KR101833558B1 - 연장된 동적 범위를 갖는 어레이 및 관련 방법 - Google Patents

연장된 동적 범위를 갖는 어레이 및 관련 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101833558B1
KR101833558B1 KR1020127023393A KR20127023393A KR101833558B1 KR 101833558 B1 KR101833558 B1 KR 101833558B1 KR 1020127023393 A KR1020127023393 A KR 1020127023393A KR 20127023393 A KR20127023393 A KR 20127023393A KR 101833558 B1 KR101833558 B1 KR 101833558B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
test
test sites
concentration
molecule
sites
Prior art date
Application number
KR1020127023393A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120129947A (ko
Inventor
샘 카부시
미카엘라 라우프헤이머
크리스토프 랭
Original Assignee
로베르트 보쉬 게엠베하
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 로베르트 보쉬 게엠베하 filed Critical 로베르트 보쉬 게엠베하
Publication of KR20120129947A publication Critical patent/KR20120129947A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101833558B1 publication Critical patent/KR101833558B1/ko

Links

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
    • G01N33/50—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
    • G01N33/54306—Solid-phase reaction mechanisms
    • 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
    • G01N33/558—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor using diffusion or migration of antigen or antibody
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2800/00—Detection or diagnosis of diseases

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

일 실시예의 관련 분자의 농도를 정량화하는 시스템 및 방법은 복수의 테스트 부위에 복수의 테스트 환경을 형성하는 단계로서, 복수의 테스트 환경 각각은 복수의 반응 곡선 중 하나와 결부되고, 복수의 반응 곡선 각각은 다른 복수의 반응 곡선과 서로 다른, 복수의 테스트 환경을 형성하는 단계와, 복수의 반응 곡선의 합으로부터 초래되는 조합된 반응 곡선을 저장하는 단계와, 복수의 테스트 부위를 관련 분자의 농도를 갖는 샘플에 노출시키는 단계와, 각각이 복수의 테스트 부위 중 하나와 결부되어 있는 복수의 정량화 신호를 획득하는 단계와, 복수의 정량화 신호의 합을 저장된 조합된 반응 곡선과 결부시키는 단계와, 결부에 기초하여 관련 분자의 농도에 관련한 신호를 생성하는 단계를 포함한다.

Description

연장된 동적 범위를 갖는 어레이 및 관련 방법 {ARRAY WITH EXTENDED DYNAMIC RANGE AND ASSOCIATED METHOD}
본 발명은 진단 테스트에 관한 것이며, 더 구체적으로는 친화성 기반 진단 테스트에 관한 것이다.
환자의 머리맡, 건강관리 제공자 사업장 또는 환자의 가정에서 같이 개인의 건강관리의 지점에서 수행될 수 있는 진단 테스트는 점점 더 대중화되어가고 있다. 진단 테스트는 핵산, 단백질 및 작은 분자 같은 바이오마커의 식별에 관련한 테스트를 포함한다. 다수의 진단 테스트 장치는 바이오마커의 검출시 최신 기술인 것으로 고려되는 친화성 기반 센서를 포함한다.
친화성 기반 바이오센서는 관련 바이오마커에 대한 매우 높은 연결 인자를 갖는 분자가 검출을 위해 사용되는 "키이-로크(key-lock) 원리에 따라 기능한다. 예로서, 임신 테스트 키트는 hCG의 β-서브유닛(βhCG)에 특정한 단일세포 항체를 포함할 수 있다. 이 항체는 검출을 위해 사용되는 태그, 예를 들어, 금, 라텍스 또는 플루오로포어와 결속된다. 목표 분자가 결속된 항체와 결합하는 경우, 태그화된 키이-로크 쌍이 가시적 테스트 라인 등에 의해 검출될 수 있다.
ELISA 판 및 마이크로어레이(예를 들어, 핵산, 펩타이드 및 단백질)는 유사한 원리를 포함한다. 도 1은 항체(12)가 기판(14)상에 부동화되어 있는 ELISA 아세이(10; assay)를 도시한다. 기판(14)은 오목부(미도시) 내에 위치될 수 있다. 차단제(16)가 항체(12) 둘레의 기판의 표면을 덮도록 제공된다. 전형적 ELISA 아세이에서, 샘플(18)은 그후 일차 항체(12)가 부동화되어 있는 오목부에 추가된다. 다음에 샘플이 소정 시간 동안 배양된다. 배양 동안, 잘못된 결합을 막기 위해 차단제(16)는 샘플 내의 관련 분자가 기판(14)의 표면에 결합하는 것을 방지한다. 배양 동안, 관련 분자(18) 중 일부는 도 2에 도시된 바와 같이 항체(12) 중 일부와 결합한다. 배양 이후, 잔여 샘플이 세척되어 미결합 분자(18)가 제거된다.
후속하여, 결합 라벨(22)을 갖는 이차 항체(20)가 오목부에 추가되고, 배양되고, 세척되어 도 3의 구성을 초래한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 라벨링된 이차 항체(20)는 관련 분자(18)에 결합되어 있고, 관련 분자는 항체(12)에 결합되어 있다. 따라서, 항체(20)에 의해 관련 분자(18)에 결합된 라벨(22)의 수는 목표 분자의 농도에 비례한다. 사용되는 라벨의 유형에 따라서, 라벨의 수가 색측정, 전류측정(amperometry), 자기측정(magnetometry), 전압측정(voltammetry), 광도 또는 형광 검출을 사용하여 최종적으로 검출된다. 표면 플라즈몬 공진 같은 다른 라벨을 사용하지 않는 항체 프로세스가 대안적으로 사용될 수 있다.
상술한 진단 테스트 품질은 검출 한계(LoD; Limit of Detection) 및 정량화 한계(LoQ; Limit of Quantitation) 분석을 사용하여 평가될 수 있다. 가용 검출 수단에 의해 인지될 수 있는 충분히 많은 양의 착체를 생성하기 위해 최소 농도의 타겟 분자가 필요한 LoD는 프로브 분자와 타겟 분자 사이의 상호 친화도, 프로브 분자의 밀도, 배양 조건 및 검출 기구의 배경 및 노이즈의 레벨에 의해 영향을 받는다. Burtis 등의 "Tietz Textbook of Clinical Chemistry and Molecular Diagnostics" (Elsevier Saunder, 2005) 의해 보고된 바와 같이, 특정 아세이의 LoD는 일반적으로 평균 배경 신호보다 2 내지 3배 더 큰 신호를 생성하는 타겟 분자의 농도가 되는 것으로 고려된다.
LoQ 측정법은 상한 및 하한 양자 모두를 포함한다. Burtis 등의 "Tietz Textbook of Clinical Chemistry and Molecular Diagnostics" (Elsevier Saunder 2005)에 규정된 바와 같이 상한 및 하한은 각각 특정 아세이를 위한 허용가능한 총 에러 이내에서 정량적으로 측정될 수 있는 최고 및 최저 농도이다. 일반적으로, 미국의 특정 아세이를 위한 허용가능한 오류는 소위 "금 표준 테스트"의 표준 편차에 기초하여 식품 및 약물 투약법(Food and Drug Administration)에 의해 규정된다.
특정 아세이를 위한 하부 LoQ와 상부 LoQ 사이의 농도 범위는 아세이의 동적 범위이다. 하부 LoQ는 상술한 바와 같이 기판 상의 친화성 프로브 분자 밀도에 관련한 LoD에 관련한다. 따라서, 고 친화도 프로브 분자 밀도가 특정 아세이의 감도를 증가시키도록 다수의 아세이에 통합되어 있다. 그러나, 상부 LoQ는 특정 아세이에서 달성될 수 있는 프로브 분자의 최대 밀도 또는 농도의 함수인 것이 통상적이다.
친화성 프로브 분자의 특정 농도가 주어지면, 특정 아세이로부터 얻어진 정규화된 신호는 관련 시료의 농도에 따라 선형적으로 변하지 않는다. 예로서, 도 4는 반응 곡선(RC)을 도시한다. 이 용어 "반응 곡선"은 본 명세서에서 특정 아세이를 위한 복수의 샘플로부터 얻어진 복수의 정량화 신호와 복수의 샘플 내의 관련 분자의 다양한 농도 사이의 관계를 나타내는 곡선이다. 도 4에서, 통상적 신호 반응 대 특정 아세이를 위한 목표 농도가 반응 곡선(30)으로서 도시되어 있다. 도 4의 신호의 범위 이내에서, 하부 LoQ는 약 10-12 mol/l에서 라인 32로 규정되고, 상부 LoQ는 약 10-10 mol/l에서 라인 34로 정의된다. 하부 LoQ(32)와 상부 LoQ(34) 사이에서 반응 곡선(30)은 반곡선처럼 형성된다. 도 4의 반응 곡선(30)을 생성하는 아세이의 동적 범위는 약 102이다. 통상적 아세이의 동적 범위는 일반적으로 크기의 101 내지 103 사이이다.
특정 아세이의 동적 범위는 테스트 대상 샘플 내의 예상 변동이 크기의 10의 수승배인 용례의 아세이에 대한 유용성을 제한한다. 예로서, 인간 혈청 내의 검출가능한 단백질은 밀리리터 당 그램 내지 1/10 피코그램에 농후하게 걸쳐져 있다. 또한, 혈청 단백질 농후도(abundance)는 시뮬레이션시 10,000배 만큼 많이 변할 수 있다. S. F. Kingsmore에 의해 "Multiplexed protein measurement: technologies and applications of protein and antibody arrays"(Nature Reviews Drug Discovery, No4, pp. 310-320, 2006)에서 보고된 바와 같이, 급성기 반응(acute phase reactant) 펜트락신(pentraxin) 또는 케모킨(chemokine) 같은 가장 빈번하게 측정되는 다수의 단백질도 큰 변동을 나타낸다. 따라서, 다수의 바이오분자를 위한 표현 범위는 106 이상에 걸쳐지며, 편리한 아세이는 대등한 동적 범위를 가져야 하지만 통상적 아세이의 동적 범위는 일반적으로 크기의 101 내지 103 사이이다.
멀티플렉싱된 아세이 및 마이크로어레이에서, 좁게 제한된 동적 범위의 문제는 특히 큰 관련이 있으며, 그 이유는 다수의 바이오마커의 검출이 진단 개선에 중요하기 때문이다. 그러나, 마이크로어레이는 심지어 다른 시간 소모적 실험실 기술, 예를 들어, 직렬 희석에 연계하여서도 정립된 최적화된 테스트, 예를 들어, ELISA가 실현할 수 있는 정량화 레벨을 달성하는데 못미치고 있다. 따라서, 마이크로어레이가 많이 사용되고 있고, 지수적 성장을 하고 있지만, 이런 사용은 주로 관련 분자의 정량화가 아닌 관련 분자의 검출에 관한 것이다. 그러나, 심지어 검출 기구로서도 멀티플렉싱된 아세이 및 마이크로어레이의 사용은 제한적이다. 예로서, 심지어 건강한 개인도 더 큰 농도로 존재할 때에는 질환의 존재를 나타낼 수 있는 표시자를 보유하고 있다.
