(57)【要約】      （修正有）【課題】試薬とサンプル液体の十分な混合を改良するのに用いられるマイクロ流体エレメント、特に検査担体を提供。【解決手段】マイクロ流体エレメント、特に液体サンプルに含まれる分析物について該液体サンプルを分析するための検査担体101は、基板102および基板102に囲まれている流路構造を有する。流路構造は、細長い混合流路107および放出流路111を含む。混合流路107は、入口開口108および出口開口110を有し、かつ該混合流路は、入口開口108を通って混合流路107の中に流れ込む液体とそこに含まれる試薬を混合するために提供される。混合流路107の出口開口110は、放出流路111と流体連通がある。出口開口110は、入口開口108よりも混合流路107の長さの中間に対してより近い位置に設けられる。【選択図】図１
2009150880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ流体エレメント、特に液体サンプルに含まれる分析物について該液体サンプルを分析するための検査担体であって、
基板（102）、ならびに基板（102）およびカバー層に囲まれている流路構造（104）を有し、
流路構造（104）が、細長い混合流路（107）および放出流路（111）を含んでおり、
混合流路（107）が、入口開口（108）および出口開口（110）を有し、該混合流路（107）が、入口開口（108）を通って混合流路（107）の中に流れ込む液体と該流路内に含まれる試薬とを混合するように構成されており、
混合流路（107）の出口開口（110）が、放出流路（111）と流体連通しており、
出口開口（110）が、入口開口（108）よりも混合流路（107）の長さの中間の方に近い位置に設けられている、前記マイクロ流体エレメント。
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロ流体エレメントであって、マイクロ流体エレメントが検査担体（101）であり、流路構造がサンプル入口開口（105）および測定ゾーン（106）を含むサンプル分析流路（104）であることを特徴とする、前記マイクロ流体エレメント。
【請求項３】
請求項１または２に記載のマイクロ流体エレメントであって、マイクロ流体エレメントが回転軸の回りで回転可能であることを特徴とする、前記マイクロ流体エレメント。
【請求項４】
請求項３に記載のマイクロ流体エレメントであって、混合流路（107）が、回転軸から出口開口（110）までの距離が回転軸から入口開口（108）までの距離よりも長くなるような形状であることを特徴とする、前記マイクロ流体エレメント。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイクロ流体エレメントであって、外力によって流れ抵抗が克服されるまでは、放出流路（111）へ液体が流れて混合流路（107）が自発的に空になるのが妨げられるように、混合流路（107）から放出流路（111）の中へと流れ込む液体に対する流れ抵抗を形成するキャピラリ停止部（112）を有することを特徴とする、前記マイクロ流体エレメント。
【請求項６】
請求項５に記載のマイクロ流体エレメントであって、外力がマイクロ流体エレメントの回転によって発生する遠心力および／または混合流路（107）内の液体に対して作用する圧力であることを特徴とする、前記マイクロ流体エレメント。
【請求項７】
請求項５または６に記載のマイクロ流体エレメントであって、キャピラリ停止部（112）が、第一部分（129）および流れ方向で第一部分の下流に位置する第二部分（130）を含む幾何学的バルブ（128）によって形成され、第一部分（129）の断面積が第二部分（130）の断面積よりも小さいことを特徴とする、前記マイクロ流体エレメント。
【請求項８】
