JP2003527580A

JP2003527580A - フローセル配列及び多重分析対象物測定のためのその利用

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Publication number: JP2003527580A
Application number: JP2001544999A
Authority: JP
Inventors: シュールマン−マーダー，エヴェリーネ; アーベル，アンドレアス・ペー; ボップ，マルティン・アー; ドゥフェネク，ゲルト・エル; エーラート，マルクス; クレスバッハ，ゲルハルト・エム; パウラク，ミヒャエル; シェーラー−ヘルナンデツ，ナニア・ゲー; シック，エギンハルト
Original assignee: Zeptosens AG
Current assignee: Zeptosens AG
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 2000-12-13
Publication date: 2003-09-16
Anticipated expiration: 2020-12-13
Also published as: US7358079B2; WO2001043875A1; US20020182631A1; EP1237654A1; US20080299008A1; US8053225B2; US20100130370A1; US7678565B2; ATE267047T1; JP4599019B2; AU2009401A; DE50006533D1; EP1237654B9; EP1237654B1

Abstract

(57)【要約】【課題】種々の試料の分析のための多数のフローセルを最小限のベース区域上で統合することができる配置構成を提供することである。【解決手段】試料区画と適合する一つ以上の凹みの配列を備え、ベースプレートと、前記ベースプレートと組み合わされるボディとからなり、それぞれ少なくとも一つの入口及び一つの出口を有するフローセルが、試料区画の配列の一部を形成し、前記配列が、小さな表面上に多数配置することができる前記試料区画に／から試料又は試薬を少量であっても供給し、そして／又は除去させ得る、一次元又は二次元に配列された試料区画の配置構成に関する。本発明は、ベースプレート及び前記ベースプレートと組み合わされるボディを、互いに対して流体シールされ、それぞれ少なくとも一つの入口及び一つの出口を有するフローセルの配列を形成するための凹みの配列が前記ベースプレートと前記ボディとの間に形成されるような形式で含む、一つ以上の試料区画の配置構成に関する。本発明は、各フローセルの少なくとも一つの出口が、前記フローセルと流体接続された液溜めと結合され、該液溜めがフローセルを流出する液体を受けるように働くことができることを特徴とする。本発明は、また本発明に開示された配列の製造及び使用に関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、試料区画の配列の一部としての、ベースプレート及びボディによっ
て形成される試料区画ごとに少なくとも一つの入口及び出口を有し、前記ベース
プレートと組み合わされると、試料区画の（幾何学的）配置構成に対応する凹み
空間の配置構成を有するフローセルの一次元又は二次元配置構成に関する。この
配置構成は、非常に少量の試料又は試薬を、小さなベース区域で高い量で配設す
ることができる試料区画に供給する又はそこから取り出すことを可能にする。試
料区画ごとに、各試料区画から取り出される液体を受けるための少なくとも一つ
の液溜めが配置構成に統合されているため、液供給及び取り出し手段の周辺マニ
ホールドを従来技術の方法に比較して有意に簡素化することができる。

【０００２】多種の分析対象物の測定のためには、現在、種々の分析対象物の測定を別個の
試料区画又はいわゆるマイクロタイタプレートの「ウェル」の中で実施するよう
な方法が主に使用されている。もっとも一般的なものは、通常は約８cm×１２cm
のフットプリント上で８×１２ウェルのピッチ（行及び列としての幾何学的配置
構成）を有し、ウェル１個を充填するのに約１００マイクロリットルの量が必要
であるプレート（たとえば、Corning CostarカタログNo. 3370, 1999を参照）で
ある。しかし、多くの用途にとって、少量でしか入手することができないかもし
れない必要な試料及び試薬の量を減らすためだけでなく、特に、試料中の１種以
上の分析対象物の認識のための生物学的若しくは生化学的又は合成的な認識要素
が試料区画の内壁に固定化される検定に関して、拡散経路、ひいては検定時間を
減らすためにも、試料の量を相当に減らすことが望ましいであろう。

【０００３】従来のマイクロタイタプレートから導かれる、配列として配設された開放試料
区画の場合、多数のウェル、たとえば、従来の９６個ではなく３８４個（たとえ
ば、Corning CostarカタログNo. 3702, 1999を参照）又は１５３６個を同じベー
ス区域（フットプリント）上に配設することにより、個々の試料区画の容積を減
らすための周知の技術的解決方法が提供された。この手法は、試料供給及び取り
出しのような試料操作の必要な工程一部で、少なくとも工業規格として確立され
ている器具及び研究室ロボットを、さらに使用することができる利点を有する。
他の公知の技術的解決方法は、従来のプレートフットプリントを廃止し、個々の
ウェルのサイズを特定の用途に必要とされる試料量に専用的に適合させることに
よって提供された。このような配置構成は、個々の試料区画の容積が部分的に数
ナノリットルでしかないため、「ナノタイタプレート」の名称で知られるように
なった。しかし、この技術的解決方法は、従来のマイクロタイタプレート規格に
合わせて配置された、現在広く普及している研究室ロボットの廃止を要する。

【０００４】しかし、拡散経路の減少のために望まれる、個々の開放試料区画のサイズの縮
小及び／又はベース面上の液層の厚さの減少とともに、検定期間中の液体蒸発の
増加する影響は、ますます深刻な対処すべき問題となる。

【０００５】前記蒸発の問題は、試料出入口の開口を除き、閉鎖された試料区画を使用する
ことによって回避することができる。

【０００６】液体試料及び／又は試薬を一回の流れで又は連続的に受けるように働くこのよ
うなスルーフローセルは、試料区画と接触する一つの計測区域の場合には長年公
知である。

【０００７】米国特許第５，７４７，２７４号では、少なくとも３種の梗塞マーカのいくつ
かの測定によって心筋梗塞を早期認識するための計測配置構成及び方法が記載さ
れている。これらのマーカの測定は、個々の試料区画又は共通の試料区画中で実
施することができ、後者の場合の開示によると、一つの共通の試料区画が連続流
路として設けられ、この一つの境界がたとえば膜によって形成され、この膜に、
３種の異なるマーカに対する抗体が固定化される。しかし、このタイプのいくつ
かの試料区画又は流路を、共通の支持体上に配設する、という示唆はない。さら
に、計測区域のサイズに関しての幾何学的情報もない。

【０００８】１種以上の試料中の分析対象物測定に関して、たとえば吸光度又はルミネセン
スの変化の測定の基づく光学的方法が、過去に非常に多く開発されてきた。理由
は、このような方法は、試料そのものに接触することなく、また試料そのものに
有意な影響を及ぼすことなく実施することができるからである。従来の計測方法
、たとえば吸収又は蛍光計測は一般に、試料区画中の試料量又液体試料の区画の
内壁上の計測区域の直接照射に基づく。これらの配置の欠点には、一般に、分析
対象物測定のための信号が発される励起量又は励起区域の他に、周辺の有意部分
が励起光によって照射を受けてしまい、それが、混乱を招くバックグラウンド信
号の不都合な発生につながるおそれがある。

【０００９】より低い検出限界を達成するため、分析対象物の測定が、光導波路中を誘導さ
れる光に関連する減衰フィールドとの相互作用に基づく、分析対象物分子の特異
的認識及び結合のための生化学的又は生物学的な認識要素が導波路の表面に固定
化された多種の計測配置構成が開発された。光波が、光学的により希薄な媒体、
すなわちより低い屈折率の媒体によって包囲された光導波路に結合すると、その
光波は、導波層の界面における全反射によって誘導される。このような配置構成
では、電磁エネルギーの一部が低屈折率媒体に浸透する。この一部がエバネッセ
ント（減衰）フィールドと呼ばれる。減衰フィールドの強さは、導波層そのもの
の厚さ及び導波層の屈折率とそれを包囲する媒体の屈折率との比に非常に大きく
依存する。薄い導波路、すなわち、誘導される光の波長と同じ又はそれよりも小
さい層厚さの場合、誘導される光の別個のモードを区別することができる。この
ような方法の利点として、分析対象物との相互作用は、隣接媒体中への減衰フィ
ールドの浸透深さ（１００ナノメートル程度である）に限られ、（バルク）媒体
の深さからの干渉信号をおおむね避けることができる。最初に提案されたこのタ
イプの計測配置構成は、厚さ約１００マイクロメートルから数ミリメートルまで
の高度に多モード性で自立性の単層導波路、たとえば透明なプラスチック又はガ
ラスのファイバ又はプレートに基づくものであった。

【００１０】米国特許第４，９７８，５０３号では、液体試料を毛管力によってキャビティ
に引き込む計測配置構成が開示されている。光学的に透明な側壁が自立性の多モ
ード化導波路として設けられ、少なくともその側壁表面のうちキャビティに対面
する部分（「パッチ」）に、試料からの分析対象物の認識及び結合のための生化
学的認識要素が固定化されている。この配置構成の欠点として、毛管に引き込ま
れた液体の交換が考慮されていない。そのような交換は、たとえば多工程検定の
場合に望ましい。

【００１１】ＷＯ９４／２７１３７には、種々の認識要素を有するパッチが自立性光学基材
導波路（単層導波路）に固定化され、励起光が遠位面で内部結合され（「前面」
又は「遠位端」結合）、光活性化性架橋剤を使用して横方向選択的固定化が実施
される計測配置構成が開示されている。この開示によると、いくつかのパッチを
共通の平行流路又は試料区画に行方向に配設することができる。平行な流路又は
試料区画は、導波路中を誘導される光を損なうことを避けるため、センサとして
使用される導波路上の範囲の全長にわたって延びる。しかし、多数のパッチ及び
試料区画の二次元統合の示唆はない。ＷＯ９７／３５２０３に開示された同様な
配置構成では、種々の分析対象物の測定のための種々の認識要素が、試料ならび
に低分析対象物濃度及び場合によりさらに高分析対象物濃度の較正溶液のための
別個の平行な流路又は試料区画に固定化されている配置構成のいくつかの実施態
様が記載されている。ここでもまた、二次元配置構成の示唆は与えられていない
。

【００１２】感度を改善すると同時に大量生産で製造しやすくするために、平面薄膜導波路
が提案されている。もっとも簡単なケースでは、平面薄膜導波路は、支持材料（
支持体）、導波層、スーパストレート（及び分析する試料）の三層系からなり、
導波層が最高の屈折率を有している。さらなる中間層が平面導波路の動作をさら
に改善することができる。

【００１３】励起光を平面導波路に内部結合する方法がいくつか公知である。もっとも初期
に使用された方法は、エアギャップによる反射を減らすため、一般には液体がプ
リズムと導波路との間に導入される、前面結合又はプリズム結合に基づくもので
あった。これら二つの方法は、主に、比較的大きな層厚さの導波路、すなわち、
特に自立性の導波路及び２よりも有意に小さい屈折率の導波路に適している。し
かし、励起光を高い屈折率の非常に薄い導波層に内部結合させるためには、結合
格子の使用がはるかに洗練された方法である。

【００１４】光学膜導波路中を誘導される光波の減衰フィールドにおける分析対象物測定の
種々の方法は、区別することができる。たとえば、適用される計測原理に基づく
と、一つには蛍光、又はより一般的なルミネセンス法と、他には屈折法とに区別
することができる。これに関して、表面プラズモン共振の発生のために投射され
る励起光の共振角が計測される量として読まれるならば、より低い屈折率の誘電
層の上の薄い金属層中に表面プラズモン共振を発生させる方法を屈折法の群に含
めることができる。表面プラズモン共振はまた、ルミネセンス計測において、ル
ミネセンスの増幅又は信号バックグラウンド比の改善に使用することもできる。
表面プラズモン共振の発生ならびにルミネセンス計測及び導波構造との組み合わ
せの条件は、文献、たとえば米国特許第５，４７８，７５５号、第５，８４１，
１４３号、第５，００６，７１６号及び第４，６４９，２８０号に記載されてい
る。

【００１５】本出願では、「ルミネセンス」とは、光学的又は光学的以外の励起、たとえば
電気的又は化学的又は生化学的又は熱的な励起ののちの、紫外線から赤外線まで
の範囲の光子の自発的放出をいう。たとえば、ケミルミネセンス、バイオルミネ
センス、エレクトロルミネセンス、特に蛍光及びりん光が「ルミネセンス」に含
まれる。

【００１６】屈折計測法の場合、導波路への分子吸着又は導波路からの分子脱着から生じる
有効屈折率の変化を分析対象物検出に使用する。この有効屈折率の変化は、格子
カプラセンサの場合、光の、格子カプラセンサへの内部結合の結合角と格子カプ
ラセンサからの外部結合の結合角との差違から測定され、干渉計センサの場合、
干渉計の感知ブランチ中で誘導される計測光と参照ブランチ中で誘導される計測
光との位相差違から測定される。

【００１７】前記屈折法は、さらなるマーカ分子、いわゆる分子標識を使用せずに適用する
ことができるという利点がある。しかし、これらの標識なし法の欠点は、より低
い計測原理の選択性のせいで、達成可能な検出限界が、分析対象物の分子量に依
存してピコないしナノモル濃度範囲に限られ、それが、現代の微量分析の多くの
用途、たとえば診断用途には十分ではないことである。

【００１８】より低い検出限界を達成するためには、より高い信号生成の選択性のため、ル
ミネセンスベースの方法がより適当であると思われる。この配置構成では、ルミ
ネセンス励起は、より低い屈折率の媒体への減衰フィールドの浸透深さ、すなわ
ち、媒体への浸透深さが約１００ナノメートルであるとき、導波区域に近接する
区域に限られる。この原理は減衰ルミネセンス励起と呼ばれている。

【００１９】近年、透明な支持材料上のわずか１００ナノメートルほどの薄い導波膜に基づ
く屈折率の高い薄膜導波路により、感度を大幅に高めることができた。たとえば
ＷＯ９５／３３１９７には、回折光学要素としてのレリーフ格子によって励起光
を導波膜に結合する方法が記載されている。減衰フィールドの浸透深さ内に設け
られている、発光することができる物質から等方的に発されるルミネセンスを適
切な計測装置、たとえばフォトダイオード、光電子増倍管又はＣＣＤカメラによ
って計測する。また、減衰的に励起された放射線のうち、導波路に逆結合した部
分を、格子のような回折光学要素によって外部結合し、計測することができる。
この方法は、たとえばＷＯ９５／３３１９８に記載されている。

【００２０】たとえば、明細書ＷＯ９６／３５９４０には、本質的に単モード性の平面無機
導波路によってルミネセンスのみに基づく多重計測を同時又は順次に実施するた
め、少なくとも二つの別個の導波区域が一つのセンサプラットフォーム上に設け
られて、一つの導波区域で誘導される励起光が他の導波区域から分けられるよう
にした配置構成（配列）が考案されている。

【００２１】本発明の本質においては、空間的に分けられた計測区域（ｄ）（図IV）は、液
体試料中の１種又は多種の分析対象物の認識のための、そこに固定化された生物
学的若しくは生化学的又は合成的な認識要素によって占有される区域によって画
定されなければならない。これらの区域は、いかなる幾何学形状、たとえば点、
円、矩形、三角形、楕円又は線の形態であることもできる。

【００２２】ＷＯ９８／２２７９９には、平面導波路の減衰フィールドで励起されるルミネ
センスを測定するための計測構造のための試料区画の配置構成が発案されている
。その中で、励起光を内部結合させるために使用される格子は、試料区画の側壁
を形成する材料によって覆われている。したがって、内部結合条件の変化を回避
することができる。しかし、これは、透明度に対する非常に高い要求、蛍光の自
由及び可能な限り低い側壁材料の屈折率を伴い、これらの要件の組み合わせを同
時に満たすことは困難である。

【００２３】公知の技術水準で記載されたすべての装置は、欠点として、試料又は試薬液体
の交換を可能にしないか、そのような交換のために比較的複雑な配置構成、すな
わち、液体試料の供給及び取り出しのための、流体シールする供給及び管接続に
対するインタフェースを必要とし、特に、１回だけの作動のためのフローセルを
提供するための、センサプラットフォームとして使用されるベースプレートとそ
の上に配置されるボディとの組み合わせの自動化操作及び交換を妨げたり、複雑
な技術的解決方法を必要としたりする。

【００２４】したがって、計測精度を否定的な方法で損なうことなく、試料溶液及び試薬の
供給、ならびに流出する試料及び試薬流体の取り出しを有意に簡素化することが
できる、特に一次元又は二次元の配列の形態のフローセルの簡単な配置構成の必
要がある。

【００２５】驚くことに今、本発明の試料区画の配置のおかげで、試料及び試薬の自動化供
給及び取り出しのための周辺の供給及び取り出しラインの複雑なシステムを要す
ることなく、小さなベース区域に多数の試料区画を設けることができることがわ
かった。試料区画は、それぞれが、試料区画を流出する液体を受けるための、た
とえば試料区画外壁の凹みの形態の液溜めを備えている。同時に、十分に高い計
測信号の生成のためにベースプレート上に試料区域の比較的大きなベース区域を
要する場合でさえ、個々の試料区画の容積を低く維持することができる。理由は
、試料区画が、試料及び試薬の供給及び取り出しのための入口及び出口の開口を
除き、閉鎖されており、試料区画の高さ、すなわちベースプレートと、ベースプ
レートと組み合わされるボディの凹みの対向する境界との間の距離を非常に小さ
く、すなわち１００μm以下に維持することができるからである。

【００２６】この配置構成により、非常に低い試料量を投入し、一定に維持することができ
る。少量が可能なため、本発明の配置構成によって提供されるフローセルは、押
し退け洗浄によって非常に効率的に清浄することができる。本発明の配置構成の
いくつかの実施態様に関して以下に記載するように、分析対象物の測定のための
生物学的若しくは生化学的又は合成的な認識要素がベースプレートに固定化され
るならば、分析面に通じる拡散経路が短い（もう一つの利点である）ため、拡散
制御される分析対象物結合の終点に速やかに達する。また、少なくとも、本発明
の配置構成の一部としてのフローセルが完全に充填される限り、分析対象物結合
によって生じる信号は、供給される試料の全量に本質的に依存しないことが好ま
しい。フローセルは入口及び出口を除き、閉鎖されているため、液体の蒸発をお
おむね避けることができ、室温を有意に超える温度ででも配置構成の作動が可能
である。概して、このように、本発明は、公知の技術水準に比較して有意な利点
を提供する。

【００２７】本発明の主題は、ベースプレートと、前記ベースプレートと組み合わされるボ
ディとを、互いに対して流体シールされ、それぞれ少なくとも一つの入口及び一
つの出口を有する一つ以上のフローセルを形成するための一つ以上の凹みが前記
ベースプレートと前記ボディとの間に形成されるような形式で含み、そこで各フ
ローセルの少なくとも一つの出口が、前記フローセルと流体接続された液溜めと
結合され、液溜めが、フローセルを流出する液体を受けるように働くことができ
る、一次元又は二次元に配列された一つ以上の試料区画の配置構成である。それ
により、各液溜めを一つ又は多数のフローセルに割り当てることができる。

【００２８】本発明の配置構成は、事前に供給されているかもしれない液体を取り除く必要
なしに、場所を指定される多種の異なる試料及び試薬溶液を種々の試料区画に同
時に供給することを考慮している。これは、固定された配管接続を要さず、たと
えば、本発明の配置構成のフローセルの入口に向けることができるディスペンサ
の噴射を使用して実施することができる。フローセルから流出する液体を受ける
ための液溜めが配置構成に統合されているため、他の方法ならば必要であろう出
口管及びその接続は必要とされない。したがって、種々の試料の分析のための多
数のフローセルを最小限のベース区域上で統合することができる。

【００２９】したがって、本発明の主題は、特に、ベースプレートと、前記ベースプレート
と組み合わされるボディとを、互いに対して流体シールされ、それぞれ少なくと
も一つの入口及び一つの出口を有するフローセルの配列を形成するための凹みの
配列が前記ベースプレートと前記ボディとの間に形成されるような形式で含み、
そこで各フローセルの少なくとも一つの出口が、前記フローセルと流体接続され
た液溜めと結合され、液溜めが、フローセルを流出する液体を受けるように働く
ことができる、一次元又は二次元に配列された試料区画の配置構成である。

【００３０】フローセルを流出する液体を受けるための液溜めが、ベースプレートと組み合
わされるボディの外壁の凹みとして形成されるならば、それは有利である。

【００３１】試料又は試薬を多数の試料区画に同時に供給するためには、手動又は自動化試
薬投入のためのマルチチャネルピペットを使用することができる。本発明の試料
区画の配置構成の入口が同じピッチ（行及び／又は列としての幾何学的配置構成
）で配設されているならば、個々のピペットは一次元又は二次元の配列に配設さ
れる。したがって、好ましくは、配置構成のピッチは、標準マイクロタイタプレ
ートのウェルのピッチに合致する。そのため、約９mmの（中心間）距離での８×
１２ウェルの配置構成が工業規格として設けられている。たとえば同じ距離で配
設された３、６、１２、２４及び４８ウェルの小さめの配列がこの規格に準拠す
る。フローセルの小さめの配列として設けられた本発明の試料区画のいくつかの
配置構成はまた、前記フローセルの個々の入口が約９mmの距離の整数倍で位置す
るような方法で組み合わせることができる。

【００３２】最近、同じフットプリント上に９６の整数倍のウェルとしての３８４個及び１
５３６個のウェルを、相応に減らしたウェル間距離で有するプレートが使用され
ている。これらもまた、標準マイクロタイタプレートと呼ばれなければならない
。本発明の配置構成の試料区画のピッチを、各フローセルの入口及び出口を含め
、これらの規格に適合することにより、多種の市販されている研究室ピペット及
びロボットを試料供給に使用することができる。

【００３３】本発明の配置構成の外寸がこれらの標準マイクロタイタプレートのフットプリ
ントに合致することが好ましい。

【００３４】市販のマイクロタイタプレートの場合、試料供給は開放試料区画の中心で実施
されるが、本発明の配置構成に関しては、物理的理由から、入口及び出口ならび
に対応する入口及び出口開口は、対応するフローセルの境界、たとえば、実施例
の一つで示すように、互いに反対の角点、好ましくは対角線上で対向する角点に
配設することが有利である。したがって、たとえばフローセル９６個の配置構成
の場合の８×１２セルの全配列の位置は、好ましくは、そのフットプリントに対
して従来のマイクロタイタプレートのセルの位置からわずかに移動されており、
それにより、再プログラミングを要することなく、標準の研究室ロボットを使用
して入口及び／又は液溜めを場所指定することができる。これは、二つの主境界
（軸）に対し、９６ウェルピッチの場合で４．５mmの移動で達成され、相応に、
３８４ウェルピッチの場合で２．２５mmの移動で達成され、１５３６ウェルピッ
チの場合で１．１２５mmの移動で達成される。技術的理由（配置構成に利用しう
る壁厚）により、２．２５mmの移動が好ましく、本発明の配置構成は、そのプロ
グラミングを変更することなく、３８４規格に合わせて設けられたロボットによ
って場所指定することができる。

【００３５】本発明のさらなる主題は、上述した性質で、たとえば１列に２〜８個の試料区
画又はたとえば１行に２〜１２個の試料区画があり、試料区画そのものが、フロ
ーセルの入口のピッチ（行及び／又は列としての幾何学的配置構成）が標準マイ
クロタイタプレートのウェルのピッチ（幾何学的配置構成）に合致するような形
式で、標準マイクロタイタプレートの寸法を有するキャリヤ（「メタキャリヤ」
）と組み合わされている配置構成である。

【００３６】試料区画の配置構成とメタキャリヤとの接続は、たとえば、１回しか使用しな
いためのものであるならば、接着又は接着なしでの正確な嵌め合いによって実施
することができ、多数回使用するためのものであるならば、掛け止め又は挿入に
よって実施することができる。メタキャリヤの材料は、たとえば、成形性、金型
成形性又はロール練り性を有するプラスチック、金属、ケイ酸塩、たとえばガラ
ス、石英又はセラミックスを含む群から選択することができる。

【００３７】このような試料区画のいくつかの行又は列はまた、フローセルの入口のピッチ
（行及び／又は列としての幾何学的配置構成）が標準マイクロタイタプレートの
ウェルのピッチ（幾何学的配置構成）、すなわち、９mm（９６ウェルプレートに
対応）又は４．５mm（３８４ウェルプレートに対応、上記を参照）又は２．２５
mm（１５３６ウェルプレートに対応、上記を参照）の整数倍に合致するような方
法で、一つのメタキャリヤと組み合わせることもできる。

【００３８】当然、本発明の試料区画の配置構成は、別のピッチ（幾何学的寸法）で配設す
ることもできる。たとえば種々の試薬を順に添加したのちフローセルを流出する
液体は、対応するフローセルに流体接続された液溜めに収集することができ、ま
た、入口又は液溜めの位置で排出することによって除去することができる。

【００３９】ベースプレートとそれと組み合わされるボディとの間に凹み空間を形成するた
めにはいくつかの技術的解決方法がある。一つの可能な配置構成では、形成する
フローセルの配列のピッチ（行及び／又は列として幾何学的配置構成）を有する
三次元構造をベースプレート上に形成する。ベースプレート上のこれらの構造は
、たとえば、互いに隣接するフローセルの間に壁又は壁の一部、たとえばソケッ
トを形成することができる。フローセルは、ベースプレートと適切に形成された
ボディとの組み合わせによって形成される。フローセルの配列の形成、すなわち
、ベースプレートとそれと組み合わされるボディとの間の凹み空間の形成のため
に、これらの凹みがベースプレート中に形成される。

【００４０】もう一つの実施態様の特徴は、ベースプレートとそれと組み合わされるボディ
との間に凹みを形成するため、前記ボディ中に凹みが形成されるということであ
る。この実施態様では、ベースプレートが本質的に平面であることが好ましい。

【００４１】フローセルの配列を形成するためにベースプレートと組み合わされるボディは
、一つの工作物からなることができる。別の実施態様では、ベースプレートと組
み合わされるボディは、いくつかの部品から形成され、前記ボディの組み合わせ
部品は、好ましくは、不可逆的に組み合わされるユニットを形成する。

【００４２】ベースプレートと組み合わされるボディは、前記ボディとベースプレートとの
組み合わせを容易にする補助手段を含むことが好ましい。

【００４３】配置構成は、多数、すなわち２〜２０００個、好ましくは２〜４００個、もっ
とも好ましくは２〜１００個のフローセルを含むことがさらに好ましい。

【００４４】フローセルの入口のピッチ（行及び／又は列としての幾何学的配置構成）は、
標準マイクロタイタプレートのウェルのピッチ（幾何学的配置構成）に合致する
ことが好ましい。

【００４５】配置構成のもう一つの実施態様の特徴は、それがカバーするトップ、たとえば
箔、膜又はカバープレートによって閉鎖されるということである。

【００４６】フローセルの容量は、ベース区域のサイズ及び凹みの深さが変化すると、大き
な範囲内で異なることができ、その結果、各フローセルの容積は、通常０．１μ
l〜１０００μl、好ましくは１μl〜２０μlである。このため、異なるフローセ
ルの容積は、同様であることもあり、異なることもある。

【００４７】異なる試料又は試薬溶液を順次にフローセルに充填するのならば、先に加えら
れた液体及びその中に溶解した成分をできるだけ完全に押し退けるため、通常、
セル容積の何倍かの量の液を適用する。したがって、フローセルに流体接続され
た液溜めの容量は、フローセルの容積よりも大きく、好ましくは少なくとも５倍
の大きさであることが好ましい。

【００４８】ベースプレートと前記ベースプレートと組み合わされるボディとの間の凹みの
深さは、１〜１０００μm、好ましくは２０〜２００μmであることが好ましい。
配列の凹みの大きさは、均一であることもできるし多様であることもでき、ベー
ス区域は、いかなる形状、好ましくは矩形若しくは多角形又は他の幾何学形状で
あることができる。ベース区域の横方向寸法もまた、広い範囲で異なることがで
き、通常、ベースプレートと前記ベースプレートと組み合わされるボディとの間
の凹みのベース面積は、０．１mm²〜２００mm²、好ましくは１mm²〜１００mm²で
あることが好ましい。ベース区域の角は丸められていることが好ましい。丸めら
れた角は、流動プロフィールに好ましい方法で影響し、形成するかもしれない気
泡の除去を容易として、その形成を防ぐ。

【００４９】ベースプレート、それと組み合わされるボディ及び場合によりさらなるカバー
トップの材料は、実際に意図された用途の要件を満たさなければならない。具体
的な用途に依存して、これらの要件は、たとえば、酸性又は塩基性の媒体、水溶
液の一部としての塩、アルコール若しくは洗浄剤又はホルムアミドに暴露された
ときの化学的及び物理的安定性、温度変動（たとえば−３０℃〜１００℃）にお
ける安定性、ベースプレート及びそれと組み合わされるボディの可能な限り同様
な熱膨張率、光学特性（たとえば非蛍光性、反射率）、機械加工性などに関連す
る。ベースプレートと組み合わされるボディの材料は、成形性、金型成形性又は
ロール練り性を有するプラスチック、金属、ケイ酸塩、たとえばガラス、石英又
はセラミックスによって形成される群から選択されることが好ましい。また、さ
らなる隣接するカバートップの材料は、成形性、金型成形性又はロール練り性を
有するプラスチック、金属、ケイ酸塩、たとえばガラス、石英又はセラミックス
によって形成される群から選択することができる。ベースプレートに関しても、
その材料は、成形性、金型成形性又はロール練り性を有するプラスチック、金属
、ケイ酸塩、たとえばガラス、石英又はセラミックスによって形成される群から
の材料を含むことが好ましい。そのため、前記成分（ベースプレート、それと組
み合わされるボディ、カバートップ）は、均一な材料で構成されることもできる
し、異なる材料を層として又は横方向に隣接させた、材料が互いに置き換わるこ
とができる混合物又は組成物を含むこともできる。

【００５０】好ましい実施態様の特徴は、１種以上の分析対象物の測定のための生物学的若
しくは生化学的又は合成的な認識要素がベースプレートに固定化されているとい
うことである。

【００５１】もっとも簡単な固定化方法は、たとえば認識要素とベースプレートとの間の疎
水性相互作用による物理的吸着からなる。しかし、これらの相互作用の程度は、
媒体の組成及びその物理化学的性質、たとえば極性及びイオン強度によって強く
影響されることがある。特に、多工程検定で異なる試薬を順次に添加する場合、
表面上への認識要素の被着は、吸着固定化しただけでは不十分であることが多い
。本配置構成の進んだ実施態様では、被着は、生物学的若しくは生化学的又は合
成的な認識要素の固定化のための、ベースプレート上への付着促進層（ｆ）（図
IV）の被着によって改善される。付着促進層（ｆ）は、厚さ２００nm未満、好ま
しくは２０nm未満であることが好ましい。付着促進層を形成するためには、多く
の材料を使用することができる。制限されることなく、付着促進層（ｆ）は、シ
ラン、エポキシド、「自己組織化官能化単分子層」、官能化ポリマー及びポリマ
ーゲルの群からの化合物を含む。

【００５２】好ましくは種々の選択的認識要素への結合による種々の分析対象物の同時測定
の場合、横方向に分解される信号の検出によってこれらの結合イベントの記録を
実施することができるならば、それは有利である。本発明の配置構成の進んだ実
施態様の特徴は、生物学的若しくは生化学的又は合成的な認識要素が別個の（横
方向に分けられた）計測区域（ｄ）に固定化されているということである。これ
らの別個の計測区域は、生物学的若しくは生化学的又は合成的な認識要素を前記
ベースプレート上に空間選択的に被着させることによって形成することができる
。被着には多種の方法を使用することができる。一般性の制限なしに、生物学的
若しくは生化学的又は合成的な認識要素は、「インクジェットスポッティング、
ピン、ペン若しくは毛管による機械的スポッティング、「マイクロコンタクトプ
リント」、平行又は交差マイクロチャネルに供給することにより、圧力差又は電
気若しくは電磁ポテンシャルへの暴露により、計測区域を生物学的若しくは生化
学的又は合成的な認識要素と流体接触させることを含む方法の群からの一つ以上
の方法によってベースプレートに被着される。

【００５３】前記生物学的若しくは生化学的又は合成的な認識要素としては、核酸（ＤＮＡ
、ＲＮＡ）又は核酸類似体（たとえば、ペプチド核酸ＰＮＡ）、抗体、アプタマ
ー、膜結合するか、単離された受容体、それらの配位子、抗体に対する抗原、分
子インプリントをホストするための化学合成によって生成されたキャビティ、「
ヒスチジンタグ成分」によって形成される群からの成分が被着される。また、完
全な細胞又は細胞断片を生物学的若しくは生化学的又は合成的な認識要素として
被着させることができる。

【００５４】本発明の配置構成は、試料中の一つの分析対象物だけでなく、２種以上の分析
対象物が測定される多種の用途に向けられる。したがって、二つ以上の別個の計
測区域（ｄ）の配列がベースプレートと前記ベースプレートと組み合わされるボ
ディとの間の凹みの領域に配設され、この計測区域の中に、同種又は異種の生物
学的若しくは生化学的又は合成的な認識要素が固定化されることが好ましい。

【００５５】一般に、固定化される認識要素は、測定される分析対象物を可能な限り高い特
異性をもって認識し、それと結合するような方法で選択される。しかし、通常、
特に計測区域に固定化された認識要素の間にまだ空の場所がある場合、ベースプ
レートの表面への分析対象物分子の非特異的吸着が起こることを予想しなければ
ならない。したがって、非特異的結合又は吸着を減らすため、分析対象物に対し
て「化学的に中性」である化合物が別個の計測区域（ｄ）の間に被着されること
が好ましい。「化学的に中性」の化合物としては、分析対象物の認識又は結合を
示さず、その結果、非特異的結合が全く又は最小限しか起こらないような成分を
いう。これらの化合物の選択は、分析対象物の性質に依存する。限定されること
なく、前記「化学的に中性」の化合物は、たとえばアルブミン、特にウシ及びヒ
ト血清アルブミン、ニシン精子又はポリエチレングリコールを含む群から選択さ
れることが好ましい。

【００５６】本発明の配置構成は、多種の異なるパラメータ（計測量）の測定に使用するこ
とができ、特にベースプレートの特定の実施態様は、実際に適用される計測方法
に依存する。本発明の一つの主題は、生物学的若しくは生化学的又は合成的な認
識要素をその上に固定化されたベースプレートが、光学的、電気的、電気化学的
若しくは熱的パラメータの変化の測定又は放射線の測定に働くことができる配置
構成である。生物学的若しくは生化学的又は合成的な認識要素を上に固定化され
たベースプレートは光学的パラメータの変化の測定のために働くことができ、前
記ベースプレートは可視又は近赤外スペクトル領域の波長の少なくとも一つの領
域で透明であることが好ましい。ベースプレートは、可視又は近赤外スペクトル
領域の波長の少なくとも一つの領域で透明である、ガラス又は熱可塑性若しくは
金型成形性プラスチックの支持体を含むことが特に好ましい。

【００５７】光学的検出方法のうち、導波路の減衰フィールド内の分析対象物検出に基づく
方法は、改善された感度と、検出容量の、導波路に近接する減衰フィールドが浸
透する層への制限とを特徴とする。したがって、ベースプレートは、連続的であ
るか、別個の区域に分割される光導波路を含むことが好ましい。そのため、特に
好ましいものは、光導波路が、凹みに面する第一の光学的に透明な層（ａ）を有
し、該層（ａ）がそれよりも低い屈折率の第二の光学的に透明な層（ｂ）上にあ
る光膜導波路（図IV）である配置構成である。そのため、「光学的に透明」とは
、可視又は近赤外スペクトル範囲の一つ以上の励起波長における透明性をいう（
この箇所及び以下）。

【００５８】光学的に透明な層（ｂ）は、低い吸収及び蛍光を特徴とすべきであり、理想的
には、吸収及び蛍光を起こさないべきである。さらには、表面粗さは低いべきで
ある。理由は、層（ｂ）の表面粗さは、それが導波層として層（ａ）に被着され
たとき、いくぶん多大な程度に付着方法に依存しながらも、より高い屈折率のさ
らなる層（ａ）の表面粗さに影響するからである。層（ａ）の境界（界面）層に
おける表面粗さの増大は、誘導光の散乱損失の増大につながり、それは望ましく
ない。これらの要求は、多種の材料によって満たされる。第二の光学的に透明な
層（ｂ）の材料は、ケイ酸塩、たとえばガラス若しくは石英又は好ましくはポリ
カーボネート、ポリイミド若しくはポリメチルメタクリレート若しくはポリスチ
レンを含む群の透明な熱可塑性若しくは金型成形性プラスチックを含むことが好
ましい。

【００５９】光学的に透明な層（ａ）の所与の層厚さに関して、本発明の配置構成の感度は
、層（ａ）の屈折率と隣接媒体の屈折率の差の増大とともに、すなわち、層（ａ
）の屈折率の増大とともに増大する。第一の光学的に透明な層（ａ）の屈折率は
１．８よりも高いことが好ましい。

【００６０】層（ａ）性質に対するもう一つの重要な要件は、層（ａ）中を誘導される光の
伝播損失が可能な限り低くあるべきということである。第一の光学的に透明な層
（ａ）は、ＴｉＯ₂、ＺｎＯ、Ｎｂ₂Ｏ₅、Ｔａ₂Ｏ₅、ＨｆＯ₂又はＺｒＯ₂、好ま
しくはＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅又はＮｂ₂Ｏ₅を含む。そのような物質いくつかの組み
合わせを使用することもできる。

【００６１】層（ａ）の所与の材料及び所与の屈折率に関して、感度は、層厚さの減少とと
もに、層厚さの一定の下限値まで増大する。下限値は、層厚さが、誘導される光
の波長によって決定されるしきい値よりも低下するならば、光誘導のカットオフ
によって決定され、また、厚さがさらに減少するならば、非常に薄い層における
伝播損失の観測可能な増大によって決定される。第一の光学的に透明な層（ａ）
の厚さが４０〜３００nm、好ましくは１００〜２００nmであることが好ましい。

