を介して導入し、図４に示される保持手段に所定量を提供することにより加えられた。
【００８４】
前記検出室における前記ビーズ溶液の前記保持手段のオーバロードは、これにより、前記保持手段におけるマイクロ流体構造の末端における追加の孔により避けられた。
【００８５】
前記感知面は、抗原と共役のＢＳＡモルヒネ（モルヒネ−３−グルクロニド）でコーティングされ、（１μｌの体積内の）薬物陰性又は薬物陽性流体サンプルの存在下でのＢＳＡモルヒネに共役の抗モルヒネ抗体磁性粒子の結合は、特別に設計されたリーダを持つ前記ＧＭＲセンサを読み出すことにより検出された。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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