請求項５に記載のマイクロ流体エレメントであって、キャピラリ停止部（112）が少なくとも1つの疎水性流路壁を有する流路部を含むことを特徴とする、前記マイクロ流体エレメント。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のマイクロ流体エレメントであって、試薬が乾燥形態、好ましくは凍結乾燥形態で混合流路（107）内に含まれていることを特徴とする、前記マイクロ流体エレメント。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のマイクロ流体エレメントであって、混合流路（107）の長さの中間から出口開口（110）までの距離が、長くとも混合流路（107）の長さの20%であり、かつ混合流路（107）の一方の端から入口開口（108）までの距離が、長くとも混合流路（107）の長さの20%であることを特徴とする、前記マイクロ流体エレメント。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のマイクロ流体エレメントであって、混合流路（107）の体積が放出流路（111）の体積よりも大きいことを特徴とする、前記マイクロ流体エレメント。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のマイクロ流体エレメントであって、混合流路（107）が四角形の断面を有することを特徴とする、前記マイクロ流体エレメント。
【請求項１３】
基板および流路構造を有するマイクロ流体エレメントであって、
流路構造が、細長い混合流路（107）および放出流路（111）を含んでおり、
混合流路（107）が、入口開口（108）および出口開口（110）を有しており、
混合流路（107）の出口開口（110）が、放出流路（111）と流体連通しており、
出口開口（110）が、入口開口（108）よりも混合流路（107）の長さの中間の方に近い位置に設けられている
前記マイクロ流体エレメント、特に請求項１に記載のマイクロ流体エレメントによって十分に混合された均質な液体を提供するための方法であって、
入口開口（108）を通って混合流路（107）の中へ液体を流入させ、
混合流路（107）内に含まれている試薬を溶解し、
混合流路（107）内の液体に力を加え、
混合流路（107）の出口開口（110）を通って放出流路（111）の中へ液体を流入させて、液体および試薬の十分な混合が起きるようにする
ことを含んでなる、前記方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、混合流路（107）が、入口開口（108）と出口開口（110）との間に供給部（113）を、また流れ方向で出口開口（110）の下流側でかつ入口開口（108）の反対側に相補部（114）を有しており、混合流路（107）の供給部（113）および相補部（114）から液体の一部が出口開口（110）を通って放出流路（111）の中へ流れ込み、これら２つの液体の一部同士の混合が液体に対する力の作用によって支援されるようになっていることを特徴とする、前記方法。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の方法であって、作用する力がマイクロ流体エレメントの回転によって発生する遠心力であることを特徴とする、前記方法。
【請求項１６】
請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の方法であって、マイクロ流体エレメントが検査担体（101）であり、流路構造がサンプル入口開口（105）および測定ゾーン（106）を含むサンプル分析流路（104）であることを特徴とする、前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を試薬と十分に混合するためのマイクロ流体エレメントおよびマイクロ流体エレメントによって十分に混合するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を試薬と十分に混合するためのマイクロ流体エレメントが例えば診断検査（in vitro診断法）に使用されており、医療目的のためにこのマイクロ流体エレメントを使用して体液サンプルに含まれる分析物が分析される。「十分に混合する」との用語は、試薬が液体形態で提供される可能性、すなわち2種の液体をお互いに混合する場合、ならびに試薬が固体として提供され、これを液体に溶解し均質化する場合の両方を含む。分析の重要な構成部品はいわゆる検査担体（test carrier）であり、この担体には、複雑な複数ステップの検査プロトコルの実行を可能にするために、例えば、液体サンプル（特に体液）を受け入れるための流路構造を有するマイクロ流体エレメントが備えられている。検査担体は1以上のマイクロ流体エレメントを含むことが可能である。
