(57)【要約】流体システム内の環境条件が、システムにおける操作の所望の機能に影響を及ぼす可能性がある場合の該システム内の環境条件を制御する方法、並びにこれらの方法を実施する際に使用される、流体チャンネル部（１０２）、装置及びシステム。このような環境条件は、一般に流体（１０４、１０８、１１２）自体、これらシステム中の該流体の移動、及びこれら流体とシステムの他の成分、例えばシステムの他の流体又は固体成分との相互作用に向けたものである。
2004506189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環境制御試薬を含む第一流体の第一容量を第一チャンネル部に導入する工程、及び
反応混合物を含む第二流体の第一容量を前記第一チャンネル部に流入させる工程
を含む反応混合物の或る容量を移動させる方法。
【請求項２】
前記第二流体の第一容量を第一チャンネル部に流通させた後、前記第一流体の第一容量を第一チャンネル部に導入する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第一流体を第一チャンネル部に流通させた後、第三流体の第一容量の中の或る量を第一チャンネル部に流通させる工程を更に含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第二流体が第一試験化合物を含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第二流体が生化学システムの少なくとも第一成分を含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記環境試薬が脱ガス用流体を含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記脱ガス用流体が、ガス飽和していない流体からなる請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記脱ガス用流体が、ガス飽和度９０％未満の流体からなる請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記脱ガス用流体が、ガス飽和度８０％未満の流体からなる請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記脱ガス用流体が、ガス飽和度６０％未満の流体からなる請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記脱ガス用流体が、ガス飽和度５０％未満の流体からなる請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
前記第一流体の第一容量を第一チャンネル部に流通させる工程の直前に、該第一流体を脱ガスする工程を更に含む請求項６に記載の方法。
【請求項１３】
前記脱ガス工程が、前記第一流体を加熱する工程からなる請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記脱ガス工程が、前記第一流体を負圧にする工程からなる請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記第一流体がチャンネル表面改質試薬を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記表面改質試薬が表面吸着性ポリマーからなる請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記表面吸着性ポリマーがシリカ吸着性ポリマーからなる請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第一流体が粘度調節試薬を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記第一流体が錯化試薬を含む請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記第一流体が反応禁止用試薬を含み、前記第二流体が少なくとも第一反応剤を含む請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記反応禁止用試薬が、前記少なくとも第一反応剤を含む、反応の禁止剤からなる請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記第一反応剤が第一酵素からなり、前記禁止剤が該酵素の作用を禁止する請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第一反応剤が特異的結合性対の試薬からなり、前記禁止剤が、該結合性対の中の第一部材と該結合性対の中の第二部材との結合を禁止する請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記特異的結合性対が、抗体／抗原対、相補的核酸対、核酸結合性蛋白質／核酸対、及び受容体／配位子対の１種以上からなる請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
内部に配置された、少なくとも１種の環境制御試薬を含む第一流体領域、及び
内部に配置された、少なくとも第一試薬を含む第二流体領域、
を有するミクロ規模チャンネル。
【請求項２６】
前記第一及び第二流体領域が、前記第一チャンネル内で互いに隣接している請求項２５に記載のミクロ規模チャンネル。
【請求項２７】
前記第二流体領域の両側が、前記チャンネル内で第一流体に接している請求項２５に記載のミクロ規模チャンネル。
【請求項２８】
前記第二流体が第一試験化合物を含む請求項２５に記載のミクロ規模チャンネル。
【請求項２９】
前記第二流体が生化学システムの少なくとも第一成分を含む請求項２８に記載のミクロ規模チャンネル。
【請求項３０】
前記環境試薬が脱ガス用流体を含む請求項２５に記載のミクロ規模チャンネル。
【請求項３１】
前記脱ガス用流体が、ガス飽和していない流体からなる請求項３０に記載のミクロ規模チャンネル。
【請求項３２】
前記脱ガス用流体が、ガス飽和度９０％未満の流体からなる請求項３０に記載のミクロ規模チャンネル。
【請求項３３】
前記脱ガス用流体が、ガス飽和度８０％未満の流体からなる請求項３０に記載のミクロ規模チャンネル。
【請求項３４】
前記脱ガス用流体が、ガス飽和度６０％未満の流体からなる請求項３０に記載のミクロ規模チャンネル。
【請求項３５】
前記脱ガス用流体が、ガス飽和度５０％未満の流体からなる請求項３０に記載のミクロ規模チャンネル。
