JP7265578B2 - マイクロ流体デバイス、システム、及び方法 - Google Patents

Description

優先権の主張
本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる２０１６年３月１８日に出願された米国特許出願番号第６２／３１０，６４０号への３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§ｌ１９（ｅ）の下での優先権を主張するものである。

［0001］ 本発明は、マイクロ流体力学に関し、より具体的には、マイクロ流体デバイス、システム、及び流体の流れの制御方法に関する。

［0002］ マイクロ流体力学は、小体積の１つ以上の流体、例えば、気体及び／又は液体の取り扱いに関係する。流体の総体積は、例えば、約２５０マイクロリットル以下、例えば、約１２５マイクロリットル以下、約７５マイクロリットル以下、約５０マイクロリットル以下、又は約２５マイクロリットル以下であり得る。

［0003］ 液体サンプル中の少なくとも１つのターゲットの存在を判定するためのマイクロ流体力学の使用が知られている。例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第７，８２４，６１１号及びＰＣＴ／ＵＳ２０１３／０３５５０５は、キャピラリの距離だけ離して配置された少なくとも２つの相対する表面を有し、そのうちの少なくとも１つは、ゾーンへ向かう、ゾーンを通る、又はゾーンから離れる制御された流体移動のためのゾーンにおける流体サンプルからのサンプル中のターゲットリガンドの存在又は量に関係した量の少なくとも１つのターゲットリガンド又はコンジュゲートを固定化することができる、免疫学的アッセイデバイス、アッセイシステム、及びデバイスコンポーネントを開示する。第７，８２４，６１１号特許はさらに、レセプタ及びコンジュゲートなどの試薬と、１つ以上のターゲットの存在を判定するための電気化学デバイス、光学デバイス、電気光学デバイス、又は音響機械的デバイスなどのバイオセンサの使用を開示する。

［0004］ マイクロ流体デバイスは、一般に、マイクロ流体デバイス内に配置されたキャピラリフローチャネルを含み、キャピラリフローチャネルは、近位開口部及び遠位開口部と、近位開口部に配置されたフィルタポケットと、フィルタポケットに対して遠位に配置された混合ウェルと、混合ウェルに対して遠位に配置された試薬を収容する乾燥試薬ゾーンと、乾燥試薬ゾーンに対して遠位に配置されたピンチ領域と、ピンチ領域に対して遠位に配置された検出ゾーンとを備え、フィルタポケット、混合ウェル、乾燥試薬ゾーン、ピンチ領域、及び検出ゾーンは、流体連通している。

［0005］ ある態様では、フィルタポケットは、ヒトの指の穿刺からの血液体積を受け入れるように構成された凹部を有するサンプル入口、フィルタランディング、及び液体サンプルの受け入れ時に空気が排気されることを可能にするように構成されたベントを含む。

［0006］ 他の態様では、フィルタランディングは、フィルタポケットの遠位縁から延びる隆起したプラトーを含む。

［0007］ ある実施形態では、フィルタポケットは、およそ２５から７５マイクロリットルまでの間の総体積の血液を受け入れるように構成することができる。

［0008］ ある実施形態では、フィルタポケットは、およそ１から１０マイクロリットルまでの間の総体積の血液を受け入れるように構成される。

［0009］ 他の実施形態では、フィルタポケットは、血液を含むサンプルの血漿から赤血球を分離するように構成されたフィルタを含む。

［0010］ ある実施形態では、フィルタポケットは、血漿をサンプル入口からフィルタランディングへ誘導するために配置されたキャットウォークストリップをさらに備える。

［0011］ 他の実施形態では、混合ウェルは、長さ、幅、深さを有するボウル形状を有し、ウェルは、濾過された液体サンプルを毛管作用により移動させるように構成される。

［0012］ 他の実施形態では、混合ウェルは、およそ２～６ｍｍの直径及び１２５～２２５μｍの深さを有する。

［0013］ ある態様では、乾燥試薬ゾーンは、試薬ゾーンの床部に置かれる試薬を含み、試薬ゾーンは、乾燥試薬を濾過された液体中で再構成するように構成される。

［0014］ ある態様では、乾燥試薬ゾーンは、サンプルを試薬ゾーンの親水性領域に維持するように構成された、キャピラリフローに垂直な高さを有する疎水性インク壁を含む。

［0015］ ある態様では、乾燥試薬ゾーンは、１～３ｍｍの幅、６～１８ｍｍの長さ、及びおよそ５０～１００μｍの深さを有する。

［0016］ 一態様では、ピンチ領域は、試薬に対して遠位に配置され、濾過された液体は、毛管作用によりピンチ領域を通って検出ゾーンへ移動される。

［0017］ いくつかの態様において、ピンチ領域は、サンプルが試薬と接触するためのインキュベーション時間を増加させ、濾過された液体サンプルを毛管作用により移動させ、これにより、流体の流量を受動的に制御するべく、ローブと共に構成される。ピンチは、およそ１０ｍｍ～７５ｍｍ、例えば１０ｍｍ、１８ｍｍ、３６ｍｍ、４８ｍｍ、又は７５ｍｍの長さを有することができる。ピンチは、およそ１５０μｍ～２５０μｍ、例えば、１５０μｍ、２１５μｍ、又は２５０μｍの幅を有することができる。ピンチは、およそ３３μｍ～８５μｍ、例えば３３μｍ、５０μｍ、７８μｍ、又は８５μｍの深さを有することができる。

［0018］ 特許請求されるマイクロ流体デバイスにおける血漿及び血液の流量は、キャピラリフローチャネル内の位置に応じて１ｎｌ／ｓｅｃから１２０ｎｌ／ｓｅｃまでの間で変えることができる。

［0019］ ある態様では、濾過成分混合ウェルにおける血漿の流量は、およそ８０ｎｌ／ｓｅｃなどの６０～１００ｎｌ／ｓｅｃまでの間とすることができる。濾過成分混合ウェルにおける血液の流量は、およそ４０ｎｌ／ｓｅｃなどの３５から５５ｎｌ／ｓｅｃまでの間とすることができる。

［0020］ 乾燥試薬ゾーンにおける血漿の流量は、およそ６０ｎｌ／ｓｅｃなどの４０から８０ｎｌ／ｓｅｃまでの間とすることができる。乾燥試薬ゾーンにおける血液の流量は、およそ４５ｎｌ／ｓｅｃなどの２５から７０ｎｌ／ｓｅｃまでの間とすることができる。

［0021］ ピンチ領域における血漿の流量は、およそ４．５ｎｌ／ｓｅｃなどの２．５から７ｎｌ／ｓｅｃまでの間とすることができる。ピンチ領域における血液の流量は、およそ３．５ｎｌ／ｓｅｃなどの１ｎｌ／ｓｅｃから１０ｎｌ／ｓｅｃまでの間とすることができる。

［0022］ 検出ゾーンにおける血漿の流量は、およそ１４ｎｌ／ｓｅｃなどの７～２１ｎｌ／ｓｅｃまでの間とすることができる。検出ゾーンにおける血液の流量は、およそ１２ｎｌ／ｓｅｃなどの６～１８ｎｌ／ｓｅｃまでの間とすることができる。

［0023］ いくつかの態様において、ピンチ領域は、サンプルが試薬と接触するためのインキュベーション時間を増加させ、流体の流量を受動的に制御するように構成された、２つ以上のローブを有する。

［0024］ いくつかの態様において、ピンチ領域は、キャピラリフローチャネルの幅の１／２の幅を有する。

［0025］ いくつかの態様において、ピンチ領域は、キャピラリフローチャネルの幅の１／４の幅を有する。

［0026］ いくつかの実施形態では、ピンチ領域は、キャピラリフローチャネルの幅の１／６の幅を有する。

［0027］ いくつかの実施形態では、ピンチ領域は、キャピラリフローチャネルの幅の１／１０の幅を有する。

［0028］ いくつかの態様において、ピンチ領域は、少なくとも５０μｍ、少なくとも７５μｍ、又は少なくとも１００μｍの深さを有する。

［0029］ いくつかの態様において、検出ゾーンは、液体サンプルを受け入れ、液体サンプル中の１つ以上のターゲットの存在を判定するように構成される。

［0030］ いくつかの態様において、検出ゾーンは、特定の分析物と結合し、検出ゾーンを通過する液体が取り込みスポットと確実に十分に接触するようにし、応答を測定するべく信号を提供するように構成された、少なくとも１つの固相取り込みスポットを含む。

［0031］ 他の態様では、マイクロ流体デバイスは、検出ゾーンの長さに沿って直接に配列された２つ以上の固相取り込みスポットを含む。

［0032］ いくつかの態様において、固相取り込みスポットは丸みを帯びている。

［0033］ 他の態様では、固相取り込みスポットは長方形である。

［0034］ いくつかの態様において、固相取り込みスポットは、読取り装置により測定される信号を提供する。

［0035］ いくつかの実施形態では、少なくとも１つの固相取り込みスポットは、制御部として作用する。

［0036］ 他の態様では、読取り装置は走査型蛍光光度計である。

［0037］ 他の態様では、信号は、応答を校正されたモデルと相関させ、応答の強度を測定するソフトウェアにより処理される。

［0038］ 他の態様では、試薬は、検出可能な標識及びターゲットに関するバインダを含むコンジュゲートを含む。

［0039］ ある態様では、検出ゾーンは、ターゲットに関するバインダ又はコンジュゲートとターゲットの複合体を含む。

［0040］ 他の態様では、マイクロ流体デバイスは、検出ゾーンの洗浄中に過剰液体サンプルを保持するように構成された廃液チャネルをさらに備える。

［0041］ 他の態様では、基板の一部は廃液チャネルを覆い、該一部は、流量を増加させ且つ洗浄時間を減少させるべく疎水性インクでプリントされる。

［0042］ 他の態様では、廃液チャネルは、３～７ｍｍの長さ、５０～９０ｍｍの長さ、及びおよそ２５～４０μｍの深さを有する。

［0043］ 他の態様では、チャネルは、上側基板と下側基板との間に配置される。

［0044］ ある態様では、下側基板は、第１の深さを有する第１の部分と、第１の深さよりも小さい第２の深さを有する第２の部分を備える。

［0045］ 他の態様では、第１の深さは、第２の深さよりも少なくとも約１．５～２倍大きい。

［0046］ 他の態様では、第１の深さを有する部分は凸形であり、第２の深さを有する部分は平坦である。

［0047］ 他の態様では、マイクロ流体デバイスは、フィルタの下面と下側基板の上面との間の高さｄ４を有するギャップをさらに備え、高さｄは、フィルタの下面の中央縦軸から下側基板の第１の深さを有する部分の外周に向けて増加する。

［0048］ ある態様では、フィルタの下面の中央部に接触する下側基板の表面の一部は、第１の深さを有する下側基板の一部にある。

［0049］ 他の態様では、フィルタの下面と下側基板の表面との間のギャップの高さは、基板の第１の深さを有する部分の外周から下側基板の第２の深さを有する部分の外周にかけて一定である。

［0050］ 他の態様では、マイクロ流体デバイスは、基板の第２の深さよりも小さい第３の深さを有する部分をさらに備える。

［0051］ 他の態様では、第３の深さは、第２の深さの約半分である。

［0052］ 他の態様では、第１の深さは、混合ウェルの高さにより画定される。

［0053］ 他の態様では、第２の深さは、乾燥試薬ゾーンの高さにより画定される。

［0054］ ある態様では、第３の深さは、検出ゾーンに対して遠位に配置された廃液チャネルの高さにより画定される。

［0055］ 他の態様では、下側基板は、プラトーにより画定される第４の深さをさらに含み、プラトーは、フィルタポケットの凹部の中に配置される。

［0056］ 他の態様では、フィルタポケットは、濾過された液体を毛管作用によりキャピラリチャンバに沿ってキャピラリチャネルの混合ウェルへ移動させるように構成される。

［0057］ 他の実施形態では、混合ウェルは、濾過された液体を毛管作用によりキャピラリチャンバに沿ってキャピラリチャネルのピンチ領域へ移動させるように構成される。

［0058］ ある実施形態では、キャピラリフローチャネルの残りに比べてより大きい深さを有する混合ウェルは、濾過成分の濃縮を抑制し、デバイス間の濾過成分の変動を最小にするように構成される。

［0059］ ある態様では、混合ウェルは、およそ１２５～２００μｍの深さを有する。他の態様では、混合ウェルは、およそ１７５μｍの深さを有する。

［0060］ ある態様では、請求項１に記載のマイクロ流体デバイスは、キャピラリフローチャネルの近位部内に配置される液体サンプルと、液体サンプルは、試薬に対して近位のキャピラリフローチャネル内に配置された気液界面を備え；液体サンプルの気液界面に対して遠位のキャピラリフローチャネル内に配置されたガスと；をさらに備え、その圧力は、液体サンプルがキャピラリチャネルに沿って試薬の方へ前進するのを防ぐのに十分である。

［0061］ ある実施形態では、サンプル中のターゲットを検出するための方法は、マイクロ流体デバイスをマイクロ流体デバイスに関する読取り装置と共に動作可能な関係性に位置決めすることと、マイクロ流体デバイスは、近位開口部及び遠位開口部を備えるキャピラリフローチャネルを備え；サンプルを、キャピラリフローチャネルの近位部にあるフィルタポケットに導入することと、フィルタポケットは、液体サンプルを生成するべくサンプルの液体部分を分離し；液体サンプルを、デバイス間の濾過成分の変動を最小にするべく混合ウェルに通すことと；混合ウェルからの液体サンプルを、乾燥試薬を液体サンプル中で再構成するように構成された乾燥試薬ゾーンに通すことと；乾燥試薬ゾーンからの液体サンプルを、減少した拡散距離でインキュベートするための試薬の付加的な時間をもたらすことによりアッセイの感度を高めるように構成されたピンチ領域に通すことと；ピンチ領域からの液体サンプルを、ターゲットの存在を検出するように構成された検出ゾーンに通すことと；検出ゾーンにおいて固相取り込みスポットと接触させることと；固相取り込みスポットからの信号を読み取ることと；検出ゾーンからの液体サンプルを、検出ゾーンの洗浄からの過剰液体サンプルを保持するように構成された廃液チャネルに通すことを含む。

［0062］ さらに他の実施形態では、マイクロ流体デバイスを製造するための方法は、上側基板と下側基板との間にキャピラリフローチャネルを位置決めすることと、キャピラリフローチャネルは近位開口部及び遠位開口部を備え；キャピラリフローチャネルの近位部にフィルタポケットを接続することと、フィルタポケットは、液体サンプルを生成するべくサンプルの液体部分を分離し、液体サンプルの遠位気液界面に作用するガス圧力が液体サンプルがキャピラリフローチャネルに沿ってさらに前進するのを防ぐまで液体サンプルを毛管流動によりキャピラリフローチャネルの一部のみに沿って前進させるように構成され；混合ウェルをフィルタポケットに対して遠位に位置決めすることと、混合ウェルは、濾過成分の濃縮を抑制し、デバイス間の濾過成分の変動を最小にするように構成され；乾燥試薬ゾーンを混合ウェルに対して遠位に位置決めすることと、乾燥試薬ゾーンは、乾燥試薬を液体サンプル中で再構成するように構成され；ピンチ領域を乾燥試薬ゾーンに対して遠位に位置決めすることと、ピンチ領域は、減少した拡散距離でインキュベートするための試薬の付加的な時間をもたらすことによりアッセイの感度を高めるように構成され；検出ゾーンをピンチ領域に対して遠位に位置決めすることと、検出ゾーンは、ターゲットの存在を検出するように構成され；廃液チャネルを検出ゾーンに対して遠位に位置決めすることと；を含み、廃液チャネルは、検出ゾーンの洗浄からの過剰液体サンプルを保持するように構成され、フィルタポケット、混合ウェル、乾燥試薬ゾーン、ピンチ領域、及び検出ゾーンはすべて流体連通する。

［0063］ さらに他の実施形態では、マイクロ流体デバイスを製造するための方法は、廃液チャネルを覆う上側基板の表面上に疎水性インクをプリントすることを含み、疎水性インクは、流量を増加させ且つ洗浄時間を減少させるように構成される。

［0064］ さらに他の実施形態では、マイクロ流体デバイスはまた、キャピラリフローチャネルの遠位開口部と流体連通するポンプをさらに含むことができる。

［0065］ 他の実施形態では、デバイスは、液体サンプルの少なくとも気液界面が試薬と接触するまで液体サンプルをキャピラリフローチャネルに沿って前進させるのに十分な量だけキャピラリフローチャネルの中のガス圧力を減少させるべくポンプを作動させるように構成された、コントローラをさらに含むことができる。

［0066］ さらに他の実施形態では、読取り装置は、ポンプがキャピラリフローチャネルの遠位開口部から離れる方へ移動した後で、光励起源及び光学検出器を検出ゾーンと光学連通する状態に配置するように構成される。

［0067］ 基板の表面の少なくとも一部は、凸形であってよく、及び／又はテーパしてよい。

［0068］ 上記のフィルタのいずれかにおいて、フィルタの下面と基板の表面との間のギャップは、少なくとも２つの相対する方向に沿ってフィルタの下面の中央部から外周部に向けて増加してよい。相対する方向のそれぞれにおいて、ギャップは、約１０ミクロン、例えば、約１５ミクロン、約２０ミクロンから増加してよい。相対する方向のそれぞれにおいて、ギャップは、約５０ミクロンに、約７５ミクロンに、１００ミクロンに、約２００ミクロンに、約３００ミクロンに、約５００ミクロンに増加してよい。相対する方向のそれぞれにおいて、ギャップは、少なくとも約７５０ミクロン、少なくとも約１５００ミクロン、少なくとも約２０００ミクロンの横方向の距離にわたって増加してよい。相対する方向のそれぞれにおいて、ギャップは、約５０００ミクロン以下、約３０００ミクロン以下、約２５００ミクロン以下の距離にわたって増加してよい。

［0069］ 上記のフィルタのいずれかにおいて、基板の表面の一部は、フィルタの下面の中央部と接触してよい。

［0070］ 上記のフィルタのいずれかにおいて、フィルタは長さ及び幅を有してよく、基板の表面の一部は、フィルタの長さの実質的にすべてに沿ってフィルタの下面の中央部と接触してよい。フィルタの長さは、フィルタの幅の少なくとも約１．２５倍、例えば、少なくとも約１．５倍、少なくとも約２．０倍の大きさであってよい。フィルタの長さは、フィルタの幅とほぼ同じであってよい。フィルタの長さは、少なくとも約２ｍｍ、例えば、少なくとも約３ｍｍ、例えば、少なくとも約５ｍｍ、例えば、少なくとも約７．５ｍｍ、例えば、少なくとも約１０ｍｍであってよい。フィルタの長さは、約１５ｍｍ以下、例えば、約１０ｍｍ以下であってよい。フィルタの幅は、少なくとも約２ｍｍ、例えば、少なくとも約２ｍｍ、例えば、少なくとも約３ｍｍ、例えば、少なくとも約５ｍｍ、例えば、少なくとも約７．５ｍｍ、例えば、少なくとも約１０ｍｍであってよい。フィルタの幅は、約１５ｍｍ以下、例えば、約１０ｍｍ以下、約７．５ｍｍ以下、約５ｍｍ以下であってよい。

［0071］ 基板の表面の一部がフィルタの下面と接触する上記のフィルタのいずれかにおいて、基板の表面は、フィルタの幅の約半分未満、例えばフィルタの幅の約４分の１未満、例えばフィルタの幅の約１／８未満に沿ってフィルタの下面と接触してよい。基板の表面の一部がフィルタの下面と接触する上記のフィルタのいずれかにおいて、基板の表面は、フィルタの長さの少なくとも約半分、例えば、フィルタの長さの少なくとも約３／４、例えば、フィルタの長さの少なくとも約４／５、フィルタの長さの少なくとも約９／１０、例えば、フィルタの長さの実質的にすべてに沿ってフィルタの下面と接触してよい。フィルタの下面と接触する基板の一部は、少なくとも約１ｍｍ、少なくとも約２ｍｍ、少なくとも約５ｍｍ、少なくとも約７．５ｍｍ、少なくとも約１０ｍｍのフィルタの長さに沿ってフィルタと接触してよい。フィルタの下面と接触する基板の一部は、少なくとも約１００ミクロン、少なくとも約２００ミクロン、少なくとも約３００ミクロン、少なくとも約５００ミクロンのフィルタの幅に沿ってフィルタと接触してよい。フィルタの下面と接触する基板の一部は、約１０００ミクロン以下、約７５０ミクロン以下、約５００ミクロン以下のフィルタの幅に沿ってフィルタと接触してよい。

［0072］ 上記のフィルタのいずれかにおいて、基板の表面の一部は、フィルタの第１の寸法に沿って及びフィルタの第２の寸法に沿ってフィルタの下面の中央部と接触してよく、フィルタの第１の寸法に沿って接触する距離は、フィルタの第２の寸法に沿った場合の少なくとも約５倍大きい、少なくとも約７．５倍大きい、少なくとも約１０倍大きくてよく、第１の寸法と第２の寸法は垂直であってよい。

［0073］ 上記のフィルタのいずれかは、フィルタの下面と基板の表面との間のスペースと流体連通する開口部を有するキャピラリフローチャネルをさらに備えてよい。

［0074］ 上記のフィルタのいずれかは、フィルタの下面と基板の表面との間のスペースと流体連通するベントをさらに備えてよい。キャピラリチャネルの開口部とベントは、フィルタの長さ又は幅の実質的にすべてだけ離間されてよい。

上記のフィルタのいずれかは、孔を備えてよく、孔のサイズは、フィルタの上面からフ［0075］ィルタの下面にかけて減少してよい。

［0076］ 上記のフィルタのいずれかは、血液のサンプルから赤血球を分離し、血液のサンプルの液体成分の通過を可能にするように構成されてよい。

［0077］ 上記のフィルタのいずれかにおいて、フィルタの下面は、少なくとも１つの寸法に沿って凸形であってよく又はテーパしてよい。フィルタの下面は、それに沿ってフィルタの下面が基板の表面と接触するフィルタの寸法に垂直な寸法に沿って凸形であってよく又はテーパしてよい。

［0078］ 上記のフィルタのいずれかにおいて、基板の表面の一部は、フィルタの第１の寸法に沿って及びフィルタの第２の寸法に沿ってフィルタの下面の中央部と接触してよく、フィルタの第１の寸法に沿って接触される距離は、フィルタの第２の寸法に沿った場合の少なくとも約５倍、例えば、少なくとも約７．５倍、例えば、少なくとも約１０倍大きくてよく、第１の寸法と第２の寸法は垂直であってよく、さらに、フィルタの下面は、フィルタの第２の寸法に沿って凸形であってよく又はテーパしてよい。

［0079］ ある実施形態では、患者サンプル中の心筋トロポニンの存在又は欠如を判定するための方法は、存在する場合、トロポニンの結合パートナー及び検出可能な分子を含む標識でトロポニンを標識することと、ハンドヘルドアッセイにおける標識の存在又は欠如を判定することによりサンプル中のトロポニンを検出することとを含み、標識の存在の検出は、サンプル中のトロポニンの存在を示し、アッセイは、正規基準母集団の９９^ｔｈパーセンタイルで約１０％未満の変動係数を有する。

［0080］ 他の実施形態では、患者サンプル中の心筋トロポニンの存在又は欠如を判定するための方法は、存在する場合、トロポニンの結合パートナー及び検出可能な分子を含む標識でトロポニンを標識することと、ハンドヘルドアッセイにおける標識の存在又は欠如を判定することによりサンプル中のトロポニンを検出することとを含み、標識の存在の検出は、サンプル中のトロポニンの存在を示し、アッセイは、約２０％未満の変動係数と共に約３ｐｇ／ｍＬの定量限界を有する。

［0081］ トロポニンは、心筋トロポニンＩ（ｃＴｎＩ）とすることができる。トロポニンは、心筋トロポニンＴ（ｃＴｎＴ）とすることができる。ある実施形態では、トロポニンは、ｃＴｎＩとｃＴｎＴの複合体とすることができる。

［0082］ ある実施形態では、結合パートナーは、トロポニンに特異的な抗体を含む。

［0083］ ある実施形態では、患者サンプルは、血液、血清、又は血漿サンプルである。サンプルは、血液及び血漿サンプルとすることもできる。

［0084］ ある実施形態では、ハンドヘルドアッセイにおける標識の存在又は欠如は、患者サンプルをアッセイに適用する際の１８分以下又は１６分以下などの２０分以内に判定することができる。

［0085］ ある実施形態では、サンプル中のトロポニンは、マイクロ流体デバイスを含むハンドヘルドアッセイにおける標識の存在又は欠如を判定することにより検出することができる。

［0086］ 他の実施形態では、サンプル中のトロポニンは、特許請求されるマイクロ流体デバイスを含むハンドヘルドアッセイにおける標識の存在又は欠如を判定することにより検出することができる。

［0087］マイクロ流体デバイスの斜視上面図である。 ［0088］フィルタポケットをさらに示すマイクロ流体デバイスの斜視上面図である。 ［0089］乾燥試薬ゾーンをさらに示すマイクロ流体デバイスの斜視上面図である。 ［0090］診断レーン又は検出ゾーンをさらに示すマイクロ流体デバイスの斜視上面図である。 ［0091］廃液チャネルをさらに示すマイクロ流体デバイスの斜視上面図である。 ［0092］温度可変蛍光をさらに示すマイクロ流体デバイスの斜視上面図である。 ［0093］図１Ａの斜視図からの図１Ａのマイクロ流体デバイスの拡大図である。 ［0094］図１Ａのフィルタポケットのさらなる拡大図である。 ［0095］キャットウォーク及びフィルタランディングを示す図１Ａ及び図２の斜視図からの図１Ａのフィルタポケットのさらなる拡大図である。 ［0096］図７に示された断面に沿って見た図１Ａのマイクロ流体デバイスのフィルタポケットを通る拡大斜視断面図である。 ［0097］図４Ａの斜視図からの図７に示された断面に沿って見た図１Ａのマイクロ流体デバイスのフィルタポケットを通るさらなる拡大斜視断面図である。 ［0098］図７に示された断面に沿って見た図１のマイクロ流体デバイスのフィルタポケットを通る断面図である。 ［0099］図７に示された断面に沿って見た図１Ａのマイクロ流体デバイスのフィルタポケットを通る拡大斜視断面図である。 ［0100］図６Ａの斜視図からの図７に示された断面に沿って見た図１Ａのマイクロ流体デバイスのフィルタポケットを通るさらなる拡大斜視断面図である。 ［0101］図４Ａ、図４Ｂ、図５、図６Ａ、及び図６Ｂの断面を示すこと以外は図１Ａと同一である。 ［0102］サンプルフィルタが除去されている、図１Ａのマイクロ流体デバイスの斜視上面図である。 ［0103］下側基板の上面とフィルタの下面の第１及び第２のジャンクションとの間のギャップの高さｄ４を示す図１Ａのマイクロ流体デバイスの拡大図である。 ［0104］サンプルフィルタが除去されており、デバイスの疎水性の部分を示す、図１Ａのマイクロ流体デバイスのさらなる拡大図である。 ［0105］サンプルフィルタが除去されており、上側基板が除去されている、図１Ａのマイクロ流体デバイスの斜視上面図である。 ［0106］図１１のようにサンプルフィルタ及び上側基板が除去されている、図１Ａのマイクロ流体デバイスの拡大図である。 ［0107］図１のマイクロ流体デバイスの上側基板の下側の斜視図である。 ［0108］図１３に示された上側基板の下側の拡大図である。 ［0109］液体サンプルの導入後の第１の状態にあるが、図５のように上部基板が除去されている、図１Ａのマイクロ流体デバイスの上面図である。 ［0110］液体サンプルの導入後の第１の状態にあるが、図５のように上部基板が除去されており、ポンプをさらに示す、図１Ａのマイクロ流体デバイスの上面図である。 ［0111］マイクロ流体デバイスでの異なる製造バッチの範囲にわたる向上したアッセイ性能を示す図である。 ［0112］マイクロ流体デバイスでの異なる製造バッチの範囲にわたる向上した性能を示す図である。 ［0113］マイクロ流体デバイスでの異なる製造バッチの範囲にわたる向上した性能を示す図である。

［0114］ 図１Ａ～図７を参照すると、マイクロ流体デバイス２０は、液体サンプル中に存在する１つ以上のターゲットの判定のために液体サンプルを受け入れるように構成される。マイクロ流体デバイス２０は、下側基板面２１及び上側基板面２３で形成され、それらの間に、近位開口部２７と、キャピラリチャネル２５の遠位部３０に隣接して配置されたベント２９とを有する、キャピラリフローチャネル２５が画定される。キャピラリフローチャネル２５内に試薬ゾーン４１及び検出ゾーン４３が配置される。マイクロ流体デバイス２０は、上側基板２３を通るサンプル導入ポート３１をさらに含む。ポート３１を介してマイクロ流体デバイスに液体サンプルが導入される。

［0115］ マイクロ流体デバイスは、キャピラリフローチャネルを通る流体の流量を受動的に制御するように設計されたコンポーネントと共に構成される。

［0116］ 本出願は、２０１７年３月７日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ２０１７／０２１２１１の主題を参照により組み込んでいる。

［0117］ マイクロ流体システムは、下面及び上面を有する基板と、その上面とその下面との間に配置され、近位開口部及び遠位開口部を備えるキャピラリフローチャネルと、キャピラリフローチャネルの近位部と流体連通するフィルタランディング及び液体サンプルの受け入れ時に空気が排気されることを可能にするように構成されたフィルタポケットベントを有するフィルタポケットと、フィルタポケットに対して遠位に配置された混合ウェルと、混合ウェルに対して遠位に配置された試薬ゾーンの床部上に試薬を備える乾燥試薬ゾーンと、乾燥試薬ゾーンに対して遠位に配置されたピンチ領域と、ピンチ領域に対して遠位に配置された検出ゾーンと、キャピラリフローチャネルを受け入れ、液体サンプル中の１つ以上のターゲットの存在を判定するように構成された読取り装置と、を備え、フィルタポケット、混合ウェル、乾燥試薬ゾーン、ピンチ領域、及び検出ゾーンは、流体連通している。

［0118］ マイクロ流体システムは、キャピラリフローチャネルの近位部内に配置される液体サンプルであって、試薬に対して近位のキャピラリフローチャネル内に配置された気液界面を備えた液体サンプルと、液体サンプルの気液界面に対して遠位のキャピラリフローチャネル内に配置されたガスと、をさらに含むことができ、その圧力は、液体サンプルがキャピラリチャネルに沿って試薬の方へ前進するのを防ぐのに十分である。

［0119］ サンプル中のターゲットを検出するための方法は、近位開口部及び遠位開口部を有するキャピラリフローチャネルを備えたマイクロ流体デバイスをマイクロ流体デバイスに関する読取り装置と共に動作可能な関係性に位置決めすることと、キャピラリフローチャネルの近位部にあるフィルタポケットであって、液体サンプルを生成するべくサンプルの液体部分を分離し、液体サンプルの遠位気液界面に作用するガス圧力が液体サンプルがキャピラリフローチャネルに沿ってさらに前進するのを防ぐまで液体サンプルを毛管流動によりキャピラリフローチャネルの一部のみに沿って前進させるフィルタポケットにサンプルを導入することと、デバイス間の濾過成分の変動を最小にするべく液体サンプルを混合ウェルに通すことと、混合ウェルからの液体サンプルを、乾燥試薬を液体サンプル中で再構成するように構成された乾燥試薬ゾーンに通すことと、乾燥試薬ゾーンからの液体サンプルを、減少した拡散距離でインキュベートするための試薬の付加的な時間をもたらすことによりアッセイの感度を高めるように構成されたピンチ領域に通すことと、ピンチ領域からの液体サンプルを、ターゲットの存在を検出するように構成された検出ゾーンに通すことと、検出ゾーンからの液体サンプルを、検出ゾーンの洗浄からの過剰液体サンプルを保持するように構成された廃液チャネルに通すこと、を含むことができる。

［0120］ マイクロ流体デバイスを製造するための方法は、近位開口部及び遠位開口部を有するキャピラリフローチャネルを基板内に位置決めすることと、キャピラリフローチャネルの近位部にフィルタポケットを接続することであって、フィルタポケットは、液体サンプルを生成するべくサンプルの液体部分を分離し、液体サンプルの遠位気液界面に作用するガス圧力が液体サンプルがキャピラリフローチャネルに沿ってさらに前進するのを防ぐまで液体サンプルを毛管流動によりキャピラリフローチャネルの一部のみに沿って前進させるように構成された、フィルタポケットを接続することと、濾過成分の濃縮を抑制し、デバイス間の濾過成分の変動を最小にするように構成された混合ウェルを、フィルタポケットに対して遠位に位置決めすることと、乾燥試薬を液体サンプル中で再構成するように構成された乾燥試薬ゾーンを混合ウェルに対して遠位に位置決めすることと、減少した拡散距離でインキュベートするための試薬の付加的な時間をもたらすことによりアッセイの感度を高めるように構成されたピンチ領域を乾燥試薬ゾーンに対して遠位に位置決めすることと、ターゲットの存在を検出するように構成された検出ゾーンをピンチ領域に対して遠位に位置決めすることと、廃液チャネルを検出ゾーンに対して遠位に位置決めすることと、を含むことができ、廃液チャネルは、検出ゾーンの洗浄からの過剰液体サンプルを保持するように構成され、フィルタポケット、混合ウェル、乾燥試薬ゾーン、ピンチ領域、及び検出ゾーンはすべて流体連通する。

［0121］ マイクロ流体デバイスを製造するための方法はまた、廃液チャネルを覆う基板の表面上に疎水性インクをプリントすることを含むことができ、疎水性インクは、流量を増加させ、且つ洗浄時間を減少させるように構成される。

［0122］ デバイス、システム、又は方法は、１つ以上のターゲットの存在を判定するのに例えば免疫学（抗体の使用などを通じて）及び／又は電気化学を使用してよい。方法はまた、液体サンプルをキャピラリフローチャネルの近位部に導入することと、液体サンプルの少なくとも遠位気液界面がキャピラリフローチャネル内に乾燥した形態で配置されたコンジュゲートと接触するまで液体サンプルをキャピラリフローチャネルの遠位部の方へ第１の流量で前進させることであって、コンジュゲートは、ターゲットに対する親和性を有する結合剤を含む、第１の流量で前進させることと、その後、液体サンプルの近位気液界面と液体サンプルの遠位気液界面とのガス圧力差を増加させることにより、少なくとも遠位気液界面がキャピラリフローチャネル内で検出ゾーンと接触するまで液体サンプルをキャピラリフローチャネルの遠位部の方へ第２の流量で前進させることであって、検出ゾーンは、コンジュゲート及びターゲットを含む複合体に対する親和性を有する第２の結合剤を備え、第２の流量は第１の流量よりも遅い、第２の流量で前進させることと、その後、液体サンプルの近位気液界面と遠位気液界面とのガス圧力差を増加させることにより、コンジュゲートの少なくとも大部分が第２の結合剤に結合される及び／又は検出ゾーンを越えてキャピラリフローチャネルの遠位端の方へ前進するまで液体サンプルをキャピラリフローチャネルの遠位部の方へ第３の流量で前進させること、を含むことができる。

［0123］ 図１Ａを参照すると、マイクロ流体デバイスは、混合ウェル２１０及びピンチ領域２３０を含むことができる。マイクロ流体デバイスは、入口又はポート３１を有するフィルタ３３、キャピラリフローチャネル２５の近位部と流体連通するフィルタランディング２０２、及び液体サンプルの受け入れ時に空気が排気されることを可能にするように構成されたベント４９を含む、下側基板を有することができる。図７は、図４Ａ及び図４Ｂ、並びに図５、図６Ａ、及び図６Ｂにより詳細に描画される図１Ａの断面を示す。図８は、サンプルフィルタが除去されている、図１Ａのマイクロ流体デバイスの斜視上面図である。

［0124］ フィルタポケット

［0125］ 図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、マイクロ流体デバイスは、サンプル入口３１を有するフィルタ３３を含むことができる。フィルタポケットは、キャットウォーク２０４及びフィルタランディング２０２をさらに含むことができる。キャットウォークは、フィルタポケットの長さと平行に延びる長さを有し、且つ遠位端において近位端でよりも広い幅を有する細長いストリップとすることができる。遠位端は、収集したサンプルを毛管力などの受動流体制御技術のマイクロ流体力学原理に基づいて混合ウェル及び診断レーン又は検出ゾーンに誘導するべく先細りしている。

［0126］ 図１Ａ及び図２の斜視図からの図１Ａのマイクロ流体デバイスの拡大図である図３Ａを参照すると、フィルタポケットは、キャットウォーク２０４及びフィルタランディング２０２をさらに含むことができる。

［0127］ フィルタランディング２０２は、キャピラリフローチャネルの近位部、及び液体サンプルの受け入れ時に空気が排気されることを可能にするように構成されたフィルタポケットベントと流体連通する。フィルタランディングは、フィルタポケットの遠位縁から延びる隆起したプラトーとして構造化される。

［0128］ フィルタポケットは、下側基板２１と上側基板２３との間に配置されるフィルタ、上面３５、及び下面３７を含む。フィルタの上面３５は、通常は、上面３５への適用により微粒子、例えば赤血球又は白血球などの細胞を含む、液体サンプル、例えば血液又は尿を受け入れ、下面３７を通じて、低減した数のこのような微粒子を有する、例えば、このような微粒子を本質的に含有しない、濾過された液体サンプルをもたらすように構成される。ある実施形態では、フィルタポケットは、例えば、指の穿刺の血液体積に関連した小さいサンプル体積を取り込むように設計及び寸法設定される。これは、デバイスがケアの時点で又はさらには特定の状況でエンドユーザにより用いられることを可能にする。

［0129］ ある実施形態では、フィルタは、上面３５から下面３７にかけて減少する直径又はサイズを有する突起４７を含む。孔は、規則的なパターンに又は代替的によりランダムな構成に位置決めすることができる。孔のサイズ変化は、通常は、表面３５に適用される液体サンプル中の微粒子がフィルタ３３の内部へ進むがフィルタ３３の第２の表面３７を通過しないように構成される。フィルタはまた、１つ以上の緩衝液、１つ以上の抗凝血薬、１つ以上の塩、１つ以上の安定薬、１つ以上のタンパク質阻害薬タンパク質、又は１つ以上のこのような試薬の組み合わせなどの１つ以上の試薬を液体サンプルに送達するのに用いられてよい。付加的な又は代替的な試薬は、血液サンプル中の赤血球の溶血を減少させる試薬及び水性サンプルに関するフィルタの濡れ性を向上させる試薬を含む。

［0130］ マイクロ流体デバイスのフィルタポケットは、濾過された液体を毛管作用によりキャピラリチャンバに沿ってキャピラリチャネルの混合ウェルへ移動させるように構成することができる。同様に、混合ウェルは、濾過された液体を毛管作用によりキャピラリチャンバに沿ってキャピラリチャネルのピンチ領域へ移動させるように構成することができる。混合ウェルは、キャピラリフローチャネルの残りに比べてより大きい深さを有することができ、これにより、濾過成分の濃縮を抑制し、デバイス間の濾過成分の変動を最小にするように構成される。混合ウェルは、およそ１２５、１５０、１７５、２００、又は２２５μｍなどのおよそ１２５～２２５μｍの深さを有することができる。

［0131］ ある実施形態では、フィルタポケットは、ヒトの指の穿刺からの血液体積を受け入れるように構成されたポート３１を有するサンプル入口を含む。フィルタポケットは、約７５マイクロリットル、５０マイクロリットル、３０マイクロリットル、２０マイクロリットル、１５マイクロリットル、又は１０マイクロリットルの総体積の血液を受け入れるように構成することができる。いくつかの実施形態では、フィルタポケットは、血液を含むサンプルの血漿から赤血球を濾過するように構成されたフィルタを備える。他の実施形態では、フィルタランディング２０２は、フィルタポケットの遠位縁から延びる隆起したプラトーを含む。他の実施形態では、フィルタポケットは、血漿をサンプル入口からフィルタランディングへ誘導するために配置されたキャットウォークストリップをさらに備える。

［0132］ 混合ウェル

［0133］ 混合ウェル２１０は、フィルタポケットに対して遠位に且つ乾燥試薬ゾーンに対して近位に配置される。混合ウェルは、丸みのある形状、並びに近位開口部及び遠位開口部を有することができ、近位開口部はフィルタポケットと連通し、遠位開口部は乾燥試薬ゾーンと連通する。乾燥試薬ゾーンは、次に、ピンチ領域と連通する。混合ウェルは、キャビティを画定する長さ、幅、高さ、及び外周を有することができ、その幅は、少なくとも２つの相対する方向に沿って混合ゾーンの中央部から外周に向けて減少し、これにより、濾過された液体サンプルを毛管作用によりキャピラリチャネルの混合ウェルへ移動させるように構成される。ある実施形態では、混合ウェルは、化学添加剤を含有しないものとすることができ、他の実施形態では、混合ウェルは、化学添加剤のカクテルを含有することができる。

［0134］ ある実施形態では、混合ウェルは、キャビティを画定する長さ、幅、高さ、及び外周を有し、その幅は、少なくとも２つの相対する方向に沿って混合ゾーンの中央部から外周に向けて減少し、これにより、濾過された液体サンプルを毛管作用によりキャピラリチャネルの混合ウェルへ移動させるように構成される。ある態様では、血漿の流量は、濾過成分混合ウェルの中でおよそ８０ｎｌ／ｓｅｃなどの６０から１００ｎｌ／ｓｅｃまでの間とすることができる。濾過成分混合ウェルにおける血液の流量は、およそ４０ｎｌ／ｓｅｃなどの３５から５５ｎｌ／ｓｅｃまでの間とすることができる。

［0135］ 乾燥試薬ゾーン

［0136］ 図１Ｃを参照すると、マイクロ流体デバイスは、乾燥試薬ゾーン２２０をさらに含むことができる。このゾーンは、液体サンプル中の１つ以上のターゲットの検出を容易にする１つ以上の試薬４１を含む。このような試薬を試薬部９５に堆積するための例示的な試薬及び技術が、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，８２４，６１１号で説明される。

［0137］ 乾燥試薬ゾーン２２０は、試薬４１が乾燥され、サンプル中で再構成されるチャネルの部分を指す。試薬及びターゲット（もしあれば）は、例えば、検出可能な標識が試薬ゾーンに存在する結合剤と結合することにより乾燥試薬ゾーンで化合及び／又は反応する。濾過された液体及び試薬が反応及び／又は化合することを可能にするのに十分な時間後に、毛管作用が、液体をキャピラリチャネル１０７に沿ってピンチ領域を通してさらに吸い出す。他の実施形態では、濾過された液体を移動させるべくポンプが作動されてもよい。乾燥試薬ゾーンにおける血漿の流量は、およそ６０ｎｌ／ｓｅｃなどの４０から８０ｎｌ／ｓｅｃまでの間とすることができる。乾燥試薬ゾーンにおける血液の流量は、およそ４５ｎｌ／ｓｅｃなどの２５から７０ｎｌ／ｓｅｃまでの間とすることができる。

［0138］ ピンチ領域

［0139］ ピンチ領域２３０は、マイクロ流体デバイスの長さに実質的に垂直な方向に湾曲している又はローブしている（ｌｏｂｅｄ）チャネルの一部を指す。これは、アッセイの感度を高め、ターゲット分析物及び試薬を減少した拡散距離でインキュベートすることを可能にするのに用いられる流体抵抗特徴である。これは、流体の流れ及び制御を最適化するように寸法設定される。チャネルの幅及び高さは、流れを止めずに毛管移動を促進するのに十分なだけ大きくされる必要がある。ピンチ領域の長さは、増加した滞留時間の関数として構造化することができ、流体移動を制約する。好ましい実施形態において、滞留時間は、流体の流れを妨げる及びテストの正確さを減少させることなく増強される。ピンチ領域２３０は試薬に対して遠位に配置され、濾過された液体サンプルは、毛管作用によりピンチ領域を通って検出ゾーンへ移動される。ピンチ領域は、濾過された液体サンプルを毛管作用により移動させ、これにより、流体の流量を受動的に制御するように構成される。ピンチ領域は、サンプルが試薬と接触するためのインキュベーション時間を増加させ、流体の流量を受動的に制御し、アッセイの感度を高めるべく、少なくとも１つのローブと共に構成される。他の実施形態では、ピンチ領域は、サンプルが試薬と接触するためのインキュベーション時間を増加させ、流体の流量を受動的に制御し、アッセイの感度を高めるように構成された、２つ以上のローブを有することができる。これにより、ピンチ領域は、大気圧の温度に影響されずに、その長さに沿って液体のより均一な分布を達成する。

［0140］ ある実施形態では、マイクロ流体デバイスは、ピンチ領域におけるチャネルがキャピラリフローチャネルの幅よりも小さい幅を有する、ピンチ領域２３０を有することができる。例えば、その幅は、キャピラリフローチャネルの幅の１／２、１／４、１／６、１／１０以下とすることができる。ピンチ領域における血液の流量は、およそ３．５ｎｌ／ｓｅｃなどの１ｎｌ／ｓｅｃから１０ｎｌ／ｓｅｃまでの間とすることができる。ピンチは、およそ１０ｍｍ～７５ｍｍ、例えば１０ｍｍ、１８ｍｍ、３６ｍｍ、４８ｍｍ、又は７５ｍｍの長さを有することができる。ピンチは、およそ１５０μｍ～２５０μｍ、例えば、１５０μｍ、２１５μｍ、又は２５０μｍの幅を有することができる。ピンチは、およそ３３μｍ～８５μｍ、例えば３３μｍ、５０μｍ、７８μｍ、又は８５μｍの深さを有することができる。ある実施形態では、ピンチ領域における液体の流量は、１．０ｎｌ／ｓｅｃ～１０ｎｌ／ｓｅｃであり、ある実施形態では、流量は、少なくとも２．５ｎｌ／ｓｅｃ、少なくとも３．５ｎｌ／ｓｅｃ、少なくとも４．５ｎｌ／ｓｅｃ、少なくとも５．５ｎｌ／ｓｅｃである。ピンチ領域における血漿の流量は、およそ４．５ｎｌ／ｓｅｃなどの２．５から７ｎｌ／ｓｅｃまでの間とすることができる。ピンチ領域における血液の流量は、およそ３．５ｎｌ／ｓｅｃなどの１ｎｌ／ｓｅｃから１０ｎｌ／ｓｅｃまでの間とすることができる。

［0141］ 検出ゾーン

［0142］ 検出ゾーンは、ピンチ領域に対して遠位に配置され、マイクロ流体デバイスの長さに概して平行なチャネルの診断レーンである。フィルタポケット、混合ウェル、乾燥試薬ゾーン、ピンチ領域、及び検出ゾーンは、マイクロ流体デバイス内で流体連通する。

［0143］ いくつかの実施形態では、検出ゾーンは、液体サンプルを受け入れ、液体サンプル中の１つ以上のターゲットの存在を判定するように構成される。検出ゾーンは、検出可能な標識及びターゲットに関するバインダを含むコンジュゲートを含む試薬を含むことができる。検出ゾーンはまた、ターゲットに関するバインダ又はコンジュゲートとターゲットの複合体を含むことができる。検出ゾーンにおける血漿の流量は、およそ１４ｎｌ／ｓｅｃなどの７から２１ｎｌ／ｓｅｃまでの間とすることができる。検出ゾーンにおける血液の流量は、およそ１２ｎｌ／ｓｅｃなどの６から１８ｎｌ／ｓｅｃまでの間とすることができる。

［0144］ マイクロ流体デバイスは、試薬部９５と遠位部との間の約９００ミクロンの幅を有するチャネル２５を含む。ある実施形態では、チャネル２５の幅は、少なくとも約５００ミクロン、少なくとも約７５０ミクロン、少なくとも約８５０ミクロンである。チャネル２５の幅は、約２５００ミクロン以下、約２１００ミクロン以下、又は約１７５０ミクロン以下であってよい。

［0145］ ある実施形態では、下側基板は、第１の深さを有する部分と、第１の深さよりも小さい第２の深さを有する部分を備える。いくつかの実施形態では、第１の深さは、第２の深さよりも少なくとも約２倍、少なくとも約１．８倍、又は少なくとも約１．５倍大きい。例えば、第１の深さは１７５μｍとすることができ、第２の深さは７５μｍとすることができる。いくつかの実施形態では、第１の深さを有する部分は、凸形又はボウル形であり、第２の深さを有する部分は、平坦又は平面である。第１の深さは、混合ボウルの深さを指すことができ、第２の深さは乾燥試薬ゾーンの深さを指すことができる。

［0146］ 図１Ｄを参照すると、マイクロ流体デバイスは、診断レーン又は検出ゾーン４３をさらに含むことができる。検出ゾーンは、長方形又は丸みのある形状とすることができる、検出ゾーンの長さに沿って直接に配列される、固相取り込みスポット３４３（図１５参照）を含むことができる。固相スポットのうちの１つ以上は、検出部を通過する液体をテストスポットと確実に十分に接触するように制御し、信号応答が高すぎる又は低すぎると思われる場合に補正措置の機会を与えることができる。固相スポットのうちの１つ以上は、例えば蛍光信号などの信号を提供する特定の分析物又はマーカと結合するように設計することができる。固相スポットは、走査型蛍光光度計などの読取り装置により測定することができる。ソフトウェアは、蛍光光度計の読取値を特定の校正モデル又はアルゴリズムと相関させ、蛍光光度計の単位を信号応答の尺度として濃度値に変換することができる。

［0147］ 試薬及びターゲット（もしあれば）は、例えば、検出可能な標識が検出ゾーン４３に存在する結合剤と結合することにより検出ゾーンで化合及び／又は反応する。毛管作用が、ターゲットに結合していない試薬ゾーンからの実質的にすべての試薬がキャピラリチャネルに沿って検出ゾーン４３の遠位に移動されるまで、濾過された液体をキャピラリチャネルに沿ってさらに吸い出す。

［0148］ さらなる実施形態では、図１Ｆを参照すると、マイクロ流体デバイス２０は、温度可変蛍光を呈する組成物をさらに備える。例えば、第１の温度センサ５００は、温度可変蛍光を有し、マイクロ流体デバイス２０の遠位表面上に配置される、ある量の組成物を備え、第２の温度センサ５２０は、サンプルがマイクロ流体デバイス２０に適用されるときに、温度センサ５２０が液体サンプル中で再構成され、キャピラリフローチャネル２５に沿って移動するように、検出ゾーン４３の領域においてキャピラリフローチャネル２５の内面にしっかりと付着され得るか又は試薬部４１内に提供され得るマイクロ粒子として提供される温度可変蛍光を有する或る量の組成物を備える。

［0149］ 第１の温度センサ５００は、マイクロ流体デバイス２０が光学読取り装置へ最初に挿入されるときに光学読取り装置の光学系によりインテロゲートされる。温度センサ５００の測定された蛍光が、マイクロ流体デバイス２０の第１の温度値を提供するべく格納されたプロフィールに対して比較される。第２の温度センサ５２０は、その後、マイクロ流体デバイス２０の第２の温度値を提供するべく光学読取り装置の光学系によりインテロゲートされる。第１の温度値及び第２の温度値は、次いで、液体サンプル中のターゲットの存在又は量を判定するのに用いられる分析的アルゴリズムへ組み込まれてよい。取り込まれているターゲットに関係する検出ゾーン４３で記録される信号は、アッセイ温度の関数として変化し得る。例えば、検出ゾーン４３が免疫学的検定法を含むとき、可溶性のリガンドを取り込むべく表面固定化抗体が提供され、どの結合相互作用の動力学も温度の関数として変化することになる。このような効果は、サポートする液体の粘度の変化にさらに影響され得る、結合速度並びに解離速度の変化を含む場合がある。

［0150］ 温度センサは、温度依存の蛍光を呈する任意の適切な蛍光材料を用いて実装されてよい。このような材料の例は、量子ドット、ローダミンレッド、テトラメチルローダミン、及びカルボシアニド群からの染料を含むがこれらに限定されない。このような染料は、通常は、温度の関数としての発光ピークの大きさの差異を呈する。したがって、それぞれの第１及び第２の温度センサ（５００、５２０）の蛍光強度に基づいてアッセイ温度の判定を可能にする校正プロフィールを作成することができる。

［0151］ マイクロ流体デバイス２０のすぐ外部の温度、並びに内部の流体サンプルの温度の組み合わされた測定を通じて、センサ表面でのターゲットリガンドのより多い又は少ない取り込みからの結果である測定信号の変動を含む免疫学的検定法挙動に対する温度の影響を考慮に入れた温度補償アルゴリズムに基づいてアッセイ性能の向上を達成することができる。

［0152］ さらなる実施形態では、マイクロ流体デバイス２０は、被検者から得られる血液のサンプル中の心筋トロポニンＩの存在又は量を判定するように構成される。図１Ｂを参照すると、マイクロ流体デバイス２０は、乾燥試薬ゾーン２２０内に配置される蛍光粒子とコンジュゲートされる心筋トロポニンＩ（ｃＴｎＩ）と特異的に結合することができる第１の薬剤を備える。検出ゾーン４３は、ｃＴｎＩと特異的に結合することができる第２の薬剤を備え、該薬剤は、マイクロ流体デバイス２０に適用されるサンプル内に存在する任意の心筋トロポニンＩを取り込む及び局在化させるのに役立つように検出ゾーン４３内で固定化される。マイクロ流体デバイス２０に適用されるサンプル内にｃＴｎＩが存在するときに、検出ゾーン４３内に複合体が形成され、結果的にサンプル内に存在するｃＴｎＩの量に比例する量の検出ゾーン４３内の蛍光粒子の蓄積を生じるように、第１及び第２の薬剤は、両方ともｃＴｎＩと同時に結合することができる。同様のアッセイの特異的結合及び感度に関するさらなる詳細が、例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第１３／２９７，８９４号、米国特許第８，１１４，６１２号、及びＷＯ９６／３３４１５に記載されている。

［0153］ 図１Ａ～図１Ｅを参照して論じたマイクロ流体デバイス２０に関して上記で説明した向上は、結果的にＴｎＩに関するアッセイの臨床性能の向上をもたらした。一例では、高感度トロポニンテストに関するＮａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ ｈｅａｌｔｈ ａｎｄ Ｃａｒｅ Ｅｘｃｅｌｌｅｎｃｅ （ＮＩＣＥ）ガイドラインに準拠するために、アッセイは、例えば参照により本明細書に組み込まれるｗｗｗ．ｎｉｃｅ．ｏｒｇ．ｕｋ／ｇｕｉｄａｎｃｅ／ｄｇｌ５／ｃｈａｐｔｅｒ／ｌ－Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓに記載の厳しい性能基準を達成することが要求される。

［0154］ 特に、アッセイは、８０％を超える臨床感度及び特異性を達成することが期待される。評価中に、アッセイは、９９^ｔｈパーセンタイルで（４１ｎｇ／Ｌで）８４．８％の感度及び８９．５％の特異性；９７．５^ｔｈパーセンタイルで（１４ｎｇ／Ｌで）９１．１％の感度及び８１．５％の特異性を有することが示された。

［0155］ アッセイは、正規の９９^ｔｈパーセンタイル（基準母集団の上限）（４１ｎｇ／Ｌ）で１０％未満の変動係数を達成することが期待される。評価中に、アッセイは、１５％ＣＶで３ｎｇ／Ｌ（血漿）及び１５％ＣＶで４ｎｇ／Ｌ（全血）の定量限界（ＬＯＱ）^＊を実証した。基準点^＊２５ｎｇ／Ｌ－５．４～８．９％ＣＶ、１５ｎｇ／Ｌ－４～９．５％ＣＶ（全血）、２５ｎｇ／Ｌ－４．３～６．４％ＣＶ、１５ｎｇ／Ｌ－５．２～８．６％ＣＶ（血漿）。^＊アッセイデバイスの６つの製造バッチにわたってテストした２５人の被検者からのサンプルに基づく。

［0156］ アッセイはまた、血液で行った測定を血漿で行った測定と比較するときに５％未満のバイアスディファレンスを実証することが示された。アッセイはまた、９９^ｔｈパーセンタイル付近の２０％未満の許容総合誤差を実証した（期待される性能は、期待値の＋／－２０％以内の結果の９５％であった）。

［0157］ さらなる全般的向上は、図１９に示すように、結果的に（２０分の業界ベンチマークから）１６分の結果への総時間をもたらした。業界基準は、２０分での太い水平ラインにより示され、アッセイ性能データは、ひし形の点により示される。

［0158］ 図１７及び図１８を参照すると、これらの結果は、６つの異なる製造バッチの範囲にわたる一般的なアッセイ性能を示す。図１７は、全血へスパイクされる２５ｎｇ／Ｌ ｃＴｎＩで判定されたアッセイの精度を表す。業界基準は、１０％ＣＶでの太い水平ラインにより示される。アッセイ性能データは、四角形の点により示される。図１８は、血漿へスパイクされる２５ｎｇ／Ｌ ｃＴｎＩで判定されたアッセイの精度を表す。業界基準は、１０％ＣＶでの太い水平ラインにより示される。アッセイ性能データは、四角形の点により示される。各場合に、グラフに示すように、平均分散は、製造パラメータ内で指定される１０％閾値をはるかに下回る約４％～約８％の範囲である。同様の業界基準が、例えば、同じく参照により本明細書に組み込まれるｃｉｒｃ．ａｈａｊｏｕｒｎａｌｓ．ｏｒｇ／ｃｏｎｔｅｎｔ／１２６／１６／２０２０などの心筋梗塞に関する基準を記載する専門家の合意文書に記載される。

［0159］ 図１５～図１６などのある実施形態では、マイクロ流体デバイスは、読取り装置及びポンプをさらに含むことができる。濾過された液体及び試薬が特定の固相スポット３４３と反応及び／又は化合することを可能にするのに十分な時間後に、読取り装置は、遠位気液界面１０７に作用するガス圧力を減少させるのに十分な量だけ封入されたガスの体積を増加させるべくシリンジポンプ８０１を作動させることができる。

［0160］ ある実施形態では、検出ゾーンは、チャネルの長さに沿って相対する壁を有するチャネルとして形状設定され、壁の頂部は、ＵＶスクライブラインにより挟まれる（ｆｌａｎｋｅｄ）。検出ゾーンの壁は、疎水性インクでコーティングすることができ、インクは、タイムゲート又は流体ストップとして役立ち、毛管の吸い上げはインクの濃さの関数である。

［0161］ ＵＶスクライブラインは、例えば、第２の異なる波長を有する光に対する第１の基板の吸収度を増加させるのに十分な第１の波長及び強度を有するレーザビームを第１の基板の一部に照射することにより第１の基板を第２の基板に接合するプロセスにより生み出すことができる。これは、例えば参照により本明細書に組み込まれるＷＯ／２０１３／１６３４３３で説明される。例えば、レーザビームは、第１の基板の照射された部分の少なくとも一部を炭化し得る。第１の基板の炭化した部分は、通常は、第１の基板の照射されていない部分よりも光に対するより高い吸収度を有する。第２の基板は、次いで、第１の基板の照射された部分と接触して配置される。第１の基板と第２の基板がこのように接触している状態で、第１の基板の照射された部分に、第１の基板の照射された部分を加熱する、好ましくは溶融するのに十分な強度の第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２のレーザが照射される。第１の基板の照射された部分の吸収度は、第１の基板の照射されていない部分の吸収度よりも高いので、第２のレーザビームは、第１の基板の以前に照射された部分を効率よく加熱（好ましくは溶融）して、第１の波長のレーザに未暴露の基板の部分に実質的に影響を及ぼさずに第１及び第２の基板を互いに接合させる。いくつかの実施形態では、接合された第１及び第２の基板は、マイクロ流体デバイスの少なくとも一部をなす。

［0162］ 廃液チャネル

［0163］ 図１Ｅを参照すると、マイクロ流体デバイスはさらに、廃液チャネル２４０をさらに含むことができる。廃液チャネルは、検出ゾーンの洗浄からの過剰液体サンプルを保持するように形状設定され、フィルタポケット、混合ウェル、乾燥試薬ゾーン、ピンチ領域、及び検出ゾーンはすべて流体連通する。ある実施形態では、廃液チャネルは、流量を増加させ且つ洗浄時間を減少させるように構成された疎水性インクでコーティングされた表面により覆うことができる。

［0164］ 図２を参照すると、フィルタ３３は、その上面３５に適用される所望の量のサンプルを収容するための領域を提供するのに十分な長さｌ１及び幅ｗ１（図２）を有する。例えば、長さｌ１は、少なくとも約２．５ｍｍ、少なくとも約５ｍｍ、少なくとも約７．５ｍｍであってよい。長さｌ１は、約２５ｍｍ以下、約２０ｍｍ以下、約１５ｍｍ以下、約１０ｍｍ以下であってよい。幅ｗ１は、少なくとも約２．５ｍｍ、少なくとも約３．５ｍｍ、少なくとも約５ｍｍであってよい。幅ｗ１は、約１７．５ｍｍ以下、約１２．５ｍｍ以下、約１０ｍｍ以下、約７．５ｍｍ以下であってよい。

［0165］ フィルタ３３は、通常は、上側基板２３に対して固定される。例えば、フィルタ３３の上面３５の外周部３９は、例えば、熱かしめ、レーザ溶接、又は接着剤により上側基板２３の下面に取り付けられてよい。図１～図３の実施形態では、フィルタ３３は下側基板２１に取り付けられないが、このような取り付けが用いられてもよい。図１３及び図１４も参照すると、フィルタ３３の一部、例えば、外周部３９に対して内部に配置される上面３５の上側部分は、上側基板２３の下面４５のフィルタ３３内に収容される。フィルタ３３は、基板２３の下面４５から距離ｄ１にわたって外方に突き出る複数の突起４７を含む。突起４７は、フィルタ３３の上面３５と接触し、距離ｄ１とほぼ同じ、例えば同じ高さを有するキャビティ５１を形成する。通常は、距離ｄ１は、ガス及び／又は液体サンプルがフィルタ３３の上面３５と基板２３の下面４５との間を流れることを可能にするのに十分である。いくつかの実施形態では、ｄ１は、少なくとも約５ミクロン、少なくとも約１０ミクロン、少なくとも約１５ミクロン、又は少なくとも約２５ミクロンであってよい。いくつかの実施形態では、ｄ１は、約１０００ミクロン以下、約２５０ミクロン以下、約１７５ミクロン以下、約１２５ミクロン以下、又は約１００ミクロン以下である。

［0166］ 図３Ａ～図３Ｂ及び図１４を参照すると、フィルタ３３はまた、ガスがポート３１を通過せずにフィルタ３３と周囲雰囲気（例えば、マイクロ流体デバイスを概して取り囲む雰囲気）との間を通過することを可能にする複数のベント４９を含む。使用中に、ポート３１を通じてフィルタ３３に適用される液体サンプルは、該前進する液体がベント４９を経由してフィルタ３３から出ることによりガスが排気される状態で、上側基板２３の表面３５と表面４３との間のギャップ５１内でフィルタ３３の表面３５にわたって横方向に移動する。したがって、ポート３１に適用されるサンプルは、ポート３１の領域よりも大きいフィルタ３３の上面３５の領域と接触することになる。これは、ポート３１に適用される液体がポート３１の領域に限定される上面３５の領域と接触した場合よりもフィルタ３３のより効率的な使用を可能にする。いくつかの実施形態では、フィルタ３３の上面３５の領域とポート３１の領域との比は、少なくとも約１．５、少なくとも約２、又は少なくとも約２．５である。いくつかの実施形態では、フィルタ３３の上面３５の領域とポート３１の領域との比は、約１０以下、約７．５以下、又は約５以下である。通常は、ポート３１を通じてフィルタ３３に適用される液体サンプルは、フィルタ３３の上面３５の領域の少なくとも約５０％、少なくとも約７５％、少なくとも約８０％、少なくとも約９０％以上と接触することになる。

［0167］ 図４Ａ、図４Ｂ、図５、図６Ａ、図６Ｂ、及び図１０を参照すると、下側基板２１（図４Ａ、図６Ｂ）の上面５３（図６Ｂ）は、リッジ５７（図１０）及び遠位部５９を備えるフィルタ接触面５５（図６Ａ）を画定する。フィルタ３３の下面３７（図５）は、フィルタ接触面５５でのみ下側基板２１と接触する（しかし、いくつかの実施形態では、下面３７は、フィルタ接触面５５以外の場所で下側基板２１と接触してよい）。

［0168］ いくつかの実施形態では、フィルタ３３は、液体サンプルが上面３５から下面３７へ通過して、例えば、経路ｐ２（図４Ａ及び図４Ｂ）及び／又は経路ｐ１（図６Ａ及び図６Ｂ）に沿ってフィルタ３５内で横方向に移動することを可能にする。このような横方向の移動は、ポート３１内の上面３５でフィルタ３３に適用される液体サンプルが、フィルタポケット３１から横方向に離間された場所でフィルタ３３の下面３７を出ることを可能にする。

［0169］ フィルタ接触面５５は、フィルタの外周部３９から内方に位置する下面３７の場所でのみフィルタ３３の下面３７と接触する。外周部３９と接触面５５の最も近い接触点との間の距離は、少なくとも約２５０ミクロン、少なくとも約３７５ミクロン、少なくとも約５００ミクロン、少なくとも約７５０ミクロン、又は少なくとも約１ｍｍであってよい。

［0170］ リッジ５７（図４Ｂ）は、キャピラリチャネル２５の近位開口部２７の近位床部６１からフィルタ接触面５５の遠位部５９（図１０）へ近位に延びる。いくつかの実施形態では、フィルタ接触面５５のリッジ５７（図６Ａ）は、例えば、フィルタ３３の長さｌ１の少なくとも約５０％、少なくとも約７０％、少なくとも約８０％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％、例えば、実質的にすべてに沿って離間された１つ以上の場所でフィルタ３３の下面３７と接触する。例えば、フィルタ接触面５５のリッジ５７は、フィルタ３３の長さｌ１の少なくとも約５０％、少なくとも約７０％、少なくとも約８０％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％、例えば、実質的にすべてに沿ってフィルタ３３の下面３７と連続的に（すなわち、ギャップなしに）接触してよい。いくつかの実施形態では、フィルタ接触面５５のリッジ５７の長さｌ２は、少なくとも約５ｍｍ、少なくとも約７．５ｍｍ、少なくとも約１０ｍｍである。長さ１２は、約２５ｍｍ以下、約２０ｍｍ以下、又は約１５ｍｍ以下であってよい。

［0171］ いくつかの実施形態では、フィルタ接触面５５のリッジ５７は、フィルタ３３の幅ｗ１の約５０％以下、約３０％以下、約２５％以下、約２０％以下、約１５％以下、又は約１０％以下に沿って離間された１つ以上の場所でフィルタ３３の下面３７と接触する。いくつかの実施形態では、フィルタ接触面５５のリッジ５７は、少なくとも約１００ミクロン、少なくとも約２００ミクロン、少なくとも約３００ミクロン、少なくとも約５００ミクロンの幅ｗ２（図１２）を有する。フィルタ接触面５５の幅ｗ２は、約１０００ミクロン以下、約７５０ミクロン以下、約６５０ミクロン以下、又は約５００ミクロン以下であってよい。いくつかの実施形態では、リッジ５７の長さｌ２は、リッジ５７の幅ｗ２よりも少なくとも約５倍以上、少なくとも約７．５倍以上、少なくとも約１０倍以上、少なくとも約１５倍以上であり、長さｌ２及び幅ｗ２は、リッジ５７の垂直寸法に沿ってとられる。

［0172］ フィルタ接触面５５の遠位部５９の最大長さ１３は、通常は、フィルタ接触面５５のリッジ５７の長さ１２よりも小さい（図１２）。例えば、１３及び１３の比は、約０．５以下、約０．３５以下、約０．２５以下、約０．２以下、又は約１７．５以下であってよい。フィルタ接触面５５の遠位部５９の最小長さ１４は、通常は、長さ１３よりも小さい（図１２）。例えば、長さ１４及び１３の比は、約０．９５以下、約０．９以下、約０．８以下であってよい。

［0173］ フィルタ接触面５５のリッジ５７は、第１及び第２の相対する壁６３ａ、６３ｂを画定し、フィルタ接触面５５の遠位部５９は、第１及び第２の遠位壁６５ａ、６５ｂを画定する。キャピラリチャネル２５の近位部６１は、第１及び第２の近位壁６７ａ、６７ｂを画定する。下側基板２１の上面５３は、第１及び第２の傾斜床部６９ａ、６９ｂ並びに第１、第２、及び第３の疎水性の床部７１ａ、７１ｂ、７１ｃを画定する。第１及び第２の傾斜床部６９ａ、６９ｂ並びに第１及び第２の疎水性床部７１ａ、７１ｂは、それぞれ、第１及び第２のジャンクション７３ａ、７３ｂによって分離される。第３の疎水性の床部７１ｃは、フィルタ接触面５９から下方に延びる遠位壁８１に対して遠位に配置される。

［0174］ 例えば、図１０及び図１２で見られるように、第１、第２、及び第３の疎水性の床部７１ａ、７１ｂ、７１ｃの周辺部は、下側基板２３の上面５３においてフィルタポケット８１の外周部を画定するべく上方へ延びる周壁７９ａ、７９ｂ、７９ｃ、７９ｅと当接する。キャピラリ接触面５５と第１及び第２の近位床部６９ａ、６９ｂは、フィルタポケット８１内の第１、第２、及び第３の疎水性の床部７１ａ、７１ｂ、７１ｃの上に延びる突起を構成する。

［0175］ 総じて、第１及び第２の相対する壁６３ａ、６３ｂ、第１及び第２の遠位壁６５ａ、６５ｂ、第１及び第２の近位壁６７ａ、６７ｂ、第１及び第２のジャンクション７３ａ、７３ｂ、第１及び第２の傾斜床部６９ａ、６９０ｂ、並びに第１及び第２の傾斜床部６９ａ、６９０ｂよりも上の下面３７の一部、並びに第１及び第２の傾斜床部６９ａ、６９０ｂよりも下の下面３７の一部は、それぞれのサンプルキャビティ７５ａ、７５ｂを画定する。

［0176］ 図４Ｂ、図６Ａ、及び図１２を参照すると、サンプルキャビティ７５ａ、７５ｂは、下側基板２１に対して垂直に配向された軸ａ２に沿ってキャピラリチャネル２５の床部６１から離間される、例えば、その高さよりも下に配置される。いくつかの実施形態では、キャビティ７５ａ、７５ｂの体積の少なくとも約５０％、少なくとも約７５％、少なくとも約８５％、少なくとも約９５％、本質的にすべては、軸ａ２に沿ってキャピラリチャネル２５の近位部の床部６１よりも下に配置される。いくつかの実施形態では、フィルタ３３の下面３７の活性領域の少なくとも約５０％、少なくとも約７５％、少なくとも約８５％、少なくとも約９５％、又は本質的にすべては、軸ａ２に沿ってキャピラリチャネル２５の近位部の床部６１よりも下に配置される。いくつかの実施形態では、キャビティ７５ａ、７５ｂの体積の少なくとも約５０％、少なくとも約７５％、少なくとも約８５％、少なくとも約９５％、本質的にすべては、上側基板２３の上面から軸ａ２に沿って配置される又はキャピラリチャネル２５の近位部の床部６１よりも上側基板２３の上面から軸ａ２に沿ってより大きい距離に配置される。いくつかの実施形態では、フィルタ３３の下面３７の活性領域の少なくとも約５０％、少なくとも約７５％、少なくとも約８５％、少なくとも約９５％、又は本質的にすべては、上側基板２３の上面から軸ａ２に沿って配置される又はキャピラリチャネル２５の近位部の床部６１よりもより大きい距離に配置される。フィルタ３３の活性領域は、使用中に濾過された液体がそこを通って出てくる領域である。

［0177］ 総じて、第１、第２、及び第３の疎水性の床部７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、第１、第２、及び第３の疎水性の床部７１ａ、７１ｂ、７１ｃの上のフィルタ３３の下面３７の部分、並びに、周壁７９ａ、７９ｂ、７９ｃ、７９ｅは、サンプルキャビティ７５ａ、７５ｂと気体連通する周辺キャビティ８５を画定する。ベント８３は、ガスがフィルタ３３を通過せずに、一方では活性キャビティ７５ａ、７５ｂと周辺キャビティ８５との間、他方では周囲雰囲気（例えば、マイクロ流体デバイスを概して取り囲む雰囲気）を通過することを可能にする。ベント８３は、活性キャビティ７５ａ、７５ｂの遠位に配置される。

［0178］ 第１及び第２の相対する壁６３ａ、６３ｂの高さｄ２は、通常は、少なくとも約１０ミクロン、少なくとも約２０ミクロン、少なくとも約３０ミクロン、少なくとも約５０ミクロン、少なくとも約７５ミクロン、少なくとも約１００ミクロン、又は少なくとも約１５０ミクロンである。高さｄ２は、約１７５ミクロン以下、約１２５ミクロン以下、約１００ミクロン以下、約７５ミクロン以下、又は約５０ミクロン以下であってよい。通常は、第１及び第２の相対する壁６３ａ、６３ｂの高さｄ２は、リッジ５７及びキャピラリチャネル２５の近位部６１のすぐ近くに隣接する第１及び第２の近位壁６７ａ、６７ｂの高さとほぼ同じ、例えば、同じである。いくつかの実施形態では、高さｄ２は、第１及び第２の傾斜床部６９ａ、６９ｂがフィルタ接触面５５のリッジ５７から下方に傾斜するようにゼロである。

［0179］ 第１及び第２の傾斜床部６９ａ、６９ｂは、リッジ５７から横方向に進み、フィルタ３３の下面３７から離れる方に傾斜するので、第１及び第２の近位壁６７ａ、６７ｂの高さは、リッジ５７及びキャピラリチャネル２５の近位部６１のすぐ近くに隣接する最小から、第１及び第２の近位壁６７ａ、６７ｂの横部分７７ａ、７７ｂでの最大高さｄ３へ増加する。第１及び第２の近位壁６７ａ、６７ｂの横部分７７ａ、７７ｂの高さｄ３は、通常は、少なくとも約３０ミクロン、少なくとも約５０ミクロン、少なくとも約７５ミクロン、少なくとも約１００ミクロン、少なくとも約１５０ミクロン、少なくとも約２００ミクロン、又は少なくとも約２５０ミクロンである。高さｄ３は、約５００ミクロン以下、約３５０ミクロン以下、約３００ミクロン以下、約２７５ミクロン以下、又は約２２５ミクロン以下であってよい。少なくとも１つの寸法において凸形の形状を有する第１及び第２の傾斜床部６９ａ、６９ｂは、例えば、第１及び第２の近位壁６７ａ、６７ｂと第１及び第２の遠位壁６５ａ、６５ｂとの間に延びる軸を中心として円筒状に凸形である。いくつかの実施形態では、第１及び第２の傾斜床部６９ａ、６９ｂは、平坦又は弓形である。

［0180］ 第１及び第２の遠位壁６５ａ、６５ｂの高さ、すなわち、フィルタ接触面５５の遠位部５９と第１及び第２の傾斜床部６９ａ、６９ｂとの間の距離は、通常は、第１及び第２の近位壁６７ａ、６７ｂの高さとほぼ同じであり、これは、上述のように、リッジ５７及びキャピラリチャネル２５の近位部６１のすぐ近くに隣接する最小から、第１及び第２の近位壁６７ａ、６７ｂの横部分７７ａ、７７ｂでの最大高さｄ３へ増加する。

［0181］ 下側基板２１の上面５３の第１及び第２のジャンクション７３ａ、７３ｂとフィルタ３３の下面３７との間のギャップの高さｄ４（図５）は、通常は、第１及び第２の近位壁６７ａ、６７ｂの横部分７７ａ、７７ｂでの高さｄ３と少なくとも同じくらい大きい、例えば、より大きい。

［0182］ 図９を参照すると、高さｄ４は、通常は、一定であり（しかし変化してもよい）、流体管理を最適化するように選択され、通常は、少なくとも約３０ミクロン、少なくとも約５０ミクロン、少なくとも約７５ミクロン、少なくとも約１００ミクロン、少なくとも約１５０ミクロン、少なくとも約２００ミクロン、又は少なくとも約２５０ミクロンである。高さｄ４は、約６００ミクロン以下、約４００ミクロン以下、約３５０ミクロン以下、約３００ミクロン以下、又は約２７５ミクロン以下であってよい。下側基板２１の上面５３の第１及び第２の疎水性床部７１ａ、７１ｂとフィルタ３３の下面３７との間の高さｄ５（図６Ａ）は、高さｄ４とほぼ同じ、例えば、同じであってよい。

［0183］ 高さｄ５は、通常は、下側基板２１の上面５３の第１及び第２のジャンクション７３ａ、７３ｂから横方向に第１及び第２横方向の壁７９ａ、７９ｂに向かって一定である（しかし変化してもよい）（図６Ａ、図６Ｂ、及び図１２）。

［0184］ 第１及び第２の相対する壁６３ａ、６３ｂと第１及び第２のジャンクション７３ａ、３ｂとの間の横方向の距離ｄ６（図１２）は、通常は、少なくとも約１ｍｍ、少なくとも約１．２５ｍｍ、少なくとも約１．５ｍｍ、少なくとも約１．７５ｍｍ、又は少なくとも約２ｍｍである。横方向の距離ｄ６は、約１０ｍｍ以下、約７．５ｍｍ以下、約５ｍｍ以下、約３ｍｍ以下、又は約２．５ｍｍ以下であってよい。遠位壁７９ｃと遠位壁８１との間の距離ｄ７（図１２）は、通常は、距離ｄ６とほぼ同じ、例えば、同じである。

［0185］ ある実施形態では、マイクロ流体デバイスは、第２の深さよりも小さい第３の深さを含むことができる。特定の実施形態では、第３の深さは、第２の深さの約半分以下である。例えば、第２の深さが７５μｍである場合、第３の深さは、例えば３３μｍとすることができる。

［0186］ いくつかの実施形態では、第１の深さは、混合ウェルの高さに対応する又は混合ウェルの高さにより画定される。第２の深さは、乾燥試薬ゾーンの高さにより画定され、第３の深さは、検出ゾーンに対して遠位に配置された廃液チャネルの高さにより画定される。

［0187］ いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスは、フィルタポケットの凹部の中に配置されるプラトーにより画定される第４の深さをさらに含む。第４の深さは第１の深さよりも小さくすることができる。第４の深さは第２の深さよりも小さくすることができる。

［0188］ いくつかの実施形態では、フィルタポケットは、隆起したプラトーと一体の、下側基板の上面により画定される溝の近位部から近位に延びる、リッジを備える。

［0189］ いくつかの実施形態では、傾斜床部は、横方向外方に及びリッジと一体のプラトーへ下方に延びる。

［0190］ 例えば、図１１及び図１２を参照すると、周壁７９ａ、７９ｂ、７９ｃ、７９ｅは、下側基板２１の表面５３においてフィルタポケット８６の周辺部を画定する。第１、第２、及び第３の疎水性の床部７１ａ、７１ｂ、７１ｃ並びに第１及び第２の傾斜床部６９ａ、６９ｂは、フィルタポケット８６の床部を画定する。第１、第２、及び第３の疎水性の床部７１ａ、７１ｂ、７１ｃ並びに第１及び第２の傾斜床部６９ａ、６９ｂは、上側基板が下側基板２１に対して固定されるときに上面５３に対して垂直な軸ａ２に沿って及び／又は上側基板２３の下面４５（図１３）に対して垂直な軸ａ１に沿ってフィルタポケット８６に隣接する下側基板２１の上面５３の部分から離間される、例えば、下に配置される。いくつかの実施形態では、第１、第２、及び第３の疎水性の床部７１ａ、７１ｂ、７１ｃ並びに第１及び第２の傾斜床部６９ａ、６９ｂの領域の少なくとも約５０％、少なくとも約７５％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％、又は本質的にすべては、フィルタポケット８６に隣接する下側基板２１の上面５３の部分から離間される、例えば、下に配置される。

［0191］ 下側基板２１の上面５３は、近位部９３（近位床部６１と同じ）から延びる溝８７、試薬部９５、ランプ部分９７、検出部９９、及び遠位部をさらに画定する。第１、第２、及び第３の疎水性の床部７１ａ、７１ｂ、７１ｃ並びに第１及び第２の傾斜床部６９ａ、６９ｂは、溝８７から離間される、例えば、下に配置される。いくつかの実施形態では、第１、第２、及び第３の疎水性の床部７１ａ、７１ｂ、７１ｃ並びに第１及び第２の傾斜床部６９ａ、６９ｂの領域の少なくとも約５０％、少なくとも約７５％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％、又は本質的にすべては、溝８７の少なくとも一部、例えば、溝８７の少なくとも５０％、少なくとも約７５％、少なくとも約９０％、本質的にすべてから離間される、例えば、下に配置される。いくつかの実施形態では、第１、第２、及び第３の疎水性の床部７１ａ、７１ｂ、７１ｃ並びに第１及び第２の傾斜床部６９ａ、６９ｂの領域の少なくとも約５０％、少なくとも約７５％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％、又は本質的にすべては、検出ゾーン４３に対して近位に配置される溝８７の少なくとも一部、例えば、検出ゾーン４３に対して近位に配置される溝８７の少なくとも５０％、少なくとも約７５％、少なくとも約９０％、本質的にすべてから離間される、例えば、下に配置される。

［0192］ いくつかの実施形態では、乾燥試薬ゾーン９５は、試薬ゾーンの床部に置かれる試薬を含み、試薬ゾーンは、乾燥試薬を濾過された液体中で再構成するように構成される。いくつかの実施形態では、乾燥試薬ゾーンは、サンプルを試薬ゾーンの親水性領域に維持するように構成された、キャピラリフローに垂直な高さを有する疎水性インク壁を含む。いくつかの実施形態では、乾燥試薬ゾーンは、およそ７５μｍの幅を有する。

［0193］ マイクロ流体デバイス２０の検出ゾーン４３は、通常は、１つ以上の取り込みゾーンを含む。取り込みゾーンは、液体サンプル及び／又は液体サンプルと化合した試薬からの１つ以上の成分と結合又は反応するレセプタなどの試薬又は電極などのデバイスからなる。このような結合又は反応は、サンプル中のターゲットリガンドの存在又は量に関係する。１つ以上のターゲットリガンドの存在又は量を測定するべく１つ以上の検出ゾーン４３をキャピラリチャネル２５の中に配置することができる。マイクロ流体デバイス２０の試薬部９５は、液体サンプル中の１つ以上のターゲットの検出を容易にする１つ以上の試薬を含む。試薬部９５にこのような試薬を堆積するための例示的な試薬及び技術が、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，８２４，６１１号で説明される。

［0194］ 例えば、米国特許第７，８２４，６１１号で説明されるように、デバイス表面上のテクスチャは、デバイスの作製中の表面上の試薬の乾燥、並びに以下のように表面上の乾燥した試薬の均一な配置を促進することができる。液体試薬を含有する流体は、テクスチャ表面と接触して配置され、小さい試薬流体メニスカスは、隣接する各テクスチャ構造を形成する。テクスチャの存在なしでは、流体は、チャンバ全体の角部により大きいメニスカスを形成する傾向があり、乾燥されるときに乾燥した試薬の不均一な層を生じるであろう。テクスチャ構造がデバイスへ設計されるとき、多数の小さいメニスカスの存在が、チャンバの全体を通して乾燥される試薬のより均一な層をもたらす。

［0195］ いくつかの実施形態では、試薬は、液体サンプル及び／又は液体サンプルと化合した試薬からの１つ以上の成分と結合又は反応するレセプタを含む。レセプタなどの試薬は、共有結合を通じて又は吸着を通じてデバイスの表面上に固定化されてよい。一実施形態は、例えば約０．１μｍ～５μｍの範囲の直径のレセプタでコーティングされたラテックス粒子を固定化することである。加えて、「ナノ粒子」と呼ばれる粒子は、レセプタでコーティングすることもでき、結果的に得られるナノ粒子は、吸着又は共有結合を通じてデバイスに固定化することができる。ナノ粒子は、一般に、シリカ、ジルコニア、アルミナ、チタニア、セリア、金属ゾル、及びポリスチレンなどで構成され、粒径は、約１ｎｍ～１００ｎｍの範囲である。ナノ粒子を用いることの利点は、固形分の関数としてのナノ粒子をコーティングするタンパク質の表面積が、より大きいラテックス粒子に対して劇的に増すことである。一実施形態では、レセプタは、静電気の相互作用、水素結合の相互作用、及び／又は疎水性の相互作用を通じて表面に結合する。静電気の相互作用、水素結合の相互作用、及び疎水性の相互作用は、例えば、Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ２０，３０９６（１９８１）及びＢｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ２９，７１３３（１９９０）で論じられている。例えば、表面は、表面上にカルボン酸基を生成するべくプラズマで処理することができる。レセプタでコーティングされたラテックス粒子は、好ましくは、例えば、１～２０ｍｍの、レセプタの等電点を下回るｐＨの、低塩溶液中で適用される。したがって、カルボン酸基の負の性質とレセプタラテックスの正電荷の性質が、結果的に、表面上のラテックスの強化された静電気安定化を生じることになる。水素結合及び疎水性の相互作用はまた、表面へのレセプタラテックスの安定化及び結合におそらく寄与することになる。磁場はまた、磁場により引き寄せられる粒子を固定化するのに用いられてよい。

［0196］ 上述のように、テクスチャ表面は、より高密度のアッセイ試薬がその上に固定化されることを可能にするさらなる表面積を提供するのに役立つことができる。さらに、表面上に又は表面内に流体の流動特徴をもたらすべくテクスチャ表面又は他の表面改質を提供することができる。例えば、本明細書で開示される場合の表面は、疎水性の領域における流体の流れの範囲を縮小するべく疎水性の領域を備えることができ、表面上の乾燥した試薬のより均一な分布を提供するテクスチャを用いることができ、テクスチャは、流体の流れの前でメニスカスの構成を変更するために提供することができ、又は表面内の流体の移動のための毛管駆動力を提供するテクスチャを用いることができる。

［0197］ 試薬は、信号生成試薬を含む。このような試薬は、例えば、金又はセレンゾルなどのコロイド状の金属に吸着されるターゲットリガンドに特異的なレセプタを含む。他の試薬は、例えば、米国特許第５，０２８，５３５号及び第５，０８９，３９１号により教示されるように、各ターゲットリガンドへのリガンドアナログ－リガンド補体コンジュゲート及び各ターゲットリガンドへの例えば０．１μｍ～５μｍの直径をもつラテックス粒子に吸着されるレセプタを適切な量で含む。コンジュゲート上のリガンド補体は、ターゲットリガンドに関するレセプタに結合しない任意の化学物質又は生化学物質とすることができる。さらなる試薬は、洗浄ステップのための洗剤を含む。

［0198］ ある実施形態では、マイクロ流体デバイスは、検出ゾーンの洗浄中に過剰液体サンプルを保持するように構成された廃液チャネル２４０をさらに含む。いくつかの実施形態では、基板の一部は廃液チャネルを覆い、廃液チャネルを覆うその一部は、疎水性インクでプリントされ、その構造は、流量を増加させ且つ洗浄時間を減少させるように構成される。いくつかの実施形態では、廃液チャネルは、およそ３０μｍの深さを有する。

［0199］ 本明細書で用いられる場合のターゲットリガンドは、１つ以上のレセプタへの結合パートナーを指す。ターゲットリガンドに関する同義語は、分析物、リガンド、又はターゲット分析物である。

［0200］ 本明細書で用いられる場合のリガンドは、１つ以上のリガンドレセプタへの結合パートナーを指す。リガンドに関する同義語は分析物である。例えば、リガンドは、抗原、ヌクレオチド配列、レクチン、又はアビジンを含むことができる。

［0201］ 本明細書で用いられる場合のリガンドアナログは、他の種に、例えば、信号発生要素に共有的に又は非共有的に付着し得るターゲットリガンドの化学的誘導体を指す。リガンドアナログとターゲットリガンドは同じであってよく、両方とも、一般に、リガンドレセプタに結合することができる。リガンドアナログに関する同義語は、分析物アナログ又はターゲット分析物アナログである。

［0202］ 本明細書で用いられる場合のリガンドアナログコンジュゲートは、リガンドアナログ及び信号発生要素のコンジュゲートを指す。リガンドアナログコンジュゲートは、標識されたリガンドアナログと呼ぶことができる。

［0203］ 本明細書で用いられる場合のレセプタは、ターゲットリガンド、通常は、抗体、結合フラグメント、相補的ヌクレオチド配列、炭水化物、ビオチン、又はキレートと反応又は結合することができるが、アッセイがレセプタであるターゲットリガンドを検出するように設計される場合はリガンドであり得る化学種又は生化学種を指す。レセプタはまた、ターゲットリガンドと特異的に反応する酵素又は化学試薬を含んでよい。レセプタは、試薬又は結合部材と呼ぶことができる。標識されたレセプタ又は固定化されたレセプタのいずれでもないレセプタは、補助レセプタ又は補助結合部材と呼ぶことができる。例えば、レセプタは、抗体を含むことができる。

［0204］ 本明細書で用いられる場合のリガンドレセプタコンジュゲートは、リガンドレセプタと信号発生要素のコンジュゲートを指し、この用語に関する同義語は、結合部材コンジュゲート、試薬コンジュゲート、標識された試薬、又は標識された結合部材を含む。

［0205］ 本明細書で用いられる場合のリガンド補体は、リガンドアナログコンジュゲート、レセプタ、リガンドアナログ構造、又は信号発生要素を標識する際に用いられる特化されたリガンドを指す。

［0206］ 本明細書で用いられる場合のリガンド補体レセプタは、リガンド補体に関するレセプタを指し、リガンドアナログ－リガンド補体コンジュゲートは、リガンドアナログ及びリガンド補体を含むコンジュゲートを指す。

［0207］ マイクロ流体デバイスのランプ部分９７は、キャピラリチャネル２５に沿った３ｍｍの長さと、キャピラリチャネル２５に沿って遠位への１４ミクロン／ｍｍのピッチを有する。正のピッチは、キャピラリチャネル２５の高さをランプ部分９７の前での７５ミクロンからランプ部分９７に対して遠位での３３ミクロンに減少させる。いくつかの実施形態では、ランプ部分は、少なくとも約０．５ｍｍ、少なくとも約１ｍｍ、少なくとも約１．５ｍｍの長さを有してよい。ランプ部分は、約５ｍｍ以下、約４ｍｍ以下、約３．５ｍｍ以下、約３ｍｍ以下、約２ｍｍ以下、約１．５ｍｍ以下の長さを有してよい。いくつかの実施形態では、ランプ部分のピッチは、少なくとも約１０ミクロン／ｍｍ、少なくとも約１２ミクロン／ｍｍ、少なくとも約１４ミクロン／ｍｍ、少なくとも約１７．５ミクロン／ｍｍであってよい。ランプ部分のピッチは、約３０ミクロン／ｍｍ以下、約２５ミクロン／ｍｍ以下、約２０ミクロン／ｍｍ以下であってよい。いくつかの実施形態では、ランプ部分は、キャピラリチャネル２５に沿って遠位への２２ミクロン／ｍｍのピッチで長さ約１ｍｍであり、チャネルの高さをランプ部分の近位での約５５ミクロンからランプ部分に対して遠位での約３３ミクロンに減少させる。

［0208］ 使用時に、マイクロ流体デバイス２０は、通常は、その中でデバイスが輸送及び／又は貯蔵される封止された包装材から最初に取り出される。包装材は、通常は、包装材の内部から包装材を取り囲む周囲ガスへのガスの交換に抵抗する材料で形成される。包装からの取り出し後に、マイクロ流体デバイスは、液体サンプル、例えば、血液又は尿サンプル中の１つ以上のターゲットを検出するべくマイクロ流体デバイス２０を動作させるように構成された読取り装置（１０１、図１５）へ挿入される。

［0209］ いくつかの実施形態では、液体サンプルは、血液サンプル、例えば、人間の指から得られる血液サンプルである。液体サンプルは、約７５マイクロリットル以下、５０マイクロリットル以下、３０マイクロリットル以下、２０マイクロリットル以下、約１５マイクロリットル以下など、約１０マイクロリットル以下などの総体積を有してよい。液体サンプルは、液体サンプルをマイクロ流体デバイスに導入する前に、試薬、例えば、液体及び／又は乾燥試薬と化合してよい。

［0210］ 随意的なポンプ特徴

［0211］ 図１５～図１６を参照すると、ある実施形態では、該システムは、マイクロ流体デバイス２０のキャピラリチャネル２５の遠位のベント２９と流体接続、例えば、気密シールをなすシリンジポンプ８０１をさらに含むことができる。

［0212］ 液体サンプルは、次いで、ポート３１を介してフィルタ３３の上面３５に適用される。濾過された液体（例えば、ポート３１内の上面３５に適用された後でフィルタ３３の下面３７から出てくる液体）は、第１及び第２のキャビティ部分のサンプルキャビティ７５ａ、７５ｂに入る。フィルタの下面３７が第１及び第２の相対する壁６３ａ、６３ｂと接触する第１及び第２の部分で濾過された液体が経験する高い毛管現象が、液体を、例えば一般に経路ｐ２及び経路ｐ３に沿ってフィルタ３３からサンプルキャビティ７５ａ、７５ｂへ吸い出す。第１及び第２の疎水性床部７１ａ、７１ｂ、７１ｃは、濾過された液体が第１及び第２のジャンクション７３ａ、７３ｂを越えて周辺キャビティ８５へ入ることを防ぐ。

［0213］ 濾過された液体は、毛管作用によりサンプルキャビティ７５ａ、７５ｂ内でキャピラリチャネル２５の近位開口部２７へ移動し、毛管作用によりキャピラリチャネル２５への道の少なくとも一部を移動する。ポンプがキャピラリチャネル２５の遠位のベント２９と流体接続している状態で、濾過された液体の遠位気液界面１０７に作用するガスの体積は、界面１０７に対して遠位のキャピラリチャネル２５の体積及びポンプのデッドボリュームにより決定される体積内に制限される。遠位気液界面１０７がチャネル２５に沿って遠位に移動する際に、閉じ込められたガスの体積が減少し、遠位気液界面１０７に作用する閉じ込められたガスの圧力が、減少した体積に対応する量だけ増加する。キャピラリチャネル２５の開口部２７に対して遠位の閉じ込められたガスの総体積は、約２５マイクロリットルである。ガスの総体積とは、チャネル２５の中のガスの体積及びチャネル２５と連通するポンプ８０１内のガスの体積を含む体積を意味する。いくつかの実施形態では、ガスの総体積は、約５０マイクロリットル以下、約３５マイクロリットル以下、約３０マイクロリットル以下、又は約２５マイクロリットル以下である。ガスの総体積は、少なくとも約１０マイクロリットル、少なくとも約１５マイクロリットル、少なくとも約２０マイクロリットルであってよい。チャネル２５の体積は、通常は、少なくとも約７．５マイクロリットル、少なくとも約１０マイクロリットル、又は少なくとも約１２．５マイクロリットルである。チャネル２５の体積は、約２５マイクロリットル以下、約２０マイクロリットル以下、約１７．５マイクロリットル以下、又は約１５マイクロリットル以下であってよい。

［0214］ 濾過された液体の遠位気液界面１０７がキャピラリチャネル２５の試薬部４１に接触する前に、濾過された液体が経験する毛管力が濾過された液体をキャピラリチャネル（図１５）に沿ってさらに移動させるのに不十分であるように、遠位気液界面１０７に作用するガス圧力が増加する。

［0215］ 遠位気液界面１０７に対して遠位の封入されたガスの体積と連通する圧力センサ１０３を用いて、濾過された液体の遠位気液界面に作用するガスの圧力が判定される。圧力センサ１０３は、封入されたガスの絶対圧力、例えば、周囲ガスの圧力に対する圧力、例えば、マイクロ流体デバイス２０の外面に作用するガスの圧力を判定するように構成されてよい。

［0216］ 代替的な実施形態では、読取り装置は、遠位気液界面１０７に作用するガス圧力を減少させるのに十分な量だけ封入されたガスの体積を増加させるべくシリンジポンプ８０１を作動させる。毛管作用が、遠位気液界面１０７が試薬部４１と接触し、試薬部４１を通過するまで、濾過された液体をキャピラリチャネル１０７に沿ってさらに吸い出す。濾過された液体が経験する毛管力が濾過された液体をキャピラリチャネル（図１６）に沿ってさらに移動させるのに不十分であるように、遠位気液界面１０７に作用するガス圧力が増加する。

［0217］ ポンプを含むいくつかの実施形態では、濾過された液体及び試薬が試薬部４１で試薬と反応及び／又は化合することを可能にするのに十分な時間後に、読取り装置は、遠位気液界面１０７に作用するガス圧力を減少させるのに十分な量だけ封入されたガスの体積を増加させるべくシリンジポンプ８０１を作動させる。毛管作用が、遠位気液界面１０７が検出ゾーン４３と接触し、検出ゾーン４３を通過するまで、濾過された液体をキャピラリチャネル１０７に沿ってさらに吸い出す。濾過された液体が経験する毛管力が濾過された液体をキャピラリチャネル（図１６）に沿ってさらに移動させるのに不十分であるように、遠位気液界面１０７に作用するガス圧力が増加する。

［0218］ 読取り装置

［0219］ マイクロ流体デバイスにおける１つ以上のターゲットの存在及び／又は量を判定するべくマイクロ流体システムの一部として読取り装置が構造化される。読取り装置は、１つ以上のターゲットの存在及び／又は量を判定するべくバイオセンサを含んでよい。バイオセンサは、電気化学検出器、光学検出器、電気光学検出器、又は音響機械的検出器であってよい。図１５を参照すると、例えば、読取り装置は、走査型蛍光光度計であってよく、固相スポット３４３において結合した検出可能な標識の存在及び／又は量を判定するべく光源及び光検出器を含んでよい。図１６のような随意的な実施形態では、ポンプ８０１は、流体の流れを制御するように構成されてよい。

［0220］ 使用中に、キャピラリチャネル２５へ吸い込まれる濾過された液体の総体積は、濾過された液体がマイクロ流体デバイス２０のベント２９を出ないようにキャピラリチャネルの総体積よりも小さい。

［0221］ キャピラリチャネル２５の遠位部は、キャピラリブレイク１１３を有する遠位ストップ１１１を含む。キャピラリブレイク１１３に到達する液体は、液体がキャピラリチャネル２５に沿ってさらに前進する傾向を低減する、低減した毛管力を経験する。遠位ストップ１１１の深さは３００ミクロンである。遠位ストップ１１１の深さは、通常は、少なくとも約２００ミクロン、少なくとも約２５０ミクロン、又は少なくとも約２７５ミクロンである。遠位ストップ１１１の深さは、約１０００ミクロン以下、約７５０ミクロン以下、又は約５００ミクロン以下であってよい。遠位ストップ１１１内のチャネル２５の幅は約１ｍｍである。通常は、遠位ストップ１１１内のチャネル２５の幅は、少なくとも約５００ミクロン、又は少なくとも約７５０ミクロンである。遠位ストップ１１１内のチャネル２５の幅は、約２５００ミクロン以下、約１５００ミクロン以下、又は約１２５０ミクロン以下であってよい。

［0222］ 疎水性の表面

［0223］ 図１０を参照すると、マイクロ流体デバイス２０の疎水性の表面、例えば、第１、第２、及び第３の疎水性の床部７１ａ、７１ｂ、７１ｃは、脂肪族化合物及び／又は芳香族化合物などの疎水性の化合物及び種々のインク及びポリマーなどを用いて疎水性にされてよい。化合物は、一般に、有機溶媒又は水性溶媒と有機溶媒の混合物中に溶解される。米国特許第７，８２４，６１１号（参照により本明細書に組み込まれる）は、表面上又は表面内の疎水性のゾーンの適用を可能にする適切な技術（インクジェット印刷、スプレー、シルクスクリーニング、ドローイング、エンボス加工など）を開示する。

［0224］ 例えば、米国特許第７，８２４，６１１号は、表面を疎水性にするのに用いられ得るいくつかの技術を開示する。親水性にされた表面に関して、疎水性のゾーンは、表面の親水性の性質を破壊するべく変性したタンパク質による又は合焦したレーザビームを用いる表面の局所加熱により自然な状態の疎水性のプラスチック表面を再作製（ｒｅｃｒｅａｔｅ）する又は疎水性の表面を作製するべくプラズマ処理を破壊する又はタンパク質を変性させる有機溶媒の適用により作製することができる。代替的に、上記の方法のいずれかにより親水性領域を作製する前に疎水性の領域をマスクすることができる。領域は、テンプレートなどのオブジェクトによりマスクすることができ、又は、表面に適用されその後除去される材料によりマスクすることができる。

［0225］ 一実施形態では、疎水性の表面は、自然な状態のプラスチック及びエラストマー（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリレート、シリコーンエラストマーなど）で見受けられるような疎水性の表面で開始することにより作製されてよい。一実施形態では、疎水性の粒子が表面上に堆積されてよい。このような粒子は、約０．０１μｍから１０μｍまでの間の直径をもつラテックス粒子、例えばポリスチレンラテックス、又はポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステルなどの疎水性のポリマーを含む。別の実施形態では、疎水性の表面は、インク又は長鎖脂肪酸などの疎水性の化学物質又は疎水性のデカールを所望のゾーンに適用することにより作製されてよい。疎水性の化学物質又はデカールは、一般に反応混合物中に可溶性ではない又は乏しい可溶性である。また別の好ましい実施形態では、疎水性の表面は、親水性の表面を疎水性の表面に変化させることによって形成されてよい。例えば、プラズマ処理により親水性にされた疎水性の表面は、溶媒、紫外光、又は熱などの適用により疎水性の表面に戻るように変換することができる。これらの処置は、親水性のプラズマ改質表面の分子構造を疎水性の形態に戻るように変化させるように作用することができる。

［0226］ 上述のように、脂肪族化合物及び／又は芳香族化合物などの疎水性の化合物並びに種々のインク及びポリマーなどを、本発明に係る疎水性のゾーンの作製のために用いることができる。化合物は、一般に、有機溶媒又は水性溶媒と有機溶媒の混合物中に溶解される。当該技術分野では公知の様々な技術（インクジェット印刷、スプレー、シルクスクリーニング、ドローイング、エンボス加工など）が表面上又は表面内の疎水性のゾーンの適用を可能にする技術であることを当業者は認識するであろう。

［0227］ マイクロ流体デバイス２０の構成要素（例えば、下側基板２１及び上側基板２３）は、コポリマー、ブレンド、ラミネート、メタライズドホイル、メタライズドフィルム、又は金属から作ることができる。代替的に、マイクロ流体デバイスの構成要素は、以下の材料、すなわち、ポリオレフィン、ポリエステル、スチレン含有ポリマー、ポリカーボネート、アクリルポリマー、塩素含有ポリマー、アセタールホモポリマー及びコポリマー、セルロース系及びそれらのエステル、硝酸セルロース、フッ素含有ポリマー、ポリアミド、ポリイミド、ポリメチルメタクリレート、硫黄含有ポリマー、ポリウレタン、ケイ素含有ポリマー、ガラス、及びセラミック材料のうちの１つが堆積されたコポリマー、ブレンド、ラミネート、メタライズドホイル、メタライズドフィルム、又は金属から作ることができる。下側基板２１及び上側基板２３は、限定はされないが、グルーイング、超音波による溶接、リベット打ちなどを含むいくつかの技術により互いに対して固定され、種々の凹部及び溝が封止され、キャピラリキャビティ及びチャネルが形成されてよい。

［0228］ 本発明のいくつかの実施形態が説明されている。それにもかかわらず、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく種々の修正がなされ得ることが理解されるであろう。

Claims (23)

1. マイクロ流体デバイスであって、
   近位開口部及び遠位開口部を備え、当該マイクロ流体デバイス内に配置されたキャピラリフローチャネルと、
   フィルタを備え、実質的に前記近位開口部に配置されたフィルタポケットと、
   前記フィルタポケットに対して遠位に配置された混合ウェルと、
   前記混合ウェルに対して遠位に配置された、試薬を収容する乾燥試薬ゾーンと、
   前記乾燥試薬ゾーンに対して遠位に配置されたピンチ領域と、
   前記ピンチ領域に対して遠位に配置された検出ゾーンと、
   を備え、
   前記フィルタポケット、前記混合ウェル、前記乾燥試薬ゾーン、前記ピンチ領域及び前記検出ゾーンは、流体連通しており、
   前記ピンチ領域は、前記キャピラリフローチャネルの幅よりも小さい幅を有する、
   マイクロ流体デバイス。
2. 前記フィルタポケットが、液体サンプルを受け入れるように構成された凹部を有するサンプル入口、フィルタランディング、及び前記液体サンプルの受け入れ時に空気が排気されることを可能にするように構成されたベントを備える、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
3. 前記フィルタランディングが、前記フィルタポケットの遠位縁から延びる隆起したプラトーを含む、請求項２に記載のマイクロ流体デバイス。
4. 前記フィルタポケットが、前記サンプル入口に堆積された流体を前記フィルタランディングへ誘導するために配置されたキャットウォークストリップをさらに備える、請求項２に記載のマイクロ流体デバイス。
5. 前記混合ウェルが、濾過された液体サンプルを毛管作用により移動させるように寸法設定される、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
6. 前記混合ウェルが、ボウル形状を有する、請求項５に記載のマイクロ流体デバイス。
7. 前記乾燥試薬ゾーンが、疎水性インクの壁を含む、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
8. 前記疎水性インクの壁が、サンプルを前記乾燥試薬ゾーンの親水性領域に維持するように構成された、キャピラリフローに垂直な高さを有する、請求項７に記載のマイクロ流体デバイス。
9. 前記ピンチ領域が、ローブと共に構成され、任意で、前記ピンチ領域は、前記マイクロ流体デバイスの長さに実質的に垂直な方向にローブしている、前記キャピラリフローチャネルの部分を含む、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
10. 前記検出ゾーンが、特定の分析物と結合するように構成された少なくとも１つの固相取り込みスポットを含む、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
11. 前記検出ゾーンの長さに沿って直列に配列された２つ以上の固相取り込みスポットをさらに備える、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
12. 前記少なくとも１つの固相取り込みスポットが、読取り装置により測定される信号を提供するか、又は、少なくとも１つの固相取り込みスポットが制御部として作用する、請求項１１に記載のマイクロ流体デバイス。
13. 前記検出ゾーンの洗浄中に過剰液体サンプルを保持するように構成された廃液チャネルをさらに備える、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
14. 基板の一部が前記廃液チャネルを覆い、該一部は、流量を増加させ且つ洗浄時間を減少させるべく疎水性インクでプリントされる、請求項１３に記載のマイクロ流体デバイス。
15. 前記キャピラリフローチャネルが、上側基板と下側基板との間に配置される、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
16. 前記下側基板が、第１の深さを有する第１の部分と、前記第１の深さよりも小さい第２の深さを有する第２の部分を備える、請求項１５に記載のマイクロ流体デバイス。
17. 第１の深さを有する部分が凸形であり、第２の深さを有する部分が平坦である、請求項１６に記載のマイクロ流体デバイス。
18. 前記フィルタポケットが、毛管作用により、前記キャピラリフローチャネルに沿って、且つ前記キャピラリフローチャネルの前記混合ウェルへと液体を移動させるように構成される、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
19. 前記混合ウェルが、毛管作用により、前記キャピラリフローチャネルに沿って、且つ前記キャピラリフローチャネルの前記ピンチ領域へと液体を移動させるように構成される、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
20. 前記混合ウェルが、前記キャピラリフローチャネルの深さより大きい深さを有することで、濾過成分の濃縮を抑制し、デバイス間の濾過成分の変動を最小にする、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
21. 前記フィルタポケット、前記混合ウェル、前記乾燥試薬ゾーン、前記ピンチ領域及び前記検出ゾーンのうちの１つ以上が、テクスチャ表面を含む、請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
22. サンプル中のターゲットを検出するための方法であって、
    近位開口部及び遠位開口部を有するキャピラリフローチャネルを備えたマイクロ流体デバイスに関する読取り装置と共に動作可能な関係性に当該マイクロ流体デバイスを位置決めすることと、
    前記キャピラリフローチャネルの近位部にあるフィルタポケットにサンプルを導入し、前記サンプルの液体部分を分離して液体サンプルを生成することと、
    前記液体サンプルを、デバイス間の濾過成分の変動を最小にするべく混合ウェルに通すことと、
    前記混合ウェルからの前記液体サンプルを乾燥試薬ゾーンに通すことであって、前記乾燥試薬ゾーンが、前記液体サンプル中で乾燥試薬を再構成するように構成されることと、
    減少した拡散距離でインキュベートするための試薬の付加的な時間をもたらすことによりアッセイの感度を高めるように構成されたピンチ領域に、前記乾燥試薬ゾーンからの前記液体サンプルを通すことであって、前記ピンチ領域は、前記キャピラリフローチャネルの幅よりも小さい幅を有することと、
    前記ピンチ領域からの前記液体サンプルを、ターゲットの存在を検出するように構成された検出ゾーンに通すことと、
    前記検出ゾーンにおいて固相取り込みスポットと接触させることと、
    前記固相取り込みスポットからの信号を読み取ることと、
    前記検出ゾーンからの前記液体サンプルを、前記検出ゾーンの洗浄からの過剰液体サンプルを保持するように構成された廃液チャネルに通すことと、
    を含む、方法。
23. 患者サンプル中の心筋トロポニンの存在又は欠如を判定するための、請求項２２に記載の方法であって、
    ａ）存在する場合、トロポニンの結合パートナー及び検出可能部分を含む標識でトロポニンを標識することと、
    ｂ）ハンドヘルドアッセイにおける標識の存在又は欠如を判定することによりサンプル中のトロポニンを検出することと、
    を含み、
    前記標識の存在の検出は、前記サンプル中のトロポニンの存在を示し、前記アッセイは、約２０％未満の変動係数と共に約３ｐｇ／ｍＬの定量限界を有し、
    前記トロポニンが心筋トロポニンＩ（ｃＴｎＩ）、心筋トロポニンＴ（ｃＴｎＴ）あるいはｃＴｎＩとｃＴｎＴの複合体であるか、
    前記結合パートナーが、トロポニンに特異的な抗体を含むか、又は、
    前記サンプル中のトロポニンが、請求項１に記載のマイクロ流体デバイスを含むハンドヘルドアッセイにおける標識の存在又は欠如を判定することにより検出される、方法。

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