【０００３】
例えば、結合および遊離状態にある反応成分の分離（「B/F分離（bound/free separation）」）が生じる複数ステップの検査手順を有する免疫化学的分析においては流体検査担体を使用し、これを使用することで制御された液体輸送が可能となる。流体工程の手順の制御は、（流体エレメントの内部にある）内的手段を使用することまたは（例えば装置内に備えられる）外的手段を使用することで実行が可能である。（外的）制御は圧力差または力の変化の適用に基づくことができ、後者は例えば重力の作用方向の変化だけでなく、例えば回転している流体エレメントまたは検査担体に作用し回転速度および回転軸からの距離の関数である遠心力から生じることも可能である。
【０００４】
この種のマイクロ流体エレメントおよび検査担体は、典型的にはプラスチック材料製の基板でつくられている担体部材を含む。これらのエレメントおよび検査担体は、基板およびカバーもしくはカバー層によって囲まれたサンプル分析流路を有しており、このサンプル分析流路は、一連の、複数の流路部、およびそれらの間に位置し流路部と比較して幅広であるチャンバーを含むことが多い。流路部およびチャンバーを有するサンプル分析流路の構造および寸法は、例えば、射出成形技術または好適な構造を製造するための他の方法によって製造される基板のプラスチック部材の構造化によって規定される。この種の検査担体およびマイクロ流体エレメントの製造は、例えばM. Madou著, "Fundamentals of Microfabrication", CRC出版, Boca Raton, FL, USA, 2002年に記載されている。
【０００５】
上記の検査担体を含む分析系は、例えば以下：
米国特許第4,456,581号明細書
米国特許第4,580,896号明細書
米国特許第4,814,144号明細書
米国特許出願公開第2004/0265171号明細書
欧州特許第1 077 771号明細書
の文献から公知である。
【０００６】
分析を実施するために、サンプル分析流路は該サンプル分析流路内へと導入された液体と反応する試薬を含んでいる。液体サンプルと試薬は、サンプル液体と試薬の反応がサンプル液体中に含まれる分析物に特徴的な測定変量の変化を生じるように、検査担体中で互いに混合される。測定変量は検査担体自体の上で測定される。特に、光学的に分析可能な測定方法が典型的であって、色変化または別の光学的に測定可能な変量が検出される。
【０００７】
キャピラリ流路構造および小さい寸法を有するサンプル分析流路においては層流条件が主である。液体ならびに／または液体および固体は、かかるキャピラリ流路内においては不十分にしか混合しない。サンプル液体と試薬の十分な混合を改良するために、複数の手段が従来技術で公知である。
【０００８】
例えば、ある分析系において回転軸を中心に回転する検査担体を回転させるときに、回転方向の急激な変化または回転速度の変化によって、十分な混合が促進される。しかしながら、この「振盪モード（shake mode）」は、分析系の駆動装置に高い負荷をかける。摩耗、ならびに作動不全および故障が起きる危険性は、比較的高くなる。
【０００９】
サンプル液体と試薬の十分な混合を改良するための従来技術で公知の別の方法は、電磁石または永久磁石の作用によって動く磁性粒子の導入である。検査担体の製造における経費は、該粒子の組み込みのために上昇する。加えて、分析系はさらなる構成部品、すなわち磁石を有しなければならない。
【００１０】
さらに、キャピラリ流路にリブ（rib）のような特別な流動妨害物を含むエレメントが知られている。しばしば微細構造物として提供されるこの種の妨害物の製造は、検査担体の製造工程をより高コストでかつ困難なものとする。加えて、この種の構造は全ての混合工程ならびに／または全ての試薬およびサンプル液体に対して好適なものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】US 4,456,581
【特許文献２】US 4,580,896
【特許文献３】US 4,814,144
【特許文献４】US A 2004/0265171
【特許文献５】EP 1 077 771B1
