JP2003520582A - Integrated microfluidic disc - Google Patents

Integrated microfluidic disc

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Abstract

Disclosed is a method for performing the steps of nucleic acid template purification, a thermocycling reaction and purification of the products of the thermocycling reaction characterised in that the steps take place sequentially in a microfluidic disc. Also disclosed is a microstructure for fluids comprising at least one inlet opening connected to a first chamber incorporating a means for purifying template nucleic acid which, in turn, is connected to a second chamber incorporating a means for a thermocycling reaction which, in turn, is connected to a third chamber incorporating a means for purifying products of the thermocycling reaction, and a microfluidic disc comprising a plurality of such microstructures.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】 本発明は、回転可能なディスク、とりわけ、流体のための微小構造体を含む微
小流体ディスクを有する微細加工された装置に関し、このとき、核酸シークエン
シングに必要な段階を統合的で連続的な手法で行われる。
The present invention relates to a microfabricated device having a rotatable disc, in particular a microfluidic disc containing microstructures for fluids, wherein the steps required for nucleic acid sequencing are integrated and continuous. It is done in a traditional way.

【0002】 シークエンシングプロセスは、とりわけロボットの形態による自動化を応用し
、複合状態にある微小容量の液体を利用することで産業的規模に達している。こ
のプロセスは、ゲノムを破砕する段階と、対象とするフラグメントをクローンベ
クター内に挿入し、個々のクローンを分離する段階と、挿入されたフラグメント
を含むベクターを精製する段階と、挿入されたフラグメントをシークエンシング
反応におけるテンプレートとして使用する段階とを有する。得られたシークエン
シングデータは、ソフトウェアを用いて配列され、数多くのフラグメントから連
続した配列を得る。このプロセスについて、以下より詳細に説明する。
[0002] The sequencing process has reached industrial scale by applying, among other things, automation in the form of robots and utilizing minute volumes of liquids in complex states. This process involves disrupting the genome, inserting the fragment of interest into a clone vector, isolating individual clones, purifying the vector containing the inserted fragment, and removing the inserted fragment. And as a template in a sequencing reaction. The sequencing data obtained is sequenced using software to obtain a continuous sequence from numerous fragments. This process is described in more detail below.

【0003】 フラグメントのサイズにより、異なるクローンベクターを用いて、フラグメン
トをクローン化することができる。クローン化する目的は、生物学的システム(
細菌またはウィルス)を通じて、莫大な数の複製物を与えるために、挿入配列を
複製することにある。巨大なフラグメントは、しばしば、BAC(Bacterial Art
ificial Chromosomes:細菌人工染色体)またはコスミド内にクローン化される。
より小さいフラグメントは、一般に、pUC18などの細菌プラスミドか、ファ
ージM13のいずれかの中でクローン化される。
Depending on the size of the fragment, different cloning vectors can be used to clone the fragment. The purpose of cloning is the biological system (
Bacterium or virus) to replicate the insert sequence to give a vast number of replicates. Huge fragments are often called BAC (Bacterial Art).
ificial Chromosomes: cloned into a bacterial artificial chromosome) or cosmid.
The smaller fragment is generally cloned either in a bacterial plasmid such as pUC18 or in phage M13.

【0004】 プラスミド内でクローン化されるフラグメントを用いて、新たにゲノムをシー
クエンシングするための通常のプロセスは、連続的に行われる可能性のある数多
くの段階を有する。これらの段階の具体例について、以下に広範に説明する。
The usual process for de novo sequencing a genome with a fragment cloned in a plasmid has a number of steps that can occur sequentially. Specific examples of these stages are described extensively below.

【0005】 1)細菌培養物の調製 関心のあるゲノムのフラグメントが形成されて、大腸菌細菌の菌株内に保持さ
れたプラスミド(例えば、pUC18)内に挿入される。このプロセスは、形質転
換と呼ばれる。
1) Preparation of Bacterial Culture A fragment of the genome of interest is formed and inserted into a plasmid (eg pUC18) carried within a strain of E. coli bacteria. This process is called transformation.

【0006】 形質変換された細菌は、(宿主細菌に抗生物質の耐性を与える遺伝子を有する)
プラスミドを含むこれらの細菌を選択するために、成長培地および抗生物質を含
む寒天プレート上に広げられる。この寒天プレートは、「空の」または挿入配列
の存在しないプラスミドを含むクローンだけでなく、挿入配列を含むプラスミド
を有する細菌の存在を明確に示すインジケータを含み得る。細菌培養物は、個々
の細菌細胞、および娘コロニーがプレート上で互いに十分に離れる程度に広げら
れる前に、希釈される。これにより、ただ1つの配列からなるクローンを含む個
々のコロニーが取り出される。
Transformed bacteria (carrying a gene that confers antibiotic resistance to the host bacterium)
To select for these bacteria containing the plasmid, they are spread on agar plates containing growth medium and antibiotics. The agar plate may include not only clones containing "empty" or plasmids lacking the insert, but also indicators that clearly indicate the presence of bacteria carrying the plasmid containing the insert. The bacterial culture is diluted before the individual bacterial cells, and daughter colonies, are spread out on the plate sufficiently far apart from each other. This removes individual colonies containing clones consisting of only one sequence.

【0007】 このプレートを、37℃で一晩培養する。個々の細菌細胞は、プレート上で重
ならない細胞コロニーを形成する。
The plate is incubated overnight at 37 ° C. Individual bacterial cells form non-overlapping cell colonies on the plate.

【0008】 手動でまたはロボットを用いてコロニーを取り出し、これを用いて直接的にプ
ラスミドを調製するか、より一般的には、一晩液体培養(通常、1ないし2ml)
に接種して、より多量の細菌およびより多数の挿入配列の複製物を得る。
Colonies are removed either manually or robotically and used to prepare plasmids directly, or more usually overnight liquid culture (usually 1-2 ml).
Are inoculated to obtain higher numbers of bacteria and higher numbers of insert sequence replicas.

【0009】 2.挿入配列を含むプラスミドの抽出 核酸テンプレートの品質は、シークエンシング反応を成功させる鍵となる要因
である。このテンプレートは、プラスミドまたはプラスミドから得られるポリメ
ラーゼ連鎖反応(PCR)生成物であってもよい。細菌抽出物の直接的なシークエ
ンシングに関する報告があり、(例えば、Frothingham, R.およびR. L. Allen (1
991)、Chen Q.,およびC. Neville (1996)らの“Rapid 16S ribosomal DNA seque
ncing from a single colony without DNA extraction or purification”, Bio
technique 11(1)らを参照されたい。)ほとんどの主だったシークエンシング装置
は、うまくシークエンシングできるように、純粋なプラスミドを抽出することに
多大な注意を払っている。
2. Extraction of plasmids containing inserts The quality of the nucleic acid template is a key factor in the success of the sequencing reaction. This template may be a plasmid or a polymerase chain reaction (PCR) product obtained from the plasmid. There have been reports of direct sequencing of bacterial extracts (see, for example, Frothingham, R. and RL Allen (1
991), Chen Q., and C. Neville (1996) et al. “Rapid 16S ribosomal DNA seque.
ncing from a single colony without DNA extraction or purification ”, Bio
See technique 11 (1) et al. Most major sequencing machines pay great attention to extracting pure plasmids so that they can be sequenced successfully.

【0010】 プラスミドを抽出し、精製するための数多くの方法が開発されてきた。1つの
一般的な方法は、(i)NaOHを使用して細菌細胞を融解し、(ii)タンパク質お
よび染色体DNAを沈殿させ、(iii)イソチオシアン酸グアニジンまたはヨウ化
ナトリウムなどのカオトロープの存在下でガラス基質(または吸着および吸収に
より抽出すべき核酸を選択的に保持する他の精製カラム)で溶液中のプラスミド
を抽出し、(iv)エタノール溶液で洗浄し、塩および残渣汚染物を除去し、(v)最
後に、低イオン強度緩衝液または水を用いて基質からのプラスミドの抽出する。
また、このプロセスには、RNaseに曝して、RNAを分解する段階も含まれる
Numerous methods have been developed for extracting and purifying plasmids. One general method is (i) thawing bacterial cells using NaOH, (ii) precipitating protein and chromosomal DNA, (iii) in the presence of a chaotrope such as guanidine isothiocyanate or sodium iodide. Extract the plasmid in solution with a glass substrate (or other purification column that selectively retains the nucleic acid to be extracted by adsorption and absorption), wash with (iv) an ethanol solution to remove salts and residual contaminants, (v) Finally, extract the plasmid from the substrate with low ionic strength buffer or water.
The process also includes the step of exposing the RNA to RNA degradation.

【0011】 この方法は、GFX微小プラスミド調製キット(Amersham Pharmacia Biotech
)などの多くの市販キットの基礎となっている。これらのキットは、通常、溶液
I、溶液II、溶液IIIの一連の溶液を有し、溶液Iは、約100mM Tris-HCl pH7.5,
10mM EDTA, 400μg/mL RNase Iで、溶液IIは、約100mM NaOH, 1% w/v SDSを
有し、溶液IIIは、アセテートおよびカオトロープを含む緩衝溶液を有する。
This method is based on the GFX microplasmid preparation kit (Amersham Pharmacia Biotech
) Is the basis of many commercial kits such as. These kits usually have a series of solution I, solution II, solution III, which is approximately 100 mM Tris-HCl pH 7.5,
At 10 mM EDTA, 400 μg / mL RNase I, Solution II has approximately 100 mM NaOH, 1% w / v SDS and Solution III has a buffer solution containing acetate and chaotrope.

【0012】 ガラス基質内のガラス表面を変更することが、例えば、米国特許第5,606,
046号に開示されている。PEGおよび塩が存在する中、磁気ビーズ(Magenet
ic beads)に可逆的で、かつ不特定に結合させることによる抽出について、例え
ば、Hawkins, T.L.およびT. O'Conneor-Morin (1994)らの“DNA purification a
nd isolation using a solid-phase”, Nucleic Acids Res 22(21): 4543-4、ま
たは三重媒介の類似物捕獲技術(triplex-mediated affinity capture)(米国特許
第5,591,841号)に開示されている。適当な精製材料は、ゲル、樹脂、膜
、ガラス、または核酸を選択的に保持する他の表面を含む。
Modifying the glass surface within a glass substrate is described, for example, in US Pat. No. 5,606,
No. 046. In the presence of PEG and salt, magnetic beads (Magenet
ic beads) for reversible and unspecific binding, see, for example, Hawkins, TL and T. O'Conneor-Morin (1994), “DNA purification a.
nd isolation using a solid-phase ”, Nucleic Acids Res 22 (21): 4543-4, or triplex-mediated affinity capture (US Pat. No. 5,591,841). Suitable purification materials include gels, resins, membranes, glass, or other surfaces that selectively retain nucleic acids.

【0013】 次いで、プラスミド質をアガロースゲル電気泳動を用いで評価でい、流を分光
光度法により決定でき、両方の技術とも当業者によく知られている。水中にまた
は次段階(すなわち、PCRまたはサイクルシークエンシングのような直接シー
クエンシング反応)に適合できる希釈緩衝液中にプラスミドを得ることが有利で
ある。
The plasmid quality can then be evaluated using agarose gel electrophoresis and the flow determined spectrophotometrically, both techniques well known to those skilled in the art. It is advantageous to obtain the plasmid in water or in a dilution buffer that is compatible with the next step (ie direct sequencing reactions such as PCR or cycle sequencing).

【0014】 プラスミドの収量(または恐らく質)が直接シークエンシングに不十分である場
合、挿入配列およびフランキング配列をカバーするプラスミドの具体的な領域を
慣用のポリメラーゼ連鎖反応(PCR)をにより増幅でき、シークエンシングテン
プレートを得る。このPCR生成物は、シークエンシングのテンプレートとして
使用する前に“クリーンアップ”されなければならない。クリーンアップは、も
しそうしなければサイクルシークエンシング反応を妨害する、非挿入ヌクレオチ
ドおよびプライマーの除去を含む。一つの方法は、エキソヌクレアーゼIIIおよ
びシュリンプ・アルカリホスファターゼへの暴露、これらの酵素の熱変性による
不活性化および反応物のサイクルシークエンシングにおける直接の使用を含む。
If the yield (or perhaps quality) of the plasmid is insufficient for direct sequencing, the specific region of the plasmid that covers the insert and flanking sequences can be amplified by conventional polymerase chain reaction (PCR). , Get the sequencing template. This PCR product must be "cleaned up" before it can be used as a template for sequencing. Cleanup involves the removal of non-inserted nucleotides and primers that would otherwise interfere with the cycle sequencing reaction. One method involves exposure to exonuclease III and shrimp alkaline phosphatase, inactivation of these enzymes by heat denaturation and direct use in cycle sequencing of the reaction.

【0015】 3)サイクルシークエンシング サイクルシークエンシング反応は、テンプレート核酸とシークエンシングプラ
イマー、熱安定性DNAポリメラーゼ酵素および、少量のジデオキシ(連鎖停止)
形の一つの塩基を含む4つのデオキシヌクレオチド(dATP、dCTP、dG
TPおよびdTT)の混合、続く加熱と冷却のサイクル(すなわち、熱循環)を含
む。反応は−各々少量の各ジデオキシヌクレオチドを、蛍光標識プライマーと共
に含む−4つの異なる試験管で、または異なる蛍光標識と非標識プライマーのジ
デオキシヌクレオチドを伴うジデオキシヌクレオチドの使用を介して一つの試験
管内で行なう。結果は、テンプレート鎖の配列と相補的な核酸鎖の蛍光標識ラダ
ーである。サイクルシークエンシング反応は、一般に、サーモサイクラー中のマ
イクロタイタープレート(96ウェルまたは384ウェル)中で10−20μlの
規模で行なう。
3) Cycle Sequencing The cycle sequencing reaction consists of a template nucleic acid, a sequencing primer, a thermostable DNA polymerase enzyme and a small amount of dideoxy (chain termination).
4 deoxynucleotides containing one base in the form (dATP, dCTP, dG
TP and dTT) mixing, followed by a heating and cooling cycle (ie, thermal cycling). The reaction is carried out in four different tubes-each containing a small amount of each dideoxynucleotide together with a fluorescently labeled primer, or in one tube through the use of a dideoxynucleotide with a different fluorescently labeled and unlabeled primer dideoxynucleotides. . The result is a fluorescently labeled ladder of nucleic acid strands that is complementary to the sequence of the template strand. Cycle sequencing reactions are generally performed on a 10-20 μl scale in microtiter plates (96 or 384 wells) in a thermocycler.

【0016】 4)クリーン・アップ 標識ヌクレオチドターミネーターを使用する場合、非挿入蛍光ヌクレオチドを
除去するために、反応混合物はその後“クリーン・アップ”しなければならない
。これらは、そうしなければシークエンシングラダーの電気泳動的分離で見え、
結果の質を落とす。
4) Cleanup If a labeled nucleotide terminator is used, the reaction mixture must then be "cleaned up" to remove non-inserted fluorescent nucleotides. These would otherwise be visible in the electrophoretic separation of the sequencing ladder,
Reduce the quality of results.

【0017】 キャピラリー電気泳動装置を使用する場合、動電学的注入を容易にするために
シークエンシングラダーから塩を除去する必要もある。このクリーン・アップは
、一般に、エタノールおよび塩の添加による沈殿により、またはゲル濾過により
行なう。プライマー-標識反応の場合、脱塩は、キャピラリー電気泳動を使用す
る場合のみ必要である。
When using a capillary electrophoresis device, it is also necessary to remove salts from the sequencing ladder to facilitate electrokinetic injection. This clean-up is generally done by precipitation by addition of ethanol and salt or by gel filtration. For primer-labeling reactions, desalting is only necessary when using capillary electrophoresis.

【0018】 5)シークエンシング反応の分析 停止したシークエンシング反応を、次いで、続く分析のために、スラブゲル(
例えば、ABI PRISM 377またはALFexpressで使用されているような)、またはキャ
ピラリーカラム(例えば、MegaBACE(Amersham Pharmacia Biotech)またはPE ABI
3700(PE Biosystems))であり得る、変性ゲルで分離する。
5) Analysis of Sequencing Reaction The stopped sequencing reaction was then separated into slab gels (for slab analysis).
For example, as used in ABI PRISM 377 or ALFexpress), or a capillary column (e.g. MegaBACE (Amersham Pharmacia Biotech) or PE ABI.
Separation on a denaturing gel, which can be 3700 (PE Biosystems).

【0019】 最近、これらの段階の自動化が、マイクロファブリケーション、すなわち、こ
れらの段階をできるだけ少量で行なうことを強調して記載されている。
Recently, automation of these steps has been described with emphasis on microfabrication, ie performing these steps in as little as possible.

【0020】 大部分の自動化は、ピペットおよびマイクロタイタープレート(96ウェルお
よび384ウェル)を使用して手動で通常行なわれている段階を行なうためのロ
ボットの使用を目的とする。個々の段階を別々のプレートで行ない、プレートと
フォーマットの間の液体の移動を、ピペッティングロボットを使用して行なう。
最近、多くのロボットからなるにもかかわらず、一つの装置に種々の段階を統合
させる試みがなされている。一つの例が、Trevor Hawkins(Whitehead Institute
)により開発されたSequatronである。これは、M13を精製し、シークエンシン
グ反応を超薄層スラブゲルまたはキャピラリーのための調製物で行なうためのロ
ボットを含む。方法は、DNAの固相単離に基づき(例えば、Hawkins, T. L., T
. O'Connor-Morin, et al. (1994). “DNA purification and isolation using
a solid-phase”. Nucleic Acids Res 22(21):4543-4参照)、24時間あたり2
5,000を超えるサンプルのスループットを可能にする。加えて、Washington
Universityのグループは、また大きなロボットおよびマルチタイタープレートに
基づくM13プラークおよびテンプレート調製物の採取のためのロボットを開発
している。
Most automation is aimed at the use of robots to perform the steps normally performed manually using pipettes and microtiter plates (96 and 384 wells). The individual steps are performed on separate plates and the transfer of liquid between the plate and the format is performed using a pipetting robot.
Recently, despite many robots, attempts have been made to integrate various stages into one device. One example is Trevor Hawkins (Whitehead Institute
) Was developed by Sequatron. This includes robots for purifying M13 and performing sequencing reactions with ultra-thin slab gels or preparations for capillaries. Methods are based on solid phase isolation of DNA (eg, Hawkins, TL, T
. O'Connor-Morin, et al. (1994). “DNA purification and isolation using
a solid-phase ”. See Nucleic Acids Res 22 (21): 4543-4), 2 per 24 hours.
Allows throughput of over 5,000 samples. In addition, Washington
The University group is also developing a robot for the collection of large robots and multititer plate-based M13 plaques and template preparations.

【0021】 マイクロマシンを用いるシリコン構造上でのカオトロープ存在下でのDNAの
単離法が公開されている(Christel, L. A., K. Petersen, et al. (1999). “Ra
pid, automated nucleic acid probe assays using silicon microstructures f
or nucleic acid concentration.” J Biomech Eng 121(1):22-7)。米国特許第
5,882,496号は、加熱反応チャンバー、電気泳動装置およびサーモニュー
マティック(thermopneumatic)センサー−アクチュエーター、化学前濃縮物、お
よびロかまたは制御流動装置の表面領域を増加させるための多孔性シリコン構造
の製作および使用を記載している。特に、このような高表面領域または特異的孔
サイズ多孔性シリコン構造は、小規模スケールでこのようなプロセスを使用する
適用において、吸着、蒸発、脱着、縮合ならびに液体およびガスの流れを明白に
増加させるために有用である。
A method for isolating DNA in the presence of a chaotrope on a silicon structure using a micromachine has been published (Christel, LA, K. Petersen, et al. (1999). “Ra
pid, automated nucleic acid probe assays using silicon microstructures f
or nucleic acid concentration. ”J Biomech Eng 121 (1): 22-7). US Pat. No. 5,882,496 describes a heated reaction chamber, an electrophoretic device and a thermopneumatic sensor-actuator, pre-chemistry. It describes the fabrication and use of concentrates and porous silicon structures to increase the surface area of bulk or controlled flow devices, in particular such high surface areas or specific pore size porous silicon structures are described. , In applications using such a process on a small scale, it is useful for adsorbing, evaporating, desorbing, condensing and for clearly increasing the flow of liquids and gases.

【0022】 融合シリカキャピラリーにおける一つの細菌コロニーからのプラスミドの直接
シークエンシング法が開発されている(Zhang, Y., H. Tan, et al. (1999). “M
ultiplexed automated DNA sequencing directly from single bacterial colon
ies.” Analytical Chemistry 71(22):5018-25)。別の方法は、レーザー−励起
共焦点顕微鏡に基づく検出法を含む、ガラスチップにおける分離を含む(例えば
、Kheterpal, I. and R. A. Mathies (1999).“Capillary array electrophores
is DNA sequencing.”Analytical Chemistry 71(1):31A-37A参照)。
A direct sequencing method for plasmids from a single bacterial colony in a fused silica capillary has been developed (Zhang, Y., H. Tan, et al. (1999). “M.
ultiplexed automated DNA sequencing directly from single bacterial colon
ies. ”Analytical Chemistry 71 (22): 5018-25). Another method involves separation on glass chips, including detection methods based on laser-excited confocal microscopy (eg Kheterpal, I. and RA Mathies ( 1999). “Capillary array electrophores
is DNA sequencing. ”See Analytical Chemistry 71 (1): 31A-37A).

【0023】 米国特許第5,610,074号は、同じ液体中に溶解、懸濁または分散してい
る物質の混合物からの、連続段階での物質の単離のための遠心ローターを記載し
ている。複数のサンプルを、各々は分割および単離工程の個々の段階が行なわれ
る一連の相互連結した、チャンバーのあるそして通気されたコンパートメントを
含む複数の分画セルの手段により同時に処理する。この遠心ローターにおいて、
サンプル液またはプロセスの任意の段階でのそのフラクションの一つで満たされ
ている特異的コンパートメントは、ローターの回転の速度と方向および重力の両
方の組合せにより制御される。相互連結、チャンバーおよび各コンパートメント
の通路は、サンプルおよび試薬液体の予め決定した量が、コンパートメントから
あふれ出ないようなサイズと角度にする。しかし、このようなローターは相対的
に嵩高く、相対的に大容量の溶液を必要とし、製造が複雑である。
US Pat. No. 5,610,074 describes a centrifugal rotor for the isolation of substances in successive stages from a mixture of substances dissolved, suspended or dispersed in the same liquid. There is. Multiple samples are processed simultaneously by means of multiple fractionation cells, each containing a series of interconnected, chambered and vented compartments, each of which undergoes individual steps of the partitioning and isolation process. In this centrifugal rotor,
The specific compartment filled with the sample liquid or one of its fractions at any stage of the process is controlled by a combination of both the speed and direction of rotation of the rotor and gravity. The interconnects, chambers and passages in each compartment are sized and angled so that a predetermined amount of sample and reagent liquid does not overflow the compartments. However, such rotors are relatively bulky, require relatively large volumes of solution, and are complicated to manufacture.

【0024】 回転可能な、通常、プラスティックでできたディスクから形成されるマイクロ
チャネルに基づく微量分析システムは、しばしば、“遠心ローター”、“チップ
上の試験(lab on a chip)”または“CDデバイス”としばしば呼ばれる。この
ようなディスクあ、少量の流体の分析および分離の実行に使用できる。酵素アッ
セイを行なう目的でプラスティックディスクのチャネルを通して液体を移動させ
る原理は、例えば、Duffy, D. C., H. L. Gillis, et al. (1999). “Microfabr
icated centrifugal microfluidic systems: characterizatoin and multiple e
nzymatic assays.” Analytical Chemistry 71(20):4669-4678に記載されている
。適当なプラスティックディスクの一つのタイプは、コンパクトディスクまたは
CDと呼ばれるものである。
Microchannel-based microanalysis systems formed from rotatable, usually plastic, disks often refer to "centrifugal rotors,""lab on a chip," or "CD devices." Often called. Such discs can be used to perform analysis and separation of small volumes of fluid. The principle of moving a liquid through the channels of a plastic disk for the purpose of performing an enzyme assay is described, for example, by Duffy, DC, HL Gillis, et al. (1999). “Microfabr
icated centrifugal microfluidic systems: characterizatoin and multiple e
nzymatic assays. ”Analytical Chemistry 71 (20): 4669-4678. One type of suitable plastic disc is the so-called compact disc or CD.

【0025】 このようなディスクを回転させた場合、遠心力がディスクの中心に向かう。デ
ィスクに流体がある場合、この遠心力は、表面張力、張力および毛管力の結果で
あり得る。流体のディスクの外側へ向かう移動は、通常、ディスクの回転速度を
上げることにより遠心力を負かすことにより達成される。
When such a disc is rotated, centrifugal force is directed toward the center of the disc. If there is fluid in the disc, this centrifugal force may be the result of surface tension, tension and capillary forces. Movement of the fluid outwards of the disc is usually accomplished by counteracting the centrifugal force by increasing the rotational speed of the disc.

【0026】 経費を削減するために、ディスクは試薬または流体の一つのタイプでの使用に
限定すべきでなく、種々の流体で働くことができるようにすべきである。更に、
サンプルの調製中、ディスクを修飾することなく流体またはサンプルの任意の組
合せの正確な容量を排気することを可能にすることが望ましい場合がしばしばあ
る。マイクロチャンネルの細い幅のために、マイクロチャンネルの二つの流体の
サンプルの間に存在する気泡は分離バリアーとして作用し得、またはマイクロチ
ャンネルを遮断し、それにより流体が入ることを想定されたマイクロチャンネル
に入ることを妨げる。この問題を解決するために、米国特許第5,591,643
号は、望ましくない空気を、流体がマイクロチャンネルに入るのと同時に排気で
きるのに十分に大きい断面領域を有するマイクロチャンネルを含む遠心ローター
の使用を教示する。
To reduce costs, the disc should not be limited to use with one type of reagent or fluid, but should be able to work with different fluids. Furthermore,
During sample preparation, it is often desirable to be able to evacuate the exact volume of fluid or any combination of samples without modifying the disc. Due to the narrow width of the microchannel, the air bubbles present between the two fluid samples of the microchannel may act as a separation barrier, or block the microchannel, thereby permitting the fluid to enter the microchannel. Prevent you from entering. To solve this problem, US Pat. No. 5,591,643
The publication teaches the use of a centrifugal rotor containing microchannels having a cross-sectional area large enough to allow undesired air to be pumped out simultaneously as fluid enters the microchannels.

【0027】 本発明は、テンプレート単離、サイクルシークエンシングおよびCDデバイス
へのクリーンアップの段階の統合のための装置、およびこの装置の使用法に関す
る。特に、本発明は多数のサンプルの取り扱いを可能にし、したがって、自動化
を非常に単純化し、試薬の消費およびしたがって全費用を削減し、必要な装置の
サイズを元素油させる、一つの密閉デバイスに関する。今日まで、一つの封入さ
れた構造内で、クリーン・アップされたシークエンシング反応の獲得を介した、
DNAテンプレート細菌コロニーの単離を可能にする類似の統合レベルの装置の
報告はない。
The present invention relates to an apparatus for template isolation, cycle sequencing and integration of cleanup steps into a CD device, and to the use of this apparatus. In particular, the present invention relates to a single closed device that allows handling of large numbers of samples, thus greatly simplifying automation, reducing reagent consumption and thus total cost, and allowing the required equipment size to be elemental. To date, through the acquisition of cleaned-up sequencing reactions within one encapsulated structure,
There are no reports of similar integrated level devices that allow isolation of DNA-templated bacterial colonies.

【0028】 したがって、本発明の第1の態様により: a)核酸テンプレート精製の段階: b)サーモサイクリング反応の段階:および c)段階b)の生成物の精製の段階 を含み、段階が微小流体ディスクで連続して行なわれることを特徴とする、一連
の段階を行なう方法を提供する。
Therefore, according to a first aspect of the invention: a) a step of nucleic acid template purification: b) a step of a thermocycling reaction: and c) a step of the product purification of step b), wherein the step is a microfluidic Provided is a method of performing a series of steps, characterized in that they are performed sequentially on a disc.

【0029】 適当には、核酸テンプレートはプラスミドDNAであるが、ゲノム真核または
原核由来テンプレートも使用できる。他の核酸テンプレートは、当業者に既知の
適当な抽出および精製プロトコールを使用して、Bacterial Artificial Chromos
omes (BAC)またはM13から精製できる。
Suitably the nucleic acid template is plasmid DNA, although genomic eukaryotic or prokaryotic derived templates may also be used. Other nucleic acid templates can be used with Bacterial Artificial Chromos using suitable extraction and purification protocols known to those of skill in the art.
It can be purified from omes (BAC) or M13.

【0030】 他の実施態様において、サーモサイクリング反応は、直接単純細菌抽出物で、
プラスミドの予めの単離なしに行なうことができる。
In another embodiment, the thermocycling reaction is a direct simple bacterial extract,
It can be done without prior isolation of the plasmid.

【0031】 第1の態様の好ましい実施態様において、微小流体ディスクを通したル得たい
の流れを、ディスクの回転により行なうことができる。ディスクを約250rpm(
低速)から15,000rpm(高速)の範囲の種々の速度で回転(または回転)でいる
。方法の任意の特定の段階でのディスクを通した流体の正確な流れを達成するた
めに必要な実際の速度は: −微小流体ディスク上における構造の位置(すなわち、構造がディスクの中心か
ら遠いほど、構造がディスクの中心にああるのと同じ遠心力を達成するために必
要なrpmが低い); −液体が通過すべき構造の物理的寸法; −液体の粘性;および −構造における表面の化学的および物理的特性 を含む多くの因子に依存する。
In a preferred embodiment of the first aspect, the desired flow through the microfluidic disc can be achieved by rotation of the disc. About 250 rpm (
It spins (or spins) at various speeds ranging from low speed to 15,000 rpm (high speed). The actual velocities required to achieve an accurate flow of fluid through the disc at any particular stage of the method are: -the position of the structure on the microfluidic disc (ie the farther the structure is from the center of the disc) , Low rpm required to achieve the same centrifugal force as the structure is in the center of the disk);-the physical dimensions of the structure through which the liquid should pass; -the viscosity of the liquid; and-the surface chemistry in the structure. It depends on many factors, including physical and physical properties.

【0032】 第1の態様の特に好ましい実施態様において、サーモサイクリング反応、段階
b)は、核酸シークエンシング反応またはサイクルシークエンシング反応である
。他の好ましいサーモサイクリング反応は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を含
む。
In a particularly preferred embodiment of the first aspect, the thermocycling reaction, step b), is a nucleic acid sequencing reaction or a cycle sequencing reaction. Other preferred thermocycling reactions include the polymerase chain reaction (PCR).

【0033】 第1の態様の他の実施態様において、方法は更に: d)段階c)で得られた精製産物の分離の段階; を含み、好ましくは段階d)はシークエンシング反応の生成物の電気泳動的分離
である。好ましくは、分離段階d)はまた段階a)−c)と同じ微小流体ディスク
で行なう。
In another embodiment of the first aspect, the method further comprises: d) a step of separating the purified product obtained in step c); preferably step d) is the product of the sequencing reaction. Electrophoretic separation. Preferably, the separation step d) is also carried out on the same microfluidic disc as steps a) -c).

【0034】 特に好ましい実施態様において、段階a)は、核酸テンプレートを微小流体デ
ィスクに含まれる微小構造における精製カラムを通すことにより行ない、段階c
)は、段階b)の生成物を微小流体ディスクに含まれる微小構造におけるゲル濾過
カラムを通すことにより行なう。
In a particularly preferred embodiment step a) is carried out by passing the nucleic acid template through a purification column in the microstructure contained in the microfluidic disc, step c).
) Is carried out by passing the product of step b) through a gel filtration column on the microstructure contained in the microfluidic disc.

【0035】 第1の態様の一つの実施態様において: a)テンプレート核酸を含む細胞の培養を融解試薬で処理し、細胞質膜を融解さ
せる; b)段階a)の融解物を微小流体ディスクの微小構造に入れ、ここで各微小構造は
テンプレート核酸を精製するための手段を含む第1チャンバー、サーモサイクリ
ング反応のための手段を含む第2チャンバー、およびサーモサイクリング反応の
生成物を精製するための手段を含む第3チャンバーを含む: c)分析のために精製産物を回収する ことを含む、テンプレート核酸における核酸シークエンシング反応を行なう方法
を提供する。
In one embodiment of the first aspect: a) treating the culture of cells containing the template nucleic acid with a lysis reagent to thaw the cytoplasmic membrane; b) bringing the lysate of step a) into a microfluidic disc A structure, wherein each microstructure comprises a first chamber containing means for purifying the template nucleic acid, a second chamber containing means for the thermocycling reaction, and means for purifying the product of the thermocycling reaction. A third chamber comprising: c) providing a method for performing a nucleic acid sequencing reaction on a template nucleic acid, comprising recovering the purified product for analysis.

【0036】 一つの実施態様において、第3チャンバーで精製した後に得られる精製産物を
、テンプレート配列データを得るためにキャピラリー電気泳動DNAシークエン
サー(MegaBACE(登録商標)(Amersham Pharmacia Biotech)のような)に移すことが
できる。他の実施態様において、精製産物を、“サンプル調製”微小流体ディス
クに直接結合した円形デバイスで分析する。
In one embodiment, the purified product obtained after purification in the third chamber is loaded onto a capillary electrophoresis DNA sequencer (such as MegaBACE® (Amersham Pharmacia Biotech) to obtain template sequence data. Can be transferred. In another embodiment, the purified products are analyzed in a circular device directly attached to a "sample preparation" microfluidic disc.

【0037】 他の実施態様において、第1チャンバーからの溶出液を最初に容量決定構造に
向け、サーモサイクリング反応の手段を含む第2チャンバーに正確な量の液体の
正確な移動を確実にする。
In another embodiment, the eluate from the first chamber is first directed to the volume-defining structure to ensure the correct transfer of the correct amount of liquid to the second chamber containing the means of the thermocycling reaction.

【0038】 本発明の第2の態様において: a)少なくとも一つの入口;接続先 b)テンプレート核酸を精製するための手段を含む第1チャンバー;接続先 c)サーモサイクリング反応のための手段を含む第2チャンバー;接続先 d)サーモサイクリング反応の産物を精製するための手段を含む第3チャンバー
を含むことを特徴とする、流体用の微小構造を提供する。
In a second aspect of the invention: a) at least one inlet; destination b) first chamber containing means for purifying the template nucleic acid; destination c) comprising means for thermocycling reaction. A second chamber; a connection d) a microstructure for a fluid, characterized in that it comprises a third chamber containing means for purifying the product of the thermocycling reaction.

【0039】 第2の態様の好ましい実施態様において、流体用の微小構造は更に: e)第3チャンバーに接続した分離マトリックスを通した電位を適用するための
手段を含む第4チャンバー を含む。
In a preferred embodiment of the second aspect, the microstructure for fluid further comprises: e) a fourth chamber comprising means for applying an electric potential through the separation matrix connected to the third chamber.

【0040】 本発明のこの態様において、シークエンシングラダーの電気泳動的分離は、同
じ微小流体ディスクまたはCDで行なう。分離は、円形デバイスの外側末端から
、一つの検出器が通過したバンドを検出できる場所である内側中心に向かう(例
えば、Shi, Y., P. C. Simpson, et al. (1999).“Radial capillary array ele
ctrophoresis microplate and scanner for high-performance nucleic acid an
alysis.”Analytical Chemistry 71 (23):5354-61に記載)。これは、サンプル調
製のスケールの更なる減少および全工程の緊密さおよび自動化の明白な増加を可
能にする。
In this aspect of the invention, the electrophoretic separation of the sequencing ladder is performed on the same microfluidic disc or CD. Separation proceeds from the outer end of the circular device to the inner center where one detector can detect the passed band (eg, Shi, Y., PC Simpson, et al. (1999). “Radial capillary array. ele
ctrophoresis microplate and scanner for high-performance nucleic acid an
alysis. ”Analytical Chemistry 71 (23): 5354-61), which allows for further reductions in the scale of sample preparation and a marked increase in overall process tightness and automation.

【0041】 適当には、微小構造を含むチャンバーおよびチャネルは、約10−500ミク
ロンの範囲の深さである。
Suitably, the chambers and channels containing the microstructures are deep in the range of about 10-500 microns.

【0042】 第2の態様の他の実施態様において、流体の微小構造は更に、サンプルおよび
試薬の挿入および不用物の退出を可能にするように配置された複数の入口および
廃棄出口を含む。
In another embodiment of the second aspect, the fluid microstructure further comprises a plurality of inlets and waste outlets arranged to allow insertion of samples and reagents and exit of waste.

【0043】 特に好ましい実施態様において、不用物の出口は不用物の有効な退出のための
真空ポンプに接続することができる。
In a particularly preferred embodiment, the waste outlet can be connected to a vacuum pump for effective exit of the waste.

【0044】 本発明の第3の態様において、テンプレート核酸のサーモサイクリング反応を
を行なうための装置を提供し、該装置は微小流体ディスクを含み、該ディスクは
第2の態様にしたがった流体用の複数の放射状に広がる微小構造を含む。
In a third aspect of the present invention there is provided a device for carrying out a thermocycling reaction of a template nucleic acid, said device comprising a microfluidic disc, said disc for fluid according to the second aspect. It includes a plurality of radially extending microstructures.

【0045】 第3の態様の一つの実施態様において、多くの微小構造が一つの微小流体ディ
スクに含まれる。好ましい実施態様において、微小構造の数は1−1000、好
ましくは80から100であり、一つのディスクに放射状に配置される。特に好
ましい実施態様において、96微小構造を一つのディスク上に配置させ、96ウ
ェルアッセイフォーマットと適合するディスク装置を作る。 適当には、装置は12cmのコンパクトディスクの形である。
In one embodiment of the third aspect, many microstructures are included in one microfluidic disc. In a preferred embodiment, the number of microstructures is 1-1000, preferably 80-100, arranged radially on one disc. In a particularly preferred embodiment, the 96 microstructures are placed on one disc to make a disc device compatible with the 96-well assay format. Suitably, the device is in the form of a 12 cm compact disc.

【0046】 第3の態様の他の実施態様において、装置は更に同じディスク上での細菌培養
または最初の核酸テンプレート調製に適した複数のウェルを含むことができる。
おkれは、マイクロタイタープレートと微小流体ディスクの間の形式変化の必要
性を避ける利点を有する。
In another embodiment of the third aspect, the device may further comprise a plurality of wells suitable for bacterial culture or initial nucleic acid template preparation on the same disc.
It has the advantage of avoiding the need for a format change between the microtiter plate and the microfluidic disc.

【0047】 好ましい実施態様において、微小流体ディスク上での微小構造の入り口は、共
通の環状チャネルのような中心に集まる分布のチャネルに接続し、同時にディス
ク上の全ての微小構造への試薬の中心に集まる分布を可能にする。好ましくは、
廃棄チャネルを共通の環状廃棄チャネルに接続し、一つの態様においては、それ
はディスクの外側の末端に向かう。また好ましいのは、統合された構造を通した
液体の流れを可能にする微小構造における複数の通風孔である。
In a preferred embodiment, the entrances of the microstructures on the microfluidic disc are connected to centrally distributed channels, such as a common annular channel, while at the same time the center of the reagent to all microstructures on the disc. Enables a distribution that is concentrated in. Preferably,
The waste channel is connected to a common annular waste channel, which in one embodiment is toward the outer end of the disc. Also preferred are multiple vents in the microstructure that allow liquid flow through the integrated structure.

【0048】 図面の簡単な説明 本発明を、添付の図面の手段により実施態様の非限定的例により説明し、ここ
で: 図1aは微小流体ディスクにおけるその配向を示す本は得t名オン流体の微小
構造のプランにおける模式図を示す(一部示す); 図1bは、本発明の流体のための一つの微小構造のプランの模式図を示す; 図1cは、図1bのマイクロチャネルの廃棄制御構造(34)の拡大図を示し、
ここで、aは微小流体ディスクが低速で回転した場合の液体の経路を示し、bは
微小流体ディスクが高速で回転した場合の液体の経路を示す; 図1dは、図1bに示す微小構造のサンプル調製マイクロチャンネル構造(す
なわち、(13)−(22)の部分)と電気泳動構造((23)−(28)の部分)の間の
領域(36)の拡大図を示す; 図1eは、微小流体ディスク上に配置された本発明の流体のための微小構造の
別の態様を示す; 図2は本発明の微小流体ディスク上のウェルの二つの可能性能ある構造を示す
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is illustrated by means of non-limiting examples of embodiments by the means of the accompanying drawings, in which: Figure 1a shows its orientation in a microfluidic disc. Fig. 1b shows a schematic diagram of a microstructure plan of (partially shown); Fig. 1b shows a schematic diagram of one microstructure plan for a fluid of the present invention; Shows an enlarged view of the control structure (34),
Where a shows the liquid path when the microfluidic disk rotates at low speed, and b shows the liquid path when the microfluidic disk rotates at high speed; FIG. 1d shows the microstructure shown in FIG. 1b. FIG. 1e shows an enlarged view of the region (36) between the sample preparation microchannel structure (ie the portion of (13)-(22)) and the electrophoretic structure (the portion of (23)-(28)); FIG. 2 shows another embodiment of a microstructure for a fluid of the invention arranged on a microfluidic disc; FIG. 2 shows two possible structures of wells on the microfluidic disc of the invention.

【0049】 本発明を説明する実施態様の詳細な記載 本発明の流体用の微小構造の一つの例(1)を、微小流体ディスク(2)上に配置
された、一部を示す図1aに示す。流体用の微小構造(1)は、微小流体ディスク
(3)の中心穴に最も近い入口(5)を有するディスク上に放射状に配置される。微
小流体ディスクの外側の端を示す(4)。流体用の微小構造は、一連の専属された
マイクロチャンネルを含む。微小流体ディスク(2)は、その直径よりもかなり小
さい厚さを有し、中心穴(3)の回りを回転することが考慮され、それにより遠心
力がディスクナかのマイクロチャンネルに配置された流体をディスクの外側の端
または末端(4)に向けて流す。流れは毛管作用、圧力および遠心力の両方、すな
わち、ディスクの回転により駆動される。下記のように、疎水性ブレーキを流れ
の制御に使用できる。
Detailed Description of the Embodiments Illustrating the Invention One example of a microstructure (1) for a fluid of the invention is shown in part in FIG. 1a, arranged on a microfluidic disc (2). Show. Microstructures for fluids (1) are microfluidic discs
Located radially on the disk with the inlet (5) closest to the central hole of (3). The outer edge of the microfluidic disc is shown (4). Microstructures for fluids include a series of dedicated microchannels. The microfluidic disc (2) has a thickness much smaller than its diameter and is considered to rotate around the central hole (3), whereby centrifugal forces are placed in the microchannels of the discner. Fluid is directed towards the outer edge or end (4) of the disc. The flow is driven by both capillary action, pressure and centrifugal force, ie rotation of the disc. Hydrophobic brakes can be used for flow control, as described below.

【0050】 適当には、微小流体ディスクは1または2片鋳造構築物であり、所望により透
明のまたは重合物質から、別々のモールディングの手段により形成され、それを
一緒に集合させ(例えば、加熱により)、決められた位置に入口を有する密閉構造
を提供し、デバイスの液体での充填および液体サンプルの除去を可能にする。好
ましいプラスチックまたは重合物質は、好ましくは低自己蛍光を有し、ポリスチ
レンおよびポリカーボネートから選択される。別法として、マイクロチャネルの
表面は、更に、化学的または物理的手段により選択的に修飾し得、表面特性を変
え、マイクロチャネル内に疎水性または親水性の局所領域を作り、所望の特性を
付与する。好ましいプラスチックは、電荷表面を有するポリマー、好ましくは化
学的またはイオン−プラズマ処理ポリスチレン、ポリカーボネートまたは他の硬
い透明のポリマーから選択される。
Suitably, the microfluidic disc is a one or two piece cast construct, optionally formed from a transparent or polymeric material, by means of separate moldings, which are assembled together (eg by heating). Providing a closed structure with an inlet at a defined location, allowing the device to be filled with liquid and the liquid sample removed. The preferred plastics or polymeric materials preferably have low autofluorescence and are selected from polystyrene and polycarbonate. Alternatively, the surface of the microchannels may be further modified selectively by chemical or physical means to alter the surface properties and create hydrophobic or hydrophilic local regions within the microchannels to achieve the desired properties. Give. Preferred plastics are selected from polymers with a charged surface, preferably chemically or ion-plasma treated polystyrene, polycarbonate or other rigid transparent polymers.

【0051】 マイクロチャネルは、マイクロチャネルをディスクの表面に微小機械加工し、
カバープレート、例えば、プラスチックフィルムを表面に接着させ、チャネルを
閉じる、微小機械加工法により形成し得る。
Microchannels are micromachined on the surface of a disk,
It may be formed by a micromachining method in which a cover plate, for example a plastic film, is attached to the surface and the channels are closed.

【0052】 疎水性ブレーキを、例えば、オーバーヘッドペン(パーマネント・インク)(Sno
wman pen, Japan)でマーキングすることにより、マイkロチャネル構造に導入で
きる。疎水性ブレーキの目的は、流体を望ましくない方向に誘導する毛管作用の
防止である。疎水性ブレーキは、遠心力により、すなわち、ディスクを高速で回
転させることにより打開できる。
A hydrophobic brake may be used, for example, with an overhead pen (permanent ink) (Sno
wman pen, Japan) can be used to introduce the structure into myk channel. The purpose of the hydrophobic brakes is to prevent capillary action, which induces fluid in an undesired direction. The hydrophobic brake can be broken by centrifugal force, that is, by rotating the disc at high speed.

【0053】 図1aにおいて、矢印は流体および/または空気の微小構造における入口およ
び出口からの流れを示す。これらの開口部は下記により詳述する。
In FIG. 1 a, arrows indicate the flow of fluid and / or air from the inlet and outlet in the microstructure. These openings will be described in more detail below.

【0054】 図1aはまた微小流体ディスクの外側端(4)に向かって位置決めされたウェル
(12)を示す。このウェルは、サンプルの入口(5)への添加の前にサンプル調製
に使用できる。例えば、使用する核酸テンプレートが細菌コロニー由来である場
合、細菌コロニーを最初に、例えば、ピペッティングロボットにより取りだし、
固体液体培地の表面から、それを約10μlの等張液に懸濁させる。懸濁液をつ
いで微小流体ディスクのウェル(12)に入れる。細菌細胞をついで微小流体ディ
スクを回転させることによりペレット化でき、上清を傾捨し得る。ペレットをつ
いで溶液Iに再懸濁し、続いて回転s、溶液IIおよびIIIに連続して再懸濁する
。沈殿ゲノムDNAおよびタンパク質を回転によりペレット化し、プラスミド含
有上清をさらに処理する(下記参照)。
FIG. 1 a also shows wells positioned towards the outer edge (4) of the microfluidic disc.
(12) is shown. This well can be used for sample preparation prior to addition of sample to the inlet (5). For example, if the nucleic acid template used is derived from a bacterial colony, the bacterial colony is first picked, for example by a pipetting robot,
From the surface of the solid liquid medium, it is suspended in about 10 μl of isotonic solution. The suspension is then placed in the well (12) of the microfluidic disc. The bacterial cells can then be pelleted by spinning the microfluidic disc and the supernatant decanted. The pellet is then resuspended in solution I, followed by spinning s, successive resuspension in solutions II and III. The precipitated genomic DNA and proteins are pelleted by spinning and the plasmid-containing supernatant is further processed (see below).

【0055】 図1bは、流体用微小構造(1)のより詳細な図である。微小構造は、各々試薬
およびサンプルの適用領域として使用し得入口(5)、(8)および(9)、出口(6)
および(11)、通風孔(10)および、入口および通風孔(7)の両方として働くこ
とができる開口部を含む。通風孔は、ディスクの頂上表面を介して外気に開き、
マイクロチャネル中の流体が構造中に吸い込まれ戻るのを防ぐ。
FIG. 1b is a more detailed view of the microstructure for fluid (1). The microstructures may be used as application areas for reagents and samples, respectively, inlets (5), (8) and (9), outlets (6).
And (11), including vents (10) and openings that can serve as both inlets and vents (7). The ventilation holes open to the outside air through the top surface of the disc,
Prevents fluid in the microchannels from being sucked back into the structure.

【0056】 適当には、入口および出口は環状分布チャネルと結合できる。 適当には、廃棄出口を真空に接続し、不用物の除去を促進できる。[0056]   Suitably, the inlet and outlet may be associated with an annular distribution channel.   Suitably, the waste outlet can be connected to a vacuum to facilitate removal of waste.

【0057】 微小構造は、更に、一連のチャンバーを含む。液体のマイクロチャネルおよび
チャンバーを通した移動は、微小流体ディスクを使用する再、下に記載する。
The microstructure further comprises a series of chambers. The movement of liquids through microchannels and chambers is described below using microfluidic disks.

【0058】 サンプル添加前に、二つの精製カラムを下記のように微小構造に挿入する: 1)懸濁液中のNaked Sephasilを入口(5)を通して第1チャンバー(13)に入れ
、微小流体ディスクを回転する。Sephasilの移動を、深さを>20μから10
μ(影を付けた領域(14)として)からSephasilカラム(15)までは変えることに
より停止させる。他の適当なマトリックスは、好ましくは、容易に充填でき、1
5−50μmの範囲の直径を有する単分散球体でなければならない。
Prior to sample addition, two purification columns are inserted into the microstructure as follows: 1) Naked Sephasil in suspension is introduced into the first chamber (13) through the inlet (5) and the microfluidic disc To rotate. Sephasil transfer from depth> 20μ to < 10
Stop by changing from μ (as shaded area (14)) to Sephasil column (15). Other suitable matrices are preferably easy to fill and
It must be a monodisperse sphere with a diameter in the range of 5-50 μm.

【0059】 図1cは、液体のSephasil懸濁液からの除去を可能にする、図1bのマイクロ
チャネル構造に示す廃棄制御構造(34)の拡大図を示す。ディスクを低速で回転
させることにより、Sephasil懸濁液からの廃液は最も近い出口の壁を伝い(すな
わち、矢印aにより示される方向)、廃棄出口(6)を通して構造から出る。
FIG. 1c shows a magnified view of the waste control structure (34) shown in the microchannel structure of FIG. 1b, which allows the removal of liquid from the Sephasil suspension. By rotating the disk at low speed, the waste liquid from the Sephasil suspension travels down the wall of the nearest outlet (ie in the direction indicated by arrow a) and out of the structure through the waste outlet (6).

【0060】 2)懸濁液中のSephadex G-50(DNAグレート)をチャンバー(16)に、入口(9)
を通して入れる。微小流体ディスクの回転により、Sephadex G-50のチャンバー(
16)の外への移動を、深さを>20μから10μ(影を付けた領域(17)によ
り示す)からSephadex G50ベッド(35)までは変えることにより停止させる。
2) Sephadex G-50 (DNA Great) in suspension into chamber (16), inlet (9)
Put through. The rotation of the microfluidic disk allows the Sephadex G-50 chamber (
The outward migration of 16) is stopped by changing the depth from> 20μ to < 10μ (indicated by the shaded area (17)) to the Sephadex G50 bed (35).

【0061】 懸濁液からの液体を、微小構造から、廃棄出口(11)を通して、制御領域(1
9)を通過させて、出るように、十分な遠心力(微小流体ディスクを回転させるこ
とにより)を付加することにより除去する。領域(19)は、液体流を、チャネル
の物理的収縮および/または表面疎水性の増加により、液体が得られる流体バリ
アーを、微小流体ディスクの回転により一定の遠心力に到達したときのみ通るよ
うに制御する。
The liquid from the suspension is passed from the microstructure through the waste outlet (11) to the control area (1
It is removed by applying sufficient centrifugal force (by rotating the microfluidic disc) to pass through and exit 9). The region (19) allows liquid flow to pass through a fluid barrier where liquid is obtained by physical contraction of channels and / or increased surface hydrophobicity only when a certain centrifugal force is reached by rotation of the microfluidic disc. To control.

【0062】 微小流体ディスクは、ここで、サンプル添加の準備ができた。[0062]   The microfluidic disc is now ready for sample addition.

【0063】 サンプルが細菌プラスミド核酸である場合、細菌融解物からの上清を第1チャ
ンバー(13)に、入口(5)を通して添加する。遠心力を適用することにより、サ
ンプルはSephsilカラム(15)を通す。プラスミドはSephasil上に捕獲され、ま
た入口(5)を通してチャンバー(13)にに挿入された洗浄溶液で洗浄し、微小流
体ディスクを低速で回転させることにより、洗浄溶液をSephasilから廃棄制御構
造(34)に移動させ、そこから、廃棄出口(6)を通して微小構造から出る。
If the sample is bacterial plasmid nucleic acid, the supernatant from the bacterial lysate is added to the first chamber (13) through the inlet (5). The sample is passed through a Sephsil column (15) by applying centrifugal force. The plasmid was captured on Sephasil and washed with the wash solution inserted into the chamber (13) through the inlet (5) and the microfluidic disk was spun at low speed to remove the wash solution from the Sephasil control structure (34). ) And from there exits the microstructure through a waste outlet (6).

【0064】 プラスミドをSephasilから無から、水をチャンバー(13)に入口(5)を通して
添加することにより溶出し、溶出液が高速遠心力の適用により廃棄制御構造(3
4)の外側チャネル(すなわち、矢印bで示す方向)、および第2チャンバー(18
)およびU屈曲構造に行く。液体流を、必要な場合、制御領域(20)の次元の変
化および/または表面疎水性の増加により変化し得、液体が、得られる流体バリ
アーを、微小流体ディスクの回転により一定の遠心力に到達したときのみ通るよ
うに制御する。
The plasmid was eluted from Sephasil by adding water to the chamber (13) through the inlet (5) and the eluate was discarded by applying a high speed centrifugal force to the waste control structure (3
4) outer channel (ie in the direction indicated by arrow b) and the second chamber (18
) And U-bend structure. The liquid flow can be changed, if necessary, by changing the dimension of the control area (20) and / or increasing the surface hydrophobicity, so that the liquid brings the resulting fluid barrier to a constant centrifugal force by the rotation of the microfluidic disc. Control to pass only when it reaches.

【0065】 チャンバー(18)内の液体を第3チャンバー、ダブルU構造に、遠心力により
移動させる。同時に、サイクルシークエンシング用の試薬を、入口(8)を通して
挿入する。したがって、プラスミド溶出液およびシークエンシング試薬をチャン
バー(21)で混合する。
The liquid in the chamber (18) is moved to the third chamber, the double U structure by centrifugal force. At the same time, reagents for cycle sequencing are inserted through the inlet (8). Therefore, the plasmid eluate and sequencing reagent are mixed in chamber (21).

【0066】 サイクルシークエンシング反応を、チャンバー(21)の温度を約60℃から9
5℃の間にし、その間微小流体ディスクをチャンバー内の蒸発を減少させ、また
泡形成による液体カラムの破壊の危険性を減少させるために、回転させることに
より行なう。適当には、サイクルシークエンシング反応の反応容量は250−5
00nlの間であり得る。
The cycle sequencing reaction was performed by changing the temperature of the chamber (21) from about 60 ° C to 9 ° C.
It is carried out at 5 ° C. during which the microfluidic disc is rotated to reduce evaporation in the chamber and to reduce the risk of liquid column breakage due to foam formation. Suitably, the reaction volume of the cycle sequencing reaction is 250-5.
It can be between 00nl.

【0067】 サイクリングが完了したとき、液体プラグをチャンバー(18)に入口を(7)を
通して入れ、液体プラグをチャンバー(21)中の液体を置き換え、第4チャンバ
ー(16)内のSephaexベッド、更に、第2U屈曲構造、チャンバー(22)を通過
させる。この方法で、塩および非包含色素ターミネーターはSephadexに残り、し
たがって、ゲル濾過の工程を通してシークエンシング反応から除去する。精製反
応産物(すなわち、シークエンシング産物のラダー)をチャンバー(22)に残す。
適当には、反応サンプル500ナノリットル未満の容量である。
When the cycling is complete, place a liquid plug into the chamber (18) through the inlet (7) and replace the liquid in the chamber (21) with the Sephaex bed in the fourth chamber (16) and further. , The second U-bend structure, through the chamber (22). In this way, salt and non-encapsulated dye terminators remain on Sephadex and are therefore removed from the sequencing reaction through the steps of gel filtration. The purified reaction product (ie, the ladder of sequencing products) is left in the chamber (22).
Suitably, the reaction sample has a volume of less than 500 nanoliters.

【0068】 高粘性ゲルマトリックスのような電気泳動用培地を、チャンバー(23)、(2
4)、(25)および(27)から導かれるチャネルに適当な緩衝液と共にチャネル(
26)に入れる。
An electrophoresis medium such as a highly viscous gel matrix is placed in the chambers (23), (2
4), (25) and (27) channels with appropriate buffers for channel (
Put in 26).

【0069】 図1dに関して、電位をチャンバー(23)と(24)の間に適用させ、精製反応
産物のプラグを矢印1'で示すチャンバー(22)からチャネル(26)のゲルマト
リックスに通過させる。深さの減少を示し(37)、これは高粘性ゲルマトリック
スの移動を制限し、チャネル(26)に残す。
With respect to FIG. 1d, an electric potential is applied between chambers (23) and (24) and a plug of purified reaction product is passed from the chamber (22) indicated by arrow 1 ′ through the gel matrix of channel (26). It shows a decrease in depth (37), which limits the migration of the highly viscous gel matrix and leaves it in the channel (26).

【0070】 電位をチャンバー(25)と(27)の間に適用させ、反応産物(配列ラダー)を矢
印2'で示すチャネル(26)のゲルマトリックスに移動させる。生成物は、点(2
8)を通過したときに検出でき、したがって、プラスミド中のDNAの塩基配列
を導く情報を得る。
An electric potential is applied between chambers (25) and (27) to transfer the reaction product (sequence ladder) to the gel matrix of channel (26) indicated by arrow 2 ′. The product is a dot (2
It can be detected when it has passed 8), thus obtaining information that guides the base sequence of the DNA in the plasmid.

【0071】 図1eの本発明の微小構造の他の実施態様において、チャンバー(23)−(2
5)、(27)および(28)として図1bに記載された電気泳動構造およびチャネ
ル(26)が無い。この態様において、サーモサイクリング反応の精製産物(すな
わち、チャンバー(16)からの溶出液)をウェル(29)に別の電気泳動デバイス
への移動のために保持する。この態様において、生成物は約サブマイクロリット
ル用呂油で得られ、これは更なる分析のための別の構造に移動するための液体(
例えば、ホルムアミドまたは水)の添加により希釈できる。
In another embodiment of the microstructure of the invention of FIG. 1e, the chambers (23)-(2
5), (27) and (28) lack the electrophoretic structure and channel (26) described in Figure 1b. In this embodiment, the purified product of the thermocycling reaction (ie, the eluate from chamber (16)) is retained in well (29) for transfer to another electrophoretic device. In this embodiment, the product is obtained in about submicroliter grade oil, which is a liquid (transferred to another structure for further analysis).
For example, it can be diluted by adding formamide or water).

【0072】 図2は、ウェル(12)および(29)のような、ウェルの二つの可能性のある構
造の側面図を示す。一つの適当なウェルは円筒状(31)の形である。他は、フル
ストロコニカル(frustroconical)(32)の形である;両方の形とも、ウェルの頂
上および底の形が実質的に円形であり、底円は頂上円の直径よりも大きい直径を
有する。遠心力の方向は矢印(33)で示す。
FIG. 2 shows a side view of two possible structures of wells, such as wells (12) and (29). One suitable well is in the shape of a cylinder (31). The other is in the form of a frustroconical (32); both shapes have a substantially circular top and bottom shape of the well, the bottom circle having a diameter greater than the diameter of the top circle . The direction of centrifugal force is indicated by the arrow (33).

【0073】 本発明を、更に、以下の非限定的実施例を参照して記載する。[0073]   The present invention is further described with reference to the following non-limiting examples.

【0074】 実施例1 1.形質転換細菌をLB培地+グルコースと100μg/mlアンピシリンおよび
インディケーターさえ含む寒天プレートに広げる。プレートを一晩、37℃でイ
ンキュベートする。 2.一つの細菌細胞(クローン)由来のコロニーを目で(またはロボットを使用し
て)同定する。コロニーを、約10μlの等張液に再懸濁することにより微小流体
ディスクのウェルに移す。
Example 1 1. Transformed bacteria are spread on agar plates containing LB medium + glucose and 100 μg / ml ampicillin and even indicator. The plates are incubated overnight at 37 ° C. 2. Colonies from one bacterial cell (clone) are visually (or robotically used) identified. Colonies are transferred to the wells of a microfluidic disc by resuspending in about 10 μl of isotonic solution.

【0075】 3.細菌細胞を遠心により遠沈させ、上清を除去する。 4.3マイクロリットルの溶液I(100mM Tris−HCl、pH7.5、
10mM EDTA、400μg/ml RNase I)を添加し、細菌細胞をピ
ペッティングロボットにより再懸濁させ、3分間インキュベートする(注:プラ
スミド調製用の全試薬はGFX Micro Plasmid Prep Kit, Amersham Pharmacia Bio
teckからである)。
3. The bacterial cells are spun down by centrifugation and the supernatant is removed. 4.3 microliters of solution I (100 mM Tris-HCl, pH 7.5,
10 mM EDTA, 400 μg / ml RNase I) was added, and the bacterial cells were resuspended by a pipetting robot and incubated for 3 minutes (Note: all reagents for plasmid preparation are GFX Micro Plasmid Prep Kit, Amersham Pharmacia Bio
from teck).

【0076】 5.3マイクロリットルの溶液II(190mM NaOH、1%w/v SDS)
を、ピペッティングロボットで混合しながら添加し、3分間インキュベーション
する。 6.6マイクロリットルの溶液III(アセテートおよびカオトロープ含有緩衝液)
を、ピペッティングロボットで混合しながら添加する。 7.混合物を遠心し、上清をプラスミド単離のための構造に移す。
5.3 microliters of Solution II (190 mM NaOH, 1% w / v SDS)
Is added with mixing with a pipetting robot and incubated for 3 minutes. 6.6 microliters of Solution III (buffer containing acetate and chaotrope)
Is added while mixing with a pipetting robot. 7. The mixture is centrifuged and the supernatant transferred to a structure for plasmid isolation.

【0077】 8.上清を、構造の深いおよび浅いセクションの間え捕捉された裸のSephasilビ
ーズ(Sephasilを微小構造に添加し、微小流体ディスクを約1000rpmで回転さ
せ、液体を除去することにより調製)を通す。プラスミドはSephasilカラムに捕
捉され、微量流体ディスクの回転により、非結合物質が廃棄チャネルを通して出
る。
8. The supernatant is passed through bare Sephasil beads (prepared by adding Sephasil to the microstructure, spinning the microfluidic disc at about 1000 rpm and removing the liquid) captured between the deep and shallow sections of the structure. The plasmid is captured on a Sephasil column and rotation of the microfluidic disc causes unbound material to exit through the waste channel.

【0078】 9.カラムを洗浄溶液(80%エタノール含有Tris−EDTA緩衝液)で洗浄
し、汚染タンパク質を除去する。再び、洗浄液を微小流体ディスクを約1000
rpmで回転させることにより廃棄へ向ける。 10.プラスミドを1−2μlの水の添加およびついで高速での回転により溶出
させる。この溶出液をサーモサイクリングチャンバーに向け、そこで、サイクル
シークエンシングを250−500nlの全量で行なう。
9. The column is washed with a washing solution (Tris-EDTA buffer containing 80% ethanol) to remove contaminating proteins. Again, wash fluid to approximately 1000 microfluidic discs.
Direct to disposal by spinning at rpm. 10. The plasmid is eluted by adding 1-2 μl of water and then spinning at high speed. The eluate is directed to a thermocycling chamber where cycle sequencing is performed at 250-500 nl total volume.

【0079】 11.段階10と平行して、サイクルシークエンシング試薬(酵素、プライマー
、緩衝液、ヌクレオチドおよび蛍光ターミネーター)(DYEnamic ET dye terminat
or kit (MegaBACE(登録商標)から得る)を同じサーモサイクリングチャンバーに
入れる。 12.サーモサイクリングを、チャンバーへの熱および冷却の適用を変えること
により行ない、95℃および約60℃の間で25−35サイクルをサイクリング
させる。
11. In parallel with step 10, cycle sequencing reagents (enzymes, primers, buffers, nucleotides and fluorescent terminators) (DYEnamic ET dye terminat)
Place the or kit (obtained from MegaBACE®) in the same thermocycling chamber. 12. Thermocycling is performed by varying the application of heat and cooling to the chamber, cycling 25-35 cycles between 95 ° C and about 60 ° C.

【0080】 13.反応混合物をサーモサイクリングチャンバーから、遠心力によりおよびゲ
ル濾過チャンバーを通して排出する。ゲル濾過チャンバーは、微小構造中の深い
および浅いセクションの間に捕捉された単分散(ふるった)Sephadex G-50 DNA
グレードビーズを含む。非包含ターミネーターおよびまた塩が保持される。ノk
理の配列ラダーは、最終“ピックアップ”ウェルに続き、必要な場合、より多く
の水を添加し、液体取り扱いを助け、蒸発を減少させる。 14.クリーン・アップ反応物を、ピペッティングロボットによりピックアップ
ウェルから取りだし、マイクロタイタープレートに入れ、MegaBACEによる更なる
処理のために5−10μlに希釈する。
13. The reaction mixture is discharged from the thermocycling chamber by centrifugal force and through the gel filtration chamber. The gel filtration chamber contains monodisperse (sieved) Sephadex G-50 DNA trapped between deep and shallow sections in the microstructure.
Includes grade beads. Non-inclusion terminators and also salts are retained. No k
A logical array ladder follows the final "pick-up" well, adding more water as needed to aid liquid handling and reduce evaporation. 14. The clean-up reaction is removed from the pick-up well by the pipetting robot, placed in a microtiter plate and diluted to 5-10 μl for further processing with MegaBACE.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1a】 微小流体ディスクにおけるその配向を示す本は得t名オン流体
の微小構造のプランにおける模式図を示す(一部示す);
FIG. 1a shows a schematic diagram of a plan for the microstructure of a tonnage-on fluid (partially shown) showing its orientation in a microfluidic disk;

【図1b】 本発明の流体のための一つの微小構造のプランの模式図を示す
FIG. 1b shows a schematic diagram of one microstructure plan for the fluid of the present invention;

【図1c】 図1bのマイクロチャネルの廃棄制御構造(34)の拡大図を示
し、ここで、aは微小流体ディスクが低速で回転した場合の液体の経路を示し、
bは微小流体ディスクが高速で回転した場合の液体の経路を示す;
1c shows a close-up view of the microchannel discard control structure (34) of FIG. 1b, where a shows the path of liquid when the microfluidic disk rotates at low speed,
b shows the path of the liquid when the microfluidic disk rotates at high speed;

【図1d】 図1bに示す微小構造のサンプル調製マイクロチャンネル構造
(すなわち、(13)−(22)の部分)と電気泳動構造((23)−(28)の部分)の間
の領域(36)の拡大図を示す;
1d is a microstructured sample preparation microchannel structure shown in FIG. 1b.
Shows an enlarged view of the region (36) between (ie, the portion of (13)-(22)) and the electrophoretic structure (the portion of (23)-(28));

【図1e】 微小流体ディスク上に配置された本発明の流体のための微小構
造の別の態様を示す;
FIG. 1e shows another embodiment of a microstructure for a fluid of the invention arranged on a microfluidic disc;

【図2】 本発明の微小流体ディスク上のウェルの二つの可能性能ある構造
を示す。
FIG. 2 shows two possible configurations of wells on a microfluidic disc of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01N 30/88 G01N 37/00 101 35/08 C12N 15/00 A 35/10 G01N 35/06 A 37/00 101 27/26 331E (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),OA(BF ,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW, ML,MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,G M,KE,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ, MD,RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM, AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,B Z,CA,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK ,DM,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE, GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,J P,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR ,LS,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK, MN,MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,R O,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ, VN,YU,ZA,ZW Fターム(参考) 2G058 AA09 BA08 DA07 EA14 4B024 AA11 CA01 EA04 HA19 4B029 AA07 AA23 FA15 4B063 QA13 QQ43 QR32 QS12 QS16 QX05 4G075 AA39 BB03 BB05 BB07 ED01 【要約の続き】 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G01N 30/88 G01N 37/00 101 35/08 C12N 15/00 A 35/10 G01N 35/06 A 37 / 00 101 27/26 331E (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE, TR), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, MZ) , SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, BZ, CA, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM , HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN , YU, ZA, ZW F terms (reference) 2G058 AA09 BA08 DA07 EA14 4B024 AA11 CA01 EA04 HA19 4B029 AA07 AA23 FA15 4B063 QA13 QQ43 QR32 QS12 QS16 QX05 4G075 AA39 BB03 BB05 BB07 ED01 [Summary]

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 a)核酸テンプレート精製の段階: b)サーモサイクリング反応の段階:および c)段階b)の生成物の精製の段階 を含み、段階が微小流体ディスクで連続して行なわれることを特徴とする、一連
の段階を行なう方法。
1. A step of purifying a nucleic acid template: b) a step of thermocycling reaction: and c) a step of purifying the product of step b), wherein the steps are carried out sequentially in a microfluidic disc. A characteristic method of performing a series of steps.
【請求項2】 微小流体ディスクを通した液体の流動をディスクの回転によ
り行なうことができる、請求項1に記載の方法。
2. The method of claim 1, wherein the flow of liquid through the microfluidic disk can be accomplished by rotating the disk.
【請求項3】 核酸テンプレートがプラスミドである、請求項1または2に
記載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein the nucleic acid template is a plasmid.
【請求項4】 サーモサイクリング反応b)が核酸シークエンシング反応で
ある、請求項1から3のいずれかに記載の方法。
4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the thermocycling reaction b) is a nucleic acid sequencing reaction.
【請求項5】 更に: d)段階c)で得られた精製産物の分離の段階; を含む、請求項4に記載の方法。5. Further: d) a step of separating the purified product obtained in step c); The method of claim 4, comprising: 【請求項6】 段階a)を核酸テンプレートを微小流体ディスクに含まれる
微小構造中の精製カラムを通過させることにより行なう、請求項1から5のいず
れかに記載の方法。
6. The method according to claim 1, wherein step a) is performed by passing the nucleic acid template through a purification column in the microstructure contained in the microfluidic disc.
【請求項7】 段階c)を微小流体ディスクに含まれる微小構造中のゲル濾
過から無を通過させることにより行なう、請求項1から6のいずれかに記載の方
法。
7. The method according to claim 1, wherein step c) is carried out by passing through gel filtration through the microstructure contained in the microfluidic disc.
【請求項8】 段階d)がシークエンシング反応の生産物の電気泳動的分離
である、請求項5から7のいずれかに記載の方法。
8. The method according to claim 5, wherein step d) is an electrophoretic separation of the products of a sequencing reaction.
【請求項9】 a)テンプレート核酸を含む細胞の培養を融解試薬で処理し
、細胞質膜を融解させる; b)段階a)の融解物を微小流体ディスクの微小構造に入れ、ここで各微小構造は
テンプレート核酸を精製するための手段を含む第1チャンバー、サーモサイクリ
ング反応のための手段を含む第2チャンバー、およびサーモサイクリング反応の
生成物を精製するための手段を含む第3チャンバーを含む:そして c)分析のために精製産物を回収する ことを含む、テンプレート核酸における核酸シークエンシング反応を行なう方法
9. A) treating a culture of cells containing template nucleic acid with a lysis reagent to thaw the cytoplasmic membrane; b) placing the lysate of step a) in the microstructures of a microfluidic disc, where each microstructure. Includes a first chamber containing means for purifying the template nucleic acid, a second chamber containing means for the thermocycling reaction, and a third chamber containing means for purifying the product of the thermocycling reaction: and c) A method of performing a nucleic acid sequencing reaction on a template nucleic acid, comprising recovering the purified product for analysis.
【請求項10】 a)少なくとも一つの入口;接続先 b)テンプレート核酸を精製するための手段を含む第1チャンバー;接続先 c)サーモサイクリング反応のための手段を含む第2チャンバー;接続先 d)サーモサイクリング反応の産物を精製するための手段を含む第3チャンバー
を含むことを特徴とする、流体用の微小構造。
10. A) at least one inlet; a connection destination b) a first chamber containing means for purifying a template nucleic acid; a connection destination c) a second chamber containing means for a thermocycling reaction; a connection destination d. ) A microstructure for fluids, characterized in that it comprises a third chamber containing means for purifying the product of the thermocycling reaction.
【請求項11】 更に: e)第3チャンバーに接続した分離マトリックスを通した電位を適用するための
手段を含む第4チャンバー を含む、請求項に記載の流体用の微小構造。
11. The microstructure for a fluid of claim 11, further comprising: e) a fourth chamber including means for applying an electrical potential through a separation matrix connected to the third chamber.
【請求項12】 テンプレート核酸のサーモサイクリング反応をを行なうた
めの装置であり、微小流体ディスクを含み、該ディスクは請求項10または11
に記載の流体用の複数の放射状に広がる微小構造を含む装置。
12. An apparatus for carrying out a thermocycling reaction of template nucleic acids, comprising a microfluidic disc, said disc being the claim 10 or 11.
A device comprising a plurality of radially extending microstructures for a fluid according to.
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