JP5323014B2 - 液体試料の処理ユニットおよびその処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、マイクロ流体処理ユニットおよび液体試料の自動化処理方法に関するものである。

近年、主に臨床分析数が継続して増加していることから液体試料の自動分析の強い要望が見受けられる。試料分析は一般に、分析物特有の反応を生じる１つ以上の試薬を試料に混合し、続いて反応生成物を検出し、その中に含まれる１つ以上の分析物の有無または濃度を判定する。

市販の分析器は一般に試料と試薬を混合する分注ロボットを利用しており、それは通常多くの可動部を有していて、それらは高速でかつほぼ連続的に可動するため、頻繁な保守と交換作業とを必要とすることがある。そうでなくとも、従来の分析器は分析方法の種類別に関し柔軟性が制限されており、分注作業のばらつきにより比較的低い精度でしか操作できない。さらに、試薬は周囲の空気に触れているため、貯蔵寿命が短い。

低試料消費と高速分析時間と高試料処理量により、これらのマイクロ流体システムのうち、液体試料の自動分析用の集積化流体システムを開発する多くの努力がなされてきた。マイクロ流体システムは、当業者には周知であり、特許文献、たとえば米国特許出願公開第２００８／０２５２９０５号明細書や米国特許出願公開第２００８／０２３７１１５１号明細書、米国特許出願公開第２００８／０２０６１１０号明細書に詳細に記載されている。

実際には、従来のマイクロ流体システムには多くの欠点があり、それはこれらのシステムが所定の工程手順と流体量とに限定されており、一般に特定の種類の分析法に関連付けられていたからである。これらのシステムは比較的試薬経路が少なく、それ故ユーザの要求に従って規模を拡大することができない。試薬は、分注作業または複合管を介して試薬経路へ供給されなければならない。マイクロ流体システムは通常、１回使用を目的とし、それ故に比較的大きなコストの原因となる。

前述のことを考慮して、本発明の目的は、液体試料の自動化処理の改良されたユニットおよびその方法を提供することである。本目的は、独立請求項によるマイクロ流体処理ユニットおよびその方法により、達成される。本発明の好ましい実施態様は、従属請求項の特性により与えられる。

本発明の第１態様によると、液体試料の自動化処理用の新規マイクロ流体処理ユニットが、提案されている。該マイクロ流体処理ユニットにおいては、得られた試料／試薬の混合物の反応生成物を用いてその分析を行うために、１つ以上の試薬と液体試料を混合できる。

ユーザの具体的要望に従って、処理ユニットを、種々の方法で構成できる。その点において、本発明の処理ユニットは、たとえば、試料／試薬混合物の反応生成物を分析するために、分析装置に移送できる試料／試薬混合物調製用の準備装置として具現化してもよい。あるいは、得られた試料／試薬混合物の反応生成物に基づいて、本発明の処理ユニットを、試料を分析するための分析ユニットに連結してもよい。本発明によるマイクロ流体処理ユニットは、生体外診断法を含む（生）化学において用いることができ、試料と試薬の混合のみならずこれらの反応の結果を検出することからなる種々の分析を実行するために適用することもできる。たとえば、臨床化学分析および免疫分析などの診断検査法に、使用してもよい。

本明細書で使用するとき、「マイクロ流体処理ユニット」という用語は、ユーザの具体的要望に従って、試料の準備段階のおよび／または分析の操作を行うために、流体を移送できる複数の相互接続された経路および室が設けられている処理ユニットを言う。処理ユニットのマイクロ流体特性の断面寸法は、おおよそ、ミリメートルからミリメートル以下である。該マイクロ流体特性は、たとえば、おおよそ１００μＬ以下の流体量で、たとえば、おおよそ１００μＬ／秒またはそれ以下の流速での操作を可能にする。

本明細書で使用するとき、用語「オン／オフ弁」は、３個の別個の状態、すなわち液体やガス状流体が弁を通過できる第１の開弁状態と、ガス状流体が弁を通過でき、液体は弁を通過できない第２の開弁状態と、液体とガス状流体が共に弁の通過を阻止される閉弁状態のうちの１つへ選択的になることのできる弁を表わす。この種のオン／オフ弁は、当業者には周知で、特許文献、たとえば米国特許出願公開第２００３／００９４２０６号明細書や米国特許第６，３１１，７１３（Ｂ１）号明細書に記載された凍結／解凍弁として具現化することができる。

凍結／解凍弁を用いることにより、流路経路内に収容された液体流体を単純に凍結または解凍することで流体流を制御することができる。より詳しく述べるならば、第１の開弁状態では液体とガス状流体が弁を通過することができる。第２の開弁状態では、ガス状流体は弁を通過することができるが、液状流体が存在する場合に弁を十分に冷却して凍結栓を生成し、第２の開弁状態を閉弁状態へ切り替えることができる。閉弁状態にあっては、凍結／解凍弁は、生じた凍結栓と経路壁との間に存在し、それによって流体流を拘束する剪断運動に対する抵抗に依存する。凍結／解凍弁等のオン／オフ弁と組み合わせることで、流動経路を弁と流体との中間にガス気泡を生ずることなく流体を所定の場所に一時的に保持（すなわち、登録）して供給するのに用いることができる。

本明細書で使用するとき、用語「流体接続され」または「接続され」は、連通ラインや経路、またはオン／オフ弁や機械式アクチュエータ等を含む外部アクチュエータ等の流体流調節手段を含めることのできる他のシステム構成要素を指す。従って、流体接続されたシステム構成要素は、流体流を可能にすべく開き、または流体流を阻止すべく閉じることができる。

本発明の処理ユニットにより処理する液体試料は、場合によっては１つ以上の分析物が発見され得る流体である。試料は化学物質でもよく、また処理ユニットは１つ以上の化学的分析、たとえば薬剤相互作用選別や環境分析や有機物質同定等を実行するよう適合させることができる。試料は生物学的製剤であってもよく、またその処理に流体と１つ以上の試薬との混合を含む限り、血液、血清、尿、脳脊髄液および核酸含有流体、および目的とする他の任意の流体を含むことができる。

本明細書で使用するとき、用語「試薬」は試料および／または１つ以上の他の試薬と混合することのできる任意の液体を示すのに用いられる。より厳格な用語の意味では、試薬は試料と反応することのできる成分を含む。しかしながら、緩衝液や希釈流体等の非反応流体を試薬とすることもできる。

本発明によると、液体試料の自動化処理用マイクロ流体処理ユニットは、ガス状および状況に応じて液状システム流体を含んでいる。処理ユニットは、特にガス状および液状システム流体の組み合わせを含む場合がある。該システム流体は、経路および／または室内で陽圧または陰圧（大気圧）を発生させることにより、試料および試薬などの流体を輸送するために使用され、そこでは、液状システム流体と試料または試薬の間の混合は、回避される。

マイクロ流体処理ユニットは、少なくとも２つの主経路、すなわち少なくとも１つの第１主経路および第２主経路を含み、その両方は、そこに陰圧または陽圧（大気圧）を発生させるためのポンプ（以下「主ポンプ」として示す）に接続されている。第１主経路には、ガス状システム流体を、処理ユニットに導入するためのベントを設けてもよい。第２主経路にも、ガス状システム流体を、処理ユニットに導入するためのベントを設けてもよい。マイクロ流体処理ユニットのポンプは、たとえば、メンブレンポンプ型、シリンジポンプ型、回転置換ポンプ型およびベローズポンプ型などの連続式または間欠式のポンプとして、具現化してもよい。ベローズポンプ型のポンプは、たとえば米国特許第５，６３８，９８６号明細書に開示されている。

さらに、処理ユニットは、試料を含む試料容器に接続可能な液体試料を供給するための少なくとも１つの試料経路を含んでいる。１つの実施態様においては、試料容器は、処理ユニット中には含まれていない。他の実施態様においては、試料容器は、処理ユニット中に含まれ、また試料経路は、試料容器に接続される。たとえば、試料を、吸引チューブなどの試料吸い込み手段により、試料容器から試料経路中に引き込んでもよい。試料経路は、第１主経路に通じ、かつそこには、オン／オフ弁を備えることにより、試料経路から第１主経路への流れを可能にし、または阻止するように、オン／オフ弁が設けられている。

処理ユニットは、さらに、液体試料と反応するための試薬を含んだ試薬容器に接続可能な、１つ以上の試薬を供給する１つ以上の試薬経路を含んでいる。１つの実施態様においては、１つ以上の試薬容器は、処理ユニット中には含まれていない。他の実施態様においては、１つ以上の試薬容器が処理ユニット中に含まれ、１つ以上の試薬経路が、１つ以上の試薬容器に流体的に接続されている。試薬容器中に含まれる試薬は、互いに、等しくても異なっていてもよい。各試薬経路は、第１主経路または第２主経路に通じており、またオン／オフ弁の使用により、試薬経路から第１または第２主経路への試薬流入を可能にするように、または阻止するように、オン／オフ弁が、設けられている。たとえば、試薬経路が、第１または第２主経路中に開口している開口部に隣接して、試薬経路のオン／オフ弁の各々を配置することが、好ましい。

処理ユニットは、さらに、液体試料と１つ以上の試薬との反応を起こすための１つ以上の反応室を含んでいる。少なくとも１つの反応室は、たとえば、反応室を第１主経路に接続する第１反応室ポートおよび反応室を第２主経路に接続する第２反応室ポートによって、少なくとも１つのオン／オフ弁を経由して、流体的に、第１および第２主経路に接続される。各反応室ポートには、反応室および第１および第２主経路の間の流体流を、それぞれ可能にするように、または阻止するように、オン／オフ弁が設けられている。特に、第１および第２主経路の間に、少なくとも１つの反応室を相互接続してもよい。複数の反応室の場合には、反応室は、互いに平行して配置されている。試料と１つ以上の試薬の間の反応を可能にするためには、たとえば、含まれる試料／試薬混合物をインキュベーションするように適合されるインキュベーション室として、少なくとも１つの反応室を具現化してもよい。試料／試薬混合物をインキュベーションしながら、１つ以上の所定時間間隔の間に、１つ以上の所定の温度で、該混合物を保持してもよい。

処理ユニットの実施態様においては、第１主経路には、第１主経路をベント側部分とポンプ側部分とに分割するために、ベントと主ポンプの間に置かれたオン／オフ弁が、設けられていることが好ましい。その場合、１つ以上の試薬経路は、第１主経路のベント側部分と通じているが、試料経路は、第１主経路のポンプ側部分に通じている。従って、所定の体積の試薬を、第１主経路のオン／オフ弁に隣接した第１主経路中に供給できる。または、第１主経路のオン／オフ弁を使用することにより、陰圧または陽圧を発生するポンプが、第１主経路のベント側部分へ作用することを、可能にし、または禁止できる。

処理ユニットの上記の実施態様においては、試料経路が第１主経路中に開口している開口部が、第１主経路のオン／オフ弁に隣接して配置されている試料経路のオン／オフ弁と共に、第１主経路のオン／オフ弁に隣接して置かれていることが、好ましい。そのような場合、試料経路のオン／オフ弁に隣接した試料経路中に含まれる試料を、第１主経路のオン／オフ弁と試料との間に気泡を有することなく、第１主経路のポンプ側部分に、引き込むことができる。

処理ユニットの上記の実施態様においては、処理ユニットは、第１試薬容器に接続可能な１つ以上の試薬を供給するために、１つ以上の第１試薬経路（すなわち、試薬経路の第１セット）を含むことが、さらに好ましく、またその容器の各々は、液体試料と反応するための試薬を含んでいる。１つの実施態様においては、１つ以上の第１試薬容器は、処理ユニット中には含まれていない。他の実施態様においては、１つ以上の第１試薬容器は処理ユニット中に含まれ、また１つ以上の第１試薬経路は、１つ以上の第１試薬容器に接続されている。第１試薬容器中に含まれている試薬は、互いに関して同じでもよいし異なっていてもよい。各第１試薬経路は、第１主経路のベント側部分に通じており、またオン／オフ弁を使用することにより、第１試薬経路から第１主経路への流れを可能にし、または阻止するように、オン／オフ弁が設けられている。特に、オン／オフ弁の各々は、第１試薬経路が、第１主経路中に開口している開口部に隣接して置かれてもよい。

上記の場合には、処理ユニットは、第１試薬容器とは異なる第２試薬容器に接続できる１つ以上の試薬を供給するために、第１試薬容器とは異なる１つ以上の第２試薬経路（すなわち、試薬経路の第２セット）を、さらに含んでいてもよく、その各々は、液体試料と反応するための試薬を含んでいる。１つの実施態様においては、１つ以上の第２試薬容器は、処理ユニット中には含まれていない。他の実施態様においては、１つ以上の第２試薬容器は、処理ユニット中に含まれ、また１つ以上の第２試薬経路は、１つ以上の第２試薬容器に接続されている。第２試薬容器中に含まれている試薬は、互いに関して同一であってもよいし、また異なっていてもよい。第２試薬容器に含まれている試薬は、第１試薬容器中に含まれる試薬と同一であってもよく、異なっていてもよい。第２試薬経路の各々は、第２主経路に通じており、またオン／オフ弁を使用することにより、第２試薬経路から第２主経路への試薬流入を可能にするまたは阻止するために、オン／オフ弁が設けられている。特に、各々のオン／オフ弁は、第２試薬経路が、第２主経路中に開口している開口部に隣接して置かれてもよい。

