JPH01502797A - バイオアッセイを正確に、敏速に且つ単純に実施するためのエレメント及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 バイオアッセイを正確に　に且つ単　に　るためのエレメント　び　゛ 技ｊＬ１野 本発明は、診断アッセイ（医療診断）を実施するために電子装置と関係して使用 し得る使い捨ての試薬含有エレメントに関する。更に本発明は、使い捨ての試薬 含有エレメントを使用する診断バイオアッセイを実施する方法にも関する。

背Ｊ１１術 化学、生化学及び生物学的なアッセイのために多数の分析方法が開発されてきて いる。１種類の被分析物の分析のために別個の液体サンプルを使用する方法は、 伝統的に湿式化学法若しくは乾式化学法として特徴付けられる。コストを減らし 且つ方法を、単純化するために、近年では両方の型の手法が自動化されている。

　Ｔｅｅｈｎｉｃｏｎ　（Ｅ）自動アナライザーによって代表される湿式化学法 は、放射分析（例えば：蛍光分析、比色分析又は比濁分析）、電気化学分析（例 えば：伝導度分析、ポーラログラフ分析又は電位差分析）といった通常のセンサ 、及び超音波等のその他のセンサに接続しである、試薬溶液、ポンプ及び液体コ ントロールのバッチを利用する。これらの手法は、装置が大きいことを特徴とし 、一般的に高価であり、複雑であるので熟練した作業員を必要とする。

分散テストは、特に医療的用途においては、多くは光学的測定用のキュベツトを 基にしているが時には乾式化学の「試薬ストリップ」技術に基づいた種々のより 簡単な装置を用いて為されてきた６通常、試薬ストリップは、与えられたサンプ ルを自己計量（ｓｅｌｆ−＋ａｅｔｅｒ）　Ｌ、反応の程度を示すために発色し たり変色する試薬を含有する吸収性構造である。自己計量はするけれども、正確 さ及び精度を最大にするために、試薬ストリップにはサンプルをピペットで滴下 する必要があるものもある。試薬ストリップは、単独で使用してもよいし、色の 強度又は色相を読み込んでその結果を数値に置き換えて表示するための装置と一 緒に使用してもよい、キュベツト若しくは試験管とは違って、サンプルが侵入し た後に試薬ストリップ内で混合若しくは対流は行われ得す、サンプルはストリッ プの元の形態を破壊せずにその中から除去することはできない、適用例の１つで は、試薬ストリップ法は、糖尿病患者が自分の血糖レベルを毎日測定するために 家庭で広く使用されている。

「試薬ストリップ」のより一般的な具体例では、ＥａｓｔｍａｎＫｏｄａｋが、 乾式化学法の従来の多くの弱点を克服した乾式化学装置を紹介した。Ｋｏｄａｋ の手法は順番に配列される平らな多層シートを使用する。最上層が液体サンプル を受容すると、それが下向きに通過しながら分離し、所与の順番で反応する。こ のシートは、少量の液体を受容し、それを再現可能な領域に均等に分配するよう にしである。この領域は多層シートの全面積よりも小さい、シートの各層は表面 と平行な方向でほぼ均質である。サンプルは一旦放射状に広がり（敏速な過程） 、次いで液体の成分は、表面と平行などの平面にもほぼ同じ速度で下向きに移動 することができる。このように均質な反応、濾過等が起こり得る。

被分析物は、温度調節された環境で実施される放射分析若しくは電気化学法によ って多層シート中で検出される。

こうすると、液体サンプル中の被分析物を検出するために動力学的及び静的測定 を使用することができる。

放射線は幾つのかの層を横切る経路でこのアセンブリ中に侵入する。放射線は、 被分析物又は被分析物の成分若しくは生成物によって変更される６例えば、励起 放射線は、被分析物又は被分析物の成分若しくは生成物によって一部吸収される ことがある。変更された放射線は、通常は発色した薄層に隣接する若しくはほぼ 隣接する反射層から、層状のアセンブリを横切って反射して戻ることもある。従 って、（発色層のみの透過と対照させて）反射率を監視することができる。Ｋｕ ｂｅｌｋａ−Ｍｏｎｋ理論によって表される反射率とは、光学的濃度吸収及び散 乱成分から成り、薄濁層を通しての横断方向比色分析よりも感度が高い、しかし 反射率は、データを標準化して解釈するのが比色分析よりも困難であろう。

通常の比色分析は、発色層が通常は薄く且つ透明でないために、試薬ストリップ には実施されていない、励起放射線の経路は（不透明のために多大な光の損失を 伴って）非常に短く、励起放射線が励起される物質と出合う層の厚さによって決 定される。この寸法は測定が速やかに行われ得るように非常に小さく、例えば１ ０〜１００シーであらねばならないので、励起放射線の変更の程度は極めて小さ い、このことは、被分析物（若しくは被分析物の生成物）が励起放射線と非常に 強く相互作用するこの分析技術の適用性を限定し、さもなければ非常に感度の高 い検出装置を使用せねばならない、この方法は、比較的高い濃度で存在する血液 中の被分析物、例えばグルコース、ＢＵＮ、コレステロール及びアルブミンを測 定するのに有効であることが分かった。

生物学的液体、又は工業流水、又は池、湖及び河川において被分析物の濃度を連 続的に監視するために、敏速な可逆化学反応を使用するその他の分析法が開発さ れてきた。

例え゛ば、重症患者の血液中の酸素レベルを測定するための幾つかの方法が提案 されてきた。

しかし試薬ストリップ技術は顕著な欠点及び限界がある。

例えば、一旦サンプルを試薬ストリップに添加して該ストリップの多孔構造に浸 透させると、ストリップの元の形態を破壊せずにはサンプルを除去することも洗 い流すこともできない０例えばイムノアッセイを試薬ストリップを用いて実行す るのは極めて困難であるが、その理由の一部は、遊離及び結合抗原（若しくは抗 体）分子を両分子の混合物から分離することが、通常の多孔若しくは層状構造に おいては容易に実施され得ないからである。このことは、例えば特定の均一反応 配列といった特定の場合の反応にイムノアッセイを適用できる可能性を制限する ことになる０種々のアッセイに共通なステップである混合を伴うインキュベーシ ョンは、試薬ストリップでは混合が初期の毛管作用に依存しているので、通常の 試薬ストリップフォーマットでは容易に実行され得ない。

サンプルが侵入しストリップの多孔構造に浸透した後の試薬ストリップの多孔構 造内で特定の時間強制して対流を引き起こす又は制御するための技術は未だ開発 されていない０通常の試薬ストリップでは、ストリップは吸収マトリッされる。

更に試薬ストリップは、色彩反応の程度を定量的に測定するために、はとんど例 外なく光分析法として反射率を使用する。光透過／吸収比色分析、比濁分析、蛍 光分析、化学発光若しくはエバネッセント波法によって読み取ることができる試 薬ストリップは本発明者は認識していない、蛍光分析測定は試薬ストリップにお いて可能ではあるが、実施が困難である。

上記のように、熟練した医学研究員によって多数の種類の医療テストが実施され ている。これらのテストは、医療疾患を診断及び加療する助力として使用される ので、最も小さい誤差で正確且つ再現可能に実施されねばならない。

比較的短時間で多量のサンプルに正確にこれらのテストを実施するのに研究員を 補助するためには補助装置を使用することが多いが、それらはほとんどが高価で ある。これらのテストのほとんどは常置で行われており、従ってがなり多量のサ ンプル及び反応物質を必要とする。更にこれらのテストにはサンプル調製の程度 を変えることも必要である。

上記理由及びその他の理由で、体液について実施される医医療テストの中には改 良が為されてきたものもある０例えば、上記試薬ストリップ法は医療テストを単 純化し、サンプル及び／又は反応物質の必要量を最少にし、考えられる誤差の原 因を最少にし、並びにコストを低下させることができる。しかし種々の種類の医 療テストは常置でも微量でも正確且つ経済的に実施するのは困難である。この点 について述べると、明確に規定される出発点を与えるために試薬をサンプルと敏 速且つ完全に混合し、反応時間を正確に計測し、反応終了点を明確に決定するこ とが必要な医療テストは、単純且つ安価な装置で実施することは特に困難であり 、測定及び操作における過誤から生じる不正確さを免れない。

この種のテストの１つに血液プロトロンビン時間テスト（以下”ＰＴ″テストと 記述する）がある、このテストでは、（外因性及び一般的な血液凝固の生理学的 経路を介して）血液クロットを形成するのに要する時間を測定する。

通常、凝固アッセイは種々の理由で使用されるが、主として抗凝血剤治療を受け ている患者を監視するために使用される。最も頻繁に実施される凝固アッセイは ＰＴである。

プロトロンビン時間測定は、ワルファリンのような経口抗凝血剤を服用している 患者を監視するために使用される。

これらの患者において凝血を正確に監視することは、反復性のクロット形成（血 栓症）を防止し且つ内出血を防止するのに十分活性な凝固メカニズムを維持する ために重要である。プロトロンビン時間テストは、薬剤投与量を調節して薬剤を うまく制御するための情報を提供する。

通常の実用化では、ＦＴアッセイは液体試薬を血漿サンプルに加えることによっ て実施される。試薬は乾燥形態で与えられるのが一般的であり、主にトロンボプ ラスチンと塩化カルシウムとから成る。乾燥試薬は、使用前に測定量の蒸留水を 加えて再構成される。試薬は感熱性であり、使用前には冷凍が必要である。乾燥 形態での試薬の保存期間は１〜２年であるが、再構成されたときには試薬はかな り不安定になり、数時間内に使用するが又はそうでなければ捨てるかせねばなら ない、再構成された試薬が冷凍されて数日間維持され得る場合もある。

プロトロンビン時間アッセイは、サンプルと試薬を３７℃で混合し、認知可能な りロット（若しくは「ゲルクロット」）が検出されるまで反応の進行を監視する ことによって実施される。ゲルクロットの出現は反応の終了点である。この終了 点は種々の方法、即ち粘度変化、電極反応、及び最も一般的には光分析法によっ て検出することができる０通常はこのテスト結果を正常な（コントロール）血漿 を使用した結果と比較する。

テストを実施する前に、血液サンプルは、抗凝血剤（クエン酸塩）を包含する試 験管若しくは注射器内に収集する。

血液サンプルを遠心分離し、（例えばデカンテーションによって）血漿を赤血球 から分離する。測定量（通常は０．１ｍｉ’）の血漿を反応容器若しくはキュベ ツト内にとベットで滴下する０次いで測定量の試薬□をピペットを用いて手動で 添加するか、又は既知の設定された量の試薬を測定することができるその他の容 積送り出し装置によって自動的に添加する。或いは、サンプルを試薬に直接加え ることもできる０通常は０．２ｍｆｆ１の試薬を使用する。試薬を追加すること によって反応が開始する。

家庭で使用するＰＴ用具で公知のものもある１例えば、ＭｅＣｏｒｓｉｃｋ（米 国特許第３，２３３，９７５号明細書）にはプロトロンビン反応箱（ｐｒｏｔｈ ｒｏｍｂｉｎ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｃｈａｍｂｅｒ＞が記述されている。該箱は 、反応の進行が目視によって監視できるように透明な材料で構成されている。こ の箱を用いて血液プロトロンビン時間テストを実施するためには、測定量の調製 血液サンプル及び測定量の試薬の水溶液を箱に続けて加える０次いで箱を手で震 盪させ、反応の進行を目視によって監視し、ストップウォッチを用いて計時する 。

しかしこのプロトロンビン反応箱には多数の欠点がある。

この箱を用いて実施されるプロトロンビンテストでは調製血液サンプルを使用す る。即ちサンプル操作が必要である。

特定量の調製血液サンプルを箱に加えねばならない、この特定量の調製血液サン プルを得るのに拘わる測定によって結果が不正確となり労力も要する。

更に、この反応箱は試薬を含有する溶液の調製を必要とする。試薬溶液を調製す るのに混合されるべき材料と水の量を正確に測定することは更に別の誤差源とな る６箱に加えられるべき試薬溶液の量を測定することは更に別の誤差源を提供す る。更に、上記のように、試薬溶液を使用せねばならないということは、潜在的 な安定性の問題で好ましくない、試薬溶液を数時間以内に使用しないならば、溶 液は捨てねばならない。

ＭｅＣｏｒｍｉｅｋのプロトロンビン反応箱は、クロット形成時間を測定するた めに反応を目視で観察することに基づいている。これでは試薬と混合させたサン プルを正確に監視することはできないし、（反応時間を測定するときに終了点と 同様に重要な）反応開始点を正確に決定することも、或いは終了点を正確に決定 することもできない。

従って、例えば医療分野における生物学的アッセイを実施するための平易且つ正 確な方法の必要性が強く惑しちれるのである。このような方法はサンプル若しく は試薬のいずれかの最少限の操作を基にするべきである。

サンプル若しくは試薬を含有する溶液調製を必要としないことが理想的である。

試薬の不安定性に関係する問題点を最小にし且つ精度を最適にするべきである。

サンプル及び試薬を有効に混合できるべきである。サンプル操作ができるべきで ある。非常に少量のサンプルしか必要としないべきである。更に、サンプルを自 動的に処理できる、例えば血液中の赤血球を血漿から分離できるべきである。方 法は単純で安価な試薬含有エレメントに基づくべきである。

１１旦塁朋 以上から、本発明の目的は、例えば生物学的アッセイといったアッセイを実施す るための平易な方法を提供することである。

本発明の他の目的は、例えば生物学的アッセイといったアッセイを実施するため の平易且つ正確な方法を提供することである。

本発明の他の目的は、サンプル若しくは試薬のいずれかの最小限の操作に基づい た、アッセイを実施するための方法を提供することである。

本発明の他の目的は、サンプル若しくは試薬を含有する溶液の調製を必要としな い、アッセイを実施するための方法を提供することである。

本発明の他の目的は、試薬の不安定性に関係する問題点を最小にする、アッセイ を実施するための方法を提供することである。

本発明の他の目的は、精度が最適化される、アッセイを実施するための方法を提 供することである。

本発明の他の目的は、サンプル及び試薬を有効に混合することができる、アッセ イを実施するための方法を提供することである。

本発明の他の目的は、サンプル操作ができる、アッセイを実施するための方法を 提供することである。

本発明の他の目的は、非常に少量のサンプルしか必要としない、アッセイを実施 するための方法を提供することである。

本発明の他の目的は、サンプルを自動的に処置できる、例えば赤血球を血漿及び 血液から分離できる、アッセイを実施するための方法を提供することである。

本発明の目的は、診断アッセイを平易且つ正確に実施できる新規なエレメントを 提供することである。

本発明の他の目的は、乾燥試薬がち試薬溶液を調製する必要なしに、診断アッセ イにおいて使用され得るようなエレメントを提供することである。

本発明の他の目的は、最少限のサンプル操作でサンプルを正確にテストできるよ うなエレメントを提供することである。

本発明の他の目的は、アッセイを実施するためにサンプル若しくは試薬を測定す る必要がない、診断アッセイを実施するための新規なエレメントを提供すること である。

本発明の他の目的は、精度を１３ｉＩ化できる、診断アッセイを実施するための 新規なエレメントを提供することである。

本発明の他の目的は、サンプル及び試薬を有効に混合できる、診断アッセイを実 施するための新規なエレメントを提供することである。

本発明の他の目的は、サンプル操作ができる、診断アッセイを実施するための新 規なエレメントを提供することである。

本発明の他の目的は、非常に少量のサンプルしか必要としない、診断アッセイを 実施するための新規なエレメントを提供することである。

本発明の他の目的は、サンプルを自動的に処置できる、例えば赤血球を血漿及び 血液から分離できる、診断アッセイを実施するための新規なエレメントを提供す ることである。

驚くべきことに、本明細書中の本発明の説明から明らかになるであろう上記目的 の全て及び他の目的は、本発明の生物学的診断アッセイを実施するための試薬含 有エレメントの開示で満足された。このエレメントは、相互に関係するサンプル ウェル及び反応容積部を規定するチャネル構造を包含する。前記チャネル構造は 、サンプルウェル内に置かれた液体サンプルが毛管作用によって反応容積部内に 吸い込まれて充填される形状を有しており、反応容積部が充填されると、液体サ ンプルは動かずに滞留する。

このエレメントのアセンブリは、エレメントはベースとオーバーレイとカバーと を包含することができる。ベースは主表面を包含する。オーバーレイはベースの 上に位置している。カバーはベースとは反対側のオーバーレイの上に位置してい る。オーバーレイは、相互に連通するサンプルウェル及び反応スペースを規定す るチャネル構造を有する。

カバーは、分析されるべきサンプルをサンプルウェルに加える手段を備えている 。

アッセイは、アッセイのほぼ全体を通して全般的に動かない反応スペース内のサ ンプルの反応を監視することによって実施される。アッセイの後に、又はサンプ ルを操作するために、サンプルを反応容積部から取り出すことができるが、本発 明のエレメントの形状は、一旦反応容積部が充填されたならばサンプルは動かな いものとする。

該エレメントは上記のようにベースとオーバーレイとカバーとのアセンブリから 成るが、所望の形状を生成するいかなる材料形成技術を使用しても製造すること ができる。

つまり、別個の部品としてのベース、オーバーレイ及びカバーを組み立てる代わ りに、より少数の又はより多数の部品を組み立てることによってエレメントを製 造してもよい。

例えばエレメントは、組み立てると本発明のエレメントになる２つの部品が得ら れる射出成形によって製造することができる。

特定の具体例では、エレメントは更に、外部の光源から反応室へ光を通すための 手段を包含する。この手段を本明細書中では導波路と推移する。このようなエレ メントは反応室から放射される光を検出する手段と共にに使用される。

他の具体例ではサンプルの非光学的特性を測定する。このような測定としては、 例えば伝導度分析、ポーラログラフ分析若しくは電位差分析、又はこれらの組み 合わせを挙げることができる。

勿論、本発明は診断アッセイを実施するための新規な方法も提供する。この方法 は、本発明の試薬含有エレメントの使用に基づいている。実施することができる アッセイは全て液体系アッセイ、即ち液体媒質を使用するアッセイである。この ようなアッセイの特定の例としては生物学的アッセイを挙げることができる。

その反応スペース内に少なくとも１種類の測定量の試薬を含有するエレメントを 使用する。生物学的サンプルは、試薬含有エレメントのサンプルウェルに加えら れる。試薬含有エレメントの形状によって特定量の生物学的サンプルが毛管作用 によってサンプルウェルから反応スペースに吸い込まれる。最も単純な試薬含有 の場合には、一旦サンプルが反応スペースに侵入すると、試薬と反応し、試薬を 溶解する。外部の光源から反応室に光を通す手段を使用すると、全過程を通して 光が反応スペース上に照射される０反応スペースから放出された光を監視するこ とで、溶解過程、反応の進行、反応の終わりを監視して反応時間を決定すること ができる。

１１ＪＬα災員皇五眉 添付の図面を参照し以下に行うより詳細な説明によって、本発明及びその多数の 付随する長所が完全に理解されるであろう０図中の同じ参照番号は、同−若しく は対応する部品を示す。

第１図は、本発明の反応スライドの第一具体例の力°バーの平面図である。

第２図は、第一具体例の反応スライドのオーバーレイの平面図である。

第３図は、第一具体例の反応スライドのベースの平面図である。

第４図は、第１図から第３図に示す部品の斜視分解図であって、エレメントは反 応スライドが組み立てられるように配向しである。

第５図は、組み立てられたときの第１図から第３図のエレメントの平面図である 。

第６図は、カバー、オーバーレイ及びベースが第５図の線分ＶＩ−ＶＩに沿って 切断された、本発明の反応スライドの第一具体例の長手方向断面立面図である。

第７図は、反応スライドが２つのオーバーレイを包含するスペーサを有する変形 例を示す、本発明の反応スライドの部分断面立面図である。

第８区は、本発明の反応スライドの第二具体例の平面図である。

第９図は１本発明の反応スライドの第三具体例の平面図である。

第１０図は第三具体例のオーバーレイの平面図である。

第１１図は第三具体例のベースの平面図である。

第１２図は第三具体例の平面図である。

第１３図は、液体吸収マトリックスを詳細に示す、第１２図の線分Ｘ１ｌｌ−Ｘ ｌｌｌに沿った断両立面図である。

第１４図は、本発明の反応スライドの第四具体例の平面図である。

第１５図は、本発明の反応スライドの第五具体例の分解図である。

第１６図は第五具体例の平面図である。

第１７図及び第１８図はそれぞれ、第１６図の線分ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ及びＸＶ ＩＩＩ−ＸＶＩＩＩに沿った断両立面図である。

第１９図は、反射率測定を実施するために光源及び光検出器を備えた、反応スラ イドの横断方向断面立面図、好ましい光源の断面図、及び光検出器を示す。

第２０図は、反射率測定を実施するためのハウジング内に配置しである反射スラ イドの平面図であって、ハウジングのカバーは取り外したところの図である。

第２１区は、ハウジングにカバーをしである、第２０図の線分ＸＸＩ−ＸＸＩに 沿った断両立面図である。

第２２図は、プロトロンビン時間測定の通常の結果を示すグラフである。

第２３図はプロトロンビン時間を測定するための装置の概略図である。

第２４図は接着層を使用しない反応スライドの変形例の鉛直方向断面概略図であ って、光が該具体例に侵入するところを示す図である。

第２５図は、反応スライド（非断面）、外部導波路及び透過／吸収を測定するた めの装置の使用を示す図である。

第２６図は、光の散乱及び透過／吸収を同時に測定する第２５図と同様の図であ る。

第２７図は、反応スライドと化学発光に基づいた測定を実施するために設置しで ある光検出器とを示す図である。

第２８図は、反射率に基づいた測定を実施するための、部分統合球体の上方に設 置される反応スライドを示す図である。

第２９図は、反応スペースを通る光の散乱及び透過／吸収に基づいた同時測定と 、蛍光エバネッセント波測定におけるカバーの使用を示す図である。

第３０図は、蛍光エバネッセント波測定における反応スライドのベースの使用を 示す図である。

第３１図は、反応スペース内に対流を設定するためのスクリー°ンの使用を示す 図である。

第３２図は、反応スペース内に対流を設定するための永久磁石の使用を示す図で ある。

第３３図は、反応スペース内に対流を設定するためのソレノイドの使用を示す図 である。

第３４図は、反応スペース内に対流を生成するためにカバーの局所的な偏倚を生 成するための装置を示す図である。

第３５図は、熱量測定トランスデユーサを備えた反応スライドの横断方向断面立 面図である。

第３６図は、カバーを取り外し且つ電気化学トランスデユーサを備えた反応スラ イドの平面図である。

第３７図は、粘度トランスデユーサを備えた反応スライドの横断方向断面立面図 である。

第３８図は、連続流量測定を実施するために増強され且つベース上に設置された 試薬含有層を有する反応スライドの長手方向断面立面図である。

第３９Ｉ２１は、試薬含有層が試薬含有ゲルの形態である、反応スペースの領域 内の第３８図の部分図である。

第４０図は、試薬含有層が液体吸収マトリックスの上方に配置された試薬含有膜 の形態である、反応スペースの領域内の第３８図の部分図である。

第４１図は、液体吸収マトリックス及び第二試薬含有層を収容するためにベース 内に凹部を加える変形を施した、第３８図の部分図である。

第４２図は、アッセイを開始するのに使用するための変形を施した反応スライド の図である。

第４３図から第５１図は、ＥＬＩＳＡ型のイムノアッセイの種々の段階における 反応スライドの長手方向断両立面図である。

第５２図から第６０図は、第４３図から第５１図に示した段階の各々における反 応スペース内の物理化学的状態の概略図である。

第６１［２１は、試薬含有マトリックスが反応スペースの実質的な一部を占める 反応スライドの長手方向断両立面図である。

第６２図は、カバーを一部取り外し、共通のベース上に設置された独立した反応 スペースの平面図である。

第６３図は、３つの反応スペースを有する平行に流れる形の反応スライドの平面 図である。

第６４図は、３つの反応スペースを有する直列に流れる形の反応スライドの平面 図である。

第６５図は、２つの反応スペースを有する平行に流れる形の反応スライドの平面 図であり、更に光源及び検出器を示す。

第６６図は、第６５図の線分ＬＸＶＩ−ＬＸＶＩにおける横断方向断面立面図で ある。更に第６５図及び第６６図は、プラスミノーゲンアクチベータ（Ｐｌａｓ ｍｉｎｏｆｅｎ　Ａｃｔｉｖａｔｏｒ）アッセイを制御するのに使用することが できる装置を示す。

第６７図は、選択的ベンティング形成に有効なベントカバーを有する反応スライ ドの長手方向断面立面図である。

第６８図は、ピンチバルブを備えた反応スライドの平面図である。

第６９図は、第６８図の線分ＬＸＩＸ−ＬＸＩＸにおける断面図であって、ピン チバルブを励起するための押し棒を示す図である。

第７０図は、補助導管を有する反応スライドの平面図である。

第７１図は、２種顕の液体がいかに選択的に共通室内に導入され得るかを示す概 略図である。

第７２図から第７４図は、種々の形態のカスケードの概略図である。

第７５図は、凝固反応を測定するために懸濁磁気粒子を使用する装置を備えた反 応スライドの長手方向鉛直断面図である。

るｔ・めの　の。

第１図には本発明の反応スライドの第一具体例のカバー１０の平面図を示す、第 ２図には第一具体例のオーバーレイ２０の平面図を示す、第３図にはベース３０ の平面図を示す。

第４図は、カバー１０、オーバーレイ２０及びベース３０の相対位置を示す分解 図である。

第５図は、組み立てたときの、カバー１０、オーバーレイ２０及びベース３０の 平面図である。

第６図は、本発明の反応スライド１の第一具体例の長手方向鉛直断面図である。

カバー１０、オーバーレイ２ｏ及びベース３０は第５図の線分Ｗ−Ｗに沿って切 断されている。詳細は後述するが、反応スライド１は第１図から第・５図に示し たエレメントに加えて特定のエレメントを包含する。

第１図から第６図を参照すると、カバー１０は薄いガラス若しくはポリマーシー トでできており、通常は透明で、その中にはサンプル受容開口１４とカバーの遠 位端部近傍に細長い開口１２とが形成しである。

オーバーレイ２０は、薄いガラス若しくはポリマーシートでできており、通常は 透明で、その中には切欠部が形成しであるが、前記切欠部は図に示すように、サ ンプル受容開口２２と、反応スペース２４と、反応スペース２４とサンプル受容 開口２２とを連通ずる導管２６とを形成する形状を有する。

（反応スペース２４は、カバー、オーバーレイ及びベースを組み立てると反応容 積部になる。）テーパー形壁２５が導管２６と反応スペース２４との間の転移部 を形成するのが有利である。オーバーレイの遠位端部２８は図に示すように２９ のところでは閉じている。

ベース３０は、シート状のガラス若しくはポリマー材料でできており、通常は透 明であり、カバーｌＯ若しくはオーバーレイ２０のいずれかよりは幾分厚いのが 通常である。

カバー１０及びベース３０はスペーサ６０によって分離されており（第６図）、 スペーサ６０は、ぞれぞれオーバーレイ２０をカバー１０に、オーバーレイ２０ をベース３０に結合する２枚の接着剤層６２の間に挟まれたオーバーレイ２０か ら成る。各接着剤層６２はオーバーレイ２０と同じ形状を有する。即ち接着剤層 の各々は、オーバーレイ２０のサンプル受容開口２２と反応スペース２４と導管 ２６とに対応する形状を有する開口を備えて形成されている。こうして反応スラ イドには、サンプルウェル６４と、反応容積部６６と、反応容積部６６とサンプ ルウェル６４とを連通ずる導管と、カバー１０にある開口１２によって形成され るベント７６とが形成されている。ベント７６は反応容積部６６をスライドの環 境と連通する。

ベース３０に対向するカバー１０の底面はベース３０の上面から、サンプルウェ ル６４内に置かれたサンプルが毛管作用によって反応容積部６６に吸い込まれる のに十分小さな距離だけ離れている。このような作用はベント７６の存在によっ て可能になる。

第５図に示すように、カバー１０の長さく図では左右方向）はオーバーレイ２０ の長さと同じであり、カバー１０及びオーバーレイ２０の幅（図では上下方向） は同じであって、ベース３０の幅よりは小さい。

好ましくは、必要なときに反応スペースから液体を回収するために液体吸収マト リックス（ＬＡＮ）を備える。このためには、第６図に示すような、ＬＡＮ支持 体５２上に固定されるスポンジのようなＬＡＮパッド５１を包含するＬＡＮアセ ンブリ５０を備えることができる。　ＬＡＦＩ支持体５２は、アーム５３と、ベ ース３０上に固定されたタブ５４と、アーム５３及びタブ５４を連結する一体蝶 番５５から成る。アーム５３を下向きに手で又は自動ブレッサー（不図示）で押 すと、　ＬＡＭ５１はベント１２に入り込み、反応容積部６６中の液体に接触し 、それによって液体を引き出す、カバー１０がポリマー材料でできている場合に は、この回収作用は、カバー１０のベント１２に隣接する部分が下向きにたわむ ことによって強化され得ることが分かった。このように吸引が強化されるのは、 カバー１０とベース３０との闇の距離が局所的に狭くなって、それによって狭い 通路が形成されて毛管作用が強化されることによるものであることが分かる。カ バー１０は剛性若しくは可視性の材料で製造することができるが、本具体例では 、カバー１０は可撓性材料で作製しであるのが好ましい。

反応容積部６６内で生じる化学反応の観測及び測定は多数の方法で実施すること ができ、このことについては更に後述する０通常は光学的方法が好ましいが、ど の方法を選択するかは実施するアッセイに依存する。第４図に示すように、この ような測定及び観測を実施するために光が通常通る経路は多数ある。これらの経 路は単独で使用してもよいし組み合わせて使用してもよい。

光経路４０においては、光はオーバーレイ２０の側部から侵入し、まずオーバー レイの閉じた端部２９とテーパー形壁２５との間に位置する部分を通過する。こ のオーバーレイの部分とこれに対応する反対側の部分を内部導波路２７と推移す る。その後、光は反応容積部６６を通過し、反対側の導波路２７を通って出る１ 図に示すように、導波路をこの方向で通過する光は、オーバーレイ２０の上面及 び底面で内面反射する。光経路４０は、反応容積部６６内の液体による光の透過 若しくは吸収に基づいた測定を実施するのに有効であり、この場合では散乱なし に又は散乱を排除してサンプルを通過する前後の光の強度の比を測定する。ベー ル−ランベルトの法則はこの現象について説明している。光源を備えた線状の観 測配列内に標準検出器を使用する。

光経路４１は、まず光が内部導波路２７に横断方向で侵入し、反応容積部６６に 侵入し、次いでサンプルによって散乱し、散乱光の一部がベース３０を下向きに 通過して反応スライドから出るといった光の散乱に基づいて測定が行われること を示す、光の散乱測定若しくは比濁分析は、サンプルによって不可逆的に吸収さ れずに種々の角度で出現する光を測定するものであり、空間／強度分布は粒子の 大きさ、形状、励起エネルギーの波長に依存する。レイリー及びミーの理論は有 効なモデルである。標準検出器を使用し、その例としては光電セル若しくは光電 子増倍管を挙げることができるが、後者は非常に低い光レベルで使用される。励 起源波長は特定の値に固定することができる９通常、検出器は励起の方向から所 与の角度に設定される。

光経路４２及び４３はそれぞれ、カバー１０及びベース３０の側部を通って横方 向に侵入し、それぞれ反応容積部の上方及び下方を直接通過するときに全内面反 射を経て、カバー１０若しくはベース３０の反対側の縁を通って出る光を示す、 詳細は後述するが、このような光経路は、エバネッセント波測定を使用する蛍光 を検出するために使用することができる。

カバー、反応容積部及びベースを通過する鉛直方向光経路や、反応容積部内でサ ンプルからの反射を利用する光経路を含むその他の光経路も可能であるが、経路 に従って光はカバー１０若しくはベース３０を通って反応容積部に侵入したり出 たりすることができる。

通常は迷光が反応スライドに侵入するのを回避することが望ましい、このために は、光の透過に使用されない反応スライドの外部表面を不透明な塗料で彩色する ことが望ましい、このように彩色される表面の選択は、実施するアッセイ及び選 択する測定方法によって決まるものである０部品１０．２０又は３０のいずれも 光の透過に使用しないときには、部品はそれ自体が不透明な材料、例えば金属で 製造することができる。

第４図に示す４０．４１のような光経路を使用する場合には、内部導波路２７の 一方若しくは両方を通してできるだけ多くの光を透過して、損失をできるだけ少 なく維持することが重要となる。接着剤層６２があるとスペーサ６０を光ファイ バーのように作用させることができ、このとき導波路２７は光ファイバーのコア に相当し、接着剤層は６２はクラツディングに相当する。

導波路２７と接着剤層６２との間の屈折率の不適合は、臨界角より大きい角度で 界面に当たる光の全内面反射を引き起こす６例えば第２４図を参照すると、コア ７０、コア７０を取り巻くクラツディング７１及び、コア７０に当たって通過す る入射光！ｉ７２が示しである。コア７０はオーバーレイの内部導波路２７に対 応し、クラツディング７１は接着剤層６２に対応する。

例えば、コア材料７０は屈折率ｎｌが１．６２であり、クラツディング７１は屈 折率ｎ２が１．５２とすると、臨界角の正弦はｎ２／ｎ、、即ち１．５２７１． ６２＝　０．９３８である。従って臨界角は６９．８度である。

第７区は第１図から第６図の具体例の変形例の鉛直方向部分断面図であって、例 えば第６図の左端部分に対応する部分を表す、この変形例では、スペーサ６０は 、オーバーレイ２０とほぼ同一の第ニオ−バーレイロ８を包含する。オーバーレ イ２０と第ニオ−バーレイロ８とを連結するためには第三接着剤層６２を使用し ている。第ニオ−バーレイロ８は第一オーバーレイ２０と同一であるので、第二 の対の内部導波路２７を形成する。追加の導波路２７によって与えられる追加の 断面領域は、内部導波Ｈ＠２７を通って反応容積部６６に導入され得る光の量を 実質的に増加させる。

第８図には、本発明の反応スライド１の第二具体例の平面図を示しである。この 具体例のベース３０及びオーバーレイ２０は第１図から第６図の具体例に示した ものと同一である。しかし、カバー１０はその長さがオーバーレイ２０の長さよ り小さい、端部カバー７５をカバー１０と同一の平面に隙間を形成するためにカ バー１０から間隔を置いて備えである。

この隙間はベント７６を形成し、反応容積部６６を反応スライドの環境と連通さ せる。明瞭化のためにＬＡＮアセンブリ５０は図示していない。

上記具体例の更なる変形例も可能である０例えば、ＬＡＮアセンブリをベース３ ０上に固定することは必ずしも必要でなく、このようなアセンブリは別個に設け ることができるし、手で操作してもよいし自動装置を使用して操作してもよい。

接着剤層６２は省略することができ、その代わりにカバー１０、オーバーレイ２ ０及びベース３０を連結するために例えば加熱封止といった方法を使用すること ができる。この場合、スペーサ６０はオーバーレイ２０によって全体的に形成さ れる。

もう一度第２４図を参照すると、このような場合にはオーバーレイ２０の内部導 波路２７はやはり光ファイバーのコア７０として作用するが、クラツディング７ １はカバー１０及びベース３０によって形成される。

第９図〜第１１図はそれぞれ、本発明の反応スライドの第三具体例のカバー１０ 、オーバーレイ２０及びベース３０の平面図を示す、第１２図はこの具体例の反 応スライドを組み立てたところの平面図である。この具体例は、導管２６を省略 した点と、反応スペースがカバーを通して鉛直方向に連通す　−る代わるにオー バーレイ２０の遠位端部２８が開いていてカバー１０とベース３０との間に長手 方向に通じている点とが第１図〜第６図の具体例とは異なる。

カバー１０、オーバーレイ２０及びベース３０は、前記具体例に関係して記述し たように接着剤層６２を使用して相互に固定することもできるし、接着剤層６２ は省略して、加熱封止若しくは溶剤接着等によって反応スライドの種々のエレメ ントを結合してもよい、加熱封止を使用すると、加熱封止によってできる不連続 面が、光が導波路２７を通過するときの全内面反射が損なわれることが多いこと が分かった。このような損失を補償するためには、そこを通って光が導入される 反射層７８をオーバーレイ２０の導波路２フのすぐ上に置くことができる。対応 する反射層８０をベース３０上に置くこともできる。このような反射層は、必要 によっては本発明の他の具体例においても使用することができる。

第１３図は、第９図から第１２図の具体例の端部が開いた反応容積部と、それに 加えてこのように端部が開いた反応容覆部に使用するのが好ましい形態のＬＡＮ ８２とを示しである。

特に、ＬＡＮ８２はベース３０上に固定してあり、カバー１０の遠位端部１６の 上にもたれ掛かる０反応容積部６６から液体を除去したいときには、ＬＡＮ８２ を押し下げるとカバー１０及びＬＡＮ８２が局所的に変形されて、液体を回収す るためにＬＡＮ８２と反応容積部６６内の液体とが接触する。

第１４図には本発明の反応スライド１の第四具体例の平面図を示す、この具体例 においては第９図〜第１３図の具体例の場合のようにオーバーレイの遠位端部２ ８は開いており、反応容積部６６はカバー１０とベース３０との間で通気する。

カバー１０はオーバーレイ２０よりも短く、オーバーレイ２０の一部はカバー１ ０の下方から図では右方へ延伸するのが分かる。

オーバーレイ２０は、サンプルウェル６４を反応容積部６６に連通させる第一導 管９０と、サンプルウェルを越えるところまで戻って延伸する第二導管９２とを 備えており、導管９２の端部９４はカバー１０の縁を越えて延伸する。第二導管 ９２及びその端部９４は、適当に充填されたことを確定するための目視検査に使 用される。

特に、本発明の反応スライドの通常の使用においては、反応スライドの反応容積 部６６を包含する部分は測定装置内に置かれ、一方、反応スライドのサンプルウ ェルを包含する部分は、必要なときにサンプルをサンプルウェル６４内に注入す ることができるように、測定装置から外へ延伸する。

サンプルがサンプルウェル６４から反応容積部６６内に移行すると、反応スライ ドのその部分は測定装置内に置かれるのでもはや使用者には見えない、従って、 使用者が第二導管９２の端部９４内にサンプルが存在するのを認知することで、 適当に充填されたことが確定される０本発明の反応スライドは、カバー１０が不 透明であるのが最も有効である。或いは、カバーが透明であるならば、第二導管 ９２のほぼ全部が、適当に充填されたか認知するのに使用され得る。このような 場合、第二導管９２が図のようにカバー１０の端部を越えて延伸する必要はなく 、カバー１０の長さはオーバーレイ２０の長さと同じとすることができる。

実施するアッセイの結果を監視するのに使用するのと同じ光検出器を使用する電 子光学手段・によって適当な充填かが監視されるならば、導管９２は必須ではな い、実際、第１図〜第１３図の具体例は第二導管９２を使用していない。

第１５図は本発明の反応スライド１の第五具体例の分解図である。この具体例の 平面図は第１６図に示してあり、特定の鉛直方向横断面図が第１７図及び第１８ 図に示しである。

ベース３０の上にはインサート１１０及びインサートカバー１００が固定される 。インサートカバー１００は通常は、壁１０４を形成するために下向きに折り曲 げられ且つタブ１０６を形成するために横方向に折り曲げられた横方向側部を有 する主平面セグメント１０１によって形成される。タブ１０６は、インサート１ １０をインサートカバー１００の平面セグメント１０１とベース３０との間に設 置してベースと結合されており、壁１０４の高さは通常はインサート１１０の高 さに対応する。

インサート１１０は、外向きのテーパー形壁１１６を端部とする導管１１４と連 通するサンプル受容開口１１２を包含する。インサート１１０の長さはインサー トカバー１００の長さより実質的に短いので、第１６図に示すように反応容積部 ６６はインサートの右側に形成される。

こうすると、反応容積部６６の領域内の壁１０４は前記具体例の内部導波路の機 能を果たし、このためには、少なくとも壁１０４の反応容積部６６近傍に位置す る部分が透明材料で作製されることが分かる。

インサート１１０はベース３０に結合してもよいが、変形も可能である０例えば 、インサート及びベースは、適当な形状及び導管構造に成形若しくは機械加工さ れた一体部品として形成することができる。

詳細は後述するが、本発明の組み立て反応スライドは通常、本発明の反応スライ ドを使用して実施することができる多数のアッセイのいずれかを実施するのにそ の使用が特に選択される１種以上の試薬を包含する０例えば、サンプルウェルを 通して又は好ましくはベントを通して充填することによって液体試薬を反応容積 部内に置くことができる。

次いで試薬を凍結乾燥することができ、凍結乾燥過程の厳密な条件は使用する試 薬の最適必須条件及び種類に依存する。このように予め測定された量の試薬をそ の中に配備して使用の準備が整った反応スライドが製造される。

通常、表面の液体／固体／空気の接触角を変更するために、サンプル若しくは試 薬又は両方と接触する反応スライドの内部表面を変質することが必要であり、従 って表面は、親水特性を大きくするように処置される。このような処置は、サン プルがサンプルウェルから反応容積部に流れるのを容易にする。

疎水（若しくは非極性）表面における接触角を小さくし、それによってより親水 性する方法は多数ある。湿潤剤のような通常使用される表面活性剤（界面活性剤 ）を使用することができる０例えば、少量のトリトン系分散剤、Ｔｗｅｅｎ　（ ヘキシトール無水物の脂肪酸二部エステルのポリオキシエチレン誘導体）系表面 活性剤、及びブリジ（高級脂肪族アルコールのポリオキシエチレンエーテル）系 湿澗剤を使用することができる９表面分子の化学的誘導体化によって表面を変質 すると極性配合団を形成することができる。その他の手法としては、制御電気放 電若しくはプラズマ処理を使用する表面変質を挙げることができる。

反応容積部の高さは重要であって、スペーサ６０の厚さによって規定されること には留意されたい、この高さは均一であらねばならず、（約）ｏ、ｏｏｔ〜０． ０２インチとすることができる０通常、この高さは約０．００２〜０．００８イ ンチが好ましく、最も好ましくは約０．００６インチである。

この大きさは、チャネル内に機能的な毛管作用を得るために適当であるのみでな く、全内面反射による光の光導波路透過に通常必要とされるものと同じ大きさで もある。同時に、この大きさは、後述するように得られる層状の流れの状態が維 持される間に、２相の系（若しくは懸濁液）中の懸濁粒子若しくはセル状材料の 流れの中央に好ましい相の分離を生成するのに必要な大きさとほぼ同じである。

反応スライドを精成するために、サンプル若しくは試薬と接触する全ての材料は 比較的不活性であるべきである。

材料の表面特性は、適当な流れの状態を提供するためにサンプルによって表面が 適当に湿潤になるようであるべきである。通常、接触角は小さめが最もよい。

カバー１０は、常磁性材料の中実の薄いシート若しくは被覆常磁性材料から成る ラミネートで製造してもよいし、又はプラスチック若しくはガラスで製造しても よい。

常磁性材料は鉄若しくはニラクルとすることができる。

塩化ポリビニル、アクリリック、若しくはポリカーボネートといった化学的に不 活性な薄い被覆を使用することができる。封入酸化鉄（例えばマグネタイト）を 有するポリマーを使用することもできる。

更に、カバーは種々のガラス及び溶融石英から製造することもできる。使用する のに有利なポリマー材料としては、ポリカーボネー）　、ＰＥＴ、　ＰＥＴに（ グリコール変質ポリエチレンテレフタラート）、アセテート、アクリロニトリル 及び硝酸セルロースを挙げることができる０種々の同時押出フィルム、複合材料 及びポリマー合金を使用することもできる。

基本的に重要であるのは、寸法的な安定性、剛性、弾性及び（必要によっては） 光学的透明度である。材料が薄いシートに製造され得ることもまた要因となる。

メタクリル酸メチル及びポリスチレンは共に適当な材料とも考えられるが、薄い シートに製造するのは困難である。

通常、カバーは反応容積部よりも表面積（若しくは投影面積）が大きい、カバー は通常はスペーサと同じ長さ及び同じ幅（例えば２インチｘ　Ｏ，５インチ）で あるが、必要によってはより大きくすることも小さくすることもできる。

良〜優良のオーバーレイを製造するのに使用することができる材料としては、ポ リカーボネー）、ＰＥＴＧ、メタクリル酸メチル、ポリスチレン及びガラスを挙 げることができる。しかし、ガラスは所望の形状に製造するのが困難である。良 〜並良のオーバーレイを製造するのに使用することができる材料としては、塩化 ポリビニル、ナイロン（ポリアミド）、ＰＥＴ若しくはポリエチレンテレフタラ ート（例えばマイラ）及びアセテートを挙げることができる。使用可能なオーバ ーレイを製造するのに使用することができる材料としては、アクリロニトリル、 低密度ポリエチレンフィルム、ＰＰ／ＥＶ＾同時押出フィルム、ＥＶ＾／ナイロ ン／ＥＶ＾同時押出フィルム、ＰＰ／ＥＶ＾／ＰＥ／ＥＶ＾同時押出フィルム及 び配向ポリプロピレンフィルムを挙げることができる。使用可能限界のオーバー レイを製造し得る材料としては、ＸＴ及び高密度ポリエチレンフィルムを挙げる ことができる０通常、よりよい材料はよりよい導波路を提供する。なぜならば、 よりよい材料は光の散乱の損失が小さく、最も一般的に使用される励起波長を見 いだすことができる可視スペクトルにおいて透過がよいからである。

オーバーレイをカバー及びベースに固定することができる接着剤も多数ある。ア クリル系接着剤は一般的によい。

最もよい接着剤は幾分可視性を維持し、透明であり、硬化、加圧処理、若しくは その他励起されたときに光の散乱の損失が小さいものである。オーバーレイの長 さ及び幅は広範囲にわたり変えることができるが通常は、３インチｘ　Ｏ，７５ インチのベース上に約２インチｘ０．５インチである。スペーサの厚さは通常は ０．００２〜０．０１０インチの範囲である。これより薄いスペーサでは毛管作 用によるチャネルの流れが妨害される場合がある。これより厚いスペーサでは、 導管の直径がより大きくなり毛管作用が乏しく、反応容積部の縁近傍の空気の界 面で液体を損失し易い。

ベースは中実の支持体であって、種々の材料で製造することができる。材料は、 反応容積部の形状を維持及び支持するのに十分剛性であり、（必要によっては監 視するために）反応容積部領域は透明であり、スペーサ／カバ一部品に結合し得 ることが必要である。テフロンのようなフッ素化炭水化物は、結合するのが困難 であるので、不良なベースとなる。ガラスは使用可能な材料である。ポリカーボ ネート若しくはメタクリル酸メチルのベース材料を用いると優れた結合が得られ る０通常のベースの最低の厚みは、ポリカーボネートのような材料に対しては約 ０．０２０インチである。（透明である必要がないならば）アルミニウム製のベ ースはもっと１くすることができる。ベースが過度に薄いと、容易に折れ曲がり 、取り扱いの最中又はアッセイ中の操作で無意識に反応容積部の容積を変えてし まう、また、ベースが過度に厚いと、温度制御アッセイに平衡な温度に達するま でに長時間を要する。これは特に低温伝導率を有する材料について言える。ベー スの長さ及び幅は変えることができる。ベースは幅が０，２５インチ及び長さが １インチ（若しくはそれ以下）程に小さくすることができる０通常、ベースは幅 が約０．７５インチであり、長さが約３インチである。

この大きさであると、サンプルウェル、連通導管、及びベント用端部を有する反 応容積部のための十分な余地があり、更に、取り扱ったり置いたりするために親 指と人差し指とでスライドを把持するための領域と、使用する分析装置に情報を 提供するための光学的若しくは磁気的に読み取り可能なコードのための別の領域 もできる。前記情報には、アッセイの種類、制御パラメータ、試薬のバッチにつ いての目盛り情報等が含まれる。＠述するように、同じサンプルについて複数の アッセイを実施するのであれば、ベースはより幅広く（若しくはより長く）する ことができる、このような場合には、複数の反応スペースをサンプルウェルと平 行に（若しくは直列に）連通させて使用することができる。ベースは、（例えば 、下層は、反応容積部の下方に孔を備えた、アルミニウム、鉄若しくは他の金属 とし、この層のすぐ上に固定される上層は、ポリカーボネートのような透明材料 の上層として、上層が、下層にある孔を通して光を透過させる反応容積部の底部 を規定するといった２層の）複合材料で構成することができる。

使用に際しては、反射層（第１０図及び第１１図の７８．８０）は、アルミニウ ム塗装の厚膜を与えることによって作製することができる。その他の方法として は、銀金風の化学的めっき及び銀若しくはアルミニウムの真空蒸着を挙げること ができる。その他の製造技術は、例えば厚さ約２０ミクロン（若しくはそれ以下 ）の金属化線状低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）フィルムといった、金属化加熱 封止可能なフィルムを使用することである。塩化ポリビニルリデンといった加熱 封止可能な材料で被覆するならば、その他の金属化ポリマーフィルムも使用する ことができる。金属化加熱封止可能なポリプロピレンフィルム（加熱封止可能な 材料と同時押出されたポリプロピレン）がその−例である。その他には、加熱封 止材料で被覆された金属化セロファンも考えられる。金属化フィルムは反応スラ イドのベース及びカバーに加熱封止することもできるし、接着剤（例えばシアノ アクリレート）を用いて接着させることもできる。金属化ガラスを使用してもよ い。

既に記述したように、本発明の反応スライドの使用の一般に好ましい方法は、反 応スライドの外部に１つ以上の光源と、反応スライドの外部に１つ以上の光検出 器を使用することを含む、このような装置及びその使用の具体例を以下に説明す る。

第１９図には、外部光源１２０の好ましい具体例の鉛直方向横断面、反応スライ ド１の代表的具体例の反応容積部６６の領域における鉛直方向横断面と、反応ス ライド１の反応容積部６６の領域の下方に配置された光検出器１２１を示す、乾 燥試薬１２５が反応容積部６６の壁に付着させである。

この具体例では、光源１２０は、電線１３４を有するＬＥ０１３２を支持するプ ラスチック製ハウジング１３０を備えている０図に見られるように、ハウジング １３０内には階段１３６が形成しである。カバー１０は金属のような不透明材料 で製造することができる。

使用に際しては、光源１２０及び反応スライド１は、階段１３６が反応スライド のベース３０を受容し、且つＬＥＤ１３２がベース３０の上方に反応スライドの 内部導波路２７と接触して若しくは近接して置かれるようにかみ合う。

この第１９図に示す配列は、第４０に番号４１で示したような光経路を使用する ように設計しである。このような測定を実施する装置の具体例の詳細を第２０図 及び第２１図に示す。

ハウジング１４０は、下方ハウジング１４２と、下方ハウジング１４２上に置か れるか若しくは下方ハウジング１４２と一体的なカバー１４４とから成る。カバ ー１４４の壁１４６の下方端部は下方ハウジング１４２の上部１４８から反応ス ライド１が挿入されるのに十分な距離だけ離れている。ｍ方向案内路１５０及び ストップ１５２は反応スライド１の測定のために適当な位置を確立する。光源１ ２０及び光検出器１２１は図のようにハウジング１４０内に置かれる。下方ハウ ジングの上部１４８には、反応スライドのベース３０を通過する光が光検出器１ ２１に到達できるように、反応スライドの反応容積部のすぐ下方に開口１５４が 設けである。

反応スライド１のサンプルウェル６４は、反応スライド１が反応が開始される前 にハウジング１４０内に挿入され得るようにハウジング１４０の外側に置かれて いる。

光検出器１２１は、反応容積部６６へのサンプルエントリーの進行、続いて反応 容積部６６内の反応の進行を監視するために使用することができる。光源１２０ 、反応容積部６６及び光検出器１２１は、装置内の周囲の光からは隔離されると ころに置かれる１周囲の光に暴露される反応スライド１のこれらの部分は不透明 な材料で製造しであるか、又は反応容積部６６からの迷光の排除の助けとなるよ うに彩色しであるのが望ましい。

温度コントロールは、エレメント１５６として概略を示しである熱調節装置のヒ ーターによって反応スライドに与えられる。このようなヒーターの１つの形態と しては、プレート１４８の底部に固定された伝導ヒーターストリップ１５７があ る。使用する熱調節装置の形態とは無関係に、少なくともプレート１４８の温度 を３７℃に維持できるものが望ましい。

第２０図及び第２１図に示す装置は市販可能な標準的形態ではないが、反応スラ イドに使用するための注文設計である。

分散テストに通常使用可能なその他の装置の場合のように、光学的若しくは磁気 的コード読み取り装置が、実施されるアッセイ及び使用される特定の反応スライ ドと、目盛りとを認識するために備えであるのが好ましい、このようなコードは 製造に際して反応スライドに付加することができる。

更に、（後述するように）必要によっては混合するためにその他の構造を与える ことができる。以下に記述するように、図に示す装置と、システムマイクロプロ セッサ、ディスプレイ若しくは他の表示手段、必要なアナログ−ディジタル変換 器、電力供給源等が関係することが望ましい。

第２１図から分かるように、壁１４６の下方端部とプレート１４８との間の間隔 は、周囲の光を排除する助けとなるためにできる限り小さくすることが望ましい 、従って、この装置の具体例は、第６図に示すようなＬＡＮアセンブリ５０を備 えた反応スライドの使用のようにはならない、従って、別個のＬＡＮをベント７ ６から進めたり引っ込めたりするための可動性構造をハウジング１４０内に備え ることができる。

第２０図及び第２１図に示した装置を使用して実施することが有利であるアッセ イの種類にはプロトロンビン時間の測定がある。このような測定の結果を第２２ 図を参照して説明する。

第２２図は、乾燥トロンボプラスチンカルシウム試薬を包含する反応スライドの サンプルウェル６４内に血漿サンプルを置いたときに得られる光の散乱曲線を示 す、この曲線は予期に反するもので、液体試薬を使用する同じアッセイに対して 見られる９０”光散乱信号とは全く異なる。液体試薬を用いたそれ以前の研究で も同じ型の光検出器が使用された０例えば０ｂｅｒｈａｒｄｔ、Ｂ、Ｊ、Ｍｏｎ １ｔｏｒｉｎ　Ｓ　ｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｆｕ旦、＾ｕｔｏｓａｔｅｄ　Ｐｒｏｔ ｈｒｏｍｂｉｎ　Ｔｉ餉ｅ　Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ、Ｄｉｇｅｓｔ　ｏｒ ｔｈｅ　７ｔｂ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｅｅ　ｏｎ　 Ｍｅｄｉｃａｌ　ａｎｄＢｉｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、スト ックホルム、スウェーデン。

１９６７１ｐ、１８７参照、但し、前記文献は参照のため本明細書に包含される ものとする。しかし液体試薬を用いると、有益性が落ちた異なる曲線が得られる 。上記文献の曲線を生成するために、本発明と同じ光検出器を使用し且つ液体試 薬を使用する装置が米国特許第３，４５０，５０１号明細書に記述されている。

この特許明細書は参照のため本明細書に包含されるものとする。

液体試薬及び血漿サンプルを使用して実施されるプロトロンビン時間測定では、 散乱強度曲線は低いところから出発し、試薬を追加するにつれて増加し、ゲルク ロットの形成のところで更に増加する。

乾燥試薬を用いるのとは結果が異なることは以下のように説明することができる が、以下の説明は、本発明を用いて得られる結果の一般的な説明を与えるための ものであってこれに限定されない、第２２図によると、サンプルは導管２６を敏 速に移行し、反応容積部６６に侵入する。液体の前線は速やかに進み、反応容積 部に満たされ、試薬１２５を溶解し、凝固反応を開始する。光検出器１２１によ って検出される光の強度（第２２図）は最初は１６０で示されるレベルである。

これは、乾燥試薬が高い屈折率を有するからであると考えられる１時間内の特定 のところ１６２でサンプルを追加すると、試薬の溶解のために光の強度は１６４ で示すところで急激に降下し、このことは明らかに屈折率の適合を向上させる。

サンプルが反応スペースに移動するときに空気を排除すると、恐らく屈折率の適 合に非常に貢献する。下降していた散乱曲線は横ばい状態になり、その後１６６ を開始点として上昇１６８が認められる。この上昇は、この点近傍で時間内にゲ ルクロットを形成した重合系が原因となって散乱光の強度が増加したことによる 。散乱強度はよりゆっくりと上昇し続け、ｉ＆終的には横ばい状Ｒ１７０になる 。

プロトロンビン時間は、サンプル追加１６２とクロット形成終点１６６との闇の 時間と等しいか、又はかなり関係している。プロトロンビン時間（間隔１７２） はく例示した特定のアッセイに対しては）横座標の下方の１５秒間で示される。

これは、乾燥試薬を用いた光散乱測定によって実施されるプロトロンビン時間測 定の最初の成功例であると思料される。

第２３図は、第２２図のアナログ信号がどのように解釈されるかを示す概略シス テムブロック図である。光源１２０は反応スライド１に光を透過させる。９０° の光の散乱はフォトデテクタ１７２により監視され、１７６で増幅される。ディ ジタル化は１７８で実施され、ピーク及び勾配の検出はブロック１８０で実施さ れる。１８０では開始時刻及び終点検出並びに動力学曲線特徴が決定される。形 成されたディジタル情報は他の入力及び出力１８４を有するマイクロプロセッサ ＣＰＵ１８２に送られる。ブロック１８６はデータ及びプログラムメモリを含ん でいる。結果はディスプレイ１８８で読み取られる。アッセイ動力学の監視に加 えて、反応スペース内へのサンプル流入の力学及び試薬との初期相互作用も反応 スライドの形状及び構造の結果として監視される。従って、曲線の初期下降は適 正なサンプル添加の品質管理のための情報を提供する。

上記例は光散乱により実施される測定の一例である。さて今度は反射により実施 される測定の例について説明する。

この具体例では、反射率の変化を使用して凝固反応中の粘度の変化を監視する。

第７５図は永久磁石１９５の上方で且つごく近傍に配置された反応スライド１を 示す、永久磁石１９５の下には所望の周波数で電圧を断続するための電源１９９ により駆動される電磁石１９６が配置されている。入射光を提供するための光源 も設けられており、反応容積部６６内でサンプルから反射される光線を検出する ために検出器が配置されている。

反射光線１９８は検出器４００により検出される。検出器４００は第７５図に示 すように、９０゛〜１０°の間のあらゆる位置に配置され得る。好ましくは検出 器４００は９０°〜４５゛の間、最適には９０°〜７５°の間に配置され得る。

このような装置を使用して首尾よ〈実施された測定について以下に記載しよう。

凝固試薬及び該試薬に懸濁した不活性磁性粒子のスラリーを形成することにより 、予め反応スライドを作成した。

凝固試薬はトロンボプラスチン−カルシウム、磁性粒子はマグネタイトとした。

不活性磁性粒子は液体試薬１１当たり約５〜５０Ｂの範囲の場合に良好に作用す る。スラリーを反応スライドに付着させ、凍結乾燥させた。

アッセイを実行するために、反応スライド１を第７５図に示した位置で装置に導 入した。光源は発光ダイオード、検出器はシリコンフォトダイオードを使用した 。チャート記録器をフォトダイオード増幅器にＡＣ連結した。永久磁石１９５は シート状（可撓性又は剛性磁性材料のいずれから作成してもよい）とした、電磁 石への電力は１ヘルツの周波数で断続した。血漿サンプルをサンプルウェル６４ に導入し、反応容積部６６に充填し、乾燥試薬を可溶化させ、１９７に示すよう に磁性粒子を再懸濁させ、凝固反応を開始した。永久磁石１９５は磁性粒子を下 方に吸引させ、永久磁石の平面に平行な配向でベース３０に吸着させる。一方、 電磁石１９６に供給されるエネルギーの各サイクルは磁性粒子を鉛直磁場線に沿 う整列配向で小さいホイスカーにように直立させる。

このような各エネルギーサイクルの終わりに粒子は再び横たわる。

検出された反射光１９８は、磁性粒子の配向の上記変化に従い光強度の経時変化 パターンを示す、光強度は粒子が直立しているときよりも横たわっているときの ほうが弱い。

検出された光強度は、サンプル添加の初期ピークを示す。

その後、検出される光強度は電磁石１９６のサイクリング周波数に従って最大及 び最小値の間を変化する。クロット形成以前の期間中、検出される光強度の最大 及び最小値の差は増加する。一方、ピーク間光強度の振動はクロットが形成され 始めると最大値から低下し始める。この点で終点に達する。プロトロンビンの場 合、サンプル添加ピーク及びクロット形成もしくはクロット発生（終点）の間の 経過時間は容易に測定される０分解能は振動周波数を増加させることにより増加 され得る。

プロトロンビン時間を決定するためには、全血及び血漿を使用すると上記アプロ ーチは極めて良好に機能する。他の型の血液凝固アッセイにも良好に機能するこ とが期待される。測定は反射光を使用する上記方法でなく透過光を使用しても実 施され得る。も２とも、透過光は反射光を使用する場合はど適当ではないと思わ れる。

以上、光散乱測定の一例及び光反射測定の一例について説明した０次に、このよ うな測定のために反応容積部６６に光を導入する別の手段、及び他の型の光学測 定について検討することにしよう、特に、透過／吸収、化学発光、反射、蛍光及 びこれらの方法の組み合わせに基づく光学測定について検討しよう。

透過／吸収、もしくは光学密度測定は、散乱の不在（又は除外）下にサンプルに 光を透過させる前後の光強度の比を測定するものである。この現象はＢｅｅｒ− Ｌａｍｂｅｒｔの法則により説明される。第２５図に示すような光源と共に「視 線（ｌｉｎｅ　ｏｆ　ｓｉｇｈｔ）」構造で標準検出器を使用る。白熱又はＬＥ Ｄ光源を使用してもよい。

第２５図は同様に、反応スライドに光を導入し、反応スライドから離れた光を測 定する別の手段を示す、特に２つの外部導波路１９０，１９１が設けられており 、該導波路は、夫々反応スライド１の内部導波路２７の一方に入射光を送り、他 方の内部導波路２７を透過した光を受け取り、受は取った光を光検出器１２１に 送る。外部導波路１９０，１９１は、上述のように反応スライドのオーバーレイ ２０を形成するために使用される同−型の材料から作成され得る。従って、外部 導波路１９０．１９１を使用すると、第１９図に示したポリマーハウジング１３ ０の代用として反応スライド１に光を導入するための構造を実現できることが理 解されよう。

波長選択のためには光学フィルター１９２が使用され得る。

第２５図では比色又は比濁測定が実施される。光線はフィルター１９２を透過し 、外部導波路１９０及び内部導波路２７を通って反応容積部６６を照射する。該 光線は反応容積部、右側の内部導波路２７を通り、任意手段である第２の光学外 部導波路１９１を透過する。光線は次に適当な検出器１２１に送られる。

第２６図では、散乱光を検出するための第２の光検出器１２１及び９０°又はほ ぼ９０°で散乱された光に検出を限定するためのアパーチャ１９４が第２５図の 構成に加えられている。

アパーチャ１９４は第２２図のアパーチャ１５４と同様である。従って第２６図 は、散乱及び吸収の同時検出を可能にする具体例を示す、この具体例は第４図の 光通路４０及び４１の組み合わせに基づいている。この監視方法は特徴的な吸収 スペクトルを有する沈澱又は大きいポリマーの形成中に有用であり得る。

第２７図は、透明ベース及び検出器１２１と共に反応スライド１を使用する具体 例であるが、化学発光反応により開始される以外の光源は反応スペース内に形成 されない、化学発光反応はサンプルの添加により励起され得る。

第２８図は反射に基づく具体例を示す０部分統合球体２００に光源１２０及び光 検出器１２１が取り付けられている６部分統合球体は反応容積部６６及びカバー １０を有する反応スライド１のベース３０の下に配置されている１反応スライド 内から部分統合球体内に反射される光線が検出されると、反応の測定が可能にな る。内部導波路に透過させるためにスペーサ６０を使用しないことに留意すべき である。第２７図で実施される型の測定には内部導波路は不要であるが、勿論必 要に応じて使用することもでき、その場合は内部導波路を通って射出する光を遮 断するように検出器を配置する。

より一般的には、このような反射測定では表面又は表面層から任意の所望の方向 に反射された光を検出する。波長特性用フィルターと共にフォトダイオード又は 光導電セルが使用され得る。　Ｋｕｂｅｌｋａ−Ｍｏｎｋ理論が反射システムに 有用なモデルである。

別の検出方法としては蛍光に基づく方法もあり、該方法は蛍光性材料、則ち紫外 光を吸収し、それよりも長い波長の光、多くの場合可視範囲の光を発生する材料 を使用する。

蛍光測定法は例えばクロマトグラム上のサンプルを定量するために光密度測定法 と同様に反射モードで使用され得る。

変形も可能であるし、他の検出モードと組み合わせて蛍光を使用してもよい０例 えば、比濁測定と同様にサンプルの透過方向から一定の角度、典型的には９０° に検出器を配置すればよい、第２９図及び第３０図に関して以下に記載するよう に、蛍光は例えば固体／液体界面のエバネッセント波を使用しても検出され得る 。第４図の４２及び４３に示すような光通路が使用され得る。

第２９図は、反応容積部６６の比色（又は蛍光）測定の代用として又はこれと同 時に壁（カバー／液体界面）の近傍で蛍光エバネッセント波測定を実施するため に反応スライド１がどのように使用され得るかを示している。典型的には反応ス ライドの一部を構成せずにカバー１０の頂部に支持されている第１のプリズム２ ０２は、第１の外部導波路１９０に装着され且つ該導波路により機械的に支持さ れており、一方、該導波路は反応スライド１のベースの頂部に支持されている。

蛍光光１ｉ４２はプリズム２０２により屈折されて射出し、臨界角度よりもやや 大きい角度でカバー１０に入射する。光線４２はカバー１０内で２０６で示すよ うに内部全反射し、反応容積部６６内のカバー１０及び液体の間の界面に強いエ バネッセント波を発生する。エバネッセント波はアッセイに関連する近傍に結合 している蛍光分子を励起する。内部全反射光は次にカバーから射出し、第２の外 部導波路１９１の頂部に配置された第２のプリズム２０４により除去され、シス テムから出る。蛍光発光は反応スライドの透明ベースの下に配置された検出器１ ２１により検出される。

光線４０は外部導波Ｂ１９０及び内部導波路２７を通ってシステムに送られ、反 応容積部６６を照射する。該光線は反対側の内部導波路２７及び第２の外部導波 路１９１を通って射出し、反応スライドの横に配置された検出器１２１により検 出される。

照射光４０及び４２は典型的には同−又は類似の波長を有しているが、異なる発 光スペクトルで分子を励起し得る。同図において、ベース３０の下に配置された 検出器１２１はいずれの励起光線に由来する蛍光発光も検出するように示されて いる。対の検出器を使用してもよい、後述するような方法を使用すると反応容積 部６６内に対流が形成される。

第２９図の構成によると、バルク液体様の反応及び壁における同時レセプタサイ ト相互作用を含む複雑な反応の進行を監視することができる。

第３０図はエバネッセント波蛍光検出を使用する別の構成を示す、この構成の一 適用例は血液サンプル中のへマドクリットの迅速測定である。この場合、反応ス ライドのベース３０の下にプリズム２０２及び２０４を配置し、初期光線４３か ら内部全反射光２０６を発生する。この例では光を透過するためにスペーサ６０ は使用されない０反応容積部６６と反対側のベース３０の下には検出器１２１が 配置されている。可溶度の高い蛍光染料は反応容積部の内側のカバー壁又はベー スに可逆的に吸収される。染料は毛管又は侵入型構造を有する多孔度の高いスペ ース充填可溶性親水性ポリマーに含有され得る。蛍光染料は血球に侵入及び接着 することなく且つ血漿に適合性であるように選択される。一般に、溶液中で負の 純電荷を有するほとんどの蛍光染料は赤血球及び血小板（負の表面電荷を有する ）の表面に結合又は吸着しないので、このようなほとんどの蛍光染料が適当であ る０例外は赤血球に侵入し得る染料である。これらの例外は一般により大きい適 当な分子（例えばデキストラン又はポリグリコール）との共有結合により使用可 能になる。

血漿サンプルが反応容積部６６中に入ると、染料は迅速に血漿中に溶解し、後述 するように溶解の迅速性はスペース充填可溶性ポリマー中のねじれた通路を通る 流れの動力学及び／又は電気機械的混合効果により促進される。従って、壁の近 傍の蛍光信号は迅速に定常状態に近付き、血漿中の蛍光濃度を示す、この濃度、 染料（及び使用する場合はポリマー）の既知の容量及び反応容積部の容積から、 血漿容量及びヘマトクリットを容易に計算することができる。

ヘマトクリット決定方法 染料としては、ローダミンＢ、ベルベリン硫酸塩、臭化エチジウム、メチレンブ ルー、チオニン等、例えばシアニン染料（例えば３．３゛−ジエチルオキサジカ ルボシアニン）が挙げられる。

染料希釈によるヘマトクリット決定方法は従来から使用されている（Ｅｒｉｅ　 Ｐｏｎｄｅｒ、　Ｂｅｇｏｔ　ｓｉｓ　ａｎｄ　Ｒｅｌ＋匹ｅｄ　Ｐｈｅｎｏ− ｍｅｎａ、Ｇｒｕｏｅ　＆　５ｔｒｉｔｔｏｎ、Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ、１９４８． 　ｐｐ、５ｌ−５３）。

該方法は例えば連続フローアナライザーのような各種の形態で適用されている（ Ｏｂｅｒｂａｒｃｌｔ、　Ｂ、Ｊ、及び０ｌｉｃｈ、　Ｊ、、米国特許第４，０ ９７，２３７号）、最近では、毛細管中でエバネ・７セント波蛍光を使用する方 法が適用されている（Ｂｌｏｃｋ、　Ｍ、Ｊ。

及び旧ｒｓｃｈｆｅｌｄ、Ｔ、Ｂ、　、ヨーｏ　ツバ特許出願公開第０１２８７ ２３号；出願番号８４３０３７５９．９号；出願口１９８４年６月５日；公開日 １９８４年１２月１９日）。

本発明は、他の方法よりも迅速な試験結果をもたらすように、染料を迅速に溶解 させるか又は染料の溶解を助長するために自給式対流効果を使用するという点に 改良点がある。以下により詳細に記載するように、強制対流により形成される横 方向に流れる系における決定の精度の増加という点でも改良が加えられる。この 流動系では横方向の流れが形成されると、血球（特に赤血球）は流体力学的上昇 力により平均して流れの中心に向かって上昇する傾向がある。

一方、このようにエバネッセント波の励起領域から血球が除去されると、蛍光測 定において蛍光妨害アーチファクトを排除するための期間が得られる。

次に、反応スライド１の反応容積部６６内に強制対流を誘導するための各種の方 法例を第３１図〜第３４図に関して説明しよう、このような強制対流は迅速且つ 十分な混合を促進する。

第３１図は、反応スペース内に配置された微細常磁性メツシュ又はスクリーン２ ０８を示す、スクリーン２０８はカバー１０及びベース３０の間に挟むことによ り支持され得る０図例ではスクリーンの側縁部は上部接着層によりオーバーレイ ２０に圧着されている。メツシュ２０８は反応容積部６６内に閉じ込められなが ら並進運動又は撓曲できなければならない。

メツシュは例えばニッケルのコーティングを有する金属めっきポリエステルスク リーンであり得る。他の態様も可能である６例えば、スクリーンは磁性酸化鉄を 含む分散液で被覆されたナイロン又はポリエステルから作成され得る。

あるいはスクリーン自体を鉄又は銅から作成し、エラストマーコーティングのよ うな保護プラスチックコートで被覆してもよい、メツシュの代わりに、固体可撓 性サポートを使用し、マグネタイトのような磁性粒子の分散アレーに不活性ポリ マーを被覆し、固体支持体に結合させてもよい。

振動磁場は適当な経時変化電源２１２に連結された電磁石２１０により給電され る。この磁場の影響下で、メツシュは駆動信号が加えられる限り反応容積部に含 まれる液体中の連続振動流の発生に転換する機械的振動を受ける。誘導された流 れは、（ｉ）サンプル及び試薬を含む反応容積部内に定常状懸レベルの対流を維 持′し、（ｉｉ）試薬を迅速に溶解させるのを助長し、又は（ｉｉ）壁（カバー 又はベース）の近傍の対流を増加して結合試薬への種の運搬を助長するために使 用され得る。

第３２図は混合のための別の構成を示す、同図中、永久磁石２１４はカバー１０ に固着され、２１２からの電気駆動信号により給電される電磁石２１０により上 下振動状態に駆動される。

カバー１０は本質的に１単位として磁石２１４と共に移動し、反応容積部６６中 の容積を周期的に変化させる。液体の流出入により混合が生じる。ここで生じる 混合はカバー／液体界面の近傍で液体を移動させるために好適である。この型の 混合を得るためには、カバー１０を薄い常磁性材料から製造し、別個の磁石２１ ４の必要をなくす、別個の磁石を使用する場合はドーナツ形又はディスク形であ り得る。また、可視性セラミック磁性材料から作成してもよい、類似の構成は第 ２９図及び第３０図にも示しである。

第３３図は反応容積部６６内に制御下の対流を発生及び維持するための別の構成 例を示す、この場合、ロッド２１８と、ロッド２１８を押してカバー１０を偏位 させるように適当な間欠的一方向性又は経時変化性電源２２０により駆動される コイルとを有するソレノイド２０６が使用される。ソレノイドは電流の停止後に ロッドと上方に戻すようにばね荷重式であり得る。

第３４図に示す別の例では、旋回ディスク２２６の孔２２４を貫通する突出エレ メント２２２が配設され得る０図示するようにテンションばね２２８が突出エレ メント２２２シを下方に偏倚させる。駆動部２３０はまずディスク２２６を下方 に移動させ、突出エレメント２２２と反応スライドのカバー１０とを接触させる 。この時点で突出エレメント２２２は、ばね２２８によりより決定される大きさ の力で局在圧力点でカバー１０に押し当てられる。その後、駆動部２３０はディ スク２２６をその軸の周囲に回転させ、局在圧力点がカバー１０の上部表面上に 円を描くようにする。従って、カバー１０は突出エレメント２２２の位置に従っ て円形パターンを描くように局在偏位する。

カバー１０のこのような局在偏位により反応容積部６６内に混合が生じる。　０ ．１００インチの直径円形横断面及び円形底部を有する突出エレメント２２２で ３オンスの力を加えた場合、ポリカーボネートカバー１０に０．００５インチの 偏位が生じ得ることが判明した。

更に別の混合アプローチ（図示せず）は圧電材料から製造されるか又は圧電材料 が装着されたカバーを使用する方法である。この場合、カバーの運動は適当な電 圧を印加することにより圧電的に形成される。

上記に示したように、本発明の反応スライドは非測光法を使用して結果を測定す るようなアッセイを実施するために使用され得る０則ち、光エネルギーの変換（ 例えば光導電、フォトダイオード又は光増倍管型のトランスデユーサ）に加えて 、反応スライドはエネルギー変換のための他のメカニズムを使用してもよい０本 発明の反応スライドに適用可能な他の型のトランスデユーサとしては、熱量測定 トランスデユーサ、電気化学トランスデユーサ及び粘度トランスデユーサがある 。これらの例を第３５図〜第３７図について説明しよう。

第３５図は本発明の反応スライドの具体例の横断方向鉛直横断面図である。サー ミスタ、熱電対又はサーモバイルのような熱量測定トランスデユーサ２３２は、 トランスデユーサ２３２の少なくとも一部が反応容積部６６に直接―呈されるよ うに反応スライドのベース３０により取り付けられる。べ−ス３０に埋設された 電気リード２３４はトランスデユーサ２３２から既知の方法でベース３０に取り 付けられた電気接点２３６に延びている６例えば、電気接点２３６ば導電性粉末 を含有する従来の厚膜ポリマーであり得る。電気接点２３６には適当な器具が装 着されている。

熱量測定トランスデユーサ２３２は等温系における温度変化又は熱入力もしくは 出力を測定するために使用される。

則ち、化学反応中に発生される熱が監視され得、反応熱に関連する情報を使用し て分析物の濃度を定量するために使用され得る。

以下に詳細に説明するように°、本発明の反応スライドは液体が所定の時点で反 応容積部６６に侵入及び排出できるように精成され得る。このような場合、熱量 測定トランスデユーサ２３２を使用すると、反応容積部内におけるサンプルの滞 留前後の温度が測定され得る。滞留中は、例えば反応スライドのベース３０内の 抵抗ヒーター２３８により既知量の熱が液体に伝達され得る。（熱入力前後の） 温度変化から、液体の比熱容量（及び純粋な溶解分析物の分析物濃度及び適度な 濃度）が既存の方法により測定され得る。

次に、カバーを除去した本発明の反応スライドの平面図である第３６図に関して 、電気化学トランスデユーサの使用を説明しよう１反応容積部６６には第１及び 第２のｉ！２４０゜２４２が相互に所定の間隔で配置されている０図例では、電 ｒｉ１２４０及び２４２は既知の方法を使用してベース３０上に堆積された導電 性円形領域である。各電極から反応スライドのベース３０上に形成された電気接 点２４６に電気リード２４４が延びており、内側電極２４２からの電気リードは 外側電極２４０に接触しないように配置されてる。

このような電気化学トランスデユーサはポテンショメーター型（例えばｐＨ測定 電極）であり得る。このような場合、分析物種濃度に比例する電圧が発生され得 る。

また、例えば真空蒸着された金及び銀を使用する電流測定法を使用してもよい、 参照電極、動作を極及び測定電極のような２又は３個の電極を有する電流測定シ ステムであるポーラログラフィシステムが使用され得る。−例として電流測定ポ テンショスタットがある。このようなシステムは検出すべき分析物種に依存して 種々の電解電量計測掃引パターンを加えることにより使用され得る。

更に、導電率法を使用してもよい、このような場合、分析物の存在下のｔ′！ｆ ！はコンダクタンス又は抵抗が変化する。

この型の例としては、ポリアセチレン、ポリピロール等のような小寸法材料から 製造された電極が挙げられる。

酵素電極システム及び抗体電極システムも使用できる。

第３７図は、粘度トランスデユーサの使用を示す０反応スライド１のカバー１０ 上には歪みゲージ２４８が取り付けられている。歪みゲージ２４８を使用すると 、カバー１０の撓曲又は運動速度、あるいはソレノイド駆動型押しロッド２５０ により加えられる押し下げからの復帰速度を測定することができる。従って、反 応スペース内の凝固反応で発生するような反応容積部６６内の流体の粘度の変化 も粘度監視により測定され得る。

粘度監視は、以下に記載するように反応容積部６６に一定の液体流の流入及び流 出が確立されるような型の測定で有用である０反応容積部６６内の液体の粘度が 増加すると、遅れが増加し、カバーの運動が遅延する。

粘度測定で歪みゲージ２４８を使用する代わりに、カバー１０に取り付けた圧電 素子を使用してもよい。

上記に記載したように、本発明の反応スライドは予め測定された量の試薬を保存 することができる。試薬を保存する方法としては、液体試薬を反応容積部内に配 置してがら乾燥させ、乾燥した試薬で反応容積部の内側表面を被覆するような方 法が既に記載されている。そこで、他の方法を第３８図〜第４１図及び第６１図 に関して説明しよう、第３８図は本発明の反応スライド１の一部の継断面図であ る。同図は反応容積部６６の領域でベース３０上に配置された試薬含有層２５２ を示している。必要に応じて試薬含有層２５２は図面よりも更に左側に延びてテ ーバ状壁２５、導管２６あるいはサンプルウェル６４まで延びてもよい０図例の 反応スライドは横方向に開口する型（即ちカバー１０にベント開口がない）であ るが、試薬層２５２はあらゆる態様で使用され得る。

第３９図は第３８図の反応容積部の領域の部分鉛直断面図であり、第３８図に示 すような試薬含有層２５２の第１の具体例を示している。特に、試薬含有層２５ ２は試薬反応ゲル２５４の形態である。

第４０図は試薬含有層２５２の第２の具体例を示す同様の図である。特に、層２ ５２は薄い多孔性の親水性（半透過性）膜の上部層２５６を含んでいる。膜２５ ６は液体吸収マトリックス（ＬＡＮ）の形態である第２の層２５８に付着されて いる。

第４０図に示した具体例は、全血をサンプルとして使用する場合の血漿分離に特 に有用である。特に、血漿はｇ　２５６を通ってＬＡＮ２５８に吸入され、ここ に保存される。このようなアッセイの委細については後述する。この具体例の各 種の変形も可能であり、例えば層２５２がＬＡＮの上表面に微細な孔構造を形成 するように１いポリマーコーティングをその上に有するようなＬＡＮ２５８を含 むようにし、ＬＡＮの上部膜がｇ　２５６により果たされると同一の機能を有す るようにしてもよい、即ち、薄いポリマーコーティングの微細孔は血球を拒絶す るが血漿を許容する。あるいは、全層２５２を微孔スポンジの単一層から精成す るようにしてもよい。

第４１図は、反応容積部６６の近傍における本発明の反応スライドの別の具体例 の部分鉛直断面図である。この具体例も同様に、全血がサンプルであり血漿分離 後の所望の時に反応を開始するために使用されるような場合に有用である。

反応スライドのベース３０にはキャビティ２６０が形成されている。キャビティ ２６０の底部には試薬含有層２６２が配置されており、その頂部には不活性環状 スペーサ２６４が配置されている。スペーサ２６４の上にはＬＡＮ２５８が配置 されており、こうしてＬＡＮ２５８及び試薬含有層２６２の間にギャップが形成 される０反応容積部６６内にはＬＡＮ２５８と接触する血漿分離膜２６６が配置 されている。

反応容積部６６内に全血を収容すると、血漿は膜２６６を通って吸引され、ＬＡ Ｎ２５８内に保存される。このような分離を達成後、手動又は自動的に（例えば ソレノイドドライバーにより）カバー１０を押し下げてＬＡＮ２５８及び試薬含 有層２６２を接触させることにより、任意の所望の時点で反応が開始され得る。

このような接触により所望の時点で反応が開始する。

第６１図は、試薬を反応スライドに導入するために別の方法を示す本発明の反応 スライドの縦断面図である１反応容積部６６は透過性ポリマーマトリックス２７ ０を充填されており、マトリックス全体に試薬が分配されている。マトリックス ２７０が図面の右側に向かってベント７６の領域まで延びているかどうか、ある いは図面の左側に向かってサンプルウェル６４まで延びているかどうかは選択の 問題である０反応容積部中にこのような乾燥多孔性スペース充填試薬を使用する と、カバー１０及びベース３０の間隙から通常生じる毛管流により得られる制御 の範囲を越えて充填を制御することが可能な毛管又は侵入型微細構造を実現する ことができる。

アッセイの実施は典型的にはサンプルを反応スライドのサンプルウェル６４に導 入することにより開始されることが確認されよう、第４２図は本発明の反応スラ イドの別の具体例を示しており、該具体例は所望の時点で別の反応スライドのサ ンプルウェルにサンプルを堆積することにより任意の所望の時点でアッセイを開 始するための「処理装置」として有用である。

通路２７２はベース３０の下側表面から上方に向がってより大きい横方向寸法の 凹部２７４に伸延している。凹部２７４には血漿分離膜２６６及びＬＡＮ２５８ が配置されている０反応容積部６６に全血を充填すると、血漿は膜２６６を通り 、ＬＡＮ２５８で収薬される。このような分離の前又は後のいずれがで、第４２ 図に示したスライドはアッセイを実施すべき第２の反応スライド上に配置される 。特に、該スライドは通Ｂ２７２が第２の反応スライドのサンプルウェル６４の すぐ上にくるように配置される。所望の時点で、第４２図に示したスライドのカ バー１０を押し下げると、血漿の液滴がＬＡＮ２５８がら排出され、通路２７２ を通って第２の反応スライドのサンプルウェルに流入し、アッセイを開始する。

上述したように、本発明の反応スライドの各種の具体例は各種のアッセイを実施 するために有用である。プロトロンビン時間決定については上述した。より具体 的な例を以下の実施例１〜７に示す。そこで、流動流中の血球の分離を含む連続 フローアッセイと呼称され得る方法について説明しよう、第３８図〜第４１図の 具体例はこのようなアッセイに特に有用である。このようなアッセイと、サンプ ルが反応容積部６６内に止どまるようなアッセイ（例えばプロトロンビン時間決 定）との概念上の主要な相異は、連続フローアッセイにおいてサンプルウェル６ ４中で比較的大量のサンプルを利用できること、及びサンプルウェル６４からＬ ＡＭ８２へ連続的な流れが形成されるという点にある。このために、サンプルウ ェルの利用可能な容量を拡大することが望ましい、第３８図はサンプルウェル６ ４を拡大するための一方法を示す、特に、サンプル６４の容量を増加するために 反応スライド１のカバー１０の頂部に環状サンプルウェルエクステンダー２７６ が固定されている。このような結果を得るための別の手段も当業者には自明であ ろう。

サンプルウェル６４には液体サンプルが配置されている。

このサンプルは第３８図の右側に向かって迅速に流れ、導管２６及び反応容積部 ６６を充填する。液体がＬＡＭ８２に接触すると、流動条件が設定され、サンプ ルウェル６４が空になるまで液体はＬＡＭ８２に吸引され連続的に流入する。

形成された層流条件は懸濁粒子を含むサンプル（限定的ではないが全血を含む） のような所定の型のサンプルの分析又は処理に有利である。連続流の特徴は、懸 濁物質が流動通路の頂部、底部及び側壁から流れの中心に向かって流動すること である。このような物質は従って試薬含有層２５２により生じる化学的、酵素的 又は免疫的反応の実質的程度に関与しない、従って、ＬＡＮ８２により駆動され る層流条件は分離段階を可能にする。試薬層２５２における発色は第２８図に示 した反射率測定法の使用のような各種の方法で読み取られ得る。

連続流測定では、サンプルが血液の場合、第４０図及び第４１図に関して上述し た具体例に類似の具体例が望ましい。

血漿を通過させ且つ血球を拒絶するために使用される孔構造は、孔が約１．２． −以下の寸法を有するようにすべきである。抗凝固処理をしていない全血を使用 する場合、必要に応じてＬＡＮ８２に抗凝固剤を含有させ、場合によっては試薬 含有層５２の近傍に又は内部に含有させるとよい。

流動流中の血球（又は粒子）を血球が懸濁されている媒体から分離するには、血 球が導管の壁から流れの中心に向かって移動することを考慮して適当な流動条件 を使用すればよい、Ｂ、＾、Ｓｏｌｏｍｏｎ　（Ｍｅｍｂｒａｎｅ　５ｅｐａｒ ａｔｉｏｎｓ：　ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅａｌＰｒｉｎｃｉｐｌｅｓ　ａｎｄ　 ｌ５ｓｕｅｓ、Ｖｏｌ、ＸＸＶＩＩ、Ｔｒａｎｓ、八ｍ、Ｓｏｃ。

＾ｒｔｉｆ、　Ｏｒｇａｎｓ　１９８１　ｐｐ、　３４５−３５０）により開示 されているように、血流を適当な膜の平面に平行に維持すると血球は膜表面から 移動するという傾向があるので、血球を損傷することなく膜の孔を通って血漿を 吸引することができる。

本発明では、機械的手段により誘導されるボンピング又は真空（差圧）に頼るこ となく、液体（例えば血液）を除去することにより膜の平面に平行な方向に運動 又は流れを生じるように微細毛管又は吸収構造（ＬＡＮ）を使用することにより 、横断方向の流れを保持するものである。同時に、膜を通って第２の液体吸収マ トリックス（ＬＡＮ）に吸引する毛管作用が得られると、膜の反対側に分離され た血漿を収集することができる０反応容積部は、流動液体が血球の膜の通過を最 小にし、従って血球の破壊を最小にするに十分な剪断力を発生するように、導管 又はチャンバを構成する。第２のＬＡＮはアッセイを実施するための試薬を含み 得る。第２のＬＡＮは単に収集のためのみに使用され得る（抗凝固剤、保存剤等 を含有し得る）０診断用試薬を膜に結合してもよいし又は膜もしくはＬＡＮの近 傍の別の層に含有させてもよい。

分離マトリックスを使用して全血から血漿サンプルを除去した後、正確な時点で ｉ薬層に接触させる方法は、まずゲル又は多孔性媒体の使用に関連して記載され ており（Ｏｂｅｒｈａｒｄｔ、　Ｂ、Ｊ、、　１９８１年９月８日付は米国特許 第４２８８２２８号）、その後、グラスファイバ一層の使用に関連して記載され ている（Ｖｏｇｅｌ、　Ｐ、他、１９８４年１０月１６日付は米国特許第４４７ ７５７５号）０本発明は、正確な時点で血漿分離及び反応開始を達成する別の方 法を示す。

第４３図〜第６０図は、結合した試薬、数種類の添加試薬及び洗浄段階を使用す るアッセイを実施するために反応スライドがどのように使用され得るかを示して いる。−例としてＥＬＩＳＡ型のイムノアッセイ及び第６図の具体例が使用され る。第４３図中、分析すべきサンプルはサンプルウェル中に配置される０反応ス ペースの底部には共有的に結合した抗体分子２７８の層２５２が配置されている 。この層は第４３図の右側の第５２図により明瞭に示される。ベースには使い捨 て式反応スライドの一部を形成する可動スポンジ又はＬＡＮ５１が配置され、反 応容積部６６のベント７６からＬＡＮを交互に脱着するべく外部機械的ドライバ ーにより移動できるように各種のメカニズムのいずれかにより固定されている。

第４４図は反応容積部のサンプル充填を示す、第５３図は結合された抗体２７８ による抗原分子２８０の捕捉を示すより詳細な図である。一部の未結合抗原２８ ２及び他の分子種２８４も示しである。第４５図中、ＬＡＮはシステムから全液 体を除去するように押し下げ、次いでもとの位置に復帰する０反応容量の液体が 空になったかどうかは上記のように電子光学的に監視され得る。第５４図は抗体 分子と捕捉された抗原を示している０図面には示していないが、サンプルウェル に緩衝液を導入し、その後第４５図に示した段階を反復してより良好な洗浄を得 るようにすることも可能である。従来技術で周知の緩衝液によるこの洗浄段階は 必要に応じて繰り返し行ってもよい。

第４６図では試薬を導入する。この第２の試薬（第１の試薬は結合した抗体であ る）は迅速に吸引され（第４７図）、抗体−酵素複合体２８６を構成する。短い インキュベーション（第４８図及び第５７図）後、抗体酵素複合体分子の一部は 抗原分子の第２の部位（第１の部位と異なる特異性を有する）に結合（２８８） 　Ｌ、一部の複合体分子（２９０）は遊離したままである。

その後、場合によって緩衝液による別の洗浄段階を導入することにより、第４９ 図で（第４５図と同様に）液体を除去する。

第５０図及び第５９図では、蛍光発生又は色素発生基質２９２又は基質と展開剤 染料との組み合わせから構成される展開試薬を加える。第５１図は反応容積部の 充填を示し、第６０図は発色団２９４又は他の光学的に検出可能な種の発生を示 す。

このように、Ｌ＾ト反応スライドは不正確なとベット段階及び単純化した洗浄段 階で正確な多段階イムノアッセイを実現することが可能である１強制対流と組み 合わせると、（内部混合を利用する前の具体例で示したように）第５３．５６及 び５９図の反応を助長することができる８重要な点は、反応スライドを操作して 相互作用する単純且つ廉価な器具を使用することにより労力を著しく軽減するこ とができることである。

第１３図の具体例の場合と同様に、第４３図〜第５１図に示したＬＡＮの構造は 、必要に応じてカバー１０の一部にＬＡＮオーバーラツプを設けることにより修 正され得る。この具体例では、ＬＡＮはベースの上でカバーと接触するように配 置される。流体を反応チャンバがら除去するには、ＬＡＮをベース３０に向かっ て押し下げ、ＬＡＮと反応容積部内の流体とを接触させる。

第６２図は複数の反応容積部を有する型の反応スライドの第１の具体例の平面図 である。カバー１０は図面では一部を切り開いており、複数のサンプルウェル６ ４の形成に使用される開口１４と、反応容積部６６に連通するベント７６を形成 する矩形開口１２とを備えている。スペーサ６０は従来記載されている型であれ ばどのようなものでもよい０図例の具体例ではスペーサ６０内には複数のサンプ ル受容開口２２が設けられており、該開口はサンプルウェル６４の一部も形成す る。

各サンプル受容開口２２は同様にスペーサ６ｏがら切り取られた反応スペース２ ４と連通している。前の具体例と同様に、反応スペース２４は複数の反応容積部 ６６を形成するためにカバー１０及びベース３０と組み合わせて使用される。サ ンプル受容開口２２及び反応スペース２４に連通するテーパ状壁２５が設けられ ている。

スペーサ６０の下にはベース３０が配置されており、該ベースはサンプル受容開 口２２及び反応スペース２４を通して目に見える。

スペーサ６０及びベース３０の両方には複数のスロット３０２が穿孔されており 、各反応容積部６６の近傍に配置されている。スロット３０２は、スロット３０ ２及び反応容積部６６の開に形成された内部導波路２７に又は該導波路から光を 搬送するためにベース３０及びスペーサ６０を通って上方に伸延する外部光学導 波路を受容するように構成されている。上記のように、このような光は熱量測定 、光散乱を使用する測定及び同様の測定に使用され得る。

具体例３００は共通ベース３０の単位面積あたりより多くの反応スペースを達成 するように稠密な充填を実現することが理解されよう。

具体例３００は１組の外部導波路、１個の混合スペース及び１個のＬＡＮ駆動メ カニズム（図示せず）と共に使用され得、夫々必要に応じて指定された反応容積 部６６を補助するようにスペース間でインデクシングされ得る。あるいは、複数 の固定外部導波路、混合ステーション及びＬＡＮアクチュエータを使用してもよ く、これらは別々に使用してもよいし同時に使用してもよい。

変形例として、図面の左から右に延びるストリップ上に独立したＬＡＮを配置し 、ストリップを押すとＬＡＮが単一列の各反応容積部６６のベント１２から液体 を排出するように構成してもよい、第６２図では３列の反応容積部を使用してい るので、このようなＬＡＮストリップを３個使用している。

サンプルはサンプルウェル６４に別々に加えてもよいし同時に加えてもよい。

第６３図は複数の反応スペースを有する反応スライドの第２の具体例３０４の平 面図である。固体ベース３０、内側に形成されたサンプル受容開口１４を有する カバー１０、及びカバー１０とベース３０との間に配置されたスペーサが設けら れており、スペーサはＵ字形部材３０６及び２個のディバイダ３０８から形成さ れている。エレメント３０６及び３０８はカバー１０がベース３０から一定の間 隔に配置されるように均一な高さである。

サンプルウェル６４は下方に向がってＵ字形部材３０６内に延び、通路３１６を 通って反応容積部３１０，３１２及び３１４の各々をに連通している。３個の反 応容積部の各々は横方向（図面では頂部に向かって）に開口している。必要に応 じて第１３図に示すように外部ＬＡＭ８２を設けてもよい、各反応容積部に別々 のＬＡＮを設けてもよいし、単一のＬＡＮで全３つの反応容積部を補ってもよい 。

サンプルウェル６４に液体サンプルを加えると、３つの全反応容積部は迅速に充 填される。中心容積部３１２はその位置が通路３１６によっているのでやや速く 充填する。必要に応じてサンプルウェル６４を再配置してもよいし、あるいは反 応容積部３１０，３１２及び３１４の各々を同一速度で充填するように他の幾何 学的形状を採用してもよい。

第６４図は複数の反応容積部を有する反応スライドの第３の具体例３１８の平面 図である。カバー１０はサンプルウェル６４の一部を形成するサンプル受容開口 １４を備えている。カバー１０及びベース３０の間に配置された均一の高さを有 するスペーサ６０は、３つの反応容積部３２０，３２２及び３２４を形成する切 欠きを備えている１反応容積部３２０は同様にスペーサ６０内に穿孔された通路 ３２６を通ってサンプルウェル６４と連通している。スペーサ６０に穿孔された 通路３２８は反応容積部３２２及び反応容積部３２０と連通してい０通路３３０ は反応容積部３２４及び反応容積部３２２と連通している。スペーサ６０の遠端 ３３２は、反応容積部３２４が側部（図面の右側）に開口するように開いている 。　ＬＡＮは第１３図と同様に配置され得る。

反応容積部はサンプルウェル６４から逐次充填されることが理解されよう０反応 容積部からサンプルウェルを除去したい場合は、スペーサ６０の遠端３３２にＬ ＡＮを加えてまず反応容積部３２４を空にする。　ＬＡＮが急激に除去されると 、サンプルの反応容積部３２０から反応容積部３２２への段階的移送、及びサン プルの反応容積部３２２から反応容積部３２４への同時移動を生じ得ることが認 められた。このような作用を使用すると、任意の所望数の逐次反応容積部を通っ て反応容積部の内容を横方向に並進させることにより逐次反応を助長することが できる。

第６５図及び第６６図は本発明の反応スライドの第４の具体例３３６を示してお り、この場合、反応スライド３３６は平行充填により充填される複数の反応容積 部を有している０反応容積部３３６は、プラスミノーゲンアクチベータアッセイ を実施する場合に利用すると特に有用である。同様に第６５図及び第６６図はＴ Ｐ＾アッセイの実施に有用な器具も示している。

反応スライド３３６では、ベース３０、スペーサ及びカバー１０は３３８に示す ように切り取られ、第１及び第２の脚部３４０゜３４２を形成している。カバー １０はサンプルウェル６４の開口と、第１の反応容積部３５０及び第２の反応容 積部３５２に夫々連通するベント３５４の各々の開口とを備えている。スペーサ はサンプルウェル６４を形成し、且つ第１及び第２の分岐導管３４６，３４８を 形成するべく分岐する共通導管３４４を形成するように切り取られ、分岐導管は それぞれ反応容積部３５０及び３５２に連通している。前の具体例のいくつかと 同様に、スペーサは反応容積部の近傍に内部導波路２７を提供するよ導管３４６ ，３４８を通って反応容積部３５０，３５２に分割されることが理解されよう。

第６５図及び第６６図は更に、第１の光源３５６、第２の光源３５８、第１の散 乱検出器３６０、第２の散乱検出器３６２及び透過検出器３６４を示している。

光シールド３６６は第２の反応容積部３５２が第１の光源３５６から輻射を受容 しないように保護する。第１及び第２の光源３５６．３５８からの光は夫々第１ 及び第２の反応容積部３５０，３５２に入射し、該容積部内でその一部は９０° で散乱し、ベース３０を透過した後、散乱光は３６０及び３６２で検出されるこ とが理解されよう、透過検出器３６４は、反応容積部３５２内で散乱も吸収もさ れなかった光源３５８からの光の部分を検出する。

本発明の反応スライドの各種の具体例は「選択的流れ」を達成するための装置を 備えてもよく、この流れによると、サンプルがサンプルウェルに配置されてから 任意の所望の時間の間、サンプルウェルからの反応容積部の充填は遅延し得る。

このような選択的流れは第６７図に関して後述するような選択的ベンティングに よって達成できるし、あるいは第６８図及び第６９図に関して後述するようなピ ンチバルブを使用することによっても達成できる。

選択的ベンティングでは、まず空気の下流出口を閉塞することにより毛管作用を 阻止する。これは最も簡単には開口、カバーを通って鉛直方向にベンティングが 得られるような反応スライドの具体例で得られる。第６７図は代表的な反応スラ イド１の鉛直縦断面図である０反応スライド１はベントカバーアセンブリ３７０ を含んでおり、ベントカバー３７０はカバーサポート３７２及びカバーサポート ３７２に装着されたエラストマーパッド３７４を含んでおり、該パッド３７４は ＬＡＮでなはない、エラストマーパッド３７４は例えばシリコーン又はラテック スから作成され得る。構造的にみるとカバーサポート３７２は第６図に関して上 述したＬＡＮサポート５２と類似しているが、パッド３７４はＬＡＮでなく、カ バーサポート３７２はパッド３７４をベント開口１２に向かって絶えず偏倚させ 、これを閉塞する点が異なっている。

サンプルウェル６４に配置されたサンプルはパッド３７４がもはやベントを閉塞 しなくなるような時点までサンプルウェル内に維持される。ベントのこのような 閉塞解除はカバーサポート３７２を上昇させることにより得られる。このような 上昇は手動、機械的あるいは電気機械的に実施され得る。

変形も可能である０例えば、カバーサポート３フ２はベース３０に装着する必要 はなく、図面の右側に向かって伸延する直線状のエレメントの形態であってもよ い、サポート３７２を把持してこれを上昇させるためには任意の適当な手段を使 用することができる。このような場合、早期の変位を阻止するようにバッド３７ ４及びカバー１０の間にやや接着性の結合を形成することが望ましい。あるいは 、反応スライド１とは全く別に器具ハウジング内にベントカバーアセンブリを収 容してもよい１反応スライドがハウジングが挿入されると、ベントカバーアセン ブリはベントを覆うように下降され得る。

第６８図及び第６９図はピンチバルブメカニズムを示す、カバー１０の開口には エラストマーディスク３７６が固定されており、ディスク３７６はサンプルウェ ル６４及び反応容積部６Ｂを連結する導管２６の上に直接配置されている。器具 ハウジング内の制御メカニズムに装着され得るピンチロッド３７８は、サンプル ウェル６４からの流れを閉塞するべくエラストマーディスクをチャネル２６内に 下降及び押し当てるように鉛直方向に可動である。任意の所望の時点でピンチロ ッド３７８を上昇させることによりサンプルを反応容積部６６に到達させること ができる。

選択的ベンティング又はピンチバルブメカニズム、又はその両者により選択的流 れを導入すると、予め指定した時点で反応容積部に液体を送ることが可能であり 、又は後述するように予め指定した時点である反応容積部から別の反応容積部に 液体流を移動させることが可能である。また、例えば反応容積部を部分的に充填 すると反応容積部内への液体の流れを停止させることも可能である。可能な用途 としては以下に挙げるようなものがある。

＾、前の反応が生じた後のような特定の時点で化学反応を開始することができる （例えば診断用アッセイ用）。

Ｂ、同様に後述するように２種の液体の混合が可能で且つ制御が容易である。

Ｃ９後述するように反応スペースのカスゲーデイングを制御できる。

Ｄ、２種の液体を混合することにより、希釈（逐次希釈）を実施することが可能 である。

第７０図は相互連結管３８０がスペーサ内に形成されているような反応スライド の部分平面図である１図中、導管３８０の左端は反応容積部６６と連通している 。導管は反応容積部６６から同一ベース３０上に配置された１個以上の別の反応 容積部に液体を移送するように右側に伸延している。第７１図はこのような相互 連結導管３８０の使用の一例を示す概略図である。

第７１図に概略的に示すように、反応スライドは第１及び第２のサンプルウェル ３８２，３８４、夫々サンプルウェル３８２゜３８４から供給される第１及び第 ２の反応容積部３８６゜３８８、並びに夫々反応容積部３８６．３８８と連通す る２個の相互連結導管３８０により供給される第３の反応容積部３９０を含んで いる。

これらのエレメントの全部は同一反応スライドの一部であり得る。換言するなら 、これらの全エレメントは共通ベース３０上に配置され得、単一の適当に切り取 られたスペーサにより形成され得る。ｔｉ能的に弁として概略的に示したエレメ ント３９２，３９４及び３９６は物理的に第６７図に示すような選択的ベンティ ングのための３個の別個のベントカバーアセンブリの形態をとり得る。

第７１図によると、まず任意の所望の時点で夫々のサンプルウェル３８２，３８ ４から反応容積部３８６及び３８８に２種の別々の液体が導入され得る。その後 、２種の液体は容積部３９０内で混合され、更に反応又は測定又はその両方を実 施される。

例えば、ベント３９２，３９４及び３９６が閉じていると、サンプルウェル３８ ４はサンプルを充填され得、サンプルウェル３８２は試薬を充填され得る０反応 容積部３８６，３８８及び３９０内には、予め乾燥試薬が配置されている。所望 の時点でベント３９２及び３９４は開き、反応容積部３８６にサンプルウェル３ ８２がら試薬を充填させ、反応容積部３８８に３８４から試薬を充填させる。そ の後、従来記載されている手段を使用することにより予め選択された時間の間、 反応容積部３８６及び３８８内でインキュベーション又は混合又はその両方が行 われる０次に、ベント３９２及び３９４が閉じると、ベント３９６は開き、２個 の相互連結チャネル３８０を通って反応容積部３９０内に流体を吸引する０反応 容積部３９０は３８６及び３８８の合計容積以下の容積を有し得る。混合は３９ ０内で実施され得、その内部における反応は反応を監視するための従来記載され ている手段のいずれかにより監視され得る。必要に応じて反応容積部３８６及び ３８８も同様に監視され得る。

必要に応じて２個の相互連結導管３８０は、液体及び２個の反応容積部の間の粘 度の差を相殺するように寸法決定され得る９例えば、容積部３８６内の液体が容 積部３８８内の液体よりも粘性であり、両方の液体を３９０内で等しい割合で混 合したい場合、図面中の上部相互連結導管３８０はシステム中の毛管流駆動力の 下で実質的に等しい流れを形成するように下部相互連結導管３８０よりも広径に 作成され得る。容積部をいつ充填又は空にするかを決定するため、容積部の充填 早さを決定するため、及び流れを開始及び停止するようにベントの開閉を制御す るために、光散乱センサを使用して３個の反応容積部を監視してもよい。

選択的流れを達成するための別の手段を使用しても同一の結果が得られることは 理解されよう０例えば、反応容積部３８６．３８８の各々の上流及び下流の両方 にピンチバルブを組み込んでもよい。

第７１図はカスケーディングの簡単な例を示しており、より複雑な例については 以下に説明する。

第７２図は４つのカスケーディングレベル、即ちレベル！、レベル■、レベル■ 及びレベル■を示している。レベルＩは反応容積部４０８，４１０，４１２及び ４１４により表される。これらの反応容積部の各々は夫々関連するサンプルウェ ル４００゜４０２．４０４及び４０６から供給される０反応容積部４０８及び４ １０は相互連結導管３８０を介して反応容積部４１６に供給する。同様に、反応 容積部４１２及び４１４は別の組の相互連結導管を介して反応容積部４１８に供 給する０選択的流れはピンチバルブメカニズム４２６により得られる９反応容積 部４１６及び４１８はレベル■を表す、同様の構造により、反応容積部４２０及 び４２２はレベル■を表し、反応容積部４２４はレベル■を表す。

必要に応じて、図面の反応容積部４２２の左側に延びる破線で示すように別の反 応容積部を設けてもよい。レベル■における反応容積部の寸法は必須ではないが 典型的にはレベル■における反応容積部の容積の合計の２倍である。同様に、レ ベル■における反応容積部の容積の和は典型的にはレベル■における反応容積部 の和の２倍である。各反応容積部は空でもよいし乾燥試薬を収容していてもよい ０反応容積部の一部又は全部は従来記載に手段により混合され得、ＬＡＮにより 液体を除去できるように精成され得る０反応容積部の全部又は一部は従来記載さ れている方法により監視され得、自動光学顕微鏡又は目で検査され得る。

レベル■において液体の各々は反応及び調査又は監視され得る。その後、液体の 一部又は全部をレベル■に移動させるかどうかを決定する。為された決定の性質 に依存して、反応容積部４１６，４１８又はその両方で更に測定が実施され、そ の後の反応が監視され得る。

より特定的には、サンプルウェル４００−４０６の内容を夫々α、β、γ及びΔ として表すならば、これらの液体の一部又は全部はレベル！で反応し得る。その 後、レベル■においてα及びβは反応容積部４１６内で相互に反応し得る。ある いは、αは単独でレベル■に送られ、反応容積部４１６中で乾燥結合試薬と反応 し得る０次に液体はＬＡＮにより吸収され、反応容積部４１６を空にした後、反 応容積部４１６に送られ、反応容積部４１６内で結合試薬により捕捉された生成 物と更に反応する。サンプルγ及びΔについても同様の手順及び決定が行われ得 る。

反応容積部４１６内に形成された生成物は単独又は反応容積部４１８からの液体 との混合物の形態で反応容積部４２０へ送られ得る１反応容積部４２４が反応容 積部４２０又は４２２又はその両方からの液体で充填されるまでプロセスは同様 に継続する。

第７３図は第７２図に示した順序と逆の順序のカスゲーディングを概略的に示し ている。特に、サンプルウェル４２８に配置され且つ反応容積部４３０内で最初 に反応した単一の初期サンプルはその後下流の反応容積部４３２，４３４の一方 又は両方に送られ得る。第７３図の選択的流れは上述のようにピンチバルブメカ ニズム又は選択的ベンティングにより得られる。

第７４図は更に別のカスケーディングの例を示しており、この場合、多数のサン プルウェルと関連する反応容積部とが単一の反応容積部４３６に選択的に供給し 、容積部４３６内の反応生成物は必要に応じて更に別の反応容積部（図面では相 互連結チャネル３８０により示す）に送られる。このような別の反応容積部は直 列、並列又はカスケード状に配置され得る。

一般に第７０図〜第７３図において、サンプルウェル及び反応容積部の寸法は必 要であると予想されあらゆる容積を充填するに十分な容量を提供するように選択 すべきであることに留意すべきである０例えば、第７３図ではサンプルウェル４ ２８の容積は例示した反応容積部の各々を充填するに十分な値にする必要があろ う、このような十分な量のサンプルを提供するための手段については、第３８図 の拡大サンプルウェルの形態で上述した。

従って、反応容積部のカスケーディングにより反応を開始及び監視することがで き、得られた結果及び為された決定（例えばコンピュータによる）に基づいてカ スケーディングは更に、第１の反応からの反応生成物又は第１の反応がらのサン プルを使用して別の又はその後の反応の開始、制御及び監視を可能にする。こう して単純な装置を使用して複雑なアッセイを実施することが可能になる。また、 「トリーアッセイ（ｔｒｅｅ　ａｓｓａｙ）Ｊを実施することも可能になる。

即ち、一連のブランチ状アッセイをパラレルに実施することができ且つブランチ 構造を介して特定の問いに応答するための「トリー」に接続することができる０ 例えば、第１の反応容積部は「酸であるか塩基であるが？」という問いに答える ことができる。サンプル又は反応生成物は次に、「酸」に関する次段階の試験を 実施するための容積部と「塩基」に関する次段階の試験を実施するための容積部 との２個の反応容積部の一方に送られ得る。最終的に分析物について高度に特異 的な情報を知ることができる。

別の用途は所与の抗原又は抗体に特異的な抗体又は抗原分子の検出であり得る。

この場合、反応容積部内に抗体又は抗原を配置（又は結合）し、反応性の様相を 監視し、他の反応を選択するための基準として使用することができる。

ＤＮＡ、ＤＮＡ−プローブ反応、酵素−基質反応等にも同様の適用が可能である 。

以下、本発明の反応スライドの各種の具体例の使用に関する実施例を示す１本発 明の他の特徴は発明の非限定的な例示であるこれらの実施例の説明を通して理解 されよう。

え１九り 厚さ０．０２０インチ（３，Ｏｘ０．７５インチ）のポリカーボネートストリッ プを蒸留水で予備洗浄し、乾燥させた。このストリップ又はベースの上に２枚の 非可塑化ポリ塩化ビニルの薄いシートから形成した２片の両面テープから構成さ れる２層スペーサを配置し、各シートは両面に中堅平置の感圧アクリル接着剤を 予め被覆しておいた。２層オーバーレイは第５図に示すようにサンプルウェル、 導管、反応スペース及びベントエリアを形成するように中心を切り取っておいた 。二重オーバーレイ複合体＋接着コーティングはベース及びカバーの最終間隔が ０．００フインチとなるように十分な厚さにした。カバーは０．０１０インチの 予め洗浄したポリカーボネートシートから切り取り、矩形ベント孔及び円形サン プルウェル孔を設けた。オーバーレイの頂部にカバーを配置し、小ローラにより 圧力を加えてオーバーレイをカバー及びベースに結合させた。

２５ゲージ針を備える小注射器により反応容積部に充填し、溶液がサンプルウェ ルの縁部から反応容積部内に流入できるように該反応容積部を配置した。注射器 内の溶液としては、手動又は自動プロトロンビン時間決定で使用するのに適当な 濃度に経験的に希釈した従来のウサギ脳赤血球を使用した（試薬較正はコントロ ール血漿を使用する標準手動プロトロンビン時間試験により予めチェックしてお いた）。

次に反応スライドを一７０℃に凍結させ、凍結乾燥させた。

２１ゲージ針を使用する静脈穿刺により血漿を収集した。

収集には、最終濃度３．８ｗｇ／ｍｌのクエン酸ナトリウムを収容する抽気管を 使用した。２つのうちの第１の管をＮＣＣＬＳガイドラインに従って廃棄した。

第２の管は従来の貯蔵血液遠心分離機（Ｃｌａｙ　Ａｄａｍｓ　Ｓｅｒｏ−Ｆｕ ｇｅ）で遠心分離し、血漿を傾瀉した。（第２０図及び第２１図に示すような光 散乱測定装置に反応スライドを配置し、帰還制御表面ヒーターにより３７℃に予 め加熱した後に）血漿サンプルの一滴を反応スライドのサンプルウェルに配置し た。血漿サンプルはすぐに反応容積部に流入した。散乱検出器により監視した処 、開始点は明確に規定され、終点は明確に認識可能であった。こうして経過時間 を容易に測定することができ、プロトロンビン時間を（コントロール血漿値の百 分率として）決定するために使用することができた。

この場合、光源は高パワー発光ダイオード（６３５ｎａ＋ガリウムひ素／ガリウ ムリン）を使用し、検出器は硫化カドミウム光導電セルを使用した。フォトセル 出力は抵抗ブリッジ回路及びチャート記録器に連結した。チャート速度は１ｍｍ ／ｓｅｃとし、利得は１ボルトフルスケールに設定した。ブリッジ電圧は１８ボ ルトとした。

オーバーレイ材料として単一シートの両面テープ（全厚０．０３５インチ）を使 用した以外は、実施例１に示したように反応スライドを準備した。同様に同一の 器具で反応スライドを試験した処、同様の終点が認められたが、信号強度が減少 し且つ遅延相（曲線の下降部分）が長かった。

えＬｌＬ 実施例１に記載したように準備した反応スライドを同実施例に記載したような監 視器具に配置した。クエン酸化した全血のサンプルをサンプルウェルに加えた。

得られた光散乱曲線を観察した処、散乱強度の初期トランジェント増加、新しい 定常状態レベルの形成、及び場合によってクロ・ノドの開始点で該レベルからの 漸増が見られた０曲線は異なるが終点は同様であり、信号強度が減少していた。

経過時間は血漿曲線で観察されたものと同様であった。

えＬ鮭上 実施例１に示したように準備した反応スライドを該実施例に記載した監視器具に 配置した。抗凝固治療と施した９人の患者から得たクエン酸化した全血のサンプ ル（Ｍｅｍｏｒｉａｌｔｌｏｓｐｉｔａｌ、　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｎ ｏｒｔｈ　Ｃａｒｏｌｉｎａ、　Ｃｈａｐｅｌ　Ｈｉｌｌとの共同研究による） を遠心分離し、血漿サンプルを傾瀉及び試験した。光散乱器具及び反応スライド で得られた値と、にｅｎｅｒａｌ　Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ　Ｃｏａｇ−＾−Ｍ ａｔｅ　Ｘ−２自動凝固アナライザーで得られた臨床実験室値と比較した。実際 の経過時間値は両方の器具で異なるが、優れた相関（０，９５）が得られた０反 応スライド値の終点は極めて急峻であり、臨床実験室値は変換係数を使用するこ とにより反応スライド値から容易に計算することができた。

え４鰺ｉ 実施例１に示したように準備した反応スライドを同様に実施例１に記載した監視 器具に配置した。＾ｕｔｏｌｅｔ（登録商標）八ｕｔｏｓａｔｉｅ　Ｌａｎｃｅ ｔ（Ｕｌｓｔｅｒ　５ｃｉｅｎｔｉｆｉｅ、Ｉｎｃ、、ＦｌｉＨｈｌａｎｄ。

ＮＹ）を使用して指先粘着試験を実施した。血液１滴をスライドサンプルウェル に配置した。血液をすぐに反応スペース内に吸引し、反応を開始した。プロトロ ンビン時間終点は勾配の変化として散乱曲線から確認できた。前の全血の例（実 施例３）の場合と同様に、散乱の絶対強度は血漿よりも全血のほうが異なって（ 大）いた、一方、経過時間、従って試験結果はほぼ同一であった。

えＩ匠Ｌ ａ）スペーサ厚さ、従って反応容積部のチャンバ高さを夫々０．０１０５．０． ０１４０及び０．０１７５インチに増加するように３．４及び５個のオーバーレ イ層を使用した以外は実施例１に記載したスペーサを使用して反応スライドを作 成した。　０．０１５インチよりも大きい反応容積部高さを有する反応スライド は、漏洩を生じずに毛管力を介してサンプル及び水性試薬を保持するに足る信頼 性をもたないことが認められた。

ｂ）同様に、０．００１５インチ未満の厚さのスペーサを有する実施例１と同様 に作成した反応スライドは、液体を充填及び排出することが困難な傾向があるこ とが認められた。

Ｃ）実施例１と同様に作成し且つシアノアクリレート接着剤及び厚さ０．００２ インチのポリエチレンテレフタレートシートを有する反応スライドは、良好に動 作しなかった。（２種類のシアノアクリレート製品、即ち−ｏｎｄｅｒ−Ｂｏｎ ｄ　Ｐｌｕｓ。

Ｂｏｒｄｅｎ、　Ｉｎｃ、、　Ｃｏｌｕｍｂｕｓ　０ｈｉｏ及びＰａｃｅｒ　Ｔ ｅｃｈ　ＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　５ｅｒｉｅｓ　ＡＴＳ−ＨＣ ５，Ｐａｃｅｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　＆Ｒｅ５ｏｕｃｅｓ、　Ｃａｍｐｂｅ ｌｌ、　Ｃ＾を試験した）、導波路特性は接着剤中の不均質部により制限され、 剛性により、機械的に誘導した反復混合の間に亀裂及び漏洩が生じた。

ｄ）両面にアクリル接着剤（全厚０．００４インチ）を被覆したポリエチレンテ レフタレートシートはスペーサ及び導波路として良好に動作し、充填中及び機械 的混合操作中に必要な可視性及び漏洩抵抗を備えていた。

ｅ）アクリル接着剤単独から作成したスペーサ（厚さ約０．００２インチ）は可 視性を備えていたが、多くの不均質部を含んでおり、著しい量の光を散乱し、か ろうじて許容可能な導波路を構成した。

ｆ）厚さｏ、ｏｓｏインチ、２５　Ｘ　７５＋ａ＋ｅの予め洗浄したガラス顕微 鏡スライドをベース材料として使用した以外は実施例１に記載したように反応ス ライドを作成した。アッセイ性能において、この材料は非常に良好に動作し、ポ リカーボネートベースに匹敵するものであった。

ｇ）注意深く形状にあわせて切断した０、００フインチのガラスカバーを有する 以外は実施例１と同様に作成した反応スライドは、光散乱測定の短期間試験では 良好に動作したが、長期間混合試験の間に亀裂の傾向があった。

ｈ）同一寸法の反応容積部を有しており且つ長いカバー、スペーサ及びベース（ 幅２インチまで）を有する反応スライドを実施例１に記載したように作成した処 、光源から反応容積部への透過光は減衰した。カバー及びベースにアクリル接着 剤で固定した厚さ０．００フインチの低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）オーバー レイは非常に弱いために雑音から区別できないような信号を発生したので、この スライドはこの距離では使用不能であった。しかしながら、同一のフィルムはよ り小さい距１ｉ（０，２５インチ）では導波路として許容可能であった。ポリ塩 化ビニルオーバーレイ（光の散乱が少なく且つ良好な導波路材料を構成した）は いずれの場合（０，１２５及び２インチ）もＬＤＰＨの代わりにこの実験で成果 を納めた。

ｉ）０．１％　Ｔｒｉｔｏｎ　Ｘ−１００界面活性剤を試薬に加えた以外は実施 例１に記載したように反応スライドを作成した。実施例１に匹敵する結果が得ら れ、反応スライド反応容積部はより容易に充填できた。カバー及びペースを同一 濃度の界面活性剤で予め洗浄した処、同様の結果が得られた。

え艶ＬＺ− 実施例１に記載したように作成した反応スライドを同一血漿サンプルを使用する 同様の実験で使用した。この場合、長さ３インチの押しロッドを接着することに より混合を維持し、直径３インチの８Ω電磁スピーカーコイルにより駆動した０ 円筒形押しロッドの尖端直径は０．１インチであり、カバーに押し当ててカバー を振動させた。約３オンスの力の適用下で下方偏位距離は約ｏ、ｏｏｓインチで あった。毎秒０．２秒周期パルスで９ボルト方形波駆動信号を使用した。結果と してより高い周波数のカバー偏位が生じ、光強度の変動を誘導し、該変動は比較 的低い周波数の散乱曲線上に小さいリプルとして重ねられ、信号を曖昧にするこ となく小さいリプルとして観察することができた。一方、終点は実施例１で観察 されたより早く現れ、場合によってはより急峻であった。

ｘＪ１可３−−プラスミノーゲンアクチベータアッセイサンプル中のプラスミノ ーゲンアクチベータの濃度を定量するための混合物を充填した以外は実施例１と 同様に反応スライドを作成した。従って、Ｅ、Ｅ、　Ｃａｍｐｂｅｌｌ他（Ｃｌ ｉｎｉ−ｃａｌ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　２８．　Ｎｏ、　５．１９８２．　ｐｐ 、　１１２５−１１２８）に記載されているＣａｍｐｂｅｌｌのアッセイ方法を 採用した。混合物は０、ＩＮナトリウムリン酸塩緩衝液中の０．３３部ｇ／ｗｌ プラスミノーゲン２５（容量）部、脱イオン水中の７５ｍＭのＳ−２２５１（Ｄ −ＶａｌＬｅｕ−Ｌｙｓρ−ニトロアニリド＞２０部、及びリン酸塩緩衝液／尿 素中（０，０２Ｍナトリウムリン酸塩、０．３Ｍ塩化ナトリウム及び３Ｍ尿素） の３．３Ｈ７ｘ１のフィブリンモノマー１０部がら精成した。充填後、反応スラ イドを凍結乾燥させた０反応容積部中の試薬を凍結乾燥後、スライドを次のよう に試験した。

プラスミノーゲンアクチベータのサンプルを予め３７℃に加熱した反応スライド のサンプルウェルに加えた。サンプルはＴＲｌ５ＩＩ衝液（５０ｍＭ　Ｔｒｉｓ 、　１５０ｍＭ塩化ナトリウム、　ｐ）１７．４）中に１０００単位のアクチベ ータを含有するようにした。数分後、淡黄色が現れ、アクチベータの存在が確認 された。この視覚的に明白な色はスライドを白色反射バックグラウンドに当てる ことにより容易に観察または容易に監視することができた（反射率測定）、ある いは、吸収により色を比色的に読み取ることも可能であった。

当然のことながら、以上の記載に鑑みて本発明の多数の変形が可能である。従っ て、請求の範囲内であれば具体的に記載した以外の方法で本発明を実施できるこ とが理解されよう。

ＦＩＧ、　／ ＦＩＧ、　２ ＦＩＧ、　３ ＦＩＧ、　２０ ＦＩＧ、　２４ ＦＩＧ、　３０ ＦＩＧ、　３９ ＦＩＧ、　４０ ＦＩＧ、　４５　ＦＩＧ、　５４ ＦＩＧ、　４８　ＦＩＧ、　５７ ＦＩＧ、　４９　ＦＩＧ、　５８ ＦＩＧ、　５１　ＦＩＧ、　６０ Ｆｌ（５，６４ ＦＩＧ、　６Ｂ ＦＥ、　７／ ＦＩＧ、　７５ ｒ＠跡謹審斡失 １１１１６■ＴＩＨ＾６ｅｋｃａｗ内Ｎｓ、ｐＣ７／１１５Ｂ８１００９ε式〕

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. １．液体アッセイを実施するためのエレメントであって、該エレメントは相互に 連通するサンプルウェル及び反応容積部を規定するチャネル構造を含んでおり、 該チャネル構造は該サンプルウエルに配置された液体サンプルウェルを毛管作用 により該反応容積部内に吸引し且つ該反応容積部を充填するような形状を有して おり、該反応容積部を充填後に該液体サンプルは該反応容積部内に残留する前記 エレメント。
2. ２．該反応容積部中の反応を監視するための手段を含んでいる請求項１に記載の エレメント。
3. ３．外部ソースからの光を該反応容積部に搬送するための手段を含んでいる請求 項１に記載のエレメント。
4. ４．該反応容積部から発生された光を検出するための手段を含んでいる請求項１ に記載のエレメント。
5. ５．該光の検出手段が、該反応容積部から発生された散乱光を検出するための手 段を含んでいる請求項４に記載のエレメント。
6. ６．該光の検出手段が、該反応容積部から発生された反射光を検出するための手 段を含んでいる請求項４に記載のエレメント。
7. ７．該エレメントが永久磁石及び電磁石のごく近傍に配置されており、該永久磁 石が該電磁石及び該エレメントの間に配置されている請求項２に記載のエレメン ト。
8. ８．該エレメントが、主表面を含むベース、該ベース上に配置されたオーバーレ イ及び該ベースの反対側で該オーバーレイ上に配置されたカバーを備えており、 該オーバーレイがサンプルウェル及び該サンプルウェルに連通する反応スペース を規定するチャネル構造を含んでおり、該カバーが分析すべきサンプルを該サン プルウェルに加えるための手段を含んでおり、該エレメントが更に、外部ソース からの光を反応チャンバに搬送するための手段と、該反応チャンバから発生され た光を検出すろための手段を備えている請求項１に記載のエレメント。
9. ９．ベントと、該サンプルウェル及び該反応スペースの両方に連通する導管とを 備えている請求項８に記載のエレメント。
10. １０．該反応容積部から流体を排出させるための液体吸収マトリックスを含んで いる請求項１に記載のエレメント。
11. １１．該反応容積部内の反応を監視するための手段が光を利用する手段であり、 反応容積部への光の透過又は該反応容積部から発生される光の検出に使用されな い反射スライドの外部表面の少なくとも一部が光に対して不透明である請求項２ に記載のエレメント。
12. １２．外部ソースからの光を該反応容積部に搬送するための手段が光ファイバー アセンブリを含んでいる請求項３に記載のエレメント。
13. １３．該エレメントが該オーバーレイの長さよりも小さく且つ該ベースの長さよ りも小さい長さを有するカバーを備えており、該エレメントが該カバーと同一平 面上で且つ該カバーから離間して配置されたエンドカバーを備えている請求項８ に記載のエレメント。
14. １４．該オーバーレイの遠端が開いており、該反応スペースが長手方向に該カバ ーと該ベースとの間に開口するように構成されている請求項８に記載のエレメン ト。
15. １５．該ベースに固定され且つ該カバーの該遠端上に張り出す液体吸収マトリッ クスを含んでいる請求項１４に記載のエレメント。
16. １６．該オーバーレイの遠端が開いており、該反応スペースが長手方向に該カバ ーと該ベースとの間に開口するように構成されており、該オーバーレイが該サン プルウェルを該反応容積部に連通させる第１の導管と、サンプルウェルを越える 点まで伸延する第２の導管とを備えており、該第２の導管の端部が該反応容積部 への流体の適正な充填が行われたことを決定するための手段である請求項８に記 載のエレメント。
17. １７．該カバーが下方に撓曲した側面を有する主平面セグメントを含んでおり、 壁を形成し、更に該ベースに結合されたタブを横方向に形成する請求項８に記載 のエレメント。
18. １８．該エレメントの内側表面が親水性を増加するように予め処理されている請 求項１に記載のエレメント。
19. １９．スペーサが０．００１〜０．０２インチの厚さを有している請求項８に記 載のエレメント。
20. ２０．該スペーサがわ．００２〜０．００８インチの厚さを有している請求項１ ６に記載のエレメント。
21. ２１．アッセイを実施するための方法であって、相互に連通するサンプルウェル 及び反応容積部を規定するチャネル構造を含み且つ該反応容積部内に配置された 測定量の少なくとも１種の試薬を収容するエレメントのサンプルウェルにサンプ ルを加え、特定量の該生物サンプルを毛管作用により該反応容積部内に吸引させ て該試薬と接触させ、該サンプルと該試薬との反応を開始させる段階と、該反応 を監視する段階とを含んでいる方法。
22. ２２．該アッセイが生物サンプルのアッセイである請求項２１に記載の方法。
23. ２３．該反応容積部内に光を照射し、該反応容積部内の光の散乱を監視すること により該反応を監視する請求項２２に記載の方法。
24. ２４．該反応容積部内に不活性磁性粒子を含むエレメントを使用し、該エレメン トのごく近傍に永久磁石及び電磁石を配置し、該永久磁石を該電磁石の間に配置 し、該不活性磁性粒子の配向を変化させるように該電磁石にエネルギーサイクル を加え、該不活性磁性粒子の配向の該変化を監視して該反応を監視する請求項２ １に記載の方法。
25. ２５．請求項１に記載の少なくとも２個のエレメントを相互に組み合わせて使用 するアセンブリ。