CZ306299A3 - Optical disk - Google Patents

Optical disk Download PDF

Info

Publication number
CZ306299A3
CZ306299A3 CZ19993062A CZ306299A CZ306299A3 CZ 306299 A3 CZ306299 A3 CZ 306299A3 CZ 19993062 A CZ19993062 A CZ 19993062A CZ 306299 A CZ306299 A CZ 306299A CZ 306299 A3 CZ306299 A3 CZ 306299A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
disc
analyte
test
sample
sector
Prior art date
Application number
CZ19993062A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Jorma Virtanen
Original Assignee
Burstein Laboratories, Inc.
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 Burstein Laboratories, Inc. filed Critical Burstein Laboratories, Inc.
Priority to CZ19993062A priority Critical patent/CZ306299A3/en
Publication of CZ306299A3 publication Critical patent/CZ306299A3/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00029Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides
    • G01N35/00069Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides whereby the sample substrate is of the bio-disk type, i.e. having the format of an optical disk

Landscapes

  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

Přístroj je tvořen optickým diskemupraveným pro čtení optickýmčtecím zařízenímobsahuje pevní sektorse samostatnými testovacími prostředky pro určení sledovaných hodnot analyzovaného vzorku.Dále obsahuje druhý sektor s řídicími prostředky pro provádění testu a informae o umístění sledovaných hodnot v analyzovanémvzorku, přičemž tento sektorje přístupný čtecími zařízení, kde přítomnost nebo nepřítomnost sledované hodnoty v uvedené oblasti lze určit čtecímzařízenímpomocí řídicích prostředků a informací o umístění. Vzávislosti na povaze testu mlže disk obsahovat prostředky pro uchování kapaliny, prostředky pro přenos kapaliny,jakojejeden nebo více kapilárních kanálků, ventilů, baterií, dialyzačníchjednotek, kolon, filtrů, zdrojů elektrických polí, vodičů nebojiných elektrických propojovacích prostředků,jakojsou kovové povlaky na povrchu apod.The device is made up of an optical disc for reading the optical reader includes a solid sector separate test means for determining the monitored The value of the analyzed sample control means for performing the test and location information of the observed values in the analyzed sample, with this sector is accessible by reading devices where presence or the absence of the observed value in this area can be determined reading equipment using control means and information location. Depending on the nature of the test, the disc may contain fluid storage means, transfer means liquids, one or more capillary channels, valves, batteries, dialysis units, columns, filters, sources electric fields, conductors or other electrical interconnecting means such as metal coatings surface, etc.

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká obecně diagnostických testů a způsobů jejich provádění. Konkrétně se týká součástí diagnostických testů konfigurovaných na kompaktním optickém disku a způsobů jejich použití.The invention relates generally to diagnostic tests and methods for carrying them out. Specifically, it relates to diagnostic test components configured on a compact optical disc and methods of using them.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

V současnosti stále trvá značná potřeba urychlení klinických testů a jejich lacinější a jednodušší provádění. V ideálním případě by měly být pacienti schopni provést v případě potřeby tyto testy sami. Jednou z cest pro splnění tohoto cíle byla miniaturizace a integrace různých operací při testech. V současné době je komerčně dostupná nebo ve stadiu vývoje celá řada testů založených na biočipech (nazývají se tak, protože některé z nich se vyrábějí fotolitografíckými způsoby na křemíkových čipech. Ve všech těchto přístupech je nutný odečítací přístroj a počítač.There is still a considerable need to accelerate clinical trials and make them cheaper and easier to perform. Ideally, patients should be able to perform these tests themselves if necessary. One way to achieve this was to miniaturize and integrate various test operations. At present, a number of biochip-based tests are commercially available or under development (some are called because some of them are produced by photolithographic methods on silicon chips. In all of these approaches, a reader and computer are required).

Dostupné jsou rovněž kazety ve tvaru disku používané pro klinické testování ve spojení se spektrometrií v ultrafialové a viditelné oblasti. US patent No. 5,122,284 popisuje rotor centrifugy, který obsahuje řadu vzájemně propojených komůrek na kapalinu připojených k velkému množství kyvet. Rotor je upraven tak, aby byl použitelný ve spojení s běžnou laboratorní centrifugou a je vyroben z materiálů, které umožňují fotometrickou detekci výsledků testů provedených v reakčních kyvetách. Byl popsán velký počet konfigurací rotoru a příbuzných zařízení pro stejné nebo podobné typy analýz, viz například US patenty 5,472,603; 5,173,193; 5,061,381; 5,304,348; 5,518,930; 5,457,053; 5,409,665; 5,160,702; 5,173,262; 5,409,665;Disc-shaped cassettes used for clinical testing in conjunction with ultraviolet and visible spectroscopy are also available. U.S. Pat. No. 5,122,284 discloses a centrifuge rotor comprising a plurality of interconnected liquid chambers connected to a plurality of cuvettes. The rotor is adapted to be usable in conjunction with a conventional laboratory centrifuge and is made of materials that allow photometric detection of test results performed in reaction cuvettes. A large number of rotor configurations and related devices have been described for the same or similar types of assays, see for example US Patents 5,472,603; 5,173,193; 5,061,381; 5,304,348; 5,518,930; 5,457,053; 5,409,665; 5,160,702; 5,173,262; 5,409,665;

- 2 · ··« · · ♦ • ··· ·♦♦ • · *· ·«- 2 · · ♦ · * * * * * *

5,591,643; 5,186,844; 5,122,284; 5,242,606; a tam uvedené patenty. Lyofilizovaná činidla použitelná v těchto systémech se popisují v US patentu 5,413,732.5,591,643; 5,186,844; 5,122,284; 5,242,606; and patents cited therein. Lyophilized agents useful in these systems are described in US Patent 5,413,732.

Principy centrifugačního analyzátoru byly upraveny na disk, který lze použít v přístroji podobném mechanice CD (Mian a další, přihláška WO 97/21090). Mian popisuje modifikovanou mechaniku CD (CD-drive) s dvojí funkcí: 1. používá se pro čtení informací uložených na disku, a 2. používá se pro otáčení disku. V tomto pramenu se však neuvádí využití schopnosti čtení mechaniky CD pro analýzu io skutečných testů.The principles of the centrifugal analyzer have been adapted to a disc that can be used in a CD-like device (Mian et al., WO 97/21090). Mian describes a modified dual-function CD (CD-drive) drive: 1. used to read information stored on the disc, and 2. used to rotate the disc. However, the use of the CD reading capability for analysis and actual tests is not mentioned in this source.

Bez ohledu na pokrok dosažený v poslední době zůstává potřeba jednodušší konfigurace testu, při které se testy provádějí rychle, účinně, přesně a s nízkými náklady. Předkládaný vynález kombinuje diagnostické testy s technologií počítačů a kompaktních disků. V nejvýhodnějším provedení je jediným nezbytným přístrojem počítač se čtecím zařízením kompaktních disků. Veškeré chemické reakce se provádějí uvnitř kompaktního disku, který může být označen jako integrovaný biokompaktní disk (integrated biocompact disk, IBCD). Na stejném kompaktním disku je také kódován software, tj.Regardless of recent progress, there remains a need for a simpler test configuration that performs tests quickly, efficiently, accurately and at low cost. The present invention combines diagnostic tests with computer technology and compact disc technology. In a most preferred embodiment, the only necessary device is a computer with a CD reader. All chemical reactions are performed inside a compact disc, which may be referred to as an integrated biocompact disc (IBCD). Software is also encoded on the same CD.

strojově čitelné instrukční a řídící informace, které poskytují instrukce pro počítač před, v průběhu a po testu.machine-readable instruction and control information that provides instructions to the computer before, during, and after the test.

Disky CD nebo DVD představují nejekonomičtější a v mnoha ohledech nejlepší média pro skladování informací. Je třeba uvést, že CD a DVD jsou běžně používané zkratky, které se mohou v budoucnosti změnit, i když využívaná základní technologie zůstane v podstatě stejná. Mechanika CD nebo DVD je v řadě ohledů ekvivalentní skanovacímu konfokálnímu mikroskopu. Současně jsou tyto přístroje srovnatelné s dobrými centrifugami, protože v komerčních mechanikách je frekvence otáčení mezi 200 aCDs or DVDs are the most economical and in many ways the best media for information storage. It should be noted that CDs and DVDs are commonly used abbreviations that may change in the future, even if the underlying technology used remains essentially the same. The CD or DVD drive is equivalent in many respects to a scanning confocal microscope. At the same time, these devices are comparable to good centrifuges because in commercial drives the rotation speed is between 200 and

12 000 ot/min a může být v určitém rozmezí nastavena. Kombinace těchto tří vlastností do stejného analytického systému vede ke většímu12,000 rpm and can be adjusted within a certain range. Combining these three properties into the same analytical system leads to greater

A · I* A · · · A · • AA«« · · · ··* ···A · I * A · A · AA «« · *

AAAA AA AAAAAA AA AA

AA AA AAA AA* AA AAAA * AA AA * AA AA

-3zjednodušení ve srovnání s jakoukoli jinou analytickou technikou. Výkonnost je však srovnatelná nebo lepší než u většiny konkurenčních metod. Ačkoliv tento vynález vyžaduje mírně modifikované mechaniky CD nebo DVD, je možné zavést tyto změny do komerčních mechanik.-3simplification compared to any other analytical technique. However, performance is comparable or better than most competing methods. Although the present invention requires slightly modified CD or DVD drives, it is possible to introduce these changes into commercial drives.

To umožní péči o pacienta mimo nemocnici (Point-Of-Patient-Care, POPC) a domácí použití tohoto vynálezu. Použití mechanik CD nebo DVD umožní přesnou digitální analýzu jakéhokoli vzorku bez jakéhokoliv specifického analytického vybavení.This will allow Point-Of-Patient-Care (POPC) care and home use of the invention. The use of CD or DVD drives enables accurate digital analysis of any sample without any specific analytical equipment.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Jedno provedení vynálezu je zaměřeno na optický disk, který je upravený pro čtení optickým čtecím zařízením, který obsahuje první sektor obsahující v podstatě soběstačné prostředky testu pro navázání analytu, o kterém se předpokládá, že bude přítomen ve vzorku, na i5 alespoň jednu předem určenou oblast v prvním sektoru, a popřípadě druhý sektor obsahující řídící prostředky pro provádění testu a informace o umístění analytu týkající se jednoho nebo více analytů, o kterých se předpokládá, že budou přítomny ve vzorku, který je přístupný čtecímu zařízení, přičemž přítomnost nebo nepřítomnost analytu v uvedeném místě může být určena čtecím zařízením pomocí řídících prostředků a informací o umístění. V závislosti na povaze testu může disk obsahovat prostředky pro uchováni kapaliny, prostředky pro přenos kapaliny jako jsou jedno nebo více kapilárních kanálků, ventilů, baterií, dialyzačních zařízení, kolon, filtrů, zdrojů elektrických polí, vodičů nebo jiných prostředků pro vedení elektřiny jako jsou kovy uložené na povrchu apod.One embodiment of the invention is directed to an optical disc that is adapted to be read by an optical reading device that comprises a first sector comprising substantially self-sustaining analyte binding means believed to be present in the sample to at least one predetermined region in the first sector, and optionally a second sector comprising assay control means and analyte location information relating to one or more analytes that are believed to be present in a sample accessible to the reader, the presence or absence of the analyte in said sector The location may be determined by the reader by means of control means and location information. Depending on the nature of the assay, the disc may include fluid storage means, fluid transfer means such as one or more capillary channels, valves, batteries, dialysis devices, columns, filters, electric field sources, conductors, or other electrical conduction means such as metals stored on the surface, etc.

Disk může obsahovat jeden nebo více vstupů pro vzorky pro dodání kapalného vzorku do oblasti testu. Tyto vstupy, pokud jsou přítomny, jsou s výhodou uzavíratelné, takže po nanesení vzorku na disk tvoří uzavřený disk včetně vzorku hermeticky uzavřený prvek, seThe disc may include one or more sample ports for delivering a liquid sample to the test area. These inputs, if present, are preferably closable so that upon application of the sample onto the disc, a closed disc, including the sample, forms a hermetically sealed element.

-4 • ·9-4 • · 9

9 9 99 9 9

99 «·9 ··· « · » 9 •99 999 • 9 ·9 kterým může být pohodlně manipulováno běžnými způsoby nebo jinými mechanismy pro zacházení s biologickým odpadem. Testovací sektor na disku je také vhodně rozdělen do různých pododdělení pro přípravu vzorku a oddělování analytu. Je také možno pohodlně zařadit pododdělení pro jímání odpadu. Testovací sektor může být rozdělen do většího množství pododdělení, z nichž každé přijme vzorek. Každé takové pododdělení může analyzovat jeden nebo více analytů v závislosti na konkrétní použité aplikaci.99 · 99 999 • 9 · 9 which can be conveniently handled by conventional methods or other mechanisms for handling bio-waste. The test sector on the disk is also suitably divided into different sub-compartments for sample preparation and analyte separation. It is also possible to conveniently include a waste collection sub-compartment. The test sector can be divided into a number of subdivisions, each of which receives a sample. Each such subdivision may analyze one or more analytes depending on the particular application used.

