JP2003522963A - 複数部位反応デバイスおよび方法 - Google Patents

複数部位反応デバイスおよび方法

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JP2003522963A
JP2003522963A JP2001559877A JP2001559877A JP2003522963A JP 2003522963 A JP2003522963 A JP 2003522963A JP 2001559877 A JP2001559877 A JP 2001559877A JP 2001559877 A JP2001559877 A JP 2001559877A JP 2003522963 A JP2003522963 A JP 2003522963A
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JP2001559877A
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シン シャラット，
リチン カオ，
ハーバート エイチ． フーパー，
デイビッド アルバグリ，
ロルフェ アンダーソン，
シュリン ゼン，
Original Assignee
アクララ バイオサイエンシーズ， インコーポレイテッド
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Abstract

(57)【要約】 複数の小容積反応を同時に行う方法およびデバイスを開示する。このデバイスは、細長いかまたは平面のチャネル、このチャネル中にバルク相媒体を導入するためのポート、このチャネル内に複数の別個の小容積反応領域および各反応領域の壁部分に放出可能に保有された反応特異的試薬を有する。本発明の方法を行う際、共通反応物を含有するバルク相媒体を上記チャネルに添加する。反応領域の壁部分から反応特異的試薬を放出すると、試薬特異的反応が各領域で同時に行われ得る。このチャネルは、このような反応中に、反応領域間の対流を実質的に防止するように寸法されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の分野） 本発明は、小容積反応デバイスに関し、特に、複数の小容積反応が同時に行わ
れ得る複数部位反応チャンバを有するデバイス、およびそのデバイスを使用する
方法に関する。
【０００２】 （発明の背景） 増加しつつある生物学的標的およびその標的の活性を潜在的に調節するための
化合物の組み合わせは、アッセイを実施するための新たな方法を必要とする。薬
剤に対する応答、疾患に対する感受性、体力等に関連した特質に関するゲノムを
スクリーニングするための潜在的供給源としての一塩基多型（「ｓｎｐ」）の認
識は、ｓｎｐを決定するための方法論の必要性をもたらす。植物、動物および単
細胞種における多くの生物学的経路を解明することへの増大する関心は、タンパ
ク質−タンパク質結合、リガンド−タンパク質結合、およびタンパク質−核酸結
合のような分子相互作用に関連した多くの測定の実施における改良を必要とする
。
【０００３】 操作回数が増加するにつれ、小容積での測定を実行することが望ましい多くの
理由が存在する。小容積は、多くの利点を提供し、それらには少なからず、試薬
量の減少、反応が起こる速度、小域内での測定数の増加、および実施する測定数
に関する装置の大きさの減少が挙げられる。試薬量は、タンパク質標的の多くが
もっぱら生産するのに困難でコストがかかるので重要である。コンビナトリアル
ライブラリーにより、ますますもたらされる候補化合物、しばしば薬剤に関して
、第１のスクリーニングに利用可能な量は非常に少ない。コンビナトリアルライ
ブラリーにより生産される多数の化合物に関して、短期間内で、同時にまたは少
なくとも連続して、できるだけ多くを実行することができることが興味深い。細
胞に存在する多数のタンパク質、および他の天然に存在する化合物または合成化
合物とのそれらの相互作用の性質によって、他の化合物の大きなライブラリーに
対して、個々のタンパク質をスクリーニングすることを可能にするという極めて
大きな挑戦が提供される。
【０００４】 測定が実行される容積の減少の目的のために、多くの研究者は、少基質に関す
るキャピラリー電気泳動の使用を報告しており、ここにおけるチャネルおよびリ
ザーバは、ミリメーター寸法以下である。これらのアプローチは、共通の試薬で
あり得る場合でも各ユニットに関する個々の操作を伴いがちである。さらに、電
源の必要性は、測定にマイナスの影響を与え得る。例証的アプローチは、米国特
許第５，８７６，９４６号、第５，８７２，０１０号、および５，９２２，６０
４号、ならびにＰＣＴ国際公開公報第９９／５１７７２号、第９９／３４９２０
号、第９９／０９０４２号、第９９／１１３７３号、第９８／５２６９１号、お
よび第９８／００２３１号に見出し得る。したがって、効率的および経済的な様
式にて、メソスケール操作を提供する新規技法を開発することに対して相当な関
心が持たれている。
【０００５】 同時に、ナノリットルスケール容量で、複数の反応を同時に実施することがで
き、この反応は個々に取り扱い得ることに対する相当な関心が持たれている。こ
のようなシステムは、試薬節約、感受性の増加、直接的比較等を提供するであろ
う。操作には、ポリメラーゼ連鎖反応、結合、酵素反応、核酸配列または一塩基
多型の同定等が含まれるべきである。
【０００６】 ＰＣＴ国際公開第９９／３４９２０には、１００ｎｌ未満の個々の反応容積に
関するホルダーとしての複数のスルーホールを有する試験台（ｐｌａｔｅｎ）が
記載されている。米国特許第５，８３７，５５１号、第５，８３４，３１９号、
第５，８０７，７５５号、第５，５９９，７２０号、第５，５１６，６３５号、
第５，４４３２，０９９号、第５，３０４，４９８号、および第４，７４５，０
７２号は、空間的に分離された位置を用いたアッセイのＲｏｇｅｒ Ｐ．Ｅｋｉ
ｎｓによる一連の特許である。また、米国特許第４，４９１，５７０号も参照さ
れたい。ＰＣＴ国際公開第９８／４９３４４号には、チャネルにおける特異的部
位として複数の核酸プローブで核酸を分析する方法が記載されている。
【０００７】 （発明の要旨） 本発明は、一局面に関して、単一のバルク相反応媒体での複数の種々の反応を
行うためのデバイスを含む。このデバイスは、細長いまたは平面チャネル、およ
び当該チャネル中にこのようなバルク相媒体を導入するためのポートを規定する
構造と、チャネル内に複数の別個の反応領域と、このようなバルク相媒体がチャ
ネル中に導入されると、その媒体内の１つまたは複数の試薬と溶液中で反応して
、各領域で選択液相反応を達成するために、各反応領域の壁部分で放出可能に保
有される反応特異的試薬とを備える。このチャネルは、反応中に反応領域間の対
流を実質的に防止する。反応領域は、容積が１μｌ以下（たとえば２５〜６００
ｎｌ）であることが好ましい。
【０００８】 チャネルは、好ましくは、その長さに沿ってほぼ均一な断面、約２０〜１，０
００μｍのチャネル幅および深さ寸法、ならびにその長さに沿った線形状、螺旋
状、または蛇行状チャネル形状を有する。代替的に、チャネルは、反応領域に対
応する複数の断面的に膨らんだ領域を有してもよい。別の実施形態では、チャネ
ルは、２０〜１，０００μｍの距離だけ互いと離間している一対の平面拡張部に
よって規定される。
【０００９】 バルク相媒体に存在する標的核酸を伴った配列特異的核酸反応を行う際の使用
の場合、反応特異的試薬は、たとえば固定化相補的配列オリゴヌクレオチドとの
二重鎖形成により、または固定化抗リガンドとのリガンド結合を介して、放出可
能に壁部分に結合された核酸オリゴマー試薬である。たとえば、各反応領域は、
関連した壁部分に固定化され、かつ領域特異的核酸配列を有する捕獲核酸を有し
得、配列の異なる核酸オリゴマー試薬は、そのような捕獲核酸とハイブリダイズ
する。
【００１０】 核酸反応試薬を有するデバイスは、たとえば、（ａ）各領域内の反応特異的試
薬が伸長プライマーを含む、ポリメラーゼ伸長反応、（ｂ）各領域内の反応特異
的試薬が１つまたは複数のセットのＰＣＲプライマーを含む、反応領域でのＰＣ
Ｒ反応、（ｃ）各領域内の反応特異的試薬が、エキソヌクレアーゼ基質として、
検出可能に標識された５’ヌクレオチドを末端とする選択核酸配列を有するオリ
ゴヌクレオチドを含む、検出可能な産物の形成をもたらす配列特異的５’エキソ
ヌクレアーゼ反応のために用いられ得る。５’エキソヌクレアーゼ反応を行う際
の使用の場合、種々の反応領域に関連した検出可能に標識された５’ヌクレオチ
ドは、電気泳動的に分離可能である。
【００１１】 非常に特異的な局面では、本発明は、（ｉ）バルク相媒体に含有され（ｉｉ）
異なる核酸配列を有する、複数のＤＮＡ標的セグメントで、同時に配列特異的核
酸反応を行うためのデバイスを含む。このデバイスは、第１および第２の端で終
端する細長いまたは平面のチャネルを規定する基板と、第１および第２のポート
で終端する細長い閉じたチャネルを形成するように、開いたチャネルを覆う蓋と
、上記ポート間に、このチャネルの長さに沿って離間した複数の別個の反応領域
と、各反応領域において、その反応領域の一部分に放出可能に保有された１つま
たは複数の領域特異的核酸とを備えている。
【００１２】 バルク相媒体がチャネルに導入された後、領域特異的核酸は、バルク相媒体に
含有された相補的配列核酸標的セグメントに効果的に結合し、チャネルはチャネ
ル内の反応領域間の対流を実質的に防止するように寸法され、それによって、領
域特異的核酸は、このような反応中に関連した領域に大部分が閉じ込められる。
【００１３】 本デバイスは、上記のような特徴を有している。基板は、遠心分離装置内に配
置されるように設計され得、デバイスの遠心分離によって有効に、１つのポート
で導入された液体媒体が上記チャネルを満たすようにさせるか、または上記チャ
ネル内に含まれる液体媒体を当該チャネルから排出させるようになっている。反
応産物は、チャネル壁部分に固定化された捕獲核酸上の各反応領域にて捕獲され
得る。
【００１４】 本発明はまた、それぞれが複数の同時反応を行うための細長いチャネルを提供
する複数のこのようなデバイスを有するカードも意図している。このカードは、
カード内のデバイスからバルク相試料材を充填すること、およびその充填を抜き
取ることを同時に行うことを容易にするための種々のチャネルおよびポート構造
を有し得る。
【００１５】 別の局面では、本発明は、共通試薬および反応特異的試薬の両方を伴う複数の
種々の反応を同時に行うための方法を含む。この方法は、（ａ）上述したタイプ
のデバイス内のチャネルをバルク相媒体および複数の反応に共通の試薬で満たす
工程、（ｂ）個別の反応領域に反応特異的な試薬を供給する工程、および（ｃ）
バルク相に供給される試薬および反応領域のそれぞれにおける反応特異的試薬を
伴う反応を同時に促進させる工程を含む。
【００１６】 反応が完了した後、上記媒体は、複数の反応産物を分析または処理するために
デバイスから取り除かれ得る。反応特異的試薬は、チャネルの長さに沿って別個
の領域にアクセスするポートを介して添加されることによって供給され得るか、
または別個の反応領域のチャネルの壁部分から放出され得る。
【００１７】 このデバイスは、バルク相媒体に含有された複数の種々のＤＮＡ標的で同時に
ＰＣＲ反応を行うために用いられ得る。ここでは、種々の反応領域における反応
特異的試薬は、ＤＮＡ標的の種々の選択領域とハイブリダイズし、該領域を増幅
させるように設計されたＰＣＲプライマーを含む。ＰＣＲ反応は、ＰＣＲアンプ
リコンを生成するのに有効な条件下でデバイスを連続して加熱および冷却するこ
とによって促進させられる。
【００１８】 さらに別の局面では、本発明は、（ｉ）バルク相媒体に含有され、（ｉｉ）異
なる核酸配列を有する、複数のＤＮＡ標的セグメントで、同時の複数の配列特異
的核酸反応を行うための方法を含む。この方法は、（ｉ）細長いチャネル、およ
び該チャネル中に液体媒体を導入するためのポートを規定する構造と、（ｉｉ）
チャネル内に、およびチャネルの長さに沿って含有された複数の別個の反応領域
でチャネルの壁部分に固定化された領域特異的捕獲核酸とを有するデバイスに、
配列の異なる複数の核酸試薬を含有する溶液を添加することを含む。各試薬は、
ＤＮＡハイブリダイゼーションの条件下で、捕獲核酸の１つにハイブリダイズす
るのに有効な捕獲部分と、バルク相媒体における標的ＤＮＡ配列の１つにハイブ
リダイズするのに有効な反応部分とを有する。この工程は、チャネル内の選択反
応領域で選択核酸試薬を有効に局在化する。チャネルをバルク相媒体で満たした
後、バルク相媒体に含有された標的セグメントおよびこのような領域特異的核酸
試薬を伴った反応は、関連した反応領域の壁部分から核酸試薬を放出させること
によって促進させられる。
【００１９】 関連した局面では、本発明は、小容積反応領域に反応物（ｒｅａｃｔｉｏｎ
ｒｅａｃｔａｎｔｓ）を含有するバルク相媒体を添加することによって、小容積
核酸反応を行うことを含む。反応領域の壁部分は、配列特異的ハイブリダイゼー
ションにより、反応（たとえばＰＣＲ反応）に関与する１つまたは複数のオリゴ
ヌクレオチドまたはポリヌクレオチドを放出可能に結合された捕獲核酸を固定化
した。この反応を行った後、反応産物（たとえば増幅されたＤＮＡセグメント）
が、固定化された捕獲核酸とのハイブリダイゼーションにより反応領域において
捕獲される。その後、この領域は、結合していない試薬を取り除くために洗浄さ
れ得、産物は、インサイチュで検出されるか、または濃縮された形態（ｃｏｎｃ
ｅｎｔｒａｔｅｄ ｆｏｒｍ）で放出される。
【００２０】 別の局面では、本発明は、複数の親和力測定を行って、約１０ｕｍ２〜約４ｍ
ｍ２の範囲の断面、およびこの親和力測定の第１の成分を非拡散的に結合される
複数の部位を有する細長いチャネルを用いて候補化合物の生物活性を決定するた
めの方法を含む。各部位は、親和力測定の成分を部位へ移動および部位から離す
ために、ソース・トレンチおよびドレイン・トレンチによって境界を付けられて
いる。親和力測定は、初めに候補化合物を酵素に結合する工程、および検出可能
な産物をもたらす酵素基質を用いる工程を含む。
【００２１】 上記方法は、ソース・トレンチのそれぞれからその個々の部位のそれぞれに、
上記候補化合物のそれぞれを界面動電的に移動させ、その結果もたらされる混合
物を各部位でインキュベートし、検出可能な産物をもたらす工程、主要チャネル
に基質を添加する工程、上記検出可能な産物をこの部位からドレイン・トレンチ
に電気泳動的に移動させる工程、および親和力測定の測定基準として、親和力測
定の他の成分から分離した検出可能な産物を検出する工程を含む。部位の長さお
よびチャネルの断面は、親和力測定について約１００ｎＬ未満の反応容積を有す
るように選択される。
【００２２】 本発明のこれらの目的および特徴ならびに他の目的および特徴は、以下の本発
明の詳細な記載を添付図面とともに読めば、十分に明らかになるであろう。
【００２３】 （発明の詳細な説明） （Ｉ．定義） 他記しない限り、下記の用語は本明細書中で以下の定義を有する。
【００２４】 「細長いチャネル」は、チャネルの幅寸法よりも少なくとも１〜２桁大きい長
さ寸法を有する実質的に一次元のチャネルである。このチャネルは、線形状であ
ってもよく、または湾曲状（たとえば螺旋あるいは蛇行状）であってもよい。こ
のチャネルは、２０〜１，０００μｍ、典型的には２５〜５００μｍの好適な幅
および深さ寸法、および数センチ以上の長さを有する。これらの深さおよび幅を
有するチャネルは、本明細書中で細長いマイクロチャネルと呼ぶこともある。
【００２５】 「平面チャネル」は、ごく近くに離間した２つの平面拡張部（たとえば、その
向かい合った表面が互いに２０〜１，０００μｍ、典型的には５０〜５００μｍ
離間しているプレート）間に形成されたシート状チャネルである。プレート間に
これらの間隔を有するチャネルは、本明細書中で平面マイクロチャネルと呼ぶこ
ともある。
【００２６】 「バルク相反応媒体」は、本発明のデバイスで行われる種々の反応に共通であ
る１つまたは複数の試薬を含有する水溶液である。たとえば、デバイス内でＰＣ
Ｒ反応を行う場合、このバルク相媒体は、通常、増幅される標的ＤＮＡ、ＤＮＡ
ポリメラーゼ、４つのすべてのヌクレオチド三リン酸、および各反応領域に供給
される試薬との組み合わせにおいて、所望の反応を行うために必要とされる他の
成分（たとえばＤＮＡプライマー）を含有する。
【００２７】 チャネル（細長いまたは平面）の対向壁間の間隔が、バルク相内の対流混合と
は対照的に、チャネル内の溶質分子の混合を拡散混合に制限するようなものであ
る場合、チャネルは、「対流を実質的に防止するように寸法されて」いる。２０
〜１，０００μｍ、好ましくは５０〜５００μｍサイズ範囲の幅および深さ寸法
を有するチャネル、および同じ寸法範囲にプレート間の間隔を有する平面チャネ
ルもそのように寸法される。
【００２８】 「小容積反応領域」は、約１μｌ以下、典型的に２５〜６００ナノリットルの
容積を有する反応領域を指す。
【００２９】 「別個の反応領域」は、少なくともいくつかの反応領域がチャネル内で互いに
離間していることを意味する。好ましくは、各反応領域は、チャネル内の他のす
べての領域と離間している。
【００３０】 「配列特異的核酸領域」は、標的ＤＮＡ反応物が特異的配列を含む場合にのみ
生じる領域である。このような反応には、プライマー開始重合（ｐｒｉｍｅｒ−
ｉｎｉｔｉａｔｅｄ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）またはリガーゼ反応、ポ
リメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）、プライマー依存５’エキソヌクレアーゼ反応、
および制限エンドヌクレアーゼ反応が挙げられるがこれらに限定されない。
【００３１】 「領域特異的核酸」は、選択配列、または異なる反応部位について異なる配列
領域を有し、したがって、異なる配列に依存した反応を本発明のデバイスの異な
る反応領域に生じさせることができるオリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチ
ド分子を指す。
【００３２】 １つまたは複数の試薬に適用される場合のような「放出可能な結合」は、試薬
は、バルク相媒体が反応部位中に導入される場合に壁部分に結合されたままであ
るが、経時につれ受動的に、あるいは熱、光、または他の外部刺激を加えること
によって能動的に、あるいは特定の切断剤（例えば、還元剤または加水分解酵素
）をバルク相に含めることによって、バルク相媒体中に放出されることを意味す
る。本明細書で用いられるように、この用語は、試薬が、バルク相媒体との初期
の水和の際に反応領域壁部分から放出されない場合に非拡散的に結合される「放
出可能的および非拡散的結合」と同義である。
【００３３】 （ＩＩ．複数部位反応デバイス） 図１Ａおよび図１Ｂは、それぞれ、単一のバルク相反応媒体で複数の種々の反
応を行うために本発明の一実施形態に従って構成されたデバイス１２の平面図お
よび断面図である。このデバイスは、基板１４、およびこの基板に熱溶接などに
よって取り付けられるカバー１６を有する。入力ポート２４および出力ポート２
６との間に延在するチャネル１８がカバー内に形成される。理解されるように、
基板は、チャネルを取り囲み、液体の移動をポート２４、２６を介してチャネル
内に留めるのに役立つ。代替的に、チャネルは、基板内に形成され、基板の上に
わたるカバーによって取り囲まれ得る。したがって、基板およびカバーは、デバ
イス内の細長いチャネルを規定する手段を提供する。チャネルを規定する他の手
段には、毛管のような管といった内部マイクロチャネルとの一体化成形構造が挙
げられ得る。
【００３４】 本発明の重要な局面によれば、デバイスは、チャネルの長さに沿って離間した
位置で、チャネル内に複数の別個の反応領域（例えば領域２０、２２）を含む。
反応領域を通って延伸するチャネルの一部分は、壁部分（例えばカバー１６に形
成された上部または側部チャネル壁部分）を有し、該壁部分には反応特異的試薬
（複数も可）が放出可能に結合されている。図９および図１０を参照して以下に
考慮されるように、試薬（複数も可）は、バルク相媒体がチャネル中に導入され
た後で放出され、各反応部位について特異的な反応物（複数も可）を提供する。
この試薬（複数も可）は、部位特異的である、すなわち各部位で放出された試薬
（複数も可）によって決定される反応において、バルク相に含有された（ひいて
はすべての反応部位に存在する）反応物と溶液中で反応する。
【００３５】 チャネルは、隣接した反応部位間の対流を実質的に防止するような幅および深
さに寸法されている。すなわち、各反応部位における反応物が、各部位で行われ
る反応の過程にわたり混合することができる程度のものであり、かかる混合は、
対流によるバルク相攪拌によってではなく溶質成分の拡散により主として生じる
。この特徴は、溶質反応成分（反応産物を含む）の拡がりを、該当部位、および
せいぜい隣接部位に制限する。
【００３６】 この目的のため、チャネルは、一般に、約１ｍｍ２以下、通常は約０．８ｍｍ ２ 未満、好ましくは約０．４ｍｍ２未満、および頻繁には約５０μ２ほど小さい
断面積であり、状況によってはそれよりも小さい場合もある。この断面は、円形
または非円形であってもよい。非円形の断面の場合、チャネルは、一般に、約５
μ〜１ｍｍ、好ましくは約５〜５００μ、より通常では１００〜３００μの範囲
の平均深さ、および約１０μ〜１ｍｍ、より通常では２５〜５００μの範囲の平
均幅を有する。チャネルのサイズの選択は、所望の反応容積、検出されるシグナ
ルの特性、検出システムの感度などに依存する。
【００３７】 チャネルの長さは、通常、少なくとも約０．５ｃｍ、通常では少なくとも約１
ｃｍであり、そして２０ｃｍまたはそれ以上、通常では約１０ｃｍ以下であって
もよい。この長さは、反応領域の数、個々の領域の長さ、および領域間の分離に
ある程度依存する。線形チャネルが示されているが、他の細長いチャネル構造（
例えば蛇行状または螺旋状チャネル）が可能であり、デバイスがマイクロチップ
の形態（例えば１ｃｍ２またはそれ未満の面積を有する表面上のもの）で構成さ
れる場合には、これらのより小型のチャネル形状が一般に所望されることが理解
される。
【００３８】 望ましくは、各反応領域の反応容積は、約５ｎｌ〜９００ｎｌの範囲、通常で
は約５ｎｌ〜６００ｎｌの範囲、より通常では、約１０ｎｌ〜３００ｎｌの範囲
にある。反応容積により、反応が行われるチャネルの領域が意図される。特異的
結合部材の面積の長さは、動作の目的および結合するために必要な能力に応じて
、一般に、約１０ｎｍ〜５ｃｍ、より通常では１００ｎｍ〜２．５ｃｍ、しばし
ば１０μ〜１０ｍｍの範囲である。
【００３９】 毛管チャネルが形成される基板は、ガラス、プラスチック、シリコンなどのよ
うな任意の有用な材料からなっていてよい。種々のプラスチックまたは有機ポリ
マー材料には、添加および縮合ポリマーおよびコポリマー、線形または架橋、透
明、半透明、または不透明のポリマーの混合物、薄層、ならびにそれらの組み合
わせが挙げられる。ポリマー材料には、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリ
ル、例えばポリ（メチルメタクリレート）、ポリカーボネート、ポリ（ビニルエ
ーテル）、ポリウレタン、ジメチルシロキサン、ポリ（４−メチルペンテン−１
）などが挙げられる。望ましくは、これらのポリマーは、押出しおよび成形する
ことができるはずである。反応部位が、直接目視される場合、すなわちインサイ
チュの場合、デバイスのカバーは、用いられる検出波長で光学的に透明でなけれ
ばならない。
【００４０】 このような基板にチャネルを製造し、基板を溶接し、かつ構成要素を覆う方法
は、マイクロ製造の分野で周知である。チャネル領域が、感熱生物学的材料（例
えば生物ポリマーまたは熱に対して不安定な結合剤）で初めに充填される場合、
局在化または低温溶接技法を採用しなければならないことに留意されたい。この
目的のために、表面に局在化された熱結合のための種々の接着または技法（例え
ば超音波溶接またはレーザ溶接）が利用可能である。
【００４１】 図２Ａおよび図２Ｂは、それぞれ、本発明の別の実施形態に従って構成された
複数部位反応デバイス２８の平面図および断面図である。このデバイスは、基板
３０およびカバー３２を備え、この基板３０およびカバー３２はともに、それぞ
れ、入力ポート４２および出力ポート４４と連通した平面チャネル３４を形成す
る。すなわち、このチャネルは、基板およびカバーのそれぞれの対向面４５およ
び４７の間に形成された薄い平面拡張部である。バルク相液体は、上記２つのポ
ートを介してチャネルを出入りする。
【００４２】 特に図２Ａに見られるように、平面チャネルは、チャネル内の部位の二次元ア
レイ中に配列された複数の別個の反応領域（例えば領域３６、３８、４０）を有
する。各反応領域（例えば領域３６）は、上壁部分および下壁部分（例えば壁部
分３６ａおよび３６ｂ）によって規定され、バルク相媒体がチャネルに添加され
た場合に、上記２つの壁部分間の反応領域に放出するために、その壁部分に放出
可能に結合された反応特異的試薬を有している。反応部位の壁部分に試薬を放出
可能に結合する典型的な局面を、図９および図１０の参照ともに以下に説明する
。
【００４３】 対向するチャネル表面間の距離ｄ１は、約２０〜１，０００μｍ、好ましくは
５０〜５００μｍの間である。特に、チャネルの厚さは、バルク相液体がチャネ
ル中に導入された場合に反応領域間の対流を実質的に防止するように寸法される
。さらに、チャネルは、側方向の対流を制限するように作用する多孔性障壁（図
示せず）によって提供され得る。このような障壁は、例えば、平面チャネルを複
数の細長いサブチャネル（例えば、ポート４２、４４と位置合わせされ、反応領
域３６、３８を含むサブチャネル）に有効に分割し、このサブチャネルでは、隣
接した障壁間の距離は、例えば、デバイス１２のチャネル幅寸法に匹敵し得る。
【００４４】 図３Ａおよび図３Ｂは、それぞれ、本発明の別の実施形態に従って構成された
複数部位反応デバイス４６の平面図および断面図である。このデバイスは、基板
４８およびカバー５０から形成され、この基板４８およびカバー５０はともに、
デバイス１２と同様に、その両端でポート５８およびポート６０に連結された、
閉じた細長いチャネル５２を規定する。このデバイスは、チャネル５２内に、お
よびチャネル５２の長さに沿って形成された反応領域（例えば領域５４、５６）
が、図３Ｂに見られるように、半径方向に拡張されているという点でデバイス１
２と異なっている。好ましくは、反応領域は、デバイス内で反応が完了した際に
、デバイスから反応領域の成分（例えば産物）を効率よく取り除くことを促進さ
せるために、図３におけるような形状をしている。反応部位は、上記のように、
反応領域の壁部分に放出可能に結合された反応特異的試薬（複数も可）を含む。
【００４５】 このデバイス内の深さｄ１および幅ｄ２の寸法は、デバイス１２のそれらの寸
法と同じである。すなわち、好ましくは２０〜１，０００μｍ、より好ましくは
約５０〜５００μｍである。各反応領域の側方の寸法ｄ３は、通常、幅ｄ２の寸
法の１．５〜３倍である。この構造は、より容積の大きい反応領域を提供する一
方で、狭連結チャネル部分中の領域間の対流を依然として制限するという点にお
いてデバイス１２を凌ぐ利点を有する。
【００４６】 図４は、本発明のさらなる別の実施形態に従って構成された複数部位反応デバ
イス６２の平面図である。このデバイスは、基板（図示せず）およびカバー６４
を備え、この基板およびカバー６４は、上記のデバイス１２の構造と同様の、ポ
ート６８、７０を有するその両側で連通する細長いチャネル６６を規定する。こ
れもまた上記のように、各反応領域の壁部分に放出可能に結合された反応特異的
試薬をそれぞれ有する複数の反応領域（例えば領域７２、７４）が、チャネルに
沿って離間した部位で、チャネル内に含まれる。
【００４７】 さらに、このデバイスは、側部チャネルの一方から、関連した反応領域に材料
を添加するために、および／またはもう一方の側部チャネルから、反応領域から
の材料を取り除くために、各反応領域について、一対の側部チャネル（例えば領
域７２に関連した側部チャネル７６、７８）を設けている。各チャネルは、緩衝
溶液または試薬液を含有するために、その先端でリザーバ（例えばチャネル７６
と連結されたリザーバ８０）に連結される。リザーバには電極が設けられており
、この電極により、界面動電運動（例えば、荷電溶質分子の電気浸透流または電
気泳動運動）によって材料を反応領域から出入りさせるために関連した反応領域
にわたって電場を置くことができる。あるいは、このデバイスは、側部チャネル
からの溶液を、圧力勾配により関連した反応材料から出入りさせるように設計お
よび操作され得る。
【００４８】 図５は、複数の複数反応部位デバイス（例えば、上記したタイプのデバイス８
２、８４）を有するように形成された微小流体カード８０を示す。具体的には、
各デバイスは、細長いチャネル（例えばデバイス８２におけるチャネル８６）を
備え、各チャネルは、チャネル内にありチャネルの長さに沿って離間された複数
の反応領域を備える。８×１２のアレイのデバイスを有する、図示のカードは、
一群の９６までの同時の反応（例えばＰＣＲ反応）を行う際の使用のために設計
されている。
【００４９】 カード８０内のデバイス８２の構成は、図６Ａおよび図６Ｂに断面的に見られ
る。このカードは、カード内に複数のデバイスのそれぞれの螺旋状チャネルをと
もに規定する基板８４およびカバー８６を有する。代表的なデバイス８２は、チ
ャネルの両端に入力ポート８８および出力ポート９０を有する細長い蛇行状チャ
ネル８７と、該チャネル内に、および該チャネルに沿った複数の反応領域（例え
ば領域８７ａ、８７ｂ、８７ｃ、および８７ｄ）とを備えている。上記のように
、反応領域のそれぞれは、該領域の壁部分に放出可能に結合された反応特異的試
薬を保有している。（このチャネルは、図６〜図８に線形形態で示されており、
図５でのように、入口ポートはデバイスの一端に、出口ポートはデバイスの中央
にあることが確認される）。
【００５０】 図６Ａでは、バルク相媒体の滴９２がポート８９に（およびカードの他のデバ
イスのポートに）投入される。カードは、図６Ｂに示すように、矢印Ｃの方向に
求心力を受ける遠心機のバケツに配置され、チャネル中に液滴を押しやる。遠心
力場のもとでの液体の移動は、いったん通常の液体レベルがチャネル中に達する
と、この時点で液体にかかる推進力はもはやなくなるので、自己制限となる。チ
ャネル内のバルク相液体のシートを、図６Ｂにおいて９３で示す。
【００５１】 カードの各デバイスにおいて複数の同時反応（例えばＰＣＲ反応の場合では連
続して加熱および冷却することによって）を行った後、デバイスのチャネル内の
液体を産物分析のために取り除く。いくつかの液体回収方法を図７Ａ〜図７Ｄに
示す。図７Ａに示した方法では、基板は、デバイスの出口ポート（例えばデバイ
ス８０でのポート９０）のそれぞれ（例えば９４）で、窪みを付けられて（ｐｕ
ｎｃｔｕｒｅｄ：穴をあけられて）おり、捕獲プレート９６は、基板に対し配置
されている。この捕獲プレートは、カードデバイス内の対応する出口ポートとの
位置合わせのためにプレート上に配置される複数のウェル（例えばウェル９７）
を有する。次に、カードおよび捕獲プレートは、図７Ａの矢印Ｃの方向に力を生
じさせるために遠心分離されて、カードの各チャネル内の液体を捕獲プレート内
の対応するウェル中に引き込む。その後、各ウェル内の液体試料は、従来的なマ
イクロタイタープレート方法によって個別に処理される。
【００５２】 代替的に、図７Ｂを参照すると、各デバイス内の２つのポートに対応するウェ
ル（例えばウェル９９、１００）を有する捕獲プレート９８は、デバイスのカバ
ーに対して配置、すなわちデバイスの逆さ側に配置される。次に、力Ｃを生じさ
せる方向の遠心力は、各デバイスから捕獲プレートの２つのウェル中に液体を引
き込む。
【００５３】 さらに別の液体回収アプローチを図７Ｃおよび図７Ｄに示す。この方法では、
各チャネル内のバルク相液よりも濃い液体の液滴（例えば液滴１０２）を、各デ
バイスの入力ポート（例えばデバイス８２のポート８９）に投入する。次に、カ
ードは、矢印Ｃの方向の力により遠心分離され、それによって、濃い方の液体が
チャネル内のバルク相液体を変位させるようにし、また各デバイスの出口ポート
（例えばポート９０）中に試料液体を引き込むようにさせる。その後、この試料
を、標準マイクロタイタープレート方法に従って分析および／または除去するこ
とができる。
【００５４】 図８Ａ〜図８Ｄは、複数デバイスカード１０４内のデバイス（例えばデバイス
１０３）の代替的な構成を示す。このカードは、上述したカードと全般的に共通
の構成を有しており、基板１０５とカバー１０６とから形成され、この基板１０
５およびカバー１０６はカード内に複数部位反応デバイス（例えばデバイス１０
３）を規定する。代表的なデバイス１０３は、細長い螺旋状チャネル１０７（こ
のチャネルは該チャネル内に、および該チャネルの長さに沿って形成された複数
の反応領域を有する）と、それぞれ入口ポート１０８および出口ポート１０９と
を備える。図面に見られるように、出口ポート１０９は、チャネルの傾斜壁部分
１０９ａに沿って「上向き」に向けられたその端部分１０７ａと連通し、チャネ
ルがポートの上方部分または先端部分に注ぐようになっている。
【００５５】 動作時に、バルク相媒体の滴は、各デバイスの入口ポート（例えばデバイス１
０３でのポート１０８）に投入され、カードは、図８Ｂでのようにチャネル中に
液体を押しやるために上記のように遠心分離される。充填されたデバイスのそれ
ぞれにおいて、複数の反応を行った後、バルク相媒体は、（ｉ）図８Ｃおよび図
８Ｄに示すように、各入口ポート（例えばデバイス１０３での入口ポート１０８
）の上にシール１１１を、および各チャネルから関連した出口ポートへ液体を引
き出すために各出口ポートの上に吸引素子１１３を載置することによって回収さ
れ、これによって、各出口ポートにバルク相媒体の試料がもたらされる。次に、
この試料を、標準マイクロタイタープレート方法に従って処理することができる
。
【００５６】 デバイスのチャネル中にバルク相媒体を導入し、そのバルク相媒体をそこから
取り除くための、先に記載したばかりの種々の方法は、図１〜図４に関して記載
されたタイプの単一のデバイスを有する反応システムにも適用可能であることが
理解されよう。
【００５７】 上述したように、本発明のデバイスの各反応領域は、領域を規定する壁部分に
放出可能に結合された反応特異的試薬（複数も可）を有している。このことによ
って、試薬（複数も可）は、チャネル中にバルク相媒体が導入されても反応部位
壁に固定されたままであるが、その後で受動的または能動的に放出されて、反応
部位での反応により液相に関与する。
【００５８】 試薬は、生物学的または化学的反応に関与可能な、特に、試薬を含有する反応
領域に固有の反応をもたらすようにバルク相媒体における１つ以上の反応物と反
応可能な任意の化合物であってもよい。したがって、例えば、試薬は、いくつか
または全てがバルク相液に保有されたレセプタとの相互作用が可能である多数の
異なる結合剤または薬剤の１つであってもよく、あるいはいくつかまたは全てが
バルク相液に含有された酵素と相互作用できる多数の異なる酵素基質のうちの１
つであってもよく、反対に、いくつかまたは全てがバルク相媒体にある所与の基
質または結合剤と反応可能な多数の異なるタンパク質または他の酵素または結合
剤のうちの１つであってもよい。１つの好適な実施形態では、以下に詳述するよ
うに、試薬は、配列特異的反応（例えば、相補鎖ハイブリダイゼーションまたは
配列特異的エンドヌクレアーゼ切断を含む反応）をもたらすのに有効な反応特異
的核酸配列を有する１つ以上のオリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチドを有
する。
【００５９】 望ましくは、各部位には、特異的結合対メンバーの少なくとも１０アトモル、
好ましくは少なくとも１フェムトモル、通常では少なくとも１ピコモルおよび１
ミリモル以下、より頻繁には約０．５ミリモル以下で存在する。放出可能な試薬
の量は、反応の性質、反応の特異性、生成されるシグナル、検出システムの感度
、および反応領域の容積に依存する。
【００６０】 チャネルの表面の性質に依存して、タンパク質または他の物質は、作用中に非
共有結合し、安定的に結合され得る。例えば、メチル化タンパク質が表面に強固
に接着する。タンパク質はまた、作用の成分の非特異的な結合を最小限にするよ
う作用する。代替的に、試薬は、壁被覆材、例えば、ヒドロゲル壁被覆材、また
はデバイスのチャネルを満たすのに必要とされる時間よりも実質的に長い時間に
わたり水和するかまたは溶融する他の被覆材料中に埋め込まれ得る。時間にわた
り試薬を保持および放出可能なポリマー被覆材も、いくつかの試薬に適している
。
【００６１】 能動的な放出のための試薬結合の複数の方法も利用可能である。図９Ａは、壁
部分１３２を有する反応領域１３０を示す。試薬分子１３４は、壁部分に共有結
合されたリンカーによって壁部分に放出可能に結合され、選択波長光（例えば、
紫外線光）による照射によって切断される光分解基（ｐｈｏｔｏｌｙｔｉｃ ｇ
ｒｏｕｐ）１３６を含有している。内部光分解基を含有し、活性な壁部分の官能
価（例えば、カルボキシ、アミノ、ヒドロキシ、またはチオール基）に共有結合
可能な二官能価試薬の設計および合成は、当業者に周知である。試薬分子は、光
分解波長の光によりチャネルを照射することによって、バルク相液をチャネルに
添加した後、能動的に放出される。
【００６２】 図９Ｂに示した方法では、デバイス１４０の壁部分１４２は、周知の方法を用
いて、ストレプトアビジン分子１４３により共有結合的に誘導体化される。ビオ
チン化試薬１４４（例えば、ビオチン化核酸）は、試薬に結合されたビオチン基
（例えば、１４６）によりストレプトアビジンに結合される。低い親和力結合が
必要とされる場合には、ストレプトアビジンは、低い親和力結合剤（例えば、抗
体またはレセプタ）に取って代わられ、ビオチンは、低い親和力リガンド（例え
ば、抗原またはレセプタ結合剤）に取って代わられる。壁部分からの試薬の放出
は、バルク相媒体を導入した後、熱または音波エネルギー、あるいは結合剤につ
いて高い親和力を有する別のリガンドを適用することによって行われ得る。
【００６３】 図９Ｃは、酵素切断可能リンケージ（この場合ではエステラーゼ）により結合
する試薬を示している。この図は、壁部分１５２、および該壁部分にエステル結
合１５６により共有結合される試薬分子１５４を有するデバイス１５０の部分を
示す。バルク相媒体にエステラーゼを含めることにより、反応領域内の液相中へ
のゆっくりとした受動的な試薬の放出がもたらされる。あるいは、図４に示すよ
うなデバイスでは、切断酵素は、試薬を能動的に放出するために、関連した側部
チャネルの１つから各反応領域中に導入されることができる。試薬が壁部分に共
有結合されたオリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチドである場合、試薬は、
適したエンドヌクレアーゼを含めることにより壁部分から放出するために、制限
エンドヌクレアーゼ部位を含み得る。
【００６４】 上述した結合方策のそれぞれでは、部位特異的試薬は、固定化分子への一般的
な結合または連結により壁部分に結合される。すなわち、この結合（ｌｉｎｋａ
ｇｅ）自体は、反応領域のすべてに共通である。この一般的な例では、特異的試
薬は、チャネルが覆われる前か、あるいは各関連した領域に特異的反応領域を受
け渡すために側部チャネル（図４の実施形態に見られる）を用いることによって
、特異的反応領域に直接添加されなければならない。
【００６５】 さらなる別の実施形態では、試薬は、例えば、共有結合によって、反応領域の
壁部分に非放出的に結合され、固定化された形態（例えば、ＤＮＡ配列反応にお
いて使用される固定化された核酸プライマー）での反応において用いられる。
【００６６】 別の一般的な場合において、および本発明の実施形態に従って、特定の反応特
異的試薬は、各反応部位に固有の固定化分子と反応および結合するように設計さ
れている。この方法によって、デバイスは、単に試薬の混合物をチャネルに添加
することによって、放出可能な試薬で「プログラム」され得、各反応特異的試薬
が選択反応領域でその結合対に結合することが可能となる。
【００６７】 後者の方法は図１０に示され、ここでは、デバイス１１０のチャネル内の３つ
の反応領域１１２、１１４、および１１６が示され、それぞれ対応する壁部分が
１１８、１２０、および１２２で示されている。各壁部分に共有結合されるのは
、固有の（部位特異的）捕獲核酸（例えば、壁部分１１８に結合されるオリゴヌ
クレオチド１２４（Ｓ１）、それぞれ壁部分１２０および壁部分１２２に結合さ
れるオリゴヌクレオチドＳ２およびＳ３）である。種々の領域における捕獲核酸
は、好ましくは、少なくとも約７〜１０塩基長、典型的には１２塩基以上であり
、少なくとも１つの塩基、好ましくは２つまたはそれ以上の塩基だけ、互いと配
列が異なっている。さらに、捕獲試薬は、２つ以上の捕獲配列を含み、配列の異
なる試薬が単一の捕獲核酸で捕獲されることが可能となっている。試薬自体（例
えば、反応領域１１２における試薬１２６（Ｐ１））は、塩基配列において捕獲
核酸に相補的な捕獲部分１２６ａと、反応領域での液相反応に関与するのに有効
な反応部分１２６ｂとを有する。同様に、それぞれ領域１１４および１１６にお
ける試薬Ｐ２およびＰ３のそれぞれは、それぞれ捕獲核酸Ｓ２およびＳ３にハイ
ブリダイズする捕獲部分と、反応領域に固有の反応部分とを有する。
【００６８】 異なる核酸試薬を用いたデバイスを調製する際に、試薬の混合物を含有するバ
ルク相媒体が、ハイブリダイゼーションの条件下で、配列の異なる試薬で各反応
領域の捕獲核酸を飽和させるのに十分な期間、チャネルを通って循環する。
【００６９】 （ＩＩＩ．複数部位反応方法） 本発明は、核酸配列決定、核酸ハイブリダイゼーションなど、単一ヌクレオチ
ド多型（ｓｎｐ：一塩基多型）検出、プロテオミクス（タンパク質間相互作用）
、特異的結合対反応（リガンド−レセプタ）、酵素反応などを含む種々のプロト
コルを用いて使用され得る。より一般的には、本発明は、バルク媒体内の各反応
領域に供給される１つ以上の共通反応物、および各個々の反応領域によって供給
される１つ以上の反応特異的試薬を伴った複数反応を可能にする任意のシステム
のために用いられ得る。
【００７０】 操作を行う際、領域の温度は、領域と接触した加熱要素、赤外線源、または他
の電磁放射線源を用いて、加熱および冷却することによって変えることができ、
圧力も変わり得、領域は、約２００〜２０００ｎｍの波長範囲の光などで照射さ
れ得る。ＰＣＲによる熱循環によって示されるように、操作に応じて、加熱およ
び／または冷却が所望され得る。
【００７１】 （Ａ．核酸反応方法） 複数のタイプの核酸反応が、本発明のデバイスにより行われることができる。
主要トレンチまたはチャネルを有することで、その１つが個別のソースを持つ多
数部位を有し、そのため、各部位では、プライマーは同一または異なっていても
よいようになっている。ＤＮＡ試料は、主要チャネル中に導入される。この試料
は、ゲノムＤＮＡ、ｃＤＮＡ試料、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を用いてＤ
ＮＡ断片が増幅された試料、ゲノムフラグメント（例えば、制限エンドヌクレア
ーゼ断片）、および複数の標的配列を持った他のタイプのＤＮＡ試料であり得る
。
【００７２】 この試料は、一本鎖ＤＮＡとして部位に導入されるか、または部位で変性され
てもよく、その後、温度を低下させてハイブリダイゼーション条件に備える。ハ
イブリダイゼーション媒体は、ストリンジェンシーの程度に応じて、ハイブリダ
イゼーションがプライマーおよび試料ＤＮＡの間の相同的または相補的配列間に
生じるのに十分な時間の間インキュベートされる。
【００７３】 用いられるデバイスが、供給側部チャネル（図４の実施形態）を含んでいない
場合、チャネルに添加されるバルク相媒体は、ＤＮＡまたはＲＮＡ試料のほかに
、所望の反応に必要とされる共通の成分（ただし、各反応領域に供給される反応
特異的オリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチドは除く）を含む。例えば、同
時にＰＣＲ反応を行う場合、バルク相媒体は、ＤＮＡ試料のほかに、鋳型依存性
ポリメラーゼ（例えば、ＴＡＱポリメラーゼ）、４つすべてのデオキシヌクレオ
チド三リン酸（ｄＮＴＰ）および適した塩ならびに緩衝液成分を含有することに
なる。いくつかの例では、１つの媒体がｄｄＮＴＰのうち１つ、いくつか、また
は４つすべてを有するか、あるいは、媒体においてｄＮＴＰのいくつかの濃度を
制限して、異なるヌクレオチドの位置で末端を付与する。反応が、例えば、ＤＮ
Ａ配列決定においてプライマー伸長について設計される場合、バルク相媒体は、
ｄｄＮＴＰのそれぞれを示す特異的蛍光種を有するｄｄＮＴＰの混合物を含有す
る。他の核酸反応で用いられる成分は以下で考察する。
【００７４】 図１１Ａ〜図１１Ｅは、同時のＰＣＲ反応を行うために本発明の使用に含まれ
る工程を示している。これらの図は、図１に示すものと同様の複数チャネルデバ
イス内の１つの反応領域１６０を示している。この領域は、共有結合を有する壁
部分１６２、それぞれＰＣＲプライマー１６６、１６７に相補的な配列を有する
、配列の異なる２つの捕獲プローブ１６４、１６５を有している。２つのプライ
マー（図中Ｐ１およびＰ２）は、特定の標的ＤＮＡ配列についての反応特異的Ｐ
ＣＲプライマーであり、反応領域１６０に固有である。すなわち、種々の反応領
域は、異なる標的ＤＢＡ配列を増幅するために、異なる組のＰＣＲプライマーを
有しており、いくつかの領域は、対照および試料複製目的のために同一のプライ
マーを有してもよく、あるいは異なる量の同一のプライマーの組を有してもよい
ことが認識されている。
【００７５】 デバイスのチャネル中に導入されたバルク相媒体は、個々の鎖が１７０で示さ
れた二本鎖標的ＤＮＡを含んでいる。バルク相媒体はまた、上述したように他の
ＰＣＲ反応成分を有する。デバイスは、ＤＮＡ変性温度にまで加熱され、同時に
、試料ｄｓＤＮＡを変性し、アニーリング条件下で冷却後に試料一本鎖にアニー
リングされたプライマーを示す図１１Ｂに示したように、各反応領域における壁
部分からプライマーＰ１およびＰ２を放出する。加熱する工程は、典型的に、バ
ルク相媒体の温度を、１〜５分間、約９４℃に上げるというものである。
【００７６】 加熱および冷却サイクルを選択された回数行って、変性、アニーリング、およ
び伸長を達成した後、各反応領域における反応混合物は、図１１Ｃにおいて１６
８で示されるような、増幅された試料ｄｓＤＮＡ産物またはアンプリコンを含み
、ここでは、アンプリコンは、種々の領域ごとに異なっている。
【００７７】 この方法の一実施形態では、バルク相媒体がチャネルから取り除かれ、例えば
、ゲル電気泳動方法によって後に個別に分析および／または単離され得る個々の
アンプリコンすべての混合物がもたらされる。
【００７８】 あるいは、第２の実施形態では、各チャネルは、チャネルポートにわたり電位
をかけ、各アンプリコンがポートの１つに隣接した検出および／または回収点を
移動通過する際に、そのアンプリコンを検出および／または単離することによっ
て、電気泳動分離チャネルとして用いられ得る。
【００７９】 図１１Ｄに示した第３の実施形態では、アンプリコンは、捕獲加熱および冷却
工程による、各反応領域における捕獲プローブ上での一本鎖状の形態での捕獲に
より、およびチャネルを流水して結合していない物質を取り除くことにより部分
的に精製される。この実施形態では、捕獲プローブは、アンプリコンにおける配
列に、好ましくは各アンプリコンの鎖に相補的な配列を含んでいなければならな
いことを理解されたい。
【００８０】 図１１Ｄおよび図１１Ｅに示した第４の実施形態では、アンプリコンはどちら
も各関連した反応領域内で捕獲され、捕獲された形態でその場でインサイチュで
分析される。この実施形態では、ＰＣＲ反応は、検出可能なプローブ（例えば、
蛍光的に標識されたヌクレオチド）の存在下で行われる。アンプリコンの鎖は、
捕獲核酸で任意に捕獲され、例えば、蛍光スキャナまたは顕微鏡を用いて連続し
て各反応領域を検査することによって、その場で分析されて、各反応領域におけ
る蛍光物質の存在の有無および／または存在する蛍光物質の質的量を求める。
【００８１】 図１２Ａ〜図１２Ｃは、本発明に従って有利に行われる配列分析方法を示す。
この方法は、（ｉ）固有の電荷／質量比に基づいた固有の電気泳動度、および（
ｉｉ）蛍光基のような検出可能部分、を有する５’末端電気泳動タグを有するＤ
ＮＡプライマーを用いる。かかるタグは、例えば、同一人に譲受された、１９９
９年４月３０日出願の特許出願第０９／３０３，０２９号、２０００年４月２８
日出願の第０９／５６１，５７９号および対応するＰＣＴ出願ＰＣＴ ＵＳ００
／１０５０１号、２０００年６月２１日付出願の特許出願第０９／６０２，５８
６号、および２０００年１０月４日出願の第０９／６８４，３８６号に詳述され
ており、これらはすべて参照により本明細書に援用される。
【００８２】 図面は、複数反応デバイス１７０における３つの反応領域１７２、１７４、１
７６を示す。各反応領域は、配列の異なる２つの固体化捕獲プローブ（例えば、
領域１７２ではプローブ１７８、１７９、領域１７４ではプローブ１８７、１８
６、および領域１７６ではプローブ１９４、１９５）を有する。記載される特定
の方法では、標的ＤＮＡにおいて、単一塩基の突然変異（例えば、ｓｎｐ）を検
出するために、捕獲プローブに保有され捕獲プローブから放出されるオリゴヌク
レオチド試薬は、標識されていない上流プライマーを含み、このプライマーは、
突然変異の部位の上流の標的ＤＮＡを結合するように設計され、標的部位へのこ
の結合は、潜在的な突然変異の存在の有無によって決定される。上流プライマー
は、領域１７２にプライマー１８４、領域１７４にプライマー１８８、および領
域１７６にプライマー１９６を含む。部位特異的プライマーは、上記に述べ参照
したように、検出可能な電気泳動タグを有し、このタグは、プライマーの特徴的
電気泳動表示（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）を提供するために使用され得る。図では、
部位特異的プライマーおよびそれらの検出可能なタグは、それぞれ、領域１７２
では１８０、１８２、領域１７４では１９０、１９２、および領域１７６では１
９８、２００で示される。
【００８３】 操作時に、複数の標的ＤＮＡ２０２、および５’エキソヌクレアーゼ活性を有
するＤＮＡポリメラーゼを含有するバルク相媒体が、デバイスのチャネルに添加
され、図１２Ａに示すように、各反応領域中に、標的ＤＮＡおよび他のバルク相
反応成分（例えば、５つすべてのｄＮＴＰ）をもたらす。次にデバイスは加熱さ
れるか、あるいは各反応領域内の２つのプライマーを放出するように処理され、
続いて、上述のように冷却されて、領域特異的標的部位の上流および該部位の突
然変異部位にプライマーをアニーリングする。この工程は、図１２Ｂに示され、
ここでは、３つの領域における標的ＤＮＡ鎖２０２、２０４、および２０６は、
３つの異なる領域におけるプライマーと相補的な異なる標的配列を示す。特に、
上流プライマーは、特異的標的領域における潜在的な突然変異の上流の領域にハ
イブリダイズし、突然変異部位標的エリアに部位特異的プライマーを結合する範
囲が、その突然変異部位での特定の塩基の有無によって影響を及ぼされることに
なる。
【００８４】 プライマーが個々の標的領域に結合した後、ポリメラーゼ酵素の作用は、成長
鎖が部位特異的突然変異に至るまで、上流プライマーを伸長し始める。潜在的な
突然変異部位での所与の塩基の有無に応じて、酵素は、図１２Ｃに示すように、
部位特異的プライマーから電気泳動タグを切断し、標的／プライマーｄｓＤＮＡ
からそのタグを放出する。
【００８５】 次に、上記のように、バルク相媒体はチャネルから取り外され得、電気泳動タ
グが電気泳動によって検出および同定され、ひいては標的ＤＮＡに含有される特
定の突然変異が同定される。上記のように、特に部位特異的プライマー配列を切
断されたかまたは切断されていない反応産物は、各反応部位において再び捕獲さ
れて、分析前にバルク相試料からかかる配列を取り除くことができる。
【００８６】 この方法の変形形態では、部位特異的プライマーからのタグの除去は、（ｉ）
反応部位の壁部分で切断および未切断プライマーのすべてを捕獲すること、（ｉ
ｉ）２つのチャネルポートにわたり電位差をかけること、および（ｉｉｉ）チャ
ネルの下流端近くの検出ゾーンをタグが通過する際にタグを連続して検出するこ
と、によって検出される。この方法では、異なるプライマーからのタグはすべて
、同じ電気泳動度を有し、そのため、いずれの反応領域におけるタグの有無が、
それぞれ検出されたタグの絶対移動時間、または隣接タグの相対移動時間によっ
て決定され得る。
【００８７】 本方法およびデバイスは、核酸標的を伴った同時反応を行うという点で多数の
利点を提供する。同時のＰＣＲ反応を行う場合、この方法は、各反応が１つのプ
ライマーの組のみの存在下で実質的に行われるので、誤った組み合わせをしたプ
ライマーによって形成されたもっともらしい増幅産物の可能性を最小限にする。
各領域における反応は、各領域における単一のプライマー対の濃度が比較的高い
可能性があるので、より高いアンプリコンレベルまで行うことができる。最終的
に、アンプリコンは、各反応領域の壁部分での、標識されたアンプリコンの鎖の
捕獲により、単離した形態で直接検出され得る。
【００８８】 同様の利点が、図１２Ａないし図１２Ｃに関して記載された方法のようなＤＮ
Ａ伸長法に適用される。プライマーの誤った組み合わせに起因する偽陽性（ｆａ
ｌｓｅ ｐｏｓｉｔｉｖｅ：誤診）の可能性は、単一のプライマー対のみが各反
応領域に存在する（あるいは、隣接反応部位からの何らかのプライマー拡散の可
能性を考慮して、単一のプライマー対のみが高い濃度である）ため、大幅に低減
される。各反応領域における単一のプライマーまたはプライマーの組の濃度が高
いため、生成されるシグナルの量が増大され得る。最終的に、反応生成物が、デ
バイスのチャネルを通る反応生成物の電気泳動により、またはバルク相液におけ
る個々の反応成分を分析することによりインサイチュで検出され得る。
【００８９】 反応プロトコルの変形形態は、図４におけるデバイスのような、デバイス内の
各反応領域に供給する側部チャネルを有するデバイスに及び得る。たとえば、過
度に可溶性のあるプライマー配列（その部位で表面に結合することができない）
が、緩やかな変性条件下で添加されて、壁部分からプライマーを変位させる。反
応生成物（たとえば標識されたＤＮＡまたは二本鎖ＤＮＡ）は、側部チャネルリ
ザーバでの検出のためにチャネルから直接側部チャネル中に方向転換され得る。
制限エンドヌクレアーゼまたは他の部位特異的試薬もまた、デバイスのこの実施
形態において、個別の反応領域中に導入され得る。
【００９０】 （Ｂ．側部チャネルデバイスによる親和力決定） 各反応領域に付随した一対の側部チャネルを有する図４に示す実施形態では、
チャネルは、ソースおよびドレインを提供することができ、そのため、試剤は、
操作の必要に応じて部位にわたって移動され得る。試剤は、試薬、洗浄液、また
は操作に関連した他の試剤を含み得る。操作は、ＤＮＡ配列決定、ＤＮＡ特徴化
、競合性および非競合性結合アッセイ、均一および不均一アッセイ（この場合、
反応されない標識を洗浄除去することを含む分離ステップがあるかどうかの区別
がある）を含み得る。溶液は、任意の従来の手段（たとえば、界面動電（特に電
気浸透）、空気圧式（たとえばポンピング、水圧式、圧電式、音波式など））に
よって移動され得る。特定の選択は、便宜性、溶液が調量されなければならない
精度、溶液の容積、機器の特性（すなわち機器の性能）などによって決まる。
【００９１】 行われる得るアッセイは、均一（分離ステップなし）、または分離ステップを
要する不均一なもであってもよいが、検出は、チャネル部位または遠位側部位に
おけるものであり得る。アッセイは、発光検出可能標識（たとえば蛍光、化学発
光）、一方の色素が照射およびもう一方の色素が放出する際にエネルギー伝達を
もたらす所定の距離にある２つの異なる色素、時間遅延放出を提供するランタニ
ド色素を含むエネルギー伝達標識のような標識を含み得、このランタニド色素は
、有意なエネルギー伝達または消光などをもたらさないため、粒子に用いられ得
り、また、基質が色素、蛍光、放射性同位元素、粒子などであり得る検出可能な
産物、同位元素、粒子（たとえばコロイドカーボン、コロイド金、ラテックスな
ど）などをもたらす酵素に用いられ得る。
【００９２】 不均一アッセイの場合、プロトコルは、検出可能な標識の放出を含み得、その
結果、検出可能な標識がチャネル部位から遠位側でアッセイされるようになって
いる。アッセイの例証となるのは、プロテアーゼの決定であろう。プロテアーゼ
について認識配列を有する鎖によって表面に結合された検出可能な標識を有する
ことで、プロテアーゼの活性を調整する化合物を監視することができる。部位で
表面にタンパク質分解的に加水分解可能な基を介して検出可能な標識を結合し得
る。酵素と候補化合物をプレミックスして、これら２つの成分を結合することが
できるであろう。この混合物は、次に、側方の分岐チャネルを通して主要チャネ
ル部位に移動させられ、インキュベートを可能にされ、タンパク質分解に必要な
任意の追加の試薬が確実に存在するようにさせる。反応が生じるのに十分な時間
が経った後、主要チャネル部位にある混合物は、標識を検出するために側方の分
岐チャネル中に移動されることになる。次に、観察されるシグナルが、酵素活性
に関する候補化合物の効果に関連付けられる。候補化合物にではなく、細胞の酵
素活性に関心が持たれる場合があってよい。このような場合では、溶解産物を調
製することができ、目的の酵素は、たとえばＨＰＬＣ、アフィニティカラムなど
を用いて、残渣、他のタンパク質を除去するためにさらに処理され、次に、側方
の分岐チャネルを通って主要チャネル部位に移動させられる。ここで再び、溶解
産物の酵素の活性を測定することができる。通常は、試料からの結果との比較の
ために、１つまたは複数の対照がアッセイと同じ方法で行われ得る。
【００９３】 酵素の特性および所望の情報に応じて、酵素アッセイについて多数のプロトコ
ルが存在する。たとえば、プロテアーゼ（プロ酵素を活性化する）および／また
はプロ酵素に関心を向けもよい。プロテアーゼを主要チャネル部位で結合するこ
とにより、プロ酵素を含有すると思われる試料を主要チャネル部位に添加し、い
ずれものプロ酵素が活性化されるのに十分な時間インキュベートすることができ
る。次に、活性化された酵素（その産物が検出され得る）について基質を添加す
る。同様のアッセイが、補酵素を必要とする酵素を検出してホロ酵素を形成する
ようにすることができる。
【００９４】 他のアッセイは、リガンド−レセプタ結合を伴い、この結合は、競合性または
非競合性であってもよい。競合局面では、標識されたリガンドバイオミメティッ
クは、レセプタに非共有結合され、レセプタは、チャネル部位に結合されること
になる。リガンド競合体（ｃｏｍｐｅｔｉｔｏｒ）は、チャネル部位に移動させ
られ、インキュベートを可能にされ、標識されたバイオミメティックの変位の程
度は、リガンド競合体の結合水和力によって決まることになる。結合水和力は、
反応速度測定または平衡測定を用いて決定され得る。このアッセイは、均一に行
われることができ、バイオミメティックのレセプタへの結合は、シグナルに影響
を及ぼす（たとえば蛍光偏光または消光）。消光は、レセプタおよび標識の間の
相互作用、またはレセプタに結合された消光剤の存在の結果としてのものであり
得る。蛍光の変化を読み取ることによって、リガンド競合体の結合親和力を決定
することができる。アッセイを完了した後、部位を洗浄して、放出されたバイオ
ミメティックリガンドおよびリガンド競合体をなくし、その後、側方のチャネル
を通して、標識されたバイオミメティックを補充する。チャネル部位からいずれ
もの過剰なバイオミメティックリガンドを洗浄した後、チャネル部位は、次のア
ッセイのための装備が可能となる。
【００９５】 他のアッセイでは、粒子がごく近接した状態にある場合に検出に備える粒子を
使用することができる。一方の粒子は、過酸化水素から一重項酸素を形成する触
媒を有し、もう一方の粒子は、一重項酸素と反応すると検出可能なシグナルを提
供する色素を有するＬＯＣＩ技術を用いることができる。たとえば、米国特許第
５，５４５，８３４号および第５，６７２，４７８号を参照されたい。一方が主
要チャネル部位に固定され、もう一方が溶液中に固定された一対の粒子を有する
ことで、主要チャネルの部位に粒子が集められた際に、もう一方の試薬の存在下
で、シグナルが生じることになる。粒子が集められる度合いに対する候補化合物
の効果は、候補化合物の活性の測定基準となり得る。互いに特異的親和力を有す
る２つの成分の任意の組み合わせにおいて、シグナルは、候補化合物が結合に干
渉する程度にまで関連付けられる。したがって、天然に生じるタンパク質または
候補化合物が２つのタンパク質の間の複合形成に干渉またはその形成を増大させ
るかどうかにかかわらず、リガンド−レセプタ結合に関与してもよく、診断アッ
セイでの試料における成分が存在する場合、この成分は、薬剤、汚染物質、殺虫
剤、処理汚染物などであり得る。
【００９６】 アッセイは、アッセイされる化合物と可溶性粒子を混合すること、および追加
の試薬との混合物を主要チャネル部位へ移動させることによって行われる。この
混合物は、インキュベートされて、結合を生じさせることを可能にし、シグナル
を読み取ることを可能にする。結果としてもたらされるシグナルは、対照と比較
されて、アッセイされている化合物の活性を決定することができる。前述のよう
に、反応の完了後は、部位は、使用済および未使用の試薬すべてを洗浄してなく
し、処理が繰り返される。
【００９７】 ポリエピトープ（ｐｏｌｙｅｐｉｔｏｐｉｃ）化合物に関心がある場合、非競
合性結合を用いる機会がある。ポリエピトープ化合物の存在を検出する場合、２
つの抗体、すなわち結合された抗体および標識された抗体を用いた、ＥＬＩＳＡ
アッセイを使用することができ、このアッセイでは、この２つの抗体は、化合物
の異なるエピトープで結合する。側方チャネルを通して化合物を主要チャネルに
部位に添加し、結合可能にするためにインキュベートする。次に、洗浄液を通し
、非特有的に結合された試料の成分を除去し、その後、標識された抗体を添加す
る。結合されていない標識された抗体を洗浄除去した後、主要チャネル部位に存
在する標識を検出することになる。主題方法論もまた、ソース側方チャネルに毛
管電気泳動を提供することによって所望の成分についての混合を富化するために
使用でき、この場合、所望の成分は、部位と遭遇する場合に濃縮される。残存成
分は、部位を介して洗浄され得り、ここで非特異的結合成分は、主要チャネル内
に保持されず、排水溝に向けられる。
【００９８】 このデバイスは、独立ソースおよび廃棄リザーバを有していてもよく、または
多数のソースおよび／または廃棄リザーバの間に連結チャネルを有していてもよ
い。そのため、溶液は、複数のリザーバから同時に添加または回収され得り、主
要チャネル中に容積を厳密に注入するために、ソースでチャネルが交叉していて
もよく、ソース・チャネル中に供給し、廃棄チャネルから廃棄物を受け取るとい
った複数のリザーバを有してもよい。この廃棄チャネルは、廃棄チャネルの照射
および発光または吸光の検出のための手段を提供する検出器を有してもよく、あ
るいは、廃棄チャネルとは独立したチャネルがあってもよく、検出チャネルとし
て機能する廃棄チャネルの部分を組み込んでいてもよい。溶液は、任意の便宜的
な方法、たとえば空気圧式（正圧または負圧）、界面動電的（電気泳動、または
電気浸透）、水圧式などの方法で移動され得る。この選択は、利用可能な、操作
機器の精度および特性、容積などの変動に対する敏感性に基づく。したがって、
リザーバは、液体移動を提供するのに必要なデバイスと適合されることになる。
【００９９】 以下の実施例は、例示によって提供されるものであって、制限によるものでは
ない。
【０１００】 （実施例１．プライマーを有するチャネル領域の調製およびＰＣＲの実施） （Ａ．ＳＰＤＰ−ＢＳＡ−ベンゾフェノンの合成） 最初に、褐色瓶中で、スクシンイミジル−３−（２−ピリジルチオプロピオネ
ート）（ＳＰＤＰ）および４−ベンゾイル安息香酸それぞれ１０ｍｇを混合し、
その混合物を無水ジメチルホルムアミド１ｍＬ中に溶解させる。次に、リン酸緩
衝生理食塩水（ｐＨ７．２）６ｍＬ中に、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）１００
ｍｇを溶解させる。３０分毎に、ボルテックスしながら、ＢＳＡ溶液にＤＭＦ溶
液約５０μＬを添加することにより、この２つの溶液を合わせる。反応溶液を暗
所に保ち、添加の間に振盪機（１５０ｒｐｍ）上で反応溶液を攪拌する。添加が
完了した後、２日経つまで、その溶液を室温で振盪し続ける。次に、水を三回変
えながら、暗所にて、１日間、反応物を水に対して透析する。溶液を３０００ｒ
ｐｍで１０分間遠心分離し、上清を回収する。上清が乾固するまで凍結乾燥し、
固体としての生成物であるＳＰＤＰ−ＢＳＡ−ベンゾフェノンを、−２０℃で保
管する。実験での使用のために、１×ＰＢＳ緩衝液（ｐＨ７．２）中のＳＰＤＰ
−ＢＳＡ−ベンゾフェノンの１０ｍｇ／ｍＬ溶液を調製する。
【０１０１】 （Ｂ．チャネルにおけるＳＰＤＰ−ＢＳＡ−ベンゾフェノンの表面結合、およ
び領域特異的捕獲核酸を有するデバイスの形成） 深さ５０μｍ、幅１２０μｍおよび長さ５０ｍｍのチャネルを有するポリカー
ボネート基板を、圧縮成形により調製した。プラスチック基板の表面を水で洗浄
し、ティッシュで乾かし、１０ｍｇ／ｍｌのＳＰＤＰ−ＢＳＡ−ベンゾフェノン
溶液〜３０μＬを、チャネルにピペットで取った。チャネル周囲の基板表面上に
、ゴムガスケットを載せ、ガスケットの上部に、黒い絶縁テープで調製したマス
クスライドガラスを載せた。長さ３ｍｍのチャネル部に照射を提供するために、
テープの一部を切り出した。支持のために基板の下に別のスライドを配置させ、
４層組立品（マスク、ガスケット、基板、支持スライド）をきつく固定した。組
立品を、２０分間、１００Ｗ水銀アークランプからの光の平行ビームに曝露させ
た。分解した後、基板を、０．０５％Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００および水でそれ
ぞれ３回洗浄した。こうして、活性ジスルフィド結合形成基を保有する領域を有
するチャネルを調製し、ここで領域は、光感受性試薬のマスクされた光着（ｐｈ
ｏｔｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を通して規定された。末端チオール基を有する捕
獲核酸１を調製し、２５０ｐｍｏｌを、０．５Ｍのカーボネート緩衝液５０μＬ
中に溶解させた。その溶液の一部を、照射領域にあるチャネルへピペットで取り
、室温で２時間インキュベートした。次に、基板を水で洗浄し、乾燥させて、基
板の開いたチャネルを、４０μＭ膜厚のＰＭＭＡ（ＭＴ−４０）で、熱ラミネー
ション（ｔｈｅｒｍａｌ ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）により密封した。
【０１０２】 （Ｃ．ＰＣＲ） β−アクチン遺伝子を標的とするＰＣＲプライマー２および３を、標的特異的
３’末端部分、捕獲核酸１の配列に相補的な５’末端部分、およびこの２つの部
分を結合する増幅不可能なポリオキシエチレンスペーサー部分を用いて調製した
。１×ＰＣＲ緩衝液ＩＩ、２００μＭのＴＴＰ、２００μＭのｄＣＴＰ、２００
μＭのｄＧＴＰ、４０μＭのｄＡＴＰ、１６０μＭのＦ−ｄＡＴＰ（フルオレセ
インをを伴うｄＡＴＰ）、１．５ｍＭのＭｇＣｌ２、０．０１％ＢＳＡ、０．５
μＭのプライマー２および３、ならびに任意に、鋳型としてβ−アクチンアンプ
リコンの未標識産物溶液の希釈試料から構成されるＰＣＲ反応ミックス中で、プ
ライマーを合わせた。上述のように調製したチャネルに、ＰＣＲミックスを添加
した。鋳型を有する試料および有さない試料を調製した。リザーバをテープで閉
じて、基板を、平らなブロックでＭＪ Ｒｅｓｅａｒｃｈ熱循環器ユニット上に
載せ、以下のプロトコール：９２℃で２分間の変性、９２℃で１分間、５４℃で
１分間および７２℃で３０秒間の２６回サイクル、７２℃で５分間の最終伸長、
に従って熱循環させ、回収するまで４℃で保持した。反応はまた、対照として標
準的なＰＣＲチューブ中でも実施した。
【０１０３】 反応が完了した後、チャネルおよびチューブから溶液を取り除き、ポリアクリ
ルアミドゲル電気泳動により分析した。また、チャネルをＴＥＮＳＳ緩衝液（１
００ｍＭトリス、２５ｍＭのＥＤＴＡ、３００ｍＭのＮａＣｌ、０．１％デキス
トリン、０．０１％サケ精子ＤＮＡ）で再充填し、蛍光顕微鏡法により、チャネ
ルを検査した。ＰＡＧＥ分析は、それぞれ鋳型あり、および鋳型なしで反応実行
された産物アンプリコンのバンドの存在および非存在を明らかにした。画像分析
は、ＳＰＤＰ−ＢＳＡ−ベンゾフェノンで処理したチャネルの照射領域は、鋳型
を含有する反応ミックスを熱循環させた後に、強力な蛍光シグナルを発生するも
のの、非照射領域は、シグナルを生じなかった。反応ミックス中に鋳型が存在し
なかった場合、処理チャネルにおいて、蛍光を観察されなかった。このような結
果は、鎖に組み込まれた蛍光標識を有する反応により生産されたアンプリコン、
および複製不可能な部位が理由で一本鎖末端を伴って生成されたアンプリコンは
、チャネルの表面上に固定化された捕獲核酸にハイブリダイズしたことを示して
いる。
【０１０４】 （実施例２．捕獲核酸を有するチャネル領域の調製、および結合能力の測定） （Ａ．ビオチン−ＢＳＡ−ベンゾフェノンの合成） ビオチン−ＢＳＡ−ベンゾフェノンを調製する手法は、ＳＰＤＰを（ビオチニ
ルアミドカプロイルアミド）カプロン酸Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（ビオチ
ン−Ｘ−Ｘ−ＮＨＳ）に置き換えて、ＳＰＤＰ−ＢＳＡ−ベンゾフェノンの調製
に関して上述したのと同様であった。
【０１０５】 （Ｂ．ストレプトアビジン被覆チャネルの調製） 最初に、ビオチン−ＢＳＡ−ベンゾフェノンを、ＳＰＤＰ−ＢＳＡ−ベンゾフ
ェノンに関して上述したのと同じ方法によりチャネル表面に結合させた。照射お
よび非結合物質を洗い流した後、ＴＥ緩衝液（ｐＨ８．０）中の０．１％ストレ
プトアビジン溶液を添加し、室温にて３０分間インキュベートした。次に、チャ
ネルを、０．０５％Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００および水でそれぞれ３回洗浄した
。次に、基板を乾燥させ、基板の開いたチャネルを、４０μｍ膜厚のＰＭＭＡ（
ＭＴ−４０）で熱ラミネーションにより密封した。
【０１０６】 （Ｃ．反応特異的試薬領域の形成の実証） オリゴヌクレオチド二重鎖を、１つのビオチン化オリゴ，４、および１つのフ
ルオレセイン標識オリゴ，５を用いて調製した。４および５の等モル溶液を最終
濃度１０μＭでＴＥＮＳＳ緩衝液中で合わせた。二重鎖を確実に形成させるため
に、この溶液を７０℃で１５分間加熱し、続いて室温で３０分間冷却させた後使
用した。さらにこのストック溶液を１μＭ濃度に希釈し、処理チャネルに導入さ
せた。１０分間のインキュベーション後、溶液を取り除き、チャネルを０．５ｍ
ＭのＭｇＣｌ２、５０ｍＭのＴｒｉｓ（ｐＨ８．０）緩衝液ですすいだ。蛍光顕
微鏡法によるチャネルの画像化により、マスクを通って照射されたチャネルの領
域における蛍光シグナルが明らかになった。照射は、ビオチン−ＢＳＡ−ベンゾ
フェノンの沈着をもたらし、その結果この領域にストレプトアビジンを結合させ
た。オリゴ二重鎖は、ビオチン化オリゴおよび表面のストレプトアビジン間の複
合体形成を介してこの領域に結合し、ビオチン化オリゴにハイブリダイズした標
識オリゴに起因するシグナルを生じた。
【０１０７】 二重鎖のこの局在化の性質を確認するために、競合体のオリゴ，６を、０．５
ｍＭのＭｇＣｌ２、５０ｍＭトリス（ｐＨ８．０）緩衝液中に５０μＭの濃度で
、チャネルに添加した。蛍光シグナルは数分以内に消えた。６の配列は、オリゴ
５の競合体として設計され、捕獲オリゴ４に相補的な、より長い領域を有してお
り、したがってオリゴ５の置換を引き起こし得る。
【０１０８】 （Ｄ．表面結合能力の測定） 反応特異的試薬を保有するための表面処理の表面結合能力は、反応の実施のた
めに放出されるときのこれらの試薬の溶液濃度、または固定化形態で用いられる
異種試薬の表面濃度を決定する。ビオチン−ＢＳＡ−ベンゾフェノンおよびスト
レプトアビジンで処理したチャネルの表面結合能力を、２つの方法により測定し
た。一つの方法では、４および５の二重鎖をあらかじめ形成し、表面に結合させ
、競合体６の添加時にチャネルから放出される蛍光シグナルの量を定量した。第
２の方法では、最初に、捕獲オリゴ４を、チャネルに結合させ、特異的結合対の
１つのメンバーを保有するチャネル表面を創出した。次に、試薬５をチャネルに
添加し、ここで、２つのオリゴ結合対メンバーは、二重鎖を形成した。また、競
合体を添加して、標識オリゴの放出を引き起こして、これを回収および定量した
。放出された溶液は、緩衝溶液を用いて、同じ容積にし、標識オリゴの既知の濃
度の一連の溶液を用いて、蛍光団の量（濃度）に対する蛍光強度に関連する標準
曲線を作成した。結果は、チャネルを調製するいずれの方法によっても、同じ結
合能力が得られることを示した。結合能力はチャネルに導入させた５の濃度によ
って変化し、５の濃度が１．５μＭに到達すると、約０．０８ｐｍｏｌ／ｍｍ２ の結合能力にまで増加した。
【０１０９】 （実施例３．反応特異的試薬領域の製造） 実施例２Ｃのように、反応特異的試薬を調製した。実施例２Ｃでは、構造体中
の第１の層は、照射パターンにより規定され、続く層は、この空間的規定と一致
していたが、その一方でこの実験では、下層は、チャネルに沿って均一に調製さ
せ、局在化試薬領域は、処理表面への試薬の局在化した送達により規定された。
チャネルは、ミリングまたは圧縮成形により、ポリカーボネート基板において調
製された。チャネルをセッケンで洗浄し、ＭｉｌｌｉＱ水ですすいだ。ビオチン
−ＢＳＡ−ベンゾフェノンの１％溶液をチャネル内へピペットで取り、ガラスス
ライドフィルターを通して１００Ｗの水銀アークランプを用いて１５分間照射し
た。次に、チャネルを、０．０５％Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００および脱イオン水
でそれぞれ３回すすいだ後、乾燥させた。次に、チャネルをストレプトアビジン
の０．１％溶液で処理した。室温での３０分のインキュベーション後、チャネル
を、１×ＰＢＳ溶液、あるいは１×ＰＢＳの１％ＢＳＡ溶液で３回すすいだ。１
つのビオチン化オリゴ，７および１つのフルオロセイン標識オリゴ，８の別の二
重鎖を、最終濃度１μＭになるように、ＴＥＮＳＳ緩衝液中で調製し、上記のよ
うにアニーリングし、チャネルにスポットして、一連のチャネルにおいて様々な
長さおよび数の領域を規定した。０．５ｍＭのＭｇＣｌ２、５０ｍＭトリス（ｐ
Ｈ８．０）緩衝液で３回洗浄することにより、チャネルから過剰量の非結合物質
をすすいだ。洗浄物を回収し、蛍光を測定した。結果は、最終洗浄により、もは
や蛍光シグナルがチャネルから回収されないことを実証する。次に、フルオレセ
イン標識オリゴは、７０％ホルムアミド水溶液の変性放出溶液を添加することに
より、チャネル表面から取り去られた。標識オリゴ量に対する蛍光強度に関連す
る標準曲線を、標識オリゴの既知濃度の一連の希釈物を用いて作成した。対照実
験は、放出溶液が捕獲オリゴ７の放出を引き起こさないことを実証した。創出し
て定量された一連の領域を以下の表にまとめる。 領域番号 １ ５ ４ ３ ２ ２ ２ 領域の長さ １８ ２ ２ ２ ２ ３ ４ 全有効長 １８ １０ ８ ６ ４ ６ ８ 放出オリゴのシグナル ３．２９ １．４７ ０．８５ ０．６３ ０．４２ ０．９４ ０．８８ 表面能力ならびに核酸試薬を保有する領域の大きさおよび数の間のこのように
決められた関係は、反応のために有用な量で試薬を有するような領域の製造能力
を示す。
【０１１０】 （実施例４．ハイブリダイゼーションを介して放出可能に結合されたプライマ
ーを有する本発明のデバイスを用いた多重ＰＣＲ） 寸法０．４×０．８×１８ｍｍのポリカーボネート基板において、チャネルを
調製した。反対の表面へチャネルの端に穴を通すことによりポートを作製し、開
いたチャネルを有する基板側へ薄いポリカーボネートフィルムを積層することに
より、チャネルを囲った。チャネル表面をビオチン−ＢＳＡ−ベンゾフェノンお
よびストレプトアビジンを用いて、実施例３に記載するように処理した。次に、
チャネルの異なった部分にあるプライマー／捕獲核酸二重鎖の溶液をインキュベ
ートすることにより、プライマー組を別個の領域に導入した。３つのプライマー
対を用いた３連反応を、各プライマー組が別個の領域に局在化したチャネルデバ
イスにて実施した。そして、２連反応の３つの組み合わせも、別個の領域に局在
化された各プライマー組を用いて実施した。デバイスにおける使用のために、対
の各プライマーは、プライマー配列の５’末端から伸長している同一の２０量体
捕獲配列を用いて調製され、捕獲プローブは，相補的捕獲配列および３’ビオチ
ンを用いて調製された。したがって、プライマー１０および１１用捕獲核酸９、
プライマー１３および１４用捕獲核酸１２、およびプライマー１５および１６用
捕獲核酸７。各組は、ＴＥＮＳＳ緩衝液中で、捕獲核酸：プライマー：プライマ
ーの２：１：１のモル比を用いて、二重鎖形態で調製され、上述のようにアニー
リングした。各組をチャネルに別々に導入し、３０分間インキュベートした。局
在化領域において２連反応を調製するために、各プライマー組を、混合されない
ように溶液でチャネルの約半分のみを充填した状態で、２つの末端ポートそれぞ
れを介して導入した。局在化３連反応に関して、２つの組を、チャネル長の三分
の１のみに、２つの末端ポートを介してふたたび導入した。これらの結合反応後
、第３の組を、その領域における残存のフリー部位へ結合するために中間領域に
導入した。プライマー組のインキュベーション後、チャネルを、１×ＰＢＳです
すいだ。相同３連反応もまた、チューブおよびチャネルにて実施した。チャネル
の場合には、プライマーに、ＰＣＲ反応ミックスを供給したが、捕獲核酸は添加
せずに、表面はビオチン−ＢＳＡ−ベンゾフェノンおよびストレプトアジンで処
理した。
【０１１１】 チャネルを結合プライマー試薬で充填した後、チャネルを標準ＰＣＲミックス
で満たした。充填されたプラスチックデバイスを、感圧性接着（ＰＳＡ）フィル
ムで密封し、デバイスの上部にプラスチックシムを伴って、ＰＥ９７００熱循環
機器上に載せ（チャネルは、金属表面の上部にかかるように、かつ保持チューブ
用の穴の上部にかからないように設計された）、ふたを閉めることにより適所に
固定した。シムは、ＰＳＡフィルムにまでふたの圧力が移行するように作用した
。熱循環器は、以下のようにプログラムされた：９４℃で１０分；９４℃で４５
秒、５８℃で３０秒、７０℃で４５秒を３５サイクル；７０°で１０分間の最終
伸長。反応後、チャネルから溶液を取り除き、２％アガロースゲル電気泳動によ
り分析した。
【０１１２】 この相同３連反応は、すべての試料実行において有意な量で３つのアンプリコ
ンのうちの１つを生産しなかった。しかしながら、チャネルにおいて別の領域に
局在化されたプライマーを用いると、２連および３連反応の両方の場合で、反応
は進行して、ゲル分析により測定されるように、予測量で予測期待アンプリコン
産物すべてをもたらした。
【０１１３】 この実験の結果は、１つの流体接続したチャネル内で、局在化したプライマー
組は、バルクに提供された同じ共通試薬を合わせて反応することができることを
示す。さらに、３連反応で観察されるように、空間的に分離された反応特異的試
薬を用いて開始すること（ここでは反応は実質的な単離の状態で進行する）は、
試薬が完全に混合されている典型的な多重として実施される場合よりも、優れた
収量の種々の産物を提供し得る。
【０１１４】 （実施例５．リガンド結合を介して放出可能に結合されたプライマーを有する
本発明のデバイスを用いた多重ＰＣＲ、および反応領域の実質的単離の実証） 実施例４に記載するようなデバイスをまた、ビオチン−ＢＳＡ−ベンゾフェノ
ンおよびストレプトアビジン処理表面を用いて、製造および調製した。２つのプ
ライマー対、１７、１８および１９、２０を、ビオチン化５’末端を用いて調製
した。プライマーの種々の組み合わせの溶液を、１×ＴＥ緩衝液中で調製し、チ
ャネルに導入し、室温で３０分間インキュベートして、ビオチン／ストレプトア
ビジン結合を介して結合されたプライマーを有するチャネル表面を構築した。調
製したプライマーの組合せは、以下のようであった：組Ａ（１７、１８、１９、
２０）、組Ｂ（１７、１８）、組Ｃ（１９、２０）、組Ｄ（１７、１９）、組Ｅ
（１８、２０）。組Ａ、ＢおよびＣは、それらが増幅産物を生じるという点でふ
さわしいプライマーの組合せであり、組Ａは、両方のアンプリコンを首尾一貫し
て良好に生産するように確立された２連反応である。しかしながら、ＤおよびＥ
は、分離状態でもいかなる増幅産物をも生じない点で不適切な組み合わせである
。チャネルは、以下の様式：１：組Ａ、２：領域間にギャップなしのチャネルの
別個の領域にある組ＢおよびＣ、３：領域間に１ｍｍのギャップを有するチャネ
ルの別個の領域にある組ＢおよびＣ、４：領域間にギャップなしの別個の領域に
おける組ＤおよびＥ、ならびに５：領域間に１ｍｍのギャップを有する別個の領
域における組ＤおよびＥで、二連に調製した。チャネルでプライマー溶液をイン
キュベートした後に、チャネルを１×ＰＢＳで再びすすいだ。実施例４と同様に
、ＰＣＲ反応をチャネル内に導入し、ポートをＰＳＡフィルムで密封し、デバイ
スおよびシムを熱循環器に固定し、上述の同じ循環プロトコールを用いて反応を
実施した。循環後、溶液を取り除き、ローディング緩衝液と合わせて、２％アガ
ロースゲル電気泳動により分析した。
【０１１５】 １の２連反応は、２つのアンプリコンの予測される２つのバンドを生じ、別個
の領域に２つの異なるプライマー対を有する２および３の反応もまた、同様の収
量で同じ２つのバンドを生じた。反応４は、２つのアンプリコンそれぞれの有意
に少ない産物をもたらし、バンドは目で認識できるが、あまりに色が薄くて、正
確に定量できなかった。反応５は、いかなる目に見えるバンドをも生じなかった
。各反応を２連に行い、同一の結果を得た。
【０１１６】 この実験の結果は、種々の反応特異的試薬の規定された領域を確立するための
レセプタ保有（ストレプトアビジン）表面に対するリガンド標識（ビオチン化）
プライマーの有向的結合を用いることの有用性を実証する。この実験および他の
実験はまた、リガンド／レセプタ複合体を介して結合されるプライマーが、複合
体の熱的変性により、熱循環プロトコールの過程で、表面から溶液中に放出され
ることを実証した。また、機能的２重組の不適切なプライマーの組合せをセット
することにより、この実験はまた、対流による混合が、反応の時間に関して起る
ことはなく、したがって、反応は、試薬の配置に従って分割され、実質的に単離
状態で進行することを実証する。
【０１１７】 （実施例６．二次プライマーを用いた増幅） 実施例４に記載するようなデバイスをまた、ビオチン−ＢＳＡ−ベンゾフェノ
ンおよびストレプトアビジン処理表面を用いて、製造および調製した。捕獲核酸
／プライマー対、（プローブ７／プライマー１５、１６およびプローブ１２／プ
ライマー１３、１４）溶液を、上述のように、ＴＥＮＳＳ溶液中で別個に調製し
、一連のチャネルに別々に導入し、３０分間インキュベートした。未結合のプロ
ーブを有するチャネルをすすいだ後、ミックス中に様々な量の、濃度０、０．１
、０．３および０．５μＭの相当する二次プライマー（それぞれプライマー２１
および２２）を有する標準的ＰＣＲ反応ミックスを添加した。二次プライマーは
、プライマーの捕獲配列部分と同じ配列を有している。デバイスを密封して、上
述のように熱循環させた。アガロースゲル電気泳動により、反応生成物を分析し
た。
【０１１８】 反応はそれぞれ、予想されるアンプリコン産物を生じた。しかしながら、産物
の量は、二次プライマーの濃度の増加とともに増加し、最終的には両方のプライ
マー組に関するバンド強度により測定されるように、０．５μＭの濃度で存在す
る場合、ほぼ１００％を超える産物を生じた。一次プライマー、１５および１６
、または１３および１４を欠如した別個の対照実験は、いかなる産物も生産しな
かった。
【０１１９】 この実験は、ＰＣＲ増幅収量を高めるための二次プライマーの有用性を実証す
る。
【０１２０】 （配列表） 配列番号１ ５’ｔｈｉｏｌＡＡＣ ＡＧＣ ＴＡＴ ＧＡＣ ＣＡＴ ＧＣＧ ＣＣＡ Ｇ
ＧＧ ＴＴＴ ＴＣＣ ＣＡＧ ＴＣＡ ＣＧＡ Ｃ ３’ 注記：ｔｈｉｏｌ＝チオール修飾因子Ｃ６ 配列の型：プローブ 配列番号２ ５’Ｆ ＣＣＴ ＧＧＣ ＧＣＡ ＴＧＧ ＴＣＡ ＴＡＧ ＣＴ Ｐ ＴＣＡ
ＣＣＣ ＡＣＡ ＣＴＧ ＴＧＣ ＣＣＡ ＴＣＴ ＡＣＧ Ａ 注記：Ｆ＝６−（フルオレセイン−５（６）−カルボキサミド）ヘキシル；Ｐ＝
ヘキサエチレングリシル 配列の型：プライマー 配列番号３ ５’Ｆ ＣＣＴ ＧＧＣ ＧＣＡ ＴＧＧ ＴＣＡ ＴＡＧ ＣＴ Ｐ ＣＧＧ
ＡＡＣ ＣＧＣ ＴＣＡ ＴＴＧ ＣＣ 注記：Ｆ＝６−（フルオレセイン−５（６）−カルボキサミド）ヘキシル；Ｐ＝
ヘキサエチレングリシル 配列の型：プライマー 配列番号４ ５’Ｂ ＡＡＣ ＡＧＣ ＴＡＴ ＧＡＣ ＣＡＴ ＧＣＧ ＣＣＡ ＧＧＧ
ＴＴＴ ＴＣＣ ＣＡＧ ＴＣＡ ＣＧＡ Ｃ 配列の型：プローブ 配列番号５ ５’Ｆ ＣＣＴ ＧＧＣ ＧＣＡ ＴＧＧ ＴＣＡ ＴＡＧ ＣＴ 注記：Ｆ＝６−（フルオレセイン−５（６）−カルボキサミド）ヘキシル 配列の型：プライマー 配列番号６ ５’ＧＴＣ ＧＴＧ ＡＣＴ ＧＧＧ ＡＡＡ ＡＣＣ ＣＴＧ ＧＣＧ ＣＡ
Ｔ ＧＧＴ ＣＡＴ ＡＧＣ ＴＧＴ Ｔ 配列の型：プローブ 配列番号７ ５’ＡＣＡ ＴＣＧ ＧＡＣ ＧＣＡ ＧＴＧ ＧＡＣ ＣＴＣ ＡＣＧ ＴＣ
Ｔ ＡＣＡ ＡＧＴ ＣＧＣ ＣＴＧ ＡＰＢ 注記：Ｂ＝ビオチンＴＥＧ；Ｐ＝トリエチレングリシル 配列の型：プローブ 配列番号８ ５’ＡＧＧ ＴＣＣ ＡＣＴ ＧＣＧ ＴＣＣ ＧＡＴ ＧＴＰ Ｆ 注記：６−（フルオレセイン−５（６）−カルボキサミド）ヘキシル；Ｐ＝ヘキ
サエチレングリシル 配列の型：プライマー 配列番号９ ５’ＣＴＧ ＡＴＧ ＣＣＧ ＡＧＡ ＧＣＴ ＧＣＣ ＡＡＧ ＣＣＣ ＡＴ
Ａ ＴＡＣ ＧＡＴ ＧＣＣ ＴＣＧ ＡＰＢ 注記：Ｂ＝ビオチンＴＥＧ；Ｐ＝トリエチレングリシル 配列の型：プローブ 配列番号１０ ５’ＴＴＧ ＧＣＡ ＧＣＴ ＣＴＣ ＧＧＣ ＡＴＣ ＡＧＴ ＣＡＴ ＣＣ
Ａ ＴＣＡ ＴＣＴ ＴＣＧ ＧＣＡ ＧＡＴ ＴＡＡ 配列の型：プライマー 配列番号１１ ５’ＴＴＧ ＧＣＡ ＧＣＴ ＣＴＣ ＧＧＣ ＡＴＣ ＡＧＣ ＡＧＧ ＣＧ
Ｇ ＴＡＧ ＡＧＴ ＡＴＧ ＣＣＡ ＡＡＴ ＧＡＡ ＡＡＴ ＣＡ 配列の型：プライマー 配列番号１２ ５’ＧＣＴ ＡＴＧ ＣＧＡ ＣＣＧ ＡＣＣ ＴＡＣ ＣＧＴ ＴＴＧ ＡＧ
Ｃ ＣＡＴ ＣＡＣ ＡＧＴ ＣＣＡ ＣＰＢ 注記：Ｂ＝ビオチンＴＥＧ；Ｐ＝トリエチレングリシル 配列の型：プローブ 配列番号１３ ５’ＡＣＧ ＧＴＡ ＧＧＴ ＣＧＧ ＴＣＧ ＣＡＴ ＡＧＣ ＡＡＴ ＡＧ
Ｇ ＡＧＴ ＡＣＣ ＴＧＡ ＧＡＴ ＧＴＡ ＧＣＡ ＧＡＡ ＡＴ 配列の型：プライマー 配列番号１４ ５’ＣＧＧ ＴＡＧ ＧＴＣ ＧＧＴ ＣＧＣ ＡＴＡ ＧＣＣ ＴＧＡ ＣＣ
Ｔ ＴＡＡ ＧＴＴ ＧＴＴ ＣＴＴ ＣＣＡ ＡＡＧ ＣＡＧ 配列の型：プライマー 配列番号１５ ５’ＡＧＧ ＴＣＣ ＡＣＴ ＧＣＧ ＴＣＣ ＧＡＴ ＧＴＣ ＧＴＴ ＧＴ
Ｔ ＧＣＡ ＴＴＴ ＧＴＣ ＴＧＴ ＴＴＣ ＡＧＴ ＴＡＣ 配列の型：プライマー 配列番号１６ ５’ＡＧＧ ＴＣＣ ＡＣＴ ＧＣＧ ＴＣＣ ＧＡＴ ＧＴＡ ＴＣＣ ＡＣ
Ｔ ＧＧＡ ＧＡＴ ＴＴＧ ＴＣＴ ＧＣＴ ＴＧＡ Ｇ 配列の型：プライマー 配列番号１７ ５’Ｂ ＣＣＧ ＧＡＴ ＡＣＣ ＣＡＧ ＴＴＴ ＣＴＣ Ｃ 注記：Ｂ＝ビオチンＴＥＧ 配列の型：プライマー 配列番号１８ ５’Ｂ ＴＧＧ ＧＴＡ ＣＣＣ ＣＡＧ ＡＡＡ ＣＡＧ ＴＣ 注記：Ｂ＝ビオチンＴＥＧ 配列の型：プライマー 配列番号１９ ５’Ｂ ＴＣＣ ＣＣＧ ＴＣＣ ＴＣＣ ＴＧＣ ＡＴ 注記：Ｂ＝ビオチンＴＥＧ 配列の型：プライマー 配列番号２０ ５’Ｂ ＡＧＧ ＡＡＧ ＧＣＣ ＴＣＡ ＧＴＣ ＡＧＧ ＴＣＴ 注記：Ｂ＝ビオチンＴＥＧ 配列の型：プライマー 配列番号２１ ５’ＡＧＧ ＴＣＣ ＡＣＴ ＧＣＧ ＴＣＣ ＧＡＴ ＧＴ 配列の型：プライマー 配列番号２２ ５’ＣＧＧ ＴＡＧ ＧＴＣ ＧＧＴ ＣＧＣ ＡＴＡ ＧＣ 配列の型：プライマー。
【０１２１】 上記の発明を、理解の明瞭さの目的のために、説明および例としてある程度詳
細に記載してきたが、本発明の教示を考慮すると、添付の特許請求の範囲の精神
または範囲を逸脱することなく、特定の変更および改変がなされ得ることが当業
者に容易に明らかである。
【配列表】
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１Ａおよび図１Ｂはそれぞれ、本発明の一実施形態に従って構成された微小
流体デバイス（ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｓ ｄｅｖｉｃｅ）の平面図および断
面図である。
【図２】 図２Ａおよび図２Ｂはそれぞれ、本発明の別の実施形態に従って構成された微
小流体デバイスの平面図および断面図である。
【図３】 図３Ａおよび図３Ｂはそれぞれ、本発明の第３の実施形態に従って構成された
微小流体デバイスの平面図および断面図である。
【図４】 図４は、図１のデバイスと同様のデバイスを示しているが、各チャネル領域に
ついて一対の側部チャネルであって、そのチャネルを通って溶質および溶液物質
が、関連した反応領域に添加されるか、またはそこから除去されることができる
チャネルを有するデバイスを示す図である。
【図５】 図５は、複数の反応デバイスが形成されているカードを示す図である。
【図６】 図６Ａ〜６Ｂは、図５のデバイスのチャネルのうち１つに流体を導入する際の
工程を示す図である。
【図７】 図７Ａ〜７Ｄは、図５のデバイスのチャネルから液体を除去するための典型的
な方法を示す図である。
【図８】 図８Ａ〜８Ｄは、本発明によるカードデバイスの別の実施形態でのチャネルの
うち１つに流体を導入および該チャネルのうち１つから流体を除去する際の工程
を示す図である。
【図９】 図９Ａ〜９Ｃは、本発明のデバイス内の反応領域の壁部分に反応特異的試薬（
たとえば核酸）を分離可能に結合するための代替的な方法を示す。
【図１０】 図１０は、本発明による、チャネル内の３つの隣り合った壁部分を示し、該３
つの部位の壁部分に固定化された部位特異的核酸により反応部位壁部分に分離可
能に固定化された、配列の異なる３つの核酸プライマーを示している図である。
【図１１】 図１１Ａ〜１１Ｅは、本発明に従って同時にＰＣＲ反応を行う際の工程を例示
する。
【図１２】 図１２Ａ〜１２Ｃは、本発明に従って同時にＰＣＲ反応を行う際の工程を例示
する。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｃ１２Ｑ 1/68 Ｇ０１Ｎ 31/20 Ｇ０１Ｎ 31/20 33/53 Ｍ 33/53 33/566 33/566 37/00 １０１ 37/00 １０１ Ｃ１２Ｎ 15/00 Ａ (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，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 カオ， リチン アメリカ合衆国 カリフォルニア 95051， サンタ クララ， クラマス アベニュ ー 2006 ナンバー７ (72)発明者 フーパー， ハーバート エイチ． アメリカ合衆国 カリフォルニア 94002， ベルモント， コビントン ストリート 823 (72)発明者 アルバグリ， デイビッド アメリカ合衆国 カリフォルニア 94030， ミルブラエ， ヒルクレスト ブールバ ード 1155 (72)発明者 アンダーソン， ロルフェ アメリカ合衆国 カリフォルニア 95070， サラトガ， ローズメアー コート 13690 (72)発明者 ゼン， シュリン アメリカ合衆国 カリフォルニア 94386， サニーベイル， アカラネス ドライブ 415 ナンバー22 Ｆターム(参考） 2G042 AA01 CB03 FB02 HA02 HA03 HA06 2G058 AA09 DA07 4B024 AA11 AA19 CA01 CA09 CA20 HA08 HA14 4B029 AA07 AA23 BB20 FA15 4B063 QA01 QQ20 QQ42 QR01 QR31 QR55 QR57 QR62 QR82 QS25 QS34 QS39

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 単一のバルク相反応媒体において複数の異なる反応を行うた
    めのデバイスであって、以下： 細長いかまたは平面のチャネル、および該チャネル中に該バルク相媒体を導入
    するためのポートを規定する手段； 該チャネル内の複数の別個の反応領域；ならびに 該媒体が該チャネル中に導入される場合に、該バルク相媒体に存在する１つ以
    上の試薬と溶液中で反応して、各領域で選択された液相反応をもたらすための、
    各反応領域の壁部分で放出可能に保有される反応特異的試薬、 を備え、 ここで、該チャネルは、該反応の間に該反応領域間の対流を実質的に防止する
    ように寸法されている、デバイス。
  2. 【請求項２】 前記チャネルを画定する手段が、その長さに沿って実質的に
    均一の断面、ならびに約２０〜８００ミクロンの間のチャネル幅および深さ寸法
    を有する一次元チャネルを規定し、そして前記反応領域は、容積が１マイクロリ
    ットル以下である、請求項１に記載のデバイス。
  3. 【請求項３】 前記チャネルを規定する手段が、前記反応領域に対応する複
    数の放射状の隆起を有し、約２０〜８００ミクロンの間のチャネル幅および深さ
    寸法を有するチャネルセクションによって順次に連結されるチャネルを規定する
    、請求項１に記載のデバイス。
  4. 【請求項４】 前記チャネルを規定する手段が、約２０〜８００ミクロンの
    間の寸法によって互いに分離した一対の平面拡張部を含み、前記反応領域は、容
    積が１マイクロリットル以下である、請求項１に記載のデバイス。
  5. 【請求項５】 前記反応特異的試薬が、固定化された相補的配列オリゴヌク
    レオチドとの二重鎖形成により、または固定化された抗リガンドへのリガンド結
    合を介して、前記壁部分に放出可能に結合された核酸オリゴマー試薬である、前
    記バルク相媒体に存在する標的核酸を伴った配列特異的核酸反応を行うための、
    請求項１に記載のデバイス。
  6. 【請求項６】 各反応領域が、関連した壁部分に固定化されそして領域特異
    的核酸配列を有する捕獲核酸を含み、そしてここで、配列の異なる核酸オリゴマ
    ー試薬が、該捕獲核酸とハイブリダイズする、請求項５に記載のデバイス。
  7. 【請求項７】 請求項５に記載のデバイスであって、前記配列特異的核酸反
    応が、以下： （ａ）各領域内の前記反応特異的試薬が伸長プライマーを含む、ポリメラーゼ
    伸長反応； （ｂ）各領域内の該反応特異的試薬が１つまたは複数のセットのＰＣＲプライ
    マーを含む、前記反応領域でのＰＣＲ反応；および、 （ｃ）各領域内の該反応特異的試薬が、エキソヌクレアーゼ基質として、検出
    可能に標識された５’ヌクレオチドで終端する選択された核酸配列を有するオリ
    ゴヌクレオチドを含む、検出可能な産物の形成をもたらす配列特異的５’エキソ
    ヌクレアーゼ反応、 からなる群から選択される、デバイス。
  8. 【請求項８】 異なる反応領域に関連した検出可能に標識された５’ヌクレ
    オチドが電気泳動的に分離可能である、５’エキソヌクレアーゼ反応の実施にお
    いて使用するための、請求項７に記載のデバイス。
  9. 【請求項９】 （ｉ）バルク相媒体に含有され、そして（ｉｉ）異なる核酸
    配列を有する複数のＤＮＡ標的セグメントについて、同時に配列特異的核酸反応
    を行うためのデバイスであって、以下： 第１および第２の端で終端する細長いチャネルを規定する基板； 第１および第２のポートで終端する細長い閉じたチャネルを形成するために、
    開いたチャネルを覆う蓋、 該ポート間で、該チャネルの長さに沿って離間した複数の別個の反応領域；な
    らびに、 各反応領域において、該反応領域の一部分に放出可能に保有された１つ以上の
    領域特異的核酸、 を備え、 ここで、該領域特異的核酸は、該媒体が該チャネル中に導入された後、該バル
    ク相媒体に含有される相補的な配列核酸標的セグメントに結合するのに有効であ
    り、そして該チャネルの設計は、該チャネル内の該反応領域間の対流を実質的に
    防止し、 それによって、該領域特異的核酸が、このような反応の間に、関連した領域に大
    部分が閉じ込められる、デバイス。
  10. 【請求項１０】 各反応領域が、関連した壁部分に固定化されそして領域特
    異的核酸配列を有する捕獲核酸を含み、そしてここで、配列の異なる核酸オリゴ
    マー試薬が、該捕獲核酸とハイブリダイズする、請求項９に記載のデバイス。
  11. 【請求項１１】 請求項９に記載のデバイスであって、以下： （ａ）各領域内の前記反応特異的試薬が伸長プライマーを含む、ポリメラーゼ
    伸長反応； （ｂ）各領域内の該反応特異的試薬が１つ以上のセットのＰＣＲプライマーを
    含む、前記反応領域でのＰＣＲ反応；ならびに （ｃ）各領域内の該反応特異的試薬が、エキソヌクレアーゼ基質として、検出
    可能に標識された５’ヌクレオチドで終端する選択された核酸配列を有するオリ
    ゴヌクレオチドを含む、検出可能な産物の形成をもたらす配列特異的５’エキソ
    ヌクレアーゼ反応、 からなる群から選択される配列特異的核酸反応のため、または該反応を行うため
    の、デバイス。
  12. 【請求項１２】 前記デバイスの遠心分離が１つのポートで導入された液体
    媒体が前記チャネルを満たすか、または該チャネル内に含有された液体媒体が該
    チャネルから排出されるのに有効であるように、前記基板が遠心分離装置内に配
    置されるように設計される、請求項９に記載のデバイス。
  13. 【請求項１３】 共通試薬および反応特異的試薬の双方を伴う複数の異なる
    反応を同時に行うための方法であって、以下： （ｉ）細長いかまたは平面チャネル、および該チャネル中に液体媒体を導入す
    るためのポートを規定する手段、ならびに（ｉｉ）このような媒体が該チャネル
    中に導入される場合に、バルク相媒体内の１つ以上の試薬と溶液中で反応して、
    各領域で選択された液相反応をもたらすための、各反応領域の壁部分で放出可能
    に保有される反応特異的試薬、を有するチャネルを満たす工程、 該チャネルを満たす工程によって、かつ該反応領域の各々で該壁部分から反応
    特異的試薬を放出することで、該バルク相に提供される試薬および該反応領域の
    各々における該反応特異的試薬を伴う反応を同時に促進する工程、 を包含する、方法。
  14. 【請求項１４】 前記反応が完了した後に、前記媒質が、複数の反応産物を
    分析または処理するために前記デバイスから取り出される、請求項１３に記載の
    方法。
  15. 【請求項１５】 前記異なる反応領域における前記反応特異的試薬が、ＤＮ
    Ａ標的の異なる選択された領域とハイブリダイズしそして増幅するように設計さ
    れるＰＣＲプライマーを含む、前記バルク相媒体内に含有される複数の異なるＤ
    ＮＡ標的について同時にＰＣＲ反応を行うための、請求項１３に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記反応を促進する工程が、ＰＣＲアンプリコンを生成す
    るのに有効な条件下で、前記デバイスを連続して加熱および冷却する工程を包含
    する、請求項１３に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 （ｉ）バルク相媒体内に含有され、そして（ｉｉ）異なる
    核酸配列を有する複数のＤＮＡ標的セグメントについて、複数の同時の配列特異
    的核酸反応を行うための方法であって、以下： （ｉ）細長いチャネルおよび該チャネル中に液体媒体を導入するためのポート
    を規定する手段、ならびに（ｉｉ）該チャネル内に、そして該チャネルの長さに
    沿って含まれる複数の別個の反応領域でチャネル壁部分に固定化された領域特異
    的捕獲核酸を有するデバイスに、配列の異なる複数の核酸試薬を含有する溶液を
    添加する工程であって、該複数の異なる配列の核酸試薬の各々は、該捕獲核酸の
    うち１つにハイブリダイズするのに有効な捕獲部分、およびＤＮＡハイブリダイ
    ゼーションの条件下で、該バルク相媒体中で標的ＤＮＡ配列のうち１つにハイブ
    リダイズするのに有効な反応部分を有し、それによって、該チャネル内の選択さ
    れた反応領域で選択された核酸試薬を局在化する、工程； このようなバルク相媒体で該チャネルを満たす工程；および 関連した反応領域の壁部分から該核酸試薬の放出を生じることによって、該バ
    ルク相媒体に含まれる標的セグメントおよびこのような領域特異的核酸試薬を伴
    う反応を同時に促進する工程、 を包含する、方法。
  18. 【請求項１８】 各反応領域における捕獲反応をさらに包含する、請求項１
    ７に記載の方法であって、該捕獲反応は、前記固定化された捕獲核酸との反応産
    物のハイブリダイゼーションによって達成される、方法。
  19. 【請求項１９】 候補化合物の生物活性を決定するために、複数の親和力決
    定を行うための方法であって、該方法は、約１０ｕｍ２〜約４ｍｍ２の範囲の断
    面、および該親和力決定の第１の成分に非拡散的に結合される複数の部位を有す
    る細長いチャネルを用い、ここで各部位は、該親和力決定の成分を該部位へ移動
    および該部位から離して移動させるためのソース・トレンチおよびドレイン・ト
    レンチによって境界を付けられ、該親和力決定は、酵素への候補化合物の結合、
    および検出可能な産物をもたらす酵素基質の採用を含み、該方法は、以下： 該ソース・トレンチの各々からその個々の部位のそれぞれに、該候補化合物の
    各々を界面動電的に移動させ、そして得られる混合物を各部位でインキュベート
    する工程； 該主要なチャネルに該基質を添加する工程； 該得られる混合物を各部位でインキュベートし、検出可能な産物をもたらし、
    該部位から該ドレイン・トレンチに、該検出可能な産物を電気泳動的に移動させ
    る工程；および 該親和力決定の基準として、該親和力決定の他の成分とは別個の該検出可能な
    産物を検出する工程、 を包含し、 ここで、該部位の長さおよび該チャネルの断面は、該親和力決定について約１
    ００ｎＬ未満の反応容積を有するように選択される、方法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005090972A1 (ja) * 2004-03-18 2005-09-29 Nissui Pharmaceutical Co., Ltd. 生物学的物質の分析キット、分析装置及び分析方法
WO2006129845A1 (ja) * 2005-06-03 2006-12-07 Tokyo Institute Of Technology ナノ構造物の作製装置及び方法
JP2007071555A (ja) * 2005-09-05 2007-03-22 Konica Minolta Medical & Graphic Inc タンパク質が固定化された基材およびこれを用いるマイクロリアクタ
JP2008076279A (ja) * 2006-09-22 2008-04-03 Toppan Printing Co Ltd マイクロ流体デバイス
JP2013505010A (ja) * 2009-09-18 2013-02-14 ビオメリュー 簡易核酸増幅装置及び簡易核酸増幅装置の使用方法
JP2013198443A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Toshiba Corp マルチ核酸反応具、マルチ核酸反応担体およびマルチ核酸反応方法

Families Citing this family (75)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1259324A2 (en) * 2000-02-18 2002-11-27 Aclara BioSciences, Inc. Multiple-site reaction device and method
FR2809820B1 (fr) 2000-05-30 2002-10-25 Proteus Methode de detection d'une transformation d'un substrat et ses applications
FR2813207B1 (fr) * 2000-08-28 2002-10-11 Bio Merieux Carte reactionnelle et utilisation d'une telle carte
US20050011761A1 (en) * 2000-10-31 2005-01-20 Caliper Technologies Corp. Microfluidic methods, devices and systems for in situ material concentration
CA2441206A1 (en) 2001-03-19 2002-09-26 Gyros Ab Characterization of reaction variables
US7723123B1 (en) * 2001-06-05 2010-05-25 Caliper Life Sciences, Inc. Western blot by incorporating an affinity purification zone
KR100425536B1 (ko) * 2001-07-16 2004-03-30 학교법인 포항공과대학교 유체 마이크로칩용 브레드보드
US7128876B2 (en) * 2001-07-17 2006-10-31 Agilent Technologies, Inc. Microdevice and method for component separation in a fluid
FR2831889B1 (fr) 2001-11-08 2004-01-16 Proteus Procede pour generer l'empreinte catalytique idiosyncrasique d'un echantillon, le traitement de ladite empreinte et les systemes pour leur mise en oeuvre
FR2831888A1 (fr) * 2001-11-08 2003-05-09 Proteus Procede pour generer l'empreinte catalytique idiosyncrasique d'un echantillon et les systemes pour sa mise en oeuvre
FR2832729B1 (fr) 2001-11-28 2004-01-16 Proteus Methode de detection d'une activite catalytique d'un echantillon mettant en oeuvre la detection de la transformation d'un substrat
US7473361B2 (en) * 2001-11-30 2009-01-06 Cornell Research Foundation Diffusion-based molecular separation in structured microfluidic devices
EP1385006A3 (en) * 2002-07-24 2004-09-01 F. Hoffmann-La Roche Ag System and cartridge for processing a biological sample
US7790443B2 (en) * 2002-08-27 2010-09-07 Vanderbilt University Bioreactors with substance injection capacity
AU2003268201A1 (en) * 2002-08-27 2004-03-19 Vanderbilt University Capillary perfused bioreactors with multiple chambers
US7534601B2 (en) * 2002-08-27 2009-05-19 Vanderbilt University Capillary perfused bioreactors with multiple chambers
DE10241093A1 (de) * 2002-09-02 2004-03-18 Siemens Ag Mikroreaktor
JP4009684B2 (ja) * 2002-10-28 2007-11-21 アークレイ株式会社 分析用具における液成分の温調方法、および分析用具
EP1567796B1 (en) * 2002-12-04 2008-05-28 Spinx, Inc. Devices and methods for programmable microscale manipulation of fluids
EP1615031A4 (en) * 2003-04-16 2011-01-12 Arkray Inc REMOTE REAGENT DISTRIBUTED DIFFUSION DISTANCE ANALYSIS INSTRUMENT AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
EP1636332A4 (en) * 2003-05-06 2007-08-29 Bellbrook Labs Llc THREE-DIMENSIONAL CELL CULTURES IN A SMALL-SCALE FLUID HANDLING SYSTEM
FI20040768A0 (fi) * 2004-06-04 2004-06-04 Teemu Korpimaeki Menetelmä määritysreagenssien stabiloimiseksi, stabilisoituja määritysreagensseja sisältävä reagenssisäiliö ja sen käyttö
US20060018795A1 (en) * 2004-07-23 2006-01-26 General Electric Company Fabrication methods and multifunctional substrate materials for chemical and biological analysis in microfluidic systems
EP1794282A4 (en) * 2004-09-20 2011-03-23 Boston Microfluidics MICROFLUIDIC DEVICE FOR DETECTION OF SOLUBLE MOLECULES
US7514256B2 (en) * 2005-02-11 2009-04-07 Emilio Barbera-Guillem Bioreactor for selectively controlling the molecular diffusion between fluids
JP5077227B2 (ja) * 2006-03-29 2012-11-21 コニカミノルタエムジー株式会社 マイクロチップの流路内における反応方法及び分析装置
WO2008042482A2 (en) * 2006-06-19 2008-04-10 The Regents Of The University Of California Disposable, high pressure microfluidic chips
US7901623B2 (en) * 2006-09-26 2011-03-08 Lawrence Livermore National Security, Llc Lateral flow strip assay
US8075854B2 (en) * 2007-11-08 2011-12-13 The Ohio State University Research Foundation Bioprocessing Innovative Company Microfluidic chips for rapid multiplex ELISA
JP4438860B2 (ja) * 2007-12-20 2010-03-24 セイコーエプソン株式会社 生体物質検出カートリッジ、生体物質検出装置、および生体物質検出方法
US20100075867A1 (en) * 2008-09-19 2010-03-25 Zellchip Technologies Inc. Rotating Microfluidic Array Chips
US9417190B2 (en) 2008-09-23 2016-08-16 Bio-Rad Laboratories, Inc. Calibrations and controls for droplet-based assays
US10512910B2 (en) 2008-09-23 2019-12-24 Bio-Rad Laboratories, Inc. Droplet-based analysis method
US9194861B2 (en) 2009-09-02 2015-11-24 Bio-Rad Laboratories, Inc. Method of mixing fluids by coalescence of multiple emulsions
US11130128B2 (en) 2008-09-23 2021-09-28 Bio-Rad Laboratories, Inc. Detection method for a target nucleic acid
WO2011120024A1 (en) 2010-03-25 2011-09-29 Quantalife, Inc. Droplet generation for droplet-based assays
US8951939B2 (en) 2011-07-12 2015-02-10 Bio-Rad Laboratories, Inc. Digital assays with multiplexed detection of two or more targets in the same optical channel
US9399215B2 (en) 2012-04-13 2016-07-26 Bio-Rad Laboratories, Inc. Sample holder with a well having a wicking promoter
US9764322B2 (en) 2008-09-23 2017-09-19 Bio-Rad Laboratories, Inc. System for generating droplets with pressure monitoring
US9156010B2 (en) 2008-09-23 2015-10-13 Bio-Rad Laboratories, Inc. Droplet-based assay system
US9132394B2 (en) 2008-09-23 2015-09-15 Bio-Rad Laboratories, Inc. System for detection of spaced droplets
US8633015B2 (en) * 2008-09-23 2014-01-21 Bio-Rad Laboratories, Inc. Flow-based thermocycling system with thermoelectric cooler
US9598725B2 (en) * 2010-03-02 2017-03-21 Bio-Rad Laboratories, Inc. Emulsion chemistry for encapsulated droplets
US8663920B2 (en) 2011-07-29 2014-03-04 Bio-Rad Laboratories, Inc. Library characterization by digital assay
US8709762B2 (en) 2010-03-02 2014-04-29 Bio-Rad Laboratories, Inc. System for hot-start amplification via a multiple emulsion
US9492797B2 (en) 2008-09-23 2016-11-15 Bio-Rad Laboratories, Inc. System for detection of spaced droplets
KR20110091524A (ko) * 2008-10-30 2011-08-11 유니버시티 오브 워싱톤 1회용 미세유동성 장치의 제조용 기판
US8354080B2 (en) 2009-04-10 2013-01-15 Canon U.S. Life Sciences, Inc. Fluid interface cartridge for a microfluidic chip
CA2767113A1 (en) 2010-03-25 2011-09-29 Bio-Rad Laboratories, Inc. Detection system for droplet-based assays
CA2767114A1 (en) 2010-03-25 2011-09-29 Bio-Rad Laboratories, Inc. Droplet transport system for detection
CA3139049A1 (en) 2010-10-14 2012-04-19 Meso Scale Technologies, Llc Reagent storage in an assay device
CN103429331B (zh) 2010-11-01 2016-09-28 伯乐生命医学产品有限公司 用于形成乳液的系统
EP2686449B1 (en) 2011-03-18 2020-11-18 Bio-Rad Laboratories, Inc. Multiplexed digital assays with combinatorial use of signals
WO2012149042A2 (en) 2011-04-25 2012-11-01 Bio-Rad Laboratories, Inc. Methods and compositions for nucleic acid analysis
WO2013021958A1 (ja) 2011-08-05 2013-02-14 株式会社 東芝 マルチ核酸増幅反応具
US11430279B2 (en) * 2012-05-09 2022-08-30 Wisconsin Alumni Research Foundation Functionalized microfluidic device and method
US20140030165A1 (en) * 2012-07-27 2014-01-30 University Of Southern California Microfluidic devices having solvent-resistant coating and method of manufacture thereof
US9416390B2 (en) 2012-07-27 2016-08-16 Ohmx Corporation Electric measurement of monolayers following pro-cleave detection of presence and activity of enzymes and other target analytes
EP2877592B1 (en) 2012-07-27 2016-09-21 Ohmx Corporation Electronic measurements of monolayers following homogeneous reactions of their components
US9724692B2 (en) * 2013-06-27 2017-08-08 Quark Biosciences, Inc. Multiplex slide plate
BR112016011764B1 (pt) * 2013-11-29 2021-06-22 Koninklijke Philips N.V. Dispositivo para controlar opticamente uma reação química em uma câmara de reação que compreende um fluido reagente, e, método para controlar opticamente uma reação química em uma câmara de reação que compreende um fluido reagente
CN103743895B (zh) * 2014-01-09 2015-05-27 南通大学 可拆卸的载玻片孵育器
CN103698507B (zh) * 2014-01-09 2015-05-20 南京医科大学第一附属医院 可拆卸及空间密闭的载玻片孵育器
US20170074870A1 (en) * 2014-03-14 2017-03-16 Northeastern University Microfluidic System and Method for Real-Time Measurement of Antibody-Antigen Binding and Analyte Detection
WO2016031844A1 (ja) * 2014-08-29 2016-03-03 日本電気株式会社 マイクロチップ、マイクロチップ制御装置及びマイクロチップ制御システム
DK3436198T3 (en) * 2016-03-29 2022-06-27 Univ Rice William M Surface-based detection of nucleic acid in a convection flow fluidic device
CN106066309A (zh) * 2016-07-13 2016-11-02 煤科集团沈阳研究院有限公司 瓦斯抽采管路甲烷浓度非接触激光检测装置及使用方法
JP7090093B2 (ja) * 2017-02-08 2022-06-23 エッセンリックス コーポレーション 核酸ハイブリダイゼーションアッセイ
US11141726B2 (en) * 2017-11-13 2021-10-12 Lifeos Genomics Corporation Cartridge and method of distributing biological sample in fluid channel thereof
WO2019173276A1 (en) * 2018-03-06 2019-09-12 Waters Technologies Corporation A high surface area chromatographic device with low pressure drop
WO2020122925A1 (en) * 2018-12-13 2020-06-18 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Rapid thermal cycling
CN110339879B (zh) * 2019-07-10 2021-06-18 深圳金迈隆电子技术有限公司 一种片上实验室的制造方法
US20210263025A1 (en) * 2020-02-20 2021-08-26 FemtoDx Micro-separation for multiplexing
WO2021189065A1 (en) * 2020-03-16 2021-09-23 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Multi-site sample holders, pcr station assemblies, and methods of operating pcr testing systems
CN111495450B (zh) * 2020-04-24 2021-04-06 清华大学 基于柱塞-叠片混合流的液-液-液三相流微流体芯片

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE399768B (sv) * 1975-09-29 1978-02-27 Lilja Jan E Kyvett for provtagning, blandning av, provet med ett reagensmedel och direkt utforande av, serskilt optisk, analys av det med reagensmedlet blandade provet
US5164598A (en) * 1985-08-05 1992-11-17 Biotrack Capillary flow device
AU642444B2 (en) * 1989-11-30 1993-10-21 Mochida Pharmaceutical Co., Ltd. Reaction vessel
US5750015A (en) * 1990-02-28 1998-05-12 Soane Biosciences Method and device for moving molecules by the application of a plurality of electrical fields
US5726064A (en) * 1990-11-22 1998-03-10 Applied Research Systems Ars Holding Nv Method of assay having calibration within the assay
US5661028A (en) * 1995-09-29 1997-08-26 Lockheed Martin Energy Systems, Inc. Large scale DNA microsequencing device
AT403745B (de) * 1996-02-29 1998-05-25 Avl Verbrennungskraft Messtech Messanordnung mit einem für anregungs- und messstrahlung transparentem trägerelement
US5942443A (en) * 1996-06-28 1999-08-24 Caliper Technologies Corporation High throughput screening assay systems in microscale fluidic devices
US6001307A (en) * 1996-04-26 1999-12-14 Kyoto Daiichi Kagaku Co., Ltd. Device for analyzing a sample
US5906723A (en) * 1996-08-26 1999-05-25 The Regents Of The University Of California Electrochemical detector integrated on microfabricated capillary electrophoresis chips
US6447727B1 (en) * 1996-11-19 2002-09-10 Caliper Technologies Corp. Microfluidic systems
WO1998049344A1 (en) * 1997-04-28 1998-11-05 Lockheed Martin Energy Research Corporation Method and apparatus for analyzing nucleic acids
CA2361923A1 (en) * 1999-02-03 2000-08-10 Alexander Sassi Multichannel control in microfluidics
EP1259324A2 (en) * 2000-02-18 2002-11-27 Aclara BioSciences, Inc. Multiple-site reaction device and method

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005090972A1 (ja) * 2004-03-18 2005-09-29 Nissui Pharmaceutical Co., Ltd. 生物学的物質の分析キット、分析装置及び分析方法
JPWO2005090972A1 (ja) * 2004-03-18 2008-02-07 日水製薬株式会社 生物学的物質の分析キット、分析装置及び分析方法
JP4850061B2 (ja) * 2004-03-18 2012-01-11 日水製薬株式会社 抗原の分析装置の製造方法及び分析装置
WO2006129845A1 (ja) * 2005-06-03 2006-12-07 Tokyo Institute Of Technology ナノ構造物の作製装置及び方法
JP2006334741A (ja) * 2005-06-03 2006-12-14 Tokyo Institute Of Technology ナノ構造物の作製装置及び方法
JP2007071555A (ja) * 2005-09-05 2007-03-22 Konica Minolta Medical & Graphic Inc タンパク質が固定化された基材およびこれを用いるマイクロリアクタ
JP2008076279A (ja) * 2006-09-22 2008-04-03 Toppan Printing Co Ltd マイクロ流体デバイス
JP2013505010A (ja) * 2009-09-18 2013-02-14 ビオメリュー 簡易核酸増幅装置及び簡易核酸増幅装置の使用方法
US9707554B2 (en) 2009-09-18 2017-07-18 bioMérieux, S.A. Simplified device for nucleic acid amplification and method for using same
JP2013198443A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Toshiba Corp マルチ核酸反応具、マルチ核酸反応担体およびマルチ核酸反応方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001061041A2 (en) 2001-08-23
AU2001238325A1 (en) 2001-08-27
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CA2400207A1 (en) 2001-08-23

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