JP2018503095A - 試料流体分析用の使い捨てカートリッジ - Google Patents

Abstract

使い捨てカートリッジは、分析対象の流体を受けるための流体分析チップを含んでよい。上記流体分析チップは、上記使い捨てカートリッジの流体調製ユニットに取り付けられてよく、また上記流体分析チップは基層を含んでよい。上記流体分析チップはまた、上記基層を覆うように配置されたスペーサ層を含んでよく、上記スペーサ層は、その中に形成されるマイクロチャネルを含み、上記マイクロチャネルは、上記流体分析チップ内で上記分析対象の流体の流れを案内するよう構成される。上記流体分析チップはまた、上記スペーサ層を覆うように配置されたキャップ層であって、上記キャップ層は、上記スペーサ層に含まれる上記マイクロチャネルとの流体連通を確立するための入口及び出口を含む、キャップ層；並びに上記キャップ層を覆うように配置された界面層であって、上記界面層は、上記流体分析チップを上記使い捨てカートリッジの上記流体調製ユニットに取り付けるよう構成される、界面層を含んでよい。

Description

本開示は、流体の自動分析の実施の分野に関する。より具体的には、本開示は、分析用の細胞を含有し得る試料流体を調製するためのカートリッジに関する。上記カートリッジは、当該カートリッジのフローチャンバ（「チップ」と呼ぶ場合がある）を通って流れる流体の光学的分析を実施するリーダシステムに導入できる。

優先権
本出願は、２０１５年１月１４日出願の米国仮特許出願第６２／１０３，２２１号に基づくものであり、また上記特許出願に対する優先権を主張するものであり、上記仮特許出願はその全体が参照により本明細書に援用される。

ポイントオブケア検査（ＰＯＣＴ：ｐｏｉｎｔ−ｏｆ−ｃａｒｅ ｔｅｓｔｉｎｇ）は、患者の治療場所又はその付近における、例えば診療所における、医療検査として定義される。ポイントオブケア検査システムにより、検査、例えば血液検査の実施を早めることができ、試料を研究室に送ることが不要となる。検査結果が早まることにより、臨床管理の決定を即座に行うことも可能となる。

このようなＰＯＣＴシステムは、使用が簡単であり、かつ低保守であることが望ましい。この目的のために、いくつかのシステムは、完全自己完結型の使い捨てカートリッジ又はストリップを使用する。完全自己完結型のシステムでは、事前の試料調製は不要であり、カートリッジは汚染のリスクを排除する。

特許文献１は、分析用の細胞を含有する試料流体を調製するための使い捨てカートリッジを記載している。記載されるカードリッジは、チャネル及び脆弱性シールを介して接続された複数のチャンバを内包する。試料は、毛細管を介してチャンバに導入され、チャンバを加圧することにより混合される。

本開示の実施形態は、カートリッジの設計を単純化する、製造性を改善する、並びに／又は信頼性及びカートリッジの機能を高める可能性を有する、複数の革新的な態様を含む。

米国特許出願公開第２０１４／００３３８０９号

本発明は、背景技術の課題を解決するためのものである。

いくつかの実施形態では、血液分析において使用するために構成されたカートリッジを提供する。上記カートリッジは、実質的に剛性のフレームと、上記剛性のフレーム内の流路と、毛細管を整列させて安定化するよう構成された、上記実質的に剛性のフレームの少なくとも１つの開口と、上記流路内のシールとを含む。上記シールは、上記流路の少なくとも一部分を通る流れを一時的に遮断するよう構成してよい。更に、上記シールは、少なくとも１つの上記開口内に挿入される毛細管を介して印加される力に応答して開放されるよう構成してよい。

毛細管を介して印加される力としては、毛細管に対して印加される軸方向力が挙げられる。上記カートリッジは更に、少なくとも１つの毛細管を含んでよく、これは、その中のオリフィスを通して患者から血液試料を得るよう、及び上記オリフィスを通して上記剛性のフレーム内の上記流路内に分配されるよう、構成される。上記シールは、上記毛細管に内包される、空気を通すことができるが流体をブロックできるよう構成されたプラグ（例えば疎水性プラグ）を含んでよい。上記カートリッジは、血液分析装置での血液分析中に、上記少なくとも１つの開口内で上記毛細管を保持するよう構成してよい。上記毛細管が上記少なくとも１つの開口内にあるとき、上記毛細管内の血液試料は、外部環境との接触から封止され得る。上記少なくとも１つの開口は、上記実質的に剛性のフレームの２つの開口を含んでよい。上記カートリッジは可撓性リザーバを更に含んでよく、上記流路は、上記少なくとも１つの開口と上記可撓性リザーバとの間に延在する。上記カートリッジは、中に血液試料を有する毛細管が上記少なくとも１つの開口内に配置された後に、血液分析装置と協働するよう構成してよく、また上記血液分析装置は、上記カートリッジが上記血液分析装置内に配置されると、上記血液試料を上記毛細管から上記流路へと自動的に注入するよう構成してよい。

いくつかの実施形態では、血液分析装置内で使用するために構成されたカートリッジを提供する。上記カートリッジは：第１の血液試料入口；少なくとも１つの高分子量ポリマー、緩衝剤、及び球状化剤を内包する第１のリザーバ；上記第１の血液試料入口と上記第１のリザーバとを接続する第１のチャネル；第２のリザーバ；上記第１のリザーバを上記第２のリザーバに接続する第１のチャネル；上記第２のリザーバに流体接続されるマイクロチャネル；第２の血液試料入口；第１の染色剤を内包する第３のリザーバ；上記第２の血液試料入口を上記第３のリザーバに接続する第３のチャネル；第４のリザーバ；上記第３のリザーバを上記第４のリザーバに接続する第４のチャネル；第２の染色剤を内包する第５のリザーバ；上記第４のリザーバを上記第５のリザーバに接続する第５のチャネル（ここで上記第５のリザーバは上記マイクロチャネルに流体接続される）、上記マイクロチャネルに関連する表示領域であって、上記表示領域は、上記カートリッジが血液分析装置によって受承されると、撮像素子の光学経路内に位置するよう構成される、表示領域、並びに上記第２のリザーバに流体接続されたヘモグロビン検査領域であって、上記ヘモグロビン検査領域は、上記カートリッジが上記血液分析装置によって受承されると、光源の光学経路内に位置するよう構成される、ヘモグロビン検査領域を含む。

上記第１の染色剤は酸性染色剤であってよく、上記第２の染色剤はアルカリ性染色剤であってよい。上記第１のリザーバ、上記第２のリザーバ、上記第３のリザーバ、上記第４のリザーバ及び上記第５のリザーバは、少なくとも１つの高分子量ポリマーを含む試薬を含んでよい。上記第１の血液試料入口及び上記第２の血液試料入口は、それぞれの第１及び第２の毛細管と噛合するよう構成してよい。上記カートリッジは更に、上記第１のチャネル内に配置される第１のシール、及び上記第３のチャネル内に配置される第２のシールを含んでよい。

本開示の実施形態の他の態様によると、カートリッジは、血液分析装置内で使用するために構成してよく、上記カートリッジは：実質的に剛性の部分；上記剛性の部分に固定された可撓性シートであって、上記可撓性シートは、第１のリザーバを形成するために上記剛性の部分に形成された凹部を覆うように配置されるキャップを含む、可撓性シート；上記剛性の部分に形成された試料流体入口；及び上記剛性の部分に形成され、上記試料流体入口と上記第１のリザーバとの間の流体連通を確立するよう構成された、少なくとも１つの流路を備えてよい。

上記カートリッジは、少なくとも１つの流路内に配置されたシールを含んでよく、上記シールは、上記少なくとも１つの流路の少なくとも一部分を通る流れを一時的に遮断するよう構成され、上記シールは、上記試料流体入口に挿入された毛細管を介して印加される力に応答して開放されるよう構成してよい。上記シールは、第１の厚さの第１の懸架部分及び第２の厚さの第２の懸架部分によって懸架されるフラップ部分を含んでよく、上記第２の厚さは上記第１の厚さより厚く、上記第１の懸架部分は、上記毛細管を介して印加される上記力が、上記第１の懸架部分の引き裂きを引き起こし、上記フラップ部分が主に上記第２の懸架部分によって懸架される状態とするように構成される。上記シールは、上記少なくとも１つの流路の縦軸に対して略９０°の角度又は９０°以外の角度を成して、上記少なくとも１つの流路内に存在するよう構成された、フラップ部分を含んでよい。上記カートリッジは更に、上記凹部に関連する少なくとも１つの充填孔を含んでよく、上記少なくとも１つの充填孔は、上記第１のリザーバに流体を提供するよう構成される。上記カートリッジの上記可撓性シートは、第２のリザーバを形成するために上記剛性の部分に形成された第２の凹部を覆うように配置される、第２のキャップを含んでよく、上記カートリッジは更に：上記第１のリザーバを上記第２のリザーバに接続する流れチャネル；上記第２のリザーバに関連する流体出口チャネル；及び上記流体出口チャネル内に配置され、上記流体出口チャネルを通る流体の流れを制御するよう構成された、シールを含んでよい。上記シールは、上記剛性の部分と上記可撓性シートとの間に剥離可能な接着剤を含んでよい。更に上記カートリッジは、上記剛性の部分の第３の凹部と、可撓性シート内の第３のキャップとによって形成された緩衝区画を含んでよく、上記緩衝区画は、上記カートリッジの流路に沿って位置決めされ、これによって分析対象の調製済み流体が、上記調製済み流体の分析の前に上記緩衝区画内で回収される。

本開示の実施形態は、使い捨てカートリッジの流体調製ユニットから分析対象の流体を受けるための流体分析チップを含んでよく、上記流体分析チップは基層を含んでよい。上記流体分析チップはまた、上記基層を覆うように配置されたスペーサ層を含んでよく、上記スペーサ層は、その中に形成されるマイクロチャネルを含み、上記マイクロチャネルは、上記流体分析チップ内で上記分析対象の流体の流れを案内するよう構成される。上記流体分析チップはまた、上記スペーサ層を覆うように配置されたキャップ層であって、上記キャップ層は、上記スペーサ層に含まれる上記マイクロチャネルとの流体連通を確立するための入口及び出口を含む、キャップ層；並びに上記キャップ層を覆うように配置された界面層であって、上記界面層は、上記流体分析チップを上記使い捨てカートリッジの上記流体調製ユニットに取り付けるよう構成される、界面層を含んでよい。

本開示の実施形態はまた、使い捨て流体分析カートリッジを含んでよい。上記使い捨て流体分析カートリッジは、調製ユニットと、上記調製ユニットに取り付けられた流体分析チップとを含んでよい。上記調製ユニットは：剛性のベース部分であって、上記剛性のベース部分の上面に形成された少なくとも１つの凹部を含む、剛性のベース部分；上記剛性のベース部分に固定され、上記少なくとも１つの凹部を覆うように延在してリザーバを形成する、可撓性フィルム；分析対象の流体を上記リザーバ内へと受けることができるよう構成された、リザーバ入口；及び少なくとも１つの流体導管を含む第１の流路であって、上記第１の流路の上記少なくとも１つの流体導管は、上記剛性のベース部分の上面に形成された１つ又は複数の溝を覆うように延在する上記可撓性フィルムによって形成され、上記第１の流路は、少なくとも上記分析対象の流体を含む試料流体を、上記リザーバから調製ユニット流体出口まで搬送するよう構成される、第１の流路を含んでよい。上記流体分析チップは：基層；上記基層を覆うように配置されたスペーサ層であって、上記スペーサ層は、その中に形成されるマイクロチャネルを含み、上記マイクロチャネルは、上記流体分析チップ内で上記試料流体の流れを案内するよう構成される、スペーサ層；上記スペーサ層を覆うように配置されたキャップ層であって、上記キャップ層は、上記スペーサ層に含まれる上記マイクロチャネルとの流体連通を確立するためのキャップ層入口及びキャップ層出口を含む、キャップ層；並びに上記キャップ層を覆うように配置された界面層であって、上記界面層は、上記流体分析チップを上記使い捨てカートリッジの上記流体調製ユニットに取り付ける、界面層を含んでよく、上記キャップ層入口は、上記調製ユニット流体出口から上記試料流体を受けるよう構成される。

これより、本開示を理解するために、及び本開示が実際にどのように実施され得るかを見るために、添付の図面を参照しながら、単なる非限定な例として、実施形態を記載する。

本開示のいくつかの実施形態に係るカートリッジを用いた、試料流体の分析用のシステムの図である。 本開示のいくつかの実施形態に係る、既に体液を内包するカートリッジの、カートリッジ保持ユニットに挿入された状態の図である。 本開示のいくつかの実施形態に係るカートリッジの複数の側面を示す図である。 本開示のいくつかの実施形態に係るシールを示す図である。 本開示のいくつかの実施形態に係るシールを示す図である。 本開示のいくつかの実施形態に係るシールを示す図である。 本開示のいくつかの実施形態に係るシールを示す図である。 本開示のいくつかの実施形態に係るシールを示す図である。 本開示のいくつかの実施形態に係るシールを示す図である。 本開示のいくつかの実施形態に係る、２つの区画を内包するリザーバを備えるカートリッジを示す図である。 本開示のいくつかの実施形態に係る、２つのリザーバからなる調製ユニットを備えるカートリッジを示す図である。 本開示のいくつかの実施形態に係る、２つ以上の調製ユニットを備えるカートリッジの２つの構成を提示する図である。 本開示のいくつかの実施形態に係る、２つ以上の調製ユニットを備えるカートリッジの２つの構成を提示する図である。 本開示のいくつかの実施形態に係る分析区画を示す図である。 本開示のいくつかの実施形態に係る分析区画を示す図である。 本開示のいくつかの実施形態に係る、２つの分析ユニットを備える分析区画を示す図である。 本開示のいくつかの実施形態に係る、調製区画及び分析区画を備えるカートリッジを示す図である。 本開示のいくつかの実施形態に係る、調製区画及び分析区画を備えるカートリッジを示す図である。 本開示のいくつかの実施形態に係る試料採取器を示す図である。 本開示のいくつかの実施形態に係る試料採取器を示す図である。 本開示のいくつかの実施形態に係る試料採取器を示す図である。 本開示のいくつかの実施形態に係る、カートリッジの一部分を示す図である。 本開示のいくつかの実施形態に係るシールを示す図である。 本開示のいくつかの実施形態に係るシールを示す図である。 本開示のいくつかの実施形態に係るカートリッジを示す図である。 本開示のいくつかの実施形態に係るカートリッジを示す図である。 本開示のいくつかの実施形態に係るシールを示す図である。 本開示のいくつかの実施形態に係るシールを示す図である。 本開示の実施形態に係る、調製ユニット及び流体分析チップを含む、試料ホルダ及びカートリッジの立体分解図である。 本開示の実施形態に係る、カートリッジ内の試料ホルダ及び試料ホルダレシーバの断面図である。 本開示の実施形態に係る、試料流体を混合する際に使用される調製ユニット及びプランジャの断面図である。 本開示の実施形態に係る、カバーフィルムが剛性のベース部分に溶接される領域を示す、使い捨てカートリッジの上面図である。 本開示の実施形態に係る、調製ユニット及び流体分析チップを含む、カートリッジに導入された試料ホルダの図である。 本開示の実施形態に係る流体分析チップの図である。 本開示の実施形態に係る流体分析チップの図である。 本開示の実施形態に係る流体分析チップの図である。 本開示の実施形態に係る流体分析チップの図である。 本開示の実施形態に係る、調製ユニット及び流体分析チップを含む、カートリッジの上面図である。 本開示の実施形態に係る、調製ユニット及び流体分析チップを含む、カートリッジの立体分解図である。 本開示の実施形態に係る、流体分析チップ及び調製ユニットの一部分の断面図である。

以下の説明において、２つ以上の図面に共通する構成要素は、同一の参照番号によって参照される。

更に、特に明記しない限り、本説明において記載される又は言及される実施形態は、本説明において記載される又は言及されるいずれの他の実施形態に対する追加及び／又は代替とすることができる。

本開示の実施形態は、分析用の細胞を含有する試料流体を調製するためのカートリッジを含んでよい。上記試料流体は、体液、例えば：血液、脳脊髄液（ｃｅｒｅｂｒｏｓｐｉｎａｌ ｆｌｕｉｄ：ＣＳＦ）、心膜液、胸膜液、又は細胞を含み得るいずれの他の流体であってよい。細胞は、例えば細菌を含むいずれのタイプの原核細胞；真核細胞、例えば赤血球細胞、白血球細胞（白血球）、上皮細胞、循環腫瘍細胞、細胞断片（例えば血小板）等であってよい。

本開示では、全血球計数（Ｃｏｍｐｌｅｔｅ Ｂｌｏｏｄ Ｃｏｕｎｔ：ＣＢＣ）の取得をもたらす光学的分析用の血液試料を調製するためのカートリッジについて言及する。しかしながら、本開示はＣＢＣに限定されないことに留意されたい。本開示による使い捨てカートリッジは、ＨＩＶモニタリング（ＣＤ４／ＣＤ８比を用いるもの等）、ｆ−ヘモグロビン、マラリア抗原若しくは他の血液寄生虫の検出、発作性夜間ヘモグロビン尿症（Ｐａｒｏｘｙｓｍａｌ Ｎｏｃｔｕｒｎａｌ Ｈｅｍｏｇｌｏｂｉｎｕｒｉａ：ＰＮＨ）、腸筋内膜自己抗体（Ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ Ｅｎｄｏｍｙｓｉａｌ Ａｕｔｏａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ：ＥｍＡ）を用いたセリアック病の診断、アルツハイマー病といった、細胞の分析が所望される複数の用途、又は細胞ベースの診断が関連し得るいずれの他の用途のために使用できる。

図１は、本開示の特定の実施形態に係る、カートリッジ１０２を用いた試料流体の分析用のシステム１０１を図示する。例えば、システム１０１は、診療所における迅速な検査結果の取得を可能とするポイントオブケア検査（ＰＯＣＴ）システムとして使用できる。システム１０１は、カートリッジ保持ユニット１０３、ポンプ１０４、及びデータ処理ユニット１０６を備える分析モジュール１０５を備える。分析モジュール１０５は、例えば光学的分析及び／又は電気的インピーダンス分析等の分析を実施するよう構成してよい。従って、上記モジュールは、分析に使用するパラメータを検出及び測定するために構成された好適な感知素子１０７を含んでよい。例えば、光学センサ（ＣＣＤ、ＣＭＯＳ又は光電子増倍管等）を、光学的分析のために構成された分析モジュールにおいて使用できる。上記モジュールはまた、試料流体の必要なタイプの分析に好適な所定の波長の光を放出するための光源等の、励起部材１０８を備えてもよい。励起部材１０８は場合によっては、例えばその動作を同期させるために、センサ１０７に連結される。同様にセンサ１０７に連結されるのは、分析モジュールによって取得されるデータを処理及び保存する働きをするデータ処理ユニット１０６である。ポンプ１０４は、カートリッジ内部の試料流体の流れを駆動する、真空等の圧力勾配を生成する働きをし得る。

本開示のいくつかの実施形態では、上記システムは、全血球計数を実施するよう構成してよい。これらの実施形態では、センサ１０７は、（以下により詳細に説明するように）カートリッジ内部を流れる細胞の画像を撮影するカメラを含んでよい。取得した画像は続いて、データ処理ユニットによって、好適なソフトウェア及び／又はハードウェアを用いて処理され、これにより分析される血液試料中に存在する各血液細胞タイプ（例えば好中球、リンパ球、赤血球等）に対応する細胞の数が決定される。

図２は、本開示の特定の実施形態に係るカートリッジ２０４を概略的に示す。試料流体をカートリッジに導入する機能を果たし得る試料採取器２０２は、例えば片側から、カートリッジ２０４に挿入してよい。上記試料流体は、調製区画２０１によって受けられ、上記調製区画２０１では、上記試料流体に対して１つ又は複数のプロセスを実施して、分析用の試料流体を調製する。分析区画２０３は、調製区画２０１に連結してよい。上記分析区画は、調製区画２０１から調製済み試料流体を受けてよく、また上記試料流体の１つ又は複数の側面の分析を可能とすることができる。いくつかの実施形態では、調製区画２０１及び分析区画２０３は、別個に形成して、１つ又は複数の流路によって一体に連結してよい。いくつかの実施形態では、カートリッジの調製区画２０１及び分析区画２０３は、一緒に製造して、製造中若しくは製造直後に連結してよいか、又はこれらは別個に製造して、上記カートリッジをエンドユーザーに販売する前に、若しくは更には上記カートリッジの使用の直前に、場合によっては検査を実施する人物が、若しくはシステム１０１内部で自動的に、連結してよい。

図２では、調製区画２０１及び分析区画２０３は、一体として連結された２つの別個の区画であるように見えるが、これは非限定的なものであり、他の実施形態では、調製区画２０１及び分析区画２０３は、カートリッジ２０４の一体部品を構成してよい。例えばいくつかの実施形態では、調製区画２０１及び分析区画２０３は、共通の基板に対して一体として形成してよい。

図２に示す実施形態では、試料採取器２０２及び分析区画２０３は、カートリッジの両側にあるように見えるが、これも同様に非限定的である。他の実施形態によると、上記試料採取器及び分析区画は、カートリッジ２０４に対して、特定の用途の要件に応じていずれの好適な様式で位置決めしてよい。例えば、分析区画２０３は、調製区画２０１の上側若しくは下側、側部、試料採取器２０２が位置決めされた側部、又は更にカートリッジ２０４の内部の間隙若しくは窓の中に位置決めしてよい。

試料採取器２０２のいくつかの実施形態を、図１４に関連して以下に説明する。いくつかの実施形態では、試料採取器２０２は、カートリッジ２０４の一体部品として形成してよい。しかしながら他の実施形態では、試料採取器２０２はカートリッジ２０４から分離した構成要素として形成してよい。しかしながらいずれの場合においても、試料採取器２０２は、試料流体を保持するためのキャリヤを含んでよい。上記キャリヤは例えば毛細管を含んでよい。特定の実施形態によると、システム１０１は、カートリッジ２０４に試料流体を導入ために、試料採取器２０２をカートリッジ２０４に自動的に連結してよい。

特定の実施形態では、試料採取器は、例えば連結用ストリップ等のいずれの好適な手段を用いて試料採取器をカートリッジに連結することにより、カートリッジの一部と見做すことができる。このような場合、キャリヤ（例えば毛細管）は、キャリヤを破損するリスクを最小化するために、試料採取器２０２から取り外し可能としてよい。

図３は、本開示の特定の実施形態に係るカートリッジ２０４の図示を提供する。カートリッジ２０４内には、第１の開口３０１を、カートリッジ２０４の側部のうちの１つに配置してよく、また第１の開口３０１は、試料流体を搬送するキャリヤを受承するために構成してよい。第１のチャネル３０２は、第１の開口３０１及びリザーバ３０３に連結される。リザーバ３０３は、試料流体を受けるよう、及び試料流体に作用する手順を実施することにより出力流体を形成するよう構成される。続いて上記リザーバは、上記出力流体を第２のチャネル３０４へと、及び第２のチャネル３０４から第２の開口３０５を介してカートリッジの外へと放出するよう構成される。上記第１の開口を介した上記リザーバからの流れを妨げるよう構成された先行シール３０６は第１のチャネル３０２に連結され、上記第２の開口を介した上記リザーバからの流れを妨げるよう構成された後続シール３０７は第２のチャネル３０４に連結される。

用語「出力流体（ｏｕｔｐｕｔ ｆｌｕｉｄ）」は、試料流体に作用する手順から得られた流体を含み得る。この作用する手順の前にリザーバに入る流体を、「入力流体（ｉｎｐｕｔ ｆｌｕｉｄ）」と呼ぶ場合がある。場合によっては、入力流体は、例えばリザーバ３０３に導入される試料流体に相当し得る。

図３では、互いに対向して位置決めされた場合の、第１の開口３０１及び第２の開口３０５が示されている。しかしながらこの２つの開口は、他の構成で配置される場合もある。例えば、この２つの開口を互いに対して垂直に位置決めしてよく、又は例えばカートリッジ２０４の同一の側部に配置してよい。

リザーバ３０３等のリザーバの内部で実施される、上記試料流体に作用する手順としては、試料流体又は試料流体内に含まれる細胞の物理的若しくは化学的状態の変化（又は少なくとも１つの性質若しくは特性の変化）をもたらし得るいずれの手順が挙げられる。実施され得る作用する手順の例としては、加熱、混合、希釈、染色、透過化、溶解等が挙げられる。これら手順のうちのいくつかについて、以下の図面を参照して、以下に説明する。

本開示の特定の実施形態では、リザーバ３０３に物質を事前装填してよい。事前装填される上記物質は、液体物質、固体物質、又はこれらの組み合わせであってよい。上記物質は、単一の試薬又は複数の異なる試薬からなってよい。複数の試薬からなる液体物質の例はＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水（Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ Ｂｕｆｆｅｒｅｄ Ｓａｌｉｎｅ））であり、固体物質の例は凍結乾燥抗体、例えば水中又はエタノール中で溶解可能な異なる種類の粉末状染色剤、コーティングされたビーズ等である。物質は、リザーバの底面上に自由に存在してよく、又はリザーバの内面に付着させてよい。或いは、物質は、リザーバの空間を充填するスポンジ又はマイクロファイバ等の構造又は構成要素に付着させてよい。このような構造又は構成要素は、試料流体に曝露される表面積の量を増大させ得る。

更に、加熱等のいくつかの可能な手順は、リザーバ内に事前装填される物質を必要としない。従って特定の実施形態では、リザーバに物質を事前装填しないが、リザーバは代わりに（又は上記事前装填される物質に加えて）、加熱機構又はその一部等の機構を保持できる。更に、物質の事前装填は、カートリッジの製造中又は試料流体の導入前のいずれの時点において実施され得ることを理解すると、代替実施形態によると、物質は、試料流体と共に又は試料流体の導入後に導入され得ることが理解できる。当該物質が構成成分の組み合わせからなる、又は当該物質は２つ以上の構成成分の化学反応の結果である、他の場合においては、試料流体の導入と同時に又は試料流体の導入後に、少なくとも１つの構成成分を事前装填しながら、少なくとも１つの他の構成成分を導入できる。

リザーバ３０３に物質を装填する場合、試料流体の導入と同時に／試料流体の導入後に、事前装填するか装填にかかわらず、試料流体に作用する手順は、上記試料流体を上記物質と混合することを含んでよい。場合によっては、均質性の欠如は後続の分析に影響を及ぼし得るため、上記試料流体及び上記物質を完全に混合してよい。本開示の特定の実施形態によると、混合を可能とするために、上記リザーバの少なくとも一部（一部分）は、弾性ポリマー、例えばポリウレタン若しくはシリコーン、又は異なる弾性材料製の加圧可能部分を含んでよい。上記加圧可能部分を加圧及び／又は解放することによって生じた上記リザーバの変形（収縮等）により、上記リザーバ内に収容された流体が上記リザーバの内部でジェット流を形成でき、上記ジェット流は、混合を強化し得る流れの形態である。従って、本開示の実施形態によると、代替として、上記リザーバの上記加圧可能部分を加圧及び解放することにより混合を達成できる。上記加圧可能部分が加圧されると、流体は加圧された領域から流出でき、上記加圧可能部分が解放されると、上記流体は還流できるため、上記流体は往復して流れることができる。

本開示の特定の実施形態では、加圧可能部分は、リザーバの表面の一部、例えばリザーバの上面、又はリザーバの表面の一定の割合を構成してよい。本開示の別の実施形態では、リザーバ全体が加圧可能であってよい。

混合とは別に、又は混合に加えて、上記試料流体に作用する手順としては、物質と試料流体との間で起こり得る反応が挙げられる。上記反応としては、化学反応、例えば酸化／還元、又は抗体のリガンドへの結合といった生化学反応が挙げられる。この手順は、試料流体又は上記試料流体に含有される細胞の物理的及び／又は化学的状態に変化をもたらし得る。例えば上記手順は、試料流体の粘弾性特性又はｐＨに変化を与え得る。試料流体に含有される細胞の濃度は、希釈により低下させてよい。細胞膜は透過性となり得、これにより、着色剤又は物質内に含有される抗体を、細胞質顆粒等の細胞成分に結合させることが可能となる。赤血球細胞に含有されるヘモグロビンのメトヘモグロビンへの還元等といった、異なる細胞成分の酸化又は還元が起こり得る。

上記手順が完了すると（又は少なくとも部分的に完了すると）、得られた出力流体を上記リザーバから放出してよい。この放出は、正圧により、又は上記流体を上記リザーバの外へ「押す（ｐｕｓｈｉｎｇ）」ことにより達成してよい。例えば、流体を、加圧することにより上記リザーバの外へと押してよい。更に又は或いは、例えば流体が、重力等の上記流体を「引き抜く（ｐｕｌｌ）」物理的力により、又は真空等の外力の印加により上記リザーバの外へと推進される場合、上記流体の放出を負圧により達成してよい。本開示の特定の実施形態では、第２の開口を介したリザーバから分析区画への出力流体の流れは、図１に示すように、分析区画に連結された真空ポンプ１０４によって生成される吸引力によって生じ得る。

リザーバ３０３は２つのシールの間に封じ込めてよく、ここで先行シール３０６は、流体が第１の開口３０１を介して上記リザーバから流出するのを防ぎ、後続シール３０７は、流体が第２の開口を介して上記リザーバから流出するのを防ぐ。試料流体をリザーバ３０３に導入する前は、２つのシール３０６及び３０７は、上記リザーバからの物質の放出を防ぐことができる。これらのシールはまた、作用する手順中の物質及び／又は試料流体の放出も防ぐことができる。そして、上記シールは、出力流体の不測の放出を防ぐことができる。

シール３０７に関して、シール３０７を破壊する又は破ることにより、出力流体を上記リザーバから上記第２の開口に向かって流すことができる。いくつかの実施形態では、シールが破れた後、シールは開放されたままとしてよい。いくつかの実施形態では、第２のシール３０７は、破壊可能又は「脆性シール（ｆｒａｎｇｉｂｌｅ ｓｅａｌ）」を構成してよい。例えば、特定の閾値を超える圧力の印加により破壊されるよう構成された接着剤のシールを形成できる。リザーバの加圧可能部分に圧力を印加することにより、シールの位置に上記シールの破壊閾値を超える圧力をもたらすことができ、これにより上記シールが破れる。続いて上記出力流体を、第２のチャネル３０４に放出でき、第２の開口３０５を通って、分析区画へと放出できる。換言すると、上記出力流体は、第２のチャネル３０４及び第２の開口３０５を介して、上記分析区画に運搬できる。

上記リザーバの上記加圧可能部分を断続的に加圧することにより、試料流体を物質と混合することは、シールの位置に超閾値圧力をもたらし得ない。従って、混合中、シール３０７は無傷のままであり得る。いくつかの実施形態では、上記シールを、混合中に発生し得るいずれの超閾値圧力による影響から保護するために、シール３０７の前の流路内に構造又は障害物を形成してよい。例えば、上記リザーバと上記シールとの間のチャネルに圧力を印加してよく、従って、上記リザーバ内で生じる圧力が上記シールに到達するのを防ぐ物理的障害物を得る。他の実施形態では、超閾値圧力を上記シールに到達させて上記シールを破ってよいが、上記チャネル上に配置された物理的障害物は、上記障害物が除去されるまで流体が流れるのを防ぐことができる。

先行シール３０６に戻ると、このシールは２つの異なる役割を有してよい。第１の役割では、シール３０６は、試料流体を導入する前の、リザーバからの物質の放出を防ぐことができる。しかしながら、試料流体を導入する際、上述のような導入を可能とするために、上記先行シールを破壊しなければならない。いくつかの実施形態では、リザーバの加圧可能部分に提供される圧力を用いた混合を可能とするために、リザーバを両側から封止しなければならない。従って、先行シール３０６を、試料流体の導入後に取り外し可能としてもよい。シール３０６の再封止により、例えばチャネル３０２を介した出力流体のリザーバからの不測の放出を防ぐことができる。

既に述べたように、試料流体は、キャリヤを用いて、第１の開口を介して導入してよい。試料流体の導入後、キャリヤをカートリッジ内に残す実施形態では、再封止により、上記キャリヤと第１のチャネルの内面との間に存在するいずれの間隙を介した流体の通過を防ぐことができる。

図４Ａ及び４Ｂは、本開示の特定の実施形態に係る先行シール３０６を示す。図４Ａ及び４Ｂに示す実施形態は、試料流体の送達又は導入後に、第１のチャネルの内部に留まるキャリヤに適応している。

図示した実施形態によると、図示されている先行シール３０６は、２つの別個のシール、即ち第１のシール４０１及び第２のシール４０２からなってよい。図４Ａは、キャリヤ４０３を用いた試料流体の導入前の先行シールを示し、図４Ｂは、キャリヤが挿入され先行シール３０６を貫通する際のシールを示す。

第１のシール４０１は、試料流体の導入前の、第１の開口を介したリザーバからの流れを防ぐよう構成される（上述の第１の役割）。従って、後続シールと同様に、第１のシール４０１は、接着剤で形成される脆性シール又はプラグであってよい。第１の開口を介してキャリヤ４０３をリザーバに挿入すると、図４Ｂに示すように、キャリヤ４０３はシール４０１を破壊する。

第２のシール４０２は、キャリヤの挿入後、リザーバを再封止するよう動作できる。上記第２のシールは、キャリヤ、より正確にはキャリヤの外面とチャネルの内面との間の界面を通した漏れを防ぐよう構成される。特定の実施形態によると、シール４０２は、チャネルの内部に設置された可撓性リング（例えばＯリング）からなってよい。上記リングの内径は、上記キャリヤの直径より小さい。よって第２のシール４０２は、上記キャリヤの通過を可能としながら、上記キャリヤの周りを緊密に閉鎖して漏れを防ぐことができる。代替的実施形態によると、第１のシール４０１及び第２のシール４０２を入れ替えてよく、即ちシール４０２が第１のシール４０１より前に現れてよい。

キャリヤ４０３は中空であってよい。よってキャリヤ４０３の挿入後、上記キャリヤの中空の内部空間内に又はそれを通って、リザーバからの流れ又は漏れが発生し得る。例えば図１４を参照して以下に例示及び説明される特定の実施形態によると、この漏れは、上記キャリヤの内部に配置された疎水性膜によって防ぐことができる。

図５Ａ及び５Ｂは、本開示の特定の実施形態に係る別の先行シールを示す。図５Ａ及び５Ｂに示すシールは単一の部材を含み、上記単一の部材の機能性は、シール４０１及び４０２の組み合わせの機能性と同様である。例えば図５Ａでは、センタリング用肩部を有するストッパ５０１が第１のチャネル３０２の内部に成形されている。ストッパ５０１は、試料流体の導入前の、第１の開口３０１を介したリザーバからの流れを防ぐ。図５Ｂが示すように、キャリヤ４０３を挿入すると、ストッパ５０１の中心が破れるが、それと同時に、上記ストッパの肩部は、上記キャリヤの外面と上記チャネルの内面との界面をブロックし、試料流体の導入に加えて漏れを防ぐ。特定の実施形態によると、ストッパ５０１は、軟質接着エラストマで形成してよい。しかしながら、他の材料を用いてストッパ５０１を形成してもよい。

図６Ａ及び６Ｂは、本開示の特定の実施形態に係る別の代替的シールを示す。シール６０１は、図４Ａ及び４Ｂに示す第１及び第２のシール（４０１及び４０２）の機能性を兼ね揃えた単一のシールを含む。キャリヤによって破られるよう構成される（図５の）ストッパ５０１とは異なり、シール６０１は、一体化されたプラグ６０２を有する小孔を含み、一体化されたプラグ６０２は、上記小孔に嵌合するよう、及びキャリヤ４０３が上記小孔に挿入されると上記キャリヤによって押圧されるよう構成される。シール６０１の小孔及びプラグ６０２は、異なるユニットを構成してよく、又は一体として形成されるか、若しくは別の方法で連結されて単一のユニットを形成してよい。図６Ａに示すように、上記プラグを、ロープを介して上記小孔に連結してよい。しかしながら他の実施形態では、プラグ６０２を例えばリザーバ若しくはチャネルに連結してよく、又はプラグ６０２は連結機構を有しなくてよい。

図６Ａによると、試料流体の導入前は、上記プラグは閉鎖され、第１の開口を介したリザーバからの流れは防がれ得る。図６Ｂは、毛細管等のキャリヤを使用しながらの、試料流体のリザーバへの導入を示す。キャリヤを挿入すると、上記プラグは内向きに押圧されることによりチャネルを開放するが、シール６０１の小孔が、上記キャリヤの外面と上記チャネルの内面との界面を封止し、これによって漏れを防ぐ。

更に他の構成又はシール配置により、例えばキャリヤが第１のチャネルから引き抜かれた後に、試料流体をリザーバに送達できると同時に、不測の流れ又は漏れを回避できる。例えば、シリンジに取り付けられた針等のキャリヤを用いて、試料流体を第１のリザーバに送達してよい。このような場合、上記キャリヤの上記針が引き抜かれると、先行シールは再封止してよい。このようなシールを自律隔壁（ｐｅｒ ｓｅ ｓｅｐｔｕｍ）と呼ぶ場合がある。

特定の実施形態は、分析用の試料流体の調製のプロセスを含んでよい。例えば、試料流体のキャリヤ４０３は、第１の開口３０１を介して第１のチャネル３０２に挿入してよい。上記キャリヤは、上記第１のチャネルに連結された先行シール３０６を破り、試料流体をリザーバ３０３に送達する。リザーバの内部では、試料流体に対して、送達された試料流体とリザーバに事前装填された物質との混合といった手順を実施してよく、これによって出力流体が得られる。リザーバの加圧可能部分に断続的な圧力を印加することにより、混合を可能としてよい。上記手順が完了すると、後続シール３０７を、上記後続シールの位置において超閾値圧力を生成するという方法で上記リザーバを加圧することにより、破壊してよい。上記超閾値は、シール３０７の開放、及び得られた出力流体のリザーバからの放出をもたらし得る。放出された上記出力流体はその後、第２のチャネル３０４及び第２の開口３０５を介して分析区画２０３に流入し得、分析区画２０３において上記出力流体は分析を受けることができる。

図７は、本開示の特定の実施形態に係る、２つの区画を内包するリザーバを備えるカートリッジを示す。２つの区画７０１の一方又は両方にはある物質を事前装填してよく、またこれらは流路７０２によって相互接続される。第１の区画は第１のチャネル３０２を介して第１の開口３０１に連結され、第２の区画は第２のチャネル３０４を介して第２の開口３０５に連結される。上記２つの区画の一方又は両方は、加圧可能部分を含んでよい。

両方の区画が加圧可能部分を含む場合、２つの加圧可能部分に圧力を交互に印加する（例えば一方の区画の後に他方の区画）ことにより、混合を達成できる。区画７０１の間の流路７０２は、ジェット流を起こし得、上記ジェット流は混合を強化し得る。後続シール３０７の破壊は、例えば両方の区画を同時に加圧することにより及び／又は混合のために印加される圧力より強い圧力を印加することにより、実行できる。

上記区画の一方に加圧可能部分が１つだけ存在する場合、この部分を断続的に加圧することにより混合を達成できる。後続シール３０７の破壊は、上記加圧可能部分に対して超閾値圧力を印加することにより、実行できる。

他の実施形態を用いてもよい。例えば、図７に示す２つの区画の代わりに、いくつかの実施形態は、（例えば図３に示すリザーバと同様の）単一のリザーバを含んでよく、上記単一のリザーバは内部に分割部材を含んでよい。上記分割部材中の開口又は弁さえも、図７に示す流路７０２と同様に機能できる。

いくつかの実施形態は単一のリザーバを含んでよいが、他の実施形態は２つ以上のリザーバを含んでよい。例えばいくつかの実施形態では、カートリッジは２つ以上のリザーバを内包してよく、ここで上記リザーバは、直列に、又は他の好適な構成で接続される。いくつかの例では、脆性シールによって隔てられ、一体に（例えば直列に）接続された１つ又は複数のリザーバは、「調製ユニット（ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｕｎｉｔ）」を構成し得る。図３の実施形態に関して、単一のリザーバを内包するカートリッジは、１つの調製ユニットを提供し得る。同様に、図７のカートリッジは、単一のリザーバを内包する１つの調製ユニットを備える。

図８は、本開示の特定の実施形態に係る、２つのリザーバからなる調製ユニットを備えるカートリッジを示す。第１の開口３０１に連結された第１のリザーバ８０１は加圧可能リザーバを備えてよく、第２の開口３０５に連結された第２のリザーバ８０２は加圧可能又は加圧不可能リザーバを備えてよい。これら２つのリザーバは、接続チャネル８０３によって接続してよく、接続チャネル８０３は、シール８０４で封止してよい。上記２つのリザーバは、シール３０６とシール３０７との間に位置してよく、第１のリザーバ８０１にはシール３０６が先行し、第２のリザーバにはシール３０７が後続する。

各リザーバは各入力流体及び各出力流体に関連してよいが、第１の開口を介して導入される第１のリザーバ８０１の入力流体は試料流体を含んでよい。上記第１のリザーバの内部では、流体に作用する手順を実施してよい。上記手順を「第１の手順（ｆｉｒｓｔ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）」と呼ぶ場合がある。上記手順が混合を含む場合、上記手順は、図３を参照して上述したように実施してよい。シール８０４に対して適切な圧力（例えばシール８０４に関連する超閾値圧力）を与えることにより、シール８０４を破ることができ、これにより、出力流体が第１のリザーバ８０１から放出されて、出力流体が第２のリザーバ８０２に運搬される。上記第１のリザーバの出力流体は、上記第２のリザーバの入力流体として機能できる。

シール８０４が脆性シールである場合、このシールが破れると、２つのリザーバ８０１及び８０２の間のチャネルは開いたままとなり得、流体はリザーバ８０１及び８０２の間で両方向に（即ち８０１から８０２に、及び８０２から８０１に）流れることができる。シール８０４が脆性シールを含む場合、そのシールが破れると、２つのリザーバは事実上、単一のリザーバの２つの区画を形成し得る。従って、接続チャネル８０３内に脆性シールを有する実施形態では、このシールが破れた後、第１のリザーバ８０１の出力流体は、２つの上記リザーバの間を往復して流れることができ、流体がこれらの区画内に存在する場合、リザーバ８０１又はリザーバ８０２に関連するいずれの手順によって作用を受け得る。更に、脆性シール８０４を破って、２つの区画を有する単一のリザーバを効果的に形成した後、上記単一のリザーバの上記２つの区画を接続するチャネル８０３を、「区画８０１」と「区画８０２」、従って開口３０５との連結と呼ぶ場合がある。

例えばシール８０４が再封止可能な他の実施形態では、リザーバ８０１の出力流体がリザーバ８０２に運搬された後、シール８０４を再封止して、流体がリザーバ８０１に戻る移動を阻止できる。再封止可能なシールの例としては、弁が挙げられる。或いは又は更に、特定の実施形態は、再封止可能な接続チャネル８０３を含んでよく、ここで再封止は、例えば接続チャネル８０３に圧力を再導入してチャネル８０３の開口を物理的にブロックし、流体がチャネル８０３を通って流れるのを防ぐことにより、実施してよい。

第２のリザーバ８０２の内部では、「第２の手順（ｓｅｃｏｎｄ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）」を実施してよい。シール３０７に対して適切な圧力レベルをもたらすことにより、このシールを破ることができ、これによって出力流体が第２のリザーバ８０２から第２の開口３０５に向かって放出される。上記第２のリザーバの出力流体は、リザーバ８０１及び８０２をベースとして形成された調製ユニットの出力流体を構成し得る。上記調製ユニットの上記出力流体は、第２の開口３０５を介して分析区画（図２の分析区画２０３等）に流入し、上記分析区画において上記出力流体は分析を受けることができる。

上述の実施形態は非限定的なものである。調製ユニットは１つのリザーバ、２つのリザーバ、又は３つ以上のリザーバからなってよい。調製ユニットは、直列に接続された１つ又は複数のリザーバからなってよく、各リザーバは脆性シールによって隔てられる。各リザーバを、入力流体を受けるよう、上記流体に作用する手順を実施することにより出力流体を生成するよう、及び上記出力流体を放出するよう構成してよい。１つ又は複数のリザーバのうちの第１のリザーバは第１の開口に連結してよく、第２又は最後のリザーバは第２又は最後の開口に連結してよい。第１のリザーバは加圧可能リザーバを含んでよい。上記調製ユニットは、追加の加圧可能リザーバを含んでよい。上記第１のリザーバの入力流体は試料流体を含み得、他のリザーバのうちのいずれの入力流体は異なるリザーバ（例えば先行リザーバ）の出力流体を含み得る。上記最後のリザーバの出力流体は、分析を受けることになる上記調製の出力流体を含み得る。

特定の実施形態によると、例えば２つのリザーバを含む調製ユニットでは、第１のリザーバに対して圧力を印加して、リザーバ間のシールを破ることができることに留意されたい。或いは、第２のリザーバに対して圧力を印加することにより、又は両方のリザーバに対して圧力を印加することにより、シールを破ってよい。調製ユニットに含まれるいずれの又は全てのシールは、特定の用途の要件に応じて、脆性又は再封止可能であってよい。

調製ユニット中の各リザーバは、特定の手順を実行する、又はそうでない場合は特定の手順に関連するよう構成してよい。例えば、第１のリザーバが試料流体を得る場合、上記第１のリザーバに関連する手順がこの試料流体に作用し、上記出力流体の派生物を産生する。上記派生物は、上記試料流体のうちのいずれ若しくは両方、又は上記試料流体内に含有される細胞若しくは成分に起こった変化を含み得る。上記変化としては、化学変化、生化学変化、物理変化等が挙げられる。化学変化の例としては、ｐＨの変化、細胞成分の酸化／還元、又は染色剤等の化学作用剤の上記出力流体へのヒンジ結合が挙げられ、生化学変化の例としては抗体のリガンドへの結合が挙げられ、物理変化の例としては、粘弾性特性、温度又は希釈剤の濃度における変化が挙げられる。いくつかの実施形態では、試料流体はそれ自体の派生物、即ち上記試料流体の派生物と見做してよい。従って、手順は入力として試料流体の派生物を得ることができ、また上記派生物の派生物である出力を産生できる。このような実施形態では、リザーバの入力を試料流体の第１の派生物と呼ぶ場合があり、リザーバの出力を試料流体の第２の派生物と呼ぶ場合がある。同一の言及方式を用いて、調製ユニット内の全てのリザーバについて言及してよく、各リザーバは試料流体の派生物である入力流体を得ることができる。試料流体に対して実施される第１のプロセスは、上記試料流体の第１の派生物を提供し得、上記試料流体の上記第１の派生物に対して実施される第２のプロセスは上記試料流体の第２の派生物を提供し得、調製ユニットのリザーバに関連する各プロセスに関しても同様である。

上記リザーバは連続して配設してよいため、上記手順も連続的に実行してよい。例えば、連続したリザーバのうちの特定の１つのリザーバの手順は、試料流体の第２の派生物を産生でき、これは上記リザーバの出力となる。次のリザーバは、先行リザーバから入力として上記第２の派生物を得ることができ、上記試料流体の第３の派生物を提供できる。この連鎖は、最後のリザーバが上記試料流体の各派生物を最後の開口に向かって運搬するまで続いてよい。場合によっては、１つのリザーバの出力は、次のリザーバに順次渡るだけではない。寧ろ、場合によっては、２つのリザーバ間の脆性シール等のシールが開放され得、上記２つのリザーバ内のいずれの流体が混合されて試料流体の新しい派生物を生成し得る。しかしながら特に、上記新しい派生物は、（例えば往復混合プロセスを通して）上記２つのリザーバの両方を横断して共有され得、これにより、上記新しい派生物の流体のうちの少なくとも一部は両方のリザーバ内に存在する。

連続的手順の例としては、細胞の免疫標識が挙げられる：一次抗体を用いた標識を第１のリザーバにおいて実施してよく、その後、第２のリザーバにおいて実施される第２の抗体を用いた連続的標識が続く。別の例としては、貯蔵中は離しておかなければならない２つの染色用試薬を用いた血液試料の白血球細胞の分染が挙げられる。第１のリザーバにおいて実施される第１の試薬を用いた染色手順の後には、連続する、場合によっては最後のリザーバにおいて実施される、第２の試薬を用いた染色が続いてよい。

本開示の実施形態によると、手順は、リザーバの内部で実施してよく、各リザーバは、出力流体の調製にあるステージを追加し、これらは全体が累積的連続プロセスをもたらすことを理解されたい。このプロセスは、流体と試薬との効率的かつ完全な混合をもたらし得る。

図９Ａ及び９Ｂは、本開示の特定の実施形態に係る、２つの調製ユニットをそれぞれ備えるカートリッジの２つの構成を示す。図９Ａ及び図９Ｂの両方に示すように、調製ユニットのうちの一方は、２つの相互接続された区画７０１を内包する単一のリザーバを備える。このような調製ユニットについては、図７を参照して上述した。図９Ａ及び図９Ｂの両方に示す他方の調製ユニットは、チャネル８０３で接続され、シール８０４で封止された、２つのリザーバ８０１及び８０２を備える。このような調製ユニットについては、図８を参照して上述した。各調製ユニットは第１の開口３０１及び第２の開口３０５を有する。両方の調製ユニットの第１の開口は、カートリッジの第１の開口を構成し得る。

図９Ａ及び９Ｂで示したカートリッジの２つの構成は、複数の調製ユニットの組み合わせへの出口として提供される第２の開口とは異なる。例えば、一実施形態では、図９Ａに示すカートリッジは、各調製ユニットの第２の開口３０５と流体連通する、単一のカートリッジの第２の開口９０１を含む。別の実施形態では、図９Ｂに示すカートリッジは、各調製ユニットに関連する第２の開口３０５を含んでよく、各第２の開口３０５はまた、調製区画２０１の出口を構成する。

上述の実施形態では、カートリッジの各調製ユニットは、各キャリヤから試料流体を受けるよう、構成してよい。しかしながら他の実施形態では、単一のキャリヤを、上記単一のキャリヤが試料流体をカートリッジの複数の調製ユニットに導入できるよう、構成してよい。上記試料流体を、カートリッジの調製ユニットに、同時に又は異なる時点において導入してよい。

各調製ユニットの出力流体は、異なる時点において分析区画に流入してよい。更に各調製ユニットの出力流体は、別個の分析プロセスを受けてよい。

２つの並列調製ユニットを含む実施形態は、試料流体に対して２つの別個の独立した手順の実施を可能とする。例えば、特定の実施形態では、カートリッジは、全血球計数を実施するよう構成してよい。このような実施形態では、カートリッジは、２つの並列調製ユニットを備えてよく、ここで一方の調製ユニットは分析用の赤血球細胞の調製のために構成され、他方の調製ユニットは、分析用の白血球細胞の調製のために構成される。

図９Ａ及び９Ｂに示したカートリッジは２つの調製ユニットを備えるが、特定の用途の要件に応じて他の構成も用いてよい。カートリッジの構成は、所望の手順の実施のために及び／又は特定の分析手順用の試料流体を調製する目的のために調整してよいため、カートリッジに含まれる調製ユニットの数、並びに各調製ユニットに含まれるリザーバの数、及び２つ以上の区画を内包するリザーバの数は異なってよい。

図１０は、本開示の特定の実施形態に係る分析区画２０３を図示する。分析区画２０３は分析容器１００２を含んでよく、分析容器１００２は、１つ又は複数の調製ユニットによって運搬される出力流体を受けるよう、及び上記出力流体の分析を可能とする様式で上記出力流体を提示するよう構成される。第３のチャネル１００４は、分析容器１００２に連結してよく、分析容器１００２から廃棄される出力流体を出し切るよう構成してよい。いくつかの実施形態では、分析容器及び第３のチャネルは共に、分析ユニットを備えてよい。廃棄される出力流体を貯蔵するよう構成された廃棄物コンテナ１００５は、第３のチャネル１００４を介して上記分析ユニットに連結してよい。廃棄物コンテナ１００５はまた、第４のチャネル１００６及び開口１００７を介して、真空ポンプ１０４等の真空ポンプに連結してもよい。

出力流体は、第３の開口１００１を介して、調製ユニットから分析ユニット２０３に流れてよい。分析容器１００２の内部では、出力流体は分析システム１０１に対して提示され得る。分析を受けた後、出力流体は、第３のチャネル１００４を介して廃棄物コンテナ１００５内へと廃棄され、その中で貯蔵されてよい。

上記分析ユニットの内部の出力流体の流れは、分析システム１０１の一部として含まれ得る真空ポンプ１０４が生成する吸引力によって駆動してよい。上記真空ポンプは、開口１００７、第４のチャネル１００６、開口１００８及び廃棄物コンテナ１００５を通して、分析ユニットに連結可能であってよい。廃棄物コンテナ１００５に吸引力を印加してよいが、貯蔵された出力流体は廃棄物コンテナ１００５から流出し得ない。その代わりに、上記廃棄物コンテナは、液体トラップとして設計してよい。液体トラップを提供するために、開口１００８は、容器１００５内の貯蔵された出力流体の高さより上に位置してよい。

いくつかの実施形態では、分析容器１００２は、出力流体に含有される細胞を、分析を容易にするパターンへと整列させるよう構成されたマイクロチャネル１００３を備えてよい。例えば、いくつかの実施形態では、マイクロチャネル１００３は、出力流体中の流動細胞を単一の平面へと整列させることができ、これにより、カメラ１０７による上記流動細胞の画像の取得を容易にすることができる。他の実施形態では、このような細胞を、例えば血球計数器において、集束した光ビーム／レーザビームによって探査してよい。細胞の整列は、粘弾性集束（ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃ ｆｏｃｕｓｉｎｇ）として公知の方法によって実施してよい。粘弾性集束は、国際公開第２００８／１４９３６５号、発明の名称「粒子を集束させるためのシステム及び方法（Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｆｏｃｕｓｉｎｇ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）」に記載されており、粘弾性集束のために構成されたマイクロチャネルは更に、国際公開第２０１０／０１３２３８号、発明の名称「マイクロ流体システム及び該マイクロ流体システムを製造するための方法（Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｔｈｅ Ｓａｍｅ）」に記載されており、これらは両方とも参照により本明細書に援用される。その後、整列された細胞を、マイクロチャネル１００３の透明又は半透明表面（例えば視認領域）を通して光学分析してよい。

図１１は、本開示の特定の実施形態に係る別の分析区画２０３を概略的に示す。図１１の分析区画２０３は、血液のヘモグロビンレベルの決定のために構成してよい。この区画は、分析容器１００２を含んでよく、この分析容器１００２は、第３のチャネル１１０３に連結された分析リザーバ１１０１を含んでよい。チャネル１１０３は、例えば分析リザーバ１１０１に対して小さい断面及び長い長さを有してよい。

分析リザーバ１１０１は、粉末状酸化剤及び／又は溶解剤を内包してよい。上記作用剤は、ドデシル硫酸ナトリウム（Ｓｏｄｕｉｍ Ｄｏｄｅｃｙｌ Ｓｕｌｆａｔｅ：ＳＤＳ）、トリトンＸ、又は別の好適な酸化／溶解剤であってよい。リザーバ１１０１が、血液試料の派生物を含み得る出力流体で充填されると、酸化剤が溶解し得る。溶解した酸化剤は、血液試料の派生物の赤血球細胞を溶解し、これはヘモグロビンの放出をもたらす。放出されたヘモグロビンはその後、酸化剤によって酸化されて、メトヘモグロビン（これは結合酸素を放出できないヘモグロビンの形態である）を形成し得る。続いて、メトヘモグロビンの濃度を、スペクトロメータを用いて、１つ又は複数の波長の吸収を測定することにより、決定してよい。よっていくつかの実施形態では、システム１０１の分析モジュール１０５（図１を参照）は、スペクトロメータを含んでよい。

特定の実施形態によると、粉末状作用剤は、リザーバ１１０１の内部に自由に存在してよい。或いは、粉末状作用剤は、リザーバ１１０１の内面をコーティングしてよい。特定の実施形態によると、作用剤と血液試料の派生物との接触領域を大きくするために、上記リザーバの内面は、作用剤でコーティングされた、柱状物、バッフル又は他の構造等の突出部を内包してよい。或いは又は更に、粉末状酸化剤を、リザーバ内に存在する（例えばこれを充填する）スポンジ等のキャリヤに付着させてよい。例えば、粉末状作用剤に加えて、ゲル等の他の作用剤を使用してよい。

ヘモグロビン酸化及び吸収測定は、それぞれに対して、特定の量の時間を必要とし得る。従って、血液試料の派生物を、好適な期間にわたり、分析リザーバ内に保持してよい。いくつかの実施形態では、流れに抵抗を加えることによって流れを減速させることにより、試料流体の保持を達成できる。このような抵抗を加えるための１つの方法は、分析リザーバ１１０１に連結された、断面の小さい、長い第３のチャネル１００３を用いることであってよい。チャネルが空のとき、流れに対して抵抗が提供されないか、又は小さな抵抗が提供され得る。このような条件下で、血液試料の派生物は、第３の開口１００１を介して、分析容器１００２及び分析リザーバ１０１に自由に流入できる。しかしながら、血液試料の派生物による上記第３のチャネルの充填は、抵抗を増大させ得、これにより、分析リザーバ１０１内の流れが減速又は停止し得る。

図１２は、本開示の特定の実施形態に係る、２つの分析ユニットを備える分析区画２０３を図示する。分析ユニットの一方は、図１０に示す分析ユニットと同様に、マイクロチャネル１００３を備えてよい。他方の分析ユニットは、図１１に示す分析ユニットと同様に、分析リザーバ１１０１を備えてよい。いくつかの実施形態では、２つの分析ユニットは、１つ又は複数の調製ユニットから出力流体を得る目的のために、片側が第３の開口１００１に連結されてよい。上記分析ユニットのもう一方の側を廃棄物コンテナ１００５に連結してよく、この廃棄物コンテナ１００５において廃棄される流体を廃棄してよい。いくつかの実施形態では、この２つの分析ユニットは、図１２に示すように、並列に構成してよい。

分析区画内でこのように並列に配設された分析ユニットにより、２つの別個のタイプの出力流体の分析を並行して実施できることに留意されたい。例えば、図１２に示す分析区画を用いて、血液試料の派生物の細胞計数及びヘモグロビンレベルの測定を実施してよい。この２つのタイプの分析は、システム１０１内の異なる分析モジュール１０５（図１を参照）、例えばカメラ、スペクトロメータ等を用いて実施してよい。

図１３Ａ及び１３Ｂは、本開示の特定の実施形態に係る、調製区画２０１及び分析区画２０３を備えるカートリッジを示す。カートリッジ２０４の調製区画２０１については、図９Ａ及び図９Ｂを参照して上述した。図１３Ａ及び１３Ｂに示す例では、調製区画は、２つの調製ユニット、即ち第１のユニット及び第２のユニットを含んでよい。２つの相互接続された区画７０１を内包する単一のリザーバを含んでよい第１の調製ユニットについては、図７に関して上述した。２つのリザーバ８０１及び８０２を備える第２の調製ユニットについては、図８を参照して上で詳述した。

カートリッジ２０４の分析区画２０３については、図１２を参照して上で詳述した。上記分析区画は、２つの分析ユニットを内包してよい。マイクロチャネル１００３を備える分析ユニットの一方は、出力流体に含有される細胞を単一の平面へと整列させるよう構成してよく、これにより、カメラを用いて流動細胞の画像を撮影でき、又は血球計数器において実施されるように集束した光ビーム若しくはレーザビームによって流動細胞を探査できる。この分析ユニットについては、図１０を参照して上で詳述した。長い、小さな断面の第３のチャネル１００４に連結された分析リザーバ１１０１を備える他方の分析ユニットは、例えばスペクトロメータを用いたヘモグロビンレベルの決定のために構成してよい。この分析ユニットについては、図１１を参照して上で詳述した。

分析のために調製された出力流体の、調製区画２０１から分析区画２０３への流れを可能とするために、この２つの区画を、分析区画の開口１００１に連結された調製区画の開口９０１を用いて、相互接続してよい。

特定の実施形態によると、カートリッジ２０４は、血液試料を受けるよう構成してよく、血球計数の実施を可能とし得る。カートリッジ２０４によって実施される血球計数は、試料中に存在する赤血球細胞、白血球細胞（総数）及び血小板の数の決定、並びに各白血球細胞タイプの数の決定（分類計数）を含んでよい。上記白血球細胞のタイプは、好中球、リンパ球、単球、好酸球及び単球又はその一部であってよい。白血球細胞の更なるタイプ及びサブタイプも計数してよい。更に、本開示の実施形態は、例えば循環性腫瘍細胞、血小板凝集塊等を含む、血液中を循環するいずれのタイプの細胞に適用可能であり得る。

上述の実施形態では、細胞計数は、カメラによって流動細胞の画像を取得することにより、又は血球計数器において実施されるように集束した光ビーム若しくはレーザビームによって流動細胞を探査することにより、実施してよい。信頼できる計数を可能とするために、細胞を分析光学系の焦点の位置に持ってきてよい。従って、細胞は、例えば粘弾性集束によって単一の平面に整列されることになる。この方法は、特定の粘弾性特性の集束用媒体中での細胞の懸濁をベースとしたものであり、これにより、上記細胞が特定のジオメトリの（例えば１００ミクロン超の長さ、及び１００ミクロン未満（例えば５ミクロン〜１００ミクロン）の少なくとも１つの断面寸法を有する）マイクロチャネル内を流れる場合に、集束用媒体中で懸濁された細胞は単一の平面へと整列する。カートリッジ２０４の調製区画２０１において実施される計数用の試料流体の調製は、集束用媒体を試料流体に添加して、上記試料流体の派生物を産生することを含んでよい。

第１の調製ユニットは、血液試料中に存在する赤血球細胞、白血球細胞（総数）及び血小板の数の決定のための、血液試料を調製するよう構成してよい。リザーバ７０１内に内包される物質は、界面活性剤が添加された集束用媒体を含む。上記集束用媒体は、例えば可溶性高分子量ポリマーを含有する緩衝剤を含んでよい。上記緩衝剤としては、例えばリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）を含む、生体細胞を管理するのに好適ないずれの等張緩衝剤が挙げられる。粘弾性特性を有する血液試料を提供するのに好適な可溶性ポリマーの例としては、ポリアクリルアミド（ＰＡＡ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、プロピレングリコール等が挙げられる。集束用媒体に添加される界面活性剤は、球状化剤として作用でき、上記球状化剤は、赤血球細胞の形状を両凹ディスクから球形に変化させることができ、これは上記細胞のより高い品質の画像の取得を促進し得る。界面活性剤の例としては、ＳＤＳ（ドデシル硫酸ナトリウム）及びＤＤＡＰＳ（ドデシルジメチルアンモニオプロパンスルホン酸）が挙げられる。集束用媒体の組成は、例えば国際公開第２００８／１４９３６５号、発明の名称「粒子を集束させるためのシステム及び方法（Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｆｏｃｕｓｉｎｇ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）」に開示されており、これは参照により本明細書に援用される。

リザーバ７０１によって実施される手順は、送達された血液試料と集束用媒体との混合を含んでよい。混合が完了した後、後続シール３０７を圧力によって破ってよく、これにより、生成された出力流体が分析区画２０３に流入できる。

第２の調製ユニットは、複数の白血球細胞タイプの分類計数のための血液試料を調製するよう構成してよい。特定の実施形態では、この調製は、細胞の化学的染色を含んでよく、ここで、２つの連続する染色手順を、調製ユニットのリザーバ８０１及び８０２において実施してよい。

リザーバ８０１に内包される物質は、集束用媒体中に溶解した細胞染色用試薬を含んでよい。細胞染色用試薬の例としては、フロキシンＢ、ビープリッヒスカーレット、及びベーシックオレンジ２１が挙げられる。場合によっては細胞の固定が必要となり得るため、例えばホルムアルデヒド又はホルマリンを含む固定用試薬も含んでよい。血液試料と物質との混合に続いて、インキュベーションを実施してよく、これにより染色が可能となる。所定のインキュベーション時間の終了後、リザーバ８０１をリザーバ８０２から隔てるシール８０４を圧力により破ってよく、これにより、生成された出力流体がリザーバ８０２に向かって放出される。

リザーバ８０２に内包される物質は、集束用媒体中に溶解した他の細胞染色用試薬を含んでよい。リザーバ８０２内に含まれる細胞染色用試薬の例としては、メチルグリーン（Ｍｅｔｈｙｌ Ｇｒｅｅｎ）、メチレンブルー（Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｂｌｕｅ）、及びバレルズブルー（Ｂａｒｒｅｌ’ｓ Ｂｌｕｅ）が挙げられる。入力流体（これはリザーバ８０１の出力流体を構成する）と物質との混合に続いて、第２のインキュベーションを実施してよく、これにより第２の染色プロセスの実行が可能となる。所定のインキュベーション時間の終了後、第２の調製ユニットのシール３０７を圧力により破ってよく、これにより、生成された出力流体が分析区画２０３に流入できる。

いくつかの実施形態では、分析用の細胞の調製は、細胞の免疫ベースの染色を含んでよい。これらの実施形態では、調製ユニットの一方又は両方のリザーバは、免疫染色に好適な試薬を内包してよく、ここで試薬及び集束用媒体は、単一のリザーバ内又は異なる複数のリザーバに内包されてよい。免疫染色に好適な試薬の例としては、ＣＤ１４／ＣＤ１５等の異なる色の抗体コーティング済みマイクロビーズ、及び複数の染色剤の組み合わせが挙げられる。

両方の調製ユニットの第２の開口３０５から流出する出力流体を、両方の分析ユニットの分析容器に連結された単一のチャネルに運搬してよい。出力流体の分析は、逐次又は同時に実施してよい。逐次分析は、２つの出力流体の流れを一時的に分離させることにより可能とすることができ、分離は調製区画において制御してよい。上述したように、第１の調製ユニットによって実施される調製プロセスは、インキュベーションを伴わない単一のリザーバにおける混合を含んでよいが、第２の調製ユニットによって実施される調製プロセスは、２つの異なるリザーバにおける混合に加えてインキュベーション時間を必要とし得る、２つの染色手順を含んでよい。従って、第１の調製ユニットの出力流体は、第２の調製ユニットの出力流体が分析区画に流入する準備ができた状態となる前に、分析区画に流入する準備ができた状態となってよい。

第１の調製ユニットの出力流体は、分析区画２０３に流入すると、２つの例示した分析ユニットの間で分割され得る。上記流体の一部は、マイクロチャネル１００３に入ってよく、上記出力流体内の細胞は、例えば粘弾性集束により単一の平面へと整列してよい。整列した上記細胞は続いて、マイクロチャネル１００３に関連する透明又は半透明表面を通して、光学的に分析してよい。その後上記出力流体は、これを貯蔵できる廃棄物コンテナ１００５に流入する。

上記出力流体の別の一部は、分析リザーバ１１０１に入ってよく、ここで上記出力流体中の細胞は溶解し、上記細胞のヘモグロビン含有量が図１１を参照して説明した方法で定量化される。

第１の調製ユニットの出力流体の分析区画への流れを、第２の調製ユニットのシール３０７を破る前に止めることにより、分析を妨げる出力流体の混合を最小化又は防止できる。これは、第１の調製ユニットの第２のチャネル３０４が再封止可能であるため、可能となる。上記チャネルの再封止は、例えば後続シールに、又は第１の調製ユニットの第２のチャネル３０４の別の領域に印加される圧力により、実施できる。

上述したように、リザーバ１１０１に連結された第３のチャネル１１０３の長さ及び断面形状は、特に特定の条件下で、上記リザーバにおける流れに抵抗を提供し得る。従って、第２の調製ユニットのシール３０７が破れると、それに続いて略全ての出力流体が分析区画２０３に流入でき、２つの分析ユニットの間で分かれずに、マイクロチャネル１００３に運搬できる。マイクロチャネル１００３の内部では、第２の調製ユニットの出力流体中の細胞は、単一の平面へと整列してよく、従って光学分析が可能となる。その後上記出力流体は、これを貯蔵する廃棄物コンテナ１００５に流入してよい。

図１４Ａ、１４Ｂ及び１４Ｃは、ここで説明している実施形態に係る試料採取器を図示する。試料採取器１４００は、流体を採取するよう、及び流体を例えば正確な量でカートリッジ２０４に導入するよう構成してよい。図１４Ａで示す試料採取器は、ハンドル１４０２に取り付けられたキャリヤ１４０１を含んでよい。いくつかの実施形態では、上記キャリヤは毛細管を含んでよい。上記毛細管の内部に、シール／プラグを形成してよく、上記シール又はプラグは、少なくとも一部の空気を流すことができるが液体の流れをブロックする、いずれのタイプの材料又は構成を含んでよい。例えば、いくつかの実施形態では、疎水性膜１４０４を、毛細管出口から所定の距離を置いて貼付してよい。毛細管１４０１としては、内側に疎水性膜が貼付された、特定の用途に好適ないずれのタイプの毛細管が挙げられる。例えば、ドラモンド（ＤＲＵＭＭＯＮＤ）社製の毛細管、アクア・キャップ（商標）マイクロディスペンサ（Ａｑｕａ−Ｃａｐ^ＴＭ Ｍｉｃｒｏｄｉｓｐｅｎｓｅｒ）を、本開示の実施形態で使用してよい。

流体採取は、流体中に毛細管１４０１の出口を浸漬することにより、実施してよい。試料流体を、毛細管力によって上記毛細管へと駆動してよい。毛細管１４０１の内側に貼付された疎水性膜１４０４は、試料流体が動かした空気を流出させることができるため、プロセスを容易にし得る。流体は、上記疎水性膜に到達するまで、毛細管を充填する。膜１４０４の疎水性の性質により、流体は上記膜と接触しないことを理解されたい。従って、上記膜において試料流体の吸収は起こり得ない、又は換言すると、上記膜に対する流体体積の損失が起こらない。よって、試料流体の最終的な体積は、毛細管出口から疎水性膜１４０４の距離に基づいて、及び毛細管の内径によって決定してよい。

流体が採取されると、カートリッジ２０４の第１の開口３０１を通して毛細管１４０１を挿入することにより、上記流体を、カートリッジ２０４に送達又は導入してよい。この段階では、流体は毛細管力によって内部に保持され得るため、上記毛細管からリザーバ３０３への試料流体の漏れは僅かしか起こり得ない。プランジャ１４０５を用いて、試料流体を、上記毛細管からリザーバ３０３へと押し出してよい。図１４Ｂに示すプランジャ１４０５は、保持部材１４０７に取り付けられた押込み部材１４０６を含んでよい。押込み部材１４０６は、ハンドル１４０２中に配置された毛細管入口１４０３を通して、毛細管１４０１に挿入されるよう構成してよい。上記プランジャは、疎水性膜１４０４を、上記プランジャが毛細管出口に到達するまで押し、これにより任意に、試料流体全体がリザーバ３０３に送達される。押込み部材１４０６が毛細管出口に到達するには十分に長くない場合、特定の量の流体が毛細管内に残り得ることを考慮すべきである。従って、リザーバに送達される試料流体の体積は、毛細管１４０１の長さに対する押込み部材１４０６の長さに左右され得る。毛細管の直径は、毛細管の長さ及びプランジャの長さと共に既知であってもよい。このため、試料採取器によって移送可能な流体の体積は予め決定することができる。

上述したような採取及び押込みにより、一定の体積の試料流体をリザーバに送達できる。試料毎に送達体積に偏差があると、逐次分析の信頼性に影響を及ぼし得るため、一定の体積の流体を送達する能力は重要となり得る。疎水性膜は、全ての試料流体、例えば血液の、第１のリザーバへの確実な分注を補助できるため、試料採取器（この場合は毛細管）から血液を流すことは不要となり得る。

特定の実施形態に関して、プランジャ１４０５は分析システム１０１の一部として含まれてよく、これにより、上記プランジャは、カートリッジ２０４が分析システム１０１のカートリッジ保持ユニット１０３内に配置されると、カートリッジ２０４に挿入される。しかしながら、異なる実施形態では、プランジャは別個のデバイスを構成してよく、一方でプランジャのカートリッジへの挿入は、上記カートリッジがカートリッジ保持ユニット１０３内に配置される前に、実施してよい。

図１４Ｃで示すように、試料採取器は２つのキャリヤ１４０１を含んでよく、ここで上記キャリヤによる流体の採取は同時に又は逐次実施される。

２つのキャリヤを備える図１４Ｃの試料採取器を用いて試料を採取し、例えば血球計数を実施できるよう構成されたカートリッジ（図１３を参照して上述したカートリッジ等）内に試料を送達してよい。いくつかの実施形態では、試料採取器の２つのキャリヤは、疎水性膜を有する抗凝血剤コーティング済み毛細管を備えてよい。毛細管をコーティングする抗凝血剤は、採取された血液の凝固を防ぐ働きをすることができる。抗凝血剤の例としては、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）が挙げられる。

試料採取器１４００の各キャリヤ１４０１によって採取されてカートリッジ２０４に送達される流体の体積は、僅か２０μｌ又は更に少量であってよい。従って、試料採取器１４００、カートリッジ２０４及び分析システム１０１を用いた血球計数の実施は、個体から僅か一滴程度の血液を得ることしか必要としない。このような少量の血液は、例えば家庭用血中グルコース監視デバイスで実施される方法で指先又は前腕を刺すことにより得てよく、よって患者、特に子供にとって不便な静脈からの採血を用いない。

いくつかの実施形態では、カートリッジ２０４は、１つ又は複数の調製ユニットのリザーバを少なくとも部分的に収容する実質的に剛性のフレームを含んでよい。図１５は、剛性のフレーム１５０１を含むカートリッジ１５００の一部分を示す。剛性のフレーム１５０１は、いずれの剛性又は半剛性材料を含んでよい。例えば、いくつかの実施形態では、剛性のフレーム１５０１は、ＰＭＭＡ、ＣＯＰ（環状オレフィンコポリマー）、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン等のうちのいずれ、又はこれらの組み合わせから製作してよい。

剛性のフレーム１５０１は、上述の調製ユニットに関連する１つ又は複数の構造を含むよう製作してよい。例えばいくつかの実施形態では、剛性のフレーム１５０１は、射出成形によって作製してよく、又は様々な流路、入口、出口、及び／若しくはリザーバ要素（例えばキャップ若しくはカバー層で覆われた場合にリザーバを提供する、剛性のフレームの表面に形成された凹部）を含んでよい。剛性のフレーム１０１は、例えば図１５に示すように、実質的にモノリシックな基板として提供してよい。或いは、剛性のフレーム１５０１は、カートリッジ２０４／１５００に関連する、及びカートリッジ２０４／１５００の１つ又は複数の要素に支持を提供する、１つ又は複数の構造部品を含んでよい。

いくつかの実施形態では、剛性のフレーム１５０１は開口１５０６及び１５０７を含んでよく、これらはそれぞれフローチャネル１５１６及び１５１７に繋がる。開口１５０６及び／又は開口１５０７は、ある量の試料流体を内包する試料採取器を受承するようサイズ設定してよい。例えば、開口１５０６及び１５０７の一方又は両方は、試料採取器１４００に関連する毛細管１４０１を受承するようサイズ設定してよい。いくつかの実施形態では、開口１５０６と開口１５０７との間の間隔は、図１４Ｃに示すように、二重毛細管試料採取器上に設けられた毛細管１４０１の間の間隔と一致するよう、設けてよい。

上記剛性のフレームに形成される、又はそうでない場合は上記剛性のフレームに関連する、更なるチャネル１５１６及び／又は１５１７は、試料採取器の毛細管を整列させて安定化するよう構成してよい。このような構成により、毛細管１４０１の整列及び毛細管１４０１のカートリッジ１５００への挿入が容易となり得る。更に、これらのチャネルは、上記毛細管を上記剛性フレーム又はカートリッジ２０４内の所望の位置に案内するのを補助でき、また上記毛細管を剛性のフレーム１５０１に挿入する間、上記毛細管を破損から保護できる。

いくつかの実施形態では、開口１５０６及び１５０７並びにチャネル１５１６及び１５１７は、流体流路を、カートリッジ１５００に関連する１つ又は複数のリザーバに提供し得る。例えば図１５に示すように、チャネル１５１６はリザーバ１５０４に繋がってよく、チャネル１５１７はリザーバ１５０５に繋がってよい。よって、チャネル１５１６に提供された試料流体はリザーバ１５０４に流れることができ、チャネル１５１７に提供された試料流体はリザーバ１５０５に流れることができる。図１５は、上記実質的に剛性のフレームに２つの開口を示しているが、上記実質的に剛性のフレームは、本開示の範囲から逸脱することなく、いずれの数の開口を含んでよいことを理解されたい。上記実質的に剛性のフレームの上記開口のうちの１つ又は複数は、毛細管を整列させて安定化するよう構成してよい。

リザーバ１５０４及び１５０５を、カートリッジ１５００の（上述したような）調製ユニットの一部として含んでよい。例えば、リザーバ１５０４は、チャネル１５２０及びシール１５０７を介して、別のリザーバ１５０２に連結してよい。同様に、リザーバ１５０５は、チャネル１５２１及びシール１５０８を介して、別のリザーバ１５０３に連結してよい。

いくつかの実施形態では、カートリッジ１５００及びカートリッジ１５００に関連する調製ユニットは、２部品構成に基づいて形成してよい。例えば、カートリッジ１５００の第１の部品は剛性のフレーム１５０１を含んでよく、この剛性のフレーム１５０１は、カートリッジ１５００の調製ユニットに関連する構造体の少なくとも一部を提供するための成形済み構成要素を含む。上記カートリッジの第２の部品は、剛性のフレーム１５０１上に配置されたフィルム１５３０を含んでよい。剛性のフレーム１５０１上にフィルム１５３０を配置することにより、調製ユニットの構造体又は構成要素の少なくとも一部を完成させてよい。例えば、リザーバ１５０４（及び図１５に示す他のリザーバ）は、剛性のフレーム１５０１に形成された凹部を備える第１の部分を含んでよい。フィルム１５３０が剛性フレームを覆うように配置されると、上記フィルムの一部分がリザーバ１５０４に関連する凹部を覆う。更に、弾性材料からフィルム１５３０を形成することにより、上述したように、カートリッジ１５００に関連する上記リザーバのうちの１つ又は複数を加圧可能とすることもできる。

フィルム１５３０は、いずれの好適な材料から形成してよい。いくつかの実施形態では、フィルム１５３０は、ＰＶＣ、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリウレタン、並びにアルミニウム及びＰＥを含有する積層体、又はこれらの組み合わせから形成してよい。

いくつかの実施形態では、剛性のフレーム１５０１及びフィルム１５３０のうちの１つ又は複数は、熱に曝露された場合に互いに結合し得る材料で形成してよい。図１５に示すような、カートリッジ１５００の２部品構造体の構築中に、様々なレベルの熱を印加して所望の結果を達成してよい。例えば、高温（例えば１４０℃〜１８０℃）を印加すると、フィルム１５３０を剛性のフレーム１５０１の材料に永久的に溶接できる。熱が僅かしか又は全く印加されない他の領域では、フィルム１５３０は、下層の上記剛性のフレームに対して未結合のままとなり得る。そして、熱が材料の溶接閾値（例えば１００℃〜１３０℃）未満のレベルで提供される領域では、フィルム１５３０の材料は剛性のフレーム１５０１の材料と結合できるものの、この結合は永久的でないものとすることができる。即ち、これらの領域では、結合された材料は、後に互いから引き離すことができる。いくつかの実施形態では、上述した選択的結合は、例えば多層構造を有するフィルム１５３０を用いて達成してよい。上記多層構造の第１のサブフィルム（例えば、剛性のフレーム１５０１に最初に接触する最下層）は、剛性のフレーム１５０１の材料と比較的弱い結合を形成する材料を含んでよい。よって、上記第１のサブフィルムを剛性のフレーム１５０１に結合した領域への後続の力により、剛性のフレーム１５０１からのサブフィルムの、従ってフィルム１５３０全体の分離（例えば剥離）を達成できる。

いくつかの実施形態では、フィルム１５３０の多層構造は、第１のサブフィルムの上側に配置された第２のサブフィルムを含んでよい。上記第２のサブフィルムは、より高い温度の印加により、剛性のフレーム１５０１の材料と、より永久的な結合を形成できる。例えばいくつかの実施形態では、上記より高い温度は、上記第１のサブフィルムを溶融させて結合領域から流出させることができ、これにより、上記第２のサブフィルムを上記剛性のフレームの材料に直接（永久的に又は半永久的に）結合させることができる。

このタイプの結合は、カートリッジ１５００の調製ユニットに関連する構成要素の構築を容易にし得る。例えば、上記調製ユニットの構造から離れた区域１５３１等の領域では、高温を印加して、フィルム１５３０の材料を剛性のフレーム１５０１に永久的に溶接してよい。リザーバ１５０２、１５０３、１５０４、１５０５に関連し、かつチャネル１５２０及び１５２１に関連する領域では、フィルム１５３０がこれらの区域に剛性のフレーム１５０１を含まないままとするために、熱の印加を回避できる。シール１５０７及び１５０８に関連する区域では、サブ溶接加熱レベルを用いて、フィルム１５３０が剛性のフレーム１５０１に仮付け又は一時的に結合されるようにしてよい。これらのシールは、例えばシール１５０７を加圧するリザーバ１５０４内の流体によってシールに加えられる圧力によってフィルム１５３０をフレーム１５０１から剥がすことができるため、「剥離シール（ｐｅｅｌ ｓｅａｌｓ）」と呼ぶ場合がある。このような状況下で、流体を、シールを通して流すことができる。これらの剥離シールは脆性であってよいが、破壊されたシール１５０７又は１５０８を通る流体の流れは、例えば、シールの区域内のフィルム１５３０に圧力を印加して、上記シールにおける流体経路を閉鎖することによって停止させることができる。

カートリッジ１５００はまた、チャネル１５１６及び１５１７内にそれぞれ配置されたシール１５１８及び１５１９を含んでよい。シール１５１８及び１５１９は、例えば、リザーバ１５０４及び１５０５に事前装填された流体又は他の材料が、カートリッジから漏出する、又は周囲の環境から汚染されるのを防ぐことができる。

シール１５１８及び１５１９は、チャネル１５１６及び／又はチャネル１５１７に挿入された試料採取器の毛細管との相互作用により、破壊されるよう設計された、脆性シールを構成し得る。図１６Ａは、例示的な本開示の実施形態に係るシール１５１８の概略断面図を提供する。図１６Ｂは、シール１５１８の上面図を提供する。図１６Ａに示すように、シール１５１８は任意に、流体試料採取器の毛細管１４０１を受承するようサイズ設定された開口１６１０を取り囲む壁１６０５を含んでよい。シール１５１８はまた、壁１６０５によって形成された開口にわたって延在するカバー１６２０（例えばいくつかの実施形態におけるフラップ部分）を含んでよい。

シール１５１８はまた、毛細管１４０１がシール１５１８内に、又はシール１５１８を通って挿入された場合に毛細管１４０１の周りに封止を提供するための様々な構造を含んでよい。このようなシールは、毛細管１４０１がシール１５１８に導入されると、開口１６１０からの流体の流れを低減又は排除し得る。いくつかの実施形態では、シール１５１８は、毛細管１４０１の周りに、封止を確立するための１つ又は複数のＯリング１６５０を含んでよい。このようなＯリングは、図１６Ａに示すように、カバー１６２０から上流の位置において壁１６０５上に配置してよい。或いは又は更に、Ｏリングをカバー１６２０の下流に含んでよい。シール１５１８自体が、毛細管１４０１の周りに封止を提供する働きをしてもよい。例えば、以下で更に説明するように、毛細管１４０１によって印加される力（例えば軸方向力）に応答してカバー１６２０が開くと、もともとカバー１６２０を取り囲んでいるシール１５１８の材料は、毛細管１４０１の側壁に接触して封止を生成し得る。

カバー１６２０は、いずれの好適な様式で壁１６０５に取り付けてよい。いくつかの実施形態では、カバー１６２０は、カバー１６２０を形成するために使用されるものと同一の材料（例えばポリマー）を介して壁１６０５に取り付けてよい。取付構造は、カバー１６２０に関連する厚さとは異なる厚さで形成してよい。例えば、いくつかの実施形態では、カバー１６２０を壁１６０５（又はチャネル１５１６の内壁）に接合する取り付け構造は、カバー１６２０に関連する厚さよりも薄くてよい。更に、上記取付構造の厚さは、カバー１６２０の外周において不均一であってよい。例えば、図１６Ａ及び１６Ｂに示すように、上記取付構造の区域１６３０は、上記取付構造の区域１６４０よりも薄くてよい。更に、区域１６３０は、区域１６４０に比べて、カバー１６２０のより大きな部分の周りに大きく延在してよい。いくつかの実施形態では、区域１６３０は、カバー１６２０の外周の約８０％、９０％、又はそれ以上にわたって延在してよい。更に、区域１６３０の厚さは、領域１６４０に関連する厚さの９０％、７０％、５０％又はそれ未満であってよい。

このような構造により、毛細管１４０１によるシール１５１８の破壊を促進できる。例えば毛細管１４０１は、チャネル１５１６に挿入されると、カバー１６２０付近の領域においてシール１５１８に接触し得る。シール１５１８に対して印加される圧力は、カバー１６２０を壁１６０５から引き剥がすことができ、これによってシール１５１８が開放される。区域１６３０及び１６４０を含めることにより、予測可能な様式かつ比較的少ない力での引き剥がしを促すことができる。例えば、区域１６３０は区域１６４０よりも薄く、またカバー１６２０よりも薄いため、カバー１６２０は、区域１６３０のある領域において始まり、区域１６３０の長さの大部分又は全部にわたって延在する壁１６０５から離れる傾向があり得る。区域１６３０の引き剥がしにより、カバー１６２０は、材料のフラップとしてチャネル１５１６内へと開くことができる。区域１６４０は区域１６３０よりも厚く、実際にはカバー１６２０に匹敵するか又はそれよりも大きい厚さを有し得るため、毛細管１４０１がシール１５１８に衝突する際、区域１６４０にある材料は引き剥がされていない状態であり得る。従ってカバー１６２０を、区域１６４０の材料を介して壁１６０５（又はチャネル１５１６の内壁）に取り付けられたフラップとして保持してよい。また、区域１６３０は、カバー１６２０よりも厚さが小さいため、カバー１６２０をカバー１６２０と同様の厚さを有する材料を用いて壁１６０５に接合した構成と比較して、シール１５１８を開放するために必要な力をより少なくすることができる。

シール１５１８の他の構造的特徴もまた、上記シールの開放を容易にし得る。例えば、いくつかの実施形態では、カバー１６２０に関連する平面が壁１６０５とある角度で交差するように、カバー１６２０を壁１６０５に対して配向してよい。いくつかの実施形態では、壁１６０５の縦軸１６１１に対する交差角度は、およそ９０°であってよい。しかしながら他の実施形態では、カバー１６２０に関連する平面と縦軸１６１１との間の交差角度は、垂直以外（例えば±５°、±１０°、±２０°、±３０°又はそれ以上）であってよい。このようにカバーの角度を設定することにより、シール１５１８の開放が容易になり得る。というのは、毛細管１４０１をチャネル１５１６に挿入すると、上記毛細管がシール１５１８のごく一部分にしか接触しないためである。従って、毛細管の挿入に伴う押力の全てが小さな接触領域に集中し、これにより、カバー１６２０を壁１６０５から引き剥がし易くすることができる。いくつかの実施形態では、薄い区域１６３０は、挿入された毛細管との最初の接触を経験する区域に配置してよい。なお更に、いくつかの実施形態では、領域１６３０は、挿入された毛細管と最初に接触する区域の周りに実質的にセンタリングしてよい。

図１７は、例示的な開示された実施形態に係る、別の例示的なカートリッジ１７００を示す。図１７に示すように、カートリッジ１７００は、第１の入口又は開口１７０１、第１のリザーバ１７０２、第２のリザーバ１７０３、第２の入口又は開口１７０４、第３のリザーバ１７０５、及び第４のリザーバ１７０６を含む。入口１７０１は第１のリザーバ１７０２に関連付けられ、入口１７０４は第３のリザーバ１７０５に関連付けられる。例示的なカートリッジは更に、第１のシール１７０７、第２のシール１７０８及び第３のシール１７０９を含む。上述したように、シールのいずれか又は全てを、「剥離シール」として製作してよい。図１７に示すように、第１の流路は、第１のリザーバ１７０２及び第２のリザーバ１７０３、流体チャネル１７２０、並びに第１のシール１７０７にわたって形成される。第２の流路は、第３のリザーバ１７０５及び第４のリザーバ１７０６、流体チャネル１７２１、第２のシール１７０８、並びに第３のシール１７０９にわたって形成される。

上記第１の流路は、血液又は流体試料を第１の試薬と混合するよう構成してよく、上記第２の流路は、血液又は流体試料を第２の試薬と混合するよう構成してよい。上記試薬は、上記リザーバ内に、事前装填及び封止してよい。或いは上記試薬は、カートリッジの入口を介してリザーバに注入してよい。上記試薬は、白血球細胞染色剤（例えば酸性染色剤及びアルカリ性染色剤）、溶解剤、バイオマーカ、並びに流体形態の少なくとも１つの高分子量ポリマーのうちの少なくとも１つを含んでよい。１つ又は複数のリザーバを加圧して、対応するシールを開放してよく、これにより上記リザーバ内のいずれの流体がそれぞれの流路に沿って流れることができる。

カートリッジ１７００はまた、緩衝区画１７１０を含んでよい。緩衝区画１７１０は、試料流体調製リザーバ（例えばリザーバ１７０２及び１７０３）と分析セグメントに繋がる流体出口１７１２との間の流路内に含まれてよい。いくつかの実施形態では、試料流体又はその派生物を１つ又は複数の分析セグメントに搬送するために、管１７１１を出口１７１２に設けてよい。いくつかの実施形態では、カートリッジ区画１７００を使用する前は、緩衝区画１７１０は流体が空のままであってよい。試料流体をカートリッジ１７００に（例えば入口１７０１及び／又は１７０４を介して）受けると、上記試料流体は、リザーバ１７０２及び１７０３を含む調製ユニットに提供され、上述の調製プロセスのうちのいずれに従って分析のために調製され得る。

いくつかの実施形態では、試料流体（又はその派生物）が調製され、上記試料流体が分析のための準備ができた状態となると、分析の前に試料流体／試料流体派生物を緩衝区画１７１０に提供してよい。緩衝区画１７１０は、リザーバを含んでよく、また流体の分析の前のカートリッジ１７００内の一時的な保持場所として機能してよい。いくつかの実施形態では、緩衝区画１７１０への流速が緩衝区画１７１０からの流速を超え得るため、流体が緩衝区画１７１０内に集まる。他の実施形態では、緩衝区画１７１０は、緩衝区画からの流体流速が緩衝区画１７１０への流速に等しいか又は場合によってはこれを超える流体のための通過チャンバとして機能してよい。

緩衝区画１７１０に提供される流体の量は、いずれの好適な技術によって制御してよい。いくつかの実施形態では、リザーバ１７０２／１７０３からの調製済み試料流体は、（例えば、シール１７０７に関連する物理的障害物を解放する若しくは除去する、シールに印加される超閾値圧力によって、又はいずれの他の開放技術によって）シール１７０７を開放することにより、及び所望の量の調製済み流体を緩衝区画１７１０に調量供給することにより、緩衝区画１７１０に提供できる。所定の量の調製済み流体を緩衝区画１７１０に提供するために、例えば１つ又は複数のステッピングモータを採用して、所定の量だけ及び／又は所定の速度でリザーバ１７０２及び／又は１７０３の一部を押し下げてよい。

緩衝区画１７１０に提供された流体は、いずれの好適な技術を用いて分析するために、緩衝区画１７１０から引き出してよい。例えばいくつかの実施形態では、管１７１１を介して出口１７１２に真空を印加して、流体を緩衝区画１７１０から流出させてよい。調量技術（例えばステッピングモータ、プランジャ、流量制御シール等を含む）を使用して、分析のために所定の量の流体を緩衝区画１７１０から引き出してよい。

緩衝区画１７１０は、特定の構成の構造に応じて、又は特定の動作方式に基づいて、特定の性能特性を提供できる。例えば動作中に、緩衝区画１７１０は電気キャパシタに類似した流体として機能でき、また流体の分析前に流体の流れを緩衝できる。緩衝区画１７１０は、分析対象の流体中に存在する気泡の量の低減を補助できる。いくつかの実施形態では、分析のために緩衝区画１７１０から引き出された流体を、緩衝区画１７１０内の流体液位より下方に存在する緩衝区画１７１０の区域から引き出してよい。例えば調製ユニットの１つ又は複数の構成要素を通る調製済み流体の流れの結果として生じた、緩衝区画１７１０に提供された流体中の気泡は、緩衝区画１７１０内の流体の表面上に蓄積する傾向があり得る。流体液位の下方から、緩衝区画１７１０から流体を引き出すことにより、このような気泡は緩衝区画１７１０内に留まらせることができ、また分析のために緩衝区画１７１０から引き出された流体は気泡を含まないものとすることができ、又は少なくとも、緩衝区画１７１０内に存在する流体の全量よりも、単位体積当たりに含む気泡を少なくすることができる。更に、緩衝区画１７１０は、シール１７０７の動作特性の制御に関連する複雑性を回避することにより、分析のための流体の所望の流れを提供できる。いくつかの実施形態では、緩衝区画１７１０に提供される流体の量は、流体の量を超えてよい。

図１８は、例示的な開示された実施形態に係る、カートリッジ１８００の斜視図の図示を提供する。図１８に示すように、カートリッジ１８００は、剛性のフレーム又は剛性の部分１８１０を含んでよい。剛性の部分１８１０は、カートリッジ１８００の流体処理構成要素に関連する様々な構造を含むよう（例えば成形又はいずれの他の好適な技術によって）製作してよい。例えばいくつかの実施形態では、剛性の部分１８１０は、１つ又は複数の入口１８２０を含んでよく、これらはそれぞれ、ある量の試料流体を内包する毛細管等の流体試料採取器を受承する、支持する、及び／又は整列させるよう構成してよい。剛性の部分１８１０はまた、組み立て済みカートリッジ１８００の流体リザーバとそれぞれ関連し得る１つ又は複数の凹部１８４０（又は壁付き構造等といった他の特徴）を含んでよい。剛性部分１８１０の中又は上に様々な流路を製作することによって、カートリッジ１８００内に流体流路を確立してよい。例えば図１８に示すように、流路１８３０は、入口１８２０を、カートリッジ１８００に関連する流体調製リザーバ（又は試薬貯蔵部分）の基部として機能し得る凹部１８４０に接続できる。剛性の部分はまた、カートリッジ１８００の製造中又は上記製造が完了した後に、カートリッジ１８００の流体リザーバの充填を可能にするよう構成してよい、流体入口１８５０等の様々な流体入口を含んでよい。

図１５に関して上述したように、カートリッジ１８００は、剛性部分１８１０を覆うように配置されたシート層１８３５を含む、２層構造として製作してよい。いくつかの実施形態では、シート層１８３５は、可撓性材料（例えばポリマー又はいずれの他の好適な弾性材料）を含んでよく、また、例えば図１５に示す構造に関して上述した様式で、剛性部分１８１０に結合されてよい。定位置に結合されると、キャップ１８４１は凹部１８４０を覆うように存在でき、これによりカートリッジ１８００の流体調製リザーバを提供する。いくつかの実施形態では、キャップ１８４１の少なくとも一部分は可撓性であってよく、従って加圧に応じて変形可能（即ち「加圧可能」）であってよい。同様に、キャップ１８６１は、凹部１８６０を覆うように存在することによって、図１７の緩衝区画１７１０と同様の緩衝区画を形成してよい。キャップ１８４１、１８６１は、シート層１８３５の表面に対して上向きに突出するように構成してよい。或いは、キャップ１８４１、１８６１は、シート層１８３５の表面の上方に突出部を実質的に有しない、シート層１８３５の平坦部分として構成してよい。即ち、シート層１８３５は、隆起部分を有さずに形成された、実質的に平坦なシートを構成し得る。

カートリッジ１８００はまた、試料流体分析を実施してよい分析区画１８７０を整列させる、受承する、及び／又は保持するよう構成された、ドッキングポート１８６０又は他の構造を含んでよい。カートリッジ１８００は、図１７のカートリッジ１７００と同様に、カートリッジ１８００に含まれる流路のうちのいずれかに配置された１つ又は複数のシール（例えば脆性シール）を含んでよい。

図１９Ａ及び１９Ｂは、例示的な開示された実施形態に係るカートリッジ１９００の斜視図を提供する。図１９Ａはカートリッジ１９００の組立図を示し、図１９Ｂはカートリッジ１９００の立体分解図を示す。カートリッジ１９００は、調製部分１９０１及び分析部分１９０２を含んでよい。図１９Ｂに示すように、カートリッジ１９００は、剛性のフレーム又は剛性の部分１９１０を含んでよい。剛性の部分１９１０は、（例えば成形又はいずれの他の好適な技術によって）２部品構造として製造してよい。図示したように、剛性のフレーム１９１０は、底部１９１２と噛合するよう、及び底部１９１２に取り付けられるよう構成された上部１９１１を含んでよい。

例えばいくつかの実施形態では、剛性の部分１９１０は、１つ又は複数の入口１９２０を含んでよく、これらはそれぞれ、ある量の試料流体を内包する毛細管等の流体試料採取器を受承する、支持する、及び／又は整列させるよう構成してよい。剛性部分１９１０の中又は上に様々な流路を製作することによって、カートリッジ１９００内に流体流路を確立してよい。例えば、図１８のカートリッジに関して上述した流路のいずれ又は全てを、図１９Ｂの２部品からなる剛性のフレーム１９１０に含めてもよい。

カートリッジ１９００は、図１９Ｂに示すように、２部品からなる剛性のフレーム１９１０のみならず、材料の２つ以上の可撓性シートでも製作できる。例えば、カートリッジ１９００は、第１のシート１９７０及び第２のシート１９８０を含んでよい。いくつかの実施形態では、シート層１９７０及び１９８０は、可撓性材料（例えばポリマー又はいずれの他の好適な弾性材料）を含んでよく、またカートリッジ１９００の製作中に一体に結合されてよい。可撓性材料を一体に結合するためのいずれの好適な技術を使用してよい。いくつかの実施形態では、層１９７０及び１９８０の異なる複数の区域を、様々な結合強度で一体に結合してよい。このような構成は、例えば、特定の区域を永久的又は半永久的に結合し、他の領域をより一時的に一体に結合するのに有用であり得る。例えばいくつかの区域では、脆性シールは、シールを開放するために剥離できる層１９７０と層１９８０との間に一時的な結合を形成することにより、形成してよい。

様々な機構を用いて、層１９７０と層１９８０とを一体に結合してよい。例えば、接着剤を用いてよい。永久的又は半永久的な結合が望まれる区域１９８４等のいくつかの区域では、好適な接着剤を用いて、これらの区域において層１９７０と層１９８０とを永久的又は半永久的に結合してよい。同様に、他の接着剤、例えば一時的な剥離可能な結合のみを提供するもの等の他の接着材を、脆性シールを生成するために一時的な結合が望まれる領域１９８５等の他の領域において使用してよい。

このような結合を、溶接によって達成してもよい。例えばいくつかの実施形態では。電極を用いて、層１９７０と層１９８０との間にスポット溶接を形成してよい。このような実施形態では、２つの層の間の結合強度は、特定の区域におけるスポット溶接の密度及び／又は形状に左右され得る。よって、高い結合強度が望まれ得る区域１９８４等の区域では、一時的な剥離可能な結合を提供するために比較的低い密度のスポット溶接が使用され得る区域１９８５等の区域と比較して、比較的高い密度のスポット溶接を使用してよい。

層１９７０と層１９８０を、他の機構を介して一体に結合してもよい。例えば、層１９７０及び１９８０はそれぞれ、比較的高い溶融温度又は結合温度を有する第２のサブフィルムと比較して、比較的低い溶融温度又は結合温度を有する第１のサブフィルム等の、２つのサブフィルムを含んでよい。結合中に、層１９７０からの第１のサブフィルムが層１９８０の第１のサブフィルムと界面を形成し、各層１９７０及び１９８０の第２のサブフィルムが互いに接触しないよう、層１９７０及び１９８０が配向されるように、層１９７０及び１９８０を形成してよい。脆性シール位置における区域１９８５等の特定の区域内に一時的な剥離可能結合を形成するために、低温（例えば１００℃〜１３０℃）を印加することによって第１のサブフィルムを一体に結合してよい。この区域内の結合構造は、結合された第１のサブフィルムの分離によって、又は結合された第１のサブフィルムによって形成された構造体を引き裂くことによって、後に剥離してもよい。例えば区域１９８４内に永久的又は半永久的結合を形成するために、より高い温度（例えば約１４０℃〜約１８０℃）を印加してよい。このような温度は、第１のサブフィルムを溶融させる、及び／又は結合対象の区域から流出させることができ、これにより、層１９７０及び１９８０の第２のサブフィルムを接触させ、永久的又は半永久的な結合を形成できる。接着剤、スポット溶接、及び／又は多層温度依存性結合構造を含むこのような結合技術は、図１５、図１８又は本明細書に記載のいずれの他のカートリッジの構造と共に用いてもよい。

層１９７０及び層１９８０を一体に結合した後、層１９７０及び１９８０が流路、リザーバ、シール等を提供するための様々な構造を含むように、層１９７０及び１９８０を事前に製作又は形成してよい。例えば、一旦一体に結合した層１９７０及び１９８０は、リザーバ１９４０を形成できる。これらのリザーバは可撓性であってよく、従って加圧に応じて変形可能（即ち「加圧可能」）であってよい。同様に、層１９７０及び１９８０は共に、例えば複数のリザーバ、区画等の間の流路内に脆性シールを形成できる。このような脆性シールは、図１９Ｂに示すように、区域１９８５内のシールを含んでよい。結合された層１９７０及び１９８０は、緩衝区画１９６０等の他の構造を形成できる。

図２０は、試料ホルダ２００１及び使い捨て流体分析カートリッジ２００３の立体分解図を提供する。カートリッジ２００３は、調製ユニット２００５、及び上記調製ユニットに取り付けられた流体分析チップ２００７を含んでよい。

調製ユニット２００５は、分析対象の流体を受け取り、受け取った流体を分析のために調製し、調製された流体を流体分析チップ２００７に提供するための、いずれの好適な構造を含んでよい。例えばいくつかの実施形態では、調製ユニット２００５は、例えば剛性のベース部分２００９及び可撓性フィルム２０１５を含む、２部品構造を有してよい。剛性のベース部分２００９及び可撓性フィルム２０１５はそれぞれ、図１５に関して上述した剛性のフレーム１５０１及びフィルム１５３０と同様であってよい。

剛性のベース部分２００９は、いずれの剛性又は半剛性材料を含んでよい。例えばいくつかの実施形態では、剛性のフレーム１５０１は、ＰＭＭＡ、ＣＯＰ（環状オレフィンコポリマー）、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン等のうちのいずれ、又はこれらの組み合わせから製作してよい。剛性のベース部分２００９はまた、上述の調製ユニットのいずれに関連する１つ又は複数の構造を含むよう製作してよい。例えばいくつかの実施形態では、剛性のベース部分２００９は、射出成形によって作製してよく、又は様々な流路、入口、出口、及び／若しくはリザーバ要素（例えばキャップ又はカバー層で覆われた場合に、リザーバを提供する剛性のフレームの表面に形成された凹部）を含んでよい。剛性のベース部分２００９は、例えば図２０に示すように、実質的にモノリシックな基板として提供してよい。他の実施形態では、剛性のベース部分２００９は、２つ以上の構成要素を含んでよい。いくつかの実施形態では、剛性のベース部分２００９は、剛性のベース部分２００９の上面に形成された凹部２０１１、２０１２及び２０１３等といった１つ又は複数の凹部を含んでよい。

調製ユニット２００５は、可撓性フィルム２０１５を剛性のベース部分２００９と接合することによって形成してよい。フィルム２０１５は、いずれの好適な材料から形成してよい。いくつかの実施形態では、フィルム２０１５は、ＰＶＣ、ＰＥＴ、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリウレタン、並びにアルミニウム及びＰＥを含む積層体、又はこれらの組み合わせから形成してよい。

いくつかの実施形態では、フィルム２０１５は可撓性であってよく、剛性のベース部分２００９に取り付けられたとき、剛性のベース部分２００９の上面を覆うように延在してよい。フィルム２０１５は平坦なシート材料を含んでよい。しかしながら他の実施形態では、フィルム２０１５は、フィルム２０１５内に隆起した領域又は窪んだ領域を形成する予備形成された形状又は構造を含んでよい。これらの隆起した領域又は窪んだ領域は、フィルム２０１５が剛性のベース部分２００９に接合された際に、上記隆起した領域又は窪んだ領域が、剛性ベース部分２００９に形成された対応する構造と重なるか、又はそうでない場合はこれに対応するように、フィルム２０１５の特定の領域内に形成してよい。例えばいくつかの実施形態では、フィルム２０１５の隆起部分（例えばキャップ）は、凹部２０１１、２０１２又は２０１３のうちのいずれかと重なる位置に形成してよい。このような重なるキャップ及び凹部は、フィルム２０１５が剛性のベース部分２００９と一体に接合されると、液体リザーバを形成できる。同様に、いくつかの実施形態では、フィルム２０１５の窪んだ部分は、凹部２０１１、２０１２又は２０１３のいずれかと重なる位置に形成してよい。図２０は、隆起したキャップ２０１７及び２０１９の図示であり、これらはそれぞれ、凹部２０１１及び２０１２と重なっている。また、凹部２０１３と重なるフィルム２０１５の窪んだ部分２０２１も示されている。いくつかの実施形態では、剛性のベース部分２００９を覆う可撓性フィルム２０１５を、延伸を可能とする余分な面積を有するジオメトリに予備形成してよく、これにより、（図２２に関して更に説明するように）リザーバの容積の選択的な増加及び／又は減少を容易にすることができる。

特に、リザーバは、フィルム２０１５によって覆われた場合に、剛性のベース部分２００９内の単一の凹部によって形成されてよい。例えばリザーバ２３０１は、図２３に示すように、凹部２０１３と重なる窪んだ部分２０２１によって形成できる。しかしながら他の実施形態では、上記リザーバを、２つ以上の凹部を含むよう形成してよい。例えば図２０に示す実施形態では、凹部２０１１は、剛性のベース部分２００９の上面に形成された溝を介して凹部２０１２に接続される。この溝は、凹部２０１１と凹部２０１２との間の流体連通を確立し、これにより、フィルム２０１５が剛性のベース部分２００９に接合されると、単一の流体リザーバ２３０３（図２３）が、キャップ２０１７及び２０１９によって覆われた凹部２０１１及び２０１２によって形成される。

調製ユニット２００５はまた、分析対象の流体をリザーバ内に受けるために構成されたリザーバ入口２１０１（図２１）を含んでよい。図２１は、試料ホルダ２００１を受承するよう構成された剛性のベース部分２００９の一部分の断面図を提供する。図２１はまた、剛性のベース部分２００９に挿入された試料ホルダ２００１を含む組立体２１０５も示す。

剛性ベース部分２００９は、試料ホルダ２００１に関連する構造を受承するための１つ又は複数の構造を含むことができる。例えばいくつかの実施形態では、剛性のベース部分２００９は、リザーバ入口２１０１を含んでよい。リザーバ入口２１０１は、試料ホルダ２００１に関連する毛細管２１０３を受け入れる、整列させる、及び安定させるのに好適なサイズ及び形状で構成してよい。いくつかの実施形態では、試料ホルダ２００１は、試料ホルダ２００１が調製ユニット２００５に導入された時に試料ホルダ２００１を所定の位置にロックできるようにするための１つ又は複数の構造を含んでよい。例えば図２０に示すように、試料ホルダ２００１は、偏向タブ２０２０を含んでよい。試料ホルダ２００１が調製ユニット２００５に導入されると、偏向タブ２０２０は、調製ユニット２００５上のロック用タブ（図示せず）の偏向を引き起こすことができる。調製ユニット２００５内への試料ホルダ２００１の継続的な移動により、ロック用タブをその偏向位置から解放して、ロック用タブを、前進する偏向タブ２０２０の後方の定位置に嵌入させることができる。偏向タブ及びロック用タブを、偏向タブ２０２０がロック用タブを一方向にのみ通過させることができるように、成形してよい。よって、試料ホルダ２００１が調製ユニット２００５に完全に導入されると、ロック用タブと偏向タブ２０２０との間の干渉により、試料ホルダ２００１が上記調製ユニットから取り外されるのを妨止できる。

いくつかの実施形態では、毛細管２１０３は、ある量の分析対象の流体を含んでよい。この分析対象の流体を、例えば、分析対象の流体がリザーバ入口２１０１を通るよう、及びリザーバ２３０３に入るようにするために、上述のプランジャ技術を用いて調製ユニット２００５に導入してよい。

いくつかの実施形態では、調製ユニット２００５に関連するリザーバ（例えばリザーバ２３０３）に、試料流体調製材料を事前装填してよい。例えばリザーバ２３０３に、上述した高分子量ポリマーのタイプのうちのいずれを含む高分子量ポリマーの水溶液を装填してよい。

リザーバ入口２１０１はシール２１０７を含んでよく、シール２１０７は、図１６Ａ及び図１６Ｂに関して上述したシール１５１８及び１５１９と同様であってよい。例えばシール２１０７は、試料ホルダ２００１の毛細管２１０３との相互作用後に破壊されるよう設計された脆性シールであってもよく、また図１６Ａ及び図１６Ｂに関して上述した構造のうちのいずれを含んでよい。いくつかの実施形態では、シール２１０７は、試料ホルダ２００１をリザーバ入口２１０１に導入する前及び導入した後の両方において、リザーバ入口２１０１を通って調製ユニットのリザーバに事前装填された材料（例えばリザーバ２３０３に事前装填された高分子量ポリマー液体）の流れを妨げるための構成要素を含んでよい。例えばいくつかの実施形態では、シール２１０７は、カバー１６２０と同様のカバー２１１１及び／又はＯリング１６５０と同様のＯリング２１０９を含んでよい。毛細管２１０３をシール２１０７に挿入すると、毛細管２１０３は、カバー２１１１を貫通してシール２１０７を破る前にＯリング２１０９に衝突し得る。このようにして、Ｏリング２１０９は、毛細管２１０３又はリザーバ２３０３からの流体が、調製ユニット２００５から漏出するのを防止できる。

シール２１０７は、リザーバ入口２１０１に配置された破ることができるプラグとして形成してよい。この破ることができるプラグを、剛性のベース部分２００９に結合、溶接、接着又はオーバーモールドしてよい。しかしながらいくつかの実施形態では、上記破ることができるプラグを、上記ベース部分自体の一部として形成してよい。プラグを受承する前のリザーバ入口は、液体の充填ポートとして機能できる。他の実施形態では、追加のポートを設けてよい。

図２７に移ると、調製ユニット２００５は、少なくとも１つの流体導管２７３０を含む第１の流路を含んでよい。この流体導管２７３０は、剛性のベース部分２００９の上面に形成された１つ又は複数の溝２０３０（図２０）を覆うように延在する可撓性フィルム２０１５によって形成されてよい。いくつかの実施形態では、この第１の流体流路は、少なくとも分析対象の流体を含む試料流体を、調製ユニットのリザーバから調製ユニット流体出口２７０３まで搬送して、試料流体が調製ユニット２００５から出て、例えば流体分析チップ２００７に入ることができるようにするよう、構成してよい。試料流体は、毛細管２１０３から調製ユニット２００５に導入された分析対象の流体のみを含み得ることに留意されたい。しかしながら、いくつかの実施形態では、第１の流体流路によって搬送される試料流体は、調製ユニット２００５に関連するリザーバに含まれる１つ又は複数の流体と混合される（毛細管２１０３から導入された）分析対象の流体を含む、懸濁液を含んでよい。例えば試料流体は、リザーバ２３０３に事前装填された高分子量ポリマー溶液と混合された分析対象の流体の懸濁液を含んでよい。

第１の流路は、流体導管２７３０以外の構造を含んでよい。例えば第１の流体流路は、例えば剛性のベース部分２００９内の凹部２０１３と、フィルム２０１５の窪んだ部分２０２１（図２０）とによって形成された緩衝チャンバ２３０１を含んでよい。上記流体流路はまた、脆性シール２７０１等の１つ又は複数のシールを含んでよい。脆性シール２７０１は、上述の脆性シールのいずれ（例えば図１９に示したような、層１９７０と層１９８０との間に一時的な結合を形成することにより形成されたシール）と同様であってよい。

準備ユニット２００５はまた、試料流体が流体分析チップ２００７を通過した後に試料流体を蓄積するための廃棄物チャンバ２７４０を含んでよい。例えば、流体分析チップ２００７から調製ユニット２００５に戻る試料流体は、調製ユニット流体入口２７４４を介して調製ユニット２００５に再び入ってよい。入口２７４４から、試料流体は、少なくとも１つの流体導管２７４２を含む第２の流路を介して、廃棄物チャンバ２７４０に流れることができる。流体導管２７４２は、可撓性フィルム２０１５が剛性のベース部分２００９の上面に形成された１つ又は複数の溝を覆うように延在する場所に形成してよい。流体導管２７４２は、入口２７４４を介して調製ユニット２００５に入る試料流体を、廃棄物チャンバ２７４０に搬送できる。流体導管２７３０、流体分析チップ２００７及び流体導管２７４２を通る流体の流れは、上述したように、廃棄物チャンバ２７４０において真空を引くことによって達成できる。

図２２に戻ると、調製ユニット２００５の一部の断面図が提供されている。また、プランジャ２３０１も示されており、このプランジャ２３０１はリーダシステム（図示せず）と関連付けられていてよく、上記リーダシステムは、自動的にカートリッジ２００３を受け取ることができ、調製ユニット２００５の１つ又は複数のセクションと相互作用でき、また流体分析チップ２００７を通って流れる試料流体の光学分析を実施できる。例えばプランジャ２３０１を用いて、リーダシステムと調整ユニット２００５との間の相互作用を起こしてよい。いくつかの実施形態では、プランジャ２３０１は、リザーバ２３０３の第１の部分２３０３Ａの領域内の可撓性フィルム２０１５を選択的に押し下げることができる。これにより、いずれの分析対象の流体が、第１の部分２３０３Ａに事前装填された流体（例えば上述したような高分子量ポリマー）と同時に、リザーバ２３０３の第２の部分２３０３Ｂに共に移動する。そうすることにより、分析対象の流体（例えば血液又は関心対象の他の流体）を、事前装填された流体と共に混合できる。次に、別のプランジャ（図示せず）は、プランジャ２３０１が第１の部分２３０３Ａを覆うフィルム２０１５から解放されるのと同時に、又は上記解放の後に、第２の部分２３０３Ｂの領域内の可撓性フィルム２０１５を選択的に押し下げることができる。第２の部分２３０３Ｂを覆うフィルム２０１５を加圧することにより、分析対象の流体及び存在するいずれの事前装填された流体を含む第２の部分中の流体を、第１の部分２３０３Ａに移動させる。そうすることにより、分析対象の流体は更に、事前装填された流体と混合される。第１の部分２３０３Ａ及び第２の部分２３０３Ｂを覆うフィルム２０１５を加圧する１回又は複数回のサイクルの結果として、事前装填された流体（例えば高分子量ポリマー又はいずれの望ましい試薬）を含む懸濁液が形成され得る。

上述したように、いくつかの実施形態では、フィルム２０１５は、フィルム２０１５にいかなる隆起部分又は窪んだ部分も予備形成せずに、ベース部分２００９内の凹部にわたって延在してよい。しかしながら他の実施形態では、所望の動作を容易にするために、隆起部分２０１７、２０１９、及び／又は窪んだ部分２０２１等の窪んだ部分を、フィルム２０１５に予備形成してよい。例えば図２２に示すプロセスでは、第１の部分２３０３Ａを覆うフィルム２０１５を加圧することにより生じる第２の部分２３０３Ｂへの流体の移動は、フィルム２０１５が第２の部分２３０３を覆う領域内で延伸して、最初は第１の部分２３０３Ａに存在していた余分な流体を受承することを必要とし得る。しかしながらフィルム２０１５の延伸は、望ましくない結果をもたらし得る（例えばリザーバ２３０３内に流体を保持するよう設計された１つ又は複数の脆性シールの剥離強度を超える圧力の増大）。このような影響を回避するために、フィルム２０１５を隆起部分２０１７及び２０１９と共に（例えば熱成形によって）予備形成して、フィルム２０１５内に余剰領域を設けてよい。これらの予備形成部分は後に、フィルムの延伸を必要とせずに、流体の、リザーバの部分間における往復移動を可能とし得る。

上述したように、調製ユニット２００５は、フィルム２０１５を剛性のベース部分２００９に接合することにより、形成してよい。このような接合は例えば、例えば図１５に示した構造を提供するために上述した接合又は溶接技術のうちのいずれによって達成してよい。図２３は、フィルム２０１５を剛性のベース部分２００９にパターン化熱溶接することにより形成された使い捨てカートリッジの一実施形態の上面図の図示を提供する。溶接された領域は、点状パターン又はクロスハッチングパターンで示されている。図２３の実施形態では、点状パターンの領域は一時的な脆性シールを表し、クロスハッチングで示した領域は永久的なシールを表す。

いくつかの実施形態では、剛性のベース部分２００９及びフィルム２０１５のうちの１つ又は複数は、熱に曝露されると一体に結合し得る材料で形成してよい。調製ユニット２００５の２部品構造（図２０）の構築中、様々なレベルの熱を印加して所望の結果を達成してよい。例えば、高温（例えば１４０℃〜１８０℃）が印加される部位では、フィルム２０１５を剛性のベース部分２００９の材料に永久的に溶接できる（図２３のクロスハッチングパターン）。熱が僅かしか又は全く印加されない他の領域では、フィルム２０１５は、下層の剛性のフレームに対して未結合のままとなり得る。そして、熱が材料の溶接閾値（例えば１００℃〜１３０℃）未満のレベルで提供される領域では、フィルム２０１５の材料は剛性のベース部分２００９の材料と一体に結合できるものの、この結合は永久的でないものとすることができる（図２３の点状パターン）。即ち、これらの領域では、結合された材料は、後に互いから引き離すことができる。

いくつかの実施形態では、上述した選択的結合は、例えば多層構造を有するフィルム２０１５を用いて達成してよい。上記多層構造の第１のサブフィルム（例えば、剛性のベース部分２００９に最初に接触する最下層）は、剛性のベース部分２００９の材料と比較的弱い結合を形成する材料を含んでよい。よって、上記第１のサブフィルムを剛性のベース２００９に結合した領域への後続の力により、剛性のベース部分２００９からの上記サブフィルムの、従ってフィルム２０１５全体の分離（例えば剥離）を引き起こすことができる。

いくつかの実施形態では、フィルム２０１５の多層構造は、上記第１のサブフィルムの上側に配置された第２のサブフィルムを含んでよい。上記第２のサブフィルムは、より高い温度の印加により、剛性のベース２００９の材料とより永久的な結合を形成できる。例えばいくつかの実施形態では、例えばいくつかの実施形態では、上記より高い温度は、上記第１のサブフィルムを溶融させて結合領域から流出させることができ、これにより、上記第２のサブフィルムを上記剛性のフレームの材料に直接（永久的に又は半永久的に）結合させることができる。

このタイプの結合は、調製ユニット２００５に関連する構成要素の構築を容易にし得る。例えば、区域２３１０等の領域では、高温を印加して、フィルム２０１５の材料を剛性のフレーム２００９に永久的に溶接してよい。リザーバ２３０１、２３０３等、及び流体導管２７３０に関連する領域では、フィルム２０１５がこれらの区域に剛性のフレーム２０１５を含まないままとするために、熱の印加を回避できる。シール（例えば脆性シール２７０１）に関連する区域では、サブ溶接加熱レベルを用いて、フィルム２０１５が剛性のベース２００９に仮付け又は一時的に結合されるようにしてよい。これらのシールは、例えばシール１５０７を加圧するリザーバ２３０３内の流体によってシールに加えられる圧力によってフィルム２０１５を剛性のベース部分２００９から剥がすことができるため、「剥離シール」と呼ぶ場合がある。このような状況下で、流体を、シールを通して流すことができる。これらの剥離シールは脆性であってよいが、破壊されたシールを通る流体の流れは、例えば、シールの区域内のフィルム２０１５に圧力を印加して、上記シールにおける流体経路を閉鎖することによって停止させることができる。フィルム２０１５の剥離層は、フィルム２０１５のポリマー組成及び脆性シールのジオメトリによって影響される特定の応力レベルにおいて、壊れる又は断裂するよう設計してよい。

脆性シール、及び／又は剛性のベース部分２００９との結合を生成する際に用いる層に加えて、フィルム２０１５は他の層も含んでよい。例えばフィルム２０１５は、ガス及び／又は水分透過に対するバリアとして機能する１つ又は複数の層を含んでよい。水蒸気バリアの例としては、アルミニウム、酸化アルミニウム又はＰＣＴＦＥを含有するフィルムが挙げられる。これらの材料の多くは可撓性でありながら、低延伸性を呈し得る。よって、フィルム２０１５における予備形成された隆起構造又は窪んだ構造の使用により、延伸フィルム２０１５の必要に依存することなく、流体の移動を促進できる。

図２４は、本開示の実施形態に係る、調製ユニット２００５及び流体分析チップ２００７を含むカートリッジ２００３に導入される試料ホルダ２００１の図示を提供する。リザーバ２３０３を形成するために使用されるフィルム２０１５の隆起部分２０１７及び２０１９が視認できる。また、緩衝チャンバ２３０１を形成するために使用されるフィルム２０１５の窪んだ部分２０２１も視認できる。図２４に示す実施形態では、流体分析チップ２００７は、調製ユニット２００５の下側に取り付けられる（例えば結合される）。

図２５Ａ及び２５Ｂは、本開示の実施形態に係る流体分析チップ２００７の図示を提供する。図２５Ａは、チップ２００７の構成要素を示す立体分解図を提供する。いずれの数の層をチップ２００７に含めてよいが、いくつかの実施形態では、チップ２００７は４つの層を含んでよい。例えばチップ２００７は、基層２５０１、スペーサ層２５０３、キャップ層２５０５及び界面層２５０７を含んでよい。

基層２５０１は、いずれの好適な材料から製作してよい。例えばいくつかの実施形態では、基層２５０１は、光学ポリマーで形成してよい。好適なポリマー材料としては、例えばポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、アクリル、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ、トパス（Ｔｏｐａｓ））、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ、ゼオノア（Ｚｅｏｎｏｒ））、ポリカーボネート、ポリスチレン、又は好適な透明性及び光学特性を有するいずれの他のポリマー材料が挙げられる。このようなポリマーは、本明細書では光学ポリマーと呼ぶ場合があり、特定の波長の光（例えば可視光）に対して透明であってよく、又は少なくとも半透明であってよい。場合によっては、非ポリマー材料を使用してもよい。

スペーサ層２５０３は、基層２５０１を覆うように配置してよい。スペーサ層２５０３は、その中に形成されたマイクロチャネル２５０４を含んでよい。マイクロチャネル２５０４は、流体分析チップ２００７内の試料流体の流れを案内するよう構成される。例えばいくつかの実施形態では、試料流体は、マイクロチャネル２５０４内で、第１の端部２５１０に近接した位置から第２の端部２５１２に近接した位置まで流れることができる。

スペーサ層２５０３内に形成されたマイクロチャネル２５０４は、上記マイクロチャネルを通って流される試料流体中に存在する粒子の粘弾性集束を促進するのに好適ないずれのサイズ及び／又は形状を有して構成してよい。例えばいくつかの実施形態では、マイクロチャネル２５０４は、上記マイクロチャネルの深さより少なくとも５倍大きい幅を含んでよい。いくつかの実施形態では、上記マイクロチャネルは、５ミクロン〜１００ミクロンの少なくとも１つの断面寸法（例えば高さ又は幅）を有する。いくつかの実施形態では、上記マイクロチャネルは、０．５〜２．０ｍｍの幅、少なくとも１０ｍｍの長さ、及び１０〜１００ミクロンの深さを有する。他の実施形態では、上記マイクロチャネルは、０．７５〜１．２５ｍｍの幅、少なくとも２０ｍｍの長さ、及び２０〜５０ミクロンの間の深さを有してよい。ある特定の例では、マイクロチャネルは、約２５ｍｍの長さ、約１ｍｍの幅、及び約２７ミクロンの深さを含んでよい。基層２５０１はマイクロチャネル２５０４の底部を形成してよく、上記マイクロチャネルの深さはスペーサ層２５０３の厚さによって画定され得る。

スペーサ層２５０３は、いずれの好適な材料を含んでよい。いくつかの実施形態では、スペーサ層２５０３は感圧性接着剤を含んでよい。

キャップ層２５０５は、スペーサ層２５０３を覆うように配置してよく、またマイクロチャネル２５０４を覆うカバーを形成してよい。キャップ層２５０５は、いずれの好適な材料から製作してよい。例えばいくつかの実施形態では、キャップ層２５０５は、光学ポリマーで形成してよい。好適なポリマー材料としては、例えばポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、アクリル、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ、トパス（Ｔｏｐａｓ））、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ、ゼオノア（Ｚｅｏｎｏｒ））、ポリカーボネート、ポリスチレン、又は好適な透明性及び光学特性を有するいずれの他のポリマー材料が挙げられる。場合によっては、非ポリマー材料を使用してもよい。

キャップ層２５０５は、スペーサ層に含まれる調製ユニット２００５とマイクロチャネル２５０４との間の流体連通を確立するためのキャップ層入口２５２０及びキャップ層出口２５２２を含んでよい。例えばキャップ層入口２５２０は、調製ユニット流体出口２７０３（図２７）から試料流体を受け取り、マイクロチャネル２５０４の第１の端部２５１０に近接する位置に試料流体を提供するよう構成してよい。同様に、マイクロチャネル２５０４を通って流れる試料流体は、マイクロチャネル２５０４の第２の端部２５１２に近接した位置から上記マイクロチャネルを出て、キャップ層出口２５２２を通って調製ユニット２００５の調製ユニット流体入口２７４４に進んでよい。そこから、上記のように、試料流体は、流体導管２７４２を介して廃棄物チャンバ２７４０に進むことができる。キャップ層入口２５０５及び上記キャップ層出口の両方は、キャップ層２５０５を貫通して延在する貫通孔として構成してよい。キャップ層入口２５２０及びキャップ層出口２５２２は、いずれの好適なサイズを有してよい。いくつかの実施形態では、キャップ層入口２５２０及びキャップ層出口２５２２は、約１ｍｍの直径を有してよい。

界面層２５０７は、キャップ層２５０５を覆うように配置してよい。界面層２５０７は、いずれの好適な材料から形成してよい。いくつかの実施形態では、界面層２５０７は、３Ｍ（登録商標）３００ＬＳＥ転写テープ又はＡＲｃａｒｅ ９２７１２等の感圧性接着剤で形成してよい。界面層２５０７はまた、流体分析チップ２００７を調製ユニット２００５に取り付ける（例えば結合する）ことができる。

界面層２５０７はまた、キャップ層注入口２５２０及びキャップ層排出口２５２２とそれぞれ整列した位置において界面層２５０７上に位置決めされた、開口２５２４及び２５２６を含んでよい。その結果、調製ユニット２００５の調製ユニット流体出口２７０３から通過してきた試料流体は、界面層２５０７の開口２５２４を通ってキャップ層入口２５２０に進むことができる。同様に、マイクロチャネル２５０４からキャップ層出口２５２２へ、及び調製ユニット２００５の調製ユニット流体入口２７４４へと進む試料流体は、界面層２５０７の開口２５２６を通過できる。開口２５２４及び２５２６は、いずれの好適なサイズを有してよい。いくつかの実施形態では、開口２５２４及び２５２６は、約１ｍｍの直径を有してよい。

任意に、界面層２５０７は、キャップ層２５０５、スペーサ層２５０３及び基層２５０１のそれぞれに対応する開口と整列する、開口２５３０及び２５３２を含んでよい。これらの開口は、例えば、流体分析チップ２００７の構成要素の組み立てを容易にするための、及び／又は（例えば位置合わせピンの使用等による）組み立て済み流体分析チップ２００７の準備ユニット２００５への取り付けを容易にするための、位置合わせ孔又は基準として使用してよい。

界面層２５０７はまた、いずれの好適な形状で構成してもよく、流体分析チップ２００７の他の層と同様の形状を有する必要はない。例えば界面層２５０７は、図２５Ａに示すように旗の形状を有してよい。キャップ層２５０５を覆うように組み立てられると、界面層２５０７は、キャップ層２５０５の上面の第１の部分２５５０に重なり得る。しかしながら界面層２５０７は、キャップ層２５０５の上面の全体にわたって延在しなくてよい。例えば、キャップ層２５０５の上面の第２の部分２５５５は、界面層２５０７によって覆われないままとしてよい。その結果、マイクロチャネル２５０４の少なくとも一部分は、界面層が重ならないキャップ層の上面の第２の部分の下に延在してよい。界面層２５０７によって覆われていない上記マイクロチャネルのこの部分は、リーダユニットが上記マイクロチャネル内で流れる試料流体を（例えば、通過する粒子の画像をキャプチャするのに使用されるリーダ内のカメラの光学軸に直交する単一の平面に粘弾性集束された粒子を計数することにより）分析する部分であり得る。

図２５Ｂは、流体分析チップ２００７の組み立て済みのバージョンを示す。図２５Ａ及び２５Ｂに示すように、流体分析チップ２００７は、基層が直接スペーサ層に接触し、スペーサ層がキャップ層に直接接触し、キャップ層が界面層に直接接触するサンドイッチ構造を含んでよい。しかしながら他の実施形態では、１つ又は複数の介在層を、界面層とキャップ層との間、キャップ層とスペーサ層との間、及び／又はスペーサ層と基層との間に配置してよい。

流体分析チップ２００７は、いずれの好適な製作技術を用いて製作してよい。いくつかの実施形態では、チップを手で組み立ててよい。他の実施形態では、チップを、自動積層プロセスを用いて製作してよい。例えば、基層２５０１、スペーサ層２５０３、キャップ層２５０５、及び界面層２５０７のそれぞれに使用される材料のテープを、自動パターン形成及びラミネート機に供給してよい。いくつかの実施形態では、この機械は、ウェブベースのインラインダイ／レーザ切断及びラミネート機を含んでよい。例えば界面層の形状、キャップ層の入口及び出口、スペーサ層のマイクロチャネル、並びに任意の位置合わせ孔を提供するパターンを使用して、各層を形成できる。続いて、上記自動機械は、パターン化された層を整列させて結合できる。上記機械の出口は、一連の積層流体分析チップ２００７を含んでよく、積層流体分析チップ２００７はそれぞれ、（手で又は機械で自動的に）調製ユニット２００５に結合され、これにより使い捨てカートリッジ２００３を形成できる。

図２６Ａ及び２６Ｂは、本開示の別の実施形態に係る流体分析チップ２６０１の図示を提供する。図２６Ａは、チップ２６０１の立体分解図を提供し、図２６Ｂは、チップ２６０１の組立図を提供する。図２６Ａ及び図２６Ｂの実施形態は、図２５Ａ／２５Ｂの実施形態のスペーサ層及び基層が、単一の成形済み基板２６０３で置換されている点を除いて、図２５Ａ及び図２５Ｂの実施形態と同様である。

基板２６０３は、例えば射出成形プロセスによって成形してよく、その中に成形されたマイクロチャネル２６０４を含んでよい。マイクロチャネル２６０４は、上述したマイクロチャネル２５０４と同様の特性を有してよい。基板２６０３は、いずれの好適な材料から製作してよい。例えばいくつかの実施形態では、基板２６０３は、光学ポリマー（例えば光学ポリマーフィルム）で形成してよい。好適なポリマー材料としては、例えばポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、アクリル、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ、トパス（Ｔｏｐａｓ））、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ、ゼオノア（Ｚｅｏｎｏｒ））、ポリカーボネート、ポリスチレン、又は好適な透明性及び光学特性を有するいずれの他のポリマー材料が挙げられる。

キャップ層２６０５は、基板２６０３を覆うように配置してよい。キャップ層２６０５は、マイクロチャネル２６０４を覆うカバーを形成してよい。キャップ層２６０５は、いずれの好適な材料から形成してよい。例えばいくつかの実施形態では、キャップ層２６０５は、光学ポリマーで形成してよい。好適なポリマー材料としては、例えばポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、アクリル、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ、トパス（Ｔｏｐａｓ））、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ、ゼオノア（Ｚｅｏｎｏｒ））、ポリカーボネート、ポリスチレン、又は好適な透明性及び光学特性のいずれの他のポリマー材料が挙げられる。

キャップ層２６０５は、例えばマイクロチャネル２６０４の端部２６１０及び２６１２のそれぞれにおいてマイクロチャネル２６０４と整列する、孔２６１４及び２６１６を含んでよい。これらの孔により、試料流体は、調製ユニット２００５から及び調製ユニット２００５へ、図２５Ａ及び２５Ｂの実施形態に関して上述した様式で流れることができる。

キャップ層２６０５を、いずれの好適な技術によって基板２６０３に接合してよい。いくつかの実施形態では、熱結合を用いてキャップ層２６０５を基材２６０３に接合してよい。界面層２５０７と同様の界面層（図示せず）を用いて、流体分析チップ２６０１を調製ユニット２００５に取り付けてよい。

図２７は、本開示の実施形態に係る、調製ユニット２００５及び流体分析チップ２００７を含むカートリッジ２００３の上面図を提供する。１つの作動可能な経路において、分析対象の流体を、調製ユニット２００５に挿入された後の試料ホルダ２００１によって提供できる。分析対象の流体をリザーバ２３０３に提供してよく、このリザーバ２３０３において、上記流体を、高分子量ポリマーの水溶液等の事前装填された流体と混合でき、これにより、事前装填された流体と混合された分析対象の流体を含む懸濁液を含む試料流体を形成できる。混合後、十分な圧力をフィルム被覆リザーバ２３０３に印加して、脆性シール２７０１を破裂させてよい。脆性シール２７０１を開放すると、試料流体は、緩衝区画２３０１に流入し、続いて流体導管２７３０に流入できる。試料流体は、流体導管２７３０に沿って進み、調製ユニット流体出口２７０３において調製ユニット２００５を出る。続いて試料流体は、流体分析チップ２００７を通って進み、調製ユニット流体入口２７４４において調製ユニット２００５に再び入る。続いて試料流体は、流体導管２７４２を通って廃棄物チャンバ２７４０に進む。

図２８は、本開示の実施形態に係る、調製ユニット２００５及び流体分析チップ２００７を含む、カートリッジ２００３の立体分解図を提供する。特に図２８は、調製ユニット２００５の下側を示し、組み立て時に、調製ユニット上のどこに流体分析チップ２００７が結合されるかを示している。図２８はまた、調整ユニット流体出口２７０３を示し、この調整ユニット流体出口２７０３において、流体導管２７３０からの試料流体が調製チャンバ２００５を出て、流体分析チップ２００７に入る。図２８はまた、調製ユニット流体入口２７４４を示し、この調製ユニット流体入口２７４４において、流体分析チップ２００７を出る流体が調製ユニット２００５に再び入る。

図２９は、本開示の実施形態に係る流体分析チップ２００７及び調製ユニット２００５の一部分の断面図を提供する。図２９はまた、調製ユニット２００５から流体分析チップ２００７を通る流体の流れの方向を示す。特に図２９に示すように、試料流体は、調製ユニット２００５の流体導管２７３０を通って流れ、調製ユニット流体出口２７０３を通って流体分析チップ２００７に流れ落ちる。試料流体はその後、界面層２５０７、キャップ層２５０５及びスペーサ層２５０３に形成されたマイクロチャネル２５０４に流入する。

上述のように、リーダは、マイクロチャネル２５０４に沿って試料流体中を流れる粒子（例えば細胞）を分析できる。いくつかの実施形態では、試料流体は、（高分子量ポリマーによって提供される）試料流体の粘弾性特性と、マイクロチャネルのジオメトリとに基づいて、マイクロチャネル内の流れの中心に集束される細胞を含有する。この集束により、流れる粒子又は細胞の光学的検出が容易となる。この場合、粒子又は細胞は計数及び分類され、元の分析対象の流体における上記粒子又は細胞の濃度が計算される。濃度を推定できるようにするために、マイクロチャネルの深さを以下の式に従って考慮する必要がある：
Ｃ＝Ｎ／（Ａ＊ｈ）＊Ｒ
ここで、
Ｃ‐元の分析対象における細胞の濃度
Ｎ‐リーダカメラの視野において計数される細胞の数
Ａ‐視野の面積
ｈ‐マイクロチャネルの高さ／深さ
Ｒ‐液体試薬中の分析対象の流体の希釈比
である。

この式によると、マイクロチャネル２５０４の高さ（ｈ）の変動は、濃度精度に直接影響を及ぼすことができる。流体分析チップ２００７の積層構造は、設計が単純で大量生産が容易である（従って他の設計より安価である）ので、製造を容易にし得るが、場合によっては、層厚さの公差がいくつかの成形部品に関連する公差より大きくなり得る。よって、スペーサ層２５０３の厚さ、ひいてはマイクロチャネル２５０４の深さの変動を考慮する戦略が必要となり得る。例えばいくつかの実施形態では、小さい公差例えば成形部品で達成できるものと同等又はそれ以下の公差）を有する材料（を入手して使用してよい。このような実施形態では、スペーサ層における厚さ変動をこれ以上考慮しなくてよい。

他の実施形態では、スペーサ層の厚さの変動は、マイクロビーズを較正ツールとして使用して対処してよい。例えばマイクロビーズを、調製ユニット２００５に事前装填された液体試薬のうちの１つ又は複数に、公知の濃度で提供してよい。マイクロチャネル２５０４内の試料流体の測定／分析の間、ビーズを計数してよく、スペーサ層２５０３の厚さｈを、以下の式に従って計算してよい：ｈ＝ｎ／（Ｃ＊Ａ）。ここでｎは測定される面積当たりのビーズの数であり、Ａは測定される面積であり、Ｃはビーズの公知の濃度である。

他の実施形態では、スペーサ層の厚さは、各流体分析チップ２００７に関して直接測定してよい。例えばチップ２００７の製造中に、スペーサ層の厚さ／測定領域におけるマイクロチャネルの深さは、例えば光干渉法を用いて決定できる。厚さ／深さの値は、バーコードにコード化でき、リーダが読み取るラベル上に印刷でき、分析対象の流体中の粒子又は細胞の濃度を得る際に使用できる。

上述の実施形態は、特定の利点を提供し得る。例えば調製ユニットの設計は、必要な部品の数を減らし、製造ステップを減らすことによって製造の複雑さを単純化できる。流体分析チップの上記設計はまた、より低コストの材料及び単純な製造プロセスの使用を可能とし得る。管又は他の流体連通要素を使用する代わりに、調製ユニットのチャネルを剛性のベース部分２００９に掘削して、単一のプロセスで基部に溶接できるフィルム２０１５によって封止してよい。リザーバが隣接した２つの可撓性フィルムで作製され、これによって上記可撓性フィルムの間にリザーバが形成される他の設計とは対照的に、調製ユニット２００５の剛性のベース部分／可撓性フィルムの上記設計は、明確に画定された充填ポートを実現できるという利点を提供し得る。充填ノズルを充填ポートに整列させてよく、上記充填ノズルは、流体で空気を置換することによって空気を排出できる。ポートの封止は、プラグ、ステッカー又は他の方法を用いて達成できる。更に、チャンバの容積の大部分を、成形された剛性の部品によって画定することにより、最終試薬体積の精度を高めることができ、またリザーバ内に閉じ込められる空気の量を低減できる。

図２７に戻り、使い捨てカートリッジ２００３の使用方法を説明する。いくつかの実施形態では、カートリッジ２００３は、血液細胞が分類及び計数され、ヘモグロビン含有量が測定される、全血球計数（ＣＢＣ）において使用してよい。ＣＢＣ検査は、実施される最も一般的なテストの１つであり、ポイントオブケアにおけるその実施はカートリッジ２００３の使用によって可能となるが、これは大きな価値を有する。

カートリッジ２００３では、リザーバ２３０３は、ＲＢＣ、血小板及び白血球計数に好適な液体試薬を貯蔵するために使用してよく、他の２つのより小さいチャンバ２７５０及び２７５２は、ＲＢＣの溶解及び白血球の染色のための試薬を内包してよく、これによってこれらの分類を可能とする。試薬のうちのいくつかは、細胞の粘弾性集束を促進するために、高分子量ポリマーを含んでよい。従って、リザーバ２３０３、並びに別個にチャンバ２７５０及び２７５２は、調製ユニット２００５内の２つの異なる調製経路を提示する。リーダユニットにカートリッジを挿入する間に、血液が、試料ホルダ２００１の毛細管からリザーバ２３０３及び／又はチャンバ２７５０に自動的に注入される。これは、プラグを毛細管の端部へと押すプランジャ（図１４Ｂ、１４０６）によって達成され、これにより血液を各リザーバ又はチャンバ内に分散させる。挿入中、試料ホルダ２００１の毛細管は、毛細管の周りを封止するＯリングを通って摺動した後、各リザーバ入口のシールを破る。

液体試薬は粘弾性特性を有し、これにより、細胞がマイクロチャネルを通って流れる間に、粘弾性集束を促進する。血液は、各リザーバ又はチャンバ内の試薬と混合され、分析対象の流体の懸濁液と事前装填された試薬とが混合されると、リザーバ／チャンバに圧力が印加され、これにより、対応する脆性シールが開放され、また調製経路のどちらか一方からの試料流体をリザーバ／チャンバから排出できる。一方の調製経路では、試料流体は、破れたシールを通って流体導管内に流れ、そして緩衝チャンバ２３０１に流れる。この緩衝チャンバは、いくつかの実施形態の場合と同様に、カートリッジの動作にとって重要であり得、当該緩衝チャンバは、試料流体を流体分析チップに適切に流入させることができるように、試料流体の安定化及び凝集を可能とする。緩衝チャンバを覆うフィルム２０１５は、容積の膨張及び収縮を可能とし、これにより流体が緩衝チャンバを充填し、また排出されることを可能とするジオメトリで形成してよい。例えば、真空が（例えば廃棄物チャンバ２０４０（図２０）に接続されたポート２０６０を介して）システムに印加されると、試料流体は流体分析チップ２００７を通って流れ、廃棄物チャンバに入る。廃棄物チャンバは、空気を吸い出すことを可能とするが、流体がチャンバを出てリーダユニットを汚染するのを阻止する、自己封止プラグを含む出口を含んでよい。廃棄物チャンバ２０４０を覆うフィルム２０１５は、崩壊を回避するために平坦であってよく、これにより真空を維持でき、廃棄物チャンバを充填できる。

本明細書に記載の構成は、例示のみを目的としたものであることを、更に理解されたい。本開示は、本出願に記載の特定の実施形態（これらは様々な態様の例示を意図したものである）に関して限定されない。当業者には明らかであるように、本出願の精神及び範囲を逸脱することなく、多数の修正及び変形を行うことができる。本明細書において列挙したものに加えて、本開示の範囲内の機能的に同等の方法及び装置は、上述の説明から当業者には明らかである。このような修正及び変形は、添付の請求項の範囲に含まれるよう意図される。

様々な態様及び実施形態を本明細書において開示したが、当業者には他の態様及び実施形態が明らかであろう。本明細書において開示される様々な態様及び実施形態は、例示を目的としたものであり、限定を意図しておらず、真の範囲は、以下の特許請求の範囲と、上記特許請求の範囲が権利を有する均等物の全範囲とによって示される。また、本明細書において使用されている用語法は、特定の実施形態を説明することのみを目的としたものであり、限定を意図したものではないことを理解されたい。

１０１ 試料流体の分析用のシステム
１０２ カートリッジ
１０３ カートリッジ保持ユニット
１０４ ポンプ
１０５ 分析モジュール
１０６ データ処理ユニット
１０７ 感知素子、センサ
１０８ 励起部材
２０１ 調製区画
２０２ 試料採取器
２０３ 分析区画
２０４ カートリッジ
３０１ 第１の開口
３０２ 第１のチャネル
３０３ リザーバ
３０４ 第２のチャネル
３０５ 第２の開口
３０６ 先行シール
３０７ 後続シール、第２のシール
４０１ 第１のシール
４０２ 第２のシール
４０３ キャリヤ
５０１ ストッパ
６０１ シール
６０２ プラグ
７０１ 区画、リザーバ
７０２ 流路
８０１ 第１のリザーバ
８０２ 第２のリザーバ
８０３ 接続チャネル
８０４ シール
９０１ 単一のカートリッジの第２の開口
１００１ 第３の開口
１００２ 分析容器
１００３ マイクロチャネル
１００４ 第３のチャネル
１００５ 廃棄物コンテナ
１００６ 第４のチャネル
１００７ 開口
１００８ 開口
１１０１ 分析リザーバ
１１０３ 第３のチャネル
１４００ 試料採取器
１４０１ キャリヤ、毛細管
１４０２ ハンドル
１４０３ 毛細管入口
１４０４ 疎水性膜
１４０５ プランジャ
１４０６ 押込み部材
１４０７ 保持部材
１５００ カートリッジ
１５０１ 剛性のフレーム
１５０２ リザーバ
１５０３ リザーバ
１５０４ リザーバ
１５０５ リザーバ
１５０６ 開口
１５０７ 開口
１５０８ シール
１５１６ フローチャネル
１５１７ フローチャネル
１５１８ シール
１５１９ シール
１５２０ チャネル
１５２１ チャネル
１５３０ フィルム
１５３１ 区域
１６０５ 壁
１６１０ 開口
１６１１ 壁１６０５の縦軸
１６２０ カバー
１６３０ 区域
１６４０ 区域
１６５０ Ｏリング
１７００ カートリッジ
１７０１ 第１の入口又は開口
１７０２ 第１のリザーバ
１７０３ 第２のリザーバ
１７０４ 第２の開口又は入口
１７０５ 第３のリザーバ
１７０６ 第４のリザーバ
１７０７ 第１のリール
１７０８ 第２のシール
１７０９ 第３のシール
１７１０ 緩衝区画
１７１１ 管
１７１２ 流体出口
１７２０ 流体チャネル
１７２１ 流体チャネル
１８００ カートリッジ
１８１０ 剛性の部分
１８２０ 入口
１８３０ 流路
１８３５ シート層
１８４０ 凹部
１８４１ キャップ
１８５０ 流体入口
１８６０ 凹部、ドッキングポート
１８６１ キャップ
１８７０ 分析区画
１９００ カートリッジ
１９０１ 調製部分
１９０２ 分析部分
１９１０ 剛性のフレーム
１９１１ 上部
１９１２ 底部
１９２０ 入口
１９４０ リザーバ
１９６０ 緩衝区画
１９７０ 第１のシート、シート層
１９８０ 第２のシート、シート層
１９８４ 区域
１９８５ 区域
２００１ 試料ホルダ
２００３ 流体分析カートリッジ
２００５ 調製ユニット
２００７ 流体分析チップ
２００９ 剛性のベース部分
２０１１ 凹部
２０１２ 凹部
２０１３ 凹部
２０１５ 可撓性フィルム
２０１７ 隆起したキャップ
２０１９ 隆起したキャップ
２０２０ 偏向タブ
２０２１ 窪んだ部分
２０３０ 溝
２０４０ 廃棄物チャンバ
２０６０ ポート
２１０１ リザーバ入口
２１０３ 毛細管
２１０５ 組立体
２１０７ シール
２１０９ Ｏリング
２１１１ カバー
２３０１ リザーバ、緩衝チャンバ、プランジャ、緩衝区画
２３０３ 流体リザーバ
２３０３Ａ 第１の部分
２３０３Ｂ 第２の部分
２３１０ 区域
２５０１ 基層
２５０３ スペーサ層
２５０４ マイクロチャネル
２５０５ キャップ層
２５０７ 界面層
２５１０ 第１の端部
２５１２ 第２の端部
２５２０ キャップ層入口
２５２２ キャップ層出口
２５２４ 開口
２５２６ 開口
２５３０ 開口
２５３２ 開口
２５５０ 第１の部分
２５５５ 第２の部分
２６０１ 流体分析チップ
２６０３ 基板
２６０４ マイクロチャネル
２６０５ キャップ層
２６１０ 端部
２６１２ 端部
２６１４ 孔
２６１６ 孔
２７０１ 脆性シール
２７０３ 調製ユニット流体出口
２７３０ 流体導管
２７４０ 廃棄物チャンバ
２７４２ 流体導管
２７４４ 調製ユニット流体入口
２７５０ チャンバ
２７５２ チャンバ

Claims (25)

1. 使い捨てカートリッジの流体調製ユニットから分析対象の流体を受けるための流体分析チップであって、
   前記流体分析チップは：
   基層；
   前記基層を覆うように配置されたスペーサ層をであって、前記スペーサ層は、その中に形成されるマイクロチャネルを含み、前記マイクロチャネルは、前記流体分析チップ内で前記分析対象の流体の流れを案内するよう構成される、スペーサ層；
   前記スペーサ層を覆うように配置されたキャップ層であって、前記キャップ層は、前記スペーサ層に含まれる前記マイクロチャネルとの流体連通を確立するための入口及び出口を含む、キャップ層；並びに
   前記キャップ層を覆うように配置された界面層であって、前記界面層は、前記流体分析チップを前記使い捨てカートリッジの前記流体調製ユニットに取り付けるよう構成される、界面層
   を備える、流体分析チップ。
2. 前記マイクロチャネルの幅は、０．５ｍｍ〜２ｍｍである、請求項１に記載の流体分析チップ。
3. 前記マイクロチャネルの長さは、少なくとも１０ｍｍである、請求項１に記載の流体分析チップ。
4. 前記マイクロチャネルの深さは、１０ミクロン〜１００ミクロンである、請求項１に記載の流体分析チップ。
5. 前記キャップ層は、光学ポリマーから作製される、請求項１に記載の流体分析チップ。
6. 前記光学ポリマーは、ＰＭＭＡ、ＣＯＰ、ＣＯＣ、アクリル、ポリカーボネート、又はポリスチレンのうちの少なくとも１つを含む、請求項５に記載の流体分析チップ。
7. 前記界面層及び前記スペーサ層は両方とも、感圧性接着剤から作製される、請求項１に記載の流体分析チップ。
8. 前記界面層は前記キャップ層の上面の第１の部分に重なり、
   前記マイクロチャネルの少なくとも一部分は、前記界面層が重ならない前記キャップ層の前記上面の第２の部分の下に延在する、請求項１に記載の流体分析チップ。
9. 前記キャップ層の前記入口から前記キャップ層の前記出口は、前記キャップ層の上面から前記キャップ層の底面まで延在する、請求項１に記載の流体分析チップ。
10. 前記スペーサ層は、前記基層に接触する、請求項１に記載の流体分析チップ。
11. 前記キャップ層は、前記スペーサ層に接触する、請求項１に記載の流体分析チップ。
12. 前記界面層は、前記キャップ層に接触する、請求項１に記載の流体分析チップ。
13. 調製ユニットと、前記調製ユニットに取り付けられた流体分析チップとを備える、使い捨て流体分析カートリッジであって、
    前記調製ユニットは：
    剛性のベース部分であって、前記剛性のベース部分の上面に形成された少なくとも１つの凹部を含む、剛性のベース部分；
    前記剛性のベース部分に固定され、前記少なくとも１つの凹部を覆うように延在してリザーバを形成する、可撓性フィルム；
    分析対象の流体を前記リザーバ内へと受けることができるよう構成された、リザーバ入口；及び
    少なくとも１つの流体導管を含む第１の流路であって、前記第１の流路の前記少なくとも１つの流体導管は、前記剛性のベース部分の上面に形成された１つ又は複数の溝を覆うように延在する前記可撓性フィルムによって形成され、前記第１の流路は、少なくとも前記分析対象の流体を含む試料流体を、前記リザーバから調製ユニット流体出口まで搬送するよう構成される、第１の流路
    を備え、
    前記流体分析チップは：
    基層；
    前記基層を覆うように配置されたスペーサ層であって、前記スペーサ層は、その中に形成されるマイクロチャネルを含み、前記マイクロチャネルは、前記流体分析チップ内で前記試料流体の流れを案内するよう構成される、スペーサ層；
    前記スペーサ層を覆うように配置されたキャップ層であって、前記キャップ層は、前記スペーサ層に含まれる前記マイクロチャネルとの流体連通を確立するためのキャップ層入口及びキャップ層出口を含む、キャップ層；並びに
    前記キャップ層を覆うように配置された界面層であって、前記界面層は、前記流体分析チップを前記使い捨てカートリッジの前記流体調製ユニットに取り付ける、界面層
    を含み、
    前記キャップ層入口は、前記調製ユニット流体出口から前記試料流体を受けるよう構成される、使い捨て流体分析カートリッジ。
14. 前記キャップ層入口は、前記流体が、前記界面層の開口を通って、前記調製ユニット流体出口から前記キャップ層入口へと進むことができるように、前記キャップ層に位置決めされる、請求項１３に記載の使い捨て流体分析カートリッジ。
15. 前記調製ユニットは、調製ユニット流体入口を更に含み、
    前記キャップ層出口は、前記試料流体が、前記界面層の開口を通って、前記マイクロチャネルからキャップ層出口へ、及び前記調製ユニットの前記調製ユニット流体入口へと進むことができるように、前記キャップ層に位置決めされる、請求項１３に記載の使い捨て流体分析カートリッジ。
16. 前記第１の流路は、緩衝チャンバも含む、請求項１３に記載の使い捨て流体分析カートリッジ。
17. 前記リザーバ入口は、前記分析対象の流体を内包する毛細管を受け入れる、整列させる、及び安定させるよう構成される、請求項１３に記載の使い捨て流体分析カートリッジ。
18. 前記リザーバには高分子量ポリマーが事前装填され、
    前記試料流体は、前記高分子量ポリマーと混合された前記分析対象の流体を含む懸濁液を含む、請求項１３に記載の使い捨て流体分析カートリッジ。
19. 少なくとも１つのシールは、前記リザーバ入口と関連し、
    前記少なくとも１つのシールは、前記リザーバ入口を通した前記高分子量ポリマーの流れを妨げるよう構成される、請求項１８に記載の使い捨て流体分析カートリッジ。
20. 前記調製ユニットは、廃棄物チャンバと、少なくとも１つの流体導管を含む第２の流路とを含み、
    前記第２の流路の前記少なくとも１つの流体導管は、前記剛性のベース部分の前記上面に形成された１つ又は複数の溝を覆うように延在する前記可撓性フィルムによって形成され、
    前記第２の流路は、前記試料流体を前記調製ユニット流体入口から前記廃棄物チャンバに搬送するよう構成される、請求項１３に記載の使い捨て流体分析カートリッジ。
21. 前記第１の流路は、少なくとも１つの脆性シールを含む、請求項１３に記載の使い捨て流体分析カートリッジ。
22. 前記マイクロチャネルは、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの幅、少なくとも１０ｍｍの長さ、および１０ミクロン〜１００ミクロンの深さを有する、請求項１３に記載の使い捨て流体分析カートリッジ。
23. 前記キャップ層は、ＰＭＭＡ、ＣＯＰ、ＣＯＣ、アクリル、ポリカーボネート、又はポリスチレンのうちの少なくとも１つを含む、請求項１３に記載の使い捨て流体分析カートリッジ。
24. 前記界面層及び前記スペーサ層は両方とも、感圧性接着剤から作製される、請求項１３に記載の使い捨て流体分析カートリッジ。
25. 前記界面層は前記キャップ層の上面の第１の部分に重なり、
    前記マイクロチャネルの少なくとも一部分は、前記界面層が重ならない前記キャップ層の前記上面の第２の部分の下に延在する、請求項１３に記載の使い捨て流体分析カートリッジ。
    
    
    

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