JP6251192B2 - フィルタユニットを用いた分析カートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、流体を処理するための、具体的には血液等の生物学的試料をフィルタ処理するためのカートリッジに関する。

特許文献１には、両面テープから形成された接着性を有する毛細管構造に取り付けられた、フィルタ材料を含むフィルタ処理装置が開示されている。フィルタ材料上に堆積した試料は、このフィルタ材料を通過して、更なる調査のために毛細管構造に入る。

米国特許出願公開第２０１１／０００５３４１号明細書

本発明の目的は、例えば血液試料等の少量流体のより効率的な処理を可能にする手段を提供することである。

この目的は、請求項１に係るカートリッジによって達成される。好ましい実施形態が、従属請求項に開示されている。
本発明の第１の態様に係るカートリッジは、例えば血液や、唾液、又は尿等の生体液の検査のための流体処理に役立つ。このカートリッジは、以下の構成要素を有する：
ａ）処理すべき流体の少なくとも一部に対して透過性を有する流体処理エレメント；この名前が示すように、相互作用が、流体処理エレメントとこの流体処理エレメントを通過した流体との間で行われ、流体の特定の「処理(treatment)」がもたらされる。従って、以下では、流体処理エレメントに入る流体は、「未処理流体(raw fluid)」と呼ぶことにし、この流体処理エレメントを出た流体は、「処理済み流体」と呼ぶことにする。
ｂ）流体処理エレメントに隣接して配置された処理チャンバであって、流体処理エレメントを通過した処理済み流体を処理することができる、処理チャンバ；を含む。

流体処理エレメントにすぐ隣接する処理チャンバの配置によって、非常に少量の流体を最小限の損失で処理することができる。具体的には、流体処理エレメントと関連する処理チャンバとの間の通路において流体の損失は存在しない。
好ましい実施形態では、処理チャンバの一側面は、流体処理エレメントによって構成されている。従って、処理済み流体は、処理チャンバの全面的な側面を経由してこの処理チャンバに容易に入ることができる。これは、処理済み流体が、流体処理エレメントを通過した直ぐ後に処理チャンバに存在することを意味する。好ましくは、この側面は、処理チャンバの内面の全面積の約１０％より多い、好ましくは約２０％より多い部分を構成する。

一般に、処理チャンバの幾何学形状は、全く任意であってよい。好ましい実施形態では、処理チャンバは、実質的に直方体形状を有している。
カートリッジは、好ましくは、限られた量のみ利用できるような、例えば生物学的試料等の少量の流体を処理するように適合されている。従って、処理チャンバの全容量は、好ましくは約１μｌよりも小さく、最も好ましくは約０．１μｌよりも小さい。

処理チャンバは、随意に、処理チャンバ内で処理済み流体の光学的検査を可能する透明な側面を含んでもよい。この光学的検査は、特に透明な側面に直接的に隣接する薄い流体層に限定して行ってもよい。これは、例えば流体にエバネセント光場を形成することにより、例えば散乱光、蛍光、又は減衰全反射（ＦＴＩＲ）を観察することにより実現される。従って、透明な側面は、例えば、外部光ビームを用いた照射を可能にする、及び好ましくはこの照射から得られた散乱光及び／又は全反射光を観察するのを可能にするように設計される。ＦＴＩＲ測定に関する詳細な説明については、ＷＯ２００８／０７２１５６に見出すことができ、この文献は、参照することにより本明細書内に組み込まれる。

流体処理エレメントは、一般的には、流体がエレメントを通過する際に、手で流体を操作し、処理し又は扱うような任意の装置であってもよい。典型的な例では、流体処理エレメントは、流体の標的成分を保持するように設計されたフィルタエレメントであってもよく、又はこのフィルタエレメントを含んでもよい。
処理される流体は、好ましくは、血液であってもよい。医療処置中において、必要とされる血液試料の量は、患者に生じる不便さを最小限に抑えるために、可能な限り少量とすべきである。この要件は、本発明のカートリッジによって最適に充足することができる。
以下では、流体処理エレメントがフィルタとして設計される際に、流体処理エレメントについてのコスト効率の高い製造アプローチに基づく本発明の好ましい実施形態を、説明する。

従って、本発明は、流体、例えば血液や、唾液、又は尿等の生体由来の液体をフィルタ処理するためのフィルタユニットを含む。従来のように、「フィルタ処理」のプロセスは、流体の特定の標的成分が、それら固有の物理的及び／又は化学的特性（例えば、それらのサイズ）によってフィルタユニットにより保持される状態を含むものとする。フィルタユニットは、以下の構成要素を有する：
ａ）フィルタ処理すべき流体に対して不透過性を有しており、且つ少なくとも１つの隙間や開口部を含む少なくとも１つのホイル；
この文脈において、用語「ホイル(foil)」は、従来のようにいくつかの（固体）材料からなるシート又は層を意味するものであって、この材料は、好ましくは層中に均一に分布している。また、この層は、典型的には均一な厚さを有しており、且つその厚さは、この厚さに対して直交する方向の寸法（すなわち、幅及び長さ）よりもはるかに小さいという意味で平坦である。典型的には、この厚さは、１０μｍから１０００μｍの範囲にあるが、ホイルの長さ及び幅は、数ミリメートルの範囲にあり、数センチメートルまでの範囲となることもある。さらに、ホイルは、典型的には、自己支持構造であり、例えばこのホイルを所望の３次元形状となるように曲げる又はそのホイルをコイル形状にすることが可能であるような所定程度の可撓性を有する。
ｂ）流体の少なくとも一部に対して透過性を有しており、且つホイルの上述した開口部内に一体化されるようなフィルタ材料；とを有する。
ホイルの開口部内にフィルタ材料を一体化することは、このフィルタ材料が、ホイルと同じ層に（少なくとも部分的に）位置しており、開口部を提供するために除去されたホイル材料に置換されることを意味する。フィルタ材料のホイルへの取付けは、様々な方法で、例えばそのフィルタ材料を開口部の境界に接着することによって達成することができる。典型的には、開口部は、フィルタ材料によって完全に充填され、開口部を通過する流体が、このフィルタ材料を通じて流れることになる。流体がフィルタ材料に浸透すると、フィルタ材料と流体との間の密接な相互作用は、意図した標的成分を流体から保持することによって行うことができる。生体細胞等の標的成分は、例えば、セル直径よりも小さな細孔を有する多孔質フィルタ材料によって保持することができる。

