JP2006208388A - 試料液を検査するための装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】僅かな手間で有利には定量的な検査、特に血糖、血中脂質、酵素またはその他の値の決定を可能にする、試料液、例えば血液、血漿、尿、唾液またはこれに類するものを検査するための装置を提供する。
【解決手段】装置（１）が、試料液（２）の、僅かに湾曲させられたまたは直線的な流動フロント（Ｆ）を形成するための手段（１６）を有しており、試薬の少なくとも９０％が試料液（２）の所定の反応体積中で溶解可能かつ／またはこれと反応し、溶解された試薬または試薬の反応生成物の少なくとも９０％が反応体積と共に検査領域（１０）に搬送可能であるか、または検査領域（１０）内の反応体積中の溶解された試薬または反応生成物の濃度が最大で１０％の分だけ変動するようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、試料液、例えば血液、血漿、尿、唾液またはこれに類するものを検査するための装置および方法に関する。

本発明はマイクロ流体システムもしくはマイクロ流体装置に関する。以下の構成は、毛管力が働き、それが特に機能にとって重要である装置に関する。

本発明は、試料液を検査するための装置であって、試料液を毛管力により受容して搬送する通路が設けられており、該通路が平面を有しており、該平面上を試料液が側方流動（ｌａｔｅｒａｌ ｓｔｒｏｅｍｅｎ）かつ／または層流流動（ｌａｍｉｎａｒ ｓｔｒｏｅｍｅｎ）し、溶解可能なかつ／または反応する試薬を平面上に有する反応領域が設けられており、反応領域が試料液で完全に充填可能であり、これにより、試料液の反応体積が規定可能であり、反応領域の下流に配置され、通路により形成される検査領域が設けられており、試薬の溶解および／または反応のための反応領域に試料液を一時的に貯留するための装置が設けられている形式のものに関する。

本発明は、試料液を毛管力により通路の平面上を側方流動かつ／または層流流動させ、試料液を、溶解可能なかつ／または反応する試薬を平面上に有する反応領域に完全に充填させ、それにより、試料液の反応体積を規定し、試薬の溶解および／または反応のための反応領域内の反応体積を減速するまたは一時的に貯留する、試料液を検査するための方法に関する。

試料液を検査する、特に血糖、血中脂質、酵素またはその他の値を決定するために、しばしば「テストフィルタストリップ（Ｔｅｓｔｆｉｌｔｅｒｓｔｒｅｉｆｅｎ）」が使用される。テストフィルタストリップは紙、シート、フィルタ、メンブレンまたはこれに類するものから成る。この種のテストフィルタストリップは検査課題のために形成されており、搬送機能も請け負う。例えば、試料液はテストフィルタストリップのフリース状の材料内の毛管力に基づいて搬送される。その際、試料液は前もって取り込まれた試薬と反応し、例えば色変化を試料液中の分析物の検出時に生ぜしめることができる。ただし、この種のテストフィルタストリップは、分析物の、比較的不正確な定量的な検出を許可するにすぎない。

択一的には、試料液の検査のためのマイクロ毛管システムが公知である。ＥＰ１２０１３０４Ａ２号明細書には、例えば試料液の検査のための微細構造化されたプラットホームが開示されている。プラットホームは充填領域、検査領域および通路システムを有している。試料液は専ら毛管力によって受容され搬送されることができる。できるだけ僅かに湾曲された流動フロントおよび一様な流動速度を生ぜしめるために、公知のプラットホームは遅延構造を、幅広なフラットな通路の縁部に沿って、特に検査領域に有している。さらに、試料液はこの公知のプラットホームでは必要に応じて、例えば化学的な反応または物理的なプロセス、例えば加熱または冷却を可能にするために、予め決められた箇所で予め決められた時間の間貯留されることができる。ただし、ＥＰ１２０１３０４Ａ２号明細書は試料液のできるだけ正確な検査、特に定量的な検査を企図していない。
ＥＰ１２０１３０４Ａ２号明細書 ＥＰ１４４０７３２Ａ１号明細書 ＥＰ１４４１１３１Ａ１号明細書 ＥＰ１４１９８１８Ａ１号明細書 ＵＳ５４５８８５２号明細書

本発明の課題は、僅かな手間で有利には定量的な検査、特に血糖、血中脂質、酵素またはその他の値の決定を可能にする、試料液、例えば血液、血漿、尿、唾液またはこれに類するものを検査するための装置および方法を提供することである。

上記課題を解決するために本発明の構成では、装置が、試料液の、僅かに湾曲させられたまたは直線的な流動フロントを形成するための手段を有しており、試薬の少なくとも９０％が試料液の所定の反応体積中で溶解可能かつ／またはこれと反応し、溶解された試薬または試薬の反応生成物の少なくとも９０％が反応体積と共に検査領域に搬送可能であるか、または検査領域内の反応体積中の溶解された試薬または反応生成物の濃度が最大で１０％の分だけ変動するようにした。上記課題を解決するために本発明の別の構成では、反応領域、検査領域および／または通路が、少なくとも実質的にコンスタントな横断面を有しており、通路の高さが通路の幅よりも少なくとも１０倍小さく、かつ／または反応領域および／または検査領域の長さが最大で幅と同じであるか、またはそれよりも短いようにした。

上記課題を解決するために本発明の方法では、試料液を、少なくとも実質的に真っ直ぐな液体フロントを備えてかつ／または少なくとも実質的に流動横断面変化なしに、反応領域から検査領域に流動させるようにした。

有利な構成は従属請求項の対象である。

上記手段の、本発明による組み合わせにより、試料液の、遙かに正確な検査、特に試料液中の少なくとも１つの分析物の定量的な決定が可能になる。反応領域での試料液の所定の貯留により、試薬が反応領域で規定通り溶解可能であるもしくは試薬が反応することができる反応体積が確定される。引き続いて、反応体積は溶解された試薬または反応生成物と共に反応領域から検査領域にさらに搬送される。その際、試料液の側方流動、少なくとも実質的に層流の流動および／または少なくとも実質的に直線的な流動フロントは、僅かな分散につながる。つまり、溶解された試薬または反応生成物の、検査領域にさらに搬送される反応体積中の少なくとも実質的に均等な濃度プロフィールが達成可能である。相応に、所定の時間内で、上記値の遙かに正確な検査、特に決定が実施されることができる。

検査もしくは決定のために、例えば溶解された試薬と決定したい分析物とから成る複合体または化合物は検査領域で、固定された検出化学物質により結合され、引き続いて、例えば光学的に検出もしくは測定されることができる。このことから、例えば試料液中の分析物の濃度が決定される。

本発明の、別の、独立的にも実現可能な観点は、反応領域、検査領域および／または通路が少なくとも実質的にコンスタントな横断面を有するかつ／または通路の高さが通路の幅よりも少なくとも１０倍小さく形成されるかつ／または反応領域および検査領域の長さが最大で幅と同じかまたはそれよりも短く形成されることにある。

上記手段は定量的な検査もしくは生化学的な検査のために役立つ。特に、所定の反応体積の所定の検査が可能となるもしくは反応体積の望ましくない分散が回避される。別の利点は短い検査時間、迅速な反応、短い拡散経路および／または短い流動経路である。

本発明の別の利点、特徴、特性および観点は、請求項と、以下に図面を参照しながら行う有利な実施形態の説明とから得られる。

図中、同一の部分または類似の部分には同一の符号を使用する。その際、説明の繰り返しが省略されていても、相応のまたは比較可能な特性および利点が達成される。

図１に概略的な断面図で、試料液２、特に血漿またはこれに類するものを検査するための、本発明による装置１の第１の実施形態の一部を示す。

装置１は、試料液２を毛管力により受容して搬送する通路３を有している。通路３は有利には２つの、互いに対向して位置する、特に実質的に平坦な面もしくは平面４，５により画定もしくは形成されるにすぎない。

装置１は有利にはプレート状のキャリア６および対応配置されたカバー７を有している。キャリア６とカバー７との間に通路３が形成されている。図示の例ではキャリア６だけが、必要な微細構造もしくはマイクロ構造を形成するために切欠かれており、カバー７は平坦に、有利には少なくとも実質的に切欠きなしに形成されている。ただし、この構成は逆であってもよい。ただし、必要に応じてキャリア６とカバー６とが切欠かれていてもよいし、かつ／または所望される構造を形成し、場合によっては図示されていない化学物質、試薬、検査装置またはこれに類するものを収容するための突出部を備えて形成されていてもよい。つまり、特にこの装置は「マイクロチップ（微細構造を備えたプラットホーム）」である。

図２に概略的な平面図で装置１のキャリア６を示す。ただし、カバー７および試料液２は存在しない。通路３は有利には直接相前後して、入口、図示の例では特にトレンチ８を備えた入口、反応領域９、検査領域１０および／または集合領域１１を有している。

必要に応じて、通路３内へのまたは通路３内での試料液２の説明されない調量が、特に入口の手前で、例えばＥＰ１４４０７３２Ａ１号明細書に記載されているような形で実施されることができる。

装置１は有利には唯一の通路３を有している。ここでは通路３は単独毛管（Ｅｉｎｚｅｌｋａｐｉｌｌａｒｅ」の意味で理解されることができる。ただし、必要に応じて通路３は種々異なる方向にまたは種々異なる領域に通じるまたは分岐することができる。図示の例で試料液２は有利には専ら毛管力により通路３内にもしくは通路３内で、図１に暗示した流動方向Ｓで流動する。ただし、試料液２は付加的にまたは択一的に例えば圧力により通路３を通して搬送されることもできる。

通路３は有利には、試料液２の流動方向Ｓに対して横断方向で、実質的に長方形のかつ／またはフラットな横断面を有している。

通路３の、図１もしくは図４に暗示した高さＨ、つまり通路３を画定する有利には平行な面４，５の間隔は最大で２０００μｍ、有利には最大で５００μｍ、特に約５０μｍ〜２００μｍである。通路３の幅は有利には約１００μｍ〜５０００μｍ、特に約２００μｍ〜４０００μｍである。通路３の高さＨは通路３の幅よりも遙かに小さく、特に少なくとも１０倍〜１００倍小さい。通路３の受容体積は有利には１ｍｌよりも小さく、特に１００μｌよりも小さく、特に有利には最大で１０μｌである。

つまり、装置１はマイクロ流体を用いたシステム、いわゆる「マイクロ流体システム」を形成する。この装置１は特に、医学的または非医学的な目的もしくはその他の検査のための、マイクロ流体を用いた診断法のために役立つ。

通路３およびその主延在平面は使用位置で有利には少なくとも実質的に水平に延びる。ただし、使用目的または構造的な解決策に応じて、別の方向付けも可能である。それというのも、通路３による試料液２の受容もしくは試料液２による通路３の充填が、有利には少なくとも一次的に毛管力によって決定されるもしくは生ぜしめられるにすぎないからである。

試料液２により溶解可能であるかつ／または試料液２と反応する試薬を有する反応領域９と、有利には直接接続する検査領域１０とは、通路３内に、有利には相前後して通路３の同じ平面４上に形成されている。

反応領域９は、一つには試料液２中の決定したい分析物のための、試料液２により有利には溶解可能な試薬を有している。試薬は特に、測定したい分析物に対応する抗体である。抗体は指示薬（色素、色素粒子、例えばコロイド状金）に結合されている。反応領域９で、試料液２の充填時に試薬が溶解される。分析物が試料液２中に含まれていれば、分析物は、色素に結合された抗体と反応し、特に化合物または複合体を形成する。

択一的にまたは付加的に、試薬が場合によっては溶解されなくても、試薬が分析物と反応し、特に反応生成物を形成する。それゆえ、（溶解された）試薬に関する以下の記述は反応生成物にも相応に当てはまる。

検査領域１０は図示の例では、有利には固定された検出化学物質（Ｎａｃｈｗｅｉｓｃｈｅｍｉｋａｌｉｅ）を有している。検出化学物質は特に分析物と試薬とから成る化合物または複合体もしくは反応生成物に結合する。未結合の試薬およびその他の成分は、試料液２と共に、引き続きさらに集合領域１１に流動する。集合領域１１で、未結合の試薬およびその他の成分は受容され、これにより逆流は阻止される。検査領域１０で、例えば光学的に、結合された試薬が決定可能であり、このことから、試料液２中の分析物の存在、特に濃度が決定可能である。つまり、試料液２の特に定量的な検査が可能である。

装置１は本発明により、試薬の溶解および／または反応のための反応領域９および／または検査領域１０に試料液２を一時的に貯留するための装置１２を有している。装置１２は有利には、この一時的な貯留が、例えばＥＰ１４４１１３１Ａ１号明細書に記載されているように試料液２自体により、または説明しない制御液により、または例えばＥＰ１４１９８１８Ａ１号明細書に記載されているように選択的な排気により確定可能もしくは解除可能であるように形成されている。有利には、装置１２は試料液２を、予め決められた時間の間、場合によっては反応領域９の完全な充填後に初めてかつ／または反応領域９の完全な充填まで貯留する。

図示の例で装置１２は特に制御通路１３を有している。制御通路１３は試料液２を、所定の時間後もしくは所定の時間中、反応領域９と検査領域１０との間に配置された液体ストップ１４に供給する。その結果、試料液２もしくは反応領域９に存在する試料液２の反応体積は液体ストップ１４を克服し、検査領域１０にさらに流動することができる。

必要に応じて、装置１は、試料液２、特に反応領域９から検査領域１０に以前に流動させられた、溶解された試薬または反応生成物を含む試料液２の反応体積を検査領域１０に一時的に貯留するための別の装置１２を有している。それにより、できるだけ正確なもしくは定量的な決定を可能にし、特に試薬と分析物とから成る化合物、複合体または反応生成物の、検査領域１０内の検出化学物質との少なくとも実質的に完全な反応もしくは結合を可能にすることができる。

別の装置１２は特に前述の装置１２に応じて形成されている。相応にやはり制御通路１３が設けられている。制御通路１３は試料液２を、所定の時間後もしくは所定の時間中、検査領域１０と下流に配置された集合領域１１との間に配置された液体ストップ１４に供給する。その結果、試料液２もしくは検査領域１０に存在する試料液２の反応体積は液体ストップ１４を克服し、集合領域１１にさらに流動する。以後流動する試料液２は、検査領域１０への未結合の試薬もしくは反応生成物の洗い流しを生ぜしめることができる。

図示の例で液体ストップ１４は特にグルーブ状またはトレンチ状の凹欠部により流動方向Ｓに対して横断方向で形成されている。ただし、別の構造的な解決策も可能である。特にＵＳ５４５８８５２号明細書から、択一的にまたは付加的に使用されることができる装置１６を実現するための別の構造的な解決策が公知である。

図３は、図２に対応する平面図で、第２の実施形態による装置１の、充填されていないキャリア６を示す。ここで、装置１２はその都度、有利にはグルーブ状またはトレンチ状の液体ストップ１４の代わりに、少なくとも１つの、有利にはウェブ状のバリア１５、特に相前後して配置された２つまたはそれよりも多くのバリア１５を有している。それにより、必要に応じて、試料液２の、相応の一時的な貯留が達成されることができる。

第２の実施形態で通路３は第１の実施形態とは異なり、実質的にコンスタントな横断面を有していない。むしろ、通路３の横断面は反応領域９から検査領域１０への移行部および／または検査領域１０から集合領域１１への移行部で減じられている。この横断面減少部は有利には液体流の均等な縮小と、引き続いての液体流の拡大とにより達成される。装置１２もしくはバリア１５は有利には、減じられた横断面の領域に配置されている。

上記横断面減少部は既に、通路３を通る体積流量の減少につながる。その結果、場合によっては完全な一時的な貯留が不要である。特に、流動の、バリア１５により惹起される遅延もしくは体積流量の減少は必要に応じて十分であることができる。

さらに、第１の実施形態または第２の実施形態による装置１は、試料液２の、流動方向Ｓでのサイドの飛び出しを阻止するかつ／または試料液２の、図１に暗示した、図２の平面図に関して僅かに湾曲させられたまたは直線的な流動フロントＦを形成するもしくは一様流もしくは層流を形成するための手段１６を有している。

図示の例で手段１５は、通路３が少なくとも長手方向側面で開いて形成されていることにより形成されている。通路３のサイドには切欠き１７が接続している。切欠き１７は特にグルーブ状もしくはトレンチ状に形成されている。それにより、試料液２のためのサイドの液体ストップ、つまり毛管力により克服不能な流動障害が形成され、試料液２は側壁なしに、開いた長手方向側面に沿って通路３内を案内される。

切欠き１７は有利にはシャープなエッジを備えて通路３に、図１、図３および図４に暗示したような形で接続している。図示の例で切欠き１７はキャリア６にのみ形成されており、図１、図３および図４に示したものでは、つまり実質的に通路３の横断方向で見て下方にのみ延在している。ただし、切欠き１７は選択的に上方に、または通路３の横断方向で見て両側に向かって、つまり特に上方および下方に延在していることができる。

横断面で見て有利には長方形の切欠き１７は、試料液２のための上記液体ストップが通路３から切欠き１７への移行部に形成されるほどに毛管力を弱める、特に段状もしくは突然の横断面拡大部につながる。特に、切欠き１７の高さは通路３の高さＨの少なくとも２倍の大きさである。

切欠き１７は図示の例では通路３の開いた側面に沿って延在しており、特に全面的に開いた通路３の周りを取り巻くように形成されている。

試料液２を通路３内で相応に側壁なしに案内することは、装置１の、図５に示した第３の実施形態でも、サイドの切欠き１７により可能である。ただし、試料液２はここでは底面もしくは平面４上でのみ案内される。つまり、試料液２は、第１の実施形態のようには、対向して位置する平面５に接触しない。その代わり図示の例では、場合によっては平らなカバー７に対して十分な間隔を遵守することができるように、カバー７が相応に切欠かれているか、または面４が相応に深くキャリア６内に配置されている。試料液２により面４上に形成される液膜の厚さは特にぬれ特性と、供給される、特に調量される試料液２の量とに依存している。有利には、液膜に関して、第１の実施形態で通路３について述べた寸法設定と相応の寸法設定が当てはまる。

図６は概略的な断面図で、本発明による装置１の第４の実施形態を示す。その際、通路３のサイドの領域は明瞭化のために拡大されて示されている。

試料液２のサイドの飛び出しを阻止するかつ／または僅かに湾曲させられたまたは直線的な流動フロントＦを形成するかつ／または一様流もしくは層流を形成するための手段１６は択一的にまたは付加的に、通路３を長手方向側面または全面で画定する側壁１８を有していることもできる。その際、相応の案内部材または遅延構造、特に突出部または隆起部１９またはこれに類するものを形成することにより、側壁１８に沿った流動方向Ｓでの流動速度もしくは充填速度は充填速度を減じる。特にその結果、縁部における試料液２の充填速度は、通路３の中央の領域における充填速度を超過せず、これに少なくとも実質的に等しい。案内部材もしくは遅延構造に対して択一的にまたは付加的に、側壁１８のぬれは、側壁１８に沿った試料液２の望ましくない飛び出しが回避されるように改変、特に減じられていることもできる。

補足的に、長手方向側面での試料液２の飛び出しを回避するための可能な構成に関して、これに関してＥＰ１２０１３０４Ａ２号明細書に記載された可能性を参照されたい。

図示の例で通路３は、試料液２の充填に影響を及ぼす、特に均等化するための少なくとも１つの案内部材を有している。特に、通路３は有利には規則的に分配された隆起部１９を案内部材として平面４または場合によっては両平面４，５に、図１、図２、図４〜図６に示したような形で有している。隆起部１９は特に並んで流動方向Ｓに対して横断方向で、有利には垂直に、または流動方向Ｓに対して長手方向で、特に交互に横断方向でずらされて配置されている。それにより、試料液２が通路３を列状に、つまり列毎に充填し、これにより、実質的に直線的な液体フロントＦを伴って流動方向Ｓで前進することが達成されることができる。手段１６は必要に応じて上記案内部材も有している。

必要に応じて、毛管力の望ましい経過もしくは場合によっては流動抵抗の補償を達成するために、隆起部１９の面密度、間隔および／または大きさは、特に入口に対するその都度の距離に依存して変動することができる。

隆起部１９は有利にはウェブ状、バンプ状またはコラム状に、特に円形または多角形のベース面を備えて形成されている。ただし択一的にまたは付加的に、通路３の流動方向Ｓに対して横断方向でまたは長手方向で延びる、トレンチ８のような凹欠部またはバリア１５またはその他の案内部材が設けられていることもできる。

有利にはグルーブ状の、横断面で見て特に長方形または半円形のトレンチ８は、液体ストップ１４および切欠き１７よりも遙かに小さな深さを有しており、それゆえ、液体フロントＦを均等化するための、一時的なものにすぎない液体ストップを形成する。それにより、試料液２が通路３の充填後に初めて全横断面を介してトレンチ８、引き続いて後続の通路領域を充填することが達成され得る。

側壁なしの試料液２の案内と案内部材とを組み合わせることにより、通路３を、特に毛管力により、少なくとも実質的に直線的なもしくは流動方向Ｓに対して垂直に延びる液体フロントＦを伴って、高度に均等に充填することが達成可能であることを指摘しておく。

択一的に、通路３は部分的にまたは全体的に少なくとも実質的に平滑にもしくは平坦に、つまり特に案内部材なしに、図３に暗示したような形で形成されていることもできる。

反応領域９および／または検査領域１０の、特に隆起部１９またはこれに類するもののような案内部材による構造化もしくは組織化は、化学物質またはこれに類するものの、有利には均等な塗布を容易にする。化学物質は引き続いて乾燥され、これにより例えば乾燥化学物質（Ｔｒｏｃｋｅｎｃｈｅｍｉｋａｌｉｅ）または固定された化学物質を形成する。

補足的に、装置１が有利には、切欠き１７と連通する排気部２０を、図４に暗示したような形で有していることを指摘しておく。排気部２０は極めて簡単に効果的な排気を許可する。このことは、通路３に試料液２を均等にかつ気泡なしに充填するために役立つ。

以下に本発明による手段の共働について詳細に説明する。その際、特に第１の実施形態もしくは図１および図２の説明を参照されたい。

充填後、試料液２は通路３内の毛管力により反応領域９に案内される。ここで、試料液２は通路３、少なくとも反応領域９および検査領域１０内を、側方流動で平面４上を、有利には少なくとも実質的に層流でもしくは一様な流動速度でもしくは僅かに湾曲されたまたは直線的な流動フロントＦを伴って流動する。このことは特に、上記手段１６、特に有利には少なくとも反応領域９および／または検査領域１０に設けられた案内部材と組み合わされた手段１６により達成される。

反応領域９で、試料液２は、有利には予め決められた時間の間、装置１２により一時的に貯留される。反応領域９で、試料液２は、試料液２中の分析物を決定するための、有利には乾燥化学物質として存在する試薬を溶解するもしくはこれと反応する。試薬は例えば、分析物に結合する抗体と、色素粒子またはこれに類するものとから形成されている接合体である。溶解された試薬もしくは接合体はその後分析物に結合する。

試料液２の一時的な貯留により、反応領域９は、試料液２の所定の反応体積で充填されている。その結果、試薬は少なくとも実質的にこの反応体積中でのみ溶解されるもしくはこれのみと反応する。一時的な貯留により、これにより既に、試薬または試薬の反応生成物の、試料液２中での望ましくない分散もしくは広範な分布が回避されることができる。

さらに、一時的な貯留のための時間は有利には、試薬が少なくとも９０％、特に少なくとも９５％またはそれよりも遙かに多く、特に試料液２の反応体積中で溶解されるもしくはこれと反応するように選択されている。必要に応じて、溶解または反応は熱またはその他の手段、例えば電圧またはこれに類するものの印可により助成されることができる。

試薬は有利には均等にまたは予め決められた濃度分布で反応領域９内の平面４に塗布されている。それにより、場合によっては試料液２による充填プロセスの考慮の下で、上記反応体積中での、溶解された試薬もしくは反応生成物のできるだけ迅速かつ均等な分布が達成されることができる。

反応体積中でのできるだけ均等な分布は、試薬が通路３の平面４上に配置されており、かつ比較的僅かな通路高さＨに基づいて相応に、反応体積中での、溶解された試薬もしくは反応生成物の迅速な拡散、これにより均等な分布が達成可能であることにも役立つ。

所定の溶解もしくは反応後、装置１２は試料液２を解放する。その結果、試料液２、特に所定の反応体積は、反応領域９から検査領域１０にさらに流動することができる。その際、上記手段、特に手段１６に基づいて、やはり溶解された試薬ならびに試薬と分析物とから成る化合物もしくは複合体の、反応体積からの特に僅かな分散が阻止されることができる。特に、試薬もしくは反応生成物が少なくとも９０％、有利には９５％またはそれよりも多く、反応体積と共に検査領域１０に流動するもしくは搬送されることが達成される。

検査領域１０では、試料液２もしくは反応体積が必要に応じて再度、その都度望まれる検査、特に図示の例では、試薬と分析物とから成る複合体もしくは化合物の、検査領域１０で有利には平面４上に固定された検出化学物質との結合を助成するために、一時的に貯留される。ただし、検査領域１０でのそのような一時的な貯留は必ずしも必要なものではない。その結果、検査領域１０に対応配置された別の装置１２は場合によっては省略されることができる。

考えられる検出化学物質は特に固定された乾燥化学物質、例えば捕獲抗体である。捕獲抗体は試薬と分析物とから成る化合物もしくは複合体を捕獲し、これにより結合する。

付加的に、別の検査ステップがさらに別の化学物質により検査領域１０内で、または相前後して配置された複数の検査領域１０内で実施されることができる。例えば、一体全体決定したい分析物が試料液２中に含まれているかどうかの検査が実施されることもできる。

検査領域１０は有利には直接反応領域９に接続している。その結果、試薬もしくは試薬と分析物とから成る化合物または複合体またはその他の反応生成物の、反応体積から試料液２の別の領域への望ましくない分散は、少なくとも実質的に阻止または最小化される。検査領域１０が有利には直接反応領域９に接続していることにより、つまりムダ容積、ひいては分散が最小化される。

通路３のフラットな横断面により、反応領域９および／または検査領域１０は比較的短く流動方向Ｓで形成されることができる。その結果、合わせて極めて短い流動経路、これにより僅かな分散が達成可能である。特に、反応領域９および／または検査領域１０の長さは通路３の幅と同じに、またはそれよりも短く形成されているにすぎない。

特に、検査領域１０での、本発明により達成可能な分散は僅かである。検査領域１０内の反応体積中の試薬もしくは反応生成物の濃度は最大で１０％、有利には５％以下、特に有利には最大で３％の分だけ変動する。

通路３の、比較的僅かな高さＨと、検出化学物質の、平面、特に平面４上での有利な配置とは、試薬と分析物とから成る、反応体積中に含まれる複合体もしくは化合物またはその他の反応生成物が極めて迅速にもしくは極めて高い効率で検出化学物質またはこれに類するものにより結合されることができることにつながる。

引き続いての洗浄ステップで、試料液２はさらに集合領域１１に流動する。集合領域１１は場合によっては吸収性の材料および／または案内部材、例えば隆起部１９を、試料液２をほぼ吸収し、逆流を阻止するために有していることができる。集合領域１１の体積は有利には、未結合の試薬、未結合の反応生成物および／またはその他の場合によって障害となる粒子または物質を検査領域１０から効果的に洗い流すことを達成するために、反応体積より少なくとも２倍または５倍大きい。

引き続いて、検査領域１０で結合される試薬または反応生成物の決定が、有利には光学的に、例えば分光学的に実施される。このことは特に、試薬または反応生成物が例えば、抗体、色素複合体、色素粒子またはこれに類するものから成る接合体として構成されていることにより可能である。結合された複合体もしくは化合物の数または濃度から、特に試料液２中の分析物の濃度が決定されることができる。結果的に、本発明による装置１および前記方法は、従来慣用のテストフィルタストリップまたはこれに類するものに対して遙かに正確な、試料液２の検査、特に試料液２中の１つの分析物または場合によっては複数の分析物の定量的な決定を許可する。

本発明の第１の実施形態による、部分的に試料液で充填された装置の一部の概略縦断面図である。 充填されていない図１に示した装置のキャリアの概略平面図である。 第２の実施形態による、充填されていない装置のキャリアの、図２に対応する平面図である。 第１の実施形態による装置の、図１に示した線ＩＶ−ＩＶに沿った概略横断面図である。 第３の実施形態による装置の、図４に相当する概略横断面図である。 第４の実施形態による装置の、図３に相当する概略横断面図である。

符号の説明

１ 装置、 ２ 試料液、 ３ 通路、 ４ 平面、 ５ 平面、 ６ キャリア、 ７ カバー、 ８ トレンチ、 ９ 反応領域、 １０ 検査領域、 １１ 集合領域、 １２ 装置、 １３ 制御通路、 １４ 液体ストップ、 １５ バリア、 １６ 手段、 １７ 切欠き、 １８ 側壁、 １９ 隆起部、 ２０ 排気部、 Ｆ 流動フロント、 Ｓ 流動方向

Claims (30)

1. 試料液（２）を検査するための装置（１）であって、
   試料液（２）を毛管力により受容して搬送する通路（３）が設けられており、該通路（３）が平面（４）を有しており、該平面（４）上を試料液（２）が側方流動かつ／または層流流動し、
   溶解可能なかつ／または反応する試薬を平面（４）上に有する反応領域（９）が設けられており、反応領域（９）が試料液（２）で完全に充填可能であり、これにより、試料液（２）の反応体積が規定可能であり、
   反応領域（９）の下流に配置され、通路（３）により形成される検査領域（１０）が設けられており、
   試薬の溶解および／または反応のための反応領域（９）に試料液（２）を一時的に貯留するための装置（１２）が設けられている
   形式のものにおいて、
   装置（１）が、試料液（２）の、僅かに湾曲させられたまたは直線的な流動フロント（Ｆ）を形成するための手段（１６）を有しており、試薬の少なくとも９０％が試料液（２）の所定の反応体積中で溶解可能かつ／またはこれと反応し、溶解された試薬または試薬の反応生成物の少なくとも９０％が反応体積と共に検査領域（１０）に搬送可能であるか、または検査領域（１０）内の反応体積中の溶解された試薬または反応生成物の濃度が最大で１０％の分だけ変動する
   ことを特徴とする、試料液を検査するための装置。
2. 通路（３）が、少なくとも実質的にコンスタントな横断面を、少なくとも反応領域（９）から検査領域（１０）まで有しているか、または試料液（２）のために形成する、請求項１記載の装置。
3. 通路（３）の高さ（Ｈ）が、通路（３）の幅よりも、特に少なくとも１０倍、有利には１００倍小さい、請求項１または２記載の装置。
4. 請求項１から３までのいずれか１項記載の、試料液（２）を検査するための装置（１）であって、
   試料液（２）を毛管力により受容して搬送する通路（３）が設けられており、該通路（３）が平面（４）を有しており、該平面（４）上を試料液（２）が側方流動かつ／または層流流動し、
   溶解可能なかつ／または反応する試薬を平面（４）上に有する反応領域（９）が設けられており、
   反応領域（９）の下流に配置され、通路（３）により形成される検査領域（１０）が設けられている
   形式のものにおいて、
   反応領域（９）、検査領域（１０）および／または通路（３）が、少なくとも実質的にコンスタントな横断面を有しており、
   通路（３）の高さ（Ｈ）が通路（３）の幅よりも少なくとも１０倍小さく、かつ／または
   反応領域（９）および／または検査領域（１０）の長さが最大で幅と同じであるか、またはそれよりも短い
   ことを特徴とする、試料液を検査するための装置。
5. 装置（１）が、試薬の溶解および／または反応のための反応領域（９）内に試料液（２）を一時的に貯留するための装置（１２）を有している、請求項４記載の装置。
6. 装置（１）が、試料液（２）の、流動方向（Ｓ）でのサイドの飛び出しを阻止するかつ／または試料液（２）の、僅かに湾曲されたまたは直線的な流動フロント（Ｆ）を形成するための手段（１６）を有している、請求項４または５記載の装置。
7. 反応領域（９）が試料液（２）で完全に充填可能であり、これにより、試料液（２）の反応体積が規定可能であり、試薬の少なくとも９０％が試料液（２）の所定の反応体積中で溶解可能かつ／またはこれと反応し、溶解された試薬または試薬の反応生成物の少なくとも９０％が反応体積と共に検査領域（１０）に搬送可能であるか、または検査領域（１０）内の反応体積中の溶解された試薬または反応生成物の濃度が最大で１０％の分だけ変動する、請求項４から６までのいずれか１項記載の装置。
8. 試料液（２）が専ら通路（３）内の毛管力により受容可能かつ／または搬送可能であるかつ／または装置が、試薬の少なくとも９５％が反応体積中で溶解可能であり、かつ反応体積と共に検査領域（１０）に搬送可能であるように形成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
9. 通路（３）が、実質的に長方形のかつ／またはフラットな横断面を有しているかつ／または直線状に延びているかつ／または使用位置で少なくとも実質的に水平に延在している、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
10. 通路（３）が有利には専ら、対向して位置する２つの平面（４，５）により画定されており、両平面（４，５）の間で試料液（２）が案内可能であり、かつ平面（４，５）に試料液（２）が接触している、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
11. 試薬が乾燥化学物質として存在しており、試料液（２）により溶解可能であるかつ／または反応領域（９）および検査領域（１０）が少なくとも実質的に同じ大きさを有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載の装置。
12. 検査領域（１０）が直接反応領域（９）に接続しており、特に装置（１２）または液体ストップ（１４）または装置（１２）のバリア（１５）が反応領域（９）と検査領域（１０）との間に配置されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の装置。
13. 検査領域（１０）が、有利には固定された検出化学物質、特に試薬と試料液（２）中の分析物とから成る化合物または複合体を検出するための検出化学物質を有している、請求項１から１２までのいずれか１項記載の装置。
14. 通路（３）が、試料液（２）のための、検査領域（１０）の下流に配置された集合領域（１１）を有しており、特に集合領域（１１）の体積が反応体積よりも少なくとも２倍または５倍大きい、請求項１から１３までのいずれか１項記載の装置。
15. 装置（１２）が、一時的な貯留が試料液（２）自体によりまたは制御液によりまたは選択的な排気により確定可能もしくは解除可能であるように形成されている、請求項１から１４までのいずれか１項記載の装置。
16. 装置（１２）が制御通路（１３）を有しており、該制御通路（１３）が試料液（２）を、反応領域（９）の端部に設けられた液体ストップ（１４）に供給し、その結果、試料液（２）が液体ストップ（１４）を克服し、かつ反応体積が反応領域（９）から検査領域（１０）にさらに流動することができる、請求項１から１５までのいずれか１項記載の装置。
17. 装置（１２）が試料液（２）を、予め決められた時間の間かつ／または反応領域（９）の完全な充填後貯留する、請求項１から１６までのいずれか１項記載の装置。
18. 試料液（２）、特に反応体積が、前記装置（１２）または別の装置（１２）により、一時的に検査領域（１０）に貯留されることができる、請求項１から１７までのいずれか１項記載の装置。
19. 前記手段（１６）が、通路（３）が少なくとも長手方向側面で開いて形成されていることにより形成されており、その結果、通路（３）内の試料液（２）のためのサイドの液体ストップが形成されており、試料液（２）が側壁なしに通路（３）内を案内可能である、請求項１から１８までのいずれか１項記載の装置。
20. 手段（１６）が切欠き（１７）を有しており、該切欠き（１７）が液体ストップの形成のために有利にはシャープなエッジを備えてサイドで通路（３）に接続している、請求項１から１９までのいずれか１項記載の装置。
21. 切欠き（１７）が環状に形成されており、特に通路（３）のサイドを全面的に包囲するまたは画定する、請求項１９記載の装置。
22. 通路（３）のサイドが環状に開いて形成されている、請求項１から２１までのいずれか１項記載の装置。
23. 手段（１６）が、試料液（２）の飛び出しを阻止する側壁（１８）を有しており、特に側壁（１８）が横断面で見て湾曲されているまたは丸み付けられているかつ／または案内部材、特に隆起部（１９）を有している、請求項１から２２までのいずれか１項記載の装置。
24. 装置（１）が、試料液（２）の所定の体積が通路（３）に調量可能であるように形成されている、請求項１から２３までのいずれか１項記載の装置。
25. 装置（１）が、通路（３）を形成するための少なくとも１つの微細構造を備えたプラットホームとして形成されている、請求項１から２４までのいずれか１項記載の装置。
26. 試料液（２）を毛管力により通路（３）の平面（４）上を側方流動かつ／または層流流動させ、
    試料液（２）を、溶解可能なかつ／または反応する試薬を平面（４）上に有する反応領域（９）に完全に充填させ、それにより、試料液（２）の反応体積を規定し、
    試薬の溶解および／または反応のための反応領域（９）内の反応体積を減速するまたは一時的に貯留する、
    試料液（２）を検査するための方法において、
    試料液（２）を、少なくとも実質的に真っ直ぐな液体フロント（Ｆ）を備えてかつ／または少なくとも実質的に流動横断面変化なしに、反応領域（９）から検査領域（１０）に流動させる
    ことを特徴とする、試料液を検査するための方法。
27. 試薬の少なくとも９０％を、試料液（２）の所定の反応体積中で溶解かつ／またはこれと反応させ、貯留後、溶解された試薬または試薬の反応生成物の少なくとも９０％を反応体積と共に、反応領域（９）の下流に配置され、通路（３）により形成される検査領域（１０）に流動させるか、または検査領域（１０）内の反応体積中の溶解された試薬または反応生成物の濃度を最大で１０％の分だけ変動させる、請求項２６記載の方法。
28. 試料液（２）を側壁なしに通路（３）内をかつ／または案内部材、有利には隆起部（１９）を介して平面（４）上を案内し、それにより、少なくとも実質的に真っ直ぐな液体フロント（Ｆ）を達成するかつ／または試料液（２）のサイドの飛び出しを阻止する、請求項２６または２７記載の方法。
29. 反応体積を検査領域（１０）で一時的に貯留し、特に試薬と試料液（２）中の分析物とから成る複合体または化合物または反応生成物の、少なくとも９５％までを検出化学物質により検査領域（１０）で結合する、請求項２６から２８までのいずれか１項記載の方法。
30. 有利には光学的な検査または決定、特に試薬と決定したい分析物とから成る、検出化学物質に結合される反応生成物、複合体または化合物の検査または決定が実施される前に、検査領域（１０）を、反応体積の通流後、試料液（２）で濯ぐ、請求項２６から２９までのいずれか１項記載の方法。

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