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】M. Madou著, "Fundamentals of Microfabrication", CRC出版, Boca Raton, FL, USA, 2002年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
混合手段および検査担体のようなマイクロ流体エレメント、特に試薬およびサンプル液体の十分な混合を改良しようとする多くの試みにもかかわらず、この点について改良されたマイクロ流体エレメントに対するさらなる必要性がある。
【００１４】
したがって本発明は、混合手段、特に試薬とサンプル液体の十分な混合を改良するのに用いられるマイクロ流体エレメント、特に検査担体を提供するという目的に基づくものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この目的は、特許請求の範囲に記載の特徴を有するマイクロ流体エレメントおよび特許請求の範囲に記載の特徴を有する方法によって達成される。
【００１６】
体液サンプルに含まれる分析物について該サンプルを分析するための検査担体に関連して、本発明およびその利点を以下に記載し説明するが、これらは該マイクロ流体エレメントの一般性を制限するものではない。
【００１７】
本発明に係るマイクロ流体エレメントは、例えば、M. Madou著, "Fundamentals of Microfabrication", CRC出版, Boca Raton, FL, USA, 2002年に記載されているように、基板(substrate)の適切な構造化によって製造される。流路として提供される流路構造は、細長い混合流路（elongate mixing channel）を含んでおり、これは本発明による入口開口および出口開口を有しており、かつ該流路構造は、入口開口を通って混合流路の中に流れ込む液体とそこに含まれる試薬を混合するために提供される。本発明によると、混合流路は出口開口を介して放出流路と流体連通を有する。
【００１８】
本発明の意味において、マイクロ流体エレメントとは、その最小寸法が5 μm以上であり、かつ最大寸法（例えば流路長）が10 cm以下である流路構造を有するエレメントとして理解される。
【００１９】
「細長い（elongate）」流路は、流路としての応用の意味において、その長さが流路断面のいかなる断面寸法よりも有意に長い流路として理解される。この長さは、断面の最大寸法の少なくとも10倍の長さであることを意味している。流路長は、該流路の平均断面積の平方根の少なくとも20倍大きな値であることが好ましい。前記流路長は、平均断面積の平方根の少なくとも50倍大きな値がより好ましく、100倍大きな値が特に好ましい。円形断面を有する流路の場合、流路長はそれ故半径の20〜30倍大きな値が好ましい。
【００２０】
それ故前記寸法については、マイクロ流体エレメントの流路構造の最大断面寸法は大きくとも10 mmであり、大きくとも5 mmが好ましいということになる。最大断面寸法は、大きくとも2 mmがより好ましく、大きくとも1 mmが特に好ましい。
【００２１】
本発明においては、混合流路内で流れ方向に試薬の濃度勾配が生じるという事実を考慮に入れる。マイクロ流体エレメントおよび／または検査担体内で優勢な条件下において、濃度は通常試薬の入口開口のあたりで最低であり、流れ方向に沿って高くなる。
【００２２】
本発明によると、出口開口は入口開口よりも混合流路の流路長の中間の方に近い位置に設けられる。混合流路は、入口開口と出口開口の間の供給部（feed section）、ならびに出口開口から（流れ方向の）下流側でかつ入口開口の反対側に相補部（complementary section）を有しており、液体が混合流路の中に流れ込んだ後、相補部内の試薬濃度は供給部内の濃度に比べて差が生じ、典型的には供給部内の濃度よりも高くなる。出口開口は混合流路の流路上に設けられているので、出口開口を通って放出流路に流入する液体は、混合流路の供給部および相補部からの液体の一部ずつを、それらの液体の混合が加速されるように含んでいる。供給部液体の一部と相補部の液体の一部（それぞれ出口開口を通って同時に流れる）は異なる試薬濃度を有しており、放出流路に流れ込む際に十分に混合される。
【００２３】