ホイルの開口部にフィルタ材料を一体化させることよって、ホイルと同じ方法で実質的に処理することができるフィルタユニットが、達成される。このようなフィルタユニットは、例えばロール・ツー・ロール技術等のコスト効率の良い製造手順によって製造することができ、及び／又は他の構成要素に取り付けることができる。
本発明は、流体処理用カートリッジをさらに含んでおり、このカートリッジは、実質的に剛性を有するキャリアと、上述した種類のフィルタユニットとを有しており、ここでキャリア及びフィルタユニットが、互いに取付けら（接合さ）れている。

この剛性キャリアによって、カートリッジに機械的安定性が提供される。また、このキャリアによって、検出プロセス用の試験チャンバ等の追加の機能や構成要素を提供してもよい。
また、本発明は、フィルタ材料を含むフィルタユニット、具体的には上述した種類のフィルタユニットの製造方法を含む。この方法は、以下のステップを含み、これらのステップは、列挙された順序で、逆の順序で、又は同時に実行され得る：
２つのホイルの間にフィルタ材料を埋め込むようにこれら２つのホイルを互いに接合するステップ；
フィルタ材料の位置で、少なくとも１つの開口部を各ホイルに設けるステップ；を含む。

上述したステップが最初に、すなわち２つのホイルを接合する前に行われた場合に、開口部は、フィルタ材料が、接合ステップ中に設置すべき位置に設けられている。
２つのホイル同士の間にフィルタ材料を埋め込むことによって、サンドイッチ構造は、ホイルの開口部を通じたアクセスを可能にしながら、フィルタ材料が堅く一体化されるように達成される。また、このような手順は、ロール・ツー・ロール製造技術等の効率的な製造プロセスと互換性を有する。

フィルタユニット、このようなフィルタユニットを含むカートリッジ、及び本方法は、同じ発明のコンセプト、すなわち少なくとも１つのホイルにフィルタ材料を一体化させるというコンセプトの別の実現態様である。これらの実現態様のうちの１つについて提供された説明及び規定は、従って、他の実現態様にも有効である。以下では、本発明の様々な好ましい実施形態を、このフィルタユニット、カートリッジ、及び方法に関して説明する。

フィルタユニットのホイル又は複数のホイルのうちの少なくとも１つは、好ましくは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、シクロポリオレフィン（ＣＯＰ，ＣＯＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリスチレン及び延伸ポリスチレン（ＰＳ，ＯＰＳ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリアミド、ナイロン（例えば、キャスト、延伸又は同軸押出、ＰＡ、６、１１、１２、アモルファス、ポリアリールアミドＭＸＤ６）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、及びフルオロポリマー（特にＰＣＴＦＥ）から構成される群から選択される材料を含んでもよい。

フィルタ材料の種類は、直面した用途に鑑みて、すなわち処理すべき流体及び保持すべき標的成分に対して選択される。典型的には、フィルタ材料は、約０．１μｍから約１０００μｍの間の範囲の平均孔径を有する多孔質材とすることができる。適切なフィルタ材料は、例えば非対称ポリスルホン膜（例えば米国、ニューヨーク州、ポートワシントン、ポール(Pall)社のビビッド（Vivid）（商標）プラズマ分離膜、英国、メードストーン、ワットマン(Whatman)社のＶＦ血液分離フィルタ）を含む。

製造方法に関して説明したように、ホイルの開口部内にフィルタ材料を一体化させるための好ましい方法は、２つのホイル同士の間にフィルタ材料を配置することであり、この配置された状態は、以下で参照する目的のために、「上部ホイル」及び「底部ホイル」と呼ぶことにする。フィルタ材料の大きさ（面積）は、この場合に、好ましくは一方のホイルの１つの開口部の面積より大きくなるように選択し、好ましくは両方のホイルの両方の開口部の面積よりも大きくなるように選択する。フィルタ材料の境界が、次に上部ホイルと下部ホイルとの間で堅く保持（サンドイッチ）される。

前述した実施形態の更なる発展形態では、フィルタ材料は、以下では「中間ホイル」と呼ぶことにする第３のホイルの開口部内に配置されている。ここで、この中間ホイルは、上部ホイルと底部ホイルとの間に包囲されている。中間ホイルの厚さは、好ましくは、フィルタ材料の厚さと同一又はそれ未満である。また、中間ホイルの開口部は、好ましくは、重複することなくフィルタ材料を完全に収容するのに十分な大きさである。既に述べたように、上部ホイル及び下部ホイルの開口部は、反対に、好ましくはフィルタ材料の面積よりも小さい。中間ホイルを設けることにより、特に望ましくないデッドボリューム（空いた空間）を発生させることなく、フィルタ材料を、ホイルの積層体内に良好に一体化させることができるという利点を有する。

フィルタユニットが、２つ以上のホイルからなるスタックを含む場合に、これら全てのホイルは、幾何学的形状と材料が同一であってもよい。別の実施形態では、異なる幾何学的形状を有している及び／又は異なる材料から構成されるような少なくとも２つのホイルの積層体が存在する。例えば、２つのホイルの厚さ、総面積、若しくは開口部のサイズ又は形状は、異なっていてもよい。

フィルタユニットに含まれる１つ以上のホイルは、幾何学的に均一な厚さの層であってもよい。好ましい実施形態では、フィルタユニットの少なくとも１つのホイルは、しかしながら、１つ以上のキャビティ、すなわち均一な層の幾何学的形状と比較してホイル材料が欠落しているようなスペースを含んでもよい。ホイル内のキャビティは、例えば加熱式エンボス加工等によって容易に製造することができる。例えば、キャビティは、フィルタ材料を収容できるようなスペースを形成するために、ホイルの開口部の境界の周囲に設けてもよい。また、ホイル内のキャビティには、流体を処理目的のために流すことができるようなチャネル、チャンバ等を構成することができる。

関連する実施形態では、フィルタユニットのホイルは、随意に、均一層の幾何学的形状に追加する材料の領域を規定するような突起部を含んでもよい。この実施形態は、シンプルで均一層の幾何学的形状から外れるような３次元構造のホイルが、（厚い層において）キャビティを有するホイルや、（薄層からの）突起部を有するホイルとみなすことができるような、前述した実施形態と殆ど同等である。一般的に、構造化されたホイルは、キャビティと突起部との両方を含む。

フィルタユニットのフィルタ材料は、好ましくは、少なくとも一側面にドーム形状を有することができる、すなわち、そのドーム形状は、フィルタユニットの面又はその関連するホイルからそれぞれ外向きに一方向に膨れ出る。このようなドーム形状は、大抵の場合に、流体の処理中に有利となる。例えば、フィルタ上に堆積した試料の液滴は、フィルタ材料が、この液滴に向けて膨出している場合に、より容易に吸収することができる。同様に、フィルタ材料のドーム形状は、フィルタユニット又はカートリッジのその後の構成要素にフィルタ材料を接触させることを保証するように使用することができる。これによって、デッドボリュームが最小限に抑えられ、フィルタ材料を通過した流体が、毛管力によって前に送られることが保証される。フィルタ材料は、一方向のみの又は二方向（反対方向）のドーム形状を有してもよいことに留意されたい。二方向にドーム形状を有する場合に、ホイル開口部内のフィルタ材料の断面は、典型的に凸形状である。

更なる実施形態では、保持部材を、フィルタ材料を所定の一方向に押し付ける又は付勢するために設けてもよい。この押圧の結果として、（一方向の）前述したドーム形状がもたらされる。一般に、この保持部材による押圧を使用して、フィルタ材料の特定の幾何学形状を保証する、及び／又はフィルタ材料と、フィルタユニット又はカートリッジのその後の構成要素との間の接触を保証することができる。

例えば、前述した保持部材は、フィルタ材料を一方向に押圧するフィルタユニットの追加の層、特に追加のホイルによって実現することができる。保持部材の実現態様は、例えば、フィルタユニット自体を製造する同一のロール・ツー・ロール処理により容易に製造することができる。

多くの用途では、フィルタ材料の一側面は、フィルタユニットの意図した使用中にアクセス可能なままである。このアクセスは、例えば、フィルタ材料上に流体試料を堆積させる必要がある。好ましい実施形態では、使用中にアクセス可能となるフィルタ材料の側面は、流体がフィルタ材料を完全に覆い、且つ（分子の）付着力のみで保持されることを条件に、所定の最小量と所定の最大量との間の範囲にある所定の流体量を保持するように設計されている。この目的のために関連する設計パラメータは、直接的にアクセス可能になるフィルタ材料の領域を決定するような外側ホイルの開口部のサイズ及び形状である。別の重要な設計パラメータは、それぞれのフィルタ側面の表面の化学的性質、具体的には関連するホイル及び／又はフィルタ材料の化学的性質である。例えば、ホイルの表面は、血液等の水性流体を弾くために、疎水性を有している。説明した設計を用いることによって、所望の血液量が、未規定量の血液をアクセス可能なフィルタ側に適用した後に、フィルタ材料によって取り込まれることを保証することができる。最小量未満の流体が適用された場合に、フィルタ材料の少なくとも一部は、流体によって覆われておらず、目視検査によって容易に検出することができる。

フィルタユニットの１つ以上のホイルは、フィルタ材料が配置される単一の開口部を有することができる。より精巧な設計では、フィルタユニットのフィルタ材料は、フィルタ材料の同じエレメントのアクセスを提供するような少なくとも２つの開口部を有するホイルで覆ってもよい。いくつかの開口部を含むこのホイルは、特に使用中にアクセス可能なままとなるようなフィルタ材料の側に配置してもよい。フィルタ材料上の単一の大きな開口部の代わりに小さな複数の開口部を使用することは、フィルタ材料と、大きな物体、例えば（指穿刺血液の直接的な取り込み中の）器具又は使用者の指との間の望ましくない接触を防ぐのに役立つ。開口部が十分に小さい場合に、例えば約５ｍｍ未満の直径を有する場合に、直接的な接触が、防止される。

フィルタユニットは、随意に、電気的コンポーネント、具体的には電気リード線、電極、及び／又はＲＦ ＩＤタグを含んでもよい。これらの構成要素は、例えば、ロール・ツー・ロール技術的を使用して、好ましくはホイルと同じ製造工程で形成される。例えば、導電性構造は、フィルタユニットに含まれるホイル上にプリントしてもよい。
カートリッジのキャリアは、随意に、フィルタユニットのフィルタ材料を支持するためのいくつかの構造を含んでもよい。この支持体は、フィルタ材料に機械的安定性を提供することができ、キャリアとフィルタ材料との間で接触する。

一般に、キャリアは、使用目的に適する任意の材料又は構造を含んでもよい。特定の実施形態では、キャリアは、適用流体の光学的検査又は処理を可能にするために、少なくとも局所的に透明にされている。
カートリッジのキャリアは、随意に、流体を収容するための少なくとも１つのキャビティを含んでもよく、ここで、このキャビティは、好ましくは、フィルタ材料に接続されている。フィルタ材料に接続されている場合には、流体は、フィルタ材料に向けてキャビティを通じて輸送されるか、又はフィルタ材料を通過した流体は、更なる処理ステップのためにキャビティに取り込まれてもよい。例えば、キャリア内のキャビティは、流体を輸送するための１つ以上の（細長い）チャネル、又は処理ステップ中に流体を収容するための１つ以上のチャンバを含んでもよい。

前述した実施形態の更なる発展形態では、キャリアの少なくとも１つのキャビティは、そのキャリアに取り付けられたフィルタユニットのホイルで覆われている。こうして、キャリアのキャビティ（例えば、チャネル及び／又はチャンバ）の精巧な構造は、キャビティが、フィルタユニットのホイルによって覆われている側で最初に開けられている場合に、例えば射出成形により容易に製造することができる。

本発明の別の好ましい実施形態によれば、第１の（マイクロ）流体システムは、フィルタ材料の第１の側に位置しており、第２の（マイクロ）流体システムは、フィルタ材料の反対側に位置している。参照する目的で、以下では、第１の流体システムは、「処理前流体システム」と呼び、第２の流体システムは、「処理後流体システム」と呼ぶことにする。この名称は、処理前流体システムが、典型的には、未処理（生）流体を輸送するということ、処理後流体システムが、処理済み（フィルタ処理済み）の流体のみによって到達されるシステムを示す。フィルタ材料の両側に処理前流体システム及び処理後流体システムを設けることにより、１つ又は同じ流体試料が、それぞれ、フィルタ処理ステップを用いて、又はこのステップを用いずに並列に処理することができるという利点を有する。こうして、例えば、（処理前流体システムにおける）全体の血液だけでなく、単一の血液試料から（処理後流体システムにおける）血漿を調べることが可能になる。

