(57)【要約】  本発明は以下の連続ステップを備える化学的及び／または生物学的検定を実行するための方法に関連する：（ａ）入口（２８）及び出口（３０）を有するマイクロチャネル（２０）を備え、マイクロチャネル（２０）内に導入されたマイクロ粒子（１０）の出口（３０）への動きを制限する一方で、流体を制限手段（３４）を通して流すように設計された制限手段（３４）をさらに備える検定装置（１９）を提供するステップ、（ｂ）入口（２８）を介してマイクロチャネル（２０）内にマイクロ粒子（１０）を導入するステップ、（ｃ）制限手段（３４）を用いてマイクロチャネル（２０）内の前記マイクロ粒子（１０）の出口への動きを制限するステップ、（ｄ）マイクロチャネル（２０）を通って流体試料を流すステップ、（ｅ）各マイクロ粒子（１０）について生物学的及び／または化学的読出しを実行するステップ。本方法はさらに以下のステップを備える：（ｆ）マイクロチャネル内でマイクロ粒子（１０１、１０２、１０３、１０４）を動かすステップ。（ｇ）ステップ（ｄ）及び（ｅ）を連続的に繰り返すステップ。
2015522170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも以下の連続ステップを備える化学的及び／または生物学的検定を実行するための方法：
（ａ）少なくとも一つの入口（２８）及び少なくとも一つの出口（３０）を有する少なくとも一つのマイクロチャネル（２０）を備える検定装置（１９）を提供するステップであって、前記検定装置が、前記マイクロチャネル（２０）内に導入されたマイクロ粒子（１０）の前記出口（３０）への動きを制限するように設計され、一方で流体を、制限手段（３４）を通って前記出口（３０）へと流す制限手段（３４）をさらに備えるステップ、
（ｂ）前記入口（２８）を介して前記マイクロチャネル（２０）内に複数のマイクロ粒子（１０）を導入するステップであって、各マイクロ粒子（１０）が、前記マイクロチャネル（２０）の断面に対して隣接する二つのマイクロ粒子（２０）の重なりを防ぐ形状を有するステップ、
ｃ）制限手段（３４）を用いて、前記マイクロ粒子（１０）の前記マイクロチャネル（２０）内における前記出口への動きを制限するステップ、
ｄ）前記マイクロチャネル（２０）を通って流体試料を流すステップ、及び
ｅ）各マイクロ粒子（１０）について生物学的及び／または化学的読出しを実行するステップ。
本方法は更に以下のステップを備える：
ｆ）前記マイクロチャネル内で前記マイクロ粒子（１０１、１０２、１０３、１０４）を動かす一方で、前記マイクロ粒子の前記出口への動きは依然として制限手段によって制限されるステップ、及び
ｇ）ステップ（ｄ）及び（ｅ）を連続的に繰り返すステップ。
【請求項２】
前記ステップ（ｇ）の終了後に、前記ステップ（ｆ）及び（ｇ）が少なくとも一回繰り返される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ステップ（ｆ）及び（ｇ）が所定の周波数で繰り返される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記周波数が０．０５Ｈｚから１Ｈｚの範囲内である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ステップ（ｆ）が第一の所定の期間実行される、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第一の期間が１秒から５秒の範囲内である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ステップ（ｇ）が第二の所定の期間実行される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記第二の期間が０．