JP2022554139A - 臨床現場即時検査カートリッジ - Google Patents

Abstract

本発明は、モータに結合されて、カートリッジの複数の箇所まで流体試料を移動させるのに適応したカートリッジを具備するマイクロ流体システムを提供する。【選択図】図１６

Description

本発明は臨床現場即時検査カートリッジに関する。特に本発明は、遠心マイクロ流体技術に基づく臨床現場即時診断検定システムに関する。

様々なタイプの試料の生化学的な含有物を判断する手作業処理は多くの用途で法外な費用がかかり、また誤差が生じやすい。自動化も多くの用途で法外な費用を要し、例えば液体ハンドリングロボットを使用する臨床現場即時検査又は診療所での分析などの用途における現在の実践は妥当でない。その結果、現在の自動化又は手作業処理ほど高費用でなく誤差を生じにくい生化学検定の為の試料処理を提供するという必要性は満たされていない。

一般的に、流体移動の主な手段として遠心マイクロ流体を使用して液体を径方向内方に移動させることは非常に困難である。これは、連続検定の実施を可能にするのに有効な選択肢を制限／制約し得る。

遠心マイクロ流体技術に基づく或る種の臨床現場即時診断検定システムは、必要となる一体的な試料準備・検定測定ステップを実施する際に極めて優れている。このような光学検出を伴う遠心マイクロ流体プラットフォームは、単一の器具と使い捨てカートリッジとを使用して多様な検定技術の並行実施を可能にする。臨床現場即時診断検定システムの例は、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５を含む。

特許文献６には、モータに結合されたマイクロチップを具備する分析器が記載され、マイクロチップは毛細管作用によって液体試料を獲得する。毛細管圧を低下させる構造を設けることにより、マイクロチップは、液体試料を移動させるのに毛細管作用を使用する際の制限を克服する。流体長が増加する際の毛細管圧の上昇を防止するように作用する、大気圧に開放された隣接キャビティを各流路に設けることにより、これが達成される。ゆえに、本発明の一実施形態において、マイクロチップ構造は、液体試料を収集する為の入口と、所定量の液体試料を保持する為の毛細管キャビティと、分析試薬を有する単一の保持室と、液体試料と試薬との混合物を測定する為の測定室と、保持室及び測定室と連通する流路と、測定室を大気ベントと接続する流路とを具備する。使用時に、毛細管キャビティの液体試料は遠心力により保持室へ移送されて、ここで分析試薬と混合される。そしてこの混合物は保持室から測定室の入口へ毛細管力により移送され、ここから分析器の回転により測定室自体へ移送される。測定室では、液体試料の成分の濃度が測定される。したがって、この特許文献では、保持室が単一の試薬と液体試料との混合物を測定室へ移送すると、混合物を保持室へ戻すことができないようにマイクロチップ構造が構成されていることが理解されるだろう。

特許文献７は、全血分離の為の試料分析機器を開示している。これは、試料を収容する為の試料室と、試料が流動する経路となる流路と、バルブドライバ及び制御ユニットに結合されて流路を開放する為のバルブとを具備する回転式マイクロ流体機器を包含する。分離室は、遠心力により試料室から流入する試料を受容し、一方で標的細胞を収集する為の収集室は分離室に接続される。使用時には、例えばＤＧＭ層とＲＢＣ層とＷＢＣ層と血漿層など、試料中の物質の密度勾配に従って分離室で試料を複数の層に分離するように、機器が回転される。そして、ＤＧＭとともに分離室の最下部に載置された標的物質が、回収の為に収集室へ移送される。

特許文献８には、生命体から収集された液体を分析する為の装置が記載されている。この装置は複数の個別キュベットを具備し、各キュベットは異なる反応段階を測定する。特許文献９は、未結合又は未反応の物質から複合体を分離する多数の洗浄ステップを設ける為に三つの反応室の間で流体を移送する際の重力及び遠心力の使用が簡単に記載されている。

米国特許第９１８２３８４号明細書 米国特許第８４１５１４０号明細書 米国特許第８８４６３８０号明細書 米国特許第５５９１６４３号明細書 米国特許第５４０９６６５号明細書 米国特許出願公開第２０１０／０７４８０１号明細書 米国特許出願公開第２０１５／１０４８１４号明細書 国際公開第第２００９／０１６８１１号 米国特許出願公開第２０１７／１３８９７２号明細書

それゆえ、遠心マイクロ流体技術に基づく改良型の臨床現場即時診断検定システムを提供することが目的である。

本発明によれば、添付の請求項に提示されているように、
モータに結合されて、カートリッジの複数箇所に流体試料を移動させるのに適応したカートリッジであって、水平面に対する傾斜面で回転するように構成されるカートリッジ、
を具備するマイクロ流体システムが提供され、
カートリッジは、
反応室であって、カートリッジの外径部に隣接して配置されて、各反応段階の光学測定を可能にするように構成される検出区画を画定する単一のキュベットを具備する第１区画を少なくとも具備する反応室であり、反応室の一端部の近くに配置される第１区画と第２区画と第３区画との少なくとも三つの区画を有する反応室であって、第２区画及び第３区画の各々が試薬区画を包含し、遠心力と重力との組み合わせを提供して少なくとも三つの区画の間で流体試料を移動させるようにモータ及び制御モジュールが構成される、反応室と、
流体試料を受容して試料混合室への移送の為に試料の既定量を計量するように構成される試料計量室と、
試料混合室への移送の為に緩衝液の既定第１量を計量するように構成される第１緩衝剤計量室であって、試料計量室と第１緩衝剤計量室とに結合されて、試料計量室から移送された試料量を、第１緩衝剤計量室から移送された緩衝液の第１量と均質化して第１試料・希釈剤混合物を生成するように構成される試料混合室と、
反応室への移送の為に緩衝液の既定第２量の緩衝液を計量するように構成される第２緩衝剤計量室であって、第２試料・希釈剤混合物を生成するように、反応室での第１試料・希釈剤混合物との均質化の前に緩衝液の第２量が反応室へ移送されて少なくとも一つの試薬と再水和される、第２緩衝剤計量室と、
を具備する。

一実施形態において、第１区画は、径方向範囲に、そして反応室の回転中心から最も遠い点に配置される。

一実施形態において、第２区画は第１区画に対して径方向内方に配置され、第１試薬滴下箇所Ｒ１を包含する。

一実施形態において、第２区画は第１区画と同じ半径に配置されて第１試薬滴下箇所Ｒ１を包含する。

一実施形態において、第２区画はサイフォンにより第３区画に接続される。

一実施形態において、第３区画は第１区画に対して径方向内方に配置されて第２試薬滴下箇所Ｒ２を包含する。

一実施形態では、試料計量室からの試料量が試料混合室へ移送される前に、第１緩衝剤計量室からの第１緩衝液が試料混合室へ移送される。

一実施形態では、試料混合室が反応室に結合され、緩衝液の第２量が反応室へ移送されて反応室の第２区画の試薬滴下箇所Ｒ１で第１試薬を再水和するとともに反応室の第３区画の試薬滴下箇所Ｒ２で第２試薬を再水和した後に、第２緩衝液との均質化の為に第１試料・希釈剤混合物が試料混合室から反応室へ移送される。

一実施形態では、反応室の第２区画に試料混合室が組み込まれる。

一実施形態において、試料計量室からの試料量と第１緩衝剤計量室からの第１緩衝液とが、第２区画の上部に設置された流路を介して試料混合室へ移送される。

一実施形態において、試料計量室からの試料量と第１緩衝剤計量室からの第１緩衝液とが、第２区画の側に設置された流路を介して試料混合室へ移送される。

一実施形態では、緩衝液の第２量が反応室の第１区画で反応室へ移送される。

一実施形態では、第１緩衝剤計量室から試料混合室への第１緩衝液の移送と同時的に、緩衝液の第２量が反応室へ移送される。

一実施形態では、反応室の第１区画での緩衝液の第２量との均質化の前に、反応室の第２区画の試薬滴下箇所Ｒ１の第１試薬が第１試料・希釈剤混合物により再水和され、第１試料・希釈剤と第１試薬との混合物を形成するように均質化される。

一実施形態では、反応室の第１区画での第１試料・希釈剤混合物との均質化の前に、反応室の第３区画の試薬滴下箇所Ｒ２の第２試薬が緩衝液の第２量により再水和され、緩衝液の第２量と第２試薬との混合物を形成するように均質化される。

一実施形態において、反応室の第２区画の試薬滴下箇所Ｒ１での第１試薬の再水和は、反応室の第３区画の試薬滴下箇所Ｒ２での第２試薬の再水和と同時的である。

一実施形態において、流体試料を受容して、試料の既定量を計量してから細胞成分を血漿から分離するように構成される血漿分離・試料計量室を試料計量室が包含する。

一実施形態において、試料計量室に結合されて、試料計量室への移送の為に試料を受容する試料室をシステムが更に具備する。

一実施形態において、緩衝液の保管の為に第１緩衝剤計量室と第２緩衝剤計量室とに結合される緩衝剤室をシステムが更に具備する。

一実施形態において、緩衝剤室に結合された、緩衝剤室から余剰緩衝剤を受容する為の溢流計量室をシステムが更に具備する。

一実施形態では、第１区画の流体試料が遠心力の影響下にある時に第２区画又は第３区画に流体が到達しないようにカートリッジが構成される。

一実施形態において、固定状態であるか低速回転するようにカートリッジが構成される時には、重力が流体に影響して第２区画又は第３区画へ流体を移動させる。

一実施形態において、キュベットは、各反応段階で使用される緩衝液と流体試料と再水和試薬との光学測定を可能にするように構成される単一量のキュベットを包含する。

一実施形態では、単一の免疫比濁法検定又は酵素ベース臨床化学検定を実施する為にシステムが構成される。

本発明の別の態様によれば、
モータに結合されて、カートリッジの複数の箇所へ流体試料を移動させるのに適応したカートリッジであって、水平面に対する傾斜面で回転するように構成されるカートリッジ、
を具備するマイクロ流体システムが提供され、
カートリッジは、
少なくとも第１反応室及び第２反応室であって、カートリッジの外径部に隣接して配置されて、各反応段階の光学測定を可能にするように構成される検出区画を画定する単一のキュベットを具備する少なくとも第１区画を各反応室が包含し、少なくとも第１反応室が、反応室の一端部の近くに配置される第１区画と、第１区画の近位に配置される第２区画と、反応室の他端部の近くに配置される第３区画との少なくとも三つの区画を有し、第２区画及び第３区画の各々が試薬区画を包含し、遠心力と重力との組み合わせを提供して少なくとも三つの区画の間で流体試料を移動させるようにモータ及び制御モジュールが構成される、少なくとも第１反応室及び第２反応室と、
試料混合室への移送の為に流体試料を受容して試料の既定量を計量するように構成される試料計量室と、
試料混合室への移送の為に緩衝液の既定第１量を計量するように構成される第１緩衝剤計量室であって、試料混合室が試料計量室と第１緩衝剤計量室とに結合され、試料計量室から移送された試料量を第１緩衝剤計量室から移送された緩衝液の第１量と均質化して第１試料・希釈剤混合物を生成するように構成され、第１試料・希釈剤混合物の第１部分が第１反応室へ移送されて第１試料・希釈剤混合物の第２部分が第２反応室へ移送される、第１緩衝剤計量室と、
第１反応室への移送の為に緩衝液の既定第２量を計量するように構成される第２緩衝剤計量室であって、第２試料・希釈剤混合物を生成するように第１試料希釈剤混合物との均質化の為に緩衝液の第２量が第１反応室へ移送される、第２緩衝剤計量室と、
を具備する。

