JP6750084B2 - 検体の解析方法 - Google Patents
検体の解析方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6750084B2 JP6750084B2 JP2019224835A JP2019224835A JP6750084B2 JP 6750084 B2 JP6750084 B2 JP 6750084B2 JP 2019224835 A JP2019224835 A JP 2019224835A JP 2019224835 A JP2019224835 A JP 2019224835A JP 6750084 B2 JP6750084 B2 JP 6750084B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nanofunnel
- funnel
- nanochannel
- width
- depth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title description 17
- 239000002090 nanochannel Substances 0.000 claims description 190
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 68
- 239000012491 analyte Substances 0.000 claims description 35
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 31
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 13
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 8
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 3
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 claims description 2
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 99
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 80
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 45
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 43
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 28
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 25
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 21
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 21
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 12
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 12
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 11
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 10
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 10
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 10
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 8
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 241000701959 Escherichia virus Lambda Species 0.000 description 6
- 238000011960 computer-aided design Methods 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 5
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 5
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 5
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 5
- 238000004630 atomic force microscopy Methods 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 4
- 238000000089 atomic force micrograph Methods 0.000 description 3
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 3
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 3
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 3
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 3
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 3
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000004166 bioassay Methods 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 2
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 2
- -1 features Substances 0.000 description 2
- 238000002073 fluorescence micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 2
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 2
- 238000007479 molecular analysis Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 102000040430 polynucleotide Human genes 0.000 description 2
- 108091033319 polynucleotide Proteins 0.000 description 2
- 239000002157 polynucleotide Substances 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 108091008146 restriction endonucleases Proteins 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000004557 single molecule detection Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- GRRMZXFOOGQMFA-UHFFFAOYSA-J YoYo-1 Chemical compound [I-].[I-].[I-].[I-].C12=CC=CC=C2C(C=C2N(C3=CC=CC=C3O2)C)=CC=[N+]1CCC[N+](C)(C)CCC[N+](C)(C)CCC[N+](C1=CC=CC=C11)=CC=C1C=C1N(C)C2=CC=CC=C2O1 GRRMZXFOOGQMFA-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000006037 cell lysis Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005370 electroosmosis Methods 0.000 description 1
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001973 epigenetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000004401 flow injection analysis Methods 0.000 description 1
- 238000000799 fluorescence microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 1
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000329 molecular dynamics simulation Methods 0.000 description 1
- 230000004001 molecular interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 1
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 1
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000012284 sample analysis method Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
- 230000005945 translocation Effects 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/483—Physical analysis of biological material
