KR20080027239A - 음파 장치를 이용하여 분석물을 검출하는 방법 및 장치 - Google Patents

음파 장치를 이용하여 분석물을 검출하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

분석물을 검출하는 방법을 제공한다. 각 입자마다 분석물에 대한 친화도를 갖는 포착제로 코팅된 복수의 입자가 샘플과 결합되어 복수의 분석물 입자 복합체를 형성하게 된다. 또한, 시스템은, 샘플을 센서 표면으로 수송하는 수송 장치와, 선택 사항인 센서 표면에 그리고 센서 표면에 인접하는 자기장을 확립하도록 구성되고 배치된 자기장 유도 구조를 포함한다. 공명 센서는 센서 표면에 결합된 분석물 입자 복합체들의 양에 대응하는 신호를 발생시킨다.
분석물, 분석물 입자 복합체, 자기장 유도 구조, 공명 센서

Description

음파 장치를 이용하여 분석물을 검출하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING ANALYTES USING AN ACOUSTIC DEVICE}
본 발명은 유체 샘플들에서 하나 이상의 분석물을 검출하는 방법에 관한 것이다.
액체 매체에서 분석물(예를 들어, 생물학적 약제)을 검출하는 시스템에서는, 매체에서의 분석물의 농도, 및 이 분석물의 센서 표면으로의 수송에 대한 노력이 매우 필요하다. 생물학적 응용에서는, 일반적으로 이러한 분석물의 농도가 낮은 경향으로 인해 농도 이슈가 발생한다. 또한, 생물학적 분석물들(예를 들어, 세포, 세포 단편, 단백질 및 핵산과 같은 거대분자)은 비교적 큰 경향이 있으며, 이에 따라 수송 이슈가 발생하며 그 이유는 이러한 큰 분석물들이 유체 용액에서 매우 느리게 확산되기 때문이다. 세포, 세포 단편, 단백질 및 핵산과 같은 거대분자 외에도, 소분자 분석물의 검출이, 병 진단, 환자의 약물동태학 모니터링, 잠재적 약 타겟을 위한 소분자 수집에 대하여 유용한 표지로 될 수 있다. 소분자 약을 비롯한 많은 치료약에 대해서는 그 약의 이로운 효과를 최대화하고 발생할 수 있는 역효과를 피하기 위해 환자를 빈번하게 모니터링할 필요가 있다.
병을 진단하려면, 흔히 개개인으로부터 얻은 샘플에서의 분석물의 빠른 검출 이 필요하다. 분석물의 검출은 흔히 응급실이나 앰뷸런스에서와 같이 응급 상황에서 발생한다. 그러나, 환자 샘플에서 분석물을 검출하려면 진료소나 클리닉에서 샘플을 얻은 후 분석을 위해 이 샘플을 현장으로부터 떨어져 전달해야 한다. 분석물에 따라, 분석이 한 주 내지 수 주 걸릴 수 있다. 분석 결과는 의사에게 전달되고, 의사는 이 정보를 이용하여 필요시 치료를 조절하며, 환자에게 연락하여 새로운 치료 처방 계획을 전달한다. 샘플 분석과 관련된 지연으로 인해 의사가 적절한 치료를 정밀하게 특정하는 것이 어려워진다. 게다가, 특별한 치료법이, 진행되는 병의 부적절한 단계에서 주어진다면 효과가 없거나 유독할 수 있다. 예를 들어, 레벨 또는 하나 이상의 심장 질환 표지는, 환자가 심장 마비를 현재 겪고 있는지 또는 가까운 과거에 심장 마비를 겪었는지 여부를 가리킬 수 있다.
분석물의 저 농도를 빠르게 검출할 수 있는 개선된 분석이 필요하다. 또한, 개별 환자들에 있어서 불필요한 부작용을 줄이는 한편 약 요법을 맞춤화하여 그 약의 효능을 유지하기 위해 소분자 분석물들을 비롯한 분석물들의 개선된 측정이 필요하다. 게다가, 샘플을 얻는 것과 분석 결과를 얻는 것 사이의 지연을 줄이기 위해 진료 현장에서 관련 분석물들을 생물학적으로 그리고/또는 임상적으로 측정하는 데 이용될 수 있는 방법 및 장치가 필요하다.
경쟁 검출을 위한 주요 측정 기준은 단위 시간당 센서 상에 축적된 분석물의 양이다. 양호한 성능을 위해서, 축적율(및 그 결과로 인한 신호 과도 현상)은 센서 드리프트율(drift rate)에 비하여 빠를 필요가 있다. 분석물 검출 시스템을 위한 다른 주요 성능 측정은, 시스템이 센서 표면상에서의 관심 대상인 분석물을 우 선적으로 수집할 수 있는 정도이다. 많은 생물학적 샘플들은 이질적인 백그라운드 성분들(예를 들어, 다른 단백질, 세포, 핵산, 오물)을 함유하기 때문에, 필요한 측정에 이러한 백그라운드 성분들이 간섭하는 것을 방지할 필요가 있다. 따라서, 분석물을 센서로 선택적으로 이동시키고 간섭하는 백그라운드 성분들을 통과시키는 수송 방법은 명백한 이점들을 갖는다. 분석물(예를 들어, 항체, 상보 DNA 스트랜드 등)을 센서 표면에 선택적으로 결합시키는 것과 협력하여 이용되는 이러한 방법은 분석물의 양에 비하여 많은 양의 이질적인 백그라운드 성분들을 갖는 샘플들에 대한 고감도 측정값들을 전달할 수 있다.
분석물을 센서 표면으로 수송하는 개선된 다양한 방법들이 제안되었으며, 여과, 신규한 흐름 기하학, 음향장, (시변 및 시불변) 전기장, 자기장 등이 있다.
음향 여기는 세포를 필드 노드로 유도하는 데 사용되어 왔지만, 이 기술만을 이용하여 물질을 표면으로 수송하는 것은 어렵다.
전기장(전기영동 및 유전영동)은 수송을 향상시키는 데 사용되어 왔지만 모든 분석물들 및 샘플 유형들에 보편적으로 응용가능하진 않다. 전기장은 보다 큰 분석물들(예를 들어, 세포)에 대하여 일반적으로 더욱 효과적이다. 게다가, 미생물의 전기적 특성은 소정의 종 및 스트레인 내에서 가변될 수 있어서, 의도하는 모든 동작 조건 하에서 시스템 성능을 예측하는 것을 어렵게 한다. 때로는, 수송 성능을 개선하고자 샘플의 이온 세기를 맞출 필요가 있다. 이러한 요구 사항은 분석에서의 세척 조건 또는 최적의 결합과 충돌할 수 있다. 또한, 전기장은 에너지 및 열 전도 유체(예를 들어, 0.1M 인산염 완충액)를 소진할 수 있으며, 이것은 열이 생물학적 분석물에 손상을 가할 수 있기 때문에 바람직하지 못하다.
자기 면역 분리(IMS)법은 샘플로부터 분석물을 분리하는 당해 기술에 알려져 있다.
일 실시예에서, 본 발명은 샘플에서 하나 이상의 심장 표지를 검출함으로써 심장 질환을 검출하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은, 심장 표지를 결합할 수 있는 포착제로 코팅된 복수의 입자를 유체 챔버 내로 도입하는 단계를 포함하며, 유체 챔버의 적어도 하나의 표면은, 음파 장치에 결합되는 심장 표지를 결합할 수 있는 포착제를 갖는 그 음파 장치를 포함한다. 복수의 입자를 챔버 내로 도입하기 전에 이 입자를 샘플과 컨택할 수 있고, 또는 복수의 입자의 도입 전에 혹은 복수의 입자의 도입과 동시에 샘플을 챔버 내로 도입할 수 있다. 음파 장치에 의해 출력되는 신호를 모니터링하고, 이에 따라 샘플에서의 하나 이상의 심장 표지를 검출한다.
다른 일 실시예에서, 본 발명은 개개인에 대하여 약 투여량을 조절할지 여부를 결정하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 샘플에서의 하나 이상의 심장 표지의 레벨을 검출하는 단계를 포함한다. 심장 표지를 결합할 수 있는 포착제로 코팅된 복수의 입자 및 샘플을 유체 챔버 내로 도입하고, 여기서 유체 챔버의 적어도 하나의 표면은 유체 챔버에 결합된 심장 표지를 결합할 수 있는 포착제를 갖는 음파 장치를 포함한다. 복수의 입자를 챔버 내로 도입하기 전에 이 입자를 샘플과 컨택할 수 있고, 또는 복수의 입자의 도입 전에 혹은 동시에 샘플을 챔버 내로 도입할 수 있다. 음파 장치에 의해 출력되는 신호를 모니터링하고, 이에 따라 샘플에서의 하나 이상의 심장 표지를 검출한다. 샘플에서의 하나 이상의 심장 표지의 레벨에 기초하여, 약의 투여량을 조절할지 여부를 결정한다.
본 발명은 샘플에서 박테리아를 검출하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은, 박테리아를 결합할 수 있는 포착제로 코팅된 복수의 입자를 유체 챔버 내로 도입하는 단계를 포함하고, 여기서 유체 챔버의 적어도 하나의 표면은 음파 장치에 결합되는 박테리아를 결합할 수 있는 포착제를 갖는 음파 장치를 포함한다. 이 음파 장치에 의해 출력되는 신호를 모니터링하여, 샘플에서의 박테리아를 검출한다.
다른 일 실시예에서, 본 발명은 샘플에서 박테리아를 검출함으로써 음식물의 안전을 평가하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은, 박테리아를 결합할 수 있는 포착제로 코팅된 복수의 입자를 유체 챔버 내로 도입하는 단계를 포함하고, 여기서 유체 챔버의 적어도 하나의 표면은 음파 장치에 결합되는 박테리아를 결합할 수 있는 포착제를 갖는 음파 장치를 포함한다. 이 음파 장치에 의해 출력되는 신호를 모니터링하여, 샘플에서 박테리아를 검출한다.