したがってこのシステムにより、少なくとも二つの単一量キュベットが、二つの異なる試料・希釈剤比及び再水和試薬の光学測定を可能にするように構成され得る。

一実施形態では、緩衝液の第２量が第１反応室へ移送されて第１反応室で試薬を再水和した後に、第１試料・希釈剤混合物が試料混合室から第１反応室へ移送される。

一実施形態において、システムは更に、第２緩衝剤計量室と第１反応室との間に結合される再水和室を具備し、第２緩衝剤計量室から移送された緩衝液の第２量で、再水和室に載置された試薬を再水和するとともに、再水和試薬の量を第１反応室へ移送するように再水和室が構成される。

一実施形態では、第１反応室への再水和試薬の量の移送と同時的に、第１試料・希釈剤混合物が試料混合室から第１反応室へ移送される。

一実施形態において、システムは更に、試料混合室と二以上の反応室との間に結合される分配流路を具備し、試料混合室から下流の二以上の反応室の各々へ第１試料・希釈剤混合物を順に送達するように分配流路が構成される。

一実施形態において、システムは更に、分配流路と第１反応室との間に結合される希釈済み試料計量室を具備し、希釈済み試料計量室は、第１反応室への移送の為に第１試料・希釈剤混合物の既定量を計量するように構成される。

一実施形態では、分配流路と第２反応室との間に結合されて、第２反応室への移送の為に第１試料・希釈剤混合物の既定量を計量するように構成される中間計量室をシステムが更に具備する。

一実施形態では、中間計量室に載置された試薬をシステムが更に包含し、第２反応室への移送の前に、計量された第１試料・希釈剤混合物の量で試薬を再水和するように中間計量室が構成される。

一実施形態において、システムは更に、二以上の反応室への送達の後に残留している第１試料・希釈剤混合物を受容する為の、分配流路に結合された試料希釈溢流室を具備する。

一実施形態では、流体試料を受容して試料の既定量を計量してから細胞成分を血漿から分離するように構成される血漿分離・試料計量室を試料計量室が包含する。

一実施形態では、試料計量室に結合されて、試料計量室への送達の為に試料を受容する試料室をシステムが更に具備する。

一実施形態では、緩衝液を保管する為に第１緩衝剤計量室と第２緩衝剤計量室とに結合される緩衝剤室をシステムが更に具備する。

一実施形態では、緩衝剤室から余剰緩衝剤を受容する為に緩衝剤室に結合される溢流計量室をシステムが更に具備する。

一実施形態において、第１区画は、径方向範囲に、そして反応室の回転中心から最も遠い点に配置される。

一実施形態において、第２区画は第１区画に対して径方向内方に配置されて第１試薬滴下箇所Ｒ１を包含する。

一実施形態において、第３区画は反応室の径方向最内方端部と第２区画の径方向内方位置との間に配置され、第３区画は第２試薬滴下箇所Ｒ２を包含する。

一実施形態では、流体試料が遠心力の影響下にある時に第２区画又は第３区画に流体が到達しないようにカートリッジが構成される。

一実施形態では、固定状態にあるか低速回転するようにカートリッジが構成され、重力が流体に影響して第２区画又は第３区画へ流体を移動させる。

一実施形態において、各キュベットは、各反応段階で使用される緩衝液と流体試料と再水和試薬との光学測定を可能にするように構成される単一量のキュベットを包含する。

一実施形態では、二以上の免疫比濁法検定又は酵素ベース臨床化学検定を実施する為にシステムが構成される。

本発明の別の態様によれば、
モータに結合されて、カートリッジの複数の箇所へ流体試料を移動させるのに適応したカートリッジであって、水平面に対する傾斜面で回転するように構成されるカートリッジ、
を具備するマイクロ流体システムが提供され、
カートリッジは、反応室の一端部の近くに配置されて検出区画を画定する第１区画と、第１区画の近位に配置される第２区画と、反応室の他端部の近くに配置される第３区画との少なくとも三つの区画を有する反応室を具備し、第２区画及び第３区画の各々が試薬区画を包含し、遠心力と重力との組み合わせを提供して少なくとも三つの区画の間で流体試料を移動させるようにモータ及び制御モジュールが構成され、カートリッジの外径部に隣接して配置されて反応の各段階の光学測定を可能にするように構成される単一のキュベットを第１区画が具備する。

一実施形態において、第１区画は、径方向範囲に、そして反応室の回転中心から最も遠い点に配置される。

一実施形態において、第２区画は第１区画に対して径方向内方に配置され、第１試薬滴下箇所Ｒ１を包含する。

一実施形態では、反応室の径方向最内方端部と第２区画の径方向内方位置との間に第３区画が配置され、第３区画は第２試薬滴下箇所Ｒ２を包含する。

一実施形態では、Ｒ１試薬（Ｒ１‐Ｘ）又は異なる試薬を再水和する、独立した第１再水和室が設けられる。

一実施形態では、独立した第１再水和室に結合されて、独立した第１再水和室への移送の為に緩衝液の既定量を計量して再水和室でＲ１試薬（Ｒ１‐Ｘ）又は異なる試薬を再水和するように構成される緩衝剤計量室が設けられる。

一実施形態では、Ｒ２試薬（Ｒ２‐Ｙ）又は異なる試薬を再水和する、独立した第２再水和室が設けられる。

一実施形態では、二以上の反応室が設けられる。

一実施形態において、反応室は、長円形状、円形状、方形形状、ジグザグ形状、又は十字形状のうち少なくとも一つを包含する。

一実施形態において、第１区画はキュベットを具備し、カートリッジの外径部に隣接して配置される。

本発明のカートリッジが先行技術を超える幾つかの利点を提供することが認識されるだろう。
・カートリッジの全体的概念は、重力及び遠心マイクロ流体方法を使用する
・単一量反応、つまり操作を単純化して検査精度を潜在的に向上させる、試薬の希釈、アリコート処理、または計量を含むステップのいずれか又は全ての必要性を排除する
・精度を向上させる為に各検定段階について単一のキュベットでの連続的な光学測定
・連続再水和の為のＲ１及びＲ２試薬の載置
・試料及び緩衝剤の均質な混合
・緩衝剤及び／又は試料の光学測定を実行する能力
・安定した光学評価の為の均一な液体メニスカスを設けるのに遠心力を使用するキュベット充填
・静的又は動的（回転中）方法を使用する検定反応の光学測定

一実施形態において、第１検出区画はキュベットを具備し、Ｖ形状反応室の径方向範囲に配置される。

一実施形態において、Ｖ形状の室は二つの側で径方向内方に延出して、流体が単独で充填されて第２区画及び第３区画を画定し得る二つの区画を生成する。

一実施形態において、第２及び／又は第３区画は試薬保管及び／又は再水和区画を包含する。

一実施形態において、第２及び／又は第３区画は、光学的に評価されるのに適応した領域を包含する。

一実施形態では、遠心力と重力との組み合わせが流体試料を径方向外方及び内方にそれぞれ移動させるような速度で回転するように、カートリッジが配置及び構成される。

一実施形態では、相対遠心力（ＲＣＦ）が重力より大きくなるような速度でカートリッジが回転し、流体試料はカートリッジにおいて径方向外方に移動され得る。

一実施形態では、第２区画又は第３区画に流体が到達しないことが遠心力により保証される。

一実施形態において、カートリッジは固定状態であるか低速回転し、重力は流体に影響して第２区画又は第３区画へ流体を移動させる。

一実施形態では、水平面に対する傾斜面でカートリッジが回転又は攪拌されて、重力の影響下で流体試料が流動する為の下方斜面が生成される。

一実施形態では、重力の影響下で流体の流動を阻止し得る表面張力の作用を克服すべく攪拌されるようにカートリッジが更に構成可能である。

一実施形態において、カートリッジは水平面からθｉの角度にある傾斜面で回転し、角度は１０°から６０°の間である。

一実施形態では、カートリッジの回転中心と、カートリッジに試料を直接的に投入する為に構成されるモジュールとの近くに緩衝剤容器が配置される。

一実施形態において、流体試料メニスカスへの主要な力は遠心力であるので、遠心力は第１検出区画の上方及び下方表面に平行であって両表面で均一にメニスカスが設けられる。

一実施形態において、第２区画は乾燥試薬を包含する。

一実施形態において、第３区画は乾燥試薬を包含する。

一実施形態では、第２又は第３区画が流体試薬及び緩衝液で再水和されるまで、乾燥試薬は無変化のままである。

一実施形態では、第２及び／又は第３区画の単数又は多数の滴下点で乾燥試薬が滴下され得る。

一実施形態において、第２又は第３区画は多数の乾燥試薬を包含する。

一実施形態において、キュベットは、各検定段階で使用される緩衝液と流体試料と再水和試薬との光学測定を可能にするように構成される単一量のキュベットを包含する。

一実施形態において、システムは、免疫比濁法検定又は酵素ベース臨床化学検定を実施する為に構成される。

一実施形態では、流体試料を受容して試料の既定量を計量するように構成される試料計量室と、緩衝液の既定量を計量するように構成される緩衝剤計量室とが設けられる。

一実施形態では、試料計量室に結合されるとともに緩衝剤計量室に結合される試料混合室が設けられ、試料混合室は、試料計量室から移送された試料量を緩衝剤計量室から移送された緩衝液の量と混合して試料の希釈剤を形成するように構成される。

一実施形態では、試料混合室と反応室との間に結合される希釈済み試料計量室が設けられ、希釈済み試料計量室は、反応室への移送の為に試料の希釈剤の既定量を計量するように構成される。

一実施形態では、希釈済み試料計量室に結合される反応室が設けられる。

一実施形態では、二以上の反応室が設けられ、各反応室は少なくとも第１区画を具備し、少なくとも一つの反応室は少なくとも三つの区画を有する。

一実施形態では、流体試料と緩衝液とを混合する為の試料希釈室と、試料希釈室と二以上の反応室との間に結合される分配流路とが設けられ、分配流路は、試料希釈室から下流の二以上の反応室の各々へ希釈試料を順に送達するように構成される。

一実施形態では、各反応室と関連する送達流路が設けられ、送達流路により分配流路から各反応室へ希釈試料が送達される。

一実施形態では、二以上の反応室への送達の後に残留している希釈試料を受容する為の、分配流路に結合される溢流室が設けられる。

一実施形態では、分配流路に結合される緩衝室が設けられ、緩衝室は二以上の反応室の間での交叉汚染を防止するように構成される。

一実施形態では、反応室の一つとその送達流路との間に結合される中間試料計量室が設けられ、中間試料計量室は、二以上の反応室の間での交叉汚染を防止するように構成される。

一実施形態では、各送達流路とその反応室との間に結合される中間室が設けられる。

一実施形態において、各中間室は、送達流路に印加される遠心圧力が溢流室内の圧力と等しくなるまで分配流路からの希釈試料で計量室が充填されるように構成される計量室と溢流室とを具備する。

一実施形態では、分配流路に結合される緩衝室が設けられ、毛細管流路により連結される第１区分と第２区分とを緩衝室が具備する。

更なる実施形態では、
モータに結合されて、カートリッジの複数の箇所へ流体試料を移動させるのに適応したカートリッジであって、水平面に対する傾斜面で回転するように構成されるカートリッジ、
を具備して、
カートリッジが、少なくとも三つの区画を有するシェブロン形状又は実質的なＶ形状の反応室を具備して、第１区画はＶ形状反応室の頂点の近くに配置されて検出区画を画定し、第２区画はＶ形状反応室の第１端部の近くに配置され、第３区画はＶ形状反応室の第２端部の近くに配置されて、第２区画と第３区画の各々は試薬区画を具備し、
遠心力と重力との組み合わせを提供して少なくとも三つの区画の間で流体試料を移動させるようにモータ及び制御モジュールが構成される、
マイクロ流体システムが提供される。

別の実施形態では、
モータに結合されて、カートリッジの複数の箇所に流体試料を移動させるのに適応したカートリッジ、
を具備して、
カートリッジが、少なくとも三つの区画を有するシェブロン形状又は実質的なＶ形状の反応室を具備して、第１区画がＶ形状反応室の頂点の近くに配置されて検出区画を画定し、第２区画がＶ形状反応室の第１端部の近くに配置され、第３区画がＶ形状反応室の第２端部の近くに配置され、
遠心力と重力との組み合わせを提供して少なくとも三つの区画の間で流体試料を移動させるようにモータ及び制御モジュールが構成される、
マイクロ流体システムが提供される。

また別の実施形態では、
モータに結合されて、カートリッジの複数の箇所に流体試料を移動させるのに適応したカートリッジであって、水平面に対する傾斜面で回転するように構成されるカートリッジ、
を具備して、
カートリッジが、反応室の一端部の近くに配置されて検出区画を画定する第１区画と、第１区画の近位に配置される第２区画と、反応室の他端部の近くに配置される第３区画という少なくとも三つの区画を有する反応室を具備して、第２区画と第３区画の各々が試薬区画を包含し、
遠心力と重力との組み合わせを提供して少なくとも三つの区画の間で流体試料を移動させるようにモータ及び制御モジュールが構成される、
マイクロ流体システムが提供される。
添付図面を参照して単なる例として挙げられた実施形態についての以下の記載から、本発明がより明確に理解されるだろう。

２ステップ乾燥試薬検定を内蔵型／１回使用／使い捨ての臨床現場即時検査（ＰＯＣ）カートリッジへ移送するのに必要とされる幾つかの連続ステップを記すフローチャートである。 本発明の第一実施形態による検定シーケンスを実施するカートリッジ設計実施形態を示す。 試薬再水和を示すカートリッジ表面の直視図を図示する。 一実施形態による少なくとも三つの区画を有するシェブロン形状又は実質的にＶ形状の反応室を図示する。 モータプラットフォームに取り付けられた操作中のカートリッジの側面図を示す。 遠心力によるキュベット充填の長所を図示する。 遠心力によるキュベット充填の長所を図示する。 遠心力によるキュベット充填の長所を図示する。 第３試薬区画で第２乾燥試薬滴下を使用する本発明の実施形態による検定シーケンスを実施するカートリッジ設計実施形態を示す。 図１のフローチャートに記された検定シーケンスを実施するカートリッジ設計実施形態を示す。 追加再水和室が組み込まれた図１０の代替カートリッジ設計を図示する。 追加再水和室が使用される、図１１ａに基づくカートリッジ設計実施形態を示す。 別のカートリッジ設計であって、図１１ａに示された実施形態の変形を図示する。 別のカートリッジ設計であって、図１１ａ及び図１２に示された実施形態の変形を図示する。 単一カートリッジ設計での複数の反応室を示す別の実施形態を図示する。 図１４ａに基づくカートリッジ設計実施形態を示す。 図１４ａに基づくカートリッジ設計実施形態を示す。 別のカートリッジ設計であって図１１ｂ及び図１４ｃに記された実施形態の変形を図示する。 別のカートリッジ設計であって図１１ｂ、図１４ｃ、図１５に記された実施形態の変形を図示する。 図１６のカートリッジ設計の一実施形態を図示する。 図１６のカートリッジ設計の別の実施形態を図示する。

図１は、２ステップ乾燥試薬検定物を内蔵型／１回使用／使い捨ての臨床現場即時検査（ＰＯＣ）カートリッジへ移送するのに必要とされる幾つかの連続ステップを記す。このシーケンスは、検査測定を完了するのに試薬Ｒ１及びＲ２の２ステップ追加及び再水和を必要とする免疫比濁法検定及び酵素ベース臨床化学検定に適用され得る。試薬Ｒ１又はＲ２のみが使用される１ステップ検定には、類似の検査シーケンスが使用され得る。

ＰＯＣカートリッジは緩衝剤容器を含み、試料（例えば全血、血漿、血清）をカートリッジに投入する手段を有する。単独で再水和され得るカートリッジの特定箇所に保管される乾燥固定化試薬（Ｒ１及びＲ２）をカートリッジが格納し得る。シーケンスのどこで試料が追加されるか（図１の選択肢（ａ）又は（ｂ））に応じて、希釈済み試料（緩衝剤＋試料）と緩衝剤のみのいずれかによりＲ１が再水和され得る。そして同じ流体量によりＲ２が再水和される。

図２は、本発明の第一実施形態による、図１のフローチャートに記されて検定シーケンスを実施するカートリッジ設計実施形態を示す。カートリッジ設計は、遠心及び重力マイクロ流体の組み合わせを採用してカートリッジの多数の箇所へ流体を移動させる。カートリッジ５は、回転中心２５又はその近くに位置する緩衝剤容器１０を含む。カートリッジに試料を直接的に投入する為の手段（図２では不図示）も設けられる。以下でより詳しく記載されるレイアウトのカートリッジは、以下の問題を解決する。
・単一量反応、つまり、操作を単純化して検査精度を潜在的に向上させる試薬の希釈、アリコート処理、又は計量を含むステップのいずれか又は全ての必要性を排除する。
・精度を向上させる為の各検定段階について単一のキュベットでの連続光学測定。
・連続再水和の為の別々の区画へのＲ１及びＲ２試薬の載置。
・試料と緩衝剤との均質な混合と、緩衝剤及び／又は試料の光学測定を実行する能力。

図２を参照すると、カートリッジ５は、少なくとも三つの区画を有するシェブロン形状又は実質的にＶ形状の反応室１５を具備する。第１区画はＶ形状反応室の頂点の近くに配置されて検出区画を画定する。第２区画はＶ形状反応室の第１端部の近くに配置されて、第３区画はＶ形状反応室の第２端部の近くに配置される。モータ及び制御モジュールは、遠心力と重力との組み合わせを提供して三つの区画の間で流体試料を移動させるように構成される。

操作時には、反応室１５へ送達される前に、容器１０及び／又は続く緩衝剤室からの保管緩衝剤の送達を制御するのに遠心力が使用される。反応室１５は、使用される緩衝剤反応量よりはるかに大きくなるようなサイズを持つ。Ａ）キュベット検出区画と、Ｂ）Ｒ１試薬区画と、Ｃ）Ｒ２試薬区画との別々の三つの区画が反応室１５に組み込まれている。キュベット４５は、反応室１５の径方向範囲（一般的にはカートリッジ外径部２０の近く）に設置される。室は二つの側で径方向内方に延出して、Ｒ１及びＲ２反応の為の流体が単独で充填され得る二つの区画を生成する。緩衝剤で占有された時に区画内の量全体を保つことができる、つまりＡ，Ｂ，Ｃ区画の量が緩衝剤量と等しいかこれより大きく、反応室１５全体が緩衝剤量より最小で３倍大きくなるようなサイズを各区画が持つと有益である。

一般的に、流体移動の主な手段として遠心マイクロ流体を使用して流体を径方向内方に移動させることは非常に困難である。これは、連続検定が実施されるのに有効な選択肢を制限／制約し得る。この問題を克服する為に、流体を径方向外方及び内方にそれぞれ移動させるのに遠心力と重力との組み合わせが使用される。相対遠心力（ＲＣＦ）が重力よりはるかに大きい速度でカートリッジ５が回転する時には、遠心力が優位になり、カートリッジで流体が径方向外方に移動され得る。カートリッジ５が固定状態であるか低速回転する時には、重力がやはり流体に影響して流体を移動させるのに使用され得る。これを活用する為に、カートリッジ５が固定状態で配置されて流体を流動させる為の下方斜面を生成するように、（水平面からの）傾斜面でカートリッジ５が回転される。特定の配向で調整された時にカートリッジで流体を径方向内方に移動させるのに、この方法が採用され得る。流体の流動を防止し得る表面張力の作用を克服するように、弱い攪拌／震盪により重力下での流体の流動が促進され得る。

図２では、緩衝剤室の中央に保管される緩衝剤が遠心力により（毛細管バルブ３０を介して）反応室１５へ送達される。この緩衝剤量がキュベット４５（Ａ区画）に充填され、緩衝剤のブランク測定が実施され得る。次に、試料室３５に投入された試料も遠心力により（毛細管バルブ４０を介して）反応室１５（Ａ区画）へ送達され、ここで緩衝剤と混合される。血漿分離又は全血溶解などであるがこれらに限定されない追加の試料処理ステップを試料室が含み得ることが認識されている。必要に応じて検査シーケンスのこのポイントで試料測定が行われ得る（内部制御として使用され得る）。緩衝剤と試料の両方の送達ステップ中には、流体がＢ又はＣ区画に到達せずに、Ｒ１及びＲ２が再水和されるまで乾燥試薬が無変化であることが遠心力により保証される。

そしてＡ区画内の流体が重力下で（必要に応じて弱い攪拌により促進されて）Ｂ区画へ流動できるようにカートリッジ５が調整される。試料及び緩衝剤の懸濁液が試薬Ｒ１を湿潤してこれを再水和し始める。充分な再水和が達成されるまで、規定時間にわたって再水和が継続する。この再水和は混合／攪拌により促進され得る。充分に再水和されると、遠心力が使用されて試料と緩衝剤とＲ１懸濁液とをキュベット４５（Ａ区画）へ戻し、ここでこの懸濁液に対して校正測定が実施され得る。図３は、試薬再水和を示すカートリッジ表面の直視図を示す。

そして試薬Ｒ１の再水和と同様に、流体がキュベット４５からＣ区画へ流動してここで緩衝剤と試料とＲ１との懸濁液によりＲ２試薬が湿潤されるように、カートリッジ５が配向される。やはり、両方の乾燥試薬が充分に再水和されるまで、規定時間にわたって再水和が継続する。やはり再水和はカートリッジ５への混合攪拌により促進され得る。最後に、流体量全体がキュベット４５（Ａ区画）へ戻され、ここで最終反応が観察され得る。Ｒ１及び／又はＲ２が単数又は多数の滴下点で滴下され得ることは注目に値する。

図４に図示されているのは、半径ｒ１及びｒ２と角度θ及びθ２と長さＬである。単純化の為に試薬滴下箇所は示されていない。ｒ１は、Ｂ区画及びＣ区画で反応室の遠位壁が所在する半径であるのに対して、ｒ２はキュベットがＡ区画の中心にある半径である。長さＬは反応室の遠位壁の長さである。θは（回転中心２５とキュベットの中心とを通る）中心線から壁が画定される角度であり、θ２は（回転中心を通る）想像上の中心線と反応室の範囲での室の遠位壁との間に形成される角度である。この実施形態において反応室は中心線について対称的に設計され、これは有利であるが要件ではなく、非対称的に設計されてもよい。角度θ２が＜９０°であるような点よりも室壁の長さ（Ｌ）が延出しないと好適である。角度θ２が≧９０°である時には、これにより半径ｒ１＜ｒ２が保証される。遠心力下では、流体がこうして外径部に向かう傾向があるので、流体はｒ２でキュベット領域へ戻り得る。