- G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
- G01N33/48707—Physical analysis of biological material of liquid biological material by electrical means
- G01N33/48721—Investigating individual macromolecules, e.g. by translocation through nanopores
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/502707—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the manufacture of the container or its components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/502761—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip specially adapted for handling suspended solids or molecules independently from the bulk fluid flow, e.g. for trapping or sorting beads, for physically stretching molecules
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
- B29C59/16—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by wave energy or particle radiation, e.g. infrared heating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
- G01N33/54366—Apparatus specially adapted for solid-phase testing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/06—Fluid handling related problems
- B01L2200/0647—Handling flowable solids, e.g. microscopic beads, cells, particles
- B01L2200/0663—Stretching or orienting elongated molecules or particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0848—Specific forms of parts of containers
- B01L2300/0858—Side walls
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
- B01L2300/0864—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices comprising only one inlet and multiple receiving wells, e.g. for separation, splitting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0896—Nanoscaled
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
- B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
- B01L2400/0415—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces electrical forces, e.g. electrokinetic
- B01L2400/0421—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces electrical forces, e.g. electrokinetic electrophoretic flow
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Hematology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Description
本願は、2012年2月10日に出願された米国仮特許出願第61/597,364号明細書の利益及びそれに対する優先権を主張し、その内容は、全体が本明細書に記載されたものとして本明細書によって参照により援用される。
本発明は、国立ヒトゲノム研究所の提供による補助金交付番号第R01−HG02647号に基づく連邦政府の支援を受けて行われた。米国政府は本発明に一定の権利を有する。
25nm×25nm(幅×深さ)の寸法を有する50μm長さのチャネルを通じた二本鎖DNAの電気泳動移動度を測定する一連の実験を行った。これらの実験は、ナノチャネルアレイを通じて1つのマイクロ流体リザーバから別のリザーバに動電学的に駆動する単一のλファージDNA分子からなった(図9A)。図9Aは、実験セットアップを示す概略図であり、ここでは染色したDNA溶液を装置リザーバ60に加え、DNAを電極及び電界によってナノチャネル30を通じて動電学的に駆動し、顕微鏡230を使用した蛍光顕微鏡法を用いて輸送事象を観察する。差込み図は、ナノチャネルアレイの拡大図を示す。DNAはインターカレーション蛍光色素(YOYO−1、Invitrogen)により、塩基対と色素分子との比を5:1として染色した。蛍光は、励起フィルタ及び100倍油浸プランアポクロマート対物レンズを通過する水銀アークランプの光で励起した。単分子からの蛍光を100倍レンズを通して収集し、電子増倍CCDカメラ(Cascade II、Photometrics)を使用して画像化した。この高感度カメラは、最大毎秒400フレームのフレームレートで画像を収集することができる。個々のタイムスタンプ付きフレームを画像解析することにより、分子の引き伸ばし及び輸送速度などの単分子動態に関する情報が得られた。
FIBミリング法では、装置10上のマイクロ流体及びナノ流体構成要素の接合に使用することのできるファンネル20の形状及び寸法に大幅な柔軟性がもたらされる。加わる力を最小限に抑えて低速輸送を可能にするようにファンネル幾何形状を選択し得ることが考えられる。これは、ファンネルにおける分子の漸進的閉じ込めのエントロピー力が、印加電圧、圧力、又は重力場により供給されるファンネルにおける駆動力と平衡する条件下で、ナノチャネル中のDNA分子に加わる力を計算することにより達成され得る。加えて、2つの対抗する力が存在することにより、様々な範囲の印加電圧、圧力、又は向心力を生じさせることができ、適切なファンネル幾何形状が用いられる場合には、その範囲でDNA分子を無限にファンネルに捕獲し得る。
〔付記1〕
流体チャネルを有するチップの形成方法において、
幅広端部と幅狭端部とを有する少なくとも1つのナノファンネルを平面基板内に形成するステップであって、前記ナノファンネルは長さを有し、その長さに渡り幅及び深さ寸法が両方共に変化する、ステップと;
少なくとも1つのナノチャネル又はマイクロチャネルを、前記平面基板内における前記ナノファンネルの前記幅狭端部に隣接する接合部に形成するステップと
を含む方法。
〔付記2〕
前記少なくとも1つのナノファンネルを形成するステップが、前記ナノファンネルのその長さに渡る幅及び深さ寸法を作成する為の定義されたX及びY座標における定義された滞留時間を有するミリングを指図するように構成された電子パターニングファイルによって指図されるミリングを使用して行われる、付記1に記載の方法。
〔付記3〕
前記形成するステップが、集束イオンビーム(FIB)ミリングを使用して行われる、付記1に記載の方法。
〔付記4〕
前記少なくとも1つのナノファンネルを形成するステップ及び前記少なくとも1つのナノチャネル又はマイクロチャネルの対応する整列した1つを形成するステップが、両方共一つのミリング工程の間に、FIBビームを前記基板へと送出する集束イオンビーム(FIB)ミリング装置と、X及びY座標における前記FIBビームの滞留時間を制御する電子パターニングファイルとを使用して、前記ナノチャネル又はマイクロチャネルを前記ナノファンネルの前記幅狭端部とシームレスに結合することにより行われる、付記1に記載の方法。
〔付記5〕
前記少なくとも1つのナノファンネルの幅及び深さ寸法が、前記それぞれのナノファンネルの略全長に渡って定義された幾何学的関係で変化することにより、前記ファンネルの断面サイズが前記幅広端部から前記幅狭端部にかけて少なくとも2倍変化する、付記1に記載の方法。
〔付記6〕
前記少なくとも1つのナノファンネルが連結された一連の部分から構成され、ここではそれぞれ幅及び深さ寸法が各部分の全長に渡って定義された幾何学的関係で変化し、各部分の前記幅及び深さは異なる幾何関数により定義され、且つ隣接する部分はシームレスに結合されるか又は不連続に結合される、付記1に記載の方法。
〔付記7〕
前記ナノファンネルが、略放物線輪郭を備える少なくとも一部分を含む、付記1に記載の方法。
〔付記8〕
前記ナノファンネルが、略凸面状輪郭を備える少なくとも一部分を含む、付記1に記載の方法。
〔付記9〕
前記ナノファンネルが、略凹面状輪郭を備える少なくとも一部分を含む、付記1に記載の方法。
〔付記10〕
前記ナノファンネルが、一定の傾きで内側に傾斜した壁を有する、付記1に記載の方法。
〔付記11〕
前記少なくとも1つのナノチャネル又はマイクロチャネルが略一定の幅及び深さを有し、且つそれぞれのナノファンネルの前記幅狭端部が、整列した対応するナノチャネル又はマイクロチャネルのそれぞれ幅及び深さ寸法と略一致する幅及び深さ寸法を有する、付記1に記載の方法。
〔付記12〕
前記ナノファンネルを形成するステップがミリングにより実施され、且つ前記方法が、前記ナノファンネルをミリングする前に、定義されたX及びY座標での滞留時間を定義して前記ナノファンネル長さに渡る前記ナノファンネルの幅及び深さ寸法を作成する電子パターニングファイルを提供するステップを更に含み、前記提供するステップが、冪乗則(幅,深さ〜xα)(式中、xは軸座標であり、αは正の数である)により定義される関連する指数「α」を含む寸法のナノファンネル形態を作成するように実施される、付記1に記載の方法。
〔付記13〕
