JP2020517937A - 毛細管駆動型流体システムの計量機構およびそのための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
− サンプル貯槽にサンプル流体を追加するステップと、
− 第1のチャネルが、第1のチャネルの分岐である第2のチャネルと第3のチャネルとを所定の体積のサンプル流体で満たすために毛細管力を使用してサンプル貯槽からサンプル流体を吸い出すように、第1のチャネルをサンプル貯槽と流体連通するように設定するステップと、ここにおいて、第2のチャネルは第1の弁において終結し、第3のチャネルは第2の弁において終結する、
− 第2のチャネルと第3のチャネルとが所定の体積のサンプル流体で満たされた後に、毛細管ポンプを使用してサンプル流体を除去することにより、サンプル貯槽を空にするステップと、
− サンプル貯槽が空になった後に、第4のチャネルを介してバッファ流体で満たされたバッファ貯槽と流体連通している第2の弁を、第4のチャネルが、毛細管力を使用してバッファ貯槽からバッファ流体を吸い出して、第4のチャネルのバッファ流体が第2の弁に到達するとき第2の弁を開くことにより、第4のチャネルと、第3のチャネルと、第2のチャネルとを含む流体経路が、バッファ貯槽から第1の弁まで開かれる、ように設定するステップと、
− 第1の制御回路によって第1の弁を開くステップと、それによって前記流体経路に毛細管駆動の流れが生じ、それによって、第2のチャネルおよび第3のチャネルにおける所定の体積のサンプル流体が第1の弁を通って流れ出る、を備える。
Claims (15)
- 所定の体積のサンプル流体を計量するための毛細管駆動型流体システムにおける機構(100)であって、
サンプル流体を受け取るように構成されたサンプル貯槽(SR)と、
前記サンプル貯槽(SR)と流体連通し、第1の弁(V1)において終結する第2のチャネル(C2)と第2の弁(V2)において終結する第3のチャネル(C3)とに分岐する、第1のチャネル(C1)と、ここで、前記第2のチャネル(C2)および前記第3のチャネル(C3)がともに所定の容積を有し、前記第1のチャネル(C1)が、前記第2のチャネル(C2)と前記第3のチャネル(C3)とを前記所定の体積のサンプル流体で満たすために、毛細管力を使用して、前記サンプル貯槽(SR)からサンプル流体を吸い出すように構成されているものであり、
前記第2のチャネル(C2)と前記第3のチャネル(C3)とがサンプル流体で満たされた後に前記サンプル貯槽(SR)を空にするように構成された毛細管ポンプ(CP1)と、
バッファ流体を受け取るように構成されたバッファ貯槽(BR)と、
第4のチャネル(C4)と、ここで、前記第2の弁(V2)が前記第4のチャネル(C4)を介して前記バッファ貯槽(BR)に対して流体的に接続されており、前記第4のチャネル(C4)が、前記サンプル貯槽(SR)が空になった後に毛細管力を使用して前記バッファ貯槽(BR)からバッファ流体を吸い出し、前記第4のチャネル(C4)のバッファ流体が前記第2の弁(V2)に到達するとき前記第2の弁(V2)を開くように構成されていることにより、前記第4のチャネル(C4)と、前記第3のチャネル(C3)と、前記第2のチャネル(C2)とを含む流体経路が、前記バッファ貯槽(BR)から前記第1の弁(V1)まで開かれるものであり、
前記サンプル貯槽(SR)が空になった後に前記第1の弁(V1)を開くことにより、流体経路に毛細管駆動の流れを生じさせ、それによって、前記第2のチャネル(C2)および前記第3のチャネル(C3)における前記所定の体積のサンプル流体を、前記第1の弁(V1)を通して流出させるように構成された第1の制御回路(T1)と
を備える機構。 - 前記第1の制御回路が、前記第1の弁(V1)を前記バッファ貯槽(BR)に対して流体的に接続する第1の流体回路(T1)を備え、前記第1の流体回路(T1)が、前記バッファ貯槽(BR)からバッファ流体を吸い出して、バッファ流体が前記第1の弁(V1)に到達するとき前記第1の弁(V1)を開くように構成されている、請求項1に記載の機構。
- 第3の弁(V3)と、ここで、前記第3の弁(V3)は、前記バッファ貯槽(BR)から吸い出されたバッファ流体が前記第4のチャネル(C4)に入る前に前記第3の弁(V3)を通過するように、前記第4のチャネル(C4)に対して流体的に接続されるものであり、
前記サンプル貯槽(SR)が空になった後に前記第3の弁(V3)を開くように構成された第2の制御回路(T2)と、
をさらに備える、請求項1または2に記載の機構。 - 前記第2の制御回路が、前記第3の弁(V2)を前記バッファ貯槽に対して流体的に接続する第2の流体回路(T2)を備え、前記第2の流体回路(T2)が、前記バッファ貯槽(BR)からバッファ流体を吸い出して、バッファ流体が前記第3の弁(V3)に到達するとき前記第3の弁(V3)を開くように構成されている、請求項3に記載の機構。
- 前記第1の制御回路(T1)および前記第2の制御回路(T2)のうち少なくとも1つが、前記第1の弁(V1)および前記第2の弁(V2)のうちの少なくとも1つに対して電気制御信号を配送するように構成されており、前記第1の弁(V1)および前記第2の弁(V2)のうち少なくとも1つが、前記電気制御信号を受け取ると開くように構成されている、請求項3に記載の機構。
- 前記第1の制御回路(T1)が、前記第2の弁(V2)が開くのと同時に、または開いた後に、前記第1の弁(V1)を開くように構成されている、請求項3〜5のいずれか一項に記載の機構。
- 前記第1のチャネル(C1)が、前記サンプル貯槽からサンプル流体を直接吸い出すように前記サンプル貯槽(SR)に対して流体的に接続されており、前記毛細管ポンプ(CP1)が、第1の流れ抵抗器(R1)を介して前記サンプル貯槽(SR)に対して流体的に接続されており、前記第1の流れ抵抗器(R1)の流体抵抗が、前記第2のチャネル(C2)と前記第3のチャネル(C3)とがサンプル流体で満たされた後に前記サンプル貯槽(SR)が空になるように、前記サンプル貯槽(SR)から前記毛細管ポンプ(CP1)への流量を制御するように選択されている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の機構。
- 前記第1のチャネル(C1)よりも毛細管圧が低い第5のチャネル(C5)をさらに備え、前記第1のチャネル(C1)が前記第5のチャネル(C5)を通じて前記サンプル貯槽(SR)から流体を吸い出すように構成されるように、前記第1のチャネル(C1)が前記第5のチャネル(C5)に対する分岐として構成されており、前記毛細管ポンプ(CP1)が、前記第5のチャネル(C5)を含む経路を介して前記サンプル貯槽(SR)に対して流体的に接続されており、前記第2のチャネル(C2)と前記第3のチャネル(C3)とがサンプル流体で満たされた後に前記毛細管ポンプ(CP1)が前記第5のチャネル(C5)を通じて前記サンプル貯槽(SR)を空にするように構成されるように、前記第5のチャネル(C5)が流れ絞り機構(R’)を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の機構。
- 前記サンプル流体および/または前記バッファ流体の内部で混合された気体が前記機構から流出することを可能にすることなどのために、前記サンプル流体および/または前記バッファ流体が前記機構の周囲と少なくとも部分的に気体連通している、請求項1〜8のいずれか一項に記載の機構。
- 周囲との前記気体連通が気体透過性シートを介して生じる、請求項9に記載の機構。
- 周囲との前記気体連通が、前記第1の弁(V1)および前記第2の弁(V2)のうちの1つまたは複数に対して流体的に接続された1つまたは複数のさらなる弁(V5、V6)を介して生じ、前記1つまたは複数のさらなる弁(V5、V6)が、気体は通すが液体は阻止するように構成されている、請求項10に記載の機構。
- 前記第1の弁(V1)を通って流れ出る前記所定の体積のサンプル流体が、第4の弁(V4)において終結する第6のチャネル(C6)によって受け取られ、前記第4の弁(V4)が、希釈されたサンプル流体を生成するように、前記第6のチャネル(C6)から受け取られる前記所定の体積のサンプル流体を、前記バッファ貯槽(BR)から第2の流れ抵抗器(R2)を通して受け取られるバッファ流体で希釈するように構成されており、
前記第4のチャネル(C4)が第3の流れ抵抗器(R3)を備え、
前記第6のチャネル(C6)から受け取られるサンプル流体の流量と、前記バッファ貯槽(BR)から受け取られる前記バッファ流体の流量との間の比が、前記第2の流れ抵抗器(R2)の抵抗および前記第3の流れ抵抗器(R3)の抵抗によって少なくとも部分的に決定される、請求項1〜11のいずれか一項に記載の機構。 - 希釈されたサンプル流体を混合するように構成されて第4の弁(V4)の出力に対して流体的に接続されたミキサ(MX1)と、
前記ミキサ(MX1)を通る前記希釈されたサンプル流体の流量を維持するように構成されて前記ミキサ(MX1)と流体連通するさらなる毛細管ポンプ(CP2)と
をさらに備える、請求項8に記載の機構。 - 所定の体積のサンプル流体を計量するための方法であって、
サンプル貯槽(SR)にサンプル流体を追加するステップ(S102)と、
第1のチャネル(C1)が、前記第1のチャネル(C1)の分岐である、第2のチャネル(C2)と第3のチャネル(C3)とを所定の体積のサンプル流体で満たすために、毛細管力を使用して前記サンプル貯槽からサンプル流体を吸い出すように、前記第1のチャネル(C1)を、前記サンプル貯槽と流体連通するように設定するステップ(S104)と、ここで、前記第2のチャネル(C2)が第1の弁(V1)において終結し、前記第3のチャネル(C3)が第2の弁(V2)において終結するものであり、
前記第2のチャネル(C2)と前記第3のチャネル(C3)とが前記所定の体積のサンプル流体で満たされた後に、毛細管ポンプ(CP1)を使用してサンプル流体を除去することにより、前記サンプル貯槽(SR)を空にするステップ(S106)と、
前記サンプル貯槽(SR)が空になった後に、第4のチャネル(C4)を介してバッファ流体で満たされたバッファ貯槽(BR)と流体連通している前記第2の弁(V2)を、前記第4のチャネル(C4)が、毛細管力を使用して前記バッファ貯槽(BR)からバッファ流体を吸い出して、前記第4のチャネル(C4)のバッファ流体が前記第2の弁(V2)に到達するとき前記第2の弁(V2)を開くことにより、前記第4のチャネル(C4)と、前記第3のチャネル(C3)と、前記第2のチャネル(C2)とを含む流体経路が、前記バッファ貯槽(BR)から前記第1の弁(V1)まで開かれる、ように設定するステップ(S108)と、
第1の制御回路(T1)によって前記第1の弁(V1)を開くステップ(S110)と、ここで、このステップによって前記流体経路において毛細管駆動の流れが生じ、それによって前記第2のチャネル(C2)および前記第3のチャネル(C3)における前記所定の体積のサンプル流体を、前記第1の弁(V1)を通して流出させるものである、
を備える方法。 - 請求項1〜13のいずれか一項に記載の機構を備える診断デバイス。
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