サンプル処理装置
サンプルを処理するときに使用するための装置であって、上記装置は基板の表面に設けられた多数の変形可能なキャビティを有しており、キャビティの少なくとも一つはサンプルを受け入れるためのサンプルキャビティであり、多数の流路がキャビティを接続し、使用時に、サンプルを選択的に一つ以上の物質と結合させるように、キャビティを選択的に変形させるものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はサンプル処理装置及びその処理方法に関し、特に、指示薬試験で使用するサンプルを調製するための装置および方法に関し、指示薬試験を実行するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願明細書において、先行技術文献（またはその文献から引用される知見）または公知の事項を引用したとしても、その先行技術文献または公知の事項が本発明に関連する分野の一般常識の一部であるということを認めたのではなく、承認したのでもなく、示唆したのでもない。
【０００３】
研究設備から遠く離れた場所において指示薬試験を実行したいという要望が高まっている。この試験には、例えば、感染、病気、環境汚染、および環境における病原菌を探知することなどの試験をする能力が含まれる。そのような遠隔地での試験を実行するための現在の対処法は、遠隔地でサンプリングして中央で分析するか又は携帯用の試験設備を使用するかのいずれかである。
【０００４】
中央で分析する場合、これは集められたサンプルに依存する。それから、処理のために中央の試験設備へ戻される。それから、適切な個々の試験結果が通知される。この方法は、既存の試験設備を使用し、複雑で高価な付加的な機器を必要としないが、多くの欠点がある。
【０００５】
まず、上記方法では、サンプルを中央の試験設備へ搬送する必要がある。その場合、結果を得るまでに、調製および／又は分析のために相当の時間が必要である。病気または飲料水で伝染する汚染物を追跡する場合、素速く結果を得ることが重要である。それゆえ、上記方法は現実的な解決手段ではない。
【０００６】
第二、サンプルの搬送による時間の遅れが問題とならない場合でも、サンプルを集めてこれを搬送のために調製するプロセスに固有の問題がある。例えば、サンプルが汚染されていないこと、または、サンプリングプロセスもしくは引き続くサンプル処理プロセスの結果として、サンプルが汚染されていないことを確認することが重要である。さらに、分析が実行されるまで、サンプルを生存させておくか又は安定した状態におくように、サンプルを取り扱うことが必要である。
【０００７】
適当な容器にサンプルを集め、集められたサンプルを処理するために必要とされる物質を添加するために、標準的なサンプル収集技術では個々の収集を実行する必要がある。個々にサンプルを収集するには熟練した技術を必要とするので、現実的な解決手段ではない。
【０００８】
その場で試験を実行できるようにする携帯用の試験設備はあるけれども、そのような設備は一般に高価で、取り扱いが複雑で難しい。そのような携帯用の試験設備は試験を実行する場所でしばしば熟練したオペレータを必要とし、実行可能な解決手段ではない。
【０００９】
特許文献１は、診断で使用するための模様のついた複数の配列または複数の特定の表面を製造することを記載している。そのシステムは、関心のある対象を探知または測定するための電気−化学冷光法を使用している。しかしながら、これは複雑な試験器具の使用が必要であるから、すべての環境での使用には適しておらず、訓練を受けたオペレータが必要である。
【００１０】
特許文献２は、流体または流体状材料の少量サンプルに対する化学的、物理学的または生物学的試験のための試験ストリップ装置を記載している。その装置は、その内部に不活性の液体の薄い層で完全に満たされた溝を有する、薄くて平坦で中空の柔軟性のあるストリップで形成されている。操作時に、少量の流体がストリップの頭部に導入され、その頭部がつねられて泡が形成されるか、ぶつぶつの状態にされる。そのつねり線がストリップの長さ方向に沿って形成され、その前方にぶつぶつが形成される。ぶつぶつが管に発生するとき、ぶつぶつは異なる部位を通過しながら、化学的、物理学的または生物学的探知作業に供される。管の一方の側が好ましくは透明であれば、その作業の結果を見ることができる。しかし、これは、作業を制限することになる。その結果、実行できる複雑な試験が制限される。それによって、使用できる装置の適用範囲が厳しく制限されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第６２０７３６９号明細書
【特許文献２】米国特許第４０６５２６３号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第一の実施形態において、サンプルの処理に使用する装置を提供する。その装置は、ａ）基板と、ｂ）少なくとも一つのキャビティはサンプルを受け入れるためのサンプルキャビティである、上記基板の表面に形成された変形可能な多数のキャビティと、ｃ）使用時に、キャビティが選択的に変形することによってサンプルを選択的に一つ以上の物質と結合させるように、キャビティを接続する多数の流路とを有している。
【００１３】
一般的に、サンプルキャビティは所定の容積を有している。
【００１４】
一般的に、サンプルキャビティは入口に接続されている。
【００１５】
一般的に、入口はサンプルがサンプルキャビティに吸収されるようにする、ウィックを有している。
【００１６】
一般的に、物質とサンプルは少なくとも一つの第一キャビティに選択的に供給される。それによって、ａ）サンプルを処理すること、ｂ）指示薬試験で使用するためにサンプルを調製をすること及びｃ）指示薬試験を実行することの中の少なくとも一つが行われる。
【００１７】
一般的に、装置は、ａ）サンプル処理キャビティ、ｂ）サンプル保存キャビティおよびｃ）指示薬キャビティの中の少なくとも一つとして作用する少なくとも一つの第一キャビティを有している。
【００１８】
一般的に、流路は、少なくとも二つの経路を形成するようにキャビティを互いに接続し、各経路は第一キャビティに接続され、使用時にキャビティが選択的に変形することによって所定の順序で第一キャビティに物質が供給される。
【００１９】
一般的に、装置は、第二キャビティに物質が供給されるようにする流路を介して少なくとも一つの第一キャビティに接続された少なくとも一つの第二キャビティを有している。
【００２０】
一般的に、第二キャビティは、ａ）固定化剤、ｂ）中和剤、ｃ）カオトロピック薬剤およびｄ）保存剤の中の少なくとも一つを含んでいる。
【００２１】
一般的に、指示薬試験の結果を表示するように、センサが使用される。
【００２２】
一般的に、上記センサは第一キャビティに設けられる。
【００２３】
一般的に、装置は、探知器具にセンサを接続するためのコネクタを有している。上記探知器具は、ａ）指示薬試験の実行中または実行後の測定、ｂ）指示薬試験の結果およびｃ）他のセンサによって測定された条件の中の少なくとも一つを探知するためのものである。
【００２４】
一般的に、装置は、ａ）指示薬試験の実行中または実行後の測定、ｂ）指示薬試験の結果およびｃ）他のセンサによって測定された条件の中の少なくとも一つを表示するデータを蓄えるために、センサに接続されたメモリを有している。
【００２５】
一般的に、装置は、上記メモリにデータを蓄えるための処理を実行する。
【００２６】
一般的に、センサは、表示するために、反応に応答する指示薬物質を有している。
【００２７】
一般的に、流路は、少なくとも二つの経路を形成するように、キャビティを互いに接続する。
【００２８】
一般的に、装置は、少なくとも３つの経路を有している。
【００２９】
一般的に、経路は、平行、直列、枝構造および樹木構造の中の少なくとも一つの形態で配置される。
【００３０】
一般的に、少なくとも一つのキャビティおよび流路は、基板上に設けられたカバー層から形成される。
【００３１】
一般的に、上記カバー層は シリコーンから形成される。
【００３２】
一般的に、上記カバー層は、少なくとも部分的に、真空成形または射出成形によって形成される。
【００３３】
一般的に、上記基板は、ガラス繊維を織ったもの及びエポキシ樹脂から形成される。
【００３４】
一般的に、装置は、キャビティが変形される順序を表示するための少なくとも一つの指示薬を有している。
【００３５】
一般的に、装置は、物質およびサンプルの中の少なくとも一つについて、加熱および冷却の中の少なくとも一つの操作をするための少なくとも一つのキャビティを有している。
【００３６】
一般的に、装置は、ａ）キャビティを加熱するための加熱メカニズムおよびｂ）キャビティを冷却するための冷却メカニズムの中の少なくとも一つを有している。
【００３７】
一般的に、流路の少なくとも一つは、ａ）流量コントローラ、ｂ）フィルタ、ｃ）弁、、ｄ）タービュレータ、ｅ）スプレーノズルおよびｆ）圧縮器の中の少なくとも一つを有している。
【００３８】
一般的に、変形可能なキャビティの少なくとも一つは、流体経路からキャビティを分離するための膜を有しており、上記膜は破裂してキャビティを変形させるものである。
【００３９】
一般的に、キャビティの少なくとも一つは、ａ）第一キャビティを洗浄するための洗浄液、ｂ）センサを校正するときに使用するための正の制御溶液およびｃ）センサを校正するときに使用するための負の制御溶液の中の少なくとも一つを有している。
【００４０】
一般的に、物質は、ａ）酵素、ｂ）緩衝塩およびｃ）溶媒の中の少なくとも一つを有している。
【００４１】
一般的、物質の少なくとも一つは、他の物質を混合することによって形成される。
【００４２】
一般的に、装置は、変形可能なキャビティを操作器具によって所定の順序で変形させるように、上記操作器具と協同するためのガイドを有している。
【００４３】
一般的に、装置は、キャビティまたは流路の中の少なくとも一つと接続されたガスリリーフ弁を有している。
【００４４】
一般的に、装置は少なくとも一つの圧力管理経路を有している。
【００４５】
一般的に、装置は、変形されたキャビティの下流側から変形されたキャビティの上流側へ流体または空気を搬送するために、下流のキャビティから上流のキャビティへ伸びている少なくとも一つの圧力管理経路を有している。
【００４６】
一般的に、少なくとも一つの圧力管理経路は、廃棄キャビティからサンプルキャビティへ 伸びている。
【００４７】
本発明の第二の実施形態において、サンプル処理装置を使用してサンプルを処理するときに使用するための器具を操作するための操作器具を提供する。上記サンプル処理装置は、基板上に配置された多数の変形可能なキャビティを有しており、使用時に、キャビティを選択的に変形させて、物質およびサンプルを選択的に結合させるものであって、上記操作器具は、ａ）器具を支持するためのサポートと、ｂ）少なくとも一つのアクチュエータと、ｃ）上記アクチュエータを選択的に作動させて上記キャビティを所定の順序で変形させるためのアクチュエータの駆動装置とを有している。
【００４８】
一般的に、操作器具は、キャビティを選択的に変形させるための少なくとも一つのアクチュエータを制御するためのコントローラを有している。
【００４９】
一般的に、操作器具は、サンプル処理装置に設けられた識別子を探知するために上記コントローラに接続されたセンサを有している。
【００５０】
一般的に、操作器具は、ａ）指示薬試験の実行中または実行後の測定およびｂ）指示薬試験の結果の中の少なくとも一つを探知するためにセンサに接続するための探知器具を有している。
【００５１】
一般的に、操作器具は、サンプル処理装置に設けられたセンサに探知器具を接続するための少なくとも一つのコネクタを有している。
【００５２】
一般的に、探知器具はコントローラの一部を形成する。
【００５３】
一般的に、アクチュエータはローラを有し、上記駆動装置は該ローラを操作器具に沿って移動させ、それによってキャビティを変形させる。
【００５４】
一般的に、ローラはキャビティを選択的に変形させるような外形である。
【００５５】
一般的に、サポートは第二ローラから形成され、第一および第二ローラは器具を受け入れるためのニップを画定する。
【００５６】
一般的に、サポートはサポート表面から形成され、上記サポート表面は、ａ）操作器具を整列すること及びｂ）アクチュエータを支持することの中の少なくとも一つを実行するために少なくとも一つのガイドを有している。
【００５７】
一般的に、アクチュエータは軸に回転可能に装着されたローラを有しており、ガイドに平行な方向に上記軸が移動可能なように、上記軸はサポート表面に沿って伸びる上記ガイド上に支持されている。
【００５８】
一般的に、駆動装置は、軸を移動させるように、上記軸に作動可能に接続されたステップモータを有している。
【００５９】
一般的に、ステップモータはサポート表面に装着されたアームによって支持された２つのローラの周りに沿って運ばれるエンドレス部材を駆動するためのものである。
【００６０】
一般的に、操作器具は、ａ）多数のサンプル処理装置を支持するための第二サポート表面およびｂ）上記サポート表面に選択的にサンプル処理装置の一つを搬送するための積層アクチュエータを有している。
【００６１】
一般的に、操作器具は、積層されている多数のサンプル処理装置を支持するためのサポートを有している。
【００６２】
一般的に、操作器具は、サンプル処理装置の入口にサンプルを供給するための出口を備えたサンプル供給器具を有している。
【００６３】
一般的に、アクチュエータは、サンプル供給器具からサンプルを受け取ることができるように、入口を出口に接続するためのものである。
【００６４】
一般的に、操作器具は、ａ）指示薬試験結果を受け取ること、ｂ）指示薬試験結果を解釈すること、ｃ）指示薬試験結果を確定すること及びｄ）指示薬試験結果を報告することの中の少なくとも一つを実行することができる。
【００６５】
一般的に、操作器具は、多数のサンプル処理装置を保持および加工することができる。
【００６６】
一般的に、操作器具は、ａ）実行される指示薬試験を決定すること及びｂ）指示薬試験を実行するためのものである。
【００６７】
本発明の第三の実施形態において、サンプル処理装置を使用してサンプルを処理するときに使用するための方法を提供する。上記装置は、基板の表面に設けられた多数の変形可能なキャビティを有している。キャビティの少なくとも一つはサンプルを受け入れるためのサンプルキャビティであり、多数の流路がキャビティを接続する。当該方法は、サンプルを選択的に一つ以上の物質と結合させるように、キャビティを選択的に変形させるものである。
【００６８】
本発明の第四の実施形態において、操作器具およびサンプル処理装置を使用してサンプルを処理する方法を提供する。サンプル処理装置は、使用時に、キャビティの選択的な変形が物質およびサンプルを選択的に結合させるように、基板上に設けられた多数の変形可能なキャビティを有している。操作器具は器具を支持するためのサポートおよび少なくとも一つのアクチュエータを有している。上記方法は、キャビティを所定の順序で変形させるように、上記アクチュエータを選択的に作動させるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１Ａ】図１Ａは、サンプルを処理するとき及び／または指示薬試験を実行するときに使用するためのサンプル処理装置の一例の概略平面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａのキャビティの一つの概略側面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、中間層が設けられるときの図１Ａのキャビティの一つの概略側面図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、メモリおよびデータ処理機能を一つにまとめたサンプル処理装置の一例の概略平面図である。
【図２Ａ】図２Ａは図２Ｂおよび図２Ｃとともに、図１Ａに示す２つのキャビティの間で流体を搬送するプロセスの一例を示す概略図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは図２Ａおよび図２Ｃとともに、図１Ａに示す２つのキャビティの間で流体を搬送するプロセスの一例を示す概略図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは図２Ａおよび図２Ｂとともに、図１Ａに示す２つのキャビティの間で流体を搬送するプロセスの一例を示す概略図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、中間層から形成された破裂可能な膜の一例の概略図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは、図１Ａのキャビティの一つに含まれる破裂可能な小胞の一例の概略図である。
【図３Ａ】図３Ａは、圧力リリーフ弁を組み入れた装置の一例を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、圧力管理経路を組み入れた装置の一例を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、変形中の内部圧力を減少するような形状であるキャビティの概略平面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、変形中の内部圧力を減少するような形状であるキャビティの概略側面図である。
【図５】図５は、流体制御要素を組み入れた流路およびキャビティの一例の概略側面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、異なる経路構造の例を示す概略平面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、異なる経路構造の例を示す概略平面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、異なる経路構造の例を示す概略平面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、操作器具の一例の概略図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、操作器具の一例の概略図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図７Ａおよび図７Ｂの操作器具とともに使用するための器具の一例の斜視図である。
【図８Ａ】図８Ａは、操作器具の第二の例の概略図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、操作器具の第二の例の概略図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、図３Ｂのサンプル処理装置とともに使用するときの図８Ａの操作器具の概略図である。
【図８Ｄ】図８Ｄは、操作器具の第三の例の概略図である。
【図８Ｅ】図８Ｅは、操作器具の第三の例の概略図である。
【図８Ｆ】図８Ｆは、壁面を含むサンプル処理装置の一例の概略斜視図である。
【図８Ｇ】図８Ｇは、壁面を含むサンプル処理装置の一例の概略側面図である。
【図９】図９は、図８Ｅの操作器具のコントローラの操作の一例のフローチャートである。
【図１０Ａ】図１０Ａは、サンプル処理装置で使用するための外形を備えたローラの一例の概略図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、サンプル処理装置で使用するための外形を備えたローラの一例の概略図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、サンプル処理装置で使用するための外形を備えたローラの一例の概略図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、操作器具の第四の例の概略図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、操作器具の第四の例の概略図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、制御弁の操作の一例を示す概略図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、制御弁の操作の一例を示す概略図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、渦巻き状の流路を使用して流量を制御する操作の一例を示す概略図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、渦巻き状の流路を使用して流量を制御する操作の一例を示す概略図である。
【図１４】図１４は、ＤＮＡサンプルの処理に使用される装置の一例の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００７０】
本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。サンプルを処理するときに使用するためのサンプル処理装置の実施例が図１Ａおよび図１Ｂに示されている。当該装置によって、サンプルを処理するか、保存するか、保存のために調製するか、又は指示薬試験に使用するかの少なくとも一つを実行することができる。
【００７１】
この実施例において、サンプル処理装置１００は、多数のキャビティ１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０を有する基板１０１を備えている。多数のキャビティ同士は、多数の流路１２２、１２４、１２６、１２７、１２８および１２９を介して接続されている。
【００７２】
一実施例において、キャビティおよび／又は流路は、基板に設けられた材料の層１０２によって形成される。材料の層１０２は、流路およびキャビティを画定する突起部分を含んでいる。この形態の材料の層は、一般的にカバー層と称される。これは実施例であって、限定して解釈すべきでない。
【００７３】
サンプルを処理するときに使用される、試薬などの物質がキャビティ１１１ないし１２０又は流体の流路１２２、１２４、１２６、１２７、１２８および１２９の中で選択したものの中に設けられる。キャビティ１１１ないし１２０の中の少なくとも幾らかは、変形可能であり、キャビティ１１１ないし１２０の中の一つ以上を変形させることによって、サンプルを選択的に一つ以上の物質と結合させて、サンプルの処理を実行することができる。以下に詳細に記載するように、手または操作器具を使用して変形を実行することができる。
【００７４】
一実施例において、入口１６０を経て、または他の適切なメカニズムにより、サンプルは、キャビティ１１７のようなキャビティに供給される。他のキャビティ１１１ないし１２０又は流路１２２、１２４、１２６、１２７、１２８および１２９を適切に配置することによって、多数の異なる物質を互いに混合または結合すること及び／又は所定の順序でサンプルと混合または結合することができる。これによって、明確なサンプル処理のシナリオのために必要とされる一つ以上の反応を実行することができる。
【００７５】
かくして、例えば、サンプルが、引き続いて変形されるキャビティ１１７に供給され、そのサンプルはさらに処理されるために、キャビティ１１８に供給される。サンプルが処理される間、キャビティ１１１、１１３、１１５は押し下げられ、キャビティ１１２、１１４、１１６にそれぞれの溶液が形成される。例えば、指示薬試験を実行するため、又はサンプルを引き続く試験のために保存するために、溶液および処理されたサンプルをキャビティ１１２、１１４、１１６、１１８の選択的な変形によってキャビティ１１９に供給することができる。一実施例において、キャビティ１１９にさらに流体が供給されることによって、キャビティ１１９に供給される流体を代えることができる。それからキャビティ１１９が変形するので、以下に詳細に記載するように、廃棄物がキャビティ１２０に集められるか、又は処理されたサンプルがキャビティ１２０に保存される。
【００７６】
一般的に、基板およびカバー層はサンプル処理装置に使用される物質に対して化学的および生物学的に不活性である材料から製造される。異なる材料を異なる用途のサンプル処理装置のために使用することができる。
【００７７】
そこで、上記サンプル処理装置は、サンプル処理を実行するための単純なシステムを提供する。これは、指示薬試験を実行すること、又は引き続く試験のためのサンプルを調製することを含む。さらに、適当な材料からサンプル処理装置１００を形成することによって、サンプル処理装置を安価に製造することができる。サンプル処理装置を遠隔地および／又は大規模に配置することができるので、指示薬試験またはサンプルの収集および処理の実施が、以前の方法よりも実行しやすくなる。
【００７８】
上記したように、サンプルは多くの経路の中のいずれかを経て受け入れることができる。図１Ａの実施例において、サンプル処理装置１００は、点線１６０で示す入口を有している。入口１６０は、一般的に流体をキャビティ１１７に供給することができる一方向弁である。結局、サンプルはキャビティに供給されるけれども、サンプルを流路を経て供給することができる。サンプルを入口１６０を経てキャビティ１１７に注入することができ、他の方法としてサンプルを入口１６０を経てキャビティ１１７に挿入することもできる。また、入口１６０には、実験対象、環境などの源から流体を集めることができるように、ウィックまたはランスなどを設けることができる。さらに、ルアーロックポート (luer lock port) 、セプタ (septa)などを使用することもできる。
【００７９】
一実施例において、サンプルキャビティ１１７は、サンプルを受け入れることができるように、収縮できるような構造であることが分かる。しかし、サンプルキャビティ１１７を負圧下におくこともできる。そこで、例えば、入口を強く押して入口１６０を流体に浸してストッパをはずし、このようにして流体をキャビティ１１７に引き寄せることができる。一実施例において、適当なメカニズムによって作動することができる、登録商標がVacutainerである血液サンプリング装置に類似する方法でサンプルキャビティが作動することが分かる。その血液サンプリング装置は、サンプルキャビティ１１７を負圧下にして血液サンプルをサンプルキャビティ１１７もしくは流路内またはサンプルキャビティ１１７に接続された他のキャビティ内に引き寄せることができる。
【００８０】
サンプルキャビティ１１７は、所定容量のサンプルを受け入れることができるように所定容積を備えている。これによって、指示薬反応を正確に実行することができる。
【００８１】
キャビティの第一のものは、指示、保存または処理キャビティとして作用するために使用される（以下、第一キャビティと称する）。キャビティの第二のものは、保存、処理または廃棄キャビティとして作用するために使用される（以下、第二キャビティと称する）。これらのキャビティの作用は以下に詳細に記載される。
【００８２】
もし装置が指示薬試験を実行するために使用されるならば、これは、サンプル中の物質の存在、不存在もしくは比率、または反応の結果についての指示形態を提供するものである。反応の結果、色の変化などが起こるけれども、もちろん、そのような場合だけではない。
【００８３】
従って、サンプル処理装置１００が指示薬試験を実行するために使用されるとき、図１Ａの例では、第一キャビティはキャビティ１１９である。第一キャビティ１１９が指示計としての形態を備えることによって、試験の結果を確定することができるようになる。これは他の方法によっても達成することができる。
【００８４】
かくして、第一キャビティ１１９は、関心のある物質と混合されるとき視覚に訴える表示をするような物質を含むことができる。これには、第一キャビティ１１９に供給される物質のｐＨに応じて色が変化するｐＨ指示計のようなものが含まれる。
【００８５】
また、第一キャビティ１１９には、電子的な探知が実行できるようなメカニズムを組み込むことができる。一実施例において、図１Ａに示すように、探知器具１７０はコネクタ１３０を介して第一キャビティ１１９内に設けられたセンサ１３１に接続される。これによって、センサ１３１からの指示薬試験に関するデータを測定するために探知器具１７０を使用することができる。そのデータは指示薬試験の実行中または実行後における測定値を示すものであり、指示薬試験の結果および条件は他のセンサで測定することができる。その試験結果またはデータは、適当なユーザインタフェース、ディスプレイなどを使用して、ユーザに提示することができる。また、その試験結果を見ることができるようにしたり、保管したり、操作したりすることもできる。
【００８６】
一実施例において、センサ１３１は電極であり、第一キャビティ１１９内の物質のコンダクタンスを測定するために探知器具１７０を使用することができる。コンダクタンスは第一キャビティ１１９内の物質の濃度を指示するものであり、量的なアウトプットを提供することができる。また、別の適当な形態のセンサを使用することもできる。例えば、吸熱反応または発熱反応の反応率を測定するために温度センサを使用することができる。
【００８７】
探知器具１７０はセンサの特性に依存する。例えば、探知器具１７０は、測定される物質のコンダクタンスを測定するために、オーム計とすることができる。また、探知器具１７０は、他のセンサの結果を読み取るためのコンピュータシステムとすることもできる。
【００８８】
この実施例においては、単一の探知器具１７０は多数のサンプル処理装置１００の指示薬試験結果を測定するために使用できることが分かる。これは、探知器具へアクセスできる手段が限定されているような環境において有用である。
【００８９】
また、図１Ｄに示すように、プロセッシング１８１および／又はメモリ１８０を基板１０１に組み込み、基板１０１に組み込まれたメモリ１８０にデータを直接保管することもできる。そのデータは指示薬試験の実行中または実行後に少なくとも部分的にされた測定値および／又は指示薬試験の結果を指示するものである。しかし、他のデータを保管することもできる。例えば、サンプル処理装置は、環境条件、温度などの条件をモニターするためのセンサを含むことができ、これらの条件を指示するデータを保管することができる。
【００９０】
サンプル処理装置にメモリを備えることによって、指示薬試験が実行された後、探知器具１７０にメモリ１８０からのデータを検索させることができる。
【００９１】
プロセッシングおよびメモリは、いかなる適切な形態もとることができる。例えば、プロセッシングおよびメモリは、共通の集積回路（ＩＣ）に組み込むことができる。また、プロセッシングＩＣおよび別々のフラッシュメモリなどのように、物理的に別々の形態にすることができる。一実施例において、メモリ１８０をスマートカード器具に使用されるものに類似する方法で基板１０１に設けることができる。
【００９２】
この実施例において、指示薬試験を遠隔地の環境で実行することができる。サンプル処理装置には、異なる場所に設置されるコンピュータシステムが備わっている。センサまたは電極のみを有する装置に比べて、装置の費用や複雑さは増加する一方、探知器具１７０の必要性が減少し、特に、指示薬試験が実行される場所に探知器具１７０を設ける必要がない。
【００９３】
また、サンプル処理装置１００は、ディスプレイ１８２を含むことができる。このディスプレイ１８２は指示薬試験の結果を表示するために使用することができる。液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）などのような適当な形態のディスプレイを使用することができる。また、これは別々の探知器具を設ける必要性が減少する。
【００９４】
また、指示薬試験とともに使用される探知メカニズムの校正が可能である。例えば、探知器具１７０がサンプル中のバクテリアの濃度を探知するために使用されているならば、所定のバクテリア濃度のサンプルと、バクテリア濃度がゼロのサンプルについて読み取ることが望ましい。
【００９５】
これを達成するために、キャビティ１１１ないし１１８の中から選択されたものが、バクテリア濃度がゼロの前調製サンプルと特定のバクテリア濃度の前調製サンプルを有する。この場合、これらの前調製サンプルの各々について読み取りがされ、探知器具１７０からの出力が各バクテリア濃度において測定される。探知器具１７０が関心のあるサンプルについて使用されるとき、測定結果が前調製サンプルを使用してされた測定値と比較され、そのサンプルのバクテリア濃度が確定される。
【００９６】
このようにして指示薬試験を実行することによって、温度のような周囲条件の変化や、第一キャビティ１１９内のセンサ電極などの実際の形状とともに、異なる探知器具の感度の差違によって起こる測定値の変動が考慮される。
【００９７】
第一キャビティ１１９は、一般的に、上記したように単一のキャビティから形成することができるし、また、多数の異なるキャビティから形成することもできる。この後者の場合、異なる試験の間で起こる汚染の危険なしに、多数の異なる指示薬試験を実行することができる。このように、試験が、集められたサンプルと、空のサンプルと、比較例のサンプルについて実行されるならば、これらの試験の各々は、異なる第一キャビティで実行することができる。この場合、共通の探知メカニズムが使用され、以下に詳細に記載されるように、単一の電極セットを指示薬キャビティの各々について使用できることが分かる。また、別々の探知メカニズムを各キャビティに設けることもできる。
【００９８】
多数のキャビティを設ける代わりに、単一の第一キャビティを複数のキャビティ部分に仕切り、キャビティ部分の間の混合を防止することができる。これによって、単一の第一キャビティを、指示薬試験を実行するために別々のキャビティとして機能させることができる。
【００９９】
電極を使用して電子探知をすることに加えて、異なる探知技術を使用できることが分かる。例えば、放射線源および一体のメーターを使用するスペクトログラフ分析を使用して、探知を実行することができる。これは、好ましい実施形態に応じて、可視放射、赤外線放射、紫外線放射などを使用することによって、適切な波長の下で実行することができる。これは、光電濃度測定、吸収度測定、反射率測定、蛍光探知、濁度探知などを実行するために使用することができる。
【０１００】
図１Ａの例において、サンプル処理装置１００が指示薬試験を実行するために使用されるとき、第一キャビティ１１９に接続されている第二キャビティ１２０は廃棄キャビティとして機能することができる。
【０１０１】
このようにして第一キャビティ１１９から物質を受け入れ、指示薬試験を完了するか、又は、必要に応じてさらに物質を第一キャビティ１１９に供給することができる。
【０１０２】
一実施例において、廃棄キャビティ１２０は、ゲルまたは磁気ビードのような固定化剤を含み、廃棄キャビティに供給される流体または他の製品をそこから取り除くことができないようにすることができる。さらに、中和剤またはカオトロピック薬剤を、有害な溶液、生物などを中和するために備えることができる。また、前調製サンプルが他の設備またはアッセイによるさらなる分析に適するように、サンプル保存剤を含むことができる。
【０１０３】
上記の例は、指示薬試験を実行するためにサンプル処理装置１００を使用することに焦点を絞ったものである。しかし、その装置はサンプルの処理および／又は保存に使用することができ、指示薬試験の結果の処理または保管とともに、さらなる試験を実行することが必要ならば、引き続いて必要な指示薬試験に使用できることが分かる。この例において、第一または第二キャビティは保存または処理キャビティとして作用することができる。
【０１０４】
この例において、サンプル収集を実行するとき、試験を実行することができるようになるまで、サンプルを生存した状態又は安定した状態に保つようにサンプルを処理することが時々必要である。一実施例において、これはサンプルキャビティ１１７に所定容積のサンプルを収集するように、サンプル処理装置１００を使用することによって達成される。そのサンプルは、それから、キャビティ１１８内において物質と混合されるか、培養されるか又は他の方法で処理される。サンプルはキャビティ１１８内に保有することができる。それゆえ、、キャビティ１１８は処理キャビティとして作用する第一キャビティとしての役割を果たし、サンプル処理を実行する。また、サンプルはキャビティ１１９、１２０のいずれか一方に供給することができ、前調製サンプルの処理または保管をするように、キャビティ１１９、１２０は第一または第二キャビティとして作用することもできる。
【０１０５】
また、所定容積のサンプルを収集するだけでなく、上記技術を使用して、試験前にサンプルを生存した状態又は安定した状態に保つようにサンプルを処理できることが分かる。
【０１０６】
使用時に、処理キャビティはサンプルの生存状態を維持するために必要とされる物質を含むことができる。それには、処理されたサンプルを静止状態に維持するためのゲルなどを使用することが含まれる。別々の器具に処理されたサンプルを供給して指示薬試験を実行できるように、処理キャビティは、出口または突き抜け可能な膜（図示せず）を備えることができる。これは、適当な注射針または類似の器具を使用してキャビティに孔を開けることによって達成できる。
【０１０７】
指示薬試験を実行するとき、物質を特定の温度におくことが必要なことがある。例えば、サンプルをバクテリアなどに対して試験するとき、測定が可能なように十分なバクテリア活性が保たれるように、サンプルを培養することが一般的である。そのような加熱は多くの方法で実行することができる。
【０１０８】
一実施例において、培養キャビティ１１８のようなキャビティの一つは、ペルチェ素子、抵抗発熱素子などのような加熱メカニズムを使用して加熱することができる。また、加熱は、培養キャビティ１１８に供給することができ、他のキャビティ内の試薬と混合されるとき熱が発生するような試薬をキャビティ１１８に供給して熱を発生させる発熱反応を実行することによって達成することができる。
【０１０９】
別の方法は、隣接している別々の加熱キャビティを設け、その加熱キャビティを培養キャビティ１１８に熱的に接続することである。この実施例において、加熱キャビティにおいて熱を発生させるように発熱反応を実行することができ、例えば、熱条件によって培養キャビティに熱を伝達することができる。加熱キャビティを培養キャビティ１１８から物理的に分離することによって、発熱反応のために必要とされる試薬が、指示薬試験またはサンプル処理の結果に影響を与えるような他の物質との反応をしないようにすることができる。
【０１１０】
加熱要素を使用する代わりに、サンプルを安定した状態におくために、例えば、冷却要素が必要とされることがある。そのような冷却は、電子冷却手段または吸熱反応などのような適切な手段によって達成することができる。
【０１１１】
また、操作器具および／又は探知器具に使用されるようなサポート表面に加熱要素または冷却要素を組み込むために、サンプル処理装置に加熱要素または冷却要素を組み込むことができる。これについては、以下に詳細に記載する。
【０１１２】
第二の実施例において、培養キャビティ１１８はユーザの体温を利用して加熱することができる。ユーザが所定時間、手に装置を保持するか又は他の組織部位に装置を載せることによって、サンプルに適切な熱を与えることが必要な場合がある。この後者の技術はユーザの介入を必要とするけれども、加熱要素に必要とされる外部電源の必要性が少なくなり、サンプルを培養に好ましい温度とされる３７℃のような適切な温度に加熱することができるようになる。
【０１１３】
図１Ａのサンプル処理装置１００とともに使用するための一連の指示薬試験の例が以下に記載される。
【０１１４】
この実施例においては、水サンプル中のE.coliの存在を探知するための試験が実行される。この試験を実行するために、各キャビティは以下の物質を含有している。
【０１１５】
キャビティ１１１は水を含有している。
【０１１６】
キャビティ１１２は緩衝塩で冷凍乾燥した酵素を含有している。
【０１１７】
キャビティ１１３は水を含有している。
【０１１８】
キャビティ１１４は冷凍乾燥またはスプレー乾燥した培養媒体成分を含有している（正の比較例）。
【０１１９】
キャビティ１１５は水を含有している。
【０１２０】
キャビティ１１６は電極に固定された酵素によって作用されるとき、電極活性物質を産出する酵素ベースを含む冷凍乾燥またはスプレー乾燥した培養媒体成分を含有している（負の比較例）。
【０１２１】
キャビティ１１７は試験されるべきサンプルを含有している。
【０１２２】
キャビティ１１８は電極に固定された酵素によって作用されるとき、電極活性物質を産出する酵素ベースを含む冷凍乾燥した培養媒体成分を含有している。
【０１２３】
試験を実行するためのこの装置の作用の例が以下に記載される。
【０１２４】
この実施例において、ステップ１において、サンプルはキャビティ１１７に供給される。これは、入口などを経てサンプルを注入することによって達成できる。
【０１２５】
ステップ２において、サンプルがキャビティ１１８に供給されるように、キャビティ１１７が変形される。キャビティ１１８は培養キャビティとして作用し、特定のバクテリア酵素によって作用されるとき、サンプルは、冷凍乾燥した培養媒体および電極活性物質を産出する酵素ベースと混合され、媒体の再水和を起こし、サンプル内のバクテリアの成長を促し、ベースを消耗させる。サンプルは、加熱メカニズムを利用して３７ないし４４℃（または他の適切な温度）の範囲内の適切な温度に加熱され、サンプル内の新陳代謝が促される。
【０１２６】
ステップ３において、最適な緩衝濃度とｐＨ値を維持するように、緩衝塩を使用してキャビティ１１２内に保存された酵素が再水和するようにキャビティ１１１が変形される。
【０１２７】
ステップ４において、キャビティ１１４内に含有されている冷凍乾燥した成分を水和するために水が使用されるようにキャビティ１１３が変形される。
【０１２８】
ステップ５において、第一キャビティ１１９内に水和された酵素が押し込まれるように、キャビティ１１２が変形される。水和された酵素は第一チャンバーに組み込まれたセンサ１３１上の被覆を取り除き、酵素がセンサ作動電極に吸着されるようにし（非特定的または分子結合を介して）、センサ作動電極を活性化させる。
【０１２９】
ステップ６において、第一キャビティ内に正の比較溶液が供給されるように、キャビティ１１４が変形される。正の比較溶液が水和された酵素溶液にとって代わり、ブランクの読み取りがされる。ブランクの読み取りは、基板が存在しない条件でされる読み取りであり、これは、電子探知器具１７０の基準線の読み取りを確立するために利用される。
【０１３０】
ステップ７において、フィルタ１２８を介して第一キャビティ１１９にサンプルが供給されるように、培養キャビティが変形される。これは正の比較溶液にとって代わり、培養されたサンプルのみが第一キャビティ１１９に残り、電子探知器具１７を使用してサンプル内のサンプル内のバクテリアの濃度の読み取りがされる。同時に、キャビティ１１６内の負の比較溶液の成分が再水和するようにキャビティ１１５が変形される。
【０１３１】
ステップ８において、第一キャビティ１１９に負の比較溶液が供給されるように、キャビティ１１６が変形され、負の比較例の読み取りが得られる。
【０１３２】
当業者であれば、負の比較例の読み取りは、バクテリアが存在しないサンプル溶液の読み取りに相当する読み取りであることが分かる。負の比較溶液と正の比較溶液の測定（バクテリアによる基板の全部の消耗に相当するものであり、このように個々のセンサの動的範囲が確立される）によってセンサを校正して、サンプル内のバクテリアの濃度を測定するためにセンサの読み取りを使用できる。
【０１３３】
ステップ９において、第一キャビティ１１９に残っている物質が廃棄キャビティ１２０に供給されるようにキャビティ１１９が変形される。これによって、装置を安全に処分できる。
【０１３４】
キャビティ１１１ないし１２０および流路１２２ないし１２９の配置は上記試験のために理想的に適していることが分かる。しかし、これは実施例であって、限定されるものではない。従って、サンプルキャビティ、処理キャビティ、廃棄キャビティまたは指示キャビティの中の少なくとも一つを含む別の配置を異なる試験のために使用することができる。
【０１３５】
さらに、多くの実施例を以下に記載する。
【０１３６】
一実施例において、キャビティの中の少なくとも幾らかには装置の製造時に流体が予め充填され、引き続くキャビティの変形によって、その流体は流路または隣接するキャビティに排出される。
【０１３７】
これは、キャビティの変形時に破裂し、流体を放出するような破裂可能な膜を使用してキャビティに流体を保有することによって達成される。これについては、図２Ａないし図２Ｅを参照しながらより詳細に記載される。
【０１３８】
また、キャビティは、ゲルの圧縮によって流体を放出するエーロゲルのような流体保有ゲルを含有することができる。これは、ゲルがキャビティを支持することができるという利点があるなど、いくらかの状況において有利である。それによって、望まないキャビティの変形を防止することができる一方、キャビティ内に比較的大容積の流体を保持することができる。適切なゲルまたはスポンジ状の材料を使用することができ、ゲルは、シリカ(ＳｉＯ2)、アルミナ(Ａｌ2Ｏ3)、遷移およびランタニド金属酸化物、金属カルコゲニド(ＣｄＳおよびＣｄＳｅ)、有機および無機ポリマー、および炭素のような様々な材料から形成することができる。同様に、破裂可能なガラスのアンプルのように、圧縮時に流体を放出することが可能な材料を使用することができる。
【０１３９】
これに加えて、サンプル処理装置が製造されるとき、キャビティ内に流体を含有しないこともできる。これは、別のキャビティからそのキャビティに流体を受け入れたり、そのキャビティが含有している固体または粒子状材料と流体とを混合したり、一つ以上のキャビティの流体を混合したり、または使用前に流体を一時的に保管したりするときに必要である。
【０１４０】
このように下流のキャビティへの流体の供給は、そのキャビティが含有している流体および／又は他の材料の容積を増加することになる。これによって、装置の破裂につながる圧力の増加を減少したり、キャビティの変形を防止できる理由の説明がされる。これは、多くの方法によって達成することができる。
【０１４１】
一実施例において、これは、変形可能なキャビティを当初、実質的に収縮させておくか又は変形させておいて、流体をそのキャビティに供給してキャビティの膨張を起こさせることによって達成される。また、キャビティを負圧下において、流体をそこに収容することができる。また、装置内の流体の容積が一定になるように、流体の循環路が形成されるような戻りの経路とともに、圧力リリーフ弁を使用することもできる。
【０１４２】
収縮状態にあるキャビティとともに予め流体を充填したキャビティとを使用する場合の実施例について、図２Ａないし図２Ｃを参照しながら説明する。
【０１４３】
この実施例において、図２Ａに示すように、最初キャビティ１１１は流路１２１（分かりやすくするため、図１Ａには示さず）を介してキャビティ１１２に接続されている。この実施例において、キャビティ１１１は流体２０１を充填されて膨張した状態にある。流体２０１は、キャビティ１１１と流路１２１を分離する破裂可能な膜２１１によってキャビティ１１１内に含有されている。
【０１４４】
キャビティ１１２は流体２０１と混合される粒子状材料２０２を含有している。粒子状材料２０２は流体２０１より容積が小さく、キャビティ１１２は流体２０１を含有する必要があるので、キャビティ１１２は最初は図２Ａに示すように、収縮した状態に予め変形されている。
【０１４５】
使用時に、流体２０１と粒子状材料２０２が混合されるとき、図２Ｂにおいて矢示２３０で示すように、カバー層１０２に力を加えることによってキャビティ１１１は変形して収縮される。この場合、最初に付加される力がキャビティ１１１内に圧力を生成し、膜２１１を破裂させる。さらに、その圧力によってキャビティ１１１を変形させることによってキャビティ容積を減少させ、流体２０１を流路１２１を経て矢示２３１で示すように、キャビティ１１２内に供給する。
【０１４６】
これによってキャビティ１１２を膨張させ、キャビティ１１２が流体２０１を収容することが可能になり、流体２０１が粒子状材料２０２と混合されて溶液２０３が形成される。
【０１４７】
溶液２０３は、流路１２１に位置するリード弁２１３のような一方向弁および破裂可能な膜２１２によってキャビティ１１２内に含有される。しかし、適切なローラ形状のものを使用することもできる。
【０１４８】
溶液２０３の形成後、図２Ｃで矢示２３２で示すように力を加えることによってキャビティ１１２は変形し、膜２１２は破裂される。さらに、その圧力によってキャビティ１１２の容積を減少し、溶液２０３を流路１２２を経て矢示２３３で示すように、別のキャビティまたは第一キャビティ１１９（図示せず）に供給する。
【０１４９】
このように、上記実施例は、キャビティ１１１に含有されている流体２０１をキャビティ１１２に含有されている固体粒子状材料２０２と混合するものである。その結果生成される混合物は、キャビティ１１２の変形によって流路１２２を経て第一キャビティ１１９に供給することができる。
【０１５０】
破裂可能な膜としては多くの態様の中からいずれのものも使用することができ、上記実施例に限定されない。一実施例において、破裂可能な膜２１１は、図２Ｄに示すように、基板１０１とカバー層１０２の間に位置する中間層２４０によって形成される。使用時に、中間層２４０はキャビティ１１１内に流体を含有するために使用される。カバー層１０２は１２１で示す流路を画定するために作用する。この実施例において、中間層２４０は破裂または変形時に破裂するような特性を有する材料から形成される。従って、オペレータがキャビティ１１１を変形させるとき、中間層２４０は２４１で示す部位で破裂し、当業者であれば分かるように、流体２１０は流路１２１に流入する。
【０１５１】
また、別の実施例として、図２Ｅに示すように、破裂可能な膜２１１は、カバー層１０２およびキャビティ１１１内にある、溶液を含有する小胞２４２によって形成される。この実施例において、小胞２４２は破裂または変形時に破裂するような特性を有する材料から形成される。
【０１５２】
サンプル処理装置内に圧力を生成させる別の実施例は、図３Ａおよび図３Ｂに示されている。
【０１５３】
この実施例において、サンプル処理装置３００は、多数のキャビティ３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６、３１７、３１８および流路３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６、３２７を有する基板３０１を備えている。キャビティ３１１ないし３１８および流路３２１ないし３２７は図１Ａに示すキャビティおよび流路の配置と異なっていることが分かるが、これは一実施例に過ぎない。
【０１５４】
図３Ａの実施例において、キャビティ３１８のようなキャビティの一つがガス放出弁３３０を有している。ガス放出弁３３０は、キャビティ３１１ないし３１８の一つが変形されるとき、キャビティ３１１ないし３１８内および流路３２１ないし３２７内のガスをキャビティ３１８を経て放出することができる。このように、キャビティが変形されるとき、流体は引き続く流路およびキャビティ内に移送される。流路およびキャビティ内に含有されている空気または窒素のようなガスがキャビティ３１１ないし３１８および流路３２１ないし３２７（一般に、下流キャビティおよび流路と称する）に移送される。最後に、このガスはキャビティ３１８に移送され、そのガスはガス放出弁３３０を経てキャビティ３１８から放出されることが分かる。
【０１５５】
ガス放出弁を使用することによって、他の流体ではなく、ガスのみを放出することができる。これは、好ましくない現象である、処理時に使用されるサンプルまたは他の物質の放出を避けることができ、圧力開放を達成することができる。ガス放出弁はまた流路に接続することができ、単一のガス放出弁が示されているが、多数のガス放出弁を設けることができることが分かる。
【０１５６】
また、サンプル処理装置から流体を放出するために、好ましいか又は受け入れられるならば、流体の放出弁を使用することができる。これは、スポイトのような物を使用する適切な方法によって達成できるけれども、引き続く試験のために調製されたサンプルを装置から引き抜くためにも使用できることが分かる。
【０１５７】
いくらかの例においては、ガスまたは流体が放出されることは好ましくない。従って、 ガス放出弁に代えて、廃棄キャビティ３１８のようなキャビティから他の一つ以上のキャビティへ圧力管理経路を設けることができる。一般的に、圧力管理経路は下流のキャビティから上流のキャビティへ伸びている。そこで、空気のような流体、物質などを移送することによって変形されて、圧力が上流のキャビティへ戻される。
【０１５８】
この配置の例が図３Ｂに示されている。圧力管理経路３４０がキャビティ３１８からサンプルキャビティ３１５へ伸びている。
【０１５９】
この実施例において、キャビティが変形されて圧力がキャビティ３１１ないし３１８および流路３１２ないし３２７において増加するので、圧力がキャビティ３１８からキャビティ３１５へ移送され、キャビティ３１１ないし３１８および流路３１２ないし３２７を通して圧力を再分配しうる。上流のキャビティと下流のキャビティを実質的に等しい圧力で変形させて、キャビティの変形を容易にし、誤った方向に流体が流される可能性を減らすことができる。
【０１６０】
また、キャビティ３１８が廃棄キャビティとして作用し、キャビティ３１８が中和剤またはカオトロピック薬剤などを含有するならば、中和剤またはカオトロピック薬剤はサンプルを含有するキャビティ３１１ないし３１８および流路３１２ないし３２７を経て流され、それによって、すべての僅かなサンプルを中和することができる。このシステムは、装置３００を安全に処分するために使用できることが分かる。
【０１６１】
この実施例において、圧力管理経路３４０は様々に適切に配置することができ、例えば、点線３４１に示すように配置することもできる。
【０１６２】
下流のキャビティまたは流路内の圧力を増加するために、キャビティを変形させることによって、キャビティおよび流路内の圧力を増加させることができる。例えば、流体が狭い流路内に押し込まれるならば、流路への流入量を制限してキャビティ内の圧力を増加させることができる。この効果を調整するために、キャビティの形状を変えて圧力量を変化させることができる。
【０１６３】
キャビティ内の圧力を減少させるようなキャビティ形状の実施例が図４Ａおよび図４Ｂに示されている。
【０１６４】
この実施例において、キャビティ４００はネック４２０を介して流路４１０に接続されている。ネック４２０は、キャビティ４００の最大幅から流路４１０の幅に至るまで徐々に細くなっている。これはベローズ状キャビティとなる。その結果、矢示４３０の方向にキャビティが変形されてキャビティの容積が減少されると、流体はネック４２０を経て流路４１０に押し込まれる。キャビティおよびネックの形状によって流体を流路４１０に注入し、圧力勾配を減少させ、キャビティ内の圧力を減少させることが分かる。これによって、キャビティの破裂の可能性を減少することができる。
【０１６５】
しかし、例えば、流路内に物質を押し込むとき、キャビティ内の物質の混合を確実にするように、いくらかの状況において好ましいと思われる、キャビティ内の圧力を増加させるか、減少させるか又は維持するために、キャビティは別の形状を採用しうることも分かる。
【０１６６】
サンプル処理装置１００の作用を高めるために、多数の付加的な流体制御要素が流路またはキャビティ内に設けられる。流体制御要素は流体の流量を変更したり、制御するためのものである。
【０１６７】
例えば、流体制御要素は流体の混合を確実にするために流体を攪拌するためのタービュレータを含むことができる。流体制御要素はある流体圧力を維持するために、流路を制限することを含む。
【０１６８】
噴霧ノズルの形状である流体制御要素の実施例が図５に示されている。この実施例において、流路５００がキャビティ５１０に接続されている。流路５００はキャビティ５１０への入口に隣接しているノズル５２０を有している。この場合、矢示５３０で示すように流体が流路５００に押し込まれるとき、流体はノズル５２０を経てキャビティ５１０内に噴霧される。このようにして、キャビティ５１０内にある物質と流体を混合する機能を高めることができる。
【０１６９】
流体制御要素は、流体から固体の粒子状材料を濾過するためのフィルタを含むことができる。以下により詳細に記載するように、流路を選択的に密閉するために制御弁を使用することができる。様々な技術を使用してサンプル処理装置を製造できることが分かる。
【０１７０】
一実施例において、サンプル処理装置は、キャビティおよび流路の様々な組み合わせによって形成される多数の経路を含むことができる。そこで、物質の混合を制御することができる。
【０１７１】
このように、図１Ａの実施例において、サンプル処理装置は、キャビティ１１１、１１２および流路１２２によって形成される第一経路、キャビティ１１３、１１４および流路１２４によって形成される第二経路、キャビティ１１５、１１６および流路１２６によって形成される第三経路、キャビティ１１７、１１８および流路１２７、１２８によって形成される第四経路を含んでいる。
【０１７２】
使用時に、各経路は第一キャビティ１１９に物質を供給するために適合するようにされる。これによって、複雑な指示薬試験またはサンプル処理操作が可能になる。
【０１７３】
例えば、固体および対応する溶媒の混合物を得るために、キャビティ１１１、１１２内の物質を混合することによって、第一キャビティ１１９へ供給される溶液が得られる。同時に又は連続的に、他の経路に設けられたキャビティ内の物質を混合して、第一キャビティ１１９へ供給される混合物を得ることもできる。
【０１７４】
図１Ａの実施例において、経路は基板１０１上に略平行に設けられ、各経路は独立しており、第一キャビティ１１９へ直接供給する。しかし、当業者であれば、経路の構造は実行される指示薬試験の種類に応じて変え得ることが分かる。
【０１７５】
このように、図１Ａの経路の構造が略平行である一方、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、経路は枝状または樹木状の配置とすることもできる。
【０１７６】
このように、図６Ａにおいて、サンプル処理装置６００は、多数のキャビティ６１０、６１２、６１９および流路６１１、６１５を有する基板６０１を備えている。キャビティ６１０は流路６１１によって互いに接続され、キャビティ６１９に至る第一経路を画定する。キャビティ６１２は流路６１５によって互いに接続され、第二経路を画定する。この場合、第一経路がキャビティ６１９に達する前に第二経路が第一経路に接続される。
【０１７７】
図６Ｂに示す実施例のサンプル処理装置６２０において、変形可能なキャビティ６３０は流路６３１によって互いに接続され、樹木状構造を形成する。
【０１７８】
異なる経路の構造を採用することができ、図示例は説明のためにのみなされたものであり、限定されるものではない。例えば、キャビティおよび流路は基板の両側に設けることができる。
【０１７９】
多数の経路が設けられるとき、各経路は第一キャビティまたは第一キャビティ部分に接続することができ、サンプル処理または指示薬試験を独立して実行することができる。
【０１８０】
この実施例が図６Ｃに示されている。この実施例において、サンプル処理装置６００は 多数のキャビティ６００、６６１Ａ、６６２Ａ、６６１Ｂ、６６２Ｂ、６６１Ｃ、６６２Ｃ、６６３および流路６７０Ａ、６７０Ｂ、６７０Ｃ、６７１Ａ、６７１Ｂ、６７１Ｃ、６７２Ａ、６７２Ｂ、６７２Ｃを有する基板６６１を備えている。
【０１８１】
この実施例において、キャビティ６６０はサンプルキャビティとして作用する。サンプルキャビティ６６０は３つのキャビティ６６１Ａ、６６１Ｂ、６６１Ｃに接続されており、サンプルと他の物質の混合を可能にする。これら３つのキャビティは、それぞれが指示薬キャビティとして作用するキャビティ６６２Ａ、６６２Ｂ、６６２Ｃに接続されている。指示薬キャビティ６６２Ａ、６６２Ｂ、６６２Ｃは単一の廃棄キャビティ６６３に接続されている。
【０１８２】
この実施例において、サンプル処理装置は添え字Ａ、Ｂ、Ｃによって示される３つの経路を有していることが分かる。各経路はサンプルキャビティ６６０に接続されており、サンプルは３つに分割され、各サンプルは指示薬キャビティ６６２Ａ、６６２Ｂ、６６２Ｃに移送される。これによって、同じサンプルについての３つの異なる指示薬試験（またはサンプル処理手順）を平行して実施することが可能になる。
【０１８３】
この実施例において、単一のセンサ６８０が３つの指示薬キャビティ６６２Ａ、６６２Ｂ、６６２Ｃを横切って伸びているが、別々のセンサ６８０Ａ、６８０Ｂ、６８０Ｃをそれぞれ３つの指示薬キャビティ６６２Ａ、６６２Ｂ、６６２Ｃに設けることもできる。
【０１８４】
とにかく、このような配置によって、単一のサンプルについて、多くの指示薬試験またはサンプル処理手順を実行できることが分かる。
【０１８５】
キャビティを順番に変形させるときにユーザを助けるように、特に指示薬試験またはサンプルの調製を実行するときに必要とされる物質の混合を確実にするように、装置に対して目視可能な表示を施すことができる。
【０１８６】
所定の作動手順を表示するために、目視可能な表示はいずれの形態をとることもでき、サンプル処理装置１００のキャビティまたは当該部分に着色して符号化することもできる。また、キャビティには順番を示す表示を施すこともできるし、別の表示をすることもできる。
【０１８７】
また、キャビティの変形は操作器具を使用して達成でき、以下により詳細に記載されている。
【０１８８】
また、サンプル処理装置１００が連続番号、独特のバーコードのような独特の識別子を含むようにすることもできる。この場合、独特の識別子はキャビティが操作される順番を特定する指示と結び付けられ、これらをプロセスを制御するために使用できる。
【０１８９】
一実施例において、キャビティ１１１ないし１２０は、カバー層１０２を成形することによって作製されるブリスター状である。キャビティ１１１ないし１２０の幾らかは、基板１０１が適切な方法でカバー層１０２に取り付けられる前に、指示薬試験を実行するために必要とされる物質が充填されている。
【０１９０】
カバー層は、使用時にその材料が破裂するのを防止するように丈夫であるとともにキャビティの変形を可能とするように十分に可撓性である。一実施例において、カバー層はシリコーンまたは他の軟質樹脂から形成することができる。シリコーンは加熱下でその分子構造がシフトするために、真空成形によって信頼できる形状か／又は特別の形状に容易に成形できない。それゆえ、２部分成形シリコーンを使用する注型プロセスが一般的に使用される。一旦、カバー層が形成されると、圧力下での割れや破裂を防止するために、十分に強い接合手段が使用されるけれども、カバー層は接着剤、超音波溶接、加熱溶接などによって基板に基板に取り付けられる。
【０１９１】
基板は、容易にキャビティを押圧しうるように、剛性を備えた材料から一般的に形成される。一実施例において、基板はＦＲ４（難燃剤４）ボードのような織られたガラス繊維およびエポキシ基板を含む印刷回路ボード材料のような材料から形成することができる。これによって、一般的な技術を使用して基板上に電気的な接続を設けることができる。
【０１９２】
また、図１Ｃに１０３として示すように、基板１０１とカバー層１０２の間に中間層１０３を設けることができる。中間層１０３は適切な材料から形成することができる。そして、物質が不活性環境下で含有されるように使用することができる。
【０１９３】
しかし、適切な製造プロセスを使用できることが分かる。これは、雄型および雌型を使用する射出成形または低加圧成形、雌型を使用する真空成形、ブロー成形などによってカバー層を成形することを含む。例えば、熱成形膜、真空成形または注型シリコーンによっって形成されるブロー成形半剛性または剛性ブリスターを使用するのではなく、ポリオレフィンシートまたは熱変形可能なシリコーン−尿素共重合体のような可撓性材料を基板上に接着することによってキャビティを形成することができる。
【０１９４】
異なる技術を組み合わせ得ることが分かる。例えば、いくらかのキャビティは可撓性膜を使用して形成することができ、指示キャビティまたは廃棄キャビティのような他のキャビティは、射出成形のような別の技術を使用して、半剛性および／又は剛性ブリスターから形成することができる。
【０１９５】
また、キャビティおよび流路を基板上に位置する各部から形成することもできる。上記実施例はカバー層の使用に焦点を絞ったが、これは本質的なことではなく、その代わりに分離した要素を配置して基板に接続することもできる。この実施例において、基板で塞がれて密閉され、上記に類似した配置が形成される前に、別々の管路とキャビティを基板上に配置することができる。
【０１９６】
上記したように、所定の好ましい順番でキャビティを自動的に変形させるように、操作器具を利用することができる。操作器具の第一実施例は、図７Ａおよび図７Ｂに記載されている。
【０１９７】
この実施例において、操作器具は第一および第二ローラ７０１、７０２から形成され、各ローラは突起７０３を有している。一方のローラはモータ７０５のような駆動機構を備えており、この実施例においては、モータ７０５はベルト７０６を介してローラ７０２に接続されており、ローラを所定速度で回転させることができる。
【０１９８】
使用時に、図７Ｂに示されているように、サンプル処理装置１００はローラ７０１と７０２で特定されるニップに挿入され、モータ７０５が駆動される。突起７０３はガイド７４０に設けられた凹部７４１に係合して、サンプル処理装置１００の位置決めを正確にする。そこで、サンプル処理装置１００は所定の速度でニップを移動し、キャビティの選択的な変形が起こる。
【０１９９】
この実施例においては、図１Ａのサンプル処理装置１００が矢示１５０の方向にニップを移動するならば、以下の順番でキャビティの変形が起こる：
１１７、１１１、１１３、１１２、１１４、１１８、１１５、１１６、１１９の順番である。従って、基板１０１上のキャビティおよび経路の相対的な配置に応じて、所定の指示薬試験または一連の指示薬試験を実行できることが分かる。
【０２００】
この実施例において、第二ローラ７０２はサンプル処理装置を１００を支持するサポートとして作用する一方、第一ローラ７０１は必要に応じて選択的にキャビティを変形させる働きをする。多くの修正が可能であることが分かるであろう。
【０２０１】
操作器具の別の実施例は図８Ａおよび図８Ｂに記載されている。
【０２０２】
この実施例において、操作器具８００は図３Ａのサンプル処理装置３００のようなサンプル処理装置を支持するような支持表面８０１を有している。操作器具８００は支持表面８０１上に設けられたガイド８０２を有している。支持部材８０３は矢示８２０の方向にあるサンプル処理装置３００と平行な方向に支持部材８０３が移動可能なように、ガイド８０２に装着されている。支持部材８０３は、支持表面８０１の平面と平行な方向で、ローラ８０５がその軸によって支持されるようにサンプル処理装置３００に対して垂直な方向である外方に向けて伸びている軸８０４を有している。
【０２０３】
操作器具８００はガイド８０２のいずれか一方の端部に位置する、支持表面８０１から上方に向けて伸びている一対のアーム８１０と８１１を有している。アーム８１０と８１１にはローラ８１２と８１３が装着されており、ケーブルまたはワイヤのようなエンドレス部材８１４がローラ８１２と８１３に巻き付けられている。ステップモータ８１５のような駆動機構によってローラ８１２と８１３を回転させ、ローラ８１２と８１３が回転することによってエンドレス部材８１４が移動する。エンドレス部材８１４は支持部材８０３に接続されており、支持部材８０３はステップモータ８１５の作用下でガイド８０２に沿って移動することができる。
【０２０４】
その結果、ローラ８０５は矢示８２０の方向である支持表面８０１に沿って移動することが可能で、ローラ８０５はサンプル処理装置１００の長手方向に沿って移動することができ、そこに設けられたキャビティの変形が可能になる。
【０２０５】
ローラ８０５をサンプル処理装置１００の長手方向に沿って移動させることによって、ローラを強く押してキャビティの各々に力を加える。キャビティの変形を可能とするように、ローラには下方に向かう所定の力が付加される。これは、スプリングのようなものを使用して軸８０４に力を加えるような適切なメカニズムによって達成することができる。
【０２０６】
この場合、協同ローラによってニップを特定する代わりに、操作器具は、支持表面８０１に対して相対的に移動する単一のローラ８０５から形成しうることは当業者であれば分かる。この場合、サンプル処理装置１００は選択的にキャビティを変形させるように作用するローラ８０５の移動時に静止したままであり、サンプル処理を実行できる。
【０２０７】
図８Ｃにおいて、操作器具が、図３Ｂに関して記載したように、圧力フィードバック流路とともに使用されるならば、ローラ８０５は、キャビティが変形される一方、フィードバック流路３４０と３４１を塞がないように配置することができる。それによって、キャビティ３１８からキャビティ３１５へ向けて流体が流れるようにすることができ、圧力の均等および／又は中立が可能になる。
【０２０８】
図示されている実施例において、ローラの移動方向は矢示８２０の方向のみである。しかし、これは本質的ではなく、望むならば、ローラは反対方向に移動させ得ることが分かる。従って、例えば、支持表面８０１に沿ってローラを移動させることなく、ローラ８０５を転がすことによってローラを操作することもできる。これには好ましい順序でキャビティを変形させることが必要である。また、操作器具８００からサンプル処理装置３００を取り除くような他の理由のためにこれを実行することもできる。
【０２０９】
適切な時に、正確な順序でキャビティを選択的に変形させ得る限り、いかなる適当な駆動機構も設けることができる。従って、ステップモータのような制御可能なモータを使用できる一方、ぜんまい仕掛けの駆動システムを使用することができる。これは、ローラの回転速度を制御できるので特に好都合であり、一方、手動で操作器具を働かすことができる。これは、操作器具を遠隔地で使用するときに有用である。
【０２１０】
また、別の選択は、エンドレス部材８１４およびローラ８１２、８１３を、ロボットアームのような操作可能なアームに取り替えることである。この場合、アームの操作はローラを支持表面８０１に対して相対的に移動させるように、使用することができる。それゆえに、キャビティを選択的に変形させる。さらに、ローラを回転させるようにアームを配置することができる。それによって、プロセスを制御することができる。
【０２１１】
もし、ステップモータのようなモータが使用されるならば、ローラ８１２、８１３の回転速度を制御するために、駆動システムをコントローラ８２５のような適当な制御システムに接続することができる。
【０２１２】
これは、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）またはコンピュータシステムのような一般的な処理システムから形成されたカスタムビルトコントローラの形態とすることができる。
【０２１３】
さらにまた、支持表面８０１にブロッキング部材を設けることができる。この場合、ブロッキング部材に到達するまでに、ローラ８０５を支持表面８０１に対して相対的に移動させ、キャビティを選択的に変形させることができる。この場合、ブロッキング部材が除かれるまで移動は起こらない。ブロッキング部材が除かれると、ローラ８０５の移動は再び始まり、キャビティは変形される。この場合、ブロッキング部材を選択的に除くことによって、タイミングを制御できることが分かる。
【０２１４】
さらなる実施例が図８Ｄおよび図８Ｅに記載されている。
【０２１５】
この実施例において、操作器具は、多数のサンプル処理装置を使用できるように適合したものである。一実施例において、これは、支持表面８０１上の積層物からサンプル処理装置３００が供給されるようにすることによって達成できる。
【０２１６】
これを達成するために、２つのサポート８３１によって保持されている、矢示８３０で示すサンプル処理装置３００の積層物を支持するために、第二支持表面８２８が形成される。アクチュエータ８３２が積層物８３０に隣接するプッシュアーム８３３に接続されており、点線で示すように、アクチュエータ８３２の作用によってサンプル処理装置３００が積層物８３０から取り除かれる。アクチュエータ８３２の作用はコントローラ８２５を使用して達成される。
【０２１７】
この配置によって、すでにサンプルを含有する多数のサンプル処理装置３００を積層物８３０に設けることができる。各サンプル処理装置３００を順番に積層物８３０から取り除き、サンプル処理を実行するために必要なときにそれぞれのキャビティを変形させることができる。
【０２１８】
しかし、これに代えて、サンプル出口８４１を有するサンプル供給装置８４０を、図８Ｅに示すように、支持表面８０１に隣接するように、又は支持表面８０１上に設けることができる。サンプル出口８４１はサンプル供給装置８４０から外方に突出しており、支持表面８０１上において一定の距離だけ離れている。これによって、サンプル出口８４１をサンプル処理装置３００の入口の位置に合わせて、その入口に接続することが可能になり、サンプルをサンプルキャビティに供給することができる。
【０２１９】
コントローラ８２５はコネクタ８７０に接続されている探知器具１７０に接続されており（または組み込まれている）、サンプル処理装置３００に設けられている、図１Ｄに示すセンサ１３１のようなセンサに接続することができる。これによって、指示薬試験の結果をコントローラ８２５で決定することができ、この指示をオペレータなどに提供することができる。
【０２２０】
コントローラ８２５はサンプル処理装置３００を識別するためにセンサ８４５に接続することができる。一実施例において、これは、サンプル処理装置３００に設けられるバーコードのような識別子を有することによって達成される。識別子は各サンプル処理装置３００によって実行されるサンプル処理の種類を表示するものであり、必要なキャビティ変形順序を表示するものである。これによって、キャビティをうまく変形させてサンプル処理を実行するために必要とされるローラ８０５の移動のような操作に関する要因をコントローラ８２５が決定することが可能になる。
【０２２１】
また、試験に関する条件についての情報を探知することができる一つ以上の条件センサ８５５にコントローラを接続することができる。これには、サンプル処理が実行される時刻、日付、場所のような情報が含まれる。さらに、温度、湿度、気圧のような環境情報を含むことができる。条件センサ８５５の形態は収集される情報に応じて変わることが分かる。
【０２２２】
また、コントローラ８２５は、支持表面８０１に設けられる一つ以上の加熱および／又は冷却要素８６０に接続することもできる。加熱および／又は冷却要素８６０はサンプル処理装置に設けられる培養キャビティの位置に合わせることができ、それによって物質の加熱および／又は冷却が可能になる。
【０２２３】
コントローラ８２５は、所定の制御操作の順番を実行するようにセットすることができるコントロールシステムとすることができる。コントローラは、センサ１３１、８４５、８５５のそれぞれからの信号を受けて解釈し、内部メモリのように記憶装置に対応する指示を記憶するようなものとすることができる。
【０２２４】
壁を有する改良されたサンプル処理装置の実施例が図８Ｆおよび図８Ｇに記載されている。
【０２２５】
この実施例において、サンプル処理装置８８０は多数のキャビティ８８２および流路８８３を有する基板８８１を備えている。上記実施例と同様に、キャビティおよび流路の配置は実施例に過ぎない。
【０２２６】
この実施例において、サンプル処理装置８８０は基板８８１から伸びている壁８８４を有している。壁８８４はキャビティ８８２より高く伸びており、壁８８４によってキャビティ８８２が偶然変形する可能性が減少する。例えば、図８Ｇに示すように、サンプル処理装置８８０が積層されているとき、より高いサンプル処理装置８８０Ａはキャビティ８８２の上ではなく、より低いサンプル処理装置８８０Ｂの壁８８４上に載っている。サンプル処理装置８８０が使用されるとき、これは有用であることが分かる。
【０２２７】
図示された実施例において、壁８８４は基板８８１の周囲の周りに伸びている。これによって、適当な幅のローラ８０５が壁８８４内に位置することができる。そこで、キャビティ８８２の変形はローラ８０５が適切な位置をとることによって実行することができる。さらに壁を使用することによって、ローラ８０５のようなアクチュエータが支持表面８０１上におけるサンプル処理装置８８０の位置を操作する場合において、操作プロセス中に係合するような部材をアクチュエータに供給することによって、アクチュエータの手助けをする。
【０２２８】
同じような機能を果たす場合において、異なる配置を採用しうることが分かる。例えば、壁８８４は基板８８１の周囲の一部にのみ配置することもできるし、基板８８１の周囲の内側に配置することもできる。さらにまた、壁８８４を基板８８１から上方に伸びる一つ以上のサポート部材と取り替えることもできる。
【０２２９】
操作器具の操作、特にコントローラ８２５によって実行される制御操作の順序は図９に詳細に記載されている。
【０２３０】
この実施例において、多数のサンプル処理装置３００が積層物８３０となっている図８Ｄに示すような配置においてサンプル処理が実行される。
【０２３１】
ステップ９００において、コントローラ８２５が制御信号を発して、アクチュエータ８３２が支持表面８０１上において積層物８３０からサンプル処理装置３００を排出する。ステップ９１０において、コントローラ８２５がセンサ８４５から、サンプル処理装置３００に設けられた識別子からの指示を受ける。識別子は、例えばコントローラ８２５内の内部メモリに記憶されているサンプル処理順序を定めるために使用することができる。従って、識別子は特にサンプル処理装置３００を識別するために使用され、それによって、指示薬試験の結果のような情報をさらに検討するために記憶したり、記録することができる。
【０２３２】
ステップ９２０において、コントローラ８２５が少なくとも一つの条件センサ８５５から、条件についての情報を集め、記憶する。条件についての情報は、雰囲気条件、温度、湿度、気圧、時刻、日付などの情報のようなサンプル処理プロセスに関する詳細を含む、集められたサンプルを使用して実行された試験の結果を解釈する上において有用である情報を含んでいる。
【０２３３】
条件についての情報はさらなる検索が可能なように、識別子とともに記憶される。しかし、その情報はさらなる解析のために遠隔地に伝送することもできる。これは、コントローラ８２５を有線または無線接続のような遠隔サーバと交信させることによって実行することができる。遠隔サーバはサンプルの解析中に情報を使用し、または使用のために情報を提供する。
【０２３４】
条件についての情報は一般にサンプルの収集時に集められ、条件についての情報はサンプルの解析中のような適切な時に集めることができる一方、これは集められた情報の特性、実行されるサンプル解析の特性のような要因に依存する。
【０２３５】
ステップ９３０において、図８Ｅに示すように、サンプル処理装置３００が支持表面８０１上に位置すれば、駆動メカニズムはサンプル処理が実行されるように駆動される。
【０２３６】
これによって、図８Ａに示す矢示８２０の方向にあるサンプル処理装置３００に沿ってローラ８０５を移動させ、キャビティを引き続いて変形させる。このプロセス中、コントローラ８２５はローラ８０５の移動速度を制御し、サンプル処理手順によって必要とされるときにはローラ８０５を停止し、サンプル処理を実行するために必要とされるときにはキャビティを変形させる。
【０２３７】
一実施例において、このプロセスはローラ８０５を回転させて、サンプル処理装置３００の入口をサンプル供給装置８４０の出口８４１と係合させて、サンプルをサンプル処理装置３００に供給することができる。
【０２３８】
もしプロセスが指示薬試験を実行するために使用されるならば、この指示薬試験の結果は、ステップ９４０において、探知器具１７０によって探知することができる。これによって、コントローラ８２５は指示薬試験の実行中または実行後に測定をし、および／又は指示薬試験の結果を決定し、および測定結果を記憶または出力する。例えば、コントローラ８２５は指示薬試験のレポートを作成し、ディスプレイ、プリンターのような適当な出力器具を使用してユーザに試験結果を提供する。
【０２３９】
ステップ９５０において、例えば、矢示８２０とは反対方向に装置を追いやることによって装置３００を排出するためにローラ８０５を回転させることができる。
【０２４０】
上記プロセスによって、ユーザが介入することなく、サンプルを集めて自動的に解析しうることが分かる。また、コントローラ８２５に適切な通信手段を組み込むことによって、その結果をさならる解析または検討のために異なる場所へ伝送することもできる。
【０２４１】
また、サンプルがサンプル処理装置１００に捕捉されれば、そのサンプルを解析のために別の場所へ搬送できるように処理することもできる。
【０２４２】
上記サンプル処理システムは、サンプルを広い範囲にわたって集め、処理するために使用できることが分かる。さらに、サンプルを処理および／又は安定した状態に保持することができるとき、集められたサンプルを一週間のような期間中、サンプル処理システムに保有することができる。これは、集められたサンプルが解析のために除かれてサンプル処理装置３００の積層物８３０が消耗し、新しい積層物が供給されるまで、サンプル処理システムはサンプル処理を続行できることを意味する。
【０２４３】
操作器具において採用することができる実施例は、図１０Ａないし図１０Ｃに示すような外形のローラを使用することである。
【０２４４】
この実施例において、操作器具は一つ以上の凹部１００１のあるローラ１００５を有している。その結果、キャビティ１０３１、１０３２、１０３３を有するサンプル処理装置１０３０が基板１０２０上に配置されるとき、凹部１００１はキャビティ１０３２のような選択されたキャビティとの位置を合わせることができる。その結果、ローラ１００５およびサンプル処理装置１０３０が互いに相対的に移動するとき、キャビティ１０３２は凹部１００１によって囲まれる。図１０Ｃに示すように、キャビティ１０３２は強く押されたり、変形したりせず、処理プロセスから除外される。
【０２４５】
従って、凹部１００１が適切な位置に配置されたローラを使用することによって、ローラ１００５がキャビティを選択的に効果的に生かすことが可能になり、共通のサンプル処理装置を使用して異なる指示薬試験または異なるサンプル処理手順を実行できるように異なるローラ設計を行うことができる。この形状のローラは上記操作器具のいずれにおいても使用できることが分かる。
【０２４６】
上記操作器具はローラの使用について焦点を絞ったが、キャビティを変形させるメカニズムを使用できることが分かる。上記したように、キャビティは、ユーザの手、例えば、手の指または手の親指をキャビティに強く押し付けることによって変形させることができる。同様に、キャビティに力を付加するような適当なメカニズムであれば、操作器具において使用することができる。実施例は図１１Ａおよび図１１Ｂに示されている。
【０２４７】
この実施例において、操作器具は多数のキャビティ１１２１を有するサンプル処理装置１１２０を支持するための基板１１０１を備えている。この実施例において、アクチュエータサポート１１１０はアーム１１１１によって支持されたパッド１１１２から形成された多数のアクチュエータを支持している。使用時に、アーム１１１１はサポート１１１０から基板１１０１へ向かって伸び、キャビティ１１２１の中の対応するキャビティに対してパッド１１１２を強く押し付け、そのキャビティを変形させる。アーム１１１１の移動はピストンのような適当な機構を使用して行うことができる。
【０２４８】
一実施例において、各ピストンがキャビティを変形できるように、アクチュエータをキャビティのレイアウトに対応して配置することもできる。しかし、アクチュエータは図１１Ｂに示すような一般的な配列とすることもできる。キャビティの多様なレイアウトを使用しうる配置を採用することができる。
【０２４９】
フィルターまたは弁のような多数の異なる制御要素をキャビティの間の流体流量を制御するために設けることができる。制御弁の実施例が図１２Ａおよび図１２Ｂに記載されている。
【０２５０】
この実施例において、２つのキャビティ１２０１、１２０２が基板１０１に設けられている。各キャビティはぞれぞれ流路１２０３、１２０４につながっている。流路１２０４には凹部１２０５が設けられており、ゴム球のようなシール部材１２０６を有している。
【０２５１】
使用時に、キャビティ１２０１が変形されると、サンプルまたは他の物質のような流体が矢示１２０７の方向に流路１２０３に沿って移動する。この場合、キャビティ１２０２が変形されると、流体は矢示１２０８の方向に流路１２０４に沿って移動する。その結果、シール部材１２０６は凹部１２０５から追い出されて流路１２０３内に移る。そこで、１２０９で示すように、流路１２０３が塞がれる。
【０２５２】
キャビティ１２０１と１２０２に供給される流体はいかなる種類のものでもよいが、一般的には、液体のような圧縮可能な流体であり、それによって弁の正確な操作が可能になり、特に、凹部１２０５からシール部材１２０６が追い出されやすくなる。
【０２５３】
それゆえ、この実施例は流路１２０３のような流路を選択的に塞ぐことができる制御弁として使用できることが分かる。これは流路に沿った流体の移動を制御するとともに流体の流れる方向を変えるために使用することができる。
【０２５４】
実際には、多数の異なる配置を流体の流れを制御するために使用できることが分かる。実施例は図１３Ａおよび図１３Ｂに示されている。
【０２５５】
この実施例において、サンプル処理装置１３００は、キャビティ１３０３に流路１３０２を経て接続されたキャビティ１３０１を有している。流路１３０２は流路１３０４を経てキャビティ１３０５に接続されている。破裂可能な膜１３０６が流路１３０２と１３０４の間に設けられている。
【０２５６】
図８Ａに示す作動装置のような作動装置とともに使用するとき、ローラ８０５は矢示１３１０の方向にサンプル処理装置１３００に対して相対的に移動する。従って、最初ローラ８０５はキャビティ１３０１を変形させ、それによって、流体をキャビティ１３０１から押し出して、流体は流路１３０２に沿って矢示１３０７の方向にキャビティ１３０３まで流れる。この動作はローラ８０５が図１３Ｂに示す位置に達するまで続行する。その位置で、流路１３０２はローラ８０５によって効果的にシールされる。キャビティ１３０１が変形されたままで流体がそこから押し出されるとき、流路１３０２の圧力が増加する。この圧力によって破裂可能な膜１３０６が破裂し、それによって流体は流路１３０４に沿って矢示１３０８の方向にキャビティ１３０５まで流れる。
【０２５７】
従って、この実施例において、ねじ曲がった流路１３０２を使用することによって、ローラ８０５によって流路１３０２を選択的にシールすることができ、キャビティ１３０３と１３０５へ流入する流体の量を制御することができる。
【０２５８】
ＤＮＡサンプルを収集するときの制御弁の使用の実施例が図１４Ａおよび図１４Ｂに記載されている。
【０２５９】
この実施例において、基板１０１は、指示チャンバーとして作用する第一キャビティ１４１９および廃棄チャンバーとして作用する第二キャビティ１４２０とともに多数のキャビティ１４０１、１４０２、１４０３、１４０４および１４０５を有している。キャビティ１４０１、１４０２、１４０３、１４０４および１４０５のそれぞれは、流路１４２１、１４２２、１４２３、１４２４および１４２５を経て接続されている。それらの流路は第一チャンバー１４１９に接続され、流路１４２９は第一チャンバー１４１９と第二チャンバー１４２０を接続している。
【０２６０】
この実施例において、流路１４２４に接続された制御弁１４３１を有している。図７Ａおよび図７Ｂに関して記載したのと同じように、その制御弁はキャビティ１４０４の変形によって選択的に作動することができる。従って、制御弁１４３１は、キャビティ１４０４の適切な動作によって選択的に開放したり、閉じたりする、油圧制御弁のようなものであることが分かる。結合膜１４３０が第一キャビティ１４１９と制御弁１４３１の間の流路１４２９に設けられている。
【０２６１】
使用時に、このシステムを利用してＤＮＡの抽出をすることができる。この実施例において、細胞が第一チャンバー１４１９に含有されており、その細胞はサンプル内に含有されている、殺菌素、ウィルスのようなものによって汚染されている。キャビティ１４０１を変形させることによって、サンプルを第一キャビティ１４１９に追いやることができる。
【０２６２】
これと同時に、キャビティ１４０２を変形させて、流路１４２２を経て溶媒をキャビティ１４０３に供給し、洗浄剤のような溶解剤を形成することができる。
【０２６３】
キャビティ１４０３は一定時間後、引き続き変形されて、洗浄剤を第一キャビティ１４１９に供給して細胞を溶解することができる。引き続いて第一キャビティ１４１９を変形させることによって、結合膜１４３０を経て洗浄剤および溶解剤を押し出し、必要なＤＮＡを合成する。これに続いて、結合膜１４３０は、別々のキャビティ配置（図示せず）を使用して洗浄溶液を流すことによって洗浄される。このプロセスにおいて、洗浄溶液のような廃棄物質が廃棄キャビティとして作用する第二キャビティ１４２０に流入することが分かる。
【０２６４】
キャビティ１４０３の変形に続いてキャビティ１４０４が変形されて、流体が流路１４２４を経て供給され、制御弁１４３１を作動して流路１４２９をシールし、流路１４２５が流路１４２９に接続される。これが結果として廃棄キャビティ１４２０を効果的にシールし、キャビティ１４０５が変形されるとき、流体は流路１４２５およびフィルター１４３０を経て第一キャビティ１４１９に戻される。この逆洗プロセスによってＤＮＡをサンプルから抽出し、膜を経て透過させて第一キャビティ１４１９に供給し、引き続く指示薬試験に使用することができる。
【０２６５】
上記装置および作用は幅広い指示薬試験に適用できるが、限定されるものではないが、以下の試験が含まれる。
【０２６６】
塩素または塩濃度の試験
製造または卸売りの段階における食物で伝染する病原菌の試験
遠隔地の水質の試験
環境における飲料水で伝染する病原菌の試験
環境、食物の取り扱い、または人間における有害な化学薬品、毒薬または天然の毒素の試験
土壌または空調水におけるレジオネラの試験
研究所の分析、調査または臨床使用のための試験
鳥インフルエンザまたは他の動物により運ばれた病気の試験
税関もしくは警察による、空港における薬品もしくは他の麻薬の試験
空気で伝染する病原菌または毒素の試験
動物または昆虫が運んだ病原菌の試験
人間のウィルス、微生物および病気の試験
植物の病原菌または病気の試験
遺伝子を組み替えた生物、植物または動物の試験
サンプル処理および保存装置の分野における利用
動物および人間の血清における抗体および化学物質（例えば、特定の抗体、毒素、生化学酵素、特定のタンパク質、薬剤）を探知するための試験
上記装置は集められたサンプルを環境にさらすことなく試験できるので、ＰＣ２およびＰＣ３級の設備で実行することが必要とされる試験を実行するに適切な装置であることが分かる。これは、そのような設備が利用できない遠隔地における病気または接触伝染病を追跡する上において有用である。
【０２６７】
用語“指示薬試験”は、出力される指示が行われる反応またはプロセスのいかなる形態も含むことを意図している。
【０２６８】
用語“物質”は、指示薬試験を実行するときに使用される活性または非活性である反応物質、試薬、化学物質、化合物、生物学的物質、溶媒、溶液などを含むことを意図している。
【０２６９】
用語“キャビティ”は、流体を含有すること若しくは受け入れること、又は水和物質を保有することができるチャンバーまたは囲まれた容積部分のいかなる形態も含むことを意図しているが、チャンバー、ブリスターに限定されるものではない。
【０２７０】
用語“処理”は、適切な指示薬試験の実行中において、少なくともサンプルの収集、一部または全部のサンプルの処置、サンプルの調製、サンプルの保存、および／又はサンプルの分析を含む意である。
【０２７１】
用語“カバー層”は、物質の表面の一部または全部の上に位置する材料の層を意味としている。
【０２７２】
当業者であれば、様々な変形および修正が明らかであることが分かる。そのような当業者に明らかである様々な変形および修正は、本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０２７３】
１００ サンプル処理装置
１０１ 基板
１０２ カバー層
１０３ 中間層
１１１ キャビティ
１１２ キャビティ
１１３ キャビティ
１１４ キャビティ
１１５ キャビティ
１１６ キャビティ
１１７ キャビティ
１１８ キャビティ
１１９ キャビティ
１２０ キャビティ
１２１ 流路
１２２ 流路
１２４ 流路
１２６ 流路
１２７ 流路
１２８ 流路
１２９ 流路
１３０ コネクタ
１３１ センサ（電極）
１６０ 入口
１７０ 探知器具
１８０ メモリ
１８１ プロセッシング
１８２ ディスプレイ
２０１ 流体
２０２ 粒子状材料
２０３ 溶液
２１１ 破裂可能な膜
２１２ 破裂可能な膜
２４０ 中間層
２４２ 小胞
３００ サンプル処理装置
３０１ 基板
３１１ キャビティ
３１２ キャビティ
３１３ キャビティ
３１４ キャビティ
３１５ キャビティ
３１６ キャビティ
３１７ キャビティ
３１８ キャビティ
３２１ 流路
３２２ 流路
３２３ 流路
３２４ 流路
３２５ 流路
３２６ 流路
３２７ 流路
３３０ ガス放出弁
３４０ 圧力管理経路
３４１ 圧力管理経路
４００ キャビティ
４１０ 流路
４２０ ネック
５００ 流路
５１０ キャビティ
５２０ ノズル
６００ サンプル処理装置
６０１ 基板
６１０ キャビティ
６１１ 流路
６１２ キャビティ
６１５ 流路
６１９ キャビティ
６２０ サンプル処理装置
６３０ キャビティ
６３１ 流路
６６０ サンプル処理装置
６６０ キャビティ
６６１ 基板
６６１Ａ キャビティ
６６２Ａ キャビティ
６６１Ｂ キャビティ
６６２Ｂ キャビティ
６６１Ｃ キャビティ
６６２Ｃ キャビティ
６６３ キャビティ
６７０Ａ 流路
６７０Ｂ 流路
６７０Ｃ 流路
６７１Ａ 流路
６７１Ｂ 流路
６７１Ｃ 流路
６７２Ａ 流路
６７２Ｂ 流路
６７２Ｃ 流路
６８０ センサ
７０１ 第一ローラ
７０２ 第二ローラ
７０３ 突起
７０５ モータ
７０６ ベルト
７４０ ガイド
７４１ 凹部
８００ 操作器具
８０１ 支持表面
８０２ ガイド
８０３ 支持部材
８０４ 軸
８０５ ローラ
８１０ アーム
８１１ アーム
８１２ ローラ
８１３ ローラ
８１４ エンドレス部材
８１５ ステップモータ
８２５ コントローラ
８２８ 第二支持表面
８３０ 積層物
８３１ サポート
８３２ アクチュエータ
８３３ プッシュアーム
８４０ サンプル供給装置
８４１ サンプル出口
８４５ センサ
８５５ 条件センサ
８６０ 加熱および／又は冷却要素
８７０ コネクタ
８８０ サンプル処理装置
８８１ 基板
８８２ キャビティ
８８３ 流路
８８４ 壁
１００１ 凹部
１００５ ローラ
１０２０ 基板
１０３０ サンプル処理装置
１０３１ キャビティ
１０３２ キャビティ
１０３３ キャビティ
１１０１ 基板
１１１０ アクチュエータサポート
１１１１ アーム
１１１２ パッド
１１２０ サンプル処理装置
１１２１ キャビティ
１２０１ キャビティ
１２０２ キャビティ
１２０３ 流路
１２０４ 流路
１２０５ 凹部
１２０６ シール部材
１３００ サンプル処理装置
１３０１ キャビティ
１３０２ 流路
１３０３ キャビティ
１３０４ 流路
１３０５ キャビティ
１３０６ 破裂可能な膜
１４０１ キャビティ
１４０２ キャビティ
１４０３ キャビティ
１４０４ キャビティ
１４０５ キャビティ
１４１９ 第一キャビティ
１４２０ 第二キャビティ
１４２１ 流路
１４２２ 流路
１４２３ 流路
１４２４ 流路
１４２５ 流路
１４２９ 流路
１４３０ 結合膜
１４３１ 制御弁
【技術分野】
【０００１】
本発明はサンプル処理装置及びその処理方法に関し、特に、指示薬試験で使用するサンプルを調製するための装置および方法に関し、指示薬試験を実行するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願明細書において、先行技術文献（またはその文献から引用される知見）または公知の事項を引用したとしても、その先行技術文献または公知の事項が本発明に関連する分野の一般常識の一部であるということを認めたのではなく、承認したのでもなく、示唆したのでもない。
【０００３】
研究設備から遠く離れた場所において指示薬試験を実行したいという要望が高まっている。この試験には、例えば、感染、病気、環境汚染、および環境における病原菌を探知することなどの試験をする能力が含まれる。そのような遠隔地での試験を実行するための現在の対処法は、遠隔地でサンプリングして中央で分析するか又は携帯用の試験設備を使用するかのいずれかである。
【０００４】
中央で分析する場合、これは集められたサンプルに依存する。それから、処理のために中央の試験設備へ戻される。それから、適切な個々の試験結果が通知される。この方法は、既存の試験設備を使用し、複雑で高価な付加的な機器を必要としないが、多くの欠点がある。
【０００５】
まず、上記方法では、サンプルを中央の試験設備へ搬送する必要がある。その場合、結果を得るまでに、調製および／又は分析のために相当の時間が必要である。病気または飲料水で伝染する汚染物を追跡する場合、素速く結果を得ることが重要である。それゆえ、上記方法は現実的な解決手段ではない。
【０００６】
第二、サンプルの搬送による時間の遅れが問題とならない場合でも、サンプルを集めてこれを搬送のために調製するプロセスに固有の問題がある。例えば、サンプルが汚染されていないこと、または、サンプリングプロセスもしくは引き続くサンプル処理プロセスの結果として、サンプルが汚染されていないことを確認することが重要である。さらに、分析が実行されるまで、サンプルを生存させておくか又は安定した状態におくように、サンプルを取り扱うことが必要である。
【０００７】
適当な容器にサンプルを集め、集められたサンプルを処理するために必要とされる物質を添加するために、標準的なサンプル収集技術では個々の収集を実行する必要がある。個々にサンプルを収集するには熟練した技術を必要とするので、現実的な解決手段ではない。
【０００８】
その場で試験を実行できるようにする携帯用の試験設備はあるけれども、そのような設備は一般に高価で、取り扱いが複雑で難しい。そのような携帯用の試験設備は試験を実行する場所でしばしば熟練したオペレータを必要とし、実行可能な解決手段ではない。
【０００９】
特許文献１は、診断で使用するための模様のついた複数の配列または複数の特定の表面を製造することを記載している。そのシステムは、関心のある対象を探知または測定するための電気−化学冷光法を使用している。しかしながら、これは複雑な試験器具の使用が必要であるから、すべての環境での使用には適しておらず、訓練を受けたオペレータが必要である。
【００１０】
特許文献２は、流体または流体状材料の少量サンプルに対する化学的、物理学的または生物学的試験のための試験ストリップ装置を記載している。その装置は、その内部に不活性の液体の薄い層で完全に満たされた溝を有する、薄くて平坦で中空の柔軟性のあるストリップで形成されている。操作時に、少量の流体がストリップの頭部に導入され、その頭部がつねられて泡が形成されるか、ぶつぶつの状態にされる。そのつねり線がストリップの長さ方向に沿って形成され、その前方にぶつぶつが形成される。ぶつぶつが管に発生するとき、ぶつぶつは異なる部位を通過しながら、化学的、物理学的または生物学的探知作業に供される。管の一方の側が好ましくは透明であれば、その作業の結果を見ることができる。しかし、これは、作業を制限することになる。その結果、実行できる複雑な試験が制限される。それによって、使用できる装置の適用範囲が厳しく制限されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第６２０７３６９号明細書
【特許文献２】米国特許第４０６５２６３号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第一の実施形態において、サンプルの処理に使用する装置を提供する。その装置は、ａ）基板と、ｂ）少なくとも一つのキャビティはサンプルを受け入れるためのサンプルキャビティである、上記基板の表面に形成された変形可能な多数のキャビティと、ｃ）使用時に、キャビティが選択的に変形することによってサンプルを選択的に一つ以上の物質と結合させるように、キャビティを接続する多数の流路とを有している。
【００１３】
一般的に、サンプルキャビティは所定の容積を有している。
【００１４】
一般的に、サンプルキャビティは入口に接続されている。
【００１５】
一般的に、入口はサンプルがサンプルキャビティに吸収されるようにする、ウィックを有している。
【００１６】
一般的に、物質とサンプルは少なくとも一つの第一キャビティに選択的に供給される。それによって、ａ）サンプルを処理すること、ｂ）指示薬試験で使用するためにサンプルを調製をすること及びｃ）指示薬試験を実行することの中の少なくとも一つが行われる。
【００１７】
一般的に、装置は、ａ）サンプル処理キャビティ、ｂ）サンプル保存キャビティおよびｃ）指示薬キャビティの中の少なくとも一つとして作用する少なくとも一つの第一キャビティを有している。
【００１８】
一般的に、流路は、少なくとも二つの経路を形成するようにキャビティを互いに接続し、各経路は第一キャビティに接続され、使用時にキャビティが選択的に変形することによって所定の順序で第一キャビティに物質が供給される。
【００１９】
一般的に、装置は、第二キャビティに物質が供給されるようにする流路を介して少なくとも一つの第一キャビティに接続された少なくとも一つの第二キャビティを有している。
【００２０】
一般的に、第二キャビティは、ａ）固定化剤、ｂ）中和剤、ｃ）カオトロピック薬剤およびｄ）保存剤の中の少なくとも一つを含んでいる。
【００２１】
一般的に、指示薬試験の結果を表示するように、センサが使用される。
【００２２】
一般的に、上記センサは第一キャビティに設けられる。
【００２３】
一般的に、装置は、探知器具にセンサを接続するためのコネクタを有している。上記探知器具は、ａ）指示薬試験の実行中または実行後の測定、ｂ）指示薬試験の結果およびｃ）他のセンサによって測定された条件の中の少なくとも一つを探知するためのものである。
【００２４】
一般的に、装置は、ａ）指示薬試験の実行中または実行後の測定、ｂ）指示薬試験の結果およびｃ）他のセンサによって測定された条件の中の少なくとも一つを表示するデータを蓄えるために、センサに接続されたメモリを有している。
【００２５】
一般的に、装置は、上記メモリにデータを蓄えるための処理を実行する。
【００２６】
一般的に、センサは、表示するために、反応に応答する指示薬物質を有している。
【００２７】
一般的に、流路は、少なくとも二つの経路を形成するように、キャビティを互いに接続する。
【００２８】
一般的に、装置は、少なくとも３つの経路を有している。
【００２９】
一般的に、経路は、平行、直列、枝構造および樹木構造の中の少なくとも一つの形態で配置される。
【００３０】
一般的に、少なくとも一つのキャビティおよび流路は、基板上に設けられたカバー層から形成される。
【００３１】
一般的に、上記カバー層は シリコーンから形成される。
【００３２】
一般的に、上記カバー層は、少なくとも部分的に、真空成形または射出成形によって形成される。
【００３３】
一般的に、上記基板は、ガラス繊維を織ったもの及びエポキシ樹脂から形成される。
【００３４】
一般的に、装置は、キャビティが変形される順序を表示するための少なくとも一つの指示薬を有している。
【００３５】
一般的に、装置は、物質およびサンプルの中の少なくとも一つについて、加熱および冷却の中の少なくとも一つの操作をするための少なくとも一つのキャビティを有している。
【００３６】
一般的に、装置は、ａ）キャビティを加熱するための加熱メカニズムおよびｂ）キャビティを冷却するための冷却メカニズムの中の少なくとも一つを有している。
【００３７】
一般的に、流路の少なくとも一つは、ａ）流量コントローラ、ｂ）フィルタ、ｃ）弁、、ｄ）タービュレータ、ｅ）スプレーノズルおよびｆ）圧縮器の中の少なくとも一つを有している。
【００３８】
一般的に、変形可能なキャビティの少なくとも一つは、流体経路からキャビティを分離するための膜を有しており、上記膜は破裂してキャビティを変形させるものである。
【００３９】
一般的に、キャビティの少なくとも一つは、ａ）第一キャビティを洗浄するための洗浄液、ｂ）センサを校正するときに使用するための正の制御溶液およびｃ）センサを校正するときに使用するための負の制御溶液の中の少なくとも一つを有している。
【００４０】
一般的に、物質は、ａ）酵素、ｂ）緩衝塩およびｃ）溶媒の中の少なくとも一つを有している。
【００４１】
一般的、物質の少なくとも一つは、他の物質を混合することによって形成される。
【００４２】
一般的に、装置は、変形可能なキャビティを操作器具によって所定の順序で変形させるように、上記操作器具と協同するためのガイドを有している。
【００４３】
一般的に、装置は、キャビティまたは流路の中の少なくとも一つと接続されたガスリリーフ弁を有している。
【００４４】
一般的に、装置は少なくとも一つの圧力管理経路を有している。
【００４５】
一般的に、装置は、変形されたキャビティの下流側から変形されたキャビティの上流側へ流体または空気を搬送するために、下流のキャビティから上流のキャビティへ伸びている少なくとも一つの圧力管理経路を有している。
【００４６】
一般的に、少なくとも一つの圧力管理経路は、廃棄キャビティからサンプルキャビティへ 伸びている。
【００４７】
本発明の第二の実施形態において、サンプル処理装置を使用してサンプルを処理するときに使用するための器具を操作するための操作器具を提供する。上記サンプル処理装置は、基板上に配置された多数の変形可能なキャビティを有しており、使用時に、キャビティを選択的に変形させて、物質およびサンプルを選択的に結合させるものであって、上記操作器具は、ａ）器具を支持するためのサポートと、ｂ）少なくとも一つのアクチュエータと、ｃ）上記アクチュエータを選択的に作動させて上記キャビティを所定の順序で変形させるためのアクチュエータの駆動装置とを有している。
【００４８】
一般的に、操作器具は、キャビティを選択的に変形させるための少なくとも一つのアクチュエータを制御するためのコントローラを有している。
【００４９】
一般的に、操作器具は、サンプル処理装置に設けられた識別子を探知するために上記コントローラに接続されたセンサを有している。
【００５０】
一般的に、操作器具は、ａ）指示薬試験の実行中または実行後の測定およびｂ）指示薬試験の結果の中の少なくとも一つを探知するためにセンサに接続するための探知器具を有している。
【００５１】
一般的に、操作器具は、サンプル処理装置に設けられたセンサに探知器具を接続するための少なくとも一つのコネクタを有している。
【００５２】
一般的に、探知器具はコントローラの一部を形成する。
【００５３】
一般的に、アクチュエータはローラを有し、上記駆動装置は該ローラを操作器具に沿って移動させ、それによってキャビティを変形させる。
【００５４】
一般的に、ローラはキャビティを選択的に変形させるような外形である。
【００５５】
一般的に、サポートは第二ローラから形成され、第一および第二ローラは器具を受け入れるためのニップを画定する。
【００５６】
一般的に、サポートはサポート表面から形成され、上記サポート表面は、ａ）操作器具を整列すること及びｂ）アクチュエータを支持することの中の少なくとも一つを実行するために少なくとも一つのガイドを有している。
【００５７】
一般的に、アクチュエータは軸に回転可能に装着されたローラを有しており、ガイドに平行な方向に上記軸が移動可能なように、上記軸はサポート表面に沿って伸びる上記ガイド上に支持されている。
【００５８】
一般的に、駆動装置は、軸を移動させるように、上記軸に作動可能に接続されたステップモータを有している。
【００５９】
一般的に、ステップモータはサポート表面に装着されたアームによって支持された２つのローラの周りに沿って運ばれるエンドレス部材を駆動するためのものである。
【００６０】
一般的に、操作器具は、ａ）多数のサンプル処理装置を支持するための第二サポート表面およびｂ）上記サポート表面に選択的にサンプル処理装置の一つを搬送するための積層アクチュエータを有している。
【００６１】
一般的に、操作器具は、積層されている多数のサンプル処理装置を支持するためのサポートを有している。
【００６２】
一般的に、操作器具は、サンプル処理装置の入口にサンプルを供給するための出口を備えたサンプル供給器具を有している。
【００６３】
一般的に、アクチュエータは、サンプル供給器具からサンプルを受け取ることができるように、入口を出口に接続するためのものである。
【００６４】
一般的に、操作器具は、ａ）指示薬試験結果を受け取ること、ｂ）指示薬試験結果を解釈すること、ｃ）指示薬試験結果を確定すること及びｄ）指示薬試験結果を報告することの中の少なくとも一つを実行することができる。
【００６５】
一般的に、操作器具は、多数のサンプル処理装置を保持および加工することができる。
【００６６】
一般的に、操作器具は、ａ）実行される指示薬試験を決定すること及びｂ）指示薬試験を実行するためのものである。
【００６７】
本発明の第三の実施形態において、サンプル処理装置を使用してサンプルを処理するときに使用するための方法を提供する。上記装置は、基板の表面に設けられた多数の変形可能なキャビティを有している。キャビティの少なくとも一つはサンプルを受け入れるためのサンプルキャビティであり、多数の流路がキャビティを接続する。当該方法は、サンプルを選択的に一つ以上の物質と結合させるように、キャビティを選択的に変形させるものである。
【００６８】
本発明の第四の実施形態において、操作器具およびサンプル処理装置を使用してサンプルを処理する方法を提供する。サンプル処理装置は、使用時に、キャビティの選択的な変形が物質およびサンプルを選択的に結合させるように、基板上に設けられた多数の変形可能なキャビティを有している。操作器具は器具を支持するためのサポートおよび少なくとも一つのアクチュエータを有している。上記方法は、キャビティを所定の順序で変形させるように、上記アクチュエータを選択的に作動させるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１Ａ】図１Ａは、サンプルを処理するとき及び／または指示薬試験を実行するときに使用するためのサンプル処理装置の一例の概略平面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａのキャビティの一つの概略側面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、中間層が設けられるときの図１Ａのキャビティの一つの概略側面図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、メモリおよびデータ処理機能を一つにまとめたサンプル処理装置の一例の概略平面図である。
【図２Ａ】図２Ａは図２Ｂおよび図２Ｃとともに、図１Ａに示す２つのキャビティの間で流体を搬送するプロセスの一例を示す概略図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは図２Ａおよび図２Ｃとともに、図１Ａに示す２つのキャビティの間で流体を搬送するプロセスの一例を示す概略図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは図２Ａおよび図２Ｂとともに、図１Ａに示す２つのキャビティの間で流体を搬送するプロセスの一例を示す概略図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、中間層から形成された破裂可能な膜の一例の概略図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは、図１Ａのキャビティの一つに含まれる破裂可能な小胞の一例の概略図である。
【図３Ａ】図３Ａは、圧力リリーフ弁を組み入れた装置の一例を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、圧力管理経路を組み入れた装置の一例を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、変形中の内部圧力を減少するような形状であるキャビティの概略平面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、変形中の内部圧力を減少するような形状であるキャビティの概略側面図である。
【図５】図５は、流体制御要素を組み入れた流路およびキャビティの一例の概略側面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、異なる経路構造の例を示す概略平面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、異なる経路構造の例を示す概略平面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、異なる経路構造の例を示す概略平面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、操作器具の一例の概略図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、操作器具の一例の概略図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図７Ａおよび図７Ｂの操作器具とともに使用するための器具の一例の斜視図である。
【図８Ａ】図８Ａは、操作器具の第二の例の概略図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、操作器具の第二の例の概略図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、図３Ｂのサンプル処理装置とともに使用するときの図８Ａの操作器具の概略図である。
【図８Ｄ】図８Ｄは、操作器具の第三の例の概略図である。
【図８Ｅ】図８Ｅは、操作器具の第三の例の概略図である。
【図８Ｆ】図８Ｆは、壁面を含むサンプル処理装置の一例の概略斜視図である。
【図８Ｇ】図８Ｇは、壁面を含むサンプル処理装置の一例の概略側面図である。
【図９】図９は、図８Ｅの操作器具のコントローラの操作の一例のフローチャートである。
【図１０Ａ】図１０Ａは、サンプル処理装置で使用するための外形を備えたローラの一例の概略図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、サンプル処理装置で使用するための外形を備えたローラの一例の概略図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、サンプル処理装置で使用するための外形を備えたローラの一例の概略図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、操作器具の第四の例の概略図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、操作器具の第四の例の概略図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、制御弁の操作の一例を示す概略図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、制御弁の操作の一例を示す概略図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、渦巻き状の流路を使用して流量を制御する操作の一例を示す概略図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、渦巻き状の流路を使用して流量を制御する操作の一例を示す概略図である。
【図１４】図１４は、ＤＮＡサンプルの処理に使用される装置の一例の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００７０】
本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。サンプルを処理するときに使用するためのサンプル処理装置の実施例が図１Ａおよび図１Ｂに示されている。当該装置によって、サンプルを処理するか、保存するか、保存のために調製するか、又は指示薬試験に使用するかの少なくとも一つを実行することができる。
【００７１】
この実施例において、サンプル処理装置１００は、多数のキャビティ１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０を有する基板１０１を備えている。多数のキャビティ同士は、多数の流路１２２、１２４、１２６、１２７、１２８および１２９を介して接続されている。
【００７２】
一実施例において、キャビティおよび／又は流路は、基板に設けられた材料の層１０２によって形成される。材料の層１０２は、流路およびキャビティを画定する突起部分を含んでいる。この形態の材料の層は、一般的にカバー層と称される。これは実施例であって、限定して解釈すべきでない。
【００７３】
サンプルを処理するときに使用される、試薬などの物質がキャビティ１１１ないし１２０又は流体の流路１２２、１２４、１２６、１２７、１２８および１２９の中で選択したものの中に設けられる。キャビティ１１１ないし１２０の中の少なくとも幾らかは、変形可能であり、キャビティ１１１ないし１２０の中の一つ以上を変形させることによって、サンプルを選択的に一つ以上の物質と結合させて、サンプルの処理を実行することができる。以下に詳細に記載するように、手または操作器具を使用して変形を実行することができる。
【００７４】
一実施例において、入口１６０を経て、または他の適切なメカニズムにより、サンプルは、キャビティ１１７のようなキャビティに供給される。他のキャビティ１１１ないし１２０又は流路１２２、１２４、１２６、１２７、１２８および１２９を適切に配置することによって、多数の異なる物質を互いに混合または結合すること及び／又は所定の順序でサンプルと混合または結合することができる。これによって、明確なサンプル処理のシナリオのために必要とされる一つ以上の反応を実行することができる。
【００７５】
かくして、例えば、サンプルが、引き続いて変形されるキャビティ１１７に供給され、そのサンプルはさらに処理されるために、キャビティ１１８に供給される。サンプルが処理される間、キャビティ１１１、１１３、１１５は押し下げられ、キャビティ１１２、１１４、１１６にそれぞれの溶液が形成される。例えば、指示薬試験を実行するため、又はサンプルを引き続く試験のために保存するために、溶液および処理されたサンプルをキャビティ１１２、１１４、１１６、１１８の選択的な変形によってキャビティ１１９に供給することができる。一実施例において、キャビティ１１９にさらに流体が供給されることによって、キャビティ１１９に供給される流体を代えることができる。それからキャビティ１１９が変形するので、以下に詳細に記載するように、廃棄物がキャビティ１２０に集められるか、又は処理されたサンプルがキャビティ１２０に保存される。
【００７６】
一般的に、基板およびカバー層はサンプル処理装置に使用される物質に対して化学的および生物学的に不活性である材料から製造される。異なる材料を異なる用途のサンプル処理装置のために使用することができる。
【００７７】
そこで、上記サンプル処理装置は、サンプル処理を実行するための単純なシステムを提供する。これは、指示薬試験を実行すること、又は引き続く試験のためのサンプルを調製することを含む。さらに、適当な材料からサンプル処理装置１００を形成することによって、サンプル処理装置を安価に製造することができる。サンプル処理装置を遠隔地および／又は大規模に配置することができるので、指示薬試験またはサンプルの収集および処理の実施が、以前の方法よりも実行しやすくなる。
【００７８】
上記したように、サンプルは多くの経路の中のいずれかを経て受け入れることができる。図１Ａの実施例において、サンプル処理装置１００は、点線１６０で示す入口を有している。入口１６０は、一般的に流体をキャビティ１１７に供給することができる一方向弁である。結局、サンプルはキャビティに供給されるけれども、サンプルを流路を経て供給することができる。サンプルを入口１６０を経てキャビティ１１７に注入することができ、他の方法としてサンプルを入口１６０を経てキャビティ１１７に挿入することもできる。また、入口１６０には、実験対象、環境などの源から流体を集めることができるように、ウィックまたはランスなどを設けることができる。さらに、ルアーロックポート (luer lock port) 、セプタ (septa)などを使用することもできる。
【００７９】
一実施例において、サンプルキャビティ１１７は、サンプルを受け入れることができるように、収縮できるような構造であることが分かる。しかし、サンプルキャビティ１１７を負圧下におくこともできる。そこで、例えば、入口を強く押して入口１６０を流体に浸してストッパをはずし、このようにして流体をキャビティ１１７に引き寄せることができる。一実施例において、適当なメカニズムによって作動することができる、登録商標がVacutainerである血液サンプリング装置に類似する方法でサンプルキャビティが作動することが分かる。その血液サンプリング装置は、サンプルキャビティ１１７を負圧下にして血液サンプルをサンプルキャビティ１１７もしくは流路内またはサンプルキャビティ１１７に接続された他のキャビティ内に引き寄せることができる。
【００８０】
サンプルキャビティ１１７は、所定容量のサンプルを受け入れることができるように所定容積を備えている。これによって、指示薬反応を正確に実行することができる。
【００８１】
キャビティの第一のものは、指示、保存または処理キャビティとして作用するために使用される（以下、第一キャビティと称する）。キャビティの第二のものは、保存、処理または廃棄キャビティとして作用するために使用される（以下、第二キャビティと称する）。これらのキャビティの作用は以下に詳細に記載される。
【００８２】
もし装置が指示薬試験を実行するために使用されるならば、これは、サンプル中の物質の存在、不存在もしくは比率、または反応の結果についての指示形態を提供するものである。反応の結果、色の変化などが起こるけれども、もちろん、そのような場合だけではない。
【００８３】
従って、サンプル処理装置１００が指示薬試験を実行するために使用されるとき、図１Ａの例では、第一キャビティはキャビティ１１９である。第一キャビティ１１９が指示計としての形態を備えることによって、試験の結果を確定することができるようになる。これは他の方法によっても達成することができる。
【００８４】
かくして、第一キャビティ１１９は、関心のある物質と混合されるとき視覚に訴える表示をするような物質を含むことができる。これには、第一キャビティ１１９に供給される物質のｐＨに応じて色が変化するｐＨ指示計のようなものが含まれる。
【００８５】
また、第一キャビティ１１９には、電子的な探知が実行できるようなメカニズムを組み込むことができる。一実施例において、図１Ａに示すように、探知器具１７０はコネクタ１３０を介して第一キャビティ１１９内に設けられたセンサ１３１に接続される。これによって、センサ１３１からの指示薬試験に関するデータを測定するために探知器具１７０を使用することができる。そのデータは指示薬試験の実行中または実行後における測定値を示すものであり、指示薬試験の結果および条件は他のセンサで測定することができる。その試験結果またはデータは、適当なユーザインタフェース、ディスプレイなどを使用して、ユーザに提示することができる。また、その試験結果を見ることができるようにしたり、保管したり、操作したりすることもできる。
【００８６】
一実施例において、センサ１３１は電極であり、第一キャビティ１１９内の物質のコンダクタンスを測定するために探知器具１７０を使用することができる。コンダクタンスは第一キャビティ１１９内の物質の濃度を指示するものであり、量的なアウトプットを提供することができる。また、別の適当な形態のセンサを使用することもできる。例えば、吸熱反応または発熱反応の反応率を測定するために温度センサを使用することができる。
【００８７】
探知器具１７０はセンサの特性に依存する。例えば、探知器具１７０は、測定される物質のコンダクタンスを測定するために、オーム計とすることができる。また、探知器具１７０は、他のセンサの結果を読み取るためのコンピュータシステムとすることもできる。
【００８８】
この実施例においては、単一の探知器具１７０は多数のサンプル処理装置１００の指示薬試験結果を測定するために使用できることが分かる。これは、探知器具へアクセスできる手段が限定されているような環境において有用である。
【００８９】
また、図１Ｄに示すように、プロセッシング１８１および／又はメモリ１８０を基板１０１に組み込み、基板１０１に組み込まれたメモリ１８０にデータを直接保管することもできる。そのデータは指示薬試験の実行中または実行後に少なくとも部分的にされた測定値および／又は指示薬試験の結果を指示するものである。しかし、他のデータを保管することもできる。例えば、サンプル処理装置は、環境条件、温度などの条件をモニターするためのセンサを含むことができ、これらの条件を指示するデータを保管することができる。
【００９０】
サンプル処理装置にメモリを備えることによって、指示薬試験が実行された後、探知器具１７０にメモリ１８０からのデータを検索させることができる。
【００９１】
プロセッシングおよびメモリは、いかなる適切な形態もとることができる。例えば、プロセッシングおよびメモリは、共通の集積回路（ＩＣ）に組み込むことができる。また、プロセッシングＩＣおよび別々のフラッシュメモリなどのように、物理的に別々の形態にすることができる。一実施例において、メモリ１８０をスマートカード器具に使用されるものに類似する方法で基板１０１に設けることができる。
【００９２】
この実施例において、指示薬試験を遠隔地の環境で実行することができる。サンプル処理装置には、異なる場所に設置されるコンピュータシステムが備わっている。センサまたは電極のみを有する装置に比べて、装置の費用や複雑さは増加する一方、探知器具１７０の必要性が減少し、特に、指示薬試験が実行される場所に探知器具１７０を設ける必要がない。
【００９３】
また、サンプル処理装置１００は、ディスプレイ１８２を含むことができる。このディスプレイ１８２は指示薬試験の結果を表示するために使用することができる。液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）などのような適当な形態のディスプレイを使用することができる。また、これは別々の探知器具を設ける必要性が減少する。
【００９４】
また、指示薬試験とともに使用される探知メカニズムの校正が可能である。例えば、探知器具１７０がサンプル中のバクテリアの濃度を探知するために使用されているならば、所定のバクテリア濃度のサンプルと、バクテリア濃度がゼロのサンプルについて読み取ることが望ましい。
【００９５】
これを達成するために、キャビティ１１１ないし１１８の中から選択されたものが、バクテリア濃度がゼロの前調製サンプルと特定のバクテリア濃度の前調製サンプルを有する。この場合、これらの前調製サンプルの各々について読み取りがされ、探知器具１７０からの出力が各バクテリア濃度において測定される。探知器具１７０が関心のあるサンプルについて使用されるとき、測定結果が前調製サンプルを使用してされた測定値と比較され、そのサンプルのバクテリア濃度が確定される。
【００９６】
このようにして指示薬試験を実行することによって、温度のような周囲条件の変化や、第一キャビティ１１９内のセンサ電極などの実際の形状とともに、異なる探知器具の感度の差違によって起こる測定値の変動が考慮される。
【００９７】
第一キャビティ１１９は、一般的に、上記したように単一のキャビティから形成することができるし、また、多数の異なるキャビティから形成することもできる。この後者の場合、異なる試験の間で起こる汚染の危険なしに、多数の異なる指示薬試験を実行することができる。このように、試験が、集められたサンプルと、空のサンプルと、比較例のサンプルについて実行されるならば、これらの試験の各々は、異なる第一キャビティで実行することができる。この場合、共通の探知メカニズムが使用され、以下に詳細に記載されるように、単一の電極セットを指示薬キャビティの各々について使用できることが分かる。また、別々の探知メカニズムを各キャビティに設けることもできる。
【００９８】
多数のキャビティを設ける代わりに、単一の第一キャビティを複数のキャビティ部分に仕切り、キャビティ部分の間の混合を防止することができる。これによって、単一の第一キャビティを、指示薬試験を実行するために別々のキャビティとして機能させることができる。
【００９９】
電極を使用して電子探知をすることに加えて、異なる探知技術を使用できることが分かる。例えば、放射線源および一体のメーターを使用するスペクトログラフ分析を使用して、探知を実行することができる。これは、好ましい実施形態に応じて、可視放射、赤外線放射、紫外線放射などを使用することによって、適切な波長の下で実行することができる。これは、光電濃度測定、吸収度測定、反射率測定、蛍光探知、濁度探知などを実行するために使用することができる。
【０１００】
図１Ａの例において、サンプル処理装置１００が指示薬試験を実行するために使用されるとき、第一キャビティ１１９に接続されている第二キャビティ１２０は廃棄キャビティとして機能することができる。
【０１０１】
このようにして第一キャビティ１１９から物質を受け入れ、指示薬試験を完了するか、又は、必要に応じてさらに物質を第一キャビティ１１９に供給することができる。
【０１０２】
一実施例において、廃棄キャビティ１２０は、ゲルまたは磁気ビードのような固定化剤を含み、廃棄キャビティに供給される流体または他の製品をそこから取り除くことができないようにすることができる。さらに、中和剤またはカオトロピック薬剤を、有害な溶液、生物などを中和するために備えることができる。また、前調製サンプルが他の設備またはアッセイによるさらなる分析に適するように、サンプル保存剤を含むことができる。
【０１０３】
上記の例は、指示薬試験を実行するためにサンプル処理装置１００を使用することに焦点を絞ったものである。しかし、その装置はサンプルの処理および／又は保存に使用することができ、指示薬試験の結果の処理または保管とともに、さらなる試験を実行することが必要ならば、引き続いて必要な指示薬試験に使用できることが分かる。この例において、第一または第二キャビティは保存または処理キャビティとして作用することができる。
【０１０４】
この例において、サンプル収集を実行するとき、試験を実行することができるようになるまで、サンプルを生存した状態又は安定した状態に保つようにサンプルを処理することが時々必要である。一実施例において、これはサンプルキャビティ１１７に所定容積のサンプルを収集するように、サンプル処理装置１００を使用することによって達成される。そのサンプルは、それから、キャビティ１１８内において物質と混合されるか、培養されるか又は他の方法で処理される。サンプルはキャビティ１１８内に保有することができる。それゆえ、、キャビティ１１８は処理キャビティとして作用する第一キャビティとしての役割を果たし、サンプル処理を実行する。また、サンプルはキャビティ１１９、１２０のいずれか一方に供給することができ、前調製サンプルの処理または保管をするように、キャビティ１１９、１２０は第一または第二キャビティとして作用することもできる。
【０１０５】
また、所定容積のサンプルを収集するだけでなく、上記技術を使用して、試験前にサンプルを生存した状態又は安定した状態に保つようにサンプルを処理できることが分かる。
【０１０６】
使用時に、処理キャビティはサンプルの生存状態を維持するために必要とされる物質を含むことができる。それには、処理されたサンプルを静止状態に維持するためのゲルなどを使用することが含まれる。別々の器具に処理されたサンプルを供給して指示薬試験を実行できるように、処理キャビティは、出口または突き抜け可能な膜（図示せず）を備えることができる。これは、適当な注射針または類似の器具を使用してキャビティに孔を開けることによって達成できる。
【０１０７】
指示薬試験を実行するとき、物質を特定の温度におくことが必要なことがある。例えば、サンプルをバクテリアなどに対して試験するとき、測定が可能なように十分なバクテリア活性が保たれるように、サンプルを培養することが一般的である。そのような加熱は多くの方法で実行することができる。
【０１０８】
一実施例において、培養キャビティ１１８のようなキャビティの一つは、ペルチェ素子、抵抗発熱素子などのような加熱メカニズムを使用して加熱することができる。また、加熱は、培養キャビティ１１８に供給することができ、他のキャビティ内の試薬と混合されるとき熱が発生するような試薬をキャビティ１１８に供給して熱を発生させる発熱反応を実行することによって達成することができる。
【０１０９】
別の方法は、隣接している別々の加熱キャビティを設け、その加熱キャビティを培養キャビティ１１８に熱的に接続することである。この実施例において、加熱キャビティにおいて熱を発生させるように発熱反応を実行することができ、例えば、熱条件によって培養キャビティに熱を伝達することができる。加熱キャビティを培養キャビティ１１８から物理的に分離することによって、発熱反応のために必要とされる試薬が、指示薬試験またはサンプル処理の結果に影響を与えるような他の物質との反応をしないようにすることができる。
【０１１０】
加熱要素を使用する代わりに、サンプルを安定した状態におくために、例えば、冷却要素が必要とされることがある。そのような冷却は、電子冷却手段または吸熱反応などのような適切な手段によって達成することができる。
【０１１１】
また、操作器具および／又は探知器具に使用されるようなサポート表面に加熱要素または冷却要素を組み込むために、サンプル処理装置に加熱要素または冷却要素を組み込むことができる。これについては、以下に詳細に記載する。
【０１１２】
第二の実施例において、培養キャビティ１１８はユーザの体温を利用して加熱することができる。ユーザが所定時間、手に装置を保持するか又は他の組織部位に装置を載せることによって、サンプルに適切な熱を与えることが必要な場合がある。この後者の技術はユーザの介入を必要とするけれども、加熱要素に必要とされる外部電源の必要性が少なくなり、サンプルを培養に好ましい温度とされる３７℃のような適切な温度に加熱することができるようになる。
【０１１３】
図１Ａのサンプル処理装置１００とともに使用するための一連の指示薬試験の例が以下に記載される。
【０１１４】
この実施例においては、水サンプル中のE.coliの存在を探知するための試験が実行される。この試験を実行するために、各キャビティは以下の物質を含有している。
【０１１５】
キャビティ１１１は水を含有している。
【０１１６】
キャビティ１１２は緩衝塩で冷凍乾燥した酵素を含有している。
【０１１７】
キャビティ１１３は水を含有している。
【０１１８】
キャビティ１１４は冷凍乾燥またはスプレー乾燥した培養媒体成分を含有している（正の比較例）。
【０１１９】
キャビティ１１５は水を含有している。
【０１２０】
キャビティ１１６は電極に固定された酵素によって作用されるとき、電極活性物質を産出する酵素ベースを含む冷凍乾燥またはスプレー乾燥した培養媒体成分を含有している（負の比較例）。
【０１２１】
キャビティ１１７は試験されるべきサンプルを含有している。
【０１２２】
キャビティ１１８は電極に固定された酵素によって作用されるとき、電極活性物質を産出する酵素ベースを含む冷凍乾燥した培養媒体成分を含有している。
【０１２３】
試験を実行するためのこの装置の作用の例が以下に記載される。
【０１２４】
この実施例において、ステップ１において、サンプルはキャビティ１１７に供給される。これは、入口などを経てサンプルを注入することによって達成できる。
【０１２５】
ステップ２において、サンプルがキャビティ１１８に供給されるように、キャビティ１１７が変形される。キャビティ１１８は培養キャビティとして作用し、特定のバクテリア酵素によって作用されるとき、サンプルは、冷凍乾燥した培養媒体および電極活性物質を産出する酵素ベースと混合され、媒体の再水和を起こし、サンプル内のバクテリアの成長を促し、ベースを消耗させる。サンプルは、加熱メカニズムを利用して３７ないし４４℃（または他の適切な温度）の範囲内の適切な温度に加熱され、サンプル内の新陳代謝が促される。
【０１２６】
ステップ３において、最適な緩衝濃度とｐＨ値を維持するように、緩衝塩を使用してキャビティ１１２内に保存された酵素が再水和するようにキャビティ１１１が変形される。
【０１２７】
ステップ４において、キャビティ１１４内に含有されている冷凍乾燥した成分を水和するために水が使用されるようにキャビティ１１３が変形される。
【０１２８】
ステップ５において、第一キャビティ１１９内に水和された酵素が押し込まれるように、キャビティ１１２が変形される。水和された酵素は第一チャンバーに組み込まれたセンサ１３１上の被覆を取り除き、酵素がセンサ作動電極に吸着されるようにし（非特定的または分子結合を介して）、センサ作動電極を活性化させる。
【０１２９】
ステップ６において、第一キャビティ内に正の比較溶液が供給されるように、キャビティ１１４が変形される。正の比較溶液が水和された酵素溶液にとって代わり、ブランクの読み取りがされる。ブランクの読み取りは、基板が存在しない条件でされる読み取りであり、これは、電子探知器具１７０の基準線の読み取りを確立するために利用される。
【０１３０】
ステップ７において、フィルタ１２８を介して第一キャビティ１１９にサンプルが供給されるように、培養キャビティが変形される。これは正の比較溶液にとって代わり、培養されたサンプルのみが第一キャビティ１１９に残り、電子探知器具１７を使用してサンプル内のサンプル内のバクテリアの濃度の読み取りがされる。同時に、キャビティ１１６内の負の比較溶液の成分が再水和するようにキャビティ１１５が変形される。
【０１３１】
ステップ８において、第一キャビティ１１９に負の比較溶液が供給されるように、キャビティ１１６が変形され、負の比較例の読み取りが得られる。
【０１３２】
当業者であれば、負の比較例の読み取りは、バクテリアが存在しないサンプル溶液の読み取りに相当する読み取りであることが分かる。負の比較溶液と正の比較溶液の測定（バクテリアによる基板の全部の消耗に相当するものであり、このように個々のセンサの動的範囲が確立される）によってセンサを校正して、サンプル内のバクテリアの濃度を測定するためにセンサの読み取りを使用できる。
【０１３３】
ステップ９において、第一キャビティ１１９に残っている物質が廃棄キャビティ１２０に供給されるようにキャビティ１１９が変形される。これによって、装置を安全に処分できる。
【０１３４】
キャビティ１１１ないし１２０および流路１２２ないし１２９の配置は上記試験のために理想的に適していることが分かる。しかし、これは実施例であって、限定されるものではない。従って、サンプルキャビティ、処理キャビティ、廃棄キャビティまたは指示キャビティの中の少なくとも一つを含む別の配置を異なる試験のために使用することができる。
【０１３５】
さらに、多くの実施例を以下に記載する。
【０１３６】
一実施例において、キャビティの中の少なくとも幾らかには装置の製造時に流体が予め充填され、引き続くキャビティの変形によって、その流体は流路または隣接するキャビティに排出される。
【０１３７】
これは、キャビティの変形時に破裂し、流体を放出するような破裂可能な膜を使用してキャビティに流体を保有することによって達成される。これについては、図２Ａないし図２Ｅを参照しながらより詳細に記載される。
【０１３８】
また、キャビティは、ゲルの圧縮によって流体を放出するエーロゲルのような流体保有ゲルを含有することができる。これは、ゲルがキャビティを支持することができるという利点があるなど、いくらかの状況において有利である。それによって、望まないキャビティの変形を防止することができる一方、キャビティ内に比較的大容積の流体を保持することができる。適切なゲルまたはスポンジ状の材料を使用することができ、ゲルは、シリカ(ＳｉＯ2)、アルミナ(Ａｌ2Ｏ3)、遷移およびランタニド金属酸化物、金属カルコゲニド(ＣｄＳおよびＣｄＳｅ)、有機および無機ポリマー、および炭素のような様々な材料から形成することができる。同様に、破裂可能なガラスのアンプルのように、圧縮時に流体を放出することが可能な材料を使用することができる。
【０１３９】
これに加えて、サンプル処理装置が製造されるとき、キャビティ内に流体を含有しないこともできる。これは、別のキャビティからそのキャビティに流体を受け入れたり、そのキャビティが含有している固体または粒子状材料と流体とを混合したり、一つ以上のキャビティの流体を混合したり、または使用前に流体を一時的に保管したりするときに必要である。
【０１４０】
このように下流のキャビティへの流体の供給は、そのキャビティが含有している流体および／又は他の材料の容積を増加することになる。これによって、装置の破裂につながる圧力の増加を減少したり、キャビティの変形を防止できる理由の説明がされる。これは、多くの方法によって達成することができる。
【０１４１】
一実施例において、これは、変形可能なキャビティを当初、実質的に収縮させておくか又は変形させておいて、流体をそのキャビティに供給してキャビティの膨張を起こさせることによって達成される。また、キャビティを負圧下において、流体をそこに収容することができる。また、装置内の流体の容積が一定になるように、流体の循環路が形成されるような戻りの経路とともに、圧力リリーフ弁を使用することもできる。
【０１４２】
収縮状態にあるキャビティとともに予め流体を充填したキャビティとを使用する場合の実施例について、図２Ａないし図２Ｃを参照しながら説明する。
【０１４３】
この実施例において、図２Ａに示すように、最初キャビティ１１１は流路１２１（分かりやすくするため、図１Ａには示さず）を介してキャビティ１１２に接続されている。この実施例において、キャビティ１１１は流体２０１を充填されて膨張した状態にある。流体２０１は、キャビティ１１１と流路１２１を分離する破裂可能な膜２１１によってキャビティ１１１内に含有されている。
【０１４４】
キャビティ１１２は流体２０１と混合される粒子状材料２０２を含有している。粒子状材料２０２は流体２０１より容積が小さく、キャビティ１１２は流体２０１を含有する必要があるので、キャビティ１１２は最初は図２Ａに示すように、収縮した状態に予め変形されている。
【０１４５】
使用時に、流体２０１と粒子状材料２０２が混合されるとき、図２Ｂにおいて矢示２３０で示すように、カバー層１０２に力を加えることによってキャビティ１１１は変形して収縮される。この場合、最初に付加される力がキャビティ１１１内に圧力を生成し、膜２１１を破裂させる。さらに、その圧力によってキャビティ１１１を変形させることによってキャビティ容積を減少させ、流体２０１を流路１２１を経て矢示２３１で示すように、キャビティ１１２内に供給する。
【０１４６】
これによってキャビティ１１２を膨張させ、キャビティ１１２が流体２０１を収容することが可能になり、流体２０１が粒子状材料２０２と混合されて溶液２０３が形成される。
【０１４７】
溶液２０３は、流路１２１に位置するリード弁２１３のような一方向弁および破裂可能な膜２１２によってキャビティ１１２内に含有される。しかし、適切なローラ形状のものを使用することもできる。
【０１４８】
溶液２０３の形成後、図２Ｃで矢示２３２で示すように力を加えることによってキャビティ１１２は変形し、膜２１２は破裂される。さらに、その圧力によってキャビティ１１２の容積を減少し、溶液２０３を流路１２２を経て矢示２３３で示すように、別のキャビティまたは第一キャビティ１１９（図示せず）に供給する。
【０１４９】
このように、上記実施例は、キャビティ１１１に含有されている流体２０１をキャビティ１１２に含有されている固体粒子状材料２０２と混合するものである。その結果生成される混合物は、キャビティ１１２の変形によって流路１２２を経て第一キャビティ１１９に供給することができる。
【０１５０】
破裂可能な膜としては多くの態様の中からいずれのものも使用することができ、上記実施例に限定されない。一実施例において、破裂可能な膜２１１は、図２Ｄに示すように、基板１０１とカバー層１０２の間に位置する中間層２４０によって形成される。使用時に、中間層２４０はキャビティ１１１内に流体を含有するために使用される。カバー層１０２は１２１で示す流路を画定するために作用する。この実施例において、中間層２４０は破裂または変形時に破裂するような特性を有する材料から形成される。従って、オペレータがキャビティ１１１を変形させるとき、中間層２４０は２４１で示す部位で破裂し、当業者であれば分かるように、流体２１０は流路１２１に流入する。
【０１５１】
また、別の実施例として、図２Ｅに示すように、破裂可能な膜２１１は、カバー層１０２およびキャビティ１１１内にある、溶液を含有する小胞２４２によって形成される。この実施例において、小胞２４２は破裂または変形時に破裂するような特性を有する材料から形成される。
【０１５２】
サンプル処理装置内に圧力を生成させる別の実施例は、図３Ａおよび図３Ｂに示されている。
【０１５３】
この実施例において、サンプル処理装置３００は、多数のキャビティ３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６、３１７、３１８および流路３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６、３２７を有する基板３０１を備えている。キャビティ３１１ないし３１８および流路３２１ないし３２７は図１Ａに示すキャビティおよび流路の配置と異なっていることが分かるが、これは一実施例に過ぎない。
【０１５４】
図３Ａの実施例において、キャビティ３１８のようなキャビティの一つがガス放出弁３３０を有している。ガス放出弁３３０は、キャビティ３１１ないし３１８の一つが変形されるとき、キャビティ３１１ないし３１８内および流路３２１ないし３２７内のガスをキャビティ３１８を経て放出することができる。このように、キャビティが変形されるとき、流体は引き続く流路およびキャビティ内に移送される。流路およびキャビティ内に含有されている空気または窒素のようなガスがキャビティ３１１ないし３１８および流路３２１ないし３２７（一般に、下流キャビティおよび流路と称する）に移送される。最後に、このガスはキャビティ３１８に移送され、そのガスはガス放出弁３３０を経てキャビティ３１８から放出されることが分かる。
【０１５５】
ガス放出弁を使用することによって、他の流体ではなく、ガスのみを放出することができる。これは、好ましくない現象である、処理時に使用されるサンプルまたは他の物質の放出を避けることができ、圧力開放を達成することができる。ガス放出弁はまた流路に接続することができ、単一のガス放出弁が示されているが、多数のガス放出弁を設けることができることが分かる。
【０１５６】
また、サンプル処理装置から流体を放出するために、好ましいか又は受け入れられるならば、流体の放出弁を使用することができる。これは、スポイトのような物を使用する適切な方法によって達成できるけれども、引き続く試験のために調製されたサンプルを装置から引き抜くためにも使用できることが分かる。
【０１５７】
いくらかの例においては、ガスまたは流体が放出されることは好ましくない。従って、 ガス放出弁に代えて、廃棄キャビティ３１８のようなキャビティから他の一つ以上のキャビティへ圧力管理経路を設けることができる。一般的に、圧力管理経路は下流のキャビティから上流のキャビティへ伸びている。そこで、空気のような流体、物質などを移送することによって変形されて、圧力が上流のキャビティへ戻される。
【０１５８】
この配置の例が図３Ｂに示されている。圧力管理経路３４０がキャビティ３１８からサンプルキャビティ３１５へ伸びている。
【０１５９】
この実施例において、キャビティが変形されて圧力がキャビティ３１１ないし３１８および流路３１２ないし３２７において増加するので、圧力がキャビティ３１８からキャビティ３１５へ移送され、キャビティ３１１ないし３１８および流路３１２ないし３２７を通して圧力を再分配しうる。上流のキャビティと下流のキャビティを実質的に等しい圧力で変形させて、キャビティの変形を容易にし、誤った方向に流体が流される可能性を減らすことができる。
【０１６０】
また、キャビティ３１８が廃棄キャビティとして作用し、キャビティ３１８が中和剤またはカオトロピック薬剤などを含有するならば、中和剤またはカオトロピック薬剤はサンプルを含有するキャビティ３１１ないし３１８および流路３１２ないし３２７を経て流され、それによって、すべての僅かなサンプルを中和することができる。このシステムは、装置３００を安全に処分するために使用できることが分かる。
【０１６１】
この実施例において、圧力管理経路３４０は様々に適切に配置することができ、例えば、点線３４１に示すように配置することもできる。
【０１６２】
下流のキャビティまたは流路内の圧力を増加するために、キャビティを変形させることによって、キャビティおよび流路内の圧力を増加させることができる。例えば、流体が狭い流路内に押し込まれるならば、流路への流入量を制限してキャビティ内の圧力を増加させることができる。この効果を調整するために、キャビティの形状を変えて圧力量を変化させることができる。
【０１６３】
キャビティ内の圧力を減少させるようなキャビティ形状の実施例が図４Ａおよび図４Ｂに示されている。
【０１６４】
この実施例において、キャビティ４００はネック４２０を介して流路４１０に接続されている。ネック４２０は、キャビティ４００の最大幅から流路４１０の幅に至るまで徐々に細くなっている。これはベローズ状キャビティとなる。その結果、矢示４３０の方向にキャビティが変形されてキャビティの容積が減少されると、流体はネック４２０を経て流路４１０に押し込まれる。キャビティおよびネックの形状によって流体を流路４１０に注入し、圧力勾配を減少させ、キャビティ内の圧力を減少させることが分かる。これによって、キャビティの破裂の可能性を減少することができる。
【０１６５】
しかし、例えば、流路内に物質を押し込むとき、キャビティ内の物質の混合を確実にするように、いくらかの状況において好ましいと思われる、キャビティ内の圧力を増加させるか、減少させるか又は維持するために、キャビティは別の形状を採用しうることも分かる。
【０１６６】
サンプル処理装置１００の作用を高めるために、多数の付加的な流体制御要素が流路またはキャビティ内に設けられる。流体制御要素は流体の流量を変更したり、制御するためのものである。
【０１６７】
例えば、流体制御要素は流体の混合を確実にするために流体を攪拌するためのタービュレータを含むことができる。流体制御要素はある流体圧力を維持するために、流路を制限することを含む。
【０１６８】
噴霧ノズルの形状である流体制御要素の実施例が図５に示されている。この実施例において、流路５００がキャビティ５１０に接続されている。流路５００はキャビティ５１０への入口に隣接しているノズル５２０を有している。この場合、矢示５３０で示すように流体が流路５００に押し込まれるとき、流体はノズル５２０を経てキャビティ５１０内に噴霧される。このようにして、キャビティ５１０内にある物質と流体を混合する機能を高めることができる。
【０１６９】
流体制御要素は、流体から固体の粒子状材料を濾過するためのフィルタを含むことができる。以下により詳細に記載するように、流路を選択的に密閉するために制御弁を使用することができる。様々な技術を使用してサンプル処理装置を製造できることが分かる。
【０１７０】
一実施例において、サンプル処理装置は、キャビティおよび流路の様々な組み合わせによって形成される多数の経路を含むことができる。そこで、物質の混合を制御することができる。
【０１７１】
このように、図１Ａの実施例において、サンプル処理装置は、キャビティ１１１、１１２および流路１２２によって形成される第一経路、キャビティ１１３、１１４および流路１２４によって形成される第二経路、キャビティ１１５、１１６および流路１２６によって形成される第三経路、キャビティ１１７、１１８および流路１２７、１２８によって形成される第四経路を含んでいる。
【０１７２】
使用時に、各経路は第一キャビティ１１９に物質を供給するために適合するようにされる。これによって、複雑な指示薬試験またはサンプル処理操作が可能になる。
【０１７３】
例えば、固体および対応する溶媒の混合物を得るために、キャビティ１１１、１１２内の物質を混合することによって、第一キャビティ１１９へ供給される溶液が得られる。同時に又は連続的に、他の経路に設けられたキャビティ内の物質を混合して、第一キャビティ１１９へ供給される混合物を得ることもできる。
【０１７４】
図１Ａの実施例において、経路は基板１０１上に略平行に設けられ、各経路は独立しており、第一キャビティ１１９へ直接供給する。しかし、当業者であれば、経路の構造は実行される指示薬試験の種類に応じて変え得ることが分かる。
【０１７５】
このように、図１Ａの経路の構造が略平行である一方、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、経路は枝状または樹木状の配置とすることもできる。
【０１７６】
このように、図６Ａにおいて、サンプル処理装置６００は、多数のキャビティ６１０、６１２、６１９および流路６１１、６１５を有する基板６０１を備えている。キャビティ６１０は流路６１１によって互いに接続され、キャビティ６１９に至る第一経路を画定する。キャビティ６１２は流路６１５によって互いに接続され、第二経路を画定する。この場合、第一経路がキャビティ６１９に達する前に第二経路が第一経路に接続される。
【０１７７】
図６Ｂに示す実施例のサンプル処理装置６２０において、変形可能なキャビティ６３０は流路６３１によって互いに接続され、樹木状構造を形成する。
【０１７８】
異なる経路の構造を採用することができ、図示例は説明のためにのみなされたものであり、限定されるものではない。例えば、キャビティおよび流路は基板の両側に設けることができる。
【０１７９】
多数の経路が設けられるとき、各経路は第一キャビティまたは第一キャビティ部分に接続することができ、サンプル処理または指示薬試験を独立して実行することができる。
【０１８０】
この実施例が図６Ｃに示されている。この実施例において、サンプル処理装置６００は 多数のキャビティ６００、６６１Ａ、６６２Ａ、６６１Ｂ、６６２Ｂ、６６１Ｃ、６６２Ｃ、６６３および流路６７０Ａ、６７０Ｂ、６７０Ｃ、６７１Ａ、６７１Ｂ、６７１Ｃ、６７２Ａ、６７２Ｂ、６７２Ｃを有する基板６６１を備えている。
【０１８１】
この実施例において、キャビティ６６０はサンプルキャビティとして作用する。サンプルキャビティ６６０は３つのキャビティ６６１Ａ、６６１Ｂ、６６１Ｃに接続されており、サンプルと他の物質の混合を可能にする。これら３つのキャビティは、それぞれが指示薬キャビティとして作用するキャビティ６６２Ａ、６６２Ｂ、６６２Ｃに接続されている。指示薬キャビティ６６２Ａ、６６２Ｂ、６６２Ｃは単一の廃棄キャビティ６６３に接続されている。
【０１８２】
この実施例において、サンプル処理装置は添え字Ａ、Ｂ、Ｃによって示される３つの経路を有していることが分かる。各経路はサンプルキャビティ６６０に接続されており、サンプルは３つに分割され、各サンプルは指示薬キャビティ６６２Ａ、６６２Ｂ、６６２Ｃに移送される。これによって、同じサンプルについての３つの異なる指示薬試験（またはサンプル処理手順）を平行して実施することが可能になる。
【０１８３】
この実施例において、単一のセンサ６８０が３つの指示薬キャビティ６６２Ａ、６６２Ｂ、６６２Ｃを横切って伸びているが、別々のセンサ６８０Ａ、６８０Ｂ、６８０Ｃをそれぞれ３つの指示薬キャビティ６６２Ａ、６６２Ｂ、６６２Ｃに設けることもできる。
【０１８４】
とにかく、このような配置によって、単一のサンプルについて、多くの指示薬試験またはサンプル処理手順を実行できることが分かる。
【０１８５】
キャビティを順番に変形させるときにユーザを助けるように、特に指示薬試験またはサンプルの調製を実行するときに必要とされる物質の混合を確実にするように、装置に対して目視可能な表示を施すことができる。
【０１８６】
所定の作動手順を表示するために、目視可能な表示はいずれの形態をとることもでき、サンプル処理装置１００のキャビティまたは当該部分に着色して符号化することもできる。また、キャビティには順番を示す表示を施すこともできるし、別の表示をすることもできる。
【０１８７】
また、キャビティの変形は操作器具を使用して達成でき、以下により詳細に記載されている。
【０１８８】
また、サンプル処理装置１００が連続番号、独特のバーコードのような独特の識別子を含むようにすることもできる。この場合、独特の識別子はキャビティが操作される順番を特定する指示と結び付けられ、これらをプロセスを制御するために使用できる。
【０１８９】
一実施例において、キャビティ１１１ないし１２０は、カバー層１０２を成形することによって作製されるブリスター状である。キャビティ１１１ないし１２０の幾らかは、基板１０１が適切な方法でカバー層１０２に取り付けられる前に、指示薬試験を実行するために必要とされる物質が充填されている。
【０１９０】
カバー層は、使用時にその材料が破裂するのを防止するように丈夫であるとともにキャビティの変形を可能とするように十分に可撓性である。一実施例において、カバー層はシリコーンまたは他の軟質樹脂から形成することができる。シリコーンは加熱下でその分子構造がシフトするために、真空成形によって信頼できる形状か／又は特別の形状に容易に成形できない。それゆえ、２部分成形シリコーンを使用する注型プロセスが一般的に使用される。一旦、カバー層が形成されると、圧力下での割れや破裂を防止するために、十分に強い接合手段が使用されるけれども、カバー層は接着剤、超音波溶接、加熱溶接などによって基板に基板に取り付けられる。
【０１９１】
基板は、容易にキャビティを押圧しうるように、剛性を備えた材料から一般的に形成される。一実施例において、基板はＦＲ４（難燃剤４）ボードのような織られたガラス繊維およびエポキシ基板を含む印刷回路ボード材料のような材料から形成することができる。これによって、一般的な技術を使用して基板上に電気的な接続を設けることができる。
【０１９２】
また、図１Ｃに１０３として示すように、基板１０１とカバー層１０２の間に中間層１０３を設けることができる。中間層１０３は適切な材料から形成することができる。そして、物質が不活性環境下で含有されるように使用することができる。
【０１９３】
しかし、適切な製造プロセスを使用できることが分かる。これは、雄型および雌型を使用する射出成形または低加圧成形、雌型を使用する真空成形、ブロー成形などによってカバー層を成形することを含む。例えば、熱成形膜、真空成形または注型シリコーンによっって形成されるブロー成形半剛性または剛性ブリスターを使用するのではなく、ポリオレフィンシートまたは熱変形可能なシリコーン−尿素共重合体のような可撓性材料を基板上に接着することによってキャビティを形成することができる。
【０１９４】
異なる技術を組み合わせ得ることが分かる。例えば、いくらかのキャビティは可撓性膜を使用して形成することができ、指示キャビティまたは廃棄キャビティのような他のキャビティは、射出成形のような別の技術を使用して、半剛性および／又は剛性ブリスターから形成することができる。
【０１９５】
また、キャビティおよび流路を基板上に位置する各部から形成することもできる。上記実施例はカバー層の使用に焦点を絞ったが、これは本質的なことではなく、その代わりに分離した要素を配置して基板に接続することもできる。この実施例において、基板で塞がれて密閉され、上記に類似した配置が形成される前に、別々の管路とキャビティを基板上に配置することができる。
【０１９６】
上記したように、所定の好ましい順番でキャビティを自動的に変形させるように、操作器具を利用することができる。操作器具の第一実施例は、図７Ａおよび図７Ｂに記載されている。
【０１９７】
この実施例において、操作器具は第一および第二ローラ７０１、７０２から形成され、各ローラは突起７０３を有している。一方のローラはモータ７０５のような駆動機構を備えており、この実施例においては、モータ７０５はベルト７０６を介してローラ７０２に接続されており、ローラを所定速度で回転させることができる。
【０１９８】
使用時に、図７Ｂに示されているように、サンプル処理装置１００はローラ７０１と７０２で特定されるニップに挿入され、モータ７０５が駆動される。突起７０３はガイド７４０に設けられた凹部７４１に係合して、サンプル処理装置１００の位置決めを正確にする。そこで、サンプル処理装置１００は所定の速度でニップを移動し、キャビティの選択的な変形が起こる。
【０１９９】
この実施例においては、図１Ａのサンプル処理装置１００が矢示１５０の方向にニップを移動するならば、以下の順番でキャビティの変形が起こる：
１１７、１１１、１１３、１１２、１１４、１１８、１１５、１１６、１１９の順番である。従って、基板１０１上のキャビティおよび経路の相対的な配置に応じて、所定の指示薬試験または一連の指示薬試験を実行できることが分かる。
【０２００】
この実施例において、第二ローラ７０２はサンプル処理装置を１００を支持するサポートとして作用する一方、第一ローラ７０１は必要に応じて選択的にキャビティを変形させる働きをする。多くの修正が可能であることが分かるであろう。
【０２０１】
操作器具の別の実施例は図８Ａおよび図８Ｂに記載されている。
【０２０２】
この実施例において、操作器具８００は図３Ａのサンプル処理装置３００のようなサンプル処理装置を支持するような支持表面８０１を有している。操作器具８００は支持表面８０１上に設けられたガイド８０２を有している。支持部材８０３は矢示８２０の方向にあるサンプル処理装置３００と平行な方向に支持部材８０３が移動可能なように、ガイド８０２に装着されている。支持部材８０３は、支持表面８０１の平面と平行な方向で、ローラ８０５がその軸によって支持されるようにサンプル処理装置３００に対して垂直な方向である外方に向けて伸びている軸８０４を有している。
【０２０３】
操作器具８００はガイド８０２のいずれか一方の端部に位置する、支持表面８０１から上方に向けて伸びている一対のアーム８１０と８１１を有している。アーム８１０と８１１にはローラ８１２と８１３が装着されており、ケーブルまたはワイヤのようなエンドレス部材８１４がローラ８１２と８１３に巻き付けられている。ステップモータ８１５のような駆動機構によってローラ８１２と８１３を回転させ、ローラ８１２と８１３が回転することによってエンドレス部材８１４が移動する。エンドレス部材８１４は支持部材８０３に接続されており、支持部材８０３はステップモータ８１５の作用下でガイド８０２に沿って移動することができる。
【０２０４】
その結果、ローラ８０５は矢示８２０の方向である支持表面８０１に沿って移動することが可能で、ローラ８０５はサンプル処理装置１００の長手方向に沿って移動することができ、そこに設けられたキャビティの変形が可能になる。
【０２０５】
ローラ８０５をサンプル処理装置１００の長手方向に沿って移動させることによって、ローラを強く押してキャビティの各々に力を加える。キャビティの変形を可能とするように、ローラには下方に向かう所定の力が付加される。これは、スプリングのようなものを使用して軸８０４に力を加えるような適切なメカニズムによって達成することができる。
【０２０６】
この場合、協同ローラによってニップを特定する代わりに、操作器具は、支持表面８０１に対して相対的に移動する単一のローラ８０５から形成しうることは当業者であれば分かる。この場合、サンプル処理装置１００は選択的にキャビティを変形させるように作用するローラ８０５の移動時に静止したままであり、サンプル処理を実行できる。
【０２０７】
図８Ｃにおいて、操作器具が、図３Ｂに関して記載したように、圧力フィードバック流路とともに使用されるならば、ローラ８０５は、キャビティが変形される一方、フィードバック流路３４０と３４１を塞がないように配置することができる。それによって、キャビティ３１８からキャビティ３１５へ向けて流体が流れるようにすることができ、圧力の均等および／又は中立が可能になる。
【０２０８】
図示されている実施例において、ローラの移動方向は矢示８２０の方向のみである。しかし、これは本質的ではなく、望むならば、ローラは反対方向に移動させ得ることが分かる。従って、例えば、支持表面８０１に沿ってローラを移動させることなく、ローラ８０５を転がすことによってローラを操作することもできる。これには好ましい順序でキャビティを変形させることが必要である。また、操作器具８００からサンプル処理装置３００を取り除くような他の理由のためにこれを実行することもできる。
【０２０９】
適切な時に、正確な順序でキャビティを選択的に変形させ得る限り、いかなる適当な駆動機構も設けることができる。従って、ステップモータのような制御可能なモータを使用できる一方、ぜんまい仕掛けの駆動システムを使用することができる。これは、ローラの回転速度を制御できるので特に好都合であり、一方、手動で操作器具を働かすことができる。これは、操作器具を遠隔地で使用するときに有用である。
【０２１０】
また、別の選択は、エンドレス部材８１４およびローラ８１２、８１３を、ロボットアームのような操作可能なアームに取り替えることである。この場合、アームの操作はローラを支持表面８０１に対して相対的に移動させるように、使用することができる。それゆえに、キャビティを選択的に変形させる。さらに、ローラを回転させるようにアームを配置することができる。それによって、プロセスを制御することができる。
【０２１１】
もし、ステップモータのようなモータが使用されるならば、ローラ８１２、８１３の回転速度を制御するために、駆動システムをコントローラ８２５のような適当な制御システムに接続することができる。
【０２１２】
これは、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）またはコンピュータシステムのような一般的な処理システムから形成されたカスタムビルトコントローラの形態とすることができる。
【０２１３】
さらにまた、支持表面８０１にブロッキング部材を設けることができる。この場合、ブロッキング部材に到達するまでに、ローラ８０５を支持表面８０１に対して相対的に移動させ、キャビティを選択的に変形させることができる。この場合、ブロッキング部材が除かれるまで移動は起こらない。ブロッキング部材が除かれると、ローラ８０５の移動は再び始まり、キャビティは変形される。この場合、ブロッキング部材を選択的に除くことによって、タイミングを制御できることが分かる。
【０２１４】
さらなる実施例が図８Ｄおよび図８Ｅに記載されている。
【０２１５】
この実施例において、操作器具は、多数のサンプル処理装置を使用できるように適合したものである。一実施例において、これは、支持表面８０１上の積層物からサンプル処理装置３００が供給されるようにすることによって達成できる。
【０２１６】
これを達成するために、２つのサポート８３１によって保持されている、矢示８３０で示すサンプル処理装置３００の積層物を支持するために、第二支持表面８２８が形成される。アクチュエータ８３２が積層物８３０に隣接するプッシュアーム８３３に接続されており、点線で示すように、アクチュエータ８３２の作用によってサンプル処理装置３００が積層物８３０から取り除かれる。アクチュエータ８３２の作用はコントローラ８２５を使用して達成される。
【０２１７】
この配置によって、すでにサンプルを含有する多数のサンプル処理装置３００を積層物８３０に設けることができる。各サンプル処理装置３００を順番に積層物８３０から取り除き、サンプル処理を実行するために必要なときにそれぞれのキャビティを変形させることができる。
【０２１８】
しかし、これに代えて、サンプル出口８４１を有するサンプル供給装置８４０を、図８Ｅに示すように、支持表面８０１に隣接するように、又は支持表面８０１上に設けることができる。サンプル出口８４１はサンプル供給装置８４０から外方に突出しており、支持表面８０１上において一定の距離だけ離れている。これによって、サンプル出口８４１をサンプル処理装置３００の入口の位置に合わせて、その入口に接続することが可能になり、サンプルをサンプルキャビティに供給することができる。
【０２１９】
コントローラ８２５はコネクタ８７０に接続されている探知器具１７０に接続されており（または組み込まれている）、サンプル処理装置３００に設けられている、図１Ｄに示すセンサ１３１のようなセンサに接続することができる。これによって、指示薬試験の結果をコントローラ８２５で決定することができ、この指示をオペレータなどに提供することができる。
【０２２０】
コントローラ８２５はサンプル処理装置３００を識別するためにセンサ８４５に接続することができる。一実施例において、これは、サンプル処理装置３００に設けられるバーコードのような識別子を有することによって達成される。識別子は各サンプル処理装置３００によって実行されるサンプル処理の種類を表示するものであり、必要なキャビティ変形順序を表示するものである。これによって、キャビティをうまく変形させてサンプル処理を実行するために必要とされるローラ８０５の移動のような操作に関する要因をコントローラ８２５が決定することが可能になる。
【０２２１】
また、試験に関する条件についての情報を探知することができる一つ以上の条件センサ８５５にコントローラを接続することができる。これには、サンプル処理が実行される時刻、日付、場所のような情報が含まれる。さらに、温度、湿度、気圧のような環境情報を含むことができる。条件センサ８５５の形態は収集される情報に応じて変わることが分かる。
【０２２２】
また、コントローラ８２５は、支持表面８０１に設けられる一つ以上の加熱および／又は冷却要素８６０に接続することもできる。加熱および／又は冷却要素８６０はサンプル処理装置に設けられる培養キャビティの位置に合わせることができ、それによって物質の加熱および／又は冷却が可能になる。
【０２２３】
コントローラ８２５は、所定の制御操作の順番を実行するようにセットすることができるコントロールシステムとすることができる。コントローラは、センサ１３１、８４５、８５５のそれぞれからの信号を受けて解釈し、内部メモリのように記憶装置に対応する指示を記憶するようなものとすることができる。
【０２２４】
壁を有する改良されたサンプル処理装置の実施例が図８Ｆおよび図８Ｇに記載されている。
【０２２５】
この実施例において、サンプル処理装置８８０は多数のキャビティ８８２および流路８８３を有する基板８８１を備えている。上記実施例と同様に、キャビティおよび流路の配置は実施例に過ぎない。
【０２２６】
この実施例において、サンプル処理装置８８０は基板８８１から伸びている壁８８４を有している。壁８８４はキャビティ８８２より高く伸びており、壁８８４によってキャビティ８８２が偶然変形する可能性が減少する。例えば、図８Ｇに示すように、サンプル処理装置８８０が積層されているとき、より高いサンプル処理装置８８０Ａはキャビティ８８２の上ではなく、より低いサンプル処理装置８８０Ｂの壁８８４上に載っている。サンプル処理装置８８０が使用されるとき、これは有用であることが分かる。
【０２２７】
図示された実施例において、壁８８４は基板８８１の周囲の周りに伸びている。これによって、適当な幅のローラ８０５が壁８８４内に位置することができる。そこで、キャビティ８８２の変形はローラ８０５が適切な位置をとることによって実行することができる。さらに壁を使用することによって、ローラ８０５のようなアクチュエータが支持表面８０１上におけるサンプル処理装置８８０の位置を操作する場合において、操作プロセス中に係合するような部材をアクチュエータに供給することによって、アクチュエータの手助けをする。
【０２２８】
同じような機能を果たす場合において、異なる配置を採用しうることが分かる。例えば、壁８８４は基板８８１の周囲の一部にのみ配置することもできるし、基板８８１の周囲の内側に配置することもできる。さらにまた、壁８８４を基板８８１から上方に伸びる一つ以上のサポート部材と取り替えることもできる。
【０２２９】
操作器具の操作、特にコントローラ８２５によって実行される制御操作の順序は図９に詳細に記載されている。
【０２３０】
この実施例において、多数のサンプル処理装置３００が積層物８３０となっている図８Ｄに示すような配置においてサンプル処理が実行される。
【０２３１】
ステップ９００において、コントローラ８２５が制御信号を発して、アクチュエータ８３２が支持表面８０１上において積層物８３０からサンプル処理装置３００を排出する。ステップ９１０において、コントローラ８２５がセンサ８４５から、サンプル処理装置３００に設けられた識別子からの指示を受ける。識別子は、例えばコントローラ８２５内の内部メモリに記憶されているサンプル処理順序を定めるために使用することができる。従って、識別子は特にサンプル処理装置３００を識別するために使用され、それによって、指示薬試験の結果のような情報をさらに検討するために記憶したり、記録することができる。
【０２３２】
ステップ９２０において、コントローラ８２５が少なくとも一つの条件センサ８５５から、条件についての情報を集め、記憶する。条件についての情報は、雰囲気条件、温度、湿度、気圧、時刻、日付などの情報のようなサンプル処理プロセスに関する詳細を含む、集められたサンプルを使用して実行された試験の結果を解釈する上において有用である情報を含んでいる。
【０２３３】
条件についての情報はさらなる検索が可能なように、識別子とともに記憶される。しかし、その情報はさらなる解析のために遠隔地に伝送することもできる。これは、コントローラ８２５を有線または無線接続のような遠隔サーバと交信させることによって実行することができる。遠隔サーバはサンプルの解析中に情報を使用し、または使用のために情報を提供する。
【０２３４】
条件についての情報は一般にサンプルの収集時に集められ、条件についての情報はサンプルの解析中のような適切な時に集めることができる一方、これは集められた情報の特性、実行されるサンプル解析の特性のような要因に依存する。
【０２３５】
ステップ９３０において、図８Ｅに示すように、サンプル処理装置３００が支持表面８０１上に位置すれば、駆動メカニズムはサンプル処理が実行されるように駆動される。
【０２３６】
これによって、図８Ａに示す矢示８２０の方向にあるサンプル処理装置３００に沿ってローラ８０５を移動させ、キャビティを引き続いて変形させる。このプロセス中、コントローラ８２５はローラ８０５の移動速度を制御し、サンプル処理手順によって必要とされるときにはローラ８０５を停止し、サンプル処理を実行するために必要とされるときにはキャビティを変形させる。
【０２３７】
一実施例において、このプロセスはローラ８０５を回転させて、サンプル処理装置３００の入口をサンプル供給装置８４０の出口８４１と係合させて、サンプルをサンプル処理装置３００に供給することができる。
【０２３８】
もしプロセスが指示薬試験を実行するために使用されるならば、この指示薬試験の結果は、ステップ９４０において、探知器具１７０によって探知することができる。これによって、コントローラ８２５は指示薬試験の実行中または実行後に測定をし、および／又は指示薬試験の結果を決定し、および測定結果を記憶または出力する。例えば、コントローラ８２５は指示薬試験のレポートを作成し、ディスプレイ、プリンターのような適当な出力器具を使用してユーザに試験結果を提供する。
【０２３９】
ステップ９５０において、例えば、矢示８２０とは反対方向に装置を追いやることによって装置３００を排出するためにローラ８０５を回転させることができる。
【０２４０】
上記プロセスによって、ユーザが介入することなく、サンプルを集めて自動的に解析しうることが分かる。また、コントローラ８２５に適切な通信手段を組み込むことによって、その結果をさならる解析または検討のために異なる場所へ伝送することもできる。
【０２４１】
また、サンプルがサンプル処理装置１００に捕捉されれば、そのサンプルを解析のために別の場所へ搬送できるように処理することもできる。
【０２４２】
上記サンプル処理システムは、サンプルを広い範囲にわたって集め、処理するために使用できることが分かる。さらに、サンプルを処理および／又は安定した状態に保持することができるとき、集められたサンプルを一週間のような期間中、サンプル処理システムに保有することができる。これは、集められたサンプルが解析のために除かれてサンプル処理装置３００の積層物８３０が消耗し、新しい積層物が供給されるまで、サンプル処理システムはサンプル処理を続行できることを意味する。
【０２４３】
操作器具において採用することができる実施例は、図１０Ａないし図１０Ｃに示すような外形のローラを使用することである。
【０２４４】
この実施例において、操作器具は一つ以上の凹部１００１のあるローラ１００５を有している。その結果、キャビティ１０３１、１０３２、１０３３を有するサンプル処理装置１０３０が基板１０２０上に配置されるとき、凹部１００１はキャビティ１０３２のような選択されたキャビティとの位置を合わせることができる。その結果、ローラ１００５およびサンプル処理装置１０３０が互いに相対的に移動するとき、キャビティ１０３２は凹部１００１によって囲まれる。図１０Ｃに示すように、キャビティ１０３２は強く押されたり、変形したりせず、処理プロセスから除外される。
【０２４５】
従って、凹部１００１が適切な位置に配置されたローラを使用することによって、ローラ１００５がキャビティを選択的に効果的に生かすことが可能になり、共通のサンプル処理装置を使用して異なる指示薬試験または異なるサンプル処理手順を実行できるように異なるローラ設計を行うことができる。この形状のローラは上記操作器具のいずれにおいても使用できることが分かる。
【０２４６】
上記操作器具はローラの使用について焦点を絞ったが、キャビティを変形させるメカニズムを使用できることが分かる。上記したように、キャビティは、ユーザの手、例えば、手の指または手の親指をキャビティに強く押し付けることによって変形させることができる。同様に、キャビティに力を付加するような適当なメカニズムであれば、操作器具において使用することができる。実施例は図１１Ａおよび図１１Ｂに示されている。
【０２４７】
この実施例において、操作器具は多数のキャビティ１１２１を有するサンプル処理装置１１２０を支持するための基板１１０１を備えている。この実施例において、アクチュエータサポート１１１０はアーム１１１１によって支持されたパッド１１１２から形成された多数のアクチュエータを支持している。使用時に、アーム１１１１はサポート１１１０から基板１１０１へ向かって伸び、キャビティ１１２１の中の対応するキャビティに対してパッド１１１２を強く押し付け、そのキャビティを変形させる。アーム１１１１の移動はピストンのような適当な機構を使用して行うことができる。
【０２４８】
一実施例において、各ピストンがキャビティを変形できるように、アクチュエータをキャビティのレイアウトに対応して配置することもできる。しかし、アクチュエータは図１１Ｂに示すような一般的な配列とすることもできる。キャビティの多様なレイアウトを使用しうる配置を採用することができる。
【０２４９】
フィルターまたは弁のような多数の異なる制御要素をキャビティの間の流体流量を制御するために設けることができる。制御弁の実施例が図１２Ａおよび図１２Ｂに記載されている。
【０２５０】
この実施例において、２つのキャビティ１２０１、１２０２が基板１０１に設けられている。各キャビティはぞれぞれ流路１２０３、１２０４につながっている。流路１２０４には凹部１２０５が設けられており、ゴム球のようなシール部材１２０６を有している。
【０２５１】
使用時に、キャビティ１２０１が変形されると、サンプルまたは他の物質のような流体が矢示１２０７の方向に流路１２０３に沿って移動する。この場合、キャビティ１２０２が変形されると、流体は矢示１２０８の方向に流路１２０４に沿って移動する。その結果、シール部材１２０６は凹部１２０５から追い出されて流路１２０３内に移る。そこで、１２０９で示すように、流路１２０３が塞がれる。
【０２５２】
キャビティ１２０１と１２０２に供給される流体はいかなる種類のものでもよいが、一般的には、液体のような圧縮可能な流体であり、それによって弁の正確な操作が可能になり、特に、凹部１２０５からシール部材１２０６が追い出されやすくなる。
【０２５３】
それゆえ、この実施例は流路１２０３のような流路を選択的に塞ぐことができる制御弁として使用できることが分かる。これは流路に沿った流体の移動を制御するとともに流体の流れる方向を変えるために使用することができる。
【０２５４】
実際には、多数の異なる配置を流体の流れを制御するために使用できることが分かる。実施例は図１３Ａおよび図１３Ｂに示されている。
【０２５５】
この実施例において、サンプル処理装置１３００は、キャビティ１３０３に流路１３０２を経て接続されたキャビティ１３０１を有している。流路１３０２は流路１３０４を経てキャビティ１３０５に接続されている。破裂可能な膜１３０６が流路１３０２と１３０４の間に設けられている。
【０２５６】
図８Ａに示す作動装置のような作動装置とともに使用するとき、ローラ８０５は矢示１３１０の方向にサンプル処理装置１３００に対して相対的に移動する。従って、最初ローラ８０５はキャビティ１３０１を変形させ、それによって、流体をキャビティ１３０１から押し出して、流体は流路１３０２に沿って矢示１３０７の方向にキャビティ１３０３まで流れる。この動作はローラ８０５が図１３Ｂに示す位置に達するまで続行する。その位置で、流路１３０２はローラ８０５によって効果的にシールされる。キャビティ１３０１が変形されたままで流体がそこから押し出されるとき、流路１３０２の圧力が増加する。この圧力によって破裂可能な膜１３０６が破裂し、それによって流体は流路１３０４に沿って矢示１３０８の方向にキャビティ１３０５まで流れる。
【０２５７】
従って、この実施例において、ねじ曲がった流路１３０２を使用することによって、ローラ８０５によって流路１３０２を選択的にシールすることができ、キャビティ１３０３と１３０５へ流入する流体の量を制御することができる。
【０２５８】
ＤＮＡサンプルを収集するときの制御弁の使用の実施例が図１４Ａおよび図１４Ｂに記載されている。
【０２５９】
この実施例において、基板１０１は、指示チャンバーとして作用する第一キャビティ１４１９および廃棄チャンバーとして作用する第二キャビティ１４２０とともに多数のキャビティ１４０１、１４０２、１４０３、１４０４および１４０５を有している。キャビティ１４０１、１４０２、１４０３、１４０４および１４０５のそれぞれは、流路１４２１、１４２２、１４２３、１４２４および１４２５を経て接続されている。それらの流路は第一チャンバー１４１９に接続され、流路１４２９は第一チャンバー１４１９と第二チャンバー１４２０を接続している。
【０２６０】
この実施例において、流路１４２４に接続された制御弁１４３１を有している。図７Ａおよび図７Ｂに関して記載したのと同じように、その制御弁はキャビティ１４０４の変形によって選択的に作動することができる。従って、制御弁１４３１は、キャビティ１４０４の適切な動作によって選択的に開放したり、閉じたりする、油圧制御弁のようなものであることが分かる。結合膜１４３０が第一キャビティ１４１９と制御弁１４３１の間の流路１４２９に設けられている。
【０２６１】
使用時に、このシステムを利用してＤＮＡの抽出をすることができる。この実施例において、細胞が第一チャンバー１４１９に含有されており、その細胞はサンプル内に含有されている、殺菌素、ウィルスのようなものによって汚染されている。キャビティ１４０１を変形させることによって、サンプルを第一キャビティ１４１９に追いやることができる。
【０２６２】
これと同時に、キャビティ１４０２を変形させて、流路１４２２を経て溶媒をキャビティ１４０３に供給し、洗浄剤のような溶解剤を形成することができる。
【０２６３】
キャビティ１４０３は一定時間後、引き続き変形されて、洗浄剤を第一キャビティ１４１９に供給して細胞を溶解することができる。引き続いて第一キャビティ１４１９を変形させることによって、結合膜１４３０を経て洗浄剤および溶解剤を押し出し、必要なＤＮＡを合成する。これに続いて、結合膜１４３０は、別々のキャビティ配置（図示せず）を使用して洗浄溶液を流すことによって洗浄される。このプロセスにおいて、洗浄溶液のような廃棄物質が廃棄キャビティとして作用する第二キャビティ１４２０に流入することが分かる。
【０２６４】
キャビティ１４０３の変形に続いてキャビティ１４０４が変形されて、流体が流路１４２４を経て供給され、制御弁１４３１を作動して流路１４２９をシールし、流路１４２５が流路１４２９に接続される。これが結果として廃棄キャビティ１４２０を効果的にシールし、キャビティ１４０５が変形されるとき、流体は流路１４２５およびフィルター１４３０を経て第一キャビティ１４１９に戻される。この逆洗プロセスによってＤＮＡをサンプルから抽出し、膜を経て透過させて第一キャビティ１４１９に供給し、引き続く指示薬試験に使用することができる。
【０２６５】
上記装置および作用は幅広い指示薬試験に適用できるが、限定されるものではないが、以下の試験が含まれる。
【０２６６】
塩素または塩濃度の試験
製造または卸売りの段階における食物で伝染する病原菌の試験
遠隔地の水質の試験
環境における飲料水で伝染する病原菌の試験
環境、食物の取り扱い、または人間における有害な化学薬品、毒薬または天然の毒素の試験
土壌または空調水におけるレジオネラの試験
研究所の分析、調査または臨床使用のための試験
鳥インフルエンザまたは他の動物により運ばれた病気の試験
税関もしくは警察による、空港における薬品もしくは他の麻薬の試験
空気で伝染する病原菌または毒素の試験
動物または昆虫が運んだ病原菌の試験
人間のウィルス、微生物および病気の試験
植物の病原菌または病気の試験
遺伝子を組み替えた生物、植物または動物の試験
サンプル処理および保存装置の分野における利用
動物および人間の血清における抗体および化学物質（例えば、特定の抗体、毒素、生化学酵素、特定のタンパク質、薬剤）を探知するための試験
上記装置は集められたサンプルを環境にさらすことなく試験できるので、ＰＣ２およびＰＣ３級の設備で実行することが必要とされる試験を実行するに適切な装置であることが分かる。これは、そのような設備が利用できない遠隔地における病気または接触伝染病を追跡する上において有用である。
【０２６７】
用語“指示薬試験”は、出力される指示が行われる反応またはプロセスのいかなる形態も含むことを意図している。
【０２６８】
用語“物質”は、指示薬試験を実行するときに使用される活性または非活性である反応物質、試薬、化学物質、化合物、生物学的物質、溶媒、溶液などを含むことを意図している。
【０２６９】
用語“キャビティ”は、流体を含有すること若しくは受け入れること、又は水和物質を保有することができるチャンバーまたは囲まれた容積部分のいかなる形態も含むことを意図しているが、チャンバー、ブリスターに限定されるものではない。
【０２７０】
用語“処理”は、適切な指示薬試験の実行中において、少なくともサンプルの収集、一部または全部のサンプルの処置、サンプルの調製、サンプルの保存、および／又はサンプルの分析を含む意である。
【０２７１】
用語“カバー層”は、物質の表面の一部または全部の上に位置する材料の層を意味としている。
【０２７２】
当業者であれば、様々な変形および修正が明らかであることが分かる。そのような当業者に明らかである様々な変形および修正は、本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０２７３】
１００ サンプル処理装置
１０１ 基板
１０２ カバー層
１０３ 中間層
１１１ キャビティ
１１２ キャビティ
１１３ キャビティ
１１４ キャビティ
１１５ キャビティ
１１６ キャビティ
１１７ キャビティ
１１８ キャビティ
１１９ キャビティ
１２０ キャビティ
１２１ 流路
１２２ 流路
１２４ 流路
１２６ 流路
１２７ 流路
１２８ 流路
１２９ 流路
１３０ コネクタ
１３１ センサ（電極）
１６０ 入口
１７０ 探知器具
１８０ メモリ
１８１ プロセッシング
１８２ ディスプレイ
２０１ 流体
２０２ 粒子状材料
２０３ 溶液
２１１ 破裂可能な膜
２１２ 破裂可能な膜
２４０ 中間層
２４２ 小胞
３００ サンプル処理装置
３０１ 基板
３１１ キャビティ
３１２ キャビティ
３１３ キャビティ
３１４ キャビティ
３１５ キャビティ
３１６ キャビティ
３１７ キャビティ
３１８ キャビティ
３２１ 流路
３２２ 流路
３２３ 流路
３２４ 流路
３２５ 流路
３２６ 流路
３２７ 流路
３３０ ガス放出弁
３４０ 圧力管理経路
３４１ 圧力管理経路
４００ キャビティ
４１０ 流路
４２０ ネック
５００ 流路
５１０ キャビティ
５２０ ノズル
６００ サンプル処理装置
６０１ 基板
６１０ キャビティ
６１１ 流路
６１２ キャビティ
６１５ 流路
６１９ キャビティ
６２０ サンプル処理装置
６３０ キャビティ
６３１ 流路
６６０ サンプル処理装置
６６０ キャビティ
６６１ 基板
６６１Ａ キャビティ
６６２Ａ キャビティ
６６１Ｂ キャビティ
６６２Ｂ キャビティ
６６１Ｃ キャビティ
６６２Ｃ キャビティ
６６３ キャビティ
６７０Ａ 流路
６７０Ｂ 流路
６７０Ｃ 流路
６７１Ａ 流路
６７１Ｂ 流路
６７１Ｃ 流路
６７２Ａ 流路
６７２Ｂ 流路
６７２Ｃ 流路
６８０ センサ
７０１ 第一ローラ
７０２ 第二ローラ
７０３ 突起
７０５ モータ
７０６ ベルト
７４０ ガイド
７４１ 凹部
８００ 操作器具
８０１ 支持表面
８０２ ガイド
８０３ 支持部材
８０４ 軸
８０５ ローラ
８１０ アーム
８１１ アーム
８１２ ローラ
８１３ ローラ
８１４ エンドレス部材
８１５ ステップモータ
８２５ コントローラ
８２８ 第二支持表面
８３０ 積層物
８３１ サポート
８３２ アクチュエータ
８３３ プッシュアーム
８４０ サンプル供給装置
８４１ サンプル出口
８４５ センサ
８５５ 条件センサ
８６０ 加熱および／又は冷却要素
８７０ コネクタ
８８０ サンプル処理装置
８８１ 基板
８８２ キャビティ
８８３ 流路
８８４ 壁
１００１ 凹部
１００５ ローラ
１０２０ 基板
１０３０ サンプル処理装置
１０３１ キャビティ
１０３２ キャビティ
１０３３ キャビティ
１１０１ 基板
１１１０ アクチュエータサポート
１１１１ アーム
１１１２ パッド
１１２０ サンプル処理装置
１１２１ キャビティ
１２０１ キャビティ
１２０２ キャビティ
１２０３ 流路
１２０４ 流路
１２０５ 凹部
１２０６ シール部材
１３００ サンプル処理装置
１３０１ キャビティ
１３０２ 流路
１３０３ キャビティ
１３０４ 流路
１３０５ キャビティ
１３０６ 破裂可能な膜
１４０１ キャビティ
１４０２ キャビティ
１４０３ キャビティ
１４０４ キャビティ
１４０５ キャビティ
１４１９ 第一キャビティ
１４２０ 第二キャビティ
１４２１ 流路
１４２２ 流路
１４２３ 流路
１４２４ 流路
１４２５ 流路
１４２９ 流路
１４３０ 結合膜
１４３１ 制御弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプル処理に使用する装置であって、
ａ）基板と、
ｂ）少なくとも一つのキャビティはサンプルを受け入れるためのサンプルキャビティである、上記基板の表面に形成された変形可能な多数のキャビティと、
ｃ）使用時に、キャビティが選択的に変形することによってサンプルを選択的に一つ以上の物質と結合させるように、キャビティを接続する多数の流路とを有している、
装置。
【請求項２】
サンプルキャビティは所定の容積を有している請求項１記載の装置。
【請求項３】
サンプルキャビティは入口に接続されている請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
入口はサンプルがサンプルキャビティに吸収されるようにする、ウィックを有している請求項３記載の装置。
【請求項５】
物質とサンプルは少なくとも一つの第一キャビティに選択的に供給され、
ａ）サンプルを処理すること、
ｂ）指示薬試験で使用するためにサンプルを調製すること及び
ｃ）指示薬試験を実行すること
の中の少なくとも一つが行われる請求項１ないし４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
ａ）サンプル処理キャビティ、
ｂ）サンプル保存キャビティおよび
ｃ）指示薬キャビティ
の中の少なくとも一つとして作用する少なくとも一つの第一キャビティを有している請求項１ないし５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
流路は少なくとも二つの経路を形成するようにキャビティを互いに接続し、各経路は第一キャビティに接続され、使用時にキャビティが選択的に変形することによって所定の順序で第一キャビティに物質が供給される請求項５または６記載の装置。
【請求項８】
第二キャビティに物質が供給されるようにする流路を介して少なくとも一つの第一キャビティに接続された少なくとも一つの第二キャビティを有している請求項５ないし７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
第二キャビティは、
ａ）固定化剤、
ｂ）中和剤、
ｃ）カオトロピック薬剤および
ｄ）保存剤
の中の少なくとも一つを含んでいる請求項８記載の装置。
【請求項１０】
指示薬試験の結果を表示するように、センサが使用される請求項６ないし９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
センサは第一キャビティに設けられる請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
探知器具にセンサを接続するためのコネクタを有しており、上記探知器具は、
ａ）指示薬試験の実行中または実行後の測定、
ｂ）指示薬試験の結果および
ｃ）他のセンサによって測定された条件
の中の少なくとも一つを探知するためのものである請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
ａ）指示薬試験の実行中または実行後の測定、
ｂ）指示薬試験の結果および
ｃ）他のセンサによって測定された条件
の中の少なくとも一つを表示するデータを蓄えるために、センサに接続されたメモリを有している請求項１１記載の装置。
【請求項１４】
メモリにデータを蓄えるための処理を実行する請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
センサは、表示するために、反応に応答する指示薬物質を有している請求項１１記載の装置。
【請求項１６】
流路は、少なくとも二つの経路を形成するように、キャビティを互いに接続する請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
少なくとも３つの経路を有している請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
経路は、
ａ）平行、
ｂ）直列、
ｃ）枝構造および
ｄ）樹木構造
の中の少なくとも一つの形態で配置される請求項１６または１７記載の装置。
【請求項１９】
少なくとも一つのキャビティおよび流路は、基板上に設けられたカバー層から形成される請求項１ないし１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
カバー層はシリコーンから形成される請求項１９記載の装置。
【請求項２１】
カバー層は、少なくとも部分的に、真空成形または射出成形によって形成される請求項１９または２０記載の装置。
【請求項２２】
基板は、ガラス繊維を織ったもの及びエポキシ樹脂から形成される請求項１ないし２１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
キャビティが変形される順序を表示するための少なくとも一つの指示薬を有している請求項１ないし２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
物質およびサンプルの中の少なくとも一つについて、加熱および冷却の中の少なくとも一つの操作をするための少なくとも一つのキャビティを有している請求項１ないし２３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２５】
ａ）キャビティを加熱するための加熱メカニズムおよび
ｂ）キャビティを冷却するための冷却メカニズムの中の少なくとも一つを有している請求項２４記載の装置。
【請求項２６】
流路の少なくとも一つは、
ａ）流量コントローラ、
ｂ）フィルタ、
ｃ）弁、
ｄ）タービュレータ、
ｅ）スプレーノズルおよび
ｆ）圧縮器
の中の少なくとも一つを有している請求項１ないし２５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２７】
変形可能なキャビティの少なくとも一つは、流体経路からキャビティを分離するための膜を有しており、上記膜は破裂してキャビティを変形させるものである請求項１ないし２６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２８】
キャビティの少なくとも一つは、
ａ）第一キャビティを洗浄するための洗浄液、
ｂ）センサを校正するときに使用するための正の制御溶液および
ｃ）センサを校正するときに使用するための負の制御溶液
の中の少なくとも一つを有している請求項１ないし２７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２９】
物質は、
ａ）酵素、
ｂ）緩衝塩および
ｃ）溶媒
の中の少なくとも一つを有している請求項１ないし２８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３０】
物質の少なくとも一つは、他の物質を混合することによって形成される請求項１ないし２９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３１】
変形可能なキャビティを操作器具によって所定の順序で変形させるように、上記操作器具と協同するためのガイドを有している請求項１ないし３０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３２】
キャビティまたは流路の中の少なくとも一つと接続されたガスリリーフ弁を有している請求項１ないし３１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３３】
少なくとも一つの圧力管理経路を有している請求項１ないし３２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３４】
変形されたキャビティの下流側から変形されたキャビティの上流側へ流体または空気を搬送するために、下流のキャビティから上流のキャビティへ伸びている少なくとも一つの圧力管理経路を有している請求項１ないし３３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３５】
少なくとも一つの圧力管理経路は、廃棄キャビティからサンプルキャビティへ伸びている請求項２４ないし３２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３６】
サンプル処理装置を使用してサンプルを処理するときに使用するための器具を操作するための操作器具であって、
上記サンプル処理装置は、基板上に配置された多数の変形可能なキャビティを有しており、使用時に、キャビティを選択的に変形させて、物質およびサンプルを選択的に結合させるものであって、
上記操作器具は、
ａ）器具を支持するためのサポートと、
ｂ）少なくとも一つのアクチュエータと
ｃ）上記アクチュエータを選択的に作動させて上記キャビティを所定の順序で変形させるためのアクチュエータの駆動装置とを有している。
【請求項３７】
キャビティを選択的に変形させるための少なくとも一つのアクチュエータを制御するためのコントローラを有している請求項３６記載の操作器具。
【請求項３８】
サンプル処理装置に設けられた識別子を探知するためにコントローラに接続されたセンサを有している請求項３７記載の操作器具。
【請求項３９】
ａ）指示薬試験の実行中または実行後の測定および
ｂ）指示薬試験の結果の中の少なくとも一つを探知するためにセンサに接続するための探知器具を有している請求項３７または３８記載の操作器具。
【請求項４０】
サンプル処理装置に設けられたセンサに探知器具を接続するための少なくとも一つのコネクタを有している請求項３９記載の操作器具。
【請求項４１】
探知器具はコントローラの一部を形成する請求項３９又は４０記載の操作器具。
【請求項４２】
アクチュエータはローラを有し、駆動装置は上記ローラを操作器具に沿って移動させ、それによってキャビティを変形させる請求項３６ないし４１のいずれか１項に記載の操作器具。
【請求項４３】
ローラはキャビティを選択的に変形させるような外形である請求項４２記載の操作器具。
【請求項４４】
サポートは第二ローラから形成され、第一および第二ローラは器具を受け入れるためのニップを画定する請求項３６ないし４３のいずれか１項に記載の操作器具。
【請求項４５】
サポートはサポート表面から形成され、上記サポート表面は、
ａ）操作器具を整列すること及び
ｂ）アクチュエータを支持すること
の中の少なくとも一つを実行するために少なくとも一つのガイドを有している請求項３６ないし４３のいずれか１項に記載の操作器具。
【請求項４６】
アクチュエータは軸に回転可能に装着されたローラを有しており、ガイドに平行な方向に上記軸が移動可能なように、上記軸はサポート表面に沿って伸びる上記ガイド上に支持されている請求項４５記載の操作器具。
【請求項４７】
駆動装置は、軸を移動させるように、上記軸に作動可能に接続されたステップモータを有している請求項４６記載の操作器具。
【請求項４８】
ステップモータはサポート表面に装着されたアームによって支持された２つのローラの周りに沿って運ばれるエンドレス部材を駆動するためのものである請求項４７記載の操作器具。
【請求項４９】
ａ）多数のサンプル処理装置を支持するための第二サポート表面および
ｂ）上記サポート表面に選択的にサンプル処理装置の一つを搬送するための積層アクチュエータを有している請求項４５ないし４８のいずれか１項に記載の操作器具。
【請求項５０】
積層されている多数のサンプル処理装置を支持するためのサポートを有している請求項４９記載の操作器具。
【請求項５１】
サンプル処理装置の入口にサンプルを供給するための出口を備えたサンプル供給器具を有している請求項３６ないし５０のいずれか１項に記載の操作器具。
【請求項５２】
アクチュエータは、サンプル供給器具からサンプルを受け取ることができるように、入口を出口に接続するためのものである請求項５１記載の操作器具。
【請求項５３】
ａ）指示薬試験結果を受け取ること、
ｂ）指示薬試験結果を解釈すること、
ｃ）指示薬試験結果を確定すること及び
ｄ）指示薬試験結果を報告すること
の中の少なくとも一つを実行することができる請求項３６ないし５２のいずれか１項に記載の操作器具。
【請求項５４】
多数のサンプル処理装置を保持および加工することができる請求項３６ないし５３のいずれか１項に記載の操作器具。
【請求項５５】
ａ）実行される指示薬試験を決定すること及び
ｂ）指示薬試験を実行するためのものである請求項３６ないし５４のいずれか１項に記載の操作器具。
【請求項５６】
サンプル処理装置は請求項１ないし３５のいずれか１項に記載の装置である請求項３６ないし５５のいずれか１項に記載の操作器具。
【請求項５７】
サンプル処理装置を使用してサンプルを処理するときに使用するための方法であって、 上記装置は基板の表面に設けられた多数の変形可能なキャビティを有しており、キャビティの少なくとも一つはサンプルを受け入れるためのサンプルキャビティであり、多数の流路がキャビティを接続し、
上記方法は、サンプルを選択的に一つ以上の物質と結合させるように、キャビティを選択的に変形させるものである。
【請求項５８】
操作器具およびサンプル処理装置を使用してサンプルを処理する方法であって、上記サンプル処理装置は、使用時に、キャビティの選択的な変形が物質およびサンプルを選択的に結合させるように、基板上に設けられた多数の変形可能なキャビティを有しており、上記操作器具は器具を支持するためのサポートおよび少なくとも一つのアクチュエータを有しており、上記方法は、キャビティを所定の順序で変形させるように、上記アクチュエータを選択的に作動させるものである。
【請求項１】
サンプル処理に使用する装置であって、
ａ）基板と、
ｂ）少なくとも一つのキャビティはサンプルを受け入れるためのサンプルキャビティである、上記基板の表面に形成された変形可能な多数のキャビティと、
ｃ）使用時に、キャビティが選択的に変形することによってサンプルを選択的に一つ以上の物質と結合させるように、キャビティを接続する多数の流路とを有している、
装置。
【請求項２】
サンプルキャビティは所定の容積を有している請求項１記載の装置。
【請求項３】
サンプルキャビティは入口に接続されている請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
入口はサンプルがサンプルキャビティに吸収されるようにする、ウィックを有している請求項３記載の装置。
【請求項５】
物質とサンプルは少なくとも一つの第一キャビティに選択的に供給され、
ａ）サンプルを処理すること、
ｂ）指示薬試験で使用するためにサンプルを調製すること及び
ｃ）指示薬試験を実行すること
の中の少なくとも一つが行われる請求項１ないし４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
ａ）サンプル処理キャビティ、
ｂ）サンプル保存キャビティおよび
ｃ）指示薬キャビティ
の中の少なくとも一つとして作用する少なくとも一つの第一キャビティを有している請求項１ないし５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
流路は少なくとも二つの経路を形成するようにキャビティを互いに接続し、各経路は第一キャビティに接続され、使用時にキャビティが選択的に変形することによって所定の順序で第一キャビティに物質が供給される請求項５または６記載の装置。
【請求項８】
第二キャビティに物質が供給されるようにする流路を介して少なくとも一つの第一キャビティに接続された少なくとも一つの第二キャビティを有している請求項５ないし７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
第二キャビティは、
ａ）固定化剤、
ｂ）中和剤、
ｃ）カオトロピック薬剤および
ｄ）保存剤
の中の少なくとも一つを含んでいる請求項８記載の装置。
【請求項１０】
指示薬試験の結果を表示するように、センサが使用される請求項６ないし９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
センサは第一キャビティに設けられる請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
探知器具にセンサを接続するためのコネクタを有しており、上記探知器具は、
ａ）指示薬試験の実行中または実行後の測定、
ｂ）指示薬試験の結果および
ｃ）他のセンサによって測定された条件
の中の少なくとも一つを探知するためのものである請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
ａ）指示薬試験の実行中または実行後の測定、
ｂ）指示薬試験の結果および
ｃ）他のセンサによって測定された条件
の中の少なくとも一つを表示するデータを蓄えるために、センサに接続されたメモリを有している請求項１１記載の装置。
【請求項１４】
メモリにデータを蓄えるための処理を実行する請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
センサは、表示するために、反応に応答する指示薬物質を有している請求項１１記載の装置。
【請求項１６】
流路は、少なくとも二つの経路を形成するように、キャビティを互いに接続する請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
少なくとも３つの経路を有している請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
経路は、
ａ）平行、
ｂ）直列、
ｃ）枝構造および
ｄ）樹木構造
の中の少なくとも一つの形態で配置される請求項１６または１７記載の装置。
【請求項１９】
少なくとも一つのキャビティおよび流路は、基板上に設けられたカバー層から形成される請求項１ないし１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
カバー層はシリコーンから形成される請求項１９記載の装置。
【請求項２１】
カバー層は、少なくとも部分的に、真空成形または射出成形によって形成される請求項１９または２０記載の装置。
【請求項２２】
基板は、ガラス繊維を織ったもの及びエポキシ樹脂から形成される請求項１ないし２１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
キャビティが変形される順序を表示するための少なくとも一つの指示薬を有している請求項１ないし２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
物質およびサンプルの中の少なくとも一つについて、加熱および冷却の中の少なくとも一つの操作をするための少なくとも一つのキャビティを有している請求項１ないし２３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２５】
ａ）キャビティを加熱するための加熱メカニズムおよび
ｂ）キャビティを冷却するための冷却メカニズムの中の少なくとも一つを有している請求項２４記載の装置。
【請求項２６】
流路の少なくとも一つは、
ａ）流量コントローラ、
ｂ）フィルタ、
ｃ）弁、
ｄ）タービュレータ、
ｅ）スプレーノズルおよび
ｆ）圧縮器
の中の少なくとも一つを有している請求項１ないし２５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２７】
変形可能なキャビティの少なくとも一つは、流体経路からキャビティを分離するための膜を有しており、上記膜は破裂してキャビティを変形させるものである請求項１ないし２６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２８】
キャビティの少なくとも一つは、
ａ）第一キャビティを洗浄するための洗浄液、
ｂ）センサを校正するときに使用するための正の制御溶液および
ｃ）センサを校正するときに使用するための負の制御溶液
の中の少なくとも一つを有している請求項１ないし２７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２９】
物質は、
ａ）酵素、
ｂ）緩衝塩および
ｃ）溶媒
の中の少なくとも一つを有している請求項１ないし２８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３０】
物質の少なくとも一つは、他の物質を混合することによって形成される請求項１ないし２９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３１】
変形可能なキャビティを操作器具によって所定の順序で変形させるように、上記操作器具と協同するためのガイドを有している請求項１ないし３０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３２】
キャビティまたは流路の中の少なくとも一つと接続されたガスリリーフ弁を有している請求項１ないし３１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３３】
少なくとも一つの圧力管理経路を有している請求項１ないし３２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３４】
変形されたキャビティの下流側から変形されたキャビティの上流側へ流体または空気を搬送するために、下流のキャビティから上流のキャビティへ伸びている少なくとも一つの圧力管理経路を有している請求項１ないし３３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３５】
少なくとも一つの圧力管理経路は、廃棄キャビティからサンプルキャビティへ伸びている請求項２４ないし３２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３６】
サンプル処理装置を使用してサンプルを処理するときに使用するための器具を操作するための操作器具であって、
上記サンプル処理装置は、基板上に配置された多数の変形可能なキャビティを有しており、使用時に、キャビティを選択的に変形させて、物質およびサンプルを選択的に結合させるものであって、
上記操作器具は、
ａ）器具を支持するためのサポートと、
ｂ）少なくとも一つのアクチュエータと
ｃ）上記アクチュエータを選択的に作動させて上記キャビティを所定の順序で変形させるためのアクチュエータの駆動装置とを有している。
【請求項３７】
キャビティを選択的に変形させるための少なくとも一つのアクチュエータを制御するためのコントローラを有している請求項３６記載の操作器具。
【請求項３８】
サンプル処理装置に設けられた識別子を探知するためにコントローラに接続されたセンサを有している請求項３７記載の操作器具。
【請求項３９】
ａ）指示薬試験の実行中または実行後の測定および
ｂ）指示薬試験の結果の中の少なくとも一つを探知するためにセンサに接続するための探知器具を有している請求項３７または３８記載の操作器具。
【請求項４０】
サンプル処理装置に設けられたセンサに探知器具を接続するための少なくとも一つのコネクタを有している請求項３９記載の操作器具。
【請求項４１】
探知器具はコントローラの一部を形成する請求項３９又は４０記載の操作器具。
【請求項４２】
アクチュエータはローラを有し、駆動装置は上記ローラを操作器具に沿って移動させ、それによってキャビティを変形させる請求項３６ないし４１のいずれか１項に記載の操作器具。
【請求項４３】
ローラはキャビティを選択的に変形させるような外形である請求項４２記載の操作器具。
【請求項４４】
サポートは第二ローラから形成され、第一および第二ローラは器具を受け入れるためのニップを画定する請求項３６ないし４３のいずれか１項に記載の操作器具。
【請求項４５】
サポートはサポート表面から形成され、上記サポート表面は、
ａ）操作器具を整列すること及び
ｂ）アクチュエータを支持すること
の中の少なくとも一つを実行するために少なくとも一つのガイドを有している請求項３６ないし４３のいずれか１項に記載の操作器具。
【請求項４６】
アクチュエータは軸に回転可能に装着されたローラを有しており、ガイドに平行な方向に上記軸が移動可能なように、上記軸はサポート表面に沿って伸びる上記ガイド上に支持されている請求項４５記載の操作器具。
【請求項４７】
駆動装置は、軸を移動させるように、上記軸に作動可能に接続されたステップモータを有している請求項４６記載の操作器具。
【請求項４８】
ステップモータはサポート表面に装着されたアームによって支持された２つのローラの周りに沿って運ばれるエンドレス部材を駆動するためのものである請求項４７記載の操作器具。
【請求項４９】
ａ）多数のサンプル処理装置を支持するための第二サポート表面および
ｂ）上記サポート表面に選択的にサンプル処理装置の一つを搬送するための積層アクチュエータを有している請求項４５ないし４８のいずれか１項に記載の操作器具。
【請求項５０】
積層されている多数のサンプル処理装置を支持するためのサポートを有している請求項４９記載の操作器具。
【請求項５１】
サンプル処理装置の入口にサンプルを供給するための出口を備えたサンプル供給器具を有している請求項３６ないし５０のいずれか１項に記載の操作器具。
【請求項５２】
アクチュエータは、サンプル供給器具からサンプルを受け取ることができるように、入口を出口に接続するためのものである請求項５１記載の操作器具。
【請求項５３】
ａ）指示薬試験結果を受け取ること、
ｂ）指示薬試験結果を解釈すること、
ｃ）指示薬試験結果を確定すること及び
ｄ）指示薬試験結果を報告すること
の中の少なくとも一つを実行することができる請求項３６ないし５２のいずれか１項に記載の操作器具。
【請求項５４】
多数のサンプル処理装置を保持および加工することができる請求項３６ないし５３のいずれか１項に記載の操作器具。
【請求項５５】
ａ）実行される指示薬試験を決定すること及び
ｂ）指示薬試験を実行するためのものである請求項３６ないし５４のいずれか１項に記載の操作器具。
【請求項５６】
サンプル処理装置は請求項１ないし３５のいずれか１項に記載の装置である請求項３６ないし５５のいずれか１項に記載の操作器具。
【請求項５７】
サンプル処理装置を使用してサンプルを処理するときに使用するための方法であって、 上記装置は基板の表面に設けられた多数の変形可能なキャビティを有しており、キャビティの少なくとも一つはサンプルを受け入れるためのサンプルキャビティであり、多数の流路がキャビティを接続し、
上記方法は、サンプルを選択的に一つ以上の物質と結合させるように、キャビティを選択的に変形させるものである。
【請求項５８】
操作器具およびサンプル処理装置を使用してサンプルを処理する方法であって、上記サンプル処理装置は、使用時に、キャビティの選択的な変形が物質およびサンプルを選択的に結合させるように、基板上に設けられた多数の変形可能なキャビティを有しており、上記操作器具は器具を支持するためのサポートおよび少なくとも一つのアクチュエータを有しており、上記方法は、キャビティを所定の順序で変形させるように、上記アクチュエータを選択的に作動させるものである。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図２Ａ−２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８Ａ−８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図８Ｅ】
【図８Ｆ】
【図８Ｇ】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３Ａ−１３Ｂ】
【図１４】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図２Ａ−２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８Ａ−８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図８Ｅ】
【図８Ｆ】
【図８Ｇ】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３Ａ−１３Ｂ】
【図１４】
【公表番号】特表２０１０−５１５８８７（Ｐ２０１０−５１５８８７Ａ）
【公表日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５４５０４１（Ｐ２００９−５４５０４１）
【出願日】平成２０年１月１１日（２００８．１．１１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＡＵ２００８／００００３０
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０８３４４６
【国際公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【出願人】（５０９１９５３７５）エンバイロメンタル バイオテクノロジー シーアールシー プロプライアタリー リミテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１１日（２００８．１．１１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＡＵ２００８／００００３０
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０８３４４６
【国際公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【出願人】（５０９１９５３７５）エンバイロメンタル バイオテクノロジー シーアールシー プロプライアタリー リミテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
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