目的とした用途及び処理に依存して、前述した流体システムは、個別に設計することができる。好ましい実施形態では、処理前流体システムは、流体、例えば血液の液滴のための流入口を含んでもよい。この流体は、その後、処理前流体システムに拡がり、特定の調査又は処理ステップを行うことができ、且つ他の処理ステップを行うためにフィルタ材料を通過して処理後流体システムに送られる。
例えば、処理前流体システムは、フィルタ材料を通過していない流体を処理するための処理チャンバを含んでもよい。
同様に、処理後流体システムは、フィルタ材料を通過した流体を処理するための処理チャンバを含んでもよい。

本発明の別の実施形態によれば、フィルタユニット及び／又はキャリアは、フィルタ材料に隣接して配置される処理チャンバを含んでおり、処理すべき流体は、例えば、特定のの標的物質の存在に関して調査される。最も好ましくは、処理済み流体は、そのフィルタ材料を通過した流体である。フィルタ材料に直接的に隣接する処理チャンバの配置によって、（フィルタ材料から処理チャンバへの）流体の輸送中の材料損失及び時間損失が回避されるので、必要な流体量及びこの流体を処理するための時間を最小限に抑えるのに役立つ。

本発明に係る第１のフィルタユニットの概略断面図を示す。 図１のフィルタユニットの分解斜視図を示す。 図１のフィルタユニット（上部の図）の上面図と、このフィルタユニットを構成するホイル（３つの底部の図）の上面図とを示す。 フィルタユニットをキャリアに取付ける前の、図１のフィルタユニットを含むカートリッジの断面図を示す。 様々な厚さのホイルを有する第２のフィルタユニットを含むカートリッジの断面図を示す。 フィルタ材料を保持するための追加の上部ホイルを有する第３のフィルタユニットを含むカートリッジの断面図を示す。 図６のカートリッジの追加の上部ホイルからなる４つの実施形態の底面図が示されており、これらの実施形態は、それぞれ、放射状スロットを含む開口部と、互いに接続された３つの小さな円形開口部で構成された開口部と、接続されていない３つの小さな円形開口部で構成された開口部とを有する。 関連するキャリアを覆うためにより大きなサイズの底部ホイルと、いくつかの開口部を有する追加の上部ホイルとを有する第４のフィルタユニットを含むカートリッジの断面図を示す。 フィルタユニットをキャリアに取付ける前の、第５のフィルタユニットを含むカートリッジの断面図が示されており、フィルタユニットの底部ホイルは、キャリアの開放キャビティを覆う。 処理後流体システムを有する第６のフィルタユニットを含むカートリッジの断面図を示す。 第７のフィルタユニットと関連するキャリアとを含むカートリッジの上面図が示されており、このフィルタユニットは、処理前流体システムと処理後流体システムとを有する。 図１１のカートリッジの断面図を示す。 処理前流体システムを有する第８のフィルタユニットを含むカートリッジの上面図が示されており、処理チャンバは、フィルタ材料に隣接して配置されている。 図１３のカートリッジの断面図を示す。 図１１及び図１２の実施形態と同様のカートリッジの上面図が示されているが、３つの平行に分岐する処理前流体システムを含む図が示される。 図１３及び図１４の実施形態と同様のカートリッジの上面図が示されているが、３つの平行に分岐する処理前流体システムを含む図が示される。 最大流量が適用されるケースを示しており、視覚的な制御下で液体試料の適用を可能にするような第１１のフィルタユニットを含むカートリッジの断面図を示す。 最小流量が適用される場合の、図１７のカートリッジを示す。

本発明のこれらの態様及び他の態様は、以下で説明する実施形態を参照して説明され、明らかになる。
同様の参照符号又は１００の整数倍だけ異なる数字は、図面において同一又は同様の構成要素を参照する。
バイオセンサは、唾液、尿、及び特に血液等の体液中の特定の標的分子を検出するために知られている。例えば米国特許出願公開２０１０／０３１０４２３号明細書から知られるようなバイオセンサ・プラットフォーム（フィリップス”Magnotech”プラットフォームとも呼ばれる）は、マルチチャンバ式の使い捨てカートリッジを使用する。別個の検出チャンバは、磁性粒子に基づく免疫測定法及び光学的検出方法（例えば、減衰全反射（ＦＴＩＲ）、又は単一のビーズ(bead)検出）を用いて、様々な標的タンパク質の選択的検出のために使用される。

前述したバイオセンサのコストを低減させるために、使い捨てカートリッジのよりコスト効率の良い設計が所望されている。好ましくは、新たな設計は、ロール・ツー・ロール(roll to roll)製造技術（例えば、加熱式エンボス加工ホイル、ラミネート等）に基づく製造を可能にする。こうして、多数の機能（毛細管流体輸送、ＲＦ ＩＤ、フィルタ取り付け、電気化学等）をシンプルなサブユニット中に容易に組み合わせることを達成することができ、これは、依然として、（必要な場合には、例えば、鋭敏な光検出及び／又はエバネセント場励起のために）射出成形されたカートリッジ部品と組み合わせることができる。別の目的は、制限された量の血液試料（指穿刺）から出発して血液及び血漿の両方の標的分子の検出を可能にすることである。また、少量の試料の最適な活用が所望される。一態様によれば、提案されるアプローチは、可能な限りロール・ツー・ロール処理するためのスイッチを提示する。このアプローチの利点は、いくつかの機能が、スムーズな一体化を可能にするようなロール・ツー・ロール処理において既に作製されている（例えばＲＦ ＩＤタグ）ことである。

本発明の重要な態様は、こうして、低コストのロール・ツー・ロール（Ｒ２Ｒ）生産技術の使用を可能にするような、ホイルに取付けられたフィルタである。このサブユニットは、機能（例えば、スクリーン印刷電極、ＲＦ ＩＤタグ、毛管チャネル、加熱式エンボス構造等）に基づく他のホイルで補充することができる。ホイルベースのサブユニットを（必要な場合に）射出成形部品と組み合わせて、使い捨てカートリッジを形成することができる。射出成形部品は、Ｒ２Ｒ技術では実現できないような重要な機能を含む。

以下では、例えばMagnotechプラットフォーム用のカートリッジを一緒に形成するようなロール・ツー・ロールサブユニット（フィルタユニット）と射出成形部品（キャリア）との組合せの多くの例を説明する。全ての例は、ラミネート技術を使用して取り付けられた血液分離フィルタを含む。いくつかの用途では、射出成形部品は、ホイルベースの部品によって同様に交換することができ、完全なホイルベースのカートリッジをもたらす。

図１には、本発明の第１実施形態に係るフィルタユニット１００（正確な縮尺ではない）が示されている。この図に示される装置の座標系は、図４，５，８，９，１０，１２，１４，１７及び１８（すなわち、他の装置の座標系が示されていない全ての図面）に同様に適用される。図２及び図３には、それぞれ、フィルタユニット１００の分解図及び上面図が示されている。
フィルタユニット１００は、多孔質であるフィルタ材料１０１を含んでおり、従って、血液試料等の流体に対して（部分的に）透過性を有する。図２から分かるように、フィルタ材料１０１は、略円形ディスクとして提供されている。フィルタ材料１０１のこのディスクは、「中間ホイル」１０４の関連する開口部Ａ’内に嵌合する。

また、フィルタユニット１００は、上部ホイル１０２と下部ホイル１０３とを含んでおり、ここでの用語「上部」及び「下部」は、図面におけるこれらホイルの位置を参照する。上部ホイル及び下部ホイル１０２，１０３は、フィルタ材料１０１のディスクより小さい孔又は開口部を有しており、それらのホイルは、前述した中間ホイル１０４の両側にラミネートされている。従って、上部ホイル１０２及び底部ホイル１０３は、中間ホイル１０４及びフィルタ材料１０１を包囲する。図１から分かるように、フィルタ材料１０１は、中間ホイル１０４よりも厚い。従って、フィルタ材料は、上部ホイル及び下部ホイルの開口部Ａ内で（正と負のｚ方向に）圧縮され且つ膨出する。試験的な血液分離検査を、ホイル同士の間にラミネートされた試験フィルタ材料（ポール社のビビッド血漿分離膜ＧＸグレード；直径１０ｍｍ）を含むような、図１〜図３の実施形態等のフィルタユニットを用いて行った。使用された試料量（約４０μｌ）は、エッジ漏出を引き起こすことを考慮して非常に大きな量となるように意図的に選択した。しかしながら、漏出は観察されなかった（すなわち、上部ホイルと底部ホイルとの間に包囲されたフィルタ材料の外側境界は、実質的に乾燥したままである）。透明な血漿が、フィルタ材料の流出口側で観測された。
図１〜図３のフィルタユニット１００は、３つのホイルから構成されているが、２つのホイル同士又は層同士の間にフィルタ材料をラミネートすることは、同様に可能であることは明らかである。この場合に、一方又は両方のホイルは、好ましくは、フィルタ材料の開口部の周りにエンボス加工された構造を有している。

図４には、図１〜３のフィルタユニット１００とキャリア１５０とから構成されるカートリッジ１９０が示されている。これら２つの構成要素（フィルタユニット１００及びキャリア１５０）が、ラミネート技術を用いて互いに取り付けられる直前の状態で示されている。
キャリヤ１５０は、例えば射出成形によって透明プラスチックから作製されており且つフィルタ支持体１５３を有する本体１５１と、１つ以上の処理／検出チャンバ１５５と、これらチャンバにフィルタ支持体を接続するチャネル１５４とから構成されている。また、キャリア１５０は、処理チャンバ１５５及び関連するチャネル１５４を覆って閉じるラミネート１５２を含む。

フィルタユニット１００の実施形態は、開口部Ａの幾何学的形状と、上部ホイル及び底部ホイル１０２，１０３の厚さとが同一であるという意味で対称である。実際には、非対称構造（異なる開口部直径、異なるホイルの厚さ等）を選択することが有利となり得る。図５には、非対称なデザインを有するフィルタユニット２００を含む例示的なカートリッジ２９０が示されており、底部ホイル２０３は、上部ホイル２０２（及び中間ホイル２０４）よりも厚い。非対称性は、ラミネートが行われる順序によって、又はフィルタ材料自体の非対称の性質によって意図的に導入することができる。非対称な状況は、一般的に、上方又は下方にフィルタ材料のドーム形成をもたらす。このドーム形成を使用して、フィルタ材料とフィルタ支持体との間で通常必要とされる良好な接触を強化することができる。特に、非常に制限された量の試料と組み合わされた血液分離フィルタの状況では、フィルタとフィルタ媒体との間のデッドボリュームを厳しく低減して最小限に抑えることは有利である。

フィルタユニット２００に取り付けられたキャリア２５０は、フィルタ材料２０１の流出口側に直接隣接する処理チャンバ２５５を形成する。こうして、フィルタから処理チャンバに輸送される流体損失はない。キャリア２５０は、例えば、剛性を有する構成要素（例えば、射出成形されたプラスチック部品）、又は追加のホイルとすることができる。
図６及び図７には、フィルタユニット３００のフィルタ材料３０１とキャリア３５０上のフィルタ支持体との間に良好な物理的接触を保証するような別の方法が例示されている。ここで、追加の上部層又は上部ホイル３０５は、フィルタ材料３０１をフィルタ支持体に向けて下向きに押圧する機能を有するような「保持部材」として追加される。

フィルタとフィルタ支持体との間に良好な物理的接触を保証するために使用されるような、追加の上部ホイル３０５の開口部Ａの設計のための４つの例示的なオプションが、図７に示されている。上側の２つの図面では、追加の上部ホイル３０５の開口部Ａは、開口部のリング形状の境界を下向きに曲げることができるような放射状スロットや切欠きによって取り囲まれている（図面では、追加の上部ホイルを上下逆に示していることに留意されたい）。
図７の上からの３番目の図では、単一の開口部Ａは、中央孔によって接続される３つの別個の小さな円形の開口部又は孔から構成されている。これは、フィルタ支持体上のフィルタ材料をフィルタの中心に押圧して変形させるような３つのフィンガーをもたらす。

図７の最も下の図画では、全体の開口部Ａは、３つの分離した（接続されていない）円形の孔から構成されている。従って、追加の上部ホイルは、それ自体は平坦であるが、フィルタ支持体に対して押圧したときに、ドーム形状フィルタが間違った方向にドーム形状の姿勢を取ることを防止する。また、そのような追加の上部ホイルは、フィルタ材料の接触を防ぐのにも役立つ。直径３ｍｍの孔と組み合わされた約０．３ｍｍのホイルの厚さによって、フィンガとの接触に対して非常に適切にフィルタを保護する。

図８には、底部ホイル４０３が、上部ホイル４０２及び底部ホイル上の中間ホイル４０４よりも大きな面積を有するようなフィルタユニット４００の第４の実施形態が示されている。このような大きな面積を有する底部ホイル４０３を使用して、この底部ホイルがキャリア４５０に取り付けられた場合に、開放キャビティ（図示せず）を閉鎖することができる。また、フィルタユニット４００は、フィルタ材料４０１の上方にいくつかの開口部のＡ１，Ａ２を含む追加の上部ホイル４０５を有しており、この上部ホイルによって、フィルタ材料の接触を防止するとともに、このフィルタ材料を下方向に曲げている。

図９に示されるフィルタユニット５００は、図８のフィルタユニットと同様であるが、関連するキャリア５５０の全域に亘って延びる全ての４つのホイル５０２，５０３，５０４，５０５を含む。射出成形されたキャリア５５０のチャネル及び検出チャンバを閉鎖するような底部ホイル５０３は、標準的なラミネートの機能に適合することが分かる。こうして、２つの機能が、ここで単一ホイルベースのサブユニットで組み合わされる。キャリア５５０は、依然として血漿排出チャネル５５４及び検出チャンバ５５５を右手側に含む。フィルタユニット５００及び射出成形されたキャリア５５０は、最終的なカートリッジ５９０を構成するために互いに取り付けられる。

図１０には、フィルタユニット６００及びキャリア６５０を含むカートリッジ６９０の別の実施形態が示されている。ここでは、フィルタユニット６００は、以下の構成要素（上から下へ）から構成されている：
フィルタ材料を下向きに保持するための追加の上部層６０５；
開口部を有する上部ホイル６０２；
フィルタ材料６０１、例えば血液分離フィルタを収容する開口部を有する中間ホイル６０４；
開口部を有する底部ホイル６０３；
追加の底部ホイル６０６；とを含む。

追加の底部ホイル６０６は、血漿排出チャネル６５４と（ホイルの開口部又は孔として実現される）処理チャンバ６５５とを含む。排出チャネル６５４は、フィルタ位置と処理チャンバ６５５との間の距離を橋渡しする。フィルタ支持構造体と血漿排出チャネル６５４とを、追加の底部ホイル６０６（及び／又は底部ホイル６０３）でエンボス加工してもよい。
射出成形されたキャリア６５０は、検出領域のサイズに低減された光検出部として機能する。この縮小サイズによって、より速い、よりコスト効率の高い製造が可能になる。キャリア６５０の射出成形についての高品位の光学材料の使用が、こうして低減される。

図１１及び図１２には、フィルタユニット７００の第７の実施形態と関連するキャリア７５０とを含むカートリッジ７９０の上面図及び断面図が示されており、ここで、フィルタユニットは、処理前システムと処理後流体システムとを有している。フィルタユニット７００は、中間ホイル７０４に配置されており且つ上部ホイル７０２と底部ホイル７０３との間にラミネートされた（血液）フィルタ材料７０１を含む。
また、追加の上部ホイル７０５が、上部ホイル７０２に設けられている。この追加の上部ホイル７０５は、血液堆積孔７１０を含む「処理前流体システム」と、この血液堆積孔７１０を血液分離フィルタ７０１に接続するような一体化された血液供給チャネル７１１とを有する。血液供給チャネル７１１は、特定の検出チャンバ７１２を血液で充填するようにも機能する（図１１の矩形構造で概略的に表される）。

さらに、血漿排出チャネル７５４と血漿検出チャンバ７５５とを含む処理後流体システムを有する追加の下部層７０６が、設けられている。チャネル７５４は、右手側の検出チャンバ７５５に血漿を供給する。この部分は、図１０の部分と同様である。
この実施形態の主な目的は、血液及び血漿の両方の測定のために制限された量の全試料を含む単一の（指刺穿）血液試料を使用することである。このような構造の別の利点は、フィルタ材料７０１を血漿検出領域７５５により近づけることができ、こうして必要な血漿の量を減らすことである。これは、試料堆積領域７１０と検出領域７５５との間の距離を、試験で使用されない血漿で充填された長い血漿チャネルによって橋渡しする必要をなくす。

カートリッジ７９０の適用例は、１つ又はいくつかの血液検出チャンバ７１２（又はチャネル７１１自体）が、電気化学的な検査のために使用される一方、処理後流体システム内の血漿が、タンパク質の検出のために使用されるような例である。電気化学的な検出手順を実現するために、マイクロスケールの電気化学で使用されるようなスクリーン印刷された電極を、例えば、ラミネート処理において使用される複数のホイル（例えば７０５，７０２）のうちの一つで実現することができる。
血液分離フィルタの処理前で使用される構成要素は、血液の電気化学的測定と互換性がないようにすることができる。この種の干渉に対処する方法は、血液及び血漿についてフィルタ材料７０１及び検出チャンバ７１２，７５５を流体的に分離することである。

なお、流体処理エレメントによって結合される処理前流体システム及び処理後流体システムの規定は、本発明の独立した態様であることに留意されたい。
この例では、光学的検出のための射出成形キャリア７５０のサイズは、殆どの機能性が、フィルタユニット７００のラミネート構造に移されるので、最小値に低減することもできる。

図１３及び図１４には、図１１及び図１２のカートリッジの変形形態であるカートリッジ８９０が示されている。ここでも、ラミネートされたフィルタ材料８０１と処理前流体システムとの組み合わせが存在しており、処理前流体システムは、血液堆積孔８１０とフィルタ材料との間に一体化された血液供給チャネル８１１を含む。
処理後流体システムに関して異なる構成要素が、フィルタ材料８０１の後ろに存在している。特に、処理チャンバ８５５は、底部ホイル８０３の開口部に取り付けられたキャリア８５０に形成されている。こうして、血漿用の検出領域を含む処理チャンバ８５５は、血液分離フィルタ材料８０１の直下にある。

カートリッジ８９０の１つの目的は、血液及び血漿の両方における標的分子及び／又は電気化学的特性の検出を可能にすることである。また、提案される構造によって、フィルタ材料８０１を血漿検出領域８５５に近接させるようにして、必要とされる血漿の量を低減させる。試料堆積領域８１０と検出領域８５５との間の距離は、試験で使用されない血漿で充填された血漿チャネルによって橋渡しする必要がない。その代わりに、生成された血漿の最適な使用が行われ、必要な試料量は最小限に低減される。別の重要な利点は、試料堆積時間と検出領域における血漿の到着時間と間の時間が低減されるということである。フィルタが血液で湿されると直ぐに、最初の血漿は、ほぼ瞬時に、フィルタの底側に到達する。また、カートリッジ８９０のかなりの部分は、全体的なコストを削減するためにロール・ツー・ロール技術で作製することができる。

流体処理エレメント（例えば、フィルタ材料８０１）に直接隣接する処理チャンバ（例えば、８５５）の配置は、本発明の独立した態様であることに留意されたい。
原理的には、いくつかの分離フィルタに亘ってフィルタ処理すべき流体（例えば、血液）を分配させることもできる。例えば、１つの試験について血液分離フィルタ中に存在する処理前の化学的成分が、別の試験についてフィルタ又は検出領域で使用される成分と互換性がない場合に、これは、有用である。

図１５には、図１１及び図１２のカートリッジに対して上述した原理の適用例であるカートリッジ９９０の上面図が示されている。カートリッジ９９０は、流入口９１０（血液堆積位置）と、３つに分岐する関連チャネル９１１とを含む処理前流体システムを有する。（血液用の）１つ以上の検出チャンバ９１２を、分岐点の前でチャネル９１１に結合することができ、（血液用の）１つ以上の検出チャンバ９１３を、分岐点の後でチャネル９１１の複数の枝に結合することができる。

チャネルの各枝によって、（異なる）フィルタ材料９０１を含む別のフィルタ（サブ）ユニット９１１に導かれる。また、流体チャネル９５４と（血漿用の）検出チャンバ９５５とを有する分離した処理後流体システムが、各フィルタ材料９０１の後ろに設けられている。これらのチャネル９５４のうちの１つについて例示的に示されるように、分岐させることが、これらのチャネル内で生じることがある。

図１６には、図１３及び図１４のカートリッジについての上述した原理の適用例であるカートリッジ１０９０の上面図が示されている。カートリッジ１０９０は、流入口１０１０（血液堆積位置）と３つに分岐する関連チャネル１０１１とを有する処理前流体システムを含む。（血液用の）１つ以上の検出チャンバ１０１２を、分岐点の前でチャネル１０１１に結合することができ、（血液用の）１つ以上の検出チャンバ１０１３を、分岐点の後でチャネル１０１１の枝に結合することができる。カートリッジ１０９０によって、いくつかの異なる血液分離フィルタに亘って血液の分配が可能になる。１つの試験について血液分離フィルタ中に存在する処理前化学的成分が、別の試験についてフィルタ又は検出領域で使用される成分と互換性がない場合に、これは、有用である。フィルタ材料１００１直下の血漿用の検出領域１０５５ａ，１０５５ｂ，１０５５ｃが、図１６の矩形で表されている。例えば、検出は、標的分子の検出及び／又は電気化学的特性の検出を含む。

図１１〜図１６のカートリッジ７９０，８９０，９９０，１０９０の主な特徴は、同じ血液試料由来の血液及び血漿の同時検出である。カートリッジの設計は、いくつかの機能（毛細管流体輸送、フィルタ取付け、血液及び血漿の分離、血液及び血漿の同時検出）が、ラミネート技術を用いて組み合わされるので、シンプルで安価である。これによって、ロール・ツー・ロールベースの使い捨てカートリッジのコスト効率の高い大量生産が可能になる。

図１３、図１４、及び図１６のカートリッジ９９０及び１１９０の追加の重要な特徴は、血液分離フィルタ直下での血漿用の検出領域を有するバイオセンサカートリッジである。
試験手順の信頼性のある進行のために、大抵の場合、最小値と最大値との間の指定された試料量を堆積させることは重要である。実際には、しかしながら、適正量の試料が、測定装置での試料量を使用しないような試料堆積の場合に、バイオセンサカートリッジに堆積されるか否かは不確実性を有している。１つの重要な例は、カートリッジ上の（指穿刺の後の）指からの直接的な血液堆積である。この場合にのみ、視覚的な制御が可能になる。

前述した問題の解決策として、追加の上部層が、１つ又はいくつかの試料堆積孔を有するフィルタ材料の上部に（又は、より一般的には、試料堆積パッド又は構造体の上に）追加される。例えば、追加の上部層の厚さと試料堆積孔（複数可）の直径とを適切に選択することによって、最小の堆積試料量と最大の堆積試料量との間の外観の差が、顕著になる。これによって、指穿刺後の指からの直接的な血液堆積の様々な状況についても、堆積した試料量の視覚的な制御か可能になる。

図１７及び図１８には、前述したアプローチが示されており、上部ホイル１１０２及び底部ホイル１１０３によって包囲されるようなラミネート技術を用いて取り付けられたフィルタ材料１１０１を含むフィルタユニット１１００の断面図が示されている。追加の上部層１１０５が、最大容量である試料Ｂ（例えば、３０μｌ；図１７）の場合の状況と、試料の最小容量（例えば、２０μｌ；図１８）が追加された状況との相違が顕著になるように設けられる。追加の上部層１１０５の厚さ及びその堆積孔Ｈの直径は、最大及び最小試料量の差が、血液分離後に視覚的に容易に判断することができるように選択される。これによって、指からの直接的な血液堆積の様々な状況についても、堆積した試料量の視覚的な制御が可能になる。

具体的には、追加の上部層１１０５における凹部Ｈは、全体の試料量の範囲を収容するのに十分な大きさにすべきである。フィルタ材料１１０１の直径よりも孔径を小さくすることによって、両極端の間の視覚的な差を大きくすることができる。図１７中の破線は、試料Ｂの最小量と最大量との間の容量の差異を示している。更なる試料流体が分子付着力によって保有されない場合に、最大容量が達成される。

こうして、十分な量の血液が堆積されたか否かは、試料堆積孔における少なくとも凹状メニスカスの存在から判断することができる。最大血液堆積の場合に、顕著な凸状メニスカスが形成される。中央の層を薄くしてもよいが、フィルタ領域の全体は、血液で湿らす必要がある。最小試料量未満の量が追加された場合に、（例えば、白色の）フィルタ材料は、フィルタの中央において試料血液層を通して明らかに目に見えるようになる。

追加の上部層１１０５は、この効果が顕著になるように疎水性であり得る。視覚的評価は、フィルタの中央領域の色及び／又は血液メニスカスの形状に基づくことができる。メニスカスの形状は、斜めの角度でそのメニスカスの形状を観察することにより、最も良好な位置で見ることができる。十分な試料堆積の場合に生じる血液の凸状メニスカスは、血液分離を駆動するような毛細管力に寄与する。
必要に応じて、視覚的に判断することができる全体の試料量の範囲は、同一のフィルタ材料の上方に複数の堆積孔を使用することによって低減することができる。

