WO2023219148A1 - 流体デバイス - Google Patents

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WO2023219148A1
WO2023219148A1 PCT/JP2023/017822 JP2023017822W WO2023219148A1 WO 2023219148 A1 WO2023219148 A1 WO 2023219148A1 JP 2023017822 W JP2023017822 W JP 2023017822W WO 2023219148 A1 WO2023219148 A1 WO 2023219148A1
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WO
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fluid
disc
shaped space
fluidic device
space
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Application number
PCT/JP2023/017822
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English (en)
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雄弥 宮澤
陽子 熊谷
成史 伊藤
Original Assignee
株式会社Provigate
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/40—Apparatus specially designed for the use of free, immobilised, or carrier-bound enzymes, e.g. apparatus containing a fluidised bed of immobilised enzymes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00—Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • C12N11/14—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an inorganic carrier
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416—Systems
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/08—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a stream of discrete samples flowing along a tube system, e.g. flow injection analysis
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N37/00—Details not covered by any other group of this subclass

Definitions

  • the present disclosure relates to fluidic devices.
  • Microfluidic devices with small volumes have been developed to perform measurements of small volumes of liquid samples.
  • the target solution may be introduced into a relatively central portion of the volume due to the resistance of the wall surface, and the previous liquid may remain in the vicinity of the wall surface. This results in an unbalanced solution distribution within the fluidic device. As long as the volume of the fluidic device is large, these problems will have a small effect on the measurement results, and measurements can be performed in areas where problems do not occur. That is, these problems can be ignored.
  • microfluidic devices it is desired to improve the generation or persistence of voids and the efficiency of fluid exchange.
  • the present disclosure describes and provides microfluidic devices that suppress or avoid these and other problems.
  • a device body having a disc-shaped space that accommodates a fluid; a fluid inlet configured to introduce the fluid clockwise and tangentially at a zero o'clock position of a substantially circumferential portion of the disc-shaped space; and a fluid inlet configured to introduce the fluid in a clockwise and tangential direction; a fluid outlet configured to direct the fluid from the space at a 6 o'clock to 12 o'clock position;
  • a fluidic device is provided.
  • highly accurate measurements can be efficiently performed on a relatively small amount of sample.
  • FIG. 3 is a top view schematically showing a fluidic device according to a comparative example.
  • FIG. 3 is a top view schematically showing a fluidic device according to a comparative example.
  • 1 is a top view schematically illustrating a fluidic device according to some embodiments.
  • FIG. 1 is a top view schematically illustrating a fluidic device according to some embodiments.
  • FIG. FIG. 1 is a top view (A) and a perspective view (B) schematically showing a fluidic device according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a top view (A) and a perspective view (B) schematically showing a fluidic device according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a top view schematically showing a fluidic device according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a top view schematically showing a fluidic device according to an embodiment.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a fluidic device according to one embodiment.
  • FIG. 3 is a top view schematically showing a fluidic device according to a comparative example.
  • 2 is a graph showing output versus introduction amount in a fluid device according to an embodiment and a fluid device according to a comparative example.
  • 7 is a graph showing temporal changes in output at each height of a disc-shaped space according to an example. It is a graph which shows the relationship between the height of a disk-shaped space, and the maintenance time of the maximum output based on one Example.
  • a “disk-shaped space” as used herein generally refers to a cylindrical space.
  • the size of the cross section of the cylinder (size of major axis and/or minor axis, diameter or radius) is the same as or larger than the size in the central axis direction.
  • the cylinder of the "disk-shaped space” has a substantially perfect circular cross-section, and its diameter or radius is larger than its central axial size (height of the disc-shaped space).
  • a “fluid inlet” (referred to as “fluid inlet” or “inlet”) and/or a “fluid outlet” (referred to as “fluid outlet” or “outlet”) has a tubular space (flow path) inside. It may be detachably connected to the device main body, may be fixed to the device main body, or may be formed or manufactured integrally with the device main body. Inlet and/or outlet may refer to the flow path itself.
  • zero o'clock refers to the angular position of the disk space where the fluid flowing from the fluid inlet has substantially entered the disk space.
  • the direction from the center of the disk space toward the connection position of the fluid inlet to the disk space may be defined as 0 o'clock.
  • Zero o'clock may be defined as the radial direction perpendicular to the circumferential direction at the time of fluid introduction.
  • the introduced fluid, or at least a portion thereof flows circumferentially near the circumference of the disc-shaped space. This flow direction is defined herein as clockwise.
  • the inlets and/or outlets are arranged circumferentially, substantially circumferentially, or near the circumferentially.
  • circumferential portion refers to or near the circumference of a disk of a disk-shaped space of a fluidic device. This does not refer to a location on the geometric circumference, but rather to a location at least a distance away from the geometric circumference that is necessary for introducing fluid into or out of the disc-shaped space. Or point to a part.
  • the inlet and/or outlet may have a tubular structure with at least part or all of its diameter contained within the disk. In this case, the center of the inlet or outlet tube does not lie on the circumference of the disk.
  • the inlet and/or outlet may not be circumferentially circumferential or circumferentially circumferential due to manufacturing factors.
  • Disk-shaped space refers to a space that is formed in a cylindrical shape.
  • the cross section perpendicular to the central axis of the cylinder may be a perfect circle.
  • the cross section of the cylinder may be non-circular, for example elliptical.
  • the circumferential surface of the disc-shaped space may be formed as a substantially curved surface, preferably a continuous curved surface.
  • the fluid inlet may be configured to introduce fluid in a direction perpendicular to the central axis of the cylinder of the disc-shaped space, that is, in an in-plane direction of the disc. In some embodiments, it may be connected to the side of the disc from outside the disc-shaped space.
  • the fluid inlet may be configured to introduce fluid in a direction perpendicular to the central axis of the cylinder of the disc-shaped space, that is, in a direction inclined from the in-plane direction of the disc.
  • a fluid inlet may be connected to the bottom of the cylinder.
  • the fluid inlet may be connected to the bottom surface of the cylinder in a non-perpendicular or oblique direction. That is, the direction of the fluid inlet projected onto the bottom surface of the cylinder faces in the circumferential direction of the cylinder.
  • the angled inlet and outlet may be connected to the same bottom surface of the disc-shaped space. In some embodiments, the angled inlet may be connected to the first bottom surface (one bottom surface) and the outlet may be connected to the second bottom surface (the other bottom surface).
  • the two bottom surfaces may not necessarily be parallel.
  • the bottom surface may not be flat.
  • at least a portion thereof may be formed in a cone shape (convex or concave with respect to the disk space).
  • the bottom surface of one of the cylinders may be configured to diverge from the other bottom surface in the vicinity of the fluid inlet (convex cone). This allows, for example, air bubbles within the disc space to easily escape from the fluid outlet.
  • the bottom surface of one of the cylinders may be configured to approach the bottom surface of the other near the fluid inlet (concave cone).
  • the fluid introduced into the disk space easily passes around the circumference.
  • the water flow on the circumferential side which has a relatively low solution exchange rate, can be strengthened to increase the solution exchange rate.
  • the heights of the disk-shaped spaces are 10 ⁇ m, 15 ⁇ m, 20 ⁇ m, 25 ⁇ m, 30 ⁇ m, 40 ⁇ m, 50 ⁇ m, 60 ⁇ m, 70 ⁇ m, 80 ⁇ m, 90 ⁇ m, 100 ⁇ m, 150 ⁇ m, 200 ⁇ m, 300 ⁇ m, 400 ⁇ m, 500 ⁇ m, 600 ⁇ m, 700 ⁇ m, 800 ⁇ m, 900 ⁇ m. m, It may be a value such as 1000 ⁇ m or larger.
  • the heights of the disk-shaped spaces are 10 ⁇ m, 15 ⁇ m, 20 ⁇ m, 25 ⁇ m, 30 ⁇ m, 40 ⁇ m, 50 ⁇ m, 60 ⁇ m, 70 ⁇ m, 80 ⁇ m, 90 ⁇ m, 100 ⁇ m, 150 ⁇ m, 200 ⁇ m, 300 ⁇ m, 400 ⁇ m, 500 ⁇ m, 600 ⁇ m, 700 ⁇ m, 800 ⁇ m, 900 ⁇ m. m, It may be a value such as 1000 ⁇ m, 1.5 mm, 2 mm or a smaller value.
  • the feature quantity in the radius or surface direction of the disc-shaped space may be a value such as 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, 10 mm, or a larger value.
  • the feature amount in the radius or surface direction of the disk-shaped space is a value such as 5 mm, 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, 10 mm, 11 mm, 12 mm, 13 mm, 14 mm, 15 mm, 16 mm, 17 mm, 18 mm, 19 mm, 20 mm, etc. or more. It may be a small value.
  • the volumes of the disk-shaped spaces are 1 ⁇ L, 2 ⁇ L, 3 ⁇ L, 4 ⁇ L, 5 ⁇ L, 6 ⁇ L, 7 ⁇ L, 8 ⁇ L, 9 ⁇ L, 10 ⁇ L, 15 ⁇ L, 20 ⁇ L, 30 ⁇ L, 40 ⁇ L, 50 ⁇ L, 60 ⁇ L, 70 ⁇ L, 80 ⁇ L, 90 ⁇ L, 100 ⁇ L, 200 ⁇ L, 300 ⁇ L. , 400 ⁇ L, 500 ⁇ L, or a larger value.
  • the volume of the disc-shaped space is 5 ⁇ L, 6 ⁇ L, 7 ⁇ L, 8 ⁇ L, 9 ⁇ L, 10 ⁇ L, 15 ⁇ L, 20 ⁇ L, 30 ⁇ L, 40 ⁇ L, 50 ⁇ L, 60 ⁇ L, 70 ⁇ L, 80 ⁇ L, 90 ⁇ L, 100 ⁇ L, 200 ⁇ L, 300 ⁇ L, 400 ⁇ L, 500 ⁇ L, 1 mL, etc. or a smaller value.
  • the fluid inlet may have a volume of substantially 50% to 200% of the volume of the disc-shaped space.
  • the volume of the fluid inlet may be substantially 50%, 100%, 150%, or 200% of the volume of the disc-shaped space.
  • the sum of the volume of the disc-shaped space and the volume of the inlet is a value such as 2 ⁇ L, 3 ⁇ L, 4 ⁇ L, 5 ⁇ L, 6 ⁇ L, 7 ⁇ L, 8 ⁇ L, 9 ⁇ L, 10 ⁇ L, etc. It may be a larger value.
  • the total volume of the disc-shaped space and the volume of the inlet may be a value such as 10 ⁇ L, 15 ⁇ L, 20 ⁇ L, 30 ⁇ L, 40 ⁇ L, 50 ⁇ L, or a smaller value.
  • the fluidic device may have a sensor on the inner wall of the disc-shaped space.
  • the sensor may be located on the bottom inner wall of one or both of the disc-shaped spaces.
  • the subject may include or be a human.
  • the subject may include or be a non-human animal.
  • the subject may include or be a mammal.
  • the subject may be, for example and without limitation, a working animal, a domestic animal, a pet animal, or a wild animal.
  • the sample to be measured may be a solution.
  • the "solution" may be a body fluid, a solution derived from a body fluid, or a diluted body fluid.
  • the solution may be a solution that is not a body fluid (derived from a non-body fluid), or may be a body fluid or a mixture of a body fluid-derived solution and a non-body fluid-derived solution.
  • the solution may be a solution used for sample measurements or a solution used for calibration measurements.
  • the solution may be a standard solution or a calibration solution.
  • the solution may be a liquid that intentionally or intentionally does not contain the substance to be measured because it is used for calibration or the like.
  • the sample to be measured may be a specimen.
  • the solution may be a solution containing a chemical substance.
  • Body fluid may be lymph fluid, tissue fluid such as interstitial fluid, intercellular fluid, interstitial fluid, body cavity fluid, serosal fluid, pleural effusion, ascites fluid, pericardial fluid, cerebrospinal fluid ( It may be cerebrospinal fluid), joint fluid (synovial fluid), or aqueous humor (aqueous humor).
  • the body fluid may be a digestive fluid such as saliva, gastric juice, bile, pancreatic juice, intestinal juice, etc., or may be sweat, tears, nasal mucus, urine, semen, vaginal fluid, amniotic fluid, or milk.
  • the body fluid may be an animal body fluid or a human body fluid.
  • a "body fluid” may be a solution.
  • the solution may contain a physiological buffer containing the substance to be measured, such as phosphate buffered saline (PBS) or N-tris(hydroxymethyl)methyl-2-aminoethanesulfonic acid buffer (TES). .
  • PBS phosphate buffered saline
  • TES N-tris(hydroxymethyl)methyl-2-aminoethanesulfonic acid buffer
  • the solution is not particularly limited as long as it contains the substance to be measured.
  • the solution may contain a substance to be measured.
  • the solution may have the possibility of containing the substance to be measured.
  • the substance to be measured may be a molecule, an ion, a polymer, a biomolecule, or the like.
  • the substance to be measured may include biomolecules.
  • the substance to be measured may be a protein, a glycated protein, or the like.
  • the solution may be tears, and the substance to be measured may be albumin, glycoalbumin, hemoglobin, or glycated hemoglobin contained in the tears.
  • the measurement target may be albumin, glycated albumin, hemoglobin, or glycated hemoglobin in blood, serum, or plasma, or albumin, glycated albumin, hemoglobin, or glycated hemoglobin in interstitial fluid, urine, or saliva.
  • Albumin may be oxidized albumin (HNA) or reduced albumin (HMA).
  • HNA oxidized albumin
  • HMA reduced albumin
  • the substance to be measured may be AGE (Advanced Glycation End Products).
  • the substance to be measured may be a glycated lipid.
  • the sensor may be a chemical sensor, a biosensor, an ion sensor, or the like (hereinafter sometimes referred to as a "sensor”, “biochemical sensor”, “chemical sensor”, or “electrochemical sensor”).
  • the sensor may include multiple sensors.
  • the sensor may include an electrode.
  • the electrode may be an amperometric type electrode.
  • the electrode may include a hydrogen peroxide electrode.
  • the electrode may include an oxygen electrode.
  • the electrode may be a potentiometric type electrode.
  • the electrode may be an electrode for ion detection (pH electrode, cyanide ion electrode, iodide ion electrode, etc.).
  • the senor may output an electrical signal. In some aspects, the sensor may output a current signal. The sensor may output a voltage signal or a charge. The sensor may be electrically connected to an ammeter, voltmeter, etc.
  • the senor may have an enzyme membrane over the electrode.
  • the enzyme membrane may include a protease.
  • protease is generally a general term for peptide bond hydrolases that hydrolyze and catabolize proteins and polypeptides. Proteases may be enzymes that break down proteins into peptide fragments. When a protein contains glycosylated amino acid residues, peptide fragments generated by the action of protease may include peptide fragments containing glycosylated amino acid residues and peptide fragments that are not glycosylated at all.
  • protease may be an animal-derived protease, a plant-derived protease, or a microbial-derived protease.
  • the protease may be an exopeptidase or an endopeptidase.
  • the protease may be an aspartic protease, a metalloprotease, a serine protease, or a thiol protease.
  • protease may include multiple types or types of proteases, or may include one type or type of protease.
  • protease may include either proteinase or peptidase, or both.
  • Degradation efficiency may be increased by mixing multiple proteases.
  • the protease may include a modified protease or a modified protease.
  • Proteases may be used with additives.
  • the additive may be, for example, a surfactant, urea. Additives can, for example and without limitation, destabilize or denature proteins.
  • modified proteases and additives for example and without limitation, protein degradation efficiency and substrate selectivity can be improved.
  • a “substrate” is a substance that catalyzes a chemical reaction by an enzyme.
  • a substrate is a substance that binds to an enzyme protein, thereby undergoing a reduction in the activation energy of a particular chemical reaction and, as a result, being converted to a particular product at an astonishing rate.
  • the enzyme membrane may include oxidase.
  • Oxidase is an enzyme that uses a molecular oxygen substrate as an electron acceptor.
  • oxidase is an enzyme that catalyzes a redox reaction that uses oxygen molecules as hydrogen or electron acceptors.
  • the oxidase may include a ketoamine oxidase.
  • the oxidase may include glucose oxidase. This can be used to measure the glucose concentration in a sample.
  • the substrate may include glucose.
  • the oxidase may include alcohol oxidase. In that case, the substrate may contain a primary alcohol. This can be used to measure the alcohol concentration in a sample.
  • Ketoamine oxidase generally recognizes the ketoamine structure of glycated amino acids or peptides or peptide fragments containing glycated amino acid residues, and oxidizes the glycated amino acids to produce amino acids, glucosone ( ⁇ -ketoaldehyde) and peroxidized Refers to an oxidase that produces hydrogen.
  • ketoamine oxidase produces a concentration of hydrogen peroxide that is proportional to or related to the concentration of the glycated amino acid or peptide or peptide fragment containing the glycated amino acid residue that it recognizes.
  • Ketoamine oxidase may be a dehydrogenase, a kinase, or an oxidase.
  • the ketoamine oxidase may be fructosyl amino acid oxidase (FAOD), fructosyl peptide oxidase, fructosylvalyl histidine oxidase, fructosyl amine oxidase, amadoriase, fructosyl amine deglycase, or modified forms thereof.
  • FOD fructosyl amino acid oxidase
  • FOD fructosyl peptide oxidase
  • fructosylvalyl histidine oxidase fructosyl amine oxidase
  • amadoriase fructosyl amine deglycase
  • the senor is capable of measuring glycated proteins.
  • a protease and a ketoamine oxidase may be placed on or near the electrode.
  • the enzyme membrane may include a protease and a ketoamine oxidase.
  • the general enzymatic method for measuring glycated proteins involves firstly decomposing the protein into amino acids using protease in the first step, and then peroxidizing only the glycated amino acids among those amino acids by using ketoamine oxidase in the second step. Hydrogen is generated and the hydrogen peroxide is measured optically or electrically in a third step.
  • the senor may include a detection unit.
  • the detection section may be a hydrogen peroxide detection section.
  • the "hydrogen peroxide detection section" (hydrogen peroxide sensor) may be an electrochemical electrode or a hydrogen peroxide electrode.
  • the hydrogen peroxide electrode may have a counter electrode, a reference electrode, and a working electrode.
  • the detection unit may detect oxygen. For example, the amount or concentration of oxygen reduced by an enzymatic reaction may be detected. Oxygen detection is relatively insensitive to molecules and ions that cause noise, and is considered to be resistant to interference. The amount of oxygen consumed may be measured by oxygen detection. Since the detection section is saturated with the atmosphere, it may be used for enzyme sensing.
  • the detection unit may be configured to be able to perform a plurality of detection methods selectively or in combination.
  • the fluidic device body may be configured to allow light to be directed into the interior of the disc-shaped space from the outside.
  • the fluidic device body may be at least partially transparent.
  • the fluidic device may include an optical device and may be configured to be connected to the optical device.
  • optical measurement generally refers to the use of optical elements or devices to determine optical properties of substances.
  • optical measurements of the substance of interest may be determined.
  • a substance bound to or associated with the target substance hereinafter referred to as a substance chemically, biologically, or physically bound to or associated with the target substance (e.g., a reagent), even if it is not the target substance itself) Properties may also be measured. Properties of the reagent may also be determined.
  • the reagent is sometimes referred to as a "target substance.”
  • optical measurements may include spectroscopic measurements.
  • the absorbance of the target substance may be measured.
  • a color-changing indicator depending on the substance of interest may be introduced. A color indicator may be detected or measured.
  • the fluidic device may include multiple disc-shaped spaces. Each disc may include an inlet and an outlet. Fluid may be provided to multiple inlets and disc-shaped spaces from a common flow path. Each of the plurality of inlets and disk-shaped spaces may be provided with fluid individually.
  • the plurality of disc-shaped spaces included in the fluidic device may have substantially the same volume or may have different volumes therebetween.
  • the fluidic device may be a stop-flow fluidic device. After the introduced fluid fills the disc-shaped space, the introduction of the fluid may be stopped. Thereafter, predetermined measurements or sensing may be performed on the fluid within the disc-shaped space.
  • predetermined measurements or sensing may be performed on the fluid in the disc-shaped space while the introduced fluid is flowing through the disc-shaped space.
  • FIG. 1A shows a schematic diagram of a fluidic device 100 as a comparative example.
  • the fluid device 100 has a main body 110 with a disk-shaped space 120 formed therein.
  • a fluid inlet 130 and a fluid outlet 140 are fluidly connected to this disc-shaped space 120 .
  • the fluid inlet 130 of FIG. 1A is arranged in a cross-sectional direction.
  • the fluid 151 (solid arrow) that has passed through the fluid inlet 130 is introduced into the disc-shaped space 120 perpendicularly to its 0 o'clock direction, that is, in the circumferential direction.
  • the fluid outlet 140 in FIG. 1A is located approximately at the center of the disc-shaped space 120 and directs the internal fluid to the outside of the disc-shaped space 120 from a bottom surface (not shown).
  • FIG. 1A shows a cross section of this disc-shaped space 120 perpendicular to the central axis.
  • the fluid outlet 140 is actually connected to the bottom surface of either disc-shaped space 120 and is not present in cross-section, but is shown in the same figure for illustrative purposes. The same applies to the following figures.
  • FIG. 1B shows the same fluidic device 100 as in FIG. 1A, and is used to explain an example of the flow of fluid 151 within disk-shaped space 120.
  • fluid 151 enters disc-shaped space 120 through fluid inlet 130, it flows around its circumference (see dashed line 152).
  • fluid outlet 140 is in the center of disc-shaped space 120. Therefore, the fluid 152 that has flowed through the circumferential portion leaves the circumferential portion, for example, from around 6 o'clock to 9 o'clock, without going around the circumferential portion.
  • the fluid 152 then flows in a drawn manner toward or into the fluid outlet 140 at the center of the disc-shaped space 120 . Therefore, a liquid level 153 is formed, and a space (sometimes called a bubble) 154 where no liquid exists is formed with this as a boundary.
  • a space sometimes called a bubble
  • FIG. 2A shows a schematic diagram of a fluidic device 200 as a comparative example.
  • the fluid device 200 has a main body 210 with a disk-shaped space 220 formed therein.
  • a fluid inlet 230 and a fluid outlet 240 are fluidly connected to this disc-shaped space 220 .
  • Fluid inlet 230 in FIG. 2A is arranged cross-sectionally.
  • the fluid 251 (solid arrow) that has passed through the fluid inlet 230 is introduced into the disc-shaped space 220 perpendicularly to its 0 o'clock direction, that is, in the circumferential direction.
  • the fluid outlet 240 in FIG. 2A is arranged near the circumference of the disc-shaped space 220 at the 3 o'clock position, and leads the internal fluid to the outside of the disc-shaped space 220 from the bottom surface (not shown).
  • FIG. 2B shows the same fluidic device 200 as FIG. 2A, and is used to explain an example of the flow of fluid 251 within disk-shaped space 220.
  • fluid 251 After fluid 251 enters disc-shaped space 220 through fluid inlet 230, it flows around its circumference (see dashed line 252).
  • Fluid outlet 240 is at the 3 o'clock position of disc-shaped space 220.
  • a part of the fluid 252 that has flowed around the circumference exits to the outside at the fluid outlet 240, but the rest flows further along the circumference.
  • the fluid 252 leaves the circumferential portion from around 6 o'clock to 9 o'clock, for example, without going around the circumference. Fluid 252 then flows in a manner that allows it to be pulled towards or into fluid outlet 240 .
  • a liquid level 253 is formed, and a space (sometimes called a bubble) 254 where no liquid exists is formed with this as a boundary.
  • a space sometimes called a bubble
  • the fluids 152, 252 (flows indicated by broken lines) inside the disk-shaped spaces 120, 220 shown in FIGS. 1 and 2 are merely examples, and should not be interpreted as being limited thereto. Other fluid flows are also possible. In some embodiments, the introduced fluid may completely fill the disc-shaped spaces 120, 220.
  • FIG. 3A-3D illustrate configurations of fluidic devices according to some embodiments.
  • FIG. 3A shows a fluidic device 300 in which a fluid outlet 340 is positioned near the circumference of the disc-shaped space 320 at the 6 o'clock position.
  • FIG. 3B shows fluidic device 400 with fluid outlet 440 positioned near the circumference of disc-shaped space 420 at about a 7:30 position.
  • FIG. 3C shows fluidic device 500 with fluid outlet 540 positioned near the circumference of disc-shaped space 520 at the 9 o'clock position.
  • the closer the fluid outlet is to the fluid inlet the less likely air bubbles will remain in the disc-shaped space.
  • FIG. 3D shows fluidic device 600 with fluid outlet 640 positioned near the circumference of disc-shaped space 620 at about the 10 o'clock position.
  • Outlet 640 in FIG. 3D is positioned as close to fluid inlet 630 as possible without interfering with fluid inlet 630.
  • the fluid introduced from the fluid inlet 630 and the fluid flowing along the circumference of the disc-shaped space 620 meet, and turbulence is likely to occur. Therefore, air (space or bubbles where no liquid exists) tends to remain.
  • the fluid outlet 640 can efficiently exhaust the air bubbles seen in FIGS. 1B and 2B to the outside.
  • the cross section of the disc-shaped space may be circular.
  • the cross section of the disc-shaped space may not be a circle, but may be another curved line, or may be composed of a plurality of curved surfaces.
  • the cross-section of the disc-shaped space may be elliptical.
  • FIGS. 4A and 4B show fluidic devices 700, 800 having an oval disc-shaped space.
  • the fluidic device 700 shown in FIG. 4A has an elliptical long axis in the 0 o'clock-6 o'clock direction of the disk-shaped space 720.
  • Fluid 751 is introduced into disc-shaped space 720 circumferentially by fluid inlet 730 at the zero o'clock position, which is one end of the longitudinal axis.
  • the fluidic device 800 shown in FIG. 4B has an elliptical long axis in the 3 o'clock-9 o'clock direction of the disc-shaped space 820.
  • Fluid 851 is introduced into disc-shaped space 820 circumferentially by fluid inlet 830 at the zero o'clock position, which is one end of the minor axis.
  • the fluid outlet 740, 840 is located at about 10 o'clock or a position close to the fluid inlet 730, 830 so as not to interfere with it.
  • the fluid inlet may be arranged in the in-plane direction of the cross-section of the disc-shaped space. In some embodiments, the fluid inlet may be positioned at an angle to the cross-section of the disc-shaped space.
  • FIG. 5 shows a fluidic device 900 according to one embodiment in which the fluid inlet is arranged in the in-plane direction of the cross-section of the disc-shaped space.
  • FIG. 5A shows a cross section parallel to the bottom surface, or top view, of fluidic device 900.
  • FIG. 5B is a perspective view of fluidic device 900, with main body 910 omitted.
  • the fluidic device 900 has a fluid inlet 930 arranged in an in-plane direction parallel to the bottom surface of the disc-shaped space 920.
  • the fluid inlet 930 introduces the fluid 951 in the in-plane direction of the disk-shaped space 920 at the 0 o'clock position (actually from near 11 o'clock to the 0 o'clock (12 o'clock) position).
  • the fluid (dashed line 952) flows primarily circumferentially within the disc-shaped space 920 and fills the disc-shaped space 920.
  • Fluid 952 finally exits through a fluid outlet 940 oriented generally vertically from the bottom of one of disc-shaped spaces 920 .
  • FIG. 6 shows an embodiment of a fluidic device 1000 in which the fluid inlet is arranged at an angle to the cross-section of the disc-shaped space.
  • FIG. 6A shows a cross section parallel to the bottom surface, or top view, of fluidic device 1000.
  • FIG. 6B is a perspective view of fluidic device 1000, with main body 1010 omitted.
  • the fluidic device 1000 has a fluid inlet 1030 oriented at an angle ⁇ with respect to the bottom surface of the disc-shaped space 1020.
  • the fluid inlet 1030 introduces the fluid 1051 into the disc-shaped space 1020 from the direction of the angle ⁇ at the 0 o'clock position of the disc-shaped space 1020 (actually from near 11 o'clock to the 0 o'clock (12 o'clock) position). .
  • the fluid (dashed line 1052) flows primarily circumferentially within the disc-shaped space 1020 and fills the disc-shaped space 1020.
  • Fluid 1052 finally exits through a fluid outlet 1040 oriented generally vertically from the bottom of one of disc-shaped spaces 920 .
  • the fluidic device may include a sensor within its disc-shaped space.
  • the sensor can sense the fluid introduced into the disc-shaped space or the substance contained in the fluid.
  • FIG. 7 shows a top view of a fluidic device 1100 according to one embodiment.
  • the solid lines and dashed lines are not to be interpreted as corresponding to whether or not they are visible from the top surface, but merely schematically illustrate the configuration of internal components of fluidic device 1100.
  • the fluid device 1100 has a disk-shaped space 1120 inside the main body 1110.
  • a fluid inlet 1130 and a fluid outlet 1140 are formed in the disc-shaped space 1120.
  • the fluid inlet 1130 is arranged obliquely with respect to the bottom surface of the disc-shaped space 1120, and the fluid outlet 1140 is arranged perpendicularly to the bottom surface of the disc-shaped space 1120.
  • the fluid introduction port 1131 is formed perpendicular to the plane of the main body 1110 or the disc-shaped space 1120, and introduces fluid introduced from the outside into the fluid introduction port 1131.
  • the fluid then enters the fluid inlet 1130 and is introduced into the disc-shaped space 1120 from an oblique direction.
  • the fluid outlet 1140 is formed at right angles to the plane of the body 1110 or disc-shaped space 1120. Fluid is directed from disc-shaped space 1120 to the outside via fluid outlet 1140.
  • Sensing electrodes 1121, 1122, and 1123 are arranged in the disk-shaped space 1120.
  • the sensing electrode is an electrochemical measurement electrode having three electrodes.
  • the sensing electrode has a working electrode 1121, a counter electrode 1122, and a reference electrode 1123. These electrodes are connected to corresponding connection terminals 1161, 1162, and 1163 via lead wires.
  • the connection terminal is exposed on the outer surface of the main body 1110 and can form an electrical connection from the outside.
  • FIG. 8 shows an exploded perspective view of a fluidic device 2000 according to one embodiment.
  • the fluidic device 2000 includes, from top to bottom, a pipette port 2100, a top seal 2200, a channel cell 2300, an adhesive film 2400, a sensor chip 2500, a sensor chip support 2600, an O-ring 2700, and a waste liquid tank 2800, which are arranged in the vertical direction. It is composed of a combination of.
  • the sensor chip support 2600 has a sensor chip receiving part 2680, and the sensor chip 2500 is installed therein.
  • a channel cell 2300 is tightly attached onto this via an adhesive film 2400.
  • the channel cell 2300 has a disk-shaped depression 2320 on its lower surface.
  • This disk-shaped depression 2320, the opposing surface of the electrode portion 2520 on the upper surface of the sensor chip 2500, and the through-hole 2320 of the adhesive film 2400 sandwiched therebetween define a disk-shaped space.
  • the top seal 2200 adheres to and seals the top surface of the channel cell 2300. Above this, a pipette port 2100 is placed.
  • the pipette port 2100 has a fluid inlet channel 2130 at the center and a pipette receiving portion 2131 that receives the pipette tip and continues to the fluid inlet channel 2130.
  • Top seal 2200 has a flow path inlet hole 2230 leading from pipette port 2100 to flow path cell 2300 .
  • the sensor chip support 2600 is pressed against the waste liquid tank 2800 via the O-ring 2700.
  • the channel cell 2300 above it has a mating pawl 2380 that mates with the pawl receiver 2880 of the waste liquid tank 2800 .
  • the pipette port 2100, top seal 2200, channel cell 2300, adhesive film 2400, sensor chip 2500, and sensor chip support 2600 assembled by adhesive are brought into close contact with the waste liquid tank 2800.
  • the fluid inlet channel 2130 of the pipette port 2100, the channel inlet hole 2230 of the top seal 2200, and the top opening of the fluid inlet 2330 of the channel cell 2300 are aligned. Accordingly, the fluid introduced from the pipette (not shown) passes through the fluid inlet channel 2130 of the pipette port 2100, the channel inlet hole 2230 of the top seal 2200, and the fluid inlet 2330 of the channel cell 2300, and passes through the disc-shaped space. 2320.
  • the contact opening 2260 of the top seal 2200, the contact through hole 2360 of the channel cell 2300, and the contact opening 2460 of the adhesive film 2400 are aligned so as to be placed above the contact terminal 2560 of the sensor chip 2500.
  • the connection pins (not shown) can approach and electrically connect to the contact terminals 2560 of the sensor chip 2500 from outside the fluidic device 2000 through these openings and through holes. In this manner, surface electrochemical measurements can be performed on the introduced liquid via the electrode section 2520 of the sensor chip 2500, and electrical signals can be acquired.
  • the fluid (waste liquid) coming out of the disk-shaped space 2320 of the channel cell 2300 goes up through the fluid outlet 2340 of the channel cell 2300 and is sealed by the groove 2341 formed on the top surface of the channel cell 2300 and the top seal 2200.
  • the second fluid outlet 2342 is guided downward through the passage 2341 formed by the second fluid outlet 2342 .
  • the waste liquid then passes through the through hole 2440 of the adhesive film and the through hole 2640 of the sensor chip support 2600, falls into the waste liquid storage space 2840 of the waste liquid tank 2800, and is collected therein in a sealed manner.
  • the air opening 2270 of the top seal 2200, the air through hole 2370 of the flow path cell 2300, the air opening 2470 of the adhesive film 2400, and the air through hole 2670 of the sensor chip support 2600 are aligned. That is, the waste liquid storage space 2840 of the waste liquid tank 2800 and the outside of the fluid device 2000 are fluidly connected to form an air vent. Thereby, as the waste liquid is introduced into the waste liquid storage space 2840, the air that was inside the waste liquid storage space 2840 sealed by the O-ring 2700 can escape to the outside. In other words, the waste liquid can flow into the receiving space 2840 within the waste liquid tank 2800.
  • FIG. 9 shows a top view of a fluid device 1200 having a straight channel as a comparative example.
  • the solid lines and dashed lines are not to be interpreted as corresponding to whether or not they are visible from the top, but merely schematically illustrate the configuration of the internal components of fluidic device 1200.
  • the fluid device 1200 has a straight space 1220 inside the main body 1210.
  • a fluid inlet 1230 and a fluid outlet 1240 are formed near the ends of the straight space 1220.
  • the fluid inlet 1230 and the fluid outlet 1240 are formed perpendicular to the plane of the main body 1210 or the straight space 1220.
  • the fluid is introduced into the straight space 1220 from the fluid inlet 1230, flows in the straight space 1220 in its longitudinal direction, fills the straight space 1220, and is led out from the fluid outlet 1240.
  • Sensing electrodes 1221, 1222, and 1223 extending in the longitudinal direction of the straight space 1220 are arranged.
  • the sensing electrode is an electrochemical measurement electrode having three electrodes.
  • the sensing electrode has a working electrode 1221, a reference electrode 1222, and a counter electrode 1223. These electrodes are connected to corresponding connection terminals 1261, 1262, and 1263 via lead wires.
  • the connection terminal is exposed on the outer surface of the main body 1210 and can form an electrical connection from the outside.
  • ⁇ Comparison between disc type and straight type> In a sensing device that generally uses a stop-flow method, it is recognized that sensing performance deteriorates when the volume of the measurement liquid is low.
  • One of the reasons for this is that in the stop-flow method, compared to the flow method in which the measurement liquid is constantly supplied, it is difficult to completely replace the measurement space filled with the preceding liquid with the measurement liquid, and it is difficult to eliminate air bubbles that have entered the system. It is assumed that this is the case. Therefore, in this experimental example, the sensing performance of a disk-shaped channel and a straight channel was compared in terms of the amount of liquid introduced, especially at low volumes.
  • the configuration of the device used is as follows.
  • the disc-shaped channel had a configuration similar to that shown in FIG.
  • Three electrodes having a configuration substantially similar to that shown in FIG. 7 were arranged on the bottom surface inside this space.
  • Three electrodes having a configuration substantially similar to that shown in FIG. 9 were arranged on the bottom surface inside this space.
  • FOD fructosyl amino acid oxidase
  • HEPES solution (10mM HEPES, 150mM NaCl, trace amount of preservative, pH 8.0) was prepared.
  • Each channel was filled with HEPES solution to prepare the enzyme membrane for measurement.
  • a plurality of amounts (50 to 1000 ⁇ L) of the measurement liquid were introduced into each channel device by pipetting, and at that time, changes over time in the current output from the electrodes were measured.
  • the current value after a predetermined time approximately 120 seconds
  • FIG. 10 shows the current value (vertical axis) obtained with respect to the amount of solution (horizontal axis) for each device.
  • the current value is normalized with the value at 1000 ⁇ L (1 mL) as 100%.
  • the output decreased significantly, especially at 400 ⁇ L or less. That is, at low capacities, a decrease in output was recognized.
  • the disk-shaped channel a decrease in output was observed at 200 ⁇ L or less, but even at 50 ⁇ L, the decrease in output was about 7%.
  • the disk-shaped flow path did not experience the significant power reduction problems at low volumes seen with the straight-type flow path. Thus, it was found that the disk-shaped channel has high sensing performance even for a low volume of introduced solution.
  • the introduced measurement liquid flows most fluidly at the center of the channel (the center in the width direction). That is, when a sufficient amount of solution is introduced (for example, 1000 ⁇ L), it is considered that the entire volume of the HEPES solution in the channel has been replaced by the measurement solution. However, if a sufficient amount of solution was not introduced (for example, 400 ⁇ L or less), it is considered that the entire volume of the HEPES solution in the channel was not replaced by the measurement solution. Therefore, the measurement liquid came into contact with only a portion of the total area of the electrode. This is thought to have led to a decrease in the measured current. This situation is thought to worsen as the amount introduced becomes smaller, and this agrees with the trend of the experimental results shown in FIG. In other words, the straight channel has a low solution conversion efficiency, whereas the disc-shaped channel has a high conversion efficiency.
  • low solution conversion efficiency means that the previous solution remains. Since this is a phenomenon in which two different fluids come into contact with each other, it can cause variations in the conversion efficiency of the solution, that is, the sensing output. In fact, the inventors have observed such variations in straight flow channels. On the other hand, the disk-shaped channel has high conversion efficiency, allows some amount of the previous solution to remain, and is less likely to cause variations in output.
  • the disc-shaped flow path has a high solution conversion efficiency for a low volume of introduced measurement solution and enables measurement with high sensitivity and/or high stability.
  • the enzyme membrane having fructosyl amino acid oxidase (FAOD) immobilized by crosslinking with bovine serum albumin (BSA) was formed on this electrode.
  • the enzyme membrane had a thickness of about 25 ⁇ m, which was smaller than the height accuracy of the internal space.
  • the four types of channel devices had the same bottom shape and area, the same enzyme membrane, and different internal space heights.
  • a HEPES solution was prepared in the same manner as the experiment shown in FIG.
  • Each channel was filled with HEPES solution to prepare the enzyme membrane for measurement. Thereafter, 100 ⁇ L of the substrate solution was introduced into each channel device by pipetting, and at that time, changes over time in the current output from the electrodes were measured.
  • a plurality of channel devices were prepared and measured at each height, and one example is shown in FIG. 11.
  • the 0.1 mm height device had the highest maximum output (about 28 nA) and the fastest time to reach maximum output (about 58 seconds), but the maximum output was maintained for only a short time.
  • the 0.28 mm height device had a lower maximum output (approximately 24 nA) and a slower time to reach maximum output (approximately 120 seconds), but the maximum output was maintained for a significantly longer time. .
  • FIG. 12 shows the relationship between the height of the disc-shaped space and the maximum output maintenance time.
  • the 0.6 mm height device shown in FIG. 11 showed a slightly lower maximum output current compared to the 1.0 mm height device. However, no substantial difference was observed between the two. That is, it is estimated that there is almost no change in the characteristics at a height of 0.6 mm or more (see FIG. 12). Of course, if the height becomes extremely large, the trends in these properties can change. For example, the height may be 1 mm or less. The measurement volume can be kept small. Furthermore, inclusion of air bubbles can be suppressed.
  • the 0.1 mm height device that showed the highest maximum output current would have the highest measurement sensitivity.
  • the maximum output current exhibited by the 0.6 mm height device and the 1.0 mm height device provides sufficient measurement sensitivity for the disclosed device.
  • the time of maximum output current varies depending on variations in the timing of introduction of the substrate liquid into the channel device, the liquid feeding speed, etc. That is, a longer period of time during which the maximum output current is maintained is advantageous for the stability of measurement results.
  • the introduction of the substrate liquid into the channel device can be the starting point for calculating the measurement time.
  • a current value a certain period of time after the measurement time when the substrate liquid was introduced into the channel device may be adopted as the measured value.
  • the device with a height of 0.6 mm and the device with a height of 1.0 mm gave a maximum output maintenance time of approximately 100 seconds. In reality, the maximum output current is stable, so the error in this calculated sustain time is large. Furthermore, as mentioned above, in this example, although there was some difference between the device with a height of 0.6 mm and the device with a height of 1.0 mm, it was found that they exhibited the same characteristics overall. There is. Therefore, as mentioned above, it is estimated that there is almost no change in the maximum output maintenance time at a height of 0.6 mm or more (FIG. 12).
  • the maximum output maintenance time monotonically increased almost linearly (FIG. 12). For example, if this time is 1 minute (60 seconds), stable measurement can be performed. Since a height of 0.28 mm indicates a maximum output maintenance time of approximately 60 seconds, this is considered to be substantially sufficient. Accordingly, in some embodiments, the height of the interior space may be 0.28 mm or more. Also, a height of 0.3 mm can provide a maximum output maintenance time of approximately 60 seconds. Accordingly, in some embodiments, the height of the interior space may be 0.3 mm or more. The height of the interior space may be a value such as 0.4 mm, 0.5 mm, or greater.
  • the thickness of the enzyme membrane was approximately 25 ⁇ m as described above, but the inventors confirmed a similar tendency with a thickness of 10 ⁇ m to 35 ⁇ m (not shown). ⁇ When the thickness of the enzyme membrane was less than 10 ⁇ m, the output current value changed rapidly and its stability was low. On the other hand, when the thickness of the enzyme membrane was 40 ⁇ m, the diffusion of the substrate within the enzyme membrane was slow, making current measurement inefficient.
  • a short maximum output time often means that the current value drops rapidly after the time of maximum output current. Variations in the properties of enzyme membranes occur to some extent due to the manufacturing process. A configuration that causes a sudden change in current can be a factor that reduces reproducibility in measurement. Therefore, having a certain maximum output current maintenance time is meaningful, at least for high reproducibility.
  • a longer maximum output time means a longer time for the diffusion/supply rate of the substrate to the enzyme membrane or the concentration gradient of the substrate within the enzyme membrane to be constant. Therefore, high reproducibility can be obtained. Furthermore, the accuracy of the measured value of the GA value obtained based on the output current curve also increases.
  • the current value at a predetermined time from the time when the substrate liquid is introduced into the device space may be acquired.
  • multiple current values on the current curve may be selected or obtained.
  • statistical values may be obtained from the current curve.
  • a certain statistical value may be obtained from current values at a plurality of times.
  • a GA value may be calculated based on one or more statistical values.
  • the GA value may be determined based on the maximum output current value and the current values 10 seconds before and after the maximum output current value.
  • the GA value may be determined based on the area given by the output current curve.
  • the present disclosure includes the following embodiments: A001 a device body having a disc-shaped space that accommodates a fluid; a fluid inlet configured to introduce the fluid in a tangential direction at a substantially circumferential 0 o'clock position of the disc-shaped space; a fluid outlet configured to direct the fluid from the space at the 12 o'clock position; A fluidic device comprising: A011
  • A012 The fluidic device according to embodiment A011, comprising: the fluid outlet is configured to direct the fluid from the space at a substantially circumferential 9 o'clock to 12 o'clock position of the disc-shaped space; Fluid device.
  • A013 The fluidic device according to any one of embodiments A001 to A012, comprising: The fluid outlet is disposed in the disc-shaped space at a position counterclockwise from the inlet (upstream side of the fluid flow). Fluid device.
  • A021 The fluidic device according to any one of embodiments A001 to A013, comprising: The volume of the disc-shaped space is 1 ⁇ L to 100 ⁇ L, Fluid device.
  • A022 The fluidic device according to embodiment A021, comprising: The volume of the disc-shaped space is 3 to 20 ⁇ L, Fluid device.
  • A023 The fluidic device according to embodiment A021, comprising: The height of the disc-shaped space is one or more of 0.28 mm, 0.3 mm, 0.4 mm, 0.5 mm, and 0.6 mm, Fluid device.
  • A025 The fluidic device according to any one of embodiments A001 to A023, comprising: The total volume of the disc-shaped space and the volume of the fluid inlet is 2 ⁇ L to 200 ⁇ L, Fluid device.
  • A026 The fluidic device according to embodiment A025, comprising: The total volume of the disc-shaped space and the volume of the fluid inlet is 6 ⁇ L to 40 ⁇ L, Fluid device.
  • A027 The fluidic device according to any one of embodiments A001 to A026, comprising: The volume of the fluid inlet is substantially 50%, 100%, 150%, or 200% of the volume of the disc-shaped space. Fluid device.
  • A031 The fluidic device according to any one of embodiments A001 to A027, The fluid device further includes a sensor on an inner wall of the disc-shaped space.
  • A032 The fluidic device according to embodiment A031, comprising: the sensor is a biosensor; Fluid device.
  • A033 The fluidic device according to embodiment A031 or A032, comprising: The sensor has an electrode. Fluid device. A034 The fluidic device according to embodiment A033, comprising: the electrode has a hydrogen peroxide electrode; Fluid device. A035 The fluidic device according to embodiment A034, comprising: The sensor further includes an enzyme membrane on the hydrogen peroxide electrode. Fluid device. A036 The fluidic device according to embodiment A035, comprising: the enzyme membrane contains an oxidase; Fluid device. A037 The fluidic device according to embodiment A036, comprising: the oxidase is FAOD; Fluid device. A038 The fluidic device according to any one of embodiments A035 to A037, the enzyme membrane contains a protease; Fluid device.
  • A039 The fluidic device according to embodiment A036, comprising: the oxidase is glucose oxidase, Fluid device.
  • A041 The fluidic device according to any one of embodiments A031 to A039, the sensor is a protein sensor; Fluid device.
  • A042 The fluidic device according to embodiment A041, comprising: The sensor includes a glycoalbumin sensor and/or an albumin sensor. Fluid device.
  • A051 The fluidic device according to any one of embodiments A031 to A042, comprising: A fluidic device comprising an optical sensor outside the disc-shaped space or configured to be combined with an optical sensor outside the disc-shaped space.
  • A061 The fluidic device according to any one of embodiments A001 to A051, A fluidic device that is a stop-flow fluidic device.

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Abstract

本開示は、内部に流体を収容するディスク状空間を有するデバイス本体；ディスク状空間の実質的に円周部の０時の位置で、接線方向に流体を導入するように構成された流体インレット；及びディスク状空間の実質的に円周部の６時から１２時の位置で、流体を前記空間から導出するように構成された流体アウトレット；を備える流体デバイスを提供する。

Description

流体デバイス
　本開示は、流体デバイスに関する。
　少量の液体サンプルの測定を行うために、小さい容積を有するマイクロ流体デバイスが開発されてきている。
　流体が、流路デバイスに導入されると、空間の角などではボイド又はデッドスペースが発生しやすい。また壁面の抵抗により容積の比較的中心部分に対象溶液が導入され、壁面近傍はそれ以前の液体が残る場合がある。このため、流体デバイス内で不均衡な溶液分布が生じる。流体デバイスの容積が大きい限り、これらの問題が測定結果に与える割合は小さく、また問題が生じていない部分で計測を行うことができる。すなわち、これらの問題を無視することができる。
　しかし、流路デバイスが小さくなるにつれ、空気ボイドの発生又は残存、又は不均等な対象溶液の分布は、測定面積又は容積に対して大きくなり、さらにはマイクロ空間での流体の挙動は、顕著になる。そのため、これらの問題は、マイクロ流体の測定結果又は測定効率に実質的な影響を及ぼし得る。ただし、このような問題は一例であり、以下に記載する本開示の課題はこれに限定されない。
　そこで、マイクロ流体デバイスにおいて、ボイドの発生又は残存、流体の交換効率の向上が望まれている。本開示は、これらの又はその他の問題を抑制又は回避するマイクロ流体デバイスを記載し提供する。
　本開示の一実施形態では、
　内部に流体を収容するディスク状空間を有するデバイス本体；
　前記ディスク状空間の実質的に円周部の０時の位置で、時計方向でありかつ接線方向に前記流体を導入するように構成された流体インレット；及び
　前記ディスク状空間の実質的に円周部の６時から１２時の位置で、前記流体を前記空間から導出するように構成された流体アウトレット；
を備える流体デバイスが提供される。
　本開示のいくつかの実施形態によれば、例えば、比較的少量のサンプルに対して高い精度の測定を効率的に行うことができる。
　本開示のさらなる態様及び利点は、本開示の例示的な実施形態のみが示され説明される以下の詳細な説明から当業者には容易に明らかになるであろう。理解されるように、本開示は、他の異なる実施形態が可能であり、そのいくつかの詳細は、本開示から逸脱することなく、様々な明白な点で修正が可能である。したがって、図面及び説明は、本質的に例示と見なされるべきであり、限定と見なされるべきではない。
比較例に係る流体デバイスを模式的に示す上面図である。 比較例に係る流体デバイスを模式的に示す上面図である。 いくつかの実施形態に係る流体デバイスを模式的に示す上面図である。 いくつかの実施形態に係る流体デバイスを模式的に示す上面図である。 一実施形態に係る流体デバイスを模式的に示す上面図（Ａ）と斜視図（Ｂ）である。 一実施形態に係る流体デバイスを模式的に示す上面図（Ａ）と斜視図（Ｂ）である。 一実施形態に係る流体デバイスを模式的に示す上面図である。 一実施形態に係る流体デバイスの分解斜視図である。 比較例に係る流体デバイスを模式的に示す上面図である。 一実施形態に係る流体デバイスと比較例に係る流体デバイスとにおける、導入量に対する出力を示すグラフである。 一実施例に係る、ディスク状空間の各高さでの出力の時間変化を示すグラフである。 一実施例に係る、ディスク状空間の高さと最大出力の維持時間との関係を示すグラフである。
　本明細書で用いられる「ディスク状空間」は、一般に、円筒状の空間をさす。円筒の断面のサイズ（長径及び又は短径のサイズ、直径又は半径）は、中心軸方向のサイズと同じ又はそれより大きい。いくつかの実施形態では、「ディスク状空間」の円筒は、実質的に真円の断面を有し、その直径又は半径は、中心軸方向のサイズ（ディスク状空間の高さ）より大きい。
　「流体のインレット」（「流体インレット」、「インレット」とよぶ。）及び／又は「流体のアウトレット」（「流体アウトレット」、「アウトレット」とよぶ。）は、内部に管状の空間（流路）を有し、デバイス本体に着脱可能に接続されていてもよく、デバイス本体に固定されていてもよく、デバイス本体と一体に形成又は製造されていてもよい。インレット及び／又はアウトレットは、流路自体をさしてもよい。
　本明細書で用いられる０時とは、流体インレットから流れた流体がディスク空間に実質的に入った、ディスク空間の角方向の位置をさす。ディスク空間の中心から流体インレットのディスク空間への接続位置に向かう方向を０時と定義してもよい。０時は、流体の導入時の円周方向と直角に交わる径方向として定義されてもよい。導入された流体又は少なくともその一部は、ディスク状空間の円周近傍を円周に流れる。本明細書では、この流れの方向を時計回りと定義する。
　インレット及び／又はアウトレットは、円周部に、実質的に円周部に、又は円周部近傍に配置されている。本明細書で用いられる「円周部」は、流体デバイスのディスク状空間のディスクの円周又はその近傍をさす。これは、幾何学的な円周上の部位をさすのではなく、幾何学的な円周から、少なくとも、流体をディスク状空間に導入し又はそこから導出するために必要な距離を離れた位置又は部位をさす。例えば、インレット及び／又はアウトレットは、管構造を有していて、その管構造の直径の少なくとも一部又は全部が、ディスク内部に収まっている。この際、インレット又はアウトレットの管の中心は、ディスクの円周上には存在しない。あるいは、インレット及び／又はアウトレットは、製造上の要因で、円周上又はその外縁を円周にぴったり形成することができない場合がある。
　「ディスク状空間」は、空間が円筒状に形成されていることをさす。いくつかの実施形態では、円筒の中心軸に垂直の断面は、真円であってもよい。いくつかの実施形態では、円筒の断面は、非真円であってもよく、例えば楕円であってもよい。ディスク状空間の円周面は、実質的に曲面、好ましくは連続曲面で形成されていてもよい。
　いくつかの実施形態では、流体インレットは、ディスク状空間の円筒の中心軸に垂直方向、すなわちディスクの面内方向に、流体を導入するように構成されていてもよい。いくつかの態様では、ディスク状空間の外側から、そのディスクの側面に接続されていてもよい。
　いくつかの実施形態では、流体インレットは、ディスク状空間の円筒の中心軸に垂直方向、すなわちディスクの面内方向から傾いた方向に、流体を導入するように構成されていてもよい。いくつかの態様では、流体インレットは、円筒の底面に接続されていてもよい。いくつかの態様では、流体インレットは、円筒の底面に対してその底面に非垂直方向又は傾いた方向に接続されていてもよい。すなわち、円筒の底面に投影された流体インレットの方向は、円筒の円周方向を向いている。
　いくつかの実施形態では、傾いたインレットとアウトレットとは、ディスク状空間の同じ底面に接続されていてもよい。いくつかの実施形態では、傾いたインレットは第一底面（一方の底面）に接続され、アウトレットは第二底面（他方の底面）に接続されていてもよい。
　いくつかの実施形態では、２つの底面は、必ずしも平行でなくてもよい。例えば、底面は平面でなくてもよい。例えば、少なくとも一部がコーン状（ディスク空間に対して凸方向又は凹方向）に形成されていてもよい。例えば、円筒の一つの底面は、流体インレットの付近で、他方の底面から離れるように構成されていてもよい（凸方向コーン）。これにより、例えば、ディスク空間内の気泡は、流体アウトレットから出やすくなる。例えば、円筒の一つの底面は、流体インレットの付近で、他方の底面に近づくように構成されていてもよい（凹方向コーン）。ディスク空間に導入された流体は、円周付近を通りやすくなる。比較的小さい溶液交換率を有する円周側の水流を強くし、溶液交換率を上げることができる。
　ディスク状空間の高さは、１０μｍ，１５μｍ，２０μｍ，２５μｍ，３０μｍ，４０μｍ，５０μｍ，６０μｍ，７０μｍ，８０μｍ，９０μｍ，１００μｍ，１５０μｍ，２００μｍ，３００μｍ，４００μｍ，５００μｍ，６００μｍ，７００μｍ，８００μｍ，９００μｍ，１０００μｍなどの値又はそれより大きい値であってもよい。
　ディスク状空間の高さは、１０μｍ，１５μｍ，２０μｍ，２５μｍ，３０μｍ，４０μｍ，５０μｍ，６０μｍ，７０μｍ，８０μｍ，９０μｍ，１００μｍ，１５０μｍ，２００μｍ，３００μｍ，４００μｍ，５００μｍ，６００μｍ，７００μｍ，８００μｍ，９００μｍ，１０００μｍ，１．５ｍｍ，２ｍｍなどの値又はそれより小さい値であってもよい。
　ディスク状空間の半径又は面方向の特徴量は、１ｍｍ，２ｍｍ，３ｍｍ，４ｍｍ，５ｍｍ，６ｍｍ，７ｍｍ，８ｍｍ，９ｍｍ，１０ｍｍなどの値又はそれより大きい値であってもよい。
　ディスク状空間の半径又は面方向の特徴量は、５ｍｍ，６ｍｍ，７ｍｍ，８ｍｍ，９ｍｍ，１０ｍｍ，１１ｍｍ，１２ｍｍ，１３ｍｍ，１４ｍｍ，１５ｍｍ，１６ｍｍ，１７ｍｍ，１８ｍｍ，１９ｍｍ，２０ｍｍなどの値又はそれより小さい値であってもよい。
　ディスク状空間の容積は、１μＬ，２μＬ，３μＬ，４μＬ，５μＬ，６μＬ，７μＬ，８μＬ，９μＬ，１０μＬ，１５μＬ，２０μＬ，３０μＬ，４０μＬ，５０μＬ，６０μＬ，７０μＬ，８０μＬ，９０μＬ，１００μＬ，２００μＬ，３００μＬ，４００μＬ，５００μＬなどの値又はそれより大きい値であってもよい。
　ディスク状空間の容積は、５μＬ，６μＬ，７μＬ，８μＬ，９μＬ，１０μＬ，１５μＬ，２０μＬ，３０μＬ，４０μＬ，５０μＬ，６０μＬ，７０μＬ，８０μＬ，９０μＬ，１００μＬ，２００μＬ，３００μＬ，４００μＬ，５００μＬ，１ｍＬなどの値又はそれより小さい値であってもよい。
　流体インレットは、実質的に、ディスク状空間の容積の５０％から２００％の容積を有していてもよい。流体インレットの容積は、実質的に、ディスク状空間の容積の５０％，１００％，１５０％，又は２００％であってもよい。ディスク状空間の容積とインレットの容積（インレットへの流体導入部からディスク状空間までの容積）との合計は、２μＬ，３μＬ，４μＬ，５μＬ，６μＬ，７μＬ，８μＬ，９μＬ，１０μＬなどの値又はそれより大きい値であってもよい。ディスク状空間の容積とインレットの容積との合計は、１０μＬ，１５μＬ，２０μＬ，３０μＬ，４０μＬ，５０μＬなどの値又はそれより小さい値であってもよい。
　いくつかの実施形態では、流体デバイスは、ディスク状空間の内壁にセンサを有していてもよい。いくつかの実施形態では、センサは、ディスク状空間の一つ又は両方の底面内壁に配置されていてもよい。
＜測定対象＞
　いくつかの実施形態では、対象者（被検者）は、ヒトを含んでいてもよく、ヒトであってもよい。いくつかの実施形態では、対象者は、ヒト以外の動物を含んでいてもよく、ヒト以外の動物であってもよい。対象者は、哺乳類動物を含んでいてもよく、哺乳類動物であってもよい。対象者は、例えば非限定的に、使役動物、家畜動物、愛玩動物、野生動物であってもよい。
　測定対象の試料は、溶液であってもよい。「溶液」は、体液でもよく、体液由来の溶液でもよく、体液の希釈液であってもよい。溶液は、体液でない（非体液由来）溶液でもよく、体液又は体液由来の溶液と非体液由来の溶液の混合液であってもよい。溶液は、サンプル測定に使用される溶液であってもよく、較正用の測定に使用される溶液であってもよい。例えば、溶液は、標準液や較正液であってもよい。例えば、溶液は、較正などに用いられるために意図的又は計画的に測定対象物質が含まれていない液体であってもよい。測定対象となる試料は、検体であってもよい。溶液は、化学物質を含む溶液であってもよい。
　「体液」は、リンパ液であってもよく、組織間液、細胞間液、間質液などの組織液であってもよく、体腔液、漿膜腔液、胸水、腹水、心嚢液、脳脊髄液（髄液）、関節液（滑液）、眼房水（房水）であってもよい。体液は、唾液、胃液、胆汁、膵液、腸液などの消化液であってもよく、汗、涙、鼻水、尿、精液、膣液、羊水、乳汁であってもよい。体液は、動物の体液であってもよく、ヒトの体液であってもよい。「体液」は溶液であってもよい。溶液は、測定対象物質を含む、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）やＮ－トリス（ヒドロキシメチル）メチル－２－アミノエタンスルホン酸緩衝液（ＴＥＳ）などの生理緩衝液を含んでいてもよい。溶液は測定対象物質が含まれていれば特に限定されるものではない。
　溶液は、測定対象物質を含んでいてもよい。溶液は、測定対象物質を含んでいる可能性を有していてもよい。いくつかの実施形態では、測定対象物質は、分子、イオン、高分子、生体分子などであってもよい。測定対象物質は、生体分子を備えていてもよい。測定対象物質は、タンパク質、糖化タンパク質などであってもよい。例えば、溶液は涙であって、測定対象物質は涙中に含まれるアルブミン、グリコアルブミン、ヘモグロビン、グリコヘモグロビンであってもよい。あるいは、測定対象物は、血液、血清、又は血漿中のアルブミン、グリコアルブミン、ヘモグロビン、グリコヘモグロビンであってもよく、間質液、尿、又は唾液中のアルブミン、グリコアルブミン、ヘモグロビン、グリコヘモグロビンであってもよい。アルブミンは、酸化型アルブミン（ＨＮＡ）、還元型アルブミン（ＨＭＡ）であってもよい。いくつかの実施形態では、測定対象物質はＡＧＥ（Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｇｌｙｃａｔｉｏｎ　Ｅｎｄ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ、終末糖化産物、後期糖化生成物）であってもよい。いくつかの実施形態では、測定対象物質は糖化脂質であってもよい。
＜センサ＞
　センサは、化学センサ、バイオセンサ、イオンセンサなど（以下、「センサ」、「生化学センサ」、「化学センサ」又は「電気化学センサ」とよぶ場合がある。）であってもよい。センサは、複数のセンサを備えていてもよい。
　センサは、電極を備えていてもよい。電極は、アンペロメトリ型電極であってもよい。電極は、過酸化水素電極を備えていてもよい。電極は、酸素電極を備えていてもよい。電極は、ポテンシオメトリ型電極であってもよい。電極は、イオン検出用の電極（ｐＨ電極、シアン化物イオン電極、ヨウ化物イオン電極など）であってもよい。
　いくつかの実施形態では、センサは、電気信号を出力してもよい。いくつかの態様では、センサは、電流信号を出力してもよい。センサは、電圧信号又は電荷を出力してもよい。センサは、電流計、電圧計などに電気的に接続されていてもよい。
　いくつかの実施形態では、センサは、電極の上に、酵素膜を有していてもよい。
　いくつかの実施形態では、酵素膜は、プロテアーゼを含んでいてもよい。「プロテアーゼ」は一般に、タンパク質やポリペプチドを加水分解して異化する、ペプチド結合加水分解酵素の総称である。プロテアーゼは、タンパク質をペプチド断片に分解する酵素であってもよい。タンパク質が糖化されたアミノ酸残基を含む場合、プロテアーゼの作用によって生じたペプチド断片には、糖化されたアミノ酸残基を含むペプチド断片と、全く糖化されていないペプチド断片が存在し得る。
　「プロテアーゼ」は、動物由来のプロテアーゼであってもよく、植物由来のプロテアーゼであってもよく、微生物由来のプロテアーゼであってもよい。プロテアーゼは、エキソペプチダーゼであってもよく、エンドペプチダーゼであってもよい。プロテアーゼは、アスパルティックプロテアーゼ、金属プロテアーゼ、セリンプロテアーゼ、又はチオールプロテアーゼであってもよい。
　「プロテアーゼ」は、複数のタイプ又は種類のプロテアーゼを含んでいてもよく、一つのタイプ又は種類のプロテアーゼを含んでいてもよい。例えばプロテアーゼは、プロテイナーゼとペプチダーゼとの一方を含んでいてもよく、両方を含んでいてもよい。複数のプロテアーゼを混合することで、分解効率を上げられる場合がある。プロテアーゼは、改変型プロテアーゼ又は改変されたプロテアーゼを含んでいてもよい。プロテアーゼは添加剤とともに使用してもよい。添加剤は、例えば、界面活性剤、尿素であってもよい。添加剤は、非限定的に例えば、タンパク質を不安定化又は変性させることができる。改変型プロテアーゼや添加剤の使用により、非限定的に例えば、タンパク質の分解効率や基質の選択性を向上することができる。
　「基質」は、酵素によって化学反応を触媒させる物質である。あるいは、基質は、酵素と結合することで特定の化学反応の活性化エネルギーの減少を受け、その結果、驚異的な速度で特定の生成物へと変換される酵素タンパク質と結合する物質である。
　いくつかの実施形態では、酵素膜は、オキシダーゼを含んでいてもよい。「オキシダーゼ」（酸化酵素）は、分子状酸素の基質を電子受容体とする酵素である。あるいは、オキシダーゼ（酸化酵素）は、酸素分子を、水素あるいは電子の受容体とする酸化還元反応を触媒する酵素である。
　いくつかの実施形態では、オキシダーゼは、ケトアミンオキシダーゼを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、オキシダーゼはグルコースオキシダーゼを含んでいてもよい。これを用いて、サンプル中のグルコース濃度を測定することができる。その場合、基質はグルコースを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、オキシダーゼはアルコールオキシダーゼを含んでいてもよい。その場合、基質は一級アルコールを含んでいてもよい。これを用いて、サンプル中のアルコール濃度を測定することができる。
　「ケトアミンオキシダーゼ」は、一般に、糖化アミノ酸又は糖化されたアミノ酸残基を含むペプチド又はペプチド断片のケトアミン構造を認識し、糖化アミノ酸を酸化して、アミノ酸、グルコソン（α－ケトアルデヒド）及び過酸化水素を生じさせる酸化酵素をさす。したがって、ケトアミンオキシダーゼは、認識する糖化アミノ酸又は糖化されたアミノ酸残基を含むペプチド又はペプチド断片の濃度に比例する又は関連した濃度の過酸化水素を生成する。
　ケトアミンオキシダーゼは、デヒドロゲナーゼであってもよく、キナーゼであってもよく、オキシダーゼであってもよい。ケトアミンオキシダーゼは、フルクトシルアミノ酸オキシダーゼ（ＦＡＯＤ）、フルクトシルペプチドオキシダーゼ、フルクトシルバリルヒスチジンオキシダーゼ、フルクトシルアミンオキシダーゼ、アマドリアーゼ、フルクトシルアミンデグリカーゼやそれらの改変型であってもよい。
　いくつかの実施形態では、センサは、糖化タンパク質の測定を行うことができる。いくつかの実施形態では、電極の表面又は近傍にプロテアーゼとケトアミンオキシダーゼとが配置されていてもよい。いくつかの実施形態では、酵素膜はプロテアーゼとケトアミンオキシダーゼとを備えていてもよい。一般的な酵素法による糖化タンパク質の測定方法は、まず、第一ステップでプロテアーゼによりタンパク質をアミノ酸に分解し、第二ステップでそれらアミノ酸のうち糖化したアミノ酸のみをケトアミンオキシダーゼを作用させて過酸化水素を発生させ、第三ステップでその過酸化水素を光学的又は電気的に測定する。
　いくつかの実施形態では、センサは検出部を備えていてもよい。検出部は過酸化水素検出部であってもよい。「過酸化水素検出部」（過酸化水素センサ）は、電気化学方式の電極であってもよく、過酸化水素電極であってもよい。過酸化水素電極は、対極、参照極、及び作用極を有していてもよい。ある実施形態では、検出部は、酸素を検出してもよい。例えば、酵素反応で減少する酸素の量又は濃度を検出してもよい。酸素検出は比較的、ノイズ源となる分子やイオンに対して感度が低く、干渉に強いと考えられている。酸素検出により、酸素の消費量を計測してもよい。検出部は、大気飽和になっているので、酵素のセンシングに使用してもよい。検出部は、複数の検出方法を選択的又は組み合わせて行うことができるように構成されていてもよい。
＜光学測定＞
　いくつかの実施形態では、流体デバイス本体は、外部から光をディスク状空間の内部に導くことができるように構成されていてもよい。流体デバイス本体は、少なくとも一部で透明であってもよい。
　流体デバイスは、光学デバイスを備えていてもよく、光学デバイスと接続されるように構成されていてもよい。
　本明細書で用いる「光学測定」は、一般に、光学素子又はデバイスを用いて物質の光学的特性を決定することをさす。いくつかの実施形態では、対象物質の光学測定を測定してもよい。いくつかの態様では、対象物質に結合された又は関連する物質（以下、対象物質そのものでなくとも、対象物質に化学的、生物的又は物理的に結合し又は関連する物質（例えば試薬））の特性を測定してもよい。試薬の特性を測定してもよい。その試薬を、「対象物質」という場合がある。
　いくつかの態様では、光学測定は、分光測定を含んでいてもよい。例えば、対象物質の吸光度を測定していてもよい。いくつかの態様では、対象物質に応じた呈色指示薬を導入してもよい。呈色指示薬を検出し又は測定してもよい。
　流体デバイスは、複数のディスク状空間を備えていてもよい。各ディスクは、インレットとアウトレットとを備えていてもよい。共通の流路から、複数のインレット及びディスク状空間に、流体が提供されてもよい。複数のインレット及びディスク状空間の各々に、その個別に流体が提供されてもよい。流体デバイスが備える複数のディスク状空間は、実質的に同じ容積を有していてもよく、それらの間で異なる容積を有していてもよい。
　いくつかの実施形態では、流体デバイスは、ストップフロー流体デバイスであってもよい。導入された流体がディスク状空間を満たした後、流体の導入を止めてもよい。その後、ディスク状空間内の流体に対して、所定の測定又はセンシングを行ってもよい。
　いくつかの実施形態では、導入された流体がディスク状空間を流れている状態で、ディスク状空間内の流体に対して、所定の測定又はセンシングを行ってもよい。
　＜比較例１＞
　図１Ａに、比較例としての流体デバイス１００の模式図を示す。流体デバイス１００は、本体１１０にディスク状空間１２０が形成されている。このディスク状空間１２０に対して、流体インレット１３０と流体アウトレット１４０とが流体連結されている。図１Ａの流体インレット１３０は、断面方向に配置されている。流体インレット１３０を通った流体１５１（実線矢印）は、ディスク状空間１２０の内部に、その０時方向に対して垂直にすなわち円周方向に導入される。図１Ａの流体アウトレット１４０は、ディスク状空間１２０のほぼ中心に配置され、内部の流体を底面（不図示）からディスク状空間１２０の外部へ導出する。
　図１Ａは、このディスク状空間１２０の中心軸に垂直な断面を示している。流体アウトレット１４０は、実際にディスク状空間１２０のいずれかの底面に接続されており、断面上に存在しないが、説明のために同じ図中に示されている。以下の図についても同様である。
　図１Ｂは、図１Ａと同じ流体デバイス１００を示し、これを用いて、ディスク状空間１２０内の流体１５１の流れの一例を説明する。流体１５１は、流体インレット１３０を通ってディスク状空間１２０に入ったあと、その円周部を通るように流れる（破線１５２を参照。）。しかし、流体アウトレット１４０はディスク状空間１２０の中心部にある。そのため、円周部を流れてきた流体１５２は、円周部を一周することなく、例えば６時から９時のあたりから円周部を離れる。そして、流体１５２は、ディスク状空間１２０の中心にある流体アウトレット１４０に向かって、又は流体アウトレット１４０に引っ張れるように流れる。そのため、液面１５３が形成され、これを境として液体が存在しない空間（気泡とよぶ場合がある。）１５４が形成される。結果的に、ディスク状空間１２０、特にその底面のすべてが流体で埋めることができない。
　＜比較例２＞
　図２Ａに、比較例としての流体デバイス２００の模式図を示す。流体デバイス２００は、本体２１０にディスク状空間２２０が形成されている。このディスク状空間２２０に対して、流体インレット２３０と流体アウトレット２４０とが流体連結されている。図２Ａの流体インレット２３０は、断面方向に配置されている。流体インレット２３０を通った流体２５１（実線矢印）は、ディスク状空間２２０の内部に、その０時方向に対して垂直にすなわち円周方向に導入される。図２Ａの流体アウトレット２４０は、ディスク状空間２２０の円周近傍、３時の位置に配置され、内部の流体を底面（不図示）からディスク状空間２２０の外部へ導出する。
　図２Ｂは、図２Ａと同じ流体デバイス２００を示し、これを用いて、ディスク状空間２２０内の流体２５１の流れの一例を説明する。流体２５１は、流体インレット２３０を通ってディスク状空間２２０に入ったあと、その円周部を通るように流れる（破線２５２を参照。）。流体アウトレット２４０はディスク状空間２２０の３時の位置にある。円周部を流れてきた流体２５２は、流体アウトレット２４０で一部外部にでるが、その他は更に円周部に沿って流れる。しかし、流体２５２は、円周部を一周することなく、例えば６時から９時のあたりから円周部を離れる。そして、流体２５２は、流体アウトレット２４０に向かって、又は流体アウトレット２４０に引っ張れるように流れる。そのため、液面２５３が形成され、これを境として液体が存在しない空間（気泡とよぶ場合がある。）２５４が形成される。結果的に、ディスク状空間２２０、特にその底面のすべてが流体で埋めることができない。
　図１及び図２で示されたディスク状空間１２０，２２０内部の流体１５２，２５２（破線で示された流れ）は、例示であり、これに限定されて解釈すべきでない。その他の流体の流れもあり得る。いくつかの実施形態では、導入された流体は、ディスク状空間１２０，２２０内をすべて埋めてもよい。
＜流体デバイスの形態＞
　図３Ａから３Ｄに、いくつかの実施形態に係る流体デバイスの構成を示す。図３Ａは、流体アウトレット３４０が、ディスク状空間３２０の円周近傍６時の位置に配置された流体デバイス３００を示す。図３Ｂは、流体アウトレット４４０が、ディスク状空間４２０の円周近傍、約７時半の位置に配置された流体デバイス４００を示す。図３Ｃは、流体アウトレット５４０が、ディスク状空間５２０の円周近傍９時の位置に配置された流体デバイス５００を示す。一般に、流体アウトレットが流体インレットにより近い位置にあると、よりディスク状空間内に気泡が残りにくい。
　図３Ｄは、流体アウトレット６４０が、ディスク状空間６２０の円周近傍、約１０時の位置に配置された流体デバイス６００を示す。図３Ｄのアウトレット６４０は、流体インレット６３０と干渉しない範囲で、可能な限り流体インレット６３０に近い位置に配置されている。この位置では、流体インレット６３０から導入された流体とディスク状空間６２０の円周部に沿って流れてきた流体とが出会い、乱流が生じやすい。したがって、空気（液体が存在しない空間又は気泡）が残存しやすい。流体アウトレット６４０は、図１Ｂと図２Ｂで見られた気泡を効率よく外部へ排出することができる。
　図１から図３に示すように、ディスク状空間の断面は円であってもよい。あるいは、ディスク状空間の断面は円でなくてもよく、その他の曲線であってもよく、複数の曲面で構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、ディスク状空間の断面は楕円であってもよい。
　図４Ａ及び図４Ｂに、楕円形のディスク状空間を有する流体デバイス７００，８００を示す。図４Ａに示す流体デバイス７００は、ディスク状空間７２０の０時－６時方向に楕円の長軸を有している。流体７５１は、流体インレット７３０によって、長軸の一端である０時の位置に円周方向に、ディスク状空間７２０に導入される。図４Ｂに示す流体デバイス８００は、ディスク状空間８２０の３時－９時方向に楕円の長軸を有している。流体８５１は、流体インレット８３０によって、短軸の一端である０時の位置に円周方向に、ディスク状空間８２０に導入される。いずれの場合も、流体アウトレット７４０，８４０は、約１０時又は流体インレット７３０，８３０に近くそれを干渉しない位置に配置されている。
　いくつかの実施形態では、流体インレットは、ディスク状空間の断面の面内方向に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、流体インレットは、ディスク状空間の断面に対して角度を有して配置されてもよい。
　図５に、流体インレットがディスク状空間の断面の面内方向に配置された、一実施形態に係る流体デバイス９００を示す。図５Ａは、流体デバイス９００の底面に平行な断面、又は上面図を示す。図５Ｂは、流体デバイス９００の斜視図であり、本体９１０は省略されている。流体デバイス９００は、ディスク状空間９２０の底面と平行な面内方向に配置された流体インレット９３０を有する。
　流体インレット９３０は、流体９５１をディスク状空間９２０の面内方向に、０時の位置（実際には１１時近くから０時（１２時）の位置）で導入する。流体（破線９５２）は、ディスク状空間９２０内を主に円周に沿って流れ、ディスク状空間９２０を満たす。流体９５２は、最後に、ディスク状空間９２０の一つの底面からほぼ垂直方向に配置された流体アウトレット９４０から出ていく。
　図６に、流体インレットがディスク状空間の断面に対して角度を有して配置された、一実施形態に係る流体デバイス１０００を示す。図６Ａは、流体デバイス１０００の底面に平行な断面、又は上面図を示す。図６Ｂは、流体デバイス１０００の斜視図であり、本体１０１０は省略されている。流体デバイス１０００は、ディスク状空間１０２０の底面に対して角度θの方向に配置された流体インレット１０３０を有する。
　流体インレット１０３０は、流体１０５１を角度θの方向からディスク状空間１０２０の内に、ディスク状空間１０２０の０時の位置（実際には１１時近くから０時（１２時）の位置）で導入する。流体（破線１０５２）は、ディスク状空間１０２０内を主に円周に沿って流れ、ディスク状空間１０２０を満たす。流体１０５２は、最後に、ディスク状空間９２０の一つの底面からほぼ垂直方向に配置された流体アウトレット１０４０から出ていく。
＜センサを備える流体デバイス－１＞
　いくつかの実施形態では、流体デバイスはそのディスク状空間の内部にセンサを備えていてもよい。センサは、ディスク状空間の内部に導入された流体、又は流体に含まれる物質に関するセンシングを行うことができる。
　図７に、一実施形態に係る流体デバイス１１００の上面図を示す。ただし、実線と破線は、上面から見えているか否かに対応すると解釈されるものでなく、流体デバイス１１００の内部のコンポーネントの構成を模式的に示しているに過ぎない。
　流体デバイス１１００は、本体１１１０の内部に、ディスク状空間１１２０を有している。ディスク状空間１１２０に対して、流体インレット１１３０と流体アウトレット１１４０とが形成されている。流体インレット１１３０は、ディスク状空間１１２０の底面に対して傾いて配置され、流体アウトレット１１４０は、ディスク状空間１１２０の底面に対して直角方向に配置されている。流体導入ポート１１３１は、本体１１１０又はディスク状空間１１２０の平面に対して直角に形成され、外部から導入された流体を流体導入ポート１１３１に導入する。その後、流体は、流体インレット１１３０に入り、ディスク状空間１１２０の内部に斜め方向から導入される。流体アウトレット１１４０は、本体１１１０又はディスク状空間１１２０の平面に対して直角に形成されている。流体は、ディスク状空間１１２０から、流体アウトレット１１４０を介して外部へ導出される。
　ディスク状空間１１２０には、センシング電極１１２１，１１２２，１１２３が配置されている。本実施形態では、センシング電極は、三電極を有する電気化学測定用電極である。センシング電極は、作用電極１１２１，対極１１２２及び参照電極１１２３を有している。これらの電極は、引き出し線を介して、対応する接続端子１１６１，１１６２，１１６３に接続されている。接続端子は、本体１１１０の外面に露出していて、外部から電気的な接続を形成することができる。
＜センサを備える流体デバイス－２＞
　図８に、一実施形態に係る流体デバイス２０００の分解斜視図を示す。流体デバイス２０００は、上から下へ、ピペットポート２１００、上面シール２２００，流路セル２３００、接着フィルム２４００、センサチップ２５００、センサチップサポート２６００、Ｏリング２７００及び廃液タンク２８００を備え、これらを上下方向に組み合わせて構成されている。
　センサチップサポート２６００は、センサチップ受け部２６８０を有し、センサチップ２５００はこの中に設置される。この上に、流路セル２３００が接着フィルム２４００を介して密着される。
　流路セル２３００は、その下面にディスク状の窪み２３２０を有する。このディスク状の窪み２３２０、これに対抗するセンサチップ２５００の上面の電極部２５２０の表面と、これらに挟まれた接着フィルム２４００の貫通孔２３２０とが、ディスク状空間を規定している。
　上面シール２２００は、流路セル２３００の上面に接着して封止する。この上に、ピペットポート２１００が配置される。
　ピペットポート２１００は、中心に流体インレット流路２１３０と、ピペット先端を受け、流体インレット流路２１３０へ続く、ピペット受け部２１３１とを有している。上面シール２２００は、ピペットポート２１００から流路セル２３００へ通じる流路インレット穴２２３０を有する。
　センサチップサポート２６００は、Ｏリング２７００を介して、廃液タンク２８００に押し付けられる。その上方にある流路セル２３００は、嵌合用爪２３８０を有し、これは、廃液タンク２８００の爪受け２８８０と嵌合する。これにより、接着により組み立てられた、ピペットポート２１００、上面シール２２００，流路セル２３００、接着フィルム２４００、センサチップ２５００、及びセンサチップサポート２６００は、廃液タンク２８００と密着される。
　ピペットポート２１００の流体インレット流路２１３０と、上面シール２２００の流路インレット穴２２３０と、流路セル２３００の流体インレット２３３０の上面開口とはアラインされている。これにより、ピペット（不図示）から導入された流体は、ピペットポート２１００の流体インレット流路２１３０、上面シール２２００の流路インレット穴２２３０、及び流路セル２３００の流体インレット２３３０を通り、ディスク状空間２３２０内に導入される。
　上面シール２２００のコンタクト開口２２６０と、流路セル２３００のコンタクト貫通孔２３６０と、接着フィルム２４００のコンタクト開口２４６０とは、センサチップ２５００のコンタクト端子２５６０の上部に配置されるようアラインされている。これにより、接続ピン（不図示）は、流体デバイス２０００の外部からこれらの開口及び貫通孔を通って、センサチップ２５００のコンタクト端子２５６０にアプローチし電気的に接続することができる。このように、センサチップ２５００の電極部２５２０を介して、導入された液体に対して、表面電気化学的な計測を行い、電気信号を取得することができる。
　流路セル２３００のディスク状空間２３２０から出た流体（廃液）は、流路セル２３００の流体アウトレット２３４０を取って上がり、流路セル２３００の上面にできた溝２３４１と上面シール２２００とによって封鎖されて形成された通路２３４１を通り、第二流体アウトレット２３４２を取って下方に導かれる。廃液はその後、接着フィルムの貫通孔２４４０とセンサチップサポート２６００の貫通孔２６４０を通り、廃液タンク２８００の廃液収容空間２８４０に落ち、ここで密封的に回収される。
　上面シール２２００の空気開口２２７０と、流路セル２３００の空気貫通孔２３７０と、接着フィルム２４００の空気開口２４７０と、センサチップサポート２６００の空気貫通孔２６７０とはアラインされている。すなわち、廃液タンク２８００の廃液収容空間２８４０と、流体デバイス２０００との外部とは流体連結され、空気ベントを形成する。これにより、廃液収容空間２８４０への廃液の導入にともない、Ｏリング２７００によって密封された廃液収容空間２８４０の内部にあった空気は外部へ逃げることができる。言い変えれば、廃液は、廃液タンク２８００内の収容空間２８４０に流れることができる。
＜比較例：ストレート型流路＞
　図９に、比較例として、ストレート型流路を有する流体デバイス１２００の上面図を示す。ただし、実線と破線は、上面から見えているか否かに対応すると解釈されるものでなく、流体デバイス１２００の内部のコンポーネントの構成を模式的に示しているに過ぎない。
　流体デバイス１２００は、本体１２１０の内部に、ストレート（直線状）空間１２２０を有している。ストレート空間１２２０の端部付近に、流体インレット１２３０と流体アウトレット１２４０とが形成されている。流体インレット１２３０と流体アウトレット１２４０とは、本体１２１０又はストレート空間１２２０の平面に対して垂直に形成されている。流体は、流体インレット１２３０からストレート空間１２２０に導入され、ストレート空間１２２０内をその長手方向に流れ、ストレート空間１２２０を充填し、流体アウトレット１２４０から外部へ導出される。
　ストレート空間１２２０には、その長手方向に延びたセンシング電極１２２１，１２２２，１２２３が配置されている。本比較例では、センシング電極は、三電極を有する電気化学測定用電極である。センシング電極は、作用電極１２２１，参照電極１２２２及び対極１２２３を有している。これらの電極は、引き出し線を介して、対応する接続端子１２６１，１２６２，１２６３に接続されている。接続端子は、本体１２１０の外面に露出していて、外部から電気的な接続を形成することができる。
＜ディスクタイプとストレートタイプとの比較＞
　一般にストップフロー方式をとるセンシングデバイスにおいて、測定液が低容量の場合はセンシング性能が落ちると認識されている。その一つの原因は、ストップフロー方式では、常に測定液が供給され続けるフロー方式に比べ、前液で満たされた測定空間内を測定液で完全に置換しにくく、そして混入した気泡を排除しにくいことであると推測される。そこで、本実験例では、ディスク状流路とストレート型流路とを、導入する液体の量、特に低容量でのセンシング性能を比較した。使用したデバイスの構成は以下の通りである。
　ディスク状流路は、図７に示すものと同様の構成を有していた。ディスク状空間の形状は、直径６．０ｍｍ×高さ０．３ｍｍであった。したがって、内部空間の容積は、約８．４８ｍｍ３＝８．４８μＬであった。この空間内部の底面には、図７に示すものとほぼ同様の構成を有する三電極が配置されていた。
　一方、ストレート型流路は、長さ２０．５ｍｍ×幅３．０ｍｍ×高さ０．３ｍｍの内部空間を有していた。したがって、内部空間の容積は、約１８．４５ｍｍ３＝１８．４５μＬであった。この空間内部の底面には、図９に示すものとほぼ同様の構成を有する三電極が配置されていた。
　この電極の上に、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）との架橋により固定されたフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ（ＦＡＯＤ）を有する酵素膜が形成されていた。
　まず、ＨＥＰＥＳ溶液（1０ｍＭ　ＨＥＰＥＳ，　１５０ｍＭ　ＮａＣｌ，　微量の防腐剤，　ｐＨ８．０）を準備した。そのＨＥＰＥＳ溶液に、ＦＫ（フルクトシルリジン）１４～１５μＭを溶解した溶液を測定液として準備した。各流路をＨＥＰＥＳ溶液で充填し、測定に向けて酵素膜の状態を整えた。その後、測定液を複数の量（５０から１０００μＬ）で、ピペット操作により、それぞれの流路デバイスに導入し、その際に、電極から出力される電流の経時変化を測定した。以下に示すグラフでは、溶液導入から所定時間（約１２０秒）後の電流値を採用した。
　図１０に、それぞれのデバイスで、溶液の量（横軸）に対して得られた電流値（縦軸）を示す。図１０では、電流値を、１０００μＬ（１ｍＬ）での値を１００％として正規化している。
　ストレート型流路では、容量が少なるに従い、特に４００μＬ以下では、大幅に出力が落ちた。すなわち、低容量において、出力の減少が認識された。一方、ディスク型流路では、２００μＬ以下で出力の減少が観測されたが、５０μＬにおいても、出力減少は７％程度であった。ディスク型流路は、ストレート型流路で見られた、低容量における重大な出力減少の問題は認識されなかった。このように、ディスク型流路は、低容量の導入溶液に対しても高いセンシング性能を有していることがわかった。
　以下一つの解釈として、上記結果を考察する。ストレート型流路内では、導入された測定液は、流体力学的に、流路中心部（幅方向の中心部）が最も流れやすいと考えられる。すなわち、十分な量の溶液が導入された場合（例えば、１０００μＬ）では、流路内の全容量のＨＥＰＥＳ液が、測定液によって入れ替わったと考える。しかし、十分な量の溶液が導入されなかった場合（例えば、４００μＬ以下）では、流路内の全容量のＨＥＰＥＳ液が、測定液によって入れ替わらなかったと考える。そのため、測定液は、電極の全面積の一部のみと接触することになった。それが、測定電流の低下につながったと考えられる。この状況は、導入量が小さくなればなるほど、悪化すると考えられ、これは図１０の実験結果の傾向と一致する。換言すれば、ストレート型流路の溶液の変換効率は低く、ディスク状流路は、これに対して高い変換効率を有している。
　また、低い溶液変換効率は、前の溶液が残存しているということである。これは、２つの異なる流体が接触しておきる現象であるから、溶液の変換効率、すなわちセンシング出力のばらつきの原因になり得る。実際に、発明者らは、ストレート型流路ではそのようなばらつきを観測している。一方、ディスク状流路は、変換効率が高く、ある程度の前の溶液の残存を許容しつつ、出力のばらつきを起こしにくい。
　このように、ディスク状流路は、低容量の導入測定溶液に対して、高い溶液変換効率を有し、高感度及び／又は高安定性の測定を可能にする。
　以上の考察は一例であり、実験結果の解釈は他にあり得る。本開示は、他の科学的技術的解釈、考察、理論などを排他するものではない。
＜ディスク状空間の高さの影響＞
　本実施例では、ディスク状流路の高さの、出力電流特性に与える影響を調べた。内部空間のサイズとして、直径６．０ｍｍ、高さ０．１ｍｍ、０．２８ｍｍ、０．６ｍｍ及び１．０ｍｍを有する流路デバイスを準備した。この空間内部の底面には、図７に示すものとほぼ同様の構成を有する三電極が配置された。
　この電極の上に、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）との架橋により固定されたフルクトシルアミノ酸オキシダーゼ（ＦＡＯＤ）を有する酵素膜が形成された。当該酵素膜は、２５μｍ程度の厚さを有し、内部空間の高さの精度より小さいものであった。このように４種類の流路デバイスは、同じ底面の形状及び面積と、同じ酵素膜とを有し、異なる内部空間の高さを有していた。
　図１０に示した実験と同様に、ＨＥＰＥＳ溶液を準備した。溶媒としてのそのＨＥＰＥＳ溶液に、基質としてのＦＫ２０μＭを溶解した溶液を基質液として準備した。各流路をＨＥＰＥＳ溶液で充填し、測定に向けて酵素膜の状態を整えた。その後、基質液１００μLをピペット操作により、それぞれの流路デバイスに導入し、その際に、電極から出力される電流の経時変化を測定した。
　図１１に、各流路デバイスに関して得られた、基質液導入（時刻ｔ＝０）からの出力電流の時間変化を示す。各高さで複数の流路デバイスを準備し、測定を行ったが、図１１には、それぞれ１つの例が示されている。高さ０．１ｍｍのデバイスは、最も高い最大出力（約２８ｎＡ）と、最も速い最大出力到達時間（約５８秒）を示したが、最大出力が維持される時間は僅かであった。高さ０．２８ｍｍのデバイスは、それより低い最大出力（約２４ｎＡ）と、より遅れた最大出力到達時間（約１２０秒）を示したが、最大出力が維持される時間は極端に長くなった。高さ０．６ｍｍのデバイスと高さ１．０ｍｍのデバイスとは、より低い最大出力とより遅れた最大出力到達時間を示したが、最大出力が維持される時間は、０．２８ｍｍのそれと比べて更に長かった。図１２に、ディスク状空間の高さと最大出力の維持時間との関係を示す。
　図１１に示す、高さ０．６ｍｍのデバイスは、高さ１．０ｍｍのデバイスと比べて、ほんの僅かに低い最大出力電流を示した。しかし、両者の間に実質的な差は認められなかった。すなわち、０．６ｍｍ以上の高さでは、特性にほぼ変化はないと推測される（図１２を参照。）。もちろん、高さが極端に大きくなれば、これらの特性の傾向は変わり得る。例えば、高さは、１ｍｍ以下であってもよい。測定の容積を小さく抑えることができる。また、気泡の混入などを抑制することができる。
　論理的には、最も高い最大出力電流を示した高さ０．１ｍｍのデバイスは、最も高い測定感度を有すると考えられる。しかし、高さ０．６ｍｍのデバイスと高さ１．０ｍｍのデバイスが示した最大出力電流は、本開示のデバイスにとって十分な測定感度をもたらす。流路デバイスへの基質液の導入のタイミング、送液速度などのばらつきによって、最大出力電流の時刻はばらつく。すなわち、最大出力電流が維持される時間が長いことは、測定結果の安定性にとって有利である。例えば、流路デバイスへの基質液の導入が、測定時刻の計算の起点となり得る。例えば、流路デバイスへの基質液を導入した測定時刻から一定時間後の電流値を測定値として採用してもよい。図１２に、流路デバイスの高さと、最大出力の維持時間との関係を表す。最大出力電流を与えた時刻から、電流データのばらつきの最大値である１．２ｎＡだけ下がった電流値を示した時刻までの時間を、最大出力の維持時間として計算した。
　高さ０．６ｍｍのデバイスと高さ１．０ｍｍのデバイスは、ほぼ１００秒前後の最大出力の維持時間を与えた。実際には、最大出力電流は安定であるため、この計算された維持時間の誤差は大きい。また上記のとおり、本実施例では高さ０．６ｍｍのデバイスと高さ１．０ｍｍのデバイスとの間には、多少の差があったが、全体的には同じ特性を示すことが分かっている。したがって、上記の通り、０．６ｍｍ以上の高さでは、最大出力の維持時間にほぼ変化はないと推測される（図１２）。
　他方、高さ０．１ｍｍから０．６ｍｍへは、最大出力の維持時間は、ほぼ線形に単調増加していた（図１２）。例えば、この時間が１分（６０秒）あれば、測定を安定的に行うことができる。高さ０．２８ｍｍは、ほぼ６０秒の最大出力の維持時間を示しているので、これは実質的に十分であると考えられる。したがって、いくつかの実施形態では、内部空間の高さは、０．２８ｍｍ以上であってもよい。また、高さ０．３ｍｍは、ほぼ６０秒の最大出力の維持時間を与えることができる。したがって、いくつかの実施形態では、内部空間の高さは、０．３ｍｍ以上であってもよい。内部空間の高さは、０．４ｍｍ、０．５ｍｍなどの値、又はそれより大きくてもよい。
　なお、本実施例では、酵素膜の厚さは、上述のとおり、約２５μｍであったが、発明者らは、同様の傾向を１０μｍ～３５μｍでも確認している（不図示）。 酵素膜の厚さが１０μｍ未満の場合、出力電流値は急激に変化し、その安定性は低かった。一方、酵素膜の厚さが４０μｍの場合、酵素膜の中での基質の拡散が遅く、電流測定が非効率的であった。
　最大出力時間が短いことは、多くの場合、電流値が、最大出力電流の時刻の後、急激に降下することを意味する。酵素膜の特性のバラつきは、製造工程上ある程度生じる。電流の急激な変化をもたらす構成は、測定上、再現性を低下させる要因となり得る。したがって、ある程度の最大出力電流の維持時間を有することは、少なくとも高い再現性のためには有意義である。最大出力時間が長いことは、酵素膜への基質の拡散／供給速度、又は酵素膜内の基質の濃度勾配が一定である時間が長いことを意味する。したがって、高い再現性を得ることができる。さらには、出力電流カーブに基づいて得られるＧＡ値の測定値の精度も高くなる。
　出力電流特性（電流の時間変化／カーブ、波形データなどともよばれる。）からＧＡ値を計算する方法は種々あり得る。例えば、基質液のデバイス空間内への導入時刻から所定の時刻での電流値を取得してもよい。例えば、電流カーブ上の複数の電流値を選択し、又は取得してもよい。例えば、電流カーブから統計値を求めてもよい。例えば、複数の時刻での電流値からある統計値を求めてもよい。一つ又は複数の統計値に基づいて、ＧＡ値を計算してもよい。例えば、最大出力電流値とそこの前後１０秒での電流値とに基づいてＧＡ値を求めてもよい。例えば、出力電流カーブによって与えられる面積に基づいてＧＡ値を求めてもよい。これらは、例示であり、他の計算手法を採用することもできる。
　本開示は、以下の実施形態を含む：
Ａ００１
　内部に流体を収容するディスク状空間を有するデバイス本体；
　前記ディスク状空間の実質的に円周部の０時の位置で、接線方向に前記流体を導入するように構成された流体インレット；及び
　前記ディスク状空間の実質的に円周部の６時から１２時の位置で、前記流体を前記空間から導出するように構成された流体アウトレット；
を備える流体デバイス。
Ａ０１１
　実施形態Ａ００１に記載の流体デバイスであって、
　前記流体アウトレットは、前記ディスク状空間の実質的に円周部の７時から１２時の位置で、前記流体を前記空間から導出するように構成された、
流体デバイス。
Ａ０１２
　実施形態Ａ０１１に記載の流体デバイスであって、
　前記流体アウトレットは、前記ディスク状空間の実質的に円周部の９時から１２時の位置で、前記流体を前記空間から導出するように構成された、
流体デバイス。
Ａ０１３
　実施形態Ａ００１からＡ０１２のいずれか一項に記載の流体デバイスであって、
　前記流体アウトレットは、前記ディスク状空間の、前記インレットより反時計方向の位置（流体の流れの上流側）に配置されている、
流体デバイス。
Ａ０２１
　実施形態Ａ００１からＡ０１３のいずれか一項に記載の流体デバイスであって、
　前記ディスク状空間の容積は、１μＬ～１００μＬである、
流体デバイス。
Ａ０２２
　実施形態Ａ０２１に記載の流体デバイスであって、
　前記ディスク状空間の容積は、３～２０μＬである、
流体デバイス。
Ａ０２３
　実施形態Ａ０２１に記載の流体デバイスであって、
　前記ディスク状空間の高さは、０．２８ｍｍ、０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍ、および０．６ｍｍのいずれか又はそれより大きい、
流体デバイス。
Ａ０２５
　実施形態Ａ００１からＡ０２３のいずれか一項に記載の流体デバイスであって、
　前記ディスク状空間の容積と前記流体インレットの容積との合計は、２μＬ～２００μＬである、
流体デバイス。
Ａ０２６
　実施形態Ａ０２５に記載の流体デバイスであって、
　前記ディスク状空間の容積と前記流体インレットの容積との合計は、６μＬ～４０μＬである、
流体デバイス。
Ａ０２７
　実施形態Ａ００１からＡ０２６のいずれか一項に記載の流体デバイスであって、
　流体インレットの容積は、実質的に、ディスク状空間の容積の５０％、１００％、１５０％、又は２００％である、
流体デバイス。
Ａ０３１
　実施形態Ａ００１からＡ０２７のいずれか一項に記載の流体デバイスであって、
　前記ディスク状空間の内壁にセンサ
を更に備える流体デバイス。
Ａ０３２
　実施形態Ａ０３１に記載の流体デバイスであって、
　前記センサは、バイオセンサである、
流体デバイス。
Ａ０３３
　実施形態Ａ０３１又はＡ０３２に記載の流体デバイスであって、
　前記センサは、電極を有する、
流体デバイス。
Ａ０３４
　実施形態Ａ０３３に記載の流体デバイスであって、
　前記電極は過酸化水素電極を有する、
流体デバイス。
Ａ０３５
　実施形態Ａ０３４に記載の流体デバイスであって、
　前記センサは、前記過酸化水素電極の上に酵素膜を更に備える、
流体デバイス。
Ａ０３６
　実施形態Ａ０３５に記載の流体デバイスであって、
　前記酵素膜は酸化酵素を含む、
流体デバイス。
Ａ０３７
　実施形態Ａ０３６に記載の流体デバイスであって、
　前記酸化酵素はＦＡＯＤである、
流体デバイス。
Ａ０３８
　実施形態Ａ０３５からＡ０３７のいずれか一項に記載の流体デバイスであって、
　前記酵素膜はプロテアーゼを含む、
流体デバイス。
Ａ０３９
　実施形態Ａ０３６に記載の流体デバイスであって、
　前記酸化酵素はグルコースオキシダーゼである、
流体デバイス。
Ａ０４１
　実施形態Ａ０３１からＡ０３９のいずれか一項に記載の流体デバイスであって、
　前記センサは、タンパク質センサである、
流体デバイス。
Ａ０４２
　実施形態Ａ０４１に記載の流体デバイスであって、
　前記センサは、グリコアルブミンセンサ及び／又はアルブミンセンサを備える、
流体デバイス。
Ａ０５１
　実施形態Ａ０３１からＡ０４２のいずれか一項に記載の流体デバイスであって、
　ディスク状空間の外側に光学センサを備える又はディスク状空間の外側の光学センサと組み合わされるように構成された、流体デバイス。
Ａ０６１
　実施形態Ａ００１からＡ０５１のいずれか一項に記載の流体デバイスであって、
　ストップフロー流体デバイスである流体デバイス。
　以上、本開示の幾つかの実施形態及び実施例について説明したが、これらの実施形態及び実施例は、本開示を例示的に説明するものである。例えば、上記各実施形態は本開示を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必要に応じて寸法、構成、材質、回路を追加変更してもよい。なお、上記に挙げた本開示の一又は複数の特徴を任意に組み合わせた実施形態も本開示の範囲に含まれる。特許請求の範囲は、本開示の技術的思想から逸脱することのない範囲で、実施形態に対する多数の変形形態を包括するものである。したがって、本明細書に開示された実施形態及び実施例は、例示のために示されたものであり、本開示の範囲を限定するものと考えるべきではない。
 
 

Claims (17)

  1. 　内部に流体を収容するディスク状空間を有するデバイス本体；
    　前記ディスク状空間の実質的に円周部の０時の位置で、接線方向に前記流体を導入するように構成された流体インレット；及び
    　前記ディスク状空間の実質的に円周部の６時から１２時の位置で、前記流体を前記空間から導出するように構成された流体アウトレット；
    を備える流体デバイス。
  2. 　請求項１に記載の流体デバイスであって、
    　前記流体アウトレットは、前記ディスク状空間の実質的に円周部の７時から１２時の位置で、前記流体を前記空間から導出するように構成された、
    流体デバイス。
  3. 　請求項２に記載の流体デバイスであって、
    　前記流体アウトレットは、前記ディスク状空間の実質的に円周部の９時から１２時の位置で、前記流体を前記空間から導出するように構成された、
    流体デバイス。
  4. 　請求項１に記載の流体デバイスであって、
    　前記流体アウトレットは、前記ディスク状空間の、前記インレットより反時計方向の位置（流体の流れの上流側）に配置されている、
    流体デバイス。
  5. 　請求項１に記載の流体デバイスであって、
    　前記ディスク状空間の容積は、１μＬ～１００μＬである、
    流体デバイス。
  6. 　請求項５に記載の流体デバイスであって、
    　前記ディスク状空間の高さは、０．３ｍｍ以上である、
    流体デバイス。
  7. 　請求項１に記載の流体デバイスであって、
    　前記ディスク状空間の容積と前記流体インレットの容積との合計は、２μＬ～２００μＬである、
    流体デバイス。
  8. 　請求項１記載の流体デバイスであって、
    　流体インレットの容積は、実質的に、ディスク状空間の容積の５０％、１００％、１５０％、又は２００％である、
    流体デバイス。
  9. 　請求項１に記載の流体デバイスであって、
    　前記ディスク状空間の内壁にセンサ
    を更に備える流体デバイス。
  10. 　請求項９に記載の流体デバイスであって、
    　前記センサは、バイオセンサである、
    流体デバイス。
  11. 　請求項１０に記載の流体デバイスであって、
    　前記電極は過酸化水素電極を有する、
    流体デバイス。
  12. 　請求項１１に記載の流体デバイスであって、
    　前記センサは、前記過酸化水素電極の上に酵素膜を更に備える、
    流体デバイス。
  13. 　請求項１２に記載の流体デバイスであって、
    　前記酵素膜は、ＦＡＯＤ及びプロテアーゼを含む、
    流体デバイス。
  14. 　請求項１２又は１３に記載の流体デバイスであって、
    　前記酵素膜はグルコースオキシダーゼを含む、
    流体デバイス。
  15. 　請求項１０に記載の流体デバイスであって、
    　前記センサは、グリコアルブミンセンサ及び／又はアルブミンセンサを備える、
    流体デバイス。
  16. 　請求項１に記載の流体デバイスであって、
    　ディスク状空間の外側に光学センサを備える又はディスク状空間の外側の光学センサと組み合わされるように構成された、流体デバイス。
  17. 　請求項１に記載の流体デバイスであって、
    　ストップフロー流体デバイスである流体デバイス。

     
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10507837A (ja) * 1995-04-21 1998-07-28 ヘモク アクチボラゲット 毛管マイクロキュベット
JP2004219325A (ja) * 2003-01-16 2004-08-05 Ntt Advanced Technology Corp 電気化学オンライン型バイオセンサ及びその製造方法
WO2004074846A1 (ja) * 2003-02-19 2004-09-02 Japan Science And Technology Agency 血液分析装置及び血液分析方法
WO2006044841A2 (en) * 2004-10-18 2006-04-27 Applera Corporation Fluid processing device including size-changing barrier
JP2018524608A (ja) * 2015-05-28 2018-08-30 ピクセル メディカル テクノロジーズ リミテッドＰｉｘｃｅｌｌ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｌｔｄ 流体試料分析システム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10507837A (ja) * 1995-04-21 1998-07-28 ヘモク アクチボラゲット 毛管マイクロキュベット
JP2004219325A (ja) * 2003-01-16 2004-08-05 Ntt Advanced Technology Corp 電気化学オンライン型バイオセンサ及びその製造方法
WO2004074846A1 (ja) * 2003-02-19 2004-09-02 Japan Science And Technology Agency 血液分析装置及び血液分析方法
WO2006044841A2 (en) * 2004-10-18 2006-04-27 Applera Corporation Fluid processing device including size-changing barrier
JP2018524608A (ja) * 2015-05-28 2018-08-30 ピクセル メディカル テクノロジーズ リミテッドＰｉｘｃｅｌｌ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｌｔｄ 流体試料分析システム

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