JP2017512483A - 生体物質の単離のための改良された装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2014年4月8日に出願された米国仮特許出願第61/977,006号、および2014年4月9日に出願された米国仮特許出願第61/977,249の利益を主張し、それぞれ参照によって、その全体が本出願中に組み込まれる。
いくつかの実施形態では、サンプルからナノスケール検体を単離し、精製し、収集するための装置が本明細書において記載される。ある要素では、複合体サンプルおよび細胞とその他同種のものを含む他の粒子物質からナノスケールを単離し、精製し、収集または溶出するための装置が本明細書において記載される。他の要素では、本明細書において開示された装置は、細胞またはタンパク質の物質を含むサンプルからナノスケール検体を単離し、精製し、収集および/または溶出することが可能である。さらに他の要素では、本明細書において開示された装置は、有機および無機質物質の複合体混合物を含むサンプルからナノスケール検体を単離し、精製し、収集および/または溶出することが可能である。いくつかの要素では、本明細書において開示された装置は、有機物質を含むサンプルからナノスケール検体を単離し、精製し、収集および/または溶出することが可能である。さらに他の要素では、本明細書において開示された装置は、無機質原料を含むサンプルからナノスケール検体を単離し、精製し、収集および/または溶出することが可能である。
いくつかの実施形態では、本明細書において開示される方法、装置および組成物は、電極構成および設計を利用して、粒子物質からのナノスケール検体の単離および捕捉を改善する。いくつかの実施形態では、電極アレイは、電極近傍の周囲の流体の流動が分裂または変更されるように構成され、電極アレイの周囲または内部においてナノスケール検体の局所化および/または保持を可能にする。他の実施形態では、ナノスケール検体の捕捉量は、従来の電極構成または設計を使用するよりも、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも100%、またはそれ以上多いナノスケール検体である。
いくつかの実施形態において、本明細書に開示される電極は、本明細書に開示される方法を実施するのに適した任意の方法で配置することができる。
いくつかの実施形態において、ドット間の配向の角度は約85°である。いくつかの実施形態において、ドット間の配向の角度は約90°である。
物質の1つ以上の層を電極構造に積層することは、限定されるものではないが、電極上または電極の近傍で生じ得る電気分解反応、発熱および無秩序な流体移動を含む、有害な電気化学効果を低減し、さらに、細胞、バクテリア、ウイルス、ナノ粒子、DNAおよび他の生体分子の効果的な分離が実行されるのを可能にする。いくつかの実施形態において、電極構造上に積層される物質は、1つ以上の多孔層であってもよい。他の実施形態において、1以上の多孔質層は、ポリマー層である。他の実施形態において、1以上の多孔質層は、ハイドロゲルである。
いくつかの様相、例えば高導電率バッファー(>100 mS/m)において、本明細書で記載される方法は、ナノスケール検体および他の微粒子物質を含むサンプルを、本明細書に開示されるような電極のアレイを含む装置へ適用すること、それによる、DEP電界領域におけるナノスケール検体の分離および収集を含む。いくつかの様相において、本明細書で記載された装置およびシステムは、ナノスケール検体および他の微粒子物質を含むサンプルを、本明細書に開示されるような電極のアレイを含む装置に適用すること、および、それによってDEP電界領域におけるナノスケール検体を分離し収集することが可能である。後続または同時である第2の、または随意である第3および第4のDEP領域は、生菌および他の微粒子物質を含む、他のサンプル構成要素を、収集または分離してもよい。
直流は、細胞を濃縮するのに適している、任意の電流値、電圧、周波数およびその他を有する。いくつかの実施形態において、第1の誘電泳動の電界領域は、0.1マイクロアンペア−1アンペアの電流値;10ミリボルト−10ボルトの電圧;及び/又は1ミリ秒−1000秒のパルス幅、および0.001−1000Hzのパルス周波数を有する直流を使用して、生成される。いくつかの実施形態において、DEP電界領域は、1マイクロアンペア−1アンペアの電流値を有する直流を使用して生成される。いくつかの実施形態において、DEP電界領域は、100マイクロアンペア−500ミリアンペアの電流値を有する直流を使用して生成される。いくつかの実施形態において、DEP電界領域は、1ミリアンペア−1アンペアの電流値を有する直流を使用して生成される。いくつかの実施形態において、DEP電界領域は、1マイクロアンペア−1ミリアンペアの電流値を有する直流を使用して生成される。いくつかの実施形態において、DEP電界領域は、500ミリ秒−500秒のパルス幅を有する直流を使用して生成される。いくつかの実施形態において、DEP電界領域は、500ミリ秒−100秒のパルス幅を有する直流を使用して生成される。いくつかの実施形態において、DEP電界領域は、1秒−1000秒のパルス幅を有する直流を使用して生成される。いくつかの実施形態において、DEP電界領域は、500ミリ秒−1秒のパルス幅を有する直流を使用して生成される。いくつかの実施形態において、DEP電界領域は、0.01−1000Hzのパルス周波数を有する直流を使用して生成される。いくつかの実施形態において、DEP電界領域は、0.1−100Hzのパルス周波数を有する直流を使用して生成される。いくつかの実施形態において、DEP電界領域は、1−100Hzのパルス周波数を有する直流を使用して生成される。いくつかの実施形態において、DEP電界領域は、100−1000Hzのパルス周波数を有する直流を使用して生成される。