言い換えると、マイクロ流体エレメントは、混合流路の入口開口が出口開口よりも混合流路の一方の端により近く位置するように構成される。入口開口を通って混合流路の中へ流れ込む（体液サンプルのような）液体は、混合流路の端により近い位置から出口開口、すなわち混合流路長の中間により近い位置に向かって流れる。
【００２４】
混合流路の供給部は、それ故混合流路の端により近い位置から混合流路長の中間により近い出口開口の位置に向かって延びている。相補部は、（流路長の中間により近い）出口開口と、混合流路の入口開口とは正反対側の端との間にあたる、混合流路の一部である。サンプル分析流路の放出流路の中への供給の間、部分ごとに異なる濃度を有する供給部および相補部の液体の一部ずつが、供給部および相補部の両方から出口開口を通って同時に流れる。このようにして液体混合が促進され、その結果迅速に均質な組成を有する液体となる。放出流路を通って（おそらくはさらなる流路部および／または流路チャンバーを通って）、混合された液体はそれらをさらに処理するゾーンに到達する。
【００２５】
本発明に係るマイクロ流体エレメントは、特に体液サンプルに含まれる分析物の分析のための検査担体の一部とすることが可能である。検査担体は、基板およびカバー層によって囲まれたサンプル分析流路を有するが、これが流路として提供されるマイクロ流体エレメントの流路構造である。用語「基板」は、構造化によりその中に流路構造が導入される担体材料であることを意味するものとして理解される。この目的のために、例えば前記の文献、M. Madou著, "Fundamentals of Microfabrication"中に説明されているような当業者に典型的な製造方法および材料が想定される。
【００２６】
サンプル分析流路はサンプル入口開口（入口開口）をその先端に有する。その終端部に、サンプル分析流路は測定ゾーンを含むが、これはマイクロ流体エレメント内の液体のさらなる処理のためのゾーンに相当する。放出流路の中へ流れ込むときに十分に混合された液体は、放出流路を通ってサンプル分析流路の測定ゾーンに到達する。サンプル分析流路の測定ゾーン内において、分析物に特徴的な測定変量を決定する。
【００２７】
本発明においては、1種以上の、例えば凍結乾燥されたものである乾燥試薬が流路内に含まれていて、溶解されると、より高い濃度勾配が流路（サンプル分析流路）内に生じることが考慮に入れられる。混合流路の中へ流れ込む液体が乾燥試薬を溶かし、その試薬が流れ方向に向かってさらに洗い流されるため、乾燥試薬の再懸濁の際、特に高い濃度勾配が生じる。試薬は、液体が入口開口を通って入ってくるときに、混合流路の入口開口の領域内で溶解する。この溶解した試薬はその後さらに輸送され、その結果試薬の濃度は混合流路内で流れ方向に向かって上昇する。
【００２８】
混合流路を有しており、流路の一方の端に設けられるのが好ましい入口開口と、その中間に設けられるのが好ましく、混合流路内の放出流路に連結している出口開口とを含む、本発明に係るエレメントは、他の均質化のために使用することも可能である。一例として、例えば希釈のために必要であるような2種の異なる溶液の混合もまた、本発明によって改良される。エレメントおよび／または検査担体はそれ故、乾燥試薬に限定されるだけでなく、2液、特に液体の形態で提供される試薬の混合のためにも使用することが可能である。
【００２９】
本発明に係るエレメント、特に検査担体は以下の利点を有する：
リブまたは追加のくびれのような微細構造が省略されるので、混合装置によってエレメントまたは検査担体の製造コストが実質的に上昇することがない；
検査担体とともに分析系を形成する分析デバイスは、何ら特別な設計を必要としない。特に、回転式分析系については、（例えば振盪法を用いる系の場合）駆動のための追加支出は何も必要としない。該デバイスの製造コストもしたがって低廉である；
検査担体の中に導入される磁気粒子（磁気ビーズ）のような追加の物質は必要でない。分析はしたがって費用効果が高く、（部分的に手作業で行う）労力は少ない；
該エレメントは、大きな濃度勾配を有する溶液を十分に混合するためにも好適である。
【００３０】
好適な実施形態において、マイクロ流体エレメントは回転軸を中心に回転可能である。回転軸はエレメントを貫通して伸びていることが好ましい。中心を軸にして回転する検査担体またはマイクロ流体エレメントが特に好ましい。
【００３１】
マイクロ流体エレメントの好適な実施形態において、キャピラリ停止部（capillary stop）がエレメント内に設けられ、これは混合流路から放出流路の中へと流れ込む液体に対する流れ抵抗を形成し、その結果、外力によって流れ抵抗が克服されるまで、放出流路へ液体が移動し混合流路が自発的に空になることが妨げられる。これにより、液体が毛細管効果のみによって出口開口を通って混合流路から放出流路に流入することを妨げる。キャピラリ停止部は、混合流路の出口開口の直ぐ後ろに設けられるのが好ましい。
【００３２】
流れ抵抗を克服するために必要な外力は、マイクロ流体エレメントの回転によって発生する遠心力であるのが好ましい。遠心力ならびにその後の反応工程および／または十分な混合の工程は、回転速度の好適な選択または回転速度の変化によって制御することが可能であり、例えば液体が混合流路内にとどまる滞留時間を制御することが可能である。
【００３３】
外力はまた、混合流路内の液体に対して作用する圧力であることも好ましい。例えば、検査担体の中に過圧または部分的な減圧を発生させることにより圧力を提供することが可能である。
【００３４】
キャピラリ停止部は、好ましくは、少なくとも1つの疎水性流路壁を含む流路部を有することが可能である。流路壁は、好ましくは、疎水化物質を用いて疎水性にすることが可能である。この種の疎水性流路キャピラリ妨害部材もまた、この流路の流路部を通る制御されない流れを妨げる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、サンプル分析流路および混合流路を有する検査担体を示す。
【図２】図２は、図１に示した混合流路の出口開口におけるキャピラリ停止部の詳細な説明図である。
【図３】図３a, bは、本発明を用いて達成される十分な混合を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
マイクロ流体エレメントの好ましい代表的な実施形態を、（その一般性を限定することなく）検査担体に基づいて、および図面に基づいて以下に記載する。本発明の好ましい設計を提供するために、本明細書に示された技術的特徴を個別にまたは組み合わせて使用しうる。それらは本発明の一般性についていかなる限定を表すものではない。
【００３７】
図１は、基板102、ならびに中央部に孔103を有する本発明に係る検査担体101を示し、孔103を通って回転軸が伸びており、その回転軸を中心として円盤状の検査担体101が回転する。
【００３８】
サンプル分析流路104はサンプル入口開口105をその先端部に含んでおり、このサンプル入口開口105を介して、例えば好ましくは血液である液体サンプルをサンプル分析流路104の中へ導入することが可能である。例えば、サンプル液体を、（ピペットを用いて）ユーザーの手作業によってサンプル入口開口105の中に分注することが可能である。代替として、サンプルを、分析デバイスの投与ステーション（dosing station）によってサンプル入口開口105を介してサンプル分析流路104の中へ投与することが可能である。基板102によって囲まれたサンプル分析流路104はその末端に測定ゾーン106を含んでおり、そこでサンプル液体中の分析物の特徴的な測定変量を検出し、好ましくは光学的に測定する。
【００３９】
サンプル分析流路104は、試薬を乾燥形態、好ましくは凍結乾燥形態で含む混合流路107を含んでいる。この乾燥試薬は混合流路107に流入する液体によって溶解する。
【００４０】
混合流路107はサンプル入口開口105に対して流体連通を有する入口開口108を一方の端（先端）に有している。もう一方の端には障壁109が設けられており、これは幾何学的バルブとして機能し、混合流路に通気するために用いられる。
【００４１】
出口開口110が混合流路107の流路長の中間に位置しており、これを介して混合流路107は放出流路111との流体連通を有する。幾何学的バルブとして機能するキャピラリ停止部112が、出口開口110と放出流路111の間に位置している。これは図２に詳細に示される。キャピラリ停止部112は、混合流路107に含まれる液体が自動的（自発的）に放出流路111の中へ流れ込むのを妨げる。流路107、111中の液体に作用する毛細管力は、キャピラリ停止部112を克服するには不十分である。これにより、確実に規定のサンプル体積によって混合流路107を満たすことができる。検査担体101の回転速度により混合流路107中の液体に作用する充分に大きな遠心力が生じたときに初めてキャピラリ停止部112の流れ抵抗が克服される。こうして、混合流路107に含まれている試薬に対するサンプル液体の作用（作用時間）を制御することができる。
【００４２】
混合流路107は四角形の断面を有するのが好ましい。回転式検査担体101の場合において、混合流路107は、より大きな断面寸法が回転軸に対して垂直な回転面内に広がるように構成される。その他の流路、特に放出流路111もまた、四角形として構成されるのが好ましい。このように、これらは四角形の断面を有する。この種の流路または流路構造は非常に簡単であり、製造の費用効果が高い。
【００４３】
この代表的な実施形態で示した混合流路107は半円形を形成しており、これは検査担体101の回転軸（孔103）を中心に一定の半径で広がっている。混合流路107の入口開口108および出口開口110は、本明細書に示されるように、回転軸から出口開口110までの距離が回転軸から入口開口108までの距離よりも長くなるようにして配置されるのが好ましい。これは、混合流路107を十分に空にすることができるという利点を有する。混合流路107の中へ流入する全体積を測定ゾーン106へ送ることが可能であり、かつサンプル液体の分析に利用可能である。もちろん、混合流路107について別の配置もまた可能である。検査担体101を回転させるために、回転軸から出口開口までの距離は、常に入口開口までの距離よりも長いことが好ましく、結果として回転で生じる遠心力により液体が出口開口110の外側へ押し出される。
【００４４】
混合流路107は、入口開口108と出口開口110との間に供給部113、ならびに出口開口110と混合流路107の末端に位置する障壁109との間に相補部114を含む。サンプル液体が入口開口108を通って混合流路107の中へ流れ込むと、混合流路107の中に含まれる試薬が溶解する。サンプル液体の溶解した部分（試薬）は混合流路107を通って流れ方向に運搬される。溶解した試薬がさらに運搬されると、混合流路107の中に濃度勾配が生じ、供給部113に存在する試薬の濃度は、相補部114に存在する試薬の濃度よりも低くなる。混合流路107中における濃度は障壁109の領域が最高であり、入口開口108において最低である。
【００４５】
一般に、毛管流（capillary flow）条件のために、混合流路107においては不十分な混合しか起こらない。しかしながら、キャピラリ停止部112の流れ抵抗がサンプル液体によって克服される好適な回転速度に到達すると、液体の一部が供給部113および相補部114から出口開口110を通って放出流路111の中へ流れ込む。個々の液体の一部同士は放出流路111の中で迅速に十分混合され、結果として均質な組成となる。
【００４６】
十分な混合の進行の様子を、混合流路107および放出流路111を示す図３aおよび３b（キャピラリ停止部112を除く）で、模式的に示す。混合流路107内の試薬濃度を、記号的な濃度値2〜14（任意単位）に基づいて模式的に示す。もちろん、実際には、混合流路内の濃度分布は図中の概略に示されたように不連続ではない。典型的には、一定の、必ずしも直線的ではない分布が形成される。
【００４７】
液体が混合流路107の中へ流れ込み、試薬が溶けた後、図３aに示された濃度分布が生じる。混合流路107の中の濃度は、相補部114の中よりも供給部113の中の方が低い。前記濃度は図３の右端において最低であり、左端において最高である。供給部113および相補部114からの液体の一部は、液体で満たされた混合流路から放出流路111の中へ流れ込む。図３bに示されているように、個々の流路部113、114から放出流路111に至る流出経路は、サンプル液体と試薬との最適化された非常に均質で十分な混合が起きるようにして、相互に（理想的には相補的に）補い合う。
【００４８】
本発明において、混合流路107の一方の端に入口開口108を設け、かつ混合流路107の中間に出口開口110を設けることにより、最適な混合結果が達成されることが示された。2つの開口108、110の最適な配置について若干の変更をすることは、混合結果に有意な減損を生じるものではない。出口開口110は、混合流路107の流路長の中間から、長くともその流路長の20%の距離に位置するように配置するのが好ましいことが示されている。入口開口108は、混合流路107の一方の端から、長くともその流路長の20%の距離に設けられるの好ましい。該開口108、110がこの許容されるべき幅の範囲内に設けられると、非常に良好な混合結果が達成される。最適結果と比較して、混合結果に対する影響は、最適な位置から長くとも5%までの距離の場合無視できる。
【００４９】
好適な回転速度においては、赤血球と他の細胞サンプル成分の分離がすでに放出流路111の中で起きる。サンプル液体およびそれに溶解した試薬を含む十分に混合された液体は、好適な回転速度で回収チャンバー115（血漿回収チャンバー）および回収チャンバー116（赤血球回収チャンバー）の中へ送られる。赤血球細胞は遠心力の作用により回収チャンバー116の中に集まり、他方血漿は基本的に回収チャンバー115の中に留まる。
【００５０】
測定ゾーン106は多孔性の吸収性マトリクスとして構成されるのが好ましい。検査担体の回転が停止または減速すると、試薬−サンプル混合物は測定ゾーン106の中へ吸収（吸引）される。廃棄チャンバー117は、流れ方向で測定ゾーン106の後ろに設けられており、反応に関与する成分であるサンプルおよび／または試薬成分が、測定ゾーン106を通って流れた後、この中に廃棄される。
【００５１】
本明細書に示した代表的な実施形態の検査担体101はプライミング構造（priming structure）121も有しており、これはフラッシング液体開口122およびフラッシング液体回収チャンバー123を含む。
【００５２】
検査担体101は、入口開口131を有する第二の流路124を有する。流路124は、基本的にその構造がサンプル分析流路104に対応する。しかしながら、それはサンプル分析流路104と対照的に、1/4円状である。サンプル分析流路であることも可能な第二の流路124は、、混合流路125、放出流路126、およびそれらの間に設けられたキャピラリ停止部127を含む。その長さ約25〜30 mmは、サンプル分析流路104（55〜65 mm）の長さの約半分である。2つの流路104、124の幅はそれぞれ3 mmであり、他方深さ（回転軸方向の寸法）は約0.15 mmである。
【００５３】
回収チャンバー115と流体連通がある流路124は、特に、分析のために、例えばB/F分離に必要とされるさらなる液体、殊にバッファー溶液を受容するために用いられる。測定ゾーンにおいて分析されるサンプル液体の分析に用いられる試薬を、混合流路125に含むのが好ましい。代替として、さらなる（異なる）サンプルおよび／または（異なる）試薬を、流路124でサンプルとともに十分に混合することも可能である。十分に混合された液体はその後測定ゾーン106へ送られる。
【００５４】
図２はキャピラリ停止部112を詳細に示す。キャピラリ停止部112は幾何学的バルブ128によって形成されており、第一部分129、および流れ方向で第一部分129に隣接する第二部分130を含む。出口開口110に隣接している第一部分129の断面積は、第二部分130の断面積より小さい。
【００５５】
キャピラリ流路の四角形の断面領域のために、キャピラリ停止部112の第一部分129もまた四角形である。すなわちそれは四角形の断面領域を有しており、第二部分130も同様である。第一部分129の回転軸方向の断面寸法は、第二部分130の対応する断面寸法未満であるのが好ましい。第一部分129の回転軸横断方向の断面寸法もまた、第二部分130の対応する断面寸法未満である。幾何学的バルブ128の流れ抵抗を、第一部分129および第二部分130の寸法についての好適な選択によって調節することが可能である。
【００５６】
必要となる遠心力、すなわち液体がキャピラリ停止部112を通って流れることができるために必要となる検査担体101の回転速度がこうして確立される。
【符号の説明】
【００５７】
101  検査担体
102  基板
104  サンプル分析流路
105  サンプル入口開口
106  測定ゾーン
107  混合流路
108  入口開口
110  出口開口
111  放出流路
112  キャピラリ停止部
113  供給部
114  相補部
128  幾何学的バルブ
129  第一部分
130  第二部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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