JP6418581B2 - 流体モジュール、液体を分取するためのデバイス及び方法 - Google Patents

流体モジュール、液体を分取するためのデバイス及び方法 Download PDF

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Description

本発明は、流体モジュール、液体を分取するためのデバイス及び液体を分取(aliquoting)するための方法に関する。実施形態は、並行する空気圧式計量及び分取に関する。
遠心マイクロ流体工学では、液体の処理にロータが使用される。対応するロータは、液体を収集するためのチャンバと、流体を方向づけるためのチャネルを有する。ロータに求心加速度が加わる間、液体は、半径方向の外向きに圧迫され、流体を適宜方向づけることにより半径方向の外側位置に達することができる。遠心マイクロ流体工学は、例えば生命化学の分野において、具体的には、実験室での分析に使用される。遠心マイクロ流体工学は、分注、混合、計量、分取及び遠心分離などの操作に取って代わって、プロセスフローの自動化に助力する。
液体の分取は、1つの試料を用いて相互に独立した幾つかの検出反応(検証反応)を実行するために、具体的には、プロセスチェーンの開始時、その間又は終わりに必要とされる。したがって、遠心マイクロ流体ロータ内で複数の実験室プロセスを完全自動式に平行化するために、分取プロセスは不可欠である。この場合では、ある種の分析方法は、幾つかの分量(aliquots)へ個々の液量を分取することだけでなく、幾つかの異なる液量を分取することをも必要とし、これらの分取された液は、さらなる処理、例えば互いに混合され合うことが必要である。定量的に意義のある分析プロセスは、分量が可能な限り厳密に定められた量である場合にのみ実行することができる。このため、分取ステップもまた各々が、常に、計量ステップと組み合わされなければならない。また、これは、遠心マイクロ流体ロータ内で異なる分取ステップが平行して行われる場合にも当てはまる。
Godinoその他[Lab Chip, 2013, 13, 685−69,図1]は、入口チャネルと出口チャネルとを備える単一の圧縮チャンバを含む計量構造体について記述している。この圧縮チャンバは、半径方向の外向きに広がる(左右)2つのセクションと、半径方向の内向きに広がる1つのセクションから成る。この場合では、左側のセクションに決まった分量を収集することができる。左側のセクションの容量を超える過剰な液量は、左側のセクション内に留まらず、分離もされ得ない。
しかし、決められた液体量を分取するという可能性については、示されていない。さらに、Godinoその他の計量構造体は、圧縮チャンバ内にオーバーフロー構造体を有することから、厳密な上限を有する液量に関してのみ機能する。したがって、計量は、オーバーフローチャンバが満杯でない場合にのみ行われる。さらに、この構造体は、既に述べたように、分取を見込んでいない。加えて、この計量構造体が含む流入チャネルはかなり広いため、計量される容積が導入量に大きく依存する。
また、圧縮チャンバを、水圧抵抗の異なる流体チャネルと組み合わせて利用することも知られている。例えば、Zehnleその他(Lab Chip, 2012, 12, 5142-5145, 図2)は、半径方向の外側の1点から半径方向の内側の1点への、遠心ロータ内における外部補助デバイスを用いない液体ポンピングを示している。しかし、ここに記述されている流体構造では、計量、分取の何れも行うことができない。
US 5,409,665は、終端が半径方向の内向きに延びる遠心マイクロ流体ロータ内部の端空洞を、半径方向の外向きに延びる供給チャネルを介して満たし得る方法を示している。この場合では、端空洞が通気され、充填プロセスの間に端空洞から空気を逃がすことができる。続いて、端空洞より上の上澄み液が、供給チャネル及びサイフォンを介して放出される。
DE 10 2008 003 979 Bは、遠心マイクロ流体ロータ内部の計量チャネルを、半径方向の内向きに延びる供給チャネルを介して満たし得る方法を記述している。計量チャネルの端は、端に位置決めされる端空洞を有する。端空洞は通気されていないことから、計量チャネルが充填される間に計量チャネルから端空洞内へ流れる空気は、逃げることができずに圧縮される。相応の空気圧が計量チャネル内の液体の遠心圧力に対抗する間、存在する上澄みは、供給チャネル内に放出される。続いて、ロータのロータリ周波数を増加することにより、計量チャネル内部に含まれる液体と端空洞内部に含まれる空気との間の液体/気体界面が不安定になり、圧縮気体が端空洞から計量チャネル内部の液相を介して逃げ、前記液相を端空洞へと移送することができる。
US 5,409,665及びDE 10 2008 003 979 Bにおいて、分取された液が端空洞内部に生成される。しかし、分取された液のさらなる流体処理は、不可能である。
したがって、本発明の目的は、液体を分取するための改良された概念を提供することにある。
この目的は、請求項1に記載の流体モジュール、請求項23に記載の液体を分取するためのデバイス、請求項24に記載の液体を分取する方法及び請求項25に記載の流体モジュールによって達成される。
本発明の実施形態は、第1測定チャンバと、第2測定チャンバと、第1測定チャンバへ接続される第1流体入口チャネル及び第2測定チャンバに接続された第2流体入口チャネルと、第1測定チャンバへ接続される第1流体出口チャネル及び第2測定チャンバへ接続される第2流体出口チャネルと、を備える流体モジュールを提供する。当該流体モジュールは、該流体モジュールが回転中心の周りで回転すると、液体が第1流体入口チャネルを介して第1測定チャンバ内へ、第2流体入口チャネルを介して第2測定チャンバ内へ遠心力で移動させられ、第1測定チャンバ内部及び第2測定チャンバ内部に予め存在する圧縮可能な媒体が、第1測定チャンバ内及び第2測定チャンバ内へ移動させられる液体によって圧縮されるように構成される。流体モジュールは、さらに、回転周波数が低減されて圧縮可能な媒体が膨張すると、第1測定チャンバ内に存在する液体の大部分が第1流体出口チャネルを介して第1測定チャンバから移動させられ、第2測定チャンバ内に存在する液体の大部分が第2流体出口チャネルを介して第2測定チャンバから移動させられるように構成されている。
さらなる実施形態は、液体を分取するためのデバイスを提供する。本デバイスは、上述の流体モジュールと、駆動装置と、を備えている。駆動装置は、第1段階において流体モジュールに対し、液体が第1流体入口チャネルを介して第1測定チャンバ内へ、第2流体入口チャネルを介して第2測定チャンバ内へ遠心力で移動させられ、第1測定チャンバ内及び第2測定チャンバ内に予め存在する圧縮可能な媒体が、第1測定チャンバ内及び第2測定チャンバ内へ移動させられる液体によって圧縮されるような回転周波数を与えるように構成されている。駆動装置は、さらに、第2段階において、流体モジュールに与える回転周波数を、回転周波数の低減及びその結果としての圧縮可能な媒体の膨張に起因して、第1測定チャンバ内に存在する液体の大部分が第1流体出口チャネルを介して第1測定チャンバから移動させられ、第2測定チャンバ内に存在する液体の大部分が第2流体出口チャネルを介して第2測定チャンバから移動させられるような程度にまで低減するように構成されている。
さらなる実施形態は、上述の流体モジュールによって液体を分取する方法を提供する。本方法は、流体モジュールに、液体が第1流体入口チャネルを介して第1測定チャンバ内へ、第2流体入口チャネルを介して第2測定チャンバ内へ遠心力で移動させられ、それによって、第1測定チャンバ内及び第2測定チャンバ内に予め存在する圧縮可能な媒体が、第1測定チャンバ内及び第2測定チャンバ内へ移動させられる液体によって圧縮されるような回転周波数を与えるステップを含む。本方法は、さらに、流体モジュールに与える回転周波数を、回転周波数の低減、及びその結果としての圧縮可能な媒体の膨張に起因して、第1測定チャンバ内に存在する液体の大部分が第1流体出口チャネルを介して第1測定チャンバから移動させられ、第2測定チャンバ内に存在する液体の大部分が第2流体出口チャネルを介して第2測定チャンバから移動させられるように低減するステップを含む。
本発明のさらなる実施形態は、流体モジュールを提供する。本流体モジュールは、測定チャンバと、流体排水路を介して測定チャンバへ接続された圧縮チャンバと、測定チャンバへ接続された流体入口チャネルと、測定チャンバへ接続された流体出口チャネルと、を備えている。流体モジュールは、該流体モジュールが回転中心の周りで回転すると、液体が流体入口チャネルを介して測定チャンバ内へ遠心力で移動させられ、液体が測定チャンバから流体排水路を介して圧縮チャンバ内に到達し、測定チャンバ内へ移動させられる液体によって測定チャンバ内部、圧縮チャンバ内部及び流体排水路内部に予め存在している圧縮可能な媒体の圧縮が十分に大きくなり、それによって、回転周波数が低減されて圧縮可能な媒体が膨張すると、測定チャンバ内に存在する液体の大部分が流体出口チャネルを介して測定チャンバから移動させられるように構成される。さらに、流体モジュールは、回転周波数が低減され、その結果として圧縮可能な媒体が膨張すると、測定チャンバ内に存在する液体の大部分が流体出口チャネルを介して測定チャンバから移動させられるように構成される。
実施形態において、流体モジュールは、流体モジュールが回転中心の周りで回転すると、液体が、回転により生じて液体に作用する遠心圧力により、流体入口チャネルを介して測定チャンバ内へ移動させられ、測定チャンバからの液体が流体排水路を介して圧縮チャンバ内に到達し、測定チャンバ内へ移動させられる液体によって測定チャンバ内部、圧縮チャンバ内部及び流体排水路内部に予め存在する圧縮可能な媒体の圧縮により生じる逆圧が十分に大きくなり、回転周波数が低減されて遠心圧力が低減する際に、圧縮可能な媒体が膨張して測定チャンバ内に存在する液体の大部分を流体出口チャネルを介して測定チャンバから移動させるように構成されてもよい。さらに、流体モジュールは、回転周波数が低減されて遠心圧力が低減すると、圧縮可能な媒体が膨張して測定チャンバ内に存在する液体の大部分を流体出口チャネルを介して測定チャンバから移動させるように構成されてもよい。
さらなる実施形態は、液体を分取するためのデバイスを提供する。本デバイスは、上述の流体モジュールと、駆動装置と、を備える。駆動装置は、第1段階において、流体モジュールに、液体が流体入口チャネルを介して測定チャンバ内へ遠心力で移動させられて、測定チャンバからの液体が流体排水路を介して圧縮チャンバ内に到達し、測定チャンバ内へ移動させられる液体により生じる測定チャンバ内部、圧縮チャンバ内部及び流体排水路内部に予め存在する圧縮可能な媒体の圧縮が十分に大きくなるような回転周波数を与え、それによって、回転周波数が低減されて圧縮可能な媒体が膨張したときに、測定チャンバ内に存在する液体の大部分が流体出口チャネルを介して測定チャンバから移動させられるように構成される。さらに、駆動装置は、第2段階において、流体モジュールに与えられる回転周波数を測定チャンバ内に存在する液体の大部分が圧縮可能な媒体の膨張により出口チャネルを介して測定チャンバから移動させられるような方式で低減するように構成され、前記膨張は、回転周波数の低減の結果として生じる。