図５は、取り付けられたカートリッジ５の操作中の側面図を示す。カートリッジは（水平面から）θｉの角度の傾斜面で回転する。傾斜角度が１０°から６０°の間、好ましくは３０°であると理想的である（充分な重力を提供して使いやすさの点で有益である）。やはり強調されているのは、遠心力と重力との方向である。遠心力は常に回転軸線に垂直である、つまり回転時に径方向（外方）に作用する。

例えば、図３は、ゼロ位置から１２０°の角度に調整されるように回転されたカートリッジを示す。一実施形態において、ゼロ位置は、操作を可能にするような回転中心に対するカートリッジ平面の最下点であり得る。この箇所では、カートリッジが傾斜面に固定されるので、Ａ区画からの流体がＢ区画に充填される。Ｂ区画で試薬再水和が実施された後に、遠心力又は重力駆動方法により、検出の為にＡ区画（キュベット）に流体が戻り得る。しかしながら、キュベットの安定した充填を達成するのに遠心力が使用されると非常に好適である。

図６、図７、図８は、重力とは対照的に遠心力によりキュベットを充填することの長所を図示している。光学検出経路はカートリッジ表面と直交し、それゆえカートリッジ５が傾斜する角度に対して垂直に調整される。キュベットの充填が部分的又は不充分であることから生じる光学的不規則性が生じないことが保証されるように、柱状の流体によりキュベットが全体的に安定して充填されることが重要である。重力によりキュベットが充填される場合に、液体メニスカスへの主要な力は重力であり、それゆえメニスカス形状が不均一であって、上方および下方のキュベット表面を様々なレベルに湿潤しがちである（図６）。しかしながら、遠心力により充填される時には（図７）、液体メニスカスへの主要な力は遠心力である。遠心力はキュベットの上方及び下方表面に対して平行であるので、両方の表面でメニスカスが均一に形成される。こうして、光学測定中に検出区画に流体が常に充分に充填されることが保証される。図８は、回転軸線に直交してカートリッジを見た時に形成されるメニスカスを示す。（図示されているものよりも大きいか小さい）光学経路が遠心力により完全に充填され得る。付加的に、遠心力による充填によって、捕捉された気泡が光学窓内に形成されるのを防止することによりキュベットから空気が完全に無くなることも保証される。

図９は、第３試薬区画で第２乾燥試薬滴下を使用する本発明の実施形態による検定シーケンスを実施するカートリッジ設計実施形態を示す。図９において、緩衝剤室１０の中央に保管された緩衝剤は遠心力により（毛細管バルブ３０を介して）反応室１５へ送達される。この緩衝剤量がキュベット４５（Ａ区画）に充填され、緩衝剤のブランク測定が実施され得る。次に、試料室３５に投入された試料も遠心力により（毛細管バルブ４０を介して）反応室１５（Ａ区画）へ送達され、ここで緩衝剤と混合される。必要に応じて検査シーケンスのこのポイントで試料測定が行われ得る（内部制御として使用され得る）。緩衝剤及び試料の両方の送達ステップの間に、Ｂ又はＣ区画に流体が到達せず、Ｒ１及びＲ２が再水和されるまで乾燥試薬が無変化であることが遠心力により保証される。

そしてカートリッジは、重力下で（必要に応じて弱い攪拌に促進されて）Ａ区画内の流体をＢ区画へ流動させるように調整される。試料及び緩衝剤の懸濁液が試薬Ｒ１を湿潤し、これを再水和し始める。充分な再水和が達成されるまで、規定時間にわたって再水和が継続する。この再水和は混合／攪拌により促進され得る。充分に再水和されると、試料と緩衝剤とＲ１との懸濁液をキュベット４５（Ａ区画）へ移動させるのに遠心力が使用され、ここでこの懸濁液に対して校正測定が実施され得る。

そして、試薬Ｒ１の再水和と同様に、キュベット４５からＣ区画へ流体を流動させるようにカートリッジが配向され、ここで（試薬Ｒ２‐ＡとＲ２‐Ｂとに分割された）Ｒ２試薬が緩衝剤と試料とＲ１との懸濁液により湿潤される。やはり、両方の乾燥試薬が充分に再水和されるまで所定時間にわたって再水和が継続する。やはりカートリッジへの混合攪拌により再水和が促進され得る。最後に、流体量全体がキュベット４５（Ａ区画）へ戻され、ここで最終反応が観察され得る。試薬Ｒ１及び／又はＲ２は単数又は多数の滴下点で滴下され得る。

本発明の文脈において、「区画」の語は、同じ室内の近隣区画が湿潤されるか充填されることなく流体が完全に充填され得る室の中のエリアとして解釈され得る。実際に、これは、使用される流体の量が一般的に室の総容積よりはるかに小さく、所与の時点で単一の区画を占有するのに充分なものに過ぎないことを意味する。そして流体は遠心力又は重力により各区画の間で操作され得る。各区画は更に、反応室の形状及び設計に取り入れられる物理的障壁により近隣の区画から区別又は保護され得る。

図１０は、本発明の一実施形態による、図１のフローチャートに記されている検定シーケンスを実施するカートリッジ設計実施形態を示す。カートリッジ設計は、カートリッジの多数の箇所へ流体を移動させるのに遠心及び重力マイクロ流体の組み合わせを採用する。カートリッジ５は、回転中心２５又はその近くに位置する緩衝剤容器１０を含む。試料を直接的にカートリッジへ投入する為の手段も設けられる。

カートリッジは、少なくとも三つの区画を有する反応室１５を具備する。反応室１５は図のように径方向において実質的に長方形であるが、三つの区画を収容するように、楕円、円、ジグザグ、又は他の所望の形状など、最適性能の為に形状が修正され得ることは理解されている。操作時に個々の区画をより良好に区別するように、反応室１５は追加の機械的特徴（不図示）も有し得る。例えば、室の中心は、反応室のいずれかの端部に対する幅及び／又は奥行の縮小を有し得る。

第１のＡ区画は反応室１５の径方向範囲に（つまり回転中心２５から最も遠くに）配置され、流体の光学評価の為のキュベット４５を格納する検出区画を画定する。第２のＢ区画はＡ区画の径方向内方に配置され、第１試薬滴下箇所Ｒ１を含む。第３のＣ区画は反応室１５の径方向最内方端部に配置されて第２試薬滴下箇所Ｒ２を含む。必要に応じて第３区画も第２区画と同じ径方向位置に配置され得ることが認識されるだろう。モータ及び制御モジュールは、遠心力と重力との組み合わせを提供して三つの区画の間で流体試料を移動させるように構成される。

操作時には、反応室１５へ送達される前に容器１０及び／又は続く緩衝剤室からの保管緩衝剤の送達を制御するのに遠心力が使用される。反応室１５は、使用される緩衝剤反応量よりはるかに大きくなるようなサイズを持つ。Ａ）キュベット検出区画と、Ｂ）Ｒ１試薬区画と、Ｃ）Ｒ２試薬区画との三つの別々の区画が反応室１５に組み込まれている。キュベット４５は、反応室１５の径方向範囲に（一般的にはカートリッジ外径部２０の近くに）設置される。室は、Ｒ１及びＲ２反応の為に流体が単独で充填され得る二つの区画の生成を可能にするような寸法を持つ。緩衝剤により占有された時に量全体を区画内に保持できるようなサイズを各区画が持つ、つまりＡ，Ｂ，Ｃ区画の量が緩衝剤量と等しいかこれより大きく、反応室１５全体が好ましくは緩衝剤量より最小で３倍大きいと有益である。

一般的に、主な流体移動手段として遠心マイクロ流体を使用して流体を径方向内方に移動させることは非常に困難である。これは、連続検定の実施を可能にするのに有効な選択肢を制限／制約し得る。この問題を克服する為に、遠心力と重力との組み合わせが径方向外方及び内方に流体をそれぞれ移動させるのに使用される。相対遠心力（ＲＣＦ）が重力よりはるかに大きくなる速度でカートリッジ５が回転する時には、遠心力が優位になり、カートリッジで流体が径方向外方に移動され得る。カートリッジ５が固定状態であるか低速回転する時に、それでも流体に影響して流体を移動させるのに重力が使用され得る。これを活用する為に、カートリッジ５が固定状態で配置されて流体を流動させる為の下方斜面を生成するように、カートリッジ５が（水平面からの）傾斜面で回転される。この方法は、特定の配向で調整された時にカートリッジで流体を径方向内方に移動させるのに採用され得る。重力下での流体の流動が、流体の流動を防止し得る表面張力の作用を克服するように弱い攪拌／震盪によっても促進され得る。

図１０において、緩衝剤室１０の中央に保管された緩衝剤は遠心力により反応室１５へ送達される。この緩衝剤量でキュベット４５（Ａ区画）が充填され、緩衝剤のブランク測定が実施され得る。次に、試料室３５に投入された試料も遠心力により反応室１５（Ａ区画）へ送達され、ここで緩衝剤と混合される。血漿分離又は全血溶解などであるがこれらに限定されない追加の試料処理ステップを試料室が含み得ることが認識されている。試料測定は必要に応じて検査シーケンスのこのポイントで行われる（内部制御として使用され得る）。緩衝剤及び試料の両方の送達ステップの間に、Ｂ又はＣ区画に流体が到達せず、Ｒ１及びＲ２が再水和されるまで乾燥試薬が無変化であることが遠心力により保証される。

そしてカートリッジ５は、重力下で（必要に応じて弱い攪拌に促進されて）Ａ区画内の流体をＢ区画へ流動させるように調整される。試料と緩衝剤との懸濁液が試薬Ｒ１を湿潤して試薬の再水和を始める。充分な再水和が達成されるまで規定時間にわたって再水和が継続する。この再水和は混合／攪拌により促進され得る。充分に再水和されると、試料と緩衝剤とＲ１との懸濁液をキュベット４５（Ａ区画）へ戻すのに遠心力が使用され、ここでこの懸濁液に対して校正測定が実施され得る。

試薬Ｒ１の再水和と同様に、カートリッジ５はその際にキュベット４５からＣ区画へ流体を流動させるように配向され、ここで緩衝剤と試料とＲ１との懸濁液によりＲ２試薬が湿潤される。やはり、両方の乾燥試薬が充分に再水和されるまで規定時間にわたって再水和が継続する。やはりカートリッジ５への混合攪拌により再水和が促進され得る。最後に、流体量全体がキュベット４５（Ａ区画）へ戻され、ここで最終反応が観察され得る。試薬Ｒ１及び／又はＲ２が単数又は多数の滴下点で滴下され得ることは注目に値する。

図１１ａは、Ｒ１試薬（Ｒ１‐Ｘ）を再水和するのに追加再水和室４６を使用する代替的なカートリッジ設計を図示する。操作時に、緩衝剤室１０と再水和室４６とは、室１０，４６より径方向距離の短い箇所に、つまり回転中心２５の近くに設置され得る保管緩衝剤容器（不図示）から充填され得る。これらの室に緩衝剤が充填されると、残りの検定シーケンスが二つの手法で進行し得る。

第一に、緩衝剤量が緩衝剤室１０から反応室１５へ送達され、ここでＡ区画を遠心力下で充填する。このポイントで、キュベット４５の緩衝剤量について光学測定又はブランク測定が行われ得る。そして遠心力下で試料室３５から反応室１５へ試料が送達され、ここで、Ａ区画に既に格納されている緩衝剤量と混合される。このポイントで試料測定が行われ得る。

そして再水和された試薬Ｒ１‐Ｘが再水和室４６から反応室１５へ送達されて、Ａ区画に既に存在する希釈済み試料及び緩衝剤量と混合される。そして、二次Ｒ１試薬が存在する場合にＡ区画内の流体を重力下でＢ区画へ流動させるようにカートリッジ５が調整される。この再水和は混合／攪拌により促進され得る。充分に再水和された時に、試料と緩衝剤とＲ１との懸濁液をキュベット４５（Ａ区画）へ戻すのに遠心力が使用され、ここでこの懸濁液に対して校正測定が実施され得る。

そしてキュベット４５からＣ区画へ流体を流動させるようにカートリッジ５が配向され、ここでＲ２試薬は緩衝剤と試料とＲ１との懸濁液により湿潤される。やはり、両方の乾燥試薬が充分に再水和されるまで規定時間にわたって再水和が継続する。やはりカートリッジ５への混合攪拌により再水和が促進され得る。最後に、流体量全体がキュベット４５（Ａ区画）へ戻され、ここで最終反応が観察され得る。

第二に／代替的に、緩衝剤又は試料の前に、再水和されたＲ１‐Ｘ量が再水和室４６から反応室１５へ送達され得るように、上記のシーケンスが変更され得る。こうして緩衝剤による更なる希釈あるいは試料の追加の前に、キュベット４５で試薬ブランクが光学的に測定され得る。この方法の利点は、
・空測定、試料／緩衝剤送達など他の検定プロセスと並行して試薬Ｒ１‐Ｘが再水和されて総検定時間を短縮できる。
・代替的に、再水和されたＲ１‐Ｘが試料の前に送達されて、試薬ブランク測定を可能にし得る。保管状態に左右される試薬の制御としてこれは有利であり得る。

図１１ｂは、追加再水和室を使用してＲ１試薬（Ｒ１‐Ｘ）を再水和する図１１ａの実施形態のカートリッジ設計の一実施形態を図示する。この実施形態は、糖化ヘモグロビン（ＨｂＡ１ｃ）検定を実施するのに使用されるが、他のこのような免疫比濁法検定又は酵素ベース臨床化学検定にも等しく適応し得る。試料室３５に試料が装填され、緩衝剤室１０に緩衝剤が装填される。試料投入器を使用して試料が送達され、緩衝剤室は保管緩衝剤の容器であり得ることが認識されるだろう。

遠心力を使用して、室３５の試料が試料計量室５４へ送達され、ここで検査に必要とされる既定の試料量が計量される。並行して、室１０から第１緩衝剤計量室５２へ緩衝剤のアリコートを送達するのにも遠心力が使用される。続いて、緩衝剤の第２アリコートが第２緩衝剤計量室５３へ送達され、室１０からの余剰緩衝剤は溢流計量室５８へ送達される。緩衝剤が室５２，５３，５８へ送達されたかどうかを判断する手順制御として室５８が使用され得る。

そして、２５でカートリッジに装着されたモータにより提供される加速度プロファイルを使用して、第１緩衝剤計量室５２及び第２緩衝剤計量室５３の緩衝剤サイフォンがプライミングされる。加速及びプライミングされたこれらのサイフォンは、親水性コーティングが機能することを必要としない。緩衝剤サイフォンがプライミングされる時には、第１緩衝剤計量室５２の緩衝剤を下流の試料混合室５５へ移動させ、並行して第２緩衝剤計量室５３の緩衝剤を再水和室４６へ移動させるのに遠心力が使用される。そして、第１緩衝剤計量室５２からの緩衝剤アリコートが送達された後に、試料計量室５４から試料混合室５５へ試料アリコートを移送するのに吸引作用が使用される。

そして試料及び緩衝剤が試料混合室５５で混合され、（ＨｂＡ１ｃについての）試料を溶解させて希釈剤を均質化する。他の検定では、（ＨｂＡ１ｃで必要とされる）全血の代わりに血漿の使用を必要とし、このケースでは溶解ステップは必要とされない。試料混合と並行して、再水和室４６のＲ１‐Ｘ試薬が第２緩衝剤計量室５３からの緩衝剤アリコートにより再水和される。

カートリッジでの次の操作は、モータからの加速度プロファイルを使用して（左側の）試料混合室５５の出口にあるサイフォンをプライミングすることである。こうして希釈剤を下流の希釈済み試料計量室５６へ移送し、ここでこの希釈剤のアリコートが計量される。余剰の希釈剤も反応室５７へ移送され、ここで、充分な試料が送達される、及び／又は、必要に応じて試薬Ｒ３が再水和された後に反応を観察することを保証するように手順制御として使用され得る。

モータからの最終的な加速度プロファイルは、希釈済み試料計量室５６の出口にあるサイフォンを、そして並行して再水和室４６の出口にあるサイフォンをプライミングするのに使用される。遠心力を使用して、希釈済み試料計量室５６からの希釈済み試料の計量済み量と再水和室４６からの再水和試薬希釈物とが反応室１５へ同時的に送達される。そしてＡ区画ではモータからの混合プロファイルを使用してこの最終希釈物が均質化され、試料及びＲ１‐Ｘの光学測定が光学キュベット４５から取得される。Ｂ区画の二次試薬Ｒ１も再水和されてこの希釈物と混合される。同様に、試薬Ｒ１‐ＸがＲ１に載置され、代わりに反応室１５で再水和される。ＨｂＡ１ｃ検査について、これは、ラテックスビーズ（Ｒ１‐Ｘ及び／又はＲ１）と混合された溶解試料に対応する。

そして、（Ａ及びＢ区画に位置する）キュベット４５からＣ区画へ流体を流動させるようにカートリッジ５が配向され、ここで緩衝剤と試料とＲ１‐Ｘ（及び／又はＲ１）との懸濁液によりＲ２試薬が湿潤される。やはり試薬が充分に再水和されるまで規定時間にわたって再水和が継続する。やはりカートリッジ５での混合攪拌により再水和が促進され得る。最後に、遠心力を使用して流体量全体がキュベット４５（Ａ区画）へ戻され、ここで最終反応が観察され得る。ＨｂＡ１ｃ検査について、これは溶解試料とラテックスビーズとの希釈剤による抗体複合体試薬の再水和に対応する。そしてこの凝集段階がキュベット４５で光学的に観察される。

図１２は、別のカートリッジ設計であって前に記載された図１１ａの変形を図示している。図１１ａに記された再水和室と同様に、図示の再水和室４７は乾燥試薬Ｒ２‐Ｙを格納する。操作時には、室１０及び４６より径方向距離の短い箇所に、つまり回転中心２５の近くに設置され得る保管緩衝剤容器（不図示）から、緩衝剤室１０と再水和室４６とが充填され得る。

緩衝剤量が緩衝剤室１０から反応室１５へ送達され、ここで遠心力によりＡ区画を充填する。このポイントで、光学又はブランク測定がキュベット４５の緩衝剤量から取得され得る。そして遠心力を受けて試料室３５から反応室１５へ試料が送達され、ここでＡ区画に既に格納されている緩衝剤量と混合される。このポイントで試料測定が行われ得る。

そしてＡ区画内の流体がＢ区画へ重力下で流動するようにカートリッジ５が調整され、ここには試薬Ｒ１が存在して再水和され得る。この再水和は混合／攪拌により促進され得る。充分に再水和されると、試料と緩衝剤とＲ１との懸濁液をキュベット４５（Ａ区画）へ戻すのに遠心力が使用され、ここでこの懸濁液に対して毛細管測定が実施され得る。

再水和Ｒ２‐Ｙ量が再水和室４７から反応室１５へ送達され、ここで反応室に既に存在している緩衝液／試料／Ｒ１の懸濁液と混合され得る。キュベット４５で終点反応が観察され得るＡ区画へ混合懸濁液が戻される前に、遠心又は重力手段によりこれらの量の混合が更に強化され得る。この実施形態の利点は、ブランク測定、試料／緩衝剤送達、そしてＲ１再水和など他の検定プロセスと並行して試薬Ｒ２‐Ｙが再水和され、総検定時間を短縮し得ることである。

図１３は、別のカートリッジ設計であって、前に記された図１１ａ及び１２の実施形態の変形を図示する。図１１ａに記された再水和室と同様に、図示の再水和室４６は乾燥試薬Ｒ１‐Ｘを格納し、図示の再水和室４７は乾燥試薬Ｒ２‐Ｙを格納する。操作時には、室１０，４６より径方向距離の短い箇所に、つまり回転中心２５の近くに設置され得る保管緩衝剤容器（不図示）から、緩衝剤室１０と再水和室４６，４７とが充填され得る。

緩衝剤量は緩衝剤室１０から反応室１５へ送達され、ここで遠心力を受けてＡ区画を充填する。このポイントで、キュベット４５の緩衝剤量について光学又はブランク測定が行われ得る。そして試料は遠心力を受けて試料室３５から反応室１５へ送達され、ここでＡ区画に既に格納されている緩衝剤量と混合される。このポイントで試料測定が行われ得る。上記ステップと並行して、試薬Ｒ１‐Ｘ及びＲ１‐Ｙがそれぞれの室４６，４７で充分に再水和されている。

そして再水和試薬Ｒ１‐Ｘが再水和室４６から反応室１５へ送達されて、Ａ区画に既に存在する希釈済み試料及び緩衝剤量と混合される。そして二次Ｒ１試薬が存在する場合にＡ区画内の流体が重力下でＢ区画へ流動するようにカートリッジ５が調整される。この再水和は混合／攪拌により促進され得る。充分に再水和されると、試料と緩衝剤とＲ１との懸濁液をキュベット４５（Ａ区画）へ戻すのに遠心力が使用され、ここでこの懸濁液に対して校正測定が実施され得る。

そして再水和されたＲ２‐Ｙ量が再水和室４７から反応室１５へ送達され、ここで反応室に既に存在する緩衝剤／試料／Ｒ１懸濁液と混合され得る。存在する場合に、二次Ｒ２試薬がこのポイントにおいてＣ区画で再水和され得る。Ａ区画へ混合懸濁液が戻る前に、これらの量の混合は遠心又が重力手段によりさらに強化され、ここでキュベット４５での終点反応が観察され得る。この実施形態の利点は、
・ブランク測定及び試料／緩衝剤送達など他の検定プロセスと並行して試薬Ｒ１‐Ｘが再水和されることにより、総検定時間を短縮し得る。
・ブランク測定、試料／緩衝剤送達、そしてＲ１再水和など他の検定プロセスと並行して試薬Ｒ２‐Ｙが再水和されることにより、総検定時間を短縮し得る。

図１４ａは、本発明の更なる変形を図示する。示されているのは、試料希釈室５１と複数の反応室１５（二つが図示）とである。図には示されていないが、試料室３５と緩衝剤室１０とが希釈室５１の径方向内方に存在し得ることが理解されるべきである。試料は、希釈されると、分配流路４８を通って各反応室１５，１５Ａ，１５Ｂ等へ送達され得る。カートリッジごとに二以上の独立した反応室が存在し得ることが理解されるべきである。希釈済み試料は、個別の送達流路４９，５０を介して各連続反応室へ送達される。

希釈済み試料が遠心力を受けて各反応室へ送達される際に、Ａ区画が充填されて、キュベット４５で試料測定が実施され得る。そしてＡ区画内の流体が重力下で（必要に応じて弱い攪拌に促進されて）Ｂ区画へ流動するようにカートリッジ５が調整される。試料及び緩衝剤の懸濁液が試薬Ｒ１を湿潤してこれを再水和し始める。充分な再水和が達成されるまで規定時間にわたって再水和が継続する。この再水和は混合／攪拌により促進され得る。充分に再水和されると、試料と緩衝剤とＲ１との懸濁液をキュベット４５（Ａ区画）へ戻すのに遠心力が使用され、ここでこの懸濁液に対して校正測定が実施され得る。

そして試薬Ｒ１の再水和と同様に、キュベット４５からＣ区画へ流体を流動させるようにカートリッジ５が配向され、ここで緩衝剤と試料とＲ１との懸濁液によりＲ２試薬が湿潤される。やはり、両方の乾燥試薬が充分に再水和されるまで規定時間にわたって再水和が継続する。やはりカートリッジ５への混合攪拌により再水和が促進され得る。最後に、流体量全体がキュベット４５（Ａ区画）へ戻され、ここで最終反応が観察され得る。試薬Ｒ１及び／又はＲ２が単数又は複数の滴下点で滴下され得ることは注目に値する。この実施形態の利点は、単一のカートリッジにおいて隔離された反応室で複合的な検定が実施されて交叉汚染のリスクを防止し得ることである。

図１４ｂは、図１４ａの実施形態のカートリッジ設計の一実施形態を図示する。この実施形態は、三段階の免疫比濁法検定又は酵素ベース臨床化学検定を実施するのに使用される。試料室３５に試料が装填され、緩衝剤室１０に緩衝剤が装填される。試料投入器を使用して試料が送達され、緩衝剤室は保管緩衝剤容器であり得ることが認識されるだろう。

遠心力を使用して、室３５の試料が血漿分離・計量室５９へ送達され、ここで既定の血液試料量が最初に計量される。並行して、室１０から第１緩衝剤計量室５２へ緩衝剤のアリコートを送達するのに遠心力が使用され、室１０からの余剰緩衝剤は溢流計量室５８へ送達される。室５８は、緩衝剤が室５２，５８へ送達されたかどうかを判断する手順制御として使用され得る。そして血漿分離・計量室５９で細胞成分を血漿から分離するように、遠心力が増大される。

そして血漿分離・計量室５９の出口にある血漿サイフォンと第１緩衝剤計量室５２の出口にある緩衝剤サイフォンとが、２５でカートリッジに装着されたモータにより提供される加速度プロファイルを使用してプライミングされる。サイフォンがプライミングされる時には、血漿分離計量室５９からの計量済み血漿と第１緩衝剤計量室５２からの計量済み緩衝剤とを下流の試料希釈室５１へ移動させるのに遠心力が使用され、ここで血漿と希釈剤とが混合される。

試料は、希釈及び混合されると、分配流路４８を通って下流の各反応室１５，１５Ａ，１５Ｂへ、そして緩衝室６２へ送達され、これは１５Ａ，１５Ｂと溢流室６３との間の交叉汚染を防止する。カートリッジごとに二以上の独立した反応室が存在し得ることが理解されるべきである。希釈済み試料は個別の送達流路４９，５０，６０を介して各連続反応室へ送達される。送達流路４９と反応室１５との間には、反応室１５，１５Ａ，１５Ｂの間の交叉汚染を防止するのに使用される中間試料計量室６１が設けられる。中間試料計量室６１と反応室１５とを接続するサイフォンは、モータにより提供される加速度プロファイルを使用してプライミングされ、そして遠心力を使用して計量済み試料が反応室１５へ送達される。

この希釈済み試料量がそれぞれ反応室１５，１５Ａ，１５Ｂのキュベット４５（Ａ区画）に充填され、各々で個別のブランク測定が実施され得る。希釈済み試料送達ステップの間に、Ｂ区画又はＣ区画（反応室１５のみ）に流体が到達せず、Ｒ１及びＲ２（反応室１５のみ）が再水和されるまで乾燥試薬が無変化であることが、遠心力により保証される。

そして、反応室１５，１５Ａ，１５Ｂで重力により（必要に応じて弱い攪拌に促進されて）Ａ区画内の流体がＢ区画へ流動するように、カートリッジが調整される。希釈済み試料は三つの反応室１５，１５Ａ，１５Ｂ全てで試薬Ｒ１を湿潤し、並行してこれらを再水和し始める。充分な再水和が達成されるまで規定時間にわたって再水和が継続する。この再水和は混合／攪拌により促進され得る。充分に再水和されると、希釈済み試料とＲ１との懸濁液をキュベット４５（Ａ区画）へ戻すのに遠心力が使用され、ここでこれらの懸濁液に対して測定が実施され得る。

そして、反応室１５のみに示されているように第２試薬Ｒ２を格納する二段階反応については、キュベット４５からＣ区画へ流体を流動させるようにカートリッジが配向され、ここで希釈済み試料とＲ１との懸濁液によりＲ２試薬が湿潤される。やはり、Ｒ２試薬が充分に再水和される既定時間にわたって再水和が継続する。やはりカートリッジの混合攪拌により再水和が促進され得る。最後に、反応室１５のキュベット４５（Ａ区画）に流体量全体が戻され、ここで最終的な二段階反応が観察され得る。試薬Ｒ１及び／又はＲ２は単数又は複数の滴下点で滴下され得る。

図１４ｃは、図１４ａの実施形態のカートリッジ設計の別の実施形態を図示する。この実施形態は、図１４ｂと同様に、三段階の免疫比濁法検定または酵素ベース臨床化学検定を実施するのに使用される。試料室３５に試料が装填されて緩衝剤室１０に緩衝剤が装填される。試料投入器を使用して試料が送達され、緩衝剤室は保管緩衝剤容器であることが認識されるだろう。

遠心力を使用して、室３５の試料は血漿分離・計量室５９へ送達され、ここで既定の血液試料量が最初に計量される。並行して、室１０からの緩衝剤のアリコートを第１緩衝剤計量室５２へ送達するのにこの遠心力が使用され、室１０からの余剰緩衝剤が溢流計量室５８へ送達される。緩衝剤が室５２，５８へ送達されたかどうかを判断する手順制御として室５８が使用され得る。そして、血漿分離・計量室５９で細胞成分を血漿から分離するように遠心力が増大される。

そして第１緩衝剤計量室５２の出口にある緩衝剤サイフォンが、２５でカートリッジに装着されたモータにより提供される加速度プロファイルを使用してプライミングされる。加速及びプライミングされたこのサイフォンは親水性コーティングが機能することを必要としない。緩衝剤サイフォンがプライミングされる時には、計量済みの緩衝剤を第１緩衝剤計量室５２から下流の試料希釈室５１へ移動させるのに遠心力が使用される。そして、血漿分離・計量室５９から試料希釈室５１へプラズマ量を下流に送達するのに吸引作用が使用され、ここで血漿と希釈剤とが混合される。

試料は、希釈及び混合されると、分配流路４８を通って緩衝室６６、反応室１５，１５Ａ，１５Ｂへ、そして試料希釈溢流室６３へ順に下流へ送達される。カートリッジごとに二以上の独立した反応室が存在し得ることが理解されるべきである。緩衝室６６は分配流路４８の始点に設置されて、不均一な希釈済み試料が反応室１５，１５Ａ，１５Ｂの代わりにここを流れることが保証される。緩衝室は、毛細管流路６７により連結された第１区分６６ａ及び第２区分６６ｂを具備する。希釈済み試料は遠心力を使用して送達流路４９を通って、計量室と溢流室とを格納する第１中間室６１へ進む。溢流が充填されて計量室のベントを閉塞する前に、希釈済み試料が最初に計量室に充填される。そして溢流室内の圧力が上昇し、送達流路４９に印加される遠心圧が溢流室の圧力と等しくなった時に送達流路４９での希釈済み試料の流れが停止する。送達流路４９での希釈済み試料の流れが停止すると、第２中間室６４が送達流路５０を通して同じように充填される。残りの希釈済み試料が分配流路４８を介して溢流室６３へ移送される前に、送達流路６０を通して同じように第３中間流路６５が充填される。

希釈済み試料の全てが試料希釈室５１から送達されると、モータにより発生される遠心力が増大されて緩衝室６６の毛細管流路６７を開通するので、希釈済み試料は径方向外方に第１区分６６ａから第２区分６６ｂへ通過する。並行して、送達流路４９，５０，６０での遠心圧が上昇してこれらの流路に残っていた希釈済み試料が洗い流され、第１、第２、第３中間室６１，６４，６５の溢流室の圧力はそれぞれ正常な大気圧に戻る。こうして下流の流体が予定通りに作動して、６１から１５、６４から１５Ａ、そして６５から１５Ｂへの必要時の流体の移送が保証される。

二段階検定については、第１試薬Ｒ１が第１、第２、第３中間室６１，６４，６５に載置され、計量された希釈済み試料の量によりこれらの乾燥試薬が再水和される。そして第１、第２、第３中間室６１，６４，６５からその出口サイフォンを介して下流の反応室１５，１５Ａ，１５Ｂへこの希釈剤を送達するのに、モータからの加速度プロファイルが使用される。この希釈量はそれぞれ反応室１５，１５Ａ，１５Ｂのキュベット４５（Ａ区画）に充填され、個別のブランク測定が各々で実施され得る。希釈送達ステップ中に、反応室１５，１５Ａ，１５ＢのＢ区画に流体が到達せず、Ｂ区画の乾燥試薬（第１又は第２試薬Ｒ１，Ｒ２）が再水和されるまで無変化であることが、遠心力により保証される。

そして、反応室１５，１５Ａ，１５Ｂにおいて重力下で（必要に応じて弱い攪拌に促進されて）Ａ区画内の流体をＢ区画へ流動させるようにカートリッジが調整される。希釈物は三つの反応室１５，１５Ａ，１５Ｂの全てでこれらの試薬を湿潤し、並行してこれらを再水和し始める。充分な再水和が達成されるまで規定時間にわたって再水和が継続する。この再水和は混合／攪拌により促進され得る。充分に再水和されると、この希釈物をキュベット４５（Ａ区画）へ戻すのに遠心力が使用され、ここでこれらの懸濁液に対して測定が実施され得る。

本発明のマイクロ流体システムはいかなるタイプの免疫比濁法決定及び酵素ベース臨床化学検定を実施するのにも適していることが、上の記載から認識されるだろう。更に、本発明のマイクロ流体システムは、単一の試薬の追加及び再水和を必要とする検定を実施するとともに、多数の試薬の追加及び再水和を必要とする検定を実施するのにも使用され得るので、非常に柔軟である。これは、カートリッジの第２及び／又は第３試薬区画の各々が多数の試薬滴下点を備えるという事実による。

図１５は、別のカートリッジ設計であって、図１１ｂ及び図１４ｃに記されている実施形態の変形を図示する。図１５のこの実施形態は、二つの免疫比濁法検定、又は二つの酵素ベース臨床化学検定、又はこれらの並行組み合わせを実施するのに使用される。このカートリッジ実施形態は、二つの異なる試料希釈比を提供して、試料において低濃度（例えばフェリチン）及び高濃度（例えばＣ反応性タンパク室）レベルを別々に有する二つの異なる分析物の並行検査を容易にする段階希釈ステップを有する。試料室３５に試料が装填されて緩衝剤室１０に緩衝剤が装填される。試料投入器を使用して試料が送達されて緩衝剤室が保管緩衝剤容器であることが認識されるだろう。

遠心力を使用して、室３５の試料が血漿分離・試料計量室５９へ送達され、ここで検査に必要とされる既定の試料量が計量されてから細胞成分が血漿から分離される。並行して、室１０から第１緩衝剤計量室５２へ緩衝剤のアリコートを送達するのにも遠心力が使用される。続いて、緩衝剤の第２アリコートが第２緩衝剤計量室５３へ送達され、室１０からの余剰緩衝剤が溢流計量室５８へ送達される。室５８は、緩衝剤が室５２，５３，５８へ送達されたかどうかを判断する手順制御として使用され得る。

そして、第１緩衝剤計量室５２及び第２緩衝剤計量室５３の出口にある緩衝剤サイフォンが、２５でカートリッジに装着されたモータにより提供される加速度プロファイルを使用してプライミングされる。加速及びプライミングされたこれらのサイフォンは、親水性コーティングが機能することを必要としない。緩衝剤サイフォンがプライミングされる時には、第１緩衝剤計量室５２の緩衝剤を下流の試料混合室５５へ、そして並行して第２緩衝剤計量室５３の緩衝剤を再水和室４６へ移動させるのに遠心力が使用される。そして第１緩衝剤計量室５２からの緩衝剤アリコートが送達された後に、分離された血漿を血漿分離計量室５９から試料混合室５５へ移送するのに吸引作用が使用される。

そして試料混合室５５で血漿と緩衝剤とが混合され、この第１試料・希釈剤混合物が均質化される。試料混合と並行して、Ｒ１‐Ｘ試薬が再水和室４６に載置された場合には、第２緩衝剤計量室５３からの緩衝剤アリコートによりこれが再水和される。

カートリッジでの次の操作は、モータからの加速度プロファイルを使用して（左側の）試料混合室５５の出口にあるサイフォンをプライミングすることである。こうして、第１試料・希釈剤混合物が分配流路４８を通って、（混合物が反応室５７へ移送される前に）連続して希釈済み試料計量室５６へ、また中間計量室６１へ、そして最後に試料希釈溢流室６３へ下流に移送される。

図１４ｂ及び図１４ｃの実施形態から、更なる実施形態では、追加反応室（５７Ａ，５７Ｂ，…）へ送達するように分配流路４８を延長してカートリッジで検査される検定の数を拡張することになるだろう。二段階検定の為に、第１試薬Ｒ１‐Ｘが必要に応じて中間計量室６１に載置され、計量された希釈済み試料の量により乾燥試薬が再水和される。

希釈済み試料計量室５６と中間計量室６１と再水和室４６との出口にあるサイフォンを並行してプライミングするのに、モータからの最終加速度プロファイルが使用される。そして遠心力を使用して、希釈済み試料計量室５６からの第１試料・希釈剤混合物と再水和室４６からの量とが反応室１５へ同時に送達される。並行して、遠心力は中間計量室６１の量を反応室５７へ移送する。そして反応室１５の第２試料・希釈剤混合物が、Ａ区画のモータからの混合プロファイルを使用して均質化され、光学キュベット４５から光学測定が行われる。反応室１５のＢ区画の試薬Ｒ１もこの希釈物で再水和及び混合され得る。並行して、反応室５７の第１試料・希釈剤混合物が再び混合され、試薬がＡ区画の所定位置にある場合には、これも均質化される。

そして反応室１５の（Ａ及びＢ区画に位置する）キュベット４５からＣ区画へ流体を流動させるようにカートリッジ５が配向され、ここでＲ１試薬と（代わりにここに載置された場合に）Ｒ２試薬とが第２試料・希釈剤混合物により湿潤される。並行して、（Ａ区画に位置する）反応室５７のキュベット４５の流体がＣ区画へ移送され、ここでＲ１及びＲ２試薬が試料・希釈剤混合物により湿潤される。やはり、試薬が充分に再水和されるまで規定時間にわたって再水和が継続する。やはりカートリッジ５での混合／攪拌により再水和が促進され得る。最後に、遠心力を使用して反応室１５，５７の流体量全体がそのキュベット４５（Ａ区画）へ戻され、ここで最終反応が観察され得る。フェリチン、Ｃ反応性タンパク質（ＣＲＰ）、ビタミンＤ、そしてアポリポタンパク質（ａｐｏＢ）などの免疫比濁法検査について、これは反応の凝集段階の観察である。

図１６は、別のカートリッジ設計であって、図１１ｂ、図１４ｃ、図１５に記された実施形態の変形を図示する。図１６のこの実施形態は、単一の免疫比濁法検定又は酵素ベース臨床化学検定を実施するのに使用される。このカートリッジ実施形態は、反応室１５で共に均質化される前に、第１試料・希釈剤混合物を提供するとともに並行して緩衝剤のみで試薬を再水和する段階希釈ステップを有する。フェリチン、ＣＲＰ、ビタミンＤ、又はａｐｏＢなどの実験室分析器免疫比濁法検査（液体）において、検定試薬は、試料と均質化される前に試薬ブランクを生成するように最初に緩衝剤と混合される。これは、乾燥試薬が最初に緩衝剤で再水和される臨床現場即時検査実施形態である。

試料室３５に試料が装填されて緩衝剤室１０に緩衝剤が装填される。試料投入器を使用して試料が送達されて緩衝剤室は保管緩衝剤容器であることが認識されるだろう。

遠心力を使用して、室３５の試料が血漿分離・試料計量室５９へ送達され、ここで検査に必要とされる既定の試料量が計量され、そして細胞成分が血漿から分離される。並行して、室１０からの緩衝剤のアリコートを第１緩衝剤計量室５２へ送達するのに、この遠心力が使用される。続いて、緩衝剤の第２アリコートが第２緩衝剤計量室５３へ送達される。

そして第１緩衝剤計量室５２と第２緩衝剤計量室５３との出口にある緩衝剤サイフォンが、２５でカートリッジに装着されたモータにより提供される加速度プロファイルを使用してプライミングされる。加速及びプライミングされたこれらのサイフォンは、親水性コーティングが機能することを必要としない。緩衝剤サイフォンがプライミングされる時には、第１緩衝剤計量室５２の緩衝剤を下流の試料混合室５５へ移動させ、並行して第２緩衝剤計量室５３の緩衝剤を反応室１５へ移動させるのに、遠心力が使用される。そして第１緩衝剤計量室５２からの緩衝剤アリコートが送達された後に、分離された血漿を血漿分離・計量室５９から試料混合室５５へ移送するのに、吸引作用が使用される。

そして試料混合室５５で血漿および緩衝剤が混合されてこの第１試料・希釈剤混合物を均質化する。試料混合と並行して、反応室１５の試薬Ｒ１（Ｂ区画）及びＲ２（Ｃ区画）は、第２緩衝剤計量室５３からの緩衝剤で再水和される。

カートリッジの最終操作は、モータからの加速度プロファイルを使用して試料混合室５５の出口にあるサイフォンをプライミングすることである。こうして第１試料・希釈剤混合物を反応室１５へ移送し、そしてここで再水和試薬混合物と均質化され、キュベット４５で最終（凝集）反応が観察される。

図１７は、別のカートリッジ設計２０であって、図１６に記された実施形態の変形を表している。図１７のこの実施形態は、単一の免疫比濁法検定又は酵素ベース臨床化学検定を実施するのに使用される。このカートリッジ実施形態は、第１試薬Ｒ１を再水和する第１試料・希釈剤混合物を用意する段階希釈ステップを有する。並行して、（第１試料・希釈剤混合物で）再水和された試薬Ｒ１と（緩衝剤で）再水和された試薬Ｒ２とが反応室１５でともに均質化される前に、緩衝剤のアリコートが第２試薬Ｒ２を再水和する。この反応量は、より薄い第２血漿・希釈剤混合物である。

フェリチン、ＣＲＰ、ビタミンＤ、又はａｐｏＢなどの実験室分析器免疫比濁法検査（液体）において、検定試薬は、試料と均質化される前に、最初に緩衝剤と混合されて試薬ブランクが生成される。これは、乾燥試薬が最初に試料希釈剤及び緩衝剤でそれぞれ再水和される臨床現場即時検査実施形態である。

試料室３５に試料が装填されて緩衝剤室１０に緩衝剤が装填される。試料投入器を使用して試料が送達されて緩衝剤室は保管緩衝剤容器であることが認識されるだろう。

遠心力を使用して、室３５の試料が血漿分離・試料計量室５９へ送達され、ここで検査に必要とされる既定の試料量が計量されてから、細胞成分が血漿から分離される。並行して、室１０から第１緩衝剤計量室５２へ緩衝剤のアリコートを送達するのにも遠心力が使用される。続いて、緩衝剤の第２アリコートが第２緩衝剤計量室５３へ送達され、残りの緩衝剤が溢流領域５８へ移送される。

そして第１緩衝剤計量室５２及び第２緩衝剤計量室５３の出口にある緩衝剤サイフォンが、２５でカートリッジに装着されたモータにより提供される加速度プロファイルを使用してプライミングされる。加速及びプライミングされたこれらのサイフォンは、親水性コーティングが機能することを必要としない。緩衝剤サイフォンがプライミングされる時に、反応室１５の左上から入る流路を通して第１緩衝剤計量室５２の緩衝剤を下流のＢ区画へ移動させるのに遠心力が使用される。並行して、第２緩衝剤計量室５３の緩衝剤は反応室１５の右側のＡ区画へ移動する。そして、第１緩衝剤計量室５２からの緩衝剤アリコートがＢ区画へ送達された後に、分離された血漿を血漿分離・計量室５９から反応室１５のＢ区画へ移送するのに吸引作用が使用される。

そして、反応室１５のＢ区画の試薬Ｒ１を最初に再水和するのに血漿及び緩衝剤が使用され、そしてこの試料・希釈剤・Ｒ１混合物がＢ区画で均質化される。並行して、Ａ区画の緩衝剤が反応室１５のＣ区画へ移送され、試薬Ｒ２が再水和及び均質化される。そして、この緩衝剤・Ｒ２混合物は、遠心力を使用して反応室１５のＡ区画のキュベット４５へ戻される。

カートリッジの最終操作は、モータからの加速度プロファイルを使用して、反応室１５のＢ区画及びＣ区画を接続するサイフォンをプライミングすることである。こうして反応室１５のＢ区画の試料・希釈剤・Ｒ１混合物がＣ区画を介してＡ区画のキュベット４５へ移送され、そしてここで緩衝剤・Ｒ２混合物と均質化され、キュベット４５で最終（凝集）反応が観察される。

図１８は、別のカートリッジ設計２０であって、図１６に記された実施形態の変形を図示する。この実施形態の機能性は図１７のものと同じであるが、若干異なる構造を有する。図１７の実施形態のケースのように、図１８の実施形態は、単一の免疫比濁法検定又は酵素ベース臨床化学検定を実施するのに使用される。ゆえに、図１７と同じように、この実施形態も、第１試薬Ｒ１を再水和する第１試料・希釈剤混合物を用意する一方で、並行して、（第１試料・希釈剤混合物との）再水和試薬Ｒ１、そして（緩衝剤との）再水和試薬Ｒ２が反応室１５でともに均質化される前に、緩衝剤のアリコートが第２試薬Ｒ２を再水和する段階希釈ステップを有する。この反応量は、より薄い第２血漿・希釈剤混合物である。

試料室３５へ試料が装填されて緩衝剤室１０へ緩衝剤が装填される。試料投入器を使用して試料が送達されて緩衝剤室が保管緩衝剤容器であることが認識されるだろう。

遠心力を使用して、室３５の試料が血漿分離・試料計量室５９へ送達され、ここで検査に必要とされる既定の試料量が計量され、そして細胞成分が血漿から分離される。並行して、緩衝剤のアリコートを室１０から第１緩衝剤計量室５２へ送達するのにも遠心力が使用される。続いて、緩衝剤の第２アリコートが第２緩衝剤計量室５３へ送達され、残りの緩衝剤が溢流領域５８へ移送される。

そして、２５でカートリッジに装着されたモータにより提供される加速度プロファイルを使用して、第１緩衝剤計量室５２及び第２緩衝剤計量室５３の出口にある緩衝剤サイフォンがプライミングされる。加速及びプライミングされたこれらのサイフォンは、親水性コーティングが機能することを必要としない。緩衝剤サイフォンがプライミングされる時には、第１緩衝剤計量室５２の緩衝剤を下流の反応室１５のＢ区画へ直接的に移動させるのに遠心力が使用される。並行して、第２緩衝剤計量室５３の緩衝剤は、反応室１５の右側のＡ区画へ移動する。そして、第１緩衝剤計量室５２からの緩衝剤アリコートがＢ区画へ送達された後に、分離された血漿を血漿分離計量室５９から反応室１５のＢ区画へ移送するのに、吸引作用が使用される。

そして最初に反応室１５のＢ区画の試薬Ｒ１を再水和するのに血漿及び緩衝剤が使用され、それからこの試料・希釈剤・Ｒ１混合物がＢ区画で均質化される。並行して、Ａ区画の緩衝剤が反応室１５のＣ区画へ移送され、試薬Ｒ２が再水和及び均質化される。そしてこの緩衝剤・Ｒ２混合物が、遠心力を使用して反応室１５のＡ区画のキュベット４５へ戻される。

カートリッジの最終操作は、モータからの加速度プロファイルを使用して反応室１５のＢ区画とＣ区画とを接続するサイフォンをプライミングすることである。こうして反応室１５のＣ区画を介してＢ区画の試料・希釈剤・Ｒ１混合物がＡ区画のキュベット４５へ移送され、そしてここで緩衝剤・Ｒ２混合物と均質化され、キュベット４５で最終（凝集）反応が観察される。

明細書において、“ｃｏｍｐｒｉｓｅ，ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ，ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ，ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（包含／具備する）”の語又はその何らかの変形と、“ｉｎｃｌｕｄｅ，ｉｎｃｌｕｄｅｓ，ｉｎｃｌｕｄｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）”の語又はその何らかの変形は、全体的に互換性があると考えられ、可能な最も広い解釈及びその逆がこれら全てに付与されるべきである。

本発明は、上に記載された実施形態に限定されず、構成及び詳細の両方で変形され得る。

５ カートリッジ
１０ 緩衝剤容器
１５，１５Ａ，１５Ｂ 反応室
２０ カートリッジ設計
２５ 回転中心
３０ 毛細管バルブ
３５ 試料室
４０ 毛細管バルブ
４５ キュベット
４６ 追加再水和室
４７ 再水和室
４８ 分配流路
４９，５０ 送達流路
５１ 試料希釈室
５２ 第１緩衝剤計量室
５３ 第２緩衝剤計量室
５４ 試料計量室
５５ 試料混合室
５６ 希釈済み試料計量室
５７ 反応室
５７Ａ，５７Ｂ，… 追加反応室
５８ 溢流計量室
５９ 血漿分離計量室
６０ 送達流路
６１ 中間試料計量室
６２ 緩衝室
６３ 試料希釈溢流室
６４ 第２中間室
６５ 第３中間流路
６６ 緩衝室
６６ａ 第１区分
６６ｂ 第２区分
６７ 毛細管流路
Ｌ 長さ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ１‐Ｘ，Ｒ２‐Ａ，Ｒ２‐Ｂ，Ｒ２‐Ｙ 試薬
ｒ１，ｒ２ 半径
θ，θ２，θｉ 角度

Claims (24)

1. モータに結合されて、カートリッジの複数の箇所へ流体試料を移動させるのに適応したカートリッジであって、水平面に対する傾斜面で回転するように構成されるカートリッジ、
   を具備するマイクロ流体システムであって、
   前記カートリッジが、
   反応室であって、前記カートリッジの外径部に隣接して配置されて各反応段階の光学測定を可能にするように構成される検出区画を画定する単一のキュベットを具備する第１区画を少なくとも具備する反応室であり、反応室の一端部の近くに配置される第１区画と第２区画及び第３区画との少なくとも三つの区画を有する反応室であって、前記第２区画及び前記第３区画の各々が試薬区画を具備し、遠心力及び重力の組み合わせを提供して前記少なくとも三つの区画の間で前記流体試料を移動させるようにモータ及び制御モジュールが構成される、反応室と、
   前記流体試料を受容して、試料混合室への移送の為に前記試料の既定量を計量するように構成される試料計量室と、
   前記試料混合室への移送の為に緩衝液の既定第１量を計量するように構成される第１緩衝剤計量室であって、前記試料混合室が前記試料計量室と前記第１緩衝剤計量室とに結合されるとともに、前記試料計量室から移送された前記試料量を前記第１緩衝剤計量室から移送された緩衝液の前記第１量と均質化して第１試料・希釈剤混合物を生成するように構成される、第１緩衝剤計量室と、
   前記反応室への移送の為に前記緩衝液の既定第２量を計量するように構成される第２緩衝剤計量室であって、第２試料・希釈剤混合物を生成するように前記反応室での前記第１試料・希釈剤混合物との均質化の前に前記緩衝液の前記第２量が前記反応室へ移送されて少なくとも一つの試薬で再水和される、第２緩衝剤計量室と、
   を具備する、
   マイクロ流体システム。
2. 前記反応室の径方向範囲に、そして回転中心から最も遠い点に前記第１区画が配置される、請求項１に記載のマイクロ流体システム。
3. 前記第２区画が前記第１区画に対して径方向内方に配置されて第１試薬滴下箇所Ｒ１を包含する、請求項２に記載のマイクロ流体システム。
4. 前記第２区画が前記第１区画と同じ半径に配置されて第１試薬滴下箇所Ｒ１を包含する、請求項２に記載のマイクロ流体システム。
5. 前記第２区画がサイフォンにより第３区画に接続される、請求項３又は請求項４に記載のマイクロ流体システム。
6. 前記第３区画が前記第１区画に対して径方向内方に配置されて第２試薬滴下箇所Ｒ２を包含する、請求項３乃至５のいずれかに記載のマイクロ流体システム。
7. 前記試料計量室からの前記試料量が前記試料混合室へ移送される前に、前記第１緩衝剤計量室からの前記第１緩衝液が前記試料混合室へ移送される、請求項６に記載のマイクロ流体システム。
8. 前記試料混合室が前記反応室に結合され、前記緩衝液の前記第２量が前記反応室へ移送されて前記反応室の前記第２区画の前記試薬滴下箇所Ｒ１の第１試薬を再水和するとともに前記反応室の前記第３区画の前記試薬滴下箇所Ｒ２の第２試薬を再水和した後に、前記第１試料・希釈剤混合物が前記第２緩衝液との均質化の為に前記試料混合室から前記反応室へ移送される、請求項７に記載のマイクロ流体システム。
9. 前記試料混合室が前記反応室の前記第２区画に組み込まれる、請求項７に記載のマイクロ流体システム。
10. 前記試料計量室からの前記試料量と前記第１緩衝剤計量室からの前記第１緩衝液とが、前記第２区画の上部に設置された流路を介して前記試料混合室へ移送される、請求項９に記載のマイクロ流体システム。
11. 前記試料計量室からの前記試料量と前記第１緩衝剤計量室からの前記第１緩衝液とが、前記第２区画の側に設置された流路を介して前記試料混合室へ移送される、請求項９に記載のマイクロ流体システム。
12. 前記緩衝液の前記第２量が前記反応室の前記第１区画で前記反応室へ移送される、請求項１０又は請求項１１に記載のマイクロ流体システム。
13. 前記緩衝液の前記第２量が、前記第１緩衝剤計量室から前記試料混合室への前記第１緩衝液の移送と同時的に前記反応室へ移送される、請求項１２のマイクロ流体システム。
14. 前記反応室の前記第１区画での前記緩衝液の前記第２量との均質化の前に、前記反応室の前記第２区画の前記試薬滴下箇所Ｒ１の第１試薬が前記第１試料希釈剤混合物により再水和されて、前記第１試料希釈剤と前記第１試薬との混合物を形成するように均質化される、請求項１３に記載のマイクロ流体システム。
15. 前記反応室の前記第１区画の前記第１試料希釈剤混合物との均質化の前に、前記反応室の前記第３区画の前記試薬滴下箇所Ｒ２の第２試薬が前記緩衝液の前記第２量により再水和されて、前記緩衝液の前記第２量と前記第２試薬との混合物を形成するように均質化される、請求項１４に記載のマイクロ流体システム。
16. 前記反応室の前記第２区画の前記試薬滴下箇所Ｒ１での前記第１試薬の再水和が、前記反応室の前記第３区画の前記試薬滴下箇所Ｒ２での前記第２試薬の再水和と同時的である、請求項１５のマイクロ流体システム。
17. 前記流体試料を受容して前記試料の既定量を計量してから細胞成分を血漿から分離するように構成される血漿分離・試料計量室を前記試料計量室が具備する、請求項１から請求項１６のうちいずれか１項に記載のマイクロ流体システム。
18. 前記試料計量室への送達の為に前記試料を受容するように前記試料計量室に結合される試料室を更に具備する、請求項１から請求項１７のうちいずれか１項に記載のマイクロ流体システム。
19. 前記緩衝液を保管する為に前記第１緩衝剤計量室と前記第２緩衝剤計量室とに結合される緩衝剤室を更に具備する、請求項１から請求項１８のうちいずれか１項に記載のマイクロ流体システム。
20. 前記緩衝剤室から余剰緩衝剤を受容する為に前記緩衝剤室に結合される溢流計量室を更に具備する、請求項１９に記載のマイクロ流体システム。
21. 前記第１区画の前記流体試料が前記遠心力の影響下にある時に前記第２区画又は第３区画に流体が到達しないように前記カートリッジが構成される、請求項１から請求項２０のうちいずれか１項に記載のマイクロ流体システム。
22. 前記カートリッジが固定状態であるか低速回転するように構成される時に、重力が前記流体に影響して前記第２区画又は第３区画へ前記流体を移動させる、請求項１から請求項２１のうちいずれか１項に記載のマイクロ流体システム。
23. 前記キュベットが、前記反応の各段階で使用される前記緩衝液と前記流体試料と前記再水和試薬の光学測定を可能にするように構成される単一量キュベットを包含する、請求項１から請求項２２のうちいずれか１項に記載のマイクロ流体システム。
24. 単一の免疫比濁法検定又は酵素ベース臨床化学検定を実施する為に構成されるシステムである、請求項１から請求項２３のうちいずれか１項に記載のマイクロ流体システム。

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