KR100852297B1 - 분석물 주입 시스템 - Google Patents

분석물 주입 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR100852297B1
KR100852297B1 KR1020067004622A KR20067004622A KR100852297B1 KR 100852297 B1 KR100852297 B1 KR 100852297B1 KR 1020067004622 A KR1020067004622 A KR 1020067004622A KR 20067004622 A KR20067004622 A KR 20067004622A KR 100852297 B1 KR100852297 B1 KR 100852297B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
channel portion
analyte
channel
injecting
electrolyte
Prior art date
Application number
KR1020067004622A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060088536A (ko
Inventor
찰스 박
페르세포니 케차지아
마이클 스페이드
모르텐 젠센
이리나 지. 카자코바
조쉬 몰호
Original Assignee
칼리퍼 라이프 사이언시즈, 인크.
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 칼리퍼 라이프 사이언시즈, 인크. filed Critical 칼리퍼 라이프 사이언시즈, 인크.
Publication of KR20060088536A publication Critical patent/KR20060088536A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100852297B1 publication Critical patent/KR100852297B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B01L3/502753—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 bulk separation arrangements on lab-on-a-chip devices, e.g. for filtration or centrifugation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416—Systems
    • G01N27/447—Systems using electrophoresis
    • 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
    • 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
    • B01L3/502746—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 means for controlling flow resistance, e.g. flow controllers, baffles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416—Systems
    • G01N27/447—Systems using electrophoresis
    • G01N27/44704—Details; Accessories
    • G01N27/44743—Introducing samples
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416—Systems
    • G01N27/447—Systems using electrophoresis
    • G01N27/44756—Apparatus specially adapted therefor
    • G01N27/44773—Multi-stage electrophoresis, e.g. two-dimensional electrophoresis
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416—Systems
    • G01N27/447—Systems using electrophoresis
    • G01N27/44756—Apparatus specially adapted therefor
    • G01N27/44791—Microapparatus
    • 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
    • B01L2200/0673—Handling of plugs of fluid surrounded by immiscible fluid
    • 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
    • B01L2200/16—Reagents, handling or storing thereof
    • 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
    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0816—Cards, e.g. flat sample carriers usually with flow in two horizontal directions
    • 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
    • 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
    • B01L2400/08—Regulating or influencing the flow resistance
    • B01L2400/084—Passive control of flow resistance
    • 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
    • B01L3/502715—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 interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces

Abstract

본 발명은 분석물을 분리 및 검출을 위한 분리 채널로 주입하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 샘플은, 검출된 전압 작동에 의해 주입되기 전에, 사전조정되고 등속전기영동(ITP)에 의해 농축될 수 있다. 기타 샘플 성분으로부터 분석물의 분리는 경사진 채널 ITP를 사용하여 개선될 수 있다.

Description

분석물 주입 시스템{ANALYTE INJECTION SYSTEM}
본 발명은 분석 전기영동 시스템 및 방법 분야에 관한 것이다. 본 발명은 고분리능 및 고감도 등속전기영동(ITP) 및 모세관 전기영동(CE) 분석을 포함할 수 있다.
전기영동은 일반적으로 전기장에서 하전된 분자를 이동시키는 것이다. 전기영동을 기초로 한 분석 방법은 이의 용도가 광범위하고 특히 단백질 및 핵산 분석 분야에 사용될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 목적하는 하전된 분석물 분자를 갖는 샘플은 크기 배제 매질, 이온 교환 매질 또는 pH 기울기를 갖는 매질과 같은 선택적 매질에 주입될 수 있고 여기에서, 이들은 기타 샘플 분자와는 상이하게 이동하여 큰 차이로 분리될 수 있다. 분리된 분자는 동정 및 정량을 위해 검출될 수 있다.
모세관 및 미세유체 규모 전기영동 분리는 특히, 저용량의 샘플 또는 고처리량을 필요로 하는 분석에 애용되고 있다. 예를 들어, 플라스틱 또는 유리 기질의 칩은 마이크로 규모의 로딩 채널, 분리 채널 및 검출 채널로 제작될 수 있다. 샘플은 미세웰 플레이트로부터 로봇 조작된 샘플 수집기 튜브를 통해 로딩 채널로 이동될 수 있다. 전위차는, 분리 채널에서 선택적 매질을 통해 샘플 성분들의 이동을 유도하여 성분들이 분리 채널로부터 검출 채널로 용출됨으로서 연속으로 검출될 수 있도록 한다. 분석 시스템의 마이크로 규모의 치수는 마이크로 규모 또는 나노규모의 샘플 용적을 사용하여 신속하게 분석될 수 있도록 한다.
모세관 전기영동(CE) 방법의 분리능 및 감도를 증진시키기 위한 한 방법은 CE 분리전에 등속전기영동을 사용하여 샘플을 예비 분리하고 예비 농축시키는 것이다. ITP에서, 샘플은 전기영동 이동성이 샘플 보다 큰 선행 전해질(LE) 및 전기영동 이동성이 샘플 보다 적은 후행 전해질(TE) 사이의 채널로 로딩된다. 전기장의 영향하에, 목적하는 분석물은 샘플 덩어리를 통해 이동하여 LE 및/또는 TE 용액 접지면에 축적될 수 있다. 이러한 방식으로, 목적하는 분석물은 샘플의 다른 특정 성분으로부터 분리되어 보다 검출가능한 수준으로 농축될 수 있다. 따라서 샘플은 농축되고 탈염되어 추가의 모세관 전기영동 분리를 위해 개선된 주입 물질로서 제공되어 고분리능으로 고도로 민감하게 검출될 수 있다. 예를 들어, 문헌[참조: Tandem Isotachophoresis-Zone Electrophoresis via Base-Mediated Destacking for Increased Detection Sensitivity in Microfluidic Systems", by Vreeland, et al. , Anal. Chem. (2003) ASAP Article]에서는, ITP에 의해 농축된 샘플이 추가로 모세관 영역 전기영동(CZE)에 의해 분리되고 검출된다. 문헌[Vreeland]에서는 샘플을 TE와 LE 사이의 ITP에 주입하였고 이의 전기영동 이동은 트리스 완충액에 의해 조절된다. 분석물의 ITP 농축이 진행되면서 하이드록실 이온(-OH)이 분리 채널의 음극 말단에서 가수분해에 의해 생성된다. 분리 채널을 통한 하이드록실 이온의 이동은 결국 트리스 완충액을 중화시켜 LE와 TE 용액간의 이동성 차이를 제거한다. 트리스의 중화는 ITP 분리 매질을 CZE 분리 매질로 전환시킨다. 분석물은, 효과적 인 샘플 용적 감소와 ITP 분석 단계로부터 비롯된 분석물의 농축으로 인해 동일한 샘플에 대한 표준 CZE 보다 보다 높은 감도 및 분리능으로 분리될 수 있다. 브리랜드(Vreeland) 방법은 양립가능한 샘플의 ITP를 기초로 하는 pH로 제한되고 중화 단계로 인해 시간 소모적일 수 있으며 완충액 제제 또는 하이드록실 이온 생성의 다양성 때문에 일관성이 없을 수 있다.
CE와 ITP를 조합한 또 다른 구도에서, 목적하는 분석물은, 분석물의 모세관 전기영동 분리용 분리 채널로 전환시키기 전에 이들이 CE 분리 채널과의 접목부분에 도달할때까지 ITP 방식으로 이동한다. 예를 들어, 문헌[참조: "Sample Pre-concentration by Isotachophoresis in Microfluidic Devices", by Wainright, et al., Chromat. A979 (2002), pp. 69-80]에서는, 샘플이 CE 채널 접목 부분에 도달할 때까지 ITP 채널에서 예비 농축된다. 접목 부분에 초점화된 공초점 렌즈를 통해 광이 입사하는 광증폭기 관(PMT)에 의해 접목 부분이 미시적으로 모니터된다. 접목 부분으로 입수되는 분석물은 예를 들어, 형광 또는 광 흡수 및 분석물을 CE 채널로 주입하기 위해 수동적으로 전환된 전기장에 의해 검출될 수 있다. 그러나, 내재된 문제점은 수동적 전환이 일관성이 없고 몇몇 분석물은 PMT를 사용해서는 검출될 수 없으며 마이크로 규모에서 PMT 검출은 성가시고 고비용일 수 있다는 것이다.
이러한 관점에서, 모세관 및 마이크로 규모 전기영동 방법의 감도, 일관성 및 분리능을 증가시킬 필요가 있다. 자동적으로 일관되게 전기영동 방식을 전환시킬 수 있는 시스템을 갖는 것이 바람직할 것이다. 본 발명은 당해 특징 및 하기의 검토시 명백해질 또 다른 특징을 제공한다.
발명의 요약
본 발명은 예를 들어, 시동 전압 작동을 기초로 분석물을 일정하게 분리 매질로 주입하는 시스템 및 방법을 제공한다. 분석물은 전압 작동이 채널에서 검출되는 경우, 등속전기영동(ITP) 축적에 이어서 축적된 분석물을 분리 채널 부분으로 주입하여 채널에서 예비조건화되고 농축될 수 있다.
본 발명의 방법은 고감도, 고속 및 고분리능과 함께 고도로 재현가능한 분석 결과를 제공할 수 있다. 당해 방법은 예를 들어, 하나 이상의 분석물을 축적 채널 부분에 축적시키므로써 분석물을 주입하는 단계, 채널내 전위차를 검출하는 단계 및 선택된 전압 작동이 검출되는 경우 분리 채널 부분을 따라 전기장 또는 압력차이를 인가하여 축적된 분석물을 분리 채널 부분으로 주입하는 단계를 포함한다. 채널은 마이크로 규모의 채널일 수 있고 예를 들어, 접목되거나 공통적인 채널을 가져 로딩 채널 부분, 축적 채널 부분 및/또는 분리 채널 부분을 구성하는 마이크로 규모의 채널일 수 있다.
분석물은 축적 채널 부분에서 축적될 수 있고 여기서, 목적하는 분석물은, ITP 동안에 농축된 밴드로 분석물을 집중시키도록 선택된 완충액사이에 샌드위치될 수 있다. 전형적인 주입 분석물은, 예를 들어, 단백질, 핵산, 탄수화물, 당단백질, 이온 등을 포함한다. 축적 채널 부분은 후행 전해질 및/또는 선행 전해질을 가질 수 있고 이들의 이동성은 상이하다. 예를 들어, 선행 전해질은 전기장의 영향하에 후행 전해질 또는 목적하는 분석물 보다 신속한 이동성을 가질 수 있다. 많은 구체예에서, 후행 전해질 및 선행 전해질은 pH, 점도, 전도도, 크기 배제, 이온 강도, 이온 조성, 온도 및/또는 전해질의 상대적 이동에 영향을 줄 수 있는 그 외의 인자가 상이할 수 있다. 후행 전해질은 분석물 보다 이동성이 적도록 조정하여 분석물이 ITP 동안에 후행 접목부분에서 축적될 수 있도록 할 수 있다. 임의로, 선행 전해질은 하나 이상의 분석물보다 이동성이 신속하도록 조정하여 이들이 ITP 분리 동안에 선행 접목부분에서 축적되도록 할 수 있다. 후행 및 선행 전해질의 이동 속도를 좁은 범위에서 조정함에 의해, 분석물은 선행 및 후행 전해질 사이에 집중될 수 있는 반면 목적하지 않은 샘플 성분들은 축적 채널 부분의 기타 영역으로 이동한다. 즉, 후행 전해질은 목적하지 않은 하나 이상의 샘플 성분보다 이동성이 크도록 조정될 수 있거나 선행 전해질은 목적하지 않은 하나 이상의 샘플 보다 이동성이 적도록 조정되어 이들이 전해질 사이에 목적하는 분석물과 함께 집중되지 않도록 할 수 있다.
분석물 주입 방법의 채널이 별도의 축적 및 분리 채널 부분을 포함하는 경우, 축적 채널의 분리 채널 부분으로의 전환은 예를 들어, 축적된 분석물이 축적 및 분리 채널 부분의 접목 부분으로 입수하는 경우, 전기장을 축적 채널 부분에서 분리 채널 부분으로 전환시켜 수행될 수 있다. 예를 들어, 전기장을 분리 채널 부분으로 주입하는 단계는, 전류가 축적 채널 부분에서 흐르게 하면서 분리 채널 부분에 전류가 없는 상태에서 축적 채널 부분의 전류를 차단하면서 분리 채널내 전류로 전환시키는 단계를 포함할 수 있다. 채널 부분에서의 전류 차단(실질적으로 무전류)은 플로트 전압을 인가하여 채널 부분내에 전류 흐름을 방해하거나 단순히 채 널 부분에 고저항성을 부여하여(예를 들어, 채널 부분으로부터 어떠한 상당한 전류 출구가 없도록 하여) 수행될 수 있다. 임의로, 전환은 분리 채널 부분을 거쳐 상이한 압력을 인가하여 수행될 수 있다.
주입 방법에서 분리 채널 부분은 다른 분석물 또는 샘플 성분으로부터 분석물을 분리할 수 있다. 당해 분리에 의해 목적하는 분석물을 동정하고 정량할 수 있다. 분리 채널 부분은 선택적 조건 또는 분리 매질을 가져 분석물과 샘플 조성의 이동에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 분리 채널은 pH 농도 구배, 크기 선택적 매질, 이온 교관 매질, 점도 증진 매질, 소수성 매질 등을 함유할 수 있다.
분리 채널 부분에서 분리된 분석물은 동정 및/또는 정량을 위해 검출될 수 있다. 검출기는 분리 채널 부분에서 분석물을 모니터하거나 이들이 분리 채널 부분에서 용출함으로서 분석물을 검출하는데 집중될 수 있다. 분석물을 검출하는 단계는 예를 들어, 전도성, 형광, 광흡수, 굴절 지수 등과 같은 분석물과 연관된 인자를 모니터함으로써 수행될 수 있다.
샘플 용액은 예를 들어, 적당한 감도 및 속도를 제공하기 위해, 다양한 기술에 의해 당해 방법의 채널로 로딩될 수 있다. 예를 들어, 로딩 채널이 목적하는 검출을 위해 충분한 샘플을 유지하지 못하는 경우, 다수의 샘플이 연속적으로 로딩되고 축적될 수 있고 이어서 다수의 축적물이 합쳐져서 작은 용적에서 증진된 농도의 분석물을 제공할 수 있다. 2개 이상의 분석물의 축적은 예를 들어, 제 1 샘플을 로딩 채널에 로딩하는 단계, 샘플에 대해 전기장을 인가함으로써 샘플을 축적시키는 단계, 제 2 샘플을 로딩 채널에 로딩하는 단계 및 축적된 샘플 및 제 2 샘플에 대해 전기장을 인가하여 제 2 샘플을 축적시키고 2개의 축적된 샘플이 후행과 선행 샘플 사이에 함께 모이도록 하는 단계에 의해 진행될 수 있다. 다수의 축적 기술은 축적된 제 1 샘플이 로딩 채널을 향해 흐르도록 하여 제 2 샘플을 로딩하기 전에 과량의 전해질 및 고갈된 샘플 용액을 제거함으로써 축적될 수 있다. 샘플 분석물을 농축시키는 또 다른 방법은 예를 들어, 축적 채널 부분의 단면적 보다 큰 단면적을 포함하는 로딩 채널내 분석물 샘플을 로딩하여 대형 샘플 용적 기원의 분석물이 후행 또는 선행 전해질 접목부분에서 축적되는 만큼의 원거리까지 이동하지 못하도록 하여 수행될 수 있다.
후행 전해질과 선행 전해질에 근접한 이동 속도를 갖는 스페이서 전해질은 샘플 및/또는 축적된 샘플 사이에 로딩하여 샘플을 목적하는 2개 이상의 분석물로 분리할 수 있다. 한 구체예에서, 축적은 후행 전해질보다는 크고 선행 전해질보다는 적은 이동속도를 갖는 하나 이상의 스페이서를 2개 이상의 분석물 샘플 부분 사이에 로딩함을 포함한다. 또 다른 구체예에서, 2개 이상의 분석물 샘플 부분의 하나 이상은 이전에 축적된 샘플 분석물이고 스페이서 전해질은 다중 축적 로딩 과정 동안에 삽입된다. 스페이서 전해질을 조정하여 2개 이상의 분석물의 이동 사이의 이동력을 제공함으로써 ITP에서 분석물을 분리할 수 있다. 당해 스페이서 전해질 조정은 적당한 전해질 pH, 스페이서 전해질 성분, 스페이서 전해질 점도, 스페이서 전해질 전도도 등을 선별함으로써 수행될 수 있다.
몇몇 주입 방법에서, 전해질은 종합적으로 제형화되어 주입용 분석물의 ITP 분리를 제공할 수 있다. 예를 들어, 분석물의 pK가 예를 들어, 실험 또는 계산으 로부터 측정된 경우, 선행 및 후행 전해질을 pK를 포괄하는 pH 값으로 조정하여 선행 분석물로 침투하는 분석물이 적게 하전되도록 하여 적게 이동시키고/시키거나 후행 전해질로 침투하는 분석물이 보다 크게 하전되도록 하여 보다 크게 이동할 수 있도록 할 수 있다. 이러한 조정은 축적된 분석물의 주입 전에 ITP의 선택성 및 농축을 증진시킬 수 있다.
축적된 분석물의 분리 채널 부분으로의 주입은 선택된 전압 작동의 검출에 의해 유발될 수 있다. 전압은 채널내 다양한 위치에서 모니터될 수 있고 정확하게 바람직한 주입 시점을 지적하는 전압 작동이 측정될 수 있다. 예를 들어, 전압 작동의 검출은 분리 채널 부분에서 제로 전류 흐름(또는 기타 정의된 전류 흐름) 조건을 유지하는데 필요한 플로트 전압을 모니터링하는 단계를 포함할 수 있다. 분리 개시를 유발하기 위해 사용되는 전형적인 전압 작동은 예를 들어, 전압 피크, 전압 골, 설정된 전압, 상대 전압 또는 전압 변화율(예를 들어, 전압 프로필의 정상부에서 관찰되는 제로 기울기)을 포함할 수 있다. 축적된 분석물을ITP에서 분리 채널 부분으로 주입하기 위한 전환은 전압 작동이 검출되는 경우 채널 부분을 따라 상이한 전기장 또는 압력의 자동 인가할 수 있다.
분석물을 주입하기 위한 발명의 시스템은 신뢰할 수 있고 일관되고 민감한 분석을 위해 축적된 분석물의 자동 주입을 제공할 수 있다. 분석물 주입 시스템은 예를 들어, 채널내 분석물 축적, 채널과 전기적으로 접촉되어 있고, 제어기가 채널의 분리 부분에서 전류의 흐름을 개시할 수 있도록 조정기와 교신하는 전압 검출기 또는 선택된 전압 작동이 전압 검출기에 의해 검출되는 경우 채널 부분을 따라 차 등적인 압력을 포함할 수 있다. 전형적으로 채널은 로딩 채널 부분, 축적 채널 부분 및 분리 채널 부분을 갖는 마이크로 규모의 채널이다.
시스템내 축적 채널 부분은 일반적으로 후행 전해질(TE) 및/또는 선행 전해질(LE)과 함께 등속전기영동 과정을 위한 형태를 취하고 있다. 전해질은 상이하게 조정가능한 이동성을 가질 수 있다. 예를 들어, 전해질은 상이한 pH 값, 점도, 전도도, 크기 배제 컷오프, 이온 강도, 이온 조성 또는 온도를 가질 수 있다. 채널내 축적을 위한 분석물은 단백질, 핵산, 탄수화물, 당단백질, 유도체화된 분자, 이온 및 기타등과 같은 분자를 포함할 수 있다. 전해질을 조정하여 목적하는 분석물을 선택적으로 축적시키는 반면 다른 샘플 성분들을 배척할 수 있다. 예를 들어, 후행 전해질은 목적하는 분석물의 이동성 보다는 적은 이동성 및 목적하지 않은 샘플 성분의 이동성 보다는 큰 이동성을 갖도록 제형화하여 분석물이 TE 전방에 축적되는 반면 성분이 TE를 통해 제거되도록 할 수 있다. LE는 목적하는 분석물의 이동성 보다 큰 이동성을 갖고 목적하지 않은 샘플 성분의 이동성보다는 적은 이동성을 갖도록 제형화하여 분석물이 LE 접목부분에서 축적되는 반면 성분이 LE 접목부분 전방에서 제거되도록 할 수 있다.
시스템의 분리 채널 부분은 조건 또는 선택 매질을 함유하여 축적 칼럼에 축적된 분석물 및 성분들을 분리할 수 있다. 예를 들어, 분리 칼럼은 pH 기울기, 크기 선택 매질, 이온 교환 매질, 소수성 매질, 점도 증진 매질등을 포함할 수 있다.
제어기는 전압 검출기로부터의 결과를 수용하여 선택된 전압 작동이 검출되는 경우 주입을 개시할 수 있다. 제어기는 예를 들어, 논리학적 장치 또는 시스템 작동기일 수 있다. 몇몇 구체예에서, 주입은 축적 채널 ITP 전기장 조건으로부터, 축적된 분석물을 분리 채널 부분으로 삽입시키는데 요구되는 구동력으로 전환시켜 작동될 수 있다. 예를 들어, 주입은 ITP 전류 흐름에서 전압 작동이 검출되는 경우 축적 채널 부분에서 실질적으로 전류를 제거하는 것으로의 전환일 수 있고 전기장 또는 압력은 분리 채널 부분에서 개시된다.
시스템의 채널 부분은 축적 채널 부분과의 유체 접촉에서 로딩 채널 부분을 포함할 수 있다. 다양한 로딩 방법을 사용하여 특정 분석 요구를 충족시킬 수 있다. 한 구체예에서, 로딩 채널 부분은 축적 채널 부분 단면적 보다 큰 단면적을 가져 대형 용적의 샘플 분석물이 보다 단축된 시간내에 축적 채널 부분에서 축적될 수 있는데, 즉 평균 분석물 분자는 동일 용적의 긴 로딩 채널 부분 보다 큰 단면적의 로딩 채널 부분에서 보다 단축된 이동 거리를 갖는다. 로딩의 또 다른 측면에서, 제 1 축적된 분석물 샘플은 분석물 농도 및 분석 감도를 증가시키기 위해 다중 축적 방법에서 제 2 샘플을 로딩하기 전에, 로딩 채널 부분을 향해 인출될 수 있다. '인출(pull back)'은 예를 들어, 축적 채널 부분에 차등 압력을 제공하여 제 1 축적된 샘플이 로딩 채닐 부분을 향해 역류하도록 하여 성취될 수 있다. 로딩 채널 부분은 예를 들어, 미세유체 칩상의 웰로부터, 또는 마이크로어레이로부터 제어기 관(씨퍼(sipper))을 통해 샘플을 수용하는 것과 같은 유체 취급 시스템에 의해 충전될 수 있다.
스페이서 전해질은 예를 들어, 목적하는 2개 이상의 분석물 사이에서 분리를 증진시키기 위한 시스템내에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 2개 이상의 분석물의 이동성 사이의 이동성을 갖는 스페이서 전해질은 축적 채널 부분에서 분석물을 함유하는 샘플 부분 사이에 도입될 수 있다. 스페이서 전해질 보다 느린 분석물은 스페이서 뒤에 분배될 수 있고 보다 빠른 분석물은 스페이서 전방에 분배될 수 있다. 또 다른 구체예에서, 샘플 분석물은 예를 들어, ITp내 일시적이거 안정한 상태의 조건 영향하에 분리 분석물 영역으로 분배하기 위해 스페이서 전해질과 배합될 수 있다.
당해 발명의 시스템은 제어기와 교신하는 전압 검출기를 갖고 있어 채널내 전압 작동을 검출하고 이에 응답할 수 있다. 전압 검출기는 채널 부분에 2개 이상의 전기적 접촉사이의 전압 또는 채널내 임의의 위치에서 접촉 지점 사이의 전압 및 기본과 같은 표준 전압을 검출할 수 있다. 시스템의 몇몇 구체예에서, 전압 검출기는 축적을 진행시키면서 분리 채널 부분에서의 전압을 모니터한다. 축적 동안에 분리 채널 부분의 전압은, 예를 들어, 어떠한 실질적인 전류가 분리 채널 부분에서 흐르지 않는 경우, 예를 들어, 플로트 전압이 플로트 전압 조절기에 의해 분리 채널 부분으로 인가되는 경우, 채널 부분의 한 쪽 말단으로부터 전기적 출구가 없는 경우 또는 채널 부분이 오프 위치에서 조절 스위치를 갖는 경우, 축적 채널 부분과의 교차지점에서 또는 분리 채널 부분을 따라 임의의 지점에서 모니터될 수 있다.
제어기는 축적된 분석물을 분리 채널 부분으로 주입하기 위한 선택된 전압 작동의 검출에 있어서, 자동적으로 당해 시스템을 축적 모드에서 분리 모드로 전환시킬 수 있다. 전압 작동은 예를 들어, 전압 피크, 선택된 전압, 전압 골, 상대 전압, 전압 변화율등일 수 있다. 자동적 전환은 예를 들어, 채널 부분에서 전류의 흐름, 채널 부분에서 상대 전압의 변화 또는 분리 채널 부분에서 축적된 분석물을 이동시키는 채널 부분에 차등적 압력의 인가일 수 있다.
분리 채널 부분내에서 분리되는 분석물은 목적하는 분석물을 동정하고/하거나 정량하기 위한 시스템의 분석물 검출기에 의해 검출될 수 있다. 분석물 검출기는 분리 채널 부분에서 분석물 또는 분리 채널 부분으로부터 용출하는 분석물을 모니터하기 위한 형태를 취할 수 있다. 분석물 검출기는 형광측정기, 분광측정기, 굴절측정기, 전도도 측정기등을 포함할 수 있다.
본 발명의 시스템은 미세유체 주입에 매우 적합하다. 예를 들어, 로딩 채널 부분, 축적 채널 부분, 분리 채널 부분, 검출 부분등은 미세유체 칩에 도입될 수 있다. 미세유체 장치의 마이크로 규모의 크기는 발명의 많은 시스템과 호환적일 수 있다. 당업계에 공지된 미세유체 시스템은 본 발명의 시스템을 수행하는데 유용한 전압, 압력, 유체 취급, 교신 및 검출기를 제공할 수 있다.
도 1A 내지 도 1C는 등속전기영동 시스템을 도시하는 다이아그램이다.
도 2A 및 2B는 선행 전해질과의 접목부분에서 분석물을 농축시키는 일시적 ITP를 도시하는 다이아그램이다.
도 3A 내지 3C는 목적하는 분석물의 일시적 ITP 분리 및 분석물의 안정한 상태의 ITP 병렬을 도시하는 다이아그램이다.
도 4A 내지 4C는 ITP 동안에 샘플 성분의 선택적 제거를 도시하는 다이아그램이다.
도 5A 내지 5C는 대표적인 샘플 용액 로딩 기술을 도시하는 다이아그램이다.
도 6A 내지 6E는 다중 로드의 샘플 분석물을 축적시키는 기술을 묘사하는 연속 도시적 다이아그램이다.
도 7A 내지 7C는 축적 채널 부분의 단면적 보다 큰 단면적을 갖는 로딩 채널 부분을 사용한 증진된 샘플 용액 용적 로딩을 나타내는 도식적 다이아그램이다.
도 8A 내지 8D는 축적 채널 부분내 접촉 지점에서 전압 작동 검출을 도시하는 다이아그램이다.
도 9A 내지 9D는 경사진 채널을 통해 흐름에 의해 유발되는 분석물 밴드의 경사를 도시하는 다이아그램이다.
도 10A 내지 10E는 목적하는 분석물 밴드가 모여져 있는 동안에 경사진 채널 ITP에서의 샘플 성분 경사 및 분배를 도시하는 다이아그램이다.
도 11A 내지 11C는 축적된 분석물을 분리 채널 부분으로 주입하는 도식적 다이아그램이다.
도 12A 및 12B는 샘플 용액을 로딩 채널 부분으로 공급하는 수집기 튜브를 갖는 미세유체 칩을 도시하는 다이아그램이다.
도 13A 및 13B는 축적 채널 부분이 분리 채널 부분과 공동 채널을 공유하는분석물 주입 시스템을 도시하는 다이아그램이다.
도 14A 내지 14C는 나선형 및 S자형의 경사진 채널이 도입된 분석물 주입 시스템을 도시하는 다이아그램이다.
도 15A 내지 15C는 회전을 통한 내부 이동 거리에 대한 외부 이동 거리의 비율이 증가된 경사진 채널을 도시하는 다이아그램이다.
도 16A 내지 16C는 채널의 한 측면에 대한 것 보다 다른 측면상의 이동 표면 거리를 크게 하여 제공된 경사진 채널을 도시하는 다이아그램이다.
본원 또는 이하의 명세서 나머지 부분에서 달리 언급되지 않는 경우, 본원에 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 기술자가 공통적으로 이해하는 의미를 갖는다.
본 발명을 상세하게 기술하기 전에, 본 발명은 특정 방법 또는 시스템에 제한되지 않고 다양할 수 있는 것으로 이해되어야만 한다. 또한 본원에 사용되는 용어는 단지 특정 양태를 기술할 목적을 위한 것이지 이를 제한하고자 함이 아닌 것으로 이해되어야만 한다.
본원 명세서 및 첨부된 청구항에 사용되는 바와 같이, 단수 형태("a", "an" 및 "the")는 내용에서 명백하게 달리 언급하지 않는 경우 복수의 대상을 포함한다. 따라서, 예를 들어, 단수의 "성분"에 대한 언급은 2개의 이상이 배합된 성분들을 포함하고 복수의 "분석물"은 하나의 분석물을 포함할 수 있는 것과 같다.
본원에 기재된 것들과 유사하거나 변형되거나 동등한 많은 방법 및 물질이 과도한 실험 없이 본 발명을 수행하는데 사용될 수 있지만 바람직한 물질 및 방법이 본원에 기재되어 있다. 본 발명을 기술하고 청구하는데 있어서, 하기의 용어는 하기에 제공된 정의에 따라 사용된다.
본원에 사용되는 바와 같은 용어 "축적"은 전기장에서, 예를 들어, 등속전기영동 동안에 이동성이 상이한 전해질과의 접목부분에서 하나 이상의 분석물이 축적되는 것을 언급한다. 분석물의 축적은 또한 예를 들어, 일시적(동적인)이거나 안정한 상태의 조건하에 분석 샘플중에 존재하는 이동 변형 성분들에 의해 생성되는 기타 영역에서 발생할 수 있다.
"선택적 등속전기영동"에서, 공지된 이동성을 갖는 목적하는 분석물은 예를 들어, 분석물 및 샘플 성분의 이동성의 중간인 이동성을 갖는 선행 전해질 및/또는 후행 전해질을 제공함으로써, 예를 들어, 목적하지 않은 샘플 성분인 다른 샘플 성분으로부터 분리될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같은 용어 "분석물"은 분석물 검출기에 의해 검출되는 샘플의 성분을 언급한다. 본원에 사용되는 바와 같은 "목적하는 분석물"은 분석에서 검출되고/되거나 정량될 필요가 있는 분석물을 언급한다.
본원에 사용된 바와 같은 용어 "채널"은 본 발명의 방법 및 시스템에서 유체가 흐르고/흐르거나 보유되는 도관을 언급한다. 채널은 예를 들어, 튜브, 칼럼, 모세관, 미세유체 채널 등일 수 있다. 채널은 예를 들어, 별도의 채널 부위에서 채널 부위를 공유하고/하거나 채널의 다른 부분과 교차하는 다양한 채널 부분을 포함할 수 있다. 채널 부분은 일반적으로 예를 들어, 로딩 채널 부분, 축적 채널 부분 및 분리 채널 부분을과 같은 채널의 기능적 부위이다.
본 발명에서, "경사진 채널"은 채널에서 샘플 성분들을 경사지게 하는 채널 부분일 수 있다. 예를 들어, 경사진 채널의 내부 표면 형태는 경사진 채널을 통과하는 동안 채널 축에 상대적으로 기울어진 배향상에 밴드 또는 피크가 나타나도록 할 수 있다.
본원에 사용된 바와 같은 용어 "이동성"은 채널내 전기장의 영향하에 용액내에서 분석물 또는 전해질과 같은 하전된 분자에 대한 이동 속도를 언급한다.
본원에 사용된 바와 같은 용어 "플로트 전압"은 당해 채널 부분을 통한 전류의 흐름을 차단하거나 당해 부분내에 당해 부분내에 목적하는 일정한 전류를 확립하는데 요구되는 전압을 언급한다.
본원에 사용된 바와 같은 "마이크로 규모"는 약 1000㎛ 내지 약 0.1㎛ 범위의 크기를 언급한다.
본 발명은 분석물을 분리 채널로 주입하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 샘플 분석물의 축적은 분석 감도 및 분리능이 개선된 전기영동 분리를 위한 보다 작은 용적에서 보다 고농도의 분석물을 제공할 수 있다.
감도 및 분리는 많은 경우에, 분석물을 주입 전에 경사진 채널에서 축적하여 개선될 수 있다. 전압 작동의 검출에 의해 유발되는 자동화된 주입 시간 조절은 분석 수행 사이의 결과에 대한 일관성을 개선시킬 수 있다.
본 발명의 방법 및 시스템은 고수준의 감도 및 분리능으로 분석물을 분리하고, 동정하고/하거나 정량하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 분석물은 예를 들어, 단백질, 핵산, 탄수화물, 당단백질, 이온, 유도체화된 분자등과 같은 하전된 분자일 수 있다.
분석물 주입 방법
본 발명의 방법은 감도있고 반복가능하며 고분리능의 분석을 위해 축적된 분석물을 분리 채널로 주입하기 위한 정확한 시간 조절을 제공할 수 있다. 발명의 방법은 일반적으로, 예를 들어, 축적 채널 부분에서 등속전기영동(ITP)전에 샘플을 로딩 채널 부분으로 로딩하는 단계, 축적된 샘플 분석물이 주입을 위한 위치에 있음을 지적하는 전압 작동을 검출하는 단계, 축적된 샘플 분석물을 분리 채널 부분에 주입하기 위해 전기장 또는 차등적인 압력을 인가하는 단계 및 목적하는 분리된 분석물을 검출하는 단계를 포함한다. ITP는 경사진 채널을 통한 분석물의 이동을 포함할 수 있다. 검출 시그날은 분석물의 존재 또는 양을 측정하기 위해 평가될 수 있다.
목적하는 분석물의 축적
목적하는 분석물은 등속전기영동(ITP)에 의해 본래의 분석물 샘플 보다 적은 용적으로 축적될 수 있다. 예를 들어, 샘플 덩어리가 채널에서 2개의 상이한 완충액 사이에 로딩될 수 있고 전류에 노출되어 이동성을 감소시키는 순서로 이동하는 안정한 상태의 용질 영역을 생성시킨다. 안정한 상태에서, 당해 영역은 선행 전해질과 같은 동일한 농축법을 사용할 수 있고 동일한 속도로 채널을 따라 이동한다. 또한, 샘플 덩어리는 전해질과 인접하게 로딩되고 예를 들어, ITP 전해질간에 안정한 상태의 평형에 도달함이 없이 주입을 위한 접목부분에서 동적인(일시적인) 조건하에 축적된다.
축적은 예를 들어, 샘플이 후행 전해질과 선행 전해질의 채널 영역 사이에 로딩되는 미세유체 칩의 채널에서 수행될 수 있다. 도 1A에 도시된 바와 같이, 분석물 샘플(10)은 진공 웰(12)과 샘플 웰(13) 사이의 차등 압력에 의해 로딩 채널 부분(11)으로 로딩될 수 있다. 전기장이 축적 채널 부분(14)에 주입되는 경우, 전류는 도 1B에 나타낸 바와 같이 높은 이동성(예를 들어, 하전 대 질량의 높은 비율)의 선행 전해질(15), 중간 이동성의 분석물(16) 및 낮은 이동성의 후행 전해질 (17)에 의해 운반된다. ITP가 진행함으로써, 분석물(16)의 용적이 하전된 전해질(16)의 농도가 선행 전해질(15)의 농도와 동일한 지점으로 감소되는 안정한 상태가 확립될 수 있다. 안정한 상태에서, 축적된 분석물 용액은 도 1C에 보여지는 바와 같이 선행 및 후행 전해질과 동일한 속도로 축적 채널 부분(14)을 따라 이동하고 전해질 및 하전된 분석물은 축적 채널 부분에서 단위 용적당 동일한 양의 전류를 운반한다. 분석물 및 전해질의 하전 밀도 및 일시적 차등 이동 속도와 같은 인자는 ITP 동안에 분석물 및 전해질을 영역으로 집중시키는 경향이 있다. 본 발명의 축적 채널 부분은 폭 또는 깊이의 범위가 약 1000㎛ 내지 약 0.1㎛이거나 약 100㎛ 내지 약 1㎛ 또는 약 10㎛인 크기를 갖는 마이크로 규모의 채널을 포함하는 임의의 크기일 수 있다.
축적은 또한 일시적 상태에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 2A에 나타낸 바와 같이, 처음에 희석되고 분산된 분석물 분자(20)는 도 2B에 나타낸 바와 같이 선행 전해질 접목부분(21)에서 축적할 수 있다. 당해 접목부분에서 전행질의 농축은 안정한 상태의 균일한 분석물 및 전해질 운반 농축의 확립전에 수행할 수 있다. 임의적으로, 분석물은 후행 전해질 접목부분(22)에서 ITP에서 전기장을 처음 인가하는 동안에 일시적 상태에서 축적할 수 있다. 또 다른 구체예 또는 일시적 ITP에서, 분석물은 ITP 전해질의 접목부분과는 다른 영역에서 농축될 수 있다.
목적하는 다수의 분석물은 전해질 접목부분의 하나 또는 둘 모두에서 안정한 상태 또는 일시적 상태로 축적할 수 있다. 예를 들어, 도 3A 내지 3C에 나타낸 바와 같이, 목적하는 제 1 분석물(31)과 목적하는 제 2 분석물(32)을 갖는 샘플 용액(30)을 후행 전해질 용액(33)과 선행 전해질 용액(34) 사이에 로딩할 수 있다. 제 1 분석물이 제 2 분석물 보다 이동성이 느리지만 후행 전해질보다는 이동성이 신속한 경우, 제 1 분석물은 전기장의 존재하에 후행 전해질과의 접목부분에서 축적할 수 있다. 한편, 도 3B에 나타낸 바와같이 일시적 상태에서, 제 1 분석물 보다 이동성이 어느정도 큰 제 2 분석물은 보다 신속한 이동성의 선행 전해질과 함께 접목부분을 따라 샘플 덩어리의 다른 말단에서 축적할 수 있다. 당해 상황은 당업자에 의해 인지될 수 있는 바와 같이, 제 1 분석물과 제 2 분석물을 하나 이상의 분리 채널 부분으로 별도의 후속적이거나 병행하는 주입을 위한 기회를 제공할 수 있다. 일단 안정한 상태가 도 3C에 나타낸 바와 같이 ITP에서 확립된 경우, 하전된 제 1 및 제 2 분석물은 분리 채널 부분에서 함께 분리를 위한 주입을 위해 좁은 인접한 밴드로 압착될 수 있다.
본 발명의 방법에서, 후행 전해질과 선행 전해질의 이동성을 조정하여 목적하는 분석물을 선택적으로 예비 농축시키면서 목적하지 않은 샘플 성분을 분석물로부터 분리할 수 있다. 예를 들어, 도 4A에 나타낸 바와 같이, 목적하는 분석물(41)을 함유하는 샘플 용액(40), 목적하지 않은 느린 이동성의 샘플 성분(42) 및 목적하지 않은 신속한 이동성 샘플(43)은 후행 전해질(44)과 선행 전해질(45)사이에 로딩될 수 있다. 전기장이 채널로 인가되는 경우, 목적하지 않은 느린 이동성 샘플 성분(42)은 후행 전해질 뒤로 처질 수 있는 반면 목적하지 않은 신속한 이동 샘플(43)은 도 4B에 나타낸 바와 같이 선행 전해질에 앞서 질주할 수 있다. 안정한 상태에 대한 연속 ITP는 예를 들어, 도 4C에 나타낸 바와 같이, 분석물로부터 목적하지 않은 샘플 성분을 추가로 분리할 수 있다. 목적하는 분석물로부터 목적하지 않은 샘플 성분의 제거는 분리 채널 부분에서 분리를 위한 개선된 주입 물질을 제공할 수 있다. 목적하지 않은 샘플 성분을 제거하기 위해 샘플을 ITP로 전처리 한 후, 분리 채널 부분으로 주입된 목적하는 분석물의 분석은 예를 들어, 감소된 배경 노이즈, 보다 낮은 주입 용적으로 인한 보다 높은 분리능, 보다 우수한 기본선에 의한 보다 정확한 정량 및 보다 적은 중복 피크등을 가질 수 있다.
후행 전해질과 선행 전해질을 당업계에 공지된 방법에 따라 전해질 이동성을 조정하여 목적하는 분석물의 고도의 특이적 보유 및 축적을 제공할 수 있는 반면, 목적하지 않은 샘플 성분은 제거된다. 본 방법의 한 구체예에서, 전해질 pH는 목적하는 분석물의 pK를 포괄하도록 선택되어 당해 포괄 범위 외부의 pK를 갖는 목적하지 않은 샘플 성분은 ITP에서 제거될 수 있다. 목적하는 분석물의 pK는 예를 들어, 실험적으로 또는 분석물의 공지된 분자 구조를 기초로 측정할 수 있다. 다른 구체예에서, 목적하는 분석물은 예를 들어, 분석물 보다 느리거나 보다 신속한 이동성을 갖는 것으로 공지된 선택된 후행 및 선행 전해질 조성물 사이에 밀접하게 포괄될 수 있다. 많은 이온 및 완충액은 전해질에서 클로라이드, TAPS, MOPS 및 HEPES와 같은 분석물을 포괄하기 위해 사용될 수 있다. 임의로, 전해질 및/또는 분석물의 이동성은 샘플 용액, 후행 전해질 용액 및/또는 선행 전해질 용액의 점도 또는 크기 특징을 조정함으로써 조절될 수 있다. ITP 용액의 이동성을 조정하기 위한 또 다른 선택에서, 분석물 용액 및/또는 전해질 용액의 이동성은 특히, 일시적 ITP 이동 동안에, 용액의 농도, 이온 강도 또는 전도도를 조정함에 의해 조절될 수 있다. 용액의 온도는 여전히 다른 선택에서 선택하여 분석물, 전해질 또는 ITP 용액의 이동성을 조정할 수 있다.
다양한 샘플 용액 로딩 방법은 본 발명의 방법에서의 분석에 이로울 수 있다. 축적 채널에는 하기에 상세히 기재된 바와 같이 단일 샘플 용액 로드, 다수의 샘플 용액 로드 및 샘플 용액 로드 사이의 스페이서 전해질이 로딩될 수 있다.
단일 샘플 로드는 예를 들어, 도 5A 내지 5C에 보여지는 바와 같이 당업계에 공지된 기술에 따른 샘플 로딩 채널 부분으로 로딩할 수 있다. 샘플 용액(50)은 예를 들어, 전기삼투압 유동(EOF) 또는 차등압력을 사용하여 도 5A에 나타낸 바와 같이, 샘플 웰(52)로부터 로딩 채널 부분을 통해 샘플 용액을 유입하고 폐기 채널(53) 단면을 통해 유출시키고 로딩 채널 부분을 따라 오프셋시키는 로딩 채널 부분(51)에 주입될 수 있다. 또한, 샘플 용액(50)은 도 5B에 나타낸 바와 같이, 샘플 웰(52)과 폐기 웰(54) 사이의 차등 압력 영향하에 로딩 채널 부분(51)으로 확장되도록 로딩할 수 있다. 도 5A 및 5B에서, 어떠한 유동을 갖지 않는 기타 웰에서의 압력을 조정하여 유동이 제로임을 확인해야만 한다. 또 다른 샘플 로딩 방법에서, 폐기 웰(54)에서 상대적 진공은 샘플 용적에 대한 정확하고 일관된 정의를 위해, 도 5C에 나타낸 바와 같이 "핀칭(pinching)" 유동에서 샘플 용액(50), 후행 전해질 및 선행 전해질을 유인할 수 있다.
추가의 샘플 용액의 양은 다수의 축적 기술을 사용하여 ITP를 위해 로딩될 수 있다. 제 1 샘플은 도 6A에 나타낸 바와 같이 로딩 채널 부분(60)으로 로딩될 수 있다. 도 6B에 나타낸 바와 같이 전기장을 축적 채널 부분(61)에 주입하여 도 6B에 나타낸 바와 같이 샘플 분석물(62)을 축적시킬 수 있다. 도 6C에 나타낸 바와 같이 축적된 샘플 분석물(62)은 로딩 채널 부분을 향해 역류될 수 있고 제 2 로드의 샘플 용액(63)을 제 1 축적된 분석물에 인접하게 로딩될 수 있다. 도 6D에 나타낸 바와 같이, 2번째로 전기장을 축적 채널 부분에 주입하여 제 2 샘플 분석물(64)을 축적시킬 수 있다. 실질적으로 후행 완충액으로 구성된 분리 영역(65)은 제 2 축적 동안에 초기에 존재할 수 있지만 전기장에서 후행 전해질이 제 2 축적 분석물에 뒤처짐으로써 소멸할 수 있다. 결국, 도 6E에 나타낸 바와 같이, 제 1 및 제 2 축적된 분석물은 전기장의 영향하에 배합되어 예를 들어, 제 1 축적되는 분석물의 양의 2배인 다중 축적물(66)을 형성할 수 있다. 다중 축적물에서 분석물의 양은 추가의 축적 인출, 샘플 로딩 및 축적에 의해 증가될 수 있다. 임의적으로, 대량의 샘플 용액은 축적 채널 부분의 단면적 보다 큰 단면적을 갖는 로딩 채널 부분으로 로딩될 수 있다. 도 7A에 나타낸 바와 같이, 샘플 용액(70)은 예를 들어, 샘플 웰(72) 및 폐기 웰(73)에 대한 차등 압력을 사용하여 큰 단면적의 로딩 채널 부분(71)으로 로딩될 수 있다. 전기장의 영향하에, 샘플 분석물(74)은 도 7B에 나타낸 바와 같이, 축적 채널 부위 입구 근처에서 농축될 수 있다. 단면적이 증가된 로딩 채널 부분은 유사한 용적의 단면적이 작은 로딩 채널 부위와 비교하여 분석물 이동에 대한 축 거리(75)가 감소함으로 단시간내에 분석물을 농축시킬 수 있다. 도 7C에 나타낸 바와 같이 후행 전해질(76)은 임의로 예를 들어, 차등 압력을 제공하여 로딩 채널 부분을 후행 전해질로 대체함에 의해 후속 ITP용 농축된 샘플 분석물(74)에 인접한 위치로 운반될 수 있다.
본 발명의 방법에서 잇점은 ITP를 위해 분석물 샘플 부분 사이에 스페이서 전해질을 위치시킴으로써 수득될 수 있다. 스페이서 전해질은 후행 전해질과 선행 전해질 사이 중간의 이동성을 가질 수 있다. 스페이서 전해질은 목적하는 2개 이상의 분석물 사이 중간의 이동성을 가질 수 있다. 스페이서 전해질은 예를 들어, 목적하는 다중 분석물 사이에 증진된 분리능을 제공할 수 있다. 한 구체예에서, 스페이서 전해질은 로딩된 샘플 용액에 존재하여 전기장 인가시 분석물 사이에 스페이서 영역을 제공할 수 있다. 또 다른 구체예에서, 스페이서 전해질은 다수의 축적 사이클 사이에 로딩될 수 있다. 예를 들어, 다수의 축적은 상기된 바와 같이 진행할 수 있지만 스페이서 전해질은 초기 축적물의 왼편에 존재하고 하나 이상의 로딩된 샘플 용액 부분중에 존재하며 또는 스페이서 전해질을 로딩 샘플 용액 부분의 사이클 사이에 스페이서 전해질을 로딩함에 의해 진행될 수 있다. 스페이서 전해질은 목적하는 분석물 사이에 스페이서 이동을 조정하여 후행 및 선행 전해질 이동성을 조정하기 위해 상기된 바와 같이 조정될 수 있다.
전압 작동의 검출
예를 들어, 축적 채널 부분에서 용액, 분석물 및/또는 전해질의 이동과 연관된 전압 작동의 검출은 예를 들어, 분리 채널 부분으로의 축적된 분석물의 주입 개시를 위한 일관된 시그날을 제공할 수 있다. ITP 동안에, 축적 채널 부분에 대한 전위차 또는 축적 채널 부분의 임의의 지점에서 측정 가능한 전압은 시간에 따라 다양할 수 있다. 하나의 ITP 수행에서 다음의 ITP 수행까지 수행간에 일관되고 주입의 일관된 개시 및 ITP에서 상이한 분리 방법으로의 전환을 위해 유용한 시간 조절 마커로서 작용할 수 있는 전압 작동이 측정가능하다.
전압 작동을 검출하는 전형적인 구체예에서, 후행 전해질, 분석물 및 선행 전해질은 ITP 동안에 축적 채널 부분에서 유동한다. 후행 전해질은 선행 전해질보다 전류 흐름에 대해 보다 높은 내성을 갖는다. 예를 들어, 도 8에 기재된 바와 같이 축적 채널 부분을 따른 중간 지점에서 전압을 모니터하는 전압측정기를 사용하여, 전압 작동은 ITP가 진행됨으로써 검출될 수 있다. 초기에 로딩되고 축적 칼럼 입구에 주입된 샘플 용액(80)과 함께, 선행 전해질(81)을 축적 채널 부분에 채우고 채널 부위에 따른 중간 접촉 지점(82)에서 검출된 전압은 ITP 전기장 전압의 약 절반이다. 도 8B에 나타낸 바와 같이, 축적 채널 부분을 따라 분석물 및 후행 전해질(83)이 하강 이동함으로써 축적 채널 부분의 입구 측면에서 내성이 증가하여 전압측정 지점에서 검출가능한 전압을 상승시킨다. 도 8C에 나타낸 바와 같이, 약 그 시점에서, 축적된 분석물은 전압측정기 접촉지점에 도달하고 접촉지점의 2개이 측면에 대한 전기 저항의 차이는 검출된 전압과 함께 최대에 도달한다. 최종적으로, 도 8D에 나타낸 바와 같이 분석물이 실질적으로 후행 전해질로 채워진 축적 채널 부분의 말단에 도달함으로써 2개 측면의 접촉 저항은 동일하고 검출된 전압은 ITP 전기장 전압의 약 절반으로 복귀한다. 당해 예에서 전압 작동은 출발 전압 값, 전압 상승의 개시, 전압 상승 또는 하강의 변화율(기울기), 최대 전압(전압 피크), 최대 전압에서 관찰되는 제로 기울기, 출발 전압으로의 복귀, 임의의 미리 결정된 전압, 채널 부분의 위치 사이의 상대 전압 등을 포함할 수 있다. 일관성이 있지만 어느 정도 상이한 전압 프로필은 예를 들어, 축적 채널 부분을 따라 상이한 지점에 위치한 하나 이상의 전압측정기를 사용하여 관찰될 수 있다. 이들의 일관된 측정 가능한 전압 작동은 채널 부분에서 전류 또는 압력 차이에 전환을 유발하여 축적된 분석물을 분리 채널 부분에 주입하도록 선택될 수 있다.
축적 채널 부분과 전기적으로 접촉하는 분리 채널 부분은 분리 채널이 온전한 회로의 일부가 아닌 경우(예를 들어, 기본 연결체가 없는 "사멸된 말단") 또는 플로트 전압이 분리 채널 부분에 주입되는 경우 어떠한 실질적인 전류의 흐름을 갖지 않는다. 전압 작동을 검출하는 바람직한 형태에서, 전압측정기 접촉은 분리 채널 부분과 축적 채널 부분 사이의 지점에 또는 분리 채널 부분에 따른 임의의 위치에 위치할 수 있다. 하나의 바람직한 구체예에서, 전압 작동은 분리 채널 부분 플로트 전압을 모니터함에 의해 검출될 수 있다.
경사진 채널에서 분리의 증진
기타 샘플 성분으로부터 목적하는 분석물의 분리는 경사진 채널 부분을 통한 통과 동안에 및/또는 통과 후 분석물을 축적시킴에 의해 증진될 수 있다. 예를 들어, 분석의 감도는 목적하지 않은 샘플이 그러한 회전에 분산되고 목적하는 분석물은 등속전기영동 방법에서 전해질에 의해 계속 집중되는 경우 증가될 수 있다.
분석 시스템이 채널에서 유동하는 분석물 밴드는 채널이 직선 통로부터 분기되는 경우 분산될 수 있다. 예를 들어, 도 9A 내지 9D에 나타낸 바와 같이, 회전(91) 내부에 대해 흐르는 분석물(90)은 회전의 외부에 대해 흐르는 분석물 보다 단축된 거리를 이동한다. 초기에 농축 밴드는 도 9C에 나타낸 바와 같이 기울어져서 보다 큰 채널 길이를 따라 분산된다. 경사진 밴드의 축 확산은 도 9D에 나타낸 바와 같이 밴드를 희석시킬 수 있고 밴드의 재배열을 차단한다. 도 9A에서 밴드에 집중된 검출기는 경사지고 확산 후 도 9D에서 밴드에 집중된 검출기 보다 밴드에 대해 보다 강하고 협소한 최대 시그날을 검출한다. 당해 밴드 분산은 수득한 피크가 두터워지고 단축되어 있기 때문에 많은 크로마토그래피 분석에서 문제가 될 수 있다. 그러나, 본 발명은 예를 들어, 의도적으로 약화된 경사를 ITP 기술과 조합하여 목적하는 분석물을 축적시키고 목적하지 않은 샘플 성분을 분산시킴에 의해 분리를 증진시킬 수 있다.
한 구체예에서, 예를 들어, 소량의 목적하는 분석물은 목적하지 않은 보다 큰 양의 샘플 성분으로부터 증진된 감도와 개선된 정량으로 분리될 수 있다. 예를 들어, 도 10A에서 도식적으로 나타낸 바와 같이 경사진 채널이 없는 ITP 시스템에서, 목적하는 소량의 축적 분석물(100)은 예를 들어, 선택된 후행 및 선행 전해질 사이에서 이동할 수 있고 후행 전해질과 이동성이 유사한 목적하지 않은 대량의 샘플 성분은 후행 전해질 전방 근처로 이동한다. 채널에 집중된 검출기(102)는 검출기 결과 시그날 차트(103)에 나타낸 바와 같이, 분석물 및 샘플 성분 피크를 분리하는데 실패할 수 있다. 분석물 감도 및 정량 용량은 예를 들어, 보다 경사진 채널 부분의 하나를 축적 채널로 도입함에 의해 증진될 수 있다. 축적 채널(도 10B)에서 이동하는 분석물(100) 및 샘플 성분(101)은 경사질 수 있고 경사진 채널(104)(도 10C)에서 분산될 수 있다. 경사진 채널을 통과한지 몇시간 후, 선행 및 후행 전해질의 축적력은 채널내에서 분석물 피크를 집중시키고 재배열시킬 수 있고 비인도된 샘플 성분 피크는 경사진 채로 존재하고 확산된다. 채널상에 집중된 검출기는 샘플 성분의 감소되고 덜 침입적인 배경에 대해 분석물의 존재 및 양을 검출할 수 있다.
경사진 채널에서 ITP 분리의 이득은 후행 전해질 및/또는 선행 전해질을 선별하여 분석물의 축적을 증진시키면서 전해질과 샘플 성분간의 이동성 차이를 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 선택적인 ITP에서, 선행 및 후행 전해질의 이동성은 예를 들어, 분석물의 공지된 이동성 근처에 있도록 및/또는 전해질과 목적하지 않는 하나 이상의 샘플 성분 사이의 이동성 차이를 증가시시키도록 선택된다. 예를 들어, 상기된 상황에서, 목적하는 분석물이 목적하지 않은 샘플 성분 보다 큰 이동성을 갖는 경우, 후행 전해질은 샘플 성분에 대한 것 보다 분석물에 보다 근접한 이동성을 갖도록 선별하여 예를 들어, 분석물은 유사하게 인도될 수 있고 샘플 성분은 경사 및 확산 효과를 경험하도록 뒤처진다. 유사한 양상에서, 목적하는 분석물이 목적하지 않은 샘플 성분 보다 이동성이 적은 경우, 선행 전해질의 이동성은 분석물 이동성과 샘플 성분 이동성 사이에 있도록 선별하여 경사진 채널 ITP 분리를 증진시킬 수 있다. 바람직한 구체예에서, 전해질의 이동성은 목적하는 분석물 이동성과 목적하지 않은 하나 이상의 샘플 성분의 이동성 사이에 있도록 선택되지만 분석물의 이동성에 더 근접하도록 선택된다. 또 다른 실시예에서, 선행 및 후행 전해질 모두는 목적하는 분석물의 공지된 이동성에 근접하도록 선택될 수 있다. 이것은 신속하고 느린 샘플 성분 둘다가 분석물 근처로 이동하는 경우 및/또는 일시적인 축적이 ITP 동안에 만연하는 경우 특정 이득을 제공할 수 있다.
경사진 채널 ITP의 효과는 예를 들어, 관여되는 임의의 회전 반경, 채널의 내부 직경, 채널 벽의 형태, 경사진 채널의 단면적, 유속 및 용액 점도와 같은 인자에 따라 다양할 수 있다. 예를 들어, 하기의 경사진 채널 ITP 시스템에서 논의되는 바와 같이, 채널내 경사는 단축 회전 반경, 동일 방향으로의 반복적인 회전, 반대 채널 벽의 표면 길이간의 차이를 증가시키는 채널 형태 및 회전 축에 수직인 채널의 단면적과 함께 증가될 수 있다. 특정 방법 또는 시스템을 위한 적당한 조건은 예를 들어, 순환 및/또는 실험을 통해 유래될 수 있다.
확산이 회전에 의해 유발되는 경사의 양에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지를 고려하기 위해, 2차원의 비치수화된 이류 확산 수학식이 고려될 수 있다[문헌참조: Analytical Chemistry, vol 73, No. 6, 1350-1360, March 15, 2001]:
Figure 112006015974815-pct00001
(여기서, L은 회전 채널의 길이이고, w는 회전 채널의 내부 폭이고 Pe'w는 분산 페클렛 수이고, u', c', t', x' 및 y'는 각각 표준화된 속도, 농도, 시간, 축 채널 크기 및 횡단 채널 크기이다.) 3개의 계수, Pe'w, L 및 w는 본 발명에서 경사 채널의 영향하에 분석물의 경사 및 분산에 특히 중요한 것으로 측정되었다.
페클렛 수(Pe)는 분석물의 이류(또는 정방향 이동) 및 확산 비를 나타내는 무차원 인자이다. Pe가 큰 경우, 제 1 경사 채널을 통해 통과함에 의해 경사진 피크는 이것이 반대 방향에서 제 2 회전에 의해 역전되기에 충분히 긴 안정한 비스듬한 형태를 보유할 수 있다. Pe가 작은 경우, 경사 채널에서 경사진 피크는 비교적 단시간에 채널의 폭을 따라 확산하여 경사진 피크를 확산에 의해 폭이 넓어진 피크로 전환시킬 수 있다. 본 발명의 방법에서, 목적하지 않은 샘플 성분은 가장 쉽게 경사질 수 있고 예를 들어, 조건이 경사 채널의 내부 폭에 대해 경사 채널의 길이의 비율 보다 큰(즉, Pe > L/w) 페클렛 수를 제공하는 경사 채널에 존재하는 경우 목적하는 분석물로부터 분산될 수 있다. 경사 채널 ITP에서 목적하지 않은 샘플 성분들의 경사, 확산 및 분산에서의 상당한 이득은 조건이 경사 채널 폭에 대해 경사 채널 길이의 비 보다 약 0.01배, 0.1배, 1배, 10배, 100배 이상인 페클렛 수를 제공하는 경우 수득될 수 있다.
페클렛 수에 영향을 주는 조건은 예를 들어, 당업자에게 공지되어 있는 바와 같이, 채널내 분자의 이류 및/또는 확산에 영향을 주는 조건일 수 있다. 예를 들어, Pe는 용액의 점도, 겔의 존재, 온도, 분자 농도, 채널에서 분자 속도, 채널의 직경등에 의해 영향받을 수 있다. 이류 및 확산을 조절하는 조건의 조정은 예를 들어, 본 발명의 경사진 채널 부분을 통과하는 동안에 및/또는 통과 후 목적하는 수준의 샘플 성분 분산을 유도하는 페클렛 수를 제공한다.
축적된 분석물의 분리 채널로의 주입
ITP에 의해 축적된 분석물은 예를 들어, 전기장 또는 차등 압력을 분리 채널 부분 및 축적된 분석물에 인가하여 분리 채널 부분에 주입될 수 있다. 전기장 및/또는 압력은 분석물을 분리 채널 부분으로 이동시키거나 유동할 수 있도록 할 수 있다. 전기장 또는 압력의 인가는 상기된 바와 같이 전압 작동의 검출에 의해 유발되어 일관되고 기능적인 분석물 주입 시간 조절을 제공할 수 있다. 전기장 또는 차등 압력의 분리 채널 부분으로의 인가는 축적 채널 부분에서의 전류 흐름의 제거와 동시에 일어날 수 있다. 전압 작동과 주입간의 시간 조절은 채널, 교차 및 용액 부분의 특정 형태에 합치되도록 설정될 수 있다. 시간 조절은 또한 핸드오프 후 일시적인 등속전기영동의 양에 영향을 줄 수 있음으로 피크 분리 및 시그날 강도를 측정하는데 주요 역할을 수행할 수 있다.
분리 채널 부분은 분석물의 전기영동 분리 및/또는 선택 배지에 의한 분리에 대한 조건을 제공할 수 있다. 바람직한 구체예에서, 분리 채널 부분은 마이크로 규모의 크기를 갖고 있어(예를 들어, 폭 또는 깊이의 범위는 약 1000㎛ 내지 약 0.1㎛ 또는 약 100㎛ 내지 약 1㎛이다) 예를 들어, 소형 분석물 샘플 용량의 신속한 분리를 제공한다. 분리 채널 부분은 예를 들어, pH 기울기, 크기 선택적 매질, 이온 교환 매질, 점도 증진 매질, 소수성 매질등과 같은 분리 매질을 가질 수 있어 분석물의 분리에 기여할 수 있다. 분리 채널 부분(축적 채널 부분 뿐만 아니라)은 겔과 같은 점도 증진 매질을 갖고 있어 EOF가 바람직하지 않은 분리 모드에서 전기삼투압 흐름(EOF)을 감소시킬 수 있다. 분리 채널 부분은 기타 채널 부분과는 독립적일 수 있거나 채널의 일부 또는 전부는, 로딩 채널 부분 및 축적 채널 부분과 같은 기타 채널 부분과 공유할 수 있다. 바람직한 구체예에서, 분리 채널 부분은 독립적이지만 축적 채널 부분의 길이에 따른 몇몇 유체 접촉 지점에서 교차한다.
전형적인 구체예에서, 피크 전압이 축적 채널 부분 및 분리 채널 부분의 교차부에서 검출되는 경우 ITP 분리로부터 축적된 분석물(111)은 분리 채널 부위로 주사된다. 예를 들어, 분리 채널 부분(110)에서 플로트 전압은, 도 11A에 나타낸 바와 같이 후행 전해질(112)과 선행 전해질(113) 사이에 샌드위치된 축적된 분석물(111)이 ITP에서 분리 채널 부분과 축적 채널 부분과의 교차부의 전압측정 접촉 지점을 통과하여 이동할때 최대(및 전압 변화율 또는 전압 프로필 기울기는 제로가 된다)에 도달한다. 최대의 전압은 도 11B에 나타낸 바와 같이, 축적 채널 부분내의 ITP 전기장을 제거하고 분리 채널 부분에 전기영동 전기장을 인가하여 축적된 분석물(111)을 분리 채널 부분으로 이동시킬 수 있다. 분리 채널 부분의 선택 매질을 통한 분석물의 이동은 도 11C에 나타낸 바와 같이, ITP 동안에 축적 채널 부분을 통해 분석물과 함께 이동하는 목적하지 않은 샘플 성분(115)으로부터 목적하는 분석물(114)을 분리할 수 있다. 몇몇 구체예에서, ITP 동안에 함께 축적되거나 서로 인접해 있는 목적하는 다수의 분석물은 예를 들어, 모세관 영역 전기영동에 의해 분리 채널 부분에서 서로 분리될 수 있다.
주입 시간 조절을 위한 또 다른 방법은 당업자가 인지할 것이다. 당해 또 다른 방법은 예를 들어, 계산 또는 모델을 기준으로 할 수 있거나 실험적으로 측정될 수 있다. 예를 들어, 시간 지연은 채널 용적, 채널 구조, 전압측정 접촉 위치, 전압 작동의 선택, 전압 작동에 영향을 주는 용액 특징에 상대적인 분석물의 위치등을 기준으로 유발된 반응에 발생할 수 있다. 분석물이 일시적 ITP(안정한 상태로 아직 도달하지 않음)에서 후행 전해질 접목부분 근처에 축적되고 잔류 샘플 용액이 높은 전기 내성을 갖는 특정 예에서, 적합한 유도 시간은, 분리 채널 부분과의 교차부에 도달하도록 축적 분석물의 추가 이동 시간을 허용하기 위한 전압 피크 후 특정 시간일 수 있다.
분리 채널 부분을 따르는 전기장의 인가는 자동일 수 있다(즉, 수동 스위치 조작을 요구하지 않음). 전기장의 당해 자동 인가는 예를 들어, 당업계에 공지된 전기 장치 및 알고리듬에 의해 성취될 수 있다. 예를 들어, 전압측정기는 접촉지점에서 전압이 설정 수준에 도달하는 경우 스위치가 작동하도록 설정될 수 있다. 바람직한 구체예에서, 예를 들어, 집적 회로 또는 컴퓨터와 같이 논리적 장치를 프로그램화하여 미리 설정된 계수(예를 들어, 규정된 전압 작동의 발생)에 따라 작동기를 시동시킬 수 있다.
분석물 검출
본 발명의 방법에 의해 분리된 분석물은 분리 채널 부분에서 및/또는 분리 채널 부분으로부터 용출 후 연속적으로 검출될 수 있다. 적당한 검출기는 예를 들어, 검출 채널에서 분석물을 모니터하기 위해, 채널 부분에서 분석물을 연속적으로 검색하기 위해 또는 전체 채널의 연속 이미지를 제공하기 위해 장착될 수 있다.
적당한 검출기는 흔히 검출될 분석물의 유형에 의해 결정된다. 예를 들어, 단백질 및 핵산은 흔히 특정 광흡수 파장의 분광학적 모니터링에 의해 검출될 수 있다. 목적하는 많은 이온 분석물은 용액 전도도의 변화를 모니터링함에 의해 검출될 수 있다. 많은 분석물은 형광성이거나 형광측정기를 사용하여 검출용 형광 마커로 표지될 수 있다. 용액내 많은 분석물, 특히 탄수화물은 굴절측정기에 의해 검출될 수 있다.
전형적인 구체예에서, 현미경 렌즈로 채널에 초점된 광증폭기 튜브(PMT)를 사용하여 분리 채널 부분을 통한 광원의 전달을 모니터링함에 의해 검출을 수행할 수 있다. 당업자는 그러한 배열에서, 예를 들어, 램프 기원의 레이져 또는 여과된 광 같은 적당한 여기 광원을 첨가함에 의해 형광 검출기를 구성할 수 있는 방법을 인지할 것이다. 임의로, 렌즈는 X-Y 스캐닝 기작에 탑재되어 미세유체 칩상에서 임의의 위치를 모니터할 수 있다. 당해 배열과 함께 분리 채널 부분의 길이는 분석물에 대해 스캐닝될 수 있고 예를 들어, pH 구배에 따라 분리될 수 있다. 또 다른 구체예에서, 전도도 측정 감지기는 분리 채널 출구에 탑재되어 하전된 분석물이 채널 부분으로부터 용출됨으로써 하전된 분석물을 모니터링할 수 있다.
검출기는 데이타 저장 장치 및/또는 논리 장치와 교신하여 자료 분석을 수행할 수 있다. PMT 및 전도도 측정기와 같은 검출기의 아날로그 결과는 차트 플롯터에 공급하여 종이상에 미량의 분석물 분리 프로필을 보유할 수 있다. 아날로그의 디지탈 전환기는 데이타 저장, 분리 프로필 제공 및/또는 분석 평가를 위한 논리 장치에 검출 시그날을 교신할 수 있다. 디지탈 논리 장치는 회귀 분석으로부터 적당한 표준 곡선과 비교함에 의해 분석물의 정량을 크게 촉진시킬 수 있다.
분석물 주입 시스템
본원에 기재된 전기역학적 분석물 주입 시스템은 고도로 일관된 방식으로 고분리능과 함께 민감한 분석물 검출을 제공할 수 있다. 축적 채널 부분에 선택적으로 축적되는 분석물은 채널내에 전압 작동 검출을 기반으로 정확한 시간 조절과 함께 분리 채널 부분으로 주사(주입)될 수 있다. 당해 정확성은 자동화된 주입 하부시스템을 제공하여 증진될 수 있다.
본 발명의 시스템은 일반적으로 예를 들어, 제어기와 교신하고 하나 이상의 위치에서 채널과 접촉하고 있는 채널 전압 검출기에서 분석물의 축적, 선택된 전압 작동이 전압 검출기에 의해 검출되고 제어기에 교신되는 경우 채널내에 설정된 전류 또는 차등 압력을 포함한다. 당해 채널은 교차하여 연속 채널을 형성하거나 공통 채널 부분을 공유하는 축적 채널 부분 및 분리 채널 부분을 포함할 수 있다. 분리 채널 부분에 주입되고 분리되는 분석물은 예를 들어, 논리 장치와 교신하여 특정 분석물의 존재를 측정하거나 분석물의 양을 평가하는 검출기에 의해 검출된다.
채널
본 발명의 채널은 예를 들어, 로딩 부분, 축적 부분, 분리 부분 및/또는 검출 부분을 포함하는 단일 다기능 채널일 수 있다. 임의로, 당해 채널은 교차부에서 유체 접촉하는 별도의 로딩 채널 부분, 축적 채널 부분 및 분리 채널 부분을 포함할 수 있다. 도 11에 도식적으로 나타낸 바와 같은 바람직한 구체예에서, 로딩 채널 부분은 축적 채널 부분의 연장이고 분리 채널 부분은 분석물이 주입되는 교차부를 통한 축적 채널 부분과 접촉하고 있는 유체내에 있다. 시스템의 채널은 예를 들어, 튜브, 칼럼, 모세관, 미세유체 채널등과 같은 당업계에 공지된 임의의 것일 수 있다. 바람직한 구체예에서, 채널은 예를 들어, 미세유체 칩상의 마이크로 규모의 채널이다.
미세유체 장치의 채널은 성형 주입, 사진석판술, 에칭, 레이져 절단등에 의해 기질 표면상에 매립될 수 있다. 당해 채널은 예를 들어, 깊이 또는 폭의 범위가 약 1000㎛ 내지 약 0.1㎛ 또는 약 100㎛ 내지 약 1㎛인 마이크로 규모의 크기를 가질 수 있다. 유체는 채널내에서, 예를 들어, 전기삼투압적 유동, 모세관 작용(표면 장력), 압력 차등, 중력등에 의해 유동할 수 있다. 채널은 예를 들어, 용액의 웰 및/또는 기타 채널 또는 챔버와의 교차부에서 끝날 수 있다. 채널은 예를 들어, 각각의 말단에 전기적 접촉을 가져 전기장 및/또는 전류를 제공하여 분석물을 부리하거나 EOF를 유도할 수 있다. 검출기는 기능적으로 채널과 연관되어 예를 들어, 전압, 전도도, 저항성, 전기용량, 전류, 굴절성, 광흡수, 형광, 압력, 유속등과 같은 목적하는 계수를 모니터할 수 있다. 미세유체 칩은 전기 전원 연결체, 진공원, 공기역학적 압력 공급원, 유압원, 아날로그 및 디지탈 연결선, 광섬유등과 같은 지원 장치에 대한 기능적 정보 교신 연결체 및 용도 연결체를 가질 수 있다.
채널은 예를 들어, 하나 이상의 샘플 용액 용량을 채널로 도입하는 로딩 채널 부분을 포함할 수 있다. 당해 로딩 채널은 예를 들어, 도 12에 나타낸 바와 같이 미세유체 칩에 수거기관(120)을 포함하는 주입기 루프로서 및/또는 도 5A 내지 5C에 도식적으로 나타낸 바와 같은 플러쉬 채널 부분으로서 당업자에게 인지되는 방식의 형태를 취할 수 있다. 로딩 채널 부분은 도 7에 나타낸 바와 같이 축적 채널 부분의 단면적 보다 큰 단면적를 가져 대형 용량의 샘플 용액으로부터 축적 채널 부분 입구 근처에 분석물을 신속하게 농축시킬 수 있다.
당해 시스템의 채널은 젤라틴성 물질을 함유하여 채널의 이동 및 유동 특성에 이로운 영향을 줄 수 있다. 겔은 채널내로 혼입되어 용액의 원치않는 전기삼투압 유동을 감소시키면서 보다 큰 전기영동 특성을 분리에 제공할 수 있다. 겔은 대형 분자의 진행을 느리게 하여 분석물 및/또는 전해질의 상대적 이동 속도에 영향을 줄 수 있다. 겔은 축적 채널 부분에서 분석물 및 ITP 전해질에 대한 이동 영역의 조정을 도와주는 도구를 제공할 수 있다. 예를 들어, 목적하는 분석물은 일반적으로 일반적으로 사용되는 ITP 전해질 보다 크다. 축적 채널 부분에 겔을 위치시켜 신속한 분석물(대형이지만 질량에 대한 하전 비율이 크다)은 감속되어 선행 전해질 소분자 염 또는 완충액 뒤에서 이동할 수 있다. 임의로, 겔은 분석물을 느리게 하여 후행 전해질 보다는 단지 약간 빠르게 이동하도록 할 수 있다. 대형 분자 이동에 대한 겔 저항성은 예를 들어, 겔 유형, 겔 매트릭스의 농도 및 겔 매트릭스 가교 결합 정도를 변화시켜 조정할 수 있다. 겔은 축적 또는 분리 채널 부분에서 분석물에 대한 농축 및 분리를 증진시킬 수 있다. 하나 이상의 상이한 겔이 축적 채널 부분 또는 분리 채널 부분에 존재할 수 있다.
축적 채널 부분은 예를 들어, 추가의 분리 및 검출을 위해 분리 채널 부분으로 주입하기 위한 ITP에 의해, 목적하는 분석물을 선택적으로 축적시키는 기능을 할 수 있다. 축적 채널 부분은 예를 들어, 각각의 말단에 전기적 접촉을 가져 분석물 축적을 위해 적합한 전기장을 인가할 수 있다. 축적 채널 부분은 예를 들어, 외부적으로 구동되는 공기역학적 또는 유압 다형체와 유체 접촉을 가져 전해질 로딩 또는 상기, "목적하는 분석물의 축적"에서 논의된 다수의 축적 기술을 위한 회수와 같은 압력에 의해 구동되는 유동이 수행될 수 있다. 축적 채널 부분은 예를 들어, 상기 방법 부분에서 논의된 바와 같이 등속전기영동(ITP)를 위해 적합한 후행 전해질, 스페이서 전해질 및/또는 선행 전해질과 같은 전해질을 함유할 수 있다. 축적 채널 부분은 도 1에 나타낸 바와 같이 후행 전해질 웰(18) 및 전해질을 채널 부분으로 도입하기 위한 선행 전해질 웰(19)을 가질 수 있다.
분리 채널 부분은 예를 들어, 추가의 ITP, 이온 교환, 크기 배제, 소수성 상호작용, 역상 크로마토그래피, 등전점 집속, 모세관 영역 전기영동등과 같은 분리 기술에 의한 추가의 분리를 위해 축적 채널 부분으로부터 주입함에 의해 축적된 분석물을 수용할 수 있다. 분리 채널 부분은 전기 접촉 지점을 포함하여 유체가 유동하도록 구동시키는 압력 공급원과 함께 채널 부분 및/또는 외부 연결체에 전기장을 인가할 수 있다. 분리 채널 부분은 예를 들어, 축적 채널 부분과 교차하는 채널 부분, 공동 채널을 축적 채널 부분과 연결시키는 채널 부분 및/또는 기능적으로 축적 채널 부분과 채널 부분을 공유하는 채널 부분일 수 있다. 전형적인 구체예에서, 분리 채널 부분은 도 11에 나타낸 바와 같이 축적 채널 부분 길이를 따라 몇몇 지점에서 축적 채널 부분과 교차한다. 당해 구체예에서, 목적하지 않은 샘플 성분은 목적하는 축적된 분석물을 분리 채널 부분으로 주입한 후 별도의 축적 채널 부분에 잔류할 수 있다. 다른 구체예에서, 예를 들어, 축적 및 분리 채널 부분은 기능적으로 교차 부위 삽입 없이 공동 채널내에 있을 수 있다. 예를 들어, 도 13A에 나타낸 바와 같이, 전압 작동이 검출될때까지 채널 부분에서 계속 축적될 수 있다. 전압 작동의 검출 시, 조건이 채널내에서 변화하여 분리 모드로 전환될 수 있다. 당해 전환은 예를 들어, 도 13B에 나타낸 바와 같이 채널 말단(130) 사이에 차등 압력을 인가함을 포함하여 분석물의 크기 배제 수지(131)로의 유동을 유도할 수 있다. 소형 분자는 대형 분자에 앞서서 검출기(132)를 통과하여 용출된다. 분리 모드로의 전환에 대한 또 다른 예는 예를 들어, 전류 흐름의 방향을 변화시키고/시키거나 유체 유동 방향을 변화시키고/시키거나 분리 완충액을 채널내로 주입하고/하거나, 전기장 전압을 변화시킴을 포함할 수 있다.
경사진 채널 ITP 시스템
본 발명의 등속전기영동 시스템은 목적하지 않은 샘플 성분으로부터 목적하는 분석물의 분리를 증진시키는 축적 채널내에 및/또는 전에 경사진 채널 부분을 포함할 수 있다. 샘플 성분은 분산될 수 있지만 목적하는 분석물은 예를 들어, 경사진 채널내에 축적시킴에 의해 집중된다. 분리 증진은 예를 들어, 누적적으로 대형 각을 통한 회전, 예리한 회전, 상대적으로 큰 폭을 갖는 경사진 채널 교차 부위, 상이한 길이의 반대 표면을 갖는 경사진 채널 형태 및/또는 경사진 채널 폭에 대한 경사진 채널 길이의 비율보다 큰 페클렛 수를 제공하는 조건을 갖는 경사진 채널 시스템에 의해 촉진될 수 있다.
경사진 채널 부분에서 경사 및 분산을 증가시키는 한가지 방법은 채널내에서 보다 큰 회전각을 제공하는 것이다. 2차원 평판에서, 회전각은 예를 들어, 도 14A 내지 14C에 나타낸 바와 같이 연속적인 나선 회전 또는 전환 S자 회전으로 누적될 수 있다. 나선 회전은 수반되는 경사 누적과 함께 회전 각이 한 방향으로 다수의 정도를 통해 누적될 수 있다는 잇점을 갖는다. 나선 경사진 채널의 단점은 덜 효과적인 굴곡 범위로 회전 반경이 고유적으로 연속 확장된다는 것일 수 있다. 나선 경사진 채널 형태는 또한 내부 채널 말단으로 연결을 위해 접근하기가 어렵다는 문제점을 수반할 수 있다. 나선 경사진 채널 형태에서 접근 가능한 채널 말단을 제공하는 한가지 방법은 도 14B에 나타낸 바와 같이 중앙 내외부로 나선 채널이 병행할 수 있도록 하는 것일 수 있다. 또한, 나선 채널 말단으로의 접근은 예를 들어, 도 14A에 나타낸 바와 같이 또 다른 평판의 밀대 튜브 또는 후면 채널을 통해 3차원적으로 제공될 수 있다. 나선 채널의 길이에 대한 또 다른 제한은 최적의 경사를 위해 요구되는 페클렛 수가 나선 채널의 길이가 증가할 수록 증가한다는 것이다. 도 14C에 나타낸 바와 같이 S자 나선 채널은 채널 말단으로 쉽게 접근할 수 있지만 상보적 회전은 페클렛 수가 크거나 시간이 회전 사이에 단축된 경우에 이전 회전의 경사를 제거할 수 있다. 임의로, 나선 및 코일과 같은 3차원 경사진 채널이 사용될 수 있다.
경사 채널 부분을 통해 통과함에 의한 경사 및 분산은 내부 채널 직경에 상대적으로 예리하게 회전시키는 채널에 보다 명백할 수 있다. 예를 들어, 경사는 회전 폭에 대한 채널 내부 직경의 비율이 높은 경사진 채널에서 증가된다. 한 구체예에서, 회전을 갖는 경사진 채널 부분으로부터의 경사는 채널 교차 부위가 회전 반경(경사 채널 깊이)에 수직의 회전의 반경(경사진 채널 내부 폭)을 따라 보다 커지는 경우 증가된다.
경사진 채널 부분의 형태는 이동하는 분석물의 경사 및 분산에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 회전 내부에 따른 이동 거리에 대해 회전 외부에 따른 이동거리 사이의 비율을 증가시키는 채널 표면 윤곽이 경사를 증가시킬 수 있다. 경사는, 회전 지점에서 채널 깊이에 상애적으로 채널 내부 폭을 증가시킴에 의해 증가될 수 있다. 도 15에 나타낸 바와 같이, 분석물(150)은 볼록한 외부 회전 표면을 갖는 회전을 통해 유동함으로써 고도로 경사질 수 있다. 경사는, 경사진 채널의 제 1 측면(151)상에 이동 표면 거리가, 도 16에 나타낸 바와 같이, 경사진 채널 전체에 굴곡이 없다 하더라도 경사진 채널의 제 2 측면(152)에 대한 이동 표면 거리 보다 큰 경우 경사진 채널에서 증진될 수 있다. 예를 들어, 반대 표면에서 약 500%이하 내지 100%이하, 내지 50%이하, 내지 10%이하의 범위에 달하는 이동 거리의 차이로부터 상당히 경사질 수 있다.
선행 전해질과 후행 전해질 사이에서 목적하는 분석물의 선택적 축적은 본 발명의 경사진 채널 ITP 시스템의 중요한 측면이다. 목적하는 분석물은 경사지는 동안에 및/또는 경사진 후 전해질 사이에 연속으로 재집중될 수 있고 목적하지 않은 몇몇 샘플 성분은 분산될 수 있다. 목적하는 분석물의 이동성은 계산 또는 실험 데이타에 의해 알 수 있다. 후행 및/또는 선행 전해질은 목적하는 분석물의 이동성과 목적하지 않은 침입 샘플 성분의 이동성 사이의 이동성을 갖도록 선택될 수 있다. 분석물의 집중 및 샘플 성분의 분산을 증진시키기 위해, 전해질은 샘플 성분 보다는 목적하는 분석물의 이동성에 근접한 이동성을 갖도록 선택될 수 있다.
경사진 ITP 채널 부분은 상기된 바와 같은 분석물 주입 시스템 및 방법으로 도입될 수 있다. 목적하는 분석물은 경사진 채널 ITP에 의한 기타 샘플 성분의 분산 후 보다 높은 순도로 분리 채널로 주입될 수 있다. 분석물의 주입은 전압 작동의 검출시 개시될 수 있다.
전압 검출기
본 발명의 시스템내 전압 검출기는 채널과 접촉되어 있어 제어기에 교신되는 전압 작동을 검출할 수 있다. 전압 검출기의 유형 및 복잡성은 예를 들어, 채널 하드웨어 형태 및 검출되는 전압 작동의 유형에 의존할 수 있다.
전압 검출기의 범위는 전압에 의해 유발되는 단순한 교대 스위치에서 아날로그 검류계, 차트 기록기를 장착한 아날로그 장치, 논리 장치에 의한 평가를 위한 디지탈 결과를 갖는 전압측정기일 수 있다. 전압측정기는 일반적으로 예를 들어, 채널내 접촉 위치 및 바닥 또는 채널내 2개의 상이한 위치 사이와 같은 2개 위치의 전극 사이의 전위차를 검출한다. 채널과 접촉하는 전압 전극의 위치는 축적 수행 동안에 검출되는 전압 프로필을 변화시킬 수 있다. 그러나, 잘 규명된 전압 작동은 흔히 광범위한 채널 위치에서 접촉하는 전압측정기의 주입에 대한 일관되게 명백한 유발에 대해 측정될 수 있다(예를 들어, 전압측정기 접촉은 축적과 분리 채널 부분 사이의 교차 부위에 있을 필요는 없다).
한 구체예에서, 전압측정기 접촉은 채널의 2개 말단에 위치할 수 있다. 상대적으로 높은 저항성의 후행 전해질이 채널내에서 선행 전해질을 대체함으로써, 채널을 통한 선택된 전류를 유지하는데 요구되는 전압이 증가할 수 있다. 이 경우에 주입을 유발하는 전압 작동은 예를 들어, 미리 설정된 전압일 수 있다.
또 다른 구체예에서, 전압측정기 접촉은 바닥(또는 기타 전압 표준물) 및 축적 채널 부분을 교차하는 분리 채널내 임의의 지점에 위치할 수 있다. 전류가 분리 채널 부분을 통해 흐르도록 허용되지 않는 경우(분리 채널 부분이 플로트 전압에 의해 제로 전류로 유지되고 있거나 분리 채널 부분이 완전한 회로의 일부가 아닌 경우), 분리 채널 부분내에 임의의 위치는 교차 부위에서의 축적 채널 부분 전압을 반영한다. 분리 채널 부분에서 검출되는 전압은, 피크로 증가할 수 있고 당업자에 의해 인지되는 바와 같이 도 8의 전압 프로필과 유사한 양상으로 TE/LE 접목 부분이 교차 부위를 통과함으로써 저하될 수 있다.
전압이 전류 없이 축적 채널 부분과 접촉하고 있는 분리 채널 부분에서 모니터되는 경우, 전류 부재는 예를 들어, 플로트 전압 조절 또는 회로 분리에 의해 수행될 수 있다. 플로트 전압 조절 장치는 채널 부분에서의 전류 흐름을 검출하고 전압을 채널 부분에 인가하여 채널 부분에 대한 임의의 전위차를 중화시켜 전류의 흐름을 차단하는 당업계에 공지된 전자장치일 수 있다. 플로트 전압 조절기는 임의로 채널 부분 차등 전압을 조정하여 채널 부분내 선택된 전류를 일정하게 하는 형태를 취할 수 있다. 채널 부분내에 전류 흐름을 차단하는 또 다른 방법은 채널 부분이 완성된 전기 회로의 일부가 아니도록 하는 것이다. 예를 들어, 전기 스위치는 임의의 연합된 전기 회로를 선택적으로 개폐할 수 있도록 채널 부분의 한쪽 말단에 존재할 수 있다.
전압 측정기는 분석물의 분리 채널 부분으로의 주입을 개시하기 위해 제어기와 교신할 수 있다. 주입 개시는 수동 또는 자동일 수 있다. 예를 들어, 전압측정기는 시스템 작동자(조절자)가 선택된 전압 또는 전압 피크와 같은 전압 작동의 관찰시 채널 전기장 또는 유체 유동을 수동으로 스위치하도록 가시적인 전압 판독기를 제공할 수 있다. 또 다른 예에서, 제어기는 전압측정기와 전기 교신하는 디지탈 논리 장치이고 선택된 전압 작동 검출시 축적된 분석물이 자동으로 분리 채널 부분으로 주입되도록 설정되어 있다.
분석물 검출기
적당한 분석물 검출기는 분석물을 검출하기 위해 본 발명의 시스템으로 도입될 수 있다. 검출기의 유형 및 형태는 예를 들어, 검출될 분석물의 유형 및/또는 배치에 의존할 수 있다. 분석물 검출기는 분석물 검출 프로필의 저장 및 분석학적 결과의 평가를 위해 논리 장치와 교신할 수 있다.
당해 시스템내 검출하기 위한 분석물의 범위는 많은 하전된 분자 또는 하전되도록 변형된 분자로서 다양할 수 있다. 예를 들어, 목적하는 분석물은 단백질, 핵산, 탄수화물, 당단백질, 이온 및/또는 기타일 수 있다. 크기 배제과 같은 또 다른 기작에 의해 축적될 수 있지만 축적은 본 발명의 많은 시스템을 위해 전기장에서 하전된 분석물의 이동에 의해 구동된다. 당업자는 목적하는 비하전된 분석물이 pH를 적당히 조정하거나 하전된 화학적 그룹을 분석물을 유도체화함에 의해 전기영동 축적을 위해 하전될 수 있음을 인지할 것이다.
당해 시스템내 분석물 검출기는 당업계에 공지된 임의의 적합한 검출기일 수 있다. 예를 들어, 검출기는 형광측정기, 굴절측정기, 전도도측정기 및/또는 기타일 수 있다. 유용한 검출기에 의해 검출될 수 없는 분석물은 흔히 마커 분자로 유도체화함에 따라 검출가능하게 된다. 검출기는 예를 들어, 교차 부위 및/또는 분리 채널 부분을 포함하는 채널 부분에서 분석물을 모니터하도록 탑재되거나 집중될 수 있다. 검출기는 분석물이 분리 채널 부분으로부터 배출됨으로써 예를 들어, 챔버의 검출 채널내에서 분석물을 모니터할 수 있다.
분석물 검출기는 채널 위치를 모니터하거나, 연속적으로 채널 길이를 따라 스캐닝하거나 분리된 분석물의 연속 이미지를 제공할 수 있다. 한 구체예에서, 고정된 분광측정 검출기는 특정 채널 위치 또는 교차 부위상에 초점화된 광증폭관일 수 있다. 또 다른 구체예에서, 분석물 검출기는 미세유체 장치의 채널내에서 분리된 분석물을 연속으로 스캐닝하기 위한 X-Y 수송체 기작에 탑재된 공초점 현미경 렌즈를 통해 미세채널상에 초점화된 형광측정기일 수 있다. 또 다른 구체예에서, 분석물 검출기는 하전 커플링된 장치(CCD) 배열일 수 있고 이것은 한번에 다중 분리 챔버에서 다수의 분리 이미지를 제공할 수 있다.
분석물 검출기는 분석 결과의 저장 및 평가를 위한 논리 장치와 교신할 수 있다. 시스템의 논리 장치는 예를 들어, 차트 기록기, 트랜지스터, 회로판, 집적 회로, 중앙 처리 유니트, 컴퓨터 모니터, 컴퓨터 시스템, 컴퓨터 네트워크 및/또는 기타를 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템은 예를 들어, 데이타 세트 및 지시 세트가 입력된 소프트웨어 시스템과 함께 디지탈 컴퓨터 하드웨어를 포함할 수 있다. 컴퓨터는 분석물의 존재, 실체, 양 및/또는 위치를 평가하기 위해 검출기와 교신할 수 있다. 컴퓨터는 예를 들어, PC(인텔(Intel) x 86 또는 DOS®, OS2®, WINDOWS® 운영 시스템과 호환되는 펜티엄 칩), MACINTOSH®, 파우어(Power) PC 또는 SUN® 워크 스테이션(리눅스 또는 유닉스 운영 시스템과 호환성임) 또는 당업자에게 공지된 기타 유용한 컴퓨터일 수 있다. 센서 시그날을 해석하거나 검출 시그날을 모니터하기 위한 소프트웨어는 시판되거나, 비쥬얼베이직(Visualbasic), 포트란(Fortran), 베이직, 자바 또는 기타와 같은 표준 프로그래밍 언어를 사용하여 당업자에 의해 쉽게 구성될 수 있다. 컴퓨터 논리 시스템은 예를 들어, 샘플 동정을 지정하고 분석을 개시하는 시스템 작동기(자)로부터의 입력을 수용할 수 있고/있거나 샘플을 시스템의 로딩 채널 부분으로 수송하도록 로봇 시스템을 지휘하고/하거나 유체 취급 시스템을 조절하고/하거나 검출기 모니터링을 조절하고/하거나 검출기 시그날을 수용하고/하거나 표준 샘플 결과로부터 회귀 곡선을 작성하고/하거나 분석물의 양을 측정하고/하거나 분석 결과를 저장할 수 있다.
본원에 기재된 실시예 및 양태는 단지 설명을 위한 것이고 이를 토대로 다양한 변형 또는 변화가 당업자에게 제안될 것이며 이는 본원의 취지 및 범위내에 포함되어야만 하는 것으로 이해된다.
이상과 같은 발명이 명료함과 이해를 위해 일부 상세하게 기재되었지만 본 기재된 내용을 판독하여 형태 및 세부사항에 있어서 다양한 변화가 본 발명의 진정한 범위로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 상기된 많은 기술 및 장치는 다양한 조합으로 사용될 수 있다.
본원에 인용된 모든 공개문헌, 특허 문헌, 특허원 및/또는 기타 문헌은 각각 별도의 공개문헌, 특허문헌, 특허원 및/또는 기타 서류가 모든 목적을 위한 참조에 의해 인용되는 것으로 지적되는 것 처럼 동일한 정도로 모든 목적을 위해 전반적으로 참조로서 인용된다.

Claims (86)

  1. 하나 이상의 분석물을 채널내에 축적시키는 단계;
    채널내의 전위차를 검출하는 단계; 및
    선택된 전압 작동이 검출되는 경우, 채널 부분을 따라 전기장 또는 차등 압력을 인가함으로써 축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키는 단계를 포함하며,
    상기 전압 작동이 전압 피크, 전압 골, 미리 설정된(predesignated) 전압, 상대 전압 또는 전압 변화율을 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    축적이 일시적 축적 또는 안정한 상태의 축적을 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    채널이 마이크로 규모의 채널을 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    채널이 축적 채널 부분 또는 분리 채널 부분을 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    축적 채널 부분이 후행 전해질 또는 선행 전해질을 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    축적 채널 부분이 후행 전해질 및 선행 전해질을 포함하고, 상기 전해질들이 서로 상이한 이동성을 갖는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    후행 전해질 및 선행 전해질이, pH, 점도, 전도도, 크기 배제, 이온 강도, 이온 조성 또는 온도중 하나 이상이 서로 상이한
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    하나 이상의 분석물 보다 적은 이동성을 갖도록 후행 전해질을 조정하는 단계, 또는 하나 이상의 분석물 보다 큰 이동성을 갖도록 선행 전해질을 조정하는 단계를 더 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    목적하지 않은 하나 이상의 샘플 성분 보다 큰 이동성을 갖도록 후행 전해질을 조정하는 단계, 또는 목적하지 않은 하나 이상의 샘플 성분 보다 적은 이동성을 갖도록 선행 전해질을 조정하는 단계를 더 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 채널이 경사진 채널 부분을 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 경사진 채널 부분이 S자 곡선부, 나선형부(helix), 코일부, 각도부 또는 나선부(spiral)를 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 경사진 채널 부분이 경사진 채널 폭에 대한 경사진 채널 길이의 비율에 0.1배를 초과하는 분산 페클렛(Peclet) 수를 제공하는 조건을 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 채널이 경사진 채널 깊이 보다 큰 경사진 채널 내부 폭을 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 경사진 채널 부분이 경사진 채널의 제 2 측면상의 이동 표면 거리 보다 큰 경사진 채널의 제 1 측면상의 이동 표면 거리를 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 축적시키는 단계가 선택적 등속전기영동을 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  16. 제 4항에 있어서,
    상기 전기장을 인가하는 단계가, 상기 분리 채널 부분내의 실질적인 전류의 부재 및 상기 축적 채널 부분내의 전류로부터 상기 분리 채널 부분내의 전류 및 상기 축적 채널 부분내의 실질적인 전류의 부재로 전환시키는 단계를 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 실질적인 전류의 부재가 플로트 전압 또는 완전한 회로의 부재를 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  18. 제 4항에 있어서,
    상기 분리 채널 부분이 pH 기울기, 크기 선택적 매질, 이온 교환 매질, 소수성 매질 또는 점도 증진 매질 중 하나 이상을 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  19. 제 4항에 있어서,
    상기 분리 채널 부분내에서 분석물을 검출하는 단계 또는 분리 채널 부분으로부터 용출되는 분석물을 검출하는 단계를 더 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 분석물을 검출하는 단계가 전도도, 형광성, 흡광도 또는 굴절 지수를 모니터링하는 단계를 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  21. 제 1항에 있어서,
    상기 축적시키는 단계가 채널내에서 2개 이상의 샘플 분석물을 연속적으로 축적시킴을 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 2개 이상의 샘플을 축적시키는 단계가,
    제 1 샘플을 로딩 채널 부분으로 로딩하는 단계;
    상기 샘플에 걸쳐 전기장을 인가함으로써 샘플 분석물을 축적시키는 단계;
    제 2 샘플을 로딩 채널 부분으로 로딩하는 단계; 및
    상기 축적된 샘플 분석물 및 제 2 샘플에 걸쳐 전기장을 인가하는 단계를 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 로딩 채널 부분을 향해 축적된 제 1 샘플 분석물을 유동시키는 단계를 더 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  24. 제 1항에 있어서,
    상기 축적시키는 단계는, 상기 축적 채널 부분의 단면적 보다 큰 단면적을 포함하는 로딩 채널 부분내에 샘플 분석물을 로딩하는 단계를 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  25. 제 1항에 있어서,
    상기 축적단계는, 하나 이상의 스페이서 전해질을 2개 이상의 샘플 분석물 사이에 로딩하는 단계를 포함하고, 상기 스페이서 전해질이 후행 전해질 보다 큰 이동성을 갖고 선행 전해질 보다는 적은 이동성을 갖는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 2개 이상의 샘플 분석물 중 하나 이상이 축적된 샘플 분석물을 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  27. 제 25항에 있어서,
    상기 2개 이상의 분석물의 이동성 사이의 이동성을 제공하기 위해 스페이서 전해질을 조정하는 단계를 더 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  28. 제 25항에 있어서,
    스페이서 전해질 pH, 스페이서 전해질 점도 또는 스페이서 전해질 전도도 중 하나 이상을 선택함으로써 스페이서 전해질의 이동성을 조정하는 단계를 더 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  29. 제 1항에 있어서,
    분석물의 pK를 측정하는 단계를 더 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  30. 제 29항에 있어서,
    후행 전해질 또는 선행 전해질의 pH를 측정된 pK 보다 크거나 작도록 조정하는 단계를 더 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  31. 제 1항에 있어서,
    상기 검출단계가 플로트 전압을 모니터링하는 단계를 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  32. 삭제
  33. 제 1항에 있어서,
    상기 전압 작동이 검출되는 경우에 상기 채널 부분을 따라 전기장 또는 차등 압력을 인가하는 단계가 자동적인
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  34. 제 1항에 있어서,
    상기 분석물이 단백질, 핵산, 탄수화물, 당단백질, 유도체화된 분자 또는 이온 중 하나 이상을 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입하는 방법.
  35. 채널;
    채널내 축적되는 분석물; 및
    채널과 전기적 접촉을 하고 있고 제어기와 교신하는 전압 검출기를 포함하며,
    선택된 전압 작동이 상기 전압 검출기에 의해 검출되는 경우, 상기 제어기가 채널 부분내 전류의 흐름 또는 채널 부분을 따른 차등 압력을 개시하며,
    상기 채널이 축적 채널 부분 또는 분리 채널 부분을 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키기 위한 시스템.
  36. 제 35항에 있어서,
    상기 분석물이 단백질, 핵산, 탄수화물, 당단백질, 유도체화된 분자 또는 이온 중 하나 이상을 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키기 위한 시스템.
  37. 제 35항에 있어서,
    상기 채널이 마이크로 규모의 채널을 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키기 위한 시스템.
  38. 삭제
  39. 제 35항에 있어서,
    상기 축적 채널 부분이 후행 전해질 또는 선행 전해질을 포함하고, 상기 전해질들이 서로 상이한 이동성을 갖는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키기 위한 시스템.
  40. 제 39항에 있어서,
    상기 후행 전해질 및 선행 전해질이, pH, 점도, 전도도, 크기 배제, 이온 강도, 이온 조성 또는 온도 중 하나 이상이 서로 상이한
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키기 위한 시스템.
  41. 제 39항에 있어서,
    후행 전해질이 목적하는 분석물의 이동성 보다 적은 이동성을 갖거나 목적하지 않은 샘플 성분의 이동성 보다 큰 이동성을 갖는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키기 위한 시스템.
  42. 제 39항에 있어서,
    선행 전해질이 목적하는 분석물의 이동성 보다 큰 이동성을 갖거나 목적하지 않은 샘플 성분의 이동성 보다 적은 이동성을 갖는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키기 위한 시스템.
  43. 제 35항에 있어서,
    상기 분리 채널 부분이 pH 기울기, 크기 선택 매질, 이온 교환 매질, 소수성 매질 또는 점도 증진 매질 중 하나 이상을 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키기 위한 시스템.
  44. 제 35항에 있어서,
    상기 제어기가 논리 장치 또는 시스템 작동기를 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키기 위한 시스템.
  45. 제 35항에 있어서,
    전압 작동이 검출되는 경우 축적 채널 부분내의 전류를 실질적으로 제거하는 단계를 더 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키기 위한 시스템.
  46. 제 35항에 있어서,
    상기 채널이 축적 채널 부분과 유체 접촉되어 있는 로딩 채널 부분을 더 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키기 위한 시스템.
  47. 제 46항에 있어서,
    상기 로딩 채널 부분이 상기 축적 채널 부분의 단면적 보다 큰 단면적을 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키기 위한 시스템.
  48. 제 46항에 있어서,
    상기 축적 채널 부분에 걸친 차등 압력을 더 포함함으로써, 상기 축적된 샘플이 로딩 채널 부분을 향해 유동할 수 있는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키기 위한 시스템.
  49. 제 46항에 있어서,
    상기 분석물 샘플이 통과하여 로딩 채널 부분으로 유동될 수 있게 하는 수집기 튜브를 더 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키기 위한 시스템.
  50. 제 35항에 있어서,
    상기 축적 채널 부분내의 2개 이상의 분석물 샘플 부분 사이에 스페이서 전해질을 더 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키기 위한 시스템.
  51. 제 50항에 있어서,
    상기 스페이서 전해질이, 상기 샘플 부분내의 2개 이상의 분석물 이동성 사이의 이동성을 갖는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키기 위한 시스템.
  52. 제 35항에 있어서,
    상기 채널과 전기적으로 접촉된 플로트 전압 조절기 또는 스위치를 더 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키기 위한 시스템.
  53. 제 35항에 있어서,
    상기 전압 작동이 전압 피크, 선택된 전압, 전압 골, 상대 전압 또는 전압 변화율 중 하나 이상을 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키기 위한 시스템.
  54. 제 35항에 있어서,
    상기 채널 부분내의 전류의 유동 또는 채널 부분을 따른 차등 압력의 인가가 전압 작동의 검출시 자동인
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키기 위한 시스템.
  55. 제 35항에 있어서,
    상기 분리 채널 부분내에서 분석물 또는 분리 채널 부분으로부터 용출되는 분석물을 모니터하도록 배향된 분석물 검출기를 더 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키기 위한 시스템.
  56. 제 55항에 있어서,
    상기 분석물 검출기가 형광측정기, 분광측정기, 굴절측정기 또는 전도도 측정기를 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키기 위한 시스템.
  57. 제 35항에 있어서,
    미세유체 칩을 더 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키기 위한 시스템.
  58. 제 35항에 있어서,
    상기 채널이 경사진 채널 부분을 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키기 위한 시스템.
  59. 제 58항에 있어서,
    상기 경사진 채널 부분이 S자 곡선부, 나선형부(helix), 각도부 또는 나선부(spiral)를 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키기 위한 시스템.
  60. 제 58항에 있어서,
    상기 경사진 채널 부분이 경사진 채널 폭에 대한 경사진 채널 길이의 비율에 0.1배 이상인 분산 페클렛(Peclet) 수를 제공하는 조건을 더 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키기 위한 시스템.
  61. 제 58항에 있어서,
    상기 경사진 채널 부분이 경사진 채널 깊이 보다 큰 경사진 채널 내부 폭을 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키기 위한 시스템.
  62. 제 58항에 있어서,
    상기 경사진 채널 부분이 경사진 채널의 제 2 측면상의 이동 표면 거리 보다 큰 경사진 채널의 제 1 측면상의 이동 표면 거리를 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키기 위한 시스템.
  63. 제 58항에 있어서,
    상기 축적이 선택적 등속전기영동을 포함하는
    축적된 분석물을 채널 부분으로 주입시키기 위한 시스템.
  64. 삭제
  65. 삭제
  66. 삭제
  67. 삭제
  68. 삭제
  69. 삭제
  70. 삭제
  71. 삭제
  72. 삭제
  73. 삭제
  74. 삭제
  75. 삭제
  76. 삭제
  77. 삭제
  78. 삭제
  79. 삭제
  80. 삭제
  81. 삭제
  82. 삭제
  83. 삭제
  84. 삭제
  85. 삭제
  86. 삭제
KR1020067004622A 2003-09-05 2004-09-07 분석물 주입 시스템 KR100852297B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US50038703P 2003-09-05 2003-09-05
US60/500,387 2003-09-05
US51816903P 2003-11-07 2003-11-07
US60/518,169 2003-11-07

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077016982A Division KR100971044B1 (ko) 2003-09-05 2004-09-07 분석물 주입 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060088536A KR20060088536A (ko) 2006-08-04
KR100852297B1 true KR100852297B1 (ko) 2008-08-14

Family

ID=34278705

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077016982A KR100971044B1 (ko) 2003-09-05 2004-09-07 분석물 주입 시스템
KR1020067004622A KR100852297B1 (ko) 2003-09-05 2004-09-07 분석물 주입 시스템

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077016982A KR100971044B1 (ko) 2003-09-05 2004-09-07 분석물 주입 시스템

Country Status (7)

Country Link
US (2) US20050121324A1 (ko)
EP (2) EP1660881A2 (ko)
JP (1) JP5075299B2 (ko)
KR (2) KR100971044B1 (ko)
AU (1) AU2004271205B2 (ko)
RU (1) RU2006110931A (ko)
WO (1) WO2005024411A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101099495B1 (ko) 2008-10-14 2011-12-28 삼성전자주식회사 원심력 기반의 미세유동장치, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 시료분석방법

Families Citing this family (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6048734A (en) 1995-09-15 2000-04-11 The Regents Of The University Of Michigan Thermal microvalves in a fluid flow method
US6692700B2 (en) 2001-02-14 2004-02-17 Handylab, Inc. Heat-reduction methods and systems related to microfluidic devices
US7829025B2 (en) 2001-03-28 2010-11-09 Venture Lending & Leasing Iv, Inc. Systems and methods for thermal actuation of microfluidic devices
US7010391B2 (en) 2001-03-28 2006-03-07 Handylab, Inc. Methods and systems for control of microfluidic devices
US6852287B2 (en) 2001-09-12 2005-02-08 Handylab, Inc. Microfluidic devices having a reduced number of input and output connections
US7323140B2 (en) 2001-03-28 2008-01-29 Handylab, Inc. Moving microdroplets in a microfluidic device
US8895311B1 (en) 2001-03-28 2014-11-25 Handylab, Inc. Methods and systems for control of general purpose microfluidic devices
AU2003238401A1 (en) * 2002-05-24 2003-12-12 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Method for transferring heterogeneous liquids in microchannels without the occurrence of mixing
WO2004094986A2 (en) * 2003-04-16 2004-11-04 Handylab, Inc. System and method for electrochemical detection of biological compounds
JP4996248B2 (ja) 2003-07-31 2012-08-08 ハンディーラブ インコーポレイテッド 粒子含有サンプルの処理
WO2005108620A2 (en) 2004-05-03 2005-11-17 Handylab, Inc. Processing polynucleotide-containing samples
US8852862B2 (en) 2004-05-03 2014-10-07 Handylab, Inc. Method for processing polynucleotide-containing samples
KR101329445B1 (ko) * 2005-01-25 2013-11-14 메사추세츠 인스티튜트 오브 테크놀로지 동전기적 농축 장치 및 그의 사용 방법
DE112006000642B4 (de) * 2005-03-18 2014-03-13 Nanyang Technological University Mikrofluidischer Sensor zur Messung der Grenzflächenspannung und Verfahren zum Messen der Grenzflächenspannung
JP2006317357A (ja) * 2005-05-13 2006-11-24 Shimadzu Corp マイクロチップ電気泳動方法及び装置
US7998708B2 (en) 2006-03-24 2011-08-16 Handylab, Inc. Microfluidic system for amplifying and detecting polynucleotides in parallel
US10900066B2 (en) 2006-03-24 2021-01-26 Handylab, Inc. Microfluidic system for amplifying and detecting polynucleotides in parallel
US8883490B2 (en) 2006-03-24 2014-11-11 Handylab, Inc. Fluorescence detector for microfluidic diagnostic system
ES2692380T3 (es) 2006-03-24 2018-12-03 Handylab, Inc. Método para realizar PCR con un cartucho con varias pistas
US11806718B2 (en) 2006-03-24 2023-11-07 Handylab, Inc. Fluorescence detector for microfluidic diagnostic system
US8021531B2 (en) * 2006-04-14 2011-09-20 Caliper Life Sciences, Inc. Method for modifying the concentration of reactants in a microfluidic device
GB2440749B (en) * 2006-05-26 2011-04-06 Marc Baumann Multi-dimensional analysis
US8414754B1 (en) 2006-05-31 2013-04-09 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Electrophoretic sample analysis and approach therefor
US8562804B2 (en) 2006-07-20 2013-10-22 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Fluorescent finger prints for indirect detection in isotachophoresis
US7951278B2 (en) * 2006-07-20 2011-05-31 The Board Of Trustees Of The Leland Standford Junior University Method of detecting directly undetectable analytes using directly detectable spacer molecules
WO2008061165A2 (en) 2006-11-14 2008-05-22 Handylab, Inc. Microfluidic cartridge and method of making same
US20100108514A1 (en) * 2007-03-30 2010-05-06 Fujifilm Coporation Method of controlling temperature
US20100098584A1 (en) * 2007-03-30 2010-04-22 Fujifilm Corporation Clinical analysis apparatus
US7858372B2 (en) * 2007-04-25 2010-12-28 Sierra Sensors Gmbh Flow cell facilitating precise delivery of reagent to a detection surface using evacuation ports and guided laminar flows, and methods of use
JP5237359B2 (ja) * 2007-05-18 2013-07-17 メディメイト ホールディング ビー．ブイ． 液体中の検体の濃度を測定するためのプラグを持つ検査チップ、検査チップのための筺体、およびプラグのためのソケット
US9186677B2 (en) 2007-07-13 2015-11-17 Handylab, Inc. Integrated apparatus for performing nucleic acid extraction and diagnostic testing on multiple biological samples
US8287820B2 (en) 2007-07-13 2012-10-16 Handylab, Inc. Automated pipetting apparatus having a combined liquid pump and pipette head system
US8105783B2 (en) 2007-07-13 2012-01-31 Handylab, Inc. Microfluidic cartridge
AU2008276211B2 (en) 2007-07-13 2015-01-22 Handylab, Inc. Polynucleotide capture materials, and methods of using same
US20090136385A1 (en) 2007-07-13 2009-05-28 Handylab, Inc. Reagent Tube
US8133671B2 (en) 2007-07-13 2012-03-13 Handylab, Inc. Integrated apparatus for performing nucleic acid extraction and diagnostic testing on multiple biological samples
US8182763B2 (en) 2007-07-13 2012-05-22 Handylab, Inc. Rack for sample tubes and reagent holders
US9618139B2 (en) 2007-07-13 2017-04-11 Handylab, Inc. Integrated heater and magnetic separator
USD621060S1 (en) 2008-07-14 2010-08-03 Handylab, Inc. Microfluidic cartridge
US8016260B2 (en) 2007-07-19 2011-09-13 Formulatrix, Inc. Metering assembly and method of dispensing fluid
US20090250347A1 (en) * 2008-04-03 2009-10-08 Protea Biosciences, Inc. Microfluidic devices & processes for electrokinetic transport
US20090250345A1 (en) * 2008-04-03 2009-10-08 Protea Biosciences, Inc. Microfluidic electroelution devices & processes
USD618820S1 (en) 2008-07-11 2010-06-29 Handylab, Inc. Reagent holder
USD787087S1 (en) 2008-07-14 2017-05-16 Handylab, Inc. Housing
US8100293B2 (en) 2009-01-23 2012-01-24 Formulatrix, Inc. Microfluidic dispensing assembly
DE102009000529A1 (de) * 2009-01-30 2010-08-19 INSTITUT FüR MIKROTECHNIK MAINZ GMBH Mikrofluidischer Chip mit Druckmesseinrichtung
US8846314B2 (en) 2009-03-03 2014-09-30 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Isotachophoretic focusing of nucleic acids
US8721858B2 (en) * 2010-03-12 2014-05-13 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Non-focusing tracers for indirect detection in electrophoretic displacement techniques
US8986529B2 (en) 2010-09-13 2015-03-24 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Isotachophoresis having interacting anionic and cationic shock waves
US8524061B2 (en) 2010-11-29 2013-09-03 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University On-chip hybridization coupled with ITP based purification for fast sequence specific identification
ES2769028T3 (es) 2011-04-15 2020-06-24 Becton Dickinson Co Termociclador microfluídico de barrido en tiempo real
USD692162S1 (en) 2011-09-30 2013-10-22 Becton, Dickinson And Company Single piece reagent holder
DK3273253T3 (da) 2011-09-30 2020-10-12 Becton Dickinson Co Forenet reagensstrimmel
CN104040238B (zh) 2011-11-04 2017-06-27 汉迪拉布公司 多核苷酸样品制备装置
CN107881219B (zh) 2012-02-03 2021-09-10 贝克顿·迪金森公司 用于分子诊断测试分配和测试之间兼容性确定的外部文件
KR101360135B1 (ko) * 2012-08-16 2014-02-12 한양대학교 산학협력단 경사진 채널 벽면을 갖는 미세유체칩
EP2888581B1 (en) * 2012-08-21 2020-04-08 Universiteit Leiden Apparatus and process for depletion zone isotachophoresis
JP6028997B2 (ja) * 2012-09-04 2016-11-24 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 キャピラリー等速電気泳動法を用いる複数回大容量注入−濃縮−分離−分取精製法
GB2506630A (en) * 2012-10-04 2014-04-09 Univ Leiden Method and apparatus for processing a liquid
WO2015181829A1 (en) * 2014-05-29 2015-12-03 Technion Research & Development Foundation Limited Methods of isotachophoresis detection
JP2017111029A (ja) * 2015-12-17 2017-06-22 住友ベークライト株式会社 マイクロ流路デバイス
SG11201806190TA (en) 2016-01-29 2018-08-30 Purigen Biosystems Inc Isotachophoresis for purification of nucleic acids
US11364499B2 (en) 2017-05-15 2022-06-21 Technion Research & Development Foundation Limited Devices and methods for improved single-molecule detection
US11592421B2 (en) 2017-05-22 2023-02-28 IntegenX, Inc. Serial electrophoresis
CN115569515A (zh) 2017-08-02 2023-01-06 普瑞珍生物系统公司 用于等速电泳的系统、设备和方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000066970A1 (en) 1999-04-29 2000-11-09 Didjiglove Pty Ltd Electronic transducer for measuring flexion
WO2000077508A1 (de) 1999-06-16 2000-12-21 Merck Patent Gmbh Miniaturisiertes analysensystem mit vorrichtung zum ausschleusen von substanzen

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56122944A (en) * 1980-02-29 1981-09-26 Shimadzu Corp Analyzing method for analytical data of electrophoresis
US5027018A (en) * 1988-09-14 1991-06-25 Eastman Kodak Company High voltage electrophoresis apparatus
JP2841556B2 (ja) * 1989-09-29 1998-12-24 株式会社島津製作所 電気泳動装置
GB2244135B (en) * 1990-05-04 1994-07-13 Gen Electric Co Plc Sensor devices
US5536382A (en) * 1994-05-23 1996-07-16 Advanced Molecular Systems, Inc. Capillary electrophoresis assay method useful for the determination of constituents of a clinical sample
US6001229A (en) * 1994-08-01 1999-12-14 Lockheed Martin Energy Systems, Inc. Apparatus and method for performing microfluidic manipulations for chemical analysis
JPH09210960A (ja) * 1996-01-30 1997-08-15 Shimadzu Corp キャピラリー電気泳動装置
US5817225A (en) * 1996-08-16 1998-10-06 Exxon Research And Engineering Company Electrophoresis system for the purification, concentration and size fractionation of nucleic acids
US5958791A (en) * 1996-09-27 1999-09-28 Innovative Biotechnologies, Inc. Interdigitated electrode arrays for liposome-enhanced immunoassay and test device
JP2001517789A (ja) * 1997-09-19 2001-10-09 アクレイラ バイオサイエンシズ，インコーポレイティド 液体移送装置および液体移送方法
JP2001523001A (ja) 1997-11-12 2001-11-20 ピーイー コーポレイション （エヌワイ） 自己修正ベンドをもつ蛇行電気泳動チャネル
US6270641B1 (en) * 1999-04-26 2001-08-07 Sandia Corporation Method and apparatus for reducing sample dispersion in turns and junctions of microchannel systems
AU5405100A (en) * 1999-06-16 2001-01-02 Gesellschaft Zur Forderung Der Spektrochemie Und Angewandten Spektroskopie E.V. Device for preparing samples
AU3499701A (en) * 2000-02-11 2001-08-20 Aclara Biosciences Inc Microfluidic device with sample injector and method
US20020189946A1 (en) * 2000-02-11 2002-12-19 Aclara Biosciences, Inc. Microfluidic injection and separation system and method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000066970A1 (en) 1999-04-29 2000-11-09 Didjiglove Pty Ltd Electronic transducer for measuring flexion
WO2000077508A1 (de) 1999-06-16 2000-12-21 Merck Patent Gmbh Miniaturisiertes analysensystem mit vorrichtung zum ausschleusen von substanzen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101099495B1 (ko) 2008-10-14 2011-12-28 삼성전자주식회사 원심력 기반의 미세유동장치, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 시료분석방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP1660881A2 (en) 2006-05-31
WO2005024411A2 (en) 2005-03-17
EP2541239A2 (en) 2013-01-02
KR20060088536A (ko) 2006-08-04
KR20070089749A (ko) 2007-08-31
RU2006110931A (ru) 2007-10-20
AU2004271205B2 (en) 2008-06-26
EP2541239A3 (en) 2013-07-03
US20050121324A1 (en) 2005-06-09
JP2007504472A (ja) 2007-03-01
US20110024296A1 (en) 2011-02-03
AU2004271205A1 (en) 2005-03-17
US9539574B2 (en) 2017-01-10
KR100971044B1 (ko) 2010-07-16
WO2005024411A3 (en) 2005-08-11
JP5075299B2 (ja) 2012-11-21
EP2541239B1 (en) 2019-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100852297B1 (ko) 분석물 주입 시스템
KR100852348B1 (ko) 분석물 주입 시스템
CA2196429C (en) Apparatus and method for performing microfluidic manipulations for chemical analysis and synthesis
US8080144B2 (en) Gradient elution electrophoresis
US6387235B1 (en) Apparatus for the separation and fractionation of differentially expressed gene fragments
WO2001035089A1 (en) Multi-dimensional electrophoresis apparatus
US8366897B2 (en) Gradient elution electrophoresis and detectorless electrophoresis apparatus
WO2001068225A1 (en) Micropreparative isoelectric focussing
US7189370B2 (en) Apparatus and methods for high throughput and high-resolution assays
CN1904604A (zh) 一种用于毛细管电泳的微体积试样引入装置及其使用方法
Ma et al. Integrated isotachophoretic preconcentration with zone electrophoresis separation on a quartz microchip for UV detection of flavonoids
Kim et al. Microfluidic separation and capture of analytes for single-molecule spectroscopy
EP3853602A1 (en) Improvements in or relating to profiling of particles using microfluidic devices
CN100458434C (zh) 分析物注射系统
CN1068944C (zh) 逆流聚焦电泳装置
WO2023089330A1 (en) Improvements in or relating to a method of analysing a component in a sample
Zhu Resolving DNA Using A Bare Open Narrow Capillary without Sieving Matrix
Shameli Development of Microfluidic Chips for High Performance Electrophoresis Separations in Biochemical Applications

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
A107 Divisional application of patent
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120724

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130724

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140724

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150724

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160725

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170727

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191002

Year of fee payment: 12