【００６２】層（ｂ）の自己蛍光を排除することができないならば、特に、ポリカーボネー
トのようなプラスチックを含むならば、又は層（ａ）における光誘導に対する層
（ｂ）の表面粗さの影響を減らすため、中間層が層（ａ）と（ｂ）との間に被着
されるならば、それは有利であろう。したがって、層（ａ）よりも低い屈折率を
有し、層（ａ）に接する、厚さ５nm〜１００００nm、好ましくは１０nm〜１００
０nmのさらなる光学的に透明な層（ｂ′）（図IV）が光学的に透明な層（ａ）及
び（ｂ）の間に設けられていることが本発明の配置構成のもう一つの実施態様に
特徴的である。

【００６３】励起光を光導波路に内部結合させるための多くの方法が公知である。自立性導
波路までの比較的厚い導波層の場合、光は、内部全反射によって誘導されるよう
な方法で適切な開口数のレンズを使用して導波路の前端（遠位端）に合焦させる
ことができる。厚さよりも大きな幅の前面を有する導波路の場合、好ましくは円
筒形のレンズが使用される。そのため、レンズは、導波路から離して配設するこ
ともできるし、導波路に直接接続することもできる。この前面結合方法は、導波
層の厚さが薄めの場合にはあまり適さない。その場合、より適切な方法は、プリ
ズムによる結合であり、プリズムは、好ましくは、中間のスペーシングなしで導
波路に接続されるか、屈折率を適合させる流体によって媒介されることができる
。また、光ファイバによって本発明の配置構成の光導波路に励起光を供給したり
、両方の導波路をそれらの減衰フィールド同士が重複し、それによってエネルギ
ー移動が可能になるように互いに近接させることにより、別の導波路に内部結合
された光を前記配置構成の導波路に結合したりすることも可能である。したがっ
て、本発明の配置構成の一部は、光学的に透明な層（ａ）に入って計測区域（ｄ
）に達する励起光の内部結合が、プリズムカプラ、減衰フィールド同士が重なり
合う結合された光導波路を含む減衰カプラ、導波層の前面（遠位端）の前に配設
された合焦レンズを有する前面（遠位端）カプラ及び格子カプラを含む群からの
一つ以上の光学内部結合要素を使用して実施されるということである。

【００６４】光学的に透明な層（ａ）に入って計測区域（ｄ）に達する励起光の内部結合は
、光学的に透明な層（ａ）に形成される一つ以上の格子構造（ｃ）（図IV）を使
用して実施されることが好ましい。

【００６５】本発明のさらなる部分は、光学的に透明な層（ａ）の中で誘導される光の外部
結合が、光学的に透明な層（ａ）に形成される格子構造（ｃ′）（図IV）を使用
して実施されるということである。

【００６６】それにより、光学的に透明な層（ａ）に形成される格子構造（ｃ）及び（ｃ′
）は、同じ又は異なる周期数を有することができ、互いに対して平行又は非平行
に配置することができる。

【００６７】配置構成は、格子構造（ｃ）及び（ｃ′）を内部結合及び／又は外部結合格子
として交換可能に使用できるような方法で提供することができる。

【００６８】格子構造（ｃ）及び場合によりさらなる格子構造（ｃ′）が２００nm〜１００
０nmの周期及び３nm〜１００nm、好ましくは１０nm〜３０nmの格子変調深さを有
することが好ましい。

【００６９】そのため、第一の光学的に透明な層（ａ）の厚さに対する変調深さの比は０．
２以下であることが好ましい。

【００７０】格子構造は、種々の形態（幾何学的形状）で設けることができる。格子構造（
ｃ）は、矩形、三角形又は半円形の断面のような断面を有するレリーフ格子であ
ることもできるし、本質的に平面的な光学的に透明な層（ａ）で屈折率の周期的
変調を有する位相又は容積格子であることもできる。

【００７１】本配置構成の進んだ実施態様の特徴は、場合により層（ａ）よりも低い屈折率
の、たとえばシリカ又はフッ化マグネシウムのさらなる誘電層の上の好ましくは
金又は銀の薄い金属層が、光学的に透明な層（ａ）と、固定化された生物学的若
しくは生化学的又は合成的な認識要素との間に被着されるということである。金
属層及び場合によりさらなる中間層の厚さは、励起波長及び／又はルミネセンス
波長で表面プラズモンを励起できるような方法で選択される。

【００７２】本配置構成の一つの実施態様に関しては、格子構造（ｃ）は、均一な周期の回
折格子であることが好ましい。

【００７３】しかし、特定の用途、たとえば異なる波長の励起光を同時に内部結合させる場
合、格子構造（ｃ）が多回折格子であるならば、それは有利であろう。

【００７４】普通、格子構造（ｃ）及び場合によりさらなる格子構造（ｃ′）が試料区画の
領域内に設けられていることが好ましい。

【００７５】しかし、たとえば、非常に少量の試料を非常に小さなベース区域に塗布しなけ
ればならないならば、格子構造（ｃ）及び場合によりさらなる格子構造（ｃ′）
が試料区画の領域の外に設けられているのは、有利であろう。

【００７６】一つの試料区画内にできるだけ多くの試料区画を設けなければならず、同時に
、隣接する試料区画への誘導励起光の、誘導励起光の伝播方向への伝播をその制
御された外部結合によって阻止しなければならない用途では、格子構造（ｃ）が
試料区画内に設けられ、場合によりさらなる格子構造（ｃ′）が、励起光の内部
結合が実施される試料区画の外に設けられていることが好ましい。

【００７７】特に種々の試料区画で計測を順次に実施する場合、格子構造は、励起光が、格
子構造（ｃ）によって一つの試料区画内に内部結合され、その試料区画の中を伝
播し（導波層中で誘導される）、誘導励起光の伝播方向に設けられている隣接す
る試料区画の下で導波層に進入し、その中に設けられた格子構造（ｃ′）によっ
て外部結合されるような方法で配設することができる。配置構成の横移動ののち
、最後に述べた格子構造（ｃ′）そのものを内部結合格子として後の計測に使用
することができる。

【００７８】また、格子構造（ｃ）及び場合によりさらなる格子構造（ｃ′）が多数又はす
べての試料区画の範囲に延びる本発明の配置構成のさらなる実施態様が提供され
る。

【００７９】多数の格子構造（ｃ）及び（ｃ′）はまた、単一試料区画内での順次に実施さ
れる計測に備えて一つの試料区画の中に配置することができる。

【００８０】配置構成の大部分の用途では、ベースプレートと組み合わされるボディの材料
は、ベースプレート上のインカンバントな表面区域で、励起放射線及び場合によ
り一つ以上の励起されるルミネセンス放射線の両方に対して、少なくとも減衰フ
ィールドの浸透深さ内で光学的に透明であることが好ましい。

【００８１】進んだ実施態様では、ベースプレートと組み合わされるボディの材料は、ベー
スプレートの表面と接触させられる、励起放射線及び場合により一つ以上の励起
ルミネセンス放射線の両方に対して透明である第一の層と、ベースプレートから
より離れて設けられている、励起放射線及び場合により励起されるルミネセンス
放射線のスペクトル範囲で吸収性である隣接層との二層系の形態で提供される。

【００８２】隣接する試料区画の間での励起光の光学クロストークを最小限にしなければな
らないならば、導波路を試料区画間の中間領域で吸収材料と接触させたときの導
波を遮断又は最小限（可能な限り）にすることが有利である。格子構造（ｃ）及
び（ｃ′）による内部結合及び外部結合を試料区画内で実施するか、大きな面積
の格子構造が多数の試料区画にわたって延び、大きな区域が励起光によって照射
されるならば、それは特に有利である。

【００８３】そのような進んだ実施態様に特徴的であることは、ベースプレートと接触する
層の材料が、励起放射線及び場合により励起されるルミネセンス放射線のスペク
トル範囲で吸収性であるということである。

【００８４】ベースプレートと接触する層の材料が自己接着性であり、密封性であるならば
、それは有利である。そのため、ベースプレートと接触する層の材料がポリシロ
キサンを含むことが好ましい。

【００８５】本発明の配置構成は、１種の試料中の多種の分析対象物を同時に測定するよう
に働くことができる。したがって、一つの試料区画中に５〜１０００、好ましく
は１０〜４００の計測区域が設けられるならば、それは有利である。

【００８６】進んだ実施態様では、光学系の調節を容易にする及び／又は試料区画のための
凹みを構成するベースプレートとボディとの組み合わせを容易にするため、光学
的又は機械的に認識可能なマークがベースプレートに設けられることが好ましい
。

【００８７】本発明のさらなる主題は、前記実施態様のいずれかの配置構成と、前記配置構成の試料区画に対する試料又は試薬の場所指定供給のための手段と
、１種以上の分析対象物の存在によるパラメータ（計測量）の変化の検出のため
の少なくとも一つの検出器と、を含み、前記パラメータ（計測量）が、好ましくは、光学的、電気的、電気化学的若しく
は熱的パラメータ（計測量）又は放射線からの信号である、１種以上の分析対象
物を測定するための分析システムである。

【００８８】また、本発明の主題は、前記実施態様のいずれかの配置構成と、前記配置構成の試料区画に対する試料又は試薬の場所指定供給のための手段と
、少なくとも一つの励起光源と、ベースプレート上の少なくとも１種以上の計測区域（ｄ）から出る光の検出の
ための少なくとも一つの検出器と、を含む、１種以上のルミネセンスを測定するための分析システムである。

【００８９】好ましいものは、前記実施態様のいずれかの配置構成と、前記配置構成の試料区画に対する試料又は試薬の場所指定供給のための手段と
、少なくとも一つの励起光源と、１種以上の分析対象物の近くでの屈折率及び／又は１種以上のルミネセンスの
変化であることが好ましい光学的パラメータ（計測量）の変化の検出のための少
なくとも一つの検出器と、を含む、１種以上のルミネセンスを測定するための分析システムである。

【００９０】分析システムの可能な実施態様の特徴は、計測区域（ｄ）への励起光の投射が
表面又は透過照射構造で実施されるということである。

【００９１】特定の用途に関して、計測区域（ｄ）への励起光の投射と、計測区域（ｄ）か
らの計測光の検出とがベースプレートの反対側で実施されるならば、それは有利
である。

【００９２】より多くの用途に関して、計測区域（ｄ）への励起光の投射と、計測区域（ｄ
）からの計測光の検出とがベースプレートの同じ側で実施されることが好ましい
。

【００９３】特別な実施態様の特徴は、計測区域（ｄ）への励起光の投射と、計測区域（ｄ
）からの計測光の検出とが共焦点配置構成で実施されるということである。

【００９４】光膜導波路を含む本発明の試料区画の配置構成を有する本発明の分析システム
のもう一つの実施態様に関して、一つの（共通の）波長の励起光線が、前記励起
波長の励起光を光学結合要素によって光学的に透明な層（ａ）に内部結合するた
めの共鳴角によって画定される共通面に位置することが好ましい。

【００９５】多数の計測区域からの信号を同時に検出するためには、好ましくは、ＣＣＤカ
メラ、ＣＣＤチップ、フォトダイオードアレイ、アバランシェダイオードアレイ
、マルチチャネルプレート及びマルチチャネル光電子増倍管によって形成される
群から選択される少なくとも一つの横方向に分解する検出器を信号検出に使用す
ることが好ましい。

【００９６】本発明は、伝送された光束を成形するためのレンズ若しくはレンズ系、光束を
偏向させ、場合によりさらに成形するための平面若しくは湾曲ミラー、光束を偏
向させ、場合によりスペクトル分離するためのプリズム、光束の部分をスペクト
ル選択的に偏向させるためのダイクロイックミラー、伝送される光の強さを調整
するためのニュートラルフィルタ、光束の部分をスペクトル選択的に透過させる
ための光学フィルタ若しくはモノクロメータ又は励起若しくはルミネセンス光の
別個の偏光方向を選択するための偏光選択要素を含む群の光学部品が、一つ以上
の励起光源とベースプレートとの間に前記実施態様のいずれかの配置構成の一部
として設けられている及び／又は前記ベースプレートと一つ以上の検出器との間
に設けられていることを特徴とする分析システムを含む。

【００９７】光励起は連続的に実施することができる。しかし、励起光は、１fs〜１０分の
間隔のパルスで投射されることが好ましい。

【００９８】分析システムの進んだ実施態様の特徴は、計測区域からの発光が時間分解的に
計測されるということである。

【００９９】利用しうる励起光を参照するため、光源の位置での励起光、拡大後の励起光若
しくは個々のビームに分割された後の励起光、又は一つ以上の別個の計測区域の
位置からの励起波長の散乱光及び格子構造（ｃ）若しくは（ｃ′）によって外部
結合された励起波長の光を含む群の光信号を計測することが好ましい。

【０１００】発光の測定のための計測区域と参照信号の測定のための計測区域とが同一であ
ることが特に好ましい。

【０１０１】本発明の分析システムの一つの実施態様では、発光の投射及び検出をすべての
計測区域で同時に実施する。もう一つの実施態様の特徴は、励起光の投射及び一
つ以上の計測区域からの発光の検出を一つ以上の試料区画で順次に実施する。ま
た、順次に実施される励起光の投射及び一つ以上の計測区域からの発光の検出を
一つの試料区画の中で数回実施することも可能である。

【０１０２】そのため、順次に実施される励起及び検出は、ミラー、偏向プリズム及びダイ
クロイックミラーからなる群の可動光学部品を使用して実施することが好ましい
。

【０１０３】特に、順次に実施される励起及び検出は、本質的に焦点及び角度保存的なスキ
ャナを使用して実施することが好ましい。

【０１０４】順次に実施される励起及び検出の分析システムのもう一つの実施態様の特徴は
、前記実施態様のいずれかの配置構成が順次に実施される励起及び検出のステッ
プの間で動かされるということである。

【０１０５】本発明のさらなる主題は、ベースプレートと、前記ベースプレートと組み合わ
されるボディとを、それぞれ少なくとも一つの入口及び一つの出口を有するフロ
ーセルの配列を形成するための（空間的）凹みの配列が前記ベースプレートと前
記ボディとの間に形成されるような形式で含む、一次元又は二次元に配列された
試料区画の配置構成を製造する方法であって、そこで各フローセルの少なくとも一つの出口を、前記フローセルと流体接続され
た、フローセルを流出する液体を受けるように働くことができる液溜めと結合さ
せ、前記ベースプレートと前記ボディとを、前記（空間的）凹みの異なるもの同
士が互いに対して流体シールされるような方法で組み合わせる方法である。

【０１０６】この方法の可能な実施態様として、ベースプレート及びそのベースプレートと
組み合わされるボディは、不可逆的に結合することができる。そのため、ベース
プレートと、ベースプレートと組み合わされるボディは、接着することが好まし
い。

【０１０７】そのため、少なくとも励起波長で可能な限り高い透明度を特徴とし、励起条件
下で可能な限り蛍光性が弱い、理想には蛍光を示さない接着剤が好ましい。しか
し、励起光が一つの試料区画に限定されなければならない用途では、接着剤が励
起波長、たとえば黒で吸収性であるが、同じく可能な限り蛍光性が弱い、理想に
は蛍光を示さないならば、それもまた有利であろう。さらには、ベースプレート
と組み合わされるボディの材料の場合と同様な材料要件、すなわち、たとえば酸
性若しくは塩基性媒体、水溶液の一部としての塩、アルコール又は洗剤又はホル
ムアルデヒドに暴露したときの化学的及び物理的安定性ならびに温度安定性が接
着剤にも当てはまる。当然、接着剤は、結合される材料の化学的表面性質に同時
に適合されなければならない。また、分析対象物及び／又は固定化された認識要
素との化学反応が起こってはならない。

【０１０８】分析対象物測定のための生物学的若しくは生化学的又は合成的な認識要素が、
前記ボディと組み合わされる前のベースプレートに被着されるならば、必要な接
着剤硬化方法と前記認識要素の安定性との適合性をも考慮しなければならない。
これは一般に、非常に短い波長のＵＶ線（たとえば２８０nm未満）、特に長めの
時間（たとえば２時間超）必要とされる場合の高温（たとえば１００℃超）の適
用を硬化に要する接着剤を排除する。そのため、要件は一般に、タンパク質、た
とえば抗体が認識要素として使用される場合、核酸を認識要素として組み合わせ
る場合によりも厳しい。

【０１０９】ベースプレート及びそれと組み合わされるボディはまた、たとえば、その本体
に設けられた適切な手段、たとえばかぎ付きフックによって可能になる掛け止め
によって又は設けられた案内路に挿入することによって可逆的に結合することも
できる。ベースプレートと前記ボディとの結合方法の選択に本質的な規準は、そ
れが達成されたのち、隣接する試料区画が互いに対して流体シールされるという
ことである。流体シールは、場合により、成形性のシール材料を使用することに
よって支持することができる。たとえば、前記ボディは、二又はより多数の部品
（層）の系として設けることができ、ベースプレートに面する層が弾性材料によ
って形成されることもできるし、ガスケット（「Ｏリング」）をシールのために
使用することもできる。また、隣接する試料区画間の隔壁（ベースプレートと接
触させる）中の凹みの形態の拡散隔膜の適用をこの目的に意図することができる
。

【０１１０】本発明の一部は、試料及び場合によりさらなる試薬溶液を試料区画に供給し、
これらの液体が、フローセルと流体接続された、前記試料区画の一部としての液
溜めに入ることができる前記実施態様のいずれかの配置構成によって１種以上の
液体試料中の１種以上の分析対象物を測定する方法ならびに前記実施態様のいず
れかの分析システムである。

【０１１１】方法の進んだ実施態様の特徴は、１種以上の分析対象物の測定のための生物学
的若しくは生化学的又は合成的な認識要素が前記配置構成のベースプレートに固
定化され、励起光が前記ベースプレート上の計測区域に向けられ、前記計測区域
から出る光が少なくとも一つの検出器によって検出されるということである。

【０１１２】このため、ベースプレートが、連続的であるか、別個の区域に分割された光導
波路を含み、励起光が、光学結合要素を使用して前記導波路に投射され、前記光
導波路と光学的に相互作用する計測区域からの計測光が一つ以上の検出器によっ
て検出される方法が好ましい。

【０１１３】特に好ましいものは、前記光導波路が、第一の光学的に透明な層（ａ）を有し
、該層（ａ）がそれよりも低い屈折率の第二の光学的に透明な層（ｂ）上にある
光膜導波路として設けられ、さらに、励起光が、光学的に透明な層（ａ）中に形
成された一つ以上の格子構造によって光学的に透明な層（ａ）に内部結合され、
誘導波として、その上に設けられた計測区域まで送られ、さらに、発光すること
ができる分子からの、前記誘導波の減衰フィールドで発生したルミネセンスが一
つ以上の検出器によって検出され、１種以上の分析対象物の濃度がこれらのルミ
ネセンス信号の強さから測定される方法である。

【０１１４】励起光を内部結合させるための格子構造（ｃ）及び導波層中を誘導される光の
外部結合のためのさらに設けられた格子構造（ｃ′）を有する配置構成の場合、
内部結合は、格子構造（ｃ′）によって外部結合された励起光を、そのまま又は
ミラー若しくはプリズムによる光線偏向ののち、場合によって適切なレンズによ
る合焦ののち、増幅器に接続された検出器、たとえばフォトダイオードに向ける
ことによって最適化することができる。そのため、励起光は、全幅（導波層の面
で誘導される励起光の伝播方向に対して直角な寸法）に沿って外部結合され、検
出器の感光区域に合焦することが好ましい。この検出器によって生成される外部
結合された光の信号がその最大値に達するとき、最適な内部結合が達成される。

【０１１５】（１）等方向に発されたルミネセンス又は（２）光学的に透明な層（ａ）に内
部結合され、格子構造（ｃ）によって外部結合されるルミネセンス又は両部分（
１）及び（２）を含むルミネセンスを同時に計測することが特に好ましい。

【０１１６】本発明の方法の一部は、前記ルミネセンスの生成のため、発光染料又は発光性
ナノ粒子をルミネセンス標識として使用し、これを励起されることができ、３０
０nm〜１１００nmの波長で発光するということである。

【０１１７】ルミネセンス標識は、分析対象物に結合されるか、競合検定では、分析対象物
類似体に結合されるか、多工程検定では、固定化された生物学的若しくは生化学
的又は合成的な認識要素の結合相手の一つ又は生物学的若しくは生化学的又は合
成的な認識要素に結合されることが好ましい。

【０１１８】方法のもう一つの実施態様の特徴は、第一のルミネセンス標識と同様な又は異
なる励起波長の第二又はそれ以上のルミネセンス標識及び同様な又は異なる発光
波長が使用されるということである。そのため、第二又はそれ以上のルミネセン
ス標識が、第一のルミネセンス標識と同じ波長で励起されるが、他の波長で発光
することができることが好ましい。

【０１１９】加えられる発光染料の励起スペクトルと発光スペクトルとが重なり合わないか
、部分的にしか重なり合わないならば、それは特に有利である。

【０１２０】方法のもう一つの実施態様の特徴は、供与体として働く第一の発光染料から受
容体として働く第二の発光染料への電荷又は光エネルギーの移動が分析対象物の
検出に使用されるということである。

【０１２１】本発明のさらに別の実施態様の特徴は、１種以上のルミネセンスの測定の他に
、計測区域における有効屈折率の変化が測定されるということである。

【０１２２】方法の進んだ実施態様では、ルミネセンスの一つ以上の測定及び／又は励起波
長における光信号の測定が偏光選択的に実施される。

【０１２３】１種以上のルミネセンスは、励起光の偏光とは異なる偏光で計測することが好
ましい。

【０１２４】本発明の一部は、抗体又は抗原、受容体又は配位子、キレート化剤又は「ヒス
チジンタグ成分」、オリゴヌクレオチド、ＤＮＡ又はＲＮＡストランド、ＤＮＡ
又はＲＮＡ類似体、酵素、酵素補因子又は阻害薬、レクチン及び炭水化物を含む
群の１種以上の分析対象物の同時又は順次に実施される定量又は定性のための、
前記実施態様のいずれの方法である。

【０１２５】方法の可能な実施態様の特徴は、試験される試料が、天然の体液、たとえば血
液、血清、血漿、リンパ液又は尿又は組織液又は卵黄であるということである。

【０１２６】他の実施態様の特徴は、試験される試料が、光学的に濁った液体又は表面水又
は土壌又は植物抽出物又はバイオ若しくはプロセスブロスであるということであ
る。

【０１２７】試験される試料はまた、生物学的組織から採取することができる。

【０１２８】本発明のさらなる主題は、薬学的研究、コンビナトリアルケミストリー、臨床
及び臨床前開発におけるスクリーニング法での化学的、生化学的又は生物学的分
析対象物の定量及び定性、アフィニティースクリーニング及び研究における運動
パラメータのリアルタイム結合研究及び測定、特にＤＮＡ及びＲＮＡ分析のため
の分析対象物定性及び定量ならびにゲノム又はプロテオム差、たとえば単一ヌク
レオチド多形の、ゲノムにおける測定、タンパク質−ＤＮＡ相互作用の計測、ｍ
ＲＮＡ発現及びタンパク質（生）合成の制御機構の測定、毒性発生研究及び発現
プロフィールの決定、特に生物学的及び化学的マーカ化合物、たとえばｍＲＮＡ
、タンパク質、ペプチド又は小分子有機（メッセンジャ）化合物の測定ならびに
医薬品研究開発、ヒト及び動物の診断、農薬製品研究開発における抗体、抗原、
病原体又はバクテリアの決定、症候性及び前症候性植物診断、医薬品開発及び治
療薬選択における患者層別化、食品及び環境分析における病原体、有害薬剤及び
細菌、特にサルモネラ、プリオン及びバクテリアの決定のための、上記実施態様
のいずれかの方法の使用である。

【０１２９】例本発明の主題を限定することなく、本発明の配置構成を図面で例示する。

【０１３０】例１本発明の試料区画の配置構成が積み重ね可能であり、それらが、ベースプレー
ト４が周囲と接したときの汚染を防ぐための手段を含むならば、それは有利であ
る。

【０１３１】図Ｉの配置構成は、ベースプレート４及びそれと組み合わされるボディ６を含
む。ボディは、ボディをベースプレートと組み合わせたのち、入口１及び出口２
を有するフローセルを形成するための（三次元）凹み空間を形成する凹み３を有
している。凹み３は、いかなる幾何学形状のベース区域を有することもでき、た
とえば直角であることができる。角は丸められていることが好ましい（図示せず
）。入口１及び出口２の直径及び断面積は、同一であっても異なってもよく、液
添加のための入口開口と三次元凹み３への入口との間ならびに（三次元）凹み空
間３とこのフローセルに流体接続された液溜め５への入口との間で一定のままで
あることもできるし変化することもできる。

【０１３２】フローセルを充填するために必要な試料及び試薬の量を減らすためには、大き
めの直径のピペット先端を入口に挿入できるような方法で入口区分１が広げられ
るならば、また、入口区分が、凹み３への進入のための狭い開口を除き、その下
端を閉じられるならば、それは有利であろう。後の入口開口をさらに入口区分１
内の低い囲壁（図示せず）によって包囲することができる。たとえば、軟質な弾
性材料の円錐形（先細り）ピペット先端をボディ６の硬めの壁材料に押し当て（
特に入口１の壁に関して）、それにより、シール機能を提供するならば、隣接す
る液溜め５に対する入口１のさらなるシールを達成することができる。

【０１３３】充填工程で大きめのピペット先端の使用を可能にするために、液溜め５のピッ
チ（行及び列としての幾何学的配置構成）が、凹み３及び入口１の関連する入口
開口を含むフローセルのピッチに対して、入口開口が常に縁又は凹み３の角に位
置する（図Ｉに示す）ような方法で移動しているが、液溜め５に対する壁（ボデ
ィ６の一部として）が次のフローセルに向かう方向に移動しているならば、それ
はさらに有利であろう。この配置は、流れのない死に容積を凹み３内で避け、同
時に、必要な液量を低く維持するのに役立つことができる。

【０１３４】充填工程を容易にするため、入口１は、たとえば、この入口に挿入された先端
が凹み３の入口開口に向けて案内されるような円錐形（先細り）にすることがで
きる。挿入はさらに、（円錐形の）入口開口中の、凹み３の方向に前記入口開口
に向かうさらなる機械的に構成された補助、たとえば溝又は波形によって容易に
することができる。さらには、入口の壁における同心環構造をセンタリングのた
めの補助として設けることができる。

【０１３５】さらには、供給される液体の表面張力を減らし、それにより、フローセルの壁
との接触角を減らす洗剤のような成分を供給試料及び試薬溶液に添加することが
、充填工程を容易にし、充填工程での気泡の発生を阻止することができる。同じ
目的のため、ボディ６の壁そのものを化学的又は物理的表面処理、たとえばプラ
ズマ処理によって、接触角が減少し、ひいては濡れ性が改善するような方法で改
質するならば、それは役立つことができる。

【０１３６】同じく、隣接するフローセルの入口２及び出口１が示されている（この断面図
で）。フローセルの入口及び出口は、凹みのベース区域の対向する角の点、本質
的に矩形のベース区域の場合、たとえば対角線の終点に常に位置することが好ま
しい。

【０１３７】より一定の充填及び充填速度ならびにベースプレート４の表面湿潤を可能にす
るため（図Ｉに対して直角の断面における放物状流動プロフィールを避けるため
）、凹み３が図の紙面に対して直角な方向に深さを増すならば、すなわち、流動
断面が矩形又は楕円形ではなく、縁に向けて拡大するならば、有利であろう。し
たがって、断面分布内でより均一の流動速度を達成することができ、境界領域に
おける死に容積の形成を再び減らすことができる。

【０１３８】例２図IIは、液溜め５が、ベースプレート４とで組み合わされるボディの外壁の凹
みとして設けられている本発明の配置構成のもう一つの実施態様を示す。この実
施態様のおかげで、フローセルを流出する液体は、液溜め５に入ることができる
が、液溜めが液出口の部位で側壁の上縁まで充填されない限り、フローセルに逆
流することはできない。

【０１３９】例３図IIIは、液溜め５が上で閉じられている、図Ｉの配置構成の変形態様を示す
。結果的に、同じく液体は蒸発によって液溜めから逃げることはできない。この
変形は、さらなるカバートップ、たとえば箔、隔膜又はカバープレートを使用す
ることにより、本発明の配置構成を完全に、特に安全に流体シールできるような
、さらなる利点を伴う。これは、たとえば、使用後に本発明の配置構成からの生
物学的又は化学的に危険な分子又は液体の脱出を阻止しなければならないならば
、特に重要かつ有利である。

【０１４０】すべての記載した例に関して、ボディ６は、一つの部品又は好ましくは不可逆
的にユニットに組み合わされるいくつかの部品からなることができる。

【０１４１】例４図IVは、ベースプレートが、生物学的又は生化学的認識要素がその上に固定化
された光膜導波路として設けられている本発明の配置構成を例示する。この図で
、「ｇ」は、前記例にしたがってベースプレートとボディ６とを組み合わせるこ
とによって形成されるフローセルの境界壁を指定する。したがって、「ｇ」は、
図Ｉ〜IIIでは標識「６」に対応する。

【０１４２】少なくとも可視又は近赤外スペクトル領域の一部で透明である層（ｂ）の上に
、まず、薄い中間層（ｂ′）が被着され、次に、層（ｂ）及び（ｂ′）の屈折率
よりも大きい屈折率の層（ａ）が被着されている。層（ａ）及び（ｂ′）もまた
、少なくとも可視及び近赤外スペクトル範囲の一部で透明である。格子構造（ｃ
）及び（ｃ′）は、層（ｂ）中の、被着されると上に位置する層の中に移される
レリーフ格子の形態で設けられている。そして、付着促進層（ｆ）が層（ａ）に
被着され、これが、固定化される生物学的若しくは生化学的又は合成的な認識要
素の付着を改善することができる。提供された例では、認識要素は、この実施態
様では格子構造（ｃ）及び（ｃ′）の上及びそれらの間に配設することができる
別個の（横方向に離間した）計測区域（ｄ）に固定化されている。この例では、
ベースプレートは、最後にボディ（ｇ）（図Ｉ〜IIIの指定の「６」に対応）と
組み合わされる。

【０１４３】例５図Ｖは、全部で１列６個で６列のフローセルを形成するため、ベースプレート
及びそれと組み合わされるボディのコラム状配置構成（例２の配置構成）そのも
のが共通のキャリヤ（「メタキャリヤ」）に挿入された配置構成を示す。コラム
状のベースプレート４とそれと組み合わされるボディ６とがいっしょになって挿
入モジュール７を形成し、これがメタキャリヤ８に挿入される。

【０１４４】図示する例では、メタキャリヤは、マイクロタイタプレートのフットプリント
を有する。入口１（この図では分解せず）に向かう入口開口９が９６ウェルの標
準マイクロタイタプレートのピッチ（行及び列としての幾何学的配置構成）と適
合する、すなわち、常に９mmの整数倍の間隔（この例では、コラム内の入口の間
隔９mm、隣接コラム間の入口の間隔１８mm）で配置されるような方法で配置され
ている。挿入モジュールごとメタキャリヤを適切に移動させると、液溜め５の幾
何学的配置構成が相応に標準の９６ウェルマイクロタイタプレートのピッチと適
合する。

【０１４５】図示する例では、メタキャリヤは、６個までの挿入モジュールを受けることが
できるような実施態様で提供されている。しかし、挿入モジュールのための場所
は空のままであってもよい。

【０１４６】場合により同じく自動化された方法でのメタキャリヤへの挿入モジュールの挿
入は、機械的補助、たとえば機械的限界点若しくは壁、センタリングのための補
助、たとえば機械的ガイド又は光学マークによって容易にすることができる。

【０１４７】試料区画の配置構成とメタキャリヤとの接続は、１回しか使用しないためのも
のであるならば、たとえば接着又は接着なしでの正確な嵌め合いによって実施す
ることもできるし、多数回使用するためのものであるならば、たとえば掛け止め
又は適切に形成されたマウントへの挿入によって実施することもできる。

【０１４８】図示する例は、挿入モジュール７を取り付け機構によって導入し、計測の実施
後、再び取り出すことができる再使用可能なメタキャリヤの実施態様を示す。

【０１４９】好ましくは、フローセルの行又は列を有する挿入モジュール７ならびにメタキ
ャリヤの対応する受け入れ場所は、挿入モジュールが挿入されるとき、その一つ
の向きだけが可能になるような形態で提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】一つのフローセルの入口及び出口ならびに隣接フローセルの一部を含む部分断
面図を示す。

【図２】本発明の配置構成のもう一つの実施態様の、図Ｉに対応する部分断面図を示す
。

【図３】本発明の配置構成のさらに別の実施態様の、図Ｉに対応する部分断面図を示す
。

【図４】ベースプレートとして光膜導波路を有する実施態様の、ベースプレートに限定
した部分断面図を示す。

【図５】たとえば１列６個で６列のフローセルを形成するため、ベースプレート及びそ
れと組み合わされるボディのコラム状配置構成（図IIの配置構成）そのものが共
通のキャリヤ（「メタキャリヤ」）に挿入された配置構成を示す。

【符号の説明】

１入口２出口３凹み４ベースプレート５液溜め６ボディ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｎ 35/02 Ｇ０１Ｎ 35/02 Ｆ 37/00 １０１ 37/00 １０１１０２１０２ (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者ボップ，マルティン・アースイス国、ツェーハー−4053 バーゼル、ブルンマットシュトラーセ 11 (72)発明者ドゥフェネク，ゲルト・エルドイツ国、79189 バート・クロツィンゲン、エツマッテンヴェーク 34 (72)発明者エーラート，マルクススイス国、ツェーハー−4312 マグデン、イム・ブリューエル６ (72)発明者クレスバッハ，ゲルハルト・エムドイツ国、79219 シュタウフェン、ブルクハルデンヴェーク６ (72)発明者パウラク，ミヒャエルドイツ国、79725 ローフェンブルク、アンデルスバッハシュトラーセ５ (72)発明者シェーラー−ヘルナンデツ，ナニア・ゲースイス国、ツェーハー−4460 ゲルターキンデン、オクセンガッセ 15 (72)発明者シック，エギンハルトドイツ国、79618 ラインフェルデン、ノルドシュワベナー・シュトラーセ９Ｆターム(参考） 2G043 AA01 BA16 CA03 DA05 EA01 GA07 GB01 HA05 2G045 DA13 DA36 FA11 GC15 HA09 JA07 2G057 AA04 AB01 AB02 AB03 AC01 BA05 BB01 BB04 BB06 2G058 AA09 CC01 CC08 CC11 DA07 EA11 GA01 4G075 AA13 AA39 EB01 【要約の続き】され、該液溜めがフローセルを流出する液体を受けるように働くことができることを特徴とする。本発明は、また本発明に開示された配列の製造及び使用に関する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベースプレートと、前記ベースプレートと組み合わされるボディとを、互いに対して流体シールされ、それぞれ少なくとも一つの入口及び一つの出口を
有する一つ以上のフローセルを形成するための一つ以上の凹みが前記ベースプレ
ートと前記ボディとの間に形成されるような形式で含み、そこで各フローセルの少なくとも一つの出口が、前記フローセルと流体接続され
た液溜めと結合され、液溜めが、フローセルを流出する流出する液体を受けるよ
うに働くことができる、一つ以上の試料区画の配置構成。
【請求項２】ベースプレートと、前記ベースプレートと組み合わされるボディとを、互いに対して流体シールされ、それぞれ少なくとも一つの入口及び一つの出口を
有するフローセルの配列を形成するための凹みの配列が前記ベースプレートと前
記ボディとの間に形成されるような形式で含み、そこで各フローセルの少なくとも一つの出口が、前記フローセルと流体接続され
た液溜めと結合され、液溜めが、フローセルを流出する液体を受けるように働く
ことができる、一次元又は二次元に配列された請求項１記載の試料区画の配置構成。
【請求項３】フローセルを流出する液体を受けるための液溜めが、ベース
プレートと組み合わされるボディの外壁の凹みとして形成されている、請求項１
又は２記載の配置構成。
【請求項４】形成されるフローセルの配列のピッチ（行及び／又は列とし
ての幾何学的配置構成）を有する三次元構造がベースプレート上に形成されてい
る、請求項１〜３のいずれか記載の配置構成。
【請求項５】ベースプレートとそれと組み合わされるボディとの間に凹み
を形成するため、凹みがベースプレートに形成されている、請求項１〜４のいず
れか記載の配置構成。
【請求項６】ベースプレートとそれと組み合わされるボディとの間に凹み
を形成するため、凹みがボディに形成されている、請求項１〜５のいずれか記載
の配置構成。
【請求項７】ベースプレートが本質的に平面である、請求項６記載の配置
構成。
【請求項８】ベースプレートと組み合わされるボディがいくつかの部品か
ら形成され、前記ボディの組み合わされた部品が好ましくは不可逆的に組み合わ
されたユニットを形成する、請求項１〜７のいずれか記載の配置構成。
【請求項９】ベースプレートと組み合わされるボディが、前記ボディとベ
ースプレートとの組み合わせを容易にする補助手段を含む、請求項１〜８のいず
れか記載の配置構成。
【請求項１０】２〜２０００個、好ましくは２〜４００個、もっとも好ま
しくは２〜１００個のフローセルを含む、請求項１〜９のいずれか記載の配置構
成。
【請求項１１】フローセルの入口のピッチ（行及び／又は列としての幾何
学的配置構成）が標準マイクロタイタプレートのウェルのピッチ（幾何学的配置
構成）に合致する、請求項１〜１０のいずれか記載の配置構成。
【請求項１２】たとえば１列に２〜８個の試料区画又はたとえば１行に２
〜１２個の試料区画があり、試料区画そのものが、フローセルの入口のピッチ（
行及び／又は列としての幾何学的配置構成）が標準マイクロタイタプレートのウ
ェルのピッチ（幾何学的配置構成）に合致するような方法で、標準マイクロタイ
タプレートの寸法を有するキャリヤ（「メタキャリヤ」）と組み合わされている
、請求項１〜１０のいずれか記載の配置構成。
【請求項１３】試料区画の前記配置構成が、さらなるカバートップ、たと
えばフィルム、膜又はカバープレートで閉じられている、請求項１〜１２のいず
れか記載の配置構成。
【請求項１４】各フローセルの容積が０．１μl〜１０００μl、好ましく
は１μl〜２０μlである、請求項１〜１３のいずれか記載の配置構成。
【請求項１５】フローセルに流体接続された液溜めの容量が、フローセル
の容積よりも大きく、好ましくは少なくとも５倍の大きさである、請求項１〜１
４のいずれか記載の配置構成。
【請求項１６】ベースプレートと前記ベースプレートと組み合わされるボ
ディとの間の凹みの深さが１〜１０００μm、好ましくは２０〜２００μmである
、請求項１〜１５のいずれか記載の配置構成。
【請求項１７】ベースプレートと前記ベースプレートと組み合わされるボ
ディとの間の凹みのベース面積が０．１mm²〜２００mm²、好ましくは１mm²〜１
００mm²であり、配列の凹みの大きさが均一であることもできるし多様であるこ
ともでき、ベース区域がいかなる幾何学形状、好ましくは矩形若しくは多角形又
は他の幾何学形状を有することができる、請求項１〜１６のいずれか記載の配置
構成。
【請求項１８】ベース区域の角が丸められている、請求項１〜１７のいず
れか記載の配置構成。
【請求項１９】ベースプレート、前記ベースプレートと組み合わされるボ
ディ及び請求項１３記載のさらなるカバートップの材料が、成形性、金型成形性
若しくはロール練り性を有するプラスチック、金属、ケイ酸塩、たとえばガラス
、石英又はセラミックスの群から選択される、請求項１〜１８のいずれか記載の
配置構成。
【請求項２０】１種以上の分析対象物の測定のための生物学的若しくは生
化学的又は合成的な認識要素がベースプレートに固定化されている、請求項１〜
１９のいずれか記載の配置構成。
【請求項２１】生物学的若しくは生化学的又は合成的な認識要素の固定化
のために、付着促進層（ｆ）（図IV）がベースプレートに被着されている、請求
項１〜２０のいずれか記載の配置構成。
【請求項２２】付着促進層（ｆ）が厚さ２００nm未満、好ましくは２０nm
未満である、請求項２１記載の配置構成。
【請求項２３】付着促進層（ｆ）が、シラン、エポキシド、「自己組織化
官能化単分子層」、官能化ポリマー及びポリマーゲルの群からの化合物を含む、
請求項２１〜２２のいずれか記載の配置構成。
【請求項２４】生物学的若しくは生化学的又は合成的な認識要素が別個の
計測区域（ｄ）（図IV）に固定化され、これらの計測区域が、前記生物学的若し
くは生化学的又は合成的な認識要素をベースプレートに空間選択的に被着させる
ことによって形成される、請求項１〜２３のいずれか記載の配置構成。
【請求項２５】生物学的若しくは生化学的又は合成的な認識要素が、「イ
ンクジェットスポッティング」、ピン、ペン若しくは毛管による機械的スポッテ
ィング、「マイクロコンタクトプリント」、平行又は交差マイクロチャネルに供
給することにより、圧力差又は電気若しくは電磁ポテンシャルへの暴露により、
計測区域を生物学的若しくは生化学的又は合成的な認識要素と流体接触させるこ
とを含む方法の群からの一つ以上の方法によってベースプレートに被着されてい
る、請求項２４記載の配置構成。
【請求項２６】前記生物学的若しくは生化学的又は合成的な認識要素とし
て、核酸（ＤＮＡ、ＲＮＡ）又は核酸類似体（たとえば、ペプチド核酸ＰＮＡ）
、抗体、アプタマー、膜結合するか、単離された受容体、それらの配位子、抗体
に対する抗原、分子インプリントをホストするための化学合成によって生成され
たキャビティ及び「ヒスチジンタグ成分」によって形成される群からの成分が被
着されている、請求項１〜２５のいずれか記載の配置構成。
【請求項２７】前記生物学的若しくは生化学的又は合成的な認識要素とし
て、完全な細胞又は細胞断片が被着されている、請求項１〜２５のいずれか記載
の配置構成。
【請求項２８】二つ以上の別個の計測区域（ｄ）の配列がベースプレート
と前記ベースプレートと組み合わされるボディとの間の凹みの領域に配設され、
この計測区域の中に、同種又は異種の生物学的若しくは生化学的又は合成的な認
識要素が固定化されている、請求項１〜２７のいずれか記載の配置構成。
【請求項２９】分析対象物に対して「化学的に中性」である化合物が別個
の計測区域（ｄ）の間に被着されている、請求項２４〜２８のいずれか記載の配
置構成。
【請求項３０】前記「化学的に中性」の化合物が、たとえばアルブミン、
特にウシ及びヒト血清アルブミン、ニシン精子又はポリエチレングリコールを含
む群から選択される、請求項２９記載の配置構成。
【請求項３１】生物学的若しくは生化学的又は合成的な認識要素が上に固
定化されたベースプレートが、光学的、電気的、電気化学的若しくは熱的パラメ
ータの変化の測定又は放射線の測定のために働くことができる、請求項１〜３０
のいずれか記載の配置構成。
【請求項３２】生物学的若しくは生化学的又は合成的な認識要素が上に固
定化されたベースプレートが、光学的パラメータの変化の測定のために働くこと
ができ、前記ベースプレートが可視又は近赤外スペクトル領域の波長の少なくと
も一つの領域で透明である、請求項３１記載の配置構成。
【請求項３３】ベースプレートが、可視又は近赤外スペクトル領域の波長
の少なくとも一つの領域で透明である、ガラス又は熱可塑性若しくは金型成形性
プラスチックの支持体を含む、請求項１〜３２のいずれか記載の配置構成。
【請求項３４】ベースプレートが、連続的であるか、別個の区域に分割さ
れた光導波路を含む、請求項１〜３３のいずれか記載の配置構成。
【請求項３５】光導波路が、凹みに面する第一の光学的に透明な層（ａ）
を有し、該層（ａ）がそれよりも低い屈折率の第二の光学的に透明な層（ｂ）上
にある光膜導波路である、請求項３４記載の配置構成。
【請求項３６】第二の光学的に透明な層（ｂ）の材料が、ケイ酸塩、たと
えばガラス若しくは石英又は好ましくはポリカーボネート、ポリイミド若しくは
ポリメチルメタクリレート若しくはポリスチレンを含む群の透明な熱可塑性又は
金型成形性プラスチックを含む、請求項３５記載の配置構成。
【請求項３７】第一の光学的に透明な層（ａ）の屈折率が１．８よりも高
い、請求項３５〜３６のいずれか記載の配置構成。
【請求項３８】第一の光学的に透明な層（ａ）が、ＴｉＯ₂、ＺｎＯ、Ｎ
ｂ₂Ｏ₅、Ｔａ₂Ｏ₅、ＨｆＯ₂又はＺｒＯ₂、好ましくはＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅又はＮ
ｂ₂Ｏ₅を含む、請求項３５〜３７のいずれか記載の配置構成。
【請求項３９】第一の光学的に透明な層（ａ）の厚さが４０〜３００nm、
好ましくは１００〜２００nmである、請求項３５〜３８のいずれか記載の配置構
成。
【請求項４０】層（ａ）よりも低い屈折率を有し、層（ａ）に接する、厚
さ５nm〜１００００nm、好ましくは１０nm〜１０００nmのさらなる光学的に透明
な層（ｂ′）が光学的に透明な層（ａ）及び（ｂ）の間に位置する、請求項３５
〜３９のいずれか記載の配置構成。
【請求項４１】光学的に透明な層（ａ）に入って計測区域（ｄ）に達する
励起光の内部結合が、プリズムカプラ、減衰フィールド同士が重なり合う結合さ
れた光導波路を含む減衰カプラ、導波層の前面（遠位端）の前に配設された合焦
レンズを有する前面（遠位端）カプラ及び格子カプラを含む群からの一つ以上の
光学的内部結合要素を使用して実施される、請求項３５〜４０のいずれか記載の
配置構成。
【請求項４２】光学的に透明な層（ａ）に入って計測区域（ｄ）に達する
励起光の内部結合が、光学的に透明な層（ａ）に形成される一つ以上の格子構造
（ｃ）（図IV）を使用して実施される、請求項３５〜４０のいずれか記載の配置
構成。
【請求項４３】光学的に透明な層（ａ）の中で誘導される光の外部結合が
、光学的に透明な層（ａ）に形成される格子構造（ｃ′）（図IV）を使用して実
施される、請求項３５〜４２のいずれか記載の配置構成。
【請求項４４】光学的に透明な層（ａ）に形成される格子構造（ｃ）及び
（ｃ′）が、同じ又は異なる周期数を有し、互いに対して平行又は非平行に配設
されている、請求項４２及び請求項４３記載の配置構成。
【請求項４５】格子構造（ｃ）及び（ｃ′）が、内部結合格子及び／又は
外部結合格子として交換可能に使用することができる、請求項４４記載の配置構
成。
【請求項４６】格子構造（ｃ）及び場合によりさらなる格子構造（ｃ′）
が２００nm〜１０００nmの周期及び３nm〜１００nm、好ましくは１０nm〜３０nm
の格子変調深さを有する、請求項４２〜４５のいずれか記載の配置構成。
【請求項４７】第一の光学的に透明な層（ａ）の厚さに対する変調深さの
比が０．２以下である、請求項４６記載の配置構成。
【請求項４８】格子構造（ｃ）が、矩形、三角形又は半円形の断面のよう
な断面を有するレリーフ格子、又は本質的に平面的な光学的に透明な層（ａ）で
屈折率の周期的変調を有する位相又は容積格子である、請求項４２〜４７のいず
れか記載の配置構成。
【請求項４９】場合により、層（ａ）よりも低い屈折率の、たとえばシリ
カ又はフッ化マグネシウムのさらなる誘電層の上の、好ましくは金又は銀の薄い
金属層が、光学的に透明な層（ａ）と固定化された生物学的若しくは生化学的又
は合成的な認識要素との間に被着されており、金属層及び場合によりさらなる中
