CZ2008494A3 - Biocip dva v jednom - Google Patents

Biocip dva v jednom Download PDF

Info

Publication number
CZ2008494A3
CZ2008494A3 CZ20080494A CZ2008494A CZ2008494A3 CZ 2008494 A3 CZ2008494 A3 CZ 2008494A3 CZ 20080494 A CZ20080494 A CZ 20080494A CZ 2008494 A CZ2008494 A CZ 2008494A CZ 2008494 A3 CZ2008494 A3 CZ 2008494A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
biochip
ions
detection
blood
testing
Prior art date
Application number
CZ20080494A
Other languages
English (en)
Inventor
Hadidy@Mohamed Roshdy Soliman El
Original Assignee
Hadidy@Mohamed Roshdy Soliman El
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hadidy@Mohamed Roshdy Soliman El filed Critical Hadidy@Mohamed Roshdy Soliman El
Publication of CZ2008494A3 publication Critical patent/CZ2008494A3/cs

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502753—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by bulk separation arrangements on lab-on-a-chip devices, e.g. for filtration or centrifugation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502715—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416—Systems
    • G01N27/447—Systems using electrophoresis
    • G01N27/44704—Details; Accessories
    • G01N27/44717—Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones
    • G01N27/4473—Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones by electric means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416—Systems
    • G01N27/447—Systems using electrophoresis
    • G01N27/44756—Apparatus specially adapted therefor
    • G01N27/44791—Microapparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/02—Adapting objects or devices to another
    • B01L2200/026—Fluid interfacing between devices or objects, e.g. connectors, inlet details
    • B01L2200/027—Fluid interfacing between devices or objects, e.g. connectors, inlet details for microfluidic devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B01L2200/0631—Purification arrangements, e.g. solid phase extraction [SPE]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/10—Integrating sample preparation and analysis in single entity, e.g. lab-on-a-chip concept
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0627—Sensor or part of a sensor is integrated
    • B01L2300/0645—Electrodes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/49—Blood
    • G01N33/492—Determining multiple analytes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

Biocip elektrolytu usporádaný v zásobníku spolu skontrolními prostredky a kalibracním prostredkem,zahrnuje mikrodialyzacní membránu (1) pro filtraci krevního séra propojenou pres rozvádecí smycku (2) do kapilár (3) pro elektroforetickou separaci, se zarazenými elektrodami (4) detektoru vodivosti,s ukoncením na pripojovacích svorkách (5). Použití tohoto biocipu je v oblasti monitorování kapalin, zejména pitné vody a krve.

Description

Biočip dva v jednom'
Oblast techniky
- Různá klinická analýza krve:
Diagnostikováni mnoha nemocí vyžaduje testování lidské krve., které je třeba provádět v klinických laboratořích. Rozbor krve využívá různé postupy zahrnující: elektrickou spektroskopii, chemickou fotometrii...
Analytické metody, pro kvantifikaci elektrolytů sodíku, draslíku, vápníku a lithia lidské krve:
Rutinní klinické postupy pro stanovení elektrolytů krve zahrnují: plamenovou emisní fotometrii, atomovou absorpční spektroskopii, elektrochemické postupy a použití iontově selektivních elektrod (ISE).
- Pro stanovení krevních elektrolytů v séru nebo plazmě se ISE stávají nejobvykleji užívanou metodou kvůli její vhodnosti pro kombinované testováni a automatizaci. Avšak odezva ISE je logaritmická, což může způsobit problém se selektivitou, a není to obecný systém.
- Obecnější separační technika kapilární elektroforézy (CE) se může používat, protože je potenciálně selektivnější a méně se jí dotýkají poruchy. Navíc je CE, obecný systém schopný měřit více iontů najednou na tomtéž přístroji bez potřeby selektivních elektrod nebo nějakého dalšího lidského zásahu. Náš biočip využívá techniky CE. ... .
- Sledujíc trend testování krve v místě ošetření, pacienti i fyzici by uvítali testovací biočip na jedno použiti (SUD) a ruční analyzéry, které by se mohly použit pro místo ošetření.
- Tyto ruční analyzéry pracuji podobně nebo dokonce lépe než jejich protějšky, tj. konvenční analyzéry, které jsou většinou větší, choulostivější, nákladnější a samozřejmě nepřenosné. V současné době existují analyzéry pro místo ošetření využívající většinou nápně o různých principech detekce. Využívají například miniaturizovanou ISE kombinovanou s detekcí vodivost-i.
φ · · φ • · ··
Το nové ve vynálezu
-Biočip dva v jednom je universální systém pro více aplikaci, který má dva čipy.
• EL biočip: čip na analýzu krve v místě ošetřeni pro rychlou analýzu a terapeutické sledováni. Je optimalizovaný pro testování krevních elektrolytů (EL) draslíku (K), sodíku (Na), vápníku (Ca) a lithia (Li). Testování K, Nar a Ca v krvi jsou často požadována pro diagnózu vícero nemocí a pro· nepředvídané případy kdekoli.
Li se používá pro terapeutické sledování v průběhu léčby maniodepresivních nemocí.
‘ Způsoby použití: je dát kapku čisté krve do vstupu biočipu a připojit jej k malému ručnímu měřícímu přístroji (analyzéru), aby dal rychlý výsledek. Měření je tak snadné, že dovoluje lékařům testování v místě ošetření nebo dokonce pacientům, aby ho udělali sami.
• L biočip: čip monitorující kapaliny životního prostředí na místě. Je optimalizovaný pro, monitorováni kvality vody,· pro kontrolu její vhodnosti k pití a ochranu před vypuknutím nemocí -pocházejících z vody.
Kationty čepované vody: K, Na, Ca a Mg
Anionty čepované vody: Cl, SO4 a HCO3 • Jak EL tak i L biočipy mají mnohostranný' systém pro více aplikací využívající stejný jediný projekt hardware.
• Při. využití obecnější separační techniky kapilární elektroforézy (CE) je schopný ihned testovat více iontů na tomtéž čipu bez potřeby selektivních elektrod nebo nějakého dalšího lidského zásahu.
• Biočip dva v jednom využívá techniku kapilární elektroforézy (CE) kombinovanou s detekcí vodivosti.
Hlavně se zabýváme anorganickými složkami.
• Použití techniky CE vede k vývoji malého biočipu o velkém výkonu: rychlý, snadno použitelný, spolehlivý, nenákladný, kdekoli použitelný a příznivý pro životní prostředí.
• V zájmu obecné použitenosti se tento vynález vyhýbá- oddělenému vývoji složek elektrolytu (např. na rozdíl od ISE). Ά jakmile bude vyvinut, získá se obecně použitelný systém, který je snadno osvojitelý pro jiné ionty.
• Systém našeho biočipu je připravený, aby byl ' použitelný pro místo ošetřeni dekoli (decentralizace). Tato důležitá schopnost je moc potřebná a znatelně zvyšuje poptávku na trhu;·
- V rozvinutých zemích se :autoanalyzéry obecně používají pro centralizovaná místa. Pro decentralizovaná místa ošetření (kdekoli) se může použít systém tohoto biočipu.
t
- V rozvojových zemích nebude používání tohoto biočipu omezeno jen na místo ošetření, nýbrž rozšíří se, aby se používal v obrovských počtech malých klinických laboratoří, tkeré nepoužívají autoanalyzéry a trpí problémy s vybavením přístroji a reagens. Tento biočip je výrazně levný a bude dostupný pro pacienty s omezeným příjmem a v důsledku toho budou zlepšené služby péče o zdraví.
• Aplikace principu CE unaší specifické praktické aplikace pro analýzu krve v místě ošetření” a monitorováni životního prostředí na místě je nová inovace. To není snadný úkol díky námitce překroucených požadavků a problémů, jako jsou: nevhodně spojená koncentrace, interference; pokročilá mnohofunkčnost na jediném čipu, decenralizovaná použitelnost, ...
• Mnohé ze složek a principů použitých v tomto čipu nejsou zcela nové, avšak miniaturizace a fyzická integrace různých aspektů na čipu navíc k vyvážení různých komponent vytvářejí komplexní technický problém, který vyžaduje mnoho tvůrčích schopností a úsilí, aby se získaly požadované výsledky.
• Pokrok v živé vědě předcházel v poslední době enormnímu náporu zavádění technologie založené na čipu. Toho bylo dosaženo s použitím pokroku v technologii mikrovýroby zaváděné nejprve v průmyslu mikroelektroniky. Byly tedy vyvinuty dva prostředky: mikrofluidové biočipy v analogii s mikroelektronickým čipem a řady DNA. Tyto dva prostředky hrají důležitou roli pro vývoj a umožnění životaschopné komercializace genomik, objevu léčiv a· • 4 rozvíjení oblastí bio-léčebné/farmaceutické a (prvotní) diagnostiky.
• Biočip (laboratoř na čipu) je podobný prostředku mikrofluidika užívajícímu systém CE. Souvisí s těmi otevřenými slibnými oblastmi genomik a proteinů, avšak nikoli přesně s nimi. Je modifikovaný, aby se aplikoval pro klinické diagnostikování v místě ošetření a pro monitorováni životního prostředí na místě.
Podle toho jsme vyvinuli následující biočip dva v jednom.
- EL biočip: pro testování krevních elektrolytů (EL)
- L biočip pro testování kapalin (L) . Je optimalizován pro monitorování vody, protože voda je základ pro život.
• Je vhodné zde zmínit, že dosažení našich nenákladných EL &L čipů, včetně kdekoli použitelných, by mohlo být výsledkem zaměření se na použití v místě ošetření a zakotvení komercializace do R 8c D práce od samého počátku, při uvážení nepřímého pozitivního . působení na lidské faktory a péči o populaci jako oblíbené přitažlivé pozadí.
• Humánní aspekty našeho biočipu:
- Tento čip dovoluje rychlou diagnózu pro záchranu životů.
- Použitelný kdekoli, pokrývá služby'péče o zdraví do všech míst.
- Monitorování kvality vody je důležité, protože je absolutně nutná pro lidské zdrávi a základem pro život.
Tento čip umožňuje terapeutické sledování pro zajištění spolehlivé léčby.
- Použití čipu pro monitorování vody na místě dovoluje chránit proti propuknutím nemocí pocházejících z vody.
- Nenákladný čip bude dostupný pro pacienty s omezeným příjmem, což zvýší úroveň služeb péče o zdraví pro všechny.
- Tento čip je příznivý pro životní prostředí.
Výhody nového- stavu techniky
Krátké shrnutí:
- Malá velikost, lehká váha, rychlé přesné výsledky, -vyšší výkon, «44H ♦ ♦ ·4
4 · ··
4 4 4· «4 44444 ·· 4 * 4·
4 · 4* * · 4 «44 < 4 4 4» ··· «444 příznivý pro uživatele, nenákladný, žádaný pro mnoho chorob a naléhavých případů, příznivý pro životní prostředí, spolehlivý. Tento čip je malý, příznivý pro uživatele a přístroj je přenosný, nenákladný a poskytnutelný pro většinu uživatelů, což dovolí obecné použití kdekoli.
A. Testování krve na Na a K:
• K použití pro rychlou diagnózu mnoha nemocí, jako je selhání ledvin a srdce, nerovnováha elektrolytů, průjmové onemocnění smrtelné pro děti, chorea, dehydratace, ...
’ Decentralizované použití kdekoli: odlehlá místa, v ambulanci, u lůžka pacienta, v místě ošetření, intenzivní péče, otevřené operace srdce, ...
• Nákladově efektivní a ekonomicky atraktivní.
B. Testování krve na vápník:
- Vápník je nezbytný pro silné kosti a zuby a pro zdraví srdce, svalů a nervů. Hraje.důležitou roli při hojení tkáni a regulaci krevního tlaku a kyselosti. Příjem dostatku vápníku je zejména důležitý v průběhu: menopauzy, těhotenství a kojeni a také pro starší muže i ženy.
- Náš biočip testuje ionizovaný Ca, který je potřebný pro nemoci, jako je:
• křivice (nemoc dětí vyvolaná nedostatkem vitamínu D a slunečního svitu spojená s poškozeným metabolismem vápníku a fosforu) u dětí, • měknutí kostí (abnormální měknutí kostí- způsobené nedostatkem fosforu nebo vápníku nebo vitamínu D) u starších lidi, • osteoporóza (abnormální ztráta kostní tkáně vedoucí, ke křehkým porézním kostem charakteristickým nedostatkem vápníku) u žen, • hypo, nadměrná funkce příštitné žlázy [nepřiměřené vylučováni hormonu příštitné žlázy vedoucí k abnormálně nízkým hladinám vápníku v krvi a nadměrné vylučování hormonu příštitné žlázy, které má za- následek abnormálně vysoké hladiny vápníku v krvi, může negativně ovlivnit mnoho systémů těla (zejména vyvolání resorpce kostí a osteoporózy) ] . ... 6
·*« • · · * • · · • · · · * · *· · φφ ··
Tento biočip proto slouží velkým skupinám lidi: dětem/’ ženám a starším osobám.
C. Testování krve na lithium:
Za normálních okolností není lithium v lidské krvi přítomné nijak významně, ačkoliv se lithium používá široce jako lék pro léčeni psychiatrické nemoci maniodeprese. Pozoruje se, že hodnota terapeutického indexu, což je;poměr mezi toxickou koncentrací a terapeutickou koncentrací, je velmi nízká. Kvůli tomu je kriticky důležité monitorovat koncentraci lithia v pacientově krvi po celou dobu léčby lithiem, aby se chránil proti toxické koncentraci. Toto je terapeutické sledování.
Testování kapalin včetně vody:
Voda je nejobyčejnější kapalina na Zemi a je základ pro život.
- Na celém světě postrádá skoro 1,2 bilionu lidí přístup k neškodné pitné vodě a dvakrát tolik lidi postrádá adekvátní zdravotní péči. Jako výsledek -odhaduje Světová zdravotnická organizace WHO, že 3,4 milionu lidi, většinou dětí, zemře každý rok na nemoc pocházející z vody.
- Dokonce i tam, kde se široce praktikuje úprava vody, vyžaduje se stálé trvalé sledování, aby se chránilo proti vypuknutí nemocí pocházejících z vody.
- V přírodní pitné vodě se považuje rovnováha kationtu (K, Na, Ca a Mg) a aniontu (Cl, S04 a HCO3) za ukazatel vhodnosti použití vody pro člověka. Vysoká koncentrace směsi kationtu a aniontu ovlivňuje negativně chuť pitné vody.
- Voda z vodovodu je korozivní pro potrubní systém- nepříznivě ovlivňovaný koncentracemi vápníku a hořčíku.
- L biočip'' je optimalizovaný pro analýzu vody a umožňuje kontrolovat její vhodnost pro použití jako pitnou nebo pro hygienu. Společně používaná technika pro analýzu vody je iontová chromatografie. Zatímco L biočip používá CE techniku kombinovanou, s detekcí vodivosti, je to schůdná alternativa pro analýzu vody, která se navíc k rychlé separaci, lepšímu výkonu na místě a vyššímu rozlišení těší z výhod miniaturizace-,·’ jak je *
« · » · » » t » i > »·
• 4 *· • · • •
• • • * f 4
♦ 9 * • t «
• • • * •
··· kt* ··
zmíněno výše.
Voda:
Když se zabýváme vodou, může být výhodné, mít o tom krátkou následující průpravu:
- Havní zdroje používané vody jsou povrchová voda a spodní voda.
- 70 % povrchu Země je pokryto vodou. Většina z ni je nepoužitelná mořská voda. Čisté vody je pouze 3 % veškeré vody, 2 % je nedostupné zmrzlé vody v polárním ledu a zbývající 1 % jé dostupná čistá voda.
- Úprava vody se hodně praktikuje, aby se voda z vodovodu zachovala bezpečná pro spotřebu a ochránila se řed vypuknutím nemocí pocházejících z vody. Dobře známé patogens se regulují chlórováním.
- Když je kontaminovaná veřejná dodávka vody, může přenášet infekce, které způsobují vážné fatální nemoci, jako je průjmové onemocněni a cholera.
- Hlavně rozvojové země trpí kvalitou vody. Většinou v těchto zemích se neupravené kanalizační splašky vypouštějí do řek. Obráceně se pak tyto řeky často používají pro pití a osobní hygienu. Použití L biočipu pro monitorování kvality vody umožňuje neškodnou pitnou vodu a bránit se proti nemocen pocházejícím z vody.
- Tvrdá voda: je určená koncentracemi Ca a Mg. Používat tvrdou vodu je problém, protože .vytváří usazenou vrstvu uvnitř trubek a na ohřívacích elementech. Není také vhodná pro mytí mýdlem, protože nepění, nýbrž tvoří precipitáty.
5. Odhalení vynálezu
- Podstata vynálezu:
• Zavedení technologie na bázi čipu umožnilo vědnímu oboru biočipů vyvinout mikrofluidikové biočipy využívající separaci kapilární e-lektroforézou (CE) a ty používat pro analýzu. Od počátku se CE mikrofluidika používá hlavně y oblasti vědy o životě, a to pro nalýzu proteinů, DNA a RNA.
• · · • 44 ·· 4 ·· • * • · 4 · • 4
• · 4 · • • • · 4 4 »
• · ♦ 4 • 4 4 • 4 4 »4
·· frU ·· 4·* 4«
Biočip dva v jednom” (laboratoř na jednom čipu) je podobný CE mikrofluidikovému prostředku, ale není to přesně to samé. Je upravený, aby se aplikoval pro klinickou diagnostiku kdekoli v místě ošetřeni a pro· monitorování životního prostředí na místě.
• Bližší určení:
Pokud se týká systému separace, může se technika CE separace použít pro organické i anorganické substance, protože je vhodná a výhodná pro oboji.
Pokud se týká systému detekce, běžný čip pro vědní obor o životě využívá optickou detekci, protože ta vyhovuje pro organické substance. Avšak v našem případě diagnostikování se většinou zabýváme anorganickými ionty, které se nejlépe testuji za použití detekce vodivosti, protože mnohé z nich se nemohou testovat přímo optickými metodami. Také detekce vodivosti splňuje požadavek pro klinickou diagnózu kdekoli a monitorování na místě.
- CE separace a detekce vodivosti:
» Biočipy dva v jednom používají techniku CE kombinovanou s detekcí vodivosti. Separace iontů CE je založená na migraci změněných složek v elektrolytu +ve kationtů a -ve aniontů pohybujících se v opačných směrech 'za působení zevně aplikovaného elektrického pole.
• . CE je obecně použitelný systém separace umožňující, aby se testovalo velké množství iontů najednou na tomtéž přístroji. Délka separačního.kanálu negativně ovlivňuje účinnost separace a může být asi jeden centimetr pro rychlou separaci.
Použití detekce vodivosti umožňuje mít jednoduchý biočip, který je přívětivý pro uživatele. Je to také neselektivní detekce (nepodobná ISE) vhodná pro decentralizované testování kdekoli v místě ošetřeni, což je rozhodující výsledek pro nás biočip.
• Použitelný prostor uvnitř kapiláry omezuje velikost elektrod. Ta se tak· může vytvořit uložením tenké vodící vrstvy uvnitř kapiláry. Geometrie elektrod měřících vodivost ovlivňuje citlivost.
• Je možné mít bezkontaktní detekci vodivosti, která dovoluje volnost v umístění elektrod větší než v případě použiti kontaktní detekce. Ale to může snižovat rozlišitelnost a citlivost.
- Protiklad sdružení:
Použití CE separace pro vzorky krve obsahující vysokou iontovou koncentraci složek kazí separačni výkon díky výslednému nesouladu mezi vzorkem a původním elektrolytem (BGE). Existují různé pokusy se tohoto problému vyvarovat.
V případě vysoké koncentrace je jednoduchá metoda zředění vzorku. Použití v místě ošetření vyžaduje, aby se automatické zředění udělalo přímo na čipu. To se může udělat za využiti elektroosmotického toku (EOF), aby načerpal a smíchal vzorek s ředidlem.
Jedno alternativní řešení pro uvedený nesoulad je zvýšit koncentraci BGE tím, že se k němu přidá chlorid sodný, který má vhodnou koncentraci.
- L biočip pro monitorováni kvality vody:
• Monitorovat kvalitu pitné vody vyžaduje stanovení jak kationtů^ tak i aniontových složek.
• Hlavní kationty a anionty pitné vody jsou:
Kationty K, Na, Ca a Mg
Anionty Cl, S04 a HCO3 • CE L biočip se může použít pro separaci a detekování jak kationtů +ve iontů, tak. i . aniontů -ve iontů v oddělených CE chodech.
• Kationaktivní ionty se mají separovat komigrací elektrosomotického toku (EOF).
• Aniontová separace vyžaduje převrácení směru EOF. To se může provést separováním v CTAB (cetyltrimethylamonium bromid) obsahujícím BGE. A také převrácením polarity napětí.
• Kationty i anionty mohou být analyzovány v oddělených CE chodech nebo je lze analyzovat současně podle volby. My volíme analýzu v odděleném CE chodu, aby se umožnilo aplikování téhož návrhu hardware L biočipu pro monitorování kvality pitné vody. To znamená, že systém našeho biočipu je všestranný a vhodný pro analýzu odlišných +ve a -ve iontů.
- Stručný popis vyobrazení čipu:
Viz obr. (1)
Biočip dva v jednom je integrovaný prostředek malé velikosti, který má vstup pro krev (nebo kapainu) a má připojvací svorky. Zahrnuje:
(1) Mikrodialyzační membránu pro filtraci krevního séra.
(2) Rozváděči smyčku ve tvaru dvojitého T pro převod krve (nebo kapaliny) do separačních kanálů.
(3) Kapiláry pro elektroforetickou separaci.
(4) Elektrody detektoru vodivosti se sdruženými kontakty a propojovacími kanály.
(5) Připojovací svorky.
Nakonec je tento biočip namontovaný v kazetě (zásobníku) spolu s kotrolnimi prostředky a kalibračním prostředkem.
- Používání vynálezu
T.j. vyrobit biočip dva v jednom a používat ho v příslušných oblastech aplikace.
Shrnutí charakteristik biočipu dva v jednom
Analýza· biočipu dva v jednom nebyla žádný snadný úkol díky odmítání vysoce náročného odborného zaměření, což vytváří komplex technických problémů, které vyžadují velmi mnoho tvůrčích schopností a úsilí, aby se došlo k požadovaným výsledkům.
Tato nová inovace dává systému užívané technologie mimořádné dimenze, které zvyšují hodnotu a rozšiřují oblast aplikací. Proto je patent na náš biočip komplexní a má distinktivní charakteristiky, které zahrnují: obecně použitelnou technologii, mnohostrannou aplikovatelnost a decentralizovanou použitelost.
Obecně použitelná technologie: '
Jakmile bude vyvinuta naše používaná CE technologie, získá se obecně použitelný systém, který může být aplikován pro výrobu podobných čipů pro jiné ionty, á umožní testovat ihned velké množství iontů na tomtéž přístroji.
Mnohostranná aplikovatelnost:
Používání projektu hardware . téhož čipu pro dualitu (která charakterizuje přirozenou vlastnost) a mnohostrannost aplikaci, jako jsou:
Diagnóza krve a monitorování kapaliny, jak analýza kationtů, tak i aniontů, použitelnost uvnitř i mimo klinických laboratoři pro místo ošetření. ...
Úplné pokrytí decentralizované použitelnosti kdekoli:
Systém našeho biocipu může být použit přímo kdekoli a má potenciální vyhlídku vysoké poptávky. Toto je unikátní forma 'úplného pokrytí nesoustředěné použitelnosti jiná než současná používaná forma místa ošetření. Decentralizace je významný požadavek jednadvacátého století.

Claims (6)

  1. Nové prvky ochrany jsou příkladně uvedené v násedujícím:
    •f 1- Nárok č. 1:
    Biočip elektrolytů je biočip aplikující kapilární elektroforézu (CE) kombinovanou s detekcí vodivosti pro testováni krevních elektrolytů draslíku (K), sodíku (Na), vápníku (Ca) a lithia (Li) v krvi. Je to integrovaný prostředek malé velikosti (řekněme 2x1x0,5 cm), který má vstupní otvor pro krev a připojovací svorky.
    Technologie založené na čipech mají mnoho předností. Například, v našem případě je jedna z výhod, použití čipů to, že se může detekce udělat uvnitř čipu. To bude snižovat míru hlučnosti signálu a zvyšovat limity detekce.
    I
    Tento biočip elektrolytů zahrnuje: mikromembránu pro filtraci, kapiláry pro CE separaci, které mají drsnost vnitřního povrchu ± 0,1 μπι, detekční elektrody s přidruženými kontakty a propojovací kanály.
  2. 2- Nárok č. 2:
    Pro separaci elektrolytů, v elektrickém poli budou základnou pro detekci v ústrojném roztoku o malé vodivosti rozdíly migrace jednotlivých iontů. Každý druh iontů má svoji vlastní konkrétní migraci, která se liší od migrace jiných druhů iontů. V elektrickém poli ionty migrují a dosahují detekční elektrody jeden za druhým odděleně. Tímto CE separačnim systémem je možné detekovat a testovat množství iontů. To znamená, že CE separačni systém je všeobecný a schopný testovat množství iontů současně na tomtéž čipu: CE je technika kapilární elektroforézy optimalizovaná pro rychlou deteci požadovaných iontů. /
    Podle nároku 1 využívá tento biočip techniku CE, což je obecný systém schopný testovat velké množství iontů na tomtéž čipu. Toto je jiné než obecně užívaná technika iontově selektivních elektrod (ISE), což je selektivní systém schopný otestovat pouze
    4/ jeden iont.
    Tento biočip se s výhodou používá pro diagnózu a také pro terapeutické sledování, zejména pro místo ošetření. Je šetrný pro uživatele, takže testování může být prováděno dokonce pacientem samotným. Navíc využívá úplnou (surovou) krev, což dovoluje, aby byl použitelný kdekoli, což zvyšuje úroveň služeb péče o zdraví všude.
  3. 3- Nárok č. 3:
    Biočip kapalin je biočip aplikující techniku kapilární elektroforézy (CE) kombinovanou s detekcí vodivosti pro testování kapalin, zejména pro testováni pitné vody:
    Kationty: drasik (K), sodík (Na), vápník (Ca) a hořčík (Mg) a Anionty: chlorid (Cl), síran (SOU a hydrouhličitan (HCO3) .
    Je to integrovaný prostředek malé velikosti (řekněme 2 x 1 x 0,5 cm), který má vstupní otvor pro kapalinu (vodu) a připojovací svorky.
    Biočip kapalin zahrnuje: mikromembránu pro filraci, 'kapiláry pro CE separaci, detekční elektrody se sdruženými kontakty a propojovací kanály.
  4. 4- Nárok č. 4:
    Pro separaci kapalin v elektrickém poli budou základem pro detekci v ústrojném roztoku o malé vodivosti rozdíly migrace jednotlivých iontů. Každý typ iontů má svoji vlastni konkrétní migraci, která se liší od migrace jiného typu iontů. V elektrickém poli ionty migrují a dosahuji detekční, elektrody jednotlivě jeden za druhým. Tímto CE separačním systémem je možné detekovat a testovat velké množství iontů. To< znamená, že CE separační systém je obecný a způsobilý testovat velké množství iontů současně na tomtéž čipu. CE je technika kapilární elektroforézy optimalizovaná pro rychlou detekci požadovaných iontů. Tento biočip kapalin je čip pro monitorováni kapalin životního prostředí na místě, pro monitorováni kvality vody a ochraňování před vypuknutími nemocí pocházejících z vody.
  5. 5- Nárok č. 5
    Podle všech předchozích nároků (1-4) aplikování naší obecné CE techniky, která umožňuje testovat velké množství iontů současně na tomtéž čipu, je nepodobné obecně užívané ISE selektivní technice, která může testovat pouze jeden iont.
  6. 6- Nárok č. 6
    Podle nároků 2 a 4 tento univerzální systém pro mnoho použití biočipu dva v jednom, který umožňuje použití téhož čipového hardware pro velké množství aplikací biočipu elektrolytů a biočipu kapalin. Oba čipy používají totéž hardware, avšak mají odlišná použití, jeden pro testování krve a ten druhý pro monitorování kvality vody.
CZ20080494A 2006-01-19 2006-01-19 Biocip dva v jednom CZ2008494A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EG2006/000003 WO2007082549A1 (en) 2006-01-19 2006-01-19 2-in-1 biochip

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ2008494A3 true CZ2008494A3 (cs) 2008-11-26

Family

ID=38287286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20080494A CZ2008494A3 (cs) 2006-01-19 2006-01-19 Biocip dva v jednom

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20100147688A1 (cs)
CZ (1) CZ2008494A3 (cs)
WO (1) WO2007082549A1 (cs)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ303383B6 (cs) * 2011-01-27 2012-08-22 Vysoké ucení technické v Brne Dvojdimenzionální zpusob izolace a analýzy látek z biologických vzorku

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1038266C2 (nl) * 2010-09-27 2012-03-28 Capilix B V Meetsysteem en werkwijze voor het autonoom meten van een ion-concentratie met microchip capillaire elektroforese.
CN102305824B (zh) * 2011-05-24 2013-05-01 首都医科大学附属北京朝阳医院 一种准确测定血清钾的方法
CN103376319B (zh) * 2013-08-22 2015-08-05 南京师范大学 光子晶体微球液相芯片化学发光法高灵敏度多重检测真菌毒素的方法
CN109923417B (zh) * 2016-09-08 2021-06-08 希米斯保健股份有限公司 诊断系统和方法
US10349589B2 (en) 2016-09-08 2019-07-16 Hemex Health, Inc. Diagnostics systems and methods
WO2018182082A1 (ko) * 2017-03-27 2018-10-04 명지대학교 산학협력단 펌프가 필요 없는 비접촉식 전기전도도 측정 기반 미소유체 칩 등전점 전기영동
KR102169586B1 (ko) * 2018-12-17 2020-10-23 서울대학교산학협력단 칼륨 이온 측정을 위한 스트립 구조체
WO2020264182A1 (en) 2019-06-25 2020-12-30 Hemex Health, Inc. Diagnostics systems and methods

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5449064A (en) * 1994-03-03 1995-09-12 University Of Kansas On-line interface and valve for capillary electophoresis system
US6361671B1 (en) * 1999-01-11 2002-03-26 The Regents Of The University Of California Microfabricated capillary electrophoresis chip and method for simultaneously detecting multiple redox labels
US20030057108A1 (en) * 1999-12-10 2003-03-27 Ramamurthi Sridharan Device and method for accelerated hydration of dry chemical sensors
US7189314B1 (en) * 2002-09-06 2007-03-13 Sensicore, Inc. Method and apparatus for quantitative analysis

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ303383B6 (cs) * 2011-01-27 2012-08-22 Vysoké ucení technické v Brne Dvojdimenzionální zpusob izolace a analýzy látek z biologických vzorku

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007082549A1 (en) 2007-07-26
US20100147688A1 (en) 2010-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ2008494A3 (cs) Biocip dva v jednom
Elmongy et al. Saliva as an alternative specimen to plasma for drug bioanalysis: A review
US10736565B2 (en) Sweat electrolyte loss monitoring devices
US9952199B2 (en) Device and methods of using device for detection of hyperammonemia
Lockwood et al. A diffusion-based and dynamic 3D-printed device that enables parallel in vitro pharmacokinetic profiling of molecules
JP2004340923A (ja) 全血中の分析対象物の計測に対するヘマトクリットの影響を減らす方法ならびに当該方法で有用な試験キット及び試験用品
JP7046138B2 (ja) 改善されたマグネシウムイオン選択膜
Cuartero et al. Thin layer samples controlled by dynamic electrochemistry
RU2658516C2 (ru) Аппарат c матрицей электрохимических датчиков
Amato et al. A novel active-passive sampling approach for measuring time-averaged concentrations of pollutants in water
Khan et al. A new microfluidic-chip device for selective and simultaneous extraction of drugs with various properties
EP3289353A1 (en) Device and methods of using device for detection of hyperammonemia
CN104321645A (zh) 多层凝胶
WO2018071895A1 (en) Autonomous sweat electrolyte loss monitoring devices
Ray et al. Measurement of serum phosphate levels using a mobile sensor
Mamaril et al. Identifying hypocalcemia in dairy cattle by combining 3D printing and paper diagnostics
Maj-Zurawska Clinical findings on human blood with the KONE ISE for Mg2+
Tripoliti et al. KardiaTool: An integrated PoC solution for non-invasive diagnosis and therapy monitoring of heart failure patients
CZ22985U1 (cs) Zařízení pro analýzu krve a monitorování kvality vody
Poboży et al. Determination of dialysate creatinine by micellar electrokinetic chromatography
Ferslew et al. Capillary ion electrophoresis of endogenous anions and anionic adulterants in human urine
WO2018185624A1 (en) Methods and devices for the separation, detection and measurement of molecules in liquid samples
JP2004053401A (ja) ｐＨ電極
Diforti et al. Transforming Renal Diagnosis: Graphene‐Enhanced Lab‐On‐a‐Chip for Multiplexed Kidney Biomarker Detection in Capillary Blood
Bastos et al. Characterization of percutaneous absorption of calcium, magnesium, and potentially toxic elements in two tailored sulfurous therapeutic peloids: a comprehensive in vitro pilot study