５秒から５秒の範囲内である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ステップ（ｆ）で、前記マイクロチャネル（２０）に沿って互いに対して前記マイクロ粒子（１０）を空間的に再配置するために、前記マイクロ粒子（１０）を前記マイクロチャネル（２０）に沿って後方、及びそれから前方に動かす、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記ステップ（ｆ）の間に、前記マイクロ粒子（１０）が、前記マイクロチャネル（２０）の前記入口（２８）と前記出口（３０）との間の流体試料の負差圧（ΔＰ）を印加することで後方に動かされ、前記マイクロチャネル（２０）の前記入口（２８）と前記出口（３０）との間の流体試料の正差圧（ΔＰ）を印加することで前方に動かされる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ステップ（ｆ）の前記マイクロ粒子（１０）が、前記マイクロチャネル（２０）に沿って測定されたマイクロ粒子（１０）の寸法の少なくとも５倍を表す距離で前記マイクロチャネル（２０）の前記入口（２８）へと動かされる、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記ステップ（ｆ）と前記ステップ（ｇ）との間に実施される、前記マイクロ粒子（１０）の動きが前記制限手段（３４）によって制限されるまで、前記マイクロ粒子（１０）を前記出口（３０）へと動かすステップ（ｆ’）をさらに備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも一つの入口（２８）及び出口（３０）を有する少なくとも一つのマイクロチャネル（２０）を備え、前記マイクロチャネル（２０）が複数のマイクロ粒子（１０）を収容するように設計される、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法を実行するための検定装置であって、前記入口（２８）及び前記出口（３０）が、入口（２８）と出口（３０）との間の負差圧及び正差圧を生み出すために、圧力印加手段を制御するための制御手段（４２）と連結された圧力印加手段と接続されることを特徴とする検定装置。
【請求項１４】
少なくとも一つの入口（２８）及び出口（３０）を有する少なくとも一つのマイクロチャネル（２０）を備え、前記マイクロチャネル（２０）が複数のマイクロ粒子（１０）を収容するように設計される請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法を実行するための検定装置であって、前記入口（２８）と前記出口（３０）との間の液体の後方および前方への変位を生み出し、制御するために、前記マイクロチャネルが制御手段（４２）と連結された変位手段を備えることを特徴とする検定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生命科学産業における検定技術に関連し、特に診断、遺伝子研究、及び分子生物学で適用されるマルチプレクシングに関連する。本発明は特に生物学的及び／または化学的検定を実行するための方法、及びこの目的のために捧げられる検定装置に関連する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の範囲内で、マイクロキャリアまたはマイクロ粒子とは、任意の種類の粒子に言及し、それぞれ任意の種類のキャリアに言及し、微視的な大きさであり、典型的には最大寸法が１００ｎｍから３００μｍであり、好ましくは１μｍから２００μｍである。
【０００３】
本発明によると、マイクロキャリアとの語は、マイクロキャリアの表面に結合された、若しくはそのバルク内に含浸された、一つ以上の配位子、若しくは機能単位を含んでいる、若しくは含むように設計された、機能化された、若しくは機能化されるように設計されたマイクロ粒子に言及する。広範囲の化学的及び生物学的分子が配位子としてマイクロキャリアに付着され得る。マイクロキャリアは複数の機能及び／または配位子を有し得る。本明細書では、機能単位とは上記マイクロキャリアの表面を修飾する、該表面に付着する、該表面から追加する、該表面をコートする、または該表面と共有結合的若しくは非共有結合的に結合した、またはそのバルクに含浸された任意の種を定義するように意味される。これらの機能は、高スループットスクリーン技術及び診断法で日常的に使用される全ての機能を含む。
【０００４】
マイクロチャネルまたはマイクロ流体チャネルとの語は閉じられたチャネルに言及する。即ち、断面がマイクロサイズの流体用の細長い通路である。即ち、断面の最小寸法が典型的には約１から約５００μｍであり、好ましくは約１０から約３００μｍである。マイクロ流体チャネルは必ずしも直線ではない縦方向を有し、マイクロ流体チャネル内を流れる流体の方向と対応する。即ち、好ましくは層流状態を仮定した時の流体の平均速度ベクトルに基本的に対応する方向である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第００／６３６９５号
