CN105473996A - 使用滑动装置的自动印迹 - Google Patents

Abstract

提供了用于对来自生物样品的分析物执行分离、固定、印迹和/或检测的装置、系统、方法和套件。在某些实施例中，这些装置由表面接触的两个固态基材构成。这些装置包括由这些表面中的凹痕形成的多个通道。这些凹痕能横跨所述基材之间的界面彼此对准，并且通过使一个基材相对于另一个基材移位或滑动而再对准。在某些实施例中，这些装置由固态基材的三层构成。在装置的中间层中的分离通道首先用于分析物分离。然后可以使中间层相对于顶层和/或底层滑动，从而对准分离通道与印迹膜。然后可以使用在顶层和底层中的电极将分析物转移到膜。

Description

使用滑动装置的自动印迹

相关申请的交叉引用

本申请要求保护名称为“MICROFLUIDICWESTERNBLOT(微流体western印迹)”并且在2014年3月7日提交的美国临时申请第61/949,632号和名称为“AUTOMATEDBLOTTINGUSINGSLIDINGDEVICEWITHINTEGRATEDMEMBRANE(使用带有一体膜的滑动装置的自动印迹)”并且在2014年10月23日提交的美国临时申请第62/067,915号的优先权。每个优先权申请的全部内容以引用的方式并入到本文中以用于所有目的。

背景技术

电印迹广泛地用于生物技术中。这种技术涉及向基质两端施加电位差，带电分析物诸如DNA、RNA或蛋白质分布于基质中。电位差造成分析物从基质迁移出来并且变得沉积到一表面上或紧邻基质‘印迹’，它们被固定在那里。然后通可以使用荧光、化学发光、放射性或其它现象，通过利用一个或多个可检测的结合配偶体探测分析物来检测分析物。

电印迹常常成对进行，并且在诸如电泳的技术之后立即执行，电泳基于大小或电荷在基质中分离出分析物。因此，电印迹提供与基于电泳能提供的特征正交或互补的特征来查询生物样品。例如，蛋白质样品能在聚丙烯酰胺凝胶中经受电泳并且然后通过电印迹转移到硝化纤维膜。蛋白质在凝胶中的迁移速率能反映其分子量，并且这些蛋白质对于膜上的结合配偶体的亲和力能反映出蛋白质是否包含特定序列基序。因为电印迹在电泳之后并且能保留电泳实现的分析物的分离，在印迹上对分析物的检测能展现关于分析物来源的样品的多个信息水平。

在本领中已知并且实践了各种类型的电印迹。当分析物是DNA片段时，将分析物从凝胶或其它基质转移出来到印迹上根据其创始人英国生物学家EdwinM.Southern被称作Southern印迹。用类推的方法，RNA片段的转移被称作northern印迹，并且蛋白质或多肽的转移被称作western印迹。另外的示例为用于翻译后修饰的“eastern”印迹和用于蛋白质相互作用的“farwestern”印迹。这些印迹技术中的某些能在不施加电位差的情况下执行，其中，替代地通过毛细管作用来驱动分析物从基质转移到印迹。

为了以通常实践的方式来执行电印迹，需要复杂的程序。在例如通过电泳分离出基质中的分析物后，基质与印迹必须精确地并置以便于转移分析物。之后，电极和其它设备必须绕基质和印迹组装。该设备可以包括缓冲剂储器、海绵或湿纸以允许电流在这些电极之间流动。然后在电极之间施加电位差并且发生转移。然而，在检测分析物之前，该设备必须拆卸并且该印迹必须从基质移除并且进行进一步处理。该处理需要使印迹上的相关分析物以受控制的方式暴露于结合配偶体。例如，在western印迹的情况下，能利用非特异性地结合到印迹的阻断蛋白质、特异性地结合到相关分析物的一抗和结合到一抗的标记的二抗来孵育印迹。这些孵育中的每一个将印迹浸没于不同的溶液中。然后检测涉及将印迹紧邻一片薄膜或者对于结合配偶体之一上的标记敏感的光学扫描仪放置。

电印迹程序在若干水平上成本较高。该程序是耗时的，在某些程度上发生数天，并且不易于自动化。印迹必须以多种不同方式进行机械操纵，并且这些操纵需要关注以确保例如基质和印迹并不破裂或者印迹并不与污染物接触。因此，该程序需要高级技能、广泛培训的从业者才能成功地执行。电印迹在试剂方面也是成本较高的。印迹常常利用大量过剩结合配偶体来孵育以便以充分的敏感性来检测分析物，即使这些分析物仅占据印迹的表面积的较小部分。

电印迹也并非总是得到可再现或定量的数据。样品大小、转移效率和结合配偶体对于分析物的亲和力的可变性能导致不敏感或不精确的检测。相同分析物不能在一个电印迹程序与下一个电印迹程序的相同水平检测，并且在单独程序中由分析物造成的信号差异可能并未反映出分析物的丰度或完整性差异。同样，由相同程序中的两种不同分析物造成的信号可能并未准确地反映出这些分析物的相对浓度。此外，许多电印迹程序允许仅检测存在于样品中的分析物的子集，并且不包括对于基质上分析物的检测。因此，关于样品组成(例如，蛋白子分子量的分布)的信息可能在将分析物从基质转移到印迹时丢失。

发明内容

本发明提供用于对一种或多种生物样品的分析物进行分离、固定、印迹和/或检测的装置、方法、系统和套件。

在本发明的第一方面，提供一种用于分离和检测生物样品的分析物的装置。该装置包括第一固态基材，第一固态基材包括第一表面、多个α第一半空间和多个β第一半空间，α第一半空间和β第一半空间以重复阵列安置于所述第一表面中，使得每个α第一半空间与β第一半空间相邻；第一捕获剂，其安置于所述第一表面上，在所述α第一半空间内；第二固态基材，第二固态基材包括第二表面、多个α第二半空间和多个β第二半空间，α第二半空间和β第二半空间以重复阵列安置于第一表面中，使得每个α第二半空间与β第二半空间相邻；第二捕获剂，其安置于第二表面上，在α第二半空间内；以及，多个进入端口。

在该装置中，第一表面与第二表面在界面处彼此接触。这些半空间构造成容纳流体或分离介质。第一半空间的形状与第二半空间的形状互补使得当一个第一半空间与一个第二半空间对准时，一个第一半空间与一个第二半空间一起形成通道。第一固态基材构造成相对于第二固态基材交替地占据两个位置，所述两个位置为：α-α位置，使得α第一半空间与α第二半空间对准以形成分离通道；以及α-β位置，使得α第一半空间与β第二半空间对准以形成α-β通道，并且β第一半空间与α第二半空间对准以形成β-α通道，α-β和β-α通道是检测通道。第一固态基材构造成沿着界面滑过第二固态基材。进入端口构造成提供从装置外部的空间到分离通道和检测通道的接触。

在该装置的某些实施例中，第一捕获剂和第二捕获剂相同。在某些实施例中，第一捕获剂和第二捕获剂不同。在某些实施例中，第一捕获剂或第二捕获剂是交联剂，诸如二苯甲酮、甲醛或戊二醛。在某些实施例中，第一捕获剂或第二捕获剂是亲和结构，诸如蛋白质或核酸。在某些实施例中，第一捕获剂通过接头附着到第一表面上；或第二捕获剂通过接头附着到第二表面上。

在该装置的某些实施例中，第一表面和第二表面构造成通过不透流体的密封彼此接触，使得在α第一半空间、β第一半空间、α第二半空间、β第二半空间、分离通道或检测通道内包含的流体不能通过界面从半空间或通道出来。

在该装置的某些实施例中，进入端口包括在第一固态基材中的通孔，并且至少一个通孔提供在每个α第一半空间与第一固态基材外部空间之间的通路。在这些实施例中：真空源或压力源能联接到通孔中的至少一个。电极能安置于通孔中至少一个中。两个通孔能提供在每个α第一半空间与第一固态基材外部的空间之间的通路，两个通孔设置于α第一半空间的相对端。电极安置于两个通孔中每一个中。多个通孔能提供在每个α第一半空间与第一固态基材外部的空间之间的通路，其中多个通孔中至少一个联接到真空源或压力源，电极安置于通孔中至少一个中；并且，联接到所述真空源或压力源的该至少一个通孔和其中安置有电极的至少一个通孔设置于α第一半空间的相同端。至少一个通孔提供在每个β第一半空间与第一固态基材外部空间之间的通路。两个通孔能提供在每个β第一半空间与第一固态基材外部的空间之间的通路，两个通孔设置于β第一半空间的相对端。进入端口还可包括在第二固态基材中的通孔，并且至少一个通孔能提供在每个α第二半空间与第二固态基材外部空间之间的通路。

在该装置的某些实施例中，进入端口构造成将流体或分离介质引入到分离通道和检测通道。在某些实施例中，进入端口构造成将流体或分离介质从分离通道和检测通道移除。在某些实施例中，进入端口构造成向分离通道的相对端供应电流。

在某些实施例中，第一固态基材或第二固态基材对紫外光和/或可见光完全或部分地透明。在某些实施例中，该装置还包括：紫外光和/或可见光源，其构造成将光导向至分离通道或检测通道内。在某些实施例中，该装置还包括：检测器，其构造成检测从检测通道发出的光。

在该装置的某些实施例中，第一半空间和第二半空间是线性的。在这些实施例中：α第一半空间和β第一半空间在第一平面中彼此平行。每个第一半空间可沿着分离轴线安置，并且第一固态基材和第二固态基材可构造成滑过彼此使得第一固态基材或第二固态基材在正交于分离轴线的方向上移动。第一半空间从第一固态基材的中部位置辐射并且终止于第一固态基材中的中部位置，并且第一固态基材构造成绕中部位置旋转，从而允许第一固态基材滑过第二固态基材。该装置还可包括安置于中部位置的电极，或者联接到中部位置的真空源或压力源。

在该装置的某些实施例中，至少一个β第一半空间的深度小于至少一个α第一半空间的深度。在这些实施例中：每个β第一半空间的深度小于每个α第一半空间的深度。至少一个β第一半空间的深度是大约为零。至少一个β第二半空间的深度小于至少一个α第二半空间的深度。每个β第二半空间的深度小于每个α第二半空间的深度。至少一个β第二半空间的深度是大约为零。

在该装置的某些实施例中，β第一半空间和β第二半空间具有大约为零的深度。在某些实施例中，α第一半空间的深度约等于β第一半空间。在某些实施例中，α第一半空间的深度约等于α第二半空间。在某些实施例中，α第一半空间、β第一半空间、α第二半空间和β第二半空间的深度全都大约相等。在某些实施例中，第一半空间具有第一深度，第二半空间具有第二深度，并且第二深度小于第一深度。

在本发明的第一方面，本发明还提供一种用于自动分离和固定生物样品的分析物的系统。该系统包括上文所描述的装置；以及，马达，其构造成驱动第一固态基材从α-α位置到α-β位置滑动移动经过第二固态基材。在某些实施例中，该系统还包括真空源或压力源，真空源或压力源联接到进入端口中的至少一个。在某些实施例中，该系统还包括安置于分离通道相对端的一对电极，其中电极安置于进入端口中。该系统还可包括：电源，其构造成将电极通电到相反极性。在某些实施例中，该系统还包括紫外光和/或可见光源，紫外光和/或可见光源构造成将光导向至分离通道或检测通道内。在某些实施例中，该系统还包括检测器，检测器构造成检测从检测通道发出的光。

在本发明的第一方面，本发明还提供使用上文所描述的装置来分离和检测生物样品的分析物的方法。该方法包括：(a)在分离介质中分离生物样品的分析物，其中分离介质包含于分离通道中，并且分离通道由与α第二半空间对准的α第一半空间形成；(b)使用所述第一捕获剂和第二捕获剂来将分析物固定到分离通道内；(c)使第一固态基材从α-α位置到α-β位置滑过第二固态基材，从而破坏分离通道并且形成两个检测通道，其中一个检测通道是由α第一半空间形成的α-β通道并且另一检测通道是由α第二半空间形成的β-α通道；以及(d)检测在步骤(c)中形成的两个检测通道中至少一个内的固定的分析物。

在某些实施例中，该方法还包括在步骤(a)之前，将分离介质引入到分离通道内。在将分离介质引入到分离通道内之前，生物样品能悬浮于分离介质中。在某些实施例中，该方法还包括将生物样品加载到分离介质内。在某些实施例中，分离分析物包括执行电泳、电渗透或等电聚焦。在某些实施例中，分离介质包括聚合物溶液、交联聚合物基质或水凝胶。分离介质可以包括聚合物溶液并且聚合物溶液可以包括右旋糖酐或琼脂糖。分离介质包括交联聚合物基质并且交联聚合物基质可以包括聚丙烯酰胺和双丙烯酰胺。

在本方法的某些实施例中，第一捕获剂或第二捕获剂是交联剂，并且固定分析物包括使分析物交联到第一表面或第二表面上。通过使分离通道暴露于紫外光而实现交联。在某些实施例中，第一捕获剂或第二捕获剂是亲和结构，并且固定分析物包括将分析物结合到亲和结构上。

该方法的某些实施例还包括在步骤(b)之后，从分离通道或检测通道移除分离介质。在这些实施例中，在步骤(c)之后，从检测通道移除分离介质。在某些实施例中，分析物沿着分离轴线分离，并且使第一固态基材滑过第二固态基材包括使第一固态基材或第二固态基材在正交于分离轴线的方向上移动。

该方法的某些实施例还包括将检测介质引入到分离通道或检测通道内。在步骤(c)之前，能将检测介质引入到分离通道内，或者在步骤(c)之后引入到检测通道内。这些实施例还可包括在步骤(b)之后，从分离通道移除分离介质，其中分离介质由检测介质取代。检测介质可以包括用于一种或多种分析物的结合配偶体。结合配偶体可以是蛋白质或核酸，诸如抗体或标记核酸探针。检测介质还可包括结合到结合配偶体或者与结合配偶体起反应的试剂。试剂可以包括二抗或者化学发光基材。检测介质还可以包括阻断剂。

在本方法的某些实施例中，检测固定的分析物包括检测颜色、荧光、化学发光或放射性。在某些实施例中，检测固定的分析物包括使检测通道中的固定的分析物暴露于紫外光或可见光。

在本发明的第一方面中还提供用于分离和检测生物样品的分析物的套件。一种这样的套件包括如上文所描述的权利要求的装置和分离介质。这种套件还可包括检测介质。另一种这样的套件包括如上文所描述的介质和检测介质。

在本发明的第二方面，提供一种用于分离和检测生物样品的分析物的装置。该装置包括顶层、中间层和底层，其中：每一层包括固态基材和在固态基材中至少一个细长的贯穿狭缝；这些层是平面的并且彼此接触使得中间层夹在顶层与底层之间；并且中间层构造成相对于顶层和/或底层滑动。该装置还包括分离通道，其由中间层的贯穿狭缝限定；一对进入端口，其构造成向分离通道的相对端供应材料或电流；以及，安置于顶层或底层中任一个中的贯穿狭缝中的膜，其中能通过使中间层相对于顶层或底层滑动来使膜与分离通道对准。

在该装置的某些实施例中，顶层的贯穿狭缝与底层的贯穿狭缝对准，使得两个贯穿狭缝能同时与分离通道对准。在某些实施例中，在顶层、中间层和底层中的贯穿狭缝具有近似相等的截面积。在某些实施例中，在顶层、中间层和底层中的贯穿狭缝包括成角度的壁，成角度的壁构造成允许气泡逸出。

在该装置的某些实施例中，进入端口安置于顶层或中间层中。在某些实施例中，至少一个进入端口联接到真空或压力源。在某些实施例中，至少一个进入端口与分离电极对准。分离电极安置于至少一个进入端口内侧。至少一个进入端口可具有渐细的横截面，该渐细的横面积与离分离通道的距离成比例地变化。

在该装置的某些实施例中，膜与顶层或底层的表面齐平，这些表面与中间层接触。在某些实施例中，膜跨越其中安置膜的贯穿狭缝的全部截面积。膜以不透流体的密封固连到顶层或底层上。

在该装置的某些实施例中，中间层通过不透流体的界面接触顶层或底层使得当分离通道由顶层或底层的固体表面封闭时，容纳于分离通道中的流体不能通过界面从分离通道出来。在某些实施例中，顶层或底层的与中间层接触的表面涂敷有润滑剂。该润滑剂可以是惰性油。在某些实施例中，顶层或底层的与中间层接触的表面是疏水性的。在某些实施例中，顶层、中间层或底层对于紫外光和/或可见光是透明的。在某些实施例中，顶层、中间层或底层对于紫外光和/或可见光全都是透明的。