Další provedení vynálezu se zaměřuje na přístroj pro provádění io testů obsahující optický disk, čtecí zařízení disku a informační procesor, kde disk obsahuje první sektor obsahující v podstatě samostatné testovací prostředky pro lokalizaci analytu, o kterém se předpokládá, že bude přítomen ve vzorku, do alespoň jedné předem určené oblasti v prvním sektoru a popřípadě druhý sektor, který obsahuje kontrolní informace pro provádění testu a informace o umístění analytu týkající se jednoho nebo více analytů, o kterých se předpokládá, že budou přítomny ve vzorku, přístupný čtecímu zařízení a zpracovatelný informačním procesorem, přičemž disk je upraven pro odečítání čtecím zařízením a informační procesor je upraven pro stanovení přítomnosti nebo nepřítomnosti analytu v uvedeném místě použitím kontrolních informací a informací o umístění. Přístroj může obsahovat čtecí zařízení vybavené čtecím zařízením CD-ROM nebo DVD a informačním procesorem, kterým může být osobní počítač.Another embodiment of the invention is directed to a test apparatus comprising an optical disc, a disc reader, and an information processor, wherein the disc comprises a first sector comprising substantially separate test means for locating an analyte that is believed to be present in the sample to at least one predetermined area in the first sector, and optionally a second sector containing control information for carrying out the assay and analyte location information relating to one or more analytes which are expected to be present in the sample, accessible to the reader and processable by the information processor, wherein the disc is adapted to be read by a reader and the information processor is adapted to determine the presence or absence of the analyte at said location using control and location information. The apparatus may comprise a reader equipped with a CD-ROM or DVD reader and an information processor, which may be a personal computer.

Dalším předmětem vynálezu je optický disk, který je upravený pro odečítání čtecím zařízením CD-ROM nebo DVD, obsahující v podstatě samostatné testovací prostředky na disku pro lokalizaci analytu, o kterém se předpokládá, že bude přítomen ve vzorku, na alespoň jednu předem určenou oblast na disku a v uvedené oblasti prostředky pro detekci přítomnosti nebo nepřítomnosti analytu čtecím zařízením CD-ROM nebo DVD.Another object of the invention is an optical disc that is adapted to be read by a CD-ROM or DVD reader comprising substantially separate test means on an analyte localization disc that is believed to be present in the sample for at least one predetermined area on the a disc and, in said area, means for detecting the presence or absence of the analyte by a CD-ROM or DVD reader.

-5• » ·· • · 4 ·-5 • »·· · 4 ·

4# ·4 # ·

4· ·· ·4 · ·· ·

· «· «

• 4 444 « 4 4 4 •«4 444 • · ·· 44• 4,444 «4 4 4 •« 4,444 • · ·· 44

Podrobný popis vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Celkové schematické znázornění integrovaného biokompaktního disku (IBCD) je ukázáno na obr. 1. Disk (biokompaktní disk, BCD) může mít jakýkoli tvar a velikost. Pro nejpraktičtější použití má kruhový tvar o průměru 10 až 1000 mm, nejvýhodněji 20 až 200 mm a tloušťku 0,1 až 20 mm, nejvýhodněji 0,5 až 3 mm. Disk 10 obsahuje dva sektory: testovací oblast H a oblast software 12. Ve středu je vytvořen otvor 13 pro umístění ve čtecí mechanice kompaktních disků. Software pro řízení testu může být na odděleném disku. Je však výhodné, aby byl software na disku spolu s testem pro konkrétní analyt nebo analyty pro minimalizaci příležitosti lidské chyby při provádění testů. Možné součásti a jednotkové operace na IBCD jsou uvedeny v následujícím popisu. Disk se otáčí v běžných čtecích mechanikách CD-ROM nebo DVD typicky rychlostí až 16 000 ot/min. Ve všech čtecích mechanikách CD-ROM a DVD je rychlost v určitých mezích nastavitelná (200 až 16 000 ot/min. Pro některé operace však může být výhodné používat různých rychlostí otáčení, například 1000 až 10 000 ot/min a nejvýhodněji 2000 až 5000 ot/min. Pro jakýkoli konkrétní test určuje režim otáčení v průběhu analýzy řídící software. Tento režim rychlosti a časování, včetně časů, ve kterých k otáčení nedochází pro umožnění inkubace, elektroforézy, izoelektrické fokusace apod., je řízen pro přivádění činidel a vzorku do příslušných míst v oblasti testování podle testovacího protokolu. Dostupné rychlosti otáčení umožňují dosažení významné centrifugační síly, která může být použita pro pohyb kapalin. Dalším energetickým zdrojem, který může být snadno v discích IBCD využit, je chemická energie. Nejvhodnější forma chemické energie se uvolňuje z baterie ve formě elektrické energie. Mechanická a chemická energie umožňuje funkci mnoha druhů zařízení. Důležité složky IBCD mohou obsahovat jednu nebo více z následujících složek. Kapiláry, zásobníky, filtry, dialyzační membrány, chromatografické kolony, elektroforetické gely, ventily, jakékoli mikromechanické nebo elektronické součástky včetně mikroprocesorů, elektrod, zvláštěAn overall schematic representation of the integrated biocompact disc (IBCD) is shown in Figure 1. The disc (biocompact disc, BCD) can be of any shape and size. For most practical applications, it has a circular shape with a diameter of 10 to 1000 mm, most preferably 20 to 200 mm and a thickness of 0.1 to 20 mm, most preferably 0.5 to 3 mm. The disc 10 comprises two sectors: a test area H and a software area 12. A hole 13 is provided in the center for placement in the CD reader. The test management software may be on a separate disk. However, it is preferred that the software be on disk together with a test for a particular analyte or analytes to minimize the opportunity for human error in the tests. Possible components and unit operations on the IBCD are described below. The disc rotates in conventional CD-ROM or DVD readers typically at a speed of up to 16,000 rpm. In all CD-ROM and DVD readers, the speed is adjustable within certain limits (200 to 16,000 rpm. However, for some operations it may be advantageous to use different rotational speeds, for example 1000 to 10,000 rpm and most preferably 2000 to 5000 rpm. For any particular test, the control software determines the mode of rotation during analysis The rate and timing mode, including times at which rotation is not allowed to allow incubation, electrophoresis, isoelectric focusing, etc., is controlled to deliver reagents and sample to the appropriate assay. The available rotation speeds allow significant centrifugal force to be used to move liquids, and another energy source that can easily be used in IBCDs is chemical energy. in the form of electric en Mechanical and chemical energy allow the operation of many types of equipment Important components of IBCDs may contain one or more of the following components. Capillaries, reservoirs, filters, dialysis membranes, chromatographic columns, electrophoretic gels, valves, any micromechanical or electronic components including microprocessors, electrodes, in particular

-6 0 ··-6 0 ··

0 0 • 0 0 00 0 0 0 0

0000

000 000 • 0 0 ·0 000 enzymatických elektrod, kyvet a prvků testů. Tyto složky umožňují provádění následujících jednotlivých operací: centrifugace, filtrace, přenos kapalin, míšení kapalin, dialýza, separace na koloně, zahřívání, ochlazování, elektrokonvekce, elektroforéza a detekce analytu a její indikace.000 000 • 0 0 · 0 000 enzymatic electrodes, cells and test elements. These components allow the following individual operations to be performed: centrifugation, filtration, liquid transfer, liquid mixing, dialysis, column separation, heating, cooling, electro-convection, electrophoresis and analyte detection and indication.

IBCD se vhodně vyrábí ze dvou kusů obsahujících horní a dolní poloviny. Dolní polovina může obsahovat téměř všechny součástky, zatímco horní polovina může být plochý kryt obsahující pouze malé množství součástek, jako jsou elektrody a vodiče. Počet vrstev io u tohoto vynálezu může být více než dvě a mnoho součástek může být vyrobeno předem jako moduly. Zvláště zásobníky na činidla, sestavy kyvet, kolony, mikromechanické součástky, světelné zdroje a mikroprocesory se s výhodou sestavují ve formě modulů. Různé prvky je možno vylisovat do měkké plastické hmoty. Různé složky je možno lepit buď působením teploty nebo za vytvrzení pomocí ultrafialového záření, spojit tavením, připojit ke komplementárním mechanickým prvkům, mechanicky upevnit nebo jednoduše uzavřít do větší součástky. Některé oblasti mohou být ošetřeny například amoniakální plazmou, aby se staly hydrofilní. Na povrch je možno dále působit různými molekulami, které způsobují inertnost povrchu nebo mu alternativně propůjčují specifické absorpční vlastnosti. Obecnou metodou pro ošetření povrchů je silylace (Virtanen, J. A., Kinnunen, P.The IBCD is conveniently made of two pieces containing upper and lower halves. The lower half may comprise almost all of the components, while the upper half may be a flat housing containing only a small number of components, such as electrodes and conductors. The number of layers 10 of the present invention may be more than two, and many components may be pre-fabricated as modules. In particular, reagent containers, cuvette assemblies, columns, micromechanical components, light sources and microprocessors are preferably assembled in the form of modules. The various elements can be molded into soft plastic. The various components can be glued either by heat treatment or UV-curing, melted, bonded to complementary mechanical elements, mechanically fastened or simply sealed into a larger component. For example, some regions may be treated with ammoniacal plasma to render them hydrophilic. The surface may further be treated with various molecules that render the surface inert or alternatively impart specific absorption properties to the surface. The general method for treating surfaces is silylation (Virtanen, J.A., Kinnunen, P.

K. J. a Kulo, A., „Organositanes and their hydrolytic polymers as surface treatment agents for use in chromatography and electronics“,K.J. and Kulo, A., 'Organositanes and their hydrolytic polymers as surface treatment agents for use in chromatography and electronics',

USP 4,756,971). Kovalentní navázání detergentů sníží adsorpci proteinů jako je albumin a sníží také adsorpci rozpustných proteinů. Kovové elektrody a vodiče mohou být napařeny na požadované oblasti. Pro lokalizaci ošetření plazmou nebo ukládání kovů může být použito masek nebo rezistů. Kapilární kanálky a prostory pro skladování a zadržování kapalin mohou být vyrobeny na optických discích nebo vytvořeny chemickými prostředky nebo vstřikováním do formy. Jak je ukázáno na obr. 2, testovací sektor může obsahovat « 4 ·· « · · · 4 · «4··· · 4 4··· 444 • · · · · · · · ·· ·· ··· ··· 4· ··USP 4,756,971). Covalent binding of detergents will reduce the adsorption of proteins such as albumin and will also reduce the adsorption of soluble proteins. The metal electrodes and conductors can be steamed to the desired areas. Masks or resists can be used to localize plasma treatment or metal deposition. Capillary channels and fluid storage and containment spaces may be made on optical discs or formed by chemical means or injection molding. As shown in Fig. 2, the test sector may comprise a " 4 " " 4 " 444 " 444 " ·· 4 · ··

-7otvor pro vstup vzorku 14. Otvor pro vstup vzorku může být s výhodou uzavřen, takže je účinně uzavřen disk s výjimkou nutné ventilace pro umožnění průtoku kapaliny pro ochranu před jakýmkoli biologickým rizikem. Různými způsoby, například centrifugační silou a podobnými v oboru známými prostředky se odměří část vzorku do místa přípravy vzorku 15, které může obsahovat činidla apod. pro provedení testu. Alternativně nebo spolu s činidly, které již byla přítomna v oddílu pro přípravu vzorku, může být přítomen zásobník činidel 16. který podle potřeby dávkuje nutná činidla ve správném pořadí do oddílu pro io přípravu vzorku. Další podrobnosti zásobníku na reagencie jsou ukázány na obr. 9. Může být nutné oddělit analyt od vzorku, alespoň z části, což je možno provést v oddělení separace vzorku, který je obecně označen jako 17. Jestliže je pro separaci potřebná elektrická energie, je přítomna baterie 18. Další podrobnosti konstrukce baterie jsou ukázány na obr. 5 a budou popsány níže. Výsledný vzorek se potom převede do místa testu 19. Ve výhodném provedení vynálezu obsahuje testovací místo testovací prvek, který se podrobněji popisuje dále. Analyt se váže, pokud je přítomen ve vzorku, na předem určené místo na disku, a přítomnost analytu je detekována čtecím zařízením z informace, která identifikuje konkrétní analyt podle místa, na které je navázán. Prostor označený jako odpad je vytvořen pro jímání přebytku činidel nebo vzorku, který překročí odměřená množství pro použití v testu, a různá oddělení a kanálky pro převod kapaliny jsou příslušně odvětrány pro umožnění průtoku kapaliny povrchem testovacího sektoru.The sample inlet aperture 14. The sample inlet aperture may preferably be closed so that the disc is effectively closed except for the necessary ventilation to allow fluid to flow to protect against any biological hazard. By means of various methods, for example centrifugation force and similar means known in the art, a portion of the sample is metered into the sample preparation site 15, which may contain reagents and the like to perform the assay. Alternatively or together with reagents already present in the sample preparation compartment, a reagent reservoir 16 may be present which, as necessary, dispenses the necessary reagents in the correct order into the sample preparation compartment. Further details of the reagent container are shown in Figure 9. It may be necessary to separate the analyte from the sample, at least in part, as may be done in the sample separation compartment, generally designated 17. If electrical energy is required for separation, 18. Further details of the battery structure are shown in Fig. 5 and will be described below. The resulting sample is then transferred to a test site 19. In a preferred embodiment of the invention, the test site comprises a test element as described in more detail below. The analyte binds, if present in the sample, to a predetermined location on the disk, and the presence of the analyte is detected by a reader from information that identifies a particular analyte by the location to which it is bound. The space designated waste is designed to collect excess reagents or sample that exceeds the measured amounts for use in the test, and the various compartments and fluid transfer channels are vented to allow liquid to flow through the test sector surface.

V jednom provedení vynálezu může být přítomno větší množství testovacích sektorů 21_, 22, 23 atd., jak je ukázáno na obr. 3, přičemž každý sektor je spojen s individuálním vstupním otvorem pro vzorek 24, 25, popřípadě 26. Každý sektor pracuje v podstatě tak, jak bylo popsáno výše, i když současně mohou být v jednotlivých sektorech prováděny různé testy, buď pro více analytů nebo více pacientů. Podrobnosti konkrétního sektoru jsou podrobněji ukázány na obr. 4,In one embodiment of the invention, a plurality of test sectors 21, 22, 23, etc. may be present, as shown in Fig. 3, each sector being connected to an individual sample inlet port 24, 25 or 26. Each sector operates substantially as described above, although different assays may be performed in different sectors, either for multiple analytes or multiple patients simultaneously. Sector-specific details are shown in more detail in Figure 4,

-8• · ·· • · * · • · ♦ · «· ·· • φ · · ··♦ ··« • · · ·· ·· ·· kde jsou označeny různé možné součástky stejnými čísly, která byla použita v předcházejícím popisu.-8 kde kde kde kde kde kde kde kde kde kde kde kde kde kde kde kde kde kde kde kde kde kde kde kde kde kde kde kde kde kde kde kde kde kde above.

