(57)【要約】【課題】場合によっては平坦な、少なくとも１つの面（４）を有する装置（１）内で輸送手段によって移動される少なくとも１つの流体（Ｆ３）を導くことを可能にする、少なくとも１つの流路（３）が貫通している弁（２）。【解決手段】一方では、前記装置（１）の面（４）の全体または一部に固定された可撓性および／または変形自在なフィルム（７）と、他方では、前記弁（２）を作動させたり停止させたりできる、フィルム（７）の作動装置とで構成する。【選択図】図２、図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
場合によっては平坦な、少なくとも１つの面（４）を有する装置（１）内で輸送手段によって移動される少なくとも１つの流体（Ｆ３）を導くことを可能にする、少なくとも１つの流路（３）が貫通している弁（３）において、一方では、前記装置（１）の面（４）の全体または一部に固定される可撓性および／または変形自在なフィルム（７または１６）と、他方では、前記弁（２）を作動させたり停止させたりできる、フィルム（７または１６）の作動装置とで構成されることを特徴とする弁（２）。
【請求項２】
装置（１）が場合によっては平坦で、縁（６）によって一方（４）が他方（５）に接続される２つの面（４と５）を有する分析カード（１）で構成され、一方では、面（４および／または５）の少なくとも１つの全体または一部の上に固定される可撓性および／または変形自在なフィルム（７または１６）で構成されることを特徴とする請求項１に記載の弁（２）。
【請求項３】
作動装置が電気作動ポリマに、あるいは形状記憶材料に直接作用する請求項１または２のいずれか１つに記載の弁。
【請求項４】
フィルム（７）が弁（２）を直接作動させるか、停止させることを可能にする少なくとも１つの電気作動ポリマの層で構成される、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の弁。
【請求項５】
フィルム（７）が金または銀の金属層でその面の他方が被覆された多孔質の膜に組み合わされる電気作動ポリマの層で構成され、電気作動ポリマが正極または負極を構成し、金属層が作動装置または電源の相補的極性の電極を構成することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の弁。
【請求項６】
フィルム（７）が層の一方については作動装置または電流源の正極を、他方の層については負極を構成する、電気作動ポリマの層の面のそれぞれに被覆された多孔質材によって構成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の弁。
【請求項７】
電気作動ポリマの層が、場合によってはポリエチレンに組み合わされる、ポリアラニンおよび／またはポリピロルおよび／またはポリチオフェンおよび／またはポリパラフェニルビレンおよび／またはポリ−（ｐ−ピリジル・ビニレン）で構成されることを特徴とする請求項４から６のいずれか１つに記載の弁。
【請求項８】
多孔質層がポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド、セルロース、ポリアセテートおよび／またはポリカーボネートなどの孔がイオンを通過させるいっさいの材料または材料の混合物で構成されることを特徴とする請求項４から６のいずれか１つに記載の弁。
【請求項９】
操作機構（１３）がフィルム（１６）と作動装置の間に存在することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の弁。
【請求項１０】
操作機構（１３）はその全体または一部が、弁（２）を間接的に作動または停止させることができる、請求項３から８に記載の電気作動ポリマによってあるいは形状記憶材料（１４）によって構成されることを特徴とする請求項９に記載の弁。
【請求項１１】
電気作動ポリマが少なくとも１つの電気作動ポリマの層の長手方向帯によって構成されるか、あるいは形状記憶材料（１４）がニッケルまたはチタン合金などの、温度に応じて構造が変化する複合合金製の線材によって構成されることを特徴とする請求項３または１０に記載の弁。
【請求項１２】
形状記憶材料（１４）が上下に移動する梃子（１５）と協働し、ともに、操作機構（１３）の全体または一部を構成することを特徴とする請求項９から１１のいずれか１つに記載の弁。
【請求項１３】
上下移動梃子（１５）が可撓性部分（１８）と剛性部分（１９）で構成され、剛性部分が弁（２）の圧縮手段（８）と協働し、形状記憶材料（１４）、梃子（１５）と圧縮手段（８）が一緒に操作機構（１３）の全体または一部を構成することを特徴とする請求項１２に記載の弁。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１つに記載の少なくとも１つの弁を含む分析カード。
【請求項１５】
・弁が開放（または閉鎖）位置のときに、静止位置にある電気作動ポリマ製または形状記憶材料製のフィルムまたは線に電流をかけるステップと、
・閉鎖（または開放）位置の弁に対する直接または間接作用に対応する作動位置にフィルムまたは線を維持するステップと、
・前記フィルムまたは線が静止位置に復帰し、前記弁が開放（または閉鎖）位置に復帰するように電流を停止するステップとをもってなる請求項１から１３のいずれか１つに記載の弁の作動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は分析カード内で輸送手段によって動かされる少なくとも１つの流体を方向付けるために弁が使用される微流量制御分野に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日に至るまで、大半の分析カードはそれらの２つの平坦な面の上に面に平行なくりぬきと、前記面を横断するくりぬきを備え、それらのくりぬき全体がその中を１つまたは複数の流体が移動される流路網を形成している。前記くりぬきは、その面の領域で、自己接着フィルムによって限定される。流体移動の制御は弁によって保証される。