前述した実施形態は、血液分離フィルタ上の指穿刺血液堆積の状況について説明してきたが、同様の主題は、血液分離フィルタ（例えば、血液中のバイオマーカーの直接的な検出）を用いることなく、他のシステムに関与することは明らかである。血液分離フィルタは、別の種類の試料堆積パッド又は構造体に置き換えられるであろう。
フィルタの上部のカバー層の更なる利点は、不意の接触に対してフィルタを保護することである。また、カバー層を使用して、フィルタと、このフィルタの下のフィルタ支持体との間の物理的接触を改善し且つ保証することができる。

上述した実施形態の特徴は、様々な方法で組み合わせ及び／又は変更することができる。
例えば、カートリッジの充填は、自律的に駆動される流体流の毛管力に基づいていると仮定した。しかしながら、カートリッジの排出側に圧力をかけた状態で、流入口側に過圧力を適用することにより、又はカートリッジ操作による流体流の機械的刺激（すなわち、ユーザ又は分析器によって生成された蠕動運動の流れ）によって流体流を促進させることが可能である。

別の可能な変形形態は、試料の堆積を含む。上述の例では、カートリッジの前側における流入ポートによる及び（上部）ホイルの関連チャネルによる毛細管ピックアップを、説明してきた。あるいはまた、試料の毛細管ピックアップは、（グルコースストリップ等の）側で行うことができる。例えば、フィルタ材料は、フィルタユニットの側面、例えば上部ホイルと底部ホイルとの間でアクセスすることができ、試料をフィルタユニットの側面を介してそのフィルタ材料に適用することが可能になる。

また、上述した例は、（生物学的又は非生物学的由来の）血液試料と血液分離フィルタに関して主に説明した。しかしながら、本発明の範囲には、他の試料やフィルタも含むことは明らかである。従って、説明した装置及び手順を使用して、一般的に「未処理流体」を処理する（例えば、フィルタ処理する）ことができ、「処理済み流体」は、次に同じ装置でさらに処理することができる。

カートリッジに基づく（部分的な）ホイルを使用する利点は、ホイル上で利用可能になる増大する数の技術（例えば、導電パターン、ＲＦ ＩＤ、電気化学用のスクリーン印刷された電極、高度な加熱式エンボスパターン等）を伴って着実に増加している。
なお、示された任意の実施形態のフィルタ材料の前方の部分は、示された本発明の他の本実施形態のフィルタ材料の後ろの部分に組み合わせることができることに留意されたい。同様に、説明した任意のフィルタユニット１００，２００，．．．，１１００は、説明した任意のキャリア１５０，２５０，．．．，１１５０と組み合わせることができる。

本発明は、図面及び前述した詳細な説明において詳細に示し且つ説明したが、このような例示及び説明は、例示又は説明であり、限定的なものではないと見なされる。本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。開示された実施形態に対する他の変形形態は、図面、詳細な説明、及び添付の特許請求の範囲の検討から特許請求の範囲に記載された発明を実施する際に当業者によって理解され且つ実施することができる。特許請求の範囲において、単語「備える、有する、含む(comprising)」は、他の要素又はステップを除外するものではなく、不定冠詞「１つの(a, an)」は、複数を除外するものではない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用できないことを示すものではない。請求項における任意の参照符号は、特許請求の範囲を制限するものとして解釈すべきではない。

Claims (14)

1. 流体を処理するためのカートリッジであって、当該カートリッジは：
   ａ）流体の少なくとも一部に対して透過性を有する流体処理エレメントと；
   ｂ）前記流体処理エレメントに直接的に接触して配置され、且つ前記流体処理エレメントを通過した処理済み流体を処理可能である、処理チャンバと；を有し、
   前記流体処理エレメントは、前記流体処理エレメントと前記処理チャンバとの接触を保証するドーム形状を少なくとも前記処理チャンバに隣接した側に有し、又は当該カートリッジは、前記流体処理エレメントのフィルタ材料を１つの所定の方向に押圧又は付勢して、前記流体処理エレメントのドーム形状をこの所定の方向に含むように設けられた保持部材をさらに含む、
   カートリッジ。
2. 前記処理チャンバの一側面が、前記流体処理エレメントによって構成されている、
   請求項１に記載のカートリッジ。
3. 前記処理チャンバは、透明な側面を含んでおり、該透明な側面によって、前記処理チャンバ内での流体の光学的検査を可能にする、
   請求項１に記載のカートリッジ。
4. 前記流体処理エレメントは、フィルタエレメントである、
   請求項１に記載のカートリッジ。
5. 前記流体は、血液を含む、
   請求項１に記載のカートリッジ。
6. 前記カートリッジは、流体をフィルタ処理するためのフィルタユニットに取り付けられた剛性を有するキャリアを含んでおり、前記フィルタユニットは：
   ａ）前記流体に対して不透過性を有しており、且つ少なくとも１つの開口部（Ａ，Ａ’）を有する、少なくとも１つのホイルと；
   ｂ）流体の少なくとも一部に対して透過性を有するフィルタ材料であって、該フィルタ材料は、前記ホイルの前記開口部に一体化されており、且つ前記流体処理エレメントとして機能する、
   請求項１に記載のカートリッジ。
7. 前記フィルタ材料は、上部ホイルと底部ホイルとの間に埋め込まれた中間ホイルの開口部（Ａ’）に配置される、
   請求項６に記載のカートリッジ。
8. 前記フィルタユニットの少なくとも１つのホイルは、少なくとも１つのキャビティを含む、
   請求項６に記載のカートリッジ。
9. 前記フィルタ材料を一方向に押圧するための保持部材を含んでおり、該保持部材は、追加のホイルである、
   請求項６に記載のカートリッジ。
10. 使用中にアクセス可能な前記フィルタ材料の側面は、流体が前記フィルタ材料を完全に覆い且つ付着力のみによって保持される場合に、所定の最小値と最大値との間の範囲の流体量を保持するように設計される、
    請求項６に記載のカートリッジ。
11. 前記フィルタ材料は、前記フィルタ材料へのアクセスを提供するような少なくとも２つの開口部を含むホイルで覆われている、
    請求項６に記載のカートリッジ。
12. キャリアは、流体を収容するための少なくとも１つのキャビティを有しており、該キャビティは、前記フィルタ材料に接続されている、
    請求項６に記載のカートリッジ。
13. 前記キャリアの少なくとも１つのキャビティは、関連するフィルタユニットのホイルによって覆われている、
    請求項６に記載のカートリッジ。
14. 処理前流体システムが、前記流体処理エレメントの第１の側に配置されており、前記処理前流体システムは、流体を導く流入口及び／又は前記流体処理エレメントを通過していない流体を処理するための処理チャンバを含む、
    請求項１に記載のカートリッジ。

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