CN108883414B - 用于分子回收的方法和组件 - Google Patents
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Abstract
根据本发明,提供一种使用组件进行分子回收的方法,所述组件包括第一流动池(2),所述第一流动池包含可以结合到分子的第一配体(4),和可以将第一流动池选择性流体连接到收集储器(39)的导管;所述方法包括以下步骤:(a)使样品流体沿着导管流动到第一流动池(2)中;(b)使缓冲流体流动通过导管的至少一部分,而不使任何缓冲流体流动通过第一流动池(2),使得样品流体保持在第一流动池(2)中,但所述导管的至少一部分由缓冲流体清洁;(c)使缓冲流体流动通过第一流动池(2)以将样品流体冲洗出第一流动池(2);(d)使流体沿着导管流动通过第一流动池(2)并进入收集储器,使得结合到第一配体(4)且已经与配体(4)解离的样品流体的分子被收集到流动通过第一流动池(2)的流体中并被带到收集储器中。提供用于回收与第一配体(4)被动解离的分子的相应方法,以及用于回收与第一配体(4)主动解离的分子的相应方法。还提供可以用于实现上述方法的相应组件。
Description
发明领域
本发明涉及用于分子回收的方法和组件;且特别是在污染减少的情况下用于回收结合到配体的分子的方法和组件。
相关技术的描述
在现有方法中,测试中的样品流体通过包含配体的流动池,例如传感器的流动池,或亲和纯化柱。配体与具有预定特征,例如对配体具有高亲和力或吸引力的分子结合。因此,通过鉴别哪些分子已经结合到配体,可以确定样品流体中的哪些分子具有对配体具有高亲和力或吸引力的所述预定特征。
为了鉴别哪些分子结合到配体,使用缓冲流体收集结合到配体的分子。缓冲流体流动到流动池,在那里其收集结合到配体的分子;且然后包含收集的分子的缓冲流体沿着导管从流动池流动到质谱仪;在质谱仪处,分析包含收集的分子的缓冲流体以鉴别缓冲流体中包含的分子。鉴别包含在缓冲流体中的分子鉴别结合到配体的分子,且最终鉴别具有所述预定特征的样品流体中的分子。
不利的是,当缓冲流体沿着导管从流动池流动到质谱仪时,包含收集的分子的缓冲流体被存在于导管中的外来分子污染。当缓冲流体沿着导管从流动池流动到质谱仪时,存在于导管中的外来分子将被收集到缓冲流体中。在质谱仪处分析将指示缓冲流体包含外来分子,因此错误地指示外来分子结合到配体并具有所述预定特征。
在一个实例中,流动池和质谱仪之间的导管可包含残余样品流体;当缓冲流体沿着导管从流动池流动到质谱仪时,存在于导管中的残余样品流体将被收集到缓冲流体中;结果,缓冲流体现在将包含存在于样品流体中的所有不同类型的分子,而不仅仅是结合到配体的那些分子。结果,不可能在质谱仪准确确定原始样品流体是否包含具有所述预定特征的分子。
本发明的目的是至少减轻一些上述缺点。
发明概述
根据本发明,提供一种可以用于回收样品中的分子的组件,所述组件包括第一流动池,其包含可结合到分子的第一配体;至少一个废物储器,其经由第一导管连接到第一流动池的第一流体端口,和第二导管,所述第二导管将废物储器连接到第一流动池的第二流体端口;和第一阀,布置成控制第一导管和废物储器之间的流体连通,以及控制第二导管和废物储器之间的流体连通的装置,至少一个缓冲液储器,其可以容纳缓冲流体,所述至少一个缓冲液储器经由第一辅助导管流体连接到第一导管,其中第一辅助导管在第一接合点连接到第一导管,所述第一接合点位于第一流动池的第一流体端口和第一阀之间,且其中缓冲流体可以从缓冲液储器选择性供应到第一辅助导管中;包括至少一个收集储器和可以容纳样品流体的样品储器的单元,其中所述单元经由第二辅助导管流体连接到第二导管,其中第二辅助导管在第二接合点连接到第二导管,所述第二接合点位于第一流动池的第二流体端口和第二阀之间,且其中所述单元可操作以将收集储器、缓冲液储器或样品储器与第二辅助导管选择性流体连接。
控制第二导管和废物储器之间的流体连通的装置可以包括第二阀和/或限流器。
组件还可以包括第二流动池。
组件还可以包括在第二流动池的第一端口和第一废物储器之间的另一个选择阀,在第一缓冲液储器和所述第一接合点之间的另一个选择阀;和在接合点和另一个接合点之间的第七选择阀,其中所述接合点在第一缓冲液储器和所述选择阀之间,所述选择阀在第一缓冲液储器和第一接合点之间,且所述另一个接合点在第二流动池的所述第一端口和所述选择阀之间,所述选择阀在第二流动池的第一端口和第一废物储器之间。
组件还可以包括在第二流动池的第二端口和第二废物储器之间的另一个选择阀。
组件还可以包括第三流动池和第四流动池。
在一个实施方案中,流动池提供在盒(catridge)中,且其中盒包括连接装置,其可选择性布置成与提供在组件的固定部分上的连接装置配合,使得盒与组件的固定部分选择性连接或断开。
该组件可以包括第一废物储器和第二废物储器,其中所述第一废物储器可经由第一导管流体连接到第一流动池的第一流体端口,且所述第二废物储器可经由第二导管流体连接到第一流动池的第二流体端口。
在一个实施方案中,第一流动池包含多个第一配体,其占据大于1mm2的面积。
该组件可以包括可经由第一辅助导管流体连接到第一导管的第一缓冲液储器和可经由第二辅助导管流体连接到第二导管的第二缓冲液储器。
第一缓冲液储器可以包括第一注射泵。
第二缓冲液储器可以包括第二注射泵。
所述单元可以包括第三阀,该第三阀流体连接到第二辅助导管;以及将注射泵流体连接到第三阀的储存导管;且其中所述第三阀可操作以选择性地将存储导管流体连接到第二辅助导管,或将收集储器流体连接到第二辅助导管,或将样品储器流体连接到第二辅助导管。
所述单元还可以包括X-Y台,收集储器和样品储器支撑在其上。且其中X-Y台可移动以选择性将收集储器流体连接到第三阀,或将样品储器流体连接到第三阀。
所述单元还可以包括第三废物储器,以及可以容纳再生流体的洗脱试剂储器。
第三废物储器和/或洗脱试剂储器可以支撑在X-Y台上。X-Y台可以是可移动的,以选择性将收集储器流体连接到第三阀,或将样品储器流体连接到第三阀,或将第三废物储器流体连接到第三阀,或将洗脱试剂储器流体连接到第三阀。
所述单元可以包括自动进样器。
第二接合点可以位于比第二阀更靠近第一流动池的第二流体端口。
第一接合点可以位于比第一阀更靠近第一流动池的第一流体端口。
第一流动池可以包含多个配体,其占据大于1mm2的面积。
根据本发明的另一方面,提供一种使用组件进行分子回收的方法,该组件包括第一流动池和导管,所述第一流动池包括可以结合到分子的配体,所述导管可以将所述第一流动池选择性流体连接到收集储器;所述方法包括以下步骤:
(a) 使样品流体沿着导管流动到第一流动池中;(b) 使缓冲流体流动通过导管的至少一部分,而不使任何缓冲流体流动通过第一流动池,使得样品流体保持在第一流动池中,但所述导管的至少一部分由缓冲流体清洁;
(c) 使缓冲流体流动通过第一流动池以将样品流体冲洗出第一流动池;
(d) 使流体流动通过第一流动池,沿着导管流动并进入收集储器,使得结合到配体且已经与配体解离的样品流体的分子被收集到流动通过第一流动池的流体中并被带到收集储器。
使流体流动通过第一流动池,沿着导管流动并进入收集储器,使得结合到配体并已经与配体解离的样品流体的分子被收集到流动通过第一流动池的流体中并被带到收集储器的步骤(d)可以包括,使缓冲流体流动通过第一流动池,沿着导管流动并进入收集储器,使得结合到配体且已经与配体解离的样品流体的分子被收集到流动通过第一流动池的缓冲流体中并被带到收集储器。
使缓冲流体流动通过第一流动池以将样品流体冲洗出第一流动池的步骤(c)可以包括使缓冲流体流动通过第一流动池经10毫秒-10秒的时间。
使流体流动通过第一流动池,沿着导管流动并进入收集储器,使得结合到配体并已经与配体解离的样品流体的分子被收集到流动通过第一流动池的流体中并被带到收集储器的步骤(d)可以包括,使再生流体流动到第一流动池中,沿着导管流动并进入收集储器,其中所述再生流体导致结合到配体的分子从结合到它们的配体解离,并将解离的分子收集到流动通过第一流动池的再生流体中并被带到收集储器。
使缓冲流体流动通过导管的至少一部分的步骤(b)可以包括沿着所述导管的至少一部分流动一定体积的缓冲流体,其等于所述导管的至少一部分的体积的3-5倍。
该方法还可以包括用包含不同类型配体的第一流动池替换包含配体的第一流动池的步骤,并重复步骤(a)-(d)。
该方法可以包括使用任何上述组件来执行至少步骤(a)-(d)。
一种方法,使用任何上述组件,可以包括以下步骤,
(a) 使样品流体沿着第二辅助导管流动,流动通过第一流动池,沿着第一导管流动并进入废物储器;(b) 使缓冲流体流出第二缓冲液储器,沿着第二辅助导管流动并进入废物储器;
(c) 使缓冲流体流出第一样品储器,沿着第一辅助导管流动并进入废物储器;
(d) 使缓冲流体流出第一缓冲液储器,沿着第一辅助导管流动,流动通过第一流动池,沿着第二导管流动并进入废物储器,以便将样品流体冲洗出第一流动池;
(e) 将已经与第一流动池中的配体被动解离的分子收集到在第一流动池中流动的缓冲流体中;
(f) 经由第二辅助导管将包含所述分子的缓冲流体收集到收集储器中。
该方法还可以包括使缓冲流体流出第一样品储器,沿着第一辅助导管流动,流动通过第一流动池,且沿着第二导管流动并进入废物储器的步骤。
该方法还可以包括使样品流体沿着第二辅助导管流动并进入废物储器的步骤。
使缓冲流体流出第一缓冲液储器,沿着第一辅助导管流动,流动通过第一流动池,沿着第二导管流动并进入废物储器,以便将样品流体冲洗出第一流动池的所述步骤(d)可以包括,
使所述缓冲流体流动通过第一流动池经10毫秒-10秒的时间。
一种方法,使用任何上述组件,可以包括以下步骤,
(a) 使样品流体沿着第二辅助导管流动,流动通过第一流动池,沿着第一导管流动并进入废物储器;
(b) 使缓冲流体流出第一样品储器,沿着第一辅助导管流动,流动通过第一流动池,且沿着第二导管流动并进入废物储器;
(c) 使缓冲流体流出第二个第一样品储器,沿着第二辅助导管流动并进入废物储器;
(d) 使再生流体沿着第二辅助导管流动并进入第一流动池,其中所述再生流体导致结合到第一流动池中的配体的分子与配体解离;
(e) 在再生流体中收集已经与配体解离的分子;
(f) 使缓冲流体流出第二个第一样品储器,沿着第二辅助导管流动并进入废物储器;
(g) 经由第二辅助导管将包含所述分子的再生流体收集到收集储器中。
该方法还可以包括使缓冲流体流出第一样品储器,沿着第一辅助导管流动并进入废物储器的步骤。
步骤(d)可以包括使再生流体沿着第二辅助导管流动,流动通过第一流动池,并沿着第一辅助导管的至少一部分流动。
一种方法还可以包括以下步骤:将收集在收集储器中的流体传递到分析设备;和使用分析设备鉴别在流体中结合到第一流动池中的配体的分子。
分析设备可以包括质谱仪。
一种方法还可以包括以下步骤:监测以检测结合到第一流动池中的配体的分子。
一种方法还可以包括以下步骤:监测以检测结合到第一流动池中的配体的分子,和
将收集在收集储器中的流体传递到分析设备,只要所述监测检测到分子结合到第一流动池中的配体,所述分析设备可以用于鉴别在流体中结合到第一流动池中的配体的分子。
一种方法还可以包括以下步骤:通过在样品储器或容器中汇集多种不同的流体来制备样品流体。
根据本发明的另一方面,提供一种盒,其包括一个或多个流动池和连接装置,所述连接装置可选择性布置成与提供在微流体组件的固定部分上的连接装置配合,使得盒可以与固定部分选择性连接或断开,其中所述盒包括具有可结合到分子的第一配体的至少第一流动池,所述第一流动池具有第一流体端口和第二流体端口,且其中所述固定部分至少包括一个废物储器,其可经由第一导管连接到第一流动池的第一流体端口,和第二导管,所述第二导管可将废物储器连接到第一流动池的第二流体端口,和布置成控制第一导管和废物储器之间的流体连通的第一阀,以及控制第二导管和废物储器之间的流体连通的第二阀;至少一个缓冲液储器,其可以容纳缓冲流体,所述至少一个缓冲液储器经由第一辅助导管流体连接到第一导管,其中第一辅助导管在第一接合点连接到第一导管,第一接合点位于第一流动池的第一流体端口和第一阀之间,且其中缓冲流体可以从缓冲液储器选择性供应到第一辅助导管中;和至少包括收集储器以及可容纳样品流体的样品储器的单元,其中所述单元经由第二辅助导管流体连接到第二导管,其中第二辅助导管在第二接合点连接到第二导管,所述第二接合点位于第一流动池的第二流体端口和第二阀之间,且其中所述单元可操作以将收集储器、缓冲液储器或样品储器与第二辅助导管选择性流体连接,使得当盒连接到固定部分时,形成根据上述微流体组件中的任一个的微流体组件。
附图简述
借助于实施方案的描述将更好地理解本发明,所述实施方案仅以举例的方式给出,并由附图说明,其中:
图1提供根据本发明的一个优选实施方案的微流体组件的示意图;
图2提供根据本发明的另一个实施方案的微流体组件的示意图。
图3提供根据本发明的另一个实施方案的微流体组件的示意图。
图4提供根据本发明的另一个实施方案的微流体组件的示意图。
图5提供根据本发明的另一个实施方案的微流体组件的示意图。
图6a提供一次性盒的一部分的透视图,且图6b提供柱塞的透视图,其中一次性盒和柱塞可以彼此机械配合以形成根据本发明的微流体组件。
图7提供图6a中所示的一次性盒的一部分的底视图。
本发明的可能实施方案的详述
图1提供根据本发明的一个实施方案的微流体组件1的示意图,其适用于生物化学传感,例如筛选对配体具有高亲和力的未知分子,或检测或定量样品流体中结合到配体的未知浓度的已知分子。实例包括小分子药物及其药物靶标,如结合到环氧化酶的乙酰水杨酸(也称为阿司匹林);或经亲和力选自噬菌体展示文库的重组抗体,其可以用于检测体液中的癌症生物标志物,例如人表皮生长因子受体2。
微流体组件1包括第一流动池2,第一流动池2包括第一表面3,第一表面3包括第一配体4。第一配体4优选使用胺偶联固定在薄的水凝胶层,例如共价结合到第一表面3的葡聚糖层内;在另一个优选实施方案中,第一配体4被合适的标签例如六组氨酸或谷胱甘肽-S-转移酶捕获在第一流动池体积内的凝胶基质如琼脂糖内。优选地,第一表面3具有大于1平方毫米,或大于2平方毫米,或大于5平方毫米的面积,以增加给定(预定)配体表面密度的配体总量(例如,第一表面3上的配体密度是预定密度;因此增加第一表面3的面积并保持密度等于预定密度将增加第一流动池中的配体的数量),这可能例如被水凝胶层厚度和/或配体尺寸限制。该面积可以是平坦表面的面积,或包括存在于表面的微孔的内表面。在优选实施方案中,微流体组件1还包括传感器(例如表面等离子体共振传感器,或波导干涉测量传感器或表面声传感器),其配置成测量分子是否已经结合到第一流动池2内的第一配体4,且优选地配置成测量结合到第一流动池2内的第一配体4的分子的数量;所述传感器优选地可操作地连接到第一流动池2,使得它可以执行这种测量。第一配体4可以经由其中分子匹配到配体的结合袋的简单的锁钥机制,或通过更复杂的分子过程例如构象变化辅助,与具有预定特征例如对配体具有高亲和力的分子结合。因此,通过使样品流体通过第一流动池2的第一表面3且然后确定哪些分子已经结合到第一配体4,可以确定样品流体中的哪些分子具有对配体具有高亲和力的所述预定特征。