【０００３】
このタイプの構造は再利用できないが、それは弁が１回しか使用できないからである。なぜなら、閉弁位置で弁を逆にしたとき、フィルムの自己接着面もカードの残りの部分と接触し、その場合弁はもう使用できないからである。弁は閉弁位置にとどまる。
したがって、この問題に対する唯一の解決策は接着フィルムの上に、不活性の層、すなわち非接着性の層を付着させることであり、この不活性層は、例えば、穴あけ器の作用で打ち抜くことによってあらかじめ実現され、接着フィルムに対して正確に位置づけられる。
【０００４】
これは技術的に実現が容易ではなく、くわえて、このように複雑なフィルムの製造コストは高く、分析カード上にこのフィルムを正しく位置づけることは困難なので、大量生産とは相容れない。
【０００５】
出願人が提出した特許出願ＷＯ−Ａ−００／１３７９５はその中で１つの反応、または少なくとも２つの反応を並行して実施することができる分析装置またはカードに関する発明を提案している。装置は、一方では、少なくとも１つの処理および／または分析される標本をその中で輸送することが可能な流路網、他方では、流路網の領域で輸送されたそれぞれの標本の方向付け、したがって、前記装置内の輸送、反応と分析の制御を可能にする装置に組み込まれた少なくとも１つの弁によって構成される。図１から３に示した実施態様に見るごとく、エラストマ製のタブレット自己接着フィルムとカード本体の間に挿入され、それによって弁の再使用が可能になる。
したがって、この構造は確かに解決をもたらすのだが、そのために要素の数が増え、機能的分析カードの実現を可能にする費用も高くなる。
【０００６】
文書ＷＯ−Ａ−９７／２７３２４はこの問題に対する解決策を見つけようとしている。したがって、それはカセット内に導入される１つまたは複数の標本の輸送のために入口開口と出口開口を含む反応を並行して実施するためのカセットに関するものである。弁は特別な構造（Ｂｕｒｓａｐａｋ室、ピストン弁、玉弁）を有するカセットの領域に存在する。これらの弁は、連続的外力の作用の下で、流路を閉じたままに維持することができる。この実施態様において、フィルムはカセットに溶着される。
【０００７】
しかしながら、この構造には大きな不便がある。それは、カセットの溶着を受けるカセットの面が変形することである。元々この面は完全に平らであるが、溶着によって引き起こされる変形がカセットのその後の良好な使用にとって有害になる。それは誤操作および／または分析ミスに始まり弁の操作不能にいたる。最悪の問題は、このタイプのカセットが自動装置内で使用されたときで、しかも一般的に自動装置で使用されている。この構成の場合、溶接によって変形したカードは自動装置算対を停止させ、さらには損傷するおそれがある。
この革新のもう１つの問題点は、カードの上にフィルムを正確に溶接することが必要不可欠であることである。
【０００８】
出願人は上述の現状技術の問題点全体に対する具体的回答を出す１９９９年６月２２日付の、優先権による、特許出願ＰＣＴ／ＦＲ００／１７１９も出願した。したがって、分析カード本体上のフィルムの溶接は溶接が実現される面を損傷せずに実施される。くわえて、溶接位置の許容差はもっと大きいが、それは溶接が弁構成区域を囲繞するだけで、すぐ近くまでそれと融合しないからである。この発明は、カードが縁によって互いに接続された２つの面を備え、分析カード内で輸送手段によって移動される少なくとも１つの流体を導くことを可能にする、少なくとも１つの流路が貫通した、弁において、一方の、前記カードの面の少なくとも１つの上に固定された、可撓性および／または変形自在な、フィルムと、他方の、作用させたり作用を停止できる、フィルム圧縮手段とから成る弁、に関するものである。固定は、溝などの、弁の周縁補強部の領域に位置する固定によって、平坦面の少なくとも１つの領域で実現される。くわえて、固定は溝の底で弁に対する周縁溶接によって確保される。
【０００９】
しかしながら、現状技術で使用される固定フィルムは不活性である、すなわち物理適応力を受けた後の構造的変形特性しか持たない。これらの応力の連続およびその強さが恒常変形を誘発し、決定的な開放または閉鎖を引き起こすことがある。くわえて、変形によるこれらの開放および／または閉鎖のため可撓性フィルムの運動を興すための機構を配置することが必要になり、それは嵩張り、重く、高価である。
【００１０】
不活性ではないフィルムも存在し、それは真正導電ポリマであり、後でもっと詳しく説明する。作動装置としてかかるフィルムを使用することも、下記の特許出願が証明するごとく既知である：
・導電性ポリマによって駆動される回転原動機に関するＷＯ−Ａ−９９／０７９９７、
・真正導電ポリマを含む作動装置を備えた点字セルを提案するＥＰ−Ａ−０．７３５．５１８、および
・エラストマ誘電体ポリマフィルム式音響作動装置を提案するＷＯ−Ａ−９８／３５５２９。
【００１１】
特許出願ＷＯ−Ａ−９７／２２８２５は導管を介して嚢内に存在する流体または気体を供給する、またはしないための微流量制御装置を提案している（４８）。隔壁が軟質である、導管の開閉は、金属薄片を介して導管を開閉することができる圧電作動装置を含む弁によって実施される。開閉は作動装置に加えられる電位に応じて実施される。同様に、特許出願ＵＳ−Ａ−６，０３３，１９１はより詳細にはポンプに関するもので、実際には弁に関するものではない。このポンプはなかんずくポンプの膜に重ねられ、さらには電導性の連結剤を介して固定されている圧電作動装置を有する。
【００１２】
作動装置がフィルムを直接変形する電流だけで構成される本発明とは異なり、前記２つの文書によって構成された、現状技術による作動装置は２つの部分からなり、圧電の場合は直接に、薄片の場合は間接に、電位がかけられ、この２つの部分は電流の間接作用を受けて常に変形する隔壁とは独立している。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明によれば、上述のものとは全く異なるが、同じように電気作動ポリマと呼ばれる電導性ポリマの使用が考えられる。それらは通常開放または閉鎖され、電流がそれにかけられたときにそれぞれ閉鎖または開放される弁、もっと具体的には小型弁の実現を可能にする。この機構はそれらの設計とそれらの作動を大幅に簡略化する。