【特許文献２】国際公開第２０１０／０７２０１１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
創薬若しくは薬のスクリーニング及びＤＮＡ塩基配列決定は通常大量の化合物または分子の検定の実行を伴う。これらの検定は典型的には例えば興味のある化合物用の化学ライブラリー若しくは特定の標的分子をスクリーニングすること、または分子間の興味のある化学的及び生物学的相互作用の試験を含む。これらの検定はしばしば何千もの個々の化学的及び／または生物学的な反応を実行することを要求する。
【０００７】
数多くの実施上の問題が、そのような大量の個々の反応を扱うことから生じる。最も重大な問題は、個々の反応をラベルし、追跡する必要性であろう。
【０００８】
反応の同一性を追跡するための一つの従来の方法は、マイクロタイタープレート（マイクロアレイ）内に各反応を物理的に分離することで達成される。しかしマイクロタイタープレートの使用はいくつかの不利点を有する。特に使用されるマイクロタイタープレートの大きさについての物理的な制限、及び従ってプレート上で実施され得る異なる反応の数についての物理的な制限などである。
【０００９】
マイクロアレイの使用における制限の観点から、今日では、それらは化学的及び／または生物学的検定を実施するために機能化されコード化されたマイクロ粒子によって有利に置換される。機能化されコード化されたマイクロ粒子はそれぞれ、その表面に結合する特定の配位子を一意的に同定するコードを伴って提供される。そのような機能化されコード化されたマイクロ粒子の使用によって、何千の独自に機能化されコード化されたマイクロ粒子がすべて混合され、同時に検定の対象となり得ることを意味する、ランダム処理を可能にする。機能化されコード化されたマイクロ粒子の例は特許文献１に開示されている。
【００１０】
本出願人は特許文献２において、入口と出口を有する少なくとも一つのマイクロチャネルを有し、上記マイクロチャネルが複数の機能化されコード化されたマイクロ粒子またはマイクロキャリア１０（図１）をその中にパック可能な反応チャンバーの役割を果たす検定装置を提案した。マイクロ流体チャネルはフィルターとして働く制限手段または停止手段を伴って提供され、該フィルターによってマイクロチャネル内でマイクロキャリア１０をブロックしつつ化学的及び／または生物学的試薬を含む液体溶液が貫流することが可能となる。マイクロ粒子１０はマイクロチャネルの断面に対してその形状及び大きさが隣接したマイクロキャリア１０の重なりを一切防ぐように設計される。従って、マイクロキャリア１０は各マイクロチャネルの内部に単層配置を示し、制限手段上にマイクロチャネルに沿って積み重ねられる。
【００１１】
それらの付着された配位子と、貫流する化学的及び／または生物学的試薬との好ましい興味のある反応を示す、それらの機能化されコード化されたマイクロキャリア１０は、その後、光学的に読み取られるコードを有してもよく、それによって好ましい反応を生み出す配位子の同定に至る。
【００１２】
コードは複数の横断穴（ｔｒａｖｅｒｓｉｎｇ  ｈｏｌｅ）１２の独自のパターンを備えてもよく、例えばＬ字サイン１４（図１参照）または三角形等の、非対称な方向マークを含んでもよい。この非対称な方向マークによって、マイクロキャリア１の上面１６及び下面１８の区別が可能となる。
【００１３】
特許文献２に記述された検定装置と共に、マイクロ粒子は入口からマイクロチャネル内に導入され、制限手段上へと固定される。その後、生物学的試料（一以上の標的分子を含む）がマイクロ粒子の周りのマイクロチャネル（マイクロキャリアの一以上のセットを含む）内に流され、その後、制限手段を通って出口へ向かい、マイクロキャリアは依然として制限手段によってブロックされる。興味のある反応の検出は、マイクロ流体チャネル内に存在するコード化された各マイクロキャリアの蛍光強度の連続的な読み出しに基づき得る。換言すれば、検定内の標的分子の存在は、所定の蛍光シグナルを引き起こす。
【００１４】
しかし、マイクロ粒子１０がマイクロチャネル内に挿入され、制限手段上に積み重ねられた後は、マイクロ粒子１０はマイクロチャネル２０に垂直の方向、即ちＺ方向（図２参照）に、互いに対してわずかにオフセットされ得る。
【００１５】
その後、特許文献２で記述された蛍光の連続的な読み出しを実行する際に、マイクロ粒子２２の一部または全てが、標的分子の結合に応答した蛍光を発するその表面にわたって不均一な強度を示し得ることが観測された（図３）。
【００１６】
図４は、その表面にわたって不均一な強度を示すマイクロ粒子２２の拡大図である。マイクロ粒子２２は、第二の周囲領域２６より劣っているグレーラベルを有する一つの領域２４を明確に示す。
【００１７】
この不均一な強度は、マイクロチャネル２０内のＺ方向のマイクロキャリア１０の特定の配置に主として起因する、マイクロチャネル内の不均一な物質移動によるものである。マイクロチャネル２０内の不均一な物質移動の結果、マイクロ粒子の表面上に標的分子の不均一な流れをもたらす。
【００１８】
不均一な物質移動は蛍光値のマイクロキャリアへの帰属に影響を与えるので問題である。不均一性が著しい場合、マイクロキャリアに帰属される蛍光の値は分析された試料内の標的分子の正しい濃度を反映しない。
【００１９】
従って、不均一な物質移動は測定された信号の信頼性に影響する。複数のマイクロキャリアについての不正確な値は検定の信頼性に深刻な結果を招きかねず、従って、診断、遺伝子研究及び分子生物学の分野における有用性に深刻な結果を招きかねない。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は上述の不利点の全てまたは一部を改善することを目標とする。
【００２１】
この目標のために、本発明は少なくとも以下の連続ステップを備える化学的及び／または生物学的検定を実行するための方法を提案する：
ａ）少なくとも一つの入口及び少なくとも一つの出口を有する少なくとも一つのマイクロチャネルを備える検定装置を提供するステップであって、前記検定装置はさらに、マイクロチャネル内に導入されるマイクロ粒子の出口への動きを制限するように設計された制限手段を備え、一方で流体を出口に向かって制限手段を通って流すステップ。
ｂ）入口を介してマイクロチャネル内に複数のマイクロ粒子を導入するステップであって、各マイクロ粒子がマイクロチャネルの断面に対して隣接する二つのマイクロ粒子の重なりを防ぐ形状を有するステップ。
ｃ）制限手段を用いて、前記マイクロ粒子のマイクロチャネル内における出口への動きを制限するステップ。
ｄ）マイクロチャネルを通して流体試料を流すステップ。
ｅ）各マイクロ粒子について生物学的及び／または化学的読出しを実行するステップ。この方法は更に以下のステップを備える：
ｆ）マイクロチャネル内でマイクロ粒子を動かし、一方でマイクロ粒子の出口への動きは依然として前記制限手段によって制限されるステップ。
ｇ）ステップ（ｄ）及び（ｅ）を連続的に繰り返すステップ。
【００２２】
従って本発明に係る方法では、マイクロチャネルと垂直方向に互いに対してマイクロ粒子の配置を少なくとも修正し、上述の不均一な物質移動の効果を減らすために、二つの連続する生物学的及び／または化学的読出しの間にマイクロ粒子が動かされる。
【００２３】
実際に、第一の生物学的及び／または化学的読出しを実行する際、マイクロチャネル内のマイクロ粒子配置に依存して、マイクロチャネル内の特定の物質移動の分布が確立し得り、それによってマイクロキャリア上の流れパターンができる。しかし、第二の生物学的及び／または化学的読出しを実行する前にマイクロ粒子を動かすことで、マイクロチャネル内の物質移動の分布の変化を引き起こす。従って、不均一な物質移動による強度の不均一性は、全てのマイクロ粒子について経時的に統計的に平均化され、結果として各マイクロ粒子に時間をかけて集められた均一な強度をもたらす。
【００２４】
その後、異なる時間点で読み出すことで動的な反応を確実に追うことが可能である。
【００２５】
本発明の別の特徴によると、ステップ（ｆ）から（ｇ）はステップ（ｇ）の終了後に少なくとも一度繰り返され、従って、標的分子とマイクロ粒子との生物学的及び／または化学的相互作用中に、何度か物質移動の分布の変化が可能となる。
【００２６】
優先的に、ステップ（ｆ）から（ｇ）は少なくとも所定の周波数で繰り返される。従って、経時的な生物学的及び／または化学的検定を通してマイクロチャネル中のマイクロキャリアの定期的なランダムな再分布が可能となる。
【００２７】
本発明の特定の実施形態では、所定の周波数は０．０５Ｈｚから１Ｈｚの範囲であり、より優先的には０．５Ｈｚから２Ｈｚの範囲である。
【００２８】
本発明の別の特徴によれば、マイクロチャネル内でマイクロ粒子を動かすステップ（ｆ）は、マイクロチャネル内の物質移動の分布の変化を引き起こすのに十分長い第一の所定の期間実行される。
【００２９】
この第一の期間は全ての生物学的及び／または化学的検定を実行するのに必要とされる時間を増やさない方法で決定されるべきであることも理解されるべきである。
【００３０】
本発明のある実施形態において、第一の所定の期間は０．５秒から５秒の範囲内である。この期間は、全ての検定を実行するのに必要とされる時間と、物質移動の分布の変化を引き起こすためにマイクロ粒子を十分動かす必要との、良好な妥協点を満たすと分かった。
【００３１】
本発明の別の特徴によれば、ステップ（ｇ）は第二の所定の期間実行される。
【００３２】
第二の所定の期間は、全てのマイクロ粒子が流体試料中に存在する試薬及び標的分子と相互作用するのに十分な時間を有することを保証し、マイクロ粒子から発される信号の検出が実行されることを保証する。従って、第二の望ましい期間は、マイクロ粒子上の標的分子の良好な物質移動を得るための重要な特徴である。
【００３３】
本発明のある実施形態では、第二の所定の期間は０．２秒から５秒の範囲内である。
【００３４】
本発明の別の実施形態によると、ステップ（ｆ）はマイクロ粒子を後方へと動かし、その後、前方へとマイクロチャネルに沿って動かし、マイクロチャネルに沿って互いに対してマイクロ粒子を空間的にランダムに再配置することであり、従って、結果としてマイクロチャネル内で確立され得る物質移動の分布を変更する。
【００３５】
本発明の特定の実施形態では、マイクロ粒子は、マイクロチャネルの入口及び出口の間に流体試料の負差圧を適用することで後方へ動かされ、マイクロチャネルの入口及び出口の間に流体試料の正差圧を適用することによって前方へ動かされる。ある実施形態では、負差圧は−２０から−２００ｍｂａｒの間である。本発明によると、正差圧は２０から２００ｍｂａｒの間である。
【００３６】
本発明の別の実施形態では、マイクロ粒子は、マイクロチャネルの出口から入口へ、機械的作動による流体試料の変位を適用することで後方へ動かされ、マイクロチャネルの入口から出口へ、機械的作動による流体試料の変位を適用することで前方へ動かされる。有利に、機械的作動はシリンジポンプをマイクロチャネルに接続し、シリンジピストンを動かすことによって得られる。
【００３７】
優先的に、ステップ（ｆ）においてマイクロ粒子は、マイクロチャネルに沿って測定されたマイクロ粒子の寸法の少なくとも五倍を表す距離で、マイクロチャネルの入口へと動かされる。
【００３８】
この値は、マイクロチャネル内で互いに対してマイクロ粒子のランダムな再配置を保証するためにマイクロ粒子が動かされるべき最適な距離に対応することが分かった。結果としてマイクロチャネル内の物質移動の分布のランダムな変化をもたらす。
【００３９】
本発明のある実施形態によると、ステップｆ’がステップｆとステップｇとの間に実施され、マイクロ粒子を、その動きが制限手段によって制限されるまで、出口へと動かす。
【００４０】
制限手段によってその動きが制限されるまでマイクロ粒子を出口へと動かすことによって、その中でマイクロチャネル内の同じ領域に常にマイクロ粒子が位置する検定及び読出しを実行するための、マイクロ粒子の静的配置を提供する。
【００４１】
本発明は、本発明に係る方法を実行するための検定装置にも関連し、少なくとも一つの入口及び出口を有する少なくとも一つのマイクロチャネルを備え、前記マイクロチャネルは複数のマイクロ粒子を収容するように設計され；入口及び出口が、入口と出口との間の負差圧及び正差圧を生み出すために、圧力印加手段を制御するための制御手段に連結された圧力印加手段に接続されることを特徴とする。
【００４２】
本発明に係る検定装置は、マイクロチャネルの入口及び出口に印加される差圧を変化させることで、マイクロチャネル内に挿入されたマイクロ粒子を後方および前方へと動かすことを可能にする。従って、生物学的及び／または化学的検定についての不均一な物質移動の効果を防ぐ、または少なくとも低減することが可能になる。
【００４３】
添付の図面を参照しつつ、非限定の実施例による以下の記述を読むことによって、本発明はより明瞭に理解され、本発明の他の詳細、特徴及び利点が明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】従来技術によるマイクロキャリアの上面斜視図である。
【図２】マイクロチャネル内の互いに対するマイクロキャリアの位置を表わす図である。
【図３】従来技術による方法及び検定装置で得られた蛍光の画像である。
【図４】一つのマイクロキャリアから集められた蛍光の拡大図である。
【図５】本発明に係る検定装置の断面図である。
【図６Ａ】本発明に係る方法でマイクロチャネル内のマイクロ粒子を動かす異なるステップの概略図である。
【図６Ｂ】本発明に係る方法でマイクロチャネル内のマイクロ粒子を動かす異なるステップの概略図である。
【図６Ｃ】本発明に係る方法でマイクロチャネル内のマイクロ粒子を動かす異なるステップの概略図である。
【図６Ｄ】本発明に係る方法でマイクロチャネル内のマイクロ粒子を動かす異なるステップの概略図である。
【図７】本発明に係る方法で得られた蛍光の画像である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
第一に、プレート２２に形成され、互いに並んで配置されるいくつかのマイクロチャネル２０（断面図では一つのみ見ることができる）を備える本願発明に係る検定装置１９を表す図５に言及する。各マイクロチャネル２０は、入口ウェル３０と流体連結した入口２８、及び出口ウェル３２と流体連結した出口３２を備える。
【００４６】
各マイクロチャネル２０はマイクロチャネル２０内でマイクロキャリア１０をブロックしつつ液体溶液が貫流することを可能にするフィルターとして働く制限手段３４または停止手段３４で終了する。
【００４７】
上述の通り、マイクロ粒子１０は各マイクロチャネル内で単層配置を示し、マイクロチャネルに沿って制限手段上へ積み重ねられる。
【００４８】
検定装置はプレートに実質的に垂直な方向にマイクロ粒子１０の表面で発された蛍光信号を検出するように設計された検出手段３６を備え、プレートはマイクロチャネルの外部から信号が検出可能であるように光学的に透明である。
【００４９】
第一マイクロポンプ３８は入口ウェル３０の入口部に搭載され、第二マイクロポンプ４０は出口ウェル３２の出口部に搭載される。第一及び第二マイクロポンプ３８、４０の両方は第一及び第二マイクロポンプ３８、４０を同時に制御し、従って入口２８と出口３０との間のマイクロチャネル２０内の流体に印加される差圧ΔＰを制御する制御手段４２と連結される。
【００５０】
本発明に係る方法によると、第一ステップ（ａ）は上述の検定装置１９を提供することである。
【００５１】
図６Ａに示される第二ステップ（ｂ）では、入口ウェル内、そしてその後マイクロチャネル内に複数のマイクロ粒子１０１、１０２、１０３、１０４を導入する。マイクロチャネル内部のマイクロ粒子１０１、１０２、１０３、１０４の導入を容易にするために、マイクロ粒子１０１、１０２、１０３、１０４は予め溶液にされ、それから入口ウェル３０及びマイクロチャネル２０内へと導入される。
【００５２】
マイクロ粒子１０１、１０２、１０３、１０４をマイクロチャネル２０の出口３０へと流すために、制御手段４２が第一及び第二ポンプ３８、４０を制御し、マイクロチャネル２０の入口２８と出口３０との間に正差圧ΔＰを生み出す。
【００５３】
図６Ｂに示された第三ステップ（ｃ）では、マイクロチャネル２０の出口へのマイクロ粒子１０１、１０２、１０３、１０４の動きは制限手段３４によって制限される。
【００５４】
第四ステップ（ｄ）では、流体試料が入口２８から出口３０へとマイクロチャネル２０内を流される。流体試料は生物学的検定を実行するために必要なすべての試薬、標的及び／または標的外の分子を含む。
【００５５】
第五ステップ（ｅ）では、検出手段３４を用いてマイクロ粒子が発した蛍光信号を収集する。
【００５６】
第六ステップ（ｆ）では、図６Ｃでマイクロチャネル２０内の入口へと後方にマイクロ粒子１０１、１０２、１０３、１０４を動かし、その後、その動きが制限手段３４によって制限されるまで出口３０へと前方に動かす。
【００５７】
マイクロ粒子１０１、１０２、１０３、１０４の後方への動き（図６Ｃ）はマイクロチャネル２０の入口２８と出口３０との間の差圧を正から負に変えるために、第一及び第二マイクロポンプ３８、４０を制御する制御手段４２によって引き起こされる。マイクロ粒子１０１、１０２、１０３、１０４の前方への動きは、マイクロチャネル２０の入口２８と出口３０との間の正差圧を再びセットすることで引き起こされる。
【００５８】
マイクロ粒子１０１、１０２、１０３、１０４は、マイクロチャネルに沿って測定されたマイクロ粒子の寸法の少なくとも五倍、即ちマイクロ粒子の直径の五倍、を表す距離で、マイクロチャネル２０の入口２８へと動かされる。
【００５９】
マイクロ粒子１０１、１０２、１０３、１０４は、全てのマイクロ粒子１０１、１０２、１０３、１０４がマイクロチャネルに沿って動くのに十分な時間を保証するために、好ましくは１秒から５秒の範囲内の期間、後方へと動かされる。
【００６０】
図６Ｄに表される通り、マイクロ粒子１０１、１０２、１０３、１０４は、図６Ｂで観察された配置と比較して、マイクロチャネル２０に沿った互いに対する異なる空間配置を有する。その後、マイクロ粒子１０１、１０２、１０３、１０４の空間配置の上記変化によって、連続する生物学的及び／または化学的読出し間の物質移動の分布の変化が可能となる。
【００６１】
最終ステップ（ｇ）では、本発明に係る方法は、０．２秒から５秒の範囲内の期間、ステップ（ｄ）及び（ｅ）を連続的に繰り返す。
【００６２】
本発明に係る方法の特定の実施形態では、化学的及び／または生物学的検定の間にマイクロチャネル２０内の物質移動の分布を定期的に修正するために、例えば０．０５Ｈｚから５Ｈｚの範囲の所定の周波数で、ステップ（ｆ）及び（ｇ）が周期的に繰り返される。
【００６３】
図７はマイクロ粒子１０によって発される蛍光の画像を示す。試料溶液中の化学的及び／または生物学的試薬と反応した配位子が付着したマイクロ粒子は、その表面全体にわたって均一な強度を示す。従って、本発明に係る方法によって、マイクロ粒子から収集される蛍光信号に対する、不均一な物質移動の効果を除くことができる。
【００６４】
第一及び第二マイクロポンプ３８、４０を制御する制御手段４２は、各マイクロポンプ３８、４０がマイクロチャネル２０の入口２８及び出口３０にそれぞれ圧力Ｐｉｎｌｅｔ及びＰｏｕｔｌｅｔを印加するように構成され、大気圧Ｐａｔｍよりも高圧である。
【００６５】
さらに、マイクロチャネルを部分的にブロックし得るマイクロバブルの形成をマイクロチャネル２０内で防ぐために、圧力Ｐｉｎｌｅｔ及び圧力Ｐｏｕｔｌｅｔは、マイクロチャネルの入口２８と出口３０との差圧の絶対的な変動｜ΔＰ｜と共に、Ｐｉｎｌｅｔ−｜ΔＰ｜及びＰｏｕｔｌｅｔ−｜ΔＰ｜が常に所定の圧力よりも高いままである。
【００６６】
本発明に係るある実施形態では、圧力Ｐｉｎｌｅｔ及び圧力Ｐｏｕｔｌｅｔは同じ値Ｐ１にセットされる。
【００６７】
制限手段３４の非限定の例は、グリッド、ワイヤー、メッシュフィルター、堰構造体、プレートに対して実質的に垂直に延在する１つ以上のピラー、マイクロチャネルの断面の減少を含む。静電気力若しくは誘電泳動力または磁場がマイクロ粒子を固定するのに使用され得る。制限手段の数多くの例が本出願人の特許文献２に開示されている。
【００６８】
上述の差圧を変化させること以外の方法によってもマイクロ粒子１０を後方へと動かすことが可能である。特に、磁場の影響を受けるマイクロ粒子１０と相互作用する磁界を生み出す磁気的手段を用いることが可能であろう。
【００６９】
マイクロ粒子１０は好ましくはディスク形状に成形され、１から２００μｍ、例えば４０μｍの直径を有する。マイクロ粒子は正方形または六角形等の、異なる形状を有してもよい。
【００７０】
本発明の別の実施形態は、ここに開示された本明細書及び本発明の実施を考慮して当業者に明らかであるだろう。本明細書及び例は例示としてのみ考慮され、本発明の真の範囲及び精神は以下の特許請求の範囲によって指摘されることが意図される。
【符号の説明】
【００７１】
１０  マイクロ粒子
１２  横断穴
１４  Ｌ字サイン
１６  上面
１８  下面
２０  マイクロチャネル
２２  マイクロ粒子
２８  入口
３０  入口ウェル
３２  出口ウェル
３４  制限手段
３８、４０  マイクロポンプ
１０１、１０２、１０３、１０４  マイクロ粒子
【図１】
2015522170.tif 000003
【図２】
2015522170.tif 000004
【図３】
2015522170.tif 000005
【図４】
2015522170.tif 000006
【図５】
2015522170.tif 000007
【図６Ａ】
2015522170.tif 000008
【図６Ｂ】
2015522170.tif 000009
【図６Ｃ】
2015522170.tif 000010
【図６Ｄ】
2015522170.tif 000011
【図７】
2015522170.tif 000012
【国際調査報告】
2015522170.tif 000013
2015522170.tif 000014