間層の厚さが、励起波長及び／又はルミネセンス波長で表面プラズモンを励起で
きるような方法で選択される、請求項３５〜４８のいずれか記載の配置構成。
【請求項５０】格子構造（ｃ）が均一な周期の回折格子である、請求項４
２〜４９のいずれか記載の配置構成。
【請求項５１】格子構造（ｃ）が多回折格子である、請求項４２〜４９の
いずれか記載の配置構成。
【請求項５２】格子構造（ｃ）及び場合によりさらなる格子構造（ｃ′）
が、試料区画の領域内に設けられている、請求項４２〜５１のいずれか記載の配
置構成。
【請求項５３】格子構造（ｃ）及び場合によりさらなる格子構造（ｃ′）
が、試料区画の領域の外に設けられている、請求項４２〜５１のいずれか記載の
配置構成。
【請求項５４】格子構造（ｃ）及び場合によりさらなる格子構造（ｃ′）
が、多数又はすべての試料区画の範囲に延びる、請求項４２〜５１のいずれか記
載の配置構成。
【請求項５５】格子構造（ｃ）が、試料区画の領域内に設けられ、場合に
よりさらなる格子構造（ｃ′）が、励起光の内部結合が実施される試料区画の外
に設けられている、請求項４２〜５１のいずれか記載の配置構成。
【請求項５６】ベースプレートと組み合わされるボディの材料が、ベース
プレート上のインカンバントな表面区域で、励起放射線及び場合により一つ以上
の励起されるルミネセンス放射線の両方に対して、少なくとも減衰フィールドの
浸透深さ内で光学的に透明である、請求項１〜５５のいずれか記載の配置構成。
【請求項５７】ベースプレートと組み合わされるボディの材料が、ベース
プレートの表面と接触させられる、励起放射線及び場合により一つ以上の励起さ
れるルミネセンス放射線の両方に対して透明である第一の層と、ベースプレート
からより離れて設けられている、励起放射線及び場合により励起されるルミネセ
ンス放射線のスペクトル範囲で吸収性である隣接層との二層系の形態で設けられ
ている、請求項５６記載の配置構成。
【請求項５８】ベースプレートと接触する層の材料が、励起放射線及び場
合により励起されるルミネセンス放射線のスペクトル範囲で吸収性である、請求
項５２又は請求項５４記載の配置構成。
【請求項５９】ベースプレートと接触する層の材料が自己接着性であり、
密封性である、請求項１〜５８のいずれか記載の配置構成。
【請求項６０】ベースプレートと接触する層の材料がポリシロキサンを含
む、請求項１〜５９のいずれか記載の配置構成。
【請求項６１】一つの試料区画中に５〜１０００、好ましくは１０〜４０
０の計測区域が設けられている、請求項１〜６０のいずれか記載の配置構成。
【請求項６２】光学系の調節を容易にする及び／又は試料区画のための凹
みを構成するベースプレートとボディとの組み合わせを容易にするため、光学的
又は機械的に認識可能なマークがベースプレート上に設けられている、請求項１
〜６１のいずれか記載の配置構成。
【請求項６３】請求項１〜６２のいずれか記載の配置構成と、前記配置構成の試料区画に対する試料又は試薬の場所指定供給のための手段と
、１種以上の分析対象物の存在によるパラメータ（計測量）の変化の検出のため
の少なくとも一つの検出器と、を含み、前記パラメータ（計測量）が、好ましくは、光学的、電気的、電気化学的若しく
は熱的パラメータ（計測量）又は放射線からの信号である、１種以上の分析対象
物を測定するための分析システム。
【請求項６４】請求項１〜６２のいずれか記載の配置構成と、前記配置構成の試料区画に対する試料又は試薬の場所指定供給のための手段と
、少なくとも一つの励起光源と、ベースプレート上の少なくとも一つ以上の計測区域（ｄ）から出る光の検出の
ための少なくとも一つの検出器と、を含む、１種以上のルミネセンスを測定するための分析システム。
【請求項６５】請求項１〜６２のいずれか記載の配置構成と、前記配置構成の試料区画に対する試料又は試薬の場所指定供給のための手段と
、少なくとも一つの励起光源と、１種以上の分析対象物の近くでの屈折率及び／又は１種以上のルミネセンスの
変化であることが好ましい光学的パラメータ（計測量）の変化の検出のための少
なくとも一つの検出器と、を含む、１種以上の分析対象物を測定するための分析システム。
【請求項６６】計測区域（ｄ）への励起光の投射が表面又は透過照射構造
で実施される、請求項６４〜６５のいずれか記載の分析システム。
【請求項６７】計測区域（ｄ）への励起光の投射と、計測区域（ｄ）から
の計測光の検出とがベースプレートの反対側で実施される、請求項６４〜６６の
いずれか記載の分析システム。
【請求項６８】計測区域（ｄ）への励起光の投射と、計測区域（ｄ）から
の計測光の検出とがベースプレートの同じ側で実施される、請求項６４〜６６の
いずれか記載の分析システム。
【請求項６９】計測区域（ｄ）への励起光の投射と、計測区域（ｄ）から
の計測光の検出とが共焦点配置構成で実施される、請求項６４〜６８のいずれか
記載の分析システム。
【請求項７０】一つの（共通の）波長の励起光線が、前記励起波長の励起
光を光学結合要素によって光学的に透明な層（ａ）に内部結合するための共鳴角
によって画定される共通面に位置する、請求項３５〜６２のいずれか記載の配置
構成を備えた請求項６４〜６８のいずれか記載の分析システム。
【請求項７１】好ましくは、ＣＣＤカメラ、ＣＣＤチップ、フォトダイオ
ードアレイ、アバランシェダイオードアレイ、マルチチャネルプレート及びマル
チチャネル光電子増倍管によって形成される群から選択される少なくとも一つの
横方向に分解する検出器が信号検出に使用される、請求項６３〜７０のいずれか
記載の分析システム。
【請求項７２】伝送された光束を成形するためのレンズ若しくはレンズ系
、光束を偏向させ、場合によりさらに成形するための平面若しくは湾曲ミラー、
光束を偏向させ、場合によりスペクトル分離するためのプリズム、光束の部分を
スペクトル選択的に偏向させるためのダイクロイックミラー、伝送される光の強
さを調整するためのニュートラルフィルタ、光束の部分をスペクトル選択的に透
過させるための光学フィルタ若しくはモノクロメータ、又は励起若しくはルミネ
センス光の別々の偏光方向を選択するための偏光選択要素を含む群の光学部品が
、一つ以上の励起光源とベースプレートとの間に、請求項１〜６２のいずれか記
載の配置構成の一部として設けられている及び／又は前記ベースプレートと一つ
以上の検出器との間に設けられている、請求項６４〜７１のいずれか記載の分析
システム。
【請求項７３】励起光が１fs〜１０分の間隔のパルスで投射される、請求
項６４〜７２のいずれか記載の分析システム。
【請求項７４】計測区域からの発光が時間分解的に計測される、請求項６
４〜７３のいずれか記載の分析システム。
【請求項７５】利用しうる励起光を参照するため、光源の位置での励起光
、拡大後の励起光若しくは個々のビームに分割された後の励起光、又は一つ以上
の別個の計測区域の位置からの励起波長の散乱光、及び格子構造（ｃ）若しくは
（ｃ′）によって外部結合された励起波長の光を含む群の光信号を計測する、請
求項６４〜７４のいずれか記載の分析システム。
【請求項７６】発光の測定のための計測区域と参照信号の測定のための計
測区域とが同一である、請求項７５記載の分析システム。
【請求項７７】励起光の投射及び一つ以上の計測区域からの発光の検出が
一つ以上の試料区画で順次に実施される、請求項６４〜７６のいずれか記載の分
析システム。
【請求項７８】順次に実施される励起及び検出が、ミラー、偏向プリズム
及びダイクロイックミラーからなる群の可動光学部品を使用して実施される、請
求項７７記載の分析システム。
【請求項７９】順次に実施される励起及び検出が、本質的に焦点及び角度
保存的なスキャナを使用して実施される、請求項７８記載の分析システム。
【請求項８０】請求項１〜６２のいずれか記載の配置構成が、順次に実施
される励起及び検出のステップの間で動かされる、請求項７７〜７９のいずれか
記載の分析システム。
【請求項８１】ベースプレートと、前記ベースプレートと組み合わされる
ボディとを、それぞれ少なくとも一つの入口及び一つの出口を有するフローセル
の配列を形成するための（空間的）凹みの配列が前記ベースプレートと前記ボデ
ィとの間に形成されるような形式で含む、一次元又は二次元に配列された試料区
画の配置構成を製造する方法であって、そこで各フローセルの少なくとも一つの出口を、前記フローセルと流体接続され
た、フローセルを流出する液体を受けるように働くことができる液溜めと結合さ
せ、前記ベースプレートと前記ボディとを、前記（空間的）凹みの異なるもの同
士が互いに対して流体シールされるような方法で組み合わせる方法。
【請求項８２】ベースプレート及びそのベースプレートと組み合わされる
前記ボディを不可逆的に結合させる、請求項８１記載の方法。
【請求項８３】ベースプレート及びベースプレートと組み合わされる前記
ボディを接着する、請求項８２記載の方法。
【請求項８４】ベースプレート及びそのベースプレートと組み合わされる
前記ボディを可逆的に結合させる、請求項８１記載の方法。
【請求項８５】試料及び場合によりさらなる試薬溶液を試料区画に供給し
、これらの液体が、前記試料区画の一部としての、フローセルと流体接続された
液溜めに流れ出ることができる、請求項１〜６２のいずれか記載の配置構成及び
請求項６３〜８０のいずれか記載の分析システムによって１種以上の液体試料中
の１種以上の分析対象物を測定する方法。
【請求項８６】１種以上の分析対象物の測定のための生物学的若しくは生
化学的又は合成的な認識要素を前記配置構成のベースプレートに固定化し、励起
光を前記ベースプレート上の計測区域に向け、前記計測区域から出る光を少なく
とも一つの検出器によって検出する、請求項８５記載の方法。
【請求項８７】ベースプレートが、連続的であるか、別個の区域に分割さ
れた光導波路を含み、光学結合要素を使用して励起光を前記導波路に投射し、前
記光導波路と光学的に相互作用する計測区域からの計測光を一つ以上の検出器に
よって検出する、請求項８６記載の方法。
【請求項８８】前記光導波路を、第一の光学的に透明な層（ａ）を有し、
該層（ａ）がそれよりも低い屈折率の第二の光学的に透明な層（ｂ）上にある光
膜導波路として設け、さらに、励起光を、光学的に透明な層（ａ）の中に形成さ
れた一つ以上の格子構造によって光学的に透明な層（ａ）に内部結合し、誘導波
として、その上に設けられている計測区域まで送り、さらに、発光することがで
きる分子からの、前記誘導波の減衰フィールドで発生したルミネセンスを一つ以
上の検出器によって検出し、１種以上の分析対象物の濃度をこのルミネセンス信
号の強さから測定する、請求項８７記載の方法。
【請求項８９】請求項４２〜６２のいずれか記載の配置構成によって、（
１）等方向に発されたルミネセンス又は（２）光学的に透明な層（ａ）に内部結
合され、格子構造（ｃ）によって外部結合されるルミネセンス又は両部分（１）
及び（２）を含むルミネセンスを同時に計測する、請求項８８記載の方法。
【請求項９０】前記ルミネセンスの生成のため、励起されることができ、
３００nm〜１１００nmの波長で発光する発光染料又は発光性ナノ粒子をルミネセ
ンス標識として使用する、請求項８８〜８９のいずれか記載の方法。
【請求項９１】ルミネセンス標識を、分析対象物に結合させるか、競合検
定では、分析対象物類似体に結合させるか、多工程検定では、固定化された生物
学的若しくは生化学的又は合成的な認識要素の結合相手の一つ又は生物学的若し
くは生化学的又は合成的な認識要素に結合させる、請求項９０記載の方法。
【請求項９２】第一のルミネセンス標識と同様な又は異なる励起波長の第
二又はそれ以上のルミネセンス標識及び同様な又は異なる発光波長を使用する、
請求項９０〜９１のいずれか記載の方法。
【請求項９３】第二又はそれ以上のルミネセンス標識が、第一のルミネセ
ンス標識と同じ波長で励起されることができるが、他の波長で発光することがで
きる、請求項９２記載の方法。
【請求項９４】加えられる発光染料の励起スペクトルと発光スペクトルと
が重なり合わないか、部分的にしか重なり合わない、請求項９２記載の方法。
【請求項９５】供与体として働く第一の発光染料から受容体として働く第
二の発光染料への電荷又は光エネルギーの移動を分析対象物の検出に使用する、
請求項９２記載の方法。
【請求項９６】１種以上のルミネセンスの測定の他に、計測区域における
有効屈折率の変化を測定する、請求項８８〜９５のいずれか記載の方法。
【請求項９７】ルミネセンスの一つ以上の測定及び／又は励起波長におけ
る光信号の測定を偏光選択的に実施する、請求項８８〜９６のいずれか記載の方
法。
【請求項９８】１種以上のルミネセンスを、励起光の偏光とは異なる偏光
で計測する、請求項８８〜９７のいずれか記載の方法。
【請求項９９】抗体又は抗原、受容体又は配位子、キレート化剤又は「ヒ
スチジンタグ成分」、オリゴヌクレオチド、ＤＮＡ又はＲＮＡストランド、ＤＮ
Ａ又はＲＮＡ類似体、酵素、酵素補因子又は阻害薬、レクチン及び炭水化物を含
む群の１種以上の分析対象物の同時又は順次に実施される定量又は定性のための
、請求項８８〜９８のいずれか記載の方法。
【請求項１００】試験される試料が、天然の体液、たとえば血液、血清、
血漿、リンパ液又は尿又は組織液又は卵黄である、請求項８８〜９９のいずれか
記載の方法。
【請求項１０１】試験される試料が、光学的に濁った液体又は表面水又は
土壌又は植物抽出物又はバイオ若しくはプロセスブロスである、請求項８８〜９
９のいずれか記載の方法。
【請求項１０２】試験される試料が生物学的組織から採取する、請求項８
８〜１０１のいずれか記載の方法。
【請求項１０３】薬学的研究、コンビナトリアルケミストリー、臨床及び
臨床前開発におけるスクリーニング法での化学的、生化学的又は生物学的分析対
象物の定量及び定性、アフィニティースクリーニング及び研究における運動パラ
メータのリアルタイム結合研究及び測定、特にＤＮＡ及びＲＮＡ分析のための分
析対象物の定性及び定量、ならびにゲノム又はプロテオム差、たとえば単一ヌク
レオチド多形の、ゲノムにおける測定、タンパク質−ＤＮＡ相互作用の計測、ｍ
ＲＮＡ発現及びタンパク質（生）合成の制御機構の測定、毒性発生研究及び発現
プロフィールの決定、特に生物学的及び化学的マーカ化合物、たとえばｍＲＮＡ
、タンパク質、ペプチド又は小分子有機（メッセンジャ）化合物の測定ならびに
医薬品研究開発、ヒト及び動物の診断、農薬製品研究開発における抗体、抗原、
病原体又はバクテリアの決定、症候性及び前症候性植物診断、医薬品開発及び治
療薬選択における患者層別化、食品及び環境分析における病原体、有害薬剤及び
細菌、特にサルモネラ、プリオン及びバクテリアの決定のための、請求項８８〜
１０２のいずれか記載の方法の使用。