DE60035199T2 - Analysenkassette und flüssigkeitsförderkontroller - Google Patents

Analysenkassette und flüssigkeitsförderkontroller Download PDF

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Asahi Kasei Corp
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Analysenkartusche zur Verwendung bei der Analyse einer Spurenmenge einer Probe, welche die Durchführung einer Analyse und eines Nachweises bequem ermöglicht, sowie ein Verfahren zur Herstellung der Analysenkartusche. Die Erfindung betrifft auch ein Analyseverfahren, bei dem die Analysenkartusche verwendet wird. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtung, die an der Analysenkartusche angebracht ist und die Zufuhr von Flüssigkeit in die Analysenkartusche steuert.
  • Die Bedeutung von Analysen und Messungen, die an der Stelle oder nahe an der Stelle durchgeführt werden, bei denen Analysen und Messungen erforderlich sind (nachstehend zusammen als „POC-Analysen („point of care"-Analysen) und dergleichen" bezeichnet), wie z.B. Analysen für die Diagnose am Krankenbett (POC-Analysen), bei denen eine Messung, die für eine medizinische Diagnose erforderlich ist, nahe an einem Patienten durchgeführt wird, Analysen gefährlicher Substanzen in Flüssen und Abfällen, die an Stellen wie z.B. an Flüssen und Abfallbehandlungsanlagen durchgeführt werden, und Kontaminationstests an individuellen Stellen zum Kochen, Ernten und Importieren von Nahrungsmitteln, ist erkannt worden. In den letzten Jahren wurde die Entwicklung von Messverfahren und -vorrichtungen, die für diese POC-Analysen und dergleichen erforderlich sind, als wichtig erachtet.
  • Bei diesen POC-Analysen und dergleichen ist es erforderlich, dass die Analyse bequem, in einer kurzen Zeit und kostengünstig durchgeführt werden kann, und insbesondere bei Analysen für die medizinische Diagnose sind eine Verminderung der Analysezeit und eine Verminderung der Probenmenge, die für die Analyse erforderlich ist, auf ein sehr niedriges Niveau wichtige Herausforderungen, die berücksichtigt werden müssen.
  • Beispielsweise kann bei einem Bluttest dann, wenn die Probenmenge, die für eine Analyse erforderlich ist, sehr klein ist, die Menge an Blut, die gesammelt werden muss, vermindert werden, wodurch die Belastungen für den Patienten vermindert wird und die Möglichkeit der Anwendung auf eine medizinische Versorgung zu Hause als Selbstanalyse durch eine Blutentnahme durch den Patienten verbessert wird. Wenn die Menge der Probe, die für die Analyse erforderlich ist, sehr klein ist, kann ferner die Menge an Reagenz zur Verwendung in der Analyse auf ein niedriges Niveau vermindert werden, wodurch es möglich wird, die Kosten der Analyse zu senken. Darüber hinaus werden Untersuchungen bezüglich der Verminderung der Probenmenge auf ein sehr niedriges Niveau und der Verminderung der Analysen zeit fortgesetzt, da dadurch gleichzeitig das Ziel der Verminderung der Menge an Abfällen erreicht werden kann.
  • In dem Fall der qualitativen Analyse, bei der eine Bestimmung durch eine visuelle Untersuchung oder dergleichen durchgeführt wird, werden verbreitet Verfahren verwendet, bei denen eine Probe, wie z.B. Blut, Urin und verschmutztes Wasser direkt mit einem Testpapier in Kontakt gebracht wird, das mit einem Analysenreagenz imprägniert ist. In dem Fall der quantitativen Analyse der Blutbiochemie, bei der die Enzymaktivität im Blut und die Menge an zu messender Substanz analysiert werden, ist jedoch eine Quantifizierbarkeit erforderlich, und daher sind die meisten Verfahren, die gegenwärtig in der medizinischen Praxis eingesetzt werden, derart, dass eine Reagenzlösung, Puffer und dergleichen, die in einer Analysevorrichtung vorliegen, gemischt und quantitativ mit einer Probe umgesetzt werden, die abgewogen und in einer Küvette oder einem Reagenzglas unter Verwendung einer automatischen Pipettiereinrichtung oder dergleichen in die Analysevorrichtung eingebracht wird, um einen Nachweis mit einer Nachweis- bzw. Detektionsvorrichtung durchzuführen.
  • Im Fall dieser Verfahren sollten die Reagenzlösung, Puffer und dergleichen, die in der Analysevorrichtung vorliegen, jedoch je nach dem ergänzt bzw. aufgefüllt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, dass Schwierigkeiten, wie z.B. ein Verschütten von Flüssigkeit, ein Verstopfen der Düse der automatischen Pipettiereinrichtung und eine Verunreinigung aufgrund einer unzureichenden Reinigung, auftreten, und die Personen, welche die Analyse durchführen, insbesondere Ärzte und Krankenschwestern im Fall von POC-Analysen im medizinischen Bereich, können signifikant belastet werden.
  • Zur Lösung der vorstehend beschriebenen Probleme ist ein Messsystem des einteiligen Typs erwünscht, in dem eine erforderliche Reagenzlösung und Puffer und dergleichen in der Analysenkartusche bereitgestellt sind. Als ein Beispiel ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 8-160031 ein Verfahren beschrieben, bei dem ein Innenbeutel, der ein Reagenz und dergleichen enthält, in einem Beutel eingekapselt ist, der die Probe enthält, und der vorstehend genannte Innenbeutel mit der Hand zusammengedrückt wird, so dass dieser zerreißt, wodurch die Probe und das Reagenz und dergleichen gemischt werden und diese reagieren, und dann eine qualitative Bestimmung durch eine visuelle Untersuchung durchgeführt wird. Ein solches Verfahren ist jedoch nicht für die quantitative Analyse in dem Gebiet der Blutbiochemie und dergleichen geeignet, bei der ein hohes Genauigkeitsniveau erforderlich ist.
  • Vorschläge dahingehend, dass erforderliche Reagenzien im Vorhinein in einer Kartusche enthalten sind, sind in den Vorrichtungsstrukturen in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2-87067 und der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2-88970 beschrieben. In diesem Fall ist die Reagenzlösung und dergleichen in einem kleinen Beutel enthalten und der Beutel wird zerrissen, wodurch die Reagenzlösung und dergleichen in die Kartusche austreten. Bei dem Verfahren zum Zuführen einer Flüssigkeit wird ein Verfahren unter Verwendung von Zentrifugalkräften eingesetzt.
  • In dem Fall, bei dem die Probenmenge groß ist und die Menge der Reagenzlösung und dergleichen für die Analyse ebenfalls groß ist und bei einigen hundert μl bis wenigen ml liegt, kann die Lösung und dergleichen einfach und kostengünstig in dem vorstehend genannten Beutel eingekapselt werden und das vorstehend beschriebene Verfahren kann ohne jegliche Probleme verwendet werden. Wenn jedoch die Probenmenge klein ist und bei wenigen μl oder dergleichen liegt, sollte eine kleine Menge an Reagenzlösung und dergleichen, die der kleinen Probenmenge entspricht, in einem kleinen Beutel eingekapselt werden und der Beutel sollte zerrissen werden, so dass der Inhalt austritt, und solche Vorgänge sind mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren extrem schwierig.
  • Darüber hinaus ist auch eine Technik beschrieben, bei der ein flüssiges Reagenz und dergleichen in einem kleinen Behälter eingekapselt ist, der in einer Kartusche bereitgestellt ist, und der zerreißbare Abschnitt (zerreißbare Versiegelung) des kleinen Behälters mit einem spitzen Gegenstand oder dergleichen zerrissen wird, so dass das flüssige Reagenz austreten kann und sich mit der Blutprobe mischen und quantitativ damit reagieren kann. Beispielsweise werden in der Kartusche zur Messung von Hämoglobin A1c (HbA1c) des japanischen Patents Nr. 2790359 (Boehringer Mannheim K.K.) die Schwerkraft und Kapillarkräfte zum Zuführen der Flüssigkeiten eingesetzt, die zerreißbare Versiegelung wird zerrissen, um das flüssige Reagenz, das in der Kartusche eingekapselt ist, in einen Verdünnungsbehälter austreten zu lassen, der ein vorgegebenes Volumen aufweist, wo das flüssige Reagenz quantitativ mit einer Probe in der Kapillare gemischt wird, die ein vorgegebenes Volumen aufweist, um eine Messung von Hämoglobin (Hb) nach der Hämolyse und eine anschließende Messung von HbA1c mit Latexkügelchen durchzuführen.
  • Auch in der Kartusche für eine automatische Analysevorrichtung, die in der internationalen Patentveröffentlichung WO 93/25889 beschrieben ist, ist ein festes Reagenz in der Kartusche eingekapselt und ein Verdünnungsmittel und ein flüssiges Reagenz werden von außerhalb der Kartusche zugeführt. Die zerreißbare Versiegelung wird durch einen spitzen Gegenstand wie z.B. einen Nagel zerrissen, wodurch das feste Reagenz mit dem Verdün nungsmittel gemischt und darin gelöst und mit der Blutprobe zusammen mit dem flüssigen Reagenz gemischt wird.
  • Darüber hinaus ist eine Kartusche, die eine Struktur aufweist, bei der ein flüssiges Reagenz durch Luft durch einen „Berstkanal" am Ausgang der Kammer, in der das flüssige Reagenz eingekapselt ist, herausgedrückt wird, und eine zu diesem Zeitpunkt erzeugte Luftblase in einer Kammer eingefangen wird (die Blase wird nicht aus dem Chip herausgedrückt), in der internationalen Patentveröffentlichung WO 99/52633 (Lumenal Technology Co., Ltd.) beschrieben.
  • Bei einem Verfahren, bei dem eine zerreißbare Versiegelung wie diese verwendet wird, wie in dem Fall des vorstehend beschriebenen Verfahrens unter Verwendung eines Beutels, kann dann, wenn die Menge der eingekapselten flüssigen Probe groß ist und bei wenigen hundert μl bis wenigen ml liegt, die flüssige Probe einfach und kostengünstiger eingekapselt werden. Wenn jedoch die Probenmenge klein ist und bei wenigen μl oder dergleichen liegt, wird die flüssige Probe entsprechend sehr klein, so dass es extrem schwierig ist, die zerreißbare Versiegelung in den vorstehend genannten kleinen Behälter einzubeziehen, eine sehr kleine Menge einer flüssigen Probe zu injizieren und einzukapseln, die zerreißbare Versiegelung zu zerreißen, die flüssige Probe zu entnehmen, usw.
  • Techniken, bei denen das flüssige Reagenz (Reagenzlösung) und der Puffer und dergleichen in der Kartusche eingekapselt sind und die Flüssigkeit zum Mischen und Umsetzen derselben unter Verwendung einer Zentrifugalkraft zugeführt wird, umfassen auch die Techniken in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 4-533848 und der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 8-62225A .
  • In den vorstehend beschriebenen Verfahren muss die Kartusche eine sehr komplizierte Struktur aufweisen, da das Reagenz und der Puffer in der Kartusche in einem flüssigen Zustand eingekapselt sind, und ein Mechanismus zum Entnehmen der Flüssigkeit, wie z.B. ein Mechanismus zum Zerreißen der Versiegelung, erforderlich ist. Zum Einkapseln des Reagenzes in einem flüssigen Zustand und zum Entnehmen des Reagenzes in den Reaktionskanal sind einige zehn bis einige hundert μl oder mehr des Reagenzes erforderlich, und folglich steigen die Kosten für das Reagenz.
  • Darüber hinaus wird in den meisten der vorstehend beschriebenen Verfahren die Zentrifugalkraft zum Zuführen der Flüssigkeit verwendet. Bei diesem Verfahren ist die Richtung, in der die Flüssigkeit zugeführt wird, auf eine Richtung beschränkt, die sich von dem Rotationszent rum nach außen erstreckt und die Rotation sollte genau im Ein/Aus-Zustand der Zuführung von Flüssigkeiten gestartet/gestoppt werden, usw., was zu einer komplizierten Gestaltung für die Zuführung von Flüssigkeiten und für Kanäle führt. Darüber hinaus gibt es auch den Nachteil, dass die Analysevorrichtung, mit der die Kartusche ausgestattet ist, um Messungen durchzuführen, eine komplizierte Struktur aufweist und teuer ist. Ferner werden in jedem Fall auch die Kosten der Analyse nicht länger gesenkt, zusammen mit einer Zunahme der Menge an eingekapseltem flüssigen Reagenz, da die Dicke der Kapillare in der Größenordnung von Millimetern liegt und folglich eine größere Probenmenge erforderlich ist, und die Reagenzmenge im Zusammenhang damit zunimmt.
  • Andererseits ist ein Verfahren beschrieben, bei dem ein gefriergetrocknetes festes Reagenz in der Kartusche bereitgestellt wird, die Blutprobe mit einem lösenden Verdünnungsmittel, das in der Kartusche eingekapselt ist, verdünnt wird, und das vorstehend genannte feste Reagenz in der verdünnten Probenlösung gelöst und damit umgesetzt wird, um eine Analyse durchzuführen (veröffentlichte japanische Übersetzung der internationalen PCT-Veröffentlichung für die Patentanmeldung Nr. 10-501340 , veröffentlichte japanische Übersetzung der internationalen PCT-Veröffentlichung für die Patentanmeldung Nr. 9-504732 und dergleichen).
  • Bei diesem Verfahren ist das feste Reagenz in Kammern auf dem Umfang angeordnet, der sich am Ende des Kanals in der Kartusche befindet, und die verdünnte Probe strömt in jede Kammer, um das feste Reagenz zu lösen und damit zu reagieren. wodurch eine Änderung der Extinktion hervorgerufen wird. Da die Flüssigkeit mittels Zentrifugalkraft zugeführt wird, ist die Richtung, in der die Flüssigkeit zugeführt wird, auf die Richtung der Zentrifugalkraft beschränkt, nämlich auf eine Richtung, die sich von der Mitte des Kreises der kreisförmigen Kartusche nach außen erstreckt.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, kann für die Nachweisreaktion nur eine Reaktion einer Reagenzzusammensetzung durchgeführt werden, da sich das feste Reagenz am Ende des Kanals befindet. Daher müssen für manche Nachweisgegenstände eine Reaktion und eine Reagenzzusammensetzung verwendet werden, die von denjenigen Nachweisreaktionen verschieden sind, die in Empfehlungen spezifiziert sind, die von akademischen Gesellschaften und staatlichen Einrichtungen festgelegt werden, und die in medizinischen Laboratorien und klinischen Laboratorien von Krankenhäusern durchgeführt werden. D.h., in diesen Empfehlungen werden häufig zwei oder drei Arten von Reagenzlösungen verwendet, wenn eine Substanz nachgewiesen wird (wie es z.B. in Summary of Clinical Examination Process (von Izumi Kanai verfasst, Kanahara Press, 1998) beschrieben ist), und wenn eine Art von Rea genz verwendet wird, kann die Korrelation mit vorhergehenden Untersuchungsdaten schlecht sein und die Quantifizierung als solche kann schwer durchzuführen sein.
  • Durch das Einfließen einer Flüssigkeit wird Luft in der vorstehend beschriebenen Kammer herausgedrückt. Da sich die Kammer jedoch am Ende des Kanals befindet, kann die Luft nicht aus der Kartusche ausgetragen werden und sollte zu einer anderen Stelle in der Kartusche bewegt werden. Daher wird eine Gestaltung so ausgeführt, dass die vorstehend genannte Luft durch den oberen Raum des Kanals, durch den eine Flüssigkeit fließen gelassen wird, austreten gelassen wird. Mit anderen Worten: Es besteht ein Nachteil bezüglich des Kanals dahingehend, dass die Flüssigkeit und das Gas in einem sehr engen Kanal in entgegengesetzten Richtungen strömen gelassen werden.
  • Eine Technik, bei der Tröpfchen einer Reagenzlösung in flüssigen Stickstoff getropft werden, so dass sie in Kugelform eingefroren werden, und direkt unter vermindertem Druck getrocknet werden, um das in den Kammern auf dem Umfang angeordnete Reagenz in einer kurzen Zeit zu lösen, ist in der internationalen Patentveröffentlichung WO 93/04195 , der veröffentlichten japanischen Übersetzung der internationalen PCT-Veröffentlichung für die Patentanmeldung Nr. 10-501340A und der veröffentlichten japanischen Übersetzung der internationalen PCT-Veröffentlichung für die Patentanmeldung Nr. 9-504732A beschrieben.
  • In diesen Dokumenten ist auch beschrieben, dass Polyethylenglykol, Myoinosit, Polyvinylpyrrolidon, Dextran, Natriumcholat, Mannit, Albumin oder ein Gemisch davon als Zusatz zur Bildung von Tröpfchen für eine gute Quantifizierung und eine Erhöhung der Löslichkeit verwendet wird. Ferner ist beschrieben, dass im Beispiel 3 der internationalen Patentveröffentlichung WO 93/04195 (ALP-Messreagenz) Glycerin zugesetzt wird, jedoch wurde dessen Aufgabe nicht deutlich gemacht.
  • Es ist auch ein Verfahren beschrieben, bei dem das feste Reagenz, das in der Kartusche abgeschieden ist, in Plasma gelöst wird, bei dem es sich um eine Probe handelt, ohne eine Probe-lösende Flüssigkeit zur Durchführung der Analyse zu verwenden. Dieses Verfahren ist z.B. in Twinkel (R) (Handelsbezeichnung) von Nippon Medi-physics Co., Ltd., der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 9-196920 (Immungegenstand), der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 8-114539 (biochemischer Gegenstand), der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 9-196739 (Spitzennachweis mit gelöster Flüssigkeit) und der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 9-138195 (Analyse mittels optischer Durchlässigkeitsmessung eines porösen Materials) beschrieben.
  • In diesem Verfahren wird die feste Probe im Plasma selbst gelöst, während gleichzeitig eine Reaktion durchgeführt wird, jedoch ist es nicht einfach, ein festes Reagenz unter Verwendung von 100% Plasma in einer sehr kurzen Zeit einheitlich zu lösen. Es besteht auch das Problem einer Anfälligkeit bezüglich Verunreinigungen (inhibierende Substanz), welche die Analyse inhibieren, da das Plasma nicht verdünnt ist.
  • In diesen beschriebenen Techniken wird ein Verfahren, bei dem eine Flüssigkeit unter einem verminderten Druck vom Ende des Kanals angesaugt wird, als Hauptverfahren des Einspeisens der Flüssigkeit verwendet. Mit anderen Worten: Eine Mehrzahl von Öffnungen, die zur Außenseite der Kartusche führen, ist in der Strömungsrichtung an einem vorgegebenen Abstand in einem Kanal bereitgestellt und das Einspeisen der Flüssigkeit wird durch Öffnen/Schließen der Öffnungen außerhalb der Kartusche gesteuert. Bei diesem Verfahren des Einspeisens der Flüssigkeit besteht jedoch der Nachteil, dass die Strömung der Flüssigkeit nur linear gesteuert werden kann. Diese Öffnungen weisen keine Funktion hydrophober Entlüftungsöffnungen auf, sondern spielen eine Rolle als Luftfreisetzungsventile, die einen Druck in den Bereichen stromaufwärts von den Öffnungen durch Schließen der Öffnungen vermindern können.
  • Darüber hinaus umfassen Verfahren, bei denen das Reagenz durch den Kanal abgeschieden wird, diejenigen, die in der Beschreibung des US-Patents Nr. 5,478,751 (Abbott Co., Ltd.), der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 3-223674 (Mochida Pharmaceutical Co., Ltd.) und in der Beschreibung des US-Patents Nr. 5,147,607 (Mochida Pharmaceutical Co., Ltd.) beschrieben sind, und diese Verfahren unterscheiden sich nicht von den vorstehend beschriebenen Verfahren dahingehend, dass die Probe mit dem Reagenz in einer hohen Konzentration in Kontakt gebracht wird und dann verdünnt wird, obwohl es sich bei den Substanzen, die durch den Kanal strömen gelassen werden, nicht notwendigerweise um 100% Plasma handelt. Diese Verfahren werden in einem Fall verwendet, bei dem ein Festphasenantikörper (Antigen) mit der Probe wie in einer Immunnachweisreaktion in Kontakt gebracht wird, sind jedoch nicht für eine biochemische Blutuntersuchung auf der Basis einer Reaktion in einem homogenen System und eine Untersuchung gefährlicher Substanzen in der Umwelt geeignet.
  • Darüber hinaus wurden Verfahren, bei denen ein Filtrierpapier oder dergleichen mit dem Analysereagenz getränkt wird, das Reagenz mit der Blutprobe in Kontakt gebracht wird und das Plasma auf dem Filtrierpapier unter Nutzung der Kapillarkraft und der Schwerkraft bewegt wird, um die Analyse durchzuführen, in der Praxis eingesetzt. Diese Verfahren umfassen z.B. diejenigen, die in Spotchem® (Handelsbezeichnung), von Kyoto Daiichi Kagaku Co., Ltd. hergestellt, Drychem® (Handelsbezeichnung), von Fuji Photo Film Co., Ltd. hergestellt, Reflotron® (Handelsbezeichnung), von Boehringer Mannheim K.K. hergestellt, oder im US-Patent Nr. 5,212,065 (International Diagnostic System) beschrieben sind.
  • Die sogenannten Kartuschen auf Analysefiltrierpapierbasis auf der Basis einer Trockenchemie sind zweckmäßig, da sie eine quantitative Reaktion ermöglichen, während die Reagenzlösung und der Puffer nicht von außen zugesetzt werden müssen. Die Menge der erforderlichen Blutprobe ist jedoch groß, nämlich etwa 10 μl für jedes Analysemerkmal, was bedeutet, dass 100 und einige 10 μl Blut in dem Fall von Messungen bezüglich 10 Merkmalen oder mehr, die üblicherweise bei der biochemischen Untersuchung von Blut durchgeführt werden, erforderlich sind. Im Zusammenhang damit wird auch die Menge an Reagenz, die verwendet wird, um das Filtrierpapier oder dergleichen zu tränken, erhöht. Da die Probe mit Reagenz, mit dem das Filtrierpapier oder dergleichen getränkt ist, in Kontakt gebracht und dann umgesetzt wird, ist auch die Art der Analysereaktionen beschränkt, und einige davon unterscheiden sich von den vorstehend genannten, empfohlenen Verfahren, die durch akademische Gesellschaften definiert worden sind.
  • Darüber hinaus werden, da die Probe nicht verdünnt wird, die Möglichkeiten einer nachteiligen Beeinflussung durch Verunreinigungen in der Probe verstärkt. Es ist auch größtenteils eine Kartusche für jedes Analysemerkmal erforderlich und nur das Verfahren von Kyoto Daiichi Kagaku ermöglicht die gleichzeitige Durchführung einer Mehrzahl von Analysen, jedoch ist in diesem Verfahren im Wesentlichen eine Mehrzahl von Kartuschen, die jeweils für ein Analysemerkmal verwendet werden, auf dem gleichen Streifen angeordnet, was maximal die Analyse von nur sechs Merkmalen zulässt.
  • Andererseits wurde im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen Verfahren, bei denen eine Trockenchemie eingesetzt wird, die Technik des μTAS (Mikrototalanalysesystem) zur Durchführung einer Mikroanalyse entwickelt. Bei dem μTAS wird zur Verminderung der Menge jedweder Probe sowie von Blut auf ein sehr geringes Niveau ein Chip mit wenigen bis zehn Zentimeter im Quadrat mit Rillen, die auf der Oberfläche von Glas oder Silizium bereitgestellt sind, verwendet, und die Reagenzlösung und die Probe werden in der Rille strömen gelassen, um eine Trennung und Reaktion zur Analyse einer sehr geringen Probenmenge durchzuführen ( japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2-245655A , japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 3-226666A , japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 8-233778A , Analytical Chem. 69, 2626–2630 (1997), Aclara Biosciences, usw.). Bei dieser Technik besteht der Vorteil, dass die Probenmenge, die Menge des Reagenzes, die für den Nachweis erforderlich ist, die Menge an Abfällen von Verbrauchsmaterialien, die bei dem Nachweis eingesetzt wer den, und die Menge an Abfallflüssigkeiten alle vermindert werden und dass die Zeit, die für den Nachweis erforderlich ist, verkürzt werden kann.
  • Die Erfinder haben auch Anmeldungen eingereicht, die das μTAS betreffen, wie z.B. die Beschreibung der japanischen Patentanmeldung Nr. 10-181586 („Mischanalysevorrichtung und Mischanalyseverfahren"), die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2000-2675A (Beschreibung der japanischen Patentanmeldung Nr. 10-181587 , „Kapillare photothermische Umwandlungsanalysevorrichtung"), die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2000-2677A (Beschreibung der japanischen Patentanmeldung Nr. 10-167603 , „Analysevorrichtung"), und die internationale Patentveröffentlichung WO 99/64846 (Beschreibung der internationalen Patentanmeldung PCT/JP99/03158 ).
  • Wenn die in diesen Beschreibungen beschriebene Technik verwendet wird, kann die Menge an Reagenzlösung, die zum Analysieren eines Merkmals der Blutbiochemie erforderlich ist, auf eine kleine Menge von etwa 10 nl vermindert werden, und die erforderliche Probenmenge kann auf etwa 1 bis 0,1 nl (1000 bis 100 pl) vermindert werden, wobei die Nachweiszeit etwa 10 s beträgt (darüber hinaus ist etwa 1 μl Puffer zum vollständigen Einspeisen der Flüssigkeit erforderlich. Wenn die Probe kontinuierlich zugeführt wird, können für 10 min etwa 10 nl der Probe erforderlich sein).
  • In den μTAS-Techniken, die nunmehr weithin bekannt sind, werden die Trennung, das Mischen, die Reaktion und der Nachweis innerhalb des Chips (Kartusche) durchgeführt, jedoch wird die Reagenzlösung, die für die Reaktion erforderlich ist, von außerhalb des Chips (Kartusche) zugeführt. Diese Techniken umfassen z.B. diejenigen des Standes der Technik, der mit dem vorstehend genannten μTAS zusammenhängt, Proceedings of the μTAS '98 Workshop, abgehalten in Banff, Kanada, 13. bis 16. Oktober 1998. Herausgeber: D. Jed Harrison und Albert van den Berg, Kluwer Academic Publishers, und dergleichen, und Techniken der DNA-Analyse in einem Harzchip (R.M. Mccormick et al., Anal. Chem., Band 69, Nr. 14 (1997), 2626–2630, usw.).
  • Diese Techniken sind für POC-Analysen und dergleichen, bei denen eine Einfachheit erforderlich ist, nicht geeignet, da ein Behälter für das flüssige Reagenz außerhalb des Chips bereitgestellt werden muss, und Wartungsvorgänge zum Auffüllen des flüssigen Reagenzes, zur Entfernung von Pfropfen oder zur Durchführung einer Reinigung in der Verbindung zwischen dem Chip und dem Behälter erforderlich sind.
  • Andererseits muss, um der Probe und der Reagenzlösung eine Bewegung in dem Chip (der Kartusche) zu ermöglichen, Luft in der Kapillare (Rille), die zu dem Ziel führt, zu dem sie sich bewegen, zur Außenseite des Kanals ausgetragen werden. Dabei ist es erwünscht, dass ein gasdurchlässiger/flüssigkeitsundurchlässiger Mechanismus am Ende des Kanals bereitgestellt ist, um die Flüssigkeit sicher in dem Chip zu halten. Ansonsten kann die Flüssigkeit aus dem Chip austreten.
  • Um den Zweck der Bereitstellung dieses gasdurchlässigen/flüssigkeitsundurchlässigen Mechanismus zu erreichen, wurden Techniken, bei denen kleine hydrophobe Öffnungen und hydrophobe Membranen als Entlüftungsöffnungen verwendet werden, durch die keine Flüssigkeit, sondern nur Luft hindurch treten kann, für eine relativ lange Zeit als Techniken in Betracht gezogen, die verglichen mit dem Fall der Kapillare mit einer viel größeren Flüssigkeitsmenge arbeiten.
  • Beispielsweise ist die Technik einer Luft-Entlüftungsöffnung von dem Blut in einer Blutverarbeitungsvorrichtung, wie z.B. einem Gerät zur künstlichen Dialyse, in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 57-17659A und der veröffentlichten japanischen Übersetzung der internationalen PCT-Veröffentlichung für die Patentanmeldung Nr. 9-500809A beschrieben. Ein Beispiel für die Bereitstellung von Entlüftungsöffnungen in einer Vorrichtung, die viel größer ist als der Chip, als automatische Luft-Entlüftungsöffnungsfilter zum Entlüften von Luft in flüssigen Chemikalien und Wasser, die in Fabriken im Allgemeinen verwendet werden, ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2-2812A beschrieben. In jedem Fall arbeiten diese Techniken mit einer viel größeren Flüssigkeitsmenge verglichen mit einer Flüssigkeitsmenge unterhalb eines Niveaus von Mikrolitern.
  • Als Entlüftungsöffnungen, die als derartige Luft-Entlüftungsöffnung in dem Chip zum Arbeiten mit einer Flüssigkeitsmenge unterhalb eines Mikroliterniveaus verwendet werden, sind sehr kleine hydrophobe Öffnungen mit etwa 3 μm im Quadrat bekannt (HMCV („Hydrophobic Micro Capillary Vent")) (Proceedings of the μTAS '98 Workshop, abgehalten in Banff, Kanada, 13. bis 16. Oktober 1998. Herausgeber: D. Jed Harrison und Albert van den Berg, Kluwer Academic Publishers, Seiten 307–310, hydrophobe mikrokapillare Entlüftungsöffnung für die pneumatische Handhabung einer Flüssigkeit im μTAS, Kazuo Hosokawa, Teruo Fujii und Isao Endo, Document of Electricity Academy Workshop: Society for Study of Chemical Sensor System CS-99-1 bis 12, Seiten 19–22, 16. März 1999, Teruo Fujii, Kazuo Hosokawa, Hong Jong Wook, Minoru Seki, Isao Endo et al.).
  • Es ist auch eine Technik beschrieben, bei der eine hydrophobe Membran am Ende des Kanals bereitgestellt ist (Affy Metrix Co., Ltd., Anderson et al., Proceeding of Transducers '97. 1997 International Conference on Solid state sensors and Actuators 2C1. 02, internationale Patentveröffentlichung WO 97/02357 , Beschreibung des US-Patents Nr. 5,856,174 ). Bei dieser Technik werden die Reagenzlösung und die Probe außerhalb des Chips durch einen Schlauch mit dem Chip verbunden und eine Kapillare, durch welche die vorstehend genannte Reagenzlösung und die vorstehend genannte Probe strömen gelassen werden, wird mit einem Diagphragmaventil ausgewählt (das Ventil wird durch eine Kraft von außerhalb des Chips geöffnet/geschlossen), das in dem Chip bereitgestellt ist. Dann wird die Luft in der Kapillare durch die Entlüftungsöffnungen, die aus einer hydrophoben Membran zusammengesetzt sind, am Ende des Kanals von dem Kanal nach außen gedrückt, um die Flüssigkeit zuzuführen. Die vorstehend genannten Entlüftungsöffnungen sind immer nach außen geöffnet und die Zuführung der Flüssigkeit wird unter Nutzung von Druckverlusten des Kanals, der mit den Entlüftungsöffnungen verbunden ist, und Bereitstellen von Druckablassöffnungen mit zerreißbaren Versiegelungen gesteuert, wodurch das Problem auftritt, dass die Struktur extrem kompliziert wird.
  • US 5,230,866 beschreibt eine kapillare Stop-Flow-Verbindung mit verbesserter Stabilität gegen eine zufällige Fluidströmung, die eine Mehrzahl von Behältern und eine Kapillare, welche diese Behälter verbindet, umfasst, wobei die Behälter mit Entlüftungsöffnungen bereitgestellt sind, bei denen es sich um mikroporöse hydrophobe Mittel handelt, die für einen Gasaustritt ohne den Austritt von Flüssigkeit gestaltet sind. Ferner enthält eine Kammer in dieser Kartusche Reagenzien in zerreißbaren Behältern zur Verwendung in der Analyse.
  • EP 0 212 314 A2 beschreibt Vorrichtungen, die mindestens eine Kammer, mindestens eine Kapillare und mindestens ein Reagenz umfassen, die in einem System angeordnet sind, das ein nachweisbares Signal bereitstellt, wobei eine Mehrzahl von Behältern mittels Kapillaren verbunden ist, Reagenzien auf die Innenflächen der Behälter aufgebracht sind und die Behälter, welche die Reagenzien enthalten, eine Öffnung mit einer Entlüftungsöffnung zur Außenseite der Kartusche umfassen.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Lösung der Probleme herkömmlicher Techniken, wie sie vorstehend beschrieben worden sind, und die Bereitstellung einer Analysenkartusche, wie sie nachstehend beschrieben ist, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung:
    • 1) Es ist möglich, wenige μl oder weniger einer Reagenzlösung in der Kartusche zum Zeitpunkt der Messung herzustellen, um die Reagenzlösung für die Reaktion bereitzustellen, was bei dem System schwierig ist, in dem die Flüssigkeit in Beuteln oder Kammern in der Kartusche eingekapselt ist (Flüssigkeitsbeutelsystem), und die Flüssigkeit wird zum Zeitpunkt der Messung in einen Reaktionsbehälter ausgetragen.
    • 2) Messungen und Reaktionen können unter Verwendung einer sehr kleinen Probenmenge in der Größenordnung von Nanolitern bis Picolitern durchgeführt werden.
    • 3) Ein Reagenz, Puffer und dergleichen, die für die Analyse erforderlich sind, sind in der Kartusche eingekapselt oder daran angebracht und folglich können die Zeit und der Aufwand für die Handhabung und Erhaltung der Reagenzien durch eine Person, welche die Analyse durchführt, vermindert oder vollständig eingespart werden.
    • 4) Die Analyse kann bequem, in einer kurzen Zeit und kostengünstig durchgeführt werden.
    • 5) Beschränkungen bezüglich der Nachweisreaktion werden vermindert und eine Analyse bezüglich mehrerer Merkmale kann gleichzeitig durchgeführt werden. Daher können Nachweisreaktionen, die mit denjenigen der empfohlenen Verfahren, die von akademischen Gesellschaften, staatlichen Einrichtungen und dergleichen festgelegt werden, identisch sind oder diesen ähnlich sind, durchgeführt werden.
    • 6) Die Analysenkartusche weist eine einfache innere Struktur auf und kann folglich kostengünstig hergestellt werden.
    • 7) Das Zuführen der Flüssigkeit kann genau durchgeführt werden.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Analyseverfahrens, bei dem die vorstehend beschriebene Analysenkartusche verwendet wird.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtung, die an die vorstehend beschriebene Analysenkartusche angebracht werden kann, die Zuführung der Flüssigkeit in die Analysenkartusche genau und einfach steuern kann und kostengünstig ist.
