KR102394520B1 - 고체 완충제를 포함하는 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

완충된 현탁액은 계면활성제, 및 완충된 현탁액의 pH와 적어도 1.2 pH 단위만큼 상이한 영전점을 가지는 고체 완충제 미립자를 포함한다. 완충된 현탁액은 원액을 고체 완충제 미립자와 혼합하고 적정함으로써 제조될 수 있다. pH 민감성 공정을 실행하는 방법은 저장소로부터 완충된 현탁액을 인출하는 단계, 상기 완충된 현탁액으로부터 고체 완충제 미립자를 여과하는 단계; 및 여과된 용액을 센서에 적용하는 단계를 포함한다.

Description

고체 완충제를 포함하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD INCORPORATING SOLID BUFFER}

본 개시 내용은, 일반적으로, 시약 용액 중 고체 완충제를 포함하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

연구 및 의학 테스트가 복잡한 분자의 작은 농도를 특성화하고자 하면서, 기기의 민감도는 pH 변화에 점점 더 민감해졌다. 또한, 이와 같은 진보된 감지 및 테스트 방법은 준비하기 어려운 고가의 시약에 의존한다. 특정 예에서, 핵산 또는 단백질의 서열분석은 특수 용액, 예컨대 고가의 성분을 포함하는 뉴클레오타이드 용액에 의존한다. 이와 같은 특수 용액을 이용하는 이러한 테스트 방법은 pH에 민감할 수 있다.

본 개시 내용은 첨부된 도면을 참고함으로써 더 잘 이해될 수 있고, 다수의 특성 및 이점이 당업자에게 명백하게 될 수 있다.
도 1은 완충된 현탁액을 이용하기 위한 예시적인 방법을 설명하는 흐름도.
도 2는 완충된 현탁액을 제형화하기 위한 예시적인 방법을 설명하는 흐름도.
도 3은 완충된 현탁액을 사용하는 예시적인 테스트 장치의 설명도.
도 4는 완충된 현탁액의 강산에 대한 반응을 설명하는 그래프.
상이한 도면에서 동일한 참조 부호의 사용은 유사하거나 동일한 항목을 나타낸다.

예시적인 실시형태에서, 완충된 현탁액은 계면활성제 및 고체 완충제 미립자를 포함한다. 완충된 현탁액은 목표 pH를 가진다. 고체 완충제 미립자는, 예를 들어 현탁액의 목표 pH와 적어도 1.2 pH 단위만큼 상이한 영전점(point of zero charge)을 가지는 세라믹 완충제 미립자일 수 있다. 사용시, 현탁액은 저장소로부터 인출되고 고체 완충제 미립자는 현탁액으로부터 여과될 수 있다. 여과된 용액은 센서 상에 인가될(applied) 수 있거나 시약 농축물로부터 다른 시약 용액을 형성하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 완충된 현탁액은 계면활성제 및 선택적으로 다른 성분을 포함하는 원액을 고체 완충제 미립자와 혼합하여 현탁액을 형성함으로써 제형화될 수 있다. 현탁액은 산 또는 염기를 이용하여 목표 pH로 적정될 수 있다. 고체 완충제 미립자는 침강될 수 있고, 원액의 일부는 경사분리될 수 있다. 추가적인 원액이 첨가되고 공정이 반복될 수 있다. 이어서, 현탁액은 운반용 병 또는 센서 시스템으로의 삽입을 위한 카트리지에 넣어질 수 있다.

특히, 완충된 현탁액은 계면활성제 및 고체 완충제 미립자를 포함할 수 있다. 완충제 현탁액은 목표 범위 내의 pH를 가진다. 예를 들어, 목표 pH는 6.0 내지 8.0의 범위, 예컨대 6.8 내지 8.0의 범위, 7.2 내지 8.0의 범위, 또는 심지어 7.4 내지 8.0의 범위에 속할 수 있다. 대안적으로, 목표 pH는 5.0 내지 6.0의 범위일 수 있다. 추가의 대안에서, 목표 pH는 9.0 내지 11.0의 범위일 수 있다.

고체 완충제 미립자는 세라믹 미립자를 포함할 수 있다. 예에서, 세라믹 미립자는 이산화타이타늄, 산화주석, 지르코니아, 알루미나, 산화탄탈럼, 또는 이들의 조합물일 수 있다. 예를 들어, 세라믹 미립자는 이산화타이타늄 또는 산화주석일 수 있다. 특정 예에서, 세라믹 미립자는 이산화타이타늄을 포함한다. 또한, 세라믹 미립자는 가수분해된 세라믹 미립자일 수 있거나 흄드(fumed) 세라믹 미립자일 수 있다. 특히, 세라믹 미립자는 흄드 세라믹 미립자이다.

고체 완충제 미립자, 예컨대 세라믹 미립자는 목표 pH와 적어도 1.2 pH 단위만큼 상이한 영전점을 가질 수 있다. 예를 들어, 영전점은 목표 pH와 적어도 2.0 pH 단위만큼 상이하거나 목표 pH와 적어도 3.0 pH 단위만큼 상이할 수 있지만, 목표 pH와 10 pH 단위 이하로 상이할 수 있다. 특히, 고체 완충제 미립자는 현택액의 목표 pH 미만인 영전점을 가진다. 대안적으로, 고체 완충제 미립자는 현탁액의 목표 pH보다 큰 영전점을 가질 수 있다. 추가의 대안에서, 고체 완충제 미립자의 조합이 사용될 수 있다. 예를 들어, 목표 pH 미만인 영전점을 가지는 고체 완충제 미립자, 및 목표 pH 초과인 영전점을 가지는 고체 완충제 미립자를 포함하는 조합이 사용될 수 있다.

또한, 고체 완충제 미립자는 10㎡/g 내지 350㎡/g의 범위로 비표면적을 가질 수 있다. 예를 들어, 비표면적은 50㎡/g 내지 350㎡/g의 범위, 예컨대 100㎡/g 내지 300㎡/g의 범위, 150㎡/g 내지 300㎡/g의 범위, 또는 심지어 225㎡/g 내지 275㎡/g의 범위일 수 있다. 다른 예에서, 비표면적은 25㎡/g 내지 125㎡/g의 범위, 예컨대 50㎡/g 내지 100㎡/g의 범위일 수 있다. 또한, 고체 완충제 미립자는 0.01㎛ 내지 1200㎛의 범위로 입자 크기, 예컨대 평균 응집물 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 평균 입자 크기는 0.05㎛ 내지 500㎛의 범위, 예컨대 0.5㎛ 내지 200㎛의 범위, 또는 심지어 5.0㎛ 내지 100㎛의 범위일 수 있다.

현탁액은 1g/ℓ 내지 100g/ℓ의 범위, 예컨대 5g/ℓ 내지 75g/ℓ의 범위, 10g/ℓ 내지 65g/ℓ의 범위, 20g/ℓ 내지 50g/ℓ의 범위, 또는 심지어 25g/ℓ 내지 40g/ℓ의 범위로 고체 완충제 미립자를 포함할 수 있다.

현탁액은 0.001중량% 내지 1.0중량%의 범위로 총 농도를 가지는 하나 이상의 계면활성제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 계면활성제는 0.005중량% 내지 0.8중량%의 범위, 예컨대 0.005중량% 내지 0.5중량%의 범위의 양으로 포함될 수 있다.

계면활성제는 이온성 계면활성제, 양쪽성(amphoteric) 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 또는 이들의 조합일 수 있다. 선택적으로, 계면활성제는 양성이온(zwitterion)을 포함할 수 있다. 이온성 계면활성제는 음이온성 계면활성제일 수 있다. 예시적인 음이온성 계면활성제는 설페이트 계면활성제, 설포네이트 계면활성제, 포스페이트 계면활성제, 카복실레이트 계면활성제, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 예시적인 설페이트 계면활성제는 알킬 설페이트, 예컨대 암모늄 라우릴 설페이트, 소듐 라우릴 설페이트(소듐 도데실 설페이트, SDS), 또는 이들의 조합; 알킬 에터 설페이트, 예컨대 소듐 라우레쓰 설페이트, 소듐 미레쓰 설페이트, 또는 이들의 임의의 조합; 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 예시적인 설포네이트 계면활성제는 알킬 설포네이트, 예컨대 소듐 도데실 설포네이트; 도쿠세이트, 예컨대 다이옥틸 소듐 설포석시네이트; 알킬 벤질 설포네이트(예를 들어, 도데실 벤젠 설폰산 또는 이의 염); 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 예시적인 포스페이트 계면활성제는 알킬 아릴 에터 포스페이트, 알킬 에터 포스페이트, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 예시적인 카복실산 계면활성제는 알킬 카복실레이트, 예컨대 지방산염 또는 소듐 스테아레이트; 소듐 라우로일 사코시네이트; 담즙산염, 예컨대 소듐 데옥시콜레이트; 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.

다른 예에서, 이온성 계면활성제는 양이온성 계면활성제일 수 있다. 예시적인 양이온성 계면활성제는 1차, 2차 또는 3차 아민, 4차 암모늄 계면활성제, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 예시적인 4차 암모늄 계면활성제는 알킬트라이메틸암모늄염, 예컨대 세틸 트라이메틸암모늄 브로마이드(CTAB) 또는 세틸 트라이메틸암모늄 클로라이드(CTAC); 세틸피리디늄 클로라이드(CPC); 폴리에톡실화 탈로 아민(POEA); 벤즈알코늄 클로라이드(BAC); 벤즈에토늄 클로라이드(BZT); 5-브로모-5-나이트로-1,3-다이옥산; 다이메틸다이옥타데실암모늄 클로라이드; 다이옥타데실다이메틸암모늄 브로마이드(DODAB); 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.

예시적인 양쪽성 계면활성제는 1차, 2차, 또는 3차 아민 또는 4차 암모늄 양이온 및 설포네이트, 카복실레이트, 또는 포스페이트 음이온을 포함한다. 예시적인 설포네이트 양쪽성 계면활성제는 (3-[(3-콜아미도프로필)다이메틸암모니오]-1-프로판설포네이트); 설타인, 예컨대 코카미도프로필 하이드록시설타인; 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 예시적인 카복실산 양쪽성 계면활성제는 아미노산, 이미노산, 베타인, 예컨대 코카미도프로필 베타인, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 예시적인 포스페이트 양쪽성 계면활성제는 레시틴을 포함한다. 추가 예에서, 계면활성제는 설포베타인 계면활성제 또는 아미도설포베타인일 수 있다.

다른 예에서, 계면활성제는 비이온성 계면활성제, 예컨대 폴리에틸렌 글리콜계 계면활성제, 알킬 피롤리딘 계면활성제, 알킬 이미다졸리디논 계면활성제, 알킬 몰폴린 계면활성제, 알킬 이미다졸 계면활성제, 알킬 이미다졸린 계면활성제, 또는 이들의 조합일 수 있다. 특정 예에서, 폴리에틸렌-글리콜계 계면활성제는 폴리에틸렌-글리콜 에터, 예컨대 알킬페놀 폴리에톡실레이트, 예컨대 옥틸 페놀 에톡실레이트 또는 폴리옥시에틸렌 알킬 페닐 에터, 또는 이들의 조합을 포함한다. 다른 예에서, 비이온성 계면활성제는 비이온성 플루오로계면활성제, 예컨대 에톡실화 플루오로카본을 포함한다. 추가 예에서, 현탁액은 옥틸 피롤리딘을 포함할 수 있다.

또한, 현탁액은 살생물제를 포함할 수 있다. 특정 예에서, 살생물제는 아이소티아졸리논 살생물제일 수 있다. 예를 들어, 살생물제는 2-메틸4-아이소티아졸린-3-온일 수 있다.

현탁액은 염, 예컨대 마그네슘염, 칼륨염, 나트륨 염, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 현탁액은 칼륨염, 예컨대 염화칼륨을 5mM 내지 150mM의 범위, 예컨대 10mM 내지 100mM의 범위 또는 40mM 내지 70mM의 범위로 포함할 수 있다. 다른 예에서, 현탁액은 마그네슘염, 예컨대 염화마그네슘 또는 황산마그네슘을 1mM 내지 100mM의 범위, 예컨대 5mM 내지 75mM의 범위 또는 5mM 내지 30mM의 범위로 포함할 수 있다. 추가 예에서, 현탁액은 나트륨 염, 예컨대 염화나트륨을 5mM 내지 150mM의 범위, 예컨대 10mM 내지 100mM의 범위 또는 40mM 내지 70mM의 범위로 포함할 수 있다.

도 1에 예시된 바와 같이, 방법(100)은 (102)에 설명된 바와 같이 저장소로부터 현탁액을 인출하는 단계를 포함한다. 현탁액은 고체 완충제 미립자를 포함하며 계면활성제를 포함할 수 있다. 현탁액은 (104)에 설명된 바와 같이 여과되어, 고체 완충제 미립자를 제거하고 여과된 용액을 형성한다. 여과 용액은 (106)에 설명된 바와 같이 시약 농축물과 혼합되어 시약 용액을 형성하는 데 사용될 수 있다. 시약 용액 또는 여과된 용액은 (108)에 설명된 바와 같이, 테스트, 측정 또는 감지를 위한 공정의 일부로서, 센서 상으로 흘려보내질 수 있다. 특정 예에서, 여과된 용액 및 시약 용액의 대안적인 흐름은 센서 상으로 흘려보내질 수 있다. 이와 같이, 여과된 용액은 시약 용액의 흐름 사이에서 세척 용액으로서 작용할 수 있다. 센서는 pH 센서일 수 있다. 특정 예에서, 센서는 바이오센서, 예컨대 반도체 서열분석 장치일 수 있다. 예시적인 반도체 서열분석 장치는 pH에 의존하여 합성에 의한 서열분석(sequencing-by-synthesis)을 실행할 수 있다.

현탁액은 원액 및 고체 완충제 미립자를 포함할 수 있다. 도 2에 설명된 바와 같이, 방법(200)은 (202)에 설명된 바와 같이 원액을 고체 완충제 미립자와 혼합하여 현탁액을 형성하는 단계를 포함한다. 원액은, 예를 들어 상기 기재된 바와 같이 고체 완충제 미립자가 존재하지 않는, 최종 완충된 현탁액의 성분을 포함할 수 있다. 분산액은 (204)에 설명된 바와 같이 목표 pH로 적정된다. 예를 들어, pH는 염기 또는 산을 사용하여 조정될 수 있다. 예를 들어, pH는 염기, 예컨대 수산화나트륨, 또는 산, 예컨대 염산을 사용하여 조정될 수 있다.

(206)에 설명된 바와 같이, 고체 완충제 미립자는 침강될 수 있으며, 원액의 일부는 (208)에 설명된 바와 같이 경사분리될 수 있다. (202)에 설명된 바와 같이 추가적인 원액을 고체 완충제 미립자와 혼합하는 단계, (204)에 설명된 바와 같이 적정하는 단계, (206)에 설명된 바와 같이 완충제 미립자를 침강시키는 단계, 및 (208)에 설명된 바와 같이 원액의 일부를 경사분리하는 단계의 공정은 반복될 수 있다. 공정은 1회, 2회, 3회, 또는 그 이상 반복될 수 있다. 이어서, 고체 완충제 미립자는 현탁액 내에서 재분산되고, (210)에 설명된 바와 같이 감지 또는 테스트를 위한 시스템에서 유용한 카트리지에 인가될 수 있다.

도 3은 이와 같은 완충된 현탁액이 특정 용도를 가지는 예시적인 시스템의 설명을 포함한다. 예시적인 완충된 현탁액은 복수의 시약이 하나 이상의 반응기 또는 반응 부위로 전달되는 생물학적 공정에서의 특정 용도를 가진다. 반응 부위는 화학적, 전기적 또는 광학적 센서에 의해 모니터링될 수 있다. 예시적인 시스템은 DNA 서열분석, 특히 pH-기반 DNA 서열분석을 수행하기 위한 방법 및장치를 포함한다. 예를 들어, pH-기반 DNA 서열분석에 있어서, 뉴클레오타이드 염기 혼입은 중합효소-촉진 연장 반응의 천연 부산물로서 생성되는 수소 이온을 측정함으로써 결정된다. 각각 작동가능하게 결합된 프라이머 및 중합효소를 가지는 DNA 주형은 반응 챔버 또는 마이크로웰에 로딩되고, 이후 데옥시뉴클레오사이드 트라이포스페이트(dNTP) 첨가 및 세척의 반복된 주기가 수행된다. 이와 같은 주형은 전형적으로 고체 지지체, 예컨대 마이크로입자, 비드 등에 클론 집단으로서 부착되고, 이와 같은 클론 집단은 반응 챔버로 로딩된다. 주기의 각각의 첨가 단계에서, 중합효소는, 주형에서 다음 염기가 첨가된 dNTP의 상보체인 경우 첨가된 dNTP를 혼입시킴으로써 프라이머를 연장시킨다. 하나의 상보적 염기가 존재한다면, 하나의 혼입이 존재하고, 2개의 상보적 염기가 존재한다면, 2개의 혼입이 존재하며, 3개의 상보적 염기가 존재한다면, 3개의 혼입이 존재하는 식이다. 각각의 이와 같은 혼입으로 방출된 수소 이온이 존재하고, 총괄적으로 수소 이온을 방출하는 주형 집단이 전자 센서에 의해 검출되는 반응 챔버의 국부적인 pH에 대하여 매우 경미한 변화를 일으킨다. 서열분석에 추가적으로, 본 명세서에서 장치는 유체 저장 또는 전달을 필요로 하는 다른 생물학적 기구에 유용할 수 있다.

도 3은, 예를 들어 pH-기반 핵산 서열분석을 수행하기 위한, 시약 저장소인 인클로저(614)를 이용하는 시스템을 도식적으로 설명한다. 장치의 각각의 전자 센서는 출력 신호를 생성한다. 유체 회로는 다수의 시약이 반응 챔버로 전달될 수 있게 한다.

도 3에서, 시스템은, 유체 소통을 위한 바이오센서(634)의 주입구(638)에 유체 노드(630)를 연결시키는 유체 통로(632)에 의해 시약 저장소(614), 폐기물 저장소(620), 및 바이오센서(634)에 연결된 유체 회로(602)를 포함한다. 저장소(614)로부터 제조 및 혼합된 시약 용액은 압력, 펌프, 예컨대 시린지 펌프, 중력 공급 등을 포함한 다양한 방법에 의해 유체 회로(602)로 전달될 수 있고, 밸브(650)의 제어에 의해 선택된다. 유체 회로(602)로부터의 시약은 폐기물 용기(620 및 636)로 전달된다. 제어 시스템(618)은 전기적 접속(616)을 통한 개방 및 폐쇄를 위한 신호를 생성하는 밸브(650)를 위한 제어기를 포함한다.

제어 시스템(618)은 또한 시스템의 다른 구성요소, 예컨대 전기적 접속(622)에 의하여 이에 연결된 세척 용액 밸브(624), 및 기준 전극(628)을 위한 제어기를 포함한다. 제어 시스템(618)은 또한 바이오센서(634)에 대한 제어 및 데이터 획득 기능을 포함할 수 있다. 일 작용 모드에서, 유체 회로(602)는 제어 시스템(618)의 프로그래밍된 제어 하에서 바이오센서(634)로 선택된 시약 1, 2, 3, 4, 또는 5를 연속적으로 전달하여, 선택된 시약 흐름 사이에서, 유체 회로(602)는 프라이밍되고 세척 용액(626)으로 세척되며, 바이오센서(634)는 세척 용액(626)으로 세척된다. 바이오센서(634)로 들어가는 유체는 출구(640)를 통해 배출되고, 폐기물 용기(636)에 보관된다. 유사한 설정이, 예를 들어 포토다이오드 또는 CCD 카메라를 포함하는 광학 서열분석 시스템에 사용될 수 있다.

특정 예에서, 세척 용액(626)이 고체 완충제 미립자를 포함하는 완충된 현탁액일 수 있다. 완충제 현탁액(세척 용액)은 유체 회로(602) 또는 센서(634)로 들어가기 전에 필터(660)를 사용하여 여과될 수 있다. 추가 예에서, 완충된 현탁액은 필터(662)를 통해 시약 저장소(614)로 적용되어 시약 저장소 내에서 시약 농축물로부터 시약 용액을 형성할 수 있다. 대안적으로, 필터(660 및 662)는 동일한 필터일 수 있다. 예에서, 시약 농축물은 액체 농축물이다. 다른 예에서, 시약 농축물은 건조 농축물, 예컨대 동결건조된 시약(예를 들어, 동결건조된 뉴클레오타이드)이다. 대안적으로, 설명된 필터(660 및 662)가 조합될 수 있다. 다른 예에서, 필터는 시약 저장소(614)의 하류에, 예컨대 시약 저장소(614) 및 밸브(650) 사이에 위치할 수 있다.

상기 방법, 시스템 및 조성물의 양상은, 외부 영향, 예컨대 이산화탄소에 의한 산성화를 방해하는 완충된 현탁액을 포함하여, 기술적 이점을 제공한다. 현탁액은 여과되어 완충 작용을 제거하여 pH 변화를 측정하는 시스템에서의 사용을 가능하게 할 수 있다. 특히, pH 센서를 사용하는 시스템의 경우, 시약 운반 또는 저장 동안 완충 작용을 제공하면서 여전히 사용 동안 pH 변화를 가능하게 하는 것은 문제가 된다. 여과가능한 고체 상태의 완충제를 이용하는 것은, pH 변화를 이용하는 시스템에서 유용한 용액을 제시하면서, 운반 및 저장 동안 강력한 pH 제어를 가능하게 한다.

실시예

실시예 1

하기 절차에 의해 현탁액을 제조한다. 질소로 깨끗한 2리터 병을 5분 동안 퍼징하고, 1880㎖의 18mOhm 물을 첨가한 다음, 120㎖의 세척 용액을 첨가하고, 질소 하에서 간단히 혼합한다.

하기 공정에 의해 세척 용액을 제조한다. 먼저, 스피곳(spigot)이 구비된 깨끗한 8ℓ 카보이(carboy)로 200g의 산화타이타늄을 칭량하여 넣고, 8ℓ의 W2를 첨가한 다음, 질소 하에서 카보이를 유지하고, 회전식 믹서를 이용하여 화학 영역 내 스탠드 상에서 혼합한 다음, 20㎖의 1M NaOH를 첨가하고, 30분 동안 혼합한 다음, 시스(sheath)를 움직이면서 특수한 유리 pH 탐침을 사용하여 pH를 확인하고, 탐침을 슬러리 중에 현탁된 상태로 유지한 다음, 1M NaOH를 사용하고, 한 번에 1㎖를 첨가하여 pH 7.85로 적정한 다음, 10분 동안 혼합하고, 혼합을 정지시킨 다음, 30분 동안 슬러리가 침강되도록 하고, 티타니아의 교란을 제한하면서 액체의 상부 4ℓ를 천천히 경사분리한다.

둘째로, 새로 만든 4ℓ의 W2를 첨가하고, 10분 혼합한 다음, pH를 확인하고 기록한 후, 혼합을 정지시키고, 30분 동안 슬러리가 침강되도록 한 다음, 티타니아의 교란을 제한하면서 액체의 상부 4ℓ를 천천히 경사분리하고, 30분 동안 슬러리가 침강되도록 한 다음, 티타니아의 교란을 제한하면서 액체의 상부 4ℓ를 천천히 경사분리한다.

셋째로, 새로 만든 4ℓ의 W2를 첨가하고, 10분 혼합한 다음, pH를 확인하고 기록한 후, 혼합을 정지시키고, 30분 동안 슬러리가 침강되도록 한 다음, 슬러리의 6ℓ 부피까지 천천히 경사분리하고, 다시 혼합을 시작한 다음, 1M NaOH를 사용하고, 한 번에 약 500㎕를 첨가하여 pH를 7.85로 만든다.

실시예 2

W2 용액에 티타니아를 10g/ℓ의 농도로 포함하는 100㎖ 샘플의 pH 반응을 시험한다. HCl 용액을 샘플과 혼합하고 pH 반응을 측정한다. 도 4에 설명된 바와 같이, 샘플의 pH는 HCl의 첨가에 반응하여 pH 변화에 대한 저항성을 나타낸다.

제1 양상에서, pH-감응성 공정을 실행하는 방법은 저장소로부터 현탁액을 인출하되, 상기 현탁액은 계면활성제 및 고체 완충제 미립자를 포함하고, 목표 pH를 가지는 단계; 상기 현탁액으로부터 고체 완충제 미립자를 여과하여 여과된 용액을 형성하는 단계; 및 여과된 용액을 센서 상에 흘려보내는 단계를 포함한다.

제2 양상에서, 현탁액을 형성하는 방법은 원액 및 고체 완충제 미립자를 혼합하여 현탁액을 형성하되, 상기 원액은 계면활성제를 포함하는 단계; 상기 현탁액을 목표 pH로 적정하는 단계; 상기 현탁액으로부터 고체 완충제 미립자를 침강시키는 단계; 및 상기 원액의 일부를 경사분리하는 단계를 포함한다.

제3 양상에서, 완충된 현탁액은 계면활성제, 및 완충된 현탁액의 pH와 적어도 1.2 pH 단위만큼 상이한 영전점을 가지는 고체 완충제 미립자를 포함한다.

제1, 제2, 및 제3 양상의 예에서, 고체 완충제 미립자는 목표 pH와 적어도 1.2 pH 단위만큼 상이한 영전점을 가진다. 예를 들어, 영전점은 목표 pH와 적어도 2.0 pH 단위만큼 상이하고, 예컨대 목표 pH와 적어도 3.0 pH 단위만큼 상이하지만, 목표 pH와 10 pH 단위 이하로 상이하다.

제1, 제2, 및 제3 양상의 다른 예 및 상기 예에서, 목표 pH는 6 내지 8의 범위이다. 예를 들어, 목표 pH는 6.8 내지 8.0의 범위, 예컨대 7.2 내지 8.0의 범위, 또는 7.4 내지 8.0의 범위이다.

제1, 제2, 및 제3 양상의 추가 예 및 상기 예에서, 고체 완충제 미립자는 세라믹 미립자를 포함한다. 예를 들어, 세라믹 미립자는 이산화타이타늄, 산화주석, 지르코니아, 알루미나, 산화탄탈럼, 또는 이들의 조합물이다. 예에서, 세라믹 미립자는 이산화타이타늄 또는 산화주석이다. 다른 예에서, 세라믹 미립자는 이산화타이타늄이다. 특정 예에서, 세라믹 미립자는 흄드 세라믹 미립자이다.

제1, 제2, 및 제3 양상의 추가적인 예 및 상기 예에서, 고체 완충제 미립자는 50㎡/g 내지 350㎡/g의 범위로 비표면적을 가진다. 예를 들어, 비표면적은 100㎡/g 내지 300㎡/g의 범위, 예컨대 150㎡/g 내지 300㎡/g의 범위, 또는 225㎡/g 내지 275㎡/g의 범위이다. 제1, 제2, 및 제3 양상의 추가 예 및 상기 예에서, 고체 완충제 미립자는 25㎡/g 내지 125㎡/g의 범위, 예컨대 50㎡/g 내지 100㎡/g의 범위로 비표면적을 가진다.

제1, 제2, 및 제3 양상의 다른 예 및 상기 예에서, 고체 완충제 미립자는 0.01마이크론 내지 1200마이크론의 범위의 입자 크기를 가진다. 예를 들어, 입자 크기는 0.05마이크론 내지 500마이크론의 범위, 예컨대 0.5마이크론 내지 200마이크론의 범위 또는 5.0마이크론 내지 100마이크론의 범위이다.

제1, 제2, 및 제3 양상의 추가 예 및 상기 예에서, 계면활성제는 비이온성 계면활성제를 포함한다.

제1, 제2, 및 제3 양상의 추가적인 예 및 상기 예에서, 현탁액은 살생물제를 추가로 포함한다.

제1, 제2, 및 제3 양상의 다른 예 및 상기 예에서, 현탁액은 마그네슘염을 추가로 포함한다.

제1, 제2, 및 제3 양상의 추가 예 및 상기 예에서, 현탁액은 칼륨염을 포함한다.

제1, 제2, 및 제3 양상의 추가적인 예 및 상기 예에서, 방법은 여과된 용액을 시약 농축물에 적용하여 시약 용액을 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 예를 들어, 시약 농축물은 뉴클레오타이드를 포함한다.

제1, 제2, 및 제3 양상의 다른 예 및 상기 예에서, 센서는 pH 센서이다. 제1, 제2, 및 제3 양상의 다른 예 및 상기 예에서, 센서는 바이오센서이다.

제1, 제2, 및 제3 양상의 추가 예 및 상기 예에서, 센서는 반도체 서열분석 센서이다.

제1, 제2, 및 제3 양상의 추가적인 예 및 상기 예에서, 방법은 혼합하는 단계 및 적정하는 단계를 반복하는 것을 추가로 포함한다.

제1, 제2, 및 제3 양상의 다른 예 및 상기 예에서, 방법은 분산액을 카트리지에 적용하는 단계를 추가로 포함한다.

일반적인 설명 또는 예에서 상기 기재된 모든 활동이 필요한 것은 아니며, 특정 활성의 일부가 필요하지 않을 수도 있고, 기재된 활동에 추가적으로 하나 이상의 추가 활동이 실행될 수도 있음을 유의한다. 또한, 활동이 열거된 순서가 반드시 활동을 실행하는 순서인 것은 아니다.

상기 명세서에서, 구체적인 실시형태를 참조하여 개념을 기재하였다. 그러나, 당업자는 하기 청구항에 제시된 바와 같이 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있음을 이해한다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적인 의미라기보다 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 이와 같은 모든 변형은 발명의 범주 내에 포함되는 것으로 의도된다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "포함하다"(comprise), "포함하는"(comprising), "포함하다"(includes), "포함하는"(including), "갖다"(has), "갖다"(has), "갖는"(having) 또는 이의 임의의 다른 변형어는 비배타적인 포함을 다루는 것으로 의도된다. 예를 들어, 특성의 열거를 포함하는 공정, 방법, 물품, 또는 장치는 반드시 이들 특성만으로 제한되는 것이 아니고 명확하게 열거되지 않거나 또는 이와 같은 공정, 방법, 물품 또는 장치에 고유한 다른 특성을 포함할 수 있다. 또한, 명확하게 반대로 명시되어 있지 않은 한, "또는"은 "포함적 논리합(inclusive-or)"을 지칭하는 것이고 "배타적 논리합(exclusive-or)"을 지칭하는 것은 아니다. 예를 들어, 조건 A 또는 B는 하기 중 임의의 하나를 만족한다: A가 참(또는 존재)이고 B는 거짓(또는 부재)이고, A는 거짓(또는 부재)이고 B는 참(또는 존재)이며, A 및 B 둘 다 참(또는 존재)이다.

또한, 단수 표현의 사용은 본 명세서에 기재된 요소 및 성분을 기재하는 데 이용된다. 이는 단지 편의상 그리고 본 발명의 범주의 일반적인 의미를 제공하기 위해 행해진다. 이 기재는 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 것으로 읽혀져야 하고, 달리 의미하는 것이 명백하지 않은 한, 단수는 또한 복수를 포함한다.

이익, 다른 이점, 및 문제에 대한 해결책을 구체적인 실시형태와 관련하여 상기 기재하였다. 그러나, 이익, 이점, 문제에 대한 해결책, 및 발생하거나 더 확연해지는 임의의 이익, 이점, 또는 해결책을 야기할 수 있는 임의의 특성(들)은 임의의 또는 모든 청구항의 중요하거나, 필요하거나, 필수적인 특성인 것으로 해석되어서는 안 된다.

명세서를 읽은 후에, 당업자는 명확화를 위하여 별도의 실시형태의 내용으로 본 명세서에 기재된 특정 특성은 또한 단일의 실시형태와 조합하여 제공될 수 있음을 이해할 것이다. 반대로, 간략화를 위하여 단일의 실시형태의 내용으로 기재된 다양한 특성은 또한 별도로 또는 임의의 하위조합으로 제공될 수 있다. 또한, 범위에 명시된 값에 대한 언급은 상기 범위 내의 각각의 그리고 모든 값을 포함한다.

Claims (58)

1. pH-감응성 공정을 실행하는 방법으로서, 상기 방법이:
   저장소로부터 현탁액을 인출(drawing)하는 단계로서, 상기 현탁액은 계면활성제 및 고체 완충제 미립자를 포함하고 6 내지 8의 범위의 목표 pH를 가지며, 상기 고체 완충제 미립자는 세라믹 미립자이고, 상기 세라믹 미립자는 이산화타이타늄인, 상기 현탁액을 인출하는 단계;
   상기 현탁액으로부터 상기 고체 완충제 미립자를 여과하여 여과된 용액을 형성하는 단계; 및
   상기 여과된 용액을 센서 위로 흘려보내는 단계를 포함하는, pH-감응성 공정을 실행하는 방법.
2. 현탁액을 형성하는 방법으로서, 상기 방법이:
   원액(stock solution) 및 고체 완충제 미립자를 혼합하여 현탁액을 형성하는 단계로서, 상기 원액은 계면활성제를 포함하고, 상기 고체 완충제 미립자는 세라믹 미립자이고, 상기 세라믹 미립자는 이산화타이타늄인, 상기 현탁액을 형성하는 단계;
   상기 현탁액을 6 내지 8의 범위의 목표 pH로 적정하는 단계;
   상기 현탁액으로부터 상기 고체 완충제 미립자를 침강시키는 단계; 및
   상기 원액의 일부를 경사분리(decanting)하는 단계를 포함하는, 현탁액을 형성하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고체 완충제 미립자는 상기 목표 pH와 적어도 1.2 pH 단위만큼 상이한 영전점(point of zero charge)을 가지는, 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 영전점은 상기 목표 pH와 적어도 2.0 pH 단위만큼 상이한, 방법.
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10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 세라믹 미립자는 흄드(fumed) 세라믹 미립자인, 방법.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고체 완충제 미립자는 50㎡/g 내지 350㎡/g의 범위의 비표면적을 가지는, 방법.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고체 완충제 미립자는 0.01마이크론 내지 1200마이크론의 범위의 입자 크기를 가지는, 방법.
13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 계면활성제는 비이온성 계면활성제를 포함하는, 방법.
14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 현탁액은 살생물제를 추가로 포함하는, 방법.
15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 현탁액은 마그네슘염을 추가로 포함하는, 방법.
16. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 현탁액은 칼륨염을 포함하는, 방법.
17. 제1항에 있어서, 상기 여과된 용액을 시약 농축물에 적용하여 시약 용액을 형성하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 시약 농축물은 뉴클레오타이드를 포함하는, 방법.
19. 제1항에 있어서, 상기 센서는 바이오센서인, 방법.
20. 제1항에 있어서, 상기 센서는 반도체 서열분석 센서(semiconductor sequencing sensor)인, 방법.
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