JP2021120675A - アッセイを実行するための流体システム - Google Patents
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Abstract
【課題】分子試験および免疫アッセイ技法の自動化の複雑性を前提として、患者近傍試験環境において臨床的に使用可能な適正な性能を有する流体試験システムおよび使用方法を提供する。【解決手段】流体試験システムは、マイクロ流体チャネルと、第1のチャンバと、第2のチャンバとを含む。マイクロ流体チャネルは、マイクロ流体チャネルを通して流体の導入および/または抽出のための1つのみのポートを有する。第1のチャンバは、マイクロ流体チャネルの終端端部に配置される。第2のチャンバは、流体チャネルに結合され、第2のチャンバへの各開口部が、動作の間、重力ベクトルと略平行に整列されるよう構成されるように整列される。【選択図】なし
Description
本発明の実施形態は、臨床診断ツールの分野に関する。
分子試験および免疫アッセイ技法の自動化の複雑性を前提として、患者近傍試験環境において臨床的に使用可能な適正な性能を提供する、製品が欠けている。典型的分子試験は、正確な用量の試薬、サンプル導入、DNAまたはRNAを抽出するための細胞の溶解、精製ステップ、およびその後続検出のための増幅を伴う、種々のプロセスを含む。これらのプロセスのうちのいくつかを自動化する、中央検査室ロボットプラットフォームが存在するが、短いターンアラウンドタイムを要求する多くの試験のために中央検査室は、必要とされる時間要件において結果を提供することができない。
しかしながら、臨床環境において、合理的費用で正確な信頼性のある結果を提供するシステムを実装することは困難である。種々の分子試験技法の複雑な性質を前提として、結果は、試験パラメータが慎重に制御されない場合、または環境条件が理想的ではない場合、誤差を被る。
分子技法が、以前の参照方法より低い濃度における非常に優れた感度レベルを有するという事実は、偽陽性を伴う誤発信を回避しながら、臨床的に関連する結論を得ることをより困難にしている。本問題を最小限にするために、特に、病原微生物の検出の場合、試験は、定量化能力を有していなければならない。したがって、十分なデータを総合し、信頼性のある結論にするために、ますます、多重アッセイおよび試験のアレイを行う必要がある。マイクロアレイ免疫アッセイ等の技法は、非常に高度の多重化能力を提供するが、その主要な制限は、結果を得る速度が遅いことであって、これは、多くの場合、患者管理に良い影響を及ぼさない。
流体試験システムおよび使用方法が、提示される。各試験施設の同時流体制御は、試験時間を短縮し、種々の試験施設間の再現可能結果を得る確率を向上させることができる。
ある実施形態では、流体試験システムは、マイクロ流体チャネルと、第1のチャンバと、第2のチャンバとを含む。マイクロ流体チャネルは、マイクロ流体チャネルを通して流体の導入および/または抽出のための1つのみのポートを有する。第1のチャンバは、マイクロ流体チャネルの終端端部に配置される。第2のチャンバは、流体チャネルに結合され、第2のチャンバへの各開口部が、動作の間、重力ベクトルと略平行に整列されるよう構成されるように整列される。
例示的方法が、説明される。本方法は、液体がマイクロ流体チャネルに結合される第1のチャンバ内に貯蔵される1つまたはそれを上回る試薬に到達するまで、液体をマイクロ流体チャネルの唯一のポートを通して流動させるステップを含む。その後、本方法は、1つまたはそれを上回る試薬の少なくとも一部を液体内に再懸濁させ、標的液体を形成するステップを含む。標的液体が、次いで、マイクロ流体チャネルを通して、第1のチャンバから離れるように流動される。本方法は、次いで、標的液体がマイクロ流体チャネルに結合される第2のチャンバを通して流動するように、標的液体をマイクロ流体チャネル内で往復して流動させるステップを含む。本方法は、標的液体中の1つまたはそれを上回る再懸濁された試薬の少なくとも一部と第2のチャンバ内に配置される1つまたはそれを上回る試薬を反応させるステップと、標的液体をマイクロ流体チャネルからマイクロ流体チャネルの唯一のポートを介して流動させるステップとを含む。
別の実施形態では、流体試験システムは、マイクロ流体チャネルと、複数のチャンバと、マイクロ流体チャネルの終端端部に配置されるチャンバとを含む。マイクロ流体チャネルは、マイクロ流体チャネルを通して流体の導入および/または抽出のための1つのみのポートを有する。複数のチャンバはそれぞれ、複数のチャンバのそれぞれの長さが重力ベクトルと略平行に整列されるように、直列配列においてマイクロ流体チャネルに結合される。
本発明は、例えば、以下を提供する。
(項目1)
流体試験システムであって、
1つのみのポートを有するマイクロ流体チャネルと、
前記マイクロ流体チャネルの終端端部に配置される第1のチャンバと、
前記マイクロ流体チャネルに結合される第2のチャンバであって、前記第2のチャンバは、前記第2のチャンバへの各開口部が、動作の間、重力ベクトルと略平行に整列されるよう構成されるように整列される、第2のチャンバと、
を備える、流体試験システム。
(項目2)
前記マイクロ流体チャネルに結合される1つまたはそれを上回る液体感知面積をさらに備える、項目1に記載の流体試験システム。
(項目3)
前記1つまたはそれを上回る液体感知面積のうちの少なくとも1つは、所定の量の液体を前記第2のチャンバの中に投与するように構成される、項目2に記載の流体試験システム。
(項目4)
前記流体チャネルに結合され、1つまたはそれを上回る試薬を含むように構成される第3のチャンバをさらに備える、項目1に記載の流体試験システム。
(項目5)
前記第3のチャンバは、前記1つまたはそれを上回る試薬を含有するフリーズドライ丸薬を含むように定寸される、項目4に記載の流体試験システム。
(項目6)
前記第2のチャンバは、1つまたはそれを上回る試薬を含む可撤性要素を備える、項目1に記載の流体試験システム。
(項目7)
前記1つまたはそれを上回る試薬は、前記可撤性要素の表面上にコーティングされる、項目6に記載の流体試験システム。
(項目8)
前記1つまたはそれを上回る試薬は、捕捉抗体を含む、項目7に記載の流体試験システム。
(項目9)
前記1つまたはそれを上回る試薬は、単鎖または二本鎖DNAを含む、項目7に記載の流体試験システム。
(項目10)
前記第2のチャンバは、光学照会を可能にするための少なくとも1つの透明壁を含む、項目1に記載の流体試験システム。
(項目11)
前記第2のチャンバは、複数のビーズを含む、項目1に記載の流体試験システム。
(項目12)
前記マイクロ流体チャネルは、複数のマイクロ流体チャネルに分裂されるように構成され、前記複数のマイクロ流体チャネルはそれぞれ、個別の第1のチャンバおよび個別の第2のチャンバに結合される、項目1に記載の流体試験システム。
(項目13)
前記流体チャネルに結合された第3のチャンバをさらに備え、前記第3のチャンバは、前記第3のチャンバを通して移動する流体を混合するように構成される、項目1に記載の流体試験システム。
(項目14)
前記第2のチャンバは、50マイクロリットル未満の流体体積を有する、項目1に記載の流体試験システム。
(項目15)
方法であって、
液体が流体チャネルに結合される第1のチャンバ内に貯蔵される1つまたはそれを上回る試薬に到達するまで、前記液体を前記流体チャネルの唯一のポートを通して流動させるステップと、
前記1つまたはそれを上回る試薬の少なくとも一部を前記液体内に再懸濁させ、標的液体を形成するステップと、
前記標的液体を前記流体チャネルを通して前記第1のチャンバから離れるように流動させるステップと、
前記標的液体が前記流体チャネルに結合される第2のチャンバを通して流動するように、前記標的液体を前記流体チャネル内で往復して流動させるステップと、
前記標的液体内の前記1つまたはそれを上回る再懸濁された試薬の少なくとも一部と前記第2のチャンバ内に配置される1つまたはそれを上回る試薬とを反応させるステップと、
前記標的液体を前記流体チャネルから前記流体チャネルの唯一のポートを介して流動させるステップと、
を含む、方法。
(項目16)
前記第2のチャンバへの各開口部は、重力ベクトルと略平行に整列される、項目15に記載の方法。
(項目17)
前記標的液体を前記流体チャネル内で往復して流動させるステップは、前記標的液体を前記流体チャネルの2つの場所間で往復して流動させるステップを含む、項目15に記載の方法。
(項目18)
前記流体チャネルの2つの場所のそれぞれにおいて前記液体の存在を感知するステップをさらに含む、項目15に記載の方法。
(項目19)
前記標的液体を前記流体チャネル内で往復して流動させるステップは、前記標的液体を第3のチャンバを通して流動させ、前記標的流体が前記第3のチャンバを通して流動するにつれて、前記標的液体を混合するステップを含む、項目15に記載の方法。
(項目20)
前記第2のチャンバからの光学信号を測定するステップであって、前記光学信号は、前記第2のチャンバ内の前記1つまたはそれを上回る再懸濁された試薬の濃度と関連付けられる、ステップをさらに含む、項目15に記載の方法。
(項目21)
第2の液体を前記流体チャネルの唯一のポートを通して流動させるステップと、
前記第2の液体が前記第2のチャンバを通して流動するように、前記第2の液体を前記流体チャネル内で往復して流動させるステップと、
前記第2の液体を前記流体チャネルから前記流体チャネルの唯一のポートを介して流動させるステップと、
をさらに含む、項目15に記載の方法。
(項目22)
前記第2の液体は、洗浄緩衝剤である、項目21に記載の方法。
(項目23)
前記反応させるステップは、前記標的液体内の前記1つまたはそれを上回る再懸濁された試薬の少なくとも一部と前記第2のチャンバ内に配置される1つまたはそれを上回る試薬とを結合するステップを含む、項目15に記載の方法。
(項目24)
流体試験システムであって、
1つのみのポートを有するマイクロ流体チャネルと、
複数のチャンバであって、前記複数のチャンバの各チャンバは、前記複数のチャンバのそれぞれの長さが重力ベクトルと略平行に整列されるように、直列配列で前記マイクロ流体チャネルに結合される、複数のチャンバと、
前記マイクロ流体チャネルの終端端部に配置されるチャンバと、
を備える、流体試験システム。
(項目25)
前記複数のチャンバの所与のチャンバへの各開口部は、流路に沿って前記重力ベクトルと実質的に整列される、項目24に記載の流体試験システム。
(項目26)
前記複数のチャンバの各チャンバは、50マイクロリットル未満の流体体積を有する、項目24に記載の流体試験システム。
(項目27)
前記マイクロ流体チャネルに沿って複数の液体感知面積をさらに備える、項目24に記載の流体試験システム。
(項目28)
前記複数の液体感知面積は、前記複数のチャンバと所与のパターンで前記マイクロ流体チャネルに沿って配列される、項目27に記載の流体試験システム。
(項目29)
前記所与のパターンは、前記液体感知面積の隣接するものの間に前記複数のチャンバの異なる数のチャンバを有することを含む、項目28に記載の流体試験システム。
本発明は、例えば、以下を提供する。
(項目1)
流体試験システムであって、
1つのみのポートを有するマイクロ流体チャネルと、
前記マイクロ流体チャネルの終端端部に配置される第1のチャンバと、
前記マイクロ流体チャネルに結合される第2のチャンバであって、前記第2のチャンバは、前記第2のチャンバへの各開口部が、動作の間、重力ベクトルと略平行に整列されるよう構成されるように整列される、第2のチャンバと、
を備える、流体試験システム。
(項目2)
前記マイクロ流体チャネルに結合される1つまたはそれを上回る液体感知面積をさらに備える、項目1に記載の流体試験システム。
(項目3)
前記1つまたはそれを上回る液体感知面積のうちの少なくとも1つは、所定の量の液体を前記第2のチャンバの中に投与するように構成される、項目2に記載の流体試験システム。
(項目4)
前記流体チャネルに結合され、1つまたはそれを上回る試薬を含むように構成される第3のチャンバをさらに備える、項目1に記載の流体試験システム。
(項目5)
前記第3のチャンバは、前記1つまたはそれを上回る試薬を含有するフリーズドライ丸薬を含むように定寸される、項目4に記載の流体試験システム。
(項目6)
前記第2のチャンバは、1つまたはそれを上回る試薬を含む可撤性要素を備える、項目1に記載の流体試験システム。
(項目7)
前記1つまたはそれを上回る試薬は、前記可撤性要素の表面上にコーティングされる、項目6に記載の流体試験システム。
(項目8)
前記1つまたはそれを上回る試薬は、捕捉抗体を含む、項目7に記載の流体試験システム。
(項目9)
前記1つまたはそれを上回る試薬は、単鎖または二本鎖DNAを含む、項目7に記載の流体試験システム。
(項目10)
前記第2のチャンバは、光学照会を可能にするための少なくとも1つの透明壁を含む、項目1に記載の流体試験システム。
(項目11)
前記第2のチャンバは、複数のビーズを含む、項目1に記載の流体試験システム。
(項目12)
前記マイクロ流体チャネルは、複数のマイクロ流体チャネルに分裂されるように構成され、前記複数のマイクロ流体チャネルはそれぞれ、個別の第1のチャンバおよび個別の第2のチャンバに結合される、項目1に記載の流体試験システム。
(項目13)
前記流体チャネルに結合された第3のチャンバをさらに備え、前記第3のチャンバは、前記第3のチャンバを通して移動する流体を混合するように構成される、項目1に記載の流体試験システム。
(項目14)
前記第2のチャンバは、50マイクロリットル未満の流体体積を有する、項目1に記載の流体試験システム。
(項目15)
方法であって、
液体が流体チャネルに結合される第1のチャンバ内に貯蔵される1つまたはそれを上回る試薬に到達するまで、前記液体を前記流体チャネルの唯一のポートを通して流動させるステップと、
前記1つまたはそれを上回る試薬の少なくとも一部を前記液体内に再懸濁させ、標的液体を形成するステップと、
前記標的液体を前記流体チャネルを通して前記第1のチャンバから離れるように流動させるステップと、
前記標的液体が前記流体チャネルに結合される第2のチャンバを通して流動するように、前記標的液体を前記流体チャネル内で往復して流動させるステップと、
前記標的液体内の前記1つまたはそれを上回る再懸濁された試薬の少なくとも一部と前記第2のチャンバ内に配置される1つまたはそれを上回る試薬とを反応させるステップと、
前記標的液体を前記流体チャネルから前記流体チャネルの唯一のポートを介して流動させるステップと、
を含む、方法。
(項目16)
前記第2のチャンバへの各開口部は、重力ベクトルと略平行に整列される、項目15に記載の方法。
(項目17)
前記標的液体を前記流体チャネル内で往復して流動させるステップは、前記標的液体を前記流体チャネルの2つの場所間で往復して流動させるステップを含む、項目15に記載の方法。
(項目18)
前記流体チャネルの2つの場所のそれぞれにおいて前記液体の存在を感知するステップをさらに含む、項目15に記載の方法。
(項目19)
前記標的液体を前記流体チャネル内で往復して流動させるステップは、前記標的液体を第3のチャンバを通して流動させ、前記標的流体が前記第3のチャンバを通して流動するにつれて、前記標的液体を混合するステップを含む、項目15に記載の方法。
(項目20)
前記第2のチャンバからの光学信号を測定するステップであって、前記光学信号は、前記第2のチャンバ内の前記1つまたはそれを上回る再懸濁された試薬の濃度と関連付けられる、ステップをさらに含む、項目15に記載の方法。
(項目21)
第2の液体を前記流体チャネルの唯一のポートを通して流動させるステップと、
前記第2の液体が前記第2のチャンバを通して流動するように、前記第2の液体を前記流体チャネル内で往復して流動させるステップと、
前記第2の液体を前記流体チャネルから前記流体チャネルの唯一のポートを介して流動させるステップと、
をさらに含む、項目15に記載の方法。
(項目22)
前記第2の液体は、洗浄緩衝剤である、項目21に記載の方法。
(項目23)
前記反応させるステップは、前記標的液体内の前記1つまたはそれを上回る再懸濁された試薬の少なくとも一部と前記第2のチャンバ内に配置される1つまたはそれを上回る試薬とを結合するステップを含む、項目15に記載の方法。
(項目24)
流体試験システムであって、
1つのみのポートを有するマイクロ流体チャネルと、
複数のチャンバであって、前記複数のチャンバの各チャンバは、前記複数のチャンバのそれぞれの長さが重力ベクトルと略平行に整列されるように、直列配列で前記マイクロ流体チャネルに結合される、複数のチャンバと、
前記マイクロ流体チャネルの終端端部に配置されるチャンバと、
を備える、流体試験システム。
(項目25)
前記複数のチャンバの所与のチャンバへの各開口部は、流路に沿って前記重力ベクトルと実質的に整列される、項目24に記載の流体試験システム。
(項目26)
前記複数のチャンバの各チャンバは、50マイクロリットル未満の流体体積を有する、項目24に記載の流体試験システム。
(項目27)
前記マイクロ流体チャネルに沿って複数の液体感知面積をさらに備える、項目24に記載の流体試験システム。
(項目28)
前記複数の液体感知面積は、前記複数のチャンバと所与のパターンで前記マイクロ流体チャネルに沿って配列される、項目27に記載の流体試験システム。
(項目29)
前記所与のパターンは、前記液体感知面積の隣接するものの間に前記複数のチャンバの異なる数のチャンバを有することを含む、項目28に記載の流体試験システム。
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を形成する、付随の図面は、本発明の実施形態を図示し、説明とともに、さらに、本発明の原理を説明し、当業者が、本発明を成すことおよび使用することを可能にする役割を果たす。
本発明の実施形態が、付随の図面を参照して、説明されるであろう。
具体的構成および配列が論じられるが、これは、例証的目的のためだけに行なわれることを理解されたい。当業者は、他の構成および配列も、本発明の精神ならびに範囲から逸脱することなく、使用されることができることを認識するであろう。本発明はまた、種々の他の用途において採用されることができることも、当業者に明白となるであろう。
本明細書では、「一実施形態」、「ある実施形態」、「ある例示的実施形態」等の言及は、説明される実施形態が、特定の特徴、構造、または特性を含んでもよいが、全ての実施形態が必ずしも、特定の特徴、構造、または特性を含まなくてもよいことを示すことに留意されたい。また、そのような語句は、必ずしも同じ実施形態を指しているとは限らない。さらに、特定の特徴、構造、または特性は、実施形態に関連して説明されるが、明示的に説明されるかどうかにかかわらず、他の実施形態に関連して、そのような特徴、構造、または特性に影響を及ぼすことは、当業者の知識の範囲内であることが提示される。
本明細書に説明されるいくつかの実施形態は、免疫アッセイ、PCR、DNAハイブリダイゼーション等の種々の分子試験を行なうための試験カートリッジシステム内に統合されたマイクロ流体装置に関する。ある実施形態では、試験カートリッジは、そのような試験を行なうために必要な構成の全てを単一の使い捨てパッケージに統合する。試験カートリッジは、試験カートリッジ内で生じる反応に関連するデータを提供する、外部測定システムによって分析されるように構成されてもよい。一実施形態によると、試験カートリッジは、各試験チャンバを用いて光学検出を行うための透明窓を伴う複数の試験チャンバを含む。
一実施例では、単一試験カートリッジは、所与のサンプルを用いて一連の免疫アッセイを行なうように使用されてもよい。試験カートリッジは、免疫アッセイを行なうためにカートリッジ内に統合されたシールされたチャンバ内に保持される、必要緩衝剤、試薬、および標識の全てを含有する。
分子診断器具類の主要な制限の1つは、交互汚染、同伴飛沫汚染等の汚染と関連付けられた問題である。本明細書に説明される実施形態は、設計によって、実質的に、器具へのサンプルの汚染を排除する。
一実施形態では、試験カートリッジは、製造プロセスの際にシールされた内蔵液体または乾燥された試薬をもたらす。試薬および導入されるサンプルは、環境または器具の任意の部品と接触しない。試験カートリッジの本特徴はまた、多くの検査室および病院にとって、その使用後、製品を安全に廃棄するためにも重要である。
一連の試験を行うために、試験カートリッジは、複数の試験チャンバならびに複数の流体チャネルを含有する。流体チャネルは、種々の試験チャンバをともに接続し、液体を試験カートリッジの他の部分に移送するように設計されてもよい。流体チャネルは、流体チャネルに沿って接続されるチャンバ内で免疫アッセイを行うことを促進するように設計されてもよい。
試験カートリッジシステムの構成要素に関するいくつかの詳細は、図を参照して本明細書に説明される。各物理的構成要素の例証は、限定を意味するものではなく、当業者は、本明細書の説明を前提として、本発明の範囲または精神から逸脱することなく、構成要素のいずれかを再配列または別様に改変する方法を認識するであろうことを理解されたい。試験カートリッジシステムのより詳細な説明は、同時係属中の米国特許出願第13/836,845号(本開示は参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる)に見出され得る。
図1Aは、ある実施形態による、例示的試験カートリッジシステム100を図示する。試験カートリッジシステム100は、種々の流体チャンバ、チャネル、およびリザーバを格納し得る、カートリッジ筐体102を含む。サンプルは、ある実施形態によると、サンプルポート104を介して、カートリッジ筐体102の中に導入されてもよい。ある実施例では、サンプルポート104は、固体、半固体、または液体サンプルを受容する。サンプルポート104はまた、サンプルをカートリッジ筐体102内のチャンバまたは流体チャネルの中に注入するために、注射器の針を受容するように設計されてもよい。別の実施形態では、カートリッジ筐体102は、サンプルを導入するための1つを上回る入口を含む。カートリッジシステム100の種々のチャンバおよびチャネルについてのさらなる詳細は、同時係属中の米国特許出願第13/836,845号に見出され得る。
ある実施形態によると、カートリッジシステム100は、カートリッジ筐体102内のガイド106に沿って側方に移動する、移送チャンバを含んでもよい。本移送チャンバは、種々の流体ポートと移送チャンバとを整列させ、カートリッジシステム100の種々の流体チャネルおよびチャンバ全体を通して流体の移動を制御するために使用されてもよい。
カートリッジシステム100は、ある実施形態によると、1つまたはそれを上回る貫通孔108を含む。貫通孔108は、カートリッジシステム100のより薄い部分上に位置してもよい。一実施例では、このより薄い部分は、カートリッジ筐体102内の流体チャンバの多くから離れて位置する。貫通孔108は、種々の試薬が貫通孔108内に設置され、孔を効果的に「プラグ栓」することを可能にする。したがって、試薬は、貫通孔108内にぴったりと嵌合する、小プラグ上に配置されてもよい。試薬の実施例として、固定化抗体、タンパク質、酵素、および単鎖または二本鎖DNAもしくはRNAが挙げられ得る。ガスケットシールが、プラグの縁の周囲に使用され、実質的漏出防止嵌合を確実にしてもよい。これらのプラグのさらなる詳細は、図4を参照して以下に説明される。
図1Bは、ある実施形態による、例示的試験カートリッジシステム100の背面の図を図示する。多数の流体チャネルが、カートリッジ筐体102内に見られ得る。一実施例では、これらの流体チャネルは、マイクロ流体チャネルであって、チャネルを通して流動する流体は、層流形態にある。したがって、マイクロ流体チャネルの寸法は、例えば、5mm2未満、1mm2未満、10,000μm2未満、5,000μm2未満、1,000μm2未満、または500μm2未満の断面を有してもよい。
ある実施形態によると、種々の流体試験面積が、カートリッジ筐体102内に組み込まれる。例えば、試験面積110は、複数の流体試験装置を含んでもよく、それぞれ、試験カートリッジ100の他側からの貫通孔108のうちの1つと整列される、開口部112を有する。したがって、開口部112はそれぞれ、試薬とプラグ栓されると、種々の生物学的および化学試験のための試験チャンバを画定する。これらの試験は、いくつか挙げると、免疫アッセイ、酵素相互作用、細胞応答、またはDNAハイブリダイゼーションを伴ってもよい。行われることになる他の試験は、本明細書の本開示を前提として、当業者に明白となるであろう。試験面積110に図示される試験装置のそれぞれに関するさらなる詳細は、図2を参照して以下に説明される。
別の流体面積114は、ある実施形態によると、直列配列に接続される、複数のチャンバを含む。これらのチャンバは、希釈のため、かつ正確な投与濃度をシステム内の他のチャンバおよび流体チャネルに提供するために使用されてもよい。図示される流体面積114に関するさらなる詳細は、図5を参照して以下に説明される。他の種々の流体チャネル116も同様に、示され、カートリッジ筐体102内の種々のチャンバ間に流体を誘導するために、および、種々のチャンバから試験面積110または流体面積114に示されるチャネルのいずれかへ/その逆に流体を誘導するために、使用されてもよい。
図2は、ある実施形態による、流体試験装置200の実施例を図示する。重力ベクトルもまた、流体試験装置200が一実施例に従って最大有効性のために使用されるように設計される配向を提供するために示されている。他の配向も同様に、可能性として考えられ得るが、他の配向は、望ましくない気泡をチャネル内に形成させ得る。
流体試験装置200は、ある実施形態によると、1つのみのポート204を有する、マイクロ流体チャネル202を含む。マイクロ流体チャネル202の他端は、閉鎖されたチャンバ216で終端する。本閉鎖されたチャンバは、流体がポート204を介してマイクロ流体チャネル202を通して押動されるにつれてマイクロ流体チャネル202内に閉じ込められた空気のためのリザーバとして作用する。閉鎖されたチャンバ216の含有は、通気口を使用して空気がシステムから逃散することを可能にする必要性に取って代わる。通気口を有していないことは、漏出および汚染の確率の低減等、利点を提供する。
マイクロ流体チャネル202は、マイクロ流体チャネル202の長さに沿って配置される、1つまたはそれを上回るチャンバまたは拡大面積を有してもよい。例えば、マイクロ流体チャネル202は、206aおよび206b等の1つまたはそれを上回るチャネル拡大部206を含んでもよい。チャネル拡大部206aおよび206bは、液体感知面積として作用してもよい。したがって、チャネル拡大部206aおよび206bは、1つまたはそれを上回る外部光学プローブと併用され、液体がチャネル拡大部206aおよび206b内に存在するかどうかを判定してもよい。本判定は、試験カートリッジシステム100の他の機能のアクティブ化のために使用されてもよい。別の実施形態では、チャネル拡大部206aおよび206bは、パターン化された抵抗センサ等の統合されたセンサを含み、流体の存在または流率を示してもよい。
マイクロ流体チャネル202はまた、混合チャンバ208と結合されてもよい。ある実施形態では、混合チャンバ208は、マイクロ流体チャネル202より大きい断面寸法を有する。このより大きい断面寸法は、混合チャンバ208内の流体形態がもはや層流ではなく、乱流となるように選定されてもよい。ポート204に印加された圧力を変動させることによって、サンプル溶液は、混合チャンバ208内を往復して移動され、したがって、流体の受動混合を提供してもよい。ある実施形態によると、混合チャンバ208は、混合チャンバ208への開口部が重力ベクトルと実質的に整列されるように整列される。本整列は、流体が混合されるにつれたチャンバ内の気泡の生成を低減させることに役立つ。
マイクロ流体チャネル202はまた、試験チャンバ210を含む。一実施例では、試験チャンバ210は、マイクロ流体チャネル202内の混合チャンバ208よりさらに下流に位置する。試験チャンバ210は、図1Aに図示される貫通孔108のうちの1つにわたって整列されてもよい。したがって、試薬は、図4に図示されるようにプラグ挿入を使用して試験チャンバ210の片側を「プラグ栓」することによって、試験チャンバ210の中に設置されてもよい。試験チャンバ210の幾何学形状は、試験チャンバ210内の種々の試薬と相互作用するための大表面積を可能にする。例えば、試験チャンバ210の直径は、標準的サイズの96ウェルプレート、24ウェルプレート、48ウェルプレート、または384ウェルプレートの単一プレートのものに実質的に類似するように選定されてもよい。試験チャンバ210内の流体体積は、50μL未満であってもよい。一実施例では、試験チャンバ210内の流体体積は、10〜30μLである。試験チャンバ210の体積は、50μLサンプル溶液によって完全に充填されるために十分に大きく設計されてもよい。ある実施形態では、試験チャンバ210の開口部は、重力ベクトルと略平行に整列される。開口部がこのように整列されると、チャンバは、流体がチャンバを下から充填し得るように、流体チャネルに沿って設置され得る。試験チャンバ210をこのように充填することによって、気泡の発生が低減され得る。一実施形態では、試験チャンバ210は、複数のビーズを含み、試薬相互作用のための表面積を増加させてもよい。ポート204に印加された圧力を変動させることによって、サンプル溶液が、試験チャンバ210内で往復して移動され、試験チャンバ210内で固定化された試薬とサンプル溶液内の試薬との間の相互作用を最大限にし得る。
試験チャンバ210のより大きい断面寸法が、試験チャンバ210内の流体形態がもはや層流ではなく、乱流となるように選定されてもよい。本乱流は、試験チャンバ210内の固定化された試薬と溶液内の試薬との間の反応運動を増加させる。ある実施形態によると、試験チャンバ210は、試験チャンバ210への開口部が重力ベクトルと実質的に整列されるように整列される。本整列は、サンプル溶液が試験チャンバ210内で往復して移動されるにつれたチャンバ内の気泡の生成を低減させることに役立つ。
試験チャンバ210内の試薬相互作用の検出は、試験カートリッジシステム100が設置される分析器に結合される外部光学源および光検出器を使用して生じてもよい。したがって、試験チャンバ210の任意の壁またはカバーは、光学検出を可能にするために透明であってもよい。一実施例では、光検出器は、1つまたはそれを上回る波長における試験チャンバ210内の液体を通した吸収率を測定する。別の実施例では、光検出器は、試験チャンバ210内の蛍光化合物から発生される蛍光信号を測定する。ある実施形態では、蛍光測定は、試験チャンバ210の真下から行われる。試験チャンバ210は、例えば、電気化学、電気機械的、表面プラズモン共鳴、時間分解蛍光等の他の検出手段のために適合されてもよい。
貯蔵チャンバ212が、マイクロ流体チャネル202に沿って、試験チャンバ210のさらに下流に位置してもよい。貯蔵チャンバ212は、フリーズドライまたは凍結乾燥された検体等、乾燥化学物質を含んでもよい。別の実施例では、貯蔵チャンバ212は、乾燥試薬214または生物学的サンプルを含む。生物学的サンプルは、貯蔵チャンバ212内でフリーズドライされてもよい。そのような生物学的または化学化合物は、使用前に、長期間にわたって貯蔵チャンバ212内に貯蔵されてもよい。貯蔵チャンバ212の寸法は、一実施形態によると、通常、約数ミリメートルの直径である、乾燥された試薬214(乾燥された化学ビーズ等)のサイズに具体的に適合するように設計されてもよい。一実施例では、貯蔵チャンバ212に向かって引き出される流体は、乾燥された試薬214と混合し、該試薬を該流体中で再懸濁させる。再懸濁された試薬を有する液体は、次いで、分析のために試験チャンバ210に向かって引き戻されてもよい。
マイクロ流体チャネル202に沿った種々のチャンバは、用途および行われている試験に応じて、方略的に設置されてもよい。例えば、図2に図示される装置では、緩衝液体が、印加された正圧を介して、ポート204を通して貯蔵チャンバ212にぐるっと回って押進され、乾燥された試薬214を緩衝剤溶液中に再懸濁させ、試験溶液を形成し得る。次に、試験溶液は、ポート204に印加された負圧を介して、または以前に印加された正圧を解放することによって、マイクロ流体チャネル202を通して引き戻されてもよい。試験溶液は、チャネル拡大部206aまで戻されてもよい。この後、流体は、チャネル拡大部206aと貯蔵チャンバ212との間を複数回往復して押進され、混合チャンバ208および試験チャンバ210の両方を通して通過してもよい。このように、流体は、試験チャンバ210内の捕捉された試薬と相互作用しながら、混合チャンバ208を介して、混合され続ける。免疫アッセイの実施例では、捕捉抗体が、試験溶液中に存在するタンパク質が捕捉抗体に導入される間、試験チャンバ210内に固定化される。結合反応は、陽性試験結果を示し得る(かつ蛍光信号を生成する)。いったん試験溶液が試験チャンバ210を通して十分な回数導入されると、ポート204から引き出されてもよく、異なる洗浄溶液が、試験チャンバ210内の任意の非結合材料を洗い流すために導入されてもよい(例えば、偽陽性を排除する試みとして)。洗浄溶液は、貯蔵チャンバ212を通して通過する必要なく、試験チャンバ210内の検体にわたって導入されることができる。これは、貯蔵チャンバ212内に残された乾燥化学物質のいずれかの可能性として考えられる再懸濁を回避するため、有利である。これは、流体試験装置200の一例示的使用にすぎず、チャンバの配列は、用途に基づいて変更されてもよいことを理解されたい。
図3は、ある実施形態による、同一入力流体チャネル302に接続される、複数の流体試験装置を図示する。入力流体チャネル302は、液体の導入および排出のための、そして圧力を液体に印加する、またはそこから解放するための単一ポート304を含む。入力流体チャネル302は、単一流体チャネルが複数の流体チャネルに分裂される、流体分岐合流点306に結合されてもよい。一実施例では、複数の流体チャネルはそれぞれ、その独自の試験装置308を与える。3つのみの試験装置308が、入力流体チャネル302に接続されるように図示されるが、任意の数およびタイプの流体試験装置が入力流体チャネル302に結合されてもよいことを理解されたい。
各試験装置308内の貯蔵チャンバ310は、他の貯蔵チャンバ310と全く異なる濃度の試薬または異なる試薬を含んでもよい。同様に、各試験装置308内の試験チャンバ312の中に設置される試薬は、他の試験チャンバ312と全く異なる濃度の試薬または異なる試薬を含んでもよい。このように、実験の多重化されたアレイが、同一入力流体チャネル302から行われてもよい。
図4Aおよび4Bは、ある実施形態による、流体試験装置200の一部である試験チャンバ210内に試薬挿入体402を設置するための手順を図示する。図4Aおよび4Bにおける例証は、流体システムの設計をいかようにも限定することを意図するものではなく、単に、試薬挿入体402が使用され得る方法を実証するために提供されることを理解されたい。
試薬挿入体402は、筐体401の背面上の孔404内にぴったりと嵌合するように成形されてもよい一方、孔404は、筐体401の正面側上の試験チャンバ210内に整列される。試薬挿入体は、ガスケットシールをその縁の周囲に含み、孔404内に設置された後、任意の流体漏出を防止することに役立ち得る。試薬挿入体402の片側は、試験チャンバ210内で使用されるべき種々の試薬を含んでもよい。例えば、試薬挿入体402は、免疫アッセイにおいて使用されるべき具体的捕捉抗体を有する、表面を含んでもよい。試薬は、試薬挿入体402の表面上でフリーズドライされてもよい、または挿入体402の上部にコーティングされてもよい。挿入体402は、流体と接触すると溶解する、保護コーティングを含んでもよい。一実施形態によると、試薬挿入体402は、異なる試薬挿入体と交換されるために、随時、孔404から除去されてもよい。試薬挿入体402は、当業者によって理解されるであろうように、任意の保定構造または接着剤を用いてカートリッジに固着されてもよい。
図5は、ある実施形態による、別の流体装置500を図示する。マイクロ流体チャネル502は、1つのみのポート504を含み、マイクロ流体チャネル502に沿って直列に配列されるチャンバ506間に結合する。一実施例では、マイクロ流体チャネル502は、図5に図示されるように、その経路に沿って水平に整列されるチャンバ506を伴う、蛇行経路に追従する。各個々のチャンバは、その幅より長い長さを有するように画定されてもよく、長さは、示されるように、重力ベクトルと実質的に平行に整列される。加えて、チャンバ506のそれぞれの上部および底部における開口部も、重力ベクトルと整列される。ある実施形態によると、マイクロ流体チャネル502は、封入されたチャンバ510で終端する。封入されたチャンバ510は、液体がポート504を通して進入するにつれてマイクロ流体チャネル502を通して押進される空気のためのリザーバとして設計されてもよい。複数のチャンバの各チャンバは、250μl未満、100μl未満、または50μl未満の流体体積を有してもよい。
マイクロ流体チャネル502はまた、複数のチャネル拡大部508a−508eを含んでもよい。チャネル拡大部508a−508eは、図2および3を参照して前述のものと同様に作用してもよい。チャネル拡大部508a−508eは、隣接するチャネル拡大部間のチャンバ506の数が可変であるように、マイクロ流体チャネル502に沿って配列されてもよい。本文脈では、隣接するチャネル拡大部とは、マイクロ流体チャネル502の経路に沿ってそれらの間に別のチャネル拡大部を有していない、任意の2つのチャネル拡大部を説明する。言い換えると、流体がマイクロ流体チャネル502を辿って封入されたチャンバ510に向かって移動するにつれたチャネル拡大部508(CE)およびチャンバ506(CH)の例示的パターンは、CE;CH;CE;CH;CH;CE;CH;CH;CH;CH;CE;CH;CH;CH;CH;CEとなる。
ある実施形態によると、流体装置500は、希釈、試薬投与、または種々の混合ステップを行うために使用されてもよい。チャンバ506はまた、後の使用のために種々の流体を貯蔵するために使用されてもよい。例えば、異なる濃度の試薬溶液が、チャンバ506内に貯蔵されることができ、最低濃度は、チャンバ506の最左チャンバにあって、最右チャンバ内の最高濃度まで、右に行くほどチャンバ毎に濃度が上昇する。代替として、最高濃度は、チャンバ506の最左チャンバ内にあってもよく、チャンバ506の最右チャンバ内の最低濃度まで、右に行くほどチャンバ毎に濃度が低下する。
一実施例では、第1の液体は、チャネル拡大部508aに到達する直前まで、ポート504を通して進入する。液体センサが、チャネル拡大部508aにおいて使用され、第1の液体の存在を判定する。第1の液体が、チャネル拡大部508aにあると判定されると、信号が、送信され、第1の液体における流動を停止させてもよい。その後、第2の液体が、さらに下流の異なるチャネル拡大部(508b−508eのうちの任意の1つ)に到達するまで、ポート504を通して流動される。これは、繰り返され、他の液体が第2の液体に続いてもよい。このように、既知の濃度の2つまたはそれを上回る液体が、チャンバ506内に貯蔵されてもよい。
図6は、ある実施形態による、流体試験装置を使用するための方法600を図示する、フローチャートである。方法600に示されるステップは、包括的ではなく、他のステップが、本発明の範囲または精神から逸脱することなく、同様に行われてもよいことを理解されたい。
ブロック602では、液体が、ある実施形態によると、貯蔵チャンバ内に貯蔵される試薬に到達するまで、流体チャネルを通して流動される(例えば、印加された圧力を介して)。液体は、流体チャネルの唯一の入力/出力ポートである、単一ポートを通して流体チャネルに進入してもよい。試薬は、例えば、任意の乾燥された試薬、フリーズドライ試薬、または液体によって溶解されることになる丸薬内に含有される試薬であってもよい。本ステップは、図2に図示されるように、液体が、貯蔵チャンバ212内の乾燥された試薬214に到達するまで、マイクロ流体チャネル202を通して移動することを説明し得る。
ブロック604では、試薬が、液体中に再懸濁される。一実施例では、液体は、試薬が緩衝剤中に溶解され、緩衝剤中で安定したままとなることを可能にする特性を有する緩衝溶液であってもよい。いったん試薬の大部分が溶解されると、液体は、プロセスの残りのステップに対して標的液体と称され得る。
ブロック606では、標的液体は、貯蔵チャンバから離れるように流動される。図2に図示される実施例では、標的液体は、マイクロ流体チャネルを通して貯蔵チャンバ212から離れるように引き戻されるであろう。
ブロック608では、標的液体は、ある実施形態によると、試験チャンバを通して横断するように、流体チャネル内で往復して流動される。本試験チャンバは、標的液体中の再懸濁された試薬と反応する、別の試薬のセットを含んでもよい。標的液体は、試験チャンバ内でのみ、または流体システムの他の部分も同様に通して、往復して移動されてもよい。例えば、図2を参照すると、標的液体は、標的液体が試験チャンバ210および混合チャンバ208の両方を横断するように、チャネル拡大部206aと206bとの間で往復して移動されてもよい。液体を混合チャンバ208を通して複数回通過させることは、標的液体中の再懸濁された試薬のより良好な混合を提供するための随意のステップであり得る。液体はまた、チャネル拡大部206aと貯蔵チャンバ212との間で往復して移動されてもよい。
ブロック610では、標的液体中の試薬は、第2のチャンバ内の試薬と反応する。本プロセスは、ブロック608において前述の液体の移動と同時に生じる。免疫アッセイの場合、捕捉抗体または抗原サンプルが、標的抗体/抗原が捕捉抗体/抗原に結合する間、第2のチャンバ内に固定化されてもよい。他の反応として、生物発光タンパク質を伴う色(例えば、吸収率)変化または反応をもたらす、酵素反応が挙げられ得る。
ブロック612では、標的液体は、ある実施形態によると、単一ポートによって、流体チャネルから流動される。標的液体は、負圧を単一ポートに印加し、したがって、標的液体を引き出すことを介して除去されてもよい。標的液体の除去に続いて、他の液体が、流体システムを通して導入されてもよい。例えば、種々の洗浄液体は、第2のチャンバを通して導入および流動され、任意の非結合材料を洗い流してもよい。
具体的実施形態の先述の説明は、本発明の一般概念から逸脱することなく、必要以上の検査を伴わずに、当技術分野内の知識を適用することによって、他者がそのような具体的実施形態を容易に修正し、および/または種々の用途のために適合させることができるという、本発明の一般的性質を十分に明らかにするであろう。したがって、そのような適合および修正は、本明細書で提示される教示および指導に基づいて、開示された実施形態の同等物の意味および範囲内であることを目的としている。本明細書の用語または表現が、教示および指導を踏まえて当業者によって解釈されるものであるように、本明細書の表現または用語は、限定ではなく説明の目的のためであることを理解されたい。
本発明の実施形態は、規定された機能およびその関係の実装を図示する、機能的構築ブロックを用いて前述された。これらの機能的構築ブロックの境界は、本明細書では、説明の便宜上、任意に定義されたものである。規定された機能およびその関係が適切に行われる限り、代替境界も、定義されることができる。
概要および要約の項は、本発明者によって想定されるような本発明の例示的実施形態の全てではないがそのうちの1つまたはそれを上回るものを記載し得、したがって、本発明および添付の請求項をいかようにも限定することを意図するものではない。
本発明の範疇および範囲は、上記の例示的実施形態のうちのいずれによっても限定されるべきではないが、以下の請求項およびそれらの同等物のみに従って定義されるべきである。
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CN107305210B (zh) * | 2016-04-20 | 2019-09-17 | 光宝电子(广州)有限公司 | 生物检测卡匣及其检测流体的流动方法 |
JP7219713B2 (ja) * | 2017-02-09 | 2023-02-08 | エッセンリックス コーポレーション | Qmaxアッセイ法および用途(ii) |
CN108732339B (zh) * | 2017-04-19 | 2021-04-13 | 光宝电子(广州)有限公司 | 用于多重反应生物检测的流道装置及其检测方法 |
US10046322B1 (en) | 2018-03-22 | 2018-08-14 | Talis Biomedical Corporation | Reaction well for assay device |
US10820847B1 (en) | 2019-08-15 | 2020-11-03 | Talis Biomedical Corporation | Diagnostic system |
CN111530515A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-08-14 | 北京森美希克玛生物科技有限公司 | 一种微流控芯片 |
Family Cites Families (33)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5372948A (en) * | 1993-03-17 | 1994-12-13 | Miles Inc. | Assay and reaction vessel with a compartmentalized solubilization chamber |
US5856174A (en) * | 1995-06-29 | 1999-01-05 | Affymetrix, Inc. | Integrated nucleic acid diagnostic device |
CA2250212C (en) | 1996-04-03 | 2010-02-09 | The Perkin-Elmer Corporation | Device and method for multiple analyte detection |
US5879635A (en) * | 1997-03-31 | 1999-03-09 | Nason; Frederic L. | Reagent dispenser and related test kit for biological specimens |
US5869004A (en) | 1997-06-09 | 1999-02-09 | Caliper Technologies Corp. | Methods and apparatus for in situ concentration and/or dilution of materials in microfluidic systems |
AU2003200701B2 (en) | 1997-12-24 | 2005-12-08 | Cepheid | Integrated fluid manipulation cartridge |
ES2309022T3 (es) | 1997-12-24 | 2008-12-16 | Cepheid | Dispositivo y procedimiento para lisis. |
US7678547B2 (en) * | 2000-10-03 | 2010-03-16 | California Institute Of Technology | Velocity independent analyte characterization |
GB0028647D0 (en) * | 2000-11-24 | 2001-01-10 | Nextgen Sciences Ltd | Apparatus for chemical assays |
US6679279B1 (en) | 2002-07-10 | 2004-01-20 | Motorola, Inc. | Fluidic valve having a bi-phase valve element |
US20070054293A1 (en) * | 2005-08-30 | 2007-03-08 | California Institute Of Technology | Microfluidic chaotic mixing systems and methods |
WO2007041340A2 (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-12 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Microfluidic cells with parallel arrays of individual dna molecules |
US7763453B2 (en) * | 2005-11-30 | 2010-07-27 | Micronics, Inc. | Microfluidic mixing and analytic apparatus |
WO2007106579A2 (en) | 2006-03-15 | 2007-09-20 | Micronics, Inc. | Integrated nucleic acid assays |
US8741230B2 (en) | 2006-03-24 | 2014-06-03 | Theranos, Inc. | Systems and methods of sample processing and fluid control in a fluidic system |
TWI310835B (en) | 2006-06-23 | 2009-06-11 | Ind Tech Res Inst | Gravity-driven fraction separator and method thereof |
WO2008147382A1 (en) | 2006-09-27 | 2008-12-04 | Micronics, Inc. | Integrated microfluidic assay devices and methods |
US7790118B2 (en) | 2006-10-18 | 2010-09-07 | California Institute Of Technology | Microfluidic devices and related methods and systems |
CA2934220C (en) * | 2007-10-02 | 2019-11-05 | Theranos, Inc. | Modular point-of-care devices and uses thereof |
CN101126765B (zh) * | 2007-10-09 | 2011-02-16 | 中国科学院理化技术研究所 | 微流体样品舟 |
KR101102532B1 (ko) * | 2008-07-10 | 2012-01-03 | 삼성전자주식회사 | 시약 카트리지, 시약 카트리지를 구비하는 미세유동장치, 그 제조방법, 및 이를 이용한 시료분석방법 |
CN102341691A (zh) * | 2008-12-31 | 2012-02-01 | 尹特根埃克斯有限公司 | 具有微流体芯片的仪器 |
WO2010144747A2 (en) * | 2009-06-10 | 2010-12-16 | Cynvenio Biosystems, Inc. | Flexible pouch and cartridge with fluidic circuits |
GB0919159D0 (en) | 2009-11-02 | 2009-12-16 | Sec Dep For Environment Food A | Device and apparatus |
BRPI1106097A2 (pt) * | 2010-01-24 | 2017-06-27 | Inst Chemy Fizycznej Polskiej Akademi Nauk | sistema e método para produção e manipulação automazitada de misturas liquidas |
CA2786569C (en) * | 2010-01-29 | 2019-04-09 | Micronics, Inc. | Sample-to-answer microfluidic cartridge |
EP2436446B1 (en) | 2010-10-04 | 2016-09-21 | F. Hoffmann-La Roche AG | Multi-chamber plate and method for filling it with a sample fluid |
CA2856304C (en) * | 2011-04-20 | 2017-05-16 | Mesa Tech International, Inc. | Oscillating amplification reaction for nucleic acids |
US9713435B2 (en) * | 2011-07-27 | 2017-07-25 | Biosense Webster (Israel) Ltd. | Cardiac mapping using non-gated MRI |
DK2825309T3 (en) | 2012-03-16 | 2018-07-30 | Stat Diagnostica & Innovation Sl | Sample cartridge with integrated transfer module |
US9063121B2 (en) * | 2012-05-09 | 2015-06-23 | Stat-Diagnostica & Innovation, S.L. | Plurality of reaction chambers in a test cartridge |
WO2013172003A1 (ja) * | 2012-05-16 | 2013-11-21 | パナソニック株式会社 | 生体検出チップおよびこれを備えた生体検出装置 |
WO2014190258A1 (en) * | 2013-05-23 | 2014-11-27 | The Regents Of The University Of California | Proximal degas driven microfluidic actuation |
-
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