JPH05149958A - 突然の流体の流れに対して改良された安定性を有する細管ストツプ−フロー連結部 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 毛管作用及び重力により液体の制御された輸
送のために使用される方法及び装置、特に細管−流れと
非細管−流れ領域との間の連結部に関する。 【構成】 液体を輸送するために使用される細管通路の
末端でハウジングに位置し、及び前記ハウジングにおけ
る非細管内部チャンバーの先端で位置する細管ストップ
−フロー連結部を含んで成る装置であって：前記細管通
路及び非細管チャンバーにガスを選択的に閉じ込める手
段、そして前記液体が前記細管通路に入る場合、前記ガ
スが、ストップ−フロー連結部で流れを止めるように前
記液体により圧縮され；又は前記細管通路を取り囲みそ
して前記チャンバー中に突出するストップ−フローノズ
ル；又は単一ハウジング本体部材から形成される前記ス
トップ−フロー連結部；又は前記細管路における破裂連
結部、を含んで成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、毛管作用及び重力により液体の
調節された輸送のために使用される方法及び装置、特に
細管−流れと非細管−流れ領域との間の連結部（本明細
書においては、ストップ−フロー連結部として言及され
る）で、サンプル及び希釈剤の流れが調節されるカート
リッジを用いて、少量の液体を自動的に測定し、そして
希釈する方法及び装置に関する。

【０００２】用語“ストップ−フロー連結部”は、本発
明者の実験室から生まれる多くの従来の発明に使用され
る細管通路における調節領域を記載するために導入され
た。ストップ−フロー連結部は、サンプルが毛管作用
（及び場合によっては重力）により流れる流体路の初期
部分とサンプルが、流れがある外部力、たとえば使用者
の作用により開始されるまで通常流れない流体路の後期
部分との間の連結部を示す流体路における領域である。

【０００３】ストップ−フロー連結部は、それが移動性
部分を有さないように従来のバルブではない。むしろ、
この連結部は、流れを止める液体サンプルの表面張力か
らの背圧に依存する。この背圧は多くの手段により創造
され得る。たとえば、背圧は、液体流路の断面積が、液
体と容器壁との間での接触が存在する領域において上昇
する場合（たとえば小さな管が大きなチャンバーに入る
場合、又はチャネルの断面積が上昇する場合）に創造さ
れる。ストップ−フロー連結部のより一定した操作は、
流路の断面積の上昇が徐々によりもむしろ突然である場
合、特にサンプル流路における毛管現象が破壊する場合
に達成される。多くの場合、連結部は、小さな直径の細
管チャネルが大きな、非細管チャンバーに入る場合に形
成されるであろう。小さなチャネル又は管は、直角に又
は直角以外の角度で大きなチャンバー中に入いることが
できる。後者の場合、小さな管の内部壁とチャンバーの
表面との間の角度は、連結部の円周のまわりでの種々の
位置で異なるであろう。

【０００４】一般的に、小さな（細管サイズ）連結部に
関しては、背圧はメニスカスにより仮定される弯曲の最
小半径により大部分決定されるであろう。たとえば、円
形断面を有する細管が、液体が静水圧下で空間中に膨張
するように大きな空間に入る場合、メニスカスはほぼ球
状であり、そして背圧（δｐ）はヤング−ラプレス等
式；δｐ＝２γ／Ｒ（ここでγはサンプル流体の表面張
力であり、そしてＲは弯曲の半径である）により与えら
れる。Miller and Neogi, "Interfacial Phenomena : E
quilibrium and Dynamic Effects", MarcelDekker, In
c., New York, 1985 及び Davis and Riedeal, "Inter
fecial Phenomena",第２版，Academic Press, New Yor
k, 1963を参照のこと。流体が０°以上の角度で表面と
接触する場合、この背圧は幾何学的条件により減じられ
るであろう。半径、Ｒは、静水圧が上昇するにつれて変
化し（小さくなり）、その結果、背圧及び静水圧が平衡
になる。静水圧が上昇するにつれて、Ｒは、装置及び接
触角度の幾何学により決定される最小値（最大弯曲）に
達する。その対応する背圧は、ストップ−フロー連結部
により維持される最大の静水圧を定義する。

【０００５】背圧はまた、液体が接触する表面が液体と
容器の壁との間の接着性を下げるように変化する場合
（たとえば、水性サンプルが親水性から疎水性表面に移
動する場合）にも創造される。本発明の装置の種々の内
部表面の表面性質は、種々の物理的及び又は化学的処理
により調節されるであろう。類似する装置の表面性質を
調節する論議については、１９８６年７月１日に出願さ
れたアメリカ特許出願第８８０，７９３号を参照のこ
と。たとえば、プラスチック表面は、それらの親水性を
高めるために処理され得る。全体の装置又は特定部分が
処理され得る。他方、装置の種々の部分が種々のプラス
チックにより製造され得る。細管流れに関しては、９０
°以下の接触角度、好ましくは１０〜８５°及び最っと
も好ましくは３０〜６０°の接触角度で十分である。水
性サンプルのためにこれらの接触角度を提供するために
は、細管表面は親水性であろう（少なくともいくらかの
測定可能程度に）。非水性液体のためには、疎水性表面
が適切であろう。容器壁幾何学及び表面湿潤性の組合せ
を用いることによって、０（断面積又は表面接着性の変
化が存在しない）〜２０cm又はそれ以上のＨ₂ Ｏの背圧
範囲が、液体として水を用いて容易に達成され得る。背
圧が０である場合、問題の位置はストップ−フローの連
結部ではない。ストップ−フロー連結部は、流路の特定
の点を越えてのサンプルの流れを、たとえばここに記載
されるような希釈装置の受容チャンバーへの測定チャン
バーからのサンペルの流れを阻止するのに十分な背圧が
存在する場合に生じる。

【０００６】いづれか与えられた企画のために利用でき
る背圧の量を考慮する場合、顕微鏡レベルでの製造及び
物理的世界の現実が考慮されるべきである。チャンバー
の幅の徐々の拡張の間、容器壁の欠陥は、他側よりも一
方側上に液体の“クリープ”を引き起こす。液体はま
た、不均衡な力をもたらす欠陥が存在する場合、かどの
まわりでクリープが起こる。不均衡な力はまた、連結部
が水平でない場合にも存在するであろう。たとえば水平
連結部は、垂直管がチャンバーの上部の水平面に入る場
合に生じる。水平管が容器の垂直壁に入る場合、垂直連
結部が存在し、そしてストップ−フロー連結部の底での
圧力は、種々の高さの液体により引き起こされる静水圧
により、連結部の上部での圧力よりも高いであろう。そ
れにもかかわらず、非水平ストップ−フロー連結部は、
液体が大きな領域に入る場合、液体を含む小さなチャネ
ルの直径を減じることによって創造され得、それによっ
て連結部の上部及び下部部分の間の圧の差異を減じ、そ
して他の製造欠陥は、製造の高費にもかかわらず、品質
管理操作により緩和され得る。

【０００７】他の実験室で開発されたアメリカ特許第
４，４２６，４５１号は、１つの細管領域から他の領域
への細管流が存在する装置に使用するための“メニスカ
ス調整手段”として言及される多くの領域を記載する。
その特許に記載されるメニスカス調整手段は、流れの細
管／細管転移及び一時的な停止が、流れが次の領域中に
流れる前に所望される装置に使用され得る。しかしなが
ら、その特許は、第２領域が細管領域でない場合、流れ
を停止することを言及していない。細管チャンバーの壁
が、流れの停止を提供するために徐々に狭くなり、そし
て徐々に拡張されることを示す、前記特許の特定の教授
に対比すれば、突然の幅の拡張が、第２チャンバーが細
管空間でない場合、本発明の実施においてより効果的で
あることが見出された。欠陥が分子レベル上で存在する
ことが認識されるが、連結部は、顕微鏡的観点からでき
るだけ鋭く、すなわち測定チャンバーの壁を形成する表
面（弯曲され得る）とストップ−フロー連結部が見出さ
れる受容チャンバー表面の壁を形成する表面（弯曲され
得る）との交わりにより形成される理想的な連結部にで
きるだけ密接に近づくことが所望される。圧力差異を回
避するために水平連結部の維持、連結部の面積の低下、
疎水性特徴を低めるために細管の表面の変更（水溶液の
ために）、滑らかな表面の供給（荒い表面は、その表面
にそっての液体のクリープを助ける）及び断面積の突然
の変化の提供（好ましくは、約９０°又はそれ以下の交
わる表面間での角度の提供のすべては、１つのチャンバ
ーから他のチャンバーへの液体のクリープを阻止するよ
うに作用する。

【０００８】流れの停止は安定して且つ準安定して生じ
得ることが理解されるべきである。準安定性流れ停止
は、流れが顕微鏡学的レベル上で停止するが、しかし数
秒〜数分の後、明らかな原因を伴わないで回復するかも
知れない流れの停止である、容器の壁にそって、又は製
造工程の欠陥に起因する顕微鏡的又は半顕微鏡的チャネ
ルを通しての液体の徐々のクリープは、流れが、それが
停止するやいなや再び開始する機構であると思われる。
さらに、振動（たとえば、装置の近くを歩く人々又は装
置、たとえば空調単位近くでの歩みの開始及び停止する
人々により引き起こされ得る）はまた、準安定性情況に
おける流れを開始するために十分であり得る。しかしな
がら、装置が希釈剤の添加及び結局、ストップ−フロー
連結部での流れの開始のために企画される場合におい
て、絶対的な安定性の必要条件は存在しない。従って、
少なくとも１０秒、好ましくは少なくとも１分及びより
好ましくは少なくとも５分間維持され得るいづれかの流
れの停止が、希釈機に使用するために十分である。

【０００９】これらの従来のストップ−フロー連結部は
ほとんどの使用のために十分であるが、突然の開始に対
するストップ−フロー連結部の安定性の改良が、市販の
装置の開発の観点から所望されて来た。多くの要因が連
結部の不安定性に寄与する。たとえばサンプル物性（た
とえば密度、粘度、ヘマトクリット、マイクロ異質性、
表面張力及びハウジング壁との接触角度）の変化が、流
れを好むように作用する前方への圧力及び流れを停止す
るためにストップ−フロー連結部で利用できる背圧の両
者に影響を及ぼすことができる。密度は、連結部での静
水圧を調節する。表面張力及び接触角度は、連結部が流
れに反して作用する圧力を決定する。粘度は、サンプル
が連結部に移動する速度を決定し、そして従って、過剰
背圧（平衡状態のために必要な圧力以上）が連結部を通
してサンプルの運動量の破壊を防ぐために必要とされ
る。マイクロ異質性は、サンプルの内部特性から有意に
変化することができる、連結部での局部的特性に対する
衝撃を有する。他の変動は、連結部上の上部サンプル表
面の高さを変えることによって静水圧に影響を及ぼすサ
ンプル体積；異なった使用によるサンプル適用の方法
（又は種々の時間での同じ使用者）；場所から場所への
物性、たとえば希釈機が製造されるハウジングの対照液
体との接触角度の変化；製造の間に生じる連結部の大き
さ及び形状、たとえばかど及び端でのプラスチック“ば
り”により引き起こされ得るものの変化；及び局部的な
外因、たとえば機械又は人々の歩行により引き起こされ
る機械的振動並びに水平操作位置からの希釈機の方向に
おける変化を包含する。

【００１０】発明者の実験室から生じる前記希釈機のい
づれかが、たとえば流れが所望する時間の前、突然開始
する場合に検出することができる希釈機が使用されるモ
ニターを企画することによって、これらの可能性ある問
題にもかかわらず使用されるが、操作の信頼性の改良が
ひじょうに所望される。たとえば、何人かの患者は、第
２血液サンプルを得るために第二指の穿刺を所望する。
他の場合、患者は去り、そしてサンプルは利用できず、
それによって、患者及び医者の両者に不便さが生じる。
従って、突然の流体の流れに対する高められた安定性を
有する改良されたストップ−フロー連結部及びこれらの
改良された特徴を導入する希釈機のための必要性が存在
する。

【００１１】関連文献 １９８５年２月１４日出願の西ドイツ特許出願第ＤＥ３
３２８９６４Ｃ１は、測定装置として作用し、そしてサ
ンプルされ又は他方、サンプルがポンプ又は吸引により
分析機に希釈剤と共に輸送される位置に移動される流体
中に含浸され得る細管を用いて流体の自動的不連続的サ
ンプリングのための装置を記載する。アメリカ特許第
４，４５４，２３５号は、イムノアッセイにおける液体
移行のための細管ホルダーを記載する。アメリカ特許第
４，２３３，０２９号は、細管流の速度を調節するいづ
れの手段も提供しないで、流体の細管流を提供するため
に効果的な距離で一定間隔に保たれた反対表面により形
成される液体輸送装置を記載する。アメリカ特許第４，
６１８，４７６号及び第４，２３３，０２９号は、速度
及びメニスカス調節手段を有する類似する細管輸送装置
を記載する。アメリカ特許第４，４２６，４５１号は、
２つの領域間の流れを止めるための手段を包含するもう
一つの類似する細管輸送装置を記載し、ここで流れは外
部的に生成される圧下の適用により回復される。アメリ
カ特許第３，８１１，３２６号；第３，９９２，１５０
号；第４，５３７，７４７号；及び第４，５９６，７８
０号は、種々の方法及び装置を記載し、ここで細管が試
験溶液の予定された体積を採取するために使用され、そ
して次に充填された細管が、試薬又は希釈剤として使用
される液体のキュベット又は他の容器に置かれる。アメ
リカ特許第３，７９９，７４２号は、親水性から疎水性
への表面特性の変化が小サンプルの流れを止めるために
使用され、それによって、存在するサンプルを計量す
る。１９８７年１１月５日に出願されたアメリカ特許出
願第１１７，７９１号及び１９８７年８月２７日に出願
されたアメリカ特許出願第０９０，０２６号（両特許は
本出願と同じ譲渡人に譲渡されている）は、多くの希釈
及び混合カートリッジを記載する。

【００１２】発明の要約 本発明は、その種々の部分間の液体を移動し、又はサン
プルの再生可能な希釈を提供するために外部的に生成さ
れた力（重力を除く）の使用必要としない自給式希釈装
置に他の可能性ある位置間に使用するための改良された
ストップ−フロー連結部を提供する。そのような装置に
おける主な動機力は毛管現象及び重力（静水圧をもたら
す）から生じ、従ってストップ−フロー連結部を生ぜし
める。なぜならば、ストップ−フロー連結部は、細管領
域及び毛管現象及び重力の結果として流れが単独で生じ
ない領域の連結部で生じるからである。

【００１３】“停止”状態において高められた安定性を
提供するストップ−フロー連結部が、本明細書に記載さ
れる。一連の個々の改良点は、本発明に従って利用で
き、又はすべての改良点は同じ装置に存在することがで
きる。特に、本発明の装置は、液体を輸送するための細
管通路の末端でハウジングに位置し、及び非細管内部チ
ャンバーの先端で位置する細管ストップ−フロー連結部
を含んで成り、ここで ａ．前記細管通路及び非細管チャンバーにガスを選択的
に閉じ込める手段、ここで前記閉じ込めるための手段が
活性化され、そして前記液体が前記細管通路に入る場
合、前記ガスが、前記液体が前記細管チャネルを通して
流れ、そして前記ストップ−フロー連結部で流れを止め
るように前記液体により圧縮され；又は ｂ．前記細管通路を取り囲みそして前記チャンバー中に
突出するストップ−フローノズル；又は ｃ．単一ハウジング本体部材から形成される前記ストッ
プ−フロー連結部；又は ｄ．前記細管路における破裂連結部、ここで前記破裂連
結部は、前記細管ストップ−フロー連結部よりも低い最
大利用背圧を提供するストップ−フロー連結部である、
を含んで成る。１つ、いくつかの又はすべてのこれらの
改良点は、本発明の単一のストップ−フロー連結部に存
在することができる。

【００１４】本発明の改良されたストップ−フロー連結
部は、改良されたストップ−フロー連結部を含む他に、
その改良された企画のために、他の利点、たとえばサン
プル測定の再現性及び希釈調節の改良点もまた提供する
希釈機に使用され得る。改良された希釈機は、ハウジン
グにおける１又は複数の水性希釈剤による水性サンプル
の希釈を自動的に実施するための装置であり、ここで前
記ハウジングに： （１）サンプルを受容するためのサンプル適用部位； （２）ベントされた内部チャンバーを含んで成る破裂チ
ャンバー； （３）第１体積を有するベントされた内部チャンバーを
含んで成る混合チャンバー； （４）希釈剤を受けるための希釈適用部位； （５）下記のものを含んで成る細管流れ手段： （ａ）第１及び第２端を有するバルブ付セグメント； （ｂ）前記バルブ付セグメントに位置するバルブ； （ｃ）前記バルブ付セグメントの前記第１端に前記サン
プル適用部位を連結するサンプルセグメント； （ｄ）前記バルブ付セグメントの前記第１端に前記破裂
チャンバーを連結する破裂セグメント； （ｅ）前記バルブ付セグメントの前記第２端に連結さ
れ、そして第１及び第２出口を有する測定セグメント、
ここで前記第１出口が前記混合チャンバーに前記測定セ
グメントを連結し、そして前記測定セグメントが前記混
合チャンバーの前記第１体積よりも低い第２体積を有
し； （ｆ）サンプルが希釈剤の不在下で前記第１ストップ−
フロー連結部を通して流れるのを防止するために前記第
１ストップ−フロー連結部で前記ハウジングの壁手段と
サンプルとの間での接触に起因する十分な背圧を提供す
るために、前記測定セグメントの前記第１出口に位置
し、そしてサンプルの表面張力特徴に適合される第１ス
トップ−フロー連結部； （ｇ）サンプルが希釈剤の不在下で前記第２ストップ−
フロー連結部を通して流れるのを防止するために前記第
２ストップ−フロー連結部で前記ハウジングの壁手段と
サンプルとの間での接触に起因する十分な背圧を提供す
るために、前記測定セグメントの前記第２出口に位置
し、そしてサンプルの表面張力特徴に適合される第２ス
トップ−フロー連結部；及び （ｈ）サンプルが希釈剤の不在下で前記第３ストップ−
フロー連結部を通して流れるのを防止するために前記第
３ストップ−フロー連結部で前記ハウジングの壁手段と
サンプルとの間での接触に起因する十分な背圧を提供す
るために、前記測定セグメントの前記第３出口に位置
し、そしてサンプルの表面張力特徴に適合される第３ス
トップ−フロー連結部；（それによって前記サンプル適
用部位へのサンプルの添加がサンプルの前記細管流れ手
段の充填を引き起こし）； （６）前記希釈適用部位を前記測定セグメントの前記第
１出口に連結する希釈流れ手段を含んで成る。

【００１５】特定の態様の記載 Ｉ．新規ストップ−フロー連結部 Ａ．一般的な背景 本発明は、細管流の停止、続く流れの調節された再開始
を必要とする装置に使用するための改良されたストップ
−フロー連結部を提供する。そのようなストップ−フロ
ー連結部は、小サンプルが自動的に測定され、そして希
釈される装置及び方法において特に有用である。そのよ
うな装置は一般的に小さく、使用するのに便利であり、
そして流体の移動のために移動部を必要とせず、そして
重力及び毛管作用が、サンプル測定及び希釈段階のため
に必要とされるすべての流体運動力を提供するのに十分
である。そのような希釈及び混合カートリッジは、アメ
リカ特許第４，８６８，１２９号、１９８７年１１月５
日に出願されたアメリカ特許出願第１１７，７９１号及
び１９８９年４月１３日に出願されたアメリカ特許出願
第３３７，２８６号に記載される。しかしながら、本発
明の装置は、特に同じ型から製造される多くの数の希釈
機の製造及び操作の信頼性の場合、これまでの希釈及び
混合装置に記載されるストップ−フロー連結部よりも多
くの利点を提供する。本発明の装置の特定の改良点は、
（１）細管通路及びストップ−フロー連結部に隣接する
非細管チャンバーにガスを選択的に閉じ込める手段（こ
こで前記閉じ込めるための手段が活性化され、そして前
記液体が前記細管通路に入る場合、前記ガスが、前記液
体が前記細管チャネルを通して流れ、そして前記ストッ
プ−フロー連結部で流れを止めるように前記液体により
圧縮され）；（２）細管通路を取り囲みそして前記チャ
ンバー中に突出するストップ−フローノズル（ここでス
トップ−フロー連結部がチャンバー中への細管通路の入
口で存在する）；（３）単一ハウジング本体部材から形
成される前記ストップ−フロー連結部；及び（４）前記
細管路における破裂連結部（ここで前記破裂連結部は、
前記細管ストップ−フロー連結部よりも低い最大利用背
圧を提供するストップ−フロー連結部である）を包含す
る。単独で又はいづれか他のそれらの改良点を組合して
存在することができるそれらの改良点のそれぞれは、下
記で詳細に論ぜられる。

【００１６】ストップ−フロー連結部の基本的な特徴
は、上記に同定される特許及び特許出願に記載されてい
る。ストップ−フロー連結部に対して２つの必要とされ
る部分が存在し、まず１つは、流体流が、毛管作用の影
響下で又は毛管作用及び重力の組合された影響下で単独
で生じる流体路における領域である。その連結部は、細
管−ストップ連結部上の液体ヘッドから生じる重力由来
の圧力の存在下でさえ、細管流が止まる領域への転移で
の自由流のこの領域の端で存在する。細管連結部の良く
知られた例は、通常の装置、たとえば指の突き刺しから
の血液サンプルを得るために使用される細管に存在す
る。そのような単純な装置においては、ストップ−フロ
ー連結部は細管の端に存在する。なぜならば毛管力が、
管が垂直に向けられ、そして重力がサンプル上に存在す
る場合でさえ、管の内部にサンプルを保持するからであ
る。他の例は、前で論ぜられた出版物及び特許出願に記
載される。

【００１７】Ｂ．ベント助力のストップ−フロー連結部 現在の発明者により認識され、そして開発されて来た第
１の改良点は技法（及び関連する装置）であり、ここで
ガス（通常、ストップ−フロー連結部が位置する装置を
取り囲む雰囲気からの空気）が、液体が通路の細管部分
に入り、そしてストップ−フロー連結部にその通路を通
して流れる場合、閉じ込められ、そして圧縮される。そ
の閉じ込めは、閉じ込められたガスが、適切な時間で装
置の他の部分に阻止されないで流れ続けるようにベント
される必要があるので、選択的であるべきである。装置
に存在する重力及び毛管力に対する圧縮された空気空間
の大きさを正しく選択することによって、ストップ−フ
ロー連結部での流れ停止の信頼性が数倍以上に高められ
得る。閉じ込められたガスの体積はベントチャネル及び
チャンバーの大きさを変えることによって最っとも容易
に操作されるので、この観点は、ベント助力のストップ
−フロー連結部として言及される。

【００１８】ベント助力の細管ストップ−フロー連結部
の操作は、図１の参照及びその図に示される装置の操作
の態様により容易に理解される。しかしながら、これは
本発明が作用する単一の態様ではなく、そして図１に示
される態様は本発明のこの観点の単なる典型的なもので
あることが認識されるべきである。

【００１９】図１は、ベント助力のストップ−フロー連
結部を有する希釈装置の垂直断面図である。図１に示さ
れる希釈機は、１９８９年４月１３日に出願されたアメ
リカ特許出願第０７／３３７，２８６号の追加の流れ方
向性チャンバーと共にアメリカ特許第４，８６８，１２
９号に記載される単一希釈装置に類似する。本発明の論
議は、装置の他の観点の長期論議を伴わないでベント助
のストップ−フロー連結部を論じるであろう。

【００２０】カートリッジ１００は、サンプル適用部位
１１０、サンプル適用部位１１０から流れ方向付けチャ
ンバー１３０に導びく細管チャネル１２０、細管測定チ
ャンバー１４０、混合チャンバー１５０、流れ方向性チ
ャンバー１３０から廃棄物チャンバー１６５に導びく細
管通路１６０、希釈剤適用部位１７０として機能する内
部チャンバーにおける希釈剤の破裂可能容器１７５及び
希釈剤適用部位から流れ方向性チャンバー１３０に導び
くチャネル１８０を含む。装置のこれらの部分のすべて
は、前記特許及び特許出願にこれまで記載されている。
ベント助力の特徴に特別に関連する装置の部分は、ベン
ト−サージングチャンバーとして言及される比較的大き
な内部チャンバー１０２に導びく初期細管チャネル１０
１、カートリッジ１００を取り囲む環境にベント−サー
ジングチャンバー１０を連結する細管チャネル１０３
（ここでベント開口部１０４がベントチャネル１０３及
び装置の他の内部チャンバーへの雰囲気ガスの侵入及び
排出を可能にするために存在する）、及びベントクロー
ジャー１０５（１０４でベントを交互に閉じ、そして開
口するために矢印により示される方向に移動され得る）
を包含する。

【００２１】ベント助力のストップ−フロー連結部の操
作は、次の記載及び図１から容易に見出され得る。サン
プル適用部位１１０へのサンプルの適用の前、ベントク
ロージャー１０５が左側に移動され、ここでそれはベン
ト１０４でハウジングに対して密封する。ベントクロー
ジャーは、外部環境からベントを実質的に密封する。こ
の結果を達成する手段は満足するものであり、たとえば
ベント出口１０４でハウジングの表面に対して圧縮する
柔軟なパッドを供給し；ハウジング上に対応する滑らか
な表面を接触せしめる密封固定性の滑らかなディスクを
供給し；又はまわりの雰囲気からハウジングにおける内
部空間を密閉するいづれか他の有効手段を供給する。ベ
ントクロージャーは、ハウジングが挿入されているモニ
ターにより典型的に操作される。

【００２２】ベントが閉じられた後、サンプルはサンプ
ル適用部位１１０で適用される。サンプルは、細管１２
０を通して流れ方向付けチャンバー１３０に及び次に測
定チャンバー１４０中に流れる。サンプルがまず、測定
チャンバー１４０に入る場合、それは、測定チャンバー
１４０、混合チャンバー１５０及びいづれかのベント空
間から成る密閉された内部空間を創造する。図１に示さ
れる態様においては、ベント空間は細管チャネル１０１
及び１０３及びベントサージングタンク１０２から成
る。しかしながら、このベントサージングタンクは、閉
じ込められた空気又は示されたチャンバーに存在する他
のガスのために適切な体積を単に供給するために包含さ
れ、そして従って任意である。測定チャンバー１４０、
混合チャンバー１５０及びベント出口１０４に導びくベ
ント空間が空気の所望する圧縮可能体積を供給する場
合、ベントサージングチャンバー１０２が必要とされな
い。サンプルが細管測定チャンバー１４０下に流れるに
つれて、密閉された空間に閉じ込められる空気が圧縮さ
れる。この圧縮された空気は、測定チャンバーにおける
液体の前方への動きに対抗するように作用し、そして従
って、測定チャンバー１４０及び混合チャンバー１５０
の交わりでストップ−フロー連結部１４５を安定化する
ように作用する。

【００２３】本発明者の実験室からの初期出願は、スト
ップ−フロー連結部の同時存在を必要としないで細管通
路におけるサンプルの流れを停止するように企画された
ベントクロージャーを記載して来た。そのようなベント
クロージャーは、本発明に使用されるベントクロージャ
ーとは異なった。本発明における密閉された空間におけ
る圧力の上昇は、サンプルの重量からの前方方向の圧力
を阻止し、そして一部反作用するのに十分である。スト
ップ−フロー連結部が、流れ停止が所望され、そしてベ
ントクロージャーがここに記載される態様で使用される
位置で存在しない場合、前方方向の圧力が、サンプルの
所望する位置を越えて連続しての流れを可能にする。

【００２４】ストップ−フロー連結部１４５は、流れが
希釈段階の間、この位置で生じるように企画されるの
で、この連結部で利用できる最大の毛管力は、希釈剤が
存在し、そしてベント１０４が開いているすべての場合
のためにそのストップ連結部でのヘッド圧力よりも弱い
ように企画される。これは、ストップ−フロー連結部１
４５での開口部のために適切な大きさを選択することに
よって単純に達成され得る。ストップ−フロー連結部１
４５での開口部が円形である場合、下記式１が、開口部
のために適切な半径を単に選択することによっていづれ
かの与えられたサンプル及びハウジングタイプのための
適切な連結部の企画を可能にする：

【数１】 〔ここで、ｄはサンプルの密度であり、ｇは重力定数で
あり、ｈ₁ はストップ−フロー連結部上のヘッド（サン
プル及び希釈剤）であり、γはサンプルの表面張力であ
り、θはハウジング壁上でのサンプルの接触角度であ
り、そしてｒはストップ−フロー連結部での開口部の半
径である〕。

【００２５】上記式１は、ストップ−フロー連結部とし
て使用される円形の開口部のために向けられ、そして他
の形状は異なった式の使用を必要とするであろうことが
理解されるであろう。流れを調節するために使用され得
る他のパラメーターは、上記式から明らかである。たと
えば利用できるヘッドの高さは、カートリッジの適切な
設計により調節され得る（たとえば、ヘッドの高さを最
大にするためには高−薄測定チャンバー、又は高さを最
小にするためには低地測定チャンバー）。接触角は、同
様に、前記特許出願第４，７５６，８８４号に記載され
ているようにして、適切な接触角を提供するハウジング
（完全なハウジング又はその一部のいづれか）の製造の
ための材料を選択することによって、又はたとえばプラ
ズマエッチングにより適切な位置でハウジングの表面性
質を変性することによって、背圧を調節するために使用
され得る。カートリッジの適切な設計によりヘッドの高
さ及び表面特性の経験的な調節は、いづれかの形状のス
トップ−フロー連結部で背圧を調節するために使用され
得る。

【００２６】ベント１０４が閉じられ、そしてサンプル
が適用される場合、希釈機の内部空間における空気の圧
縮により創造される最大の流れ−対抗圧は、ストップ−
フロー連結部上でのヘッド圧に等しいか又はそれ以下で
あるべきである。ヘッド圧の均衡を保つために等しい内
部圧力が好ましい。この対抗圧は、空気の予備圧縮され
た体積：圧縮された体積の比を変れることによって変え
られ得る。設計の柔軟性を可能にするために、ベントサ
ージングタンク１０２が異なった体積で供給され得る。
なぜならば、この装置の一部か、混合チャンバー１５０
に生じる希釈に影響を及ぼさないからである（追加のス
トップ−フロー連結部は、サージングタンクへの混合物
の侵入を保持するためにそのサージングタンクに導びく
ベントの初期部分に包含され得る）。サージングチャン
バーの体積は、予備圧縮及び後圧縮閉じ込めガス体積
が、下記式２で示される不平等性を満たすために十分で
あるように選択される：

【数２】 〔式中、ｄはサンプルの密度であり、ｇは重力定数であ
り、ｈ₂ はストップ−フロー連結部上のヘッド（サンプ
ルのみ）であり、Ｐは大気圧であり、Ｖ₁ は予備圧縮閉
じ込めガス体積であり、そしてＶ₂ は後圧縮閉じ込めガ
ス体積である〕。

【００２７】図１に示される態様において、Ｖ₂ は、混
合チャンバーの体積及びサージングチャンバーを含む合
計のベント空間の体積の合計である。Ｖ₁ は、Ｖ₂ ＋測
定チャンバーの体積である。他の形態は、種々の態様に
ついて図６に示されるように、装置の異なった部分に生
じる圧縮をもたらすであろう。

【００２８】本発明のいくつかの態様において、上記式
は、厳密には適用しないであろう。たとえば、操作の態
様は、上記式を伴わないでベント助力のストップ−フロ
ー連結部の適切な機能を可能にすることができる。たと
えば、式１においては、希釈剤適用部位１７０から流れ
る希釈剤のモーメントは、希釈剤及びサンプルの高さが
平衡状態から流れを開始するのに不十分である場合でさ
え、ストップ−フロー連結部で背圧を克服するために使
用され得る。他方、アメリカ特許第４，８６８，１２９
号に記載される種々の技法は、サンプル及び希釈剤のカ
ラムの高められた高さに依存するよりもむしろ、流れを
開始するために使用され得る。他の要因（たとえば液体
サンプルへのハウジング壁の表面引力を変えることによ
って毛管作用を調節する）はまた、適切にサイズ分けさ
れ、そして形状化されたチャネルの設計にも使用され得
る。しかしながら、初期設計、続く経験的な最適化の生
成へのこれらの式の使用は、物理的な原理かつ図案を計
算する試みよりも好ましい。

【００２９】しかしながら、本発明のこの観点の不可欠
な特徴は、ベントを通して漏れるであろう閉じ込められ
たガスの圧縮がその空間へのすべてのベントを閉じるこ
とによって創造される密閉空間に生じ、そして前進する
液体が圧縮力を供給し、そして得られる内部ガス圧の上
昇がストップ−フロー連結部を越えてのサンプルの流れ
に対抗するように使用されることである。内部圧の上昇
は、流れの停止が所望される位置でストップ−フロー連
結部の不在下で流れを止めるためにはそれ自体不十分で
ある。ヘッド圧に等しいか又はそれよりもわずかに高い
内部ガス圧は、流れが停止されるやいなや、平衡状態を
維持するために十分であるが、ストップ−フロー連結部
で創造される背圧の不在下で移動性液体（前進性毛管作
用及びモーメントのために）の流れを止めるためには必
ずしも単独では十分なわけではないことが注意されるべ
きである。

【００３０】Ｃ．ストップ−フロー連結部ノズル ストップ−フロー連結部の安定性を高めるために使用さ
れ得る追加の特徴は、非細管領域に突出する（チャンバ
ー壁におけるくぼみ領域中への突出を包含することがで
きる）ストップ−フロー連結部の細管部分を取り囲むノ
ズルを供給することである。ノズルは、細管通路の内壁
の隣接表面と鋭角を形成するノズル外壁を供給するため
に形状化される。ストップ−フロー連結部の縁のまわり
での液体のクリープを妨げ、そして利用できる背圧の実
際量を高めるために鋭角での典型的な突出は、図２に示
される。

【００３１】図２は、図１に示されるストップ−フロー
連結部１４５を取り囲む領域の拡張断面である。測定チ
ャンバー１４０は、細管チャンバー１４０が非細管混合
チャンバー１５０に入る点でストップ−フロー連結部１
４５にそって眼に見える。１４５での開口部を取り囲む
ハウジング壁１４１は、チャンバー１５０中に突出す
る。その壁の表面１４２は、測定チャンバー１４０の隣
接内壁と鋭角（φにより示される）を形成する。壁１４
１により形成されるノズルのための好ましい形状は、ス
トップ−フロー連結部１４５が円形である場合、円錐形
である。しかしながら、鋭角が維持される限り、ノズル
の形状に対しては特定の制限は存在しない。非細管チャ
ンバーの表面中にくぼむ円錐形が、下記図７（Ｂ−Ｄ）
に示されるように、液体流又は他の運動（たとえば混合
要素）がストップ−フロー連結部を含むチャンバーに生
じる場合に好ましい。

【００３２】Ｄ．通し−本体ストップ−フロー連結部 ストップ−フロー連結部の安定性における追加の改良点
は、キャビティを形成するために使用される２種の部材
の連結点でストップ−フロー連結部を形成するよりもむ
しろ、単一のハウジング本体部材からストップ−フロー
連結部を形成することによって達成され得る。そのよう
なストップ−フロー連結部は、通し−本体ストップ−フ
ロー連結部として言及される。

【００３３】前述の特許は、ストップ−フロー連結部を
含む装置の形成を記載する。これらの特許及び関連する
出願は、連結部が位置する装置の内部キャビティーを形
成する２種の本体部材間の連結部で存在するようなスト
ップ−フロー連結部を記載する。たとえば、図３（Ａ及
びＢ）は、（１）種々の細管及び非細管チャンバーが表
面上のくぼみとして形成される本体部材と（２）内部チ
ャンバーを形成するために前記第１本体部材の表面にく
ぼみを密閉する第２本体部材との間の交りで形成される
従来技術のストップ−フロー連結部を示す。図３（Ａ）
においては、細管チャネル１４０及びチャンバー１５０
が本体部材１０２に見出され、そして本体部材１０４
は、本体部材１０２にシールされる場合、内部チャンバ
ー中への本体部材１０６の表面上でのくぼみを向ける。

【００３４】しかしながら、１つの本体部材を他の本体
部材に完全にシールする固有の問題が、時々、ストップ
−フロー連結部の予期されない欠陥を引き起こす。図３
（Ａ）のＢ−Ｂ線にそって取られる断面図である図３
（Ｂ）に示されるように、本体部材１０２と１０４との
間の接合部１５４は、チャンバー１５０の壁１５２にお
ける細管チャンバー１４０の開口部と交わる。接合部１
５４が完全にシールされる場合、問題は発生しない。し
かしながら、製造工程の間、ギャップが接合部１５４で
存在する場合、毛管作用が細管チャンバー１４０中の液
体を亀裂中に引きよせ、そしてストップ−フロー連結部
１４５の目的を無効にする傾向がある。細管“クリー
プ”は、ストップ−フロー連結部１４５の縁での流れの
発生を引き起こし、それによって液体のチャンバー５０
中への侵入を可能にする。

【００３５】この可能性ある問題は、図４に示されるよ
うに通し−本体ストップ−フロー連結部を用いることに
よって回避され得る。本発明のこの態様においては、測
定チャンバー１４０が、２種の本体部材間の連結部では
なく、単一本体部材内で混合チャンバー１５０に入い
る。図４に示されるように、希釈装置は、３種の本体部
材、すなわち種々のくぼみ、たとえば追加の本体部材１
０４及び１０６により密閉される場合、細管チャネル及
び非細管チャンバーを形成するであろう１４０ａ及び１
５０を含む中心本体部材１０２から製造される。この場
合、測定チャンバー１４０は、２種のセグメント１４０
ａ及び１４０ｂを含んで成る。セグメント１４０ｂは、
本体部材１０２を調製するために使用される型を通過す
るピンを用いて射出成形方法で形成される。従って、本
体部材１０４及び１０６が、最終装置を形成するために
本体部材１０２にシールされる場合、複数の本体部材間
の接合部は、ストップ−フロー連結部１４５で存在せ
ず、そして鋭い縁がストップ−フロー連結部の全周囲の
まわりに維持される。

【００３６】Ｅ．ストップ−フロー連結部保護装置とし
ての破裂連結部 本発明のストップ−フロー連結部を用いて作用する希釈
機は、複数のストップ−フロー連結部を用いて調製さ
れ、ここで連結部の１つは犠牲的であり；すなわちそれ
は、他の連結部の操作を保護するために、他の連結部の
前で破壊するように設計されている。そのような犠牲的
な連結部は、本明細書において破裂連結部として言及さ
れる。

【００３７】たとえば、本発明のストップ−フロー連結
部が使用され得る多くの好ましい態様は、バルブへの外
力の適用により操作されるバルブを含む（１９８７年１
１月５日に出願されたアメリカ特許出願第１１７，７９
１号を参照のこと）。

【００３８】しかしながら、希釈機におけるバルブの開
口及び閉鎖は、装置における種々の通路に含まれる流体
を通しての圧力波の移動を引き起こす。これらの圧力波
は、ストップ−フロー連結部の欠陥を引き起こす。同じ
細管通路における他のストップ−フロー連結部で利用で
きる最大背圧よりも低い圧力で破壊するように設計され
た破裂連結部を供給することによって、圧力波のための
緩和は、希釈機又は他の装置の操作に悪影響を及ぼさな
いであろう態様で提供される。たとえば、細管通路は、
その通路のある部分にバルブを含むように供給され得
る。細管通路におけるバルブ位置の片側上に液体を保持
することが所望される場合、破裂連結部（すなわち低い
最大背圧を有するストップ−フロー連結部）が、同じ細
管通路におけるバルブの他側上に供給され得る。従っ
て、バルブが閉じられる場合、いづれかの圧力波が、保
持するように設計されているストップ−フロー連結部の
破壊の前、破裂連結部の破壊により緩和されるであろ
う。好ましくは、破裂連結部で利用できる最大背圧は、
その通路における次の最っとも弱いストップ−フロー連
結部で利用できる背圧よりも少なくとも１０％、より好
ましくは少なくとも２０％低いであろう。

【００３９】そのような例は、図５に示される。現在ま
でに、この希釈機の通常の特徴の多くが認識されるであ
ろ。希釈機１００は、適用部位１１０、セグメント１４
０ａ及び１４０ｂを含んで成る測定チャンバー１４０に
サンプル適用部位１１０から導びく細管通路１２０を含
む。セグメント１４０ａは、そのセグメントが希釈剤適
用部位１７０と合うストップ−フロー連結部１４６で終
結し、そしてセグメント１４０ｂは、チャンバー１５０
への入口でのストップ−フロー連結部１４５で終結す
る。ベント１０１及びベント閉鎖手段１０５は図２にお
けるようにして存在する。バルブが、測定チャンバー１
４０に導びく細管通路に存在し、そしてそれは柔軟な壁
部材２０１及びプランジャー２０２から成り、装置１０
０の外側に存在し、そして流体の通過を阻止するために
反対壁に対して柔軟な壁部材２０１を押しつけるように
作用する。破裂連結部は、測定チャンバー１４０に導び
く細管路１２０において１４７で存在する。破裂連結部
１４７は、ベントチャネル１４９によりベントされる破
裂チャンバー１４８中に導びく（過剰の液体を含むため
に）。

【００４０】操作においては、サンプル適用部位１１０
に適用されるサンプルは、細管チャネル１２０を通して
流れ、そしてその適用部位自体とストップ−フロー連結
部１４５，１４６、及び１４７（最後は、破裂連結部で
ある）との間の細管空間のすべてを満たす。プランジャ
ー２０２がバルブを閉じるように活性化される場合、圧
力波が細管通路に生成される。ストップ−フロー連結部
（破裂連結部）１４７は、ストップ−フロー連結部１４
５又は１４６のいづれかの前で破壊するように設計され
ているので、バルブを閉じることによって生成される圧
力波は、破裂タンク１４８中への過剰のサンプルの流れ
により緩和される。

【００４１】破裂連結部が図５に示される特定の態様で
記載されてきたが、他の態様も当業者に明らかであろ
う。破裂連結部はいづれかの装置に設計され得、ここで
流れの一時的な停止が所望され、この後、意図されない
が、しかし突然、ストップ−フロー連結部、たとえば種
々のバルブの開口及び閉鎖での流れの発生を引き起こす
出来事が起こる。圧力が、流れがまだ止められるべきで
ある位置に悪影響を及ぼさないで、緩和され得る位置を
提供することによって、破裂連結部は、本発明のストッ
プ−フロー連結部を含む装置に追加の安定性を付与す
る。

【００４２】II．希釈機中へのストップ−フロー連結部
の統合 Ａ．ストップ−フロー連結部以外の希釈機の成分 アメリカ特許出願第０９０，０２６号及び第１１７，７
９１号に記載される装置に関しては、その発明のカート
リッジは、サンプル適用部位、希釈剤適用部位、測定チ
ャンバー、混合（受容）チャンバー、部分間に液体の流
れを提供する種々のチャネル、及び一連の希釈機の場
合、混合物単離及び測定チャンバー及び混合チャンバー
からその混合物単離及び測定チャンバーへの流体の通路
を調節する少なくとも１つのバルブを包含する。カート
リッジのこれらの部分のすべては、前記出願に、より詳
細に記載されている。

【００４３】本発明の装置は、アメリカ特許出願第０９
０，０２６号に記載されるバルブなしの希釈機における
ように、単一希釈を提供することができる。一連の希釈
は、混合物単離及び測定チャンバー中への初期で得られ
た混合物の一部の通過を調節するためのバルブの使用を
提供する。この混合物単離チャンバーは、アメリカ特許
出願第１１７，７９１号に記載されるいづれかの形を取
ることができる。しかしながら、本明細書に記載される
ような好ましい態様において、混合物単離チャンバー
は、上記の初期希釈路と実質的に同じチャンバー及び通
路を含む。これらの部分のすべては、下記により詳細に
記載される。装置の種々の部分の次の詳細な記載は、サ
ンプルが装置に適用され、そして希釈されるような作用
の経路に従って構成される。

【００４４】（１）サンプル サンプルは、液体であり、そしていづれかの源、たとえ
ば生理学的流体；たとえば完全な血液、血漿、血清、唾
液、接眼レンズ流体、椎背液、膿、汗、滲出物、尿、ミ
ルク又は同様のものに由来する。液体サンプルは、前処
理、たとえば血液から血清又は血漿を調製し、又は液体
に固形物を溶解し、又は懸濁することにゆだねられ得
る。本発明の装置への適用の前のサンプル処理の例は、
天然成分の濃縮、濾過、蒸留透析、不活性化、クロマト
グラフィー処理及び試薬の添加を包含する。生理学的流
体の他に、他の液体サンプルも使用され得る。他の液体
サンプルの例は、加工蒸気、水、植物流体、化学反応媒
体、生物学的成長媒体及び同様のものを包含する。ほと
んどの場合、液体は水性であり、但し他の液体も使用さ
れ得る。水性媒体は、追加の混和性液体、特に酸素付加
された有機溶媒、たとえば低級アルカノール、ジメチル
ホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトン及び同
様のものを含む。通常、溶媒は、水溶液に存在する高い
表面張力を維持するために、約４０体積％以下、より通
常には約２０体積％以下で存在するであろう。しかしな
がら、本発明の装置は、種々の表面張力を示す液体によ
り、下記のようにして変性され得る。

【００４５】本明細書の初めに記載されたような装置
は、希釈剤によるサンプルの単一希釈を提供する。記載
される態様で希釈を実施するいづれかの装置は、希釈が
単独で又は装置に生じる追加の操作の一部として起こっ
ても、本発明の範囲内にあると思われる。たとえば、他
の操作は、混合物を供給するために元のサンプルに対し
て行なわれ得る。この混合物は、後で希釈される“サン
プル”である。他方、上記態様で形成される混合物に対
して他の操作が行なわれるように準備され得る。

【００４６】（２）サンプル適用部位 サンプル適用部位（また、サンプル受容部位としても言
及される）は一般的に、装置の表面上のキャビティーで
あり、又は単に、装置の内部に導びく開口部（場合によ
っては、環又は管により囲まれる）であり得る。サンプ
ル適用部位は、たとえば血漿から赤血球細胞を分離する
ためにフィルターを含むことができ（アメリカ特許第
４，７５３，７７６号を参照のこと）、又は本発明の装
置と本発明の希釈装置に入る前、サンプルを操作する他
の装置との間の連結を表わすことができる。たとえば、
その適用部位は、標準の細管が固定するくぼみであり得
る。

【００４７】サンプル適用部位が細管の挿入のためのく
ぼみである場合、細管は、細管を完全に満たし、又は細
管を特定の位置まで満たすことによって、サンプルの移
動のための便利な手段として作用し又は測定チャンバー
として作用することができる。そのような態様おけるサ
ンプル適用部位は、移動の点として作用する。

【００４８】他の場合、サンブル適用部位は、外部チャ
ンバー、たとえばサンプルが挿入される装置の上面上で
のくぼみであろう。そのような表面のくぼみは、カート
リッジを形成するハウジングの内部に位置するチャンバ
ーとそれらとを区別するために、本明細書においては、
外部チャンバーとして言及される。その適用部位は、そ
の適用部位が、溜めます中にオーバーフローする過剰の
サンプルにより流出充填されるように、溜めますにより
取り囲まれた浮出したリップを供給され得る。過剰のサ
ンプル又はまちがった位置に不注意により適用されたサ
ンプルを排出するための手段が、上記アメリカ特許出願
第０９０，０２６号及び第１１７，７９１号に論ぜられ
ている。

【００４９】（３）測定チャンバーを包含する細管通路 サンプルがサンプル適用部位に適用される場合、液体サ
ンプルは通常、外力（但し、助けのない重力を除く）の
適用を伴わないで、流体通路を通して装置の内部の測定
チャンバー中に流れ得る。アメリカ特許第４，８６８，
１２９号及びアメリカ特許出願第１１７，７９１号に記
載されるように、サンプルは、測定チャンバー中に直接
流れる。しかしながら、１９８９年４月１３日に出願さ
れたアメリカ特許出願第３３７，２８６号に記載される
ように、サンプルは、測定チャンバーに入る前、装置を
形成するハウジングに内部チャンバーを含んで成る流れ
方向付けチャンバー中に流れることもまた可能である。
たとえば、圧縮された空気からの外力は、測定又は流れ
方向付けチャンバーにサンプルを移動するために使用さ
れるが、しかし必要とはされず、そして実際、好ましく
ない。流れ方向付けチャンバー（存在するなら）は、最
初に流れ方向付けチャンバーに入るサンプルの一部をサ
ンプル測定チャンバー（予定された体積を有し、そして
希釈のためにサンプルの一部を測定し、そして保持する
ように作用する）に向けるために作用する。流れ方向付
けチャンバーに入るサンプルの残りは、流れ方向付けチ
ャンバーにより、サンプル測定チャンバーを満たすため
に必要とされる以上の過剰のサンプルの廃棄のための廃
棄物チャンバー又は他の手段に導びく出口部分に自動的
に向けられる。

【００５０】流れ方向付けチャンバー及びそれへの付属
装置、たとえば廃棄物出口及び廃棄物チャンバーが、ア
メリカ特許出願第３３７，２８６号（上記）に詳細に記
載される。しかしながら、流れ方向付けチャンバーは、
本発明の改良されたフローストップ連結部を含む装置の
好ましい態様で使用されないので、リーダーは、このタ
イプの流体通路の完全な説明のためには、前記出願を参
照する。

【００５１】測定チャンバーは、細管チャネル又はチャ
ンバーであり得、この場合、毛管作用は、流れ方向付け
チャンバーによるサンプル適用部位からのサンプルより
測定チャンバーを満たすために必要なすべての力を助け
又は多くの場合、提供するであろう。細管チャネル及び
チャンバーは一般的に、０．０１〜２．０mm、より一般
的には０．１〜１．０mmの範囲で流路に垂直な少なくと
も１つの寸法を有するであろう。細管空間（いづれかの
タイプの）は、細管の流れを支持するために必要とされ
る範囲で流れの方向に対して直角な少なくとも１つの寸
法を有する。細管チャネルは、流れを支持するために必
要とされる範囲で流れの方向に対して直角で両寸法を有
する。細管チャンバーは、細管流を支持しないが、しか
し必要とされる範囲で流れに対して直角で第２寸法を有
することによって細管流を提供する、流れに対して直角
での１つの寸法を有する（隣接して間隔を保たれた平ら
な２つのプレート間の空間に類似する）。しかしなが
ら、いづれの寸法においても細管でない大きな測定チャ
ンバーもまた可能である。サンプル測定部位は、測定チ
ャンバー中への助力されない流れが生じることを示すた
めに、前記細管通路に対して“流体受容関係”で存在す
るといわれる、存在するストップ−フロー連結部の正し
い操作のためには、測定チャンバーは、下記ストップ−
フロー連結部の記載から明らかなように、毛管力及び重
力により単独で満たされることが必須である。

【００５２】細管又は非細管寸法のいづれかのものであ
り得る希釈機、たとえば測定チャンバーの内部空間は、
やっかいな反復言葉を回避するために、それらが細管チ
ャネルであるかにかまわず、“チャンバー”として本明
細書において言及されることが注目されるべきである。
特定の寸法が重要である場合、特定の用語、たとえば
“細管チャンバー”がより一般的な“チャンバー”の代
わりに使用される。他の場合、考慮下の空間のタイプに
対する限定（細管又は非細管）は、前後関係から及びそ
の空間の機能的な必要条件から明らかであろう。

【００５３】測定チャンバーの幾何学は、希釈剤が、測
定が完結された後；後期希釈段階で装置に添加される場
合、測定チャンバーにおける実質的にすべてのサンプル
が混合チャンバー中に追い出されるであろうようなもの
である。これを達成する１つの手段は、測定チャンバー
を通して希釈剤の滑らかな流れを提供することによって
である。従って、両端で開口する実質的に一定の断面を
有する直線又は弯曲した管が、このタイプの測定チャン
バーの大めの好ましい態様である。このタイプの測定チ
ャンバーは、図１の測定チャンバー１４０に見出され
る。このタイプの好ましい態様においては、希釈剤は、
流れの全体の断面積を横切って前方の測定チャンバーに
入る。これは、サンプルと希釈剤との混合の回壁、及び
実質的にすべてのサンプルの追い出しを伴わないで、測
定チャンバーを通しての希釈剤の通過を助け、そしてこ
れは、少量の希釈剤の流れが測定チャンバーの広い断面
積中に入る場合に起こり得る。

【００５４】しかしながら、断面が異なる測定チャンバ
ーもまた、前記特許出願で論じたように、可能である。
それにもかかわらず、希釈剤が流れ方向付けチャンバー
中に最初に進行する場合、測定チャンバーから失なわれ
るサンプルの量の低下を助けるように、できるだけ小さ
な測定チャンバーの初期部分を有することが所望され
る。０．５mm以下、好ましくは０．２mm以下の初期直径
が所望される。サンプル測定チャンバーへの入口が大き
い場合、サンプルは、希釈剤が最初に入る場合、他の通
路又はチャンバー中に洗浄され得る。次に、測定されて
いない量のサンプルは、希釈剤が流れ方向付けチャンバ
ーを満たし、そして次に測定チャンバー及び廃棄物チャ
ンバーの両者中に流れ続けるように、廃棄物チャンバー
中に流れる。この問題は、完全には排除され得ないが、
サンプル測定チャンバーへの小さな開口部の使用が、サ
ンプル損失の許容レベルに減じるであろう。従って、小
さな開口部が、測定チャンバー（たとえば非細管寸法
の）の残りが多い場合でさえ、好ましい。

【００５５】さらに、ほとんどの測定チャンバーは、一
定体積を有するように製造されるが、体積は、たとえば
使用の前、チャンバーの体積を調節するために使用され
る隣接して固定されたプランジャーにより変えられ得る
チャンバー（測定チャンバー及び他のタイプのチャンバ
ー及び内部区画の両者）を供給することが可能である。
そのような調節可能なチャンバーの内部体積は、通常、
装置へのサンプルの添加の前、使用者により所望する値
に設定されるであろう。

【００５６】サンプルが測定チャンバー中に流れる場
合、前述の特許出願に記載されるように、流れは、サン
プルがストップ−フロー連結部に達する場合に停止す
る。

【００５７】（４）希釈剤適用部位 多くの希釈剤適用（希釈剤受容）部位は、上記のように
アメリカ特許第４，８６８，１２９号及びアメリカ特許
出願第１１７，７９１号に開示される。これらの希釈剤
適用部位のいづれかが、所望により、本発明の装置に使
用され得る。最っとも好ましい態様において、希釈剤適
用部位は、装置を形成するハウジングにおけるベントさ
れた内部チャンバーである。希釈剤の破裂可能容器が前
記チャンバーに位置する。こわれやすいプラスチックも
使用され得るが、ガラス容器が特に好ましい。外部的に
適用された圧力が容器を破裂するために使用され得るよ
うに、出入口が供給され得る。しかしながら、ハウジン
グ内に位置するこわれやすいガラス又はプラスチック容
器はハウジング自体への鋭いブローにより破壊され得る
ので、出入口を供給する必要はない。こわれやすい容器
が、チャンバー壁（すなわち、こわれやすい希釈剤容器
を取り囲むハウジングの壁）の変形が、そのブローの運
動力によるそのこわれやすい容器のブローを可能にする
ように、そのチャンバーのために分類される場合、その
こわれやすい容器はチャンバーへの出入穴を必要としな
いで破壊するであろう。これは、使用の後、カートリッ
ジからの希釈剤の漏れが排除されるので、従来の希釈機
の態様以上の改良点を示す。所望により、柔軟な領域
が、希釈剤容器を取り囲むチャンバーの壁上に、たとえ
ばその位置で標的領域に薄いハウジングを供給すること
によって供給され得る。より薄く且つより柔軟なハウジ
ングの供給は、ブローの受容に対する可能な変形を高め
るであろう。標的領域の中央点は、破壊を伴わないでブ
ローのエネルギーを良好に吸収するためにまわりの柔軟
な領域よりも厚い。

【００５８】正確な寸法が、与えられた希釈剤容器、チ
ャンバー及びハウジング材料のために実験的に最良に決
定される。例として、０．０２０インチの壁の厚さ、
０．０１５インチの標的領域の厚さ及び０．２５８〜
０．２７２インチの厚さの範囲のガラスアレプルを含む
０．２７５インチの厚さのアンプルチャンバーを有する
ＡＢＳハウジングが良く作動した。

【００５９】通路は、希釈剤チャンバーを流れ方向付け
チャンバー又は測定チャンバーに連結する。希釈剤は、
ストップ−フロー連結部での静水圧が限界を越え、そし
てサンプルが希釈剤の一部と一緒に受容チャンバー中に
押出されるように測定チャンバー中に流れる。過剰の希
釈剤は、いくつかの態様において廃棄物チャンバー中に
流れ、又は希釈剤適用チャンバー及び／又は流れ方向付
けチャンバーに存続する。

【００６０】（５）混合チャンバー ガス気泡の閉じ込めを防ぐために、供給される滑らかな
流体の流れ以外の受容（混合）チャンバーの幾何学に対
する特定の抑制は存在しない。受容チャンバーの低い部
分中へのサンプル及び希釈剤の入口の供給及びベントの
方に向かって上方に傾斜する受容チャンバーの上層表面
の供給の両者は、閉じ込められた気泡の回避を助ける。
しかしながら、混合された希釈剤及びサンプルのための
出口（受容チャンバーに存在する場合；下記を参照のこ
と）がサンプル及び希釈剤のための入口から一定距離で
位置することを確保することが所望される。出口及び入
口がお互い密接して位置する場合、チャンバー中に流れ
る希釈剤（混合物は出る）は、早過ぎて出口に達し、そ
して第２測定チャンバーに達する混合物よりもむしろ希
釈剤をもたらす。たとえば低位置での混合物の出口及び
サンプル及び希釈剤の混合物よりも低い密度である、高
い位置での希釈剤のための入口（及び逆もまた同様であ
る）を設置する他の準備が、出口を通しての混合物の滑
らかな流れを確保するために行なわれ得る。

【００６１】（６）ベント 装置の種々のチャンバーに使用されるベントは、装置か
らの液体の流れを回避するために、ストップ−フロー連
結部により終結される小さな穴に過ぎず、又は液体の流
出を伴わないでガスの出口のために企画されたより洗練
されたベント（たとえば、空気を通すが、しかし親水性
液体は通さない微小孔の疎水性プラグ）であり得る。ス
トップ−フロー連結部はまた、比較的多量の液体がベン
トされたチャンバーからベントに入ることを防ぐために
長いベントの初期部分に配置され得る。閉じ込められた
空気の流出を可能にするためのベント又は他の手段が、
装置中のあらゆる位置で供給され、ここで空気の閉じ込
めは、装置の種々のチャンバー及び／又はチャネル間で
の液体の通過を妨害するであろう。所望により、ベント
は、ベント助力のストップ−フロー連結部について記載
されるように、選択的に開かれ、そして閉じられる。

【００６２】ベントを形成する好ましい態様は、ベント
チャネルを通して突然強制され得るいづれかの液体を捕
獲するために、ベント空間としてハウジングにおける廃
棄物内部空間を使用することである。次に、たとえば、
混合チャンバーから廃棄物空間に導びく初期ベントチャ
ネルは、最終外部ベントとして機能することができる液
体により達せられる見込みのない廃棄物空間のある位置
での外部ベントを伴って、実質的に内部ベント空間であ
る。好ましい態様において、この内部／外部ベントシス
テムはまた、ハウジングの内部の実質的に危険なサンプ
ル又は試薬（廃棄できる）の閉じ込めの追加の安全な機
能を提供する他に、ベント助力のストップ−フロー連結
部についてすでに論ぜられたサージングタンク集成装置
を供給することができる。

【００６３】（７）チャンバー及び細管の大きさ 本発明の装置を用いるこの第１段階（又は後の段階）に
おいて測定され、そして希釈され得るサンプルの大きさ
の理論的な上限は存在しなが、その方法及び装置は、特
に少量の液体を測定し、そして希釈するために適切であ
る。従って、サンプル測定チャンバーは一般的に、０．
１μＬ〜１００μＬ、好ましくは１μＬ〜３０μＬ及び
最っとも好ましくは３μＬ〜１０μＬの体積を有するで
あろう。体積を制限し、そしてサンプル；希釈剤の割合
を設定するように作用する受容チャンバーは一般的に、
３μＬ〜１０００μＬ、好ましくは１０μＬ〜３００μ
Ｌ及び最っとも好ましくは３０μＬ〜２００μＬの体積
を有し、それによって１０ ⁴ ：１〜３：１、好ましくは
１０³ ：１〜４：１及び最っとも好ましくは１００：１
〜５：１の希釈比を提供する。細管流が起こるであろう
チャネルは通常、約０．０１mm〜２mm、より通常には約
０．１mm〜１mmの範囲で間隔を保たれた対抗壁を有する
であろう。細管空間は管状（必ずしも、円形断面を包含
しないが、しかし正方形又は他の規則的な形状でもあり
得る）であり、又は平らなプレート及び側壁により形成
される空間を表わし、ここで前記側壁は、細管距離より
もさらに離れて間隔を保たれている。少なくとも１つの
平らな側面を有する管状チャンバー（たとえば正方形の
断面積、１：１〜１：４のファクターよりも高くないフ
ァクターで異なる隣接する側面を有する長方形又は半円
状チャンバー）が、製造の容易さのために好ましく、こ
の場合、チャネルは、２つの隣接する表面（そのうち１
つは平らであり得る）の連結により形成される。

【００６４】範囲の上限及び下限を示すこの明細書にお
ける言及は、いづれかの組合せで利用され得る一連の上
限及び一連の下限を個々に示すように行なわれる予定で
あることが認識されるべきである。たとえば典型的な上
限及び好ましい下限は、中間の好みの範囲を定義するた
めに組合して使用され得る。

【００６５】（８）バルブ チャンバー及び／又はチャネル間の液体の通過を調節す
るであろういづれかのタイプのバルブが、本発明の装置
に使用され得る。単純な外力の適用及び開放により、開
かれた及び閉じられた位置間の移動に作用される単純な
バルブが好ましい。

【００６６】そのようなバルブの例は、液体流路に存在
し又はそれに隣接する弾性ブロッキング部材を包含す
る。たとえば、弾性ブロッキング部材は、流路の狭い部
分が、ブロッキング部材がその正常な位置に存在する場
合、その弾性ブロッキング部材によりブロックされるよ
うに、先細路又は末広路で存在することができる。流路
の制限された部分から一般的に離れた方向への及び流路
の広い部分に対しての力の適用は、流路の狭い壁からブ
ロッキング部材を離れて移動せしめることによってバル
ブを開くであろう。他方、流体の流れを止める位置への
弾性ブロッキング部材の移動によりブロックされる、通
常開いているバルブが供給され得る。そのようなバルブ
の特定の例は、下記により詳細に示される。

【００６７】そのようなバルブの他の例は、流体流路を
横に移動するチャネルと密接にかみ合うスライドピンを
包含する。そのピンは、ピンが第１位置で存在する場
合、流路を通しての流れを妨げることができるセグメン
ト及びピンが第２位置で存在する場合、流路を通しての
流れを可能にすることができるセグメントを有する。そ
のようなピンの例は、ピンの２つの対面間に流路チャネ
ルを有する長方形のピンを包含し、ここで前記流路チャ
ネルは、ブロックバルブが閉じられた位置で存在する場
合、機能せず、そしてブロックバルブが開かれた位置で
存在する場合、主な流路と共に機能する。円形の断面を
有するピンは、チャネルと適切にかみ合うピンの妨害セ
グメントを供給することによって使用され得、ここで前
記ピンは、ピンが閉じられた位置で存在する場合、その
流路に適合し、そして遮断する。小さな断面積（たとえ
ば、ダンベルの取扱い下に存在する）は、ピンバルブが
開かれた位置で存在する場合、ピンの小さな中央部分の
まわりに環状の流路を供給する。

【００６８】弾性部材が、ピンを閉じられた位置又は開
かれた位置のいづれかに傾むかせるために供給され得
る。次に、ピンに対して作用する力がピンを第２位置に
スライドせしめ、その結果、ピンバルブは他の位置で存
在する。

【００６９】好ましい態様において、ピンに対する外力
の適用のための手段が、ピンがその２つの位置間を移動
されるように提供される。たとえば、装置から外部に突
出するピンの部分は、ピンのスライド軸に対して平行に
作用する力が偏重した力の方向に対して作用することに
よって、その第１の偏重位置から第２の位置にピンを動
かすことができるように供給され得る。他方、偏重力の
反対側のピンの面から外部環境に導びく開口部が供給さ
れ得る。たとえば、開口部に入る圧縮された空気又は外
部開口部のフィンガーから外部的に適用される圧力は、
その開かれた位置と閉じられた位置との間でピンをスラ
イドするために使用され得る。

【００７０】弾性シールが、ピンへの力の適用を可能に
しながら、開口部を通しての液体の損失を防ぐために供
給され得る。そのようなシールはまた、上記弾性ブロッ
キング部材のためにも供給され得る。

【００７１】本発明のカートリッジの不可欠の部分とし
て使用され得るバルブは、本明細書に特別に例示される
ものに限定されない。むしろ、小さな流路、たとえばそ
の流路を通しての液体の流れを制限するために圧縮され
得る流路の柔軟な壁（たとえばラテックス）を通しての
流体の流れを調節することができるいづれのバルブでも
使用され得る。さらに、溶解性バリヤーが、初めに閉じ
られているバルブがいったん開かれ、そして次にその開
かれた位置で維持される場合に供給され得る。

【００７２】外部バルブを供給することもまた可能であ
る。たとえば、細管流が生じる流路は、外部ベントを閉
じることによってブロックされ得る。外部ベントが閉じ
られる場合、液体は、細管路における空気又は他のガス
のために細管路に入ることができない。ベントの開口
は、細管路への液体の侵入を可能にする。ベントが閉じ
られ、そして液体が細管路に含まれる場合、分離された
液体が、他の操作のために後で使用され得る。

【００７３】外部ベント制御装置から成るバルブは、流
れが細管路を通して生じ（閉じ込められた空気は液体の
流れを制御するために効果的である）、そして漏かも知
れないフリー液体が使用の前、カートリッジに貯蔵され
ていないいづれかの情況において使用され得る。封入さ
れた液体（たとえばガラスアンプル中に）は、外部ベン
ト制御装置を用いて、装置に存在することができる。多
くの場合、カートリッジが末端使用者に送られる場合、
カートリッジに予備測定された希釈剤（試薬を含むこと
ができる）を貯蔵することが所望される。内部の機械的
バルブ又は破裂可能バリヤーは、突然の漏れを防ぐため
に、そのような使用者のために好ましい。

【００７４】単純な外部的に適用された力により操作さ
れ得るバルブを供給することによって、カートリッジ様
装置が供給され、ここで前記バルブは、カートリッジが
挿入される分析装置により予定された態様で開かれ、そ
して閉じられる。この分析装置は、バルブを開き、そし
て閉じるための手段を供給する他に、カートリッジの種
々の混合及び／又は測定チャンバーにおける液体又は分
析物の存在を検出するための種々の光学的及び／又は他
のタイプのセンサンを含むことができ、そして従って時
々、モニターとして本明細書に言及されている。

【００７５】（９）試薬及びアッセイ 本発明の装置は、特定のアッセイに使用するように設計
され得、又は多くのアッセイが、種々のバルブが開けら
れ、そして閉じられる順序及び種々の希釈剤の含有量
（これはサンプルにおける分析物の存在に依存する検出
可能なシグナル（たとえば色反応）の進行のための試薬
を含むことができる）に依存して、行なわれ得る装置と
して設計され、そして調製され得る。

【００７６】試薬は、装置の種々の位置で供給され得
る。インキュベーション時間は、バルブの手動操作によ
り又はカートリッジが挿入されるモニターにおける機械
的に又は電子的に貯蔵されたプログラムにより制御され
得る。そのプログラムは、バルブの開口及び閉鎖の順序
及び時期を制御する。プログラムされた装置は、バルブ
を開き、そして／又は閉じるための力を供給するソレノ
イド又は他の手段又は希釈剤を含む破裂容器を含むであ
ろう。細管路を通しての流れがベントを開き、そして閉
じることによって制御される態様においては、ベントを
閉じることができる可動シーリングパッドが、カートリ
ッジが挿入されるプログラムされた外部装置の一部を形
成するであろう。

【００７７】（１０）モニター 図及び本明細書に示される装置は、通常、サンプルに対
する分析測定が行なわれ得る装置に挿入されるであろ
う。その分析装置は時々、モニターとして言及される。
光学的測定は通常であり、そしてモニターに使用するた
めの好ましいタイプの測定である。光源及び検出器は、
光が、混合及び希釈チャンバーにおける所望する位置に
衝突し、その中に包含されるチャンバー及び材料を通過
し、そしてカートリッジの他の側で位置する検出器上に
衝突するようにモニターに配置される。これは、すべて
の部分がお互い適切な位置合せで配置されるように、モ
ニターのチャンバー中にカートリッジを挿入することに
よって達成される。本発明は、光源、検出器及び位置合
せ手段において何の新規なものも必要としない。なぜな
らば、キュベットを固定し、そしてそれらを通して光の
測定を行なうすべての分光計は、必要な検出及び位置合
せシステムを供給するからである。

【００７８】しかしながら、モニターは、カートリッジ
を通して流体路における種々の点で流体の存在を検出す
るために、追加の光源及び検出器を判明することができ
る。本明細書において、そのような成分は、システム制
御成分と呼ばれる。なぜならば、それらは、モニター
が、サンプル、希釈された混合物又は同様のものが適切
な順序及び適切な時間で流体路における適切な点に達す
るかどうかを確かめることができる手段を示すからであ
る。たとえば、光源及び検出器は、カートリッジの反対
側で配置され、その結果、検出器は、サンプルがカート
リッジに適用される時点を決定するために光学窓１２２
で通路１２０におけるサンプルを通過する光を測定する
（図６を参照のこと）。カートリッジの種々の操作は、
前述の特許出願及び特許に記載されるように、カートリ
ッジにおける種々の液体の存在又は不在を検出すること
によって自動的に提供され得る。

【００７９】モニターは一般的に、カートリッジの流体
路における種々の位置での液体の存在を検出するセンサ
ーを供給することによって及びカートリッジ−適切な操
作の間に生成されるであろうシグナルとセンサーにより
供給されるシグナルとを比較することによって、カート
リッジの正しい操作を検出することができるように設計
される。適切な操作の自動検出は、カートリッジが不な
れな使用者（カートリッジの所望する末端使用者であ
る）により操作される場合に所望される。たとえば、使
用者がサンプル適用部位に粒滴の血液（サンプルとし
て）を適用する場合、いくつかの問題が生じ得る。何人
かの患者は、十分な量の数滴の血液を得ることに問題を
有する。たとえば、カートリッジの適切な操作が、血液
２５μＬを必要とし、そしてたった２０μＬがサンプル
適用部位に添加される場合、そのサンプル測定部位は完
全には満たされ得ない。次に、希釈剤が自動的に添加さ
れる場合（たとえば前もって選択された時点）、希釈度
は所望よりも高く、そして誤った結果が得られるであろ
う。

【００８０】（１１）構成 本発明のカートリッジは、典型的には、アメリカ特許第
４，７５６，８４４号に記載されるように成形プラスチ
ックから調製され、ここで前記特許に記載される製造方
法と本発明の装置のために必要とされる製造法との間の
唯一の主な差異は、種々のチャンバーを形成するために
使用される型に存在する。前記特許において示されたよ
うに、プラズマエッチングが、種々の細管路を通しての
流れ特性を改良するために使用され得る。なぜならば、
ほとんどの型プラスチックは疎水性であり、そして存在
する再生可能な細管流のために親水性にされる必要があ
るからである。

【００８１】（１２）希釈機の第２段階 特に、本発明者は、混合チャンバーに静水的に連結され
る混合物測定及び単離チャンバー及び混合チャンバーか
ら混合物単離チャンバーへの流体の通過を制御するバル
ブを用いて、一連の希釈及び混合能力の提供を企画す
る。最初の希釈は、上記に示されるようにして生じ、こ
の間、混合チャンバーからの液体の漏れを防止するため
に、バルブが閉じられる。最初の混合物が形成された
後、混合物単離及び測定チャンバーへの流れを制御する
バルブが開けられ、そして流体が、静水圧及び／又は毛
管現象の影響下で混合チャンバーから流れる。混合物が
流れる混合物単離チャンバーの部分の体積は、混合され
たサンプル及び希釈剤の合計体積よりも低い。この体積
は、チャンバーの幾何学、混合チャンバーにおける液体
から利用できる静水圧の量及び存在するいづれかの毛管
力により決定される。上記アメリカ特許出願第１１７，
７９１号は、混合されたンサプル及び希釈剤の単離され
た一部を追加の希釈及び／又は分析のために他の位置に
輸送するために、元の混合チャンバー中の第２希釈を実
施するかいづれかに依存して、混合物単離チャンバーの
ために提供され得る種々の幾何学を記載する。上記のよ
うな単一希釈及び従来の特許出願に記載される第２希釈
を実施する装置は、本発明の範囲内にある。

【００８２】しかしながら、本発明の特に好ましい態様
は、一連の希釈が行なわれる装置に向けられ、これらの
両希釈法は、上記に示される単一希釈発明の範囲内にあ
る。そのような態様において、混合物単離チャンバー
は、前記と同じタイプのチャンバー及び通路を含んで成
り、但し、それらは初期に得られたサンプルに対してよ
りもむしろサンプルとしての混合物に対して作用するで
あろう。

【００８３】Ｂ．装置の特定の例 （１）典型的な装置の記載 一連の図面が、本発明の特に好ましい態様を例示するた
めに供給される。それらの図面に示される態様は、包括
的ではなく、そして請求の範囲内での多くの他の態様
は、当業者に明らかであろう。

【００８４】図６は、本発明の第１の実施態様の前から
の平面図であり、ここで線Ａ−Ａ，Ｄ−Ｄ、等は、図７
（Ａ）、図８（Ａ）等に示されるその対応する断面図の
位置を示す。図７（Ａ）に示されるように、ハウジング
１００は、３種の別々の品目、すなわち中央基礎部材１
０２及び２つのカバープレート１０４及び１０６から調
製される。基礎部材１０２の前面に形成されるチャンバ
ーは図６において実線で示される。基礎部材１０２の背
面に形成される通路は、図６において点線で示される。
一般的に１つの面から他の面に連結部を通過する穴が、
円により図６に示される。そのようなすべての通路は、
アメリカ特許第４，７５６，８４４号に記載されるよう
に、透明なプラスチックから調製される態様で見出され
る。しかしながら、準備が適切な位置での光路のために
行なわれる場合、不透明な材料からカートリッジを調製
することもまた可能である。

【００８５】図６に示される装置は、連続的に２つの希
釈を実施することができる。第１希釈に関連する装置の
部分は、１１０〜１８２の番号が付与される。第２希釈
に関連する装置の部分は２０５〜２８２の番号が付与さ
れる。２つの部分が第１及び第２希釈において同じ機能
を実施する場合、識別番号の最後の２つの数字は同じで
ある。ハウジングに関連する装置の部分は、１００〜１
０６の番号を付与される。その装置は、装置における一
連の２つの希釈を通してのサンプルに従がうが、示され
た数字に関連して記載されるであろう。

【００８６】サンプルを、初めに、サンプル適用部位１
１０に添加する。サンプルは、細管通路１２０を下方に
測定チャンバー１４０に流れる。通路１２０は、希釈物
適用部位１１０を前記通路の残りに連結する初期セグメ
ント１２０ａ、セグメント１２０ｂ（図９（Ｂ））に示
される破裂連結部１４７に導びく）及び一端で両セグメ
ント１２０ａ及び１２０ｂ及び他端で測定チャンバー１
４０に連結されるバルブ１２５を含むセグメント１２０
ｃから成る。セグメント１２０ｂは、破裂チャンバー１
３０で停止し、それは、ベント出口１３２及び内部ベン
ト１３４に導びくベントチャネル１３３を有する。

【００８７】サンプルは、細管寸法のものである測定チ
ャンバー１４０に流れ続け、そしてそれを満たし続け
る。測定チャンバー１４０は、ストップ−フロー連結部
１４６で停止する垂直セグメント１４０ａ及び水平セグ
メント１４０ｂ及び１４０ｃ（後者は、図７（Ｂ）に示
されるようにストップ−フロー連結部１４５で停止す
る）から成る。サンプルの流れは、サンプルの前縁が種
々のストップ−フロー連結部１４５〜１４７に達する場
合、止まる。希釈及び混合チャンバー５０の上部に位置
するベントチャネル１５２は、ベントサージングタンク
１５４に及び結局、チャンバー１５０からのガスの制御
された出口を可能にするためにチャネル１５３によりベ
ント開口部１５６に連結される。

【００８８】こわれやすい容器１７５（この図には見ら
れない）は、希釈剤適用部位として機能する内部チャン
バー１７０に供給される。チャンバー１７０は、ストッ
プ−フロー連結部１４６で測定チャンバー１４０に内部
通路１８０により連結される。通路１８０は、内部ベン
ト１８２に導びくベントチャネル１８２を通して大気に
ベントされる。

【００８９】チャンバー１５０における混合は、１９８
９年４月６日に出願された同時継続特許出願第３３４，
３０４号（“Ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ Ｍｉｘｉｎｇ Ｃ
ａｒｔｒｉｄｇｅ”）に記載されるような多くの技法に
より提供され得る。サンプル及び希釈剤の混合を、それ
らがチャンバーに入る場合に始めることが可能であり、
その結果、ベントに入るいづれかの混合物は、そのチャ
ンバーに残る混合物とほぼ同じ組成物を有するであろ
う。チャンバーの妨げられない充填が良好に可能にな
る。いづれかの出来事において、ベントの体積は十分に
小さく、その結果、無視できる誤差が得られる、さら
に、液体の過剰の排出を防ぎ、より高い正確さを得るた
めに、ベントチャネルに別々のストップ−フロー連結部
を含むことが可能である。混合チャンバーに存在するベ
ントチャネルにおけるそのようなストップ−フロー連結
部が、下記図８（Ｄ）に示される。

【００９０】受容チャンバー１５０における出口２１０
は、装置の第２希釈部分中への混合物のための入口とし
て作用する。しかしながら、最初の希釈の間、通路２２
５はバルブ２２５によりブロックされ、そして閉じ込め
られた空気は、その通路への混合物の侵入を防げる。バ
ルブが開かれる場合、混合物の一部は、本明細書におい
ては、混合物測定チャンバーとして言及される第２測定
チャンバー２４０に出口２１０及びチャネル２２０を通
して流れ、ここで測定チャンバー１４０に関しては、垂
直セグメント２４０ａ及び水平セグメント２４０ｂ及び
２４０ｃから成る。混合物測定チャンバー２４０は、ス
トップ−フロー連結部２４５（ここでチャンバー２４０
は、混合物希釈チャンバー２５０と交わる）及び測定チ
ャンバーの希釈物端でのストップ−フロー連結部２４６
で終結する。

【００９１】第２希釈剤が、希釈剤チャンバー２７０に
含まれる破裂可能希釈剤容器２７５（この図には示され
ていない）に供給される。希釈剤は、その容器の破裂に
基づいて希釈剤適用部位２７０で利用できるようにな
り、チャネル２８０に流れ、そしてストップ−フロー連
結部２４６で混合物測定チャンバー２４０に入る。最初
の希釈に関しては、希釈剤により提供される静水圧が、
ストップ−フロー連結部２４５での背圧を克服するため
に利用できる。希釈剤は、混合物測定チャンバー２４０
を通して混合物受容チャンバー２５０に流れ、ベント出
口２５２及びサージングチャンバー２５４に導びくチャ
ネル２５３を通して閉じ込められた空気を排出する。サ
ージングチャンバー２５４が、上記のようにして、適切
な操作のために必要な体積を与えるために供給される。
混合が、混合チャンバー１５０におけるのと同じ態様で
混合チャンバー２５０で起こる。

【００９２】図７（Ａ〜Ｃ）、図８（Ａ〜Ｄ）及び図９
（Ａ〜Ｃ）は図６に示される実施態様の種々の位置での
一連の断面図を示す。前述のように、装置は、種々のチ
ャンバー及び通路が形成される中央本体部材１０２にカ
バープレート１０４及び１０６を結合することによって
集成される。図７（Ａ〜Ｃ）、図８（Ａ〜Ｄ）及び図９
（Ａ）においては、図の上方側は、図６に示される実施
態様の背面を表わし、そして下方側は前面を表わす（但
し、他に示す場合を除く）。

【００９３】図７（Ａ）は、図７（Ａ）の上部に存在す
る図６の実施態様の背部と共に、Ａ−Ａにそって取られ
た図６に示される実施態様の断面図である。ハウジング
１００を製造する種の本体部材がこの図に見られる。中
央本体部材１０２は、１つの表面から他の表面に通路を
通してその上部及び下部表面（見られる）に種々のくぼ
みを有する。前面（１０４）及び背面（１０６）プレー
トが中央本体部材１０２にシールされ、希釈機の細管及
び非細管チャンバー及び通路を製造する内部キャビティ
ーが形成される。

【００９４】図面の左側上から右側上の内部キャビティ
ーに関して、キャビティー１０５は希釈機の操作に関与
しないが、しかし中央本体部材１０２が不適切に厚くな
ることを防ぐ内部キャビティーであり、それによって、
成形操作の間の浪費時間を減じる。次に、破裂タンク１
３０が細管通路１２０のセグメント１２０ｂにそって見
られ、そして破裂連結部１４７が通路１２０ｃとチャン
バー１３０の交わりで見られる。通路セグメント１２０
ｂは、本体部材１０２の前面にそって見られる。通路１
２０の初期セグメント１２０ａ（この図には見られな
い；図６を参照のこと）は、セグメント１２０ｂと１２
０ｃとの間の共通連結部で通路の残りと連結する。

【００９５】細管通路を調製するために中央本体部材１
０２の両面及びそれらの面間での通し通路への通路の使
用は、バルブ１２５と共に、細管通路１２０の断面１２
０ｃ，１２０ｄ，１２０ｅ，１２０ｆ及び１２０ｇに見
出され得る。セグメント１２０ｃは、面板１０６により
被覆される本体部材１０２の前面におけるくぼみにより
形成される。セグメント１２０ｄは、セグメント１２０
ｃとバルブ１２５の位置を形成するくぼみとの間の通し
通路である。バルブ１２５は、柔軟なカバー１２７への
外圧の適用により作用し、そしてこれは、くぼみ１２５
に力が加わる場合、流体の通路をブロックスする。くぼ
み１２５は、中央本体部材１０２の背面におけるくぼみ
１２０ｅに及びそれから、通路１２０の最後のセグメン
トに連結する通し通路１２０ｆ及び本体部材１０２の前
面におけるくぼみ１２０ｇに連結される。

【００９６】セグメント１２０ｇは、通し通路１２０ｆ
と通し通路１４０ｃ（混合チャンバー１５０におけるス
トップ−フロー連結部１４５で終結する）との間のほぼ
中央の位置で水平測定セグメント１４０ｂに連結され
る。垂直測定セグメント１４０ａ（この図には示されて
いない；図６を参照のこと）はまた、それらの共通する
連結部でセグメント１２０ｇ及びセグメント１４０ｂに
連結される。

【００９７】混合チャンバー１５０から測定チャンバー
２４０に導びく通路２２０は、セグメント２２０ａ〜２
２０ｈ及びバルブくぼみ２２５から成る。これらの通路
セグメントは、通路１２０の種々のセグメントと実質的
に同じ態様で機能する。測定チャンバー２４０ａ（図６
を参照のこと）及び２４０ｂの両者は、セグメント２２
０ｈの遠くの方の端と連結する。測定セグメント２４０
ｂは、通し通路２４０ｃに導びき、それはチャンバー２
５０への入口でストップ−フロー連結部２４５で終結す
る。

【００９８】図７（Ｂ，Ｃ）、図８（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）
及び図９（Ａ）は、図６及び７（Ａ）の希釈機態様の異
なったストップ−フロー連結部の拡大断面図である。図
７（Ｂ）のＢ−Ｂにそって取られた図７（Ｂ）は、チャ
ンバー１５０における細管ストップ−フロー連結部１４
５である。通し通路１４０ｃは、チャンバー１５０の壁
１４３のくぼみ領域１４２に位置するノズル１４１で終
結する。図７（Ａ）のＣ−Ｃにそって取られた図７
（Ｃ）は、チャンバー２５０における細管ストップ−フ
ロー連結部２４５を示す。通し通路２４０ｃは、チャン
バー２５０の壁２４３のくぼみ２４２に位置するノズル
２４１で終結する。

【００９９】典型的な上部ストップ−フロー連結部が、
図６のＤ−Ｄにそって取られた図８（Ａ）に示される。
通し通路１４０ａは、チャンバー１８０の壁１８３のく
ぼみ１８２に位置するノズル１８１で終結する。図７
（Ａ）のＥ−Ｅにそって取られる図８（Ｂ）は、破裂チ
ャンバー１３０における破裂連結部１４６を示す。通し
通路１２０ｂは、チャンバー１３０の壁１３３に位置す
るノズル１３１で終結する。

【０１００】異なった最大背圧を供給するために異なっ
た寸法の使用が、図８（Ａ）、図７（Ｂ）、図８（Ｂ）
の比較から見出され得、ここで前記図７のそれぞれは、
決して破壊しないように設計されている上部細管ストッ
プ−フロー連結部１４６、初めに維持され、そして次
に、希釈剤が適用される場合に破壊するように設計され
ている低部細管ストップ−フロー連結部１４５、及び他
の２種のいづれかの前、破壊するように設計されている
破裂連結部１４７を示す。それらの尺度図面は、上部ス
トップ−フロー連結部１４６のための小さな直径（図８
（Ａ）、低部ストップ−フロー連結部１４５のための中
ぐらいの直径（図７（Ｂ））、及び破裂連結部１４７の
ための大きな直径（図８（Ｂ））を示す。

【０１０１】本発明のストップ−フロー連結部はまた、
他の位置でも存在する。図６のＦ−Ｆにそって取られた
図８（Ｃ）は、内部廃棄物空間１８６に終結するベント
１８２を示す。ノズル１８１は、背圧を高めるために存
在する。図６のＧ−Ｇにそって取られた図７（Ｇ）は、
混合チャンバー１５０の出口でベントチャネル１５３の
初期通し通路１５３ａにおいてストップ−フロー連結部
１５２を示す。類似するストップ−フロー連結部２５２
は、混合チャンバー２５０の出口でベントチャネル２５
３に存在する（詳細には示されていない；図６を参照の
こと）。これらの２つのストップ−フロー連結部は、混
合チャンバーを出る液体の量を減じるように作用し、そ
れによって、より正確な希釈及び混合段階を提供する。
追加のストップ−フロー連結部は、追加の漏出保護のた
めの混合（又は他の液体含有）チャンバーから離れたベ
ントチャネルにおける位置で、たとえばベントチャネル
２５３の通し通路２５６で供給され得る。図６のＨ−Ｈ
にそって取られた図７（Ｈ）は、この通し通路を詳細に
示す。通し通路２５３ｂは、本体部材１０２の背面上で
のベントチャネル２５３の初期部分２５３ａから前面上
での後期部分２５３ｃに本体部材１０２を通過せしめ
る。ストップ−フローノズル２５１は、通路２５３ｂが
チャネル２５３ｃに入る位置で見出され得る。

【０１０２】希釈機のいくつかの構成特徴が、図９
（Ｂ）及び（Ｃ）に見出される。図９（Ｂ）は、内部廃
棄物チャンバー１１２と共に細管通路１２０の初期断面
及びサンプル適用キャビティー１１０を示す図６のＩ−
Ｉにそって取られたサンプル適用部位１１０の断面図で
ある。図９（Ｃ）は、希釈剤適用部位（チャンバー）２
７０）、希釈剤チャネル２８０の初期部分及びサージン
グタンク２５４の一部を示す図６のＪ−Ｊにそって取ら
れた希釈剤適用チャンバー２７０の断面図である。希釈
剤容器２７５は、チャンバー２７０に見出され得る。製
造の間、本体部材１０２及び１０６の適切な位置合せを
確保するために本体部材１０６の穴１０７中に固定する
本体部材１０２におけるピン１０３がまた見出され得
る。容器２７５を破壊するために外部ブローにより衝撃
を与えられる、より厚い中央標的点２７８を有する柔軟
な標的領域２７７かまた、この図に見出され得る。

【０１０３】図６及び７に示される完全な装置は、高さ
約５cm及び幅８cm以下であり、そして本体部材１０２
は、約０．７cmの厚さである。カートリッジは、他の分
析測定を行なうために他の大きさで容易に調製され得
る。

【０１０４】（２）典型的な一連の希釈機の操作 図６，７，８，９に示される実施態様に関する典型的な
カートリッジ操作順序が下記に概略されている： （１）未知の体積のサンプルを、サンプル適用部位１１
０に適用する。 （２）サンプルが通路１２０を通してカートリッジに流
れるにつれて、それは、カートリッジが位置する（示さ
れていない）モニターに位置する光源及び検出器を用い
て、サンプル検出窓１２２を通して検出される。

【０１０５】（３）サンプルがカートリッジ中に流れ、
１４７で破裂連結部への通路１２０を満たす。サンプル
は、破裂連結部１４７を破壊せず又は破裂タンク１３０
中に流れる（なぜならば破裂タンクベント１３４がモニ
ターにより閉じられているから）。 （４）サンプルが通路１２０及び制御バルブ１２５を通
してカートリッジに流れ続ける。

【０１０６】（５）サンプルがカートリッジ及び通路１
２０中に流れ続け、垂直セグメント１４０ａと水平セグ
メント１４０ｂとの間の連結部で測定チャンバー中に入
る。サンプルは、垂直セグメント１４０ａを通して上部
ストップ−フロー連結部１４６に移動し、そして水平セ
グメント１４０ｂを通して下部ストップ−フロー連結部
１４５に移動する。サンプルは、１４５で下部ストップ
−フロー連結部を破壊せず、そして希釈及び混合チャン
バー１５０中に流れる。なぜならば、バルブ２２５が閉
じられ、そして混合チャンバーサージングタンク１５４
が大気にベントされないからである（すなわちバルブ２
２５及びベント１５６がモニターにより前もって閉じら
れている）。 （６）サンプルが上部ストップ−フロー連結部１４６で
検出された後すぐに、破裂タンクベント１３４がモニタ
ーにより大気に開かれる。

【０１０７】（７）破裂タンクベント１３４が大気に開
かれるとすぐに、制御バルブ１２５がモニターにより閉
じられる。破裂連結部１４７はサンプル流路にそっての
流れに対する最少の耐性を提供するように設計されてい
るので、制御バルブ１２５を閉じることによって創造さ
れるいづれかのショックが、破裂タンク１３０中へのサ
ンプル流により散逸される。これは、上部ストップ−フ
ロー連結部１４６及び下部ストップ−フロー連結部１４
５でのサンプルの位置を維持する。制御バルブ１２５を
閉じることによって、セグメント１４０ａ，１４０ｂ及
び１４０ｃでの細管通路を満たすサンプルの一部が、サ
ンプルの残り（これは、通路１２０の一部を包含する、
残る操作の間、通路１２０の種々の部分に残存するであ
ろう）からバルブ１２５の右側へではなく、しかし通路
１４０ａ及び１４０ｂの連結部の左側に単離される。測
定チャンバー１４０における単離された部分は、元のサ
ンプルの正確な部分である。

【０１０８】（８）この点で、希釈及び混合チャンバー
１５０、ベントチャネル１５３及び混合チャンバーサー
ジングタンク１５４がモニター開口ベント１５６により
大気に開かれる。 （９）次に、希釈剤アンプル１７５が標的点２７８（モ
ニターにより供給される）に対するブローにより破壊さ
れ、そして希釈剤が希釈剤適用部位１７０を通してチャ
ネル１８０中に流れ、そしてベント１８２を包含するチ
ャネル１８０を満たす。

【０１０９】（１０）希釈剤が希釈剤適用部位１７０及
び隣接空間を満たした後すぐに、測定チャンバー１４０
ａ，１４０ｂ及び１４０ｃにおけるサンプルを通して伝
達される、下部ストップ−フロー連結部１４５に対する
静水圧が、測定チャンバー１４０で単離されたサンプル
及び希釈剤の混合チャンバー１５０中への流れを引き起
こす。ストップ−フロー連結部１５２に導びくチャネル
１５３の初期セグメント１５３ａかまた、前記希釈され
た混合物により満たされる。

【０１１０】（１１）混合チャンバー１５０が完全に満
たされた後すぐに、チャンバー１５０中の混合ボール
（示されていない）が往復され、希釈剤及びサンプルを
混合し、それによって第１希釈順序を完結する。 （１２）第２希釈を開始するために、制御バルブ２２５
を、モニターにより開き、混合チャンバー１５０からの
混合物の一部のカートリッジの残り部分への流れを可能
にする。

【０１１１】（１３）サンプル（すなわち第１混合物）
が通し通路２２０及びバルブ２２５を流れ、そして混合
物測定通路２４０の上部アーム２４０ａ及び下部アーム
２４０ｂ及び２４０ｃ中に流れる。流れは、上方ストッ
プ−フロー連結部２４６及び下部ストップ−フロー連結
部２４５で止まる。サンプルは下部ストップ−フロー連
結部２４５を破壊せず、そして第２混合チャンバー２５
０中に流れる。なぜならばベント２５６がモニターによ
り閉じられ、そしてサージングタンク２５４が大気にベ
ントされないからである。

【０１１２】（１４）サンプルが上方ストップ−フロー
連結部２４６でモニターにより検出された後すぐに、制
御バルブ２２５が閉じられる。このバルブを閉じること
によって、測定セグメント２４０ａ，２４０ｂ及び２４
０ｃを満たす希釈されたサンプル（第１希釈からの）の
一部がサンプルの残りから単離される。その単離された
部分は、希釈及び混合チャンバー１５０からの混合物の
正確な部分である。 （１５）この点で、混合チャンバー２５０、ベントチャ
ネル２５３、及びサージングタンク２５４は、開口ベン
ト２５６により大気に開かれる。

【０１１３】（１６）次に、希釈剤アンプル２７５が破
壊され、そして希釈剤が希釈剤適用部位２７０及び希釈
剤チャネル２８０を通して流れ、ベント２８２に続くこ
れらのチャンバーを満たす。 （１７）希釈剤が希釈剤チャネル２８０を満たした後す
ぐに、下部ストップ−フロー連結部２４５に対する追加
の静水圧が、測定チャンバーのセグメント２４０ａ及び
２４０ｂにおけるサンプル及び希釈剤の第２混合チャン
バー２５０、ベント２５２及びストップ−フロー連結部
２５５下のベントチャネル２５３の部分中への流れを引
き起こす。 （１８）第２混合チャンバー２５０が完全に満たされた
後すぐに、混合ボール（示されていない）が往復され、
希釈剤及びサンプルを混合し、そして希釈順序を完結す
る。

【０１１４】（３）希釈機に生じる化学的工程 図１０は、特定の診断を実施するために図６，７，８，
９に示されるようなタイプのカートリッジにより使用さ
れ得る試薬を示す図である。治療用薬物、たとえばテオ
フィリンが、ラテックス−凝集−インヒビション方法に
よりカートリッジにおいて比濁アッセイされる。そのア
ッセイは、サンプルとして完全な血液を用いる。サンプ
ルをアッセイのために安定した形に転換するために、赤
血球細胞及び他の“形成された要素”を、界面活性剤を
含む媒体中への希釈により溶解する。そのアッセイシス
テム（モニター及び試薬−含有カートリッジ）は、組合
された希釈／混合段階（第１希釈）によりこの溶解を達
成し、そして次に、希釈されたサンプルと溶解され、そ
して機械的混合により再懸濁されている２種の初期乾燥
試薬とを組合すために第２希釈／混合操作を行なう。試
薬の１つは、サンプル中の薬物濃度に反比例する速度で
凝集するラテックス粒子の分散体である。アッセイ反応
は、約２０秒間にわたっての反応媒体における濁り度の
上昇に従って測定される。

【０１１５】未測定血液液滴からのサンプルが、サンプ
ル適用部位１１０に適用されるであろう。サンプルが通
路１２０を通して測定チャンバー１４０中に流れる。容
器１７５が破壊される場合、過剰のフェリシアニド及び
アジドをまた含む界面活性剤溶液が測定チャンバー１４
０を通して混合チャンバー１５０中に流れ、それ自体の
前方に血液サンプルを押し進める。血液及び第１試薬／
希釈剤溶液の混合物が混合チャンバー１５０を満たす。
血液及び第１希釈剤の均質混合（往復ミキサーにより駆
動される）が、今、行なわれる。フェリシアニドがヘモ
グロビンをその適合形に転換し、そしてそれは、アシド
と複合体化し、良く知られている分光複合体を付与す
る。次に、サンプル中のヘモグロビン濃度が、５６０nm
で前記希釈された血液の吸光度を測定することによって
計算される。次に、薬物中の血漿濃度が、たとえ元のサ
ンプルヘマトクリットが何であれ、単純な数学的関係か
らの溶血血液における濃度から計算され得る。

【０１１６】次に、チャネル２２０におけるバルブが開
かれ、混合物の一部の測定（混合物単離）チャンバーシ
ステム中への流れが可能にされる。混合物測定チャンバ
ー２４０が満たされた後すぐに、希釈剤容器２７５が破
壊され、グリシン緩衝液希釈剤の乾燥抗体−ラテックス
試薬チャンバー２５０中への流れが可能にされ、試薬
（チャンバー２５０のチャンバー壁上に被覆される）が
再懸濁され、その後、混合物測定チャンバー２４０から
の変性された血液（すなわち単離された混合物）のサン
プルが混合／反応チャンバー２５０中に置換される。２
種の乾燥試薬がチャンバー２５０において種々の位置で
存在する。試薬１は薬物−ラベルされたラテックス粒子
及び抗−マウス免疫グロブリン（“第２抗体”）を含
む。試薬２は、薬物に対するマウスモノクローナル抗体
を含む。次に、変性された血液／試薬混合物が混合さ
れ、そして約２０秒間にわたっての濁り度の変化の測定
によりテオフィリンについてアッセイされる。サンプル
における薬物の不在下で、抗−薬物は、薬物−ラベルさ
れたラテックス粒子に結合する。これは、ラテックスの
急速な凝集を引き起こすために十分ではない。第２抗体
は、溶液においてフリーであり、そしてラテックスに結
合される抗−薬物に結合し、それによって前記粒子を凝
集せしめる。サンプルにおける薬物は抗−薬物抗体のた
めのラテックスに結合される薬物と競争し、そして従っ
て、凝集反応を阻害する。このアッセイは、薬物の臨床
的に適切な範囲にわたって、凝集反応がほとんど完全に
阻害されるように設定される。

【０１１７】本発明のストップ−フロー連結部を用いて
の希釈機の適切な操作が示されて来た。他のアッセイ、
たとえば１９８９年４月１３日に出願されたアメリカ特
許出願第３３７，２８６号に記載されるアッセイはま
た、上記のように希釈機に使用され得る。

【０１１８】本明細書に言及されるすべての出版物及び
特許出願は、個々の出版物又は特許出願が特異的且つ個
々に示されているかのような程度に、引例により本明細
書に組込まれる。前述の発明は、明確に理解するために
例示的且つ例的にいくらか詳細に記載されているけれど
も、特許請求の範囲内で修飾及び変更を行なうことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】これは、ベント助力のストップ−フロー連結部
を示す本発明の第１の態様の垂直断面図である。

【図２】これは、ストップ−フローノズルを示す本発明
の第２の態様の垂直断面図である。

【図３】これは、従来技術のストップ−フロー連結部の
垂直断面図であって、（Ａ）は一緒に溶接された２つの
別々のハウジング部材の連結部で形成されるストップ−
フロー連結部の断面図であり、そして（Ｂ）は前記
（Ａ）の線Ｂ−Ｂにそって取られた垂直断面図である。

【図４】これは、本発明の通し−本体ストップ−フロー
連結部を示す本発明の追加の態様の垂直断面図である。

【図５】これは、安定化されているストップ−フロー連
結部を含む細管路に破裂連結部を示す本発明のさらにも
う１つの態様の垂直断面図である。

【図６】これは、希釈機の他の特徴と共に、図１，２，
４、及び５のストップ−フロー連結部の主要特徴を有す
るストップ−フロー連結部を示す本発明の希釈機の全体
としての垂直断面図である。

【図７】これは、図６の態様の一部の一連の垂直断面図
であって、（Ａ）は、図６のＡ−Ａにより取られ、
（Ｂ）はＢ−Ｂ、（Ｃ）はＣ−Ｃにより取られた図６の
態様の断面図である。

【図８】これは、図６の態様の一部の一連の垂直断面図
であって、（Ａ）は図６のＤ−Ｄ、（Ｂ）はＥ−Ｅ、
（Ｃ）はＦ−Ｆ、（Ｄ）はＧ−Ｇにより取られた図６の
態様の断面図である。

【図９】これは、図６の態様の一部の一連の垂直断面図
であって、（Ａ）は図６のＨ−Ｈ、（Ｂ）はＩ−Ｉ、
（Ｃ）はＪ−Ｊにより取られた図６の態様の断面図であ
る。

【図１０】これは、図６，７，８、及び９の態様で実施
され得る特定の分析に関与する化学の図である。

【符号の説明】

１００…カートリッジ １１０…サンプル適用部位 １２０…細管チャネル １３０…流れ方向付けチャンバー １４０…細管測定チャンバー １５０…混合チャンバー １６０…細管通路 １６５…廃棄物チャンバー １７０…希釈剤適用部位 １７５…破裂可能容器 ２０１…柔軟な壁部材 ２０２…プランジャー ２１０…出口 ２２０…チャネル ２４０…第２測定チャンバー ２５０…混合物希釈チャンバー ２５４…サージングチャンバー ２７０…希釈剤チャンバー ２８０…希釈剤チャネル ２８２…ベント

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル ゴーリン アメリカ合衆国，カリフオルニア 94301, パロ アルト，205，ブライアント スト リート 707

Claims (47)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体を輸送するために使用される細管通
   路の末端でハウジングに位置し、及び前記ハウジングに
   おける非細管内部チャンバーの先端で位置する細管スト
   ップ−フロー連結部を含んで成る装置であって： ａ．前記細管通路及び非細管チャンバーにガスを選択的
   に閉じ込める手段、ここで前記閉じ込めるための手段が
   活性化され、そして前記液体が前記細管通路に入る場
   合、前記ガスが、前記液体が前記細管チャネルを通して
   流れ、そして前記ストップ−フロー連結部で流れを止め
   るように前記液体により圧縮され；又は ｂ．前記細管通路を取り囲みそして前記チャンバー中に
   突出するストップ−フローノズル；又は ｃ．単一ハウジング本体部材から形成される前記ストッ
   プ−フロー連結部；又は ｄ．前記細管路における破裂連結部、ここで前記破裂連
   結部は、前記細管ストップ−フロー連結部よりも低い最
   大利用背圧を提供するストップ−フロー連結部である、
   を含んで成る装置。
2. 【請求項２】 前記改良点がガスを選択的に閉じ込める
   ための手段を含んで成る請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 ガスを選択的に閉じ込めるための前記手
   段が前記装置を取り囲む大気に導びくベント及び前記ベ
   ントを選択的に閉じるための手段を含んで成る請求項２
   記載の装置。
4. 【請求項４】 （１）前記ベントが前記細管通路、前記
   チャンバー、前記ストップ−フロー連結部及び前記ベン
   トを含むハウジングに位置し、そして（２）前記ベント
   を選択的に閉じるための手段が、前記ベントを選択的に
   閉じることができる前記ハウジングに外部的に位置する
   シーリング部材を含んで成る請求項３記載の装置。
5. 【請求項５】 前記ハウジングが電子装置中に取下し可
   能的に取付けるために適合され、そして前記シーリング
   部材が前記電子装置に位置し、そしてその装置により操
   作される請求項４記載の装置。
6. 【請求項６】 前記改良点が前記ストップ−フローノズ
   ルを含んで成る請求項１記載の装置。
7. 【請求項７】 前記ノズルが、開口部（ここで前記細管
   通路が前記チャンバーに入る）及び前記開口部に隣接す
   る表面を含んで成り、そして前記表面が前記細管通路の
   壁の隣接表面と鋭角を形成する請求項６記載の装置。
8. 【請求項８】 前記ノズルが、前記細管通路を取り囲
   み、そして前記チャンバー中に突出する共軸円錐形の形
   状で形成される請求項７記載の装置。
9. 【請求項９】 前記ノズルが前記チャンバーの壁のくぼ
   み中に突出し、前記ノズルが前記くぼみから延長しない
   先端を有する請求項７記載の装置。
10. 【請求項１０】 前記ストップ−フロー連結部が単一ハ
    ウジング本体部材から形成される請求項１記載の装置。
11. 【請求項１１】 前記改良点が前記破裂連結部を含んで
    成る請求項１記載の装置。
12. 【請求項１２】 前記細管通路が、前記細管ストップ−
    フロー連結部と前記破裂連結部との間の前記通路に位置
    するバルブをさらに含んで成る請求項１１記載の装置。
13. 【請求項１３】 前記バルブが、外力が不在である場
    合、開放通路を提供するために一方に傾かされている
    が、しかし外部的に適用された力にゆだねられる場合、
    前記通路をブロックすることができる前記通路の柔軟な
    壁を含んで成る請求項１２記載の装置。
14. 【請求項１４】 前記破裂連結部が、前記細管ストップ
    −フロー連結部の背圧よりも少なくとも１０％低い背圧
    を提供する請求項１４記載の装置。
15. 【請求項１５】 前記装置が１以上の前記改良点を含ん
    で成る請求項１記載の装置。
16. 【請求項１６】 前記装置が少なくとも３つの前記改良
    点を含んで成る請求項１記載の装置。
17. 【請求項１７】 前記装置がすべての前記改良点を含ん
    で成る請求項１記載の装置。
18. 【請求項１８】 ベント助力の細管ストップ−フロー連
    結部であって、ガス雰囲気により取り囲まれるハウジン
    グに、 ｉ．内部チャンバー； ii．液体を受容するための液体受容手段； iii.前記チャンバーに前記液体受容手段を連結する細管
    チャネル； iv．前記細管チャネル及び前記チャンバーの交りでのス
    トップ−フロー連結部；及び ｖ．前記細管チャネル及び前記チャンバーにおけるガス
    を選択的に取込むための手段を含んで成り； ここで、（１）前記取込むための手段が活性化され、そ
    してガスが前記細管通路及び前記チャンバーに取込めら
    れ、そして（２）前記液体が溶体を受容するための前記
    手段に同時に適用される場合、前記液体が前記細管チャ
    ネルを通して流れ、前記取込むための手段により前記ハ
    ウジングに取込まれる空気を圧縮し、そして前記ストッ
    プ−フロー連結部で流れを止めることを特徴とするベン
    ト助力の細管ストップ−フロー連結部。
19. 【請求項１９】 前記取込むための手段が、前記チャン
    バーから導びかれ、そして前記ハウジングを取り囲む雰
    囲気に前記チャンバーを連結するチャネル、及び前記チ
    ャネルを選択的に閉じ、そして前記雰囲気から前記チャ
    ンバーをシーリングするための手段を含んで成る請求項
    １８記載のベント助力の細管ストップ−フロー連結部。
20. 【請求項２０】 （１）前記ベントが、前記細管通路、
    前記チャンバー、前記ストップ−フロー連結部及び前記
    ベントを含むハウジングに位置し、そして（２）前記ベ
    ントを選択的に閉じるための前記手段が、前記ベントを
    選択的に閉じることができる前記ハウジングに外部的に
    位置するシーリング部材を含んで成るベント助力の細管
    ストップ−フロー連結部。
21. 【請求項２１】 前記ハウジングが電子装置中に取りは
    ずすことができるように固定適合され、そして前記シー
    リング部材が前記電子装置に位置し、そしてそれによっ
    て作動される請求項２０記載のベント助力の細管ストッ
    プ−フロー連結部。
22. 【請求項２２】 ガス雰囲気により取り囲まれるハウジ
    ングにおける細管ストップ−フロー連結部の安定性を高
    めるための方法であって、ここで前記ハウジングが： ｉ．非細管寸法の内部チャンバー； ii．液体を受容するための液体受容手段； iii.前記サンプル受容手段を前記チャンバーに連結する
    細管チャネル； iv．前記細管チャネル及び前記チャンバーの交りでの前
    記ストップ−フロー連結部；及び ｖ．前記チャンバーから導びかれ、そして前記ハウジン
    グを取り囲む雰囲気に前記チャンバーを連結するベント
    チャネルを含み； 液体を受容するための前記手段に前記液体を適用する
    前、前記ベントチャネルを閉じ、それによって前記液体
    が前記細管チャネルを通して流れ、そして前記ストップ
    −フロー連結部で流れを止める段階を含んで成る方法。
23. 【請求項２３】 前記ベントチャネルが、前記細管チャ
    ネル、前記チャンバー及び前記ベントチャネルに取込ま
    れる空気の圧縮が、前記流れの方向に作用する静水圧よ
    りも高くない前記液体の流れに対抗する内部圧力を生成
    するように選択された圧力を有する請求項２２記載の方
    法。
24. 【請求項２４】 破裂−連結部安定化ストップ−フロー
    連結部であって、ハウジングに： ｉ．内部チャンバー； ii．液体を受容するための液体受容手段； iii.前記チャンバーに前記液体受容手段を連結する細管
    チャネル； iv．前記細管チャネル及び前記チャンバーの交りでの第
    １ストップ−フロー連結部；及び ｖ．第２内部チャンバーに導びく第２ストップ−フロー
    連結部から成る前記細管通路における破裂連結部（ここ
    で前記第２ストップ−フロー連結部が前記第１ストップ
    −フロー連結部の背圧よりも低い最大利用背圧を有す
    る）を含んで成る破裂−連結部安定化ストップ−フロー
    連結部。
25. 【請求項２５】 前記第２ストップ−フロー連結部が前
    記第１ストップ−フロー連結部の背圧よりも少なくとも
    １０％低い最大利用背圧を有する請求項２２記載の破裂
    −連結部安定化ストップ−フロー連結部。
26. 【請求項２６】 前記第１及び第２ストップ−フロー連
    結部の間の前記細管通路に、バルブが存在する請求項２
    ４記載の破裂−連結部安定化ストップ−フロー連結部。
27. 【請求項２７】 ガス雰囲気により取り囲まれるハウジ
    ングにベント助力のストップ−フロー連結部を含んで成
    る装置を設計するための方法であって、ここで前記ハウ
    ジングが： ｉ．内部チャンバー； ii．液体を受容するための液体受容手段； iii.前記サンプル受容手段を前記チャンバーに連結する
    細管チャネル； iv．前記細管チャネル及び前記チャンバーの交りでの前
    記ストップ−フロー連結部；及び ｖ．前記チャンバーから導びかれ、そして前記ハウジン
    グを取り囲む雰囲気に前記チャンバー連結するベントチ
    ャネルを含み； 前記ベントを通して逃れる取込まれたガスの圧縮が、圧
    縮力を適用する前進性液体により、間隔を開けられたす
    べてのベントを閉じることによって創造された密閉空間
    に起こるように、前記装置における内部体積を選択し、
    そして１又は複数の外部的に調節されたベントを提供
    し、そして得られた内部ガス圧の上昇がストップ−フロ
    ー連結部を通り越してサンプルの流れに対抗するように
    使用されることを含んで成る方法。
28. 【請求項２８】 ハウジングにおける希釈剤にするサン
    プルの希釈を自動的に行なうための装置であって、前記
    ハウジングに： （１）サンプルを受容するためのサンプル適用部位； （２）ベントされた内部チャンバーを含んで成る破裂チ
    ャンバー； （３）第１体積を有するベントされた内部チャンバーを
    含んで成る混合チャンバー； （４）希釈剤を受けるための希釈適用部位； （５）下記のものを含んで成る細管流れ手段： （ａ）第１及び第２端を有するバルブ付セグメント； （ｂ）前記バルブ付セグメントに位置するバルブ； （ｃ）前記バルブ付セグメントの前記第１端に前記サン
    プル適用部位を連結するサンプルセグメント； （ｄ）前記バルブ付セグメントの前記第１端に前記破裂
    チャンバーを連結する破裂セグメント； （ｅ）前記バルブ付セグメントの前記第２端に連結さ
    れ、そして第１及び第２出口を有する測定セグメント、
    ここで前記第１出口が前記混合チャンバーに前記測定セ
    グメントを連結し、そして前記測定セグメントが前記混
    合チャンバーの前記第１体積よりも低い第２体積を有
    し； （ｆ）サンプルが希釈剤の不在下で前記第１ストップ−
    フロー連結部を通して流れるのを防止するために前記第
    １ストップ−フロー連結部で前記ハウジングの壁手段と
    サンプルとの間での接触に起因する十分な背圧を提供す
    るために、前記測定セグメントの前記第１出口に位置
    し、そしてサンプルの表面張力特徴に適合される第１ス
    トップ−フロー連結部； （ｇ）サンプルが希釈剤の不在下で前記第２ストップ−
    フロー連結部を通して流れるのを防止するために前記第
    ２ストップ−フロー連結部で前記ハウジングの壁手段と
    サンプルとの間での接触に起因する十分な背圧を提供す
    るために、前記測定セグメントの前記第２出口に位置
    し、そしてサンプルの表面張力特徴に適合される第２ス
    トップ−フロー連結部；及び （ｈ）サンプルが希釈剤の不在下で前記第３ストップ−
    フロー連結部を通して流れるのを防止するために前記第
    ３ストップ−フロー連結部で前記ハウジングの壁手段と
    サンプルとの間での接触に起因する十分な背圧を提供す
    るために、前記測定セグメントの前記第３出口に位置
    し、そしてサンプルの表面張力特徴に適合される第３ス
    トップ−フロー連結部；（それによって前記サンプル適
    用部位へのサンプルの添加がサンプルの前記細管流れ手
    段の充填を引き起こし）； （６）前記希釈適用部位を前記測定セグメントの前記第
    １出口に連結する希釈流れ手段を含んで成る装置。
29. 【請求項２９】 毛管作用及び重力の合計により前記混
    合物単離チャンバーに前記混合チャンバーの含有物の一
    部を送出するための流れ手段により前記混合チャンバー
    に連結される混合物単離チャンバー；及び前記混合チャ
    ンバーと前記混合物単離チャンバーとの間の流れを選択
    的に阻止する通常閉じられた第２バルブ手段（それによ
    って、前記第２バルブの開口が、前記混合チャンバー中
    の液体の測定された代表的サンプルの前記単離チャンバ
    ー中への流れを引き起こす）をさらに含んで成る請求項
    ２８記載の装置。
30. 【請求項３０】 前記細管通路の少なくとも一部により
    部分的に形成される内部空間にガスを選択的に取込むた
    めの手段をさらに含んで成る請求項２８記載の装置。
31. 【請求項３１】 前記ガスを選択的に取込むための手段
    が、（１）直接的に又は前記装置を取り囲む雰囲気に導
    びく前記ハウジングにおける内部空間により前記細管通
    路の前記一部分に連結されるベント及び（２）前記ベン
    トを選択的に閉じるための手段を含んで成る請求項３０
    記載の装置。
32. 【請求項３２】 （１）前記ベントが前記細管通路、前
    記チャンバー、前記ストップ−フロー連結部及び前記ベ
    ントを含むハウジングに位置し、そして（２）前記ベン
    トを選択的に閉じるための手段が、前記ベントを選択的
    に閉じることができる前記ハウジングに外部的に位置す
    るシーリング部材を含んで成る請求項３０記載の装置。
33. 【請求項３３】 前記ハウジングが電子装置中に取下し
    可能的に取付けるために適合され、そして前記シーリン
    グ部材が前記電子装置に位置し、そしてその装置により
    操作される請求項３２記載の装置。
34. 【請求項３４】 前記装置における少なくとも１種のス
    トップ−フロー連結部が前記チャンバー中に突出するノ
    ズルを含んで成る請求項２８記載の装置。
35. 【請求項３５】 前記ノズルが、開口部（ここで前記細
    管通路が前記チャンバーに入る）及び前記開口部に隣接
    する表面を含んで成り、そして前記表面が前記細管通路
    の壁の隣接表面と鋭角を形成する請求項３４記載の装
    置。
36. 【請求項３６】 前記ノズルが、前記細管通路を取り囲
    み、そして前記チャンバー中に突出する共軸円錐形の形
    状で形成される請求項３５記載の装置。
37. 【請求項３７】 前記装置における少なくとも１種のス
    トップ−フロー連結部が単一ハウジング本体部材から形
    成される請求項３６記載の装置。
38. 【請求項３８】 前記装置における少なくとも１種のス
    トップ−フロー連結部が単一ハウジング本体部材から形
    成される請求項３４記載の装置。
39. 【請求項３９】 前記細管流れ手段にバルブをさらに含
    んで成る請求項２８記載の装置。
40. 【請求項４０】 前記バルブが、外力が不在である場
    合、開放通路を提供するために一方に傾かされている
    が、しかし外部的に適用された力にゆだねられる場合、
    前記通路をブロックすることができる前記通路の柔軟な
    壁を含んで成る請求項２９記載の装置。
41. 【請求項４１】 前記第３ストップ−フロー連結部が前
    記細管ストップ−フロー連結部の背圧よりも少なくとも
    ２０％低い背圧を提供する請求項４０記載の装置。
42. 【請求項４２】 前記希釈剤が前記ハウジングにおける
    内部ベント付希釈剤チャンバーに密閉されるこわれやす
    い容器に保持され、前記希釈剤ハウジングが前記希釈剤
    適用部位をさらに含んで成る請求項２８記載の装置。
43. 【請求項４３】 前記こわれやすい容器が前記希釈剤チ
    ャンバー内に接近して固定するように適合され、前記希
    釈剤チャンバーでの前記ハウジングの壁へのブローが、
    前記壁の変形し、そして前記容器を破壊することができ
    る請求項４２記載の装置。
44. 【請求項４４】 前記壁での前記ハウジングの一部が、
    前記ハウジングの隣接部分よりも薄く、それによって柔
    軟な標的領域を提供する請求項４３記載の装置。
45. 【請求項４５】 前記標的領域がより薄いハウジングに
    より取り囲まれる中心の厚い標的点を含んで成る請求項
    ４４記載の装置。
46. 【請求項４６】 測定又は希釈段階の間、液体を含むよ
    うに企画された内部チャネル又はチャンバーから導びか
    れる少なくとも１つのベントチャネルが、前記液体を保
    持するのに十分な大きさの前記ハウジングの内部に過剰
    液体保持タンクに入いり、そして、前記外部雰囲気への
    外部ベントが、前記装置が正しく向けられている場合、
    前記液体により達せ得られない前記保持タンクにおける
    ある位置で供給される請求項２８記載の装置。
47. 【請求項４７】 前記外部ベントがまた、ベント助力の
    ストップ−フローシステムの一部を形成する請求項４６
    記載の装置。