前記ナノファンネルが、軸方向位置xの関数として構成される(ここではy〜xα(x)である)冪乗則指数αを含む形状を有する、付記1に記載の方法。
〔付記14〕
前記少なくとも1つのナノファンネルが複数のナノファンネルであり、各々が約1μm〜約100μmの長さを有する、付記1に記載の方法。
〔付記15〕
フラットカバーで前記基板を密閉してナノ流体チップを画定するステップを更に含む、付記1に記載の方法。
〔付記16〕
前記ナノ流体チップが、DNA、タンパク質又は他の高分子材料の分子を解析するように構成される、付記15に記載の方法。
〔付記17〕
核酸などの分子の解析装置において、
複数のナノファンネルを含むナノ流体チップを含み、各ナノファンネルは幅広端部及び幅狭端部並びに長さを有し、且つ前記長さに沿って深さ及び幅が変化する、装置。
〔付記18〕
前記ナノファンネルがそれぞれのナノチャネルに結合され、前記ナノファンネル及びナノチャネルが平滑な内表面を有する、付記17に記載の装置。
〔付記19〕
前記ナノファンネル及び/又はナノチャネルが、解析されるDNA、タンパク質、又は他の高分子材料のそれぞれの単分子を含む、付記18に記載の装置。
〔付記20〕
前記ナノファンネルが、前記ナノファンネルの略全長に渡り定義された幾何学的関係で共に変化する幅及び深さ寸法を有することにより、前記ナノファンネルの断面サイズが前記幅広端部から前記幅狭端部にかけて少なくとも2倍変わる、付記17に記載の装置。
〔付記21〕
前記幅及び深さ寸法が、前記幅広端部から前記幅狭端部にかけて約1桁又はそれ以上変化する、付記17に記載の装置。
〔付記22〕
前記ナノチャネルの少なくとも一部が略一定の幅及び深さを有し、且つ前記ナノファンネルの前記幅狭端部が、対応する整列したナノチャネルのそれぞれ幅及び深さ寸法と略一致する幅及び深さ寸法を有する、付記18に記載の装置。
〔付記23〕
前記ナノファンネルが、略放物線輪郭を備える少なくとも一部分を含む、付記17に記載の装置。
〔付記24〕
前記ナノファンネルが、略凸面状輪郭を備える少なくとも一部分を含む、付記17に記載の装置。
〔付記25〕
前記ナノファンネルが、略凹面状輪郭を備える少なくとも一部分を含む、付記17に記載の装置。
〔付記26〕
前記ナノファンネルが、一定の傾きで内側に傾斜した壁を有する、付記17に記載の装置。
〔付記27〕
前記ナノファンネルが、冪乗則(幅,深さ〜xα)(式中、xは軸座標であり、αは正の数である)により定義される関連する指数「α」を含む寸法を有する、付記17に記載の装置。
〔付記28〕
前記ナノファンネルが、冪乗則指数αに関連する寸法を有し、ここでαは、y〜xα(x)となるように軸方向位置xの関数として構成される、付記17に記載の装置。
〔付記29〕
検体の解析方法において、
対応するナノチャネルに合流する少なくとも1つのナノファンネルを有するチップを提供するステップ;
第1の電圧を印加するステップであって、それにより前記検体を流体ナノファンネルに流入させるステップ;次に
第2のより低い電圧を印加するステップであって、それにより前記検体を対応するナノチャネルに流入させるステップ;及び
前記ナノファンネル及び/又はナノチャネル中の分子を電子的に解析するステップ
を含む方法。
〔付記30〕
前記解析するステップのデータに基づき前記検体の分子同定、前記検体の長さ又は局所的な官能基マッピングを決定するステップを更に含む、付記29に記載の方法。
〔付記31〕
前記印加するステップが、前記ナノチャネルにおける流れが低速となるように実施される、付記29に記載の方法。
〔付記32〕
前記解析するステップが、DNA配列情報を決定するステップを含み得る、付記29に記載の方法。
〔付記33〕
前記ナノファンネル形状が冪乗則(幅,深さ〜xα)により定義され(式中、xは軸座標であり、且つアルファ(α)は正の数である)、且つ幅、深さ及び/又はアルファが、以下:(i)前記ナノファンネルに単一のDNA、タンパク質、又は他のポリマー分子を安定に捕獲すること;又は(ii)前記単一のDNA、タンパク質、又は他のポリマー分子を前記ナノファンネルを通じて低速で輸送すること、のうちの少なくとも1つを実施するように選択される、付記29に記載の方法。
〔付記34〕
ナノファンネル形状を数学的にモデリングするステップであって、それにより所望の散逸、捕獲又は輸送挙動に対応する正の値を有する冪乗則指数「アルファ」及び解析作業用の関連する電界を求めるステップを更に含む、付記29に記載の方法。
〔付記35〕
前記検体が、単一のDNA、タンパク質又はポリマー分子を含み、低電界(E<Emin)は、検体分子を瞬間的に捕獲することができるが、それが前記ナノファンネルから抜け出て前記ナノチャネルから離れる拡散による散逸を防ぐには不十分であり、中間の電界(E>Emin、E<Ec)は、前記検体を前記ナノファンネルに安定に捕獲することができ、前記検体分子の位置(xi及びxf)は前記電界の大きさに依存し、及び高電界(E>Ec)は、前記検体を前記ナノチャネルの中へとそこを通じて輸送することができ、ここで前記電界強度Emin及びEcの値は、前記ナノファンネルの形及びサイズ並びに前記検体分子のサイズに依存する、付記29に記載の方法。
〔付記36〕
分子の解析用流体解析システムにおいて、
複数のナノファンネルを含む流体チップであって、各ファンネルが少なくとも1つのそれぞれのナノチャネルに合流する、流体チップと;
前記チップと通信している制御回路であって、(i)第1の定義された輸送電圧を印加することにより分子を少なくとも1つのナノファンネルに侵入させて、次に(ii)前記第1の定義された輸送電圧より低い定義された第2の輸送電圧を印加することにより前記分子を対応するナノチャネルに流入させるように構成された制御回路と
を含むシステム。
〔付記37〕
それぞれのナノファンネルの幅及び深さ寸法が、両方共に前記ナノファンネルの略全長に渡り変化することにより、前記ファンネルの断面サイズが前記幅広端部から前記幅狭端部にかけて少なくとも2倍変わる、付記36に記載のシステム。
〔付記38〕
前記ナノファンネルの断面サイズが前記幅広端部から前記幅狭端部にかけて少なくとも1桁減少する、付記36に記載のシステム。
〔付記39〕
前記ナノファンネルが、定義された幾何学的輪郭を有する、付記36に記載のシステム。
〔付記40〕
前記ナノファンネルが、放物線輪郭、凸面状輪郭、凹面状輪郭又は一定の傾きで内側に傾斜した壁を有する輪郭のうちの1つを有する、付記36に記載のシステム。
〔付記41〕
前記ナノチャネルの少なくとも一部が略一定の幅及び深さを有し、且つ前記ナノファンネルの前記幅狭端部が、整列したナノチャネルのそれぞれ幅及び深さ寸法と略一致する幅及び深さ寸法を有する、付記36に記載のシステム。
〔付記42〕
前記制御回路が、前記分子がそれぞれのナノチャネルにおいて低速の流れを有するような前記第2の輸送電圧を印加するように構成される、付記41に記載のシステム。
〔付記43〕
前記ナノファンネルの少なくとも一部が、冪乗則(幅,深さ〜xα)(式中、xは軸座標であり、αは正の数である)により定義される関連する指数「α」を含む寸法で構成される、付記36に記載のシステム。
〔付記44〕
前記ナノファンネルが、y〜xα(x)により定義される軸方向位置xの関数として構成される冪乗則指数αを含む形状を有する、付記36に記載のシステム。
〔付記45〕
分子の解析方法において、
少なくとも1つのナノファンネルを有する装置を提供するステップ;
標的分子を前記ナノファンネルに流動自在に導入するステップ;
前記検体分子の空間位置を特定する間、前記標的分子を前記ナノファンネルに捕獲するステップ;及び
前記ナノファンネル中の前記検体分子を解析するステップ
を含む方法。
〔付記46〕
前記少なくとも1つのナノファンネルが、正の値である関連する冪乗則指数「α」を有する寸法を含む形状を有し、α<1であるそれぞれのナノファンネルが凸面状であり、一方、α>1であるそれぞれのナノファンネルが凹面状である、付記45に記載の方法。
〔付記47〕
前記検体分子を前記ナノファンネルから低速でナノチャネル内へと輸送するステップを更に含む、付記45に記載の方法。
〔付記48〕
前記検体分子が、単一のDNA、タンパク質、又は他のポリマー分子である、付記45に記載の方法。
〔付記49〕
低電界(E<Emin)が、DNA、タンパク質、又は他のポリマー分子を瞬間的に捕獲することができるが、それが前記ナノファンネルから抜け出て前記ナノチャネルから離れる拡散による散逸を防ぐには不十分であり、中間の電界(E>Emin、E<Ec)が、前記検体を前記ナノファンネルに安定に捕獲することができ、前記検体分子の位置(xi及びxf)は前記電界の大きさに依存し、及び高電界(E>Ec)が、前記検体を前記ナノチャネルの中へとそこを通じて輸送することができ、ここで前記電界強度Emin及びEcの値は、前記ナノファンネルの形及びサイズ並びに前記検体分子のサイズに依存する、付記45に記載の方法。
〔付記50〕
標的基板にナノファンネルを作成するように構成された少なくとも1つの電子パターニングファイルと通信しているか又はそれを含むFIBミリング機器
を含む集束イオンビーム(FIB)ミリングシステム。
〔付記51〕
前記FIBミリング機器が、付記5〜13の何れか一項に記載のナノファンネル形状の何れかを作成するように構成される、付記50に記載のFIBミリングシステム。
Claims (9)
- 検体の解析方法であって、
少なくとも1つのナノファンネルであって、対応するナノチャネルに結合する少なくとも1つのナノファンネル有するチップを提供するステップと、
第1の電圧を印加して、検体をナノファンネルに流入させるステップと、
その後、第2のより低い電圧を印加して、前記検体を対応するナノチャネルに流入させるステップと、
前記ナノファンネル及び/又は前記ナノチャネル中の分子を電子的に解析するステップと、
を含む方法。 - 前記解析するステップのデータに基づき、前記検体の分子同定、前記検体の長さ又は局所的な官能基マッピングを決定するステップ、
を含む請求項1に記載の方法。 - 前記第1の電圧の前記印加と、前記第2の電圧の前記印加が、前記ナノチャネルにおける流れが0.1mm/s未満の低速となるように実施される、
請求項1又は2に記載の方法。 - 前記解析するステップが、DNA配列情報を決定するステップを含む、
請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。 - 前記少なくとも1つのナノファンネルは、それぞれの幅と深さの寸法が、各部分の全長にわたって定義された幾何学的関係で変化する連結された一連の部分により構成されており、
各部分の幅と深さは、異なる幾何学的関数によって定義されており、
隣接する部分とシームレスに又は不連続に接続されている、
請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。 - 前記少なくとも1つのナノファンネルが、
放物線輪郭、
凸面状輪郭、
凹面状輪郭、又は
一定の傾きで内側に傾斜した壁、
の少なくとも1つを有する少なくとも一部分を含む、
請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。 - 前記少なくとも1つのナノファンネルが、
各々が約1μm〜約100μmの長さを有する複数のナノファンネルを有する、
請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。 - 前記ナノファンネルの幅と深さの寸法が、選択的に定義された幾何学的関係で、前記ナノファンネルの全長に渡り変化することにより、前記ナノファンネルの断面サイズが幅広端部から幅狭端部にかけて少なくとも2倍変わる、
請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。 - 前記ナノチャネルが一定の幅及び深さ寸法を有し、前記ナノファンネルの幅狭端部が、対応する整列したナノチャネルの幅及び深さ寸法と一致する幅及び深さ寸法を有する、
請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201261597364P | 2012-02-10 | 2012-02-10 | |
US61/597,364 | 2012-02-10 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018090833A Division JP6633682B2 (ja) | 2012-02-10 | 2018-05-09 | 流体ナノファンネルを有する装置、関連する方法、製造及び解析システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020043874A JP2020043874A (ja) | 2020-03-26 |
JP6750084B2 true JP6750084B2 (ja) | 2020-09-02 |
Family
ID=48947986
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014556651A Expired - Fee Related JP6339024B2 (ja) | 2012-02-10 | 2013-02-07 | 流体ナノファンネルを有する装置、関連する方法、製造及び解析システム |
JP2018090833A Expired - Fee Related JP6633682B2 (ja) | 2012-02-10 | 2018-05-09 | 流体ナノファンネルを有する装置、関連する方法、製造及び解析システム |
JP2019224835A Expired - Fee Related JP6750084B2 (ja) | 2012-02-10 | 2019-12-12 | 検体の解析方法 |
Family Applications Before (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014556651A Expired - Fee Related JP6339024B2 (ja) | 2012-02-10 | 2013-02-07 | 流体ナノファンネルを有する装置、関連する方法、製造及び解析システム |
JP2018090833A Expired - Fee Related JP6633682B2 (ja) | 2012-02-10 | 2018-05-09 | 流体ナノファンネルを有する装置、関連する方法、製造及び解析システム |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US9989515B2 (ja) |
EP (2) | EP3591408A1 (ja) |
JP (3) | JP6339024B2 (ja) |
WO (1) | WO2013119765A1 (ja) |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9180453B2 (en) | 2008-08-15 | 2015-11-10 | University Of Washington | Method and apparatus for the discretization and manipulation of sample volumes |
CN103328981B (zh) | 2010-10-04 | 2017-04-12 | 吉纳普赛斯股份有限公司 | 用于自动化可重复使用的平行生物反应的系统和方法 |
US9926596B2 (en) | 2011-05-27 | 2018-03-27 | Genapsys, Inc. | Systems and methods for genetic and biological analysis |
US11053535B2 (en) | 2011-09-12 | 2021-07-06 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Devices with a fluid transport nanochannel intersected by a fluid sensing nanochannel and related methods |
JP6193252B2 (ja) | 2011-12-01 | 2017-09-06 | ジナプシス インコーポレイテッド | 高効率電子配列決定及び検出のためのシステム並びに方法 |
WO2013119765A1 (en) | 2012-02-10 | 2013-08-15 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Devices with fluidic nanofunnels, associated methods, fabrication and analysis systems |
AU2014223620B2 (en) | 2013-02-28 | 2017-09-14 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Nanofluidic devices with integrated components for the controlled capture, trapping, and transport of macromolecules and related methods of analysis |
CA2903481A1 (en) | 2013-03-13 | 2014-10-09 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Nanofluidic devices for the rapid mapping of whole genomes and related systems and methods of analysis |
WO2014152625A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Genapsys, Inc. | Systems and methods for biological analysis |
CN114272964B (zh) | 2013-06-25 | 2024-04-23 | 华盛顿大学商业中心 | 样品体积的自数字化 |
US20150037787A1 (en) * | 2013-07-31 | 2015-02-05 | International Business Machines Corporation | Polynucleotide configuration for reliable electrical and optical sensing |
US10125393B2 (en) | 2013-12-11 | 2018-11-13 | Genapsys, Inc. | Systems and methods for biological analysis and computation |
EP3556864B1 (en) | 2014-04-18 | 2020-12-09 | Genapsys, Inc. | Methods and systems for nucleic acid amplification |
WO2016069624A1 (en) | 2014-10-27 | 2016-05-06 | Board Of Regents, The University Of Texas System | High-throughput imaging platform |
US10471428B2 (en) | 2015-05-11 | 2019-11-12 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Fluidic devices with nanoscale manifolds for molecular transport, related systems and methods of analysis |
US9255905B1 (en) | 2015-05-11 | 2016-02-09 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Pressure driven microfluidic injection for chemical separations |
US10734216B2 (en) | 2015-05-11 | 2020-08-04 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Pressure driven fluidic injection for chemical separations by electrophoresis |
US9606082B2 (en) | 2015-05-11 | 2017-03-28 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Pressure driven microfluidic injection for chemical separations |
CN108027382B (zh) * | 2015-07-07 | 2021-12-24 | 华盛顿大学 | 用于样品自数字化的系统、方法和装置 |
US9728387B2 (en) | 2015-10-20 | 2017-08-08 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Solid phase extraction with capillary electrophoresis |
