KR102070829B1

KR102070829B1 - 음향 토출 및 샘플 보존에 적합한 샘플 용기, 및 음향 토출 및 샘플 보존 방법

Info

Publication number: KR102070829B1
Application number: KR1020137031125A
Authority: KR
Inventors: 리차드 엔. 엘슨; 조셉 디. 올레치노; 로버트 지. 쿠이멜리스
Original assignee: 랩사이트 아이엔씨.
Priority date: 2011-04-28
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2020-01-29
Also published as: KR102418162B1; CA2834398A1; US20130109042A1; EP3822612A1; JP6117773B2; WO2012149314A1; US20180304251A1; KR20210131459A; US10016757B2; CA3077972C; CN103649715A; CA2834398C; CN103649715B; CA3077972A1; EP2702388A4; KR20140033372A; JP2014513300A; EP2702388B1; EP2702388A1; KR20200010578A

Abstract

본 발명은 액체 샘플을 담아서 전달하기 위한 샘플 용기 및 샘플을 담아서 전달하는 방법을 제공한다. 상기 샘플 용기는 액체 샘플이 샘플 용기에 들어가도록 구성된 주입구, 및 상기 액체 샘플의 1 이상의 액적이 각각 1 이상의 음향 토출에 의해 상기 샘플 용기로부터 나오도록 구성된 배출구를 포함한다. 상기 주입구 및 상기 배출구는 상이한 위치에 있다.

Description

음향 토출 및 샘플 보존에 적합한 샘플 용기, 및 음향 토출 및 샘플 보존 방법{SAMPLE CONTAINERS ADAPTED FOR ACOUSTIC EJECTIONS AND SAMPLE PRESERVATION AND METHODS THEREOF}

본 출원은, 일반 양도되고, 본 명세서에서 모든 목적을 위하여 참고문헌으로 포함되는, 2011년 4월 28일 자로 출원된 미국 임시출원 제61/479,985호를 우선권 주장한 것이다.

본 발명은 샘플 취급에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 특정 구체예는 음향 토출 및 분석에 적합한 샘플 용기 및 음향 토출 및 분석 방법을 제공한다. 단지 예로서, 본 발명은 생물학적 샘플에 적용되었다. 그러나, 본 발명은 샘플 용기 내 액체 샘플의 보존과 같이 더욱 광범위한 적용성을 가짐을 인지해야 한다.

개별 샘플 홀더에 담긴 생물학적 샘플(예컨대, 인간 혈액 샘플)을 담아서 이를 1 이상의 웰 플레이트 또는 상기 생물학적 샘플과의 반응을 수행하기에 적절한 다른 물체(예컨대, 테스트 스트립 위에)에 옮기는 것이 종종 요구된다. 보통, 단일 생물학적 샘플(예컨대, 단일 인간 혈액 샘플)은 매우 다양한 상이한 시험을 실시하기 위한 목적으로 다수의 이들 하류 용기로 분배될 수 있다. 다수의 생물학적 샘플은 분리 가능하고 우선적으로 분리 가능한 성분으로서 시험을 실시할 수 있는 복수의 성분을 포함한다. 예를 들면, 튜브 내 혈액 샘플은 보통 원심 분리되어, 혈장이 상부에 위치하고, 적혈구가 바닥에 그리고 다른 혈액 성분이 그 사이에 위치하는 다층으로 계층화된다. 또한, 다수의 생물학적 샘플은 보관 중 열화할 수 있어서, 샘플 홀더가 생물학적 샘플을 보존하기 위한 환경을 만들도록 하는 것이 바람직하다.

생물학적 샘플을 취급하는데에 있어서 중요한 몇몇 고려사항은 하기 내용을 포함한다: 단일 추출 샘플(예컨대, 단일 혈액 추출물)로부터 다수의 측정을 얻는 능력; 샘플을 옮길 때 낭비물을 발생시키지 않을 것; 유체, 미립자 및 세포를 옮길 때 비례량으로 제공하고 소량으로 이러한 전달를 달성하는 데에 있어서 문제점을 극복할 것; 소량의 샘플의 일관된 전달로부터 이익을 얻을 수 있는 다양한 유형의 진단이 가능할 것; 수동 피펫팅 및 관련 폐기물 그리고 연구실 안전의 개선을 위하여 선단, 예리한 물체, 모세관 및 바늘과의 상호 작용의 제거; 고품질의 소량 샘플 전달를 달성하기 위한 연구실 기술에 필요한 훈련 감소; 및/또는 혈액 수집, 보관을 위하여, 그리고 이동의 공급원으로서 동일한 용기의 사용.

음향 토출은 수년 동안 생물학적 샘플의 전달를 수행하는 방법으로서 공지되어 왔다. 예를 들면, 음향 토출의 통상적인 장치에서, 제어기에 의해 선택된 파형에 의해 압전 변환기가 구동되어 그 결과 음향 에너지를 발생시킨다. 상기 음향 에너지는 종종 음향 렌즈에 의해 집중되어, 음향 연결 매체(예컨대, 물)를 통해 유체를 담는 저장소(reservoir)에 연결된다. 상기 집중된 에너지가 상기 저장기 내의 유체 내부에 초점을 가지며 상기 유체의 자유 표면에 근접하면, 액적이 토출될 수 있다. 액적 크기 및 속도는 위에서 언급한 바와 같이 선택된 파형에 의해 제어될 수 있다.

일부 구체예에서, 상기 변환기는 상기 유체의 상기 자유 표면에 대략 직각인 1 이상의 방향(예컨대 "z 방향")으로 이동 가능하다. 상기 제어기의 제어 하에 상기 이동이 일어날 수 있다. 고처리량 사용을 위한 몇몇 음향 기구는 상기 저장소에 대한 상기 변환기 위치의 활발한 제어에 의존하고, 마이크로플레이트 내 다수의 웰을 마련한다. 종종, 상기 변환기 위치의 조정은 1 이상의 방향으로(예컨대, 1 이상의 축을 따라) 동작을 개시하는 동작 제어기에 동작 명령을 보내는 것을 포함한다. 예를 들면, 수평면으로의(예컨대, "x 방향" 및/또는 "y 방향"으로의) 동작이 상기 변환기를 상기 선택된 저장소에 정렬시키고, 수직 방향으로의(예컨대 "z 방향"으로의) 동작이 상기 저장소를 감시하고 액적 이동을 위한 초점을 맞추는 데 모두에 사용된다. 다른 예에서, 액적 토출에 적절한 초점을 얻기 위한 상기 변환기의 배치는 음향 감시로부터 수집된 데이터에 대응할 수 있다. 또한, 미국 등록특허 제6,938,995호 및 제7,900,505호는 모든 목적을 위해 본 명세서에서 참고로 인용한다. 상기 동작이 완료될 때, 상기 제어기는 상기 변환기 및 상기 저장소가 공정의 다음 단계를 위한 적절한 위치에 있음을 시스템에 통지할 수 있다. 일부 환경에서, 분리된 단일 샘플 내 선택된 영역의 음향 토출을 달성하는 것이 바람직하며, 그러한 토출은 수평면으로의 상기 변환기의 동작에 의해 촉진될 수 있다. 또한, 미국 등록특허 제6,666,541호를 모든 목적을 위해 본 명세서에서 참고로 인용한다.

간단한 유체를 옮기는 것 외에도, 집중된 음향 에너지는 최근 살아 있는 세포와 같은 생물학적 물질을 포함하는 용도에 사용되어 왔다. 예를 들면, 집중된 음향 방사가 세포를 복제하고 분류하는 데에 사용되어 왔다. 미국 공개특허 제2002/0064808호 및 제2002/0064809호 및 미국 등록특허 제6,893,836호 및 제6,849,423호를 모든 목적을 위해 본 명세서에서 참고로 인용한다. 다른 예에서, 샘플 수집을 위한 용기도 널리 사용된다. 종래의 용기(예컨대, 샘플의 추출 및/또는 보관에 사용되는 용기)는 보통 음향에 의한 전달에 사용되도록 되어 있지 않다.

또한, 샘플 용기 내 샘플의 분리 방법도 잘 알려져 있다. 예를 들면, 혈액 샘플은 통상적으로 성분들을 층분리하도록 원심 분리된다. 종종, 그러한 분리는 특정 성분을 분석에 접근시키기 위하여 수행된다. 다른 예에서, 통상의 혈액 샘플로부터 얻은 층은, 상부에서 바닥까지 혈장, 혈소판, 비과립구(예컨대, 림프구 및 단핵 백혈구), 과립구(예컨대, 호염기성 세포, 호산구 및 호중구), 그 다음 적혈구(예컨대, 망상 적혈구 및 적혈구)를 포함한다.

또한, 샘플 용기 내 샘플의 균질성을 개선하기 위한 방법도 잘 알려져 있다. 예를 들면, 혈액 샘플을 보통 수동으로(예컨대, 20 회 동안) 역전시켜 샘플을 교반하고 세포를 재현탁시킨다. 다른 예에서, 샘플 취급을 위한 자동화 시스템이 샘플 용기를 요동 및/또는 회전시켜 유사한 기능을 수행할 수 있다.

또한, 샘플의 열화 방지 방법도 잘 알려져 있다. 혈액 샘플을 종종, 샘플 보존용 시약을 미리 내부에 포함한 용기에 수집한다. 예를 들면, 금속 이온의 강한 킬레이트제인 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA)을 첨가하여 용액 중 금속 단백질 분해 효소의 활성을 제거하거나 또는 감소시키는데, 이러한 활성은 펩티드 바이오 마커를 열화시킬 수 있기 때문이다. 게다가, EDTA는 또한 칼슘 이온에 결합하고 응집 캐스케이드의 발생을 방지함으로써 상기 혈액 샘플의 응집을 방지하거나 감소시킬 수 있다. 다른 예에서, 플루오르화나트륨을 샘플 용기(예컨대, 혈액 수집 튜브)에 가하여 상기 혈액 샘플 내 글루코오스의 열화를 정지시킨다. 또 다른 예에서, 이러한 첨가제(예컨대, EDTA 및 플루오르화나트륨)들은 상기 용기 내면 위에서 용액, 건조 잔류물 및/또는 비공유 코팅(예컨대, 분사 코팅)으로서 상기 샘플 용기에 존재한다.

종종, 이러한 첨가제들은 상기 샘플이 상기 용기에 들어간 후에 상기 혈액 샘플과 일체가 될 수 있으며, 이러한 첨가제들은 하류 분석에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 혈액 샘플을 종종 각각의 하류 분석물과 상용성이 있는 특정 첨가제를 담은 다수의 샘플 용기(예컨대, 튜브)에 수집한다.

또한, 첨가제를 포함하는 상기 샘플 용기(예컨대, 혈액 수집 튜브)는 종종, 상기 용기를 혈액 샘플로 채우고 상기 용기의 부분 또는 완전 역전을 통해 상기 혈액 샘플 및 상기 첨가제를 혼합할 필요가 있다. 역전 또는 부분-역전에 의한 혼합의 효능은, 상기 혈액 샘플의 부피 및 상기 샘플 용기의 크기가 감소되므로, 급격히 감소한다. 효능 손실은 상기 용기 표면에의 상기 샘플의 부착을 극복하기에 충분히 강한 상기 용기 동작의 불능, 또는 상기 용기 표면에의 샘플의 부착을 극복하기에 충분히 강한 중력에 대한 배향에서의 용기의 변화 불능으로 인한 것일 수 있다. 상기 효능의 감소는 특정 생물학적 마커의 보존제로서의 첨가제의 역할의 지연을 초래할 수 있다.

연구자들은 또한 혈액 샘플 내 내인성 효소(예컨대, 단백질 분해 효소 및 펩티드 분해 효소)가 혈액 샘플의 중요한 바이오마커인 펩티드 및 단백질 구성 요소를 열화시키고 파괴할 수 있음을 밝혔다. 따라서, 일부 혈액 수집 튜브는 다양한 단백질 분해 효소를 억제할 수 있는 첨가제와 함께 도입되어 왔다.

따라서, 생물학적 샘플의 취급을 상당히 간소화할 수 있으면서 소형화 가능한 음향 토출 시스템 및 샘플 용기가 필요하다.

일구체예에 따르면, 액체 샘플을 담아서 전달하기 위한 샘플 용기는 액체 샘플이 샘플 용기에 들어가도록 설계된 주입구, 및 상기 액체 샘플의 1 이상의 액적이 각각 1 이상의 음향 토출에 의해 상기 샘플 용기로부터 나오도록 구성된 배출구를 포함한다. 상기 주입구 및 상기 배출구는 상이한 위치에 있다.

다른 구체예에 따르면, 액체 샘플을 담아서 전달하는 방법은 액체 샘플을 주입구를 통해 샘플 용기에 옮기는 단계, 및 상기 액체 샘플의 1 이상의 액적을 배출구를 통해 상기 샘플 용기로부터 음향 토출하는 단계를 포함한다. 상기 주입구 및 상기 배출구는 상이한 위치에 있다.

또 다른 구체예에 따르면, 액체 샘플을 담는 방법은 액체 샘플을 샘플 용기에 옮기는 단계, 상기 샘플 용기의 1 이상의 내면에 1 이상의 물질을 첨가하는 단계, 및 상기 액체 샘플의 1 이상의 성분을 상기 샘플 용기의 1 이상의 내면 상의 상기 1 이상의 물질에 결합시키는 단계를 포함한다.

구체예에 따르면, 하나 이상의 이익이 달성될 수 있다. 이러한 이익 및 본 발명의 다양한 추가의 목적, 특징 및 이점은 하기의 상세한 설명 및 첨부 도면을 참고하여 완전히 이해될 수 있다.

도 1(A) 및 (B)는 본 발명의 일구체예에 따른 음향 토출 및 분석에 적합한 샘플 용기를 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일구체예에 따른 음향 토출 및/또는 분석을 위한 샘플 용기를 음향 발생기와 함께 도시하는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일구체예에 따른 음향 토출 및 분석에 적합한 샘플 용기 및 이의 단면을 도시하는 개략도이다.
도 4(A) 및 (B)는 본 발명의 일구체예에 따른, 음향 발생기에 의해 샘플 용기로부터 액체 샘플의 1 이상의 액적이 토출되는 것을 도시하는 개략도이다.
도 5(A) 및 (B)는 본 발명의 다른 구체예 따른 음향 토출 및/또는 분석을 위한 샘플 용기를 음향 발생기와 함께 도시하는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일구체예에 따른 샘플 용기에 플로트를 사용하는 액체 샘플의 성분의 분리, 및 음향 토출을 위한 1 이상의 성분의 선택을 도시하는 개략도이다.
도 7(A)는 본 발명의 일구체예에 따른 샘플 용기에 사용되는 플로트의 단면을 도시하는 개략도이다.
도 7(B)는 본 발명의 다른 구체예에 따른 샘플 용기에 사용되는 플로트의 다른 단면을 도시하는 개략도이다.
도 8은 본 발명의 일구체예에 따른, 음향 발생기에 의해 샘플 용기로부터 표적에 액체 샘플의 1 이상의 액적이 토출되는 것을 도시하는 개략도이다.
도 9는 본 발명의 특정 구체예에 따른, 샘플 용기의 1 이상의 내면 및/또는 용기의 내부와 일체화된 1 이상의 다른 성분에 대한 표면 처리 공정의 다양한 조합을 도시하는 개략도이다.

