JPH09504615A

JPH09504615A - アナライト検出検定における使用のためのデバイス

Info

Publication number: JPH09504615A
Application number: JP8508298A
Authority: JP
Inventors: エー．キャセイ，シェリル; サウル，トム; ディー．ブルーム，ニコル; オー．リビ，ハンス; エル．シュワルツ，ヘンリー; ビー．ラングフォード，ジェフリー; ジェイ．ポール，デビッド
Original assignee: バイオサーキッツコーポレイション
Priority date: 1994-08-24
Filing date: 1995-08-23
Publication date: 1997-05-06
Also published as: EP0729579A4; WO1996006354A1; US5798215A; CA2173358A1; EP0729579A1

Abstract

(57)【要約】デバイス及び診断検定におけるその使用方法を提供する。本デバイスは、少なくとも１の検定路（２）であって主流路（４）を含むもの、及び少なくとも１の側試薬チャンネル（６）を含んで成る。この主流路（４）は、サンプル添加口（10）に始まり、主試薬領域（12）を通ってインキュベーション領域（18）内に続き、そして廃物領域（20）内に終る。インキュベーション領域から上流の主流路（４）と側試薬チャンネル（６）に沿って様々な位置において置かれた少なくとも１の液妨害手段（28）が、試薬相互作用及びデバイスを通る液流についての制御を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】アナライト検出検定における使用のためのデバイス導入技術分野本発明の技術分野は、アナライト検出デバイスである。背景多様なアナライト検出検定における使用のための試薬及び機器の開発において最近の20年間において行われた多くの研究にも拘らず、多種多様な環境においてこれらの適用をより正確に、より簡単に、そして非技術者により利用し易いものにするための努力が続けられている。例えば、病院、クリニック、家庭、保養所その他の如き場所における非技術者による個々の検定を行うことができる点に引き続き興味がある。非技術者が正確にこれらの検定を行うことができることを保証するためには、そのプロトコールが単純であり、そして存在するとしてもほとんど測定がないことが不可欠である。さらに、その読みは比較的自動でなければならない。アナライト検出検定における使用のためのデバイスの案出においては、特定の適用のために個人的に使用され、そしてその後廃棄されることができる使い捨てデバイスをもつことがしばしば望ましい。この使い捨てデバイスは、行われるべき適用に必要である、各種試薬メンバーを提供し、これらの試薬の適当な混合を保証し、そして適宜、その検定結果を読むための自動機器内への上記デバイスの適当な適合を許容することができる。従って、本デバイスの使用においては、そのオペレーターは、サンプルを添加し、そして次にその結果を読むことだけが必要である。このやり方で、信頼できる検定測定が迅速に、かつ、量的な誤差についての最小の機会をもって行われることができる。臨床実験は、このようなデバイスの使用についての多くの機会をも提供する。しばしば、特定のアナライトが、個々の検定が特定のアナライト測定を行うための最も効率的な方法であろうように、いずれかの１日内に数回だけ測定されることができる。この使い捨てデバイスへのサンプルの添加だけを必要とする使い捨てデバイスをある者が使用することができる場合、労力におけるかなりの削減が具現化される。なぜなら、高い技術的資格をもつ個人がその検定の操作のために要求されず、そしてそのアナライト測定の精度が比較的保証されるであろうからである。各種検定において使用されることができるデバイスのための上記必要性に対する応答において、かかる産業は、サンプル中のアナライトの量の正確な検出及び感度を許容しながら、そのオペレーターからの最小計測及びインプットによる、適用プロトコールの性能を許容するデバイスに応答した。米国特許第4,012,198 号；第4,426,451号；第4,855,240号；第4,859,421号；第4,918,025号；第5,198, 368号；第5,217,905号；第5,223,219号及びEP-A 430248号を参照のこと。このようなデバイスの開発にも拘らず、最近利用可能なデザインに伴う問題が在る。長年にわたる困難性は、サンプルと試薬との効率的な混合に伴う問題、計測領域から非結合試薬を除去するための効率的な洗浄における問題、その検定デバイスを通る液体流の制御における問題、そのデバイス内の特定の検定の試薬メンバー間の相互作用の時間制御における問題、その他を含む。さらに、使い捨てデバイスが望ましい場合に、様々な異なる検定における使用のために十分に適合することができる基本的デザインであって製造コストにおける減少を提供するであろうものをもつデバイスのデザイニングにおける問題に遭遇してきた。従って、アナライト検出検定における使用のための改良されたデバイスについての必要性が存在する。この改良されたデバイスは、信頼できる結果を一貫して提供しながら、使用の増加された容易性及び単純性を提供しなければならない。この改良されたデバイスは、試薬相互作用及びそのデバイスを通る液流についての改良された制御及び再現性をも提供しなければならない。さらに、このデバイスは、多種多様な多様性検定及び他のプロトコールにおける使用に適合されることができ、それにより、そのデバイスが使用されることができる可能性のある用途を広げながら製造コストを減少させる構造的形態をもたなければならない。関連文献酵素イムノアッセイは、Tijssen，Practice and Theory of Enzyme Immunoass ays（Elsevier）1985；Wisdom，“Recent Progress in the Development of Enz yme Immunoassays，“Ligand Rev．（1981）３：44-49；及びIshikawa，“Devel opment and Clinical Applications of Sensitive Enzyme Immunoassays，for M acromolecular Antigens-A Review，“Clin．Biochem．（1987）20：375-385中に記載されている。蛍光イムノアッセイは、Smith et al.，“A Review of Fluoroimmunoassay an d Immunofluorometric Assay，“Ann．Clin．Biochem．（1981）18：253-274；H ammila，“Fluoroimmunoassays and Immunofluorometric Assays，“Clin．Chem ．（1985）31：359-370及び; Diamandis，“Immunoassays with Time-Resolved Fluorescence Spectroscopy：Principles and Applications，“Clin．Biochem．（1988）21 ：139-150中に記載されている。化学発光イムノアッセイは、Kricka & Thorpe，“Luminescent Immunoassays ，“Ligand Rev．（1981）３：17-24；Seitz，“Immunoassay Labels Based on Chemiluminescence and Bioluminescence，“Clin．Biochem．（1984）17：120- 125；Weeks & Woodhead，“Chemiluminescence Immunoassay，“J．Clin．Immun oassay（1984）７：82-89中に記載されている。蛍光偏光技術は、DeGrella，“F luorescence Polarization：A Review of Laboratory Applications，“Amer．B iotech．Lab．（1988）６：29-34；Jolley et al.，“Fluorescence Polarizati on Immunoassay．III．An Automated System for Therapeutic Drug Determinat ion，“Clin．Chem．（1981）27：1575-1579及び；Dandliker et al.，“Fluore scence Methods for Measuring Reaction Equilibria and Kinetics，“Meth．E nzymol．（1978）48：380-415中に記載されている。イムノアッセイは、一般的に、Collins，Alternative Immunoassays（John Wi ley 1985）；Freytag，“The Future of Immunodiagnostics，“J．Clin．Immun oassay（1991）14：239-244及びGosling,“A Decade of Development in Immuno assay Methodology，“Clin．Chem．（1990）36：1408-1427中に記載されている。発明の要約アナライト検出検定のためのデバイスを提供する。本デバイスは、少なくとも１の検定路であって、各検定路が主流路及び少なくとも１の側試薬チャンネルを含むものを含んで成る。この主流路は、サンプル添加口に始まり、主試薬領域を通ってインキュベーション領域に続き、そして廃物領域に終わる。少なくとも１の側試薬チャンネルが、その主流路と液体で連絡される。この側試薬チャンネルは、液体添加口に始まり、側試薬領域を通って続き、そして好ましくは上記インキュベーション領域から上流の領域において、上記主試薬と廃物領域間の領域において上記主流路と液体で連絡されている。検定路は便利には、上部及び下部プレートを含んで成るハウジングであって、光学的に透明な窓が検定シグナル検出のために上記インキュベーション領域内上に存在するものの内に位置する。試薬領域の中のいずれか及び／又はインキュベーション領域の内での試薬メンバーの効率的な混合は、これらの領域内に撹拌手段を含むことにより達成されることができる。試薬メンバー相互作用及びデバイスを通る液流の制御は、上記主流路及び／又は側試薬チャンネル内の場所にある少なくとも１の液中断手段の設置を通して強化される。本デバイスは、様々な検定、特に、検定において使用されるシグナル生成系が特異的対合メンバー間の相互作用に基づき、そして光学シグナルがそのサンプル中のアナライトの存在に関連するようなアナライト検出検定において用途がある。図面の簡単な説明図１は、本発明に係る検定路の上面図である。図２は、本発明の好ましい態様に従うデバイスの底部プレートの上面図であり、ここで、インキュベーション領域は、長いチャンネル様領域内に狭くなり、そして主及び側試薬領域は試薬トラフ及び撹拌手段を含んで成る。図３は、本発明に係るデバイスの上部プレートの上面図である。図４は、本発明に係るキャピラリー弁の３次元図である。図５は、本発明に係る各種インペラ構造の３次元図である。図６は、本発明に係る他の底部プレートの形状を示す。図７は、本発明に係る検定路の他の態様の上面図である。図８は、本発明に係る検定路の他の態様の上面図である。特定の態様の説明検定デバイス、及びサンプル中のアナライトの検出におけるその使用のための方法を提供する。本デバイスは、１の主流路及び少なくとも１の側試薬チャンネルを含んで成る少なくとも１の検定路を含む。この主流路は、サンプル添加口に始まり、主試薬領域を通ってインキュベーション領域内に続き、そして廃物領域内に終る。各側試薬チャンネルは、液体添加口に始まり、側試薬領域を通って続き、そして好ましくは、上記インキュベーション領域から上流の、上記主試薬と廃物領域との間の主流路の領域と液体で連絡されて終る。サンプル中の特定の検定に必要な試薬の均一分散を提供するために、撹拌手段を、主及び側試薬領域の中の少なくとも１及び／又はインキュベーション領域内に提供することができる。インキュベーション領域から上流の主流路及び側試薬チャンネルに沿ったさまざまな位置に置かれた液体中断手段は、試薬相互作用及びデバイスを通る液流の制御を提供する。本発明は、１以上の検定路であって、検定路が１の主流路及び少なくとも１の側試薬チャンネル、通常２つの側試薬チャンネルを含むものを含んで成ることができる。デバイスがランされるべき２つの検定を提供する、すなわち、２つの検定路を含む場合、この２つの検定路は、１の検定及び対照のために、２サンプルの同一検定のために、又は同一又は異なるサンプルのための２つの異なる検定のために使用されることができる。従って、様々な形状が、所望の検定の性質に依存して使用されることができる。２以上の検定路がデバイス中に存在する場合、これらの路は、互いに関して、そのデバイス上のいずれかの便利な形状にあることができる。従って、これらの検定路は、平行関係、対向関係その他においてあることができる。典型的には、検定路の少なくとも１部は、キャピラリーであって、主流路の寸法がその流路又はチャンネルを通る液体の毛細管流を提供することを意味するものであるであろう。キャピラリー流を提供するために、キャピラリー流の領域内の流路の高さは、典型的には、0.02〜2.5mmのレンジにあり、そして通常約0.1〜0.5mmのレンジにあるであろう。各検定路の主流路又はチャンネルは、サンプル添加口に始まる。このサンプル添加口は、その主流路内へのサンプルの受容のためのいずれかの便利な形状、例えば正方形、長方形、楕円又は円、通常、円であることができる。サンプル添加口の側は、筒状又は斜角をつけられることができ、その口の上部の直径はその口の底部の直径よりも大きい。その口が斜角をつけられる場合、それは、対称又は非対称に斜角を付けられることができる。サンプル添加口の寸法は、サンプルの容量を受容するのに十分に大きなものであろうし、そのサンプルの容量は通常20 〜2000μｌのレンジにあるであろう。サンプル添加口が筒状である場合、その添加口の直径は、0.2〜１cmのレンジにあることができる。一方、そのサンプル添加口が斜角をつけられる場合、そのサンプル添加口の上部の直径は0.2〜1.0cmのレンジ内にあることができるが、典型的には、約0.475〜0.8cmのレンジ内にあるであろうし、一方、そのサンプル添加口の底部の直径は、0.1〜0.4cmのレンジにあることができる。上記サンプル添加口の下にサンプル受容領域がある。このサンプル受容領域は、サンプルを受容するのに役立ち、そしてサンプル添加口と第１試薬領域との間の導管を提供する。好ましくは、サンプル受容領域は、デバイスの外側の空気が主試薬領域を直接的に横切ることができないことを保証するのに十分長い。なぜなら、試薬領域内の空気はデバイス内で行われる検定を有害に妨害することができるからである。いくつかの態様においては、サンプル受容領域の長さは、サンプル添加口の底部の直径と釣り合ったものである。サンプル受容領域の長さは、0.1〜0.5cm、通常、0.1〜0 .3cmのレンジであることができる。流路の方向における次の領域は、主試薬領域であって様々な目的のために役立つことができる。第１に、シグナル生成システムの１又は複数のメンバー、例えば乾燥試薬が、主試薬領域内へのサンプルの侵入の間に、乾燥試薬が再水和され、そして検定における反応に利用されることができるように、その主試薬領域内で保存されることができる。さらに、主試薬領域は、サンプルの前処理、例えばサンプルの希釈、沈殿その他によるサンプル成分の抽出、並びにサンプル温度の調節、例えば、行われる特定の検定のために適宜、サンプル温度を上昇又は低下させるための便利な場所として役立つことができる。最後に、主試薬領域は、その主試薬領域が、シグナル生成システムのメンバーがサンプルじゅうに均一に分散される混合チャンバーとして役立つように、撹拌手段を含んで成ることができる。この主試薬領域は、いずれかの便利な形状、例えば正方形、楕円形又は円形であることができる。特定のデバイスに依存して、試薬チャンバーの特定の形状が好ましくあることができる。例えば、この試薬チャンバーがインペラ撹拌手段を含んで成る場合、円形の試薬チャンバーが好ましい。この試薬領域の容量は、その試薬領域内で保存されることができるいずれかの試薬に加えて、そのサンプル又は希釈サンプル容量の実質的に全てを受容するのに十分なものであろう。この試薬領域の上部と底部壁の間の距離は、主輸送導管及びインキュベーション領域の上部と底部壁の間の距離よりも僅かに大きいであろうし、以下に記載するように、0.5〜2.5mm、通常、1.0〜1.5mmのレンジにある。主試薬領域はその試薬領域の１以上の表面上に存在することができるけれども、好ましくは、その主試薬領域は、少なくとも１のトラフ、通常、乾燥試薬を収納するための２つのトラフを含んで成ることができる。これらのトラフは、いずれかの便利な形状を呈することができ、ここで、特定のトラフの形状は、通常、主試薬領域の全体の形状に依存し、例えば円形の主試薬領域内の半円トラフであろう。この主試薬領域の床の下のトラフ床の深さは、通常、約0.025〜1.0mm、より普通には、約0.05〜0.5mmであろう。少なくとも１のインキュベーション領域が、主試薬領域と液体で連絡され、そしてその下流にある。ある態様においては、試薬とインキュベーション領域との間の境界は、かなりあいまいであり、その２つの領域は１つの領域、例えば試薬インキュベーション領域と考えられることができる。しかしながら、これらの２つの領域は典型的には、輸送導管により分けられるであろう。この輸送導管は、主試薬領域からインキュベーション領域へのサンプルの導管、並びにさまざまな追加の機能として役立つことができる。本デバイス内で行われる検定又は他のプロトコールの性質に依存して、この輸送導管は、その輸送導管の壁に拡散的に又は非拡散的に結合することができるさまざまな試薬のための保存領域として役立つことができる。例えば、サンプルから１以上の成分、例えば細胞、妨害成分、等を除去するのに役立つ抗体が存在することもできる。化学的試薬は、サンプルのpH、酸化還元電位又は他の特徴を変えるために主輸送チャンネル内に置かれることもできる。この方法で、サンプル口内に導入されたサンプルは、インキュベーション領域内で行われる検定の一部のために適宜修飾されることができる。最初に、この輸送導管は、受容領域として役立つことができる。ここでは、側試薬チャンネルからの液が侵入し、そして主流路と合流する。この輸送導管が１以上の側試薬チャンネルからの液を受容するために働く場合、その導管(conduit)は、側試薬チャンネルからの液がそれを通って侵入することができるその側壁の１の上に少なくとも１の入口をもつであろう。２つの側試薬チャンネルが存在する態様においては、この導管は２つの入口を含んで成るであろうし、ここでそれら入口は通常、その導管の向かい合う側上に対向関係において存在するであろう。主輸送チャンネルの上部と底部壁の間の距離は、典型的には、約0.02〜2.5mm、より普通には約0.1と0.5mm の間のレンジにあるであろう。主流路はインキュベーション領域内に開口する。光学シグナルがサンプル中の存在及び／又は量に関係する検定においては、アナライトの存在に関係するシグナルが作り出されるインキュベーション領域がある。そのインキュベーション領域の１の壁、通常、上部壁の上に、そのインキュベーション領域内で行われる特定の検定により生成されるシグナルの観察を提供する光学的に透明な窓があるであろう。この上部壁の反対側に底部壁がある。この底部壁は、デバイス内で行われるべき特定のプロトコールのために必要であることができる試薬を支持することができるであろう。本デバイスの１態様においては、行われるべき特定の検定の試薬メンバーが、上部及び／又は底部壁、通常上部壁に拡散的又は非拡散的に結合されることができる。他の態様においては、底部壁は試薬を支持することができるであろうが、試薬を含まない。この態様においては、そのデバイスのユーザーは適宜、その底部壁に試薬を添加することができる。１の態様においては、検定プラットホームであって試薬メンバーを含んで成るものを包むことができる。この検定プラットホームは、簡単には、インキュベーション領域の壁、例えば底部又は上部壁の上昇した領域であることができる。このプラットホームの上昇領域は、便利には、液流がその検定プラットホームの表面をより均質に横切るように、インキュベーション領域を通る液流の動力学を調節するためにその壁に接する点で斜角をつけられることができる。あるいは、この検定プラットホームは、試薬メンバー、例えば特異的結合性対合メンバーを含んで成るフィルターであることができる。この検定プラットホーム・フィルターは、インキュベーション領域を通って流れる液がそのフィルターをも通って流れなければならないように、インキュベーションの壁に付着されることができる。例えば、このフィルターは、インキュベーション領域の上部と底部の壁に付着されることができ、ここでは、その付着点は斜角をつけられることができる。この態様は、大きなサンプル容量の又はアナライトが少量においてその中に存在するサンプル容量の検定において特に有用である。多くのインキュベーション領域が、主流路内に含まれることができる。ここでは、液は１のインキュベーション領域から他に順番に流れる。主流路が複数のインキュベーション領域を含んで成る場合、ある者は、同一サンプルについてインキュベーション領域の各々の内で異なる検定を行うことができる。インキュベーション領域は、１〜３cmの長さのレンジにあり、そして通常、1.25〜2.5cmの、より普通には1.5〜２cmの長さのレンジにあることができ、そして好ましくは40 〜80μｌのレンジにあるであろう。廃物領域は、インキュベーション領域の１の側に、通常、輸送導管に隣接する側に向い合って離れた側に、位置するであろう。この廃物領域は、未反応サンプル及び／又は特定の検定の間にインキュベーション領域を通って流れる様々な洗浄液を受容するのに役立つ。この廃物領域の幅は、インキュベーション領域の幅と同じであることができ、又はかなり傾き、それにより狭いチャンネルを形成することができ、ここでは、この廃物領域の幅は0.3〜2 .5cmのレンジにあるであろう。この廃物領域の深さは、0.002〜0.65cmのレンジにあるであろう。この廃物領域の長さは、0.6〜2.5cmのレンジにあるであろう。廃物領域は、便利には、液がその廃物領域に侵入するときに空気及び他のガスを放出するのに役立つベントを含んで成る。この廃物領域からの液は、外部の手段により定期的にそのデバイスから除去されることができる。例えば、このベントは、外部吸引手段、例えばポンプとのインターフェースとして役立つこともできる。サンプル成分を分離するための分離手段は、インキュベーション領域から下流に、そして上記廃物領域ベントの前においてその流路内に置かれることができる。例えば、フィルターは、赤血球を含んで成るサンプルの検定において、その赤血球が廃物領域内に保持され、一方、血清がそのフィルターを通って、そして上記ベントから流れるように、そのベントの前において廃物領域内に置かれることができる。この態様は、ある者が廃物領域ベントを通して流路から液を除去する機械と接続されたデバイスを使用する場合、ある者が廃物領域ベントを通して運び出される赤血球の数を制限することを欲する場合に、便利である。この廃物領域は、デバイスの流路を通る液流を強化するためのさまざまな手段を含んで成ることができる。このような手段は、インキュベーション領域から液体を吸収する吸収性膜を含むことができる。あるいは、ある者は、廃物領域に侵入した液体を除去し、それによりデバイスからの追加の液による占有に利用されることができる容量を増加させるためのウィッキング（wicking）手段を提供することができる。上記デバイスの好ましい態様においては、廃物領域は1.0〜8.0mmの幅のレンジに、そして0.5〜4.0cmの長さのレンジにある狭いチャンネルであるであろう。この態様においては、より広いものであるであろうインキュベーション領域は、廃物領域内に向って徐々に狭くなるであろう。好ましい態様においては、インキュベーション及び廃物領域から過剰の液、空気及び他のガスを集めるためのオーバーフロー・トラフが、そのインキュベーション及び廃物領域と液体受容関係にある。下方に傾く傾斜路がインキュベーション領域の床からトラフまで継がり、このトラフはインキュベーション領域の床から下に約0.025〜1.27mmの、通常、インキュベーション／廃物領域の床から下に0 .025〜0.50mmのレンジの深さをもつことができる。好ましい態様においては、このトラフは、バイ−レベル（bi-level）であることができ、第１レベルは、インキュベーション／廃物領域の床の下から約0.025〜0.10mmのレンジにあり、そして第２レベルは、そのインキュベーション領域の床の下約0.150〜0.50mmの深さのレンジにあり、ここで、その第１レベルは、下方に傾いた傾斜路を介してその第２レベルと液で連絡されている。このトラフの幅は、インキュベーション及び廃物領域との関係におけるその位置に依存して変化することができ、そこでは、そのトラフの幅は、インキュベーション領域に隣接するとき0.08〜1.0mmのレンジ内にあり、そして廃物領域に隣接するとき0.05〜7.0mmのレンジにあるであろう。このトラフは、廃物領域の末端において、好ましくは廃物領域ベントにおいて終わることができる。主流路に加えて、本デバイスは、少なくとも１の側試薬チャンネル又は流路をも含んで成るであろうし、そしてより普通には２つの側試薬チャンネルを含んで成るであろう。側試薬チャンネルは、試薬の１以上のメンバーの、インキュベーション領域へのその後の添加を提供する。さらに、側試薬チャンネルは、ある者が主試薬領域内に残る試薬による汚染を回避することができるように、インキュベーション領域内への液体、例えば洗浄液の導入のための他の手段を提供する。この側試薬チャンネルの寸法は、チャンネルを通る毛細管流を提供し、そこでは、そのチャンネルの高さは約0.5〜2.5mmのレンジにあることができる。主流路と同様に、本デバイスの側試薬チャンネルは、液体添加口から始まる。上記サンプル添加口と同様に、この液体添加口は、筒状又は斜角をつけられ、対称又は非対称であることができる。液体添加口の寸法は、約5.0〜50μｌのレンジにある容量をもつ一滴の液体に適合するのに十分なものであろう。この液体添加口が筒状である場合、その直径は約0.2〜1.0cmのレンジにあるであろうし、この口が斜角をつけられている場合、この液体添加口の上部の直径は典型的には0. 2〜１cmのレンジにあるであろうし、一方、この液体添加口の底部の直径は典型的には0.1〜0.4cmのレンジにあるであろう。主流路と同様に、液体添加口の下に、その添加口から側試薬領域までの液体の導管として役立つ液体受容領域がある。好ましくは、この液体受容領域は、デバイスの外側の空気への直接的アクセスを排除するように、側試薬領域までの十分な長さをもつ。上記の主試薬領域と同様に、この側試薬領域は、シグナル生成系のメンバーが保存される領域、サンプル希釈及び／又は成分抽出のための領域、液体の温度を調節することができる領域及び液体の全体に試薬を均一に分散させるための領域として役立つことができる。この側試薬領域は、主試薬領域に類似し、そして試薬を液と混合するための撹拌手段を含んで成ることができる。さらに、主試薬チャンネルと同様に、トラフは、試薬を収納するための側試薬領域内に存在することができる。この側試薬領域は、その側試薬通路内に導入される液体、並びにその領域内に保存されるいずれかの試薬又はその領域内に存在する撹拌手段に適合するのに十分な大きさであろうし、そこでは、その領域の容量は通常50〜150 μｌのレンジ、より普通には65〜70μｌのレンジにあるであろう。主試薬と廃物領域の間の主チャンネルの領域において、例えばインキュベーション領域又は主輸送チャンネルにおいて、液体連絡において主流路と側試薬領域とを接続するものは、側試薬輸送チャンネルである。この側試薬輸送チャンネルは、側試薬領域から主チャンネルへの、液体及びその中に存在するいずれかの試薬メンバーのための導管として役立つ。本デバイスは、主流路又は側チャンネルに沿って配置された少なくとも１の液妨害手段を含んで成るであろう、ここで、この液妨害手段は、試薬相互作用及びそのデバイスを通る液流についての制御を提供する。通常、液妨害手段は、インキュベーション領域が下流の領域において、主流路及び／又は側試薬チャンネルに沿って配置されるであろう。この液妨害手段は、そのデバイスの他の要素と共に、ある者が、そのデバイス内に導入サンプルだけ、及び適宜追加のバッファーを必要とするが、他の段階、例えばその後における試薬の導入はその検定を行うために全く必要ではないような本検定を提供する。液妨害手段は、さまざまな方法において具現化されることができる。本デバイスが１以上の液妨害手段を含んで成る場合、そのデバイスは１以上のタイプの液妨害手段を含んで成ることができる。１のタイプの液妨害手段は、主流路又は側試薬領域に沿って位置する疎水性領域を含んで成り、そこでは、その疎水性領域は、その領域の上の液流を妨害するのに役立つ。追加の液妨害手段は、液流に対する取り外し可能な物理的バリアを含む。重要な取り外し可能な物理的バリアは、磁力により取り外されることができるバリア、液と接する間に溶解するバリア、例えばポリエチレン・グリコールの可溶性プラグその他を含む。好ましい液妨害手段は、毛細管弁（capillary valve）を含んで成る。本デバイス内に存在するような毛細管弁は、液流の制御がその下流で望まれるような流路を遮断するコントロール・キャピラリー（control capillary）を含んで成ることができる。このコントロール・キャピラリーはいずれかの便利な角度において流路を遮断することができるけれども、遮断の角度は典型的には直角であろう。流路の床からコントロール・キャピラリーの床まで下る角度はかなり急であろうし、少なくとも60°、好ましくは90°である。同様に、流路のルーフ（roof）から毛細管弁の上部壁まで上る角度は少なくとも60°であることができ、そして好ましくは約90°であろう。他の態様においては、この毛細管弁は、簡単には、そのくぼみを通って液流が前進するのを妨害するのに十分に深い流路内のくぼみ（depression）である。典型的には、このくぼみ内への降下角は約60°よりも大きいであろうし、そしてより普通には約90°であろう。この毛細管弁の床又はルーフの中の少なくとも１、通常そのルーフは、疎水性であろう。この毛細管弁は、その内で使用される流路を中断することによりそのデバイスを通る液の流れについての制御を提供する。従って、毛細管弁の使用においては、ある者は、適宜、コントロール・キャピラリーを空にし又は満たすことにより交差する流路における流れを制御することができる。あるいは、液は、そのデバイスへの外部からの力の適用により生じることができる鋭く、方向性のある動きにそのデバイスを供することによりバルブ調節されるキャピラリーを通して駆動されることができる。さらに他の態様においては、毛細管弁を横切る液流は、その弁を横切る差圧を設けることから生じることができる。この差圧は、弁から上流の液圧における増加、例えば液の添加から、又は弁から下流の液圧における減少から、例えばその流路から液を除去することにより、生じることができる。撹拌手段が毛細管弁から上流の流路の領域内に存在する好ましい態様においては、毛細管弁を横切る液流は、液がその弁を横切って流れるように撹拌の大きさを増加させることにより再開される。サンプル中の特定の検定又はプロトコールの各種試薬及びデバイスを通って流れる他の液体媒質の均一な分散を助けるために、撹拌手段を、主及び側試薬領域及び／又はインキュベーション領域の中の少なくとも１の内に提供することができる。この撹拌手段は、その撹拌手段の付近に存在する乾燥試薬が効率的に水和され、そしてその液全体に均一に分散されるために十分な液流を提供するのに役立つ。撹拌手段は、気流、振とう、超音波技術、吸引技術、例えば試薬が細孔性膜上に脱水され、そして液体がその膜を通して吸引されて水和された試薬を生じさせる場合、並びに機械的手段、好ましくは機械的混合手段を含む。好適な機械的混合手段は、磁気及び常磁性材料から作られた混合手段を含み、そして多様な形態であって、プロペラ、ピン、ダンベル、ボール、ワイヤー、孔あきシート、フィン付きディスクをその他を含むものを含む。好ましい態様においては、撹拌手段は、インペラー・デバイスである。上記混合手段が作られるところの材料が磁気又は常磁性材料である場合、撹拌は、便利には、そのデバイスの上又は下で動磁場を適用することにより、あるいは、静磁場を通ってそのデバイスを動かすことにより達成される。混合の速度及び／又はタイミングは、撹拌の所望レベルを生じさせるのに必要なときに制御されることができる。エアー・チャンネルが、流路又はチャンネルの上部壁又は底部壁の上に置かれることができるが、通常、上部路上に置かれることができるであろう。このエアー・チャンネルは、デバイスのいずれかの便利な領域、例えば以下に記載するような主試薬領域、側試薬領域、インキュベーション領域、参照領域、その他の内に置かれることができるが、通常、主試薬及び側試薬領域内に置かれるであろう。例えば、エアー・チャンネルは、主試薬領域内の試薬トラフの周辺に沿って置かれることができる。エアー・チャンネルは、いずれかの便利な形状であることができ、ここで、エアー・チャンネルは、0.025〜1 .27mmの深さのレンジにあることができる。エアー・チャンネルの長さは、デバイス内のそのエアー・チャンネルの位置に依存して変化するであろうし、そしてそれが置かれる領域の長さ全体、例えば主試薬領域の長さ全体を走り、又はそれが置かれるデバイスの領域の長さの一部だけについて走ることができる。デバイスの各種領域を通る液の流れを強化するために、デバイスは、主流路及び／又は側試薬チャンネルに沿って置かれた親水性領域を含んで成ることもできる。本デバイスは、サイズに関して変化することができ、通常、少なくとも約１cm ×１cm及び約20cm×20cm以下であり、好ましくは約４〜７cmのレンジ内のより短い寸法をもち及び約５〜10cmまでのより長い方向にある。そのほとんどの部分について、そのデバイスは、いずれかの便利な形状であることができるけれども、一般的には、それは、長方形であろう、ここで、その端は丸くされ、そして角を切断することにより修飾され、又は取扱いを容易にし、そして共に使用される機器にそのデバイスを適用することを許容する他の修飾がある。デバイスの厚さは一般的に、約１mm〜３cm、より普通には約1.5mm〜4.0mmの間で変化するであろう。デバイスには、使用されるシグナル生成システムのメンバーの操作性の指標を提供するのに役立つ参照ゾーンであって、流路の主及び側試薬領域に類似する試薬トラフ及び撹拌手段を含んで成ることができるものが含まれることができる。例えば、シグナル生成システムが酵素及び基質を含んで成る場合、その基質が検出可能な生成物に変換される場合、その参照ゾーンは脱水酵素及び基質を含んで成ることができる。デバイスが使用されるとき、一滴の液がこの参照ゾーン内に入れられる。酵素生成物の出現はその酵素が活性であることを示し、これ故、デバイス内の酵素が機能的に作用するであろうことを示す。この参照領域は、デバイスを用いて行われる検定を妨害しないように、そのデバイスの検定路と液で連絡されていない領域内に置かれるであろう。便利には、デバイスが自動化機器と共に使用されるとき、使い捨て可能なデバイスは、実際のアナライト検定手順を走らせる前にその機器内の導管をプライムするために使用されるプライミング液を受容するための追加のトラフを含んで成ることができる。この追加のプライミング・トラフは、デバイス内に存在する検定路と液で連絡しない領域においてデバイス上に置かれることができるであろう。最後に、デバイス及びサンプル同定の目的のために、バー・コードを、その上部又は底部プレートの１領域内に置くことができる。カートリッジの主流路及び側試薬チャンネルを含んで成る検定路は、ハウジングであって、一緒になってシールされるであろう２つのプレートから通常作られるであろうものの内にあるであろう。便利には、１のプレートは主にカバーとして役立ち、そして各種の口及び光学窓を提供するであろう、一方、他のプレートは、デバイスに関連するリザーバー及びチャンネルに必要な様々な構造を提供するであろう。それ故、その中に各種リザーバー及びチャンネルのほとんどが成型されるところのプレート、例えばボトム・プレートは、通常カバー・プレートよりも厚く、例えば、上部プレートは、一般的にカバー・プレートよりも約1.5〜２倍の厚さであろう。これらのプレートは、妥当な精度の公差を許容する様々なプラスチックから成型されることができ、含まれる様々な化学物質に耐性であることができ、そして光学的に透明な領域の存在を許容するであろう。着目の材料はガラス及びプラスチックである。これらの要求を満たすプラスチックは、アクリレート、ポリスチレン、例えばDow 666ポリスチレン、ポリカーボネート、SAN，ABS、等を含む。材料は、良好な水和特性、流れ及び生物学的レセプター接着を提供するように処理されることができる。これらのプレートの処理方法は、タンパク質結合、ガンマ線照射、プラズマ・エッチング、糖コーティング、表面触感改質、例えば表面粗化その他を含むことができる。上部又は底部プレート、通常底部プレート上に、デバイスの組み立ての間に上部と底部プレートの間に十分に完全なシールを提供するシーリング手段が含まれることができる。このシーリング手段は、プレートの上部表面上に突き出たチャンネルの外側に沿って配置された突起の形態又は検定路、参照領域及びプライミング・トラフの中の少なくとも１の周辺をトレースするもり上ったリッジであって通常、そのプレートの上部表面上0.07mm〜0.7mm上に延びたものを呈することができる。この突起又はリッジは典型的には、以下にさらに記載するように、デバイスの上部及び底部プレートと同一の材料から、そしてそのデバイスの組み立ての間に作られ、この突起又はリッジは、上部と底部プレートの間のシールを作るための超音波技術又は他の好適な手段により溶融されることができる。ある態様においては、デバイス内への試薬の導入における便宜のために、オーバーフロー・トラフの周辺を取り囲むモート（moat）がデバイスのボトム・プレート内に含まれる。このモートの深さは、0.05〜1.0mmのレンジ内にあり、そしてこのモートの幅は0.1〜1.5mmのレンジ内にあることができる。このデバイスを組み立てるために、適当な試薬が、それらの適当な部位に置かれることができ、例えばその試薬領域内のトラフの表面がコーティングされることができる。シグナル生成系の必要なメンバー、例えば結合対メンバー、脂質層、蛍光生成層その他が、慣用の手段を使用して検定プラットホーム上に置かれる。これらの試薬が置かれた後、上部ハウジングは、底部ハウジング上のレジストリー内に置かれることができ、そしてそれらの端は、いずれかの適当な手段、超音波ウェルディング、接着剤、ガスケット・シール等によりシールされることができる。次にこのデバイスは、その後の使用のために保存準備される。デバイスについて、シグナル生成システムの試薬メンバーを含んで成るデバイスに関して、これまで記載してきたけれども、本発明内には、シグナル生成系の試薬メンバーを含まないデバイスも含まれる。これらのデバイスにおいては、ユザーは、最初に、試薬をデバイスの適当な領域、例えば側試薬領域内に導入し、そして次に、所望により、その検定においてそのデバイスを使用するであろう。これまで記載してきたデバイス、本デバイスを使用することができる用途をこれからより詳細に討議する。多種多様な適用が本デバイス内で行われることができ、ここで、好適な適用は、サンプルと試薬メンバーとの相互作用を含むであろう。例示的な用途は、シグナル生成系が特異的な結合対メンバーの間の相互作用に基づき、そして光学シグナルが検定サンプル中のアナライトの存在に関連する系により作り出されるような検定を含む。本デバイス内でのこのような検定の実施においては、いずれかのタイプの液であって、着目の液及びアナライトの性質に依存して、直接的に検定され、又は前処理に供されることができるものであることができる。この液は、いずれかの源、例えば生理学的源、例えば血液、血清、血漿、尿、唾液、脊髄液、溶解物、鼻咽頭吸引物等からのサンプル；生態学的に重要なサンプル、例えば水、土壌、廃水、生物等；食品、例えば肉、乳製品、植物製品、他の有機物等；医薬又は加工における医薬汚染物；その他、を含み又はそれであることができる。アナライトは、検出されることができるいずれかの化合物であることができ、そして多数の特異的結合性対、リガンド又はレセプターのいずれかである。用語 “レセプター（receptor）”は、任意に使用される。なぜなら、その起源は表面膜タンパク質に関連し、ここで、その表面膜タンパク質に結合する化合物はリガンドといわれる。レセプターは、天然のレセプター、例えば酵素、レクチン、表面膜タンパク質、抗体、組換えタンパク質、等、合成レセプター、核酸、ｃ−グリコシド、炭水化物、ガングリオシド、キレート化合物、等を含む。本発明の目的のためには、２つの分子が互いに有意なアフィニティーをもつことが十分であり、ここで、その結合定数は通常、少なくとも約10⁵mol^-1であろうし、そしてある者は、レセプターとしていずれかのメンバーを掲げるように選ぶことができる。着目の化合物は、ある程度、様々なサンプル源を示すことにより示されている。アナライトは、相補的な結合メンバーが存在する限り、いずれかのタイプの化合物、例えば小さな有機分子、ペプチド及びタンパク質、糖、核酸、複雑な炭水化物、ウイルス、バクテリア粒子、脂質及びそれらの組合せ、天然又は合成のものあるいはそれらの組合せであることができる。アナライトは、しばしば天然及び合成の両方の薬物、ヒトを含む動物のさまざまな成分、例えば血液成分、組織成分その他；微生物、例えばバクテリア、真菌、原生生物、ウイルスその他；廃流又は生成物の成分又は商業的加工におけるこのような生成物の汚染物；環境中の成分、特に汚染物、例えば殺虫剤、微生物その他を、しばしば含むであろう。サンプルの性質に依存して、サンプルは、前処理、例えば抽出、蒸留、クロマトグラフィー、ゲル電気泳動、透析、溶解、遠心分離、濾過、細胞分離その他に供されることができる。血液については、ある者は、血漿又は血清を提供するために赤血球を除去することを欲することができるが、それらの除去は必要ではない。本デバイス内で使用されることができるサンプル溶液又は分散体を提供することを許容するであろう様々な媒質が使用されることができる。それが存在する場合、適当な前処理の後、液体形態におけるサンプルを次にサンプル口内に導入する。サンプルの容量は、約１μｌ〜約0.5ml、より普通には約10μｌ〜250μｌ、好ましくは約25μｌ〜170μｌのレンジ内にあることができる。サンプルは、毛細管作用によりサンプル適用口の下のサンプル受容領域から主試薬領域内に引かれる。この主試薬領域内で、サンプルは、シグナル生成系のメンバーと併合され、希釈されることができ、それらの成分は、そのサンプルから抽出等されることができる。主試薬領域が撹拌手段を含んで成る場合、サンプルは撹拌され、それにより、その主試薬領域内に存在するいずれかの乾燥シグナル生成系メンバーを水和し、そしてそのサンプル全体にその水和メンバーを均一に分散させることができる。特定のシグナル生成系に依存して、抗体又はそれらの断片、抗体／酵素結合体、インキュベーション領域内でのアナライト又は結合性メンバーに特異的な、染料分子により標識された抗体、化学発光標識その他を含むさまざまなメンバーが主試薬領域内に含まれることができる。サンプルは主試薬領域から主流路内に流れる。主試薬領域及び主輸送チャンネルが毛細管弁により分けられる場合、この毛細管弁は主輸送チャンネル内に液流を提供するために満たされることができる。さらに、主試薬領域内の撹拌の激しさは、上記輸送チャンネル内にサンプルを動かすのに必要な力を提供するために増加されることができる。サンプルが主流路下に進行するとき、それは、溶解し、そしてその輸送導管内に存在することができるいずれかの試薬と反応する。インキュベーション領域にサンプルが流入するとき、サンプルの存在はそのインキュベーション領域内の光学窓を通して検出されることができ、それによりある者がその領域を通る液流をモニターすることを許容する。インキュベーション領域内で、サンプルは、そのインキュベーション領域内に存在することができるシグナル生成系の他のメンバーと併合することができる。インキュベーション領域内に存在することができるシグナル生成系の他のメンバーは、特異的結合性対のメンバー、1994年10月21日に出願された米国特許出願逐次番号第08/089,975号（この開示を引用により本明細書中に取り込む。）中に記載された蛍光生成層、及び米国特許第5,156,810号及び第5,268,305号（これらの開示を引用により本明細書中に取り込む。）中に記載された脂質層であることができる。本検定デバイスの様々な位置内に分布されたシグナル生成系の試薬メンバーの代わりに、均一検定であって、そのシグナル生成系の試薬メンバーの全てがインキュベーション領域への侵入に先立ってそのサンプルと併合されるようなものを、本デバイス内で行うことができる。例えば、そのシグナル生成系の試薬メンバーが乾燥微粒子を含む場合、サンプル及び試薬メンバーは、その試薬領域内で併合され、そして完結まで反応に供され、そして次にインキュベーション領域内に動かされることができる。必要な液流の制御は、液中断手段により提供される。上記用途において使用されるシグナル生成系は、競合又は協同を含むことができる。競合の場合には、結合体は、インキュベーション領域内で、例えばインキュベーション領域の壁の上で、インキュベーション領域内の検定プラットホームの上で、インキュベーション領域内の膜の上で、その他において、アナライト又は結合性部位に結合するであろう。限定数の結合体分子をもつことにより、その相補的結合性メンバーに結合することができる結合体分子の数は、サンプル中のアナライトの分子の数に反比例するであろう。従って、インキュベーション領域内で最終的に結合されるようになる標識の数は、そのサンプル中のアナライト分子の数に反比例するであろう。このアプローチは、通常、このアナライトが単一のレセプターにだけ結合することができる場合、小さなアナライト、特にハプテン性アナライトを用いて使用されるであろう。これに反し、多エピトープ性であるより大きなアナライトを用いれば、ある者は２つのレセプターが同時に結合する機会をもつ。この方法で、アナライトは、膜に結合する相補的結合性メンバーと標識される相補的結合性メンバーとの間の橋として役立つことができる。ある者は、結合された結合性メンバーとの結合についてアナライトと競合することができる結合体の特異的結合性対メンバーをもつことにより、上記競合的プロトコールを使用することもできる。シグナル生成系のメンバーがインキュベーション領域内の膜である場合、その膜は、多数のセクションであって各セクションが同一又は異なる特異的結合対メンバーをもつことができるものに分けられることができる。この方法で、サンプルは、多数の異なるアナライトについて同時に検定されることができる。異なるアナライトの性質に依存して、シグナル生成系、例えば結合体の同一又は異なるメンバーがインキュベーション領域内に存在するであろう。この検定は読みの時間を除き、同一の方法で行われることができ、ある者は、個々の領域のそれぞれから発生するシグナルを同定するためにその膜の異なる領域に特異的にアドレスするであろう。多数の領域内に分けられた単一膜をもつ代わりに、多数の膜スポットがインキュベーション領域の壁上にキャストされることができ、ここで、各々の膜スポットは異なる特異的結合対メンバーを含んで成る。膜スポットは、いずれかの便利な手段を使用してインキュベーション領域の壁上にキャスト（cast）されることができる。好ましくは、インキュベーション領域の壁は、一旦壁上にキャストされた膜スポットがその表面を横切って広がらず、そしてそれにより他のスポットと合流しないように、疎水性であろう。多数の膜領域が提供される上記態様においては、１の連続膜の異なる領域又は多数の膜スポットのいずれかをもつことにより、好ましい標識膜は、非拡散性、例えば蛍光標識又は非拡散性染料に基質を変換する酵素であろう。これらの態様は、パネル・テストの可能性を提供し、例えば、心臓血管心臓病診断、アレルギー診断、ウイルス感染診断、受精診断その他において有用であることができる。インキュベーション領域内でのアナライトの実質的に完全な反応についての十分な時間の後、そのインキュベーション領域を、そのサンプル及びシグナル生成系の未反応メンバーの実質的に全てを除去するために洗浄することができる。緩衝化水性溶液であって、特異的結合性対メンバーの結合を維持するのに適当であるものを使用することができる。バッファーは、主サンプル添加口又は側試薬口の中の１を通して導入されることができ、ここで、そのバッファーは、それぞれ、主又は側試薬チャンネルに、そしてインキュベーション領域内に移動する。通常、上記洗浄溶液の容量は、少なくともそのサンプルの容量に凡そ等しいであろうし、そしてそのサンプルの容量よりも40倍以上大きく、そして好ましくは、そのサンプルの容量よりも少なくとも約２倍大きくあることができる。インキュベーション領域の洗浄は、撹拌により強化されることができ、ここで、撹拌手段が、インキュベーション領域内に含まれる。使用されるシグナル生成系に依存してサンプルが導入された後に、そのシグナル生成系の追加のメンバー（単数又は複数）をインキュベーション領域内に導入することが必要であることができる。（側試薬領域内で保存されることができる）追加のメンバー（単数又は複数）を導入するために、液、例えばバッファーを液添加口に導入し、それによりそれが側試薬領域に流入する。側試薬領域内では、追加のメンバーが上記液と併合され、そしてそのインキュベーション領域内に担持され、ここで、それはシグナル生成系に参加することができる。例えば、酵素がシグナル生成系内で使用される標識である場合、その酵素又は酵素結合体は、側試薬領域内に含まれることができる。検出可能な生成物を得るために基質を提供することが必要であろうし、ここで、この検出可能な生成物は、直接的に検出可能であるが又はシグナル生成系の他のメンバー、例えば結合性対メンバー、蛍光生成層、蛍光脂質膜のシグナルを調節するために働くかのいずれかである。側試薬領域の中の１はこの基質を宿すことができるであろう。液体添加口へのバッファーの添加の間に、基質は水和され、そして次に主流路に流入し、ここで、それは、インキュベーション領域内の酵素により検出可能な生成物に変換される。あるいは、標識が化学発光標識である場合、側試薬チャンネルを介してインキュベーション領域内に導入されることができるメンバーは、その発光性シグナルを提供するための上記標識との反応に必要な試薬を含むであろう。本デバイス内で使用されることができる他のシグナル生成系においては、追加のメンバーは、インキュベーション領域内で蛍光脂質膜の蛍光を直接的又は間接的に調節する試薬であることができる。直接的調節は、結合事件であって、それが脂質層のコンホメーションを変化させ、それによりその光学特性を変えるようなものから生じることができる。間接的調節は、結合事件であって、脂質層の環境、例えばpH、温度、機械的応力、イオン強度その他を変化させるものから生じることができる。アナライトの存在に応答して直接的又は間接的に調節されることができる光学特性は、その脂質層に特徴的な放射又は吸収における変化を含む。あるいは、分散（dlffract ion）粒子が1994年10月21日に出願された同時係属出願逐次番号08/326,978号中に記載されたような、検出可能な標識である場合、この分散粒子は、乾燥試薬領域内に、そして水和の間に保存されることができ、インキュベーション領域に流入し、そして検定に参加することができ、ここで参加は、その領域内に存在するアナライトの量に依存するようなやり方でプラットホーム上の特異的結合性対メンバーに結合し、又はインキュベーション領域内で凝集することを含んで成ることができる。インキュベーション領域内への追加の膜（単数又は複数）の導入の後に、適宜、シグナル生成系の非反応メンバーを再び除去するために追加の洗浄が続くことができる。検定における本デバイスの使用における最後の段階は、検出可能なシグナルを読むことである。この検出可能なシグナルは、検定プラットホームに向い合って置かれた光学的に透明な窓を通して読まれる。この検出可能なシグナルを読むことは、例えば、その検定に依存して、例えば速度を測定し又はバックグラウンド・シグナルがフェードするのを待つための、単一の計測又は一連の計測を含んで成ることができる。さらに、ある者は、生成したシグナルを読み、そしてそれを対照からのシグナルの読みと比較することができ、ここで、その対照シグナルは、アナライトを全く含まないことを含む事前決定量のアナライトを含んで成る。シグナル生成系に依存して、例えば蛍光標識が使用される場合、検出可能なシグナルを得るためにインキュベーション領域を照射することが必要であることができる。本デバイスの構造的立体配置は、多様なシグナル生成系を使用して多種多様な検定を走らせるための機会を提供する。先に部分的に示したけれども、使用されることができる標識は、光学シグナルを提供するものであり、そして蛍光及び化学発光標識、基質を検出可能な生成物に変換する酵素、凝集及び分散検定のための粒子、抗体に付着された染料分子、その他を含む。光学透明窓を通して検定されることができ、そしてサンプル中のアナライトの存在及び／又は量に関係付けられることができる光学シグナルは、例えば、蛍光及び化学発光標識からの発光、多数のシグナル生成系の蛍光クエンチング、光散乱及び分散、例えば凝集系又は分散粒子、例えば赤血球の凝集に関係するもの、屈折率における変化、例えばプラズモン共鳴（plasmon resonance）、吸収又は伝導率における変化、例えば、青から赤へのポリジアセチレン層の色変化、ポリジアセチレン・フィルムの線形及び円の複屈折及び／又は二色性の調節、ポリジアセチレン・フィルムの蛍光強化、その他を含む。特異的結合性対メンバーの相互作用に基づく検定に加えて、ある者は、アナライトの存在中でシグナル生成系メンバーの相互作用がデバイスの光学窓を通して観察されることができる検出可能なシグナルをもたらすような簡単な化学的検定において、本デバイスを使用することもできる。このような検定は、グルコース、コレステロール、トリグリセリドその他のための検定を含むことができる。例えば、グルコース検定においては、血液サンプルは、色シグナルが光学窓を通して見られることができる場合に、グルコースの存在中で色を作り出す試薬と併合されることができる。本デバイスが使用されることができる追加の用途は、核酸増幅プロトコール、例えば、Sambrook，Fritsch & Maniatis，Molecular Cloning-A Laboratory Man ual（Cold Spring Harbor Laboratory Press，1989）中に記載されたようなポリメラーゼ連鎖反応(PCR)及びLaftler et al.，“The Ligage Chain Reaction in DNA-Based Diagnosis，”Ann．Biol-Clin．（1993）51：821-826中に記載されたようなリガーゼ連鎖反応(LCR)に基づくものを含む。本デバイスは、質量検出法、例えば、Tailor，R．F.，Biosensor Technology Applications and Market An alysis（Burlington MA；Decision Resources）及びTurner，Karube and Wilson ，Biosensors：Fundamentals & Applications（Oxford University Press）1987 中に記載されたものを提供するバイオセンサーと共に使用されることもできる。本デバイスが使用されることができる重量な他の用途は、光学分散を含む全血検定、合成有機又は生化学反応におけるもの、磁性粒子を使用する検定におけるもの、細胞調製用途におけるもの、培養用途、その他を含む。特定の用途において必要とされる使い捨てデバイスへの液のさまざまな適用は、便利には、適当な装置を用いて自動的に行われることができる。従って、この装置は、適宜、本デバイスに導入されるサンプル及び洗浄容量を計測し、インキュベーションを計時し、一定温度を維持し、そして読みを採ることができる。図により本デバイスをこれからさらに記載する。図１に、主流路（４）と２つの側試薬チャンネル（６＆８）をもつ検定路（２）の代表的な図を示す。主流路は、サンプル添加口（10）の直下のサンプル受容領域に始まる。主試薬領域（12 ）はサンプル受容領域（10）と液で連絡される。試薬領域は試薬（13）を保存するためのトラフを含んで成ることができる。主試薬領域（12）は、毛細管弁（16 ）により流路（14）から分離される。主輸送チャンネル（14）内の液はインキュベーション領域（18）に流入する。インキュベーション領域は、検定プラットホーム（図示せず）を収縮することができ、ここで、行われる適用の段階の少なくとも一部が生じることができる。廃物領域（20）がインキュベーション領域に隣接する。この廃物領域（20）は、出口（図示せず）に終る。側試薬トラフ（25）を含んで成る側試薬領域は、領域（2２）と液で連絡される。毛細管弁（28）は、側輸送チャンネル（26）から側試薬リザーバー（24）を分離する。側輸送チャンネル（26）は、入口（30）において主輸送チャンネル（14）内に開口する。第２側試薬チャンネル（８）は、液流の方向に、第２液受容領域（32）及び試薬トラフ（35）を含む第２側試薬領域（34）を含んで成る。図２に本デバイスの好ましい態様のボトム・プレート（40）の２一次元上面図を示す。ボトム・プレート（40）は、隣接する検定通路（41と42）を含んで成る１の可能性のある形状を示す。プレート（40）の側は、本デバイスを装置と共に使用する場合（図３参照）、本デバイスを装置に芯合せ、そして固定するためのノッチ（43）を含んで成る。検定通路（41＆42）に加えて、液体受容領域（57）及びプライミング・トラフ（58）を含んで成る参照ゾーン（36）がある。主及び側試薬領域、並びに参照ゾーン内に、試薬を保持するためのトラフ（44）と撹拌のためのインペラ（45）がある。インキュベーション領域（46）は廃物領域（47 ）に向って狭くなる。インキュベーション及び廃物領域の反対側に、インキュベーション及び廃物領域からのオーバーフロー液を受容するのに役立つバイ−レベル・トラフ（48）がある。ランプ（ramp）（49）は、このトラフ（48）の１のレベルを他のレベルに接続する。インキュベーション／廃物領域及びトラフの周辺の周りにモート（moat）（56）がある。また、ボトム・プレートをトップ・プレート及びノッチ（50）に芯合せし、そしてロックするためのピン（52，53＆54）が存在する。検定路の周辺に沿って、プライミング・トラフと参照ゾーンが、デバイスの組み立ての間にシーリング手段として働く僅かに持ち上がった突起（59 ）があり、ここで、トップ・プレート（図３参照）をボトム・プレート（40）にシールした。図３に、図２のボトム・プレート（40）に一致するであろうトップ・プレート（60）を示す。トップ・プレート（60）は、下の２つの主流路のサンプル受容領域の真上にサンプル添加口（62と64）を含んで成る。液体添加口（66，68，70と 72）は、下の側試薬通路内に液体を導入するための手段を提供し、一方、口（71 ）と口（73）は、それぞれ、参照ゾーンとプライミング・トラフ内への液体の導入を提供する。光学的に透明な窓（74）と（76）は、下のインキュベーション領域内で生成したシグナルを見るための手段を提供し、一方、光学的に透明な窓（ 77）は、参照ゾーンを見るための手段を提供する。これらの光学的に透明な窓は、製造及び取扱いの間の傷からその窓をヘンみ保護（indented safeguard）されることができる。空気ベント（78）と（80）は、下の廃物リザーバーからの空気及び他のガスのための放出手段を提供し、一方、空気ベント（81）と（82）は、それぞれ、参照ゾーンとプライミング・トラフからの空気とガスの逃げを許容する。この空気ベントは、デバイスを通る液流を強化するための外部吸引手段との接続を提供することもできる。移動止め（Detents）（83，84＆85）は、ボトム・プレート（40）上のピン（52，53＆54）との芯合せを提供する。図４に、本デバイス内で使用されることができる毛細管弁の１の態様の３次元図を示す。毛細管弁（90）は、コントロール・キャピラリー（94）が交差点（96 ）において流路（92）と交差するように、互いに直角における、流路（92）（例えば、主又は側試薬流路）及びコントロール・キャピラリー（94）を含んで成る。この交差は、コントロール・キャピラリー（94）が空であるとき、流路（92）内の液流を遮断するが、それが満たされているとき流路（92）を通る液流を妨害しない。図５に、本デバイス内での撹拌手段としての使用に好適なインペラ形状のいくつかの３次元図である。インペラにおいては、各種アーム形状が時計廻り反時計廻りの回転を提供する中心軸上に置かれる。従って、アームが軸上で回転されるとき、撹括又は撹拌がその付近で作り出される。図６に、各種ボトム・プレート形状のいくつかの２次元図があり、ここで、側試薬流路は、主流路に対してさまざまな方向に置かれることができる。図７は、本発明の他の態様の検定路の２次元平面図を提供する。検定路(100) はサンプル添加口(102)に始まる。サンプル添加口に侵入するサンプルは、複数の主チャンネル(104，106，108，110)内に分岐する。主チャンネル(104)をより詳細に記載するが、それは他の主チャンネルの代表である。サンプルは最初に主試薬領域( 112)に入る。主試薬領域(112)から、サンプルはインキュベーション領域(114)に流入する。側試薬チャンネル(116)は、主チャンネル(104)内への洗浄液又は追加の試薬の導入を許容する。図８は、本発明のもう一つの他の態様の検定路の２次元平面図を提供する。検定路は、サンプル添加口(122)に始まる。サンプルは、サンプル添加口から順番に複数のインキュベーション領域(124，126，128と130)を通って流れる。インキュベーション領域(124)をさらに記載するが、それは各インキュベーション領域の代表である。側試薬チャンネル(132)と(134)は、インキュベーション領域(124 )と液で連絡する。側試薬チャンネル(132)は、液体添加口(136)と側試薬領域(13 8)を含んで成る。上記討議から明らかなように、診断検定における使用のための改良デバイスが提供される。本デバイスは、試薬混合及びそのデバイスを通る液流の改良された制御を提供する。さらに、本デバイスは、最少のオペレーター操作を必要とし、そして使用が簡単である。この使用の簡単性にも拘らず、本デバイスは信頼でき、かつ、再現性のある結果を提供する。最後に、本デバイスの形状は、検出可能なシグナルを得るために多様なシグナル生成系を使用する多種多様な検定が使用されることができるようなものであり、増加された製造規模及び減少された単価を提供する。本明細書中に引用した全ての刊行物及び特許出願を、あたかも各刊行物又は特許出願が特別に、そして個々に引用により取り込まれることを意図されるように、引用により本明細書中に取り込む。これまで本発明を、理解の明確さ目的をもって説明及び実施例により、いくぶん詳細に説明してきたけれども、添付クレームの本質又は範囲を逸脱せずに本発明に特定の変更及び修正を行うことができることは、本発明の教示の視点において当業者に自明であろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩＧ０１Ｎ 33/543 ５７５ 0276−2ＪＧ０１Ｎ 33/543 ５７５ (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＪＰ (72)発明者ブルーム，ニコルディー. アメリカ合衆国，カリフォルニア 94110, サンフランシスコ，グエルレロ 925，アパートメント 11 (72)発明者リビ，ハンスオー. アメリカ合衆国，カリフォルニア 94010, ヒルズボロー，スカイファームドライブ 2455 (72)発明者シュワルツ，ヘンリーエル. アメリカ合衆国，カリフォルニア 94123, サンフランシスコ，ユニオンストリート 2579 (72)発明者ラングフォード，ジェフリービー. アメリカ合衆国，オレゴン 97330，コルバリス，ノースウエストイレブンスストリート 2130 (72)発明者ポール，デビッドジェイ. アメリカ合衆国，カリフォルニア 95066, スコッツバレー，グレンウッド 4399

Claims

【特許請求の範囲】１．アナライト検出における使用のためのデバイスであって：（ａ）液流の方向において：サンプル添加口：少なくとも１の試薬インキュベーション領域：及び廃物領域、を含んで成る主流路；（ｂ）少なくとも１の側チャンネルであって：液体添加口；及び側試薬領域、を含んで成るもの；並びに（ｃ）上記主流路又は側試薬チャンネルに沿って配置された少なくとも１の液妨害手段、を含んで成り、上記側チャンネルか上記主流路と液で連絡されているようなデバイス。２．主流路の少なくとも一部が毛細管である、請求項１に記載のデバイス。３．デバイスが試薬インキュベーション及び側試薬領域の中の少なくとも１内に撹拌手段をさらに含んで成る、請求項１に記載のデバイス。４．デバイスが、サンプル添加口と液で連絡した複数の主流路を含んで成る、請求項１に記載のデバイス。５．主流路が複数のインキュベーション領域を含んで成る、請求項１に記載のデバイス。６．少なくとも１の検定路を含んで成るアナライト検出における使用のための検定デバイスであって、その検定路が：（ａ）液流の方向において：（ｉ）サンプル添加口；（ii）主試薬領域；（iii）インキュベーション領域；（iv）対向関係において２つの入口を含んで成る輸送導管；及び（ｖ）廃物領域、を含んで成る主流路；（ｂ）上記主流路の向い合う側上の２つの側試薬チャンネルであって：（ｉ）液体添加口；及び（ii）側試薬領域、を含んで成り、その側試薬チャンネルの各々がその２つの入口の中の１において上記主流路と液で連絡しているようなもの；並びに（ｃ）上記インキュベーション領域から上流の上記主流路又は側試薬チャンネル内の少なくとも１の毛細管弁、を含んで成るような検定デバイス。７．インキュベーション領域が、５μｌ〜200μｌのレンジの容量をもつ、請求項６に記載のデバイス。８．インキュベーション領域が、検定プラットホームを含んで成る、請求項６に記載のデバイス。９．検定プラットホームが、インキュベーション領域の床の持ち上った領域を含んで成る、請求項８に記載のデバイス。 10．検定プラットホームが、フィルターを含んで成る、請求項８に記載のデバイス。 11．主流路の少なくとも一部が毛細管である、請求項６に記載のデバイス。 12．デバイスが、主及び側試薬領域の中の少なくとも１の内に撹拌手段をさらに含んで成る、請求項６に記載のデバイス。 13．デバイスが、主流路及び側試薬チャンネルの中の少なくとも１の内に配置された少なくとも１の空気チャンネルをさらに含んで成る、請求項６に記載のデバイス。 14．デバイスが、インキュベーション領域と出口との間の流路内に分離手段をさらに含んで成る、請求項６に記載のデバイス。 15．２つの検定路を含んで成るアナライト検出における使用のための検定デバイスであって、その検定路が：（ａ）液流の方向において：（ｉ）サンプル添加口；（ii）少なくとも１の試薬トラフ及び撹拌手段を含んで成る主試薬領域；（iii）対向関係において２つの入口を含んで成る輸送導管；（iv）５μｌ〜200μｌのレンジの容量をもつインキュベーション領域；（ｖ）出口を含んで成る廃物領域；及び（vi）上記インキュベーションと廃物領域と液受容関係にあるオーバーフロー・トラフ、を含んで成る主流路；（ｂ）上記主流路の向い合う側上の２つの側試薬チャンネルであって、その側チャンネルの各々が：（ｉ）液体添加口；及び（ii）少なくとも１の試薬トラフをもつ側試薬領域、を含んで成り、その側試薬チャンネルの各々かその入口の中の１において上記輸送導管と液で連絡しており、そして撹拌手段を含んで成るようなもの；並びに（ｃ）上記インキュベーション領域から上流の上記主流路及び側試薬チャンネルの中の少なくとも１内の少なくとも１の毛細管弁、を含んで成るような検定デバイス。 16．撹拌手段がインペラである、請求項15に記載のデバイス。 17．検定路がハウジング内に存在し、そのハウジングが一緒に固定されたトップとボトム・プレートを含んで成り、そのトップ・プレートが光学的に透明な窓を含んで成る、請求項15に記載のデバイス。 18．検定器と液で連絡されていない参照領域をさらに含んで成る、請求項17に記載のデバイス。 19．検定路と液で連絡されていないプライミング・トラフをさらに含んで成る、請求項17に記載のデバイス。 20．（ａ）液流の方向において：（ｉ）サンプル添加口；（ii）少なくとも１の試薬インキュベーション領域；及び(iii)廃物領域を含んで成る主流路；（ｂ）（ｉ）液体添加口及び（ii）側試薬領域を含んで成る少なくとも１の側チャンネル；ここで、その側チャンネルが上記主流路と液で連絡されている；（ｃ）上記主流路及び上記試薬チャンネルの中の１内の少なくとも１の液妨害手段、並びに（ｄ）シグナル生成系の試薬メンバー、ここで、そのメンバーの中の少なくとも１が上記インキュベーション領域内に存在する；をもつデバイスを用いてサンプル中のアナライトの存在を決定する方法であって、この方法が：上記サンプル添加口にサンプルを導入して、これによりそのサンプルが上記主流路に流れ、そして上記シグナル生成系と反応し；サンプル成分及び上記シグナル生成系の非結合メンバーを実質的に含まないように上記インキュベーション領域を洗浄し；上記シグナル生成系の追加のメンバーを含んで成る液体を上記インキュベーション領域内に導入して、これにより光学的に検出可能シグナルをそのインキュベーション領域内で作り出し；そして少なくとも１回、上記光学シグナルを検出して、上記サンプル中のアナライトの存在を決定する、ことを含んで成る方法。 21．シグナル生成系が、基質を蛍光生成物に交換する酵素標識を含んで成る、請求項20に記載の方法。 22．シグナル生成系が、化学発光標識を含んで成る、請求項20に記載の方法。 23．シグナル生成系が、抗体−染料標識を含んで成る、請求項20に記載の方法。 24．シグナル生成系が、重合脂質膜を含んで成る、請求項20に記載の方法。 25．光学シグナルが、脂質膜の光学特性における変化を含んで成る、請求項24 に記載の方法。 26．光学特性における変化が、脂質膜の蛍光発光における変化又は吸収における変化の中の１である、請求項24に記載の方法。