(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース（４）と、
ベース（４）に対して平行移動可能な引き出し（３）であって、液体を受容する目的の一組のチャンバー（５）を含み、前記チャンバー（５）が壁部（６）によって分離されて一組の隣接するチャンバーを構成している引き出しと
を備えており、
前記引き出し（３）がさらに接触面（７）を含み、接触面（７）の上にはチャンバー（５）の内部と接続する第１の流体連通手段が開口しており、この引き出しの接触面（７）がベース（４）の接触面(１２)と対向して配置され、接触面(１２)上の少なくとも一箇所には、検出手段（１７）と接続する第２の流体連通手段が配置され、
少なくとも１つのシール手段が引き出し（３）の接触面（７）上に設けられている、デバイス（２）。
【請求項２】
前記シール手段は、引き出し（３）の接触面（７）とベース（４）の接触面(１２)との間の第１の流体連結手段を含む空間の密封するように構成されている、請求項１に記載のデバイス（２）。
【請求項３】
前記検出手段（１７）が、第２の流体連通手段（１３）と接続された流体チャネル（２１）及び／又は反応チャンバーを含む、請求項１又は２に記載のデバイス（２）。
【請求項４】
検出手段が、ベース(４)に設けられた流体チャネル（２１）を含むマイクロ流体チップ(１７)を含む、請求項３に記載のデバイス（２）。
【請求項５】
前記第１の流体連通手段が、引き出し（３）内に形成された少なくとも１つの開口（８）と、引き出し（３）の接触面（７）上の開口とを含む、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のデバイス（２）。
【請求項６】
シール手段が、開口（８）の周囲に配置された少なくとも１つのシール部（９）を含む、請求項５に記載のデバイス（２）。
【請求項７】
シール手段が、開口（８）の周囲に配置されている２つの同心円状のシール部（９、１９）を含む、請求項６に記載のデバイス（２）。
【請求項８】
引き出し（３）の接触面（７）と、ベース（４）の接触面（１２）との間に配置されるワイパ（２３）をさらに含む、請求項１ないし７のいずれか１項に記載のデバイス（２）。
【請求項９】
ベース（４）上にマイクロ流体チップ（１７）を配置するための機械的手段（１８、１９）を含む、請求項４ないし８のいずれか１項に記載のデバイス（２）。
【請求項１０】
少なくとも１つのピン（１９）と、ピンと相補的な形状の開口（１８）とを含む、請求項９に記載のデバイス（２）。
【請求項１１】
引き出しが、２つの異なった材料から構成される２つの部品（２０、２２）を含み、これらの部品の１つ（２０）が、第２の部品（２２）より高い剛性の材料からなり、第２の部品が第１の流体連通手段（８、９、１０）を有する、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のデバイス（２）。
【請求項１２】
ベース（４）が、引き出し（３）の動きを案内することのできる断面を有するハウジング（１６）を含む、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のデバイス（２）。
【請求項１３】
引き出し（３）の寸法がハウジング（１６）の寸法より大きいことにより、引き出し（３）がハウジング（１６）内に受容されると応力が発生し、引き出し（３）の接触面（７）がベース（４）の接触面（１２）と接触した状態で維持される、請求項１２に記載のデバイス（２）。
【請求項１４】
引き出し（３）が、ベース（４）に対する運動の方向（Ａ）に応じて、一組の離間した位置決め停止部又はノッチ（２６）を含む、請求項１ないし１３のいずれか１項に記載のデバイス（２）。
【請求項１５】
ベース（４）及び引き出し（３）が、ベース（４）に対して引き出し（３）が平行移動可能となるように配置されている、請求項１ないし１４のいずれか１項に記載のデバイス（２）。
【請求項１６】
マイクロ流体チップ（１７）及びベース（４）が単一の部品として形成されており、チップ（１７）の上面の少なくとも１部がベース（４）の接触面（１２）を構成している、請求項４ないし１５のいずれか１項に記載のデバイス（２）。
【請求項１７】
請求項１ないし１６のいずれか１項に記載のデバイス（２）を含む分析装置であって、処理ステーション（３３）に、ベース（４）に対して引き出し（３）を移動させる駆動手段（３９、４０）と、第１の流体連通手段（８）を経由して、引き出し（３）のチャンバー（５）に又は引き出し（３）のチャンバー（５）から、一定量の流体を移送する手段（４２）とを有している装置。
【請求項１８】
処理ステーション（３３）に電気的接続手段（３８）を含み、電気的接続手段（３８）が、請求項４に記載のデバイス（２）のマイクロ流体チップ（１７）の接点と電気的接続を確立するための少なくとも１つの導電性タブ（３８）を有している、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
貯蔵ステーション（３０）が、一組の行及び列の上に貯蔵された一組のデバイス（２）を受容するための貯蔵手段を含む、請求項１７又は１８に記載の装置。
【請求項２０】
引き出し（３）に、試薬、液体、及び／又は試料を充填するためのチャンバー（５）の充填ステーション（３２）を有する、請求項１７ないし１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
充填ステーション（３２）に、引き出し（３）のチャンバー（５）を充填するための少なくとも１つのピペット又は針（３５）を含み、ピペット又は針（３５）は、高い第１の位置と、引き出し（３）のチャンバー（５）を充填するための低い第２の位置との間で移動可能であり、前記針（３５）又はピペットが、試薬又はその他の何らかの液体の容器、あるいは分析される試料の容器と接続されている、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
装置のステーション（３２、３３、３０）間でデバイスを移動させることができる搬送及び／又は操作手段（３４、３６）の１つを含む、請求項１７ないし２１のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物学的試料の準備及び処理のためのデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のデバイスは、生物学的プロトコル、特に複雑な生物学的プロトコルの自動化に使用されることを特に目的としている。
【０００３】
非限定的な、この種のデバイスは、病原体、病原体分子、病原体核酸、あるいは病原体蛋白質の検出に応用される。
【０００４】
前記生物学的プロトコルは、好ましくは、低コスト消耗デバイスとして実用されなければならず、このデバイスは、検出モジュールと接続され、各試験の間に交換される。この消耗品は、例えば機械的又は光学的な部品などの高価な部品を含む処理装置に挿入可能である。
【０００５】
種々な技術が、例えば、数ミリリットルの試料に基づいて開始される免疫学的プロトコルといった自動化された複雑な生物学的プロトコルに用いられている。どのような場合でも、数種類の試薬の存在が、種々の貯蔵容器と少なくとも１つの反応容器を必要とする。流体を動かす手段も必要である。
【０００６】
特にGenpoint社に用いられ、Tecan社によって販売された準備ロボットを採用する最初に知られたデバイスは、ピペット及び多くのウェルを有するプレートを三次元に動かす手段を含み、前記ウェルには試薬又は試料が含まれている。
【０００７】
ピペットは、ウェル上に停止して一定量の試薬を採取するためにプレートの上を動いた後、試料を含むウェル上に配置されて前記ウェル内に一定量の試薬を供給し、各種試薬についてこれを続ける。
【０００８】
反応を進行させるために必要な追加の手段、特に加熱手段あるいは磁気捕捉手段は、プレートの下に配置することができる。
【０００９】
このようなデバイスは、ピペットを動かすために精密な機械的手段を用いるので、構造が複雑で運搬が困難という欠点をもつ。
【００１０】
したがって、試験と試験の間の汚染を防止する為に、使い捨ての閉じられたデバイス内で試験を行うことが想定されている。
【００１１】
このように、米国特許第6878540号、同第6440725号及び同第6881541号は、特に試料、洗浄及び溶出用の流体、試薬、一組の導水管（以下、チャネルという）によって連結されたチャンバー又は容器を受容するためのチャンバー又は容器を含む使い捨てカートリッジを有するデバイスを記載している。これらのデバイスは、マイクロ流体チップも含んでいる。種々のチャンバーと容器の間の流体の動きは、ポンプ、及び弁又は流体ダイオードの種類のフローコントロール手段の作用によって、一組のチャネルを用いて供給される。そのようなデバイスの１つの用途は、特にＰＣＲによって、核酸を抽出及び増幅するための流体サンプルの処理を実行することである。
【００１２】
その一部として、米国特許第6734684号は、一組のチャンバー及び容器を含む使い捨てカートリッジについて記載している。この文書の場合、単一の処理チャンバーが使用され、回転ユニット内に備えられたチャネルによって、選択的に他のチャンバー又は容器と流通される。
【００１３】
これらの解決策は、汚染を減少させるうえで効果的であるが、依然として複雑なチャンバー間の液体の流通及び運動のための構造を設けることを伴う。
【００１４】
米国特許第6964862号は、規定圧力を上回る流体の流通を可能にする壁によって分離されたチャンバーを有する使い捨て要素を含むデバイスを記述している。それぞれのチャンバーは、閉じられる前に特定の流体で満たされる。互いに隣接する２つのチャンバーに収容される流体間の流通は、２つのチャンバー内の一方にかかる機械的圧力によって守られており、この圧力が分離壁に穴を開ける原因となる。
【００１５】
最後に述べたデバイスは、チャンバー間の流通を単純化し、同時に試験と試験との間の汚染を制限することが可能である。
【００１６】
上述のデバイスの小型化に関して、使用される液体の量はますます少量になってきた。液体量が余りにも少ないため、合成された試薬を伴う使い捨て容器を使うことが困難となってきた。事実、コストを考えると、チャンバーあるいは容器の作製に用いられる材料は、ポリオレフィンといった安価な基礎プラスチックである。これらの材料は、適切に処理しなければ長期間の密封性は無く、障壁としての特性も低い。したがって、壁部を通して拡散が起こりうる。このことから、溶媒の蒸発による試薬濃度の変化が生じる。このような蒸発は、試薬量が数百μlの場合は無視できるが、試薬量が50μl未満の場合は無視できない。
【００１７】
これは、使用直前まで試薬をデバイスに入れることができないことを意味する。
【００１８】
上述のデバイスの小型化に伴って、デバイスそのものが小型化している。容易な操作を可能にするサイズの限界は、切手大又は角砂糖大と想定できる。各作業にかかる時間及びデバイスの部品を失う危険性といった観点から、作業者がこのサイズの組み立て又は操作を行うことはできない。数百のデバイスを含む使い捨てデバイスのセットを使用することが、より実用的である。自動装置は、使い捨ての、単一回使用のデバイスの操作に対応する。
【００１９】
最後に、デバイスは、複数の異なる製造者から受け取った複数の構成要素から組み立てられたものであることに留意されたい。したがって、このようなデバイスの構造は、課された耐久性である約10μmのオーダの観点から、自動組み立てに適していることが必要である。
【００２０】
したがって、自動装置によって容易に充填また使用できる小型デバイスを提供することが望ましい。この装置は、満足できる性能を提供すると同時に、低コストで容易に製造できることが必要である。
【発明の概要】
【００２１】
本発明は、上述の欠点のすべてあるいは一部を解消することを目的としている。
【００２２】
この目的を持って、本発明は、ベースと、ベースに対して相対的に移動可能な引き出しとを備えた、生物学的試料を準備、処理、及び／又は分析するためのデバイスに関する。このデバイスは、液体を受け入れるための一組の貯蔵チャンバー及び／又は反応チャンバーを有し、これらチャンバーは壁によって分離されて、一組の隣接したチャンバーを構成している。引き出しは更に接触表面を有し、接触表面の上には、チャンバーの内部容積と接続された第１の流体流通開始手段が開口している。引き出しの接触面は、ベースの接触面と対面する位置に配置され、ベースの接触面の少なくとも一箇所には、検出手段に接続された第２の流体連通手段が配置される。
【００２３】
引き出しのチャンバーと検出手段との間に液体の移動を生じさせるために、チャンバーの第1流体連通手段は、ベースの接触面の第２流体連通手段と整列しなければならない。したがって、引き出しの種々のチャンバーが検出手段と交互に流通し、各段階で規定量の液体がチャンバーと検出モジュールの間で移動できるように、引き出しを動かすことが可能である。
【００２４】
こうした構成が、複雑な生物学的プロトコルの実行を簡単かつ堅調にすることを可能にする。このような構成は、濡れ性の高い液であっても、漏洩や汚染なくきわめて少量の液体を供給することを可能にする。
【００２５】
好ましくは、本発明によるデバイスは、引き出しの接触面上に設けられた少なくとも1つのシール手段を有する。
【００２６】
有利には、検出手段は、第２流体連通手段に接続された流体チャネル及び／又は反応チャンバーを含む。
【００２７】
好ましくは、検出手段は、ベース上に設けられて流体チャネルを含むマイクロ流体チップを含む。
【００２８】
有利には、第1の流体連通手段は、引き出しに設けられた少なくとも１つの開口と、引き出しの接触面上の開口とを有する。
【００２９】
好ましくは、シール手段は、開口の周囲に位置する少なくとも１つのシール部を有する。さらに好ましくは、シール手段は、開口の周囲に位置する２つの同心円状のシール部を有する。
【００３０】
有利な１実施形態によると、本発明のデバイスは、引き出しの接触面とベースの接触面との間に配置されるワイパをさらに有する。
【００３１】
好ましくは、デバイスは、ベース上にマイクロ流体チップを配置する機械的手段を有する。前記配置手段は、少なくとも１つのピンと、補完的な形状を有する開口部とを含むことができる。
【００３２】
有利には、引き出しは、２つの異なった材料から構成された２つの部品を有し、前記の部品の１つは、第２の部品よりも剛性の高い材料からなり、第２の部品は第1の流体連通手段を支持する。
【００３３】
好ましくは、ベースはハウジングを有し、ハウジングの区画は引き出しの運動を案内することができる。引き出しがハウジング内に配置されたときに圧力が生じ、引き出しの接触面がベースの接触面と接し続けるように、引き出しの寸法をハウジングの寸法より特に大きくすることができる。ベースと引き出しとは、特に、ベースに対して引き出しが相対的に運動できるように配置されている。
【００３４】
１実施形態によれば、引き出しは、ベースに対する運動に方向に応じて、別個の位置決めストップ又はノッチの組を含む。
【００３５】
有利には、マイクロ流体チップとベースとは一体に形成され、チップの上面は少なくとも部分的にベースの接触面を構成している。
【００３６】
本発明は、前記のデバイスを備える分析装置にも関連しており、この装置は、処理ステーションにおいて、ベースに対する引き出しの動きを駆動させる手段と、所定量の液を、引き出しのチャンバーに移すか、又は流体連通手段を経由して引き出しのチャンバーから移す手段とを有している。
【００３７】
有利には、この装置は、処理ステーションにおいて、本発明によるデバイスのマイクロ流体チップの接点と電気的接続を確立するための、少なくとも１つの導電性タブを含む電気的接続手段を含む。
【００３８】
有利な１実施形態において、本装置は、
−一組のデバイスを貯蔵するステーション、及び／又は
−引き出しのチャンバーを、試薬、液体、及び／又は試料で満たすステーション
を含むことができる。
【００３９】
好ましくは、貯蔵ステーションは、一組の列と行の上に貯蔵された一組のデバイスを収容することを意図した貯蔵手段を有する。
【００４０】
有利には、装置は、充填ステーションにおいて、高い第１の位置と、引き出しのチャンバーを充填するための低い第２の位置との間を移動することができる、引き出しのチャンバーを充填するための少なくとも１つのピペットあるいは針を含み、前記針又はピペットは、試薬又はその他の液体、あるいは分析すべき試料の容器と接続されている。
【００４１】
好ましくは、装置は、装置のステーション間においてデバイスを動かすための運搬手段及び／又は操作手段を含む。
【００４２】
本発明は、添付図面を参照する後述の詳細な説明によってさらによく理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、上から見た本発明による第1のデバイスの斜視図である。
【図２】図２は、マイクロ流体チップを除いた図１のデバイスを下から見た図である。
【図３】図３は、デバイスのベース上にマイクロ流体チップを含む図１のデバイスを下から見た図である。
【図４】図４は、図１のデバイスに使用可能な第1の引き出しの底面の拡大斜視図である。
【図５】図５は、図１のデバイスに使用可能な第２の引き出しの底面の拡大斜視図である。
【図６】図６は、図５の引き出しの側面図である。
【図７】図７は、本発明による第２のデバイスの斜視図である。
【図８】図８は、引き出しの上に保護フィルムが配置された図７のデバイスの斜視図である。
【図９】図９は、図８のデバイスの詳細図である。
【図１０】図１０は、部分的に示した分析装置内に配置された図７のデバイスの図である。
【図１１】図１１は、装置内でのデバイスインストール工程の間に部分的に示した分析装置内に配置された図７のデバイス斜視図である。
【図１３】図１３は、分析装置のデバイス貯蔵ステーションと充填ステーションとを示している。
【図１４】図１４は、分析装置のデバイス貯蔵ステーションと充填ステーションとを示している。
【図１５】図１５は、前記デバイスの使用の異なる段階を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、合成電流を示す第１の実施例に関する線グラフであり、ＰＡＬの存在下におけるＰＡＰＰの分解生成物であるパラアミノフェノールの酸化を時間の関数として示している。
【図１７】図１７は、第1の実施例に関する線グラフであり、電流の勾配の変化を、較正血清中のトロポニンの既知濃度の関数として示している。
【図１８】図１８は、第２の実施例に関する線グラフであり、測定された電流の変化を時間の関数として示している。
【図１９】図１９は、第３の実施例に関する線グラフであり、測定された電流の変化を時間の関数として示している。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下に示す上記図面の詳細な説明において、本発明の理解を容易にするために、同一要素あるいは同一の機能を満たす要素には同一参照記号を付した。
【００４５】
図１から図３に示すように、本発明の第１の実施形態では、生物学的試料を準備及び処理するデバイス２は、壁部６によって分離された、液体を収容するための隣接する反応チャンバー及び／又は一組の貯蔵チャンバー５を含む引き出し３を有する。デバイス２は、さらにベース４を有し、ベース４に対して引き出し３が移動する。
【００４６】
チャンバー５は、Ａ方向に整列し、引き出し６は、ベース４に対し、同じ方向Ａに平行移動することができる。各貯蔵屋５は引き出し３の上面に向かって開口している。
【００４７】
引き出し３は下部接触面７を有し、この接触面の上には、第１の流体流通確立手段が開口している。流体流通確立手段は、少なくとも１つの貯蔵チャンバーの内容積に接続し、各チャンバー５の底面に流通開口８を含んでいる。
【００４８】
第１の円形のシール９は、引き出し３の接触面７上の、流通開口８の周囲に設けられている。第１シール９と同心の第２のシール１０は、引き出し３の接触面上の、第１のシール９の外側に設けられている。このようなシールの配置によって、たとえ第１のシールが損傷を受けても密封性が維持される。
【００４９】
引き出しの接触面７は、ベース４の接触面１２に対面して配置されており、接触面１２の少なくとも一箇所には、引き出しの第１の流体連通手段と相補的な第２の流体連通手段が配置されている。第２の流体連通手段は、ベース４の接触面１２の第１の開口１３と、ベース４の底面１５に配置された第２の開口１４との間に延びる流通チャネルから構成されている。
【００５０】
したがって、引き出しの開口８がベース接触面の開口１３と連通していないとき、ベースの接触面１２に対して保持することにより、シール９は、開口８の周囲に密封を確立することにより、各チャンバーの密封性を保証し、開口８と開口１３が互いに連通するとき、開口８と１３との間に漏れがないように、流体を流通させることができる。
【００５１】
ベース４はハウジング１６を備え、ハウジングの区画は、引き出し３を案内して並行移動させることができる。しかしながら、引き出し３の寸法がハウジング１６の寸法より僅かに大きいことにより、引き出し３がハウジング１６に受容されると、応力が発生して引き出し３の底部接触面７がハウジングの接触面１２と接触したまま維持され、それによりシール９、１０がベース４の接触面７に押し付けられ、シール９、１０の密封性が保証される。
【００５２】
流体チャネル２１を含むマイクロ流体チップ１７は、ベース４に設けられたチャネルの第２の開口１４がマイクロ流体チップの入り口開口の反対に位置するように、ベースに搭載される。
【００５３】
このチップの構造と製造に関してはここに記載しない。様々な種類のチップを使用することができる。参考に、この種のタイプのチップの構造と製造について記載した文献、国際公開第98/23957号及び欧州特許第1255690号をここに引用しておく。言うまでもなく、これら特許文書に記載されたもの以外のマイクロ流体チップをデバイス２に用いることができる。
【００５４】
ベース４とチップ１７とは、マイクロ流体チップをベースの底面に配置する機械的手段を有している。この機械的手段は、チップに形成された２つの貫通開口１８と、チップ１７の２つの貫通開口１８に収容されるように意図された、ベース４の底面１５に設けられた２つのピン１９とから構成されており、ピン１９と開口１８とは互いに相補的な形状、この場合は円形を有している。
【００５５】
好ましくは、チップ１７はベース４の底面１５上に糊付けにより固定される。
【００５６】
チップ１７は、液体の入り口と液体の出口とを有し、これらの出口、入り口は、実施形態に従って、チップの上面あるいは下面に設けることができる。
【００５７】
チャンバー５とチップ１７との間に流体を流通させるためには、チャンバー５の液体流通用開口８が、ベース４の接触面１２に形成された開口１３と整列しなければならない。したがって、引き出しを押して、引き出しの第１のチャンバーの第１の開口をベースの開口と整列させるために、後述の駆動手段を用いることができる。対応するチャンバーに収容されている液体が移される時、駆動手段が引き出しを押すことにより、引き出しの第２のチャンバーの開口がベースの開口と整列して第２のチャンバーに収容されていた液体が移され、そのような操作が最後のチャンバーに達するまで繰り返される。
【００５８】
ベース４は、射出成形法によって、特に単一の材料から作製することができる。種々の材料をベース４に用いることができ、以下の特性を有することが望ましい。
−良好な平坦性、すなわち、金型から材料を取り出す際に、過剰な収縮や変形が無いこと。
−平滑な表面であること。
−引き出しをベースの接触表面に強固に保持するための良好な機械的強度を有すること。
【００５９】
射出の位置は、平坦性と満足な充填が可能となるように選択される。さらに、ベースの設計は、引き出しを挿入したときの応力を考慮しなければならない。ベース４は、例えば、ポリカーボネート（PC）、ポリスチレン（PS）、ポリメチルメタクリレート（PMMA）、ポリエーテルイミド（PEI）、ポリエチレンテレフタレート（PET）、ポリエチレンナフタレート（PEN）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ABS）、スチレンアクリロニトリル（SAN）から作製することができる。
【００６０】
引き出し３はまた、２種類の方法、即ち１回の射出成形と２種類の材料による２重射出成形とにより生成可能なプラスチックのインジェクションモールディングである。
【００６１】
１回の射出の方が簡単かつ安価である。一方、２重射出成形はアセンブリの構造安定性を向上させることができる。
【００６２】
単一の材料から製造された引き出し３は、種々の異なった高分子、例えば、特に熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性エラストマから製造することができる。
【００６３】
図１から図４に示す引き出し３は、単一の材料から製造される。言うまでもなく、これは製造を単純にする。
【００６４】
図５、６に示す引き出し３の１実施形態によれば、引き出しは、２種類の材料からなる２つの部品２０、２２を含み、部品２０は部品２２の材料より剛性の高い材料を含み、部品２２は流体連通手段８とシーリング手段９、１０を備えている。
【００６５】
この引き出しは２つの材料の射出成形によって生成される。柔軟性の高い第１の材料は、ベースと気密に接触する部品２２に用いられ、特に熱可塑性エラストマあるいはポリオレフィンであり、引き出しのその他の部分を構成する部品２０には、強靭で安価な高分子、例えば熱可塑性樹脂が用いられ、これはポリオレフィンとすることができる。これら２つの高分子の接着は、２つの材料間の漏洩や解体を防止するために満足のゆくものでなければならない。
【００６６】
引き出しの第１の実施形態に関する説明と同様に、引き出しの接触ゾーンは、開口８の周囲に２つの同心円状のシール９、１０を含む。
【００６７】
２つのチャンバーの２つの開口の間に、接触面はワイパ２３も含むことができる。
【００６８】
ワイパ２３は、三角形、長方形、あるいは半円形の外形を有する突起部として形成されている。
【００６９】
好ましくは、ワイパ２３の高さはシール９、１０の高さより高く、ワイパ２３は、ベース４の接触面１２に対して接触するように設計されている。
【００７０】
これらワイパ２３の効果は、ベースの接触面１２と引き出しの接触面７との間にある残渣を２つのシール９、１０の外側に掻き出すことによって、これらの残渣を２つの隣接したワイパ２３の間に閉じ込め、開口８を経由して他のチャンバー５に収容される液体が汚染されることを防止することである。
【００７１】
図７〜図１２に示す第２の実施形態によれば、デバイス２は、第１の実施形態に記載されたものと同様に、引き出し３、ベース４、及びベース４の下面に固定されたチップ１７を含む。
【００７２】
ベース４は、引き出し３との接触面１２の上に、マイクロ流体チップのチャネルの入り口と流通可能な開口を有する。
【００７３】
ベース４は第２の貫通チャネルも含んでいる。貫通チャネルは、ベースの下面上でチップの流体出口と流通し、引き出し３の接触面１２に対して突出している突起部２５において、ベース上面の出口２４に開口している。
【００７４】
この実施形態では、引き出しの側面に一組の位置決めノッチ２６が設けられている。この位置決めノッチは、ベース４のハウジング１６の壁に設けられた留め部２７と相互作用する構成となっている。留め部２７は、図７及び図９に図示されている。有利には、留め部はハウジング１６の両面に設けられており、ノッチ２６は引き出し３の両側に位置している。このような配置により、ベースに対する引き出しの移動途中の位置を精密に決めることができ、その位置において、チャンバー５の液体流通開口８が、チップ１７の入り口と流通するベース４の開口１３と整列する。
【００７５】
図８に示すように、チャンバーの上面は開口しており、使用前にはフィルム２８で覆うことができる。
【００７６】
図示しない変形例によれば、チップ１７は、特にベース４の接触面内に作られたハウジング内において、引き出しに直接接触することができる。このような構成により、汚染を防ぐことができる。
【００７７】
図示されない別の変形例によれば、チップ１７及びベースは、射出成形法によって得られる一体品として製造することができる。その場合、チップの上面は、部分的にベースの接触面を構成する。
【００７８】
本発明によるデバイスは、分析装置に使用されることを意図している。前記分析装置は、一組のデバイス２を貯蔵するステーション３０、引き出し３のチャンバー５を種々の試薬、液体、試料で満たすためのステーション３２、及び処理ステーション３３を含む。
【００７９】
図１３及び１４は、デバイス貯蔵ステーション３０及びデバイス充填ステーション３２を示している。
【００８０】
貯蔵ステーション３０は、一組の列及び行に貯蔵された一組のデバイス２を収容することができる。移送手段３４がデバイスをこの枠から取り外し、充填ステーション３２に設置する。
【００８１】
この充填ステーション３２は、引き出しのチャンバーを充填する一組のピペット又は針を有する。針３５又はピペットは移動可能であるので、高い第１の位置から、引き出し３のチャンバー５を充填する低い第２の位置まで移動することができる。
【００８２】
各針３５又はピペットは、試薬又はその他の液体の容器、あるいは分析対象の試料の容器に接続されている、
【００８３】
引き出しのチャンバーが充填されると、デバイスは、移送手段３４から充填されたデバイス２を取り上げるマニピュレータ３６によって処理区画に移送される。
【００８４】
特に、図１０ないし１２に示すように、分析装置の処理ステーション３３は、デバイス２のベース４の形状に相補的な形状の収容部位３７を有することにより、前記ベース４の位置決めを高い精度で行うことができる。図１２に示すように、収容部位３７はマイクロ流体チップ１７との接続手段を備え、この手段は、マイクロ流体チップ１７の接点と電気的接続を確保するための一組の導電性タブ３８から構成されており、前記接点は収容部位３７と接続される。
【００８５】
導電性タブ３８上にスプリングが働くことにより、電気的接続が維持される。
【００８６】
処理ステーション３３は、ベースに対して引き出しを相対的に移動させる駆動手段を有し、前記駆動手段は、引き出し３の把持機構４０を動かすモータ３９を含む。有利には、把持機構４０がベース４内のハウジング１６上方の引き出しの上部と相互作用する。
【００８７】
図１０及び１１に示すように、把持機構はカバー４０の形に形成されて、デバイス２の引き出しを覆ってその側面と相互作用することにより引き出し３を動かすことを意図している。
【００８８】
モータ４０は、カバーを平行移動させるために、カバー４０のノッチあるいはねじ山と相互作用するウォームネジを含むアウトレットシャフトを有する。
【００８９】
モータ３９はステッピングモータとすることができる。
【００９０】
把持機構又はカバー４０は、デバイスを収容位置に対して、及び電気的接続手段に対して、所定の位置に保持するために、デバイスに圧力をかけることもできる。
【００９１】
一実施形態によると、前記圧力を、他の機構によってベース４あるいは引き出し３に印加することができる。
【００９２】
処理ステーション３３は、チップ１７の出口と連通しているベースの出口穴２４に接続されたポンプ４２も含む。したがって、ポンプ４２は、ポンプによって生ずる吸引方向に向かって、チップ１７のチャネルの下流に配置され、デバイスのチャンバーは、このチャネルの上流に配置される。
【００９３】
引き出し３の駆動手段３９、４０及びポンプ４２は、装置を支持する第１部４３に取り付けられ、装置を支持する第２部４４に対して可動である。第２部４４の上には、デバイス２の収容部位３７が設置される。これら２つの支持部は、特に、水平軸に対してスイベル連結４５によって接続される。
【００９４】
デバイス２は、マニピュレータ３６によって収容位置に配置される。
【００９５】
マニピュレータ３６は、デバイス２を把持する手段４６を含み、この把持手段４６は、例えば、吸引効果によって引き出し３の前面上の所定の位置にデバイスを保持するための吸引手段から構成される。マニピュレータ３６は、支持部の第１部４３と相互作用するように意図された傾斜部４７も含む。
【００９６】
デバイスを装着する間、傾斜部４７は、支持体の第１部４３と相互作用して、支持体の第１部を持ち上げ、支持体の第２部から離すように動かすことにより、デバイスの収容位置を開放する。
【００９７】
マニピュレータ３６は、収容位置３７にデバイスを置き、次いで後退する。すると、支持体の第１部４３は、装着されたばかりのデバイス２の引き出しのカバー４０と共に元の位置に戻り、ポンプ４２がベース４の出口穴２４と接触する。
【００９８】
図１５に模式的に示すように、分析装置と本発明のデバイスとを組み合わせた操作が、５つのチャンバー５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅを含む引き出し３を有するデバイスについて、次の段階により示される。
【００９９】
第１段階Ｅ１において、新しいデバイス２が、装置の貯蔵ステーション３０に貯蔵されている一組のデバイスから搬送手段３４によって引き出され、充填ステーション３２に配置される。
【０１００】
第２段階Ｅ２において、チャンバー５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅを、プレウエッティング緩衝剤、試料、接合体溶液、洗浄緩衝剤、及び実行される分析専用の基質でそれぞれ充填する。
【０１０１】
第３段階Ｅ３において、このように充填されたデバイスは、装置の処理ステーション３３に移送される。
【０１０２】
第４段階Ｅ４では、第１チャンバー５ａがチップに接続されて、ポンプが第１チャンバー５ａからチャネル２１内にプレウエッティング緩衝剤を吸引するまで、駆動手段が引き出しを動かす。
【０１０３】
第５段階Ｅ５では、第２のチャンバー５ｂがチップと接続されて、ポンプが第２のチャンバーに収容されている試料をチャネル２１内に吸引するまで、駆動手段が引き出しを動かす。
【０１０４】
第６段階Ｅ６では、第３チャンバー５ｃがチップと接続されて、ポンプが第３チャンバーに収容されている接合体溶液をチャネル２１内に吸引するまで、駆動手段が引き出しを動かす。
【０１０５】
第７段階Ｅ７では、第４チャンバー５ｄがチップと接続されて、ポンプが第４チャンバーに収容されている洗浄液をチャネル２１内に吸引するまで、駆動手段が引き出しを動かす。
【０１０６】
第８段階Ｅ８では、５チャンバー５ｅがチップと接続されて、ポンプが第５チャンバーに収容されている基質をチャネル２１内に吸引するまで、駆動手段が引き出しを動かす。
【０１０７】
第９段階Ｅ９において、ポンプの吸引は停止され、チップにおいて信号検出が行われる。
【０１０８】
第１０段階Ｅ１０において、すべての流体は、廃棄物を収容するための貯蔵容積に導かれる。特に、ポンプを用いて、すべての液体をデバイスの同一のチャンバーに戻すことができ、また、図７に示すように、このチャンバーにはオーバーフロー経路を設けて、隣接したチャンバーを充填することも可能である。或いは、この容積は、各段階の間、又は最終段階の最後に、３方弁を用いて廃棄貯蔵容積に塩析分離することができる。
【０１０９】
本発明の１実施形態によれば、試料及び接合体の溶液は、同じチャンバー、この場合はチャンバー５ｂに分配可能であることに注意されたい。この実施形態によれば、この場合、第１チャンバー５ａと第４チャンバー５ｄのみが充填される。
【０１１０】
別の実施形態によれば、使用する液体の量が僅かであることを鑑みて、洗浄液を省くことが可能である。このとき、洗浄緩衝液の役割を果たすのは、基質の溶液である。この場合、試料と抱合体の溶液が混合されているか、分離されているかに応じて、基質の溶液は第３チャンバー５ｃ又は第４チャンバー５ｄに分配される。
【実施例】
【０１１１】
以下の実施例において、使用したデバイスは、２材料系及びポリカーボネートの塩（SABIC社販売のHPSI級）を含んでいる。
【０１１２】
チップは、ベース上にＵＶ接着剤によって接着されている。チップは、液入り口が上面に、出口が下面にもうけられた種類である。このようなチップは、Dyconex社の製品で、次の特性を有する。内部の液チャネルは、幅１８０μm、深さ３５μm、チャネル中に２４つの作用電極が配置され、電極の直径は５０μm、間隔は１５０μmである。
【０１１３】
実施例１：トロポニンの分析
チップ１７のチャネルは、濃度１０μg/mlの濃度のアンチ−トロポニン抗体の吸収によって機能化され、ついで不動態化後に真空乾燥した。チップ１７は、その後、ＵＶ樹脂でベース４の下側に接着した。引き出し３は、最終的に、ベース４のハウジング１６内に挿入された。
【０１１４】
引き出し３のチャンバー５は各２０μlの以下の試薬で満たした。
−チャンバー５ａ：プレウエッティングバッファ
−チャンバー５ｂ：アルカリフォスファターゼ（PAL）で標識されたアンチトロポニン抗体を含む溶液で１／２に希釈した、患者の血清又は血液
−チャンバー５ｃ：パラアミノフェニールフォスフェート（PAPP）
【０１１５】
ベース３、チップ１７、引き出し４で構成されたデバイス２は、装置内の所定位置に配置され、分析プロトコルが開始される。引き出し４の駆動手段３９、４０は、所定の時間にチャネル中に各試薬を分配するために、チャネル２１に対して引き出しを動かすことができる。種々の試薬は、注射器型ポンプによってチャンバーからチャネルに吸引される。注射器本体の容量は免疫学的試験の各段階について十分である。この容量は、各段階の間で、３方弁により廃棄物貯蔵容量に塩析される。
【０１１６】
免疫学的試験の各段階は以下の通りである。
−段階１：特定のバッファを用いたチャネルの活性化（３０秒）
−段階２：試料＋接合体混合物の吸引（５分）
−段階３：基質の吸引、この段階は洗浄段階としても働く（１分）
【０１１７】
これら３段階の終了時に、電気化学的検出が開始される。ギャップ電位（−0.2V/0.2V、各電位で１秒）を３０サイクル印加した。PAL存在下でのPAPPの劣化生成物であるパラアミノフェノールの酸化の結果の電流を測定した。この電流の、時間の経過に伴う変化をプロットし、この動的曲線の原点からの傾斜を測定して図１６を得た。この値は、患者試料中のトロポニン濃度を特徴とする。この図を用いて、較正血清の既知のトロポニン濃度の関数として傾斜I=f(t)の変化を表す較正曲線を図１７に示すように求めると、患者の１回の投与量を決めることができる。
【０１１８】
実施例２：４種のパラメータの同時分析
この実施例では、４つのチップ１７の４つのチャネル２１が４種の分析物に特異的な異なる試薬で機能化される。
【０１１９】
第１のチャネルは、アンチトロポニン抗体で機能化される。第２のチャネルは、アンチTSH抗体で機能化される。第３のチャネルは、アンチエストラジオール抗体で機能化される。最後に、最後のチャネルは、トキソプラズマに対する免疫性を検出するために、トキソプラズマ抗原によって機能化される。これら４つのチャネルは、４つの異なるベースの下の所定位置に接着され、その後４つの引き出しはベースの各々に装着される。
【０１２０】
下の表１は、４つの引き出しの各チャンバーに分配された試薬を示している。
表１
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【０１２１】
４種の分析は、分析装置で同時に開始される。この４種の分析プロトコルは、それらの段階の数及び段階の期間が異なり、１０〜１９分である。最後の試薬であるPAPP酵素基質を通過後、各チャネルの電気化学的検出が、実施例１で述べたように開始される。時間の関数としての電流の変化を測定し、その結果を図１８に示す。
【０１２２】
較正曲線を作成後、原点における傾斜の測定に基づいて、試験した４種の試料の４つの分析物の各々について、１回の投与量を決定することができる。
【０１２３】
実施例３：全血の試料に対する同時分析の再現性
４つのチャネルは、アンチトロポニン抗体によって機能化される。これら４つのチャネルは、４つの別々のベースの下に接着されて、４つの引き出しが装着される。これら引き出しのそれぞれには、実施例１で記述のように特定のトロポニン試薬が充填される。全血の同一の血液全試料は、４つのチャネルの各々について４回試験される。分析は、分析装置の４つのステーションにおいて同時に開始され、その後電気化学的検出が行われる。それぞれのチャネルについて得られた時間の関数としての強度曲線の傾斜を測定する。このようにして、４つの分析の再現性（CV）が、図１９及び表２に示すように測定されている。
表２
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【０１２４】
実施例４：トロポニンパラメータの分析的検出の限界
３２のチップの３２のチャネルがアンチトロポニン抗体で機能化される。これらの種々のチャネル２１に対し、既知のトロポニン濃度の較正試料の存在下で、トロポニンパラメータについて上述の試験を行う。トロポニンがゼロ又は検出不能な濃度の血清の存在下において２０の試験を行う。血清の存在下において、低濃度のトロポニン（0.2ng/ml）で１２つの試験を行う。すべての陰性テストの標準偏差（0.023ng/ml）の２倍で検出の限界を評価する。
【０１２５】
本発明は、特定の実施例に関連して記載されたが、本発明はこれらに限定されず、本発明の範囲に入る場合、技術的に同等な手段及びそれらの組み合わせをすべて含む。
【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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【図１９】
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