JP2006521558A5

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Filing date: 2004-03-23
Publication date: 2010-03-11
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Description

用語“微小流体装置”とは、装置が、その中でいろいろな種類の反応物、アナライト、生成物、試料、緩衝液等を輸送するために液流が使用される、一つもしくはそれ以上のマイクロチャネル構造を備えることを意味する。“マイクロチャネル構造”の中の用語“マイクロ”とは、≦１０^３μｍ、好ましくは≦５×１０ ^２ μｍ、例えば≦１０^２μｍである断面積寸法を有する、一つもしくはそれ以上のキャビティおよび／もしくは導管があることを意図する。装置は、ナノリットル(ｎｌ)の範囲(ピコリットル(ｐｌ)の範囲を含む)の液体アリコートを加工する能力がある。ｎｌの範囲は５,０００ｎｌの上端を有するが、大抵の場合には≦１,０００ｎｌ、例えば≦５００ｎｌもしくは≦１００ｎｌの容積に関する。

溶質および多孔性床の間の相互作用は、例えば、
ａ)液体から溶質の分離、即ち、多孔性床プラス溶質が液体から分離され得るという結果でもって溶質が固相物質上に保持される、
ｂ)触媒反応、例えば酵素反応の一部としての相互作用、
ｃ)固相合成、および／もしくは
ｄ)固相誘導体化
を意図する。
本明細書中で引用される特許出版物(ＷＯおよびＵＳ出願ならびに発行された米国特許)は、出典明示によりその全体を本明細書の一部とする。

ＷＯ０３０９３８０２(Gyros AB)は、固定化形で使用される触媒系の一つの部分で触媒アッセイを実施することを記載している。アッセイは酵素系で例示される。固定化技法および固相物質はＷＯ０２０７５３１２(Gyros AB)にあるのと基本的に同一である。

ＵＳ５,７２６,０２６(Univ. Pennsylvania)およびＵＳ５,９２８,８８０(Univ. Pennsylvania)は、粒子の形態で固相を含有する検出／反応ゾーンを含む、微小流体装置を副次的な文で記載している。ストレプトアビジンは粒子に固定化されている。粒子は乾燥されるかもしくは凍結乾燥され得る。

背景問題
市場に上で議論された型の微小流体装置を提供することに関連する数多くの技術的問題がある。我々は、顧客が装置の中に親水性の多孔性床を導入しようとする場合には、機能不良床を得る危険性が高いことを見出した。総じて、このことは、床／マイクロチャネル構造の性能において、装置間および装置内の変動の増加、構造内で行われるアッセイについての感度および再現性の減少等に至るであろう。

マクロ世界では、一般的な傾向は、濡れた状態の床の形態で固相ベースの分離媒体を持つ充填済みのカラムを提供することであった。蒸発に因る保管中の液体の損失は典型的には、全体の容積に比べると低い。床容積が典型的にｎｌ−範囲にあって、蒸発が吸い上げに因り容易に顕著になる、微小流体装置については状況は全く異なる。結果は、床の迅速な非制御乾燥についての高い危険性ならびに床の液流特性を乱すであろうチャネル、キャビティーおよび空気の混在の創造についての許容できない危険性である。生物活性反応物を含む固相物質については、活性の再生不可能なおよび不可逆的な変化に対する危険性がまた明らかである。微小流体装置の中の完全にもしくは部分的に乾燥した固相物質を、乾燥前に濡れた床が持っていたのと本質的に同一のチャネル間のおよび装置間の変動と共に液流特性ならびに結合活性を有する微細な整列してかつ均一な多孔性床／カラムへ再構成するには困難がある。

これらの問題は、水中で膨潤しない疎水性についてよりも親水性のおよび／もしくは水に膨潤可能な固相物質について典型的にはさらに顕著である。図２ａ〜ｂおよび３を参照のこと。

第一の態様：微小流体装置
この態様は、そのそれぞれが多孔性床の形態で固相物質を保持することを意図した微小反応空間(１０４ａ〜ｈ)を備える、一つ、二つもしくはそれ以上のマイクロチャネル構造(１０１)を備える、微小流体装置である。装置は、一つ、二つもしくはそれ以上のマイクロチャネル構造(１０１)の中の微小反応空間(１０４ａ〜ｈ)が床の保存剤として作用する化合物もしくは化合物の組合せを含む乾燥状態の親水性の固相物質を含むことを特徴とする。かくしてこれらの化合物は、許容され得る濡れた多孔性床が、再構成液体が乾燥状態の固相物質を通過した後に復元され得ることを保障する。
床の保存剤(複数を含む)は、
ａ)おそらく固定化反応物(例えばアフィニティー反応物)を含む固相物質を
(i)固相物質の濡れた状態の乾燥状態への変換、および／もしくは
(ii)次の保管および／もしくは輸送
の間安定化させること、ならびに／または
ｂ)乾燥状態の濡れた多孔性床への再構築を助けること
の能力がある。

用語“許容され得る濡れた多孔性床”とは、床からの実験結果が使用され得る、即ち、床が機能性であることを意味する。用語“許容され得ない”とは、実験結果が廃棄されることを意味する。かくして、床の保存剤は、許容され得る床を得るための確率を増加させる。かくして、本発明の原理の使用は、微小流体装置上の機能性床またはマイクロチャネル構造の収率を微小流体装置の床またはマイクロチャネル構造の総数の≧７０％、例えば≧８０％もしくは≧９０％もしくは≧９５％もしくは≧９８％になるように増加させることを助け得る。

用語“乾燥状態”とは、乾燥後に残存する液体の量が、関係する液体で飽和されたとき(床の上端に現れる遊離の液体層が何も無い)の固相物質中に存在する液体の量の≦５０％、例えば≦３０％もしくは≦２０％もしくは≦１０％であることを意味する。多くの場合には、これは、乾燥および／もしくは保管後の固相物質の中の液体の量が、≦２０％(ｗ／ｗ)、例えば≦１０％もしくは≦５％であることを意味する。液体とは水を典型的に指す。

床の保存剤(添加剤)
乾燥／脱水および保管の間の多孔性床の損傷は典型的には、生物学的に活性な物質についてと同様な様式で濡れた状態から乾燥状態への変換の間に誘発されるストレスに依存する。床の保存剤の選択は、乾燥条件、固相物質、固定化反応物の種類等に依存するであろう。同一の化合物(複数を含む)が一つの固相物質および／もしくは固定化反応物については床の保存剤として作用し得るが、他の組合せについては負に影響し得る。かくして、個別の保存剤の候補[単一の化合物としてもしくは化合物の組合せ(複数を含む)としてのいずれかで]ならびに乾燥状態への変換のための条件ならびに／または保管および／もしくは再構成のための条件を、候補を特定の固相物質のために使用する前に、試験することは極めて重要であろう。試験は、典型的に試行錯誤により行われ、そして
ａ)望ましくないチャネル、キャビティーおよび空気の混在を見出すための床の物理的検査、ならびに／もしくは
ｂ)流動性、固定化反応物の活性、等の測定
を含み得る。

損傷の危険性が最も顕著である副工程は、主に乾燥工程(脱水工程)およびその状態での保管である。凍結乾燥が変換の一部である場合にはまた、凍結工程が顕著な損傷を引き起こし得る。生物学的に活性な物質については、特定の安定化剤がそれぞれの副工程に必要であり得ることが周知である。それ故に、安定化剤はそれらが活性である副工程の種類にしたがい名付けられ、例えば、冷凍安定化剤は凍結を指し、溶解安定化剤は脱水／乾燥を指し、そして長期安定化剤は保管を指す。例えば、Arakawa et al (Advanced Drug Delivery Reviews 46 (2001) 307-326)を参照されたい。本発明に関して、類似の分類が床の保存剤について用いられる。
乾燥固相物質の濡れた多孔性床への再構成を助ける化合物は、床の再構成剤と呼ばれ、また床の保存剤である。

本発明で有用である床の保存剤は典型的には、それが水溶性であるという意味で親水性である。かくして、多くの床の保存剤は、典型的に酸素、窒素および硫黄から選択される一つもしくはそれ以上のヘテロ原子を有し、炭素原子の総数と酸素、窒素および硫黄原子の総数の間の比が≦６、例えば≦４もしくは≦２である。

炭水化物構造を持つ適当な化合物は、ショ糖、乳糖、グルコース、トレハロース、マルトース、イソマルトース、セロビオース、イノシトール、エチレングリコール、グリセロール、ソルビトール、キシリトール、マンニトール、場合によりその末端の一つもしくは両方で置換されたポリエチレングリコール、デキストラン、マルトデキストリン、単糖類、二糖類、オリゴ糖類を含む多糖類等の中で見出し得る。炭水化物構造を持つ化合物はまた、典型的にポリオールである。

適当なポリオールは、多糖類、例えば場合によりアセテートもしくは低級ヒドロキシアルキル基(Ｃ_２〜４)によってヒドロキシ基上で部分的に置換されたポリビニルアルコール、ポリ(低級ヒドロキシアルキル(Ｃ_２〜４)アクリル酸エステル)ポリマーおよび相当するポリメタクリル酸エステルポリマー等のようなポリヒドロキシポリマー、ならびに二つもしくはそれ以上のヒドロキシ基を有する単量体化合物の中に見出され得る。典型的なポリオールにおいては、それぞれのヒドロキシ基は、ｓｐ^３−混成炭素に直接結合している。

適当なポリマーは、酸素および窒素から選択されるヘテロ原子を含む複数の官能基を有するポリマーの中に典型的に見出される。関連する官能基は、−Ｏ(ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ)_ｎ−(式中、ｎは≧２、例えば≧５である)、−ＣＯＮＨ−もしくは−ＣＯＮＨ_２(式中、Ｈは適当な親水性の有機基で置換され得る)のようなアミド、ヒドロキシ(ＯＨ)、エステル(−ＣＯＯＲ (式中、Ｒは適当な親水性の有機基である))、等である。特別な例は、ポリエチレングリコール、デキストランおよび他の多糖類、ポリビニルピロリドン、ポリペプチド、上述のポリアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルポリマー、上述のポリビニルアルコール等である。
上の用語“ポリマー”はまた、言及される特異的なポリマーが一部であるコポリマーを含む。

何度も、溶解安定剤および長期保管のための安定剤のような、適当な床の保存剤は、場合により微小反応空間に存在する一つもしくはそれ以上の他の成分と混合して、微小反応空間の中でガラス状態で存在する能力がある。

マイクロキャビティーの密着剤(一種の床の保存剤)は、固相物質を微小反応空間の中に保持し、その結果、乾燥状態の固相物質を濡れた多孔性床へ復元することを助ける。この種の薬剤は、粒子をお互いにおよび／もしくは微小反応空間の内壁に密着させることにより作用する。マイクロキャビティーの密着剤は、上で議論された床の保存剤候補の中で、例えば、炭水化物のおよび／もしくはポリマーの構造を示す物の中で、見出され得る。

種々の添加剤(床の保存剤、緩衝物質、保護剤、充填剤等)は、乾燥状態にある固相物質の中で、典型的に０.０００１〜２５％の範囲で、例えば≧０.００１％もしくは≧０.０１％もしくは≧０.１％および／または≦１０％もしくは≦１％の量で存在する。これらの範囲は、それぞれの個別の添加剤ならびに添加剤の総量に適用され、ただし、総量が範囲の上限を超えるべきでない。有効量の最適な範囲および個別の床の保存剤の十分な床の保存効果の測定は、上で議論されたような実験的試験を必要とする。％値は、乾燥状態にある固相物質の総重量に対する添加剤(複数を含む)の重量を指す。

添加剤(安定化剤、緩衝物質、保護剤、抗菌剤および／もしくは充填剤)は、それらが再構成された多孔性床から、例えば、液体を再構成された濡れた床を通して輸送すること(洗浄)により、容易に除去され得るように、典型的に水性媒体に可溶性である。

微小反応空間(１０４ａ〜ｈ)および固相物質
微小反応空間(１０４ａ〜ｈ)は、その中に固相が存在するマイクロチャネル構造(１０１ａ〜ｈ)の部分として規定される。これは、多孔性床の形態の固相について、床の容積および微小反応空間(１０４ａ〜ｈ)が合致しそして同一の容積を有するであろうことを意味する。もしも固相がマイクロ導管の内壁であるならば、微小反応空間(１０４ａ〜ｈ)は、固相の最上流のおよび最下流の末端の間の容積として規定される。

微小反応空間(１０４ａ〜ｈ)は、典型的に、連続的に広がりおよび／もしくは狭まり得るかまたはし得ない真直ぐなまたは曲がったマイクロ導管である。同一の装置において、全ての微小反応空間は典型的に、本質的に同一の形および／もしくはサイズを有する。形および／もしくはサイズが異なる本発明にしたがう微小反応空間を備える微小流体装置の中では、微小反応空間／マイクロチャネル構造(１０４ａ〜ｈ／１０１ａ〜ｈ)は、それぞれのグループが他のグループのいずれにも存在しない微小反応空間を含有するグループに分割され得る。それぞれのグループは、他のグループの小区域から分離している装置の小区域の中に位置し得る。

微小反応空間(１０４ａ〜ｈ)は、≦１,０００μｍ、例えば≦５００μｍもしくは≦２００μｍ(深さおよび／もしくは広さ)である、少なくとも一つの断面寸法を有する。最小の断面寸法は、典型的に≧５μｍであり、例えば≧２５μｍもしくは≧５０μｍである。微小反応空間の総容積は、典型的にｎｌの範囲にあり、例えば≦５,０００ｎｌ、例えば１,０００ｎｌもしくは≦５００ｎｌもしくは≦１００ｎｌもしくは≦５０ｎｌもしくは≦２５ｎｌである。

多孔性床は、ａ)多孔性のもしくは非多孔性の粒子の集団、またはｂ)多孔性モノリス、である。
モノリスの床は、多孔性の膜もしくは多孔性のプラグの形態であり得る。
用語“多孔性の粒子”は、ＷＯ０２０７５３１２(Gyros AB)にあるのと同一の意味を有する。

適当な粒子は球状でもしくは回転楕円形(ビーズ状)でまたは非球状である。固相として使用される粒子について適当な平均直径は、典型的に１〜１００μｍの範囲で見出され、好ましくは≧５μｍ、例えば≧１０μｍもしくは≧１５μｍおよび／または≦５０μｍである平均直径である。また、例えば０.１μｍ単位までの平均直径を持つ、さらに小さい粒子を使用することができる。微小反応空間(１０４ａ〜ｈ)の出口末端(１１１ａ〜ｈ)および粒子のデザインは、粒子が微小反応空間(１０４ａ〜ｈ)の中に保持され得るようにお互いにマッチすべきである。特定の種類の粒子、特にコロイド寸法の粒子は塊状になり得る。これらの場合には、たとえ塊状になる粒子がそれ自体ではさらに小さくても、塊のサイズは、与えられた範囲の中にあるべきである。例えば、ＷＯ０２０７５３１２(Gyros AB)を参照されたい。直径とは“流体力学的な”直径を指す。

固定化反応物は、ここで、溶質(Ｓ)に対するアフィニティー相手(affinity counterpart)(ＡＣ_Ｓ)であって、溶質とアフィニティー複合体(ＡＣ_Ｓ−Ｓ)を形成する能力があるアフィニティー反応物で例示される。アフィニティー結合は典型的に、(ａ)静電気的相互作用、(ｂ)疎水性相互作用、(ｃ)電子−供与体受容体相互作用、および／もしくは(ｄ)バイオアフィニティー結合：に基づいている。
バイオアフィニティー結合は典型的に複合的であって、上の(ａ)〜(ｃ)のような、相互作用の組合せを含む。

かくして、固定化アフィニティー相手(ＡＣ_Ｓ)は：
(ａ)電気的に荷電されるかまたは荷電可能である、即ち、正に荷電した窒素(例えば、第一級の、第二級の、第三級のもしくは第四級のアンモニウム基、およびアミジニウム基)ならびに／または負に荷電した基(例えば、カルボキシレート基、ホスフェート基、ホスホネート基、スルフェート基およびスルホネート基)を含む；ならびに／または
(ｂ)一つもしくはそれ以上のヒドロカルビル基および他の疎水性基を含む；ならびに／または
(ｃ)場合により水素ならびに／またはｓｐ−、ｓｐ^２−および／もしくはｓｐ^３−混成炭素に結合している、一つまたはそれ以上のヘテロ原子(Ｏ、Ｓ、Ｎ)を含む；ならびに／または
(ｄ)特徴(ａ)〜(ｃ)の組合せを含む、
ことがあり得る。

微小流体装置は、本発明にしたがって固相を含有することを意図する複数のマイクロチャネル構造／装置を含有する。これに関して、複数とは、二つ、三つもしくはそれ以上のマイクロチャネル構造を意味して、典型的には≧１０、例えば≧２５もしくは≧９０もしくは≧１８０もしくは≧２７０もしくは≧３６０である。上で議論されたように、装置のマイクロチャネル構造は、グループもしくはサブセット(１００)に分割され得て、それらのそれぞれは、例えば、微小反応空間のサイズおよび／もしくは形により、マニホールド、共通の廃液チャネル(１１２)等を持つ共通の入り口装置(１０２)のような、共通のマイクロチャネル(１０２、１１２)により規定され得る。グループもしくはサブセットの中のマイクロチャネル構造の数は、典型的に、装置のマイクロチャネル構造の総数の１〜９９％の範囲にあり、例えば５〜５０％もしくは５〜２５％もしくは１０〜５０％の範囲にある。これは典型的に、それぞれのグループが３〜１５もしくは３〜２５もしくは３〜５０個のマイクロチャネル構造を典型的に備えることを意味する。それぞれのグループは、装置の特定な区域に位置し得る。

用語“湿潤性の(親水性の)”および“非−湿潤性の(疎水性の)”とは、表面が、それぞれ、≦９０°もしくは≧９０°の水接触角を有することを意図する。異なる機能性部分の間で液体の効率的な輸送を容易にするためには、個別の部分の内部表面は本来湿潤性であるべきであり、好ましくは≦６０°、例えば≦５０°もしくは≦４０°もしくは≦３０°もしくは≦２０°の水接触角を有する。これらの湿潤性値はマイクロ導管の少なくとも一つ、二つ、三つもしくは四つの内壁に当てはまる。一つもしくはそれ以上の内壁がさらに高い水接触角を有する場合には、これは、内壁(複数を含む)に対するさらに低い水接触角により補償され得る。特に入り口装置の中の湿潤性は、一旦液体がキャビティに入り始めたならば、水性液体が毛管現象(自己吸引)により意図するマイクロキャビティーを満たすことが可能であるように、適応されるべきである。マイクロチャネル構造の中の親水性の内部表面は、例えば、受動性バルブ(passive valve)、抗−吸上げ手段(anti-wicking means)、環境大気等への通気口として単に機能する通気口(図１の方形)を導入するために、親水性の内壁の中で一つもしくはそれ以上の局部的な疎水性表面切れ目を含み得る。例えば、ＷＯ９９０５８２４５(Gyros AB)およびＷＯ０２０７４４３８(Gyros AB)を参照されたい。

第二の態様：複数の濡れた多孔性床の、場合により複数の濡れた多孔性床へ再構成される乾燥／脱水状態への変換のための方法
この態様は、この章の見出しに規定されるような方法である。この方法は、
i)そのそれぞれが床の保存剤を含有する液体で飽和された親水性の多孔性床を含有する微小反応空間(１０４ａ〜ｈ)を備える複数のマイクロチャネル構造(１０１)を備える微小流体装置を提供すること、
ii)それぞれの微小反応空間(１０４ａ〜ｈ)の中の床を、微小反応空間の中に保持されながら、乾燥および／もしくは脱水状態にある固相物質へ変換すること、
iii)場合により、それぞれの微小反応空間(１０４ａ〜ｈ)の中で、工程ii)で得られた固相物質を濡れた多孔性床に再構成すること：
の工程から成ることを特徴とする。
この態様はまた、再構成された多孔性床の性能に関して微小流体装置の中のチャネル間の変動を減少させるための方法に関係する。

本発明の第三の態様：装置の使用
革新的な微小流体装置の使用は、大まかに言えば、
(i)本発明の第一の態様にしたがって微小流体装置を提供すること；
(ii)予め決められた数のマイクロチャネル構造／微小反応空間(１０１ａ〜ｈ／１０４ａ〜ｈ)の中で、好ましくは流動条件下に、乾燥状態にある固相物質を濡れた多孔性床へ再構成すること、
(iii)濡れた多孔性床を含有する一つもしくはそれ以上のマイクロチャネル構造(１０１ａ〜ｈ)の中で当該濡れた多孔性床の上流にある位置で溶質(Ｓ')を含有する液体を提供すること、
(vi)液体を当該一つもしくはそれ以上のマイクロチャネル構造(１０１ａ〜ｈ)の少なくとも一つの中の当該濡れた床を通して輸送すること：
の工程から成っている。

固相、ストレプトアビジンの固定化、充填、乾燥／脱水および再構成
微小流体装置のマイクロ構造の中に充填される固相ビーズ物質は、多孔性もしくは固体の性質の何れであってもよい。例えば、ポリスチレン(ＰＳ)粒子(１５μｍ、Dynal Biotech, Oslo, Norway)が固相のために選択された。ビーズをフェニル−デキストラン(PheDex)の受動的吸着により修飾して、親水性表面を作製し、そして引き続いてストレプトアビジン(Immunopure Streptavidin、Pierce, Perbio Science UK Limited, Cheshire, United Kingdom)と、ＣＤＡＰ化学(Kohn & Wilchek, Biochem. Biophys. Res. Commun. 107 (1982), 878-884)を用いて共有結合させた。SuperdexペプチドおよびSepharoseＨＰ(Amersham Biosciences, Uppsala, Sweden)のような他の粒子はまた、ストレプトアビジンとＣＤＡＰ化学(フェニル−デキストランの被膜無しで)を用いて共有結合している。ストレプトアビジン−ビオチンは周知のバイオアフィニティー対である。ポリスチレン粒子は固体であって使用される再構成液体の中では膨潤可能でない。SuperdexペプチドおよびSepharoseＨＰは多くのアフィニティー反応物に対して多孔性であって、使用される再構成液体の中で膨潤可能である。

ストレプトアビジンとの結合後で、床の保存剤と共に(この場合には砂糖添加剤(１０〜１００ｍＭ))もしくは床の保存剤なしで、リン酸カリウム緩衝液(１０ｍＭ)中の粒子の懸濁液を、入口(１０５ａ〜ｂ)を介して共通の分布チャネルの中に分布して、遠心力により構造を通って移動させた。通気口(１０９ａ〜ｈ、１１３ａ〜ｉ)と組合せた遠心力は、懸濁液を共通の入り口装置(１０２)の中に同じ分量で分割して、それらのそれぞれは、それぞれの微小反応空間(１０４ａ〜ｈ)の出口末端(１１１ａ〜ｈ)における二相の深度(１１１ａ〜ｈ)に対してそれぞれの微小反応空間(１０４ａ〜ｈ)の中で充填された粒子の床(カラム)を形成する。カラムの凡その容積は１５ｎｌであった。カラム／床は三つの異なる方法により乾燥され／脱水された：
吸い上げの助けによる大気圧での乾燥：濡れた多孔性床を含有する微小流体装置を６０００ｒｐｍで一分間回転して、可能なかぎりの液体を除去した後に、装置を宝石箱の中に入れて、ポリマーで被膜したアルミニウムのバッグの中に封入した。
真空乾燥：濡れた多孔性床を含有する微小流体装置をトレーの上に置いて、真空乾燥オーブン(Heraeus vacutherm VT6060M)の中に入れた。温度を２５℃にセットして、真空により圧力を０.１ミリバールに減圧した。装置をこの圧力および温度で、生成物が乾燥するまで、半時間保持した。次いで、圧力を大気圧に到達させた。次いで、装置を宝石箱の中に入れて、ポリマーで被膜したアルミニウムのバッグの中に封入した。
凍結での乾燥(凍結乾燥)：濡れた多孔性床を含有する微小流体装置をトレーの上に置いて、−８０℃のフリーザーの中に入れた(装置をまた普通の−２０℃のフリーザーの中に一時間置いてもよい)。２、３分後に装置の中の全てのカラムが冷凍されて、コンデンサーの温度が−５７℃にセットされている凍結乾燥装置(Heto, LyoPro 3000)に、トレーを移した。圧力を０.１〜０.０６ミリバールに(真空により)減圧した。装置をこの圧力および温度で、全ての氷が昇華してしまうまで(約１２時間もしくは終夜)、保持した。次いで、圧力を２分間の間で大気圧に到達させた後に、チャンバーを開けて、凍結乾燥された生成物が装置の中に提供された。装置を宝石箱の中に入れて、ポリマーで被膜したアルミニウムのバッグの中に封入した。

Claims

一つ、二つもしくはそれ以上のマイクロチャネル構造(１０１ａ〜ｈ)を備える微小流体装置であって、該マイクロチャネル構造がそれぞれ、濡れた多孔性床の形態で固相物質を保持することを意図し、該多孔性床と該微小反応空間が同一の空間を占め、かつ同一の容積を有する微小反応空間(１０４ａ〜ｈ)を備えて、当該一つ、二つもしくはそれ以上のマイクロチャネル構造(１０１ａ〜ｈ)のそれぞれが、固相物質を濡れた状態から乾燥状態へ変換する間固相物質を安定化し、微小反応空間中に固相物質を保持し、そして、乾燥状態の固相物質から濡れた多孔性床への復元を助けることができる、一つもしくはそれ以上の化合物を含む床の保存剤を含む、乾燥状態の固相物質を含むことを特徴とする、微小流体装置。
当該一つもしくはそれ以上の化合物の少なくとも一つがａ)非イオン性であってもなくてもよい親水性基を示し、そしてｂ)水溶性であることを特徴とする、請求項１に記載の微小流体装置。
当該一つもしくはそれ以上の化合物の少なくとも一つがポリオールであることを特徴とする、請求項１〜２のいずれか１項に記載の微小流体装置。
当該一つもしくはそれ以上の化合物の少なくとも一つが多糖類構造もしくはオリゴ糖類構造のような、炭水化物構造を示すことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の微小流体装置。
当該一つもしくはそれ以上の化合物の少なくとも一つが二糖類、好ましくはトレハロース、であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の微小流体装置。
当該化合物の少なくとも一つがマイクロキャビティーの密着剤であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の微小流体装置。
当該乾燥状態が非揮発性の緩衝剤、例えばカリウムイオンを対イオンとして含んでよいリン酸塩緩衝剤、を含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の微小流体装置。
当該乾燥状態が微小流体装置内で達成されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の微小流体装置。
請求項１〜８のいずれか１項に記載の微小流体装置であって、当該乾燥状態が、水性液体で飽和されている多孔性床から減圧下で、例えば、液体の凝固点以上でもしくは以下で、または水で飽和されている多孔性床を環境大気圧で加温して又はしないで乾燥することにより得られていることを特徴とする、微小流体装置。
ａ)当該固相物質が多孔性のもしくは非多孔性の粒子の形態であり、そして
ｂ)多孔性床がこれらの粒子の充填床である
ことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の微小流体装置。
当該固相物質が膨潤可能であるかもしくは膨潤可能でないことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の微小流体装置。
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の微小流体装置であって、当該一つ、二つもしくはそれ以上のマイクロチャネル構造(１０１ａ〜ｈ)のそれぞれが微小反応空間(１０４ａ〜ｈ)に接続されている容積計量ユニット(１０６ａ〜ｈ、１０８ａ〜ｈ)を持つ入り口装置(１０２、１０３ａ〜ｈ)を備えることを特徴とする、微小流体装置。
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の微小流体装置であって、装置が二つもしくはそれ以上のマイクロチャネル構造(１０１ａ〜ｈ)を備え、該マイクロチャネル構造が、マイクロチャネル構造の一つ、二つもしくはそれ以上のグループ(１００)に分割され、それぞれのグループが入り口装置(１０２)を備え、当該入り口装置が、
ａ)グループ(１００)の全てのマイクロチャネル構造に共通であり、そして
ｂ)
(i)共通の入口(１０５ａ〜ｂ)、および
(ii)グループのそれぞれのマイクロチャネル構造(１０１ａ〜ｈ)について、上流方向で共通の入口(１０５ａ〜ｂ)に接続されそして下流方向でマイクロチャネル構造(１０１ａ〜ｈ)の微小反応空間(１０４ａ〜ｈ)に接続されている容積計量ユニット(１０６ａ〜ｈ)
を備えることを特徴とする、微小流体装置。
請求項１２〜１３のいずれか１項に記載の微小流体装置であって、当該容積計量ユニット(１０６ａ〜ｈ、１０８ａ〜ｈ)のそれぞれの内壁が、一旦水性液体がユニット、およびｂ)その出口におけるバルブ(１０９ａ〜ｈ、１１０ａ〜ｈ)、例えば受動性バルブ、に入ったならば、毛管現象により満たされるのに十分な程の親水性を有することを特徴とする、微小流体装置。
それぞれのマイクロチャネル構造(１０１)がその構造の少なくとも一部を通って遠心力により液流を駆動させるために設計されていることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の微小流体装置。
固相物質が固定化反応物、典型的には溶質Ｓをアフィニティー捕獲するためのアフィニティー反応物ＡＣ_Ｓを含むことを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の微小流体装置。
請求項１６に記載の微小流体装置であって、固定化反応物がＬおよびＬに対するアフィニティー相手Ｂを含む固定化アフィニティー対のメンバーである、そしてＡＣ_Ｓが溶質Ｓに対するアフィニティー相手である、多孔性床への結合体Ｂ−ＡＣ_Ｓの固定化を意図する、固定化リガンドＬであることを特徴とする、微小流体装置。
請求項１７に記載の微小流体装置であって、溶質(Ｓ)および溶質に対するアフィニティー相手(ＡＣ_Ｓ)の間の複合体(Ｓ−−ＡＣ)の形成についてのアフィニティー定数(Ｋ_{Ｓ−−ＡＣ})、即ち(Ｋ_{Ｓ−−ＡＣ})＝[Ｓ][ＡＣ_Ｓ]／[Ｓ−−ＡＣ_Ｓ]が最大１０^−６ｍｏｌｅ／ｌであることを特徴とする、微小流体装置。
請求項１８に記載の微小流体装置であって、固定化アフィニティー対のアフィニティー定数、即ちＫ_{Ｌ'−−Ｂ'}＝[Ｌ'][Ｂ']／[Ｌ'−−Ｂ']が、
ストレプトアビジンおよびビオチンについての相当するアフィニティー定数より最大１０^３倍大きいことを特徴とし、
好ましくは、アフィニティー対のＬ'ならびにＢ'がビオチン結合化合物およびストレプトアビジン結合化合物からそれぞれ選択される(もしくは逆)、微小流体装置。
ＢがＬに対して一つもしくはそれ以上の結合部位を有して、そしてＬがＢに対して二つもしくはそれ以上の結合部位を有するか、または逆であることを特徴とする、請求項１９に記載の微小流体装置。
請求項１６〜２０のいずれか１項に記載の微小流体装置であって、少なくとも一つのＳおよびＡＣ_Ｓならびに／もしくは少なくとも一つのＬ、Ｂ、ＡＣ_ＳおよびＳがポリ／オリゴ−ペプチドを含むペプチド構造およびタンパク質構造、炭水化物構造、核酸構造を含むヌクレオチド構造、ならびに脂質構造の中で選択される構造を含むことを特徴とする、微小流体装置。