JP2016528510A - 不均質表面官能化 - Google Patents

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Abstract

本発明は、アッセイを実行するための少なくとも検出面を備えたマイクロキャリアであって、前記検出面が、少なくとも化学的および／または生物学的相互作用を検出するために第１官能基により官能化された第１領域を含み、前記第１領域が第１シグナルを提供するように設計されてなるマイクロキャリアに関する。マイクロキャリアは、検出面が、第１シグナルとは異なる第２シグナルを提供するように設計された第２領域をさらに含み、前記第２シグナルがアッセイ中に放出されることを特徴とする。こうして、第１シグナルと第２シグナルとの比較によって、少なくとも化学的および／または生物学的相互作用の存在に関する情報が提供される。

Description

本発明は、少なくとも化学的および／または生物学的相互作用を検出する検出面を備えたマイクロキャリアに関する。本発明はまた、化学的および／または生物学的アッセイを実行するための方法に関する。
化学的および／または生物学的相互作用の検出は一般的に、官能化検出面を備えたマイクロ粒子を必要とする。溶液が検出面に触れると、溶液に含まれる目的成分は、検出面にグラフトされた官能基との化学的および／または生物学的相互作用を形成する。そのような相互作用は通常、目的成分が蛍光標識されている場合には直接的に、あるいは第三蛍光標識成分により反応が明らかになる場合には間接的に、組成物における目的成分の存在を示す蛍光シグナルの放出を導く。
しかし、官能化表面と、溶液中に存在する目的成分ではない成分との間に、非特異的および特異的な化学的および／または生物学的相互作用が生じることがある。この理由から、そのような検出アッセイは往々にして、結果の精度および信頼性の両方を確実にする対照シグナルをもたらすために、対照実験を必要とする。実際には、そのような対照実験は典型的には、その場合に対照シグナルに取り込まれた背景雑音の決定を可能にする。本明細書で使用する場合、「背景雑音」という用語は、官能化表面が目的化合物を含む溶液と接触したときに発生する非特異的相互作用を定義することが意図されている。
国際公開ＷＯ２０１２／１０６８２７号公報に記載されたようなマイクロ粒子の場合、目的成分を検出するための典型的な実験プロトコルは、２つのシグナルを提供するために２つの異なる検出面を備えた２つのマイクロ粒子を含む。第１のマイクロ粒子は、蛍光シグナルを提供するために、目的成分の特異的および非特異的相互作用を検出するように設計されるが、両方の相互作用を区別することはできない。他方、対照マイクロ粒子は、対照シグナルを提供するために背景雑音のみを検出するように設計される。したがって、蛍光シグナルと対照シグナルとの比較によって、目的成分と検出面との間の特異的な化学的および／または生物学的相互作用の近似を推定することができる。
そのような実験プロトコルは、各マイクロ粒子が予め定められた均一な環境と接触するという意味で均質組成物の溶液を分析するために使用可能である。しかし、分析対象の組成物が、例えば国際公開ＷＯ２０１０／０７２０１１号公報に記載されているように、マイクロ粒子を含むマイクロチャネルを流動している場合、上記のプロトコルは再現性を欠く。実際、前記マイクロチャネルの２つの異なるセクションに配置された２つのマイクロ粒子によって放出されるシグナルを比較することになったときに、特に目的成分の濃度が低くしかもマイクロチャネルに沿ってかつ／またはマイクロチャネル全体にわたって変化する場合、各マイクロ粒子は異なる環境に遭遇する。
国際公開ＷＯ２０１２／１０６８２７号公報 国際公開ＷＯ２０１０／０７２０１１号公報
本発明は、上述した不利点の全部または一部を改善することを目的とする。
本発明は、少なくともアッセイを実行するための検出面を備えたマイクロキャリアであって、前記検出面が、少なくとも化学的および／または生物学的相互作用を検出するための第１官能基により官能化される第１領域を含み、前記第１領域が第１シグナルを提供するように設計されてなるマイクロキャリアにおいて、前記検出面が、第１シグナルとは異なる第２シグナルを提供するように設計された第２領域を更に含み、前記第１シグナルおよび第２シグナルの比較によって、少なくとも化学的および／または生物学的相互作用の存在に関する情報が提供されるように、前記第２シグナルがアッセイ中に放出されることを特徴とするマイクロキャリアを提供することによって、これらの目的を達成する。
本発明はまた、少なくとも化学的および／または生物学的相互作用を検出するための方法であって、以下の連続的な工程を含む方法にも関する。
−本発明に係るマイクロキャリアを提供する工程。
−第１領域および／または第２領域との少なくとも化学的および／または生物学的相互作用をもたらすように設計された組成物と前記マイクロキャリアとを接触させる工程。
−第１領域によって放出される第１シグナルおよび第２領域によって放出される第２シグナルを測定する工程。
−第１シグナルと第２シグナルとの間の差分解析によって、第１領域における少なくとも化学的および／または生物学的相互作用の存在を定量化する工程。
こうして、本発明に係るマイクロキャリアは、同様の環境から第２シグナルを放出するように設計された第２領域をさらに含む検出面を設けることによって、上述した問題を解決する。第２領域は、第１領域で検出された化学的および／または生物学的相互作用に関する補完情報を提供することを目的とする。本発明に係る独自のマイクロキャリアは、マイクロキャリアと接触する溶液の組成物に直接関連する２つの異なるシグナルを提供する。２つの異なるシグナルは、それらが濃度に関して同一の環境から生じるため、特に前記濃度がマイクロチャネル内の位置に依存する場合でも、直接比較することができる。これは、先行技術のマイクロ粒子では不可能であった。こうして、本発明に係るマイクロキャリアは、流体の流れにおける目的化合物の検出に関する上述した問題に解決策を提供し、背景雑音の発生源を考慮することによって再現性の向上および感度の向上をもたらす。
一実施形態によれば、第１領域は第２領域とは少なくとも部分的に異なり、第１領域が第２領域とは異なることが好ましい。これは、２つのシグナルの放出源が少なくとも部分的に物理的に分離しているので、第１シグナルと第２シグナルとの比較を容易にする。
一実施形態によれば、第１領域および／または第２領域は完全に切り離された領域である。
一実施形態によれば、第１領域および／または第２領域は経路接続された領域である。
一実施形態では、第１領域は検出面の約５０％を表し、かつ／または第２領域は検出面の約５０％を表す。
一実施形態によれば、第１領域および／または第２領域はいくらかの経路接続された副部分を含む。
一実施形態では、第１領域および第２領域は一緒に少なくとも市松模様を形成する。
一実施形態によれば、第１シグナルおよび第２シグナルは蛍光シグナルである。
一実施形態では、第１領域および／または第２領域は少なくとも金属を含む。実際、金属グラフト面の官能化の方法は、最新技術によく記載されている。
一実施形態によれば、第１領域は抗体を含む。
一実施形態では、マイクロキャリアはウェハの形状を有する。
一実施形態によれば、第１領域および第２領域はウェハの同一面上に存在する。
本発明の一実施形態では、第２シグナルは、前記第１官能基と検出対象の目的分子との間の少なくとも特異的な化学的および／または生物学的相互作用を示す。第２シグナルは、第２領域と少なくともアッセイに存在する分子との間の非特異的な化学的および／または生物学的相互作用を示すことが有利である。
一実施形態では、マイクロキャリアは円筒状ウェハの形状を有する。
一実施形態によれば、化学的および／または生物学的相互作用は、組成物に含まれる少なくとも目的分子と少なくとも第１官能基との相互作用を含む。
一実施形態では、第１領域は、組成物に含まれる少なくとも目的分子を検出するために、少なくとも第１官能基により官能化される。目的分子は生体分子、例えばタンパク質または核酸とすることができる。
一実施形態によれば、第１シグナルは、少なくとも目的分子と第１領域との少なくとも化学的および／または生物学的相互作用を示す。
一実施形態では、第１シグナルは、少なくとも目的分子と第１領域との特異的な化学的および／または生物学的相互作用と共に、前記目的分子と前記第１領域との非特異的な化学的および／または生物学的相互作用の検出を示す。
一実施形態によれば、第２領域は、組成物に含まれる少なくとも目的分子の非特異的な化学的および／または生物学的相互作用を検出するために官能化される。
一実施形態では、マイクロキャリアは、組成物に含まれる少なくとも目的分子と少なくとも第１官能基との特異的な化学的および／または生物学的相互作用の定量化を可能にするように設計される。
一実施形態によれば、組成物に含まれる少なくとも目的分子と少なくとも第１官能基との特異的な化学的および／または生物学的相互作用の定量化は、第１シグナルと第２シグナルとの差分解析によって実行される。
一実施形態では、マイクロキャリアは符号化される。
本発明の符号化マイクロキャリアはさらに、可読コードを含むことが有利である。それにより、符号化マイクロキャリアは、その官能化がそのコードを読み取ることによって決定されるように、符号化されかつ官能化される。１組のマイクロキャリアは、同一コードにより符号化された１つ以上のマイクロキャリアによって規定され、前記コードは第１領域における特定の第１官能基に対応し、各組のマイクロキャリアは特定の第１官能基を担持する。数組のマイクロキャリアが使用される場合、１つ以上のマイクロキャリアの各組の第１領域の第１官能基は、前記マイクロキャリアのコードを読み取ることによって決定することができる。
一実施形態によれば、第１官能基は、組成物に含まれる少なくとも目的分子を認識するように設計される。
本発明はまた、少なくとも目的分子と本発明に係るマイクロキャリアの第１領域との特異的な化学的および／または生物学的相互作用を定量化するための方法にも関し、前記第１領域は少なくとも第１官能基により官能化され、該方法は以下のステップを含む。
−少なくとも目的分子を含む少なくとも組成物を提供するステップ。
−本発明に係る少なくともマイクロキャリアに前記組成物を接触させるステップ。
−第１領域によって放出される第１シグナルおよび第２領域によって放出される第２シグナルを測定するステップ。
−第１シグナルと第２シグナルとの間の差分解析によって、第１領域における少なくとも目的分子の特異的な相互作用を定量化するステップ。
この方法はまた、複数の目的分子とそれらに対応する第１官能基との特異的な化学的および／または生物学的相互作用を定量化するために使用することもできる。この目的のために、複数の組の符号化マイクロキャリアが使用され、各組の符号化マイクロキャリアは特定の目的分子を認識するように設計された少なくとも第１官能基を含み、１つの組の各マイクロキャリアの第１領域の第１官能基は、前記符号化マイクロキャリアのコードを読み取ることによって決定される。
一実施形態では、第１および第２シグナルは、ルミネセンスシグナルまたは化学ルミネセンスシグナルの中から選択される。
一実施形態では、第１および／または第２領域は表面増強蛍光分析法が可能になるように設計される。
本発明に係るマイクロキャリアまたは本発明に係る方法は、本願に開示する各実施形態または前記実施形態の組合せとすることができる。
本発明をさらに、アッセイを実行するための検出面を備えたマイクロキャリアの例示的実施形態を提示する添付の図面に照らして記載する、以下の詳細な説明によって解説する。
２つの領域に分割された検出面を備えた、第１実施形態に係るマイクロキャリアの略図である。 幾つかの副部分に分割された第１領域と経路接続された第２領域とを持つ検出面を備えた、第２実施形態に係るマイクロキャリアの略図である。 第１領域と抗原を検出するように設計された第２領域とを持つ検出面を備えた、第３実施形態に係るマイクロキャリアの略図である。
本発明に係るマイクロキャリア１０、１００、２００は、図１、図２、および図３によって示されるように、円筒面１２、１０２、２０２および２つの主面１３、１４、１０３、１０４、２０３、２０４によって描かれた円筒状ウェハの形状を有する本体１１、１０１、２０１を備える。すなわち、円筒状ウェハの高さは主面１３、１４、１０３、１０４、２０３、２０４の半径より明らかに（少なくとも２分の１より）小さい。図１〜図３に示した実施形態では、ウェハは、自然酸化物層で被覆されたシリコンウェハ１６、１１６、２１６である。主面１４、１０４、２０４の少なくとも１つは、少なくとも化学的および／または生物学的相互作用を検出するために官能化された検出面１５、１１５、２１５を含む。図１〜図３に示した実施形態では、主面１４、１０４、２０４は、分析対象の組成物に含まれる目的分子を検出するために官能化され、前記実施形態では、目的分子は抗原２４、１２４、２２４である。図１、図２、図３に示される実施形態では、検出面１５、１１５、２１５は円板状の領域である。マイクロキャリア１０、１００、２００はさらに、可読コード１７、１１７、２１７を備える。したがって、各マイクロキャリア１０、１００、２００をその検出面１５、１１５、２１５の官能化に対応する一意の可読コード１７、１１７、２１７により符号化し、複数のマイクロキャリア１０、１００、２００を使用することによって、複数の化学的および／または生物学的相互作用を検出することができる。可読コード１７、１１７、２１７は複数の貫通孔１８、１１８、２１８の特有のパターンを含む。図１、図２、および図３に提示する実施形態では、可読コード１７、１１７、２１７は４つの貫通孔から構成される。そのような可読コード１７、１１７、２１７はさらに、図１〜図３に示すＬ字形の孔のような非対称な方位マーク１９、１１９、２１９を含むことが好ましい。非対称な方位マーク１９、１１９、２１９は、主面１３、１４、１０３、１０４、２０３、２０４を互いに区別することを意図している。可読コード１７、１１７、２１７は、組成物に含まれる１つ以上の目的分子の検出および／または定量化を実行することを可能にし、各目的分子は、対応するマイクロキャリア１０、１００、２００の検出面１５、１１５、２１５と相互作用することによって検出および／または定量化される。
検出面１５、１１５、２１５は２つの異なる領域、すなわち第１領域２０、１２０、２２０および第２領域２１、１２１、２２１を含む。第１領域２０、１２０、２２０および第２領域２１、１２１、２２１は、それぞれ第１シグナルおよび第２シグナルをもたらすように官能化される。第１領域２０、１２０、２２０および／または第２領域２１、１２１、２２１の官能化は金属を含むことができる。図１、図２、および図３に提示する実施形態では、第１領域２０、１２０、２２０および第２領域２１、１２１、２２１は、シリコンウェハ１６、１１６、２１６の同一面上に位置する。図１および図３に示す実施形態および図２の実施形態は、検出面１５、１２０、２２０上の第１領域２０、１２０、２２０および第２領域２１、１２１、２２１の２つの異なるレイアウトを示す。図１および図３に示す第１および第３の実施形態では、円板状の検出面１５、２１５は、２つの半円板状領域を構成する２つの半円板状の領域、すなわちそれぞれ第１領域２０、２２０および第２領域２１、２２１に分割される。第１領域２０は検出面１５、２１５の約５０％を表し、第２領域２１、２２１は検出面１５、２１５の約５０％を表す。そのような実施形態では、第１領域２０、２２０および第２領域２１、２２１は両方とも経路接続された領域である。図２に示す第２実施形態では、第１領域１２０は、第１領域１２１を形成する複数の経路接続された副部分１２２を含む。各経路接続された副部分１２２は例えば円板状領域である。
第１領域２０、１２０、２２０は図１、図２、および図３に示すようにスペーサ２２、１２３、２２２により官能化される。そのようなスペーサ２２、１２３、２２２は、例えば、両端に末端シラノール基を含むシリコン誘導体によるシリコンウェハ１６、１１６、２１６の第１領域２０、１２０、２２０の表面シラノール基のシラン化を暗示する、周知の化学を用いて第１領域２０、１２０、２２０に取り付けることができる。シラン化によって生じた末端シラノール基は次いで、末端シラノール基をカルボキシル基に変換する酸化に提供される。結果的に得られたカルボキシル基は各々、古典的ペプチド結合化学を用いてタンパク質免疫グロブリンＧ抗体（ＩｇＧ）２３、１２４、２２３に共有結合される。こうして、図１〜図３に示した実施形態では、第１官能基はタンパク質免疫グロブリンＧ抗体（ＩｇＧ）２３、１２４、２２３を含み、前記タンパク質免疫グロブリンＧ抗体（ＩｇＧ）２３、１２４、２２３は抗原２４、１２４、２２４を認識するように設計される。
アッセイを実行するときに、マイクロキャリア１０、１００、２００はマイクロチャネル内に配置される。抗原２４、１２５、２２４、ビオチン標識抗体２５、１２６、２２５、および蛍光ストレプトアビジン２６、１２７、２２６を含む溶液が、マイクロキャリア１０、１００、２００を含むマイクロチャネル内に流される。タンパク質免疫グロブリンＧ抗体（ＩｇＧ）２３、１２４、２２３は、抗原２４、１２５、２２４と相互作用するように設計される。ビオチン標識された抗体２５、１２６、２２５は、蛍光ストレプトアビジン２６、１２７、２２６と相互作用するように設計される。アッセイ中に、前記抗原２４、１２５、２２４はビオチン標識抗体２５、１２６、２２５によって認識され、蛍光ストレプトアビジン２６、１２７、２２６と相互作用し、抗原２４、１２５、２２４とＩｇＧ２３、１２４、２２３との相互作用を少なくとも示す第１シグナルを提供する。さらに、図１および図３に示す実施形態では、抗原２４、１２５はまた、第１領域２０、１２０との非特異的な相互作用を介して、非特異的に相互作用することもある。この場合、第１シグナルは、抗原２４、１２５とＩｇＧ２３、１２４との特異的な相互作用と共に、前記抗原２４、１２５と第１領域２０、１２０との間に起きることのある非特異的な相互作用を示す。
マイクロキャリア１０、１００、２００の第２領域２１、１２１、２２１は、第２シグナルを提供することを目的とし、前記第２シグナルは第１シグナルとは異なる。図１および図２に示す実施形態では、抗原２４、１２５を検出するためのアッセイにマイクロキャリア１０、１００が関与する場合に、第２領域２１、１２１は、背景雑音を提供する内部対象として使用される。そのようなアッセイでは、第２領域２１、１２１は、組成物の目的分子と検出面１５、２１５との間で発生することのある非特異的な相互作用を評価することを目的とする。この目的のために、第２領域２１、１２１は、チオール化学を用いてオリゴまたはポリ（エチレングリコール）単位２８、１２９（ＰＥＧ単位２８、１２９）をグラフトした金（Ａｕ）誘導体２７、１２８により官能化される。第１領域２０、１２０によって提供される第１シグナルは、抗原２４、１２５と検出面１５、１１５の特異的な相互作用を評価するために、第２領域２１、１２１における第２シグナルによって測定される背景雑音を考慮に入れることによって補正することができる。
図３に示す別の実施形態では、第２領域２２１は、抗原２２４をも検出するように設計された第２抗体２２８に結合された金誘導体２２７により官能化される。アッセイ中に、前記抗原２２４はビオチン標識された抗体２２５によって認識され、前記ビオチン標識された抗体２２５は、蛍光ストレプトアビジン２２６と相互作用するように設計される。したがって、第１シグナルと第２シグナルとの比較によって、２つの異なる抗体すなわち免疫グロブリンＧ抗体（ＩｇＧ）２２３および同一マイクロキャリア２００の検出面２１５にグラフトされた第２抗体２２８に対する抗原２２４の親和性の測定が可能になる。
本発明はまた、少なくとも化学的および／または生物学的相互作用を検出するための方法にも関する。図１および図２に示す実施形態では、該方法は、抗原２４、１２５を検出するために使用される。該方法は以下の連続的ステップを含む。
−本発明に係るマイクロキャリア１０、１００を提供するステップ。
−第１領域２０、１２０および／または第２領域２１、１２１との少なくとも化学的および／または生物学的相互作用をもたらすように設計された組成物に前記マイクロキャリア１０、１００を接触させるステップ。
−第１領域２０、１２０によって放出される第１シグナルおよび第２領域２１、１２１によって放出される第２シグナルを測定するステップ。この場合、第１シグナルおよび第２シグナルは蛍光シグナルである。
−第１シグナルと第２シグナルとの間の差分解析によって第１領域１２１、１２０における少なくとも化学的および／または生物学的相互作用の存在を定量化するステップ。この場合、該方法は、抗原２４、１２５とタンパク質免疫グロブリンＧ抗体（ＩｇＧ）２３、１２４の特異的な相互作用を定量化することを可能にする。
本発明の他の実施形態は、本明細書の検討および本明細書に開示した発明の実施から当業者には明らかであろう。明細書および実施例は単なる例示とみなされるべきであり、本発明の真の範囲は添付の特許請求の範囲によって示される。

Claims (13)

  1. 少なくともアッセイを実行するための検出面（１５、１１５、２１５）を備え、前記検出面（１５、１１５、２１５）が、少なくとも化学的および／または生物学的相互作用を検出するために第１官能基により官能化された第１領域（２０、１２０、２２０）を含み、前記第１領域（２０、１２０、２２０）が第１シグナルを提供するように設計されてなるマイクロキャリア（１０、１００、２００）であって、
    前記検出面（１５、１１５、２１５）が、前記第１シグナルとは異なる第２シグナルを提供するように設計された第２領域（２１、１２１、２２１）を更に含み、
    前記第１シグナルおよび前記第２シグナルの比較により、少なくとも化学的および／または生物学的相互作用の存在に関する情報が提供されるように、前記第２シグナルがアッセイ中に放出されることを特徴とする、マイクロキャリア（１０、１００、２００）。
  2. 前記第１領域（２０、１２０、２２０）は、少なくとも部分的に前記第２領域（２１、１２１、２２１）とは異なり、好ましくは、前記第１領域（２０、１２０、２２０）は第２領域（２１、１２１、２２１）と異なる、請求項１に記載のマイクロキャリア（１０、１００、２００）。
  3. 前記第１領域（２０、１２０、２２０）および／または前記第２領域（２１、１２１、２２１）は完全に切り離された領域である、請求項１または２に記載のマイクロキャリア（１０、１００、２００）。
  4. 前記第１領域（２０、１２０、２２０）および／または前記第２領域（２１、１２１、２２１）は経路接続された領域である、請求項１または２に記載のマイクロキャリア（１０、１００、２００）。
  5. 前記第１領域（２０、２２０）は前記検出面（１５、２１５）の約５０％であり、かつ／または第２領域（２１、２２１）は前記検出面（１５、２１５）の約５０％である、請求項４に記載のマイクロキャリア（１０、２００）。
  6. 前記第１領域（１２０）および／または前記第２領域（１２１）は幾つかの経路接続された副部分（１２２）を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のマイクロキャリア（１００）。
  7. 前記第１領域（１２０）および前記第２領域（１２１）は一緒に少なくとも市松模様を形成する、請求項６に記載のマイクロキャリア（１００）。
  8. 前記第１シグナルおよび第２シグナルは蛍光シグナルである、請求項１〜７のいずれか１項に記載のマイクロキャリア（１０、１００、２００）。
  9. 前記第１領域（２０、１２０、２２０）および／または前記第２領域（２１、１２１、２２１）は少なくとも金属を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載のマイクロキャリア（１０、１００、２００）。
  10. 前記第１領域（２０、１２０、２２０）は抗体を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載のマイクロキャリア（１０、１００、２００）。
  11. 前記マイクロキャリア（１０、１００、２００）はウェハの形状である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のマイクロキャリア（１０、１００、２００）。
  12. 前記第１領域（２０、１２０、２２０）および前記第２領域（２１、１２１、２２１）は、前記ウェハの同一面上に存在する、請求項１１に記載のマイクロキャリア（１０、１００、２００）。
  13. 少なくとも化学的および／または生物学的相互作用を検出するための方法であって、
    ａ．請求項１〜１２のいずれか１項に記載のマイクロキャリア（１０、１００）を提供する工程と、
    ｂ．前記第１領域（２０、１２０）および／または前記第２領域（２１、１２１）との少なくとも化学的および／または生物学的相互作用をもたらすように設計された組成物と前記マイクロキャリア（１０、１００）とを接触させる工程と、
    ｃ．前記第１領域（２０、１２０）によって放出される前記第１シグナルおよび前記第２領域（２１、１２１）によって放出される前記第２シグナルを測定する工程と、
    ｄ．前記第１シグナルと前記第２シグナルとの間の差分解析によって、前記第１領域（２０、１２１）における少なくとも化学的および／または生物学的相互作用の存在を定量化する工程と、
    の連続的な工程を含む方法。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08146003A (ja) * 1994-11-28 1996-06-07 Toppan Printing Co Ltd 免疫学的測定用成形品とその製造方法
JP2003514224A (ja) * 1999-11-12 2003-04-15 サーロメッド・インコーポレーテッド 表面プラズモン共鳴を使用するバイオセンシング
JP2004125461A (ja) * 2002-09-30 2004-04-22 Toyobo Co Ltd 表面プラズモン共鳴測定用バイオチップ
JP2005521032A (ja) * 2001-09-10 2005-07-14 メソ スケイル テクノロジーズ，エルエルシー １つの試料について複数の測定を実施する方法及び装置
JP2008527333A (ja) * 2004-12-29 2008-07-24 コーニング インコーポレイテッド バイオセンサ上に対照領域および試料領域を作製する方法ならびにバイオセンサ
JP2014504733A (ja) * 2011-02-07 2014-02-24 バイオカーティス ソシエテ アノニム 改良コード化マイクロキャリア、それらを用いるアッセイシステム、およびアッセイの実施方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001053532A2 (en) * 2000-01-20 2001-07-26 Rosetta Inpharmatics, Inc. Barcoded synthetic lethal screening to identify drug targets
EP1404867B1 (en) 2000-12-23 2008-02-27 Novartis Vaccines and Diagnostics, Inc. Oligonucleotide transfection screening method
US20020123134A1 (en) * 2000-12-26 2002-09-05 Mingxian Huang Active and biocompatible platforms prepared by polymerization of surface coating films
WO2004090168A1 (en) * 2001-05-24 2004-10-21 Virtual Arrays, Inc. Multiplexed cell analysis system
US20030198967A1 (en) * 2002-04-23 2003-10-23 Matson Robert S. Multi-functional microarrays and methods
US20030211488A1 (en) 2002-05-07 2003-11-13 Northwestern University Nanoparticle probs with Raman spectrocopic fingerprints for analyte detection
EP1556506A1 (en) 2002-09-19 2005-07-27 The Chancellor, Masters And Scholars Of The University Of Oxford Molecular arrays and single molecule detection
US20040137608A1 (en) * 2002-11-27 2004-07-15 Aaron Garzon Chemical microarrays and method for constructing same
US20050079506A1 (en) * 2003-10-09 2005-04-14 Eastman Kodak Company Filled, biological microarray and method for use
DE602004004758T2 (de) * 2004-05-04 2007-12-06 Eppendorf Ag Personalisierte Mikroarrays und ihre Verwendung zum Nachweis von Zielmolekülen
WO2006028930A2 (en) * 2004-09-03 2006-03-16 Receptors Llc Combinatorial artificial receptors including tether building blocks on scaffolds
WO2006037022A2 (en) * 2004-09-24 2006-04-06 Massachusetts Institute Of Technology Microbioreactor for continuous cell culture
US7410763B2 (en) 2005-09-01 2008-08-12 Intel Corporation Multiplex data collection and analysis in bioanalyte detection
EP1801594A1 (en) * 2005-12-23 2007-06-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. Sensing device and method for determination of the amount of target molecule in an analyte
US20070154895A1 (en) * 2005-12-30 2007-07-05 Caliper Life Sciences, Inc. Multi-assay microfluidic chips
US20070248971A1 (en) * 2006-01-26 2007-10-25 California Institute Of Technology Programming microfluidic devices with molecular information
EP1867990A1 (en) * 2006-06-14 2007-12-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. Sensitive assay through amplification of a label signal
ES2729415T3 (es) 2008-12-23 2019-11-04 Mycartis N V Dispositivo de ensayo y método para realizar ensayos biológicos
CN102947703A (zh) * 2010-06-17 2013-02-27 皇家飞利浦电子股份有限公司 多表位测定

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08146003A (ja) * 1994-11-28 1996-06-07 Toppan Printing Co Ltd 免疫学的測定用成形品とその製造方法
JP2003514224A (ja) * 1999-11-12 2003-04-15 サーロメッド・インコーポレーテッド 表面プラズモン共鳴を使用するバイオセンシング
JP2005521032A (ja) * 2001-09-10 2005-07-14 メソ スケイル テクノロジーズ，エルエルシー １つの試料について複数の測定を実施する方法及び装置
JP2004125461A (ja) * 2002-09-30 2004-04-22 Toyobo Co Ltd 表面プラズモン共鳴測定用バイオチップ
JP2008527333A (ja) * 2004-12-29 2008-07-24 コーニング インコーポレイテッド バイオセンサ上に対照領域および試料領域を作製する方法ならびにバイオセンサ
JP2014504733A (ja) * 2011-02-07 2014-02-24 バイオカーティス ソシエテ アノニム 改良コード化マイクロキャリア、それらを用いるアッセイシステム、およびアッセイの実施方法

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