【００１４】
かかるポリマは既知であるが、それらの使用は今のところ基礎研究に限定されている。小型の分析カード上の弁にこれらの材料を使用することはしたがって、とくに興味深いが、明らかではない。
【００１５】
機械的にまたは空力で操作される弁に対して、電気作動ポリマまたは形状記憶材料で操作される弁には次の長所がある：
・弁のアドレス指定に組み合わされる計器の減少、
・小型が容易なので、弁は１マイクロメータ（μｍ）の寸法を有することが可能で、そこから弁密度をもっと高くすることが可能になり、それによって例えば、より多くの過程を含む、もっと複雑な生物学的手順を管理することができる、また
・開閉を厳密に制御することができる、少なくとも同一流路に沿った、２つの弁の組み合わせが、小型ポンプの作製を可能にすることができる。
小型ポンプの枠内において、関係する２つのポンプの開閉を完全に同期させる必要があり、電気的に実現することができるが、機械的には困難であり、とくに数マイクロメートル程度の寸法では困難である。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明は、場合によっては平坦な、少なくとも１つの面を有する装置内で輸送手段によって移動される少なくとも１つの流体を導くことを可能にする、少なくとも１つの流路が貫通している弁に関するものであり、弁は一方では、前記装置の面の全体または一部に固定された可撓性および／または変形自在なフィルムと、他方では、前記弁を作動させたり停止させたりできる、電源によって構成された、フィルムの作動装置とで構成される。
【００１７】
好適には、装置は場合によっては平坦で、互いに縁によって接続された２つの面を有する分析カードで構成され、弁は一方では、面の少なくとも一つの全体または一部の上に固定された可撓性および／または変形自在なフィルムで構成される。
【００１８】
好適には、作動装置は電気作動ポリマに直接、あるいは形状記憶材料に作用する。
この第１の変型によれば、第１の実施態様は金または銀の金属層でその面の他方が被覆された多孔質の膜に組み合わされた電気作動ポリマの層で構成されたフィルムによって表現れ、電気作動ポリマが正極または負極を構成し、金属層が作動装置の相補的極性の電極あるいは電流源を構成する。
この第１の変型によれば、第２の実施態様は金または銀の金属層でその面の他方が被覆された多孔質の膜に組み合わされた電気作動ポリマの層で構成されたフィルムによって表現され、電気作動ポリマが正極または負極を構成し、金属層が作動装置の相補的極性の電極あるいは電流源を構成する。
【００１９】
この２つの実施態様において、電気作動ポリマの層は、場合によってはポリエチレンに組み合わされた、ポリアラニンおよび／またはポリピロルおよび／またはポリチオフェンおよび／またはポリパラフェニルビレンおよび／またはポリ−（ｐ−ピリジル・ビニレン）で構成される。
【００２０】
同じくこの２つの実施態様において、多孔質層はポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド、セルロース、ポリアセテートおよび／またはポリカーボネートなどの孔がイオンを通過させるいっさいの材料または材料の混合物で構成される。
【００２１】
第２の変形実施態様によれば、操作機構はフィルムと作動装置の間に存在する。
この第２の変型によれば、操作機構はその全体または一部が、弁を間接に作動または停止させることができる、先に定義したような電気作動ポリマによって、あるいは形状記憶材料によって構成される。
【００２２】
電気作動ポリマ製の材料を使用する場合、電気作動ポリマは少なくとも１つの電気作動ポリマの層の長手方向帯によって構成される。形状記憶材料を使用する場合、それはニッケルまたはチタン合金などの、温度に応じて構造が変化する複合合金製の線材によって構成される。
【００２３】
くわえて、第２の変形実施態様によれば、形状記憶材料は上下に移動する梃子と協働し、ともに、操作機構の全体または一部を構成する。
より具体的には、上下移動梃子は可撓性部分と剛性部分で構成され、剛性部分は弁圧縮手段と協働し、形状記憶材料、梃子と圧縮手段が一緒に操作機構の全体または一部を構成する。
【００２４】
本発明はまた少なくとも１つの上述の弁を含む分析カードにも関するものである。
【００２５】
最後に、本発明は上述の弁の作動方法において、
・弁が開放（または閉鎖）位置のときに、静止位置にある電気作動ポリマ製または形状記憶材料製のフィルムまたは線に電流をかける、
・閉鎖（または開放）位置の弁に対する直接または間接の作用に対応する作動位置にフィルムまたは線を維持する、および
・前記フィルムまたは線が静止位置に復帰し、前記弁が開放（または閉鎖）位置に復帰するように電流を停止する、
ことをもってなる方法を提案する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（本発明による分析カード）
本発明による分析カード１は流体管理（微流量制御）、化学および／または生化学反応、流体内に存在する種の分離とこれらの種の検出機能の数センチメートル平米（ｃｍ２）の同位置媒体上の組み合わせである。これらのシステムは数マイクロリットルと数ナノリットルの間に含まれるきわめて少量を操作するだけで化学および／または生化学反応分析連鎖全体の機能の全てを自動的に自立して保証することを可能にすることができる。
【００２７】
このタイプの分析カードで通常見られる機能は以下の表１に示した。この一覧は全てを網羅するものでは全くない。
【表１】
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表１：本発明による分析カードで使用される主たる機能
