JPH09510656A - 液体を混合する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、２種またはそれ以上の液体を混合する方法および装置を提供する。本発明の方法は、２種またはそれ以上の液体を含有する小液滴(１４)を、実質的に平坦な表面(１２)上に容器のない包込み状態で形成すること、および本質的に空気流のない環境で小滴を変形させ、それによって液体を混合することを含んでなる。本発明の装置は、ａ）実質的に平坦な支持体(１２)、ｂ）支持体上に液体を分配して小滴を形成する手段(２２・２４)、およびｃ）支持体を実質的に変形させることなく小滴に変形を生じさせ、それによって液体を混合する非蒸発的手段を含んでなる。液滴は、例えば、音響的エネルギーまたは変動し得る静電的エネルギー場を適用することによって変形させることができる。方法および装置は、検体を測定するための特定の用途を有する。

Description

【発明の詳細な説明】 液体を混合する方法および装置 発明の背景 １．発明の属する分野 本発明は、少量の液体を取り扱うための方法および装置（デバイス）に関する 。ここでならびに本発明を説明するための明細書および請求の範囲の全体を通じ て用いるように、「液体（liquid）」という用語は、液体単独の場合も、何等か の種類の粒状物質をも含む液体の場合も包含する。 本発明の装置および方法は、少量（体積）の液体が用いられ、処理されるよう な状況に対して特に用途を有する。そのような例の１つに、試薬に加えられ、独 立した（別の）反応容器（reaction cups）内で混合される液体試料を用いる化 学分析装置を使用するような臨床検査がある。これらの反応容器は、一般に、ほ ぼ裁縫用の指ぬきの寸法および形状のプラスチック成形体である。それらは、複 数のコンパートメントもしくは光学用の視界窓を有するように特定の形状からな るか、または遠心分離用に成形されている場合がある。自動装填装置が作られて いるが、それらは通常人手によって自動化機構の何らかの形態で装填される。別 々の部位の間で容器を移動させる複雑な機構が形成されており、分析法による必 要に応じて種々の操作を実施することができる。分析の終了時に、バイオハザー ド（biohazard）となる可能性のある物質をこぼすことを防止するため、容器は 注意深く取り出さなければならない。容器の容量は数百マイクロリットルからな るというように、通常は極めて大きい。試料および試薬の混合を行うには幾通り かの方法あり、例えば、遠心力、流体力学的排出(hydraulic discharge)、磁気 式撹拌棒または混合ブレードもしくはパドルによる乱流を使用することができる が、これらは連続する試料の間で清浄化（クリーニング）することが必要である 。独立したプラスチック容器は適度な厚さの器壁を有しており、熱伝導率が低く 、水浴を用いる場合であっても、急速に温度平衡に達するのは困難である。更に 、 独立した容器は、１個あたり１〜数セント程度と比較的高コストとなることがあ る。 以下、更に詳細に説明するように、上述のような容器の使用を回避するために 、幾つかの方法が開発されてきた。そのような容器の使用を回避しようとして直 面した更に困難な問題点の１つは、流体を組み合わせる場合に適当な混合をもた らすことである。１つの方法では、窪むように変形することができる変形可能な 支持体上に少量の液体を置き、それによって小さい体積中に含まれる液体の混合 を実施する。もう１つの方法では、液体を小さなプールで支持体に適用して混合 物を形成し、それを液体に向けたガス流によって撹拌する。 以下の発明の詳細な説明からより十分に判るように、本発明は、従来技術のデ バイスによって呈されていた問題点を最小にし、未然に防止し、または全体的に 克服する液体取扱いシステムを提供するものである。 例えば、極めて少量の液体を、例えば５０マイクロリットル以下の試料体積で あっても取り扱うことができる。装置は、液体試料の混合をその中で進め、１種 またはそれ以上の試薬と混合する場合は、反応混合物に接触するいずれの外部ミ キサーを用いることもない。更に、システムは、混合される系全体の温度勾配が 最小になるように良好な熱伝導を促進する装置をもたらす。このシステムによれ ば、更に、使用した材料の容易かつ安全な廃棄を提供し、使い捨て物品を使用す ることによりコストをより低減することを可能にし、また、独立した反応容器を 用いないことにより労働コストまたは装置的コストを低減することができる。 今日の臨床検査分析（clinical assay）における計測では、一般に、多くの廃 棄し得る要素、比較的大量の試薬、再使用される要素のすべての洗浄を確実に行 うための多段階工程、および比較的大量の試料が必要とされる。本発明の目的は 、試薬および試料の使用を最少にすること、緩衝液、洗浄溶液およびディスポー ザブル（disposables、使い捨て物品）の大部分を削減すること、計測（instrum entation）のサイズ、複雑さおよびコストを低減すること、ならびにアッセイ（ assay）の特性を阻害することなく廃棄物の嵩を減らすことにある。この全部は 、液体の蒸発または変形可能支持体を使用することなく達成される。 ２．関連する技術の説明 米国特許第３,８５４,７０３号（ギブス(Gibbs)ら）は、液体標本と液体試薬 との反応を進める方法およびそのための装置を開示している。そのような反応は 、液体を液体不透過性支持体の表面に適用して、そこで混合物を形成することに よって進められる。液体混合物は、供給ダクト出口からのガス状流体のジェット を当て、出口と支持体表面との間で相対的な動きを引き起こすことによって撹拌 される。 液体取扱いシステムは、米国特許第４,６７６,６５６号（クック（Cook）ら） に記載されている。くぼみを形成するように変形させた可逆的に変形し得る支持 体上に少量の液体を載せる。液体が支持体の表面に付着している場合、支持体が 変形されると、物理的に撹拌および混合される。変形可能な支持体を用いること によって、種々のサイズの流体容器を提供すること、種々の液量に適応させるこ と、および移送メカニズムとしてある場所から別の場所へ流体を移動させること が可能となる。 米国特許第３,４７９,１４１号（スマイス（Smythe）ら）は、試料どうしの間 での汚染を無くするかまたは最少にして流れるストリームとして処理される、一 連の水性液体試料の自動分析装置のための移送システムを開示している。フッ化 炭化水素導管およびシリコーンの試料間セグメント（intersample segments）が 用いられる。このシリコーンはフッ化炭化水素導管を湿潤化し付着するが、水性 液体試料はそのようにならない。試料による導管の湿潤化および接触が必要とさ れる場合および透析において、水性液体試料により湿潤化され、シリコーンによ っては湿潤化されないガラスおよび／もしくはセロファンが使用される。 米国特許第４,１２１,４６６号（レーラー（Reichler）ら）は計量装置を開示 している。装置は、ディスペンサーまたはサンプラーのいずれとしても適応可能 であり、吸い込みプローブ（aspirating probe）の表面は吸い込むすべき液体と 非混和性である薄膜により被覆されている。この非混和性薄膜は、連続的に吸い 込まれる液体のセグメントどうしならびにそれぞれのソースどうしの間の汚染を 防止する。更に、連続する液体セグメントの間にて混和しない液体のセグメント を吸い込んで、そのような液体セグメントを独立して保持することが可能となる 。 スミス（Smith）らは、クリニカル・ケミストリー(Clin．Chem.)、２８（９） ：１８６７−１８７２（１９８２年）において、「『ランダム・アクセス』サン プリングのための革新的技術(An innovative technology for ‘random access ’sampling)」を論じている。非混和性で、非反応性の流体を、液体試料と試薬 との間ならびにそれらのそれぞれのプローブの内側表面と外側表面との間のポジ ティブなバリヤーとして使用することにより、キャリーオーバーを防止すると共 に正確な配出量（delivery）を確保する不活性で変形可能な表面を提供すること ができる。 米国特許第３,５２６,４８０号には、試料キャリヤーから分析テープ上の独立 した試薬収容部位へ試料物質の測定する部分を移送する自動化学分析装置が記載 されている。この装置は、複数の異なる独立した試薬収容部位の移送に特に適応 している。開口を有する分析テープならびに、内部に化学収着された試薬を有す る試薬収容部位も開示されている。 米国特許第４,５７５,４８５号（シズト（Sizto）ら）は、超音波により向上 される免疫反応について記載している。特異的結合対、例えばリガンド−受容体 の構成要素間の結合速度を、特異的結合対を含む水性媒体に短時間の超音波照射 を行うことによって、大きく向上させることができる。特定の結合蛋白質アッセ イにおいて、向上した速度の特別な用途が見出されている。 本発明の概要 本発明の要旨の１つは、２種またはそれ以上の液体を混合する方法である。そ の方法は、実質的に平坦であり、実質的に非弾性的な表面上に、２種またはそれ 以上の液体を含有する液滴（または小滴、droplet）をその表面上に容器のない 包込み状態で形成すること、および本質的に空気流のない（zero air flow）環 境で液滴に変形を生じさせ、それによって液体を混合することを含んでなる。 本発明のもう１つの要旨は、実質的に平坦な表面上で、２種またはそれ以上の 液体を含有する液滴を生成させる、２種またはそれ以上の液体の混合方法である 。 静電的エネルギーまたは音響的エネルギーを液滴に適用し、それによって液体を 混合する。 ２種またはそれ以上の液体を混合するための本発明のもう１つの方法は、実質 的に平坦な表面上に、２種またはそれ以上の液体を含有する液滴を生成させるこ とを含んでなる。本質的に空気流のない環境で、表面を実質的に伸張することな く、液滴に変形を生じさせて、それにより液体を混合する。 本発明のもう１つの要旨は、２種またはそれ以上の液体を混合する装置である 。この装置は、(ａ)実質的に平坦な支持体、(ｂ)支持体上に液体を供給（dispen se、または計量分配）して液滴を形成する手段、および(ｃ)支持体を実質的に伸 張することなく液滴に変形を生じさせ、それによって液体を混合する非蒸発的手 段を含んでなる。 ２種またはそれ以上の液体を混合するための本発明のもう１つの装置は、(ａ) 実質的に平坦な支持体、(ｂ)支持体上に液体を供給して液滴を形成する手段、お よび(ｃ)支持体を変形させることなく液滴に変形を生じさせ、それによって液体 を混合する手段を含んでなる。