  • Die vorstehend genannten Aufgaben werden durch die Analysenkartusche gemäß Anspruch 1, das Verfahren gemäß Anspruch 12 und die Verfahren gemäß den Ansprüchen 14, 16 und 17 gelöst. Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
  • Die Analysenkartusche, welche die erfindungsgemäße Konfiguration aufweist, kann kostengünstig hergestellt werden, da die Struktur in der Kartusche einfach ist und damit eine sehr geringe Flüssigkeitsmenge behandelt werden kann, wie dies bei dem μTAS der Fall ist. Durch Steuern des Zugangs des Gases zu den vorstehend beschriebenen Entlüftungsöffnungen kann die Strömung der Flüssigkeit in die oder aus den vorstehend beschriebenen Behälter(n) durch die vorstehend beschriebenen Kapillaren gesteuert werden, wodurch die Strömung der Flüssigkeit in jeden und aus jedem Behälter in der Analysenkartusche gesteuert werden kann, ohne die Flüssigkeit von außerhalb der Analysenkartusche zuzuführen und die Flüssigkeit zur Außenseite davon auszutragen.
  • Dadurch kann eine Analysekartusche des einteiligen Typs bereitgestellt werden, die keine Wartung erfordert und bei der alle Reagenzien und dergleichen, die von der Probe verschieden sind, in der Analysenkartusche eingekapselt sind. Auch das Zuführen der vorstehend beschriebenen Flüssigkeit kann genau und einfach gesteuert werden.
  • Darüber hinaus ist bzw. sind dann, wenn die Analysenkartusche die erfindungsgemäße Konfiguration aufweist, ein Teil der Reagenzien oder die gesamten Reagenzien zur Verwendung in der Analyse in der Analysenkartusche bereitgestellt, wodurch es möglich wird, die Zeit und den Aufwand für die Handhabung und Erhaltung der Reagenzien durch eine Person, welche die Analyse durchführt, zum Zeitpunkt der Analysen bei POC-Analysen und dergleichen zu vermindern oder vollständig einzusparen. Auch die Mengen der Probe und des Reagenzes, die für eine Analyse erforderlich sind, können auf ein sehr niedriges Niveau vermindert werden, und eine Analyse kann bequem, in einer kurzen Zeit und kostengünstig durchgeführt werden.
  • Da die Beschränkungen bezüglich der Nachweisreaktion vermindert sind und eine Analyse bezüglich mehrerer Merkmale gleichzeitig durchgeführt werden kann, können in POC-Analysen und dergleichen Nachweisreaktionen, die mit denjenigen der empfohlenen Verfahren, die von akademischen Gesellschaften und staatlichen Einrichtungen festgelegt werden, identisch sind oder diesen ähnlich sind, durchgeführt werden. Folglich kann ein Vergleich mit Daten, die durch klinische Tests erhalten wurden, die in der Vergangenheit durchgeführt worden sind, einfach durchgeführt werden. Ferner kann eine Person, die eine Analyse durchführt, gewünschte Reagenzien in der vorstehend beschriebenen Analysenkartusche einkapseln, um eine gewünschte Analyse durchzuführen.
  • Ferner kann mindestens einer der Behälter, der mit den vorstehend beschriebenen Öffnungen ausgestattet ist, die mit den vorstehend beschriebenen Entlüftungsöffnungen bedeckt sind, mit den vorstehend beschriebenen Reagenzien ausgestattet werden.
  • Mindestens eines der vorstehend beschriebenen Reagenzien ist ein nicht-fluides Reagenz.
  • Diese Konfiguration ermöglicht es, dass das vorstehend beschriebene nicht-fluide Reagenz in einer reagenzlösenden Flüssigkeit oder dergleichen zur Herstellung einer Reagenzlösung unmittelbar vor der Analyse in der vorstehend beschriebenen Analysenkartusche gelöst werden kann, wodurch die Möglichkeiten vermindert werden, dass das Reagenz während des Transports und der Lagerung aus der vorstehend beschriebenen Analysenkartusche austritt, und die Verminderung der Qualität von Reagenzien verglichen mit dem Fall, bei dem flüssige Reagenzien in Behältern eingekapselt sind, verringert wird.
  • Da eine Analysenkartusche mit darin eingekapselten Reagenzien als ein Produkt bereitgestellt werden kann, kann die Person, welche die Analyse durchführt, eine gewünschte Analyse durchführen, ohne Vorgänge bezüglich eines Einkapselns von Reagenzien in der Analysenkartusche durchzuführen, wenn eine Analysenkartusche mit darin eingekapselten gewünschten Reagenzien erworben wird.
  • Verfahren zum Einkapseln von nicht-fluiden Reagenzien in der Analysenkartusche umfassen ein Verfahren, bei dem eine erforderliche Menge eines nicht-fluiden Reagenzes in dem Behälter eingekapselt wird, und ein Verfahren, bei dem der Behälter mit einer Lösung mit einem darin gelösten Reagenz beschickt wird, und danach zu einem nicht-fluiden Reagenz getrocknet wird.
  • Ferner bezieht sich in der vorliegenden Erfindung das nicht-fluide Reagenz auf ein festes Reagenz, wie z.B. Pulver und gefriergetrocknete Produkte und ein kautschukartiges Reagenz, und es kann sich um ein klebriges, stärkesirup-artiges Reagenz mit einer Viskosität handeln, die derart ist, dass ein Herausfließen aus der Analysenkartusche während der Verteilung (Transport, Lagerung und dergleichen) der Analysenkartusche verhindert wird.
  • Wenn dieses nicht-fluide Reagenz in einen Reagenzlagerbehälter eingekapselt wird, der mit den vorstehend beschriebenen Entlüftungsöffnungen ausgestattet ist, um dieses als Produkt bereitzustellen, kann eine reagenzlösende Flüssigkeit, die in der Analysenkartusche eingekapselt oder angebracht ist, dem vorstehend beschriebenen Reagenzlagerbehälter durch die vorstehend beschriebene Kapillare zugeführt werden, um das vorstehend beschriebene Re agenz unmittelbar vor der Analyse zu lösen. Da ferner die vorstehend beschriebene reagenzlösende Lösung in einer Menge von wenigen 10 μl verwendet werden kann und relativ kostengünstig ist, kann sie in der Analysenkartusche auf der Basis des Flüssigkeitsbeutelsystems angeordnet werden.
  • Zur Verminderung der Lösungszeit, während der sich das nicht-fluide Reagenz, das in der Analysenkartusche eingekapselt ist, in der vorstehend beschriebenen reagenzlösenden Flüssigkeit löst, kann für manche Messmerkmale ein Lösungszusatz in das nicht-fluide Reagenz eingebracht werden. Als derartiger Lösungszusatz ist ein Polyol geeignet und insbesondere ist mindestens ein Typ, ausgewählt aus Ethylenglykol, Propylenglykol und Glycerin, bevorzugt.
  • Darüber hinaus kann bei der erfindungsgemäßen Analysenkartusche die vorstehend beschriebene Entlüftungsöffnung durch ein hydrophobes Element mit Poren zusammengesetzt sein. Insbesondere ist das Element mit Poren vorzugsweise eine hydrophobe poröse Membran.
  • In dem Fall, bei dem die vorstehend beschriebenen Öffnungen einer Mehrzahl von Behältern mit einer gemeinsamen hydrophoben porösen Membran bedeckt sind, um die Entlüftungsöffnungen jedes Behälters zu bilden, sollte die vorstehend beschriebene hydrophobe poröse Membran in einem Zustand vorliegen, in dem Abschnitte, die sich zwischen Behältern befinden, keine Porosität aufweisen. Die vorstehend beschriebene hydrophobe poröse Membran kann durch Ausüben eines Drucks auf die Abschnitte, die sich zwischen Behältern befinden, in einen nicht-porösen Zustand umgewandelt werden.
  • In einer solchen Konfiguration ist es für ein Gas schwierig, durch die Abschnitte hindurchzutreten, die sich zwischen den vorstehend beschriebenen Behältern befinden, und folglich strömt ein Gas kaum zwischen den vorstehend beschriebenen Behältern. Daher sind die Möglichkeiten, dass die Steuerung des Zugangs der Flüssigkeit zu den angrenzenden Behältern nachteilig beeinflusst wird, vermindert, und folglich kann deren Eintritt in jeden/Austritt aus jedem Behälter unabhängig und genau gesteuert werden.
  • Ferner gilt das Gleiche für eine Behältergruppe, die aus einer Mehrzahl von Behältern aufgebaut ist und für die der Eintritt/Austritt der Flüssigkeit gleichzeitig durchgeführt wird. Mit anderen Worten: In dem Fall, bei dem eine Mehrzahl von Behältergruppen mit einer gemeinsamen hydrophoben porösen Membran bedeckt ist, um Entlüftungsöffnungen jedes Behälters zu bilden, sollte die vorstehend beschriebene hydrophobe poröse Membran in einem Zu stand vorliegen, in dem Abschnitte, die sich zwischen Behältergruppen befinden, keine Porosität aufweisen. Folglich kann der Zugang der Flüssigkeit zu Behältergruppen unabhängig und genau gesteuert werden.
  • Darüber hinaus umfasst die erfindungsgemäße Analysenkartusche einen Probenlagerbehälter zum Lagern einer flüssigen Probe, einen Verdünnungsmittellagerbehälter zum Lagern eines Verdünnungsmittels zum Verdünnen der vorstehend beschriebenen Probe, einen Messbehälter zum Messen der vorstehend beschriebenen Probe, einen Verdünnungsbehälter zum Mischen des vorstehend beschriebenen Verdünnungsmittels mit der vorstehend beschriebenen gemessenen Probe zum Verdünnen der gemessenen Probe, und sie kann eine Struktur aufweisen, in der die vorstehend beschriebene Kapillare zur Verbindung zwischen dem vorstehend beschriebenen Messbehälter und dem vorstehend beschriebenen Probenlagerbehälter, dem vorstehend beschriebenen Verdünnungsmittellagerbehälter bzw. dem vorstehend beschriebenen Verdünnungsbehälter angeschlossen ist.
  • Die erfindungsgemäße Analysenkartusche umfasst auch einen Kalibrierlösungslagerbehälter zum Lagern einer Kalibrierlösung zum Kalibrieren des Ergebnisses einer Analyse und einen Probenlagerbehälter zum Lagern einer flüssigen Probe, einen Verdünnungsmittellagerbehälter zum Lagern eines Verdünnungsmittels zum Verdünnen der vorstehend beschriebenen Kalibrierlösung und der vorstehend beschriebenen Probe, einen Messbehälter zum Messen der vorstehend beschriebenen Kalibrierlösung und der vorstehend beschriebenen Probe, und einen Verdünnungsbehälter zum Mischen der vorstehend beschriebenen gemessenen Kalibrierlösung oder der vorstehend beschriebenen gemessenen Probe mit dem vorstehend beschriebenen Verdünnungsmittel, um diese zu verdünnen, und sie kann eine Struktur aufweisen, in der die vorstehend beschriebene Kapillare zur Verbindung zwischen dem vorstehend beschriebenen Messbehälter und dem vorstehend beschriebenen Kalibrierlösungslagerbehälter, dem vorstehend beschriebenen Probenlagerbehälter, dem vorstehend beschriebenen Verdünnungsmittellagerbehälter bzw. dem vorstehend beschriebenen Verdünnungsbehälter angeschlossen ist.
  • Ferner stehen, wie es vorstehend beschrieben worden ist, die vorstehend beschriebenen verschiedenen Arten von Behältern durch die vorstehend beschriebene Kapillare miteinander in Verbindung, jedoch können die vorstehend beschriebenen verschiedenen Arten von Behältern durch die vorstehend beschriebene Kapillare direkt miteinander in Verbindung stehen oder sie können derart indirekt miteinander in Kontakt stehen, dass andere Behälter zwischen Behältern vorliegen. Sie stehen jedoch vorzugsweise direkt miteinander in Kontakt, und zwar unter Berücksichtigung der Genauigkeit und der Effizienz der Steuerung des Eintritts/Austritts der Flüssigkeit.
  • Darüber hinaus kann die Analysenkartusche des einteiligen Typs der vorliegenden Erfindung, wie sie vorstehend beschrieben worden ist, durch ein Verfahren erzeugt werden, das einen Schritt des Verarbeitens einer Ebene, bei dem Durchgangslöcher an den Positionen, die den vorstehend beschriebenen Behältern eines ebenen Elements entsprechen, bereitgestellt werden, und Rillen an den Positionen bereitgestellt werden, die der vorstehend beschriebenen Kapillare einer Plattenseite des ebenen Elements entsprechen, einen Schritt des Bildens von Entlüftungsöffnungen, bei dem die Plattenseite des vorstehend beschriebenen ebenen Elements, das die vorstehend beschriebene Rille nicht aufweist, mit einem hydrophoben Element, das die vorstehend beschriebenen Poren oder die vorstehend beschriebene poröse Membran aufweist, bedeckt wird, einen Schritt des Einbringens des vorstehend beschriebenen Reagenzes in das vorstehend beschriebene Durchgangsloch, das dem Reagenzlagerbehälter zum Lagern des vorstehend beschriebenen Reagenzes entspricht, von der Plattenseite des vorstehend beschriebenen ebenen Elements, das die vorstehend beschriebene Rille aufweist, und einen Schritt des Bedeckens der Plattenseite des vorstehend beschriebenen ebenen Elements, das die vorstehend beschriebene Rille aufweist, mit einer Abdeckplatte, um den vorstehend beschriebenen Behälter und die vorstehend beschriebene Kapillare zu bilden, umfasst.
  • Der vorstehend beschriebene Schritt des Einbringens des Reagenzes kann auch zu einem Schritt des Einbringens einer Lösung des vorstehend beschriebenen Reagenzes in das Durchgangsloch, das dem Reagenzlagerbehälter zum Lagern des vorstehend beschriebenen Reagenzes entspricht, von der Plattenseite, welche die vorstehend beschriebene Rille aufweist, und des Trocknens der Lösung des Reagenzes zu einem nicht-fluiden Reagenz geändert werden.
  • Ferner ist die vorstehend beschriebene Rille üblicherweise nur in einer Plattenseite des vorstehend beschriebenen ebenen Elements bereitgestellt und die andere Plattenseite, welche die vorstehend beschriebene Rille nicht aufweist, ist mit der vorstehend beschriebenen Entlüftungsöffnung bedeckt.
  • Darüber hinaus ist die Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtung, die an einer vorstehend beschriebenen Analysenkartusche angebracht ist, um die Zufuhr von Flüssigkeit zwischen den vorstehend beschriebenen Behältern mittels der vorstehend beschriebenen Kapillare zu steuern, dadurch gekennzeichnet, dass die vorstehend beschriebene Flüssigkeit in den vorstehend beschriebenen Behälter mittels der vorstehend beschriebenen Kapillare strömen gelassen wird, oder dass sie durch Zulassen oder Regulieren des Eintritts/Austritts des Gases mittels der vorstehend beschriebenen Entlüftungsöffnungen aus dem vorstehend beschriebenen Behälter strömen gelassen wird.
  • Aufgrund dieser Konfiguration kann die Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtung die Zuführung von Flüssigkeiten, wie z.B. einer Probe, einer Reagenzlösung und dergleichen in die vorstehend beschriebene Analysenkartusche genau steuern und kostengünstig hergestellt werden.
  • Darüber hinaus kann die Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtung, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, Ventile umfassen, die in den Positionen gegenüber den vorstehend beschriebenen Behältern mit den vorstehend beschriebenen Entlüftungsöffnungen, die dazwischen angeordnet sind, angeordnet sind, wobei der Eintritt/Austritt des Gases mittels der vorstehend beschriebenen Entlüftungsöffnungen durch die Ventile zugelassen oder reguliert wird. Alternativ kann die Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtung Koppler umfassen, die in den Positionen gegenüber den vorstehend beschriebenen Behältern angeordnet sind, wobei sich die vorstehend beschriebenen Entlüftungsöffnungen dazwischen befinden, und derart an den vorstehend beschriebenen Entlüftungsöffnungen angebracht sind, dass sie die vorstehend beschriebenen Öffnungen, Pumpen, die mit den vorstehend beschriebenen Kopplern gekoppelt sind, und Ventile, die zwischen den vorstehend beschriebenen Kopplern und den vorstehend beschriebenen Pumpen angeordnet sind, bedecken, wobei der Eintritt/Austritt des Gases mittels der vorstehend beschriebenen Entlüftungsöffnungen durch mindestens eine(s) der vorstehend beschriebenen Pumpe oder des vorstehend beschriebenen Ventils zugelassen oder reguliert wird.
  • Darüber hinaus kann die Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtung das Ausströmen der vorstehend beschriebenen Flüssigkeit aus den vorstehend beschriebenen Behältern mittels der vorstehend beschriebenen Kapillare durch Zulassen oder Regulieren des Zugangs des Gases zu den vorstehend beschriebenen Behältern mit den vorstehend beschriebenen Öffnungen, die nicht mit den vorstehend beschriebenen Entlüftungsöffnungen bedeckt sind, steuern.
  • Ferner kann diese Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtung mit einer Nachweisvorrichtung für eine Analyse kombiniert sein oder unabhängig davon sein.
  • Darüber hinaus ist das Analyseverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Analysieren einer Probe unter Verwendung einer vorstehend beschriebenen Analysenkartusche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Reagenzlösungsschritt des Zuführens einer reagenzlösenden Flüssigkeit von einem Lagerbehälter für reagenzlösende Flüssigkeit, in dem die vorstehend beschriebene reagenzlösende Flüssigkeit zum Lösen des vorstehend beschriebenen nicht-fluiden Reagenzes gelagert ist, zu dem Reagenzlagerbehälter, in dem das vorstehend beschriebene nicht-fluide Reagenz gelagert ist, durch die vorstehend beschriebene Kapillare unmittelbar vor der Analyse, zum Lösen des vorstehend beschriebenen Reagenzes zur Herstellung einer Reagenzlösung umfasst.
  • Ferner kann das Analyseverfahren einen Misch- und Reaktionsschritt des Mischens und Umsetzens der vorstehend beschriebenen flüssigen Probe und der vorstehend beschriebenen Reagenzlösung in dem vorstehend beschriebenen Reagenzlagerbehälter unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Kapillare umfassen.
  • Darüber hinaus ist das Analyseverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren des Analysierens einer Probe unter Verwendung einer vorstehend beschriebenen Analysenkartusche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Schritt des Zuführens einer Probe zu dem Messbehälter zum Messen der Probe und des Zuführens eines Verdünnungsmittels und der gemessenen Probe zu dem Verdünnungsbehälter zum Mischen derselben zum Verdünnen der vorstehend beschriebenen Probe umfasst.
  • Darüber hinaus ist das Analyseverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren des Analysierens einer Probe unter Verwendung einer vorstehend beschriebenen Analysenkartusche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Schritt des Zuführens einer Probe zu dem Messbehälter zum Messen der Probe und des Zuführens eines Verdünnungsmittels und der gemessenen Probe zu dem Verdünnungsbehälter zum Mischen derselben zum Verdünnen der vorstehend beschriebenen Probe, und einen Probenanalyseschritt des Mischens dieser verdünnten Probe mit dem Reagenz umfasst, gefolgt von der Analyse derselben, und dass es vor und nach dem vorstehend beschriebenen Probenanalyseschritt einen Schritt des Verdünnens und Analysierens einer Kalibrierlösung unter Verwendung des Messbehälters und des Verdünnungsbehälters, die zum Verdünnen der vorstehend beschriebenen Probe verwendet werden oder verwendet worden sind, und des Kalibrierens des Werts, der durch die Analyse der Probe unter Verwendung des Werts gemessen worden ist, der durch die Analyse der Kalibrierlösung gemessen worden ist, umfasst. Ferner wird die vorstehend beschriebene Kalibrierlösung nachstehend auch als Standardlösung bezeichnet.
  • 1 zeigt eine Kanalstruktur einer Analysenkartusche, wenn ein biochemisches Merkmal der klinischen Diagnose gemessen wird,
  • 2 ist eine partielle Schnittansicht eines Behälterabschnitts der Analysenkartusche von 1,
  • 3 veranschaulicht eine Situation, in der eine Portionspackung mit einer darin eingekapselten Flüssigkeit zerrissen wird, um den Inhalt in die Behälter der Analysenkartusche einzuführen,
  • 4 veranschaulicht ein Verfahren zum Binden einer Membran als eine Entlüftungsöffnung mit einem daran gebundenen nicht-fluiden Reagenz an ein ebenes Element mit dem vorstehend beschriebenen Reagenz dazwischen,
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht, die das Aussehen der mit dem in der 4 beschriebenen Verfahren hergestellten Analysenkartusche zeigt,
  • 6 zeigt ein Beispiel für die Position, in der Koppler in dem ebenen Element mit der in der 1 gezeigten Kanalstruktur montiert sind,
  • 7 ist eine Konzeptansicht, die ein Verfahren zum Herstellen der Analysenkartusche zeigt,
  • 8 ist eine Schnittansicht, die eine Struktur eines Kopplers veranschaulicht, in welcher der Abschnitt, der die Analysenkartusche kontaktiert, messerkantenartig ist,
  • 9 ist eine Konzeptansicht, welche die Konfiguration der Analysenkartusche und einer Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtung veranschaulicht,
  • 10 zeigt eine Laborvorrichtung zum Messen des anti-Wasserdrucks einer hydrophoben Membran,
  • 11 zeigt die Kanalstruktur des ebenen Elements, das die Analysenkartusche einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet,
  • 12 zeigt die Rückseite (Plattenseite, die keine Rillen aufweist) des ebenen Elements von 11,
  • 13 ist eine Schnittansicht der Linie a-a' des ebenen Elements von 12,
  • 14 ist eine Schnittansicht, welche die Struktur der Analysenkartusche, die Entlüftungsöffnungen aufweist, in einem Zustand zeigt, bei dem ein Gas in der lateralen Richtung nicht durchgelassen wird, und das Verhalten des Gases zeigt,
  • 15 ist eine Draufsicht der Analysenkartusche von 14 und
  • 16 ist eine Schnittansicht, welche die Struktur der Analysenkartusche, die Entlüftungsöffnungen aufweist, in einem Zustand zeigt, bei dem ein Gas in der lateralen Richtung durchgelassen wird, und das Verhalten des Gases zeigt.
  • Ausführungsformen einer Analysenkartusche und einer Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung sollte jedoch nicht auf die Ausführungsformen beschränkt werden. Insbesondere wurde bezüglich Verfahren zum Zuführen der Flüssigkeit in die Analysenkartusche ein Verfahren prinzipiell beschrieben, bei dem das Zuführen der Flüssigkeit mittels Luftdruck gesteuert wird, jedoch ist das Verfahren nicht darauf beschränkt, sondern es kann sich auch um ein Verfahren des Zuführens der Flüssigkeit unter Nutzung elektroosmotischer Strömungen und ein Verfahren des Zuführens der Flüssigkeit unter Nutzung der Schwerkraft als treibende Kraft oder um ein Verfahren handeln, bei dem Entlüftungsöffnungen von Behältern von der Außenseite verformt (gedrückt) werden, um die Flüssigkeit zuzuführen.
  • Ferner stehen Begriffe, die Richtungen angeben, wie z.B. „obere", „unten", „vordere", „hintere", „links" und „rechts" aus Gründen der Zweckmäßigkeit der Erläuterung für die einzelnen Richtungen in jeder Zeichnung.
  • Die 1 und 2 zeigen eine Analysenkartusche 1 (zur Messung chemischer Merkmale der klinischen Diagnose) der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die 1 zeigt eine Kanalstruktur der Analysenkartusche 1 und ist eine Ansicht von der Seite der Oberfläche eines ebenen Elements 100, das die Analysenkartusche 1 bildet und das keine Rillen aufweist. Die 2 ist eine partielle vertikale Schnittansicht eines Behälterabschnitts der Analysenkartusche 1. Ferner zeigt die 2 von verschiedenen Arten von Behältern ein repräsentatives Beispiel eines Reagenzlagerbehälters 111a.
  • Bei der Analysenkartusche 1 ist das ebene Element 100 aus einem Material ausgebildet, das aus organischen Polymeren wie z.B. PMMA, Silizium, Glas und dergleichen ausgebildet ist, wobei dieses ebene Element 100 mit einer großen Anzahl von Durchgangslöchern 101 bis 108, 110 bis 122c ausgestattet ist, die durch das Element von der Vorderseite zur Rückseite verlaufen, und die Rückseite. des ebenen Elements 100 mit einer großen Anzahl von Rillen mit Breiten und Tiefen ausgestattet ist, die wenige μm bis wenige mm betragen (in der 1 durch Linien gezeigt).
  • D.h., ein Durchgangsloch 101 mit einem relativ großen Durchmesser ist in dem etwas oben angeordneten Abschnitt auf der linken Seite bereitgestellt und ein Durchgangsloch 102 mit einem relativ großen Durchmesser ist unterhalb des Durchgangslochs 101 bereitgestellt und eine Rille ist derart bereitgestellt, dass zwischen den Durchgangslöchern 101 und 102 eine Verbindung hergestellt wird.
  • Ebenso ist ein Durchgangsloch 103 mit einem mittleren Durchmesser in dem etwas oben angeordneten Abschnitt in der Nähe der Mitte des Elements bereitgestellt, ein Durchgangsloch 104 mit einem mittleren Durchmesser ist unterhalb des Durchgangslochs 103 bereitgestellt, ein Durchgangsloch 105 mit einem mittleren Durchmesser ist auf der rechten Seite des Durchgangslochs 103 bereitgestellt, ein Durchgangsloch 106 mit einem mittleren Durchmesser ist unterhalb des Durchgangslochs 105 bereitgestellt und ein Durchgangsloch 107 mit einem mittleren Durchmesser ist auf der rechten Seite des Durchgangslochs 106 bereitgestellt. Ferner ist eine Rille in einer Weise bereitgestellt, so dass eine Verbindung zwischen den Durchgangslöchern 103 und 104 hergestellt wird, und eine Rille ist in einer Weise bereitgestellt, so dass eine Verbindung zwischen den Durchgangslöchern 105 und 106 hergestellt wird.
  • Ebenso ist ein Durchgangsloch 108 mit einem mittleren Durchmesser auf der rechten Seite des Durchgangslochs 102 bereitgestellt und eine breite Rille 109, die breiter ist als andere Rillen, ist auf der rechten Seite des Durchgangslochs 108 und unterhalb des Durchgangslochs 103 bereitgestellt. Ferner sind Rillen derart bereitgestellt, dass Verbindungen zwischen der breiten Rille 109 und dem Durchgangsloch 103 bzw. zwischen der breiten Rille 109 und dem Durchgangsloch 108 hergestellt werden, und Verbindungen sind zwischen der breiten Rille 109 und den Durchgangslöchern 106 und 107 durch Rillen bereitgestellt, die etwa an deren Mittelpunkt abzweigen.
  • Darüber hinaus ist ein Durchgangsloch 110 mit einem kleinen Durchmesser unterhalb der breiten Rille 109 bereitgestellt und eine Rille ist derart bereitgestellt, dass eine Verbindung zwischen der breiten Rille 109 und dem Durchgangsloch 110 hergestellt wird. Ferner ist eine kurze Rille, die sich von dem Durchgangsloch 110 nach unten erstreckt, bereitgestellt, und eine Rille, die sich von dem Durchgangsloch 102 nach unten erstreckt und nach rechts gebogen ist, ist mit der kurzen Rille verbunden.
  • In dem unteren Teil des ebenen Elements 100 ist eine große Anzahl von Durchgangslöchern so bereitgestellt, dass die Durchgangslöcher in einer Mehrzahl von Reihen in der vertikalen Richtung und in einer Mehrzahl von Spalten in der lateralen Richtung angeordnet sind. In der 1 ist ein ebenes Element 100, in dem insgesamt 36 Durchgangslöcher mit 3 Reihen in der vertikalen Richtung und 12 Spalten in der lateralen Richtung 111a, 111b, 111c, 112a, ..., 122a, 122b, 122c bereitgestellt sind, als ein Beispiel gezeigt.
  • Diese Durchgangslöcher 111a bis 122c sind Durchgangslöcher mit Durchmessern, die noch kleiner sind als derjenige des Durchgangslochs 110, und drei Durchgangslöcher (111a, 111b und 111c, usw.) in jeder Spalte bilden eine Gruppe und jede Gruppe weist die gleiche Konfiguration auf.
  • Ferner ist die kurze Rille, die sich von dem Durchgangsloch 110 nach unten erstreckt, in ein Bündel einer großen Anzahl von Rillen verzweigt, und jede der verzweigten Rillen, die sich nach unten auf der linken Seite jeder Gruppe erstrecken, die aus den vorstehend beschriebenen drei Durchgangslöchern (111a, 111b, 111c, usw.) besteht, ist in einer U-förmigen Form zwischen der ersten Reihe von Durchgangslöchern 111a, 112a, ..., 122a und der zweiten Reihe von Durchgangslöchern 111b, 112b, ..., 122b, und zwischen der zweite Reihe von Durchgangslöchern 111b, 112b, ..., 122b und der dritten Reihe von Durchgangslöchern 111c, 112c, ..., 122c gebogen, und mit der dritten Reihe von Durchgangslöchern 111c, 112c, ..., 122c von der unteren Seite ringsum verbunden. Ferner kann die Rille, die in einer U-förmigen Form gebogen ist, eine lineare Rille, eine gekrümmte Rille oder dergleichen sein, so lange sie lang genug ist, um der Flüssigkeit zu ermöglichen, für einen Zeitraum zu strömen, der zum Mischen und Umsetzen der Probe und des Reagenzes erforderlich ist.
  • Ferner sind die Durchgangslöcher 111a, 112a, ..., 122a in der ersten Reihe und die Durchgangslöcher 111b, 112b, ..., 122b in der zweiten Reihe jeweils durch Rillen verbunden, die sich davon nach links zu Rillen erstrecken, die sich vertikal auf der linken Seite jeder Gruppe erstrecken.
  • Ferner können sich die Durchmesser der vorstehend beschriebenen Durchgangslöcher 101 bis 108, 110 bis 122c auf der Vorderseite und der Rückseite des ebenen Elements 100 un terscheiden (d.h. kegelförmige Durchgangslöcher) oder gleich sein. Ferner können die Durchgangslöcher 101 bis 108, 110 bis 122c in dem ebenen Element 100 unter Verwendung eines Bohrers, eines Lasers oder dergleichen nach der Bildung des ebenen Elements 100 bereitgestellt werden, oder, wenn das ebene Element 100 aus Harz hergestellt ist, kann die Form zum Formen des ebenen Elements 100 im Vorhinein mit erhöhten Abschnitten zur Bereitstellung der Durchgangslöcher 101 bis 108 und 110 bis 122c ausgestattet werden, um die Durchgangslöcher zu dem Zeitpunkt bereitzustellen, wenn das ebene Element 100 gebildet wird.
  • Andererseits ist eine ebene Abdeckplatte 130 an die Rückseite des ebenen Elements 100, das mit den vorstehend genannten Rillen ausgestattet ist, gebunden, wie es in der 2 gezeigt ist, und dadurch wird die vorstehend beschriebene Rille zu einer Kapillare 150. Ferner weisen die vorstehend beschriebenen Durchgangslöcher 101 bis 108 und 110 bis 122c auf der Vorderseite des ebenen Elements 100 Öffnungen auf, die zur Außenseite des ebenen Elements 100 führen und als Behälter dienen, in denen Flüssigkeiten, wie z.B. eine Probe und Reagenzien und Abfallflüssigkeiten, gelagert werden können. Ferner werden die Symbole 101 bis 108 und 110 bis 122c, die für die Bezeichnung von Durchgangslöchern verwendet werden, nachstehend zur Erläuterung und Veranschaulichung auch direkt als Symbole für Behälter verwendet.
  • Ferner ist eine Membran 140, durch welche die Flüssigkeit nicht hindurchtreten kann, jedoch ein Gas (insbesondere Luft) hindurchtreten kann (z.B. eine poröse PTFE-Membran), an die Vorderseite des ebenen Elements 100 gebunden, und dadurch wird eine Entlüftungsöffnung 141, welche die Öffnungen der Behälter 102, 104, 106, 108 und 110 bis 122c bedeckt, gebildet.
  • Nachstehend werden die Verwendungen der Behälter 101 bis 108 und 110 bis 122c und der breiten Rille 109 kurz beschrieben (sie werden später detailliert beschrieben).
  • Die Behälter 101 und 102 sind Behälter für eine reagenzlösende Flüssigkeit (nachstehend als Behälter 101 zum Tropfen einer reagenzlösenden Flüssigkeit und Lagerbehälter 102 für die reagenzlösende Flüssigkeit bezeichnet), die Behälter 103 und 104 sind Behälter für ein Probenverdünnungsmittel (nachstehend als Behälter 103 zum Tropfen eines Probenverdünnungsmittels und Lagerbehälter 104 für das Verdünnungsmittel bezeichnet), und die Behälter 105 und 106 sind Behälter für eine Standardlösung (nachstehend als Behälter 105 zum Tropfen einer Standardlösung und Lagerbehälter 106 für die Standardlösung bezeichnet).
  • Der Behälter 107 ist ein Behälter für eine Probe (nachstehend als Probenlagerbehälter 107 bezeichnet), die breite Rille 109 ist eine Rille zur Messung der Probe und der Standardlösung (nachstehend als Messbehälter 109 bezeichnet), der Behälter 108 ist ein Behälter für die Abfallflüssigkeit des Messbehälters 109 (nachstehend als Abfallflüssigkeitslagerbehälter 108 bezeichnet) und der Behälter 110 ist ein Behälter zum Verdünnen einer Probe mit einem Probenverdünnungsmittel (nachstehend als Verdünnungs- und Mischbehälter 110 bezeichnet).
  • Darüber hinaus bilden insgesamt 36 Behälter 111a, 111b, 111c, ..., 122c in dem unteren Teil des ebenen Elements 100, in dem 24 Behälter der oberen zwei Reihen Behälter für das Reagenz sind (nachstehend als Reagenzlagerbehälter 111a bis 122a und 111b bis 122b bezeichnet) und 12 Behälter in der unteren Reihe Behälter für Abfallflüssigkeiten sind (nachstehend als Abfallflüssigkeitslagerbehälter 111c bis 122c bezeichnet), eine quantitative Reaktionszone 125.
  • Die Form der Einkapselung des Reagenzes in der Analysenkartusche 1 umfasst eine Form, bei der ein nicht-fluides Reagenz 160 in dem Behälter gemäß der 2 fixiert ist, und eine Form, bei der eine Portionspackung 300 mit einer darin eingekapselten flüssigen Probe 302 zusammen mit einem Stift 301 zum Zerreißen der Portionspackung 300 gemäß der 3 bereitgestellt ist.
  • Ferner veranschaulicht die 3 eine Situation, in der die Portionspackung 300, die in dem ebenen Element 100 bereitgestellt ist, durch einen Kolben 303 von der Außenseite des ebenen Elements 100 gedrückt wird, wodurch die Portionspackung 300 durch den darin enthaltenen, außerhalb des ebenen Elements 100 angeordneten Stift 301 zerrissen wird, so dass das flüssige Reagenz 302 in den Behälter 101 zum Tropfen der reagenzlösenden Flüssigkeit und die Kapillare 150 strömt.