结合到配体4的分子保持结合直到其解离的时候。分子可以自动解离而不受与其结合的配体的干预,即被动解离;在其它情况下,需要干预以使分子与其结合的配体解离,即主动解离。例如,对于主动解离,在低pH下的再生溶液如甘氨酸可以在第一表面3上流动,这导致结合的分子与配体4解离。
微流体组件1还包括第一导管5,第一导管5的一端流体连接到第一流动池2的第一流体端口2a,且第一导管5的另一端流体连接到第一选择阀8。第一选择阀8可以将第一导管5选择性流体连接到第一废物储器7。第一废物储器7可以接收和存储不需要的流体,例如清洁流出物。
第一选择阀8可在第一位置和第二位置之间移动;当第一选择阀8处于其第一位置时,第一选择阀8允许流体从第一导管5传递到第一废物储器7;而当第一选择阀8处于其第二位置时,第一选择阀8关闭,从而防止流体经由第一选择阀8流出第一导管5。
微流体组件1还包括第一缓冲液储器9,其包含缓冲流体,该缓冲流体可以用于清洁微流体组件1的部分。在该示例中,第一缓冲液储器9包括第一注射泵;第一注射泵包括容纳缓冲流体的容器9b和可选择性插入容器9b中以将缓冲流体从第一注射泵释放出来的柱塞9a。另外,在一个方向将柱塞移出容器9b产生负压以将缓冲流体吸入第一注射泵。优选地,缓冲流体包含生理缓冲液,例如磷酸盐缓冲盐水溶液(PBS)。
第一缓冲液储器9借助于第一辅助导管10流体连接到第一导管5。第一辅助导管10在第一接合点11与第一导管5连接。如图1所示,在该示例中,第一辅助导管10垂直于第一导管5布置,使得第一接合点11是T形接合点11;然而应当理解,第一接合点11可以采用任何形状或配置。此外,第一接合点11是无阀接合点(即,在第一接合点11不存在阀)。在该实施方案的变型中,阀提供在第一接合点11;且阀可在第一打开位置和第二关闭位置之间移动;在第一打开位置中,阀打开以允许流体在第一辅助导管10和第一导管5之间流动,而在第二关闭位置中,阀关闭,阻断第一辅助导管10和第一导管5之间的流体流动。
位于第一流动池2的第一流体端口2a和第一接合点11之间的第一导管5的部分将被称为第一导管5的第一部分5a,且位于第一接合点11和第一选择阀8之间的第一导管5的部分将被称为第一导管5的第二部分5b。在优选实施方案中,第一导管5的第一部分5a配置成具有比第一导管的第二部分5b的体积小的体积;例如,第一导管5的第一部分5a和第一导管5的第二部分5b都具有相等的内径,且第一导管5的第一部分5a配置成比第一导管5的第二部分5b的长度短,使得第一导管5的第一部分5a的体积小于第一导管5的第二部分5b的体积;在另一个示例中,第一导管5的第一部分5a和第一导管5的第二部分5b具有相等的长度,且第一导管5的第一部分5a配置成具有比第一导管5的第二部分5b的内径更短的内径,使得第一导管5的第一部分5a的体积小于第一导管5的第二部分5b的体积。优选地,第一导管5的第一部分5a的体积在1纳升和10微升之间,且第一导管5的第二部分5b的体积至少是第一导管5的第一部分5a的两倍;最优选地,第一导管5的第一部分5a的体积在1纳升和1微升之间,且第一导管5的第二部分5b的体积至少是第一导管5的第一部分5a的体积的三倍。
微流体组件1还包括第二导管15,第二导管15的一端流体连接到第一流动池2的第二流体端口2b,且第二导管15的另一端流体连接到第二选择阀28;第二选择阀28可以将第二导管5选择性流体连接到第二废物储器27。第二废物储器27可以接收和存储不需要的流体,例如清洁流出物。
在该实施方案的变型中,组件1仅包括单个废物储器。例如,在该实施方案的变型中,组件1不包括第二废物储器27;相反,第二选择阀28流体连接到第一废物储器,使得第二选择阀可将第二导管15选择性流体连接到第一废物储器7。有利地,在该实施方案的该变型中,微流体组件1包括较少数量的废物储器。
继续关于图1中所示的实施方案,第二选择阀28可在第一位置和第二位置之间移动;当第二选择阀28处于其第一位置时,第二选择阀28允许流体从第二导管15传递到第二废物储器27中;而当第二个选择阀28处于其第二位置时,第二选择阀28关闭,从而防止流体从第二导管15流出进入第二废物储器27。
微流体组件1还包括第二缓冲液储器19,其包含缓冲流体,该缓冲流体可以用于清洁微流体组件1的部分。在该示例中,第二缓冲液储器19包括第二注射泵;第二注射泵包括容纳缓冲流体的容器19b和可选择性插入容器19b中以将缓冲流体从第二注射泵选择性释放出来的柱塞19a。另外,在一个方向将柱塞19a移出容器19b产生负压以将缓冲流体吸入第二注射泵。优选地,缓冲流体包含生理缓冲液,例如磷酸盐缓冲盐水溶液(PBS)。
微流体组件1还包括包含含有将被测试结合到第一配体4的分子的样品流体的样品储器29,和其中可以分配结合的分子的收集储器39。在该示例性实施方案中,样品储器29和收集储器39位于x-y台50上。可以选择性移动x-y台(沿着x或y轴-如通过双头箭头所示),以便使样品储器29或收集储器39与中间导管51选择性流体连接。图1显示x-y台处于其中样品储器29流体连接到中间导管51的位置,由此x-y台50定位成使得样品储器29位于中间导管51的自由端下方;然而,应当理解,x台51可以选择性操作以移动(向左移动,即沿着x轴),使得收集储器39位于中间导管51的自由端下方,从而将收集储器39流体连接到中间导管51。
微流体组件1还包括第三选择阀18。第三选择阀18流体连接到中间导管51,由此样品储器29和收集储器39可以选择性流体连接到第三选择阀18。第三选择阀经由储存导管30进一步与第二注射泵流体连接。在该示例中,存储导管30是盘绕的导管,以便增加可以存储在存储导管30中的流体的体积。在该示例中,存储导管30具有大于100微升的内部体积。存储导管30的一端流体连接到第二注射泵,且存储导管30的相对端流体连接到第三选择阀18。
存储导管30、x-y台50、第三选择阀18、第二缓冲液储器19(例如第二注射泵)、中间导管1、样品储器29和收集储器39可以被认为共同限定单元71。
在该实施方案的变型中,代替单元71(即代替包括存储导管30、x-y台50、第二缓冲液储器19、第三选择阀18、中间导管1、样品储器29和收集储器39的部件组),可以提供用于装载和储存样品流体的任何其它合适的装置,例如自动取样器;例如自动取样器模型,例如由Spark Holland,NL.制造的“Alias”可以在组件1中提供,而不是在上述部件组中提供。优选地,在该实施方案的该变型中,组件还包括可操作地连接到自动取样器的泵。
继续关于图1中所示的组件,第三选择阀18借助于第二辅助导管20流体连接到第二导管15。第二辅助导管20在第二接合点21与第二导管15连接。如图1所示,在该示例中,第二辅助导管20垂直于第二导管15布置,使得第二接合点21是T形接合点21;然而应当理解,第二接合点21可以采用任何形状或配置。在该实施方案中,第二接合点21是无阀的(即,在第二接合点21不存在阀)。在该实施方案的变型中,阀提供在第二接合点21;且阀可在第一打开位置和第二关闭位置之间移动;在第一打开位置中,阀打开以允许流体在第二辅助导管20和第二导管15之间流动,且在第二关闭位置中,阀关闭,阻断第二辅助导管20和第二导管15之间的流体流动。
位于第一流动池2的第二流体端口2b和第二接合点21之间的第二导管15的部分将被称为第二导管15的第一部分15a,且位于第二接合点21和第二选择阀28之间的第二导管15的部分将被称为第二导管15的第二部分15b。在优选实施方案中,第二导管15的第一部分15a具有比第二导管15的第二部分15b低得多的体积。例如,第二导管15的第一部分15a和第二导管15的第二部分15b二者可以具有相等的内径,且第二导管15的第一部分15a配置成短于第二导管15的第二部分15b的长度,使得第二导管15的第一部分15a的体积小于第二导管15的第二部分15b的体积;在另一个示例中,第二导管15的第一部分15a和第二导管15的第二部分15b二者具有相等的长度,且第二导管15的第一部分15a配置成具有比第二导管15的第二部分15b的内径更短的内径,使得第二导管15的第一部分15a的体积小于第二导管15的第二部分15b的体积。优选地,第二导管15的第一部分15a具有在10纳升和10微升之间的体积,且第二导管15的第二部分15b的体积是第二导管15的第一部分15a的至少两倍;最优选地,第二导管15的第一部分5a具有在10纳升和1微升之间的体积,且第二导管15的第二部分15b的体积是第二导管15的第一部分15a的体积的至少三倍。
第三选择阀18可在第一位置和第二位置之间移动。当第三选择阀18处于其第一位置时,第三选择阀18将中间导管51与存储导管30流体连接。因此,如果第三选择阀18处于其第一位置,且x-y台定位成使得中间导管51流体连接到样品储器29,则样品储器中的样品流体可以通过导管51,并经由第三选择阀18进入存储导管30。同样,如果第三选择阀18处于其第一位置,且x-y台定位成使得中间导管51流体连接到收集储器39,则存储导管30中的流体经由第三选择阀18传递到中间导管51,且从中间导管51进入收集储器39。
当第三选择阀18处于其第二位置时,第三选择阀18将存储导管30与第二辅助导管20流体连接;因此,当第三选择阀18处于其第二位置时,流体可以经由第三选择阀18从存储导管30流动到第二辅助导管20中,或经由第三选择阀18从第二辅助导管20流动到存储导管30中。
在图1所示实施方案的变型中,在微流体组件1中没有提供第二选择阀28,而是第二导管15的第二部分15b包括限流器。限流器可以通过第二导管15的第二部分15b的一部分的内径小于第二导管15的其余部分的内径限定,例如第二导管15的第二部分15b的一部分可以具有在10微米至200微米之间的内径,而第二导管15的其余部分可以具有在200微米和1毫米之间的内径;和/或限流器可以通过第二导管15的第二部分15b的长度基本上长于第二导管15的第一部分15a的长度限定,例如第二导管15的第二部分15b可以具有在100毫米和10米之间的长度且第二导管15的第一部分15a可以具有10微米和10毫米之间的长度。微流体组件1可以用于对于对第一流动池5中提供的第一配体4具有高亲和力的分子,测试样品储器29中提供的样品流体。
微流体组件1可以用于实施根据本发明的方法实施方案的示例性方法。在微流体组件1的使用期间,待测试的样品流体被提供在样品储器29中。
任选地,然后第一选择阀8移动到其第二位置,使得第一选择阀8关闭,且第二选择阀28移动到其第一位置,使得第二选择阀28打开。任选地,柱塞9a插入容器9a中,使得缓冲流体从第一注射泵释放。缓冲流体从第一注射泵流出,通过第一辅助导管10,进入第一导管5的第一部分5a,并进入第一流动池2并进入第二导管15,并进入第二废物储器27。
然后移动x-y台50,使得样品储器29与中间导管51流体连接。
然后,第三选择阀18移动到其第一位置,使得中间导管51经由第三选择阀与存储导管30流体连接。在第三选择阀18处于其第一位置的情况下,第二注射泵的柱塞19a在一个方向移出容器19b,以便在存储导管30中产生负压。结果,样品流体从样品储器29吸入中间导管51,并经由第三选择阀18进入储存导管30。
优选地,从样品储器29吸入中间导管51并经由第三选择阀18进入储存导管30的样品流体的体积在第二辅助导管20的内部体积和储存导管30的内部体积的三倍之间;最优选地,它在第二辅助导管20的内部体积和储存导管30的内部体积的五倍之间。
任选地,接下来,第三选择阀18移动到其第二位置,使得第三选择阀18流体连接存储导管30和第二辅助导管20。任选地,然后将柱塞19a插入第二注射泵的容器19b中,以迫使缓冲流体流出第二注射泵。从第二注射泵释放的缓冲流体将一些样品流体推出储存导管30并进入第二辅助导管20。由于第一选择泵8关闭,通过存在于第二导管15的第一部分15a中的缓冲流体提供的压力将防止样品流体沿着第二导管15的第一部分15a流向第一流动池2;此外,由于第二选择阀28处于其第一位置,使得第二选择阀28打开,样品流体将从第二辅助导管流动并进入第二导管15的第二部分15b并经由第二选择阀28进入第二废物储器27。
优选地,通过存在于第二导管15的第一部分15a中的缓冲流体提供的压力防止样品流体沿着第二导管15的第一部分15a流动到第一流动池2中。在一些情况下,可忽略量的样品流体可通过沿着第二导管15的第一部分15a的一部分的扩散而移动。在一个实施方案中,为了防止或至少最小化样品流体沿着第二导管15的第一部分15a的一部分的扩散,优选地,在样品流体从储存导管30流动并沿着第二辅助导管20流动并进入第二废物储器27时保持缓冲流体从第一缓冲液储器9流动通过第一流动池2并进入第二废物储器27。
优选地,允许从储存导管30沿着第二辅助导管20流动并进入第二废物储器27的样品流体的体积超过第二辅助导管20的体积的两倍,但小于先前已从样品储器29吸入中间导管51并经由第三选择阀18进入储存导管30的样品流体的体积。因此,在存储导管30中存在一些样品流体。
因此,在该阶段,优选地,第二辅助导管20被样品流体有效地冲洗。因此,在该阶段,优选地,第一辅助导管10、第一导管5的第一部分5a、第一流动池2和第二导管15的第一部分15a都仅包含缓冲流体;而优选地,第二辅助导管20仅包含样品流体,且第二导管15的第二部分15b至少包含一些样品流体。应强调,第72-75段中描述的步骤是任选的,且尽管是优选的,所述步骤对于本发明并不是必需的。
接下来,第一选择阀8移动到其第一位置(即,第一选择阀8打开),使得流体可以从第一导管5传递到第一废物储器7中,且优选地,第二选择阀28移动到其第二位置,使得它被关闭。在第三选择阀18仍处于其第二位置的情况下,柱塞19a插入第二注射泵的容器19b中,以迫使更多的缓冲流体流出第二注射泵。从第二注射泵释放的缓冲流体将剩余在存储导管中的样品流体的一部分或全部推出存储导管30并进入第二辅助导管20。由于第一选择阀8处于其第二位置(即第一选择阀8打开),存在于第二导管15的第一部分15a中的缓冲流体不再提供防止样品流体沿着第二导管15的第一部分15a流动到第一流动池2中的压力。因此,现在传递到第二辅助导管20中的样品流体流动到第二导管15的第一部分15a中,进入第一流动池2,并沿着第一导管5流动,并经由第一选择阀8进入第一废物储器7。随着其流动,样品流体还将存在于第二导管15的第一部分15a、第一流动池2和第一导管5的第一部分5a中的任何缓冲流体冲洗到第一废物储器7中。
因此,在该阶段,第二辅助导管20、第二导管15的第一部分15a、第一流动池2和第一导管5都仅包含样品流体。有利地,由于在将第一选择阀8移动到其第一位置之前,样品流体已经存在于第二辅助导管20中,这允许当第一选择阀8移动到其第一位置时第一流动池2内的样品流体的浓度快速增加。当样品流体通过第一流动池2的第一表面3时,具有使其与表面上的第一配体4结合所必需的预定特征的分子将与第一配体4结合。
接下来,第一选择阀8移动到其第二位置,使得第一选择阀8关闭,且第二选择阀28移动到其第一位置,使得第二选择阀打开。在第三选择阀18仍然处于其第二位置使得第三选择阀18流体连接存储导管30和第二辅助导管20的情况下,柱塞19a插入第二注射泵的容器19b中以便迫使更多缓冲流体流出第二注射泵。从第二注射泵释放的缓冲流体将储存导管30中的缓冲流体和保留在储存导管30中的任何样品溶液推出储存导管30并进入第二辅助导管20。缓冲流体和样品流体从储存导管30流动到第二辅助导管20、第二导管15的第二部分15b中并随后进入第二废物储器27。因此,在该步骤期间,从第二注射泵释放的缓冲流体冲洗出存在于存储导管30、第二辅助导管20和/或第二导管15的第二部分15b中的任何样品流体,进入第二废物储器27。由于第一选择阀8关闭,存在于第二导管15的第一部分15a中的样品流体将向缓冲流体施加压力,这防止缓冲流体沿着第二导管15的第一部分15a流向第一流动池2。
因此,在该阶段,第二辅助导管20和第二导管15的第二部分15b以及储存导管30都仅包含缓冲流体;且第二导管15的第一部分15a、第一流动池2和第一导管5都仅包含样品流体。重要的是,在该阶段,第二辅助导管20和第二导管15的第二部分15b已经被缓冲流体清洁;且样品流体存在于第一流动池2内,因此如果结合的分子从其各自的第一配体4被动解离,在第一流动池2内将存在可用的其它类似分子结合到可用的第一配体4。
接下来,第一选择阀8移动到其第一位置,使得第一选择阀8允许流体从第一导管5传递到第一废物储器7中,且第二选择阀28移动到其第二位置使得第二选择阀28关闭。优选地,第三选择阀18仍然处于其第二位置,且柱塞19a的位置是固定的,以便防止流体流入或流出第二注射泵的容器19b。
然后将第一注射泵的柱塞9a插入容器9b中,使得缓冲流体从第一注射泵释放。从第一注射泵释放的缓冲流体流动通过第一辅助导管10,进入第一导管5的第二部分5b,并经由第一选择阀8进入第一废物储器7。存在于第一导管5的第一部分5a中的样品流体将提供压力,该压力将防止缓冲流体流入第一导管5的第一部分5a而流向第一流动池2。
因此,在该阶段,第二导管15的第一部分15a、第一流动池2和第一导管5的第一部分5a各自仅包含样品流体;而存储导管30、第一辅助导管10和第一导管5的第二部分5b,以及第二辅助导管20和第二导管15的第二部分15b都仅包含缓冲流体。重要的是,在这个阶段,第二辅助导管20、第二导管15的第二部分15b、第一辅助导管10和第一导管5的第二部分5b都用缓冲流体清洁;且样品流体仍存在于第一流动池2内,因此如果结合的分子从它们各自的第一配体4被动解离,在第一流动池2内将存在可用的其它类似分子结合到可用的第一配体4。
接下来,第一选择阀8移动到其第二位置,使得第一选择阀8关闭,且第二选择阀28移动到其第一位置,使得第二选择阀可以允许流体从第二导管15流动到第二废物储器27中。优选地,第三选择阀18仍然处于其第二位置,且柱塞19a的位置是固定的,以便防止流体流入或流出第二注射泵的容器19b。然后将第一注射泵的柱塞9a插入容器9b中,使得缓冲流体从第一注射泵释放。从第一注射泵释放的缓冲流体将流动通过第一导管5的第一部分5a、第一流动池2、第二导管15的第一和第二部分15a、15b并进入第二废物储器27,以清洁组件的这些部分。以这种方式,缓冲流体冲洗出存在于第一流动池2中的样品流体;由于它们的结合特征(即结合到配体的分子的大多数分子保留在第一流动池2中),结合到配体的分子将不会立即被缓冲流体冲洗出第一流动池2。有利的是,由于第二导管15的第二部分15b、第一辅助导管10和第一导管5的第一部分5a,在关闭第一和第二选择阀8、18之前都包含缓冲流体,存在于第一流动池2中的样品流体可以被缓冲流体更快地冲洗出。
在优选实施方案中,使缓冲流体流动通过第一流动池经10毫秒至10秒的时间;优选地,使缓冲流体流动通过第一流动池经0.1-2秒的时间;最优选地,使缓冲流体流动通过第一流动池经0.5秒的时间。
在该示例中,这借助于第二注射泵的柱塞19a实现。具体地,在第三选择阀18仍然处于其第二位置的情况下,柱塞19a的位置是固定的(以防止流体流入或流出第二注射泵的容器19b),持续0.1-10秒的时间,使得从第一注射泵释放的缓冲流体被迫流动通过第一流动池2并进入第二废物储器27,持续0.1-10秒的时间;优选地,在第三选择阀18仍处于其第二位置的情况下,柱塞19a的位置是固定的(以防止流体流入或流出第二注射泵的容器19b),持续0.1-2秒的时间,使得从第一注射泵释放的缓冲流体被迫流动通过第一流动池2并进入第二废物储器27,持续0.1-2秒的时间。
当第一配体4浸没在样品流体中时,第一配体4可以容易地与存在于样品流体中的分子结合;换句话说,如果一个分子与配体4被动解离,在第一流动池中将存在可用的另一个相同类型的分子结合到可用的配体4。随着时间的推移,结合到第一配体4的分子与它们各自的第一配体4解离;因此,为了分离结合到第一配体4的分子,在结合的分子开始与它们各自的第一配体4被动解离之前(或至少在大多数结合分子与它们各自的第一配体4被动解离之前),应当足够快地将样品流体冲洗出第一流动池2。通过使第三选择阀18处于其第二位置并固定柱塞19a的位置,持续0.1-10秒的时间,防止缓冲流体流动到第二辅助导管20中,确保缓冲流体将存在于第一流动池2中的样品流体冲洗到第二废物储器27,持续小于10秒;在该示例中,大多数结合的分子与它们各自的第一配体4解离需要10秒或更长;因此,即使在缓冲流体将样品流体从第一流动池2冲洗到第二废物储器27之后,大部分结合的分子在第一流动池2中仍保留结合到它们各自的第一配体4。因此,该步骤实现从存在于第一流动池2中的样品流体分离结合到第一配体4的分子。
在该具体示例中,在第三选择阀18仍处于其第二位置的情况下,柱塞19a的位置是固定的(以便防止流体流入或流出第二注射泵的容器19b)持续0.5秒的时间,使得从第一注射泵释放的缓冲流体被迫流动通过第一流动池2并进入第二废物储器27持续0.5秒的时间。
在缓冲流体首先流动通过第一流动池2后0.5秒,第二注射泵的柱塞19a在一个方向移出容器19b,从而在存储导管30中产生负压。由于第三选择阀18仍然处于其第二位置,存储导管30中的负压将使得离开第一流动池2的缓冲流体被吸入以沿着第二辅助导管20流动并经由第三选择阀18进入存储导管30。此外,随后从第一注射阀9释放的缓冲流体现在将流动通过第一辅助导管10、第一导管5的第一部分5a、第一流动池2,第二导管15的第一部分15a,且沿着第二辅助导管20流动并经由第三选择阀18进入储存导管30。随着时间的推移,结合到第一流动池2内的配体的分子将被动解离。当缓冲液经过第一流动池2时,它将收集已经从它们各自的第一配体4被动解离的分子。因此,在一段时间后,优选在10秒和1小时之间,储存导管将包含缓冲流体,该缓冲流体具有结合到第一流动池5中的第一配体4的所有(或至少大部分)分子。
接下来,移动x-y台50,使得收集储器39与中间导管51流体连接。
然后,第三选择阀18移动到其第一位置,使得中间导管51经由第三选择阀与存储导管30流体连接。
在第三选择阀18处于其第一位置的情况下,第二注射泵的柱塞19a插入容器19b中,使得缓冲流体从第二注射泵释放到储存导管30中。从第二注射泵释放的缓冲流体将具有所述分子(即已经从它们各自的第一配体4被动解离的分子)的缓冲流体推出储存导管30并进入收集储器39。因此,在该阶段,从剩余的样品溶液中分离结合到第一配体4的分子(或至少结合到第一配体4的大部分分子)。
缓冲流体(具有所述分子)可以从收集储器39中取出,并提供到分析设备,该分析设备配置成确定/鉴别存在于缓冲流体中的分子;且因此,最终确定/鉴别结合到第一流动池2内的第一配体4的分子;例如,分析设备可以是质谱仪,质谱仪用于鉴别缓冲流体中包含哪些分子,从而鉴别结合到第一流动池2中的第一配体4的分子。
有利地,因为在将缓冲流体吸入储存导管30之前(即,因为在将第二注射泵的柱塞19a在一个方向移出容器19b以便在储存导管30中产生负压之前),第一辅助导管10、第二辅助导管20、第一导管5的第二部分5b和第二导管15的第二部分5b各自已经用缓冲流体清洁,被收集在储存导管30中(且最后所述缓冲流体(包含解离的分子)最终在收集储器39中)的缓冲流体(其包含解离的分子)将不会被样品流体污染,所述样品流体否则将存在于第一辅助导管10、第二辅助导管20、第一导管5的第二部分5b和第二导管15的第二部分5b中。特别地,收集在存储导管30中(且最后所述缓冲流体(包含解离的分子)最终收集在收集储器39中)的缓冲流体(其包含解离的分子)将不会被样品流体污染,所述样品流体否则将存在于第二辅助导管20中。优选地,收集在储存导管30中(且最后所述缓冲流体(包含解离的分子)最终收集在收集储器39中)的缓冲流体(其包含解离的分子)中的剩余样品流体的体积百分比低于1%或低于0.5%或低于0.1%。因此,只有存在于样品流体中的结合到配体的分子将存在于吸入收集储器39的缓冲流体中。被吸入收集储器39的缓冲流体优选地被传递到分析设备,在该分析设备中鉴别缓冲流体中的分子。有利地,提供大面积的第一表面3并清洁流动路径,例如缓冲流体(其包含解离的分子)中剩余样品体积的百分比低,导致收集储器39中解离的分子与样品流体的高比率。例如,如果以每毫升1微克的浓度注射几种分子类型的混合物,导致一种分子类型与表面密度为0.1纳克/平方毫米的第一表面3的结合,且第一表面3具有5平方毫米的面积,且样品收集到20微升的体积中,然后回收的结合分子的最大浓度将为25纳克/毫升。如果清洁根据本发明的流动路径,例如所有分子类型的剩余原始样品的百分比是0.1%,那么其它分子类型的浓度将是1纳克/毫升。因此,回收的结合分子与未结合的分子类型的比率是25倍。
在上面的示例中,第一流动池2可以用包含不同类型的配体(即可以与具有不同预定特征的分子结合的配体)的另一个第一流动池代替。例如,重复具有导致目标结合位点失活的特定突变的阴性对照配体和上述步骤以测试样品流体。可以将该测试的结果与先前测试的结果进行比较,以确定非特异性结合物;例如,如果在第一次测试中可以确定分子结合到配体,但在第二次测试中也可以结合到阴性对照配体,则可以认为这些分子是非特异性结合的。
上述示例描述使用微流体组件1来测试样品流体,该样品流体包含与第一流动池2内的第一配体4被动解离的分子。图2说明根据本发明的另一个实施方案的微流体组件100,其还可以用于测试包含仅与第一流动池内的配体主动解离的分子的样品流体,即用于测试包含仅当再生溶液(例如低pH下的甘氨酸)流动通过第一流动池2以迫使结合的分子与它们各自的配体解离时,与配体解离的分子的样品流体。
微流体组件100包括与图1中所示的微流体组件1的许多相同特征,且相同的特征被赋予相同的参考编号。
然而,微流体组件100另外包括位于x-y台50上的第三废物储器49和洗脱试剂储器59。第三废物储器49可以接收和存储不需要的流体,例如清洁流出物。洗脱试剂储器59包含再生流体,当其流动通过第一流动池2的第一配体4时,可以使结合到配体的分子与第一配体4解离。
可以选择性移动x-y台(沿着x或y轴-如双头箭头所示),以选择性使样品储器29,或收集储器39,或第三废物储器49,或洗脱试剂储器59与中间导管51流体连接。图2显示x-y台处于其中样品储器29流体连接到中间导管51的位置,由此x-y台50定位成使得样品储器29位于中间导管51的自由端下方;然而,应当理解,x-台51可以选择性操作以移动(向左,即沿着x轴),使得收集储器39或第三废物储器49或洗脱试剂储器59位于中间导管51的自由端下方,因此将收集储器39或第三废物储器49或洗脱试剂储器59流体连接到中间导管51。
存储导管30、x-y台50、第二缓冲液储器19(例如第二注射泵)、第三选择阀18、中间导管51、样品储器29、收集储器39、第三废物储器49和洗脱试剂储器59可以认为共同限定单元72。
在该实施方案的变型中,代替单元72(即代替包括存储导管30、x-y台50、第三选择阀18、第二缓冲液储器19、中间导管51、样品储器29、收集储器39、第三废物储器49和洗脱试剂储器59的组件组),可以提供装载和储存样品流体的任何其它合适的装置,例如自动取样器;例如自动取样器模型,例如由Spark Holland, NL.制造的“Alias”可以在组件1中提供,而不是在所述上述组件组中提供。优选地,在该实施方案的该变型中,组件还将包括泵,该泵可操作地连接到自动取样器。
微流体组件100可以用于测试样品流体,该样品流体包含与第一流动池2中的第一配体4主动解离的分子,因此微流体组件1可以用于实施根据本发明的另一个方法实施方案的另一个示例性方法:
在使用微流体组件100期间,为了测试包含主动解离的分子的样品流体,在样品储器29中提供包含主动解离的分子的所述样品流体。
然后,将第一选择阀8移动到其第二位置,使得第一选择阀8关闭,且第二选择阀28移动到其第一位置,使得第二选择阀28打开。柱塞9a插入容器9a中,使得缓冲流体从第一注射泵释放。缓冲流体从第一注射泵流出,流动通过第一辅助导管10,进入第一导管5的第一部分5a,并进入第一流动池2并进入第二导管15,并进入第二废物储器27。
然后移动x-y台50,使得样品储器29与中间导管51流体连接。
然后,第三选择阀18移动到其第一位置,使得中间导管51经由第三选择阀与存储导管30流体连接。在第三选择阀18处于其第一位置的情况下,第二注射泵的柱塞19a在一个方向移出容器19b,以便在存储导管30中产生负压。结果,样品流体从样品储器29吸入中间导管51,并经由第三选择阀18进入储存导管30。
优选地,从样品储器29吸入中间导管51并经由第三选择阀18吸入储存导管30的样品流体的体积是第二辅助导管20的内部体积和储存导管30的内部体积的三倍之间;最优选地,它在第二辅助导管20的内部体积和储存导管30的内部体积的五倍之间。
任选地,接下来,第三选择阀18移动到其第二位置,使得第三选择阀18流体连接存储导管30和第二辅助导管20。任选地,柱塞19a插入第二注射泵的容器19b中,以迫使缓冲流体流出第二注射泵。从第二注射泵释放的缓冲流体将一些样品流体推出储存导管30并进入第二辅助导管20。由于第一选择泵8关闭,通过存在于第二导管15的第一部分15a中的缓冲流体提供的压力将防止样品流体沿着第二导管15的第一部分15a流向第一流动池2;此外,由于第二选择阀28处于其第一位置,使得第二选择阀28打开,样品流体将从第二辅助导管流动并进入第二导管15的第二部分15b并经由第二选择阀28进入第二废物储器27。
优选地,由存在于第二导管15的第一部分15a中的缓冲流体提供的压力防止样品流体沿着第二导管15的第一部分15a流动到第一流动池2中。在一些情况下,可忽略量的样品流体可通过沿着第二导管15的第一部分15a的一部分的扩散而移动。在一个实施方案中,为了防止或至少最小化样品流体沿着第二导管15的第一部分15a的一部分的扩散,优选地,当样品流体从储存导管30流动,沿着第二辅助导管20流动并进入第二废物储器27时,保持缓冲流体从第一缓冲液储器9流动通过第一流动池2并进入第二废物储器27。
优选地,允许从储存导管30,沿着第二辅助导管20流动并进入第二废物储器27的样品流体的体积超过第二辅助导管20的体积的两倍,但小于先前已从样品储器29吸入中间导管51并经由第三选择阀18进入储存导管30的样品流体的体积。因此,优选地,在存储导管30中存在一些样品流体。
因此,优选地,在该阶段,第二辅助导管20被样品流体有效地冲洗。因此,优选地,在该阶段,第一辅助导管10、第一导管5的第一部分5a、第一流动池2和第二导管15的第一部分15a都仅包含缓冲流体;而优选地,第二辅助导管20仅包含样品流体,且第二导管15的第二部分15b包含至少一些样品流体。应强调,第107-109段中描述的步骤是任选的,尽管优选所述步骤对于本发明不是必需的。
接下来,第一选择阀8移动到其第二位置(即,第一选择阀8打开),使得流体可以从第一导管5传递到第一废物储器7中,且优选地,第二选择阀28移动到其第二位置,使得它关闭。在第三选择阀18仍处于其第二位置的情况下,柱塞19a插入第二注射泵的容器19b中,以迫使更多的缓冲流体流出第二注射泵。从第二注射泵释放的缓冲流体将剩余在存储导管中的样品流体的一部分或全部推出存储导管30并进入第二辅助导管20。由于第一选择阀8处于其第二位置(即第一选择阀8打开),存在于第二导管15的第一部分15a中的缓冲流体不再提供防止样品流体沿着第二导管15的第一部分15a流动到第一流动池2中的压力。因此,现在传递到第二辅助导管20中的样品流体流动到第二导管15的第一部分15a中,进入第一流动池2,并沿着第一导管5流动并经由第一选择阀8流动到第一废物储器7中。随着流动,样品流体还将存在于第二导管15的第一部分15a、第一流动池2和第一导管5的第一部分5a中的任何缓冲流体冲洗到第一废物储器7中。
因此,在该阶段,第二辅助导管20、第二导管15的第一部分15a、第一流动池2和第一导管5都仅包含样品流体。有利地,由于在将第一选择阀8移动到其第二位置之前,样品流体已经存在于第二辅助导管20中,这允许当第一选择阀8移动到其第二位置时第一流动池2内的样品流体的浓度快速增加。当样品流体通过第一流动池2的第一表面3时,具有使其与表面上的第一配体4结合所必需的预定特征的分子将与第一配体4结合。
接下来,第一选择阀8移动到其第二位置,使得第一选择阀8关闭,且第二选择阀28移动到其第一位置,使得第二选择阀打开。优选地,第三选择阀18仍然处于其第二位置,使得第三选择阀18流体连接存储导管30和第二辅助导管20,但是柱塞19a的位置是固定的,以便防止流体流入或流出第二注射泵的容器19b。
接下来,将第一注射泵的柱塞9a插入容器9b中,使得缓冲流体从第一注射泵释放。从第一注射泵释放的缓冲流体流动通过第一辅助导管10,进入第一导管5的第一部分5a,流动通过第一流动池2,并流动通过第二导管15,并经由第二选择阀28进入第二废物储器27。
因此,在该阶段,存储导管30包含缓冲流体,该缓冲流体由第二注射泵提供,且还可以包含一些残留的样品流体;第一辅助导管10、第一导管5的第一部分5b、第一流动池2和第二导管15都仅包含由第一注射泵提供的缓冲流体;且第二辅助导管20和第一导管5的第二部分5b仅包含样品流体。
接下来,第一选择阀8移动到其第一位置,使得第一选择阀8打开,且第二选择阀28移动到其第二位置,使得第二选择阀关闭。优选地,第三选择阀18仍然处于其第二位置,使得第三选择阀18流体连接存储导管30和第二辅助导管20,但是柱塞19a的位置是固定的,以便防止流体流入或流出第二注射泵的容器19b。
接下来,将第一注射泵的柱塞9a插入容器9b中,使得缓冲流体从第一注射泵释放。从第一注射泵释放的缓冲流体流动通过第一辅助导管10,进入第一导管5的第二部分5b,并经由第一选择阀8流动到第一废物储器7中。
因此,在该阶段,存储导管30包含缓冲流体,该缓冲流体通过第二注射泵提供,且还可以包含一些残留的样品流体;第一辅助导管10、第一导管5的第一部分5b、第一导管5的第二部分5b、第一流动池2和第二导管15都仅包含由第一注射泵提供的缓冲流体;且第二辅助导管20仅包含样品流体。
接下来,移动x-y台50,使得第三废物储器49与中间导管51流体连接。然后,第三选择阀18移动到其第一位置,使得中间导管51经由第三选择阀18与存储导管30流体连接。柱塞19a插入第二注射泵的容器19b中,以迫使更多的缓冲流体流出第二注射泵。从第二注射泵释放的缓冲流体将存储导管30中的缓冲流体和保留在存储导管30中的任何样品溶液推出存储导管30并经由第三选择阀18和中间导管51进入第三废物储器49。因此,在该步骤期间,从第二注射泵释放的缓冲流体冲洗出存在于存储导管30和中间导管51中的任何样品流体。因此,在该步骤之后,存储导管30和中间导管51都不包含样品流体(且优选仅包含缓冲流体)。
接下来,第一选择阀8移动到其第二位置,使得第一选择阀8关闭,且第二选择阀28移动到其第一位置,使得第二选择阀打开。在第三选择阀18仍然处于其第二位置使得第三选择阀18流体连接存储导管30和第二辅助导管20的情况下,柱塞19a插入第二注射泵的容器19b中以便迫使更多的缓冲流体流出第二注射泵。从第二注射泵释放的缓冲流体将储存导管30中的缓冲流体推出储存导管30并进入第二辅助导管20。缓冲流体从储存导管30流动到第二辅助导管20、第二导管15的第二部分15b中且随后进入第二废物储器27。
因此,在该步骤期间,缓冲流体将存在于第二辅助导管20中的任何样品流体冲洗到第二废物储器27中。因此,在该阶段,储存导管30、第二辅助导管20、第二导管15、第一流动池2、第一导管5和第一辅助导管10都已经用缓冲流体冲洗。在第一流动池中结合到第一配体4的全部或至少大部分分子保持结合,因为大多数结合分子不被动解离。
然后移动x-y台50,使得洗脱试剂储器59与中间导管51流体连接。
第三选择阀18移动到其第一位置,使得中间导管51经由第三选择阀18与存储导管30流体连接。在第三选择阀18处于其第一位置的情况下,第二注射泵的柱塞19a在一个方向移出容器19b,以便在存储导管30中产生负压。结果,再生流体从洗脱试剂储器59吸入中间导管51,并经由第三选择阀18进入储存导管30。
接下来,关闭第二选择阀18(第一选择阀8已经从前一步骤关闭),使得第一和第二选择阀8、18都关闭。第三选择阀18移动到其第二位置,使得第三选择阀18流体连接存储导管30和第二辅助导管20。随后,将柱塞19a插入第二注射泵的容器19b中,以迫使更多的缓冲流体流出第二注射泵,且同时第一注射泵的柱塞9a在一个方向移出容器9b,使得在第一辅助导管10中产生负压。从第二注射泵释放的缓冲流体将存储导管30中的再生流体推出存储导管30,并经由第三选择阀18进入第二辅助导管20。
由于通过从第二注射泵释放的缓冲流体施加到再生流体的力,以及由第一注射泵在第一辅助导管10中产生的负压,再生流体沿着第二辅助导管20流动,流动通过第二导管15的第一部分15a,通过第一流动池2,通过第一导管5的第一部分5a,并沿着第一辅助导管10流向第一注射泵。在最有利的实施方案中,再生流体流动直到第一注射泵但不流动到第一注射泵的容器9b中。
重要的是,当再生流体流动通过第一流动池2时,它将使结合到第一配体4的分子与它们各自的第一配体4解离。解离的分子将收集在流动通过第一流动池2的再生流体中。因此,在该步骤之后,存在于第一流动池2、第一导管5的第一部分5a和第一辅助导管10中的再生流体将包含在第一流动池2中结合到第一配体4并与其主动解离的分子。
接下来,第二选择阀28移动到其第一位置,使得第二选择阀打开(第一选择阀8已经处于其第二位置,使得第一选择阀8关闭)。优选地,第一注射泵的柱塞9a的位置是固定的,以便防止流体流入或流出第一注射泵的容器9b。在第三选择阀18仍然处于其第二位置使得第三选择阀18流体连接存储导管30和第二辅助导管20的情况下,柱塞19a插入第二注射泵的容器19b中以便迫使缓冲流体流出第二注射泵。从第二注射泵释放的缓冲流体流动通过储存导管30,通过第二辅助导管20,并通过第二导管15的第二部分15b,并经由第二选择阀28进入第二废物储器27。因此,缓冲流体将存在于存储导管30和第二辅助导管20中的任何再生流体冲洗到第二废物储器27中。
因此,优选地,在该阶段,存储导管30、第二辅助导管20和第二导管15的第二部分15b仅包含缓冲流体;而第二导管15的第一部分15a、第一流动池2、第一导管5的第一部分5a和第一辅助导管10都包含再生流体。特别地,第一流动池2、第一导管5的第一部分5a和第一辅助导管10都包含再生流体,该再生流体包含结合到第一流动池2中的第一配体4的分子。
接下来,移动x-y台50,使得第三废物储器49与中间导管51流体连接。然后,第三选择阀18移动到其第一位置,使得中间导管51经由第三选择阀18与存储导管30流体连接。柱塞19a插入第二注射泵的容器19b中,以迫使缓冲流体流出第二注射泵。从第二注射泵释放的缓冲流体流动通过存储导管30并经由第三选择阀18进入第三废物储器49。缓冲流体将存储导管30和中间导管51中的任何残余再生流体冲洗到第三废物储器49中。因此,在该步骤之后,存储导管30和中间导管51不包含再生流体(且优选仅包含缓冲流体)。
接下来,收集存在于第一流动池2、第一导管5的第一部分5a和第一辅助导管10中的再生流体,其包含结合到第一流动池2中的第一配体4的分子。为此,第二选择阀28都移动到其第二位置,使得第一和第二选择阀8、28都关闭(第一选择阀8已经从前一步骤关闭),且第三选择阀18移动到其第二位置,使得第三选择阀18流体连接存储导管30和第二辅助导管20。随后,将柱塞9a插入第一注射泵的容器9b中,以迫使更多的缓冲流体流出第一注射泵,且同时第二注射泵的柱塞19a在一个方向移出容器19b,使得在储存导管30中产生负压。
由于通过从第一注射泵释放的缓冲流体施加到再生流体的力,以及由第二注射泵在存储导管30中产生的负压,从第一注射泵释放的缓冲流体将位于第一辅助导管10、第一导管5的第一部分5a和第一流动池2中的再生流体推入储存导管30中。
接下来,移动x-y台50,使得收集储器39与中间导管51流体连接。
然后,第三选择阀18移动到其第一位置,使得中间导管51经由第三选择阀与存储导管30流体连接。
在第三选择阀18处于其第一位置的情况下,第二注射泵的柱塞19a插入容器19b中,使得缓冲流体从第二注射泵释放到储存导管30中。从第二注射泵释放的缓冲流体将具有所述分子(即,已经从它们各自的第一配体4主动解离的分子)的再生流体推出储存导管30并进入收集储器39。因此,在该阶段,从剩余的样品溶液中分离结合第一配体4的分子(或至少结合第一配体4的大部分分子)。
再生流体(包含所述解离的分子)可以从收集储器39中取出,并提供到分析设备,该分析设备配置成确定/鉴别存在于再生流体中的分子;且因此,最终确定/鉴别结合到第一流动池2内的第一配体4并通过再生流体从各自的第一配体4解离的分子;例如,分析设备可以是质谱仪,质谱仪用于鉴别在再生流体中包含哪些分子,从而鉴别结合到第一流动池2中的第一配体4并通过再生流体与各自的第一配体4解离的分子。
有利地,因为在将再生流体(包含所述解离的分子)吸入储存导管30之前,存在于储存导管30、第二辅助导管20、第二导管15的第一部分15a、第一流动池2和第一导管5中的样品流体使用缓冲溶液冲洗出,最终在收集储器39中的再生流体(包含所述解离的分子)将不会被残留的样品流体污染,所述残留的样品流体否则可能存在于微流体组件100的这些部分中。因此,仅存在于样品流体中的结合到第一配体4的分子将存在于再生流体中,该再生流体被吸入收集储器39中。吸入收集储器39中的再生流体优选地被传递到分析设备,在该分析设备中鉴别再生流体中的分子。
在使用组件100进行的上述示例性方法的变型中,第一流动池2可以用包括不同类型的配体(即可以结合到具有不同预定特征的分子的配体)的另一个流动池替换。例如,重复具有导致目标结合位点失活的特定突变的阴性对照配体和上述步骤以测试样品流体。可以将该测试的结果与先前测试的结果进行比较,以确定非特异性结合物;例如,如果在第一次测试中可以鉴别分子结合到配体但在第二次测试中也结合到阴性对照配体,则可以认为这些分子是非特异性结合的。
图3示出根据本发明的另一个实施方案的微流体组件200,其包括第二流动池2’,第二流动池2’包括具有第二配体4’的第二表面3’。第二配体4’可以是阴性对照配体,或与第一配体4相同或类似的类型。有利地,微流体组件200允许从第一流动池2或从第二流动池2’或共同从两个流动池选择性回收结合的分子,如下所述。
微流体组件200还包括第三导管5’,第三导管5’的一端流体连接到第二流动池2’的第一流体端口2a’,且其另一端流体连接到第四选择阀8’。第四选择阀8’可以将第三导管5’选择性流体连接到第一废物储器7。第四选择阀8’可在第一位置和第二位置之间移动;当第四选择阀8’处于其第一位置时,第四选择阀8’允许流体从第三导管5’传递到第一废物储器7中;且当第四选择阀8’处于其第二位置时,第四选择阀8’关闭,从而防止流体经由第四选择阀8’流出第三导管5’。
微流体组件200还包括第四导管15’,第四导管15’的一端流体连接到第二流动池2’的第二流体端口2b’,且其另一端流体连接到第五选择阀28’;第五选择阀28’可以将第三导管5’流体选择性连接到第二废物储器27。第五选择阀28’可在第一位置和第二位置之间移动;当第五选择阀28’处于其第一位置时,第五选择阀28’允许流体从第三导管5’传递到第二废物储器27;且当第五选择阀28’处于其第二位置时,第五选择阀28’关闭,从而防止流体从第三导管5’流出而进入第二废物储器27。
微流体组件200还包括第六选择阀38,其沿着第一辅助导管10定位在第一缓冲液储器9和第一接合点11之间。第六选择阀38可在第一位置和第二位置之间移动;当第六选择阀38处于其第一位置时,第六选择阀38允许流体从第一缓冲液储器9传递到第一接合点11中并因此进入第一导管5;且当第六选择阀38处于其第二位置时,第六选择阀38关闭,从而防止流体从第一缓冲液储器9流动到第一接合点11中,反之亦然。
微流体组件200还包括第七选择阀38’,其可以将第一辅助导管10(且因此第一缓冲液储器9)选择性流体连接到第三辅助导管10’;第三辅助导管10’在第三接合点11’连接到第三导管5’。在该示例中,第三辅助导管10’垂直于第三导管5’布置,使得第三接合点11’是T形接合点11’;然而,应当理解,第三接合点11’可以采用任何形状或配置。
第七选择阀38’可在第一位置和第二位置之间移动;当第七选择阀38’处于其第一位置时,第七选择阀38’允许流体从缓冲液储器9传递到第一辅助导管10中,并从第一辅助导管10进入第三辅助导管10’且因此进入第三导管5’;且当第七选择阀38’处于其第二位置时,第七选择阀38’关闭,从而防止流体从第一辅助导管10(且因此从缓冲液储器9)流动到第三辅助导管10’中且反之亦然。
位于第二流动池2’的第一流体端口2a’和第三接合点11’之间的第三导管5’的部分将被称为第三导管5’的第一部分5a’,且位于第三接合点11’和第四选择阀8’之间的第三导管5’的部分将被称为第三导管5’的第二部分5b’。在优选实施方案中,第三导管5’的第一部分5a’配置成具有比第三导管5’的第二部分5b’的体积小的体积。
如同图1和2中所示的组件1、100,组件200包括单元72;单元72包括用于装载和储存样品流体的合适装置(如图1和2中所示的实施方案所述)。单元72具有与图1和2的组件1、100相同的配置。单元72经由第二辅助导管20流体连接到第二接合点21。组件200还包括第四导管15’,其连接到第二辅助导管20并连接到第四导管15’,因此第四导管15’将第二辅助导管20流体连接到第四导管15’。第四辅助导管20’在第四接合点21’连接到第四导管15’。在该示例中,第四辅助导管20’垂直于第四导管15’布置,使得第四接合点21’是T形接合点21’;然而应当理解,第四接合点21’可以采用任何形状或配置。
如图3所示,第四辅助导管20’在第六接合点41连接到第二辅助导管20。在该示例中,第四辅助导管20’垂直于第二辅助导管20布置,使得第六接合点41是T形接合点41;然而应当理解,第六接合点41可以采用任何形状或配置。在该实施方案中,第六接合点41是无阀的(即,在第六接合点41不存在阀)。
第七选择阀38’经由中间导管108连接到第一辅助导管10。中间导管108在第五接合点31连接到第一辅助导管10。在该示例中,中间导管108垂直于第一辅助导管10布置,使得第五接合点31是T形接合点31;然而应当理解,第五接合点31可以采用任何形状或配置。
位于第二流动池2’的第二流体端口2b’和第四接合点21’之间的第四导管15’的部分将被称为第四导管15’的第一部分15a’,且位于第四接合点21’和第五选择阀28’之间的第四导管15’的部分将被称为第四导管15’的第二部分15b’。在优选实施方案中,第四导管15’的第一部分15a’的体积比第四导管15’的第二部分15b’低得多。
有利地,在图3所示的实施方案中,流体可以从单元72传递到第一流动池2或第二流动池2’中的任何一个中,而不通过任何阀;因此,在更换分析物流体时,不需要冲洗任何死体积,否则这些死体积将存在于这种阀中。随之而来的优点是,因为流体可以从单元72传递到第一流动池2或第二流动池2’中的任何一个而不通过任何阀,存在于微流体组件200中的所有阀都不需要冲洗,且因此可以从市售可得的标准阀构造,消除对内部体积减小的小型微型阀的需要。
在组件200中的上述示例性实施方案的变型中,可省略某些阀以减少阀的总数。图4示出根据本发明另一个实施方案的微流体组件300。微流体组件300具有与图3中所示的微流体组件200的许多相同特征,且相同的特征被赋予相同的参考编号。然而,与微流体组件200相比,微流体组件300不包括第五选择阀28’,且不包括第四导管15’。
在微流体组件300中,提供第五导管16,其连接到第二导管15和第二流动池2’的第二流体端口2b’,以便流体连接第二导管15和第二流动池2’。第五导管16在第七接合点51连接到第二导管15,而第五导管16的另一端连接到第二流动池2’的第二流体端口2b’。在该示例中,第七接合点51位于第二接合点21和第一流动池2的第二流体端口2a之间(然而,应当理解,第七接合点51可位于沿着第二导管15的任何其它位置)。将第七接合点51定位在第二接合点21和第一流动池2的第二流体端口2a之间(即,沿着第二导管15的第一部分15a定位第七接合点51)有助于在单元72流体连接到第二废物储器27时是均匀的样品制备物。在该示例中,第五导管16垂直于第二导管15布置,使得第七接合点51是T形接合点51;然而,应当理解,第七接合点51可以采用任何形状或配置。
在替代实施方案中,第七接合点51沿着第二导管15位于与第二接合点21相同的点;从而形成四路接合点(或十字形即“+”接合点)。
现在将描述图3和4中所示的微流体组件200和300的操作。
为了描述的简洁,将考虑对于图3中所示的微流体组件200,第一选择阀8、第二选择阀28、第四选择阀8’、第五选择阀28’、第六选择阀38和第七选择阀38’共同限定流动转向阀单元138;且对于图4所示的微流体组件300,第一选择阀8、第二选择阀28、第四选择阀8’、第六选择阀38和第七选择阀38’共同限定流动转向阀单元138。
在图4所示的微流体组件300中,流动转向阀单元138可以选择性配置成处于第一状态、第二状态、第三状态、第四状态、第五状态或第六状态中的任何一个。在图4中所示的微流体组件300中,当流动转向阀单元配置成处于其第一状态时,则第二选择阀28和第六选择阀38处于其第一位置(即“打开”),而流动转向阀单元138的所有其它阀处于其第二位置(即关闭),从而允许流体从第二辅助导管20流动到第二废物接收器27,并允许从第一缓冲液储器9流动通过第一流动池2到第二废物接收器27,但防止流体流动通过第二流动池2’或流动到第一废物接收器7。当流动转向阀单元138配置成处于其第二状态时,第一选择阀8和第六选择阀38处于其第一位置(即“打开”),而流动转向阀单元138的所有其它阀都处于其第二位置(即“关闭”),从而允许从第二辅助导管20流动通过第一流动池2到第一废物接收器7,并允许从第一缓冲液储器9流动到第一废物接收器7但是防止流体流动通过第二流动池2’或流动到第二废物接收器27。当流动转向阀单元138配置成处于其第三状态时,则第七选择阀38’和第二选择阀28处于其第一位置(即“打开”),而流动转向阀单元138的所有其它阀处于其第二位置(即关闭'),从而允许从第四辅助导管20’流动到第二废物接收器27,并允许从第一缓冲液储器9流动通过第二流动池2’到第二废物接收器27但防止流体流动通过第一流动池2或流动到第一废物接收器7。当流动转向阀单元138配置成处于所述第四状态时,则第四选择阀8’和第七选择阀38’处于其第一位置(即“打开”),而流动转向阀单元138的所有其它阀处于其第二位置(即“关闭”),从而允许从第四辅助导管20’流动通过第二流动池2’到第一废物接收器7,并允许从第一缓冲液储器9流动到第一废物接收器7但防止流体流动通过第一流动池2或流动到第二废物接收器27。当流动转向阀单元138配置成处于其第五状态时,则第一选择阀8和第四选择阀8’处于其第二位置(即“关闭”),而流动转向阀单元138的所有其它阀处于其第一位置(即“打开”),从而允许从第二辅助导管20和第四辅助导管20’流动到第二废物接收器27,并允许从第一缓冲液储器9流动通过第一流动池2和第二流动池2’到第二废物接收器27,但防止流体流动到第一废物接收器7。当流动转向阀单元138配置成处于其第六状态时,则第二选择阀28处于其第二位置(即“关闭”),而流动转向阀单元138的所有其它阀处于其第一位置(即,“打开”),从而允许从第二辅助导管20流动通过第一流动池2到第一废物接收器7并从第四辅助导管20’流动通过第二流动池2’到第一废物接收器7,并允许从第一缓冲液储器9流动到第一废物接收器7,但防止流体流动到第二废物接收器27。
在图3中所示的微流体组件200中,流动转向阀单元138可以选择性配置成处于第一状态、第二状态、第三状态、第四状态、第五状态或第六状态中的任何一个。在图3中所示的微流体组件200中,当流动转向阀单元配置成处于其第一状态时,则第二选择阀28和第六选择阀38处于其第一位置(即“打开”),而流动转向阀单元138的所有其它阀处于其第二位置(即关闭),从而允许流体从第二辅助导管20流动到第二废物接收器27,并允许从第一缓冲液储器9流动通过第一流动池2到第二废物接收器27,但防止流体流动通过第二流动池2’或流动到第一废物接收器7。当流动转向阀单元138配置成处于其第二状态时,则第一选择阀8和第六选择阀38处于其第一位置(即“打开”),而流动转向阀单元138的所有其它阀都处于其第二位置(即“关闭”),从而允许从第二辅助导管20流动通过第一流动池2到第一废物接收器7,并允许从第一缓冲液储器9流动到第一废物接收器7但防止流体流动通过第二流动池2’或流动到第二废物接收器27。当流动转向阀单元138配置成处于其第三状态时,则第七选择阀38’和第五选择阀28’处于其第一位置(即“打开”),而流动转向阀单元138的所有其它阀处于其第二位置(即关闭),从而允许从第四辅助导管20’流动到第二废物接收器27,并允许从第一缓冲液储器9流动通过第二流动池2’到第二废物接收器27但防止流体流动通过第一流动池2或流动到第一废物接收器7。当流动转向阀单元138配置成处于所述第四状态时,则第四选择阀8’和第七选择阀38’处于其第一位置(即“打开”),而流动转向阀单元138的所有其它阀处于其第二位置(即“关闭”),从而允许从第四辅助导管20’流动通过第二流动池2’到第一废物接收器7,并允许从第一缓冲液储器9流动到第一废物接收器7但防止流体流动通过第一流动池2或流动到第二废物接收器27。当流动转向阀单元138配置成处于其第五状态时,则第一选择阀8和第四选择阀8’处于其第二位置(即“关闭”),而流动转向阀单元138的所有其它阀处于其第一位置(即“打开”),从而允许从第二辅助导管20和第四辅助导管20’流动到第二废物接收器27,并允许从第一缓冲液储器9流动通过第一流动池2和第二流动池2’到第二废物接收器27,但防止流体流动到第一废物接收器7。当流动转向阀单元138配置成处于其第六状态时,则第二选择阀28和第五选择阀28’处于其第二位置(即“关闭”),而流动转向阀单元138的所有其它阀处于其第一位置(即“打开”),从而允许从第二辅助导管20流动通过第一流动池2到第一废物接收器7且从第四辅助导管20’流动通过第二流动池2’到第一废物接收器7,并允许从第一缓冲液储器9流动到第一废物接收器7,但防止流体流动到第二废物接收器27。微流体组件200和300可以用于实施根据本发明的方法实施方案的示例性方法,以测试包含与第一流动池2内的第一配体4和/或第二流动池2’内的第二配体4’中的任一个或两个被动或主动解离的分子的样品流体。
在一个示例中,流动转向阀单元138配置成使得样品流体仅流动通过第一流动池2(而不是通过第二流动池2’)。所述样品流体最优选包含在第一流动池2内与第一配体4被动或主动解离的分子。在该示例中,流动转向阀单元138首先配置成处于其第一状态。然后将单元72配置成释放样品流体(如针对图1和2的实施方案所述);释放的样品流体通过第二辅助导管20、第二导管15的第二部分15b和第二选择阀28流动到第二废物储器27。任选地,接下来将柱塞9a插入容器9a中,使得缓冲流体从第一注射泵释放。缓冲流体流出第一注射泵,通过第一辅助导管10、第六选择阀38和第一导管5的第一部分5a进入第一流动池2,并从那里通过第二导管15和第二选择阀28进入第二废物储器27。
因此,关于图3中的组件200和图4中的组件300,在上述步骤期间,第二辅助导管20被样品流体有效地冲洗。
接下来,流动转向阀单元138配置成处于其第二状态。然后将单元72配置成释放样品流体(如针对图1和2的实施方案所述);释放的样品流体通过第二辅助导管20和第二导管15的第一部分15a流动到第一流动池2中,并从那里通过第一导管5和第一选择阀8流动到第一废物储器7中。
因此,在该阶段,第一流动池2包含样品流体;包含在第一流动池2内的样品流体中的分子可以结合到第一流动池2内的第一配体4。
接下来,流动转向阀单元138配置成其第一状态。然后将单元72配置成释放缓冲流体(如针对图1和2的实施方案所述)。释放的缓冲流体通过第二辅助导管20、第二导管15的第二部分15b和第二选择阀28流动到第二废物储器27,以冲洗出存在于第二辅助导管20中的样品流体。因此,在该阶段,关于图3中的组件200和关于图4中的组件300,第一流动池2包含样品流体;在上述步骤期间,第二辅助导管20被缓冲流体有效地冲洗。
接下来,任选地,流动转向阀单元138配置成其第二状态,且柱塞9a可以插入容器9b中使得缓冲流体从第一注射泵释放;释放的缓冲流体通过第一辅助导管10和第六选择阀38、第一导管5的第二部分5b和第一选择阀8流动到第一废物接收器7中。
因此,在该阶段,第一流动池2包含样品流体,且除了第一导管5的第一部分5a和第二导管15的第一部分15a之外,剩余的流动路径被缓冲流体有效地冲洗。
接下来,将流动转向阀单元138配置成其第一状态。然后缓冲流体从第一注射泵释放(如图1和2的实施方案所述)。释放的缓冲流体流动通过第一辅助导管10、第一导管5的第一部分5a、第一流动池2、第二导管15和第二选择阀28并进入第二废物接收器27。在优选实施方案中,且特别是对于回收被动解离的分子,使缓冲流体流动通过第一流动池2经10毫秒至10秒的时间;优选地,使缓冲流体流动通过第一流动池2经0.1-2秒的时间;最优选地,使缓冲流体流动通过第一流动池2经0.5秒的时间。
接下来,第六选择阀38移动到其第一位置(“打开”),且第七选择阀38’移动到其第二位置(“关闭”),使得流体可以从第一注射泵流出,通过第一流动池2经由第六选择阀38,或通过第一流动池2经由第六选择阀38流动到第一注射泵,且使得第七阀38’防止流体从第一注射泵流动通过第二流动池2’,或防止流体通过第二流动池2’流动到第一注射泵。
接下来,为了回收主动解离的分子,单元72配置成释放再生流体(即再生溶液,例如低pH下的甘氨酸)(如图2中的实施方案所述);第一注射泵配置成将再生流体从单元72通过第二辅助导管20、第二导管15的第一部分15a吸入第一流动池2中。再生流体迫使已经结合到第一流动池2中的第一配体4的分子与第一配体4解离。再生流体从第一流动池2流动通过第一导管5的第一部分5a、第一辅助导管10和第六选择阀38,直到其到达第一注射泵。重要的是,当再生流体流动通过第一流动池2时,它将导致结合到第一流动池2中的相应第一配体4的分子与它们的第一配体4解离。解离的分子将收集在流动通过第一流动池2的再生流体中。因此,在该步骤之后,存在于第一流动池2、第一导管5的第一部分5a和第一辅助导管10中的再生流体将包含与第一流动池2中的第一配体4结合且主动解离的分子。
接下来,第一注射泵配置成分配缓冲流体,且单元72配置成抽吸,导致再生流体从第一注射泵通过第一辅助导管10和第一导管5的第一部分5a流动到第一流动池2中,并从那里通过第二导管15的第一部分15a和第二辅助导管20进入单元72。因此,包含解离分子的再生流体可以收集在单元72的收集储器39中。
在被动解离分子的情况下,在组件200、300中不使用再生流体,因为分子将与第一流动池2中的第一配体4’被动解离,而不需要被再生流体主动解离。因此,为了回收被动解离分子,当第六选择阀38处于其第一位置(“打开”)且第七选择阀38’处于其第二位置(“关闭”)时,第一注射泵配置成分配缓冲流体,且单元72配置成抽吸,导致缓冲流体从第一注射泵通过第一辅助导管10、第一导管5的第一部分5a流动到第一流动池2中,且从那里通过第二导管15的第一部分15a和第二辅助导管20进入单元72。因此,由第一注射泵释放到第一流动池2中的缓冲流体将在第一流动池2内收集已经与第二配体4解离(即被动解离)的分子;包含收集的解离分子的缓冲流体将从第一流动池2流动到单元72的收集储器39中。
可以将包含已经收集在单元72的收集储器39中的所述解离分子的流体(在被动解离分子的情况下的缓冲流体,或在主动解离分子的情况下的再生流体)提供到分析设备,该分析设备配置成确定/鉴别流体中存在的分子;且因此,最终确定/鉴别与所述流动池内的配体结合并从各自的配体解离的分子。
在一个示例中,流动转向阀单元138配置成使得样品流体仅流动通过第二流动池2’(而不是通过第一流动池2)。所述样品流体最优选包含与第二流动池2’内的第二配体4’被动或主动解离的分子。在该示例中,流动转向阀单元138首先配置成处于其第三状态。然后,单元72配置成将样品流体释放到第二废物储器27中。关于图3中的组件200,样品流体流动通过第二辅助导管20、第四辅助导管20’、第四导管15’的第二部分15b’和第五选择阀28’进入第二废物储器27。关于图4中的组件300,样品流体流动通过第二辅助导管20、第二导管15的第二部分15b和第二选择阀28进入第二废物储器27。任选地,接下来将柱塞9a插入容器9a中,使得缓冲流体从第一注射泵释放。缓冲流体流出第一注射泵,通过第三辅助导管10’、第七选择阀38’和第三导管5’的第一部分5a’进入第二流动池2’。关于图3中的组件200,流体从第二流动池2’通过第四导管15’和第五选择阀28’流动到第二废物储器27中。关于图4中的组件300,流体从第二流动池2’通过第五导管16以及第四导管15’的部分和第二选择阀28流动到第二废物储器27中。
因此,关于图3中的组件200,在上述步骤期间,第四辅助导管20’和单元72和第六接合点41之间的第二辅助导管20的部分被样品流体有效地冲洗;而关于图4中的组件300,第二辅助导管20被样品流体有效地冲洗。
接下来,流动转向阀单元138配置成处于其第四状态。然后,单元72配置成将样品释放到第二流动池2’中。关于图3中的组件200,样品流体从单元72流动通过第二辅助导管20、第四辅助导管20’和第四导管15’的第一部分15a’进入第二流动池2’。关于图4中的组件300,样品流体从单元72通过第二辅助导管20和第五导管16流动到第二流动池2’中。关于图3中的组件200且关于图4中的组件300,样品流体从那里流动通过第三导管5’和第四选择阀8’进入第一废物储器7。
因此,在该阶段,第二流动池2’包含样品流体;包含在第二流动池2’内的样品流体中的分子可以结合到第二流动池2’内的第二配体4’。
接下来,流动转向阀单元138然后配置成其第三状态。然后,单元72配置成将缓冲流体释放到第二废物储器27中。关于图3中的组件200,缓冲流体流动通过第二辅助导管20、第四辅助导管20’、第四导管15’的第二部分15b’和第五选择阀28’进入第二废物储器27。关于图4中的组件300,缓冲流体流动通过第二辅助导管20、第二导管15的第二部分15b和第二选择阀28进入第二废物储器27。因此,在该阶段,关于图3中的组件200和关于图4中的组件300,第二流动池2’包含样品流体;在上述步骤期间,第二辅助导管20被缓冲流体有效地冲洗。关于图4中的组件300,第四辅助导管20’也被缓冲流体有效地冲洗。
接下来,任选地,流动转向阀单元138配置成其第四状态,且柱塞9a可以插入容器9a中,使得缓冲流体从第一注射泵释放,通过第三辅助导管10’和第七选择阀38’,第三导管5’的第二部分5b’和第四选择阀8’进入第一废物接收器7。
因此,在该阶段,第二流动池2’包含样品流体,且除了第三导管5’的第一部分5a’和第四导管15’的第一部分15a’之外,剩余的流动路径被缓冲流体有效地冲洗。
接下来,流动转向阀单元138然后配置成具有其第三状态,然后缓冲流体从第一注射泵释放,通过第三辅助导管10’、第七选择阀38’和第三导管5’的第一部分5a’进入第二流动池2中。关于图3中的组件200,流体从第二流动池2’通过第四导管15’和第五选择阀28’流动到第二废物储器27中。关于图4中的组件300,流体从第二流动池2’通过第五导管16以及第四导管15’的一部分和第二选择阀28流动到第二废物储器27中。在优选实施方案中,且特别是对于回收被动解离的分子,使缓冲流体流动通过第二流动池2’经10毫秒至10秒的时间;优选地,使缓冲流体流动通过第二流动池2’经0.1-2秒的时间;最优选地,使缓冲流体流动通过第二流动池2’经0.5秒的时间。
接下来,第六选择阀38移动到其第二位置(“关闭”),且第七选择阀38’移动到其第一位置(“打开”),使得从第一注射泵流出通过第一流动池2或通过第一流动池2流动到第一注射泵被第六选择阀38限制,而从第一注射泵流出通过第二流动池2’或通过第二流动池2’流动到第一注射泵不受第七选择阀38’限制。
接下来,为了回收主动解离的分子,单元72配置成释放再生流体,且第一注射泵配置成从单元72抽吸再生流体。关于图3中的组件200,流体流动通过第二辅助导管20、第四辅助导管20’,进入第四导管15’的第一部分15a’,并流动到第二流动池2’中。关于图4中的组件300,流体流动通过第二辅助导管20和第五导管16进入第二流动池2’。再生流体迫使已经结合到第二流动池2’中的配体4’的分子与第二配体4’解离。再生流体从第二流动池2’流动到第三导管5’的第一部分5a’、第三辅助导管10’和第七选择阀38’直到第一注射泵。重要的是,当再生流体流动通过第二流动池2时,它将使结合到第二流动池2’中的相应第二配体4’的分子与它们的第二配体4’解离。解离的分子将收集在流动通过第二流动池2’的再生流体中。因此,在该步骤之后,存在于第二流动池2’、第三导管5’的第一部分5a’和第三辅助导管10’中的再生流体将包含与第二流动池2’中的第二配体4’结合并主动解离的分子。
接下来,第一注射泵配置成分配缓冲流体,且单元72配置成抽吸,导致再生流体从第一注射泵通过第七选择阀38’和第三辅助导管10’流动到第二流动池2’中。关于图3中的组件200,缓冲液从第二流动池2’流动通过第三导管5’的第一部分5a’、第四辅助导管20’、第二辅助导管20,并进入单元72。关于图4中的组件300,缓冲液从第二流动池2’流动通过第五导管16、第二辅助导管20,并进入单元72。因此,包含解离分子的再生流体可以收集在单元72的收集储器39中。
在被动解离分子的情况下,在组件200、300中不使用再生流体,因为分子将与第二流动池2’中的第二配体4’被动解离,而不需要被再生流体主动解离。因此,为了回收被动解离分子,当第六选择阀38处于其第二位置(“关闭”)且第七选择阀38’处于其第一位置(“打开”)时,第一注射泵配置成分配缓冲流体,且单元72配置成抽吸,导致缓冲流体从第一注射泵流动通过第三辅助导管10’和第七选择阀38’以及第三导管5’的第一部分5a’进入第二流动池2’。关于图3中的组件200,缓冲流体从第二流动池2’流动通过第四导管15’的第一部分15a’、第四辅助导管20’和第二辅助导管20进入单元72。关于图4中的组件300,缓冲流体从第二流动池2’流动通过第五导管16和第二辅助导管20进入单元72。因此,由第一注射泵释放到第二流动池2’中的缓冲流体将在第二流动池2’内收集已与第二配体4’解离(即被动解离)的分子;包含收集的解离分子的缓冲流体将从第二流动池2’流动到单元72的收集储器39中。
可以将已经收集在单元72的收集储器39中的流体(在被动解离分子的情况下的缓冲流体,或在主动解离分子的情况下的再生流体)提供到分析设备,该分析设备配置成确定/鉴别流体中存在的分子;且因此,最终确定/鉴别结合到所述流动池内的配体并从各自的配体解离的分子。
在一个示例中,流动转向阀单元138配置成使得样品流体流动通过第一流动池2和第二流动池2’二者。所述样品流体最优选包含与第一流动池2内的第一配体4和第二流动池2’内的第二配体4’主动或被动解离的分子。在该示例中,流动转向阀单元138首先配置成处于其第五状态。然后,单元72配置成将样品流体释放到第二废物储器27中。关于图3中的组件200,样品流体遵循两个样品制备路径;在第一样品制备路径上,样品流体流动通过第二辅助导管20、第二导管15的第二部分15b和第二选择阀28进入第二废物储器27;在第二样品制备路径上,样品流体流动通过第二辅助导管20、第四辅助导管20’、第四导管15’的第二部分15b’和第五选择阀28’进入第二废物储器27。关于图4中的组件300,样品流体在第一和第二样品制备路径二者上流动通过第二辅助导管20、第二导管15的第二部分15b和第二选择阀28进入第二废物储器27。
任选地,接下来将柱塞9a插入容器9a中,使得缓冲流体从第一注射泵释放。关于图3的组件200和图4的组件300二者,释放的缓冲流体遵循两个样品制备冲洗路径;第一样品制备冲洗路径和第二样品制备冲洗路径。关于图3的组件200和图4的组件300二者,在第一样品制备冲洗路径上,缓冲流体流出第一注射泵,通过第一辅助导管10、第六选择阀38和第一导管5的第一部分5a,进入第一流动池2,且从第一流动池2流动通过第二导管15和第二选择阀28进入第二废物储器27。关于图3中的组件200,在第二样品制备冲洗路径上,缓冲流体在第二样品制备冲洗路径上流出第一注射泵,通过第三辅助导管10’、第七选择阀38’和第三导管5’的第一部分5a’进入第二流动池2’,且从第二流动池2’流动通过第四导管15’和第五选择阀28’进入第二废物储器27。关于图4中的组件300,在第二样品制备冲洗路径上,缓冲流体在第二样品制备冲洗路径上流出第一注射泵,通过第三辅助导管10’、第七选择阀38’和第三导管5’的第一部分5a’进入第二流动池2’,且从第二流动池2’流动通过第五导管16和第四导管15’的一部分和第二选择阀28进入第二废物储器27。
因此,关于图3中的组件200,在上述步骤期间,第二辅助导管20和第四辅助导管20’被样品流体有效地冲洗;且关于图4中的组件300,第二辅助导管20被样品流体有效地冲洗。
接下来,流动转向阀单元138配置成处于其第六状态。然后,单元72配置成沿着第一样品注射流动路径将样品释放到第一流动池2中;以及释放的样品沿着第二样品注射流动路径流动并进入第二流动池2’。关于图3的组件200和图4的组件300二者,在第一样品注射流动路径上,样品通过第二辅助导管20和第二导管15的第一部分15a从单元72流动到第一流动池2中,且从那里通过第一导管5和第一选择阀8进入第一废物储器7。关于图3中的组件200,在第二样品注射流动路径上,样品流体从单元72流动通过第二辅助导管20、第四辅助导管20’和第四导管15’的第一部分15a’进入第二流动池2’,并从第二流动池2’通过第三导管5’和第四选择阀8’进入第一废物储器7。关于图4中的组件300,在第二样品注射流动路径上,样品流体从单元72通过第二辅助导管20和第五导管16流动到第二流动池2’中,并从第二流动池通过第三导管5’和第四选择阀8’流动到第一废物储器7。
因此,在该阶段,第一流动池2和第二流动池2’都包含样品流体;包含在第一和第二流动池2、2’内的样品流体中的分子可以结合到第一和第二流动池2、2’内的第一和第二配体4、4’。
接下来,流动转向阀单元138然后配置成其第五状态。然后,单元72配置成释放缓冲流体;释放的缓冲流体沿着第一样品冲洗流动路径和第二样品冲洗流动路径流动到第二废物储器27。关于图3的组件200和图4的组件300二者,在第一样品冲洗流动路径上,缓冲流体通过第二辅助导管20、第二导管15的第二部分15b和第二选择阀28从单元72流动到第二废物储器27以冲洗出存在于第二辅助导管20中的样品流体。关于图3中的组件200,在第二样品冲洗流动路径上,缓冲流体流动通过第二辅助导管20、第四辅助导管20’、第四导管15’的第二部分15b’和第五选择阀28’进入第二废物储器27。关于图4中的组件300,在第二样品冲洗流动路径上,缓冲流体流动通过第二辅助导管20、第二导管15的第二部分15b和第二选择阀28进入第二废物储器27。因此,在该阶段,关于图3中的组件200和关于图4中的组件300,第一和第二流动池2、2’包含样品流体;在上述步骤期间,第二辅助导管20被缓冲流体有效地冲洗。关于图4中的组件300,第四辅助导管20’也被缓冲流体有效地冲洗。
接下来,任选地,流动转向阀单元138配置成其第六状态,且柱塞9a可以插入容器9a中,使得缓冲流体从第一注射泵释放到第一废物接收器7中,沿着第一出口清洁流动路径和第二出口清洁流动路径流动。关于图3的组件200和图4的组件300二者,在第一出口清洁流动路径上,缓冲流体从第一注射泵流动通过第一辅助导管10和第六选择阀38、第一导管5的第二部分5b和第一选择阀8进入第一废物接收器7;在第二出口清洁流动路径上,缓冲流体从第一注射泵流动通过第三辅助导管10’和第七选择阀38’、第三导管5’的第二部分5b’和第四选择阀8’进入第一废物接收器7。
因此,在该阶段,第一和第二流动池2、2’都包含样品流体,且除了第一导管5的第一部分5a、第二导管15的第一部分15a、第三导管5’的第一部分5a’和第四导管15’的第一部分15a’之外,剩余的流动路径被缓冲流体有效地冲洗。
接下来,将流动转向阀单元138配置成其第五状态,然后从第一注射泵释放缓冲流体;关于图3的组件200和图4的组件300二者,释放的缓冲流体从第一注射泵沿着第一快速冲洗流动路径流动并进入第一流动池2中;且释放的缓冲流体从第一注射泵沿着第二快速冲洗流动路径流动并进入第二流动池2’。关于图3的组件200和图4的组件300二者,在第一快速冲洗流动路径上,缓冲流体从第一注射泵流动通过第一辅助导管10、第一导管5的第一部分5a、第一流动池2、第二导管15和第二选择阀28进入第二废物接收器27。关于图3中的组件200,在第二快速冲洗流动路径上,缓冲流体从第一注射泵流动通过第三辅助导管10’、第七选择阀38’和第三导管5’的第一部分5a’进入第二流动池2中,并从第二流动池2’流动通过第四导管15’和第五选择阀28’进入第二废物储器27。关于图4中的组件300,在第二快速冲洗流动路径上,释放的缓冲流体从第一注射泵流动通过第三辅助导管10’、第七选择阀38’和第三导管5’的第一部分5a’进入第二流动池2,且从第二快速冲洗流动路径上的第二流动池2’流动通过第五导管16和第四导管15’的一部分和第二选择阀28进入第二废物储器27。在优选实施方案中,且特别是用于回收被动解离的分子,使缓冲流体流动通过第一和第二流动池2、2’经10毫秒至10秒的时间;优选地,使缓冲流体流动通过第一和第二流动池2、2’经0.1-2秒的时间;最优选地,使缓冲流体流动通过第一和第二流动池2、2’经0.5秒的时间。
接下来,第六选择阀38移动到其第一位置(“打开”),且第七选择阀38’移动到其第一位置(“打开”),使得流体可以从第一注射泵流出,分别经由第六选择阀38和第七选择阀38’通过第一和第二流动池2、2’,或者分别通过第一和第二流动池2、2’经由第六选择阀38和第七选择阀38’流动到第一注射泵。
接下来,为了回收主动解离分子,单元72配置成释放再生流体,且第一注射泵配置成通过第一再生流动路径上的第一流动池2,和通过第二再生流动路径上的第二流动池2’从单元72吸入再生流体。关于图3的组件200和图4的组件300二者,在第一再生流动路径上,再生流体从单元72流动通过第二辅助导管20、第二导管15的第一部分15a,进入第一流动池2。关于图3的组件200,在第二再生流动路径上,再生流体从单元72流动通过第二辅助导管20、第四辅助导管20’,进入第四导管15’的第一部分15a’,并进入第二流动池2’。关于图4的组件300,在第二再生流动路径上,再生流体从单元72流动通过第二辅助导管20和第五导管16进入第二流动池2’。再生流体迫使已经与第一和第二流动池2、2’中的配体4、4’结合的分子与第二配体4’解离。再生流体在第一再生流动路径上从第一流动池2流动通过第一导管5的第一部分5a、第一辅助导管10和第六选择阀38,直到它到达第一注射泵;在第二再生流动路径上,再生流体从第二流动池2’流动到第三导管5’的第一部分5a’、第三辅助导管10’和第七选择阀38’直到第一注射泵。重要的是,当再生流体流动通过第一和第二流动池2、2’时,它将导致与第一和第二流动池2、2’中的相应的第一和第二配体4、4’结合的分子分别与它们的第一和第二配体4、4’解离。解离的分子将收集在流动通过第一和第二流动池2、2’的再生流体中。因此,在该步骤之后,存在于第一流动池2、第一导管5的第一部分5a和第一辅助导管10中的再生流体将包含结合到第一流动池2中的第一配体4并与其主动解离的分子,且存在于第二流动池2’、第三导管5’的第一部分5a’和第三辅助导管10’中的再生流体将包含与第二流动池2’中的第二配体4’结合并与其主动解离的分子。
接下来,第一注射泵配置成分配缓冲流体,且单元72配置成抽吸,导致再生流体从第一注射泵在第一回收流动路径上通过第一流动池2,且在第二回收流动路径上通过第二流动池2’流动到单元72中。关于图3的组件200和图4的组件300二者,在第一回收流动路径上,再生流体从第一注射泵流动通过第一辅助导管10和第一导管5的第一部分5a进入第一流动池2,并从那里流动通过第二导管15的第一部分15a和第二辅助导管20进入单元72。关于图3中的组件200,在第二回收流动路径上,再生流体从第一注射泵流动通过第七选择阀38’和第三辅助导管10’进入第二流动池2’,且从第二流动池2’流动通过第三导管5’的第一部分5a’、第四辅助导管20’、第二辅助导管20,并进入单元72。关于图4中的组件300,分配的缓冲流体在第二回收流动路径上从第一注射泵通过第七选择阀38’和第三辅助导管10’流动到第二流动池2’中,且从第二流动池2’流动通过第五导管16,第二辅助导管20,并进入单元72。因此,包含来自第一和第二流动池2、2’的解离分子的再生流体可以收集在单元72的收集储器39中。
在被动解离分子的情况下,在组件200、300中不使用再生流体,因为分子将分别与第一和第二流动池2、2’中的第一和第二配体4、4’被动解离,而不需要通过再生流体主动解离。因此,为了回收被动解离分子,当第六选择阀38处于其第一位置(“打开”)且第七选择阀38’处于其第一位置(“打开”)时,第一注射泵配置成分配缓冲流体,且单元72配置成抽吸,导致第一和第二回收流动路径上的缓冲流体流动。因此,由第一注射泵释放到第一流动池2中的缓冲流体将在第一流动池2内收集已从第一配体4解离(即被动解离)的分子,且通过第一注射泵释放到第二流动池2’中的缓冲流体将在第二流动池2’内收集已从第二配体4’解离(即被动解离)的分子;包含收集的解离分子的缓冲流体将从第一和第二流动池2、2’流动到单元72的收集储器39中。
可以将已经收集在单元72的收集储器39中的流体(在被动解离分子的情况下的缓冲流体,或在主动解离分子的情况下的再生流体)提供到分析设备,该分析设备配置成确定/鉴别流体中存在的分子;且因此,最终确定/鉴别与所述流动池内的配体结合并从各自的配体解离的分子。
在优选实施方案中,微流体组件100、200、300还包括传感器(例如表面等离子体共振传感器,或波导干涉测量传感器,或表面声传感器),其配置成测量分子是否已经与第一流动池2和第二流动池2’内的配体结合,且优选地配置成测量与所述配体结合的分子的数量;所述传感器优选地可操作地连接到第一流动池2和第二流动池2’,使得它可以执行这种测量。
在上述组件200或300的变型中,可以在组件200、300中提供额外的流动池(即,除了第一和第二流动池2、2’之外),以便提供更多的配体表面用于测试。优选地,在多个流动池中的每一个中提供的配体类型可以在流动池之间不同。而且,所述流动池可以集成到可移除的盒中,以允许快速更换用过的、堵塞的或脏的流动池。
图5示出根据本发明的另一个实施方案的微流体组件400;微流体组件400具有与图3中所示的微流体组件200的许多相同特征,且相同的特征被赋予相同的参考编号。微流体组件400还包括第三流动池2’’和第四流动池2’’’。然而,应当理解,微流体组件400可以包括大于2的任何数量的流动池。优选地,在每个流动池2、2’、2’’、2’’’中提供的配体类型在流动池2、2’、2’’、2’’’之间不同;因此,每个流动池适合于检测不同类型的分子。第三流动池2’’的一端通过第八导管15”和第十选择阀28’’连接到第二废物储器27,并借助于第八接合点21”和通过第七辅助导管20’’和第二辅助导管20连接到单元72。第三流动池2’’的另一端通过第六导管5”和第八选择阀8’’连接到第一废物储器7,并借助于第十接合点11”和通过第五辅助导管10’’和第十二选择阀38”连接到第一注射器9。第四流动池2”’的一端通过第九导管15”’和第十一选择阀28”’连接到第二废物储器27,并借助于第九接合点21”’和通过第八辅助导管20”’和第二辅助导管20连接到单元72。第四流动池2”’的另一端通过第七导管5”’和第九选择阀8”’连接到第一废物储器7,并借助于第十一接合点11”’并通过第六辅助导管10”’和第十三选择阀38”’连接到第一注射器9。第八辅助导管20”’在一端在接合点21”’连接到第九导管15”’,且在另一端在接合点41'连接到第二辅助导管20。第七辅助导管20”在一端在接合点21”连接到第八导管15”,且在另一端在接合点41”连接到第八导管20”’。
有利地,微流体组件200、300、400允许从单元72流出的样品流体或从第一注射泵流出的缓冲流体在注射到流动池时同时到达所有流动池。这是相对于现有微流体组件的优点,其中流动池串联布置,且其中从单元72流动到第一和第二流动池2、2’的任何样品必须首先通过第一流动池2,然后通过第二流动池2’。当测量与短时间常数,例如1s-1至10s-1的数量级的快速解离速率的相互作用时,同时注射到流动池中尤其重要。作为实例,参考图5,在第一流动池2内捕获与待测试的靶分子结合的第一目标配体,并在第二流动池2’、第三流动池2’’和第四流动池2’’’上捕获阴性对照配体。当将第四选择阀8’、第八选择阀8’’和第九选择阀8’’’移动到第一位置以允许流体从单元72通过所有流动池到第一废物储器7时,所述样品在大约相同时间到达流动池。因此,从附接到流动池的传感器获得并适合于测量样品流体中存在的分子与流动池中的不同配体的结合的信号将不会在结合信号中显示显著的时间差异,消除假象例如可以显著影响结合信号分析的不同信号中的尖峰。
继续图5中所示的实施方案,微流体组件400还包括盒139。在优选实施方案中,盒139是可拆卸的一次性盒139。在下文中,盒139外部的微流体组件400的部分将被称为组件的固定部分。盒139优选地是一次性盒;在一个实施方案中,盒是一次性盒,这意味着在一次使用后盒不再有用,且应当处理和用新盒替换。优选地,盒包括连接装置,其允许盒与组件的固定部分选择性连接或断开;优选地,组件的固定部分包括第一连接装置(例如,凹形构件),且盒包括第二连接装置(例如,配置成使得其可以与固定部分上的凹形构件机械配合的凸形构件),其可以与第一连接装置配合,以便将盒保持与固定部分连接。盒包括第一流动池2、第二流动池2’和第三流动池2”。它还包括第四流动池2’’’,第二接合点21,第四接合点21’,第八接合点21”,第九接合点21’’’,第一接合点11,第三接合点11’,第十接合点11’’,和第11接合点11’’’。盒包括多个流体接口150-165,且固定部分包括相应数量的多个匹配流体接口166-181。流体接口提供在通向流动池和从流动池流出的导管内,有效地将导管分成位于盒内的部分和位于固定部分内的部分。在第一导管5内,第一流体接口150提供在盒上,且第十七流体接口166提供在固定部分上;在第三导管5’内,第二流体接口151提供在盒上,且第十八流体接口167提供在固定部分上;在第六导管5’’内,第三流体接口152提供在盒上,且第十九流体接口168提供在固定部分上;在第七导管5’’’内,第四流体接口153提供在盒上,且第二十流体接口169提供在固定部分上;在第一辅助导管10内,第五流体接口154提供在盒上,且第二十一流体接口170提供在固定部分上;在第三辅助导管10’内,第六流体接口155提供在盒上,且第二十二流体接口171提供在固定部分上;在第五辅助导管10’’内,第七流体接口156提供在盒上,且第二十三流体接口172提供在固定部分上;在第六辅助导管10’’’内,第八流体接口157提供在盒上且第二十四流体接口173提供在固定部分上;在第二导管15内,第九流体接口158提供在盒上,且第二十五流体接口174提供在固定部分上;在第四导管15’内,第十流体接口159提供在盒上,且第二十六流体接口175提供在固定部分上;在第八导管15’’内,第十一流体接口160提供在盒上,且第二十七流体接口172提供在固定部分上;在第九导管15’’’内,第十二流体接口161提供在盒上,且第二十八流体接口177提供在固定部分上;在第二辅助导管20内,第十三流体接口162提供在盒上,且第二十九流体接口178提供在固定部分上;在第四辅助导管20’内,第十四流体接口163提供在盒上,且第三十流体接口179提供在固定部分上;在第七辅助导管20’’内,第十五流体接口164提供在盒上,且第三十一流体接口180提供在固定部分上;在第八辅助导管20’’’内,第十六流体接口165提供在盒上且第三十二流体接口181提供在固定部分上。当盒连接到固定部分时,盒上的流体接口150-165与固定部分上的相应流体接口166-181配合,使得盒流体连接到固定部分,且相应的导管被密封,以便允许在没有泄漏的情况下压力驱动的流动。在优选实施方案中,可拆卸盒和组件的固定部分之间的流体接口包括由对酸、碱和溶剂具有高耐化学性的弹性体化合物,例如EPDM或FFK或硅酮制成的一个或多个密封件,以在接口配合时提供流体不可渗透的密封,同时如果需要仍然允许盒容易地从固定部分拆卸。
图6a显示在图5的微流体组件400中使用的盒139的局部透视顶视图,其包括流体接口150-165。每个流体接口150-165包括由弹性体化合物如EPDM、FKM或硅酮制成的环形构件。图6b显示柱塞组件140的透视底视图,柱塞组件140形成图5的微流体组件400的固定部分的一部分。柱塞组件140适合于与盒139配合。柱塞组件140还包括流体通道190,其具有与提供在盒139中的流体接口150-165的位置相对应的位置;每个流体通道190的开口端处的相应边缘限定相应的接口166-181。流体通道的数量优选地对应于提供在盒上的流体接口150-165的数量。
盒139包括主体141,主体141可以注塑成型,优选地包括热塑性材料,例如聚碳酸酯或环烯烃共聚物。优选地,柱塞组件包括具有高耐化学性的硬质和惰性材料,例如精密机械加工或抛光不锈钢或PEEK。
柱塞组件140包括线性轴承143,其允许其在垂直于盒的流体接口150-165的平面的方向上可移动;特别地,柱塞组件140可以移动以邻接盒,以便使限定相应的接口166-181的每个流体通道190的开口端处的相应边缘与限定盒上的相应的流体接口150-165的相应的环形构件邻接。柱塞组件140和盒139可以借助于小齿轮(例如不锈钢螺栓或弹簧)以这样的位置(即,接口对齐并邻接的位置)保持。
优选地,柱塞组件140定位成使得在限定相应的接口166-181的每个流体通道190的开口端处的相应边缘邻接限定相应的流体接口150-165的盒139上的相应的环形构件,形成盒139上的流体接口150-165和柱塞组件140上的流体接口166-181之间的流体不可渗透的密封。优选地,柱塞组件140定位成使得在限定相应接口166-181的每个流体通道190的开口端处的相应边缘压缩限定相应的流体接口150-165的盒139上的相应的环形构件,形成在盒139上的流体接口150-165和柱塞组件140上的流体接口166-181之间的流体不可渗透的密封。作为示例,限定第二十五流体接口174的流体通道190的开口端处的相应边缘被压到形成第九流体接口158的小环上,从而组合并密封第二导管15的盒部分和第二导管15的固定部分。当柱塞组件140远离盒移动时,流体接口被分离,允许容易地移除和可处理并更换盒139。
在所示实施方案中,盒139上的流体接口150-165包括弹性材料环;优选地,所述环提供为单个基材,且所述单个基材附接到所述盒139的主体141;每个环的中心与相应的孔对齐,该孔在主体141中限定。在另一个优选实施方案中,流体接口150-165与盒139的主体141形成一体;在这样的实施方案中,主体141和流体接口150-165都可以由单个注塑部分形成;单个注塑部分可以包括双材料和集成的弹性环密封件。
图7显示图6a中所示的盒139的局部底视图。导管5、5’、5’’、5’’’、15、15’、15’’、15’’’形成为盒139中的矩形通道,且接合点11、11’、11’’、11’’’、21、21’、21’’、21’’’是由圆孔形成的T形接合点,所述圆孔将各个通道与盒139的顶侧上的相应流体接口连接。
有利地,微流体组件400在可移除的盒内不包含任何阀,降低可移除盒的成本,其经常需要更换以用流动池供应新鲜表面以捕获新配体。
有利地,微流体组件400可以在任何流动池将堵塞的情况下容易地更换,例如由于包含大颗粒如细胞碎片的样品流体或由于样品流体如包含大量蛋白质的血清,因此降低包含微流体组件400的测量设备的维护成本和停机时间。
有利地,微流体组件200、300、400在单元72和流动池之间的流动路径中不包含任何阀。因此,不需要冲洗内部阀体积,减少样品消耗。
在图2至图5所示的实施方案的变型中,微流体组件100、200、300或400仅包括单个废物储器。例如,在所述实施方案的变型中,组件1不包括第二废物储器27;相反,通向图中的第二废物储器的导管通向第一废物储器7。有利地,在该实施方案的该变型中,微流体组件1包括较少数量的废物储器。
在不脱离所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下,对本发明所描述的实施方案的各种修改和变化将对于本领域技术人员来说是显而易见的。尽管已经结合特定的优选实施方案描述了本发明,应当理解,要求保护的本发明不应当不适当地限于这样的特定实施方案。
例如,在组件1、100、200、300、400中提供的一个或多个流动池可以提供在盒中。换句话说,组件1、100、200、300、400可以包括盒,该盒包括一个或多个流动池2、2’、2’’、2’’’。优选地,盒是一次性盒。优选地,盒包括连接装置,该连接装置允许盒选择性连接到组件或从组件移除。
例如,在上面关于图1、2、3或4描述的任何示例性方法的变型中,该方法包括制备待测试且将在样品储器29中提供的样品流体的附加的先前步骤。制备待测试的样品流体的步骤可以包括将多种不同的流体直接汇集在样品储器29中;或将多个不同的流体汇集在容器中,且然后将容器的内容物转移到样品储器29中。因此,在该实施方案中,样品流体由多种不同的流体组成,这些流体混合在一起以限定待测试的样品流体。优选地,汇集在一起以形成样品流体的一种或多种不同流体包含预期结合到第一流动池2中的第一配体4的化合物。
在另一个示例中,在以上关于图1、2、3或4描述的任何示例性方法的变型中,该方法还可以包括监测分子是否已经结合到第一流动池2中的第一配体4的步骤。在这种情况下,将递送到收集储器39(图1的组件1)中的所述缓冲流体或递送到收集储器39(图2的组件100)中的所述再生流体提供到分析设备用于分析,只要监测表明分子已经结合到第一流动池2中的第一配体4,否则递送到收集储器39中的缓冲流体或所述再生流体不会传递到分析设备。有利地,在该实施方案中,资源被最佳地使用,因为分析设备的资源仅在分子已经结合到第一配体4时使用。
在另一个实例中,在图1、2、3或4中所示的组件1、100、200、300中的任一个中,组件1、100、200、300的一些或所有导管可以通过具有矩形横截面的微流体通道(通常在第一流动池或传感器中)或具有圆形横截面的微流体通道。组件1、100、200、300的导管可以由包括诸如PEEK或PTFE或钢的材料的管或毛细管限定。
应当理解,第一和第二选择阀8、28可以采用任何合适的形式。在另一个示例中,组件中的选择阀(例如第一和第二选择阀8、28)可以包括电磁阀或旋转阀。
应当理解,可以在组件1、100、200、300中使用任何合适的泵代替注射泵(代替第一和第二注射泵);例如,可以在组件中而不是注射泵中提供蠕动泵、压电泵或使用气动压力操作的泵。
应当理解,组件1、100、200、300中使用的储器(例如样品储器29,收集储器39,废物储器7、27、49,洗脱试剂储器59等)可以采用任何合适的形式;例如,一个或多个储器可以由一个或多个小瓶或微量滴定板限定。
Claims (14)
1.一种可以用于回收样品中的分子的组件,所述组件包括,
第一流动池(2),其包含可结合到分子的第一配体(4);
至少一个废物储器(7、27),其经由第一导管(5)连接到第一流动池(2)的第一流体端口(2a),以及将废物储器(7、27)连接到第一流动池(2)的第二流体端口(2b)的第二导管(15);和
布置成控制第一导管(5)和废物储器(7、27)之间的流体连通的第一阀(8),和控制第二导管(15)和废物储器(7、27)之间的流体连通的第二阀(28);
第一缓冲液储器(9),其可以容纳缓冲流体,所述第一缓冲液储器(9)经由第一辅助导管(10)流体连接到第一导管(5),其中所述第一辅助导管(10)在第一接合点(11)连接到第一导管(5),第一接合点(11)位于第一流动池(2)的第一流体端口(2a)和第一阀(8)之间,且其中所述缓冲流体可以从所述第一缓冲液储器(9)选择性供应到第一辅助导管(10)中;并且其中所述第一缓冲液储器(9)包括泵;
单元(71、72),其至少包括收集储器(39)和可容纳样品流体的样品储器(29)和可以容纳缓冲流体的第二缓冲液储器(19),其中所述第二缓冲液储器(19)包括泵;并且其中所述单元(71、72)经由第二辅助导管(20)流体连接到第二导管(15),其中所述第二辅助导管(20)在第二接合点(21)连接到第二导管(15),第二接合点(21)位于第一流动池(2)的第二流体端口(2b)和第二阀(28)之间,且其中所述单元(71、72)可操作以将收集储器(39)、第二缓冲液储器(19)或样品储器(29)与第二辅助导管(20)选择性流体连接;并且其中所述单元(71、72)进一步包括流体连接到第二辅助导管(20)的第三阀(18);和将第二缓冲液储器(19)流体连接到第三阀(18)的储存导管(30),且其中所述第三阀(18)可操作以选择性地将储存导管(30)流体连接到第二辅助导管(20),或将收集储器(39)流体连接到第二辅助导管(20),或将样品储器(29)流体连接到第二辅助导管(20)。
2.根据权利要求1的组件,其中所述第一缓冲液储器(9)包括第一注射泵,且所述第二缓冲液储器(19)包括第二注射泵。
3.根据权利要求1的组件,其中所述第二接合点(21)位于比所述第二阀(28)更靠近所述第一流动池(2)的第二流体端口(2b)。
4.根据权利要求1的组件,其中所述第一接合点(11)位于比所述第一阀(8)更靠近所述第一流动池(2)的第一流体端口(2a)。
5.根据权利要求1的组件,还包括,第二流动池(2’),以及在第二流动池(2’)的第一端口(2a’)和第一废物储器(7)之间的另一个选择阀(8’),在第一缓冲液储器(9)和所述第一接合点(11)之间的另一个选择阀(38);和在接合点(31)和另一个接合点(11’)之间的第七选择阀(38’),其中所述接合点(31)在第一缓冲液储器(9)和所述选择阀(38)之间,所述选择阀(38)在第一缓冲液储器(9)和第一接合点(11)之间,且所述另一个接合点(11’)在第二流动池(2’)的所述第一端口(2a’)和所述选择阀(8’)之间,所述选择阀(8’)在第二流动池(2’)的第一端口(2a’)和第一废物储器(7)之间。
6.根据权利要求1的组件,其中所述流动池(2、2’、2’’、2’’’)提供在盒中,且其中所述盒包括连接装置,所述连接装置与提供在所述组件的固定部分上的连接装置配合,使得盒与组件的固定部分选择性连接或断开。
7.一种使用组件进行分子回收的方法,所述组件包括包含可以结合到分子的第一配体(4)的第一流动池(2),以及可以将所述第一流动池选择性流体连接到收集储器(39)的导管(20,15a);所述方法包括以下步骤:
(a) 使样品流体沿着导管流动到第一流动池(2)中;
(b) 使缓冲流体流动通过导管的至少一部分,而不使任何缓冲流体流动通过第一流动池(2),使得样品流体保持在第一流动池(2)中,但所述导管的至少一部分由缓冲流体清洁;
(c) 使缓冲流体流动通过第一流动池(2)以将样品流体冲洗出第一流动池(2);
(d) 使流体流动通过第一流动池(2),沿着导管流动并进入收集储器(39),使得结合到第一配体(4)且已经与配体(4)解离的样品流体的分子被收集到流动通过第一流动池(2)的流体中并被带到收集储器(39)中。
8.根据权利要求7的方法,其中使流体流动通过第一流动池,沿着导管流动并进入收集储器,使得结合到第一配体且已经与第一配体(4)解离的样品流体的分子被收集到流动通过第一流动池的流体中并被带到收集储器中的所述步骤(d),包括
使缓冲流体流动通过第一流动池,沿着导管流动并进入收集储器,使得结合到第一配体且已与第一配体解离的样品流体的分子被收集到流动通过第一流动池的缓冲流体中并被带到收集储器中。
9.根据权利要求7的方法,其中使缓冲流体流动通过第一流动池以将样品流体冲洗出第一流动池的所述步骤(c)包括使缓冲流体流动通过第一流动池经10毫秒-10秒的时间。
10.根据权利要求7的方法,其中所述方法包括使用根据权利要求1-6中任一项的组件来执行至少步骤(a)-(d)。
11.根据权利要求7的方法,使用根据权利要求1的组件,所述方法包括以下步骤:
(a) 使样品流体沿着第二辅助导管(20)流动,流动通过第一流动池(2),沿着第一导管(5)流动并进入废物储器(7、27);
(b) 使缓冲流体流出第二缓冲液储器(19),沿着第二辅助导管(20)流动并进入废物储器(7、27);
(c) 使缓冲流体流出第一缓冲液储器(9),沿着第一辅助导管(10)流动并进入废物储器(7、27);
(d) 使缓冲流体流出第一缓冲液储器(9),沿着第一辅助导管(10)流动,流动通过第一流动池(2),沿着第二导管(15)流动并进入废物储器(7、27),以便将样品流体冲洗出第一流动池(2);
(e) 将已与第一流动池(2)中的第一配体(4)被动解离的分子收集到在第一流动池(2)中流动的缓冲流体中;
(f) 经由第二辅助导管(20)将包含所述分子的缓冲流体收集到收集储器(39)中。
12.根据权利要求8的方法,其使用根据权利要求1的组件,所述方法包括以下步骤:
(a) 使样品流体沿着第二辅助导管(20)流动,流动通过第一流动池(2),沿着第一导管(5)流动并进入废物储器(7、27);
(b) 使缓冲流体流出第一缓冲液储器(9),沿着第一辅助导管(10)流动,流动通过第一流动池(2),且沿着第二导管(15)流动并进入废物储器(7、27);
(c) 使缓冲流体流出第二缓冲液储器(19),沿着第二辅助导管(20)流动并进入废物储器(7、27);
(d) 使再生流体沿着第二辅助导管(20)流动并进入第一流动池(2)中,其中所述再生流体使结合到第一流动池(2)中的第一配体的分子与第一配体解离;
(e) 在再生流体中收集已从第一配体解离的分子;
(f) 使缓冲流体流出第二缓冲液储器(19),沿着第二辅助导管(20)流动,并进入废物储器(7、27);
(g) 经由第二辅助导管(20)将包含所述分子的再生流体收集到收集储器(39)中。
13.根据权利要求7的方法,还包括通过将多种不同的流体汇集在样品储器或容器中来制备样品流体的步骤。
14.一种盒,其包括一个或多个流动池(2、2’、2’’、2’’’)和连接装置,所述连接装置与提供在微流体组件的固定部分上的连接装置配合,使得盒可以与固定部分选择性连接或断开,
其中所述盒包括具有可结合到分子的第一配体(4)的至少第一流动池(2),所述第一流动池(2)具有第一流体端口(2a)和第二流体端口(2b),且
其中所述固定部分至少包括可经由第一导管(5)连接到第一流动池(2)的第一流体端口(2a)的一个废物储器(7、27),和可以将废物储器(7、27)连接到第一流动池(2)的第二流体端口(2b)的第二导管(15);和
布置成控制第一导管(5)和废物储器(7、27)之间的流体连通的第一阀(8),和控制第二导管(15)和废物储器(7、27)之间的流体连通的第二阀(28);第一缓冲液储器(9),其可以容纳缓冲流体,所述第一缓冲液储器(9)可以经由第一辅助导管(10)流体连接到第一导管(5);并且其中所述第一缓冲液储器(9)包括泵;并且其中所述第一缓冲液储器(9)可以容纳缓冲流体,所述第一缓冲液储器(9)经由第一辅助导管(10)流体连接到第一导管(5),其中第一辅助导管(10)在第一接合点(11)连接到第一导管(5),所述第一接合点(11)位于第一流动池(2)的第一流体端口(2a)和第一阀(8)之间,且其中缓冲流体可以从所述第一缓冲液储器(9)选择性供应到第一辅助导管(10)中;和单元(71、72),其至少包括收集储器(39),和可容纳样品流体的样品储器(29),和可以容纳缓冲流体的第二缓冲液储器(19),其中所述第二缓冲液储器(19)包括泵;并且其中所述单元(71、72)经由第二辅助导管(20)流体连接到第二导管(15),其中第二辅助导管(20)在第二接合点(21)连接到第二导管(15),所述第二接合点(21)位于第一流动池(2)的第二流体端口(2b)和第二阀(28)之间,且其中单元(71、72)可操作以将收集储器(39)、第二缓冲液储器(19)或样品储器(29)与第二辅助导管(20)选择性流体连接,且其中所述单元(71、72)包括流体连接到第二辅助导管(20)的第三阀(18);和将第二缓冲液储器(19)流体连接到第三阀(18)的储存导管(30),且其中所述第三阀(18)可操作以选择性地将储存导管(30)流体连接到第二辅助导管(20),或将收集储器(39)流体连接到第二辅助导管(20),或将样品储器(29)流体连接到第二辅助导管(20),
使得当盒连接到固定部分时形成根据权利要求1的微流体组件。
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