1つの様相において、第1の誘電泳動の電界領域における細胞の濃縮に続き、方法は、細胞からナノスケール検体を遊離する工程を含む。他の様相において、本明細書に記載される装置およびシステムは、細胞から核酸を遊離することが可能である。いくつかの実施形態において、核酸は第1のDEP電界領域で、細胞から遊離される。
1つの様相において、サンプルからナノスケール検体を分離するための方法および装置が、本明細書で記述される。いくつかの実施形態において、ナノスケール検体は直径が1000nm未満である。他の実施形態において、ナノスケール検体は直径が500nm未満である。いくつかの実施形態において、ナノスケール検体は直径が250nm未満である。いくつかの実施形態において、ナノスケール検体は直径が約100nmと約1000nmとの間にある。他の実施形態において、ナノスケール検体は直径が約250nmと約800nmとの間にある。さらに他の実施形態において、ナノスケール検体は直径が約300nmと約500nmとの間にある。
いくつかの実施形態において、本明細書で記載される方法、システムまたは装置は、約5,000個の細胞を含むサンプルから少なくとも40,000ピコグラムのナノスケール検体を産生する。いくつかの実施形態において、本明細書で記載される方法、システムまたは装置は、約5,000個の細胞を含むサンプルから少なくとも50,000ピコグラムのナノスケール検体を産生する。
いくつかの実施形態において、サンプルは流体を含む。1つの様相において、サンプルは、細胞または他の微粒子物質、およびナノスケール検体を含む。いくつかの実施形態において、サンプルは、細胞を含まない。
いくつかの実施形態において、DEP電界領域のナノスケール検体の単離に続いて、方法は、単離されたナノスケール検体から随意に残留物質を水洗することを含む。いくつかの実施形態において、本明細書に記載される装置またはシステムは、ナノスケール検体から残留物質を洗い流すのに適している流体を含む貯水槽を含むか、及び/又は、随意に含み得る。「残留物質」は、限定的されないが、細胞(例えば生菌または残留細胞形質成分)などを含むサンプル中に元来存在し、細胞中に元来存在し、処置の間に加えられた、処理の任意の工程を通じて生成される、任意のものである。例えば、残留物質は、生菌、細胞壁フラグメント、タンパク質、脂質、炭水化物、無機質、塩、バッファ、血漿などを含む。いくつかの実施形態において、ある量のナノスケール検体は、残留物質とともに水洗される。
いくつかの実施形態において、本明細書に記載されるシステムまたは装置は、酵素反応を実行する手段を含む。他の実施形態において、本明細書に記載されるシステムまたは装置は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)、等温増幅、ライゲーション反応、制限分析、核酸クローニング、転写もしくは翻訳アッセイ、または他の酵素系の分子生物学アッセイを実行する手段を含む。
いくつかの実例において、シリコン微小電極アレイはPCRに必要な熱サイクリングに耐え得る。いくつかのアプリケーションにおいて、少量の標的核酸が転送工程の間に損失し得るので、オンチップPCRは有利である。本明細書で記載される装置、システムまたは処理のある実施形態において、複数のPCR技術のうちの任意の1つ以上が、随意に使用され。そのような技術は随意に、下記のどれか1以上を含む:フローセルにおける直接的熱サイクリング;異なる温度帯を有るマイクロチャネルを通じた物質の移動;および、システム上で増幅できるか、またはPCR装置に転送することができるPCRチューブ内への容量の移動。いくつかの例において、排出口が、不混和性流体および界面安定化剤(界面活性剤など)を含むT字接続部を含む場合、ドロップレット(droplet)PCRが実施される。ある実施形態において、ドロップレットは、任意の適切な方法によって熱循環される。
a)ACEチップを使用するサンプル抽出工程;
b)チップ上の標的配列の増幅工程;
c)ACEによるPCR生成物の捕捉工程;
d)標的ストランドの豊富化のためのサイクル・シーケンシング工程;
e)豊富化した標的ストランドの捕捉工程;
f)サンガー連鎖停止工程;
チップ上の多重カラー蛍光検出を用いたキャピラリー電気泳動による標的配列の電気泳動分離工程。核酸の洗浄、試薬の添加、電圧の切断は、必要に応じ実行される。反応は、複数の捕捉領域を有する単一のチップ上、または別々のチップ上、及び/又は反応チャンバで実行することができる。
本明細書に開示される単離された核酸は、様々な分析フォーマットでさらに利用されてもよい。例えば、核酸プローブまたはアンプリコンで指定される装置は、ドットブロットまたは逆ドットブロット分析、塩基重層型(base−stacking)一塩基多型(SNP)分析、電子厳密性を有するSNP分析、またはSTR分析において利用され得る。さらに、本明細書に開示されるそのような装置は、酵素の核酸修飾やタンパク質−核酸相互作用、例えば、酵素報告を伴う遺伝子発現解析、固定された核酸増幅、または、固相フォーマットに適している他の核酸修飾(これには制限エンドヌクレアーゼ切断、エンドヌクレアーゼまたはエキソ−ヌクレアーゼ切断、副溝結合タンパク質分析、ターミナルトランスフェラーゼ反応、ポリヌクレオチドキナーゼまたはホスファターゼ反応、リガーゼ反応、トポイソメラーゼ反応、および他の、核酸結合または修飾タンパク質反応を含む)のためのフォーマットで利用され得る。
様々な実施形態において、微小電極はアレイ内に配置される。微小電極アレイ設計の利点は、生成された電界の勾配を増加させ、一方で任意の特定電圧において生成されるAC電熱フローを減少させることを含む。実施形態において、微小電極アレイは、浮遊電極、すなわちACEの間にエネルギーが与えられないことによって作用電極を包囲する電極を含む。図12は、流速のプロフィル(左側)、および、通常電極と浮遊電極とが交互である構成を有する微小電極アレイによって生成されるDEP勾配の実施例を示す。表1は、マイクロアレイ電極アレイの異なる構成に由来するパフォーマンスを示す。
冠詞「a」、「an」および「the」は限定ではない。例えば、「方法」は、この語句の意味の最も広い定義を含み、これは1つ以上の方法であり得る。
微小電極アレイを覆うハイドロゲルを含む2つのチャンバ流体工学カートリッジが、ATSシステムに装着された。図5に示すように、微小電極アレイは、中空リング形状の電極を含んでいた。1つのチャンバに、0.8S/mの導電率を有する標準溶液と、25 pg/μLの混入DNA(Promegaから購入したゲノム、またはBioLabsから購入したLambd)とが、全容量530μLで装填された。別のチャンバに、体液(血液、血清、血漿、唾液など)中の未知のサンプルが、合計530μLで装填された。DNAは、Life Technologies社から購入したYOYO(登録書評)−1緑色蛍光染料を使用して、1:5000xの比率で染色した。両液体は、ATSシステムにおいて、10分間、10ボルトのピークピーク電圧、15kHz、変動流量(5ー250μL/分)で流動させながら、処置された。(図6および7)。その後、アレイは、電極上に捕捉されなかったすべての物質を除去するため、変動流量でさらに10分間、等張バッファ(水+オスモライト)で洗浄された。20分間の工程の終わりに、緑色蛍光フィルター(FITC)を使用し、顕微鏡上で10倍対物レンズを有するCCDカメラを使用して、微小電極アレイの画像が撮影された(各チャンバにつき1回)(図8)。これは、公知サンプルと比較した、未知のサンプルの捕捉物質の画像定量化を可能にした。ACE電源を切って、捕捉された物質が微小電極アレイから放出された後(図9)、捕捉物質が放出された流体は、カートリッジから回収され、後の分析のために収集された。
様々な電極設計が、実施例1に記載した方法に従って、テストされた。一般に、FDEPを増大させる一方FFLOWを低減させる電極の幾何配置は、ナノスケール検体のより強固な捕捉を可能にした。下記に、電極設計間の、ACE性能差について記載する。
Claims (69)
- サンプル中のナノスケール検体を単離するための装置であって、装置は:
(a)ハウジング;および
(b)ハウジング内の交流(AC)電極であって、AC電極は、ACの界面動電の高電界およびACの界面動電の低電界の領域を確立するために選択的に電力が加えられるように構成され、AC電極はさらに、領域間または実質的に近傍の範囲外の領域の流体の流動と比較して、AC電極近傍の周辺または範囲内の流体の流動を縮小、分裂、または変更するためにAC電極上または周囲に構成される導電物質、
を含むことを特徴とする装置。 - 導電物質は個々のAC電極の中心に実質的に存在しない、請求項1に記載の装置。
- 導電物質は個々のAC電極の端部に存在する、請求項1に記載の装置。
- 導電物質はオープンディスク形状の中の線として構成されている、請求項1に記載の装置。
- 個々のAC電極は中空のリング形状に構成されている、請求項1に記載の装置。
- 個々のAC電極は中空のチューブ形状に構成されている、請求項1に記載の装置。
- AC電極は非導電物質を含む、請求項1に記載の装置。
- 非導電物質はAC電極内で導電物質を囲み、導電物質に対し物理的障壁として機能する、請求項7に記載の装置。
- AC電極内の導電物質は非導電物質中の凹部を埋める、請求項7に記載の装置。
- AC電極は3次元的に構成される、請求項1に記載の装置。
- 3次元のAC電極の導電物質はAC電極内の導電物質の総表面積を増大させる、請求項10に記載の装置。
- AC電極内の導電物質は傾斜させて構成される、請求項1に記載の装置。
- AC電極内の導電物質は中空の三角形のチューブに構成される、請求項1に記載の装置。
- AC電極内の導電物質は隣接する平面状の電極表面が180度未満の角度となるように構成される、請求項1に記載の装置。
- AC電極内の導電物質は60度以上の角度に構成される、請求項1に記載の装置。
- AC電極内の導電物質は窪んだ凹形状に構成される、請求項1に記載の装置。
- 個々のAC電極は直径が40μmから100μmである、請求項1に記載の装置。
- AC電極が非円形の構成である、請求項1に記載の装置。
- 非円形構成間の配向角は25度から90度の間である、請求項18に記載の装置。
- 非円形構成は波線状の構成を含み、非円形の構成はリンカーによって接続された1対のドットの形状を含む反復ユニットを含み、リンカーはドット対の間の中間点に向かって細くなっていき、ドットの直径は反復ユニットの長さに沿う最も幅広な2点間であり、反復ユニットの平行のセットの端から端までの距離は等距離またはほぼ等距離である、請求項18に記載の装置。
- AC電極は1つ以上の浮遊電極を含む、請求項1に記載の装置。
- 浮遊電極はACの界面動電の電界領域を確立するために電力を加えられていない、請求項21に記載の装置。
- 浮遊電極は電力を加えられた電極を囲む、請求項21に記載の装置。
- 浮遊電極は非浮遊電極によって引き起こされる電界より高い勾配である電界を引き起こす、請求項21に記載の装置。
- サンプル内の検体を単離するための方法であって、当該方法は:
(a)装置へサンプルを加える工程であって、前記装置はACの界面動電の電界領域を確立することが可能である電極のアレイを含み、前記電極は、領域間または実質的に近傍の範囲外の領域の流体の流動と比較して、AC電極近傍の周辺または範囲内の流体の流動を縮小、分裂、または変更する、AC電極上または周囲に構成された導電物質を含む工程;
(b)少なくとも1つのACの界面動電の電界領域を生成する工程であって、前記の少なくとも1つのACの界面動電の電界領域は誘電泳動の高電界領域である工程;および、
