JP2017534064A - 分析種の検出のための方法およびシステム - Google Patents

Abstract

実施形態により、１つ以上の試料中の１つ以上の分析種の存在を検出するための分析種検出システムおよび方法が提供される。検出方法では、試料とセンサー化合物とが流路に導入される。第１の電位差が、第１の方向に流路の長さにわたって印加され、第１の電気的特性値が検出される。続いて、第２の電位差が、反対の第２の方向に流路の長さにわたって印加され、第２の電気的特性値が検出される。流路中の分析種の存在または非存在が、第１の電気的特性値と第２の電気的特性値との比較に基づいて判定される。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、「分析種の検出のためのシステム」と題された２０１４年１０月６日出願の米国特許出願第１４／５０７，８２５号、「分析種の検出のための方法」と題された２０１４年１０月６日出願の米国特許出願第１４／５０７，８２８号、「水銀の検出のためのシステムおよび方法」と題された２０１４年１０月６日出願の米国特許出願第１４／５０７，８１８号、「銀の検出のためのシステムおよび方法」と題された２０１４年１０月６日出願の米国特許出願第１４／５０７，８２０号、および「核酸の検出のためのシステムおよび方法」と題された２０１４年１１月７日出願の米国特許出願第１４／５３５，３７８号の一部継続出願であり、これらの各々は、その全体が参照により援用される。

化学的および生物学的分析種の高感度かつ選択的な検出は、医学的および環境的な試験および研究に重要な意味を有する。例えば、病院や研究所では、重金属中毒の診断において、生物学的サンプルに対して、潜在的に有毒な物質（例えば、水銀および銀）を検出する試験を定期的に実施する。同様に、生体分子（例えば、核酸）の測定は、現代医学の基礎であり、医学的研究、診断、治療、および薬物開発において使用されている。

ナノポアシークエンシング技術は、核酸分子を検出する従来の方法である。ナノポアシークエンシングの概念では、脂質二重層膜を貫通して、すなわち膜の深さまたは厚さ寸法を貫通して延びる小さな穴または細孔であるナノポア開口を利用する。ナノポアシークエンシングは、膜中のナノポアを通ってヌクレオチドを移動させること、すなわち膜の深さまたは厚さ寸法に沿って膜の上面と底面との間を移動させることを含む。膜の深さまたは厚さ寸法にわたって電位差を印加して、ヌクレオチドにナノポアを通過させてもよい。ヌクレオチドがナノポアを通過する際に、ヌクレオチドの環境における物理的変化（例えば、ナノポアを通過する電流の変化）が検出される。検出された電流の変化に基づいて、ヌクレオチドを同定し、配列決定してもよい。

核酸検出の従来のシステムおよび技術の範囲を改善および拡大するための領域は特定されており、例示的な実施形態において技術的解決策が実施されている。

例示的な一実施形態によれば、試料中の分析種の存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料を導入すること；
流路に試料を導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って電気的特性値を測定すること；
流路に試料を導入する前の流路の長さの少なくとも一部に沿った電気的特性に関連する電気的特性基準値にアクセスすること；
電気的特性測定値と電気的特性基準値とを比較すること；ならびに
電気的特性測定値と電気的特性基準値との比較に基づいて、分析種が流路内に存在しているか否かを判定すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の分析種の存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路の長さの少なくとも一部に沿って流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて流路の電気的特性基準値を決定すること；
流路に試料を導入すること；
第１の測定工程で測定された流路の長さの同じ一部に沿って、試料を導入した流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
試料を導入した後に測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて、流路における試料の電気的特性値を決定すること；
流路における試料の電気的特性値と流路の電気的特性基準値との差を決定すること；ならびに
流路における試料の電気的特性値と流路の電気的特性基準値との差に基づいて、分析種が流路内に存在しているか否かを判定すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の分析種の存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料およびセンサー化合物を導入すること；
試料およびセンサー化合物を流路に導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って電気的特性値を測定すること；
メモリ内に保存された、流路の長さの少なくとも一部に関連する電気的特性基準値にアクセスすること；
電気的特性測定値と電気的特性基準値との差を決定すること；ならびに
電気的特性測定値と電気的特性基準値との差に基づいて、分析種が流路内に存在しているか否かを判定すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の分析種の存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路にセンサー化合物を導入すること；
流路の長さの少なくとも一部に沿って流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて流路の電気的特性基準値を決定すること；
流路に試料を導入すること；
試料およびセンサー化合物を流路に導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
センサー化合物および試料を流路に導入した後に測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、電気的特性値を決定すること；
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差を決定すること；ならびに
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差に基づいて、分析種が流路内に存在しているか否かを判定すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の分析種の存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路にセンサー化合物を導入すること；
流路に試料を導入すること；
試料およびセンサー化合物を流路に導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
センサー化合物および試料を流路に導入した後に測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、電気的特性値を決定すること；
センサー化合物および試料を流路に導入する前に測定された流路の電気的特性基準値にアクセスすること；
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差を決定すること；ならびに
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差に基づいて、分析種が流路内に存在しているか否かを判定すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の分析種の存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料を導入すること；
流路の長さの少なくとも一部に沿って流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて流路の電気的特性基準値を決定すること；
流路にセンサー化合物を導入すること；
試料およびセンサー化合物を流路に導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
センサー化合物および試料を流路に導入した後に測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、電気的特性値を決定すること；
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差を決定すること；ならびに
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差に基づいて、分析種が流路内に存在しているか否かを判定すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の分析種の存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料を導入すること；
流路にセンサー化合物を導入すること；
試料およびセンサー化合物を流路に導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
センサー化合物および試料を流路に導入した後に測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、電気的特性値を決定すること；
センサー化合物および試料を流路に導入する前に測定された流路の電気的特性基準値にアクセスすること；
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差を決定すること；ならびに
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差に基づいて、分析種が流路内に存在しているか否かを判定すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の分析種の存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路の内面の少なくとも一部をセンサー化合物でコーティングすること；
センサー化合物でコーティングした後の流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて流路の電気的特性基準値を決定すること；ならびに
流路に導入した試料中に分析種が存在するか否かの決定に使用するために流路の電気的特性基準値を保存すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の分析種の存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料およびセンサー化合物を導入することを含む。該方法は、流路の長さに沿った第１の方向に、流路の長さの両端に第１の電位差を印加することをさらに含む。該方法は、第１の電位差を印加しつつ、流路の長さの少なくとも一部に沿って第１の電気的特性値を測定することをさらに含む。該方法は、第１の方向とは逆の、流路の長さに沿った第２の方向に、流路の長さの両端に第２の電位差を印加することをさらに含む。該方法は、第２の電位差を印加しつつ、流路の長さの少なくとも一部に沿って第２の電気的特性値を測定することをさらに含む。該方法は、第１の電気的特性値と第２の電気的特性値とを比較することをさらに含む。該方法は、第１の電気的特性値と第２の電気的特性値との比較に基づいて、分析種が流路内に存在しているか否かを判定することをさらに含む。

例示的な一実施形態によれば、検出システムが提供される。該検出システムは、長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路を少なくとも１つ有する基板を含む。該検出システムは、前記少なくとも１つの流路の第１の端部と流体連通している第１のポート；および前記少なくとも１つの流路の第２の端部と流体連通している第２のポートをさらに含む。該検出システムは、前記少なくとも１つの流路の第１の端部に電気接続されている第１の電極；および前記少なくとも１つの流路の第２の端部に電気接続されている第２の電極をさらに含む。第１の電極および第２の電極は、前記少なくとも１つの流路の第１の端部および第２の端部それぞれに電気接続されて流路回路を形成している。流路回路は電気的特性を有し、前記少なくとも１つの流路内に電気伝導性流体が存在する場合に該電気伝導性流体によって流路回路の電気的特性が変化するように構成されている。該検出システムは、第１の電極および第２の電極と電気通信する分析種検出回路をさらに含む。分析種検出回路は、第１の電極および第２の電極と電気通信する測定回路を含む。測定回路は、測定回路出力を有し、該測定回路出力は、流路回路の１つ以上の電気的特性を示す１つ以上の値を含む。分析種検出回路は、測定回路出力と電気通信するメモリをさらに含み、該メモリは、流路回路の１つ以上の電気的特性を示す１つ以上の値を保存するように構成されており、該１つ以上の値は、流路回路の電気的特性の第１の値と流路回路の電気的特性の第２の値とを少なくとも含む。分析種検出回路は、メモリと電気通信する比較回路をさらに含み、少なくとも前記第１の値および第２の値を入力として有する。比較回路は、前記少なくとも第１の値および／または第２の値に少なくとも一部基づく比較回路出力を提供するように構成されている。比較回路出力は、前記少なくとも１つの流路内に分析種が存在するか否かを示す。

例示的な別の一実施形態によれば、検出システムが提供される。該検出システムは、長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路を少なくとも１つ有する基板を含む。該検出システムは、前記少なくとも１つの流路の第１の端部と流体連通している第１のポート；および前記少なくとも１つの流路の第２の端部と流体連通している第２のポートをさらに含む。該検出システムは、前記少なくとも１つの流路の第１の端部に電気接続されている第１の電極；および前記少なくとも１つの流路の第２の端部に電気接続されている第２の電極をさらに含む。第１の電極および第２の電極は、前記少なくとも１つの流路内に電気伝導性流体が存在することによって第１の電極と第２の電極の間の電気回路が完成するように、前記少なくとも１つの流路の第１の端部および第２の端部それぞれに電気接続されている。該検出システムは、第１の電極および第２の電極と電気通信する分析種検出回路をさらに含む。分析種検出回路は、第１の電極と第２の電極の間の１つ以上の電気的特性を測定するように構成されている。分析種検出回路はメモリを含み、該メモリは、測定された電気的特性値を保存するように構成されている。分析種検出回路は比較回路をさらに含み、該比較回路は、測定された電気的特性値に基づいて、前記少なくとも１つの流路内の分析種の存在を検出するように構成されている。

例示的な別の一実施形態によれば、検出システムが提供される。該検出システムは、
流体の流れを収容するための手段；
流体の流れを収容するための手段の第１の末端において流体を導入するための手段；
流体の流れを収容するための手段の第２の末端において流体を排出するための手段；
流体の流れを収容するための手段の第１の末端と第２の末端の間で流体の電気的特性の第１の値および第２の値を検出するための手段；ならびに
電気的特性の第１の値と第２の値の差に基づいて、流体中に分析種が存在するか否かを判定するための手段
を含む。

例示的な一実施形態によれば、試料中の水銀イオンの存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料を導入すること；
流路に試料を導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って電気的特性値を測定すること；
流路に試料を導入する前の流路の長さの少なくとも一部に沿った電気的特性に関連する電気的特性基準値にアクセスすること；
電気的特性測定値と電気的特性基準値とを比較すること；ならびに
電気的特性測定値と電気的特性基準値との比較に基づいて、水銀イオンが流路内に存在しているか否かを判定すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の水銀イオンの存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路の長さの少なくとも一部に沿って流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて流路の電気的特性基準値を決定すること；
流路に試料を導入すること；
第１の測定工程で測定された流路の長さの同じ一部に沿って、試料を導入した流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
試料を導入した後に測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて、流路における試料の電気的特性値を決定すること；
流路における試料の電気的特性値と流路の電気的特性基準値との差を決定すること；ならびに
流路における試料の電気的特性値と流路の電気的特性基準値との差に基づいて、水銀イオンが流路内に存在しているか否かを判定すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の水銀イオンの存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料およびＴＰＥＴ２分子を導入すること；
試料およびＴＰＥＴ２分子を流路に導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って電気的特性値を測定すること；
メモリ内に保存された、流路の長さの少なくとも一部に関連する電気的特性基準値にアクセスすること；
電気的特性測定値と電気的特性基準値との差を決定すること；ならびに
電気的特性測定値と電気的特性基準値との差に基づいて、水銀イオンが流路内に存在しているか否かを判定すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の水銀イオンの存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路にＴＰＥＴ２分子を導入すること；
流路の長さの少なくとも一部に沿って流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて流路の電気的特性基準値を決定すること；
流路に試料を導入すること；
試料およびＴＰＥＴ２分子を流路に導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
ＴＰＥＴ２分子および試料を流路に導入した後に測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、電気的特性値を決定すること；
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差を決定すること；ならびに
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差に基づいて、水銀イオンが流路内に存在しているか否かを判定すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の水銀イオンの存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路にＴＰＥＴ２分子を導入すること；
流路に試料を導入すること；
試料およびＴＰＥＴ２分子を流路に導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
ＴＰＥＴ２分子および試料を流路に導入した後に測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、電気的特性値を決定すること；
ＴＰＥＴ２分子および試料を流路に導入する前に測定された流路の電気的特性基準値にアクセスすること；
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差を決定すること；ならびに
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差に基づいて、水銀イオンが流路内に存在しているか否かを判定すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の水銀イオンの存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料を導入すること；
流路の長さの少なくとも一部に沿って流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて流路の電気的特性基準値を決定すること；
流路にＴＰＥＴ２分子を導入すること；
試料およびＴＰＥＴ２分子を流路に導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
ＴＰＥＴ２分子および試料を流路に導入した後に測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、電気的特性値を決定すること；
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差を決定すること；ならびに
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差に基づいて、水銀イオンが流路内に存在しているか否かを判定すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の水銀イオンの存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料を導入すること；
流路にＴＰＥＴ２分子を導入すること；
試料およびＴＰＥＴ２分子を流路に導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
ＴＰＥＴ２分子および試料を流路に導入した後に測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、電気的特性値を決定すること；
ＴＰＥＴ２分子および試料を流路に導入する前に測定された流路の電気的特性基準値にアクセスすること；
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差を決定すること；ならびに
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差に基づいて、水銀イオンが流路内に存在しているか否かを判定すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の水銀イオンの存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路の内面の少なくとも一部をＴＰＥＴ２分子でコーティングすること；
ＴＰＥＴ２分子でコーティングした後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて流路の電気的特性基準値を決定すること；ならびに
流路に導入した試料中に水銀イオンが存在するか否かの決定に使用するために流路の電気的特性基準値を保存すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の水銀イオンの存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料およびＴＰＥＴ２分子を導入することを含む。該方法は、流路の長さに沿った第１の方向に、流路の長さの両端に第１の電位差を印加することをさらに含む。該方法は、第１の電位差を印加しつつ、流路の長さの少なくとも一部に沿って第１の電気的特性値を測定することをさらに含む。該方法は、第１の方向とは逆の、流路の長さに沿った第２の方向に、流路の長さの両端に第２の電位差を印加することをさらに含む。該方法は、第２の電位差を印加しつつ、流路の長さの少なくとも一部に沿って第２の電気的特性値を測定することをさらに含む。該方法は、第１の電気的特性値と第２の電気的特性値とを比較することをさらに含む。該方法は、第１の電気的特性値と第２の電気的特性値との比較に基づいて、水銀イオンが流路内に存在しているか否かを判定することをさらに含む。

例示的な別の一実施形態によれば、水銀検出システムが提供される。該システムは、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路を少なくとも１つ有する基板；
前記少なくとも１つの流路の第１の端部と流体連通している第１のポート；ならびに
前記少なくとも１つの流路の第２の端部と流体連通している第２のポート
を含む。
該システムは、
前記少なくとも１つの流路の第１の端部に電気接続されている第１の電極；および
前記少なくとも１つの流路の第２の端部に電気接続されている第２の電極
をさらに含み、
第１の電極および第２の電極が、前記少なくとも１つの流路の第１の端部および第２の端部それぞれに電気接続されて流路回路を形成すること；ならびに
流路回路が電気的特性を有し、前記少なくとも１つの流路内に電気伝導性流体が存在する場合に該電気伝導性流体によって流路回路の電気的特性が変化するように構成されていることを特徴とする。
該システムは、
第１の電極および第２の電極と電気通信する水銀検出回路をさらに含み；
水銀検出回路が、第１の電極および第２の電極と電気通信する測定回路を含むこと；
測定回路が測定回路出力を有すること；
測定回路出力が、流路回路の１以上の電気的特性を示す１以上の値を含むこと；
水銀検出回路が、測定回路出力と電気通信するメモリを含み、該メモリが、流路回路の１つ以上の電気的特性を示す１つ以上の値を保存するように構成されており、該１つ以上の値が流路回路の電気的特性の第１の値と流路回路の電気的特性の第２の値とを少なくとも含むこと；
水銀検出回路が、メモリと電気通信する比較回路をさらに含み、少なくとも前記第１の値および第２の値を入力として有すること；
比較回路が、前記少なくとも第１の値および／または第２の値に少なくとも一部基づく比較回路出力を提供するように構成されていること；ならびに
比較回路出力が、前記少なくとも１つの流路内に水銀イオンが存在するか否かを示すことを特徴とする。

例示的な別の一実施形態によれば、水銀検出システムが提供される。該システムは、
流体の流れを収容するための手段；
流体の流れを収容するための手段の第１の末端において流体を導入するための手段；
流体の流れを収容するための手段の第２の末端において流体を排出するための手段；
流体の流れを収容するための手段の第１の末端と第２の末端の間で流体の電気的特性の第１の値および第２の値を検出するための手段；ならびに
電気的特性の第１の値と第２の値の差に基づいて、流体中に水銀イオンが存在するか否かを判定するための手段
を含む。

例示的な一実施形態によれば、試料中の銀イオンの存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料を導入すること；
流路に試料を導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って電気的特性値を測定すること；
流路に試料を導入する前の流路の長さの少なくとも一部に沿った電気的特性に関連する電気的特性基準値にアクセスすること；
電気的特性測定値と電気的特性基準値とを比較すること；ならびに
電気的特性測定値と電気的特性基準値との比較に基づいて、銀イオンが流路内に存在しているか否かを判定すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の銀イオンの存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路の長さの少なくとも一部に沿って流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて流路の電気的特性基準値を決定すること；
流路に試料を導入すること；
第１の測定工程で測定された流路の長さの同じ一部に沿って、試料を導入した流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
試料を導入した後に測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて、流路における試料の電気的特性値を決定すること；
流路における試料の電気的特性値と流路の電気的特性基準値との差を決定すること；ならびに
流路における試料の電気的特性値と流路の電気的特性基準値との差に基づいて、銀イオンが流路内に存在しているか否かを判定すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の銀イオンの存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料およびＴＰＥＡ２分子を導入すること；
試料およびＴＰＥＡ２分子を流路に導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って電気的特性値を測定すること；
メモリ内に保存された、流路の長さの少なくとも一部に関連する電気的特性基準値にアクセスすること；
電気的特性測定値と電気的特性基準値との差を決定すること；ならびに
電気的特性測定値と電気的特性基準値との差に基づいて、銀イオンが流路内に存在しているか否かを判定すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の銀イオンの存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路にＴＰＥＡ２分子を導入すること；
流路の長さの少なくとも一部に沿って流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて流路の電気的特性基準値を決定すること；
流路に試料を導入すること；
試料およびＴＰＥＡ２分子を流路に導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
ＴＰＥＡ２分子および試料を流路に導入した後に測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、電気的特性値を決定すること；
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差を決定すること；ならびに
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差に基づいて、銀イオンが流路内に存在しているか否かを判定すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の銀イオンの存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路にＴＰＥＡ２分子を導入すること；
流路に試料を導入すること；
試料およびＴＰＥＡ２分子を流路に導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
ＴＰＥＡ２分子および試料を流路に導入した後に測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、電気的特性値を決定すること；
ＴＰＥＡ２分子および試料を流路に導入する前に測定された流路の電気的特性基準値にアクセスすること；
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差を決定すること；ならびに
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差に基づいて、銀イオンが流路内に存在しているか否かを判定すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の銀イオンの存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料を導入すること；
流路の長さの少なくとも一部に沿って流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて流路の電気的特性基準値を決定すること；
流路にＴＰＥＡ２分子を導入すること；
試料およびＴＰＥＡ２分子を流路に導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
ＴＰＥＡ２分子および試料を流路に導入した後に測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、電気的特性値を決定すること；
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差を決定すること；ならびに
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差に基づいて、銀イオンが流路内に存在しているか否かを判定すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の銀イオンの存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料を導入すること；
流路にＴＰＥＡ２分子を導入すること；
試料およびＴＰＥＡ２分子を流路に導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
ＴＰＥＡ２分子および試料を流路に導入した後に測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、電気的特性値を決定すること；
ＴＰＥＡ２分子および試料を流路に導入する前に測定された流路の電気的特性基準値にアクセスすること；
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差を決定すること；ならびに
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差に基づいて、銀イオンが流路内に存在しているか否かを判定すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の銀イオンの存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路の内面の少なくとも一部をＴＰＥＡ２分子でコーティングすること；
ＴＰＥＡ２分子でコーティングした後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて流路の電気的特性基準値を決定すること；ならびに
流路に導入した試料中に銀イオンが存在するか否かの決定に使用するために流路の電気的特性基準値を保存すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の銀イオンの存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料およびＴＰＥＡ２分子を導入することを含む。該方法は、流路の長さに沿った第１の方向に、流路の長さの両端に第１の電位差を印加することをさらに含む。該方法は、第１の電位差を印加しつつ、流路の長さの少なくとも一部に沿って第１の電気的特性値を測定することをさらに含む。該方法は、第１の方向とは逆の、流路の長さに沿った第２の方向に、流路の長さの両端に第２の電位差を印加することをさらに含む。該方法は、第２の電位差を印加しつつ、流路の長さの少なくとも一部に沿って第２の電気的特性値を測定することをさらに含む。該方法は、第１の電気的特性値と第２の電気的特性値とを比較することをさらに含む。該方法は、第１の電気的特性値と第２の電気的特性値との比較に基づいて、銀イオンが流路内に存在しているか否かを判定することをさらに含む。

例示的な別の一実施形態によれば、銀の検出システムが提供される。該システムは、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路を少なくとも１つ有する基板；
前記少なくとも１つの流路の第１の端部と流体連通している第１のポート；ならびに
前記少なくとも１つの流路の第２の端部と流体連通している第２のポートを含む。
該システムは、
前記少なくとも１つの流路の第１の端部に電気接続されている第１の電極；および
前記少なくとも１つの流路の第２の端部に電気接続されている第２の電極
をさらに含み、
第１の電極および第２の電極が、前記少なくとも１つの流路の第１の端部および第２の端部それぞれに電気接続されて流路回路を形成すること；ならびに
流路回路が電気的特性を有し、前記少なくとも１つの流路内に電気伝導性流体が存在する場合に該電気伝導性流体によって流路回路の電気的特性が変化するように構成されていることを特徴とする。
該システムは、
第１の電極および第２の電極と電気通信する銀検出回路をさらに含み；
銀検出回路が、第１の電極および第２の電極と電気通信する測定回路を含むこと；
測定回路が測定回路出力を有すること；
測定回路出力が、流路回路の１つ以上の電気的特性を示す１つ以上の値を含むこと；
銀検出回路が、測定回路出力と電気通信するメモリを含み、該メモリが、流路回路の１つ以上の電気的特性を示す１つ以上の値を保存するように構成されており、該１つ以上の値が流路回路の電気的特性の第１の値と流路回路の電気的特性の第２の値とを少なくとも含むこと；
銀検出回路が、メモリと電気通信する比較回路をさらに含み、少なくとも前記第１の値および第２の値を入力として有すること；
比較回路が、前記少なくとも第１の値および／または第２の値に少なくとも一部基づく比較回路出力を提供するように構成されていること；ならびに
比較回路出力が、前記少なくとも１つの流路内に銀が存在するか否かを示すこと
を特徴とする。

例示的な別の一実施形態によれば、銀の検出システムが提供される。該システムは、
流体の流れを収容するための手段；
流体の流れを収容するための手段の第１の末端において流体を導入するための手段；
流体の流れを収容するための手段の第２の末端において流体を排出するための手段；
流体の流れを収容するための手段の第１の末端と第２の末端の間で流体の電気的特性の第１の値および第２の値を検出するための手段；ならびに
電気的特性の第１の値と第２の値の差に基づいて、流体中に銀が存在するか否かを判定するための手段
を含む。

例示的な一実施形態によれば、試料中の核酸の存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料を導入すること；
流路に試料を導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って電気的特性値を測定すること；
流路に試料を導入する前の流路の長さの少なくとも一部に沿った電気的特性に関連する電気的特性基準値にアクセスすること；
電気的特性測定値と電気的特性基準値とを比較すること；ならびに
電気的特性測定値と電気的特性基準値との比較に基づいて、核酸が流路内に存在しているか否かを判定すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の核酸の存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路の長さの少なくとも一部に沿って流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて流路の電気的特性基準値を決定すること；
流路に試料を導入すること；
第１の測定工程で測定された流路の長さの同じ一部に沿って、試料を導入した流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
試料を導入した後に測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて、流路における試料の電気的特性値を決定すること；
流路における試料の電気的特性値と流路の電気的特性基準値との差を決定すること；ならびに
流路における試料の電気的特性値と流路の電気的特性基準値との差に基づいて、核酸が流路内に存在しているか否かを判定すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の核酸の存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料および１つ以上の核酸プローブを導入すること；
試料および核酸プローブを流路に導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って電気的特性値を測定すること；
メモリ内に保存された、流路の長さの少なくとも一部に関連する電気的特性基準値にアクセスすること；
電気的特性測定値と電気的特性基準値との差を決定すること；ならびに
電気的特性測定値と電気的特性基準値との差に基づいて、核酸プローブが流路内に存在しているか否かを判定すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の核酸プローブの存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に１つ以上の核酸プローブを導入すること；
流路の長さの少なくとも一部に沿って流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて流路の電気的特性基準値を決定すること；
流路に試料を導入すること；
試料および１つ以上の核酸プローブを流路に導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
１つ以上の核酸プローブおよび試料を流路に導入した後に測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、電気的特性値を決定すること；
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差を決定すること；ならびに
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差に基づいて、核酸が流路内に存在しているか否かを判定すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の核酸の存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に１つ以上の核酸プローブを導入すること；
流路に試料を導入すること；
試料および１つ以上の核酸プローブを流路に導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
１つ以上の核酸プローブおよび試料を流路に導入した後に測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、電気的特性値を決定すること；
１つ以上の核酸プローブおよび試料を流路に導入する前に測定された流路の電気的特性基準値にアクセスすること；
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差を決定すること；ならびに
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差に基づいて、核酸が流路内に存在しているか否かを判定すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の核酸の存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料を導入すること；
流路の長さの少なくとも一部に沿って流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて流路の電気的特性基準値を決定すること；
１つ以上の核酸プローブを流路に導入すること；
試料および１つ以上の核酸プローブを流路に導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
１つ以上の核酸プローブおよび試料を流路に導入した後に測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、電気的特性値を決定すること；
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差を決定すること；ならびに
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差に基づいて、核酸が流路内に存在しているか否かを判定すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の核酸の存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料を導入すること；
１つ以上の核酸プローブを流路に導入すること；
試料および１つ以上の核酸プローブを流路に導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
１つ以上の核酸プローブおよび試料を流路に導入した後に測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、電気的特性値を決定すること；
１つ以上の核酸プローブおよび試料を流路に導入する前に測定された流路の電気的特性基準値にアクセスすること；
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差を決定すること；ならびに
流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差に基づいて、核酸が流路内に存在しているか否かを判定すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の核酸の存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路の内面の少なくとも一部を１つ以上の核酸プローブでコーティングすること；
１つ以上の核酸プローブでコーティングした後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて流路の電気的特性基準値を決定すること；ならびに
流路に導入した試料中に核酸が存在するか否かの決定に使用するために流路の電気的特性基準値を保存すること
を含む。

例示的な別の一実施形態によれば、試料中の核酸の存在または非存在を検出する方法が提供される。該方法は、長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料および１つ以上の核酸プローブを導入することを含む。該方法は、流路の長さに沿った第１の方向に、流路の長さの両端に第１の電位差を印加することをさらに含む。該方法は、第１の電位差を印加しつつ、流路の長さの少なくとも一部に沿って第１の電気的特性値を測定することをさらに含む。該方法は、第１の方向とは逆の、流路の長さに沿った第２の方向に、流路の長さの両端に第２の電位差を印加することをさらに含む。該方法は、第２の電位差を印加しつつ、流路の長さの少なくとも一部に沿って第２の電気的特性値を測定することをさらに含む。該方法は、第１の電気的特性値と第２の電気的特性値とを比較することをさらに含む。該方法は、第１の電気的特性値と第２の電気的特性値との比較に基づいて、核酸が流路内に存在しているか否かを判定することをさらに含む。

例示的な別の一実施形態によれば、核酸検出システムが提供される。該システムは、
長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路を少なくとも１つ有する基板；
前記少なくとも１つの流路の第１の端部と流体連通している第１のポート；ならびに
前記少なくとも１つの流路の第２の端部と流体連通している第２のポート
を含む。
該システムは、
前記少なくとも１つの流路の第１の端部に電気接続されている第１の電極；および
前記少なくとも１つの流路の第２の端部に電気接続されている第２の電極をさらに含み、
第１の電極および第２の電極が、前記少なくとも１つの流路の第１の端部および第２の端部それぞれに電気接続されて流路回路を形成すること；ならびに
流路回路が電気的特性を有し、前記少なくとも１つの流路内に電気伝導性流体が存在する場合に該電気伝導性流体によって流路回路の電気的特性が変化するように構成されていることを特徴とする。
該システムは、
第１の電極および第２の電極と電気通信する検出回路をさらに含み；
前記検出回路が、第１の電極および第２の電極と電気通信する測定回路を含むこと；
測定回路が測定回路出力を有すること；
測定回路出力が、流路回路の１つ以上の電気的特性を示す１つ以上の値を含むこと；
前記検出回路が、測定回路出力と電気通信するメモリを含み、該メモリが、流路回路の１つ以上の電気的特性を示す１つ以上の値を保存するように構成されており、該１つ以上の値が流路回路の電気的特性の第１の値と流路回路の電気的特性の第２の値とを少なくとも含むこと；
前記検出回路が、メモリと電気通信する比較回路をさらに含み、少なくとも前記第１の値および第２の値を入力として有すること；
比較回路が、前記少なくとも第１の値および／または第２の値に少なくとも一部基づく比較回路出力を提供するように構成されていること；ならびに
比較回路出力が、前記少なくとも１つの流路内に核酸が存在するか否かを示すことを特徴とする。

例示的な別の一実施形態によれば、核酸検出システムが提供される。該システムは、
流体の流れを収容するための手段；
流体の流れを収容するための手段の第１の末端において流体を導入するための手段；
流体の流れを収容するための手段の第２の末端において流体を排出するための手段；
流体の流れを収容するための手段の第１の末端と第２の末端の間で流体の電気的特性の第１の値および第２の値を検出するための手段；ならびに
電気的特性の第１の値と第２の値の差に基づいて、流体中に核酸が存在するか否かを判定するための手段
を含む。

例示的な実施形態に関する前述の、および別の目的、態様、構成、および利点は、以下の説明を添付の図面と併せて参照することにより、より明らかとなり、より良く理解することができる。

単一流路を含む例示的な検出システムの上面図を示す。

図１Ａの例示的な検出システムの側面断面図を示す。

図１Ａの例示的な検出システムの流路の概略的な側面断面図であり、凝集物粒子および電気二重層（ＥＤＬ）を示す。

複数流路を含む例示的な検出システムの上面図を示す。

複数流路を含む別の例示的な検出システムの上面図を示す。

例示的な検出システムにおける例示的なイオンを示す概略図である。

図６Ａおよび図６Ｂは、例示的な分析種の濃度を変えて流路において測定した例示的な導電率値を示すグラフである。

図７Ａおよび図７Ｂは、試料中の分析種（例えば、水銀または銀）を検出するための例示的な方法を示すフローチャートである。 図８Ａおよび図８Ｂは、試料中の分析種（例えば、水銀または銀）を検出するための例示的な方法を示すフローチャートである。 試料中の分析種（例えば、水銀または銀）を検出するための例示的な方法を示すフローチャートである。 試料中の分析種（例えば、水銀または銀）を検出するための例示的な方法を示すフローチャートである。 試料中の分析種（例えば、水銀または銀）を検出するための例示的な方法を示すフローチャートである。 試料中の分析種（例えば、水銀または銀）を検出するための例示的な方法を示すフローチャートである。 試料中の分析種（例えば、水銀または銀）を検出するための例示的な方法を示すフローチャートである。 試料中の分析種（例えば、水銀または銀）を検出するための例示的な方法を示すフローチャートである。 試料中の分析種（例えば、水銀または銀）を検出するための例示的な方法を示すフローチャートである。 試料中の分析種（例えば、水銀または銀）を検出するための例示的な方法を示すフローチャートである。

図１７Ａおよび図１７Ｂは、試料中の溶媒を検出するための例示的な方法を示すフローチャートである。

コンピュータで実行可能な例示的な方法を実装し実行するために使用することができる例示的な処理デバイスまたはコンピューティングデバイスのブロック図である。

図１９Ａおよび図１９Ｂは、試料中の核酸を検出するための例示的な方法を示すフローチャートである。 試料中の核酸を検出するための例示的な方法を示すフローチャートである。 試料中の核酸を検出するための例示的な方法を示すフローチャートである。 試料中の核酸を検出するための例示的な方法を示すフローチャートである。 試料中の核酸を検出するための例示的な方法を示すフローチャートである。 試料中の核酸を検出するための例示的な方法を示すフローチャートである。 試料中の核酸を検出するための例示的な方法を示すフローチャートである。 試料中の核酸を検出するための例示的な方法を示すフローチャートである。 試料中の核酸を検出するための例示的な方法を示すフローチャートである。

核酸の検出中に起こる核酸凝集物の形成を示す概略図である。

図２９Ａおよび図２９Ｂは、試料中の核酸を検出するための別の例示的な方法を示すフローチャートである。

添付図面は、一定の縮尺で描かれたものではない。

分析種（例えば、水銀、銀、または核酸およびヌクレオチド）を検出するための従来のシステムおよび技術を改善するための領域は特定されており、例示的な実施形態において技術的解決策が実施されている。例示的な実施形態は、新規な機能的能力を提供するための、ナノ流体およびマイクロ流体の表面化学、動電学、および流体力学の知識を結合した分析種（例えば、水銀、銀、または核酸）検出システムおよび技術を提供する。実施形態は、従来の技術（例えば、ナノポア技術）と比較して寸法精度および制御の改善を提供し、新規な機能性およびデバイス性能の向上をもたらす。

実施形態は、１つ以上の試料中の１つ以上の分析種（例えば、水銀、銀、または核酸）の存在または非存在を検出するための分析種検出システムおよび方法を提供する。例示的な検出システムは、試料およびセンサー化合物（例えば、水銀検出用のＴＰＥＴ２、銀検出用のＴＰＥＡ２、または核酸検出用の核酸プローブ）を収容するための少なくとも１つの流路を含み、流路は、幅と、幅よりも寸法が著しく大きい長さとを有する。例示的な検出システムは、流路の長さの少なくとも一部分に沿って１つ以上の電気的特性を検出して、流路が目的の分析種を含むか否かを判定するようにプログラムまたは構成された分析種検出回路を含む。

いくつかの場合において、センサー化合物は、分析種の粒子（試料中に存在する場合）とセンサー化合物の粒子との間の直接的または間接的な相互作用が、流路の１つ以上の電気的特性を変化させる凝集物の形成をもたらすように選択してもよい。特定の場合において、例示的な流路は、目的の分析種の粒子またはイオンと目的の分析種を検出するために使用されるセンサー化合物の粒子との間の相互作用により流路内に形成された凝集粒子の直径と実質的に等しいかまたはそれより小さい深さおよび／または幅を有するように構成してもよい。この場合、凝集物の形成は、流路内の導電性粒子の流れを部分的にまたは完全に遮断し、それによって、流路の長さに沿った電流および導電性を低下させ、流路の長さに沿って抵抗率を増加させる。分析種検出回路は、試料とセンサー化合物とが導入されると、流路の電気的特性におけるこの測定可能な変化を基準値と比較して、凝集物が流路内に存在するか否かを判定してもよい。凝集物が流路内に存在するという判定に基づいて、分析種検出回路は、試料が目的の分析種を含んでいると判定してもよい。

別の特定の場合には、凝集物粒子は導電性であってもよく、凝集物粒子の形成によって流路の長さの少なくとも一部に沿った電気経路が増強され、それによって流路の長さに沿って測定される導電率および電流の測定可能な増加が起こる。このような場合、凝集物の形成は、流路の長さに沿った抵抗率の測定可能な低下を引き起こす場合がある。分析種検出回路は、試料とセンサー化合物とが導入されると、流路の電気的特性におけるこの測定可能な変化を基準値と比較して、凝集物が流路内に存在するか否かを判定してもよい。凝集物が流路内に存在するという判定に基づいて、分析種検出回路は、試料が目的の分析種（例えば、水銀、銀、または核酸）を含んでいると判定してもよい。

分析種（例えば、水銀、銀、または核酸）を検出するための別の例示的な技術は、流路内における凝集物の形成によって引き起こされる、流路内におけるダイオード様挙動の存在の検出を含み得る。凝集物が存在しない場合、実質的に同じ大きさ（例えば、＋５００Ｖ）の電位差を印加すると、電位差または電界の印加方向にかかわらず、流路の長さに沿って検出される電気的特性（例えば、電流）は、実質的に同じ大きさとなり得る。電位差が、（例えば、正の電極が流路の第１の端部またはその近傍の導入ポートにあり、負の電極が流路の第２の端部またはその近傍の排出ポートにあるように）流路の長さに沿った第１の方向に流路の長さにわたって印加された場合、結果として生じる電流は、（例えば、正の電極が排出ポートにあり、負の電極が導入ポートにあるように）電位差が反対方向に印加された場合に結果として生じる電流と大きさが実質的に等しくなり得る。

流路内に凝集物が形成されると、ダイオード様挙動が生じ、印加された電位差または電界の方向の逆転が、流路内で検出される電気的特性の変化を引き起こす場合がある。ダイオード様挙動により、検出される電流の大きさは電界の方向によって異なることとなる。電界または電位差が第１の方向に印加される場合、電流の大きさは、電位差または電界が反対方向に印加される場合とは異なる大きさとなり得る。このように、（流路長に沿って第１の方向に電位差が印加された場合に検出される）第１の電気的特性値と（流路長に沿って反対の第２の方向に電位差が印加された場合に検出される）第２の電気的特性値との比較によって凝集体の検出が可能となり、その結果、試料中の分析種（例えば、水銀、銀、または核酸）の検出が可能となる。第１および第２の電気的特性値の大きさが実質的に等しい場合、試料は分析種（例えば、水銀、銀、または核酸）を含まないと判定され得る。一方、第１および第２の電気的特性値の大きさが実質的に等しくない場合、試料は分析種（例えば、水銀、銀、または核酸）を含むと判定され得る。換言すると、電気的特性値の合計（一方向で正、他の方向で負）は、凝集物の非存在下では実質的にゼロとなり、凝集物の存在下では実質的にゼロとならない。

従来のナノポア技術とは対照的に、例示的な実施形態は、流路の深さまたは厚さの寸法にわたってではなく、流路の長さに沿って、１つ以上の電気的特性を検出することを含む。例示的な実施形態の流路は、その幅よりも寸法が顕著に大きい長さを有し、開口、穴、または細孔として構成されたものではない。したがって、この例示的な流路は、電気的特性が検出される前に試料およびセンサー化合物が流路の長さに沿って流れることを可能にし、それによって寸法精度および電気的特性の制御の改善が可能となる。さらに、例示的な実施形態は、従来のナノポア技術におけるようなヌクレオチドの検出に限定されない。

特定の実施形態では、分析種（例えば、水銀、銀、または核酸および／または目的のヌクレオチド）が流路に存在するか否かを判定する際に、電気的特性以外の流路の特性を１つ以上検出してもよい。これらの特性は、音響検出、共鳴的パラメトリック検出、光学検出、分光検出、蛍光色素などを含む技術を用いて検出してもよいが、用いることのできる技術はこれらに限定されない。

Ｉ．用語の定義
例示的な実施形態に関連して使用される特定の用語を以下に定義する。

本明細書において、用語「検出システム」、「検出方法」および「検出技術」は、少なくとも１つの流路の長さの少なくとも一部に沿って１つ以上の電気的特性を測定することによって試料中の分析種を検出するためのシステムおよび方法を包含する。分析種は、水銀、銀、または目的の核酸および／もしくはヌクレオチドであってもよい。

本明細書において、用語「流路」は、明確に画定された内面と、内面によって境界付けられ、流体を収容するように構成されたた内側空間とを有するように構成された検出システム内の導管を包含する。いくつかの実施形態では、流路の内面は、微細加工され、滑らかな表面を呈するように構成される。例示的な流路は、以下の寸法、すなわち、長さｌ（その最長寸法（ｙ軸）に沿って測定され、検出システムの基板に実質的に平行な平面に沿って延びる）と、幅ｗ（その最長寸法に垂直な軸（ｘ軸）に沿って測定され、基板に平行な平面に実質的に沿って延びる）と、深さｄ（基板に平行な平面に実質的に垂直な軸（ｚ軸）に沿って測定される）とを有してもよい。例示的な流路は、その幅およびその深さよりも実質的に大きい長さを有してもよい。いくつかの場合において、長さ：幅の例示的な比としては、２：１、３：１、４：１、５：１、６：１、７：１、８：１、９：１、１０：１、１１：１、１２：１、１３：１、１４：１、１５：１、１６：１、１７：１、１８：１、１９：１、２０：１、およびこれらの間にあるあらゆる比などを挙げることができるが、これらに限定されない。特定の場合に、例示的な流路は、センサー化合物と目的の分析種との間の相互作用により流路に形成され得る凝集物粒子の直径と実質的に等しいかまたはそれより小さい深さおよび／または幅を有するように構成してもよい。

本明細書において、用語「分析種」は、その存在または非存在が、例示的な検出システムまたは方法を使用して検出可能である物質を包含する。例示的な実施形態を使用して検出することができる例示的な分析種には、有機物質（例えば、生体分子）または無機物質（例えば、金属イオン）を挙げることができる。例示的な実施形態を使用して検出することができる特定の分析種には、銀、水銀、１つ以上の溶媒、１つ以上の核酸、および／または１つ以上のヌクレオチドが含まれるが、これらに限定されない。

本明細書において、用語「試料」は、例示的な検出システムまたは方法によって分析することで、その試料が目的の分析種を含むか否かを判定できるような試験物質を包含する。例示的な実施形態において試験可能な例示的な試料には、唾液、血液、血漿、尿、糞便のような生物学的流体に由来するものを含む任意の流体、土壌試料、地方自治体の水の試料、空気試料などが含まれるが、これらに限定されない。

本明細書において、「センサー」および「センサー化合物」という用語は、別の１つ以上のセンサー化合物を介して直接的または間接的に試料中の目的の分析種と相互作用して凝集物の形成を引き起こす物質を包含する。目的の分析種が水銀である例では、適切なセンサー化合物はＴＰＥＴ２としてもよい。目的の分析種が銀である例では、適切なセンサー化合物はＴＰＥＡ２としてもよい。目的の分析種が核酸および／またはヌクレオチドである例では、適切なセンサー化合物は、１つ以上の核酸プローブ（例えば、１つ以上の核酸捕捉プローブ、１つ以上の核酸架橋プローブ、１つ以上の核酸プレ増幅プローブ、１つ以上の核酸標識伸長因子、１つ以上の核酸増幅プローブなど）としてもよい。

本明細書において、用語「凝集物」は、分析種の粒子および１つ以上のセンサー化合物の粒子からなる巨大分子構造を包含する。そのため、凝集物粒子は、分析種粒子の単位寸法または単位サイズよりも大きく、かつセンサー化合物の寸法または単位サイズよりも大きい単位寸法または単位サイズを有する。分析種の粒子と１つ以上のセンサー化合物の粒子との間の直接的および／または間接的相互作用によって、例示的な検出システムの流路内に凝集物が形成され得る。特定の分析種を検出するための例示的な検出システムおよび方法では、センサー化合物が直接的に、または他の物質を介して間接的に分析種と相互作用して流路内に凝集物を形成するように、１つ以上のセンサー化合物を選択してもよい。したがって、流路中に凝集物粒子が存在すれば、流路中に分析種が存在することが示され、流路中に凝集物粒子が存在しなければ、流路中に分析種が存在しないことが示される。

電位差が流路の長さの少なくとも一部にわたって印加されるような特定の場合において、凝集物の形成が流路内の流体の流れを部分的にまたは完全に遮断し、流路の長さの少なくとも一部に沿った導電率または電流の測定可能な低下、および／または電気抵抗率の測定可能な増加を引き起こす場合がある。別の特定の場合において、凝集物の粒子が導電性であることから、凝集物の形成が流路の導電率を高め、それにより、流路の長さの少なくとも一部に沿った導電率または電流の測定可能な増加、および／または電気抵抗率の測定可能な低下を引き起こすことがある。

本明細書において、用語「電気的特性」は、流路に沿って伝導される電流、流路（および／または流路の任意の内容物）が電流を流す能力、流路（および／または流路の任意の内容物）が電流の流れに対抗する強さの度合いを定量化した測定値などの流路の１つ以上の特性を包含するが、これらに限定されない。例示的な実施形態では、電気的特性は、流路の長さの少なくとも一部に沿って検出してもよい。実施形態において検出される例示的な電気的特性には、流路の長さの少なくとも一部に沿って伝導される電流の測定値、流路の長さの少なくとも一部に沿った導電率の測定値、流路の長さの少なくとも一部に沿った電気抵抗率の測定値、流路の長さの少なくとも一部にわたる電位差の測定値、これらの組み合わせなどが含まれるが、これらに限定されない。

本明細書において、電気的特性値に関する「基準」という用語は、試料と必要なすべてのセンサー化合物（例えば、ＴＰＥＴ２、ＴＰＥＡ２、または核酸プローブ）とがいずれも流路に導入され、流路内で互いに相互作用することができる状態になる前の、流路の電気的特性値またはその値の範囲を包含する。すなわち、基準値は、試料中の目的の分析種と、目的の分析種を検出するために使用されるすべてのセンサー化合物との間の相互作用が起こる前の流路を特徴付ける値である。いくつかの場合において、基準値は、流路に１つ以上のセンサー化合物を導入した後であるが、流路に試料を導入する前である時間に検出してもよい。いくつかの場合において、基準値は、流路に試料を導入した後、流路にすべてのセンサー化合物を導入する前（例えば、少なくとも１つのセンサー化合物が流路に導入されていない状態）の時間に検出してもよい。いくつかの場合において、基準値は、流路に試料またはセンサー化合物のいずれかが導入されていない状態で検出してもよい。いくつかの場合において、基準値は、流路に緩衝溶液が導入された後、流路に試料またはセンサー化合物のいずれかが導入されていない状態で検出してもよい。

いくつかの場合において、基準値はあらかじめ決定され、アクセス可能な非一時的記録媒体に保存されてもよい。別の場合において、基準値は、検出システムの使用中に、１つ以上の電気的特性測定値から決定されてもよい。

本明細書において、用語「データ」、「コンテンツ」、「情報」、および類似の用語は、本発明の実施形態に従って送信、受信、および／または保存することのできるデータを意味し、相互に入れ替えて使用することができる。したがって、このような用語の使用は、本発明の実施形態の趣旨および範囲を限定するものと解釈されるべきではない。さらに、本明細書において、モジュール、プロセッサ、またはデバイスが、別のモジュール、プロセッサ、またはデバイスからデータを受信すると記載される場合、データは、該別のモジュール、プロセッサ、またはデバイスから直接受信されてもよく、または、本明細書で「ネットワーク」と称することもある１つ以上の中間モジュールまたは中間デバイス（例えば、サーバ、リレー、ルータ、ネットワークアクセスポイント、基地局、ホストなどのうちの１つ以上）を介して間接的に受信されてもよいことが理解されるであろう。同様に、本明細書において、コンピューティングデバイスが別のコンピューティングデバイスにデータを送信すると記載される場合、データは、該別のコンピューティングデバイスに直接送信されてもよく、または、１つ以上の中間コンピューティングデバイス（例えば、サーバ、リレー、ルータ、ネットワークアクセスポイント、基地局、ホストなどのうちの１つ以上）を介して間接的に送信されてもよいことが理解されるであろう。

本明細書において、用語「モジュール」は、１つ以上の特定の機能を実行するように構成されたハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアを包含する。

本明細書において、用語「コンピュータ可読媒体」は、非一時的記録ハードウェア、非一時的な記録デバイス、または非一時的なコンピュータシステムメモリを指し、コントローラ、マイクロコントローラ、コンピュータシステム、またはコンピュータシステムのモジュールは、該媒体にアクセスして、コンピュータによる実行が可能な命令またはソフトウェアプログラムをエンコードして該媒体上に保存することができる。コンピュータシステムまたはコンピュータシステムのモジュールは、「非一時的コンピュータ可読媒体」にアクセスして、該媒体上にエンコードされている、コンピュータによる実行が可能な命令またはソフトウェアプログラムを読出および／または実行することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、非一時的なハードウェアメモリ、非一時的な有形の媒体（例えば、１つ以上の磁気記録ディスク、１つ以上の光ディスク、１つ以上のＵＳＢフラッシュドライブ）、コンピュータシステムメモリ、またはランダムアクセスメモリ（例えば、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＥＤＯ ＲＡＭ）などのうちの１種以上が挙げられるが、これに限定されない。

本明細書において、用語「セット」は、１つ以上からなる集合体であることを意味する。

本明細書において、用語「複数」は、２つ以上であることを意味する。

本明細書において、用語「等しい」および「実質的に等しい」は、広い意味において、正確に等しいことまたはある程度の許容範囲内で近似的に等しいことを意味し、相互に入れ替えて使用することができる。

本明細書において、用語「類似の」および「実質的に類似の」は、広い意味において、正確に同一であることまたはある程度の許容範囲内で近似的に類似していることを意味し、相互に入れ替えて使用することができる。

本明細書において、用語「結合」および「接続」は、２つ以上の構成要素間の直接的または間接的な接続を包含する。例えば、第１の構成要素は、第２の構成要素に直接的に結合されていてもよく、１つ以上の中間構成要素を介して結合されていてもよい。

本発明のいくつかの例示的な実施形態について、添付の図面を参照しつつ、以下でより完全に説明する。添付の図面は、本発明の実施形態のすべてではなく、そのうちのいくつかを示している。実際に、これらの発明は、多くの異なる形態で具体化することができ、本明細書に記載の実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。これらの実施形態は、この開示が関連する法的要件を満たすことを目的として提供される。全体を通じて、類似の番号は類似の要素を指す。

ＩＩ．例示的な分析種検出システム
例示的な検出システムは、少なくとも１つの流路を含み、流路の長さの少なくとも一部に沿って１つ以上の電気的特性を検出して、流路が分析種（例えば、水銀、銀、または目的の特定の核酸および／または目的の特定のヌクレオチド）を含むか否かを判定する。例示的な検出システムは、試料および１つ以上のセンサー化合物（例えば、水銀検出のためのＴＰＥＴ２、銀検出のためのＴＰＥＡ２、または核酸検出のための１つ以上の核酸プローブ）を収容するための１つ以上の流路と、試料およびセンサー化合物を流路に導入するための１つ以上の導入ポートと、いくつかの実施形態では、それを通して流路の内容物を除去することができる１つ以上の排出ポートとを含むように構成してもよい。

１つ以上のセンサー化合物は、分析種の粒子が試料中に存在する場合、分析種の粒子とセンサー化合物の粒子との間の直接的または間接的な相互作用が、流路の長さの少なくとも一部の１つ以上の電気的特性を変化させる凝集物の形成をもたらすように選択してもよい。特定の場合において、凝集物粒子の形成は、流路内の流体の流れを抑制または遮断し、したがって流路の長さに沿って測定される導電率および電流の測定可能な低下を引き起こす場合がある。同様に、このような場合、凝集物の形成は、流路の長さに沿った抵抗率の測定可能な低下を引き起こす場合がある。別の特定の場合おいて、凝集物粒子は導電性とすることができ、凝集物粒子の形成は、流路の長さの少なくとも一部に沿った電気経路を増強し、それによって流路の長さに沿って測定された導電率および電流の測定可能な増加を引き起こすことがある。これらの場合、凝集物の形成は、流路の長さに沿った抵抗率の測定可能な低下を引き起こすことがある。

例示的な流路は、以下の寸法、すなわち、長さ（その最長寸法（ｙ軸）に沿って測定され、検出システムの基板に実質的に平行な平面に沿って延びる）と、幅（その最長寸法に垂直な軸（ｘ軸）に沿って測定され、基板に平行な平面に実質的に沿って延びる）と、深さ（基板に平行な平面に実質的に垂直な軸（ｚ軸）に沿って測定される）とを有してもよい。例示的な流路は、その幅およびその深さよりも実質的に大きい長さを有してもよい。いくつかの場合において、長さ：幅の例示的な比は、２：１、３：１、４：１、５：１、６：１、７：１、８：１、９：１、１０：１、１１：１、１２：１、１３：１、１４：１、１５：１、１６：１、１７：１、１８：１、１９：１、２０：１、およびこれらの間にあるあらゆる比などであってもよい。

特定の場合に、例示的な流路は、目的の分析種（例えば、水銀、銀、または核酸）の粒子と、分析種を検出するために使用されるセンサー化合物（例えば、水銀検出のためのＴＰＥＴ２、銀検出のためのＴＰＥＡ２、または核酸検出のための核酸プローブ）の粒子との相互作用によって流路に形成される凝集物の粒子の直径と実質的に等しいかまたはそれより小さい深さおよび／または幅を有するように構成してもよい。

例示的な流路は、ｘ軸に沿って、１ｎｍ〜５００００ｎｍの範囲の幅を有することができるが、幅は、この例示的な範囲に限定されない。例示的な流路は、ｙ軸に沿って、１０ｎｍ〜２ｃｍの範囲の長さを有することができるが、長さは、この例示的な範囲に限定されない。例示的な流路は、ｚ軸に沿って、１ｎｍ〜１ミクロンの範囲の深さを有することができるが、深さは、この例示的な範囲に限定されない。

例示的な流路は、任意適切な横断面形状（例えば、ｘ−ｚ平面に沿った断面）を有することができ、横断面形状は、円形、楕円形、矩形、正方形、Ｄ字形（等方性エッチングのため）などを含むが、これらに限定されない。

図１Ａおよび図１Ｂは、試料中の分析種（例えば、水銀、銀、または特定の核酸もしくは特定のヌクレオチド）の存在または非存在を検出するために使用することができる例示的な検出システム１００を示す。図１Ａは、システムの上面図であり、図１Ｂは、システムの側面断面図である。検出システム１００は、水平なｘ−ｙ平面に実質的に沿って延在する基板１０２を含む。いくつかの実施形態において、基板１０２は、誘電体材料（例えば、シリカ）で形成してもよい。基板１０２の、他の例示的な材料には、ガラス、サファイア、ダイヤモンドなどが含まれるが、これらに限定されない。

基板１０２は、流体を収容するための少なくとも内面１０６および内部空間１０８を有する流路１０４を支持するかまたは含むものであってもよい。いくつかの場合において、流路１０４は、基板１０２の上面内にエッチングされてもよい。流路１０４の内面１０６の例示的な材料には、ガラス、シリカなどが含まれるが、これらに限定されない。

特定の実施形態において、流路１０４および基板１０２は、ガラスで形成されてもよい。生物学的流体へのガラスの溶解が遅く、タンパク質および小分子がガラス表面に接着するといった生物学的条件により、ガラス由来の移植物の使用には障害がある。特定の非限定的な実施形態において、自己組織化単分子層を用いた表面修飾によって、分析種の検出および分析のためのガラス表面を修飾するアプローチが提供される。特定の実施形態において、流路１０４の内面１０６の少なくとも一部は、センサー化合物が該内面に対して特異的に共有結合できるようにする材料を含むように、またはその材料によってコーティングされるように、前処理または共有結合的に修飾されてもよい。特定の実施形態において、流路を覆うカバースリップ１１４もまた、ある材料によって共有結合的に修飾されてもよい。

流路１０４の内面１０６を修飾するために使用することができる例示的な材料には、シラン化合物（例えば、トリクロロシラン、アルキルシラン、トリエトキシシラン、ペルフルオロシラン）、両性イオンスルトン、ポリ（６−９）エチレングリコール（Ｐｅｇ）、パーフルオロオクチル、フルオレセイン、アルデヒド、グラフェン化合物などが含まれるが、これらに限定されない。流路の内面の共有結合的修飾によって、特定の分子の非特異的吸収を防止できることもある。一例では、内面の共有結合的修飾によって、内面へのセンサー化合物分子の共有結合を可能としながら、内面が他の分子を非特異的に吸収することを防止し得る。例えば、ポリエチレングリコール（Ｐｅｇ）を使用して流路１０４の内面１０６を修飾することで、内面に対する物質の非特異的吸着を減少させ得る。

いくつかの実施形態において、流路１０４は、明確に画定された滑らかな内面１０６を有するようにナノ加工またはマイクロ加工してもよい。流路を作製し、流路の内面を修飾するための例示的な技術は、Sumita Pennathur and Pete Crisalli (2014), “Low Temperature Fabrication and Surface Modification Methods for Fused Silica Micro- and Nanochannels”, MRS Proceedings, 1659, pp 15-26. doi:10.1557/opl.2014.32に教示され、その全内容が、参照により本明細書内に明示的に援用される。

流路１０４の第１の端部は、導入ポート１１０を含むか、または導入ポート１１０と流体連通してもよく、流路１０４の第２の端部は、排出ポート１１２を含むか、または排出ポート１１２と流体連通してもよい。特定の非限定的な実施形態において、ポート１１０および１１２は、流路１０４の終端に設けられてもよい。

いくつかの実施形態において、流路１０４およびポート１１０、１１２を有する基板１０２の上面は、カバースリップ１１４で覆われ封止されてもよい。

第１の電極１１６は、流路１０４の第１の端部、例えば導入ポート１１０またはその近傍に、電気的に接続することができる。第２の電極１１８は、流路１０４の第２の端部、例えば排出ポート１１２またはその近傍に、電気的に接続することができる。第１および第２の電極１１６、１１８は、第１の電極と第２の電極との間に電位差を印加する目的で、電源または電圧源１２０に電気的に接続してもよい。すなわち、流路の長さの少なくとも一部にわたって電位差が印加される。流路１０４内に流体が存在し、印加された電位差の影響下にあるとき、電極１１６、１１８および流体は、完全な電気経路を作り出すことができる。

電源または電圧源１２０は、電位差が流路長さに沿って（ｙ軸に沿って）第１の方向に印加され、また（ｙ軸に沿って）反対の第２の方向にも印加されるような可逆的な電界印加が可能となるように構成してもよい。電界または電位差の方向が第１の方向である一例では、正電極は、流路１０４の第１の端部に、例えば、導入ポート１１０またはその近傍に接続してもよく、負電極は、流路１０４の第２の端部に、例えば、排出ポート１１２またはその近傍に接続してもよい。電界または電位差の方向が逆の第２の方向である別の一例では、負電極は、流路１０４の第１の端部に、例えば、導入ポート１１０またはその近傍に接続してもよく、正電極は、流路１０４の第２の端部に、例えば、排出ポート１１２またはその近傍に接続してもよい。

流路１０４の第１および第２の端部（例えば、導入ポート１１０および排出ポート１１２またはそれらの近傍）は、分析種が流路１０４に存在するか否かを判定するために流路１０４の１つ以上の電気的特性値を検出するようにプログラムまたは構成された分析種検出回路１２２に電気的に接続されてもよい。電気的特性値は、単一の時間（例えば、試料および１つ以上のセンサー化合物が流路に導入された後のある特定の時間）に、または複数の異なる時間（例えば、試料および１つ以上のセンサー化合物のいずれもが流路に導入される前後）に検出してもよい。検出される例示的な電気的特性には、電流、導電率、電圧、抵抗などを挙げることができるが、これらに限定されない。特定の例示的な分析種検出回路１２２は、プロセッサまたはコンピューティングデバイス、例えば、図１８に示される装置１７００などとして構成されてもよく、これらを含んでいてもよい。別の特定の分析種検出回路１２２は、電流計、電圧計、オーム計などを含んでもよいが、これらに限定されない。

一実施形態において、分析種検出回路１２２は、流路１０４の長さの少なくとも一部に沿って１つ以上の電気的特性値を測定するようにプログラムまたは構成された測定回路１２３を含み得る。分析種検出回路１２２はまた、ある時間にわたり流路の電気的特性の１つ以上の値を周期的にまたは連続的に監視し、値が平衡に達した（すなわち、分散または許容度の特定の閾値を超えた変動がなくなった）後に、値のうちの１つを選択するようにプログラムまたは構成された平衡回路１２４を含み得る。

分析種検出回路１２２はまた、流路の２つ以上の電気的特性値、例えば、試料とすべてのセンサー化合物のいずれもが流路に導入された状態になる前に測定された電気的特性基準値と、試料とすべてのセンサー化合物が流路に導入された後に測定された電気的特性値とを比較するようにプログラムまたは構成された比較回路１２６を含み得る。比較回路１２６は、目的の分析種が流路に存在するか否かを判定するために、この比較を利用し得る。一実施形態において、比較回路１２６は、測定された電気的特性値と電気的特性基準値との差を計算し、その差を流路内の分析種の存在または非存在を示す所定の値と比較することができる。

特定の実施形態では、試料とセンサー化合物のいずれもが流路に導入されると、比較回路１２６は、電界または電位差が流路の長さに沿って第１の方向に流路にわたって印加されたときの第１の電気的特性値（例えば、電流の大きさ）を、電界または電位差が流路の長さに沿って逆の第２の方向に流路にわたって印加されたときの第２の電気的特性値（例えば、電流の大きさ）と比較するようにプログラムまたは構成されてもよい。一実施形態において、比較回路１２６は、第１の値と第２の値の差を計算し、その差を流路内の分析種の存在または非存在を示す所定の値と比較（例えば、その差が実質的にゼロであるか否かを比較）してもよい。例えば、その差が実質的にゼロである場合、これは、流路中に分析種の凝集物が存在しないこと、例えば、流路中に分析種が存在しないことを示す。その差が実質的にゼロではない場合、これは、流路中に分析種の凝集物が存在すること、例えば、流路中の分析種が存在することを示す。

特定の実施形態において、分析種検出回路１２２は、試料中の分析種の絶対濃度および／または試料中の１つ以上のさらなる物質に対する分析種の相対濃度を決定するようにプログラムまたは構成することができる。

いくつかの実施形態において、比較回路１２４および平衡回路１２６は、別々の回路またはモジュールとして構成することができるが、別の実施形態において、単一の統合された回路またはモジュールとして構成することができる。

分析種検出回路１２２は、いくつかの実施形態において、１つ以上の外部デバイスまたはモジュールに接続することができる出力１２８を有してもよい。例えば、分析種検出回路１２２は、電気的特性基準値および／または１つ以上の測定された電気的特性値を、さらなる計算、処理、および分析のためのプロセッサ１３０、値を保存するための非一時的記録デバイスまたはメモリ１３２、および値を使用者に表示するための画像表示装置１３４のうちの１つ以上に送信してもよい。いくつかの場合において、分析種検出回路１２２自体が、試料が分析種を含むか否かの指標を生成し、この指標をプロセッサ１３０、非一時的記録デバイスまたはメモリ１３２、および／または画像表示装置１３４に送信してもよい。

図１Ａおよび図１Ｂのシステムを使用する例示的な方法では、１つ以上のセンサー化合物および試料を、順次または同時に流路に導入することができる。

流体の流れおよび／または流体中の荷電粒子の流れが（例えば凝集物が存在しないという理由により）阻害されない場合、流体中の導電性粒子またはイオンは、導入ポート１１０から排出ポート１１２に向かってｙ軸に沿って、流路１０４の長さの少なくとも一部に沿って移動し得る。導電性粒子またはイオンの移動の結果、流路１０４の長さの少なくとも一部に沿って、第１のまたは「基準」の電気的特性値（例えば、電流、導電率、抵抗率）またはその範囲が、分析種検出回路１２２によって検出され得る。いくつかの実施形態において、平衡回路１２４は、値が平衡に達するまでの時間、電気的特性値を周期的にまたは連続的に監視してもよい。次いで、平衡回路１２４は、値の１つを、電気的特性の過渡的変化の影響を避けるようにして選択し、電気的特性基準値としてもよい。

電気的特性「基準」値という用語は、試料およびすべてのセンサー化合物（例えば、水銀検出のためのＴＰＥＴ２、銀検出のためのＴＰＥＡ２、または１つ以上の核酸プローブ）が流路に導入される前の流路の電気的特性値またはその値の範囲を指すことができる。すなわち、基準値は、試料中の分析種とすべてのセンサー化合物との間に何らかの相互作用が生じる前の流路を特徴付ける値である。いくつかの場合において、基準値は、１つのセンサー化合物を流路に導入した後、試料およびさらなるセンサー化合物を流路に導入する前の時間に検出することができる。いくつかの場合において、基準値は、１つのセンサー化合物および試料を流路に導入した後、さらなるセンサー化合物を流路に導入する前の時間に検出することができる。いくつかの場合において、基準値は、試料またはセンサー化合物を流路に導入する前の時間に検出することができる。いくつかの場合において、基準値はあらかじめ決定され、アクセス可能な非一時的記録媒体に保存されてもよい。

いくつかの場合において、（試料中の目的の分析種と１つ以上のセンサー化合物との間の相互作用に起因して）流路内に導電性凝集物が形成されると、流路１０４の長さの少なくとも一部に沿った電気経路が増強されることがある。この場合、検出回路１２２は、流路１０４の長さの少なくとも一部に沿った第２の電気的特性の（例えば、電流、導電率、抵抗率の）値またはその値の範囲を検出することがある。いくつかの実施形態において、検出回路１２２は、試料およびすべてのセンサー化合物を流路に導入した後、第２の電気的特性値を検出する前に、待機時間または調整時間が経過する間、待機してもよい。待機時間または調整時間により、流路内に凝集物を形成させ、凝集物形成によって流路の電気的特性を変えることができる。

いくつかの実施形態において、試料およびセンサー化合物を導入した後、平衡回路１２４は、値が平衡に達するまで、電気的特性値を周期的または連続的に監視することができる。その後、平衡回路１２４は、電気的特性の過渡的変化の影響を回避するようにして、値のうちの１つを、第２の電気的特性値として選択してもよい。

比較回路１２６は、第２の電気的特性値を電気的特性基準値と比較することができる。第２の値と基準値との差が電流または導電率の増加（または抵抗率の低下）の所定の範囲に相当すると判定された場合、検出回路１２２により、流路に凝集物が存在すること、したがって分析種が試料中に存在することが判定され得る。

別の特定の場合において、流路内の流体の流れおよび／または流体中の荷電粒子の流れが部分的にまたは完全に（例えば、凝集物の形成によって）遮断される場合、流体内の導電性粒子またはイオンが、導入ポート１１０から排出ポート１１２に向かってｙ軸に沿って流路１０４の長さの少なくとも一部に沿って自由に移動できないことがある。導電性粒子またはイオンの移動が阻害されたり停止したりすることによって、流路１０４の長さの少なくとも一部に沿って第３の電気的特性の（例えば、電流、導電率、抵抗率の）値またはその値の範囲が分析種検出回路１２２によって検出され得る。第３の電気的特性値は、第２の電気的特性値に加えて、またはその代わりに検出されてもよい。いくつかの実施形態において、分析種検出回路１２２は、第３の電気的特性値を検出する前に、試料およびセンサー化合物のいずれもが流路に導入された後、待機時間または調整時間が経過する間、待機してもよい。待機時間または調整時間により、流路内に凝集物を形成させ、凝集物形成によって流路の電気的特性を変えることができる。

いくつかの実施形態において、試料およびセンサー化合物を導入した後、平衡回路１２４は、値が平衡に達するまで、電気的特性値を周期的または連続的に監視することができる。その後、平衡回路１２４は、電気的特性の過渡的変化の影響を回避するように、値のうちの１つを、第３の電気的特性値として選択してもよい。

比較回路１２６は、第３の電気的特性値を電気的特性基準値と比較することができる。第３の値と基準値との差が電流または導電率の低下（または抵抗率の増加）の所定の範囲に相当すると判定された場合、分析種検出回路１２２により、流路に分析種の凝集物が存在すること、したがって目的の分析種が試料中に存在することが判定され得る。

流路の長さに沿った流体の流れは、流路の寸法に対する凝集物粒子のサイズ、および流路の内面における電気二重層（ＥＤＬ）の形成に依存する場合がある。図２は、図１Ａおよび図１Ｂの検出システムの例示的な流路の側面断面図であり、流路の内面における電気二重層（ＥＤＬ）２０２と凝集物粒子２０４との組み合わせによって、流路内の流体の流れが抑制されている様子を示している。

一般的に、ＥＤＬは、荷電した固体（例えば、流路の内面、分析種粒子、凝集物粒子）と電解質含有溶液（例えば、流路の内容物である流体）との間の正味電荷の領域である。ＥＤＬは、流路の内面の周囲と、流路内の任意の分析種粒子および凝集物粒子の周囲のいずれにも存在する。電解質に由来する対イオンは、流路の内面の電荷に引き付けられ、正味の電荷領域が誘導される。ＥＤＬは、流路内の、ならびに分析種粒子および目的の凝集物粒子の周囲のイオン流に影響を及ぼし、対イオンのいずれをも流路の長さを通過させないことによってダイオード様の挙動を生じさせる。

ＥＤＬの特徴的な長さを数学的に解くために、ポアソン・ボルツマン（ＰＢ）方程式および／またはポアソン・ネルンスト・プランク方程式（ＰＮＰ）を解いてもよい。これらの解は、例示的なシステムの動作を理解するために解析される非線形連立方程式の組を生成するための流体流に対するナビエ・ストークス（ＮＳ）方程式に結合される。

流路表面、ＥＤＬ、および凝集物粒子の間の寸法相互作用の観点から、例示的な流路は、所定の大きさの凝集物が流路内に形成された際に、導電性イオンの流れが流路の長さに沿って実質的に阻害されることを保証するように注意深く選択された寸法パラメータで構成し、構築することができる。特定の場合において、例示的な流路は、分析種検出の間に流路内に形成される凝集物粒子の直径と実質的に等しいかまたはそれより小さい深さおよび／または幅を有するように構成してもよい。特定の実施形態では、ＥＤＬのサイズもまた、流路の寸法パラメータを選択する際に考慮され得る。特定の場合において、例示的な流路は、流路の内面および流路内の凝集物粒子の周囲に生成されるＥＤＬの寸法と実質的に等しいかまたはそれより小さい深さおよび／または幅を有するように構成してもよい。

特定の実施形態では、検出システムの使用前の流路が、センサー化合物（例えば、水銀検出のためのＴＰＥＴ２、銀検出のためのＴＰＥＡ２、または核酸検出のための１つ以上の核酸プローブ）を含まないことがある。すなわち、検出システムの製造業者が、センサー化合物を含ませるための流路の前処理または修飾を実施しないことがある。この場合、使用者は、使用中に、（例えば、電解質緩衝液中の）１つ以上のセンサー化合物を流路に導入し、センサー化合物を有するが試料を有さない流路の電気的特性基準値を検出することができる。

別の特定の実施形態では、検出システムの使用前に、流路の内面の少なくとも一部がセンサー化合物（例えば、水銀検出のためのＴＰＥＴ２、銀検出のためのＴＰＥＡ２、または核酸検出のための１つ以上の核酸プローブ）を含むかまたはセンサー化合物でコーティングされるように、流路が前処理または修飾されてもよい。すなわち、検出システムの製造業者は、センサー化合物を含ませるために、流路の前処理または修飾を実施してもよい。この場合、使用者は、流路に試料を導入するだけでよい。一例では、製造業者がセンサー化合物で修飾された流路の電気的特性基準値を検出し、使用者は、使用中に、保存された電気的特性基準値を使用することができる。すなわち、検出システムの製造業者は、センサー化合物を含ませるために、流路の前処理または修飾を実施してもよい。この場合、使用者は、試料および１つ以上のさらなるセンサー化合物を流路に導入する必要があるかもしれない。

特定の例示的な検出システムは、単一の流路を含み得る。別の特定の例示的な検出システムは、単一の基板上に設けられた複数の流路を含み得る。このような検出システムは、任意適切な数の流路を含んでもよく、その数としては２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０が挙げられるが、これらに限定されない。

一実施形態において、検出システムは、少なくとも２つの流路が互いから独立して動作するような複数の流路を含み得る。図１Ａおよび図１Ｂの例示的な流路１０４および関連する構成要素が同じ基板上に複数備えられることにより、このようなマルチ流路検出システムを実現することができる。複数の流路の試用により、同じ試料中の同じ分析種、同じ試料中の異なる分析種、異なる試料中の同じ分析種、および／または異なる試料中の異なる分析種を検出することができる。

別の一実施形態において、検出システムは、少なくとも２つの流路が互いに協働して動作するような複数の流路を含み得る。図３は、基板３０２を含む例示的な検出システム３００を示す。基板３０２は、同じ試料中の同じ分析種を検出するために使用することができる複数の流路３０４、３０６を含み得る。２つの流路が示されているが、より多くの流路が検出システムに設けられてもよい。複数の流路を設けることにより、冗長機能およびエラーチェック機能が実現され、これにより異なる流路における分析種の検出結果が異なれば、検出システムの信頼性が低いことが示され、異なる流路における結果が同一であれば、検出システムの信頼性が高いことが示される。前者の場合、検出システムの修理、再較正、または廃棄が必要となり得る。

第１の流路３０４および第２の流路３０６の第１の端部は、試料および１つ以上のセンサー化合物を検出システムに導入することができる共通の導入ポート３０８を含むか、または共通の導入ポート３０８と流体連通してもよい。第１の流路３０４の第２の端部は、第１の排出ポート３１０を含むか、または第１の排出ポート３１０と流体連通してもよく、第２の流路３０６の第２の端部は、第２の排出ポート３１２を含むか、または第２の排出ポート３１２と流体連通してもよい。排出ポート３１０と３１２は、互いに流体連通していなくてもよい。

検出システム３００は、第１および第２の流路３０４、３０６の端部またはその近傍に電気的に接続することができる電極３１４、３１６Ａおよび３１６Ｂを含み得る。電極３１４、３１６Ａおよび３１６Ｂは、導入ポート３０８と第１の排出ポート３１０との間、および導入ポート３０８と第２の排出ポート３１２との間に電位差を印加するために、流路３０４、３０６を電圧源または電源３３２に接続することができる。同様に、分析種検出回路３１８は、第１および第２の流路３０４，３０６の端部またはその近傍で電気的に接続され、両流路に導入された試料が目的の分析種を含むか否かを判定することができる。

図１Ａおよび図１Ｂに示された構成要素と共通の、図３に示される構成要素を、図１Ａおよび図１Ｂに関連付けて説明する。

別の一実施形態において、検出システムは、少なくとも２つの流路が互いに協働して動作するような複数の流路を含み得る。図４は、基板４０２を含む例示的な検出システム４００を示す。基板４０２は、同じ試料中の同じ分析種を検出するために使用することができる複数の流路４０４、４０６を含み得る。２つの流路が示されているが、より多くの流路が検出システムに設けられてもよい。複数の流路を設けることにより、同一の試料における複数の分析種または複数の試料における同一の分析種の同時検出が可能となり、検出システムの速度またはスループットが向上する。

第１の流路４０４および第２の流路４０６の第１の端部は、試料および１つ以上のセンサー化合物を検出システムに導入することができる共通の導入ポート４０８を含むか、または共通の導入ポート４０８と流体連通してもよい。さらに、第１の流路４０４の第１の端部は、第２の導入ポート４１４を含むか、または第２の導入ポート４１４と流体連通してもよい。第２の流路４０６の第１の端部は、第３の導入ポート４１６を含むか、または第３の導入ポート４１６と流体連通してもよい。第２の導入ポート４１４と第３の導入ポート４１６は、互いに流体連通していなくてもよい。

第１の流路４０４の第２の端部は、第１の排出ポート４１０を含むか、または第１の排出ポート４１０と流体連通してもよい。第２の流路４０６の第２の端部は、第２の排出ポート４１２を含むか、または第２の排出ポート４１２と流体連通してもよい。排出ポート４１０と４１２は、互いに流体連通していなくてもよい。

検出システム４００は、第１および第２の流路４０４、４０６の端部またはその近傍に電気的に接続することができる電極４１８、４２０および４２２を含み得る。これらの電極は、第１の導入ポート４０８と第１の排出ポート４１０との間、および第１の導入ポート４０８と第２の排出ポート４１２との間に電位差を印加するために、第１および第２の流路を電圧源または電源４３６に接続することができる。同様に、分析種検出回路４２４は、第１および第２の流路４０４、４０６の端部またはその近傍で電気的に接続され、両流路に導入された試料が目的の分析種を含むか否かを判定することができる。

図１Ａおよび図１Ｂに示された構成要素と共通の、図４に示される構成要素を、図１Ａおよび図１Ｂに関連付けて説明する。

図４のシステム４００を使用する例示的な方法では、試料を共通の第１の導入ポート４０８に導入することができ、第１および第２のセットのセンサー化合物を第２および第３の導入ポート４１４および４１６にそれぞれ導入することができる。結果として、分析種検出回路４２４は、第１の流路４０４の第１および第２の端部で行われた測定に基づいて、第１の試料が、（第１の流路のセンサー化合物と相互作用して凝集物を形成する）目的の分析種を含むか否かを判定することができる。分析種検出回路４２４は、第２の流路４０６の第１および第２の端部で行われた測定に基づいて、試料が、（第２の流路の第２のセンサー化合物と相互作用して凝集物を形成する）目的の第２の分析種を含むか否かを判定することができる。

別の例示的な一使用方法において、１つ以上のセンサー化合物を第１の導入ポート４０８に導入することができ、第１および第２の試料を第２および第３の導入ポート４１４および４１６にそれぞれ導入することができる。結果として、分析種検出回路４２４は、第１の流路４０４の第１および第２の端部で行われた測定に基づいて、試料が、（第１の流路の第１のセンサー化合物と相互作用して凝集物を形成する）目的の第１の分析種を含むか否かを判定することができる。分析種検出回路４２４は、第２の流路４０６の第１および第２の端部で行われた測定に基づいて、第２の試料が、（第２の流路のセンサー化合物と相互作用して凝集物を形成する）目的の第２の分析種を含むか否かを判定することができる。

特定の実施形態では、図１Ａ、図１Ｂ、図３および図４に示されるシステムを用いて、流路の１つ以上の電気的特性値に基づいて分析種の絶対濃度または相対濃度を決定することができる。例示的な検出システムの流路における内面積／体積の比が大きいことから、このような方法で分析種の濃度を決定することができる。分析種の濃度が低い場合、流路内の導電率は表面電荷によって支配される。したがって、流路の電気的特性の測定により、異なるイオンを区別することが可能となる。その結果、流路内のバルク流の独特かつ高感度な測定値を用いて、流路の内面における表面電荷に関する情報を決定することができる。したがって、例示的な実施形態では、流路の寸法および特定の分析種が異なる濃度で与えられれば、該分析種に特有の、該流路の電気的特性値の所定の範囲を計算することができる。次いで、このようにして求めた所定の値を使用して、試料中の分析種の未知の濃度を決定することができる。

種々のイオンの流路中の表面電荷に関する詳細な情報は、以下の論文に示されており、その全内容が、参照により本明細書に明示的に援用される。“Surface-dependent chemical equilibrium constants and capacitances for bare and 3-cyanopropyldimethylchlorosilane coated silica nanochannels,” M. B. Andersen, J. Frey, S. Pennathur and H. Bruus, J. Colloid Interface Sci. 353, 301-310 (2011)、および“Hydronium-domination ion transport in carbon-dioxide-saturated electrolytes at low salt concentrations in nanochannels”,” K.L. Jensen, J.T. Kristensen, A.M. Crumrine, M.B.Andersen, H. Bruus and S. Pennathur., Phys. Review E. 83, 5, 056307.

図５は、流路５０２の内面と、流路の内面に直に隣接して位置する流体不動層５０４と、不動層に直に隣接して位置する流体拡散層５０６と、拡散層に直に隣接して位置するバルク流体流層５０８とを含む流路の内部の概略図である。流体層の各々において、例示的なイオンが示されている。流路の長さにわたって電位差を印加すると、（例えば、分析種検出回路１２２によって）流路の長さの少なくとも一部に沿った電気的特性値が検出され得る。比較回路１２６は、測定された電気的特性値を、分析種の特定の濃度または濃度範囲の値に相当する電気的特性値の所定の範囲と比較するために使用されてもよい。決定される濃度は、分析種の絶対濃度であってもよく、流路中の別の１つ以上の物質の濃度に対する分析種の相対濃度であってもよい。

図６Ａおよび図６Ｂは、異なる試験ケースについて流路で測定された導電率値を示すグラフである。各試験ケースにおいて、２つのさらなる物質（この場合、アンモニウムおよび過酸化水素）の濃度に対する分析種の異なる相対濃度が使用され、相当する流路内の導電率値を測定する。一実施形態では、Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｌｅａｎ １すなわちＳＣ１が試験ケースの溶液として使用される。ＳＣ１の詳細はオンラインで見出だされる。図６Ａおよび図６Ｂの試験ケースにおける３つの物質間の濃度比を表１に示す。表１は、試験ケースごとのＳＣ１濃度と過酸化水素濃度とアンモニウム濃度の比を列挙したものである。

分析種の濃度が低いほど、分析種と他の物質との間の相対濃度の差異を測定することは容易になる。例えば、濃度比が１０００：１：１であれば、例示的な検出システムにおいて、１〜１０ｐｐｍのオーダーの検出感度が達成され得る。濃度比が３５０：１：１であれば、１００ｐｐｍのオーダーの検出感度が達成され得る。濃度比が５：１：１あれば、１００００ｐｐｍのオーダーの検出感度が達成され得る。

特定の実施形態において、図１Ａおよび図１Ｂの基板１０２、流路１０４およびカバースリップ１１４は、ガラスで形成されてもよい。生物学的流体へのガラスの溶解が遅く、タンパク質および小分子がガラス表面に接着するといった生物学的条件により、ガラス由来の移植物の使用には障害がある。例示的な実施形態において、自己組織化単分子層を用いた表面修飾によって、分析種の検出および分析のためのガラス表面を修飾するアプローチが提供される。特定の実施形態において、流路１０４の内面１０６および／またはカバースリップ１１４の内面の少なくとも一部は、センサー化合物（例えば、水銀検出のためのＴＰＥＴ２、または核酸検出のための１つ以上の核酸プローブ）が該内面に対して特異的に共有結合できるようにする材料を含むように、またはその材料によってコーティングされるように、前処理または共有結合的に修飾されてもよい。

流路および／またはカバースリップの内面を修飾するために使用することができる例示的な材料には、シラン化合物（例えば、トリクロロシラン、アルキルシラン、トリエトキシシラン、ペルフルオロシラン）、両性イオンスルトン、ポリ（６−９）エチレングリコール（Ｐｅｇ）、パーフルオロオクチル、フルオレセイン、アルデヒド、グラフェン化合物などが含まれるが、これらに限定されない。流路の内面の共有結合的修飾によって、特定の分子の非特異的吸収を防止できることもある。一例では、内面の共有結合的修飾によって、内面へのセンサー化合物分子の共有結合を可能としながら、内面が他の分子を非特異的に吸収することを防止し得る。例えば、ポリエチレングリコール（Ｐｅｇ）を使用して流路１０４の内面１０６を修飾することで、内面に対する他の物質の非特異的吸着を防止し得る。

修飾物質の一例としてのアルキルシランは、シリコンとガラスの表面に共有結合単分子層を形成する分子群である。アルキルシランは、３つの異なる領域（良好な脱離基で囲まれた頭部基、長いアルキル鎖、および末端基）を有する。通常、ハロゲン、アルコキシ、または他の脱離基を含む頭部基により、適切な反応条件下において、分子は固体ガラス表面に共有結合的に固定され得る。アルキル鎖は、ファンデルワールスの相互作用による単分子層の安定化および秩序に寄与し、その結果、よく秩序化された単分子層が形成される。末端基は、化学的表面特性の官能化および調節を可能にする。そのために使用される技術としては、求核置換反応、クリックケミストリー、または重合反応が挙げられるが、これらに限定されない。

シラン化合物を用いて内面を処理する例示的な技術の一例では、溶液が調製される。この溶液は、適切なクロロシラン、トリクロロシラン、トリメトキシシラン、またはトリエトキシシランを、０．１〜４％（ｖ／ｖ（シランが液体の場合）またはｗ／ｖ（シランが固体の場合））の濃度となるように適切な溶媒（例えば、トリメトキシシランまたはトリエトキシシランの場合はトルエン、クロロシランまたはトリクロロシランの場合はエタノール、またはトリメトキシシランの場合は３．５〜５．５のｐＨを有する水）に溶解させて調製することができる。この溶液は、界面活性剤を含まない０．２ミクロン酢酸セルロース（ＳＦＣＡ）フィルターを通して濾過してもよい。濾過したシラン溶液１０μＬを流路のポートに加え、毛細管現象により流路に充填することができる。充填は光学顕微鏡で観察してもしなくてもよく、溶媒組成に応じて５〜４０分かかる場合がある。毛細管現象による充填が完了した後、濾過したシラン溶液１０μＬを流路の残りのポートに加えることもできる。その後、濾過したシラン溶液に流路全体を浸漬し、所望の温度（例えば、修飾に使用された具体的なシランおよび溶媒組成に応じて２０℃〜８０℃）で所望の時間（例えば、１〜２４時間）、反応させてもよい。所望の反応時間が経過した後、以下の技術の１つを用いてシラン化プロセスを停止し、場合によっては、触媒量の酢酸をトルエンまたはエタノールを用いた表面修飾箇所に加えてもよい。

クエンチングの１つの例示的な技術では、流路全体を、０．２ミクロンのＳＦＣＡで濾過したエタノールで満たされた容器に移し、使用またはさらなる修飾のための所望の時間まで保存することができる。クエンチングの別の例示的な技術では、動電現象を利用して流路を適切な溶媒組成物で洗浄することができる。トルエンによる修飾により流路を動電洗浄する技術の１つにおいては、電極間の電圧差１０Ｖ〜１０００Ｖにおいて動電現象を利用して流路内にトルエンを５〜１５分間かけて通過させ、次いで電極間の電圧差１０Ｖ〜１０００Ｖにおいて動電現象を利用して流路内にエタノールを５〜１５分間かけて通過させ、次いで電極間の電圧差１０Ｖ〜１０００Ｖにおいて動電現象を利用して流路内にエタノールと水の１：１混合物を５〜１５分間かけて通過させ、最後に電極間の電圧差１０Ｖ〜１０００Ｖにおいて動電現象を利用して流路内に水を５〜１５分間かけて通過させる。流路が適切に動作するか否かは、流路内に添加された５０ｍＭホウ酸ナトリウム緩衝液に１０００Ｖの電界を印加して電流を測定し（流路寸法に基づいて約３３０ｎＡの電流読み取り値を与える）、次いで同じ印加電界で超純水（例えば、ＭｉｌｌｉＱ超純水）を再添加して電流を測定し、ゼロより大きく２０ｎＡ未満である電流が得られることによって確認できる。

表２は、流路の内面および／または流路を覆うカバースリップの内面を修飾するために使用してもよい特定の例示的な材料をまとめたものである。

ＩＩＩ．例示的な分析種検出技術
例示的な技術によって、１つ以上のセンサー化合物を使用して、試料中の目的とする１つ以上の分析種を検出することができる。例示的な技術では、分析種が試料中に存在する場合に分析種と相互作用して凝集物を生成することが知られている１つ以上のセンサー化合物を使用することができる。例示的な技術によって、１つ以上のセンサー化合物（例えば、水銀検出のためのＴＰＥＴ２、または銀検出のためのＴＰＥＡ２）を使用して、試料中の水銀（ＩＩ）イオンまたは銀（Ｉ）イオンを検出することができる。特定の場合において、ＴＰＥＴ２分子および水銀（ＩＩ）イオンが相互作用して、流路内の流体の流れを実質的に遮断し、結果として電流および導電率を低下させる凝集物を形成する。ＴＰＥＴ２は、分子式：Ｃ_４２Ｈ_４０Ｎ_４Ｏ_６を有する。ＴＰＥＴ２は、以下の構造を有する。

特定の場合において、ＴＰＥＡ２分子および銀（Ｉ）イオンが相互作用して、流路内の流体の流れを実質的に遮断し、結果として電流および導電率を低下させる凝集物を形成する。ＴＰＥＡ２は、以下の構造を有する。

特定の実施形態では、検出システムに使用される電極は、金属（例えば、アルミニウム、マンガン、および白金）であってよい。

例示的な技術では、試料とセンサー化合物（例えば、水銀検出のためのＴＰＥＴ２、または銀検出のためのＴＰＥＡ２）のいずれもを、分析種（例えば、水銀または銀）の検出が可能となるように特別に構成され寸法決めされた検出システム内の流路に導入することができる。特定の実施形態では、流路は、その深さおよび／または幅が凝集物粒子の直径と実質的に等しいかまたはそれよりも小さくなるように構成することができる。試料およびセンサー化合物のいずれもが流路に導入された後、凝集物が形成されれば試料中に分析種（例えば、水銀または銀）が存在することが示され、凝集物が存在しなければ試料中に分析種（例えば、水銀または銀）が存在しないことが示される。

流体の流れおよび／または流体中の荷電粒子の流れが（例えば凝集物が存在しないという理由により）阻害されない場合、流体中の導電性粒子またはイオン（例えば、被分析物粒子またはイオン）は、検出システムの流路の長さの少なくとも一部に沿って、導入ポート１１０から排出ポート１１２に向かってｙ軸に沿って移動し得る。導電性粒子またはイオンの移動の結果、流路の長さの少なくとも一部に沿って、第１のまたは「基準」の電気的特性値（例えば、電流、導電率、抵抗率）またはその範囲が、（分析種検出回路によって）検出され得る。いくつかの実施形態において、電気的特性値は、値が平衡に達するまでの時間、（例えば、平衡回路によって、）周期的にまたは連続的に監視されてもよい。次いで、検出された値の１つを、電気的特性の過渡的変化の影響を避けるようにして選択し、電気的特性基準値としてもよい。

電気的特性「基準」値という用語は、試料およびセンサー化合物のいずれもが流路に導入される前の流路の電気的特性値またはその値の範囲を指すことができる。すなわち、基準値は、試料中の分析種（例えば、水銀または銀）とセンサー化合物との間に何らかの相互作用が生じる前の流路を特徴付ける値である。いくつかの場合において、基準値は、センサー化合物を流路に導入した後、試料を流路に導入する前の時間に検出することができる。いくつかの場合において、基準値は、１つのセンサー化合物および試料を流路に導入した後、センサー化合物を流路に導入する前の時間に検出することができる。いくつかの場合において、基準値は、試料またはセンサー化合物を流路に導入する前の時間に検出することができる。いくつかの場合において、基準値はあらかじめ決定され、アクセス可能な非一時的記録媒体に保存されてもよい。

しかしながら、流路内の流体の流れおよび／または流体中の荷電粒子の流れが部分的にまたは完全に（例えば、凝集物の形成によって）遮断される場合、流体内の導電性粒子またはイオン（例えば、被分析物粒子またはイオン）が、導入ポートから排出ポートに向かってｙ軸に沿って流路の長さの少なくとも一部に沿って自由に移動できないことがある。導電性粒子またはイオンの移動が阻害されたり停止したりすることによって、流路の長さの少なくとも一部に沿って第２電気的特性の（例えば、電流、導電率、抵抗率の）値またはその値の範囲が検出され得る。いくつかの実施形態において、試料およびセンサー化合物のいずれもが流路に導入された後、第２の電気的特性値を検出する前に、待機時間または調整時間が設けられてもよい。待機時間または調整時間により、流路内に凝集物を形成させ、凝集物形成によって流路の電気的特性を変えることができる。

いくつかの実施形態では、試料とセンサー化合物のいずれもが導入された後、１つ以上の電気的特性値が、値が平衡に達するまで連続的にまたは周期的に監視されてもよい。検出された値のうちの１つを第２の電気的特性値として選択することで、電気的特性における過渡的変化の影響を回避してもよい。

第２の電気的特性値を電気的特性基準値と比較してもよい。第２の値と基準値との差が、電流または導電率の所定の低下範囲（または抵抗率の所定の増加範囲）に相当すると判定された場合には、流路に凝集物が存在し、したがって、目的の分析種（例えば、水銀または銀）が試料中に存在すると判定することができる。

いくつかの場合において、導電性凝集物が形成されると、流路の長さの少なくとも一部に沿った電気経路が増強されることがある。この場合、流路の長さの少なくとも一部に沿って、第３の電気的特性の（例えば、電流、導電率、抵抗率の）値またはその値の範囲を検出することがある。いくつかの実施形態において、試料およびセンサー化合物のいずれもを流路に導入した後、第３の電気的特性値を検出する前に、待機時間または調整時間が経過するまでの間、待機してもよい。待機時間または調整時間により、流路内に凝集物を形成させ、凝集物形成によって流路の電気的特性を変えることができる。

いくつかの実施形態では、試料とセンサー化合物のいずれもが導入された後、１つ以上の電気的特性値が、値が平衡に達するまで連続的にまたは周期的に監視されてもよい。検出された値のうちの１つを第３の電気的特性値として選択することで、電気的特性における過渡的変化の影響を回避してもよい。

第３の電気的特性値を電気的特性基準値と比較してもよい。第３の値と基準値との差が、電流または導電率の所定の増加範囲（または抵抗率の所定の低下範囲）に相当すると判定された場合には、流路に凝集物が存在し、したがって、目的の分析種が試料中に存在すると判定することができる。

特定の実施形態では、検出システムの使用前の流路が、センサー化合物（例えば、水銀検出のためのＴＰＥＴ２、銀検出のためのＴＰＥＡ２、または核酸検出のための１つ以上の核酸プローブ）を含まないことがある。すなわち、検出システムの製造業者が、センサー化合物を含ませるための流路の前処理または修飾を実施しないことがある。この場合、使用者は、使用中に、センサー化合物および試料のいずれもを流路に導入する必要があるかもしれない。

一例では、使用者は、センサー化合物（例えば、水銀検出のためのＴＰＥＴ２、または銀検出のためのＴＰＥＡ２）および試料を、例えば、センサー化合物と試料との混合物として同時に流路に導入してもよい。この場合、混合物が導入される前に流路内で電気的特性基準値を検出することができ、混合物の導入後に電気的特性値を検出することができる。電気的特性値と電気的特性基準値との比較を用いて、分析種（例えば、水銀または銀）が試料中に存在するか否かを判定することができる。

別の一例では、使用者は、センサー化合物（例えば、水銀検出のためのＴＰＥＴ２、または銀検出のためのＴＰＥＡ２）および試料を、例えば、センサー化合物と試料との混合物として同時に流路に導入してもよい。試料およびセンサー化合物のいずれもが流路に導入される前の流路を特徴付ける、既に保存されていた電気的特性基準値は、非一時的記録媒体から読み出したり、アクセスしたりすることができる。試料とセンサー化合物との混合物が流路に導入された後に、電気的特性値を検出することができる。電気的特性値と保存されていた電気的特性基準値との比較を用いて、分析種（例えば、水銀または銀）が試料中に存在するか否かを判定することができる。

別の一例では、使用者は、最初に流路にセンサー化合物（例えば、水銀検出用のＴＰＥＴ２、または銀検出用のＴＰＥＡ２）を導入し、流路内にセンサー化合物のみが存在する状態で電気的特性基準値を検出することができる。使用者はその後、流路に試料を導入し、試料を流路に導入した後にある時間待機した後、電気的特性値を検出することができる。電気的特性値と電気的特性基準値との比較を用いて、分析種（例えば、水銀または銀）が試料中に存在するか否かを判定することができる。

別の一例では、使用者は、最初に流路にセンサー化合物（例えば、水銀検出用のＴＰＥＴ２、または銀検出用のＴＰＥＡ２）を導入し、次いで流路に試料を導入してもよい。使用者はその後、流路への試料の導入後にある時間待機した後、電気的特性値を検出することができる。保存されていた電気的特性値と電気的特性基準値との比較を用いて、分析種（例えば、水銀または銀）が試料中に存在するか否かを判定することができる。

別の一例では、使用者は、最初に流路に試料を導入し、流路内に試料のみが存在する状態で電気的特性基準値を検出することができる。使用者はその後、流路にセンサー化合物（例えば、水銀検出用のＴＰＥＴ２、または銀検出用のＴＰＥＡ２）を導入し、流路へのセンサー化合物の導入後にある時間待機した後、電気的特性値を検出することができる。電気的特性値と電気的特性基準値との比較を用いて、分析種（例えば、水銀または銀）が試料中に存在するか否かを判定することができる。

別の一例では、使用者は、最初に流路に試料を導入し、次いで流路にセンサー化合物（例えば、水銀検出用のＴＰＥＴ２、または銀検出用のＴＰＥＡ２）を導入してもよい。使用者はその後、流路へのセンサー化合物の導入後にある時間待機した後、電気的特性値を検出することができる。試料およびセンサー化合物のいずれもが流路に導入される前の流路を特徴付ける、既に保存されていた電気的特性基準値は、非一時的記録媒体から読み出したり、アクセスしたりすることができる。電気的特性値と保存されていた電気的特性基準値との比較を用いて、分析種（例えば、水銀または銀）が試料中に存在するか否かを判定することができる。

別の特定の実施形態では、検出システムの使用前に、流路の内面の少なくとも一部がセンサー化合物（例えば、水銀検出のためのＴＰＥＴ２、または銀検出のためのＴＰＥＡ２）を含むかまたはセンサー化合物でコーティングされるように、流路が前処理または修飾されてもよい。すなわち、検出システムの製造業者は、センサー化合物を含ませるために、流路の前処理または修飾を実施してもよい。この場合、使用者は、流路に試料を導入するだけでよい。

一例では、製造業者は、センサー化合物（例えば、水銀検出のためのＴＰＥＴ２、または銀検出のためのＴＰＥＡ２）のみが存在する状態で流路の電気的特性基準値を検出することができ、該電気的特性基準値を非一時的記録媒体に保存することができる。使用者は、使用中、流路に試料を導入し、流路に試料を導入した後にある時間待機した後、電気的特性値を検出することができる。保存された電気的特性基準値は、記録媒体からアクセスしたり読み出したりすることができる。電気的特性値と電気的特性基準値との比較を用いて、分析種（例えば、水銀または銀）が試料中に存在するか否かを判定することができる。

別の一例では、使用者は、流路に試料を導入する前に、センサー化合物（例えば、水銀検出のためのＴＰＥＴ２、または銀検出のためのＴＰＥＡ２）のみが存在する状態で流路の電気的特性基準値を検出することができる。使用者はその後、試料を流路に導入し、流路への試料の導入後にある時間待機した後、電気的特性値を検出することができる。電気的特性値と電気的特性基準値との比較を用いて、分析種（例えば、水銀または銀）が試料中に存在するか否かを判定することができる。

図７Ａおよび図７Ｂは、試料中の分析種（例えば、水銀または銀）の存在または非存在を検出するための例示的な方法７００を示すフローチャートである。ステップ７０２において、電解質緩衝液中のセンサー化合物（例えば、水銀検出用のＴＰＥＴ２または銀検出用のＴＰＥＡ２）を、任意適切な技術（例えば、毛細管現象による充填または動電現象による充填）を用いて流路に導入することができる。また、ステップ７０２において、流路の内面の少なくとも一部がセンサー化合物（例えば、水銀検出のためのＴＰＥＴ２、または銀検出のためのＴＰＥＡ２）を含むように処理されてもよく、またはセンサー化合物でコーティングされてもよい。ステップ７０４において、電圧源を用いて流路の長さの少なくとも一部にわたって電位差を印加することができる。ステップ７０６において、電位差が印加されている間に、流路の長さの少なくとも一部に沿った１つ以上の電気的特性値（例えば、電流および／または導電率）を検出することができる。いくつかの場合においては、電流および／または導電率を直接的に測定することができる。別の場合においては、電流を示す測定値および／または導電率を示す測定値が検出されてもよい。

流路へのセンサー化合物の導入は、流路の電気的特性の過渡的変化を引き起こす場合がある。正確かつ信頼性の高い電気的特性測定値を得るために、ステップ７０８において、ステップ７０６で検出された２つ以上の値からなる第１のセットを連続的または周期的に監視することができる。電気的特性値が平衡に達したか否か、すなわち、所定の分散または許容範囲を超えた変動がなくなったか否かを判定することができる。電気的特性値が平衡に達していないと判定された場合、この方法はステップ７０６に戻り、さらなる電気的特性値の検出を行うことができる。一方、電気的特性値が平衡に達したと判定された場合、この方法はステップ７１０に進むことができる。

ステップ７１０において、第１のセットの電気的特性から第１の値または基準値を選択することができる。第１の電気的特性値は、試料およびセンサー化合物がいずれも流路に導入されていない状態の、流路の１つ以上の電気的特性（例えば、電流または導電率）を表すものとして使用することができる。

代替の一実施形態では、第１の値または基準値は、非一時的な記録装置またはメモリにアクセスすることで取得されてもよく、この場合、ステップ７０４〜７１０で検出される必要はなく、そのため、この実施形態においてステップ７０４〜７１０は不要となる。

ステップ７１１において、いくつかの実施形態では、ＴＰＥＴ２分子またはＴＰＥＡ２分子を含む電解質緩衝液を、導入した流路の導入ポートから除去してもよい。このステップにより、その後導入ポートからの試料の導入がなされても、導入ポートにおけるＴＰＥＴ２分子またはＴＰＥＡ２分子と試料との相互作用を確実に防止できる。このステップは、そのような相互作用が導入ポートではなく流路の長さの範囲内で起こることを確実にする。

ステップ７１２において、任意適切な技術（例えば、毛細管現象による充填または動電現象による充填）を用いて、電解質緩衝液に含まれる試料を流路に導入してもよい。

図７Ａおよび図７Ｂに示される方法は、センサー化合物を試料の導入前に流路に導入することを示しているが、この方法の別の実施形態は、センサー化合物の導入前に流路に試料を導入することを含み得る。すなわち、ステップ７０２で試料を流路に導入し、ステップ７１２でセンサー化合物を流路に導入してもよい。さらにまた別の一実施形態は、試料とセンサー化合物をあらかじめ混合しておき、この混合物を流路に一度に導入することを含み得る。試料とセンサー化合物をあらかじめ混合する場合、この混合物を流路に導入する前に電気的特性基準値を検出し、混合物を流路に導入した後に第２の電気的特性値を検出してもよい。第２の値を基準値と比較して、分析種（例えば、水銀または銀）が試料中に存在するか否かを判定することができる。

ステップ７１４において、電圧源を用いて、流路の長さの少なくとも一部にわたって電位差を印加することができる。ステップ７１６において、電位差が印加されている間に、流路の長さの少なくとも一部に沿った１つ以上の電気的特性（例えば、電流および／または導電率）を検出することができる。いくつかの場合においては、電流および／または導電率を直接的に測定することができる。別の場合においては、電流を示す測定値および／または導電率を示す測定値が検出されてもよい。

流路への試料の導入は、流路に沿って流れる電流の過渡的変化を引き起こす場合がある。正確かつ信頼性の高い電気的特性測定値を得るために、ステップ７１８において、ステップ７１６で検出され２つ以上の値からなる第２のセットを連続的または周期的に監視することができる。電気的特性値が平衡に達したか否か、例えば、所定の分散または許容範囲を超えた時間的な変動が止まったか否かを判定することができる。電気的特性値が平衡に達していないと判定された場合、この方法はステップ７１６に戻り、さらなる値を検出することができる。一方、電気的特性値が平衡に達したと判定された場合、この方法はステップ７２０に進むことができる。ステップ７２０において、第２のセットの電気的特性値から第２の値を選択することができる。第２の値は、試料とセンサー化合物のいずれもが流路に導入された後の、流路の長さの少なくとも一部に沿った１つ以上の電気的特性（例えば、電流または導電率）を表すものとして使用することができる。

ステップ７２２において、（ステップ７１０で決定された）第１の値または基準値の大きさと（ステップ７２０で決定された）第２の値の大きさとの差が決定される。ステップ７２４において、ステップ７２２で決定された差が所定の閾値を満たしているか（例えば、差が所定の値を上回るか、または差が所定の範囲内にあるか）を判定することができる。

試料が、センサー化合物と特定のタイプの相互作用を起こす特定の分析種（例えば、水銀または銀）を含む場合、試料およびセンサー化合物のいずれもを流路に導入することにより、特定のタイプの相互作用を引き起こすことができる。反対に、試料が特定の分析種（例えば、水銀または銀）を含まない場合、試料およびセンサー化合物のいずれもを流路に導入しても、該特定のタイプの相互作用は起こらない。したがって、特定の相互作用によって流路内の電流または導電率の変化が生じる場合、ステップ７２４において期待される変化の検出は、試料中の分析種（例えば、水銀または銀）の存在を示し得る。

このようにして、ステップ７２４において、第１の値と第２の値との差が所定の閾値よりも大きいと判定された場合、ステップ７３０において、試験対象である分析種（例えば、水銀または銀）が試料に含まれると判定することができる。続いて、ステップ７３２において、試料が分析種（例えば、水銀または銀）を含むという指標を、非一時的記録媒体に保存することができる。代替的にまたは追加的に、ステップ７３２において、試料が分析種（例えば、水銀または銀）を含むという指標を表示装置に表示することができる。

一方、ステップ７２４において、第１の値と第２の値との差が所定の閾値よりも小さいと判定された場合、ステップ７２６において、試験対象である分析種（例えば、水銀または銀）が試料に含まれないと判定することができる。続いて、ステップ７２８において、試料が分析種（例えば、水銀または銀）を含まないという指標を、非一時的記録媒体に保存することができる。代替的にまたは追加的に、ステップ７２８において、試料が分析種（例えば、水銀または銀）を含まないという指標を表示装置に表示することができる。

特定の非限定的な場合において、例示的な閾値としては５〜１００ｎＡを挙げることができるが、閾値はこれに限定されない。

水銀を検出する場合、例示的な閾値としては、特定の非限定的な場合において５〜１００ｎＡを挙げることができるが、閾値はこれに限定されない。一例では、約１０μＬの電解質緩衝液を１つの流路ポートに加えることによって、１００ｎｍの流路に電解質緩衝液（例えば、５０ｍＭ四ホウ酸ナトリウム：アセトニトリルの比率が２：１である、水とアセトニトリルに溶解した四ホウ酸ナトリウム）を毛細管現象により約５分間かけて充填することができる。流路の充填が完了した後、約１０μＬの電解質緩衝液を他方の流路ポートに加え、その後、Ｋｉｅｔｈｌｅｙ ２４１０電流計に接続された電極を両流路ポートに挿入し、安定した電流（＋５００Ｖでは約２９〜３１ｎＡ、および−５００Ｖでは約−２９〜−３１ｎＡ）が得られるまで＋５００Ｖまたは−５００Ｖの差を印加する。（分析種である）１００μＭ硝酸水銀（ＩＩ）一水和物を含有する約２μＬの電解質緩衝溶液（５０ｍＭホウ酸ナトリウム：アセトニトリル＝２：１）を流路に導入し、＋５００Ｖまたは−５００Ｖボルトの差を、安定した電流（＋５００Ｖでは約２８〜２９ｎＡ、および−５００Ｖでは約−２９〜−３１ｎＡ）が得られるまで印加することができる。緩衝液中の硝酸水銀試料を流路の両ポートから除去し、２０μＭ ＴＰＥＴ２を含有する約５μＬの電解質緩衝溶液（５０ｍＭホウ酸ナトリウム：アセトニトリル＝２：１）を各流路ポートに加えることによって置換がなされ得る。電界を＋５００Ｖと−５００Ｖとの間で断続的に切り替えて、３０秒のサイクルで混合を誘導することができる。電界の方向に関係なく、異なる大きさの安定した電流（＋５００Ｖでは約２９〜３３ｎＡ、および−５００Ｖでは約−３７〜−４０ｎＡ）を検出することができる。

銀を検出する場合、例示的な閾値としては、特定の非限定的な場合において５〜１００ｎＡを挙げることができるが、閾値はこれに限定されない。一例では、約１０μＬの電解質緩衝液を１つの流路ポートに加えることによって、１００ｎｍの流路に電解質緩衝液（例えば、４５ｍＭ四ホウ酸ナトリウム：テトラヒドロフランの比率が５：１である、水とテトラヒドロフランに溶解した四ホウ酸ナトリウム）を毛細管現象により約５〜１０分間かけて充填することができる。流路の充填が完了した後、約１０μＬの電解質緩衝液を他方の流路ポートに加え、その後、Ｋｉｅｔｈｌｅｙ ２４１０電流計に接続された電極を両流路ポートに挿入し、安定した電流（＋１０００Ｖでは約４５ｎＡ、および−１０００Ｖでは約−４５ｎＡ）が得られるまで＋１０００Ｖまたは−５００Ｖの差を印加する。約４０μＭのＴＰＥＡ２を含有する５：１の５０ｍＭホウ酸塩：テトラヒドロフランを流路に導入し、＋１０００Ｖまたは−１０００Ｖボルトの電位差を、安定した電流（＋１０００Ｖでは約４０〜４３ｎＡ、−１０００Ｖでは約−４０〜−４３ｎＡ）が得られるまで印加する。ＴＰＥＡ２緩衝液を、流路ポートのいずれかまたはいずれもから除去して、約５μＬの試料溶液と交換することができる。試料溶液は、銀イオンを含んでも含まなくてもよい。一例では、試料溶液が銀イオンを含有するものである場合、試料溶液は電解質緩衝液（比率の５０ｍＭホウ酸ナトリウム：テトラヒドロフラン＝約５：１）中に約２００μＭの硝酸銀（Ｉ）を含有してもよい。試料溶液を流路に導入した後、＋１０００Ｖの電位差を電極間に印加し、電界を−１０００Ｖに断続的に切り替えて混合を誘導する。約３０秒のサイクルで＋１０００Ｖおよび−１０００Ｖを切り替えて試料の混合を誘導し、流路の長さの少なくとも一部に沿った電流を両印加電界で検出することができる。約＋１０００Ｖの印加電界では、特定の場合において約４３〜４６ｎＡの電流が検出され、−１０００Ｖの印加電界では、特定の場合において約−６０〜−６３ｎＡの電流が検出され得る。

特定の実施形態において、流路は、引き続いて試料の試験を行う際に再使用できるように準備することができる。ステップ７３６において、任意適切な技術（例えば、毛細管現象による充填または動電現象による充填）を用いて、脱凝集剤を流路に導入することができる。脱凝集剤は、脱凝集剤と流路中に形成された凝集物との相互作用が凝集物を溶解または崩壊させるように選択されてよい。続いて、流路を洗い流すために流路に電解質緩衝液を充填し、試料とセンサー化合物を流路に導入する。一例では、凝集物を含む流路は、入力ノードと出力ノードとの間に５００Ｖの電位差を印加して流路に導入されたジメチルスルホキシドで流路を洗浄し、続いて入力ノードと出力ノードとの間に５００Ｖの電位差を印加して流路に導入された１０ｍＭ水酸化ナトリウムで洗浄し、続いて入力ノードと出力ノードとの間に１００Ｖの電位差を印加して流路に導入した１Ｍの塩化水素で洗浄することにより、再使用のための準備を行うことができる。別の一例では、凝集物を含む流路は、入力ノードと出力ノードとの間に５００Ｖの電位差を印加して流路に導入されたジメチルスルホキシドで１０分間流路を洗浄し、続いて入力ノードと出力ノードとの間に１００Ｖの電位差を印加して流路に導入された１Ｍの塩化水素で１０分間洗浄し、続いて入力ノードと出力ノードとの間に５００Ｖの電位差を印加して流路に導入した１００ｍＭ四ホウ酸ナトリウムで１０分間洗浄し、続いて入力ノードと出力ノードとの間に５００Ｖの電位差を印加して流路に導入された１８ ＭｉｌｌｉＱ ＭｅｇａＯｈｍ水で１０分間洗浄することにより、再使用のための準備を行うことができる。

特定の実施形態では、ステップ７３４において、凝集物の崩壊に先立って、流路の電気的特性値に基づいて分析種（例えば、水銀または銀）の絶対濃度または相対濃度を決定することができる。例示的な検出システムの流路における内面積／体積の比が大きいことから、このような方法で分析種の濃度を決定することができる。分析種の濃度が低い場合、流路内の導電率は表面電荷によって支配される。したがって、流路の電気的特性の測定により、異なるイオンを区別することが可能となる。その結果、流路内のバルク流の独特かつ高感度な測定値を用いて、流路の内面における表面電荷に関する情報を決定することができる。したがって、例示的な実施形態では、流路の寸法および特定の分析種イオンが異なる濃度で与えられれば、該分析種に特有の、該流路の電気的特性値の所定の範囲を計算することができる。次いで、このようにして求めた所定の値を使用して、試料中の分析種の未知の濃度を決定することができる。種々のイオンの流路中の表面電荷に関する詳細な情報は、以下の論文に示されており、その全内容が、参照により本明細書に明示的に援用される。“Surface-dependent chemical equilibrium constants and capacitances for bare and 3-cyanopropyldimethylchlorosilane coated silica nanochannels,” M. B. Andersen, J. Frey, S. Pennathur and H. Bruus, J. Colloid Interface Sci. 353, 301-310 (2011)、および“Hydronium-domination ion transport in carbon-dioxide-saturated electrolytes at low salt concentrations in nanochannels”,” K.L. Jensen, J.T. Kristensen, A.M. Crumrine, M.B.Andersen, H. Bruus and S. Pennathur., Phys. Review E. 83, 5, 056307.

図５は、流路５０２の内面と、流路の内面に直に隣接して位置する流体不動層５０４と、不動層に直に隣接して位置する流体拡散層５０６と、拡散層に直に隣接して位置するバルク流体流層５０８とを含む流路の内部の概略図である。流体層の各々において、例示的なイオンが示されている。流路の長さにわたって電位差を印加すると、（例えば、分析種検出回路１２２によって）流路の長さの少なくとも一部に沿った電気的特性値が検出され得る。比較回路１２４は、測定された電気的特性値を、分析種（例えば、水銀または銀）の特定の濃度または濃度範囲の値に相当する電気的特性値の所定の範囲と比較するために使用されてもよい。決定される濃度は、分析種（例えば、水銀または銀）の絶対濃度であってもよく、流路中の別の１つ以上の物質の濃度に対する分析種（例えば、水銀または銀）の相対濃度であってもよい。

図６Ａおよび図６Ｂは、異なる試験ケースについて流路で測定された導電率値を示すグラフである。各試験ケースにおいて、２つのさらなる物質（この場合、アンモニウムおよび過酸化水素）の濃度に対する分析種の異なる相対濃度が使用され、相当する流路内の導電率値を測定する。一実施形態では、Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｌｅａｎ １すなわちＳＣ１が試験ケースの溶液として使用される。ＳＣ１の詳細はオンラインで見出だされる。図６Ａおよび図６Ｂの試験ケースにおける３つの物質間の濃度比を表１に示す。

分析種の濃度が低いほど、分析種と他の物質との間の相対濃度の差異を測定することは容易になる。例えば、濃度比が１０００：１：１であれば、例示的な検出システムにおいて、１〜１０ｐｐｍのオーダーの検出感度が達成され得る。濃度比が３５０：１：１であれば、１００ｐｐｍのオーダーの検出感度が達成され得る。濃度比が５：１：１あれば、１００００ｐｐｍのオーダーの検出感度が達成され得る。

分析種（例えば、水銀または銀）を検出するための別の例示的な技術は、流路内における凝集物の形成によって引き起こされる、流路内におけるダイオード様挙動の存在の検出を含み得る。凝集物が存在しない場合、実質的に同じ大きさ（例えば、＋５００Ｖ）の電位差を印加すると、電位差または電界の印加方向にかかわらず、流路の長さに沿って検出される電気的特性（例えば、電流）は、実質的に同じ大きさとなり得る。電位差が、（例えば、正の電極が流路の第１の端部またはその近傍の導入ポート１１０にあり、負の電極が流路の第２の端部またはその近傍の排出ポート１１２にあるように）流路の長さに沿った第１の方向に流路の長さにわたって印加された場合、結果として生じる電流は、（例えば、正の電極が排出ポート１１２にあり、負の電極が導入ポート１１０にあるように）電位差が反対方向に印加された場合に結果として生じる電流と大きさが実質的に等しくなり得る。

流路内に凝集物が形成されると、ダイオード様挙動が生じ、印加された電位差または電界の方向の逆転が流路内で検出される電気的特性の変化を引き起こす場合がある。ダイオード様挙動により、検出される電流の大きさは電界の方向によって異なることとなる。電界または電位差が第１の方向に印加される場合、電流の大きさは、電位差または電界が反対方向に印加される場合とは異なる大きさとなり得る。このように、（流路長に沿って第１の方向に電位差が印加された場合に検出される）第１の電気的特性値と（流路長に沿って反対の第２の方向に電位差が印加された場合に検出される）第２の電気的特性値との間の比較は、凝集体の検出を可能にし、それにより試料中の分析種（例えば、水銀イオンまたは銀イオン）の検出を可能にする。第１および第２の電気的特性値の大きさが実質的に等しい場合、試料は分析種（例えば、水銀イオンまたは銀イオン）を含まないと判定され得る。一方、第１および第２の電気的特性値の大きさが実質的に等しくない場合、試料は分析種（例えば、水銀イオンまたは銀イオン）を含むと判定され得る。換言すると、電気的特性値の合計（一方向で正、他の方向で負）は、凝集物の非存在下では実質的にゼロとなり、凝集物の存在下では実質的にゼロとならない。図８Ａおよび図８Ｂは、試料中の分析種の存在または非存在を検出するための例示的な方法７５０を示すフローチャートである。ステップ７５２において、電解質緩衝液中のセンサー化合物および試料を、任意適切な技術（例えば、毛細管現象による充填または動電現象による充填）を用いて流路に導入することができる。センサー化合物および試料は、同時に導入されても、別々に導入されてもよい。一実施形態において、流路の内面の少なくとも一部がセンサー化合物を含むように処理されてもよく、またはセンサー化合物でコーティングされてもよい。ステップ７５４において、電圧源を用いて、流路の長さ（ｙ軸）に沿った第１の方向に、流路の長さの少なくとも一部にわたって電位差を印加することができる。ステップ７５６において、電位差が印加されている間に、流路の長さの少なくとも一部に沿った１つ以上の電気的特性値（例えば、電流および／または導電率）を検出することができる。いくつかの場合においては、電流および／または導電率を直接的に測定することができる。別の場合においては、電流を示す測定値および／または導電率を示す測定値が検出されてもよい。

電気的特性の正確かつ信頼性の高い測定値を得るために、ステップ７５８において、ステップ７５６で検出された２つ以上の値からなる第１のセットを連続的または周期的に監視することができる。電気的特性値が平衡に達したか、例えば、所定の分散または許容範囲を超えた変動がなくなったか否かを判定することができる。電気的特性値が平衡に達していないと判定された場合、この方法はステップ７５６に戻り、さらなる電気的特性値を検出することができる。一方、電気的特性値が平衡に達したと判定された場合、この方法はステップ７６０に進むことができる。

ステップ７６０において、第１のセットの電気的特性から第１の値を選択することができる。第１の電気的特性値は、電界が流路の長さ（ｙ軸）に沿った第１の方向に印加された場合に、流路の１つ以上の電気的特性（例えば、電流または導電率）を表すものとして使用することができる。

ステップ７６２において、流路の長さ（ｙ軸）に沿った反対の第２の方向に、電圧源を用いて、流路の長さの少なくとも一部にわたって電位差を印加することができる。第２の方向は、第１の方向とは実質的に反対の方向とすることができる。ステップ７６４において、電位差が印加されている間に、流路の長さの少なくとも一部に沿った１つ以上の電気的特性（例えば、電流および／または導電率）を検出することができる。いくつかの場合において、電流および／または導電率を直接的に測定することができる。別の場合において、電流を示す測定値および／または導電率を示す測定値が検出されてもよい。

電気的特性の正確かつ信頼性の高い測定値を得るために、ステップ７６６において、ステップ７６４で検出された２つ以上の値からなる第２のセットを連続的または周期的に監視することができる。電気的特性値が平衡に達したか否か、例えば、所定の分散または許容範囲を超えた変動がなくなったか否かを判定することができる。電気的特性値が平衡に達していないと判定された場合、この方法はステップ７６４に戻り、さらなる値を検出することができる。一方、電気的特性値が平衡に達したと判定された場合、この方法はステップ７６８に進むことができる。ステップ７６８において、第２のセットの電気的特性値から第２の値を選択することができる。第２の値は、試料とセンサー化合物がいずれもが流路に導入された後に、流路の長さの少なくとも一部に沿った１つ以上の電気的特性（例えば、電流または導電率）を表すものとして使用することができる。

ステップ７７０において、（ステップ７６０で決定された）第１の値の大きさと（ステップ７６８で決定された）第２の値の大きさの差が決定される。ステップ７７２において、ステップ７７０で決定された差が所定の閾値を満たしているか（例えば、差が所定の値を上回るか、または差が所定の範囲内にあるか）を判定することができる。

ステップ７７２において、第１の値と第２の値との差が所定の閾値を満たす（例えば、大きさの差が実質的にゼロではない）と判定された場合、ステップ７７８において、試験対象である分析種（例えば、水銀または銀イオン）が試料に含まれると判定することができる。続いて、ステップ７８０において、試料が分析種を含むという指標を、非一時的記録媒体に保存することができる。代替的にまたは追加的に、ステップ７８０において、試料が分析種を含むという指標を表示装置に表示することができる。

一方、ステップ７７２において、第１の値と第２の値との差が所定の閾値を満たさない（例えば、大きさの差が実質的にゼロである）と判定された場合、ステップ７７４において、試験対象である分析種（例えば、水銀または銀イオン）が試料に含まれないと判定することができる。続いて、ステップ７７６において、試料が分析種を含まないという指標を、非一時的記録媒体に保存することができる。代替的にまたは追加的に、ステップ７７６において、試料が分析種（例えば、水銀または銀イオン）を含まないという指標を表示装置に表示することができる。

特定の場合において、第１の値と第２の値との大きさの差が閾値より大きい場合、試料が分析種（例えば、水銀または銀イオン）を含有すると判定することができる。そうでない場合、試料は分析種（例えば、水銀（Ｈｇ）イオンまたは銀（Ａｇ）イオン）を含有していないと判定することができる。特定の非限定的な例において、閾値は、約１ｎＡ〜約３ｎＡとすることができる。

水銀（ＩＩ）イオンの存在がＴＰＥＴ２（Ｃ_４２Ｈ_４０Ｎ_４Ｏ_６）によって検出される一例では、水銀イオンとＴＰＥＴ２との相互作用によって流路内に凝集物が形成される。水銀凝集物が存在しない場合、第１および第２の電気的特性値は実質的に等しくなり得る。例えば、流路を２：１の５０ｍＭホウ酸塩：アセトニトリル（凝集物なし）で充填した場合、＋５００Ｖの電位差を第１の方向に印加すると３２ｎＡ〜３３ｎＡの第１の電流値が検出され、−５００Ｖの電位差を反対の第２の方向に印加すると−３１ｎＡ〜−３２ｎＡの第２の電流値が検出される。同様に、流路を１００μＭの硝酸銀（ＩＩ）が２：１の５０ｍＭホウ酸塩：アセトニトリルに含まれる溶液（センサー化合物なし、凝集物なし）で充填すると、＋５００Ｖの電位差が第１の方向に印加されたときに２９ｎＡ〜３１ｎＡの第１の電流値が検出され、−５００Ｖの電位差が反対の第２の方向に印加されたときに２８ｎＡ〜３０ｎＡの第２の電流値が検出される。すなわち、２つの電気的特性値の大きさの差は実質的にゼロ（例えば、０〜３ｎＡ）である。換言すれば、２つの電気的特性値は実質的に等しく、流路に水銀凝集物が存在しないことが示される。対照的に、この例において水銀凝集物が存在する場合、第１および第２の電気的特性値は等しくならず、実質的に異なり得る。例えば、（水銀含有試料とＴＰＥＴ２のいずれもを流路に導入した後の）流路に水銀凝集物が存在する場合、＋５００Ｖの電位差を第１の方向に印加すると２９ｎＡ〜３３ｎＡが第１の電流値として検出され、−５００Ｖの電位差を反対の第２の方向に印加すると−３７ｎＡ〜−４０ｎＡが第２の電流値として検出される。すなわち、２つの電気的特性値の大きさの差はゼロではない（例えば、７〜８ｎＡ）。換言すれば、２つの電気的特性値は実質的に等しくならず、流路内に水銀凝集物が存在することが示される。

銀（Ｉ）イオンの存在がＴＰＥＡ２によって検出される一例では、銀イオンとＴＰＥＡ２との相互作用によって流路内に凝集物が形成される。銀凝集物が存在しない場合、第１および第２の電気的特性値は実質的に等しくなり得る。例えば、流路を５：１の４５ｍＭ四ホウ酸ナトリウム：テトラヒドロフラン（凝集物なし）で充填した場合、＋１０００Ｖの電位差を第１の方向に印加すると４５ｎＡの第１の電流値が検出され、−１０００Ｖの電位差を反対の第２の方向に印加すると−４５ｎＡの第２の電流値が検出される。同様に、流路を４０μＭのＴＰＥＡ２が５：１の５０ｍＭホウ酸塩：テトラヒドロフランに含まれる溶液（センサー化合物なし、凝集物なし）で充填すると、＋１０００Ｖの電位差が第１の方向に印加されたときに４０ｎＡ〜４３ｎＡの第１の電流値が検出され、−１０００Ｖの電位差が反対の第２の方向に印加されたときに−４０ｎＡ〜−４３ｎＡの第２の電流値が検出される。すなわち、２つの電気的特性値の大きさの差は実質的にゼロ（例えば、０〜３ｎＡ）である。換言すれば、２つの電気的特性値は実質的に等しく、流路に銀凝集物が存在しないことが示される。対照的に、この例において銀凝集物が存在する場合、第１および第２の電気的特性値は等しくならず、実質的に異なり得る。例えば、（銀含有試料とＴＰＥＴ２のいずれもを流路に導入した後の）流路に銀凝集物が存在する場合、＋１０００Ｖの電位差を第１の方向に印加すると４３ｎＡ〜４６ｎＡが第１の電流値として検出され、−１０００Ｖの電位差を反対の第２の方向に印加すると−６０ｎＡ〜−６３ｎＡが第２の電流値として検出される。すなわち、２つの電気的特性値の大きさの差はゼロではない。換言すれば、２つの電気的特性値は実質的に等しくならず、流路内に銀凝集物が存在することが示される。

特定の実施形態において、流路は、引き続いて試料の試験を行う際に再使用できるように準備することができる。ステップ７８４において、任意適切な技術（例えば、毛細管現象による充填または動電現象による充填）を用いて、脱凝集剤を流路に導入することができる。脱凝集剤は、脱凝集剤と流路中に形成された凝集物との相互作用が凝集物を溶解または崩壊させるように選択されてよい。流路を洗い流すために流路に電解質緩衝液を充填し、試料とセンサー化合物を流路に導入する。一例では、凝集物を含む流路は、入力ノードと出力ノードとの間に５００Ｖの電位差を印加して流路に導入されたジメチルスルホキシドで流路を洗浄し、続いて入力ノードと出力ノードとの間に５００Ｖの電位差を印加して流路に導入された１０ｍＭ水酸化ナトリウムで洗浄し、続いて入力ノードと出力ノードとの間に１００Ｖの電位差を印加して流路に導入した１Ｍの塩化水素で洗浄することにより、再使用のための準備を行うことができる。別の一例では、凝集物を含む流路は、入力ノードと出力ノードとの間に５００Ｖの電位差を印加して流路に導入されたジメチルスルホキシドで１０分間流路を洗浄し、続いて入力ノードと出力ノードとの間に１００Ｖの電位差を印加して流路に導入された１Ｍの塩化水素で１０分間洗浄し、続いて入力ノードと出力ノードとの間に５００Ｖの電位差を印加して流路に導入した１００ｍＭ四ホウ酸ナトリウムで１０分間洗浄し、続いて入力ノードと出力ノードとの間に５００Ｖの電位差を印加して流路に導入された１８ ＭｉｌｌｉＱ ＭｅｇａＯｈｍ水で１０分間洗浄することにより、再使用のための準備を行うことができる。

特定の実施形態では、ステップ７８２において、凝集物の崩壊に先立って、流路の電気的特性値に基づいて分析種（例えば、水銀イオンまたは銀イオン）の絶対濃度または相対濃度を決定することができる。例示的な検出システムの流路における内面積／体積の比が大きいことから、このような方法で分析種の濃度を決定することができる。分析種（例えば、水銀イオンまたは銀イオン）の濃度が低い場合、流路内の導電率は表面電荷によって支配される。したがって、流路の電気的特性の測定により、異なるイオンを区別することが可能となる。その結果、流路内のバルク流の独特かつ高感度な測定値を用いて、流路の内面における表面電荷に関する情報を決定することができる。したがって、例示的な実施形態では、流路の寸法および特定の分析種イオン（例えば、水銀イオンまたは銀イオン）が異なる濃度で与えられれば、該分析種に特有の、該流路の電気的特性値の所定の範囲を計算することができる。次いで、このようにして求めた所定の値を使用して、試料中の分析種（例えば、水銀イオンまたは銀イオン）の未知の濃度を決定することができる。

図９は、試料中の分析種（例えば、水銀または銀）の存在または非存在を検出するための一般的かつ例示的な方法８００を示すフローチャートである。ステップ８０２において、検出システムの流路に試料を導入することができ、流路は長さおよび幅を有し、長さは実質的に幅よりも大きい。ステップ８０４において、試料を流路に導入した後、電気的特性（例えば、電流、導電率、抵抗）の電気的特性値を流路の長さの少なくとも一部に沿って測定することができる。ステップ８０６において、電気的特性基準値にアクセスすることができる。電気的特性基準値は、試料を流路に導入する前に流路の長さの少なくとも一部に沿ってステップ８０４で検出された電気的特性と関連付けることができる。ステップ８０８において、ステップ８０４において測定された電気的特性値を、ステップ８０６においてアクセスされた電気的特性基準値と比較することができる。ステップ８１０において、ステップ８０８における比較に基づいて、試料中の分析種（例えば、水銀または銀）の存在または非存在を判定することができる。

図１０は、試料中の分析種（例えば、水銀または銀）の存在または非存在を検出するための一般的かつ例示的な方法９００を示すフローチャートである。ステップ９０２において、１つ以上の電気的特性（例えば、電流、導電率、抵抗）の１つ以上の電気的特性値を、流路の長さの少なくとも一部分に沿って測定することができ、流路は長さおよび幅を有し、長さは実質的に幅よりも大きい。ステップ９０４において、流路の電気的特性基準値は、ステップ９０２において測定された流路の電気的特性値に基づいて決定することができる。ステップ９０６において、試料を流路に導入することができる。ステップ９０８において、流路に試料を導入した後の、１つ以上の電気的特性（例えば、電流、導電率、抵抗）の１つ以上の電気的特性値を流路の長さの少なくとも一部に沿って測定することができる。ステップ９１０において、ステップ９０８で測定された１つ以上の電気的特性値に基づいて、流路における試料の電気的特性値を決定することができる。ステップ９１２において、ステップ９１０で決定された流路における試料の電気的特性値を、ステップ９０４で決定された流路の電気的特性基準値と比較することができる。ステップ９１４において、ステップ９１２における比較に基づいて、試料中の分析種（例えば、水銀または銀）の存在または非存在を判定することができる。

図１１は、試料中の分析種（例えば、水銀または銀）の存在または非存在を検出するための一般的かつ例示的な方法１０００を示すフローチャートである。ステップ１００２において、試料とセンサー化合物との混合物を流路に導入することができ、流路は長さおよび幅を有し、長さは実質的に幅よりも大きい。ステップ１００４において、試料およびセンサー化合物を流路に導入した後に、電気的特性（例えば、電流、導電率、抵抗）の電気的特性値を流路の長さの少なくとも一部に沿って測定することができる。ステップ１００６において、電気的特性基準値にアクセスすることができる。電気的特性基準値は、試料およびセンサー化合物を流路に導入する前に流路の長さの少なくとも一部に沿ってステップ１００４で検出された電気的特性と関連付けることができる。ステップ１００８において、ステップ１００４において測定された電気的特性値と、ステップ１００６においてアクセスされた電気的特性基準値との差があれば、その差を決定することができる。ステップ１０１０において、ステップ１００８で決定された差があれば、それに基づいて試料中の分析種（例えば、水銀または銀）の存在または非存在を判定することができる。

図１２は、試料中の分析種（例えば、水銀または銀）の存在または非存在を検出するための一般的かつ例示的な方法１１００を示すフローチャートである。ステップ１１０２において、センサー化合物を流路に導入することができ、流路は長さおよび幅を有し、長さは実質的に幅よりも大きい。ステップ１１０４において、流路の長さの少なくとも一部に沿って、１つ以上の電気的特性（例えば、電流、導電率、抵抗）を測定することができる。ステップ１１０６では、ステップ１１０４で測定された流路の電気的特性に基づいて、流路の電気的特性基準値を決定することができる。ステップ１１０８において、試料を流路に導入することができる。ステップ１１１０において、流路の長さの少なくとも一部に沿って１つ以上の電気的特性（例えば、電流、導電率、抵抗）を測定することができる。ステップ１１１２において、ステップ１１１０において測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、流路の電気的特性値を決定することができる。ステップ１１１４において、ステップ１１１２において決定された電気的特性値と、ステップ１１０６において決定された流路の電気的特性基準値との差があれば、その差を決定することができる。ステップ１１１６において、ステップ１１１４で決定された差があれば、それに基づいて試料中の分析種（例えば、水銀または銀）の存在または非存在を判定することができる。

図１３は、試料中の分析種（例えば、水銀または銀）の存在または非存在を検出するための一般的かつ例示的な方法１２００を示すフローチャートである。ステップ１２０２において、センサー化合物を流路に導入することができ、流路は長さおよび幅を有し、長さは実質的に幅よりも大きい。ステップ１２０４において、試料を流路に導入することができる。ステップ１２０６において、流路の長さの少なくとも一部に沿って１つ以上の電気的特性（例えば、電流、導電率、抵抗）を測定することができる。ステップ１２０８において、ステップ１２０６において測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、流路の電気的特性値を決定することができる。ステップ１２１０において、流路の電気的特性基準値にアクセスすることができる。流路の電気的特性基準値は、センサー化合物と試料のいずれもが流路に導入される前に測定することができる。ステップ１２１２において、ステップ１２０８において決定された電気的特性値と、ステップ１２１０においてアクセスされた流路の電気的特性基準値との差があれば、その差を決定することができる。ステップ１２１４において、ステップ１２１２で決定された差があれば、それに基づいて試料中の分析種（例えば、水銀または銀）の存在または非存在を判定することができる。

図１４は、試料中の分析種（例えば、水銀または銀イオン）の存在または非存在を検出するための一般的かつ例示的な方法１３００を示すフローチャートである。ステップ１３０２において、試料を検出システムの流路に導入することができ、流路は長さおよび幅を有し、長さは実質的に幅よりも大きい。ステップ１３０４において、試料を流路に導入した後、１つ以上の電気的特性（例えば、電流、導電率、抵抗）を流路の長さの少なくとも一部に沿って測定することができる。ステップ１３０６において、ステップ１３０４において測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、流路の電気的特性基準値を決定することができる。ステップ１３０８において、センサー化合物を流路に導入することができる。ステップ１３１０において、センサー化合物を流路に導入した後、１つ以上の電気的特性（例えば、電流、導電率、抵抗）を流路の長さの少なくとも一部に沿って測定することができる。ステップ１３１２において、センサー化合物および試料を流路に導入した後に、ステップ１３１０において測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、電気的特性値を決定することができる。ステップ１３１４において、ステップ１３１２において決定された電気的特性値と、ステップ１３０６において決定された流路の電気的特性基準値との差があれば、その差を決定することができる。ステップ１３１６において、ステップ１３１４で決定された差があれば、それに基づいて試料中の分析種（例えば、水銀または銀）の存在または非存在を判定することができる。

図１５は、試料中の分析種（例えば、水銀または銀）の存在または非存在を検出するための一般的かつ例示的な方法１４００を示すフローチャートである。ステップ１４０２において、試料を検出システムの流路に導入することができ、流路は長さおよび幅を有し、長さは実質的に幅よりも大きい。ステップ１４０４において、センサー化合物を流路に導入することができる。ステップ１４０６において、試料およびセンサー化合物を流路に導入した後、１つ以上の電気的特性（例えば、電流、導電率、抵抗）を流路の長さの少なくとも一部に沿って測定することができる。ステップ１４０８において、センサー化合物および試料を流路に導入した後に、ステップ１４０６において測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、電気的特性値を決定することができる。ステップ１４１０において、流路の電気的特性基準値にアクセスすることができる。流路の電気的特性基準値は、センサー化合物と試料のいずれもが流路に導入される前に測定することができる。ステップ１４１２において、ステップ１４０８において決定された電気的特性値と、ステップ１４１０においてアクセスされた流路の電気的特性基準値との差があれば、その差を決定することができる。ステップ１４１４において、ステップ１４１２で決定された差があれば、それに基づいて試料中の分析種（例えば、水銀または銀）の存在または非存在を判定することができる。

図１６は、試料中の分析種（例えば、水銀または銀）の存在または非存在を検出するための一般的かつ例示的な方法１５００を示すフローチャートである。ステップ１５０２において、流路の内面の少なくとも一部がセンサー化合物でコーティングされてもよい。流路は、長さおよび幅を有することができ、その長さは幅よりも実質的に大きい。いくつかの場合において、流路の内側部分に対して前処理または共有結合的修飾を行うことで、内面へのセンサー化合物の特異的共有結合を可能としつつ、内面への他の分子の非特異的結合を防止することができる。ステップ１５０４において、流路の長さの少なくとも一部に沿って、１つ以上の電気的特性（例えば、電流、導電率、抵抗）を測定することができる。ステップ１５０６において、流路の電気的特性基準値は、ステップ１５０４において測定された１つ以上の電気的特性に基づいて決定することができる。ステップ１５０８において、流路の電気的特性基準値は、分析種（例えば、水銀または銀）が試料中に存在するか否かを判定する際に使用するために、非一時的記録媒体に保存することができる。

ＩＶ．溶媒の検出のための例示的な技術
前記の例示的な検出システムおよび技術は、試料中の特定の溶媒（例えば、水）の存在または非存在を検出するように構成することができる。この場合、試料中の試験対象となる分析種は溶媒（例えば、水）である。溶媒の存在または非存在を試験するために使用することができる例示的なセンサー化合物は、エタノールに溶解するが水中では凝集物を形成する色素である。すなわち、色素と水とが相互作用して、流路内の流体の流れを実質的に遮断し、結果的に電流と導電率を低下させる凝集物を形成する。例示的な色素は、以下の構造を有するサリチルアルデヒドアジン（ＳＡ）である。

図１７Ａおよび図１７Ｂは、試料中の溶媒を検出するための例示的な方法１６００を示すフローチャートである。ステップ１６０２において、任意適切な技術（例えば、毛細管現象による充填または動電現象による充填）を用いて、電解質緩衝液を流路に導入することができる。電解質緩衝液は、水酸化ナトリウムをエタノールに溶解したものであってよい。流路に導入するエタノール中の水酸化ナトリウムは任意適切な濃度とすることができ、１〜１０ｍＭであってよいが、これに限定されない。ステップ１６０６において、電圧源を用いて、流路の長さの少なくとも一部にわたって電位差を印加することができる。

ステップ１６０８において、任意適切な技術（例えば、毛細管現象による充填または動電現象による充填）を用いて、電解質緩衝液中の色素（例えば、水酸化ナトリウムを含むエタノールに溶解したＳＡ）を流路に導入することができる。流路に導入するエタノール中の水酸化ナトリウムは任意適切な濃度とすることができ、１〜１０ｍＭであってよいが、これに限定されない。流路に導入する色素は任意適切な濃度とすることができ、１〜５０μＭであってよいが、これに限定されない。ステップ１６１０において、電圧源を用いて、流路の長さの少なくとも一部にわたって電位差を印加することができる。ステップ１６１２において、電位差が印加されている間に、流路の長さの少なくとも一部に沿って、１つ以上の電気的特性値（例えば、電流、導電率、抵抗率）を検出することができる。

正確かつ信頼性の高い電流測定値を得るために、ステップ１６１４において、平衡回路を使用して、ステップ１６１２で検出された２つ以上の値からなる第１のセットを分析することができる。平衡回路は、値が平衡に達したか否か、すなわち、所定の分散または許容範囲を超えた変動がなくなったか否かを判定することができる。値が平衡に達していないと判定された場合、この方法はステップ１６１２に戻り、さらなる値の検出を行うことができる。一方、値が平衡に達したと判定された場合、この方法はステップ１６１６に進むことができる。ステップ１６１６において、平衡回路は、第１のセットの値から第１の値または基準値を選択することができる。第１の値または基準値は、試料と色素との相互作用が生じる前の、流路の１つ以上の電気的特性を表すものとして使用することができる。

ステップ１６１８において、いくつかの実施形態では、色素分子を含む電解質緩衝液を、導入した流路の導入ポートから除去してもよい。このステップにより、その後導入ポートからの試料の導入がなされても、導入ポートにおける色素分子と試料との相互作用を確実に防止できる。ステップ１６２０において、任意適切な技術（例えば、毛細管現象による充填または動電現象による充填）を使用して、試料を流路に導入することができる。ステップ１６２２において、電圧源を用いて、流路の長さの少なくとも一部にわたって電位差を印加することができる。ステップ１６２４において、電位差が印加されている間に、流路の長さの少なくとも一部に沿って、１つ以上の電気的特性値（例えば、電流、導電率、抵抗率）を検出することができる。

正確かつ信頼性の高い電流測定値を得るために、ステップ１６２６において、平衡回路を使用して、ステップ１６２４で検出された１つ以上の値からなる第２のセットを分析することができる。平衡回路は、値が平衡に達したか否か、すなわち、所定の分散または許容範囲を超えた変動がなくなったか否かを判定することができる。値が平衡に達していないと判定された場合、この方法はステップ１６２４に戻り、さらなる値の検出を行うことができる。一方、値が平衡に達したと判定された場合、この方法はステップ１６２８に進むことができる。ステップ１６２８において、平衡回路は、第２のセットの値から第２の値を選択することができる。第２の値は、試料と色素との相互作用が生じた後の、流路の１つ以上の電気的特性を表すものとして使用することができる。

ステップ１６３０において、比較回路を使用して、（ステップ１６１６で決定された）第１の値または基準値と（ステップ１６２８で決定された）第２の値との差を決定することができる。ステップ１６３２において、比較回路は、ステップ１６３０で決定された差が所定の閾値を満たしているか（例えば、差が所定の値を上回るか、または差が所定の範囲内にあるか）を判定することができる。

ステップ１６３２において、第１の値と第２の値との差が所定の閾値を満たしていると判定された場合、分析種検出回路は、ステップ１６３８において、試料が該溶媒を含有すると判定することができる。続いて、ステップ１６４０において、分析種検出回路は、非一時的なコンピュータ可読媒体に、試料が該溶媒を含有するという指標を保存することができる。代替的にまたは追加的に、ステップ１６４０において、分析種検出回路は、試料が該溶媒を含むという指標を表示装置に表示することができる。

一方、ステップ１６３２において、第１の値と第２の値との差が所定の閾値を満たしていないと判定された場合、分析種検出回路は、ステップ１６３４において、試料が該溶媒を含有しないと判定することができる。続いて、ステップ１６３６において、分析種検出回路は、非一時的なコンピュータ可読媒体に、試料が該溶媒を含有しないという指標を保存することができる。代替的にまたは追加的に、ステップ１６３６において、分析種検出回路は、試料が該溶媒を含有しないという指標を表示装置に表示することができる。

特定の実施形態において、流路は、試料のその後の試験に再使用されてもよい。ステップ１６４４において、任意適切な技術（例えば、毛細管現象による充填または動電現象による充填）を用いて、脱凝集剤を流路に導入することができる。脱凝集剤は、脱凝集剤と流路中に形成された凝集物との相互作用が凝集物を溶解または崩壊させるように選択されてよい。流路に電解質緩衝液を充填して流路を洗い流し、試料とセンサー化合物を流路に導入する。

特定の実施形態では、ステップ１６４２において、凝集物の崩壊に先立って、流路の電気的特性値に基づいて該溶媒の絶対濃度または相対濃度を決定することができ、この濃度を非一時的なコンピュータ可読媒体に保存したり、かつ／または画像表示装置に表示したりすることができる。例示的な検出システムの流路における内面積／体積の比が大きいことから、このような方法で分析種の濃度を決定することができる。分析種の濃度が低い場合、流路内の導電率は表面電荷によって支配される。したがって、流路の電気的特性の測定により、異なるイオンを区別することが可能となる。その結果、流路内のバルク流の独特かつ高感度な測定値を用いて、流路の内面における表面電荷に関する情報を決定することができる。したがって、例示的な実施形態では、流路の寸法および特定の分析種イオンが異なる濃度で与えられれば、該分析種に特有の、該流路の電気的特性値の所定の範囲を計算することができる。次いで、このようにして求めた所定の値を使用して、試料中の分析種の未知の濃度を決定することができる。

種々のイオンの流路中の表面電荷に関する詳細な情報は、以下の論文に示されており、その全内容が、参照により本明細書に明示的に援用される。“Surface-dependent chemical equilibrium constants and capacitances for bare and 3-cyanopropyldimethylchlorosilane coated silica nanochannels,” M. B. Andersen, J. Frey, S. Pennathur and H. Bruus, J. Colloid Interface Sci. 353, 301-310 (2011)、および“Hydronium-domination ion transport in carbon-dioxide-saturated electrolytes at low salt concentrations in nanochannels”,” K.L. Jensen, J.T. Kristensen, A.M. Crumrine, M.B.Andersen, H. Bruus and S. Pennathur., Phys. Review E. 83, 5, 056307.

Ｖ．例示的な核酸検出技術
例示的な技術によって、１つ以上のセンサー化合物（すなわち、１つ以上の核酸プローブ）を使用して、試料中の特定の核酸および／またはヌクレオチド（例えば、ＤＮＡ、ＲＮＡ）を検出することができる。検出することができる例示的な核酸は、全ＲＮＡ抽出物に含まれるグリセルアルデヒド−３−リン酸デヒドロゲナーゼ（ＧＡＰＤ）メッセンジャーＲＮＡ（ｍＲＮＡ）である。核酸の存在または非存在を試験するために使用することができる１つ以上の例示的なセンサー化合物には、分析種である核酸と直接的または間接的に結合して導電性凝集物を形成する１つ以上の核酸プローブが含まれる。分析種である核酸および１つ以上の核酸プローブは相互作用して、流路の内面または内部空間の少なくとも一部をコーティングすることまたは覆うことにより、流路の長さに沿った電気経路を増強することができる凝集物を形成することができる。凝集物が導電性である場合、これは、流路の長さの少なくとも一部に沿って測定された電流および／または導電率の測定可能な増加、および流路の長さの少なくとも一部に沿って測定された電気抵抗率の測定可能な低下を引き起こす場合がある。

特定の実施形態において、検出システムに使用される電極は、金属（例えば、アルミニウム、マンガン、および白金）であってよい。別の実施形態において、検出システムに使用される電極は、非金属であってよい。

例示的な技術では、試料とすべてのセンサー化合物（例えば、１つ以上の核酸プローブ）のいずれもを、核酸の検出が可能となるように特別に構成され寸法決めされた検出システム内の流路に導入することができる。特定の実施形態では、流路は、その深さおよび／または幅が凝集物粒子の直径と実質的に等しいかまたはそれよりも小さくなるように構成することができる。試料およびセンサー化合物のいずれもが流路に導入された後、凝集物が形成されれば試料中に目的の核酸が存在することが示され、凝集物が存在しなければ試料中に目的の核酸が存在しないことが示される。

流体の流れおよび／または流体中の荷電粒子の流れが（例えば凝集物が存在しないという理由により）阻害されない場合、流体中の導電性粒子またはイオンは、導入ポートから排出ポートに向かってｙ軸に沿って、流路の長さの少なくとも一部に沿って移動し得る。導電性粒子またはイオンの移動の結果、流路の長さの少なくとも一部に沿って、第１のまたは「基準」の電気的特性値（例えば、電流、導電率、抵抗率）またはその範囲が、分析種検出回路によって検出され得る。いくつかの実施形態において、平衡回路は、値が平衡に達するまでの時間、電気的特性値を周期的にまたは連続的に監視してもよい。次いで、平衡回路は、値の１つを、電気的特性の過渡的変化の影響を避けるようにして選択し、電気的特性基準値としてもよい。

電気的特性「基準」値という用語は、試料およびすべてのセンサー化合物（例えば、１つ以上の核酸プローブ）が流路に導入される前の流路の電気的特性値またはその値の範囲を指すことができる。すなわち、基準値は、試料中の核酸とセンサー化合物との間に何らかの相互作用が生じる前の流路を特徴付ける値である。いくつかの場合において、基準値は、センサー化合物を流路に導入した後、試料を流路に導入する前の時間に検出することができる。いくつかの場合において、基準値は、１つのセンサー化合物を流路に導入した後、試料およびさらなるセンサー化合物を流路に導入する前の時間に検出することができる。いくつかの場合において、基準値は、１つのセンサー化合物および試料を流路に導入した後、さらなるセンサー化合物を流路に導入する前の時間に検出することができる。いくつかの場合において、基準値は、試料またはセンサー化合物を流路に導入する前の時間に検出することができる。いくつかの場合において、基準値はあらかじめ決定され、アクセス可能な非一時的記録媒体に保存されてもよい。

いくつかの場合において、（試料中の目的の核酸と１つ以上のセンサー化合物との間の相互作用に起因して）流路内に導電性凝集物が形成されると、流路の長さの少なくとも一部に沿った電気経路が増強されることがある。この場合、核酸検出回路は、流路の長さの少なくとも一部に沿った第２の電気的特性の（例えば、電流、導電率、抵抗率の）値またはその値の範囲を検出することがある。いくつかの実施形態において、核酸検出回路は、試料およびすべてのセンサー化合物を流路に導入した後、第２の電気的特性値を検出する前に、待機時間または調整時間が経過する間、待機してもよい。待機時間または調整時間により、流路内に凝集物を形成させ、凝集物形成によって流路の電気的特性を変えることができる。

いくつかの実施形態において、試料およびすべてのセンサー化合物を導入した後、平衡回路は、値が平衡に達するまで、電気的特性値を周期的または連続的に監視することができる。その後、平衡回路は、電気的特性の過渡的変化の影響を回避するようにして、値のうちの１つを、第２の電気的特性値として選択してもよい。

比較回路は、第２の電気的特性値を電気的特性基準値と比較することができる。第２の値と基準値との差が電流または導電率の増加（または抵抗率の低下）の所定の範囲に相当すると判定された場合、核酸検出回路により、流路に凝集物が存在すること、したがって目的の核酸が試料中に存在することが判定され得る。

別の特定の場合において、流路内の流体の流れおよび／または流体中の荷電粒子の流れが部分的にまたは完全に（例えば、凝集物の形成によって）遮断される場合、流体内の導電性粒子またはイオンが、導入ポートから排出ポートに向かってｙ軸に沿って流路の長さの少なくとも一部に沿って自由に移動できないことがある。導電性粒子またはイオンの移動が阻害されたり停止したりすることによって、流路の長さの少なくとも一部に沿って第３の電気的特性の（例えば、電流、導電率、抵抗率の）値またはその値の範囲が核酸検出回路によって検出され得る。第３の電気的特性値は、第２の電気的特性値に加えて、またはその代わりに検出されてもよい。いくつかの実施形態において、核酸検出回路は、第３の電気的特性値を検出する前に、試料およびセンサー化合物のいずれもが流路に導入された後、待機時間または調整時間が経過する間、待機してもよい。待機時間または調整時間により、流路内に凝集物を形成させ、凝集物形成によって流路の電気的特性を変えることができる。

いくつかの実施形態において、試料およびすべてのセンサー化合物を導入した後、平衡回路は、値が平衡に達するまで、電気的特性値を周期的または連続的に監視することができる。その後、平衡回路は、電気的特性の過渡的変化の影響を回避するように、値のうちの１つを、第３の電気的特性値として選択してもよい。

比較回路は、第３の電気的特性値を電気的特性基準値と比較することができる。第３の値と基準値との差が電流または導電率の低下（または抵抗率の増加）の所定の範囲に相当すると判定された場合、核酸検出回路により、流路に凝集物が存在すること、したがって目的の核酸が試料中に存在することが判定され得る。

特定の実施形態では、検出システムの使用前の流路が、センサー化合物（例えば、１つ以上の核酸プローブ）を含まないことがある。すなわち、検出システムの製造業者が、センサー化合物を含ませるための流路の前処理または修飾を実施しないことがある。この場合、使用者は、使用中に、（例えば、電解質緩衝液中の）１つ以上のセンサー化合物を流路に導入し、センサー化合物を有するが試料を有さない流路の電気的特性基準値を検出することができる。

別の特定の実施形態では、検出システムの使用前に、流路の内面の少なくとも一部がセンサー化合物（例えば、１つ以上の核酸捕捉プローブ）を含むかまたはセンサー化合物でコーティングされるように、流路が前処理または修飾されてもよい。一例では、製造業者がセンサー化合物で修飾された流路の電気的特性基準値を検出し、使用者は、使用中に、保存された電気的特性基準値を使用することができる。すなわち、検出システムの製造業者は、センサー化合物を含ませるために、流路の前処理または修飾を実施してもよい。この場合、使用者は、試料および１つ以上のさらなるセンサー化合物を流路に導入する必要があるかもしれない。

一例では、使用者は、１つ以上のセンサー化合物（例えば、１つ以上の核酸プローブ）および試料を、例えば、センサー化合物と試料との混合物として同時に流路に導入することができる。この場合、混合物が導入される前に流路内で電気的特性基準値を検出することができ、混合物の導入後に電気的特性値を検出することができる。電気的特性値と電気的特性基準値との比較を用いて、目的の核酸が試料中に存在するか否かを判定することができる。

別の一例では、使用者は、１つ以上のセンサー化合物（例えば、１つ以上の核酸プローブ）および試料を、例えば、センサー化合物と試料との混合物として同時に流路に導入することができる。混合物が流路に導入される前の流路を特徴付ける、既に保存されていた電気的特性基準値は、非一時的記録媒体から読み出したり、アクセスしたりすることができる。混合物の導入後に、電気的特性値を検出することができる。電気的特性値と保存されていた電気的特性基準値との比較を用いて、目的の核酸が試料中に存在するか否かを判定することができる。

別の一例では、使用者は、最初に１つ以上のセンサー化合物（例えば、１つ以上の核酸プローブ）を流路に導入し、試料を流路に導入する前の電気的特性基準値を検出することができる。使用者はその後、試料および任意で１つ以上のさらなるセンサー化合物を流路に導入し、流路への試料の導入後にある時間待機した後、電気的特性値を検出することができる。電気的特性値と電気的特性基準値との比較を用いて、目的の核酸が試料中に存在するか否かを判定することができる。

別の一例では、使用者は、最初に１つ以上のセンサー化合物（例えば、１つ以上の核酸プローブ）を流路に導入し、次いで、試料および任意で１つ以上のさらなるセンサー化合物を流路に導入することができる。使用者はその後、流路への試料の導入後にある時間待機した後、電気的特性値を検出することができる。試料およびすべてのセンサー化合物が流路に導入される前の流路を特徴付ける、既に保存されていた電気的特性基準値は、非一時的記録媒体から読み出したり、アクセスしたりすることができる。保存されていた電気的特性値と電気的特性基準値との比較を用いて、目的の核酸が試料中に存在するか否かを判定することができる。

別の一例では、使用者は最初に試料を流路に導入し、流路内に試料のみが存在する状態で電気的特性基準値を検出することができる。使用者はその後、センサー化合物（例えば、１つ以上の核酸プローブ）を流路に導入し、流路へのセンサー化合物の導入後にある時間待機した後、電気的特性値を検出することができる。電気的特性値と電気的特性基準値との比較を用いて、目的の核酸が試料中に存在するか否かを判定することができる。

別の一例では、使用者は最初に試料を流路に導入し、次いでセンサー化合物（例えば、１つ以上の核酸プローブ）を流路に導入する。使用者はその後、流路へのセンサー化合物の導入後にある時間待機した後、電気的特性値を検出することができる。試料およびすべてのセンサー化合物が流路に導入される前の流路を特徴付ける、既に保存されていた電気的特性基準値は、非一時的記録媒体から読み出したり、アクセスしたりすることができる。保存されていた電気的特性値と電気的特性基準値との比較を用いて、目的の核酸が試料中に存在するか否かを判定することができる。

特定の別の実施形態において、検出システムの使用前に、流路の内面の少なくとも一部が第１のセンサー化合物（例えば、１つ以上の核酸捕捉プローブ）を含むか、または第１のセンサー化合物でコーティングされるように流路を前処理または修飾することができる。すなわち、検出システムの製造業者は、センサー化合物を含むように流路を前処理または修飾してもよい。製造業者は、第１のセンサー化合物を用いて流路の電気的特性基準値を検出し、この電気的特性基準値を非一時的記録媒体に保存することができる。使用者は、使用中に、流路に試料および１つ以上のさらなるセンサー化合物（例えば、１つ以上の核酸プローブ）を導入し、試料を流路に導入した後にある時間待機した後、電気的特性値を検出することができる。既に保存されていた電気的特性基準値は、記録媒体からアクセスまたは読み出しすることができる。電気的特性値と電気的特性基準値との比較を用いて、目的の核酸が試料中に存在するか否かを判定することができる。

別の一例では、使用者は、流路に試料を導入する前に、流路の電気的特性基準値を検出することができる。使用者はその後、試料を流路に導入し、流路への試料の導入後にある時間待機した後、電気的特性値を検出することができる。電気的特性値と電気的特性基準値との比較を用いて、目的の核酸が試料中に存在するか否かを判定することができる。

図１９Ａおよび図１９Ｂは、試料中の核酸またはヌクレオチドを検出するための例示的な方法１９００のフローチャートである。

ステップ１９０２において、流路の内面の少なくとも一部が核酸プローブの結合を可能にする材料を含むか、またはその材料でコーティングされるように、流路の内面の少なくとも一部を前処理または共有結合的に修飾することができる。例示的な材料としては、シラン化合物（例えば、トリクロロシラン、トリエトキシシラン、アルキルシラン、ペルフルオロシラン）、両性イオンスルトン、ポリ（６−９）エチレングリコール（Ｐｅｇ）、ペルフルオロオクチル、フルオレセイン、アルデヒド、グラフェン化合物などが挙げられるが、これらに限定されない。流路の内面の共有結合的修飾によって、特定の分子の非特異的な吸収が防止され得る。一例では、内面の共有結合的修飾により、内面への他の分子の非特異的な吸収を防止しながら、内面への１つ以上の核酸捕捉プローブの共有結合が可能となり得る。

一例において、流路を修飾する物質は、シラン化合物であってもよい。このシラン修飾は、１つ以上のプローブ、例えば核酸プローブを流路の内面に付着させる上で有用である。シラン化の例示的な技術の一例では、溶液が調製される。この溶液は、適切なクロロシラン、トリクロロシラン、トリメトキシシラン、またはトリエトキシシランを、０．１〜４％（ｖ／ｖ（シランが液体の場合）またはｗ／ｖ（シランが固体の場合））の濃度となるように適切な溶媒（例えば、トリメトキシシランまたはトリエトキシシランの場合はトルエン、クロロシランまたはトリクロロシランの場合はエタノール、またはトリメトキシシランの場合は３．５〜５．５のｐＨを有する水）に溶解させて調製することができる。一例では、１ｍＬのトリエトキシアルデヒドシラン（ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｅｌｄｅｈｙｄｅ ｓｉｌａｎｅ）を２４ｍＬのトルエンに溶解し、この溶液を、界面活性剤を含まない０．２ミクロン酢酸セルロース（ＳＦＣＡ）フィルターを通して濾過してもよい。濾過したシラン溶液１０μＬを流路のポートに加え、５分間かけて毛細管現象により流路に充填することができる。充填は光学顕微鏡で観察してもしなくてもよく、溶媒組成に応じて５〜４０分かかる場合がある。毛細管現象による充填が完了した後、濾過したシラン溶液１０μＬを流路の残りのポートに加えることもできる。その後、濾過したシラン溶液に流路全体を浸漬し、所望の温度（例えば、修飾に使用された具体的なシランおよび溶媒組成に応じて２０℃〜８０℃）で所望の時間（例えば、１〜２４時間）、反応させてもよい。一例では、濾過したシラン溶液に流路全体を浸漬した後、４５℃で１８時間加熱してもよい。所望の反応時間が経過した後、以下の技術の１つを用いてシラン化プロセスを停止し、場合によっては、触媒量の酢酸をトルエンまたはエタノールを用いた表面修飾箇所に加えてもよい。

クエンチングの１つの例示的な技術では、流路全体を、０．２ミクロンのＳＦＣＡで濾過したエタノール２５ｍＬで満たされた容器に移し、使用またはさらなる修飾のための所望の時間まで保存することができる。クエンチングの別の例示的な技術では、動電現象を利用して流路を適切な溶媒組成物で洗浄することができる。トルエンによる修飾により流路を動電洗浄する技術の１つにおいては、電極間の電圧差１０Ｖ〜１０００Ｖにおいて動電現象を利用して流路内にトルエンを５〜１５分間かけて通過させ、次いで電極間の電圧差１０Ｖ〜１０００Ｖにおいて動電現象を利用して流路内にエタノールを５〜１５分間かけて通過させ、次いで電極間の電圧差１０Ｖ〜１０００Ｖにおいて動電現象を利用して流路内にエタノールと水の１：１混合物を５〜１５分間かけて通過させ、最後に電極間の電圧差１０Ｖ〜１０００Ｖにおいて動電現象を利用して流路内に水を５〜１５分間かけて通過させる。流路が適切に動作するか否かは、流路内に添加された５０ｍＭホウ酸ナトリウム緩衝液に１０００Ｖの電界を印加して電流を測定し（流路寸法に基づいて約３３０ｎＡの電流読み取り値を与える）、次いで同じ印加電界で超純水（例えば、ＭｉｌｌｉＱ超純水）を再添加して電流を測定し、ゼロより大きく２０ｎＡ未満である電流が得られることによって確認できる。

ステップ１９０４において、１つ以上の核酸プローブ（例えば、捕捉プローブ）を、流路の修飾された内面の少なくとも一部に結合させることができる。一実施形態では、核酸プローブを、流路の修飾された内面に共有結合させることができる。

ステップ１９０４の一例において、ステップ１９０２のように修飾された流路を、流路からエタノールをすべて除去するために、低温に設定したホットプレート上に１５分間載置してもよい。２μＬの１ｍＭストック５’ヒドラジド修飾ＤＮＡを、５０ｍＭ酢酸ナトリウムおよび１ｍＭ ５−メトキシアントラニル酸を含有する１９８μＬのｐＨ４．５緩衝液と混合することができる。溶液中の最終ＤＮＡ濃度は１０μＭとすることができる。この溶液２０μＬを修飾された流路のポートに加え、４０分間かけて毛細管現象により流路を充填させる。その後、該溶液１０μＬを流路の残りのポートに加えることができる。また、流路のポートに電極を接続し、Ｋｉｅｔｈｌｅｙ ２４１０デバイスを用いて５分間または安定した電流が検出されるまで７００Ｖの電位差を維持することによって、動電現象を利用して確実に流路内に溶液を充填することができる。一例では、２３０ｎＡの安定した電流を検出することができる。流路内に溶液を３時間にわたって保持することによって、流路を修飾してもよい。次いで、２つのポート間の電位差を１０００Ｖとし、１０ｎＡ未満の電流が検出されるまで、動電現象を利用して超純水（例えば、ＭｉｌｌｉＱ超純水）で流路を洗浄してもよい。修飾した流路を、後のステップで使用するまで真空デシケータ内に保存してもよい。

ステップ１９０６において、試料と核酸プローブ（例えば、架橋標的プローブ）をあらかじめ混合しておくことができる。一例では、架橋標的プローブは、ステップ７０４において流路の内面に備えられた捕捉プローブと結合し、かつ分析種である核酸が試料中に存在する場合には該核酸とも結合するように選択される。ステップ１９０８において、前記あらかじめ混合した試料と核酸プローブを流路に導入することができる。一例では、試料は、（分析種であるＧＡＰＤ ＲＮＡを含んでも含まなくてもよい）ヒト肝臓全ＲＮＡ抽出物とすることができる。この場合、前記あらかじめ調製した混合物は、ヌクレアーゼを含まない４５．５μＬの水と、３３．３μＬの溶解緩衝液と、１μＬのブロッキング試薬と、０．３μＬの核酸プローブ（例えば、架橋標的プローブ）と、ボルテックス混合した２０ｎｇ／ｍＬのヒト肝臓全ＲＮＡ抽出物２０μＬとを含有する溶液を含み得る。この溶液の１０μＬを１つのポートを通して流路に導入し、毛細管現象により流路を充填させてもよい。次いで、同じ溶液の１０μＬを流路の別のポートに導入してもよい。

ステップ１９１０において、電圧源を使用して、流路の長さの少なくとも一部に電位差を印加することができる。ステップ１９１２において、電位差が印加されている間に、流路の長さの少なくとも一部に沿って１つ以上の電気的特性値（例えば、電流、導電率、抵抗率）を検出することができる。一例では、＋１０００Ｖの電位差を印加することで、０．４μＡの電流値が検出され得る。

正確かつ信頼性の高い電流測定値を得るために、ステップ１９１４において、平衡回路を使用して、ステップ１９１２で検出された２つ以上の値からなる第１のセットを分析することができる。平衡回路は、値が平衡に達したか否か、すなわち、所定の分散または許容範囲を超えた変動がなくなったか否かを判定することができる。値が平衡に達していないと判定された場合、この方法はステップ１９１２に戻り、さらなる値の検出を行うことができる。一方、値が平衡に達したと判定された場合、この方法はステップ１９１６に進むことができる。ステップ１９１６において、平衡回路は、第１のセットの値から第１の値または基準値を選択することができる。第１の値または基準値は、流路に凝集物粒子が形成される前の、流路の１つ以上の電気的特性を表すものとして使用することができる。

別の特定の例において、第１の値は、流路が洗浄緩衝液のみで充填されている場合、および／または核酸を含有しない希釈緩衝液のみで充填されている場合に測定することができる。一例では、＋１０００Ｖの電位差を印加した場合、第１の電気的特性値は、（洗浄緩衝液に対して）１３〜１９ｎＡおよび（希釈緩衝液に対して）３８０〜４００ｎＡの電流となり得る。

ステップ１９１８において、いくつかの実施形態では、流路内の凝集物に特異的に結合していない核酸を除去するために、流路をインキュベートし、適切な洗浄緩衝液で洗浄することができる。次いで、電気的特性値を検出してもよい。ステップ１９２０において、１つ以上のさらなる核酸プローブを流路に導入することができる。例示的な核酸プローブとしては、分析種である核酸と直接的にまたは間接的に結合するように選択された１つ以上の標識伸長因子、および／または標識伸長因子と結合するように選択された１つ以上の増幅プローブを挙げることができる。この相互作用により、場合によっては導電性であり得る凝集物が形成される。導電性凝集物は、流路内の導電率を向上させることがあり、分析種である核酸が試料内に存在する場合は、電気的特性値（例えば、電流、導電率）の測定可能な増加をもたらし、別の電気的特性値（例えば、抵抗率）の測定可能な減少をもたらすことがある。

複数の核酸プローブを順次導入するいくつかの場合には、各核酸プローブの導入のためにステップ１９１８および１９２０を繰り返すことができる。

ステップ１９２２にて、いくつかの実施形態では、流路内の凝集形成物に特異的に結合していない核酸を除去するために、流路をインキュベートし、適切な洗浄緩衝液で洗浄することができる。一例では、流路を密封し、５０℃で９０分間インキュベートし、次いで４５分間かけて室温まで冷却させる。その後、安定した電流が検出されるまで、洗浄緩衝液で流路を洗浄することができる。

ステップ１９２４において、電圧源を使用して、流路の長さの少なくとも一部に電位差を印加することができる。ステップ１９２６において、電位差が印加されている間に、流路の長さの少なくとも一部に沿って１つ以上の電気的特性値を検出することができる。

正確かつ信頼性の高い電流測定値を得るために、ステップ１９２８において、平衡回路を使用して、ステップ１９２６で検出された２つ以上の値からなる第１のセットを分析することができる。平衡回路は、値が平衡に達したか否か、すなわち、所定の分散または許容範囲を超えた変動がなくなったか否かを判定することができる。値が平衡に達していないと判定された場合、この方法はステップ１９２６に戻り、さらなる値の検出を行うことができる。一方、値が平衡に達したと判定された場合、この方法はステップ１９３０に進むことができる。ステップ１６１６において、平衡回路は、第１のセットの値から第１の値または基準値を選択することができる。

ステップ１９３０において、平衡回路は、第２のセットの値から第２の値を選択することができる。第２の値は、核酸とすべての核酸プローブとの間のあらゆる相互作用の後の、流路の１つ以上の電気的特性を表すものとして使用することができる。一例では、＋１０Ｖの電位差で、試料が核酸を含有する場合、１μＡ〜３．５μＡの電流が検出され得る。＋１００Ｖの電位差で、試料が核酸を含有する場合、３μＡ〜２０μＡの電流が検出され得る。

ステップ１９３２において、比較回路を用いて、（ステップ１９１６で決定された）第１の値または基準値と（ステップ１９３０で決定された）第２の値との差を決定することができる。ステップ１９３４において、比較回路は、ステップ１９３２で決定された差が所定の閾値を満たしているか（例えば、差が所定の値よりも大きいか、所定の値よりも小さいか、または差が所定の範囲内にあるか）を判定することができる。凝集物が導電性である一例では、第２の電気的特性値は、第１の値または基準値よりも１μＡ〜２０μＡ大きく、導電性であり流路の導電率を高める流路内の凝集物の形成を示す範囲の値であり、それによって試料が核酸を含むことを示し得る。別の一例では、第２の電気的特性値は、第１の値または基準値よりも１μＡ〜２０μＡ低く、流路内の凝集物の形成を示す範囲の値であり、それによって試料が核酸を含むことを示し得る。

ステップ１９３４において、第１の値と第２の値との差が所定の閾値を満たしていると判定された場合、核酸検出回路は、ステップ１９４０において、試料が該核酸を含有すると判定することができる。続いて、ステップ１９４２において、核酸検出回路は、非一時的なコンピュータ可読媒体に、試料が該核酸を含有するという指標を保存することができる。代替的にまたは追加的に、ステップ１９４２において、核酸検出回路は、試料が該核酸を含むという指標を表示装置に表示することができる。

一方、ステップ１９３４において、第１の値と第２の値との差が所定の閾値を満たしていないと判定された場合、核酸検出回路は、ステップ１９３６において、試料が該核酸を含有しないと判定することができる。続いて、ステップ１９３８において、核酸検出回路は、非一時的なコンピュータ可読媒体に、試料が該核酸を含有しないという指標を保存することができる。代替的にまたは追加的に、ステップ１６３６において、核酸検出回路は、試料が該核酸を含有しないという指標を表示装置に表示することができる。

ステップ１９１８〜１９３２の一例では、流路を密封し、５５℃のオーブンで１６時間インキュベートし、次いでオーブンから取り出すことができる。動電現象を利用して流路内に１０μＬの洗浄緩衝液を１０分間かけて通過させることができ、＋１００Ｖの電位差を印加することができ、電気的特性値を検出することができる。ここで検出される例示的な電気的特性値は、６μＡ〜７．５μＡの範囲の電流であってもよい。続いて、核酸プローブ（例えば、プレ増幅プローブ）１μＬを１ｍＬの希釈緩衝液で希釈し、この溶液１０μＬを動電現象を利用して流路内に通過させることができる。＋１００Ｖの電位差を印加することができ、電気的特性値を検出することができる。ここで検出される例示的な電気的特性値は、５．８μＡ〜７．５μＡの範囲の電流であってもよい。

次いで、流路を密封し、５５℃で１時間インキュベートすることができる。動電現象を利用して流路内に１０μＬの洗浄緩衝液を１０分間かけて通過させることができ、＋１００Ｖの電位差を印加することができ、電気的特性値を検出することができる。ここで検出される例示的な電気的特性値は、２．８μＡ〜３．２μＡの範囲の電流であってもよい。続いて、核酸プローブ（例えば、増幅プローブ）１μＬを１ｍＬの希釈緩衝液で希釈し、この溶液１０μＬを動電現象を利用して流路内を通過させ、電流が安定であることが検出されるまで通過を維持することができる。＋１００Ｖの電位差を印加することができ、電気的特性値を検出することができる。ここで検出される例示的な電気的特性値は、４μＡの電流であり得る。

次いで、流路を密封し、５５℃で１時間インキュベートすることができる。動電現象を利用して流路内に１０μＬの洗浄緩衝液を１０分間かけて通過させることができ、＋１００Ｖの電位差を印加することができ、電気的特性値を検出することができる。ここで検出される例示的な電気的特性値は、５μＡ〜２０μＡの範囲の電流であってもよい。続いて、核酸プローブ（例えば、標識伸長因子）１μＬを１ｍＬの希釈緩衝液で希釈し、この溶液１０μＬを動電現象を利用して流路内を通過させ、電流が安定であることが検出されるまで通過を維持することができる。＋１００Ｖの電位差を印加することができ、電気的特性値を検出することができる。ここで検出される例示的な電気的特性値は、３μＡ〜１０μＡの電流であり得る。

特定の実施形態において、流路は、試料のその後の試験に再使用されてもよい。１つの例示的な実施形態では、ステップ１９４６において、凝集物を分解させて流路を再使用可能にするために、脱凝集剤（例えば、核酸表面切断緩衝液または核酸分解緩衝液）を流路に導入することができる。ステップ１９４８において、流路に電解質緩衝液で充填して流路から凝集物を洗い流すことができ、凝集物が流路から除去されることを確認するために１つ以上の電気的特性（例えば、電流）を検出してもよい。一例では、電流の著しい低下により、導電性凝集物が流路から除去されたことが示され得る。

ステップ１９４６および１９４８の一例では、安定した電流（±１００Ｖ＝１．４〜１．７μＡ）が得られるまで、５０ｍＭリン酸ナトリウム（ｐＨ７．４）と、１ｍＭ ５−メトキシアントラニル酸と、５ｍＭヒドロキシルアミン塩酸塩とを含有する緩衝液を、凝集物を有する流路に動電現象を利用して充填する。次いで、流路全体をこの緩衝液中で室温にて１８時間インキュベートし、その後、電流が安定するまで（＋１０００Ｖ＝８６〜８７ｎＡ、−１０００Ｖ＝６３〜６４ｎＡ）再び測定を行う。電流の顕著な減少（表面切断緩衝液の導入前の１．４〜１．７μＡから表面切断緩衝液を用いた洗浄後の６３〜９０ｎＡへ）によって、導電性凝集物が除去されたことが示され得る。

特定の実施形態では、ステップ１９４４において、凝集物の崩壊に先立って、流路の電気的特性値に基づいて核酸の絶対濃度または相対濃度を決定することができる。例示的な検出システムの流路における内面積／体積の比が大きいことから、このような方法で核酸の濃度を決定することができる。核酸の濃度が低い場合、流路内の導電率は表面電荷によって支配される。したがって、流路の電気的特性の測定により、異なるイオンを区別することが可能となる。その結果、流路内のバルク流の独特かつ高感度な測定値を用いて、流路の内面における表面電荷に関する情報を決定することができる。したがって、例示的な実施形態では、流路の寸法および特定の核酸が異なる濃度で与えられれば、該核酸粒子に特有の、該流路の電気的特性値の所定の範囲を計算することができる。次いで、このようにして求めた所定の値を使用して、試料中の核酸の未知の濃度を決定することができる。

種々のイオンの流路中の表面電荷に関する詳細な情報は、以下の論文に示されており、その全内容が、参照により本明細書に明示的に援用される。“Surface-dependent chemical equilibrium constants and capacitances for bare and 3-cyanopropyldimethylchlorosilane coated silica nanochannels,” M. B. Andersen, J. Frey, S. Pennathur and H. Bruus, J. Colloid Interface Sci. 353, 301-310 (2011)、および“Hydronium-domination ion transport in carbon-dioxide-saturated electrolytes at low salt concentrations in nanochannels”,” K.L. Jensen, J.T. Kristensen, A.M. Crumrine, M.B.Andersen, H. Bruus and S. Pennathur., Phys. Review E. 83, 5, 056307.

図５は、流路５０２の内面と、流路の内面に直に隣接して位置する流体不動層５０４と、不動層に直に隣接して位置する流体拡散層５０６と、拡散層に直に隣接して位置するバルク流体流層５０８とを含む流路の内部の概略図である。流体層の各々において、例示的なイオンが示されている。流路の長さにわたって電位差を印加すると、（例えば、分析種検出回路１２２によって）流路の長さの少なくとも一部に沿った電気的特性値が検出され得る。比較回路１２４は、測定された電気的特性値を、核酸の特定の濃度または濃度範囲の値に相当する電気的特性値の所定の範囲と比較するために使用されてもよい。決定される濃度は、核酸の絶対濃度であってもよく、流路中の別の１つ以上の物質の濃度に対する核酸の相対濃度であってもよい。

図６Ａおよび図６Ｂは、異なる試験ケースについて流路で測定された導電率値を示すグラフである。各試験ケースにおいて、２つのさらなる物質（この場合、アンモニウムおよび過酸化水素）の濃度に対する分析種の異なる相対濃度が使用され、相当する流路内の導電率値を測定する。一実施形態では、Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｌｅａｎ １すなわちＳＣ１が試験ケースの溶液として使用される。ＳＣ１の詳細はオンラインで見出だされる。図６Ａおよび図６Ｂの試験ケースにおける３つの物質間の濃度比を上記表１に示す。

分析種の濃度が低いほど、分析種と他の物質との間の相対濃度の差異を測定することは容易になる。例えば、濃度比が１０００：１：１であれば、例示的な検出システムにおいて、１〜１０ｐｐｍのオーダーの検出感度が達成され得る。濃度比が３５０：１：１であれば、１００ｐｐｍのオーダーの検出感度が達成され得る。濃度比が５：１：１あれば、１００００ｐｐｍのオーダーの検出感度が達成され得る。

表３は、図１９Ａおよび図１９Ｂの方法の異なる段階で検出され得る例示的な電流値をまとめたものである。当業者であれば、表３に示されている例示的数値は単なる例示であり、本発明の範囲を限定するものではないことを理解するであろう。

一例において、核酸が添加されていない緩衝液のみを、表面修飾のない流路に接触させ、１つ以上の電気的特性を検出した。表４は、洗浄緩衝液および希釈緩衝液が流路に存在する状態で検出された安定電流をまとめたものである。

図２０は、試料中の核酸の存在または非存在を検出するための一般的かつ例示的な方法２０００を示すフローチャートである。ステップ２００２において、検出システムの流路に試料を導入することができ、流路は長さおよび幅を有し、長さは実質的に幅よりも大きい。ステップ２００４において、試料を流路に導入した後、電気的特性（例えば、電流、導電率、抵抗）の電気的特性値を流路の長さの少なくとも一部に沿って測定することができる。ステップ２００６において、電気的特性基準値にアクセスすることができる。電気的特性基準値は、試料を流路に導入する前に流路の長さの少なくとも一部に沿ってステップ２００４で検出された電気的特性と関連付けることができる。ステップ２００８において、ステップ２００４において測定された電気的特性値を、ステップ２００６においてアクセスされた電気的特性基準値と比較することができる。ステップ２０１０において、ステップ２００８における比較に基づいて、試料中の核酸の存在または非存在を判定することができる。

図２１は、試料中の核酸の存在または非存在を検出するための一般的かつ例示的な方法２１００を示すフローチャートである。ステップ２１０２において、１つ以上の電気的特性（例えば、電流、導電率、抵抗）の１つ以上の電気的特性値を、流路の長さの少なくとも一部分に沿って測定することができ、流路は長さおよび幅を有し、長さは実質的に幅よりも大きい。ステップ２１０４において、流路の電気的特性基準値は、ステップ２１０２において測定された流路の電気的特性値に基づいて決定することができる。ステップ２１０６において、試料を流路に導入することができる。ステップ２１０８において、流路に試料を導入した後の、１つ以上の電気的特性（例えば、電流、導電率、抵抗）の１つ以上の電気的特性値を流路の長さの少なくとも一部に沿って測定することができる。ステップ２１１０において、ステップ２１０８で測定された１つ以上の電気的特性値に基づいて、ことができる。ステップ２１１２において、ステップ２１１０において測定された電気的特性値と、ステップ２１０４において決定された電気的特性基準値とを比較することができる。ステップ２１１４において、ステップ２１１２における比較に基づいて、試料中の核酸の存在または非存在を判定することができる。

図２２は、試料中の核酸の存在または非存在を検出するための一般的かつ例示的な方法２２００を示すフローチャートである。ステップ２２０２において、試料および１つ以上のセンサー化合物の混合物を流路に導入することができ、流路は長さおよび幅を有し、長さは実質的に幅よりも大きい。ステップ２２０４において、試料およびすべてのセンサー化合物が流路に導入された後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、１つ以上の電気的特性（例えば、電流、導電率、抵抗）を測定することができる。ステップ２２０６では、電気的特性基準値にアクセスすることができる。電気的特性基準値は、試料およびすべてのセンサー化合物を流路に導入する前に流路の長さの少なくとも一部に沿ってステップ２２０４で検出された電気的特性と関連付けることができる。ステップ２２０８において、ステップ２２０４において決定された電気的特性値と、ステップ２２０６においてアクセスされた電気的特性基準値との差があれば、その差を決定することができる。ステップ２２１０において、ステップ２２０８で決定された差があれば、それに基づいて試料中の核酸の存在または非存在を判定することができる。

図２３は、試料中の核酸の存在または非存在を検出するための一般的かつ例示的な方法２３００を示すフローチャートである。ステップ２３０２において、１つ以上のセンサー化合物を流路に導入することができ、流路は長さおよび幅を有し、長さは実質的に幅よりも大きい。ステップ２３０４において、流路の長さの少なくとも一部に沿って１つ以上の電気的特性（例えば、電流、導電率、抵抗）を測定することができる。ステップ２３０６において、ステップ２３０４において測定された流路の電気的特性に基づいて、電気的特性基準値を決定することができる。ステップ２３０８において、流路に試料を導入することができる。ステップ２３１０において、流路の長さの少なくとも一部に沿って１つ以上の電気的特性（例えば、電流、導電率、抵抗）を測定することができる。ステップ２３１２において、ステップ２３１０において測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、流路の電気的特性値が決定される。ステップ２３１４において、ステップ２３１２において決定された電気的特性値と、ステップ２３０６において決定された流路の電気的特性基準値との差があれば、その差を決定することができる。ステップ２３１６において、ステップ２３１４で決定された差があれば、それに基づいて試料中の核酸の存在または非存在を判定することができる。

図２４は、試料中の核酸の存在または非存在を検出するための一般的かつ例示的な方法２４００を示すフローチャートである。ステップ２４０２において、１つ以上のセンサー化合物を流路に導入することができ、流路は長さおよび幅を有し、長さは実質的に幅よりも大きい。ステップ２４０４において、試料を流路に導入することができる。ステップ２４０６において、１つ以上の電気的特性（例えば、電流、導電率、抵抗）を流路の長さの少なくとも一部に沿って測定することができる。ステップ２４０８において、ステップ２４０６において測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、流路の電気的特性値を決定することができる。ステップ２４１０において、電気的特性基準値にアクセスすることができる。電気的特性基準値は、すべてのセンサー化合物および試料を流路に導入する前に測定することができる。ステップ２４１２において、ステップ２４０８において決定された電気的特性値と、ステップ２４１０において決定された流路の電気的特性基準値との差があれば、その差を決定することができる。ステップ２４１４において、ステップ２４１２で決定された差があれば、それに基づいて試料中の核酸の存在または非存在を判定することができる。

図２５は、試料中の核酸の存在または非存在を検出するための一般的かつ例示的な方法２５００を示すフローチャートである。ステップ２５０２において、試料を検出システムの流路に導入することができ、流路は長さおよび幅を有し、長さは実質的に幅よりも大きい。ステップ２５０４において、試料を流路に導入した後、１つ以上の電気的特性（例えば、電流、導電率、抵抗）を流路の長さの少なくとも一部に沿って測定することができる。ステップ２５０６において、ステップ２５０４において測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、流路の電気的特性基準値を決定することができる。ステップ２５０８において、１つ以上のセンサー化合物を流路に導入することができる。ステップ２５１０において、センサー化合物を流路に導入した後、１つ以上の電気的特性（例えば、電流、導電率、抵抗）を流路の長さの少なくとも一部に沿って測定することができる。ステップ２５１２において、すべてのセンサー化合物および試料を流路に導入した後に、ステップ２５１０において測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、電気的特性値を決定することができる。ステップ２５１４において、ステップ２５１２において決定された電気的特性値と、ステップ２５０６において決定された流路の電気的特性基準値との差があれば、その差を決定することができる。ステップ２５１６において、ステップ２５１４で決定された差があれば、それに基づいて試料中の核酸の存在または非存在を判定することができる。

図２６は、試料中の核酸の存在または非存在を検出するための一般的かつ例示的な方法２６００を示すフローチャートである。ステップ２６０２において、試料を検出システムの流路に導入することができ、流路は長さおよび幅を有し、長さは実質的に幅よりも大きい。ステップ２６０４において、１つ以上尾のセンサー化合物を流路に導入することができる。ステップ２６０６において、試料およびすべてのセンサー化合物を流路に導入した後、１つ以上の電気的特性（例えば、電流、導電率、抵抗）を流路の長さの少なくとも一部に沿って測定することができる。ステップ２６０８において、すべてのセンサー化合物および試料を流路に導入した後に、ステップ２６０６において測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、電気的特性値を決定することができる。ステップ２６１０において、流路の電気的特性基準値にアクセスすることができる。流路の電気的特性基準値は、すべてのセンサー化合物および試料が流路に導入される前に測定することができる。ステップ２６１２において、ステップ２６０８において決定された電気的特性値と、ステップ２６１０においてアクセスされた流路の電気的特性基準値との差があれば、その差を決定することができる。ステップ２６１４において、ステップ２６１２で決定された差があれば、それに基づいて試料中の核酸の存在または非存在を判定することができる。

図２７は、試料中の核酸の存在または非存在を検出するための一般的かつ例示的な方法２７００を示すフローチャートである。ステップ２７０２において、流路の内面の少なくとも一部は、流路の内面に１つ以上の核酸プローブを特異的に共有結合させることを促進または可能にし得る材料で修飾または処理することができる。流路は、長さおよび幅を有することができ、その長さは幅よりも実質的に大きい。流路の内面を修飾するために使用することができる例示的な材料には、シラン化合物（例えば、トリクロロシラン、アルキルシラン、トリエトキシシラン、ペルフルオロシラン）、両性イオンスルトン、ポリ（６−９）エチレングリコール（Ｐｅｇ）、ペルフルオロオクチル、フルオレセイン、アルデヒド、グラフェン化合物などが含まれるが、これらに限定されない。流路の内面の共有結合的修飾によって、特定の分子（例えば、核酸プローブ以外の分子）の非特異的吸収が防止され得る。ステップ２７０４において、流路の内面の少なくとも一部は、１つ以上の核酸プローブでコーティングまたは１つ以上の核酸プローブを備えることができる。核酸プローブは、内面の修飾された部分に共有結合させてもよい。ステップ２７０６において、流路の長さの少なくとも一部に沿って、１つ以上の電気的特性（例えば、電流、導電率、抵抗）を測定することができる。ステップ２７０８において、流路の電気的特性基準値は、ステップ２７０６で測定された１つ以上の電気的特性に基づいて決定することができる。ステップ２７１０において、流路の電気的特性基準値を、試料中に核酸が存在するか否かの判定に使用する目的で、非一時的記録媒体に保存することができる。

図２８は、図１９Ａ、図１９Ｂ、図２０〜図２７、図２９Ａ、および図２９Ｂの方法において使用することができる例示的な核酸プローブの概略図である。図２８は、１つ以上の核酸プローブ（例えば、捕捉プローブ２８０６）を内面２８０２へ結合させることを可能にするために（例えば、シラン化合物の分子を用いて）前処理または修飾された流路２８０４の内面２８０２を示す。捕捉プローブ２８０６は、１つ以上の架橋標的プローブ２８０８と結合するように選択され、標的プローブ２８０８は、（試験される分析種であり、一例ではウイルスＤＮＡとすることができる）特定の核酸２８１０および捕捉プローブ２８０６のいずれとも結合するように選択される。

（核酸２８１０を含んでいてもいなくてもよい）試料および標的プローブ２８０８は、同時に流路に導入してもよく、順次導入してもよい。核酸２８１０、標的プローブ２８０８、および捕捉プローブ２８０６の間の相互作用により、流路中に凝集物２８１２が生成することがある。特定の実施形態では、１つ以上のさらなる核酸プローブ（例えば、１つ以上の標識伸長因子２８１４）を流路に導入することができる。標識伸長因子２８１４は、凝集物２８１２中の核酸２８１０と結合することによってさらに複雑な凝集物２８１６を形成するように選択される。１つ以上のさらなる核酸プローブ（例えば、１つ以上の増幅プローブ２８１８）を流路に導入してもよい。増幅プローブ２８１８は、凝集物２８１６内の標識伸長因子２８１４と結合し、場合によっては導電性であり得るさらに複雑な凝集物２８２０を形成するように選択される。導電性凝集物２８２０は、流路の長さの少なくとも一部に沿った電気経路を強化することがあり、核酸が試料中に存在する場合には、基準値との比較において、電気的特性値（例えば、電流、導電率）が測定可能に増加したり、別の電気的特性値（例えば、抵抗率）が測定可能に減少したりする。したがって、流路にて基準値に対して増加した電流または導電率を検出することにより、試料中の核酸２８１０の存在が示され得る。同様に、基準値に対して減少した抵抗率を検出することにより、試料中の核酸２８１０の存在が示され得る。

核酸を検出するための別の例示的な技術は、流路内における核酸凝集物の形成によって引き起こされる、流路内におけるダイオード様挙動の存在の検出を含み得る。凝集物が存在しない場合、実質的に同じ大きさ（例えば、＋５００Ｖ）の電位差を印加すると、電位差または電界の印加方向にかかわらず、流路の長さに沿って検出される電気的特性（例えば、電流）は、実質的に同じ大きさとなり得る。電位差が、（例えば、正の電極が流路の第１の端部またはその近傍の導入ポート１１０にあり、負の電極が流路の第２の端部またはその近傍の排出ポート１１２にあるように）流路の長さに沿った第１の方向に流路の長さにわたって印加された場合、結果として生じる電流は、（例えば、正の電極が排出ポート１１２にあり、負の電極が導入ポート１１０にあるように）電位差が反対方向に印加された場合に結果として生じる電流と大きさが実質的に等しくなり得る。

流路内に凝集物が形成されると、ダイオード様挙動が生じ、印加された電位差または電界の方向の逆転が流路内で検出される電気的特性の変化を引き起こす場合がある。ダイオード様挙動により、検出される電流の大きさは電界の方向によって異なることとなる。電界または電位差が第１の方向に印加される場合、電流の大きさは、電位差または電界が反対方向に印加される場合とは異なる大きさとなり得る。このように、（流路長に沿って第１の方向に電位差が印加された場合に検出される）第１の電気的特性値と（流路長に沿って反対の第２の方向に電位差が印加された場合に検出される）第２の電気的特性値との間の比較は、凝集体の検出を可能にし、それにより試料中の核酸の検出を可能にする。第１および第２の電気的特性値の大きさが実質的に等しい場合、試料は該核酸を含まないと判定され得る。一方、第１および第２の電気的特性値の大きさが実質的に等しくない場合、試料は該核酸を含むと判定され得る。換言すると、電気的特性値の合計（一方向で正、他の方向で負）は、凝集物の非存在下では実質的にゼロとなり、凝集物の存在下では実質的にゼロとならない。

図２９Ａおよび図２９Ｂは、試料中の核酸の存在または非存在を検出するための例示的な方法２９５０を示すフローチャートである。ステップ２９５２において、１つ以上の核酸プローブおよび試料を、任意適切な技術（例えば、毛細管現象による充填または動電現象による充填）を用いて流路に導入することができる。核酸プローブおよび試料は、同時に導入されても、別々に導入されてもよい。一実施形態では、流路の内面の少なくとも一部を、核酸プローブ（例えば、捕捉プローブ）を含むように処理してもよく、または核酸プローブ（例えば、捕捉プローブ）でコーティングしてもよい。

ステップ２９５４において、電圧源を用いて、流路の長さ（ｙ軸）に沿った第１の方向に、流路の長さの少なくとも一部にわたって電位差を印加することができる。ステップ２９５６において、電位差が印加されている間に、流路の長さの少なくとも一部に沿った１つ以上の電気的特性（例えば、電流および／または導電率）を検出することができる。いくつかの場合においては、電流および／または導電率を直接的に測定することができる。別の場合においては、電流を示す測定値および／または導電率を示す測定値が検出されてもよい。

電気的特性の正確かつ信頼性の高い測定値を得るために、ステップ２９５８において、ステップ２９５６で検出された２つ以上の値からなる第１のセットを連続的または周期的に監視することができる。電気的特性値が平衡に達したか、すなわち所定の分散または許容範囲を超えた変動がなくなったか否かを判定することができる。電気的特性値が平衡に達していないと判定された場合、この方法はステップ２９５６に戻り、さらなる電気的特性値を検出することができる。一方、電気的特性値が平衡に達したと判定された場合、この方法はステップ２９６０に進むことができる。

ステップ１８６０において、第１のセットの電気的特性から第１の値を選択することができる。第１の電気的特性値は、電界が流路の長さ（ｙ軸）に沿った第１の方向に印加された場合に、流路の１つ以上の電気的特性（例えば、電流または導電率）を表すものとして使用することができる。

ステップ２９６２において、流路の長さ（ｙ軸）に沿った反対の第２の方向に、電圧源を用いて、流路の長さの少なくとも一部にわたって電位差を印加することができる。第２の方向は、第１の方向とは実質的に反対の方向とすることができる。ステップ２９６４において、電位差が印加されている間に、流路の長さの少なくとも一部に沿った１つ以上の電気的特性（例えば、電流および／または導電率）を検出することができる。いくつかの場合において、電流および／または導電率を直接的に測定することができる。別の場合において、電流を示す測定値および／または導電率を示す測定値が検出されてもよい。

電気的特性の正確かつ信頼性の高い測定値を得るために、ステップ２９６６において、ステップ２９６４で検出された２つ以上の値からなる第２のセットを連続的または周期的に監視することができる。電気的特性値が平衡に達したか否か、例えば、所定の分散または許容範囲を超えた変動がなくなったか否かを判定することができる。電気的特性値が平衡に達していないと判定された場合、この方法はステップ２９６４に戻り、さらなる値を検出することができる。一方、電気的特性値が平衡に達したと判定された場合、この方法はステップ２９６８に進むことができる。ステップ２９６８において、第２のセットの電気的特性値から第２の値を選択することができる。第２の値は、試料とセンサー化合物がいずれもが流路に導入された後に、流路の長さの少なくとも一部に沿った１つ以上の電気的特性（例えば、電流または導電率）を表すものとして使用することができる。

ステップ２９７０において、（ステップ２９６０で決定された）第１の値の大きさと（ステップ２９６８で決定された）第２の値の大きさの差が決定される。ステップ２９７２において、ステップ２９７０で決定された差が所定の閾値を満たしているか（例えば、差が所定の値を上回るか、または差が所定の範囲内にあるか）を判定することができる。

ステップ２９７２において、第１の値と第２の値との差が所定の閾値を満たす（例えば、大きさの差が実質的にゼロではない）と判定された場合、ステップ２９７８において、試験対象である核酸が試料に含まれると判定することができる。続いて、ステップ２９８０において、試料が核酸を含むという指標を、非一時的記録媒体に保存することができる。代替的にまたは追加的に、ステップ２９８０において、試料が核酸を含むという指標を表示装置に表示することができる。

一方、ステップ２９７２において、第１の値と第２の値との差が所定の閾値を満たさない（例えば、大きさの差が実質的にゼロである）と判定された場合、ステップ２９７４において、試験対象である核酸が試料に含まれないと判定することができる。続いて、ステップ２９７６において、試料が核酸を含まないという指標を、非一時的記録媒体に保存することができる。代替的にまたは追加的に、ステップ２９７６において、試料が核酸を含まないという指標を表示装置に表示することができる。

特定の場合において、第１の値と第２の値との大きさの差が閾値より大きい場合、試料が核酸を含有すると判定することができる。そうでない場合、試料は核酸を含有していないと判定することができる。特定の非限定的な例において、閾値は、約１ｎＡ〜約１０ｎＡとすることができる。

特定の実施形態において、流路は、引き続いて試料の試験を行う際に再使用できるように準備することができる。ステップ２９８４において、任意適切な技術（例えば、毛細管現象による充填または動電現象による充填）を用いて、脱凝集剤を流路に導入することができる。脱凝集剤は、脱凝集剤と流路中に形成された凝集物との相互作用が凝集物を溶解または崩壊させるように選択されてよい。続いて、流路を洗い流すために流路に電解質緩衝液を充填し、試料とセンサー化合物を流路に導入する。

特定の実施形態では、ステップ２９８２において、凝集物の崩壊に先立って、流路の電気的特性値に基づいて核酸の絶対濃度または相対濃度を決定することができる。例示的な検出システムの流路における内面積／体積の比が大きいことから、このような方法で核酸の濃度を決定することができる。核酸の濃度が低い場合、流路内の導電率は表面電荷によって支配される。したがって、流路の電気的特性の測定により、異なるイオンを区別することが可能となる。その結果、流路内のバルク流の独特かつ高感度な測定値を用いて、流路の内面における表面電荷に関する情報を決定することができる。したがって、例示的な実施形態では、流路の寸法および特定の核酸が異なる濃度で与えられれば、該核酸に特有の、該流路の電気的特性値の所定の範囲を計算することができる。次いで、このようにして求めた所定の値を使用して、試料中の核酸の未知の濃度を決定することができる。

ＶＩ．例示的なプロセッサおよびコンピューティングデバイス
本明細書で開示されるシステムおよび方法は、１つ以上の非一時的なコンピュータ可読媒体、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードドライブ、および／またはハードウェアに保持またはエンコードされたコンピュータ実行可能命令を実行可能な、１つ以上のプログラム可能なプロセッサ、処理ユニット、およびそれらと関連したコンピューティングデバイスを含み得る。例示的な実施形態では、ハードウェア、ファームウェア、および／または実行可能コードを、例えば、既存のインフラストラクチャ（例えば、既存のデバイス／処理ユニット）と共に使用するためのアップグレードモジュールとして提供することができる。ハードウェアは、例えば、本明細書で教示される実施形態をコンピューティングプロセスとして実行するための構成要素および／または論理回路を含み得る。

本開示によれば、例えば、グラフィカルユーザインターフェースとするための、ディスプレイおよび／または他のフィードバック手段もまた含まれ得る。ディスプレイおよび／または他のフィードバック手段は、独立型の機器であってもよく、処理ユニットの１つ以上の構成要素／モジュールとして含まれてもよい。

本発明の実施形態のいくつかを実施するために使用され得る実際のコンピュータ実行可能コードまたは制御ハードウェアは、そのような実施形態の範囲を限定することを意図するものではない。例えば、本明細書に記載された実施形態の特定の態様は、任意適切なプログラミング言語タイプ（例えば、ＭＡＴＬＡＢ技術計算言語、ＬＡＢＶＩＥＷグラフィカルプログラミング言語、（例えば従来の、またはオブジェクト指向のプログラミング技法を用いた）アセンブリコード、Ｃ、Ｃ＃、またはＣ＋＋）などを使用してコードで実装することができる。そのようなコンピュータ実行可能コードは、任意のタイプの適切な非一時的コンピュータ可読媒体またはメディア（例えば、磁気または光学記録媒体）に保存または保持することができる。

本明細書において、「プロセッサ」、「処理ユニット」、「コンピュータ」または「コンピュータシステム」は、例えば、無線または有線のマイクロコンピュータ、ミニコンピュータ、サーバ、メインフレーム、ラップトップ、パーソナルデータアシスタント（ＰＤＡ）、無線電子メールデバイス（例えば、「ＢｌａｃｋＢｅｒｒｙ」、「Ａｎｄｒｏｉｄ」または「Ａｐｐｌｅ」、取引指定デバイス）、携帯電話、ページャ、プロセッサ、ファックス機、スキャナ、またはネットワークを介してデータを送受信するように構成されている別の任意のプログラム可能なデバイスとすることができる。本明細書で開示されるコンピュータシステムは、データの取得、処理、および通信に使用される特定のソフトウェアアプリケーションを格納するためのメモリを含み得る。そのようなメモリは、開示された実施形態の内部または外部にあってもよいことが分かる。メモリはまた、ハードディスク、光ディスク、フロッピーディスク、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＰＲＯＭ（プログラマブルＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（電気的に消去可能なＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ記録デバイスなどを含むコンピュータ実行可能命令またはコードを保存するための非一時的記録媒体を含み得る。

図１８は、本明細書で開示されるシステムおよび方法を実施するために使用することができる例示的なコンピューティングデバイス１７００を表すブロック図を示す。特定の実施形態において、図１Ａおよび図１Ｂに示すプロセッサ１３０は、コンピューティングデバイス１７００の特定の機能および／または構成要素として構成されてもよく、特定の機能および／または構成要素を実装してもよい。特定の実施形態において、分析種検出回路１２２は、コンピューティングデバイス１７００の特定の機能および／または構成要素として構成されてもよく、特定の機能および／または構成要素を実装してもよい。

コンピューティングデバイス１７００は、任意のコンピュータシステム（例えば、ワークステーション、デスクトップコンピュータ、サーバ、ラップトップ、ハンドヘルドコンピュータ、タブレットコンピュータ（例えば、ｉＰａｄ（商標）タブレットコンピュータ）、モバイルコンピューティングデバイスまたは通信デバイス（例えば、ｉＰｈｏｎｅ（商標）モバイル通信デバイス、Ａｎｄｒｏｉｄ（商標）モバイル通信デバイスなど）、または通信可能であり、かつ本明細書に記載の操作を実行するのに十分なプロセッサパワーおよびメモリ容量を有する他の形態のコンピューティングデバイスまたは電気通信デバイス）とすることができる。例示的な実施形態では、分散型計算システムは、そのようなコンピューティングデバイスを複数含み得る。

コンピューティングデバイス１７００は、本明細書に記載される例示的な方法を実施するための１つ以上のコードされたコンピュータ実行可能命令またはソフトウェアを有する１つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体を含み得る。非一時的なコンピュータ可読媒体としては、１つ以上のタイプのハードウェアメモリおよび他の有形媒体（例えば、１つ以上の磁気記録ディスク、１つ以上の光ディスク、１つ以上のＵＳＢフラッシュドライブ）などが挙げられるが、これらに限定されない。例えば、コンピューティングデバイス１７００に含まれるメモリ１７０６は、本明細書に記載されるような分析種検出回路１２２の機能を実施するためのコンピュータ可読命令およびコンピュータ実行可能命令またはソフトウェアを格納することができる。コンピューティングデバイス１７００はまた、メモリ１７０２に格納されたコンピュータ可読命令およびコンピュータ実行可能命令またはソフトウェアと、システムハードウェアを制御するための他のプログラムとを実行するための、プロセッサ１７０２および関連コア１７０４、またいくつかの実施形態では、１つ以上のさらなるプロセッサ１７０２’および関連コア１７０４’（例えば、複数のプロセッサ／コアを有するコンピュータシステムの場合）を含み得る。プロセッサ１７０２およびプロセッサ１７０２’は、それぞれ単一のコアプロセッサまたは複数のコア（１７０４および１７０４’）プロセッサとすることができる。

コンピューティングデバイス１７００内で仮想化を実施することができ、コンピューティングデバイス内のインフラストラクチャおよびリソースを動的に共有することができる。プロセスが複数のコンピューティングリソースではなく１つのコンピューティングリソースのみを使用するように、複数のプロセッサ上で実行中のプロセスを処理する仮想マシン１７１４を備えてもよい。１台のプロセッサで複数の仮想マシンを使用することもできる。

メモリ１７０６は、非一時的なコンピュータシステムメモリまたはランダムアクセスメモリ（例えば、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＥＤＯ ＲＡＭなど）を含み得る。メモリ１７０６はまた、他のタイプのメモリ、またはそれらの組み合わせを含み得る。

使用者は、本明細書に記載の例示的な実施形態に従って提供される１つ以上のグラフィカルユーザインターフェース１７２０を表示することができる画像表示装置１７１８（例えば、スクリーンまたはモニタ）を介してコンピューティングデバイス１７００と対話することができる。画像表示装置１７１８はまた、例示的な実施形態に関連する他の態様、要素、および／または情報またはデータも表示することができる。特定の場合には、画像表示装置１７１８は、例示的な分析種検出システムまたは方法において検出された１つ以上の電気的特性の値を表示することができる。特定の場合には、画像表示装置１７１８は、試料が目的の分析種を含むか否かの指標を表示することができる。特定の実施形態では、目的の分析種が試料中に存在すると判定された場合に作動され得る同じ情報（例えば、サウンドアラーム）を伝えるために他のタイプのインターフェースが提供されてもよい。

コンピューティングデバイス１７００は、使用者からの入力を受信するための他のＩ／Ｏデバイス（例えば、キーボードまたは任意適切なマルチポイントタッチインターフェース１７０８またはポインティングデバイス１７１０（例えば、マウス、表示装置と直接インターフェース接続する使用者の指））を含み得る。本明細書において、「ポインティングデバイス」は、任意適切な入力インターフェース（具体的には、使用者がコンピューティングシステムまたはコンピューティングデバイスに空間データを入力することができるヒューマンインターフェースデバイス）である。例示的な実施形態では、ポインティングデバイスにより、使用者は、物理的なジェスチャ（例えば、ポインティング、クリック、ドラッグ、ドロップなど）を使用してコンピュータに入力することができる。例示的なポインティングデバイスには、マウス、タッチパッド、表示装置と直接インターフェース接続する使用者の指などを挙げることができるが、これらに限定されない。

キーボード１７０８およびポインティングデバイス１７１０は、画像表示装置１７１８に結合することができる。コンピューティングデバイス１７００は、適切な別の従来型Ｉ／Ｏ周辺機器を含み得る。Ｉ／Ｏデバイスによって、１つ以上のグラフィカルユーザインターフェース１７２０の実装（例えば、本明細書に記載された１つ以上のグラフィカルユーザインターフェースの実装）が容易になり得る。

コンピューティングデバイス１７００は、データおよび本明細書で教示するような例示的な実施形態を実施するコンピュータ可読命令および／またはソフトウェアを格納するための１つ以上の記録デバイス１７２４、例えば、耐久性のあるディスク記録装置（耐光性または耐磁気性のある任意適切な記録デバイス、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュ、ＵＳＢドライブ、または他の半導体ベースの記録媒体を含み得る）、ハードドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、または他のコンピュータ可読媒体を含み得る。例示的な実施形態では、１つ以上の記録装置１７２４は、本開示のシステムおよび方法によって生成することができるデータのための記録デバイスを提供することができる。１つ以上の記録デバイス１７２４は、コンピューティングデバイス１７００上に提供されてもよく、かつ／またはコンピューティングデバイス１７００とは別個にまたは離れて提供されてもよい。

コンピューティングデバイス１７００は、１つ以上のネットワークデバイス１７２２を介して１つ以上のネットワーク（例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、またはインターネット）とインターフェース接続するように構成されたネットワークインターフェース１７１２を含んでもよく、このインターフェース接続は、多様な接続を通して行われ、接続手段としては、標準電話線、ＬＡＮまたはＷＡＮリンク（例えば、８０２．１１、Ｔ１、Ｔ３、５６ｋｂ、Ｘ．２５）、ブロードバンド接続（例えば、ＩＳＤＮ、フレームリレー、ＡＴＭ）、無線接続、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）、または上記のいずれかまたはすべての組み合わせを含むが、これらに限定されない。ネットワークインターフェース１７１２は、内蔵型ネットワークアダプタ、ネットワークインターフェースカード、ＰＣＭＣＩＡネットワークカード、カードバスネットワークアダプタ、無線ネットワークアダプタ、ＵＳＢネットワークアダプタ、モデム、または通信によって本明細書で説明される操作を実行することができる任意のタイプのネットワークにコンピューティングデバイス１７００をインターフェース接続するのに適した別の任意のデバイスを含み得る。ネットワークデバイス１７２２は、１つ以上の受信機、１つ以上の送信機、１つ以上のトランシーバ、１つ以上のアンテナなどを含むがこれらに限定されないネットワークを介して通信を送受信するための１つ以上の適切なデバイスを含み得る。

コンピューティングデバイス１７００は、任意のオペレーティングシステム１７１６（例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）オペレーティングシステムの任意のバージョン、ＵｎｉｘおよびＬｉｎｕｘオペレーティングシステムの種々のリリース、Ｍａｃｉｎｔｏｓｈコンピュータ用のＭａｃＯＳ（登録商標）の任意のバージョン、任意の組み込み型オペレーティングシステム、任意のリアルタイムオペレーティングシステム、任意のオープンソースオペレーティングシステム、任意のプロプライエタリオペレーティングシステム、モバイルコンピューティングデバイス用の任意のオペレーティングシステム、またはコンピューティングデバイス上で動作し、本明細書で説明される操作を実行することができる別の任意のオペレーティングシステム）を実行することができる。例示的な実施形態において、オペレーティングシステム１７１６は、ネイティブモードまたはエミュレートモードで動作することができる。例示的な実施形態では、オペレーティングシステム１７１６は、１つ以上のクラウドマシンインスタンス上で実行されてもよい。

当業者であれば、例示的なコンピューティングデバイス１７００に含まれるモジュールは、図１８に示されているモジュールより多くても少なくてもよいことを認識するであろう。

例示的な実施形態を説明する際に、明確さを期して特定の用語が使用される。説明を目的とする場合、それぞれの用語は、同様の目的を達成するために類似の方法で動作するすべての技術的同等物および機能的同等物を含むことが少なくとも意図されている。さらに、具体的かつ例示的な実施形態が複数のシステム要素または方法ステップを含むいくつかの例では、これらの要素またはステップは単一の要素またはステップで置き換えることができる。同様に、単一の要素またはステップは、同じ目的を果たす複数の要素またはステップで置き換えることができる。さらに、様々な特性のパラメータが例示的な実施形態にて指定されている場合、そのようなパラメータは、別途記載のない限り、１／２０、１／１０、１／５、１／３、１／２などで、またはその丸め近似によって上下に調整されてもよい。さらに、特定の実施形態を参照しつつ、例示的な実施形態を示し、かつ記載しているが、当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく、形態および詳細における様々な置換および変更を行うことができることを理解するであろう。さらに、別の態様、機能、および利点もまた、本発明の範囲内である。

本明細書では、例示の目的のために例示的なフローチャートを提供しているが、そのようなフローチャートは、方法の非限定的な例である。当業者であれば、例示的な方法に含まれるステップは、例示的なフローチャートに示されたステップより多くても少なくてもよいこと、また例示的なフローチャートのステップは、示された順序とは異なる順序で実行され得ることを認識するであろう。

ブロック図のブロックおよびフローチャートの図は、特定の機能を実行するための手段の組み合わせ、特定の機能を実行するためのステップの組み合わせ、および特定の機能を実行するためのプログラム命令手段をサポートする。また、回路図およびプロセスフローチャートのブロック／ステップの一部または全部、および回路図およびプロセスフローチャートにおけるブロック／ステップの組み合わせは、特定の機能またはステップ、または専用ハードウェアとコンピュータ命令の組み合わせを実行する専用ハードウェアベースのコンピュータシステムによって実装可能であることも理解されるであろう。例示的なシステムに含まれるモジュールは、例示的なブロック図に示されたモジュールよりも多くても少なくてもよい。

本発明の実施形態に関係する分野の当業者であれば、前述の説明および関連する図面に提示された教示の利益を享受すれば、本明細書に記載された本発明についての多くの修正、組み合わせ、および他の実施形態に想到するであろう。したがって、本発明の実施形態は、開示された特定の実施形態に限定されず、修正、組み合わせ、および他の実施形態もまた、添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図されることを理解されたい。本明細書において、特定の用語が使用されているが、それらは一般的かつ説明的な意味で使用されているに過ぎず、限定を意図したものではない。

Claims (132)

1. 試料中の分析種の存在または非存在を検出する方法であって、
   長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料を導入すること；
   流路に試料を導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って電気的特性値を測定すること；
   流路に試料を導入する前の流路の長さの少なくとも一部に沿った電気的特性に関連する電気的特性基準値にアクセスすること；
   電気的特性測定値と電気的特性基準値とを比較すること；ならびに
   電気的特性測定値と電気的特性基準値との比較に基づいて、分析種が流路内に存在しているか否かを判定すること
   を含む方法。
2. 流路に試料を導入する前に、流路の長さの少なくとも一部に沿って流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；および
   前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて電気的特性基準値を決定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 流路の長さの少なくとも一部に沿って電気的特性値を測定する前に、流路にセンサー化合物を導入することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 流路に試料を導入してから電気的特性値を測定するまでの調整時間が経過する間、待機することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
5. 流路の内面の少なくとも一部がセンサー化合物を含む、請求項１に記載の方法。
6. 電気的特性測定値の検出において、流路の長さの両端に電位差を印加することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. 試料中に分析種が存在するか否かの指標を画像表示装置に表示させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
8. 電気的特性測定値が、流路の長さの少なくとも一部に沿って伝わった電流の値、または流路の長さの少なくとも一部に沿った電気伝導率に相当する、請求項１に記載の方法。
9. 流路が１０ｎｍ〜１０ｃｍの長さを有するように構成されている、請求項１に記載の方法。
10. 流路が１ｎｍ〜５０μｍの幅を有するように構成されている、請求項１に記載の方法。
11. 流路が１ｎｍ〜１μｍの深さを有するように構成されている、請求項１に記載の方法。
12. 第１の時間にわたって、流路における１つ以上の電気的特性値からなる第１のセットを監視し、第２の時間にわたって、流路における１つ以上の電気的特性値からなる第２のセットを監視すること；
    第１の時間の流路における前記１つ以上の値が平衡に達した後、第１のセットの値から電気的特性基準値を選択すること；および
    第２の時間の流路における前記１つ以上の値が平衡に達した後、第２のセットの値から電気的特性測定値を選択すること
    をさらに含む、請求項１に記載の方法。
13. 測定された電気的特性値に基づいて、試料中の分析種の濃度を決定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
14. 流路に脱凝集剤を導入することによって流路を再使用可能にすることをさらに含み、
    該脱凝集剤が、分析種とセンサー化合物との間の相互作用によって流路内に形成された凝集物を分解させる、請求項１に記載の方法。
15. 流路の内面にセンサー化合物を結合することができるように流路の内面を修飾することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
16. 試料中の分析種の存在または非存在を検出する方法であって、
    長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路にセンサー化合物を導入すること；
    流路の長さの少なくとも一部に沿って流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
    前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて流路の電気的特性基準値を決定すること；
    流路に試料を導入すること；
    試料およびセンサー化合物を流路に導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
    センサー化合物および試料を流路に導入した後に測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、電気的特性値を決定すること；
    流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差を決定すること；ならびに
    流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差に基づいて、分析種が流路内に存在しているか否かを判定すること
    を含む方法。
17. 試料中の分析種の存在または非存在を検出する方法であって、
    長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料を導入すること；
    流路の長さの少なくとも一部に沿って流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
    前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて流路の電気的特性基準値を決定すること；
    流路にセンサー化合物を導入すること；
    試料およびセンサー化合物を流路に導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
    センサー化合物および試料を流路に導入した後に測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、電気的特性値を決定すること；
    流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差を決定すること；ならびに
    流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差に基づいて、分析種が流路内に存在しているか否かを判定すること
    を含む方法。
18. 試料中の分析種の存在または非存在を検出する方法であって、
    長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路の内面の少なくとも一部をセンサー化合物でコーティングすること；
    センサー化合物でコーティングした後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
    前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて流路の電気的特性基準値を決定すること；ならびに
    流路に導入した試料中に分析種が存在するか否かの決定に使用するために流路の電気的特性基準値を保存すること
    を含む方法。
19. 試料中の分析種の存在または非存在を検出する方法であって、
    長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料およびセンサー化合物を導入すること；
    流路の長さに沿った第１の方向に、流路の長さの両端に第１の電位差を印加すること；
    第１の電位差を印加しつつ、流路の長さの少なくとも一部に沿って第１の電気的特性値を測定すること；
    第１の方向とは逆の、流路の長さに沿った第２の方向に、流路の長さの両端に第２の電位差を印加すること；
    第２の電位差を印加しつつ、流路の長さの少なくとも一部に沿って第２の電気的特性値を測定すること；
    第１の電気的特性値と第２の電気的特性値とを比較すること；ならびに
    第１の電気的特性値と第２の電気的特性値との比較に基づいて、分析種が流路内に存在しているか否かを判定すること
    を含む方法。
20. 第１の電気的特性値と第２の電気的特性値とが実質的に等しくない場合に分析種の存在が検出される、請求項１９に記載の方法。
21. 第１の電気的特性値と第２の電気的特性値とが実質的に等しい場合に分析種の非存在が検出される、請求項１９に記載の方法。
22. 試料とセンサー化合物とを流路に同時に導入する、請求項１９に記載の方法。
23. 試料とセンサー化合物とを流路に順次導入する、請求項１９に記載の方法。
24. 流路の内面がセンサー化合物でコーティングされる、請求項１９に記載の方法。
25. 第１の電気的特性値および第２の電気的特性値が、流路の長さの少なくとも一部に沿って伝わった電流の値、または流路の長さの少なくとも一部に沿った電気伝導率の値に相当する、請求項１９に記載の方法。
26. 流路が１０ｎｍ〜１０ｃｍの長さを有するように構成されている、請求項１９に記載の方法。
27. 流路が１ｎｍ〜５０μｍの幅を有するように構成されている、請求項１９に記載の方法。
28. 流路が１ｎｍ〜１μｍの深さを有するように構成されている、請求項１９に記載の方法。
29. 検出システムであって、
    長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路を少なくとも１つ有する基板；
    前記少なくとも１つの流路の第１の端部と流体連通している第１のポート；
    前記少なくとも１つの流路の第２の端部と流体連通している第２のポート；
    前記少なくとも１つの流路の第１の端部に電気接続されている第１の電極；
    前記少なくとも１つの流路の第２の端部に電気接続されている第２の電極；ならびに
    第１の電極および第２の電極と電気通信する分析種検出回路
    を含み；
    第１の電極および第２の電極が、前記少なくとも１つの流路の第１の端部および第２の端部それぞれに電気接続されて流路回路を形成すること；
    流路回路が電気的特性を有し、前記少なくとも１つの流路内に電気伝導性流体が存在する場合に該電気伝導性流体によって流路回路の電気的特性が変化するように構成されていること；
    分析種検出回路が、第１の電極および第２の電極と電気通信する測定回路を含むこと；
    測定回路が測定回路出力を有すること；
    測定回路出力が、流路回路の１つ以上の電気的特性を示す１つ以上の値を含むこと；
    分析種検出回路が、測定回路出力と電気通信するメモリを含み、該メモリが、流路回路の１つ以上の電気的特性を示す１つ以上の値を保存するように構成されており、該１つ以上の値が流路回路の電気的特性の第１の値と流路回路の電気的特性の第２の値とを少なくとも含むこと；
    分析種検出回路が、メモリと電気通信する比較回路をさらに含み、前記少なくとも第１の値および第２の値を入力として有すること；
    比較回路が、前記少なくとも第１の値および／または第２の値に少なくとも一部基づく比較回路出力を提供するように構成されていること；ならびに
    比較回路出力が、前記少なくとも１つの流路内に分析種が存在するか否かを示すこと
    を特徴とする検出システム。
30. 前記第１の値が、前記少なくとも１つの流路内に流体が存在しない状態にある流路回路の１つ以上の電気的特性を示し、前記第２の値が、前記少なくとも１つの流路内に流体が存在する状態にある流路回路の１つ以上の電気的特性を示す、請求項２９に記載の検出システム。
31. 比較回路が、流路回路の１つ以上の電気的特性を示す１つ以上の値を入力として複数個有すること、
    流路回路の１つ以上の電気的特性を示す１つ以上の値の複数個が、流路回路の１つ以上の経時的な電気的特性を示すこと、および
    比較回路出力が、流路回路の１つ以上の電気的特性を示す１つ以上の値の複数個に少なくとも一部基づくことを特徴とする、請求項３０に記載の検出システム。
32. 前記少なくとも１つの流路の長さに沿った第１の方向において、第１の電極と第２の電極の間に第１の電位差を印加した場合、前記第１の値が流路回路の１つ以上の電気的特性を示し、
    第１の方向とは逆の、前記少なくとも１つの流路の長さに沿った第２の方向において、第１の電極と第２の電極の間に第２の電位差を印加した場合、前記第２の値が流路回路の１つ以上の電気的特性を示す、請求項２９に記載の検出システム。
33. 前記第１の値が前記第２の値とは実質的に異なる場合、比較回路出力が、前記少なくとも１つの流路内に分析種が存在することを示す、請求項３２に記載の検出システム。
34. 比較回路出力が表示装置に連結されており、表示装置が、前記少なくとも１つの流路内に分析種が存在するか否かを示す情報を表示するように構成されている、請求項２９に記載の検出システム。
35. 比較回路出力と表示装置との間に接続されているコンピュータをさらに含む、請求項３４に記載の検出システム。
36. 分析種検出回路が、電流計、電圧計および抵抗計の１つ以上を含む、請求項２９に記載の検出システム。
37. 分析種検出回路がプロセッサを含む、請求項２９に記載の検出システム。
38. 基板が誘電材料で形成されている、請求項２９に記載の検出システム。
39. 前記１つ以上の電気的特性が、第１の電極と第２の電極の間を前記少なくとも１つの流路の長さに沿って伝わった電流、または第１の電極と第２の電極の間の前記少なくとも１つの流路の長さに沿った電気伝導率を含む、請求項２９に記載の検出システム。
40. 第１の電極および第２の電極が、基板と実質的に平行な軸に沿った１つ以上の電気的特性を検出するように構成されている、請求項２９に記載の検出システム。
41. 分析種検出回路が平衡検出回路を含む、請求項２９に記載の検出システム。
42. 前記少なくとも１つの流路が少なくとも１つの内面を含み、該少なくとも１つの内面の少なくとも一部が、該内面へのセンサー化合物の結合を促進する材料でコーティングされている、請求項２９に記載の検出システム。
43. 前記材料がシラン化合物である、請求項４２に記載の検出システム。
44. 前記少なくとも１つの流路が、第１の流路と第２の流路とを含み、
    第１の流路が、第１の流路の第１の端部と流体連通している第１の流路ポートと、第１の流路の第２の端部と流体連通している第２の流路ポートとを含み、
    第２の流路が第３の流路ポートを含み、
    第１の流路ポートが、第２の流路の第１の端部と流体連通しており、第３の流路ポートが、第２の流路の第２の端部と流体連通している、請求項２９に記載の検出システム。
45. 第１の流路の第１の端部と流体連通している第４の流路ポート；および
    第２の流路の第１の端部と流体連通している第５の流路ポートをさらに含み、
    第４の流路ポートと第５の流路ポートとは互いに流体連通していない、請求項４４に記載の検出システム。
46. 第１の電極および第２の電極を使用して電位差を印加するための電圧源をさらに含む、請求項２９に記載の検出システム。
47. 前記少なくとも１つの流路が１０ｎｍ〜１０ｃｍの長さを有するように構成されている、請求項２９に記載の検出システム。
48. 前記少なくとも１つの流路が１ｎｍ〜５０μｍの幅を有するように構成されている、請求項２９に記載の検出システム。
49. 前記少なくとも１つの流路が１ｎｍ〜１μｍの深さを有するように構成されている、請求項２９に記載の検出システム。
50. 比較回路出力を受け取る画像表示装置をさらに含む、請求項２９に記載の検出システム。
51. 比較回路出力が、前記少なくとも１つの流路内の分析種の濃度をさらに示す、請求項２９に記載の検出システム。
52. 検出システムであって、
    長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路を少なくとも１つ有する基板；
    前記少なくとも１つの流路の第１の端部と流体連通している第１のポート；
    前記少なくとも１つの流路の第２の端部と流体連通している第２のポート；
    前記少なくとも１つの流路の第１の端部に電気接続されている第１の電極；
    前記少なくとも１つの流路の第２の端部に電気接続されている第２の電極；ならびに
    第１の電極および第２の電極と電気通信する分析種検出回路
    を含み；
    第１の電極および第２の電極が、前記少なくとも１つの流路内に電気伝導性流体が存在することによって第１の電極と第２の電極の間の電気回路が完成するように、前記少なくとも１つの流路の第１の端部および第２の端部それぞれに電気接続されていること；
    分析種検出回路が、第１の電極と第２の電極の間の１つ以上の電気的特性を測定するように構成されていること；
    分析種検出回路がメモリを含むこと；
    メモリが、測定された電気的特性値を保存するように構成されていること；ならびに
    分析種検出回路が比較回路をさらに含み、比較回路が、測定された電気的特性値に基づいて、前記少なくとも１つの流路内の分析種の存在を検出するように構成されていること
    を特徴とする検出システム。
53. 検出システムであって、
    流体の流れを収容するための手段；
    流体の流れを収容するための手段の第１の末端において流体を導入するための手段；
    流体の流れを収容するための手段の第２の末端において流体を排出するための手段；
    流体の流れを収容するための手段の第１の末端と第２の末端の間で流体の電気的特性の第１の値および第２の値を検出するための手段；ならびに
    電気的特性の第１の値と第２の値の差に基づいて、流体中に分析種が存在するか否かを判定するための手段
    を含む検出システム。
54. 試料中の水銀イオンの存在または非存在を検出する方法であって、
    長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料を導入すること；
    流路に試料を導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って電気的特性値を測定すること；
    流路に試料を導入する前の流路の長さの少なくとも一部に沿った電気的特性に関連する電気的特性基準値にアクセスすること；
    電気的特性測定値と電気的特性基準値とを比較すること；ならびに
    電気的特性測定値と電気的特性基準値との比較に基づいて、水銀イオンが流路内に存在しているか否かを判定すること
    を含む方法。
55. 流路に試料を導入する前に、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；および
    前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて電気的特性基準値を決定することをさらに含む、請求項５４に記載の方法。
56. 流路の長さの少なくとも一部に沿って電気的特性値を測定する前に、流路にＴＰＥＴ２分子を導入することをさらに含む、請求項５４に記載の方法。
57. 流路に試料を導入してから電気的特性値を測定するまでの調整時間が経過する間、待機することをさらに含む、請求項５４に記載の方法。
58. 流路の内面の少なくとも一部がＴＰＥＴ２分子を含む、請求項５４に記載の方法。
59. 電気的特性測定値の検出において、流路の長さの両端に電位差を印加することをさらに含む、請求項５４に記載の方法。
60. 試料中に水銀イオンが存在するか否かの指標を画像表示装置に表示させることをさらに含む、請求項５４に記載の方法。
61. 電気的特性測定値が、流路の長さの少なくとも一部に沿って伝わった電流の値、または流路の長さの少なくとも一部に沿った電気伝導率に相当する、請求項５４に記載の方法。
62. 流路が１０ｎｍ〜１０ｃｍの長さを有するように構成されている、請求項５４に記載の方法。
63. 流路が１ｎｍ〜５０μｍの幅を有するように構成されている、請求項５４に記載の方法。
64. 流路が１ｎｍ〜１μｍの深さを有するように構成されている、請求項５４に記載の方法。
65. 第１の時間にわたって、流路における１つ以上の電気的特性値からなる第１のセットを監視し、第２の時間にわたって、流路における１つ以上の電気的特性値からなる第２のセットを監視すること；
    第１の時間の流路における前記１つ以上の値が平衡に達した後、第１のセットの値から電気的特性基準値を選択すること；および
    第２の時間の流路における前記１つ以上の値が平衡に達した後、第２のセットの値から電気的特性測定値を選択すること
    をさらに含む、請求項５４に記載の方法。
66. 流路に脱凝集剤を導入することによって流路を再使用可能にすることをさらに含み、
    該脱凝集剤が、水銀イオンとＴＰＥＴ２分子との間の相互作用によって流路内に形成された水銀凝集物を分解させる、請求項５４に記載の方法。
67. 試料中の水銀イオンの存在または非存在を検出する方法であって、
    長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路にＴＰＥＴ２分子を導入すること；
    流路の長さの少なくとも一部に沿って流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
    前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて流路の電気的特性基準値を決定すること；
    流路に試料を導入すること；
    試料およびＴＰＥＴ２分子を流路に導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
    ＴＰＥＴ２分子および試料を流路に導入した後に測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、電気的特性値を決定すること；
    流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差を決定すること；ならびに
    流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差に基づいて、水銀イオンが流路内に存在しているか否かを判定すること
    を含む方法。
68. 試料中の水銀イオンの存在または非存在を検出する方法であって、
    長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料を導入すること；
    流路の長さの少なくとも一部に沿って流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
    前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて流路の電気的特性基準値を決定すること；
    流路にＴＰＥＴ２分子を導入すること；
    試料およびＴＰＥＴ２分子を流路に導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
    ＴＰＥＴ２分子および試料を流路に導入した後に測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、電気的特性値を決定すること；
    流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差を決定すること；ならびに
    流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差に基づいて、水銀イオンが流路内に存在しているか否かを判定すること
    を含む方法。
69. 試料中の水銀イオンの存在または非存在を検出する方法であって、
    長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路の内面の少なくとも一部をＴＰＥＴ２分子でコーティングすること；
    ＴＰＥＴ２分子でコーティングした後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
    前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて流路の電気的特性基準値を決定すること；ならびに
    流路に導入した試料中に水銀イオンが存在するか否かの決定に使用するために流路の電気的特性基準値を保存すること
    を含む方法。
70. 試料中の水銀イオンの存在または非存在を検出する方法であって、
    長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料およびＴＰＥＴ２分子を導入すること；
    流路の長さに沿った第１の方向に、流路の長さの両端に第１の電位差を印加すること；
    第１の電位差を印加しつつ、流路の長さの少なくとも一部に沿って第１の電気的特性値を測定すること；
    第１の方向とは逆の、流路の長さに沿った第２の方向に、流路の長さの両端に第２の電位差を印加すること；
    第２の電位差を印加しつつ、流路の長さの少なくとも一部に沿って第２の電気的特性値を測定すること；
    第１の電気的特性値と第２の電気的特性値とを比較すること；ならびに
    第１の電気的特性値と第２の電気的特性値との比較に基づいて、水銀イオンが流路内に存在しているか否かを判定すること
    を含む方法。
71. 第１の電気的特性値と第２の電気的特性値とが実質的に等しくない場合に水銀イオンの存在が検出される、請求項７０に記載の方法。
72. 第１の電気的特性値と第２の電気的特性値とが実質的に等しい場合に水銀イオンの非存在が検出される、請求項７０に記載の方法。
73. 試料とＴＰＥＴ２分子とを流路に同時に導入する、請求項７０に記載の方法。
74. 試料とＴＰＥＴ２分子とを流路に順次導入する、請求項７０に記載の方法。
75. 流路の内面がＴＰＥＴ２分子でコーティングされる、請求項７０に記載の方法。
76. 第１の電気的特性値および第２の電気的特性値が、流路の長さの少なくとも一部に沿って伝わった電流の値、または流路の長さの少なくとも一部に沿った電気伝導率の値に相当する、請求項７０に記載の方法。
77. 水銀検出システムであって、
    長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路を少なくとも１つ有する基板；
    前記少なくとも１つの流路の第１の端部と流体連通している第１のポート；
    前記少なくとも１つの流路の第２の端部と流体連通している第２のポート；
    前記少なくとも１つの流路の第１の端部に電気接続されている第１の電極；
    前記少なくとも１つの流路の第２の端部に電気接続されている第２の電極；ならびに
    第１の電極および第２の電極と電気通信する水銀検出回路
    を含み；
    第１の電極および第２の電極が、前記少なくとも１つの流路の第１の端部および第２の端部それぞれに電気接続されて流路回路を形成すること；
    流路回路が電気的特性を有し、前記少なくとも１つの流路内に電気伝導性流体が存在する場合に該電気伝導性流体によって流路回路の電気的特性が変化するように構成されていること；
    水銀検出回路が、第１の電極および第２の電極と電気通信する測定回路を含むこと；
    測定回路が測定回路出力を有すること；
    測定回路出力が、流路回路の１つ以上の電気的特性を示す１つ以上の値を含むこと；
    水銀検出回路が、測定回路出力と電気通信するメモリを含み、該メモリが、流路回路の１つ以上の電気的特性を示す１つ以上の値を保存するように構成されており、該１つ以上の値が流路回路の電気的特性の第１の値と流路回路の電気的特性の第２の値とを少なくとも含むこと；
    水銀検出回路が、メモリと電気通信する比較回路をさらに含み、前記少なくとも第１の値および第２の値を入力として有すること；
    比較回路が、前記少なくとも第１の値および／または第２の値に少なくとも一部基づく比較回路出力を提供するように構成されていること；ならびに
    比較回路出力が、前記少なくとも１つの流路内に水銀イオンが存在するか否かを示すこと
    を特徴とする水銀検出システム。
78. 水銀検出システムであって、
    流体の流れを収容するための手段；
    流体の流れを収容するための手段の第１の末端において流体を導入するための手段；
    流体の流れを収容するための手段の第２の末端において流体を排出するための手段；
    流体の流れを収容するための手段の第１の末端と第２の末端の間で流体の電気的特性の第１の値および第２の値を検出するための手段；ならびに
    電気的特性の第１の値と第２の値の差に基づいて、流体中に水銀イオンが存在するか否かを判定するための手段
    を含む水銀検出システム。
79. 試料中の銀イオンの存在または非存在を検出する方法であって、
    長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料を導入すること；
    流路に試料を導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って電気的特性値を測定すること；
    流路に試料を導入する前の流路の長さの少なくとも一部に沿った電気的特性に関連する電気的特性基準値にアクセスすること；
    電気的特性測定値と電気的特性基準値とを比較すること；ならびに
    電気的特性測定値と電気的特性基準値との比較に基づいて、銀イオンが流路内に存在しているか否かを判定すること
    を含む方法。
80. 流路に試料を導入する前に、流路の長さの少なくとも一部に沿って流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；および
    前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて電気的特性基準値を決定すること
    をさらに含む、請求項７９に記載の方法。
81. 流路の長さの少なくとも一部に沿って電気的特性値を測定する前に、流路にＴＰＥＡ２分子を導入することをさらに含む、請求項７９に記載の方法。
82. 流路に試料を導入してから電気的特性値を測定するまでの調整時間が経過する間、待機することをさらに含む、請求項７９に記載の方法。
83. 流路の内面の少なくとも一部がＴＰＥＡ２分子を含む、請求項７９に記載の方法。
84. 電気的特性測定値の検出において、流路の長さの両端に電位差を印加することをさらに含む、請求項７９に記載の方法。
85. 試料中に銀イオンが存在するか否かの指標を画像表示装置に表示させることをさらに含む、請求項７９に記載の方法。
86. 電気的特性測定値が、流路の長さの少なくとも一部に沿って伝わった電流の値、または流路の長さの少なくとも一部に沿った電気伝導率に相当する、請求項７９に記載の方法。
87. 流路が１０ｎｍ〜１０ｃｍの長さを有するように構成されている、請求項７９に記載の方法。
88. 流路が１ｎｍ〜５０μｍの幅を有するように構成されている、請求項７９に記載の方法。
89. 流路が１ｎｍ〜１μｍの深さを有するように構成されている、請求項７９に記載の方法。
90. 第１の時間にわたって、流路における１つ以上の電気的特性値からなる第１のセットを監視し、第２の時間にわたって、流路における１つ以上の電気的特性値からなる第２のセットを監視すること；
    第１の時間の流路における前記１つ以上の値が平衡に達した後、第１のセットの値から電気的特性基準値を選択すること；および
    第２の時間の流路における前記１つ以上の値が平衡に達した後、第２のセットの値から電気的特性測定値を選択すること
    をさらに含む、請求項７９に記載の方法。
91. 流路に脱凝集剤を導入することによって流路を再使用可能にすることをさらに含み、
    該脱凝集剤が、銀イオンとＴＰＥＡ２分子との間の相互作用によって流路内に形成された銀凝集物を分解させる、請求項７９に記載の方法。
92. 試料中の銀イオンの存在または非存在を検出する方法であって、
    長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路にＴＰＥＡ２分子を導入すること；
    流路の長さの少なくとも一部に沿って流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
    前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて流路の電気的特性基準値を決定すること；
    流路に試料を導入すること；
    試料およびＴＰＥＡ２分子を流路に導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
    ＴＰＥＡ２分子および試料を流路に導入した後に測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、電気的特性値を決定すること；
    流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差を決定すること；ならびに
    流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差に基づいて、銀イオンが流路内に存在しているか否かを判定すること
    を含む方法。
93. 試料中の銀イオンの存在または非存在を検出する方法であって、
    長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料を導入すること；
    流路の長さの少なくとも一部に沿って流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
    前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて流路の電気的特性基準値を決定すること；
    流路にＴＰＥＡ２分子を導入すること；
    試料およびＴＰＥＡ２分子を流路に導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
    ＴＰＥＡ２分子および試料を流路に導入した後に測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、電気的特性値を決定すること；
    流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差を決定すること；ならびに
    流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差に基づいて、銀イオンが流路内に存在しているか否かを判定すること
    を含む方法。
94. 試料中の銀イオンの存在または非存在を検出する方法であって、
    長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路の内面の少なくとも一部をＴＰＥＡ２分子でコーティングすること；
    ＴＰＥＡ２分子でコーティングした後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
    前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて流路の電気的特性基準値を決定すること；ならびに
    流路に導入した試料中に銀イオンが存在するか否かの決定に使用するために流路の電気的特性基準値を保存すること
    を含む方法。
95. 試料中の銀イオンの存在または非存在を検出する方法であって、
    長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料およびＴＰＥＡ２分子を導入すること；
    流路の長さに沿った第１の方向に、流路の長さの両端に第１の電位差を印加すること；
    第１の電位差を印加しつつ、流路の長さの少なくとも一部に沿って第１の電気的特性値を測定すること；
    第１の方向とは逆の、流路の長さに沿った第２の方向に、流路の長さの両端に第２の電位差を印加すること；
    第２の電位差を印加しつつ、流路の長さの少なくとも一部に沿って第２の電気的特性値を測定すること；
    第１の電気的特性値と第２の電気的特性値とを比較すること；ならびに
    第１の電気的特性値と第２の電気的特性値との比較に基づいて、銀イオンが流路内に存在しているか否かを判定すること
    を含む方法。
96. 第１の電気的特性値と第２の電気的特性値とが実質的に等しくない場合に銀イオンの存在が検出される、請求項９５に記載の方法。
97. 第１の電気的特性値と第２の電気的特性値とが実質的に等しい場合に銀イオンの非存在が検出される、請求項９５に記載の方法。
98. 試料とＴＰＥＡ２分子とを流路に同時に導入する、請求項９５に記載の方法。
99. 試料とＴＰＥＡ２分子とを流路に順次導入する、請求項９５に記載の方法。
100. 流路の内面がＴＰＥＡ２分子でコーティングされる、請求項９５に記載の方法。
101. 第１の電気的特性値および第２の電気的特性値が、流路の長さの少なくとも一部に沿って伝わった電流の値、または流路の長さの少なくとも一部に沿った電気伝導率の値に相当する、請求項９５に記載の方法。
102. 銀検出システムであって、
     長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路を少なくとも１つ有する基板；
     前記少なくとも１つの流路の第１の端部と流体連通している第１のポート；
     前記少なくとも１つの流路の第２の端部と流体連通している第２のポート；
     前記少なくとも１つの流路の第１の端部に電気接続されている第１の電極；
     前記少なくとも１つの流路の第２の端部に電気接続されている第２の電極；ならびに
     第１の電極および第２の電極と電気通信する銀検出回路
     を含み；
     第１の電極および第２の電極が、前記少なくとも１つの流路の第１の端部および第２の端部それぞれに電気接続されて流路回路を形成すること；
     流路回路が電気的特性を有し、前記少なくとも１つの流路内に電気伝導性流体が存在する場合に該電気伝導性流体によって流路回路の電気的特性が変化するように構成されていること；
     銀検出回路が、第１の電極および第２の電極と電気通信する測定回路を含むこと；
     測定回路が測定回路出力を有すること；
     測定回路出力が、流路回路の１つ以上の電気的特性を示す１つ以上の値を含むこと；
     銀検出回路が、測定回路出力と電気通信するメモリを含み、該メモリが、流路回路の１つ以上の電気的特性を示す１つ以上の値を保存するように構成されており、該１つ以上の値が流路回路の電気的特性の第１の値と流路回路の電気的特性の第２の値とを少なくとも含むこと；
     銀検出回路が、メモリと電気通信する比較回路をさらに含み、前記少なくとも第１の値および第２の値を入力として有すること；
     比較回路が、前記少なくとも第１の値および／または第２の値に少なくとも一部基づく比較回路出力を提供するように構成されていること；ならびに
     比較回路出力が、前記少なくとも１つの流路内に銀イオンが存在するか否かを示すこと
     を特徴とする銀検出システム。
103. 銀検出システムであって、
     流体の流れを収容するための手段；
     流体の流れを収容するための手段の第１の末端において流体を導入するための手段；
     流体の流れを収容するための手段の第２の末端において流体を排出するための手段；
     流体の流れを収容するための手段の第１の末端と第２の末端の間で流体の電気的特性の第１の値および第２の値を検出するための手段；ならびに
     電気的特性の第１の値と第２の値の差に基づいて、流体中に銀イオンが存在するか否かを判定するための手段
     を含む銀検出システム。
104. 試料中の核酸の存在または非存在を検出する方法であって、
     長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料を導入すること；
     流路に試料を導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って電気的特性値を測定すること；
     流路に試料を導入する前の流路の長さの少なくとも一部に沿った電気的特性に関連する電気的特性基準値にアクセスすること；
     電気的特性測定値と電気的特性基準値とを比較すること；ならびに
     電気的特性測定値と電気的特性基準値との比較に基づいて、核酸が流路内に存在しているか否かを判定すること
     を含む方法。
105. 流路に試料を導入する前に、流路の長さの少なくとも一部に沿って流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；および
     前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて電気的特性基準値を決定すること
     をさらに含む、請求項１０４に記載の方法。
106. 核酸プローブに共有結合する材料で流路の内面の少なくとも一部を修飾すること；および
     該流路の内面の少なくとも一部に核酸プローブを共有結合させること
     をさらに含む、請求項１に記載の方法。
107. 電気的特性値を測定する前に流路に核酸プローブを導入することをさらに含む、請求項１０４に記載の方法。
108. 流路に試料を導入してから電気的特性測定値を検出するまでの間に、流路の長さの両端に電位差を印加することをさらに含む、請求項１０４に記載の方法。
109. 流路に核酸プローブを導入してから電気的特性基準値を検出するまでの間に、流路の長さの両端に電位差を印加することをさらに含む、請求項１０４に記載の方法。
110. 試料中に核酸が存在するか否かの指標を画像表示装置に表示させることをさらに含む、請求項１０４に記載の方法。
111. 電気的特性値が、流路の長さの少なくとも一部に沿って伝わった電流の値、または流路の長さの少なくとも一部に沿った電気伝導率に相当する、請求項１０４に記載の方法。
112. 流路が１０ｎｍ〜１０ｃｍの長さを有するように構成されている、請求項１０４に記載の方法。
113. 流路が１ｎｍ〜５０μｍの幅を有するように構成されている、請求項１０４に記載の方法。
114. 流路が１ｎｍ〜１μｍの深さを有するように構成されている、請求項１０４に記載の方法。
115. 電気的特性測定値と第２の電気的特性基準値との差に基づいて、さらなる分析種が流路内に存在しているか否かを判定することをさらに含む、請求項１０４に記載の方法。
116. 第１の時間にわたって、流路における１つ以上の電気的特性値からなる第１のセットを監視し、第２の時間にわたって、流路における１つ以上の電気的特性値からなる第２のセットを監視すること；
     第１の時間の流路における前記１つ以上の値が平衡に達した後、第１のセットの値から電気的特性基準値を選択すること；および
     第２の時間の流路における前記１つ以上の値が平衡に達した後、第２のセットの値から電気的特性測定値を選択すること
     をさらに含む、請求項１０４に記載の方法。
117. 測定された電気的特性値に基づいて、試料中の核酸の濃度を決定することをさらに含む、請求項１０４に記載の方法。
118. 測定された電気的特性値に基づいて、試料中のさらなる分析種の濃度に対する試料中の核酸の相対濃度を決定することをさらに含む、請求項１０４に記載の方法。
119. 流路に脱凝集剤を導入することによって流路を再使用可能にすることをさらに含み、
     該脱凝集剤が、核酸と核酸プローブとの間の相互作用によって流路内に形成された凝集物を分解させる、請求項１０４に記載の方法。
120. 試料中の核酸の存在または非存在を検出する方法であって、
     長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に核酸プローブを導入すること；
     流路の長さの少なくとも一部に沿って流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
     前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて流路の電気的特性基準値を決定すること；
     流路に試料を導入すること；
     試料および核酸プローブを流路に導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
     核酸プローブおよび試料を流路に導入した後に測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、電気的特性値を決定すること；
     流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差を決定すること；ならびに
     流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差に基づいて、核酸が流路内に存在しているか否かを判定すること
     を含む方法。
121. 試料中の核酸の存在または非存在を検出する方法であって、
     長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料を導入すること；
     流路の長さの少なくとも一部に沿って流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
     前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて流路の電気的特性基準値を決定すること；
     流路に１つ以上の核酸プローブを導入すること；
     試料および１つ以上の核酸プローブを流路に導入した後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
     試料および１つ以上の核酸プローブを流路に導入した後に測定された１つ以上の電気的特性に基づいて、電気的特性値を決定すること；
     流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差を決定すること；ならびに
     流路の電気的特性基準値と電気的特性値との差に基づいて、核酸が流路内に存在しているか否かを判定すること
     を含む方法。
122. 試料中の核酸の存在または非存在を検出する方法であって、
     長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路の内面の少なくとも一部を核酸プローブでコーティングすること；
     核酸プローブでコーティングした後、流路の長さの少なくとも一部に沿って、流路の１つ以上の電気的特性を測定すること；
     前記測定工程において測定された流路の１つ以上の電気的特性に基づいて流路の電気的特性基準値を決定すること；ならびに
     流路に導入した試料中に核酸が存在するか否かの決定に使用するために流路の電気的特性基準値を保存すること
     を含む方法。
123. 試料中の核酸の存在または非存在を検出する方法であって、
     長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路に試料および１つ以上の核酸プローブを導入すること；
     流路の長さに沿った第１の方向に、流路の長さの両端に第１の電位差を印加すること；
     第１の電位差を印加しつつ、流路の長さの少なくとも一部に沿って第１の電気的特性値を測定すること；
     第１の方向とは逆の、流路の長さに沿った第２の方向に、流路の長さの両端に第２の電位差を印加すること；
     第２の電位差を印加しつつ、流路の長さの少なくとも一部に沿って第２の電気的特性値を測定すること；
     第１の電気的特性値と第２の電気的特性値とを比較すること；ならびに
     第１の電気的特性値と第２の電気的特性値との比較に基づいて、核酸が流路内に存在しているか否かを判定すること
     を含む方法。
124. 第１の電気的特性値と第２の電気的特性値とが実質的に等しくない場合に核酸の存在が検出される、請求項１２３に記載の方法。
125. 第１の電気的特性値と第２の電気的特性値とが実質的に等しい場合に核酸の非存在が検出される、請求項１２３に記載の方法。
126. 試料と１つ以上の核酸プローブとを流路に同時に導入する、請求項１２３に記載の方法。
127. 試料と１つ以上の核酸プローブとを流路に順次導入する、請求項１２３に記載の方法。
128. 流路の内面が、前記１つ以上の核酸プローブの少なくとも１つを共有結合させることによって修飾されている、請求項１２３に記載の方法。
129. 第１の電気的特性値および第２の電気的特性値が、流路の長さの少なくとも一部に沿って伝わった電流の値、または流路の長さの少なくとも一部に沿った電気伝導率の値に相当する、請求項１２３に記載の方法。
130. 核酸検出システムであって、
     長さおよび幅を有し、長さが幅よりも実質的に長い流路を少なくとも１つ有する基板；
     前記少なくとも１つの流路の第１の端部と流体連通している第１のポート；
     前記少なくとも１つの流路の第２の端部と流体連通している第２のポート；
     前記少なくとも１つの流路の第１の端部に電気接続されている第１の電極；
     前記少なくとも１つの流路の第２の端部に電気接続されている第２の電極；ならびに
     第１の電極および第２の電極と電気通信する核酸検出回路
     を含み；
     第１の電極および第２の電極が、前記少なくとも１つの流路の第１の端部および第２の端部それぞれに電気接続されて流路回路を形成すること；
     流路回路が電気的特性を有し、前記少なくとも１つの流路内に電気伝導性流体が存在する場合に該電気伝導性流体によって流路回路の電気的特性が変化するように構成されていること；
     核酸検出回路が、第１の電極および第２の電極と電気通信する測定回路を含むこと；
     測定回路が測定回路出力を有すること；
     測定回路出力が、流路回路の１つ以上の電気的特性を示す１つ以上の値を含むこと；
     核酸検出回路が、測定回路出力と電気通信するメモリを含み、該メモリが、流路回路の１つ以上の電気的特性を示す１つ以上の値を保存するように構成されており、該１つ以上の値が流路回路の電気的特性の第１の値と流路回路の電気的特性の第２の値とを少なくとも含むこと；
     核酸検出回路が、メモリと電気通信する比較回路をさらに含み、前記少なくとも第１の値および第２の値を入力として有すること；
     比較回路が、前記少なくとも第１の値および／または第２の値に少なくとも一部基づく比較回路出力を提供するように構成されていること；ならびに
     比較回路出力が、前記少なくとも１つの流路内に核酸が存在するか否かを示すこと
     を特徴とする核酸検出システム。
131. 前記少なくとも１つの流路の内面の少なくとも一部が、核酸プローブに共有結合する材料で修飾されている、請求項１３０に記載の核酸検出システム。
132. 核酸検出システムであって、
     流体の流れを収容するための手段；
     流体の流れを収容するための手段の第１の末端において流体を導入するための手段；
     流体の流れを収容するための手段の第２の末端において流体を排出するための手段；
     流体の流れを収容するための手段の第１の末端と第２の末端の間で流体の電気的特性の第１の値および第２の値を検出するための手段；ならびに
     電気的特性の第１の値と第２の値の差に基づいて、流体中に核酸が存在するか否かを判定するための手段
     を含む核酸検出システム。