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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-03-19
(54)【発明の名称】液体貯蔵キャビティ
(51)【国際特許分類】
B65D 83/00 20060101AFI20240312BHJP
【ＦＩ】
B65D83/00 L
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023561118
(86)(22)【出願日】2022-04-01
(85)【翻訳文提出日】2023-11-28
(86)【国際出願番号】 EP2022058810
(87)【国際公開番号】W WO2022207930
(87)【国際公開日】2022-10-06
(31)【優先権主張番号】2104784.0
(32)【優先日】2021-04-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(31)【優先権主張番号】2118918.8
(32)【優先日】2021-12-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】523375652
【氏名又は名称】オスラー ダイアグノスティクス リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100105924
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 賢樹
(72)【発明者】
【氏名】ハイランド、マーク
(72)【発明者】
【氏名】ライス、ヌーノ
(72)【発明者】
【氏名】ヨーマン、マーク
(72)【発明者】
【氏名】ラクストン、リチャード
(72)【発明者】
【氏名】リリス、バリー
(72)【発明者】
【氏名】メイ、スチュアート
【テーマコード（参考）】
3E014
【Ｆターム（参考）】
3E014PA01
3E014PC16
3E014PD21
3E014PE14
3E014PE16
(57)【要約】
【解決手段】本明細書に記載される実施形態は、液体貯蔵キャビティであって、基部と、基部から延びる１つ以上の壁であって、液体貯蔵キャビティは基部および１つ以上の壁によって画定される容積を有する、１つ以上の壁と、１つ以上の壁が基部に接合される周縁部であって、周縁部の少なくとも一部は、基部と１つ以上の壁のうちの少なくとも１つとによって画定される周縁凹部を含み、周縁凹部は液体の体積を収容するように構成される、周縁部と、を備える液体貯蔵キャビティに関する。
【選択図】図１Ａ
【選択図】図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
液体貯蔵キャビティであって、基部と、
前記基部から延びる１つ以上の壁であって、前記液体貯蔵キャビティは前記基部および前記１つ以上の壁によって画定される容積を有する、１つ以上の壁と、
前記１つ以上の壁が前記基部に接合される周縁部であって、前記周縁部の少なくとも一部は、前記基部と前記１つ以上の壁のうちの少なくとも１つとによって画定される周縁凹部を含み、前記周縁凹部は液体の体積を収容するように構成される、周縁部と、
を備える液体貯蔵キャビティ。
【請求項2】
前記１つ以上の壁のうちの前記少なくとも１つは、前記液体貯蔵キャビティの内部から外側に延びて前記周縁凹部を画定する、請求項１に記載の液体貯蔵キャビティ。
【請求項3】
前記１つ以上の壁のうちの前記少なくとも１つは、第１の壁部と第２の壁部とを備え、前記第１の壁部は、前記周縁部の一部の周囲で前記基部と前記第２の壁部との間に延びており、
前記第２の壁部は、前記基部から離れる方向に前記第１の壁部から延びている、請求項１または請求項２に記載の液体貯蔵キャビティ。
【請求項4】
前記第１の壁部は、前記第２の壁部と前記基部との間にフィレットを画定する、請求項３に記載の液体貯蔵キャビティ。
【請求項5】
前記第１の壁部によって画定される前記フィレットの半径は、０．１５ｍｍと１ｍｍの間である、請求項４に記載の液体貯蔵キャビティ。
【請求項6】
前記第１の壁部によって画定される前記フィレットの半径は、０．２ｍｍと０．６ｍｍの間である、請求項５に記載の液体貯蔵キャビティ。
【請求項7】
前記第１の壁部は、前記周縁凹部が三角形の断面を有するように、前記基部と前記第２の壁部との間で鋭角に延びる、請求項３に記載の液体貯蔵キャビティ。
【請求項8】
前記第１の壁部と前記基部との間の前記鋭角は、４５度以下である、請求項７に記載の液体貯蔵キャビティ。
【請求項9】
前記第１の壁部は、前記第１の壁部と前記第２の壁部との間の接合部を超えて横方向に０．５ｍｍ以下の距離だけ延びている、請求項７または請求項８に記載の液体貯蔵キャビティ。
【請求項10】
前記第１の壁部は、第１の部分と第２の部分とを備え、前記第１の壁部の前記第１の部分は、前記第２の壁部に接合され、かつ、前記液体貯蔵キャビティの内部から外側に、前記基部と実質的に平行な方向に延びており、
前記第１の壁部の前記第２の部分は、細長い凹部が四辺形の断面を有するように、前記第１の部分と前記基部との間に延びている、請求項３に記載の液体貯蔵キャビティ。
【請求項11】
前記第１の壁部の前記第１の部分は、０．５ｍｍ以下の幅を有する、請求項１０に記載の液体貯蔵キャビティ。
【請求項12】
前記第２の壁部の前記第２の部分は、０．５ｍｍ以下の高さを有する、請求項１０または請求項１１に記載の液体貯蔵キャビティ。
【請求項13】
前記液体貯蔵キャビティはカプセルである、請求項３から１２のいずれかに記載の液体貯蔵キャビティ。
【請求項14】
前記液体貯蔵キャビティの高さは５ｍｍ以下である、請求項１３に記載の液体貯蔵キャビティ。
【請求項15】
前記液体貯蔵キャビティの高さは３．５ｍｍ以下である、請求項１４に記載の液体貯蔵キャビティ。
【請求項16】
前記第２の壁部は、前記基部に対して実質的に垂直な方向に前記基部から離れて延びる、請求項３から１５のいずれかに記載の液体貯蔵キャビティ。
【請求項17】
前記周縁凹部は、前記液体貯蔵キャビティの全周の周りに延びている、請求項１から１６のいずれかに記載の液体貯蔵キャビティ。
【請求項18】
前記基部における出口をさらに備える、請求項１から１７のいずれかに記載の液体貯蔵キャビティ。
【請求項19】
前記出口は、前記周縁部の一部と一致している、請求項１８に記載の液体貯蔵キャビティ。
【請求項20】
液体貯蔵キャビティから液体を取り出す方法であって、請求項１から１９のいずれかに記載の液体貯蔵キャビティを提供することと、
前記液体貯蔵キャビティへの入口および前記液体貯蔵キャビティからの出口を提供することと、
前記出口が前記液体貯蔵キャビティの上側に位置するように、前記液体貯蔵キャビティを方向付けることと、
前記出口から液体を排出するために、前記入口を介して気体を供給することと、
を備える、方法。
【請求項21】
前記液体貯蔵キャビティからの前記出口を提供することは、請求項１８または請求項１９に記載の液体貯蔵キャビティを提供することを備える、請求項２０に記載の方法。
【請求項22】
前記液体貯蔵キャビティからの前記出口を提供することは、前記液体貯蔵キャビティの前記基部に前記出口を作成することを備える、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、液体貯蔵カプセルまたはチャンバなどの液体貯蔵キャビティに関する。
【背景技術】
【0002】
ポイントオブケア診断装置は、診断検査で使用される液体を貯蔵するためのチャンバおよび／またはカプセルのようなキャビティを含むことができる。例えば、カプセルは、特定の診断検査で使用される試薬を貯蔵するために使用され得る。別の例として、溶液の混合（例えば、試料の希釈）を可能にするために、混合チャンバが実装され得る。このようなチャンバ及び／又はカプセルは、通常、出口を含み、液体を装置の別の構成要素に移すことを可能にする。例えば、溶液はフローセルに移されてもよく、そこで電気化学測定が実行される。
【0003】
診断装置で使用されるチャンバおよび／またはカプセルが空気を含むことは避けられない。従って、チャンバ／カプセルの出口を通って流れる液体が１つ以上の気泡を含む恐れがある。気泡は、フローセル内の溶液に対して行われる測定を妨害する可能性があるので、ポイントオブケア診断装置において望ましくない。例えば、フローセル内の電極の１つの上に気泡が位置すると、電気化学測定は、誤った測定値を提供し得る。
【0004】
したがって、キャビティから流出する液体中の気泡を低減または防止する、改良された液体貯蔵キャビティに対する必要性が存在する。
【0005】
液体流中の気泡を防止または減少させることにより、キャビティ内の液体のより大きな割合が、気泡の形成前に取り出され得る。これは、所定量の液体が必要な場合、より小さな液体貯蔵キャビティ（チャンバ、カプセルなど）が実装され得ることを意味する。ポイントオブケア診断装置の設置面積がしばしば制限されるので、これは有益である。
【発明の概要】
【0006】
本概要は、詳細な説明においてより詳細に記載される概念を紹介する。それは、特許請求される主題の本質的な特徴を特定するために使用されるべきではなく、特許請求される主題の範囲を限定するために使用されるべきでもない。
【0007】
本開示の一態様によれば、液体貯蔵キャビティであって、基部と、基部から延びる１つ以上の壁であって、液体貯蔵キャビティは基部および１つ以上の壁によって画定される容積を有する、１つ以上の壁と、１つ以上の壁が基部に接合される周縁部であって、周縁部の少なくとも一部は、基部と１つ以上の壁のうちの少なくとも１つとによって画定される周縁凹部を含み、周縁凹部は液体の体積を収容するように構成される、周縁部と、を備える液体貯蔵キャビティが提供される。
【0008】
細長い周縁凹部内に収容された液体の体積は、キャビティの周縁部（またはその一部）の周囲に連続的な流体経路を提供する。このことは、出口と細長い周縁凹部との間に液体ブリッジが設けられることができれば、液体が細長い周縁凹部からキャビティの出口まで引き込まれることができることを意味する。これにより、液体の流れに気泡が混入されることなく、キャビティの出口から連続的に液体を流出させることができる。
【0009】
１つ以上の壁のうちの少なくとも１つは、液体貯蔵キャビティの内部から外側に延びて周縁凹部を画定してもよい。１つ以上の壁のうちの少なくとも１つは、第１の壁部と第２の壁部とを備えてもよく、第１の壁部は、周縁部の一部の周囲で基部と第２の壁部との間に延びており、第２の壁部は、基部から離れる方向に第１の壁部から延びている。
【0010】
第１の壁部は、第２の壁部と基部との間にフィレットを画定してもよい。第１の壁部によって画定されるフィレットの半径は、０．１５ｍｍから１ｍｍの間であってもよい。この範囲のフィレット半径は、液体貯蔵キャビティが空になった後に周縁凹部内に多すぎる液体を保持することなく、（周縁凹部内の液体の破断なしに）周縁凹部内の連続的な液体供給を維持することにより、特定の液体に対して有用である。好ましくは、第１の壁部によって画定されるフィレットの半径は、０．２ｍｍから０．６ｍｍの間であってもよい。
【0011】
第１の壁部は、周縁凹部が三角形の断面を有するように、基部と第２の壁部との間で鋭角に延びてもよい。第１の壁部と基部との間の鋭角は、４５度以下であってもよい。第１の壁部は、第１の壁部と第２の壁部との間の接合部を越えて横方向に０．５ｍｍ以下の距離だけ延びていてもよい。第１の壁部の角度および距離に関するこれらの境界は、液体貯蔵キャビティが空になった後に周縁凹部内に多すぎる液体を保持することなく、（周縁凹部内の液体の破断なしに）周縁凹部内の連続的な液体供給を維持することにより、特定の液体に対して有用である。
【0012】
第１の壁部は、第１の部分と第２の部分とを備えてもよく、第１の壁部の第１の部分は、第２の壁部に接合され、かつ、液体貯蔵キャビティの内部から外側に、基部と実質的に平行な方向に延びており、第１の壁部の第２の部分は、細長い凹部が四辺形の断面を有するように、第１の部分と基部との間に延びている。第１の壁部の第１の部分は、０．５ｍｍ以下の幅を有してもよい。第２の壁部の第２の部分は、０．５ｍｍ以下の高さを有してもよい。第１の壁部の角度および距離に関するこれらの境界は、液体貯蔵キャビティが空になった後に周縁凹部内に多すぎる液体を保持することなく、（周縁凹部内の液体の破断なしに）周縁凹部内の連続的な液体供給を維持することにより、特定の液体に対して有用である。
【0013】
液体貯蔵キャビティは、カプセルであってもよい。液体貯蔵キャビティの高さは、５ｍｍ以下であってもよい。キャビティの高さのこの範囲は、キャビティの上部内面と下部内面との間の液柱をもたらし、これは、キャビティが逆さにされた状態（すなわち、その出口がキャビティの上面にある状態）でキャビティから出されることができる気泡のない液体の体積を増加させる。好ましくは、液体貯蔵キャビティの高さは、３．５ｍｍ以下であってもよい。
【0014】
第２の壁部と基部との間の角度は、５５度未満であってもよい。これは、キャビティが逆さまの向きで空にされたとき、キャビティ内での液体の溜まり及び液滴の形成を低減する。第２の壁部は、基部に対して非平行なキャビティの上面を画定してもよい。これは、逆さで空にする間に液体の溜まりまたは液滴の形成の傾向をさらに低減する。キャビティの幅は、キャビティの高さの２．５倍以下であってもよい。
【0015】
第２の壁部は、基部に対して実質的に垂直な方向に基部から離れて延びていてもよい。このことは、キャビティの所与の設置面積に対して、キャビティの容積を最大にする。
【0016】
周縁凹部は、液体貯蔵キャビティの全周囲に延在していてもよい。これにより、キャビティ周縁部の任意の部分の周りの周縁凹部に液体を引き込むことができる。
【0017】
液体貯蔵キャビティは、基部における出口をさらに備えてもよい。出口は、周縁部の一部と一致していてもよい。周縁部と一致する出口を設けることは、チャンバから液体を取り出すために、出口と周縁部との間に液体ブリッジが必要とされないことを意味する。
【0018】
本開示の別の態様によれば、液体貯蔵キャビティから液体を取り出す方法であって、第１の態様の液体貯蔵キャビティを提供することと、液体貯蔵キャビティへの入口および液体貯蔵キャビティからの出口を提供することと、出口が液体貯蔵キャビティの上側に位置するように、液体貯蔵キャビティを方向付けることと、出口から液体を排出するために、入口を介して気体を供給することと、を備える、方法が提供される。
【0019】
液体貯蔵キャビティの周縁凹部により、キャビティが上下逆の配置のとき（すなわち、出口が液体貯蔵キャビティの上側に位置するとき）であっても、液体貯蔵キャビティを空にすることができる。
【0020】
液体貯蔵キャビティの基部に出口を提供することは、基部における出口を備える液体貯蔵キャビティを提供することを備えてもよい。あるいは、液体貯蔵キャビティの基部に出口を提供することは、液体貯蔵キャビティの基部に出口を作成することを備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0021】
具体的な実施形態は、例示としてのみ、添付の図面を参照して以下に記載される。
【図1A】周縁凹部を有する液体貯蔵キャビティを通る概略断面図であり、液体貯蔵キャビティは空にされる過程にある。
【図2A】液体貯蔵カプセルの等角図である。
【図3A】第１の期間後に液体貯蔵カプセル内に残っている液体の等角図を示すシミュレーションである。
【図6A】第１の期間後のチャンバ内の液体体積（liquid volume）の等角図を示すシミュレーションである。
【図8A】液体貯蔵キャビティの周縁凹部内の液体の断面積のシミュレーション結果を示し、周縁凹部はフィレットによって画定されている。
【図8B】液体貯蔵キャビティの周縁凹部内の液体の断面積のシミュレーション結果を示し、周縁凹部はフィレットによって画定されている。
【図8C】液体貯蔵キャビティの周縁凹部内の液体の断面積のシミュレーション結果を示し、周縁凹部はフィレットによって画定されている。
【図9】面取りによって画定された周縁凹部を有する液体貯蔵キャビティを通る断面図である。
【図10A】液体貯蔵キャビティの周縁凹部内の液体の断面積のシミュレーション結果を示し、周縁凹部は面取りによって画定されている。
【図10B】液体貯蔵キャビティの周縁凹部内の液体の断面積のシミュレーション結果を示し、周縁凹部は面取りによって画定されている。
【図10C】液体貯蔵キャビティの周縁凹部内の液体の断面積のシミュレーション結果を示し、周縁凹部は面取りによって画定されている。
【図10D】液体貯蔵キャビティの周縁凹部内の液体の断面積のシミュレーション結果を示し、周縁凹部は面取りによって画定されている。
【図10E】液体貯蔵キャビティの周縁凹部内の液体の断面積のシミュレーション結果を示し、周縁凹部は面取りによって画定されている。
【図11】段（ステップ）によって画定された周縁凹部を有する液体貯蔵キャビティを通る断面図である。
【図12A】液体貯蔵キャビティの周縁凹部内の液体の断面積のシミュレーション結果を示し、周縁凹部は段によって画定されている。
【図12B】液体貯蔵キャビティの周縁凹部内の液体の断面積のシミュレーション結果を示し、周縁凹部は段によって画定されている。
【図12C】液体貯蔵キャビティの周縁凹部内の液体の断面積のシミュレーション結果を示し、周縁凹部は段によって画定されている。
【図12D】液体貯蔵キャビティの周縁凹部内の液体の断面積のシミュレーション結果を示し、周縁凹部は段によって画定されている。
【図12E】液体貯蔵キャビティの周縁凹部内の液体の断面積のシミュレーション結果を示し、周縁凹部は段によって画定されている。
【図12F】液体貯蔵キャビティの周縁凹部内の液体の断面積のシミュレーション結果を示し、周縁凹部は段によって画定されている。
【図13A】液体貯蔵キャビティの上部に出口を有する液体貯蔵キャビティを通る断面図である。
【図13B】液体貯蔵キャビティの上部に出口を有するさらなる液体貯蔵キャビティを通る断面図である。
【図14A】液体貯蔵キャビティの上部に出口を有する液体貯蔵キャビティの周縁凹部内の液体の断面積のシミュレーション結果を示す。
【図14B】液体貯蔵キャビティの上部に出口を有する液体貯蔵キャビティの周縁凹部内の液体の断面積のシミュレーション結果を示す。
【図14C】液体貯蔵キャビティの上部に出口を有する液体貯蔵キャビティの周縁凹部内の液体の断面積のシミュレーション結果を示す。
【図15A】液体貯蔵カプセルを変形させるために使用される工具の側面図である。
【図16】液体貯蔵キャビティから液体を取り出す方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
本開示の実施態様が、カプセルおよびチャンバのような液体貯蔵キャビティを特に参照して以下に説明される。しかしながら、本明細書で説明する実施態様は、基部および１つ以上の壁を有する他のタイプのキャビティに適用可能であることが理解されるであろう。以下の実施例は、（マイクロ流体デバイスのような）ポイントオブケア診断装置において特に有用であるとして説明されるが、そのような実施例は、ポイントオブケア診断装置における実施に限定されず、出口を有するキャビティ内に液体が貯蔵される他の用途において実施されてもよいことが理解されるであろう。
【0023】
図１Ａは、本開示による液体貯蔵キャビティ１０を示す。一般的に、液体貯蔵キャビティ１０は、基部１２および１つ以上の壁２０（例えば、円筒形キャビティでは１つの壁、四辺形の領域を有するキャビティでは４つの壁など）を有する。１つ以上の壁２０は基部１２から延びている。液体貯蔵キャビティ１０は、基部１２と１つ以上の壁２０とによって画定される容積を有する。液体貯蔵キャビティ１０はまた、１つ以上の壁２０と基部１２との間の接合部として画定される周縁部３０を有する。周縁部３０の少なくとも一部（いくつかの例では、周縁部の全体）は、基部１２及び１つ以上の壁２０のうちの少なくとも１つによって画定される周縁凹部３２を含む。周縁凹部３２は、液体３４の体積を収容するように構成される（例えば、図１Ｂに示すように）。
【0024】
図１Ａに示す例では、周縁凹部３２を画定する壁（複数可）２０は液体貯蔵キャビティ１０の内部１４から外側に延びており、それにより、キャビティ１０から横方向に延びるくさび形または溝形の周縁凹部３２を画定する。
【0025】
周縁凹部３２を画定するために、図１Ａに示す液体貯蔵キャビティ１０の壁２０は、第１の壁部２２および第２の壁部２４を含む。図１Ａの破線は、第１の壁部２２と第２の壁部２４との間の界面を示す。具体的には、図１Ａに示す例では、第１の壁部２２は、第２の壁部２４とは異なる曲率を有する。第１の壁部２２は、周縁凹部３２を含む周縁部３０の一部分の周囲で、基部１２と第２の壁部２４との間に延びている。図１Ａに示す例では、第１の壁部２２は、第２の壁部２４と基部１２との間にフィレット３６を画定する。第２の壁部２４は、基部１２から離れる方向に第１の壁部２２から延びている。
【0026】
周縁凹部３２内に収容された液体３４の体積は、キャビティ１０の周縁部３０（またはその一部）の周囲に連続的な流体経路を提供する。このことは、出口１６と周縁凹部３２との間に液体ブリッジが設けられることができれば、周縁凹部３２からキャビティ１０の出口１６に液体が引き込まれることができることを意味する（液体ブリッジが必要とされない場合である出口１６が周縁部３０と一致している場合を除く）。周縁凹部３２から出口１６に液体を引き込むことは、液体の流れに気泡が混入することなく、キャビティ出口１６から連続的に液体を流出させることを可能にする。
【0027】
周縁凹部３２内の連続的な流体経路は、溶液の表面張力効果、およびキャビティの壁（複数可）２０と基部１２に対する溶液の濡れ接触角（wetted contact angle）の結果として形成される。液体３４の体積は毛細管現象によって周縁凹部３２内に引き込まれるため、キャビティ１０内の液体の自由表面エネルギーは最小化される。具体的には、周縁凹部３２の形状および寸法は、液体－固体および液体－気体の表面エネルギーのバランスをとり、かつ、周縁凹部３２内に連続的な液体の「くさび形」を形成させる、エネルギー的に有利なシナリオを提供する（例えば、図１Ｂに示すように）。この効果は、キャビティ１０がその基部を下に向けて方向付けられている場合（例えば図１Ａ）でも、出口がキャビティの上部にあるようにキャビティ１０がその基部を上にして逆さまに方向付けられている場合（例えば図１３Ａ）でも観察される。
【0028】
重要なことは、キャビティ１０が部分的にだけ充填されている場合でも、周縁凹部３２内の連続的な液体体積３４は、キャビティ１０から液体が流出する間に破壊されないことである。このことは、周縁凹部３２内に滞留した液体体積３４は、キャビティ１０が空になる間、キャビティ１０からの液体の流出に継続的な案内を提供することを意味する。キャビティ１０から連続的に液体を流出させるために、キャビティ１０を加圧することにより、好ましい表面エネルギーバランスが利用されることができる。例えば、空気は、キャビティ１０への入口（図１Ａには図示せず）を通してキャビティ１０に注入され得る。このような例では、出口１６が液体によって妨げられなくなるまで、空気は出口１６を通って逃げることができない。したがって、対応する空気体積をキャビティ１０に注入することによって、連続した液体体積がキャビティ１０から出されることができる。
【0029】
ほとんど空になったキャビティ１０から液体を抜き出す場合、流量は、液体に対するせん断効果を最小にするように制御されるべきである。液体に対するせん断力が大きすぎると、周縁凹部３２内の液体３４の体積が壊れ、このことは、毛細管現象によって液体ブリッジが再形成されるためにキャビティ１０の加圧を停止する必要があることを意味する。例えばキャビティが半分満たされているときには液体ブリッジが存在するので、これは、キャビティ１０がほとんど空である場合にのみ問題である。
【0030】
周縁凹部３２は、（ｉ）（例えば図１Ａに示すような）フィレット３６、（ｉｉ）（例えば図９に示すような）三角形の断面を有する周縁凹部を提供する面取り、（ｉｉｉ）（例えば図１１に示すような）四辺形の断面を有する周縁凹部を提供する段、または（ｉｖ）前述のものの組み合わせの形態をとることができる。
【0031】
周縁凹部３２の大きさを最適化するためのパラメータが、以下に詳述される。一般論として、周縁凹部３２内の液体体積３４の定常状態の断面形状が、（ｉ）キャビティ１０内の他の液体体積から周縁凹部３２への連続的な液体供給を維持しながら、周縁凹部３２に沿った任意の点から液体を引き込むことができるように十分に大きく、かつ（ｉｉ）液体の無駄を最小限にするために、キャビティ１０が空になった後に周縁凹部３２内に残る液体３４の体積が大きすぎないように十分に小さくなるように、周縁凹部３２は、大きさが設定されることが好ましい。液体体積３４は、キャビティが空になった後に周縁凹部３２内に捕捉されたままであるので、いくらかの液量の無駄は避けられない。これは、空になった状態の液体貯蔵キャビティ１０を示す図１Ｂに示されている。
【0032】
図２Ａから図２Ｃは、図１Ａに示す周縁凹部が適用された液体貯蔵カプセル１００の形態の液体貯蔵キャビティを示す。液体貯蔵カプセル１００は、分析装置に受け入れられ得るマイクロ流体カートリッジのようなポイントオブケア診断装置に実装され得る。
【0033】
液体貯蔵カプセル１００は、入口チャンバ１０２、液体貯蔵チャンバ１０４、および出口チャンバ１０６の３つの部分を含む。液体貯蔵カプセル１００のこれらの部分は、基部１１２（図２Ｃに示す）と液体貯蔵カプセル１２０の連続する壁１２０とによって画定される。壁１２０と基部１１２との間の接合部は、液体貯蔵カプセル１００の周縁部１３０（同じく図２Ｃに示す）を画定する。
【0034】
入口チャンバ１０２および出口チャンバ１０６の上面はそれぞれ、（例えば、液体貯蔵カプセル１００を備えるマイクロ流体カートリッジが受け入れられる分析装置のアクチュエータによる）下向きの力の印加によって変形されることができる。入口チャンバ１０２および出口チャンバ１０６への下向きの力の印加は、入口チャンバ１０２および出口チャンバ１０６の材料を変形させ、それが基部１１２に強制的に接触させられるようにする。下向きの力の継続した印加は、入口チャンバ１０２と出口チャンバ１０６の下の基部１１２を破り、それにより入口１１８と出口１１６を形成する（図２Ｄに示すように）。入口１１８と出口１１６は、入口チャンバ１０２と出口チャンバ１０６の下に配置された穿孔要素を作動させることによってなど、他の方法で形成されてもよいことが理解されよう。
【0035】
液体貯蔵カプセル１００の壁１２０は、第１の壁部１２２および第２の壁部１２４を備える。第１の壁部１２２は、液体貯蔵カプセル１００の周縁部１３０の周りで基部１１２と第２の壁部１２４との間に延びる。第２の壁部１２４は、第１の壁部１２２から、基部１１２から離れて延びている。この例では、第２の壁部１２４は、第１の壁部１２２から離れて延び、液体貯蔵カプセル１００の上面を画定する。
【0036】
第１の壁部１２２は、基部１１２と第２の壁部１２４との間にフィレット１３６を提供する。したがって、周縁凹部が、入口チャンバ１０２、液体貯蔵チャンバ１０４、および出口チャンバ１０６の基部に設けられるように、フィレット１３６は、液体貯蔵カプセル１００の周縁部１３０の周りに延びる周縁凹部１３２（図２Ｃに最もよく示される）を画定する。
【0037】
液体は、毛細管現象によって周縁凹部に引き込まれ、それにより、図２Ｄに示すように、入口チャンバ１０２と出口チャンバ１０６の縁の周囲にリング状の液体１３４の体積が形成される。周縁凹部内の液体１３４の体積と出口１１６との間に液体ブリッジが設けられていれば、例えば、空気がカプセル入口１１８を介して供給される場合に、液体１３４の体積は、液体貯蔵カプセル１００からカプセル出口１１６を介して流体が流出するための連続的な経路を提供する。
【0038】
図３Ａおよび図３Ｂは、図２Ａから図２Ｃに示す液体貯蔵カプセル１００と同様の形状を有する液体貯蔵カプセル内に残留する液体のシミュレートされた体積の等角図および上面図である。図２Ａから図２Ｃならびに図３Ａおよび図３Ｂに示される液体貯蔵カプセルの形状（例えば、入口チャンバおよび出口チャンバのくぼみ）にはわずかな違いがあるが、便宜上、同じ参照符号が使用される。図３Ａおよび図３Ｂのシミュレーションは、第１の期間後の、液体貯蔵カプセル１００が空になる間の残りの液体体積を示す。図３Ａ及び図３Ｂは、周縁凹部１３２内の液体体積１３４と、カプセル入口１１８及び出口１１６（それぞれ、入口チャンバ１０２及び出口チャンバ１０６内の中心に位置する）との間に延びる液体ブリッジ１４０を示す。
【0039】
図４Ａから図４Ｄは、第２の期間後（すなわち、空にする操作の間の後）の残りの液体体積を示す。図４Ａから図４Ｄに示すように、液体の大部分は液体貯蔵チャンバ１０４から出されている。しかしながら、周縁凹部１３２は依然として液体体積１３４を収容しており、液体体積１３４と入口１１８及び出口１１６との間の液体ブリッジ１４０は持続し（図４Ｃ及び図４Ｄに最もよく示されるように）、液体貯蔵カプセル１００からの継続した液体抽出を可能にする。
【0040】
図５Ａから図５Ｃは、第３の期間後（すなわち、空にする操作の間のさらに後）の残りの液体体積を示す。図５Ａから図５Ｃに示されるように、液体の大部分は、全体として液体貯蔵カプセル１００から出されている。周縁凹部１３２内の液体体積１３４と入口１１８及び出口１１６との間の液体ブリッジ１４０は壊れており、これは、液体貯蔵カプセル１００からの連続的な液体の流出が終了したことを意味する。すなわち、既に抽出された液体と残りの液体との間に気泡を導入することなく、それ以上の液体を抽出することはできない。図５Ａから図５Ｃは、空にする操作が終了した後、周縁凹部１３２内の液体体積１３４が残っていることを示している。
【0041】
図６Ａから図６Ｃは、代替の液体貯蔵キャビティ内に残る液体のシミュレートされた体積を示す。特に、図６Ａから図６Ｃにおいてシミュレートされた液体貯蔵キャビティは、例えば、混合チャンバとして実施され得る円筒形チャンバ２００（外形のみ示す）である。チャンバ２００は、チャンバ２００の周縁部２３０で結合する基部２１２と連続側壁２２０とを備える。連続側壁２２０の第２の壁部２２４は、基部２１２に対して垂直に延び、チャンバ２００は垂直壁を有する。周縁凹部２３２は、周縁部２３０の周りに延び、かつ、液体２３４の体積を収容するように構成されている。
【0042】
チャンバ２００は、チャンバ２００の周縁部２３０に開口を提供する出口２１６を含む。このことは、図２Ａから図２Ｄに示す例とは異なり、出口２１６は周縁部２３０と一致していることを意味する。出口２１６と周縁部２３０との一致は、チャンバ２００から液体を取り出すために、出口と周縁部との間に液体ブリッジが必要ないことを意味する。出口２１６は、流路２４２に接続されている。チャンバ２００はまた、例えば側壁２２０の上部に設けられ得る入口（図示せず）を備える。
【0043】
図６Ａから図６Ｃは、チャンバ２００を空にする間の、第１の期間後の残りの液体体積を示している。周縁凹部２３２内の液体体積２３４が、明瞭に見られる。この体積は、出口２１６を介して取り出される液体に接続されている。
【0044】
図７Ａ及び図７Ｂは、第２の期間後（すなわち、空にする操作の後）の残りの液体体積を示す。図７Ａから図７Ｂに示すように、液体のほとんどがチャンバ２００から出されている。出口２１６に接続された流路２４２に空気の体積が示されており、これは、既に抽出された液体と残りの液体との間に気泡を導入することなく、それ以上の液体を抽出することができないことを意味する。図７Ａ及び図７Ｂは、空にする操作が終了した後、周縁凹部２３２内の液体体積２３４が残っていることを示している。
【0045】
次に、図８Ａから図８Ｃを参照し、フィレット３６の形状を規定するパラメータが説明される。好ましくは、フィレット３６の形状は、周縁凹部３２内の液体体積３４の断面形状が閾値断面積を下回らないように最適化される。閾値は、周縁凹部３２内の液体体積３４が破断しないことを確実にするために実施される。液体体積３４の破断は、周縁凹部３２内に液体を引き込むために不十分な液体体積３４をもたらすであろう。したがって、閾値は、キャビティ１０内の他の液体体積からの連続的な液体供給を維持しながら、周縁凹部３２に沿った任意の点から液体が引き込まれることができることを確実にする。閾値断面積は、粘度、表面張力、および接触角などの液体の特性に基づいて決定され得る。
【0046】
０．００５～０．０１５Ｐａ・ｓの粘度、０．０１～０．０６Ｎ／ｍの表面張力、および５～４０度のキャビティ壁／基部との濡れ接触角を有する特定の液体に適用可能な一例として、閾値断面積は０．０６ｍｍ２である。０．０６ｍｍ２の閾値断面積を達成するために、少なくとも０．１５ｍｍのフィレット半径が必要である。
【0047】
また、周縁凹部３２内に保持される液体３４の体積を上限未満に保つことが好ましい。これは、キャビティ１０が空になった後に周縁凹部３２内に液体３４の体積が保持されるからであり、これは、保持された液体体積３４がキャビティ１０から取り出されることができないことを意味する。上限は、特定の液体の閾値断面積に依存するであろう。
【0048】
０．００５～０．０１５Ｐａ・ｓの粘度、０．０１～０．０６Ｎ／ｍの表面張力、および５～４０度のキャビティ壁／基部との濡れ接触角を有する特定の液体に適用可能な例を続けると、フィレット半径は１ｍｍ以下であることが好ましい。このような液体のフィレット半径の好ましい範囲は、０．２～０．６ｍｍである。
【0049】
図８Ａから図８Ｃは、異なるフィレット半径を有する周縁凹部に保持される液体体積のシミュレーションである。シミュレーションは、０．００５Ｐａ・ｓの粘度、０．０１８１７５Ｎ／ｍの表面張力、および２０度の濡れ接触角の液体特性を用いて行われる。図８Ａは、０．６ｍｍのフィレット半径のキャビティのシミュレーションである。０．６ｍｍのフィレット半径では、周縁凹部内の液体の断面積は０．１１ｍｍ２であった。図８Ｂは、０．４ｍｍのフィレット半径のキャビティのシミュレーションである。０．４ｍｍのフィレット半径では、周縁凹部内の液体の断面積は０．０８２ｍｍ２であった。図８Ｃは、０．２ｍｍのフィレット半径のキャビティのシミュレーションである。０．２ｍｍのフィレット半径では、周縁凹部内の液体の断面積は０．０６３ｍｍ２であった。
【0050】
添付書類１の表は、液体特性の他の組み合わせに対する周縁凹部３２内の液体体積３４の断面積を示している。これらの液体特性は重力方向を含む。この特性が考慮されるのは、周縁凹部３２が「逆さ」（すなわち、出口１６がキャビティ１０の上部にある状態）のキャビティを空にすることを容易にできるからである。液体貯蔵キャビティ１０から出される気泡のない液体の体積は、液体の表面張力が液体にかかる重力に打ち勝つ結果として、その上部内面と下部内面との間に垂直な液柱が設けられるように、キャビティが十分に浅い深さ（例えば５ｍｍ以下）を有する場合に最大になる。添付書類１の表において、重力方向「１」は、出口１６がキャビティ１０の底部にあることを示し、重力方向「－１」は、出口１６がキャビティ１０の上部にあることを示す。
【0051】
図９は、第１の壁部３２２が基部３１２と第２の壁部３２４との間で鋭角に延びる代替の液体貯蔵キャビティ３００を示す。これは、第１の壁部３２２が、基部３１２と第２の壁部３２４との間に面取り３４４を提供することを意味する。従って、周縁凹部３３２は、三角形の断面を有する。
【0052】
面取り３４４の形状は、面取り深さと面取り角度という２つの特性によって定義されることができ、それらの両方が図９に概略的に示されている。面取り深さは、第１の壁部３２２と第２の壁部３２４との間の接合部間の横方向の距離であり、かつ、面取り３４４の最大の横方向外方延長（換言すれば、面取り３４４が第２の壁部３２４との接合部から横方向にどこまで延びるか）である。面取り角度は、第１の壁部３２２と基部３１２との間の角度である。
【0053】
面取り３４４は、上述のフィレット３６と同様に液体を保持する。面取り３４４が大きすぎると、多くの液体体積が周縁凹部３３２に保持され、これは、キャビティ３００内のある割合の液体が失われることを意味する。しかしながら、フィレット３６と同様に、周縁凹部３３２内の液体体積３３４の断面積は、少なくとも閾値であることが好ましい。
【0054】
例えば、閾値断面積は、上述の例と同様に、０．０６ｍｍ２であり得る。この閾値を達成するために、面取り深さは少なくとも０．２ｍｍであるべきであり、面取り角度は少なくとも２０度であるべきである。空になった後に細長い周縁凹部３３２に大量の液体が保持されるのを防ぐため、面取り深さは０．５ｍｍ以下であるべきであり、および／または、面取り角度は４５度以下であるべきである。
【0055】
図１０Ａから図１０Ｅは、異なる面取り形状を有する周縁凹部に保持される液体体積のシミュレーションである。シミュレーションは、０．０１Ｐａ・ｓの動的粘度、０．０５４Ｎ／ｍの表面張力、１５度の濡れ接触角、および１．０２の比重の特性を用いて行われた。重力は、図１０Ａから図１０Ｅに示す矢印の方向であった。これらのシミュレーションで変化させた別のパラメータは、基部３１２に対する第２の壁部３２２の角度である。９０度（図１０Ａおよび図１０Ｂ）、６０度（図１０Ｃおよび図１０Ｄ）および３０度（図１０Ｅ）の第２の壁部の角度がシミュレートされた。
【0056】
図１０Ａは、０．２５ｍｍの面取り深さ、４５度の面取り角度、および９０度の第２の壁部の角度（すなわち、第２の壁部３２４が基部３１２に対して実質的に垂直に延びるような）を有するキャビティのシミュレーションである。このキャビティおよび面取り形状では、周縁凹部内の液体の断面積は０．２２０ｍｍ２であった。図１０Ｂは、０．７５ｍｍの面取り深さ、４５度の面取り角度、および９０度の第２の壁部の角度のキャビティのシミュレーションである。このキャビティおよび面取り形状では、周縁凹部内の液体の断面積は０．２６８ｍｍ２であった。図１０Ｃは、０．７５ｍｍの面取り深さ、３０度の面取り角度、６０度の第２の壁部の角度のキャビティのシミュレーションである。このキャビティと面取り形状では、周縁凹部内の液体の断面積は０．２４９ｍｍ２であった。図１０Ｄは、１．１２５ｍｍの面取り深さ、３０度の面取り角度、６０度の第２の壁部の角度のキャビティのシミュレーションである。このキャビティと面取り形状では、周縁凹部内の液体の断面積は０．２７６ｍｍ２であった。図１０Ｅは、０．９３７ｍｍの面取り深さ、２７．５度の面取り角度、３０度の第２の壁部の角度のキャビティのシミュレーションである。このキャビティと面取り形状では、周縁凹部内の液体の断面積は０．２５３ｍｍ２であった。
【0057】
図１１は、第１の壁部４２２が段４４６の形態の周縁凹部４３２を画定している、さらなる代替的な液体貯蔵キャビティ４００を示す。具体的には、第１の壁部４２２は、第２の壁部４２４に接合され、かつ、第２の壁部４２４から外側に（すなわち、液体貯蔵キャビティ４００の内部４１４から外側に）延びる第１の部分４２６を備える。第１の壁部４２２はまた、第１の部分４２６と基部４１２との間に延びる第２の部分４２８を備える。このことは、第１の壁部４２２の第１及び第２の部分４２６，４２８が、周縁凹部４３２の四辺形（例えば正方形、長方形、台形）の断面を画定することを意味する。
【0058】
段４４６の形状は、段４４６の幅（すなわち、第１の壁部４２２の第１の部分４２６の長さ）と、段４４６の高さ（すなわち、第１の壁部４２２の第２の部分４２８の長さ）との２つの特性によって定義されることができる。これらの特性の両者は、図１１に概略的に示されている。
【0059】
段４４６は、上述したフィレット３６および面取り３３４と同様に液体を保持する。段４４６が大きすぎると、多くの液量が周縁凹部４３２に保持され、これは、キャビティ４００内のある割合の液体が失われることを意味する。しかし、フィレット３６と同様に、周縁凹部４３２内の液体体積４３４の断面積は、少なくとも閾値であることが好ましい。
【0060】
例えば、閾値断面積は、上述の例と同様に、０．０６ｍｍ２であり得る。この閾値を達成するために、段の幅は少なくとも０．２ｍｍであるべきであり、段の高さは少なくとも０．２ｍｍであるべきである。空になった後に細長い周縁凹部３３２に大量の液体が保持されるのを防ぐため、段の幅は０．５ｍｍ以下であるべきであり、および／または、段の高さは０．５ｍｍ以下であるべきである。
【0061】
図１２Ａから図１２Ｆは、異なる段形状を有する周縁凹部に保持される液体体積のシミュレーションである。シミュレーションは、０．０１Ｐａ・ｓの動的粘度、０．０５４Ｎ／ｍの表面張力、１５度の濡れ接触角、および１．０２の比重の特性を用いて行われた。重力は、図１２Ａから１２Ｆに示す矢印の方向であった。これらのシミュレーションで変化させた別のパラメータは、基部４１２に対する第２の壁部４２２の角度である。６０度（図１２Ａから図１２Ｅ）および３０度（図１２Ｆ）の第２の壁部の角度がシミュレートされた。これらのシミュレーションで変化させたさらなるパラメータは、キャビティ４００の高さである。２．５ｍｍ（図１２Ａから図１２Ｄ）、３ｍｍ（図１２Ｅ）及び２．７５ｍｍ（図１２Ｆ）のキャビティ高さがシミュレートされた。
【0062】
図１２Ａは、０．２５ｍｍの段の高さ、０．６４５ｍｍの段の幅、２．５ｍｍのキャビティ高さ、および６０度の第２の壁部の角度のキャビティのシミュレーションである。このキャビティと段形状では、周縁凹部内の液体の断面積は０．３１１ｍｍ２であった。図１２Ｂは、０．３７５ｍｍの段の高さ、０．３７５ｍｍの段の幅、２．５ｍｍのキャビティ高さ、および６０度の第２の壁部の角度のキャビティのシミュレーションである。このキャビティと段形状では、周縁凹部内の液体の断面積は０．２２８ｍｍ２であった。図１２Ｃは、０．２５ｍｍの段の高さ、０．３９ｍｍの段の幅、２．５ｍｍのキャビティ高さ、および６０度の第２の壁部の角度のキャビティのシミュレーションである。このキャビティと段形状では、周縁凹部内の液体の断面積は０．２５０ｍｍ２であった。図１２Ｄは、０．５ｍｍの段の高さ、０．７８５ｍｍの段の幅、２．５ｍｍのキャビティ高さ、および６０度の第２の壁部の角度のキャビティのシミュレーションである。このキャビティと段形状では、周縁凹部内の液体の断面積は０．２３８ｍｍ２であった。
【0063】
図１２Ｅは、０．２５ｍｍの段の高さ、０．３９ｍｍの段の幅、および６０度の第２の壁部の角度のキャビティのシミュレーションである（図１２Ｃと同様）。ただし、キャビティ高さは３ｍｍに増加されている。このキャビティと段形状では、周縁凹部内の液体の断面積は０．３２０ｍｍ２であった。図１２Ｆは、０．２５ｍｍの段の高さ、０．６８ｍｍの段の幅、２．７５ｍｍのキャビティ高さ、３０度の第２の壁部の角度のキャビティのシミュレーションである。このキャビティと段形状では、周縁凹部内の液体の断面積は０．３７１ｍｍ２であった。
【0064】
上述したように、周縁凹部３２を実装することは、キャビティが「逆さま」（すなわち、出口１６がキャビティ１０の上部にある状態）である場合に、キャビティ（例えばカプセル）を空にすることができる。液体貯蔵キャビティ１０から出される気泡のない液体の体積は、液体の表面張力が液体にかかる重力に打ち勝つ結果として、その上部内面と下部内面との間に垂直な液柱が設けられるように、キャビティが十分に浅い深さ（例えば、５ｍｍ以下）を有する場合に最大になる。
【0065】
図１３Ａは、キャビティ５００の上部に出口５１６を有する液体貯蔵キャビティ５００の例である（すなわち、基部５１２は上方に配置されており、これは液体貯蔵キャビティ５００が逆さまであることを意味する）。上面と下面との間に液柱が設けられることを確実にするために、キャビティ高さ（図１３Ｂに示す）は、５ｍｍ未満、好ましくは３．５ｍｍ未満、より好ましくは３ｍｍ未満であるべきである。５ｍｍを超えると、表面張力の影響が重力により克服される。
【0066】
この向きでキャビティ５００を空にすると、第２の壁部の角度が９０度のキャビティについて図１３Ａに示すように、キャビティ５００の底部に液滴５４８が形成され得る。また、図１３Ｂに示すように、第２の壁部が６０度の場合にも、液体はキャビティの底部に溜まる。液体の溜まりと液滴の形成を最小限に抑えるために、第２の壁部の角度（図１３Ｂに概略的に図示される）は、好ましくは５５度未満である（例えば、図１４Ｃに示すように）。
【0067】
液体の溜まりと液滴の形成はまた、キャビティの底部に平坦な表面が設けられないようにすることによって（例えば、図１４Ｃにも示されるように）、又はキャビティの底部に湾曲した表面を設けることによって（例えば、図２Ａから図２Ｄに示されるように）、最小化されることができる。換言すれば、第２の壁部５２４が、基部に対して非平行であるキャビティ５００の上面を画定するとき、液体の溜まりと液滴の形成が最小化される。
【0068】
出口５１６がキャビティ５００の上部にて中心に（すなわちキャビティ５００の周縁部５３０の中心に）位置する場合、断面幅対高さのアスペクト比は、５：２以下であるべきである（換言すれば、キャビティ幅は、キャビティ高さの２．５倍以下であるべきである）。
【0069】
図１３Ａおよび図１３Ｂは、段形状を有する周縁凹部５３２を有するキャビティ５００の逆さで空にすることを示しているが、上面と下面との間に液柱が形成されるようにキャビティが十分に浅ければ、面取りとフィレットによって画定された周縁凹部を有するキャビティも、この構成で空にされることができることが理解されよう。
【0070】
図１４Ａから図１４Ｅは、キャビティ５００の上部に出口５１６を有してキャビティが空にされたときの周縁凹部に保持される液体体積のシミュレーションである。シミュレーションは、０．０１Ｐａ・ｓの動的粘度、０．０５４Ｎ／ｍの表面張力、１５度の濡れ接触角、および１．０２の比重の特性を用いて行われた。重力は、図１４Ａから１４Ｅに示す矢印の方向であった。これらのシミュレーションで変化させた別のパラメータは、基部５１２に対する第２の壁部５２２の角度である。９０度（図１４Ａ）、６０度（図１４Ｂ）および３０度（図１４Ｃ）の第２の壁部の角度がシミュレートされた。これらのシミュレーションで変化させた更なるパラメータは、キャビティ５００の高さである。３ｍｍ（図１４Ａおよび図１４Ｂ）および２．７５ｍｍ（図１４Ｃ）のキャビティ高さがシミュレートされた。
【0071】
図１４Ａは、０．２５ｍｍの段の高さ、０．２５ｍｍの段の幅、３ｍｍのキャビティ高さ、および９０度の第２の壁部の角度のキャビティの逆さで空にするシミュレーションである。このキャビティと段形状では、周縁凹部内の液体の断面積は０．３０１ｍｍ２であった。図１４Ｂは、０．２５ｍｍの段の高さ、０．３９ｍｍの段の幅、３ｍｍのキャビティ高さ、および６０度の第２の壁部の角度のキャビティの逆さで空にするシミュレーションである。このキャビティと段形状では、周縁凹部内の液体の断面積は０．３１４ｍｍ２であった。図１４Ｃは、０．２５ｍｍの段の高さ、０．６８ｍｍの段の幅、２．７５ｍｍのキャビティ高さ、および３０度の第２の壁部の角度のキャビティのシミュレーションである。このキャビティと段形状では、周縁凹部内の液体の断面積は０．３７０ｍｍ２であった。
【0072】
上述したように、キャビティ１０が空になる間に周縁凹部３２から液体が確実に引き出されるようにするために、周縁凹部３２と出口１６との間に液体ブリッジが必要である。中心に位置する（すなわち周縁部３０の中心の）出口１６の場合、液体ブリッジを設ける１つの方法は、周縁部３０と出口１６との間にサドル５０が設けられるようにキャビティ１０を変形させることである（図１５Ａに概略的に示されているように）。サドル５０は、周縁部３０と出口１６との間に経路を提供し、それに沿ってキャビティ１０の上面が窪んでおり、上面と下面との間の距離がキャビティ１０の他の領域よりもサドル５０に沿って短くなる。このことは、液体の表面張力がサドル５０によって画定された経路に沿って液体を保持するので、周縁部３０と出口１６との間に液体の流れの経路を提供する。
【0073】
キャビティ１０を変形させてサドル５０を設けるために、キャビティ１０を変形させて入口と出口を形成するとき、隆起（リッジ）５４を有するアクチュエータ５２が使用され得る。隆起５４は、図１５Ｂに示すアクチュエータ５２の断面図から見ることができる。アクチュエータは、キャビティ１０を備えるマイクロ流体カートリッジが受け入れられる分析装置の構成要素であってもよい。
【0074】
図１６は、液体貯蔵キャビティから液体を取り出す方法６０のフロー図である。方法６０の特徴が図１６に描かれた順序で実施される必要はなく、特定のステップが異なる順序で実施されてもよいことが理解されよう。一例として、方法の特徴６６は、方法の特徴６４の前に実施されてもよい。したがって、方法６０は、図１６に描かれて以下に説明される特定の順序に限定されない。
【0075】
６２において、液体貯蔵キャビティが提供される。液体貯蔵キャビティは、図１Ａから図１５Ａを参照して説明された液体貯蔵キャビティのいずれであってもよい。例えば、液体貯蔵キャビティは、カプセル（例えば図２Ａから図２Ｄに示すような）、またはチャンバ（例えば図６Ａから図６Ｃに示すような）であり得る。他の例（例えば、リザーバ、チャネルなど）も想定される。
【0076】
６４において、液体貯蔵キャビティへの入口及び液体貯蔵キャビティからの出口が提供される。液体貯蔵キャビティからの出口を提供することは、（例えば、図６Ａから図６Ｃに示すチャンバの場合）恒久的な出口を有する液体貯蔵キャビティを提供することを備え得る。液体貯蔵キャビティが恒久的な出口を有する場合、出口を提供することは、液体貯蔵キャビティが実装される液体処理装置におけるバルブを開くことをさらに備えてもよい。あるいは、液体貯蔵キャビティからの出口を提供することは、液体貯蔵キャビティからの出口を作成することを備えてもよい。出口を作成することは、液体貯蔵キャビティを変形させてキャビティ材料の破れを引き起こすこと（例えば、図２Ａから図２Ｄを参照して説明したように）、または穿孔要素を使用してキャビティを穿孔することを備えてもよい。
【0077】
同様に、液体貯蔵キャビティへの入口を提供することは、恒久的な入口を有する液体貯蔵キャビティを提供すること、または液体貯蔵キャビティへの入口を（例えば、キャビティ材料を破るか、穿孔するか、または破壊することによって）作成することを備え得る。
【0078】
６６において、液体貯蔵キャビティは、出口が液体貯蔵キャビティの上側に位置するように方向付けられる。上記で説明したように、液体貯蔵キャビティは、液体貯蔵キャビティに入口および出口を提供する前に、このように方向付けられてもよい。一例として、液体貯蔵キャビティは、この向きで液体処理装置に実装されてもよい。その後、液体処理装置は、作動可能な穿孔要素を有する分析装置内に受け入れられてもよい。その後、キャビティ材料は、分析装置の穿孔要素によって穿孔されてもよい。
【0079】
６８において、出口から液体を排出するために、入口を介して気体が供給される。気体は、例えば、入口と流体連通する空気圧アクチュエータを介して供給され得る。一例として、液体貯蔵キャビティへの入口は、液体貯蔵キャビティが実装される液体処理装置の空気圧ポートと流体連通してもよい。次に、液体処理装置は、空気圧供給システムを有する分析装置に受け入れられ得る。空気は、液体処理装置の空気圧ポートを介して、分析装置の空気圧供給システムによって入口に供給され得る。
【0080】
気体は、液体貯蔵キャビティ内の液体を置換する。液体は、毛細管現象によって液体貯蔵キャビティの周縁凹部に引き込まれる。周縁凹部内の液体は、液体貯蔵キャビティの他の容積から出口への連続的な供給経路を提供し、それにより液体貯蔵キャビティから排出される気泡のない液体の量を最大化する。
【0081】
いくつかの実施態様では、周縁凹部３２は、キャビティ１０の全周にわたって延びていなくてもよい。さらに、周縁凹部３２を画定するために、段、面取り及びフィレット形状の組合せが使用されてもよい。
【0082】
上記の議論では、周縁凹部を備え得るキャビティの例としてカプセルとチャンバを取り上げたが、周縁凹部はまた、チャネルなどの他の流体構成要素に含まれてもよい。チャネルに組み込まれた場合、周縁凹部は、チャネルを通る液体の流れを助ける。
【0083】
単数形の用語「１つ（a）」および「１つ（an）」は、「１つだけ」を意味するものと解釈すべきではない。むしろ、別段の記載がない限り、「少なくとも１つ」または「１つ以上」を意味すると解釈すべきである。「備える（comprises）」及び「備える（comprises）」を含む「備える（comprising）」ならびにその派生語は、記載された各特徴を含むが、１つ以上のさらなる特徴を含むことを排除するものではない。
【0084】
上記の実施態様は、例示としてのみ記載されており、記載された実施態様は、全ての点において、例示としてのみ考慮され、制限的なものではない。本発明の範囲から逸脱することなく、記載された実施態様の変形がなされ得ることが理解されよう。また、説明されていないが、添付の特許請求の範囲に属する多くの変形例があることも明らかであろう。
【0085】
【表1】
【表2】
【表3】
【表4】
【表5】
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図10E】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図12D】
【図12E】
【図12F】
【図13A】
【図13B】
【図14A】
【図14B】
【図14C】
【図15A】
【図15B】
【図16】
【国際調査報告】