EP3957986B1 (en) | 2015-11-30 | 2024-09-18 | Intabio, Llc | Methods for sample characterization |
CN109790575A (zh) | 2016-07-20 | 2019-05-21 | 吉纳普赛斯股份有限公司 | 用于核酸测序的系统和方法 |
WO2018067457A1 (en) * | 2016-10-03 | 2018-04-12 | So Daniel Wai Cheong | Method and apparatus for the analysis and identification of molecules |
JP2021500858A (ja) | 2017-09-21 | 2021-01-14 | ジナプシス インコーポレイテッド | 核酸シーケンシングのためのシステム及び方法 |
EP3731959A4 (en) | 2017-12-29 | 2021-10-13 | Clear Labs Inc. | AUTOMATED PRIMING AND LIBRARY LOADER |
WO2019136134A2 (en) * | 2018-01-05 | 2019-07-11 | Genturi, Inc. | Duty cycle optimization in single-molecule detection |
KR102691269B1 (ko) | 2018-01-29 | 2024-08-05 | 인타바이오 엘엘씨 | 샘플 특성화를 위한 장치, 방법 및 키트 |
WO2019232397A1 (en) | 2018-05-31 | 2019-12-05 | Intabio, Inc. | Software for microfluidic systems interfacing with mass spectrometry |
US11285484B2 (en) | 2019-08-12 | 2022-03-29 | Intabio, Llc | Multichannel isoelectric focusing devices and high voltage power supplies |
CN112791755B (zh) * | 2021-03-31 | 2021-07-02 | 苏州大学 | 多层微流控芯片封装器件、多层微流控芯片及其应用 |
Family Cites Families (96)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5498392A (en) | 1992-05-01 | 1996-03-12 | Trustees Of The University Of Pennsylvania | Mesoscale polynucleotide amplification device and method |
US5296116A (en) | 1992-06-17 | 1994-03-22 | Beckman Instruments, Inc. | Capillary electrophoresis using time-varying field strength |
US6001229A (en) | 1994-08-01 | 1999-12-14 | Lockheed Martin Energy Systems, Inc. | Apparatus and method for performing microfluidic manipulations for chemical analysis |
US7775368B2 (en) | 1995-04-03 | 2010-08-17 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Micro-channel long molecule manipulation system |
US5872010A (en) | 1995-07-21 | 1999-02-16 | Northeastern University | Microscale fluid handling system |
US6074827A (en) | 1996-07-30 | 2000-06-13 | Aclara Biosciences, Inc. | Microfluidic method for nucleic acid purification and processing |
US5858187A (en) | 1996-09-26 | 1999-01-12 | Lockheed Martin Energy Systems, Inc. | Apparatus and method for performing electrodynamic focusing on a microchip |
US6316213B1 (en) | 1997-03-19 | 2001-11-13 | The Board Of Trustees Of The University Of Arkansas | Methods for the early diagnosis of ovarian, breast and lung cancer |
US6235471B1 (en) | 1997-04-04 | 2001-05-22 | Caliper Technologies Corp. | Closed-loop biochemical analyzers |
US7033474B1 (en) | 1997-04-25 | 2006-04-25 | Caliper Life Sciences, Inc. | Microfluidic devices incorporating improved channel geometries |
US6969488B2 (en) | 1998-05-22 | 2005-11-29 | Solexa, Inc. | System and apparatus for sequential processing of analytes |
US5900130A (en) | 1997-06-18 | 1999-05-04 | Alcara Biosciences, Inc. | Method for sample injection in microchannel device |
US5965410A (en) | 1997-09-02 | 1999-10-12 | Caliper Technologies Corp. | Electrical current for controlling fluid parameters in microchannels |
DE19826020C2 (de) | 1998-06-10 | 2000-11-02 | Max Planck Gesellschaft | Vorrichtung und Verfahren zur miniaturisierten, hochparallelen elektrophoretischen Trennung |
US6627446B1 (en) * | 1998-07-02 | 2003-09-30 | Amersham Biosciences (Sv) Corp | Robotic microchannel bioanalytical instrument |
US6790671B1 (en) | 1998-08-13 | 2004-09-14 | Princeton University | Optically characterizing polymers |
EP1157144A4 (en) | 1999-01-13 | 2010-04-28 | Cornell Res Foundation Inc | MANUFACTURE OF MONOLITHIC FLUID STRUCTURES |
US6500323B1 (en) | 1999-03-26 | 2002-12-31 | Caliper Technologies Corp. | Methods and software for designing microfluidic devices |
US6690004B2 (en) | 1999-07-21 | 2004-02-10 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Method and apparatus for electrospray-augmented high field asymmetric ion mobility spectrometry |
US6524456B1 (en) | 1999-08-12 | 2003-02-25 | Ut-Battelle, Llc | Microfluidic devices for the controlled manipulation of small volumes |
US6762059B2 (en) | 1999-08-13 | 2004-07-13 | U.S. Genomics, Inc. | Methods and apparatuses for characterization of single polymers |
AU6771100A (en) | 1999-08-13 | 2001-03-13 | U.S. Genomics, Inc. | Methods and apparatuses for stretching polymers |
US6592733B1 (en) | 1999-11-12 | 2003-07-15 | Motorola, Inc. | Capillary electrophoresis devices incorporating optical waveguides |
WO2001050499A1 (en) | 1999-12-30 | 2001-07-12 | Advion Biosciences, Inc. | Multiple electrospray device, systems and methods |
US6537433B1 (en) | 2000-03-10 | 2003-03-25 | Applera Corporation | Methods and apparatus for the location and concentration of polar analytes using an alternating electric field |
US6994826B1 (en) | 2000-09-26 | 2006-02-07 | Sandia National Laboratories | Method and apparatus for controlling cross contamination of microfluid channels |
US20050196746A1 (en) * | 2001-03-24 | 2005-09-08 | Jia Xu | High-density ion transport measurement biochip devices and methods |
US20020190204A1 (en) | 2001-06-04 | 2002-12-19 | Bruker Daltonics, Inc. | Systems and method of a gated electrospray interface with variable flow rate for high throughput mass spectrometric analysis |
GB0116384D0 (en) | 2001-07-04 | 2001-08-29 | Diagnoswiss Sa | Microfluidic chemical assay apparatus and method |
WO2003010289A2 (en) | 2001-07-25 | 2003-02-06 | The Trustees Of Princeton University | Nanochannel arrays and their preparation and use for high throughput macromolecular analysis |
EP1436424A4 (en) | 2001-09-18 | 2005-11-16 | Us Genomics Inc | DIFFERENTIAL MARKING OF POLYMERS FOR HIGH RESOLUTION LINEAR ANALYSIS |
US6803568B2 (en) | 2001-09-19 | 2004-10-12 | Predicant Biosciences, Inc. | Multi-channel microfluidic chip for electrospray ionization |
AU2002364937A1 (en) | 2001-10-18 | 2003-06-17 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Hybrid microfluidic and nanofluidic system |
JP2003166934A (ja) | 2001-11-29 | 2003-06-13 | Hamamatsu Photonics Kk | 分別セルおよび光学的微小物質の分別装置 |
EP2497564B1 (en) | 2002-03-05 | 2014-05-14 | Caliper Life Sciences, Inc. | Electrophoretic separation in a microfluidic channel network |
JP4234486B2 (ja) * | 2002-03-26 | 2009-03-04 | 純 菊地 | Dna或いは電荷をもつ線状の分子のトラップ・リリース装置とその方法 |
AU2003269813A1 (en) | 2002-04-16 | 2003-12-31 | Princeton University | Gradient structures interfacing microfluidics and nanofluidics, methods for fabrication and uses thereof |
JP3866183B2 (ja) | 2002-11-01 | 2007-01-10 | Asti株式会社 | バイオチップ |
WO2004113898A1 (en) * | 2003-05-19 | 2004-12-29 | Protasis Corporation | Electrophoresis devices and methods for focusing charged analytes |
US20060240573A1 (en) | 2003-07-29 | 2006-10-26 | Lamdagen, Llc | Optical system including nanostructures for biological or chemical sensing |
US20050023156A1 (en) | 2003-07-30 | 2005-02-03 | Ramsey J. Michael | Nanostructured material transport devices and their fabrication by application of molecular coatings to nanoscale channels |
US20050103713A1 (en) | 2003-07-30 | 2005-05-19 | Ramsey J. M. | Devices with small-scale channels and the fabrication thereof by etching |
JP2005102619A (ja) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Toshiba Corp | 細胞変態装置及び細胞変態方法 |
US7465381B2 (en) | 2004-01-22 | 2008-12-16 | Stc.Unm | Electrokinetic molecular separation in nanoscale fluidic channels |
JP2005241255A (ja) | 2004-02-24 | 2005-09-08 | Mari Tabuchi | 電気泳動法 |
US20060060769A1 (en) | 2004-09-21 | 2006-03-23 | Predicant Biosciences, Inc. | Electrospray apparatus with an integrated electrode |
US7527970B2 (en) | 2004-10-15 | 2009-05-05 | The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services | Method of identifying active chromatin domains |
US7947485B2 (en) | 2005-06-03 | 2011-05-24 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method and apparatus for molecular analysis using nanoelectronic circuits |
US20060278879A1 (en) | 2005-06-09 | 2006-12-14 | Cabot Microelectronics Corporation | Nanochannel device and method of manufacturing same |
EP1904653A4 (en) | 2005-07-18 | 2010-04-14 | Us Genomics Inc | MICROFLUIDIC PROCESSES AND DEVICES FOR PREPARING AND ANALYZING SAMPLES |
US7988839B2 (en) | 2005-09-20 | 2011-08-02 | University Of Louisville Research Foundation, Inc. | Capillary electrophoresis systems and methods |
JP2007149861A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-06-14 | Seiko Epson Corp | イオンミリング装置 |
US7960105B2 (en) | 2005-11-29 | 2011-06-14 | National Institutes Of Health | Method of DNA analysis using micro/nanochannel |
TWI274040B (en) | 2005-12-23 | 2007-02-21 | Ind Tech Res Inst | Microfluidic device and method of manufacturing the same |
US8759811B2 (en) | 2006-02-14 | 2014-06-24 | Raytheon Company | Particle encapsulated nanoswitch |
JP2007278906A (ja) * | 2006-04-07 | 2007-10-25 | National Institute For Materials Science | ナノギャップアレイ及びそれを用いた生体高分子の診断方法 |
WO2007127631A2 (en) | 2006-04-28 | 2007-11-08 | The Regents Of The University Of California | Monolithic multinozzle emitters for nanoelectrospray mass spectrometry |
AU2007338862B2 (en) | 2006-07-19 | 2014-02-06 | Bionano Genomics, Inc. | Nanonozzle device arrays: their preparation and use for macromolecular analysis |
US7744762B2 (en) | 2006-08-24 | 2010-06-29 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Microfluidic devices and methods facilitating high-throughput, on-chip detection and separation techniques |
US7771790B2 (en) | 2006-08-30 | 2010-08-10 | Tokyo Electron Limited | Method and system for fabricating a nano-structure |
AU2008232616B2 (en) | 2007-03-28 | 2014-08-07 | Bionano Genomics, Inc. | Methods of macromolecular analysis using nanochannel arrays |