  • Die Form der Portionspackung 300, die hier verwendet wird, ist nicht speziell beschränkt, so lange es sich um einen Behälter handelt, der eine Menge an reagenzlösender Flüssigkeit oder an Verdünnungsmittel enthalten kann, die ausreichend ist, um das Reagenz und die Probe zu lösen oder zu verdünnen, jedoch ist eine Packung des Kastentyps oder eine zylindrische Packung bevorzugt.
  • Das Material der Portionspackung 300 weist vorzugsweise hervorragende Gasbarriereeigenschaften auf, so dass ein Austreten von Wasser in der enthaltenen Flüssigkeit und eine Zersetzung der enthaltenen Flüssigkeit aufgrund des Eintretens von Sauerstoff verhindert wer den. Zum Verhindern des Eintretens von Sauerstoff kann ein Harzblatt verwendet werden, auf das Aluminium aufgebracht oder abgeschieden worden ist, jedoch kann das Problem des Eintretens von Sauerstoff beseitigt werden, wenn die Analysenkartusche mit darin eingeschlossenem Stickstoff umhüllt wird. Vorzugsweise wird das Austreten von Wasser so stark wie möglich vermindert, da die Konzentration der enthaltenen Flüssigkeit geändert wird, wenn Wasser austritt. Insbesondere sollte bei der Portionspackung, in der die Kalibrierlösung eingekapselt ist, die Menge des austretenden Wassers einen kleinen Wert von 0,1% pro Jahr aufweisen, und ein Aluminium-beschichtetes Polyethylenblatt oder dergleichen wird verwendet.
  • Als Material der Portionspackung 300 sind Harze aus Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polycarbonat, Polymethylpenten und dergleichen als das Material für den Portionsbeutel 300 geeignet, da bei diesen Harzen die Durchlässigkeit für Wasser vermindert ist und ein Spritzgießen und Formpressen einfach angewandt werden kann.
  • Die Portionspackung 300 ist vorzugsweise so dünn wie möglich ausgebildet, so dass sie beim Gebrauch leicht zerrissen werden kann. Eine reagenzlösende Flüssigkeit oder ein Verdünnungsmittel wird in die ausgebildete Portionspackung eingebracht und ein mit einem Stift zum Zerreißen der Portionspackung ausgestatteter Deckel wird daran gebunden. Das Material des Deckels und des Stifts kann mit dem Material der Portionspackung identisch oder davon verschieden sein. Der Stift kann auch derart ausgebildet sein, dass er mit dem Deckel als ein einheitlicher Körper kombiniert ist, oder er kann an dem Deckel angebracht werden, nachdem dieser gebildet worden ist. In jedem Fall sollte der Stift eine Festigkeit aufweisen, die derart ist, dass der Boden der Portionspackung zerrissen wird.
  • Der mit dem Stift ausgestattete Deckel wird mittels Ultraschallbinden, Kleben mit einem Haftmittel, Binden mit einem doppelseitigen Klebeband und dergleichen an die Portionspackung gebunden. Die gesamte Portionspackung kann in der Analysenkartusche eingekapselt sein, wobei der obere Teil davon mit der hydrophoben Entlüftungsöffnung bedeckt ist. In diesem Fall ist der Stift nicht notwendigerweise erforderlich und die Portionspackung wird mit einem Druck zerrissen, der durch Drücken eines Kolbens oder dergleichen von oberhalb der Entlüftungsöffnung verursacht wird, um die enthaltende Flüssigkeit auszutragen.
  • Bezüglich der Form der Portionspackung wird zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen beutelförmigen Portionspackung auch ein kolbenartiger Behälter mit einer Form wie eine Spritze verwendet. Dieser kolbenartige Behälter ist am Auslass des Inhalts mit einem Auslaufventil ausgestattet, das durch Ausüben eines vorgegebenen Druckniveaus zerrissen oder geöffnet wird, und wenn der kolbenartige Behälter an die Analysenkartusche angebracht wird, wobei in dem Behälter eine Flüssigkeit eingekapselt ist, und ein Innenzylinder (Kolben) von der Außenseite durch eine Vorrichtung zum Steuern der Zuführung der Flüssigkeit, usw., zum Zeitpunkt der Analyse gedrückt wird, wird die enthaltene Flüssigkeit aus dem vorstehend beschriebenen Auslass herausgedrückt. Ferner sollte die Dichtung des Zylinders widerstandsfähig sein.
  • Ferner ist ein strohhalmartiger Behälter, der aus Polyethylen oder dergleichen zusammengesetzt ist und bei dem ein Ende verschlossen ist, ein Beispiel für kostengünstige Portionspackungen. In diesem Behälter wird dann, wenn ein Druck auf den Behälter mit einer darin eingekapselten Flüssigkeit ausgeübt wird, das Auslaufventil des Auslasses geöffnet, so dass die enthaltene Flüssigkeit heraus zu dem Behälter und dem Kanal gedrückt wird.
  • Ein flüssiges Reagenz, das in einem relativ großen Volumen erforderlich ist (eine Flüssigkeit, deren Menge im Bereich von wenigen 10 bis wenigen 100 μl oder in einigen Fällen bei wenigen 1000 μl liegt), wie z.B. eine reagenzlösende Flüssigkeit und ein Probenverdünnungsmittel, wird in dieser Portionspackung 300 eingekapselt, die dann in der Analysenkartusche 1 angeordnet wird.
  • Wenn das nicht-fluide Reagenz 160 angebracht worden ist, wird das vorstehend beschriebene nicht-fluide Reagenz 160 in der reagenzlösenden Flüssigkeit, die zugeführt wird, wenn die Portionspackung 300 zerrissen wird, gelöst, so dass in der Analysenkartusche 1 eine Reagenzlösung hergestellt wird.
  • Wenn die Portionspackung 300 zum Einführen einer Reagenzlösung oder dergleichen in den Behälter verwendet wird, können eine Reagenzlösung und ein Puffer in vorgegebenen Konzentrationen in der Portionspackung 300 angeordnet werden. Zum Lösen des nicht-fluiden Reagenzes 160 zur Herstellung einer Reagenzlösung mit einer vorgegebenen Konzentration in der Analysenkartusche 1 muss der Behälter ein vorgegebenes Volumen mit einem vorgegebenen zulässigen Variationsbereich aufweisen. In dem Fall einer biochemischen Blutuntersuchung beträgt die Variation der Konzentration des Reagenzes nach dessen Lösen vorzugsweise 2% oder weniger als der CV-Wert (der Wert, der durch Dividieren der Standardabweichung durch einen Mittelwert erhalten worden ist). Daher werden die Genauigkeit der Bildung und der Bearbeitung des Behälters und die Genauigkeit in dem Verfahren zum Binden der Abdeckplatte 130 und einer Entlüftungsmembran 140 wichtig. Da jedoch Fälle vorkommen können, bei denen der vorstehend beschriebene CV-Wert in der Rille und dem Behälter in dieser Ausführungsform aufgrund einer Variation bei der Genauigkeit bei der Bildung und der Bearbeitung und der Genauigkeit in Verfahren etwa 5% betragen kann, wird jede Analysenkartusche vorzugsweise unter Verwendung einer Standardlösung kalibriert.
  • Die 2 zeigt ein Beispiel des Falls, bei dem das nicht-fluide Reagenz 160 an der Entlüftungsmembran 140 angebracht ist, jedoch kann das nicht-fluide Reagenz an der Wand des Behälters 111a angebracht werden, so lange die gesamte Oberfläche der Kapillare 150 und der Entlüftungsmembran 140 nicht mit dem Reagenz bedeckt ist. Das Reagenz kann selbstverständlich sowohl an der Entlüftungsmembran 140 als auch an der Wand des Behälters 111a angebracht werden.
  • Die 4 veranschaulicht ein Verfahren, bei dem die Entlüftungsmembran 140 (z.B. eine poröse PTFE-Membran) mit dem daran gebundenen nicht-fluiden Reagenz 160 an das ebene Element 100 gebunden wird, das Durchgangslöcher 111a, 111b, 111c, ..., 122c aufweist (die 4 zeigt aus Gründen der Zweckmäßigkeit nur einige der Durchgangslöcher), die Behälter bilden, das durch Spritzgießen eines organischen Polymers gebildet worden ist, wobei die Seite, die das Reagenz 160 aufweist, dazwischen angeordnet ist. Die 5 ist eine perspektivische Ansicht, die das Aussehen der Analysenkartusche 1 zeigt.
  • Gemäß der 4 wird das nicht-fluide Reagenz 160 in Form von Flecken in Positionen relativ zu den Positionen der Durchgangslöcher 111a, 111b, 111c, ..., 122c auf der Entlüftungsmembran 140 angebracht, und das nicht-fluide Reagenz 160 wird in den Behältern 111a, 111b, 111c, ..., 122c durch Binden der Entlüftungsmembran 140 an das ebene Element 100 eingekapselt.
  • Das ebene Element 100 mit der daran gebundenen Abdeckplatte 130 weist nur einen Probeneinlass 500 auf, der mit einer Plasma-abtrennenden Filtermembran für die Öffnung, durch welche die Flüssigkeit hindurchtritt, ausgestattet ist, und die reagenzlösende Lösung, das Probenverdünnungsmittel und andere Reagenzien, die in der Portionspackung 300 enthalten sind, sind alle in der Analysenkartusche 1 eingekapselt.
  • Das Zuführen der Flüssigkeit in die Kapillare der Analysenkartusche 1 dieser Ausführungsform wird durch die Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtung, die an der Analysenkartusche 1 angebracht ist, unter Verwendung der Entlüftungsöffnung 141 durchgeführt. Die Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtung umfasst ein Ventil (nicht gezeigt) zum Zulassen oder Regulieren des Eintritts/Austritts des Gases über die Entlüftungsöffnung 141. Ferner ist das Ventil in der Position gegenüber dem Behälter mit der dazwischen angeordneten Entlüftungsöffnung 141 angeordnet, und befindet sich zwischen einem Koppler (nicht gezeigt), der anliegend an die Analysenkartusche 1 angebracht ist, wobei die Entlüftungsöffnung 141 damit bedeckt ist, und einer Luftdruckpumpe (nicht gezeigt). Ferner kann das vorstehend beschriebene Ventil in dem Koppler bereitgestellt werden.
  • D.h., die vorstehend beschriebene Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtung umfasst einen Flüssigkeitszufuhrsteuermechanismus, der das Einströmen von Flüssigkeit in den Behälter durch Öffnen des vorstehend beschriebenen Ventils zum Ermöglichen eines Zugangs des Gases zu der Entlüftungsöffnung 141 ermöglicht und das Einströmen der Flüssigkeit in den Behälter durch Schließen des vorstehend beschriebenen Ventils zum Regulieren des Zugangs des Gases zu der Entlüftungsöffnung 141 reguliert.
  • Zum Ermöglichen des Zugangs des Gases über die Entlüftungsöffnung 141 kann der Koppler von der Analysenkartusche 1 getrennt sein, um die Entlüftungsöffnung 141 direkt zur Außenseite freizugeben, oder es kann ein Dreiwegeventil verwendet werden, um die Entlüftungsöffnung 141 durch Schalten des Ventils direkt zur Außenseite freizugeben, wobei der Koppler an der Analysenkartusche 1 angebracht ist. Darüber hinaus kann anstelle der Luftdruckpumpe eine Vakuumpumpe verwendet werden, um den Druck in dem Koppler auf einen negativen Druck zu vermindern. Ferner ist es auch möglich, Druck auf die Flüssigkeitsabgabeseite auszuüben und den Druck in einer Flüssigkeitsempfangsseite zu vermindern.
  • Die Regulierung des Zugangs des Gases mittels der Entlüftungsöffnung 141 kann ferner durch Anbringen des Kopplers an der Analysenkartusche 1 und Schließen des vorstehend beschriebenen Ventils oder durch Stoppen der Luftdruckpumpe durchgeführt werden.
  • Ferner kann der Zugang des Gases mittels der Entlüftungsöffnung 141 unter Verwendung einer Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtung zugelassen oder reguliert werden, die den Vorgang ohne die Verwendung des vorstehend beschriebenen Ventils durchführt.
  • Solche Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtungen umfassen z.B. eine Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtung, die auf der Seite gegenüber dem Behälter der Entlüftungsöffnung mit einem Koppler ausgestattet ist, der geöffnet wird, wenn ein Schlauch oder dergleichen, der mit der Luftdruckpumpe verbunden ist, damit verbunden wird, und geschlossen wird, wenn es entfernt wird, und das Zulassen oder Regulieren des Zugangs des Gases mittels der Entlüftungsöffnung durch Anbringen/Entfernen des Schlauchs oder dergleichen gesteuert wird.
  • Die 6 zeigt ein Beispiel der Position, in welcher der Koppler in dem ebenen Element 100 von 1 bereitgestellt ist. Gemäß der 6 sind alle Behälter, die von dem Behälter 101 zum Tropfen der reagenzlösenden Flüssigkeit, dem Behälter 103 zum Tropfen des Probenverdünnungsmittels und dem Behälter 104 zum Tropfen der Standardlösung verschieden sind, mit dem Koppler ausgestattet.
  • Ferner ist für den Reagenzlagerbehälter und den Abfallflüssigkeitslagerbehälter ein Koppler derart bereitgestellt, dass er alle Reagenzlagerbehälter 111a, 112a, 113a, ..., 122a, 111b, 112b, 113b, ..., 122b bedeckt, und ein Koppler ist so bereitgestellt, dass er alle Abfallflüssigkeitslagerbehälter 111c, 112c, 113c, ..., 122c bedeckt.
  • In dem Beispiel von 6 sind Elektroden und Verdrahtungen zum Zuführen von Flüssigkeiten mittels elektroosmotischer Strömungen und Strichcodes, in denen chargenbezogene Kalibrierungswerte und Messmerkmalinformationen für die Analysenkartusche 1 aufgezeichnet sind, zusammen gezeigt.
  • Nachstehend werden Bewegungen von Flüssigkeiten unter Verwendung der 1 und der 3 beschrieben. Die 3 ist eine Ansicht, in der die Analysenkartusche 1 in eine Analysenvorrichtung eingesetzt ist, wobei bezüglich der Analysenkartusche 1 nur ein Abschnitt gezeigt ist, bei dem die Portionspackung 300 angebracht ist, und bezüglich der Analysenvorrichtung nur der Kolben 303 gezeigt ist. Ferner kann diese Analysenvorrichtung mit der Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtung und einer Nachweisvorrichtung kombiniert sein oder unabhängig davon sein.
  • Diese Analysenvorrichtung weist einen Mechanismus auf, in dem die Portionspackung 300, die an der Analysenkartusche 1 angebracht ist, durch den Kolben 303 gedrückt wird, der in der Analysenvorrichtung bereitgestellt ist, wodurch die enthaltene Flüssigkeit in die Analysenkartusche 1 ausgetragen wird. Insbesondere ist der Kolben 303, der einen Durchmesser aufweist, der zu dem Durchmesser der Portionspackung 300 passt, in dem Abschnitt angeordnet, bei dem die Portionspackung 300 der Analysenkartusche 1 angeordnet ist, und zu Beginn der Analyse übt der Kolben 303 automatisch Druck auf die Portionspackung 300 aus, so dass die reagenzlösende Flüssigkeit oder das Probenverdünnungsmittel, die bzw. das in der Portionspackung 300 eingekapselt ist, in die Behälter der Analysenkartusche 1 fließt.
  • D.h., gemäß der 3 wird die Portionspackung 300 mit der darin enthaltenen reagenzlösenden Flüssigkeit durch Drücken der Portionspackung 300 mit dem Kolben 303 zerrissen, so dass die reagenzlösende Flüssigkeit über den Behälter 101 zum Tropfen der reagenzlösenden Flüssigkeit in den Behälter 102 zum Lagern der reagenzlösenden Flüssigkeit eingeführt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist das Ventil, das an den Koppler gekoppelt ist, der an dem Behälter 102 zum Lagern der reagenzlösenden Flüssigkeit angebracht ist, geöffnet, und alle anderen Ventile sind geschlossen. Die Flüssigkeitsmenge in der Portionspackung 300 sollte viel größer sein als das Volumen des Behälters 102 zum Lagern der reagenzlösenden Flüssigkeit plus des Behälters 101 zum Tropfen der reagenzlösenden Flüssigkeit.
  • Entsprechend wird das Verdünnungsmittel von der Portionspackung 300 mit dem darin enthaltenen Probenverdünnungsmittel über den Probenverdünnungsmitteltropfbehälter 103 in den Probenverdünnungsmittellagerbehälter 104 eingeführt.
  • Gegebenenfalls wird eine Standardlösung mit einem darin gelösten Nachweisgegenstand in einer vorgegebenen Konzentration (Positivkontrolle) von der Portionspackung 300 in den Standardlösungslagerbehälter 106 über den Standardlösungtropfbehälter 105 eingeführt, um eine Kalibrierung zu ermöglichen. Die Standardlösung wird unter Verwendung des Messbehälters 109 und des Verdünnungs- und Mischbehälters 110, die mit denjenigen für die Probe identisch sind, verdünnt. Die Kalibrierung wird mit der Standardlösung für jede Analysenkartusche durchgeführt, wodurch Variationen der Genauigkeit bei der Bildung der Analysenkartusche und der Genauigkeit bei der Verarbeitung der Analysenkartusche korrigiert werden können, wodurch es möglich wird, eine Analyse mit hoher Genauigkeit durchzuführen.
  • In den Reagenzlagerbehältern 111a bis 122a und 111b bis 122b der quantitativen Reaktionszone 125 (selbstverständlich ist auch eine qualitative Reaktion möglich) ist das nicht-fluide Reagenz 160 mit unterschiedlicher Zusammensetzung, die für die jeweilige Messung geeignet ist, fixiert. Wenn die Ventile der Reagenzlagerbehälter 111a bis 122a und 111b bis 122b, die jeweils das nicht-fluide Reagenz 160 enthalten, geöffnet werden, und durch die Luftdruckpumpe (nicht gezeigt) Druck auf den Behälter 102 zum Lagern der reagenzlösenden Flüssigkeit ausgeübt wird, und die Ventile aller anderen Behälter geschlossen sind, strömt die reagenzlösende Flüssigkeit in jeden Reagenzlagerbehälter 111a bis 122a und 111b bis 122b, so dass das nicht-fluide Reagenz 160 gelöst wird.
  • Wenn das Ventil 141 eine vorgegebene Leistung aufweist, wird die Luft in jedem Reagenzlagerbehälter 111a bis 122a und 111b bis 122b durch die Entlüftungsöffnung 141 zur Außenseite der Analysenkartusche 1 ausgetragen, und wenn die Reagenzlagerbehälter 111a bis 122a und 111b bis 122b mit der Flüssigkeit gefüllt sind, wird das Zuführen der Flüssigkeit zu den Reagenzlagerbehältern 111a bis 122a und 111b bis 122b gestoppt. D.h., jedes nicht-fluide Reagenz 160 wird in der reagenzlösenden Flüssigkeit, deren Menge innerhalb des Volumens des Reagenzlagerbehälters einheitlich ist, gelöst, so dass eine Reagenzlösung mit einer vorgegebenen Konzentration gebildet wird.
  • Die Vollblutprobe wird durch die Plasma-abtrennende Filtermembran (Filter) in den Probenlagerbehälter 107 eingeführt. Dann werden die Blutzellen abfiltriert (die Plättchen können verbleiben), so dass das Plasma zurückbleibt, das in dem Probenlagerbehälter 107 gelagert wird. Wenn die Plasmaprobe in dem Probenlagerbehälter 107 in den Messbehälter 109 strömen gelassen wird, ist nur das Ventil des Abfallflüssigkeitslagerbehälters 108 geöffnet und alle anderen Ventile sind geschlossen.
  • Wenn mit der vorstehend beschriebenen Luftdruckpumpe Druck auf den Probenlagerbehälter 107 ausgeübt wird, wird die Plasmaprobe in dem Probenlagerbehälter 107 durch den Messbehälter 109, der ein vorgegebenes Volumen aufweist, in den Abfallflüssigkeitslagerbehälter 108 strömen gelassen. Wenn das Ventil des Abfallflüssigkeitslagerbehälters 108 zu dem Zeitpunkt geschlossen wird, bei dem der Messbehälter 109 mit der Plasmaprobe gefüllt ist, wird das Zuführen der Plasmaprobe gestoppt. Wenn das Ausüben eines Drucks auf den Probenlagerbehälter 107 durch Schließen des Ventils gestoppt wird und dann der Druck mit der vorstehend beschriebenen Luftdruckpumpe auf den Verdünnungsmittellagerbehälter 104 ausgeübt wird, wobei das Ventil des Verdünnungs- und Mischbehälters 110 geöffnet wird, wird die Plasmaprobe in dem Messbehälter 109 mit einem Verdünnungsmittel aus dem Verdünnungsmittellagerbehälter 104 verdünnt und strömt in den Verdünnungs- und Mischbehälter 110.
  • Ferner wird, nachdem der Behälter mit der Flüssigkeit gefüllt worden ist, das Ventil geschlossen, um das Ausüben des Drucks durch die Luftdruckpumpe zu stoppen, jedoch kann ein System eingesetzt werden, bei dem das Ventil durch Mittel, die erfassen, dass Luft nicht länger von dem Ventil abgegeben wird, automatisch gestoppt wird, usw. Dann wird das Ausüben des Drucks durch die Luftdruckpumpe gestoppt, sobald der Behälter mit der Flüssigkeit gefüllt ist, wodurch die Belastung auf das Ventil vermindert wird.
  • Ein zwei- oder mehrstufiger Behälter wird als der Verdünnungs- und Mischbehälter 110 zur Durchführung von Vorgängen, wie sie vorstehend beschrieben worden sind, nacheinander verwendet, wodurch die Mischeffizienz erhöht werden kann, oder es wird ein zweistufiger Verdünnungs- und Mischbehälter verwendet, um die Flüssigkeit ausströmen und zurückkehren zu lassen (um die Flüssigkeit ausströmen und zurückkommen zu lassen), wodurch die Mischeffizienz verbessert werden kann. Die Verdünnungsrate wird eindeutig durch das Volumen des Verdünnungs- und Mischbehälters 110 und das Volumen des Messbehälters 109 festgelegt.
  • Dieses Volumen wird vorzugsweise durch die Durchführung einer Punktprüfung der Analysenkartusche 1 bezüglich der Verarbeitung und des Zusammenbaus der Analysenkartusche 1 jeder Charge durchgeführt. Es ist ein System bevorzugt, bei dem Informationen einer solchen Kalibrierung in der Analysenkartusche 1 durch einen Strichcode und ein Magnetband aufgezeichnet werden und die Analysenvorrichtung die Informationen zum Zeitpunkt der Messung automatisch ausliest, um einen Wert zu berechnen, der durch die Analyse gemessen worden ist.
  • Wenn das Plasma, das in einem vorgegebenen Verdünnungsverhältnis verdünnt und auf diese Weise erhalten worden ist, mit einer Reagenzlösung mit einer vorgegebenen Konzentration umgesetzt wird, kann die Reaktion für eine Analyse, wie z.B. eine quantitative Reaktion, eine qualitative Reaktion und dergleichen, einfach in der Analysenkartusche 1 durchgeführt werden.
  • Die Reagenzlösung in den Reagenzlagerbehältern 111a und 111b wird mit der verdünnten Probe nacheinander umgesetzt und in einem Nachweisabschnitt 126 (Nachweis durch eine thermische Linse in dem Beispiel von 1) gemessen, bevor sie in den Abfallflüssigkeitslagerbehälter 111c in der 1 strömen gelassen wird. Die Reagenzlagerbehälter 112a und 112b und der Abfallflüssigkeitslagerbehälter 112c sind Behälter für eine andere Messung und die Reagenzlagerbehälter 122a und 122b und der Abfallflüssigkeitslagerbehälter 122c sind Behälter für eine weitere Messung. Obwohl Symbole nicht in der Figur gezeigt sind, gilt das Gleiche für die andere quantitative Reaktionszone 125.
  • Zum Mischen in der Analysenkartusche 1 kann ein Steuersystem für das Verhältnis von Strömungsgeschwindigkeiten, wie es nachstehend beschrieben ist, bei dem die Reagenzlösung und die verdünnte Probe aufeinander folgend bei einem vorgegebenen Verhältnis der Strömungsgeschwindigkeiten gemischt werden, um ein Mischverhältnis zu erreichen, das für die Reaktion geeignet ist, ohne Messungen bezüglich des Volumens durchzuführen, eingesetzt werden. Jede Reagenzlösung wird bei einer Messung in dem Messbehälter abgewogen und gemischt und einer quantitativen Reaktion unterzogen.
  • Als Verfahren zum Zuführen der Flüssigkeit zwischen jedweden Behältern mittels der Kapillare kann jedwedes des Verfahrens auf der Basis einer Saug- und Austragpumpe, wie es vorstehend beschrieben worden ist, das Verfahren auf Schwerkraftbasis, das in der Beschreibung der japanischen Patentanmeldung Nr. 11-352445 des Erfinders beschrieben ist (nicht veröffentlicht, als die Beschreibung der vorliegenden Erfindung eingereicht worden ist), eines Verfahrens unter Verwendung elektroosmotischer Strömungen, wie es später beschrieben wird, eines Verfahrens, bei dem die Flüssigkeit in der Analysenkartusche über eine Trennwand mit einem kolbenartigen Element von Außen geschoben oder gezogen wird, und ein Verfahren auf der Basis einer Mikropumpe oder dergleichen unter Verwendung einer Kombination einer Mikrobetätigungsvorrichtung, einer Diaphragma, eines Absperrventils und dergleichen, oder eine Kombination davon verwendet werden.
  • Beispiele für die Mikropumpe sind z.B. in den vorstehend genannten Proceedings of the μTAS '98 Workshop, abgehalten in Banff, Kanada, 13. bis 16. Oktober 1998. Herausgeber: D. Jed Harrison und Albert van den Berg, Kluwer Academic Publishers, und dergleichen beschrieben.
  • Ein Beispiel der Zuführung der Flüssigkeit mittels einer Druckdifferenz zwischen dem Behälter (Entlüftungsöffnung), der nach außen freigegeben ist, und dem Behälter (Entlüftungsöffnung), der mit Luftdruck beaufschlagt ist, wurde vorstehend beschrieben, jedoch kann die Flüssigkeit auch mittels einer Druckdifferenz zwischen dem Behälter (Entlüftungsöffnung), bei dem der Druck mit einer Pumpe abgesenkt worden ist, und dem Behälter (Entlüftungsöffnung), der nach außen freigegeben ist, zugeführt werden. In diesem Fall wird der Druck in dem Behälter (Entlüftungsöffnung), der die Flüssigkeit empfängt, abgesenkt, und der Behälter (Entlüftungsöffnung), der die Flüssigkeit abgibt, wird nach außen freigegeben. Darüber hinaus kann die Flüssigkeit mittels einer Druckdifferenz zwischen dem Behälter (Entlüftungsöffnung), dessen Druck mittels der Pumpe abgesenkt worden ist, und dem Behälter (Entlüftungsöffnung), der mit Luftdruck beaufschlagt worden ist, zugeführt werden. Es ist auch möglich, die Flüssigkeit zwischen Behältern mit unterschiedlichen Niveaus des Beaufschlagens mit Druck und zwischen Behältern mit unterschiedlichen Niveaus der Druckverminderung zuzuführen.
  • Detaillierte Beschreibung der Analysenkartusche
  • Die Analysenkartusche 1 dieser Ausführungsform umfasst das ebene Element 100, das auf der Oberfläche mit Rillen ausgestattet ist, durch welche die Flüssigkeit geschickt wird, und die Abdeckplatte 130. Das ebene Element 100 ist an die Abdeckplatte 130 mit den vorstehend beschriebenen Rillen dazwischen gebunden, wodurch die Kapillare 150 zur Herstellung der Analysenkartusche 1 gebildet wird.
  • Dieses ebene Element 100 kann mit anorganischen Materialien, wie z.B. Silizium und Glas, und organischen Polymeren hergestellt werden. In dem Fall von Silizium und Glas wird eine Ätzschutzmembran (Cr, usw.) auf einem Glas-, Quarz- oder Si-Substrat in der Dicke von we nigen 1000 Angstrom unter Verwendung des Verfahrens der Vakuumverdampfung oder dergleichen gebildet, und ein Strukturierungsphotolack wird unter Verwendung einer Schleuderbeschichtungsvorrichtung darauf aufgebracht. Danach wird eine Maske für eine Photolithographie verwendet, um den Photolack mit Ultraviolettlicht zu belichten, worauf eine Entwicklung (Entfernung ungehärteter Abschnitte mit einem Lösungsmittel) durchgeführt wird, um den Photolack in einer gewünschten Form zu strukturieren.
  • Dann wird die Ätzschutzmembran unter Verwendung des strukturierten Photolacks als Ätzmaske mit einer Kaliumhexacyanoferrat(III)-Lösung oder dergleichen weggelöst, um diese zu strukturieren. Anschließend wird das Substrat unter Verwendung des strukturierten Photolacks und der Ätzschutzmembran als Masken z.B. mit einer Fluorwasserstoffsäurelösung geätzt, so dass Rillen gebildet werden. Danach werden der Photolack und die Schutzmembran weggeätzt. Zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Substrat wird auch ein Substrat aus Glas oder dergleichen, in dem Durchgangslöcher bereitgestellt sind, unter Verwendung eines Verfahrens wie z.B. einer Ultraschallbearbeitung hergestellt. Schließlich werden das Substrat, das mit Rillen ausgestattet ist, und das Substrat, das mit Durchgangslöchern ausgestattet ist, mit den Rillen dazwischen aneinander gebunden und z.B. in einem Vakuumofen erwärmt (wenn beide Substrate Glassubstrate sind, werden sie einige Stunden bei 600°C erwärmt) und dann zum Abkühlen stehengelassen, wodurch sie schmelzgebunden werden können, um das ebene Element herzustellen.
  • Das ebene Element 100 kann auch auf der Basis des Verfahrens zur Herstellung einer Leiterplatte der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 6-283830 hergestellt werden. Wenn dass Glassubstrat in diesem Verfahren verwendet wird, wird ein Verfahren verwendet, bei dem eine Photolackstruktur auf dem Glassubstrat gebildet wird und das Glassubstrat durch ein Sandstrahlverfahren verarbeitet wird. Da sich aufgrund des dicken Photolacks fliegende Teilchen alle in der vertikalen Richtung bewegen, ist es möglich, das Substrat verglichen mit einem üblichen dünnen Photolack scharf zu verarbeiten, und Rillen mit hohen Seitenverhältnissen können gebildet werden. Es kann auch ein Verfahren verwendet werden, bei dem ein lichtempfindlicher Photolack auf das Glas- oder Harzsubstrat aufgebracht wird, um Abschnitte, die von Rillen verschieden sind, zu belichten, worauf ungehärtete Abschnitte entfernt werden, so dass eine rillenförmige Photolackstruktur auf dem Substrat gebildet wird.
  • In dem Fall, bei dem ein organisches Polymer zur Herstellung des ebenen Elements 100 verwendet wird, sollte dann, wenn ein optischer Nachweis durchgeführt wird, ein Harz verwendet werden, das für das Licht mit Wellenlängen durchlässig ist, die zum Nachweis verwendet werden. Beispielsweise beträgt in dem Fall, bei dem der Nachweis unter Verwen dung eines photothermischen Umwandlungsnachweisverfahrens durchgeführt wird, die Lichtdurchlässigkeit des Harzes, gemessen mit dem Verfahren von ASTM D1003, 80% oder mehr, vorzugsweise 90% oder mehr. Auch in dem Fall des Nachweises mittels Spektrophotometrie, Chemilumineszenz und Fluorimetrie beträgt die Durchlässigkeit 80% oder mehr, vorzugsweise 90% oder mehr.
  • Ferner liegen die Wellenlängen von Anregungs- und Nachweislasern, die in jedem Verfahren verwendet werden können, in dem Fall des photothermischen Umwandlungsnachweisverfahrens im Bereich von 400 bis 800 nm, vorzugsweise von 600 bis 800 nm. Im Allgemeinen liegen die Wellenlängen im Bereich von 500 bis 800 nm in dem Fall des Nachweises mittels Spektrophotometrie, wenn ein H2O2-Peroxidase-System als Beispiel genommen wird, und im Bereich von 400 bis 600 nm in dem Fall des Nachweises mittels Chemilumineszenz, und im Bereich von 480 bis 700 nm in dem Fall des Nachweises mittels Fluorimetrie.
  • Darüber hinaus wird in dem Fall, bei dem das photothermische Umwandlungsnachweisverfahren verwendet wird, die thermische Linse auch in dem Harz aufgrund einer minimalen Extinktion des Harzes, so dass ein Hintergrund verursacht wird, gebildet, und daher beträgt die Extinktion von Licht durch das Harz 5% oder weniger, vorzugsweise 1% oder weniger, mehr bevorzugt 0,5% oder weniger des Anregungslichts und des Sondenlichts in der gesamten optischen Distanz in dem Harz.
  • Darüber hinaus ist durch die Auswahl des Materials eines organischen Polymers zur Verwendung in dem ebenen Element 100, das Rillen aufweist, die Formgebungsverarbeitungsfähigkeit einer der wichtigen Faktoren. Materialien, die bezüglich der Formgebungsverarbeitungsfähigkeit zweckmäßig verwendet werden können, umfassen thermoplastische Harze, die der üblichen Schmelzverarbeitung unterzogen werden können, und Harze, die durch UV-Härten erhalten werden. Ferner sind die erstgenannten Harze in dem Sinne zweckmäßiger, dass das ebene Element 100, das Rillen in dessen Oberfläche aufweist, in einer großen Menge und kostengünstig hergestellt werden kann.
  • Insbesondere sind amorphe thermoplastische Harze, thermoplastische Polymerlegierungen mit einem amorphen Harz als eine Hauptkomponente oder einige kristalline thermoplastische Harze mit einer geringen Kristallinität geeignet. Insbesondere können Harze auf Styrolbasis, wie z.B. Polystyrol und Styrol-Acrylnitril-Copolymere, Methacrylharze, wie z.B. Polymethylmethacrylat (PMMA) und Methylmethacrylat-Styrol-Copolymere, Polycarbonat (PC), Polysulfon (PS), Polyethersulfon, Polyetherimid, Polyarylat, Polymethylpenten und dergleichen zweckmäßig verwendet werden.
  • Auch Polymere auf 1,3-Cyclohexadienbasis werden zweckmäßig verwendet. Als Polymere auf 1,3-Cyclohexadienbasis können Homopolymere verwendet werden, jedoch können auch Copolymere verwendet werden. Diese Copolymere umfassen Copolymere mit kettenkonjugierten Monomeren auf Dienbasis, wie z.B. 1,3-Butadien, Isopren, 1,3-Pentadien und 1,3-Hexadien, vinylaromatische Monomere, wie z.B. Styrol, α-Methylstyrol, p-Methylstyrol, 1,3-Dimethylstyrol, Vinylnaphthalin und Vinylstyrol, polarisierte Vinylmonomere, wie z.B. Methylmethacrylat, Methylacrylat, Acrylnitril, Methylvinylketon und Methyl-α-cyanacrylat, oder polare Monomere, wie z.B. Ethylenoxid, Propylenoxid, cyclisches Lacton, cyclisches Lactam und cyclisches Siloxan, oder Monomere auf Ethylen, α-Olefinbasis. Bezüglich der Copolymerisationsverhältnisse liegt das Gewichtsverhältnis von 1,3-Cyclohexadienmonomer zu Comonomer vorzugsweise im Bereich von 75/25 bis 100/0.
