JP2007506080A5 - - Google Patents

Claims (42)

1. 電流測定流れ監視手段を組み込んだ電気化学的な流れ監視デバイスであって、
   入口と出口を有する少なくとも１つのカバー付きのマイクロ流路を備えたマイクロフルイディックシステムと、
   前記マイクロフルイディックシステムの前記入口と前記出口の間に差圧を加え、前記カバー付きのマイクロ流路内の溶液の流れを発生する手段と、
   前記マイクロ流路の壁部に組み込まれた少なくとも１つの電極と、を備え、前記電極が、精密な寸法と精密な前記マイクロ流路内の配置とを有し、
   前記組み込まれた電極が、前記組み込まれた電極での溶液の流れを電流測定又は電気伝導性測定によって監視するようにされ、前記組み込まれた電極が、更に、分析対象物質を電気化学的に検出するようにされた、
   電気化学的な流れ監視デバイス。
2. 前記溶液が、電流測定によって前記組み込まれた電極での前記溶液の流れを監視するレポーター分子を備える、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記差圧が重力によって、すなわち前記カバー付きのマイクロ流路の入口と出口の間の溶液の高さの差によって発生する、請求項１又は請求項２に記載のデバイス。
4. 前記マイクロフルイディックシステムが支持剛体の上に又は支持剛体の中に設置され、当該支持剛体は傾斜することができ、前記カバー付きのマイクロ流路の前記入口と前記出口の間の溶液の前記高さの差を発生する、請求項３に記載のデバイス。
5. 前記マイクロフルイディックシステムが、ポンピング手段なしで前記カバー付きのマイクロ流路内の溶液の流れを発生するようにされた、請求項３又は請求項４に記載のデバイス。
6. 前記差圧を加える手段が外部アクチュエーターを備える、請求項１又は請求項２に記載のデバイス。
7. 前記外部アクチュエーターが前記マイクロ流路の入口に、及び／又はマイクロ流路内に存在する流体に圧力をかける手段を備え、これによって前記マイクロフルイディックシステム内の溶液の流れを発生させる、請求項６に記載のデバイス。
8. 前記外部アクチュエーターが前記マイクロ流路の前記出口において負圧をかける手段を備え、これによって前記マイクロ流路内の前記溶液の吸引を可能とする、請求項６に記載のデバイス。
9. 前記レポーター分子がフェロセン、フェロセンカルボキシル酸、ヘキサシアノ鉄酸及び酸素のうちのいずれか１つである、請求項２に記載のデバイス。
10. 前記マイクロフルイディックシステムがポリマー、ガラス、セラミック、他の流れに結びついた材料、及びこれらの組み合わせ、から選ばれた材料を備える、請求項１から９のいずれか１項に記載のデバイス。
11. 前記マイクロフルイディックシステムが多層の本体を備える、請求項１から１０のいずれか１項に記載のデバイス。
12. 前記マイクロフルイディックシステムが光透過性材料を備える、請求項１から１１のいずれか１項に記載のデバイス。
13. 前記マイクロフルイディックシステムがプラズマエッチング、レーザーフォトアブレーション、エンボス加工、射出成形、ＵＶ−ｌｉｇａ、ポリマー鋳造、シリコンエッチング、及びこれらの組み合わせの中から選ばれたプロセスによって製造される、請求項１から１２のいずれか１項に記載のデバイス。
14. 前記少なくとも１つの電極が前記マイクロ流路内の前記溶液と直接接触しない、請求項１から１３のいずれか１項に記載のデバイス。
15. 前記マイクロフルイディックシステムがマイクロ流路のネットワークを構成する、請求項１から１４のいずれか１項に記載のデバイス。
16. 前記マイクロ流路が、前記マイクロ流路の上に固定され外部圧力によって保持されたラミネーション、シール板、板の１つでカバーされている、請求項１から１５のいずれか１項に記載のデバイス。
17. 前記少なくとも１つの電極が、金属面、カーボン、液／液インターフェイスから選ばれた伝導性のある表面で構成されている、請求項１から１６のいずれか１項に記載のデバイス。
18. 前記少なくとも１つの電極が、電流測定によって分析対象物質を検出するようにされた、請求項１から１７のいずれか１項に記載のデバイス。
19. 前記組み込まれた電極が、電気化学によって分析対象物質を検出し、同時に、電流測定によって前記溶液の流れを監視するようにされた、請求項１から１８のいずれか１項に記載のデバイス。
20. 前記マイクロ流路内の溶液の流れが、分析対象物質の検出に先立つ分析アッセイの全工程の間、前記組み込まれた電極で、電流測定によって連続的に監視される、請求項１から１９のいずれか１項に記載のデバイス。
21. 前記カバー付きのマイクロ流路がバイオロジカルな化合物を含む、請求項１から２０のいずれか１項に記載のデバイス。
22. 前記バイオロジカルな化合物が酵素、抗体、抗原、オリゴヌクレオチド、ＤＮＡ、ＤＮＡストレイン又はＤＮＡセルから選択された、請求項２１に記載のデバイス。
23. 前記バイオロジカルな化合物が前記カバー付きのマイクロ流路内に固定されている、請求項２１又は請求項２２に記載のデバイス。
24. 前記差圧の付加を停止することができる、請求項１から２３のいずれか１項に記載のデバイス。
25. 前記差圧の付加の停止が、前記マイクロ流路の前記入口及び前記出口のうちの１つを機械的にブロックすることによって行われる、請求項２４に記載のデバイス。
26. 前記差圧の付加の停止が、前記入口及び前記出口のうちの少なくとも１つに前記溶液と混合しない液体を加えることによって行われる、請求項２４に記載のデバイス。
27. 前記溶液の流れが、アフィニティー吸着体アッセイにおいて前記マイクロ流路内の溶液のインキュベーション及び／又は前記マイクロ流路の洗浄を行うために利用される、請求項１から２６のいずれか１項に記載のデバイス。
28. 電流測定流れ監視を備えたマイクロフルイディックシステム内で、分析アッセイを行う方法であって、
    (a) 入口と出口を有する少なくとも１つのカバー付きのマイクロ流路を備え、更に前記マイクロ流路の壁部に組み込まれた少なくとも１つの電極を備え、前記電極が、精密な寸法と精密な前記マイクロ流路内の配置とを有する、マイクロフルイディックシステムを供給する工程と、
    (b) 前記カバー付きのマイクロ流路の入口に溶液を充填する工程と、
    (c) 前記マイクロ流路の前記入口と出口の間に差圧を加え、前記マイクロ流路内の前記溶液の流れを生じさせる工程と、
    (d) 前記溶液の流れを、前記組み込まれた電極で、電流測定によって監視する工程と、
    (e) 前記組み込まれた電極によって、分析対象物質を電気化学的に検出する工程と、を備える、
    分析アッセイを行う方法。
29. 工程b)から d)までが多段階アッセイを行うために繰り返される、請求項２８に記載の方法。
30. 前記溶液の流れが、多段階アッセイの間、前記分析対象物質の電気化学的検出の間を除いて連続的に監視される、請求項２９に記載の方法。
31. 前記差圧が、マイクロフルイディックシステムに加速度を加えることにより発生される、請求項２８から３０のいずれか１項に記載の方法。
32. 前記加速度が、前記マイクロフルイディックシステム又は前記マイクロフルイディックシステムが支持剛体の上又は中に設置されている当該支持剛体の変位によって発生する、請求項３１に記載の方法。
33. 前記変位が、前記マイクロフルイディックシステム又は前記マイクロフルイディックシステムの支持剛体の回転又は垂直上昇からなり、それぞれ重力又は遠心力を発生させる、請求項３２に記載の方法。
34. 前記カバー付きのマイクロ流路内の溶液の流れが、ポンピング手段なしで発生される、請求項３１から３３のいずれか１項に記載の方法。
35. 前記分析対象物質の電気化学的検出の前に前記差圧の付加を停止する工程を備えた、請求項２８から３３のいずれか１項に記載の方法。
36. 差圧の付加を停止する前記工程が、前記マイクロ流路の前記入口及び前記出口の１つを機械的にブロックする工程を備えた、請求項３５に記載の方法。
37. 差圧の付加を停止する前記工程が、前記入口及び前記出口のうちの少なくとも１つに前記溶液と混合しない液体を加える工程を備えた、請求項３５に記載の方法。
38. 前記アッセイにおいて検出された分析対象物質が、前記分析対象物質を含む前記溶液の電気化学的特性を測定することにより前記溶液の流れを監視するのに直接利用される、請求項２８から３７のいずれか１項に記載の方法。
39. 分析対象物質が、前記少なくとも１つの組み込まれた電極で、電流測定によって検出される、請求項２８から３８のいずれか１項に記載の方法。
40. 前記溶液の流れの監視及び分析対象物質の検出が、前記組み込まれた電極での電流測定によって同時に行われる、請求項３９に記載の方法。
41. 化学的及び／又はバイオロジカルな分析を、電気化学的検出によって行う、請求項２８から４０のいずれか１項に記載の方法。
42. 免疫学的アッセイ、オリゴヌクレオチドアッセイ、交配アッセイ、及び蛋白質相互作用アッセイの中から選択されたアフィニティーアッセイを行う、請求項４１に記載の方法。