さらなる実施形態は、上述の流体モジュールによって液体を分取する方法を提供する。本方法は、流体モジュールに、液体が流体入口チャネルを介して測定チャンバ内へ遠心力で移動させられて、測定チャンバからの液体が流体排水路を介して圧縮チャンバ内に到達し、測定チャンバ内へ移動させられる液体により生じる測定チャンバ内部、圧縮チャンバ内部及び流体排水路内部に予め存在する圧縮可能な媒体の圧縮が十分に大きくなるような回転周波数を与えることを含み、それによって、回転周波数が低減されて圧縮可能な媒体が膨張すると、測定チャンバ内に存在する液体の大部分が流体出口チャネルを介して測定チャンバから移動させられる。さらに、本方法は、流体モジュールに与えられる回転周波数を、測定チャンバ内に存在する液体の大部分が圧縮可能な媒体の膨張により出口チャネルを介して測定チャンバから移動させられるように低減することを含み、前記膨張は、回転周波数の低減の結果として生じる。
本発明の実施形態を例示するための略側面図である。 本発明の実施形態を例示するための略側面図である。 本発明の一実施形態による流体モジュールの詳細を示す略平面図である。 本発明の一実施形態による流体モジュールの詳細を示す略平面図である。 本発明の一実施形態による流体モジュールの詳細を示す略平面図である。 本発明の一実施形態による流体モジュールの詳細を示す略平面図である。 本発明の一実施形態による流体モジュールの詳細を示す略平面図である。 本発明の一実施形態による、第1時点における流体モジュール及び流体モジュール内部の液面の詳細を示す略平面図である。 本発明の一実施形態による、第2時点における流体モジュール及び流体モジュール内部の液面の詳細を示す略平面図である。 本発明の一実施形態による、第3の時点における流体モジュール及び流体モジュール内部の液面の詳細を示す略平面図である。 本発明の一実施形態による、第4の時点における流体モジュール及び流体モジュール内部の液面の詳細を示す略平面図である。 本発明の一実施形態による、第5の時点における流体モジュール及び流体モジュール内部の液面の詳細を示す略平面図である。 本発明の一実施形態による、第6の時点における流体モジュール及び流体モジュール内部の液面の詳細を示す略平面図である。 本発明の一実施形態による流体モジュールの詳細を示す略平面図である。 第1時点における、図5に示されている流体モジュール及び流体モジュール内部の液面の部分的詳細を示す略平面図である。 第2時点における、図5に示されている流体モジュール及び流体モジュール内部の液面の部分的詳細を示す略平面図である。 第3の時点における、図5に示されている流体モジュール及び流体モジュール内部の液面の部分的詳細を示す略平面図である。 第4の時点における、図5に示されている流体モジュール及び流体モジュール内部の液面の部分的詳細を示す略平面図である。 第5の時点における、図5に示されている流体モジュール及び流体モジュール内部の液面の部分的詳細を示す略平面図である。 流体モジュールの詳細を示す略平面図である。
次に、添付の図面を参照して、本発明の実施形態をさらに詳しく説明する。
本発明の実施形態に関する以下の説明では、図中の同一の構成要素又は同一の作用を有する構成要素に等しい参照数字を付す。よって、様々な実施形態におけるその説明は、互いに置換可能である。
本発明の実施形態を詳述する前に、まずは、本発明の実施形態が、具体的にはナノリットルからミリリットルの範囲内の液体の処理に関連する遠心マイクロ流体工学の分野において使用されることを指摘しておく。したがって、流体構造のサイズは、対応する液体量の処理に適するマイクロメートルの範囲内であってもよい。流体構造(幾何学的構造体)並びに関連方法は、遠心ロータ内部の液体の計量及び/又は分取に適合するものである。
本明細書において、半径方向という表現が使用される場合、これは、何れの事例においても、流体モジュール及び/又はロータが回転可能な回転中心に対する半径方向を意味する。したがって、遠心力場内部において、回転の中心から離れる半径方向は半径方向に下がり、回転中心へ向かう半径方向は半径方向に上がる。したがって、その始まりがその終わりよりも回転中心に近い流体チャネルは、半径方向に下がっているのに対して、その始まりがその終わりよりも回転中心から遠い流体チャネルは、半径方向に上がっている。
図3及び図4を参照して対応する流体構造を有する流体モジュールの実施形態を詳述する前に、まず、図1及び図2を参照して、発明のデバイスの実施形態について述べる。
図1は、基材12及びカバー14を有する回転体形式の流体モジュール10を備えたデバイス8を示す。基材12及びカバー14は、平面図において円形であってもよい。そして、基材12及びカバー14は中心に開口を備え、その開口を介して回転体10が駆動デバイスの回転部18に通常の締め付け手段16によって取り付けられていてもよい。回転部18は、駆動デバイス20の固定部22上で旋回される。駆動デバイスは、例えば、調節可能な回転速度を有する従来の遠心分離機、CD又はDVDドライブであってもよい。回転体10に異なるロータリ周波数での回転を与えるべく駆動デバイス20を制御するように構成された制御手段24が設けられてもよい。当業者にとって明らかなように、制御手段24は、例えば、適宜プログラムされるコンピューティング手段によって、又は特定用途向け集積回路によって実装されてもよい。制御手段24は、さらに、ユーザ側による手動入力に対し、回転体に必要な回転を生じさせるべく駆動デバイス20を制御するように構成されてもよい。いずれの場合も、制御手段24は、本明細書に記述しているような本発明を実装するために、回転体に必要なロータリ周波数を与えるべく駆動デバイス20を制御するように構成される。駆動デバイス20として、1つの回転方向のみを有する従来の遠心分離機を使用してもよい。
回転体10は、必要な流体構造を有する。必要な流体構造は、カバー14内、基材12内、又は基材12とカバー14内の空洞及びチャネルによって形成されてもよい。実施形態において、例えば、流体構造は、基材12内に形成されてもよいのに対して、フィラ開口及び通気開口は、カバー14内に形成される。
図2に示されている代替実施形態では、流体モジュール32がロータ30内に挿入され、ロータ30と共に回転体10を形成している。流体モジュール32は、各々が基材及びカバーを備えてもよく、これにより、対応する流体構造が形成されてもよい。制御手段24によって制御される駆動デバイス20により、ロータ30及び流体モジュール32によって形成される回転体10に対し回転を与えることができる。
本発明の実施形態において、流体構造を備える流体モジュール及び/又は回転体は、適切な任意の材料、例えば、PMMA(ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、PVC、ポリ塩化ビニル)又はPDMS(ポリジメチルシロキサン)等のプラスチック、ガラスなどで形成されてもよい。回転体10は、遠心マイクロ流体プラットフォームであると考えてもよい。
図3aは、発明の流体モジュール50の詳細を示す平面図であり、流体構造が見えるようにカバーは省略されている。図3aに示されている流体モジュール50は円板形状を有してもよく、それによって、流体構造は回転中心52の周りを回転可能である。円板は、例えば図1及び図2を参照して先に説明したように、駆動デバイスへの取付け用に中央の穴54を備えてもよい。
流体モジュール50の流体構造は、測定チャンバ60と、流体排水路68を介して測定チャンバ60に接続された圧縮チャンバ66と、測定チャンバ60に接続された流体入口チャネル70と、測定チャンバ60に接続された流体出口チャネル72と、を備えていてもよい。
流体モジュール50は、流体モジュール50が回転中心52の周りで回転すると、液体が流体入口チャネル70を介して測定チャンバ60内へ遠心力で移動させられて、測定チャンバ60からの液体が流体排水路68を介して圧縮チャンバ66内に到達し、測定チャンバ60内へ移動させられる液体により生じる測定チャンバ60内部、圧縮チャンバ66内部及び流体排水路68内部に予め存在する圧縮可能な媒体の圧縮が十分に大きくなり、それによって、回転周波数が低減されて圧縮可能な媒体が膨張すると、測定チャンバ60内に存在する液体の大部分が流体出口チャネル72を介して測定チャンバ60から移動させられるように構成されてもよい。この場合において、流体モジュール50は、回転周波数が低減されて圧縮可能な媒体が膨張すると、測定チャンバ60内に存在する液体の大部分が流体出口チャネル72を介して測定チャンバ60から移動させられるように構成されてもよい。
実施形態において、測定チャンバ60、圧縮チャンバ66及び流体排水路68は、流体モジュール50が回転中心52の周りを回転すると、液体が流体入口チャネル70を介して測定チャンバ60内へ遠心力で移動させられて、測定チャンバ60からの液体が流体排水路68を介して圧縮チャンバ66の一部分(例えば、収集エリア)67へ到達し、その位置において、圧縮チャンバ66のこの部分に到達した液体が測定チャンバ60内部に存在する液体から流体的に分離されるように構成されてもよい。
この目的のために、流体排水路68は、測定チャンバ60の半径方向の外側の端より半径方向のさらに内側に配置されてもよい。例えば、流体排水路68は、図3aから分かるように、測定チャンバ60及び/又は圧縮チャンバ66の半径方向の内側の端に配置されてもよい。この場合、測定チャンバ60がまず(完全に)充填されてから、測定チャンバ60からの液体が流体排水路68を介して圧縮チャンバ66の部分67に到達する。
さらに、圧縮チャンバ66の半径方向の外側の端は、測定チャンバ60の半径方向の外側の端より半径方向のさらに外側に配置されていてもよい。
流体モジュール50は、流体モジュール50が回転中心52の周りを回転すると、測定チャンバ60内へ遠心力で移動させられる液体が、測定チャンバ60、圧縮チャンバ66及び流体排水路68の内部に存在する圧縮可能な媒体を取り囲むように構成されてもよい。
充填に先行して、即ち、液体が測定チャンバ60内へ遠心力で移動させられる前に、測定チャンバは、圧縮可能な媒体に加えて(乾燥又は液体)試薬も含んでもよい。言い替えれば、測定チャンバ60は、(乾燥又は液体)試薬も内部に蓄えておいてもよい。
実施形態において、測定チャンバ60は、流体入口62及び流体出口64を備え、流体入口チャネル70は流体入口62を介して測定チャンバ60に接続され、流体出口チャネル72は流体出口64を介して測定チャンバ60に接続されていてもよい。当然ながら、測定チャンバ60は、結合された流体入口/流体出口62、64も備え、流体入口チャネル70及び流体出口チャネル72が、結合された流体入口/流体出口62、64を介して測定チャンバ60に接続されていてもよい。
この場合において、測定チャンバ60の流体出口64は、測定チャンバ60の流体出口64が測定チャンバ60内へ遠心力で移動させられる液体によって閉鎖されるように配置されてもよい。例えば、測定チャンバ60の流体出口64は、可能な一実施形態によって図3aに示されているように、測定チャンバ60の半径方向の外側の端(底)に配置されてもよい。
図3aに示されている実施形態では、測定チャンバの流体入口62も、測定チャンバ60の半径方向の外側の端(底)に配置されている。当然ながら、測定チャンバ60の流体入口62は、測定チャンバ60の半径方向の内側の端(上部)、又は測定チャンバ60の半径方向の内側の端と測定チャンバ60の半径方向の外側の端との間、等の異なる位置にも配置されてもよい。
流体モジュール50は、さらに、流体モジュール50が回転中心52の周りを回転すると、測定チャンバ60内へ遠心力で移動させられる液体の量が、測定チャンバ60による収容可能な量より多く、それによって、測定チャンバ60からの流体が流体排水路68を介して圧縮チャンバ66内に達するように構成されてもよい。
例えば、流体入口チャネル70は、流体モジュール50の入口エリアへ接続されていてもよい。流体モジュール50の入口エリアは、この入口エリアが測定チャンバ60より多い量の液体(液量)を収容できるように構成されてもよい。
当然ながら、流体モジュール50の入口エリアは、流体モジュール50の入口エリア内へ、測定チャンバ60が収容できる量より多い液量を導入し得るようにも構成することができる。例えば、流体モジュール50の入口エリアは液体チャンバへ接続されていてもよく、それによって、流体モジュール50が回転中心52の周りを回転する前、及び/又はそれと同時に、液体チャンバからの液体が流体モジュール50の入口エリア内に到達する。さらに、流体モジュール50の入口エリアは、液体受けとして構成されていても、液体受けへ接続されてもよく、それによって、流体モジュール50が回転中心52の周りを回転する前、及び/又はそれと同時に、液体が液体受けに導入されていてもよい。
測定チャンバ60は、決められた量の液体(液量)を計量するように構成されていてもよい。したがって、測定チャンバ60は、続いて流体出口チャネル72へ接続されるチャンバ内へ例えば流体出口チャネル72を介して移動させられ得る所定の再生可能な液量を収容し得るように構成されていてもよい。
測定チャンバ60、圧縮チャンバ66及び流体排水路68は、測定チャンバ60が計量されるべき液量を受け入れるまで(例えば、測定チャンバ60が(完全に)充填されるまで)、測定チャンバ60からの液体が流体排水路68を介して圧縮チャンバ66の部分67内へ到達しないように構成されていてもよい。したがって、測定チャンバ60が計量されるべき液量を受け入れると、引き続き測定チャンバ60内へ遠心力で移動させられる液体は全て、測定チャンバ60から流体排水路68を介して圧縮チャンバ66の部分67へ流れ込む。したがって、測定チャンバ60内部の充填レベルは変わらない。
測定チャンバ60により計量される液体の量(液量)は、測定チャンバ60と圧縮チャンバ66との間に位置決めされる排水路の1点によって決められてもよい。排水路の点は、例えば、測定チャンバ60内へと開く流体排水路68の口によって、又は流体排水路68の幾何学的形状によって決められてもよい。例えば、流体排水路68は、測定チャンバ60及び圧縮チャンバ66内へと開く流体排水路68の口より半径方向のさらに内側に配置される(即ち、回転の中心からの距離が短い)、測定チャンバ60と圧縮チャンバとの間に位置決めされる少なくとも1つのエリア(排水路の点)を備えるように構成されてもよい。
このように、決められた再生可能な液量は、測定チャンバ60によって計量されてもよい。したがって、液体は、測定チャンバによって分取されるか、又は、言い替えれば、液体の少なくとも1つの分取部分(小部分)は計量され、続いて圧縮可能な媒体の膨張によって、流体出口チャネル72を介して、流体出口チャネル72に接続されたチャンバ内へ移動させられてもよい。
しかしながら、測定チャンバ60により計量される液量の比率、及び流体モジュール50の入口エリア内に含まれ、又は流体モジュール50の入口エリア内へ導入される(計量及び/又は分取されるべき)液量の比率は、整数であっても非整数であってもよいことを指摘しておく。
回転周波数が低減されて圧縮可能な媒体が膨張すると、測定チャンバ60内部に存在する液体が(少なくとも十分に又は圧倒的に)流体出口チャネル72を介して測定チャンバ60から移動させられるように、流体モジュール50は、流体入口チャネル70の流体抵抗が流体出口チャネル72の流体抵抗より大きくなるべく構成されてもよい。当然ながら、流体モジュール50は、測定チャンバ60の流体入口62の流体抵抗が測定チャンバ60の流体出口64の流体抵抗より大きくなるようにも構成されていてもよい。
さらに、流体モジュール50は、回転周波数が低減されて圧縮可能な媒体が膨張すると、測定チャンバ60内に存在する液体が(ほぼ)完全に測定チャンバ60から移動させられるように構成されていてもよい。
この場合では、圧縮可能な媒体が完全に膨張した後であっても、液体の(ごく僅かな)一部は測定チャンバ60内に残る、又はいつまでも残る場合があり、測定チャンバ60から液体が完全には移動させられないが、ほぼ完全な量、例えば少なくとも90%(又は、80%、85%、95%、99%)は移動させられることに留意すべきである。
さらに、液体の(ごく僅かな)一部は、流体入口チャネル70を介して測定チャンバ60から移動させられ得ることにも留意すべきである。この場合では、流体モジュール50は、液体量の大部分、例えば少なくとも90%(又は、80%、85%、95%、99%)が流体出口チャネル72を介して測定チャンバ60から移動させられるように構成されていてもよい。
例えば、流体モジュール50は、回転周波数が低減されると、圧縮チャンバ66に到達している液体が圧縮チャンバ66内に留まり、回転周波数が低減されて圧縮可能な媒体が膨張する際に、測定チャンバ60内に存在する液体が(ほぼ)完全に測定チャンバ60から移動させられるように構成されていてもよい。したがって、圧縮チャンバ66内に留まる液体は、圧縮チャンバ66の容量の一部を占める。したがって、回転周波数が低減されて圧縮可能な媒体が膨張すると、圧縮チャンバ66内で圧縮可能な媒体が利用可能な容量が前より少なくなり、圧縮チャンバ66内に液体が残ることによって生じる圧縮可能な媒体の過剰な容量部分が、流体出口チャネル72を介して測定チャンバ60を出ることで、液体を測定チャンバ60から(ほぼ)完全に移動させることができるだけでなく、この液体を、(流体出口チャネル72の長さが適宜必要な大きさにされていれば)流体出口チャネル72を介して流体出口チャネル72へ接続されるチャンバ内へと(ほぼ)完全に移動させることができる。
図3aから分かるように、流体排水路68は、測定チャンバ60と圧縮チャンバ66とを接続する流体排水路チャネルとして構成されてもよい。流体排水路チャネル68は、例えば、測定チャンバ60の、及び/又は圧縮チャンバ66の外端より半径方向のさらに内側に配置されてもよい。例えば、流体排水路チャネル68は、測定チャンバ60及び/又は圧縮チャンバ68の半径方向の内側の端に配置されてもよい。当然ながら、実施形態によっては、排水路チャネル68は、測定チャンバ60及び/又は圧縮チャンバ66の半径方向の外側の端にも配置することができる。
図3bは、本発明の一実施形態による流体モジュール50の詳細を示す略平面図である。
図3aを参照して既に述べたように、流体モジュール50は、流体入口及び流体出口を有する(第1)測定チャンバ601と、(第1)流体排水路681を介して(第1)測定チャンバ601に接続された(第1)圧縮チャンバ661と、(第1)測定チャンバ601の流体入口に接続された(第1)流体入口チャネル701と、(第1)測定チャンバ601の流体出口に接続された(第1)流体出口チャネル721と、を備えてもよい。
図3bからさらに分かるように、流体モジュール50は、流体入口及び流体出口を有する第2測定チャンバ602と、第2流体排水路682を介して第2測定チャンバ602に接続された第2圧縮チャンバ662と、第2測定チャンバ602の流体入口に接続された第2流体入口チャネル702と、第2測定チャンバ602の流体出口に接続された第2流体出口チャネル722と、を備えてもよい。
概して、流体モジュール50は、流体入口及び流体出口を有する少なくとも1つのさらなる測定チャンバ602〜60nと、少なくとも1つのさらなる流体排水路682〜68nを介して少なくとも1つのさらなる測定チャンバ602〜60nに接続された少なくとも1つのさらなる圧縮チャンバ662〜66nと、少なくとも1つのさらなる測定チャンバ602〜60nの流体入口に接続された少なくとも1つのさらなる流体入口チャネル702〜70nと、少なくとも1つのさらなる測定チャンバ602〜60nの流体出口に接続された少なくとも1つのさらなる流体出口チャネル722〜72nと、を備えていてもよい。
図3bに示されている流体モジュール50は、例示として、2つの測定チャンバ601〜60n(n=2)と、関連の圧縮チャンバ661〜66n(n=2)と、流体排水路681〜68n(n=2)と、流体入口チャネル701〜70n(n=2)と、流体出口チャネル721〜72n(n=2)と、を備えている。当然ながら、流体モジュール50は、n個の測定チャンバ601〜60nと、関連の圧縮チャンバ661〜66nと、流体排水路681〜68nと、流体入口チャネル701〜70nと、流体出口チャネル721〜72nと、を備えていてもよく、nは、1以上の自然数、n≧1、である。
図3aを参照して既に述べた動作モードによれば、流体モジュール50は、流体モジュール50が回転中心52の周りで回転すると、液体が少なくとも1つのさらなる流体入口チャネル702〜70n(n=2)を介して少なくとも1つのさらなる測定チャンバ602〜60n(n=2)内へ遠心力で移動させられて、少なくとも1つのさらなる測定チャンバ602〜60n(n=2)からの液体が少なくとも1つのさらなる流体排水路682〜68n(n=2)を介して少なくとも1つのさらなる圧縮チャンバ662〜66n(n=2)内に到達し、少なくとも1つのさらなる測定チャンバ602〜60n(n=2)内へ移動させられる液体により生じる少なくとも1つのさらなる測定チャンバ602〜60n(n=2)内部、少なくとも1つのさらなる圧縮チャンバ662〜66n(n=2)内部及び少なくとも1つのさらなる流体排水路682〜68n(n=2)内部に予め存在する圧縮可能な媒体の圧縮が十分に大きくなり、回転周波数が低減されて圧縮可能な媒体が膨張する際に、少なくとも1つのさらなる測定チャンバ602〜60n(n=2)内に存在する液体が少なくとも1つのさらなる流体出口チャネル722〜72n(n=2)を介して少なくとも1つのさらなる測定チャンバ602〜60n(n=2)から移動させられるように構成されてもよい。さらに、流体モジュール50は、回転周波数が低減されて圧縮可能な媒体が膨張すると、少なくとも1つのさらなる測定チャンバ602〜60n(n=2)内に存在する液体が少なくとも1つのさらなる流体出口チャネル722〜72n(n=2)を介して少なくとも1つのさらなる測定チャンバ602〜60n(n=2)から移動させられるように構成されてもよい。
実施形態において、流体モジュール50は、流体マニホールド80を備え、流体入口チャネル701及び少なくとも1つのさらなる流体入口チャネル702〜70n(n=2)は、この流体マニホールド80に接続されていてもよい。流体入口チャネル701及び少なくとも1つのさらなる流体入口チャネル702〜70nは、流体マニホールド801から802より高い流体抵抗を含んでいてもよい。
例えば、流体入口チャネル701及び少なくとも1つのさらなる流体入口チャネル702〜70nは、それぞれ流体マニホールド80の少なくとも5倍(又は10倍、15倍、20倍又はそれ以上)高い流体抵抗を有するものであってもよい。
さらに、流体モジュール50は、流体チャネル82を介して流体マニホールド80へ接続される流体入口を備えていてもよい。流体チャネル82は、流体マニホールド80よりも高い流体抵抗を有するものであってもよい。
例えば、流体チャネル82は、流体マニホールド80の少なくとも5倍(又は10倍、15倍、20倍又はこれを超える)高い流体抵抗を有していてもよい。
言い替えれば、充填チャネル(流体入口チャネル701〜70n及び流体マニホールド80)は、低い流体抵抗及び高い流体抵抗を有するエリアに細分されてもよい。この方式では、測定チャンバ(測定空洞)601〜60n(n=2)の均一な充填、並びに流体出口チャネル721〜72n(n=2)によって空になった時点の測定チャンバ(測定空洞)601〜60n(n=2)の流体分離を保証することができる。低い流体抵抗を有するエリアの場合、測定チャンバ60nは、測定チャンバ601と同様の容量を含むことが保証され得る。
図3bから分かるように、流体入口チャネル701〜70n(n=2)は、マニホールド(又は補助チャネル)80を測定チャンバ601〜60nに接続するインフローを形成していてもよい。インフロー701〜70n(n=2)は、高い流体抵抗を有していてもよい。測定チャンバ601〜60n(n=2)のインフロー701〜70n(n=2)を流体チャネル(入口チャネル)82に接続するマニホールド(又は補助チャネル)80は、流体抵抗が低くてもよい。流体チャネル(入口チャネル)82は、充填チャネルを流体入口に接続するものであってもよく、流体チャネル(入口チャネル)82は高い流体抵抗を有するものであってもよい(高抵抗が必須ではない)。
図3cは、本発明の一実施形態による流体モジュール50の詳細を示す略平面図である。
図3cから分かるように、測定チャンバ601は、流体入口621及び流体出口641を備え、流体入口チャネル701は流体入口621を介して測定チャンバ601に接続され、流体出口チャネル721は流体出口641を介して測定チャンバ601に接続されている。
これに対して、測定チャンバ602は、結合された流体入口/流体出口622、642を備え、流体入口チャネル70及び流体出口チャネル72は、結合された流体入口/流体出口622、642を介して測定チャンバ602に接続されている。
この場合において、流体入口チャネル70及び流体出口チャネル72は、結合された流体入口/流体出口62、64へ直接的に接続されていてもよい。即ち、何れの場合も、結合された流体入口/流体出口62、64を介して測定チャンバ60内に直接的に開放されていてもよい。当然ながら、流体入口チャネル70及び流体出口チャネル72は、流体入口/流体出口62、64の上流側で接合されていてもよい。
例えば、流体入口チャネル70及び流体出口チャネル72は、流体チャネル継手(例えば、T型継手又はY型継手)によって接合されていてもよく、流体チャネル継手は、流体入口/流体出口62、64に直接的に接続されている。
さらに、流体入口チャネル70は、結合された流体入口/流体出口62、64に直接的に接続されていてもよい。一方で、流体出口チャネル72は、結合された流体入口/流体出口62、64に流体入口チャネル70を介して接続されている。即ち、流体出口チャネル72は、まず、流体入口チャネル70内へと開放される。
さらに、流体出口チャネル72は、結合された流体入口/流体出口62、64に直接的に接続されていてもよい。一方で、流体入口チャネル70は、結合された流体入口/流体出口62、64に流体出口チャネル72を介して接続されている。即ち、流体入口チャネル70は、まず、流体出口チャネル72内へと開放される。
図3dは、本発明の一実施形態による流体モジュール50の詳細を示す略平面図である。図3dから分かるように、測定チャンバ601〜60n(n=2)及び圧縮チャンバ661〜66n(n=2)は、互いに間近に配置されていてもよく、流体排水路681〜68n(n=2)は、先に示したようなチャネル(例えば、細管)によって形成されるだけでなく、測定チャンバ601〜60n(n=2)と圧縮チャンバ661〜66n(n=2)との間の不連続な隔壁によっても形成されることが可能である。
図3eは、本発明の一実施形態による流体モジュール50の詳細を示す略平面図である。流体モジュール50は、測定チャンバ601と、少なくとも1つのさらなる測定チャンバ602(n=2)と、測定チャンバ601へ接続される流体入口チャネル701と、少なくとも1つのさらなる測定チャンバ602(n=2)に接続された少なくとも1つのさらなる流体入口チャネル702(n=2)と、測定チャンバ601に接続された流体出口チャネル721と、少なくとも1つのさらなる測定チャンバ602(n=2)に接続された少なくとも1つのさらなる流体出口チャネル722(n=2)と、を備えていてもよい。
流体モジュール50は、流体モジュール50が回転中心52の周りで回転すると、液体が流体入口チャネル701を介して測定チャンバ601内へ、少なくとも1つのさらなる流体入口チャネル70n(n=2)を介して少なくとも1つのさらなる測定チャンバ60n(n=2)内へ遠心力で移動させられ、それによって、測定チャンバ601内及び少なくとも1つのさらなる測定チャンバ60n(n=2)内に予め存在する圧縮可能な媒体が、測定チャンバ601内及び少なくとも1つのさらなる測定チャンバ60n(n=2)内へ移動させられる液体によって圧縮されるように構成されていてもよい。流体モジュール50は、さらに、回転周波数が低減されて圧縮可能な媒体が膨張すると、測定チャンバ601内に存在する液体の大部分が流体出口チャネル721を介して測定チャンバ601から移動させられ、少なくとも1つのさらなる測定チャンバ60n(n=2)内に存在する液体の大部分が少なくとも1つのさらなる流体出口チャネル72n(n=2)を介して少なくとも1つのさらなる測定チャンバ60n(n=2)から移動させられるように構成されていてもよい。
図3bに示されている流体モジュール50の動作モードについては、図4a〜図4fを参照して以下にさらに詳しく説明する。図4a〜図4fは、それぞれ異なる6時点における、図3bに示されている流体モジュール50及び流体モジュール50内部の液面を示す略平面図である。しかし、以下の説明が図3a及び図3b〜図3eに示されている流体モジュール50にも当てはまることに留意するものとする。
図4a〜図4fに示されている流体モジュール50は、液体を分取するために使用されてもよい。この場合において、(分取されるべき液体の)個々の量は、高い遠心分離下で計量されてもよく、この方式において、計量されるべき液体により遠心分離下で圧縮されている圧縮された圧縮可能な媒体(例えば、圧縮空気)は、分離されて、流体出口チャネルに接続されたチャンバ(例えば、後続チャンバ)内部へ方向づけられてもよい。
この目的に沿って、液体は、遠心分離下で、流体モジュール50の入口エリアから、異なる測定チャンバ(測定空洞又は計量空洞)601〜60n(n=2)内へ移送される。各測定チャンバ601〜60n(n=2)は、遠心分離下の液体で充填されると、一定量の圧縮可能な媒体(例えば、空気量)が捕捉されて圧縮されるように構成される。したがって、液体は、遠心圧力に等しい空気逆圧が蓄積されるまでの間だけ流れ込むことができる。測定チャンバ601〜60n(n=2)は、通常、流入する液体量が計量されるべき液体量より多いように構成されてもよい。過剰な液体は何れも、測定チャンバ601〜60n(n=2)から排水路ポイントを介して流れ、圧縮チャンバ661〜66n(n=2)内に留まって別の収集エリアを形成する。
排出量が異なれば、圧縮可能な媒体(例えば、空気)の圧縮レベルが異なることに起因して、異なる逆圧が発生する。その結果、流体入口チャネル(充填チャネル)701〜70n(n=2)及び流体出口チャネル(後続空洞へのチャネル)721〜72n(n=2)内部の充填レベルは、導入量に依存する。したがって、可能な限り高レベルの測定精度を達成するためには、適宜狭められる流体入口チャネル701〜70n(n=2)及び流体出口チャネル721〜72n(n=2)内に、可能な限り小さい界面76を生成することが有効である(図4c参照)。理想的には、流体入口チャネル701〜70n(n=2)及び流体出口チャネル721〜72n(n=2)の直径は、測定チャンバ601〜60n(n=2)のサイズ(例えば、直径又は対角線)の5分の1よりも小さくなるべきである。
回転周波数(又は遠心分離速度)が低減すれば、遠心圧力は低下する。圧力低下により、圧縮可能な媒体の圧縮量(例えば、空気量)が膨張し、計量される液体は、測定チャンバ601〜60n(n=2)から、流体入口チャネル701〜70n(n=2)を介して後続チャンバ内へ転送される。こうして転送された液部分(aliquots)は、次に、その容量を決定され、さらなる処理のために用いることができる。
液体は、圧縮チャンバ(収集エリア)661〜66n(n=2)内に留まることから、この計量プロセスの間にポンピングされる液体の量は、圧縮されている圧縮可能な媒体(例えば、空気)の量より少ない。さらに、測定チャンバ601〜60n(n=2)及び流体入口チャネル(充填チャネル)701〜70n(n=2)の幾何学的形状は、圧縮可能な媒体(例えば、空気)が、流体出口チャネル721〜72n(n=2)を介して積極的に逃げるように選択されてもよい。したがって、結果的に、流体出口チャネル721〜72n(n=2)が半径方向の内側を向いているとしても、測定チャンバ601〜60n(n=2)は、完全に空になり得る。
したがって、さらなる何れかの分取構造体との相互作用の結果、幾つかの流体層を必要とすることなく、幾つかの液体を分割端の空洞(split end cavities)に並行して分取する可能性が生じる。既知の分取原理では、チャネル交差が原因となるために、この可能性が極めて限定的である。
流体構造を物理的に製造する場合、転送のための様々なチャネルが全く同一になることはない。その結果、流体入口チャネル701〜70n(n=2)及び流体出口チャネル721〜72n(n=2)の流体抵抗は変わり、排出に関して不精確さが生じる。この不精確さを最小限に抑えるためには、測定チャンバ601〜60n(n=2)間の流体連通を減らすこと、又はこれを最小化することも有効である。これは、例えば、液体の転送/液体の方向づけのために、流体入口チャネル(充填チャネル)701〜70n(n=2)が、流体出口チャネル721〜72n(n=2)よりも実質的に高い流体抵抗を有するということによって達成されてもよい。
以下、異なる6時点における流体モジュール50内部の液面を示す図4aから図4fまでを参照して、流体モジュール50の動作モードについてさらに詳しく説明する。
流体モジュール50には、第1段階(図4aから図4cまで)で、例えば図1及び図2を参照して述べた駆動デバイス20によって第1回転周波数f1が与えられる一方、流体モジュール50には、第2段階(図4dから図4fまで)で第2回転周波数f2が与えられる。第2回転周波数f2は、第1回転周波数f1より少なく、f1>f2である。
図4aは、第1時点における流体モジュール50及び流体モジュール50内部の液面を示す略平面図である。第1時点において、流体モジュール50には第1回転周波数f1が与えられ、これによって、例えば流体モジュール50の入口エリア内部に存在する液体、又は流体モジュール50の入口エリアに導入される液体が、例えば流体モジュール50の入口エリアへ接続される流体入口チャネル701〜70n(n=2)を介して測定チャンバ601〜60n(n=2)へ向かって遠心力で移動させられ、その結果、図4aに示された液面が生じる。
図4bは、第2時点における流体モジュール50及び流体モジュール50内部の液面を示す略平面図である。第2時点において、流体モジュール50には引き続き第1回転周波数f1が与えられ、これによって液体が流体入口チャネル701〜70n(n=2)を介して測定チャンバ601〜60n(n=2)内へ遠心力で移動させられ、測定チャンバ601〜60n(n=2)内部の液面は、図4aに示されている液面より上がっている。
このプロセスでは、図4bから分かるように、測定チャンバ601〜60n(n=2)内部、流体排水路681〜68n(n=2)内部及び圧縮チャンバ621〜62n(n=2)内部に予め存在する圧縮可能な媒体が、測定チャンバ601〜60n(n=2)内へ遠心力で移動させられる液体により捕捉されて圧縮され、これによって圧縮可能な媒体の圧力が上昇する。言い替えれば、圧縮可能な媒体が利用可能な容量は、測定チャンバ601〜60n(n=2)内へ遠心力で移動させられる液量の分だけ低減し、その結果、圧縮可能な媒体の圧力が上昇する。
図4cは、第3の時点における、流体モジュール50及び流体モジュール50内部の液面を示す略平面図である。第3の時点において、流体モジュール50には引き続き第1回転周波数f1が与えられ、これによって液体が流体入口チャネル701〜70n(n=2)を介して測定チャンバ601〜60n(n=2)内へ遠心力で移動させられ続け、この第3の時点までに、測定チャンバ601〜60n(n=2)内部の液面が排水路ポイントまで上昇し、測定チャンバ601〜60n(n=2)からの液体が流体排水路681〜68n(n=2)を介して圧縮チャンバ661〜66n(n=2)内へ到達している。
図4bに比較すると、図4cでは、圧縮可能な媒体が利用可能な容量が、測定チャンバ601〜60n(n=2)内へ遠心力で移動させられる液量の分だけさらに低減して圧縮チャンバ661〜66n(n=2)の一部に広がっているだけであり、結果として、圧縮可能な媒体の圧力は、図4bよりもさらに上昇する。
図4dは、第4の時点における、流体モジュール50及び流体モジュール50内部の液面を示す略平面図である。第3の時点から第4の時点までに、流体モジュール50に与えられる回転周波数は、第1回転周波数f1から第2回転周波数f2に低減され、その結果、圧縮可能な媒体が膨張し、測定チャンバ601〜60n(n=2)内部に存在する液体は、流体出口チャネル721〜72n(n=2)を介して測定チャンバ601〜60n(n=2)から移動させられ、一方で、圧縮チャンバ661〜66n(n=2)内へ先に到達していた液体は圧縮チャンバ661〜66n(n=2)内部に留まる。
図4eは、第5の時点における、流体モジュール50及び流体モジュール50内部の液面を示す略平面図である。この第5の時点では、流体モジュール50に引き続き第2回転周波数f2が与えられて圧縮可能な媒体がさらに膨張し、測定チャンバ601〜60n(n=2)内に存在する液体は、流体出口チャネル721〜72n(n=2)を介して測定チャンバ601〜60n(n=2)から(ほぼ)完全に移動させられる。
図4fは、第6の時点における、流体モジュール50及び流体モジュール50内部に存在する液面を示す略平面図である。この第6の時点では、流体モジュール50に引き続き第2回転周波数f2が与えられる。圧縮チャンバ661〜66n(n=2)内に液体が留まっていることに起因して、圧縮可能な媒体はさらに膨張し、流体出口チャネル721〜72n(n=2)を介して液体が測定チャンバ601〜60n(n=2)から(ほぼ)完全に移動させられ得るだけでなく、(流体出口チャネル721〜72n(n=2)の長さが適切に構成されることを条件として)流体出口チャネル721〜72n(n=2)と接続される下流側のチャンバ内へも(ほぼ)完全に移動させられる場合がある。
言い替えれば、圧縮チャンバ661〜66n(n=2)内に留まる液量に起因して、測定チャンバ601〜60n(n=2)内部で計量される液量は、圧縮可能な媒体の膨張によって、流体出口チャネル721〜72n(n=2)へ接続される下流側のチャンバ内へ(ほぼ)完全に移動させられてもよい。
このように、図4aから図4fに示されているような流体モジュール50は、遠心分離下で充填することができる(図4a参照)。第1液量が測定チャンバ601〜60n(n=2)へ流れ込むと、密閉して捕捉された容積Vの圧縮可能な媒体(例えば、空気量)が圧縮される(図4b参照)。過剰な液体は全て、流体排水路681〜68n(n=2)を介して、測定チャンバ601〜60n(n=2)から圧縮チャンバ(例えば、収集空洞)661〜66n(n=2)へ流れ込む(図4c参照)。回転周波数(回転速度)が低減されると、圧縮可能な媒体(例えば、捕捉空気)の圧縮が緩まり、液体が、流体出口チャネル721〜72n(n=2)を介して後続チャンバ内へ転送される(図4d及び図4e参照)。圧縮チャンバ661〜66n(n=2)内に留まる液体に起因して、第5の時点でも、圧縮チャンバ661〜66n(n=2)内にはまだ過剰圧力が残る。その結果、流体出口チャネル721〜72n(n=2)内に液量が残っていても、後続のチャンバ(又は、空洞)内へ移送することができる。
図5は、本発明の一実施形態による流体モジュール100の詳細を示す略平面図である。図5に示されている流体モジュール50は、8個の測定チャンバ601〜60n(n=8)と、それらに対応する圧縮チャンバ661〜66n(n=8)、流体排水路681〜68n(n=8)、流体入口チャネル701〜70n(n=8)、及び流体出口チャネル721〜72n(n=8)と、を備えている。
8個の測定チャンバ601〜60n(n=8)は、前半の測定チャンバ601〜604と、後半の測定チャンバ605〜608とに細分され、前半の測定チャンバ601〜604は、後半の測定チャンバ605〜608より半径方向のさらに内側に配置されている。
前半の測定チャンバ601〜604の流体入口チャネル701〜704は、第1マニホールド801及び第1半径方向に延びるチャネル821を介して流体モジュール50の第1入口エリア841に接続され、一方で、後半の測定チャンバ605〜608の流体入口チャネル705〜708は、第2マニホールド802及び第2半径方向に延びるチャネル822を介して流体モジュール50の第2入口エリア842に接続されている。
前半の測定チャンバ601〜604の各流体出口チャネル701〜704は、後半の測定チャンバ605〜608の各流体出口チャネル705〜708と一緒に、(下流側の)チャンバ861〜864に接続されている。
詳細に言えば、第1流体出口チャネル721及び第5の流体出口チャネル725が第1(下流側)チャンバ861に接続され、第2流体出口チャネル722及び第6の流体出口チャネル726が第2(下流側)チャンバ862に接続され、第3の流体出口チャネル723及び第7の流体出口チャネル727が第3の(下流側)チャンバ863に接続され、第4の流体出口チャネル724及び第8の流体出口チャネル728が第4の(下流側)チャンバ864に接続されている。
例えば、流体モジュール50は、第1液体が第1入口エリア841へ導入され、第2液体が第2入口エリア842に導入され、回転周波数が低減して圧縮可能な媒体が(下流側の)チャンバ861〜864内へ膨張すると、第1液体の一部(aliquot)及び第2液体の一部(aliquot)がそれぞれ遠心力で移動させられることで、液体を混合するために使用されてもよい。
以下、異なる5時点における流体モジュール50内部の液面を示す図6aから図6eまでによって、図5に示されている流体モジュール50の動作モードをさらに詳しく説明する。
図6aは、第1時点における、流体モジュール50及び流体モジュール50内部の液面の部分的詳細を示す略平面図である。この第1時点において、流体モジュール50には、第1回転周波数f1(例えば、f1=90Hz)が与えられる。
図6bは、第2時点における、流体モジュール50及び流体モジュール50内部の液面の部分的詳細を示す略平面図である。第2時点において、流体モジュール50には、引き続き第1回転周波数f1が与えられ、これによって液体が測定チャンバ601〜604内へ流体入口チャネル701〜704を介して遠心力で移動させられ、その結果、図4bに示されている液面になる。
図6cは、第3時点における、流体モジュール50及び流体モジュール50内部の液面の部分的詳細を示す略平面図である。第3の時点において、液体モジュール50には、引き続き第1回転周波数f1が与えられ、これにより、液体が測定チャンバ601〜604内へ流体入口チャネル701〜704を介して遠心力で移動させられ続け、この第3時点までに、液体が、測定チャンバ601〜604から流体排水路681〜684を介して圧縮チャンバ661〜664内に既に到達している。
図6dは、第4時点における、流体モジュール50及び流体モジュール50内部の液面の部分的詳細を示す略平面図である。第3時点から第4時点までに、流体モジュール50に与えられる回転周波数は、第1回転周波数f1(例えば、f1=90Hz)から第2回転周波数f2(例えば、f2=15Hz)に低減され、その結果、圧縮可能な媒体が膨張し、測定チャンバ601〜604内部に存在する液体が、測定チャンバ601〜604から流体出口チャネル721〜724を介して移動させられ、一方で、圧縮チャンバ661〜664内へ先に到達した液体は、圧縮チャンバ661〜664内部に留まる。
図6eは、第5時点における、流体モジュール50及び流体モジュール50内部の液面の部分的詳細を示す略平面図である。この第5時点では、流体モジュール50に引き続き第2回転周波数f2が与えられ、これにより、圧縮可能な媒体は、測定チャンバ601〜60n(n=2)内に存在する液体が流体出口チャネル721〜724を介して測定チャンバ601〜604から(ほぼ)完全に移動させられる程度にまで膨張している。
言い替えれば、図6aから図6dまでは、分取プロセスの例示的な過程を示している。例えば90Hzである高い回転周波数(遠心分離)の下では、第1液体は、マニホールド801を介して、入口エリア841から、半径方向の外側へと延びるチャネル821を経て約5μlの容量を有する4つの測定チャンバ601〜604内へ流れる。
測定チャンバ601〜604へ繋がる流体入口チャネル701〜704は、測定チャンバ601〜604の上端で開始するように構成されてもよい(必須ではない)。流体出口チャネル721〜724は、流入する液体の第1部分によって密閉される。したがって、さらに流入する液体は、圧縮チャンバ(圧力チャンバ)661〜664内部の捕捉された圧縮可能な媒体(例えば、気体量)を(少なくとも部分的に)圧縮する(図6b参照)。
液体は、入口エリア841が完全に空になるまで流れ続ける。測定チャンバ601から604にはそれぞれ、圧縮チャンバ(圧力チャンバ)661〜664が接続されていて、決められた量の圧縮可能な媒体(例えば、空気量)がこれらに捕捉される。過剰な液体は、入口エリア841が空になるまで、それぞれの圧縮チャンバ(圧力チャンバ)661〜664の排水エリアに流れ込み続ける(必須ではない)。これで、遠心力と空気逆圧との間の平衡が達成される。
ロータリ周波数が低減されれば、圧縮チャンバ(圧力チャンバ206)内部の捕捉された圧縮可能な媒体(例えば、空気量)は、低下した遠心圧力の下で膨張する。その結果、半径方向に延びるチャネル821の内部、及び例えばサイフォンとして構成され得る流体流出チャネル721〜724の内部の液体カラムが増大する。特定の充填高さから、充填レベルは、サイフォン721〜724の頂を超え、液体が運搬されていく。遠心力及び過剰圧力によって、測定チャンバ601〜604からチャンバ861〜864内へ液体が完全に移送される。
流体入口チャネル(充填チャネル)701〜704が測定チャンバ601〜604の上端から始まることにより、液体が流体入口チャネル701〜704の内部に留まり、測定チャンバ601〜604へ分散されない。
分取プロセスの精度は、流体入口チャネル701〜704及び流体出口チャネル721〜724が測定チャンバ601〜604より小さい場合に特に高くなる。測定の不精確さは、例えば、投入量、製造公差、他等の異なる開始条件が、結果的に計量ステップの間の充填レベルを相違させる、という事実に起因して生じる。その結果、計量精度は、流体入口チャネル701〜704及び流体出口チャネル721〜724のサイズに直接的に相関される。この場合では、サイズが小さいほど、より精確な計量になる。
さらなる測定エラーは、測定チャンバ(測定空洞)601〜604を空にする間に生じる。測定チャンバ601〜604間には圧力差が生じ得ることから、測定チャンバ601〜604間に液体交換が存在する場合がある。これを最小限に抑えるために、流体出口チャネル(例えば、サイフォン)721〜724の流体抵抗が、流体入口チャネル701〜704の合計抵抗より遙かに小さくてもよく、一方で、流体入口チャネル(充填チャネル)701〜704が測定チャンバ601〜604の半径方向の内側の位置から開始していてもよい。その結果、測定チャンバ601〜604は、少なくとも所定の排出期間中は流体連通しない。したがって、この時間内に、潜在的圧力差による追加的なエラーは発生しない。
上述の分取概念(半径方向の内側への分取)は、小さい変更を行うことによって、液体を半径方向の外側から半径方向のさらに内側へ分取するために使用することができる(半径方向の外側への分取)。この場合には、サイフォン721〜724が、内側へ繋がる流体出口チャネル725〜728(図5参照)で置換されてもよい。測定チャンバ(分取チャンバ)601〜604のそれぞれの液体導入量は、(事実上)測定チャンバ601〜604の内部に存在する全ての液体及び流体出口チャネル725〜728の内部に存在する全ての液体が、さらに内側に位置する後続チャンバ861〜864内へ移送されるように設定されてもよい。
上述の2つの分取概念(半径方向の内側への分取及び半径方向の外側への分取)を組み合わせることにより、2つの液体を1つの流体層上で分取する分取概念が考案されてもよい。よって、全体構造は、例えば、第1分取構造体(前半の測定チャンバ601〜604)からの分取、及び第2分取構造体(後半の測定チャンバ605〜608)からの分取がそれぞれ、共有のチャンバ(空洞)861〜864内へ移送されるように構成されてもよい。後続のチャンバ(空洞)861〜864は、混合チャンバ861〜864であってもよい。回転軸の周りの外周全体は、潜在的に流体構造用に使用されてもよい。
本明細書に提示している分取概念は、概して、多層式に構造化された円板上での分取にも適する。円板は、充填用の液体が流体層Aを覆って案内され得るように、かつプロセスにおいて潜在的に交差チャネルを越えて方向づけられ得るように構成されてもよい。これで、チャンバは、流体層B上のチャネルを介して空にされる。このチャネルは、サイフォン(例えば、721〜724)及び半径方向の内側に繋がる異なるチャネル(例えば、725〜728)の双方であってもよい。これ以外の分取プロセスは、半径方向の内側への分取に関して述べたように発生する。これは、例えば、半径方向の内側への液体用の分取数が多い(>10)結果、隣接配置されるサイフォン構造体(721〜724)をそれ以上空間効率的に導入することができない場合に実行されるべき自明のプロセスである。さらに、このような構造は、3つ以上の液体が1つのチャンバ(空洞)861〜864内へ分取され次第、効果的になる。流体接続は、測定チャンバ601〜608自体の内部、又はそのために特に設けられる流体開口の内部の何れかで実現されてもよい。各測定チャンバ601〜608に固有の流体開口を装備すること、又は、幾つかの測定チャンバ601〜608が1つの流体開口を共有すること、の何れもが可能である。
本発明の実施形態は、1つの流体層上での2つの液体の同時的な並行分取を可能にする。容量の測定又は計量は、高圧で行われ、毛管力による影響がほとんどない。さらに、実施形態は、液体の計量が高い回転周波数で行われることから、潜在的に高レベルな精度を可能にする。さらに、実施形態は、鋭い縁を必要としない。
既知の分取方法とは異なり、実施形態の計量ステップは、「高い」回転周波数(ロータリ周波数)で実行され、続いて低い回転周波数(ロータリ周波数)に切り替えられる。既知の流体構造とは異なり、本明細書に記述している流体構造は、(測定量の50%を超える)過度の過剰充填においてもなお機能し得る。既知の分取概念とは異なり、本明細書に記述している分取概念は、1つの流体層上での2つの液体の分取及び接続を可能にする。既知の流体構造とは異なり、本明細書に記述している流体構造において、液体は、外部から測定チャンバへ供給されてもよく、さらに、液体には、続いてさらなる処理がなされてもよい。既知の流体構造とは異なり、少なくとも2つの分取は、前記計量チャンバへ(直接的に又はチャネルを介して)接続される排水空洞を有してもよく、これは、例えば、排水空洞内の充填レベルを読み上げることによって単一分取毎に個々の品質管理を実行するために活用されてもよい。既知の流体構造とは異なり、本明細書に記述している流体構造において、測定チャンバは、分取された液部分を転送するために使用されるチャネルより高い流体抵抗によって互いから分離される。
さらなる実施形態は、流体抵抗の高い流体入口チャネル(流体入口)と、流体抵抗の低い流体出口チャネル(流体出口)と、測定チャンバと、圧縮チャンバ(圧力チャンバ)とを備える流体構造を提供し、測定チャンバ及び圧縮チャンバは、流体排水路(流体チャネル)によって分離されている。この流体構造は、流体構造が充填されると、圧縮可能な媒体(例えば、空気量)が捕捉されるように、かつ導入される液量が測定チャンバの容量により包含される量より多く、過剰な液体が流体排水路を介して圧縮チャンバ(圧力チャンバ)へ流れ込んで留まる。回転周波数(ロータリ周波数)が低減されると、決められた量の液体が流体出口チャネル(出口)を介して方向づけられるように構成される。
さらなる実施形態は、幾つかの液部分を分取する流体構造及び方法を提供し、計量ステップは、「高い」回転周波数(ロータリ周波数)で実行され、かつ液体の転送は、低いロータリ周波数で行われる。流体構造は、測定チャンバが充填されると、圧縮可能な媒体(例えば、空気)が圧縮チャンバ内部で圧縮されるように構成されてもよい。さらに、流体構造は、測定チャンバの流体入口の流体抵抗が測定チャンバの流体出口よりも高くなるように構成されていてもよい。さらに、流体構造は、少なくとも2つの液部分が、前記測定チャンバへ(直接的に又はチャネルを介して)接続された排水空洞を備えるように構成されてもよい。さらに、流体構造は、容量を決定する計量ステップの間、測定チャンバより小さいチャネル内にのみメニスカスが存在するように構成されてもよい。さらに、流体構造は、容量を決定する測定チャンバが50%(70%、90%、完全)を超えるレベルまで充填されるように構成されてもよい。さらに、流体構造は、排出の間、圧縮可能な媒体と液体との間の界面(例えば、空気/水界面)が半径方向の内側に変位するように構成されてもよい。さらに、流体構造は、少なくとも1つの測定チャンバが半径方向のさらに内側方向から充填され、かつ半径方向のさらに外側方向へ空にされるように構成されてもよい。
図7は、流体モジュール100の詳細を示す略平面図である。流体モジュール100は、流体入口チャネル102と、流体入口1061〜106i及び流体出口1081〜108iを備える少なくとも1つの測定チャンバ1041〜104iと、少なくとも1つの流体抵抗素子1101〜110iと、排水路112と、を含む。流体入口チャネル102は、流体入口1061〜106iを介して少なくとも1つの測定チャンバ1041〜104iに接続されているとともに、排水路112に接続されている。少なくとも1つの流体抵抗素子1101〜110iは、流体出口1081〜108iを介して少なくとも1つの測定チャンバ1041〜104iに接続されている。流体モジュール100は、流体モジュールが回転中心114の周りを回転することによって遠心圧力が生じると、液体が流体入口チャネル102を介して少なくとも1つの測定チャンバ1041〜104i内へ遠心力で移動させられ、少なくとも1つの流体抵抗素子1101〜110iが、流体入口チャネル102の流体抵抗より高く、かつ流体入口1041〜104iの流体抵抗より高い流体抵抗を含み、少なくとも1つの測定チャンバ1041〜104i内へ移動させられる液量が、少なくとも1つの流体抵抗素子1101〜110iを介して少なくとも1つの測定チャンバ1041〜104iを出る液量より多く、それによって、少なくとも1つの測定チャンバ1041〜104iが充填されて、過剰な液体が排水路112内に到達するように構成されている。流体モジュール100は、さらに、回転周波数が(例えば、少なくとも2倍(又は、3倍、4倍、5倍、7倍、10倍)に)増大されて遠心圧力が高まると、少なくとも1つの測定チャンバ1041〜104i内に存在する液体が、回転周波数が増大される前より高速で、少なくとも1つの可変流体抵抗素子1101〜110iを介して測定チャンバ1041〜104iから移動させられるように構成されてもよい。
少なくとも1つの測定チャンバ1041〜104iの内部に存在する液体を少なくとも1つの測定チャンバ1041〜104iから遠心力で駆動するために、回転周波数を増大する必要がない点は、留意されるものとする。回転周波数を増大させると、遠心圧力が増大するため、少なくとも1つの測定チャンバ1041〜104iの内部に存在する液体をより高速で移動させることが可能である。
さらに、流体モジュール100は、流体入口チャネル102へ接続される入口エリア116を備えてもよい。
流体入口チャネル102の第1部分102aは、入口エリア116へ接続されていてもよく、半径方向のさらに内側から半径方向のさらに外側へ延びていてもよい。少なくとも1つの測定チャンバ1041〜104iが接続され得る流体入口チャネル102の第2部分102bは、横方向へ延びていてもよい(例えば、回転中心114から均一な半径方向距離を有する)。流体入口チャネル102の第3部分102cは、半径方向のさらに内側から半径方向のさらに外側へ延びてもよく、排水路112へ接続されてもよい。
さらに、流体モジュール100は、少なくとも1つの可変流体抵抗素子1101〜110iの出力へ接続される少なくとも1つのさらなるチャンバ1181〜1184を備えていてもよく、少なくとも1つの測定チャンバ1041〜104iは、少なくとも1つの可変流体抵抗素子1101〜110iの入力を介して少なくとも1つの可変流体抵抗素子1101〜110iへ接続されている。
言い替えれば、図7は、入口エリア116と、充填及び排水路チャネル102と、測定チャンバ1041〜104iと、バルブ1101〜110iと、排水路112と、を備える流体モジュール100(計量構造体又は分取構造体)を示していて、バルブ1101〜110iは、完全に閉鎖されず、液体が絶えずこれを通って流れる。
この場合において、バルブ1101〜110iの流れ抵抗は、第1回転周波数f1において、液体が測定チャンバ1041〜104iを充填し、過剰な液体が入口エリア116から排水路チャネル102を介して排水路エリア112内へ排出される速度が、液体がバルブ1101〜110iより下流側の後続チャンバ1181〜118i内へ転送される速度より遙かに高くなるのに十分な高さである。典型的には、液体を分割するプロセスは、液体の転送の少なくとも10倍(又は、これを凌いで100倍)は速くなる。その結果、計量の容量精度は、充填プロセスの間の液体の流れを完全に防止すると思われるバルブ1101〜110iを必要とするまでもなく保証される。
以上、幾つかの態様をデバイスの場合で記述したが、これらの態様が、対応する方法の説明でもあることは理解され、デバイスの1つのブロック又は1つの構造成分は、対応する方法ステップとして、又は方法ステップの1つの特徴としても理解されるべきである。同様に、方法ステップに関連して、又は方法ステップとして記述されている態様は、対応するデバイスの対応するブロック又は詳細若しくは特徴の説明でもある。幾つかの又は全ての方法ステップは、マイクロプロセッサ、プログラム可能なコンピュータ又は電子回路等のハードウェアデバイスによって(又はハードウェアデバイスを使用する間に)実行されてもよい。実施形態によっては、一部の又は幾つかの最も重要な方法ステップは、このようなデバイスによって実行されてもよい。
これまでに述べた実施形態は、本発明の原理を単に例示したものである。他の当業者には、本明細書に記述されている配置及び詳細のあらゆる変更及び変形が認識されることは理解される。よって、本発明は、本明細書において実施形態の説明及び論考により提示されている特定の詳細ではなく、以下の請求の範囲によってのみ限定される。

Claims (24)

  1. 第1測定チャンバ(60)及び第2測定チャンバ(60)と、
    前記第1測定チャンバ(60)に接続された第1流体入口チャネル(70)、及び前記第2測定チャンバ(60)に接続された第2流体入口チャネル(70)と、
    前記第1測定チャンバ(60)に接続された第1流体出口チャネル(72)、及び前記第2測定チャンバ(60)に接続された第2流体出口チャネル(72)と、を備え、
    流体モジュール(50)は液体を分取するするように構成されており、
    当該流体モジュール(50)が回転すると、前記液体が、前記第1流体入口チャネル(70)を介して前記第1測定チャンバ(60)内へ、前記第2流体入口チャネル(70)を介して前記第2測定チャンバ(60)内へ遠心力で導入され、それによって、前記第1測定チャンバ(60)内と前記第2測定チャンバ(60)内に予め存在する圧縮可能な媒体が、前記第1測定チャンバ(60)内及び前記第2測定チャンバ(60)内へ導入される前記液体によって圧縮されるように構成され、
    当該流体モジュールの回転周波数が低減され、その結果として前記圧縮可能な媒体が膨張すると、前記第1測定チャンバ(60)内に存在する前記液体が前記第1流体出口チャネル(72)を介して前記第1測定チャンバ(60)から移動させられ、かつ前記第2測定チャンバ(60)内に存在する前記液体が前記第2流体出口チャネル(72)を介して前記第2測定チャンバ(60)から移動させられ、前記液体の一定分量を得てその一定分量のさらなる流体処理を可能にするように構成されており、
    流体マニホールド(80)を備え、前記第1流体入口チャネル(70)及び前記第2流体入口チャネル(70)が前記流体マニホールド(80)に接続されており、
    前記圧縮可能な媒体は気体である、流体モジュール(50)。
  2. 第1圧縮チャンバ(66)と、第2圧縮チャンバ(66)と、をさらに備え、
    前記第1圧縮チャンバ(66)及び前記第1測定チャンバ(60)は、第1流体排水路(68)を介して互いに接続され、前記第2圧縮チャンバ(66)及び前記第2測定チャンバ(60)は、第2流体排水路(68)を介して互いに接続され、
    当該流体モジュール(50)が回転すると、前記液体が前記第1流体入口チャネル(70)を介して前記第1測定チャンバ(60)内へ、前記第2流体入口チャネル(70)を介して前記第2測定チャンバ(60)内へ遠心力で移動させられ、液体が前記第1測定チャンバ(60)から前記第1流体排水路(68)を介して前記第1圧縮チャンバ(66)の一部内に到達し、その位置で、前記液体が、前記第1測定チャンバ(60)内に存在する前記液体から分離され、かつ前記第2測定チャンバ(60)から前記第2流体排水路(68)を介して前記第2圧縮チャンバ(66)の一部内に到達し、その部分で、前記液体が、前記第2測定チャンバ(60)内に存在する前記液体から分離され、前記第1測定チャンバ(60)内に移動させられる前記液体により生じる前記第1測定チャンバ(60)内部、前記第1圧縮チャンバ(66)内部及び前記第1流体排水路(68)内部に予め存在する圧縮可能な媒体の圧縮、及び前記第2測定チャンバ(60)内へ移動させられる前記液体により生じる前記第2測定チャンバ(60)内部、前記第2圧縮チャンバ(66)内部及び前記第2流体排水路(68)内部に予め存在する圧縮可能な媒体の圧縮が十分に大きくなり、それによって、回転周波数が低減されて前記圧縮可能な媒体が膨張すると、前記第1測定チャンバ(60)内に存在する前記液体が前記第1流体出口チャネル(72)を介して前記第1測定チャンバ(60)から移動させられ、かつ前記第2測定チャンバ(60)内に存在する前記液体が前記第2流体出口チャネル(72)を介して前記第2測定チャンバ(60)から移動させられるように構成されている請求項1に記載の流体モジュール(50)。
  3. 前記第1流体入口チャネル(70)及び前記第2流体入口チャネル(70)の流体抵抗は、その幾何学的配置に起因して、前記第1流体出口チャネル(72)及び前記第2流体出口チャネル(72)の流体抵抗より大きい請求項1又は2に記載の流体モジュール(50)。
  4. 前記第1流体入口チャネル(70)及び前記第2流体入口チャネル(70)の寸法は、前記第1測定チャンバ(60)及び前記第2測定チャンバ(60)の寸法の5分の1よりも小さく、及び/又は、前記第1流体出口チャネル(72)及び前記第2流体出口チャネル(72)の直径は、前記第1測定チャンバ(60)及び前記第2測定チャンバ(60)の直径又は対角線の5分の1よりも小さい請求項1から3のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)。
  5. 当該流体モジュール(50)が回転すると、前記第1測定チャンバ(60)内へ遠心力で移動させられる前記液体が、前記第1測定チャンバ(60)内部、第1圧縮チャンバ(66)内部及び第1流体排水路(68)内部に存在する前記圧縮可能な媒体を取り囲み、かつ前記第2測定チャンバ(60)内へ遠心力で導入される前記液体が、前記第2測定チャンバ(60)内部、第2圧縮チャンバ(66)内部及び第2流体排水路(68)内部に存在する前記圧縮可能な媒体を取り囲むように構成されている請求項2から4のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)。
  6. 当該流体モジュール(50)が回転すると、前記第1測定チャンバ(60)内及び前記第2測定チャンバ(60)内へ遠心力で移動させられる液量が、前記第1測定チャンバ(60)及び前記第2測定チャンバ(60)によって収容可能な液量より多く、それによって、液体が、前記第1測定チャンバ(60)から第1流体排水路(68)を介して第1圧縮チャンバ(66)内へ到達し、かつ前記第2測定チャンバ(60)から第2流体排水路(68)を介して第2圧縮チャンバ(66)内へ到達するように構成されている請求項2から5のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)。
  7. 前記回転周波数が低減され、その結果として前記圧縮可能な媒体が膨張すると、前記圧縮可能な媒体の過剰な容量部分の少なくとも一部が前第1流体出口チャネル(72)を介して前記第1測定チャンバ(60)から排出され、かつ前記第2流体出口チャネル(72)を介して前記第2測定チャンバ(60)から排出されるまでの間、前記第1測定チャンバ(60)内に存在する前記液体が前記第1流体出口チャネル(72)を介して前記第1測定チャンバ(60)から移動させられ、かつ前記第2測定チャンバ(60)内に存在する前記液体が前記第2流体出口チャネル(72)を介して前記第2測定チャンバ(60)から移動させられるように構成されている請求項1から6のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)。
  8. 前記流体モジュール(50)は、前記回転周波数が低減されると、第1圧縮チャンバ(66)内へ到達した前記液体が前記第1圧縮チャンバ(66)内に留まり、かつ第2圧縮チャンバ(66)内に到達した前記液体が前記第2圧縮チャンバ(66)内に留まるように構成されている請求項2から7のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)。
  9. 前記回転周波数が低減されると、前記第1圧縮チャンバ(66)内へ到達した前記液体が前記第1圧縮チャンバ(66)内に留まり、前記第2圧縮チャンバ(66)内に到達した前記液体が前記第2圧縮チャンバ(66)内に留まり、前記回転周波数が低減されて前記圧縮可能な媒体が膨張する際に、前記圧縮可能な媒体の過剰な容量部分の少なくとも一部が前第1流体出口チャネル(72)を介して前記第1測定チャンバ(60)から排出され、かつ前記第2流体出口チャネル(72)を介して前記第2測定チャンバ(60)を出るまでの間、前記第1測定チャンバ(60)内に存在する前記液体が前記第1流体出口チャネル(72)を介して前記第1測定チャンバ(60)から排出され、かつ前記第2測定チャンバ(60)内に存在する前記液体が前記第2流体出口チャネル(72)を介して前記第2測定チャンバ(60)から移動させられるように構成されている請求項8に記載の流体モジュール(50)。
  10. 前記第1及び第2流体入口チャネル(70:70)及び前記第1及び第2流体出口チャネル(72:72)は、前記圧縮可能な媒体が膨張すると、前記第1及び第2圧縮チャンバ(66:66)内部に前記液体が留まることによって生じる前記圧縮可能な媒体の過剰な容量部分の少なくとも70%が、前記第1流体出口チャネル(72)を介して前記第1測定チャンバ(60)から排出され、かつ前記第2流体出口チャネル(72)を介して前記第2測定チャンバ(60)から排出されるように構成されている請求項8又は9に記載の流体モジュール(50)。
  11. 前記回転周波数が低減されて、前記第1圧縮チャンバ(66)内へ到達した前記液体が前記第1圧縮チャンバ(66)内に留まり、前記第2圧縮チャンバ(66)内に到達した前記液体が前記第2圧縮チャンバ(66)内に留まり、前記回転周波数が低減されて前記圧縮可能な媒体が膨張する際に、前記第1測定チャンバ(60)内部に存在する前記液体が、前記第1流体出口チャネル(72)を介して、前記第1流体出口チャネル(72)に接続された第1チャンバ(86)内へ移動させられ、前記第2測定チャンバ(60)内部に存在する前記液体が、前記第2流体出口チャネル(72)を介して、前記第2流体出口チャネル(72)に接続された第2チャンバ(86)内へ移動させられるように構成されている請求項8から10のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)。
  12. 前記第1測定チャンバ(60)及び前記第2測定チャンバ(60)は、各々が液体の量を計量するように構成されている請求項1から11のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)。
  13. 前記第1測定チャンバ(60)及び前記第2測定チャンバ(60)は、各々が液体の量を計量するように構成され、第1流体排水路(68)は前記第1測定チャンバ(60)によって計量される量を規定し、第2流体排水路(68)は前記第2測定チャンバ(60)によって計量される量を規定する請求項2から11のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)。
  14. 前記第1測定チャンバ(60)は第1流体入口(62)及び第1流体出口(64)を備え、前記第2測定チャンバ(60)は第2流体入口(62)及び第2流体出口(64)を備え、前記第1流体入口(62)及び前記第2流体入口(62)は前記第1流体出口(64)及び前記第2流体出口(64)よりも半径方向のさらに内側に配置され、前記第1流体入口チャネル70は前記第1流体入口(62)を介して前記第1測定チャンバ(60)に接続され、前記第2流体入口チャネル(70)は前記第2流体入口(62)を介して前記第2測定チャンバ(60)に接続され、前記第1流体出口チャネル(72)は前記第1流体出口(64)を介して前記第1測定チャンバ(60)に接続され、前記第2流体出口チャネル(72)は前記第2流体出口(64)を介して前記第2測定チャンバ(60)に接続されている請求項2から13のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)。
  15. 前記第1流体出口(64)は前記第1測定チャンバ(60)の外端で半径方向に配置され、前記第2流体出口(64)は前記第2測定チャンバ(60)の外端で半径方向に配置され、及び/又は前記第1流体入口(62)は前記第1測定チャンバ(60)の内端で半径方向に配置され、前記第2流体入口(62)は前記第2測定チャンバ(60)の内端で半径方向に配置されている請求項14に記載の流体モジュール(50)。
  16. 前記第1測定チャンバ(60)は第1の結合された流体入口/流体出口(62:64)を備え、前記第2測定チャンバ(60)は第2の結合された流体入口/流体出口(62:64)を備え、前記第1流体入口チャネル(70)及び前記第1流体出口チャネル(72)は前記第1の結合された流体入口/流体出口(62:64)を介して前記第1測定チャンバ(60)に接続され、前記第2流体入口チャネル(70)及び前記第2流体出口チャネル(72)は前記第2の結合された流体入口/流体出口(62:64)を介して前記第2測定チャンバ(60)に接続されており、前記第1の結合された流体入口/流体出口(62:64)及び前記第2の結合された流体入口/流体出口(62:64)において、それぞれの前記流体出口チャネルがそれぞれの前記流体入口チャネル内に開放されている請求項1から13のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)。
  17. 前記第1流体出口チャネル(72)及び前記第2流体出口チャネル(72)のそれぞれがサイフォンを構成する請求項1から16のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)。
  18. 前記第1流体出口チャネル(72)及び前記第2流体出口チャネル(72)の流体抵抗は、それぞれが前記第1流体入口チャネル(70)及び前記第2流体入口チャネル(72)の流体抵抗の和より小さい請求項1から17のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)。
  19. 前記第1流体入口チャネル(70)及び前記第2流体入口チャネル(70)は、それぞれ前記流体マニホールド(80)より高い流体抵抗を有する請求項1から18のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)。
  20. 流体チャネル(82)を介して前記流体マニホールド(80)へ接続された流体入口84を備え、前記流体チャネル(82)は前記流体マニホールド(80)より高い流体抵抗を有する請求項19に記載の流体モジュール(50)。
  21. 当該流体モジュール(50)が回転すると、第1液体が前記第1測定チャンバ(60)内へ移動させられ、第2液体が前記第2測定チャンバ(60)内へ移動させられるように構成され、前記第1流体出口チャネル(72)及び前記第2流体出口チャネル(72)は混合チャンバ(86:86)へ接続される請求項1から18のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)。
  22. 前記第1測定チャンバ(60)及び第1圧縮チャンバ(66)は、前記第2測定チャンバ(60)及び第2圧縮チャンバ(66:66)より半径方向のさらに内側に配置されている請求項21に記載の流体モジュール(50)。
  23. 液体を分取するためのデバイス(8)であって、
    請求項1から22のいずれか一項に記載の流体モジュール(50)と、
    駆動装置(20)と、を備え、
    前記駆動装置(20)は、第1段階において前記流体モジュール(50)に対し、液体が前記第1流体入口チャネル(70)を介して前記第1測定チャンバ(60)内へ、前記第2流体入口チャネル(70)を介して前記第2測定チャンバ(60)内へ遠心力で移動させられ、それによって前記第1測定チャンバ(60)内及び前記第2測定チャンバ(60)内に予め存在していた圧縮可能な媒体が、前記第1測定チャンバ(60)内及び前記第2測定チャンバ(60)内へ移動させられる前記液体によって圧縮されるような回転周波数を与えるように構成されており、
    前記駆動装置(20)は、第2段階において、前記流体モジュール(50)に与える回転周波数を、前記回転周波数の低減及びその結果としての前記圧縮可能な媒体の膨張に起因して、前記第1測定チャンバ(60)内に存在する前記液体が前記第1流体出口チャネル(72)を介して前記第1測定チャンバ(60)から移動させられ、前記第2測定チャンバ(60)内に存在する前記液体が前記第2流体出口チャネル(72)を介して前記第2測定チャンバ(60)から移動させられる程度にまで低減するように構成されているデバイス(8)。
  24. 請求項1から22のいずれか一項に記載の流体モジュールによって液体を分取する方法であって、
    液体が前記第1流体入口チャネル(70)を介して前記第1測定チャンバ(60)内へ、前記第2流体入口チャネル(70)を介して前記第2測定チャンバ(60)内へ遠心力で移動させられ、それによって前記第1測定チャンバ(60)内部及び前記第2測定チャンバ(60)内部に予め存在していた圧縮可能な媒体が、前記第1測定チャンバ(60)内及び前記第2測定チャンバ(60)内へ移動させられる前記液体によって圧縮されるような回転周波数を、前記流体モジュールに与えるステップと、
    前記流体モジュールに与える前記回転周波数を、前記回転周波数の低減及びその結果としての前記圧縮可能な媒体の膨張に起因して、前記第1測定チャンバ(60)内部に存在する前記液体が前記第1流体出口チャネル(72)を介して前記第1測定チャンバ(60)から移動させられ、前記第2測定チャンバ(60)内に存在する前記液体が前記第2流体出口チャネル(72)を介して前記第2測定チャンバ(60)から移動させられるように低減するステップと、を含む方法。
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