在该装置的某些实施例中，中间层在平行于层构造成滑动的方向的维度上比顶层和底层中每一个更宽。在某些实施例中，中间层在平行于分离通道的维度上比顶层和底层中每一个更宽。在某些实施例中，该装置还包括夹具，夹具构造成将顶层、中间层和底层保持在一起。

该装置的某些实施例还包括一对印迹电极，其中：第一印迹电极安置于顶层的贯穿狭缝中；第二印迹电极安置于底层的贯穿狭缝中；第一印迹电极或第二印迹电极安置在与膜相同的贯穿狭缝中，在与中间层相对的膜的侧部上。在这些实施例中，该装置还可包括安置于膜与印迹电极之一之间的多孔性支承件。该装置的某些实施例还包括安置于顶层的贯穿狭缝和/或底层的贯穿狭缝中的多孔性支承件。该装置的某些实施例还包括由中间层的附加贯穿狭缝限定的检测通道，其中通过使中间层相对于顶层或底层滑动，检测通道能与膜对准。附加进入端口可以构造成向检测通道供应材料或者从检测通道移除材料。

在该装置的某些实施例中，中间层包括限定多个分离通道的多个贯穿狭缝。在这些实施例中:中间层的贯穿狭缝还限定多个检测通道。每个分离通道可与检测通道相邻。中间层可包括至少10个、12个、20个、26个、48个或96个贯穿狭缝。顶层和所述底层中每包含一个包括多个贯穿狭缝，并且每个分离通道有至少一个贯穿狭缝。

在本发明的第二方面，本发明还提供一种用于自动分离和印迹生物样品的分析物的系统。该系统包括上文所描述的装置；以及马达，马达构造成驱动中间层相对于顶层和/或底层的滑动移动。在系统的某些实施例中，马达构造成使膜与分离通道对准。在某些实施例中，该系统还包括一对分离电极，其安置于分离通道的相对端；以及，电源，其构造成将电极加电到相反极性。在某些实施例中，该系统还包括一对印迹电极，一个印迹电极安置于顶层中的贯穿狭缝中并且另一个印迹电极安置于底层的贯穿狭缝中，其中电极对中的一个印迹电极安置在与膜相同的贯穿狭缝中，在与中间层相对的膜的侧部上；以及，电源，其构造成将电极加电到相反极性。

在某些实施例中，该系统还包括紫外光和/或可见光源，紫外光和/或可见光源构造成照射分离通道或膜。在某些实施例中，该系统还包括检测器，检测器构造成检测从分离通道或膜发出的光。在某些实施例中，该系统还包括流体处理子系统，其构造成向分离通道递送流体或者从分离通道移除流体，其中流体处理子系统连接到进入端口。

在本发明的第二方面，本发明还提供使用上文所描述的装置来分离和检测生物样品的分析物的方法。该方法包括：将样品加载于分离通道中；通过进入端口向分离通道的相对端供应电流，从而沿着分离通道的长度来分离样品的分析物；使中间层相对于顶层或底层滑动，从而使膜与分离通道对准；以及从分离通道向膜转移分析物。在本方法的某些实施例中，将样品加载于分离通道中包括将分离介质引入到分离通道内。在某些实施例中，通过进入端口中的至少一个端口来加载样品。在某些实施例中，分离分析物包括执行电泳、电渗透或等电聚焦。在某些实施例中，印迹电极安置于顶层和底层的贯穿狭缝中，从分离通道向膜转移分析物包括将电极加电到相反极性。在某些实施例中，转移分析物包括利用缓冲剂来填充顶层的贯穿狭缝和/或底层的贯穿狭缝。在这些实施例中，转移分析物包括将装置浸没于缓冲剂中。

该方法的某些实施例还包括检测在膜上的分析物。在这些实施例中：装置还包括检测通道，并且检测在膜上的分析物包括使装置的中间层相对于顶层或底层滑动，从而对准膜与检测通道。检测试剂也可以通过检测通道流动。中间层能相对于顶层或底层在第一方向上滑动以对准膜与分离通道，并且随后相对于顶层或底层在第二方向上滑动以对准膜与检测通道，第一方向与第二方向相反。检测分析物包括拆卸装置并且使膜向检测试剂暴露。

在本发明的第二方面，本发明还提供一种用于自动分离和印迹生物样品的分析物的套件。套件包括如上文所描述的装置和多个替换膜，其中装置的膜构造成由所述替换膜中的任一个替换。在某些实施例中，该套件还可包括分离介质。在某些实施例中，该套件还包括检测试剂。

附图说明

图1A至图1C示出了根据本发明的实施例的两层装置。该装置包括两个固态基材。每个基材的表面具有安置于其中的半空间并且与并列基材的表面接触。顶部基材和底部基材的半空间在图1A和图1C中被示出形成通道。在图1B中，一个固态基材相对于另一固态基材在垂直于半空间和通道的长轴线的方向上滑动。因此，在图1A和图1C中，在顶部基材中的半空间与底部基材中的不同半空间对准。

图2A至图2B提供了根据本发明的实施例的两层装置的三维视图。

图3A至图3E示出了根据本发明的实施例的两层装置和使用该装置的方法。对于顶部固态基材中的每隔一个半空间，两个进入端口安置于半空间的相对端。进入端口是在顶部固态基材中的通孔并且用来填充由半空间形成的通道(图3C)或者容纳电极(图3D)。通过紫外光引发的交联来使分析物在该装置的半空间中形成的分离通道中固定(图3D)。

图4示出了在两层装置的实施例中的α和β半空间。这个图被分成四个区，每个区示出了一个堆叠到另一个上并且在水平界面处会合的两个固态基材。在第一固态基材中每个区顶部的半空间是第一半空间(即，α第一半空间和β第一半空间)。在第二固态基材中每个区底部的半空间是第二半空间(即，α第二半空间和β第二半空间)。使第一固态基材沿着该界面滑过第二固态基材使半空间从α-α位置(左边两个区)向α-β位置(右边两个区)再对准。在某些实施例中(底部两个区)，Β半空间具有零深度。

图5A至图5D示出了两层装置的实施例。该装置包括用于装置的顶部固态基材中的所有半空间(例如，α半空间和β半空间)的进入端口。进入端口是顶部固态基材中的通孔。至少两个进入端口与顶部固态基材中的每个半空间相关联，其中至少一个进入端口安置于每个半空间的任一端(即，在相对端)。对于固态基材中的每隔一个半空间(例如，α半空间)，多个进入端口安置于半空间的一端。这些进入端口由次级通道区段连接并且形成加载交叉。图5A和图5C是该装置的顶视图。图5B和图5D是该装置的侧视图。图5A和图5B示出了在顶部固态基材相对于底部固态基材滑动之前的装置。图5C和图5D示出了在滑动之后的装置。

图6A至6F示出了本文描述的两层装置的实施例。装置的固态基材是圆形的，并且半空间和通道在径向定向，从圆心延伸到其周围。

图7A至图7C示出了本文所描述的两层装置的实施例，其中半空间中的某些被分成多个腔室。在图7A中以之字形图案示出了腔室。图7B和图7C示出了使一个固态基材滑过另一固态基材，从而使α第一半空间平移经过多个β第二半空间。这些β半空间中每一个分成多个腔室，腔室可以包含捕获剂。因此，在滑动时，在α第一半空间中的分析物可以分配或分馏到某些或全部β第二半空间的腔室内，其中然后能固定分析物。

图8是根据本发明的某些实施例的三层装置的分解图。装置的三层被示出在组装之前。如图所示，第三层比顶层和底层更厚，并且包含进入端口和贯穿狭缝。在中间层中的一个贯穿狭缝限定分离通道，并且另一贯穿狭缝限定检测通道。顶层和底层中每一个还包含贯穿狭缝或凹陷以允许将分析物转移到安置于底层中的膜上。膜搁置于多孔性支承件上。

图9示出了使用本文所描述的三层装置和方法来进行蛋白质分离。包含水凝胶如聚丙烯酰胺的分离通道被示出在左边。样品被加载到进入端口内并且电极然后插入于进入端口内以执行蛋白质的电泳分离(例如，SDS-PAGE)。分离的蛋白质被示出为粉色带。还示出了在底层中的膜以及将用于分析物转移和检测步骤的其它通道、狭缝和端口的位置。

图10示出了使用本文所描述的三层装置和方法来进行蛋白质转移。在使中间层相对于其它层滑动之后，分离通道被示出与在装置的顶层和底层中的贯穿狭缝对准。膜安置于底层中的贯穿狭缝中。装置浸没或以其它方式接合到顶部和底部上的缓冲剂中，并且插入电极(顶部的阴极、在底部的阳极)并且激活以执行蛋白质从分离通道到膜的电泳转移。

图11示出了使用本文所描述的三层装置和方法来进行膜阻塞、洗涤和探测。示出了在中间层滑动到左边(与图10所示的滑动方向相反，)之后，检测通道与膜对准。顶层被示出相对于中间层保持固定，但在其它实施例中，顶层能与中间层相反地移动，形成用于检测通道的固体顶表面，而不是如图所示的多孔性薄片。能在发生平移步骤之前，从转移溶液移除该装置，并且从狭缝移除溶液。使用压力、真空或毛细管作用，检测试剂通过邻近图示检测通道的进入端口引入。仪器能控制装置的操作方面——诸如流量或孵育次数，以进行目标分析物的最敏感的检测。所检测的分析物能从该装置内成像。

具体实施方式

I.介绍

本发明人发现能通过在可滑动的装置中分离、固定和检测生物样品的分析物来解决与传统电印迹相关联的问题中的许多问题。这些装置具有两个、三个或更多个固体部分，通道或狭缝安置于固体部分中。通道或狭缝能在固体部分的表面上暴露，包括在固体部分之间的界面处。使装置的一个固体部分相对于另一固体部分滑动可以改变通道或狭缝之间的对齐、对准、取向或流体接触，从而允许例如在通道中分布或固定的分析物向新化学环境暴露。通道或狭缝可以具有微流体尺寸并且可以连接到进入端口用于供应材料或电流。这样的装置的某些实施例允许高度复用的样品处理。本文提供了用于分离、固定、印迹和/或检测生物样品的分析物的装置、方法、系统和套件。

II.定义

“分析物”指能经受如本文所提供的分析的分子或分子络合物。分析可以包括使一种分子与其它分子分离，之后固定、印迹和/或检测。分析物可以是生物来源的或者可以是合成的。分析物可以包括肽、蛋白质、核酸、碳水化合物、脂质、病毒、代谢物、激素、辅因子、维生素、药物和/或小分子。并无限制意义，分析物可以是极性的，带电的、亲水的、疏水的、单体、低聚体或者聚合体并且可以具有任何分子量。

“样品”指包含将如本文所讨论那样分离的分析物的任何生物样品。样品可以从任何来源获得，诸如细胞、细胞群、组织或整个有机体，活的或死的。样品可以是细胞裂解产物、组织匀浆或血液样品、唾液、尿液、脑脊液或其它体液，以及其它可能性。样品也可以分子种类的体外制剂，例如，PCR-扩增的DNA或纯化蛋白质。

“分离介质”指其中样品的分析物可彼此分离的材料，例如使样品分析物以不同速率通过该材料迁移。该术语可以指用来分离单种样品的分析物的材料，或者可以通指用来分离多种样品的分析物的所有材料。

“固定”和其语法等效物指减小物体诸如分析物的移动速率。例如在水性或凝胶状介质中经历扩散性或定向运动的分析物的固定可以通过将分析物结合到另一物体诸如固定表面来实现，通过冻结介质或者其它已知方法。

“捕获剂”指联接到一表面上并且因此能捕获分析物的化学部分或材料。“捕获”可以涉及在分析物与捕获剂之间的任何种类的物理关联，诸如特异性、非特异性、共价或非共价结合。在由捕获剂捕获时，分析物固定到表面上。

“形状互补”指如本文提供的至少两个半空间的形状，其中一个半空间安置于第一固态基材的表面上，一个半空间安置于第二固态基材的表面上，并且第一固态基材与第二固态基材彼此接触。如果半空间对准以形成通道(例如，分离通道或检测通道)，半空间的形状互补，使得两个半空间沿着通道的基本上整个长度流体接触。形状互补的半空间可以具有相等的长度和在其相应表面中穿过相似形状的路径(例如，两个半空间都是直的，或者两个半空间都是弯曲的)。

术语“约”和“大约相等(约等于)”在本文中用来修饰数值并且指示该值附近限定的范围。如果“X”是这个值，“约X”或者“约等于X”通常指示从0.90X至1.10X的值。对于“约X”的任何参考表示至少值X、0.90X、0.91X、0.92X、0.93X、0.94X、0.95X、0.96X、0.97X、0.98X、0.99X、1.01X、1.02X、1.03X、1.04X、1.05X、1.06X、1.07X、1.08X、1.09X和1.10X。因此，“约X”意图公开例如“0.98X”。当“约”用于一数值范围的开头时，其也适用于该范围的两端。因此“从约6到8.5”等效于“从约6到约8.5”。当“约”施加到值集合的第一个值时，其也适用于该集合的所有值。因此“约7％、9％或11％”等效于“约7％、约9％或约11％”。

III.一般方法

A.分离

能根据需要例如使用电泳、电渗透或等电聚焦来执行样品分析物分离。这些技术的描述可以见于Sambrook和Russell，MolecularCloning:ALaboratoryManual(3^rded.),NewYork:ColdSpringHarborLaboratoryPress,2001(分子克隆实验指南，第三版,纽约冷泉港出版社)和其它出处。可以使用适合于选定分离技术的任何分离介质，并且这种介质可以具有任何组成并且占据任何尺寸的通道。当使用电泳来分离分析物时，分离介质可以是凝胶或电解质溶液。在某些实施例中，分离介质包括聚合物基质、水凝胶或交联聚合物。常用于凝胶电泳中的交联或可交联聚合物的示例是聚丙稀酰胺和聚丙稀酰胺-双丙烯酰胺。另一示例是N,N-聚二甲基丙烯酰胺，其可以在毛细管凝胶应用中优选地用于减少电渗流。聚合物基质的示例包括右旋糖酐和琼脂糖。

分离介质组成的许多变化是可能的。聚丙烯酰胺凝胶的孔隙大小可以通过改变丙烯酰胺和双丙烯酰胺交联剂的相对浓度而改变。聚丙烯酰胺凝胶也可以被制备成具有孔隙大小梯度，具有单独堆叠和分析部分或者具有变性剂。在某些实施例中，分离介质包括诸如十二烷基硫酸钠(SDS)或尿素的变性剂以确保诸如蛋白质或核酸等分析物在分离期间保持变性。当分析物是蛋白质时，也可以在分离介质中包括还原剂诸如二硫苏糖醇(DTT)或2-巯基乙醇诸如以减少二硫键。替代地，在其它实施例中，能省去变性剂和还原剂以确保分析物在经历分离时保持其天然结构。分离介质可以具有与分析物的固定或印迹相容的任何组成。

一般而言，分析物在分离介质中沿着分离轴线分离。这个轴线可以对应于在电泳中分析物迁移的方向、在柱色谱法中移动相流动的方向或者在微流体通道中流体流动的方向。

B.固定

本发明的装置在某些实施例中能通过直接相互作用来固定分析物。能使用适当材料和方法来制造装置以通过吸收到固态基材的表面上或者吸入到固态基材之一的主体内来保持分析物。作为补充或作为替代，该装置可以包括捕获剂。根据上文提供的定义，捕获剂是能用来捕获分析物使得分析物变得固定在装置中的任何化学部分或材料。捕获剂可以用于特异性或非特异性固定，能变得共价或非共价地或者可逆地或非可逆地联结到分析物。捕获剂能呈现在装置的表面上、装饰固态基材的珠粒或其它物体上、固态基材的孔隙中或者在分离介质中分离的分析物能接近的任何其它地方。在某些实施例中，捕获剂是交联剂，诸如二苯甲酮，将在下文中进一步讨论。在其它实施例中，捕获剂是亲和结构。亲和结构可以是抗体、酶、蛋白质(例如，抗生物素蛋白或抗生蛋白链菌素)、肽、适配子、配体、核酸、修饰的核酸、核酸类似物、核苷酸、小分子(例如，生物素)、配位络合物、天然或合成聚合物、碳水化合物、凝集素、纳米粒子或用于一种或多种相关分析物的其它结合配偶体。在其它实施例中，捕获剂可以是诸如硝化纤维或者聚偏二氟乙烯等膜，分析物能沉积到这种膜上。

捕获剂可以根据需要附着到装置上，并且多种捕获剂可以包括于相同的装置或固态基材中。在某些实施例中，捕获剂通过接头诸如多肽(例如，聚甘氨酸或聚丙氨酸)、聚合物接头(例如，聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚二甲基丙烯酰胺或左旋糖干)、树形化合物、无支链饱和烷基链等附着到表面上。接头能增加捕获剂在本发明装置中的到达范围，并且增加了其中安置捕获剂的通道的功能表面积。例如，捕获剂能呈现在充当分子支架的接头上，延伸到通道内部，作为在通道表面上的替代或补充。双功能或多功能结合剂，诸如在美国专利US7,935,489中公开的那些，也可以用来将捕获剂的到达范围扩展到通道内部。这种结合剂，当在通道中在分离介质中分散时，能同时与通道表面上的捕获剂和分离介质中的分析物相互作用，从而增加了分析物检测的敏感性。

能根据需要使用任何化学品、催化剂或刺激物来发生固定。在某些实施例中，将分析物固定在装置内包括将分析物共价地联结到表面上。共价固定能使用交联剂来实现，在本发明的上下文中，交联剂是与分析物和表面上的部分起反应导致分析物和表面联结在一起的任何化学品。化学交联剂例如参阅Johnson和Spence(编辑),MolecularProbesHandbook—AGuidetoFluorescentProbesandLabelingTechnologies(第11版),Eugene,Oregon:2010和Hermanson，BioconjugateTechniques,NewYork:AcademicPress,1996。

在本发明的实施例中，可以使用同源双功能、异源双功能、三功能和零长度交联剂。同源双功能交联剂各包括两个相同的反应基，诸如两个胺、两个硫醇(即，两个巯基)、两个酸或两个醇。适当地，这些反应基可以与存在于生物分析物与构成该装置的材料中的诸如胺、硫醇、酸、酯、酮和醇等官能基起反应。同源双功能交联剂的示例包括N-羟基琥珀酰亚胺酯和磺基N-羟基琥珀酰亚胺酯、亚氨酸酯、巯基反应交联剂(例如双马来酰亚胺)、二氟苯衍生物、烯基叠氮类、二醛类(例如，戊二醛)、双环氧化物、酰肼类、双重氮化合物衍生物、和双烷基卤(例如，碘乙酰胺)。异源双功能交联剂各包括两个不同的反应基并且能与不同目标起反应。异源双功能交联剂的示例包括N-琥珀酰亚胺基3-(2-吡啶基二硫)-丙酸酯(SPDP)和琥珀酰亚胺基-4-(N-马来酰亚胺甲基)环己烷-1-羧酸酯(SMCC)(各与胺和巯基起反应)以及4-(4-N-马来酰亚胺基苯基)丁酸酰肼(MPBH)(与羰基和巯基起反应)。三功能交联剂，诸如4-叠氮基-2-硝基苯基生物胞素-4-硝基苯基酯(ABNP)和磺基N羟基琥珀酰亚胺基-2-(6-[生物素胺]-2-(p-叠氮基苯甲酰胺基)-己酰氨基)乙基-1,3'-二硫代丙酸磺基琥拍酰亚胺酯(sulfo-SBED)包括三个反应基。零长度交联剂便于或催化两个分子之间的共价键形成，但是并未合并到交联反应的产物中。零长度交联剂的示例包括碳化二亚胺诸如1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳化二亚胺(EDC)和二环己基碳化二亚胺(DCC)。

在某些实施例中，用来固定的交联剂包括光反应基。这些基团在向光暴露时与附近分析物分子上的官能基起反应。一种这样的光反应基是二苯甲酮，其能在紫外光照射时攻击在分析物分子中的碳氢键。这种反应造成氢键置换并且在分析物与二苯甲酮基之间形成新碳碳键。二苯甲酮是能用于交联反应中的许多芳酮之一，其它芳酮包括苯乙酮、蒽醌、蒽酮和其衍生物。其它可用光反应性基团的类别包括醌、烯基叠氮化物类、氟化烯基叠氮化物类、酰基叠氮化物类、叠氮甲酸酯(盐)、磺酰叠氮化物类、磷酰叠氮化物类、重氮基烷烃、重氮酮、重氮乙酸酯、双吖丙啶和烯酮。在这些和相关类别内的某些反应基在不存在光的情况下与反应物官能基自发地起反应，并且被说成是热反应性的。这些反应基也适用于交联。光反应性和热反应性基团可以是双功能、三功能或零长度交联剂的一部分。

适用于将特定分析物固定在表面上的适当交联剂的选择取决于分析物和该装置中的材料的化学性质，以及其它因素。用于本发明的实施例中的交联剂并不限于上文列出的那些；可以使用反应性基团的任何所希望的变型或组合。如果具有不同化学性质的分析物将固定到同一表面上，可以使用多种交联剂。在(一种或多种)分析物和表面上的部分能与交联剂同时或依序，以任何次序或时序起反应。在某些实施例中，表面利用交联剂例如双功能交联剂进行预处理，在表面向分析物暴露之前，交联剂变得联结到表面上。预处理留下在表面上暴露的交联剂的一个反应基，可以用来与分析物起反应，并且这种反应有效地将分析物捕获在装置中。

也能在不存在交联剂的情况下发生共价固定。在某些实施例中，这些装置被制备成反应性部分直接出现在表面上，使得不需要交联剂来固定分析物。在这些实施例中，反应部分用作捕获剂。这些部分可以包括如上文所讨论的反应基，例如琥珀酰亚胺、碘乙酰胺和马来酰亚胺等。可以通过移除保护基团或者使表面官能化来使反应性基团在表面上暴露。若需要，这些部分可以通过接头或间隔体与表面分离，以便增加反应的可接近性、减小位阻和/或减少非特异性结合。接头的示例包括多肽(例如聚甘氨酸或聚丙氨酸)、聚合物接头(例如聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚二甲基丙烯酰胺或右旋糖酐)、树形化合物以及无支链的饱和烷基链。一般而言，能使用任何化学品、反应机制或接头，诸如在美国专利No.6,348,596和No.7,935,489中所提供的那些，可以用来将分析物共价联结到装置的表面。例如，在分析物上的官能基可以用作亲核体并且在表面上的部分可以用作亲电体或反之亦然。用于将生物分析物联接到各种反应性部分、材料或表面的化学品是本领域中熟知的。

分析物能通过非共价联结而固定到装置内。在某些实施例中，一个或多个亲和结构安置于例如联接到固态基材的表面上的通道内、贯穿狭缝内或者半空间内并且能非共价地结合到分离介质中的分析物，从而固定这些分析物。这些亲和结构的示例包括抗体、酶、蛋白质、肽、适配子、核酸、核苷酸或小分子。亲和结构能为用于相关分析物的任何类型的结合配偶体。如果分析物是蛋白质，例如，亲和结构可以是用于分析物的配体或基材，或者识别并且特异地结合到分析物上的抗体。如果分析物是核酸，亲和结构可以是DNA或RNA结合蛋白质，或者具有与特定分析物互补的序列的另一核酸。在亲和结构与分析物之间的接合能以任何亲和或特异性程度发生，但更高的亲和力和特异性能导致更牢靠的固定和检测。亲和结构能根据需要使用任何适当化学过程或表面处理联接到固态基材。

将分析物固定到分离通道内或附近也可以包括将分析物沉积到膜上。在某些实施例中，特别是当分析物是蛋白质时，膜可以包括硝化纤维或聚偏二氟乙烯。如本领域中已知的那样，这些材料具有用于蛋白质的亲和力，但并不与蛋白质起反应，并且能可逆地结合蛋白质同时保持蛋白质的功能(例如酶促)活性。若需要，可以作为替代或作为补充使用具有类似特征的其它膜材料。膜能根据需要附着到分离通道上，例如利用粘合剂或紧固件，能涂布通道(或者形成通道的半空间)或者能固结到通道的一个或多个单独表面上。在某些实施例中，膜安置于贯穿狭缝中，分离通道与贯穿狭缝对准。

可用于将分析物固定在本发明装置内的基质通常不受限制并且能方便地并且根据需要来采用。这些机制可能的决定性因素包括被研究的样品的组成、相关分析物的特征(例如，分子量或电荷)、分离介质的组成和分离通道的结构。在某些实施例中，分析物通过吸附、静电相互作用、离子相互作用或疏水性相互作用而固定到分离通道内。在某些实施例中，固定分析物可以包括使分离通道向光、热或改变的化学环境暴露。光可以用来使分析物交联到装置的表面上，如上文所讨论，或者共价地修改分析物或者其结合配偶体以用于反应，例如通过释放紫外线下不稳定的保护基团。能使用热来使分析物或者来自样品的污染物变性或者加速在分析物与分离通道中的部分之间的结合反应。改变分离通道的化学环境的一个示例是改变通道中的缓冲剂并且因此使分析物向改变的pH暴露。分析物可以特异性地或非特异性地固定在装置内。

C.检测

一旦固定在装置的半空间内和/或膜上，能根据需要使用任何方便的技术来检测样品的分析物。在某些实施例中，如果相关分析物合并了可检测的标记或者联结或轭合到这些标记上，相关分析物能在半空间上检测。可检测的标记的示例包括发色团、荧光团和放射性同位素。如果分析物有光学活性，分析物也可以在不存在标记的情况下直接检测。例如，蛋白质和核酸吸收红外线和紫外线辐射并且也能表现出荧光。因此，能通过将适当波长的光导向至半空间上并且测量在光与分析物之间的相互作用来检测这些分析物。对于包含色氨酸残基的蛋白质分析物，能通过在存在紫外线辐射的情况下使分析物与若干卤素取代的有机化合物诸如氯仿、2,2,2-三氯乙醇或2,2,2-三氯乙酸接触来增强荧光。如在美国专利第7,569,130号和第8,007,646号以及其它文献中所描述，在这些条件下，在色氨酸的吲哚部分与卤素取代有机化合物之间发生紫外线引发的反应，得到发出可见波长的荧光化合物。

固定分析物的检测能使用与分析物直接或间接联结的任何标记，诸如在美国专利第6,165,800、6,395,503、6,972,326和7,935,489号中所描述的那些。在某些实施例中，检测的标记是荧光。能用作标记的荧光染料包括荧光素、若丹明、香豆素、BODIPY和青色素。其它荧光染料可以使用并且参阅例如Johnson和Spence(编辑),MolecularProbesHandbook—AGuidetoFluorescentProbesandLabelingTechnologies(11thed.),Eugene,Oregon:2010。荧光染料能根据需要轭合到分析物，使用酶促加成、点击化学或施陶丁格链接以及其它技术。除了有机染料之外，量子点(“Q点”)和荧光聚合物纳米粒子(聚合物点或“P点”)能用作荧光标记。能使用具有任何大小、颜色或组成的量子点，并且能制备并且根据需要轭合到分析物(方法例如参阅Medintz等人，NatureMaterials4:435-446,2005)。同样，任何聚合物点，诸如在Wu和Chiu,AngewandteChemie52:3086-3109,2013以及其它文献中所描述的那些，可以轭合到分析物用于检测。也可以通过将这些分析物附着到荧光蛋白质诸如绿荧光蛋白质(GFP)或黄荧光蛋白质(YFP)(它们将用作标记)而将荧光赋予给分析物。在重组表达系统中，荧光蛋白质能与蛋白质分析物一起合成为相同多肽的部分，使得荧光蛋白质和分析物能一起共价约束在一起并且一者使得另一者可以检测。

在某些实施例中，使用化学发光来检测分析物。这些实施例涉及通常为小分子的化学发光基材，化学发光基材经历化学反应并且发光。化学发光基材的某些反应可以被酶促催化。例如，鲁米诺氧化由氧化酵素催化。各种磷酸化1,2-二氧杂环丁烷的发光分解由磷酸酶催化，并且半乳糖取代的1,2-二氧杂环丁烷分解由半乳糖苷酶催化。如在酪胺信号扩增技术使用的酪胺衍生物可以通过氧化酵素转变为酪氨酸反应自由基。这些系统中的任何系统或者本领域中已知的其它系统可以用来通过将基材或酶联接到分析物来检测相关分析物。因此，基材或酶可以用作分析物的可检测标记。在基材与酶接触时，在分析物的位置发光。来自活体的化学发光系统(即生物性发光系统)也可以用于分析物检测。例如，荧光素可以联接到分析物并且在向荧光素酶或发光蛋白质暴露时被检测到。优选地，为了检测目的而做出的化学发光基材或用于这种基材的酶向分析物的任何联接并不干扰基材的反应。在某些实施例中，在化学发光检测中使用的酶通过该生物素-抗生物素蛋白联结而联接到分析物。例如，酶的一个或多个多肽能共价地联结到抗生物素蛋白并且分析物能生物素化。因此，由于在生物素与抗生物素蛋白部分之间的结合，酶与分析物变得联结。

在其它实施例中，检测分析物包括使半空间或膜与用于样品的一种或多种分析物的结合配偶体接触，并且检测表示在结合配偶体与一种或多种分析物之间结合的信号。这种检测可以类似于在传统电印迹(例如Southern印迹、northern印迹和western印迹)中使用的检测并且能使用在电印迹中使用的检测试剂和设备。结合配偶体可以包括抗体、酶、蛋白质、肽、适配子、核酸、核苷酸或小分子。特别地，当样品的分析物是蛋白质时，结合配偶体可以是抗体。这种抗体可以导向至一种或多种相关分析物中的表位。抗体可以直接检测，例如通过带有荧光标记，或者能使用二抗和/或化学发光来检测。当相关分析物是核酸时，(一种或多种)结合配偶体可以是带有荧光或放射性标记的互补核酸序列。已知用于各种分析物类型的其它探针并且能检测表示结合的许多类型的信号。在某些实施例中，信号包括化学发光、电致发光、荧光、红外线辐射、放射性、颜色或光学吸收。在某些实施例中，由于表面等离子体共振(SPR)引起发光并且表示在半空间表面上发生的分析物与结合配偶体之间的相互作用。使用SPR的检测可以采用在半空间表面上的任何适当材料，例如银或金，并且能在分析物或结合配偶体上不存在光学活性部分或标记的情况下发生。一般而言，分析物和结合配偶体可以是生物传感器系统的一部分，生物传感器可以采用额外分子组分或检测设备。

使用任何方便的技术来扩增在分析物与其结合配偶体之间的结合而产生的信号。例如，当使用一个或多个抗体来检测分析物时，能使用酪胺自由基来扩增信号。也可以使用邻位连接技术来扩增信号，其中，两种不同的寡核苷酸联接的抗体共同定位，使得寡核苷酸能联接在一起并且扩增。作为补充或替代，一个或多个可检测的标记，诸如荧光团、聚合物点或量子点能轭合到分析物和/或结合配偶体以补充诸如上文所讨论的信号。轭合可以采用例如生物素-抗生物素蛋白相互作用。如果荧光团联接到分析物和结合配偶体中每一个，并且两个荧光团具有重叠的激励和发射光谱，那么能使用荧光淬灭和荧光共振能量转移(FRET)来检测结合。在某些实施例中，添加剂诸如拥挤试剂(例如聚乙二醇或右旋糖酐)在检测期间与表面接触以便增加在分析物与其结合配偶体之间的结合速率。

若需要，可以同时或在不同时间使用两种或更多种结合配偶体以检测在同一表面上的分析物。结合配偶体可以特异地用于相同分析物、相同分析物的不同形式(例如，磷酸化和非磷酸化)或者用于完全不同的分析物。这些结合配偶体更产生相同的信号，可测量地不同的信号(例如，不同发射波长的荧光)或者正交类型的信号(例如，荧光和放射性)。使用多种结合配偶体能提供比利用单种结合配偶体可能的更多信息的分析物检测。例如，两种结合配偶体能表现出在装置中固定的两种不同分析物的相对量或者在装置中分析物的相对位置。替代地，导向至相同分析物的两个不同的抗体可以探测两个不同表位的存在、完整性或可接近性。

检测在半空间或膜上固定的分析物在某些实施例中可能需要用于分析物的结合配偶体向试剂暴露。试剂能与结合配偶体结合或起反应以便生成可检测的信号。例如，如果分析物是蛋白质并且结合配偶体是抗体，那么试剂可以是化学发光基材(例如，鲁米诺)，其能由联接到抗体上的辣根过氧化物酶氧化。基材可以添加到与具有固定分析物的半空间或膜接触的溶液中，并且在某些实施例中并未变得联接到分析物或抗体，而是化学发光信号表示出抗体结合的分析物的位置。为了增加由于基材氧化而发出的光并且实现增强的化学发光，也可以添加化学物质诸如对碘苯酚。当抗体用作分析物的结合配偶体时，用于检测目的的试剂能替代地为标记的二抗。检测能使用多种试剂，作为结合配偶体的补充。

在某些情况下，检测分析物涉及向上面固定了分析物的半空间或膜施加阻断剂。阻断剂能非特性地结合，例如结合在并未固定分析物的部位，并且防止用于分析物的结合配偶体也非特异性地结合到这些位置。阻断剂因此可以减小背景信号并且允许更精确地检测分析物。阻断剂的示例包括蛋白质诸如牛血清白蛋白或牛奶蛋白质。优选地，在半空间或膜与结合配偶体接触之前，将阻断剂施加到半空间或膜上。

任何设备可以检测直接固定或者借助于结合配偶体固定到本发明的装置中的分析物。例如，若需要，联接到适当照射源的胶片或数字照相机可以用来检测由于半空间或膜上的分析物产生的颜色、荧光、化学发光和其它类型的光学信号。能根据需要存储并且处理图像，例如以量化所存在的分析物量。可以使用盖革计数器、闪烁计数器或对于同位素衰变敏感的薄膜来检测放射性信号。其它类型的设备也可以用于检测。

IV.两层装置

本发明提供了用于分离生物样品的分析物的装置、方法、系统和套件。在某些实施例中，装置由具有接触的表面的两个固态基材构成。该装置包括由这些表面的凹陷形成的多个通道(例如，微流体通道)。凹陷，也被称作“半空间”能在基材之间的界面上彼此对准。使一个基材相对于另一个基材移置或滑动能改变半空间的对准并且形成新通道。

在某些实施例中，该方法包括以下步骤：将样品施加到分离介质，其中分离介质包含在由对置基材的两个半空间形成的微流体通道中；沿着分离轴线在分离介质中分离样品分析物；将分析物固定在半空间中的一者或二者内；可选地移除分离介质；使一个固态基材沿着界面滑过另一个，从而使包括固定分析物的每个半空间与新的互补半空间对准并且形成新通道；以及，检测固定于新通道中的半空间上的分析物。

A.装置结构

根据本发明的实施例的装置包括固态基材。固态基材可以由任何所希望的材料制成，诸如塑料、金属、玻璃或陶瓷。在某些实施例中，固态基材被成形为平面的，具有一个或多个平坦表面。固态基材可以被制备成完全地或部分地不透液体或者对于生物样品相关联的化学环境是惰性的。这些化学环境可以包括酸性或碱性pH、高盐浓度或变性剂诸如尿素、十二烷基硫酸钠或β巯基乙醇。在某些实施例中，固态基材是机械刚性的并且抵抗由于拉伸或压缩力造成的变形。

固态基材可以包括安置于其中的半空间。半空间构造成容纳用于分离和检测生物样品的分析物的流体或其它材料，诸如分离介质。半空间可以是固态基材表面中的凹陷，诸如沟槽、凹槽或槽。半空间可以具有任何所希望的几何形状。例如，它们可以是线性的或弯曲的，并且可以具有正方形、矩形、椭圆形或半圆形截面。在某些实施例中，半空间具有至少1cm、2cm、5cm、10cm、20cm或50cm的长度(沿着固态基材的表面测量)。在某些实施例中，半空间可以具有至少0.01mm、0.02mm、0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.5mm、1mm、2mm、5mm或10mm的宽度。在某些实施例中，在某些实施例中，半空间可以具有至少0mm、0.01mm、0.02mm、0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.5mm、1mm、2mm、5mm或10mm的深度。在某些实施例中，半空间具有零深度或者大约零深度，表示半空间相对于其所安置的固态基材的相邻表面并不具有可辨别的深度。半空间可以具有亚毫米(至多大约1mm)或低毫米(至多大约10毫米)宽度和深度以维持由半空间形成的通道中的毛细管力。小通道尺寸也可以防止在这些通道中的水溶液与装置的疏水性部分之间的接触。

本发明的装置的某些实施例包括保持密切靠近的两个固态基材(图1A至图1C、图2A至图2B)。固态基材的表面能在界面处彼此接触，并且半空间能安置于这些表面中。因此，取决于两个固态基材的相对位置，两个或更多个半空间能彼此接触或者跨界面流体连通。在某些实施例中，在第一固态基材上的半空间(即，第一半空间)的形状与并列的第二固态基材上的半空间(即，第二半空间)形状互补，使得第一半空间与第二半空间在适当对准时能形成通道。例如，第一半空间和第二半空间，各具有半圆形截面，当包含这些半空间的表面彼此接触并且两个空间沿着其长度对准时形成具有圆形截面的通道。应认识到半空间未必提供通道体积的一半(即，50％)并且术语“半”仅在本文中为了方便起见使用。

在某些实施例中，半空间以重复列安置于固态基材的表面上(图3A至图3E、图4)。例如，可以存在两种半空间，α和β，它们排列在表面上使得每个α半空间与β半空间相邻。因此，当穿越固态基材的表面时交替地遇到α和β类型的半空间。在这些实施例中，半空间可以是线性的和/或彼此平行的，并且可以在α与β半空间之间具有任何所希望的间隔或间距。例如，在α半空间与相邻β半空间之间的距离可以等于、大于或小于在阵列中β半空间与下一α半空间之间的距离。固态基材可以包括任何所希望的数量的半空间，例如至少大约6、12、24、48、96、128、256或384个半空间或成对的α和β半空间。

如上文所描述，半空间可以包括安置于它们内的捕获剂。例如，捕获剂可以化学地联结到半空间内的固态基材的表面上或者涂布于这个表面上。在某些实施例中，α与β半空间的不同之处在于它们是否包括捕获剂，或者是否包括不同类型的捕获剂或表面处理。例如，在某些实施例中，α半空间包括捕获剂，而β半空间不包括捕获剂。在某些实施例中，第一捕获剂安置于第一固态基材的表面上，在这个表面上的α半空间内(即，α第一半空间)，而第二捕获剂安置于第二固态基材的表面上，在这个表面中的α半空间内(即，α第二半空间)。第一捕获剂和第二捕获剂可以相同或不同。在某些实施例中，第一捕获剂或第二捕获剂是交联剂，诸如二苯甲酮、甲醛、戊二醛或上文所描述的任何其它交联剂。第一捕获剂或第二捕获剂可以替代地为亲和结构，诸如蛋白质或核酸。在某些实施例中，第一捕获剂或第二捕获剂通过接头诸如多肽(例如，聚甘氨酸或聚丙氨酸)、聚合物接头(例如，聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚二甲基丙烯酰胺或右旋糖酐)、树形化合物或无支链饱和烷基链附着到相应固态基材的表面上。捕获剂可以根据需要联结到半空间，例如共价或非共价联结。捕获剂可以与生物样品的分析物特异性地或非特异性地和可逆地或不可逆地相互作用(例如，结合或起反应)。

在本文所描述的两层装置中，两个固态基材构造成沿着其界面滑过彼此。当这些表面在界面处接触时，滑动可以改变安置于基材中的任何半空间的对准或对齐。例如，在某些实施例中，第一固态基材构造成占据相对于第二固态基材的两个位置，其中在界面上α和β半空间的对准在这两个位置不同(图4)。一个位置是“α-α”位置，其中，在第一固态基材中的α半空间(α第一半空间)与第二固态基材中的α半空间(α第二半空间)对准。当这样对准时，在两个固态基材中的α半空间形成分离通道。在这个位置，β第一半空间也可以与β第二半空间对准。在滑动时，第一固态基材可以然后占据相对于第二固态基材的“α-β”位置。在这个位置，α第一半空间与β第二半空间对准以形成α-β通道，并且β第一半空间与α第二半空间对准以形成β-α通道。α-β和β-α通道也可以用作检测通道。

本发明的装置的某些实施例中，某些或全部β半空间被设计成深度小于α半空间以便制备比分离通道更浅的检测通道。更浅的检测通道在某些情况下在滑动后保持更少量的非特异性结合的分析物，并且因此便于更低的背景水平用于检测。在第一固态基材或第二固态基材或者两个固态基材中的β半空间的深度可以相对于相配的α半空间进行调整。例如，在某些实施例中，一个或多个β第一半空间的深度小于一个或多个α第一半空间。至少一个β第一半空间的深度可以小于至少一个α第一半空间的深度或者每个β第一半空间的深度可以小于每个α第一半空间的深度。作为替代或作为补充，在某些实施例中，一个或多个β第二半空间的深度可以小于一个或多个α第二半空间。至少一个β第二半空间的深度可以小于至少一个α第二半空间的深度，或者每个β第二半空间的深度可以小于每个α第二半空间的深度。

一个半空间可以相对于另一半空间具有任何所希望的深度，无论这两个半空间是处于相同固态基材或者并列固态基材中。例如，β第一半空间的深度可以是α第一半空间深度的至少大约5、2、1、0.9、0.5、0.2或0.1倍。在某些实施例中，装置的至少一个β第一半空间、至少一个β第二半空间或者β第一半空间和β第二半空间具有大约零的深度(图4)。在这些实施例中，包括零深度β半空间的检测通道包括邻接并列固态基材的平坦表面的α半空间。流体能通过由α半空间形成的这种通道的一部分流动，并且通向α半空间或零深度β半空间的进入端口(在下文讨论)可以向检测通道供应流体。

在某些实施例中，α第一半空间的深度大约是β第一半空间的一半，结果导致在第一固态基材中的半空间向每个分离通道和检测通道贡献相同的深度量。作为替代或补充，α第一半空间的深度可以约等于α第二半空间。在这些实施例中，形成每个分离通道的两个α半空间可以是对称的，并且所有α半空间对于检测通道贡献相同的深度量。在其它实施例中，在第一固态基材中的半空间的深度均匀地大于第二固态基材中半空间的深度。例如，第一半空间可以具有第一深度，第二半空间可以具有第二深度，并且第二深度可以小于第一深度。替代地，所有半空间可以具有相同深度。例如，α第一半空间、β第一半空间、α第二半空间和β第二半空间全都可以具有大约相同的深度。

能通过任何所希望的机构来便于固态基材之间的滑动。例如，基材可以在界面处润滑或者包括轨道、轨或轮以约束滑动方向。在某些实施例中，基材通过吸力、磁性或能调整或暂时解除以便于滑动的其它吸引力而保持在一起。替代地，基材可以由夹具或其它外部设备保持在一起。在某些实施例中，诸如当在固态基材表面中的α和β半空间彼此平行时，滑动方向正交于半空间的长度。例如，每个第一半空间可以沿着分离轴线安置，并且第一固态基材和第二固态基材可以构造成滑过彼此使得第一固态基材或第二固态基材在正交于分离轴线的方向上移动。作为替代或作为补充，第一表面和第二表面(即，第一固态基材和第二固态基材的表面)可以构造成以不透流体的密封而彼此接触。在这些实施例中，包含在α第一半空间、β第一半空间、α第二半空间、β第二半空间、分离通道或检测通道中的流体不能通过在第一表面与第二表面之间的界面从半空间或通道出来。

本发明的装置还包括多个进入端口，进入端口构造成提供对于固态基材中的半空间对准而得到的分离通道和检测通道的接近。进入端口提供从装置外部的空间对这些通道的接近。例如，进入端口可以构造成将流体引入到通道内或者从通道移除流体(图3C)。在某些实施例中，进入端口联接到真空源或压力源。作为替代或作为补充，进入端口可以构造成向通道(诸如分离通道)供应电流，并且能容纳电极或者与电极对准(图3D)。根据需要，进入端口可以用于进入一个或多个分离通道、检测通道或者分离通道或检测通道二者。同样，进入端口可以提供对第一固态基材或第二固态基材中的α半空间或β半空间的接近。

在某些实施例中，进入端口包括在第一次固态基材和/或第二固态基材中的通孔(图3C至图3D、图5A至图5D)。通孔通常可以根据需要并入到固态基材内并且可以具有任何希望的形状、尺寸或位置。例如，通孔可以具有正方形、矩形、圆的或圆形截面，并且可以是直的、锥形或有斜面的。在某些实施例中，通孔具有至少0.1、0.2、0.5、1、2、5或10mm²的截面积和至少0.1、0.2、0.5、1、2、5或10mm的深度。在某些实施例中，通孔位于半空间的一端并且可以用来从一端向半空间形成的通道供应流体。某些实施例还包括例如在通道的相对端与半空间或通道相关联的通孔。两个通孔可以用来同时在通道的第一端引入流体和从第二端移除流体，从而造成流体从第一端流向第二端。作为替代或作为补充，两个通孔能容纳相反极性的电极，电极用来驱动电流通过通道。

诸如通孔的进入端口可以根据需要分布于第一固态基材与第二固态基材之间，并且同样可以与α半空间、β半空间或二者相关联。在某些实施例中，进入端口包括在第一固态基材中的通孔，并且至少一个通孔提供在每个α第一半空间与第一固态基材外部的空间之间的通路。这些通孔中的一个或多个可以联接到真空源或压力源，或者容纳电极。在某些实施例中，两个通孔提供在每个α第一半空间与第一固态基材外部的空间之间的通路，并且设置在α第一半空间的相对端。与α第一半空间相关联的两个通孔可以如上文所描述那样用来向α第一半空间形成的分离通道或检测通道供应材料或电流。例如，电极可以安置于两个通孔中每一个上。在某些实施例中，除了每个α第一半空间具有至少一个通孔之外，至少一个通孔提供在每个β第一半空间与第一固态基材外部的空间之间的通路。因此，通孔可以提供到所有α第一半空间和β第一半空间的接近，并且在第一固态基材中的所有半空间可以连接到外空间(图5A至图5D)。关于α第一半空间，每个β第一半空间可以连接到两个或更多个通孔，通孔可以设置于β第一半空间的相对端并且用来向β第一半空间形成的通道供应材料或电流。在这些实施例中，当装置处于α-α位置时，通孔提供对由α第一半空间形成的分离通道的接近，并且当装置处于α-β位置时，通孔提供对α-β和β-α检测通道的接近。

在装置的某些实施例中，进入端口包括在第二固态基材以及第一固态基材中的通孔。在这些实施例中，至少一个通孔与每个α第一半空间相关联，并且至少一个通孔与每个α第二半空间相关联。这些通孔提供在α半空间与相应固态基材外部的空间之间的通路。当该装置处于α-α位置时，能使用在任一固态基材中的通孔来服务由成对的α第一半空间与α第二半空间形成的分离通道。例如，电极可以从装置的相对侧插入，在每个固态基材中一个电极，以沿着分离通道的长度来提供电流。这些实施例因此提供定址分离通道的灵活性。当装置转移到α-β位置时，每个α半空间可以变成检测通道的一部分。与第一固态基材和第二固态基材中的α半空间相关联的通孔可以用来服务α-β和β-α检测通道，例如以引入检测试剂。

装置的某些实施例包括与每个α第一半空间相关联的多个进入端口，例如，通孔，并且这些进入端口可以具有便于分离或检测分析物的不同目的。例如，至少一个进入端口可以联接到真空源或压力源，并且至少一个其它进入端口可以具有安置于其中的电极。某些或所有多个进入端口可以设置在α第一半空间的相同端，并且用来服务由这个半空间形成的通道。在某些实施例中，两个进入端口用来向每个α第一半空间供应材料并且通过一个或多个次级通道区段连接到彼此(图5A至图5D)。次级通道区段提供在两个进入端口之间的途径，并且这个途径可以与α第一半空间相交，或者沿着α第一半空间的长度的部分与α第一半空间同延地伸展。因此，从一个进入端口通过次级通道区段到另一进入端口的材料能沿着α第一半空间的部分或者由这个半空间形成的通道穿过或行进，并且被定位成在施加电流或其它驱动力时沿着通道的整个长度行进。两个进入端口和连接它们的次级通道区段因此可以用来加载通道，并且它们与通道的相交点在本领域中被称作加载交叉。

在生物样品的分析物在本发明的装置之一的分离通道中分离之后，分析物可以固定于分离通道中(图3D)。然后第一固态基材能滑过第二固态基材，例如从α-α位置到α-β位置，并且能在所形成的检测通道中检测到固定的分析物(图1B、图1C、图2B、图3E)。

在该装置的各种实施例中，光用来固定或检测分析物。例如，使用安置于通道中的捕获剂，紫外线可以用来使分析物交联到形成分离通道的半空间，并且紫外线或可见光可以用来激励荧光分析物或结合配偶体用于检测。因此，在某些实施例中，第一固态基材或第二固态基材总体上或部分地对于紫外线和/或可见光是透明的。例如，固态基材可以由传递所希望的光波长的玻璃或塑料制成。透明玻璃的示例是硼硅酸盐玻璃和熔融石英。透明塑料的示例是环烯烃聚合物和环烯烃共聚物。在某些实施例中，装置还包括紫外线源和/或可见光源，紫外线源和/或可见光源构造成将光导向至分离通道或检测通道内。光源可以是白炽灯泡、荧光灯泡、激光器或发光二极管并且可以根据需要耦合到第一固态基材和/或第二固态基材。装置还可以包括检测器，检测器构造成检测从检测通道例如从荧光分析物发出的光。合适检测器包括或使用感光胶片、电荷耦合装置或互补的金属氧化物半导体装置。检测策略在上文中进一步讨论。

除了采用平行空间和通道的实施例之外，本发明的装置的实施例还可以包括在径向布置的半空间和通道。例如，固态基材中的一者或二者可以是圆形的，如图6A至图6F所示，其中进入端口布置于圆的周围。在某些实施例中，第一半空间从第一固态基材的中部位置辐射并且止于第一固态基材中的中部位置，这个中部位置大致设置于圆心上。第一固态基材构造成绕中部位置旋转，从而允许第一固态基材滑过第二固态基材，并且允许第一固态基材中的半空间与第二固态基材中的半空间对准。两个固态基材可以具有α和β第一和第二半空间，并且旋转可以替代地在α-α和α-β位置对准固态基材，如上文所讨论。在某些实施例中，第一固态基材的中部位置用作进入端口，电极可以安置于该进入端口中。作为替代或作为补充，真空源或压力源可以联接到中部位置。中部位置可以用作装置的多个(或全部)半空间或者通道的进入端口。

装置的替代实施例，包括具有线性和平行半空间的装置，具有分成多个腔室的至少一个β半空间(图7A至图7C)。在某些实施例中，这些腔室彼此流体地隔离。因此，如果在分析物分离后固态基材从α-α位置转移到α-β位置，当α和β半空间对准时，存在于α半空间中的任何分离介质可以分配到β半空间的腔室之一内。β半空间可以被设计成具有任何所希望数量的腔室，例如至少约2、5、10、20、50、100、200、500或1000个腔室。在某些实施例中，β半空间具有每cm²至少1、2、5、10、20、50、100、200、500、1,000、2,000、5,000或10,000个腔室的腔室密度，或者如沿着半空间的长轴线测量，每cm至少1、2、5、10、20、50、100、200、500、1,000、2,000、5,000或10,000个腔室的密度。腔室可以根据需要排列于β半空间中，例如以正方形或矩形网格或以之字形图案。腔室可以具有至少约1、2、5、10、20、50、100、200、500、1,000、2,000、5,000或10,000微微升的容积。在某些实施例中，β半空间具有沿着其长轴线安置在相同位置的多个腔室。在这些实施例中，在移置固态基材时，源自沿着分离通道的分离轴线的相同位置并且可能包含(一种或多种)相同分析物的分离介质的多个部分可以分配到拆分的β半空间的多个腔室内。拆分的β半空间的腔室可以包含捕获剂，使得分析物在腔室中的固定能在转移之后发生。不同腔室包含不同的捕获剂。

B.方法

上文所描述的两层可滑动装置可以用来分离和检测生物样品的分析物。本发明的方法涉及将装置的两个固态基材紧邻放置，使得基材的表面(第一表面和第二表面)在界面处接触并且安置于表面中的半空间跨界面对准。虽然第一固态基材相对于第二固态基材处于α-α位置，使得α第一半空间与α第二半空间对准以形成分离通道，样品的分析物在包含于分离通道中的分离介质中分离。然后使用安置于固态基材表面上α半空间内的第一捕获剂和第二捕获剂来将分析物固定于分离通道中。随后，第一固态基材滑过第二固态基材，从α-α位置到α-β位置，从而破坏分离通道并且形成检测通道。固定的分析物可以在检测通道中的一者或二者中检测到。

能使用电泳、电渗透或等电聚焦，根据需要在该装置中分离样品的分析物，如上文所描述那样。在某些实施例中，通过将一个或多个电极插入于服务分离通道的进入端口内并且适当地给电极通电来实现分离。例如，两个电极放置于分离通道的相对端，并且被加电到相反极性，从而形成通过分离通道的电流用于电泳。

方法的某些实施例包括在分离步骤之前将分离介质引入到分离通道内。当分离介质可流动时，例如呈水聚合物溶液的形式时，分离介质可以直接通过进入端口引入。若需要，生物样品可以悬浮于流动介质中并且随着分离介质一起流入到分离通道内。替代地，分离介质可以允许凝胶在分离通道中凝固，并且生物样品可以通过一个或多个进入端口加载到分离介质内。固态或半固态分离介质包括交联的聚合物基质诸如聚(丙烯酰胺/双丙烯酰胺)和聚合物溶液诸如水性琼脂糖。在本发明方法的实施例中，聚合物溶液、交联聚合物基质和水凝胶全都可用作分离介质。

可以使用如上文所描述的机构中的任何机构或其它可用的机构来执行将分析物固定在分离通道内。在某些实施例中，第一捕获剂或第二捕获剂是交联剂，并且固定分析物包括使分析物交联到第一表面或第二表面上。可以通过使分离通道向紫外线或其它适宜刺激物暴露来实现交联。作为提到或补充，第一捕获剂或第二捕获剂可以是亲和结构，并且固定分析物包括将分析物结合到亲和结构上。在上文提供了亲和结构的示例，并且包括蛋白质(例如抗体)和核酸。亲和结构可以根据需要联接到α第一半空间或α第二半空间并且可以特异性地和/或非共价地与生物样品中的相关分析物相互作用。

应认识到在两个半空间中采用两种不同捕获剂的方法的实施例允许不同地探测生物样品。例如，当抗体用作第一捕获剂并且交联剂用作第二捕获剂时，分析物可以既特异性地又非特异性地固定于相同的分离通道中。当第一固态基材在后来相对于第二固态基材移动从而使分离通道的α半空间移动分开时，可以在两个形成的检测通道中比较生物样品中的分析物的固定。

固定有效地用于将分析物捕获于紧靠固态基材表面的分离介质中。在某些实施例中，本发明的装置被设计成具有最小宽度的α半空间或者分离通道，以便增加能固定的分离介质中的分析物的部分。这个部分也取决于分离介质的组成、在分离通道中使用的捕获剂和其它因素。

本发明方法的某些实施例还包括在固定步骤之后从分离通道或检测通道移除分离介质。例如，可以通过向装置的进入端口施加吸力而移除分离介质，从而从其中保持分离介质的通道抽走分离介质，或者驱动流体通过进入端口，从而使分离介质从该通道移开。在某些实施例中，通过向位于通道的相对端的两个入口端口施加互补的真空和压力源来移除分离介质。分离介质可以在滑动步骤之前或之后移除。在优选实施例中，用来移除分离介质的机构是轻柔的并且并不剥去固定于α半空间的表面上的分析物。例如，这种机构并未引入高剪切力或者使α半空间向造成固定的分析物脱离的侵蚀性化学环境暴露。

在某些实施例中，使一个固态基材相对于另一个固态基材滑动能将保留在分离通道中的分离介质整洁地分成两个部分，其中这些部分对应于形成分离通道的两个α半空间。然而，在其它实施例中，诸如当分离介质是固态或半固态时，滑动基材可能造成分离介质断裂或者破坏固态基材会合的界面。在这些实施例中，能有益地在滑动之前移除分离介质，或者处理分离介质使得分离介质并不阻碍固态基材的移动。例如，如果分离介质包含交联的聚丙烯酰胺，其能通过用高氯酸和过氧化氢处理而溶解，高氯酸和过氧化氢能通过装置的进入端口之一引入。琼脂糖凝胶介质能通过加热和/或暴露于离液剂诸如碘化钠或硫氰酸胍而溶解。替代地，该装置可以拆卸以从其中容纳分离介质的α半空间手动移除固体分离介质，并且再组装成滑动的并且用于分析物检测。应认识到用来移除分离介质的任何方法不应干扰固定到α半空间壁上的分析物。

可以根据正使用的装置的需要来执行滑动步骤，以在上文所描述的α-β位置，对准α半空间与β半空间。例如，如果在两个固态基材中的α半空间和β半空间全都是线性的并且彼此平行，然后滑动可以包括使一个固态基材相对于另一个固态基材以线性运动来移动。这种运动可以垂直于或正交于每个半空间或分离通道的长轴线。同样，在某些实施例中，分析物可以沿着分离轴线分离，并且使第一固态基材滑过第二固态基材包括使第一固态基材或第二固态基材在正交于分离轴线的方向上移动。在采用上文所描述的圆形固态基材的实施例中，滑动可以包括使一个固态基材相对于另一个固态基材旋转。能手动地或自动地例如借助于马达来执行滑动。

在某些实施例中，本发明的方法还包括将检测介质引入到分离通道或检测通道内以用于检测固定的分析物。检测介质可以在滑动之前或之后引入，并且优选地在移除了分离介质之后引入。在某些实施例中，分离介质在固定步骤之后移除并且由检测介质取代。因此，检测介质可以在移除分离介质的同时被引入。

检测介质可以便于使用颜色、荧光、化学发光、放射性或上文所讨论或者可以使用的任何其它技术来检测。检测介质可以包括适合于检测生物样品的分析物的试剂和提供与使用这些试剂的检测兼容的条件的载剂(例如，缓冲水溶液)。在某些实施例中，检测介质包括用于一种或多种分析物的结合配偶体。结合配偶体可以是蛋白质或核酸，例如抗体或标记的核酸探针。优选地，结合配偶体特异性地结合到其目标，并且若需要，多种结合配偶体能包括于检测介质中以靶向多种分析物。在某些实施例中，检测介质还包括与结合配偶体结合或起反应的试剂。试剂可以例如是二抗或者化学发光基材。

本发明的方法因此允许以类似于western、Southern或northern印迹的方式在可滑动的装置中发生分析物检测。当蛋白质分析物固定到检测通道中时，可以引入检测介质，检测介质包括一抗和二抗和适当的化学发光基材。替代地，当RNA或DNA固定时，检测介质可以包含带有荧光标记的核酸探针。因此，包含特异性表位的蛋白质或者包含特异性序列的核酸可以被方便地检测到。若需要，检测介质可以添加到检测通道中的多个部分，例如以引入阻断剂或者允许发生迭代抗体结合步骤。

因为固态基材从α-α位置滑动到α-β位置从每个分离通道形成两个检测通道，应认识到两种不同的检测介质和试剂集合可以用于检测固定到相同分离通道中的分析物。因此，例如，在滑动步骤之后，固定于分离通道中的蛋白质能利用在单独检测通道中的两种不同的一抗同时检测到。在某些实施例中，相同的捕获剂安置于分离通道的两个α半空间中，允许在对这些半空间形成的两个检测通道中(一种或多种)相同分析物(或相关分析物)进行复用检测。例如，使用与蛋白质的磷酸化和非磷酸化的形式都起反应的交联剂，蛋白质的磷酸化和非磷酸化的形式都能捕获于形成分离通道的α半空间的壁上。滑动然后从这些空间形成α-β检测通道和β-α检测通道，并且能利用不同抗体来探测这些检测通道以区分蛋白质的磷酸化与非磷酸化的形式。

这些方法的替代实施例可以使用具有拆分的β半空间的两层装置，如图7A至图7C所示。在这些实施例中，当固态基材在α-α位置时，分析物能在α-α分离通道中分离，并且然后在滑动到α-β位置时分配到β半空间的腔室内。在分析物分离之后，分离介质可以留在分离通道内并且随着分析物一起分配到腔室内。在某些实施例中，一种或多种捕获剂安置于拆分的β半空间的腔室内，并且在滑动装置和将分析物分配到腔室内之后发生分析物固定。能根据需要或者如上文所讨论那样发生分析物固定，例如利用交联剂。通过将检测介质引入到由拆分的β半空间形成的检测通道内，能发生检测。在某些实施例中，检测介质流入到检测通道内，如上文所描述。在其它实施例中，额外半空间被填充检测介质，并且在分析物固定之后，通过滑动该装置额外的时间而与拆分的β半空间对准。

C.系统

本文所描述的两层装置中的任一个可以是用于自动分离和固定生物样品的分析物的系统的一部分。在某些实施例中，这种系统包括装置以及马达，马达构造成驱动第一固态基材滑动经过第二固态基材，从α-α位置到α-β位置。能使用任何适宜的马达，例如电动马达。在某些实施例中，马达包括用来限制第一固态基材和第二固态基材的相对运动或者这些运动停止的位置的机构。这些机构可以确保例如固态基材仅占据α-α位置和α-β位置，而不会在这些位置之间停止，并且形成分离通道和检测通道(如在上文中所讨论)的半空间保持对齐。马达可以是计算机控制的并且包括其操作所需的软件或固件。

作为马达的补充或替代，本发明的系统还可以包括服务该装置的分离通道和/或检测通道所需的任何设备。例如，系统可以包括联接到进入端口中至少一个的真空源或压力源或者安置于分离通道的相对端(例如，在进入端口中)的一对电极。该系统还可以包括任何适配器、连接器、线、管或适用于自动化分析物分离、固定和/或检测的其它辅助设备。当系统包括电极时，其也可以包括构造成将电极加电到相反极性的电源。

系统还可以包括适用于将分析物固定于两层装置的分离通道(诸如通过光交联)或者用于检测在检测通道中的分析物(诸如通过荧光)的光源。在某些实施例中，系统包括紫外线源和/或可见光源，紫外线源和/或可见光源构造成导向光到分离通道内或检测通道内。作为替代或补充，该系统可以包括检测器，检测器构造成检测从检测通道发出的光。合适光源和检测的示例在上文中提供。在某些实施例中，光源或检测器与诸如透镜或反射镜的光学器件一起提供。光源和/或检测器可构造成与装置协同提供具有终端使用者选择的检测方案中所用的特征(例如，波长、强度、偏振或准直)的检测光。

D.套件

本文所描述的两层装置也可以设置为用于分离和检测生物样品的分析物的套件。一种套件可以包括装置以及分离介质或检测介质，如在上文中所描述。套件也可以包括用于操作装置的其它设备。

V.三层装置

本发明的装置还包括由三层或更多层合适固态基材诸如上文所描述的玻璃或塑料构成的可滑动的印迹装置(图8)。这些层保持紧密关联并且包括由凹陷或贯通狭缝形成的通道。在该装置的中间层中的分离通道首先用于分离在生物样品中的分析物。分析物可以是例如蛋白质或核酸。随后，使这些层中的一层或多层相对于另一层滑动导致分离通道与膜(例如，多孔性结合表面或材料诸如硝化纤维或聚偏二氟乙烯)对准，允许生物分子从分离通道正交转移以捕获膜上的表面。然后可以发生检测来自分离的生物样品的至少一个靶向分析物。该装置可以用于涉及生物分子的任何印迹程序中，例如western印迹或核酸(northern或Southern)印迹。该装置可以是用来执行和控制分析物分离(使用例如电源、电极或压力或真空源)、移动和对准层、将分析物转移到膜(包括流体控制)、处理膜和检测分析物(使用可见光、荧光、化学发光、质谱或其它手段)的系统和/或仪器的一部分。这种系统可以包括软件或固件控制。本发明还提供套件，套件包括该装置以及使用该装置执行分析物分离和检测所需的缓冲剂和溶液。

A.装置结构

在某些实施例中，本发明的装置包括三层，其在本文中方便地称作顶层(或替代地“层1”)、中间层(“层2”)和底层(“层3”)。每一层包括由任何所希望的材料诸如塑料、金属、玻璃或陶瓷制成的固态基材。固态基材可以具有上文关于两层装置所描述的特征中的任何特征，例如，在某些实施例中，每个基材不透液体。这些层是平面的并且彼此接触使得中间层夹在顶层与底层之间。换言之，中间层的顶表面与顶层接触，并且中间层的底表面与底层接触。在某些实施例中，这些层的表面是平坦的和/或构造成减小由于一个层相对于另一个层平移造成的摩擦。中间层构造成相对于顶层和/或底层滑动以便于分析物印迹。

三层装置也可以包括在每一层中、在彼此接触的层的面中的一个或多个凹陷或贯通狭缝。例如，在顶层中的贯通狭缝可以提供在顶层上方的空间与顶层与中间层之间界面之间的通路。在中间层中的贯通狭缝可以提供在中间层的顶表面与底表面之间和因此中间层与上下相邻层的界面之间的通路。虽然贯穿狭缝完全穿过安置它的层，凹陷可以存在于层中的仅一个表面上。例如，在顶层中的凹陷可以提供在顶层与中间层之间的腔。任何所希望数量的凹陷或贯穿狭缝能形成于装置的每一层中。

在某些实施例中，该装置包括由中间层中的贯穿狭缝限定的分离通道。分离通道构造成容纳分离介质以及施加到分离介质上的生物样品并且用作其中能发生分析物分离的装置中的位置。分离通道可以具有任何所希望的尺寸，并且在某些实施例中具有长轴线(或“分离轴线”)，沿着长轴线发生分析物分离，例如使用电泳。当这些层与中间层适当对准时，分离通道可以分别由顶层和/或底层的表面在顶部和底部界定。

三层装置还可以包括多个进入端口。进入端口可以类似于上文关于两层装置所描述的那些，并且可以包括在装置的一层或多层中的孔、腔或通路。在某些实施例中，装置包括一对进入端口，这对进入端口构造成向分离通道的相对端供应材料或电流。进入端口可以安置于该装置任何适宜的层中，诸如顶层或中间层，并且能与分离通道流体连通。在某些实施例中，至少一个进入端口联接到真空源或压力源并且可以用于例如向分离通道填充分离介质，将样品加载到分离介质上，或者在分离之后抽空通道。在某些实施例中，至少一个进入端口与分离电极对准。电极可以定位于进入端口附近，以将电流递送到装置适当配置中的分离通道，或者可以直接安置于进入端口中。(一个或多个)相同的进入端口可以用来供应材料和电流，或者单独、专用的进入端口可以安装于该装置中用于每种目的。在某些实施例中，至少一个进入端口具有锥形截面，其面积与离分离通道的距离成比例地变化。因此，进入端口在更靠近分离通道的端部更窄。锥形可以有利于例如防止气泡形成或者将材料或电流的流动集中到分离通道内。

该装置还可包括安置于顶层或底层中任一个的贯穿狭缝中的膜。当与膜相关联的贯穿狭缝与分离通道彼此对准时，膜能与分离通道对准。能通过使装置的中间层相对于顶层或底层滑动来实现这种对准。膜可以定位成接收和固定在分离通道中已经分离的样品的分析物。如下文所讨论，印迹电极可以容纳于装置的顶层和底层中，例如在膜后方并且从膜跨分离通道，以便于电印迹。

该装置的几何形状和力学可以被设计成优化分析物分离或印迹的方面。例如，在某些实施例中，顶层的贯穿狭缝与底层的贯穿狭缝对准，使得两个贯穿狭缝能与分离通道同时对准。能通过约束顶层相对于底层的移动而永久地发生这种对准，或者能以用于电印迹的装置的某些可滑动配置来发生这种对准。在顶层和底层中的贯穿狭缝的对准能允许安置于这些贯穿狭缝中的印迹电极在分离通道的两端形成电位。在某些实施例中，在顶层、中间层和底层中的贯穿狭缝具有近似相等的截面积。此处，当从装置上方或下方观察时，在每一层的平面中测量截面积。这种构造允许在电印迹期间分离通道的整个区域安置于印迹电极之间，并且来自分离介质的所有区域的分析物转移到膜。在某些实施例中，顶层、中间层或底层的贯穿狭缝包括成角度的壁，成角度的壁构造成允许气泡逸出。这种气泡可能会干涉分析物分离或印迹。

同样，膜在装置中的放置和尺寸可以被选择为优化印迹。在某些实施例中，膜与顶层或底层的表面齐平，表面与中间层接触。当与这个表面平齐时，当包含分离通道的贯穿狭缝与膜对准时，膜可以直接或接近直接与分离介质接触。因此，分析物能高效地从分离介质转移到膜。在某些实施例中，膜跨越其所安置的贯穿狭缝的整个横截面区域。这种构造防止来自印迹电极的电流或者在这种电流影响下的迁移的分析物在印迹期间绕膜传递。因此，使捕获于膜上的分析物量最大。若需要，膜能以不透流体的密封固连到装置的顶层或底层上，以进一步确保电流穿过膜传递。密封件也可以防止分离介质暴露于顶层或底层中的贯穿狭缝中的流体，并且因此防止形成可能会干扰印迹的pH或浓度梯度。膜能根据需要附着到装置的层上，例如利用粘合剂或声波或热焊接。

如在上文所描述的两层装置中那样，三层装置的层构造成沿着这些层之间的界面而滑过彼此。能使用任何所希望的机构来便于滑动。例如，可以如上文所讨论那样使用轮或轨。在某些实施例中，与中间层接触的顶层或底层的表面被涂布润滑剂。润滑剂能减小由于滑动运动所引起的摩擦或摩擦引起的加热量，并且最小化执行滑动所需的力。润滑剂可以是惰性油，例如，其能保持与包含生物分析物的任何水性介质相分离，并且因此不干扰这些分析物的分离或印迹。合适惰性油的示例包括各种矿物油。独立地或者由于润滑剂，与中间层接触的顶层或底层的表面可以是疏水性的。可以通过施加适当表面处理或涂层诸如Teflon来使这个表面为疏水性的。疏水性表面可以防止在处置生物分析物中所用的水溶液(包括分离介质和检测介质)在层之间界面处从贯穿狭缝或者装置的凹陷泄漏出来。可以替代地或作为补充使用其它防止这类泄漏的方法，诸如，通过将橡胶垫圈放置于印迹中所用的分离通道或膜周围。在某些实施例中，装置的中间层通过不透流体的界面接触顶层或底层，诸如当分离通道由顶层或底层的固体表面封闭时，容纳于分离通道中的流体不能通过界面从分离通道出来。

一旦使用本发明的三层装置之一固定于膜上，能根据需要检测分析物，例如使用上文所描述的方法之一。在某些实施例中，能用光学方式，使用颜色、荧光或化学发光来检测分析物。因此，装置层可以构造成允许所希望波长的光通过。在某些实施例中，顶层、中间层或底层对于紫外线和/或可见光是透明的。在某些实施例中，顶层、中间层和底层对于紫外线和/或可见光全都是透明的。这些实施例全都与源自装置外侧或内侧的光一致。因此，光能通过装置的一层或多层并且入射于分析物上，例如以造成荧光激励，或者能由分析物例如通过化学发光而发射，并且然后，在通过一层或多层之后被检测到。透明固态基材层可以允许在印迹之后膜仍安置于装置的贯穿狭缝之一中时检测分析物。

本发明的装置和层可以根据需要设定尺寸。在某些实施例中，中间层比顶层和底层在平行于层构造成滑动的方向的维度上更宽。这些实施例允许许多平行的分离通道安置于中间层中用于复用样品处理。分析物能独立地在每个分离通道中分离(或者若需要，同时)，并且然后装置层能移置以使分离通道与包含膜的顶层或底层中的贯穿狭缝对准。在某些实施例中，中间层比顶层和底层中每一个在平行于分离通道的维度上更宽。这种配置允许进入端口安置于中间层中，邻近分离通道，并且保持联接到装置的其它部分(例如，压力源、真空源或电极)，无论顶层和/或底层的位置如何。该装置还可以包括夹具，夹具构造成将顶层、中间层和底层保持在一起。该装置可以根据需要机械地联接到顶层、中间层和/或底层。

本发明的三层装置还可以包括印迹电极。在某些实施例中，装置包括一对印迹电极，其中第一印迹电极安置于顶层中的贯穿狭缝中，并且第二印迹电极安置于底层的贯穿狭缝中。根据需要，第一印迹电极或第二印迹电极可以用作阴极，并且另一印迹电极可以用作阳极。第一印迹电极或第二印迹电极中的任一个可以安置在与膜相同的贯穿狭缝中，在于中间层相对的膜的侧部上。这样定位，当层适当地对准时，电极能用来便于分析物从中间层中的分离通道转移到安置于顶层或底层中的膜。印迹电极优选地沿着与分离通道相关联的任何电极(即，分离电极)不同的轴线定向，使得在印迹电极之间的电场正交于在分离电极之间的电场，并且分析物在用于分离和印迹的正交方向上迁移。印迹电极可以具有典型配置，诸如板、线或销，被涂布或沉积到表面或结构上的一层或多层。印迹电极可以由标准材料诸如铜、铂、黄铜、银、金、钛、石墨烯、碳、不锈钢、混合金属氧化物、氧化铟锡和铱制成。替代地，印迹电极可以是导电聚合物电极，如在共同转让的美国临时申请第62/114,387号(其以引用的方式并入到本文中)中所描述。若需要，印迹电极中的一者或二者能安置于顶层或底层中的凹陷中，而不是贯穿狭缝中。凹陷能在某些情况下提供分离通道更好的密封，并且并不阻碍分析物的固定或检测，特别是当凹陷并不安置在与膜相同的装置的层中时。

在某些实施例中，多孔支承件安置于装置的顶层或底层中，在膜与层中的印迹电极之间。能由海绵、纸(例如，Whatman纸)、陶瓷或塑料(使用例如聚乙烯、聚丙烯或者聚四氟乙烯)以及其它材料制备合适支承件。在某些实施例中，多孔支承件能吸收液体，特别是水性溶液。多孔支承件能防止在膜与最靠近的印迹电极之间的直接接触，并且防止形成于电极处的任何离子、自由基物种或气体干扰分析物在膜上的固定。多孔支承件通常可以安装于装置的贯穿狭缝中，例如在顶层和/或底层中，以向诸如膜或印迹电极的元件提供结构支承。

该装置还可包括检测通道，其能设置于中间层中，例如与分离通道相邻。在某些实施例中，检测通道由在装置的中间层中的额外贯穿狭缝限定，并且通过使中间层相对于顶层或底层滑动而与用于印迹的膜对准。因此，用于分离和检测分析物的过程可以包括两个滑动步骤，首先使分离通道与膜对准，并且然后使膜与检测通道对准。该装置可以包括一个或多个进入端口，作为服务分离通道的那些进入端口的补充，以服务检测通道。额外引入端口可以构造成向检测通道供应材料或者从检测通道移除材料。因此，检测试剂诸如抗体或核酸探针可以通过(一个或多个)额外进入端口流动到检测通道中，在那里，它们能接触固定于膜上的分析物。

在某些实施例中，三层装置的中间层包括多个贯穿狭缝，多个贯穿狭缝限定多个分离通道用于复用样品处理。例如，中间层可以包括至少12个、20个、26个、48个或96个贯穿狭缝。每个分离通道可以与一个或多个进入端口(包括例如一个或多个电极)相关联以便于分析物分离。每个分离通道也可以与在顶层或底层中用于容纳膜的不同的贯穿狭缝相关联，并且在某些实施例中，与顶层和底层中用于容纳印迹电极的贯穿狭缝相关联。在装置的中间层中的多个贯穿狭缝也可以限定多个检测通道。在某些实施例中，每个分离通道设置一个检测通道，或者每个分离通道与检测通道相邻。在某些实施例中，分离通道全都彼此平行定向(例如，沿着分离轴线)和/或每个分离通道平行于相邻的检测通道。复用样品处理允许对于许多样品快速地执行诸如分析物分离、印迹和检测的步骤并且允许独立地处理每种样品(例如在检测步骤中使用独特的检测试剂集合)。

B.方法

上文所描述的三层可滑动装置可以用于分离和印迹生物样品的分析物。本发明的方法涉及将样品加载到分离通道中；通过进入端口将电流供应到分离通道的相对端，从而沿着分离通道的长度来分离样品的分析物；使中间层相对于顶层或底层滑动，从而使膜与分离通道对准；以及，将分析物从分离通道转移到膜。

在某些实施例中，当分离介质安置于分离通道中时发生分析物的分离。可以使用任何所希望的分离介质，并且分离介质的示例在上文中提供。可以使用上文关于两层装置所讨论的技术将分离介质引入到分离通道内。例如，取决于分离介质的组成，分离介质可以通过进入端口流入到分离通道内并且可选地允许聚合或凝固。样品可以随着分离介质一起引入到分离通道内(例如，当样品悬浮于分离介质中时)或者可以在分离介质已经引入到装置内后加载到分离介质内或上。在某些实施例中，通过进入端口之一来加载样品。

可以如上文所描述使用电泳、电渗透或等电聚焦在该装置中分离样品的分析物(图9)。在这些技术中，通过进入端口将电流供应到分离通道的相对端，例如使用连接到电源的电极。

优选地在将样品的分析物在分离通道中分离之后发生滑动步骤(图10)。因此，膜并不与分析物和任何分离介质接触直到分析物定位于通道中用于印迹，并且减少检测背景。因此，在滑动之前，分离通道可以偏离顶层或底层中的贯穿狭缝。为了实现滑动，能向装置的顶层、中间层或底层施加力。在某些实施例中，中间层相对于顶层或底层在垂直于分离通道长度的方向上移动。能手动或自动地执行滑动。

在方法的某些实施例中，印迹电极安置于顶层和底层的贯穿狭缝中，并且将分析物从分离通道转移到膜包括将电极加电到相反极性。在这个步骤中可以使用任何适当电压或电流，并且能如上文所讨论那样以湿润、干燥或半干形式来发生电转移。在某些实施例中，将分析物转移到膜需要向包含印迹电极的贯穿狭缝中的一者或二者填充缓冲剂。例如，包含一个印迹电极和膜的贯穿狭缝可以不填充缓冲剂，包含一个印迹电极但不包含膜的贯穿狭缝可以被填充缓冲剂，或者两种贯穿狭缝都被填充缓冲剂。可以通过向贯穿狭缝中的一者或二者施加海绵或其它吸收性材料或者通过将装置浸没于缓冲剂中来引入缓冲剂。相同缓冲剂可以引入到顶层和底层中的贯穿狭缝内，或者可以引入不同的缓冲剂。用于电转移、具有适当pH、盐浓度和/或的缓冲能力的任何一种或多种缓冲剂可以用于这个步骤中。

本发明的方法还包括检测在膜上的分析物。在某些实施例中，在转移步骤中，分析物被固定到膜上或者沉积到膜上。为了执行检测，膜能从装置移除和/或装置能被拆卸。膜然后向检测试剂诸如抗体或核酸探针暴露，如在常规电印迹程序中那样。替代地，膜可以在装置内原位处理。在某些实施例中，例如，装置还包括如上文所描述的检测通道，其中检测通道由中间层中的贯穿狭缝限定。检测膜上的分析物可以包括使装置的中间层相对于顶层或底层滑动，从而使膜与检测通道对准(图11)。检测试剂或检测介质然后可以通过检测通道流动，如上文关于两层装置所描述的那样。能使用光学方法，例如使用颜色、荧光或化学发光来执行检测，如上文所描述的那样。

用于检测的任何滑动步骤添加到分析物分离后执行的步骤，并且可能得到与分析物分离之前或之后立即观察到的那些配置不同的装置配置。在某些实施例中，在分析物分离之后和分析物转移(即，为了检测)之后，在相反方向上发生滑动步骤。例如，装置的中间层能相对于顶层或底层在第一方向上滑动以对准膜与分离通道，并且随后相对于顶层或底层在第二方向上滑动以对准膜与检测通道，第一方向与第二方向相反。

若需要，在完成了该方法之后，该装置能再调整以用于随后或重复使用。例如，分离介质能从分离通道移除，能引入新的分离介质，并且能替换安置于顶层或底层的贯穿狭缝中的膜。将认识到本发明的方法可以扩展到三层装置的复用实施例。例如，自多种样品的分析物的分离能在多个分离通道中同时执行，并且这些分析物然后能转移到膜并且被检测，每个分离通道具有不同的膜。也可以使用不同的检测试剂集合来检测在每个膜上的分析物。

C.系统

本文所描述的三层装置中任何装置可以是用于自动地分离和印迹生物样品的分析物的系统的一部分。在某些实施例中，这种系统包括该装置以及马达，马达构造成驱动中间层相对于顶层和/或底层的滑动移动。可以使用任何适宜的马达，例如电动马达。在某些实施例中，马达包括用来限制层的相对运动或者这些运动停止的位置的机构。这些机构可以确保例如分离通道在分析物分离期间偏离于膜，并且在分析物转移之前与膜密切对准。这些机构也可以在分析物转移之后和引入检测试剂之前(若存在这些步骤)，确保膜与检测通道密切地对准。最后，马达机构可以确保适量的力或压力施加到装置的层上以保持它们密切接触并且防止液体通过这些层中的一个或多个贯穿狭缝出来。马达可以是计算机控制的并且可以包括这种操作所需的软件或固件。

作为马达的替代或补充，本发明的系统还包括执行分析物分离和/或印迹所需的任何设备。例如，一种系统可以包括安置于分离通道的相对端的一对分离电极和电源，电源构造成将电极加电到相反极性。一种系统还可以包括一对印迹电极，一个安置于顶层的贯穿狭缝中并且另一个安置于底层的贯穿狭缝中，其中这对中的一个印迹电极安置在与膜相同的贯穿狭缝中，在与中间层相对的膜的侧部上。这种系统还可以包括电源，电源构造成将印迹电极加电到相反极性。任何适当电源可以随着线、电适配器和/或控制器一起包括于系统中。

系统还可以包括光源，光源适用于照射和检测固定到印迹膜上的分析物。例如，光源可以用于照射荧光分析物或者分析物的荧光结合配偶体。光源也可以用于在分离通道中分离期间使分析物可视。因此，在某些实施例中，一种系统包括紫外线和/或可见光源，紫外线和/或可见光源构造成照射分离通道或膜。作为替代或作为补充，该系统包括检测器，检测器构造成检测从分离通道或膜发射的光。合适光源和检测器的示例在上文中提供。在某些实施例中，光源或检测器随着光学器件诸如透镜或反射镜一起提供。光源和/或检测器可以构造成与装置系统协同提供或检测具有终端使用者所选择的检测方案中使用的特征(例如，波长、强度、偏振或准直)的光。

而且，本发明的系统还包括服务装置的分离通道所需的任何设备。例如，系统包括流体处置子系统，流体处置子系统构造成向分离通道递送流体或者从分离通道移除流体，其中流体处置子系统连接到进入端口。流体处置系统可以包括例如真空源或压力源。在某些实施例中，流体处置子系统用于将分离介质引入到分离通道内和/或加载包含待分离的分析物的样品。该系统还可以包括任何适配器、连接器、线、管或适用于自动化分析物分离的其它辅助设备。

D.套件

本文所描述的三层装置也可以提供为用于分析和印迹生物样品的分析物的套件。在某些实施例中，套件包括装置以及一个或多个替换膜。这些膜中的任何膜能替换最初安装于装置中的膜以及随后使用的替换膜。在这些实施例中，装置的膜构造成在使用之后替换，例如通过从其中安置膜的顶层或底层中的贯穿狭缝中移除膜。套件还可以包括装置以及分离介质或检测试剂，如上文所描述。

VI.示例

A.示例1.在两层装置中的自动化印迹

这个示例描述了基于预测结果而不是实际上实现的结果的本发明的实施例。使用两层装置的自动化印迹方法分步执行，如下文所描述。

本发明提供了涉及使用两个对置微流体半空间来形成封闭(和可变)微流体通道的方法和组成。通过使一个或两个半空间相对于彼此移动来形成通道，以执行自动化SDS-PAGE和Western印迹，类似于免疫测定。该方法描述为分五步并且在图1至图6中示出。

步骤#1。将两个不同的固态基材(其面上具有打开的微流体通道)放置成彼此紧密接触。两个固体的对准形成独特通道，其中，液体能引入并且包含于新形成的微流体通道内。在第一步骤中，单个通道形成于该装置中并且在这个通道内引入蛋白质筛选聚合物基质(例如“分离介质”)。这个筛选基质用来使用SDS-PAGE分离蛋白质。在某些实施例中，筛选基质被认为是液体聚合物。

步骤#2。在施加样品和随后分析物(例如，蛋白质)分离之后，将最靠近微流体通道壁的分析物固定(例如，共价固定)到壁上。共价联结通过多个过程发生。在某些实施例中，使用紫外线可激活的二苯甲酮来将蛋白质交联到壁上。在SDS-PAGE之前，二苯甲酮共价地联结到装置壁上。在将分析物(例如，蛋白质)交联到壁上之后，分析物(例如蛋白质)液体筛分介质(未交联的分析物)从通道移除(压力)，留下共价地附着到壁上的分析物。

步骤#3。两个流体半空间相对于彼此移动/剪切，以形成两个新的流体路径。每个新(和独特)流体路径包含用于分析物(例如蛋白质)分离的流体通道的一半和新通道半空间(在分离中并未涉及)。

步骤#4。在新流体路径中至少一个中，引入基于标准扩散的western印迹测定的所有组分。例如，阻断缓冲剂、抗体(初级和次级)和洗涤缓冲剂。

步骤#5。经由适当激励和发射光学系统，通过抗体的化学发光或荧光来查看目标分析物(例如，蛋白质)的检测。在某些实施例中，芯片对于来自紫外线源和可见光源的光是透明的。

在某些实施例中，步骤次序可以逆反使得步骤#3发生在步骤#2之前。在这样的实施例中的某些实施例中，在分离介质中进行分析物分离之后，发生芯片平移以将包含分离的分析物的基质的部分分馏/分配到更小的腔/孔/腔室内，同时维持分析物的大小或分隔(查看例如图7)。在某些实施例中，孔/腔/腔室沿着分离轴线的之字形图案允许对沿着分离维度的所有区域进行取样。腔的大小和数量可以用来控制分离分辨率。此外，之字形孔图案可以重复多次以做出分馏分离的多个拷贝，允许用于复用检测。

一旦完成了滑移动作，然后能将分析物固定到孔/腔表面上并且能如所描述那样来执行检测。芯片的进一步滑移然后能将流动通道定位于之字形孔的每个集合上方，允许探测不同分析物(即，复用检测)。

B.示例2。在三层装置中的自动化印迹

这个示例描述了基于预测的结果而非实际实现的结果的本发明的实施例。分步骤来执行使用三层装置的自动化印迹方法，如下文所描述。

装置的三层组装成使得在顶层(层1)中的进入端口与中间层(层2)中的狭缝对准。在两个外侧层(层1和层3)中的狭缝与中间层中的那些狭缝偏移，有效地在中间层中形成通道，其中，由两个外层的固体部分(即，在外层1和3的狭缝之间的区域)得到顶面和底面。装置层在装置保持器中夹持在一起。

在某些实施例中，装置和系统用来执行Western印迹。在此情况下，在中间层中的一个或多个通道首先被填充聚合物基质或者丙烯酰胺溶液(其在聚合时在(一个或多个)通道内形成交联的凝胶)，因此形成凝胶条带阵列。在交联的凝胶的情况下，该装置可以是其中交联的凝胶条带预先浇注于装置中的套件的部分并且使用者无需在执行测定之前制备凝胶。装置保持器施加充分的力，与装置的表面处理组合，使得引入的溶液在通道中保持隔离并且并未迁移到相邻通道。

在下一步骤中，在适当样品缓冲剂(例如，SDS-PAGE样品缓冲剂)中悬浮和加热的生物样品被加载到进入端口之一内。与进入端口位置对准的电极与端口形成接口连接，并且电流施加到通道两端，有效地驱动通道中凝胶或聚合物中的分析物的分离(图9)。

一旦完成了分离，装置的层1和3相对于层2滑动，使得在层1中的狭缝与层2中包含分离介质的通道对准，并且在层3中的膜和狭缝同样与分离介质对准。这种滑动事件的最终结果是从顶面外侧穿过所有3层到顶层的外面形成了流动路径(图10)。

然后整个装置能浸没于转移缓冲剂中，或者在发生了滑动之后，转移缓冲剂能施加到层1中的狭缝并且芯片搁置于转移缓冲剂的储集器上方使得在底层中的狭缝被填充缓冲剂，完成了不中断的流动路径。在某些实施例中，在顶层和底层中的狭缝包含便于转移缓冲剂容易地引入的特征，而不会积聚气泡，诸如用于使空气逸出的途径或成角度的壁。第二电极集合然后能与顶部狭缝形成接口连接并且在装置下方以实现分离的分析物到膜或多孔性支承件的转移，类似于常规western印迹过程。在某些实施例中，与传统western印迹相比，分离介质减小的厚度便于所有大小的分析物更快速并且更有效的转移。在某些实施例中，其它特征的形状、位置或引入能用于下缓冲剂储集器中以防止气泡积聚在下层的狭缝中。在其它实施例中，能在装置处于竖直而不是水平位置的情况下执行转移步骤。竖直位置更类似于标准罐印迹过程中常规凝胶的位置并且防止气泡积聚在分离区外侧的狭缝中。

一旦完成了转移步骤，在某些实施例中，中间层和顶层滑动第二次，例如在相反方向上，以对准在膜(中间层)上方的另一空狭缝，以及在顶层或中间层中的新鲜进入端口与膜的位置。检测试剂诸如阻断溶液、洗涤缓冲剂、一抗、二抗和检测基底能使用压力或真空全都连续地通过进入端口引入来探测膜表面用来确定(一个或多个)特定目标，如在标准Western印迹工作流程中那样(图11)。

一旦执行了检测步骤，能使用合适光学器件(诸如CMOS或CCD检测器)或电子、放射性、IR或其它手段来使该装置成像以确定所检测的(一个或多个)目标的位置、强度、颜色或其它属性。仪器可以具有合适的激励和发射光学系统，包括光源和滤波器。在荧光、化学发光或发色检测的情况下，该装置可能对于所希望的光波长例如紫外线、可见光或红外光是透明的或透射性的。仪器软件和/或固件然后能对所得到的信号执行分析以进行定量、确定大小等。将一标准应用于通道中的一个或多个可以用来规范化结果为梯形图。在每个样品中的内部标准可以用来对准/规范化通道上的结果。

C.示例3。在三层装置中的自动化印迹的变化

这个示例描述了基于预测结果而不是实际实现的结果的本发明的实施例。在示例2中给出了自动化印迹方法的变型并且在下文中描述。

在某些实施例中，膜或支承件可以由PVDF制成。在这些实施例中，在分离区域滑动靠近膜之前，膜可能需要用酒精湿润并且与缓冲剂均衡。这能通过在开始该过程之前使检测通道与膜对准来实现，或者包含膜的层能在组装堆叠的装置之前首先制备。

使用本发明的装置和方法，也能进行除了Western印迹之外的印迹程序。例如，核酸能在结合到膜或其它多孔性支承件上之后被分离和探测。此外，能由等电聚焦(IEF)而不是SDS-PAGE来分离生物分子以识别具有不同pI的类似分子或者检测在翻译后修饰方面不同的分子。能利用色谱法经由树脂或整体材料来分离分子，并且然后转移到多孔性支承件用于检测。在某些情况下，捕获于多孔性支承件上的分析物随后被洗脱以通过下游的方法诸如质谱法来进行分析。底层也可以被制成使得其能被移除并且与下游方法直接相互配合。分离通道可以被设计成用于将细胞排列在水凝胶中使得滑动允许裂解细胞并且实现细胞内含物(例如蛋白质或核酸)转移到多孔性支承件用于随后探测。

图8至图11示出的装置具有单个分离通道和单个检测通道。然而，如本文所描述的装置可以具有任何所希望数量的分离/检测单元，诸如10、12、20、26、48或96个，使得多个样品能同时被分析。这些单元的数量仅受到诸如下列因素限制：选定的占据面积、通道尺寸、在单元之间允许的间隙和测定敏感性。在这种装置中的进入端口的位置/间距能设置成允许使用多通道移液管以易于使用。

也能检测在单个通道中的多个目标，允许复用(例如，用于荧光标签的RGB)。较窄宽度的多个探测通道也与单个膜/多孔性基材捕获区形成接口连接。

如本文所描述的装置可以是一次性的或者单次使用性质。替代地，除了膜层之外，装置可以由允许清洁和再使用的材料制成。某些实施例使用多于三层来合并额外功能，或者少于三层(例如，两层)，其中分离区域向外部敞开并且使用滑动来对准膜层。在此情况下，该装置可以以半自动方式使用，其中装置被拆卸并且膜层被移除并且处理，以类似于常规印迹膜的方式(诸如在托盘中洗涤和/或向膜暴露以用于检测)。利用如上文所描述的两层形式的装置或者利用具有更多层的装置来执行这种半自动模式，因为这些层在过程后易于拆卸。

装置可以具有不同形式和形状(例如，矩形、正方形或圆形)，只要至少一个层能相对于一个或多个其它层滑动以便对准通道、膜和/或端口。

在某些实施例中，免染试剂诸如三氯乙烷(TCE)合并到凝胶基质内，允许在分离步骤期间向紫外线暴露时检测蛋白质分析物。这种检测能提供样品被令人满意地分离的早期确认。免染试剂也允许跟踪转移效率和样品负荷的规范化，如关于Bio-Rad’sV3工作流程所描述。

在某些实施例中，由多孔性支承件来替换膜并且使用转移狭缝来引入染色剂(例如，Coomassie,Flamingo,SYPRORuby或ColloidalGold)以在分离介质中快速地检测蛋白质或核酸。在其它实施例中，能通过扫描通道长度(例如，使用紫外线)使用分子的固有吸收度来检测分离的分子。

在其它实施例中，样品端口和在分离通道上游的通道形状被设计成允许在分离之前浓缩样品，例如通过等速电泳。一种这样的设计是通道的逐渐变细。

***

在本发明的权利要求中，术语“一”意图表示“一个或多个”。术语“包括”和其变型诸如“包含”和“具有”当在步骤或元件的叙述之前时意图表示添加另外的步骤或元件是可选的并且不排除在外。

在本文中所引用的所有文献(例如，专利、专利申请、书籍、期刊文章或其它公开)以其全文引用的方式并入到本文中用于所有目的，如同每个个别的文献具体地并且个别地指示为其以全文引用的方式并入到本文中用于所有目的。关于以引用的方式并入到本文中的这些文献与说明书中所包含的公开相矛盾的情况，以说明书为准和/或说明书优先于任何相矛盾的资料。

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Claims (130)

1.一种用于分离和检测生物样品的分析物的装置，所述装置包括：

第一固态基材，所述第一固态基材包括第一表面、多个α第一半空间和多个β第一半空间，所述α第一半空间和β第一半空间以重复列安置于所述第一表面中，使得每个α第一半空间与β第一半空间相邻；

第一捕获剂，所述第一捕获剂安置于所述第一表面上，在所述α第一半空间内；

第二固态基材，所述第二固态基材包括第二表面、多个α第二半空间和多个β第二半空间，所述α第二半空间和β第二半空间以重复阵列安置于所述第二表面中，使得每个α第二半空间与β第二半空间相邻；

第二捕获剂，所述第二捕获剂安置于所述第二表面上，在所述α第二半空间内；

多个进入端口；

其中：

所述第一表面与所述第二表面在界面处彼此接触；

各所述半空间构造成容纳流体或分离介质；

所述第一半空间的形状与所述第二半空间的形状互补，使得当一个第一半空间与一个第二半空间对准时，所述一个第一半空间与所述一个第二半空间一起形成通道；

所述第一固态基材构造成相对于所述第二固态基材交替地占据两个位置，所述两个位置为：

α-α位置，使得所述α第一半空间与所述α第二半空间对准以形成分离通道；以及

α-β位置，使得所述α第一半空间与所述β第二半空间对准以形成α-β通道，并且所述β第一半空间与α第二半空间对准以形成β-α通道，所述α-β通道和所述β-α通道是检测通道；

所述第一固态基材构造成沿着所述界面滑过所述第二固态基材；以及

所述进入端口构造成提供从所述装置外部的空间到所述分离通道和所述检测通道的入口。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一捕获剂和所述第二捕获剂相同。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一捕获剂和所述第二捕获剂不同。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一捕获剂或所述第二捕获剂是交联剂。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述交联剂是二苯甲酮、甲醛或戊二醛。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一捕获剂或所述第二捕获剂是亲和结构。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述亲和结构是蛋白质或核酸。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述第一捕获剂通过接头附着到所述第一表面上；或者

所述第二捕获剂通过接头附着到所述第二表面上。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一表面和所述第二表面构造成通过不透流体的密封彼此接触，使得在α第一半空间、β第一半空间、α第二半空间、β第二半空间、分离通道或检测通道内包含的流体不能通过所述界面从所述半空间或通道出来。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述进入端口包括在所述第一固态基材中的通孔，并且至少一个通孔提供在每个α第一半空间与所述第一固态基材外部空间之间的通路。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，真空源或压力源联接到所述通孔中的至少一个。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述通孔中的至少一个中安置有电极。

13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，两个通孔提供在每个α第一半空间与所述第一固态基材外部空间之间的通路，所述两个通孔位于所述α第一半空间的相对端。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述两个通孔中的每一个中安置有电极。

15.根据权利要求10所述的装置，其特征在于：

多个通孔提供在每个α第一半空间与所述第一固态基材外部空间之间的通路，

所述多个通孔中至少一个联接到真空源或压力源，

所述多个通孔中至少一个中安置有电极；并且

联接到所述真空源或压力源的所述至少一个通孔和其中安置有电极的所述至少一个通孔位于所述α第一半空间的相同端。

16.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，至少一个通孔提供在每个β第一半空间与所述第一固态基材外部空间之间的通路。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，两个通孔提供在每个β第一半空间与所述第一固态基材外部空间之间的通路，所述两个通孔位于所述β第一半空间的相对端。

18.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述进入端口还包括在所述第二固态基材中的通孔，并且至少一个通孔提供在每个α第二半空间与所述第二固态基材外部空间之间的通路。

19.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述进入端口构造成将流体或分离介质引入到所述分离通道和所述检测通道。

20.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述进入端口构造成将流体或分离介质从所述分离通道和所述检测通道移除。

21.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述进入端口构造成向所述分离通道的相对端供应电流。

22.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一固态基材或所述第二固态基材对紫外光和/或可见光完全或部分地透明。

23.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：紫外光和/或可见光源，其构造成将光导向至所述分离通道或所述检测通道内。

24.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：检测器，其构造成检测从所述检测通道发出的光。

25.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一半空间和第二半空间是线性的。

26.根据权利要求25所述的装置，其特征在于，所述α第一半空间和所述β第一半空间在所述第一平面中彼此平行。

27.根据权利要求26所述的装置，其特征在于，每个第一半空间沿着分离轴线安置，并且所述第一固态基材和第二固态基材构造成滑过彼此，使得所述第一固态基材或所述第二固态基材在正交于所述分离轴线的方向上移动。

28.根据权利要求25所述的装置，其特征在于，所述第一半空间从所述第一固态基材的中部位置辐射并且终止于所述第一固态基材中的中部位置，并且所述第一固态基材构造成绕所述中部位置旋转，从而允许所述第一固态基材滑过所述第二固态基材。

29.根据权利要求28所述的装置，其特征在于，还包括：安置于所述中部位置的电极。

30.根据权利要求28所述的装置，其特征在于，还包括：联接到所述中部位置的真空源或压力源。

31.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，至少一个所述β第一半空间的深度小于至少一个所述α第一半空间的深度。

32.根据权利要求31所述的装置，其特征在于，每个所述β第一半空间的深度小于每个所述α第一半空间的深度。

33.根据权利要求31所述的装置，其特征在于，至少一个所述β第一半空间的深度大约为零。

34.根据权利要求31所述的装置，其特征在于，至少一个所述β第二半空间的深度小于至少一个所述α第二半空间的深度。

35.根据权利要求34所述的装置，其特征在于，每个所述β第二半空间的深度小于每个所述α第二半空间的深度。

36.根据权利要求34所述的装置，其特征在于，至少一个所述β第二半空间的深度大约为零。

37.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述β第一半空间和所述β第二半空间具有大约为零的深度。

38.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述α第一半空间的深度约等于所述β第一半空间。

39.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述α第一半空间的深度约等于所述α第二半空间。

40.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述α第一半空间、所述β第一半空间、所述α第二半空间和所述β第二半空间的深度全都大约相等。

41.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一半空间具有第一深度，所述第二半空间具有第二深度，并且所述第二深度小于所述第一深度。

42.一种用于自动分离和固定生物样品的分析物的系统，所述系统包括：

根据权利要求1所述的装置；以及

马达，其构造成驱动所述第一固态基材从所述α-α位置到所述α-β位置滑动移动经过所述第二固态基材。

43.根据权利要求42所述的系统，其特征在于，还包括：联接到所述进入端口中至少一个的真空源或压力源。

44.根据权利要求42所述的系统，其特征在于，还包括：安置于分离通道相对端的一对电极，其中，所述电极安置于进入端口中。

45.根据权利要求44所述的系统，其特征在于，还包括：电源，所述电源构造成将所述电极通电为相反极性。

46.根据权利要求42所述的系统，其特征在于，还包括：紫外光和/或可见光源，所述紫外光和/或可见光源构造成将光导向至所述分离通道或所述检测通道内。

47.根据权利要求42所述的系统，其特征在于，还包括：检测器，所述检测器构造成检测从所述检测通道发出的光。

48.一种使用权利要求1所述的装置来分离并且检测生物样品的分析物的方法，所述方法包括：

(a)在分离介质中分离所述生物样品的分析物，其中所述分离介质包含于分离通道中，并且所述分离通道由与α第二半空间对准的α第一半空间形成；

(b)使用所述第一捕获剂和所述第二捕获剂来将所述分析物固定到所述分离通道内；

(c)使所述第一固态基材从所述α-α位置到所述α-β位置滑过所述第二固态基材，从而破坏所述分离通道并且形成两个检测通道，其中一个检测通道是由α第一半空间形成的α-β通道并且另一检测通道是由所述α第二半空间形成的β-α通道；以及

(d)检测在步骤(c)中形成的所述两个检测通道中至少一个内的固定的分析物。

49.根据权利要求48所述的方法，其特征在于，还包括：在步骤(a)之前，将所述分离介质引入到所述分离通道内。

50.根据权利要求49所述的方法，其特征在于，在将所述分离介质引入到所述分离通道内之前，所述生物样品悬浮于所述分离介质中。

51.根据权利要求48所述的方法，其特征在于，还包括：将所述生物样品加载到所述分离介质内。

52.根据权利要求48所述的方法，其特征在于，分离所述分析物包括执行电泳、电渗或等电聚焦。

53.根据权利要求48所述的方法，其特征在于，所述分离介质包括聚合物溶液、交联聚合物基质或水凝胶。

54.根据权利要求53所述的方法，其特征在于，所述分离介质包括聚合物溶液并且所述聚合物溶液包括右旋糖酐或琼脂糖。

55.根据权利要求53所述的方法，其特征在于，所述分离介质包括交联聚合物基质，并且所述交联聚合物基质包括聚丙烯酰胺和双丙烯酰胺。

56.根据权利要求48所述的方法，其特征在于，所述第一捕获剂或所述第二捕获剂是交联剂，并且固定所述分析物包括使所述分析物交联到所述第一表面或第二表面上。

57.根据权利要求56所述的方法，其特征在于，通过使所述分离通道暴露于紫外光而实现所述交联。

58.根据权利要求48所述的方法，其特征在于，所述第一捕获剂或所述第二捕获剂是亲和结构，并且固定所述分析物包括将所述分析物结合到所述亲和结构。

59.根据权利要求48所述的方法，其特征在于，还包括：在步骤(b)之后，从所述分离通道或检测通道移除所述分离介质。

60.根据权利要求59所述的方法，其特征在于，在步骤(c)之后，从所述检测通道移除所述分离介质。

61.根据权利要求48所述的方法，其特征在于，所述分析物沿着分离轴线分离，并且使所述第一固态基材滑过所述第二固态基材包括使所述第一固态基材或所述第二固态基材在正交于所述分离轴线的方向上移动。

62.根据权利要求48所述的方法，其特征在于，还包括：将检测介质引入到所述分离通道或所述检测通道内。

63.根据权利要求62所述的方法，其特征在于，在步骤(c)之前，将所述检测介质引入到所述分离通道内。

64.根据权利要求62所述的方法，其特征在于，在步骤(c)之后，将所述检测介质引入到所述检测通道内。

65.根据权利要求62所述的方法，其特征在于，还包括：在步骤(b)之后，从所述分离通道移除所述分离介质，其中所述分离介质由所述检测介质取代。

66.根据权利要求62所述的方法，其特征在于，所述检测介质包括用于一种或多种分析物的结合配偶体。

67.根据权利要求66所述的方法，其特征在于，所述结合配偶体是蛋白质或核酸。

68.根据权利要求67所述的方法，其特征在于，所述结合配偶体是抗体。

69.根据权利要求67所述的方法，其特征在于，所述结合配偶体是标记的核酸探针。

70.根据权利要求66所述的方法，其特征在于，所述检测介质还包括结合到所述结合配偶体或者与所述结合配偶体发生反应的试剂。

71.根据权利要求70所述的方法，其特征在于，所述试剂包括二抗或者化学发光基材。

72.根据权利要求62或66所述的方法，其特征在于，所述检测介质包括阻断剂。

73.根据权利要求48所述的方法，其特征在于，检测所述固定的分析物包括检测颜色、荧光、化学发光或放射性。

74.根据权利要求48所述的方法，其特征在于，检测所述固定的分析物包括使所述检测通道中的所述固定的分析物暴露于紫外光或可见光。

75.一种用于分离和检测生物样品的分析物的套件，所述套件包括权利要求1所述的装置和分离介质。

76.根据权利要求75所述的套件，其特征在于，还包括检测介质。

77.一种用于分离和检测生物样品的分析物的套件，所述套件包括权利要求1所述的装置和检测介质。

78.一种用于使生物样品的分析物分离和印迹的装置，所述装置包括：

顶层、中间层和底层，其中：

每一层包括固态基材和在所述固态基材中至少一个细长的贯穿狭缝；

各所述层是平面的并且彼此接触使得所述中间层夹在所述顶层与所述底层之间；并且

所述中间层构造成相对于所述顶层和/或所述底层滑动；

分离通道，其由所述中间层的贯穿狭缝限定；

一对进入端口，其构造成向所述分离通道的相对端供应材料或电流；以及

膜，其安置于所述顶层或底层的贯穿狭缝中，其中，能通过使所述中间层相对于所述顶层或底层滑动来使所述膜与所述分离通道对准。

79.根据权利要求78所述的装置，其特征在于，所述顶层的贯穿狭缝与所述底层的贯穿狭缝对准，使得两个贯穿狭缝能同时与所述分离通道对准。

80.根据权利要求78所述的装置，其特征在于，在所述顶层、所述中间层和所述底层中的贯穿狭缝具有近似相等的横截面积。

81.根据权利要求78所述的装置，其特征在于，在所述顶层、所述中间层和所述底层中的贯穿狭缝包括成角度的壁，所述成角度的壁构造成允许气泡逸出。

82.根据权利要求78所述的装置，其特征在于，所述进入端口安置于所述顶层或所述中间层中。

83.根据权利要求78所述的装置，其特征在于，至少一个进入端口联接到真空或压力源。

84.根据权利要求78所述的装置，其特征在于，至少一个进入端口与分离电极对准。

85.根据权利要求84所述的装置，其特征在于，所述分离电极安置于所述至少一个进入端口内侧。

86.根据权利要求84所述的装置，其特征在于，所述至少一个进入端口具有渐细的截面，所述渐细的截面的面积与离所述分离通道的距离成比例地变化。

87.根据权利要求78所述的装置，其特征在于，所述膜与所述顶层或所述底层中的表面齐平，所述表面与所述中间层接触。

88.根据权利要求78所述的装置，其特征在于，所述膜跨越其中安置所述膜的所述贯穿狭缝的全部横截面区域。

89.根据权利要求88所述的装置，其特征在于，所述膜以不透流体的密封而固连到所述顶层或所述底层上。

90.根据权利要求78所述的装置，其特征在于，所述中间层通过不透流体的界面接触所述顶层或所述底层，使得当所述分离通道由所述顶层或所述底层的固体表面封闭时，容纳于所述分离通道中的流体不能通过所述界面从所述分离通道出来。

91.根据权利要求78所述的装置，其特征在于，所述顶层或底层的与所述中间层接触的表面涂敷有润滑剂。

92.根据权利要求91所述的装置，其特征在于，所述润滑剂是惰性油。

93.根据权利要求78所述的装置，其特征在于，所述顶层或底层的与所述中间层接触的表面是疏水性的。

94.根据权利要求78所述的装置，其特征在于，所述顶层、所述中间层或所述底层对于紫外光和/或可见光是透明的。

95.根据权利要求78所述的装置，其特征在于，所述顶层、所述中间层和所述底层对于紫外光和/或可见光都是透明的。

96.根据权利要求78所述的装置，其特征在于，所述中间层在平行于所述层构造成滑动的方向上的尺寸比所述顶层和底层中每一个更宽。

97.根据权利要求78所述的装置，其特征在于，所述中间层在平行于所述分离通道的尺寸比所述顶层和底层中每一个更宽。

98.根据权利要求78所述的装置，其特征在于，还包括：夹具，所述夹具构造成将所述顶层、中间层和底层保持在一起。

99.根据权利要求78所述的装置，其特征在于，还包括：一对印迹电极，其特征在于：

第一印迹电极安置于所述顶层的贯穿狭缝中；

第二印迹电极安置于所述底层的贯穿狭缝中；

所述第一印迹电极或所述第二印迹电极安置于与所述膜相同的贯穿狭缝中，在与所述中间层相对的所述膜的侧部上。

100.根据权利要求99所述的装置，其特征在于，还包括：安置于所述膜与所述印迹电极之一之间的多孔支承件。

101.根据权利要求78所述的装置，其特征在于，还包括：安置于所述顶层的贯穿狭缝和/或所述底层的贯穿狭缝中的多孔支承件。

102.根据权利要求78所述的装置，其特征在于，还包括：由所述中间层的附加贯穿狭缝限定的检测通道，其中通过使所述中间层相对于所述顶层或所述底层滑动，所述检测通道能够与所述膜对准。

103.根据权利要求102所述的装置，其特征在于，还包括：附加进入端口，所述附加进入端口构造成向所述检测通道供应材料或者从所述检测通道移除材料。

104.根据权利要求78所述的装置，其特征在于，所述中间层包括多个贯穿狭缝，所述多个贯穿狭缝限定多个分离通道。

105.根据权利要求104所述的装置，其特征在于，所述中间层的所述贯穿狭缝还限定多个检测通道。

106.根据权利要求105所述的装置，其特征在于，每个分离通道与检测通道相邻。

107.根据权利要求104所述的装置，其特征在于，所述中间层包括至少10个、12个、20个、26个、48个或96个贯穿狭缝。

108.根据权利要求104所述的装置，其特征在于，所述顶层和所述底层中每一个包括多个贯穿狭缝，并且每个分离通道有至少一个贯穿狭缝。

109.一种用于自动分离和印迹生物样品的分析物的系统，所述系统包括：

根据权利要求78所述的装置；以及

马达，其构造成驱动所述中间层相对于所述顶层和/或所述底层滑动移动。

110.根据权利要求109所述的系统，其特征在于，所述马达构造成使所述膜与所述分离通道对准。

111.根据权利要求109所述的系统，其特征在于，还包括：

一对分离电极，所述一对分离电极安置于所述分离通道的相对端；以及

电源，所述电源构造成将所述电极通电为相反极性。

112.根据权利要求109所述的系统，其特征在于，还包括：

一对印迹电极，一个印迹电极安置于所述顶层中的贯穿狭缝中并且另一个印迹电极安置于所述底层的贯穿狭缝中，其中所述电极对中的一个印迹电极安置在与所述膜相同的贯穿狭缝中，在所述膜的与所述中间层相对的侧部上；以及

电源，其构造成将所述电极通电为相反极性。

113.根据权利要求109所述的系统，其特征在于，还包括：紫外光和/或可见光源，所述紫外光和/或可见光源构造成照射所述分离通道或膜。

114.根据权利要求109所述的系统，其特征在于，还包括：检测器，所述检测器构造成检测从所述分离通道或所述膜发出的光。

115.根据权利要求109所述的系统，其特征在于，还包括：流体处理子系统，所述流体处理子系统构造成向所述分离通道递送流体或者从所述分离通道移除流体，其中，所述流体处理子系统连接到所述进入端口。

116.一种使用权利要求78所述的装置来分离并且检测生物样品的分析物的方法，所述方法包括：

将所述样品加载于所述分离通道中；

通过所述进入端口向所述分离通道的相对端供应电流，从而沿着所述分离通道的长度来分离所述样品的分析物；

使所述中间层相对于所述顶层或所述底层滑动，从而使所述膜与所述分离通道对准；以及

从所述分离通道向所述膜转移所述分析物。

117.根据权利要求116所述的方法，其特征在于，将所述样品加载于所述分离通道中包括将分离介质引入到所述分离通道内。

118.根据权利要求116所述的方法，其特征在于，经由所述进入端口中的至少一个端口来加载所述样品。

119.根据权利要求116所述的方法，其特征在于，分离所述分析物包括执行电泳、电渗或等电聚焦。

120.根据权利要求116所述的方法，其特征在于，在所述顶层和所述底层的贯穿狭缝中安置有印迹电极，并且从所述分离通道向所述膜转移分析物包括将所述电极通电为相反极性。

121.根据权利要求116所述的方法，其特征在于，转移所述分析物包括利用缓冲剂来填充所述顶层的贯穿狭缝和/或所述底层的贯穿狭缝。

122.根据权利要求121所述的方法，其特征在于，转移所述分析物包括将所述装置浸没于缓冲剂中。

123.根据权利要求116所述的方法，其特征在于，还包括：检测在所述膜上的分析物。

124.根据权利要求123所述的方法，其特征在于，所述装置还包括检测通道，并且检测在所述膜上的分析物包括使所述装置的所述中间层相对于所述顶层或所述底层滑动，从而对准所述膜与所述检测通道。

125.根据权利要求124所述的方法，其特征在于，还包括：使检测试剂通过所述检测通道流动。

126.根据权利要求124所述的方法，其特征在于，使所述中间层相对于所述顶层或所述底层在第一方向上滑动以对准所述膜与所述分离通道，并且随后使所述中间层相对于所述顶层或底层在第二方向上滑动以对准所述膜与所述检测通道，所述第一方向与所述第二方向相反。

127.根据权利要求123所述的方法，其特征在于，检测所述分析物包括拆卸所述装置并且使所述膜暴露于检测试剂。

128.一种用于自动分离和印迹生物样品的分析物的套件，所述套件包括：

根据权利要求78所述的装置；以及

多个替换膜，其中所述装置的膜构造成由所述替换膜中的任一个替换。

129.根据权利要求128所述的套件，其特征在于，还包括：分离介质。

130.根据权利要求128所述的套件，其特征在于，还包括：检测试剂。