１つ以上の第２試薬経路を準備する場合、第２主経路には、反応室の数にしたがって、オン／オフ弁が設けられ、そこでは、各オン／オフ弁が、反応室の１つに結び付いている。さらに、各オン／オフ弁は開口部の間に配置されており、そこでは関連した反応室が、第２主経路およびポンプ中に開口する。各オン／オフ弁は、第２反応室ポートの開口部に隣接して置かれるのが好ましく、そこでは、試薬と第２反応室ポートのオン／オフ弁の間に気泡を有することなく、第２反応室ポート中に、試薬を引き込むことができるように、反応室が第２主経路に接続されるオン／オフ弁が、第２主経路のオン／オフ弁に隣接して置かれている。

本発明のさらに他の好ましい実施態様によれば、処理ユニットは他のポンプをさらに含み（以下では、「補助ポンプ」として示される）、これは主ポンプとは異なり、ポンプ中で陰圧または陽圧（大気圧）を発生させるために、試料経路に接続される。補助ポンプを備えると、試料経路中の試料操作を、主経路および反応室中での試料および／または試薬の操作からそれぞれ切り離すことが出来、その結果、液体試料を処理する時間を節約する目的で流体操作工程を交互配置するために、主ポンプおよび補助ポンプを平行して使用できる。

とりわけ、補助ポンプを含む本発明の上記の実施態様と組み合わせられる本発明のさらに他の好ましい実施態様によれば、試料経路はたとえば、第１および第２混合室ポートにより、少なくとも１つのオン／オフ弁を経由して、１つ以上の混合室に接続されている。各混合室には混合手段が設けられ、この混合手段はたとえば補助ポンプによって発生される試料の往復運動を行うことにより、試料を混合するよう適合される。混合室ポートには、混合室と試料経路の間の試料流入を可能にするようにまたは阻止するように、オン／オフ弁が設けられている。複数の混合室の場合にはたとえば、混合室を互いに関して並列配置で配置してもよい。

とりわけ、補助ポンプを含む本発明の上記の実施態様と組み合わせられる本発明のさらに他の好ましい実施態様によれば、処理ユニットは、試料を希釈するために、希釈流体、たとえば、水などを供給するための少なくとも１つの希釈流体経路をさらに含んでいる。希釈流体経路は、試料を希釈するために適用される流体を含んだ希釈流体容器に、接続できる。該希釈流体経路は、試料経路に通じており、また希釈流体経路が、試料経路中に開口している開口部に隣接して置かれるのが好ましいオン／オフ弁が、設けられている。

処理ユニットの上記の実施態様において、試料経路には、希釈流体経路が試料経路中に開口している開口部と、希釈流体経路のオン／オフ弁に隣接して置かれているオン／オフ弁を持った試料容器との間に配置されたオン／オフ弁が設けられることが、好ましく、これは希釈流体が、希釈流体と試料経路のオン／オフ弁の間に気泡を生じることなく試料経路中に移送できるようにするためである。

本発明のさらに他の好ましい実施態様によれば、少なくとも１つの反応室には、主ポンプにより発生される陰圧または陽圧により生じる往復流体運動を行うことにより流体混合に適用される混合手段が、設けられる。その場合、試料／試薬混合物を作るために、各反応室を、流体混合のために有利に使用できる。

本発明のさらに他の好ましい実施態様によれば、処理ユニットは、少なくとも１つの反応室中に含まれる試料／試薬混合物の反応生成物を検出するための少なくとも１つの検出器を含む分析ユニットに接続され、そこでは、分析ユニットが、分析された反応生成物に基づいて試料を分析するために適用される。複数の反応室の場合には、複数の反応室中に含まれる試料／試薬混合物の反応生成物を検出するために適合される検出器を１つ備えることが、特に好ましい。

本発明のさらに他の好ましい実施態様によれば、処理ユニットは、主経路および１つ以上の反応室に対して洗浄流体を供給するために、第１および第２主経路に接続されている洗浄流体を含有する流体容器を含む主洗浄ユニットをさらに含む。本発明のさらに他の好ましい実施態様によれば、処理ユニットは、試料経路および場合によっては、１つ以上の混合室に対して洗浄流体を供給するために、試料経路に接続されている洗浄流体を含有する流体容器を含む補助洗浄ユニットを、さらに含む。

本発明の第２態様によれば、液体試料の自動化処理の新方法を提案する。該方法は、本発明の上記処理ユニットにより実施される。従って、該方法は、上記した実施態様のいずれか１つまたは組み合わせにより具現化され得る、上記した液体試料の自動化処理用の処理ユニットを提供する工程を含む。

該方法は、第１主経路のベント側部分の中に、所定の体積の試薬を引き込む工程を含む。該方法はさらに、試料経路中に試料を引き込み、登録された（registered）位置として同定される所定の位置に試料を保持する工程を含む。該方法は、さらに第１主経路のポンプ側部分の中に所定の体積の試料を引き込む工程を含む。該方法は、さらに少なくとも１つの反応室中に所定の体積の試料を引き込む工程を含む。該方法はさらに、少なくとも１つの反応室中に所定の試薬を引き込む工程を含む。該方法はさらに、反応室中に含まれる試料／試薬混合物の反応生成物を検出する工程を含む。

本発明の方法の好ましい実施態様によれば、所定の体積の試薬と所定の体積の試料が、少なくとも１つの反応室中に、同時に引き込まれる。または、試料と試薬は、別々に反応室中に引き込まれてもよい。その場合、第１試料を、反応室中に引き込んだ後に、試薬を反応室中に引き込んでもよく、また逆の場合も同様である。

本発明の方法のさらに好ましい実施態様によれば、該方法は以下の方法、すなわち
―少なくとも１つの反応室中で試料と試薬を混合する工程と；
―第１主経路のポンプ側部分の中で、試料と試薬を混合する工程と；
―少なくとも試料経路に接続された混合室内で試料を混合する工程と；
―洗浄流体を用いて、経路および／または室を洗浄する工程
の１つ以上を含む。

本発明の第３態様によれば、液体試料の自動化処理用の他の新しいマイクロ流体処理ユニットが提案される。該処理ユニットは、少なくとも１セットの第１および第２区分を含む。第１および第２区分の各々は、
―少なくとも２つの主経路、すなわち、そこに陰圧または陽圧を発生させるためにポンプに接続された少なくとも１つの第１主経路および第２主経路であって、そこでは、第１主経路および／または第２主経路には、ガス状システム流体を導入するためのベントが、設けられており；
―該第１主経路と通じかつオン／オフ弁が設けられた、液体試料を供給するための少なくとも１つの試料経路と；
―試薬を供給するための１つ以上の試薬経路であって、液体試料と反応するために試薬を含む反応容器に接続可能であり、該第１または第２主経路と通じかつオン／オフ弁が設けられる試薬経路と；
―試料と試薬の反応が行われるための少なくとも１つの反応室であって、反応室ポートの各々には、オン／オフ弁が設けられ、それぞれ少なくとも１つのオン／オフ弁を経由して、それぞれ、第１および第２反応室ポートを経由して、第１および第２主経路に流体的に接続されている反応室であって；少なくとも１つの反応室が、特に第１および第２主経路間に相互接続されていること；とを含む。

本発明の第３態様による処理ユニットにおいて、第１および第２区分は、互いに対して直列に配列されている。その場合、第１区分の第２主経路は、第１区分の少なくとも１つの反応室中に含まれる試料／試薬混合物が、たとえば、他の試薬と混合するために、第２区分の反応室に移送可能であるように、第２区分の試料経路に、流体的に接続されている。

本発明の好ましい実施態様によれば、処理ユニットは、第１試料経路部分および第２試料経路部分を含む試料経路からなる第３部分を含む。第１および第２経路部分の双方は、そこに陽圧または陰圧を発生させるために、ポンプに接続されている。第３区分は、少なくとも１つのオン／オフ弁を経由して、たとえば第１および第２混合室ポートを通して、第１および第２試料経路部分に流体的に接続される１つ以上の混合室および登録室を、さらに含む。特に、１つ以上の混合室および登録室は、第１および第２試料経路部分の間を流体的に相互接続してもよい。各混合室ポートには、オン／オフ弁を設けてもよい。本発明の処理ユニットの第３区分では、第１試料経路部分は、試料を含む試料容器に流体的に接続されている。さらに、第３区分の第２試料経路部分は、第１区分の試料経路に、流体的に接続されている。その場合、試料経路は、試料を希釈するために適用される希釈流体を供給するための希釈流体経路に接続されていることが、好ましい。従って試料は、試料容器から第３区分の試料経路に移送され、混合室および登録室により混合されおよび／または希釈流体経路によって希釈され、またその後、第１区分の試料経路に、移送され得る。別々のポンプゆえに、試料の取り込み、混合および希釈を、処理ユニットの第２および第３区分とは独立に行うことができる。

本発明の好ましい実施態様によれば、第１主経路には、ベントとポンプの間に、オン／オフ弁が設けられ、そこでは、１つ以上の試薬経路は、第１主経路のベント側部分と通じ、かつ試料経路は、第１主経路のポンプ側部分とも通じている。

本発明の他の好ましい実施態様によれば、処理ユニットは、第１および第２区分の反応室中に含まれる反応生成物を検出するための１つの検出器を含む分析ユニットに接続されている。従って、検出器は、区分および反応室によって共有される共有部品である。

本発明の第４の態様によれば、液体試料の自動化処理用の他の新しい方法が提案される。該方法は次の工程、すなわち
―本発明の第３態様に関連して上記した処理ユニットを提供する工程と；
―第１区分の第１主経路のベント側部分の中に、所定の体積の第１試薬を引き込む工程と；
―第１区分の試料経路中に所定の体積の試料を引き込む工程と；
―第１区分の第１主経路のベント側部分の中に、所定の体積の試料を引き込む工程と；
―第１区分の少なくとも１つの反応室中に所定の体積の試薬を引き込む工程と；
―試料／試薬混合物を作り出すために反応室中に所定の体積の試料を引き込む工程と；
―第１区分の反応室から第２区分の少なくとも１つの反応室に、試料／試薬混合物を引き込む工程と；
―第２区分の第１主経路のベント側部分の中に、所定の体積の第２試薬を引き込む工程と；
―試料／試薬混合物を含む反応室中に、所定の体積の第２試薬を引き込む工程と；
―反応室中に含まれる試料／試薬混合物の反応生成物を検出する工程とを含む。

本発明の処理ユニットにおいて、いくつかのオン／オフ弁が、互いに隣接して置かれることを示唆されているが、これはそれらが、通じる流体経路の交点（すなわち、隅）で、正確に置かれていることを意味している。従って流体は、たとえば、試料と試薬が互いに接するように、ギャップを持たない１つの流体経路中に供給され得る。隣接したオン／オフ弁は、しかしながら、好ましい選択肢でしかない。代わりに、流体経路を通じるオン／オフ弁は、流体経路の交点から離されていてもよい。後者の場合、ギャップを充填するガス状または液状システム流体が、１つの流体経路中に提供された流体の中間に存在してもよい。

本発明の上記の実施態様は、本発明の範囲から逸脱しなければ、単独でまたはそれらの組み合わせで使用してもよい。

本発明の他のおよびさらなる目的、特性および利点は、次の記述からより充分に明らかになるであろう。組み込まれかつ本明細書の１部を構成する付帯図は、本発明の好ましい実施態様を図示しており、また上記した一般的記述および以下に述べる詳細な記述とともに、本発明の原理を説明する役割を果たす。

本発明のシステムの代表的な構造の機能的構成要素を示す概略図である。 図１の構造の代表的な実施態様を表す概略図である。 図１の構造の他の代表的な的実施態様を表す概略図である。 図１の構造と異なる代表的な実施態様を表す概略図である。 図１の構造と異なる他の代表的な実施態様を表す概略図である。 本発明のシステムの分配ユニットの代表的な実施態様の概略平面図である。 本発明のシステムの代表的な実施態様の斜視図である。 図７の分配ユニットの概略平面図である。 図７の分配ユニットの概略断面図である。 図７の分配ユニットの異なる実施態様を示す概略図である。 図７の分配ユニットの異なる実施態様を示す概略図である。 図７の分配ユニットの他の実施態様を示す概略斜視図である。 図７の分配ユニットのさらに他の実施態様を示す概略斜視図である。 図７の分配ユニットのさらに他の実施態様を示す概略斜視図である。 本発明のシステムの処理ユニットの第１の代表的な構造の機能的構成要素を示す概略図である。 本発明のシステムの処理ユニットの第２の代表的な構造の機能的構成要素を示す概略図である。 図１４の処理ユニットの代表的な実施態様を表す概略図である。 図１５の処理ユニットを用いて液体試料の処理をする代表的な方法を示す。 図１５の処理ユニットを用いて液体試料の処理をする代表的な方法を示す。 図１５の処理ユニットを用いて液体試料の処理をする代表的な方法を示す。 図１５の処理ユニットを用いて液体試料の処理をする代表的な方法を示す。 図１５の処理ユニットを用いて液体試料の処理をする代表的な方法を示す。 図１５の処理ユニットを用いて液体試料の処理をする代表的な方法を示す。 図１５の処理ユニットを用いて液体試料の処理をする代表的な方法を示す。 本発明のシステムの処理ユニットの第３の代表的な構造の機能的構成要素を示す概略図である。 図１７の処理ユニットの代表的な実施態様を表す概略図である。

図示することで、本発明が実施され得る特定の代表的な実施態様を記述する。

図１〜３を参照して、液体試料を分析するための本発明のシステムの代表的な第１構造およびその代表的な実施態様を説明する。

従って、液体試料を処理するためのシステム１は、液体試料を処理するように適応される複数の（流入）処理ユニット３を含み、その各々が、システム１の機能的および構造的構成要素である。システムは、たとえば測光器として具現化される１つの光検出器４を含む分析ユニット２を、さらに含んでいる。処理ユニット３は、光検出器４を含む分析ユニット２と共に、ユーザの特定の要望に従ってたとえば、臨床化学、免疫化学、核酸テスト、血液学、尿検査などに関連しうる同じタイプの分析方法に用いられる。さらに、システム１は、たとえば、試料との混合用試薬を含む冷却された区画に蓄えられる複数の試薬容器が設けられた試薬ユニット５を含んでいる。試薬は、互いに対して同一であってもよくまたは異なっていてもよい。さらに、システム１は、試料チューブ９をシステム１に搭載しかつ種々の処理ユニット３に対して試料チューブ９を輸送するための試料チューブ装填機構１０が設けられた試料ユニット７を含んでいる。さらに、システム１は、処理ユニット３の各々に、試薬および必要に応じて試料を輸送するための複数の分配（流）経路が設けられた１つ以上の試薬を分配するための分配ユニット６を含んでいる。

特に図２を参照して、図１のシステム１の第１構造の代表的な実施態様を説明する。システム１は、複数の処理ユニット３を含み、その各々は、分配ユニット６によって設けられる複数の分配経路１３により、複数の試薬容器８に接続されている。３つの処理ユニット３と９つ数の試薬容器８が、図示目的のためにだけ示されているが、ユーザの具体的な要望により、他のあらゆる数の処理ユニット３と試薬容器８が、それぞれ考えられるということを理解されたい。

システム１において、各処理ユニット３は、試薬ユニット５の試薬容器８の専用のサブセットに接続されており、そこでは、１つのサブセットの各試薬容器８は、各試薬容器８と関連した処理ユニット３の間の１対１接続を提供するように、１つの分配経路１３によって、１つの処理ユニット３に接続されている。従って、各配経路１３は、１つの試薬容器８と１つの処理ユニット３を、流体的に接続している。

システム１において、さらに、各処理ユニット３は、試料チューブ９中に含まれている試料が処理ユニット３中に吸引されるように、１つの試料ライン１４より、１つの試料取り込み口１５に接続されている。試料取り込み口１５は、たとえば、金属針として具体化してもよい。従って、各処理ユニット３は、試料取り込み口１５を使用することによって、専用の試料チューブ９から試料を吸引できる。試料取り込み口１５は、試料ユニット７の１部であってもよい。試料チューブ９を処理ユニット３に移送するための試料チューブ装填機構１０は、たとえば、試料チューブ９を保持するためのカップ状のホルダー１２が設けられたモータ駆動ベルト１１を含むベルト駆動として、具体化されている。従って、試料チューブ９は、水平矢印により示されているように、ベルト１０を駆動することによって、試料チューブ装填機構１０を経由して、処理ユニット３に移送され得る。さらに、縦矢印によって示されているように、試料チューブ９中に含まれている試料を、試料取り込み口１５によって吸引可能にするために、ホルダー１２に含まれている試料チューブ９が、試料取り込み口１５に向けて移動するように、各ホルダー１２は、上方に向けて持ち上げられる。

さらに、該システム１は、たとえば、各処理ユニット３中に含まれた試料／試薬混合物の反応生成物を、光学的に検出するための測光器として具現化された１つの光検出器４を含んでいる。光検出器４は、光で検出される反応生成物に基づいて試料を分析する分析ユニット２の１部である。従って、光検出器４は、処理ユニット３中に含まれる試料／試薬混合物の試薬生成物から放射される光を検出するように適合される。その場合、光検出器４を含む分析ユニット２と一緒に、処理ユニット３は、所定のタイプの分析方法に用いられる。

図２のシステム１の代表的な実施態様において、いかなる所望の数の処理ユニット３も、並列して作動させることができるが、各処理ユニット３は、試薬ユニット５の試薬（すなわち、試薬容器８）の個別のサブセットにアクセスできる。各処理ユニット３は、さらに、個々の試料にアクセスする。従って、試料処理能力を、ユーザの具体的な要望により、増加させることができる。また、処理ユニット３は、同じタイプの分析方法に関係しているので、１つ以上の処理ユニット３の故障の場合でも、試料の分析は、確保できる。さらに、同じタイプの分析方法に関係している複数の処理ユニット３によって、たとえば、それらの平均を計算することにより、さらに処理できる複数の余分な結果を得るために、試料の同時解析を行うことができる。

試料チューブ装填機構１０および光検出器４は、全ての処理ユニット３が、共有する共通のシステム部品である。共有システム部品により、システム１の組み立てコストは、著しく減少する。

特に、図３を参照して、図１のシステム１の第１構造の他の代表的な実施態様を説明する。不必要な反復を回避するために、図２の実施態様に関して相違する点のみを説明し、そうでない場合は、図２に関してなされた説明を参照する。

図３のシステム１において、各処理ユニット３は、試薬のサブセットにアクセスするだけでなく、試薬ユニット５の全ての試薬（すなわち試薬容器８）にもアクセスする。その目的のために、流体分配ユニット６の分配経路１３は、中間経路として具体化され、その数は、試薬ユニット５の試薬容器８の数に依存する。中間経路１３を処理ユニット３に接続するために、システム１は、さらに、処理ユニット３と分配経路１３を流体的に接続する第１試薬供給経路１８を含み、そこでは、異なる第１試薬供給経路１８が、異なる分配経路１３に接続されている。第１試薬供給経路１８の数は、分配経路１３と処理ユニット３の各々の間で１対複数の接続ができるように、分配経路１３の数に、処理ユニット３の数を掛けたものに対応している。さらに、システム１は、試薬容器８と分配経路１３とを流体的に接続する第２試薬供給経路１７を含み、そこでは、異なった第２試薬供給経路１７が、異なった分配経路１３に接続されている。第２試薬供給経路１７の数は、第２試薬供給経路１７と分配経路１３が１対１で接続するように、分配経路１３の数に対応している。

従って、図３のシステム１においては、各処理ユニット３は、第１試薬供給経路１８によって、各中間経路１６に接続されている。あるいは、各試薬容器８は、各試薬容器８を各処理ユニット３に接続させるように、第２試薬供給経路１７によって、専用中間経路１６に接続されている。

図３のシステム１の第２の代表的な実施態様において、いかなる数の処理ユニット３も、試薬ユニット５の全ての試薬（すなわち、試薬容器８）にアクセスする各処理ユニット３と並列して作動させることができる。従って、試料処理能力は、要望どおりに増加可能であり、また全ての試薬を、全ての処理ユニット３に供給できる。結果として、各処理ユニット３に対して個々の試薬サブセットを提供する場合に比べ、コストを抑えることができる。

特に図４を参照して、図１の第１構造の変形であるシステム１の第２構造の代表的な実施態様を説明する。不必要な反復を回避するために、図２の実施態様に関して異なる点のみを説明し、そうでなければ図２に関してなされた説明を参照する。

図４における第２構造において、システム１は分析ユニット２を包含し、分析ユニットには２つの異なった検出器、すなわち光検出器４および流入セル１９に接続された装置が設けられる。さらに、システム１は、２つの処理ユニット３を含み、そこでは、１つの処理ユニット３が、たとえば１つ以上の反応室から放射される光を検出するための測光器として具体化される光検出器４に結合し、またもう一方の処理ユニット３は、接続経路２０によって、流入セル１９に流体的に接続されている。従って、対応する処理ユニット３の試料／試薬混合物は、試料／試薬混合物の反応生成物を検出するために、流入セル１９に接続された装置（図示していない）によって、流入セル１９に供給され得る。たとえば、流入セル１９を、イオン選択性電極（ＩＳＥ）、酵素電気化学検出器などのバイオセンサー、電気化学ルミネッセンス検出器（ＥＣＬ）、光検出器などに連結してもよい。従って、処理ユニット３は光検出器４および流入セル１９と共に、互いに対して異なる第１および第２の分析法に関する。図４のシステム１において、１つの試料チューブ９に含まれている試料は、連成試料ライン１４によって両処理ユニット３に接続されている１つの試料取り込み口１５の手段によって、両処理ユニット３中に吸引される。

図４のシステム１において、各処理ユニット３は、使用される分析方法のタイプに特有の試薬容器８の個々のサブセットに、流体的に接続されている。図４に示されているように、たとえば、３つの試薬容器８の数が、光検出器４による第１の分析法と組み合わせて使用され、２つの試薬容器８の数が、流入セル１９による第２の分析方法に使用される。各試薬容器８は、試薬容器８と処理ユニット３の間の１対１接続を実現するために、流体分配ユニット６の１つの分配経路１３によって、関連した処理ユニット３に接続されている。

異なるタイプの分析法に関係する２つの処理ユニット３の数が、図示目的のためにのみ示されているが、ユーザの具体的要望にしたがって、個々のタイプの分析法に関係し、かつ個々の検出器に接続されている他のあらゆる数の処理ユニット３が想定されるということを理解されたい。

図４のシステム１の代表的な実施態様において、所望の数の処理ユニット３は並列して操作されるが、各処理ユニット３は、使用されるタイプの分析法に特有の試薬ユニット５の試薬の個々のサブセットにアクセスする。各処理ユニット３に接続されている１つの試料取り込み口１５を用いることにより、２つ以上の異なる所定のタイプの分析法を用いて、１つの試料を並行して分析できる。

図５を特に参照して、図１の第１構造の他の変形であるシステム１の第３構造の代表的な実施態様を説明する。不必要な反復を回避するために、図４の実施態様に関して異なる点差のみを説明し、またそうでなければ、図４に関してなされた説明を参照する。

図５の実施態様において、システム１は、光検出器４に連結され、ゆえに第１の分析方法に関連する（たとえば２つの）処理ユニット３の第１サブセットと、流入セル１９に連結される装置に接続し、ゆえに第１の種類とは異なった第２の種類の分析方法に関連する（たとえば、３つの）処理ユニット３の第２サブセットとを含む。光検出器４は、たとえば、そこに連結されている処理ユニット３の第１サブセットの反応室から放射される光を検出する測光器として具体化してもよい。流入セル１９は、処理ユニット３の第２サブセットの反応室の試料／試薬混合物が、それら試料／試薬混合物を検出する流入セル１９に輸送されるように、連成接続経路２０によって、処理ユニット３の第２サブセットに流体的に接続される。

連成試料ライン１４により全処理ユニット３に接続されている試料取り込み口１５によって、１つの試料チューブ９の試料を、第１および第２サブセットの全処理ユニット３中に、同時に吸引できる。第１の分析方法に関連する処理ユニット３である第１サブセットの処理ユニット３は、第１の分析方法に特有の全ての試薬（すなわち、試薬容器８）を含む試薬ユニット５の試薬容器８の第１サブセットにアクセスする。また、第２の分析方法に関連する処理ユニット３である第２サブセットの処理ユニット３は、第２の分析方法に特有の全ての試薬（すなわち、試薬容器８）を含む試薬ユニット５の試薬容器８の第２サブセットにアクセスする。その目的のために、流体分配ユニット６の分配経路１３は、分配経路の第１サブセットおよび分配経路の第２サブセットからなっており、その各々が、中間経路として具体化されている。処理ユニット３の第１サブセットおよび第２サブセットの処理ユニット３をそれぞれ、分配経路１３の第１サブセットおよび第２サブセットのそれぞれに流体的に接続するために、システム１は、さらに第１試薬供給経路１８の第１サブセットおよび第２サブセットをそれぞれ含み、その各々が、１つの処理ユニット３および１つの分配経路１３を流体的に接続し、そこでは、異なった第１試薬供給経路１８が、異なった分配経路１３に接続されている。試薬容器８の第１サブセットおよび第２サブセットの試薬容器８をそれぞれ、分配経路１３の第１サブセットおよび第２サブセットのそれぞれに流体的に接続するために、システム１は、さらに、それぞれ第２試薬供給経路１７の第１サブセットおよび第２サブセットを含み、その各々が、１つの試薬容器８および１つの分配経路１３に流体的に接続し、そこでは、異なった第２試薬供給経路１７が、異なった分配経路１３に接続されている。

図５においては、処理ユニット３の第１サブセットは、光検出器４に連結された２つの処理ユニット３を含んでおり、また処理ユニット３の第２サブセットは、流入セル１９に接続された３つの処理ユニット３を含んでいるが、光検出器４および流入セル１９に連結される処理ユニット３のあらゆる数が、それぞれ、ユーザの具体的要望により想定されてもよいことを、理解されたい。

図５中に示したシステム１の代表的な実施態様においては、特定のタイプの分析法に用いられるあらゆる所望の数の処理ユニットは、並行して操作され得る、特定のタイプの分析法の各処理ユニット３は、それら分析法特有の試薬ユニット５の全試薬にアクセスする。処理ユニット３に接続される試料取り込み口１５を用いて、１つの試料を並行して、異なったタイプの分析法を用いて分析でき、そこでは、各タイプの分析法は、複数の処理ユニット３に関係している。このようにして、図５のシステム１は、試料分析の一巡時間を減少させるために、異なったタイプの分析法を用いた試料の非常に迅速な分析を可能にする。個々の処理ユニット３の故障の場合でも、余剰の流体処理ユニット３が、利用可能な分析方法を制限すること無く、試料の同時分析を可能にする。特に、異なったタイプの分析法を用いて、１つの試料の所定のパラメータ一式を決定することを可能にする。

図６を参照して、図３および図５に示されたシステム１の分配ユニット６の代表的な実施態様を説明する。

従って、分配ユニット６は、たとえば、互いに対して平行配列である複数の分配経路１３が設けられた平板として具体化される固体の基板である。分配経路１３は、たとえばフォイルで覆われた基板の表面に加工された溝として具体化されるか、またはその代わりに、基板内に形成され得る。

処理ユニット３（たとえば、５個の処理ユニット３が、単に例示の目的で示されている）の各々は、第１試薬供給ライン１８によって、各分配経路１３にアクセスする。各第１試薬供給ライン１８は、１つの処理ユニット３および１つの分配経路１３を、流体的に接続し（１対１接続）、そこでは、異なった第１試薬供給ライン１８が、異なった分配経路１３に接続される。各試薬容器８（たとえば、３個の試薬容器８が、単に例示の目的で示されている）は、第２試薬供給ライン１７により、個々の分配経路１３にアクセスする。各第２試薬供給ライン１７は、１つの試薬容器８と１つの分配経路１３を流体的に接続し（１対１接続）、そこでは、異なった第２試薬供給ライン１７が、異なった分配経路１３に接続される。第１試薬供給ライン１８は、流体がそこを経由して自由に通過することを可能にする流体相互接続１６により、分配経路１３に流体的に接続される。同様に、第２試薬供給ライン１７は、流体がそこを経由して自由に通過することを可能にする流体相互接続１６により、分配経路１３に流体的に接続される。第１試薬供給ライン１８および分配経路１３は、異なった高さ（垂直高さ）に配置されている。図面中には示されていないが、第１および／または第２試薬供給ライン１７，１８は、選択的に、分配ユニット６の部分であってもよい。

図６中に示したシステム１の分配ユニット６の代表的な実施態様において、分配ユニット６は、分配経路１３が設けられている固体基板である。その変形において、固体の分配ユニット６には、さらに第１試薬供給ライン１８および／または第２試薬供給ライン１７が、設けられている。その場合、たとえば、処理ユニット３および／または試薬容器８を、分配ユニット６の専用ポートに差し込むことにより、処理ユニット３および／または試薬容器８は、第１および／または第２試薬供給ラインに、流体的に接続され得る。

本発明のシステム１の他の代表的な実施態様の斜視図である図７を参照する。

従って、システム１においては、試料ユニット７には、試料チューブ９をシステム１中に搭載するため、および試料チューブ９を種々の処理ユニット３の各々に輸送するための、試料チューブ装填機構１０が設けられている。試料チューブ装填機構１０は、試料チューブ９を保持する複数の試料チューブラック２２を輸送するために適合されたモータ駆動ベルト１１を含むベルト駆動として、具体化されている。

システム１において、試薬ユニット５には、複数の試薬容器８が設けられている。さらに、システム１は、平面形状を有する試料を処理するための、複数の処理ユニット３を含んでいる。

分析ユニット２は、試料と１つ以上の試薬の反応生成物から放射される光を検出するための測光器として具現化された１つの光検出器４を含んでいる。分析ユニット２は、さらに、流入セル１９に輸送される試料と１つ以上の試薬の反応生成物から放射される光を検出するための測光器に連結された１つの流入セル１９を含んでいる。光検出器４は、処理ユニット３の第１サブセットに連結されているが、流入セル１９は、連成接続経路２０によって、処理ユニット３の第２サブセットに、流体的に接続されている。光検出器４および流入セル１９は、異なったタイプの分析方法に関連している。

システム１においては、分配ユニット６は、板状のような形状をしている平面体である。分配ユニットには、流体を輸送するための複数の分配経路（図示していない）が、設けられている。各試薬容器８を１つの分配経路に接続するために、分配経路は第２試薬供給ライン１７によって、試薬容器８に接続される。各処理ユニット３は、たとえば、金属針として具体化された個々の試料取り込み口１５に、流体的に接続される。たとえば、試料チューブに含まれている試料を吸引するために、試料チューブ９を持ち上げることによって、各試料取り込み口１５は、試料チューブ９中に浸され得る。

図７中に示されているように、試薬ユニット５を分析ユニット２の上に、また試料ユニット７を分析ユニット２の下にして、試薬ユニット５、分析ユニット２および試料ユニット７は、異なった垂直高さ（高さ）に配置されている。従って、システム１においては、試薬容器８を容易に置き換えることができる。システム１の各ユニットは、機能的かつ構造的構成要素であり、また、たとえば、モジュール式ユニットとして、具体化されている。

図７のシステム１の分配ユニット６の代表的な実施態様の概略平面図である図８Ａ中に示されるように、分配ユニット６には、たとえば、５本のプラグ位置２３（たとえば、ソケット）が設けられ、その各々が、１つの処理ユニット３を受けるために適合される。プラグ位置２３には、（たとえば、雌の）プラグイン式ポートとして具現化されている分配経路１３の複数の出口ポート２４が、設けられている。従って、出口ポート２４を経由して、流体は、分配経路と処理ユニット３の間を簡単に移送され得る。

図８Ａの分配ユニット６の概略断面図である図８Ｂ中に示されているように、各処理ユニット３には、処理ユニット３の位置を決めるため、および処理ユニット３を複数の分配経路に流体的に接続させるための出口ポート２４に（たとえばプラグイン式に）接続される、複数の（たとえば、雄の）コネクター２５が設けられている。各処理ユニット３は、平面形状を有し、また処理ユニットと平行配列で平面状分配ユニット６の上面に置かれている。

図９Ａでは、図７のシステム１の分配ユニット６の他の実施態様が図示される。従って、分配ユニット６には、複数のモジュール式サブユニット２６が設けられており、その各々には、処理ユニット３の個々のサブセットを受け取るための１つ以上のプラグ位置２３が、設けられている。個々のサブユニット２６と結びつく処理ユニット３の各々は、たとえば、１つの所定の種類の分析方法に関連していてもよい。または、１つのサブセットの処理ユニット３は、異なった種類の分析方法に関連していてもよい。示された実施態様において、処理ユニット３および／またはサブユニット２６は、容易に置き換えられる。

図９Ｂでは、図７の分配ユニット６の他の実施態様が図示される。従って、分配ユニット６は、処理ユニット３を受け取るための複数のプラグ位置２３が設けられた集積化モジュール式ユニットである。処理ユニット３は、１つの所定の種類の分析方法に関連していてもよい。または、処理ユニット３は、異なった所定の種類の分析方法に関連していてもよい。

図７の分配ユニット６の他の実施態様の概略斜視図を図示する図１０を参照する。不必要な反復を回避するために、図８Ａおよび図８Ｂの実施態様に関して異なる点のみを説明し、それ以外は、図８Ａおよび図８Ｂに関してなされる説明を参照する。

従って、平面状分配ユニット６には、互いに対して平行に配置されている複数の分配経路１３が、設けられている。それぞれ平面形状をしている処理ユニット３は、中間に小さなピッチを持つ平面状の分配ユニット６に関して、直角の配列である。そのような実施態様により、処理ユニット３の非常にコンパクトな配置が可能となり、たとえば処理ユニットは、分配ユニット６のプラグ位置２３中に差し込まれてもよい。さらに、各処理ユニット３は、分配ユニット６により塞がれるように、小さな挿入部分を有する。その場合、処理ユニット３を、たとえば、試料および試薬の反応生成物を検出する１つ以上の流入セル１９に対して、流体的に接続することができる。

図７の分配ユニット６の他の実施態様の概略平面図を図示している図１１を参照する。不必要な反復を回避するために、図８Ａおよび図８Ｂの実施態様に関する差異のみを説明し、それ以外は、図８Ａおよび図８Ｂに関してなされる説明を参照する。

従って、平面状分配ユニット６には、互いに対して同心配置された閉ループとして具体化される複数の分配経路１３が、設けられている。平面形状をした処理ユニット３は、平面状分配ユニット６に対して平行配列をしており、またループの分配経路１３に沿って円周に配置される。そのような実施態様により、処理ユニット３の非常にコンパクトな配置が可能になり、たとえば、処理ユニットは分配ユニット６のプラグ位置２３に差し込まれる。各処理ユニット３は、処理ユニット３に対して試料を同時に供給する中央試料取り込み口１５に対して、流体的に接続されている。たとえば、処理ユニット３は、個々の試料および１つ以上の試薬の反応生成物を光学的に検出する回転測光器などの、光検出器４に連結されていてもよい。

図７の分配ユニット６の他の実施態様の概略平面図を図示する図１２を参照する。不必要な反復を回避するために、図８Ａおよび図８Ｂの実施態様に関する差異のみを説明し、それ以外は、図８Ａおよび図８Ｂに関してなされた説明を参照する。

従って、平面状分配ユニット６には、たとえば、２つのプラグ位置２３（ソケット）が設けられており、各ソケットは、処理ユニット３を受け取るように適合される。各プラグ位置２３には、（たとえば、雌の）プラグイン式ポートとして具現化される分配経路１３の複数の出口ポート２４が、設けられている。分配ユニット６の分配経路１３は、互いに対して異なる第１および第２の高さ（垂直高さ）内に延在しており、第１の高さから第２の高さへ変更することができ、またその逆も可能である。

より詳しく述べると、図１２に示すように、分配経路１３は、上部の第１の高さ（太線）から下部の第２の高さ（細線）へ、または下部の第２の高さから上部の第１の高さへと変化することができ、また隣接する分配経路１３へ、分岐してもよい。各出口ポート２４は、下部の第２の高さに置かれている分配経路１３に、流体的に接続される。たとえば、処理ユニット３は、出口ポート２４中に差し込まれる「スロットカード」として具体化することができる。そのような実施態様は有利なことに、密閉などに必要な出口ポート２４間の比較的大きな中間距離と結合される分配経路１３を、高密度に配列することができる。

液体試料の分析に使用される本発明のシステム１のマイクロ流体処理ユニット３の第１の代表的な構造の機能的構成要素の概略図を図示する図１３を参照する。

従って、試料容器１０２中に含有される液体試料を処理する処理ユニット３は、試料容器１０２中に含有される液体試料を、処理ユニット３中に引き込むことを可能にする、試料容器１０２中に接続可能な「試料吸引１０３」として示される機能的構成要素を含む種々の機能的要素を含む。機能的構成要素である試料吸引１０３は、希釈流体を用いて試料を希釈しかつ試料を登録するために使用される「試料登録／希釈１０５」として示される他の機能的構成要素に接続される。機能的構成要素である試料登録／希釈１０５は、試料および試薬Ｒ１，Ｒ２およびＲ３の第１〜第３セットの１つ以上の試薬を投与するために使用される「試料および試薬Ｒ１／２／３投与１０４」として示される他の機能的構成要素に接続されている。機能的構成要素である試料および試薬Ｒ１／２／３投与１０４は、試料を試薬と混合し、得られた試料／試薬混合物を、反応を引き起こすようインキュベーションするために使用される「混合およびインキュベーション１０７」として示される他の機能的構成要素に接続されている。得られた試料／試薬混合物の反応生成物を検出するための検出器を含む「分析ユニット１０８」として示される他の機能的構成要素は、検出された反応生成物に基づいて試料を分析するために使用される。

本発明のシステム１のマイクロ流体処理ユニット３の第２の代表的な構造の機能的レイアウトの概略図を図示する図１４を参照する。不必要な反復を回避するために、図１３の第１の代表的な構造に対する差異のみを説明し、それ以外は、図１３に関してなされる説明を参照する。

従って、処理ユニット３において、機能的構成要素である混合およびインキュベーション１０７は、試料および第１試薬群Ｒ１第１試薬群Ｒ１を投与するために使用される「試料および試薬Ｒ１投与１０６」として示される他の機能的構成要素、および機能的構成要素である試料および試薬Ｒ１投与１０６によってあらかじめ定められるような、試薬Ｒ１の第１セットとは異なる試薬Ｒ２／３の第２および第３セットの試薬を投与するために使用される「試薬Ｒ２／３投与１０９」として示されるさらに他の機能的構成要素に接続されている。検出器を含む分析ユニット１０８は、得られた試料／試薬混合物の反応結果を検出し、検出された反応結果に基づいて試料を解析するために使用される。

特に図１５を参照して、図１４の処理ユニット３の第２構造の代表的な実施態様を説明する。

従って、マイクロ流体処理ユニット３は、液体試料を分析する目的で試料および試薬を輸送できる複数の経路および室を含んでいる。該経路および室の断面寸法は一般的には、マイクロメートル程度であり、たとえば、１μｍ〜５００μｍほどの小ささであってもよい。処理ユニット３は、試料、試薬および関心のある他のあらゆる流体を、経路および室の中に陰圧または陽圧（大気圧）を発生させることによって、経路および室を経由して輸送できるように、ガス状システム流体、たとえば、空気、またはガス状および液状システム流体の組み合わせを含む。

より詳しく述べると、マイクロ流体処理ユニット３は、第１主経路１１０および第２主経路１１１を含む。主経路１１０，１１１の各々の一端には、周囲の空気を処理ユニット３内に通過させるためのベント１１３が、設けられている。第２主経路１１１の他端は、第１主経路１１０に流体的に接続されている。第１主経路１１０の他端は、主ポンプ１１２に接続されている。主ポンプ１１２を使用することにより、第１主経路１１０および第２主経路１１１の双方の中に、陽圧または陰圧（大気圧）を発生させることができる。

マイクロ流体処理ユニット３において、液体試料は、液体試料Ｓを含有する試料容器１０２に接続できる試料経路１１４を経由して、第１主経路１１０に輸送され得る。試料経路１１４の一端は、第１主経路１１０に流体的に接続されているが、その他端は、試料容器１０２から試料を吸引するために使用できる試料取り込み口１４６に流体的に接続されている。試料経路１１４には、試料経路１１４から第１主経路１１０への試料流入を可能にするためまたは阻止するために、第１凍結／解凍弁１１５が、設けられている。第１凍結／解凍弁１１５は、試料経路１１４が第１主経路１１０中に開口している試料経路１１４の開口部に隣接して置かれている。

さらに、マイクロ流体処理ユニット３は、試薬Ｒ１の第１セットを第１主経路１１０に供給するための複数の第１試薬経路１１８を含んでいる。各第１試薬経路１１８は、液体試料と反応させる第１試薬群Ｒ１を含有する第１試薬容器（図示していない）に接続されている。第１試薬容器中に含有される試薬Ｒ１の第１セットは、試料Ｓ中の１つ以上の分析物を分析するよう適合された、あらかじめ定められた第１分析に用いられる同一のまたは互いに対して異なった複数の試薬を含んでいてもよい。各第１試薬経路１１８は、第１主経路１１０中に開口しており、第１試薬経路１１８から第１主経路１１０への試薬流入を、可能にするまたは阻止するために、第２凍結／解凍弁１１９を備える。第２凍結／解凍弁１１９は、第１試薬経路１１８が、第１主経路１１０中に開口している開口部に隣接して置かれている。

マイクロ流体処理ユニット３は、さらに、液体試料と試薬の反応が行われるよう複数の反応室１２０を含んでいる。たとえば、反応室１２０は、流入キュベットとして具体化されてもよい。各反応室１２０は、反応室１２０を第１主経路１１０に接続する第１反応室ポート１２１、および反応室１２０を第２主経路１１１に接続する第２反応室ポート１２２を経由して、第１主経路１１０と第２主経路１１１の間に相互接続されている。ポート１２１，１２２にはそれぞれ、反応室１２０と第１および第２主経路１１０，１１１の間のそれぞれの流体流を可能にするためまたは阻止するために、第３凍結／解凍解１２３が、設けられている。各反応室１２０にはさらに、反応室１２０の内径を減少させる複数のカム状（反応室）突起１３９が設けられている。この突起１３９は、主ポンプ１１２により発生される陽圧または陰圧によって生じる流体往復運動を行うときに、反応室１２０内で流体を混合するよう適合される。

処理ユニット３においては、互いに対して平行配列になっている多数の、たとえば４０個の反応室２０を使用してもよい。該反応室１２０は、そこに含まれている試料／試薬混合物をインキュベーションするためのインキュベーション室として具体化され、ゆえに試料および１つ以上の試薬の生じるべき反応を可能にするために、１つ以上の時間間隔で１つ以上の所定温度で、試料／試薬混合を維持するよう適合される。

図１５から分かるように、第１主経路１１０には、ベント１１３と主ポンプ１１２の間に置かれた第４凍結／解凍弁１２４が、設けられる。第４凍結／解凍弁１２４は、第１主経路１１０を、そのベント側部分１２５とポンプ側部分１２６とに分割している。各第１試薬経路１１８は、第１主経路１１０のベント側部分１２５と通じている。試料経路１１４は、第１主経路１１０のポンプ側部分１２６と通じており、そこでは、第１主経路１１０中に試料経路１１４が開口している開口部は、試料経路１１４の第１凍結／解凍弁１１５が第４凍結／解凍弁１２４に隣接して置かれている状態で、第１主経路１１０の第４凍結／解凍弁１２４に隣接して置かれている。また、第１反応室ポート１２１は、第１主経路１１０のポンプ側部分１２６に通じている。

処理ユニット３は、さらに、試薬Ｒ２／Ｒ３の第２および第３セットの試薬を、第２主経路１１１に供給するための複数の第２試薬経路１２７を含む。第２試薬経路１２７は、第２および第３試薬容器（図示していない）に接続されている。第２および第３試薬容器は、第１試薬容器中に含有される試薬Ｒ１の第１セットとは異なる液体試料と反応する試薬Ｒ２／Ｒ３の第２および第３セットの試薬を含有する。第２および第３試薬容器中に含まれる試薬Ｒ２，Ｒ３の第２および第３セットは、試料Ｓ中の１つ以上の分析物を分析するよう適合されるあらかじめ定められた第１分析、またはあらかじめ定められた第２分析に用いられる同一または互いに対して異なる複数の試薬を含んでいる。

各第２試薬経路１２７は、第２主経路１１１と通じており、またそれには、第２試薬経路１２７から第２主経路１１１への試薬の流入を可能にするため、または阻止するために、第５凍結／解凍弁１２８が、設けられている。第２試薬経路１２７の第５凍結／解凍弁１２８の各々は、第２試薬経路１２７が、第２主経路１１１中に開口する開口部に隣接して置かれている。

第２主経路１１１には、各反応室１２０の数および関連において、複数の第６凍結／解凍弁１２９が、設けられている。これらの第６凍結／解凍弁１２９は、関連する反応室１２０の第２反応室ポート１２２が、第２主経路１１１および主ポンプ１１２中に開口している開口部の中間に配置されている。これらの第６凍結／解凍弁１２９はそれぞれ、第２反応室ポート１２２の開口部に隣接して置かれている。または、第２反応室ポート１２２の第３凍結／解凍弁１２３の各々は、第２主経路１１１の第６凍結／解凍弁１２９に隣接して置かれている。

処理ユニット３は、さらに、陰圧または陽圧を発生させるために、試料経路１１４に接続されている補助ポンプ１３０を含んでいる。試料経路１１４は、第１および第２混合室ポート１３４，１３３を経由して、複数の混合室１３１に接続されている。処理ユニット３においては、多くの、たとえば５個の混合室１３１が考えられ、それらは互いに対して平行に配置されている。混合室１３１は、試料経路１１４を、それらの第１試料経路部分１１６および第２試料経路部分１１７に分割している。混合室１３１の第１混合室ポート１３４は、第１試料経路部分１１６に通じているが、第２混合室ポート１３３は、第２試料経路部分１１７に通じている。混合室ポート１３３，１３４には、各混合室１３１および試料経路１１４の間の試料流入を可能にするため、または阻止するために、第７凍結／解凍弁１３５が、設けられている。さらに各混合室１３１には、混合室１３１の内径を減少させるための互いに向かって突出している複数のカム状（混合室）突起１３２が、設けられている。この突起１３２は、補助ポンプ１３０により発生される陽圧または陰圧により生じる流体往復運動を行うときに、混合室１３１内での流体の混合するよう適合される。

処理ユニット３は、液体試料を希釈する希釈流体を供給するための希釈流体経路１３６をさらに含む。希釈流体経路１３６は、試料を希釈する水などの流体を含有する希釈流体容器（図示されていない）に接続されている。希釈流体経路１３６は、試料経路１１４に通じており、またそこには、希釈流体経路１３６が、試料経路１１４中に開口している開口部に隣接して置かれた第８凍結／解凍弁１３７が、設けられている。さらに、試料経路１１４には、希釈流体経路１３６が、試料経路１１４および試料容器１０２中に開口している開口部の中間に置かれた第９凍結／解凍弁１３８が、設けられている。試料経路１１４の第９凍結／解凍弁１３８は、希釈流体経路１３６の第８凍結／解凍弁１３７に隣接して置かれている。従って、補助ポンプ３０の使用により、試料は、試料経路１１４中に引き込まれ、また第１および第２主経路１１０，１１１および反応室１２０中での流体操作に影響を及ぼすことなく、希釈流体を用いて希釈され得る。

処理ユニット３において、第１および第２主経路１１０，１１１には、第１および第２主経路１１０，１１１のベント側端部を閉鎖できるように、ベント１１３の近くに、第１０凍結／解凍弁１４１が、さらに設けられている。

処理ユニット３はさらに、たとえば、双方向弁として具体化される第１洗浄ユニット弁１４２によって、第１および第２主経路１１０，１１１に接続された主洗浄ユニット１４３を含む。主洗浄ユニット１４３は、第１および第２主経路１１０，１１１および反応室１２０を洗浄するために、第１および第２主経路１１０，１１１に対して洗浄流体を供給することに使用できる。第１洗浄ユニット弁１４２は、主経路１１０，１１１へ／から、主洗浄ユニット１４３を接続または離脱させるために使用され得る。

処理ユニット３は、たとえば、双方向弁として具体化される第２洗浄ユニット弁１４４によって、試料経路１１４に接続される補助洗浄ユニット１４５を、さらに含む。補助洗浄ユニット１４５は、試料経路１１４および混合室１３１を洗浄するために、試料経路１１４に対して洗浄流体を供給することに使用され得る。第２洗浄ユニット弁１４４は、試料経路１１４へ／から、補助洗浄ユニット１４５を接続または離脱させるために使用され得る。

分析ユニット２は、反応室１２０中に含有される試料／試薬混合物の反応生成物を検出する１つの検出器１４０を含んでいる。従って、検出器１４０は、全ての反応室１２０中の反応生成物を検出するために使用される。検出器１４０は、たとえば、反応室１２０中に含有される試料／試薬混合物により放射される蛍光信号などの光信号を受け取るよう適合される走査光検出器として具体化してもよい。

本発明の処理ユニット３において、各凍結／解凍弁は、凍結／解凍弁に到達する水性流体が、迅速に凍結され、また凍結／解凍弁の位置において流体流を阻止する氷栓を発生させるように、たとえば、−３０℃の温度を持たせ、経路を接触する冷接点（「低温フィンガー」）により、恒久的に冷却される。該冷接点を、たとえば、ペルチエ効果を利用するペルチエ素子などの熱電装置によって冷却してもよい。当業者には周知のごとく、ペルチエ素子を経由して電流を流す場合その印加電流方向に応じて、熱を吸収するヒートシンクとして機能し、それにより、該接点を冷却する。または、たとえば、凍結／解凍弁に向けられたレーザビームによる加熱手段、または抵抗器を用いてオーム熱を発生させる加熱手段により、局部的に熱エネルギーを導入することで、凍結／解凍弁の氷栓を解凍することができる。

図１５には示されていないが、分析ユニット２は、試料の自動分析に従って処理を行う命令が設けられた、コンピュータ読み取り可能プログラムを実行するプログラム可能なロジックコントローラとして具体化される、制御ユニットをさらに含む。制御ユニットは、制御を必要としおよび／または情報を提供する部品に接続されている。より詳細に述べると、制御ユニットは処理ユニット３の異なった部品から情報を受けとり、対応する制御信号を発生させ、伝送する。その場合、制御ユニットは、主および補助ポンプ１２，３０、主および補助洗浄ユニット１４３，１４５および第１および第２洗浄ユニット弁１４２，１４４に電気的に接続され、また凍結／解凍弁を冷却するため、および凍結／解凍弁を開くための加熱手段を作動させるために、凍結／解凍弁の各々に接続されている。特に、制御ユニットは、試料の取り込みおよび反応室１２０への試料の輸送を制御するように設定される。制御ユニットは、さらに、混合室１３１を使用することによって、試料の、希釈流体との混合および希釈を制御するように設定される。制御ユニットは、さらに試薬の取り込みおよび反応室１２０への試薬の移送を制御するように設定される。制御ユニットは、さらに、反応生成物を得るために、１つ以上の試薬と試料との反応を制御するように設定される。また、制御ユニットは、さらに、検出器１４０によって得られた反応生成物に基づく試料の分析を制御するように、設定される。

上記の処理ユニット３において、隣接する凍結／解凍弁を有する場合、該凍結／解凍弁は、連通する流体経路の厳密な交点（すなわち、隅）に正確に置かれる。したがって、たとえば、試料と試薬が、互いに接するように、流体は、中間のギャップを持たない１つの流体経路中に設けることもできる。しかしながら、隣接する凍結／解凍弁は、好適な選択肢に過ぎない。代わりに、連通する流体経路の凍結／解凍弁は、流体経路の交点から分離されてもよい。後者の場合、ガス状または液状システム流体の流体充填ギャップは、１つの流体経路中に設けられた流体の中間に存在していてもよい。

図１６Ａ〜１６Ｇを特に参照して、図１５の構造レイアウトを用いた液体試料の代表的な分析方法を説明する。図１６Ａ〜１６Ｇにおいて、図面を簡素化するために、試料経路１１４の第１主経路１１０側の端部のみを、表す。しかしながら、試料経路１１４は、図１５中に示された全ての部品を含むことを、理解されたい。

第１工程（「試料取り込み」）において、所定の時間間隔内に主ポンプ１１２により陰圧を発生させることで、所望の体積の試料Ｓが試料容器１０２から試料経路１１４中に、吸引される。試料経路１１４の第１凍結／解凍弁１１５は、試料経路１１４の終端で試料Ｓを停止するために使用される。試料Ｓは，後の使用のために、そこにしばらくの間保持される（すなわち、登録される）。試料経路１１４の終端にある第１凍結／解凍弁１１５の位置により、試料を第１主経路１１０中に引き込んだ場合に、気泡の形成が、避けられる（図１６Ａ）。

第２工程（「試薬Ｒ１投与」）においては、試薬Ｒ１の第１セットから選択された所定体積の１つの試薬を、第１主経路１１０中に吸引する。その目的のために、試料Ｓを用いて行われる、対応する分析の第１試薬群Ｒ１を含有する第１試薬経路１１８（たとえば、マークを付けた最も左側のもの）の第２凍結／解凍弁１１９が開放される。その後、第１試薬経路１１８に作動する主ポンプ１１２により、第１主経路１１０において陰圧が生じられ、一方で第２凍結／解凍弁１１９を開放させるので、試薬を第１主経路１１０中に吸引する。その場合、試薬のガス状システム流体に基づく（またはガス状および液体システム流体に基づく）ポンピングが、主ポンプ１１２を用いることで行われる。所望の体積の試薬を投与するのに必要な所定時間の後、第１主経路１１０中に所定の体積の試薬を供給するために、第２凍結／解凍弁１１９を充分に冷却して氷栓を発生させることによって、第２凍結／解凍弁１１９は閉じられる。従って、第２凍結／解凍弁１１９を開閉することにより、試薬の正確な投与が可能になる。第１主経路１１０において、試料ポートのすぐ手前、すなわち、試料経路１１４の開口部のすぐ手前に、気泡を生じさせずに試薬を停止させるために、第４凍結／解凍弁１２４を使用する。このようにして、第４凍結／解凍弁１２４によって、所定位置で試薬を正確に保持できる（図１６Ｂ）。

第３工程（「試料投与」）において、所定の体積の試料Ｓを、第１主経路１１０中に吸引する。その目的のために、試料経路１１４の第１凍結／解凍弁１１５が、開かれ、また試料経路１１４に作用する一方で試料経路に対し開放する第１凍結／解凍弁１１５を有する主ポンプ１１２によって、第１主経路１１０中に陰圧が、発生され、ゆえに試料Ｓを第１主経路へと吸引する。その場合、試料Ｓの、ガス状システム流体に基づく（または、ガス状およびは液体システムに基づく）ポンピングが、主ポンプ１１２によって行われる。所望の体積の試料Ｓを投与するのに必要な所定の時間の後に、第１主経路１１０中に所定の体積の試料Ｓを供給するように氷栓を発生させるために、第１凍結／解凍弁１１５を、充分冷却することにより、試料経路１１４の第１凍結／解凍弁１１５を閉じる。試料Ｓおよび凍結／解凍弁１２４の中間に、気泡を生ぜずに、第１主経路１１０の第４凍結／解凍弁１２４の試薬氷栓の目前に、試料Ｓが置かれる。従って、中間に気泡を生じることなく、第４凍結／解凍弁１２４によって分離された第１主経路１０中に、試薬および試料Ｓの両方を、置くことができる（図１６Ｃ）。

第４工程（「移動および混合」）においては、試料Ｓおよび試薬双方を、１つの反応室１２０（たとえば、最も左側のもの）中に吸引する。その目的のために、第１主経路１１０の第４凍結／解凍弁１２４が、開かれ、また主ポンプ１１２によって、第１主経路１１０中に陰圧が、発生される一方で、試料Ｓおよび試薬を、反応室１２０中に吸引できるように、反応室１２０の第３凍結／解凍弁１２３が、解放されたままとなる。その後、反応混合物を反応室１２０の中心に移動し、続いて、第３凍結／解凍弁１２３を充分に冷却して氷栓を発生させることにより、反応室ポート１２１，１２２の第３凍結／解凍弁１２３を閉じる。その後、突起１３９を用いて、主ポンプ１１２による反応室１２０中の混合を行う（図１６Ｄ）。

図には示されていないが、第２主経路１１１に接続された他の（第２）ポンプを備える場合には、流体の混合は、両ポンプの作動下によっても行うことができる。その代わりにまたは追加的に、主ポンプ１１２により、陰圧および陽圧を発生することにより第１主経路１１０のポンプ側部分１２６中で、試薬と試料Ｓを混合することもできる。

第５工程（「試薬Ｒ２／３投与」）において、試薬Ｒ１の第１セットとは異なる試薬Ｒ２／３の第２および第３セットの所定体積の試薬を、第２主経路１１１中に吸引する。その目的のために、得られた反応混合物を、反応室１２０の第２主経路１１１側の端部に移動する。その後、試料Ｓを用いて行われる対応分析の試薬を含有している第２試薬経路１２７（例えば、最も左側のもの）の第５凍結／解凍弁１２８を開く。その後、主ポンプ１１２により第２主経路１１１内に陰圧を生成し、これが開放する第５凍結／解凍弁１２８を有する選択された第２試薬経路１２７に作用し、それによって第２主経路１１１内に試薬Ｒ２を吸引する。所望の体積の試薬を投与するのに必要な所定の時間の後に、第２主経路１１１中に所定の体積の試薬を供給するように氷栓を発生させるために、第５凍結／解凍弁１２８を充分冷却することにより、第５凍結／解凍弁１２８を閉じる。第２主経路１１１中では、第６凍結／解凍弁１２９は、第２反応室ポート１２２の前に気泡を生じることなく、試薬を停止させるために使用される。この手法は、試薬Ｒ２，Ｒ３の第１および第２セットの他の試薬に対して、同様に反復できる（図１６Ｅ）。

第６工程（「試薬Ｒ２／３の添加および混合」）においては、対応する反応室１２０中に、試薬を吸引する。その目的のためには、第２反応室ポート１２２の第３凍結／解凍弁１２３を開く。その後、試薬を反応室１２０中に吸引できるように、主ポンプ１１２によって陰圧を発生させる。反応混合物を反応室１２０の中心に移動し、続いて、第１および第２反応室ポート１２１，１２２の第３凍結／解凍弁１２３を閉じる。その後、突起１３９を用いて、主ポンプ１１２により反応室１２０内で混合を行う（図１６Ｆ）。

図には示されていないが、第２主経路１１１に接続されている他の（第２の）ポンプを備える場合には、両ポンプの作用の下で、流体の混合を行うこともできる。

第７の工程（「洗浄および走査」）においては、洗浄ユニット１４３を使用することにより、１つの反応室１２０の内容物が、抜き取られ、続いて、洗浄流体を用いた専用の洗浄手法によって、反応室を清浄する。同様に、全経路を洗浄流体で洗浄できる。清浄手法において、たとえば、清浄流体、水および乾燥用圧力を連続的に用いて、圧力駆動フィルム清浄を、行うことができる。

さらに、その工程において、得られた反応結果に基づいて、試料Ｓを分析する目的で反応生成物を検出するために、分析ユニットの検出器１４０は、連続的に反応室１２０を走査する（図１６Ｇ）。

補助ポンプ１３０を用いて、希釈流体経路１３６により供給される希釈流体によって、試料Ｓを希釈できる。上記の方法では詳述されていないが、より詳しく述べると、補助ポンプ１３０を用いて試料Ｓの反復運動を発生させることにより、突起１３２を用いて混合室１３１内で、試料Ｓを希釈流体と混合できる。従って、試料経路１１４内での試料Ｓの操作工程は、第１および第２主経路１１０，１１１および反応室１２０内での操作工程から、それぞれ切り離される。

液体試料を分析する上記の代表的な方法において、試料Ｓおよび第１試薬群Ｒ１は、共通して反応室１２０の１つに吸引され、続いて、試薬Ｒ２／Ｒ３の第２および第３セットの他の試薬を添加する。隣接する凍結／解凍弁により、試料と第１試薬群Ｒ１の中間にギャップはない。または、試料と第１試薬群Ｒ１の中間には、ギャップが存在してもよい。さらに、代わりに、試料Ｓおよび試薬を、独立して（別々に）反応室１２０に輸送してもよい。その場合、第１の選択肢においては、第１試料Ｓを、反応室１２０に輸送し、続いて、第１試薬群Ｒ１を反応室１２０に輸送し、続いて、任意に第２試薬群Ｒ２第２試薬群Ｒ２を輸送し、任意に、第３試薬群Ｒ３を、反応室１２０に輸送する。第２の選択肢においては、試薬Ｒ１の第１セットの第１試薬を、反応室１２０に輸送し、続いて、試料Ｓを、反応室１２０に輸送し、また続いて任意に、第２試薬群Ｒ２を輸送し、また任意に、第３試薬群Ｒ３を、反応室１２０に移送する。第３の選択しションにおいては、第１試薬群Ｒ１を、反応室１２０に輸送し、続いて任意に、第２試薬群Ｒ２を輸送し、また任意に、第３試薬群Ｒ３を、反応室１２０に輸送し、また続いて、試料Ｓを、反応室１２０に輸送する。

処理ユニット３の平面的／直線配置は、容易かつ費用効率が高い製造を可能にする。試料の並行処理のため、比較的高い処理量が、可能となる。さらに、第１および第２試薬経路のために、異なる試薬の持ち越しを避けることができる。２つの別のポンプのみを使用することによって、試料調製および試料分析の切り離しが、達成できる。

図１７を参照して、本発明の処理ユニット３の第３の代表的な構造の機能的レイアウトを図示する概略図を、説明する。

従って、液体試料を処理する処理ユニット３は、流れ作業工程の切り離しおよび増加した処理量の達成のために、機能的な区分化を提供する。あらゆる流体（試料または試料／試薬混合物）を、１つの区分から次の区分へ輸送する。機能的区分は、互いに対して連続して配列されており、そこでは、各区分は、固有の精密な投与ポンプを持っている。

より詳細に述べると、処理ユニット３は、試料容器２０２中に含有される液体試料を、処理ユニット３中に引き込むことを可能にする試料容器２０２に接続可能な「試料吸引２０３」として示されている機能的構成要素を含んでいる。機能的構成要素である試料吸引２０３は、試料を希釈流体で希釈し、かつ試料を登録するために使用される「試料登録／予備希釈２０４」として示される他の機能的構成要素に接続されている。機能的構成要素である試料登録／予備希釈２０４は、試料および第１試薬群Ｒ１を投与するために使用される「試料および試薬Ｒ１投与２０５」として示される他の機能的構成要素に接続されている。機能的構成要素である試料および試薬Ｒ１投与２０５は、第１試薬群Ｒ１と試料を混合し、反応が行われる反応室中で得られる試料／試薬混合物をインキュベーションするための「混合およびインキュベーション２０６」として示される他の機能的構成要素に接続されている。機能的構成要素である混合およびインキュベーション２０６は、反応混合物の投与のためおよび試薬Ｒ２、Ｒ３の第２および第３セットの試薬の投与のための「反応混合および試薬Ｒ２／３投与２０７」として示される他の機能的構成要素に接続されている。機能的構成要素である反応混合および試薬Ｒ２／３投与２０７は、試料と第１試薬群Ｒ１の混合物を、試薬Ｒ２／Ｒ３の第２および第３セットの試薬と混合するため、および行われるべき反応のために得られる試料／試薬混合物をインキュベーションするための「混合およびインキュベーション２０６」として示される他の機能的構成要素に接続されている。さらに、得られた試料／試薬混合物の反応生成物を検出する１つの検出器を含んでいる「分析ユニット２０８」として示される他の機能的構成要素が、検出された反応生成物に基づいて試料を分析するために使用される。

処理ユニット３において、第１区分２０９は、構成要素の試料および試薬Ｒ１投与２０５、および構成要素混合およびインキュベーション２０６を含み、第２区分２１０は、構成要素反応混合および試薬Ｒ２／３投与２０７、および構成要素混合およびインキュベーション２０６を含み、また第３区分２１１は、構成要素試料吸引２０３および構成要素試料登録／予備希釈２０４を含んでいる。

特に図１８を参照して、図１７の処理ユニット３の第３の代表的な構造の代表的な実施態様を説明し、ここでその処理ユニットは、３つの区分２０９〜２１１を含む。

第１区分２０９は、第１主経路２１２および第２主経路２１３を含む。第２主経路２１３は、相互接続経路２３０を経由して第１主経路２１２に接続されている。第１主経路２１２には、ベント２２６が設けられ、またポンプ２１４に接続されている。ポンプ２１４を使用することにより、陽圧または陰圧（大気圧）を、第１および第２主経路２１２，２１３中にそれぞれ発生させることができる。

第１区分２０９に接続されかつ第１試薬投与室２１７中に開口している試料経路２１５を経由して、液体試料を、第１主経路２１２に輸送できる。試料経路２１５には、試料経路２１５から第１試薬投与室２１７へ試料流れを可能にするため、または阻止するために、第１凍結／解凍弁２１６が設けられている。試料経路２１５の第１凍結／解凍弁２１６は、第１試薬投与室２１７中への試料経路２１５の開口部に隣接して置かれている。

第１区分２０９は、第１試薬群Ｒ１を、第１試薬投与室２１７に供給するための複数の第１試薬経路２１８をさらに含んでいる。各第１試薬経路２１８は、液体試料と反応するための第１試薬群Ｒ１を含有する第１試薬容器（図示していない）に接続されている。第１試薬容器中に含有される第１試薬群Ｒ１は、同一でも互いに対して異なっていてもよく、また試料中の１つ以上の分析物を決定するために用いられる第１分析に関連していてもよい。各第１試薬経路２１８は、第１試薬投与室２１７中に開口しており、またそこには、第１試薬経路２１８から第１試薬投与室２１７への試薬流入を可能にするため、または阻止するために、第２凍結／解凍弁２１９が、設けられている。第２凍結／解凍弁２１９は、第１試薬経路２１８が第１試薬投与室２１７中に開口している開口部に隣接して置かれている。

第１区分２０９は、行われるべき液体試料と１つ以上の試薬の反応のために複数の反応室２２０をさらに含み、それはたとえば、流入キュベットとして具体化される。各反応室２２０は、反応室２２０を第１主経路２１２に接続する第１反応室ポート２２１、および反応室２２０を第２主経路２１３に接続する第２反応室ポート２２２を経由して、第１主経路２１２および第２主経路２１３の間に相互接続される。各反応室ポート２２１，２２２には、反応室２２０と第１主経路２１２および第２主経路２１３の間の流体流をそれぞれ可能にするため、または阻止するために、第３凍結／解凍弁２２３が、設けられている。さらに、各反応室２２０には、反応室２２０の内径を減少させる複数のカム状突起２２４が設けられ、それらはポンプ２１４よって発生される陽圧または陰圧により生じる反復流体移動を行うときに、流体を混合するよう適合される。反応室２２０は、そこに含有される試料／試薬混合物をインキュベーションするためのインキュベーション室として具体化される。反応室２２０は、互いに対して平行に配置されている。

第１主経路２１２には、第１主経路２１０を、ベント側部分２２７およびポンプ側部分２２８に分割する第４凍結／解凍弁２２５が、さらに設けられている。第１試薬経路２１８および試料経路２１５は、第１主経路２１２のベント側部分２２７上にある第１試薬投与室２１７に通じている。

第１区分２０９の第２主経路２１３は、試料経路２１５によって、第２区分２１０の第２試薬投与室２３４に接続されている。第２主経路２１３および相互接続経路２３０の間の交点において、これらの各経路には、第５凍結／解凍弁２２９が、設けられている。

処理ユニット３は、第１洗浄ユニット弁２３２によって、第１主経路２１２および第２主経路２１３に接続された洗浄ユニット２３１をさらに含む。洗浄ユニット２３１は、主経路２１２，２１３および反応室２２０を洗浄するように、第１および第２主経路２１２，２１３に、洗浄流体を供給するために、使用できる。主洗浄ユニット２３１を、主経路２１２，２１３へ／から接続または分離するために、第１洗浄ユニット弁２３２を使用できる。

第１区分２０９において、第１主経路２１２には、第１主経路２１２のベント側端末を閉じることができるように、ベント２２６の近くで第６凍結／解凍弁２３５が、設けられている。

第２区分２１０は、第１区分２０９とほぼ同様の構造である。不必要な反復を回避するために、第１区分２０９に関して異なる点のみを説明し、また、そうでなければ、第１区分２０９に関する説明を参照する。従って、第２区分２１０には、試薬Ｒ２／Ｒ３の第２および第３セットの試薬を、第２試薬投与室２３４に供給するための複数の第２試薬経路２３３が、設けられている。各第２試薬経路２３３は、液体試料と反応するための第２試薬群Ｒ２および第３試薬群Ｒ３とを含有する第２試薬容器（示されていない）に接続されている。各第２試薬経路２３３は、第２試薬投与室２３４中に開口しており、またそこには、第２試薬経路２３３から第２試薬投与室２３４への試薬流入を可能にするまたは阻止するために、第２凍結／解凍弁２１９が、設けられている。第２試薬経路２３３の第２凍結／解凍弁２１９は、第２試薬経路２３３が、第２試薬投与室２３４中に開口している開口部に、隣接して置かれている。

第１区分２０９の第２主経路２１３は、第２区分２１０の試料経路２１５に接続されている。従って、第１区分２０９の反応室２２０の第２反応室ポート２２２はそれぞれ、試料および／または試料／試薬混合物を、第１区分２０９の反応室２２０から第２区分２１０の反応室２２０に輸送できるように、第２区分２１０の試料経路２１５に接続されている。第２区分２１０は、別のポンプ２１４を含んでいる。

処理ユニット３は、さらに、反応室２２０中に含有される試料／試薬混合物の反応生成物を検出するための分析ユニット（示されていない）の１部である検出器２３６を含んでいる。従って、１つの検出器２３６は、それぞれ、第１および第２区分２０９，２１０の反応室２２０中の反応生成物の検出用に使用されている。

第３区分２１１は、第１および第２混合室ポート２４１，２４２それぞれを経由して、第１試料経路部分２３８および第２試料経路部分２３９の間に相互接続される複数の混合および登録室２３７を含んでいる。各混合および登録室２３８において、第１混合室ポート２４１は、混合および登録室２３８を、第１試料経路部分２３８に接続し、第２混合室ポート２４２は、混合および登録室２３７を、第２試料経路部分２３９に接続している。各混合室ポート２４１，２４２には、第７凍結／解凍弁２４３が設けられている。複数の混合および登録室２３７が、互いに対して平行に配置されている。各混合および登録室２３７には、混合および登録室２３７の内径を減少させる突起２５２が設けられ、第３区分２１１のポンプ２１４によって発生される陽圧または陰圧により生じる反復流体運動を行うときに、流体を混合させるよう適合。または、混合および登録室２３７は、流体の登録に役立ってもよい。

第１試料経路部分２３８および第２試料経路部分２３９は、第２試料経路部分２３９と相互接続経路２４０との間の交点近くに、第８凍結／解凍弁２４４が設けられている相互接続経路２４０を経由して、接続されている。

第１試料経路部分２３８は、ベント２４８中に開口している。ベント２４８とポンプ２１４の中間では、第１試料経路部分２３８が、試料取り込み口２５０を経由して試料容器２０２に接続される試料投与室２４７に接続されている。試料取り込み口１５０には、試料取り込み口２５０が、試料投与室２４７中に開口している開口部に置かれた第１２凍結／解凍弁２５１が、設けられている。第３区分２１１の第２試料経路部分２３９は、混合および登録室２３７の第２混合室ポート２４２が、第１区分２０９の試料経路２１５に接続されるように、第１区分２０９の試料経路２１５に接続されている。第２試料経路部分２３９には、第２試料経路部分２３９が、第１区分２０９の試料経路２１５中に開口している開口部に隣接して置かれている第９凍結／解凍弁２４５が、設けられている。

試料投与室２４７は、試料投与室２４７中に含有される液体を希釈する、希釈流体を供給するための希釈流体経路（示されていない）に接続されている。

下記では、処理ユニット３を使用する代表的な方法を記述する。従って、第３区分２１１のポンプ２１４の使用により、試料取り込み口２５０を経由して、試料Ｓを試料投与室２４７中に吸引する。その後、試料を、混合および登録室２３７の１つに、移送する。ポンプ２１４により発生された反復運動を行うことにより、試料と希釈流体とを、混合および登録室２３７中で混合した後、第２試料経路部分２３９を経由して、試料を、第１区分２０９の試料経路２１５に移送する。その後、第１区分２０９のポンプ２１４の使用により、第１区分２０９の第１試薬投与室２１７中に、試料を吸引する。その後、第１試薬経路２１８の１つにより、第１試薬投与室２１７中に、第１試薬群Ｒ１を移送する。その後、得られた試料／試薬混合物は、第１主経路２１２を経由して、反応室２２４の１つに移送される。試料／試薬混合物は、ポンプ２１４によって生じる反復運動を行う反応室２２４内で混合される。その後、試料／試薬混合物は、第２主経路２１３を経由して、第２区分２１０の試料経路２１５に移送される。その後、試料／試薬混合物は、第２区分２１０のポンプ２１４の使用により、第２試薬投与室２３４中に吸引される。その後、試薬Ｒ１の第１セットとは異なる任意の第２試薬群Ｒ２、および任意の第３試薬群Ｒ３の双方は、第２試薬経路２３３の１つによって、第２試薬投与室２３４中に移送される。その後、得られた試料／試薬混合物は、第１主経路２１２を経由して１つの反応室２２４中に移送される。その後、試料／試薬混合物は、第２区分２１０のポンプ２１４により生じる反復運動を行う反応室２２４中で混合される。その後混合物の反応生成物は、検出器２３６を用いて、測定される。検出された反応生成物に基づいて、試料は分析ユニット（示されていない）を用いて分析される。

本発明は、先行技術に対して多くの利点を持っており、とりわけ、その利点は、以下のことである：
―本発明の処理ユニットにおいては、濃縮された試薬の代わりに、非濃縮試薬または低濃度の試薬を使用できる（実際のところ、いくつかの試薬は、濃縮できない）；
―比較的多数の（たとえば、数１００）の試薬経路を、第１および／または第２主経路に接続できる；
―試料および試薬の、液体システム流体との希釈効果は、起らない；
―種々の体積の試薬および／または試料を、柔軟性をもってあらかじめ決めることができる；
―試料および／または試薬の、気泡を生じない準備（priming）が、可能である；
―本発明の第１態様による処理ユニットにおいて、試料および／または試料／試薬混合物の持ち越し効果を最少にできる；
―第１および第２試薬経路を有する本発明の第１態様による処理ユニットにおいて、種々の試薬の持ち越し効果を最少にできる；
―本発明の第１態様による処理ユニットにおいて、反応（インキュベーション）および検出用の１つの反応室を使用することによって、１つの反応室から得られた試料／試薬混合物を、他の反応室に移送するときの変異を回避することができる；
―複数の区分の複数の反応室に対して、単一の検出器を使用できる；
―走査型検出器を使用する場合、終点の分析および動的分析が、可能である；
―可動部が少なく、このため、頻繁な保守管理操作を回避する；
―試薬経路に接続された試薬容器は、オン／オフ弁によって密封されており、それにより、試薬の安定性（貯蔵寿命）を延長する；
―別のポンプの使用と、試料準備操作（吸引、希釈、混合）が、試料分析から分離される；
―行われるべき数回のテストに対して、単一の試料取り込み口が、必要とされる；
―処理ユニットの簡単かつ低コストな並列化を可能にする；
―広い拡張性、つまり処理ユニット基盤を、種々の部品による共有することができる；
―処理ユニットの容易な小型化（少量の試料体積、少量の試薬体積）。

１ システム
２ 分析ユニット
３ 処理ユニット
４ 光検出器
５ 試薬ユニット
６ 分配ユニット
７ 試料ユニット
８ 試薬容器
９ 試料チューブ
１０ 試料チューブ装填機構
１１ ベルト
１２ ホルダー
１３ 分配経路
１４ 試料ライン
１５ 試料取り込み口
１６ 相互接続
１７ 第２試薬供給経路
１８ 第１試薬供給経路
１９ 流入セル
２０ 接続経路
２１ 試薬ライン
２２ 試料チューブラック
２３ プラグ位置
２４ 出口ポート
２５ コネクター
２６ サブユニット
１０２ 試料容器
１０３ 試料吸引
１０４ 試料および試薬Ｒ１／２／３投与
１０５ 試料登録／希釈
１０６ 試料および試薬Ｒ１投与
１０７ 混合およびインキュベーション
１０８ 分析ユニット
１０９ 試薬Ｒ２／３投与
１１０ 第１主経路
１１１ 第２主経路
１１２ 主ポンプ
１１３ ベント
１１４ 試料経路
１１５ 第１凍結／解凍弁
１１６ 第１試料経路部分
１１７ 第２試料経路部分
１１８ 第１試薬経路
１１９ 第２凍結／解凍弁
１２０ 反応室
１２１ 第１反応室ポート
１２２ 第２反応室ポート
１２３ 第３凍結／解凍弁
１２４ 第４凍結／解凍弁
１２５ ベント側部分
１２６ ポンプ側部分
１２７ 第２試薬経路
１２８ 第５凍結／解凍弁
１２９ 第６凍結／解凍弁
１３０ 補助ポンプ
１３１ 混合室
１３２ 混合室突起
１３３ 第２混合室ポート
１３４ 第１混合室ポート
１３５ 第７凍結／解凍弁
１３６ 希釈流体経路
１３７ 第８凍結／解凍弁
１３８ 第９凍結／解凍弁
１３９ 反応室突起
１４０ 検出器
１４１ 第１０凍結／解凍弁
１４２ 第１洗浄ユニット弁
１４３ 主洗浄ユニット
１４４ 第２洗浄ユニット弁
１４５ 補助洗浄ユニット
１４６ 試料取り込み口
２０２ 試料容器
２０３ 試料吸引
２０４ 試料登録／予備希釈
２０５ 試料および試薬Ｒ１投与
２０６ 混合およびインキュベーション
２０７ 反応混合および試薬Ｒ２／３投与
２０８ 分析ユニット
２０９ 第１区分
２１０ 第２区分
２１１ 第３区分
２１２ 第１主経路
２１３ 第２主経路
２１４ ポンプ
２１５ 試料経路
２１６ 第１凍結／解凍弁
２１７ 第１試薬投与室
２１８ 第１試薬経路
２１９ 第２凍結／解凍弁
２２０ 反応室
２２１ 第１反応室ポート
２２２ 第２反応室ポート
２２３ 第３凍結／解凍弁
２２４ 突起
２２５ 第４凍結／解凍弁
２２６ ベント
２２７ ベント側部分
２２８ ポンプ側部分
２２９ 第５凍結／解凍弁
２３０ 相互接続経路
２３１ 洗浄ユニット
２３２ 第１洗浄ユニット弁
２３３ 第２試薬経路
２３４ 第２試薬投与室
２３５ 第６凍結／解凍弁
２３６ 検出器
２３７ 混合および登録室
２３８ 第１試料経路部分
２３９ 第２試料経路部分
２４０ 相互接続経路
２４１ 第１混合室ポート
２４２ 第２混合室ポート
２４３ 第７凍結／解凍弁
２４４ 第８凍結／解凍弁
２４５ 第９凍結／解凍弁
２４６ 第１０凍結／解凍弁
２４７ 試料投与室
２４８ ベント
２４９ 第１１凍結／解凍弁
２５０ 試料取り込み口
２５１ 第１２凍結／解凍弁
２５２ 突起

Claims (13)

1. 液体試料の自動化処理用のマイクロ流体処理ユニット（３）であって、
   陰圧または陽圧をそこに発生させるためのポンプ（１１２）に接続された少なくとも１つの第１主経路（１１０）および少なくとも１つの第２主経路（１１１）と；
   液体試料を含有する試料容器（１０２）に接続可能な、前記液体試料を供給するための少なくとも１つの試料経路（１１４）であって、前記第１主経路（１１０）に通じ、かつ液状およびガス状流体が弁を通過できる第１の開弁状態と、ガス状流体のみが弁を通過できる第２の開弁状態と、液状およびガス状流体が共に弁の通過を阻止される閉弁状態のうちの１つへ選択的に至ることが可能であるオン／オフ弁（１１５）が設けられた試料経路（１１４）と；
   １つ以上の試薬を供給するための１つ以上の試薬経路（１１８，１２７）であって、前記液体試料と反応するための試薬を含有する試薬容器に接続可能であり、各々が前記第１または第２主経路（１１０、１１１）に通じ、かつ液状およびガス状流体が弁を通過できる第１の開弁状態と、ガス状流体のみが弁を通過できる第２の開弁状態と、液状およびガス状流体が共に弁の通過を阻止される閉弁状態のうちの１つへ選択的に至ることが可能であるオン／オフ弁（１１９，１２８）が設けられた試薬経路（１１８，１２７）と；
   生じるべき試料と試薬の反応用の少なくとも１つの反応室（１２０）であって、液状およびガス状流体が弁を通過できる第１の開弁状態と、ガス状流体のみが弁を通過できる第２の開弁状態と、液状およびガス状流体が共に弁の通過を阻止される閉弁状態のうちの１つへ選択的に至ることが可能である少なくとも１つのオン／オフ弁（１２３）を経由して、前記第１および第２主経路（１１０，１１１）に接続されている反応室（１２０）とを備え、
   前記オン／オフ弁のそれぞれが第２の開弁状態にあるときに、前記ポンプ（１１２）により陰圧または陽圧を前記経路のそれぞれに発生させることにより、前記オン／オフ弁と前記液体試料または前記試薬との間にガス気泡を生ずることなく、前記液体試料または前記試薬を前記オン／オフ弁のそれぞれの位置において停止させ、その後前記オン／オフ弁のそれぞれが第１の開弁状態にあるときに、前記ポンプ（１１２）により陰圧または陽圧を前記経路のそれぞれに発生させることにより、前記液体試料または前記試薬を移送させることが可能なマイクロ流体処理ユニット。
2. 前記第１主経路（１１０）が、ベント（１１３）と前記ポンプ（１１２）の間にオン／オフ弁（１２４）を備え、前記オン／オフ弁（１２４）が、液状およびガス状流体が弁を通過できる第１の開弁状態と、ガス状流体のみが弁を通過できる第２の開弁状態と、液状およびガス状流体が共に弁の通過を阻止される閉弁状態のうちの１つへ選択的に至ることが可能であり、前記オン／オフ弁（１２４）が、前記第１主経路（１１０）をベント側部分（１２５）とポンプ側部分（１２６）に分割し、前記１つ以上の試薬経路（１１８）が、前記ベント側部分（１２５）と通じていることを特徴とし、かつ前記試料経路（１１４）が、前記ポンプ側部分（１２６）に通じていることを特徴とする請求項１記載の処理ユニット（３）。
3. 前記試料経路（１１４）が前記第１主経路（１１０）中に開口している開口部が、前記第１主経路（１１０）の前記オン／オフ弁（１２４）に隣接して置かれた前記試料経路（１１４）の前記オン／オフ弁（１１５）と共に、前記第１主経路（１１０）の前記オン／オフ弁（１２４）に隣接して置かれていることを特徴とする請求項２記載の処理ユニット（３）。
4. 試薬を供給するための１つ以上の第１試薬経路（１１８）であって、前記液体試料と反応するための試薬を含有する第１試薬容器に接続可能であり、各々が、前記第１主経路（１１０）の前記ベント側部分（１２５）と通じ、かつ液状およびガス状流体が弁を通過できる第１の開弁状態と、ガス状流体のみが弁を通過できる第２の開弁状態と、液状およびガス状流体が共に弁の通過を阻止される閉弁状態のうちの１つへ選択的に至ることが可能であるオン／オフ弁（１１９）が設けられている第１試薬経路（１１８）と；
   試薬を供給するための１つ以上の第２試薬経路（１２７）であって、前記液体試料と反応するための試薬を含有する第２試薬容器に接続可能であり、各々が、前記第２主経路（１１１）と通じており、かつ液状およびガス状流体が弁を通過できる第１の開弁状態と、ガス状流体のみが弁を通過できる第２の開弁状態と、液状およびガス状流体が共に弁の通過を阻止される閉弁状態のうちの１つへ選択的に至ることが可能であるオン／オフ弁（１２８）が設けられている第２試薬経路（１２７）と
   を備えた請求項２または３記載の処理ユニット（３）。
5. 前記第２主経路（１１１）には、反応室（１２０）の数に従ってまたそれに関連して１つ以上のオン／オフ弁（１２９）が設けられ、前記オン／オフ弁（１２９）の各々が、液状およびガス状流体が弁を通過できる第１の開弁状態と、ガス状流体のみが弁を通過できる第２の開弁状態と、液状およびガス状流体が共に弁の通過を阻止される閉弁状態のうちの１つへ選択的に至ることが可能であり、前記関連した反応室（１２０）が前記第２主経路（１１１）中に開口する開口部と前記ポンプ（１１２）の間に、前記第２主経路（１１１）の前記オン／オフ弁（１２９）の各々が配置されている請求項４記載の処理ユニット（３）。
6. 前記第２主経路（１１１）の前記１つ以上のオン／オフ弁（１２９）の各々が、前記関連した反応室（１２０）の前記開口部に隣接して置かれ、前記反応室（１２０）と前記第２主経路（１１１）の接続を経由する前記オン／オフ弁（１２３）が、前記第２主経路（１１１）の前記オン／オフ弁（１２９）に隣接して置かれている請求項５記載の処理ユニット（３）。
7. 前記試料経路（１１４）に接続されている、陰圧または陽圧を前記経路（１１４）に発生させるための他のポンプ（１３０）をさらに含む請求項１〜６のいずれか１項に記載の処理ユニット（３）。
8. 前記試料経路（１１４）が、液状およびガス状流体が弁を通過できる第１の開弁状態と、ガス状流体のみが弁を通過できる第２の開弁状態と、液状およびガス状流体が共に弁の通過を阻止される閉弁状態のうちの１つへ選択的に至ることが可能である少なくとも１つのオン／オフ弁（１３５）を経由して少なくとも１つの混合室（１３１）に接続され、前記混合室（１３１）の各々には、反復流体移動を行うことにより、流体を混合するよう適合される混合手段（１３２）が設けられている請求項１〜７のいずれか１項に記載の処理ユニット（３）。
9. 希釈流体を供給するための少なくとも１つの希釈流体経路（１３６）をさらに含み、前記希釈流体経路（１３６）が、前記液体試料を希釈するための、希釈流体を含有する希釈流体容器に接続可能であり、前記希釈流体経路（１３６）が、前記試料経路（１１４）に通じ、かつ液状およびガス状流体が弁を通過できる第１の開弁状態と、ガス状流体のみが弁を通過できる第２の開弁状態と、液状およびガス状流体が共に弁の通過を阻止される閉弁状態のうちの１つへ選択的に至ることが可能であるオン／オフ弁（１３７）が設けられている請求項１〜８のいずれか１項に記載の処理ユニット（３）。
10. 液体試料の自動化処理用のマイクロ流体処理ユニット（３）であって、少なくとも１セットの第１および第２区分（２０９，２１０）を備え、その各々が、
    陰圧または陽圧を発生させるためのポンプ（２１４）に接続された少なくとも１つの第１主経路（２１２）および第２主経路（２１３）と；
    前記第１主経路（２１２）と通じ、かつ液状およびガス状流体が弁を通過できる第１の開弁状態と、ガス状流体のみが弁を通過できる第２の開弁状態と、液状およびガス状流体が共に弁の通過を阻止される閉弁状態のうちの１つへ選択的に至ることが可能であるオン／オフ弁（２１６）が設けられた、前記液体試料を供給するための少なくとも１つの試料経路（２１５）と；
    試薬を供給するための１つ以上の試薬経路（２１８，２３３）であって、前記液体試料と反応するための試薬を含有する試薬容器に接続可能であり、各々が、前記第１または第２主経路（２１２，２１３）と通じ、かつ液状およびガス状流体が弁を通過できる第１の開弁状態と、ガス状流体のみが弁を通過できる第２の開弁状態と、液状およびガス状流体が共に弁の通過を阻止される閉弁状態のうちの１つへ選択的に至ることが可能であるオン／オフ弁（２１９）が設けられる試薬経路（２１８，２３３）と；
    生じるべき試料と試薬の反応用の少なくとも１つの反応室（２２０）であって、液状およびガス状流体が弁を通過できる第１の開弁状態と、ガス状流体のみが弁を通過できる第２の開弁状態と、液状およびガス状流体が共に弁の通過を阻止される閉弁状態のうちの１つへ選択的に至ることが可能である少なくとも１つのオン／オフ弁（２２３）を経由して、前記第１および第２主経路（２１２，２１３）に接続されている反応室（２２０）とを含み、
    前記第１区分（２０９）の前記第２主経路（２１３）が、前記第２区分（２１０）の前記試料経路（２１５）に接続され、
    前記オン／オフ弁のそれぞれが第２の開弁状態にあるときに、前記ポンプ（１１２）により陰圧または陽圧を前記経路のそれぞれに発生させることにより、前記オン／オフ弁と前記液体試料または前記試薬との間にガス気泡を生ずることなく、前記液体試料または前記試薬を前記オン／オフ弁のそれぞれの位置において停止させ、その後前記オン／オフ弁のそれぞれが第１の開弁状態にあるときに、前記ポンプ（１１２）により陰圧または陽圧を前記経路のそれぞれに発生させることにより、前記液体試料または前記試薬を移送させることが可能な処理ユニット（３）。
11. さらに１つの第３区分（２１１）を備え、前記第３区分（２１１）が、
    試料経路（２１５）に陽圧または陰圧を発生させるためのポンプ（２１４）に接続された１つの第１試料経路部分（２３８）および１つの第２試料経路部分（２３９）を含む試料経路（２１５）と；
    液状およびガス状流体が弁を通過できる第１の開弁状態と、ガス状流体のみが弁を通過できる第２の開弁状態と、液状およびガス状流体が共に弁の通過を阻止される閉弁状態のうちの１つへ選択的に至ることが可能である少なくとも１つのオン／オフ弁（２４３）を経由して前記第１および第２試料経路部分（２３８，２３９）に接続されている１つ以上の混合および登録室（２３７）と；
    試料容器（２０２）に接続される前記第１試料経路部分（２３８）とを備え、
    前記第３区分（２１１）の前記第２試料経路部分（２３９）は、前記第１区分（２０９）の前記試料経路（２１５）に接続されている請求項１０記載の処理ユニット（３）。
12. 前記第１主経路（２１２）には、ベント（２２６）と前記ポンプ（２１４）の間にオン／オフ弁（２２５）が設けられ、前記オン／オフ弁（２２５）が、液状およびガス状流体が弁を通過できる第１の開弁状態と、ガス状流体のみが弁を通過できる第２の開弁状態と、液状およびガス状流体が共に弁の通過を阻止される閉弁状態のうちの１つへ選択的に至ることが可能であり、前記オン／オフ弁（２２５）が、前記第１主経路（１１０）をベント側部分（２２７）とポンプ側部分（２２８）に分割し、前記１つ以上の試薬経路（２１８）は、前記ベント側部分（２２７）と通じており、かつ前記試料経路（２１５）は、前記ポンプ側部分（２２８）と通じている請求項１０または１１記載の処理ユニット（３）。
13. 前記第１および第２区分（２０９，２１０）の前記反応室（２２０）中に含有される反応生成物を検出するための１つ以上の検出器（２３６）を含む分析ユニットをさらに含む請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の処理ユニット（３）。