これらの分析カード１を実現するために使用できる材料は珪素、ポリマ、石英またはガラスである。先に定義した導電ポリマおよび電気作動ポリマの使用は多数のその他の機能の実現を可能にする。
【００２８】
本発明は区分６とも呼ばれる、縁によって、互いに接続された前面４と後面５を含む、平行四辺形で構成される反応カード１に関するものである。したがって、図１に実線で示したのは、前面４を構成する要素全体である。ここで、なかんずく、この面４の領域に開口している特定の数の流路３があるのが分かる。これらの流路３は前記前面４に接着された、透明フィルム７を介して仕切られる。しかしながら、このフィルム７は後述のもののように、必ずしも透明である必要はなく、半透明、その他でもよい。しかしながら、透明であれば試験される生物溶液、あるいはカード１内に導入される他のいっさいの溶液の位置を必要ならばもっとよく見えるようにすることができる。後面５も２１で示した透明フィルムを備え、場所によってはこの後面５の領域をかすめているので点線で示された流路３を仕切っている。このフィルム２１は、別の実施態様を構成し、１６で示した図１０と１１の前面４に示されたものに極めて似ている。これらのフィルム１６と２１はＢＯＰＰ（Ｂｉｏｘｉａｌｌｙ　Ｏｒｉｅｎｔｅｄ　ＰｏｌｙＰｒｏｐｙｌｅｎ）フィルムまたは同じ性質の他のフィルムで構成され、カード１の本体に溶接または接着され、この本体は輸送される溶液に対しても、それらが受ける反応に対しても不活性である。反対にフィルム７の性質はかなり特殊で、電気作動ポリマ製である。性質については後で詳しく述べる。
【００２９】
それぞれのフィルム７，１６または２１はカード１の前面に存在することができる、それがフィルム７同様に、フィルム１６と２１、あるいは前記カード１の特定の部分の上の場合である。しかしながら、フィルム２１がそこにない可能性があり、その場合にはカード１の本体の残りと同じ材料の壁に代えられる。
【００３０】
フィルム１６は図１０と１１の実施態様による弁２の外面を限定する。後者１６はしたがって、試験する液体、処理された溶液、洗浄液、溶出液、などの通過を可能にするために十分柔軟な性質である。それはシリコン、ラテックスの膜、エラストマ製、例えばＳａｎｔｏｐｒｅｎ（登録商標）、２つの厚みのサンドウィッチ複合フィルム、例えば、ＰＥ／ＰＥＴ（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎ／ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎ　Ｔｅｔｒａｐｈｔａｌａｔｅ）の対あるいは３つ以上の厚みのサンドウィッチ複合フィルム、例えば、ＳＥＢＳ／ＳＢＳ（Ｓｔｙｒｅｎ　Ｅｔｈｙｌｅｎ／Ｂｕｔｙｌｅｎ　Ｓｔｙｒｅｎｅ／Ｓｔｙｒｅｎ　Ｂｕｔｙｌｅｎ　Ｓｔｙｒｅｎｅ）の対で構成することができる。
【００３１】
くわえて、前面４の領域に位置する透明フィルム１６、および後面５の領域に位置する透明フィルム２１は唯一かつ同一の透明フィルムで構成することができ、それによってそのように備えられたカード１の製造が容易になる。
【００３２】
本発明による分析カード１は、一般的に数十の弁を備え、それは、例えば、１９９９年６月２２日優先権の特許出願ＰＣＴ／ＦＲ００／０１７１８および出願人が提出した２０００年８月２８日付特許出願ＦＲ００／１０９７８の場合である。流路網３の内部（図１のＦ１）または弁２の領域（図３，４，７と１１のＦ３）の流体の運動の例は特許出願ＦＲ００／１０９７８によく示されている。
これらの弁２の操作は後で詳細に述べる電気的アドレス指定の作用である。
【００３３】
（電導性ポリマ）
情報として、上述の現状技術で述べた電導性ポリマは大きな３つの類型のものとすることができる：
・絶縁性ポリママトリクスからなり、それに材料の電導性を保証する、一般的にカーボンブラックの、電導性粒子を添加した非真正導電ポリマ；非真正導電ポリマは（静電気防止あるいは電磁気防止）包装、電気保護、または接続の分野に多数の工業的用途がある；
・イオン基の搬送ポリマ、イオン溶液の膨張ポリマ、および固体ポリマ電解質によって分類することができる真正導電ポリマ；ポリマの電導性は材料の中に存在するイオンによって保証される；イオン電導性ポリマはポリマ電気化学発電機にそれらの工業的用途が見いだされる、
・単または二重結合（共役ポリマ）が交代する真正導電ポリマ；この特別な電子構造は、電導性がポリマの炭化水素鎖によって保証されるので、それらの電動特性を生み出す；一部は電気特性を有し（ポリアニリン、ポリピロル、ポリチオフェン、ポリアセチレン）、他のものは電光特性を有する（ポリフェニレン・ビニレン）。
【００３４】
（電気作動ポリマ）
電気作動ポリマは電圧がかかったときに変形する特性を有する。それらは下記の表２に明らかに示したごとく電圧に振り子運動で、あるいは長手方向運動で応答する２つの属に分割することができる。
【表２】
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表２：移動態様に応じて電気作動ポリマの種類
【００３５】
厚さ１８０μｍのＮａｆｉｏｎ（登録商標）という名称の、米国でＤｕｐｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓによって製造された製品が存在する。これは過硫化フルオロポリマであり、ついで電極によって覆われる。これらの材料に関する補足情報は下記の論文に見いだされる：Ｓ．Ｇ．Ｗａｘ＆Ｒ．Ｒ．Ｓａｎｄｓ，Ｅｌｅｃｔｒｏａｃｔｉｖｅ　Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ａｃｔｕａｔｏｒｓ　ａｎｄ　Ｄｅｖｉｃｅｓ　ＳＰＩＥ　Ｖｏｌ．３６６９，Ｍａｒｓ　１９９９；２−１０，あるいはＹ．Ｂａｒ−Ｃｏｈｅｎ，Ｓ．Ｌｅａｒｙ，Ｍ．Ｓｈａｈｉｎｐｏｏｒ，Ｊ．Ｏ．Ｈａｒｒｉｓｏｎ　Ｊ．Ｓｍｉｔｈ，Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ａｃｔｉｖｅ　Ｐｏｌｙｍｅｒ（ＥＡＰ）ａｃｔｕａｔｏｒｓ　ｆｏｒ　ｐｌａｎｅｔａｒｙ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ＳＰＩＥ　Ｖｏｌ．３６６９，Ｍａｒｃｈ　１９９９，５７−６３。プロトンは一般的にナトリウム（Ｎａ＋）またはリチウム（Ｌｉ＋）である、交換過程で用いられる運動性陽イオンと交換される。これには作用し、多くの水を吸収することができる溶剤の存在を必要とする。ＳＯ３−基は膜の基質に固定される。
【００３６】
（電気アドレス指定）
分析カードの上に存在する、電気作動弁に対応するｎｘｎ電極マトリクスの電気アドレスの問題に関して、直接接続技術、あるいは多重化を用いることが可能である。
【００３７】
直接接続は最も簡単なアドレス指定方式である。これは２本の接続線でＸ／Ｙマトリクスのそれぞれの要素を接続することをもってなる。媒体は区別なく微細技術とプリント回路とセリグラフィの技術による様々な寸法の珪素またはポリマの媒体とすることができる。
【００３８】
多重化技術は電子機能を（行列復号器）マトリクスの電極に組み込むことである。これらの電子機能は、行列の選択に応じて、Ｘ／Ｙ点を特異的にアドレス指定することを可能にする。微細電子技術だけが電子機能組み込み構成部品の実現を可能にする。集積回路技術を利用する、このタイプのアドレス指定方式は珪素またはガラスだけの上に実現された小寸法構成部品の専用である。かかる多重化の原理は例えば、特許ＵＳ−Ａ−５，９６５，４５２に詳しく記載されている。
【００３９】
アドレス指定方式の選択は対象のｃｍ２あたりの電極密度に依存している。ｃｍ２あたり１００を超える電極密度について、珪素上またはガラス上の微細電子技術によって多重化したマトリクスが一般的に使用される。この技術はそのｃｍ２あたり低コストの故にｍｍ２程度の、小さなサイズの構成部品に限定されなければならず、電気的にアドレス指定ＤＮＡチップの実現に適している。反対に、もっと低い密度の場合、直接接続方式が使用できる。
【００４０】
添付の図面は、説明のために例としてあげたものであり、まったく制限的性格を持たない。それらは発明の理解を助けるものである。
図１から８は電気作動ポリマ製のフィルム７を使用し、前記フィルム７に対する電流源の直接作用を可能にする第１の実施態様を示している。これらの図は第１の変型実施態様については図１から３に、第２の変型実施態様については図４から６に、第３の変型実施態様については図７と８にそれぞれ示した３つの異なる代替構造を説明している。
【００４１】
図９から１３は通常の、すなわちカード１の背面５に位置するフィルム２１と同一のフィルム１６を使用し、中間操作機構１３を介して、前記フィルム１６に対する電流源の間接作用を可能にする第２の実施態様を示している。これらの図は第４の変型実施態様を示している。
【００４２】
明細書の以下の部分において、変型実施態様については上述の説明との関連において言及する。
本発明は例えば、数センチメートル平米の、小型の加工された媒体であり、流体循環網を介して化学または生化学反応（混合、保温、加熱・・・）の管理（例えば、電気泳動、揚水、弁、センサ）および流体内に存在する一つまたは複数の種の分離（電気泳動、クロマトグラフィ、など）または検出（電気化学検出、分光測光・・・）を可能にする分析カード１に関するものである。
【００４３】
１゜）第１の変型実施態様
図１は、本発明の図においては、可撓性キーがいっさいないことをのぞいて、１９９９年６月２２日の優先権で出願人が提出した特許出願ＰＣＴ／ＦＲ００／０１７１９に記載の図４から６の特徴を概略において踏襲している第１の変型実施態様を示している。この場合、それぞれの弁は前記カード１の平坦表面の残りと同じ領域に位置する小さな平坦表面で構成される（図１と３も併せて参照）。この小さな平坦表面は少なくとも１つの到着流路３と出発流路３とからなり、この表面と到着流路３と出発流路３の間の交点は図２に明らかに示したごとくフィルム７と接触している。この場合、弁は閉じている。さらに図２に見るごとく、フィルム７は陥入２５を有し、その役割は２本の流路３の一方を閉塞することである。もちろん陥入２５はそれぞれの弁２の他方の流路３あるいは両方の流路３を閉塞することもできる。くわえて、弁２の領域で、より多くの、すなわち３本以上の流路３を備えることもできる。
【００４４】
さらにカードは特定の数の室１７を備えている。室１７は流路３を介して弁に接続され、他の弁と他の室をカード１の残りの上に備えることも可能であるが図示されていない、またこの場合、もはや直列ではなく並列に位置づけられた２つの流路網３の間で混合を実施することが可能になる。
【００４５】
図２と３において、カード１の上面４上の、少なくとも弁２の領域に、現状技術の分析において説明したごとく自己接着式ではない可撓性フィルム７が存在するのが分かる。したがって、このフィルム７は弁２の周縁溝９の領域の１０で溶接されている。この特定の技術は本書では１つの実施態様を表す非制限的な例として記載され、それは出願ＰＣＴ／ＦＲ００／０１７１９にすでに記載されている。しかしながら、前記カード１の内面上で、現状技術の周知の自己接着フィルム２１を使用することができる。もちろん、弁２のカード１の片側だけ、または両側の位置に応じてこの他の面の上に第二の可撓性フィルム７を有することもできる。上４と下５の面は縁６で互いに接続されている。
【００４６】
事実、分析カード１内に存在する１つまたは複数の流体は発生した加圧または減圧を介してこのカード１内でＦ１に沿って動かされる。図３のＦ３にそった弁２の領域での流体の運動は電導性ポリマフィルム内にイオンの流入を引き起こす電圧を加えることによって、Ｆ２に沿って陥入２５を変形することによって許可される。イオンのこの可動性は水分子によるフィルムの変形、収縮または膨張を引き起こす。電圧−電流応答は酸化と還元の間に大きなヒステリシスを有する典型的ボルタモグラムである。印加された電圧に応じた電流変化の例は下記の論文などに見つけることができる：Ｔ．Ｗ．Ｌｅｗｉｓ，Ｌ．Ａ．Ｐ．Ｋａｎｅ−Ｍａｇｕｉｒｅ，Ａ．Ｓ．Ｈｕｔｃｈｉｎｓｏｎ，Ｇ．Ｍ．Ｓｐｉｎｋｓ＆Ｇ．Ｇ．Ｗａｌｌａｃｅ，Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ａｎ　ａｌｌ−ｐｏｌｙｍｅｒ，ａｘｉａｌ　ｆｏｒｃｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ａｃｔｕａｔｏｒ，Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　Ｍｅｔａｌｓ　１０２（１９９９）１３１７−１３１８。
【００４７】
例えば、フィルム７は変形させることが可能で、流体は図示したごとくＦ３にそって通過することができる。したがって、フィルム７がこの電流の作用の下で変形し、前記電流が加えられなくなったらすぐに、図２にそって閉塞位置に復帰する材料製であることが必要である。
【００４８】
第１の構成態様によれば、フィルム７を形成する電気作動ポリマは電流源の正極と負極の両方を構成する金または銀の層でその面の片方が被覆された多孔質の膜で構成される。
【００４９】
第２の構成態様によれば、電気作動ポリマは層の一方については電流源の正極を、他の層については負極を構成する電導層で、その面のそれぞれが被覆された多孔質の膜で構成される。
この電導層は電気的励起に対して垂直運動によって応答するポリアニリンおよび／またはポリピロルで構成される。
【００５０】
２゜）第２の変形実施態様
この変型は、第１の変型のものと同じ構成要素を含む、したがって、おなじ符号を付けている、すなわち弁２、流路３、分析カード１の面４と５、前記カード１の縁６、カード１の面４によって担持された電気作動ポリマ製のフィルム７、弁２の補強または周縁溝９，溝９の底に位置する周縁溶接１０とフィルム２１。他方で、カード１の上面４はくりぬき２６を有し、その寸法（上部直径と深さ）が：
・フィルム７の肉厚部２７（下部直径と深さ）の存在、と
・弁２に関わる２本の流路３がこのくりぬき２６の部位に開口する、
ことを可能にする。
【００５１】
第１の変型実施態様で先に定義した電位差を印加したとき、フィルム７は膨張することが可能で、図５に明らかに示したごとく、流体はもはやＦ３にそって通過できなくなる。したがって、フィルム７がこの電流の作用で変形し、前記電流が印加されなくなったらすぐに、図４に見るごとく、元の位置に復帰して流体がＦ３に沿って通過することを可能にする材料製である必要がある。
したがって、第１の変型実施態様の反対の効果で、電流を印加したとき、この第１の変型実施態様によって弁２が開放され、他方で第２のまま第１の変型実施態様によってそれの２が閉鎖され、またその逆である。
もちろん、くりぬき２６の直径は周縁溝９によって囲まれた平坦部分より小さい。
【００５２】
３゜）第３の変型実施態様
この第３の変型は、第１と第２の変型のものと同じ構成要素を含む、すなわち弁２、流路３、分析カード１の面４と５、前記カード１の縁６、カード１の面４によって担持された電気作動ポリマ製のフィルム７、弁２の補強または周縁溝９，溝９の底に位置する周縁溶接１０とフィルム２１。
他方で、カード１の上面４は凹部２６を有し、その寸法は弁２に関わる２本の流路３がこの凹部２８の領域に開口するのに十分である。
【００５３】
第１と第２の変型実施態様で先に定義した電位差を印加したとき、フィルム７は変型させ、凹部２８の形状をとらせることが可能になり、図８に明らかに示したごとく、流体はＦ３にそって通過することが阻止される。したがって、フィルム７が上述の最初の２つの変型と同一の材料製である必要がある。
この電流の作用が停止するとすぐに、フィルムは図７によって、その元の形に復帰し、したがって、Ｆ３にそって流体の通過を可能にする。
もちろん、反対の現象、すなわち電気作動ポリマが静止している弁２を閉じ、電流が印加されるとすぐに前記弁２を開くように考案することも可能である。
【００５４】
４゜）第４の変型
図９は同じ符号を使用していても前のものとは異なるカード１を示している。したがって、後者は電気作動ポリマ製のフィルム７の非在を特徴とし、それは図１０と１１に明らかに示されているフィルム１６に代えられ、その特性は先に述べたごとく本質的に機械的である。
【００５５】
この第４の変型は、先のものと同様に、肩部２９を有する縁によって、一方が他方に接続された前面４と後面５を備えた平行四辺形で構成された反応カード１に関するものである。
【００５６】
図１０と１１において、弁２が詳細に示されている。ここで、静止時、後者２は閉鎖位置にあるが、それはフィルム１６が前記弁を構成する流路３が開口している面の上に被覆されているからである。閉鎖位置はその表面の一部によってカード１の面４に固定された、圧縮手段またはキー８の存在によって可能になり、他の部分は前記弁２上に張り出している。弁２の接触と完全な気密を保証するために、キー８によって担持されたエラストマ製の駒１１が前記キー８とフィルム１６の間の静止での連結を保証する。
【００５７】
キー８の自由端の領域には前記弁２の開放を容易にする斜面１２が存在していることが分かる。この斜面１２の役割は、後述の、外部要素の作用によって、図１１のＦ４にそって、前記キー８の上下動を可能にすることである。
したがって、この弁２の作動態様は上述の３つのものとは異なるが、それは電流がこのフィルム１６に直接作用しないからである。カード１の観察に限定すると、キー８の有無だけが、そのエラストマ製の駒１１を介して、それぞれ前記弁２の開閉をそれぞれ可能にする。
【００５８】
キー８のＦ４にそった移動を可能にするために用いられる外部要素は図１２と１３に示されている。これは（図示されていない）分析自動装置の枠３０によって担持された制御機構１３である。この枠３０は複数部分からなる少なくとも１つの梃子１５を担持している：
・前記枠３０と一体化するための基部３１、
・次の部分１９の連接軸を形成する可撓性部分１８、
・Ｆ６にそって上下運動を伝達するための剛性部分１９、および
・キー８（Ｆ４にそった移動）およびもっと正確にはこのキー８の斜面１２に作用する、場合よっては斜面になった、先端２４。
【００５９】
Ｆ６にそったこの上下運動は図１３によく示されている。それは２つの端のそれぞれがアドレス指定を可能にする電気接続端子２３と接触している形状記憶材料製の線２３の作用である。したがって、それぞれの線２２は器具の電子装置によって直接制御される（図示されていない）単純なトランジスタを介して電気的にアドレス指定され位置づけられる。このため、アドレス指定を可能にする、直列の電気接続端子２３のそれぞれの領域において、１から数ボルト程度の電圧をかけると、１本または複数の線２２が膨張する。線２２が直列のとき、端子２３の領域に電圧をかけると直列に配置されたすべての線２２の膨張が引き起こされる。反対に、それぞれの端子２３がそれから出ている２本の電線２２を電気的に分離するとき、アドレス指定はこれらの線の全てまたは一部との関係において、実施できるだろう。
【００６０】
線２２に沿って、梃子１５の剛性部分１９の上下運動Ｆ６を保証するために、前記線２２の縮小力Ｆ５を伝達する手段の役割を果たす当接突起２０を備えて別の接点が存在する。かかる線２２はＤＹＮＡＬＬＯＹ社（Ｃｏｓｔａ　Ｍｅｓａ，カリフォルニア、アメリカ合衆国）で購入したニッケル・チタン複合合金製のＦＬＥＸＩＮＯＬ（登録商標）製の線で構成することができる。環境温度で、この線２２は容易に延伸できるが、十分な電流、すなわちセンチメートルあたり０．３ボルト（Ｖ／ｃｍ）で約１０００ミリアンペア（ｍＡ）が通ったとき、その長さは３から５％減少して、約９００グラム．力（ｇ．力）の牽引が働く。それにもかかわらず、この力は、下記の表３に示されたごとく、線の直径の関数になる：
【表３】
2004514855.tif 000005
表３：直径に応じた形状記憶線の性能
応答時間は、９０℃の繊維温度について、毎分１３から６５サイクルを可能にする。この温度が７０℃のとき、サイクル数は９から４０である。このタイプの線２２の寿命は少なくとも百万サイクルである。
【００６１】
図１２から１３に示したごとく、分析自動装置は並列に複数個のカード１を収納することが可能であるが、それらは直列に取り付けることも、（直列と並列を）同時に行うこともできる。本発明の実施態様において、平行な２枚のカード１を隔てる距離は２５ｍｍである。同様に、カード１上に並んでおかれた複数個の弁２の開放を可能にするために、多数の梃子１５を上下に有することも可能である。隣接する２つの梃子の間に存在し、同一のカード１に働くピッチも１とｍｍの間に含まれる。好適には、このピッチは３．９６ｍｍ、２．５４ｍｍまたは１．２８ｍｍなどの、電子分野で用いられる値を有する。
【００６２】
５゜）第５の変型実施態様
図１４と１５は同じ符号を付けたが、前出のものとこは異なるカード１を示している。例えば、後者１は図１０と１１に示された、フィルム１６に代えられた、特性値が先に述べたごとく本質的に機械的である電気作動ポリマ製のフィルムの非在を特徴とする。第五の変型は第四の変型の簡素化された進化形である。
【００６３】
本質的な差違はカード１が圧縮手段８を備えていないことである。したがって、弁は静止時に通常開いている弁を有するが、第４の変型ではそれは通常閉じていた。
操縦機構１３はしたがって、この第５の変型によればより単純である、なぜなら梃子３２は直接前記カード１に作用し、したがって、前者３２の図示されていない自由端は気密閉鎖手段またはエラストマ製の圧縮駒を備えている。この駒は、前述の変型で既に述べた形状記憶材料製の線が通電されていないときにフィルム１６を圧迫する。
【００６４】
最初の３つの変型実施態様によれば線２２を電気作動ポリマ製の長手方向の帯に代えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
第１の実施態様による、分析カードの上面図。
【図２】
弁が閉鎖位置にあるときの、図１のＡ−Ａに沿った断面図。
【図３】
弁が開放位置にあるときの、図２と同一の断面図。
【図４】
第２の実施態様の図３と同様の、すなわち弁が開放位置にあるときの図。
【図５】
弁が閉鎖位置にあるときの、図４と同一の図。
【図６】
図４と５の上面図。
【図７】
第３の実施態様の図３および４と同様の、すなわち弁が開放位置にあるときの図。
【図８】
弁が閉鎖位置にあるときの、図７と同一の図。
【図９】
第４の実施態様における本発明による分析カードの透視図。
【図１０】
弁が閉鎖位置にあるときの、図９のＢ−Ｂに沿った図。
【図１１】
弁が開放位置にあるときの、図１０と同一の断面図。
【図１２】
見えているすべての弁が閉鎖位置にある、図１０と１１による、部分的な、分析カード全体の透視図。
【図１３】
見えている弁の１つだけが開放位置にあるときの図１２と同一の図である。
【図１４】
図１２と同様であるが、閉鎖位置にあるすべての見えている弁が上下移動梃子によって直接閉鎖されている図。
【図１５】
見えている弁の１つだけが開放位置にあるときの図１４と同一の図。
【符号の説明】
１．装置または分析カード
２．弁
３．流路
４と５．カード１の面
６．カード１の縁
７．カード１の面４によって担持された電気作動ポリマ製のフィルム
８．フィルム７の圧縮手段または可撓性キー
９．補強部または弁２の周縁溝
１０．溝９の底に位置する周縁溶接
１１．手段またはキー８によって担持された閉鎖手段またはエラストマ製圧縮駒
１２．手段またはキー８によって担持された開放手段または斜面
１３．操縦機構
１４．操縦機構１３を構成する形状記憶材料
１５．操縦機構１３を構成する上下動梃子
１６．カード１の面４に担持された可撓性および／または変形自在なフィルム
１７．カード１の室
１８．梃子１５の可撓性部分
１９．梃子１５の剛性部分
２０．梃子１５の当接突起
２１．カード１の他の面５によって担持されたフィルム
２２．形状記憶材料製フィルム
２３．アドレス指定を可能にする電気接続端子
２４．キー８に作用する梃子の斜面になった端
２５．フィルム７の陥入
２６．カード１の面４によって担持されたくりぬき
２７．くりぬき２６領域でのフィルム７の肉厚部２７
２８．カード１の面４によって担持された凹部
２９．分析カード１の肩部
３０．分析自動装置の枠
３１．枠３０と一体の梃子１５の基礎３１
３２．操縦機構１３を構成する上下動梃子
３３．梃子３２によって担持される気密閉鎖手段またはエラストマ製圧縮駒
Ｆ１．カード１の領域での流体の運動
Ｆ２．フィルム７の変形
Ｆ３．弁２の領域での流体移動
Ｆ４．キー８の上下動
Ｆ５．形状記憶材料製の線２２の縮小力
Ｆ６．形状記憶材料製の線２０の作用を受けた梃子１５の上下動
【図２】
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【図１０】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年12月16日(2002.12.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
場合によっては平坦な、少なくとも１つの面（４）を有する装置（１）内で輸送手段によって移動される少なくとも１つの流体（Ｆ３）を導くことを可能にする、少なくとも１つの流路（３）が貫通している弁（３）において、一方では、前記装置（１）の面（４）の全体または一部に固定された可撓性および／または変形自在なフィルム（７または１６）と、他方では、前記弁（２）を作動させたり停止させたりできる、フィルム（７または１６）の作動装置とで構成され、この作動装置が電気作動ポリマに、または形状記憶材料に直接作用することを特徴とする、弁（２）。
【請求項２】
装置（１）が場合によっては平坦で、縁（６）によって一方（３）が他方（５）に接続される２つの面（４と５）を有する分析カード（１）で構成され、一方では、面（４および／または５）の少なくとも１つの全体または一部の上に固定される可撓性および／または変形自在なフィルム（７または１６）で構成されることを特徴とする、請求項１に記載の弁（２）。
【請求項３】
フィルム（７）が弁（２）を直接作動させるか、停止させることを可能にする少なくとも１つの電気作動ポリマの層で構成されることを特徴とする、請求項１または２のいずれか１つに記載の弁。
【請求項４】
フィルム（７）が金または銀の金属層でその面の他方が被覆される多孔質材の膜に組み合わされる電気作動ポリマの層で構成され、電気作動ポリマが正極または負極を構成し、金属層が作動装置または電流源の相補的極性の電極を構成することを特徴とする、請求項１から３のいずれか１つに記載の弁。
【請求項５】
フィルム（７）が層の一方については作動装置または電源の正極を、他方の層については負極を構成する、電気作動ポリマの層の面のそれぞれに被覆された多孔質によって構成されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１つに記載の弁。
【請求項６】
電気作動ポリマの層が、場合によってはポリエチレンに組み合わされる、ポリアラニンおよび／またはポリピロルおよび／またはポリチオフェンおよび／またはポリパラフェニルビレンおよび／またはポリ−（ｐ−ピリジル・ビニレン）で構成されることを特徴とする、請求項３から５のいずれか１つに記載の弁。
【請求項７】
多孔質層がテフロン、ポリアミド、セルロース、ポリアセテートおよび／またはポリカーボネートなどの孔がイオンを通過させるいっさいの材料または材料の混合物で構成されることを特徴とする、請求項３から５のいずれか１つに記載の弁。
【請求項８】
操作機構（１３）がフィルム（１６）と作動装置の間に存在することを特徴とする、請求項１または２のいずれか１つに記載の弁。
【請求項９】
操作機構（１３）はその全体または一部が、弁（２）を間接的に作動または停止させることができる、請求項３から８に記載の電気作動ポリマによって、あるいは形状記憶材料（１４）によって構成されることを特徴とする、請求項８に記載の弁。
【請求項１０】
電気作動ポリマが少なくとも１つの電気作動ポリマの層の長手方向帯によって構成されるか、あるいは形状記憶材料（１４）がニッケルまたはチタン合金などの、温度に応じて構造が変化する複合合金製の線材によって構成されることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１つに記載の弁。
【請求項１１】
形状記憶材料（１４）が上下に移動する梃子（１５）と協働し、ともに、操作機構（１３）の全体または一部を構成することを特徴とする、請求項８から１０のいずれか１つに記載の弁。
【請求項１２】
上下移動梃子（１５）が可撓性部分（１８）と剛性部分（１９）で構成され、剛性部分が弁（２）の圧縮手段（８）と協働し、形状記憶材料（１４）、梃子（１５）と圧縮手段（８）が一緒に操作機構（１３）の全体または一部を構成することを特徴とする、請求項１に記載の弁。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１つに記載の、少なくとも１つの弁を含む分析カード。
【請求項１４】
・弁が開放（または閉鎖）位置のときに、静止位置にある電気作動ポリマ製または形状記憶材料製のフィルムまたは線に電流をかけるステップと、
・閉鎖（または開放）位置の弁に対する直接または間接の作用に対応する作動位置にフィルムまたは線を維持するステップと、
・前記フィルムまたは線が静止位置に復帰し、前記弁が開放（または閉鎖）位置に復帰するように電流を停止するステップ、
を含む、請求項１から１２のいずれか１つに記載の弁の作動方法。
【国際調査報告】
2004514855.tif 000040
2004514855.tif 000041
2004514855.tif 000042
2004514855.tif 000043
2004514855.tif 000044
2004514855.tif 000045