液滴に変形を生じさせる手段は、音響的エネルギ ーおよび静電波（electrostatic waves）からなる群から選ばれる。 本発明のもう１つの要旨は、自動分析装置の中を通して液体試料および試薬を 移送する方法を改良することにある。その方法は、移動するベルト上に液体試料 および試薬を有する独立したゾーンを形成すること、独立した反応混合物を形成 するように試料および試薬を独立したゾーン内で混合すること、および独立した 反応混合物を検出ゾーンに移動させることを含んでなる。改良点は、少なくとも 形成および混合段階の間、独立したゾーンにおいて、独立した反応混合物を本質 的に空気流のない状態で容器のない包込み状態にて存在させることを含んでなる 。 本発明のもう１つの要旨は、自動分析装置の中を通して液体試料および試薬を 移送し、移送の間に試料および試薬を混合する方法にある。実質的に非弾性的で 、実質的に平坦な支持体は、支持体上に試料および試薬を配出して、各々試料お よび試薬を含んでなる液滴を生成させる１またはそれ以上のピペットを通過して 移動する。液滴は本質的に空気流のない環境で変形し、それによって試料および 試 薬が混合される。 本発明のもう１つの方法は、自動分析装置の中を通して液体試料および試薬を 移送し、移送の間に試料および試薬を混合することに関する。実質的に非弾性的 で、実質的に平坦な支持体は、支持体上に試料および試薬を供給して、それぞれ 試料および試薬を含んでなる液滴を生成させる１またはそれ以上のプローブを通 過して移動する。静電的エネルギーまたは音響的エネルギーを液滴に適用し、そ れによって試料および試薬を混合する。 複数の試料を分析するための本発明による自動分析装置は、(ａ)移動可能で実 質的に平坦な第１の支持体、(ｂ)第１の支持体用の硬質の第２の支持体、(ｃ)第 １の支持体上に試料および試薬を供給して、それぞれ試料および試薬を含有する 液滴を生じさせるための１またはそれ以上の液体分配ピペット、(ｄ)第１の支持 体を実質的に伸張することなく液滴に変形を生じさせ、それによって液滴に含ま れる試料および試薬を混合する非蒸発的手段、ならびに(ｅ)液滴を分析する手段 を含んでなる。 本発明のもう１つの要旨は、検体を含むと考えられる試料中の検体の存在また は量についてアッセイ（検査）する方法にある。その方法は、実質的に平坦な表 面を、試料および試薬を表面上に送出して液滴を生成させる１またはそれ以上の プローブを通過して移動させることを含んでなる。それぞれの液滴は試料および 試薬を含んでなり、試薬の１つは標識（ラベル）されている（labeled）試薬で あるかまたは標識（ラベル）することができる試薬である。静電的エネルギーま たは音響的エネルギーを液滴に適用し、それによって試料および試薬を混合する 。次に、液滴を表面上でインキュベートし、表面から液滴を除去することなしに 標識化した試薬によって生じる信号の量（程度）を測定する。そのような信号の 量は、その試料中に存在するそのような検体の量に関連する。 本発明のもう１つの要旨は、光活性化（photoactivation）に付された液体媒 体から放出される光を検出する方法にある。その方法は、(ａ)媒体を透明支持体 に適用すること、および(ｂ)媒体を実質的に包囲する２つの反射性表面の間に媒 体および支持体があるように、支持体を配置することを含んでなる。少なくとも １つの表面は、媒体から放出される光を光検出器（photodetector）に当てさせ るための開口を有する。 本発明のもう１つの要旨は、光活性化に付された液体媒体から放出される光を 検出するためのデバイスにある。そのデバイスは、透明支持体、光検出器および ２つの反射性表面を含んでなる。 その表面は、支持体に関して、支持体に適用される媒体が媒体を実質的に包囲 する表面の間にあるように配置される。少なくとも１つの表面は、媒体から放出 される光を光検出器に当てさせるための開口を有する。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の１つの態様の上面図である。 図２は、試料キュベットを有する曲がりくねったベルトを示さない図１の態様 の側面図である。 図３は、本発明のもう１つの態様の上面図である。 図４は、本発明の態様を用いてジゴキシンについてアッセイする間に形成され る液滴を示す図である。 特定の態様の説明 本発明は、極めて少ない体積、例えば５０マイクロリットルまたはそれ以下の 液体の効率的な混合を提供する。本発明は、自動化されたアッセイを実施するた めに用いられるような自動分析装置において特別な用途を有する。この要旨にお いて、本発明は、そのようなアッセイを行うために液体試料および試薬にランダ ムアクセス（random access）し、また、装置の中を通してそのような試料およ び試薬を移送し、同時に、試料および試薬を混合し、信号を検出することができ る。上述したすべての事項は、容器または変形可能な支持体を必要とすることな く、非蒸発的技術を用いて達成することができる。本発明の利点は、２種または それ以上の小滴を実質的に平坦な表面に生じさせ、該表面を変形させることなく 本質的に空気流のない環境で小滴に変形を生じさせることによって達成される。 小滴を変形させるための特に好ましい手段は、静電的エネルギーまたは音響的エ ネルギーの小滴への適用である。本発明によって、試料および試薬の使用量を最 小にすること、緩衝液、洗浄溶液および使い捨て物品の大部分を削減すること、 計測のサイズ、複雑さおよびコストを減少させること、ならびに測定の特性を阻 害することなく廃棄物のボリュームを減らすことが可能となる。 本発明の特定の態様を、説明例として添付図面を参照して、以下詳細に説明す るが、本発明はこの態様に限定されるものではない。本発明の特定の態様を図１ および図２に示す。流体取扱い装置１０は、第１の支持体１２を有しており、該 支持体１２上に液体の小滴１４を付着させる。支持体１２は実質的に平坦であり 、付着する液体に対して一般に不透過性である。「実質的に平坦」という語は、 表面１２の面はその上に置かれた液滴に、その付着位置から重力によって実質的 な程度での移動を生じさせることがないことを意味する。この態様において、液 滴は付着した位置に留まることが好ましい。 更に、支持体１２は、結合する構成要素、即ち、特異的結合対の一方の構成要 素の特定の空間的および極性の組織と特に結合し、それによって相補的であると 規定されるような領域を、表面上にまたはキャビティの中に有する対の構成要素 を実質的に有していない。特異的結合対の構成要素は、リガンドおよび受容体( アンチリガンド(antiligand))と称される。これらは、免疫対、例えば抗原−抗 体の免疫学的対の構成要素であってもよいし、またはオペレーター−リプレッサ ー、ヌクレアーゼ−ヌクレオチド、ビオチン−アビジン、ホルモン−ホルモン受 容体、二重螺旋の核酸、免疫グロブリンＧ(ＩgＧ)−プロテインＡ（protein A） 等の対の構成要素であってもよい。 支持体１２は、比較的非弾性的で、付着する液体に対して実質的に不透過性お よび非反応性の材料から製造される。支持体は、支持体をカセット内に収容する 態様において、スプールに巻き付けるのに必要とされる程度を越えて容易に伸張 したり変形したりしないように構成される。更に、（支持体の）表面１２は、そ の表面と液体試料もしくは液体試薬の成分との特異的な化学的相互作用、例えば 、抗原−抗体相互作用を呈さず、該液体によって湿潤化されてもされなくてもよ い。 支持体１２に好適な材料は、ポリスチレン、ポリウレタン、ナイロン、ポリエス テル、ポリメタクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフルオロカー ボン、ニトロセルロース、酢酸セルロース等を例として挙げることができるが、 これらに限定されない。材料は、透明および無色であることが好ましく、あるい は不透明であってもよいが、その場合には通常は黒色または白色である。ある方 法では、片側または両側が、例えば金属被覆などにより被覆されている支持体を 使用することが望ましい。そのような被覆は、反射率、静電現象等を制御するた めに用いることもできるし、または試料との電気的接触を生じるパターンを供給 でき、電解的処理または回折パターンの光音響的測定もしくは形成を行うことも できる。 支持体１２の厚さは、通常約０.０５〜１mm、好ましくは０.１〜０.５mmであ る。採用する特定の厚さは選ばれる材料の強度に依存し、熱および静電的または 音響的エネルギーを伝える材料の能力に依存することもある。支持体の厚さは、 本発明において使用する間に支持体がその一体性を保持し得るようなものである べきことは明らかである。支持体の幅は、一般に、例えば自動分析装置などにお いて本発明を用いる特定の用途によって決められる。後者の場合において、支持 体は、ロールに巻くことができる繊維(fiber)、可撓性ストリップ、シートまた はテープとして提供されても、または供給が容易なカセットとして提供されても よい。この方法において、支持体１２は、装置の出口にてロールにより巻き取る こともできる。そのような状況において、ストリップの幅は、０.１〜２５０mm 、好ましくは１０〜１２５mmである。一般に、ストリップの厚さおよび幅を比較 的一定にすることが好ましい。 状況によっては、支持体１２が静電的電荷を実質的に有さないことが確保され ることが重要となる場合もある。そのために、表面をイオン性洗浄剤により被覆 したり、金属被覆したりしてもよく、または接地や導電性物質による拭き取りを 行ったり、またはα粒子を照射したりして電荷を制御することができる。 図１において、支持体１２は、カセット１６の中にあり、カセット１８によっ て取り込まれる可撓性のストリップの形態である。ストリップは、装置１０の中 を通過する移送のために供給される。ストリップを駆動するために、常套のメカ ニズム、例えば、ギアとストリップの送り孔、摩擦駆動、カセット内での取り込 みリールの回転等を用いることができる。更に、自動化システムを形成するため に、マイクロプロセッサー装置および技術を用いるそのような駆動メカニズムの 制御を適用すると好都合な場合がある。このようにして、装置の中を通る支持体 の円滑な動作が保たれる。この特定の態様によれば、支持体上のすべての液体な らびに支持体の使用された部分を、最終的に廃棄するために安全な方法でカセッ ト内に収容することができる。上述の態様において、廃棄し得る唯一の物品（it em）が、使用済みの支持体および液体が入っているカセットであることは明らか である。