  • Polymere auf Cyclohexadienbasis mit einer hohen Lichtdurchlässigkeit sind detailliert in der Beschreibung der japanischen Patentanmeldung Nr. 9-277045 beschrieben. Da solche Polymere eine geringe Absorption bei Wellenlängen über 200 nm aufweisen und amorphe C-H-Polymere sind, kann der Nachweis auch mit einer kurzwelligen Lichtquelle durchgeführt werden.
  • Das aus einem organischen Polymer hergestellte ebene Element mit Rillen auf der Oberfläche kann durch UV-Härten oder Wärmehärten von Monomeren und Makromonomeren in Formwerkzeugen, Schmelzverarbeiten und Plastizitätsverarbeiten eines thermoplastischen Harzes, Bearbeiten des ebenen Elements, das keine Rillen auf der Oberfläche aufweist, oder Ätzen des ebenen Elements mittels Laser oder dergleichen, usw., hergestellt werden. Formgebungsverfahren, die zweckmäßig verwendet werden können, umfassen ein Schmelzverarbeiten und Plastizitätsverarbeiten eines thermoplastischen Harzes in dem Sinne, dass ebene Elemente mit Rillen auf der Oberfläche in einer großen Menge und kostengünstig hergestellt werden können. Verfahren, die ferner verwendet werden können, umfassen zweckmäßig ein Spritzgießen und/oder Formpressen unter Verwendung von Formwerkzeugen und ein Prägeformverfahren eines thermoplastischen Harzes.
  • Insbesondere kann ein Spritzgussverfahren, bei dem ein Spritzgießen durchgeführt wird, während die Verfestigungstemperatur der Harzoberfläche, die mit dem Formwerkzeug während des Verfahrens des Einbringens eines Harzes in den Formwerkzeughohlraum in Kontakt kommt, vermindert wird ( japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 10-128783A , Beschreibung der japanischen Patentanmeldung Nr. 10-46665 und Beschreibung der japanischen Patentanmeldung Nr. 10-50719 ), ein bevorzugtes Verfahren sein, da es das Verfahren ermöglicht, dass ebene Elemente, die aus einem organischen Polymer mit hoher Genauigkeit und feinen Rillen hergestellt sind, mit einer guten Produktivität hergestellt werden können. Spezielle Beispiele dieses Spritzgussverfahrens umfassen ein Verfahren, bei dem der Hohlraum vor der Durchführung des Spritzgießens mit Kohlendioxidgas gefüllt wird. Der Druck des Kohlendioxids beträgt in diesem Fall vorzugsweise 10 MPa oder weniger.
  • Darüber hinaus sind auch Spritzgussverfahren, bei denen die Oberfläche des Formwerkzeugs zum Durchführen des Formens erhitzt wird, wie z.B. ein Spritzgussverfahren, bei dem die Oberfläche des Formwerkzeugs durch ein Hochfrequenzinduktionserwärmen unmittelbar vor der Durchführung des Formens erwärmt wird (beschrieben in dem japanischen Patent mit der Veröffentlichungsnummer 62-582876 , der Beschreibung des US-Patents Nr. 4,439,492 und dergleichen), und ein Verfahren, bei dem die Oberfläche des Formwerkzeugs durch Strahlungserwärmen unmittelbar vor der Durchführung des Formens erwärmt wird (beschrieben in Molding Symposia '95, 241 (1995), Molding '96, 69 (1996), Synthetic Resin 42, Band (1), 48 (1992) und dergleichen) bevorzugte Verfahren.
  • Mit anderen Worten: Die vorstehend beschriebenen Formgebungsverfahren sind bevorzugt, da sie eine Kompatibilität zwischen der Formwerkzeugoberflächenübertragbarkeit und dem Formzyklus dadurch erreichen können, dass die Oberfläche des Formwerkzeugs mit Wärmequellen, wie z.B. einem Hochfrequenzinduktionserwärmen und Halogenlampen, unmittelbar vor dem Durchführen des Formens selektiv erwärmt wird.
  • Bezüglich der Formwerkzeuge zum Formen der ebenen Elemente können Formwerkzeuge, die allgemein zum Formen eines synthetischen Harzes verwendet werden, wie z.B. Eisen- oder Stahlmaterialien mit Eisen als Hauptkomponente, Aluminium oder Legierungen mit Aluminium als Hauptkomponente, Zinklegierungen und Beryllium-Kupfer-Legierungen zweckmäßig verwendet werden.
  • Ein Beispiel für Verfahren zur Herstellung eines Formwerkzeugs wird beschrieben. Als erstes wird eine Matrix mit der Oberflächenform eines gewünschten ebenen Elements mit feinen Rillen aus einem Material, wie z.B. Metall, Kunststoff, Silizium oder Glas, unter Verwendung eines Verfahrens wie z.B. spanabhebendes Bearbeiten, Ätzen oder eine photolithographische Verarbeitung eines Ultraviolett-gehärteten Harzes hergestellt. Das Formwerkzeug wird aus dieser Matrix durch ein elektrochemisches Formverfahren unter Verwendung von Nickel oder dergleichen hergestellt.
  • Darüber hinaus kann das Formwerkzeug auch unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 6-283830 , bei dem die Photolackstruktur gebildet wird, hergestellt werden. Nachdem die Photolackstruktur auf einem Metallsubstrat gebildet worden ist, werden Abschnitte, in denen kein Photolack vorliegt, mit einem plattierten Metall gefüllt. Dann wird der Photolack zur Bildung einer Metallplatte mit einer auf der Oberfläche bereitgestellten feinen Struktur entfernt. Harz und gesintertes Glas können unter Verwendung dieser Metallplatte als Formwerkzeug verarbeitet werden.
  • Bei der Analysenkartusche, die ein ebenes Element umfasst, das aus einem organischen Polymer hergestellt ist und Rillen aufweist, können die Innenoberflächen der Rillen mit einer Proteinadsorptionspräventionsverarbeitung mittels einer Pfropfpolymerisation von Polyethylenglykol bearbeitet werden. In dem Fall, bei dem elektroosmotische Strömungen, die später beschrieben werden, als Mittel zum Zuführen der Flüssigkeit verwendet werden, kann eine Oberflächenbehandlung zur Herstellung stabiler elektroosmotischer Strömungen durchgeführt werden.
  • Die Analysenkartusche 1 dieser Ausführungsform wird durch Binden des ebenen Elements 100 und der Abdeckplatte 130 zusammen mit den vorstehend beschriebenen Rillen dazwischen durch Ultraschallversiegelung, Wärmeversiegelung, Binden mit einem Heißschmelzhaftmittel und UV-Haftmittel, Kleben mit einem Klebemittel, Binden mit einem doppelseitigen Klebeband und direktes Druckschweißen oder Druckschweißen mittels eines dünnen elastischen Blatts gebildet.
  • Das Material der Abdeckplatte 130 kann aus den Materialien zur Verwendung in dem ebenen Element 100 ausgewählt werden und die gleichen oder unterschiedliche Materialien können verwendet werden. Deren Dicke ist nicht speziell beschränkt, solange der optische Nachweis nicht nachteilig beeinflusst wird, jedoch liegt sie vorzugsweise im Bereich von etwa 0,05 bis wenige mm.
  • Die Analysenkartusche 1 dieser Ausführungsform kann im Hinblick auf die Herstellbarkeit auch vorzugsweise eine Struktur aufweisen, bei der das ebene Element 100, das Rillen auf der Oberfläche aufweist, mit den vorstehend beschriebenen Rillen dazwischen an die Abdeckplatte 130 gebunden wird, wobei es sich jedoch auch um eine Dreischichtstruktur handeln kann, bei der ein ebenes Element mit Durchgangslöchern zwischen zwei Abdeckplatten zur Bildung von Rillen angeordnet werden kann.
  • Diese Abdeckplatte kann mit Durchgangslöchern für Behälter ausgestattet sein oder sie kann mit zylindrischen oder rechteckigen Behältern (einschließlich Abfallflüssigkeitslagerbehältern) in einer Weise ausgestattet sein, dass sie von dem ebenen Element 100 vorstehen. Die Größen der vorstehenden Behälter sind nicht speziell beschränkt. Es ist jedoch bevorzugt, dass die Höhe etwa im Bereich von 1 bis wenige mm liegt und der Durchmesser im Bereich von 1 bis wenige mm liegt. Wenn das ebene Element, das Rillen aufweist, und die Abdeckplatte eine Dicke von wenigen mm aufweisen, kann das vorstehend beschriebene Durchgangsloch auch eine Rolle als Behälter spielen.
  • In dieser Ausführungsform können die Formen der Querschnitte der Rillen, die auf dem ebenen Element 100 bereitgestellt sind, die Formen von Polygonen, wie z.B. Rechtecken und Dreiecken, Halbkreisen und Halbellipsen sein, ohne speziell darauf beschränkt zu sein. Das ebene Element 100 kann auf der Oberfläche Kanäle aufweisen, die durch Kombinieren von einigen Rillen mit unterschiedlichen Formen gebildet worden sind. Die Breite der oberen Fläche (Öffnungsabschnitt) der Rille kann mit derjenigen der Unterseite (Boden) identisch oder größer als diese sein. Ferner weist der Querschnitt der Rille insbesondere eine rechteckige Querschnittsform auf.
  • Ein Verstopfen kann durch feine Teilchen, die in der Flüssigkeit mitgeführt werden, oder durch Blutzellen verursacht werden, wenn diese Rille zu klein ist. Ebenso wird die Effizienz des Mischens durch Diffusion, wenn zwei Flüssigkeiten vereinigt und gemischt werden, vermindert, wenn die Rille zu groß ist. Daher ist es bevorzugt, dass die Breite der Rille im Bereich von 1 bis 500 μm liegt, deren Tiefe im Bereich von 0,1 bis 1000 μm liegt und die Querschnittsfläche im Bereich von 1 bis 250000 μm2 liegt. Mehr bevorzugt liegt die Breite der Rille im Bereich von 2 bis 300 μm, deren Tiefe im Bereich von 1 bis 200 μm und die Querschnittsfläche im Bereich von 2 bis 60000 μm2.
  • Die Abmessungsgenauigkeit der Rillen, die auf der Oberfläche des ebenen Elements 100 bereitgestellt sind, ist nicht speziell definiert. Wenn jedoch eine Analyse einer sehr kleinen Menge einer Komponente oder eine quantitative Analyse durchgeführt wird, ist ein hohes Maß an Abmessungsgenauigkeit bevorzugt. D.h., zum Sicherstellen der Genauigkeit der Durchführung und einer Reproduzierbarkeit zwischen einzelnen Analysenkartuschen liegt die Abmessungsgenauigkeit der Rille vorzugsweise innerhalb von ±5% der Gestaltungsabmessung für die Breite und die Tiefe und innerhalb von ±7% der Gestaltungsabmessung für die Querschnittsfläche. Für eine quantitative Analyse mit hoher Genauigkeit ist es ferner auch bevorzugt, dass die Abmessungsgenauigkeit innerhalb von ±2% für die Breite und die Tiefe und innerhalb von ±4% für die Querschnittsfläche liegt.
  • In dem Fall, bei dem die quantitative Reaktion in der Analysenkartusche 1 dieser Ausführungsform derart durchgeführt wird, dass durch Steuern des Verhältnisses von Strömungsgeschwindigkeiten Flüssigkeiten in einem festgelegten Verhältnis gemischt werden, um eine Reaktion kontinuierlich für mindestens einen bestimmten Zeitraum durchzuführen (Beschreibung der japanischen Patentanmeldung Nr. 10-181586 des Erfinders, „Mischanalysevorrichtung und Mischanalyseverfahren"), ist die Analysenkartusche 1 durch das ebene Element 100, das Rillen aufweist, ausgebildet, und weist einzelne Kanäle für eine Probe und für mindestens eine Art von Reagenzlösung, Kanäle, die eine Verbindung zu Kanälen herstellen, die mit Nachweisabschnitten ausgestattet sind, nachdem sich diese Kanäle nacheinander oder gleichzeitig vereinigt haben, und einen Mechanismus zum Steuern der Strömungsgeschwindigkeiten auf. Ferner bezieht sich die Strömungsgeschwindigkeit auf das Volumen der Flüssigkeit, die sich in der Rille (Kapillare) in einem vorgegebenen Zeitraum bewegt.
  • Beschreibung der Entlüftungsöffnung
  • Für die Entlüftungsöffnung 141 zur Verwendung in dieser Ausführungsform kann jedwedes Material verwendet werden, solange es sich um ein Material handelt, durch das die Flüssigkeit in der Analysenkartusche 1 nicht hindurchdringen kann, jedoch ein Gas, insbesondere Luft, hindurchdringen kann.
  • Wenn die Flüssigkeit in der Analysenkartusche 1 eine Lösung ist, kann ein hydrophobes Material, das mit Löchern ausgestattet ist, verwendet werden. Wenn die hydrophoben Löcher als Entlüftungsöffnung verwendet werden, kann nur ein Gas durch die Entlüftungsöffnung hindurchdringen, da die Lösung aufgrund ihrer Oberflächenspannung nicht durch diese hindurchdringen kann, wodurch verglichen mit Materialien, die nicht hydrophob sind, die Möglichkeit vermindert wird, dass Flüssigkeit austritt.
  • Eine von bevorzugten Ausführungsformen der Entlüftungsöffnung ist eine ebene Platte, ein ebenes Blatt oder dergleichen, die bzw. das aus einem hydrophoben Polymer oder einem anorganischen Material zusammengesetzt ist, das mit einer kleinen Anzahl kleiner Löcher mit Durchmessern von etwa 1 μm bis einigen hundert μm ausgestattet ist. Obwohl die Entlüftungsöffnung von einem Behälter nur mit einem bis wenigen Löchern ausgestattet ist, kann eine ausreichende Funktion als Entlüftungsöffnung bereitgestellt werden, wenn die Größe der Löcher und die Hydrophobie des Materials zweckmäßig ausgewählt werden. Diese Löcher können mechanisch mit einem Bohrer oder dergleichen gebohrt werden, oder sie können unter Verwendung eines Lasers oder dergleichen gebohrt werden.
  • Vorzugsweise weist das hydrophobe organische Polymer eine kritische Oberflächenspannung von etwa 4 × 10–2 N/m oder kleiner bei 20°C auf, wobei Beispiele für das Polymer Polytetrafluorethylen (PTFE), Silikon, Siloxane, Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polycarbonat, Polysulfon, Polyethersulfon, Polyarylat, Polymethylpenten und Polymere auf 1,3-Cyclohexadienbasis umfassen.
  • Andererseits wird in dem Fall, bei dem die Flüssigkeit in der Analysenkartusche 1 ein hydrophobes organisches Lösungsmittel ist, eine hydrophile poröse Membran zweckmäßig verwendet. Ferner kann als die Entlüftungsöffnung auch eine ebene Platte, ein ebenes Blatt, eine ebene Membran oder dergleichen, die bzw. das aus einem hydrophilen Material zusammengesetzt ist, das mit kleinen Löchern wie in dem Fall von Lösungen bereitgestellt ist, verwendet werden.
  • Zur Analyse in der medizinischen Diagnose weist die Flüssigkeit in der Analysenkartusche 1 häufig Wasser als Hauptkomponente auf und daher wird als Entlüftungsöffnung ein hydrophobes Material verwendet.
  • Als Entlüftungsöffnung kann nicht nur ein Material verwendet werden, das mit einer kleinen Anzahl von Löchern mit kleinem Durchmesser ausgestattet ist, sondern es kann auch eine poröse Membran verwendet werden. Bei der Herstellung der Analysenkartusche wird die Herstellbarkeit verbessert, da die Entlüftungsöffnung einfach durch Binden einer hydrophoben porösen Membran an einen ausgebildeten Chip gebildet werden kann. Die Flüssigkeit in dem Behälter kann durch Drücken dieser hydrophoben porösen Membran, so dass Druck ausgeübt wird, heraus in die Kapillare gedrückt werden, was bevorzugt ist.
  • Als hydrophobes Membranmaterial wird zweckmäßig das vorstehend beschriebene hydrophobe organische Polymer verwendet. In der biochemischen Analyse von GOT/GPT, von Cholesterinkonzentrationen und dergleichen wird dem Reagenz häufig ein grenzflächenaktives Mittel zugesetzt, und zwar im Allgemeinen für den Zweck des Verhinderns einer Absorption von Plasmaproteinen, usw., und daher muss in diesem Fall eine hydrophobere Membran verwendet werden.
  • Üblicherweise gibt es Fälle, bei denen eine Celluloseacetatmembran verwendet werden kann. Wenn jedoch ein Reagenz verwendet wird, dem ein grenzflächenaktives Mittel zugesetzt worden ist, ist eine Membran mit einer hohen Hydrophobie, wie z.B. PTFE, Silikon und Polyethylen, mehr bevorzugt, da eine solche Membran ein starkes Vermögen (anti- Wasserdruck) dahingehend aufweist, zu verhindern, dass die Flüssigkeit aus der Entlüftungsöffnung austritt. Wenn das Verfahren, bei dem ein nicht-fluides Reagenz getrocknet und an der Entlüftungsöffnung fixiert wird, berücksichtigt wird, weist die PTFE-Membran, die bezüglich des Reagenzes, das ein grenzflächenaktives Mittel oder dergleichen enthält, formstabiler ist, die hohe Hydrophobie auf und ist folglich bevorzugt.
  • Da die Flüssigkeit bei einem hohen Druck zugeführt werden kann, ist es umso stärker bevorzugt, je höher der anti-Wasserdruck der Entlüftungsöffnung ist, und der anti-Wasserdruck der Entlüftungsöffnung beträgt vorzugsweise 100 g/cm2 oder mehr, mehr bevorzugt 1000 g/cm2 oder mehr und insbesondere 3000 g/cm2 oder mehr.
  • In dem Fall, bei dem diese hydrophobe poröse Membran als Entlüftungsöffnung in dem Reagenzlagerbehälter und dergleichen verwendet wird, kann sich dann, wenn der Fluiddruck zu hoch ist, wenn die reagenzlösende Flüssigkeit dem Reagenzlagerbehälter zugeführt wird, die hydrophobe poröse Membran ausdehnen, so dass eine große Menge der reagenzlösenden Flüssigkeit eingeführt wird, wodurch die Konzentration der Reagenzlösung vermindert wird. Daher wird als eine von bevorzugten Ausführungsformen eine hydrophobe poröse Membran (gegenüber dem Reagenzlagerbehälter) verwendet, die mit einem Faservlies, wie z.B. Plypropylen, verstärkt ist.
  • Verfahren, in denen ein Blatt mit Löchern oder eine hydrophobe poröse Membran an einen Chip gebunden wird, der mit Durchgangslöchern ausgestattet ist, um eine Entlüftungsöffnung zu bilden, umfassen ein Verfahren, bei dem sie unter Verwendung eines wärmehärtenden oder UV-härtenden Haftmittels, eines doppelseitigen Klebebands oder dergleichen aneinander gebunden werden.
  • Es ist problematisch, wenn das Haftmittel oder das doppelseitige Klebeband in einem Abschnitt vorliegt, der eine Funktion als Entlüftungsöffnung in dem Blatt mit Löchern oder der hydrophoben porösen Membran aufweist, nämlich dem Abschnitt, der das Durchgangsloch bedeckt. Folglich ist eine Vorbehandlung erforderlich, so dass der Abschnitt, der das Durchgangsloch bedeckt, maskiert ist, wenn das Haftmittel aufgebracht wird, oder ein Abschnitt, der dem Abschnitt entspricht, der das Durchgangsloch bedeckt, ausgestanzt wird, so dass im Vorhinein ein Loch darin bereitgestellt wird, wenn das doppelseitige Klebeband verwendet wird. In dem Fall des doppelseitigen Klebebands ist ein Verfahren im Hinblick auf die Herstellungseffizienz bevorzugt, bei dem ein Formwerkzeug mit einer Klinge zum Stanzen des Abschnitts, der das Durchgangsloch bedeckt, im Vorhinein hergestellt wird, und das Blatt mit Löchern oder die hydrophobe poröse Membran kontinuierlich an den Chip, der mit Durch gangslöchern ausgestattet ist, gebunden wird, während das doppelseitige Klebeband gestanzt wird.
  • Die Richtung, in der ein Gas in der hydrophoben porösen Membran hindurchtritt, ist üblicherweise eine Richtung senkrecht zur Oberfläche der hydrophoben porösen Membran, nämlich die Dickenrichtung. Das Gas kann auch in der Richtung parallel zur Oberfläche der hydrophoben porösen Membran (nachstehend als laterale Richtung bezeichnet) hindurchtreten. D.h., es ist auch möglich, die Seite der hydrophoben porösen Membran gegenüber dem Behälter mit einer gasundurchlässigen Membran, wie z.B. einer PET-Membran zu bedecken, um ein Hindurchtreten von Gas in der Dickenrichtung zu verhindern, wodurch das Gas in der lateralen Richtung von dem Behälter zum Ende der Membran hindurchtritt. Im Allgemeinen ist jedoch das Hindurchtreten des Gases in der Dickenrichtung dahingehend mehr bevorzugt, dass die Struktur der Entlüftungsöffnung vereinfacht werden kann.
  • Darüber hinaus gibt es Fälle, bei denen das Hindurchtreten des Gases in der lateralen Richtung der Membran einen unerwünschten Einfluss auf die Steuerung der Zuführung der Flüssigkeit in die Analysenkartusche aufweist. Wenn jeder Behälter einzeln mit der hydrophoben porösen Membran ausgestattet wird, nämlich dann, wenn eine hydrophobe poröse Membran bereitgestellt wird, die nur die Öffnungen von einem Behälter bedeckt, tritt kein Problem auf. Wenn jedoch die Öffnungen einer Mehrzahl von Behältern mit einer hydrophoben porösen Membran bedeckt werden, kann ein Problem auftreten.
  • D.h. es tritt kein Problem auf, wenn der Zugang der Flüssigkeit zu einer Mehrzahl von Behältern in der gleichen Weise (mit der gleichen Struktur) gesteuert wird. Jedoch kann dann, wenn der Zugang der Flüssigkeit zu jedem Behälter unabhängig gesteuert werden soll, wenn das Gas in der lateralen Richtung hindurchtritt, das Gas in die Entlüftungsöffnungen benachbarter Behälter austreten, so dass eine genaue Steuerung behindert wird. Folglich sollte das Gas zum Steuern des Zugangs der Flüssigkeit zu einer Mehrzahl von Behältern, wenn eine hydrophobe Membran als Entlüftungsöffnung für eine Mehrzahl von Behältern verwendet wird, daran gehindert werden, dass es in der lateralen Richtung der hydrophoben porösen Membran hindurchtritt.
  • Zu diesem Zweck ist es bevorzugt, dass die Öffnungen jedes Behälters mit einer einzelnen hydrophoben porösen Membran bedeckt sind, jedoch muss dann, wenn die Öffnungen einer Mehrzahl von Behältern mit einer (gemeinsamen) hydrophoben porösen Membran bedeckt sind (bezüglich der Herstellbarkeit der Analysenkartusche ist es mehr bevorzugt, dass sie mit einer hydrophoben porösen Membran bedeckt sind), der Abschnitt der hydrophoben porösen Membran, der sich zwischen Behältern befindet, für das Gas undurchlässig sein.
  • Dadurch wird eine Situation, in der das Gas in der lateralen Richtung hindurchtritt, so dass es einen negativen Einfluss auf die Steuerung des Zugangs der Flüssigkeit zu benachbarten Behältern aufweist, beseitigt. Um die hydrophobe poröse Membran für das Gas undurchlässig zu machen, ist es erforderlich, die in der hydrophoben porösen Membran bereitgestellten Löcher zu füllen, um Löcher, d.h. die Porosität der Membran, zu beseitigen.
  • Als Verfahren zum Erreichen dieses Ziels kann insbesondere ein Verfahren, bei dem der Abschnitt, der sich zwischen Behältern befindet, mit einem Haftmittel oder Lösungsmittel getränkt wird, ein Verfahren, bei dem der Abschnitt durch Erwärmen geschmolzen wird, ein Verfahren, bei dem Druck auf den Abschnitt ausgeübt wird, und dergleichen in Betracht gezogen werden. Bei dem Verfahren, bei dem der Abschnitt durch Erwärmen geschmolzen wird, kann die hydrophobe poröse Membran jedoch knittern, wodurch es schwierig wird, die Membran an den Chip zu binden. Das Verfahren, bei dem die Löcher, die in der hydrophoben porösen Membran bereitgestellt sind, durch Ausüben von Druck darauf gefüllt werden, so dass Löcher beseitigt werden, ist von den vorstehend beschriebenen Verfahren am meisten bevorzugt. Als bevorzugte Bedingungen zum Ausüben von Druck wird die Temperatur bei normaler Raumtemperatur gehalten und der ausgeübte Druck hängt von der Dicke der hydrophoben porösen Membran und dem durchschnittlichen Durchmesser der Löcher ab.
  • Ferner sollte auch in dem Fall, bei dem die Behältergruppe aus einer Mehrzahl von Behältern besteht, bei denen die Steuerung des Eintritts/Austritts der Flüssigkeit gleichzeitig durchgeführt wird, eine unabhängige hydrophobe poröse Membran für jede Behältergruppe bereitgestellt werden, oder wenn eine Mehrzahl von Behältergruppen mit einer gemeinsamen hydrophoben porösen Membran zur Bildung einer Entlüftungsöffnung für jeden Behälter bedeckt wird, sollte der Abschnitt der vorstehend beschriebenen hydrophoben porösen Membran zwischen Behältergruppen keine Porosität aufweisen. Dadurch kann der Zugang der Flüssigkeit zu jeder Behältergruppe unabhängig gesteuert werden.
  • Der durchschnittliche Durchmesser der Löcher, die in der hydrophoben porösen Membran bereitgestellt sind, kann im Bereich von 10 μm bis 0,01 μm liegen. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass der anti-Wasserdruck erhöht und die Luftmenge, die pro Stunde hindurchtritt, vermindert wird (d.h. der Druck und die Zeit, die zum Hindurchtreten des Gases erforderlich sind), wenn der Durchmesser des Lochs vermindert wird, und wenn die Einfachheit der Herstellung berücksichtigt wird, liegt der durchschnittliche Durchmesser der Löcher vorzugsweise im Bereich von 0,05 bis 5 μm. Wenn das Gas in der Richtung der Dicke der hydrophoben porösen Membran hindurchtritt, liegt der durchschnittliche Durchmesser der Löcher vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 0,3 μm, und zwar bezüglich der Hydrophobie oder der Flüssigkeitsbarriereeigenschaften und der Gasdurchlässigkeit. Wenn das Gas in der lateralen Richtung hindurchtritt, liegt der durchschnittliche Durchmesser der Löcher abhängig von deren Abstand vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 5 μm.
  • Die Dicke der hydrophoben porösen Membran liegt häufig im Bereich von 20 bis 300 μm, im Hinblick auf die Festigkeit und die Geschwindigkeit, mit der das Gas hindurchtritt, jedoch vorzugsweise im Bereich von 50 bis 100 μm.
  • Beschreibung des Einkapselns und des Lösens von nicht-fluidem Reagenz
  • Eines der Charakteristika der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das nicht-fluide Reagenz in dem Behälter, der mit der hydrophoben Entlüftungsöffnung ausgestattet ist, die vorstehend beschrieben worden ist, eingekapselt ist, und das vorstehend beschriebene Reagenz gelöst wird, um zum Zeitpunkt der Analyse einer Probe eine sehr kleine Menge einer Reagenzlösung sofort in der Analysenkartusche herzustellen. Dies wird nachstehend detailliert beschrieben.
  • In der erfindungsgemäßen Analysenkartusche sind mindestens einige der Reagenzien, die eingekapselt werden sollen, nicht-fluide Reagenzien. Die vorstehend beschriebenen Reagenzien können feste Reagenzien, wie z.B. Pulver, Kristalle und gefriergetrocknete Produkte, oder kautschukartige oder klebrige Stärkesirup-artige Reagenzien sein, solange das vorstehend beschriebene Reagenz während des Vertriebs der Analysenkartusche (während des Transports und der Lagerung) oder zu dem Zeitpunkt, bei dem die Kartusche gehandhabt wird, nicht heraus in die Kapillare strömt, die zum Verbinden mit dem Behälter verbunden ist.
  • Die Analysenkartusche wird mit diesem nicht-fluiden Reagenz, das in dem Reagenzbehälter eingekapselt ist, der mit der vorstehend beschriebenen hydrophoben Entlüftungsöffnung ausgestattet ist, vertrieben, und die reagenzlösende Flüssigkeit, die in der Analysenkartusche eingekapselt ist oder mit dieser verbunden ist, wird durch die Kapillare dem vorstehend beschriebenen Reagenzbehälter zugeführt, um das Reagenz unmittelbar vor der Durchführung der Analyse zu lösen.
  • Ein solcher Mechanismus ermöglicht die Herstellung einer sehr kleinen Menge an Reagenzlösung, nämlich weniger μl Reagenzlösung, in der Analysenkartusche, ohne das Reagenz zu verschwenden.
  • Da eine Analysenkartusche mit darin eingekapselten Reagenzien als Produkt verwendet werden kann, kann derjenige, der die Analyse durchführt, die gewünschte Analyse durchführen, ohne Vorgänge zum Einkapseln des Reagenzes in der Analysenkartusche durchzuführen, wenn eine Analysenkartusche mit den darin eingekapselten gewünschten Reagenzien erworben wird.
  • Verfahren zum Einkapseln des nicht-fluiden Reagenzes in der Analysenkartusche umfassen ein Verfahren, bei dem ein festes Reagenz, wie z.B. ein pulverförmiges oder kristallines Reagenz oder ein Block eines gefriergetrockneten Reagenzes, in einer erforderlichen Menge in dem Behälter gelagert wird, und ein Verfahren, bei dem ein Lösungsreagenz in dem Reagenzbehälter verteilt wird, worauf dieses getrocknet wird, so dass eine nicht-Fluidität erhalten wird.
  • Wenn das Lösungsreagenz verteilt wird, wird eine Entlüftungsmembran 140, die aus einem Ethylentetrafluoridharz hergestellt ist, an die keine Rillen aufweisende Fläche des ebenen Elements 100, das Durchgangslöcher aufweist, mit einem doppelseitig klebenden Blatt 171 gebunden, und die Reagenzlösung wird in den dadurch geformten Behälter mit einer Verteilungsvorrichtung 180, wie es in der 7 gezeigt ist, eingebracht. Dann wird die Reagenzlösung zu einem nicht-fluiden Reagenz getrocknet und danach wird die Abdeckplatte 130, das aus einem Acrylharz hergestellt ist und keine Poren aufweist, mit einem doppelseitig klebenden Blatt 172 an die Seite gebunden, die der vorstehend beschriebenen Seite gegenüber liegt, wodurch die Analysenkartusche 1 der vorliegenden Erfindung erhalten werden kann.
  • Ferner ist die Analysenkartusche 1 mit einer Portionspackung 181, die eine Standardlösung, probenlösende Flüssigkeit und dergleichen darin enthält, und einem Filter 182 zum Abtrennen von Blutzellen von der Vollblutprobe ausgestattet. In der Entlüftungsmembran 140 wird das Gas durch Ausüben von Druck auf den Abschnitt, der die Öffnungen des vorstehend beschriebenen Behälters umgibt, daran gehindert, dass es in der lateralen Richtung hindurchtritt. Darüber hinaus wird in dem doppelseitig klebenden Blatt 171 der Abschnitt, der dem Abschnitt entspricht, der die Öffnungen des vorstehend beschriebenen Behälters bedeckt, im Vorhinein gestanzt, um Löcher bereitzustellen.
  • Aufgrund des kürzlichen Fortschritts bei den DNA-Chips wurde die Technik, bei der Volumina im Bereich von einer sehr kleinen Menge in der Größenordnung von 1 nl bis zu einer Größenordnung von Mikrolitern mit wenigen % oder weniger als CV-Wert gemessen werden, etabliert, und daher kann das Reagenz genau gemessen und in der Analysenkartusche 1 eingekapselt werden, wenn ein Punktplotter mit einer solchen Technik (z.B. Pixsys 3000, von BioDot Co., Ltd. hergestellt) als Injektionsvorrichtung zum Injizieren einer Reagenzlösung verwendet wird.
  • Darüber hinaus kann selbst dann, wenn die Entlüftungsmembran 140 an die Abdeckplatte 130 in einer Reihenfolge, die bezüglich der vorstehend angegebenen Reihenfolge umgekehrt ist, gebunden wird, die Analysenkartusche 1 hergestellt werden. D.h., die Abdeckplatte 130 wird an die Rillen aufweisende Seite des ebenen Elements 100, das Durchgangslöcher aufweist, mit einem doppelseitig klebenden Blatt 172 gebunden und die Reagenzlösung wird in den dadurch gebildeten Behälter eingebracht. Dann wird die Reagenzlösung zu einem nicht-fluiden Reagenz getrocknet und danach wird die Entlüftungsmembran 140, die aus einem Ethylentetrafluoridharz hergestellt ist, mit dem doppelseitig klebenden Blatt 171 an die Seite gegenüber der vorstehend beschriebenen Seite gebunden, wodurch die erfindungsgemäße Analysenkartusche 1 erhalten werden kann. Ferner wird in diesem Fall vorzugsweise eine Reagenzlösung mit einer hohen Viskosität (niedrigen Fluidität) verwendet, um es der Reagenzlösung zu erschweren, in die Kapillare zu strömen.
  • Dies wird mittels der 1 und 2 beschrieben. Das Lösungsreagenz wird in dem Behälter oder auf der Entlüftungsöffnung 141, die den Behälter bedeckt, in einer Punktform unter Verwendung einer Vorrichtung wie z.B. eines Punktplotters abgeschieden. Dann wird das Lösungsreagenz getrocknet, worauf die Abdeckplatte 130 an das ebene Element gebunden wird, um das nicht-fluide Reagenz 160 in der Analysenkartusche 1 einzukapseln. Alternativ kann ein Verfahren verwendet werden, bei dem vor dem Binden des Blatts an das ebene Element 100, das mit Rillen ausgestattet ist, das Lösungsreagenz in einer Punktform in der Position gegenüber dem Behälter der Entlüftungsmembran 140 abgeschieden wird, um getrocknet zu werden, worauf die Entlüftungsmembran 140 und die Abdeckplatte 130 an das ebene Element 100 gebunden werden.
  • In diesem Fall muss jedoch selbstverständlich die Positionierungsgenauigkeit, wenn die Reagenzlösung abgeschieden wird, sichergestellt werden, jedoch muss auch der Durchmesser des in einer Punktform abgeschiedenen Reagenzes nach dem Trocknen kontrolliert werden. Mit anderen Worten: Der Durchmesser des abgeschiedenen Reagenzes nach dem Trocknen ist selbstverständlich vermindert, so dass er kleiner ist als der Durchmesser des Behälters, jedoch sollte die Luft leicht gespült werden können, wenn die reagenzlösende Flüssigkeit zum Lösen des Reagenzes injiziert wird. Zu diesem Zweck ist der Durchmesser des abgeschiedenen Reagenzes nach dem Trocknen geringfügig kleiner als der Durchmesser des Behälters und beträgt vorzugsweise 90% oder weniger des Durchmessers des Behälters.
  • Die in den Behälter injizierte Reagenzlösung kann selbst bei normaler Raumtemperatur und unter normalem Atmosphärendruck natürlich getrocknet werden, wenn die Feuchtigkeit bei einem niedrigen Niveau gehalten wird, da deren Menge sehr gering ist. Bezüglich der Herstellungseffizienz ist es bevorzugt, dass das Reagenz in einer kurzen Zeit unter einem verminderten Druck, wie z.B. einem Druck unter Atmosphärendruck, getrocknet wird. In diesem Fall wird das Reagenz vorzugsweise auf der Basis eines Vakuumprogramms getrocknet, das die Bildung von Unebenheiten und dergleichen verhindert. Es kann auch ein Gefriertrocknen eingesetzt werden, was jedoch zu einer Verformung und Beschädigung des ebenen Elements führen kann. Ferner kann das Reagenz eine halbgetrocknete Substanz oder eine pastöse Substanz sein, die aus der Zugabe eines wasserhaltigen Polymers und eines Polysaccharids resultiert, solange das Reagenz selbst dann nicht strömt, wenn die Analysenkartusche 1 geneigt wird.
  • Die Reagenzlösung kann separat gefriergetrocknet und in dem Behälter, der mit der hydrophoben Entlüftungsöffnung ausgestattet ist, gelagert werden, worauf die Abdeckplatte daran geklebt wird, um den Behälter zu bedecken. Wenn die Reagenzlösung in einer Menge, die mit der Menge der Reagenzlösung, die in dem Behälter eingekapselt werden soll, identisch ist oder kleiner als diese ist, in einer Punktform auf einem geeigneten Blatt oder dergleichen abgeschieden und gefriergetrocknet wird, kann das Reagenz einfach in dem Behälter gelagert werden. Es ist auch möglich, kleine Reagenzteilchen zu erzeugen, wenn eine Reagenzlösung durch eine Düse mit einem geeigneten Durchmesser in flüssigen Stickstoff getropft wird. Darüber hinaus wird das nicht-fluide Reagenz außerhalb der Analysenkartusche zu Tabletten geformt und die Tabletten werden in dem Behälter eingekapselt. Das vorstehend beschriebene Verfahren, bei dem ein Lösungsreagenz verwendet wird, ist jedoch bezüglich der Herstellbarkeit mehr bevorzugt.
  • Andererseits kann zum Vermindern des Lösungszeitraums, während dessen das nicht-fluide Reagenz, das in der Analysenkartusche eingekapselt ist, in der reagenzlösenden Flüssigkeit unmittelbar vor der Analyse gelöst wird, für bestimmte Messgegenstände dem nicht-fluiden Reagenz ein Lösungszusatz zugesetzt werden. Als Lösungszusatz wird ein Polyether, wie z.B. Polyethylenglykol (PEG) mit einer geeigneten Molekulargewichtsverteilung, ein Mono saccharid, wie z.B. Glukose, ein Disaccharid, wie z.B. Saccharose, ein Polysaccharid, wie z.B. Dextran und Pluran, ein Oligosaccharid oder ein Gemisch davon verwendet.
  • Von den vorstehend genannten Lösungszusätzen ist mindestens eine Art von Zusatz, der aus Polyolen, insbesondere Ethylenglykol, Propylenglykol und Glycerin, ausgewählt ist, bevorzugt. Wie es im später beschriebenen experimentellen Beispiel 2 gezeigt ist, war ein Polyol selbst dann effektiv, wenn die Zugabe von PEG, das in der Vergangenheit häufig als Lösungszusatz verwendet worden ist, nicht effektiv war. Von den Polyolen ist Glycerin bevorzugt, das einen signifikanten Hilfseffekt auf ein Reagenz aufweist, bei dem durch die Zugabe von Polyethylenglykol nur ein geringer Effekt erzielt werden konnte.
  • Beschreibung von Proben
  • In Umweltanalysen können Flusswasser, Meerwasser und Abwasser aus einer Fabrik als Proben verwendet werden. Bei einer medizinisch-diagnostischen Untersuchung kann Blut und dergleichen als Probe verwendet werden. Das Blut kann als Probe in jedweder Form, wie z.B. als Plasma, Blutserum und Vollblut verwendet werden. Wenn die Probe in der Form von Plasma oder Serum vorliegt, werden Verluste, die bei der Abtrennung von Blutzellen auftreten, verhindert, und daher kann die Probenmenge, die für eine Analyse tatsächlich erforderlich ist, sehr gering sein, nämlich 1 μl oder weniger.
  • Im Allgemeinen sollten die Blutzellen aus Vollblut entfernt werden, um Plasma bereitzustellen, wenn eine biochemische Untersuchung durchgeführt wird. Folglich sind in dem Fall, bei dem Vollblut direkt in die Analysenkartusche 1 eingeführt wird, als Probenmenge wenige 10 μl bevorzugt. Bezüglich Verfahren zum Erhalten des Plasmas aus dem Vollblut gibt es ein Verfahren, bei dem die Analysenkartusche 1 mit einem Zentrifugalseparator behandelt wird, um eine Zentrifugaltrennung in der Analysenkartusche 1 durchzuführen, jedoch ist ein Verfahren bezüglich der Zweckmäßigkeit bevorzugt, bei dem das Vollblut durch eine Plasmatrennfiltrationsmembran geschickt wird, um das Plasma abzutrennen. Plasmatrennfiltrationsmembranen umfassen Cellulosefilter, Teflonfilter und Glasfilter. Von diesen Plasmatrennfiltrationsmembranen ist ein Glasfilter (z.B. GF-D, von Whatman Co., Ltd. hergestellt) bezüglich der Plasmagewinnung bevorzugt.
  • Wenn andererseits Messungen der Leukozytenzahl, der Erythrozytenzahl, der Plättchenzahl und dergleichen in der Analysenkartusche 1 durchgeführt werden, ist eine Piasmatrennmembran, wie sie vorstehend beschrieben worden ist, nicht erforderlich, da die Vollblutprobe zur Verwendung direkt verdünnt und hämolysiert wird, und die Menge des Vollbluts kann sehr klein sein, nämlich 1 μl oder weniger.
  • Beschreibung der reagenzlösenden Flüssigkeit und des Probenverdünnungsmittels
  • Die reagenzlösende Flüssigkeit und das Probenverdünnungsmittel sind flüssige Reagenzien, die in einer Menge von wenigen 10 μl oder mehr in der Analyse erforderlich sind, und können folglich in einem Beutel, wie z.B. der vorstehend beschriebenen Portionspackung, eingekapselt und in der Analysenkartusche 1 angeordnet werden. Das Material des Beutels ist nicht speziell beschränkt, solange der Beutel nicht zersetzt wird und leicht geöffnet werden kann, so dass der Inhalt in die Kapillare und den Behälter der Analysenkartusche 1 austreten kann. Ein Beutel, der aus einem organischen Polymer aufgebaut ist, ein Beutel, der aus einem organischen Polymer, auf dem Aluminium abgeschieden ist, aufgebaut ist, ein Beutel, der eine Struktur aus mehreren Schichten aufweist, und dergleichen sind bezüglich der Stabilität der Reagenzien bevorzugt.
  • Das Verfahren zum Öffnen des vorstehend beschriebenen Beutels kann ein Verfahren sein, bei dem der Beutel mit einem vorstehenden Gegenstand zerrissen wird, wie es in der 3 gezeigt ist, oder ein Verfahren, bei dem der Abschnitt, der dem Deckel entspricht, gedrückt oder gezogen wird, um den Abschnitt von dem Beutelkörper zu entfernen, wodurch der Beutel geöffnet wird. Ferner kann in der Analysenvorrichtung ein Mechanismus zum Öffnen des vorstehend beschriebenen Beutels bereitgestellt werden, oder derjenige, der die Analyse durchführt, kann unmittelbar vor der Verwendung Öffnungsvorgänge durchführen.
  • Beschreibung einer Entlüftungsöffnung zum Zuführen von Flüssigkeit unter Verwendung einer Zentrifugalkraft
  • Die Form, in der die Entlüftungsöffnung auf einer Seite der Analysenkartusche 1 bereitgestellt ist, wurde beschrieben. Wenn jedoch das Zuführen der Flüssigkeit unter Verwendung einer Zentrifugalkraft durchgeführt wird (Zentrifugalflüssigkeitszuführung), kann die Entlüftungsöffnung auf einer oder beiden der oberen und der unteren Seite einer Scheibenkartusche bereitgestellt sein. In diesem Fall kann, da Fälle vorliegen können, bei denen die Entlüftungsöffnung den optischen Nachweis behindert, die Entlüftungsöffnung auf der Außenseite der Scheibenkartusche bereitgestellt sein, nämlich in der Richtung der Zentrifugalkraft. Da nur eine Reagenzreaktion durchgeführt werden kann, wenn Behälter entlang der Außenseite der Scheibenkartusche bereitgestellt sind, kann auch ein Verfahren eingesetzt werden, bei dem eine Mehrzahl von Reagenzlagerbehältern innerhalb der Scheibenkartusche bereitge stellt ist, und der Auslass von jedem Behälter mit einem Wachsventil (einem Ventil, das durch Schmelzen von Wachs geöffnet wird) und einem Ventil geöffnet wird, das durch Stören eines Gleichgewichts zwischen der Zentrifugalkraft und der Oberflächenspannung geöffnet wird, so dass die Reagenzlösung in den Reaktionskanal ausströmen gelassen wird.
  • Beschreibung der Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtung
  • Die Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtung ist nicht speziell beschränkt, solange die Vorrichtung so konfiguriert ist, dass sie den Eintritt/Austritt des Gases über die Entlüftungsöffnung 141 zulässt oder reguliert.
  • Ein typisches Beispiel dafür ist eine Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtung, die ein Ventil zum Steuern des Zulassens oder Regulierens des Eintretens/Austretens des Gases über die Entlüftungsöffnung 141, eine Pumpe, die mit dem vorstehend beschriebenen Ventil gekoppelt ist und das Gas zuführen und absaugen kann, einen Koppler zum Koppeln des vorstehend beschriebenen Ventils in der Position gegenüber dem Behälter mit der Entlüftungsöffnung 141 dazwischen, und einen Schlauch, der zum Herstellen einer Verbindung zwischen dem vorstehend beschriebenen Ventil, der vorstehend beschriebenen Pumpe und dem vorstehend beschriebenen Koppler angeschlossen ist, umfasst.
  • Der Koppler muss so an der Analysenkartusche 1 angebracht sein, dass eine Luftdichtigkeit beibehalten wird. Zu diesem Zweck sollte die Oberfläche, welche die Analysenkartusche 1 kontaktiert, mit einer Dichtung ausgestattet sein, die aus einem Material zusammengesetzt ist, das allgemein für einen O-Ring verwendet wird, oder der Koppler selbst sollte aus einem solchen Material mit einem guten Haftvermögen und einer guten Luftdichtigkeit zusammengesetzt sein. Eine Dichtung, die aus einem Material wie z.B. einem O-Ring aufgebaut ist, kann auch auf der Seite der Analysenkartusche 1 bereitgestellt sein.
  • Ein solches Material ist im Allgemeinen ein synthetisches Kautschukmaterial. Beispielsweise ist das Material ein Ethylen-Propylen-Kautschuk, Silikonkautschuk, Nitrilkautschuk, Chloroprenkautschuk, Isoprenkautschuk, Butadienkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk, Butylkautschuk, Ethylen-Propylen-Kautschuk, Urethankautschuk oder dergleichen.
  • Der Abschnitt des Kopplers, der die Analysenkartusche 1 kontaktiert, kann zu einem scharfen, messerkantenartigen Abschnitt ausgebildet sein, um den Koppler derart an die Analysenkartusche zu koppeln, dass der messerkantenartige Abschnitt in die Analysenkartusche 1 gesteckt wird. Auf diese Weise kann eine ausreichende Luftdichtigkeit sichergestellt werden.
  • Ferner kann im Gegensatz zu dem vorstehend beschriebenen Verfahren der Abschnitt der Analysenkartusche 1, der den Koppler kontaktiert, zu einem scharfen, messerkantenartigen Abschnitt ausgebildet sein, um die Analysenkartusche 1 derart an den Koppler zu koppeln, dass der messerkantenartige Abschnitt in den Koppler gesteckt wird.
  • Ein Beispiel, bei dem der Abschnitt des Kopplers, der die Analysenkartusche 1 kontaktiert, zu einem scharfen, messerkantenartigen Abschnitt ausgebildet ist, um den Koppler derart an die Analysenkartusche zu koppeln, dass der messerkantenartige Abschnitt in die Analysenkartusche 1 gesteckt wird, ist in der 8 gezeigt.
  • Der messerkantenartige Abschnitt 201 ist entlang des äußeren Bereichs des kreisförmigen oder rechteckigen Kopplers 200 bereitgestellt. Ferner wird der Koppler 200 gegen die Analysenkartusche 1 innerhalb eines Kolbens 303 gedrückt, der dem Kolben ähnlich ist, der zum Pressen der vorstehend genannten Portionspackung verwendet wird, um den messerkantenartigen Abschnitt 201 in die Analysenkartusche 1 zu stecken, wodurch der Koppler 200 und die Analysenkartusche 1 miteinander gekoppelt werden. Auf diese Weise kann der Koppler 200 mit der Analysenkartusche 1 gekoppelt werden, wobei eine ausreichende Luftdichtigkeit beibehalten wird.
  • Ferner werden dann, wenn eine Mehrzahl von Behältern mit einer hydrophoben porösen Membran bedeckt wird, um die Entlüftungsöffnung zu bilden, die Löcher der hydrophoben porösen Membran als Ergebnis des Drückens des vorstehend beschriebenen messerkantenartigen Abschnitts aufgefüllt, und folglich wird die Porosität des Abschnitts, der sich zwischen Behältern befindet, beseitigt. Folglich kann verhindert werden, dass das Gas in der lateralen Richtung durch die hydrophobe poröse Membran hindurchtritt.
  • Die zu verwendende Pumpe ist nicht speziell beschränkt, solange sie ein erforderliches Druckniveau erzeugen kann. Im Allgemeinen werden Pumpen des Drucktyps häufig verwendet, jedoch können auch Pumpen des Vakuumtyps verwendet werden, wie es vorstehend beschrieben worden ist.
  • Ferner wird dann, wenn eine Quantifizierbarkeit erforderlich ist, eine Mikrospritzenpumpe, eine peristaltische Pumpe mit geringem Fluss, eine Linearpumpe auf der Basis einer Mikrobetätigungsvorrichtung oder dergleichen verwendet.
  • Darüber hinaus werden auch eine Bimetall- und eine Piezobetätigungsvorrichtung als Quelle zum Erzeugen einer Antriebskraft verwendet und die Schwerkraft und die Zentrifugalkraft können als Flüssigkeitszufuhrantriebskraft verwendet werden.
  • Beschreibung des elektrischen Zufuhrverfahrens
  • Ein Teil des Zuführens der Flüssigkeit auf der Basis der Druckdifferenz des Gases, wie es vorstehend beschrieben worden ist, kann auch durch ein elektrisches Zufuhrverfahren unter Verwendung einer Elektrophorese, elektroosmotischer Strömungen oder dergleichen durchgeführt werden, wobei ein elektrisches Feld an die Flüssigkeit in der Kapillare angelegt wird (in „Capillary Electrophoresis", Kodansha, usw., detailliert beschrieben). Das Verfahren, bei dem elektroosmotische Strömungen verwendet werden, ist ein Verfahren, bei dem die Flüssigkeit in der Kapillare zusammen mit der Bewegung von Ionen auf der Innenoberfläche der Kapillare bewegt wird, und wenn die Kapillare aus Glas und Silikon ausgebildet ist, stellen Protonen von Siliziumdioxid auf dem Glas und einer entsprechenden Oberfläche die Bewegungskraft bereit.
  • Selbst wenn das ebene Element 100, das aus einem organischen Polymer, wie z.B. PMMA, einem Polycarbonatharz (PC) oder dergleichen, zusammengesetzt ist, verwendet wird, und keine bestimmten Ionenspezies auf der Innenoberfläche der Kapillare vorliegen, kann der Elektrolyt in einer Flüssigkeit auf der Innenoberfläche der Kapillare absorbiert werden, so dass elektroosmotische Strömungen mittels deren elektrischer Ladung erzeugt werden, und zwar abhängig von der Zusammensetzung einer Flüssigkeit, die durch die Kapillare strömt. Zur Erzeugung stabiler elektroosmotischer Strömungen kann ein organisches Polymer, das eine Sulfonsäuregruppe oder eine Carboxylgruppe aufweist, der Innenoberfläche der Kapillare durch Pfropfpolymerisation oder dergleichen zugesetzt werden. In dem Fall des organischen Polymers, das eine Carboxylatgruppe aufweist, wie z.B. PMMA, ist es bevorzugt, dass die Oberfläche der Rille mit einer Natriumhydroxidlösung oder dergleichen partiell hydrolysiert wird, um eine Carboxylgruppe zur Stabilisierung der elektroosmotischen Strömung freizusetzen.
  • Die Nutzung der elektroosmotischen Strömung stellt eine von bevorzugten Ausführungsformen dar, da für die elektroosmotische Strömung die Strömungsgeschwindigkeit durch die Steuerung der Spannungen genau und schnell und gemäß eines eingestellten Programms gesteuert werden kann, wodurch es möglich wird, die Reaktion und die Trennung in der Analysenkartusche 1 genau zu steuern.
  • Als Energieversorgung zur Erzeugung der elektroosmotischen Strömung wird eine Hochspannungsstromversorgungsvorrichtung (z.B. Mode 1 HCZE-30PN0, 25, Matsusada Precision, Spannungen bis zu 30 kV können angelegt werden) verwendet, und diese kann von einem externen Computer mittels einer Schnittstellenkarte (z.B. DAQCard-1200, CB-50 Verbindungsblock, von National Instrument Co., Ltd. hergestellt) gesteuert werden. Ein Programm zur zeitlichen Steuerung des Anlegens der Spannung und dergleichen kann z.B. mit der NI-DAQ-Ansteuerungssoftware (LabVIEW) und dergleichen erstellt werden.
  • Zur Erzeugung der Elektrophorese und der elektroosmotischen Strömung zur Zuführung der Flüssigkeit müssen Metallnadelelektroden, Elektroden, die mit einer leitfähigen Tinte bedruckt sind, oder Elektroden mit eingesetzten Metallösen derart bereitgestellt werden, dass die Elektroden den Rillenabschnitt und die Abdeckplatte 130 kontaktieren oder Behälter (zum Lagern von Reagenzien, Proben, Puffern, Abfallflüssigkeiten und dergleichen) kontaktieren, die sich an den Enden oder an Mittelpunkten von Rillen befinden.
  • In dem Fall, bei dem die Metallnadel eingesetzt wird, wird eine Nadel, die aus Platin, Kupfer oder dergleichen hergestellt ist und einen Durchmesser von 0,1 bis 1 mm aufweist und lang genug ist, um in die Nähe der Rille des ebenen Elements 100 zu reichen, in dem Einlass- und dem Auslassloch unter Verwendung eines geeigneten Halters oder dergleichen fixiert.
  • Bei der Elektrode, die mit einer leitfähigen Tinte bedruckt ist, wird eine Tinte, die feine Teilchen aus Gold, Kupfer, Nickel, Ruß, Graphit oder dergleichen enthält, auf der gesamten Oberfläche oder einem Teil der Oberfläche der Innenwand des vorstehend beschriebenen Lochs zu der Tiefe, die in die Nähe der Rille des ebenen Elements 100 reicht, gedruckt oder abgeschieden. Auch in dem Fall einer Vakuumabscheidung und einer Tüpfelbeschichtung wird entsprechend Gold oder Platin auf der gesamten Oberfläche oder einem Teil der Oberfläche der Innenwand des vorstehend beschriebenen Lochs zu der Tiefe, die in die Nähe der Rille des ebenen Elements 100 reicht, gedruckt oder abgeschieden. Dabei kann dann, wenn das vorstehend beschriebene Loch kegelförmig ist, die Elektrode in der Innenwand ohne Neigen des ebenen Elements gebildet werden.
  • In dem Fall der Metallöse (Zylinder mit Rippe) wird eine Elektrode mit einem Durchmesser, der derart ist, dass sie an der Innenwand des Durchgangslochs haftet, und einer Länge, die derart ist, dass sie in die Nähe der Rille des ebenen Elements 100 reicht, verwendet. Deren Material ist nicht speziell beschränkt, jedoch sind zur Verhinderung einer Reaktion auf der Elektrode Platin-plattiertes Messing, Kupfer, Nickel und dergleichen bevorzugt. Die „Rippe" der vorstehend beschriebenen Öse hat den Effekt, dass sie die Leitfähigkeit zwischen der vorstehend beschriebenen Öse und dem Draht auf dem ebenen Element 100 erhöht.
  • Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Elektroden können Elektroden zum Verbinden mit dem elektrischen Energieversorgungsanschluss in der Analysenvorrichtung mit der darin montierten Analysenkartusche 1 und Anschlüsse zwischen diesen Elektroden mit einer leitfähigen Tinte, einer Vakuumverdampfungsbeschichtung und einer Tüpfelbeschichtung gebildet werden. Sie können durch Anbringen einer dünnen Platte, wie z.B. einer Kupferplatte, und dann Bilden eines Verdrahtungsmusters durch Ätzen und durch Übertragen oder Anbringen einer strukturierten Kupferfolie oder dergleichen auf das ebene Element 100 gebildet werden. In jedem Fall sollten das Material und die Größe so ausgewählt werden, dass eine Wärmeerzeugung, die stattfindet, wenn eine Hochspannung angelegt wird, vermindert werden kann, so dass kein Einfluss auf die Elektrophorese vorliegt.
  • Beschreibung der Strömungsgeschwindigkeit
  • Als Form eines Kanalabschnitts, die hauptsächlich für das Mischen und Verdünnen der Probe und des Reagenzes vorgesehen ist, können eine Form, bei der ein Kanal mit einem anderen Kanal verbunden ist, und eine Form, bei der ein Kanal mit einer Mehrzahl von Kanälen an einem Punkt verbunden ist, eingesetzt werden. Durch Verbinden eines Kanals mit einem anderen Kanal oder einer Mehrzahl von Kanälen zu einem Kanal können Mischvorgänge und Verdünnungsvorgänge durchgeführt werden.
  • Zusätzlich können dabei durch die Strömungsgeschwindigkeit in jedem Kanal das Mischen und das Verdünnen mit verschiedenen Geschwindigkeiten durchgeführt werden. Bezüglich des Verhältnisses, mit dem das Mischen und das Verdünnen durchgeführt werden, kann die Strömungsgeschwindigkeit in jedem verbundenen Kanal in dem Fall des Zuführens der Flüssigkeit durch eine Pumpe mechanisch verändert werden, und die Strömungsgeschwindigkeit in jedem verbundenen Kanal kann durch Ändern der Größe des Querschnitts und der Länge jedes verbundenen Kanals, durch Ändern des Vorgangs des Anlegens einer Spannung an jeden Kanal und durch Ändern der Aufladungsbedingungen der Innenoberfläche jeder verbundenen Kanalkapillare durch eine Oberflächenbehandlung in dem Fall des Zuführens der Flüssigkeit mit der elektroosmotischen Strömung verändert werden. In dem Fall des Zuführens der Flüssigkeit durch einen pneumatischen Druck ist es bevorzugt, dass die Differenz des Drucks, der an jeden Behälter angelegt wird, die Viskosität der Flüssigkeit und dergleichen berücksichtigt werden, und dass Druckverluste im Zusammenhang mit der Querschnittsfläche und der Länge des Kanals zur Gestaltung des Kanals festgelegt werden.
  • Wenn der Nachweis ohne Abtrennung der Probe von dem Reagenz nach der Reaktion durchgeführt werden kann, wie z.B. in dem Fall von biochemischen Untersuchungsgegenständen, können Vorgänge vom Mischen über die Reaktion bis zum Nachweis kontinuierlich mit einheitlichen Kanälen durchgeführt werden, ohne festgelegte Mengen an Probe und Reagenz zur Trennung abzumessen. Im Allgemeinen können dann, wenn eine nachzuweisende Komponente nachgewiesen werden kann, ohne von anderen Verunreinigungen z.B. bezüglich der Absorptionswellenlängen behindert zu werden, oder wenn die nachzuweisende Substanz verändert wird, wie z.B. in dem Fall, bei dem die Hydroxylgruppe in der Probe oxidiert wird und die resultierende Carbonylgruppe mit einem Spektrophotometer nachgewiesen wird, Vorgänge vom Mischen bei einem vorgegebenen Verhältnis von Strömungsgeschwindigkeiten über die Reaktion bis zum Nachweis mit einheitlichen Kanälen ohne die Durchführung eines Trennvorgangs durchgeführt werden.
  • In einem Verfahren wie diesem, bei dem das Mischverhältnis durch das Verhältnis der Strömungsgeschwindigkeiten zur Durchführung einer Reaktion definiert ist, ist es nicht erforderlich, das Mischen und die Reaktion kontinuierlich für eine lange Zeit durchzuführen. Beispielsweise wenn das Mischen 10 s erfordert, vergehen minimal 10 s (üblicherweise etwas länger: etwa 20 s) zum Vereinigen der Probe und des Reagenzes, das Gemisch aus der Probe und dem Reagenz wird für eine Zeit durch die Rille bewegt, die ausreichend ist, um eine Reaktion zu vervollständigen, und danach vergehen minimal 10 s, um das Gemisch und ein weiteres Reagenz zu vereinigen. Dann wird das resultierende Gemisch für eine Zeit durch die Rille bewegt, die ausreichend ist, um eine Reaktion zu vervollständigen, worauf ein Nachweis durchgeführt wird.
  • Beschreibung des Nachweisverfahrens
  • Wenn das Gesamtcholesterin, Triglycerid, Bilirubin und dergleichen direkt quantifiziert werden, wird nach der Vollständigkeit einer Nachweisreaktion nur ein Reaktionsprodukt gemessen. Eine Messung wird nur an einem sogenannten Endpunkt durchgeführt und folglich wird der Nachweis minimal nur einmal durchgeführt.
  • Wenn andererseits die Enzymaktivität in der Probe, wie z.B. GOT, GPT, γGTP im Blut und dergleichen gemessen wird, ist es akzeptabel, den Nachweis nur einmal durchzuführen, jedoch wird vorzugsweise eine Mehrzahl von Messungen (Nachweis) im Zeitverlauf durchgeführt, um die Genauigkeit zu erhöhen (Geschwindigkeitstest).
  • In diesem Fall wird der Nachweis nur an einer Mehrzahl von Punkten in dem Kanal durchgeführt, durch den die letzte Reaktionslösung strömt, nämlich an einer Mehrzahl von Positionen mit verschiedenen Abständen (d.h. Reaktionszeit) von dem Punkt, an dem die Lösung mit dem zuletzt zugemischten Reagenz vereinigt wird. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, eine Mehrzahl von Nachweissystemen in der Nachweisvorrichtung bereitzustellen und die Mehrzahl von Nachweissystemen auf dem Kanal für die letzte Reaktionslösung anzuordnen. Alternativ muss dann, wenn nur ein Nachweissystem verwendet wird, die (optische) Nachweisvorrichtung oder die Analysenkartusche 1 verschoben werden.
  • Bei der Analysenkartusche 1 dieser Ausführungsform wird nach der Abtrennung der Probe und der Umsetzung der Probe mit anderen Reagenzien der Nachweisgegenstand mit verschiedenen Verfahren stromabwärts von dem Kanal, bei dem die Trennung und die Reaktion durchgeführt worden sind, nachgewiesen.
  • Als Nachweisverfahren werden ein photothermisches Umwandlungsnachweisverfahren (z.b. Analysis, Nr. 4, 280–284 (1997)), ein optisches Nachweisverfahren, wie z.B. ein fluorimetrisches Verfahren, ein absorptiometrisches Verfahren und ein Chemilumineszenzverfahren, ein elektrochemisches Nachweisverfahren unter Verwendung von Nachweiselektroden, ein Verfahren zur Messung der Anzahl von Blutzellen durch eine Veränderung der elektrischen Widerstandswerte, ein Verfahren zur Messung der Anzahl von Blutzellen durch Streuung, ein immunologisches Erfassungsverfahren durch einen Zählimmuntest und dergleichen verwendet.
  • Bei dem Chemilumineszenzverfahren und dem fluorimetrischen Verfahren wird der Nachweisgegenstand in der Gegenwart eines Katalysators, wie z.B. eines Oxidationsmittels, in eine angeregte Verbindung umgewandelt und die Energie, die erzeugt wird, wenn die Verbindung von diesem Zustand in den Grundzustand zurückkehrt (in dem Fall des fluorimetrischen Verfahrens die Energie, die erzeugt wird, wenn ein Energieakzeptor von dem angeregten Zustand in den Grundzustand zurückkehrt, nachdem die angeregte Verbindung Energie auf diesen gleichzeitig vorliegenden Energieakzeptor übertragen hat), die als Licht freigesetzt wird, wird nachgewiesen. Andererseits wird bei dem absorptiometrischen Verfahren Licht in eine Lösung eintreten gelassen, die den Nachweisgegenstand enthält, um die Intensität des durchgelassenen Lichts zu messen, und das Verhältnis der Intensität des durchgelassenen Lichts zu der Intensität des einfallenden Lichts wird bestimmt. Bezüglich der Empfindlichkeit wird allgemein davon ausgegangen, dass das absorptiometrische Verfahren, das fluorimetrische Verfahren und das Chemilumineszenzverfahren in dieser Reihenfolge eine ansteigende Empfindlichkeit aufweisen.
  • Als prinzipielle Chemilumineszenzreaktionen sind Verfahren mittels Luminol, Lucigenon und dergleichen seit langem bekannt. Die Chemilumineszenzreaktion hat die Vorteile, dass der Nachweis schnell und mit einer hohen Empfindlichkeit durchgeführt werden kann und dass Nachweisvorrichtungen relativ kostengünstig sind, da zum Nachweis keine Lichtquellen, erforderlich sind, usw. Sie weist jedoch auch Nachteile dahingehend auf, dass die Lumineszenz schnell gedämpft wird, dass die Reagenzien instabil sind und dass der Hintergrund hoch ist, usw. Das fluorimetrische Verfahren weist auch den Vorteil auf, dass das Reaktionssystem seit langer Zeit bekannt ist, jedoch sind für die Nachweisvorrichtung eine Anregungslichtquelle, optische Filter, die das Anregungslicht und die Fluoreszenz trennen, und dergleichen erforderlich.
  • Diese Verfahren, bei denen Leuchtphänomene eingesetzt werden, haben beim Nachweis einer sehr kleinen Menge einer Probe den Nachteil, dass die Lichtempfangseffizienz nicht hoch ist, da emittiertes Licht in alle Richtungen divergiert und die Ausbeuten der Fluoreszenzemission in dem Fall des fluorimetrischen Verfahrens niedrig sind, usw. Bei dem absorptiometrischen Verfahren sollte die optische Länge vergrößert werden, um Nachweisergebnisse mit hoher Genauigkeit zu erhalten, da im Prinzip das Verhältnis zwischen dem einfallenden Licht und dem durchgelassenen Licht nachgewiesen wird.
  • Bei einer Kapillare mit einer Breite und Tiefe von etwa 1 bis 1000 μm kann jedoch die optische Länge in der Richtung von vorne nach hinten der Plattenseite der Analysenkartusche 1 (nicht notwendigerweise in einem rechten Winkel zur ebenen Seite der Analysenkartusche 1), d.h. die optische Länge in einer senkrechten oder schrägen Richtung bezogen auf die Strömung der Flüssigkeit, nicht viel länger als die Tiefe der Rille sein. Wenn die Konzentration der Probe ausreichend hoch ist, ist ein Nachweis selbst dann möglich, wenn die optische Länge nahezu genau so groß ist wie die Tiefe der Rille (ein optischer Weg senkrecht zu der Plattenseite der Analysenkartusche 1). Wenn die Konzentration jedoch niedrig ist, dann wird es schwierig, den Nachweis durchzuführen. Selbst wenn die Konzentration niedrig ist, kann ein Nachweis durchgeführt werden, da ein optischer Abstand von etwa 1 bis 10 mm durch Bereitstellen eines optischen Wegs in der Richtung, in der die Flüssigkeit strömt (der optische Weg in der Plattenseite der Analysenkartusche 1), erhalten werden kann, jedoch hat dies den Nachteil, dass die Struktur der Nachweiszelle komplex ist.
  • Bei dem elektrochemischen Verfahren werden Elektroden verwendet, bei denen substanzspezifische Oxidations-Reduktions-Potenziale genutzt werden, wie z.B. Glukoseelektroden.
  • Ein thermisches Linsenverfahren (ein photothermisches Umwandlungsverfahren), bei dem die Probe in der Flüssigkeit mit Anregungslicht angeregt wird, so dass eine sogenannte thermische Linse gebildet wird, und eine Veränderung der thermischen Linse mit Nachweislicht gemessen wird, wird ebenfalls als Nachweisverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet (vgl. z.B. die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 60-174933A , A.C. Boccara et al., Appl. Phys. Lett. 36, 130, 1980, J. Liquid Chromatography 12, 2575–2585 (1989), die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 10-142177A (Molecule Biophotonics), die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 4-369467A (Yokogawa Electric Corp.), Analysis, Nr. 4, 280–284, 1997, M. Harada et al., Anal. Chem., Band 65, 2938–2940, 1993, Kawanishi et al., Japan Analytical Chemistry Society, Nr. 44, Annual Conference Abstracts, Seite 119, 1995, usw.).
  • Nachstehend wird das Prinzip des Nachweisverfahrens unter Verwendung der thermischen Linse beschrieben, die auf der Basis eines photothermischen Umwandlungsphänomens gebildet wird. Licht mit Wellenlängen, die von einem Messgegenstand absorbiert werden, der in einer Lösung gelöst ist (Anregungslicht) wird auf eine zu messende Lösung angewandt. Dann wird der Messgegenstand durch das Anregungslicht angeregt, so dass er Wärme erzeugt (photothermischer Umwandlungseffekt). Dabei ist es wichtig, dass die Wellenlängen des Anregungslichts so ausgewählt werden, dass dieses Anregungslicht nicht in Verunreinigungen, die von dem Messgegenstand verschieden sind, absorbiert wird.
  • Die erzeugte Wärme wird auf ein Lösungsmittel in der Nähe des Abschnitts übertragen, der durch das Anregungslicht bestrahlt wird, so dass eine lokale Dichteänderung und darüber hinaus eine Änderung des Brechungsvermögens verursacht wird. Aufgrund dessen sieht der Abschnitt, der mit dem Anregungslicht bestrahlt wird, so aus, als ob darauf in der Gegenwart einer Substanz, die Anregungslicht absorbiert, eine konkave Linse ausgebildet worden wäre.
