JP2013531790A - 統合炭素電極チップによるランタニドキレートの電気的励起及びこれらのチップを用いた分析方法 - Google Patents
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Abstract
Description
診断を目的とした、高速で、高感度、定量的な技術の商業的な需要は長らく存在した。これらの技術は医療、研究、農業、環境保全、獣医医療、工業生産の一部等から成る幅広い分野への応用に適している。これらの診断技術により、高感度、高処理能力、使いやすさ、耐久性やテスト当たりの低コストが実現され、新たな応用領域が生まれる。
図2プラスチックセルベース(a)。アルミや銀インク層上に 炭素電極が形成され カーボンペーストなしで、電極の電気接触表面が残るEEチップ(b)。穿孔から、保護フィルムでテーピングする(c)。四角いテープ用の穿孔ツールと粘着ラベル(d)、サンプルのピペット前に測定セルの中に置かれたEEチップ。
図3 Tb(iii)は異なる方法で製造されたカーボンペースト電極のキレートキャリブレーションカーブ'(a)例2の電極(b)例3電極 (c)例4の電極、および(d)例5の電極
図4 電気化学発光の強さに対する過硫酸塩の効果
図5 EEチップに接続されているPDMチップ(1)ポリマー、紙、ダンボールやガラス、または任意の組み合わせで通常の生成された基本部分。(2)と(3)別のコートティングが可能な同一炭素電極.(4)インキュベーションチェンバーと測定チェンバーのPDMチップ(5)の下の面と、サンプル入力と、試薬の追加の為にチップから到達するオープンチェンバー(6)、細流路(7)、インキュベーションエリアへの導入、空気除去のチャネル(8)。PDMチップとEEチップは一緒に小さなクランプで押されている。カセットにも同様に接着されていたが、細流路の遮断を防止する可能性があるため、ジャンクションクランプが使用されてた。クランプの代わりに、チップを固定するため、プラスチックのフレームを使用することが可能であった。
図6 カセットの免疫測定法がEEチップとPDMチップを生成
図7 EEチップ上のハイブリダイゼーションのアッセイ
図8 EEチップ上での2つ同時の免疫測定
この発明は、前に記載した複雑な計装と同様の効率性で、いかに簡単で安い装置が、異なる分析に使用できるかを示している。免疫測定法またはDNAハイブリダイゼーションが、使い捨てのEEチップ上か、EEチップ上の多孔質層を併用した場合である。この両方の測定デバイスと測定セルは、分散した分析のニーズに対して十分に安い。
以前から、炭素電極が、ルテニウムの電気化学発光の文脈で(FI981568、クルマラ、Sら)、使い捨て陽極として使用することが知られているが、単一の炭素陽極はテルビウム錯体の励起に使用できない。この領域の専門家は、1対の炭素プラチナ電極の1つのプラチナ電極を、炭素電極で置き換えることで、すくなくとも電極が同一レベルかお互いに近接している(今のところ別の幾何学の経験はない)時に、特別な動きをする特別な電極システムを達成することができるであろうとは想像していなかった。電極の機能が陽極性をもつか、陰極性をもつか、若しくは別の極性で生成された中間体の影響で反応が生じた場合に、まだ完全な光源を生成できるかどうか、私達にはまだ確信がない。実験の結果から、ティリタットティーストの主要部分は陰極で生成されるようである。
生体親和性アッセイの多孔質膜を使用している場合にしばしば大きな優位性が生じる。多孔質層によって、サンプルは、抗体にコーティングされた部分に均一に分散される。多孔質層は、液体の流れの同型遺伝子性の補償として機能し、マイクロフルイディクスシステムの泡生成や、温度の拡散、表面張力を回避し、それらのマイクロフルイディクのフローやマイクロ層のセルが引き起こした問題を解消するように所見される。
例1 セル領域にカーボンペーストのみを使用した電極材料のEEチップ電極の製造
図1に示す1対の電極は、10 x 19 mmのプラスチック製チップ上にテンプレートを用いて、カーボンペースト(Creative Materials 1 10-04 Carbon Ink, Tyngsboro, MA, USA)を塗布している。高さ0.2mm、幅0.5mmのルート面をチップの中央に残し、ミリングで製造した。このルート面が両電極間の抵抗として用いられた。(図2)カーボンペーストが乾燥した後に、追加の層がシルバーインク(Bison electro G-22, Bison Inc, Netherlands)で塗られ、シルバー層がセル領域に殆ど到達している。(図2)セル領域は、穿孔されたテフロン(登録商標)テープ(Irpola Oy, Turku, Finland)か、一般的な穿孔テープ(7 mm か 8 mmの穴が真ん中についている図1のように丸型ではく四角型)を、電極の左端に図1に示すように接着させて形成する。Tb-2,6- bis[N,N-bis(カルボキシメチル)アミノメチル]-4-ベンジンフェノール キレート と Tb(III)-N'-4- イソチオシアナートベンジル)ジエチレントリアミン-N ,N ,N ,N -テトラアセテートキレートの両方が励起し、このセルの中で時間分解能で測定される。しかしながら、例2のEEチップでは、はるかに高い強度が他のランタノイドイオンの対応するキレートがテルビウムよりも大幅に低い強度で与えている。
図1に示す1対の電極は、10 x 19 mmのプラスチック製チップ上にテンプレートを用いて、シルバーインク(Bison electro G-22, Bison Inc, Netherlands)を塗布している。高さ0.2mm、幅0.5mmのルート面をチップの中央に残し、ミリングで製造した。このルート面が両電極間の抵抗として用いられた。(図2)カーボンペーストが乾燥した後(5時間)に、上層にカーボンペースト(Creative Materials 1 10-04 Carbon Ink, Tyngsboro, MA, USA)をその上部に加え、一晩、室温に放置した。セル領域は、穿孔されたテフロン(登録商標)テープ(Irpola Oy, Turku, Finland)か、一般的な穿孔テープを、電極の左端に図1に示すように接着させて形成する。Tb-2,6-bis N,N-bis(カルボキシメチル)アミノメチル]-4-ベンジル フェノール キレートのキャリブレーションカーブが図3(a)に示されている。白丸。測定器は、スタンフォード リサーチ SR400フォトンカウンタで、クーロスタティックパルスジェネレータと黒のプラスチックEEle3/4r e^harhbe *、 パーキン エルマー チャネル光電子増倍管モジュールと接続されている。測定値のパラメータは以下の通り。パルス電圧-67V、パルス充電μο/ρηi530ε、パルス周波数 20HzECL強度は1000以上の励起サイクルに設定、遅延時間0.05ms、測定ウィンドウ6.0MS0.05mナトリウム テレボレート,バッファー、pH9.2、が使用された。
まず、オーブンペーパー(対油性の紙)にシルバーインク (Bison electro G-22, Bison Inc, Netherlands)をコーティングし、カーボンペースト(Creative Materials 1 10-04 Carbon Ink, Tyngsboro, MA, USA)の層をシルバーの上にコーティングする。シルクスクリーン印刷のようにテンプレートをコーティングで使用。カーボンペーストが室温度で2h時間乾燥された後に、図2のベースにストリップを使用して紙から切り離す。、用紙の端のベースのルート面に、カーボンペーストを塗布し、シルバーが電解液と直接の触れ合わないようにする。最後に、紙をプラスチックベースに両面テープ(3M)で接着し、セル領域を形成するテープ リングをチップに接着する。
まず、10 x 19 mmのプラスティックチップの上にアルミフォイルのストリップを接着して、1対の電極を作る。高さ0.2mm(或いは、別の選択として0.3mmか0.4mm) で幅0.5mmのルート面を、両電極間の抵抗として機能するよう、ミリングでチップの中央に残す。(図2)アルミフォイルのストリップにカーボンペースト(Creative Materials 1 10-04 Carbon Ink, Tyngsboro, MA, USA)のコーティングを行い、スプリングスタッド/ピン(装置のパルスジェネレーターにチップを接続)の接触部分の右端が覆われないようにする。セル領域は、穿孔されたテフロン(登録商標)テープ(Irpola Oy, Turku, Finland)か、一般的な穿孔テープを、電極の左端に図1に示すように接着させて形成する。Tb-2,6-bisr ,N-bis(カルボキシメチル)アミノメチル]^-b^zoylp"henOl" キレート のキャリブレーションカーブが図3(a)に示されている。白丸。例8に示された通り、同様な電極も蒸着で生成されたアルミ板から始めて生成することができる。測定パラメータは例2と同じ。
まず、10 x 19 mmのプラスティックチップの上に、銅製のフォイルススティッカー(ScrEEn House, Turku, Finland) を接着して、1対の電極を作る。高さ0.3mmで幅0.5mmのルート面を、両電極間の抵抗として機能するよう、ミリングでストリップの中央に残す。(図1)銅製フォイルのストリップにカーボンペースト(Creative Materials 1 10-04 Carbon Ink, Tyngsboro, MA, USA)のコーティングを行い、ストリップの右端のスプリングピンとパルスジェネレーターの接触部分が塗布されないようにする。セル領域は、穿孔されたテフロン(登録商標)テープ(Irpola Oy, Turku, Finland)か、一般的な穿孔テープを、電極の左端に図1に示すように接着させて形成する。Tb-2,6-bis N,N-bis(カルボキシメチル)アミノメチル]-4-ベンジンフェノール キレート のキャリブレーションカーブが図3(d)に示されている。黒丸。例8に示された通り、同様な電極も蒸着で生成されたアルミ板から始めて生成することができる。測定パラメータは例2と同じ。
まず、例2の手順で十分なEEチップを生産する。様々な添加剤の電気化学発光への影響の研究をする際に、過硫酸塩を加えることで電気発光が増加したことに気づいた。過硫酸塩が、硫酸根を生成する過程で減少している可能性があることを示している。硫酸根は 水溶液中のTb(III) イオンとキレートから化学発光を生じさせることで知られている。(S. クルマラら, アナル チム アクタ 294ページ (1994年) 13-25.).
電極の安定性が酸性条件と基本的な条件の下で研究され、電極が2度目に使用されたときにパフォーマンスが向上したことが判明した。このため、例2で記載した手順で製造されたEEチップを15分間、1M NaOH溶液、1M H2S04溶液、1M HC1溶液でインキュベートし比較した。インキュベーションの後で、電極を蒸留水で洗浄し、Ι μΜ Tb-2,6-bis[N,N-bis(カルボキシメチル)アミノメチル]-4-ベンジンフェノール キレート で測定された。測定パラメータは例2と同じ。結果は、下記の表の通りで、酸によるトリートメントと基本のトリートメントの双方で明確に電極の効率性が向上した。
PDMS(ポリメチルシロキサン)のチップはペトリ皿上のシリコン・エラストマー(硬化剤 1:10)の鋳型によって作成された。濡れたPDMSは真空内でガス抜きされ50°Cの温度で2時間かけて硬化された。固まったPDMSは型から外されて小さな断片に切断された。
1.
15分間の培養後以下の測定機器を使用して各PDMS−EEカセットからECLの強度が測定された:ラボ製のクーロスタテイック・パルス発生器、スタンフォード リサーチ機器のSR400プロトンカウンター、Nucleus MCS−IIのマルチチャンネル・カード及び黒色のプラスチックで作られ、パーキン・エルマーのチャンネル光電子増倍管のチューブ・モジュール(パルス振幅−45V、パルス充電 15μ^ρωεε、パルス周波数 20Hz;0.05msのデイレーと6msの測定期間を伴う200以上の刺激の周期のECLの強度の測定値が統合された)を伴う閉塞されたセルの測定空間。測定の結果は図6に表示されている。
EEチップは例6と同様に蒸発したアルミニウムと炭素ペーストから生成されました。チップのセルのエリアは範例1と同様にテープで形成された。
一つの電極がCRP捕獲の抗体で塗られ、他の電極がTSH捕獲の抗体で塗られた故にC反応性タンパク(CRP)と甲状腺刺激ホルモン(TSH)は同時に判定されました。
EEチップの電極はテープで作られた長方形の槽内の捕獲抗体で塗られた。テープには長方形の複数の穴が雛形を使ってナイフで開けられた。各槽は図1に示されるようにもう一つの丸い穴の付いたテープを加えることで作られた事前の処理の終わりに作られた最終の丸いセルのエリアより少し大きな符合する電極の範囲をカバーした。
免疫性分析(CRP内容 1、10及び100ng/mL)に必要なhCRPの標準サンプルは試験管内でCRPの標準溶液(Scripps、カタログ番号 C0124)を50mMのTris−HClバッファー(pH7.7、0.05%NaN3、0.9%NaCl、0.5%BSA、1mMCaCl2*20)で希釈して作られました。同様にTSHの標準サンプル(1、10及びl100mlU/mL)はTSHの標準(324mlU/mL、Wallac、DELFIA hTSHキット)を50mMのTris−HClバッファー(pH7.7、0.05%NaN3、0.9%NaCl)で希釈して作られた。
Claims (10)
- 電解質の溶液内でランタノイドのキレートを電気的に刺激する方法はその刺激が炭素ペー ストから作られた二つの電極がある電子科学電池内で1nsから1000sの持続時間、0.001Hzから1200MHzの周期と1Vから400Vの振幅を持つ電圧パルスで行われると云うことで特色付けられている。
- 請求項1による方法は電極の極性が測定期間に少なくとも1度は変わり、その結果測定中に 両法の電極が陽極と陰極として機能したであろうことで特色付けられています。
- 請求項1による方法は連続した刺激パルスは2電極であり、その結果電極はパルス発信中に交互に陽極と陰極として機能することで特色付けられている。
- 請求項1から3のどの方法も炭素ペーストの電極は印刷技術、噴霧又は塗装によって作られることで特色付けられている。
- 請求項1から4のどの方法でも炭素ペーストの電極は金属フィルムの表面、伝導性を持つインク又は伝導性を持つポリマーからなる他の伝導体上に作られることで特色付けられている。
- 電極/電極チップは陰極と陽極の両方が同時に50Ω/cm2以下の望ましい抵抗を持つ炭素ペーストから形成され、チップの電極がmetKo3s“ih”の請求項−5の如何なるものにも従ったTb(III)のキレートの刺激に適するように電極が抵抗体材上に印刷技術、噴霧又は塗装によって作られることで特色付けられている。
- 電極/電極チップは陰極と陽極の両方が上の層として同時に1000Ω/cm2以下の望ましいフィルムの抵抗を持つ炭素ペーストから形成され、チップの電極が請求項1−5の如何なる方法にも従ったTb(III)のキレートの刺激に適するように電極が抵抗体材上又は絶縁体材上に印刷技術、噴霧又は銀のインク、乾燥後に炭素ペーストによる塗装によって作られることで特色付けられている。
- 電極/電極チップは陰極と陽極の両方が同時に1000Ω/cm2以下の望ましいフィルムとしての抵抗を持つ炭素ペーストから形成され、チップの電極が請求項1−5の如何なる方法にも従ったTb(III)のキレートの刺激に適するように電極が薄い(カリパス 0.01mm−5mmの厚さ)の抵抗体材又は絶縁体材の層で分けられた二つの金属片又はフォリオ片から作られ、金属片は印刷技術、噴霧又は塗装で塗られることで特色付けられている。
- 1から8の如何なる請求項に従った電極/電極チップでもそのECLの特性がその表面を望ましいアルカリ金属水酸化物とアルカリ性の土塁金属水酸化物からなる化学物質で処理することによって改善されることで特色付けられている。
- 1から8の如何なる請求項に従った電極/電極チップでもそのECLの特性がその表面を望ましい硫酸、塩酸、燐酸又は酢酸からなる酸で処理することによって改善されることで特色付けられている。
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