特許 6483257 流体ポンピング及び温度調節

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6483257

(24)【登録日】2019年2月22日

(45)【発行日】2019年3月13日

(54)【発明の名称】流体ポンピング及び温度調節

(51)【国際特許分類】

   G01N 15/00 20060101AFI20190304BHJP

   G01N 37/00 20060101ALI20190304BHJP

   B81B 7/02 20060101ALI20190304BHJP

【ＦＩ】

   G01N15/00 B

   G01N37/00 101

   B81B7/02

【請求項の数】15

【全頁数】41

(21)【出願番号】特願2017-522492(P2017-522492)

(86)(22)【出願日】2015年6月29日

(65)【公表番号】特表2018-500541(P2018-500541A)

(43)【公表日】2018年1月11日

(86)【国際出願番号】US2015038313

(87)【国際公開番号】WO2016122706

(87)【国際公開日】20160804

【審査請求日】2017年4月25日

(31)【優先権主張番号】473/CHE/2015

(32)【優先日】2015年1月30日

(33)【優先権主張国】IN

(73)【特許権者】

【識別番号】511076424

【氏名又は名称】ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー．

【氏名又は名称原語表記】Ｈｅｗｌｅｔｔ‐Ｐａｃｋａｒｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｌ．Ｐ．

(74)【代理人】

【識別番号】100087642

【弁理士】

【氏名又は名称】古谷 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100082946

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 昭広

(74)【代理人】

【識別番号】100121061

【弁理士】

【氏名又は名称】西山 清春

(74)【代理人】

【識別番号】100195693

【弁理士】

【氏名又は名称】細井 玲

(72)【発明者】

【氏名】ユ，ジョシュア，エム

(72)【発明者】

【氏名】スミス，マシュー，デイヴィッド

(72)【発明者】

【氏名】サイト，エム・エイ，シャミード

(72)【発明者】

【氏名】ジリ，マニシュ

【審査官】 磯田 真美

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００７−５２６１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／１０６６４３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１４／１４４５４８（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００９９７２２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−０６５１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１７８８２７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−０８８５９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０９０９７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 TSAI, J.H. et al.，A Thermal Buble Auctuated Micro Nozzle-Diffuser Pump，Journal of Microelectromechanical systemls，２００２年１２月，Vol. 11, No. 6，pp. 665-671

【文献】 TORNIANEN, E.D. et al.，Bubble-driven inertial micropump，PHYSICS OF FLUIDS，２０１２年，Vol. 24，pp. 1-18

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ １５／００ − １５／１４

Ｇ０１Ｎ ３７／００

Ｂ０１Ｊ １９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体を受けるためのマイクロ流体チャネルと、
前記マイクロ流体チャネル内の検体センサーと、
前記マイクロ流体チャネル内の微小な抵抗と、
前記微小な抵抗を作動させて流体ポンピング状態にし、及び、前記微小な抵抗を選択的に作動させて温度調節状態にするためのコントローラ
を備える装置であって、
前記流体ポンピング状態では、前記検体センサーを横切るように流体を送り出すために、前記微小な抵抗の近傍の流体は、該流体の核生成エネルギーを上回る温度に加熱され、
前記温度調節状態では、前記微小な抵抗を選択的に作動させて、前記微小な抵抗の近傍の流体の温度が、該流体の前記核生成エネルギー未満の所定の温度範囲内に常に維持されるようにし、
前記コントローラは、少なくとも前記検体センサーが前記流体を検出しているときには、前記流体の温度を調節するために、前記微小な抵抗を選択的に作動させて前記温度調節状態にすることができることからなる、装置。

【請求項2】

前記流体の温度を表す温度信号を出力するための温度センサーをさらに備え、
前記コントローラは、前記温度信号に基づいて、前記微小な抵抗を選択的に作動させて前記温度調節状態にすることができることからなる、請求項１の装置。

【請求項3】

マイクロ流体診断チップを含むカセットと、
前記コントローラを含む携帯型電子装置
を備え、
前記マイクロ流体診断チップは、前記マイクロ流体チャネル、前記温度センサー、及び前記微小な抵抗を備え、
前記カセットは、前記携帯型電子装置に取り外し可能に接続可能であることからなる、請求項２の装置。

【請求項4】

前記コントローラは、前記温度調節状態のときに異なる熱量を加えるために、前記微小な抵抗を選択的に作動させることができることからなる、請求項１〜３のいずれかの装置。

【請求項5】

前記コントローラは、前記微小な抵抗を選択的に作動させて、前記微小な抵抗の特性を調節することによって、前記微小な抵抗が前記温度調節状態にあるときに、前記微小な抵抗によって加えられる熱量を制御することができ、
前記特性は、オン／オフ状態、非ゼロのパルス周波数、電圧、及びパルス幅からなる特性のグループから選択される、請求項４の装置。

【請求項6】

前記コントローラは、前記流体の温度を調節するために、予め決められたスケジュールにしたがって、前記微小な抵抗を選択的に作動させて前記温度調節状態にすることができることからなる、請求項１の装置。

【請求項7】

マイクロ流体チャネル内の流体が検体センサーを横切るように該流体を送り出すために、前記マイクロ流体チャネル内の微小な抵抗を作動させて、該微小な抵抗の近傍の流体を、該流体の核生成エネルギーを上回る温度に加熱するステップと、
少なくとも前記検体センサーが前記流体を検出しているときに、前記微小な抵抗の近傍の流体の温度が、該流体の前記核生成エネルギー未満の所定の温度範囲内に常に維持されるように、前記微小な抵抗を選択的に作動させるステップ
を含む方法。

【請求項8】

前記流体の温度を検出するステップをさらに含み、
前記微小な抵抗は、前記流体の前記検出された温度に基づいて選択的に作動させられることからなる、請求項７の方法。

【請求項9】

前記検出された温度に基づいて前記微小な抵抗に供給される電力の特性を調節するステップをさらに含み、
前記特性は、オン／オフ状態、非ゼロのパルス周波数、電圧、及びパルス幅からなる特性のグループから選択される、請求項８の方法。

【請求項10】

マイクロ流体診断チップに取り外し可能に接続された携帯型電子装置を用いて、前記検出された温度を監視するステップをさらに含み、
前記携帯型電子装置は、前記微小な抵抗に供給される前記電力の特性を調節することからなる、請求項９の方法。

【請求項11】

前記マイクロ流体チャネル内の前記流体が、前記微小な抵抗を用いて前記流体を送り出すことによって連続的に循環させられる、請求項８〜１０のいずれかの方法。

【請求項12】

前記微小な抵抗は、前記流体の温度を調節するために、予め決められたスケジュールにしたがって選択的に作動させられる、請求項８の方法。

【請求項13】

命令を含んでいる非一時的なコンピューター可読媒体を備える装置であって、
前記命令は、プロセッサに、
マイクロ流体チャネル内の流体の温度を示す信号を受け取り、
前記マイクロ流体チャネル内の前記流体の温度に基づいて第１の制御信号を出力し、及び、
前記マイクロ流体チャネル内の前記流体の温度に基づいて第２の制御信号を出力する
ように命令し、
前記第１の制御信号は、前記マイクロ流体チャネル内の流体を送り出すために、前記マイクロ流体チャネル内の微小な抵抗を作動させて、前記微小な抵抗の近傍の流体を、該流体の核生成エネルギーを上回る温度まで加熱させ、
前記第２の制御信号は、前記微小な抵抗を選択的に作動させて、前記微小な抵抗の近傍の流体の温度を、前記流体の前記核生成エネルギー未満の所定の温度範囲内に常に維持させることからなる、装置。

【請求項14】

前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号は、前記微小な抵抗に供給される電力の特性を調節し、
前記特性は、オン／オフ状態、非ゼロのパルス周波数、電圧、及びパルス幅からなる特性のグループから選択される、請求項１３の装置。

【請求項15】

前記命令はさらに、前記マイクロ流体チャネル内の前記流体が連続的に循環するようにするために、前記プロセッサに、前記第１の制御信号を出力するように命令することからなる、請求項１３または１４の装置。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

【先行技術文献】

【特許文献】

【0002】

【特許文献1】（補充可能性あり）

【図面の簡単な説明】

【0003】

【図1】例示的な流体試験システムの略図である。

【図2】試験される流体を送り込んで、該流体の温度を調節するための例示的な方法のフローチャートである。

【図3】別の例示的な流体試験システムの略図である。

【図4】試験される流体を送り込んで、該流体の温度を調節するための別の例示的な方法のフローチャートである。

【図5】別の例示的な流体試験システムの略図である。

【図6】例示的なカセットの透視図（または斜視図）である。

【図7A】外形に変更が加えられた図６のカセットの断面図である。

【図7B】一部が省かれているかまたは透明にされている図７Ａのカセットの透視図（または斜視図）である。

【図7C】一部が省かれているかまたは透明にされている図７Ａのカセットの上面図である。

【図8A】例示的なマイクロ流体カセット及び漏斗を支持する例示的なカセットボードの上面図である。

【図8B】図８Ａのカセットボードの底面図である。

【図9】図８Ａのカセットボードの一部の部分断面図である。

【図10】図６及び図９Ａのカセットの別の例示的なマイクロ流体チップの上面図である。

【図11】図１０のマイクロ流体チップの例示的な検出領域の拡大部分上面図である。

【図12】例示的なマイクロ流体チップの部分上面図であり、例示的なマイクロ流体チャネル内の例示的な電気センサーを示している。

【図13】例示的な細胞に対するマイクロ流体チャネルの例示的な狭窄部の体積を示す図である。

【図14】例示的な電気センサーを備える例示的なマイクロ流体チャネルの図であり、電界の生成、及び該電界を通過しようとしている細胞の相対的な大きさを示している。

【図15】図８及び図９Ａのカセット内で使用可能な別の例示的なマイクロ流体チップの部分上面図である。

【図16】図８及び図９Ａのカセット内で使用可能な別の例示的なマイクロ流体チップの部分上面図であり、例示的なマイクロ流体チャネルの一部を示している。

【図17】該マイクロ流体チャネルの一部内の例示的なポンプ及びセンサーを示す、図１６のマイクロ流体チップの部分上面図である。

【図18】図８及び図９Ａのカセット内で使用可能な別の例示的なマイクロ流体チップの部分上面図である。

【図19】例示的なインピーダンス検出回路の略図である。

【図20】図５の流体試験システムによって実行される例示的なマルチスレッディング法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0004】

図１は、流体サンプルを分析するための例示的な流体試験（または検査）システム２０を概略的に示している。後述するように、流体試験システム２０は、抵抗を、（１）流体サンプルの温度を制御または調節するために使用し、及び、（２）該流体サンプルを適切な位置に配置しまたは送り込む（ないし送り出す）ために使用する、という２つのやり方で使用する。流体試験システム２０は、マイクロ（微小）流体体積部２４、細胞（またはセル。以下同じ）／粒子センサー３８、抵抗（器）６０、及びコントローラ７０を備えている。

【0005】

マイクロ流体体積部２４は、試験（ないし検査。以下同じ）される流体サンプルを受け取る。マイクロ流体体積部２４は、マイクロ流体容器（マイクロ流体リザーバ）３４及びマイクロ流体チャネル３６を備えている。マイクロ流体容器３４は、血液などの液体上の流体（流動体）がチャネル３６内に引き込まれるまで、該液体を受け入れて収容するキャビティ（空洞）またはチャンバー（室）または体積部から構成される。１実施例では、容器３４は、チップをサポートするカセットの一部として設けられたより大きな容器から流体を受け取る。

【0006】

チャネル３６は、試験される（すなわち試験対象の）流体サンプルの流体を導いて案内するための流体チャネルすなわち流体通路を備えている。１実施例では、流体サンプルの一部が細胞／粒子センサー３８を横断する（横切る）ように該流体サンプルの該一部を導くために、チャネル３６は、マイクロ流体チップの基板内に形成されて、容器３４から延びている。１実施例では、チャネル３６は、流体を循環させるために、マイクロ流体チップの容器３４に流体を戻すように該流体を導く。別の実施例では、マイクロ流体チャネル３６は、排出用容器または排出口に流体を導く。さらに別の実施例では、チャネル３６は、流体の他の目的地まで延びている。

【0007】

細胞／粒子センサー３８は、センサー３８に対向してまたはセンサー３８の近傍に配置された細胞または粒子に応答して信号を出力するためのセンサーを備えている。１実施例では、細胞／粒子センサー３８は、任意の瞬間（タイミング）にセンサー３８を（横切って）通り過ぎる（センサー３８に対向する）細胞または粒子の数もしくは量を表す信号を出力する。別の実施例では、細胞／粒子センサー３８は、細胞や粒子等のサイズなどの個々の細胞や粒子の特性を表す信号を出力する。

【0008】

図示の例では、細胞／粒子センサー３８は、チャネル３６内の基板３２上に形成された微細加工デバイスを備えている。１実施例では、センサー３８は、チャネル３６を通る流体及び／もしくは該流体の細胞／粒子の性質もしくはパラメータもしくは特性を表す電気信号を出力するように、または、該電気信号を変化させるように設計されたマイクロデバイスを備える。１実施例では、センサー３８は、チャネル３６を流れて、チャネル３６を横切っているかまたはチャネル３６内の電界のインピーダンスに影響を与えるサイズが異なる粒子または細胞によって引き起こされる電気インピーダンスの変化に基づいて信号を出力する電気センサーを備える。１実施例では、センサー３８は、チャネル３６の表面内に形成されているかまたは該表面内に一体化されている帯電したハイサイド（高位側）電極及びローサイド（低位側）電極を備える。１実施例では、該ローサイド電極は電気的に接地されている。別の実施例では、該ローサイド電極はフローティング電極から構成される。

【0009】

抵抗（器）６０は、チャネル３６内に形成されているかまたは該チャネル３６内に配置されている、抵抗に抗して流れる電流に応答して発熱しまたは熱を生成する微小なデバイス（マイクロデバイス）である。抵抗６０は、流体の核生成エネルギーを上回る温度（たとえば核生成を生じる温度を上回る温度）まで近傍の流体を加熱するために、十分な熱量を放出することができる電気抵抗性材料から形成される。近傍にある流体の核生成エネルギーを超えるように該流体を加熱することによって、該流体が気化して、流体サンプルの移動している部分を送り出すのを支援する蒸気泡が生成されるが、これについては後述する。抵抗６０はさらに、抵抗６０の近傍にある流体を該流体の核生成エネルギーよりも低い温度に加熱することによって、該流体が気化することなくより高い温度まで加熱されるようにするために、より少ない量の熱を放出することができる。

【0010】

コントローラ７０は、抵抗６０の動作を制御する処理ユニット（処理装置）を備えている。本出願では、「処理ユニット」という用語は、メモリ（記憶装置）に格納されている一連の命令を実行する現在開発されているかまたは将来開発される処理ユニットを意味するものとする。該一連の命令を実行すると、処理ユニットは、制御信号を生成するなどのアクションを実行する。それらの命令を、処理ユニットによって実行するために、プログラム論理（プログラムロジック）もしくは符号化された論理（ロジック）を含む読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）または大容量記憶装置または他の何らかの永続的記憶装置もしくは非一時的なコンピューター可読媒体からランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）にロードすることができる。他の実施例では、ハードワイヤード回路を機械可読命令の代わりにまたは該命令と組み合わせて用いて、記載されている機能を実施することができる。たとえば、コントローラ７０を、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）の一部として具現化することができる。特に明示していない限り、コントローラは、ハードウェア回路と機械可読命令の任意の特定の組み合わせにも、処理ユニットによって実行される命令の任意の特定のソースにも限定されない。

【0011】

コントローラ７０は、流体のポンピング（流体の送り込みないし送り出し）と流体の温度調節の両方を達成するために抵抗６０の二重目的の機能（作動）を容易にする。コントローラ７０は、十分な量の電流が抵抗６０を通るようにする制御信号を出力することによって抵抗を作動させて（該抵抗を）流体ポンピング状態にし、これによって、抵抗６０が、チャネル３６内の（抵抗６０の近傍の）流体の核生成エネルギーを上回る温度（たとえば核生成を生じる温度を上回る温度）まで該流体を加熱するようにする。この結果、該近傍の流体は気化して、該流体の体積よりも大きい体積を有する蒸気泡が生成される（該蒸気泡は該流体から形成されたものである）。このより大きな体積は、チャネル３６内の気化しなかった残存している流体を押して、センサー３８を横切って該流体を移動させるように作用する。蒸気泡が崩壊すると、流体は、容器３４からチャネル３６中へと引き込まれて、崩壊した蒸気泡の（崩壊する）前の体積を占有する。図１の破線によって示されているように、チャネル３６の幾何学的形状ないし配置、及びセンサー３８と抵抗６０の相対的な位置に依存して、センサー３８を横切って流体を押すか引き込むために、抵抗６０を、センサー３８の一方（または両方）の側に、または、容器３４とセンサー３８の間、または、センサー３８と容器３４もしくは排出用容器への戻り通路などの下流側の位置との間に配置することができる。

【0012】

コントローラ７０は、間欠的にまたは定期的に抵抗６０を作動させて該抵抗６０をポンピング状態にする。１実施例では、コントローラ７０は、チャネル３６内の流体が連続的に移動するかまたは連続的に循環するように、定期的に抵抗６０を作動させて該抵抗６０をポンピング状態にする。

【0013】

抵抗６０がポンピング状態に作動されていない、すなわち、流体の核生成エネルギーを上回る温度まで作動されていない期間中は、コントローラ７０は、同じ抵抗６０を使用して、流体が、センサー３８の近傍またはセンサー３８に対向する位置に延びておりかつセンサー３８によって検出されている期間中は少なくとも、該流体の温度を調節する。抵抗６０がポンピング状態にはない期間中は、コントローラ７０は、抵抗６０を選択的に作動させて該抵抗６０を温度調節状態にする。該温度調節状態では、（抵抗６０の）近傍の流体は気化することなく加熱される。コントローラ７０は、十分な量の電流が抵抗６０を通るようにする制御信号を出力することによって抵抗６０を作動させて該抵抗６０を流体加熱状態または温度調節状態にし、これによって、抵抗６０が、チャネル３６内の（抵抗６０の）近傍の流体を気化させることなく、該流体の核生成エネルギー未満の温度まで該流体を加熱するようにする。たとえば、１実施例では、コントローラは、該近傍の流体の温度が該流体の核生成エネルギー未満の第１の温度まで上昇するように抵抗を作動させて該抵抗を動作状態にし、その後、該近傍の流体の温度が該核生成エネルギー未満の一定の温度に維持されるかまたは該エネルギー未満の所定の温度範囲内に常に維持されるように該動作状態を維持もしくは調節する。これとは対照的に、抵抗６０がポンピング状態に作動されているときには、抵抗６０は、抵抗６０の近傍の流体の温度が、一定の温度に維持されるわけでも、所定の温度範囲内に常に維持される（温度が該所定の温度範囲内で上昇及び下降する）わけでもないが、該流体の温度を該流体の核生成エネルギーを上回る温度まで急速かつ連続的に上昇または増加させるようにする動作状態にある。

【0014】

１実施例では、コントローラ７０は、抵抗６０が、温度調節状態（該近傍の流体の温度は、該流体の核生成エネルギーを上回る温度には加熱されない）にあるときに、２値的に動作するように、抵抗６０を制御する。抵抗６０が、温度調節状態において２値的に動作する実施例では、抵抗６０は、「オン」か「オフ」のいずれかである。抵抗６０が「オン」のときには、抵抗６０が所定の熱量を所定の（単位時間当たりの）熱流量ないし速さで放出するように、所定量の電流が抵抗６０を流れる。抵抗６０が「オフ」のときは、抵抗６０が追加の熱を生成もしくは放出しないように、電流は抵抗６０を流れない。このような２値の温度調節動作モードでは、コントローラ７０は、抵抗６０を「オン」状態と「オフ」状態間で選択的に切り替えることによって、チャネル３６内の流体に加えられる熱量を制御する。

【0015】

別の実施例では、コントローラ７０は、抵抗６０が温度調節状態にあるときに、抵抗６０を、複数の異なる「オン」動作状態のうちの１つとなるように制御し、または該１つの動作状態に設定する。この結果、コントローラ７０は、抵抗６０によって熱が生成されて放出される速さを選択的に変える。この場合、熱放出速度は、複数の異なる使用可能な非ゼロの熱放出速度の中から選択される。たとえば、１実施例では、コントローラ７０は、抵抗６０の特性を調整することによって、抵抗６０によって熱（量）が変更される速さを選択的に変更ないし制御する。調整することができる抵抗６０の（オン／オフ状態以外の）特性の例には、非ゼロのパルス周波数、電圧、及びパルス幅（ただしこれらには限定されない）が含まれる。１実施例では、コントローラ７０は、複数の異なる特性を選択的に調整して、抵抗６０によって熱が放出される速さを制御ないし調節する。

【0016】

１実施例では、コントローラ７０は、所定のすなわち予め決められたスケジュールにしたがって、抵抗６０を選択的に作動させて温度調節状態にし、これによって、流体の温度を該流体の核生成エネルギーを下回る一定の温度に維持し、または、該流体の温度を該流体の核生成エネルギーを下回る所定の温度範囲内に常に維持する。１実施例では、該所定のスケジュールは、予め決められた定期的なスケジュールまたはタイム（時間）スケジュールである。たとえば、流体試験システム２０の特定の温度特性に関する履歴データの収集を通じて、流体試験システム２０内の特定の流体サンプルの温度は、試験される流体のタイプ、抵抗６０が作動されてポンピング状態になる速さ／頻度、個々の蒸気泡が生成されるポンピングサイクル中に温度調節器（抵抗）６０によって放出される熱量、流体試験システム２０の種々の構成要素の熱的性質及び熱伝導率、抵抗６０とセンサー３８との間隔（距離）、流体サンプルが容器３４内または流体試験システム２０に最初に置かれたときの該流体サンプルの初期温度などの要因に依存して、予測可能な態様もしくはパターンで変化することがわかった。システム２０内で流体サンプルの温度が変化しまたは該流体サンプルが熱（温度）損失を被る既に発見されている予測可能な態様もしくはパターンに基づいて、コントローラ７０は、発見された温度変化もしくは熱（温度）損失のパターンに適合させ、並びに、該流体の温度を該流体の核生成エネルギーを下回る一定の温度に維持し、もしくは、該流体の温度を該核生成エネルギーを下回る所定の温度範囲内に常に維持するために、上述したように、抵抗６０がいつオンまたはオフであるかを選択的に制御し、及び／又は、抵抗６０が「オン」状態であるときの抵抗６０の特性を選択的に調整する制御信号を出力する。かかる実施例では、コントローラ７０が抵抗６０を作動させて温度調節状態にし、及び、コントローラ７０が、抵抗６０の熱放出速度を調整するために抵抗の動作特性を選択的に調整する所定の定期的なタイミングスケジュールが、コントローラ７０によってアクセスされる非一時的なコンピューター可読媒体に格納され、または、特定用途向け集積回路などの集積回路の一部としてプログラムされる。

【0017】

１実施例では、コントローラ７０が抵抗６０を作動させて温度調節状態にし、及び、コントローラ７０が温度調節状態において抵抗６０の動作状態を調整する所定のタイミングスケジュールは、試験システム２０への流体サンプルの導入に基づき、または該導入によって起動される。別の実施例では、該所定のタイミングスケジュールは、ある抵抗６０による流体サンプルのポンピングに関連するイベントに基づき、または該イベントによって起動される。さらに別の実施例では、該所定のタイミングスケジュールは、センサー３８からの信号もしくはデータの出力に基づき、または該出力によって起動され、または、センサー３８が該流体を検出してデータを出力するスケジュールもしくは頻度に基づき、または該スケジュールもしくは該頻度によって起動される。

【0018】

さらに別の実施例では、コントローラ７０は、抵抗６０を選択的に作動させて温度調節状態にし、及び、温度調節状態にある間に、試験対象の流体の検出された温度に基づいて、抵抗６０を選択的に作動させて異なる動作状態にする。１実施例では、コントローラ７０は、試験対象の流体の温度を表す受信した信号に基づいて、抵抗６０をポンピング状態と温度調節状態との間で切り替える。１実施例では、コントローラ７０は、該信号に基づいて、試験対象の流体の温度を決定ないし判定する。１実施例では、コントローラ７０は、閉ループ方式で動作し、該閉ループにおいて、コントローラ７０は、１つのセンサーまたは２以上のセンサーから連続的にもしくは定期的に受信される流体温度表示信号（流体の温度を表す信号）に基づいて、温度調節状態にある抵抗６０の動作特性を連続的にもしくは定期的に調整する。

【0019】

図２は、コントローラ７０によって実行することができる例示的な方法１００のフローチャートである。ブロック１０４に示されているように、コントローラ７０は、非一時的なコンピューター可読媒体に（プログラム論理（プログラムロジック）や符号化された論理（ロジック）や機械可読命令もしくは回路の形態で）格納されている命令にしたがって、診断チップのマイクロ流体チャネル３６内で試験される流体サンプルを細胞／粒子センサー３８を横切るように送り込む（ないし送り出す）ための制御信号を抵抗６０に対して出力する。具体的には、該制御信号は、抵抗６０に、マイクロ流体チャネル３６内の該近傍の流体を該流体の核生成エネルギーを上回る温度まで加熱するのに十分な熱量及び速さ（もしくは単位時間当たりの熱流量）で熱を放出させる。蒸気泡の発生によって、チャネル３６内の流体を押して送り込む。その後の蒸気泡の崩壊によって、流体はチャネル３６内に引き込まれて該チャネル内を移動する。

【0020】

ブロック１０６に示されているように、コントローラ７０は、非一時的なコンピューター可読媒体に（プログラム論理（プログラムロジック）や符号化された論理（ロジック）や機械可読命令もしくは回路の形態で）格納されている命令にしたがって、少なくとも細胞／粒子センサー３８が流体を検出しているときに（すなわち、流体を検出しているときには少なくとも）、該流体の温度を調節するために、抵抗６０に対して制御信号を出力する。具体的には、コントローラ７０は、該近傍の流体を、該流体の核生成エネルギーを下回る一定の温度まで加熱するように、または、該流体の温度を該流体の核生成エネルギーを下回る所定の温度範囲内に常に維持するように、抵抗６０を作動させるための制御信号を出力する。上述したように、コントローラ７０は、（抵抗６０が）温度調節状態にあるときに抵抗６０を２値的に制御することができ、または、抵抗６０を動的に制御して、抵抗６０の動作状態を複数の異なる使用可能な動作「オン」状態の中から選択することができる。上述したように、コントローラ７０は、予め決められた加熱スケジュールに基づいて、または、リアルタイムで検出された温度のフィードバックに基づいて、そのような制御を行うことができる。

【0021】

図３は、流体試験システム２０の例示的な実施例である流体試験システム２２０を概略的に示している。流体試験システム２２０は、流体試験システム２２０が温度センサー１４０をさらに備えている点、及び、コントローラ７０が、温度センサー１４０からの信号に基づいて流体の温度を調節する点を除いて、流体試験システム２０に類似している。流体試験システム２０の構成要素ないし要素に対応する流体試験システム２２０の残りの構成要素ないし要素には同じ番号が付されている。

【0022】

温度センサー１４０は、マイクロ流体チャネル３６内の流体サンプルの一部の温度を示す信号を直接もしくは間接に出力するための温度検出デバイスを備えている。図示の例では、温度センサー１４０は、チャネル３６内のサンプル流体の温度を直接検出するためにチャネル３６内に配置されている。別の実施例では、破線で示されているように、温度センサー１４０は、マイクロ流体容器３４内のサンプル流体の温度を直接検出するために該容器３４内に配置される。さらに別の実施例では、温度センサー１４０は、マイクロ流体体積部２４内のサンプル流体の温度を間接的に検出するために、該体積部２４を画定する基板またはチップ内などの該体積部２４の外部に配置される。さらに別の実施例では、温度センサー１４０を、その他の場所に配置することができるが、この場合、そのような他の場所における温度は、試験されるサンプル流体の温度と相互に関連している。

【0023】

流体試験システム２２０は、単一の温度センサー１４０を備えるものとして示されているが、他の実施例では、システム２２０は、体積部２４内の様々な位置における流体サンプルの温度を示す信号を出力する複数の温度センサー１４０を備え、この場合、該出力信号は、集められて、１つのグループとして統計的に分析されて、試験対象のサンプル流体の温度の統計値（たとえば、試験対象のサンプル流体の平均温度）が特定される。たとえば、１実施例では、システム２２０は、容器３４内に複数の温度センサー１４０を備え、及び／又は、チャネル３６内に複数の温度センサー１４０を備え、及び／又は、体積部２４を形成する基板もしくはチップ内の体積部２４の外部に複数の温度センサーを備えている。

【0024】

１実施例では、温度センサー１４０の各々は、電気抵抗温度センサーを備えており、該センサーの抵抗は、温度の変化に応じて変化し、これによって、該センサーの現在の電気抵抗を示す信号は、該センサーの近傍の環境の現在の温度を示すかまたは該温度に対応するようになっている。他の実施例では、センサー１４０は、他のタイプの微細加工された温度検出デバイスまたは微小な温度検出デバイスを備えている。

【0025】

コントローラ７０は、抵抗６０を選択的に作動させて温度調節状態にし、及び、該温度調整状態にあるときに、試験対象の流体の検出された温度に基づいて、抵抗６０を選択的に作動させて異なる動作状態にする。１実施例では、コントローラ７０は、試験対象の流体の温度を示すセンサー１４０から受け取った信号に基づいて、抵抗６０を、ポンピング状態と温度調節状態との間で切り替える。１実施例では、コントローラ７０は、該信号に基づいて試験対象の流体の温度を決定ないし判定する。１実施例では、コントローラ７０は、閉ループ方式で動作し、該閉ループにおいて、コントローラ７０は、１つのセンサー１４０または２以上のセンサー１４０から連続的にもしくは定期的に受信される流体温度表示信号（流体の温度を表す信号）に基づいて、温度調節状態にある抵抗６０の動作特性を連続的にもしくは定期的に調整する。

【0026】

１実施例では、コントローラ７０は、温度センサー１４０から受け取った信号の値を、抵抗６０の対応する動作状態、及び／又は、抵抗６０の該動作状態が開始された特定の時刻、及び／又は、抵抗６０の該動作状態が終了した時刻、及び／又は、抵抗６０の該動作状態の継続時間に相互に関連付けるかまたは索引付けする。かかる実施例では、コントローラ７０は、索引付けされた流体温度表示信号、及び該信号に関連する抵抗動作状態情報を格納する。コントローラ７０は、格納されている索引付けされた情報を用いて、抵抗６０の異なる動作状態と、チャネル３６内の流体の温度の変化との間の現在の関係を決定ないし特定する。この結果、コントローラ７０は、チャネル３６内の特定の流体サンプルもしくは特定のタイプの流体の温度が、温度調節状態にある抵抗６０の動作状態の変化にどのように応答するかを特定する。１実施例では、コントローラ７０は、オペレータが、抵抗６０の動作特性の変化に流体がどのように応答するかに影響を与えうる試験システム２２０の構成要素の経年劣化やその他の要因を考慮に入れるために、試験システム２２０の動作を調整できるようにするための（表示される）情報を表示する。別の実施例では、コントローラ７０は、抵抗６０の異なる動作状態に対する特定された温度応答に基づいて、温度調節状態にある抵抗６０の動作をコントローラ７０が制御するやり方を自動的に調整する。たとえば、１実施例では、コントローラ７０は、流体サンプルと抵抗６０との間の特定されて格納されている熱応答関係に基づいて、抵抗６０を、「オン」状態と「オフ」状態間で（切り替えて）作動させ、または、異なる「オン」動作状態間で（切り替えて）作動させる予め決められたスケジュールを調整する。別の実施例では、コントローラ７０は、コントローラ７０が、温度センサー１４０から受け取った温度信号にリアルタイムで応答するやり方を制御する手法またはプログラムを調整する。

【0027】

図４は、流体試験システム２２０によって実行することができる例示的な方法３００のフローチャートである。ブロック３０２に示されているように、コントローラ７０は、非一時的なコンピューター可読媒体に（プログラム論理（プログラムロジック）や符号化された論理（ロジック）や機械可読命令もしくは回路の形態で）格納されている命令にしたがって、リアルタイムで、温度センサー１４０に対しポーリングし、すなわちセンサー１４０から流体信号を受け取る。該流体信号は、マイクロ流体診断チップのマイクロ流体チャネル３６内の流体の温度を表している。

【0028】

ブロック３０４に示されているように、コントローラ７０は、、非一時的なコンピューター可読媒体に（プログラム論理（プログラムロジック）や符号化された論理（ロジック）や機械可読命令もしくは回路の形態で）格納されている命令にしたがって、診断チップのマイクロ流体チャネル３６内で試験される流体サンプルを細胞／粒子センサー３８を横切るようにポンピングする（すなわち送り込みないし送り出す）ための制御信号を抵抗６０に対して出力する。具体的には、該制御信号は、抵抗６０に、マイクロ流体チャネル３６内の該近傍の流体を該流体の核生成エネルギーを上回る温度まで加熱するのに十分な熱量及び速さ（もしくは単位時間当たりの熱流量）で熱を放出させる。蒸気泡の発生によって、チャネル３６内に流体を押して送り込む。その後の蒸気泡の崩壊によって、流体はチャネル３６内に引き込まれて該チャネル内を移動する。

【0029】

ブロック３０６に示されているように、コントローラ７０は、非一時的なコンピューター可読媒体に（プログラム論理（プログラムロジック）や符号化された論理（ロジック）や機械可読命令もしくは回路の形態で）格納されている命令にしたがって、少なくとも細胞／粒子センサー３８が流体を検出しているときに（すなわち、流体を検出しているときには少なくとも）、該流体の温度を調節するために、抵抗６０に対して制御信号を出力する。具体的には、コントローラ７０は、該近傍の流体を、該流体の核生成エネルギーを下回る一定の温度まで加熱するように、または、該流体の温度を該流体の核生成エネルギーを下回る所定の温度範囲内に常に維持するように、抵抗６０を作動させるための制御信号を出力する。上述したように、コントローラ７０は、（抵抗６０が）温度調節状態にあるときに抵抗６０を２値的に制御することができ、または、抵抗６０を動的に制御して、抵抗６０の動作状態を複数の異なる使用可能な動作「オン」状態の中から選択することができる。

【0030】

図５は、例示的なマイクロ流体診断もしくは試験システム１０００を示している。システム１０００は、携帯型の電子デバイス駆動のインピーダンスベースのシステムから構成され、該システムによって、血液サンプルなどの流体のサンプルが分析される。本開示においては、「流体」という用語は、細胞や粒子やその他の生体物質などの流体中の検体もしくは該流体によって運ばれる検体を含む。流体のインピーダンスは、該流体のインピーダンス及び／又は該流体中の任意の検体を指す。システム１０００（該システムの一部が概略的に図示されている）は、マイクロ流体カセット１０１０、カセットインターフェース１２００、モバイルアナライザー１２３２、及びリモートアナライザー１３００を備えている。全体としては、マイクロ流体カセット１０１０は、流体サンプルを受け取って、該流体サンプルの検出された特性に基づいて信号を出力する。インターフェース１２００は、モバイルアナライザー１２３２とカセット１０１０間の仲介をする。インターフェース１２００は、カセット１０１０に取り外し可能に接続し、及び、カセット１０１０上のポンプ及びセンサーを動作させるためにモバイルアナライザー１２３２からカセット１０１０への電力の伝送を容易にする。インターフェース１２００はさらに、モバイルアナライザー１２３２によるカセット１０１０上のポンプ及びセンサーの制御を容易にする。モバイルアナライザー１２３２は、インターフェース１２００を介してカセット１０１０の動作を制御し、及び、カセット１０１０によって生成された試験対象の流体サンプルに関するデータを受け取る。モバイルアナライザー１２３２は、データを分析して出力を生成する。モバイルアナライザー１２３２はさらに、処理したデータを、以後のより詳細な分析及び処理のために、リモートアナライザー１３００に送る。システム１０００は、血液サンプルなどの流体サンプルを試験するための携帯型の診断プラットフォームを提供する。

【0031】

図６〜図１９は、マイクロ流体カセット１０１０を詳細に示している。図６〜図８に示されているように、カセット１０１０は、カセットボード１０１２、カセット本体１０１４、膜（たとえば薄膜）１０１５、及びマイクロ流体チップ１０３０を備えている。カセットボード１０１２は、図８Ａ及び図８Ｂに示されているように、パネル（板）もしくは台（プラットホーム）を備えており、該パネルもしくは台の中または該パネルもしくは台の上に流体チップ１０３０が取り付けられている。カセットボード１０１２は、導電性の線すなわちトレース１０１５を備えており、該線１０１５は、マイクロ流体チップ１０３０の電気的コネクタから、カセットボード１０１２の端部にある電気コネクタ１０１６まで延びている。図６に示されているように、電気コネクタ１０１６は、外部のカセット本体１０１４に露出している。図５に示されているように、露出した電気コネクタ１０１６は、インターフェース１２００に挿入されて、インターフェース１２００内の対応する電気コネクタと電気的に接触する位置に配置されて、マイクロ流体チップ１０３０とカセットインターフェース１２００の間に電気的接続をもたらすように設計されている。

【0032】

カセット本体１０１４は、カセットボード１０１２及びマイクロ流体チップ１０３０を覆って保護するために、カセットボード１０１２を部分的に囲んでいる。カセット本体１０１４は、カセット１０１０の手動操作を容易にし、これによって、カセット１０１０をインターフェース１２００に取り外し可能に相互接続するための手動による位置決めを容易にする。カセット本体１０１４はさらに、受け取った流体サンプル（または血液サンプル）をマイクロ流体チップ１０３０に向けて送っているときの流体サンプルの取得中に人の指を位置決めして該指に対して密封する。

【0033】

図示の例では、カセット本体１０１４は、つまみ部１０１７、サンプル受容ポート１０１８、レジデンス通路（residence passage）１０２０、サンプル保持チャンバー１０２１、チップファンネル（チップ漏斗）１０２２、排出口１０２３、及び排出用容器１０２４を備えている。つまみ部１０１７は、電気コネクタ１０１６が配置されているカセット１０１０の端部の反対側にある本体１０１４の薄い部分を含んでいる。つまみ部１０１７は、カセット１０１０をカセットインターフェース１２００の受容ポート１０２４（図５に示されている）に接続または挿入する際にカセット１０１０を把持するのを容易にする。図示の例では、つまみ部１０１７は、２インチ以下の幅Ｗと、２インチ以下の長さＬと、０．５インチ以下の厚さを有する。

【0034】

サンプル受容ポート１０１８は、血液サンプルなどの流体サンプルを受け入れることができる開口を備えている。図示の例では、サンプル受容ポート１０１８は、つまみ部１０１７とカセットボード１０１２の露出した部分の間に延びる高くされた台（プラットホーム）すなわち盛り上がった部分（「マウンド」という）１０２６の上面１０２７に形成された開口部１０２５を有している。マウンド１０２６は、カセット１０１０を直感的に使用できるようにするために、サンプル受容ポート１０１８の位置を明確に識別する。１実施例では、上面１０２７は、人の指の底面（該底面からサンプルが取得される）に対して強化されたシールを形成するために、該指の凹状の下面に合致するか概ね合致するように湾曲するか凹状をなしている。毛管作用によって、該指からサンプルを形成する血液が引き込まれる。１実施例では、血液サンプルは５〜１０マイクロリットル（の量）である。他の実施例では、ポート１０１８は、別の位置に配置されるか、または、たとえば、図７Ａに示されているように、マウンド１０２６が省かれる。図７Ａに示されているカセット１０１０は、図６に示されているカセット本体１０１４と外形が少し異なるカセット本体１０１４を有しており、図７Ａに示されているカセット本体１０１４にはマウンド１０２６がないが、図６及び図７Ａに示されている残りの要素ないし構成要素は、図６及び図７Ａに示されているカセット本体の両方に存在する。

【0035】

図７Ａ〜図７Ｃに示されているように、レジデンス通路１０２０は、入力ポート１０１８とサンプル保持チャンバー１０２１との間に延びる流体チャネルもしくは導管（コンジット）もしくは管もしくは他の通路から構成される。レジデンス通路１０２０は、ねじれた状態、もしくは曲線状、もしくは非直線状、もしくは曲がりくねった状態で、サンプル入力ポート１０１８とサンプル保持チャンバー１０２１の間に延びており、これによって、サンプルが、サンプル入力ポート１０１８を通って、チップ１０３０まで進む（または流れる）のに要する時間が長くなるようにしている。レジデンス通路１０２０は体積部を提供し、試験される流体サンプルがチップ１０３０に達する前に、該体積部内で、該流体サンプルと流体試薬を混合することができる。図示の例では、レジデンス通路１０２０は、ポート１０１８とチップ１０３０の間のカセット本体１０１４の空間内で曲がりくねった円形またはらせん形の通路を含む迂回通路である。別の実施例では、レジデンス通路１０２０は、サンプル入力ポート１０１８とチップ１０３０の間の空間内で、曲がりくねっており、及び／又はジグザグになっており、及び／又はうねっており、及び／又は蛇行しており、及び／又はジグザグに曲がりくねっている。

【0036】

図示の例では、レジデンス通路１０２０は、マイクロ流体チップ１０３０に向かって下方（重力の方向）に延び、その後、マイクロ流体チップ１０３０から遠ざかるように上方（重力の方向とは反対方向）に延びている。図９Ａ及び図９Ｂに示されているように、たとえば、上流側の部分１０２８は、サンプル保持チャンバー１０２１の近傍にありかつ該チャンバーに直接接続されたレジデンス通路１０２０の下流側の端部１０２９の下方に垂直に延びている。上流側の部分は、端部１０２９より先に、入力ポート１０１８からの流体を受けるが、端部１０２９の方が、垂直方向において入力ポート１０１８に物理的に近い。その結果、該上流側の部分から流れる流体は、下流側の端部１０２９へと重力に逆らって流れる。後述するように、いくつかの実施例では、レジデンス通路１０２０は、試験される流体サンプルまたは血液サンプルと反応する試薬１０２５を含んでいる。いくつかの状況では、この反応は、残留物または副産物を生じる。たとえば、溶解した血液などの流体サンプルは、溶解細胞または溶解物（ライセート）を有するだろう。レジデンス通路１０２０の端部１０２９は、レジデンス通路１０２０の上流側の部分１０２８の上に延びているので、流体サンプルと試薬１０２５の反応によって生じたそのような残留物や副産物は、沈降して、上流側の部分１０２８内に閉じ込められるかまたは保持される。換言すれば、レジデンス通路１０２０を通ってマイクロ流体チップ１０３０に進むそのような残留物や副産物の量が少なくされる。他の実施例では、レジデンス通路１０２０は、全体を通じて、サンプル保持チャンバー１０２１に向かって下方に延びる。

【0037】

サンプル保持チャンバー１０２１は、チャンバー（室）または内部体積部から構成され、該チャンバーまたは内部体積部内で、試験される流体サンプルまたは血液サンプルがチップ１０３０の上に集まる。チップファンネル１０２２は、チャンバー１０２１のより大きな領域をチップ１０３０のそれより小さな流体受容領域に通すために、チップ１０３０に向かって狭くなる漏斗状の装置（デバイス）から構成される。図示の例では、サンプル入力ポート１０１８、レジデンス通路１０２０、サンプル保持チャンバー１０２１及びチップファンネル１０２２は、内部流体準備（または調合）領域を形成し、該領域内で、流体サンプルまたは血液サンプルがチップ１０３０に入る前に、該流体サンプルまたは血液サンプルを試薬と混合することができる。１実施例では、該流体準備領域の全体積は２０〜２５０マイクロリットル（μL）である。他の実施例では、かかる内部キャビティ（内部空洞）によって提供される流体準備領域は、それ以外の体積を有することができる。

【0038】

１実施例では、図７Ａに点描で示されているように、試験されるサンプル流体をポート１０１８に導入する前に、カセット１０１０は流体試薬１０２５で予め満たされている。流体試薬１０２５は、試験される流体と相互作用する組成を含んでおり、試験される流体の選択された特性または一群の選択された特性を分析するマイクロ流体チップ１０３０の能力を高める。１実施例では、流体試薬１０２５は、試験される流体を希釈するための組成を含む。１実施例では、流体試薬１０２５は、試験される流体または血液を溶解するための組成を含む。さらに別の実施例では、流体試薬１０２５は、試験される流体の選択された部分の標識付けを容易にする組成を含む。たとえば、１実施例では、流体試薬１０２５は、磁気ビーズ（magnetic beads）または金ビーズまたはラテックスビーズを含んでいる。他の実施例では、流体試薬１０２５は、試験されるサンプル流体とは異なる、その他の液組成または固体組成または液体を含み、それらは、マイクロ流体チップ１０３０によってサンプル流体が受け取られ、処理され、及び分析される前に、サンプル入力ポート１０１８内に配置された該サンプル流体と相互作用しまたは該サンプル流体に変更を加える。

【0039】

排出口１０２３は、サンプル保持チャンバー１０２１とカセット本体１０１４の外部との間を連絡する通路から構成される。図６に示されている例では、排出口１０２３は、マウンド１０２６の側面を通って延びている。排出口１０２３は、毛管作用によってサンプル保持チャンバー１０２１内に流体を保持するのに十分な小さいサイズであるが、保持チャンバー１０２１が流体で満たされるときに、保持チャンバー１０２１内の空気を逃すことができるようにするのに十分な大きさである。１実施例では、それらの排出口の各々は、直径が５０〜２００マイクロメートルの開口を有する。

【0040】

排出用容器１０２４は、本体１０１４内にチップ１０３０から排出された流体を受けるように構成されたキャビティまたはチャンバーを備えている。排出用容器１０２４は、チップ１０３０を通過して、処理または試験された流体を収容することができる。排出用容器１０２４は、同じ流体が複数回試験されないように、処理または試験された流体を受け取る。図示の例では、チップ１０３０がチップファンネル１０２２と排出用容器１０２４の間に挟まれるように、排出用容器１０２４は、チップ１０３０の下の本体１０１４内に、または、チップファンネル１０２２及びサンプル保持チャンバー１０２１の側とは反対側のチップ１０３０の側部に形成される。１実施例では、排出用容器１０２４は、本体１０１４内に完全に収容されて、（切断やドリルによる穴あけなどによる本体１０１４の破壊、または、その他の本体１０１４の永久的な破壊もしくは破損による以外には）（進入などの）アクセスができないようになっており、本体１０１４内の処理または試験された流体を、保管するために、または、カセット１０１０の破棄と共にその後に衛生的に処分するために、閉じ込める。さらに別の実施例では、排出用容器１０２４は、ドアまたは隔壁を通じてアクセス可能であり、試験された流体のさらなる分析のために、または、別個の容器に試験された流体を保管するために、または、容器１０２４をからにしてカセット１０１０の継続的な使用を容易にするために、処理または試験された流体を容器１０２４から排出することが可能である。

【0041】

いくつかの実施例では、マイクロ流体容器１０２４は省かれる。かかる実施例では、マイクロ流体チップ１０３０によって試験または処理された流体サンプルまたは血液サンプルの部分は、再循環してマイクロ流体チップ１０３０の入力側または入力部に戻る。たとえば、１実施例では、マイクロ流体チップ１０３０は、マイクロ流体チップ１０３０によって提供される１つまたは複数のセンサーの入力側に、チップファンネル１０２２を通る流体を受けるマイクロ流体容器を備える。試験された流体サンプルまたは血液サンプルのそれらの部分は、マイクロ流体チップ１０３０の該１つまたは複数のセンサーの入力側にある該マイクロ流体容器に戻される。

【0042】

膜１０１５は、ポート１０１８の開口部１０２５を完全に横断して延びかつ開口部１０２５を完全に覆うように適切な位置に接着しているかまたは他のやり方で固定されている、穴のあいていない液体不透過性のパネルもしくは薄膜もしくはその他の材料の層から構成されている。１実施例では、膜１０１５は、カセット１０１０の内部体積及びその意図されている内容物が不正な操作または変更を受けているか否かを識別するタンパーインジケータとして機能する。カセット１０１０のサンプル準備（または調合）領域が、上記の試薬１０２５などの試薬で予め満たされている実施例では、膜１０１５は、流体準備領域内の流体試薬１０２５、ポート１０１８、レジデンス通路１０２０、流体保持チャンバー１０２１及びチップファンネル１０２２を密閉（封止）する。いくつかの実施例では、膜１０１５はさらに、排出口１０２３を横断して（またはその全体にわたって）延在する。いくつかの実施例では、膜１０１５はさらに、気体不透過性または空気不透過性である。

【0043】

図示の例では、膜１０１５は、少なくとも流体サンプルがサンプル入力ポート１０１８内に置かれるまでは、流体試薬１０２５をカセット１０１０内に閉じ込めるかまたは収容する。この場合、膜１０１５をはがすか、もしくは引き裂くか、もしくはそれに穴をあけて、流体サンプルを開口部１０１８を通して導入することができる。他の実施例では、膜１０１５は、隔壁を備えることができ、針を該隔壁に通して挿入することによって、開口部１０１８を通じて流体サンプルまたは血液サンプルが置かれる。膜１０１５は、カセット１０１０の一部としての流体試薬１０２５の事前パケージングを容易にし、この場合、流体試薬１０２５は、その後の試験される流体サンプルの配置と共に使用する準備ができている。たとえば、第１の流体試薬１０２５を収容している第１のカセット１０１０を、流体の第１のサンプルの第１の特性を試験するために予め設計しておくことができ、第１の流体試薬１０２５とは異なる第２の流体試薬１０２５を収容している第２のカセット１０１０を、流体の第２のサンプルの第２の特性を試験するために予め設計しておくことができる。換言すれば、異なるそれぞれのカセット１０１０を、それに含まれている流体試薬１０２５のタイプまたは量に応じて、異なる特性を試験するために個別に設計することができる。

【0044】

図８Ａ、図８Ｂ及び図９は、マイクロ流体チップ１０３０を示している。図８Ａは、カセットボード１０１２、チップファンネル１０２２、及びマイクロ流体チップ１０３０の上面を示している。図８Ａは、チップファンネル１０２２とカセットボード１０１２の間の挟まれたマイクロ流体チップ１０３０を示している。図８Ｂは、カセットボード１０１２とマイクロ流体チップ１０３０の底面を示している。図９は、チップファンネル１０２２の下のマイクロ流体チップ１０３０の断面図である。図９に示されているように、マイクロ流体チップ１０３０は、シリコン（ケイ素）などの材料から形成された基板１０３２を備えている。マイクロ流体チップ１０３０は、基板１０３２に形成されたマイクロ流体容器１０３４を備えており、該容器は、チップ１００３に入る流体サンプルを（いくつかの試験では試薬と共に）受けるためにチップファンネル１０２２の下に延びている。図示の例では、マイクロ流体容器は、１ｍｍ未満（公称では０．５ｍｍ）の幅Ｗを有する口すなわち上部開口を有している。容器１０３０は、０．５ｍｍと１ｍｍの間の深さＤ（公称では０．７ｍｍの深さＤ）を有している。後述するように、マイクロ流体チップ１０３０は、領域１０３３内にチップ１０３０の底部に沿ってポンプ及びセンサーを備えている。

【0045】

図１０及び図１１は、マイクロ流体チップ１０３０の例示的な実施例であるマイクロ流体チップ１１３０の拡大図である。マイクロ流体チップ１１３０は、１つの低電力プラットフォームに、流体ポンピング、インピーダンス検出、及び温度検出の各機能を組み込んでいる。マイクロ流体チップ１１３０は、排出用容器１０２４が省かれているカセット本体１０１４を有するカセット１０１０と共に使用するために特に設計されている。後述するように、マイクロ流体チップ１１３０は、試験された流体サンプルの部分を再循環させて、マイクロ流体チップ１１３０のセンサーの入力すなわち上流側に戻す。図１０に示されているように、マイクロ流体チップ１１３０は基板１０３２を備えており、該基板内に、（上記の）マイクロ流体容器１０３４が形成されている。さらに、マイクロ流体チップ１１３０は、複数の検出領域１１３５を有しており、該検出領域の各々は、マイクロ流体チャネル１１３６、微細加工された集積センサー１１３８、及びポンプ１１６０を備えている。

【0046】

図１１は、図１０に示されているチップ１１３０の検出領域１１３５のうちの１つを示す拡大図である。図１１に示されているように、マイクロ流体チャネル１１３６は、流体サンプルを流すために基板１０３２内を延びるまたは該基板内に形成された通路を備えている。チャネル１１３６は、中央部分１１６２を含むポンプ、及び、枝部分１１６４、１１６６を含む一対のセンサーを備えている。枝部分１１６４、１１６６の各々は、マイクロ流体容器１１３４に向かって広くなる漏斗形状の開口を有している。中央部分１１６２は、容器１１３４から延びており、容器１１３４に対して該開口よりも狭い開口を有している。中央部分１１６２はポンプ１１６０を備えている。

【0047】

枝部分１１６４、１１６６を含むセンサーは、中央部分１１６２の互いに反対の側に分岐すなわち枝分かれして、容器１１３４に戻るように延びている。枝部分１１６４、１１６６の各々は、流体が流れる狭くなっている部分、すなわちのど部もしくは狭窄部１１４０を備えている。本開示において「狭窄部」は、少なくとも１つの方向の寸法が狭くなっている部分を意味する。「狭窄部」を、（Ａ）チャネルの一方の側に向かって突き出した突出部を有する該チャネルの他方の側、または（Ｂ）チャネルのそれぞれの他方の側に向かって突き出した少なくとも１つの突出部を有する該チャネルの両側（これらの複数の突出部は、互いに整列しているか、または該チャネルに沿って互い違いに配置されている）、または（Ｃ）該チャネルを流れることができるものとできないものを区別するために該チャネルの２つの壁の間に突き出した少なくとも１つの柱状物もしくは円柱状物によって形成することができる。

【0048】

１実施例では、枝部分１１６４、１１６６は互いに類似している。別の実施例では、枝部１１６４、１１６６は、異なる流動特性を容易にするために互いに異なる形状またはサイズ（大きさ）にされている。たとえば、第１のサイズの粒子または細胞が（そのような粒子または細胞がある場合には）、部分１１６４、１１６６の一方よりもその他方の部分１１６４、１１６６をより容易に流れるように、狭窄部１１４０、または部分１１６４、１１６６の他の領域を異なるサイズとすることができる。部分１１６４、１１６６は中央部分１１６２の反対の側から分岐しているので、予め他の部分に流体を吸い上げることなく、部分１１６４、１１６６の両方が、部分１１６２から流体を直接受け取ることができる。

【0049】

微細加工された集積センサー１１３８の各々は、狭窄部１１４０内の基板１０３２上に形成された微細加工された装置（デバイス）を備えている。１実施例では、センサー１１３８は、電気信号を出力しまたは電気信号を変化させるように構成された微小デバイス（マイクロデバイス）を備えており、該電気信号または電気信号の変化は、狭窄部１１４０を通る流体及び／又は該流体の細胞／粒子の性質もしくはパラメータもしくは特性を表す。１実施例では、センサー１１３８の各々は、流体に含まれている細胞または粒子の性質ないし特性を検出し、及び／又は、センサー１１３８を横切って通る流体中の細胞または粒子の数を検出する細胞／粒子センサーを備えている。たとえば、１実施例では、センサー１１３８は、狭窄部１１４０を流れて、狭窄部１１４０を横切っているかまたは狭窄部１１４０内の電界のインピーダンスに影響を与えるサイズが異なる粒子または細胞によって引き起こされる電気インピーダンスの変化に基づいて信号を出力する電気センサーを備える。１実施例では、センサー１１３８は、狭窄部１１４０内のチャネル１１３６の表面内に形成されているかまたは該表面内に一体化されている帯電したハイサイド（高位側）電極及びローサイド（低位側）電極を備えている。１実施例では、該ローサイド電極は電気的に接地されている。別の実施例では、該ローサイド電極はフローティングローサイド電極から構成される。本開示では、「フローティング」ローサイド電極は、（該電極が）有している全ての接続アドミタンス（connecting admittance）がゼロである電極を意味する。換言すれば、フローティング電極は、切り離されおり、別の回路またはアースには接続されていない。

【0050】

図１２〜図１４は、センサー１１３８の１例を示している。図１２に示されているように、１実施例では、センサー１１３８は、ローサイド電極１１４１、１１４３、及び、帯電したすなわちアクティブなハイサイド電極１１４５を含む電気センサーを備えている。ローサイド電極は、接地されているかまたはフローティング状態である。アクティブな電極１１４５は、接地電極１１４１、１１４３間に挟まれている。電気センサー１１３８を形成する電極１１４１、１１４３、及び１１４５は、チャネル１１３６内に形成された狭窄部１１４０内に配置されている。狭窄部１１４０は、チャネル１１３６の近傍の２つの領域である、狭窄部１１４０の上流側と下流側よりも断面積が小さいチャネル１１３６の領域を有している。

【0051】

図１３は、狭窄部１１４０のサイズまたは寸法の１例を示している。狭窄部１１４０は、狭窄部１１４０を通って試験される個々の粒子または細胞の断面積と同様の断面積を有している。試験される細胞１１４７の全体寸法または平均最大寸法が６μｍである１実施例では、狭窄部１１４０の断面積は１００μｍ^２である。１実施例では、狭窄部１１４０は１０００μｍ^３の検出体積を有している。たとえば、１実施例では、狭窄部１１４０は、長さが１０μｍ、幅が１０μｍ、及び高さが１０μｍの領域を形成する検出体積を有している。１実施例では、狭窄部１１４０の幅は、３０μｍ以下である。狭窄部１１４０のサイズまたは寸法は、任意の時点において狭窄部１１４０を通ることができる粒子または個々の細胞の数を制限して、狭窄部１１４０を通る個々の細胞または粒子の試験を容易にする。

【0052】

図１４は、電気センサー１１３８の電極によって電界を形成する様子を示している。図１４に示されているように、ローサイド電極１１４１、１１４３は、アクティブな電極すなわちハイサイド電極１１４５を共用しており、電界は、アクティブなハイサイド電極１１４５と２つのローサイド電流１１４１、１１４３の各々との間に形成されている。１実施例では、ローサイド電極１１４１、１１４３は接地される可能性が高い。別の実施例では、ローサイド電極１１４１、１１４３は、フローティングローサイド電極である。流体が、電極１１４１、１１４３、及び１１４５を横切って電界中を通って流れると、該流体内の粒子もしくは細胞もしくは他の検体は、該電界のインピーダンスに影響を与える。それらの細胞や粒子の特性を特定するために、または、該電界中を通る細胞もしくは粒子の数を数えるために、このインピーダンスが検出される。

【0053】

ポンプ１１６０は、マイクロ流体チャネル１１３６中を流体を移動させて、該流体が狭窄部１１４０を通ってセンサー１１３８の１つを横切って移動するようにするためのデバイス（装置）から構成される。ポンプ１１６０は、流体をマイクロ流体容器１１３４からチャネル１１３６内へと引き込む。ポンプ１１６０はさらに、狭窄部１１４０を通ってセンサー１１３８を横切った流体を循環させて容器１１３４に戻す。

【0054】

図示の例では、ポンプ１１６０は、ポンピング状態または温度調節状態へと作動可能な抵抗（器）を備えている。抵抗１１６０は、（該抵抗の）近傍の流体の核生成エネルギーを上回る温度まで該流体を加熱するのに十分な熱量を放出することができる電気抵抗性材料から形成される。抵抗１１６０はさらに、抵抗１１６０の近傍にある流体を該流体の核生成エネルギーよりも低い温度に加熱することによって、該流体が気化することなくより高い温度まで加熱されるようにするために、より少ない量の熱を放出することができる。

【0055】

ポンプ１１６０を形成する抵抗がポンピング状態にあるときは、該抵抗を流れる電流のパルスが、抵抗に熱を生じさせ、これによって、該抵抗の近傍の流体を、該流体の核生成エネルギーを上回る温度まで加熱して、流体が狭窄部１１４０を横断して容器３４に戻るように該流体を強力に放出する蒸気泡が生成される。該蒸気泡が崩壊すると、負圧が、流体をマイクロ流体容器１１３４からチャネル１１３６内に引き込んで、崩壊した蒸気泡の（崩壊する）前の体積を占有させる。

【0056】

ポンプ１１６０を形成する抵抗が温度調節状態すなわち流体加熱状態にあるときは、（該抵抗の）近傍の流体の温度は、該流体の核生成エネルギー（たとえば該核生成エネルギーを生じる温度）未満の第１の温度まで上昇し、その後、該流体の温度が、該核生成エネルギー（たとえば該核生成エネルギーを生じる温度）より低い一定の温度に維持されるかまたは該核生成エネルギーより低い所定の温度範囲内に常に維持されるように、該動作状態が維持もしくは調整される。これとは対照的に、抵抗１１６０がポンピング状態に作動されているときには、抵抗１１６０は、抵抗１１６０の近傍の流体の温度が、一定の温度に維持されるわけでも、所定の温度範囲内に常に維持される（温度が該所定の温度範囲内で上昇及び下降する）わけでもないが、該流体の温度を、該流体の核生成エネルギーを上回る温度まで急速かつ連続的に上昇または増加させるようにする動作状態にある。

【0057】

さらに他の実施例では、ポンプ１１６０は、他のポンピングデバイスを備えることができる。たとえば、他の実施例では、ポンプ１１６０は、印加された電流に応じて形状を変えまたは振動して、振動板を揺らし、これによって、近傍の流体が狭窄部１１４０を横断して容器１１３４に戻るようにするピエゾ（圧電）抵抗デバイスを備えることができる。さらに他の実施例では、ポンプ１１６０は、マイクロ流体チャネル１１３６と流体連絡する他のマイクロ流体ポンピングデバイスを備えることができる。

【0058】

図１１の矢印によって示されているように、ポンプ１１６０を作動させて流体ポンピング状態にすることによって、流体サンプルは、矢印１１７０によって示されている方向に中央部分１１６２を通って移動する。流体サンプルは、狭窄部１１４０中を流れてセンサー１１３８を横切るが、この場合、該流体サンプル内の細胞は、（図１４に示されている）電界に影響を与え、そのインピーダンスを測定または検出することによって、該細胞もしくは粒子の特性を特定し、及び／又は、特定の時間期間中にセンサー１１３８の検出体積部を横切って流れる細胞の数を数える。狭窄部１１４０を通過した該流体サンプルの部分は、矢印１１７１で示されているように、流れを継続してマイクロ流体容器１１３４に戻る。

【0059】

図１０にさらに示されているように、マイクロ流体チップ１１３０はさらに、温度センサー１１７５、電気接触パッド１１７７、及びマルチプレクサ回路１１７９を備えている。温度センサー１１７５は、検出領域１１３５内の種々の位置に配置されている。温度センサー１１７５の各々は、マイクロ流体チャネル１１３６内の流体サンプルの部分の温度を示す信号を直接または間接に出力するための温度検出デバイスを備えている。図示の例では、温度センサー１１７５の各々は、チャネル１１３６内のサンプル流体の温度を間接的に検出するためにチャネル３６の外部に配置されている。他の実施例では、温度センサー１１７５は、容器１１３４内のサンプル流体の温度を直接検出するためにマイクロ流体容器１１３４内に配置される。さらに別の実施例では、温度センサー１１７５は、チャネル１１３６内に配置される。さらに他の実施例では、温度センサー１１７５をそれら以外の場所に配置することができ、この場合、それらの位置における温度は、試験されるサンプル流体の温度に相互に関連付けられる。１実施例では、温度センサー１１７５は信号を出力し、この場合、該出力信号は、集められて、１つのグループとして統計的に分析されて、試験対象のサンプル流体の温度の統計値（たとえば、試験対象のサンプル流体の平均温度）が特定される。１実施例では、チップ１１３０は、容器１１３４内に複数の温度センサー１１７５を備え、及び／又は、チャネル１１３６内に複数の温度センサー１１７５を備え、及び／又は、チップ１１３０の基板内に容器１１３４及びチャネル１１３６によって提供されている流体受容体積部の外部に複数の温度センサーを備えている。

【0060】

１実施例では、温度センサー１１７５の各々は、電気抵抗温度センサーを備えており、該センサーの抵抗は、温度の変化に応じて変化し、これによって、該センサーの現在の電気抵抗を示す信号は、該センサーの近傍の環境の現在の温度を示すかまたは該温度に対応するようになっている。他の実施例では、センサー１１７５は、他のタイプの微細加工された温度検出デバイスまたは微小な温度検出デバイスを備えている。

【0061】

電気接触パッド１１７７は、マイクロ流体チップ１１３０の端部に、互いから３ｍｍ未満（公称では２ｍｍ未満）の距離だけ間隔をおいて配置されており、これによって、マイクロ流体チップ１１３０の長さを短くして、カセット１０１０のサイズのコンパクト化を容易にしている。電気接触パッド１１７７は、マイクロ流体検出領域１１３５を間に挟んでおり、センサー１１３８、ポンプ１１６０、及び温度センサー１１７５に電気的に接続されている。電気接触パッド１１７７はさらに、（図７Ｂ、図７Ｃ、図８Ａ、及び図８Ｂに示されている）カセットボード１０１２の電気コネクタ１０１６に電気的に接続されている。

【0062】

マルチプレクサ回路１１７９は、電気接触パッド１１７７、センサー１１３８、ポンプ１１６０、及び温度センサー１１７５間に電気的に結合されている。マルチプレクサ回路１１７９は、チップ１１３０上の個々の電気接触パッド１１７７の数よりも多い複数のセンサー１１３８、ポンプ１１６０、及び温度センサー１１７５を制御し及び／又はそれらと通信するのを容易にする。たとえば、チップ１１３０がｎ個の接触パッドを有しているにもかかわらず、ｎ個より多い数の異なる別個の構成要素との通信を使用できる。この結果、貴重な空間または面積が節約され、チップ１１３０、及びチップ１１３０が使用されるカセット１０１０のサイズの低減が容易になる。他の実施例では、マルチプレクサ回路１１７９を省くことができる。

【0063】

図１５は、マイクロ流体チップ１０３０の別の例示的な実施例であるマイクロ流体チップ１２３０の一部の拡大図である。マイクロ流体チップ１１３０と同様に、マイクロ流体チップ１２３０は、マイクロ流体チップ１１３０に関して図示し説明した温度センサー１１７５、電気接触パッド１１７７、及びマルチプレクサ回路１１７９を備えている。マイクロ流体チップ１１３０と同様に、マイクロ流体チップ１２３０は、電気センサー１１３８及びポンプ１１６０を含む検出領域（センサー領域）を有している。マイクロ流体チップ１２３０はさらに、該チップの全体に分散した温度センサー１１７５を備えている。マイクロ流体チップ１２３０は、マイクロ流体チップ１２３０が異なるサイズまたは寸法のマイクロ流体チャネルを有している点を除いてマイクロ流体チップ１１３０と同様である。図示の例では、マイクロ流体チップ１２３０は、Ｕ字形のマイクロ流体チャネル１２３６Ａ及び１２３６Ｂ（これらを合わせてマイクロ流体チャネル１２３６という）を備えている。マイクロ流体チャネル１２３６Ａは第１の幅を有し、マイクロ流体チャネル１２３６Ｂは該第１の幅よりも小さい第２の幅を有している。

【0064】

マイクロ流体チャネル１２３６は（互いに）異なる幅または異なる断面積を有しているので、該チャネル１２３６は、試験のために、流体サンプル中の異なるサイズの細胞もしくは粒子を受容する。かかる実施例の１つでは、（互いに）サイズが異なるチャネル１２３６内の異なるセンサー１１３８は、異なる周波数の交流（電流）で動作し、これによって、（互いに）サイズが異なるチャネル１２３６中の異なるサイズの細胞に対して異なる試験が実施されるようにする。別のかかる実施例では、（互いに）サイズが異なるチャネル１２３６は、（互いに）サイズが異なるチャネル１２３６を通るサイズが異なる細胞もしくは粒子もしくはその他の検体の異なる特性を検出するために、タイプもしくは形状もしくはサイズが異なる電気センサー１１３８を含んでいる（収容している）。

【0065】

図１６及び図１７は、マイクロ流体チップ１０３０の別の例示的な実施例であるマイクロ流体チップ１３３０の一部を示す拡大図である。マイクロ流体チップ１１３０と同様に、マイクロ流体チップ１３３０は、マイクロ流体チップ１１３０に関して図示し説明した温度センサー１１７５、電気接触パッド１１７７、及びマルチプレクサ回路１１７９を備えている。マイクロ流体チップ１３３０は、マイクロ流体チップ１３３０が、幅がそれぞれ異なるマイクロ流体チャネル部分１３３６Ａ、１３３６Ｂ及び１３３６Ｃ（これらを合わせてチャネル１３３６という）を備えている点でマイクロ流体チップ１２３０に類似している。マイクロ流体チップ１３３０は、マイクロ流体チップ１２３０とは異なる幾何学的形状ないし寸法を有している。マイクロ流体チップ１２３０と同様に、マイクロ流体チップ１３３０は、種々の検出領域を有しており、該検出領域は、電気センサー１１３８及びポンプ１１６０を有している。

【0066】

図１６では、チャネル１３３６を明瞭に示すためにセンサー１１３８及びポンプ１１６０が省かれている。図１６に示されているように、チャネル部分１３３６Ａの幅はチャネル部分１３３６Ｂの幅よりも広い。チャネル部分１３３６Ｂの幅はチャネル部分１３３６Ｃの幅よりも広い。チャネル部分１３３６Ａはマイクロ流体容器１１３４から延びている。チャネル部分１３３６Ｂは、チャネル部分１３３６Ａから延びてマイクロ流体容器１１３４まで続いている。チャネル部分１３３６Ｃは、チャネル部分１３３６Ｂから分岐して、チャネル部分１３３６Ｂに戻っている。図１７に示されているように、ポンプ１１６０は、チャネル部分１３３６Ａ内に配置されている。センサー１１３８は、チャネル部分１３３６Ｂ及びチャネル部分１３３６Ｃ内に配置されている。この結果、単一のポンプ１１６０が、流体サンプルを、サイズが異なるそれらのチャネル内に含まれているそれぞれのセンサー１１３８を横切って通るように、該流体サンプルをチャネル部分１３３６Ｂ及び１３３６Ｃの両方内にポンピングする（すなわち送り込む）。送り込まれた全ての流体中の細胞は、チャネル部分１３３６Ｂ内のセンサー１１３８を横切って該センサー１１３８によって検出される。（チャネル部分１３３６Ｂよりも狭い）チャネル部分１３３６Ｃを通過するのに十分小さな細胞は、チャネル部分１３３６Ｃ内のセンサー１１３８を（横切って）通って該センサー１１３８によって検出される。この結果、センサー１１３８及びチャネル部分１３３６Ｃは、ポンプ１１６０によって送り込まれた細胞及び流体のサブセット（一部）または該細胞及び流体の全てよりは少ない部分を検出する。

【0067】

図１８は、マイクロ流体チップ１０３０の別の例示的な実施例であるマイクロ流体チップ１４３０の一部の拡大図である。マイクロ流体チップ１４３０は、図７Ａに示されている排出用容器１０２４などの排出用容器を備えるカセット１０１０などのカセットと共に使用するために特に設計されまたは製造される。マイクロ流体チップ１１３０と同様に、マイクロ流体チップ１４３０は、マイクロ流体チップ１１３０に関して図示し説明した温度センサー１１７５、電気接触パッド１１７７、及びマルチプレクサ回路１１７９を備えている。

【0068】

図１８は、マイクロ流体チップ１４３０の例示的な検出領域１４３５を示しており、この場合、マイクロ流体チップ１４３０は、複数のそのような検出領域１４３５を有している。マイクロ流体検出領域１４３５は、マイクロ流体チャネル１４３６、流体センサー１１３８、ポンプ１４６０、及び排出用容器１４６２を備えている。マイクロ流体チャネル１４３６は、基板１０３２内に形成され、入口部分１４６６及び枝部分１４６８を備えている。入口部分１４６６は、マイクロ流体容器１１３４から延び得る漏斗形の開口を有している。入口部分１４６６は、細胞または粒子を含む流体が、チャネル１４３６に流入して枝部分１４６８の各々を通るのを容易にする。

【0069】

枝部分１４６８（のそれぞれ）は、中央部分１４６６の互いに反対の側から延びている。枝部分１４６８の各々は、関連する排出通路１４６２で終了している。図示の例では、枝部分１４６８の各々は、センサー１１３８が配置されている狭窄部１１４０を有している。

【0070】

ポンプ１４６０は、流体を、排出通路１４６２を通して（図７Ａに示されている）下にある排出用容器１０２４に送り込むために、排出通路１４６２に近接して（及び公称では排出通路１４６２に対向して）配置されている。ポンプ１４６０は、上記のポンプ１１６０の抵抗に類似の抵抗を備えている。ポンピング状態において、ポンプ１４６０は、ポンプ１４６０と排出通路１４６２の間の流体を、排出通路１４６２を通して排出用容器１０２４内に押し出す蒸気泡を生成するために、電流を受け取って、近傍の流体の核生成エネルギー（たとえば該エネルギーを生じる温度）を上回る温度まで該流体を加熱する。蒸気泡が崩壊すると、マイクロ流体容器１１３４から流体サンプルの一部が引き込まれて、該一部は、中央部分１４６６を通って枝部分１４６８内のセンサー１１３８を横切る。

【0071】

排出通路１４６２は、ポンプ１４６０の近傍の通路１４３６の一部から排出用容器１０２４まで延びている。排出通路１４６２は、排出用容器１０２４内の流体が排出通路１４６２を通ってチャネル１４３６内に後退または逆流するのを阻止する。１実施例では、排出通路１４６２の各々はノズルを備え、この場合、流体は、ポンプ１４６０によって該ノズルを通って排出用容器１０２４内に送り込まれる。別の実施例では、排出通路１４６２は、一方弁（一方向弁）を備えている。

【0072】

図５に戻ると、カセットインターフェース１２００は、「リーダー」または「ドングル」と呼ばれることもあり、カセット１０１０とモバイルアナライザー１２３２を相互接続してそれらの間のインターフェースとして機能する。カセットインターフェース１２００は、マイクロ流体カセット１０１０の構成要素を制御するための専用のもしくはカスタマイズされたもしくは該制御に特に適合する構成要素ないし回路を含んでいる。カセットインターフェース１２００は、適切な機械可読命令及びアプリケーションプログラムインターフェースが組み込まれた一般的な携帯型電子装置の使用を容易にするが、この場合、該携帯型電子装置は、カセット１０１０の構成要素の制御を可能にするために特に使用されるハードウェアまたはファームウェアを省くことができる。この結果、カセットインターフェース１２００は、アプリケーションプログラム及びアプリケーションプログラミングインターフェースのアップロードによって簡単にアップデートされている複数の異なる携帯型電子装置１２３２の使用を容易にする。カセットインターフェース１２００は、特定のマイクロ流体カセット１０１０だけと使用するために特別に設計またはカスタマイズされてはいないモバイルアナライザー１２３２の使用を容易にする。換言すれば、カセットインターフェース１２００は、異なるカセットインターフェース１２００の接続を通じてそれぞれ異なる試験能力を有する複数の異なるカセット１０１０と共にモバイルアナライザー１２３２を使用するのを容易にする。

【0073】

カセットインターフェース１２００には、カセット１０１０の電子コンポーネント（電子部品）を制御するという特定の用途専用のまたは該用途用にカスタマイズされた回路及び電子コンポーネント（電子部品）が搭載されている。カセットインターフェース１２００には、カセット１０１０自体に搭載されている電子コンポーネントが搭載されているのではなく、カセット１０１０のそのような電子コンポーネントを制御するための専用の電子回路または電子コンポーネントの多くが搭載されているので、カセット１０１０を、より少ない電子コンポーネントで製造することができ、これによって、カセット１０１０のコスト、複雑さ及びサイズを低減することができる。この結果、カセット１０１０の基本価格がより安いことに起因して、カセット１０１０を使用後に使い捨てにすることがより容易である。同様に、カセットインターフェース１２００はカセット１０１０に取り外し可能に接続されるので、カセットインターフェース１２００は、複数のカセット１０１０を交換しながら再使用することが可能である。カセットインターフェース１２００に搭載されて、特定のカセット１０１０の電子コンポーネントの制御という特定の用途に専用のもしくは該用途用にカスタマイズされている電子コンポーネントは、異なる患者やサンプル提供者からの流体サンプルに対して流体試験または血液検査を実行するときに、異なるカセット１０１０の各々と共に再使用可能である。

【0074】

図示の例では、カセットインターフェース１２００は、電気コネクタ１２０４、電気コネクタ１２０６、及び（インターフェース１２００の外側ハウジングの外部に概略的に示されている）ファームウェア１２０８を備えている。電気コネクタ１２０４は、カセットインターフェース１２００をカセット１０１０の電気コネクタ１０１６に取り外し可能に電気的に直接接続するデバイスを備えている。１実施例では、電気コネクタ１２０４によって提供される電気的接続は、マイクロ流体チップ１０３０、１１３０、１２３０、１３３０、１４３０の（電気センサー１１３８やマイクロ流体ポンプ１１６０などの）電子コンポーネントに電力を供給するための電力の伝送を容易にする。１実施例では、電気コネクタ１２０４によって提供される電気的接続は、マイクロ流体チップ１０３０、１１３０、１２３０、１３３０、１４３０のコンポーネント（構成要素）の制御を容易にするために、マイクロ流体チップ１０３０、１１３０、１２３０、１３３０、１４３０へのデータ伝送を提供する電気信号の形態での電力の伝送を容易にする。１実施例では、電気コネクタ１２０４によって提供される電気的接続は、マイクロ流体チップ１０３０、１１３０、１２３０、１３３０、１４３０からモバイルアナライザー１２３２へのデータの伝送（たとえば、センサー１１３８からの信号の伝送）を容易にするために、電気信号の形態での電力の伝送を容易にする。１実施例では、電気コネクタ１２０４は、マイクロ流体チップ１０３０、１１３０、１２３０、１３３０、１４３０の各々への電力供給、並びに、マイクロ流体チップ１０３０、１１３０、１２３０、１３３０、１４３０への及びそれらのマイクロ流体チップからのデータ信号の伝送を容易にする。

【0075】

図示の例では、電気コネクタ１２０４は、メス型ポートに配置された複数の電気接触パッドを備えており、この場合、それらの電気接触パッドは、カセット１０１０の対応するパッド１０１６に接触する。さらに他の実施例では、電気コネクタ１２０４は、複数の電気プロング（electrical prong）すなわち電気ピン、または複数の電気ピンソケットすなわち電気プロングソケット、またはそれらの組み合わせを備えている。１実施例では、電気コネクタ１２０４は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）コネクタコードの一方の端部を受けるためのＵＳＢコネクタポートを備えており、この場合、該ＵＳＢコネクタコードの他方の端部は、カセット１０１０に接続される。さらの他の実施例では、電気コネクタ１２０４を省くことができ、その場合、カセットインターフェース１２００は、インターフェース１２００とカセット１０１０の間で無線通信するための赤外やＲＦやブルートゥースやその他の無線技術などを使用する無線通信装置を備える。

【0076】

電気コネクタ１２０４は、カセット１０１０へのカセットインターフェース１２００の取り外し可能な電気的接続を容易にし、これによって、カセットインターフェース１２００をカセット１０１０から分離して、カセットインターフェース１２００を複数の交換可能なカセット１０１０と共に使用すること、並びに血液などの分析された流体を有するマイクロ流体カセット１０１０の破棄もしくは保管を容易にすることができるようにしている。電気コネクタ１２０４は、モジュール化を容易にし、これによって、カセット１０１０が保管や破棄のために分離されているときに、カセットインターフェース１２００及び関連する回路を繰り返し再使用することが可能になる。

【0077】

電気コネクタ１２０６は、モバイルアナライザー１２３２へのカセットインターフェース１２００の取り外し可能な接続を容易にする。この結果、電気コネクタ１２０６は、カセットインターフェース１２００を複数の異なる携帯型電子装置１２３２と共に使用するのを容易にする。図示の例では、電気コネクタ１２０６は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）コネクタコード１２０９の一方の端部を受けるためのＵＳＢコネクタポートを備えており、この場合、該ＵＳＢコネクタコード１２０９の他方の端部は、モバイルアナライザー１２３２に接続される。他の実施例では、たとえば、インターフェース１２００とモバイルアナライザー１２３２の一方が、インターフェース１２００とモバイルアナライザー１２３２の他方に直接プラグインする（差し込まれる）ように、電気コネクタ１２０６は、モバイルアナライザー１２３２の対応する（血液）コネクタに接触する複数の別個の電気接触パッドを備えている。別の実施例では、電気コネクタ１２０６は、プロングまたはプロング受けソケットを備えている。さらに他の実施例では、電気コネクタ１２０６を省くことができ、その場合、カセットインターフェース１２００は、インターフェース１２００とモバイルアナライザー１２３２の間で無線通信するための赤外やＲＦやブルートゥースやその他の無線技術を使用する無線通信装置を備える。

【0078】

ファームウェア１２０８は、カセットインターフェース１２００に搭載された電子コンポーネント及び回路を具備する、マイクロ流体チップ１０３０、１１３０、１２３０、１３３０、１４３０及びカセット１０１０の電子コンポーネント及び回路の制御専用のハードウェアコントローラを備えている。図示の例では、ファームウェア１２０８は、電気センサー１１３８を制御するためのコントローラの一部として機能する。

【0079】

図５に概略的に示されているように、ファームウェア１２０８は、周波数源１２１２、インピーダンス抽出器１２１４、及びバッファ１２１６を支持する少なくとも１つのプリント基板１２１０を備えており、インピーダンス抽出器１２１４は、センサー１１３８からの第１の複合信号すなわちベース（基本）信号を受け取って、該ベース信号からインピーダンス信号を取り出し、バッファ１２１６は、それらのインピーダンス信号がモバイルアナライザー１２３２に伝送されるときにまたは伝送されるまで、それらのインピーダンス信号を格納する。たとえば、１実施例では、インピーダンス抽出器１２１４は、無線周波数（ＲＦ）成分を利用して、該周波数成分を取り出して、試験対象デバイス（特定のセンサー１１３８）のインピーダンスによって引き起こされた実際の位相シフトを利用できるようにするアナログ直交振幅変調（ＱＡＭ）を実行する。

【0080】

図１９は、周波数源１２１２及びインピーダンス抽出器１２１４を提供する例示的なインピーダンス検出回路１５００の略図である。回路ブロック１５１０において、マイクロ流体チャネル１１３６（試験対象デバイス（ＤＵＴ））内の高位電極及び低位電極からの信号が測定される。回路ブロック１５１２において、該回路は、高位及び低位電極（試験対象デバイス）を流れる電流を電圧に変換する。回路ブロック１５１４において、該回路は、該電圧信号がミキサーの前後で適切な位相及び振幅をそれぞれ有するように、該電圧信号を調整する。回路ブロック１５１６において、該回路は、入力電圧信号及び出力電圧信号を実数部と虚数部に分ける。回路ブロック１５１８において、該回路は、それぞれの信号の振幅を回復する。回路ブロック１５２０において、該回路は高周波信号をフィルタリングして除去する。回路ブロック１５２２において、該回路は、該アナログ信号をデジタル信号に変換し、この場合、該デジタル信号は、フィールドプログラマブルゲートアレイなどによるバッファ１２１６によってバッファ（一時的に格納）される。

【0081】

１実施例では、ファームウェア１２０８は、周波数源コントローラ及びバッファ１２１６として機能するフィールドプログラマブルゲートアレイを備えている。別の実施例では、ファームウェア１２０８は、周波数源コントローラ、インピーダンス抽出器１２１４、及びバッファ１２１６として機能する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を備えている。いずれの場合にも、センサー１１３８からの生のインピーダンス信号すなわちベースインピーダンス信号が、該フィールドプログラマブルゲートアレイまたは該ＡＳＩＣによって使用される前に、アナログ−デジタル変換器によって増幅されて変換される。ファームウェア１２０８がフィールドプログラマブルゲートアレイまたはＡＳＩＣを備える実施例では、該フィールドプログラマブルゲートアレイまたは該ＡＳＩＣはさらに、マイクロ流体チップ１１３０上の他の電子コンポーネント（たとえば、マイクロ流体ポンプ１１６０（抵抗など）、温度センサー１１７５、及び該マイクロ流体チップ上のその他の電子コンポーネント）用のドライバとして機能することができる。

【0082】

モバイルアナライザー１２３２は、カセット１０１０からデータを受け取るための可動性すなわち携帯型の電子装置である。モバイルアナライザー１２３２は、カセットインターフェース１２００を介してカセット１０１０に取り外し可能にすなわち脱着可能に間接的に接続される。モバイルアナライザー１２３２は、カセット１０１０から受け取ったデータを用いて種々の機能を実行する。たとえば、１実施例では、モバイルアナライザー１２３２は該データを格納する。図示の例では、モバイルアナライザー１２３２はさらに、該データを操作または処理し、該データを表示し、及び、該データを、ローカルエリアネットワークまたはワイドエリアネットワーク（ネットワーク１５００）を介して追加の格納及び処理を提供するリモートのアナライザー１３００に伝送する。

【0083】

図示の例では、モバイルアナライザー１２３２は、電気コネクタ１５０２、電源１５０４、ディスプレイ（表示装置）１５０６、入力部１５０８、プロセッサ１５１０、及びメモリ（記憶装置）１５１２を備えている。図示の例では、電気コネクタ１５０２は、電気コネクタ１２０６に類似している。図示の例では、電気コネクタ１５０２は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）コネクタコード１２０９の一方の端部を受けるためのＵＳＢコネクタポートを備えており、この場合、該ＵＳＢコネクタコード１２０９の他方の端部は、カセットインターフェース１２００に接続される。他の実施例では、たとえば、インターフェース１２００とモバイルアナライザー１２３２の一方が、インターフェース１２００とモバイルアナライザー１２３２の他方に直接プラグインする（差し込まれる）ように、電気コネクタ１５０２は、インターフェース１２００の対応する電気コネクタに接触する複数の別個の電気接触パッドを備えている。別の実施例では、電気コネクタ１５０２は、プロングまたはプロング受けソケットを備えている。さらに他の実施例では、電気コネクタ１５０２を省くことができ、その場合、モバイルアナライザー１２３２とカセットインターフェース１２００の各々は、インターフェース１２００とモバイルアナライザー１２３２の間の無線通信を容易にするための赤外やＲＦやブルートゥースやその他の無線技術を使用する無線通信装置を備える。

【0084】

電源１５０４は、カセットインターフェース１２００及びカセット１０１０に電力を供給するためにモバイルアナライザー１２３２に搭載されている電力のソースである。電源１５０４は、種々の電力制御電子コンポーネントを備えており、該コンポーネントは、カセットインターフェース１２００及びカセット１０１０の種々の電子コンポーネントに供給される電力（電圧や電流）の特性を制御する。カセットインターフェース１２００及びカセット１０１０の両方に対する電力はモバイルアナライザー１２３２によって供給されるので、カセットインターフェース１２００及びカセット１０１０のサイズ、コスト及び複雑さが低減される。他の実施例では、カセット１０１０及びカセットインターフェース１２００用の電力は、カセットインターフェース１２００に配置されたバッテリーによって供給される。さらに別の実施例では、カセット１０１０用の電力は、カセット１０１０に搭載されているバッテリーによって供給され、インターフェース１２００用の電力は、カセットインターフェース１２００専用の別個のバッテリーによって供給される。

【0085】

ディスプレイ１５０６は、データを視覚的に提示するモニターまたはスクリーン（画面）を備えている。１実施例では、ディスプレイ１５０６は、カセット１０１０から受け取ったデータに基づくグラフィカルプロットの提示を容易にする。いくつかの実施例では、ディスプレイ１５０６を省くことができ、または、ディスプレイ１５０６を、カセット１０１０から受け取った信号またはデータに基づいて結果を示す発光ダイオードや聴覚装置やその他の要素などの他のデータ通信要素で置き換えることができる。

【0086】

入力部１５０８はユーザーインターフェースを備えており、該ユーザーインターフェースによって、人が、モバイルアナライザー１２３２にコマンドや選択やデータを入力することができる。図示の例では、入力部１５０８は、ディスプレイ１５０６に設けられたタッチスクリーンを含んでいる。１実施例では、入力部１５０８は、さらにまたは代替的に、キーボード、トグルスイッチ、プッシュボタン、スライダーバー、タッチパッド、マウス、関連する音声認識アプリケーションを有するマイクロホンなど（ただしこれらには限定されない）を含む他の入力デバイスを使用することができる。１実施例では、入力部１５０８は、モバイルアナライザー１２３２で動作するアプリケーションプログラムによって提供されるプロンプトにしたがって、異なる流体試験の入力または特定の流体試験のモードを容易にする。

【0087】

プロセッサ１５１０は、センサー１１３８の動作を制御し、及び、センサー１１３８からのデータの取得を制御する制御信号を生成するための少なくとも１つの処理ユニットを備えている。プロセッサ１５１０はさらに、ポンプ１１６０及び温度センサー１１７５の動作を制御する制御信号を出力する。図示の例では、プロセッサ１５１０はさらに、チップ１１３０から受け取ったデータを分析して出力を生成し、該出力は、メモリ１５１２に格納され、及び／又はディスプレイ１５０６に表示され、及び／又は、さらにネットワーク１５００を介してリモートアナライザー１３００に送信される。

【0088】

メモリ１５１２は、プロセッサ１５１０の動作を指示するための命令を含む非一時的なコンピューター可読媒体から構成される。図５に概略的に示されているように、メモリ１５１２は、アプリケーションプログラミングインターフェース１５２０及びアプリケーションプログラム１５２２を含んでいるかまたは格納している。アプリケーションプログラミングインターフェース１５２０は、カセット１０１０を用いて種々の機能または試験を実行するためのビルディングブロック（building block）として機能するルーチン、プロトコル、及びツールのライブラリを備えている。アプリケーションプログラミングインターフェース１５２０は、該ライブラリにアクセスして「ビルディングブロック」すなわちモジュールを組み立てて、カセット１０１０を用いて種々の機能または試験のうちの選択されたものを実行するプログラムロジック（論理）を含んでいる。たとえば、１実施例では、アプリケーションプログラミングインターフェース１５２０は、異なる周波数の交流（電流）を印加するなどによって、電気センサー１１３８を選択された動作状態に配置するようにファームウェア１２０８に指示するためのルーチンを含むアプリケーションプログラミングインターフェースライブラリを含む。図示の例では、該ライブラリはまた、ファームウェア１２０８に、温度センサー１１７５からの試験対象の流体の検出された温度に応じて、流体ポンプ１１６０を動作させ、またはポンプ１１６０ないし電気センサー１１３８の動作を動的に調整するように指示するためのルーチンを含んでいる。１実施例では、モバイルアナライザー１２３２は、複数のアプリケーションプログラミングインターフェース１５２０を備えており、それぞれのアプリケーションプログラミングインターフェース１５２０は、特定の流体ないし検体の全体的な試験用に特に設計されているかまたは該試験専用のものである。たとえば、あるアプリケーションプログラミングインターフェース１５２０を細胞学検査（細胞診検査）（cytology test）を実行するためのものとすることができる。別のアプリケーションプログラミングインターフェース１５２０を、凝固試験を実行するためのものとすることができる。かかる実施例では、それらの複数のアプリケーションプログラミングインターフェース１５２０は、ルーチン、プロトコル及びツールのライブラリを共有することができる。

【0089】

アプリケーションプログラミングインターフェース１５２０は、異なるアプリケーションプログラムの指示の下でカセット１０１０を用いた流体の試験を容易にする。換言すれば、アプリケーションプログラミングインターフェース１５２０は、種々の異なる任意のアプリケーションプログラムが使用することができる汎用的なプログラミングコマンドセットないし機械可読コマンドセットをファームウェア１２０８に提供する。たとえば、モバイルアナライザー１２３２のユーザーは、いくつかの異なるアプリケーションプログラムのうちの任意のものをダウンロードないしインストールすることができ、この場合、それらの異なるアプリケーションプログラムの各々は、カセット１０１０を用いて試験を実行するために、該アプリケーションプログラミングインターフェースを使用するように設計されている。上記したように、ファームウェア１２０８は、アプリケーションプログラミングインターフェース１５２０と、カセット１０１０にある実際のハードウェアすなわち電子コンポーネント、特に、マイクロ流体チップ１０３０、１１３０、１２３０、１３３０、１４３０とをインターフェース接続する。

【0090】

アプリケーションプログラム１５２２は、ユーザーと、メモリ１５１２に格納されている１つのアプリケーションプログラミングインターフェース１５２０または複数のアプリケーションプログラミングインターフェース１５２０との対話を容易にする、メモリ１５１２に格納されている包括的なプログラム（overarching program）を含んでいる。アプリケーションプログラム１５２２は、ディスプレイ１５０６に出力を表示し、及び、入力部１５０８を介して入力を受け取る。アプリケーションプログラム１５２２は、入力部１５０８を介して受け取った入力に応答してアプリケーションプログラミングインターフェース１５２０と通信する。たとえば、１実施例では、ある特定のアプリケーションプログラム１５２２は、種々の異なる試験オプションのうちのどれを、カセット１０１０を用いて実行するかを選択するようにユーザーに促すグラフィカルユーザーインターフェースをディスプレイ１５０６に表示する。アプリケーションプログラム１５２２は、その選択に基づいて、アプリケーションプログラミングインターフェース１５２０のうちの選択された１つと相互作用して、カセット１０１０の電子コンポーネントを用いて選択された試験オプションを実行するようにファームウェア１２０８に指示する。選択された試験オプションを用いてカセット１０１０から受け取られた検出値は、ファームウェア１２０８によって受け取られて、該選択されたアプリケーションプログラミングインターフェース１５２０によって処理される。アプリケーションプログラミングインターフェース１５２０の出力は、種々の異なる任意のアプリケーションプログラムが使用できるようにフォーマットされた包括的データ（ジェネリックデータ）である。アプリケーションプログラム１５２２は、該ベースとなる包括的データを提示し、及び／又は該ベースとなるデータの追加的な操作ないし処理を実行して、最終出力をディスプレイ１５０６においてユーザーに提示する。

【0091】

アプリケーションプログラミングインターフェース１５２０は、アプリケーションプログラム１５２２と共にメモリ１５１２に格納されているものとして図示されているが、いくつかの実施例では、アプリケーションプログラミングインターフェース１５２０は、リモートの（離れたところにある）サーバーまたはリモートのコンピューティング装置に格納されており、その場合、モバイルアナライザー１２３２上のアプリケーションプログラム１５２２は、ローカルエリアネットワークまたはワイドエリアネットワーク（ネットワーク１５００）を介して該リモートのアプリケーションプログラミングインターフェース１５２０にアクセスする。いくつかの実施例では、アプリケーションプログラミングインターフェース１５２０は、メモリ１５１２に局所的に格納され、アプリケーションプログラム１５２２は、サーバー１３００などのリモートのサーバーに格納されて、ネットワーク１５００などのローカルエリアネットワークもしくはワイドエリアネットワークを介してアクセスされる。さらに他の実施例では、アプリケーションプログラミングインターフェース１５２０とアプリケーションプログラム１５２２の両方が、リモートのサーバーまたはリモートのコンピューティング装置に格納されて、ローカルエリアネットワークもしくはワイドエリアネットワークを介してアクセスされる（これはクラウドコンピューティングと呼ばれることもある）。

【0092】

図示の例では、システム１０００は、インターフェース１２００またはモバイルアナライザー１２３２に設けられたマルチプレクサ回路１１７９及び関連するマルチプレクサ回路を利用することによってチップ１１３０のサイズの低減を容易にする。システム１０００はさらに、チップ１１３０の全伝送帯域幅を、流体センサー１１３８、ポンプ１１６０、及び温度センサー１１７５などのチップ１１３０の異なる被制御デバイスに適切に割り当てることを通じてチップ１１３０のサイズの低減を容易にする。伝送帯域幅は、コネクタポート１２０４及び１１７７を介してそれらの間で信号を伝送させるための全能力を含む。プロセッサ１５１０は、制御信号を出力して、該制御信号を、コネクタポート１２０４及びコネクタ１１７７を通して、流体センサー１１３８、ポンプ１１６０、及び温度センサー１１７５などの種々の被制御デバイスに送るタイミング及び速度、並びに、被制御デバイスをデータ信号に関してポーリングするタイミング及び速度またはそれらの被制御デバイスからデータを受け取るタイミング及び速度を制御することによって、全伝送帯域幅を割り当てる。被制御デバイス１１３８、１１６０、１１７５の全てに、または、流体センサー、温度センサー、及びポンプなどの異なるタイプないしクラスの被制御デバイスに該帯域幅を等しく分配する代わりに、プロセッサ１５１０は、メモリ１５１２に格納されている命令にしたがって、それらの異なる被制御デバイス間に伝送帯域幅を異なるように割り当てる。

【0093】

被制御デバイス１１３８、１１６０、１１７５間の全伝送帯域幅の異なる割り当ては、被制御デバイスのクラス（部類）に基づくか、または、異なる被制御デバイスによって実行される一般的な機能に基づく。たとえば、１実施例では、全伝送帯域幅の第一の部分はセンサー１１３８に割り当てられ、該第１の部分とは異なる、全伝送帯域幅の第２の部分は温度センサー１１７５に割り当てられ、及び、該第１及び第２の部分とは異なる、全伝送帯域幅の第３の部分は、ポンプ１１６０に割り当てられる。１実施例では、センサー１１３８に割り当てられた全伝送帯域幅の第１の部分は、異なるそれぞれのセンサー１１３８に均等にすなわち等しく割り当てられ、温度センサー１１７５に割り当てられた全伝送帯域幅の第２の部分は、異なるそれぞれの温度センサー１１７５に均等にすなわち等しく割り当てられ、ポンプ１１６０に割り当てられた全伝送帯域幅の第３の部分は、異なるそれぞれのポンプ１１６０に均等にすなわち等しく割り当てられる。

【0094】

別の実施例では、全伝送帯域幅の第１の部分、第２の部分、及び第３の部分は、それぞれ、被制御デバイスの各クラス１１３８、１１７５、１１６０の個々の被制御デバイス間に不均一にすなすち異なるように割り当てられる。１実施例では、異なる流体センサー１１３８は、互いに異なるやり方で動作して、流体サンプルに対して異なる試験を実行する。たとえば、センサー１１３８が電気センサーである１実施例では、流体センサー１１３８の１つには第１の周波数の交流（電流）が供給され、別の流体センサー１１３８には（該第１の周波数とは異なる）第２の周波数の交流（電流）が供給され、これによって、それら２つのセンサーが、検出対象の細胞または粒子の異なるパラメータまたは特性を示す信号を出力するようになっている。かかる実施例では、プロセッサ１５１０は、それらの異なる試験に基づいて、または、それらの異なるセンサーに加えられる異なる周波数の交流（電流）に基づいて、それらの異なるセンサーの各々に、全伝送帯域幅の異なる割合すなわち割り当て分を割り当てる。

【0095】

１実施例では、個々の被制御デバイス間の全伝送帯域幅の割り当てすなわち分配はさらに、同じクラスのデバイス内の他の被制御デバイスと比較したときの個々の被制御デバイス自体の特性に基づく。たとえば、１実施例では、異なるそれぞれのセンサー１１３８は、サイズが異なる狭窄部内に配置されている。このようなサイズが互いに異なる狭窄部間では、該狭窄部を通って流れる流体中の細胞または粒子の濃度ないし密度、細胞または粒子が該狭窄部を通って流れる頻度（または、該狭窄部を流れる流量ないし流速）、また、センサー１１３８が配置される流体チャネル１１３６の部分の幾何学的形状ないし寸法が異なりうる。１実施例では、狭窄部内に配置されたそれらのセンサー１１３８のうち、細胞または粒子がセンサーを横切って流れる流量ないし流速がより大きくまたは頻度がより高いところの該センサーには、該クラスの他のセンサー（細胞または粒子が該センサーを横切って流れる流量ないし流速がより小さくまたは頻度がより低い）に比べて、該（センサーの）クラスに配分された全伝送帯域幅のうちのより大きな割合が割り当てられる。

【0096】

同様に、いくつかの実施例では、異なるそれぞれのポンプ１１６０は、形状またはサイズが異なるマイクロ流体チャネル１１３６内、すなわち、幾何学的形状ないし寸法が異なるチャネル１１３６の異なるそれぞれの部分に配置される。その結果、異なるそれぞれのポンプ１１６０に求められる流体流れまたは流体ポンピングの要求も異なりうる。かかる実施例では、より大きなポンピング要求が求められている特定のポンプ１１６０には、それより小さなポンピング要求が求められている（チャネル１１３６内に配置された）該（ポンプの）クラス内の他のポンプに比べて、該クラスに配分された全伝送帯域幅のうちのより大きな割合が割り当てられる。たとえば、１実施例では、より長いマイクロ流体チャネルまたはより曲がりくねったマイクロ流体チャネル中を流体を移動させることができるポンプには、流体を移動させることができるマイクロ流体チャネルがそれより短いかまたはそれより曲がりくねっていない別のポンプに比べて全伝送帯域幅のうちのより大きな割合が割り当てられて、より頻度（または周波数）が高いパルス及びより頻度が高いポンピングが可能になる。

【0097】

１実施例では、プロセッサ１５１０は、プロセッサ１５１０が、センサー１１３８の各々から少なくとも２μｓに１回の頻度でデータをポーリングして受信するように全伝送帯域幅を割り当てる。かかる実施例では、プロセッサ１５１０は、抵抗を含むポンプ１１６０に、少なくとも１００μｓに１回（ただし、５０μｓ毎に１回を超えない）の頻度でパルスを送信する。かかる実施例では、プロセッサ１５１０は、温度センサー１１７５から、少なくとも１０ｍｓに１回（ただし、１ｍｓに１回の頻度を超えない）の頻度でデータ信号をポーリングして受信する。さらに他の実施例では、他の全伝送帯域幅割り当てが使用される。

【0098】

１実施例では、プロセッサ１５１０は、信号品質／信号分解能に基づいて、異なるそれぞれの被制御デバイス１１３８間の帯域幅割り当てをフレキシブル（柔軟）にまたは動的に調整する。たとえば、信号品質／信号分解能が、格納されている所定の信号品質／信号分解能閾値を満たさないほどに、細胞または他の検体があまりに速くセンサー１１３８を通り過ぎるために、センサー１１３８によるインピーダンス検出に割り当てられた第１の量の帯域幅が不十分である場合には、プロセッサ１５１０は、自動的に、または、ユーザーに帯域幅割り当ての増加を提案して該ユーザーから承認を受け取ったことに応答して、該特定のセンサー１１３８への帯域幅割り当てを増やすことができる。これとは逆に、割り当てられている帯域幅が、十分な信号品質／信号分解能を達成する量を超えるほどに、ポンピング速度に起因して、特定のセンサー１１３８を通り過ぎる流体または細胞の流速が遅い場合には、プロセッサ１５１０は、自動的に、または、ユーザーに帯域幅割り当ての減少を提案して該ユーザーから承認を受け取ったことに応答して、該特定のセンサーへの帯域幅割り当てを減らし、この場合、プロセッサ１５１０は、これによって解放された帯域幅を別のセンサー１１３８の１つに割り当てる。

【0099】

センサー１１３８が電気センサーである図示の例では、アプリケーションプログラム１５２２及びアプリケーションプログラミングインターフェース１５２０は協働して、プロセッサ１５１０に、チップ１１３０上のセンサー１１３８の各々に加えられる交流（電流）の周波数を制御するように指示する。個々のセンサー１１３８に関して、プロセッサ１５１０は、個々のセンサー１１３８にそれぞれ異なる非ゼロの周波数の交流（電流）を加えるように指示される。１実施例では、プロセッサ１５１０は、システムの性能を高めるために、電気センサー１１３８のリアルタイムすなわち今現在の性能に基づいて、電気センサー１１３８に加えられる交流（電流）の周波数を動的に調整する。たとえば、１実施例では、コントローラ１５１０は、選択された電気センサー１１３８に第１の非ゼロの周波数の交流（電流）を加える制御信号を出力する。該第１の非ゼロの周波数の交流（電流）が加えられている間に選択された電気センサー１１３８から受け取った信号に基づいて、コントローラ１５１０は、次に電気センサー１１３８に加える交流（電流）の周波数の値を調整する。プロセッサ１５１０は、周波数源１２１２が、選択された電気センサー１１３８に第２の非ゼロの周波数の交流（電流）を加えるように、制御信号を出力し、この場合、該選択された電気センサー１１３８に周波数源１２１２によって加えられる交流（電流）の該第２の非ゼロの周波数の値は、該第１の非ゼロの周波数の交流（電流）が加えられている間に該電気センサー１１３８から受け取った信号に基づく。

【0100】

１実施例では、プロセッサ１５１０は、流体サンプルに対して異なる試験を実施するために、（それぞれに）異なる非ゼロの周波数の交流（電流）を選択的に加える。プロセッサ１５１０が、周波数源１２１２に、電気センサー１１３８に異なる非ゼロの周波数の交流（電流）を加えさせる結果として、電気センサー１１３８は、異なる（それぞれの）試験を実行して、該流体のまたは該流体に含まれている細胞の異なる性質または特性を示すことができる異なる（それぞれの）信号を出力する。かかる異なるテストは、流体サンプルを１つの試験装置から別の試験装置に移動させることなく、単一の流体試験プラットホーム上の単一の流体サンプルに対して実行される。この結果、流体サンプルの完全性が維持され、複数の異なる試験を実行するコスト及び複雑さが低減され、及び、生物学的に危険な可能性がある廃棄物の量も低減される。

【0101】

１実施例では、アプリケーションプログラム１５２２は、プロセッサ１５１０に、システム１０００によって実行される特定の流体試験の選択をユーザーに促すように指示する。１実施例では、アプリケーションプログラム１５２２は、プロセッサ１５１０に、ユーザーによる選択のために、異なるそれぞれの試験の異なるそれぞれの名称や異なるそれぞれの特性や細胞／粒子の異なるそれぞれのパラメータをディスプレイ１５０６に表示させる。たとえば、プロセッサ１５１０は、入力部１５０８を用いたユーザーによる選択のために、細胞の数や細胞のサイズや他の何らかのパラメータを表示させることができる。

【0102】

１実施例では、アプリケーションプログラム１５２２は、ユーザーに特定の流体試験の選択を促す前に、どのような流体試験またはどのような周波数範囲が使用可能であるか、または、それらの流体試験または周波数範囲のうちのどれを流体試験装置が提供できるかを決定すなわち特定するために、プロセッサ１５１０に、電気センサー１１３８を提供する流体試験装置に問い合わせるように指示する。かかる実施例では、プログラム１５２２は、特定のカセット１０１０によって提供することができない流体試験を、ユーザーに提示される流体試験の選択肢のリストまたはメニューから自動的に除去する。さらに別の実施例では、アプリケーションプログラム１５２２は、流体試験の全メニューを提示するが、現在のカセット１０１０がアナライザー１２３２に接続された場合には現在利用できないかまたは選択できない特定の流体試験をユーザーに知らせる。

【0103】

プロセッサ１５１０は、どの流体試験を実行するかについての受け取った選択に基づいて、アプリケーションプログラム１５２２に含まれている命令にしたがって、電気センサー１１３８による試験の間横断されるすなわちカバーされる交流（電流）の周波数の走査範囲を選択する。該走査範囲は、所定の走査プロファイルにしたがってある（周波数）範囲にわたって複数の異なる周波数の交流（電流）が電気センサー１３１８に加えられるところの該ある範囲である。該走査範囲は、試験の間電気センサー１１３８に加えられる交流（電流）の一連の異なる周波数の端点（たとえば下限と上限）を特定する。１実施例では、１ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの走査範囲がセンサー１１３８に加えられる。

【0104】

走査プロファイルは、走査範囲の端点間の特定のＡＣ（交流）周波数値、及び、電気センサー１１３８に該周波数値の交流を加えるタイミングを示す。たとえば、走査プロファイルは、該走査範囲の端点間の連続した途切れない一連のＡＣ周波数値を含むことができる。代替的には、走査プロファイルは、該走査範囲の端点間の一連の間欠的なＡＣ周波数値を含むことができる。異なる周波数の数や異なる周波数間の時間間隔、及び／又は、該周波数値自体の増分は、異なるそれぞれの走査プロファイルにおいて（または異なるそれぞれの走査プロファイル間で）同じであっても同じでなくてもよい。

【0105】

１実施例またはユーザーが選択した動作モードにおいて、プロセッサ１５１０は、特定された走査範囲及び走査プロファイルを実行して、実行された特定の試験に最大の信号対雑音比をもたらす周波数を特定する。流体サンプルが加えられて、該流体サンプルの一部が検出領域に達して、該検出領域で検出されると、関連するポンプ１１６０は、検体（細胞または粒子）が、近傍にあるセンサー１１３８の検出領域において静止するすなわち動かないように、動作を停止させられる。この時点で、プロセッサ１５１０は走査を実行する。走査中に、特定のセンサー１１３８に加えられて最大の信号対雑音比をもたらす交流（電流）の周波数が、プロセッサ１５１０によって特定される。その後、該特定のセンサー１１３８を横切って流体を送り込むポンプ１１６０が再び作動させられ、該特定された周波数の交流（電流）を該センサー１１３８に加えて、該センサー１１３８を用いて、流体サンプルが試験される。別の実施例では、交流（電流）の所定の公称周波数が、実行される特定の流体試験に基づいて特定され、この場合、該公称周波数の近辺の複数の周波数がセンサー１１３８に加えられる。

【0106】

１実施例またはユーザーが選択した動作モードにおいて、プロセッサ１５１０は、選択された流体試験に最も適した特定の範囲を特定する。この場合、走査プロファイルは、異なるそれぞれの範囲について同じであるデフォルトのプロファイルである。別の実施例またはユーザーが選択した動作モードにおいて、プロセッサ１５１０は、選択された流体試験に最も適した特定の走査範囲を自動的に特定する。この場合、（該動作モードを選択した）ユーザーは走査プロファイルを選択するように促される。別の実施例またはユーザーが選択した動作モードにおいて、プロセッサ１５１０は、アプリケーションプログラム１５２２によって提供された命令にしたがって、ユーザーによって選択された特定の流体試験に最適な範囲だけでなく、該ユーザーによって選択された特定の流体試験用の特定の範囲に対する特定の走査プロファイルも自動的に特定する。さらに別の実施例またはユーザーが選択可能な動作モードにおいて、該ユーザーは、特定の走査プロファイルを選択するように促され、この場合、プロセッサ１５１０は、特定の選択された流体試験用の走査プロファイルが選択されると、最適な走査範囲を特定する。１実施例では、メモリ１５１２、またはメモリ１６０４などのリモートのメモリは、利用可能なまたは選択可能な異なるそれぞれの流体試験または（流体試験を実行することができる）流体／細胞／粒子パラメータに対してそれぞれ異なる走査プロファイルにおけるそれぞれ異なる走査範囲を特定するルックアップテーブルを含んでいる。

【0107】

センサー１１３８が電気センサーである１実施例では、アプリケーションプログラミングインターフェース１５２０及びアプリケーションプログラム１５２２は協働して、プロセッサ１５１０に、カセット１０１０の同じマイクロ流体チップ１１３０上の異なるそれぞれのセンサー１１３８に異なる周波数の交流（電流）を加えるように指示する。１実施例では、プロセッサ１５１０は、ユーザーに、異なるそれぞれの電気センサー１１３８に加えられる交流（電流）の異なる非ゼロの周波数の選択を提供する。プロセッサ１５１０は、周波数源１２１２に、異なるそれぞれの電気センサー１１３８にそれぞれ異なる非ゼロの周波数の交流（電流）を加えるように指示するので、それらの異なる電気センサー１１３８は、異なる（それぞれの）試験を実行して、該流体のまたは該流体に含まれている細胞の異なる性質または特性を示すことができる異なる（それぞれの）信号を出力する。かかる異なるテストは、流体サンプルを１つの試験装置から別の試験装置に移動させることなく、単一の流体試験プラットホーム上の単一の流体サンプルに対して実行される。この結果、流体サンプルの完全性が維持され、複数の異なる試験を実行するコスト及び複雑さが低減され、及び、生物学的に危険な可能性がある廃棄物の量も低減される。

【0108】

図示の例では、アプリケーションプログラム１５２２及びアプリケーションプログラミングインターフェース１５２０はさらに協働して、プロセッサ１５１０に、カセット１０１０によって試験される流体サンプルの温度を調節するように指示する。アプリケーションプログラム１５２２、アプリケーションプログラミングインターフェース１５２０、及びプロセッサ１５１０は、流体ポンピングと流体温度の調節の両方を達成するために、ポンプ１１６０として機能する抵抗の２つの目的を兼ねた機能を容易にするコントローラとして機能する。具体的には、プロセッサ１５１０は、ポンプ１１６０に十分な量の電流が流れるようにする制御信号を出力することによって、抵抗を作動させて（該抵抗を）流体ポンピング状態にし、これによって、ポンプ１１６０の該抵抗がマイクロ流体チャネル１１３６、１２３６、１３３６、及び１４３６内の（該抵抗の）近傍の流体を該流体の核生成エネルギー（たとえば、該エネルギーを生じる温度）を上回る温度まで加熱するようにする。この結果、該近傍の流体が気化して、該流体の体積より大きな体積を有する蒸気泡を生成する（該蒸気泡は該流体から形成されたものである）。このより大きな体積は、該チャネル内の気化しなかった残存している流体を押して、センサー１１３８または複数のセンサー１１３８を横切って該流体を移動させるように作用する。蒸気泡が崩壊すると、流体は、容器１１３４から該チャネル中へと引き込まれて、崩壊した蒸気泡の（崩壊する）前の体積を占有する。プロセッサ１５１０は、間欠的にまたは定期的にポンプ１１６０の抵抗を作動させて該抵抗をポンピング状態にする。１実施例では、プロセッサ１５１０は、該マイクロ流体チャネル内の流体が連続的に移動するかまたは連続的に循環するように、定期的にポンプ１１６０の抵抗を作動させて該抵抗をポンピング状態にする。

【0109】

ポンプ１１６０の抵抗がポンピング状態に作動されていない、すなわち、流体の核生成エネルギーを上回る温度まで作動されていない期間中は、プロセッサ１５１０は、ポンプ１１６０の同じ抵抗を使用して、流体が、センサー１１３８の近傍またはセンサー３８に対向する位置に延びておりかつセンサー１１３８によって検出されている期間中は少なくとも、該流体の温度を調節する。ポンプ１１６０の抵抗がポンピング状態にはない期間中は、プロセッサ１５１０は、ポンプ１１６０の抵抗を選択的に作動させて該抵抗を温度調節状態にする。該温度調節状態では、（該抵抗の）近傍の流体は気化することなく加熱される。プロセッサ１５１０は、十分な量の電流がポンプ１１６０の抵抗を流れるようにする制御信号を出力することによってポンプ１１６０の該抵抗を作動させて該抵抗を流体加熱状態または温度調節状態にし、これによって、ポンプ１１６０の該抵抗が、該マイクロ流体チャネル内の（該抵抗の）近傍の流体を気化させることなく、該流体の核生成エネルギー（たとえば、該エネルギーを生じる温度）未満の温度まで該流体を加熱するようにする。たとえば、１実施例では、コントローラは、該近傍の流体の温度が該流体の核生成エネルギー未満の第１の温度まで上昇するように抵抗を作動させて該抵抗を動作状態にし、その後、該近傍の流体の温度が該核生成エネルギー未満の一定の温度に維持されるかまたは該エネルギー未満の所定の温度範囲内に常に維持されるように該動作状態を維持もしくは調節する。これとは対照的に、ポンプ１１６０の抵抗がポンピング状態に作動されているときには、ポンプ１１６０は、ポンプ１１６０の抵抗の近傍の流体の温度が、一定の温度に維持されるわけでも、所定の温度範囲内に常に維持される（温度が該所定の温度範囲内で上昇及び下降する）わけでもないが、該流体の温度を該流体の核生成エネルギーを上回る温度まで急速かつ連続的に上昇または増加させるようにする動作状態にある。

【0110】

１実施例では、プロセッサ１５１０は、ポンプ１１６０の抵抗が、温度調節状態（該近傍の流体の温度は、該流体の核生成エネルギーを上回る温度には加熱されない）にあるときに、該抵抗が２値的に動作するように、該抵抗を流れる電流の供給を制御する。ポンプ１１６０の抵抗が、温度調節状態において２値的に動作する実施例では、ポンプ１１６０の抵抗は、「オン」か「オフ」のいずれかである。ポンプ１１６０の抵抗が「オン」のときには、ポンプ１１６０抵抗が所定の熱量を所定の（単位時間当たりの）熱流量ないし速さで放出するように、所定量の電流がポンプ１１６０の抵抗を流れる。ポンプ１１６０の抵抗が「オフ」のときは、該抵抗が追加の熱を生成もしくは放出しないように、電流は該抵抗を流れない。このような２値の温度調節動作モードでは、プロセッサ１５１０は、ポンプ１１６０の抵抗を「オン」状態と「オフ」状態間で選択的に切り替えることによって、マイクロ流体チャネ内の流体に加えられる熱量を制御する。

【0111】

別の実施例では、プロセッサ１５１０は、ポンプ１１６０の抵抗が温度調節状態にあるときに、該抵抗を、複数の異なる「オン」動作状態のうちの１つとなるように制御し、または該１つの動作状態に設定する。この結果、プロセッサ１５１０は、ポンプ１１６０の抵抗によって熱が生成されて放出される速さを選択的に変える。この場合、熱放出速度は、複数の異なる使用可能な非ゼロの熱放出速度の中から選択される。たとえば、１実施例では、プロセッサ１５１０は、ポンプ１１６０の抵抗の特性を調整することによって、ポンプ１１６０の該抵抗によって熱（量）が変更される速さを選択的に変更ないし制御する。調整することができるポンプ１１６０の抵抗の（オン／オフ状態以外の）特性の例には、該抵抗に加えられる電流の非ゼロのパルス周波数、電圧、及びパルス幅（ただしこれらには限定されない）が含まれる。１実施例では、プロセッサ１５１０は、複数の異なる特性を選択的に調整して、ポンプ１１６０の抵抗によって熱が放出される速さを制御ないし調節する。

【0112】

ユーザーが選択可能な動作モードにおいて、プロセッサ１５１０は、アプリケーションプログラミングインターフェース１５２０及びアプリケーションプログラム１５２２からの命令にしたがって、所定のすなわち予め決められたスケジュールにしたがって、ポンプ１１６０の抵抗を選択的に作動させて温度調節状態にし、これによって、流体の温度を該流体の核生成エネルギーを下回る一定の温度に維持し、または、該流体の温度を該流体の核生成エネルギーを下回る所定の温度範囲内に常に維持する。１実施例では、該所定のスケジュールは、予め決められた定期的なスケジュールまたはタイム（時間）スケジュールである。たとえば、流体試験システム１０００の特定の温度特性に関する履歴データの収集を通じて、流体試験システム１０００内の特定の流体サンプルの温度は、試験される流体のタイプ、ポンプ１１６０の抵抗が作動されてポンピング状態になる速さ／頻度、個々の蒸気泡が生成されるポンピングサイクル中に温度調節器（抵抗）６０によって放出される熱量、流体試験システム２０の種々の構成要素の熱的性質及び熱伝導率、ポンプ１１６０の抵抗とセンサー１１３８との間隔（距離）、流体サンプルがサンプル入力ポート１０１８または試験システム１０００に最初に置かれたときの該流体サンプルの初期温度などの要因に依存して、予測可能な態様もしくはパターンで変化することがわかった。システム１０００内で流体サンプルの温度が変化しまたは該流体サンプルが熱（温度）損失を被る既に発見されている予測可能な態様もしくはパターンに基づいて、プロセッサ１５１０は、発見された温度変化もしくは熱（温度）損失のパターンに適合させ、並びに、該流体の温度を該流体の核生成エネルギーを下回る一定の温度に維持し、もしくは、該流体の温度を該核生成エネルギーを下回る所定の温度範囲内に常に維持するために、上述したように、ポンプ１１６０の抵抗がいつオンまたはオフであるかを選択的に制御し、及び／又は、ポンプ１１６０の抵抗が「オン」状態にあるときの１つまたは複数のポンプ１１６０の抵抗の特性を選択的に調整する制御信号を出力する。かかる実施例では、プロセッサ１５１０がポンプ１１６０の抵抗を作動させて温度調節状態にし、及び、プロセッサ１５１０が、ポンプ１１６０の抵抗の熱放出速度を調整するために抵抗の動作特性を選択的に調整する所定の定期的なタイミングスケジュールが、メモリ１５１２に格納され、または、特定用途向け集積回路などの集積回路の一部としてプログラムされる。

【0113】

１実施例では、プロセッサ１５１０がポンプ１１６０を作動させて温度調節状態にし、及び、プロセッサ１５１０が温度調節状態においてポンプ１１６０の動作状態を調整する所定のタイミングスケジュールは、試験システム１０００への流体サンプルの導入に基づき、または該導入によって起動される。別の実施例では、該所定のタイミングスケジュールは、ポンプ１１６０の抵抗による流体サンプルのポンピングに関連するイベントに基づき、または該イベントによって起動される。さらに別の実施例では、該所定のタイミングスケジュールは、センサー１１３８からの信号もしくはデータの出力に基づき、または該出力によって起動され、または、センサー１１３８が該流体を検出してデータを出力するスケジュールもしくは頻度に基づき、または該スケジュールもしくは該頻度によって起動される。

【0114】

ユーザーが選択可能な別の動作モードでは、プロセッサ１５１０は、ポンプ１１６０の抵抗を選択的に作動させて温度調節状態にし、及び、温度調節状態にある間に、試験対象の流体の温度を示す温度センサー１１７５からの信号に基づいて、ポンプ１１６０の抵抗を選択的に作動させて異なる動作状態にする。１実施例では、プロセッサ１５１０は、試験対象の流体の温度を示す温度センサー１１７５から受信した信号に基づいて、ポンプ１１６０の抵抗をポンピング状態と温度調節状態との間で切り替える。１実施例では、プロセッサ１５１０は、該信号に基づいて、試験対象の流体の温度を決定ないし判定する。１実施例では、プロセッサ１５１０は、閉ループ方式で動作し、該閉ループにおいて、プロセッサ１５１０は、１つのセンサー１１７５または２以上のセンサー１１７５から連続的にもしくは定期的に受信される流体温度表示信号（流体の温度を表す信号）に基づいて、温度調節状態にあるポンプ１１６０の抵抗の動作特性を連続的にもしくは定期的に調整する。

【0115】

１実施例では、プロセッサ１５１０は、温度センサー１１７５から受け取った信号の値を、ポンプ１１６０の抵抗の対応する動作状態、及び／又は、該抵抗の該動作状態が開始された特定の時刻、及び／又は、該抵抗の該動作状態が終了した時刻、及び／又は、該抵抗の該動作状態の継続時間に相互に関連付けるかまたは索引付けする。かかる実施例では、プロセッサ１５１０は、索引付けされた流体温度表示信号、及び該信号に関連する抵抗動作状態情報を格納する。プロセッサ１５１０は、格納されている索引付けされた情報を用いて、ポンプ１１６０の抵抗の異なる動作状態と、該マイクロ流体チャネル内の流体の温度の変化との間の現在の関係を決定ないし特定する。この結果、プロセッサ１５１０は、該マイクロ流体チャネル内の特定の流体サンプルもしくは特定のタイプの流体の温度が、温度調節状態にあるポンプ１１６０の抵抗の動作状態の変化にどのように応答するかを特定する。１実施例では、プロセッサ１５１０は、オペレータが、ポンプ１１６０の抵抗の動作特性の変化に流体がどのように応答するかに影響を与えうる試験システム１０００の構成要素の経年劣化やその他の要因を考慮に入れるために、試験システム１０００の動作を調整できるようにするための（表示される）情報を提示する。別の実施例では、プロセッサ１５１０は、ポンプ１１６０の抵抗の異なる動作状態に対する特定された温度応答に基づいて、温度調節状態にある該抵抗の動作をプロセッサ１５１０が制御するやり方を自動的に調整する。たとえば、１実施例では、プロセッサ１５１０は、流体サンプルとポンプ１１６０の抵抗との間の特定されて格納されている熱応答関係に基づいて、該抵抗を、「オン」状態と「オフ」状態間で（切り替えて）作動させ、または、異なる「オン」動作状態間で（切り替えて）作動させる予め決められたスケジュールを調整する。別の実施例では、プロセッサ１５１０は、プロセッサ１５１０が、温度センサー１１７５から受け取った温度信号にリアルタイムで応答するやり方を制御する手法を調整する。

【0116】

図示の例では、モバイルアナライザー１２３２は、タブレット型コンピューターから構成されるものとして示されているが、他の実施例では、モバイルアナライザー１２３２は、スマートフォンやラップトップコンピューターやノートブックコンピューターから構成される。さらに他の実施例では、モバイルアナライザー１２３２は、デスクトップコンピューターやオールインワンコンピューターなどの据置型のコンピューティング装置で置き換えられる。

【0117】

リモートアナライザー１３００は、モバイルアナライザー１２３２から遠隔に配置されたコンピューティング装置である。リモートアナライザー１３００にはネットワーク１５００を介してアクセス可能である。リモートアナライザー１３００は、追加の処理能力／速度、追加のデータ記憶、及び追加のデータソースを提供し、さらに、いくつかの状況では、アプリケーションもしくはプログラムの更新（アップデート）を提供する。（概略的に図示されている）リモートアナライザー１３００は、通信インターフェース１６００、プロセッサ１６０２、及びメモリ（記憶装置）１６０４を備えている。通信インターフェース１６００は、ネットワーク１５００を介するリモートアナライザー１３００とモバイルアナライザー１２３２間の通信を容易にする送信機を備えている。プロセッサ１６０２は、メモリ１６０４に含まれている命令を実行する処理ユニットを備えている。メモリ１６０４は、プロセッサ１６０２の動作を指示する機械可読命令もしくはコードもしくはプログラム論理（プログラムロジック）もしくは符号化された論理（ロジック）を含む非一時的なコンピューター可読媒体から構成される。メモリ１６０４はさらに、システム１０００によって実行された流体試験からのデータまたは結果を格納することができる。

【0118】

図５にさらに示されているように、メモリ１５１２はさらに、バッファモジュール１５３０、データ処理モジュール１５３２、及びプロットモジュール１５３４を備えている。モジュール１５３０、１５３２、及び１５３４は、プロセッサ１５１０に、図２０に示されているマルチスレッド流体パラメータ処理方法を実行するように協働して指示するプログラムやルーチンなどを含んでいる。図２０は、プロセッサ１５１０による単一のデータ受信スレッド１７０４の受け取り及び処理を説明している。１実施例では、マルチスレッド流体パラメータ処理方法１７００は、複数のデータセットが同時にないし並行して受信される複数の同時データ受信スレッドの各々について、プロセッサ１５１０によって同時にないし並行して実行される。たとえば、１実施例では、プロセッサ１５１０は、電気パラメータ、熱パラメータ、及び光パラメータに関するデータセットを表すデータ信号を同時にまたは並行して受信する。受信される異なるパラメータのデータセットもしくは一連の信号の各々について、プロセッサ１５１０は、方法１７００を同時にまたは並行して実行する。かかるデータセットは全て、同時にないし並行して、受信され、バッファリングされ、及び分析されて、その後、モバイルアナライザー１２３２にプロットされるかまたはその他のやり方で提示ないし表示される。

【0119】

プロセッサ１５１０は、血液サンプルなどの流体サンプルの試験中に、同時にまたは並行してデータ受信スレッド１７０４を実行し、この場合、少なくとも１つの流体特性を示す信号がプロセッサ１５１０によって受信される。１実施例では、データ受信スレッド１７０４にしたがってプロセッサ１５１０によって受信された信号は、基本データを含んでいる。本開示では、「基本データ」、「基本信号」、「基本流体パラメータデータ」、もしくは「基本流体パラメータ信号」という用語は、増幅や、雑音のフィルタリングもしくは除去や、アナログ−デジタル変換、さらに、インピーダンス信号の場合には直交振幅変調（ＱＡＭ）といった、信号の使用を容易するためだけに変更を受けた流体センサー１１３８からの信号を指している。ＱＡＭは、験対象デバイス（特定のセンサー１１３８）のインピーダンスによって引き起こされた実際の位相シフトを識別できるように、無線周波数（ＲＦ）成分を利用して該周波数成分を取り出す。

【0120】

１実施例では、データ受信スレッド１７０４の実行中にプロセッサ１５１０によって連続的に受信される信号は、電界領域を通る流体の流れに起因して生じる電気インピーダンスの変化を示す電気インピーダンス信号を含んでいる。データ受信スレッド１７０４の実行中にプロセッサ１５１０によって連続的に受信される信号は基本データを含んでいるが、これは、それらの信号が、上記のようなそれらの信号の後続の使用及び処理を容易にするための種々の変更を受けていることを意味する。１実施例では、プロセッサ１５１０によって実行されるデータ受信スレッド１７０４は、少なくとも５００ｋＨｚの速さで基本インピーダンスデータもしくは基本インピーダンス信号を受信する。

【0121】

データ受信スレッド１７０４の下での基本流体パラメータ信号の受信中に、バッファモジュール１５３０は、所定の時間量の基本信号を繰り返しバッファリングするかまたは一時的に格納するようにプロセッサ１５１０に指示する。図示の例では、バッファモジュール１５３０は、１秒の時間間隔中すなわち１秒間中に受け取った全ての基本流体パラメータ信号を、メモリ１５１２などのメモリもしくは別のメモリに繰り返しバッファリングするかまたは一時的に格納するようにプロセッサ１５１０に指示する。他の実施例では、該所定の時間量の基本信号は、それより短いかまたは長い時間期間中に受け取った全ての基本流体パラメータ信号を含む。

【0122】

所定の時間量の信号の各々のバッファリングが完了すると、データ処理モジュール１５３２は、関連する及びたった今（受信を）完了した該時間量の基本流体パラメータ信号中のバッファリングされている基本流体パラメータ信号の各々に対して実行されるデータ処理スレッドを開始して実行するようにプロセッサ１５１０に指示する。図２０の例に示されているように、インピーダンス信号などの基本流体パラメータ信号が、第１の所定の時間期間１７２０中にカセットインターフェース１２００から受信されてバッファリングされた後で、データ処理モジュール１５３２は、時刻１７２２において、第１のデータ処理スレッド１７２４を開始するようにプロセッサ１５１０に指示して、その間に、時間期間１７２０中に受け取った基本流体パラメータ信号の各々が処理または分析されるようにする。本開示では、基本流体パラメータ信号に関する「処理」するまたは「分析」するという用語は、増幅や雑音の低減もしくは除去や変更などの作用を行うこと以外にも、いくつかの手法などを適用することによって基本流体パラメータ信号に対して追加の操作を行って、試験対象の流体の実際の特性を決定ないし推定することを意味する。たとえば、基本流体パラメータ信号を処理または分析することは、該信号を用いて、ある時刻にまたはある特定の時間期間中に流体中の個々の細胞の数を推定ないし決定すること、または、細胞のサイズなどの細胞または流体自体のその他の物理的特性を推定ないし決定することを含む。

【0123】

同様に、流体試験装置からの流体パラメータ信号が、第１の時間期間１７２０に連続して後続する第２の所定の時間期間１７２６中に受信されてバッファリングされた後で、データ処理モジュール１５３２は、時刻１７２８において、第２のデータ処理スレッド１７３０を開始するようにプロセッサ１５１０に指示して、その間に、時間期間１７２６中に受け取った基本流体パラメータ信号の各々が処理または分析されるようにする。図２０及び該図中のデータ処理スレッド１７３２（データ処理スレッドＭ）に示されているように、データ受信スレッド１７０４が、カセットインターフェース１２００から流体パラメータデータ信号を連続して受信するときに、所定の時間量の信号をバッファリングし、次に、該時間量もしくは時間期間の満了時に該時間期間中に受信した信号に作用しまたは該信号を処理するために関連するデータスレッドを開始するという説明したサイクルが連続的に繰り返される。

【0124】

図２０に示されているように、それぞれのデータ処理スレッドが完了すると、処理された信号またはデータ結果が、データプロットスレッド１７３６に渡される（すなわち送られる）。図示の例では、時間期間１７２０中に受け取られた流体パラメータ信号の処理が時刻１７４０に完了すると、かかる処理または分析からの結果もしくは処理データが、データプロットスレッド１７３６に送られ、それらの結果は、プロットモジュール１５３４の指示の下でデータプロットスレッド１７３６によって実行されている進行中のプロット処理に組み込まれる。同様に、時間期間１７２６中に受け取られた流体パラメータ信号の処理が時刻１７４２に完了すると、かかる処理または分析からの結果もしくは処理データが、データプロットスレッド１７３６に送られ、それらの結果は、プロットモジュール１５３４の指示の下でデータプロットスレッド１７３６によって実行されている進行中のプロットに組み込まれる。

【0125】

図２０に示されているように、それぞれのデータ処理スレッド１７２４、１７３０は、所定の時間量の基本信号を処理するために最大量の時間を費やすが、この場合、所定の時間量の信号を処理するためのこの最大の時間量は、該所定の時間量そのものよりも大きい。図２０に示されているように、モバイルアナライザー１２３２は、流体試験中に受け取った流体パラメータ信号の処理をマルチスレッド処理することにより、受信される複数の信号をリアルタイムで並行して処理し、プロットモジュール１５３４によってリアルタイムでのそれらの結果のプロットを容易にし、長時間の後れを回避または低減することによってモバイルアナライザーとして機能する。プロセッサ１５１０が、プロットモジュール１５３４に含まれている命令にしたがって、ディスプレイ１５０６にデータプロットスレッドの結果を表示する一方で、データ受信スレッド１７０４は、流体パラメータ信号の受信及びバッファリングを継続する。

【0126】

プロセッサ１５１０はさらに、データ処理スレッド１７２４、１７３０、…、１７３２によって生成されたデータを、ネットワーク１５００を介してリモートアナライザー１３００に送る。１実施例では、プロセッサ１５１０は、関連するデータ処理スレッドにおいて実行された処理の結果を含むデータを、データ処理スレッドの結果が該データ処理スレッドの実行中に生成されるように連続的に、リモートアナライザー１３００に送る。たとえば、データ処理スレッド１７２４の実行中の時刻１７４０に生成された結果は、データ処理スレッド１７３０が終了する時刻１７４２まで待つのではなく、ただちに、リモートアナライザー１３００に送られる。別の実施例では、プロセッサ１５１０は、特定のデータ処理スレッドが完了または終了した後に、データを一括して送る。たとえば、１実施例では、プロセッサ１５１０は、時刻１７４０において、データ処理スレッド１７２４の全ての結果を一括してリモートアナライザー１３００に送り、同時に、それらの結果は、データプロットスレッド１７３６に送られる。

【0127】

リモートアナライザー１３００のプロセッサ１６０２は、メモリ１６０４によって提供される命令にしたがって、受信したデータを分析する。プロセッサ１６０２は、分析の結果である分析されたデータをモバイルアナライザー１２３２に返す。モバイルアナライザー１２３２は、リモートアナライザー１３００から受信した該分析されたデータをディスプレイ１５０６に表示するかまたはその他のやり方で提示し、または、目で見ることができるやり方かまたは耳で聞くことができるやり方を含む他のやり方で結果を伝える。

【0128】

１実施例では、リモートアナライザー１３００は、モバイルアナライザー１２３２から、該アナライザー１２３２によって既に分析または処理されたデータを受信する。この場合、モバイルアナライザー１２３２は、カセット１０１０から受け取った基本流体パラメータ信号または基本流体パラメータデータに対して何らかの形態の操作を既に実行している。たとえば、１実施例では、モバイルアナライザー１２３２は、基本流体パラメータデータもしくは信号に対して第１のレベルの分析または処理を実行する。たとえば、センサーを通り過ぎる細胞の数を与えるインピーダンス分析が該モバイルアナライザーで行われる。次に、かかる処理の結果が、リモートアナライザー１３００に送られる。リモートアナライザー１３００は、モバイルアナライザー１２３２から受け取った結果に対して第２のレベルの分析または処理を行う。該第２のレベルの分析は、モバイルアナライザー１２３２から受け取った結果に対して、追加の手法や統計的計算などを適用することを含むことができる。リモートアナライザー１３００は、モバイルアナライザー１２３２において何らかの形態の処理または分析を既に受けているデータに対して、追加のより複雑でより時間がかかるか、または処理能力に対する負荷がより大きい処理または分析を実行する。リモートアナライザー１３００において実行されるかかる追加の分析の例には、限定はしないが、凝固（凝結）速度の計算、及び、傾向を見出して有意な提案を提供するために種々のモバイルアナライザーから収集されたデータに対する分析が含まれる。たとえば、リモートアナライザー１３００は、大きな地理的領域にわたって数人の患者からデータを集めて、疫学調査を容易にし及び病気の広がりを明らかにすることができる。

【0129】

例示的な実施例を参照して本開示を説明したが、当業者には、特許請求の範囲の主題の思想及び範囲から逸脱することなく、形態及び細部において変更を行うことが可能であることが理解されよう。たとえば、異なるそれぞれの実施例が、利益をもたらす特徴を含むものとして説明されている場合があるが、説明した特徴を、説明した実施例または他の代替の実施例において、互いと交換することができることまたは互いに組み合わせることができることが考慮されている。本開示の技術は比較的複雑であるので、該技術における全ての変更を予測できるわけではない。いくつかの実施例を参照して説明され及び特許請求の範囲に記載された本開示は、可能限り広義のものであることが明白に意図されている。たとえば、特に明示のない限り、単一の特定の要素を記載している請求項に係る発明は、複数のそのような特定の要素も含んでいる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】