  • Sondenlicht mit Wellenlängen, die von denjenigen des Anregungslichts verschieden sind, wird auf den Abschnitt angewandt, der so aussieht, als ob eine konkave Linse darauf gebildet worden wäre. Da das Sondenlicht durch die thermische Linse gebrochen wird, wird die Menge des Sondenlichts, das durch ein Lichtempfangselement eingefangen wird, das Sondenlicht einfängt, vermindert, wenn die thermische Linse gebildet wird. Das Ausmaß des photothermischen Umwandlungseffekts ändert sich abhängig von der Konzentration eines Messgegenstands und daher kann der Messgegenstand durch Messen des Ausmaßes der Verminderung der vorstehend genannten Lichtmenge quantifiziert werden. Zur Verbesserung des Signal/Rausch-Verhältnisses wird das Anregungslicht zerhackt und eine Änderung der Menge des Sondenlichts, synchronisiert mit dessen Frequenz, wird im Allgemeinen mit einem Lock-in-Verstärker nachgewiesen.
  • Bei einer Kapillare, die eine Breite und eine Tiefe von etwa 1 bis 1000 μm aufweist, kann der optische Abstand in der Richtung von vorne nach hinten der Plattenseite der Analysenkartusche 1 (nicht notwendigerweise in einem rechten Winkel zur ebenen Seite der Analysenkartusche 1), d.h. die optische Länge in einer senkrechten oder schrägen Richtung bezogen auf die Strömung der Flüssigkeit, nicht viel länger als die Tiefe der Rille sein. Wenn jedoch das photothermische Nachweisverfahren verwendet wird, kann der Messgegenstand selbst bei diesem Niveau der optischen Länge mit einer ausreichend hohen Empfindlichkeit nachgewiesen werden.
  • Wenn das photothermische Nachweisverfahren eingesetzt wird, ist eine komplizierte Kanalstruktur zur Bereitstellung eines langen optischen Abstands nicht erforderlich, wodurch die Analysenkartusche 1 kostengünstig hergestellt werden kann, was bevorzugt ist. Der Nachweis kann auch unter Verwendung einer Nachweisvorrichtung durchgeführt werden, die ein kostengünstiges und einfaches optisches System aufweist, wie z.B. eine Kombination aus einem Halbleiterlaser und einer Photodiode, was bevorzugt ist.
  • Bezüglich der Nachweisvorrichtung, bei der das photothermische Umwandlungsnachweisverfahren eingesetzt wird, ist eine Anregungslichtquelle erforderlich, die Wellenlängen aufweist, die von dem Nachweisgegenstand absorbiert werden, und mit einer Ausgangsleistung ausgestattet ist, die groß genug ist, um die thermische Linse zu bilden. Als Anregungslichtquelle kann Licht mit erforderlichen Wellenlängen aus einer Xenonlampe oder dergleichen durch ein Prisma entnommen werden, oder ein Laser mit Wellenlängen, die den Nachweisgegenstand anregen können, kann verwendet werden.
  • Als Laser wird ein He-Ne-Laser, ein Ar-Laser, ein Kohlendioxidlaser, ein YAG-Laser oder dergleichen verwendet. Wenn jedoch ein Halbleiterlaser verwendet wird, kann die Nachweisvorrichtung verkleinert werden, und folglich ist der Laser für Anwendungen wie z.B. POC-Analysen und dergleichen geeignet. Eine Kondensorlinse ist erforderlich, so dass das Anregungslicht und das Sondenlicht beide an einen Brennpunkt in der Nähe des Kapillarkanals gelangen.
  • Eine Änderung des Sondenlichts wird durch eine Photodiode einer CCD-Kamera und einer Photomultiplierröhre erfasst. Ferner ist die Photodiode für das Verkleinern der Nachweisvorrichtung geeignet.
  • Andererseits wird das Anregungslicht durch einen Zerhacker oder dergleichen in Pulslicht von etwa 1 bis 10 ms umgewandelt, und nur die Änderung des Sondenlichts wird von einem Lock-in-Verstärker oder dergleichen, der mit dem Zerhacker abgestimmt ist, nachgewiesen. Der Lock-in-Verstärker kann mit einem Einfunktionshalbleiterelement oder dergleichen vereinfacht werden. Bezüglich der Umwandlung des Anregungslichts in Pulslicht kann der Halbleiterlaser elektrisch moduliert werden.
  • Darüber hinaus wird dann, wenn das Sondenlicht nachgewiesen wird, der Lock-in-Verstärker allgemein verwendet, jedoch kann auch ein Mittel zum Abschirmen von Strahlen in der Nähe der optischen Achsen von Pumplicht und Sondenlicht mit einer Maskierungsabschirmung, um nur das Sondenlicht nachzuweisen, das durch die thermische Linse emittiert wird, unter Verwendung des Verfahrens, bei dem eine spektroskopische Analysenvorrichtung mit photothermischer Umwandlung des Dunkeltyps verwendet wird, eingesetzt werden, das in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 9-229883 beschrieben ist. Alternativ kann das Mittel durch einen LSI ersetzt werden, wobei die Funktion für den Puls von Anregungslicht festgelegt ist.
  • Der Nachweisgegenstand ist nicht beschränkt, solange er Anregungslicht absorbiert, jedoch sollte der Nachweisgegenstand von anderen Substanzen in der Probe getrennt werden, insbesondere von Substanzen, die Anregungslicht absorbieren, Substanzen, die Sondenlicht absorbieren oder Substanzen, die bei den Wellenlängen des Sondenlichts eine Fluoreszenz aufweisen, bevor der photothermische Umwandlungsnachweis durchgeführt wird. Bezüglich des Niveaus, mit dem das Anregungslicht absorbiert wird, ist es im Hinblick auf die Empfindlichkeit bevorzugt, dass das molare Absorptionsvermögen etwa im Bereich von 1000 bis 100000 liegt.
  • Der Nachweisgegenstand, der kein oder wenig Anregungslicht absorbiert, wird durch Reaktionen in Kombination unter Verwendung von Enzymen, die den Nachweisgegenstand als Substrat aufweisen, in eine zu messende Substanz umgewandelt, die Anregungslicht absorbiert (Pigment für sichtbares Licht). Alternativ wird unter Verwendung eines Antikörpers gegen den Nachweisgegenstand der Antikörper oder ein sekundärer Antikörper mit einer Substanz markiert, die Anregungslicht absorbiert, oder eines Enzyms, das durch eine Reaktion eine Substanz erzeugt, die Anregungslicht absorbiert, zur Messung der Substanz, die Anregungslicht absorbiert, die direkt erzeugt worden ist oder als Ergebnis der Enzymreaktion erzeugt worden ist.
  • Beispielsweise kann in dem Fall, bei dem ein biologisches Material als Nachweisgegenstand nachgewiesen wird, das Material mittels Wasserstoffperoxid mit Enzymreaktionen, bei denen der Nachweisgegenstand als Substrat in Kombination verwendet wird, schließlich in die folgenden Substanzen umgewandelt werden (N. Aoyama, Clinical Examination, 41, 1014 (1997)).
  • D.h. diese Substanzen, bei denen es sich um Substanzen handelt, die Anregungslicht absorbieren, sind Kondensate von 4-Aminoantipyrin mit N-ethyl-N-(3-methylphenyl)-N'-acetylethylendiamin (EMAE), N-Ethyl-N-(3-methylphenyl)-N'-succinylethylendiamin (EMSE), N-Ethyl-N-(3-sulfopropyl)-3,5-dimethoxyanilin (DAPS), N-(3-Sulfopropyl)-3,5-dimethoxyanilin (HDAPS), N-Ethyl-N-(2-hydroxy-3-sulfopropyl)-3,5-dimethoxyanilin (DAOS), N-(2-Hydroxy-3-sulfopropyl)-3,5-dimethoxyanilin (HDAOS), N-(2-Hydroxy-3-sulfopropyl)-3,5-dimethoxyanilin (HSDA), N-Ethyl-N-(2-hydroxy-3-sulfopropyl)-3-methylanilin (TOPS), N-Ethyl-N-(2-hydroxy-3-sulfopropyl)-3-methylanilin (TODS), N-Ethyl-N-(2-hydroxy-3-sulfopropyl)-3,5-dimethylanilin (MAPS), N-Ethyl-N-(2-hydroxy-3-sulfopropyl)-3,5-dimethylanilin (MAOS), N, N-Bis(4-sulfobutyl)-3,5-dimethylanilin (MADE), N,N-Bis(4-sulfobutyl)-3,5-dimethoxyanilin (DADB) und dergleichen, oder Substanzen, die Anregungslicht absorbieren, wie z.B. Bis{4-[N-3'-sulfo-n-propyl-N-ethyl]amino-2,6-dimethylphenyl}methan (Bis-MAPS-C2), Bis{4-[N-3'-sulfo-n-propyl-N-n-propyl]amino-2,6-dimethylphenyl}methan (Bis-MAPS-C2), Bis{4-[N-3'-sulfo-n-propyl-N-n-butyl]amino-2,6-dimethylphenyl}methan (Bis-MAPS-C4).
  • Eine Analysenkartusche 2 und eine Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtung 3 der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Verwendung der in der 9 gezeigten Konzeptansicht beschrieben. Einige Teile sind jedoch für eine einfachere Erläuterung nicht gezeigt.
  • Die Analysenkartusche 2 umfasst die folgenden Gegenstände. D.h., es liegen ein ebenes Element 741 mit Rillen auf der Unterseite, eine Abdeckplatte (nicht gezeigt), das an die Unterseite des ebenen Elements 741 gebunden ist, ein Probenlagerbehälter 710 für Plasma, Vollblut und dergleichen, ein Probenverdünnungsmittellagerbehälter 709, ein Probenmessbehälter 711, ein Lagerbehälter 707 für eine probenlösende Flüssigkeit, ein Verdünnungs- und Mischbehälter 712, ein erster Reagenzlagerbehälter 704 für den Messgegenstand 1 (z.B. Gesamtcholesterin), ein zweiter Reagenzlagerbehälter 703 für den Messgegenstand 1, ein erster Reagenzlagerbehälter 706 für den Messgegenstand 2 (z.B. Glukose), ein zweiter Reagenzlagerbehälter 705 für den Messgegenstand 2, Flüssigkeitsabfalllagerbehälter 701, 702 und 708 und Kapillaren, die zum Verbinden zwischen Behältern verbunden sind (durch durchgezogene Linien gezeigt), vor.
  • Die Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtung 3 umfasst die folgenden Gegenstände. D.h. es liegen Koppler 721 bis 727, die an den Behältern angebracht sind, Dreiwegeventile 731 bis 737, eine Luftdruckpumpe 751 und Schläuche (durch durchgezogene Linien gezeigt), welche die vorstehend beschriebenen, jeweiligen Elemente verbinden, vor.
  • Die Behälter 701 bis 709 und der Verdünnungs- und Mischbehälter 712 umfassen jeweils ein Durchgangsloch des ebenen Elements 741, eine Abdeckplatte (nicht gezeigt), die an die Unterseite des ebenen Elements 741 gebunden ist, und eine hydrophobe Entlüftungsmembran (nicht gezeigt), die an die Oberseite des ebenen Elements 741 gebunden ist, und sind so ausgebildet, dass sie ein vorgegebenes Volumen aufweisen. Eine vorgegebene Menge eines nicht-fluiden Reagenzes (nicht gezeigt) ist in einer getrockneten Form in jedem Reagenzlagerbehälter 703 bis 706 gebunden.
  • Der Lagerbehälter 707 für eine reagenzlösende Flüssigkeit wird mit einer reagenzlösenden Flüssigkeit (einem üblichen Puffer der Messgegenstände 1 und 2, einer wässrigen Lösung eines grenzflächenaktiven Mittels und dergleichen) gefüllt. Der Behälter wird durch das in der 3 gezeigte System von einer Portionspackung, in der die reagenzlösende Flüssigkeit eingekapselt ist, gefüllt, dessen Mechanismus in der 9 weder beschrieben noch gezeigt ist.
  • Entsprechend wird der Probenverdünnungsmittellagerbehälter 709 mit einem Probenverdünnungsmittel (einem Puffer, dem ein grenzflächenaktives Mittel zugesetzt werden kann oder der nahezu die gleiche Zusammensetzung wie das reagenzlösende Reagenz aufweisen kann) von der Portionspackung, in der das Probenverdünnungsmittel eingekapselt ist, gefüllt. Der Probenlagerbehälter 710 wird durch ein Durchgangsloch gebildet, in das Plasma von Außerhalb der Analysenkartusche 2 eingeführt wird (Vollblut kann mittels einer Plasmaabtrennmembran zugesetzt werden).
  • Der Probenmessbehälter 711 ist kein Durchgangsloch (er kann ein Durchgangsloch sein, jedoch ist er im Hinblick auf den Ausschluss von Toträumen vorzugsweise kein Durchgangsloch) und es handelt sich um eine Rille, die eine Tiefe aufweist, die mit derjenigen der anderen Kanäle identisch ist, jedoch eine größere Breite aufweist. Ferner ist der Behälter so ausgebildet, dass der Bereich, der sich zu der Verbindung mit dem Seitenkanal erstreckt, der mit dem Flüssigkeitsabfalllagerbehälter 708 verbunden ist, ein vorgegebenes Volumen aufweist, wie z.B. 0,7 μl. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, können die Fehler dieses Volumens und des Kanals durch Leiten einer Standardlösung durch den Messbehälter und den Kanal, die mit dem Messbehälter und dem Kanal identisch sind, durch die Probe geleitet wird, korrigiert werden.
  • Die Koppler 721 bis 727 sind an alle Behälter 701 bis 710 und den Verdünnungs- und Mischbehälter 712 von oberhalb der hydrophoben Entlüftungsmembran angebracht. In der 9 ist die Flüssigkeitszufuhrvorrichtung 3 für eine zweckmäßige Erläuterung derart gezeigt, dass die Vorrichtung von der Analysenkartusche 2 getrennt ist, jedoch werden zum Zeitpunkt der Analyse die Analysenkartusche 2 und die Koppler 721 bis 727 der Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtung 3 mittels einer geeigneten Dichtung oder dergleichen miteinander verbunden.
  • Die Koppler 721 bis 727 werden jeweils mit Schläuchen über Dreiwegeventile 731 bis 737, die zur Außenseite hin geöffnet werden können, mit der Luftdruckpumpe 751 verbunden. Ferner kann die Luftdruckpumpe 751 eine Vakuumpumpe sein. Wenn ferner bezüglich dieser Dreiwegeventile 731 bis 737 nachstehend „geschlossen" angegeben ist, bedeutet dies, dass der Schlauch auf der Kopplerseite geschlossen ist.
  • Die Luftdruckpumpe 751 und die Dreiwegeventile 731 bis 737 werden durch den Computer des Hauptkörpers der Analysenvorrichtung gemäß der Information, die in einem Chip mit einem Magnetband oder dergleichen aufgezeichnet sind, gesteuert.
  • Die Vorgänge werden nachstehend in der zeitlichen Abfolge beschrieben.
  • Die Dreiwegeventile 731 bis 737 werden geschlossen. Dann wird das Dreiwegeventil 732 zur Außenseite hin geöffnet und das Dreiwegeventil 733 wird geöffnet, so dass der Druck von der Luftdruckpumpe 751 auf den Koppler 723 für den Lagerbehälter 707 für die reagenzlösende Flüssigkeit übertragen wird (nachstehend als „der Abschnitt zwischen der Luftdruckpumpe 751 und dem Koppler 723 ist geöffnet" beschrieben). Folglich wird die reagenzlösende Flüssigkeit in jeden Reagenzbehälter 703 bis 706 zugeführt. Luft in den mittleren Kanälen und Reagenzbehältern 703 bis 706 wird durch die Entlüftungsöffnung ausgetragen, jedoch wird die reagenzlösende Flüssigkeit durch die Entlüftungsöffnung blockiert. Mit anderen Worten: Ein festgelegtes Volumen an reagenzlösender Flüssigkeit wird in jeden Reagenzbehälter 703 bis 706 zugeführt. Das nicht-fluide Reagenz, das in einer gefriergetrockneten Form in jedem Reagenzbehälter 703 bis 706 fixiert ist, wird sofort gelöst, so dass es in eine homogene Reagenzlösung umgewandelt wird. Dann werden die Dreiwegeventile 732 und 733 geschlossen.
  • Dann wird, wenn das Dreiwegeventil 736 so geschaltet wird, dass der Abschnitt zwischen der Luftdruckpumpe 751 und dem Koppler 726 geöffnet wird, und das Dreiwegeventil 734 zur Außenseite hin geöffnet wird, die Probe in dem Probenlagerbehälter 710 durch den Probenmessbehälter 711 in den Flüssigkeitsabfalllagerbehälter 708 strömen gelassen. Das Zuführen der Flüssigkeit wird für eine ausreichend lange Zeit durchgeführt, um den Probenmessbehälter 711 mit Plasma zu füllen, und danach werden die Dreiwegeventile 734 und 736 geschlossen. Dann wird, wenn der Abschnitt zwischen der Luftdruckpumpe 751 und dem Koppler 725 durch das Dreiwegeventil 735 geöffnet wird, und das Dreiwegeventil 737 zur Außenseite hin geöffnet wird, das Probenverdünnungsmittel in dem Probenverdünnungsmittellagerbehälter 709 in den Verdünnungs- und Mischbehälter 712 strömen gelassen, während das Plasma in dem Probenmessbehälter 711 mitgeführt und gemischt wird.
  • Die Luft in der Mitte des Kanals wird durch die Entlüftungsöffnung zur Außenseite hin ausgetragen und wenn der Verdünnungs- und Mischbehälter 712 mit dem Gemisch (verdünnte Probe) gefüllt worden ist, wird das Einströmen des Gemischs automatisch gestoppt, da es durch die Entlüftungsöffnung blockiert wird. Der Verdünnungs- und Mischbehälter 712 wurde mit einem so eingestellten Verhältnis des Volumens zu dem Probenmessbehälter 711 hergestellt, dass die Probe mit einem vorgegebenen Verdünnungsverhältnis verdünnt werden kann. Auf diese Weise wird die mit einem vorgegebenen Verdünnungsverhältnis verdünnte Probe in dem Verdünnungs- und Mischbehälter 712 gesammelt. Dann werden alle Dreiwegeventile 731 bis 737 vorübergehend geschlossen.
  • Danach werden, wenn die Dreiwegeventile 732 und 737 geöffnet werden, so dass Druck von der Luftdruckpumpe 751 auf die Koppler 722 und 727 übertragen wird, und das Dreiwegeventil 731 zur Außenseite hin geöffnet wird, die verdünnte Probe und die jeweiligen Reagenzlösungen in der Richtung der Flüssigkeitsabfalllagerbehälter 701 und 702 strömen gelassen. Die Strömungsgeschwindigkeit wird dabei durch Druckverluste der Rille (abhängig von der Querschnittsfläche und der Länge der Rille und der Viskosität jeder Flüssigkeit), dem Luftdruck in jedem Koppler und dergleichen auf einen vorgegebenen Wert eingestellt.
  • Das Mischverhältnis der verdünnten Probe und jeder Reagenzlösung wird eindeutig durch dieses Verhältnis von Strömungsgeschwindigkeiten festgelegt. Mit anderen Worten: Das vorgegebene Mischverhältnis kann durch das Verhältnis der Strömungsgeschwindigkeiten festgelegt werden. Der Bereich, der sich von der Verbindung der ersten Reagenzlösung und der verdünnten Probe zu dem Zusammenfluss mit der zweiten Reagenzlösung erstreckt, entspricht der Reaktionszeit für die erste Reagenzlösung, und der Bereich, der sich von dem Zusammenfluss mit der zweiten Reagenzlösung zu dem Nachweispunkt (nicht gezeigt) für die Analyse erstreckt, entspricht der Reaktionszeit für die zweite Reagenzlösung. Diese Reaktionszeit kann durch Einstellen von vorgegebenen Werten für die Länge des Kanals und die Strömungsgeschwindigkeit eingestellt werden.
  • Das Nachweisverfahren ist nicht speziell beschränkt, solange es sich um ein Verfahren handelt, das zur Analyse der Flüssigkeit in einer feinen Rille geeignet ist, wie z.B. ein thermisches Linsennachweisverfahren (photothermisches Umwandlungsnachweisverfahren) und ein fluorimetrisches Verfahren. Bei dem optischen Nachweisverfahren wird der Nachweis vorzugsweise in Kanälen durchgeführt, die nicht mit Kopplern bedeckt sind. D.h., in der 9 wird der Nachweis vorzugsweise zwischen dem Punkt, an dem sich die zweite Reagenzlösung mit dem Gemisch der verdünnten Probe und der ersten Reagenzlösung vereinigt, und dem Flüssigkeitsabfalllagerbehälter, und in den Kanälen, die nicht mit Kopplern 722 und 721 bedeckt sind, durchgeführt.
  • Experimentelles Beispiel 1: Messung des anti-Wasserdrucks einer hydrophoben Membran
  • Der anti-Wasserdruck wird bei jeder durchschnittlichen Porengröße für hydrophobe Membranen aus verschiedenen Arten von Materialien gemessen. Als Laborvorrichtung zur Durchführung der Messungen wird eine Vorrichtung verwendet, in der ein Einmalfilterhalter 810 mit einer darin eingesetzten Membran 800 an der Spitze einer Spritze 820 mit einem Innendurchmesser von 5 mm angebracht ist. Der effektive Durchmesser der Membran 800 beträgt 3 mm. Ferner ist die Figur (b) in der 10 eine vergrößerte Schnittansicht des Filterhalters 810 und der Spitze der Spritze 820.
  • Zur Messung des anti-Wasserdrucks wird die Spritze 820 zuerst in eine Testlösung 830 eingebracht und die Spritze 820 wird gegen die Waage 840 gedrückt, während die Spritze 820 mit nach oben zeigender Spitze aufrecht stehen gelassen wird, wodurch eine Messung durchgeführt wird. Die Luft in der Spritze 820 wird durch die Membran 800 zur Außenseite gedrückt und eine Testlösung 830 beginnt durch die Membran 800 zu sickern, wenn die Spritze 820 weiter gedrückt wird, so dass der Druck nach und nach erhöht wird, und ein Wert, der durch die Waage 840 angezeigt wird, wird abgelesen. Messungen wurden für jeden Gegenstand zehnmal durchgeführt und der Durchschnittswert der Messungen wurde als Wert des anti-Wasserdrucks definiert.
  • Für die Testlösung 830 wurden Messungen für gereinigtes Wasser (japanisches Arzneibuch) und die Reagenzlösung des Gesamtcholesterinnachweiskits, die ein grenzflächenaktives Mittel enthält (Handelsbezeichnung: Cholesterin E-HA Test Wako, von Wako Pure Chemical Industry, Ltd. hergestellt), durchgeführt. Die Membran 800 ist eine PTFE-Membran und eine Celluloseacetatmembran mit einer Dicke von 150 μm und die durchschnittliche Größe der Löcher, die in der Membran 800 bereitgestellt sind, beträgt 0,5 μm und 0,1 μm sowohl für die PTFE-Membran als auch für die Celluloseacetatmembran. Die Messergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt.
  • Der anti-Wasserdruck der Reagenzlösung, die ein grenzflächenaktives Mittel enthielt, war im Vergleich zu Wasser signifikant niedrig, und zwar ungeachtet des Materials und der durchschnittlichen Porengröße der Membran 800. Je kleiner die Porengröße war, umso höher war der anti-Wasserdruck.
  • Andererseits zeigte bezüglich des Materials PTFE selbst in dem Fall der Reagenzlösung einen hohen anti-Wasserdruck bei jeder durchschnittlichen Porengröße und wies eine ausreichende Leistung als Entlüftungsmembran auf. Im Gegensatz dazu zeigte Celluloseacetat einen niedrigen anti-Wasserdruck (unzureichende Hydrophobie) und war somit als Entlüftungsmembran für eine Reagenzlösung, die ein grenzflächenaktives Mittel enthielt, nicht bevorzugt. Tabelle 1
    Membranmaterial PTFE Celluloseacetat
    Porengröße1) 0,5 0,1 0,5 0,1
    Testlösung Wasser Reagenzlösung Wasser Reagenzlösung Wasser Reagenzlösung
    anti-Wasserdruck2) 3432 1731 5648 3662 37 12
    • 1) Einheit: μm, 2) Einheit: g/cm
  • Experiment 2: Reagenzlösender Zusatz
  • Käufliche Reagenzkits zur Verwendung bei der Diagnose von Blutkomponenten wurden verwendet, um die Lösungszeit von Reagenzien zu untersuchen. Eine große Anzahl von Löchern mit einem Durchmesser von 2 mm wurde in eine PMMA-Platte mit einer Dicke von 2 mm gebohrt, eine poröse PTFE-Membran wurde auf eine Seite der PMMA-Platte in der gleichen Weise wie im später beschriebenen Beispiel 4 gebunden und 2 μl jeder Reagenzlösung wurden in das Loch eingebracht, worauf diese für 2 Stunden luftgetrocknet wurde. Die Reagenzkits, die verwendet worden sind, sind wie folgt.
    GOT, GPT: TA-LN Kainos (Kainos Co., Ltd.).
    ALP: ALP Kainos (Kainos Co., Ltd.).
    γGTP: EspaγGTP (N) (Nipro Co., Ltd.) und Aquaauto Kainos γGTP (Kainos Co., Ltd.).
    t-Bil: HA Test Wako (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) und Espa TB (Nipro Co., Ltd.).
    T. Chol: HA Test Wako (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
    TG: HA Test Wako (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) und Aquaauto Kainos TG (Kainos Co., Ltd.).
    LDH: LDH Kainos (Kainos Co., Ltd.).
    Gluc: Bestimmungsmittel GL-E (Kyowa Medix Co., Ltd.).
    TP: Micro TP Test Wako (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) und Kainos Auto Series TP (Kainos Co., Ltd.).
    ALB: ALB-A (International Reagents Corporation).
    Cre: Bestimmungsmittel L (Kyowa Medix Co., Ltd.) und L Type Wako (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
    HDL-Chol: Bestimmungsmittel L (Kyowa Medix Co., Ltd.).
    LDL-Chol: Chole Test LDL (Daiichi Pure Chemicals Co., Ltd.).
  • Unter dem Mikroskop wurden jedem der vorstehend beschriebenen Löcher 2 μl reines Wasser zugesetzt und stehen gelassen, um den Auflösungszustand zu untersuchen. Nahezu alle Reagenzien wurden in wenigen Minuten homogen gelöst, wobei die Reagenzlösung Nr. 1 von Glukose (Bestimmungsmittel GL-E) und dergleichen nicht vollständig gelöst war und eine geringfügige Menge an unlöslichem Material zurückblieb, oder uneinheitliche Konzentrationen festgestellt wurden, obwohl sie gelöst waren.
  • Dann wurde der Reagenzlösung Nr. 1 von Glukose (Bestimmungsmittel GL-E) Polyethylenglykol PET 6000 zugesetzt, so dass die Konzentration 1,8 mg/100 ml betrug, und Vorgänge zum Injizieren, Lufttrocknen und erneuten Lösen wurden in der gleichen Weise durchgeführt, wie es vorstehend beschrieben worden ist. Es blieb jedoch erneut unlösliches Material zurück. Rinderalbumin wurde der Reagenzlösung Nr. 1 zugesetzt, so dass die Konzentration 2,1 mg/100 ml betrug, jedoch wurde ein sehr ähnliches Ergebnis erhalten.
  • Wenn der Reagenzlösung Nr. 1 jedoch Glycerin zugesetzt wurde, so dass die Konzentrationen 0,1%, 1% und 10% betrugen, und Vorgänge zum Injizieren, Lufttrocknen und erneuten Lösen in der gleichen Weise durchgeführt wurden, wie es vorstehend beschrieben worden ist, wurde die Reagenzlösung Nr. 1 in wenigen Minuten bei jedweder Konzentration homogen gelöst.
  • Beispiel 1
  • Es wird ein Beispiel beschrieben, bei dem eine quantitative Analyse des Gesamtcholesterins in Blutserum unter Verwendung einer Analysenkartusche mit zwei Reagenzien des Gesamtcholesterinnachweiskits (Handelsbezeichnung: Cholesterin E-HA Test Wako, von Wako Pure Chemical industries, Ltd. hergestellt), einer reagenzlösenden Flüssigkeit und eines Verdünnungsmittels, die darin eingekapselt waren, durchgeführt wurde, und das Standardserum (Bestimmungsmittel zur Messung des Standardserumlipids, von Kyowa Medix Co., Ltd. hergestellt) wurde als Kalibrierlösung verwendet, um das Analysenergebnis zu korrigieren. Ferner wurde als Verfahren zum Zuführen der Flüssigkeit ein Verfahren unter Verwendung elektroosmotischer Strömungen durch Anlegen einer Spannung verwendet.
  • Die Analysenkartusche 4, die verwendet wurde, und Analysenvorgänge werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die 11 zeigt eine Kanalstruktur eines ebenen Elements 900 und die 12 zeigt die Rückseite (Seite, die nicht mit Rillen ausgestattet ist) des ebenen Elements 900 der 11. Ferner ist die 13 eine Schnittansicht eines Abschnitts eines Reagenzlagerbehälters 910 des ebenen Elements 900 entlang der Linie a-a' von 12 und ist als Beispiel zur Veranschaulichung der Struktur jedes Behälters gezeigt. Folglich weisen andere Behälter nahezu gleiche Strukturen auf.
  • Die Analysenkartusche 4 wurde derart hergestellt, dass eine Abdeckplatte 930, die aus PMMA hergestellt worden ist, mit einer Dicke von 0,3 mm mit einem doppelseitigen Klebeband auf Acrylbasis (MC 2030, von Nitto Denko Co., Ltd. hergestellt) an das ebene Element 900, das Rillen aufwies, gebunden wurde. Ferner ist das ebene Element 900 ein ebenes Element, das aus einem PMMA-Harz durch Spritzgießen hergestellt worden ist und eine Dicke von 2 mm aufweist.
  • Die Rillen a bis m weisen alle eine Breite und eine Tiefe von 50 μm auf und der Messbehälter A weist einen Durchmesser von 2 mm und eine Tiefe von 50 μm auf. Darüber hinaus umfassen die Behälter 901 bis 912 jeweils ein Durchgangsloch mit einem Durchmesser von 2 mm.
  • Von den jeweiligen Öffnungen 913 bis 924 der Behälter 901 bis 912 sind die Öffnungen 914, 916, 918, 919 und 921 bis 924 mit einer porösen PTFE-Membran 940 bedeckt und die poröse PTFE-Membran bildet eine Entlüftungsöffnung. Als poröse PTFE-Membran 940 wurde eine poröse PTFE-Membran mit einer Porengröße von 0,1 μm verwendet, die von Advantec Toyo Co., Ltd. hergestellt worden ist (Produktnummer: T010A047A), und die poröse Membran wurde mit einem doppelseitigen Klebeband (doppelseitiges Klebeband zum Binden von Silikonkautschuk Nr. 5302A, von Nitto Denko Co., Ltd. hergestellt) an das ebene Element 900 gebunden.
  • Ferner ist ein Koppler 960 an einem Kopplerfixierrahmen 962 angebracht, der an dem Umfang der vorstehend beschriebenen Entlüftungsöffnung bereitgestellt ist. Ein O-Ring 963, der auf dem Kopplerfixierrahmen 962 bereitgestellt ist, liegt zwischen dem Koppler 960 und dem Kopplerfixierrahmen 962 vor, wodurch der Koppler 960 luftdicht mit dem Rahmen gehalten wird. Ein Dreiwegeventil (nicht gezeigt) ist durch einen Schlauch 961 mit jedem Koppler 960 verbunden. Ferner ist jedes Dreiwegeventil durch einen Schlauch (nicht gezeigt) mit einer Druckpumpe (nicht gezeigt) verbunden.
  • Wie es in den 12 und 13 gezeigt ist, wird eine Verdrahtung 970 zum Anlegen einer Spannung durch Siebdruck einer leitfähigen Paste zur Flüssigkeitszuführung durch elektroosmotische Strömungen ausgebildet. Die Verdrahtung 970 wird auch auf die Innenwand des Reagenzlagerbehälters 910 durch Durchgangslochdrucken gedruckt. Das Durchgangslochdrucken ist ein Druckverfahren, das kürzlich zur Bereitstellung einer elektrischen Leitfähigkeit zwischen der Rückseite und der Vorderseite einer mehrschichtigen Leiterplatte entwickelt worden ist, und diese Technik ist auch für das ebene Element 900 dieser Ausführungsform erforderlich.
  • Eine Substanz 950, die durch Trocknen von Reagenzien A und B des Gesamtcholesterinnachweiskits zu einem Feststoff erhalten worden ist, ist in der porösen PTFE-Membran 940 der Reagenzlagerbehälter 910 und 911 fixiert. Als Verfahren zum Fixieren des festen Reagenzes 950 in der porösen PTFE-Membran 940 wurde ein Verfahren eingesetzt, bei dem eine geeignete Menge einer Lösung, in der das Reagenz in einer geeigneten Menge an Lösungsmittel gelöst ist, durch eine Abgabevorrichtung (z.B. Pixsys 3000, von BioDot Co., Ltd. hergestellt) auf die poröse PTFE-Membran 940 getropft und getrocknet wurde. Die Reagenzlösung kann so hergestellt werden, dass ihre Konzentration mit der Vorschrift übereinstimmt, die dem Gesamtcholesterinnachweiskit beigefügt ist, jedoch wird die Konzentration mehr bevorzugt um einen Faktor von 2 bis 3 erhöht, um die Flüssigkeitsmenge zu vermindern.
  • Eine Kissenpackung (nicht gezeigt), in der etwa 100 μl Puffer zum Verdünnen der Probe und der Kalibrierlösung (z.B. 0,1 Gew.-% Triton X-100-Lösung, oder Phosphatpuffer PBS, der 0,1 Gew.-% Triton X-100-Lösung enthält) eingekapselt sind, wird in den Behälter 901 eingesetzt, und eine Kissenpackung (nicht gezeigt), in der das Standardserum als Kalibrierlösung eingekapselt ist, wird in den Behälter 903 eingesetzt.
  • Ebenso wird eine Kissenpackung (nicht gezeigt), in der etwa 100 μl reagenzlösende Flüssigkeit zum Lösen des festen Reagenzes 950 eingekapselt sind, in den Behälter 908 eingesetzt.
  • Zum Zeitpunkt der Analyse werden die vorstehend beschriebenen Kissenpackungen durch einen Kolben (nicht gezeigt), der in der Analysevorrichtung mit der darauf montierten Analysenkartusche 4 installiert ist, zerrissen, so dass die enthaltenen Flüssigkeiten in die Behälter 902, 904 und 909 strömen.
  • Ein Filter (nicht gezeigt) zum Trennen von Blutzellen der Probe (GF-D, von Whatman Co., Ltd. hergestellt, etwa 20 mm lang und 5 mm breit) wird an dem Behälter 905 angebracht. Zum Zeitpunkt der Analyse wird die gesammelte Probe in den Behälter 905 getropft und der Behälter 905 wird durch die Druckpumpe mit Druck beaufschlagt, wodurch das Plasma, nachdem die Blutzellen abfiltriert worden sind, in den Messbehälter A strömen gelassen wird.
  • Das Analyseverfahren wird nachstehend beschrieben.
  • 1) Probenahme
  • 50 μl einer Probe (Blut) werden von dem Lebewesen entnommen und in den Behälter 905 getropft.
  • 2) Aufbau der Analysenkartusche 4
  • Die Analysenkartusche 4 wird auf einer Analysenvorrichtung montiert, die Funktionen zur Durchführung verschiedener Vorgänge für die Nachweisvorrichtung und die Analysenkartusche 4 aufweist.
  • 3) Bei geöffnetem Dreiwegeventil des Behälters 909 und geschlossenen Dreiwegeventilen der Behälter 902, 904 bis 907 und 910 bis 912 wird die Kissenpackung, welche die reagenzlösende Flüssigkeit enthält, des Behälters 908 mit dem Kolben der Analysenvorrichtung zerrissen, so dass die reagenzlösende Flüssigkeit in den Behälter 909 strömt.
  • 4) Herstellung der Reagenzlösung
  • Bei geöffneten Dreiwegeventilen der Behälter 910 und 911 wird Druck auf den Behälter 909 ausgeübt, so dass die Behälter 910 und 911 mit der reagenzlösenden Flüssigkeit gefüllt werden, um das feste Reagenz 950 zu lösen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Luft in den Behältern 910 und 911 durch die poröse PTFE-Membran 940 ausgetragen, jedoch wird verhindert, dass die reagenzlösende Flüssigkeit von der hydrophoben PTFE-Membran 940 zur Außenseite austritt. Als Ergebnis wird eine bestimmte Menge der reagenzlösenden Flüssigkeit in den Behälter eingeführt und daher wird eine Reagenzlösung mit einer bestimmten Konzentration hergestellt. Schließlich wird zum Zwecke des Einschaltens der Elektrizität das Dreiwegeventil des Behälters 912 geringfügig geöffnet und die Rille m wird mit einer Flüssigkeit befeuchtet.
  • 5) Messung der Kalibrierlösung
  • Bei geschlossenen Dreiwegeventilen der Behälter 909 bis 912 und geöffnetem Dreiwegeventil des Behälters 904 wird die Kissenpackung, welche die Kalibrierlösung enthält, des Behälters 903 mit dem Kolben der Analysenvorrichtung zerrissen, so dass die Kalibrierlösung in den Behälter 904 strömt. Bei geöffnetem Dreiwegeventil des Behälters 906 wird Druck auf den Behälter 904 ausgeübt, so dass der Messbehälter A mit der Kalibrierlösung gefüllt wird, um 0,157 μl der Lösung zu messen und zu sammeln. Überschüssige Kalibrierlösung wird in dem Flüssigkeitsabfalllagerbehälter 906 gesammelt (in dem Flüssigkeitsabfalllagerbehälter 906 kann ein wasserabsorbierendes Kissen bereitgestellt werden).
  • 6) Verdünnung der Kalibrierlösung
  • Bei geschlossenen Dreiwegeventilen der Behälter 904 und 906 und geöffnetem Dreiwegeventil des Behälters 902 wird die Kissenpackung, die das Verdünnungsmittel (Puffer) enthält, des Behälters 901 mit dem Kolben der Analysenvorrichtung zerrissen, so dass das Verdünnungsmittel in den Behälter 902 strömt. Dann wird bei geöffnetem Dreiwegeventil des Verdünnungsbehälters 907 Druck auf den Behälter 902 ausgeübt, so dass das Verdünnungsmittel in einem Volumen von 6,28 μl zusammen mit der Kalibrierlösung des Messbehälters A in den Verdünnungsbehälter 907 strömt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Luft in dem Verdünnungsbehälter 907 durch die poröse PTFE-Membran 940 ausgetragen, jedoch werden die Kalibrierlösung und das Verdünnungsmittel durch die hydrophobe poröse PTFE-Membran 940 daran gehindert, zur Außenseite auszutreten.
  • Auf diese Weise werden 0,157 μl Kalibrierlösung und 6,126 μl Verdünnungsmittel in den Verdünnungsbehälter 907 eingeführt und dadurch wird eine verdünnte Kalibrierlösung hergestellt, die um den Faktor 40 verdünnt ist. Schließlich wird zum Einschalten der Elektrizität das Dreiwegeventil des Behälters 909 geringfügig geöffnet und die Rille f wird mit einer Flüssigkeit benetzt. Wenn das Zuführen der Flüssigkeit mittels pneumatischem Druck oder der Schwerkraft durchgeführt wird, ist dieser Vorgang nicht erforderlich.
  • 7) Zuführen der verdünnten Kalibrierlösung und der Reagenzlösung, Reaktion und Nachweis
  • Bei geschlossenem Dreiwegeventil des Behälters 902 und geöffneten Dreiwegeventilen der Behälter 907 und 910 bis 912 wird an jeden Behälter eine Spannung angelegt und die resultierende elektroosmotische Strömung wird zum Zuführen, Mischen und Umsetzen jeder Lösung verwendet. Jede angelegte Spannung wird so eingestellt, dass eine Strömungsgeschwindigkeit, die einem vorgegebenen Mischverhältnis der verdünnten Kalibrierlösung und der zwei Reagenzlösungen entspricht, erhalten wird. Das Reaktionsprodukt wird durch den Nachweisabschnitt D der thermischen Linsennachweisvorrichtung, die in der Analysenvorrichtung installiert ist, quantitativ nachgewiesen. Der Flüssigkeitsabfall nach dem Ende der Reaktion wird in dem Flüssigkeitsabfalllagerbehälter 912 gelagert und nicht zur Außenseite der Analysenkartusche 4 ausgetragen.
  • 8) Reinigen des Messbehälters A und des Verdünnungsbehälters 907
  • Bei geschlossenen Dreiwegeventilen der Behälter 910 bis 912 wird Druck auf den Behälter 902 ausgeübt, um das Verdünnungsmittel in den Messbehälter A zuzuführen. Dadurch wird der Messbehälter A mit dem Verdünnungsmittel gereinigt und das Verdünnungsmittel wird nach dem Reinigen in dem Verdünnungsbehälter 907 gelagert. Bei geschlossenem Behälter 902 und geöffnetem Behälter 912 wird Druck auf den Verdünnungsbehälter 907 ausgeübt, um das Verdünnungsmittel nach dem Reinigen in den Behälter 912 zuzuführen. Die vorstehenden Vorgänge werden dreimal durchgeführt, um den Messbehälter A und den Verdünnungsbehälter 907 zu waschen.
  • 9) Filtration und Messung der Probe
  • Bei geschlossenen Dreiwegeventilen der Behälter 902, 904, 907 und 909 bis 912 und geöffnetem Dreiwegeventil des Behälters 906 wird Druck auf den Behälter 905 ausgeübt, um den Messbehälter A mit der Probe zu füllen, während Blutzellen der Probe abfiltriert werden, und 0,157 μl Probe werden gemessen und gesammelt. Die überschüssige Probe wird in dem Flüssigkeitsabfalllagerbehälter 906 gelagert.
  • 10) Verdünnung der Probe
  • Bei geschlossenen Dreiwegeventilen der Behälter 905 und 906 und geöffnetem Dreiwegeventil des Verdünnungsbehälters 907 wird Druck auf den Behälter 902 ausgeübt, um das Verdünnungsmittel mit einem Volumen von 6,28 μl zusammen mit der Probe in dem Messbehälter A in den Verdünnungsbehälter 907 strömen zu lassen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Luft in dem Verdünnungsbehälter 907 durch die poröse PTFE-Membran 940 ausgetragen, jedoch wird das Verdünnungsmittel daran gehindert, durch die hydrophobe poröse PTFE-Membran 940 zur Außenseite auszutreten. Auf diese Weise werden 0,157 μl Probe und 6,126 μl Verdünnungsmittel in den Verdünnungsbehälter 907 eingeführt und dadurch wird eine verdünnte Probe hergestellt, die um den Faktor 40 verdünnt ist.
  • 11) Zuführen der verdünnten Probe und der Reagenzlösung, Reaktion und Nachweis
  • Bei geschlossenem Dreiwegeventil des Behälters 902 und geöffneten Dreiwegeventilen der Behälter 907 und 910 bis 912 wird an jeden Behälter eine Spannung angelegt und die resultierende elektroosmotische Strömung wird zum Zuführen, Mischen und Umsetzen jeder Lösung verwendet. Jede angelegte Spannung wird so eingestellt, dass eine Strömungsgeschwindigkeit, die einem vorgegebenen Mischverhältnis der verdünnten Probe und der zwei Reagenzlösungen entspricht, erhalten wird (wie in dem Fall der verdünnten Kalibrierlösung). Das Reaktionsprodukt wird durch den Nachweisabschnitt D der thermischen Linsennachweisvorrichtung, die in der Analysenvorrichtung installiert ist, quantitativ nachgewiesen. Der Flüssigkeitsabfall nach dem Ende der Reaktion wird in dem Flüssigkeitsabfalllagerbehälter 912 gelagert und nicht zur Außenseite der Analysenkartusche 4 ausgetragen.
  • 12) Berechnung der durch die Analyse gemessenen Werte
  • Eine Kalibrierungskurve wird auf der Basis von Werten erstellt, die durch die Analyse der Kalibrierlösung, deren Gesamtcholesterinwert bekannt ist, gemessen worden sind, und dadurch wird der Gesamtcholesterinwert aus dem durch die Analyse der Probe gemessenen Wert bestimmt. Als Nachweisverfahren kann das in der internationalen Veröffentlichung WO/64846 des Erfinders beschriebene Verfahren und dergleichen eingesetzt werden. Als Ergebnis dieses Beispiels betrug die Konzentration des Gesamtcholesterins 98 mg/dl. Andererseits wurde als Ergebnis der direkten Analyse der Probe durch ein „manuelles Verfahren", das allgemein in klinischen Laboratorien und dergleichen verwendet wird, eine Konzentration von 104 mg/dl erhalten.
  • Beispiel 2
  • Es wird ein weiteres Beispiel beschrieben, bei dem die quantitative Analyse des Gesamtcholesterins im Blutserum unter Verwendung einer Analysenkartusche wie in dem Fall von Beispiel 1 durchgeführt wurde. In diesem Beispiel wurde jedoch als Verfahren zum Zuführen der Flüssigkeit ein Verfahren unter Verwendung von Luftdruck eingesetzt.
  • Als Analysenkartusche 5 wurde eine Kartusche verwendet, die mit derjenigen der 11, 12 und 13 (Beispiel 1) identisch war, jedoch wurden keine Elektroden und Verdrahtungen bereitgestellt und daher wird auch dieses Beispiel unter Verwendung der 11, 12 und 13 beschrieben. Darüber hinaus sind verschiedene Arten von Vorgängen und Verfahren nahezu mit denjenigen von Beispiel 1 identisch und daher werden die Analyseverfahren nur bezüglich der Unterschiede im Hinblick auf das Beispiel 1 beschrieben.
  • 1) bis 3)
  • Die Verfahren sind mit denjenigen von Beispiel 1 identisch.
  • 4) Herstellung einer Reagenzlösung
  • Die Verfahren sind mit denjenigen von Beispiel 1 identisch, jedoch wird der Vorgang des Benetzens der Rille m mit einer Flüssigkeit nicht durchgeführt.
  • 5) Filtration und Messung der Probe
  • Die Verfahren sind mit denjenigen von Beispiel 1 identisch.
  • 6) Verdünnung der Probe
  • Die Verfahren sind mit denjenigen von Beispiel 1 identisch, jedoch wird der Vorgang des Benetzens der Rille f mit einer Flüssigkeit nicht durchgeführt.
  • 7) Zuführen von Flüssigkeit, Reaktion und Nachweis
  • Bei geschlossenem Dreiwegeventil des Behälters 902 und geöffnetem Dreiwegeventil des Behälters 912 wird auf die Dreiwegeventile der Behälter 907, 910 und 911 ein vorgegebener Luftdruck ausgeübt, um die Flüssigkeit zuzuführen, in einem vorgegebenen Verhältnis zu mischen und umzusetzen. Jedes Mischverhältnis wird durch den ausgeübten Druck eingestellt. Das Reaktionsprodukt wird durch den Nachweisabschnitt D der thermischen Linsennachweisvorrichtung, die in der Analysenvorrichtung installiert ist, quantitativ nachgewiesen. Der Flüssigkeitsabfall nach dem Ende der Reaktion wird in dem Flüssigkeitsabfalllagerbehälter 912 gelagert und nicht zur Außenseite der Analysenkartusche 5 ausgetragen. Ferner kann in dem Flüssigkeitsabfalllagerbehälter 912 ein wasserabsorbierendes Kissen bereitgestellt sein.
  • Beispiel 3
  • Das Verfahren zur Herstellung der Analysenkartusche 4, wie es vorstehend beschrieben worden ist, und das Verfahren zum Lösen von Reagenzien in der Analysenkartusche 4 werden detailliert beschrieben.
  • 1) Beschreibung des ebenen Elements 900
  • Ein Spritzgießen unter Verwendung eines PMMA-Harzes wurde zur Erzeugung des ebenen Elements 900, das die Analysenkartusche 4 bildet, durchgeführt. Dieses ebene Element 900 weist eine Dicke von 2 mm und eine Rillenstruktur gemäß der 11 auf. Die Rillen a bis m weisen alle eine Breite und Tiefe von 50 μm auf. Ferner umfasst es eine Vertiefung mit einem Durchmesser von 2 mm und einer Tiefe von 50 μm und die Vertiefung bildet den Messbehälter A. Ferner weist es Durchgangslöcher auf, die jeweils einen Durchmesser von 2 mm aufweisen, und die Durchgangslöcher bilden die Behälter 901 bis 912.
  • 2) Pressen der Entlüftungsmembran
  • Unter Verwendung eines kreisförmigen Formwerkzeugs mit einem Außendurchmesser von 4 mm und einem Innendurchmesser von 3 mm (Breite von 1 mm) wurde die poröse PTFE-Membran 940 gepresst, um die Porosität der gepressten Abschnitte zu beseitigen. Das Pressen wurde gemäß den Stellen der Durchgangslöcher (Behälter 901 bis 912) in dem ebenen Element 900 so durchgeführt, dass die Abschnitte, deren Porosität durch Pressen beseitigt worden ist, jedes Durchgangsloch umgeben. Bezüglich der Pressbedingungen beträgt die Temperatur 20°C und der Druck 176 MPa.
  • Der gepresste Abschnitt ist ein gasundurchlässiger Abschnitt und daher wird das Gas in der porösen PTFE-Membran nicht in der lateralen Richtung durchgelassen.
  • Ferner wurde als poröse PTFE-Membran 940 ein PTFE mit einer Porengröße von 0,1 μm verwendet, das von Advantec Toyo Co., Ltd. (Produktnummer: T010A047A) hergestellt worden ist.
  • 3) Binden der Entlüftungsmembran
  • Die in der vorstehend beschriebenen Weise gepresste poröse PTFE-Membran 940 wurde unter Verwendung eines doppelseitigen Klebebands an das ebene Element 900 geklebt. Als dieses doppelseitige Klebeband wurde ein doppelseitiges Klebeband zum Binden von Silikonkautschuk Nr. 5302 A, das von Nitto Denko Co., Ltd. hergestellt worden ist, verwendet. Es wurde jedoch ein kreisförmiges Loch mit einem Durchmesser von 2 mm in der Position in dem doppelseitigen Klebeband bereitgestellt, die jedem Durchgangsloch des ebenen Elements 900 entsprach.
  • 4) Abgabe der Reagenzlösung
  • Die Reagenzlösung wurde in die Behälter 910 und 911 des ebenen Elements 900 mit der daran gebundenen Entlüftungsmembran gebunden. Unter Verwendung von Pixsys 3000, die von BioDot Co., Ltd. hergestellt worden ist, als Abgabevorrichtung, wurde die Reagenzlösung auf die poröse PTFE-Membran 940 von der Seite des ebenen Elements 900 her punktförmig aufgebracht. Ferner werden die Konzentration der Reagenzlösung und die Injektionsmenge so eingestellt, dass die Konzentration des Reagenzes in einer reagenzlösenden Flüssigkeit eine vorgegebene Konzentration sein kann, wenn jeder Behälter mit der reagenzlösenden Flüssigkeit gefüllt wird.
  • 5) Trocknen der Reagenzlösung
  • Das ebene Element 900 mit der darin eingebrachten Reagenzlösung wurde etwa 1 Stunde bei 20°C und 30% relativer Luftfeuchtigkeit stehengelassen, wodurch Wasser verdampft wurde, um die Lösung zu trocknen und das Reagenz an der porösen PTFE-Membran 940 zu fixieren. Wenn die Lösung unter vermindertem Druck getrocknet wird, kann sie in etwa 10 min getrocknet werden, jedoch ist einige Vorsicht erforderlich, um zu verhindern, dass die Reagenzlösung Unebenheiten bildet.
  • 6) Montage der Portionspackung
  • Eine Portionspackung, in der etwa 100 μl einer reagenzlösenden Flüssigkeit zum Lösen jedes Reagenzes eingekapselt sind, wurde hergestellt und in der Position des Behälters 908 des ebenen Elements 900 montiert. Als reagenzlösende Flüssigkeit wurde eine Lösung verwendet, die durch Lösen von Triton X100 in destilliertem Wasser in einer Konzentration von 1 Gew.-% erhalten wurde.
  • 7) Binden der Abdeckplatte 930
  • Die aus PMMA hergestellte Abdeckplatte 930 mit einer Dicke von 300 μm wurde an das ebene Element 900 gebunden, das in der vorstehend beschriebenen Weise verarbeitet worden ist, um die Analysenkartusche 4 zu vervollständigen. Die Abdeckplatte 930 und das ebene Element 900 wurden unter Verwendung eines doppelseitigen Klebebands auf Acrylbasis (MC 2030, von Nitto Denko Co., Ltd. hergestellt) miteinander verbunden.
  • Ferner ist das Verfahren zur Herstellung der Analysenkartusche, die eine Mehrzahl von Analysegegenständen analysieren kann, mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren identisch (vgl. die 7). Mit der vorstehend beschriebenen Abgabevorrichtung (Pixsys 3000) kann auch eine große Anzahl von Reagenzien gleichzeitig injiziert werden, und die Herstellung ist effektiv.
  • 8) Zuführen von Verdünnungsmittel und Lösen des Reagenzes
  • Die Analysenkartusche 4 wurde auf der Analysenvorrichtung montiert, die einen Kolben zum Drücken der Portionspackung aufwies, und ein Koppler zum Ausüben von Druck auf die Entlüftungsöffnung wurde an den Behälter 909 angebracht. Die Portionspackung des Behälters 908 wurde mit dem vorstehend beschriebenen Kolben gedrückt, um die reagenzlösende Flüssigkeit in den Behälter 909 zum Tropfen der reagenzlösenden Flüssigkeit strömen zu lassen. Anschließend wurde die Entlüftungsöffnung des Behälters 909 mit dem Koppler mit Druck beaufschlagt, um die reagenzlösende Flüssigkeit in die Behälter 910 und 911 zuzuführen. Dann wurde die Luft in den Behältern 910 und 911 gespült und die Behälter 910 und 911 wurden mit der reagenzlösenden Flüssigkeit gefüllt, um das Reagenz in den Behältern 910 und 911 zu lösen, wodurch Reagenzlösungen in einer vorgegebenen Konzentration hergestellt wurden.
  • Beispiel 4
  • Nachstehend wird ein Beispiel unter Bezugnahme auf die 14 und 15 detailliert beschrieben, bei dem Druck auf den Abschnitt der Entlüftungsmembran ausgeübt wird, der die Öffnung des Behälters umgibt, wodurch verhindert wurde, dass Luft in der lateralen Richtung in der Entlüftungsmembran hindurchdringt, um das Zuführen der Flüssigkeit in der Analysenkartusche genau zu steuern.
  • Ein aus PMMA hergestelltes ebenes Element 1000 mit einer Dicke von 2 mm wurde mittels Spritzguss gebildet. Dieses ebene Element 1000 ist mit drei Durchgangslöchern ausgestattet, die jeweils einen Durchmesser von 2 mm aufweisen, und die Durchgangslöcher stehen durch eine Rille 1001 mit einer Breite von 100 μm und einer Tiefe von 50 μm miteinander in Verbindung.
  • Eine aus PMMA hergestelltes Abdeckplatte 1003 mit einer Dicke von 0,3 mm wurde an die Seite dieses ebenen Elements 1000 gebunden, welche die Rille 1001 aufweist. Eine Entlüftungsmembran 1002 wurde an die andere Seite unter Verwendung eines doppelseitigen Klebebands (Nr. 5302 A, von Nitto Denko Co., Ltd. hergestellt) gebunden. Dann wurde ein Koppler 1004 derart an der vorstehend beschriebenen anderen Seite des ebenen Elements 1000 angebracht, dass er die Öffnungen der Behälter A, B und C, die aus den vorstehend beschriebenen Durchgangslöchern gebildet werden, bedeckt, um die Analysenkartusche herzustellen.
  • Als Entlüftungsmembran 1002 wurde eine poröse PTFE-Membran mit einer Porengröße von 0,1 μm verwendet (Produktnummer: T010A047A, von Advantec Toyo Co., Ltd. hergestellt). Ferner wurde ein kreisförmiger Abschnitt 1005 der Entlüftungsmembran 1002, der die Öffnungen der Behälter B und C umgibt, unter einem Druck von 176 MPa bei 20°C gepresst und so wurde die Porosität des kreisförmigen Abschnitts 1005 beseitigt (vgl. die 15).
  • Bei geöffnetem Ventil des Behälters B und geschlossenem Ventil des Behälters C wurde Druck auf die 1%ige wässrige Lösung 1006 von Triton X100 (Wako Pure Chemical industries, Ltd.) in dem Behälter A ausgeübt, wodurch die wässrige Lösung 1006 von dem Behälter A dem Behälter B zugeführt wurde. Da der kreisförmige Abschnitt 1005 der Entlüftungsmembran 1002, der die Öffnungen der Behälter B und C umgibt, keine Porosität aufweist, konnte Luft nicht in der lateralen Richtung in der Entlüftungsmembran 1002 hindurchdringen. Folglich konnte Luft nicht aus der Öffnung des Behälters C durch die Membran 1002 zu dem Koppler 1004 des Behälters B austreten. Als Ergebnis konnte der Behälter B mit der wässrigen Lösung 1006 gefüllt werden, ohne dass wässrige Lösung 1006 in den Behälter C zugeführt wird (vgl. die 14). Ferner ist in der 14 das Verhalten der Luft (Strömungen) durch Pfeile gezeigt.
  • Vergleichsbeispiel
  • Eine Analysenkartusche wurde in der gleichen Weise wie in dem vorstehend beschriebenen Beispiel 4 hergestellt. Die Entlüftungsmembran 1002 wurde jedoch nicht gepresst und folglich konnte Luft in der lateralen Richtung in der Entlüftungsmembran 1002 hindurchdringen.
  • Bei geöffnetem Ventil des Behälters B und geschlossenem Ventil des Behälters C wurde Druck auf eine 1%ige wässrige Lösung 1006 von Triton X100 (Wako Pure Chemical industries, Ltd.) im Behälter A ausgeübt, wodurch die wässrige Lösung 1006 von dem Behälter A dem Behälter B zugeführt wurde. Da jedoch Luft in der lateralen Richtung in der Entlüftungsmembran 1002 hindurchtreten konnte, trat Luft durch die Entlüftungsmembran 1002 von dem Behälter C zu dem Koppler 1004 des Behälters B aus, wie es durch den Pfeil gezeigt ist. Als Ergebnis wurde trotz der Tatsache, dass das Ventil des Behälters C geschlossen war, die wässrige Lösung 1006 auch in den Behälter C zugeführt (vgl. die 16).
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, kann dann, wenn die erfindungsgemäße Analysenkartusche verwendet wird, eine POC-Analyse und dergleichen mit sehr geringen Mengen an Probe und Reagenz bequem, in einer kurzen Zeit und kostengünstig durchgeführt werden. Auch die Handhabung von Reagenzien und die Wartung, die durch denjenigen, der die Analyse durchführt, bei der Analyse durchgeführt werden, können vereinfacht werden. Darüber hinaus gibt es bezüglich der Nachweisreaktion nur geringe Beschränkungen und eine Analyse bezüglich einer großen Anzahl von Merkmalen bzw. Gegenständen kann gleichzeitig durchgeführt werden.
  • Ebenso kann gemäß der Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtung die Zuführung von Flüssigkeiten, wie z.B. einer Probe und von Reagenzlösungen, in die vorstehend beschriebene Analysenkartusche, mit hoher Genauigkeit gesteuert werden, und die Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtung kann kostengünstig hergestellt werden.

Claims (17)

  1. Analysenkartusche (1; 2), die eine Mehrzahl von Behältern (111–122; 703–706) und Kapillaren umfasst, die zur Verbindung zwischen diesen Behältern angeschlossen sind, wobei mindestens einer der Behälter (111–122; 703–706) mit einer Öffnung ausgestattet ist, die zur Außenseite der Analysenkartusche (1; 2) führt, wobei mindestens einer der Behälter, der eine Öffnung aufweist, mit einer gasdurchlässigen/flüssigkeitsundurchlässigen Entlüftungsöffnung (141) ausgestattet ist, und die Analysenkartusche (1; 2) darin mit einem Reagenz zur Verwendung in der Analyse ausgestattet ist, wobei das Reagenz in mindestens einem der Behälter (111–122; 703–706) mit einer Öffnung, die mit einer Entlüftungsöffnung (141) bedeckt ist, bereitgestellt ist, und wobei mindestens ein Teil des Reagenzes keine Fluidität aufweist.
  2. Analysenkartusche nach Anspruch 1, bei der die Entlüftungsöffnung (141) aus einem hydrophoben Element mit Poren zusammengesetzt ist.
  3. Analysenkartusche nach Anspruch 2, bei der das hydrophobe Element eine hydrophobe poröse Membran (140) ist.
  4. Analysenkartusche nach Anspruch 3, bei der die Öffnungen einer Mehrzahl von Behältern (111–122; 703–706) mit einer gemeinsamen hydrophoben porösen Membran (140) bedeckt ist, um jeweilige Entlüftungsöffnungen zu bilden, und die Abschnitte der hydrophoben porösen Membran (140), die sich zwischen den Behältern (111–122; 703–706) befinden, keine Porosität aufweisen.
  5. Analysenkartusche nach Anspruch 4, bei der die Abschnitte der hydrophoben porösen Membran (140), die sich zwischen den Behältern (111–122; 703–706) befinden, durch Ausüben eines Drucks auf die Abschnitte von Porosität befreit sind.
  6. Analysenkartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Analysenkartusche (1; 2) einen Probenlagerbehälter (107; 710) zum Lagern einer flüssigen Probe (302), einen Verdünnungsmittellagerbehälter (104; 709) zum Lagern eines Verdünnungsmittels zum Verdünnen der Probe (302), einen Messbehälter (109; 711) zum Messen der Probe (302) und einen Verdünnungsbehälter (110; 712) zum Mischen des Verdünnungsmittels mit der gemessenen Probe (302) zum Verdünnen der gemessenen Probe umfasst, und wobei die Kapillare (150) zur Verbindung zwischen dem Messbehälter (109; 711) und dem Probenlagerbehälter (107; 710), dem Verdünnungsmittellagerbehälter (104; 709) bzw. dem Verdünnungsbehälter (110; 712) angeschlossen ist.
  7. Analysenkartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Analysenkartusche (1; 2) einen Kalibrierlösungslagerbehälter zum Lagern einer Kalibrierlösung zum Kalibrieren des Ergebnisses einer Analyse und einen Probenlagerbehälter (107; 710) zum Lagern einer flüssigen Probe (302), einen Verdünnungsmittellagerbehälter (104; 709) zum Lagern eines Verdünnungsmittels zum Verdünnen der Kalibrierlösung und der Probe (302), einen Messbehälter (109; 711) zum Messen der Kalibrierlösung und der Probe (302) und einen Verdünnungsbehälter (110; 712) zum Mischen der gemessenen Kalibrierlösung oder der gemessenen Probe (302) mit dem Verdünnungsmittel zum Verdünnen der gemessenen Probe umfasst, und wobei die Kapillare (150) zur Verbindung zwischen dem Messbehälter (109; 711) und dem Kalibrierlösungslagerbehälter, dem Probenlagerbehälter (107; 710), dem Verdünnungsmittellagerbehälter (104; 709) bzw. dem Verdünnungsbehälter (110; 712) angeschlossen ist.
  8. Analysenkartusche (1; 2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der eine Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtung (3) mit der Kartusche verbunden ist und das Zuführen einer Flüssigkeit zwischen jedwedem der Behälter (111–122; 703–706) über die Kapillare (150) steuert, wobei der Eintritt/Austritt eines Gases über die Entlüftungsöffnungen (141) zugelassen oder reguliert wird, wodurch die Flüssigkeit in die Behälter (111–122; 703–706) strömen gelassen wird, oder die Flüssigkeit von den Behältern (111–122; 703–706) über die Kapillare (150) strömen gelassen wird.
  9. Kartusche nach Anspruch 8, bei der die Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtung Ventile (731–737) umfasst, die an Positionen gegenüber den Behältern (111–122; 703–706) angeordnet sind, wobei sich die Entlüftungsöffnungen (141) dazwischen befinden, worin der Eintritt/Austritt des Gases über die Entlüftungsöffnungen (141) durch die Ventile (731–737) zugelassen oder reguliert wird.
  10. Kartusche nach Anspruch 8, bei der die Flüssigkeitszufuhrsteuervorrichtung Koppler (721–727), die an den Positionen gegenüber den Behältern (111–122; 703–706) angeordnet sind, wobei sich die Entlüftungsöffnungen (141) dazwischen befinden, und derart an den Entlüftungsöffnungen (141) angebracht sind, dass sie die Öffnungen bedecken, Pumpen (751), die mit den Kopplern (721–727) gekoppelt sind, und Ventile (731–737), die zwischen den Kopplern (721–727) und den Pumpen (751) angeordnet sind, umfasst, worin der Eintritt/Austritt des Gases über die Entlüftungsöffnungen (141) durch mindestens eine(s) der Pumpe (751) oder des Ventils (731–737) zugelassen oder reguliert wird.
  11. Kartusche nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei welcher der Eintritt/Austritt des Gases zu den Behältern (111–122; 703–706), deren Öffnungen nicht mit den Entlüftungsöffnungen (141) bedeckt sind, zugelassen oder reguliert wird, wodurch das Herausströmen der Flüssigkeit von den Behältern (111–122; 703–706) über die Kapillare (150) gesteuert wird.
  12. Verfahren zur Herstellung der Analysenkartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend: einen Schritt des Verarbeitens einer ebenen Platte, bei dem Durchgangslöcher (101–108, 110–122c) an den Positionen, die den Behältern (111–122; 703–706) entsprechen, eines ebenen Elements (100; 741) bereitgestellt werden, und Rillen an den Positionen, die der Kapillare (150) einer Plattenseite des ebenen Elements (100; 741) entsprechen, bereitgestellt werden; einen Schritt des Bildens von Entlüftungslöchern, bei dem die Plattenseite des ebenen Elements (100; 741), die nicht die Rille aufweist, mit dem hydrophoben Element mit Poren oder der hydrophoben porösen Membran (140) bedeckt wird; einen Schritt des Einbringens des Reagenzes in das Durchgangsloch, das dem Reagenzlagerbehälter zum Lagern des Reagenzes entspricht, von der Plattenseite des ebenen Elements (100; 741), das die Rille aufweist; und einen Schritt des Bedeckens, bei dem die Plattenfläche des ebenen Elements (100; 741), das die Rille aufweist, mit einer Abdeckplatte (130) bedeckt wird, um den Behälter und die Kapillare (150) zu bilden.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem nach dem Lagern einer Lösung des Reagenzes in dem Behälter, der mit der Entlüftungsöffnung (141) ausgestattet ist, die Lösung des Reagenzes durch Trocknen des Reagenzes von Fluidität befreit wird.
  14. Verfahren zur Analyse einer Probe unter Verwendung der Analysekartusche nach Anspruch 1 oder 2, umfassend: einen Reagenzlösungsschritt des Zuführens einer reagenzlösenden Flüssigkeit von einem Lagerbehälter für reagenzlösende Flüssigkeit (102; 707), in dem die reagenzlösende Flüssigkeit zum Lösen des nicht-fluiden Reagenzes gelagert ist, zu dem Reagenzlagerbehälter, in dem das nicht-fluide Reagenz gelagert ist, durch die Kapillare (150), und des Lösens des nicht-fluiden Reagenzes zum Herstellen einer Reagenzlösung unmittelbar vor der Durchführung der Analyse.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, das einen Misch/Reaktionsschritt des Mischens und Umsetzens der Probe, die flüssig ist, und der Reagenzlösung in dem Reagenzlagerbehälter unter Verwendung der Kapillare (150) umfasst.
  16. Verfahren zur Analyse einer Probe unter Verwendung der Analysekartusche nach Anspruch 6, umfassend: einen Probenmessschritt des Messens der Probe durch Zuführen der Probe von dem Probenlagerbehälter (107; 710) in den Messbehälter (109; 711) und einen Probenverdünnungsschritt des Zuführens des Verdünnungsmittels von dem Verdünnungsmittellagerbehälter (104; 709) in den Messbehälter (109; 711), wodurch das Verdünnungsmittel und die Probe in dem Messbehälter (109; 711) in den Verdünnungsbehälter (110; 712) zugeführt werden, um die Probe und das Verdünnungsmittel miteinander zu mischen, um die Probe zu verdünnen.
  17. Verfahren zur Analyse einer Probe unter Verwendung der Analysekartusche nach Anspruch 7, umfassend: einen Kalibrierlösungsmessschritt des Messens der Kalibrierlösung durch Zuführen der Kalibrierlösung von dem Kalibrierlösungslagerbehälter in den Messbehälter (109; 711); einen Kalibrierlösungsverdünnungsschritt des Zuführens des Verdünnungsmittels von dem Verdünnungsmittellagerbehälter (104; 709) in den Messbehälter (109; 711), wodurch das Verdünnungsmittel und die Kalibrierlösung in dem Messbehälter (109; 711) in den Verdünnungsbehälter (110; 712) zugeführt werden, um die Kalibrierlösung und das Verdünnungsmittel miteinander zu mischen, um die Kalibrierlösung zu verdünnen; einen Kalibrierlösungsanalyseschritt des Umsetzens der verdünnten Kalibrierlösung mit dem Reagenz, um den Wert zu erhalten, der durch die Analyse der verdünnten Kalibrierlösung gemessen worden ist; einen Probenmessschritt des Messens der Probe (302) durch Zuführen der Probe von dem Probenlagerbehälter (107; 710) in den Messbehälter (109; 711); einen Probenverdünnungsschritt des Zuführens des Verdünnungsmittels von dem Verdünnungsmittellagerbehälter (104; 709) in den Messbehälter (109; 711), wodurch das Verdünnungsmittel und die Probe in dem Messbehälter (109; 711) in den Verdünnungsbehälter (110; 712) zugeführt werden, um die Probe und das Verdünnungsmittel miteinander zu mischen, um die Probe zu verdünnen; einen Probenanalyseschritt des Umsetzens der verdünnten Probe mit dem Reagenz, um den durch die Analyse der verdünnten Probe gemessenen Wert zu erhalten; und einen Kalibrierschritt des Kalibrierens des durch die Analyse der Probe gemessenen Werts unter Verwendung des Werts, der durch eine Analyse der Kalibrierlösung gemessen worden ist.
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Families Citing this family (189)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6627159B1 (en) * 2000-06-28 2003-09-30 3M Innovative Properties Company Centrifugal filling of sample processing devices
US8097471B2 (en) * 2000-11-10 2012-01-17 3M Innovative Properties Company Sample processing devices
US6949377B2 (en) 2001-03-05 2005-09-27 Ho Winston Z Chemiluminescence-based microfluidic biochip
WO2003008956A1 (fr) * 2001-07-18 2003-01-30 Arkray, Inc. Appareil et dispositif pour analyse
JP2003166910A (ja) * 2001-11-30 2003-06-13 Asahi Kasei Corp 送液機構及び該送液機構を備える分析装置
JP3933058B2 (ja) * 2002-02-25 2007-06-20 日立化成工業株式会社 マイクロ流体システム用支持ユニット及びその製造方法
JP4083452B2 (ja) * 2002-03-28 2008-04-30 旭化成株式会社 バルブ機構
JP2003302330A (ja) * 2002-04-12 2003-10-24 Asahi Kasei Corp 平板状フローセル装置
AU2003235969A1 (en) * 2002-04-30 2003-11-17 Arkray, Inc. Method for adjusting temperature of analyzing tool and analyzing device having function of adjusting temperature
US7273589B2 (en) * 2002-05-28 2007-09-25 Pss Bio Instruments, Inc. Samples delivering device, method of manufacturing samples applicator, method of delivering samples, and base activation device
AU2003232170B2 (en) * 2002-06-11 2007-12-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. A disposable cartridge for characterizing particles suspended in a liquid
JP4106977B2 (ja) 2002-06-21 2008-06-25 株式会社日立製作所 分析チップ及び分析装置
SE524730C2 (sv) 2002-11-20 2004-09-21 Boule Medical Ab Blodprovsapparat
CN100415881C (zh) * 2002-11-28 2008-09-03 爱科来株式会社 用于预处理试样的装置
US7507376B2 (en) * 2002-12-19 2009-03-24 3M Innovative Properties Company Integrated sample processing devices
US7122153B2 (en) * 2003-01-08 2006-10-17 Ho Winston Z Self-contained microfluidic biochip and apparatus
JP3865134B2 (ja) * 2003-01-09 2007-01-10 横河電機株式会社 バイオチップ用カートリッジ
US7419638B2 (en) 2003-01-14 2008-09-02 Micronics, Inc. Microfluidic devices for fluid manipulation and analysis
JP4098103B2 (ja) * 2003-01-22 2008-06-11 旭化成株式会社 送液機構及び該送液機構を備える分析装置
JP4012169B2 (ja) * 2003-05-09 2007-11-21 独立行政法人科学技術振興機構 複数種のイオン測定用器具
US7435381B2 (en) * 2003-05-29 2008-10-14 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Packaging of microfluidic devices
US7556660B2 (en) 2003-06-11 2009-07-07 James Kevin Shurtleff Apparatus and system for promoting a substantially complete reaction of an anhydrous hydride reactant
JP2005003637A (ja) * 2003-06-16 2005-01-06 Yokogawa Electric Corp カートリッジ内の廃液処理方法およびその方法を用いた診断用カートリッジ
JP2005070006A (ja) * 2003-08-28 2005-03-17 Yokogawa Electric Corp 化学反応用カートリッジ
US20050036906A1 (en) * 2003-08-11 2005-02-17 Toray Industries, Inc. Biosensor
JP2005065607A (ja) * 2003-08-26 2005-03-17 Hitachi Ltd 遺伝子処理チップおよび遺伝子処理装置
US7476360B2 (en) * 2003-12-09 2009-01-13 Genefluidics, Inc. Cartridge for use with electrochemical sensor
WO2005064325A2 (en) * 2003-12-23 2005-07-14 Egene, Inc. Bio-analysis cartridge tracking and protection mechanism
CA2552208A1 (en) * 2003-12-30 2005-07-14 3M Innovative Properties Company Detection cartridges, modules, systems and methods
JP4179169B2 (ja) * 2004-01-08 2008-11-12 カシオ計算機株式会社 分析装置
JP4246642B2 (ja) * 2004-01-15 2009-04-02 株式会社日立プラントテクノロジー マイクロ流体システム
DE102004007567A1 (de) * 2004-02-17 2005-09-01 Boehringer Ingelheim Microparts Gmbh Mikrostrukturierte Plattform und Verfahren zum Handhaben einer Flüssigkeit
CN100571860C (zh) * 2004-02-18 2009-12-23 日立化成工业株式会社 微型流体系统用支撑单元
JP4081721B2 (ja) * 2004-02-20 2008-04-30 富士フイルム株式会社 科学現象の評価装置、及びその製造方法
US8852862B2 (en) * 2004-05-03 2014-10-07 Handylab, Inc. Method for processing polynucleotide-containing samples
JP4551123B2 (ja) * 2004-05-28 2010-09-22 株式会社日立プラントテクノロジー マイクロ流体システム及びそれを用いる処理方法
JP4482929B2 (ja) * 2004-06-01 2010-06-16 富士フイルム株式会社 科学現象の評価装置の製造方法
JP4756835B2 (ja) * 2004-07-14 2011-08-24 キヤノン株式会社 生化学反応カートリッジ
US7932090B2 (en) * 2004-08-05 2011-04-26 3M Innovative Properties Company Sample processing device positioning apparatus and methods
WO2006042734A1 (de) * 2004-10-15 2006-04-27 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur durchführung einer elektrochemischen messung an einer flüssigen messprobe in einer über leitungen zugänglichen messkammer und zugehörige anordnung
DE102004051573B4 (de) * 2004-10-22 2007-03-15 Yokogawa Electric Corporation, Musashino Verfahren zur Behandlung einer Abfallflüssigkeit in Chemischen Reaktions-Patronen und chemische Reaktions-Patrone, in der das Verfahren angewendet wird
JP4683633B2 (ja) 2004-11-09 2011-05-18 キヤノン株式会社 液体の分析システムおよびカートリッジ
WO2006053588A1 (en) * 2004-11-17 2006-05-26 Agilent Technologies, Inc. Supply arrangement with supply reservoir element and fluidic device
JP4687653B2 (ja) * 2004-11-30 2011-05-25 日立化成工業株式会社 分析前処理用部品
CN101664662A (zh) * 2004-12-09 2010-03-10 日立化成工业株式会社 微流体系统用支持单元及其制造方法
WO2006061646A1 (en) * 2004-12-11 2006-06-15 The Science And Technology Facilities Council Assay for generation of a lipid profile using fluorescence measurement
KR101198038B1 (ko) 2005-01-28 2012-11-06 듀크 유니버서티 인쇄 회로 기판 위의 액적 조작을 위한 기구 및 방법
SE528697C2 (sv) * 2005-03-11 2007-01-30 Hemocue Ab Volymetrisk bestämning av antalet vita blodkroppar i ett blodprov
AU2006244617B2 (en) 2005-05-09 2013-04-18 Labrador Diagnostics Llc Point-of-care fluidic systems and uses thereof
PL1883474T3 (pl) 2005-05-25 2021-10-18 Boehringer Ingelheim Vetmedica Gmbh System do zintegrowanej i zautomatyzowanej analizy dna lub białka oraz sposób działania takiego systemu
US10816563B2 (en) 2005-05-25 2020-10-27 Boehringer Ingelheim Vetmedica Gmbh System for operating a system for the integrated and automated analysis of DNA or protein
WO2006132324A1 (ja) * 2005-06-10 2006-12-14 Olympus Corporation 反応容器およびそれを用いる反応装置
JP2007057420A (ja) * 2005-08-25 2007-03-08 Ias Inc 溶液供給装置
JP5015441B2 (ja) * 2005-09-30 2012-08-29 凸版印刷株式会社 反応チップおよび反応方法
JP4878601B2 (ja) * 2005-10-13 2012-02-15 日水製薬株式会社 試験デバイス
JP3844305B1 (ja) * 2005-10-13 2006-11-08 真一 日小田 微小吸引構造体及びその形成方法
JP4942662B2 (ja) * 2005-10-28 2012-05-30 アークレイ株式会社 送液方法、およびこれに用いるカートリッジ
US20080020260A1 (en) * 2005-11-12 2008-01-24 Brydon Chris A Apparatus, system, and method for manifolded integration of a humidification chamber for input gas for a proton exchange membrane fuel cell
WO2007060523A1 (en) * 2005-11-22 2007-05-31 Mycrolab P/L Microfluidic structures
US8741230B2 (en) 2006-03-24 2014-06-03 Theranos, Inc. Systems and methods of sample processing and fluid control in a fluidic system
US11287421B2 (en) 2006-03-24 2022-03-29 Labrador Diagnostics Llc Systems and methods of sample processing and fluid control in a fluidic system
WO2007122785A1 (ja) * 2006-04-18 2007-11-01 Ngk Insulators, Ltd. 反応装置、該反応装置用反応モジュール及び該反応装置用送液装置
JPWO2007122785A1 (ja) * 2006-04-18 2009-08-27 日本碍子株式会社 反応装置、該反応装置用反応モジュール及び該反応装置用送液装置
WO2007122819A1 (ja) * 2006-04-18 2007-11-01 Ngk Insulators, Ltd. 液体を媒体とする反応のための装置
US8007999B2 (en) 2006-05-10 2011-08-30 Theranos, Inc. Real-time detection of influenza virus
EP2023135A1 (de) * 2006-05-26 2009-02-11 Shimadzu Corporation Verfahren zur elektrophorese-vorbehandlung, analysesubstrat und vorrichtung zur elektrophorese-vorbehandlung
JP2008014661A (ja) * 2006-07-03 2008-01-24 Hitachi Software Eng Co Ltd 送液システム
EP1878498A1 (de) * 2006-07-14 2008-01-16 Roche Diagnostics GmbH Zusammenstellung zur Analyse einer flüssigen Probe durch Nukleinsäure-Amplifizierung
US7648786B2 (en) 2006-07-27 2010-01-19 Trulite, Inc System for generating electricity from a chemical hydride
US7651542B2 (en) 2006-07-27 2010-01-26 Thulite, Inc System for generating hydrogen from a chemical hydride
GB0618966D0 (en) * 2006-09-26 2006-11-08 Iti Scotland Ltd Cartridge system
US8012744B2 (en) 2006-10-13 2011-09-06 Theranos, Inc. Reducing optical interference in a fluidic device
US20080113391A1 (en) 2006-11-14 2008-05-15 Ian Gibbons Detection and quantification of analytes in bodily fluids
US8357214B2 (en) 2007-04-26 2013-01-22 Trulite, Inc. Apparatus, system, and method for generating a gas from solid reactant pouches
CN103487491B (zh) * 2007-04-27 2015-09-02 爱科来株式会社 分析芯片以及分析装置
JP5064497B2 (ja) * 2007-04-27 2012-10-31 アークレイ株式会社 電気泳動チップおよび電気泳動装置
US20090029227A1 (en) * 2007-07-25 2009-01-29 John Patton Apparatus, system, and method for securing a cartridge
CA2732060A1 (en) 2007-07-25 2009-01-29 Trulite, Inc. Apparatus, system, and method to manage the generation and use of hybrid electric power
US8158430B1 (en) 2007-08-06 2012-04-17 Theranos, Inc. Systems and methods of fluidic sample processing
GB2463839B (en) * 2007-08-09 2012-09-26 Agilent Technologies Inc Fluid flow control in a microfluidic device
US8470266B2 (en) * 2007-09-10 2013-06-25 Nec Corporation Sample packing device
MX2010003578A (es) 2007-10-02 2010-06-09 Theranos Inc Dispositivos modulares de punto de cuidado y usos de los mismos.
KR100799354B1 (ko) 2007-11-08 2008-01-30 주식회사 인포피아 시약용기
TWI537203B (zh) * 2007-11-27 2016-06-11 惠普研發公司 製備滴定系列之技術
JP2011506926A (ja) * 2007-12-06 2011-03-03 エージェンシー フォー サイエンス， テクノロジー アンド リサーチ 化学反応を実施しモニターするための一体型装置
CA2639954C (en) * 2008-02-11 2017-08-15 Aaron R. Wheeler Droplet-based cell culture and cell assays using digital microfluidics
CA2716950C (en) * 2008-02-29 2017-07-04 Northwestern University Barriers for facilitating biological reactions
WO2009112030A1 (en) * 2008-03-12 2009-09-17 Fluimedix Aps Controlled liquid handling
CN102047124B (zh) * 2008-03-31 2013-07-17 新加坡科技研究局 利用互连的多腔室装置的流体处理与传输
US8961902B2 (en) * 2008-04-23 2015-02-24 Bioscale, Inc. Method and apparatus for analyte processing
WO2009149257A1 (en) * 2008-06-04 2009-12-10 The University Of Chicago The chemistrode: a plug-based microfluidic device and method for stimulation and sampling with high temporal, spatial, and chemical resolution
KR101102532B1 (ko) 2008-07-10 2012-01-03 삼성전자주식회사 시약 카트리지, 시약 카트리지를 구비하는 미세유동장치, 그 제조방법, 및 이를 이용한 시료분석방법
JPWO2010010858A1 (ja) * 2008-07-22 2012-01-05 アークレイ株式会社 キャピラリー電気泳動法による分析装置
US8753868B2 (en) 2008-08-04 2014-06-17 General Electric Company Method and system for selective isolation of target biological molecules in a general purpose system
JP5155800B2 (ja) 2008-09-29 2013-03-06 富士フイルム株式会社 反応方法及び反応装置
US8187864B2 (en) * 2008-10-01 2012-05-29 The Governing Council Of The University Of Toronto Exchangeable sheets pre-loaded with reagent depots for digital microfluidics
EP2349566B1 (de) 2008-10-03 2016-01-06 Micronics, Inc. Mikrofluidikvorrichtung und verfahren zur durchführung von blutgruppenbestimmung und kreuzprobe
US8053239B2 (en) 2008-10-08 2011-11-08 The Governing Council Of The University Of Toronto Digital microfluidic method for protein extraction by precipitation from heterogeneous mixtures
EP2346777A4 (de) 2008-10-10 2014-10-01 Univ Toronto Hybride digitale mikrofluidische kanalvorrichtungen und herstellungsverfahren dafür
KR101099495B1 (ko) * 2008-10-14 2011-12-28 삼성전자주식회사 원심력 기반의 미세유동장치, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 시료분석방법
US20100129772A1 (en) * 2008-11-21 2010-05-27 David Sklarski Captive thread dental implant apparatus
JP5218153B2 (ja) 2009-02-26 2013-06-26 株式会社日立プラントテクノロジー 微生物検出装置、検出方法、及びそれに用いられる試料容器
US9851365B2 (en) 2009-02-26 2017-12-26 The Governing Council Of The University Of Toronto Digital microfluidic liquid-liquid extraction device and method of use thereof
US8202736B2 (en) * 2009-02-26 2012-06-19 The Governing Council Of The University Of Toronto Method of hormone extraction using digital microfluidics
ITBO20090154A1 (it) * 2009-03-17 2010-09-18 Silicon Biosystems Spa Sistema microfluidico
US8248604B2 (en) 2009-09-24 2012-08-21 On-Chip Biotechnologies Co., Ltd Flow cytometer and flow cell for the same
BR112012009196B1 (pt) 2009-10-19 2021-03-30 Labrador Diagnostics Llc Sistema para modelar a progressão de uma doença dentro de uma população
JP5526911B2 (ja) * 2010-03-25 2014-06-18 東レ株式会社 研磨パッド
US9170132B2 (en) * 2010-05-05 2015-10-27 Ysi Incorporated Replaceable probe head having an operational amplifier
US8664938B2 (en) * 2010-05-05 2014-03-04 Ysi Incorporated Replaceable probe head
WO2011137533A1 (en) 2010-05-05 2011-11-10 The Governing Council Of The University Of Toronto Method of processing dried samples using digital microfluidic device
US20130087206A1 (en) * 2010-06-29 2013-04-11 Analogic Corporation Sample carrier
ITBO20100505A1 (it) * 2010-08-04 2012-02-05 Silicon Biosystems Spa Sistema microfluidico
TWI438486B (zh) 2010-08-17 2014-05-21 Ind Tech Res Inst 微振鏡裝置
WO2012040861A1 (en) 2010-10-01 2012-04-05 The Governing Council Of The University Of Toronto Digital microfluidic devices and methods incorporating a solid phase
US8616205B2 (en) 2010-10-06 2013-12-31 Honeywell International Inc. Respirator with end-of-service-life detection
US8460607B2 (en) 2010-10-22 2013-06-11 Abbott Laboratories Microfluidic device having a flow channel
WO2012092010A1 (en) 2010-12-29 2012-07-05 Abbott Point Of Care Inc. Multi-fluidic cartridges for sample analysis and methods for using same
WO2012092011A1 (en) 2010-12-29 2012-07-05 Abbott Point Of Care Inc. Reader devices for manipulating multi-fluidic cartridges for sample analysis
TWI690594B (zh) 2011-01-21 2020-04-11 美商賽瑞諾斯Ｉｐ有限責任公司 樣本使用最大化之系統及方法
JP2012189410A (ja) * 2011-03-10 2012-10-04 Rohm Co Ltd マイクロチップ
US9079049B2 (en) 2011-11-02 2015-07-14 Honeywell International Inc. Respirators with a sacrificial cartridge for end of service life indication
US8986527B2 (en) 2011-12-06 2015-03-24 Edan Diagnostics Testing cartridge for an in vitro medical diagnostic device
EP2610009A1 (de) * 2011-12-29 2013-07-03 Samsung Electronics Co., Ltd Festreagenzienauflösungsvorrichtung und Verfahren zur Auflösung von Festreagenzien durch Verwendung davon
CN107099445B (zh) 2012-03-16 2020-06-16 统计诊断与创新有限公司 具有集成传送模块的测试盒
TWI456196B (zh) 2012-04-24 2014-10-11 Ind Tech Res Inst 檢體免疫分析檢測裝置
CN103376312B (zh) * 2012-04-24 2015-01-28 财团法人工业技术研究院 检体免疫分析检测装置
WO2013169730A1 (en) 2012-05-08 2013-11-14 Quidel Corporation Device for isolating an analyte from a sample, and methods of use
US10501735B2 (en) 2012-08-23 2019-12-10 Quidel Corporation Device with controlled fluid dynamics, for isolation of an analyte from a sample
USD717438S1 (en) 2012-11-12 2014-11-11 Edan Diagnostics Fluid cartridge
USD706930S1 (en) 2012-11-12 2014-06-10 Edan Diagnostics Fluid cartridge
USD717459S1 (en) 2012-11-12 2014-11-11 Edan Diagnostics Diagnostic device
US10525465B2 (en) * 2012-11-29 2020-01-07 Koninklijke Philips N.V. Cartridge for uptake and processing of a sample
CN103543192B (zh) * 2012-12-06 2016-03-09 理邦（美国）诊断有限公司 一种用于诊断装置的试剂包
US9283411B2 (en) 2013-04-19 2016-03-15 Honeywell International Inc. Gas sensing drift compensation using gas self-referencing for end of service life indication for respirators
AT514210B1 (de) * 2013-04-25 2016-08-15 Greiner Bio-One Gmbh Dispenser-befülltes mikrofluidisches Testsystem und Verfahren dazu
EP2994750B1 (de) 2013-05-07 2020-08-12 PerkinElmer Health Sciences, Inc. Mikrofluidische vorrichtungen und verfahren zur durchführung von serumtrennung und blutkreuzproben
US20160236196A1 (en) * 2013-09-30 2016-08-18 Hitachi, Ltd. Reagent Holding Container, Liquid Delivery Device, Reagent Discharge Method
WO2015051347A2 (en) * 2013-10-04 2015-04-09 Avansci Bio, L.L.C. Liquid dispensing device
CN110560187B (zh) * 2013-11-18 2022-01-11 尹特根埃克斯有限公司 用于样本分析的卡盒和仪器
GB2544844B (en) * 2013-12-19 2020-08-26 Chevron Usa Inc Underwater vehicle and sensor
US9476875B2 (en) 2015-03-02 2016-10-25 Chembio Diagnostic Systems, Inc. Integrated buffer dual-path immunoassay device
JP6787924B2 (ja) 2015-04-09 2020-11-18 アングル ヨーロッパ リミテッド ディスポーザブルバイオアッセイカートリッジ、複数のアッセイステップを実施しカートリッジ内の流体を搬送する方法
EP3093656A1 (de) * 2015-05-13 2016-11-16 ARKRAY, Inc. Analytisches werkzeug und analytisches system
CN208562324U (zh) 2015-06-05 2019-03-01 米罗库鲁斯公司 空气基质数字微流控(dmf)装置
US11260386B2 (en) 2015-06-05 2022-03-01 The Emerther Company Component of a device, a device, and a method for purifying and testing biomolecules from biological samples
EP3303547A4 (de) 2015-06-05 2018-12-19 Miroculus Inc. Vorrichtung und verfahren für digitale luftmatrix-mikrofluidik zur begrenzung der verdampfung und oberflächenverunreinigung
US10300486B2 (en) * 2015-07-17 2019-05-28 Stat-Diagnostica & Innovation, S.L. Dry chemistry container
JP6626677B2 (ja) * 2015-09-30 2019-12-25 株式会社フコク マイクロ流路デバイス
US11262373B2 (en) 2015-11-16 2022-03-01 Konica Minolta, Inc. Detection method, detection apparatus and test kit
EP3179243B1 (de) * 2015-12-09 2023-09-27 ARKRAY, Inc. Analytisches werkzeug und analytisches system
TWI584862B (zh) * 2016-05-06 2017-06-01 顏義軒 低壓損過濾膜
JP2017219373A (ja) * 2016-06-06 2017-12-14 株式会社ニコン 流体デバイス
EP3263215B1 (de) * 2016-06-30 2021-04-28 ThinXXS Microtechnology AG Vorrichtung mit einer flusszelle mit reagenzspeicher
JP2020501107A (ja) 2016-08-22 2020-01-16 ミロキュラス インコーポレイテッド デジタルマイクロ流体デバイスにおける並行小滴制御のためのフィードバックシステム
KR102291911B1 (ko) 2016-09-08 2021-08-23 헤멕스 헬스, 인크. 진단 시스템 및 방법
US20190240655A1 (en) * 2016-09-14 2019-08-08 Sekisui Chemical Co., Ltd. Microchip
EP3523035B1 (de) 2016-10-07 2020-07-29 Boehringer Ingelheim Vetmedica GmbH Analysevorrichtung und verfahren zum testen einer probe
CA3035141A1 (en) 2016-10-07 2018-04-12 Boehringer Ingelheim Vetmedica Gmbh Method and analysis system for testing a sample
CA3049416A1 (en) 2016-12-28 2018-07-05 Miroculus Inc. Digital microfluidic devices and methods
CN106872684B (zh) * 2017-03-27 2018-11-02 厦门先明生物技术有限公司 集成试剂组并行处理反应装置
WO2018187476A1 (en) 2017-04-04 2018-10-11 Miroculus Inc. Digital microfluidic apparatuses and methods for manipulating and processing encapsulated droplets
CN110892258A (zh) 2017-07-24 2020-03-17 米罗库鲁斯公司 具有集成的血浆收集设备的数字微流控系统和方法
EP3676009A4 (de) 2017-09-01 2021-06-16 Miroculus Inc. Digitale mikrofluidikvorrichtungen und verfahren zu ihrer verwendung
TWI738328B (zh) * 2017-09-28 2021-09-01 美商伊路米納有限公司 流體施配器總成與用於將流體施配至流體匣中的方法
JP6948914B2 (ja) * 2017-10-30 2021-10-13 アークレイ株式会社 分析装置
JP6895868B2 (ja) * 2017-10-30 2021-06-30 アークレイ株式会社 分析装置
EP3476483B1 (de) * 2017-10-30 2022-03-02 ARKRAY, Inc. Analysevorrichtung
EP3741839B1 (de) * 2018-01-15 2024-03-20 Go!Foton, Inc. Reaktionsverarbeitungsvorrichtung
US12042793B2 (en) 2018-01-18 2024-07-23 Qiagen Gmbh Dry chemistry container
US11255770B2 (en) * 2018-01-30 2022-02-22 Kyocera Corporation Measurement apparatus
CN117091902A (zh) * 2018-02-27 2023-11-21 芯易诊有限公司 连续稀释样品混合物的装置及方法
CN112469504B (zh) 2018-05-23 2024-08-16 米罗库鲁斯公司 对数字微流控中的蒸发的控制
US11376590B2 (en) * 2019-02-01 2022-07-05 Case Western Reserve University Diagnostic system for hemoglobin analysis
EP3953041A4 (de) * 2019-04-08 2023-01-25 Miroculus Inc. Digitale mikrofluidikvorrichtungen mit mehreren patronen und verfahren zur verwendung
US11740203B2 (en) 2019-06-25 2023-08-29 Hemex Health, Inc. Diagnostics systems and methods
WO2021016614A1 (en) 2019-07-25 2021-01-28 Miroculus Inc. Digital microfluidics devices and methods of use thereof
CN112779145B (zh) * 2019-11-01 2024-02-13 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 细胞分析设备控制方法、装置及计算机可读存储介质
DE102019219948A1 (de) * 2019-12-18 2021-06-24 Robert Bosch Gmbh Mikroarray
USD975312S1 (en) 2020-02-14 2023-01-10 Beckman Coulter, Inc. Reagent cartridge
CN111337480B (zh) * 2020-04-26 2024-07-09 成都斯马特科技股份有限公司 一种化学发光免疫分析仪用推料回收系统
CN112169853B (zh) * 2020-12-01 2021-02-26 南京岚煜生物科技有限公司 一种多功能微流控检测芯片
CN113049337B (zh) * 2021-03-24 2023-06-09 重庆市科学技术研究院 一种非沉淀强化铝合金铸锭强度和塑性的判断方法
GB202105032D0 (en) * 2021-04-08 2021-05-26 Kromek Ltd Microfludic system and method
US20240226876A1 (en) * 2021-04-26 2024-07-11 The Regents Of The University Of California Testing devices
CN113907798B (zh) * 2021-09-23 2024-02-23 上海市第十人民医院 一种在手术过程中的便携式pth的检测装置
CN219117443U (zh) * 2021-10-12 2023-06-02 上海邦先医疗科技有限公司 一种lamp芯片
CN114272968A (zh) * 2021-12-10 2022-04-05 武汉佰起科技有限公司 一种液体检测样储存管
US11857961B2 (en) 2022-01-12 2024-01-02 Miroculus Inc. Sequencing by synthesis using mechanical compression

Family Cites Families (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3785771A (en) * 1969-08-19 1974-01-15 Du Pont Method and apparatus for analyzing a liquid containing macromolecules that would interfere with the analysis
JPS578131A (en) 1980-06-19 1982-01-16 Asahi Chem Ind Co Ltd Injection-molded article of rubber-reinforced polystyrene resin excellent in appearance
JPS5717659A (en) 1980-07-04 1982-01-29 Asahi Medical Co Hollow fiber type blood treating device
US4439492A (en) * 1980-08-11 1984-03-27 Asahi-Dow Limited Injection molded articles with improved surface characteristics
JPS5933144A (ja) 1982-08-18 1984-02-22 ワシ中越ボ−ド株式会社 強化紙貼り塗装板の製造方法
JPS59138406U (ja) * 1983-03-08 1984-09-14 三菱レイヨン株式会社 脱泡装置
JPS60174933A (ja) 1984-02-22 1985-09-09 Hitachi Ltd フツ化水素ガス分析装置
US4756884A (en) * 1985-08-05 1988-07-12 Biotrack, Inc. Capillary flow device
EP0279574B1 (de) * 1987-02-17 1992-08-19 CMB Foodcan plc Analytischer Teststreifen
US5128104A (en) 1987-04-27 1992-07-07 Murphy Harold R Cuvette for automated testing machine
JPH022812A (ja) 1988-06-10 1990-01-08 Nec Kyushu Ltd フィルター
FR2634893B1 (fr) 1988-07-28 1990-09-14 Guigan Jean Laboratoire miniature pour la realisation d'analyses biologiques par reaction chimique a partir d'un echantillon de sang
FR2634894B1 (de) 1988-07-28 1990-09-14 Guigan Jean
EP0376611A3 (de) 1988-12-30 1992-07-22 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Elektroforetische Vorrichtung
US5229297A (en) * 1989-02-03 1993-07-20 Eastman Kodak Company Containment cuvette for PCR and method of use
US5104813A (en) 1989-04-13 1992-04-14 Biotrack, Inc. Dilution and mixing cartridge
JPH03223674A (ja) 1989-11-30 1991-10-02 Mochida Pharmaceut Co Ltd 反応容器
AU642444B2 (en) * 1989-11-30 1993-10-21 Mochida Pharmaceutical Co., Ltd. Reaction vessel
US5092973A (en) 1990-01-26 1992-03-03 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Rectangular capillaries for capillary electrophoresis
US5149501A (en) * 1990-01-29 1992-09-22 Cirrus Diagnostics, Inc. Multichambered container and instrument for performing diagnostic tests
JPH0453384A (ja) 1990-06-21 1992-02-20 Sony Corp コンバーゼンス補正装置
US5272093A (en) * 1990-08-02 1993-12-21 Miles Inc. Reagent containment and delivery tray and method of use
US5212065A (en) * 1990-10-25 1993-05-18 International Diagnostic Systems, Corp. Rapid assay device
US5230866A (en) * 1991-03-01 1993-07-27 Biotrack, Inc. Capillary stop-flow junction having improved stability against accidental fluid flow
JPH04369467A (ja) 1991-04-12 1992-12-22 Yokogawa Electric Corp 光熱レンズ分析装置
US5413732A (en) 1991-08-19 1995-05-09 Abaxis, Inc. Reagent compositions for analytical testing
US5223219A (en) * 1992-04-10 1993-06-29 Biotrack, Inc. Analytical cartridge and system for detecting analytes in liquid samples
US5290518A (en) * 1992-08-17 1994-03-01 Eastman Kodak Company Flexible extraction device with burstable sidewall
JP3073358B2 (ja) 1993-03-25 2000-08-07 旭化成工業株式会社 厚膜回路基板およびその製造方法
US5439587A (en) 1993-07-27 1995-08-08 Millipore Corporation Self priming filter apparatus
US5591643A (en) 1993-09-01 1997-01-07 Abaxis, Inc. Simplified inlet channels
US5478751A (en) * 1993-12-29 1995-12-26 Abbott Laboratories Self-venting immunodiagnositic devices and methods of performing assays
WO1995033986A1 (en) 1994-06-06 1995-12-14 Abaxis, Inc. Modified siphons for improved metering precision
US5639428A (en) 1994-07-19 1997-06-17 Becton Dickinson And Company Method and apparatus for fully automated nucleic acid amplification, nucleic acid assay and immunoassay
US6001229A (en) * 1994-08-01 1999-12-14 Lockheed Martin Energy Systems, Inc. Apparatus and method for performing microfluidic manipulations for chemical analysis
CA2156226C (en) 1994-08-25 1999-02-23 Takayuki Taguchi Biological fluid analyzing device and method
JP3712007B2 (ja) 1994-12-09 2005-11-02 敬二 大竹 化学反応目視用混合試験方法
JP2937064B2 (ja) 1995-02-28 1999-08-23 株式会社島津製作所 キャピラリ電気泳動チップ
DE19511603A1 (de) * 1995-03-30 1996-10-02 Norbert Dr Ing Schwesinger Vorrichtung zum Mischen kleiner Flüssigkeitsmengen
US5856174A (en) 1995-06-29 1999-01-05 Affymetrix, Inc. Integrated nucleic acid diagnostic device
JP3274049B2 (ja) 1995-11-15 2002-04-15 アークレイ株式会社 多孔性材料中の液体の光学的測定法
JPH09196920A (ja) 1995-11-15 1997-07-31 Nihon Medi Physics Co Ltd 体液成分分析器具および分析方法
JP4044163B2 (ja) 1995-11-15 2008-02-06 アークレイ株式会社 液体検知方法および器具
JPH09229883A (ja) 1996-02-20 1997-09-05 Bunshi Bio Photonics Kenkyusho:Kk 暗視野型光熱変換分光分析装置
JP3485726B2 (ja) 1996-06-24 2004-01-13 トヨタ自動車株式会社 電気角検出装置
JP3349070B2 (ja) 1996-09-03 2002-11-20 旭化成株式会社 熱可塑性樹脂の成形法
JP3460917B2 (ja) 1996-12-26 2003-10-27 株式会社ダイフク 搬送車
JPH11245255A (ja) 1998-02-27 1999-09-14 Asahi Chem Ind Co Ltd 射出成形方法
JPH11245270A (ja) 1998-03-03 1999-09-14 Asahi Chem Ind Co Ltd キャピラリー電気泳動用チップ及び電気泳動装置
AU3491299A (en) 1998-04-14 1999-11-01 Lumenal Technologies, L.P. Test cartridge with a single inlet port
US7105354B1 (en) 1998-06-12 2006-09-12 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Analyzer
JP2000002675A (ja) 1998-06-12 2000-01-07 Asahi Chem Ind Co Ltd キャピラリー光熱変換分析装置
JP2000002677A (ja) 1998-06-15 2000-01-07 Asahi Chem Ind Co Ltd 分析装置
JP2001165939A (ja) 1999-12-10 2001-06-22 Asahi Kasei Corp キャピラリー分析装置
US6468732B1 (en) * 2000-04-04 2002-10-22 Bayer Corporation Method and long-term stable bicarbonate-containing diluent composition, and storage means therefor, for reducing or reversing aeration induced cell shrinkage and storage induced cell swelling of a whole blood sample
GB0129816D0 (en) * 2001-12-13 2002-01-30 The Technology Partnership Plc Testing device for chemical or biochemical analysis
US7122153B2 (en) * 2003-01-08 2006-10-17 Ho Winston Z Self-contained microfluidic biochip and apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001013127A1 (fr) 2001-02-22
KR20020021810A (ko) 2002-03-22
CN1370278A (zh) 2002-09-18
JP4627395B2 (ja) 2011-02-09
AU6321700A (en) 2001-03-13
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US20050148091A1 (en) 2005-07-07
EP1203959A4 (de) 2002-08-28
TW517154B (en) 2003-01-11
US7625760B2 (en) 2009-12-01
DE60035199D1 (de) 2007-07-26
ATE364843T1 (de) 2007-07-15
EP1203959B1 (de) 2007-06-13

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