【請求項３６】
前記第一流体がチャンネル表面改質試薬を含む請求項２５に記載のミクロ規模チャンネル。
【請求項３７】
前記表面改質試薬が表面吸着性ポリマーからなる請求項３６に記載のミクロ規模チャンネル。
【請求項３８】
前記表面吸着性ポリマーがシリカ吸着性ポリマーからなる請求項３７に記載のミクロ規模チャンネル。
【請求項３９】
前記第一流体が粘度調節試薬を含む請求項２５に記載のミクロ規模チャンネル。
【請求項４０】
前記第一流体が錯化試薬を含む請求項２５に記載のミクロ規模チャンネル。
【請求項４１】
前記第一流体が反応禁止用試薬を含み、前記第二流体が少なくとも第一反応剤を含む請求項２５に記載のミクロ規模チャンネル。
【請求項４２】
前記反応禁止用試薬が、前記少なくとも第一反応剤を含む、反応の禁止剤からなる請求項４１に記載のミクロ規模チャンネル。
【請求項４３】
前記第一反応剤が第一酵素からなり、前記禁止剤が該酵素の作用を禁止する請求項４２に記載のミクロ規模チャンネル。
【請求項４４】
前記第一反応剤が特異的結合性対の試薬からなり、前記禁止剤が、該結合性対の中の第一部材と該結合性対の中の第二部材との結合を禁止する請求項４２に記載のミクロ規模チャンネル。
【請求項４５】
前記特異的結合性対が、抗体／抗原対、相補的核酸対、核酸結合性蛋白質／核酸対、及び受容体／配位子対、の１種以上からなる請求項４４に記載のミクロ規模チャンネル。
【請求項４６】
流体含有ミクロチャンネル構造において気泡の形成を防止する方法であって、
前記第一ミクロチャンネルに、第一溶解ガス濃度を有する第一流体を供給する工程、及び
いったん前記第一流体を前記ミクロチャンネルに導入してから、前記第一流体を、前記第一溶解ガス濃度を有する第一流体内で気泡の形成を防止するのに充分である第一温度及び圧力に維持する工程、
を含む前記方法。
【請求項４７】
第二溶解ガス濃度を有する第二流体を前記第一ミクロ規模チャンネル内に供給する工程を更に含み、前記第一温度及び圧力並びに前記第一流体中の第一溶解ガス濃度は、該第一温度及び圧力下で前記第二溶解ガス濃度を有する第二流体内で気泡の形成を防止するのに充分である請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記第一流体を、第一溶解ガス濃度を有する第一ミクロチャンネルに供給する工程が、前記第一流体の温度を、該第一流体を第一ミクロ規模チャンネルに導入する前に、第一温度よりも高い温度に上昇させる工程からなる請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記第一流体を、第一溶解ガス濃度を有する第一ミクロチャンネルに供給する工程が、前記第一流体を、該第一流体を第一ミクロ規模チャンネルに導入する前に、第一圧力よりも低い圧力に低下させる工程からなる請求項４７に記載の方法。
【請求項５０】
前記第一流体が、該第一流体を第一ミクロ規模チャンネルに導入する前に、第一温度よりも少なくとも約５℃高い温度に加熱される請求項４６に記載の方法。
【請求項５１】
前記第一ミクロチャンネルの少なくとも１つの断面寸法が０．１〜１００μｍである請求項４６に記載の方法。
【請求項５２】
流体含有ミクロチャンネルにおいて気泡の形成を防止する方法であって、
前記ミクロチャンネルに第一流体を導入する前に、該第一流体を第一温度に維持する工程、
前記第一ミクロチャンネルに真空を適用して第一流体を該第一ミクロチャンネルに引き入れる工程、及び
前記第一流体をいったんミクロチャンネルに導入してから、該第一流体を前記第一温度よりも低い第二温度に維持する工程、
を含む前記方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０００年８月４日提出の仮特許出願Ｎｏ．６０／２２３，０７２の優先権を主張し、その全体をあらゆる目的のためここに援用する。
【０００２】
発明の背景
ミクロ流体システムは、従来の生物学、化学及び生化学分析技術に代替し始める所まで進歩してきた。例えば日常的な分離をベースとする分析、例えば核酸分離、蛋白質サイジング分離等は、現在、ミクロ流体システム、例えばＡｇｉｌｅｎｔ　２１００　Ｂｉｏａｎａｌｙｚｅｒ　ａｎｄ　Ｃａｌｉｐｅｒ　ＬａｂＣｈｉｐ（登録商標）システムで日常的に行われている。同様に高処理量の分析操作、例えば薬学スクリーニング、高処理量の遺伝子分析等もマルチウエルフォーマットからＣａｌｉｐｅｒ　ＨＴＳシッパーチップシステム（ｓｉｐｐｅｒ　ｃｈｉｐ　ｓｙｓｔｅｍ）のようなミクロ流体フォーマットに移行しつつある。これらのミクロ流体システムは、実質的に少量の試薬、小さい機器スペースで済み、また一層再現性、自動化性、一体化性のある操作を保持しながら、処理量の増加が可能であった。
【０００３】
しかし、技術の進歩と共に、分析化学の小型化には多くの考慮が加わる。例えば従来規模の化学又は生化学分析では、試薬と反応容器間の相互作用に伴う問題は、試薬の圧倒的な（ｏｖｅｒｗｈｅｌｍｉｎｇ）使用量により最小に保持されている。同様に、従来の技術に使用される反応容器の性質も、ミクロ流体システムの利点を示しながら、ミクロ流体システムにおける可能性のある問題の幾つかを未然に防いでいる。例えばこれらの反応容器は、通常、別々のウエル又は試験管として構成されているので、分析中の別々の反応間に相互作用は殆ど又は全く発生しない。同様に、これら容器の開口頂部の性質により、他の妨害成分を放出（ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）できる。これは密封されたミクロ流体チャンネルでは無理なく実施できない。
【０００４】
しかし、密閉ミクロ流体システムでは、チャンネルの表面と容量との比は、従来技術よりも実質的に増大し、これら表面のチャンネルの内容物に与える効果を増大させる。更に、システムの密閉性のため、システムで進行する反応に容易に接近して制御することができない。しかも、これらシステムの密閉性により、システムの流動試薬から発生したガスが蓄積し、これらのガスは従来のアッセイフォーマットに従って大気中に消散する。
【０００５】
ミクロ流体システムにおけるこれら潜在的な問題の幾つかに取り組もうとして、多数のストップ−ギャップ（ｓｔｏｐ−ｇａｐ）測定法が採用されて来た。例えばＵＳＰ　Ｎｏ．５，８８０，０７１には電気駆動のミクロ流体チャンネルシステム内で試薬の動電的バイアス効果を減少させる方法が記載されている。同様に、Ｌｉｐｓｈｕｔｚ等のＵＳＰ　Ｎｏ．６，０４３，０８０には、ミニチャー流体環境内で流体を脱ガスするため、ミニチャーチェンバー内で排気膜を使用することが記載されている。
【０００６】
発明の概要
本発明は、一般に流体システム内の環境条件を制御する方法に向けたもので、これらの環境条件は、所望機能でのシステムの操作や、これら方法を実施するのに使用される流体チャンネル、装置及びシステムに影響を与えることができる。このような環境条件は、一般に流体自体、これらシステム内を流れるこれら流体の移動、システムのこれら流体とその他の成分、例えばシステムの他の流体又は固体成分との相互作用に向けたものである。
【０００７】
第一の面では本発明は、反応混合物の或る容量を移動させる方法に向けたものである。この方法は第一流体の或る容量を第一チャンネル部に流通させる工程を含み、該第一流体領域は環境制御試薬を含有する。第一流体の或る容量を第一チャンネル部に流通させる直前又は直後に、第二流体の第一容量を第一チャンネル部に流入させる。
【０００８】
関連する面では本発明は、内部に配置された第一流体領域を有するミクロ規模チャンネルを提供するもので、該第一流体領域は少なくとも１種の環境又は操作制御試薬を含有する。通常、第二流体領域も内部に配置され、該第二流体領域は少なくとも第一試薬を含有する。
【０００９】
図面の簡単な説明
図１は、本発明の特定の面での流体チャンネル中の連続流体プラグの概略図である。
図２は、一例のミクロ流体装置の概略図である。
図３は、本発明の高処理量利用と関連して使用されるミクロ流体アッセイ装置及び試薬供給源の概略図である。
【００１０】
発明の詳細な説明
Ｉ．一般
本発明は、一般にキャピラリーチャンネルで輸送中の流体中に環境又は操作制御試薬を使用することにより、ミクロ流体チャンネルをベースとするシステムの操作を最適化する方法を提供する。本発明の任意に好ましい面では、環境又は操作制御試薬は、関係する試薬を含む流体領域中に任意に配置できるが、所定の分析に関係する試薬を含む流体領域とは異なる流体領域に輸送される。
【００１１】
ここで使用される語句“環境制御試薬”又は“操作制御試薬”とは、関係する反応には直接含まれないが、その代わり、関係する反応が起こっているミクロ規模チャンネル内の環境を制御したり、外部制御が適用できるように、環境状態についての情報をユーザーに提供するように、上記環境状態の指示を改変したり（ｍｏｄｉｆｙ）、制御したり、或いは与える試薬を云う。環境制御に関する幾つかの特定の好ましい例としては、ミクロ規模チャンネルの表面特性を変更すること、粘度及び／又はチャンネル流れ抵抗を調節すること、及びチャンネル内でのガス放出の可能性を減少させることが挙げられる。指示薬又は診断試薬として使用される操作制御試薬としては、通常、ｐＨ指示薬、酸化還元指示薬、導電度指示薬、及び特定の種、例えば蛋白質、核酸等の存在又は不存在を指示する各種染料又は標識が挙げられる。環境制御試薬はミクロ規模チャンネルに流通させるので、これら試薬は、絶えず一定の流れとして又は周期的なパルスでチャンネル内の環境を改質（ｍｏｄｉｆｙ）し、制御するか、或いは環境状態についての一定の指示薬となる。これは、ミクロ規模チャンネル内の１つ以上の環境条件が経時変化するか、或いは関係する反応の性能が低下する場合、特に有用な機能である。
【００１２】
ここに説明した方法、装置及びシステムは、連続的に関心が向けられたミクロ流体分析、例えば複数の分析を別々に、かつ連続的に１つのミクロ規模チャンネルに導入する場合、特に有用である。またこのような連続処理は、複数の別々のチャンネルを用いて、例えば多数の異なるアナライトを各々、複数の平行なチャンネルの中の別個の１つに連続的に導入することにより分析を行う場合も増大する。このような連続処理分析では、必ずしも必要ではないが、連続的に導入したアナライトを互いに隔離する（ｓｐａｃｅ）ことが望ましい場合が多い。これは主として、アナライト同士の相互混合及び実施する分析に与える潜在的に有害な効果を防止するばかりでなく、チャンネル内で異なるアナライト領域を容易に確認できるようにするためである。これらのスペーサー流体領域は、ここで説明した環境制御試薬用の理想的な輸送手段（ｖｅｈｉｃｌｅ）である。特に所定の分析反応のための条件は、反応領域内での環境制御試薬の存在を理由とする必要なく最適化できる。或いは、各種の異なるアナライトをこれら環境制御試薬と混合する必要なく試験できる。
【００１３】
図１は、環境制御試薬含有スペーサー流体領域を点在させた多数の反応流体領域を有する連続処理分析の概略図である。詳しくは、反応流体領域１０４、１０８、１１２は、ミクロ規模チャンネル部１０２に流通する。環境制御試薬を含有するスペーサー流体領域１０６、１１０、１１４は、これら反応流体領域間に点在する。スペーサー流体領域１０６、１１０、１１４は、ここで説明したように環境制御試薬を含有する。反応流体領域は任意に環境制御試薬を含むが、好ましい面では、これら環境制御試薬は主としてスペーサー流体領域に含まれる。これにより、異なる反応流体の各々とこれら試薬との混合を必要とする代わりに、環境制御試薬の供給源を１つ、例えばスペーサー流体リザーバー中で使用するだけで済む。しかも、環境制御試薬が反応流体領域で行われている反応に何らかの効果を及ぼすまで、これら試薬の分離は実質的に維持される。更に、各スペーサー流体領域がミクロ規模チャンネル部に流通すると、該領域は、環境制御試薬が意図する特定の機能を果たす。このような方法で、これら複数のスペーサープラグは、ミクロ流体システム中で若干の“家事”機能を行う。
【００１４】
特定の好ましい面では環境制御試薬は、例えば環境制御試薬を含有する流体領域が反応領域間に点在するように、各反応流体領域の直ぐ後のチャンネル部に流通させる。特定の面では環境制御試薬領域は、これら試薬が行う環境制御機能を最適化するため、反応流体領域に近接、かつ隣接している。しかし、環境制御機能が日常的なやり方としての基準に対して必要としない例では、環境制御試薬の添加間の時期は、例えば２、５、１０又は更には２０以上もの反応流体領域及び任意に連携したスペーサー流体領域がこの特定のチャンネル部を通過した後、増大できる。これに対し幾つかの場合は、環境制御試薬は、所定チャンネル構造の寿命中での使用には１回又は数回しかチャンネル中（ｔｈｒｏｕｇｈ）に輸送できず、チャンネルネットワークの有用な寿命を増大できる。
【００１５】
ＩＩ．表面改質試薬
前述のように、環境制御試薬の一例のタイプはチャンネル表面改質試薬である。ミクロ規模流体システムでは、材料が輸送されているミクロ規模チャンネルの表面の性質は、実施中の操作に大きな効果を与えることができる。例えば表面は、例えば表面電荷、疎水性等の性能を有することができる。これらの性能は、蛋白質、細胞又はその他の反応材料のこれら表面への粘着を促進する。次にこのような材料の堆積は、材料の流れ又は関係する反応の他の局面を妨害する可能性がある。同様に、電気駆動のミクロ規模チャンネルシステムでは、チャンネル表面に荷電した官能基が存在すると、動電的移動が多少とも望ましくてよい場合、チャンネル内でこのような移動を生じさせることができる。
【００１６】
したがって多くのミクロ規模流体システムでは、不利な特性を隠したり、或いは有利な特性を付与するか又は強調するために、チャンネルの表面を処理することが望ましい。このような表面処理は、チャンネル表面に化学的改質試薬を共有結合させる錯体化学処理を含む塗布法により、これらチャンネル表面を予備処理することに既に集中されてきた。例えばチャンネルを１回だけ使用する場合のような特定の利用では、関係する分析を行うためチャンネル内に表面改質試薬の溶液を入れる際の動的塗料材料が記載されている。これらの動的塗料は、例えば分析を行っている全体のチャンネル部に動的塗料材料を満たす場合など、各種の利用に有用であるが、動的塗膜がチャンネル表面から洗浄されるのにつれて、チャンネルの表面性能が経時変化するので、例えばこれら材料が関係する反応に悪影響を与える可能性がある場合の利用など、他の利用では、これら材料の非永続的性質が重大な欠点となる可能性がある。
【００１７】
これら後者の状況に本発明方法が取り組むのが特に有利である。詳しくは、ミクロ規模チャンネル中に反応流体領域を導入する場合の利用では、表面改質試薬は、この反応流体領域の前及び／又は後のチャンネルに流通させる別の流体領域のチャンネル中に導入することができる。これは、新しい反応流体領域をこのミクロ規模チャンネル部中に導入する都度、又は予め選択された間隔、例えば規則的に離れた間隔で繰り返すことができる。これらスペーサー流体領域又はプラグがチャンネルに流通すると、これら領域は、連続的に次の反応流体領域用のチャンネル表面を塗布又は再塗布する。
【００１８】
本発明では、表面改質試薬として広範な各種の異なる材料が有用である。例えば前述のように、通常、表面吸着性ポリマー溶液からなる動的塗料が表面改質試薬として使用される。これらポリマー溶液の例としては、線状で、例えば非架橋の、セルロースポリマー、アガロースポリマー、アクリルポリマー、例えばポリアクリルアミド等が挙げられる。特に好ましいポリマーとしては、線状ポリアクリルアミドポリマー、更に特に線状ポリジメチルアクリルアミドポリマー（ＰＤＭＡ）及びこれらのコポリマー、例えばＵＳＰ　５，９４８，２２７（その全体をあらゆる目的のためここに援用する）に記載されるようなＰＤＭＡとアクリル酸ポリマーとのコポリマー、前記表面と相互作用し、かつミクロチャンネル内の流体に対し異なる環境を示す１価又は２価の化合物、例えばクロマトグラフ分析に使用される荷電基、疎水部又は親和性結合部等が挙げられる。後者のこれら各種の試薬は、当該技術分野で説明されているもので、本発明において容易に使用することができる。
【００１９】
本発明のこの局面において、図１を参照すると、表面改質試薬は特定のミクロ規模チャンネル中を輸送される第一流体領域に供給され、ここで第一流体領域内の前記試薬はこのチャンネルの表面を改質する。第二流体領域は、第一流体領域に続いてこのチャンネル中に導入することが好ましい。チャンネル表面は予め改質されているので、これらチャンネル表面の反応に与える影響は、所望のように、例えば所望の効果のため最小化するか、減少するか、増大するか、さもなければ変化する。好ましい面では、次にチャンネル表面に再塗布するため、この反応流体領域の後のチャンネル中に例えば表面改質試薬を含む別の第一流体領域を輸送する。これにより、連続的に導入した異なる混合物間で一貫したレベルの環境制御が確実に行なえる。
【００２０】
密接に関連する面では本発明の環境制御試薬は、チャンネル内で洗浄機能を行うことにより、ミクロ規模チャンネル内の他の試薬の堆積を減少させるのに使用することができる。例えば前述のように、ミクロ規模チャンネル、特に未塗布のミクロ規模チャンネルは、例えばチャンネル表面の表面電荷又は疎水性の結果として、流体システム内で材料の堆積又は蓄積を非常に受け易い。このような蓄積は、試薬の濃度に影響を与えたり、検出技術を妨害する等により、ミクロ規模システムの連続操作に影響を与える可能性がある。したがって、本発明方法では、装置のチャンネルに流通させる環境制御試薬としては、チャンネル壁からあらゆる蓄積材料を除去する“洗浄剤”が挙げられる。このような洗浄剤としては、最も簡単な形態では、酸（例えばＨＣｌ）、塩基（例えばＮａＯＨ）、洗剤、高濃度塩溶液（例えばＮａＣｌ、ＮＨ４ ＳＯ４ 等）、両性イオン溶液、例えばアミノ酸溶液、非洗浄性スルホベタイン（ＮＤＳＢ）等が挙げられる。酸又は塩基溶液は、通常、１ｍＭよりも高く、好ましくは約１０ｍＭよりも高く、幾つかの場合は、５０ｍＭよりも高い濃度で使用される。このような場合、環境制御試薬は、例えば試料材料の損傷を避けるため、強く緩衝させたスペーサー流体領域により、試料材料含有流体から分離してよい。塩の濃度は一般に実施する洗浄操作の性質に従って変化し、１０ｍＭを越え、またしばしば２０又は更には５０ｍＭを越えてもよい。同様に洗剤の場合、各種の洗剤が市販品として入手でき、所望の環境制御試薬として使用できる。
【００２１】
ＩＩＩ．粘度／流れ抵抗調節試薬
本発明と協同で使用される環境制御は、ミクロ規模チャンネル又はチャンネルネットワークの全体又は平均の流動特性についての制御も含んでよい。例えば圧力駆動の流体システム、例えばチャンネル間に差圧を適用することにより流体の流れを制御するシステムでは、チャンネル内の流速は、特定チャンネル内の流れ抵抗のレベルにより少なくとも一部、指示される。チャンネルの流れ抵抗は、チャンネルの構造特性、例えば長さ、幅及び／又は深さを調節することにより処理できる。しかしこのような処理は、通常、チャンネルシステムの製造時点で行われ、容易に変更できない。
【００２２】
流れ抵抗は、チャンネルに流通させる流体の特性を変えることによっても変更できる。特にチャンネルに流通させる流体の粘度を調節することにより、これら流体の全体の流れ抵抗を変更できる。本発明では、特定の流れ領域、例えばスペーサー流体領域は、チャンネル内の流れ抵抗全体を変化させるため、粘度調節が可能である。この説明は、特定の流体領域を粘度調節しない任意の状況を含んでいる。これは、幾つかの流体では、流体の部材等のため、実際に粘度の調節能力がないことから生じる可能性があるか、或いは粘度調節試薬と他の流体、例えば反応成分間の負の相互作用の結果という可能性がある。
本発明で使用可能な粘度調節剤としては、ポリマー試薬、例えばセルロース、アガロース、ゼラチン、ポリアクリルアミド、即ちＰＤＭＡ及びそのコポリマー，ＰＥＧ及びその他のポリアルコール、Ｆｉｃｏｌｌ、ヒドロゲル等、各種のものが挙げられる。
【００２３】
ＩＶ．ガス放出制御用試薬
ミクロ流体チャンネルシステムにおいて潜在的な問題を引き起こす可能性があり、かつ本発明が特に適合する他の特性は、システムのチャンネル内を流通する流体中の溶解ガスが変化することである。特にミクロ流体システム中の流体が溶解ガスを放出する可能性がある場合、この種のガスは、チャンネルネットワーク中の流れを阻止するか、さもなければ抑制する等、ミクロ規模チャンネルにおいてかなりの問題を生じる可能性があり、またこれらシステムの効率的な操作を実質的に崩壊する可能性がある。分析反応では、多くのバイオ分析操作のように、アッセイ条件を最適化するため温度を高温に維持する場合にはガス放出の可能性が増大する。同様に、多くのミクロ流体操作では、ミクロ規模チャンネルネットワーク内で流体を処理するため、圧力勾配を使用している。圧力のかなりの変化により、チャンネルシステム内でガスが発生する可能性がある。例えば流体の流れは、真空の適用により駆動されることが多く、この場合、チャンネルネットワークでの圧力低下によりチャンネルネットワーク内の流体にかなりの脱ガスが起こる可能性があり、またこれらの流体は充分に飽和されている。
【００２４】
本発明による環境制御試薬は、チャンネルシステム内の溶解ガスレベルを、操作条件下のチャンネル内でガスを放出しないレベルに制御できる流体試薬からなる。最も簡単な面では、これに関連する環境制御試薬は、例えばミクロ規模チャンネルシステム内での温度及び圧力又は真空下で実施中の操作では、ガスの放出が予期されるレベルより遥かに低いレベルの溶解ガスを含む例えば緩衝液、水等の流体試薬である。通常、このガス制御流体は、全ての流体を混合しても得られた溶液が特定の分析操作の操作条件下ではガスを放出しないように、前記特定の操作に使用される例えば反応流体、スペーサー流体等の他の流体の殆ど、そうでなければ全ての溶解ガスレベルよりも充分低いレベルの溶解ガスも含有する。
【００２５】
ガス制御流体はこのように低いレベルの溶解ガスを含有するので、脱ガス操作が無理なく実施できず、その結果、ミクロ規模チャンネルシステム内でガスの放出が起こり得るレベルの溶解ガスを含有していた可能性がある場合、チャンネルネットワークの他の流体領域、例えば反応流体領域から過剰の溶解ガスを清掃するのに役立つことができる。特に、多数の操作、例えば高処理量分析操作には、１つは分析中である異なる試料材料の全てを脱ガスするのは無理なく実施できない。更に多くの場合、試料材料には、工程内ではあるが、チャンネル操作外の例えば希釈、混合等、多数の操作が行われる。これらの操作は、脱ガスについてのいかなる努力も無効にする。チャンネルシステム内の特定の流体を飽和量よりも充分低い溶解ガスレベルに維持することにより、操作に使用される他の流体中の更に高いガス濃度による効果を均衡させることができる。ここで使用した用語“飽和量”とは、ミクロ規模チャンネル内のその時の（ｔｈｅｎ　ｃｕｒｒｅｎｔ）条件下での所定流体中のガス飽和点を云う。その結果、或る温度及び圧力での特定流体の飽和点、即ちガス溶解度は、他の温度及び／又は圧力での該流体の飽和点とは異なる。
【００２６】
ここで説明したように、ガス制御試薬中の溶解ガスの低下レベルは、一般に絶対特性よりもむしろ実施する特定の操作に依存する。特にミクロチャンネル構造内で低温で所望の操作を行う必要がある場合は、高い絶対濃度又はレベルの溶解ガスが放出なく許容される。これに対し、特定の操作を高温で行う場合は、低い溶解ガス濃度が許容される。同様に、チャンネル内の流体に、例えばチャンネルシステムに導入する前の流体の周囲圧力に比べて、負圧を加える場合、チャンネル内でのガス出しを避けるため、これらの流体は、一般に溶解ガス濃度が低いことを必要とする。これに対し、正圧に加圧したチャンネルは、一般に流体を高い溶解ガス濃度で担持できる。
【００２７】
チャンネル内のガス放出に伴うあらゆる問題、例えば気泡の形成を避けるため、溶解ガスの許容レベルは、所定操作での特定の条件から容易に決定できる。例えばチャンネルシステム内で流体を維持する温度、流体試薬の幾つかに溶解したガス量、及び所定のチャンネルに適用した真空量が判る場合、スペーサー流体内の溶解ガスの許容レベルや必要とするスペーサー流体の相対量を決定して、チャンネル内のガス出しについてのいかなる可能性にも対処することができる。特に、スペーサー流体が充分低いレベルの溶解ガスを含み、したがって残りのいかなる流体試薬のいかなる過剰のガス濃度も、操作条件下でガス出しなく、スペーサー流体により吸収できる場合は、チャンネル内に充分な量のスペーサー流体を供給できる。
【００２８】
例えば、装置及び試薬の全てを室温に維持しながら、ミクロ流体チャンネルネットワークを２ｐｓｉの真空で操作して、流体の流れを生じさせ、更に環境制御試薬を装置のチャンネル内に全流体量に対し４０％加えた（ｍａｋｅ　ｕｐ）場合、環境制御試薬は、室温、１気圧において、空気を７５％以下飽和しなければならない。
【００２９】
通常、ガス制御試薬は所定システムの操作条件下、システムでのガス出し防止に必要なレベル以下の飽和レベルにあるだけでよい。この原理によれば、脱ガス用流体は、ほんの少しだけでよい。しかし、これでは一般にミクロ規模チャンネルシステム内で行う操作のどの部分についても、溶解ガス濃度が飽和濃度に対し９０％未満であるガス制御試薬が得られることになる。好ましい面ではガス制御試薬の溶解ガス濃度は、実施中の操作のどの部分についても、溶解ガスの飽和レベルに対し、８０％未満、更に好ましくは６０％未満、更に好ましくは５０％未満、多くの場合４０％未満、３０％未満又は更には２０％未満でもある。
【００３０】
ミクロ流体チャンネルシステム内で脱ガス用試薬又は流体を使用することについて上記のように説明したが、例えばガス出しを防止するためチャンネルネットワーク内の流体のいずれか又は全てを用いて、このようなガス出しを防止する条件下でミクロ流体システムを操作するのも本発明の一面である。特に前述のように、ガス出しを防止する条件は、一般にシステムの他の条件、例えば適用圧、チャンネル内の流体のガス飽和レベル、及びチャンネルに入れる前の流体のガス飽和レベルに依存する。ガス飽和量は温度に大きく依存し、例えば冷たい流体は暖かい流体よりも多量の酸素を溶解できる。同様に、低圧に維持された流体は高圧に保持された流体よりも多量のガスを放出する。したがって、ミクロ流体チャンネルネットワークに入れる前及び後の流体の温度の１つ以上、及び／又はシステムに適用する圧力又は真空を調節することにより、ガス出しのない条件下でシステムを確実に操作できる。
【００３１】
特に好ましい面では適用圧は、例えば所望の処理量又は反応時間（ｔｉｍｅｓ）から得られる、システムでの所望の流速により決定される。したがって、ガス出しの防止は、通常、チャンネルに入れる前及び装置に入れた後の流体の温度の１つ以上を調節するという事である。例えば、第一温度に維持されているが、チャンネルネットワークに入ると加熱される流体は、チャンネル内で気泡の発生というかなりの危険を生じる。これは、特にチャンネル内での流体の流れを真空で駆動する場合に実際に起こる。したがって、この問題を改善するため、チャンネルネットワークに流体を引き入れる前に、（１）流体の全てをチャンネルネットワークの温度以上に維持するか、（２）複数の流体の或る一部（例えば環境制御流体及び／又は脱ガス用流体）の温度をチャンネルネットワークの温度よりも高くするか、或いは（３）チャンネルネットワークを外部の流体の温度よりも低い温度に冷却することができる。最後に、これらの調節をチャンネルシステムへの適用圧レベルの変化と協同で行うことも可能である。特定の分析にはチャンネル温度を最適化することが多いので、一般にチャンネルネットワークに入れる前の流体に温度調節の殆どを行うことが好ましい。これは通常、これら流体の供給源、例えばマルチウエルプレート又は試薬トラフ等に加熱エレメントを付与するという簡単な事である。また前述のように、チャンネルネットワークの内部及び外部の相対温度は、全体の条件の性質に依存する。しかし通常、流体はミクロ規模チャンネルネットワークの温度（チップ温度とも云う）よりも少なくとも１℃高い温度、好ましくは５℃よりも高い温度に維持される。これは、特にチップに導入する複数の流体の一部だけがチップの外部に高温で供給される場合である。幾つかの場合は温度差の高いことが好ましく、１０℃、２０℃又は３０℃以上でもよく、例えばチャンネルネットワークに入れる前の流体の温度はチップの温度よりも１０℃、２０℃又は３０℃高い。或いは又は更に、ミクロチャンネル内で気泡形成を防止するように、流体に適用する圧力を調節できる。例えば一面では、システムのチャンネルに導入する前に流体を脱ガスするため、流体に真空を適用することにより、これら流体を低圧環境、例えば周囲よりも低い圧力にすることができる。或いは又は更に、チャンネル内の圧力を、このような脱ガスを防止する圧力、例えば周囲よりも高い圧力又はチャンネルへの導入前に流体を維持していた圧力に維持することができる。
【００３２】
好ましい面では流体は、適用した真空下でミクロチャンネルに流通させることが多いので、後者の代替方法は、あらゆる状況に任意に利用できるものではない。したがって、ミクロチャンネル内で脱ガスを防止するため圧力調節を用いる場合は、通常、前充填（ｐｒｅｌｏａｄｉｎｇ）工程として真空を適用する。例えばチャンネル中に充填する前に流体を真空にする。
【００３３】
特に好ましい面では導入する流体は、大気温度での流体の再平衡化を防止するため、及び複雑な密閉ボトルシステムを必要としないように、チャンネルに導入する直前に高温又は減圧環境のいずれか一方又は両方の環境に置く。ここで用いた“導入直前”とは流体導入前の５分以下、好ましくは１分以下、多くの場合は３０秒以下を意味する。特定のシステムでは、流体のトラフを再循環すると共に、高温にする。
【００３４】
好ましいガス制御試薬は、溶解ガス濃度が充分に低い流体、例えば緩衝液、水等であるが、所定操作中のガス出しの可能性を減少させるため、ガス吸収性添加剤も本発明の該面と協同で使用できることは理解されよう。例えば特定の実施態様では、酸素飽和レベルが非常に高い液体、即ちフルオロカーボン及びパーフルオロカーボンを用いるのが有用かも知れない。
【００３５】
Ｖ．その他の操作制御試薬
前述の環境制御試薬の他、ミクロ流体チャンネル中の中間流体スラグ（ｓｌｕｇ）は、ミクロ流体工学をベースとする分析における他の有用な各種機能を持たせる（ｐｕｔ　ｔｏ）ことができる。例えばスペーサー流体スラグには、該スペーサースラグ対試料スラグの指示薬成分となるように、例えば染料、標識等の信号成分を任意に組み入れる。このような指示薬は、一操作の中の異なる点においてスペーサー同士を識別する能力を与えるため、標識の性質の点から、例えば蛍光標識の場合は、励起、発光又は強度等の波長により変化できる。例えば、アッセイ試験の初期のスペーサースラグは、例えば第一波長又は波長の組合せで蛍光を発する第一信号成分を持っていてよく、一方、その後のスペーサープラグは、異なる波長又は波長の組合せで蛍光を発する。一操作の中間工程を確認するか、或いは分析データを外因的に導入した試薬スラグに合わせて（ｍａｔｃｈ）例えば特定の試薬スラグを確認するため、スペーサープラグの標識の性質に従って、システムが所定の操作状態にあることを決定できる。このような異なる標識は、一操作の異なる時点で異なる供給源からスペーサー流体をサンプリングするか、或いはスペーサー流体の単一供給源での信号成分の組成（ｍａｋｅ−ｕｐ）を絶えず調節することにより供給できる。例えば、その後にサンプリングしたスペーサー流体スラグ中でシグナルのレベルが増加するように、スペーサー流体のトラフに、ゆっくりと、しかし絶えず、新しい標識した信号成分を補給してよい。
【００３６】
信号成分含有スペーサースラグはここで説明した装置及び方法と協同で使用される検出システム用の較正器（ｃａｌｉｂｒａｔｏｒ）として使用してもよい。特に、任意にアッセイ結果を検出するように検出システムをセットするため、信号成分の既知濃度を用いることができる。
【００３７】
以上の他、スペーサースラグの信号成分は、ミクロ規模チャンネルシステム内のその他の環境条件についての指示薬又は診断として使用できる。例えば温度感知性信号成分は、アッセイ試験の経過中、これらシステム内の温度をモニターするのに使用でき、一方，ｐＨ感知性信号成分はチャンネル内のｐＨ又は内部変化を指示するのに使用できる。更に、イオン特異性（ｓｐｅｃｉｆｉｃ）指示薬又は一般導電率指示薬が使用できる。分子標識（ｂｅａｃｏｎ）、融点以上の温度に加熱した時、蛍光性となる自己混成性核酸系列（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）等、各種の温度感知性信号成分が本発明の該面と協同で使用できる。同様に、ｐＨ指示性の標識又は染料が、例えばＭｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｐｒｏｂｅ，Ｉｎｃ．（Ｅｕｇｅｎｅ，ＯＲ）から市販品として広く入手できる。染料又は標識もチャンネル内での巨大分子の付着レベルを指示するのに使用できる。巨大分子が付着すると、チャンネルの機能又は所定の分析でのこれら機能の有用性に影響を与える可能性がある。このような染料としては、蛋白質指示薬、核酸指示薬等が挙げられる。
【００３８】
ＶＩ．ミクロ規模チャンネル及びシステム
以上、繰り返し述べたように、本発明は密閉ミクロ規模チャンネル環境内で行う分析操作関係に最も有用である。最も簡単な形態では、このような環境は、簡単なチャンネル、例えば流体材料が流通する、キャピラリー、チューブ、又はその他の密封導管を含んでいる。しかし、好ましい面では問題の操作は、ミクロ規模流体チャンネルの一層複雑なネットワーク、例えばミクロ流体装置中で行われる。通常、このような装置は、同じ単一本体構造内に少なくとも２つの異なるミクロ規模チャンネルを配置したものである。これら少なくとも２つのミクロチャンネルは、例えばチャンネル交差点で互いに流動可能に連絡し、一体化したチャンネルネットワークを形成している。一般に、複雑なチャンネル幾何学的配列を取り入れたミクロ流体装置は、既に例えばＵＳＰ　５，８６９，００４、同５，９４２，４４３、同５，９７６，３３６、同６，０４２，７０９及び同６，０６８，７５２に記載されている。これら各特許は、その全体をあらゆる目的のためここに援用する。ここで使用した用語ミクロチャンネルとは、通常、少なくとも１つの断面（横断面）寸法が０．１〜５００μｍのチャンネル導管を云う。好ましくは、一ミクロチャンネルの少なくとも１つの断面寸法は約１〜約１００μｍである。
【００３９】
ミクロ流体装置は異なる部品、例えばキャピラリー及びチェンバーを所望の方向に一緒につなぎ合わせた集合体として製作することができるが、好ましい面ではこのような装置は、複数の固体支持体中に一体式フォーマットに従って一体化して製作する。特にミクロ規模チャンネル及びチャンネルネットワークは、通常、少なくとも１つの平坦な支持体層の表面中に溝として製作する。次にこの第一支持体層の上に第二の支持体層を重ねて第一層に結着し、ミクロ規模チャンネルとして溝を密封、密閉する。外界からこれらのチャンネルにアクセスさせるため、これら支持体層の一方又は両方にリザーバー又はアクセスポートを任意に設ける。製造可能な複雑なチャンネルネットワークに増やすには、更に支持体層を任意に追加する。同様に、操作を倍増し（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）、その結果、処理量を向上するため、個々のチャンネルネットワークを１つ又はそれ以上の異なる本体構造内に複製してよい。図２は、層状ミクロ流体装置のアッセンブリーの概略図を提供する。図示のように、装置１０は表面中に製作し、複数の下部平坦支持体１２を有する。上部支持体層１８も設けられ、内部に配置された複数の開口部を有する。これらの開口部は、上部層を下部支持体上に置いて結着した時、上記溝と流動可能に連絡するように配置される。この結着も溝を密閉チャンネル又は密閉導管として密封する。下部支持体上に設けた溝及び上部支持体を貫通する開口部として図示したが、溝及び開口部は、完成したミクロ流体装置の所望性質に従って、これら支持体の一方及び／又は両方に配置してよいことは理解されよう。
【００４０】
ミクロ流体層の製造方法について先に説明したが、これらの方法は、集積回路業界で普通に使用されている技術、例えば写真平版及び湿式化学エッチングや、他の材料用のその他、周知のミクロ製造技術、例えばポリマーベース材料用の射出成形及び型押技術（例えばＵＳＰ　５，８８５，４７０参照）を含んでいる。
【００４１】
一般にこの種の装置は、流体輸送システムや検出システムを有する器具上に載荷され、これにより該器具はミクロ流体装置とインターフェースして、流体の移動を制御すると共に、ミクロ流体装置のチャンネル内のアッセイ結果を検出する。このような器具は、例えばｗｗｗ．ｃａｌｉｐｅｒｔｅｃｈ．ｃｏｍ及びｗｗｗ．Ａｇｉｌｅｎｔ．ｃｏｍに記載されるように、ｔｈｅ　Ａｇｉｌｅｎｔ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　２１００　Ｂｉｏａｎａｌｙｚｅｒ　ａｎｄ　ｔｈｅ　Ｃａｌｉｐｅｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ＨＴＳ　“Ｓｉｐｐｅｒ”プラットホームで例示されている。この情報は、その全体をあらゆる目的のためここに援用する。連続的に導入した流体領域を有する、ミクロ流体装置、方法及びシステムは、例えば本発明の好ましい実施態様で説明したように、ＵＳＰ　５，９４２，４４３及び同６，０４２，７０９にかなり詳細に記載されている。これら各特許は、その全体をあらゆる目的のためここに援用する。
【００４２】
本発明の装置及び方法は、実施する分析の性質に従って、適切な器具の使用と協同して使用できる。例えば低処理量の操作には、ミクロ流体装置は、市販の制御器／検出器、例えば圧力／真空供給源を備えたＡｇｉｌｅｎｔ　２１００　Ｂｉｏａｎａｌｙｚｅｒ上での操作用として容易に構成される。同様に、高処理量の操作には、Ｃａｌｉｐｅｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　Ｃｏｒｐ．から入手できるシッパーシステム上で操作するように、容易に構成される。これらのシステムは、ｗｗｗ．ａｇｉｌｅｎｔ．ｃｏｍ及びｗｗｗ．ｃａｌｉｐｅｒｔｅｃｈ．ｃｏｍ、並びにＵＳＰ　５，９５５，０２８、同６，０４２，７０９及び同６，０７１，４７８に詳細に記載されている。これら各特許は、他の所に記載し、ここに援用した特許と同様、その全体をあらゆる目的のためここに援用する。
【００４３】
【実施例】
ＶＩＩ．例
本発明の脱ガス機能を、ミクロ流体装置を組み入れた高処理量スクリーニングシステムで手本として適用した。このミクロ流体装置及び全体のシステムの簡略概略図を図３に示す。図示のように、ミクロ流体装置３００は、内部にチャンネルネットワークを配置した平坦な本体構造３０２を有する。このチャンネルネットワークは主分析チャンネル３０４を有し、この主チャンネルの一端は、入口３０８経由で外側キャピラリーエレメント３０６に結合している。主チャンネル３０４の他端は、リザーバー／ポート３１０に流動可能に接続している。両側のチャンネル３１２、３１４は主チャンネル３０４と交差し、かつ流動可能に連絡している。これらのチャンネルは、それぞれ主チャンネル３０４と試薬リザーバー３１６、３１８との間を接続させる。以下の例では試料材料は、外側キャピラリー３０６の開口端を試料材料の供給源３２０中に浸漬し、次いでリザーバー／ポート３１０に真空を適用することにより、キャピラリー３０６を通って主分析チャンネル中にサンプリングされる。真空の適用により、試料材料のスラグはキャピラリーエレメント３０６中に吸引され、更に分析チャンネル３０４中に移動する。図示のシステムでは試料材料を次の試料材料から隔離するため、試料材料スラグの後に、スペーサー流体が導入される。このスペーサー緩衝液は、試料の場合と同じ吸引方法でシステム中にサンプリングされる。詳しくは、キャピラリーエレメントは、スペーサー緩衝液のトラフ３２２中に入れて接触させ、スペーサー流体のスラグをシステム中に吸引する。主チャンネル３０４内では、両側のチャンネル３１２、３１４から所定の分析に必要な試薬が更に主チャンネル３０４中に導入される。試薬を両側チャンネルからチャンネル３０４中に移動させるには、材料をキャピラリーエレメント中に吸引するのに用いた同じ真空により駆動する。本例に関しては、スペーサー流体は、脱ガス用流体を構成した。
【００４４】
図３で説明した付属品を有するシステムについて、脱ガスパラメーターを計算した。特にミクロ流体装置の操作における多数の物理的時間的パラメーターは、そこで実施する特定の分析により決定される。次に、スペーサー流体に対し脱ガス用試薬として機能させるため、これらのパラメーターを用いて該スペーサー流体内の酸素の最大許容レベルを計算する。したがって、この酸素レベルを得るため、スペーサー流体トラフの最低温度を計算して、例えば許容酸素レベルのスペーサー流体を供給する。最大酸素レベル未満のスペーサー流体を供給することにより、気泡形成及びチャンネル閉塞がかなり減少することが観察された。計算法を以下に例示する。
【００４５】
一例の分析では、試料化合物を２秒間吸引し（ｓｉｐ）、一方、スペーサー流体を１秒間吸引した。試料ウエル３２０とスペーサー流体トラフ３２２間の通過（ｔｒａｎｓｉｔ）時間は１．５秒である。この特定例のチップ／チャンネル構成では、両側チャンネルからの主チャンネル３０４への流れは、全体の流れに対し５０％、例えば各側チャンネルからは２５％である。試料材料の温度は室温、即ち２２℃とみなし、一方、装置の温度は２８℃に上げた。この昇温は、一般に装置内の分析化学を促進するのに望ましい。最後に、リザーバー／ポート３１０に−０．３ｐｓｉの真空を適用して、装置のチャンネル中に流体の流れを駆動した。次に、例えば前記適用した温度及び圧力条件下で装置チャンネル内での脱ガス又は気泡形成を回避するため、これらのパラメーターを使用して、スペーサー流体内の最大酸素レベルを計算した。これらの計算を行う際は、交互に変える２つのシナリオを想定した。第一のケースは、キャピラリーエレメントの端部にある流体の懸垂液滴が試料ウエルから流体トラフへの通過時間中に空気と平衡していない場合である。第二のケースは、前記液滴が通渦中、空気と充分均衡しているものと想定する。水滴の半径が０．０１８ｃｍで、水への酸素の拡散係数が２×１０−５ｃｍ２ ／ｓ、拡散時間が８．１秒と仮定すると、前記液滴は、通常の通過時間、例えば１．５秒間中、均衡してはならない。計算法を以下に示す。
【００４６】
【表１】
2004506189.tif 000003
【００４７】
【表２】
2004506189.tif 000004
【００４８】
これらパラメーターの計算に使用した計算式は、次のとおりである。
【数１】
2004506189.tif 000005
【００４９】
大気圧及び温度Ｔにおけるガスｇ／水１００ｇの〔Ｏ２〕は、
【数２】
2004506189.tif 000006
（但し、ｎはこのケースに従って１又は２である。）
【００５０】
【数３】
2004506189.tif 000007
【００５１】
前述のように、トラフを所定操作用に計算した最低トラフ温度に維持すると、チャンネル内のガス出しで生じるチャンネルの閉塞はかなり減少する。
【００５２】
各々個々の出版物又は特許出願は、援用するため、詳細に、かつ個々に示したのと同じ程度まで全ての出版物及び特許出願をここに援用する。明確化及び理解の目的から本発明を図面及び実施例により若干詳細に説明したが、付属の特許請求の範囲の範囲内で特定の変化及び改変を行えることは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の特定の面での流体チャンネル中の連続流体プラグの概略図である。
【図２】一例のミクロ流体装置の概略図である。
【図３】本発明の高処理量利用と関連して使用されるミクロ流体アッセイ装置及び試薬供給源の概略図である。
【符号の説明】
１０‥‥層状ミクロ流体装置
１２‥‥下部平坦支持体
１８‥‥上部支持体層
１０２‥‥ミクロ規模チャンネル部
１０４、１０８、１１２‥‥反応流体領域
１０６、１１０、１１４‥‥スペーサー流体領域
３００‥‥ミクロ流体装置
３０２‥‥本体構造
３０４‥‥主分析チャンネル又は主チャンネル
３０６‥‥外側キャピラリーエレメント又はキャピラリー
３０８‥‥入口
３１０‥‥リザーバー／ポート
３１２、３１４‥‥各側のチャンネル
３１６、３１８‥‥試薬リザーバー
３２０‥‥試料材料の供給源
３２２‥‥スペーサー緩衝液のトラフ
【図１】
2004506189.tif 000008
【図２】
2004506189.tif 000009
【図３】
2004506189.tif 000010
【国際公開パンフレット】
2004506189.tif 000011
2004506189.tif 000012
2004506189.tif 000013
2004506189.tif 000014
2004506189.tif 000015
2004506189.tif 000016
2004506189.tif 000017
2004506189.tif 000018
2004506189.tif 000019
2004506189.tif 000020
2004506189.tif 000021
2004506189.tif 000022
2004506189.tif 000023
2004506189.tif 000024
2004506189.tif 000025
2004506189.tif 000026
2004506189.tif 000027
2004506189.tif 000028
2004506189.tif 000029
2004506189.tif 000030
2004506189.tif 000031
2004506189.tif 000032
2004506189.tif 000033
2004506189.tif 000034
2004506189.tif 000035
2004506189.tif 000036
2004506189.tif 000037
2004506189.tif 000038
【国際調査報告】
2004506189.tif 000039
2004506189.tif 000040
2004506189.tif 000041