더 이전의 아세이의 제한된 상부 LoQ에 반응하여, 일부 제조자는 더 높은 밀도의 부동화된 프로브 분자, 그리고, 따라서, 더 높은 진단 범위를 가능하게 하는 기판을 개발하여왔다. 이런 기판은 일반적으로 삼차원 구조체를 포함하며, 이 삼차원 구조체는 큰 동적 범위를 제공하지만 또한 아세이 변동을 증가시킬 수 있다. 이런 접근법 중 일부는 프로브 분자의 결합 역학 및 안정성을 초래하며, 심지어 동적 범위의 감소를 유발할 수 있다.
아세이의 동적 범위를 증가시키기 위한 다른 접근법은 아세이의 동적 검출 범위 내에 있는 목표 농도를 희석된 샘플 중 하나가 제공하도록 샘플에 직렬 희석을 수행하는 것이다. 이런 접근법은 Patrick Domnanich 등에 의해 "Protein microarray for the analysis of human melanoma biomarkers"(Sensors and Actuators B: Chemical , Vol. "In Press, Corrected Proof", 2008)에서 보고되었다. 이 단순하지만 효과적인 접근법은 현저한 수의 추가적 단계(다수의 희석 및 실제 아세이의 다수회 수행을 포함)를 필요로 하며, 이는 테스트 시간을 추가하고 비용 및 운영 비용을 증가시킨다는 단점을 갖는다.
최근에, 아세이의 동적 범위를 증가시키기 위한 다른 해결책이 제안되었다. 미국 특허 출원 공보 제2006/0019404 A1호에 개시된 관리 장치의 견지를 위한 한가지 이런 해결책은 서로 다른 동적 범위를 갖는 두 개의 스트립의 사용을 포함한다. 서로 다른 항체를 사용하고 결과들을 조합함으로써 서로 다른 진단 범위가 달성될 수 있으며, 아세이를 위한 더 넓은 동적 범위가 달성될 수 있다. N. Ohmura 등에 의해 "Combinational Use of Antibody Affinities in an Immunoassay for Extension of Dynamic Range and Detection of Multiple Analytes" (Analytical Chemistry,Vol. 75, No. 1, pp. 104-110, 2003)에서, 그리고, A.P. Drabovich 등에 의해 "Smart Aptamers Facilitate Multi-Probe Affinity Analysis of Proteins with Ultra-Wide Dynamic Range of Measured Concentrations"(Journal of the American Chemical Society, Vol. 129, No. 23, pp. 7260-7260, 2007)에서 보고된 다른 해결책은 동적 범위를 확장시키기 위해 시료에 대해 서로 다른 친화도를 갖는 항체 또는 압타머(aptamer) 중 어느 하나인 둘 이상의 프로브 분자의 사용을 포함한다. 이런 접근법은 사용되는 서로 다른 프로브 분자의 동적 범위 사이의 중첩을 필요로 하며, 따라서, 원하는 친화도를 갖는 다수의 항체 또는 앱터머의 가용성에 의해 제한된다.
저비용 항체를 사용하여 정량화 아세이를 수행하는 장치 및 방법에 대한 필요성이 존재한다. 정확한 정량화 결과를 제공하는 멀티플렉싱된 아세이, 단백질 어레이, 측방향 유동 장치, 샌드위치 어레이, 경쟁성 어레이 또는 비드 기반 어레이를 포함하는 저비용 아세이 및 이런 어레이를 사용하는 방법이 추가로 필요하다. 비교적 선형적 결과를 제공하는 방법 및 장치는 더욱 유익하다.
일 실시예에 따라서, 관련 분자의 농도를 정량화하는 시스템 및 방법은 복수의 테스트 부위에 복수의 테스트 환경을 형성하는 단계로서, 복수의 테스트 환경 각각은 복수의 반응 곡선 중 하나와 결부되고, 복수의 반응 곡선 각각은 다른 복수의 반응 곡선과 서로 다른, 복수의 테스트 환경을 형성하는 단계와, 복수의 반응 곡선의 합으로부터 초래되는 조합된 반응 곡선을 저장하는 단계와, 복수의 테스트 부위를 관련 분자의 농도를 갖는 샘플에 노출시키는 단계와, 각각이 복수의 테스트 부위 중 하나와 결부되어 있는 복수의 정량화 신호를 획득하는 단계와, 복수의 정량화 신호의 합을 저장된 조합된 반응 곡선과 결부시키는 단계와, 결부에 기초하여 관련 분자의 농도에 관련한 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에 따라서, 관련 분자의 농도를 정량화하는 방법은 제1 테스트 부위에 제1 테스트 환경을 형성하는 단계와, 제2 부위를 위한 반응 곡선이 제1 부위의 반응 곡선과는 다르도록 제2 테스트 부위에 제2 테스트 환경을 형성하는 단계와, 제1 부위의 반응 곡선과 제2 부위의 반응 곡선의 합으로부터 초래되는 조합된 반응 곡선을 저장하는 단계와, 관련 분자의 농도를 갖는 샘플에 제1 테스트 부위 및 제2 테스트 부위를 노출시키는 단계와, 제1 테스트 부위로부터 제1 정량화 신호를 획득하는 단계와, 제2 테스트 부위로부터 제2 정량화 신호를 획득하는 단계와, 제1 정량화 신호와 제2 정량화 신호를 조합하는 단계와, 조합된 제1 정량화 신호와 제2 정량화 신호를 저장된 반응 곡선과 결부시키는 단계와, 결부에 기초하여 관련 분자의 농도에 관한 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
또한, 농도 정량화 방법에서, 복수의 반응 곡선 각각은 다른 복수의 반응 곡선 중 적어도 하나와 중첩한다.
또한, 농도 정량화 방법에서 제1 테스트 환경을 형성하는 단계는 제1 테스트 부위를 위해 온도, 전기장, 자기장 및 pH로 구성되는 환경 인자의 그룹 중 적어도 하나의 환경 인자를 제어하는 단계를 포함하고, 제2 테스트 환경을 형성하는 단계는 제어된 적어도 하나의 환경 인자가 제1 테스트 부위와 제2 테스트 부위 사이에서 서로 다르도록 제2 테스트 부위를 위한 적어도 하나의 환경 인자를 제어하는 단계를 포함한다.
또한, 농도 정량화 방법은 적어도 하나의 포획 작용제를 제공하는 단계와, 제1 및 제2 테스트 부위 각각에 대하여 각각의 포획 작용제 레시피를 식별하는 단계로서, 제1 및 제2 테스트 부위 각각을 위한 포획 작용제 레시피는 제1 및 제2 테스트 부위 중 나머지를 위한 포획 작용제 레시피와는 다른, 포획 작용제 레시피를 식별하는 단계와, 제1 및 제2 테스트 부위 각각에서, 식별된 레시피에 따라 적어도 하나의 포획 작용제를 부동화하는 단계를 포함한다.
적어도 하나의 포획 작용제는 복수의 포획 작용제를 포함하고, 복수의 포획 작용제 각각은 다른 복수의 포획 작용제의 관련 분자에 대한 친화도와는 다른 관련 분자에 대한 친화도를 나타낸다.
또한, 농도 정량화 방법은 다중 오목부 판의 각각의 오목부 내에 제1 및 제2 테스트 부위 각각을 형성하는 단계를 더 포함한다.
또한, 농도 정량화 방법은 CMOS 기판 상에 제1 및 제2 테스트 부위 각각을 형성하는 단계를 더 포함한다.
도 1은 샘플이 테스트 부위에 추가될 때, 항체 및 차단제가 기판 상에 형성되어 있는 ELISA 어레이 내의 종래 기술 테스트 부위의 개략도를 도시한다.
도 2는 테스트 부위가 배양 및 세척된 이후, 관련 분자가 도 1의 항체 중 일부에 결합되어 있는 도 1의 테스트 부위를 도시한다.
도 3은 라벨링된 이차 항체가 추가되고 테스트 부위가 다시 배양 및 세척되어 라벨링된 이차체가 결합된 관련 분자에 결합되고난 이후의, 도 2의 테스트 부위를 도시한다.
도 4는 테스트 대상 샘플 내의 관련 시료의 농도의 함수로서 시스템의 정규화된 출력 신호를 도시하는 종래의 어레이를 위한 반응 곡선을 도시한다.
도 5는 연장된 범위의 농도에 걸쳐 샘플 내의 관련 분자의 농도의 결정을 가능하게 하는 서로 다른 환경 조건들에 단일 샘플을 노출시키도록 구성된 다중부위 바이오센서 시스템을 도시한다.
도 6은 마이크로어레이 형태로 다수의 서로 다른 테스트 부위를 제공하기 위한 플랫폼을 도시한다.
도 7은 다수의 테스트 환경에 샘플을 노출시키도록 플랫폼 상의 다양한 테스트 부위에 서로 다른 테스트 환경을 형성하기 위해 사용될 수 있는 절차를 도시한다.
도 8은 서로 다른 테스트 환경을 갖는 두 개의 부위를 위한 반응 곡선이 합쳐질 때 테스트 대상 샘플 내의 관련 시료의 농도의 함수로서 시스템의 정규화된 출력 신호를 보여주는 조합된 반응 곡선을 도시한다.
도 9는 저 친화도 변경을 갖는 두 개의 부위를 위한 반응 곡선이 합쳐질 때 테스트 대상 샘플의 관련 시료의 농도의 함수로서 시스템의 정규화된 출력 신호를 보여주는 조합된 반응 곡선을 도시한다.
도 10은 고 친화도 변경을 갖는 두 개의 부위를 위한 반응 곡선이 합쳐질 때 테스트 대상 샘플 내의 관련 시료의 농도의 함수로서 시스템의 정규화된 출력 신호를 보여주는 조합된 반응 곡선을 도시한다.
본 발명의 원리의 이해를 증진시킬 목적으로, 이제 도면에 도시되고 다음의 명세서에 설명되어 있는 실시예를 참조할 것이다. 본 발명의 범주에 대한 제한이 의도되지 않음이 이해된다. 본 발명은 도시된 실시예에 대한 임의의 변경 및 변형을 포함하고, 본 발명이 관련된 기술 분야의 당업자에게 통상 명백한 바와 같이 본 발명의 원리의 추가의 적용을 포함함이 또한 이해된다.
도 5를 참조하면, 도 5에는 도면부호 100에 의해 전체적으로 지시된 다중부위 바이오센서 시스템이 도시되어 있다. 바이오센서 시스템(100)은 I/O 장치(102), 처리 회로(104) 및 메모리(106)를 포함한다. I/O 장치(102)는 유저 인터페이스, 그래픽 유저 인터페이스, 키보드, 포인팅 장치, 리모트 및/또는 로컬 커뮤니케이션 링크, 디스플레이, 그리고 외부에서 발생된 정보를 바이오센서 시스템(100)에 제공하고 바이오센서 시스템(100)의 내부 정보를 외부와 통신하도록 하는 다른 장치들을 포함할 수 있다.
처리 회로(104)는 마이크로프로세서 및 이와 관련된 회로와 같은 적절한 범용 컴퓨터 처리 회로일 수 있다. 처리 회로(104)는 본원에서 그에 부과된 작업들을 수행하도록 작동 가능하다.
메모리(106) 내에는 다양한 프로그램 명령(108)이 있다. 프로그램 명령(108)은 처리 회로(104) 및/또는 적절한 임의의 다른 구성요소에 의해 수행되고, 이들 중 일부는 이하에서보다 구체적으로 설명된다. 친화성 데이터베이스(affinity database; 110) 및 반응 곡선(RC) 데이터베이스(112) 또한 메모리(106) 내에 위치된다.
바이오센서 시스템(100)은 환경 제어 기구(114), 환경 검출 스위트(116) 및 라벨 판독기(118)를 더 포함한다. 라벨 판독기(118)는 시스템(100)의 다른 구성요소들과 함께 단일 장치에 포함될 수 있다. 대안적으로, 시스템(100)의 하나 이상의 구성요소들은 개별 장치로서 제공될 수 있으며, 이들 개별 장치는 시스템(100)의 다른 구성요소들과 멀리 떨어져 위치될 수 있다.
환경 제어 기구(114)는 예를 들어 도 6에 도시된 마이크로어레이(120)의 환경 조건을 설정 및 유지하도록 구성된다. 마이크로어레이 플랫폼(120)을 형성하기 위해 다양한 방법이 이용될 수 있다. 예를 들면, 미국 특허 제5,807,522호는 마이크로어레이를 형성하는 방법을 개시한다. 마이크로어레이 플랫폼(120)은 다수개의 상이한 서브어레이(122)를 포함한다. 서브어레이(122)는 다수개의 테스트 부위(124)를 포함한다. 서브어레이(122)의 개수뿐만 아니라 이런 각각의 서브어레이(122) 내 테스트 부위(124)의 개수는 본 발명의 범주 내에서 변경될 수 있다. 마이크로어레이(120)는 2개의 캘리브레이션 어레이(126, 128)를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 프로세서(104) 또한 마이크로어레이(120)에 위치될 수도 있다.
2008년 분자 면역학(Molecular Immunology), Vol. 45, No. 5, pp.1494-1500의 디. 알. 자콜라(Jackola) 등에 의한 "Entropy-favored human antibody binding reactions with a non-infectious antigen"에 공지된 바와 같이, 온도는 일부 분자의 결합 효율을 변화시킨다. 따라서, 도 5의 실시예에서, 환경 제어 기구(114)는 마이크로어레이 플랫폼(120) 내에 온도 프로파일을 설정하도록 작동 가능하다. 각각의 테스트 부위(124) 및 캘리브레이션 어레이(126 및 128) 내의 정밀 온도는 검출 스위트(116)에 의해 검출될 수 있다.
테스트 부위(124) 및 캘리브레이션 어레이(126 및 128)에는 관심 바이오분자를 포획하기에 효율적인 포획 작용제가 준비된다. 또한, 바이오센서 시스템(100)에 관한 상세 내용은 도 7의 절차(130)를 참조하여 제공된다. 프로세서(104)는 도 7의 절차(130)의 적어도 일부를 실행하기 위해 프로그램 명령(108)을 실행한다. 다른 실시예에서, 절차(130)는 특정 기준에 따라서 더 많거나 혹은 더 적은 단계를 포함하도록 수정될 수 있다.
블록(132)에서, 관련 분자가 식별되고 이후 항체, 합성 펩티드, 압타머 등과 같이 관련 분자에 대해 친화성을 갖는 프로브 분자가 식별된다(블록 134). 이후 관련 분자에 대한 결합 효율 계수(αi)가 적어도 두 개의 상이한 환경 조건에 대해 식별되어(블록 136), 친화성 데이터베이스(110) 중 하나에 저장된다(블록 138).
이후, 적어도 두 개의 결합 효율 계수와 관련된 반응 곡선이 식별되고(블록 140), RC 데이터베이스(112)에 저장된다(블록 142). 블록(144)에서, 마이크로어레이 플랫폼(120)은 테스트 부위(124) 및 캘리브레이션 부위(126 및 128) 각각에서 선택된 포획 작용제의 바람직한 양을 증착시킴으로써 준비된다. 대안 실시예에서, 테스트 부위(124) 및 캘리브레이션 부위(126)의 서브 세트(subset)에는 제1 포획 작용제가 준비될 수 있는 반면, 테스트 부위(124) 및 캘리브레이션 테스트 부위(128)의 또 다른 서브 세트에는 단일 마이크로어레이 플랫폼(120) 내에 두 개의 개별 테스트가 수행되는 것을 허용하도록 제2 포획 작용제가 준비될 수 있다. 또한, 단일 마이크로어레이 플랫폼(120) 내에 추가 구성이 사용될 수 있다. 예를 들어, 서브어레이(122) 중 하나의 서브어레이 내의 각각의 테스트 부위에는 동일한 포획 작용제가 준비될 수 있는 반면, 각각의 서브어레이(122)는 다른 포획 작용제를 포함한다.
마이크로어레이 플랫폼(120)이 준비되면, 샘플은 선택된 세트의 테스트 부위(124) 안으로 도입된다(블록 146). 도입 이전에, 샘플은 우선 시약 및 다른 전처리의 추가를 포함하여 여과 및 증폭과 같은 처리에 의해 준비될 수 있다. 또한, 제어 물질이 캘리브레이션 부위(126 및 128)로 도입된다(블록 148).
아직 설정되지 않은 경우, 선택된 세트의 테스트 부위(124) 각각 내의 환경은 선택된 세트의 테스트 부위(124) 각각 내에 상이한 테스트 환경을 설정하도록 제어된다(블록 150). 이러한 예에서, 제어되는 환경 조건은 온도이다. 따라서, 온도 프로파일이 마이크로어레이 플랫폼(120)을 가로질러 설정된다. 특정 실시예에 따라서, 이것은 선택된 세트의 테스트 부위(124) 또는 서브 어레이(122) 각각에 대해 단일 히터/쿨러를 제공함으로써 달성될 수 있다. 다른 실시예에서, 열은 마이크로어레이 플랫폼(120)의 일 단부에 인가되고, 히트 싱크는 마이크로어레이 플랫폼(120)을 가로질러 열 구배를 설정하기 위해 마이크로어레이 플랫폼(120)의 대향 단부에 열에 의해 부착된다. 또한, 캘리브레이션 부위(126 및 128)에서의 환경도 제어된다(블록 152).
그 후, 샘플 및 제어 물질은 설정된 테스트/캘리브레이션 환경에서 미리 결정된 시간 동안 배양된다(블록 154). 배양 동안, 각각의 선택된 세트의 테스트 부위(124) 내의 실제 테스트 환경은 환경 검출 스위트(116)에 의해 모니터링되고, 설정된 테스트 환경을 지시하는 데이터는 처리 회로(104)로 제공된다(블록 156). 추가적으로, 각각의 캘리브레이션 부위(126 및 128) 내의 실제 캘리브레이션 환경은 환경 검출 스위트(116)에 의해 모니터링되고, 설정된 캘리브레이션 환경을 지시하는 데이터는 처리 회로(104)로 제공된다(블록 158). 캘리브레이션 부위(126 및 128)에서의 결합 활동도(bonding activity)가 또한 모니터링되고, 활동도를 지시하는 데이터는 처리 회로(104)로 제공된다. 캘리브레이션 부위(126 및 128)에서의 결합 활동도는 테스트 부위 환경의 제어를 수정하기 위해 처리 회로(104)에 의해 분석될 수 있다(블록 160). 다른 실시예에서, 캘리브레이션 부위(126 및 128)는 예컨대 블록(172)에서 에러를 수정하기 위해 실제 환경을 재구성하는데 사용된다.
샘플이 충분히 배양되었을 때, 테스트 부위(124)는 세척되고(블록 162), 표지된 2차 항체는 테스트 부위(124)의 선택된 세트 안으로 도입되어(블록 164) 배양된다(블록 166). 그 후, 테스트 부위(124)의 선택된 세트는 세척되고(블록 168), 테스트 부위(124)에 남아있는 라벨들은 라벨 판독기(118)에 의해 검출된다(블록 170). 테스트 부위(124)의 선택된 세트에 남아있는 라벨의 개수와 관련된 신호에 기초하여, 샘플 내의 관련 분자의 농도가 처리 회로(104)에 의해 산출된다(블록 172).
테스트 부위(124)에 대한 테스트 환경은 정량화를 원하는 최소 농도 이하인 조합된 최소 LoQ 및 정량화를 원하는 최대 농도 이상인 조합된 최대 LoQ를 갖는 조합된 반응 곡선(combined response curve)을 제공하도록 제어되기 때문에, 관련 분자의 농도의 산출이 가능하다. 추가적으로, 테스트 부위(124)에 대한 테스트 환경은, 특정 테스트 부위(124)와 관련된 반응 곡선의 반곡선(ogee)이 관심 농도 영역에 걸쳐 적어도 하나의 다른 테스트 부위(124)의 반응 곡선의 반곡선과 중첩되도록, 제어된다. 전술한 사항은 도 8을 참조로 이해될 수 있다.
도 8은 최소 농도(182) 및 최대 농도(184)에 의해 규정된 관심 농도 범위에 걸쳐 실질적으로 선형으로 연장되는 조합된 반응 곡선(180)을 도시한다. 관심 농도 범위는 주어진 테스트 환경에 대해 임의의 단일 테스트 부위(124)의 동적 범위보다 크다.
예를 들어, 반응 곡선(186)은 제1 테스트 부위(124)와 관련된다. 반응 곡선(186)은 최소 LoQ(188) 및 최대 LoQ(190)를 갖는다. 최소 LoQ(188)는 최소 농도(182)보다 큰 반면, 최대 LoQ(190)는 최대 농도(184)보다 훨씬 적다. 따라서, 반응 곡선(186)과 관련된 테스트 부위(124)는 관심 농도 범위의 최소 농도(182)보다 약간 크고 최대 농도(184)보다 훨씬 적은 농도로 샘플의 신뢰할만한 정량화를 제공하는데 사용될 수 있다. 따라서, 반응 곡선(186)과 관련된 테스트 부위(124)는 관심 농도 범위에 걸친 농도의 신뢰할만한 정량화를 제공하기 위해서는 사용될 수 없다.
계속해서 도 8을 참조하면, 반응 곡선(192)은 최소 LoQ(194) 및 최대 LoQ (196)를 갖는다. 최소 LoQ(194)는 반응 곡선(186)의 최대 LoQ(190)보다 작지만, 최대 LoQ(196)는 최대 농도(184)보다 크다. 따라서, 반응 곡선(192)과 관련된 테스트 부위(124)는 반응 곡선(186)의 최대 LoQ(190)에 있는 농도에서, 그리고 관심 농도 범위의 최대 농도(184)에 있는 농도까지 샘플의 신뢰할만한 정량화를 제공하는데 사용될 수 있다.
따라서, 최소 농도(182)로부터 최대 농도(184)까지 연장되는 관심 농도 범위 내에서의 샘플들의 정량화는 반응 곡선(186, 192)과 관련된 테스트 부위(124)들로부터 얻은 신호들을 합산함으로써 가능하다. 조합된 신호와 관련된 농도는 반응 곡선(186, 192)들의 합산인 반응 곡선(180)을 사용하여 얻어진다. 반응 곡선(180)은 반응 곡선(186, 192)의 합산이기 때문에, 반응 곡선(180)의 최소 LoQ(198)는 가장 민감한 반응 곡선[반응 곡선(186)]의 최소 LoQ 보다 약간 작은 농도일 것이고, 반응 곡선(180)의 최대 LoQ(200)는 가장 덜 민감한 반응 곡선[반응 곡선(192)]의 최대 LoQ보다 약간 큰 농도일 것이다.
따라서, 복수의 테스트 부위(124) 각각에서 환경을 조심스럽게 제어함으로써, 관련 분자 농도에 대해 비교적 선형 관계를 갖는 조합된 출력 신호가 얻어질 수 있다. 또한, 도 8의 관심 농도 범위를 완전히 덮는데는 2개의 반응 곡선만이 필요하였지만, 추가적인 부위들에서의 테스트 환경은 반응 곡선(192)보다 높거나(도 8에 도시된 것과 같이 우측으로) 또는 증가된 동적 범위가 요구되는 경우에는 반응 곡선(186)보다 낮은(도 8에 도시된 것과 같이 좌측으로) 반응 곡선을 제공하도록 더 제어될 수 있다.
도 7의 블록(150)에서 제어되는 환경 인자(들)를 선택하는데 있어서 중요하게 고려해야 할 것은 원하는 방식으로 중첩되는 반응 곡선들을 발생시키는 2개 이상의 테스트 환경을 선택하는 것이다. "중첩"은 적어도 2개의 반응 곡선의 동적 범위 내에 있는 농도들의 범위이다. 조합된 반응 곡선의 선형성은 도 8에 도시된 중첩을 제공하기 위해 여러 테스트 부위(124)에서 테스트 환경을 제어함으로써 최적화될 수 있다.
중첩이 증가함에 따라서, 조합된 반응 곡선의 기울기가 증가한다. 예를 들어, 도 9는 반응 곡선(210) 및 반응 곡선(212)을 도시한다. 반응 곡선(212)과 관련된 테스트 부위에서의 친화성은 반응 곡선(210)과 관련된 테스트 부위에서의 친화성보다 약간 적을 뿐이다. 친화성의 이러한 낮은 변조는 반응 곡선(180)에 비해 증가된 기울기를 갖는 조합된 반응 곡선(214)을 발생시킨다. 그러나 조합된 반응 곡선(214)의 동적 범위는 조합된 반응 곡선(180)의 동적 범위보다 훨씬 작다. 따라서, 중첩을 감소시키는 것은 고정된 수의 테스트 부위 환경에 대해 더 큰 동적 범위를 허용한다.
그러나, 중첩이 감소함에 따라, 결과적인 조합된 반응 곡선의 경사가 감소된다. 예를 들어, 도 10에 반응 곡선(220)과 반응 곡선(222)이 도시되어 있다. 반응 곡선(222)과 관련된 테스트 부위에서의 친화성은 반응 곡선(220)과 관련된 테스트 부위에서의 친화성보다 상당히 작다. 이러한 친화성의 큰 변조로 인하여 반응 곡선(180)과 비교해 볼 때 감소된 경사를 나타내는 조합된 반응 곡선(224)으로 된다. 또한, 조합된 반응 곡선(224)의 동적 범위는 조합된 반응 곡선(180)의 동적 범위보다 크다. 그러나, 조합된 반응 곡선(224)은 또한 평탄화 구역(226)을 갖고 있다. 평탄화 구역(226)에 있어서, 분석물 농도 정량화에 있어서 잠재적인 에러가 증가된다. 그러나, 반응 곡선(222)과 관련된 테스트 부위의 친화성보다 크고, 반응 곡선(220)과 관련된 테스트 부위의 친화성 보다 작은 친화성을 다른 테스트 부위에 제공하면, 평탄화 구역(226)을 제거할 수 있다.
상기 예에 있어서, 각각의 테스트 부위(124) 내의 온도는 다양한 결합 효율을 제공하도록 제어된다. CMOS 기술이 통합되어 있는 실시예에 있어서, 칩 내의 온도 구배는 통합형 펠티에 요소 또는 폴리실리콘 레지스터와 같은 온-칩 레지스터를 사용하여 확립될 수 있다. 저 파워 온-칩 온도 센서가 각각의 테스트 부위 내의 온도를 정확하게 측정하기 위해 사용될 수 있다. 다중부위 바이오센서가 인쇄 회로 보드, 유리, 플라스틱 기판 상에서 실행되거나, 금, 유리, 에폭시, 폴리머, 또는 겔 코팅을 구비하는 CMOS 칩 상에서 실행되거나, 또는 96 오목부 판(well plate)과 같은 오목부 판 내에서 실행될 수 있다. 원한다면, 제어부에 대한 제어, 판독 및 검지가 인쇄 회로 보드 또는 CMOS 칩 내에 제공될 수 있다. CMOS 기술은 다중 검지 부위가 매우 근접하게 제조될 수 있게 한다. 이것은 테스트 부위에서의 비제어 환경 요소의 균일성을 유지하는 데에 도움을 준다. 칩은 자립형 미세유체 또는 모세관 원리를 이용하는 시스템의 일부일 수 있고, 또는 별개로 제공되는 장치와 함께 사용될 수 있다. 신호 평가 및 분석 데이터는 원한다면 CMOS 칩 상에 하드 코드화(hard coded)될 수 있다.
온도는 다양한 테스트 환경을 확립하기 위해 사용될 수 있는 유일한 환경적 요소가 아니다. J.J. Gooding 등의 "Electrochemical modulation of antigen-antibody binding"와, "Biosensors and Bioelectronics"(Vol. 20, No. 2, pp. 260-268, 2004, M. L. O'Grady, et al.)과, "Dynamic Control of Protein-Protein Interactions"(Langmuir, Vol. 24 (1), pp. 316-322, 2008, R.J. Heaton et al.)과, "Electrostatic surface plasmon resonance: direct electric field-induced hybridization and denaturation in monolayer nucleic acid films and label-free discrimination of base mismatches"(Proceedings of National Academy of Science, Vol. 98, No. 7, pp. 3701-3704, 2001, and I. Wong et al.), "Dynamic control of biomolecular activity using electrical interfaces"(Soft Matter,Vol. 3, No. 3, pp 267-274, 2007)에 보고된 바와 같이 분자의 결합 효율을 수정하기 위해 배양이 수행되는 전기장이 제시되었다.
일부 실시예에 있어서, 각각의 테스트 부위 내의 전기장은 테스트 부위의 각각의 다른 테스트 부위 내의 전기장과 다르게 제어될 수 있다. 전기장은 예를 들어 국부적인 pH 농도 등을 변화시키도록 사용될 수 있다. 기본 기구는 전기분해 및 이온 유인을 포함하고 있다. AC 신호의 사용은 예를 들어 전기수력학적 효과를 통해 샘플 내에 이온의 이동을 생성시킴으로써 국부적인 혼합을 추가로 제공할 수 있다. 전술한 효과를 제공하는 많은 전압 범위는 CMOS 호환가능하다. 따라서, 표면 전극을 가진 CMOS 칩이 사용될 수 있다. 요구되는 효과에 따라, 1, 2, 또는 그 이상의 전극이 특정 테스트 부위에 제공되고, 테스트 샘플로부터 노출 또는 격리될 수 있다. 다른 제조 방법이 유리 슬라이드를 전극(예를 들어, ITO, 금)과 통합시키거나, 또는 플라스틱 또는 종이 막을 인쇄 전극(예를 들어, 탄소, 금, 은)과 통합시킨다.
테스트 환경을 제어하는 또 다른 접근법은 자기 비드(magnetic bead) 및 제어된 자기장의 사용을 통해서이다. 자기 비드는, 예를 들어 항체, 에폭시, 핵산 또는 압타머(aptamer)와 같은 다양한 생체 분자에 대해 높은 친화성을 갖는 분자로 기능화되어 있다. 자기 비드가 센서 부위를 가로질러 이동하므로, 상이한 분자가 상이한 속도로 그들에 결합할 것이고, 이에 의해 테스트 부위의 면을 문지르고 테스트 부위를 "세정(cleaning)"한다. 테스트 부위 내의 자기장을 제어하는 것은 각 테스트 부위에서 발생하는 "세정"의 정도에 영향을 미치고, 이에 의해 분자와 항체 사이에 형성된 결합 강도에 따라 상이한 분자들의 결합 효율(binding efficiency)을 변경한다. CMOS 집적 코일은 완만한 자기장만을 발생시킬 수 있기 때문에, 다양한 실시예에 있어서 외부 자석이 자기장을 소정의 값으로 바이어스하기 위해 사용될 수 있다.
또 다른 접근법은 「엠.엘. 야무시(M.L. Yarmush) 등에 의해, "Immunoadsorption: strategies for antigen elution and production of reusable adsorbents," Biotechnology Progress, Vol. 8 , No. 3, pp. 168-178, 1992. 」에 보고된 바와 같이 압력이 친화성을 변경하는데 사용될 수 있으므로 스팟을 배양/세척하는 동안에 상이한 테스트 부위에서 상이한 압력을 사용하여 친화성을 변경하는 것이다. 압력 변경은 유체 준비시 이루어질 수 있다.
라벨 판독기(118) 내에 통합된 센서들 또는 센서의 유형은 사용되는 특정 라벨에 따라 바뀔 것이다. 다양한 실시예가 이에 따라 발광(luminescence), 형광 발광(fluorescence), 비색(colorimetric), 전기 화학(electrochemical), 임피던스(impedance) 및 자기 센서를 사용할 수 있다. 센서들은 선택된 하나 이상의 테스트 부위에 의해 생성된 신호의 분리를 허용하도록 구성되어야만 한다. 유사하게, 환경 검출 스위트(116)에 통합된 센서들은 IR 센서 및 홀 센서(Hall sensor)를 포함할 수 있다. AMR 센서 또는 GMR 센서가 테스트 부위면 상의 자기 비드의 밀도를 모니터하도록 제공될 수 있다. ISFET 또는 CMOS 기반 전하 검출 회로가 전기 화학적 실시예에 있어서 사용될 수 있다.
따라서 관련 분자의 농도는, 농도의 범위가 단일 테스트 부위로 실현될 수 있는 다이나믹 레인지(dynamic range)를 초과하더라도 넓은 범위의 농도에 걸쳐 얻어질 수 있다. 또한, 절차(130)가 96-오목부 판(96-well plate), 더 적은 또는 추가적인 홈을 갖는 판, 마이크로어레이 플랫폼, 인쇄 회로 기판 플랫폼, CMOS 칩 플랫폼, 다중 측정법(multiplexed assay), 단백질 어레이(protein array), 측방 유동 장치(lateral flow device), 샌드위치 측정법(sandwich assays), 경쟁적 측정법(competitive assay), 비드 기반 어레이 또는 다른 적절한 플랫폼을 포함하는 다양한 테스트 부위 플랫폼에서 사용될 수 있다. 절차(130)는 또한 항체에 더하여 상이한 유형의 분자 뿐만 아니라 다양한 관련 분자의 검출을 위해 사용될 수 있다. 예로서, 절차(130)는 또한 핵산, 단백질 또는 저분자의 검출을 위해 사용될 수 있다.
도면 및 전술한 기재에서 본 발명에 대해 상세하게 설명하고 기술하였지만, 이는 실례를 든 것으로서, 그 특징을 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다. 바람직한 실시예들만이 제시된 것으로서, 본 발명의 기술 사상 내에 있는 모든 변형례, 변경례 및 또 다른 용례들도 보호되는 것이 바람직함을 알 수 있다.

Claims (18)

  1. 관련 분자의 농도를 정량화하는 방법이며,
    환경 제어 장치 기구를 사용하여 복수의 테스트 부위 각각에서 각각의 테스트 환경을 형성하는 단계로서, 각각의 테스트 환경 각각은 (i) 나머지 각각의 테스트 환경 각각에 제공된 프로브 분자와 동일한 적어도 하나의 제1 프로브 분자를 포함하고, (ii) 복수의 반응 곡선 중 하나와 결부되고, 복수의 반응 곡선 각각은 복수의 반응 곡선 중 다른 반응 곡선과 서로 다른, 각각의 테스트 환경을 형성하는 단계와,
    복수의 반응 곡선의 합으로부터 초래되는 조합된 반응 곡선을 저장하는 단계와,
    관련 분자의 농도를 갖는 샘플에 복수의 테스트 부위를 노출시키는 단계와,
    복수의 테스트 부위 중 하나와 각각 결부되는 복수의 정량화 신호를 획득하는 단계와,
    복수의 정량화 신호의 합을 저장된 조합된 반응 곡선과 결부시키는 단계와,
    이 결부에 기초하여 관련 분자의 농도를 결정하는 단계를 포함하는 정량화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 복수의 반응 곡선 각각은 나머지 복수의 반응 곡선 중 적어도 하나와 중첩하는 정량화 방법.
  3. 제1항에 있어서, 각각의 테스트 환경을 형성하는 단계는 각각의 테스트 환경 부위 각각을 위한 온도, 전기장, 자기장, pH 및 버퍼 유형으로 구성되는 환경 인자의 그룹 중 적어도 하나의 환경 인자를 제어하여 제어된 적어도 하나의 환경 인자가 복수의 테스트 부위 중 적어도 두 개의 테스트 부위 사이에서 서로 다르게 하는 적어도 하나의 환경 인자를 제어하는 단계를 포함하는 정량화 방법.
  4. 제3항에 있어서, 적어도 하나의 환경 인자를 제어하는 단계는 복수의 테스트 부위 각각에서 제어된 적어도 하나의 환경 인자가 나머지 복수의 테스트 부위 각각과 다르도록 적어도 하나의 환경 인자를 제어하는 단계를 포함하는 정량화 방법.
  5. 제1항에 있어서, 각각의 테스트 환경을 형성하는 단계는
    복수의 테스트 부위 각각에 대하여, 각각의 포획 작용제 레시피를 식별하는 단계로서, 복수의 테스트 부위 각각을 위한 각각의 포획 작용제 레시피는 나머지 복수의 테스트 부위 각각을 위한 각각의 포획 작용제 레시피와는 다른, 포획 작용제 레시피 식별 단계를 포함하는 정량화 방법.
  6. 제5항에 있어서, 적어도 하나의 제2 프로브 분자를 복수의 테스트 부위 각각에서 부동화하는 단계를 더 포함하고, 적어도 하나의 제1 프로브 분자는 적어도 하나의 제2 프로브 분자의 관련 분자에 대한 친화도와는 다른 관련 분자에 대한 친화도를 나타내는 정량화 방법.
  7. 제6항에 있어서, 복수의 테스트 부위 각각을 위한 포획 작용제 레시피는 나머지 복수의 테스트 부위에서 선택된 프로브 분자와는 다른 선택된 프로브 분자를 포함하는 정량화 방법.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서, 복수의 테스트 부위 중 제1 테스트 부위의 적어도 하나의 프로브 분자의 농도는 복수의 테스트 부위 중 제2 테스트 부위의 각각의 프로브 분자의 농도보다 큰 정량화 방법.
  10. 제1항에 있어서, 다중 오목부 판의 각각의 오목부 내에 복수의 테스트 부위 각각을 형성하는 단계를 더 포함하는 정량화 방법.
  11. 제1항에 있어서, CMOS 기판 상에 복수의 테스트 부위 각각을 형성하는 단계를 더 포함하는 정량화 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
KR1020127023393A 2010-02-08 2011-02-07 연장된 동적 범위를 갖는 어레이 및 관련 방법 KR101833558B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/701,712 US8648016B2 (en) 2010-02-08 2010-02-08 Array with extended dynamic range and associated method
US12/701,712 2010-02-08
PCT/US2011/023863 WO2011097552A1 (en) 2010-02-08 2011-02-07 Array with extended dynamic range and associated method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120129947A KR20120129947A (ko) 2012-11-28
KR101833558B1 true KR101833558B1 (ko) 2018-02-28

Family

ID=43778170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127023393A KR101833558B1 (ko) 2010-02-08 2011-02-07 연장된 동적 범위를 갖는 어레이 및 관련 방법

Country Status (5)

Country Link
US (2) US8648016B2 (ko)
EP (1) EP2534485B1 (ko)
KR (1) KR101833558B1 (ko)
CN (1) CN102822674B (ko)
WO (1) WO2011097552A1 (ko)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9063138B2 (en) 2009-10-15 2015-06-23 Robert Bosch Gmbh Device and method for indirect electronic condition control in biomolecule detection platforms
US10488393B2 (en) 2010-09-30 2019-11-26 Robert Bosch Gmbh Device and method for self-referenced confidence test
WO2012106385A2 (en) 2011-01-31 2012-08-09 Apprise Bio, Inc. Methods of identifying multiple epitopes in cells
WO2013077864A1 (en) * 2011-11-22 2013-05-30 Robert Bosch Gmbh Method for self-referenced confidence test
US9874538B2 (en) 2012-07-06 2018-01-23 Robert Bosch Gmbh Methods for generating pH/ionic concentration gradient near electrode surfaces for modulating biomolecular interactions
US9910008B2 (en) 2012-07-06 2018-03-06 Robert Bosch Gmbh Methods for generating pH/ionic concentration gradient near electrode surfaces for modulating biomolecular interactions
US9810688B2 (en) 2013-03-15 2017-11-07 Robert Bosch Gmbh Smart glass slide for microarrays
CN105264088B (zh) 2012-08-08 2018-12-28 豪夫迈·罗氏有限公司 提高鉴定细胞中的多个表位的动态范围
US10031100B2 (en) 2013-03-13 2018-07-24 Robert Bosch Gmbh Generation of pH/temperature/ionic gradients on a lateral flow platform with multiple parallel lanes for modulating protein interactions
US9157910B2 (en) 2013-03-15 2015-10-13 Abbott Laboratories Assay with increased dynamic range
US9005901B2 (en) 2013-03-15 2015-04-14 Abbott Laboratories Assay with internal calibration
EP3105572B1 (en) 2014-02-13 2019-04-10 Robert Bosch GmbH Capacitive bubble detection
US9914239B2 (en) 2015-03-12 2018-03-13 Robert Bosch Tool Corporation User interface system in a table saw
US9687922B2 (en) 2015-03-12 2017-06-27 Robert Bosch Tool Corporation Power tool with cammed throat plate
US9868167B2 (en) 2015-03-12 2018-01-16 Robert Bosch Tool Corporation Power tool with drop arm orbit bracket
US10758989B2 (en) 2015-03-12 2020-09-01 Robert Bosch Tool Corporation System and method for sensing cable fault detection in a saw
US10786854B2 (en) 2015-03-12 2020-09-29 Robert Bosch Tool Corporation Table saw with electrically isolated arbor shaft
US10213853B2 (en) 2015-03-12 2019-02-26 Robert Bosch Tool Corporation Power tool drop arm with offset ribbing
US10427227B2 (en) 2015-03-12 2019-10-01 Robert Bosch Tool Corporation Drop arm reset method
US10105863B2 (en) 2015-03-12 2018-10-23 Robert Bosch Tool Corporation System and method for object and operator profiling in an object detection system in a saw
US10322522B2 (en) 2015-03-12 2019-06-18 Robert Bosch Tool Corporation Electrical configuration for object detection system in a saw
US10799964B2 (en) 2015-03-12 2020-10-13 Robert Bosch Tool Corporation Table saw with pulley alignment mechanism
US10189098B2 (en) 2015-03-12 2019-01-29 Robert Bosch Tool Corporation Diagnostic and maintenance operation for a saw
US10071432B2 (en) 2015-03-12 2018-09-11 Robert Bosch Tool Corporation Power tool with arbor lock
US9849527B2 (en) 2015-03-12 2017-12-26 Robert Bosch Tool Corporation Power tool with lightweight actuator housing
US9969015B2 (en) 2015-03-12 2018-05-15 Robert Bosch Tool Corporation Power tool with protected coupling plate
US9868166B2 (en) 2015-03-12 2018-01-16 Robert Bosch Tool Corporation Power tool with pyrotechnic lockout
US10099399B2 (en) 2015-03-12 2018-10-16 Robert Bosch Tool Corporation Object proximity detection in a saw
US10493543B2 (en) 2015-03-12 2019-12-03 Robert Bosch Tool Corporation Power tool motor with reduced electrical noise
US10369642B2 (en) 2015-03-12 2019-08-06 Robert Bosch Tool Corporation Power tool with protected circuit board orientation
US10821529B2 (en) 2015-03-12 2020-11-03 Robert Bosch Tool Corporation Power tool with improved belt tensioning
US10011549B2 (en) 2015-07-06 2018-07-03 Robert Bosch Gmbh Electrochemically active agents for pH modulation in biological buffers
US11867660B2 (en) 2015-07-06 2024-01-09 Robert Bosch Gmbh Electronic control of the pH of a solution close to an electrode surface
US10379080B2 (en) 2015-07-06 2019-08-13 Robert Bosch Gmbh Electronic control of the pH of a solution close to an electrode surfaces
US9866332B2 (en) * 2016-03-09 2018-01-09 Electronics And Telecommunications Research Institute Receiver for human body communication and method for removing noise thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070250271A1 (en) * 2006-01-19 2007-10-25 Leonard Stephen W Method of compensation of dose-response curve of an essay for sensitivity to perturbing variables
US20080131892A1 (en) * 2001-08-31 2008-06-05 Gen-Probe Incorparated Affinity-shifted probes for quantifying analyte polynucleotides

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3742786A1 (de) * 1987-12-17 1989-06-29 Boehringer Mannheim Gmbh Analysesystem zur bestimmung eines bestandteils einer fluessigkeit
US5807522A (en) 1994-06-17 1998-09-15 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Methods for fabricating microarrays of biological samples
US5922534A (en) * 1995-03-28 1999-07-13 Hewlett-Packard Company Dry biochemical assay plate and method for making the same
US20020034737A1 (en) * 1997-03-04 2002-03-21 Hyseq, Inc. Methods and compositions for detection or quantification of nucleic acid species
US6924153B1 (en) * 1997-03-06 2005-08-02 Quidel Corporation Quantitative lateral flow assays and devices
US20060019404A1 (en) * 1998-05-06 2006-01-26 Blatt Joel M Quantitative assay with extended dynamic range
US6183972B1 (en) 1998-07-27 2001-02-06 Bayer Corporation Method for the determination of analyte concentration in a lateral flow sandwich immunoassay exhibiting high-dose hook effect
US7640083B2 (en) * 2002-11-22 2009-12-29 Monroe David A Record and playback system for aircraft
US7790439B2 (en) * 2001-08-09 2010-09-07 Panasonic Corporation Biosensor and measurement method
US20030108726A1 (en) * 2001-10-18 2003-06-12 Schembri Carol T. Chemical arrays
US6551788B1 (en) * 2001-11-28 2003-04-22 Beckman Coulter, Inc. Particle-based ligand assay with extended dynamic range
WO2007062666A1 (en) * 2005-12-02 2007-06-07 Technical University Of Denmark Fluidics device for assay
US7934137B2 (en) * 2006-02-06 2011-04-26 Qualcomm Incorporated Message remapping and encoding
US8026071B2 (en) * 2007-03-12 2011-09-27 Fabrico Technology, Inc. Systems and methods for detecting target analytes
DE102007025311A1 (de) 2007-05-30 2008-12-04 Senova Gesellschaft für Biowissenschaft und Technik mbH Quantitativer heterogener schneller Bindungsassay mit breitem dynamischen Bereich und einfacher photometrischer Detektion
US20090141690A1 (en) * 2007-10-01 2009-06-04 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for uplink control signaling
US9030948B2 (en) * 2008-03-30 2015-05-12 Qualcomm Incorporated Encoding and decoding of control information for wireless communication
US9927435B2 (en) * 2009-10-15 2018-03-27 Robert Bosch Gmbh Multisite biosensor and associated method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080131892A1 (en) * 2001-08-31 2008-06-05 Gen-Probe Incorparated Affinity-shifted probes for quantifying analyte polynucleotides
US20070250271A1 (en) * 2006-01-19 2007-10-25 Leonard Stephen W Method of compensation of dose-response curve of an essay for sensitivity to perturbing variables

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011097552A1 (en) 2011-08-11
EP2534485A1 (en) 2012-12-19
CN102822674A (zh) 2012-12-12
KR20120129947A (ko) 2012-11-28
US8648016B2 (en) 2014-02-11
US11143651B2 (en) 2021-10-12
CN102822674B (zh) 2015-11-25
US20110195853A1 (en) 2011-08-11
EP2534485B1 (en) 2016-12-14
US20140200157A1 (en) 2014-07-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101833558B1 (ko) 연장된 동적 범위를 갖는 어레이 및 관련 방법
KR101816939B1 (ko) 다부위 바이오센서 및 관련 방법
JP5815681B2 (ja) 検出環境を間接的に調節する装置および方法
CN104379724B (zh) 用于分析物的检测和测量的方法和装置
US9063138B2 (en) Device and method for indirect electronic condition control in biomolecule detection platforms
Ogata et al. Virus-enabled biosensor for human serum albumin
Sarangadharan et al. Rapid detection of NT-proBNP from whole blood using FET based biosensors for homecare
CA2799351A1 (en) Methods and devices for diagnosing alzheimers disease
Ceylan et al. A hand-held point-of-care biosensor device for detection of multiple cancer and cardiac disease biomarkers using interdigitated capacitive arrays
US5356784A (en) Determination of concentration by affinity titration
US10488393B2 (en) Device and method for self-referenced confidence test
Rath et al. Correlation of capture efficiency with the geometry, transport, and reaction parameters in heterogeneous immunosensors
Demchenko et al. Basic principles
EP2783215B1 (en) Method for self-referenced confidence test
Bradford The development of a medical biomarker test to aid in rapid screening for the presence of infectious diseases
Xie Label-Free Electronic Detection of Biomarkers Using Nanowell Impedance Sensor
WO2013106790A1 (en) Device and method for indirect electronic condition control in biomolecule detection platforms

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant