JP2014516307A - マイクロ流体カード接続装置 - Google Patents

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Abstract

本発明は、カード（３００）の相互接続装置に関し、このカードは、接続面（３０６）から出現する少なくとも１つの第１の流体路（３０２）を備え、この接続面（３０６）は支持面（３０８）に平行であり、前記相互接続装置は、カード（３００）の支持面（３０８）を受けるように意図された第１の表面（１４）と、第１の表面（１４）に平行であり、第２の流体路（４４）が出現する第２の表面（４２）と、第１の流体路３０２が第２の流体路４４と流体接続するように、カードの接続面３０６を装置の第２の表面４２に押し当てられた状態で保持するように意図された、カード保持手段（２０、３０、６０）と、を備える。

Description

本発明は、マイクロ流体カードを、例えば測定装置、加熱素子、機械アクチュエータ、ポンプなど、１つまたは複数の器具と水密または気密に接続し、解除する装置に関する。
本発明は、医療研究、生物学、および薬学の分野を含めた分野に関する。
本発明はまた、工具を必要とせず、かつ特定の技術知識を必要とせずに、マイクロ流体カードを前記接続装置に接続し、解除する方法に関する。
生体外診断装置を使用するには、一般に、流体回路を含むカードを機器搭載支持体に接続する必要がある。用語「カード」とは、剛性材料から作られた支持体を意味するものであり、この支持体は流体回路を含むことができることを理解されたい。このカードは、例えば、バイオチップ、弁、反応チャンバなどの複雑な手段を含むことができる。カードを機器搭載支持体に接続する際の問題は、見落とされることが非常に多い。その結果、一般に使用される技術は、以下の例に示すように、実施に細心の注意を要し、かつ煩わしいものとなる。
カードを器具に接続し、そこから解除する第１の技術によれば、カードを接続支持体上に予め配置しておき、この支持体を１つ、または場合によってはいくつかの器具に接続する。
マイクロ流体カードは、このカードを支持体に当接させて保持するフランジによって定位置に保持される。
カードの流体入口および出口と、支持体の入口および出口との間の水密性または気密性は、マイクロ流体カードと支持体との間に配置された封止部を圧縮することによって得られる。この種の接続には、例えばフランジ、フランジ締付け要素、封止部、ねじ回しなど、いくつかの可動手段が必要となる。また、これら可動手段は、使用時に紛失する（ｇｏ ａｓｔｒａｙ）おそれがあり、さらに、これら可動手段は、位置決めおよび／または使用時に注意深く取り扱う必要がある。これらの取扱い操作は、頻繁に行われると、急に煩わしくなることがある。
第２の技術によれば、カードは、支持体のベースに接続または解除されることが意図されたコネクタを含む。かかるカードの作製には制限があり、かつ費用がかかる。どちらの場合にも、マイクロ流体カードの作製段階、マイクロ流体カードを機器搭載支持体に接続し、解除する段階は、時間がかかり、かつ細心の注意を要するものである。
欧州特許第１１７０５４２号明細書 国際出願第０２／０７０９４２号パンフレット
本発明は、数多くの様々な環境で使用することができる、迅速かつ簡易な接続および解除装置を開示することによって、上記の問題を解決する。
本発明はカードを相互接続する装置に関し、このカードは、接続面から出現する少なくとも１つの第１の流体路を含み、この接続面は支持面に平行であり、前記相互接続装置は、
・ カードの支持面を受けるように意図された第１の表面と、
・ 第１の表面に平行であり、そこから第２の流体路が出現する第２の表面と、
・ 第１の流体路が第２の流体路と流体接続するように、カードの接続面を装置の第２の表面に押し当てられた状態で保持するように意図された、カードを定位置に保持する手段と、
を含む。
回転軸を画定する手段が、カードがこの軸の周りで傾斜または回動し、その後カードが第１の表面に押し当てられることが可能となるように画定される。
本発明による相互接続装置によって、カードを前記装置に接続し、またはそこから解除することが可能となる。
保持手段は、カードの接続面が装置の第２の表面に押し当てられた状態で保持されるように、カードの支持面を装置の第１の表面に当接させて保持することが可能である。
回転軸は、装置の第１の表面のリッジもしくはその一部分によって、または第１の表面上に画定することができる。
この回転軸は、選択的に装置の第２の表面、および第１の表面に平行である。
カードの回転運動は、この回転軸に垂直な平面で行われ、それによってカードが第１の表面に押し当てられ、また、好ましくはそれと同時に、第２の表面にも押し当てられることになる。
カードおよび装置に形成された流体路の開口部は接続のためを意図されており、これら開口部は封止部を含み、かかる回転運動によって、カードが装置の第２の表面に押し当てられるときに、封止部に剪断応力がかかるのを防止することを可能にしている。
カードが第１の表面に押し当てられると、このカードはまた、第２の表面にも押し当てられることになり、すなわち、この場合カードは装置に接続されたと言え、あるいは、流体接続がなされたと言える。用語「流体接続」とは、２つの流体路間の接触を意味し、流体が、気体であろうと液体であろうと、装置の流体路からカードの流体路へと、場合によってはカードの流体路から装置の流体路へと通過するのを可能とし、この接続は、概して水密または気密であることを理解されたい。
てこの作用によって、カードの接続表面が装置の第２の表面に押し当てられ、それによってカードの接続面から出現する流体路と、装置の支持面から出現する流体路との間で流体接続が可能となる。
保持手段は、取外し可能、および／または変形可能、および／または可逆式とすることができ、それによって、必要に応じて、工具を必要とせずにカードを装置に接続する、またはそこから解除することを可能としているおよび／またはおよび／または。
保持手段は、装置の前記第１の表面上に配置されたカードに、この第１の表面に垂直な成分を有する力を加えることができる。この保持手段は、場合によっては、前記装置の前記第１の表面上に配置されたカードに、この第１の表面に垂直な成分を有する少なくとも一方向の力を加えることができる。
このような力の組合せによって、カードを最適な形で装置に押し当てることが可能となる。
本発明による装置は、装置の第２の表面から出現する少なくとも１つの流体路を含むことができる。少なくとも１つの管を、かかる流体路内に配置することができる。
カードを装置に当接させて保持したときに、カードの流体路との水密または気密な流体接続を可能とするために、水密性または気密性を確保する手段、例えば封止部をかかる流体路の開口部に配置することができる。封止部はまた、カードの流体路の開口部にも配置することができる。上記で説明した軸周りでの回転運動によって、封止部におけるあらゆる摩擦または摺動を防止することが可能となる。
カードは、その流体路の１つが装置の流体路と流体接続しているときに、接続していると言える。接続が行われると、封止部は、好ましくはカードの接続面と第２の表面との間で圧縮、または僅かに圧縮され、それによって前記流体路間で水密性または気密性が得られる。この圧縮は、第２の表面（またはカードの接続面）に対して垂直な方向に実施される。
カードが装置に接続されると、カードの接続面は、ほとんどの場合、装置の第２の表面に押し当てられる。接続面と第２の表面とは、直接接触していても、あるいはカードに形成された第１の流体路の開口部の位置、および／または装置に形成された第２の流体路の開口部の位置にある１つの封止部、または２つの封止部の厚さだけ離隔していてもよい。
本発明による装置は、その様々な部分が互いに取り付けられた単体ブロックでもよい。変形形態として、本発明による装置は、少なくとも２つの容易に分解できる部分、および／または少なくとも２つの部分を含むことができ、それら部分の空間における位置決め、または互いの相対位置は、調節手段を用いて変えることができる。
この相互接続装置は少なくとも１つの第３の表面、または底面を形成する手段から構成することができ、少なくとも１つの第３の表面、または底面を形成する手段は、第２の表面にほぼ対向し、かつそこにほぼ平行であり、また、第２の表面から、第１の表面と第２の表面とが離れている間隔よりも広い間隔を置いて離隔している。
本発明による装置では、流体路の接続に加えて、カードと装置との間で電気的、および／または光学的、および／または熱的接続を可能とすることができる。例えば、カードの流体路と装置の流体路との間で流体接続がなされると、カードに、例えばカードの接続面に配置された電気手段、あるいは光学手段または熱手段と、装置に、例えば装置の第２の表面に配置された電気手段、あるいは光学手段または熱手段との間で電気的接続、あるいは光学的または熱的接続を得ることができる。
好ましい実施形態では、第２の表面は、第１の表面に平行に配置されるが、前記表面は、好ましくは互いに覆い重なり合うことはない。
第２の表面は、第１の表面に平行であり、第１の表面の下方に、その第１の表面から所定の間隔を置いて配置された第３の表面、または底面上に覆い重なることができる。ここで、第２の表面と第３の表面とによって、接続すべきカードの端部を挿入する領域の境界を定めることができる。
本発明による相互接続装置は、この装置の第１の表面および第２の表面に垂直な１つまたは複数の壁によって境界を定めることができる。例えば、後壁と呼ばれる第１の壁を、第１の表面の縁部、好ましくは第２の表面から最も離れた縁部と接触させて配置することができる。前壁と呼ばれる第２の壁を、第２の表面の縁部、好ましくは第１の表面から最も離れた縁部と接触させて配置することができる。そうすると、後壁と前壁とは、好ましくは互いに面することになり、間隔Ｄを置いて離隔する。底面は、前壁から最も離れた縁部を、Ｄ／２からＤ／２０の間の間隔ｄを置いて有することができる。
第１の表面と、第２の表面との最も近接した端部同士は、好ましくは装置に接続することができるカードの厚さの１．１倍または１．２倍以上の間隔を置いて離隔している。この間隔によって、カードを挿入領域に容易に導入することが可能となる。
本発明による装置は、第１の表面および／または第２の表面にほぼ垂直な方向に動かすことができる少なくとも１つのピンを形成する手段を含むことができる。この場合、このピンは、摺動運動によって、装置に接続されたカードに圧力を印加することができる。このピンは、好ましくは第１の表面に垂直であり、かつ第１の表面に面している。
本発明はまた、本発明による装置にカードを接続し、解除する方法に関する。接続すべきカードは、接続面、例えば上面から出現する少なくとも１つの第１の流体路を有し、この接続面は、支持面、例えば下面に平行である。第１の流体路は、カードの前記接続面上に少なくとも１つの開口部を有する。カードを装置に接続すると、支持面が装置の第１の表面の方に移動する。その後、てこの作用によってカードの接続面が装置の第２の表面に押し当てられ、それによってカードに形成された第１の流体路の少なくとも１つの開口部と、装置に形成された第２の流体路の少なくとも１つの開口部とが流体接続する。
本発明による装置を用いると、または本発明による方法を用いると、カードの接続面が装置の第２の表面に押し当てられることになり、すなわち第１の流体路が第２の流体路と流体接続することになり、それと同時に、カードの支持面が装置の第１の表面と接触することになる。
カードが表面に押し当てられる、または表面の方に押し進められるということは、カードが前記表面に固定された状態で保持されることを示唆するが、必ずしもカードと前記表面との間が直接接触することが想定されるというわけではない。
カードの接続面と装置の第２の表面とは、接触していても、やはり２つの流体路間で水密性または気密性をもたらす少なくとも１つの封止部によって離隔していてもよい。
カードは、好ましくは、順次連続することができる２つの運動を含む方法によって装置に接続される。
摺動運動によって、カードの上面が第２の表面にほぼ対向し、カードの支持面が、好ましくは装置の第１の表面に平行な回転軸と接触し、かつ装置の第１の表面および／または底面にほぼ対向するように、カードを装置に挿入する。
カードは、回転軸周りで回動し、この回転軸は、さらに、好ましくは以下で規定するように、前記装置の長さ方向軸に垂直である。
回動運動は、カードが装置に接続されるまで続く。
好ましい形態では、回動軸は、第１の表面が傾斜面と交差する交差部によって形成されるリッジでもよく、この傾斜面によって第１の表面が底面に接続されている。
好ましい形態では、回動軸は、第１の表面の後方縁部よりも、装置に形成された第２の流体路の軸に近接している。上述のてこの作用により、この回転軸の配置によって、カードが装置の第１の表面に当接して保持されるよう保持手段がカードに作用するときに、カードを第２の表面に押し当てる力をより高めることが可能となる。用語「表面の後方縁部」とは、この表面の、前壁から最も離れた縁部を意味することを理解されたい。
カードを解除する方法は、前述の段階を逆の順序で再現することによって実施することができる。
かかる装置を用いると、本発明による相互接続装置へのカードの接続および／またはそこからの解除は、オペレータが、好ましくは片手で実施することができる。
本発明による装置に接続し、そこから解除することができるマイクロ流体カードの一例を示す図である。 本発明による装置を示す図である。 カードが接続位置にある、本発明による装置を示す図である。 図２および図３に示す装置の一部分の斜視図である。 図２および図３に示す装置の一部分の斜視図である。 図５Ａの横断面図である。 取外し可能、かつ交換可能な表面から構成された装置の別の例の３次元図である。 装置の一例の一部分を示す斜視図である。 図７に示す部分とともに組み立てられた装置を示す図である。 図７に示す部分とともに組み立てられた装置を示す図である。 図７、および図８Ａ〜図８Ｂに示す装置の別の部分を示す図である。 図７〜図９に示す装置の組立てを示す図である。 ３次元装置の変形形態を示す図である。 ３次元装置の変形形態を示す図である。 本発明による装置にマイクロ流体カードを接続する方法の段階を示す図である。 本発明による装置にマイクロ流体カードを接続する方法の段階を示す図である。 本発明による装置にマイクロ流体カードを接続する方法の段階を示す図である。 本発明による装置にマイクロ流体カードを接続する方法の段階を示す図である。 本発明による装置にマイクロ流体カードを接続する方法の段階を示す図である。 本発明による装置にマイクロ流体カードを接続する方法の段階を示す図である。
様々な図のうち、同一の、類似の、または均等な部分は、図から図へと移行しやすいように同じ参照番号で示す。図に示す様々な部分は、図を見やすくするために、必ずしも均一な縮尺で示されているわけではない。
カードを接続する装置の第１の例示的な実施形態を図２〜図４に示す。
かかる装置に接続することができるカード３００（または流体カードもしくはマイクロ流体カードもしくは消耗カード）が、図１に示されている。カード３００は、その表面に、および／またはその内部に、少なくとも１つの流体（またはマイクロ流体）路３０２を含む。
このカードは、剛性材料から作られ、好ましくは単一片で作られた支持体であり、流体回路を含むことができる。このカードは、例えば、バイオチップ、および／または弁、および／または反応チャンバなどの複雑な手段を含むことができる。
このプレートは、カードの流体回路が装置の流体回路に接続されるように、接続装置に接続することが意図されていて、取外し可能である。
カードの厚さは、直交基準点（Ｏ’、ｉ’、ｊ’、ｋ’）の軸
Figure 2014516307
に沿って定められ、カードの長さは軸
Figure 2014516307
に沿っており、カードの幅は軸
Figure 2014516307
に沿っている。
このカードは、好ましくはクレジットカードの寸法と同様の寸法を有し、少なくとも１つの流体路、場合によっては（いくつかの流体路を含む）流体網を収容できるほど十分に厚い。
したがって、カードの長さおよび幅はそれぞれ、数デシメートルから数センチメートルの間、例えば１ｃｍから１０ｃｍまたは２０ｃｍの間でもよく、カードの厚さは、数センチメートルから数ミリメートルの間、例えば最初が１ｍｍまたは５ｍｍから、次が１ｃｍまたは２ｃｍの間でもよい。
少なくとも１つの流体路３０２が、カードの面３０６に出現する少なくとも１つの開口または開口部３０４に接続されており、この面３０６を任意に接続面と呼ぶことにするが、この面は、任意に支持面と呼ぶもう一方の面３０８に平行な表面である。
開口３０４は、接続面３０６の、図１の平面ｉ’ｋ’に平行な平面に位置する面３１４に最も近い部分に位置する。この面３１４は、前面と呼ぶことができ、この面は、もう一方の面３１０に平行であり、この面をカードの後面と呼ぶ。
フィルム、例えば、好ましくは生体適合性のあるプラスチックフィルムでカード３００の流体路３０２の少なくとも１つの開口部３０４、すなわち接続面３０６に位置する開口部をカバーすることができる。このフィルムによって、本発明による装置にカードを接続する前に、材料が流体路３０２に侵入するのを制限するために、１つまたは複数の開口部３０４を保護することが可能である。したがって、カード３００を様々な環境において、特別な清浄状態でなくとも使用することが可能となる。
一実施形態では、接続装置は、図２に示すように、ベースまたはベース板１０を含み、このベース板１０自体は下面１２または装置全体の支持面と、上面または第１の表面１４とを含み、装置の使用時に、マイクロ流体カード３００をこの第１の表面１４に押し付けることができ、この理由で、この表面１４を、本明細書の以下の部分では、カード３００の支持面と呼ぶことがある。図２に示す直交基準点（Ｏ、ｉ、ｊ、ｋ）において、表面１２と１４とは互いにほぼ平行でもよく、かつ平面
Figure 2014516307
にほぼ平行でもよい。
この装置は、軸
Figure 2014516307
に沿って、その端部が２つの壁２０および３０（それぞれ前壁および後壁と呼ぶ）によって境界が定められており、これらの壁は、表面１２および１４のそれぞれにほぼ垂直に配置されている。壁２０および３０は、ほぼ長方形でもよい。前壁２０の、装置の内側に面した表面２２を前停止部２２と呼ぶことがある。第１の表面１４に隣接した、後壁の表面３２を後停止部と呼ぶことがある。
装置の軸
Figure 2014516307
に沿った長さをＬで示し、この同じ軸に沿った、前停止部２２と後停止部３２との間の間隔をＤで示すこととする。表面１４、すなわちマイクロ流体カードの支持面は、軸ｊに沿って、長さＤ未満の延在範囲を有する。ＤおよびＬの値は、概してセンチメートル範囲であり、すなわち１ｃｍから２０ｃｍの間でもよく、さらには３ｃｍから１０ｃｍの間であることが多い。
図２に示す実施形態では、ベース１０は、平面
Figure 2014516307
において階段状の段差の形状を有する。この階段状の段差は、まず第１の表面１４によって、次に底面と呼ばれる第２の表面１６によって画定され、この第２の表面１６自体はほぼ長方形であり、表面１２および１４のそれぞれに平行である。第１の表面１４と底面１６とは、傾斜面と呼ばれる第３の表面１８によって接続されており、この例では、この表面１８は平面
Figure 2014516307
にほぼ平行であり、表面１４および１６のそれぞれにほぼ垂直である。表面１８の他の配置も可能であることを以下で説明する。
壁２０の底部は、底面１６の前端に接して位置している。前停止部２２は、傾斜面１８に面している。
傾斜面１８と前停止部２２とは、好ましくは間隔Ｄの１／２から１／１２の間の間隔ｄを置いて離隔している。
支持面１２、第１の表面１４、および底面１６にほぼ平行な上壁または上面板４０が、前停止部２２の上側部分につながっている。
壁４０の幅もやはり、軸
Figure 2014516307
に沿ってセンチメートルスケールであり、例えば、この同じ軸に沿った前壁２０および／または後壁３０の幅、およびベース１０の幅に近似しているか、または同一である。上壁４０は、軸
Figure 2014516307
に沿って、センチメートルスケールの長さｌにわたって、例えば１ｃｍ〜２０ｃｍ、好ましくは３ｃｍ〜１０ｃｍで延在している。長さｌは、ほぼｄに等しくても、ｄよりも僅かに短くても長くてもよい。
壁４０の表面４２は、底面１６に対向して位置している。この表面４２を、第２の表面と呼ぶこととする。
上壁４０は、好ましくは第１の表面１４上に覆い重ならない。第２の表面４２と、第１の表面１４との最も近接した端部同士は、カードを第１の表面１４上に配置したときに、軸ｋに沿って測定した場合に、間隔ｙ、好ましくはマイクロ流体カードの厚さの１．１倍または１．２倍以上の間隔を置いて離隔している。この構成によって、マイクロ流体カードを第２の表面４２と第１の表面１４との間に斜めに導入しやすくなる。
図２で分かるように、また図３〜図６からも分かるように、上壁４０は、少なくとも１つの流体路４４を含むか、または収容する、または少なくとも１つの流体路４４が横断しており、この流体路の開口または開口部４５の少なくとも１つが、第２の表面４２にある。
流体路４４の、１つまたは複数の第２の端部を、装置の１つまたは複数の表面に出現させ、例えば管を用いて、流体処理または分析器具の１つに接続することができるが、これらの器具は図示していない。流体路の少なくとも１つは、例えば図３〜図５Ｂに示すように、軸
Figure 2014516307
に沿って壁４０を横断することができる。
図５Ａ、図５Ｂ、図６に示すように、流体は、流体路４４内に配置された管７０で搬送することができ、したがって流体と流体路の壁との間の接触が完全に防止される。
傾斜面１８と第１の表面１４との交差部によってリッジ１９が形成され、このリッジ１９に当接させてカード３００を配置することができ、このリッジ１９によって、カードの支持面３０８が装置の第１の表面１４に当接するように、またはそこに近接するように移動し、好ましくはそれと同時に、カードの接続面３０６が第２の表面４２に当接するように、またはそこに近接するように移動するように、カードをこのリッジ１９に当接させて保持しながら回動させることができる。このようにして、流体接続がなされる。この理由で、リッジ１９、この場合は第１の表面１４の一部を成す、またはこの第１の表面１４上に位置するリッジ１９はまた、回転軸とも呼ぶことができる。カード３００がリッジ１９に押し付けられる配置、その後のこの回転軸周りでのカード３００の回転を、図１２Ａ〜図１３Ｂに示す。
図３、図１４Ａ、図１４Ｂから分かるように、カード３００は、その支持面３０８がベース１０の第１の表面１４と接触し、カードの接続面３０６に存在する、前記カードの少なくとも１つの流体路３０２が、上壁４０の第２の表面４２から出現する流体路４４と流体接続したときに、装置に接続される。この場合、カード３００が装置に接続されると、第２の表面４２は、カード３００の接続面３０６の支持面となる。
次いで、カード３００が装置に接続されると、カード３００に力を加える保持手段６０（図１２Ａ、図１３Ａ、図１４Ａには図示しないが、図２および図３には見えている）が、カードを装置の第１の表面１４に押し当てて保持し、これにより、てこの作用によって、カードを装置の第２の表面４２に押し当てることが可能となる。
好ましくは、保持手段６０は
− 第１の表面１４に垂直な（すなわち、軸
Figure 2014516307
の方向の）第１の表面１４の方に向かうようになっている力であって、この第１の表面１４に対してカードが保持される力、
− および場合によっては、第１の表面１４に平行な（すなわち、軸
Figure 2014516307
の方向の）前停止部２２の方に向かう力であり、前停止部２２に対してやはりカードが保持される力
を加える。
このようにして、カード３００は、保持手段６０によって、第１の表面１４に当接させて、また場合によっては前停止部２２に当接させて固定することができる。
保持手段６０はまた、第１の表面１４の方に向かうようになっている、第１の表面１４に垂直な力だけを加えることもできる。
保持手段６０によって印加される力は、カード３００を第１の表面１４上に配置し、その後この同じカードを取り除くことができるように、可逆的である。
軸１９が、第２の表面４２から出現する流体路４４の軸に近接するほど、カード３００の後方部分、すなわちカードの、装置の後壁３０に近接した位置にある部分に作用を与えることによって得られる、てこの作用がより大きくなることが理解されよう。したがって、概して、てこの作用を最大にするために、カード３００を押し当ててその後回動させる軸１９を、装置の後壁３０から比較的離して、かつ装置の第２の表面４２から出現する流体路４４の少なくとも１つの開口部に比較的近接して配置する。例えば、軸１９を、流体路４４の開口部から（またはこの流体路の方向ｋを向いた軸から）の間隔が、後面３０からの間隔の半分以下とする。こうすることによって、カード３００に対して、第２の表面４２に押し当てる力をより強く印加することができる。これによって、水密または気密の流体接続が得られる。こうした水密または気密の流体接続は、以下で説明するように、少なくとも１つの封止部７４が、少なくとも１つの流体路４４、３０２の少なくとも１つの開口部に配置されたとき（図５Ｂ）、特に顕著となる。
表面１６（底面）、１８（傾斜面）、２２（前停止部）、および４２（第２の表面）によって、マイクロ流体カードの一部分を収容する容積、または挿入領域５０が画定され、この領域について以下に詳細に説明する。壁４０の第２の表面４２は、底面１６に面し、かつそこからセンチメートルスケールの間隔Ｈを置いて離隔しており、この間隔Ｈは、数ミリメートルから数センチメートルの間、例えば１ｍｍまたは５ｍｍから、５ｃｍまたは１０ｃｍの間でもよい。
ベース１０、前壁２０、後壁３０、および上壁４０によって、例えばガラス、金属、またはプラスチックなどの剛性種の材料から作成された単一部品を形成することができる。
特定の実施形態によれば、後壁３０には、カードを第１の表面１４に押し当てられた状態で保持することが可能な保持手段６０が挿入される少なくとも１つのねじ穴が、軸
Figure 2014516307
に沿って横断している。
保持手段６０は、この例では、外面にねじピッチを含み、一端部に玉、反対側の端部にねじスロットを含む円柱形状のばねスラスト玉軸受を含む。このねじスロットによって、前停止部２２と、玉の、この表面に最も近い端部との間隔が、カード３００の長さよりも短く、好ましくは僅かに短くなるように、玉が後停止部３２を越えて延在することができるように、停止部をねじ穴内に配置することが可能となる。この玉は、後壁３０から部分的に、または完全に取り除くことが可能となるように、停止部の円柱軸に沿って摺動運動し、この手段によって、マイクロ流体カード３００の押圧面３０８を、装置の第１の表面１４に当接させて配置することが可能となる。玉によってカード３００に保持力が加わり、それによってカード３００が第１の表面１４に押し当てられた状態で保持される。
上記に説明したように、軸ｋおよび軸ｊに沿って力を加えるために、円柱形状のばねスラスト軸受６０の軸は、好ましくは、第１の表面１４から、εからε＋ｒの間の間隔を置いて配置され、ただし、
− εは、カード３００の厚さであり、
− ｒは、玉の半径である。
このようにして、カード３００を、保持手段６０によって前停止部２２、および第１の表面１４の両方に当接させて固定する。
玉の摺動運動、および玉に対するばねによって生じる復元力は、カードを装置に接続し、そこから解除することが可能となるように、可逆的である。
理解されるように、少なくとも１つの開口部３０４が、開口部４５の少なくとも１つと流体接続され、それによって本発明による接続装置と、装置に接続されたマイクロ流体カードとの間で、材料が、気体であれ、液体であれ、流体の形で流れることが可能となる。特定の実施形態では、１つまたは複数の開口部４５に封止部７４を取り付けて、カードが装置に接続されたときの水密性または気密性をもたらし、または向上させることができる。いくつかの開口部が、第２の表面４２から出現してもよい。各開口部４５は、マイクロ流体カードの表面に存在する開口部３０４（図１）の少なくとも１つの断面とは異なる断面のものでも、またはそれに類似した、もしくは同一の断面のものでもよい。
流体路４４の１つまたは複数に管７０を使用する可能性については、先に言及してある。これらの管は、プラスチックで作成することができ、流体路４４内に挿入することができるように、流体路４４の内側断面以下の外径を有する。これら管７０の１つまたは複数は、取外し可能、または交換可能とすることができる。したがって、流体路の壁および／または管７０の壁が流体によって汚染される危険を完全に排除するために、材料を搬送した管を、清浄な、または「未使用の（ｂｌａｎｋ）」管、あるいは同じ材料を搬送した管と取り替えることが可能である。図５Ｂで分かるように、各管７０は、流体路４４に入り込むことができないように、その端部の一方７２が広がった断面を有していてもよい。好ましくは平坦な表面を有するマイクロ流体カードが表面４２に押し当てられたときに、満足のいく水密性または気密性が得られるように、管の形状に適した封止部７４を流体路４４の開口部に選択的に配置することができ、これについては、特許文献１にも説明されている。
変形形態として、流体路４４内に配置された管７０は、一端部が表面４２を越えて延在していてもよく、これについては特許文献２の図１にも説明されている。カード３００の表面３０６が保護フィルムによってカバーされている場合、カード３００の接続面３０６が上壁４０の表面４２に押し当てられる、またはそこに向かうときに、この管を用いて保護フィルムを穿通することができる。
図６には、先の図と同じ要素が見られるが、この図は先の装置の変形形態を示すものであり、ここでは前壁２０、後壁３０、および上壁４０を容易に分解する、または取り外すことができる。この装置の壁およびベース１０は、接続させたいカード３００に合うように選択または改変することができる。例えば、前壁２０とは異なる高さの前壁２０’を、前壁２０と取り替えて間隔Ｈを変えることができ、このようにして、厚さが異なるカード３００を接続することが可能となる。ベース１０もやはり、軸
Figure 2014516307
に沿って長さが異なるカード３００用に間隔Ｄを改変することができるように変えることができる。上壁４０は前壁２０から外すことができ、および／または前壁２０はベース１０から外すことができ、それによって流体路４４内の管７０をより容易に取り替えることが可能となり、また、流体路を清浄にすることが可能となる。
別の変形形態として、図７で分かるように、ベース１０と後壁３０とは、例えば機械加工によって製造された一体構造部品１００を成す。１つまたは複数、この場合は４つのねじ穴１０２が、後壁３０を横断しており、それによってばねスラスト玉軸受６０を収容することが可能である。この停止部のハウジングを、図８Ａおよび図８Ｂにより詳細に示す。１つまたは複数（図７の例では２つ）のねじ穴１０６をベース１００の前面１０４に作成して、前部品と呼ばれる部品１１０を取り付けることができる。
この部品は、単一部品から機械加工によって製造された一体構造体でもよく、壁２０および４０からなる（図９）。互いに平行で、壁４０から離隔するとともに壁４０に垂直な２つのトレンチまたは溝１１２が、壁２０を軸
Figure 2014516307
に沿って横断している。トレンチの、軸
Figure 2014516307
に沿った断面は、ねじをねじ穴１０６にねじ込んだときに、前記ねじのねじ頭をトレンチの壁に押し付けることによって、前部品１１０をベース１００に当接させて締め付けることが可能となるように、表面２２とは反対側の面でより大きくなっている。これらトレンチによって、マイクロ流体カードの厚さに応じて底面１６と第２の表面４２とを離隔させる間隔を改変するために、ベース１００を前部品１１０に対して軸
Figure 2014516307
に沿って摺動運動させてから締め付けることが可能となる。ベース１００と前部品１１０とを、図１０に従って組み立てると、本発明による相互接続装置が得られる。したがってこの装置は、言い換えれば、接続すべきカード３００の厚さに依存して、第１の表面１４と第２の表面４２との間隔を改変することを可能とする調節手段１１２を含む。この例では、調節手段は、ベース１００に作成されたねじ穴１０６と協同する、前部品１１０に作成された穴あきトレンチ１１２の形を取り、第２の表面４２と第１の表面１４との間隔を調節することによって、ベース１００を前部品１１０とともに組み立てることが可能となる。
第２の表面４２と第１の表面１４との間隔を調節するために、他の手段を使用することも選択できる。したがって、ベース１００と前部品１１０とを組み立てると、またはただ単一の部品１０として形成すると、ベース（１００、１０）に配置されたばねによって、第１の表面１４に作用を与えることができ、それによってこの表面と第２の表面４２との間隔を調節することができる。
前部品１１０には、第２の表面４２に出現する流体路１２５が横断している。
この実施形態では、本願に記載の他の実施形態と同様に、第２の表面４２には、流体路の開口部に加えて、電気的および／または光学的および／または熱的手段を含めることができ、これらの手段は、どの実施形態であっても、マイクロ流体カード３００を装置に接続したときに、マイクロ流体カード３００に配置された見合う手段に接触させることができる。用語「光学的手段」とは、例えば光ファイバ、および／または光学窓、および／または光センサ、および／または光源を意味することを理解されたい。用語「熱的手段」とは、例えば熱接触を意味することを理解されたい。用語「電気的手段」とは、例えば電気接触を意味することを理解されたい。
例えば、１つまたは複数の開口１２６を部品２０および／または４０に作成して、ケーブルまたはパイプなどの少なくとも１つの要素を通過させ、それによってマイクロ流体カード３００の表面の１つと接触させることができる。例えば、壁２０および４０に作成された開口１２６によって、表面プローブなどの１つまたは複数の接触測定装置用の１つまたは複数の電気ケーブルおよび／または１つまたは複数の光ファイバを通過させることができる。１つまたは複数の開口１２６はまた、上述の実施形態にも作成することができる。
先の実施形態では、第１の表面１４と傾斜面１８とが成す角度α（図３参照）は、２７０°に等しく、この角度によって、カードの回転軸を成すリッジ１９が画定されている。しかし、より概括的には、第１の表面１４と傾斜面１８とが成す角度αは、１８０°より大きければよく、１８０°から２７０°の間、例えば２２５°に等しくてもよい。傾斜面１８の傾斜によって、カードを挿入領域５０により据え付けやすくなり、またこの同じカードをこの領域５０から取り出しやすくなり、その後、この傾斜面１８は、カードを装置に接続する段階、またはカードを装置から解除する段階中にカード３００のガイド部または支持体として働く。第１の表面１４と底面１６とは、傾斜面１８によって直接接続していても、いくつかの傾斜面１８を介して接続していてもよい。
先の装置の変形形態は、装置の第１の表面１４に垂直な１つまたは複数の壁に配置され、かつマイクロ流体カード３００の一表面に面した１つまたは複数の保持手段６０を含むことができる。
上記の実施形態の変形形態として、保持手段６０は、遠隔力を生じることが可能な電磁式の磁石、またはカード３００の側面の１つに接触力を加える弾性式の手段を含むことができる。弾性式のこれらの手段は、例えば、壁の表面に、またはその内部に取り付けられたエラストマ材料である。したがって、マイクロ流体カードは、装置の壁の１つ、特に後壁３０に、またはその付近に配置された１つまたは複数の保持手段６０によって、第１の表面１４に押し付けられた状態で保持することができる。カードは、先に述べた壁の少なくとも１つに配置された１つまたは複数の保持手段６０によって、平面
Figure 2014516307
に保持することができる。
先の装置の別の変形形態によれば、第２の表面４２にある流体路４４と、マイクロ流体カード３００の接続面３０６にある流体路３０２とを互いに水密または気密にする１つまたは複数の封止部を、この面３０６に配置することもできる。
いずれの実施形態であれ、本発明による装置は、装置の第１の表面１４に押し当てられたマイクロ流体カードを加熱または冷却することが可能な熱調節手段を含むことができる。したがって、カード３００の表面および／またはその内部の温度を、例えばオペレータまたは制御器によって制御することができる。かかる調節手段は、ベース１０の表面１４付近に配置することができる。これらの手段は、ペルチェ効果を利用することができ、および／または１つまたは複数の抵抗器、および／または１つまたは複数の赤外線熱源、あるいは接触式であるか否かに関わらず、カード３００の温度を局所的に、または全体として制御することを可能とする他のあらゆる手段を含むことができる。
特定の実施形態では、波長が好ましくは可視または赤外スペクトルにある電磁放射の反射または透過によって、装置に接続されたカード３００の光分析、または他の分析を行うことを可能とするために、ベース１０、ならびに壁２０、３０、および４０を完全に、または部分的に透過性にすることができ、および／または貫通開口を含めることができる。
別の実施形態によれば、第１の表面１４および／または底面１６には、１つまたは複数の可動ピン８０を横断させることができる（図１１Ａおよび図１１Ｂ）。基板３００の可撓性表面に局所的な圧力を加える、または解除するために、動力手段８４によってピン８０を第１の表面１４および／または底面１６に垂直に摺動運動させることができる。可撓性表面が変形することによって、カードの内部に、または表面上にある流体路３０２の断面８８を収縮させる、またはこの流体路３０２を遮断することが可能となる。
この摺動運動は、オペレータ、および／またはインターフェイス８６と相互作用する制御器などの手段によって制御される。
カード３００が本発明による装置に接続されると、流体路４４、および流体路３０２は、この装置に接続することができる処理または分析器具によって処理または分析することを目的とした流体を搬送することができる。言い換えれば、本発明による相互接続装置は、流体カード３００とかかる器具との間のインターフェイスとして働くことができる。
次に、マイクロ流体カード３００を本発明による相互接続装置に接続し、解除する方法について説明する。
本発明による相互接続装置にカードを接続するには、図１２Ａおよび図１２Ｂから分かるように、オペレータは、カード３００の端部を、先に画定された挿入領域５０に導入する。カード３００は、接続面３０６が上壁４０の第２の表面４２に面し、カードの、前端と呼ばれる端部３１２の側面３１４が、壁２０の表面２２と接触するように、摺動運動を利用してこの空間に挿入される。言い換えれば、カード３００は、前停止部２２と接触し、リッジ１９に押し当てられるまで挿入領域５０に導入される。
オペレータはカードを傾斜運動させ、カードをリッジ１９に押し当てる。その後、（図１３Ａおよび図１３Ｂから分かるように）回転運動を加えてカード３００を軸１９周りで回動させ、第１の表面１４に押し当て、したがって軸１９周りでのてこの作用によって、カード３００の表面３０６を第２の表面４２に押し付けることが可能となる。ここで、このカードは装置に接続され、次いでこのカードを保持手段６０（図１２Ａ〜図１４Ｂには示さず）によって保持することができ、この位置を図１４Ａおよび図１４Ｂに示す。より具体的には、カード３００がリッジ１９周りで回動すると、カード３００の支持面３０８が、装置の第１の表面１４に押し当てられ、てこの作用により、カード３００の接続面３０６が装置の第２の表面４２に近接し、おそらくはそこに押し当てられることになる（図１２Ｂおよび図１３Ｂ）。保持手段６０は、マイクロ流体カードの表面３０８を第１の表面１４と接触させた状態で維持することが可能となるように、変形し、および／または移動する。次いで、カード３００の流体路３０２の少なくとも１つの開口部３０４が、上壁４０の第２の表面４２にある流体路４４の少なくとも１つの開口部４５と位置合せされる。傾斜運動によって、おそらくは管７０および／または流体路４４と、開口部３０４との間で水密性または気密性が生じる位置になる。接続面３０６および／または表面４２にある流体路を延在させた位置に封止部がある場合、これらの封止部の圧縮によってもやはり、この水密性または気密性が得られる。さらに、これらの封止部の（
Figure 2014516307
に平行な平面における）いかなる剪断運動も防止されるので、封止部はこのように最適に保存されることになる。
消耗カード、またはマイクロ流体カードは、オペレータが前述の行為を逆の順序で実施することによって簡単に取り除くことができる。
言い換えれば、オペレータは、カード３００を軸１９周りに回転運動させることによって表面４２から取り除くように、カード３００の、前端３１２とは反対の部分を持ち上げる。この回転運動は、カード３００の長さ軸に沿った単純な摺動運動によって、または軸
Figure 2014516307
に沿った横運動によって、カード３００を相互接続装置から取り除くことが可能となる傾斜角に位置合せされるまで行う。
この説明では、装置の第１の表面１４、および第２の表面４２は、図２に示すように配置した。本発明は、流体路４４が表面１４から出現し、その場合、この表面が第２の表面と呼ばれることになり、表面４２が第１の表面として機能することになる（言い換えれば、第１の表面の役割と第２の表面の役割とが逆になる）幾何形状に匹敵する装置も網羅するものである。かかる構成では、接続面３０６が第１の表面１４に押し当てられるように、カードの支持面３０８が表面４２に押し付けられた状態で保持されることになる。
本発明による装置によって、カード３００を迅速に、信頼性が高く、かつ繰り返し接続し、解除することが可能となる。カードを接続する段階、および解除する段階は、工具を必要とせず、かつ特定のいかなる技術知識も必要とせずに実施することができる。本発明による接続装置は、例えば、
− 簡易かつ迅速な製造、
− 簡易かつ迅速な使用、
− 様々な環境における使用、
− 簡易かつ経済的な保守
という新しい利点を提供するものである。
１０ ベース
１２ 下面
１４ 第１の表面（上面）
１６ 底面
１８ 第３の表面（傾斜面）
１９ 回転軸（リッジ）
２０、２０’ 前壁
２２ 前停止部
３０ 後壁
３２ 後停止部
４０ 上壁
４２ 第２の表面
４４ 第２の流体路
４５ 開口部
５０ 挿入領域
６０ 保持手段
７０ 管
７２ 管の一端部
７４ 封止部
８０ ピン
８４ 動力手段
８６ インターフェイス
８８ 断面
１００ 一体構造部品（ベース）
１０２ ねじ穴
１０４ 前面
１０６ ねじ穴
１１０ 前部品
１１２ トレンチ（調節手段）
１２５ 流体路
１２６ 開口部
３００ 流体カード
３０２ 第１の流体路
３０４ 開口部
３０６ 接続面
３０８ 支持面
３１０ 後面
３１２ 前端
３１４ 前面

Claims (23)

  1. 流体カード(300)を相互接続する装置であって、前記カードが、接続面(306)から出現する少なくとも1つの第1の流体路(302)を含み、前記接続面が支持面(308)に平行であり、前記相互接続装置が、
    ・前記カード(300)の前記支持面(308)を受けるように意図された第1の表面(14)と、
    ・前記第1の表面(14)に平行であるとともに、第2の流体路(44)が出現する、第2の表面(42)と、
    ・前記第1の流体路(302)が前記第2の流体路(44)と流体接続するように、前記カード(300)の前記接続面(306)を前記装置の前記第2の表面(42)に押し当てた状態で保持するように意図された、前記カードを所定位置に保持する手段(20、30、60)と、
    ・前記カード(300)の前記支持面(308)が前記装置の前記第1の表面(14)に押し当てられるように、前記カード(300)がその周りを回動することができる回転軸(19)と、
    を含む、相互接続装置。
  2. 前記保持手段(60)が、前記カード(300)の前記接続面(306)が前記装置の前記第2の表面に押し当てられた状態で保持されるように、前記カード(300)の前記支持面(308)を前記装置の前記第1の表面(14)に当接させて保持することが可能である、請求項1に記載の相互接続装置。
  3. 前記回転軸(19)が、前記第1の表面(14)のリッジであるか、または前記第1の表面(14)上に配置される、請求項1または2に記載の相互接続装置。
  4. 前記回転軸が、前記装置の前記第2の表面および前記第1の表面に平行である、請求項1から3のいずれか一項に記載の相互接続装置。
  5. 前記保持手段(60)が、前記装置の前記第1の表面(14)上に配置されたカードに、前記第1の表面(14)に垂直な成分を有する少なくとも一つの力を加えることができる、請求項1から4のいずれか一項に記載の相互接続装置。
  6. 前記保持手段(60)が、前記装置の前記第1の表面(14)上に配置された前記カードに、前記第1の表面(14)に平行な成分を有する少なくとも一つの力を加えることができる、請求項5に記載の相互接続装置。
  7. 前記保持手段が、前記カード(300)を前記装置に接続するか、または前記装置から解除することができるように、取外し可能である、請求項1から6のいずれか一項に記載の相互接続装置。
  8. 少なくとも1つの管(70)が、前記装置の少なくとも1つの流体路(44)内に配置される、請求項1から7のいずれか一項に記載の相互接続装置。
  9. 少なくとも1つの封止部(74)が、少なくとも1つの流体路(44)の開口部(45)に配置され、それによって少なくとも1つの流体が、材料を損なわずに、前記カード(300)の第1の流体路(302)と、前記装置の前記流体路(44)との間で流れることが可能となる、請求項1から8のいずれか一項に記載の相互接続装置。
  10. 容易に分解でき、および/または互いの相対位置を変えることができる少なくとも2つの部分(10、20、30、40)を含む、請求項1から9のいずれか一項に記載の相互接続装置。
  11. 前記装置の前記第1の表面(14)と、前記第2の表面(42)との相対位置を変えることができる、請求項10に記載の相互接続装置。
  12. 前記第2の表面(42)が、前記第1の表面(14)上に覆い重ならない、請求項1から11のいずれか一項に記載の相互接続装置。
  13. 底面(16)が、前記第1の表面(14)に平行であり、前記第2の表面(42)が前記第1の表面(14)上に覆い重なる、請求項1から12のいずれか一項に記載の相互接続装置。
  14. 前壁(20)と後壁(30)とが、軸(Oj)に沿った長さ方向延在範囲に従って間隔Dを置いて離隔して前記装置に取り付けられ、前記底面(16)が、同じ前記軸(Oj)においてD/2からD/20の間の長さ方向延在範囲dを有する、請求項13に記載の相互接続装置。
  15. 前記第1の表面(14) の最も近接した端部、及び前記第2の表面(42)の最も近接した端部同士が、カード(300)の厚さの1.1倍または1.2倍以上の間隔を置いて離隔している、請求項1から14のいずれか一項に記載の相互接続装置。
  16. 前記カードと前記装置とを接続する電気的および/もしくは光学的手段、並びに/または前記カードの熱調節手段をさらに含む、請求項1から15のいずれか一項に記載の相互接続装置。
  17. 電磁放射を完全に、または部分的に透過する少なくとも1つの表面および/または1つの壁を含む、請求項1から16のいずれか一項に記載の相互接続装置。
  18. 前記ピン(80)が、前記第1の表面(14)に略垂直な方向に動かすことができ、前記ピン(80)によって、本発明による装置に接続された前記カード(300)の前記支持面(308)に圧力を加えることができる、請求項1から17のいずれか一項に記載の相互接続装置。
  19. 少なくとも1つの第1の流体路(302)と、支持面(308)に平行な接続面(306)とを含み、前記流体路(302)が前記接続面(306)上に少なくとも1つの開口部(304)を有し、かつ請求項1から18のいずれか一項に記載の装置を使用する、カード(300)を接続する方法であって、
    ・前記カード(300)を、前記カード(300)の前記支持面(308)が前記装置の前記第1の表面(14)に向かって移動し、前記カード(300)の前記接続面(306)が前記装置の前記第2の表面(42)に押し当てられるように、前記相互接続装置に挿入し、
    ・前記カード(300)を、前記保持手段(60)によって前記相互接続装置内に保持する、
    方法。
  20. ・前記カード(300)を、前記カード(300)の前記接続面(306)が前記第2の表面(42)にほぼ面し、前記カード(300)の前記支持面(308)が前記軸(19)と接触するとともに少なくとも前記装置の前記第1の表面(14)にほぼ面するように、前記装置に挿入し、
    ・その後、前記カード(300)を、前記カード(300)の前記接続面(306)が前記第2の表面(42)に押し当てられ、前記支持面(308)が前記装置の前記第1の表面(14)と接触するまで、前記軸(19)周りで回動させる、
    請求項19に記載の方法。
  21. 前記回転軸(19)が、前記第1の表面(14)のリッジであるか、または前記第1の表面(14)上に配置される、請求項20に記載の方法。
  22. 請求項18から20の少なくとも1つに記載の段階を逆の順序で実施する、本発明による装置から前記カード(300)を解除する方法。
  23. 前記保持手段(60)を変形させて、前記カード(300)の接続、あるいは解除を可能とする段階を含む、請求項19から22のいずれか一項に記載の方法。
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