JP2008527320A - 対象物を分離するための電気泳動法及び電気泳動デバイス - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
電界プロフィールを有する電界を前記分離チャネルに沿って印加し、それによって前記流体の中の対象物のうちの少なくとも幾分かを前記流体に対して相対的に移動させるステップと、
印加している前記電界を変化させて、前記分離チャネルに対する前記電界プロフィールに調節を加え、それによって、前記電界に起因する電気力の影響と前記流体に起因する流体力の影響とが合成された影響の下で、前記流体の中の対象物が種別に分離して複数のバンドを形成するようにするステップと、
を含むことを特徴とする対象物を種別に分離するための電気泳動法である。
流体と、種別に分離すべき対象物とが、使用時には充填される分離チャネルと、
電界プロフィールを有する電界を前記分離チャネルに沿って印加し、それによって前記分離チャネルの中の対象物を前記流体に対して相対的に移動させるための電界印加手段と、
デバイス使用時に、前記電界を印加し、且つ、印加している前記電界を変化させて、前記分離チャネルに対する前記電界プロフィールに調節を加え、それによって、前記電界に起因する電気力の影響と前記流体に起因する流体力の影響とが合成された影響の下で、前記分離チャネルの中の対象物が種別に分離して複数のバンドを形成するようにするコントローラと、
を備えることを特徴とする対象物を種別に分離するための電気泳動デバイスである。
Claims (61)
- 分離チャネルに充填された流体の中の対象物を分離するための電気泳動法において、
電界プロフィールを有する電界を前記分離チャネルに沿って印加し、それによって前記流体の中の対象物のうちの少なくとも幾分かを前記流体に対して相対的に移動させるステップと、
印加している前記電界を変化させて、前記分離チャネルに対する前記電界プロフィールに調節を加え、それによって、前記電界に起因する電気力の影響と前記流体に起因する流体力の影響とが合成された影響の下で、前記流体の中の対象物が種別に分離して複数のバンドを形成するようにするステップと、
を含むことを特徴とする対象物を分離するための電気泳動法。 - 前記電界プロフィールの少なくとも一部において、前記電界を前記分離チャネルに対して相対的に変化させることを特徴とする請求項1記載の対象物を分離するための電気泳動法。
- 前記電界プロフィールの少なくとも一部が、非ゼロの勾配を有することを特徴とする請求項1又は2記載の対象物を分離するための電気泳動法。
- 前記電界を変化させる際に、前記電界プロフィールが前記分離チャネルに対して相対的に移動するように前記電界を変化させることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動法。
- 前記電界プロフィールが前記分離チャネルに対して相対的に移動すること以外は前記電界プロフィールが変化しないようにすることを特徴とする請求項4記載の対象物を分離するための電気泳動法。
- 前記電界を変化させる際に、前記電界プロフィールが前記分離チャネルに沿って並進移動するように前記電界を変化させることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動法。
- 前記流体と前記分離チャネルとは実質的に、相対的に静止していることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動法。
- 前記電界プロフィールの形状は、対象物が分離して形成した複数のバンドの各々の幅が、前記電界から作用する電気力と前記流体から作用する流体力とが合成された個々の対象物に作用する合力によって時間の経過にかかわらず実質的に一定に維持されるようにする形状であることを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動法。
- 印加している前記電界を変化させる際に、前記流体の中の対象物が分離して複数のバンドを形成した後にそれらバンドの各々が前記分離チャネルに対して移動する相対速度が非ゼロの終端速度となるように前記電界を変化させることを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動法。
- 前記複数のバンドの夫々の前記終端速度が実質的に互いに同一であることを特徴とする請求項9記載の対象物を分離するための電気泳動法。
- 前記電界の少なくとも一部が、前記分離チャネル沿った距離の単調関数であることを特徴とする請求項1乃至11の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動法。
- 分離すべき対象物を前記流体と混合してその混合物を前記分離チャネルに充填するステップを更に含むことを特徴とする請求項1乃至12の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動法。
- 前記流体を前記分離チャネルに充填するステップと、分離すべき対象物を少なくとも含有する試料を前記分離チャネルに注入するステップとを更に含むことを特徴とする請求項1乃至12の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動法。
- 前記試料が更に流体を含有することを特徴とする請求項14記載の対象物を分離するための電気泳動法。
- 前記複数のバンドを検出するステップを更に含むことを特徴とする請求項1乃至15の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動法。
- 前記流体の中の対象物が分離して複数のバンドを形成した後に前記電界に補正を加えて、バンドとバンドとの間隔、バンドの位置取り、またはバンドの分解能を調節するステップを更に含むことを特徴とする請求項1乃至16の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動法。
- 前記電界に補正を加える際に、前記電界の時間依存性及び/または前記電界の強度を変更することを特徴とする請求項17記載の対象物を分離するための電気泳動法。
- 前記流体の中の対象物が分離した後に所望のバンドを前記分離チャネルから抽出するステップを更に含むことを特徴とする請求項1乃至18の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動法。
- 前記電界の向きを反復して変更することでバンドの移動方向を反復して逆転させ、それによってバンドを前記分離チャネルに沿って前方及び後方へ移動させるステップを更に含むことを特徴とする請求項1乃至19の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動法。
- 前記分離チャネルが閉ループを形成しており、印加している前記電界を前記ループに沿って周期的に変化する電界とすることを特徴とする請求項1乃至20の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動法。
- 前記分離チャネルに沿って配設されている複数の電極を介して前記電界を印加することを特徴とする請求項1乃至21の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動法。
- 前記複数の電極のうちの少なくとも幾つかの電極は、電気抵抗性材料の層によって前記分離チャネルの内部から隔てられていることを特徴とする請求項22記載の電気泳動法。
- 前記電気抵抗性材料は半導体であることを特徴とする請求項23記載の電気泳動法。
- 前記半導体はドープした半導体であることを特徴とする請求項24記載の電気泳動法。
- 前記電気抵抗性材料はドープしたシリコンであることを特徴とする請求項25記載の電気泳動法。
- 前記複数の電極は、該複数の電極と前記流体との間に電流が流れることがないように、前記分離チャネルの内部から隔てられていることを特徴とする請求項22乃至26の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動法。
- 分離すべき対象物が生体分子、蛋白質、ポリマー、DNA、RNA、または生物細胞を含んでいることを特徴とする請求項1乃至27の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動法。
- 対象物を分離するための電気泳動デバイスにおいて、
流体と、分離すべき対象物とが、使用時には充填される分離チャネルと、
電界プロフィールを有する電界を前記分離チャネルに沿って印加し、それによって前記分離チャネルの中の対象物を前記流体に対して相対的に移動させるための電界印加手段と、
デバイス使用時に、前記電界を印加し、且つ、印加している前記電界を変化させて、前記分離チャネルに対する前記電界プロフィールに調節を加え、それによって、前記電界に起因する電気力の影響と前記流体に起因する流体力の影響とが合成された影響の下で、前記分離チャネルの中の対象物が種別に分離して複数のバンドを形成するようにするコントローラと、
を備えることを特徴とする対象物を分離するための電気泳動デバイス。 - 前記電界プロフィールの少なくとも一部において、前記電界が前記分離チャネルに対して相対的に変化することを特徴とする請求項29記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 前記電界プロフィールの少なくとも一部が、非ゼロの勾配を有することを特徴とする請求項29又は30記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 前記コントローラが更に、前記電界プロフィールを前記分離チャネルに対して相対的に移動させることを特徴とする請求項29乃至31の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 前記コントローラが更に、前記電界プロフィールを前記分離チャネルに対して相対的に移動させること以外は前記電界プロフィールを変化させないようにすることを特徴とする請求項32記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 前記コントローラが更に、前記電界プロフィールを前記分離チャネルに沿って並進移動させることを特徴とする請求項32又は33の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- デバイス使用時に、前記分離チャネルに充填された流体が実質的に、前記分離チャネルに対して相対的に静止していることを特徴とする請求項29乃至34の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 前記コントローラが更に、対象物が分離して形成した複数のバンドの各々に発生する空間的拡散が、前記電界から作用する電気力と前記流体から作用する流体力とが合成された個々の対象物に作用する合力によって、実質的にゼロになるような形状の前記電界プロフィールを印加することを特徴とする請求項29乃至35の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 印加している前記電界を変化させる際に、前記流体の中の対象物が分離して複数のバンドを形成した後にそれらバンドの各々が前記分離チャネルに対して移動する相対速度が非ゼロの終端速度となるように前記電界を変化させることを特徴とする請求項29乃至36の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 前記複数のバンドの各々の前記終端速度が実質的に互いに同一であることを特徴とする請求項37記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 前記電界の少なくとも一部が、前記分離チャネル沿った距離の単調関数であることを特徴とする請求項29乃至39の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 前記電界印加手段が、前記分離チャネルに沿って配設された複数の電極を備えていることを特徴とする請求項29乃至40の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 前記複数の電極のうちの少なくとも幾つかの電極は、電気抵抗性材料の層によって前記分離チャネルの内部から隔てられていることを特徴とする請求項41記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 前記電気抵抗性材料は半導体であることを特徴とする請求項42記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 前記半導体はドープした半導体であることを特徴とする請求項43記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 前記電気抵抗性材料はドープしたシリコンであることを特徴とする請求項44記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 前記複数の電極は、該複数の電極と前記流体との間に電流が流れることがないように、前記分離チャネルの内部から隔てられていることを特徴とする請求項41乃至45の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 前記複数の電極は、前記分離チャネルまたは前記電気抵抗性材料の上またはその近傍に印刷された導電性インクから成ることを特徴とする請求項41乃至46の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 前記分離チャネルはキャピラリーであることを特徴とする請求項29乃至47の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 前記分離チャネルは直線型であることを特徴とする請求項29乃至48の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 前記分離チャネルは閉ループ型であることを特徴とする請求項29乃至49の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 前記分離チャネルは円形型であることを特徴とする請求項50記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 前駆分離チャネルは基板に刻設されていることを特徴とする請求項29乃至51の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 前記電気泳動デバイスがマイクロ流路デバイスであることを特徴とする請求項29乃至52の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 前記分離チャネルの中のバンドを検出するための検出器を更に備えることを特徴とする請求項29乃至53の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 前記検出器は前記分離チャネルの中のバンドを撮影することを特徴とする請求項54記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 前記分離チャネルは、分離すべき対象物を少なくとも含有する試料を該分離チャネルに注入するための少なくとも1つの入力ポートを備えていることを特徴とする請求項29乃至55の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 前記分離チャネルは、対象物のバンドを該分離チャネルから抽出するための、少なくとも1つの排出ポートを備えていることを特徴とする請求項29乃至56の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 複数の分離チャネルを備え、それら分離チャネルの各々に電界印加手段とコントローラとが装備されていることを特徴とする請求項29乃至57の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 前記複数の分離チャネルの各々に印加される電界が互いに同一であることを特徴とする請求項58記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 前記複数の分離チャネルの各々に印加される電界が同一のコントローラにより制御されることを特徴とする請求項58又は59記載の対象物を分離するための電気泳動デバイス。
- 請求項29乃至60の何れか1項記載の対象物を分離するための電気泳動デバイスの使用法において、分離すべき対象物が生体分子、蛋白質、ポリマー、DNA、RNA、または生物細胞を含んでいることを特徴とする電気泳動デバイスの使用法。
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