WO2008134363A1 (en) | 2007-04-25 | 2008-11-06 | The Regents Of The University Of Michigan | Tunable elastomeric nanochannels for nanofluidic manipulation |
US8557707B2 (en) | 2007-04-30 | 2013-10-15 | Technion Research And Development Foundation Ltd. | Focused ion beam deep nano-patterning apparatus and method |
US20090115094A1 (en) | 2007-05-29 | 2009-05-07 | Chou Stephen Y | Methods for making continuous nanochannels |
EP2014761B1 (en) * | 2007-06-22 | 2016-09-28 | Sony Deutschland GmbH | A device for processing an analyte and a method of processing and/or detecting an analyte using said device |
GB0717150D0 (en) * | 2007-09-04 | 2007-10-17 | Univ Warwick | Apparatus and method |
AU2008307486B2 (en) | 2007-10-02 | 2014-08-14 | President And Fellows Of Harvard College | Carbon nanotube synthesis for nanopore devices |
WO2009052214A2 (en) | 2007-10-15 | 2009-04-23 | Complete Genomics, Inc. | Sequence analysis using decorated nucleic acids |
WO2009120642A1 (en) | 2008-03-26 | 2009-10-01 | Massachusetts Institute Of Technology | Methods for fabricating electrokinetic concentration devices |
KR20110016479A (ko) | 2008-06-06 | 2011-02-17 | 바이오나노매트릭스, 인크. | 통합 나노유체 분석 장치, 제작 방법 및 분석 기술 |
US10670559B2 (en) | 2008-07-11 | 2020-06-02 | Cornell University | Nanofluidic channels with integrated charge sensors and methods based thereon |
US8753868B2 (en) | 2008-08-04 | 2014-06-17 | General Electric Company | Method and system for selective isolation of target biological molecules in a general purpose system |
US8262879B2 (en) | 2008-09-03 | 2012-09-11 | Nabsys, Inc. | Devices and methods for determining the length of biopolymers and distances between probes bound thereto |
WO2010042007A1 (en) | 2008-10-10 | 2010-04-15 | Jonas Tegenfeldt | Method for the mapping of the local at/gc ratio along dna |
US9810680B2 (en) | 2009-04-16 | 2017-11-07 | Nanonex Corporation | Nanogap electronic detector for measuring properties of a biomolecule stretched in a nanochannel, and method thereof |
US8246799B2 (en) | 2009-05-28 | 2012-08-21 | Nabsys, Inc. | Devices and methods for analyzing biomolecules and probes bound thereto |
CN102612652B (zh) | 2009-08-06 | 2016-05-04 | 康奈尔大学 | 用于分子分析的设备和方法 |
WO2011022650A2 (en) | 2009-08-21 | 2011-02-24 | Cornell University | Nanofilter devices using elastomeric micro to nanochannel interfaces and methods based thereon |
US8748091B2 (en) * | 2009-12-18 | 2014-06-10 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Characterizing stretched polynucleotides in a synthetic nanopassage |
US8940148B2 (en) | 2010-06-22 | 2015-01-27 | International Business Machines Corporation | Nano-fluidic field effective device to control DNA transport through the same |
US9139426B2 (en) | 2010-09-21 | 2015-09-22 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Methods, systems and devices for forming nanochannels |
JP2012093338A (ja) | 2010-09-30 | 2012-05-17 | Fujifilm Corp | 生体分子検出装置および生体分子検出方法 |
GB201017905D0 (en) | 2010-10-25 | 2010-12-01 | Mir Kalim U | Preparation and analysis of samples |
US20120193231A1 (en) | 2011-01-28 | 2012-08-02 | International Business Machines Corporation | Dna sequencing using multiple metal layer structure with organic coatings forming transient bonding to dna bases |
US8940147B1 (en) | 2011-04-25 | 2015-01-27 | Sandia Corporation | Microfluidic hubs, systems, and methods for interface fluidic modules |
US9926552B2 (en) | 2011-06-06 | 2018-03-27 | Cornell University | Microfluidic device for extracting, isolating, and analyzing DNA from cells |
WO2012174173A2 (en) | 2011-06-13 | 2012-12-20 | President And Fellows Of Harvard College | Multi-color nanoscale imaging based on nanoparticle cathodoluminescence |
GB201111237D0 (en) | 2011-06-30 | 2011-08-17 | Isis Innovation | Nanochip |
US11053535B2 (en) | 2011-09-12 | 2021-07-06 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Devices with a fluid transport nanochannel intersected by a fluid sensing nanochannel and related methods |
US8691067B2 (en) | 2011-09-16 | 2014-04-08 | International Business Machines Corporation | Charged entities as locomotive to control motion of polymers through a nanochannel |
WO2013119765A1 (en) | 2012-02-10 | 2013-08-15 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Devices with fluidic nanofunnels, associated methods, fabrication and analysis systems |
CN104508492B (zh) | 2012-05-25 | 2018-07-27 | 北卡罗来纳-查佩尔山大学 | 微流体装置、用于试剂的固体支持体和相关方法 |
US9502225B2 (en) | 2012-06-20 | 2016-11-22 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Integrated sample processing for electrospray ionization devices |
US10478543B2 (en) | 2013-01-11 | 2019-11-19 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Systems and methods for increasing convective clearance of undesired particles in a microfluidic device |
AU2014223620B2 (en) | 2013-02-28 | 2017-09-14 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Nanofluidic devices with integrated components for the controlled capture, trapping, and transport of macromolecules and related methods of analysis |
CA2903481A1 (en) | 2013-03-13 | 2014-10-09 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Nanofluidic devices for the rapid mapping of whole genomes and related systems and methods of analysis |
-
2013
- 2013-02-07 WO PCT/US2013/025078 patent/WO2013119765A1/en active Application Filing
- 2013-02-07 EP EP19187579.8A patent/EP3591408A1/en not_active Withdrawn
- 2013-02-07 EP EP13746055.6A patent/EP2812708B1/en active Active
- 2013-02-07 JP JP2014556651A patent/JP6339024B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2013-02-07 US US14/368,971 patent/US9989515B2/en active Active
-
2018
- 2018-05-02 US US15/969,267 patent/US10996212B2/en active Active
- 2018-05-09 JP JP2018090833A patent/JP6633682B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2019
- 2019-12-12 JP JP2019224835A patent/JP6750084B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018155766A (ja) | 2018-10-04 |
US10996212B2 (en) | 2021-05-04 |
JP2020043874A (ja) | 2020-03-26 |
JP6633682B2 (ja) | 2020-01-22 |
WO2013119765A1 (en) | 2013-08-15 |
EP2812708B1 (en) | 2019-09-04 |
US20180252697A1 (en) | 2018-09-06 |
EP3591408A1 (en) | 2020-01-08 |
EP2812708A4 (en) | 2015-09-30 |
EP2812708A1 (en) | 2014-12-17 |
JP6339024B2 (ja) | 2018-06-06 |
US9989515B2 (en) | 2018-06-05 |
JP2015508889A (ja) | 2015-03-23 |
US20140360877A1 (en) | 2014-12-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6750084B2 (ja) | 検体の解析方法 | |
US10471428B2 (en) | Fluidic devices with nanoscale manifolds for molecular transport, related systems and methods of analysis | |
Shim | Diffusiophoresis, diffusioosmosis, and microfluidics: surface-flow-driven phenomena in the presence of flow | |
Levy et al. | DNA manipulation, sorting, and mapping in nanofluidic systems | |
US11073507B2 (en) | Nanofluidic devices with integrated components for the controlled capture, trapping, and transport of macromolecules and related methods of analysis | |
Napoli et al. | Nanofluidic technology for biomolecule applications: a critical review | |
Xia et al. | Fabrication of nanofluidic biochips with nanochannels for applications in DNA analysis | |
Davenport et al. | The role of pore geometry in single nanoparticle detection | |
US20080000772A1 (en) | Induced-charge electro-osmotic microfluidic devices | |
WO2010044932A9 (en) | Nanofluidic channels with integrated charge sensors and methods based thereon | |
Wen et al. | Physical model for rapid and accurate determination of nanopore size via conductance measurement | |
Kunstmann-Olsen et al. | Uniform droplet splitting and detection using Lab-on-Chip flow cytometry on a microfluidic PDMS device | |
Abdallah et al. | High throughput protein nanocrystal fractionation in a microfluidic sorter | |
Wen et al. | Fundamentals and potentials of solid-state nanopores: a review | |
Schiel et al. | Diffusion and trapping of single particles in pores with combined pressure and dynamic voltage | |
Kim et al. | Fabrication of a novel nanofluidic device featuring ZnO nanochannels | |
Uehara et al. | Electrokinetic flow dynamics of weakly aggregated λDNA confined in nanochannels | |
Esmek et al. | Pillar-structured 3D inlets fabricated by dose-modulated e-beam lithography and nanoimprinting for DNA analysis in passive, clogging-free, nanofluidic devices | |
Nhu et al. | A protein preconcentration platform utilizing dual gate structure and ion-selective membrane | |
Gan et al. | Insulator-Based Dielectrophoretic Manipulation of DNA in a Microfluidic Device | |
Hampson | 3D printed microfluidic devices for particle and cell analysis | |
Han | Nanofluidics | |
Parikesit | Nanofluidic electrokinetics | |
Yamamoto | Single molecular level analysis and processing in nanochannels | |
Ge et al. | Electrokinetic Focusing of Colloidal Particles by Joule Heating Induced Temperature Gradient in a Convergent-Divergent Microfluidic Structure |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191225 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20191225 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20200312 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200317 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200604 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200630 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20200708 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200812 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6750084 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |