(57)【要約】【課題】  分離工程を迅速に実施可能であり、特定の粒子を含む液体から液状および粒子状成分を分離可能な分離装置を提供する。【解決手段】  液状成分、少なくとも一種類の粒子および／または少なくとも一種類の粒子が互いに結合した複合物を含む液体部分を分離するための微細構造型分離装置は、液体用入口２、収集部１１、および前記入口２から前記収集部１１までの搬送路１５を含む。搬送路１５は、搬送方向において順次に配置される再懸濁部３、培養部４、複合物の少なくとも一部を貯留する、および／または複合物の少なくとも一部および／または粒子の少なくとも一部の運動を遅延させるための第１の分離部５ならびに複合物の少なくとも一部および／または粒子の少なくとも一部を貯留する、および／または複合物および／または粒子の運動を遅延させるための第２の分離部８を含む。第１分離部５および第２分離部８のいずれも、１または複数の微細構造要素を備えた微細構造を有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状成分、少なくとも一種の粒子、および／または少なくとも一種の粒子が互いに結合した複合物を含む液体部分を分離するための微細構造型分離装置であって、
前記装置は液体用入口（２）、収集部（１１）、および前記入口（２）から前記収集部（１１）までの搬送路（１５）を含み、
前記搬送路（１５）は、搬送方向において順次に配置される再懸濁部（３）と、培養部（４）と、複合物の少なくとも一部を貯留するための、および／または複合物の少なくとも一部および／または粒子の少なくとも一部の運動を遅延させるための第１の分離部（５）と、複合物の少なくとも一部および／または粒子の少なくとも一部を貯留するための、および／または粒子の運動を遅延させるための第２の分離部（８）とを含み、
前記第１分離部（５）および前記第２分離部（８）のいずれも、１または複数の微細構造要素を備えた微細構造を有することを特徴とする微細構造型分離装置。
【請求項２】
第１分離部（５）の微細構造要素は、入口（２）方向に開いた開口部（６ａ）を備え、および／または該微細構造要素はそれらに隣接した搬送路の境界面と入口（２）方向に開いた開口部（６ｂ）を形成していることを特徴とする請求項１記載の微細構造型分離装置。
【請求項３】
第１分離部（５）の微細構造要素は柱体または盤体から成ることを特徴とする請求項１記載の微細構造型分離装置。
【請求項４】
前記柱体は長方形または楕円形断面を有することを特徴とする請求項３記載の微細構造型分離装置。
【請求項５】
第１分離部の微細構造要素は少なくとも１つのリッジ（５３）を有することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の微細構造型分離装置。
【請求項６】
リッジ（５３）は搬送方向に対して交差状に、または傾斜して配置されることを特徴とする請求項５記載の微細構造型分離装置。
【請求項７】
第１分離部および第２分離部（５，８）の微細構造要素は、粒子および複合物を通過させる形状寸法を持つ１または複数の第１排出口（１６）を構成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の微細構造型分離装置。
【請求項８】
第１分離部（５）の微細構造要素は、粒子または特定の粒子タイプのみを通過させる形状寸法を持つ第１および／または第２排出口（１６，１７）を構成することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の微細構造型分離装置。
【請求項９】
第２排出口（１７）の一部は、第１分離部（５）の微細構造要素の開口部（６ａ，６ｂ）に設けられることを特徴とする請求項８記載の微細構造型分離装置。
【請求項１０】
第１排出口（１６）は１μｍ〜５００μｍの幅および／または高さを有することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の微細構造型分離装置。
【請求項１１】
第１排出口（１６）の流出面積は搬送方向に減少することを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の微細構造型分離装置。
【請求項１２】
第２排出口（１７）は１μｍ〜５００μｍの幅および／または０．１μｍ〜１０μｍの高さを有することを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載の微細構造型分離装置。
【請求項１３】
第２排出口（１７）の流出面積は搬送方向に減少することを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項に記載の微細構造型分離装置。
【請求項１４】
搬送路（１５）の再懸濁部（３）において、粒子から複合物を製造するため、および／または粒子からの複合物の製造を促進するための少なくとも１つの物質が配置されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の微細構造型分離装置。
【請求項１５】
少なくとも１つの物質が再懸濁部（３）の少なくとも１つの境界面に乾燥状態で付着していることを特徴とする請求項１４記載の微細構造型分離装置。
【請求項１６】
ペレット、錠剤または粉末の形状の少なくとも１つの物質が再懸濁部（３）に配置されることを特徴とする請求項１４または１５記載の微細構造型分離装置。
【請求項１７】
物質の少なくとも１つが担体上に供給されており、または該担体が該物質中に含浸されており、該担体が再懸濁部（３）に配置されることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の微細構造型分離装置。
【請求項１８】
粒子は少なくとも部分的に生物学的起源のもの、たとえば細胞またはそれらの組織、ウイルスまたは類似物であること、また該物質またはそれらの１つは生きている粒子の凝集、凝結および／または凝固を惹起し、促進し、あるいは加速することを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の微細構造型分離装置。
【請求項１９】
該物質またはそれらの１つは少なくとも部分的に細胞表面の抗原分画に結合することを特徴とする請求項１８記載の微細構造型分離装置。
【請求項２０】
物質または担体は再懸濁部（３）の境界面の１つに配置されることを特徴とする前記請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の微細構造型分離装置。
【請求項２１】
第２分離部（８）の微細構造要素は階段を含むことを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項に記載の微細構造型分離装置。
【請求項２２】
第２分離部（８）の微細構造要素は互いに離れた柱体を含むことを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載の微細構造型分離装置。
【請求項２３】
第２分離部（８）の微細構造要素は１または複数のリッジ（８３）を含むことを特徴とする請求項１〜２２のいずれか１項に記載の微細構造型分離装置。
【請求項２４】
分離装置は第１分離部（５）の前に、あるいは第１分離部（５）と第２分離部との間に分岐部（１９）を有しており、該部を起点として第２の搬送路（１８）が第１搬送路（１５）から分岐することを特徴とする請求項１〜２３のいずれか１項に記載の微細構造型分離装置。
【請求項２５】
収集部（１１）までの搬送路（１５）の長さは、クロマトグラフ作用のために、液状成分および選定されたタイプの粒子のみが収集部（１１）に到達する大きさとされることを特徴とする請求項１〜２４のいずれか１項に記載の微細構造型分離装置。
【請求項２６】
第２分離部（８）までの搬送路（１５）の長さは、クロマトグラフ作用のために、液状成分および粒子のみが第２分離部（８）に到達する大きさとされることを特徴とする請求項１〜２５のいずれか１項に記載の微細構造型分離装置。
【請求項２７】
培養部は培養時間が調整される長さ、断面積、形状および／または表面特性を有することを特徴とする請求項１〜２６のいずれか１項に記載の微細構造型分離装置。
【請求項２８】
液状成分、少なくとも一種の粒子、および／または少なくとも一種の粒子が互いに結合した複合物を含む液体部分を分離するための分離方法であって、
少なくとも各複合物が生成された培養時間の遅くとも終了後に、液体は分離装置、特に請求項１〜２５のいずれか１項に記載の分離装置の第１の分離部（５）へ供給されるステップと、
前記第１分離部（５）において、複合物は微細構造要素によって貯留される、および／または複合物および／または特定タイプの粒子の運動が遅延されるステップと、
続いて、分離装置の収集部（１１）に液状成分および粒子および／または複合物の分離された部分が集まるステップとを含むことを特徴とする液体部分の分離方法。
【請求項２９】
分離装置の第２の分離部（８）において複合物および／または粒子は貯留される、および／または特定タイプの粒子の運動が遅延されることを特徴とする請求項２８記載の液体部分の分離方法。
【請求項３０】
培養時間の開始前に、互いに結合された粒子の複合物の製造および／または製造促進の機能を果たす少なくとも一種類の物質を液体に対して添加することを特徴とする請求項２８または２９記載の液体部分の分離方法。
【請求項３１】
物質、担体または粒子は０．０５μｍ〜２００μｍの直径を持つポリマー球体またはガラス球体であることを特徴とする請求項３０記載の液体部分の分離方法。
【請求項３２】
担体は１または複数の物質によってコーティングされていることを特徴とする請求項３１記載の液体部分の分離方法。
【請求項３３】
液体は培養のために、分離装置の培養部（４）に送られることを特徴とする請求項２８〜３２のいずれか１項に記載の液体部分の分離方法。
【請求項３４】
液体は分離装置の再懸濁部（３）において再懸濁されることを特徴とする請求項３３記載の液体部分の分離方法。
【請求項３５】
複合物は少なくとも部分的に粒子の凝集、凝結および／または凝固によって生成されることを特徴とする請求項２８〜３４のいずれか１項に記載の液体部分の分離方法。
【請求項３６】
物質は抗体コーティング部分を有すること、また複合物は少なくとも部分的に粒子を含む生体細胞の膜上の抗原分画の結合によって生成されることを特徴とする請求項２８〜３５のいずれか１項に記載の液体部分の分離方法。
【請求項３７】
複合物および／または粒子の運動は第１分離部（５）における微細構造要素により少なくとも部分的に遅延されること、また複合物は少なくとも部分的にその微細構造要素により貯留されることを特徴とする請求項２８〜３６のいずれか１項に記載の液体部分の分離方法。
【請求項３８】
複合物は第２分離装置の微細構造要素により貯留されること、および／または粒子は部分的に該微細構造要素により貯留されること、および／または粒子の少なくとも一部の運動は該微細構造要素により遅延されることを特徴とする請求項２８〜３７のいずれか１項に記載の液体部分の分離方法。
【請求項３９】
液状成分および粒子および／または複合物の分離された部分は収集部において分析されることを特徴とする請求項２８〜３８のいずれか１項に記載の液体部分の分離方法。
【請求項４０】
第１分離部（５）または第２分離部（８）において濃縮された粒子および／または複合物は分析されることを特徴とする請求項２８〜３９のいずれか１項に記載の液体部分の分離方法。
【請求項４１】
粒子および／または複合物は搬送路（１５，１８）において分析されることを特徴とする請求項２８〜４０のいずれか１項に記載の液体部分の分離方法。
【請求項４２】
分析は光学的および／または電気化学的検出を含むことを特徴とする請求項２８〜４１のいずれか１項に記載の液体部分の分離方法。
【請求項４３】
第２の収集部においては第１収集部（１１）における物とは異なるタイプの粒子が濃縮されることを特徴とする請求項２８〜４２のいずれか１項に記載の液体部分の分離方法。
【請求項４４】
該収集部は反応手段を含むことを特徴とする請求項２８〜４３のいずれか１項に記載の液体部分の分離方法。
【請求項４５】
液体は毛細管力または規模において同等の力、たとえば電気浸透力によって搬送されることを特徴とする請求項２８〜４４のいずれか１項に記載の液体部分の分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状成分、少なくとも一種類の粒子および／または少なくとも一種類の粒子が互いに結合した複合物を含む液体から液体部分を分離するための微細構造型分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大半の医療・化学的検査は血球を含まない血液、血漿または血清について実施される。なぜなら、血球またはその内容物は測定結果を誤らせる恐れがあるからである。これらを分離するために、血液学ではこれまで主としてろ過および遠心技術が適用されてきた。血球膜を破壊せず、また血球成分が検査液に流入することを防止するための完全な分離は、たとえば毎分１５００回転での１５分間の遠心工程により達成される。そのような方法には多大の費用および時間を要するため、適切な代替システムが探求されている。しかも、数マイクロリットル程度の微少体積は前記の現行方式では取り扱うことがむずかしいが、そのような性能はとりわけ臨床診断におけるポイントオブケア分野ならびに医薬上の作用物質研究において極めて重要である。
【０００３】
それに対して、マイクロシステム技術を用いるならば、極めて少量の試料を取り扱うことができる。しかも、多くの分析システム構成要素を微小空間に一体にすることが可能である。それによって、医療診断をより簡便に、より低費用で、患者に対してより優しくかつより近くでしばしば実施することが可能である。
【０００４】
純血からヘマトクリットを分離するための微細構造型分離装置は、たとえば特許文献１から公知である。この特許文献１には、入口を有しており、該入口に反応部へ到る毛細管状搬送路が接続する分離装置が開示されている。搬送路にそって、多数の阻止体が設けられている。一滴の血液サイズの試料からヘマトクリットを分離するために、前記毛細管状搬送路にはおよそ１０5個の阻止体が設けられている。各阻止体は、液体の流動方向に関して下流側で、凹形状をなしている。各阻止体の凹状区域は１０4マイクロリットルから１０5マイクロリットルまでの容積を有しており、該容積においてヘマトクリットが選択的に貯留される。全凹所区域の容積は、分離すべきヘマトクリットの体積にほぼ匹敵する。これらの阻止体の間隔は、一方でろ過作用を生じない程度に充分に大きく、他方で毛細管状搬送路内に含まれる液体体積を最小化させるために充分に小さい。２つの阻止体の最小間隔は、好適にはおよそ１０-5メートルである。これらの阻止体は、好ましくは六方密的に配置されている。
【特許文献１】米国特許第６３１９７１９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、分離工程を迅速に実施可能な分離装置を提供することである。本発明のさらなる目的は、特定の粒子を含む液体から液状および粒子状成分を分離可能な分離装置を提供することである。たとえば特定の分析目的のためだけに白血球および血漿が必要であるならば、血漿および白血球の一部を残余の血液から分離することが可能でなければならない。さらに、たとえば血液中に含まれる細胞成分、バクテリアまたはウイルスを血液中の他の粒子から分離すること、あるいは濃縮された形状の粒子が溶けている血漿の少ない液体を分析することが可能でなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、液状成分、少なくとも一種の粒子、および／または少なくとも一種の粒子が互いに結合した複合物を含む液体部分を分離するための微細構造型分離装置であって、
前記装置は液体用入口、収集部、および前記入口から前記収集部までの搬送路を含み、
前記搬送路は、搬送方向において順次に配置される再懸濁部と、培養部と、複合物の少なくとも一部を貯留するための、および／または複合物の少なくとも一部および／または粒子の少なくとも一部の運動を遅延させるための第１の分離部と、複合物の少なくとも一部および／または粒子の少なくとも一部を貯留するための、および／または粒子の運動を遅延させるための第２の分離部とを含み、
前記第１分離部および前記第２分離部のいずれも、１または複数の微細構造要素を備えた微細構造を有することを特徴とする微細構造型分離装置である。
【０００７】
本発明において、第１分離部の微細構造要素は、入口方向に開いた開口部を備え、および／または該微細構造要素はそれらに隣接した搬送路の境界面と入口方向に開いた開口部を形成していることを特徴とする。
【０００８】
本発明において、第１分離部の微細構造要素は柱体または盤体から成ることを特徴とする。
【０００９】
本発明において、前記柱体は長方形または楕円形断面を有することを特徴とする。
本発明において、第１分離部の微細構造要素は少なくとも１つのリッジを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明において、リッジは搬送方向に対して交差状に、または傾斜して配置されることを特徴とする。
【００１１】
本発明において、第１分離部および第２分離部の微細構造要素は、粒子および複合物を通過させる形状寸法を持つ１または複数の第１排出口を構成することを特徴とする。
【００１２】
本発明において、第１分離部の微細構造要素は、粒子または特定の粒子タイプのみを通過させる形状寸法を持つ第１および／または第２排出口を構成することを特徴とする。
【００１３】
本発明において、第２排出口の一部は、第１分離部の微細構造要素の開口部に設けられることを特徴とする。
【００１４】
本発明において、第１排出口は１μｍ〜５００μｍの幅および／または高さを有することを特徴とする。
【００１５】
本発明において、第１排出口の流出面積は搬送方向に減少することを特徴とする。
【００１６】
本発明において、第２排出口は１μｍ〜５００μｍの幅および／または０．１μｍ〜１０μｍの高さを有することを特徴とする。
【００１７】
本発明において、第２排出口の流出面積は搬送方向に減少することを特徴とする。
【００１８】
本発明において、搬送路の再懸濁部において、粒子から複合物を製造するため、および／または粒子からの複合物の製造を促進するための少なくとも１つの物質が配置されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明において、少なくとも１つの物質が再懸濁部の少なくとも１つの境界面に乾燥状態で付着していることを特徴とする。
【００２０】
本発明において、ペレット、錠剤または粉末の形状の少なくとも１つの物質が再懸濁部に配置されることを特徴とする。
【００２１】
本発明において、物質の少なくとも１つが担体上に供給されており、または該担体が該物質中に含浸されており、該担体が再懸濁部に配置されることを特徴とする。
【００２２】
本発明において、粒子は少なくとも部分的に生物学的起源のもの、たとえば細胞またはそれらの組織、ウイルスまたは類似物であること、また該物質またはそれらの１つは生きている粒子の凝集、凝結および／または凝固を惹起し、促進し、あるいは加速することを特徴とする。
【００２３】
本発明において、該物質またはそれらの１つは少なくとも部分的に細胞表面の抗原分画に結合することを特徴とする。
【００２４】
本発明において、物質または担体は再懸濁部の境界面の１つに配置されることを特徴とする前記。
【００２５】
本発明において、第２分離部の微細構造要素は階段を含むことを特徴とする。
本発明において、第２分離部の微細構造要素は互いに離れた柱体を含むことを特徴とする。
【００２６】
本発明において、第２分離部の微細構造要素は１または複数のリッジを含むことを特徴とする。
【００２７】
本発明において、分離装置は第１分離部の前に、あるいは第１分離部と第２分離部との間に分岐部を有しており、該部を起点として第２の搬送路が第１搬送路から分岐することを特徴とする。
【００２８】
本発明において、収集部までの搬送路の長さは、クロマトグラフ作用のために、液状成分および選定されたタイプの粒子のみが収集部に到達する大きさとされることを特徴とする。
【００２９】
本発明において、第２分離部までの搬送路の長さは、クロマトグラフ作用のために、液状成分および粒子のみが第２分離部に到達する大きさとされることを特徴とする。
【００３０】
本発明において、培養部は培養時間が調整される長さ、断面積、形状および／または表面特性を有することを特徴とする。
【００３１】
本発明は、液状成分、少なくとも一種の粒子、および／または少なくとも一種の粒子が互いに結合した複合物を含む液体部分を分離するための分離方法であって、
少なくとも各複合物が生成された培養時間の遅くとも終了後に、液体は分離装置、特に上述の分離装置の第１の分離部へ供給されるステップと、
前記第１分離部において、複合物は微細構造要素によって貯留される、および／または複合物および／または特定タイプの粒子の運動が遅延されるステップと、
続いて、分離装置の収集部に液状成分および粒子および／または複合物の分離された部分が集まるステップとを含むことを特徴とする液体部分の分離方法である。
【００３２】
本発明において、分離装置の第２の分離部において複合物および／または粒子は貯留される、および／または特定タイプの粒子の運動が遅延されることを特徴とする。
【００３３】
本発明において、培養時間の開始前に、互いに結合された粒子の複合物の製造および／または製造促進の機能を果たす少なくとも一種類の物質を液体に対して添加することを特徴とする。
【００３４】
本発明において、物質、担体または粒子は０．０５μｍ〜２００μｍの直径を持つポリマー球体またはガラス球体であることを特徴とする。
【００３５】
本発明において、担体は１または複数の物質によってコーティングされていることを特徴とする。
【００３６】
本発明において、液体は培養のために、分離装置の培養部に送られることを特徴とする。
【００３７】
本発明において、液体は分離装置の再懸濁部において再懸濁されることを特徴とする。
【００３８】
本発明において、複合物は少なくとも部分的に粒子の凝集、凝結および／または凝固によって生成されることを特徴とする。
【００３９】
本発明において、物質は抗体コーティング部分を有すること、また複合物は少なくとも部分的に粒子を含む生体細胞の膜上の抗原分画の結合によって生成されることを特徴とする。
【００４０】
本発明において、複合物および／または粒子の運動は第１分離部における微細構造要素により少なくとも部分的に遅延されること、また複合物は少なくとも部分的にその微細構造要素により貯留されることを特徴とする。
【００４１】
本発明において、複合物は第２分離装置の微細構造要素により貯留されること、および／または粒子は部分的に該微細構造要素により貯留されること、および／または粒子の少なくとも一部の運動は該微細構造要素により遅延されることを特徴とする。
【００４２】
本発明において、液状成分および粒子および／または複合物の分離された部分は収集部において分析されることを特徴とする。
【００４３】
本発明において、第１分離部または第２分離部において濃縮された粒子および／または複合物は分析されることを特徴とする。
【００４４】
本発明において、粒子および／または複合物は搬送路において分析されることを特徴とする。
【００４５】
本発明において、分析は光学的および／または電気化学的検出を含むことを特徴とする。
【００４６】
本発明において、第２の収集部においては第１収集部における物とは異なるタイプの粒子が濃縮されることを特徴とする。
【００４７】
本発明において、該収集部は反応手段を含むことを特徴とする。
本発明において、液体は毛細管力または規模において同等の力、たとえば電気浸透力によって搬送されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４８】
本発明の目的は、請求項１に従う分離装置によって達成される。請求項１に従う微細構造型分離装置は、液体用入口、収集部、および前記入口から前記収集部までの搬送路を含む。該搬送路は、複合物を貯留する、および／または複合物および／または粒子の少なくとも一部の運動を遅延させるための第１の分離部ならびに複合物および／または粒子の少なくとも一部を貯留する、および／または複合物および／または粒子の少なくとも一部の運動を遅延させるための第２の分離部に加えて、再懸濁部および搬送方向において前記第１分離部の前に配置された培養部を含む。第１分離部および第２分離部のいずれも、１または複数の微細構造要素を備えた微細構造を有する。微細構造要素は、必ずしも特定の形式および方法により構成される必要はない。それらは、前記分離部が課せられた使命を充足できるように構成されていればよい。請求項１に従う本発明の分離装置に設けられる培養部の機能は、液体に添加された物質に対して、該液体が第１分離部に到達する前に、複合物を形成すべく寄与する可能性を与えることである。
【００４９】
搬送路の再懸濁部において、粒子から複合物を製造するため、および／または粒子からの複合物の製造を促進するための少なくとも一種類の物質を配置させることができる。それによって、分離装置の充填前に該物質を液体に添加する必要がなくなる。液体はむしろ直接的に分離装置に充填されて、再懸濁部に到達した後に液体は再懸濁部に配置された物質を、あるいはそこに数種類の物質が配置されている場合にはそれらの物質を受容する。
【００５０】
該微細構造型分離装置の搬送路の包囲体積に対する搬送路の表面積の割合は、通常の実験室に設置されている検査装置とは異なり、大幅に増大している。その結果として、マクロ界における比率とは異なる下記の偏差が生じている。
【００５１】
表面作用、毛細管および吸着現象は、体積作用に比べて優位な役割りを演じることが多い。１００μｍ以下のサイズおよび１００ｃｍ／秒以下の流速において、液体は層をなして流れる、すなわち、いわゆる層流として移動する。乱流は生じない。液体のレイノルズ数は小さく、典型的にはＲｅ＝１００以下である。したがって、乱流による液体の混合は生じない。他方で、サイズが小さいことによる拡散は迅速かつ効率的な混合メカニズムを発揮する。
【００５２】
搬送路は有利には、液体が毛細管力により移動するように構成されている。それに加えて、液体を搬送するために電気浸透力（ＥＯＦ）などの他の駆動メカニズムが利用できる。そのために、液体を搬送すべき装置の搬送路が適切に構成されている。これは、その断面積、断面形状および断面特性に関して該当する。
【００５３】
本発明の意味における粒子は、たとえばガラス、プラスチック、樹脂などの材料からなる固体粒子、原核細胞的および真核細胞的生物細胞などの生物学的起源の粒子、細胞合胞体、細胞破片、生体粒子、核酸および蛋白質などの巨大分子、あるいは固体粒子とたとえば細胞でコーティングされたガラス担体などの生物学的起源粒子との組合せなどを対象とすることができる。
【００５４】
本発明の意味における複合物とは、液体中におけるいくつかの互いに結合された粒子のそれぞれの集合体である。その場合に、規則的に配列された粒子、あるいは任意に相互結合された粒子のいずれもあり得る。この結合は、粒子間に作用する力によって生成することができる。さらに該結合は、各粒子を結合するための追加的物質によっても生成することができる。複合物の粒子としては、同一タイプ、あるいは異なるタイプのいずれも可能である。
【００５５】
複合物は、基本的に自然的に経過する工程により製造できる。ただし、複合物は本発明にしたがって形成される、あるいはそれらの生成は再懸濁部において液体を一種または複数の物質と置換することにより速められる。
【００５６】
請求項１に従う本発明の分離装置は、それに課せられた要求を充足することができる。該装置は、特に分離工程を極めて迅速に遂行できる。第１分離部によって、まず複合物および／または大きな粒子などが貯留される、あるいはそれらの動きは、液状成分および複合物に結合されていない単独粒子が迅速に第２分離装置に進入できるように、遅延されるのであり、また第２分離装置においては収集部において収集されるべきでない残りの粒子が貯留される、あるいはそれらの動きが遅延される。収集部においては、液状成分や他の液体から分離されるべき粒子の一部が最終的に収集される。収集部が完全に充填された後には、溶け込んだ他の粒子を含むその他の液状成分や複合物は完全に充填された収集部に進入できないため、迅速かつ信頼性の高い分離が達成できる。本発明に従う装置では、従来技術から公知の分離装置とは異なり、５〜１００個という僅少数の微細構造要素により効率的に分離工程を遂行することができる。
【００５７】
本発明に従う分離装置は搬送路に培養部を備えており、該部は搬送方向において第１分離部の前に配置されている。再懸濁部において物質を受容した液体は培養部へ搬送され、該液体は培養部におけるその滞留時間中に前記物質が複合物の所望の生成を惹起する、あるいは速める速度を以て、培養部を貫流する。それによって、複合物は液体が第１分離装置に到達した際に生成される、あるいはそれらの大半は生成されることが確保できる。培養部の構造（断面積、長さ、および粗さや濡れ性などの表面特性）によって、有利には液体の流速および培養部での滞留時間が再現可能に調整できる。
【００５８】
第１分離装置の微細構造要素は、入口方向つまり搬送方向に対向して開いた開口部を備えており、さらに／または微細構造要素はそれらに隣接した搬送路の境界面と少なくとも部分的に入口方向に開いた開口部を形成している。
【００５９】
本発明に従う好適な装置によって、物質を添加することなく血液に内在する特性を利用して、血液を血漿とヘマトクリットとに分離し、細胞凝集体つまり複合物を形成することができる。自然条件下で（化薬品の添加なし）行われる複合物生成の例は、低い流速の血液あるいは非循環性血液における赤血球凝集、特に連銭状配列赤血球である。この場合には、およそ８／１０００ミリメートル（μｍ）のサイズの赤血球が連銭状に、つまり部分的に分岐して平らな側を互いに接触させて長鎖を形成する。これらの赤血球は、手間をかけずに通常の顕微鏡技術（暗視野式または位相対照式照明）に基づいて、ビデオカメラにより表示することができる。該装置の構造は、この連銭状配列が得られるように流動速度および剪断力を低くすべく設計されている。
【００６０】
本発明に従えば、第１分離部の微細構造要素は少なくとも部分的に柱体または盤体とすることができ、それらは円形、六角形、正方形、長方形または楕円形の断面を有することができる。さらに、微細構造要素は少なくとも部分的に１または複数のリッジから構成できる。１または複数のリッジは、搬送方向に対して交差状に、あるいは傾斜して配置することができる。さらに、これらのリッジはＵ形状またはＶ形状に曲げる、あるいは折り曲げることができるため、それらは搬送方向に対向して開いた開口部を有することになる。
【００６１】
第１分離部の微細構造要素は、有利には部分的に液体の粒子と少なくとも小形の複合物および液状成分を通過させる形状寸法を持つ１または複数の第１の排出口を構成している。このように構成された第１排出口により、粒子の一部および／または少なくとも小形の複合物の通過が可能となるが、粒子および／または複合物の搬送速度は低下する、というのは、粒子および複合物は一時的に微細構造において貯留される、あるいは赤血球の場合のように部分的に変形した後にようやく、第１排出口を通過できるからである。液状成分は、第１排出口を阻害なく通過できる。そのような複数の複合物の衝突によって、第１排出口の内部で大形複合物が生成可能である。
【００６２】
第１排出口の微細構造要素はさらに第１および／または第２排出口を構成できるが、それらは液体中の粒子または特定タイプの粒子および液状成分のみを通過させる形状寸法を有する。このように構成された第１および／または第２排出口により複合物は貯留されるが、粒子または特定タイプの粒子はその速度が低下する、あるいはこれらの粒子の搬送を遅延させる変形を生じた後に通過することができる。液状成分は、これらの第１および／または第２排出口を阻害なく通過できる。第２排出口は、第１分離部の微細構造要素の開口部において、または開口部上で始まるように設置することができる。それによって、複合物の一部は開口部内で収集され、以後の搬送が阻止されること、他方で各粒子または複合物の一部および液状成分は第２排出口を通ってさらに搬送方向へ流動することが可能となる。本発明に従えば、第１排出口は１μｍ〜５００μｍの幅および／または高さを有することができる。第１排出口の流出面積は、搬送方向において減少する。
【００６３】
本発明に従えば、第２排出口の幅は１μｍ〜５００μｍとすることができ、またその高さは０．１μｍ〜１００μｍとすることができる。第２排出口の流出面積は、第１排出口の流出面積と同様に搬送方向において減少する。
【００６４】
本発明に従う装置の再懸濁部において物質を供給する方法は、１または複数の物質を再懸濁部の少なくとも１つの境界面に乾燥状態で付着させることである。別の方法では、物質の少なくとも１つをペレット、錠剤または粉末の形状で再懸濁部に配置することができる。さらに、物質の少なくとも１つを担体上に供給し、該担体を再懸濁部に配置することも可能である。その際に、物質または担体は再懸濁部の境界面における凹所に配置できる。
【００６５】
粒子は、少なくとも部分的に生物学的起源のもの、たとえば細胞またはそれらの組織、ウイルスまたは類似物とすることができる。粒子からの複合物の生成は、１または複数の物質を用いて、凝集、凝結または凝固などにより製造し、促進し、あるいは加速される。
【００６６】
凝集は、血液学においては血液の特に大形の蛋白質（凝集体、たとえばフィブリノーゲン、ハプトグロビン）の相対的（液体ロス）または絶対的な増加による赤血球の可逆的集積である。凝結とは、抗体やレクチンなどの凝集素による抗原担持粒子（赤血球、バクテリア、ラテックスおよびポリスティロール粒子の受動的間接凝固）のほぼ非可逆的接着である。抗原抗体反応は粒子状抗体の塊状化を生じる。直接的凝固では凝固性抗体がバクテリアまたは細胞結合抗原に向けられており、間接的凝固では溶解性抗原が固体担体に結合される。関連粒子は、顕微鏡観察できるために充分な大きさであるのが通例である。
【００６７】
本発明を実施するために、試料中に存在する抗原担持性粒子を互いに接着して複合物にする凝固性抗体も、凝固性物質として使用できる。そのような反応は、一方では粒子を含む溶液から特定の粒子を除去するための分離法として、他方では試料溶液中の特定の粒子の実証のための分析法として、使用できる。この場合には、分離部は同時に検出部として利用できる。光学的に同定しにくい粒子は、結合によって複合物に変えて可視状態とし、分離部において濃縮される。これらの粒子は、たとえば散乱ないし濁度測定、または光学顕微鏡法などの光学的方法によって、極めて容易かつ簡便に同定できる。
【００６８】
本発明の意味において物質とみなされる抗体は、球状担体上にも設けることができる。これらの球状担体の多くは、直径０．０５μｍ〜１００μｍのポリマー粒子またはガラス粒子である。
【００６９】
第２分離部の微細構造要素は、階段、互いに離れた柱体および／または１または複数のリッジからなり、該要素は装置の上部ないしはカバーと隙間を形成する、あるいは１または複数の排出口を構成する。基本的に第２分離部は、たとえばドイツ国特許出願明細書番号第１０３１３２０１．５／４４号において開示された分離装置の分離部について記載されたように、構成することができる。
【００７０】
本発明に従う分離装置の別の仕様では、第１分離部の前に、あるいは第１分離装置と第２分離装置との間に分岐部を設けることができ、該部を起点として第２の搬送路が第１搬送路から分岐する。この分岐部および該部から始まる第２搬送路により、第１分離部または第２分離部がいわゆる「ろ過ケーキ」の生成によって閉塞した際に、流入する液体が第１分離部または第２分離部を自動的に洗浄することができる。入口の前に、あるいは第１分離部または第２分離部の入口部に堆積した粒子または複合物は、連続的に流入する液体により第２搬送路へ導かれる。それによって、第１分離部または第２分離部は分離工程のために常時開放されるということが達成される。
【００７１】
本発明に従えば、第２分離部までの第１搬送路の長さは、複合物の移動性が限定されているために液状成分または粒子が最初に第２分離部に到達するように、大きさが定められる。有利には搬送路は長さ、断面積、表面性状、および微細構造要素の構成に関して、場合によって特定の粒子を含む液状成分のみが収集部に到達するように、製作することができる。
【００７２】
少なくとも搬送路の部分の好適な親水特性のために、試料の可動性の高い液状成分は、質量、体積およびサイズのために部分的に、あるいは完全に分離部に貯留される粒子または複合物よりも速く収集部を充填する。
【００７３】
液体部分を分離するための本発明に従う方法は、請求項３０に記載されている。液状成分、少なくとも一種類の粒子および／または少なくとも一種類の粒子が互いに結合した複合物を含む液体部分を分離するための方法は、以下の下記ステップを含んでなる。すなわち少なくとも各複合物が生成された培養時間の遅くとも経過後に、液体は分離装置たとえば本発明に従う分離装置の第１の分離部へ送られる。この第１分離部において複合物は貯留される、および／または複合物および／または特定タイプの粒子または全粒子の動きが遅延される。
【００７４】
収集部において収集された液体の分離部分は、収集部において分析できる、あるいは該分離装置外での以後の分析のために収集部から取り出すことができる。濃縮された粒子および／または複合物は、分離部自体において、あるいは搬送路の他の区域において分析することもできる。
【００７５】
分離装置の第２の分離部において、複合物および／または粒子が貯留できる、および／または特定タイプの粒子または全粒子の動きが遅延できる。
【００７６】
培養時間の開始前に、互いに結合された粒子の複合物の製造および／または製造促進の機能を果たす少なくとも一種類の物質を、液体に対して添加することができる。液体は、分離装置の培養部において培養することができる。さらに、該物質は分離装置の再懸濁部において液体に添加される、また液体により再懸濁されることが可能である。
【００７７】
複合物は、少なくとも部分的に粒子の凝集、凝結および／または凝固によって生成することができる。液体に添加できる物質は抗体またはレクチンによりコーティングされた担体（部分）を含むことができるが、それらはたとえば粒子の表面抗原との抗原抗体反応によって凝集物（複合物）の生成作用をなす。
【００７８】
複合物および／または粒子の可動性は第１分離部における微細構造要素によって少なくとも部分的に制限され得る、また複合物は少なくとも部分的に第１分離部の微細構造要素により貯留され得る。
【００７９】
本発明に従えば、複合物は第２分離装置の微細構造要素により貯留される、および／または粒子は部分的にこれらの微細構造要素により貯留される、および／または粒子の少なくとも一部の動きはこれらの微細構造要素により遅延される。
【００８０】
本発明に従えば、液体および液体の分離された部分は毛細管力および／または規模において同等の別の力により搬送することができる。
【００８１】
本発明に従えば、装置は入口、搬送路および収集部が成形されている試料担体を有することができるが、装置は有利には搬送路と収集部を、すなわち、入口を除く試料担体の微細構造面を被覆する上部または蓋部を備えることができる。装置が親水特性を持つ試料、たとえば水性試料または血液に対して提供される場合には、試料担体の微細構造面は少なくとも部分的に親水かさせることができる。
【００８２】
本発明に従う方法は、血液以外の別の複合物生成用液体に対しても適用できる。たとえば、液体中の粒子によっては複合化し、濃縮し、さらに同定することができる。この場合には、分離部において濃縮された複合物も分析目的などに有用である。
【００８３】
本発明に従えば、凝集性物質として凝集性抗体も使用できるが、それらは液体中に存在する抗原担持粒子を互いに接着して複合物とする。そのような反応は、一方では特定の粒子をそれらを含む溶液から分離するための分離法として、他方では試料溶液中の特定の粒子を同定するための分析法として、使用することができる。この場合には、分離部は同時に検出部としても利用される。光学的に同定しにくい粒子は、結合によって複合物に変えて可視状態とし、分離部において濃縮することによって、光学法により容易かつ簡便に同定することができる。
【００８４】
これらの物質は、球状担体上にも配置することができる。これらの球状担体の多くは、直径０．００５μｍ〜１００μｍのポリマー粒子またはガラス粒子である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８５】
本発明に従う分離装置の実施例は、図面に基づいて以下に詳しく説明される。
各図において示された本発明に従う分離装置の実施形態は部分的に同一および部分的に合致する特徴を有しており、それらは同一の参照符号によって表示されている。
【００８６】
図１〜図３に示された第１実施形態は、円形断面を持つ入口２が形成されている下部１ａを有する。この入口２から第１の搬送路１５が横に分岐しており、それは収集部１１まで延びている。収集部１１は、排気管路９を介して大気と接続している。搬送管路９における毛細管ストップは、収集部１１に集められた液状成分の排出を阻止することができる。
【００８７】
そのような毛細管ストップは、搬送管路９の急激に変化する形状寸法によって実現できる。同様に、搬送管路９の表面特性はたとえば親水性表面から疎水性表面へ急激に変化し得る。
【００８８】
入口２と収集部１１との間の搬送路１５は、種々の部に区分されている。液体の搬送方向つまり入口２から収集部１１への方向において、順次に再懸濁部３、培養部４、第１の分離部５および第２の分離部８が配置されている。その際に、第１分離部５および第２分離部８のいずれも第１分離部５の微細構造要素５３，５４および第２分離部８の微細構造要素８３を備えている。
【００８９】
試料担体として機能し得る下部１ａの他に、図１〜図３に断片的に示された第１分離装置は蓋部１ｂを備えており、それは搬送路１５と、収集部１１と、排気管路９とを被覆し、入口２のみを開放している。
【００９０】
図１〜図３に断片的に示された第１分離装置は血液から血漿を得るのに適しており、ヘマトクリットは搬送路１５に沿った搬送時に搬送路１５の第１分離部５および第２分離部８に残留するため、血漿のみが収集部１１において収集される。
【００９１】
ヘマトクリットは、特に搬送路１５に沿った血液の搬送時に生じる表面作用のために、血漿から分離される。
【００９２】
粒子を含む液体は、第１分離部５において、下記の原理に基づいて分離される。粒子および複合物の可動性は他の液体に比べて著しく制限されているため、それらは液体の他の成分よりも緩やかに毛細管によって搬送される。複合物の生成によって（それは質量、体積およびサイズを増大させる）、複合物内に結合された粒子は非結合粒子よりも体積流においてさらに可動性が低下する。
【００９３】
第１分離部５に設けられ、好適には流動方向に交差した位置にある微細構造要素５３，５４によって、連続的貫流中の複合物の運動および速度はさらに抑制される。このように複合物内に結合された粒子を他の粒子を含む液体から分離することは、前述の質量、体積、付加およびサイズの変更により達成される。
【００９４】
赤血球はその粘弾性的特性のゆえに、その直径または厚みよりも小さな隙間や毛細管を貫流できる。５μｍよりも小さな間隙を持つ毛細管隙間を通過する赤血球の仕組みは複雑であり、ハーゲン・ポアズイユの法則に従わない転がり運動により遅延的に行われる。血漿を血液から分離すべき場合には、第２分離部８のリッジ８３と装置上部との間の隙間高さは、試料液体からの非結合の各血球を分離部８に貯留するために好適には５μｍ以下とされる。分離部８は血漿に対して全く、あるいは僅かしか抑制作用を行わないが、赤血球は該分離部において貯留され、制動され、また緩やかにそれを通過する。その際の赤血球の進入深さは、隙間高さと収集部１１が液体によって完全に充填されるまでの時間により左右される。流動方向での分離部８の長さは、当初の単独赤血球が分離部８を完全に通過する前に、収集部１１が既に可動性血漿により完全に充填されるように選定されている。
【００９５】
微細構造要素５３，５４は、特に第１分離部５において搬送方向に対向して、つまり入口２の方向へ開いた開口部６ａ，６ｂを形成する。微細構造要素５４は、その両脚部が入口２の方向に向いている、平面図においてＵ形状のリッジとして構成されている。Ｕ形状の脚部の間には、開口部６ａが形成される。第１分離部５の微細構造要素５３は入口方向に対して傾斜したリッジ５３として形成されており、これらのリッジは搬送路１５の側面の境界面に接続している。リッジ５３と搬送路１５の側面の境界面との間に形成された鋭角区域は、この第２微細構造要素５３の開口部６ｂを構成する。微細構造要素５３，５４の開口部６ａ，６ｂには複合物および血液の粒子（ヘマトクリット）が集合しており、それによって搬送路に沿ったそれらの搬送が阻止され、あるいは少なくとも遅延されるが、血液の小形粒子は僅かに遅延的に第１分離部５を通過することができる。ただし、これらの小形粒子は第２分離部８において貯留されるのであり、そこではリッジ８３がヘマトクリットの小形粒子の貯留あるいは少なくとも動きの遅延を行う。遅延はしても搬送路１５の第１分離部５を通過する大形粒子は、いずれにしても第２分離部８の微細構造要素によって貯留される。
【００９６】
図１〜図３に従う分離装置は、特に請求項３に従う本発明の第２実施形態に関連する別の特徴を有する。第１分離部の前の搬送路１５は、培養部４を包括する。この部あるいは本発明に従う分離装置に対する他の実施例の培養部４において、予め血液または処理すべき他の液体に添加された物質が、液体に作用することができる。これらの物質は、それが液体中に含まれる粒子からの複合物の生成、たとえば赤血球からの複合物の生成を惹起する、あるいは少なくとも促進するように、選定されている。特に血液の場合には、これらの複合物は赤血球および／または白血球または血液に含まれる他の細胞またはウイルスの凝集、凝結または凝固によって生成可能である。
【００９７】
複合物の生成を惹起する、あるいは促進する１または複数の物質は、第１分離装置の再懸濁部３において受容される。液体は培養部４を搬送方向へ貫流するが、物質は液体に作用するため、液体が第１分離部５に到達した時には複合物が生成される、あるいは基本的に生成される。粒子および血球の複合物は、微細構造要素５３，５４によって部分的に貯留され、また部分的に遅延される。貯留される複合物は、たとえば微細構造要素の開口部６ａ，６ｂに集められる。好ましくは、全開口部の総体積は液体中に含まれる粒子つまりヘマトクリットの体積に合致する。第１分離部５の端に到達するのは、複合物に結合されていない単独の粒子および血球のみを含む液体である。これらの最終的な粒子および血球は第２分離部８においてそこに設けられたリッジ８３により貯留される、あるいは遅延されるため、収集部にはそれが完全に充填されるまで、細胞成分または類似物を含まない血漿のみが到達する。
【００９８】
再懸濁部３に配置される物質３ａは、搬送路１５および再懸濁部３の下側境界面に錠剤形状で供給することができる。
【００９９】
図４，５および６による第２の分離装置の第１の分離部からの部分図には、微細構造要素としてのＵ形状のリッジ５４および搬送方向に対して傾斜して配置されたリッジ５３が示されており、これらのリッジは図１〜図３に従う分離装置に対する第１実施形態の第１分離部５におけるリッジに類似している。２つの対向するリッジ間、リッジ５４と搬送路１５の側面の境界面との間、ならびに２つの隣接したリッジ５３，５４または５４，５４または５３，５４の間には、第１排出口１６がある。図４〜図６に従うリッジ５３，５４が図１〜図３に従う対応リッジ５３，５４と異なるのは、前者が開口部６ａ，６ｂの区域に第２の排出口１７を具備することである。第２排出口１７は、血液中に含まれる少なくとも単独の小形粒子および／または血漿のみが通過できる形状寸法を有しており、粒子からの複合物は貯留される。第２排出口１７は第１排出口１６よりも小さい。第１排出口１６は、粒子からの複合物、単独粒子および血漿のいずれも通過させる。第２排出口１７によって空気は開口部から収集部１１方向へ退避するが、液体および粒子または粒子からの複合物は開口部に進入する。
【０１００】
図７では、第３分離装置における血漿が本発明に従う方法を用いて、血液からどのようにして得られるかを示している。そのために図７には搬送路１５の一部、つまり培養部４および第１分離部５が示されている。さらに液体前面１２ａを持つ血漿１２が示されており、血漿中には単独細胞１３、塊状細胞１４ａまたは血球からのいわゆる連銭状赤血球１４ｂが浮遊している。塊状細胞１４ａと連銭状赤血球１４ｂは培養部において、図示されていない再懸濁部によって供給された物質の影響下で生成される。搬送路に沿って作用する毛細管力によって、血液は培養部４から第１分離部５へ搬送される。その際に塊状細胞１４ａ、連銭状赤血球１４ｂまたは単独細胞１３は、微細構造要素５３および５４の開口部６ａおよび６ｂ内に集まる。第２排出口１７によって、同様に開口部６ａおよび６ｂに流入する血漿１２は開口部から搬送方向へ再び排出される。２つの隣接した微細構造要素５３および５４の間ならびに微細構造要素５４と搬送路１５の側面の境界面との間の第１排出口１６は、単独細胞１３および、たとえば塊状細胞１４ａまたは連銭状赤血球１４ｂなどの複合物のいずれも通過させる。凝集細胞により形成された複合物または単独細胞の完全ないしは一時的な貯留によって、血液の前側の流動面において基本的に血漿および単独細胞のみを含む区域が形成される。血漿１２と単独細胞１３とのこの混合物は、第１分離部５からの搬送力によって、図示されていない第２分離部８へ搬送される。
【０１０１】
図８に示された第１分離部における微細構造要素に対する変形例は、第１分離部において単独あるいは種々の組合わせにより設けることができる。微細構造要素ａは基本的に楕円形断面を持つリッジまたは柱体であり、それらは第１分離部５の下側境界面から分離装置の上部まで延びている。微細構造要素ｂは、前後に３列に段付けされている柱体である。２つの隣接した微細構造要素の間、あるいは２つの隣接した微細構造要素ｂの間には、第１排出口１６がある。微細構造要素ｃは蹄鉄状に形成されたリッジであり、隣接した蹄鉄状リッジまたは第１分離部５の側面の境界面とそれぞれ第１排出口１６を構成する。これらのリッジは下側境界面から分離装置の上部１ｂまで延びている、あるいは蹄鉄状リッジの上側と上部１ｂとの間に隙間が生じている。後者は微細構造要素ａおよびｂならびに微細構造要素ｄにも該当する。微細構造要素ｄは第１分離部において搬送方向に対向して延びる屈曲したリッジである。２つの隣接した屈曲リッジの間には、第１排出口１６がある。
【０１０２】
微細構造要素ｅは、搬送路１５の全幅にわたって第１の側面境界面から第２の側面境界面まで延びるリッジである。このリッジには、第２排出口１７が含まれている。微細構造要素ｅの変形例を成す微細構造要素ｆは単独の蹄鉄状リッジであり、リッジｅと同様に第２排出口１７を含んでおり、第１の側面境界面から第２の側面境界面まで延びている。微細構造要素ｇは搬送方向に対して鋭角を成して設置されており、複合物を貯留する、および／または遅延させる、さらに単独の粒子を遅延させるが、液状成分についてはできるかぎり阻止せずに通過させる。
【０１０３】
図９に従う本発明の分離装置の第４実施形態は、入口２および収集部１１のほかに、搬送路１５を備えており、該搬送路は培養部４、第１の分離部５、第２の分離部８、および第１分離部５と第２分離部８との間の分岐部１９を含む。搬送路１５は分岐部１９から直角に屈曲しており、この分岐部１９には培養部４および第１分離部５と一直線をなす第２の搬送路１８が接続している。この第２搬送路１８から、排気管路９が外部へ通じている。
【０１０４】
前記の諸例とは異なり、全分離工程中に分岐点から第２搬送路１８および第２分離部８の方向への体積流が存在する。ろ過すべき液体は、第２分離部８へ平行に流れる。液体の一部は、収集部１１への方向に交差して引き出される。分岐部１９での分離されるべき液体の連続流動のため、粒子は体積流とともに第２搬送路１８へ流入し、第２分離部８の表面の充填が低減される。充填度は体積流に応じて変化し得る。ただし、体積流は常にレイノルズ数１００以下の層流である。液体が毛細管力のみによって駆動される実施形態では、体積流は管路寸法および表面特性によって調整される。
【０１０５】
図９に従う本発明の分離装置の第４実施形態に極めて類似している本発明に従う第５実施形態が、図１０に示されている。しかしながら、図１０に従う第５実施形態では図９に従う第４実施形態とは異なり、分岐部１９は第１分離部の前に配置されている。第１分離部５および第２分離部８のいずれも、分岐部１９に平行に、また分岐部１９から第２搬送路１８への液体の搬送方向に平行に配置されている。第２搬送路１８は、培養部４に対して直線的延長として配置されている。第１分離部５が分岐部１９に対して平行に配置されていることによって、第１分離部５の入口区域は自動的に洗浄される。そのため、第１分離部５の入口区域はそこに形成される「ろ過ケーキ」により閉塞されない。第１搬送路１５および第２搬送路１８における定常的な体積流が、収集部１１の充填完了まで実現される。
【０１０６】
図１１に従う本発明の分離装置の第６実施形態は図１に従う実施形態に類似しているが、図１に従う実施形態とは異なり、搬送路１５に再懸濁部３が設けられていない。第２分離部８の微細構造要素として、下側境界面に直交するスロットを持つリッジ（たとえば図８の微細構造要素ｅまたはｆに相当）が設けられている。この第２分離部８の後方に、収集部１１内の液体の液状成分が集まる。収集部１１から、排気管路９が収集部１１の下側境界面を貫通している。
【０１０７】
図１２には、本発明に従う分離装置の部分図が示されている。入口２には、円形面としての再懸濁部３ａが入口２の下側境界面に設けられる。入口２に充填された液体は再懸濁部３ａの物質に直接的に接触し、該物質と液体中の粒子との間の化学的または生化学的反応により遊離する、あるいは加速されて粒子から同種または異なる粒子を持つ複合物を生成する。
【０１０８】
図１３，図１４および図１５に示された本発明に従う分離装置の第７実施形態も入口２、搬送路１５および収集部からなるが、第２分離部および収集部は図示されていない。図１３には、入口および第１分離部５のみが示されている。この第１分離部５は平面図においてＵ形状のリッジを備えており、それは第１分離部５の下側境界面から分離装置の上部１ｂまで延びる。このリッジは、流体技術的に見て流動方向において前後に位置する分離装置の２つの区域を、互いに分離している。第１の区域Ａはリッジの両脚部の間にあって、入口２と直結している。第２の区域Ｂは、平面図においてＵ形状のリッジを外側で囲み、かつ搬送管路２２によって図示されていない第２分離部と接続された収集管路によって形成される。第１分離部５の第１区域には微細構造要素、たとえば搬送方向に傾斜して設置されたリッジ５３、Ｕ形状のリッジ５４、または柱体５５が設けられており、それらは既述の方法によって複合物の搬送を阻止し、または遅延させ、また単独粒子の搬送を遅延させる。第１区域Ａの流動方向の端には、Ｕ形状のリッジがその湾曲部に排出口２１を有する。Ｕ形状リッジの湾曲部および脚部は、第１分離部５の下側境界面から分離装置の上部１ｂまで一定間隔でスリットされている。これらのスリット２３の幅は、液体の単独粒子および液状成分が貫流できる大きさとなっている。スリット２３は、本発明の意味における第２排出口を形成する。
【０１０９】
図１３〜図１５に示された本発明に従う分離装置は、下記のように機能する。液体は入口２に供給され、そこから毛細管力によって第１分離部５の先端から末端まで搬送される。その際に、個々の複合物および／または粒子は第１区域Ａにおける微細構造要素５３，５４，５５によって貯留される、あるいは遅延される。液状成分および単独粒子は、Ｕ形状リッジのスリット２３に進入する。スリット２３から第１分離部５の第２区域Ｂへの移行部は液状成分に対する毛細管ストップを成すため、液体はスリット２３を介して第２区域Ｂへは搬送されない。湾曲部に設けられた排出口２１は毛細管ストップとして構成されないため、該排出口２１に流入する液体は阻止されずに第２区域Ｂに進入する。これは、たとえば刻み目などによって達成できる。液状成分が第１区域Ａを完全に充填し、またＵ形状リッジの湾曲部の排出口２１が濡れたならば、液体は排出口２１を通って第２区域Ｂに進入し、そこを充填する。その際に液体は形状リッジの外側とスリット２３とを濡らすが、それによってＵ形状リッジの外側の毛細管ストップが機能停止する。スリット２３に滞留している液体はスリット２３から流出可能であり、液体およびそれに含まれる単独粒子の第１区域Ａから第２区域Ｂへの搬送が始まる。第２区域Ｂには、単独粒子を含む液状成分が集まる。第２区域Ｂおよび搬送管路２２において作用する毛細管力のために、液状成分と単独粒子から成るこの混合物は第２の分離部へ搬送され、そこで単独粒子は既述の方法で液体から分離される。
【０１１０】
図１３〜図１５に従う分離装置の変形例において、微細構造要素（スリット）を有するＵ形状リッジは、それが既に本発明に従う分離装置の第２分離部を形成する、またＵ形状リッジの外側の第２区域が本発明に従う分離装置の収集部として機能するように、構成することができる。
【０１１１】
図１６および図１７に示された装置は、図１３〜図１５に示された装置と類似して形成されている。第１分離部はリッジ１０３によって完全に包囲されており、また該リッジ１０３を含んでいる。リッジ１０３は多数のスリット２３によって破られており、これらのスリットは第１分離部をそれに平行に配置されて収集部として形成された管路１０２と接続している。スリットは、第１の分離区分から収集管路１０２への液体に対する毛細管ストップを形成する。ここで、スリット２３は好適には収集管路１０２と等しい深さを有する。スリット２３は、深さ１〜１００μｍ、幅１ｍｍ〜５００μｍ、および少なくとも５０μｍの長さを有する。排出口２１は収集管路１０２と等しい深さを有しており、流入する液体に対する毛細管ストップとして機能しない。
【０１１２】
粒子を含む液体を充填区域へ添加した後に、分離部は毛細管力により完全に充填される。そこで、粒子および複合物は部分的に微細構造要素５３および５４によって貯留される。液体が排出口２１を充填すると同時に、液体は収集管路１０２に流入し、それを入口方向へ充填する（矢印１０４参照）。収集管路１０２の断面積は収集管路１００のそれよりも小さいため、排出口２１を介して流入する液体は好適にはまず収集管路１０２を充填し、次に収集管路１００を貫流する。収集管路１０２の充填工程中に各スリット２３が濡らされるが、それによってそれらの毛細管ストップ機能が停止するため、リッジ１０３内に存在する実際的には静止している液体が各スリット２３を経て収集管路１００方向へ流動できる。その際に流動方向にある微細構造要素５４内の粒子または複合物は部分的に貯留されるため、基本的に粒子の少ない溶液が収集管路１０２を経て第２分離部（図示なし）に続く収集管路１００の方向へ流動する。
【０１１３】
図１８に示された試料担体は、前記の各図に示された他の装置と同様に、請求項３０に従う本発明の方法の実施に適している。試料担体は、入口２のほかに微細構造要素および収集部１１を含む第１分離部５のみを有する。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明に従う第１実施形態の分離装置の下部の平面図である。
【図２】本発明に従う第１実施形態の分離装置の図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】本発明に従う第１実施形態の分離装置の図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】本発明に従う第２実施形態の分離装置の下部の部分平面図である。
【図５】本発明に従う第２実施形態の分離装置の図４におけるＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】本発明に従う第２実施形態の分離装置の図４におけるＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【図７】本発明に従う第３実施形態の分離装置の分離工程中の部分図である。
【図８】本発明に従う分離装置の第１分離部における微細構造要素に対する種々の実施例の図である。
【図９】本発明に従う第４実施形態の分離装置の下部の平面図である。
【図１０】本発明に従う第５実施形態の分離装置の下部の平面図である。
【図１１】本発明に従う第６実施形態の分離装置の下部の平面図である。
【図１２】本発明に従う分離装置の入口の構造に対する変形例の図である。
【図１３】本発明に従う第７実施形態の分離装置の下部の平面図である。
【図１４】本発明に従う第７実施形態の分離装置の図１３におけるＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿った断面図である。
【図１５】本発明に従う第７実施形態の分離装置の図１４におけるＸＶ−ＸＶ線に沿った断面図である。
【図１６】本発明に従う第８実施形態の試料担体の平面図である。
【図１７】本発明に従う第８実施形態の試料担体の図１６におけるＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿った断面図である。
【図１８】本発明に従う方法を実施するための簡略装置の下部および試料担体の平面図である。
【符号の説明】
【０１１５】
２  液体用入口
３  再懸濁部
４  培養部
５  第１分離部
６ａ，６ｂ  開口部
８  第２分離部
１１  収集部
１５  搬送路
１６  第１排出口
１７  第２排出口
１８  第２の搬送路
１９  分岐部
５３，８３  リッジ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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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１８】
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