本発明のデバイスの要素を清浄化するための特別な洗浄溶液は必要でな い。ピペットに付着し得る試料および試薬は、微量の非混和性の液体を用いて排 出させ、上述のように、すべての液体をカセット内に収容する。当然ながら、処 理ステーションの中を通過させて支持体１２を移動させ、吸引またはその他の手 段によって支持体から液体を取り除くことは、本発明の範囲に含まれる。所望に より、支持体の使用済みの部分をその後に切り取って、安全に処分するための適 当な容器内に廃棄することができる。 図１においては、簡単のために支持体を１つだけ示している；本発明による分 析装置の１台の中に複数の支持体が存在していてもよいということが理解される べきである。支持体１２は、場合により、硬質プラスチック、金属、セラミック 等の剛性を付与するいずれかの材料から形成されていてよい（図１においては破 線で示しており、図２においては全体を示している）硬質の支持体２０によって 支持される。硬質支持体２０は、支持体１２と同じ幅であってもよいし、或いは 、支持体１２の幅よりも広くても狭くてもよいが、通常は５０％大きい〜５０％ 小さいの範囲内である。別法として、硬質支持体２０は、支持体１２が硬質材料 製ではない場合に支持体１２に剛性を付与するために、丸くなったエッジ(rolle d edge)、ビード(bead)、リブまたは肉厚にされた部分を有する。支持体１２の 剛性は、それ自体によるものまたは硬質支持体２０を使用することによるものの いずれであっても、供給メカニズムの種類に適応すべきであるということに留意 すべきである。支持体１２および使用中のその含有物を保護するために、カバー １５を使用することもできる。開口部１７によって、ピペット２２および２４が 支持体１２にアクセスすることができる。カバー１５は、その用途に適合するい ずれか適当な材料、例えば、プラスチック、金属、例えばアルミニウムなどによ り形成されていてもよい。 支持体１２が可動式でないものも本発明の範囲に含まれるが、好ましさについ ては少し劣る。そして、支持体と相互作用する必要のある種々のデバイスは可動 式である。別法として、支持体１２は廃棄可能なディスクまたはプレートであっ てよく、それは例えば回転式コンベヤー（carousel）式の移送システムに据え付 けられていてもよい。もう１つの態様において、支持体１２は、数種、例えば１ 〜３種のアッセイ用の流体滴を収容するのに十分な大きさの独立したプレートで あってよい。この後者の態様の要旨の１つにおいて、支持体プレートは、硬質支 持体２０と組み合わせられて移送メカニズムに挿入され、１つの試料についてキ ュベット２８に代わる一体化された容器を含む。 装置１０は、更に、支持体１２の表面上に液体試料および試薬を小滴１４の形 態で供給するための液体供給手段（dispensing means）、例えばピペット２２お よび２４を有してなる。ポンプ２３および２５は、例えば蠕動式定量ポンプ（ペ リスタポンプ）またはシリンジであってよく、それぞれピペット２２および２４ と協同して導管４６および４７によって、液体の吸い込みおよび支持体１２上へ の供給を行う。本発明において使用し得る他のポンプの例は、キャプラリー式、 圧電式、圧縮式ポンプ等である。試料および試薬からの滴１４の液体の全体積は 通常は約１〜１００マイクロリットルであり、好ましくは５０マイクロリットル 以下、通常約１５〜４０マイクロリットルである。ピペットは、チップも含めて 、通常はディスポーザブルではない。そのようなピペットは従来技術において常 套のものである。ピペット２２は、液体試料分配器（ディスペンサー）または試 験すべき試料を含むキュベット２８に連絡し、キュベット２８は移動する曲りく ねったベルト２６上にあってピペット２２の前を通過して移動する。ベルト２６ の動きは各試料を所定の間隔で表すようにインデックス付けされている（見出し 、印 等を設ける）。移動するベルトのインデックス付けは、支持体１２のインデック ス付けと協同しており、アッセイのための特定のプロトコルに基づいて適当なイ ンキュベーション時間となるように所定の速度でインデックス付けすることがで きる。装置１０の種々の部分を個別にまたは一緒にインデックス付けして、イン デックス手段によって示される支持体１２の位置に液体の供給が対応するように することもできる。例えば、典型的なアッセイについて、毎分１〜１０回の割合 で支持体１２の動きをインデックス付けすることができる。 ピペット２２および２４は、周知の方法に従い（図示しない）アクチュエータ ー・アームによって水平方向および垂直方向に移動する。 装置１０は、アッセイを実施するための液体試薬を含む試薬カセット３０およ び３２も備えている。通常、液体試薬は予め決められた特定の濃度に前もって希 釈されている。カセット３０および３２は、ピペット２２および２４がカセット ３０および３２と連絡して液体試薬を小滴１４に添加するように前後に移動する プラットホーム３３の上にある。プラットホーム３３の動きは、アッセイが所望 の手順で確実に進行するように、支持体１２の動きと連係してインデックス付け されている。 ピペット２２および２４は、通常、そのようなピペットのそれぞれの口の内側 および外側またはチップ１９および２１が、供給する液体に対して非混和性であ る液体により湿潤化された状態に保たれるように取り扱われる。非混和性の液体 はリザーバー２７に入れられている。ピペット２２および２４とリザーバー２７ との間の連絡は、それぞれ導管２９および３１によって達成される。非混和性の 液体によりピペットを湿潤状態に保つ方法の１つは、レーラー(Reichler)（前出 ）によって論じられている。これに関しては、供給される液体と非混和性である として特徴付けられる液体の薄膜が、ピペット２２および２４の周囲および内側 表面に形成される。薄膜は通常約０.００１〜１mmの厚さ、好ましくは０.０１〜 ０.１mmの厚さである。薄膜は、好ましくは、供給すべき液体を排除してピペッ トの内部および周囲表面を湿潤化する。この作用を達成するため、非混和性液体 は、表面張力（surface attraction）によって周囲表面を湿潤化することができ る場 合には、内部表面を流して通過させることもできるし、または周囲表面の一面に 流して、流れ出た量（runoff）をピペットによって吸い取ることもできるし、ピ ペットをそのような非混和性液体のリザーバーの中に浸すこともできる。非混和 性液体は、中を通って試料および／または試薬がピペットへ供給される以外のポ ートからピペットのチップへ供給してもよい。尤も、非混和性液体を同じポート から供給してもよい。非混和性液体の固有密度（specific density）は、分配す べき液体よりも大きくても小さくてもよい。 非混和性液体の性質は、ピペット２２および２４の表面を形成する材料に依存 する。その液体には、通常比較的疎水性である材料を湿潤化させること、即ち、 好ましくは通常は水性である試料によるよりもその液体による方が容易に湿潤化 されることが必要とされる。非混和性液体は、その主たる要件が水に比較的不溶 性であり、５０℃以下での揮発性が低いことであって、例えば、シリコーン油（ silicon oil）、鉱油もしくは植物油、フッ化炭化水素油等が含まれる。試験溶 液の成分は油に対して低い親和性を有することが好ましいので、通常はフッ化炭 化水素油およびシリコーン油が好ましい。好適には、非混和性液体は０.１〜５ ００センチストークス、好ましくは１〜１００センチストークスの粘度を有して おり、その場合に用いられる粘度は特定の非混和性液体に依存し、例えば、シリ コーン油の粘度よりも低い粘度のフッ化炭化水素油を使用することができる。上 記範囲の低い領域の値の粘度を有する非混和性液体は、上記範囲のより高い領域 の値の粘度を有するものよりも、チップの洗浄を一層必要とする場合がある。こ の点に関するより詳細な事項は、米国特許第４,１２１,４６６号（レーラー）に 見出すことができ、その開示内容をそのまま引用することができる。いかなる場 合であっても、ピペットチップの非混和性液体と液体試料または液体試薬との化 学的相互作用が生じてはならない。小滴１４は、通常、液体試料および液体試薬 のみでなく、多少の非混和性液体を含有する。 小滴１４は、支持体１２の表面上に容器のない包込み状態で存在する。「容器 のない包込み状態（containerless containment）」とは、液体を閉じ込める物 理的境界（physical barrier）または壁を有する独立した容器内に小滴１４が入 れ られていないことを意味する。小滴１４は、主として、重力以外の手段、例えば 静電的相互作用および表面張力によって支持体１２の表面上に保持される。液体 送出部位に隣接する領域は、小滴に接触する機械的障害物を有さないことが好ま しい。そのような障害物を使用する場合、その主な機能は、表面に沿って小滴が 滑ることを防止することである。この目的で、表面には浅いへこみ部分または僅 かに盛り上がった要素が設けられており、従って、小滴は、その高さの５０％以 下、通常はその高さの１０％以下まで表面に接触する状態にある。小滴を独立し た存在として保持することを補助するため、小滴１４が適用される表面の部分と は異なる液体に対する親和性を有する表面を使用することも本発明の範囲に含ま れる。もう１つの手段は、油または水による湿潤化を防止する（非常に薄い層の ）材料のリングを適用し、それによって置かれた場所に小滴を留まらせるという ものである。 本発明による混合方法は、滴の外部に加えられる変形力と回復しようする凝集 力（表面張力）との相互作用を利用するものである。外力をパルス状にして、小 滴に素早く振動する変形を生じさせる。振動変形は多くのモードが可能であり、 滴の表面の種々の領域の相対的な動きのパターンによって識別される。パルス状 にされた外力の振動数、波形および振幅が、滴の表面およびバルク特性と共に、 振動変形のモードを決定する。迅速で効率的な混合は、これらの外力の制御パラ メーターの適当な選択を必要とする。 外力は、静電的または機械的なものであってよい。滴の近くに配列した電極を 交互に荷電および放電することによって、パルス状の静電力または振動電界を適 用することができる。パルス状の機械的力は、ボイス・コイル（voice coil）、 圧電膜または他の振動式の電気機械変換器によって駆動されるアクチュエータを 用いて支持体テープを変位させることにより適用することができる。 液体試料および液体試薬は、本発明と整合する以外の小滴の動きおよび蒸発を 防止するため、本質的に空気流のない環境において混合される。「本質的に空気 流のない環境（essentially zero air flow environment）」という用語は、液 体が混合される領域におけるデバイス１０内の空気の動きが、液滴１４に動きま た は変形を生じさせるには不十分であることを意味する。更に、蒸発を防止するた め、表面１２は通常は封じられているが、小滴の上方に最小限度の空間が設けら れており、試料および試薬を適用するためのアクセス手段を提供する。 デバイス１０は、本発明に従って小滴１４内で液体試料および液体試薬を混合 するための手段３６および３８をも有する。一般に、液体は小滴１４を変形させ ることによって混合され、このことは支持体１２を実質的に伸張することなく通 常達成される。従って、支持体１２は薄くてよく、ある状況では可撓性であって よいが、支持体は、支持体１２のいずれのセグメントのディメンジョンも、試料 の混合の間において実質的に変わらず、いずれのディメンジョンにおいても、通 常は１０％以下、好ましくは１％以下の変動に保持される必要がある。 典型的な手段３６は、小滴１４に静電的エネルギーまたは音響的エネルギーを 適用する（または加える）手段である。小滴１４に分極を生じさせ、その結果と して小滴１４に変形をもたらす種々の可変的電界(variable electric field)に 小滴１４を付することによって、静電的エネルギーを適用することができる。可 変的電界は、コンデンサーの極性を交互に変化させることによって形成すること ができる。小滴１４の変形の結果として、液体試料および液体試薬が混合される 。小滴１４との物理的接触は必要とされない。電界の周波数および電界の強さは 、滴のサイズ、粘度および表面張力、滴に接触している非混和性液体の量、表面 １２の特性等に依存し、通常は実験的に決定される。電界の周波数は、通常、約 ５〜５００００Ｈｚ、好ましくは約１５〜１０００Ｈｚ、より好ましくは約２０ 〜５００Ｈｚである。電界の強さは、通常、約５００〜２００００ボルト／セン チメートル（Ｖ／ｃｍ）、好ましくは約１０００〜１００００ボルト／センチメ ートルである。電界エネルギーを適用する時間は、周波数および電界の強さに応 じて、約１〜６０秒、好ましくは約５〜２０秒で変動してよい。周波数、電界の 強さおよび時間は、試料、試薬またはアッセイの精度に悪影響を及ぼすことがな いように選択される。 音響的エネルギーを小滴に適用して液体を混合する場合、電界の使用に関する 上記列挙したファクターを適用することができる。通常、混合に必要な振動は、 音速エネルギーまたは亜音速域エネルギー(subsonic energy)を用いることによ って達成することができる。このため、小滴１４は、約２０〜２００００Ｈｚ、 好ましくは２０〜２０００Ｈｚの周波数に付することができる。出力は、一般に 、小滴および支持体と出力との組み合わせ方を含めて幾つかのファクターに依存 する。従って、出力は、各々の特定の用途について、上記パラメーターおよびガ イドラインを用いて決定される。音響的エネルギーの適用時間は、周波数および 出力に応じて、約０.５〜３０秒、好ましくは約１〜１０秒で変動し得る。出力 、周波数および時間は、試料、試薬またはアッセイの精度に悪影響を及ぼすこと がないように選択される。音響的エネルギーは、音響波発生装置、ラウドスピー カー（拡声器）等によって、装置１０内の小滴１４に適用される。 小滴１４内において液体を混合するためのもう１つの手段には、例えばピペッ ト２２等のピペットのチップの内部へ、また、チップから外部へ各小滴を吸い込 み排出することによって、またはそのようなピペットのチップ内の混合デバイス によって生成する剪断力が含まれる。これはピペットと協同するポンプ２３を用 いることによって達成することができ、断続的様式で操作することができる。 装置１０は、アッセイの間において小滴１４内に生じる信号を測定するための 手段をも有する。信号を測定するためのそのような手段または分析装置は、アッ セイにおいて生じる信号の種類に依存するものであり、以下更に詳細に説明する 。簡単には、信号は、通常、電磁線であるかまたは電磁線により形成され、光の 吸収および散乱、蛍光、化学発光（化学ルミネセンス）、ラマン共鳴、光音響分 光法、エレクトロルミネセンス（電気的発光）および磁化等によって生じる。信 号を測定するためのそのような手段の１つは、装置１０の中に配されている読取 りヘッド３４であり、読取りヘッド３４は信号の有無について小滴２６を試験す ることができる。読取りヘッド３４は、光源、光検出器、音響検出器、磁力計、 試料および光検出器に電解を生じさせる手段、シンチレーションカウンター等を 有してなっていてよい。 図１および２において、読取りヘッド３４は、支持体１２の一部分の上方に直 接位置し、反射性表面４４を有してなる上側部分またはパラボラ状反射器３５を 有してなる。レーザー４２は光ファイバー４３によって上側部分３５に連絡する 。読取りヘッド３４は、シャッター４１を有する光電子増倍管４０をも有してな る。支持体１２に垂直で支持体１２からの上側部分３５の動きはアーム３７によ って制御され、アーム３７は例えば（図示しない）ソレノイドによって制御され る。 好ましくは、小滴１４に更に接触することなく、信号は読み取られる。しかし ながら、上述の非混和性液体により被覆された読み取りチャンバーの中へ小滴の 一部を吸い込ませることによって、信号の測定を達成することもできる。信号が 光である場合、小滴から放出される光を高い効率で集めるために、適当なレンズ または光導体システムを含むことができる。 試料は、生物学的起源の試料であることがしばしばあり、哺乳動物の被験体の 体から通常得られる体液を包含するが、これらに限定されるものではない。体液 は、一般に、液体または半固形物質であり、殺菌されていてもされていなくても よく、細胞を含んでいてもよい。体液は、更に処理せずに使用してもよいし、細 胞、破壊屑等を除去する処理がされていてもよい。典型的な体液は、全血、リン パ液、血清、血漿、唾液、***および脳脊髄液である。体液は被験体から、例え ば、シリンジもしくは針によってまたは自然な排出によって取り出すことができ る。他の液体試料は、半固体または固体物質から既知の方法による抽出によって 得ることができる。 本発明の方法によって分析される試料は、予備処理（前処理）して、細胞を分 離または溶解(lyse)し；タンパク質を沈殿、加水分解または変性させ；脂質を加 水分解させ；検体を可溶化することなどを行うことができる。そのような予備処 理には、遠心分離；有機溶媒、例えばアルコール、好ましくは約７以下の炭素数 のアルコール、例えばメタノールによる試料の処理；洗浄剤、カオトロピック剤 （chaotropic agent）、水酸化ナトリウムなどによる処理などが含まれるが、こ れらに限定されるものではない。従って、「液体試料」という用語には、そのよ うな前処理の結果として生成し、また、目的とする検体または成分を含むと考え られるいずれの液体媒体も含めて、上述のものが含まれる。そのような目的とす る検体または成分には、乱用された麻薬、治療薬、殺虫剤、タンパク質、例えば 免疫グロブリン、核酸などが含まれる。検体は米国特許第５,２４８,６１９号の 第６欄第２７行〜第８欄第６行により詳細に記載されており、その開示内容は引 用することによって本明細書に組込むことができる。 キュベット３０および３２内の試薬は、実施するアッセイの種類に基づいて選 択される。単に例示として２種の試薬を記載するが、これらに限定されることを 意図するものではない。試薬の数は、用いる特定のアッセイのフォーマットに多 かれ少なかれ依存し得る。本発明のデバイスは、特異的結合対（ｓｂｐ（specif ic binding pair）構成要素に関連するアッセイを含めて、検出のために電磁線 を必要とする大部分のアッセイに適応することができる。アッセイは、競合（co mpetitive）的方法（例えば、競合アッセイ）であっても或いはサンドイッチ法 （sandwich）であってよいが、装置１０内において分離することを必要とするも のではない。サンドイッチ型アッセイ（sandwich type assay）のための免疫学 的反応は、通常、標識（label）および試料に結合する特異的結合対（ｓｂｐ） 構成要素が関係する。競合的方法のプロトコルにおいて、標識は、試料中の測定 すべき検体に類似する特異的結合対（ｓｂｐ）構成要素と組み合わせることがで きる。標識を含む試薬、例えば標識に結合した特異的結合対（ｓｂｐ）構成要素 を、標識された試薬（標識化試薬）と称する。標識は、検体に相補的な特異的結 合対（ｓｂｐ）構成要素に結合していなくてもよい。むしろ、試薬は、特異的結 合対（ｓｂｐ）構成要素を有していてよく、これが、検体に結合している特異的 結合対（ｓｂｐ）構成要素に標識が結合することを可能にし、従って、標識する ことができる。 本発明を用いるアッセイにおいて、種々の補助的な物質をしばしば用いる。従 って、液体試薬は、緩衝液ならびにアッセイ媒体およびアッセイ成分のためのな らびに必要とされる場合の洗浄段階のための安定剤を含むことがある。これらの 助剤に加えて、追加のタンパク質、例えばアルブミン、または界面活性剤、特に ノニオン界面活性剤、結合性向上剤(binding enhancers)、例えば、ポリアルキ レングリコール等が含まれることがしばしばある。 試料および試薬を混合させた後、所望する場合には、それらをインキュベート することができる。続いて、特異的結合対(ｓｂｐ)構成要素を活性化させ、得ら れる信号を測定する。例えば、特異的結合対(ｓｂｐ)構成要素が酵素標識物質お よびその基質である場合、基質を加え、生じる信号を試験される試料中の検体の 量に関連付ける。 本発明を適用し得るイムノアッセイ技術（immunoassay technique）のより詳 細な説明については、エドワード・ティ・マッジオ（Edward T．Maggio）による 「エンザイム−イムノアッセイ(Enzyme-Immunoassay)」、シー・アール・シー・ プレス（CRC press）社、ボーカ・レイトン(Boca Raton)、フロリダ、１９８０ 年を参照されたい。同様に、例えば、米国特許第３,６９０,８３４号、同第３, ７９１,９３２号、同第３,８１７,８３７号、同第３,８５０,５７８号、同第３, ８５３,９８７号、同第３,８６７,５１７号、同第３,９０１,６５４号、同第３, ９３５,０７４号、同第３,９８４,５３３号、同第３,９９６,３４５号、および 同第４,０９８,８７６号を参照することもできるが、これらのリストに限定する ことを意図するものではない。 標識からの信号は、例えば放射性標識（radiolabel）として、直接検出するこ とができる。他方で、標識は、信号生成系（ｓｐｓ(signal producing system) ）の一部であってもよく、それは１種またはそれ以上の成分を含んでよく、少な くとも１つの成分が標識である。信号生成系(ｓｐｓ)は、結合および／または非 結合標識の量、即ち、検出される検体またはそのような検体に体する抗体に結合 するまたは結合していない標識の量に関連する検出可能な信号を生成する。この ようにして、信号の量は試料中の検体の存在または試料中の検体の量に関連する 。所定量の検体を含む検量体（calibrator）または対照標準を用いて、信号の量 を検体の存在または量に関連付けることを補助することができる。「信号生成系 (ｓｐｓ)」には、検出可能な信号を生成するのに必要とされるすべての試薬が含 まれる。標識が検出可能な信号を生成できる方法は多数あり、例えば、電磁線、 熱、化学試薬等により生成できる。 標識は信号を直接生成することができる、即ち、信号を生成するために追加の 試薬を必要とはしない。例えば、多数の有機分子は、紫外光および可視光を吸収 することができ、その場合に光は吸収されるとエネルギーをこれらの分子に移し て、励起エネルギー状態にそれらをシフト（elevate）させる。この吸収された エネルギーは、続いて、もう１つの波長にて発光することによって散逸する。例 えば、蛍光分子は、１つの波長にて光を吸収し、もう１つの波長にて発光するこ とができる。適当な蛍光分子には、フルオレセイン、イソチオシアネート、ロー ダミン、フィコエリトリン、フィコシアニン、アロフィコシアニン、ｏ−フタル アルデヒド（o-phthaldehyde）およびフルオレスカミンが含まれる。多数の蛍光 物質（fluorescers）が、リットマン（Litman）らの米国特許第４,２７５,１４ ９号第３０および３１欄に示されており、その開示内容を引用することによって 本明細書に組込むことができる。信号を直接生成することができる標識の他の例 は、放射性同位体、例えば、¹²⁵Ｉ、¹³¹Ｉ、¹⁴Ｃ、³Ｈ、⁵⁷Ｃｏ、⁷⁵Ｓｅ、³²Ｐ 、³⁵Ｓ等；および当該技術分野において周知の染料などである。 別法では、信号を生成するために、標識は他の試薬を必要とすることもある。 従って、信号生成系(ｓｐｓ)には、測定可能な信号を生成するために必要とされ るすべての試薬が含まれる。信号生成系(ｓｐｓ)の他の成分には、基質、補酵素 、エンハンサー(enhancer)、二次酵素(second enzyme)、活性化剤、補因子、阻 害剤、スカベンジャー、金属イオン、信号生成物質の結合に必要とされる特異的 結合物質などが含まれる。化学的試薬のうちのあるもの、例えば、補酵素、酵素 生成物（enzymic product）と反応する物質、他の酵素および触媒などは、他の 分子または支持体に結合させることができる。 使用することができる種々の非酵素型触媒（non-enzymatic catalyst）は、ウ ルマン（Ullman）の米国特許第４,１６０,６４５号の中に見出され、その適当な 部分は、引用することによって本明細書に組込むことができる。 光を吸収する物質、例えば染料、または照射によって発光する物質、例えば蛍 光物質を生成することによって、所望の増幅度をもたらす酵素または補酵素を使 用することができる。別法では、触媒反応によって、直接発光、例えば化学発光 を生じさせることができる。そのような物質を生成する多数の酵素および補酵素 が、リットマンらの米国特許第４,２７５,１４９号第１９〜２３欄、およびボグ スラスキー（Boguslaski）らの米国特許第４,３１８,９８０号第１０〜１４欄に 示されており、それらの開示内容を引用することによって本明細書に組込むこと ができる。 化学発光（化学ルミネセンス）化合物(chemiluminescent coupound)、例えば 、ルミノール、イソルミノール、芳香族アクリジニウムエステル、イミダゾール 、アクリジニウム塩、シュウ酸エステル等も標識として適するが、これらは説明 のための例であってこれらに限定されない。多数の化学発光物（chemiluminesce r）がリットマンらの米国特許第４,２７５,１４９号第３１欄に記載されており 、その開示内容を引用することによって本明細書に組込むことができる。例えば 、１９９１年５月２２日に出願された「アッセイ・メソッド・ユーティライジン グ・インデュースト・ルミネセンス(Assay Method Utilizing Induced Luminesc ence)」という表題の米国特許出願第０７／７０４,５６９号に記載されているよ うに、化学発光性化合物を光増感剤と組み合わせて使用することもでき、その開 示内容を引用することによって本明細書に組込むことができる。 本発明によって行われるアッセイにおいて信号を生成させるための１つの特定 の方法は、１９９１年５月２２日に出願された米国特許出願第０７／７０４,５ ６９号に記載されており、その関連する開示内容を引用することによって本明細 書に組込むことができる。その方法は、検体が存在する場合に、検体を光増感剤 および化学発光をする化合物に非常に接近させるような条件下で、検体を含むと 考えられる反応混合物を処理することを含んでなる。 光増感剤は一重項酸素（singlet oxygen）を生成し、化学ルミネセンス化合物 を、それが非常に近くに存在する場合に活性化する。活性化された化学ルミネセ ンス化合物は、続いて光を発する。生じた光の量は、媒体中の検体の量に関連す る。特に、本発明に適用する場合、方法の態様の１つは、第１段階として、粒子 に結合される検体を含むと考えられる前述の媒体と粒子の組み合わせを提供する ことを含んでなり、粒子は、関連する化学発光性化合物も含み、光増感剤は検体 に結合することができる特異的結合対(ｓｂｐ)構成要素と組み合わされる。この 組み合わせは、通常は光の照射により処理されて光増感剤が励起され、励起状態 にある場合に酵素活性化して一重項状態にすることができる。その後、この組み 合わせを、ルミネセンス（発光）または放出される光の量について調べる。その ような発光（ルミネセンス）の量は媒体中の検体の量に関連する。別法では、化 学発光化合物を、検体を結合し得る特異的結合対(ｓｂｐ)構成要素と組み合わせ 、検体が結合される粒子を光増感剤と組み合わせる。 適当なインキュベーションの後、小滴１４は、生成した信号を測定する読み取 りヘッド３４を通過する。 本発明の装置は、使用および保存の間にてそれを保護するケース内に入れるこ とができる。そのようなケースは当該技術分野において周知であり、本発明の装 置の機能および用途に適合するいずれのデザインのものであってよい。更に、装 置の作動パーツ(parts)は、一般に、必要な機能、例えば、支持体１２のインデ ックス付け、液体の吸い込みおよび供給(排出、dispensing)、装置１０の他のパ ーツの調整などを提供する種々のソフトウェアによって制御される。本発明の装 置は、適当なインキュベーション温度などが得られるような内部温度を制御する ための手段を有していてよい。そのような手段には、従来技術において常套の種 々の加熱および冷却機構が含まれ得る。 ５０マイクロリットル以下の全液体体積を用い、本発明に従って実施されるア ッセイのための好ましいプロトコルにおいては、まず、ピペット２２のチップに 数マイクロリットルの非混和性液体を通過させることによってチップを湿潤化す る。非混和性液体はリザーバー２７内に保持され、導管２９内のバルブによって ピペット２２へ供給される。多少過剰の非混和性液体は支持体１２の表面へ供給 されることがある。続いて、非混和性液体を補給してピペットのチップを湿潤化 し、キュベット３２から液体試薬の数マイクロリットルを吸い上げた後、所望に より、キュベット２８からの液体試料またはキュベット３２からの第２の（もう １種の）液体試薬の数マイクロリットルを吸い込む。通常、第２の液体試薬また は試料が吸い上げられると、少量の空気の吸い込みによって、小さな空隙が２種 の液体の間に導入される。２種液体は、続いて支持体１２の表面に供給される。 別法では、 使用する液体を少量表面に直接供給し、続いて第２の液体を吸い上げ、最初の液 体の滴の頂部に供給する。一般に、リザーバー２７から非混和性液体を取り出す ことによって、液体をそれぞれ吸い上げおよび供給する前に、ピペット２２およ び２４のチップが非混和性液体によって湿潤化される。本発明に従って液体を混 合する前、間および混合した後のいずれかにおいて、支持体の縁部が滴の容器の ない包込み状態と干渉し合うことがない限り、滴は支持体１２上においていずれ の位置に置かれてもよい。アッセイの結果の妥当性を最大にして矛盾した結果を 避けるように支持体上に滴を置くことが好ましい場合もある。 続いて、電界を作用させて小滴１４内の液体を混合する。液体の混合に続いて 、アッセイ混合物を０.５〜３０分間インキュベートする。この時間の間に他の 液体試薬を添加することもできるし、混合物の一部をピペットチップによって吸 い出して表面のもう１つの部分に供給することもできる。次に、この新たな小滴 の頂部にもう１つの試薬を供給することができ、その組み合わせを上述のように 再び混合する。この時間全体の間に支持体１２は、カセット１６に隣接する一端 からカセット１８に隣接する他端へ段階的（stepwise）に移動する。上述の段階 のすべては適当な手段でインデックス付けされる。混合およびインキュベーショ ン段階の全体の後で、液体試料中に検体が存在するまたは存在しない結果として 、アッセイの間に生成する信号を読み取りヘッド３４によって読み取る。例えば 、信号が電磁線、例えば蛍光または化学ルミネセンス標識によるものである場合 、一般に、アッセイ混合物を照射し、発光量を測定する。この目的で、支持体の 表面が、集光を補助するような反射性被覆を有することが有用である場合がある 。そのような反射性被覆は、例えば、市販のアルミニウム被覆されたマイラー（ Mylar）フィルムであってよい。 支持体１２は移動を続け、処分用のカセット１８の中に収容される。上述のよ うに、安全な手段で、切断、保持または処分することができる支持体を使用する ことも本発明の範囲に含まれる。独立した液体試料を供給する手段、試薬供給手 段および液体除去手段について説明したが、それらの機能を、特定の用途に応じ て、常套のようにして種々に組み合わせることができる。例えば、液体試料およ び試薬を必要に応じて供給するため、ならびに、所望する場合にアッセイの終り に支持体１２から液体を除去するため、１つのピペット機構を利用することがで きる。特定の用途および計測のためにこの説明したシステムの種々の変形例を用 いることできることは明らかであり、それには液体中の物質を検出および／また は測定する種々の物質検出システムを含むことができる。 本発明のもう１つのデバイスを図３に示す。装置５０は、液体５４の小滴を上 に付着させるための支持体５２を有してなる。支持体５２は、実質的に平坦であ り、付着させた液体に対して一般に不透過性である。図３において、支持体５２ はカセット５６内にあり、カセット５８により収容される可撓性ストリップの形 態であり、装置の中を通って移送される。装置５０は、更に、支持体５２の表面 に小滴５４の形態で液体試料および試薬を供給する液体供給手段、例えばピペッ ト６２および６４を有してなる。図１に示した装置と同様に、ピペット６２およ び６４のチップを、供給する液体とは非混和性である液体により湿潤化状態に保 つことが望ましい。ピペット６２および６４は、導管８２および８４によってお よびポンプ６３および６５により補助されて、リザーバー６７に連絡する。リザ ーバー６７は、供給する液体と非混和性である液体を含む。ピペット６２は、ピ ペット６２を通過して移送される試験すべき試料を含むキュベット６８に連絡す る。キュベット６８は、断続的に回転しまたはインデックス付けされて、所定の 間隔で各試料を提供する、回転式コンベヤー６６に載せて運ばれる。回転式コン ベヤー６６のインデックス付けは、図１について上述したようにインデックス付 けすることができる支持体５２のインデックス付けに整合させる。装置５０は、 アッセイを行うための試薬を含む廃棄可能な試薬容器７０および７２も有する。 ピペット６２は、導管６９およびポンプ７８によって容器７０に連絡する。ピペ ット６４は、導管７１およびポンプ８０によって容器７２に連絡する。連絡のイ ンデックス付けは、支持体５２の動きのインデックス付けに整合させる。 図３の小滴５４内の数字１〜４は、試薬１（滴番号１）、試薬２（滴番号３） 、試料および試薬（滴番号２）、ならびに試薬１および２と試料との組み合わせ （滴番号４）を含む小滴を識別できるように示している。図３において、ピペッ ト６ ２および６４は試料および試薬を上述のように小滴５４として供給するだけでな く、滴１〜３のそれぞれアリコートを正確に採取し、番号４の滴を形成するよう にそれらの部分を供給することも行う。別法では（この態様は図示しないが）、 ピペット６２および６４は、番号４の滴を直接形成するように試薬および試料の アリコートを正確に供給することができる。本発明の典型的な装置において、容 器７０および７２はそのような複数の容器の２つを示しただけであり、複数の容 器は、例えばホイール状、往復運動するプレート状などの形態であって、多数の 検体についてアッセイを行うために必要なすべての試薬を供給する。 当然ながら、容器７０および７２が支持体５２上に番号１および３の滴をそれ ぞれ直接付着するようにさせることも、本発明の範囲に含まれる。この方法にお いて、各容器７０および７２は、それぞれの内容物を支持体５２上に滴として供 給するピペット手段を備えている。 装置５０は、本発明に従って、小滴５４（滴番号４）内の液体試料および液体 試薬を混合するための手段７６も有する。この態様において、手段７６は、小滴 ５４に音響的エネルギーを適用するための音響発生装置である。読取りヘッド７ ４は、信号の存在について小滴５４（滴番号４）を読取りヘッド７４が試験でき るように、装置５０内に位置している。 実施例 以下の図示例によって本発明を更に説明するが、これによって本発明の範囲が 限定されるかのように解釈してはならない。特に断らない限り、部およびパーセ ント表示は重量基準である。 実施例１ ジゴキシンのアッセイ この実施例における方法は、薬物ジゴキシンの存在についてのヒトの血清の均 一系イムノアッセイである。本発明に従って自動化された方法は、１９９３年１ １月２２日に出願された米国特許出願第０８／１５６,１８１号（シン（Singh） ら）に記載されたものと同様であり、その開示内容の該当する関連部分、特に、 化学発光剤および光増感剤の調製ならびに化学発光剤または光増感剤のいずれか を含むラテックスビーズの調製について、ならびにそのようなビーズを用いてア ッセイを行う方法について、引用することによって本明細書に組込むことができ る。 図１、２および４を参照すると、２種の試薬が、カセット３０内の一対のレセ プタクル（容器）の中に予め入れられており、ピペット２２がそれらのレセプタ クル内の試薬にアクセスするようにカセット３０をプラットフォーム３３の上に 配置した。試薬Ａは、（０.１Ｍ ＴＲＩＳ−ＨＣｌ、０.３Ｍ ＮａＣｌ、２５ｍ Ｍ エチレンジアミンテトラアセテート（ＥＤＴＡ）、０.１％ ウシ血清アルブ ミン（ＢＳＡ）、０.１％ デキストラン（Dextran）Ｔ−５００（登録商標）、 ０.１２％ カーソン（Kathon）（登録商標）（ローム・アンド・ハース(Rohm an d Haas)社により販売されている防腐剤）および１／３２０希釈のヘテロフィリ ックブロッキング剤（Heterophilic Blocking Reagent）１（スカンチボディ・ ラボラトリー（Scantibody Laboratory）（サンテー、カリフォルニア在）によ り製造）を含むｐＨ８.２の緩衝液からなり、その中に１２０μｇ／ｍｌのラテ ックス粒子が懸濁させてあった。これらの粒子は、化学発光物質（上記のシンら のチオキセン（thioxene）Ｃ−２６）およびユーロピウムキレート、即ち上記の シンらのＥｕ（ＴＴＡ）₃を含み、ビオチン−ストレプトアビジン結合によって 表面に結合されるジゴキシンに対する抗体を有するものであった。試薬Ｂは、（ 試薬Ａと同様の）緩衝液からなり、中に２４μｇ／ｍｌのラテックス粒子が懸濁 させてあった。後者の粒子は上述のシンらによる記載と同様の方法で調製したも のであって、（米国特許第４,８３０,７８６号に記載されてものと同様の方法で 調製された）光増感剤のテトラデシルスクアレート（tetradecyl squarate）（ ＴＤＳ）を含んでおり、それらの表面にジゴキシン分子を結合させるものであっ た。血清試料は容器２８内に入れられており、これにもピペット２２がアクセス 可能であった。 硬質の支持体２０およびそのカバー１５（図２を参照）ならびにカセット３０ 内の試薬は、３２℃に保持されていた。ピペットチップ１９および２１を、リザ ーバー２７からの粘度５０センチストークスのシリコーン油で満たした。チップ は、本質的にポリプロピレン製のシリンダーであり、内径１ｍｍ、外径２ｍｍお よび長さ５０ｍｍであった。ピペットチップの壁部は、その全長の最後の４.５ ｍｍの部分にわたって外径を１.５ｍｍにまですぼめるテーパー状となっていた 。ピペットチップは、テープ形態の支持体１２へ１〜２マイクロリットルのシリ コーン油を送出することによって液体移送の準備をした。この段階は、自動化さ れたランの開始時にのみ必要とされるものであった。シリコーン油は、ピペット チップの内周側で毛管力（capillary force）によってチップの開口端の上方の 少なくとも３ｍｍの高さまでの吸い上げられた。 アッセイにおける操作の手順は以下の通りであった：ピペット２２を操作して 、２μｌの空気をそのチップ内に吸い込ませ、チップを試薬Ａを含むカセットレ セプタクル内の液体の表面の２ｍｍ下方に位置させて、その液体２０μｌを吸入 する。続いて、ピペットチップを液体から引き出し、試薬カセット３０および試 料レセプタクル２８と一列になるようにして、（図４に示すように）支持体１２ 上の１０１の部位に位置させた。ピペットチップを支持体１２の上方１.５ｍｍ の高さまで下げ、支持体１２上の１０１の位置に、液体、空気および少量のシリ コーン油を付着させた。ピペットから排出された全量は２３μｌであった。続い て、１０２の部位において、試薬Ｂの滴を付着する段階の同様のシーケンスをピ ペットに行わせた。支持体１２は、厚さ０．１２７ｍｍ（０.００５インチ）お よび幅４９.８ｍｍ（１.９６インチ）の透明なマイラーＤのフィルムであった。 ピペットに２μｌの空気を吸い込んだ後、ピペットを、その開口端が１０１の 部位の滴に貫入し、支持体１２の上方０.５ｍｍの高さとなるように位置させた 。ピペットに滴内の液体１５μｌを吸い込ませた。チップを滴から引出し、空気 ２μｌを吸い込ませた。続いて、ピペットを血清試料レセプタクル２８に移動さ せ、液体表面の２ｍｍ下方までつけて血清３μｌを吸い込ませた。次に、ピペッ トを１０３の部位に移動させて、支持体表面の１.５ｍｍ上方に位置させ、２３ μｌの体積を排出させた。２種の液体を支持体上に付着させながら１つの滴に合 一化させ、空気を追い出し、１μｌの余分なシリコーン油を滴の上に供給した。 混合 アクチュエーターを、支持体１２のすぐ下側で支持体に接触させて１０３の部位 に位置させた。アクチュエーターに、８００Ｈｚの方形波パターンで垂直に約０ .２５ｍｍの振動を生じさせた。振動を６秒間持続し、滴表面の振動動作によっ て滴の内容物を完全に混合した。血清ジゴキシンと試薬Ａとの反応はこの時点で 開始した。 その後、支持体を前進させ、試料のチェーンも同様にし、２番目の反応の準備 をした。１番目の反応混合物がピペット２４の位置に到達した時に、免疫反応の ２番目の部分を開始した。１番目の段階を開始したのと同様の段階のシーケンス で、ピペット２４および支持体１２上の滴内に既に存在している液体のみを使用 して、（１０３の部位からの）血清と試薬Ａとの混合物３μｌおよび１０２の部 位に最初に付着させた滴からの試薬Ｂ１５μｌを、元の３つの滴に対して１０４ の部位に置いた。試薬Ｂ粒子と試薬Ａ粒子との反応が開始し得るように、２番目 の混合アクチュエーターによって滴を混合した。 支持体を正確な時間サイクルで進行させつつ、１０４の部位の混合物は読取り ヘッド３４に達した。ソレノイド作動アーム３７を用いて信号読取りプロセスを 開始し、縁部が実質的に光を漏らさないシールで支持体に接触する反射性閉鎖容 器（エンクロージャー）を滴の上に下げた。滴および支持体の下側には、中空の 反射性シリンダー、電磁シャッター４１および光電子光増倍管４０が位置させて あった。シャッターは最初は閉じていた。反射性密閉容器の頂部は、ダイオード ・レーザー４２からの光を伝達する光ファイバー４３の端面となっていた。ダイ オード・レーザーのスイッチは、（図１、２または４に示していない）外部で変 調された電源によるコンピュータ制御によってオンにされた。レーザーのスイッ チを１秒間オンにした。レーザーのスイッチをオフにして１０ミリ秒後、シヤッ ターを１秒間開き、反応混合物から放出される光を測定した。シヤッターを閉じ て１０ミリ秒後、レーザーのスイッチを再びオンにし、プロセスを繰り返した。 ６回の発光および測定のサイクルについて測定した光の総和がその試料につい ての信号であった。信号を、所定量のジゴキシンを含む対照標準を用いて得られ たものと比較した。このようにして、未知の試料中のジゴキシンの量を測定した 。 図４は、この方法を用いる一実施例において、各試料の分析で形成した４つの 滴１０１〜１０４の相対的な位置を示す。これらの位置は移動式支持体１２上の ものであって、支持体１２が進行するにつれて、固定された支持体２０に対する 相対的な位置が変化する。 上記の説明には、本発明に関連する機構についてのある種の理論が含まれてい る。これらの理論は、説明したような結果を本発明によって達成することを説明 するためのものであるので、本発明に何らかの限定を加えるものと解釈されるべ きではない。 上記の説明および実施例は、特定の好ましい態様を含む本発明を開示するもの である。この技術分野、例えば分子生物学および関連する科学の分野における当 業者にとって明らかであるような本明細書に記載の方法の変更例は、本発明の請 求の範囲内のものであり、発明の境界の内側に含まれるものであることを意図し ている。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年４月１１日 【補正内容】 アクチュエーターを、支持体１２のすぐ下側で支持体に接触させて１０３の部位 に位置させた。アクチュエーターに、８００Ｈｚの方形波パターンで垂直に約０ .２５ｍｍの振動を生じさせた。振動を６秒間持続し、滴表面の振動動作によっ て滴の内容物を完全に混合した。血清ジゴキシンと試薬Ａとの反応はこの時点で 開始した。 その後、支持体を前進させ、試料のチェーンも同様にし、２番目の反応の準備 をした。１番目の反応混合物がピペット２４の位置に到達した時に、免疫反応の ２番目の部分を開始した。１番目の段階を開始したのと同様の段階のシーケンス で、ピペット２４および支持体１２上の滴内に既に存在している液体のみを使用 して、（１０３の部位からの）血清と試薬Ａとの混合物３μｌおよび１０２の部 位に最初に付着させた滴からの試薬Ｂ１５μｌを、元の３つの滴に対して１０４ の部位に置いた。試薬Ｂ粒子と試薬Ａ粒子との反応が開始し得るように、２番目 の混合アクチュエーターによって滴を混合した。 支持体を正確な時間サイクルで進行させつつ、１０４の部位の混合物は読取り ヘッド３４に達した。ソレノイド作動アーム３７を用いて信号読取りプロセスを 開始し、縁部が実質的に光を漏らさないシールで支持体に接触する反射性閉鎖容 器（エンクロージャー）を滴の上に下げた。滴および支持体の下側には、中空の 反射性シリンダー、電磁シャッター４１および光電子光増倍管４０が位置させて あった。シャッターは最初は閉じていた。反射性密閉容器の頂部は、ダイオード ・レーザー４２からの光を伝達する光ファイバー４３の端面となっていた。ダイ オード・レーザーのスイッチは、（図１、２または４に示していない）外部で変 調された電源によるコンピュータ制御によってオンにされた。レーザーのスイッ チを１秒間オンにした。レーザーのスイッチをオフにして１０ミリ秒後、シヤッ ターを１秒間開き、反応混合物から放出される光を測定した。シヤッターを閉じ て１０ミリ秒後、レーザーのスイッチを再びオンにし、プロセスを繰り返した。 ６回の発光および測定のサイクルについて測定した光の総和がその試料につい ての信号であった。信号を、所定量のジゴキシンを含む対照標準を用いて得られ たものと比較した。このようにして、未知の試料中のジゴキシンの量を測定した 。 図４は、この方法を用いる一実施例において、各試料の分析で形成した４つの 滴１０１〜１０４の相対的な位置を示す。これらの位置は移動式支持体１２上の ものであって、支持体１２が進行するにつれて、固定された支持体２０に対する 相対的な位置が変化する。 請求の範囲 １．２種またはそれ以上の液体を混合する方法であって、 （ａ）液滴に対して実質的に不透過性および非反応性であり、実質的に平坦で 実質的に非弾性的な表面上に、２種またはそれ以上の液体を含有する液滴を形成 し、液滴を表面上に容器のない包込み状態で存在させる工程、および （ｂ）静電的エネルギーまたは音響的エネルギーを滴に適用し、それによって 液体を混合する工程 を含んでなる方法。 ２．表面が可撓性のストリップである請求の範囲１記載の方法。 ３．液滴が液体供給チューブから供給され、液体供給チューブの口端部の内側 および外側が、供給する液体と非混和性である液体によって湿潤化された状態に 保たれる請求の範囲１記載の方法。 ４．液滴の体積が５０マイクロリットル以下である請求の範囲１記載の方法。 ５．２種またはそれ以上の液体を混合するための装置であって、 （ａ）液体に対して実質的に不透過性および非反応性であり、実質的に平坦な 表面、 （ｂ）表面上に液体を供給して、表面上に容器のない包込み状態で存在する滴 を形成する供給手段、および （ｃ）表面を変形させることなく滴に変形を生じさせ、それによって液体を混 合する手段であって、音響的エネルギーおよび静電的エネルギーからなる群から 選ばれる手段 を含んでなる装置。 ６．自動分析装置の中を通して液体試料および試薬を移送し、移送の間に液体 試料および試薬を混合する方法であって、 （ａ）試料および試薬に対して実質的に不透過性および非反応性であり、実質 的に平坦な表面上に液体試料および試薬を送出して各々試料および試薬を含んで なる滴を生成させる１またはそれ以上のプローブを通過して該表面を移動させ、 液滴を表面上に容器のない包込み状態で存在させること、および （ｂ）滴に静電的エネルギーまたは音響的エネルギーを適用し、それによって 液体試料および試薬を混合すること を含んでなる方法。 ７．表面が可撓性ストリップである請求の範囲６記載の方法。 ８．口端部の内側および外側が供給する液体と非混和性である液体によって湿 潤化された状態に保たれる液体供給プローブから滴を形成する請求の範囲６記載 の方法。 ９．液滴の体積が５０マイクロリットル以下である請求の範囲６記載の方法。 １０．複数の試料を分析するための自動分析装置であって、 （ａ）実質的に非弾性的で実質的に平坦である移動可能な表面、 （ｂ）表面のための硬質の支持体、 （ｃ）試料および試薬に対して実質的に不透過性および非反応性である表面上 に試料および試薬を供給して、表面上に各々試料および試薬を含有する滴を生じ させ、滴を容器のない包込み状態で存在させる１またはそれ以上の液体供給プロ ーブ、 （ｄ）表面を実質的に伸張することなく滴に変形を生じさせ、それによって滴 に含まれる試料および試薬を混合する非蒸発的手段であって、音響的エネルギー または静電的エネルギーである手段、ならびに （ｅ）滴を分析する分析装置 を含んでなる装置。 １１．表面が可撓性ストリップである請求の範囲１０記載の装置。 １２．液体供給プローブが、その液体供給プローブの口端部の内側および外側 を供給する液体と非混和性である液体によって湿潤化された状態に保つための手 段を有する請求の範囲１０記載の装置。 １３．滴に変形を生じさせるための非蒸発的手段が振動である請求の範囲１０ 記載の装置。 １４．振動が音速周波数または亜音速域周波数によって生じる請求の範囲１３ 記載の装置。 １５．滴に変形を生じさせるための非蒸発的手段が、滴に適用される可変的電 界である請求の範囲１０記載の装置。 １６．複数の試料を分析するための自動分析装置であって、 （ａ）実質的に非弾性的で実質的に平坦である移動可能な表面、 （ｂ）表面のための硬質の支持体、 （ｃ）試料および試薬に対して実質的に不透過性および非反応性である表面上 に試料および試薬を供給して、表面上に各々試料および試薬を含有する滴を生じ させ、滴を容器のない包込み状態で存在させる１またはそれ以上の液体供給プロ ーブ、 （ｄ）表面を実質的に伸張することなく滴に変形を生じさせ、それによって滴 に含まれる試料および試薬を混合する非蒸発的手段であって、音響的エネルギー または静電的エネルギーである手段、ならびに （ｅ）滴を分析する分析装置 を含んでなり、更に分析装置が、 （ｆ）光検出器、および （ｇ）少なくとも１つの反射性表面は滴から放出される光を光検出器に当てさ せるための開口を有しており、移動する表面に関して、各滴が２つの反射性表面 の間に位置し、２つの反射性表面が実質的に滴を包囲するように位置する２つの 反射性表面 を含んでなる装置。 １７．検体を含むと考えられる試料中の検体の存在または量をアッセイする方 法であって、 （ａ）試薬の１種が標識されている試薬であるかまたは標識することができる 試薬であって、試料および試薬に対して実質的に不透過性および非反応性であり 、実質的に平坦な表面上に試料および試薬を送出して、各々試料および試薬を含 んでなる滴を生じさせる１またはそれ以上のプローブを通過して該表面を移動さ せ、液滴を表面上に容器のない包込み状態で存在させること、 （ｂ）滴に静電的エネルギーまたは音響的エネルギーを適用し、それによって 試料および試薬を混合すること、 （ｃ）滴を表面上でインキュベートすること、ならびに （ｄ）表面上の滴において、標識された試薬によって生じ、試料中に存在する 検体の存在または量に関連する信号の量を検出すること を含んでなる方法。 １８．光活性化に付された液体媒体からの光を検出する方法であって、 （ａ）液体媒体に対して実質的に不透過性および非反応性であり、実質的に平 坦で実質的に非弾性的な透明支持体に液体媒体を適用し、液体媒体を表面上に容 器のない包込み状態で存在させる工程、および （ｂ）少なくとも１つの表面が、液体媒体から放出される光を、シャッターを 備えた光電子増倍管を有する光検出器に当てさせるための開口を有しており、液 体媒体を実質的に包囲する２つの反射性表面の間に液体媒体および支持体がある ように支持体を配置する工程、 （ｃ）シヤッターを閉じて、液体媒体を光活性化に付する工程、ならびに （ｄ）シヤッターを開き、液体媒体から放出される光を光電子増倍管により検 出する工程 を含んでなる方法。 １９．該光電子放出が化学発光である請求の範囲１８記載の方法。 ２０．媒体が透明ストリップ上において滴の形態である請求の範囲１８記載の 方法。 ２１．支持体がストリップである請求の範囲１８記載の方法。 ２２．光活性化に付された液体媒体からの光を検出するためのデバイスであっ て、 （ａ）液体媒体に対して実質的に不透過性および非反応性であり、実質的に平 坦で実質的に非弾性的な透明支持体、 （ｂ）シャッターを備えた光電子増倍管を有する光検出器、および （ｃ）少なくとも１つの表面が媒体から放出される光を光検出器に当てさせる ための開口を有しており、支持体に関して、支持体に適用される媒体が２つの反 射性表面の間にあるように位置し、支持体上に容器のない包込み状態で媒体が存 在し、２つの反射性表面が媒体を実質的に包囲するように位置する２つの反射性 表面 を含んでなるデバイス。 ２３．支持体がストリップである請求の範囲２２記載のデバイス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 キラコシアン，ライア アメリカ合衆国95129カリフォルニア州 サンノゼ、ウィリアムズ・ロード4851番 (72)発明者 ウルマン，エドウィン・フィッシャー アメリカ合衆国94025カリフォルニア州 アサートン、セルビー・レイン135番

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．２種またはそれ以上の液体を混合する方法であって、 （ａ）実質的に非弾性的であり、実質的に平坦な表面上に、２種またはそれ以 上の液体を含有する液滴を表面上に容器のない包込み状態で形成する工程、およ び （ｂ）本質的に空気流のない環境で液滴に変形を生じさせ、それによって液体 を混合する工程 を含んでなる方法。 ２．液滴に静電的エネルギーまたは音響的エネルギーを適用することによって 、液滴に変形を生じさせる請求の範囲１記載の方法。 ３．２種またはそれ以上の液体を混合する方法であって、 （ａ）実質的に平坦な表面上に、２種またはそれ以上の液体を含有する液滴を 形成する工程、および （ｂ）静電的エネルギーまたは音響的エネルギーを液滴に適用し、それによっ て液体を混合する工程 を含んでなる方法。 ４．表面が可撓性のストリップである請求の範囲３記載の方法。 ５．液滴が液体供給チューブから供給され、液体供給チューブの口端部の内側 および外側が、供給する液体と非混和性である液体によって湿潤化された状態に 保たれる請求の範囲３記載の方法。 ６．２種またはそれ以上の液体を混合する方法であって、 （ａ）実質的に平坦な表面上に、２種またはそれ以上の液体を含有する液滴を 形成する工程、および （ｂ）本質的に空気流のない環境で、表面を実質的に伸張することなく液滴に 変形を生じさせ、それによって液体を混合する工程 を含んでなる方法。 ７．表面が可撓性のストリップである請求の範囲６記載の方法。 ８．液滴が液体供給チューブから形成され、液体供給チューブの口端部の内側 および外側が、供給する液体と非混和性である液体によって湿潤化された状態に 保たれる請求の範囲６記載の方法。 ９．液滴が振動によって変形を生じる請求の範囲６記載の方法。 １０．振動が音速周波数または亜音速域周波数によって生じる請求の範囲９記 載の方法。 １１．液滴に変形を生じさせる手段が、該液滴に適用される可変的電界である 請求の範囲６記載の方法。 １２．液滴に変形を生じさせる手段が、供給するための手段の内外への液滴の 吸い込みおよび排出を繰り返すものである請求の範囲６記載の方法。 １３．液滴の体積が５０マイクロリットル以下である請求の範囲６記載の方法 。 １４．２種またはそれ以上の液体を混合するための装置であって、 （ａ）実質的に平坦な表面、 （ｂ）表面上に液体を供給して液滴を形成する手段、および （ｃ）表面を実質的に伸張することなく液滴に変形を生じさせ、それによって 液体を混合する非蒸発的手段 を含んでなる装置。 １５．表面が可撓性ストリップである請求の範囲１４記載の装置。 １６．表面のための硬質支持体を含んでなる請求の範囲１４記載の装置。 １７．供給のための手段が液体供給チューブを含んでなる請求の範囲１４記載 の装置。 １８．供給のための手段が、液体供給チューブの口端部の内側および外側を、 供給する液体と非混和性である液体によって湿潤状態に保つための手段を含んで なる請求の範囲１７記載の装置。 １９．液滴に変形を生じさせる非蒸発的手段が振動である請求の範囲１４記載 の装置。 ２０．振動が音速周波数または亜音速域周波数によって生じる請求の範囲１９ 記載の装置。 ２１．液滴に変形を生じさせるための非蒸発的手段が、液滴に適用される可変 的電界である請求の範囲１４記載の装置。 ２２．液滴に変形を生じさせるための非蒸発的手段が、供給するための手段の 内外への液滴の吸い込みおよび排出を繰り返すものである請求の範囲１４記載の 装置。 ２３．２種またはそれ以上の液体を混合するための装置であって、 （ａ）実質的に平坦な表面、 （ｂ）表面上に液体を供給して液滴を形成する手段、および （ｃ）表面を変形させることなく液滴に変形を生じさせ、それによって液体を 混合する手段であって、音響的エネルギーおよび静電波の振動する電界からなる 群から選ばれる手段 を含んでなる装置。 ２４．移動するベルト上に液体試料および試薬を有する独立したゾーンを形成 すること、独立した反応混合物を形成するように独立したゾーン内で試料および 試薬を混合すること、および独立した反応混合物を検出ゾーンに移動させること を含んでなる、自動分析装置を通して液体試料および試薬を移送する方法におい て、 少なくとも形成および混合工程の間、本質的に空気流のない状態で、独立した ゾーンにおいて容器のない包込み状態にて独立した反応混合物が存在することを を改良点とする方法。 ２５．自動分析装置の中を通して液体試料および試薬を移送し、移送の間に試 料および試薬を混合する方法であって、 （ａ）実質的に非弾性的であり、実質的に平坦な表面 上に試料および試薬を送出して、各々試料および試薬を含んでなる滴を形成させ る１またはそれ以上のプローブを通過するように、該表面移動させること、およ び （ｂ）本質的に空気流のない環境で滴を変形させ、それによって試料および試 薬を混合すること を含んでなる方法。 ２６．静電的エネルギーまたは音響的エネルギーを滴に適用することによって 滴を変形させる請求の範囲２５記載の方法。 ２７．表面が可撓性ストリップである請求の範囲２５記載の方法。 ２８．口端部の内側および外側が供給する液体と非混和性である液体によって 湿潤化された状態に保たれる液体供給プローブから滴を形成する請求の範囲２５ 記載の方法。 ２９．振動によって滴に変形を生じさせる請求の範囲２５記載の方法。 ３０．滴に変形を生じさせる手段が、供給するための手段の内外への滴の吸い 込みおよび排出を繰り返すものである請求の範囲２５記載の方法。 ３１．液滴の体積が５０マイクロリットル以下である請求の範囲２５記載の方 法。 ３２．自動分析装置の中を通して液体試料および試薬を移送し、移送の間に試 料および試薬を混合する方法であって、 （ａ）実質的に平坦な表面上に試料および試薬を送出して各々試料および試薬 を含んでなる滴を生成させる１またはそれ以上のプローブを通過して該表面を移 動させること、および （ｂ）滴に静電的エネルギーまたは音響的エネルギーを適用し、それによって 試料および試薬を混合すること を含んでなる方法。 ３３．表面が可撓性ストリップである請求の範囲３２記載の方法。 ３４．口端部の内側および外側が供給する液体と非混和性である液体によって 湿潤化された状態に保たれる液体供給プローブから滴を形成する請求の範囲３２ 記載の方法。 ３５．滴の体積が５０マイクロリットル以下である請求の範囲３２記載の方法 。 ３６．複数の試料を分析するための自動分析装置であって、 （ａ）実質的に非弾性的であり、実質的に平坦である移動可能な表面、 （ｂ）表面のための硬質の支持体、 （ｃ）表面上に試料および試薬を供給して、各々試料および試薬を含有する滴 を生じさせるための１またはそれ以上の液体供給プローブ、 （ｄ）表面を実質的に伸張することなく滴に変形を生じさせ、それによって滴 に含まれる試料および試薬を混合する非蒸発的手段、ならびに （ｅ）小滴を分析する手段 を含んでなる装置。 ３７．表面が可撓性ストリップである請求の範囲３６記載の装置。 ３８．液体供給プローブが、その液体供給プローブの口端部の内側および外側 を供給する液体と非混和性である液体によって湿潤化された状態に保つための手 段を有する請求の範囲３６記載の装置。 ３９．滴に変形を生じさせるための非蒸発的手段が振動である請求の範囲３６ 記載の装置。 ４０．振動が音速周波数または亜音速域周波数によって生じる請求の範囲３９ 記載の装置。 ４１．滴に変形を生じさせるための非蒸発的手段が、滴に適用される可変的電 界である請求の範囲３６記載の装置。 ４２．滴に変形を生じさせるための非蒸発的手段が、液体供給プローブの内外 への小滴の吸い込みおよび排出を繰り返すものである請求の範囲３６記載の装置 。 ４３．滴を分析するための手段が、 （ａ）光検出器、および （ｂ）少なくとも１つの反射性表面は滴から放出される光を光検出器に当てさ せるための開口を有しており、移動する表面に関して、各滴が２つの反射性表面 の間に位置し、２つの反射性表面が実質的に小滴を包囲するように位置する２つ の反射性表面 を含んでなる装置。 ４４．検体を含むと考えられる試料中の検体の存在または量をアッセイする方 法であって、 （ａ）試薬の１種が標識されている試薬であるかまたは標識することができる 試薬であって、実質的に平坦な表面上に試料および試薬を送出して、各々試料お よび試薬を含んでなる滴を生じさせる１またはそれ以上のプローブを通過して該 平面移動させること、 （ｂ）滴に静電的エネルギーまたは音響的エネルギーを適用し、それによって 試料および試薬を混合すること、 （ｃ）滴を表面上でインキュベートすること、ならびに （ｄ）表面上の滴において、標識された試薬によって生じ、試料中に存在する 検体の存在または量に関連する信号の量を検出すること を含んでなる方法。 ４５．光活性化に付された液体媒体からの光を検出する方法であって、 （ａ）媒体を透明媒体に適用する工程、および （ｂ）少なくとも１つの表面が媒体から放出される光を光検出器に当てさせる ための開口を有しており、媒体を実質的に包囲する２つの反射性表面の間に媒体 および支持体があるように支持体を配置する工程 を含んでなる方法。 ４６．該光電子放出が化学発光である請求の範囲４５記載の方法。 ４７．媒体が透明ストリップ上において滴の形態である請求の範囲４５記載の 方法。 ４８．支持体がストリップである請求の範囲４５記載の方法。 ４９．光活性化に付された液体媒体からの光を検出するためのデバイスであっ て、 （ａ）透明支持体、 （ｂ）光検出器、および （ｃ）少なくとも１つの表面が媒体から放出される光を光検出器に当てさせる ための開口を有しており、支持体に関して、支持体に適用される媒体が２つの反 射性表面の間にあるように位置し、２つの反射性表面が媒体を実質的に包囲する ように位置する２つの反射性表面 を含んでなるデバイス。 ５０．支持体がストリップである請求の範囲４９記載のデバイス。