(c)誘電泳動の高電界領域のナノスケール検体を単離する工程、
を含むことを特徴とする方法。 - 導電物質はアレイ内の個々の電極の中心に実質的に存在しない、請求項25に記載の方法。
- 導電物質はアレイ中の個々の電極の端部に存在する、請求項25に記載の方法。
- 導電物質はオープンディスク形状に構成される、請求項25に記載の方法。
- 個々の電極は中空のリング形状に構成される、請求項25に記載の方法。
- 個々の電極は中空のチューブ形状に構成される、請求項25に記載の方法。
- 電極中の導電物質の減少は電極内と表面周辺の減少した流体の流動をもたらし、表面上のナノスケール検体の捕捉量の増加を導く、請求項25に記載の方法。
- ナノスケール検体の捕捉量の増加は、電極内の導電物質が減少していない従来の電極構成を使用するよりも、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、少なくとも100%、またはそれ以上多く捕捉されたナノスケール検体である、請求項25に記載の方法。
- 電極アレイは非導電物質を含む、請求項25に記載の方法。
- 非導電物質は電極中の導電物質を囲み、導電物質に対し物理的障壁として機能する、請求項33に記載の方法。
- 電極内の導電物質はアレイの非導電物質中の凹部を埋める、請求項33に記載の方法。
- 電極のアレイは3次元に構成されている、請求項25に記載の方法。
- 電極の3次元アレイの導電物質は電極内の導電物質の総表面積を増大する、請求項36に記載の方法。
- 電極中の導電物質は傾斜させて構成される、請求項25に記載の方法。
- 電極中の導電物質は中空の三角形のチューブに構成される、請求項25に記載の方法。
- 電極内の導電物質は隣接する平面電極表面が180度未満の角度となるように構成される、請求項25に記載の方法。
- 電極内の導電物質は60度以上の角度に構成される、請求項25に記載の方法。
- 電極内の導電物質は窪んだ凹形状に構成される、請求項25に記載の方法。
- 個々の電極は直径で40μmから100μmである、請求項25に記載の方法。
- 電極は非円形の構成である、請求項25に記載の方法。
- 非円形の構成の間の配向角は25度から90度の間である、請求項44に記載の方法。
- 非円形構成は、波線状の構成を含み、非円形の構成はリンカーによって接続された1対のドットの形状を含む反復ユニットを含み、リンカーはドットの対の間の中間点に向かって細くなっていき、ドットの直径は反復ユニットの長さに沿って最も幅広な2点間であり、反復ユニットの平行のセットの端から端までの距離は等距離またはほぼ等距離である、請求項44に記載の方法。
- ACの界面動電の電界は、1ボルトから40ボルトのピークピーク値である電圧および/または、5Hzから5,000,000Hzの周波数および5%から50%のデューティサイクルを有する交流を使用して生成される、請求項25に記載の方法。
- サンプルは流体を含む、請求項25に記載の方法。
- 流体の導電率は300ms/m未満である、請求項48に記載の方法。
- 流体の導電率は300ms/mを超える、請求項48に記載の方法。
- 電極は、第1の誘電泳動の高電界の領域を提供するために選択的に電力を加えられられ、その後に、または連続的に第2の誘電泳動の高電界の領域を提供するために選択的に電力が加えられる、請求項25に記載の方法。
- ナノスケール検体は核酸である、請求項25に記載の方法。
- 流体は細胞を含む、請求項48に記載の方法。
- アレイ上の細胞を溶解する工程をさらに含む、請求項53に記載の方法。
- 細胞は、直流、化学溶解薬剤、酵素性溶解剤、熱、圧力、音波のエネルギー、およびそれらの組み合わせを用いて溶解される、請求項54に記載の方法。
- 細胞溶解後の残余タンパク質を分解する工程をさらに含む、請求項54に記載の方法。
- 細胞は、1−500ボルトの電圧、10−50%のデューティサイクルを備えた0.2から200Hzのパルス周波数、および少なくとも1回適用される0.1から10秒のパルス幅を備えた直流を用いて溶解される、請求項55に記載の方法。
- 電極のアレイは、約0.1ミクロンおよび1ミクロンの間の厚さであるハイドロゲルを用いてスピンコートされる、請求項25に記載の方法。
- 約0.1ミクロンおよび1ミクロンの間の厚さであるハイドロゲルは、化学蒸着法、表面から開始する重合、ディップコーティング、スプレーコーティング、インクジェット印刷、Langmuir−Blodgettコーティング、末端を官能基化した群によるポリマーの移植、溶媒の選択性を介した溶液の自己集合、電子ビーム蒸発、プラズマ重合、スパッタリング、またはそれらの組み合わせによって電極のアレイ上に積層される、請求項25に記載の方法。
- ハイドロゲルは合成ポリマーの2つ以上の層を含む、請求項25に記載の方法。
- ハイドロゲルはスピンコーティング前に0.5cPから5cPの間の粘性を有する、請求項25に記載の方法。
- ハイドロゲルは0.1S/mから1.0S/mの間の導電率を有する、請求項25に記載の方法。
- 単離した核酸は質量で10%未満の非核酸細胞物質または細胞のタンパク質を含む、請求項25に記載の方法。
- 前記の方法が10分以内に完了する、請求項25に記載の方法。
- 電極のアレイは比誘電率が2.0から4.0の不動態化層を含む、請求項25に記載の方法。
- 電極は1つ以上の浮遊電極を含む、請求項25に記載の方法。
- 浮遊電極はAC動電学的領域を確立するために電力を加えられていない、請求項66に記載の方法。
- 浮遊電極は電力を加えられた電極を囲む、請求項66に記載の方法。
- アレイ中の浮遊電極はアレイ中の非浮遊電極によって引き起こされる電界より高い勾配である電界を引き起こす、請求項66に記載の方法。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021520218A (ja) * | 2018-04-02 | 2021-08-19 | バイオロジカル ダイナミクス,インク. | 誘電体材料 |
US11731132B2 (en) | 2017-12-19 | 2023-08-22 | Biological Dynamics, Inc. | Methods and devices for detection of multiple analytes from a biological sample |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11198126B2 (en) | 2011-10-31 | 2021-12-14 | Fluid-Screen, Inc. | Apparatus for pathogen detection |
US8603791B2 (en) | 2012-04-16 | 2013-12-10 | Biological Dynamics, Inc. | Nucleic acid sample preparation |
WO2015196141A1 (en) * | 2014-06-20 | 2015-12-23 | Biological Dynamics, Inc. | Nucleic acid sample preparation |
US8932815B2 (en) | 2012-04-16 | 2015-01-13 | Biological Dynamics, Inc. | Nucleic acid sample preparation |
CN106459966A (zh) | 2014-04-08 | 2017-02-22 | 生物动力学公司 | 用于生物材料的分离的改进的装置 |
KR101701618B1 (ko) * | 2015-06-23 | 2017-02-13 | 국립암센터 | 전도성 고분자를 이용한 세포 유리 dna 검출용 구조체 및 이의 용도 |
US10232369B2 (en) | 2016-03-24 | 2019-03-19 | Biological Dynamics, Inc. | Disposable fluidic cartridge and components |
EP3442711B1 (en) * | 2016-04-15 | 2020-12-09 | Fluid-Screen, Inc. | Analyte detection methods and apparatus using dielectrophoresis and electroosmosis |
US9873129B1 (en) * | 2016-12-19 | 2018-01-23 | Charlot Biosciences, Inc. | Multi-planar microelectrode array device and methods of making and using same |
WO2018208820A1 (en) | 2017-05-08 | 2018-11-15 | Biological Dynamics, Inc. | Methods and systems for analyte information processing |
EP4058055A4 (en) | 2019-11-13 | 2023-12-13 | Fluid-Screen, Inc. | APPARATUS AND METHODS FOR RAPIDLY DETECTING, SEPARATING, PURIFYING AND QUANTIFYING VARIOUS VIRUSES CONTAINED IN CELLS, CULTURE MEDIUM AND OTHER LIQUIDS |
CA3161454A1 (en) | 2019-11-13 | 2021-05-20 | Fluid-Screen, Inc. | Methods and apparatus for detection of bacteria in a sample using dielectrophoresis |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005501251A (ja) * | 2001-08-24 | 2005-01-13 | アプレラ コーポレイション | 電場を使用する分析物の操作 |
US20090314644A1 (en) * | 2006-04-10 | 2009-12-24 | Technion Research & Development Foundation Ltd. | Method and Device for Electrokinetic Manipulation |
US20100155246A1 (en) * | 2006-01-18 | 2010-06-24 | Perkinelmer Cellular Technologies Germany Gmbh | Electric field cage and associated operating method |
JP2011516867A (ja) * | 2008-04-03 | 2011-05-26 | ザ レジェンツ オブ ザ ユニヴァースティ オブ カリフォルニア | 細胞、小胞、ナノ粒子およびバイオマーカーを分離および単離するためのエキソビボの多次元システム |
WO2013158686A1 (en) * | 2012-04-16 | 2013-10-24 | Biological Dynamics, Inc. | Nucleic acid sample preparation |
Family Cites Families (47)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6149789A (en) | 1990-10-31 | 2000-11-21 | Fraunhofer Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. | Process for manipulating microscopic, dielectric particles and a device therefor |
US5632957A (en) | 1993-11-01 | 1997-05-27 | Nanogen | Molecular biological diagnostic systems including electrodes |
US6071394A (en) | 1996-09-06 | 2000-06-06 | Nanogen, Inc. | Channel-less separation of bioparticles on a bioelectronic chip by dielectrophoresis |
US6403367B1 (en) | 1994-07-07 | 2002-06-11 | Nanogen, Inc. | Integrated portable biological detection system |
US6641708B1 (en) | 1996-01-31 | 2003-11-04 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Method and apparatus for fractionation using conventional dielectrophoresis and field flow fractionation |
GB9615775D0 (en) | 1996-07-26 | 1996-09-04 | British Tech Group | Apparatus and method for characterising particles using dielectrophoresis |
US6749736B1 (en) | 1998-06-26 | 2004-06-15 | Evotec Technologies Gmbh | Electrode arrangement for the dielectrophoretic diversion of particles |
US6203683B1 (en) | 1998-11-09 | 2001-03-20 | Princeton University | Electrodynamically focused thermal cycling device |
US6294063B1 (en) | 1999-02-12 | 2001-09-25 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Method and apparatus for programmable fluidic processing |
CN1181337C (zh) | 2000-08-08 | 2004-12-22 | 清华大学 | 微流体系统中实体分子的操纵方法及相关试剂盒 |
US6824664B1 (en) | 1999-11-04 | 2004-11-30 | Princeton University | Electrode-less dielectrophorises for polarizable particles |
US6790330B2 (en) | 2000-06-14 | 2004-09-14 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Systems and methods for cell subpopulation analysis |
CN100392384C (zh) | 2000-10-09 | 2008-06-04 | 清华大学 | 芯片上分离实体分子的方法和样品溶液 |
AU2002364177A1 (en) * | 2001-12-18 | 2003-06-30 | Massachusetts Institute Of Technology | Microfluidic pumps and mixers driven by induced-charge electro-osmosis |
US6887362B2 (en) | 2002-02-06 | 2005-05-03 | Nanogen, Inc. | Dielectrophoretic separation and immunoassay methods on active electronic matrix devices |
GB2392977A (en) | 2002-09-13 | 2004-03-17 | Suisse Electronique Microtech | A fluidic dielectrophoretic system and method for analysing biomolecules |
US7105081B2 (en) | 2002-12-20 | 2006-09-12 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Methods and apparatus for electrosmear analysis |
DE10311716A1 (de) | 2003-03-17 | 2004-10-14 | Evotec Oai Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Trennung von Partikeln in einer Flüssigkeitsströmung |
US20050064395A1 (en) | 2003-07-25 | 2005-03-24 | Platypus Technologies, Llc | Liquid crystal based analyte detection |
WO2006019407A2 (en) | 2004-02-18 | 2006-02-23 | The Trustees Of Boston University | Method for detecting and quantifying rare mutations/polymorphisms |
JPWO2005121767A1 (ja) | 2004-05-25 | 2008-04-10 | 有限会社フルイド | マイクロ流体デバイス及びこれを用いる分析分取装置 |
ITBO20040420A1 (it) * | 2004-07-07 | 2004-10-07 | Type S R L | Macchina per taglio e formatura di piattine metalliche |
JP2006047153A (ja) | 2004-08-05 | 2006-02-16 | Sony Corp | Dnaチップの製造方法と製造システム、ハイブリダイゼーション検出方法と検出システム、並びに基板処理装置と基板処理方法 |
JP4645110B2 (ja) | 2004-09-15 | 2011-03-09 | ソニー株式会社 | 誘電泳動を利用するハイブリダイゼーション検出部と該検出部を備えるセンサーチップ、並びにハイブリダイゼーション検出方法 |
EP1764418B1 (en) | 2005-09-14 | 2012-08-22 | STMicroelectronics Srl | Method and device for the treatment of biological samples using dielectrophoresis |
US20070080062A1 (en) * | 2005-10-03 | 2007-04-12 | Harnett Cindy K | Coated metal structures and methods of making and using thereof |
WO2007102839A2 (en) | 2005-10-27 | 2007-09-13 | Applera Corporation | Optoelectronic separation of biomolecules |
TWI304752B (en) | 2005-12-09 | 2009-01-01 | Ind Tech Res Inst | Multi-sample microfluidic dielectrophoresis separator |
KR100745754B1 (ko) * | 2005-12-29 | 2007-08-02 | 삼성전자주식회사 | 금속 기둥 전극 구조를 포함하는 유전 영동을 이용하여입자를 조작하기 위한 장치 및 그를 이용하여 빠른유속으로 유전 영동에 의하여 입자를 조작할 수 있는 방법 |
EP1998892A1 (en) | 2006-03-21 | 2008-12-10 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Microelectronic device with field electrodes |
ITTO20060273A1 (it) * | 2006-04-12 | 2007-10-13 | Silicon Biosystem S P A | Metodi ed apparati per la selezione e/o il processamento di particellle, in particolare per la lisi selettiva e/o ottimizzata di cellule |
KR100813254B1 (ko) | 2006-05-29 | 2008-03-13 | 삼성전자주식회사 | 유전 영동을 통하여 분극성 분석물을 분리하기 위한 장치및 그를 이용하여 시료 중의 분극성 물질을 분리하는 방법 |
JP2008298575A (ja) | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Panasonic Corp | 電極および製造方法とそれを用いた検出装置と検出方法 |
JP5306092B2 (ja) * | 2009-07-17 | 2013-10-02 | キヤノン株式会社 | 流体制御装置 |
DE102009028493B4 (de) * | 2009-08-13 | 2023-08-24 | Robert Bosch Gmbh | Mikrofluidische Zelle |
WO2011057347A1 (en) | 2009-11-12 | 2011-05-19 | Tgr Biosciences Pty Ltd | Analyte detection |
GB201102385D0 (en) * | 2011-02-10 | 2011-03-30 | Biocule Scotland Ltd | Two-dimensional gel electrophoresis apparatus and method |
CN102320559B (zh) | 2011-09-14 | 2014-06-18 | 上海交通大学 | 一种中空结构的微阵列电极的制备方法 |
WO2015196141A1 (en) | 2014-06-20 | 2015-12-23 | Biological Dynamics, Inc. | Nucleic acid sample preparation |
US8932815B2 (en) | 2012-04-16 | 2015-01-13 | Biological Dynamics, Inc. | Nucleic acid sample preparation |
WO2014015187A1 (en) | 2012-07-18 | 2014-01-23 | Biological Dynamics, Inc. | Manipulation of microparticles in low field dielectrophoretic regions |
WO2014028222A1 (en) | 2012-07-31 | 2014-02-20 | Crown Bioscience, Inc. | Biomarkers for identifying esophageal cancer patients for treatment with an anti-egfr drug |
US20140066317A1 (en) | 2012-09-04 | 2014-03-06 | Guardant Health, Inc. | Systems and methods to detect rare mutations and copy number variation |
US9551665B2 (en) | 2012-10-01 | 2017-01-24 | National Cheng Kung University | Method for detecting mitochondria gene alterations |
US20160216252A1 (en) | 2013-09-13 | 2016-07-28 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Plasmonic beads for multiplexed analysis by flow detection systems |
CN106459966A (zh) * | 2014-04-08 | 2017-02-22 | 生物动力学公司 | 用于生物材料的分离的改进的装置 |
EP3291916B1 (en) | 2015-05-04 | 2020-09-09 | Biological Dynamics, Inc. | Particle based immunoassay with alternating current electrokinetics |
-
2015
- 2015-04-07 CN CN201580030621.7A patent/CN106459966A/zh active Pending
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-
2016
- 2016-06-02 US US15/171,876 patent/US9682385B2/en active Active
- 2016-10-06 IL IL248200A patent/IL248200A0/en unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005501251A (ja) * | 2001-08-24 | 2005-01-13 | アプレラ コーポレイション | 電場を使用する分析物の操作 |
US20100155246A1 (en) * | 2006-01-18 | 2010-06-24 | Perkinelmer Cellular Technologies Germany Gmbh | Electric field cage and associated operating method |
US20090314644A1 (en) * | 2006-04-10 | 2009-12-24 | Technion Research & Development Foundation Ltd. | Method and Device for Electrokinetic Manipulation |
JP2011516867A (ja) * | 2008-04-03 | 2011-05-26 | ザ レジェンツ オブ ザ ユニヴァースティ オブ カリフォルニア | 細胞、小胞、ナノ粒子およびバイオマーカーを分離および単離するためのエキソビボの多次元システム |
WO2013158686A1 (en) * | 2012-04-16 | 2013-10-24 | Biological Dynamics, Inc. | Nucleic acid sample preparation |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11731132B2 (en) | 2017-12-19 | 2023-08-22 | Biological Dynamics, Inc. | Methods and devices for detection of multiple analytes from a biological sample |
JP2021520218A (ja) * | 2018-04-02 | 2021-08-19 | バイオロジカル ダイナミクス,インク. | 誘電体材料 |
US11883833B2 (en) | 2018-04-02 | 2024-01-30 | Biological Dynamics, Inc. | Dielectric materials |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20150283553A1 (en) | 2015-10-08 |
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EP3158088A1 (en) | Nucleic acid sample preparation |
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