JP5592606B2 - 被分析物のマイクロ流体的検出 - Google Patents
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Description
本出願は、2005年10月4日に出願された第60/723715号、2006年7月27日に出願された第60/820566号の米国仮出願に基づく利益を主張し、それらの内容は参考として本明細書に取り入れるものとする。
本発明は、サンプル中に低濃度で存在する被分析物のマイクロ流体工学及び検出に関する。
マイクロ流体システムは、臨床実験の設計において大きな可能性を有している。しかしながら、これらのデバイスは、典型的には数マイクロリットル又はそれ以下のオーダーという極めて少量のサンプル容量に対しての収容能力しか持たないという事実によって制限されている。分析すべき物質がサンプル中に極めて低濃度でしか見出されない場合、感度は限られ得る。この制限を克服する一つの方法は、サンプルをマイクロ流体デバイスに導入する前又は後のいずれかに被分析物の濃度を増加させる被分析物の増幅工程を用いることによる。例えば、非常に少量の核酸は、PCR等の方法を用いて増幅することができる。しかしながら、全ての被分析物が増幅可能ではなく、可能である場合でも、増幅は更なる試薬を必要とし、被分析物を複雑さを増大させる。大量のサンプルからマイクロ流体フォーマットでアッセイされるべき被分析物を許容し、及び/又は増幅工程無しで被分析物を可能にする新たな方法は、臨床及び他の実験アッセイにとって価値があるであろう。本発明は、これ及び他の多くの必要性を満たすものである。
一態様において、本発明は、サンプル中の対象とする被分析物をマイクロ流体デバイスに導入又は適用するための方法を提供する。これは、1又はそれ以上の大容量リザーバ中の1又はそれ以上の水性サンプル、被分析物を含み、10マイクロリットルより大きな容量を有するサンプル、及び対象とする被分析物は、荷電しているか、又はイオン性分子等の荷電分子とあるいは荷電したキャリアと結合している、を提供することによる。次の工程は、分析領域を含むマイクロ流体デバイスを提供する工程、1又はそれ以上のコネクタを提供する工程を含み、前記大容量リザーバ及び前記マイクロ流体デバイスはコネクタを介して流体的に連結され、そして、前記被分析物を前記大容量リザーバから前記コネクタを介してマイクロ流体デバイスに電気泳動し、さらに、前記分析領域における被分析物の濃度が大容量リザーバ及び/又はサンプル中より高い濃度になるのに十分な時間、前記被分析物を前記分析領域に輸送する工程を含む。大容量リザーバは、マイクロウェルプレートのウェル、エッペンドルフチューブ、又は試験管であってよい。大容量リザーバは、マイクロ流体デバイスと一体化されたウェルとすることもできる。コネクターはキャピラリーチューブとすることができる。本発明の一態様では、対象とする被分析物は、生体分子、例えばペプチド、タンパク質、核酸、脂質又は糖である。荷電分子と結合した被分析物は、例えば、イオン性部分に結合した被分析物又はイオン的に荷電した抗体に結合した被分析物である。
1.序論
マイクロ流体工学は、ナノリットル又はピコリットルのオーダーの容量の流体を取り扱うデバイス及びプロセスを設計し、製造し、そして使用する科学である。典型的には、マイクロ流体デバイスは、少なくとも一つに次元で1mm未満のサイズを持つ少なくとも一つのチャンネル又はベッセルを有する。このデバイスは、少なくとも一つに次元で0.5mm、0.2mm、又は0.1mm未満のサイズを持つ少なくとも一つのチャンネル又はベッセルを有していてもよい。マイクロ流体デバイスは、更にマイクロポンプ、バルブ、温度調節器、等を備えていてもよい。
被分析物(又は「対象とする被分析物」)は、分子、分子又は粒子の複合体であり、本発明の方法及びデバイスを用いて測定又は検出される。上記したように、被分析物は全タイとして電荷を持ち及び/又は荷電分子と結合しているため、本明細書に記載されるように被分析物は電気泳動して濃縮される。一実施態様では、被分析物は、電荷を有する1又はそれ以上のイオン性部分と結合する。あるいは、被分析物は、荷電したキャリア分子、例えば、抗体、レセプター、リガンド、基質、又は抗原に結合することにより、荷電分子と結合しうる。キャリア分子は、元々荷電していてもよく、イオン性部分と結合することにより荷電してもよい。
本明細書で使用する「サンプル溶液」は、電気泳動の開始時に大容量リザーバ内に存在する被分析物含有液(即ち、「出発材料」)である。一般に、サンプル溶液は、被分析物を含む「前サンプル」を処理することにより生成される。そのような処理は、例えば、被分析物を部分的い精製又は濃縮し、電気泳動又はアッセイなどを阻害しうる不純物を除去するために実施される。特別な処理工程の例は、遠心分離(破片を取り除き、又はプレサンプルを分画する)、沈降、濾過、クロマトグラフィ、超音波処理、又は溶液中の被分析物をフリーにする他の任意のプロセスを含む。一実施態様では、処理は、被分析物が結合する用に処理されたビーズ、例えば磁気ビーズを用いて被分析物を濃縮することを含む。、さらに、試薬は、pH、イオン強度及び/又は溶液の組成を調整して電気泳動を促進するように添加され、例えば、緩衝剤、酸、塩基、又は塩が添加される。添加により、例えば、被分析物含有液を適当な溶液、例えば見ず又はバッファー(例えば(緩衝塩溶液)で希釈すること、被分析物を適当な溶液中に分散させること、固体(例えば、塩)を溶液中に溶解させること等を含む。さらに、サンプル溶液中の被分析物は、1又はそれ以上のイオン性部分、任意に1又はそれ以上のキャリア分子と結合することによって修飾してもよい。
イオン性部分は、電荷を持つ分子構造である。イオン性部分はアニオン性(例えばポリアニオン性)又はカチオン性(例えばポリカチオン性)とすることができる。荷電分子の全電荷は、部分的に、環境、特にpH及びサンプル溶液の塩濃度に依存すると解される。しかし、好ましくは、イオン性部分は、少なくとも+5又は少なくとも−5の全電荷を持つ。イオン性部分は低又は中程度の電荷密度を持ち得るが、好ましくはイオン性部分は高電荷密度を有する。電荷密度は、溶液、材料などの単位体積当たりの電荷量であり、材料内の荷電物体の存在による。高電荷密度を持つ材料は、単位体積当たりより大きな電荷を持ち、反対電荷を持つ物体を引きつけやすく、同じ電荷を持つ物体を斥ける。典型的には、高電荷密度は、電気泳動の間に荷電物体の泳動時間を短くしやすい。
スクシニル化ウシ血清アルブミンを含む。他のイオン性部分は、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリエチルアクリル酸、ポリプロピルアクリル酸、ポリブチルアクリル酸、ポリマレイン酸、デキストラン硫酸、ヘパリン、ヒアルロン酸、ポリ硫酸、ポリスルホン酸、ポリビニルリン酸、ポリビニルホスホン酸、ポリマレイン酸のコポリマー、ポリヒドロキシブチル酸、及び混合ポリマーを含む。
電気泳動に先立って、被分析物は、イオン性部分と結合するように修飾できる。被分析物ととイオン性部分との組み合わせは、典型的には、被分析物単独より大きな全電荷を有する。被分析物は、イオン性部分で直接的に、イオン性部分を持つキャリア分子を用いて間接的に修飾できる。キャリア分子は、被分析物結合性抗体、ポリヌクレオチド、及び他の分子を含むが、以下に検討する。
幾つかのケースでは、イオン性部分は共有的又は非共有的に被分析物に直接結合する。例えば、核酸イオン性部分は、核酸被分析物に、(部分的又は完全な)配列相補性に基づいて非共有的に結合しうる。被分析物は、化学的又は酵素的に、共有的に修飾して、そのイオン電荷を増加させることもできる。化学修飾の例は、タンパク質中のアミノ基をカルボキシル基に変換し、無水物(例えば、コハク酸無水物又はテトラヒドロフタル酸無水物)などの試薬を用いてタンパク質の全負電荷を増加させることを含む。短波kぅしつの他の基、例えばチオール基ヒスチジル基も、ヨードアセテート等の試薬を用いて負に荷電した基、例えばカルボキシル基に変換できる。さらに、これらの官能基は、多くの他の活性基に変換してイオン性部分の結合を促進することができる。これら及び他の試薬は当該分野で知られている(例えば、"Chemical Modification of Proteins" by Gary E. Means and Robert E. Feeney; "Bioconjugate Techniques" by Greg T. Hermanson; and "Chemical Reagents for Protein Modification" by Roger L. Lundblad参照)。
被分析物は、キャリア分子又はキャリア複合体を介してイオン性部分と間接的に結合することができる。キャリア分子は、被分析物に特異的に結合する分子である。即ち、被分析物及びキャリア分子は、ともに「特異的結合ペア」又はキャリア複合体を構成する。この実施態様では、イオン性部分は、被分析物ではなく、又はそれに加えて、キャリア分子に結合又は接合する。結合ペアの例は、限定されないが、抗体−抗原ペア、レセプター−リガンドペア、及び他のリガンド−リガンド複合体を含む。典型的には、キャリア分子は、被分析物に特異的に結合する抗体である。
本発明の一態様では、部分的に、上記した濃縮的電気泳動技術を使用する本発明の方法が提供される。この方法によると、分析は:
a)固体又は固定化相に結合させ、
b)イオン性部分に結合させ、
c)固定又は固定化相から放出させ、
d)マイクロ流体デバイスに電気泳動させ、
e)i)被分析物又はii)イオン性部分を特異的に認識する捕捉剤を用いて分析領域において結合又は検出する。
工程(a)及び(b)は、どちらの順序で行ってもよく、工程(b)及び(c)はどちらの順序で行ってもよいが、(c)は(a)より後にする。例えば、a→b→c;b→a→c;又はa→c→bという順序であってよい。工程(a)−(c)は以下に説明するが、例示のためであり何ら限定しない。この方法の特別な例は図5に示され、対応するテキストで議論される。この方法は、2つの独立した特異的被分析物濃縮工程を含み、高い感度のアッセイ法を提供する。
被分析物は、サンプル溶液を固相に固定化した被分析物の特異的結合パートナー(SBP)で処理することにより、固体又は固定化相(本明細書では交換可能に使用される)に、従来の方法で結合する。固相は、例示であって限定しないが、大容量リザーバの表面、マイクロタイタープレートウェルの表面、又は微粒子の表面である。好ましい実施態様では、微粒子が使用される。一実施態様では、磁気微粒子が使用される。
被分析物は、任意の適切な方法、例えば、従前の部分に記載したような方法を用いてイオン性部分に結合する。上記したように、被分析物は、固定化相に結合する前又は後にイオン性部分に結合でき、結合剤を介して又は直接的に結合できる。即ち、本明細書で使用される結合剤は、被分析物を微粒子又は基板などの固定化相に結合させる。イオン性部分は、第一に固相に結合できる。この場合、イオン性部分と被分析物との結合は、固相への結合によって促進される。
結合した被分析物は、種々の手法を用いて、微粒子(又は他の固相)から放出される。例えば、被分析物は、固定化されたSBPへの結合について被分析物と競合する特異的試薬を用いて置換できる。あるいは、被分析物は、変性剤(例えば尿素)、極端なpH、温度、高イオン強度等の結合を妨害する非特異的試薬を用いて溶離できる。これは、バッファーの変化、電界の変化、pH、溶離バッファーの添加、又は当該分野で知られた他の方法によって行われる。
一実施態様では、被分析物は核酸である。核酸被分析物は、それ自体がポリイオン性であり、更なるイオン性部分の結合が有利な場合があるが、これらの分子を電界で移動させるためにイオン性部分を結合する必要はない。しかしながら、電気泳動の前に最初に被分析物を濃縮する及び/又は汚染物質を除去するのが有利である。このことは、例えば、磁気微粒子に複合した相補的配列を有する核酸結合材を用いて実施できる。磁気粒子は、大容量リザーバ内の核酸被分析物を含有するサンプルに添加することができる。被分析物分子が微粒子に結合した後、磁界をかけて、微粒子を大容量リザーバの特定の場所に集める。そして汚染物質及び妨害物質は除去される。変性条件、例えば低イオン強度、尿素、下手印、高pH又は温度、又はこれらの要因の組み合わせがハイブリダイゼーションの崩壊に使用され、それにより核酸鎖を分離して、結合した被分析物を微粒子から遊離させる。電気泳動が、被分析物核酸を第二のリザーバに誘導する。第二のリザーバ内で一度濃縮されると、核酸被分析物はマイクロ流体デバイス上を、核酸被分析物の5'末端に相補的な捕捉剤を有する特定部位に電気泳動する。核酸被分析物は結合し、核酸被分析物の3'末端に相補的なラベル化核酸検出試薬を用いて検出できる。
一実施態様では、被分析物は抗原として作用し、結合剤としての抗体を用いて固体基板に結合できる。例えばタンパク質被分析物に親和性を持つ抗体は、微粒子に接合される。微粒子が磁気手段(それらが磁気微粒子の場合)又は遠心力場等によって大容量リザーバの特定の場所に集められ、任意の非結合分子、汚染物質又は妨害物質を含有する上清が除去される。タンパク質被分析物は、複合体として微粒子から遊離される。これは、切断可能なリンカー(例えば、本明細書に記載したもの)を用いて達成できる。適当なプロテアーゼも、被分析物の望まない分解無く所望の放出を達成する条件下で使用できる。さらに、結合成分mリンカー又は抗体のいずれかにおいて、ストリンジェントな切断部位要件を持つプロテアーゼに特異的なタンパク質分解部位を加工することも考えられる。これらのプロテアーゼは、次いで結合複合体の切断に用いられる。一実施態様では、被分析物に親和性を持つ結合剤で被覆された磁気微粒子が大容量リザーバ内の血液サンプルに添加される前濃縮工程を用いる血液サンプル中の被分析物は、本発明の方法に従って検出される。
被分析物をイオン性部分に結合する工程の一部又は全部(並びに、前サンプル処理工程)は、大容量リザーバで実施できる。あるいは、一部又は全部の工程は1又はそれ以上の容器内で実施でき、被分析物(及び任意の結合分子)は、大容量リザーバから(例えばピペットにより)移動できる。その結果、被分析物−IM複合体は大容量リザーバ内に局在する。
被分析物を検出し分析するために、被分析物(それはイオン性部分と結合しても及び/又は 分析物複合体の一部でもよい)は、大容量リザーバ又はステージングリザーバからデバイスの分析領域に輸送される。好ましい実施態様では、分析領域は複数の捕捉剤(それらは同じでも異なっていてもよく、順序立てたアレイに配列されていてもいなくてもよい)を含み、被分析物又は非分析物ーIM複合体と結合する(そして、キャリア分子、イオン性部分、又は複合体の他の成分に結合してもよい)。
被分析物は、チップの分析領域において検出され、定量され、又は分析される。一実施態様では、分析は、分析領域での固定化無しで(例えば、光散乱、フローサイトメトリー、又は蛍光検出又は溶液中で実施される他の検出手段用いて)実施される。例えば、被分析物は、フルオロフォアでラベルし、適切な波長のレーザーでフルオロフォアを励起し、放射された蛍光を測定することにより蛍光物質を分析するための適当な通常使用されるフローサイトメトリーで分析領域において分析できる。殆どのマイクロ流体デバイスと同様に、分析領域は通常はチップのチャンネル又はチャンバーである。
アッセイの特異性は、本明細書に記載した方法の任意の1又はそれ以上の工程において提供できる。例えば、1又はそれ以上の工程は、一般的分類の分子への結合を含むことができ、1又はそれ以上の工程は、対象とする被分析物への特異的結合を必要とすることもできる。特異性が望まれる場合、特異的なイオン的に修飾された抗体が使用でき、特異的なキャリア分子が使用でき、特異的な結合剤が使用でき、特異的な検出分子が使用でき、及び/又は、マイクロ流体デバイス上の特異的な捕捉剤が使用できる。よって、例えば、最初は、サンプル中の被分析物は、特異的な結合分子で被覆された微粒子を用いて濃縮することができる。あるいは、微粒子は、被分析物を含む一般的分類の分子に結合する結合分子で被覆することができる。一般的分類の分子は、リン酸化タンパク質、核酸、抗体、脂質、糖、共有レセプタードメイン、共有モチーフ、保存的核酸又はアミノ酸モチーフ、共有キャリア、及び共有エピトープを含む。
読者は、本発明の方法において抗体が幾つかの役割を果たすと理解するであろう。例えば、抗体は、下記の実施例に記載するように被分析物でもありうる。「抗体」という用語は、2つの重鎖及び2つの軽鎖を含む免疫グロブリン、及びその抗原結合性断片(Fab、Fab’、F(ab’)2、Fabc、及びFvを含む)を意味する。断片は、組み換えDNA技術、により、又は原型の免疫グロブリンの酵素的又は化学的分離によって製造される。用語「抗体」は、他のタンパク質、一本鎖抗体、及び二特異的抗体との融合タンパク質に化学的に接合した、又はそれとして発現された1又はそれ以上の免疫グロブリン鎖も含む。例えば、Harlow & Lane, Antibodies, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press, New York (1988); Current Protocols in Immunology (J.E. Coligan et al., eds., 1999, including supplements through 2005); Songsivilai & Lachmann, Clin. Exp. Immunol. 79:315-321 (1990); Kostelny et al., J. Immunol. 148, 1547-1553 (1992)を参照のこと。抗体は、モノクローナルでもポリクローナルでもよい。しかしながら、幾つかの実施態様では、タンパク質上の特異的エピトープへの結合を確実にするためにモノクローナル抗体が使用される。
本発明は、本明細書に記載した方法を実施するための装置及びシステムを提供する。一実施態様では、マイクロ流体デバイスはステージングリザーバを有し、それは分析領域と流体的に連通しており、分析領域は(i)被分析物、(ii)抗体又は(iii)核酸(即ち、キャリア分子又は被分析物−IM複合体の成分)と結合する捕捉剤を含む。上記したように、分析領域は、典型的には、マイクロ流体チャンネルの領域であり、当該チャンネル表面の少なくとも一部に捕捉剤が固定化される。サンプルリザーバは上記のような流体容量を有する(例えば、0.1pl〜約2μl)。デバイスは、ステージングリザーバと結合した第一の微小電極及び分析領域と結合した第二の微小電極を含む。電極は、一方の電極に正電荷を、他方の電極に負電荷をかけるように配置され、荷電した分子がステージングリザーバから分析領域へ電気泳動するのに十分が電場をもたらす。即ち、一方の電極はステージングリザーバに設けられ、第二のものは(ステージングリザーバに比較して)固定化された捕捉剤から遠い分析領域に設けられる。
本方法の例示的な実施態様を、図4から6を参照して、ここに記載する。
微粒子8と混合され、抗体結合剤11にアビジン/ビオチン結合13/14を介して結合する。このプロセスの任意の時点で、磁気微粒子8は、磁場をかけることにより大容量リザーバの特定領域に濃縮することができ、洗浄、バッファー交換、及び/又は微粒子からの被分析物の取り外しが可能になる。
これは、感染性疾患検出のために使用されるバイオチップの一般的な説明である。チップは、電極、サンプル用ウェル、特定の検出領域、チャンネル及びバルブを含む。複数のサンプルを取り込み、同定及び定量のために検出領域を通して電気泳動を用いて誘導することができる。ことなるサンプルを同時に又は連続的に取り込むことができ、取り込みはマイクロ流体バルブで制御できる。検出に使用される共通の試薬は、デバイス内のチャンネルを通して導入できる。
図3は、サンプル中のHIV、HBV、及び/又はHCV抗原(タンパク質被分析物)の存在を検出するためのマイクロ流体デバイス600を例示する。マイクロ流体デバイスは、LVR電極400とともに電気泳動に使用するための電極500及び800を有する。HIV、HBV又はHCVを含むと疑われる生物学的サンプルを大領量リザーバ(図示せず)に導入し、HIV、HBV又はHCVタンパク質被分析物に特異的な抗体と混合する。抗体はイオン性部分が結合されている。抗体/被分析物複合体を形成させ、複合体を、(場合によってはステージングリザーバ300で濃縮した後に)分析領域700内の捕捉部位(700a、700b及び700c)上に電気泳動させる。試薬及び非結合分子は流出チャンバー1000に流出させ、除去してもよい。HIV捕捉部位700aは、HIVタンパク質被分析物に特異的な抗体捕捉剤を有する。HBV捕捉部位700bは、HBVタンパク質被分析物に特異的な抗体捕捉剤を有し、HCV捕捉部位700cは、HCVタンパク質被分析物に特異的な抗体捕捉剤を有する。HIV、HBV及び/又はHCVの存在は、特異的な捕捉部位(700a、700b又は700c)の検出可能なラベルからのシグナルによって同定できる。図3は、被分析物が大容量リザーバから分析領域に、ステージングリザーバを介して(上側)又はステージング領域無しで(下側)、電気泳動により輸送される実施態様を例示している。
患者サンプルにおいてウイルス核酸被分析物を検出するために、イオン性又は非イオン性洗浄剤は患者サンプルに添加されてウイルスコーティングを除去し、大容量リザーバ内の核酸が曝露される。非イオン性洗浄剤が用いられ、サンプルが低イオン含有量である場合は、電気泳動は、ウイルス核酸を分析領域700に直接誘導するために使用される。あるいは、ウイルス核酸は、電気泳動により最初にステージングリザーバ300に誘導される。次いで、これらのウイルス核酸は、ステージングリザーバから分析領域700に、電気泳動又はマイクロポンプ等の他の手段により誘導される。
患者サンプル中のHIV、HBV、又はHCVウイルス性抗原に対する抗体を検出する例は次のように実施される。
本方法は、様々な供給源、例えば一つの供給源からのタンパク質又は異なる供給源からの核酸の混合された被分析物を検出するのに使用できる。このテストは、同じマイクロ流体デバイス上で、同じ患者サンプル中であっても、HIV tat、HBV capsidタンパク質、及び特異的HCV抗原に対する抗体をコードする核酸を検出する。捕捉部位に提供される捕捉剤は、一の捕捉部位700aにおけるHIV核酸に相補的な核酸、第二の捕捉部位700bにおけるHBVcapsidタンパク質に特異的に結合する抗体、第三の捕捉部位700cにおけるこの抗原に対する抗体に特異的に結合する捕捉剤としてのHCV抗体を含む。あるいは、本方法は、患者サンプルからの同じ供給源からの被分析物(例えば、病原体特異的抗原、病原体特異的DNA及び病原体特異的抗体)を検出するために使用することができる。
Claims (34)
- サンプル中の対象とする被分析物をマイクロ流体デバイスに導入する方法であって、
大容量リザーバ中の水性サンプルを提供する工程、ここで、前記大容量リザーバは第一の電極を備え、前記サンプルは被分析物を含有し、10μlより多い容量を有し、前記対象とする被分析物が荷電しているか荷電分子と結合している、
分析領域を含むマイクロ流体デバイスを提供する工程、ここで、前記マイクロ流体デバイスは分析領域及び第二の電極を備え、当該第二の電極は前記分析領域内又はその後ろに配置され、
コネクタを提供する工程、ここで、前記大容量リザーバ及び前記マイクロ流体デバイスはコネクタを介して流体的に連結され、
前記第一の電極と第二の電極の間に直流電圧を加えて、前記被分析物を前記大容量リザーバから前記コネクタを介してマイクロ流体デバイスに電気泳動させ、前記被分析物を前記分析領域に輸送する工程
を含む方法。 - 前記マイクロ流体デバイスに流体的に連結された大容量リザーバ内に少なくとも一つの他の水性サンプルを提供する工程を更に含み、前記他のサンプルのための少なくとも一つの他の分析領域を提供する工程を更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記大容量リザーバが、前記マイクロ流体デバイスと一体化されていないチャンバーである、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記大容量リザーバが、マイクロウェルプレートのウェル、エッペンドルフチューブ、又は試験管である、請求項3に記載の方法。
- 前記コネクタがキャピラリーチューブである、請求項1又は2に記載の方法。
- 電気泳動前に前記サンプルに抗体を添加する工程を更に含み、前記抗体が前記対象とする被分析物と特異的に結合する、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記抗体が少なくとも一つのイオン性部分で修飾されているか、又は少なくとも一つのイオン性部分と結合するように修飾されている、請求項6に記載の方法。
- 前記イオン性部分が、核酸、ポリアミン、硫酸化グリカン及びスクシニル化タンパク質、ポリアクリル酸、ポリエチルアクリル酸、ポリプロピルアクリル酸、ポリブチルアクリル酸、ポリマレイン酸、デキストラン硫酸、ヘパリン、ヒアルロン酸、ポリ硫酸、ポリスルホン酸、ポリビニルリン酸、ポリビニルホスホン酸、ポリマレイン酸のコポリマー、ポリヒドロキシブチル酸、及び混合ポリマーからなる群から選択される、請求項7に記載の方法。
- 前記被分析物が、イオン性部分に共有結合するか、又はイオン的に荷電した又はイオン的に荷電するように修飾されたキャリア分子に結合することにより荷電した分子と結合する、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記キャリア分子が、抗体、レセプター、リガンド、及び抗原からなる群から選択される、請求項9に記載の方法。
- 前記対象とする被分析物が生体分子である、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記生体分子が、ペプチド、タンパク質、核酸、脂質及び糖からなる群から選択される、請求項11に記載の方法。
- 前記対象とする被分析物が核酸である、請求項12に記載の方法。
- 前記分析領域が、捕捉剤を含む捕捉部位を含み、前記方法が、対象とする被分析物が捕捉剤に捕捉される条件下で、被分析物を捕捉領域を横切って輸送する工程を更に含む、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記被分析物が、分析領域に輸送されるとき、抗体又はイオン性部分に結合する、請求項1に記載の方法。
- 前記被分析物が抗体に結合し、かつ前記抗体が、荷電分子に共有又は非共有結合する、請求項15に記載の方法。
- 前記被分析物が、大容量リザーバからマイクロ流体デバイスに輸送されるとき、(i)荷電分子に共有又は非共有結合した抗体、又は(ii)イオン性部分に結合する、請求項1に記載の方法。
- 前記被分析物が、核酸、ポリアミン、硫酸化グリカン及びスクシニル化タンパク質、ポリアクリル酸、ポリエチルアクリル酸、ポリプロピルアクリル酸、ポリブチルアクリル酸、ポリマレイン酸、デキストラン硫酸、ヘパリン、ヒアルロン酸、ポリ硫酸、ポリスルホン酸、ポリビニルリン酸、ポリビニルホスホン酸、ポリマレイン酸のコポリマー、ポリヒドロキシブチル酸、及び混合ポリマーからなる群から選択されるイオン性部分に結合する、請求項15又は17に記載の方法。
- 前記イオン性部分が核酸である、請求項18に記載の方法。
- 前記輸送が電気泳動による、請求項14に記載の方法。
- 捕捉剤により結合した被分析物を検出する工程を更に含む、請求項14に記載の方法。
- 前記サンプルが、約20μlより大きな容量を有する、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記サンプルが、約50μlより大きな容量を有する、請求項22に記載の方法。
- 前記検出が、抗体、被分析物、又はイオン性部分上のラベルを検出することを含む、請求項21に記載の方法。
- 前記対象とする被分析物を、電気泳動の前に、微粒子上に固定化する工程を更に含む、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記微粒子が磁気微粒子である、請求項25に記載の方法。
- 前記微粒子が、前記対象とする被分析物又は前記対象とする被分析物を含む分子のグループに特異的に結合するレセプター、抗体、又はアンチ-リガンドの少なくとも一つで被覆される、請求項25に記載の方法。
- 電気泳動の前に、被分析物を微粒子から取り外す工程を更に含む、請求項25に記載の方法。
- 当該方法が、前記対象とする被分析物又は前記対象とする被分析物を含む前記分子のグループに結合した第二の抗体上のラベルを検出することを更に含む、請求項27に記載の方法。
- 荷電しているか荷電分子と結合している被分析物を検出するためのマイクロ流体デバイスであって、
当該マイクロ流体デバイスは、前記被分析物を含有する水性サンプルを収容し、第一の電極を備え、10μlより多い容量を有する大容量リザーバとともに使用され、
a)前記大容量リザーバとコネクタを介して流体的に連結された少なくとも1つの分析領域と、
b)前記分析領域内又はその後ろに配置された第二の電極とを備え、
前記電極間に直流電圧を加えて電界により前記被分析物が電気泳動して前記分析領域に輸送されるデバイス。 - サンプル中の荷電した被分析物をマイクロ流体デバイスに導入するシステムであって、
第一の電極に動作可能に連結された少なくとも一つの大容量リザーバ;
少なくとも一つの分析領域を有し、第二の電極と動作可能に連結されたマイクロ流体デバイス;及び
荷電した被分析物が前記大容量リザーバから前記マイクロ流体デバイスに移動するための少なくとも一つのコネクタを備え、
前記大容量リザーバが前記マイクロ流体デバイスとコネクタを介して流体的に接続され、前記第二の電極が前記分析領域内又はその後ろに配置され、電極間に直流電圧を加えて生じた電界により前記被分析物が電気泳動して前記分析領域に輸送されるシステム。 - 前記少なくとも一つのコネクタがキャピラリーチューブである、請求項31に記載のシステム。
- 前記分析領域が捕捉部位を含む、請求項31に記載のシステム。
- 前記マイクロ流体デバイスがステージングリザーバをさらに備え、当該ステージングリザーバは前記大容量リザーバと前記分析領域との間に配置され、第三の電極を有し、
前記電極間に直流電圧を加えて生じた電界により、前記被分析物が前記第一の電極から前記第三の電極に、次いで前記第三の電極から前記第二の電極に電気泳動する、請求項31に記載のシステム。
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