JP2018522206A - マイクロ流体バルブおよびマイクロ流体デバイス - Google Patents
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Abstract
Description
各標的因子のための捕捉剤および検出剤の両方を含むマイクロ流体チップと、
捕捉剤および検出剤をマイクロ流体チップ内の所望の位置に充填するように構成された充填手段と、
前記マイクロ流体チップを通した前記薬剤のそれぞれの流れおよび混合を制御するように構成された制御手段と、
前記1種以上の標的因子の存在を検出および/または定量化するように構成されたセンシング手段と
を備える、1種以上の標的因子の存在を検出および/または定量化するためのシステムが提供される。
マイクロ流体デバイス内の流体の流れを選択的に制御するためのバルブが組み込まれたマイクロ流体デバイスが本明細書に記載されている。図1Aは一実施形態に係るマイクロ流体バルブ組立体1100の正面断面図を例示的に示す。マイクロ流体バルブ組立体1100は硬質基板1101および少なくとも1つのバルブ部材1107を備える。硬質基板1101は少なくとも2つの層1103および1104を含む。これらの層1103および1104は被検流体を移動させるための流体チャネル1106を画定している。バルブ部材1107は、伸縮性膜1108が流体チャネル1106から実質的に分離されるように層1103の上に位置する(任意にそこに固定された)伸縮性膜1108を含む。具体的には、図1Aに示すように、層1103は、層1103の内面と伸縮性膜1108の表面との間に所定の距離が存在するように伸縮性膜1108で覆われた任意の好適な形態の貫通穴または開口部を有していてもよい。
本明細書に記載されている技術は、1種以上の標的因子の存在を検出および/または定量化するシステムおよび方法にも関する。特に、限定されるものではないが、本開示の有用性の一例は、複数のタンパク質バイオマーカー疾患検査のためであり、これを標準的なプロセスを用いて手作業での実験室ベースのタンパク質アッセイからポイントオブケアで患者を検査するために使用することができる卓上型、ベンチトップ型または手持ち式の集積化および自動化アッセイに変換することができる。本開示のより詳細な理解を与え、かつ実験室ベースの標的因子定量化試験を集積化された卓上またはベンチトップ型に変換するその応用方法を示すために、本開示の特定の実施形態について以下に説明する。
Claims (184)
- 流体チャネルを画定する第1の層および第2の層を含む少なくとも2つの隣接する層を有する硬質基板と、
伸縮性膜が前記流体チャネルから実質的に分離されるように前記流体チャネルを密閉するように位置づけられた前記伸縮性膜を含む少なくとも1つのバルブ部材であって、前記伸縮性膜は第1の層に固定されており、かつ前記少なくとも1つのバルブ部材は前記流体チャネルに存在する圧力と前記流体チャネルの外側にある領域から前記膜に作用する圧力または力との差に基づいて作動可能であるバルブ部材と
を備える、マイクロ流体バルブ組立体。 - 前記バルブ部材の断面積は前記流体チャネルの断面積とは異なる、請求項1に記載のマイクロ流体バルブ組立体。
- 前記伸縮性膜は前記隣接する層のそれぞれに実質的に平行である、請求項1または請求項2に記載のマイクロ流体バルブ組立体。
- 前記流体チャネルに存在する前記圧力は流体圧力を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載のマイクロ流体バルブ組立体。
- 被検流体は前記流体チャネルを通って流れるように構成されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載のマイクロ流体バルブ組立体。
- 前記少なくとも1つのバルブ部材の前記伸縮性膜は、膨張して前記層のうちの1つに接触して前記流体チャネル内の前記被検流体の前記流れを閉鎖するように構成されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載のマイクロ流体バルブ組立体。
- 前記バルブ部材に対向する前記第2の層の部分は、前記伸縮性膜に向かって突出してそこに接触して前記流体チャネル内に柱状部材を画定するように構成されており、かつ前記伸縮性膜は、前記流体チャネルの外側に向かって収縮して前記被検流体が前記流体チャネル内の前記柱状部材の上を流れるのを許可するように構成されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載のマイクロ流体バルブ組立体。
- 前記バルブ部材の前記伸縮性膜は、前記柱状部材の上に安定的に位置して流体チャネル内の前記被検流体の前記流れを閉鎖するように構成されている、請求項1〜7のいずれか1項に記載のマイクロ流体バルブ組立体。
- 前記柱状部材は前記伸縮性膜とは接触しておらず、かつ前記伸縮性膜の下に位置しており、前記伸縮性膜は、前記流体チャネルの外側に向かって収縮して前記被検流体が前記流体チャネル内を流れるのを許可するように構成されており、かつ前記伸縮性膜は、前記柱状部材の上面に向かって膨張して前記流体チャネル内の前記被検流体の前記流れを閉鎖するように構成されている、請求項1〜8のいずれか1項に記載のマイクロ流体バルブ組立体。
- 前記第1の層は前記流体チャネルと前記第1の層の上に位置する前記バルブ部材との連通を容易にして前記被検流体が実質的に前記流体チャネルの上を流れるのを容易にするように構成された少なくとも1つの貫通穴を含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載のマイクロ流体バルブ組立体。
- 前記バルブ部材の前記伸縮性膜には導電性または磁気ビーズが埋め込まれており、前記バルブ部材は電力または磁力により駆動されるように構成されている、請求項1〜10のいずれか1項に記載のマイクロ流体バルブ組立体。
- 第1の層、第2の層および第3の層を含む複数の層を有し、前記第1の層および前記第2の層は制御チャネルを画定し、かつ前記第2の層および前記第3の層は流体チャネルを画定している硬質基板と、
伸縮性膜が前記流体チャネルから実質的に分離されるように前記流体チャネルを密閉するように位置づけられた前記伸縮性膜を含み、かつ前記流体チャネルおよび前記制御チャネルに存在する圧力差に基づき作動可能である少なくとも1つのバルブ部材と
を備える、マイクロ流体バルブ組立体。 - 前記流体チャネルおよび前記制御チャネルに存在する前記圧力は流体圧力を含む、請求項12に記載のマイクロ流体バルブ組立体。
- 被検流体は前記流体チャネルを通って流れるように構成されており、かつ制御流体は前記制御チャネルを通って流れるように構成されている、請求項12または請求項13に記載のマイクロ流体バルブ組立体。
- 前記少なくとも1つのバルブ部材の前記伸縮性膜は、前記流体チャネルと前記制御チャネルとの前記圧力差が負である場合に膨張して前記第3の層に接触して前記流体チャネル内の前記被検流体の前記流れを閉鎖するように構成されている、請求項12〜14のいずれか1項に記載のマイクロ流体バルブ組立体。
- 前記バルブ部材に対向する前記第3の層の部分は、前記伸縮性膜に向かって突出してそこに接触して前記流体チャネル内に柱状部材を画定するように構成されており、かつ前記伸縮性膜は、前記流体チャネルと前記制御チャネルとの前記圧力差が正である場合に前記制御チャネルに向かって収縮して前記被検流体が前記流体チャネル内の前記柱状部材の上を流れるのを許可するように構成されている、請求項12〜15のいずれか1項に記載のマイクロ流体バルブ組立体。
- 前記バルブ部材の前記伸縮性膜は、前記流体チャネルと前記制御チャネルとの前記圧力差が負である場合に前記柱状部材の上に安定的に位置して流体チャネル内の前記被検流体の前記流れを閉鎖するように構成されている、請求項16に記載のマイクロ流体バルブ組立体。
- 前記柱状部材は前記伸縮性膜とは接触しておらず、かつ前記伸縮性膜の下に位置しており、前記伸縮性膜は、前記流体チャネルと前記制御チャネルとの前記圧力差が正である場合に前記制御チャネルに向かって収縮して前記被検流体が前記流体チャネル内を流れるのを許可するように構成されており、かつ前記伸縮性膜は、前記流体チャネルと前記制御チャネルとの前記圧力差が負である場合に前記柱状部材の上面に向かって膨張して前記流体チャネル内の前記被検流体の前記流れを閉鎖するように構成されている、請求項17に記載のマイクロ流体バルブ組立体。
- 前記第2の層は前記流体チャネルと前記第2の層の上に位置する前記バルブ部材との連通を容易にして前記被検流体が実質的に前記流体チャネルの上を流れるのを容易にするように構成された少なくとも2つの貫通孔を含み、かつ前記バルブ部材の断面積は前記流体チャネルの断面積とは異なる、請求項12〜18のいずれか1項に記載のマイクロ流体バルブ組立体。
- 前記バルブ部材の断面積は前記流体チャネルの断面積とは異なる、請求項12〜19のいずれか1項に記載のマイクロ流体バルブ組立体。
- 前記バルブ部材の前記伸縮性膜には磁気ビーズが埋め込まれており、前記バルブ部材は磁力によって駆動されるように構成されている、請求項12〜20のいずれか1項に記載のマイクロ流体バルブ組立体。
- 第1の層、第2の層および第3の層を含む複数の層を有し、前記第1の層および前記第2の層は制御チャネルを画定し、かつ前記第2の層および前記第3の層は流体チャネルを画定している硬質基板を用意する工程と、
被検流体を前記流体チャネルを通して流す工程と、
制御流体を前記制御チャネルを通して流す工程と、
少なくとも1つのバルブ部材を作動させて前記被検流体が前記流体チャネルを通って流れるのを許可または遮断する工程であって、前記少なくとも1つのバルブ部材は、伸縮性膜が前記流体チャネルから実質的に分離されるように前記制御チャネルを密閉するように位置づけられた前記伸縮性膜を含み、前記少なくとも1つのバルブ部材は前記流体チャネルに存在する前記被検流体の圧力と前記制御チャネル内の前記制御流体の圧力との差に基づき作動可能である工程と
を含む、流体を移動させるための方法。 - 流体試料中の1種以上の標的因子を分析するためのシステムであって、
少なくとも1種の捕捉剤をマイクロ流体チップ内の第1の位置の中に受け入れ、かつ少なくとも1種の検出剤を第2の位置に受け入れるように構成されたマイクロ流体チップと、
前記マイクロ流体チップを通る前記少なくとも1種の捕捉剤の流れおよび前記少なくとも1種の検出剤の流れを制御して前記少なくとも1種の捕捉剤および前記少なくとも1種の検出剤の混合物を生成し、かつ前記流体試料を前記混合物と接触させるように構成された制御装置と、
1種以上の標的因子と前記少なくとも1種の捕捉剤および前記少なくとも1種の検出剤の前記混合物との相互作用の結果を検出するように構成されたセンサーと
を備えるシステム。 - 前記センサーは前記相互作用の結果に基づき前記1種以上の標的因子を決定するようにさらに構成されている、請求項23に記載のシステム。
- 前記センサーは前記相互作用の結果に基づき前記1種以上の標的因子を定量化するようにさらに構成されている、請求項23または請求項24に記載のシステム。
- 前記センサーおよび前記制御装置は前記マイクロ流体チップの中に集積されている、請求項23〜25のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記制御装置および前記センサーの動作を制御するように構成された主制御装置をさらに備える、請求項23〜26のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記主制御装置および前記制御装置は異なる装置である、請求項27に記載のシステム。
- 前記主制御装置および前記制御装置は1つの同じ装置である、請求項27に記載のシステム。
- 前記主制御装置または前記制御装置は計算装置を含む、請求項27〜29のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記計算装置は少なくとも1つのプロセッサと、前記少なくとも1つのプロセッサによって実行された場合に前記システムを作動させるプロセッサ実行可能命令を格納するメモリーとを含む、請求項30に記載のシステム。
- 前記主制御装置はベース装置内に配置されている、請求項27〜31のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記少なくとも1種の捕捉剤を前記マイクロ流体チップ内の前記第1の位置に供給し、かつ前記少なくとも1種の検出剤を前記マイクロ流体チップ内の前記第2の位置に供給するように構成された少なくとも1つの充填装置をさらに備える、請求項23〜32のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記少なくとも1種の捕捉剤を前記マイクロ流体チップ内の前記第1の位置に供給するように構成された少なくとも1つの充填装置をさらに備える、請求項23〜32のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記少なくとも1種の検出剤を前記マイクロ流体チップ内の前記第2の位置に供給するように構成された少なくとも1つの充填装置をさらに備える、請求項23〜32のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの充填装置は、噴霧装置、噴射ノズル、点滴器および注射器のうちの1つ以上を含む、請求項23〜35のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記マイクロ流体チップを通る前記少なくとも1種の捕捉剤の流れおよび前記少なくとも1種の検出剤の流れを制御するための1つ以上のバルブをさらに備える、請求項23〜36のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記1つ以上のバルブは少なくとも1つの微小電気機械システム(MEMS)バルブを含む、請求項37に記載のシステム。
- 前記少なくとも1種の捕捉剤および前記少なくとも1種の検出剤を前記マイクロ流体チップを通して移動させるための1つ以上のチャネルをさらに含む、請求項23〜38のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記1つ以上のチャネルの断面寸法はマイクロメーター範囲である、請求項39に記載のシステム。
- 前記1つ以上のチャネルは1つ以上の入力チャネルおよび単一の出力チャネルを含む、請求項39または請求項40に記載のシステム。
- 前記1つ以上のチャネルは1つ以上の入力チャネルおよび複数の出力チャネルを含む、請求項39〜41のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記センサーは、振動センサー、電気化学センサー、電界効果トランジスタ、ホール効果センサー、共振式質量センサー、光センサー、比色定量センサー、蛍光センサー、測光センサー、分光測光装置、質量分析装置および機械センサーのうちの1つ以上を含む、請求項23〜42のいずれか1項に記載のシステム。
- 光源をさらに備え、前記制御装置は前記光源の動作を制御するようにさらに構成されている、請求項23〜43のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記光源によって生成された光の流れを制御するための液晶スイッチング素子をさらに備える、請求項44に記載のシステム。
- 前記マイクロ流体チップおよび前記センサーを支持する基板をさらに備える、請求項23〜45のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記基板は1つ以上のさらなるマイクロ流体チップおよび1つ以上のさらなるセンサーを支持するようにさらに構成されており、かつ前記さらなるマイクロ流体チップおよび前記さらなるセンサーはそのそれぞれが独立して作動されるように構成されたサブシステムの中に配置されている、請求項46に記載のシステム。
- 前記サブシステムのそれぞれは前記流体試料を貯蔵するための共通の入力ウェルに動作可能に結合されている、請求項47に記載のシステム。
- 前記サブシステムのそれぞれは処理済みの流体試料を回収するための共通の出力ウェルに動作可能に結合されている、請求項47または請求項48に記載のシステム。
- 前記基板はベース装置に結合するための1つ以上の磁性要素をさらに含む、請求項46〜49のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記基板を受け入れ、かつ前記センサーを前記制御装置または主制御装置に接続するように構成されたベース装置をさらに備える、請求項46〜50のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記ベース装置は前記基板に結合するための1つ以上の磁性要素を含む、請求項50または請求項51に記載のシステム。
- 前記ベース装置は前記センサーに結合するための1つ以上の電気ポートを含む、請求項50〜52のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記ベース装置は主制御装置を含む、請求項50〜53のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記ベース装置は前記基板を受け入れるための1つ以上のスロットを含む、請求項50〜54のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記基板を受け入れるためのスロットを有するハウジングを含み、かつ1つ以上の噴射ノズルまたはバルブに動作可能に接続された1つ以上の受け入れウェルをさらに含む充填装置をさらに備える、請求項23〜55のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記1つ以上の噴射ノズルまたはバルブは前記制御装置または主制御装置によって制御される、請求項56に記載のシステム。
- 前記充填装置は前記基板に結合するための1つ以上の磁性要素を含む、請求項56または請求項57に記載のシステム。
- 前記マイクロ流体チップは、前記流体試料と前記混合物との相互作用を促進する1種以上の試薬を受け入れるようにさらに構成されている、請求項23〜58のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記1種以上の試薬を前記マイクロ流体チップに供給するように構成された少なくとも1つの充填装置をさらに備える、請求項59に記載のシステム。
- 前記マイクロ流体チップを通る前記1種以上の試薬の流れを制御するための1つ以上のバルブをさらに備える、請求項59または請求項60に記載のシステム。
- 前記マイクロ流体チップを通して前記1種以上の試薬を移動させるための1つ以上のチャネルをさらに含む、請求項59〜61のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記1種以上の試薬は、二次抗体、酵素、結合剤および酸化剤のうちの1種以上を含む、請求項59〜62のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記流体試料は水を含む、請求項23〜63のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記流体試料は生体液試料を含む、請求項23〜64のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記相互作用の結果を検出する前に前記流体試料を濾過するように構成されたフィルターをさらに備える、請求項23〜65のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記第1の位置は捕捉ウェルを含む、請求項23〜66のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記第2の位置は検出ウェルを含む、請求項23〜67のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記捕捉ウェルおよび前記検出ウェルは接続チャネルによって機能的に接続されている、請求項67または請求項68に記載のシステム。
- 前記接続チャネルを開放および閉鎖し、それにより前記接続チャネルを通る検出剤の流れを許可または遮断するための遮断手段をさらに備える、請求項69に記載のシステム。
- 前記標的因子を移動させるための少なくとも1つの入力チャネルおよび少なくとも1つの出力チャネルをさらに備え、かつ前記少なくとも1つの入力チャネルおよび前記少なくとも1つの出力チャネルは前記捕捉ウェルに結合されている、請求項23〜70のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの入力チャネルを開放および閉鎖するための少なくとも1つの遮断手段をさらに備える、請求項71に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの出力チャネルを開放および閉鎖するための少なくとも1つの遮断手段をさらに備える、請求項71に記載のシステム。
- 前記センサーは前記捕捉ウェル内に配置されている、請求項23〜73のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記標的因子は、タンパク質、抗体、抗原、酵素、ペプチド、アミノ酸、DNA、RNA、核酸、糖類および脂質のうちの1種以上を含む、請求項23〜74のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記少なくとも1種の捕捉剤は、抗体、アプタマー、核酸およびペプチドのうちの1種以上を含む、請求項23〜75のいずれか1項に記載のシステム。
- 流体試料中の1種以上の標的因子を分析する方法であって、
少なくとも1種の捕捉剤をマイクロ流体チップ内の第1の位置に供給する工程と、
少なくとも1種の検出剤を前記マイクロ流体チップ内の第2の位置に供給する工程と、
制御装置によって前記マイクロ流体チップを通る前記少なくとも1種の捕捉剤の流れおよび前記少なくとも1種の検出剤の流れを制御して前記少なくとも1種の捕捉剤および前記少なくとも1種の検出剤の混合物を生成する工程と、
前記制御装置によって前記流体試料を前記少なくとも1種の捕捉剤および前記少なくとも1種の検出剤の前記混合物と接触させる工程と、
センサーによって前記1種以上の標的因子と前記少なくとも1種の捕捉剤および前記少なくとも1種の検出剤の前記混合物との相互作用の結果を検出する工程と
を含む方法。 - 前記相互作用の結果に基づき前記1種以上の標的因子を決定する工程をさらに含む、請求項77に記載の方法。
- 前記相互作用の結果に基づき前記1種以上の標的因子を定量化する工程をさらに含む、請求項77または請求項78に記載の方法。
- 前記センサーおよび前記制御装置は前記マイクロ流体チップの中に集積されている、請求項77〜79のいずれか1項に記載の方法。
- 主制御装置によって前記制御装置および前記センサーの動作を制御する工程をさらに含む、請求項77〜80のいずれか1項に記載の方法。
- 前記主制御装置および前記制御装置は異なる装置である、請求項81に記載の方法。
- 前記主制御装置および前記制御装置は1つの同じ装置である、請求項81に記載の方法。
- 前記主制御装置または前記制御装置は計算装置を含む、請求項81〜83のいずれか1項に記載の方法。
- 前記計算装置は少なくとも1つのプロセッサと、前記少なくとも1つのプロセッサによって実行された場合に前記計算装置、前記センサーおよび前記マイクロ流体チップを作動させるプロセッサ実行可能命令を格納するメモリーとを含む、請求項84に記載の方法。
- 前記主制御装置はベース装置内に配置されている、請求項81〜85のいずれか1項に記載の方法。
- 前記少なくとも1種の捕捉剤を前記マイクロ流体チップ内の前記第1の位置に供給する前記工程および前記少なくとも1種の検出剤を前記マイクロ流体チップ内の前記第2の位置に供給する前記工程を少なくとも1つの充填装置を用いて達成する、請求項77〜86のいずれか1項に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの充填装置は噴霧装置、噴射ノズル、点滴器および注射器のうちの1つ以上を含む、請求項87に記載の方法。
- 1つ以上のバルブによって前記マイクロ流体チップを通る前記少なくとも1種の捕捉剤の流れおよび前記少なくとも1種の検出剤の流れを制御する工程をさらに含む、請求項77〜88のいずれか1項に記載の方法。
- 前記1つ以上のバルブは少なくとも1つの微小電気機械システム(MEMS)バルブを含む、請求項89に記載の方法。
- 前記マイクロ流体チップを通る前記少なくとも1種の捕捉剤および前記少なくとも1種の検出剤を1つ以上のチャネルを通して移動させる工程をさらに含む、請求項77〜90のいずれか1項に記載の方法。
- 前記1つ以上のチャネルの断面寸法はマイクロメーター範囲である、請求項91に記載の方法。
- 前記1つ以上のチャネルは1つ以上の入力チャネルおよび単一の出力チャネルを含む、請求項91または請求項92に記載の方法。
- 前記1つ以上のチャネルは1つ以上の入力チャネルおよび複数の出力チャネルを含む、請求項91〜93のいずれか1項に記載の方法。
- 前記センサーは、振動センサー、電気化学センサー、電界効果トランジスタ、ホール効果センサー、共振式質量センサー、光センサー、比色定量センサー、蛍光センサー、測光センサー、分光測光装置、質量分析装置および機械センサーのうちの1つ以上を含む、請求項77〜94のいずれか1項に記載の方法。
- 前記制御装置によって光源を制御する工程をさらに含む、請求項77〜95のいずれか1項に記載の方法。
- 前記制御装置によって液晶スイッチング素子を制御して前記光源によって生成された光の流れを制御する工程をさらに含む、請求項96に記載の方法。
- 前記マイクロ流体チップおよび前記センサーを支持する基板を用意する工程をさらに含む、請求項77〜97のいずれか1項に記載の方法。
- 前記基板は1つ以上のさらなるマイクロ流体チップおよび1つ以上のさらなるセンサーを支持するようにさらに構成されており、かつ前記さらなるマイクロ流体チップおよび前記さらなるセンサーはそのそれぞれが独立して作動されるように構成されたサブシステムの中に配置されている、請求項98に記載の方法。
- 前記サブシステムのそれぞれは前記流体試料を貯蔵するための共通の入力ウェルに動作可能に結合されている、請求項99に記載の方法。
- 前記サブシステムのそれぞれは処理済みの流体試料を回収するための共通の出力ウェルに動作可能に結合されている、請求項99に記載の方法。
- 前記基板はベース装置に結合するための1つ以上の磁性要素をさらに含む、請求項98〜101のいずれか1項に記載の方法。
- 前記基板を受け入れ、かつ前記センサーを前記制御装置または主制御装置に接続するように構成されたベース装置を用意する工程をさらに含む、請求項77〜102のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ベース装置は前記基板に結合するための1つ以上の磁性要素を含む、請求項103に記載の方法。
- 前記ベース装置は前記センサーに結合するための1つ以上の電気ポートを含む、請求項103または請求項104に記載の方法。
- 前記ベース装置は主制御装置を備える、請求項103〜105のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ベース装置は前記基板を受け入れるための1つ以上のスロットを含む、請求項103〜106のいずれか1項に記載の方法。
- 前記基板を受け入れるためのスロットを有するハウジングを含み、かつ1つ以上の噴射ノズルまたはバルブに動作可能に接続された1つ以上の受け入れウェルをさらに含む充填機を用意する工程をさらに含む、請求項77〜107のいずれか1項に記載の方法。
- 前記1つ以上の噴射ノズルまたはバルブは前記制御装置または主制御装置によって制御される、請求項108に記載の方法。
- 前記充填機は前記基板に結合するための1つ以上の磁性要素を含む、請求項108または請求項109に記載の方法。
- 1種以上の試薬を前記マイクロ流体チップに供給して前記流体試料と前記混合物との相互作用を促進する工程をさらに含む、請求項77〜110のいずれか1項に記載の方法。
- 前記1種以上の試薬を前記マイクロ流体チップに供給するように構成された少なくとも1つの充填装置を用意する工程をさらに含む、請求項111に記載の方法。
- 1つ以上のバルブを制御して前記マイクロ流体チップを通る前記1種以上の試薬の流れを調節する工程をさらに含む、請求項111または請求項112に記載の方法。
- 前記マイクロ流体チップを通して前記1種以上の試薬を移動させるための1つ以上のチャネルを用意する工程をさらに含む、請求項111〜113のいずれか1項に記載の方法。
- 前記1種以上の試薬は、二次抗体、酵素、結合剤および酸化剤のうちの1種以上を含む、請求項111〜114のいずれか1項に記載の方法。
- 前記流体試料は水を含む、請求項77〜115のいずれか1項に記載の方法。
- 前記流体試料は生体液試料を含む、請求項77〜115のいずれか1項に記載の方法。
- 前記相互作用の結果を検出する前に前記流体試料をフィルターで濾過する工程をさらに含む、請求項77〜117のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第1の位置は捕捉ウェルを含む、請求項77〜118のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第2の位置は検出ウェルを含む、請求項77〜119のいずれか1項に記載の方法。
- 前記捕捉ウェルおよび前記検出ウェルは接続チャネルによって機能的に接続されている、請求項119または請求項120に記載の方法。
- 前記接続チャネルを開放および閉鎖し、それにより前記接続チャネルを通る検出剤の流れを許可または遮断するための遮断手段を用意する工程をさらに含む、請求項121に記載の方法。
- 前記捕捉ウェルに結合されている、前記標的因子を移動させるための少なくとも1つの入力チャネルおよび少なくとも1つの出力チャネルを用意する工程をさらに含む、請求項119〜122のいずれか1項に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの入力チャネルを開放および閉鎖するための少なくとも1つの遮断手段を用意する工程をさらに含む、請求項123に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの出力チャネルを開放および閉鎖するための少なくとも1つの遮断手段を用意する工程をさらに含む、請求項123に記載の方法。
- 前記センサーは前記捕捉ウェル内に配置されている、請求項119〜125のいずれか1項に記載の方法。
- 前記標的因子は、タンパク質、抗体、抗原、酵素、ペプチド、アミノ酸、DNA、RNA、核酸、糖類および脂質のうちの1種以上を含む、請求項77〜126のいずれか1項に記載の方法。
- 流体試料中の1種以上の標的因子を分析するためのシステムであって、
少なくとも1種の捕捉剤をマイクロ流体チップ内の第1の位置の中に受け入れ、かつ少なくとも1種の検出剤を第2の位置に受け入れるように構成されたマイクロ流体チップを備える組立体と、
前記組立体を受け入れ、かつ前記少なくとも1種の捕捉剤を前記マイクロ流体チップ内の前記第1の位置に供給し、かつ前記少なくとも1種の検出剤を前記マイクロ流体チップ内の前記第2の位置に供給するように構成された充填装置と、
制御装置およびセンサーを備えるベース装置であって、前記制御装置は、(i)前記マイクロ流体チップを通る前記少なくとも1種の捕捉剤の流れおよび前記少なくとも1種の検出剤の流れを制御して前記少なくとも1種の捕捉剤および前記少なくとも1種の検出剤の混合物を生成し、(ii)前記混合物と前記流体試料との接触を引き起こし、かつ(iii)前記少なくとも1種の捕捉剤と前記少なくとも1種の検出剤と前記流体試料との間で生じるあらゆるプロセスの1つ以上の出力を検出するように構成されているベース装置と
を備えるシステム。 - 前記センサーは前記相互作用の結果に基づき前記1種以上の標的因子を決定するようにさらに構成されている、請求項128に記載のシステム。
- 前記センサーは前記相互作用の結果に基づき前記1種以上の標的因子を定量化するようにさらに構成されている、請求項128または請求項129に記載のシステム。
- 前記制御装置は計算装置を含む、請求項128〜130のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記計算装置は、少なくとも1つのプロセッサと、前記少なくとも1つのプロセッサによって実行された場合に前記システムを作動させるプロセッサ実行可能命令を格納するメモリーとを含む、請求項131に記載のシステム。
- 前記制御装置は前記ベース装置内に配置されている、請求項128〜132のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記充填装置は噴霧装置、噴射ノズル、点滴器および注射器のうちの1つ以上を含む、請求項128〜133のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記組立体は前記マイクロ流体チップを通る前記少なくとも1種の捕捉剤の流れおよび前記少なくとも1種の検出剤の流れを制御するための1つ以上のバルブをさらに備える、請求項128〜134のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記1つ以上のバルブは少なくとも1つの微小電気機械システム(MEMS)バルブを含む、請求項135に記載のシステム。
- 前記組立体は前記少なくとも1種の捕捉剤および前記少なくとも1種の検出剤を前記マイクロ流体チップを通して移動させるための1つ以上のチャネルをさらに含む、請求項128〜136のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記1つ以上のチャネルの断面寸法はマイクロメーター範囲である、請求項137に記載のシステム。
- 前記1つ以上のチャネルは1つ以上の入力チャネルおよび単一の出力チャネルを含む、請求項137または請求項138に記載のシステム。
- 前記1つ以上のチャネルは1つ以上の入力チャネルおよび複数の出力チャネルを含む、請求項137〜139のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記センサーは、振動センサー、電気化学センサー、電界効果トランジスタ、ホール効果センサー、共振式質量センサー、光センサー、比色定量センサー、蛍光センサー、測光センサー、分光測光装置、質量分析装置および機械センサーのうちの1つ以上を含む、請求項128〜140のいずれか1項に記載のシステム。
- 光源をさらに備え、前記制御装置は前記光源の動作を制御するようにさらに構成されている、請求項128〜141のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記光源によって生成された光の流れを制御するための液晶スイッチング素子をさらに備える、請求項142に記載のシステム。
- 前記組立体は前記マイクロ流体チップおよび前記センサーを支持する基板をさらに備える、請求項128〜143のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記基板は1つ以上のさらなるマイクロ流体チップおよび1つ以上のさらなるセンサーを支持するようにさらに構成されており、かつ前記さらなるマイクロ流体チップおよび前記さらなるセンサーはそのそれぞれが独立して作動されるように構成されたサブシステムの中に配置されている、請求項144に記載のシステム。
- 前記サブシステムのそれぞれは前記流体試料を貯蔵するための共通の入力ウェルに動作可能に結合されている、請求項145に記載のシステム。
- 前記サブシステムのそれぞれは処理済みの流体試料を回収するための共通の出力ウェルに動作可能に結合されている、請求項145に記載のシステム。
- 前記基板は前記ベース装置に結合するための1つ以上の磁性要素をさらに備える、請求項144〜147のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記ベース装置は前記基板に結合するための1つ以上の磁性要素を含む、請求項128〜148のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記ベース装置は前記センサーに結合するための1つ以上の電気ポートを含む、請求項128〜149のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記ベース装置は前記組立体を受け入れるための1つ以上のスロットを含む、請求項128〜150のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記充填装置は前記組立体を受け入れるためのスロットを有するハウジングを含み、かつ前記充填機は1つ以上の噴射ノズルまたはバルブに動作可能に接続された1つ以上の受け入れウェルをさらに含む、請求項128〜151のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記1つ以上の噴射ノズルまたはバルブは前記制御装置または主制御装置によって制御される、請求項152に記載のシステム。
- 前記充填装置は前記基板に結合するための1つ以上の磁性要素を含む、請求項128〜153のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記マイクロ流体チップは、前記流体試料と前記混合物との相互作用を促進する1種以上の試薬を受け入れるようにさらに構成されている、請求項128〜154のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記組立体は前記マイクロ流体チップを通る前記1種以上の試薬の流れを制御するための1つ以上のバルブをさらに備える、請求項128〜155のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記組立体は前記マイクロ流体チップを通して前記1種以上の試薬を移動させるための1つ以上のチャネルをさらに含む、請求項128〜156のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記1種以上の試薬は、二次抗体、酵素、結合剤および酸化剤のうちの1種以上を含む、請求項155〜157のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記流体試料は水を含む、請求項128〜158のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記流体試料は生体液試料を含む、請求項128〜158のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記相互作用の結果を検出する前に前記流体試料を濾過するように構成されたフィルターをさらに備える、請求項128〜160のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記第1の位置は捕捉ウェルを含む、請求項128〜161のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記第2の位置は検出ウェルを含む、請求項162に記載のシステム。
- 前記捕捉ウェルおよび前記検出ウェルは接続チャネルによって機能的に接続されている、請求項163に記載のシステム。
- 前記組立体は前記接続チャネルを開放および閉鎖し、それにより接続チャネルを通る検出剤の流れを許可または遮断するための遮断手段をさらに備える、請求項162〜164のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記組立体は前記標的因子を移動させるための少なくとも1つの入力チャネルおよび少なくとも1つの出力チャネルをさらに含み、かつ前記少なくとも1つの入力チャネルおよび前記少なくとも1つの出力チャネルは前記捕捉ウェルに結合されている、請求項162〜165のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記組立体は前記少なくとも1つの入力チャネルを開放および閉鎖するための少なくとも1つの遮断手段をさらに備える、請求項166に記載のシステム。
- 前記組立体は前記少なくとも1つの出力チャネルを開放および閉鎖するための少なくとも1つの遮断手段をさらに備える、請求項166に記載のシステム。
- 前記センサーは前記捕捉ウェル内に配置されている、請求項164〜168のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記標的因子は、タンパク質、抗体、抗原、酵素、ペプチド、アミノ酸、DNA、RNA、核酸、糖類および脂質のうちの1種以上を含む、請求項128〜169のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記少なくとも1種の捕捉剤は、抗体、アプタマー、核酸およびペプチドのうちの1種以上を含む、請求項128〜170のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記少なくとも1種の捕捉剤は抗原または抗体を含む、請求項128〜171のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの検出剤は抗原または抗体を含む、請求項128〜172のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記ベース装置は持ち運び可能である、請求項128〜173のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記少なくとも1種の捕捉剤および前記少なくとも1種の検出剤はサンドイッチ免疫学的検定を構成する、請求項128〜174のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記少なくとも1種の捕捉剤および前記少なくとも1種の検出剤は競合免疫学的検定を構成する、請求項128〜175のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記少なくとも1種の捕捉剤および前記少なくとも1種の検出剤は直接免疫学的検定を構成する、請求項128〜176のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記システムは持ち運び可能な免疫学的検定である、請求項128〜177のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記充填装置は、前記少なくとも1種の捕捉剤のみを前記マイクロ流体チップ上の特定の点に充填するように構成されている、請求項128〜178のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記充填装置は前記少なくとも1種の検出剤のみを前記マイクロ流体チップ上の特定の点に充填するように構成されている、請求項128〜179のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記充填装置は異なる検出剤が積載されるように構成されている、請求項128〜180のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記充填装置は異なる捕捉剤が充填されるように構成されている、請求項128〜181のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記組立体は複数のマイクロ流体チップを含み、前記充填装置は前記少なくとも1種の検出剤を前記複数のマイクロ流体チップのそれぞれの中の同じ点に充填するように構成されている、請求項128〜182のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記組立体は複数のマイクロ流体チップを含み、前記充填装置は、前記少なくとも1種の捕捉剤を前記複数のマイクロ流体チップのそれぞれの中の同じ点に充填するように構成されている、請求項128〜183のいずれか1項に記載のシステム。
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