본 발명의 다양한 구체예와 관련하여, 본 발명은 특정 용매, 물질 및/또는 장치 구조에 한정되지 않으며, 이러한 것들은 변경될 수 있음을 이해해야 한다. 본 발명에 사용된 용어는 특정 구체예만을 설명하기 위한 것이며, 한정적인 것이 아님도 이해해야 한다.

일부 구체예에 따르면, 단수형 "a", "an" 및 "the"는 문맥이 명백하게 지시하지 않은 한, 단수 및 복수 지칭을 모두 포함한다. 예를 들면, "하나의 유체"에 대한 지칭은 단일 유체뿐만 아니라 복수의 유체도 포함한다. 다른 예에서, "하나의 온도"에 대한 지칭은 단일 온도뿐만 아니라 복수의 온도도 포함한다.

특정 구체예에 따르면, 값의 범위가 제공될 경우, 그 범위의 상한 및 하한 사이에 끼인 각각의 값 및 다른 기재된 값 또는 그 기재된 범위에 끼인 값을 개시에 포함시키고자 한다. 예를 들면, 1 μm 내지 8 μm의 범위가 기재된 경우, 1 μm 이상의 값 및 8 μm 이하의 값의 범위뿐만 아니라, 적어도 2 μm, 3 μm, 4 μm, 5 μm, 6 μm 및 7 μm도 개시하고자 한다.

일부 구체예에 따르면, 유체가 샘플 용기에 있고 대략 수평인(예컨대, 지구의 중력 방향에 대략 직각인) 자유 표면을 갖는 경우, 음향 토출 구성의 측면에서 "수평" 또는 "수직"으로 종종 지칭한다.

위에서 논의한 바와 같이, 음향 토출 및/또는 음향 분석을 사용하여 생물학적 샘플의 처리(예컨대, 생물학적 샘플의 수집, 전달, 보존 및/또는 분석)의 전 라이프 사이클도 간소화할 수 있는 음향 토출 시스템 및 샘플 용기가 필요하다.

예를 들면, 종래의 수집 용기(예컨대, 샘플의 추출 및/또는 보관에 사용되는 용기)는 일반적으로 음향에 의한 전달에서의 사용에 적합하지 않다. 종종, 이러한 종래의 용기는 피펫에 의해 튜브로부터 완전히 옮기는 것을 용이하게 하기 위해, 형상이 튜브형이고 바닥이 둥글다. 곡선 용기 표면은 음향 빔을 변경시키고, 상기 빔과 상기 용기의 정렬, 상기 용기 내 상기 유체의 분석 및 음향 토출을 가능하게 하는 샘플 표면에서의 상기 빔 집중에 대한 추가의 문제를 일으킬 수 있다. 또한, 종래의 용기는 보통, 액적이 용기로부터 토출될 수 있도록 샘플의 자유 표면을 향한 상기 음향 빔의 균일한 전파를 촉진하기 위하여 제작 또는 라벨링되어 있지 않다. 예를 들면, 특정한 종래의 용기는 튜브 바닥의 중간(예컨대, 제조 공정 동안 플라스틱이 주형에 들어가는 위치)에 개구 상부에 직접 대향하는 소형 너브(nub) 또는 성형 인공물을 갖게 하는 방식으로 성형된 대략 원주형의 튜브이다. 그러한 소형 너브 또는 성형 인공물은 이 위치에 음향이 균일하게 들어가는 것을 방해할 수 있다. 다른 예에서, 일부 종래의 튜브는 곡선형 외벽 외에도, 음향을 산란시킬 수 있거나 또는 음향 에너지의 균일한 전달을 방해할 수 있는 공기 갭을 포함하는 접착층을 가질 수 있는 섬유로 구성된 종이로 제조된 외부 라벨을 갖는다.

따라서, 특히, 일부 구체예에 따르면, 샘플 용기에, 용기 외측으로부터 용기 내측의 샘플 표면으로 음향을 균일하고 효율적으로 전달 가능한 1 이상의 음향 통로를 제공할 필요가 있다. 예를 들면, 상기 1 이상의 음향 통로는 또한 개구 또는 개구 가능 출구를 향해 표면으로부터 토출되는 액적과 일직선을 이룬다. 다른 예에서, 상기 1 이상의 음향 통로는 산란 및/또는 비-집중의 물체(예컨대, 기포)가 없고, 및/또는 낮은 표면 거칠기 및/또는 낮은 감쇠성을 갖는다.

도 1(A) 및 (B)는 본 발명의 일구체예에 따른 음향 토출 및 분석에 적합한 샘플 용기를 도시하는 개략도이다. 이 도면은 단지 예시에 불과하며, 청구범위를 지나치게 한정해서는 안 된다. 당업자라면 다수의 변경, 대안 및 변형을 인지할 것이다.

도 1(A)에 도시된 바와 같이, 상기 샘플 용기(100)(예컨대, 튜브)는 액체 샘플(예컨대, 생물학적 샘플)이 상기 샘플 용기(100)에 들어가는 주입구(110)를 포함한다. 일구체예에서, 상기 주입구(110)는 상기, 액체 샘플에 대한 추출 장치(예컨대, 랜스)와 관련 및/또는 일체화되어 있다. 예를 들면, 상기 주입구(110) 및 추출 장치는 분리 가능하다. 다른 구체예에서, 상기 주입구(110)는 액체 샘플에 대한 추출 장치(예컨대, 랜스)와 관련 또는 일체화되어 있지 않다.

일구체예에 따르면, 상기 액체 샘플은 상부에 있는 상기 주입구(110)와 직립 배향 및/또는 수직 배향되어 놓인 상기 샘플 용기(100)에 보관된다. 예를 들면, 상기 액체 샘플의 1 이상의 액적은 상부에 있는 상기 주입구(110)를 통해 상기 샘플 용기(100)로부터 음향 토출된다. 미국 공개특허 제2009/0019956호 및 제2011/0181663호를 모든 목적을 위해 본 명세서에서 참고로 인용한다.

다른 구체예에 따르면, 도 1(B)에 도시된 바와 같이, 상기 액체 샘플이 상기 샘플 용기(100)에 들어간 후, 상기 주입구(110)를 캡(120)으로 대체하고; 이에 따라 상기 캡(120)은 더 이상 상기 주입구(110)를 포함하지 않는 상기 샘플 용기(100)의 일부가 된다. 예를 들면, 상기 캡(120)을 사용하여, 옆으로 및/또는 수평 배향으로 놓인 샘플 용기(100)에 액체 샘플을 보관한다.

도 2는 본 발명의 일구체예에 따른 음향 토출 및/또는 분석을 위한 상기 샘플 용기를 음향 발생기와 함께 도시하는 개략도이다. 이 도면은 단지 예시에 불과하며, 청구범위를 지나치게 한정해서는 안 된다. 당업자라면 다수의 변경, 대안 및 변형을 인지할 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 음향 발생기(210)(예컨대, 음향 변환기)는 상기 샘플 용기(100) 아래에 위치한다. 예를 들면, 상기 샘플 용기(100)를 수평 배향으로 놓으며, 이는 배출구(220)를 포함한다. 다른 예에서, 상기 음향 발생기(210)는 상기 액체 샘플(예컨대, 생물학적 샘플)의 액적이 상기 샘플 용기(100)로부터 토출될 수 있는 상기 배출구(220)의 반대편에 위치한다.

일구체예에서, 상기 액체 샘플은 상기 샘플 용기(100) 내에서 음향 연결 물질(240) 위의 상기 샘플 용기(100)의 바닥면(230) 위에 위치한다. 예를 들면, 상기 음향 커플링 재료(240)를 상기 바닥면(230)과 상기 음향 발생기(210) 사이에 놓는다. 다른 예에서, 상기 바닥면(230)은 편평하다. 또 다른 예에서, 상기 바닥면(230)은 상기 바닥면(230)의 상이한 위치들 사이에서 음향적으로 균일하다. 또 다른 예에서, 상기 배출구(220)는 상기 샘플 용기(100)의 측면으로도 역할을 하는 상기 바닥면(230)의 반대쪽에 있다.

다른 구체예에서, 상기 배출구(220)는 개방(예컨대, 밀봉 해제) 또는 폐쇄(예컨대, 밀봉)되어 있다. 예를 들면, 상기 배출구(220)는 상기 샘플 용기(100) 내 상기 액체 샘플의 보관을 위해 폐쇄된다. 다른 예에서, 상기 배출구(220)는 상기 샘플 용기(100)로부터 상기 액체 샘플의 액적을 토출하기 위해 개방된다.

일구체예에 따르면, 상기 배출구(220)는 수동 도포, 또는 스토퍼, 외부 커버 링 및/또는 접착 씰의 제거와 같은 1 이상의 기계적 방법에 의해 밀봉 또는 밀봉 해제된다. 다른 구체예에 따르면, 상기 배출구(220)는 스토퍼, 외부 커버 링 및/또는 접착 씰의 자동 이동과 같은 1 이상의 전기기계적 방법에 의해 밀봉 또는 밀봉 해제된다. 예를 들면, 상기 전기기계적 방법은 로봇 및/또는 솔레노이드를 이용한다. 또 다른 구체예에 따르면, 상기 배출구(200)는 전기적 신호에 의해 활성화될 수 있는 1 이상의 물질과 같이 상기 샘플 용기(100)에 일체화되는 1 이상의 물질에 의해 자동적으로 개방 및 폐쇄된다. 예를 들면, 상기 배출구(200)는 전기-활성 폴리머에 의해 형성된 1 이상의 틈을 포함한다.

도 3은 본 발명의 일구체예에 따른 음향 토출 및 분석에 적합한 샘플 용기(100) 및 샘플 용기(100)의 단면을 도시하는 개략도이다. 이 도면은 단지 예시에 불과하며, 청구범위를 지나치게 한정해서는 안 된다. 당업자라면 다수의 변경, 대안 및 변형을 인지할 것이다.

위에서 논의한 바와 같이, 상기 샘플 용기(100)는 예를 들면, 상기 배출구(220) 및 상기 바닥면(230)을 포함한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 샘플 용기(100)의 단면(300)을 상기 샘플 용기(100)의 축(340)에 수직인 평면(390)을 따라 취한다. 일구체예에서, 상기 단면(300)은 배출구 섹션(320) 및 바닥 섹션(330)을 포함한다. 예를 들면, 상기 배출구 섹션(320)은 상기 배출구(220)의 단면이다. 다른 예에서, 상기 바닥 섹션(330)은 상기 바닥면(230)의 단면이다.

도 2로 되돌아가서, 일구체예에 따르면 상기 음향 연결 물질(240)은 음향 연결 매체(예컨대, 연결 유체)를 포함한다. 다른 구체예에서, 상기 음향 연결 매체와 상기 샘플 용기(240) 사이에 유연성 멤브레인이 또한 존재한다. 예를 들면, 그러한 멤브레인은 기포를 포획하지 않고 상기 샘플 용기(100)의 상기 바닥면(230)에 적용된다.

일구체예에서, 상기 연결 멤브레인은 하이드로겔-유사 물질 및/또는 컨택트 렌즈와 유사한 임의의 다른 재료와 같은 "습윤" 재료로 제조된다. 예를 들면, 상기 "습윤" 재료는, 컨택트 렌즈와 같이, 상기 음향 발생기(210)에 의해 생성된 음향 에너지의 집중을 제공할 수 있다. 다른 예에서, 상기 "습윤" 재료는 음향 에너지(예컨대, 음향 빔 형태)의 초점 길이를 증가시키기 위한 초점 이탈 재료로서의 역할을 한다.

다른 구체예에서, 상기 연결 멤브레인을 천공한다. 예를 들면, 상기 천공된 멤브레인은 상기 음향 발생기(210)에 의해 생성된 음향 에너지의 파장에 비해 작은 구멍을 포함한다. 다른 예에서, 상기 천공된 부재는 상기 음향 발생기(210)에 의해 생성된 음향 에너지의 전파를 왜곡하지 않도록 상기 음향 발생기(210)의 중심에 대해 대칭으로 배향된 구멍을 포함한다. 또 다른 구체예에서, 1 이상의 별도의 성분(예컨대, 상기 음향 발생기(210)에 일체화된 상기 "습윤" 멤브레인 및/또는 렌즈)에 의해 음향 에너지의 집중을 수행한다.

위에서 간단히 언급한 바와 같이, 상기 음향 발생기(210)(예컨대, 음향 변환기)로부터 상기 샘플 홀더(100) 내부의 상기 유체 메니스커스로의 음향 통로에는 실질적으로 기포가 없는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 기포는 음향 에너지(예컨대, 음향 빔 형태)를 산란시킬 수 있으며, 따라서 작은 기포가(음향 빔과 관련하여) 음향 파장 순서에서 있는 문제들보다 더 적은 문제를 일으키더라도, 모든 기포를 제거하는 것이 바람직하다. 다른 예에서, 상기 음향 발생기(210)와 상기 샘플 용기(100) 사이의 기포의 제거에 도움이 되는 구성은 상기 음향 발생기(210)로부터 기포가 없는 물이 나오게 하여 상기 샘플 용기(100)로 흘러가게 하는 것이다. 또 다른 예에서, 상기 샘플 용기(100) 내 상기 음향 통로의 기포의 제거도 또한 도움이 된다. 일구체예에 따르면, 1 이상의 방법을 상기 샘플 용기(100) 내 상기 액체 샘플에서 기포가 존재하는 가능성을 감소시키는 데에 이용할 수 있다. 예를 들면, 그러한 방법은 원심 분리를 포함한다. 다른 예에서, 그러한 방법은 상기 샘플 용기(100)의 내면을 액체 샘플에 의해(예컨대, 상기 샘플 용기를 회전, 요동 및/또는 역전시켜) 용이하게 습윤시키는 단계를 포함한다. 다른 구체예에 따르면, 기포는 상기 액체 샘플 내에서 음향에 의해 검출된 후, 상기 액체 샘플로부터 제거된다.

도 4(A) 및 (B)는 본 발명의 구체예에 따른, 상기 음향 발생기(210)에 의해 상기 샘플 용기(100)로부터 상기 액체 샘플의 1 이상의 액적이 토출되는 것을 도시하는 개략도이다. 이들 도면은 단지 예시에 불과하며, 청구범위를 지나치게 한정해서는 안 된다. 당업자라면 다수의 변경, 대안 및 변형을 인지할 것이다.

도 4(A) 및 (B)에 도시된 바와 같이, 상기 샘플 용기(100)(예컨대, 샘플 튜브)는 수평 배향으로 놓인다. 일구체예에서, 상기 음향 발생기(210)에 의해 생성된 음향 빔(410)이 상기 음향 연결 재료(240)를 통해 상기 샘플 용기(100)에 들어가서, 상기 샘플 용기(100) 내 액체 샘플(420)의 메니스커스 주위에 집중된다. 다른 구체예에서, 상기 배출구(220)가 개방(예컨대, 밀봉 해제)되면, 상기 액체 샘플(420)의 1 이상의 액적(430)이 상기 음향 빔(410)에 의해 상기 배출구(220)를 통하여 상기 샘플 홀더(100)로부터 토출된다.

도 4(A)에 도시된 바와 같이, 상기 액체 샘플(420)은 상기 샘플 용기(100)의 외면부로서도 역할을 하는 상기 샘플 용기(100) 내의 상기 바닥면(230)에 위치한다. 일구체예에서, 상기 샘플 용기(100)는 또한 상기 바닥면(230)과 함께 적어도 하나의 단면에 상기 샘플 용기(100)의 외면을 형성하는 다른 외면부(450)을 갖는다. 예를 들면, 상기 배출구(220)는 상기 외면부(450)을 통하는 배출구이다. 다른 예에서, 상기 바닥면(230)은 편평하다. 또 다른 예에서, 상기 음향 연결 재료(240)는 상기 바닥면(230)과 상기 음향 발생기(210) 사이에 놓인다.

도 4(B)에 도시된 바와 같이, 상기 액체 샘플(420)이 상기 샘플 용기(100) 내의 상기 바닥면(230)에 위치하는 경우라도, 상기 바닥면(230)은 상기 샘플 용기(100)의 외면부로서 역할을 하지 않는다. 예를 들면, 상기 바닥면(230)은 편평하다. 다른 예에서, 상기 바닥면(230)은 외면부(440)로 덮인다. 일구체예에 따르면, 상기 음향 연결 재료(240)는 상기 외면부(440)와 상기 음향 발생기(210) 사이에 놓인다. 다른 구체예에 따르면, 상기 샘플 용기(100)는 적어도 하나의 단면에 원형 외면을 갖는다. 예를 들면, 상기 원형 외면은 상기 외면부(440) 및 상기 외면부(450)을 포함한다. 다른 예에서, 상기 배출구(220)는 상기 외면부(450)를 통하는 배출구이다.

위에서 논의하고 여기에서 추가로 강조하는 바와 같이, 도 2, 3, 4(A) 및 4(B)는 단지 예시에 불과하며, 청구범위를 지나치게 한정해서는 안 된다. 당업자라면 다수의 변경, 대안 및 변형을 인지할 것이다. 예를 들면, 상기 외면부(440, 450)은 다른 외면으로 덮여서, 상기 외면부(440, 450)가 노출되지 않는다. 다른 예에서, 다른 외면은 상기 배출구(220)를 폐쇄(예컨대, 밀봉) 및 개방(예컨대, 밀봉 해제)하기 위해 회전할 수 있다.

도 5(A) 및 (B)는 본 발명의 다른 구체예 따른 음향 토출 및/또는 분석을 위한 상기 샘플 용기(100)를 상기 음향 발생기(210)와 함께 도시하는 개략도이다. 이들 도면은 단지 예시에 불과하며, 청구범위를 지나치게 한정해서는 안 된다. 당업자라면 다수의 변경, 대안 및 변형을 인지할 것이다.

도 5(A)에 도시된 바와 같이, 상기 음향 발생기(210)(예컨대, 음향 변환기)는 상기 샘플 용기(100) 아래에 위치한다. 예를 들면, 상기 샘플 용기(100)는 수평 배향으로 놓이며, 상기 배출구(220)를 포함한다. 다른 예에서, 상기 음향 발생기(210)는, 출구(220)가 개방(예컨대, 밀봉 해제)되면, 상기 액체 샘플(420)(예컨대, 생물학적 샘플)의 상기 1 이상의 액적(430)이 상기 샘플 용기(100)로부터 토출될 수 있는 상기 배출구(220)의 반대편에 위치한다.

일구체예에 따르면, 상기 액체 샘플(420)이 상기 샘플 용기(100) 내의 상기 바닥면(230)에 위치하는 경우라도, 상기 바닥면(230)은 샘플 용기(100)의 내면부다. 예를 들면, 상기 바닥면(230)은 편평하다. 다른 예에서, 상기 바닥면(230)은 표면부(540)로 덮인다. 또 다른 예에서, 상기 표면부(540) 및 다른 표면부(550)는 적어도 하나의 단면에 원형 표면을 형성한다. 또 다른 예에서, 상기 배출구(220)는 상기 표면부(550)를 통하는 출구이다.

다른 구체예에 따르면, 상기 표면부(540, 550)는 외면(510)으로 덮인다. 예를 들면, 상기 음향 연결 재료(240)는 상기 외면(510)과 상기 음향 발생기(210) 사이에 놓인다. 다른 예에서, 상기 외면(510)은 도 5(A)에 도시된 바와 같이 상기 배출구(220)를 개방(예컨대, 밀봉 해제)하고 도 5(B)에 도시된 바와 같이 상기 배출구(220)를 폐쇄(예컨대, 밀봉)하기 위해 회전한다.

일구체예에서, 상기 샘플 홀더(100)는 (예컨대, 개방 위치에서는 도 5(A)에 도시된 바와 같이, 그리고 폐쇄 위치에서는 도 5(B)에 도시된 바와 같이) 일체적인 밀봉 해제/밀봉 방법을 이용한다. 예를 들면, 상기 외부(예컨대, 상기 외면(510))에 대한 상기 내부(예컨대, 상기 표면부(540, 550))의 회전은 밀봉 재료를 개구부(예컨대, 상기 배출구(220))와 접촉시켜, 상기 샘플 용기(100)를 상기 개방 위치에서 상기 폐쇄 위치로 변화시킨다.

다른 구체예에서, 도 5(A) 및 (B)에 도시된 바와 같이, 상기 외부(예컨대, 상기 외면(510)) 및 상기 내부(예컨대, 상기 표면부(540, 550))에 의해 밀봉된 부피는 서로의 10% 이내이다. 또 다른 구체예에서, 수동 또는 자동 취급의 용이성을 위해 선택된 상기 외부(예컨대, 상기 외면(510))를 갖는 것이 바람직한 반면, 상기 내부(예컨대, 상기 표면부(540, 550)는 상기 내부 및 상기 외부에 의해 밀봉된 부피가 80% 보다 크게 하도록, 총 밀봉 부피를 감소시키는 규모로 한다. 또 다른 구체예에서, 상기 내부(예컨대, 상기 표면부(540, 550))로 밀봉된 부피를 더 감소시키기 위하여, 상기 내부는 상기 외부의 전체 길이에 걸쳐 연장되지 않는다(예컨대, 상기 샘플 용기(100)의 상기 축(340)에만). 예를 들면, 상기 내부(예컨대, 상기 표면부(540, 550))는 상기 샘플 용기(100)의 상기 축(340)에만 상기 외부(예컨대, 상기 외면(510))의 10% 이하로 연장된다.

도 2로 되돌아가서, 일구체예에 따르면, 상기 음향 발생기(210)는 상기 샘플 용기(100) 쪽으로 이동하여 상기 샘플 용기(100)로부터 상기 액체 샘플(예컨대, 상기 액체 샘플(420))의 1 이상의 액적을 토출하는 다른 영역을 선택한다. 예를 들면, 다른 영역은 상기 액체 샘플(420)의 계층화로 생긴 층과 같은, 상기 샘플 용기(100) 내 상기 액체 샘플(420)의 다른 성분의 위치에 대응한다.

도 6은 본 발명의 일구체예에 따른 상기 샘플 용기에 플로트를 사용하는 상기 액체 샘플(420)의 성분의 분리, 및 음향 토출을 위한 1 이상의 성분의 선택을 도시하는 개략도이다. 이 도면은 단지 예시에 불과하며, 청구범위를 지나치게 한정해서는 안 된다. 당업자라면 다수의 변경, 대안 및 변형을 인지할 것이다.

예를 들면, 상기 액체 샘플(420)의 특정 성분(예컨대, 인간 혈액 샘플)을 플로트(710)(예컨대, 상기 액체 샘플(420) 내 선택된 1 이상의 성분과 유사한 비중의 플로트)의 존재 하에 격리(segregation)에 의해 분리한다. 다른 예에서, 상기 플로트(710)는 1 이상의 수집 영역(720)(예컨대, 1 이상의 오목 영역)을 포함한다. 또 다른 예에서, 상기 플로트(710)는 적어도 1 이상의 유리와 같은 재료로 구성된다. 또 다른 예에서, 상기 플로트(710)는 적어도 1 이상의 폴리머(예컨대, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리카보네이트 및/또는 COC)와 같은 재료로 구성된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 1 이상의 성분의 선택은 수평 평면으로(예컨대, "x" 방향 및/또는 "y" 방향으로) 상기 음향 발생기(210)(예컨대, 음향 변환기)를 이동시켜 달성한다. 또한 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 음향 에너지의 집중(예컨대, 상기 음향 빔(410)의 집중)은 수직 방향으로(예컨대 "z" 방향으로) 상기 음향 발생기(210)(예컨대, 음향 변환기)를 이동시켜 달성한다.

일부 구체예에 따르면, 혈액의 원심분리와 같은, 상기 액체 샘플(420)의 성분을 분리하고 성분을 계층화하는 1 이상의 방법을 음향 에너지에 의해 상기 샘플 홀더(100)로부터 상기 액체 샘플(420)의 1 이상의 성분을 전달시킬 목적으로 사용할 수 있다. 특정 구체예에 따르면, 상기 원심분리는 혈액 성분을 분리하고 덜 지배적인 성분의 영역을 상기 플로트(710)의 수집 영역(720)(예컨대, 비중이 유사한 플로트의 오목 영역) 내에 격리 가능하게 하는 데에 사용된다.

일구체예에서, 상기 샘플 용기(100) 내 1 이상의 플로트(710)의 존재는 상기 액체 샘플(420)의 특정 성분의 단리를 촉진하고 음향 전달을 용이하게 하기 위해 제공된다. 예를 들면, 하나를 초과하는 플로트가 있는 경우, 상기 플로트(710)가 상기 밀도 매칭 재료로 계층화시키므로, 상기 플로트(710)의 밀도는 추출되는 상기 액체 샘플(420)의 성분에 대응하도록 선택한다. 다른 예에서, 상기 플로트(710)의 위치 뿐만 아니라 상기 성분의 위치는 이들 성분 재료의 음향 특성(예컨대, 임피던스 및/또는 음향 감쇠)의 차이의 음향 측정 및 검출에 의해 결정된다. 미국 등록특허 제6,938,995호 및 제7,784,331호를 모든 목적을 위해 본 명세서에서 참고로 인용한다.

다른 구체예에서, 상기 플로트(710)가 상기 플로트(710) 주위의 밀도와 동일 또는 유사한 유체(예컨대, 1 이상의 성분 재료)와 음향적으로 구별 가능하도록 플로트 재료를 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 음향 임피던스는 밀도 및 음속의 곱이므로, 주위 유체와 동일한 밀도를 갖지만 상이한 음속을 갖는 플로트 재료를 선택하면, 상기 플로트(710)와 상기 주위 유체 사이의 음향 임피던스가 맞지 않을 수 있다.

도 7(A)는 본 발명의 일구체예에 따른 상기 샘플 용기에 사용되는 상기 플로트(710)의 단면을 도시하는 개략도이다. 이 도면은 단지 예시에 불과하며, 청구범위를 지나치게 한정해서는 안 된다. 당업자라면 다수의 변경, 대안 및 변형을 인지할 것이다.

도 7(A)에 도시된 바와 같이, 상기 플로트(710)(예컨대, "자유 플로팅(free-floating)" 플로트)의 단면을 상기 샘플 용기(100)의 상기 축(340)에 직각인 평면을 따라 취한다. 예를 들면, 상기 "자유 플로팅" 플로트(710)에 있어서, 상기 액체 샘플(420)의 성분을 계층화시켜 분리하면 그 결과 상기 플로트(710)와 유사한 비중을 갖는 1 이상의 성분이 수집된다. 일구체예에서, 상기 플로트(710)에 있어서, 상기 1 이상의 성분에 대한 상기 수집 영역(720)은 상기 용기 벽 가까이(예컨대, 상기 표면부(450) 및/또는 상기 표면부(550))에 위치한다. 다른 구체예에서, 상기 수집 영역(720)은 상기 샘플 용기(100)로부터 나오는 액적의 음향 토출이 가능해야 한다. 예를 들면, 상기 수집 영역은 상기 음향 발생기(210)가 수평 평면으로(예컨대, "x" 방향 및/또는 "y" 방향으로) 이동할 경우라도 균일한 음향 통로에 상당한다. 다른 예에서, 상기 수집 영역은 상기 플로트(710)의 편평한 부분을 가로지르는 음향 통로에 상응한다. 또 다른 예에서, 이러한 음향 통로를 통해, 상기 음향 에너지(예컨대, 상기 음향 빔(410))가 1 이상의 액적(430)이 상기 배출구(220)를 향해 궤도를 갖고 토출될 수 있는 상기 수집 영역에서 1 이상의 성분의 자유 표면 가까이에 있는 초점에 집중된다.

일구체예에 따르면, 상기 샘플 홀더(100)에는 하나를 초과하는 "자유 플로팅" 플로트(710)가 있을 수 있으며, 각각의 플로트(710)는 상기 액체 샘플(420)의 1 이상의 성분의 상이한 수집을 포획하는 데에 적합한 상이한 비중을 갖는다. 다른 구체예에 따르면, 상기 샘플 용기(100)가 수직 배향으로부터 수평 배향으로 이동할 경우, 상기 수집 영역(720) 내 상기 액체 샘플(420)의 1 이상의 성분의 수집을 유지하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 상기 플로트(710) 내 오목부를 계층화하는 동안 그 안에 수집된 상기 1 이상의 성분을 유지하기 위한 상기 수집 영역(720)으로서 사용한다. 다른 예에서, 도 7(A)에 도시된 바와 같이, 상기 플로트(710)의 단면이 샘플 수집 및 유지에 사용되는 오목부를 갖는 경우라도, 상기 플로트(710)의 단면은 실질적으로 상기 샘플 용기(100)의 단면과 일치한다. 다른 예에서, 상기 플로트(710)가 수직 배향으로부터 수평 배향으로의 전이 상태에서 1 이상의 성분을 유지할 수 있고 바람직하게는 또한 상기 플로트가 액적의 음향 토출에 적절하게 하는 특징을 가질 수 있다면, 상기 플로트(710)에 대한 다른 형상도 충분하다.

또 다른 예에서, 1 이상의 성분을 수집하기 위한 상기 플로트(710)의 상기 오목 영역은 다른 체적을 수집하도록 되어 있다. 또 다른 예에서, 상기 플로트(710)의 상기 수집 영역(720)의 형상은 단면이 변화할 수 있지만, 상기 수집 영역(720)은 상기 액체 샘플(420)의 이동을 방해 및/또는 상기 샘플 용기(100)가 수직 배향에 있을 때 상기 액체 샘플(420)의 계층화를 방지하도록 구성되어서는 안 된다.

도 7(B)는 본 발명의 다른 구체예에 따른 상기 샘플 용기(100)에 사용되는 상기 플로트(710)의 다른 단면을 도시하는 개략도이다. 이 도면은 단지 예시에 불과하며, 청구범위를 지나치게 한정해서는 안 된다. 당업자라면 다수의 변경, 대안 및 변형을 인지할 것이다.

도 7(B)에 도시된 바와 같이, 상기 플로트(710)는 다수의 수집 영역(720)을 포함한다. 예를 들면, 상기 다수의 수집 영역(720)은 동일한 형상 및/또는 동일한 치수를 갖는다. 다른 예에서, 상기 다수의 수집 영역은 상이한 형상 및/또는 상이한 치수를 갖는다.

도 8은 본 발명의 일구체예에 따른, 상기 음향 발생기(210)에 의해 상기 샘플 용기(100)로부터 표적에 액체 샘플의 1 이상의 액적이 토출되는 것을 도시하는 개략도이다. 이 도면은 단지 예시에 불과하며, 청구범위를 지나치게 한정해서는 안 된다. 당업자라면 다수의 변경, 대안 및 변형을 인지할 것이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 샘플 용기(100)(예컨대, 샘플 튜브)는 수평 배향으로 놓인다. 일구체예에서, 상기 음향 발생기(210)에 의해 생성된 음향 빔(예컨대, 상기 음향 빔(410))이 상기 음향 연결 재료(240)를 통해 상기 샘플 용기(100)에 들어가서, 상기 샘플 용기(100) 내 상기 액체 샘플(420)의 메니스커스 부근에서 집중된다. 다른 구체예에서, 상기 액체 샘플(420)의 1 이상의 액적(430)이 상기 샘플 홀더(100)의 배출구(220) 위에 위치하는 표적(810)을 향해 상기 배출구20)를 통해 상기 샘플 홀더(100)로부터 상기 음향 빔에 의해 토출된다.

일부 구체예에 따르면, 상기 샘플 용기(100)로부터 나온 상기 액체 샘플(420)의 상기 액적(430)의 목적지는 상기 샘플 용기(100)의 상기 배출구(220) 근방에 있는 표적 홀더에 의해 지지된 다양한 표적(810)일 수 있다. 예를 들면, 상기 표적 홀더는 상기 표적(810)을 클립으로 고정시키거나 아니면 일시적으로 부착시킨 장치이다. 다른 예에서, 상기 표적 홀더는 x 방향 및/또는 y 방향으로의 상기 표적(810)의 동작에 대한 가이드를 포함하고, 및/또는 완전히 x-y 자동화된 동작 시스템(예컨대, "x-y 스테이지")을 포함한다. 또 다른 예에서, 상기 표적(810)은 저장소(예컨대, 튜브 및/또는 웰 플레이트의 웰) 또는 다른 샘플 용기이다. 또 다른 예에서, 상기 표적(810)은 진단 수용기(예컨대, 미세 유체 장치, 어레이, 시험 스트립, 필터지 및/또는 건조 혈반(DBS) 시스템)이다.

특정 구체예에 따르면, 상기 액체 샘플(420)의 액적의 하나의 음향 토출에 이어, 동일한 샘플 용기(100)로부터 상기 표적(810)의 다른 위치에(예컨대, 상이한 시험이 실시될 부분 표본(aliquot)을 담기 위한 동일한 웰 플레이트 내의 다른 웰, 및/또는 다른 유형의 시험에 적절한 상이한 다른 스트립에) 토출시키는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 그 다음에 상기 표적(810)을 임의로 상기 표적 홀더 상의 마킹 또는 정지물(stop)의 도움을 받아 상기 제어기의 제어 하에서 자동으로 또는 사용자가 수동으로 이동시킨다. 일부 구체예에 따르면, 하나의 샘플 용기(100)로부터 상기 1 이상의 액적(430)의 1 이상의 음향 토출이 실시된 후, 상이한 샘플 용기(100)로부터 동일한 표적(810) 또는 상이한 표적으로의 토출 조작을 반복하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 상기 샘플 홀더로부터 상기 샘플 용기(100)를 간단히 제거할 수 있으며, 새로운 샘플 용기(100)로부터 토출하기 위한 공정을 반복한다.

다양한 종류의 샘플 용기(100)를 사용할 수 있지만, 본 발명의 특정 구체예에 따르면 샘플 수집 튜브가 바람직하다. 일구체예에서, "마이크로 튜브"(예컨대, 1.3 mL)라고 불리우는 유형의 튜브를 사용한다. 다른 구체예에서, 상기 샘플 용기(100)의 크기는 10 mL, 1 mL, 300 ㎕, 100 ㎕, 10 ㎕ 또는 1 ㎕이다. 일부 구체예에 따르면, 상기 샘플 용기(100)에 따라 음향 토출 공정에서 사용되는 액적 크기의 규모를 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 1 mL 샘플 용기에 대한 액적 크기는 1 ㎕ 이상이다. 다른 예에서, 100 ㎕ 샘플 용기에 대한 액적 크기는 10 nL, 1 nL 또는 10 pL이다.

일구체예에 따르면, 샘플 수집 튜브는 1 이상의 편평한 바닥 및/또는 1 이상의 편평한 측면을 포함한다. 다른 구체예에 따르면, 측면의 중심에서의 결함 또는 비균일을 피하고, 플라스틱이 상기 샘플 수집 튜브가 형성되는 주형으로 들어가는 게이트로부터 바닥에서의 결함 또는 불균일을 피하는 것이 요구된다.

일구체예에서, 샘플 용기(100)로 사용되는 샘플 수집 튜브는 1 이상의 편평한 바닥을 포함한다. 예를 들면, 상기 편평한 바닥은 성형 공정에서 생기는 결함(예컨대, 게이트)을 갖지 않는다. 다른 예에서, 상기 편평한 바닥은, 상기 샘플 수집 튜브가 수직 배향으로 있을 때, 장축(예컨대, 상기 축(340))을 따라 상기 샘플 용기(100)로부터 액체 샘플의 액적을 전달하는 것(예컨대, 상기 액체 샘플(420)의 액적의 토출)을 용이하게 할 수 있다. 다른 구체예에서, 샘플 용기(100)로 사용되는 샘플 수집 튜브는 1 이상의 편평한 측면을 포함한다. 예를 들면, 상기 샘플 수집 튜브는 수직 배향으로 놓이며, 상기 음향 에너지(예컨대, 상기 음향 빔(410))이 상기 샘플 용기(100)의 측면을 통해 인가되어 반대 배출구(예컨대, 상기 배출구(220))를 향해 액체 샘플(예컨대, 상기 액체 샘플(420))의 액적을 토출시킨다. 다른 예에서, 상기 샘플 수집 튜브가 수평 배향으로 있을 때, 상기 음향 발생기(예컨대, 상기 음향 발생기(210))로부터 상기 액체 메니스커스로의 상기 음향 통로는, 상기 음향 발생기가 수평 평면으로(예컨대, "x 방향" 및/또는 "y 방향"으로) 이동하여 상기 음향 통로가 표면 형상의 불규칙 또는 기포에 의해 방해받지 않는 경우라도, 비교적 균일하다. 또 다른 구체예에서, 샘플 용기(100)로서 사용되는 샘플 수집 튜브는 1 이상의 편평한 바닥 및 1 이상의 편평한 측면 모두를 포함한다. 예를 들면, 상기 샘플 용기(100)를 수직으로 그리고 수평으로 배향시, 상기 샘플 용기(100)를 액적의 토출에 사용할 수 있다.

위에서 논의하고 여기서 더욱 강조하는 바와 같이, 도 2, 4(A), 4(B), 5(A), 6 및 8은 단지 예시에 불과하며, 청구범위를 지나치게 한정해서는 안 된다. 당업자라면 다수의 변경, 대안 및 변형을 인지할 것이다. 예를 들면, 상기 음향 발생기(210)는 음향 집중 보조 시스템을 포함하는 음향 토출 시스템의 일부이다. 다른 예에서, 상기 음향 집중 보조 시스템은 고정 초점 거리 또는 가변 초점 거리를 갖는다. 일구체예에 따르면, 비용 감소가 중요할 경우, 고정 초점 거리를 갖는 집중 보조 시스템을 이용한다. 다른 구체예에 따르면, 상기 집중 보조 시스템은 1 이상의 구형 음향 렌즈 및/또는 1 이상의 프레넬(Fresnel) 렌즈를 포함한다.

일구체예에서, 비교적 긴 초점 거리를 갖는 것에는 특정한 이점, 예를 들어 수직 배향에 있는 상기 샘플 용기(100)에서 찾을 수 있는 바와 같은 높은 종횡비의 유체층으로부터의 토출에 대해 f/4 렌즈로부터 나오는 것과 같은 이점이 있다. 다른 구체예에서, 작은 F-수 렌즈의 비교적 짧은 초점 거리는 수평 배향에 있는 상기 샘플 용기(100)로부터의 액적 토출에 더욱 적합하다. 상기 음향 에너지의 주파수에 있어서, 일부 구체예에 따르면, 토출되는 액적의 부피가 약 2.5 nL 내지 5 ㎕ 또는 100 nL 내지 1 ㎕ 범위일 경우, 이러한 토출에 사용되는 상응하는 음향 주파수는 직선형 처프(chirp) 파형에서 약 1 MHz 내지 15 MHz 범위이다. 특정 구체예에 따르면, 소형 샘플 용기(100)에 대해 및/또는 유체층이 매우 얇은 경우, 액적이 더 작은 것이 바람직할 수 있으며, 더 높은 음향 주파수를 사용하여 크기가 1 nL 이하 또는 100 pL 이하인 액적을 토출한다.

또한, 특정 구체예에 따르면 제어기가 상기 음향 발생기(210)에 연결되어, 음향 토출 및/또는 분석에 사용된다. 예를 들면, 상기 제어기는, 소프트웨어 및/또는 펌웨어를 실행하는, 컴퓨터 및/또는 유사한 마이크로프로세서에 기반한 시스템을 포함한다. 다른 예에서, 상기 제어기는 디지털 신호 처리(DSP)의 알고리즘을 수행하도록 특별히 설계되고 및/또는 이러한 알고리즘의 수행에 특별한 장점을 갖는 1 이상의 마이크로프로세서를 더 포함한다. 또 다른 예에서, 그러한 제어기는 또한 다른 연구실 자동 장비 및/또는 컴퓨터와 통신하기 위해 통신 하드웨어(예컨대, 네트워크 인터페이스), 및 상응하는 소프트웨어를 포함한다. 또 다른 예에서, 상기 제어기는 또한 1 이상의 스크린(예컨대, 1 이상의 LCD 스크린) 및/또는 1 이상의 입력 장치(예컨대, 조이스틱, 키보드 및/또는 스크린에 터치 가능한 형태의 것)를 포함한다. 또 다른 예에서, 상기 음향 토출 시스템은 예를 들어 샘플 용기 또는 표적을 수송할 수 있는 자동 취급 장비를 보유하거나 이에 연결된다.

일부 구체예에 따르면, 토출 조작에 수반되는 1 이상의 샘플 용기(예컨대, 1 이상의 샘플 용기(100)) 및/또는 1 이상의 표적(예컨대, 1 이상의 표적(810))을 바 코드와 같은 기계 판독가능한 마킹으로 표시한다. 예를 들면, 상기 제어기는 적절한 센서를 이용하여 이들 마킹을 판독하고, 상기 1 이상의 샘플 용기 및/또는 상기 1 이상의 표적의 정체를 기록하기 위하여 데이터베이스 또는 다른 것에 마킹이 들어가게 한다. 다른 예에서, 1 이상의 액적(예컨대, 상기 액체 샘플(420)의 1 이상의 액적(430))이 특정 용기(예컨대, 상기 샘플 용기(100))로부터 특정 표적(예컨대, 상기 표적(810))으로 토출되었다는 사실이 콘솔에서의 타이핑에 의해 또는 별개의 바 코드 판독기를 사용하여 기록된다.

특정 구체예에 따르면, 토출되는 액체 샘플(예컨대, 생물학적 샘플)이 생물학적 세포를 포함하는 상황에서는 혼합이 요구된다. 예를 들어, 혈액 샘플에 있어서, 세포가 상기 샘플 용기(100)의 바닥에 가라앉을 수 있으며, 이에 따라 상기 음향 발생기(210)에 의해 생성된 음향 에너지를 벌크 유체 내로 이동하는 세포를 얻는 데에 사용할 수 있다. 다른 예에서, 상기 샘플 용기(100)에 대한 상기 음향 빔(예컨대, 상기 음향 빔(410))의 몇몇 상대적인 동작을 샘플의 혼합의 개선에 사용한다. 일구체예에서, 그러한 상대적인 동작은, 상기 샘플 용기(100)가 상기 음향 렌즈(예컨대, 음향 집중 보조 시스템의 일부로서)에 도달하면서 생기는 유체 내의 위쪽으로의 상기 빔(410)의 쓸기(sweep)를 포함하고, 및/또는 상기 샘플 용기(100)의 중심으로부터 떨어져 상기 빔의 초점을 얻는 몇몇 측면 상대 동작을 포함한다. 다른 구체예에서, 혼합에 있어서, 상기 샘플 용기(100)의 외측 가장자리를 따라서 가라앉은 세포에 운동량을 부여하는 것이 유용하다.

일부 구체예에 따르면, 액적 토출을 위한 음향 빔(예컨대, 상기 음향 빔(410))의 적절한 에너지 수준은 실험에 의해 결정된다. 미국 등록특허 제7,717,544호를 모든 목적을 위해 본 명세서에서 참고로 인용한다. 일구체예에서, 이러한 적절한 에너지 수준의 측정은 하기 공정 중 일부 또는 전부를 포함한다:

a) 액적을 토출하기에 충분하지 않은 것으로 타당하게 예상되는 비교적 낮은 에너지 수준에서 과거의 데이터로부터 축소된(scaled-back) 파형을 얻는 단계.

b) 상기 음향 발생기(예컨대, 상기 음향 발생기(210))가 상기 축소된 파형을 생성하고 상기 유체(예컨대, 상기 액체 샘플(420))의 상부 표면 약간 아래의 위치로 생성된 파형을 집중하도록 하는 단계.

c) 어느 정도 시간이 지난 후(예컨대, 수백 마이크로초 후), 상기 유체의 상부 표면에 심문(interrogation) 펄스를 보내는 단계. 예를 들면, 상기 심문 펄스는 간단하고(예컨대, 단지 1 또는 2 사이클만 지속됨), 및/또는 상기 음향 변환기(예컨대, 상기 음향 발생기(210)로서 사용)의 중심 주파수에 있다. 다른 예에서, 상기 심문 펄스는 상기 유체(예컨대, 상기 액체 샘플(420))의 상부 표면을 그다지 동요시키지 않도록 충분히 낮은 전력을 갖는다.

d) 선택적으로, 트랜스시버에 의해 감지된 다른 출력으로부터의 반향을 여과하거나 아니면 단리하여 상기 심문 펄스로부터 반향을 분리하는 단계.

e) 상기 반향을 푸리에형 변환 알고리즘(예컨대, 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT))으로 처리하는 단계. 예를 들면, 푸리에형 변환 알고리즘은 분리된 또는 연속적인 가변값의 복잡한 지수 함수로 샘플 데이터의 이산 또는 연속 컨볼루션(convolution)을 수행 또는 개략 산정하는 단계를 포함하는 기술에 의해 산출될 수 있는 결과에 도달하는 임의의 알고리즘이다. 다른 예에서, 상기 푸리에형 변환 알고리즘은 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform, DFT)을 포함한다.

도 1(A), 1(B), 2, 3, 4(A), 4(B), 5(A), 5(B), 6, 7(A), 7(B) 및/또는 8에 도시된 바와 같이, 상기 샘플 용기(100)는 1 이상의 내면(예컨대, 1 이상의 내벽) 및/또는 상기 용기(100)의 상기 내부에 일체화된 다른 요소를 포함하며, 이러한 내면 및/또는 요소는, 상기 액체 샘플이 상기 샘플 용기(100)에 들어간 후 상기 액체 샘플(예컨대, 상기 액체 샘플(420))과 직접 접촉될 수 있다. 예를 들면, 상기 1 이상의 내면 및/또는 상기 용기(100) 내부에 일체화된 다른 요소를 1 이상의 화학적 물질 및/또는 1 이상의 생물학적 물질의 부착을 용이하게 하도록 변형하며, 이러한 1 이상의 화학적 물질 및/또는 1 이상의 생물학적 물질을 상기 액체 샘플(예컨대, 상기 액체 샘플(420))의 1 이상의 성분을 열화로부터 보존하는 데에 사용한다.

도 9는 본 발명의 특정 구체예에 따른, 상기 샘플 용기(100)의 1 이상의 내면 및/또는 상기 용기(100)의 내부와 일체화된 1 이상의 다른 성분에 대한 표면 처리 공정의 다양한 조합을 도시하는 개략도이다. 이 도면은 단지 예시에 불과하며, 청구범위를 지나치게 한정해서는 안 된다. 당업자라면 다수의 변경, 대안 및 변형을 인지할 것이다.

예를 들면, 도 9는 1 이상의 아미노기를 거쳐 모든 리간드가 결합된 것을 도시하지만, 1 이상의 설프히드릴기 및/또는 히드라진, 알데히드, 카르복실산, 친디엔체(dienophile), 디엔 및/또는 알킨과의 결합으로도 수행될 수 있다. 당업자는 이들 리간드 결합 대안뿐 아니라 다른 변경, 대안 및 변형을 인지할 것이다. 다른 예에서, 도 9에 도시된 기호 "●"는 리간드를 나타낸다.

또 다른 예에서, 상기 샘플 용기(100)의 내부에 일체화된 상기 1 이상의 성분은 상기 주입구(110) 및/또는 상기 캡(120)을 포함한다. 또 다른 예에서, 도 9에서의 상기 표면 및/또는 다른 성분은 적어도 1 이상의, 폴리프로필렌과는 상이한 재료로 구성된다. 일구체예에서, 상기 1 이상의 재료는 유리를 포함한다. 다른 구체예에서, 상기 1 이상의 재료는 폴리프로필렌과는 상이한 폴리머(예컨대, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리카르보네이트 및/또는 COC)를 포함한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 특정 구체예에 따르면, 상기 샘플 용기(100)의 1 이상의 내부 폴리프로필렌 표면, 및/또는 상기 용기(100)의 내부에 일체화된 다른 폴리프로필렌 요소를 우선 하기 공정 1, 2, 3, 4 및/또는 5 중 1 이상으로 개질한다.

공정 1: 활성 알콜에 의한 혈장 처리를 수행한다. 예를 들면, 상기 샘플 용기(100)의 상기 1 이상의 내부 폴리프로필렌 표면을 적절한 히드록실 공여체(예컨대, 알릴 알콜 또는 다른 반응성 알콜)의 존재 하에 혈장으로 처리하여 공유 결합된 히드록실기의 첨가에 의해 마킹된 1 이상의 상응하는 표면을 얻는다.

공정 2: 일부 옥소- 및 카르복시-모이어티를 존재시키거나 존재시키지 않고 화학적 산화를 수행한다. 예를 들면, 상기 샘플 용기(100)의 상기 1 이상의 내부 폴리프로필렌 표면을 강한 산화제(예컨대, 퍼셀페이트 또는 다른 산화 화합물)로의 처리에 의해 화학적으로 산화시켜, 히드록실, 알데히드, 케톤 및/또는 카르복실산 기의 존재 하에 개질된 1 이상의 상응하는 표면을 형성시킨다.

공정 3: 활성 아민에 의한 혈장 처리를 수행한다. 예를 들면, 상기 샘플 용기(100)의 상기 1 이상의 내부 폴리프로필렌 표면을 활성 아민 공여체(예컨대, 알릴 아민 또는 다른 반응성 아민)의 존재 하에 혈장으로 처리하여 표면에 공유 결합된 아민 모이어티를 형성시킨다.

공정 4: 원자층 증착(알루미나 또는 실리카와 같은)을 수행한다. 예를 들면, 상기 샘플 용기(100)의 상기 1 이상의 내부 폴리프로필렌 표면을 상기 액체 샘플(예컨대, 상기 액체 샘플(420))에 노출될 수 있는 표면에 산화물(예컨대, 실리카 또는 알루미나)의 1 이상의 코팅 박층을 위치시키도록 원자층 증착을 통해 화학적으로 개질한다. 다른 예에서, 산화물의 1 이상의 코팅 박층은 추가의 유도체화를 위한 실릴 알콜 또는 알루미늄 히드록실기를 제공한다.

공정 5: N-히드록시숙신이미드(NHS) 개질을 사용하거나 사용하지 않고 광가교 친수성 폴리머를 수행한다. 예를 들어, 또 다른 구체예에 따르면, 상기 샘플 용기(100)의 상기 1 이상의 내부 폴리프로필렌 표면을 아민 반응성의 친수성 폴리머로 광가교시킨다. 다른 예에서, 이러한 표면 화학은, 공유 부동화를 위해, 단백질 분자, 펩티드 또는 다른 아민 보유 분자의 1 이상의 코팅층을 포함한다. 또 다른 예에서, 상기 표면 화학은 N-옥시숙신이미드(NHS 에스터) 또는 에폭사이드를 포함한다. 또 다른 예에서, 반응기를 갖는 광가교된 친수성 폴리머의 증착을 수행한다.

또한 도 9에 도시된 바와 같이, 일부 구체예에 따르면, 상기 샘플 용기(100)의 상기 1 이상의 내부 폴리프로필렌 표면 및/또는 상기 용기(100)의 내부에 일체화된 다른 폴리프로필렌 요소를 우선 공정 1, 2, 3, 4 및/또는 5로 개질하고, 상기 샘플 용기(100)의 상기 1 이상의 내부 폴리프로필렌 표면 및/또는 상기 용기(100)의 내부에 일체화된 다른 폴리프로필렌 요소를 하기 공정 6, 7 및/또는 8 중 1 이상으로 추가로 개질한다.

공정 6: 실릴화를 수행한다. 예를 들면, 실릴화 공정으로 노출된 아민 및/또는 에폭시 기를 갖는 1 이상의 내면이 얻어진다. 다른 예에서, 상기 실릴화 공정으로 노출된 히드라진, 알데히드, 카르복실산, 친디엔체, 디엔, 알킨, 설피드 및/또는 화학적 독립체 사이에 공유 결합을 형성시키는 다른 화학적 모이어티를 갖는 1 이상의 내면이 얻어진다.

공정 7: 1 이상의 동종 이작용성(homobifunctional) 링커(예컨대, 1 이상의 아미노 활성 동종 이작용성 링커)를 사용한다. 예를 들면, 상기 1 이상의 동종 이작용성 링커를 특이적으로 선택하여 유리 아민 및/또는 다른 화학적 활성 모이어티에 결합시킨다. 다른 예에서, 표면의 상기 결합 모이어티가 1 이상의 리간드의 결합 모이어티와 상이할 경우, 1 이상의 동종 이작용성 링커 대신에 1 이상의 이종 이작용성(heterobifunctional) 링커를 사용한다.

공정 8: 1 이상의 리간드를 첨가한다. 예를 들면, 이러한 리간드는 상기 액체 샘플 내 내인성 분해 효소에 활성 결합하거나 또는 이의 활성을 억제한다. 다른 예에서, 이러한 리간드는 또한 상기 샘플 용기의 상기 1 이상의 내면의 1 이상의 특성에 영향을 미침으로써 상기 액체 샘플 내 재료의 비특이적 결합에 영향을 미친다.

일구체예에서, 활성 아민으로 혈장 처리된 상기 1 이상의 내면을 과량의 동종 이작용성 아민 반응성 링커와 더 반응시킬 수 있다. 예를 들면, 이러한 링크는 p-페닐렌 디이소티오시아네이트, 비스(폴리에틸렌 글리콜 비스[이미다졸일 카르보닐]), 비스[2-(N-숙신이미딜-옥시카르보닐옥시)에틸]설폰, 4,4'-디이소티오시아네이토스틸벤-2,2'-디설폰산, 디메틸 피멜이미데이트, 에틸렌 글리콜-비스(숙신산 N-히드록시숙신이미드 에스터), 세바신산 비스(N-숙신이미딜)에스터, 수베르산 비스(N-히드록시숙신이미드 에스터), 설포디숙신이미딜 타르트레이트, 디숙신이미딜 타르트레이트, 비스(숙신이미딜) 펜타(에틸렌 글리콜)(BS5), 비스(숙신이미딜) 노나(에틸렌 글리콜)(BS9), 및/또는 수베르산 비스(3-설포-N-히드록시숙신이미드 에스터)를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 다른 예에서, 카르보디이미드(예컨대, N,N'-디시클로헥실카르보디이미드 및/또는 N-(3-디메틸아미노프로필)-N'-에틸카르보디이미드)를 첨가할 경우, 상기 1 이상의 내면 상에서의 화학 반응이 가속화 또는 개선된다. 또 다른 예에서, 아미노 함유 리간드를 첨가하여 표면을 추가로 개질하는 방식으로, 상기 개질된 1 이상의 내면 상의 1차 아민을 유도체화한다.

다른 구체예에서, 활성 아민으로 혈장 처리된 상기 1 이상의 내면을 1 이상의 글루타르알데히드 네트워크를 형성하기 위하여 전구체 단계로서의 글루타르알데히드로 더 처리한다.

또 다른 구체예에서, 활성 알콜로 혈장 처리된 상기 1 이상의 내면을 3-아미노프로필 트리메톡시실란(APTMS) 및/또는 관련 (아미노알킬)(트리알콕시)실란(예컨대, 4-아미노부틸트리에톡시실란(ABTES) 및/또는 11-아미노운데실트리에톡시실란)으로 실란화한다. 예를 들면, 이러한 실릴화 공정으로 상기 유도체화된 내면에 대한 가수 분해 안정성이 제공된다. 다른 예에서, 1차 아민을 보유하는 리간드의 결합에 대한 준비에 있어서 상기 표면에 결합된 상기 유리 아민기를 동종 이작용성 시약으로 처리한다. 또 다른 구체예에서, 활성 알콜로 혈장 처리된 상기 1 이상의 내면을 (3-글리시독시프로필)트리메톡시실란 또는 5,6-에폭시헥실트리에톡시실란과 같은 1 이상의 시약으로 실릴화한다. 예를 들면, 이러한 실릴화된 내면을 친핵체와 반응할 수 있는 에폭시 모이어티로 개질하여 리간드에의 공유 결합 부착을 형성시킨다. 또 다른 구체예에서, 활성 알콜로 혈장 처리된 상기 1 이상의 내면을 11-(숙신이미도일옥시)운데실디메틸에톡시실란으로 실릴화한다. 예를 들면, 이러한 실릴화된 내면은 리간드의 1차 아민과 반응하여 공유 결합을 형성할 수 있다. 다른 예에서, 카르보디이미드(예컨대, N, N'-디시클로헥실카르보디이미드 또는 N-(3-디메틸아미노프로필)-N'-에틸카르보디이미드)를 첨가할 경우, 1차 아민과의 이 반응은 수율이 촉진 또는 개선된다.

위에서 논의한 바와 같이, 특정 구체예에 따르면, 상기 샘플 용기(100)에 대해, 아민 반응성 링커가 노출되고 리간드의 유리 아민에 대한 결합에 이용 가능하도록, 상기 1 이상의 내면을 개질하였다. 일구체예에서, 상기 유리 아민은 분자 4-(2-아미노에틸)벤젠설포닐 플루오라이드(AEBSF) 상의 작용기이고, AEBSF로의 실릴화된 1 이상의 내면의 처리로 상기 1 이상의 내면에 세린 단백질 분해 효소의 공지된 자멸 억제제를 결합할 수 있다.

다른 구체예에서, 상기 유도체화된 1 이상의 내면을 리간드, N-알파-토실-L-리신 클로로메틸 케톤(TLCK)의 1차 아미노기에 결합하고, 이는 단백질 분해 효소 브로멜라인 및 다른 설프히드릴 단백질 분해 효소의 비가역적 억제제로 알려져 있다. 예를 들면, TCLK로 활성화된 1 이상의 내면의 처리는 억제제를 부동화할 수 있지만, 활성 클로로메틸 케톤 부위를 용액 중 단백질 분해 효소에 접근 가능하게 한다.

또 다른 구체예에서, 상기 활성화된 1 이상의 내면은 리간드 혈청 α₁-항트립신(예컨대, A1AT)과 반응한다. 예를 들면, A1AT는 트립신, 키모트립신 및 다른 단백질 분해 효소에 밀착 결합할 수 있는 52 kDa 단백질이어서, 상기 액체 샘플로부터 이들을 효과적으로 제거하고 펩티드 바이오마커에 대한 이들의 분해 효과를 제거한다.

또 다른 구체예에서, 리마 콩(즉, 파세올러스 루나투스(Phaseolus lunatus)), 소 췌장, 닭 달걀 흰자 및/또는 대두(즉, 기시네 맥스(Gycine max))로부터 분리된 리간드 트립신 억제제 단백질의 아민기를, 활성화된 표면 기를 경유하여, 상기 1 이상의 내면에 결합시킨다. 예를 들면, 모든 이러한 단백질은 A1AT로 보여진 것과 유사한 방식으로 트립신 및 관련 단백질에 결합할 수 있다.

또 다른 구체예에서, 상기 리간드는, 자유 아미노기 및/또는 천연에 존재하는 및/또는 첨가된 다른 작용성 모이어티를 가지는, 앱타머, 항체, 항체 단편 및/또는 항체 유사체를 포함하나 이에 한정되지 않는 친화성 시약이다. 예를 들면, 상기 작용성 모이어티는 이들을 상기 활성화된 1 이상의 내면에 공유 결합시키는 데에 사용될 수 있다. 다른 예에서, 앱타머를 이의 세린, 설프히드릴 및/또는 금속 단백질 분해 효소에 대한 높은 친화성으로 인해 특이적으로 선택하며, 상기 앱타머를 상기 1 이상의 내면에 부착하여 상기 액체 샘플 내 이들 단백질 분해 효소의 유효 농도를 감소시킨다.

또 다른 구체예에서, 상기 아미노-반응성의 1 이상의 내면은 리간드 2-아미노메틸-18-크라운-6(1,4,7,10,13,16-헥사옥사시클로옥타데칸-2-일메탄아민)과 반응한다. 예를 들면, 상기 구조체의 상기 18-크라운-6 모이어티는 칼슘 및/또는 다른 다가 양이온의 매우 강한 결합제이다. 다른 예에서, 상기 1 이상의 내면에 대한 이 구조체의 결합은 용액으로부터 칼슘을 제거하고, 금속 단백질 분해 효소의 활성을 억제할 수 있다.

또 다른 구체예에서, 상기 아미노-반응성의 1 이상의 내면과 반응할 수 있는 리간드는 N-알파-N-알파-비스(카르복시메틸)-L-리신((2S)-6-아미노-2-[비스(카르복시메틸)아미노]헥산산), 아미노벤질-EDTA, 1,8-디아미노-3,6,10,13,16,19-헥사아자바이시클로[6.6.6]-에이코신, 5-S-(4-아미노벤질)-1-옥사-4,7,10-트리아자시클로도데칸-4,7,10-트리스(아세트산), S-2-(4-아미노벤질)-1,4,7-트리아자시클로노난-1,4,7-트리아세트산, 3,6,9,15-테트라아자비시클로[9.3.1]-펜타데카-1(15),11,13-트리엔-4-(S)-(4-아미노벤질)-3,6,9-트리아세트산, 2-(4-아미노벤질)-디에틸렌트리아민펜타(t-부틸 아세테이트), 및/또는 2-(4-아미노벤질)-1,4,7,10-테트라아자시클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산을 포함하나 이에 한정되지 않는 칼슘 및/또는 다른 다가 양이온의 다른 1차 아민 함유 킬레이터 중 하나이다.

다른 구체예에 따르면, 상기 1 이상의 내면의 유효 표면적을 상기 1 이상의 표면의 형상에 대한 1 이상의 물리적 개질에 의해 증가시킨다. 예를 들면, 상기 물리적 개질은 선단, 거칠기 및/또는 공극의 추가를 포함한다. 다른 예에서, 상기 물리적 개질은 샘플 부피를 그다지 바꾸지 않는 1 이상의 화학적 공정을 통해 결합 부위의 수를 증가시키는 것을 포함한다. 위에서 논의한 바와 같이, 상기 샘플 용기(100)에 있어서, 일부 구체예에 따르면, 궁극적으로 상기 1 이상의 내면에 부착되는 리간드 또는 리간드들은 상기 액체 샘플에서 내인성이고 상기 액체 샘플 내 다른 성분의 열화를 초래하는 1 이상의 물질에 결합해야 한다. 예를 들면, 비가역적 단백질 분해 효소 억제제(예컨대, TLCK 및/또는 AEBSF)가 혈액 내 단백질 분해 효소에 결합하여 이의 생물학적 활성을 정지시킬 수 있으며, 이에 따라 혈액 샘플 내 단백질 및/또는 펩티드의 농도 및 온전함의 유지를 돕고, 이 경우 이들 단백질 및/또는 펩티드는 생물학적 마커 또는 생물학적 기능의 결정체로서의 역할을 할 수 있다. 다른 예에서, 금속 킬레이터(예컨대, 2-아미노메틸-18-크라운-6)가 상기 1 이상의 내면에 결합된 경우, 칼슘과 같은 양이온이 용액으로부터 격감된다. 이러한 격감은 금속 단백질 분해 효소의 활성을 감소 또는 방지할 수 있고, 또한 혈액 샘플의 응집 경향을 감소시킬 수 있다. 위에서 논의한 바의 양쪽 예에서, 특정 구체예에 따르면, 분석을 위해 상기 샘플 용기(100)로부터 전달된 액체 샘플의 부분 표본은 부동화된 억제제를 함유하지 않는다. 예를 들면, 액체 샘플의 상기 부분 표본은 유리 단백질 분해 효소 억제제 및/또는 금속 킬레이터의 존재에 의해 영향을 받을 수 있는 특이적 시험의 사용을 불가능하게 할 수 있는 오염물이 없다. 또 다른 구체예에서, 상기 동종 이작용성 링커 암(arm)을 폴리(N-히드록시숙신이미드 메타크릴레이트)와 같은 동종 다작용성 링커 암 및/또는 이종 다작용성 링커 암으로 대체할 수 있다. 예를 들면, 동종 다작용성 링커는 덴드리머 생성 성장을 통해 팽창하여 상기 1 이상의 내면에 대한 단일 부착점을 갖는 상기 액체 샘플 내 재료에 대한 복수의 결합 부위를 제공한다. 다른 예에서, 상기 동종 이작용성 링커 암의 동종 다작용성 링커 암으로의 이러한 대체는 이작용성 링커로 제공될 수 있는 상기 1 이상의 내면에 대한 더 높은 농도의 리간드의 부착을 가능하게 한다. 또 다른 예에서, 상기 동종 이작용성 링커 암의 동종 다작용성 링커 암으로의 이러한 대체는 더 많은 미리 결정된 재료가 액체 샘플로부터 제거되게 하는데, 왜냐하면 가지형 및/또는 다중 부위 링커에 의해 제공된 결합 부위의 수가 이작용성 링커에 의해 제공된 것을 초과할 수 있기 때문이다.

다른 구체예에 따르면, 샘플 용기에 액체 샘플을 수집하는 방법이 제공된다. 예를 들면, 샘플 용기는 액체 샘플을 담기에 적합하고, 선택적으로 상기 샘플을 성분들로 분리 가능하도록 한다. 다른 예에서, 상기 샘플 용기(예컨대, 상기 샘플 용기(100))를 상기 액체 샘플이 상기 샘플 용기에 도입되는 상기 주입구(110)뿐만 아니라 분리된 성분에 대한 더 양호한 음향 통로 또는 접근을 제공하는 다른 위치(예컨대, 상기 배출구(220)) 모두로부터의 액적의 음향 토출에도 적합하게 되어 있다.

다른 구체예에 따르면, 상기 샘플 용기(예컨대, 상기 샘플 용기(100))를 상기 음향 토출기(예컨대, 상기 음향 발생기(210))에의 접근을 제공하도록 되어 있다. 예를 들면, 상기 음향 토출기는 상기 샘플 용기를 향해 1 이상의 심문 펄스를 보낸다. 상기 심문 펄스에 기초하여, 상기 제어기는 상기 샘플 용기의 위치, 상기 샘플 용기의 부분, 그 안에 있는 상기 액체 샘플의 성질, 및/또는 상기 액체 샘플 내 분리된 성분의 특성 및/또는 위치를 결정할 수 있다. 다른 예에서, 액적이 토출될 수 있는 상기 액체 샘플 또는 샘플 성분의 자유 표면 가까이에 상기 음향 에너지의 초점을 위치시키기 위하여, 상기 음향 토출기의 위치를 이러한 결정된 정보에 기초하여 조정할 수 있다. 또 다른 예에서, 선택적으로, 폐쇄 또는 개방된 샘플 용기(100) 내에 더욱 균질한 샘플을 형성시키기 위하여, 상기 음향 토출기를 음향 에너지를 인가하여 생물학적 샘플의 성분을 혼합하도록 위치시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 구체예에 따르면, 1 이상의 처리된 내면 및/또는 상기 샘플 용기(예컨대, 상기 샘플 용기(100)의 상기 주입구(110) 및/또는 상기 캡(120))의 내부에 일체화된 다른 처리된 성분을 제공함으로써, 상기 샘플 용기(예컨대, 상기 샘플 용기(100))를 상기 액체 샘플(예컨대 액체 샘플(420))의 보존에 적합하게 하여, 상기 샘플 용기에 도입된 액체 샘플의 열화 속도를 감소시킨다. 예를 들면, 상기 액체 샘플에 있어서, 샘플 열화를 초래할 수 있는 물질을 상기 1 이상의 내면의 1 이상의 처리에 의해 부동화 및/또는 탈활성화시키고; 따라서, 이러한 처리는 원하는 분석 시험을 위한 액체 샘플의 조성을 보존할 수 있다. 다른 예에서, 상기 1 이상의 내면의 상기 1 이상의 처리는 상기 액체 샘플의 상기 용기의 1 이상의 내면과의 접촉에 의해 개시되며, 상기 처리는 또한 상기 샘플 용기로부터의 액적의 음향 토출에도 적합하다. 또 다른 예에서, 상기 처리는 상기 샘플 용기(예컨대, 상기 샘플 용기(100))로부터 토출된 임의의 액적(예컨대, 상기 1 이상의 액적(430))을 오염시키지 않으며, 이러한 처리는 또한 상기 샘플 용기에 넣을 수 있는 액체 샘플의 부피의 범위에 대해 실질적으로 동일한 보존 효과를 제공하기에 충분히 풍부하게 수행한다.

생물학적 샘플의 취급에 있어서 본 발명의 다양한 구체예의 광범위하게 적용이 있다. 일구체예에서, 세포를 담은 다수의 환자 샘플을 사용하여 세포 배양물을 파종하고 이를 이용하여 박테리아 및/또는 바이러스와 같은 1 이상의 병원성 물질의 존재를 결정한다. 예를 들면, 세포가 성장된 고상 또는 반고상 매질의 층으로 코팅된 내면을 갖는 1 이상의 샘플 용기(예컨대, 상기 샘플 용기(100))를 원하는 유형의 세포로 접종한다. 다른 예에서, 상기 세포를 배양에 적절한 조건에 있게 한 후, 상기 세포를 상기 토출된 액적(예컨대, 상기 1 이상의 액적(430)) 내의 현탁액으로서 샘플 용기로부터 제거하고, 이를 선택적으로 농축할 수 있다. 또 다른 예에서, 이후에, 필요에 따라, 특정 바이러스성 물질을 세포로부터 추출한다.

다른 구체예에 따르면, 액체 샘플을 담아서 전달하기 위한 샘플 용기는 액체 샘플이 샘플 용기에 들어가도록 구성된 주입구, 및 상기 액체 샘플의 1 이상의 액적이 각각 1 이상의 음향 토출에 의해 상기 샘플 용기로부터 나오도록 구성된 배출구를 포함한다. 상기 주입구 및 상기 배출구는 상이한 위치에 있다. 예를 들면, 상기 샘플 용기는 적어도 도 1(A), 1(B), 2, 3, 4(A), 4(B), 5(A), 5(B), 6, 7(A), 7(B) 및/또는 8에 따라 실시된다.

다른 예에서, 상기 샘플 용기는 상기 샘플 용기와 상기 음향 발생기 사이의 음향 연결을 가능하게 하고 상기 액체 샘플 내의 초점에 음향 빔이 집중되도록 구성된 측면을 더 포함한다. 또 다른 예에서, 상기 샘플 용기는 상기 측면이 수평 배향으로 놓일 경우, 상기 1 이상의 액적의 상기 1 이상의 음향 토출이 상기 배출구를 통하도록 더 구성된다. 또 다른 예에서, 상기 배출구는 상기 측면의 반대편에 있다. 또 다른 예에서, 상기 배출구는 캡, 격막, 슬라이딩 요소, 트위스팅 요소, 접착성 재료 및 전기-작동 요소로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나에 의해 제어된다.

또 다른 예에서, 상기 샘플 용기는 상기 액체 샘플의 1 이상의 성분에 대응하는 1 이상의 밀도와 관련된 1 이상의 플로트를 더 포함한다. 또 다른 예에서, 상기 1 이상의 플로트는 음향적으로 균일하다. 또 다른 예에서, 상기 1 이상의 플로트는 각각 상기 액체 샘플의 상기 1 이상의 성분에 대해 서로 상이한 1 이상의 음향 임피던스 값과 관련되어 있다. 또 다른 예에서, 상기 샘플 용기는 1 이상의 화학 반응을 일으키고 상기 액체 샘플 내 1 이상의 분석물의 열화 또는 분해를 감소시키 위해 1 이상의 재료를 액체 샘플에 첨가함으로써 개질되도록 더 구성된다. 또 다른 예에서, 상기 샘플 용기는 상기 1 이상의 화학 반응에 의해 상기 액체 샘플의 1 이상의 성분을 포획 또는 불활성화하도록 더 구성된다. 또 다른 예에서, 상기 1 이상의 재료 중 임의의 것을 상기 1 이상의 토출된 액적에 방출하는 것을 방지하도록 더 구성된다.

또 다른 구체예에 따르면, 액체 샘플을 담아서 전달하는 방법은 액체 샘플을 주입구를 통해 샘플 용기에 전달하는 단계, 및 상기 액체 샘플의 1 이상의 액적을 배출구를 통해 상기 샘플 용기로부터 음향 토출하는 단계를 포함한다. 상기 주입구 및 상기 배출구는 상이한 위치에 있다. 예를 들면, 상기 방법은 적어도 도 1(A), 1(B), 2, 3, 4(A), 4(B), 5(A), 5(B), 6, 7(A), 7(B) 및/또는 8에 따라 실시된다.

다른 예에서, 상기 방법은 상기 샘플 용기의 측면을 수평 배향으로 놓는 단계, 적어도 상기 측면을 통해 상기 샘플 용기 및 음향 발생기를 음향 연결하는 단계, 상기 음향 발생기에 의해 음향 빔을 발생시키는 단계, 및 상기 액체 샘플 내 초점에 상기 음향 빔을 집중하는 단계를 더 포함한다. 또 다른 예에서, 상기 액체 샘플의 1 이상의 액적을 배출구를 통해 상기 샘플 용기로부터 음향 토출하는 상기 공정은 상기 측면의 반대편에 있는 상기 배출구를 통해 상기 1 이상의 액적을 음향 토출하는 단계를 포함한다. 또 다른 예에서, 상기 방법은 상기 샘플 용기를 적어도 요동 또는 회전시켜 상기 액체 샘플로부터 1 이상의 기포를 제거하는 단계를 더 포함한다. 또 다른 예에서, 상기 방법은 상기 액체 샘플 내 1 이상의 기포를 음향에 의해 검출하는 단계, 및 상기 액체 샘플로부터 상기 1 이상의 기포를 제거하는 단계를 더 포함한다.

또 다른 예에서, 상기 방법은 1 이상의 플로트를 상기 샘플 용기에 넣는 단계, 및 상기 유체 샘플을 복수의 성분으로 계층화하는 단계를 더 포함한다. 상기 1 이상의 플로트 각각은 복수의 성분의 1 이상의 성분에 대응하는 밀도와 관련되어 있다. 또 다른 예에서, 상기 방법은 선택된 수집 영역에서 상기 복수의 성분의 1 이상의 성분을 유지하면서, 상기 1 이상의 플로트 각각으로 수직 배향으로부터 수평 배향으로 상기 샘플 용기를 변화시키는 단계를 더 포함한다. 또 다른 예에서, 상기 방법은 1이상의 플로트 각각의 1이상의 위치, 상기 샘플 용기 내에 위치한 상기 1 이상의 플로트를 결정하는 단계를 더 포함한다. 상기 액체 샘플의 1 이상의 액적을 출구를 통해 샘플 용기로부터 음향 토출하는 상기 공정은 상기 1 이상의 플로트 중 적어도 하나에 대응하는 상기 1 이상의 성분으로부터 적어도 하나의 액적을 음향 토출하는 단계를 포함한다.

또 다른 예에서, 상기 방법은 1 이상의 화학 반응을 일으키고 액체 샘플 내 1 이상의 분석물의 열화 또는 분해를 감소시키 위해 상기 액체 샘플에 1 이상의 재료를 첨가함으로써 상기 샘플 용기를 개질하는 단계를 더 포함한다. 또 다른 예에서, 상기 샘플 용기를 개질하는 공정은 상기 액체 샘플의 1 이상의 성분을 포획 또는 불활성화하는 단계를 포함한다. 또 다른 예에서, 상기 샘플 용기를 개질하는 공정은 상기 1 이상의 재료 중 임의의 것을 상기 1 이상의 토출된 액적에 방출하지 않는다.

또 다른 예에서, 상기 방법은 상기 샘플 용기의 측면을 수평 배향으로 놓는 단계, 및 상기 샘플 용기 내에 있는 1 이상의 플로트 각각의 1 이상의 위치를 결정하는 단계를 더 포함한다. 또 다른 예에서, 1 이상의 플로트 각각의 1 이상의 위치를 결정하는 상기 공정은 상기 1 이상의 플로트를 음향에 의해 검출하는 단계를 포함한다. 또 다른 예에서, 상기 방법은 적어도 상기 측면을 통해 상기 샘플 용기 및 음향 발생기를 음향 연결하는 단계, 적어도 1 이상의 위치 중 하나와 관련된 정보에 기초하여 1 이상의 플로트 중 적어도 하나와 상기 음향 발생기를 정렬하는 단계, 상기 음향 발생기에 의해 음향 빔을 생성시키는 단계, 및 상기 액체 샘플 내 상기 1 이상의 플로트 중 하나에 대응하는 초점에 상기 음향 빔을 집중하는 단계를 더 포함한다.

또 다른 구체예에 따르면, 액체 샘플을 담는 방법은 액체 샘플을 샘플 용기에 전달하는 단계, 상기 샘플 용기의 1 이상의 내면에 1 이상의 재료를 첨가하는 단계, 및 상기 액체 샘플의 1 이상의 성분을 상기 샘플 용기의 상기 1 이상의 내면 상의 상기 1 이상의 재료에 결합시키는 단계를 포함한다. 예를 들면, 상기 방법은 적어도 도 9에 따라 실시된다.

다른 예에서, 상기 액체 샘플의 1 이상의 성분을 상기 샘플 용기의 상기 1 이상의 내면 상의 상기 1 이상의 재료에 결합시키는 상기 공정은 상기 액체 샘플 내 1 이상의 지정된 유형의 1 이상의 모이어티를 상기 1 이상의 재료를 통해 상기 1 이상의 내면에 결합시키는 단계를 포함한다. 또 다른 예에서, 상기 액체 샘플 내 1 이상의 소정의 유형의 1 이상의 모이어티를 상기 1 이상의 재료를 통해 상기 1 이상의 내면에 결합시키는 상기 공정은 상기 액체 샘플 내 상기 1 이상의 지정된 유형의 상기 1 이상의 모이어티의 총량의 50% 이상을 상기 1 이상의 재료를 통해 상기 1 이상의 내면에 결합시키는 단계를 포함한다. 또 다른 예에서, 상기 1 이상의 재료 중 하나의 결합 용량은 상기 액체 샘플 내 상기 1 이상의 모이어티의 지정된 양의 50%를 초과한다. 또 다른 예에서, 상기 액체 샘플 내 상기 1 이상의 지정된 유형의 상기 1 이상의 모이어티를 상기 1 이상의 재료를 통해 상기 1 이상의 내면에 결합시키는 상기 공정은 상기 액체 샘플 내 상기 1 이상의 성분에 대한 부착 위치의 제1 숫자를 상기 1 이상의 재료의 하나의 링커에 의해 제공하는 단계를 포함한다. 상기 부착 위치의 제1 숫자는 하나의 링커에 의해 상기 1 이상의 내면에 제공된 부착점의 제2 숫자보다 크다. 또 다른 예에서, 상기 하나의 링커는 동종 다작용성 링커 및 이종 다작용성 링커로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함한다.

또 다른 예에서, 상기 샘플 용기가 허용하는 상기 액체 샘플의 최대 부피는 1 mL 이하이다. 또 다른 예에서, 상기 샘플 용기가 허용하는 상기 액체 샘플의 최대 부피는 300 ㎕ 이하이다. 또 다른 예에서, 상기 방법은 상기 액체 샘플의 1 이상의 액적을 상기 샘플 용기로부터 전달하는 단계를 더 포함한다. 상기 1 이상의 전달되는 액적은 상기 1 이상의 재료 중 어느 것도 포함하지 않는다. 또 다른 예에서, 상기 액체 샘플의 1 이상의 성분을 상기 샘플 용기의 상기 1 이상의 내면 상의 상기 1 이상의 재료에 결합시키는 상기 공정은 상기 액체 샘플 내 1 이상의 모이어티의 열화 또는 분해를 감소시키는 단계를 포함한다.

샘플 용기의 유도체화를 위한 실시예 A

실시예 A는 도 9에 도시된 바의 구체예와 같이 수행되었다. 폴리프로필렌 1.5 mL 마이크로퓨즈(microfuge) 튜브(Eppendorf, Safe-Lock, 카탈로그 번호 022363204, 뉴욕주 Hauppauge 소재)를, PVA TePla America(캘리포니아주 Corona 소재)에 전달하여, 튜브를 혈장으로 처리하여 공유 결합된 히드록실기의 도입을 통해 튜브의 노출된 표면을 친수성으로 만들었다.

그 다음, 이들 혈장 처리된 튜브에 대해, 이의 내면을 실릴화하였다. 2 mL의 순수한 3-아미노프로필트리메톡시실란(APTMS, 카탈로그 번호 SIA0611.0, Gelest, Inc., 펜실베이나주 모리스빌 소재)을 190 mL의 메탄올에 첨가하고, 균질하게 혼합하였다. 10 mL의 증류수를 알코올 용액에 첨가하고, 용액을 균질하게 혼합하였다. 상기 용액을 실온에서 때때로 혼합하면서 1시간 동안 방치하여, 실릴화 시약을 가수분해하여 올리고머를 형성시킬 수 있었다. 상기 혈장-처리된 폴리프로필렌 튜브를 상기 APTMS 용액으로 채우고, 마개를 닫고 밤새 약하게 흔들었다.

밤새 배양한 후, 상기 액체를 튜브로부터 퍼내서 튜브를 1.5 mL의 메탄올로 3 회 세정한 후, 이소프로판올(EMD Millipore, 카탈로그 번호 PX1834-1, 독일 Darmstadt 소재)로 2 회 세정하였다. 상기 튜브를 진공 하에서 건조시켰다. 완전히 건조 및 경화시킨 후, 상기 튜브를 건조한 무산소 환경을 확보하도록 건조제 팩(Thermo Fisher Scientific, 카탈로그 번호 07-580, 메사추세츠주 Waltham 소재)의 존재 하에 질소 커버 하에서 밀폐하여 보관하였다.

다음 단계 직전에, 3가지 상이한 리간드의 용액을 제조하였다. 20 mL의 무수 디메틸설폭시드(DMF, Sigma-Aldrich, 카탈로그 번호 227056)에 77 ㎕의 3-아미노-1-프로판올(AP, Sigma-Aldrich, 카탈로그 번호 A76400, 미주리주 세인트루이스 소재)을 용해시키고 철저히 혼합하여 50 mM 리간드 AP 용액을 제조하였다. 예를 들면, 상기 AP 용액은 트립신 단백질 가수 분해 활성의 억제제로서 예상되지 않았다. 37 mg의 N-알파-토실-L-리신 클로로메틸 케톤 염산염(TLCK, 시그마-알드리치, 카탈로그 번호 90182, 미주리주 세인트루이스 소재 시그마-알드리치)을 20 mL의 무수 DMF에 용해시키고 철저히 혼합하여 5 mM 리간드 TLCK 용액을 제조하였다. 다른 예에서, TLCK 용액은 트립신 단백질 가수 분해 활성의 억제제로서 예상되었다. 20 mL의 무수 DMF에 24 mg의 4-(2-아미노에틸)벤젠설포닐 플루오라이드 염산염(AEBSF, 카탈로그 번호 A8456, 시그마-알드리치)을 용해시키고 철저히 혼합하여 5 mM 리간드 AEBSF 용액을 제조하였다. 또 다른 예에서, AEBSF 용액은 트립신 단백질 가수 분해 활성의 억제제로서 예상되었다.

동종 이작용성 링커 디-(N-히드록시숙신이미딜)-4,7,10,13,16-펜타옥사노나데카-1,19-디오에이트(BS5, Thermo Fisher Scientific Inc., 카탈로그 번호 21581)의 용액을, 20 mg의 무수 DMF에 50 mg의 상기 액체를 용해시켜 4.7 mM의 용액을 제조함으로써 신선하게 제조하였다. 11.3 ㎕의 무수 피리딘(1.5 당량)을 상기 DMF 용액에 첨가하였다. 이 용액 1 mL를 각각의 경화된 APTMS-유도체화된 폴리프로필렌 튜브에 첨가하였다. 상기 튜브의 마개를 씌우고, 실온에서 2 시간 동안 종종 혼합하면서 배양하였다. 이어서 상기 BS5 용액을 상기 튜브로부터 퍼냈다.

상기 리간드 AP 용액, 상기 리간드 TLCK 용액 및 상기 리간드 AEBSF 용액을 포함하는 1.0 mL의 각각의 3개의 신선하게 제조한 리간드 용액을 각각의 신선하게 유도체화된 폴리프로필렌 튜브에 즉시 첨가하고, 종종 혼합하면서 2 시간 동안 실온에서 배양하였다. 배양 후, 상기 리간드 용액을 상기 튜브로부터 퍼내고, 상기 튜브를 1.5 mL 무수 DMF로 세정하였다. pH 7.5의 수중 1.5 mL의 100 mM 트리스(히드록시메틸)아미노메탄(TRIS, Gibco-BRL, 카탈로그 번호 15567-027, 뉴욕주 그랜드 아일랜드 소재)의 용액을 각각의 폴리프로필렌 튜브에 첨가하였다. 상기 튜브를 실온에서 30 분 동안 TRIS 용액으로 배양하였다. 이 배양를 수행하여 상기 튜브의 내벽에 부착된 더 이상의 활성 링커 모이어티가 없도록 보장하였다. 상기 TRIS 용액을 상기 튜브로부터 빼서 버리고, 상기 튜브를 1.5 mL의 증류수로 3 회 세정하였다. 그 다음, 상기 튜브를 1.5 mL의 이소프로판올로 세정하고, 실온에서 25 mmHg의 진공 하에서 건조시켰다. 상기 튜브를 완전히 건조시킨 후, 4℃에서 질소 분위기 하에 보관하였다.

단백질 분해 효소 활성 및 이의 억제를 형광 단백질 분해 효소 분석 키트(Thermo Scientific Pierce, 카탈로그 번호 23266)로 측정하였다. TRIS-완충 식염수(TBS, 25 mM Tris, 0.15 M NaCl, pH 7.2)를 증류수로 상기 키트 내 건조 고체로부터 재구성하였다. 트립신 모액을 1 mL의 증류수로 키트로부터 TPCK 트립신을 용해시킴으로써 신선하게 제조하여 50 mg/mL 용액을 만들었다. TPCK 트립신을 트립신 활성에 영향을 미치지 않고 키모트립신 활성의 오염을 억제하기 위해 L-1-토실아미도-2-페닐에틸 클로로에틸 케톤(TPCK)으로 처리하였다. 10 ㎕의 부분 표본을 -60℃에서 보관하였다. 상기 모액의 개별 부분 표본을 1.0 mL의 TBS(0.5 mg/mL)에 희석하고, 10 ㎕의 이 용액을 10 mL의 TBS(0.5 ㎍/mL)에 더 희석하였다. 이 용액을 TBS로 1:1로 연속 희석하여 62.5 ng/mL의 트립신 용액을 생성시켰다. 상기 트립신 용액을 사용시까지 빙욕에 보관하였다. 200 ㎕의 상기 희석된 트립신(12.5 ng)을 각각의 제조된 폴리프로필렌 튜브에 첨가하였다. 용액을 흡인하고, 각각의 튜브에 3 회 재현탁시켜 상기 튜브의 유도체화된 내벽과 용액의 완전한 혼합 및 접촉을 확보하였다. 새로운 1 회용 팁을 각각의 전달에 사용하였다. 120 분 동안 실온에서 배양 후, 각각의 튜브로부터의 100 ㎕의 상기 트립신 용액을 96 웰의 검정색의 편평한 바닥의 플레이트(Greiner Bio-one, 카탈로그 번호 655076, 노스 캐롤라이나 몬로이 소재)의 개별 웰에 놓았다. TBS 완충액 중 FTC-카제인(플루오레세인 이소티오시아네이트를 첨가하여 개질한 카제인 단백질, 형광 단백질 분해 효소 분석 키트의 일부) 용액을 신선하게 제조하고, 100 ㎕의 이 용액을 각각의 웰에 첨가하여 흡인 및 분배를 통해 혼합하였다. 상기 플레이트를 95 분 동안 실온에서 배양하였다. 상기 용액을 첨가하고 5 분 후, 그리고 추가로 10, 20, 40, 60 및 95 분 후, 상기 96 웰 플레이트 내 상기 샘플의 형광도를 SpectraFluor Plus 형광 분석 장치(Tecan, 스위스 Mannedorf 소재) 상에서 측정하였다. 형광도 증가는 무손상 단백질에 존재하는 FRET-기초 형광 켄칭의 감소를 거친 첨가된 FTC-카제인 용액의 트립신-매개 소화의 지표이다.

FTC-카제인을 함유하고 트립신이 없는 대조 웰은 20 분 후의 백그라운드 형광도가 평균 5382 RFU(상대 형광 단위)였다. 이 값을 FTC-카제인, 트립신 및 0.1 mM TLCK(6841 RFU) 및 FTC-카제인, 트립신 및 1.0 mM AEBSF(5265 RFU)를 담은 웰과 적절히 비교하였다. 상기 시스템의 상기 백그라운드 형광도로서 5382 RFU를 모든 값으로부터 뺐다. 부동화된 AP 리간드를 갖는 튜브에 노출된 트립신을 담은 웰의 평균 판독치는 21289 RFU였다. 예를 들면, 상기 AP 리간드는 트립신의 억제를 나타낼 것으로 예상되지 않았다. 다른 예에서, 억제제를 첨가하지 않고 대량의 트립신(50 ng/웰)이 존재하는 웰(21035 RFU)과 21289 RFU를 적절히 비교하였다. 이러한 경우 모두에서, 억제 없는 상당한 트립신 활성을 예상할 수 있었다.

위에서 기재된 바와 같이, 부동화된 AEBSF 리간드에 노출된 트립신은 13164 RFU의 평균 형광도를 나타냈으며, 위에서 기재된 바와 같이 부동화된 TLCK 리간드에 노출된 트립신은 15521 RFU의 형광도를 가졌다. 위에서 기재된 바와 같이, 부동화된 AEBSF 리간드는 트립신 활성의 50% 억제를 나타냈고, 위에서 기재된 바와 같이, 부동화된 TLCK 리간드는 트립신 활성의 35% 억제를 나타냈다. 따라서, TLCK 대신 AEBSF를 사용하여 부동화된 리간드에 의한 트립신의 더 강한 억제를 달성하였다. 또한, 이러한 억제 방법은 상기 튜브가 초기에 혈장으로 처리되어 히드록실화 표면을 얻은 경우에 더욱 효과적이었다.

샘플 용기의 유도체화를 위한 실시예 B

실시예 B는 도 9에 도시된 바의 다른 구체예와 같이 수행되었다. 폴리프로필렌 1.5 mL 마이크로퓨즈 튜브를 Integrated Surface Technologies(캘리포니아주 소재 Menlo Park)에 전달하여, 상기 튜브를 처리하여 실리카의 원자층 증착을 통해 상기 튜브의 노출된 표면을 친수성으로 만들었다.

그 다음, 이들 처리된 튜브에 대해, 이의 내면을 실릴화하였다. 2 mL의 순수한 (3-글리시독시프로필)트리메톡시실란(카탈로그 번호 SIG5840.0, Gelest, Inc., 펜실베이나주 모리스빌 소재)을 190 mL의 메탄올에 첨가하고, 균질하게 혼합하였다. 10 mL의 증류수를 알코올 용액에 첨가하고, 상기 용액을 균질하게 혼합하였다. 상기 용액을 실온에서 때때로 혼합하면서 1시간 동안 방치하여, 실릴화 시약을 가수분해하여 올리고머를 형성시킬 수 있었다. 상기 처리된 폴리프로필렌 튜브를 실릴화 용액으로 채우고, 마개를 닫고 밤새 약하게 흔들었다.

밤새 배양한 후, 상기 액체를 튜브로부터 퍼내서 상기 튜브를 1.5 mL의 메탄올로 3 회 세정한 후, 이소프로판올(EMD Millipore, 카탈로그 번호 PX1834-1, 독일 Darmstadt 소재)로 2 회 세정하였다. 상기 튜브를 진공 하에서 건조시켰다. 완전히 건조 및 경화시킨 후, 상기 튜브를 건조한 무산소 환경을 확보하도록 건조제 팩(Thermo Fisher Scientific, 카탈로그 번호 07-580, 메사추세츠주 Waltham 소재)의 존재 하에 질소 커버 하에서 밀폐하여 보관하였다.

다음 단계 직전에, 3가지 상이한 리간드의 용액을 제조하였다. 20 mL의 무수 디메틸설폭시드(DMF, 시그마-알드리치, 카탈로그 번호 227056)에 77 ㎕의 3-아미노-1-프로판올을 용해시키고 철저히 혼합하여 50 mM 리간드 AP 용액을 제조하였다. 예를 들면, AP 용액은 트립신 단백질 가수 분해 활성의 억제제로서 예상되지 않았다. 37 mg의 N-알파-토실-L-리신 클로로메틸 케톤 염산염(TLCK, 시그마-알드리치, 카탈로그 번호 90182, 미주리주 세인트루이스 소재 시그마-알드리치)을 20 mL의 무수 DMF에 용해시키고 철저히 혼합하여 5 mM 리간드 TLCK 용액을 제조하였다. 다른 예에서, TLCK 용액은 트립신 단백질 가수 분해 활성의 억제제로서 예상되었다. 20 mL의 무수 DMF에 24 mg의 4-(2-아미노에틸)벤젠설포닐 플루오라이드 염산염(AEBSF, 카탈로그 번호 A8456, 시그마-알드리치)을 용해시키고 철저히 혼합하여 5 mM 리간드 AEBSF 용액을 제조하였다. 또 다른 예에서, AEBSF 용액은 트립신 단백질 가수 분해 활성의 억제제로서 예상되었다.

상기 리간드 AP 용액, 상기 리간드 TLCK 용액 및 상기 리간드 AEBSF 용액을 포함하는 1.0 mL의 각각의 3개의 신선하게 제조한 리간드 용액을 각각의 유도체화된 폴리프로필렌 튜브에 즉시 첨가하고, 종종 혼합하면서 2 시간 동안 실온에서 배양하였다. 배양 후, 상기 리간드 용액을 상기 튜브로부터 퍼내고, 상기 튜브를 1.5 mL 무수 DMF로 세정하였다. pH 7.5의 수중 1.5 mL의 100 mM 트리스(히드록시메틸)아미노메탄(TRIS, Gibco-BRL, 카탈로그 번호 15567-027, 뉴욕주 그랜드 아일랜드 소재)의 용액을 각각의 폴리프로필렌 튜브에 첨가하였다. 상기 튜브를 실온에서 30 분 동안 TRIS 용액으로 배양하였다. 이 배양를 수행하여 상기 튜브의 내벽에 부착된 더 이상의 활성 링커 모이어티가 없도록 보장하였다.상기 TRIS 용액을 튜브로부터 빼서 버리고, 상기 튜브를 1.5 mL의 증류수로 3 회 세정하였다. 그 다음, 상기 튜브를 1.5 mL의 이소프로판올로 세정하고, 실온에서 25 mmHg의 진공 하에서 건조시켰다. 상기 튜브를 완전히 건조시킨 후, 4℃에서 질소 분위기 하에 보관하였다.

단백질 분해 효소 활성 및 이의 억제를 형광 단백질 분해 효소 분석 키트(Thermo Scientific Pierce, 카탈로그 번호 23266)로 측정하였다. TRIS 완충 식염수(TBS, 25 mM Tris, 0.15 M NaCl, pH 7.2)를 키트 내 건조 고체로부터 증류수로 재구성하였다. 트립신 모액을 1 mL의 증류수로 키트로부터 TPCK 트립신을 용해시킴으로써 신선하게 제조하여 50 mg/mL 용액을 만들었다. 10 ㎕의 부분 표본을 -60℃에서 보관하였다. 상기 모액의 개별 부분 표본을 1.0 mL의 TBS(0.5 mg/mL)에 희석하고, 10 ㎕의 이 용액을 10 mL의 TBS(0.5 ㎍/mL)에 더 희석하였다. 이 용액을 TBS로 1:1로 연속 희석하여 62.5 ng/mL의 트립신 용액을 생성시켰다. 상기 트립신 용액을 사용시까지 빙욕에 보관하였다. 200 ㎕의 상기 희석된 트립신(12.5 ng)을 각각의 제조된 폴리프로필렌 튜브에 첨가하였다. 상기 용액을 흡인하고, 각각의 튜브에 3 회 재현탁시켜 상기 튜브의 유도체화된 내벽과 용액의 완전한 혼합 및 접촉을 확보하였다. 새로운 1 회용 팁을 각각의 전달에 사용하였다. 120 분 동안 실온에서 배양한 후, 각각의 튜브로부터의 100 ㎕의 상기 트립신 용액을 96 웰의 검정색의 편평한 바닥의 플레이트(Greiner Bio-one, 카탈로그 번호 655076, 노스 캐롤라이나 몬로이 소재)의 개별 웰에 놓았다. TBS 완충액 중 FTC-카제인(플루오레세인 이소티오시아네이트를 첨가하여 개질한 카제인 단백질, 형광 단백질 분해 효소 분석 키트의 일부) 용액을 신선하게 제조하고, 100 ㎕의 이 용액을 각각의 웰에 첨가하여 흡인 및 분배를 통해 혼합하였다. 상기 플레이트를 95 분 동안 실온에서 배양하였다. 상기 용액을 첨가하고 5 분 후, 그리고 추가로 10, 20, 40, 60 및 95 분 후, 상기 96 웰 플레이트 내 샘플의 형광도를 SpectraFluor Plus 형광 분석 장치(Tecan, 스위스 Mannedorf 소재) 상에서 측정하였다. 형광도 증가는 무손상 단백질에 존재하는 FRET-기초 형광 켄칭의 감소를 거친 첨가된 FTC-카제인 용액의 트립신 매개 소화의 지표이다.

FTC-카제인을 함유하고 트립신이 없는 대조 웰의 20 분 후의 백그라운드 형광도는 평균 5382 RFU(상대 형광 단위)였다. 이 값을 FTC-카제인, 트립신 및 0.1 mM TLCK(6841 RFU) 및 FTC-카제인, 트립신 및 1.0 mM AEBSF(5265 RFU)를 담은 웰과 적절히 비교하였다. 상기 시스템의 백그라운드 형광도로서 5382 RFU를 모든 값으로부터 뺐다. 부동화된 AP 리간드를 갖는 튜브에 노출된 트립신을 담은 웰의 평균 판독치는 20847 RFU였다. 예를 들어, 상기 AP 리간드는 트립신의 억제를 나타낼 것으로 예상되지 않았다.

위에서 기재된 바와 같이, 부동화된 AEBSF 리간드에 노출된 트립신은 12592 RFU의 평균 형광도를 나타냈으며, 위에서 기재된 바와 같이, 부동화된 TLCK 리간드는 13386 RFU의 형광도를 가졌다. 위에서 기재된 바와 같이, 부동화된 AEBSF 리간드는 트립신 활성의 53% 억제를 나타냈고, 위에서 기재된 바와 같이, 부동화된 TLCK 리간드는 트립신 활성의 48% 억제를 나타냈다. 따라서, TLCK 대신 AEBSF를 사용하여 부동화된 리간드에 의한 트립신의 더 강한 억제를 달성하였다.

예를 들면, 본 발명의 다양한 구체예 중 일부 또는 모든 요소는, 각각 개별적으로 및/또는 적어도 다른 요소와 함께, 1 이상의 소프트웨어 요소, 1 이상의 하드웨어 요소, 및/또는 소프트웨어 및 하드웨어 요소의 1 이상의 조합을 이용하여 실시한다. 다른 예에서, 본 발명의 다양한 구체예 중 일부 또는 모든 요소는, 각각 개별적으로 및/또는 적어도 다른 요소와 함께, 1 이상의 아날로그 회로 및/또는 1 이상의 디지털 회로와 같은 1 이상의 회로에서 실시한다. 또 다른 예에서, 본 발명의 다양한 구체예 및/또는 실시예를 조합할 수 있다.

본 명세서에 언급된 모든 특허, 특허 출원 및 공개는 모든 목적을 위해 본 명세서에서 그 전체를 참고로 인용한다. 그러나, 1 이상의 표현 정의를 포함하는 특허, 특허 출원 또는 공개를 참고로 인용시, 이들 표현 정의는 1 이상의 표현 정의가 나타난 인용된 특허, 특허 출원 또는 공개에는 적용되지만, 본 출원의 내용 나머지, 특히 본 출원의 청구 범위에는 적용되지 않음을 이해해야 한다.

본 발명의 특정 구체예를 설명했지만, 당업자는 설명한 구체예와 등가인 다른 구체예가 존재함을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명은 특정한 예시된 구체예에 한정되지 않고 첨부된 청구범위에 의해서만 한정됨을 이해해야 한다.

Claims

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액체 샘플을 주입구를 통해 샘플 용기에 전달하는 단계;
1 이상의 플로트를 상기 샘플 용기 내에 넣는 단계;
상기 액체 샘플을 복수의 성분으로 계층화하는 단계; 및
상기 액체 샘플의 1 이상의 액적을 배출구를 통해 샘플 용기로부터 음향 토출하는 단계
를 포함하는 액체 샘플을 담고 전달하는 방법으로서,
상기 주입구 및 상기 배출구는 상이한 위치에 있고, 상기 1 이상의 플로트 각각은 복수의 성분의 1 이상의 성분에 대응하는 밀도와 관련된 것인 방법.
제12항에 있어서, 상기 액체 샘플의 1 이상의 액적을 배출구를 통해 샘플 용기로부터 음향 토출하는 단계는
장축의 방향이 수평 배향이 되도록 상기 샘플 용기의 장축과 일직선으로 측면을 위치시키는 단계;
적어도 상기 측면을 통해 상기 샘플 용기 및 음향 발생기를 음향 연결하는 단계;
상기 음향 발생기에 의해 음향 빔을 생성시키는 단계; 및
상기 액체 샘플 내 초점에 상기 음향 빔을 집중하는 단계
를 포함하는 방법.
제13항에 있어서, 상기 액체 샘플의 1 이상의 액적을 배출구를 통해 상기 샘플 용기로부터 음향 토출하는 상기 단계는 상기 측면의 반대편에 있는 상기 배출구를 통해 상기 1 이상의 액적을 음향 토출하는 단계를 포함하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 샘플 용기를 적어도 요동 또는 회전시켜 상기 액체 샘플로부터 1 이상의 기포를 제거하는 단계를 더 포함하는 방법.
제12항에 있어서,
상기 액체 샘플 내 1 이상의 기포를 음향에 의해 검출하는 단계; 및
상기 액체 샘플로부터 상기 1 이상의 기포를 제거하는 단계
를 더 포함하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 1 이상의 플로트의 각각의 플로트가 선택된 수집 영역에 상기 복수의 성분의 1 이상의 성분을 유지하는 상태에서 수직 배향으로부터 수평 배향으로 상기 샘플 용기를 변화시키는 단계를 더 포함하는 방법.
제12항에 있어서,
상기 1 이상의 플로트 중 적어도 하나의 플로트의 위치를 음향에 의해 결정하는 단계를 더 포함하며,
상기 액체 샘플의 1 이상의 액적을 상기 배출구를 통해 상기 샘플 용기로부터 음향 토출하는 상기 단계는 상기 1 이상의 플로트 중 적어도 하나의 플로트에 대응하는 상기 1 이상의 성분으로부터 적어도 하나의 액적을 음향 토출하는 단계를 포함하는 방법.
제12항에 있어서, 1 이상의 화학 반응을 일으키고 상기 액체 샘플 내 1 이상의 분석물의 열화 또는 분해를 감소시키기 위하여 상기 액체 샘플 내에 1 이상의 물질을 첨가함으로써 상기 샘플 용기를 개질하는 단계를 더 포함하는 방법.
제19항에 있어서, 상기 샘플 용기를 개질하는 단계는 상기 액체 샘플의 1 이상의 성분을 포획 또는 불활성화하는 단계를 포함하는 방법.
제19항에 있어서, 상기 샘플 용기를 개질하는 단계는 상기 1 이상의 물질 중 임의의 것을 1 이상의 토출된 액적에 방출하지 않는 것인 방법.
제12항에 있어서,
장축의 방향이 수평 배향이 되도록 상기 샘플 용기의 장축과 일직선으로 측면을 위치시키는 단계; 및
상기 샘플 용기 내 1 이상의 플로트 각각의 1 이상의 위치를 결정하는 단계
를 더 포함하는 방법.
제22항에 있어서, 1 이상의 플로트 각각의 1 이상의 위치를 결정하는 상기 단계는 상기 1 이상의 플로트를 음향에 의해 검출하는 단계를 포함하는 방법.
제22항에 있어서,
적어도 상기 측면을 통해 상기 샘플 용기 및 음향 발생기를 음향 연결하는 단계;
적어도 1 이상의 위치 중 하나와 관련된 정보에 기초하여 상기 1 이상의 플로트 중 적어도 하나의 플로트와 상기 음향 발생기를 정렬하는 단계;
상기 음향 발생기에 의해 음향 빔을 발생시키는 단계; 및
상기 액체 샘플 내 상기 1 이상의 플로트 중 하나의 플로트에 대응하는 초점에 상기 음향 빔을 집중하는 단계
를 더 포함하는 방법.
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