SoučástkyComponent

Jak je ukázáno na obr. 5, může být přítomna baterie, která je složena jednoduše ze dvou kovových vrstev jako například mědi a zinku, které jsou v dolní, popřípadě horní polovině. Při skladování jsou odděleny vzduchem. Když se disk otáčí, prostor mezi těmito dvěma kovy se naplní zředěnou minerální kyselinou v závislosti na io povaze kovových elektrod. V případě mědi a zinku může jít o zředěnou kyselinu sírovou, která obsahuje ionty mědi a aktivuje baterii. Tato baterie vytváří napětí 1,5 V pouze přibližně jednu hodinu. To je však pro ukončení analýzy více než dostačující. Baterie s delší životností mohou být vyrobeny v případě potřeby z jiných materiálů nebo tlustějších kovových vrstev. Je důležité, že přítok vody do prostoru mezi kovovými vrstvami baterii deaktivuje. Cyklus aktivace a deaktivace může být několikrát opakován. V případě potřeby je možno seskupit několik baterií do série pro zvýšení napětí. Do obvodu mohou být zařazeny například fotodiody. V tomto případě dostane počítač řídící průběh testu informace o aktivních obvodech. Je také možno použít miniaturizovanou hotovou baterii, která se aktivuje uzavřením elektrického obvodu roztokem solí, například chloridu sodného.As shown in Fig. 5, a battery may be present which is simply composed of two metal layers such as copper and zinc, which are in the lower and upper half, respectively. They are separated by air during storage. When the disc is rotated, the space between the two metals is filled with dilute mineral acid depending on the nature of the metal electrodes. In the case of copper and zinc, it can be diluted sulfuric acid, which contains copper ions and activates the battery. This battery produces a voltage of 1.5 V for only about one hour. However, this is more than enough to complete the analysis. Longer-lasting batteries can be made from other materials or thicker metal layers if needed. It is important that water inflow into the space between the metal layers deactivates the battery. The activation and deactivation cycle can be repeated several times. If necessary, it is possible to group several batteries in series to increase the voltage. For example, photodiodes can be included in the circuit. In this case, the computer controlling the test run receives information about the active circuits. It is also possible to use a miniaturized finished battery which is activated by closing the electrical circuit with a salt solution, for example sodium chloride.

Pro přenos kapaliny a vzduchu se s výhodou používají kapiláry. V kapilárách mohou být také skladovány velmi malé objemy kapaliny.Capillaries are preferably used for liquid and air transfer. Very small volumes of liquid can also be stored in capillaries.

Kapiláry obsahující vzduch jsou s výhodou hydrofobní, zatímco kapiláry, které přicházejí do styku s vodou, jsou hydrofilní. Podle potřeby mohou mít kapiláry kruhový nebo pravoúhlý průřez. Typické hloubky jsou mezi 10 pm a 500 pm, zatímco šířky jsou mezi 50 pm a 2 mm. Vzduchové kapiláry používají větších průměrů pro zabránění vytvoření jakéhokoliv tlakového gradientu, pokud se nepožaduje jinak. Rychlost průtoku závisí na frekvenci otáčení disku IBCD, rozměrechAir-containing capillaries are preferably hydrophobic, while capillaries that come into contact with water are hydrophilic. If desired, the capillaries may have a circular or rectangular cross-section. Typical depths are between 10 µm and 500 µm, while the widths are between 50 µm and 2 mm. Air capillaries use larger diameters to prevent the formation of any pressure gradient unless otherwise required. The flow rate depends on the rotation speed of the IBCD, the dimensions

··* • · 9 · *·· 999 • 9 99 9 9 999 9 9

9·9 99 ·« kapiláry a viskozitě a hustotě kapaliny. Fyzikální vlastnosti kapaliny jsou určovány testem a rychlost otáčení je omezena na určitý rozsah čtecí mechanikou CD-ROM nebo DVD. Rozměry kapiláry se tedy používají pro nastavení rychlosti přenosu kapaliny. Kapilární kanálky mohou být opatřeny zúženými místy, tj. omezením průřezu kapiláry, pro řízení rychlosti kapaliny podle potřeby. Ke stejnému účelu je možno využít hydrofilnosti a hydrofobnosti.9 · 9 99 · «capillaries and liquid viscosity and density. The physical properties of the liquid are determined by the test and the rotation speed is limited to a certain extent by a CD-ROM or DVD reader. Thus, the capillary dimensions are used to adjust the liquid transfer rate. The capillary ducts may be provided with constricted locations, i.e., a capillary cross-sectional restriction, to control fluid velocity as desired. Hydrophilicity and hydrophobicity can be used for the same purpose.

Přesné rozměry kapilární sítě a komůrek mohou být navrženy použitím Navier-Stokesovy rovnice:The exact dimensions of the capillary network and chambers can be designed using the Navier-Stokes equation:

io pv ~ pb - Vp + pV2v kde p je hustota, p je tlak, v je rychlost, b je molekulární silové pole, μ je viskozita a V je diferenciální operátor del (Mase, Continuum Mechanice, McGraw-Hill, 1970). Tlak je skalární pole, zatímco v a b jsou vektorová pole. Pro komplikované geometrické tvary je dostupný pro řešení Navier-Stokesovy rovnice komerční počítačový software.io pv ~ pb - Vp + pV 2 v where p is density, p is pressure, v is velocity, b is molecular force field, μ is viscosity and V is differential operator del (Mase, Continuum Mechanics, McGraw-Hill, 1970) . Pressure is a scalar field, while v and b are vector fields. For complicated geometric shapes, commercial computer software is available to solve the Navier-Stokes equation.

Zásobníky nebo oddělení vytvořené na disku se používají pro vstup vzorku, pro uchovávání činidel, pro provádění reakcí a pro jímání odpadu. Jejich hloubka je přibližně 1 až 2000 pm, s výhodou přibližně 10 až 800 pm a mohou mít jakýkoli možný tvar, ačkoliv 20 kruhové nebo pravoúhlé průřezy jsou výhodné. Oddělení mají hydrofilní úpravu kromě jednoho konce zásobníku na odpad, ve kterém je umístěna kapilára na vzduch, která je hydrofobní. Reakční oddělení mohou být vytvořena s elektrodami pro zahřívání, elektrokonvekci nebo elektrochemické účely. Elektrodami jsou s výhodou napařené filmy zlata. Oddělení mohou být také opatřena ventily, které jsou řízeny elektricky nebo chemicky, jak bude popsáno dále. Zásobníky mohou být potažené kovem, s výhodou zlatém, pro zabránění pronikání vody do plastické hmoty. Činidla mohou být také předem zabalena do kazet, které jsou ve skutečnosti nepropustné. Tyto kazety mohou být v průběhu skladování v uzavřeném stavu a otevírají se ručně propíchnutím nebo otevřením ventilu nebo zátky při umístění · 99 9 · · 9 9 · • 9 9 · 9 9 · * ··· 999The cartridges or compartments formed on the disk are used for sample entry, reagent storage, reactions, and waste collection. Their depth is about 1 to 2000 µm, preferably about 10 to 800 µm, and can have any possible shape, although 20 circular or rectangular cross-sections are preferred. The compartments have a hydrophilic treatment in addition to one end of the waste container in which the air capillary is located, which is hydrophobic. Reaction compartments may be formed with electrodes for heating, electro-convection or electrochemical purposes. The electrodes are preferably steam-deposited gold films. The compartments may also be provided with valves which are controlled electrically or chemically as described below. The containers may be coated with a metal, preferably gold, to prevent water from penetrating into the plastic. The reagents may also be pre-packaged in cartridges that are actually impermeable. These cartridges may be closed during storage and opened manually by piercing or opening the valve or stopper when in place · 99 9 · · 9 9 · • 9 9 · 9 9 · * ··· 999

9999 · * *9 *9 99 999 ·9· 99 999999 · * * 9 * 9 99,999 · 9 · 99,99

- 10kazety se vzorkem do disku. Otevření kazety může být také provedeno centrifugační silou, když se začne disk IBCD otáčet. V každém případě se počítačovým řízením pomocí čtecí mechaniky CD nebo DVD udržuje příslušný průtok kapaliny při testu.- 10 sample cassettes in the disc. The cartridge can also be opened by centrifugal force when the IBCD starts to rotate. In any case, the appropriate fluid flow during the test is maintained by computer control using a CD or DVD reader.

Průtok kapaliny při testu může být monitorován použitím odrazného prvku. Odrazný prvek využívá laseru, který je součástí čtecí mechaniky CD nebo DVD a skutečnosti, že i když je kapalina průhledná, její index odrazu je významně odlišný od vzduchu. Laserový paprsek se tedy v přítomnosti vzduchu odráží zpět do io čtecího zařízení CD nebo DVD a v přítomnosti kapaliny se odráží jiným směrem nebo naopak. Dalším způsobem monitorování průtoku kapaliny je použití aktivního zdroje světla, jako je LED nebo polovodičový laser. Takový zdroj světla může být napájen přítomností elektricky vodivé kapaliny, jako je plazma nebo pufr, které způsobí uzavření elektrického obvodu.The fluid flow rate of the test can be monitored using a reflector. The reflector uses a laser that is part of a CD or DVD reader and the fact that, although the liquid is transparent, its reflection index is significantly different from air. Thus, in the presence of air, the laser beam is reflected back into the CD or DVD reader and in the presence of the liquid it is reflected in another direction or vice versa. Another way to monitor fluid flow is to use an active light source such as an LED or semiconductor laser. Such a light source may be powered by the presence of an electrically conductive liquid, such as plasma or buffer, which causes the electrical circuit to close.

Pro přenos informací z IBCD na čtecí zařízení CD nebo DVD a do počítače může být použit displej z tekutých krystalů (LC). LC displej může mít velké množství pixelů, které odrážejí světlo, pokud je vložen na LC film potenciál. Tyto pixely mohou být například organizované do přímky tak, že na jednom konci je zapotřebí pro odraz světla nízký potenciál, zatímco na druhém konci musí být pro dosažení stejného výsledku potenciál podstatně vyšší. Mechaniky CD nebo DVD jsou schopny lokalizovat odrážející pixely a může být tedy měřen potenciál v obvodu. Změna potenciálu může být způsobena elektrochemickým procesem v některé z elektrochemických cel. Například elektroda potažená cholesteroloxidázou bude tvořit peroxid vodíku v přítomnosti cholesterolu. Peroxid vodíku změní potenciál obvodu a cholesterol může být kvantifikován.A liquid crystal display (LC) can be used to transfer information from the IBCD to a CD or DVD reader and to a computer. The LC display can have a large number of pixels that reflect light when it is embedded on the LC film potential. For example, these pixels can be organized in a straight line so that at one end a low potential for light reflection is needed, while at the other end the potential to achieve the same result must be substantially higher. CD or DVD drives are able to locate reflecting pixels and thus the potential in the circuit can be measured. The potential change may be caused by an electrochemical process in an electrochemical cell. For example, a cholesterol oxidase coated electrode will form hydrogen peroxide in the presence of cholesterol. Hydrogen peroxide alters the potential of the circuit and cholesterol can be quantified.

Pro odstranění velkých částic jako jsou buňky, prach apod.To remove large particles such as cells, dust, etc.

3o z rozpustného vzorku mohou být použity filtry. Filtry se tedy nejvýhodněji používají jako část vstupního oddělení. Filtry mohou být »»·» · * · · · · ·*··· · · ··· ··· ···· ·· · · ·» ·· ·»· ··· ·· ··3o filters can be used from a soluble sample. Thus, filters are most preferably used as part of the inlet compartment. The filters can be »» · · · · * · · · · · · · · ·

- 11 vytvořeny z porézní plastické hmoty, skla, zesítěné bavlny nebo celulózy apod. Tyto materiály mohou být ve tvaru tyčinek nebo podobných tvarů v závislosti na konkrétním použití. Jako filmy mohou být použity plastické hmoty jako například teflon.11 made of porous plastic, glass, cross-linked cotton or cellulose, etc. These materials may be in the form of rods or similar shapes, depending on the particular application. Plastic films such as Teflon may be used as films.

Protože se pro denaturaci oligonukleotidů při přípravě vzorků často používají chaotropní činidla, je výhodné upravit na disku prostředky pro dialýzu pro odstranění soli před prováděním testu. Jak je ukázáno na obr. 6, dialyzační jednotka se zhotoví vložením dialyzační membrány 27 do jedné nebo obou polovin (vrchní a spodní) io oddělení vytvořeného na disku 10. Vezmeme-li v úvahu malé objemy, obvykle dostačuje množství pufru přítomné uvnitř dialyzační membrány, a typicky není na straně membrány protilehlé vrstvě kapaliny potřebný žádný pufr.Since chaotropic agents are often used to denature the oligonucleotides in sample preparation, it is preferable to provide dialysis means on the disk to remove salt prior to performing the assay. As shown in Fig. 6, the dialysis unit is made by inserting the dialysis membrane 27 into one or both halves (upper and lower) of the compartment formed on the disc 10. Taking into account the small volumes, usually the amount of buffer present inside the dialysis membrane is sufficient, and typically no buffer is needed on the membrane side opposite the liquid layer.

Kolona může být upravena tak, jak je ukázáno na obr. 7, naplněním oddělení 28 požadovaným gelem, adsorbentem nebo iontoměničem, jako je například silikagel, Sephadex apod. (konkrétní materiál se volí podle použité aplikace) a vložením filtru 29 do druhého konce. Mezi příklady potenciálního použití patří oddělování menších molekul od větších a frakcionace hydrofilních a hydrofobních sloučenin, lontoměničová kolona je použitelná zvláště pro separaci nukleových kyselin od jiných biomolekul. Kolony se hodí také pro jiná použití, která mohou být pro provádění konkrétního testu vhodná nebo nezbytná.The column may be treated as shown in Fig. 7 by filling compartment 28 with the desired gel, adsorbent or ion exchange material such as silica gel, Sephadex and the like (the particular material being selected according to the application) and inserting the filter 29 into the other end. Examples of potential uses include separating smaller molecules from larger molecules and fractionating hydrophilic and hydrophobic compounds, and the ion exchange column is particularly useful for separating nucleic acids from other biomolecules. The columns are also suitable for other uses that may be suitable or necessary for performing a particular test.

Obr. 8 ukazuje ventil, označený obecně jako 30, který může být umístěn na jednom konci kolony nebo reakční nádobky, který má dvě výstupní kapiláry 31 a 32. Navíc jsou přítomny dvě elektrody, 33 a 34. které nejsou na počátku v naznačené pozici nabity, a vodivá kovová fólie 35, která je upravena pro uzavření jedné nebo druhé kapiláry v závislosti na poloze fólie vzhledem k těmto kapilárám. Kovová fólie je vychýlena tak, aby bez protékajícího proudu uzavírala jednu ···· · · ··»· ·*··« · ·· ··· *·· ··· · · · · «* ·· ··· ··· ··Giant. 8 shows a valve, generally designated 30, that may be located at one end of a column or reaction vessel having two outlet capillaries 31 and 32. In addition, two electrodes 33 and 34 are present which are not initially charged in the indicated position, and a conductive metal foil 35 that is adapted to close one or the other capillary depending on the position of the foil relative to these capillaries. The metal foil is deflected to close one of the flowing streams without the flowing current. * * «* * * * Bez · bez bez bez bez bez bez bez bez bez bez bez bez bez ··· ··

- 12 z kapilár, přičemž při průtoku proudu otevírá předtím uzavřenou kapiláru a druhou kapiláru uzavírá. Jako příklad je ventil vyroben z tenké zlaté fólie, která je mechanicky tlačena proti druhé výstupní kapiláře a je elektricky propojena s nejbližší elektrodou. Jestliže se aktivuje baterie, zlatá fólie je od nejbližší elektrody odpuzována a přitáhne se ke druhé elektrodě. Výsledkem je, že se zlatá fólie přitlačí proti druhému výstupu. Mohou být použity jiné vodivé kovové fólie, ale pro většinu použití je výhodný kov, který je vodivý a nekoroduje. Baterie může být deaktivována jak bylo vysvětleno výše a ventil je potom přepnut zpět do původní polohy.12 of the capillaries, opening the previously closed capillary and closing the second capillary at current flow. As an example, the valve is made of a thin gold foil that is mechanically pushed against the second outlet capillary and electrically connected to the nearest electrode. When the battery is activated, the gold foil is repelled from the nearest electrode and snaps to the other electrode. As a result, the gold foil is pressed against the second exit. Other conductive metal foils may be used, but for most applications a metal that is conductive and does not corrode is preferred. The battery can be deactivated as explained above and the valve is then returned to its original position.

Laser mechanik CD-R nebo CD-RW má výkon až 10 mW, který může zahřát předměty na vysoké teploty, dokonce až 600 °C. Energie je dostatečně silná pro vytvoření otvorů v různých materiálech včetně plastických hmot. Plastická hmota by měla obsahovat barvivo, které absorbuje světlo laseru. Pro reverzibilní uzavírání ventilů je možno použít teplotní expanze. Extrémně citlivé na teplotu jsou například pohyby bimetalových fólií.The CD-R or CD-RW laser has an output of up to 10 mW, which can heat objects up to high temperatures, even up to 600 ° C. The energy is strong enough to create openings in various materials including plastics. The plastic should contain a dye that absorbs laser light. Temperature expansion can be used for reversible valve closure. Extremely temperature sensitive are, for example, movements of bimetallic foils.

Jako ventil může být použit piezoelektrický materiál. Piezoelektrický jev může být také použit pro odměřování extrémně malých objemů kapalin, je například možno rozdělit mezi různé testy nanolitrové objemy vzorku.A piezoelectric material can be used as the valve. The piezoelectric effect can also be used to measure extremely small volumes of liquids, for example, nano-liter sample volumes can be divided between different tests.

Operace podobné použití ventilu mohou být prováděny chemickým způsobem ukládáním pevné chemické sloučeniny z roztoku a/nebo rozpouštěním uložené pevné sloučeniny. První výstup takového ventilu se uzavírá uložením chemické sloučeniny uvnitř kapiláry. Sloučeninou může například být chlorid stříbrný. Chloridové ionty mohou být přítomny v hlavním proudu kapaliny, zatímco v oddělených vedlejších kapilárách je přítomna čistá voda a roztok dusičnanu stříbrného ve vodě. Vedlejší kapiláry jsou uspořádány tak, že se do hlavního proudu kapaliny obsahujícíhoValve-like operations can be performed in a chemical manner by depositing a solid chemical compound from solution and / or dissolving the deposited solid compound. The first outlet of such a valve is closed by storing the chemical compound inside the capillary. For example, the compound may be silver chloride. Chloride ions may be present in the main liquid stream, while pure water and silver nitrate solution in water are present in separate secondary capillaries. The secondary capillaries are arranged so as to be in the main stream of the liquid containing them

- 13• AA • * A A- 13 • AA • * A A

A · « A « AA · «A« A

AAND

AA AAA • · A • A ««« • A • · AA chlorid vstríkne nejdříve voda a potom dusičnan stříbrný. V okamžiku, kdy dojde k setkání stříbrných iontů s hlavním proudem kapaliny, dojde k vytvoření sraženiny, která ve skutečnosti působí jako uzavřený ventil. Alternativně může být kapilára na počátku uzavřena pevnou formou rozpustné sloučeniny, jako je chlorid sodný. Přídavek jakéhokoliv vhodného roztoku rozpustí zátku chloridu sodného a kapilára se otevře.AA AAA A · A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A · A When the silver ions come into contact with the main liquid stream, a precipitate forms, which actually acts as a closed valve. Alternatively, the capillary may initially be sealed with a solid form of a soluble compound such as sodium chloride. The addition of any suitable solution dissolves the sodium chloride plug and opens the capillary.

Prvek testu se s výhodou využívá v místě testu podle předkládaného vynálezu. Stručně řečeno, prvek testu (obr. 13) io obsahuje štěpitelnou propojovací molekulu 61, kovalentně připojenou na jednom konci 60 na povrch disku 59 a na druhém konci 62 na reporterový prvek 65. Zde popisovaná výhodná provedení reporterového prvku jsou zlaté částice odrážející světlo nebo neprůhledné latexové částice. Jsou také přítomny dva rozpoznávací prvky 63a a 63b. které jsou označovány jako postranní ramena, a které jsou kovalentně navázány na každou propojovací molekulu takovým způsobem, že jedno postranní rameno je navázáno na každé straně štěpícího místa 64 propojovací molekuly. Výhodnými provedeními postranních ramen popisovaných v předkládanémThe test element is preferably used at the test site of the present invention. Briefly, the assay element (FIG. 13) includes a cleavable linker molecule 61, covalently attached at one end 60 to the surface of the disc 59 and at the other end 62 to the reporter element 65. Preferred embodiments of the reporter element described herein are gold reflective or opaque particles. latex particles. Also, two recognition elements 63a and 63b are present. which are referred to as side arms, and which are covalently attached to each linker molecule in such a way that one side arm is attached to each side of the cleavage site 64 of the linker molecule. Preferred embodiments of the side arms described in the present invention

2o vynálezu jsou například oligonukleotidy, protilátky a konjugáty oligonukleotid-protilátka. Testovací prvky mohou být použity pro detekci přítomnosti analytu a mohou vytvořit signál působením buď pozitivní nebo negativní rozpoznávací události (obr. 14). K pozitivní rozpoznávací události (obr. 14a, c a e) dojde, jestliže se analyt 66 naváže na obě postranní ramena 63a. 63b, což vede k vytvoření propojovací smyčky 67 mezi dvěma stranami propojovací molekuly rozdělenými na dvě části štěpícím místem 64. K negativní rozpoznávací události (obr. 14b, d a f) dojde, jestliže se analyt 66 naváže na pouze jedno nebo se nenaváže na žádné postranní ramenoExamples of the invention are oligonucleotides, antibodies, and oligonucleotide-antibody conjugates. Test elements can be used to detect the presence of an analyte and can generate a signal by either a positive or negative recognition event (Fig. 14). A positive recognition event (FIGS. 14a, c and e) occurs when the analyte 66 binds to both side arms 63a. 63b, resulting in a link loop 67 between two sides of the linker molecule divided into two portions by the cleavage site 64. A negative recognition event (FIGS. 14b, d and f) occurs when the analyte 66 binds to only one or does not bind to any side arm

68a. 68b. takže se nevytvoří smyčka propojující dva konce propojovací molekuly. Pokud za pozitivní rozpoznávací událostí následuje štěpení propojovacích molekul, nepřerušené spojení disku s reportérovým68a. 68b. so that a loop connecting the two ends of the linker molecule is not formed. If the positive recognition event is followed by cleavage of the linker molecules, the disc is uninterrupted to the reporter

- 14 » · ·· b · » · • · ♦ * ·· ·· * # · • ··· *·· • t ·* ·· prvkem zůstane intaktní (obr. 14e). Na druhé straně štěpení propojovacích molekul vede u prvku testu po negativním rozpoznání k odpojení reporterového prvku z disku (obr. 14f). Negativní rozpoznání tedy způsobí uvolnění reportérových prvků, které se snadno odmyjí, zatímco pozitivní rozpoznání vede k udržení reportérových prvků v jejich konkrétních oblastech testu. V každém případě mohou být výsledky ihned pozorovány pomocí čtecí mechaniky CD-ROM nebo DVD.- 14 The element remains intact (Fig. 14e). On the other hand, cleavage of the linker molecules in the test element upon negative recognition results in the removal of the reporter element from the disk (Fig. 14f). Thus, negative recognition results in the release of reporter elements that are easily washed away, while positive recognition results in retention of the reporter elements in their specific areas of the assay. In any case, the results can be immediately observed using a CD-ROM or DVD reader.

Popisují se také další provedení vynálezu, která využívají jak reportérových molekul odrážejících světlo, tak i neprůhledných reportérových molekul a pozitivních a/nebo negativních rozpoznávacích událostí pro provádění širokého rozmezí možných analýz. V některých analýzách mohou být například postranní ramena spojena před přídavkem vzorku a navázání analytu způsobí rozpojení postranních ramen. V tomto případě pozitivní rozpoznání vede k oddělení reporterového prvku, zatímco negativní výsledek rozpoznání vede k udržení reporterového prvku na místě.Also described are other embodiments of the invention that utilize both light-reflecting reporter molecules and opaque reporter molecules and positive and / or negative recognition events to perform a wide range of possible assays. For example, in some assays, the side arms may be joined prior to sample addition and binding of the analyte will cause the side arms to disengage. In this case, positive recognition results in separation of the reporter element, while negative recognition result results in keeping the reporter element in place.

Jiná možná provedení prvku testu popsaná v předkládané přihlášce neobsahují rozštěpitelné propojovací molekuly s postranními rameny. V jednom takovém alternativním schématu je povrch disku IBCD potažen kovem, s výhodou zlatém, a analyt propojuje neprůhledné částice, jako jsou kuličky latexu nebo lipozomy naplněné barvivém, s povrchem kovu.Other possible embodiments of the assay element described in the present application do not include fissile linker linker molecules. In one such alternative scheme, the surface of the IBCD is coated with a metal, preferably gold, and the analyte links opaque particles, such as latex beads or dye-filled liposomes, to the metal surface.

Neprůhledné kuličky jako testovací prvkyOpaque beads as test elements

Předcházející testovací prvky jsou založeny na vazbě částic odrážejících světlo na průhledný povrch disku IBCD. Tuto situaci je možno obrátit tak, že se na odrazivý povrch vážou neprůhledné částice. Tento přístup je zvláště výhodný, jestliže se provádí stanovení velkých buněk, a je obecně znázorněn na obr. 12.The foregoing test elements are based on the binding of light-reflecting particles to the transparent surface of the IBCD. This situation can be reversed by attaching opaque particles to the reflecting surface. This approach is particularly advantageous when large cell determination is performed and is generally illustrated in Figure 12.

-15• * »· v * » · · · »000* 0 · · ·>· 000 0000 ·* · 0 »· «« «00 00« 00 00-15 • * »v * 000 000 000 0 00 000 0000 000 00 00 00 00 00 00 00 00

Na plastický povrch se uloží kovový film. Do této kovové vrstvy může být zakódována informace, jak je tomu u běžných nosičů CD. Tato informace může obsahovat prostorovou adresu nebo jinou informaci týkající se testu. Kovová vrstva je dále překryta vrstvou plastické hmoty. Ta se potom aminuje jak bylo popsáno výše a namísto zlatých kuliček se na substrát pomocí propojovacích molekul navážou velké latexové kuličky 58 (průměr 10 až 50 pm), které obsahují barvivo. Latexové kuličky jsou částečně pokryty rozpoznávacími molekulami jak bylo popsáno výše, pro případ zlatých io kuliček. Rozpoznání buňky umožní navázání latexových kuliček na substrát i po odštěpení propojovacích molekul a barvivo v částicích zabrání odrazu laserového paprsku od kovové vrstvy. Alternativně, pokud se použije správného fluorescenčního barviva a vlnové délky laserového světla, pro monitorování testu je možno použít fluorescenční vyzařování částic. To vyžaduje zvláštní přístroj a bude to umožněno modrými lasery, až se stanou dostupnými pro použití ve čtecích mechanikách CD-ROM nebo DVD.A metal film is deposited on the plastic surface. Information can be encoded into this metal layer, as is the case with conventional CD carriers. This information may include a spatial address or other test-related information. The metal layer is further covered with a plastic layer. This is then aminated as described above, and instead of gold beads, large latex beads 58 (diameter 10 to 50 µm) that contain a dye are bound to the substrate using linking molecules. The latex beads are partially covered with recognition molecules as described above, in the case of both gold and gold beads. Cell recognition allows the latex beads to bind to the substrate even after cleavage of the linking molecules, and the dye in the particles prevents reflection of the laser beam from the metal layer. Alternatively, if the correct fluorescent dye and wavelength of laser light are used, fluorescent particle emission can be used to monitor the assay. This requires a special device and will be enabled by blue lasers when they become available for use in CD-ROM or DVD readers.

V nejjednodušší verzi testu pro detekci buněk nejsou latexové částice před testem spojeny s diskem IBCD, ale jsou přidány po navázání buněk na IBCD. Přidá se suspenze latexových kuliček, rozpoznávací molekuly na kuličkách se navážou na příslušné buňky a tyto buňky se imobilizují. Latexové kuličky mohou být potom pozorovány v důsledku snížené odrazivosti čtecí mechanikou CD-ROM nebo DVD.In the simplest version of the cell detection assay, the latex particles are not attached to the IBCD prior to the assay, but are added after the cells have bound to the IBCD. A suspension of latex beads is added, the recognition molecules on the beads are bound to the respective cells and immobilized. Latex beads may then be observed due to reduced reflectance by the CD-ROM or DVD reader.

Komplementárni vazba propojovacích molekulComplementary binding of linker molecules

Jednou z nevýhod kovalentní vazby propojovacích molekul je to, že disk nelze po rozštěpení propojovacích molekul snadno regenerovat. Jestliže se propojovací molekuly namísto toho navážou na substrát pomocí komplementárních oligonukleotidů, disk je možno po ukončení testu regenerovat. Propojovací molekuly nebo jejichOne disadvantage of covalent bonding of linker molecules is that the disk cannot be easily regenerated after cleavage of linker molecules. If, instead, the linker molecules bind to the substrate with complementary oligonucleotides, the disc can be regenerated after the assay is complete. Linking molecules or their

444444

- 164 •- 164 •

*· • 4 • 4* 4 • 4

4· · 444 444 * 4 44 · · 444 444

444 44 44 zbytky se odstraní zahřátím nebo použitím chaotropních činidel. Duplexní molekuly, které propojovací molekuly vážou, se denaturují a disk je možno vyčistit. Na disku se uchovají oligonukleotidy, které vázaly staré propojovací molekuly. Všechny oligonukleotidy v jednom místě testu jsou identické. Mohou být různé u různých míst testu nebo mohou být identické na celém disku IBCD. Přidají se nové propojovací molekuly s oligonukleotidy komplementárními s oligonukleotidy navázanými na IBCD. Po inkubaci komplementární oligonukleotidy propojovací molekuly a IBCD hybridizují. Nadbytečné propojovací io molekuly se odmyjí. V tomto případě mohou být na propojovací molekuly navázána oligonukleotidová postranní ramena před připojením propojovacích molekul k povrchu. Potom se přidají kuličky zlata, které se navážou thiolovými skupinami nebo disulfidickými můstky propojovacích molekul a disk je opět připraven k použití.Residues are removed by heating or by using chaotropic agents. The duplex molecules that bind the linker molecules are denatured and the disc can be cleaned. Oligonucleotides that bind the old linker molecules are retained on the disk. All oligonucleotides in one assay site are identical. They may be different at different assay sites or may be identical throughout the IBCD. New linker molecules with oligonucleotides complementary to the oligonucleotides bound to IBCD are added. After incubation, complementary oligonucleotides linker molecules and IBCD hybridize. Excessive linkers and molecules are washed away. In this case, the oligonucleotide side arms may be attached to the linker molecules prior to attachment of the linker molecules to the surface. Gold spheres are then added which are bound by thiol groups or disulfide bridges of the linker molecules and the disk is again ready for use.

Testy s použitím spektrofotometrie v ultrafialové nebo viditelné oblasti, fluorescence nebo chemiluminiscence se provádějí v kyvetách. Kyveta na disku BCD je v zásadě kapilára, která je umístěna mezi zdrojem světla a fotodetektorem. Světlo může být vedeno pomocí zrcadel a vlnovodů. Počet kyvet na disku BCD je mezi 0 až 10 000 a nejvýhodněji mezi 0 až 50 na testovací sektor. Vzorek přichází do většiny kyvet přes komůrku určenou pro přípravu vzorku. Tyto komůrky mohou obsahovat předem nanesená činidla nebo se činidla uchovávají v oddělených komůrkách a přimíchají se ke vzorku při jeho příchodu do komůrky pro přípravu vzorku. Vzorky a činidla mohou být zahřívány elektricky infračerveným zářením, které je vytvářeno fotodiodou. Po inkubační periodě se vzorek převede do kyvety. Přenášené nebo vyzářené světlo se měří fotodetektorem. V tomto vynálezu je fotodetektor nejvýhodněji uvnitř mechaniky CD nebo DVD.Tests using ultraviolet or visible spectrophotometry, fluorescence or chemiluminescence are performed in cuvettes. The cuvette on the BCD is essentially a capillary that is located between the light source and the photodetector. Light can be guided by mirrors and waveguides. The number of cells on the BCD is between 0 to 10,000 and most preferably between 0 to 50 per test sector. The sample arrives in most cuvettes through the sample preparation chamber. These chambers may contain pre-loaded reagents or may be stored in separate chambers and admixed with the sample as it enters the sample preparation chamber. The samples and reagents can be heated by electrically infrared radiation, which is generated by a photodiode. After the incubation period, the sample is transferred to a cuvette. Transmitted or emitted light is measured by a photodetector. In the present invention, the photodetector is most preferably within a CD or DVD drive.

Světelné zdroje pro spektrofotometrické testy jsou nejvýhodněji fotodiody nebo polovodičové lasery. Je možné používat světelného zdroje mechaniky CD nebo DVD. V současnosti však tyto přístroje používají pouze jedné vlnové délky, která odpovídá infračervenému » · » - - W » wThe light sources for spectrophotometric tests are most preferably photodiodes or semiconductor lasers. You can use a CD or DVD drive light source. However, these devices currently use only one wavelength, which corresponds to the infrared »·» - - W »w

99999 · · 9 ··» ···99999 · · 8 ··· · ···

9··· · · · ·9 ··· · · · ·

9« 99 ··· ··· ·· ··9 «99 ··· ··· ·· ··

- 17nebo červenému záření. Jestliže se použije vnitřní zdroj světla mechaniky CD nebo DVD, fotodioda nebo laser na obr. 15 se nahradí zrcadlem. Ačkoliv použitím infračerveného nebo červeného světla je možno provádět několik testů, pro většinu aplikací je výhodné použití zdrojů světla. Je například možno vyrobit soustavu fotodiod takovým způsobem, aby poskytovala červené, žluté, zelené a modré světlo. Je možné navrhnout fotodiodu pro určitou vlnovou délku a počet fotodiod může být tedy až 300 pro pokrytí celého spektrálního rozmezí ultrafialového a viditelného záření. Laser poskytuje větší výkon a lepší io zaostření než fotodiody, a proto je výhodný. Zejména mikrodutinové lasery a lasery typu nanodot jsou velmi malé a mohou být vyrobeny tak, aby vyzařovaly téměř jakoukoli vlnovou délku. Světelné zdroje mohou být vyrobeny jako modul, který může být na disk připojen před použitím a opět odstraněn po použití BCD.- 17 or red radiation. If the internal light source of the CD or DVD drive is used, the photodiode or laser in Fig. 15 is replaced by a mirror. Although several tests can be performed using infrared or red light, the use of light sources is preferred for most applications. For example, it is possible to fabricate a photodiode array in such a way as to provide red, yellow, green, and blue light. It is possible to design a photodiode for a specific wavelength and thus the number of photodiodes may be up to 300 to cover the entire spectral range of ultraviolet and visible radiation. The laser provides more power and better focusing than photodiodes and is therefore advantageous. In particular, micro cavity and nanodot lasers are very small and can be made to emit almost any wavelength. The light sources can be made as a module that can be attached to the disc before use and removed again after use of the BCD.

Jednotkové operaceUnit operations

V dalším textu se popisují jednotkové operace. Centrifugace, filtrace, přenos kapaliny, míchání kapalin, dialýza, separace na kolonách, zahřívání, chlazeni, elektrokonvekce a elektroforéza.Unit operations are described below. Centrifugation, filtration, liquid transfer, mixing of liquids, dialysis, separation on columns, heating, cooling, electroconvection and electrophoresis.

Hlavní silou použitou pro přenos kapalin na disku IBCD je centrifugační síla. Může být také použita pro centrifugách což je důležité v případě, že se buňky oddělují od plazmy. V tomto případě je výhodné používat filtr se zásobníkem pro příjem vzorku.The main force used to transfer liquids on an IBCD is the centrifugal force. It can also be used for centrifuges, which is important when cells are separated from plasma. In this case, it is advantageous to use a filter with a sample receiving container.

Při přenosu kapalin je důležité pořadí a časování. Pro zajištění správného pořadí příchodu na určité reakční místo se používají vícenásobné zásobníky na kapalinu, jak je ilustrováno na obr. 9. V jednom provedení jsou přítomny dvě hlavní kapiláry, 36 a 37, které jsou vzájemně pro kapalinu propojeny spojovacími kapilárami 38, 39 a 40. Jedna z hlavních kapilár je vzduchový kanál pro umožnění průtoku kapaliny a typicky je upravena jako hydrofobní. Druhý hlavní kanál vede činidla v kapalné formě a typicky je hydrofilní. PropojovacíSequence and timing are important when transferring fluids. Multiple liquid reservoirs are used to ensure the correct order of arrival at a particular reaction site, as illustrated in Fig. 9. In one embodiment, two main capillaries, 36 and 37, are present which are interconnected for liquid by interconnecting capillaries 38, 39 and 40. One of the major capillaries is an air channel to allow fluid flow and is typically rendered hydrophobic. The second main channel conducts the agents in liquid form and is typically hydrophilic. Connecting

- 18• » · • · · · φ * φ · · •· Φ· ·»· ··· φφ» φ- 18 »* 18 18 18 18 18 18 18

φφ ··· φφφ ··· φ

Φ· kapiláry a spojené dutiny mohou sloužit pro uchovávání činidel a jsou obecně označeny jako 41, 42 a 43 a umožňují zachovat relativní vzájemné umístěni činidel. Prostor pro kapalinu, do kterého se kapalina přivádí a časování dodávky jednotlivých činidel se řídí umístěním komůrek, velikostí kapilár, hustotou a viskozitou kapalin a rychlostí rotace disku. Kapaliny jsou odděleny malými vzduchovými bublinkami pro zabránění smíchání až do požadovaného okamžiku. Pro zabránění vytvoření gradientu tlaku jsou kapiláry propojeny ve směru proti proudění se všemi vzduchovými kapilárami. Pro další io zamezení vstupu kapalin do vzdušných kapilár jsou kapiláry upraveny hydrofobně. Míchání dvou roztoků se provádí spojením dvou kapilár do tvaru Y. To samo umožní dobré promíchání. Pro zajištění účinnějšího míchání mohou po spojení obsahovat kapiláry malá opakovaná zvětšená místa. Je třeba uvést, že otáčení IBCD vede k účinnému míchání v zásobnících.Capillaries and associated cavities can serve to store reagents and are generally designated 41, 42 and 43 and allow the relative relative placement of reagents to be maintained. The liquid compartment into which the liquid is fed and the timing of the delivery of each reagent are controlled by the location of the wells, the size of the capillaries, the density and viscosity of the liquids, and the rotation speed of the disc. The liquids are separated by small air bubbles to prevent mixing until the desired time. To prevent the formation of a pressure gradient, the capillaries are connected upstream with all air capillaries. To further prevent the entry of liquids into the air capillaries, the capillaries are hydrophobically treated. The mixing of the two solutions is accomplished by joining two capillaries in a Y-shape. This in itself allows good mixing. To ensure more efficient mixing, the capillaries may contain small, repetitive enlargements. It should be noted that the rotation of the IBCD leads to efficient mixing in the containers.

Při dialýze je kapalina ve styku s membránou obsahující pufr. Hranice molekulových hmotností membrány může být zvolena tak, aby byla mezi 300 až 500 000 Daltonů. Protože ve styku s dialyzační membránou je pouze velmi tenká vrstva kapaliny, dialýza je velmi rychlá. Poměr kapaliny k pufru je však pouze mezi 1 : 10 a 1 : 100, takže dialýza není kvantitativní. Pro většinu účelů to stačí.In dialysis, the liquid is in contact with a membrane containing a buffer. The molecular weight cut-off of the membrane can be chosen to be between 300 and 500,000 Daltons. Since only a very thin layer of liquid is in contact with the dialysis membrane, dialysis is very fast. However, the liquid to buffer ratio is only between 1: 10 and 1: 100, so dialysis is not quantitative. For most purposes this is enough.

Je možná také gelová, adsorpční a iontoměničová chromatografie. Různé druhy molekul se frakcionují chromatografickými nosiči a vycházejí kapilárou odděleně, jako je tomu u běžné chromatografie. Použitím ventilu mohou být vybrány některé frakce a přivedeny do testovacího prvku.Gel, adsorption and ion exchange chromatography is also possible. The different kinds of molecules are fractionated by chromatographic supports and exited through the capillary separately, as is the case with conventional chromatography. Using a valve, some fractions can be selected and fed to the test element.

Zahřívání je nejlépe provádět elektricky. Mezi horní a dolní elektrodou je vzdálenost přibližně 500 pm. Pokud roztok obsahuje ionty, systém je vlastně zkratován a zahřívá se. Zahřívání může být ukončeno odstraněním iontů buď z baterie nebo ze zásobníku. Konstantní teplota může být dosažena zařazením termostatu doHeating is best done electrically. The distance between the upper and lower electrodes is approximately 500 µm. If the solution contains ions, the system is actually short-circuited and heated. Heating may be terminated by removing the ions from either the battery or the reservoir. A constant temperature can be achieved by placing the thermostat in

- 19* · * 9 9 ·- 19 * · * 9 8 ·

9 9 9 9 •9 99 99« · 999 99*9 9 9 9 • 9 99 99

9 99 9

99 99 obvodu. Velmi jednoduchý termostat je bimetalový prvek, který může uzavřít obvod při teplotě nižší než nastavená teplota a otevřít jej při nižší teplotě. Další mechanismus zahřívání je umožněn laserem mechaniky CD nebo DVD. Zvláště výkonné lasery obsahují mechaniky99 99 circuit. A very simple thermostat is a bimetallic element that can close the circuit at a temperature below the set temperature and open it at a lower temperature. Another heating mechanism is provided by the laser of the CD or DVD drive. Especially powerful lasers contain mechanics

CD-R. Buď v horní nebo v dolní části dutiny může být na povrchu přítomen film z kapalných krystalů, který je v případě potřeby izolován průhlednou vrstvou. Na druhé straně dutiny je odrazná vrstva. Jestliže je teplota v dutině nižší než teplota hlavního přechodu, kapalný krystal rozptyluje světlo a není pozorován žádný odraz. Nad hlavní teplotou io přechodu se světlo odráží zpět a zahřívání je možno přerušit; v každém případě má nižší účinnost. Ochlazení se s výhodou provádí endotermním rozpouštěním, tj. absorpcí tepla přítomností rozpouštějící se látky. Chladicí roztok a chlazený roztok mohou být odděleny tenkým hliníkovým, měděným, stříbrným nebo zlatým filmem. Chlazení je také možno dosáhnout pasivním chlazením vzduchem. Tento způsob ochlazuje pouze na teplotu okolí, ale pro většinu účelů je to dostačující. Chlazení a zahřívání se také může střídat cyklickým způsobem, buď v jedné dutině nebo v za sebou zařazených střídajících se topných a chladicích dutinách. To umožňuje provádět na disku IBCD amplifikaci PCR.CD-R. Either at the top or at the bottom of the cavity, a liquid crystal film may be present on the surface, which is, if necessary, insulated with a transparent layer. On the other side of the cavity is a reflective layer. If the temperature in the cavity is lower than the main transition temperature, the liquid crystal scatters light and no reflection is observed. Above the main temperature and transition temperature, light is reflected back and heating can be interrupted; in any case, it has lower efficiency. The cooling is preferably carried out by endothermic dissolution, i.e. by heat absorption by the presence of the dissolving agent. The cooling solution and the cooled solution may be separated by a thin aluminum, copper, silver or gold film. Cooling can also be achieved by passive air cooling. This method only cools to ambient temperature, but is sufficient for most purposes. Cooling and heating can also be alternated in a cyclic manner, either in a single cavity or in alternating alternating heating and cooling cavities. This allows PCR amplification to be performed on the IBCD.

V konkrétních aplikacích může být použita elektrokonvekce, elektroforéza a izoelektrická fokusace. Při elektrokonvekci se materiál přenáší, aniž by byla snaha o jeho dělení na jednotlivé složky. Při elektroforéze je hlavním účelem separace. Separace se uskutečňuje použitím gelu, který zabraňuje proudění. Protože vzdálenosti jsou velmi krátké, pro fungující elektroforézu dostačuje dostupná síla pole. Ze stejného důvodu je poměrně krátká i doba potřebná pro separaci, která může být řádově 1 až 5 minut nebo dokonce méně než jedna minuta. Použitelnou elektrokonvekci je možno provést během několika sekund. Izoelektrická fokusace je v zásadě elektroforéza v gradientu pH. Gradient pH může být vytvořen soustavou paralelních kapilár, z nichž každá obsahuje rozdílný pufr tak, že se postupně měníElectroconvection, electrophoresis and isoelectric focusing may be used in particular applications. In electrical convection, the material is transferred without any effort to divide it into individual components. In electrophoresis, separation is the main purpose. Separation is accomplished by using a flow-preventing gel. Since the distances are very short, the available field strength is sufficient for a working electrophoresis. For the same reason, the time required for separation is relatively short, which can be of the order of 1 to 5 minutes or even less than one minute. Usable electro-convection can be done in seconds. Isoelectric focusing is basically pH gradient electrophoresis. The pH gradient can be formed by a set of parallel capillaries, each containing a different buffer so that it gradually changes

444444

-20• *4 · ·-20 • * 4 · ·

4 4 4 • 4 444 4 4 • 44

4 4*4 444 4 4 44 4 * 4,444 4 4 4

44* 44 44 hodnota pH. To je ukázáno na obr. 16. Velká část pufru zůstane v kapilárách a to zajistí existenci gradientu pH v průběhu izoelektrické fokusace. Po ukončení fokusace se složky pohybují podél kapilár centrifugační silou nebo je možno provést ortogonální elektroforézu.44 * 44 44 pH. This is shown in Figure 16. A large portion of the buffer remains in the capillaries and this ensures the existence of a pH gradient during isoelectric focusing. Upon completion of the focusing, the components are moved along the capillaries by centrifugal force or orthogonal electrophoresis can be performed.

Tento způsob umožňuje téměř úplnou frakcionaci proteinů lidské plazmy (Anderson, Tracy and Anderson, „The Plasma Proteins“,This method allows almost complete fractionation of human plasma proteins (Anderson, Tracy and Anderson, "The Plasma Proteins",

2. vydání, díl 4, Academie Press lne., 1984).2nd edition, volume 4, Academic Press Inc, 1984).

Zvláště výhodná konfigurace testovacího místa je ukázána na obr. 10. Testovací prvek se skládá z propojovacích molekul io a odrazných kuliček jak bylo popsáno dříve, které jsou uspořádány do lineární soustavy, která může být vhodně umístěna v jednom nebo více kapilárních kanálků na testovacím místě v disku. Jak již bylo popsáno, analyt se váže na propojovací molekuly, které mají postranní ramena přijímající nebo komplementární k analytu (jak je ukázáno v A) a po promytí analytu, který se navázal, je tento analyt umístěn na specifických místech oblasti (jak je ukázáno na B). Přítomnost navázaných analytů je určena běžným určením adresy jako u běžných čtecích zařízení kompaktních disků pomocí připojeného softwaru, jak bylo popsáno výše.A particularly preferred configuration of the test site is shown in Figure 10. The test element consists of coupling molecules 10 and reflective beads as previously described, which are arranged in a linear array that can be conveniently located in one or more capillary channels at the test site at the test site. disk. As already described, the analyte binds to linker molecules having side arms receiving or complementary to the analyte (as shown in A) and after washing the analyte that has bound, the analyte is located at specific sites in the region (as shown in B). The presence of bound analytes is determined by routine address determination as with conventional CD-ROM readers using the attached software as described above.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Obr. 1 je schematické znázornění disku podle předkládaného vynálezu.Giant. 1 is a schematic representation of a disc according to the present invention.

Obr. 2A je podrobnější schematické znázornění sektoru přípravy vzorku a testování na disku, které ukazuje celkové rozložení typického testovacího sektoru.Giant. 2A is a more detailed schematic representation of the sample preparation and disk testing sector showing the overall distribution of a typical test sector.

Obr. 2B představuje schematické znázornění univerzálního testovacího sektoru, který je schopen provádět imunologické testy, testování DNA, počítání buněk, spektrofotometrické testy a analýzy elektrolytů.Giant. 2B is a schematic representation of a universal test sector capable of performing immunoassays, DNA testing, cell counting, spectrophotometric assays, and electrolyte analyzes.

-21 Obr. 3 je schematické znázornění disku podle vynálezu, které ilustruje větší počet testovacích sektorů, který má každý individuální vstup vzorku.FIG. 3 is a schematic representation of a disc according to the invention which illustrates a plurality of test sectors having each individual sample input.

Obr. 4 je podrobnější schéma jednoho z testovacích sektorů s ilustrovaných na obr. 3.Giant. 4 is a more detailed diagram of one of the test sectors illustrated in FIG. 3.

Obr. 5 schematicky znázorňuje chemicky spouštěnou baterii použitelnou v předkládaném vynálezu.Giant. 5 schematically illustrates a chemically triggered battery usable in the present invention.

Obr. 6 schematicky znázorňuje strukturu poskytující dialyzační funkci na disku podle předkládaného vynálezu.Giant. 6 schematically illustrates a structure providing a dialysis function on a disc according to the present invention.

io Obr. 7 znázorňuje schematicky kolonu, která může být obsažena na disku podle předkládaného vynálezu.FIG. 7 illustrates schematically a column that may be included on a disc according to the present invention.

Obr. 8 je schematické znázornění elektricky řízeného ventilu použitelného v předkládaném vynálezu.Giant. 8 is a schematic illustration of an electrically operated valve useful in the present invention.

Obr. 9 je schematické znázornění řady reagencií uspořádaných 15 v propojených kapilárních kanálcích použitelných v předkládaném vynálezu.Giant. 9 is a schematic illustration of a series of reagents arranged 15 in interconnected capillary channels useful in the present invention.

Obr. 10 je schematické znázornění oblasti lineárních testovacích míst, která jsou vhodně umístěna v průtokovém kanálku testovacího sektoru disku podle vynálezu.Giant. 10 is a schematic illustration of a region of linear test sites that are conveniently located in the flow channel of the disk test sector of the present invention.

Obr. 11 A - C je schematické znázornění různých prvků testů, které jsou využitelné pro detekci virových a bakteriálních částic a buněk s použitím obecné metodologie místně specifické lokalizace detekované látky.Giant. 11A-C is a schematic representation of various assay elements that are useful for detecting viral and bacterial particles and cells using a general methodology of site-specific localization of the detected substance.

Obr. 12 A - C je schematické znázornění variací metodologie detekce, ve kterých se používá částic neprůchodných pro záření namísto částic odrážejících záření, které se vážou na povrch odrážející záření. Klikaté čáry znázorňují oligonukleotidy, ale může jít o jakékoli rozpoznávací molekuly, jako jsou protilátky. Částicemi jsou v tomto příkladu plastové kuličky, ale může jít o lipozomy, buňky apod.Giant. 12A-C is a schematic representation of variations in detection methodology in which radiation-opaque particles are used instead of radiation-reflecting particles that bind to the radiation-reflecting surface. The zigzag lines represent oligonucleotides, but may be any recognition molecules, such as antibodies. The particles in this example are plastic beads, but may be liposomes, cells, and the like.

-22• ♦ · 9 · • ·9 9 • 9 ·· • * 9 • · •99 ··· • ·· fr*9 • 9-22 ♦ 9 9 9 9 9 9 99 99 fr 9 9

Obr. 13 je schematické znázornění prvku testu podle vynálezu, které ilustruje propojovací molekulu (spacer) s postranními rameny a štěpícím místem navázanou na povrch disku jedním koncem a na reportérovy prvek (kuličku zlata nebo latexu) druhým koncem.Giant. 13 is a schematic illustration of a test element of the invention illustrating a spacer molecule with side arms and a cleavage site attached to the disc surface at one end and to a reporter element (gold or latex ball) at the other end.

Obr. 14A schematicky znázorňuje první prvek testu podle předkládaného vynálezu v časném stádiu průběhu testovacího postupu.Giant. 14A schematically illustrates a first test element of the present invention at an early stage of the test procedure.

Obr. 14B je schematické znázornění druhého prvku testu podle předkládaného vynálezu v časném stádiu průběhu testovacího io postupu.Giant. 14B is a schematic representation of a second test element of the present invention at an early stage of the test procedure.

Obr. 14C je schematické znázornění prvku testu podle obr. 14A, kde se molekuly analytu navázaly na postranní ramena za vytvoření propojovací smyčky mezi konci štěpícího místa.Giant. 14C is a schematic representation of the assay element of FIG. 14A, wherein analyte molecules bind to the side arms to form a link loop between the ends of the cleavage site.

Obr. 14D je schematické znázornění prvku testu podle obr. 14B, 15 kde se molekuly analytu nenavázaly na postranní ramena a nedošlo k vytvoření propojovací smyčky mezi konci štěpícího místa.Giant. 14D is a schematic representation of the assay element of FIGS. 14B, 15 where analyte molecules did not bind to the side arms and did not form a link loop between the ends of the cleavage site.

Obr. 14E je schematické znázornění prvku testu podle obr. 14C po rozštěpení propojovacích molekul. Reportérovy prvek zůstává navázán na povrch disku v určitém místě.Giant. 14E is a schematic representation of the assay element of FIG. 14C after cleavage of linker molecules. The reporter element remains bound to the disc surface at a particular location.

Obr. 14F je schematické znázornění prvku testu podle obr. 14D po rozštěpení propojovacích molekul. Reporterový element se uvolní z povrchu disku a může být z určitého místa odmyt.Giant. 14F is a schematic representation of the assay element of FIG. 14D after cleavage of the linker molecules. The reporter element is released from the surface of the disc and may be washed away from a certain location.

Obr. 15 je schematické znázornění uspořádání kyvety. V tomto příkladu jsou ukázány čtyři kyvety a s nimi spojené činidlo a komůrky pro přípravu vzorku stejně jako zdroje světla.Giant. 15 is a schematic representation of a cuvette arrangement. In this example, four cuvettes and associated reagent and sample preparation chambers as well as light sources are shown.

Obr. 16 je schematické znázornění kapilární oblasti, které je možno použít pro provedení izoelektrické fokusace.Giant. 16 is a schematic representation of a capillary region that can be used to perform isoelectric focusing.

Obr. 17 je schematické znázornění přístroje pro měření přesných objemů.Giant. 17 is a schematic illustration of an accurate volume measuring apparatus.

-230 ϊ 0**0 ♦ 0 «0 ·-230 ϊ 0 ** 0 ♦ 0 «0 ·

0000

0 0·Ι *00 • ♦ 00 0 · Ι * 00 ♦ 0

000 00 «0000 000 «0

Příklady provedeni vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Příklad 1Example 1

Testovací sektor pro analýzu oligonukleotidů (obr. 2, testovací sektor)Test Sector for Oligonucleotide Analysis (Figure 2, Test Sector)

Vzorek obsahující DNA se smísí s dodecylsulfátem sodným pro dosažení lyže buněk. Roztok se převede do zásobníku označeného „vzorek“ a disk začne rotovat. Vzorek se filtruje a míchá se směsí komplementárních oligonukleotidů. Tyto oligonukleotidy jsou komplementární k analyzovaným nukleotidům a na jednom konci mají io thiolovou skupinu. Hybridizace pokračuje v zásobníku označeném jako „příprava vzorku“. Tento zásobník může být případně zahříván (na obr. není ukázáno). Po vhodné době inkubace se disk začne otáčet. Při převodu vzorku do zásobníku označeného jako „separace vzorku“ se míchá s roztokem nukleázy S, dodaným postranní kapilárou. Směs se ponechá inkubovat v zásobníku „separace vzorku“, který má dvě zlaté elektrody a ventil, jak bylo ukázáno na obr. 8. Nižší elektroda je potažena propojovacími molekulami s izothiokyanátovými koncovými skupinami. Ty se vážou na oligonukleotidy obsahující thiolovou skupinu, z nichž část hybridizovala se vzorkem. Všechny nehybridizované části DNA se rozštěpí a odmyjí. Potom se zprovozní baterie. To je dosaženo rychlostí, kterou proudí do prázdné baterie ionty kyseliny a mědi. Zásobník se zahřívá, uvolněné oligonukleotidy se uvolní a ventil se přepne,The DNA-containing sample is mixed with sodium dodecyl sulfate to lyse the cells. The solution is transferred to a cartridge labeled "sample" and the disc begins to rotate. The sample is filtered and mixed with a mixture of complementary oligonucleotides. These oligonucleotides are complementary to the nucleotides analyzed and have a thiol group at one end. Hybridization continues in the reservoir labeled "sample preparation". This container may optionally be heated (not shown). After a suitable incubation period, the disc begins to rotate. When transferring the sample to a container labeled "sample separation", it is mixed with the nuclease S solution supplied by the side capillary. The mixture is allowed to incubate in a "sample separation" container having two gold electrodes and a valve as shown in Figure 8. The lower electrode is coated with linking molecules with isothiocyanate end groups. These bind to oligonucleotides containing a thiol group, some of which hybridize to the sample. All unhybridized DNA portions are cleaved and washed. Then the battery is put into operation. This is achieved by the rate at which acid and copper ions flow into the empty battery. The container is heated, the released oligonucleotides are released and the valve is switched,

Oligonukleotidy se vypláchnou do testovací oblasti. Po vhodné inkubaci se přivede do testovací oblasti ligáza a dvě postranní ramena propojovací molekuly se spojí, jestliže vzorek obsahuje správný oligonukleotid. Labilní propojovací molekuly se odštěpí. Jestliže propojovací molekuly obsahují siloxanové skupiny, rozštěpení se provede přídavkem fluoridových iontů. Uvolněné kuličky zlata seThe oligonucleotides are rinsed into the test area. After suitable incubation, ligase is introduced into the test region and the two side arms of the linker molecule are joined if the sample contains the correct oligonucleotide. The labile linker molecules are cleaved off. If the linker molecules contain siloxane groups, cleavage is accomplished by the addition of fluoride ions. Loose balls of gold with

-24 I «-24 I «

·*· • · · «*· ·· ί» odmyjí rotací IBCD vysokou rychlostí. Odečtení je možno provést okamžitě.Wash the IBCD at high speed by rotating the IBCD. Readings can be made immediately.

Příklad 2Example 2

Testovací prvek pro detekci buněk a virůTesting element for detection of cells and viruses

Pro detekci virových a bakteriálních částic, které jsou větší než oligonukleotidy, protilátky, antigeny apod. popisované výše, jsou vhodná alternativní provedení testovacího prvku popsaná zde na jiném místě. Viry jsou typicky téměř kulové částice s průměrem méně než io 0,5 pm. Bakterie jsou běžně buď kulové nebo tyčinkovité. Největší rozměr je méně než 2 pm, pokud se vyloučí bičíky a jiná podobná vnější vlákna. Patogeny jsou menší nebo mají přibližně stejnou velikost jako zlaté kuličky použité pro jejich detekci a jejich interakce s dvěma postranními rameny propojovací molekuly může být omezená.Alternative embodiments of the test element described elsewhere herein are suitable for detecting viral and bacterial particles that are larger than the oligonucleotides, antibodies, antigens, and the like described above. Viruses are typically almost spherical particles with a diameter of less than 0.5 µm. The bacteria are normally either spherical or rod-shaped. The largest dimension is less than 2 µm if flagella and other similar external fibers are excluded. The pathogens are smaller or approximately the same size as the gold beads used to detect them, and their interaction with the two side arms of the linker molecule may be limited.

Z tohoto důvodu jsou vedlejší ramena spojena s povrchem IBCD a zlaté kuličky namísto propojení s propojovací molekulou, jak je ukázáno na obr. 11. Zlatá kulička je připojena k propojovací molekule 45 na jednom konci propojovací molekuly a druhý konec propojovací molekuly je navázán na povrch substrátu 46. Propojovací molekula je opatřena typickým štěpícím místem 47. například siloxanovou skupinou, jak bylo uvedeno dříve. V protikladu s dříve popsanými provedeními, kde jsou postranní ramena připojena k propojovací molekule mezi substrátem a místem štěpení a zlatou kuličkou a místem štěpení, postranní ramena jsou připojena ke zlaté kuličce a povrchu substrátu. Pro účely ilustrace jsou na obr. 11 připojeny oligonukleotidy 48 a 49 na povrch substrátu a oligonukleotidy 50 a 51 jsou navázány na povrch zlaté kuličky. Komplementární oligonukleotidy konjugují se členy specifického vazebného páru označenými jako 52. 53. 54 a 55 připojenými k oligonukleotidům na substrátu a kuličce zlata, jak je ukázáno na obrázku. To poskytujeFor this reason, the side arms are attached to the surface of the IBCD and the gold bead instead of bonding to the linker molecule, as shown in Fig. 11. The gold bead is attached to linker molecule 45 at one end of the linker molecule and the other end of the linker is bonded to the substrate surface. 46. The linker molecule is provided with a typical 47 cleavage site, for example, a siloxane group, as mentioned previously. Contrary to the previously described embodiments, where the side arms are attached to the bonding molecule between the substrate and the cleavage site and the gold ball and the cleavage site, the side arms are attached to the gold ball and the substrate surface. For purposes of illustration, in Figure 11, oligonucleotides 48 and 49 are attached to the surface of the substrate, and oligonucleotides 50 and 51 are bound to the surface of the gold bead. Complementary oligonucleotides conjugate to members of the specific binding pair designated 52, 53, 54 and 55 attached to the oligonucleotides on the substrate and the bead of gold, as shown in the figure. It provides

-25• 0 0 · ·-25 • 0 0 · ·

0 0 0 ··0 0 0 ··

0 · 000 0000 · 000 000

0 0 00 0 0

00« 000 00 00 buňkám mnohem větší prostor pro vazbu s protilátkami nebo jinými rozpoznávacími molekulami.The cells have much more space for binding to antibodies or other recognition molecules.

Propojovací molekuly mají vždy stále alespoň jedno štěpící místo. Jsou ve všech ohledech stejné jako molekuly popisované výše s tím rozdílem, že nemají připojené molekuly postranního ramene. Když se do místa testu dostane například buňka, pokud obsahuje skupiny vytvářející specifické vazebné páry s příslušnými komplementárními členy, vytvoří se propojovací smyčka mezi kuličkou zlata a substrátem. Jestliže se propojovací molekula odštěpí, zlatá io kulička se udrží na substrátu a přítomnost buňky může být detekována jak bylo popsáno výše. Pokud se však nevytvoří žádné specifické vazebné páry, po rozštěpení propojovací molekuly kulička zlata nezůstane připojena na substrátu a je odstraněna.The linker molecules always have at least one cleavage site. They are in all respects the same as the molecules described above except that they do not have side arm molecules attached. For example, when a cell reaches the assay site if it contains groups forming specific binding pairs with appropriate complementary members, a link loop is formed between the gold bead and the substrate. When the linker molecule is cleaved, the gold bead is retained on the substrate and the presence of the cell can be detected as described above. However, if no specific binding pairs are formed, the gold bead will not remain attached to the substrate after cleavage of the linker molecule and is removed.

Protilátky nebo jiné rozpoznávací molekuly mohou být navázány na substrát podobným způsobem, jakým jsou připojeny propojovací molekuly. Všechny propojovací molekuly na disku IBCD jsou identické a jsou současně navázány na aminové skupiny analogických aktivních skupin na povrchu. Přibližně polovina aminových skupin se použije pro navázání propojovacích molekul. Druhá polovina se použije pro navázání rozpoznávacích molekul na substrát. Pokud jsou všechny rozpoznávací molekuly na povrchu IBCD podobné, mohou být navázány současně s propojovacími molekulami. Alternativně, pokud jsou rozpoznávací molekuly pro každé místo testu specifické, mohou být nanášeny lokálně kontaktním tiskem, tryskovým tiskem nebo mikrokapilárnim ukládáním.Antibodies or other recognition molecules can be coupled to the substrate in a manner similar to the attachment molecules. All linker molecules on the IBCD are identical and are simultaneously bound to the amino groups of analogous active groups on the surface. About half of the amine groups are used to bind linker molecules. The other half is used to bind recognition molecules to the substrate. If all recognition molecules on the IBCD surface are similar, they can be bound simultaneously with the linker molecules. Alternatively, if the recognition molecules are specific to each site of the assay, they may be applied locally by contact printing, inkjet printing or microcapillary storage.

Když se zlaté kuličky navážou na thiolové skupiny propojovacích molekul, další rozpoznávací molekuly se připojí, rovněž pomocí thiolových skupin, ke zlatým kuličkám. K tomuto účelu jsou rozpoznávací molekuly nejprve konjugovány s propojovací molekulou obsahující chráněnou thiolovou nebo aminovou skupinu. AminováWhen the gold beads bind to the thiol groups of the linker molecules, additional recognition molecules are also attached to the gold beads by thiol groups. To this end, the recognition molecules are first conjugated to a linker molecule containing a protected thiol or amine group. Aminová

• · « ·«« ··· ··· • · * ·· ·· ·· skupina může být derivatizována takovým způsobem, aby došlo k zavedení thiolové skupiny. Různé rozpoznávací molekuly, které mají být navázány na kuličky zlata, se nanášejí podobným způsobem jako byly vázány na povrch disku IBCD jiné rozpoznávací molekuly.The group may be derivatized in such a way as to introduce a thiol group. The different recognition molecules to be bound to the gold beads are deposited in a similar manner as they were bound to the surface of the IBCD of the other recognition molecule.

Rozpoznávacími molekulami mohou být oligonukleotidy. Tyto oíigonukleotidy mohou dále hybridizovat s komplementárními konjugáty oligonukleotid - biomolekula. Tento přístup umožňuje navázání citlivých a reaktivních biomolekul, jako jsou například proteiny obsahující několik aminových nebo thiolových skupin.The recognition molecules may be oligonucleotides. These oligonucleotides can further hybridize with complementary oligonucleotide-biomolecule conjugates. This approach allows the binding of sensitive and reactive biomolecules, such as proteins containing several amine or thiol groups.

Rozpoznávací molekuly navázané na kuličky zlata mohou volně difundovat kofem kuličky, ačkoliv jsou pevně navázány. Buňka, která je rozpoznána oběma rozpoznávacími molekulami, vytvoří propojovací smyčku, která váže kuličku zlata na povrch disku IBCD. Po odštěpení propojovací molekuly zůstane zlatá kulička navázána a může být detekována čtecí mechanikou CD-ROM nebo DVD.The recognition molecules bound to the beads of gold may freely diffuse through the beads of the beads, although they are tightly bound. The cell, which is recognized by both recognition molecules, creates a connection loop that binds the gold ball to the surface of the IBCD. After cleavage of the linker molecule, the gold bead remains bound and can be detected by a CD-ROM or DVD reader.

Ve stejném testovacím místě může být použit větší počet rozdílných rozpoznávacích molekul. Tento přístup má tu výhodu, že na jednom testovacím místě mohou být detekovány všechny známé mutanty určitých patogenních druhů. Různé mutanty mohou být také charakterizovány na různých testovacích místech, která obsahují specifické rozpoznávací molekuly.Multiple different recognition molecules may be used at the same test site. This approach has the advantage that all known mutants of certain pathogenic species can be detected at one test site. Different mutants can also be characterized at different assay sites that contain specific recognition molecules.

Disk IBCD je univerzální analyzátor. Jeho využití je snadné a v nejrozvinutější formě obsahuje všechny reagencie, takže se přidává pouze vzorek. Může být použit v klinických laboratořích, nemocnicích, ordinacích lékařů i doma. Při domácím použití může být informace přenášena k lékaři pomocí internetu. IBCD může být navržen tak, že se vždy měří genetický otisk každého pacienta. Přibližně 35 polymorfních bodů dostačuje pro to, aby každá osoba obdržela jedinečný „čárový kód“. To odstraňuje možné chyby způsobené záměnou zkumavek nebo nálepek. Mezi testy, které jeThe IBCD is a versatile analyzer. It is easy to use and contains all reagents in its most advanced form, so only the sample is added. It can be used in clinical laboratories, hospitals, medical offices and at home. For home use, information can be transmitted to the doctor via the Internet. IBCD can be designed so that each patient's genetic fingerprint is measured. Approximately 35 polymorph points are sufficient for each person to receive a unique “barcode”. This eliminates possible errors caused by swapping tubes or stickers. Among the tests it is

-27 · · • « * ·« ··· · • · · · * ··· ··· • » • ·· ♦♦ možno provádět, patří bez omezení imunologické testy, testy DNA, počítání buněk a měření tvaru buněk, detekce nádorových buněk ve vzorcích tkáně, chemie krve a analýza elektrolytů. Mezi další aplikace patří masové systematické prohledávání kandidátů na léčiva, analýzy zaměřené na potraviny a bezpečnost životního prostředí a monitorování patogenů a toxinů v poli při vojenském konfliktu.- 27 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - detection of tumor cells in tissue samples, blood chemistry and electrolyte analysis. Other applications include massive systematic search for drug candidates, food and environmental safety analyzes, and monitoring of pathogens and toxins in the field in a military conflict.

Příklad 3Example 3

Turbidimetricky test aktivity lipáz ío Zásobník na reagencie obsahuje 15 pl stabilizované trioleinové emulze (250 μΜ) obsahující deoxycholát sodný (30 mM) a CaCb (100 μΜ) při pH 9,0 v pufru TRIS (25 mM). Komůrka pro přípravu vzorku obsahuje lyofilizovanou vepřovou kolipázu (0,5 pg). Do komůrky pro přípravu vzorku se převedou 2 μΙ séra (použitím zařízení ukázaného na obr. 17) spolu se stabilizovaným trioleinem a jinými činidly. Část směsi (5 μΙ) se dále převede do kyvety. Protože výstupní kapilára směřuje ke středu disku, protitlak zabrání dalšímu průtoku. V jednominutových intervalech se odečítá absorbance při 340 nm. Hodnota ΔΑ/min je měřítkem aktivity lipázy.Turbidimetric Lipase Activity Test io The reagent cartridge contains 15 µl of stabilized triolein emulsion (250 μΜ) containing sodium deoxycholate (30 mM) and CaCl 2 (100 μΜ) at pH 9.0 in TRIS buffer (25 mM). The sample preparation chamber contains lyophilized porcine colipase (0.5 µg). Transfer 2 μΙ of serum into the sample preparation chamber (using the device shown in Figure 17) along with stabilized triolein and other reagents. Transfer part of the mixture (5 μΙ) to the cuvette. As the outlet capillary faces the center of the disc, the back pressure prevents further flow. Absorbance at 340 nm is read at 1 minute intervals. ΔΑ / min is a measure of lipase activity.

I když byl vynález popsán na několika konkrétních provedeních, je zřejmé, že odborníkovi v oboru budou jasné modifikace, ekvivalenty a variace vynálezu, které mají být také zahrnuty v rozsahu přiložených nároků.While the invention has been described in several specific embodiments, it will be apparent to one skilled in the art that modifications, equivalents, and variations of the invention are to be included within the scope of the appended claims.

Claims (6)

1. Optický disk upravený pro čtení optickým čtecím zařízením, 5 vyznačující se tím, že obsahuje první sektor obsahující v podstatě samostatné testovací prostředky pro navázání nebo reakci analytu, o kterém se předpokládá, že bude přítomen ve vzorku, na alespoň jednu předem určenou oblast v prvním sektoru, a popřípadě druhý sektor obsahující io řídící prostředky pro provádění testu a informace o umístění analytu týkající se jednoho nebo více analytů, o kterých se předpokládá, že budou přítomny ve vzorku, který je přístupný čtecímu zařízení, přičemž přítomnost nebo nepřítomnost analytu v uvedeném místě může být určena čtecím zařízenímAn optical disc adapted for reading by an optical reading device, characterized in that it comprises a first sector comprising substantially separate test means for binding or reacting an analyte believed to be present in the sample to at least one predetermined region in the a first sector, and optionally a second sector including test control means and analyte location information relating to one or more analytes that are expected to be present in a sample accessible to the reader, wherein the presence or absence of the analyte in said analyte the location may be determined by a reading device 15 pomocí řídících prostředků a informací o umístění.15 using control means and location information. 2. Optický disk podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje uzavíratelný vstup vzorku, pro kapalinu spojený s testovacími prostředky.An optical disc according to claim 1, characterized in that it comprises a closable sample inlet for the liquid associated with the test means. 3. Přístroj pro provádění testů vyznačující se tím, ž e obsahuje optický disk, čtecí zařízení disku a informační procesor, kde disk obsahuje první sektor obsahující v podstatě samostatné testovací prostředky pro navázání analytu, o3. A test apparatus comprising an optical disc, a disc reader, and an information processor, wherein the disc comprises a first sector comprising substantially separate analyte binding means; 25 kterém se předpokládá, že bude přítomen ve vzorku, do alespoň jedné předem určené oblasti v prvním sektoru, a popřípadě druhý sektor, který obsahuje kontrolní informace pro provádění testu a informace o umístění analytu týkající se jednoho nebo více analytů, o kterých se předpokládá, že budou25 which is expected to be present in the sample, to at least one predetermined area in the first sector, and optionally a second sector that contains test information for carrying out the assay and analyte location information regarding one or more analytes that are expected to be present, that they will 30 přítomny ve vzorku, přístupný čtecímu zařízení a zpracovatelný30 present in the sample, readable and processable 99»99 » -29• 9*99 • 9 ··· 999 • 9 9 • ·· 9 9 9 9 informačním procesorem, přičemž disk je upraven pro odečítání čtecím zařízením a informační procesor je upraven pro stanovení přítomnosti nebo nepřítomnosti analytu v uvedeném místě použitím kontrolních informací a informací-29 • 9 * 99 • 9 ··· 999 • 9 9 • ·· 9 9 9 9 an information processor, wherein the disk is adapted to be read by a reader and the information processor is adapted to determine the presence or absence of an analyte at said location using control information and information 5 o umístění.5 about the location. 4. Přístroj podle nároku 3, vyznačující se tím, ž e čtecím zařízením je čtecí mechanika CD-ROM nebo DVD a čtecí zařízení je upraveno pro spojení s informačním4. The apparatus of claim 3, wherein the reader is a CD-ROM or DVD reader and the reader is adapted to communicate with the information device. 10 10 procesorem. processor. 5. Přístroj podle nároku 4, The apparatus of claim 4, vyznačující characterized se tím, by ž e informačním procesorem je osobní počítač. that the information processor is a personal computer. 15 15 Dec 6. Disk podle nároku 1, The disc of claim 1, vyznačující characterized se tím, by ž e testovací prostředky test means obsahují prostředky they contain resources pro uchování for preservation
kapaliny a prostředky pro přenos kapaliny, vytvořené v povrchu disku.and liquid transfer means formed in the disc surface. 20 7. Disk podle nároku 6, vyznačující se tím, ž e prostředek pro přenos kapaliny obsahuje kapilární kanálek.20. The disc of claim 6, wherein the liquid transfer means comprises a capillary channel. 8. Disk podle nároku 7, vyznačující se tím,The disc of claim 7, wherein: 25 že prostředek pro přenos kapaliny obsahuje ventil.25 wherein the fluid transfer means comprises a valve. 9. Disk podle nároku 6, vyznačující se tím, ž e obsahuje prostředek pro získání elektrochemické energie.9. The disc of claim 6 including means for obtaining electrochemical energy. • 99• 99 -30* 9 ··-30 * 9 ·· 9 9 9 9 99 9 9 9 99 99 9999 99 9 9 9 9 *9 9 9 9 9 9 999 9999,999,999 9 9 99 9 9 9· 99 ··9 · 99 ·· 10. Disk podle nároku 1, vyznačující se tím, ž e testovací prostředek obsahuje vstup vzorku, sektor přípravy vzorku, sektor separace analytu a testovací sektor, veThe disc of claim 1, wherein the test means comprises a sample input, a sample preparation sector, an analyte separation sector, and a test sector, wherein
5 kterém je umístěn analyt.5 where the analyte is located. 11. Disk podle nároku 6, vyznačující se tím, ž e prostředek pro přenos kapaliny reaguje na centrifugační sílu nebo elektrické pole.The disc of claim 6, wherein the fluid transfer means is responsive to a centrifugal force or electric field. 12. Disk podle nároku 1, vyznačující se tím, ž e obsahuje větší množství prvních sektorů upravených pro analýzu většího množství analytů.12. The disc of claim 1 comprising a plurality of first sectors adapted to analyze the plurality of analytes. 15 13. Disk podle nároku 1, vyznačující se tím, ž e dále obsahuje větší množství prvních sektorů upravených pro analýzu stejného analytu nebo různých analytů, přičemž každý z uvedeného většího množství sektorů je upraven pro spojení pro kapalinu se vstupem vzorku.15. The disc of claim 1, further comprising a plurality of first sectors adapted to analyze the same analyte or different analytes, each of said plurality of sectors being adapted to be coupled to the sample inlet liquid. 14. Testovací prvek, vyznačující se tím, ž e obsahuje substrát, první oligonukleotid navázaný na substrát, propojovací molekulu navázanou na první konec prvního oligonukleotidu prostřednictvím druhého14. A test element comprising a substrate, a first oligonucleotide bound to the substrate, a linker molecule bound to the first end of the first oligonucleotide via a second 25 oligonukleotidu, který je k prvnímu oligonukleotidu komplementární, přičemž propojovací molekula dále obsahuje prostředek pro vazbu na analyt ve vzorku a obsahuje druhý konec, který je detekovatelný prostředky pro detekci, kde propojovací molekula dále obsahuje štěpitelné místo mezi25 of an oligonucleotide that is complementary to the first oligonucleotide, wherein the linker molecule further comprises means for binding to the analyte in the sample and comprises a second end that is detectable by means of detection, wherein the linker molecule further comprises a cleavage site between 30 prvním a druhým koncem, vazebné prostředky s první skupinou30 with first and second ends, first group binding means -31 • · • 9 · • 9 9 * ·-31 • 9 9 9 9 · ϊ ··· ··· 9 9 mezi prvním koncem propojovací molekuly a štěpícím místem pro vazbu první části analytu a druhou skupinou mezi druhým koncem propojovací molekuly a štěpícím místem pro vazbu druhé části analytu.9 9 ϊ ··· ··· 9 9 between the first end of the linker molecule and the cleavage site for binding the first part of the analyte and the second group between the second end of the linker molecule and a cleavage site for binding the second part of the analyte. 15. Součást testu upravená pro odečítání čtecí mechanikou CDROM nebo DVD, vyznačující se tím, ž e obsahuje optický disk a v podstatě samostatné testovací prostředky na disku pro vazbu analytu, o kterém se io předpokládá, že je přítomen ve vzorku, na alespoň jednu předem určenou oblast na disku a prostředky v této oblasti pro umožnění detekce nepřítomnosti nebo přítomnosti analytu čtecí mechanikou CD-ROM nebo DVD.An assay component adapted to be read by a CDROM or DVD reader comprising an optical disc and substantially separate test means on an analyte binding disc, which is also believed to be present in the sample, for at least one in advance. a designated area on the disc and means therein for enabling the absence or presence of the analyte to be detected by a CD-ROM or DVD reader. 15 16. Optický disk upravený pro odečítání čtecí mechanikou CDROM nebo DVD, vyznačující se tím, ž e obsahuje v podstatě samostatné testovací prostředky pro lokalizaci analytu, o kterém se předpokládá, že je přítomen ve vzorku na alespoň jednu předem určenou oblast na diskuAn optical disc adapted to be read by a CDROM or DVD reader comprising substantially separate test means for locating an analyte believed to be present in the sample at least one predetermined area on the disc. 20 a prostředky v uvedené oblasti na disku pro detekci nepřítomnosti nebo přítomnosti analytu čtecí mechanikou CDROM nebo DVD.20 and means in said region on the disc for detecting the absence or presence of an analyte by a CDROM or DVD reader.
CZ19993062A 1998-02-27 1998-02-27 Optical disk CZ306299A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ19993062A CZ306299A3 (en) 1998-02-27 1998-02-27 Optical disk

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ19993062A CZ306299A3 (en) 1998-02-27 1998-02-27 Optical disk

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ306299A3 true CZ306299A3 (en) 2000-04-12

Family

ID=5466085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19993062A CZ306299A3 (en) 1998-02-27 1998-02-27 Optical disk

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ306299A3 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6030581A (en) Laboratory in a disk
US6953550B2 (en) Affinity binding-based system for detecting particulates in a fluid
US20180161772A1 (en) Microfluidic devices and methods of use thereof
JP4351539B2 (en) Method and apparatus for accurately moving and manipulating fluid by centrifugal force and / or capillary force
EP0865606B1 (en) Devices and methods for using centripetal acceleration to drive fluid movement in a microfluidics system with on-board informatics
US7087203B2 (en) Methods and apparatus for blood typing with optical bio-disc
US9289765B2 (en) Micro-fluidic device and sample testing apparatus using the same
JP2013518276A (en) Centrifugal force-based microfluidic device and method for detecting an analyte in a fluid sample using the same
JP2011527753A (en) Reagent cartridge, microfluidic device including the cartridge, manufacturing method of the microfluidic device, and biochemical sample analysis method using the microfluidic device
US20080274451A1 (en) Body for flow-through cells and the use thereof
Isiksacan et al. Lab‐on‐a‐Chip Platforms for Disease Detection and Diagnosis
CZ306299A3 (en) Optical disk
AU740195C (en) Laboratory in a disk
MXPA99007981A (en) Laboratory in a disk
EP1410042A1 (en) Methods and apparatus for blood typing with optical bio-discs

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic