JP2002505946A - 試料担体 - Google Patents

試料担体

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Abstract

(57)【要約】 本試料担体は試薬液体に対する少なくとも１つの試料受容チャンバー、および前記少なくとも１つの試料受容チャンバーと接続している試料液体用の分配チャンネルを含み、少なくとも１つのこのような分配チャンネルはそれぞれの試料受容チャンバーより伸びている。本試料担体はさらに、前記少なくとも１つの分配チャンネルから分岐した流入チャンネルが入る少なくとも１つの反応チャンバー、およびそれぞれの反応チャンバー用のガス抜き口を含む。それぞれの分配チャンネルおよびそれぞれの流入チャンネルは、液体輸送がキャピラリー力による影響で、分配および流入チャンネルを通して行われるように大きさが決定される。それぞれの反応チャンバーにおいて、流入チャンネルの入り口領域には、流入チャンネルより反応チャンバーへ試料が流れるようにするキャピラリー力を生成するための手段が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は、試料液体で実施する微生物学的検査および医学的、環境的分析およ
び診断のために使用されるタイプの試料担体に関する。
【０００２】 （背景技術） 微生物学的診断において、方法は例えば伝達、蛍光、濁度測定等の吸収、散乱
、発光解析などの光学手法からなる。このような工程は、透明なプラスチックか
らなり、多数のチャンバまたは１つ以上の開口部のあるカップ形の深い部分を含
む試料担体または試験ストリップを用いて行う。試料担体または試験ストリップ
は、試薬が配された、例えば３２または９６チャンバまたは深い部分を含む。微
生物懸濁液の接種後、試料担体または試験ストリップを、必要であれば、透明フ
ィルムで封をし、またはふたで閉じる。深い部分は６０μｌから３００μｌの充
填容量を持ち、補助器具の使用によって個々に満たされる。補助器具として、１
チャンネルまたは８、４８、または９６チャネルのピペットが本目的のために使
用される。
【０００３】 米国特許第４，０３８，１５１号より、自動化光学試験方法のための試料プレ
ートが知られており、懸濁微生物の検出と計数のため、およびそれらの抗生物質
への感受性を検出するために役立つ。プレートは堅い透明なプラスチックからな
り、例えば２０の円錐形の反応チャンバを含む。反応チャンバの断面積はプレー
トの他の側面より一方の側面がより大きい。それぞれの反応チャンバの各反応チ
ャンバ用の流入チャネルが配置されている側に設けられている２つのオーバーフ
ローチャンバがそれぞれの反応チャンバの隣に配置されている。反応チャンバは
スリットを介してオーバーフローチャンバに接続されている。反応チャンバ、ス
リットおよびオーバーフローチャンバは試料プレートの全ての厚さを超えて広が
る。反応チャンバは、プレートの一方の側に配置された、特別に配置され、形成
された流入チャンバを通して、隔壁によって閉じられた少なくとも１つの試料受
容チャンバへグループで接続されている。流入チャンネルは、円錐形の反応チャ
ンバのより広い側で正接的に開口している。それぞれの流入チャネルの断面の形
状および表面は個々の位置での急激な変化によって形成されている。流動方向で
見る場合、これらの側において、平坦で広いチャネルが深く小さなチャネルへの
移行をうける。プレートの一方の側に配置された流入チャネルは、反応チャンバ
と試料受容チャンバ間の個々の最も短い接続よりも長くてよい。その結果、懸濁
液内に配された成分の逆拡散がより難しくなるであろう。エッジ領域を除いたプ
レートは両側が、試料受容チャンバの一方の側と同様に、プレートの一方の側に
配置された反応チャンバ、オーバーフローチャンバ、スリット、流入チャンバを
覆う個々の半透性フィルムに接着されている。反応チャンバは試薬物質の乾燥層
によって覆われる。
【０００４】 試料液体を既知の試料プレートへ導入するために、試料プレートのチャネルお
よびチャンバを空にする。その結果、プレートのエッジから隔壁を通し、カニュ
ーレを介してプレートの外部に配置したコンテナから試料受容チャンバへ使用液
体が通過させられ、流入チャンネルを通して反応チャンバ、および必要ならばオ
ーバーフローチャンバへ流動するであろう。反応チャンバへ流動した懸濁液（試
料液体）と試薬層は、フィルム上に配置された接着層と接触する。
【０００５】 反応チャンバ内での試料の光学試験の間、試料プレートは測定装置内に垂直に
配置される。この向きで、重力の方向に関連して、流入チャネルは上部より反応
チャンバへ入るように配置され、オーバーフローチャネルは、反応チャンバの上
に位置する。したがって反応チャンバにもしかしたら存在し、または反応または
代謝工程の場合生成されるガス泡が試料の光学試験を妨げることなくオーバーフ
ローチャンバにたまる。
【０００６】 米国特許第５，６７０，３７５号より、６４までの数の穴が提供され、それら
が同時に接種される試料プレートが知られる。空気が穴から吸収された後、試験
している流体が試料プレートの外部に配置したコンテナより接続チューブを通し
て穴内に流入し、したがって後者が満たされるであろう。
【０００７】 米国特許第５，２２３，２１９号より既知のものは、試料の送り込み領域から
始まり、試料液体が分配チャンネルシステムを介して反応チャンバに入るような
試料担体である。反応チャンバは試薬により提供される多孔性の挿入物を含む。
この多孔性挿入物で生成される毛細管力により、試料液体が反応チャンネル内へ
「吸い込まれる」。反応チャンバがその中に挿入物が配置されているせいで、反
応チャンバ内に配置され、試薬と反応している試料液体の光度測定試験に制限を
課す。したがって、たとえば、この配置は透過光線測定および光学濁度測定を行
うための可能性を提供しない。
【０００８】 最後に、現在到達し得る最高の技術水準はまた、試料液体をアンプルから複数
の反応チャンバへ輸送するために液体分配システムを含み、それらのシステムで
は、分配チャンネルを通した液体の流れを生成するために重力が利用されている
。反応チャンバはガス抜きされなければならず、反応チャンバから始まるガス抜
きチャンネルによって、およびガス抜きチャンネルのシステムを形成しているそ
れら自身によって実施される。これらのチャンネルシステム（分配チャンネルシ
ステムおよびガス抜きチャンネルシステム）のいずれも連絡チューブの様式で設
計され、重力を使用しているので、試料液体が、反応チャンバが満たされた後、
ガス抜きチャンネルから漏れ出る可能性を防止する。
【０００９】 微生物学の、および解析、診断手順の準平行試験の増加する広がりおよび自動
化は、現存する試料担体および試料液体分配システムのさらなる発展、とくに小
型化を必要とする。結果としてチャンネルの断面積が相対的に小さくなるため、
液体輸送に重力及び圧力以外の力を使用することが望ましい。この点で、特に毛
細管力が有用であることが明らかになるが、しかしながら、試料担体と試料液体
分配システムそれぞれにおいて、より小さい断面の領域からより大きい断面の領
域へ液体を流動させる時でさえも、液体輸送を維持することは難しいであろう。
【００１０】 したがって、単位面積あたりの反応チャンバの密度が相対的に高く、低コスト
で製造でき、外部より簡単な方法で制御可能な液体流動制御機構を含んでいる試
料担体と試料液体分配システムを提供することが本発明の目的である。
【００１１】 本発明にしたがって、上記目的はそれぞれ以下を含む試料担体および試料液体
分配システムを提供することによって成し遂げられる。 ・試料液体用の少なくとも１つの試料受容チャンバ ・前記少なくとも１つの試料受容チャンバと接続し、その少なくとも１つがそれ
ぞれの試料受容チャンバから伸張している試料液体用の分配チャンネル ・前記少なくとも１つの分配チャンネルから分岐している流入チャンネルが入る
少なくとも１つの反応チャンバ ・それぞれの反応チャンバ用のガス抜き口
【００１２】 本発明の試料担体および本発明の試料液体分配システムは、 ・それぞれの分配チャンネルおよびそれぞれの流入チャンネルは、分配および流
入チャンネルにおける液体輸送が毛細管力の効果により行われるように寸法が決
定されており、 ・それぞれの反応チャンバ内で、流入チャンネルの入り口領域に、試料液体を流
入チャンネルから反応チャンバへ流動させる毛細管力を生成する手段が設けられ
ている ことを特徴とする。
【００１３】 本発明によれば、分配チャンネルおよび流入チャンネルが、そこでの液体輸送
が毛細管力で行われるような小さなサイズの断面積および形状の断面積を持つと
規定されている。したがって、チャンネルは毛細管として形成される。チャンネ
ルを介して流れている試料液体を受容するために提供された反応チャンバは、流
入チャンネルよりも大きな断面を持つ。この様式では、状況は、液体がより小さ
な断面からより大きな穴、すなわち反応チャンバへ流れなければならない状況が
作り出される。この流動をもっぱら毛細管力の効果の下で行わせるために、本発
明によれば、それぞれの反応チャンバで、とりわけ流入チャンネルの入り口領域
において、反応チャンバの内側で形成された構造物または非対称が、試料液体を
流入チャンネルから反応チャンネルへ流れることを可能にする毛細管力を生成す
る手段として提供される。反応チャンネルへの流入チャンネルの入り口領域での
このような毛細管力生成手段の提供によって、毛細管力によって生成された試料
液体流動が反応チャンバが満たされるまで保持される。これらの毛細管力生成手
段は、反応チャンバの壁を試料液体でぬらすことを促進し、したがって液体流動
を一定に保つ。毛細管力生成手段の上述した設計に代わる手段として、これらの
表面を親水性にする、または反応チャンバの内側が濡らされており、反応チャン
バが完全に試料液体で満たされている程度まで親水性にするという趣旨で反応チ
ャンバの表面を処理することでも提供できる。
【００１４】 特に、流入チャンネルの反応チャンバへの入り口領域での毛細管力生成手段は
、流入溝等の配置によって実現する。この流入溝は、移行領域によってお互いに
連結している少なくとも２つの制限面を含む。この移行領域はこの溝に沿った試
料液体の流動に必要である毛細管力を生成するのに十分小さい半径の丸み付けし
た領域で提供される。もし流入チャンネルが底面の高さで、反応チャンバ内に注
ぐように配置された場合、反応チャンバの底面と側面間の領域で丸み付けの半径
を適切に選択することにより、液体がまず底領域全体をぬらすように底面と側面
間のコーナーと移行領域に沿って流れるために液体流動を保持でき、一方この地
点より、さらなる輸送が、その断面が今完全に試料液体で満たされた反応チャン
バの毛細管効果によって保持されるであろう。流入チャンネルが、反応チャンバ
の底面より上のいずれか１つの側面から反応チャンバへ入るように配置されてい
る場合、溝または同様のうね様の深まりは入り口と底面間のそれぞれの側壁で形
成されるべきである。このような溝はまた、ある角度で互いに伸張している反応
チャンバの２つの側面のコーナー領域によって適切に提供されることができ、両
側面のコーナーまたは移行領域での丸み付けの半径が、流入チャンネルから試料
液体を「引っ張る」のに十分大きな、試料液体に作用する毛細管力を生成するの
に十分小さく定められ得る。これらの溝の湾曲の要求される半径に関しては、溝
によって結合されたチャンネルの最も小さな寸法よりもさらに小さく作られるこ
とに一般的に気付くべきである。
【００１５】 毛細管力生成手段の代わりの手段として、チャンバの境界を定める面から、９
０°以外の角度で伸張するチャンネルを提供できる。結果としての非円形入り口
開口によって、試料液体は、最も好ましい場合、チャンネルより付加的な手段な
しにチャンバに流入するであろう。
【００１６】 試験下の試料液体を試料受容チャンバから分配チャンネルへ流動させる機構は
、毛細管力を生成する構造物の使用によって同様に取得できる。最も簡潔な場合
、分配チャンネルはチャンバの底面の高さで試料受容チャンバから分岐するよう
に配置される。試料受容チャンバが試料液体で満たされた後、分配チャンネルの
断面が入り口領域で液体によって濡れ、分配チャンネル内の流動が自動的に生成
されるであろうからである。したがって、試料液体の試料受容チャンバからの排
出が保証される。
【００１７】 分配チャンネルが底面より上から試料受容チャンバへ入るよう配置される場合
、通常、生産技術の理由のために、異なる状況が存在する。この場合、試料液体
は、試料チャンバ内での液体レベルから始まり、「上に引かれる」ことが提供さ
れなければならない。これは、試料受容チャンバ内で配置された毛細管力生成手
段によって達成され、反応チャンバ内に配置される毛細管力生成手段と同様の方
法で形成され得る。この場合も好ましい変形は、試料受容チャンバの１つの側壁
での流出溝として形成される溝を含む。この代わりとして、溝は試料受容チャン
バの２つの互いに角度をなした側面間の移入領域とコーナー領域として提供され
得る。このような場合すべてにおいて、溝とコーナー領域の相対的に小さな丸み
付けの半径範囲をそれぞれ選択することによって、液体が自動的に流入するよう
な毛細管力が生成されることに注意が払われなければならない。
【００１８】 上述から明らかなように、小型化はきわめて小さな空間に、例えば基底部に形
成される穴として供給された多くの反応チャンバを配置する可能性を提供する。
分配チャンネルと、それより分岐した流入チャンネルを介した試料液体の分配に
関しては、試料液体は、できる限り最も均一なやり方、そして特に同時にすべて
の反応チャンバをみたすこととなることが望ましい。この効果を保証するために
、またはより広くそれを保証するために、本発明にしたがって提供された分配チ
ャンネルシステムでは、流入チャンネルは適切に分配チャンネルよりも小さな断
面積を持つべきである。したがって、流入チャンネルは、毛細管力でなお生成さ
れる液体輸送を減速させる絞り弁様式で作用するであろう。分配チャンネルの長
さに沿って分岐しているすべての流入チャンネルは、同様の断面積を持つことが
できる。または、流入チャンネルの断面積は、試料受容チャンバからの流入チャ
ンネルの距離が増加するにつれて広幅化されることができ、ゆえに、分配チャン
ネルを通した試料液体の流動方向に関して、最初に分岐したそれらの流入チャン
ネルにおいて、その後に分岐している流入チャンネルよりもより大きな絞り弁効
果が得られる。
【００１９】 スペースの理由のために、流入チャンネルは分配チャンネルの両側から分岐す
るように、適切に配置される。この点において、流動技術の観点から、反対側で
それらから分岐している互いに反対の流入チャンネルを持つ分配チャンネルの２
つの分岐位置は、互いに直接反対に配置されるのではなく、分配チャンネルの長
さに沿って互いにずれたところに好都合に配置されるべきである。とりわけ、分
配チャンネルから分岐しているそれぞれの流入チャンネルは、ほんのわずかであ
るにも関わらず、毛細管力によって維持されている流体輸送を掻き乱すであろう
。これらの理由で、このような乱れは、もし２つの互いに反対に分岐した流入チ
ャンネルが、分配チャンネルの同じ高さで、および／または互いに直接的に反対
に分岐している場合、分配チャンネルに沿って移動している液体の前面の動きに
同時には影響を与えるべきでない。
【００２０】 試料液体が試料受容チャンバより反応チャンネルへ流動できるようにするため
に、それらのチャンバおよびそれらに至るチャンネルシステム中に含まれるガス
を逃がすように定められなければならない。したがって、それぞれの反応チャン
バには、ガス抜き口が設けられる。これらのガス抜き口が濡れているかさらに反
応チャンバが試料液体で満たされている間ふさがれている場合、濡れていること
およびガス抜き口がふさがれていることが、十分大きな毛細管力を引き起こすと
、試料液体が放出口を介して反応チャンバから漏れる危険が存在する。事実、ま
だ入っている可能性のあるガスが、光度測定による光学試験をより困難にするか
または不可能にさえする可能性があるので、反応チャンバは完全に試料液体で満
たされることが好ましい。
【００２１】 好都合に、ガス抜き孔を通した試料液体のさらなる輸送が、試料液体のさらな
る流動を防ぐ手段を使用することで阻止される。このような手段は、好都合に、
生成された毛細管力を、試料液体流動を阻止するのに十分なほど小さくする、ガ
ス抜き口、及びことによると接合するガス抜きチャンネルの幾何学的な形を利用
する原理を基にしている。このことに関して、とりわけ好ましいのは、「毛細管
ジャンプ」と呼ばれるものであり、すなわち、拡幅チャンネル部分の壁上のより
困難なぬれた状態のために、その中に試料液体が流動できないような、チャンネ
ルの拡大である。例えば、ガス抜き孔に接合しているガス抜きチャンネルが、穴
およびチャンネルの拡幅部分へ入るように配置されることができ、そこで入り口
領域は拡幅チャンネル部分の側面または穴内に配置され、入り口領域周辺にはコ
ーナー領域は１つも、またはほとんど配置されない。このことは、それぞれのコ
ーナー領域が、同様に丸み付けの程度によって決められる毛細管力を再び生成す
るであろうことが理由で提供される。
【００２２】 適切には、反応チャンバのガス抜き口にはガス抜き収集チャンネルに入る接続
チャンネルが続く。このガス抜き収集チャンネルには環境と試料担体のガス抜き
システムとをつなぐガス抜き口が設けられる。このように、中央位置すなわちガ
ス抜き収集チャンネルから個々の反応チャンバへの流体接続を考慮に入れる、第
２の分配チャンネルシステムを提供するので、この第２分配システムを追加的な
試薬液体の反応チャンバへの良い意図の導入のために使用することが望まれる。
追加的な試薬液体を導入することにより、試薬チャンバ内ですでに、前もってそ
こに導入され、そこで例えば乾燥した形で配置された試薬物質と既に反応した試
料液体は、第２反応の対象となり得る。しかしながら、ガス抜きシステムは特に
拡幅チャンネル部分の形成で、反応チャンネル部分からの液体流動を防止するた
めの、そしてガス抜き口を介しての反応チャンバからの液体流動を防止するため
の手段が既に提供されているので、このような手段はまたガス抜きチャンネルシ
ステムを介した反応性液体の反応チャンバ内への輸送を妨げるであろう。このこ
とに関して、もし、流動防止手段を形成する拡幅チャンネル部分と対応する構成
によって、毛細管力の効果による拡幅チャンネル部分への試薬溶液の流れが生じ
ていることが保護されるならば有利である。これに関して、拡幅チャンネル部分
の複数のそして互いに角度をなした面の移行領域内に相対的に設計されたコーナ
ー領域によって実現され得る、すでに上述した流入溝構造を再び使用することが
できる。
【００２３】 試薬液体の拡幅チャンネル部分への流入を可能にする毛細管力生成手段を持つ
、拡幅チャンネル部分を提供することで、試薬液体が反応チャンバからガス抜き
チャンネルの部分の入り口領域を覆うまで、後者は試薬液体で満たされる。した
がってこの入り口領域で、２つの試薬液体と試料液体の前面は互いに接触するで
あろう。試薬のさらなる輸送はここで反応チャンバ内への拡散によって成し遂げ
られるであろう。
【００２４】 試薬の拡散輸送に影響を与えるための広がったチャンネル部分のねらい所のよ
い充填は、代わりにコントロール液体（試薬および試料液体に関して不活性であ
る）の導入によっても可能である。この目的のために、コントロールチャンネル
が拡幅チャンネル部分へ入るように設計され、コントロール液体がこのコントロ
ールチャンネルを介して拡幅コントロール部分へ達する。この方法では、液体制
御バルブが提供され、いわば試薬の拡散輸送の可能性に関してバルブを閉状態か
ら開状態に切り替えるための単動作を考慮に入れる。コントロール液体の拡幅チ
ャンネル部分への導入は、圧力を加えること、また再び毛細管力の使用によって
行われ得る。この目的のために、すでに前述した側壁および入り口領域の同様の
機構および設計を再び使用することができる。
【００２５】 試薬液体の、反応チャンバのガス抜き収集チャンネルとガス抜きチャンネルシ
ステムそれぞれへの導入は、このチャンネルシステムが少なくとも１つの試薬液
体受容チャンバとの流動性連結内であるから適切に実施される。特に試料受容チ
ャンバと分配チャンネルに連絡してすでに前述したそのような機構を使用するこ
とで、このチャンバから、反応性液体が放出されるであろう。
【００２６】 本発明の試料担体を用いた微生物学的試料の試験のために、試験下の試料が前
もって増幅されていること、すなわち試料物質の量が、試料が分配流入チャンネ
ルシステムを介して個々の反応チャンバに供給される前に増加されていることが
必要であろう。増幅及び増幅試料の試料受容チャンバへの導入の工程は、増幅そ
れ自身が試料受容チャンバの位置にて行われる場合簡略化される。この場合、増
幅された試料物質は、外部制御によって、試料受容チャンバに割り当てられた反
応チャンバへ供給されることが好ましい。本発明の有利な変形によれば、試料受
容チャンバと少なくとも１つの接続チャンネルから分岐した第１の流入チャンネ
ルの間で、第１のバルブがその閉状態から開状態に一回だけ切り替えることので
きる一方向バルブとして好ましく配置されているから、これが行われる。もし試
料受容チャンバから個々の反応チャンバへの試料の輸送が、好ましく、また試料
担体のすべてのチャンネルが毛細管として形成された理由である、毛細管力で行
われた場合、ここでこの第１バルブはまた試料受容チャンバに接続した反応チャ
ンバのグループと関連しているガス抜きチャンネル内に配置され得る。とりわけ
、このように取得し制御された反応チャンバのガス抜きによって、試料受容チャ
ンバから個々の反応チャンバへの試料物質の流入は制御されるであろう。
【００２７】 第１バルブまたは第１バルブ群を駆動するための本発明の試料担体の「境界面
」は、できる限り最も単純な構成であるべきである。これは、バルブが外部から
簡単な方法で制御され得ることを必要とする。好ましくは、バルブが、特にこの
バルブへの液体とガスのそれぞれによって、水圧的にまたは空圧的に制御される
ように定められる。特に例えば、試料受容チャンバに収容されている試料物質上
に圧力パルスを加えることによって、水圧性圧力が第１バルブ上に生成され、第
１バルブのロッキング要素にうち勝ち、さもなければすき間を埋めるであろう。
したがって、例えば、特定の圧力を超過した時にぱっと開くように、したがって
その中にバルブが配置されたチャンネルが開くように設計されたバーストフィル
ムを含んでいるバーストバルブとして第１バルブを設計できる。代わるものとし
て、適用した流体（液体またはガス）に対応する圧力に達した時に開くであろう
フラップバルブまたはバック−チェックバルブが使用できる。この型のバルブは
、とくに試料担体を通した流体の輸送が圧力をかけることで、すなわち毛細管力
によってでなく行われる時に好ましい。
【００２８】 このバルブがバルブの領域でのチャンネルの対応する表面処理によって、また
は挿入部位によって実現するように水圧式に設計されたものであるから、さらな
るもう一つの第１バルブまたは第１バルブ群の設計が存在する。水圧式バルブに
適用された流体は、例えば−特定のパルス様の−圧力適用の結果のように、バル
ブのすき間を埋めるであろう。バルブの領域にあるチャネルはこの方法で、液体
によって濡れ、毛細管力がさらなる流体の輸送のために使用される時、これらの
設備は簡単な方法で、すなわち試料受容チャンバ上に圧力を加えることで外部か
らすき間が埋められ得る一方向バルブを生成するであろう。
【００２９】 さらに、第１バルブは、チャンネルの拡幅部分として有利に提供されることが
でき、今度は毛細管ジャンプとして働くであろう。（このことに関して、前述の
ガス抜きチャンネルと関連する記述を参照のこと。）例えば試料受容チャンバへ
対応する圧力を加えることによって、または外部から別個の液体またはコントロ
ール液体を導入することによって行われる。この拡幅チャンネル部分の液体充満
と同時に、バルブの後ろで毛細管力によって起こる液体の輸送が保護されるだろ
う。その結果、バルブそれ自身が再び水圧的にすき間を埋められ得る。
【００３０】 すべてのチャンネル、チャンバ等の構造物が、好ましくは一方の側から、ふた
部、特にフィルムによって液体漏れしない方法で覆われた基底部に置かれる。ま
たは両方の部位、基底部とふた部が一緒にチャンネルと穴を形成できる。試料担
体は好ましくは、ポリスチレンまたはポリメチレンアクリル酸（ＰＭＭＡ）のよ
うなプラスチック、ポリカルボン酸またはＡＢＳからなる。試料担体は、マイク
ロ注入鋳型にそれぞれ１つの成形挿入物を鋳造することで生産できる。この場合
、成形挿入物の構造は基底部および／またはふた部の構造と相補的である。これ
らの注入鋳型技術のために使用される成形挿入物は、リソグラフィーまたは電気
鋳造によって、マイクロ浸食によって、またはダイヤモンド機械加工などのマイ
クロ機械加工によって生産される。さらに試料担体の構造化された要素は、異方
性エッチングにより、またはマイクロ機械加工工程により、フォトエッチングが
可能なガラスから、またはシリコンから生産できる。試料担体の構成要素（基底
部およびふた部）は特に超音波圧接によって、それらの接触面でお互いに結合さ
れる。いずれの場合も、この結合は個々のチャンバとチャンネルが、それにより
試料担体（基底部およびふた部）が作られるように要素の接触面を介して相互接
触しないように、液体−およびガス−漏れがないようでなければならない。
【００３１】 本発明の試料担体は、透過光測定での使用のための透明物質、および発光測定
のための透明または非透明物質を含んでよい。もし試料担体がいくつかの構成要
素（基底部とふた部）によって作られている場合、試料担体の個々の構成要素は
異なる物質を含むことができる。
【００３２】 反応チャンバの高さと、したがってそれを通した光透過のある液体層の厚さは
光学評価方法に適応できる。試料担体の中で、異なる高さの反応チャンバを配置
できる。
【００３３】 本発明の試料担体は０．０１μｌから１０μｌの範囲の容量を持つ反応チャン
バを含むことができる。反応チャンバの密度は３５／ｃｍ２まで可能である。し
たがって、手頃な大きさの１つの試料担体は５０から１０，０００反応チャンバ
を簡単に収容できる。個々のチャンネルは１０μｍから１，０００μｍ、特に１
０μｍから５００μｍの広さと深さを持つ。
【００３４】 本発明にしたがって構成された試料担体は例えば４ｍｍの高さを持ち、２つの
部分の構造（基底部とふた部）のために、基底部は約３．５ｍの厚さであり、フ
ィルムとして提供されるふた部は０．５ｍｍの厚さである。反応チャンバは、も
し望むならば丸く、しかしまたとがっていてもよく、約３．０ｍｍの深さであり
、故に底壁は０．５ｍｍの厚さである。これらの反応チャンバの容量はそれぞれ
１．５μｌである。個々のチャンネルは特に長方形の断面を持ち、そこで流入チ
ャンネルは約４００μｍの幅と３８０μｍの深さであり、そこより分岐している
流入チャンネルを持つ分配チャンネルは約５００μｍの幅と約３８０μｍの深さ
である。（長方形断面の場合）ガス抜き口は約４２０μｍの幅と約３８０μｍの
深さである。ガス抜き口に連結しているガス抜きチャンネルは特に幅と深さがそ
れぞれ５００μｍ、１，０００μｍである。２１．５ｍｍ×２５ｍｍ、すなわち
５４０ｍｍ２の面に同時に満たすのに適した９６反応チャンバが配置される。し
たがって、計算の観点において、反応チャンバに必要とされる面積は５．６ｍｍ
２である。
【００３５】 本発明の試料担体は特に以下の利点を持っている。 ・試料担体はより小さな容量で実質的により多くの量の反応チャンバを含み、結
果としてより大きな密度の試料チャンバとなる。 ・試料液体が２、３の位置（試料受容チャンバ）でのみ適用され、毛細管力の効
果によって、自動的にそこから反応チャンバに流れるであろうことから、反応チ
ャンバの試料液体での充填が、より速く、一方、より少ない装置構成物を必要と
して、簡単な方法で行われる。 ・反応チャンバの充填は試料液体の過度の加圧も、反応チャンバ中での不十分な
圧力も必要としない。 ・試料受容チャンバは、商業的に入手可能な型の装置の使用で充填され、試料受
容チャンバのサイズと容量はそのような装置に適合させている。 ・試薬液体用の試料受容チャンバが設けられた試料担体において、液体中に存在
している試薬液体は、すでに流体で満たされている反応チャンバ内へ後で簡単に
導入できる。 ・試料物質は、とりわけ完全に試料受容チャンバに接続しているチャンネルシス
テムに第１バルブを配置することで、試料受容チャンバから個々の反応チャンバ
へ望ましい方法で導入できる。 ・また、望むならばそのガス抜き側から反応チャンバ内に供給された試薬液体は
、ガス抜きダクトでの第２バルブの配置のおかげで、制御された方法で反応チャ
ンバへ導入できる。これらの第２バルブは、第１バルブに対する場合と同様に、
特に水圧的、空圧的および同様の方法で制御することができる。 ・覆われた反応チャンバは試験下の流体によって完全に満たされる。それぞれの
反応チャンバの充填容量は自動的に決定され、それぞれ個々の反応チャンバに対
する添加手段は必要ではない。 ・可能なさらなる処置の間および測定の間、反応チャンバに収容された流体は、
強く基底部に接続したカバーフィルムによって、蒸発から効果的に保護される。 ・反応チャンバへ試薬を導入するために必要な物質、例えば血液懸濁液、血液試
料または活性物質などの必要な試験物質、したがってコストは、より大きな容量
を持っている反応チャンバでの試料担体よりも少ない。 ・例えばバクテリア懸濁液などの試験下の流体のために、試料受容チャンバは基
底部またはふた部で配置され、もし望むならばそこに入る多数の接続チャンネル
を持っているように提供することができる。 ・試料担体内に導入された試料の微生物学的、微量化学的または細菌学的測定は
完全に自動化でき、一方、測定する装置に対する費用が減少する。 ・試料担体は通常の室温で保存できる。保存に必要な空間は従来の試料担体に比
べて明らかに少ない。 ・既存の試料担体と類似して、試料担体は単独使用のために設計される。反応チ
ャンバの大きくなったパッキング密度のために、処分する試料担体の容量は従来
の試料担体を使用した時よりも小さい。
【００３６】 改造した小型化装置の使用によって、試料担体内の反応チャンバは、試薬流体
の導入の後で乾燥され、反応チャンバの底および壁に接着するであろう、化学的
または生物学的に活性な試薬が提供され得る。試薬として有用なものは、例えば
糖ペプチド−β−ＮＡ−誘導体、ｐ−ニトロフェニル−誘導体、発酵試験および
他の試験のための糖、有機酸、同化試験のためのアミノ酸、デカルボキシラーゼ
物質、抗生物質、抗カビ剤、栄養物質、マーカー物質、インジケーター物質およ
び他の物質である。
【００３７】 必要ならば、試薬が提供される本発明の試料担体は、必要ならば生化学的検出
および臨床的に関連した微生物についての感受性試験のために使用できる。完全
に自動化され、小型化されたシステムでは、試料担体に運ばれる微生物の定義さ
れた懸濁液が生産される。接種された試料担体は、光学的手法の使用で測定され
、これはさらなる処理の後でも可能である。それによって取得される結果をコン
ピュータの補助のもとに取り出し、数学的に試験し、適応した適切な方法にて評
価する。
【００３８】 本発明の試料担体は血液型血清学で、臨床的化学で、微生物の微生物学的検出
で、微生物の抗生物質に対する感受性の試験において、微量解析において、産出
物質の試験において有用である。
【００３９】 本発明は図に関連してより詳細に明らかにされる。
【００４０】 図に示された試料担体１０は２つの部分構造であり、図１で示すようにその上
側１４がカバーフィルム１６で覆われている基底プレート１２を含む（図２から
４もまた参照のこと）。試料担体１０は、重力の効果の下で適用した試料液体を
多数の反応チャンバへ導くように提供され、この反応チャンバは、その中で配置
された異なる試薬物質を持っている。さらに、試料液体で満たされた反応チャン
バが測光的に試験できることが必要である。さらに、液体が異なる位置からの制
御された方法で反応チャンバ内へ挿入できるように規定される。
【００４１】 図１から特に明白なように、試料担体１０はお互いに同一の構造の多数の区画
１８に分割される。以下の記述において、参照符号が１つのそのような区画の構
造に対してその都度作られる。それぞれの区画１８内で、試料担体１０の基底プ
レート１２は、その上側１４に構造化面が設けられ、上側１４から基底プレート
１２内へ溝と深まった部分を形成することで実現されている。すべての溝と深ま
った部分は、試料担体１０の上側に向かってカバーフィルム１６によって覆われ
た試料液体および試薬液体の分配システムを構成する。
【００４２】 試料担体１０のそれぞれの区画１８は、試料液体２２を受容するための試料受
容チャンバ２０を含む（図２を参照のこと）。チャンバの上端で試料受容チャン
バ２０へ入る分配チャンネル２４が、試料受容チャンバ２０との流動性接続で配
置される。流入チャンネル２６が、図１の平面図で見た時にその両側において、
また曲がりくねった形状で分配チャンネル２４から伸び、分配チャンネル２４の
ようなチャンネルが基底プレート１２の上側１４への溝の形成によって生成され
る。流入チャンネル２６は分配チャンネル２４から、上側１４から基底プレート
１２に形成される深まった部分として配置される反応チャンバ２８へ伸びる。接
続（ガス抜き）チャンネル３０は反応チャンバ２８より伸びる。これらの接続チ
ャンネル３０は、互いに平行に、そして分配チャンネル２４に平行に伸びている
２つのガス抜き収集チャンネル３２内にグループのように入るように配置される
。言い換えれば、分配チャンネル２４の両側に配置された反応チャンバ２８は、
一方は分配チャンネル２４、他方は２つのガス抜き収集チャンネル３２の１つの
間で広がる。また接続チャンネル３０およびガス抜き収集チャンネル３２は基底
プレート１２の上側１４に溝を形成することで生成される。さらに、ガス抜き収
集チャンネル３２は、基底プレート１２の外部エッジ側３６（図２を参照のこと
）に形成されたガス抜き口３４でその上端が終わっている。それらのガス抜き口
３４に向かい合って配置されたガス抜き収集チャンネル３２のそれぞれの末端は
後述する試薬液体受容チャンバ３８に接続される。またこのチャンバ３８は、基
底プレート１２の上側１４に深まった部分を形成することで実現される。
【００４３】 試料担体１０の区画１８の試料受容チャンバ２０から、試料受容チャンバ２０
に割り当てられた反応チャンバ２８への試料液体２２の輸送は、毛細管力の使用
によって行われる。これは、チャンバ３８から反応チャンバ２８への試薬液体の
輸送へも同様に適用される。これらの毛細管力がチャンネル内で生成されること
を可能にするために、これらのチャンネル２４、２６、３０、３２は適切な方法
で寸法どりしなければならない。もし必要なら、チャンネルの内側はそれらの表
面を親水性にする表面処理を受けなければならない。このような処理が必要かど
うかは、一方で基底プレート１２とカバーフィルム１６の物質に、もう一方で、
輸送される液体（試料液体および試薬液体）の粘性と性質に依存するであろう。
【００４４】 チャンネル内での毛細管力の利用が上述した方法による簡単な方法で実現する
ことができる一方、チャンバ２０、３８、２８から接続されたチャンネルへ、そ
してチャンネル２６から接続された反応チャンネル２８への液体のそれぞれの確
かな輸送を行うことには問題がある。分配チャンネル２４の試料受容チャンネル
２０への流動性接続に関して、特に、試料受容チャンバ２０への分配チャンネル
２４の入り口部４０が、チャンバ２０の底壁４２の上の、チャンバ２０の側面限
界４４内に位置することで問題が起きる。チャンバ２０の側面限界４４は側面部
分４６によって形成される。特に図１に見られるように、側面４６は、この場合
は互いに約９０°の角度をなして、入り口部位４０の領域の下で角度をなす方向
に伸び、故にコーナー領域４８が両側面４６の間で生成される。このコーナー領
域４８は、その中で液体メニスカスが試料液体２２で濡れている上に生成される
流出溝５０が形成されるような、小さな半径の湾曲を底に持つ。本発明の場合、
この流出溝５０は底壁４２を横切って伸びる。したがって、コーナー領域４８内
の側面４６が濡れた結果として、毛細管力が流出溝５０で生成され、この力は、
試料液体２２が試料受容チャンバ２０から分配チャンネル２４へ吸い込まれる趣
旨で試料液体２０に作用するのに十分である。流出溝５０は特に、試料受容チャ
ンバ２０の底壁４２までずっと伸びる。分配チャンネル２４の断面積が完全に試
料液体２２によって満たされたと同時に、分配チャンネル２４内の試料液体のさ
らなる輸送が、チャンネル内で効果的である毛細管力によって行われる。
【００４５】 流入チャンネル２６は、その伸張に対して横に分配チャンネル２４から分岐す
るよう配置される。またこのような流入チャンネル２６において、試料液体２２
のさらなる輸送が毛細管力で行われる。流入チャンネル２６を通る液体輸送はま
ず、チャンネルに割り当てられた反応チャンバ２８へのそれぞれの流入チャンネ
ル２６の入り口部分５２へ伸びるであろう（図５を参照のこと）。流入チャンネ
ル２６と反応チャンバ２８の構成に関して、特別な測定を行うことまたは特別な
状態を観察することなしであると、液体前面が、流入チャンネル２６の入り口部
５２から反応チャンバ２８より向こうへは広がらない可能性がある危険がある。
【００４６】 上の状況で毛細管力による確かな液体輸送をさらに保証するために、入り口部
５２は、反応チャンバ２８の互いに角度をなした２つの側面５６の、反応チャン
バ２８の底壁５４から離れた、上端に配置される。すべての反応チャンバ２８は
、コーナー領域５８および６０がそれぞれ、互いに隣接した側面５６間および、
側面５６と底面５４間で生成されるように正方形か、または少なくとも長方形の
断面である（図１および図５を参照のこと）。十分小さな湾曲半径を持つこれら
のコーナー領域を形成することによって、液体メニスカスが、それぞれのコーナ
ー領域を形成している面の移行領域に生成され得、表面の隣接する領域を濡らす
ための液体の性質によって、メニスカスが毛細管力の効果でコーナー領域５８、
６０に沿って移動するであろう。
【００４７】 したがって、その中に流入チャンネル２６の入り口領域５２が配置されたコー
ナー領域５８は、流入溝６２として働く。この流入溝６２は、流入チャンネル２
６から反応チャンバ２８への試料液体２２の流動を可能にする。この液体はまず
反応チャンバ２８の底面５４の方向へ、流入溝６２に沿って流動し、ここから正
方形で連続的に伸びているコーナー領域５８に沿って、反応チャンバ２８の全底
が濡れるまで流動する。この様式で、反応チャンバ２８はもっぱら毛細管力を使
用することで、試料液体で増加的に満たされる。
【００４８】 多数の反応チャンバ２８の充填は均一した方法で、特に同時に行われるべきで
ある。試料液体２２による反応チャンバ２８のあまりに急激な充填は、試料液体
２２がガス抜きのために準備された接続チャンネル３０を介して好ましくなく再
び流出する可能性があるので、好ましくない効果を導く。この理由のため、試料
液体２２を絞り弁形式で反応チャンバ２８内へ入れることは利点である。したが
って、流入チャンネル２６の断面は分配チャンネル２４の断面よりも小さい。流
入チャンネルはしたがって、流入抵抗を増加させる一種の絞り弁を形成する。こ
の絞り効果は、個々の流入チャンネルが試料受容チャンバ２０から異なった距離
で分別チャンネル２４から分岐しているにもかかわらず、すべての反応チャンネ
ル２８は同時に（ある程度の遅れは許容して）満たされるというさらなる利点を
示す。
【００４９】 特に図１および図５に見られるように、分配チャンネル２４の伸張に沿って見
た時に、流入チャンネル２８は多くの互い違いな関係でそこから分岐するように
配置される。このことは、分配チャンネル２４を通して進んでいる液体の前面が
それぞれ、流入チャンネル２６が分岐する領域で、流入チャンネル２６の入り口
によってのみ「妨げられる」という利点を持つ。特に、もし分配チャンネル２４
の両側に対で配置された流入チャンネル２６が互いに反対に分岐する場合、液体
輸送はそれを止めさせる程度まで妨害される。この点で、表面の不均一性が時々
効果的な毛細管力を大量に害することが考えられる。流入チャンネル２６の分配
チャンネル２４からの分岐は、もしあまりにも大きい場合、流動を停止まで持っ
ていくことのできるチャンネルの広幅化のように働く。特に、そこで働いている
毛細管力による、分岐した流入チャンネル２６を通した輸送は、分配チャンネル
２４内の液体が分岐した流入チャンネル２６の断面を覆っている場合にのみ起こ
るであろう。したがって、流入チャンネル２６は、分岐した流入チャンネル２６
があったとしても、分配チャンネル２４の内壁をぬらす液体の性質への障害には
最終的にはならないように十分小さな断面を持つ。
【００５０】 試料チャンバ２８の試料液体２２での充填の間、これらのチャンバ内に存在し
ている空気またはガスは接続チャンネル３０を介して放出される。それぞれの接
続チャンネル３０は、控え空間６４を介してそれぞれの反応チャンバ２８に入る
ように配置される（図７も参照のこと）。控え空間６４は反応チャンバ２８の上
端に配置され、カバーフィルム１６によって上方向に区切られる。カバーフィル
ム１６と反対の控え空間６４の底壁６６は反応チャンバ２８の方向へ下方へ斜め
に伸びる。控え空間６４の構造は、反応チャンバ２８内のすべての空気またはガ
スが、後者が満たされた時に取り除かれ、故に最終的に反応チャンバ２８内の液
体レベルがカバーフィルム１６まで達し、気泡等によって妨害されないように選
択される。特に図５から明らかなように、反応チャンバ２８のガス抜きに役立っ
ている接続チャンネル３０は、平面図で見たときにハート型である拡幅部分６８
を介してガス抜き収集チャンネル３２に入るように配置される。それぞれの拡幅
部分６８は、接続チャンネル３０の入り口７０の両側で伸びている、またガス流
入方向に関連して、入り口部の上流の領域まで達し、ガス抜き収集チャンネル３
２の方へ傾斜しているチャンバ部７２を含む。入り口側７０は拡幅部分６８の側
面領域７４に位置し、側面領域７４は、入り口部分７０の側面または下のいずれ
にも、そこにコーナー領域が配置されていない。存在している唯一のコーナー領
域は、入り口部７０の側面とフィルム１６に隣接して生成されている。したがっ
て、接続チャンネル３０は、その入り口部７０が面積部分によって取り囲まれる
様な態様で拡幅部分６８内で終わる。この型の入り口部７０は、そのさらなる輸
送が毛細管力によって阻止されるので、接近する液体前面が入り口部７０で止め
られるという利点を持つ。この液体前面は、反応チャンバ２８の充填が完了され
た後、試料液体が控え空間６４を介して毛細管として再び働いている接続チャン
ネル３０内へ移動する可能性があるので、接続チャンネル３０を通ってどんどん
進むであろう。このように、拡幅部分３８は試料液体がガス抜き収集チャンネル
３２へ進むことを防止する。
【００５１】 すでに上述したように、それぞれのガス抜き収集チャンネル３２は反応液体受
容チャンバ３８より伸びている。反応チャンバ２８内での試料液体の反応を開始
するために必要な追加の試薬液体もこれらの受容チャンバ３８に収容される。反
応チャンバ２８は、実施される実験にしたがって、反応チャンバ２８中にあらか
じめ調整し、導入された試薬物質とともに前もって好都合に提供される。試料液
体２２の流入まで、これらの反応性物質は反応チャンバ２８内で乾燥した形で配
置されている。
【００５２】 試料液体のすでに反応チャンバ２８に収容されている反応性物質との反応が完
了した時、追加の反応が誘発されることが必要とされるかもしれない。この目的
のために、拡幅部分６８と同様にガス抜き収集経路３２および接続導管３０を含
み、その時まで使用されてきた導管システムが後に、反応チャンバ２８への追加
の試薬の導入のために利用される。この使用のために、拡幅部分６９が試薬液体
によって通過され得るように保護されるべきである。このことは例えば、毛細管
力の効果による試料液体の拡幅部分への試薬液体の流入が保証されるであろう様
な態様で、拡幅部分６８へのガス抜き収集チャンネル３２の入り口部７６を形成
することで実現され得る。流入チャンネル２６から反応チャンバ２８への試料液
体２２の流入に関連してさらに上述と同様の機構が、この目的に対して有用であ
る。入り口部７６の近くでの、十分小さな丸み付けの半径を持つコーナー領域の
形成によって、毛細管力による拡幅部分６８のチャンバ７２への試薬液体の流入
が可能になる。他の代替手段として、チャンバ３８内の反応性液体へ水圧をかけ
ることで、拡幅部分６８が反応性液体で満たされるようにできる。第３の可能性
は拡幅部分６８へのコントロール液体の制御された導入にある。（そのために必
要なコントロールチャンネルおよびコントロール液体受容チャンバは図示されて
いない。）ここで記述したすべての変形は、試薬液体中の試薬物質の反応チャン
バ２８へのさらなる輸送が、拡幅部分６８が液体で満たされることを必要とする
ことで共通する。これらの部分６８が液体で満たされると同時に、この液体は入
り口部７０で、接続チャンネル３０中に配置された試料液体と接触するであろう
。試薬液体の試薬群のさらなる輸送がここで拡散によって行われる。言い換えれ
ば、拡幅部分６８は、流動方向に依存して、閉状態であるか開状態であるかどち
らかの２方向性バルブを形成する。
【００５３】 完全化のために、この場合も、また、試薬受容チャンバ３８からこれと結合し
ているガス抜き収集チャンネル３２内への試薬液体の輸送のために毛細管力が使
用されることが図５と図９を参考に指摘されるべきである。この機構は、図１と
図６と関連して記述されたものと同様である。図９によれば、ガス抜き収集チャ
ンネル３２がチャンバ３８の底壁７８から離れた上端の表面で分岐するように配
置される。この領域で、チャンバ３８の側壁限界領域８２での入り口部８０は図
５に示されるように丸み付けされている。毛細管力を基にした、チャンバ３８か
らチャンネル３２への流動を実現するために、溝８４をぬらす液体の性質によっ
て、この溝に沿って、この場合上流方向へ移動するであろう液体メニスカスを生
成するのに十分小さな半径の湾曲を持つ流出溝８４のようなものが再び必要であ
る。
【００５４】 図１０から図１４を参照して、試料受容チャンバからの液体を、制御された態
様で接続している分配チャンバ２４へ流動させることができるバルブ構造の構造
的な可能性を以下に述べる。
【００５５】 このようなバルブ８６の第１の変形が図１０に示される。このバルブ構造８６
において、平面図では丸く、その中に多孔性疎水性挿入体９０が配置された拡幅
チャンネル部分８８を通して分配チャンネル２４が伸びる。その疎水性性質のた
め、本体９０は拡幅部分８８による液体輸送を阻害する。それぞれのチャンバ２
０内の試料液体が圧力の支配下にある時、液体は広幅化された部分８８へ、した
がって疎水性挿入体９０の穴へ押し込まれる。この工程において、多孔性体９０
は、液体が拡幅チャンネル部分８８に接続しており、流入方向を見た時に、挿入
体９０の裏に配置された分配チャンネル２４の領域に達するまで、それを通って
流れる試料液体を有する。その時からずっと、液体のさらなる輸送が毛細管力に
よって行われる。疎水性挿入体９０の表面は、思慮液体に作用する圧力の結果と
して試料液体によって濡れているので、毛細管力によるた液体流動は保たれる。
したがって、この方法では、バルブ機能は液体制御（試料液体の圧力制御）によ
って実現される。
【００５６】 図１１および図１２はさらなるもう１つの代わりのバルブ構造８６’を示して
いる。このバルブ構造８６’での基になっている考えは、拡幅部分６８に関連し
て記述された１つである（図５と図８を参照のこと）。したがって、この構造８
６’においても、分配チャンネル２４は平面図および断面図で図１１および図１
２で示された態様で提供される特別な拡幅チャンネル部分８８’を含む。試料受
容チャンバ２０から来る分配チャンネル２４の部分の入り口９２の領域において
、カバーフィルム１４に向かっているだけの平面側面９４を含んでいる拡幅部分
８８’は、コーナー領域で区切られる。毛細管力はしたがって、分配チャンネル
２４から液体を吸い込むのに十分ではないであろうカバーフィルム１４の下側で
の入り口９２の両側でおそらく生成される。したがって、分配チャンネル２４の
接続部分を通して試料チャンバ２０から進んでいる液体前面は、入り口部分９２
で停止するようにされている。圧力を試料受容チャンバ２０の液体にかけた時の
み、試料液体が拡幅部分８８’に入り、これを満たす。拡幅部分８８’は分配チ
ャンネル２４のさらなる伸張が入るように配置された排出口９２を持つ。拡幅部
分８８’へ押し込まれた液体が排出口９６に達すると同時に、試料液体のさらな
る輸送が再び毛細管効果で行われる。
【００５７】 最後に、図１３および１４は、バルブ８６’’の構造を示している。このバル
ブの機構と構造はバルブ構造８６’とほぼ同一である。２つのバルブ間の相違は
、バルブ８６’’の広幅化部分８８’’の充填が、試料液体によってではなく、
試料液体に不活性のコントロール液体９８によって行われることにある。コント
ロール液体９８は、コントロールチャンネル１０２を介して拡幅部分８８’へ接
続された受容チャンバ１００内に配置される。コントロール液体９８の拡幅部分
８８’’への導入は、一方でコントロール液体９８への圧力の印加で、しかしま
たもう一方で、毛細管力の使用によって液体流動を維持することにより行われ得
る。この後者の場合、提供された手段は、試料液体２２の反応チャンバ２８への
導入に関連した上述のようなタイプである。すなわちコントロールチャンネル１
０２の拡幅部分８８’’への入り口１０４は、拡幅チャンネル部分８８’’内で
十分小さな丸い半径を持つコーナー領域が生成され、それに沿って移動するメニ
スカスを持つように形成されるような領域に提供される。チャンバ１００へのコ
ントロール液体の適用（図１３および図１４を参照のこと）により、いわば（特
に閉状態から導電性状態へ）、バルブ８６’’の切り替えは自動的に影響され得
る。コントロール液体９８をチャンバ１００からコントロールチャンネル１０２
内へ移動させるために、チャンバ２０および３８の流出溝に関連して上述した機
構と手段を再び使用できる。
【００５８】 すでに上で述べたように、試料担体の反応チャンバはすでに製造者側において
反応性物質を伴って提供することができ、物質は乾燥した形で反応チャンバで保
存される。反応チャンバが小さな容量であることから、反応性物質は少量のみ必
要であり、乾燥工程にとって有用である。
【００５９】 試料液体の導入はユーザーによって行われるであろう。もしカバーフィルム１
６が、試料受容チャンバ２０が位置している基底プレート１２の上側１４の領域
まで伸びていなければ、後者（上側１４）は試料液体がピペッティングによる従
来の方法で導入できるように自由に接触できる。もしカバーフィルムが上側全体
を横切って伸びており、試料チャンバ（および試料液体受容チャンバ３８）と平
らに配置された入り口が設けられている場合、同様に適用できる。蒸発に対する
改善された保護のために、カバーフィルムがチャンバ２０および３８を橋渡しを
すると有利である。このような場合、試料液体はカバーフィルムに穴をあけるこ
とによって挿入され得る。他の方法として、チャンバ２０および３８の領域のカ
バーフィルムにスリットを設けても良く、これにより液体を導入するための隔壁
の態様で開かれる。
【００６０】 コーナー領域でそしてそれらに沿って流れている液体に関連した機構に関して
は、本記述で参照される丸み付けの半径領域がμｍとサブμｍ領域で配置される
ことに注意すべきである。さらに、一般的には、丸み付けの半径領域はコーナー
領域によって接続しているチャンネルの最も小さな寸法よりも好都合に小さい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 カバーフィルムの一部を破断した、試料担体の上側の平面図である。
【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った、これに接続している分配チャンネルを持つ試料
受容チャンバの断面図である。
【図３】 ＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った、試料チャンバ及びそこより分岐している分配チャ
ンネルの断面図である。
【図４】 図１のラインＩＶ−ＩＶに沿ってとった、試料担体の幅に沿って互いに近接す
るように配置された反応チャンバの部分図である。
【図５】 図１にＶでマークした試料担体の領域の、透視図及び拡大した図である。
【図６】 図５のＶＩ−ＶＩ線からＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図であり、その移行領域と
入り口領域でのチャンネルとチャンバそれぞれの構造図である。
【図７】 図５のＶＩ−ＶＩ線からＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図であり、その移行領域と
入り口領域でのチャンネルとチャンバそれぞれの構造図である。
【図８】 図５のＶＩ−ＶＩ線からＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図であり、その移行領域と
入り口領域でのチャンネルとチャンバそれぞれの構造図である。
【図９】 図５のＶＩ−ＶＩ線からＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図であり、その移行領域と
入り口領域でのチャンネルとチャンバそれぞれの構造図である。
【図１０】 図５にＸＩでマークされた領域に配置されたバルブの、異なるバルブ構造の平
面および断面図である。
【図１１】 図５にＸＩでマークされた領域に配置されたバルブの、異なるバルブ構造の平
面および断面図である。
【図１２】 図５にＸＩでマークされた領域に配置されたバルブの、異なるバルブ構造の平
面および断面図である。
【図１３】 図５にＸＩでマークされた領域に配置されたバルブの、異なるバルブ構造の平
面および断面図である。
【図１４】 図５にＸＩでマークされた領域に配置されたバルブの、異なるバルブ構造の平
面および断面図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年３月２日（２０００．３．２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，Ｇ Ｈ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ペーテルス，ラルフ−ペーテル ドイツ デー−51467 ベルギシェ グラ ドバク，ツム ベシェバク 23アー (72)発明者 ウーナル，ネジ ドイツ デー−42115 ブーペルタル，ク ルマッカーシュトラーセ 125 (72)発明者 オーステロハ，ディルク，クラウス ドイツ デー−44229 ドルトムント，シ ュナイダーシュトラーセ ７ (72)発明者 バッケス，ヘルベルト ドイツ デー−53424 レマゲン，エリグ シュトラーセ 12 Ｆターム(参考） 2G042 HA02 HA03 HA10 4B029 AA08 BB01 BB15 BB20 CC01 GA08 GB06 GB09 GB10 4G057 AB06 AB21 AB37 AB38

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 − 試料液体用の少なくとも１つの試料受容チャンバ − 前記少なくとも１つの試料受容チャンバと接続し、その少なくとも１つが
    それぞれの試料受容チャンバから伸張している試料液体用の分配チャンネル − 前記少なくとも１つの分配チャンネルから分岐している流入チャンネルが
    入る少なくとも１つの反応チャンバ − それぞれの反応チャンバ用のガス抜き口 を含み、 − それぞれの分配チャンネルおよびそれぞれの流入チャンネルは、分配およ
    び流入チャンネルにおける液体輸送が毛細管力の効果により行われるように寸法
    が決定されており、 − それぞれの反応チャンバ内で、流入チャンネルの入り口領域に、試料液体
    を流入チャンネルから反応チャンバへ流動させる毛細管力を生成する手段が設け
    られていることを特徴とする試料担体。
  2. 【請求項２】 それぞれの反応チャンバが、底面と角度をなす方向に広がっ
    ている側面を持っている底面を含み、試料液体を毛細管力の効果で前記側面と前
    記底面間の移行領域に沿って流動させるように、前記毛細管力生成手段が、前記
    移行領域の十分に小さな丸み付けした領域によって実現されていることを特徴と
    する請求項１に記載の試料担体。
  3. 【請求項３】 反応チャンバの側面と底面間の移行領域において、流入チャ
    ンネルが反応チャンバに入るように配置されていることを特徴とする請求項２に
    記載の試料担体。
  4. 【請求項４】 反応チャンバの底面より上で、流入チャンネルが反応チャン
    バに入るように配置されており、流入チャンネルの入り口と、底面と側面間の移
    行領域との間で、毛細管力によって試料液体の流動を生成するのに適した断面積
    及び形状を持っている流入溝が配置されていることを特徴とする請求項２に記載
    の試料担体。
  5. 【請求項５】 流入溝が、反応チャンバの隣合う、互いに角度をなした２つ
    の側面間の移行領域の丸み付けした領域によって形成されていることを特徴とす
    る請求項４に記載の試料担体。
  6. 【請求項６】 それぞれの試料受容チャンバが、底面と、底面と角度をなし
    た関係で配置された側面を含み、それぞれの分配チャンネルが底面と側面間の移
    行領域で連結されている試料受容チャンバに入るように配置されていることを特
    徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の試料担体。
  7. 【請求項７】 それぞれの試料受容チャンバが底面と、底面と角度をなした
    関係で配置された側面を含み、それぞれの分配チャンネルが底面と側面間の移行
    領域ほり上で連結されている試料受容チャンバに入るように配置され、流出溝が
    底面方向に前記入り口から伸びるように配置され、前記流出溝が毛細管力によっ
    て試料液体の流動を生成するのに適した断面積及び形状を持っていることを特徴
    とする請求項１から５の何れか１項に記載の試料担体。
  8. 【請求項８】 前記流出溝は、その移行領域が試料液体を移行領域に沿って
    流動させる毛細管力を生成するのに十分小さな丸み付けした領域を持っている２
    つの互いに角度をなした側面によって形成されていることを特徴とする請求項７
    に記載の試料担体。
  9. 【請求項９】 分配チャンネルから分岐するように配置されたすべての流入
    チャンネルが、分配チャンネルよりも小さい断面積を持つことを特徴とする請求
    項１から８の何れか１項に記載の試料担体。
  10. 【請求項１０】 流入チャンネルがそれぞれの分配チャンネルの両側より分
    岐するように配置され、互いに反対の流入チャンネルの分岐位置が、互い違いの
    関係で配置されていることを特徴とする請求項９に記載の試料担体。
  11. 【請求項１１】 それぞれの反応チャンバのそれぞれのガス抜き口がそこよ
    り伸張している接続チャンネルを持ち、複数のそのような接続チャンネルが、ガ
    ス抜き収集口を含んでいる１つのガス抜き収集チャンネルにそれぞれ入るように
    配置されていることを特徴とする請求項１から１０の何れか１項に記載の試料担
    体。
  12. 【請求項１２】 それぞれの接続チャンネルおよび／またはそれぞれのガス
    抜き口が毛細管力による効果での試料液体のさらなる流動を防止する手段を含む
    ことを特徴とする請求項１１に記載の試料担体。
  13. 【請求項１３】 前記毛細管力防止手段が接続チャンネルのガス抜きチャン
    ネルへの入り口領域に配置されていることを特徴とする請求項１２に記載の試料
    担体。
  14. 【請求項１４】 それぞれの前記毛細管力防止手段が、接続チャンネルまた
    はガス抜き口の拡幅部分として提供され、拡幅部分が、それぞれその中へ入って
    いる接続チャンネルを持つ側面を含み、反応チャンバから伸びている接続チャン
    ネルの部分の入り口領域が、拡幅部分において、任意のコーナー領域によって、
    または入り口領域で試料液体の流動が防止されている毛細管力を生成している丸
    み付けした領域をもつ少数のコーナー領域によってのみ限界を定められてはいな
    いことを特徴とする請求項１２または１３に記載の試料担体。
  15. 【請求項１５】 それぞれのガス抜き収集チャンネルが試薬液体を受容する
    ための試薬受容チャンバから伸びるように配置され、試薬液体の流動がガス抜き
    チャンネル内で生成された毛細管力によってガス抜きチャンネルを介して行われ
    、またそれぞれのガス抜き収集チャンネルの拡幅部分への入り口領域内で、およ
    び／またはガス抜きチャンネルから伸張している収集チャンネルの部分が拡幅部
    分に入る入り口領域内で、拡幅部分を満たすための毛細管力を生成する手段が設
    けられていることを特徴とする請求項１４に記載の試料担体。
  16. 【請求項１６】 それぞれの試薬受容チャンバが底面と、底面と角度をなし
    た方向に広がっている側面を含み、試薬受容チャンバに割り当てられたガス抜き
    収集チャンネルが、上記底面より上で試薬受容チャンバに入るように配置され、
    試薬液体を試薬受容チャンバからガス抜き収集チャンネルへ流動させるための毛
    細管力を生成する手段が前記入り口と前記底面間に配置されていることを特徴と
    する請求項１５に記載の試料担体。
  17. 【請求項１７】 前記毛細管力生成手段が、毛細管力によって試薬液体の流
    動を生成するのに適切な断面積および形状を持っている流出溝として形成されて
    いることを特徴とする請求項１６に記載の試料担体。
  18. 【請求項１８】 前記流出溝が側面に形成されたトロフ（とい状のくぼみ）
    として提供されていることを特徴とする請求項１７に記載の試料担体。
  19. 【請求項１９】 前記流出溝が隣合う、互いに角度をなした２つの側面間の
    移行領域として提供され、この移行領域が試薬液体の流動を引き起こす毛細管力
    を生成するのに十分小さな丸み付けした領域を持っていることを特徴とする請求
    項１７に記載の試料担体。
  20. 【請求項２０】 それぞれのガス抜き収集チャンネルが、試薬液体を受容す
    るための試薬受容チャンバから伸びるように配置され、それぞれのガス抜き収集
    チャンネルの拡幅部分への入り口領域内で、および／またはガス抜きチャンネル
    から伸びている収集チャンネルの部分が拡幅部分に入る入り口部分内で、拡幅部
    分を満たすための毛細管力を生成する手段が配置されていることを特徴とする請
    求項１４に記載の試料担体。
  21. 【請求項２１】 分配チャンネルを通した反応チャンバへの試料液体の制御
    された流動を引き起こすための手段が提供されていることを特徴とする請求項１
    から２０の何れか１項に記載の試料担体。
  22. 【請求項２２】 前記流動制御手段がそれぞれの分配チャンネル、および／
    または反応チャンバのガス抜き口、またはそれらの下流に配置されたバルブを含
    むことを特徴とする請求項２１に記載の試料担体。
  23. 【請求項２３】 それぞれのバルブが、外部制御によっておよび／またはバ
    ルブに対して働きかける試料液体またはガスに圧力を加えることで、閉状態から
    開状態へ、それぞれ水圧および空圧によって切り替えることができることを特徴
    とする請求項２２に記載の試料担体。
  24. 【請求項２４】 それぞれのバルブがバーストフィルムおよび／または多孔
    性親水性挿入物および／または親水性内壁を含むことを特徴とする請求項２３に
    記載の試料担体。
  25. 【請求項２５】 それぞれのバルブが、分配チャンネルに配置された拡幅チ
    ャンネル部分として提供され、試料受容チャンバから伸びているバルブチャンネ
    ルの第１部分が前記拡幅チャンネル部分に入るように配置され、流入チャンネル
    に接続している分配チャンネルの第２部分が前記拡幅チャンネル部分から伸びる
    ように配置され、分配チャンネルの前記広幅化部分への第１部分の入り口領域は
    、任意のコーナー領域によって、または入り口領域で試料液体の流動が防止され
    ている毛細管力を生成している丸み付けした領域をもつ少数のコーナー領域によ
    ってのみ限界を定められてはいないことを特徴とする請求項２３に記載の試料担
    体。
  26. 【請求項２６】 分配チャンネルの前記第１部分で試料液体に圧力を加える
    ことによって、前記拡幅チャンネル部分が、分配チャンネルの前記部分が試料液
    体によって埋められることができるように、試料液体で満たされることが可能で
    あることを特徴とする請求項２５に記載の試料担体。
  27. 【請求項２７】 分配チャンネルの前記部分が試料液体によって埋められる
    ことができるように、それぞれの拡幅チャンネル部分に、拡幅チャンネル部分を
    満たすことができるコントロール液体用のコントロールチャンネルが入っている
    ことを特徴とする請求項２５に記載の試料担体。
  28. 【請求項２８】 コントロールチャンネルを通るコントロール液体の流動が
    毛細管力によって引き起こされることを特徴とする請求項２７に記載の試料担体
    。
  29. 【請求項２９】 コントロールチャンネルから拡幅チャンネル部分へのコン
    トロール液体の流動がまた、毛細管力によっておよび／またはコントロール液体
    に圧力を加えることによって引き起こされることを特徴とする請求項２８に記載
    の試料担体。
  30. 【請求項３０】 それぞれのコントロールチャンネルが、コントロール液体
    受容チャンバからそれぞれの拡幅チャンネル部分へ伸びるように配置されている
    ことを特徴とする請求項２７から２９の何れか１項に記載の試料担体。
  31. 【請求項３１】 それぞれの試料液体受容チャンバが、底面、および底面と
    角度をなす方向に広がっている側面を含み、コントロール液体受容チャンバに割
    り当てられたガス抜き収集チャンネルが、前記底面より上でコントロール液体受
    容チャンバに入るように配置され、コントロール液体をコントロール液体受容チ
    ャンバからガス抜き収集チャンネルへ流動させるための毛細管力を生成する手段
    が、前記入り口と前記底面間に配置されていることを特徴とする請求項３０に記
    載の試料担体。
  32. 【請求項３２】 前記毛細管力生成手段が、毛細管力によってコントロール
    液体の流動を生成するのに適切な断面積および形状を持っている流出溝として形
    成されていることを特徴とする請求項３１に記載の試料担体。
  33. 【請求項３３】 前記流出溝が側面に形成されたトロフ（とい状のくぼみ）
    として提供されていることを特徴とする請求項３２に記載の試料担体。
  34. 【請求項３４】 前記チャンバ、チャンネルおよび他の構造物が、少なくと
    も一方の側から基底部内に配置され、前記少なくとも１つの基底部の側がカバー
    部によって液体が漏れないように覆われていることを特徴とする請求項１から３
    ３の何れか１項に記載の試料担体。
  35. 【請求項３５】 前記基底部および前記カバー部がプラスチック、ガラス、
    金属またはシリコンでできていることを特徴とする請求項３４に記載の試料担体
    。
  36. 【請求項３６】 前記カバー部がフィルムであることを特徴とする請求項３
    ４または３５に記載の試料担体。
  37. 【請求項３７】 前記少なくとも１つの反応チャンバが乾燥した試薬を含む
    ことを特徴とする請求項１から３６の何れか１項に記載の試料担体。
  38. 【請求項３８】 異なる試薬をそれぞれが収容している試料受容チャンバを
    用いた、微生物学的診断、血液型血清学、臨床化学、微量分析および活性化物質
    の試験での前記請求項の何れか１項に記載の試料担体の使用。
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