JP2004525758A

JP2004525758A - System for controlling fluid flow through a substrate

Info

Publication number: JP2004525758A
Application number: JP2002571215A
Authority: JP
Inventors: ウィルヘルムス・マリナス・カルパイジュ
Original assignee: パムジーン・ベー・ベー
Priority date: 2001-03-13
Filing date: 2002-03-05
Publication date: 2004-08-26
Also published as: WO2002072263A1; EP1368122A1

Abstract

本発明は、第１面と第２面と複数の貫通キャピラリチャネルを有した少なくとも１つの領域とを備えてなる基板を通しての、試料流体の流通を制御するためのシステムに関するものである。本発明によるシステムは、基板を受領するためのチャンバを有したハウジング（５）と、基板にわたって圧力差を生成することにより、少なくとも１つの領域のキャピラリチャネルを挿通させて基板の第１面から第２面に向けてまたその逆に第２面から第１面に向けて試料流体を移動させるための、圧力差生成手段（１６，２０）と、を具備している。さらに、キャピラリチャネルを挿通させての試料流体の移動時に、制御された値に圧力差を維持するための維持手段（１９，２２）と、が設けられている。The present invention relates to a system for controlling the flow of a sample fluid through a substrate comprising a first surface, a second surface and at least one region having a plurality of through capillary channels. The system according to the present invention comprises a housing (5) having a chamber for receiving a substrate, and a pressure differential across the substrate, whereby a capillary channel in at least one region is inserted through the first surface of the substrate to the first surface. Pressure difference generating means (16, 20) for moving the sample fluid from the second surface to the first surface toward the two surfaces and vice versa. Further, a maintenance means (19, 22) for maintaining a pressure difference at a controlled value when the sample fluid is moved through the capillary channel is provided.

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流通を制御するためのシステムに関するものであり、特に、第１表面と第２表面と複数の貫通キャピラリチャネルを有した少なくとも１つの領域とを備えてなる基板を通しての、試料流体の流通を制御するためのシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このタイプのシステムは、ＰＣＴ／ＵＳ００／２４８８５に記載されている。このシステムにおいては、制御された圧力差を十分な時間にわたって印加し維持するための手段が設けられている。圧力差は、プログラム可能ユニットによって制御することができる。
【特許文献１】
ＰＣＴ／ＵＳ００／２４８８５
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明は、このタイプのシステムにおいて、改良されたシステムを提供することを目的としている。
【０００４】
本発明においては、システムは、基板を受領するためのチャンバを有したハウジングと、基板にわたって圧力差を生成することにより、少なくとも１つの領域のキャピラリチャネルを挿通させて基板の第１面から第２面に向けてまたその逆に第２面から第１面に向けて試料流体を移動させるための、圧力差生成手段と、キャピラリチャネルを挿通させての試料流体の移動時に、制御された値に圧力差を維持するための維持手段と、を具備している。
【０００５】
好ましい実施形態においては、圧力差生成手段は、チャンバの容積を変化させるための容積変化手段を備え、維持手段は、圧力測定デバイスと、容積変化手段を駆動するための制御デバイスと、を備えている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明によるシステムの実施形態により、本発明について説明する。
【０００７】
図１には、図３において斜視図によって例示されているような基板（１）を通しての、試料流体の流通を制御するためのシステムが示されている。この実施形態においては、基板（１）は、ラミネートされたアレイメンブランとして形成されており、上側外面層（２）と、下側外面層（２）と、酸化アルミニウム製の中間介在ストリップと、を有している。双方の外面層（２）には、４つの開口（３）が形成されている。上側外面層（２）の開口（３）と下側外面層（２）の開口（３）とは、それぞれ互いに位置合わせされている。これにより、酸化アルミニウム製ストリップは、４つの領域すなわち４つの井戸（４）において、露出されている。酸化アルミニウム製ストリップは、ストリップの上面および下面に対して略垂直に配向しているかなり多数の貫通キャピラリチャネルを有している。チャネルのキャピラリ圧力は、かなり大きい。基板（１）の実用的な実施形態においては、酸化アルミニウム製ストリップ内の複数のキャピラリチャネルは、およそ１５０〜２００ｎｍという間隔を有することができる。ここで、結合物質が、複数群をなすチャネル内に、２００μｍという間隔で、基板に対して拘束されている。一群をなすチャネルは、ドットまたはドット領域として示すことができる。基板（１）の各領域（４）は、約４００個のドットを有することができる。基板に関してのさらなる説明は、先の国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ００／２４８８５に記載されている。基板の露出領域の数や、ドットの数や、寸法は、例示のためのものに過ぎず、必要に応じて変更することができることは、理解されるであろう。
【０００８】
図１および図２に示すシステムは、ハウジング（５）を備えている。ハウジング（５）は、上側ハウジング部分（６）と、下側ハウジング部分（７）と、を有している。双方のハウジング部分（６，７）は、基板（１）を受領するためのチャンバ（８）を形成している。図２に示すように、基板（１）は、保持デバイス（９）と一緒にチャンバ（８）内に受領される。保持デバイス（９）は、上部構造（１０）と下部構造（１１）とを備えている。双方の構造（１０，１１）には、基板（１）の各領域（４）と位置合わせしつつ、４つの円筒形突出部（１２）が形成されている。保持デバイス（９）は、プラスチック材料から形成されている。保持デバイス（９）は、本出願人による“Device for holding a substrate”と題する他の特許出願にも記載されている。
【０００９】
チャンバ（８）は、上側および下側ハウジング部分（６，７）内に、それぞれ円筒形チャンバ部分（１３）を有している。各円筒形チャンバ部分（１３）内に、円筒形突出部（１２）が受領されている。上側ハウジング部分（６）内においては、円筒形チャンバ部分（１３）どうしは、チャネル（１４）によって相互連結されている。チャネル（１４）は、円筒形チャンバ部分（１３）とハウジング（５）の外部との間の連通をもたらし、それにより、上側円筒形チャンバ部分（１３）内における雰囲気圧力参照が可能となる。
【００１０】
下側ハウジング部分（７）内においても、また、円筒形チャンバ部分（１３）どうしは、チャネル（１５）によって相互連結されている。この場合、チャネル（１５）は、基板（１）にわたって圧力差を生成するための手段に対して連結されている。図示の実施形態においては、基板（１）にわたって圧力差を生成するための手段は、チャンバ（８）の容積を変化させるための手段として、この場合には、チャンバ（８）のうちの、基板（１）の下側に位置した部分の容積を変化させるための手段として、形成されている。より詳細には、圧力差を生成するための手段は、図１に概略的に示すように、シリンダピストンアセンブリ（１６）として実現されている。図２においては、試料流体（１７）は、保持デバイス（９）の２つの円筒形突出部（１２）内において、概略的に示されている。その結果、基板（１）の対応領域（４）においてのみ、試料流体は、基板（１）のキャピラリチャネルを挿通して流通することができる。シールリング（１８）という手段によって概略的に示されているように、２つの円筒形チャンバ部分（１３）は、チャネル（１５）に対してシールされており、その結果、基板（１）にわたっての圧力差は、試料流体（１７）が存在している領域（４）においてのみ生成される。
【００１１】
基板（１）のキャピラリチャネルを挿通しての試料流体（１７）の移動時には、試料流体内の物質を、キャピラリチャネル内の結合物質によって拘束することができる。試験結果どうしを相互に比較可能とするためには、キャピラリチャネルを挿通しての試料流体の移動に要する時間を正確に制御することが重要である。この移動時間を正確に制御するために、図１に示すシステムには、キャピラリチャネルを挿通しての試料流体（１７）の移動時に、基板にわたっての圧力差を、制御された値に維持するための手段（１９）が設けられている。一般に、そのような手段（１９）は、プログラム可能な処理ユニットによって実現される。好ましくは、試料流体の移動時には、圧力差は、一定値に維持される。試料流体（１７）が基板（１）のキャピラリチャネルを挿通して移動する時間を決定するために、処理ユニット（１９）は、所望の圧力差を設定するための手段を備えている。
【００１２】
上述したように、基板（１）の上面から下面へと試料流体（１７）を移動させるために基板にわたっての圧力差を生成するための手段は、シリンダピストンアセンブリ（１６）として実現されており、このシリンダピストンアセンブリ（１６）は、アクチュエータ（２１）として概略的に示されている手段によって可動とされたピストン（２０）を、有している。アクチュエータ（２１）すなわち制御部材は、圧力測定デバイス（２２）として概略的に示されている手段によって測定されたチャンバ（８）内に圧力に応じて、処理ユニット（１９）によって制御される。分析の開始時点において、試料流体（１７）が上側円筒形突出部（１２）内に位置していると仮定すれば、処理ユニット（１９）は、チャンバ（８）内において基板（１）の下側において大気圧よりも小さな圧力を生成することによって、、基板（１）にわたっての圧力差の生成を開始する。この圧力差は、試料流体（１７）を、基板（１）のキャピラリチャネルを挿通させて移動させる。これにより、試料流体（１７）は、下部構造（１１）の下側円筒形突出部（１２）に向けて、徐々に移動することとなる。これにより、チャンバ（８）内においては、基板（１）の下側において圧力が上昇する。この圧力上昇は、測定デバイス（２２）によって測定される。処理ユニット（１９）がこの圧力上昇を認識することにより、処理ユニット（１９）は、アクチュエータ（２１）を駆動してピストン（２０）を変位させ、圧力差を一定値に維持する。このようにして、試料流体（１７）は、正確に決定された時間でもって、基板（１）のキャピラリチャネルを挿通して移動する。
【００１３】
一般に、試料流体（１７）は、基板（１）のキャピラリチャネル内の結合物質による十分な結合作用を可能とし得るよう、基板（１）のキャピラリチャネルを挿通して、多数回にわたって移動すべきである。分析に要する全体時間を低減するためには、キャピラリチャネルを通して試料流体を逆向き移動させるのに要する時間を低減することが、重要である。本発明によるシステムにおいては、逆向き移動に要する時間は、圧力差を一定値に維持するための処理ユニット（１９）の動作を観測することによって、低減される。処理ユニットが、圧力差を一定値に維持するためのアクチュエータ（２１）の動作を停止させるとすぐに、基板にわたっての圧力差は、基板（１）の下面から上面に向けてキャピラリチャネルを挿通して試料流体（１７）が逆向きに移動するように、即座に変更される。ここで、ピストン（２０）を一切変位させなくても圧力差が一定に維持される時点が、基板（１）のキャピラリチャネルを挿通して試料流体（１７）が完全に移動し終わったことを示す時点である。圧力差を変更するためには、アクチュエータ（２１）によって逆向きにピストン（２０）を変位させる。これにより、試料流体（１７）が、基板（１）の上面に向けて移動する。よって、基板（１）の下側におけるチャンバ（８）の圧力が、減少し、この圧力減少が、測定デバイス（２）によって測定される。処理ユニット（１９）は、アクチュエータ（２１）を駆動してピストン（２０）を変位させ、圧力差を一定値に維持する。このようにして、試料流体（１７）を、最短の時間でもって、基板（１）のキャピラリチャネルを挿通して逆向きに移動させることができる。
【００１４】
基板（１）のキャピラリチャネルを挿通して試料流体（１７）を移動させるのに必要な圧力差が、基板（１）のキャピラリチャネルのキャピラリ圧力よりもずっと小さいことに注意されたい。そのため、試料流体（１７）がキャピラリチャネルを挿通して完全に移動し終わったときに基板（１）の上面や下面から試料流体（１７）が押し出されることが、防止される。
【００１５】
本発明によるシステムにおいては、処理ユニット（１９）は、上面から下面に向けてまた逆に下面から上面に向けてキャピラリチャネルを完全に挿通させて試料流体（１７）を移動させるのに必要な容積変化を測定し得るよう構成されている。この容積変化は、例えば、ピストン（２０）の変位を測定することによって、測定することができる。この容積変化は、システムのすべての移動ステップに対して一定であるべきである。すなわち、上面から下面に向けてまた逆に下面から上面に向けて試料流体（１７）が移動する各時間が、一定であるべきである。試料流体を完全に移動させるのに必要な容積変化が変動した場合には、この変動は、システム内のどこかにリークが存在することの兆候である。この場合には、操作者は、システムをチェックすべきである。処理ユニット（１９）は、容積変化の変動を操作者に対して知らせるための警告を発することができる。
【００１６】
また、処理ユニット（１９）は、基板（１）のキャピラリチャネルを挿通させて試料流体を完全に移動させるのに必要な容積変化を測定することができ、これにより、この容積変化を、円筒形突出部（１２）内に配置された試料流体（１７）の初期容積と比較することができる。この初期容積は、処理ユニット（１９）に対しての入力として供給することができる。変形例においては、処理ユニット（１９）を使用することによって、分析を行うために円筒形突出部（１２）内の所定初期容積自動的に供給することができる。初期容積と所望容積変化との間の差が測定された場合、このこともまた、システム内にリークが存在することの兆候である。この差は、処理ユニット（１９）によって、使用者に対して知らせることができる。
【００１７】
上記システムのさらなる利点は、処理ユニット（１９）が、基板（１）のキャピラリチャネルを挿通して試料流体を移動させるのに必要な時間を測定し得ることである。すなわち、流速を測定し得ることである。この時間があるいは流速が変化した場合、それは、キャピラリチャネルの少なくとも一部において、エアバブルまたは汚染物が存在していることの兆候である。基板の流通抵抗および流体を移動させるために使用される圧力が既知であることにより、処理ユニット（１９）は、流速および／または基板を通して所定量の試料流体を移動させるのに必要な時間を決定することができる。予測される時間や予測される流速からのズレを、エラー状況の兆候として使用することができる。
【００１８】
上記システムは、基板（１）のキャピラリチャネルをクリーニングするための洗浄操作を簡単に行うことができるという利点を有している。図４に示すようにして、洗浄デバイス（２３）が、ハウジング（５）の上面上に通常的に配置されている上側ガラスカバー（２４）（図２）を取り外した後に、ハウジング（５）の上面上に配置される。ガラスカバーは、キャピラリチャネルを挿通しての試料流体（７）の移動時には、基板領域（４）の上面を直接的に目視観測することを可能とする。洗浄デバイス（２３）には、洗浄流体供給チューブ（２５）と、洗浄流体排出チューブ（２６）と、が設けられている。洗浄は、プログラム可能な態様で、行われる。例えば、洗浄流体を、基板（１）の上面上に供給することができる。洗浄流体を、複数回にわたって、基板（１）のキャピラリチャネルを挿通させて移動させることができる。その後、洗浄流体を排出することができる。洗浄流体の排出は、例えば、供給時の流速よりもわずかに速い速度で、連続流的に行うことができる。処理ユニット（１９）が基板（１）の下側において正圧を生成したときには、洗浄流体は、基板（１）の上面上に滞在することとなる。基板（１）の下側に負圧を生成することにより、洗浄流体は、試料流体に関して上述したのと同様にして、基板（１）の下面側へと基板（１）のキャピラリチャネルを挿通して移動する。圧力差を反転させることにより、洗浄流体を、再度、基板（１）の上面側へと戻すことができる。このようにして、基板のキャピラリチャネルを、効果的にクリーニングすることができる。チャネル（１５）の汚染は、洗浄流体が基板（１）の下面から押し出されないことにより、防止される。洗浄デバイスは、概略的に示されているチューブ（２７）を介して、図示しない洗浄流体源へと接続される。洗浄操作は、処理ユニット（１９）によって制御される。
【００１９】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において様々に変形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明によるシステムの一実施形態を概略的に示す図である。
【図２】図１のシステムにおけるハウジングを示す断面図であって、基板がハウジング内に収容されている。
【図３】図２において断面図によって示されている基板の一例を示す斜視図である。
【図４】図２のハウジングを示す断面図であって、ハウジング上には、洗浄デバイスが配置されている。
【符号の説明】
【００２１】
１基板
４領域
５ハウジング
８チャンバ
１６シリンダピストンアセンブリ（圧力差生成手段、容積変化手段）
１７試料流体
１９処理ユニット（維持手段、制御デバイス）
２０ピストン（圧力差生成手段）
２１アクチュエータ
２２圧力測定デバイス（維持手段、測定手段）
２３洗浄デバイス
２５洗浄流体供給チューブ
２６洗浄流体排出チューブ【Technical field】
[0001]
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a system for controlling the flow of a fluid, and more particularly to a method for passing a sample through a substrate comprising a first surface, a second surface and at least one region having a plurality of through capillary channels. The present invention relates to a system for controlling the flow of a fluid.
[Background Art]
[0002]
This type of system is described in PCT / US00 / 24885. In this system, means are provided for applying and maintaining a controlled pressure differential over a sufficient time. The pressure difference can be controlled by a programmable unit.
[Patent Document 1]
PCT / US00 / 24885
DISCLOSURE OF THE INVENTION
[Means for Solving the Problems]
[0003]
The present invention aims at providing an improved system in this type of system.
[0004]
In the present invention, a system includes a housing having a chamber for receiving a substrate, and a pressure differential across the substrate to allow a capillary channel in at least one region to pass therethrough for a second passage from a first surface of the substrate. Pressure difference generating means for moving the sample fluid from the second surface toward the first surface and vice versa, and a controlled value when the sample fluid is moved through the capillary channel. Maintaining means for maintaining the pressure difference.
[0005]
In a preferred embodiment, the pressure difference generating means includes a volume changing means for changing a volume of the chamber, and the maintaining means includes a pressure measuring device and a control device for driving the volume changing means. I have.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0006]
Hereinafter, the present invention will be described with an embodiment of a system according to the present invention, with reference to the accompanying drawings.
[0007]
FIG. 1 shows a system for controlling the flow of a sample fluid through a substrate (1) as illustrated by a perspective view in FIG. In this embodiment, the substrate (1) is formed as a laminated array membrane and comprises an upper outer layer (2), a lower outer layer (2) and an intermediate aluminum oxide strip. Have. Four openings (3) are formed in both outer layers (2). The opening (3) in the upper outer layer (2) and the opening (3) in the lower outer layer (2) are aligned with each other. Thus, the aluminum oxide strip is exposed in four regions, that is, four wells (4). Aluminum oxide strips have a significant number of through-capillary channels that are oriented substantially perpendicular to the upper and lower surfaces of the strip. The capillary pressure in the channel is quite large. In a practical embodiment of the substrate (1), the plurality of capillary channels in the aluminum oxide strip can have a spacing of approximately 150-200 nm. Here, a binding substance is bound to the substrate at intervals of 200 μm in a plurality of groups of channels. The group of channels can be shown as dots or dot areas. Each area (4) of the substrate (1) can have about 400 dots. Further description of the substrate is provided in the earlier international patent application PCT / US00 / 24885. It will be appreciated that the number of exposed areas, the number of dots, and the dimensions of the substrate are for illustration only and can be varied as needed.
[0008]
The system shown in FIGS. 1 and 2 comprises a housing (5). The housing (5) has an upper housing part (6) and a lower housing part (7). Both housing parts (6, 7) form a chamber (8) for receiving the substrate (1). As shown in FIG. 2, the substrate (1) is received in a chamber (8) together with a holding device (9). The holding device (9) comprises an upper structure (10) and a lower structure (11). Both structures (10, 11) are formed with four cylindrical projections (12) in alignment with each area (4) of the substrate (1). The holding device (9) is formed from a plastic material. The holding device (9) is also described in another patent application entitled "Device for holding a substrate" by the applicant.
[0009]
The chamber (8) has a cylindrical chamber part (13) in the upper and lower housing parts (6, 7), respectively. Within each cylindrical chamber portion (13), a cylindrical protrusion (12) is received. Within the upper housing part (6), the cylindrical chamber parts (13) are interconnected by channels (14). The channel (14) provides communication between the cylindrical chamber portion (13) and the exterior of the housing (5), thereby allowing an atmospheric pressure reference in the upper cylindrical chamber portion (13).
[0010]
Also in the lower housing part (7), the cylindrical chamber parts (13) are interconnected by channels (15). In this case, the channel (15) is connected to means for creating a pressure difference across the substrate (1). In the illustrated embodiment, the means for creating a pressure difference across the substrate (1) is provided as means for changing the volume of the chamber (8), in this case the substrate of the chamber (8). (1) It is formed as a means for changing the volume of the lower part. More specifically, the means for generating a pressure difference is implemented as a cylinder piston assembly (16), as shown schematically in FIG. In FIG. 2, the sample fluid (17) is shown schematically in two cylindrical projections (12) of the holding device (9). As a result, the sample fluid can flow through the capillary channel of the substrate (1) only in the corresponding region (4) of the substrate (1). As shown schematically by means of a sealing ring (18), the two cylindrical chamber parts (13) are sealed against the channel (15), so that they extend over the substrate (1). A pressure difference is created only in the region (4) where the sample fluid (17) is present.
[0011]
When the sample fluid (17) moves through the capillary channel of the substrate (1), the substance in the sample fluid can be restrained by the binding substance in the capillary channel. In order to make the test results mutually comparable, it is important to accurately control the time required for moving the sample fluid through the capillary channel. To accurately control this transit time, the system shown in FIG. 1 includes a system for maintaining the pressure difference across the substrate at a controlled value during the movement of the sample fluid (17) through the capillary channel. Means (19) are provided. Generally, such means (19) are realized by a programmable processing unit. Preferably, during movement of the sample fluid, the pressure difference is maintained at a constant value. To determine the time for the sample fluid (17) to move through the capillary channel of the substrate (1), the processing unit (19) comprises means for setting a desired pressure difference.
[0012]
As mentioned above, the means for creating a pressure difference across the substrate to move the sample fluid (17) from the upper surface to the lower surface of the substrate (1) is realized as a cylinder piston assembly (16); This cylinder-piston assembly (16) has a piston (20) which is movable by means shown schematically as an actuator (21). The actuator (21) or control member is controlled by the processing unit (19) in response to the pressure in the chamber (8) measured by means shown schematically as a pressure measuring device (22). At the beginning of the analysis, assuming that the sample fluid (17) is located in the upper cylindrical protrusion (12), the processing unit (19) will move below the substrate (1) in the chamber (8). By creating a sub-atmospheric pressure on the side, a pressure difference across the substrate (1) is started. This pressure difference causes the sample fluid (17) to move through the capillary channel of the substrate (1). This causes the sample fluid (17) to gradually move toward the lower cylindrical protrusion (12) of the lower structure (11). As a result, in the chamber (8), the pressure increases below the substrate (1). This pressure rise is measured by the measuring device (22). When the processing unit (19) recognizes the increase in pressure, the processing unit (19) drives the actuator (21) to displace the piston (20) and maintain the pressure difference at a constant value. In this way, the sample fluid (17) moves through the capillary channel of the substrate (1) for a precisely determined time.
[0013]
In general, the sample fluid (17) should be moved many times through the capillary channel of the substrate (1) so as to allow a sufficient binding action by the binding substance in the capillary channel of the substrate (1). is there. In order to reduce the overall time required for the analysis, it is important to reduce the time required to reversely move the sample fluid through the capillary channel. In the system according to the invention, the time required for the backward movement is reduced by observing the operation of the processing unit (19) for maintaining the pressure difference at a constant value. As soon as the processing unit stops the operation of the actuator (21) for maintaining the pressure difference at a constant value, the pressure difference across the substrate passes through the capillary channel from the lower surface to the upper surface of the substrate (1). The fluid is immediately changed so that the sample fluid (17) moves in the opposite direction. Here, the point at which the pressure difference is maintained constant without any displacement of the piston (20) is that the sample fluid (17) has completely moved through the capillary channel of the substrate (1). It is time to show. To change the pressure difference, the piston (20) is displaced in the opposite direction by the actuator (21). Thereby, the sample fluid (17) moves toward the upper surface of the substrate (1). Thus, the pressure in the chamber (8) below the substrate (1) decreases, and this pressure decrease is measured by the measuring device (2). The processing unit (19) drives the actuator (21) to displace the piston (20) and maintain the pressure difference at a constant value. In this way, the sample fluid (17) can be moved in the opposite direction through the capillary channel of the substrate (1) in the shortest time.
[0014]
Note that the pressure difference required to move the sample fluid (17) through the capillary channel of the substrate (1) is much smaller than the capillary pressure of the capillary channel of the substrate (1). This prevents the sample fluid (17) from being pushed out from the upper and lower surfaces of the substrate (1) when the sample fluid (17) has completely moved through the capillary channel.
[0015]
In the system according to the invention, the processing unit (19) has the volume required to move the sample fluid (17) completely through the capillary channel from top to bottom and vice versa. It is configured to measure the change. This volume change can be measured, for example, by measuring the displacement of the piston (20). This volume change should be constant for all movement steps of the system. That is, each time that the sample fluid (17) moves from the upper surface to the lower surface and vice versa from the lower surface to the upper surface should be constant. If the volume change required to completely move the sample fluid fluctuates, this fluctuation is an indication that a leak exists somewhere in the system. In this case, the operator should check the system. The processing unit (19) can issue a warning to notify the operator of the change in volume change.
[0016]
Also, the processing unit (19) can measure the volume change required to completely move the sample fluid through the capillary channel of the substrate (1), whereby the volume change is converted into a cylindrical shape. It can be compared to the initial volume of the sample fluid (17) located in the protrusion (12). This initial volume can be provided as an input to the processing unit (19). In a variant, a predetermined initial volume in the cylindrical projection (12) can be automatically supplied for analysis by using the processing unit (19). If the difference between the initial volume and the desired volume change is measured, this is also an indication that there is a leak in the system. This difference can be signaled to the user by the processing unit (19).
[0017]
A further advantage of the above system is that the processing unit (19) can measure the time required to move the sample fluid through the capillary channel of the substrate (1). That is, the flow velocity can be measured. If this time or the flow rate changes, it is an indication that air bubbles or contaminants are present in at least a portion of the capillary channel. With the flow resistance of the substrate and the pressure used to move the fluid known, the processing unit (19) determines the flow rate and / or the time required to move a given amount of sample fluid through the substrate. can do. A deviation from the predicted time or the predicted flow velocity can be used as an indication of an error condition.
[0018]
The system has the advantage that a cleaning operation for cleaning the capillary channels of the substrate (1) can be easily performed. As shown in FIG. 4, after the cleaning device (23) removes the upper glass cover (24) (FIG. 2), which is normally arranged on the upper surface of the housing (5), the cleaning device (23) It is arranged on the upper surface. The glass cover enables direct visual observation of the upper surface of the substrate region (4) when the sample fluid (7) moves through the capillary channel. The cleaning device (23) is provided with a cleaning fluid supply tube (25) and a cleaning fluid discharge tube (26). Washing is performed in a programmable manner. For example, a cleaning fluid can be provided on the top surface of the substrate (1). The cleaning fluid can be moved through the capillary channel of the substrate (1) multiple times. Thereafter, the cleaning fluid can be drained. The discharge of the cleaning fluid can be performed continuously, for example, at a speed slightly higher than the flow speed at the time of supply. When the processing unit (19) generates a positive pressure below the substrate (1), the cleaning fluid will stay on the upper surface of the substrate (1). By creating a negative pressure below the substrate (1), the cleaning fluid is inserted through the capillary channel of the substrate (1) into the lower surface of the substrate (1) in the same manner as described above for the sample fluid. Move. By reversing the pressure difference, the cleaning fluid can be returned to the upper surface side of the substrate (1) again. In this way, the capillary channels of the substrate can be effectively cleaned. Contamination of the channel (15) is prevented by the fact that the cleaning fluid is not pushed out of the lower surface of the substrate (1). The cleaning device is connected via a tube (27), shown schematically, to a source of cleaning fluid, not shown. The cleaning operation is controlled by the processing unit (19).
[0019]
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention.
[Brief description of the drawings]
[0020]
FIG. 1 schematically shows an embodiment of the system according to the invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the housing of the system of FIG. 1 with a substrate contained within the housing.
FIG. 3 is a perspective view showing an example of a substrate shown by a cross-sectional view in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the housing of FIG. 2, on which a cleaning device is arranged.
[Explanation of symbols]
[0021]
1 substrate 4 area 5 housing 8 chamber 16 cylinder piston assembly (pressure difference generating means, volume changing means)
17 Sample fluid 19 Processing unit (maintenance means, control device)
20 piston (pressure difference generating means)
21 Actuator 22 Pressure measuring device (maintaining means, measuring means)
23 Cleaning Device 25 Cleaning Fluid Supply Tube 26 Cleaning Fluid Discharge Tube

Claims

A system for controlling the flow of a fluid, and in particular, controlling the flow of a sample fluid through a substrate comprising a first surface, a second surface, and at least one region having a plurality of through-capillary channels. A system for
A housing having a chamber for receiving the substrate;
By generating a pressure differential across the substrate, the capillary channels in the at least one region are passed through from the first surface to the second surface and vice versa from the second surface to the first surface. Pressure difference generating means for moving the sample fluid toward,
During the movement of the sample fluid through the capillary channel, maintaining means for maintaining the pressure difference at a controlled value,
A system comprising:

The system according to claim 1,
The system according to claim 1, wherein said maintaining means comprises means for setting said pressure difference to a desired value.

The system according to claim 1 or 2,
The pressure difference generating unit includes a volume changing unit for changing a volume of the chamber,
The system as claimed in claim 1, wherein said maintaining means comprises a pressure measuring device and a control device for driving said volume changing means.

The system according to claim 1, 2, or 3,
An observation unit for observing the operation of the maintaining unit,
The observing means is configured to vary the pressure difference across the substrate, whereby the fluid is transferred to the capillary at the time the operation of the maintaining means indicates that the fluid has been moved through the substrate. A system wherein the channel can be inserted and moved in the opposite direction.

The system according to claim 3 or 4,
The observation means observes the operation of the maintenance means,
When the pressure difference reaches a constant value without operating the maintaining means, the fluid is moved in the opposite direction by changing the pressure difference.

The system according to claim 3, 4, or 5,
The volume changing means includes a cylinder piston assembly communicating with the chamber;
The system wherein the control device drives a piston of the cylinder piston assembly.

The system according to any one of claims 3 to 6,
Reversing the volume change to reverse the pressure difference.

The system according to any one of claims 3 to 7,
Further, a volume change required for moving the fluid by passing the capillary channel from the first surface toward the second surface or vice versa from the second surface toward the first surface is measured. Measuring means for
The system according to any of the preceding claims, wherein the measuring means is configured to issue a notification when the volume change with respect to movement of the fluid through the capillary channel changes.

9. The system according to claim 8, wherein
Means for inputting an initial volume of the sample fluid,
The measuring means is configured to be able to compare the initial volume and the volume change,
A system wherein the measuring means is configured to issue a notification when a difference occurs in the comparison result.

The system according to any one of claims 3 to 9,
Measurement for measuring the time required to move the fluid by passing the capillary channel from the first surface to the second surface or vice versa from the second surface to the first surface Means,
A system wherein the measuring means is configured to issue a notification if the flow rate of the fluid changes.

The system according to any one of claims 1 to 10,
Equipped with a cleaning device,
The cleaning device includes a cleaning fluid supply tube and a cleaning fluid discharge tube,
The cleaning device is configured to be able to supply a cleaning fluid to the chamber while being controlled by the maintenance means, and to be able to discharge the cleaning fluid from the chamber while being controlled by the maintenance means. System.