본 발명은 샘플에서 바이러스를 검출하는 방법에 관한 것이다. 일 실시예에서, 본 발명은 바이러스를 결합할 수 있는 포착제로 코팅된 복수의 입자를 유체 챔버 내로 도입하는 단계를 포함하고, 여기서 유체 챔버의 적어도 하나의 표면은 음파 장치에 결합되는 바이러스를 결합할 수 있는 포착제를 갖는 음파 장치를 포함한다. 이 음파 장치에 의해 출력되는 신호를 모니터링하여, 샘플에서 바이러스 부하를 검출한다.
다른 일 실시예에서, 이 방법은 개개인에게서 바이러스 부하를 검출하는 단계를 포함한다. 이 방법은, 바이러스를 결합할 수 있는 포착제로 코팅된 복수의 입자를 유체 챔버 내로 도입하는 단계를 포함하고, 여기서 유체 챔버의 적어도 하나의 표면은 음파 장치에 결합되는 바이러스를 결합할 수 있는 포착제를 갖는 음파 장치를 포함한다. 이 음파 장치에 의해 출력되는 신호를 모니터링하여, 개개인에게서 바이러스 부하를 검출한다.
분석물 검출 시스템의 일 실시예에서, 분석물은 자성 입자(예를 들어, 자기 비드)에 결합되어 분석물 입자 복합체를 형성하게 된다. 분석물 입자 복합체는 경사 자기장을 인가함으로써 감지 장치의 표면상으로 수송되어 위치를 잡게 된다(localized). 자기장은 로컬 자기장 라인들에 정렬된 입자의 자성 물질에 편광을 유도한다. 입자는 경사 방향에서 순수 힘을 경험하게 되어, 보다 높은 자기장 세기의 영역들로 이동하게 된다. 자기장 분포는 샘플 흐름으로부터 분석물 입자 복합체를 끌어내고 이들을 감지 장치의 표면에 걸쳐 분포시키도록 맞추어진다. 샘플(예를 들어, 세포, 단백질)의 이질적인 백그라운드 성분들은 일반적으로 자성 입자들에 비교할 때 낮은 자화율을 갖고, 이에 따라 자기장은 이들에게 상당한 영향을 끼치지 않는다. 따라서, 이 백그라운드 물질의 매우 적은 일부만이 센서 표면과 상호 작용한다.
일 실시예에서, 감지 장치는 굴곡판파(flexural plate wave; FPW) 장치이며, 이것은 2가지 이유에서 자성 입자들에 대하여 특히 잘 기능을 한다. 첫 번째로, 감지 장치의 표면에 자성 입자들이 존재함으로써 FPW 신호 응답이 증폭된다. 분석물 입자 복합체의 결합된 크기 및 밀도가 커질수록 분석물 단독의 경우보다 FPW 신호 응답이 커진다. 두 번째로, FPW 장치에서 센서의 표면이 두께에 있어서 통상 수 마이크로미터에 불과한 얇은 멤브레인으로 구성되어 있으며, 이것은 자기장 소스가 샘플 흐름에 보다 가깝게 위치할 수 있기 때문에 센서 표면에서 자기장 및 자기장 경사가 보다 크게 생성될 수 있게 한다. 이에 따라 샘플로부터 분석물의 부분적 포착 가능성이 증가하게 된다. 이러한 포착율 및 효율이 증가함에 따라, 그렇지 않은 경우에서 가능한 시간보다 짧은 시간에 더 많은 용량의 샘플들을 처리할 수 있다.
일 양태에 의하면, 분석물의 검출 장치는, 유체가 유입될 수 있는 적어도 하나의 개구를 갖는 유체 챔버, 및 유체 챔버의 적어도 하나의 내면의 적어도 일부를 한정하는 굴곡판파 장치를 포함한다. 이 장치는, 굴곡판파 장치에 의해 출력되는 적어도 하나의 신호를 모니터링하는 모니터링 장치, 분석물에 대한 친화도를 갖는 포착제로 코팅된 복수의 자성 입자, 및 자성 입자들을 유체 챔버의 적어도 하나의 내면으로 선택적으로 유인하는 제1 소스의 자속을 더 포함한다.
다른 일 양태에 의하면, 공명 장치 시스템을 위한 카트리지는, 유체가 유입되는 적어도 하나의 개구를 갖는 제1 유체 챔버와, 유체 챔버의 적어도 하나의 내면을 한정하는 굴곡판파 장치를 포함한다. 이 장치는, 자성 입자들을 제1 유체 챔버의 적어도 하나의 내면으로 선택적으로 유인하는 제1 소스의 자속을 더 포함한다.
다른 일 양태에 의하면, 분석물 검출 방법은, 적어도 일부 분석물에 결합된 적어도 일부의 자성 입자들을 생성하도록, 분석물을 함유하는 유체를, 분석물에 대한 친화도를 갖는 포착제를 포함하는 자성 입자들과 결합하는 단계를 포함한다. 이 방법은, 결합된 유체를 제1 유체 챔버 내로 향하게 하는 단계를 더 포함하고, 여기서 굴곡판파 장치의 적어도 하나의 표면이 제1 유체 챔버 내의 유체와 유체 통신한다. 또한, 이 방법은, 굴곡판파 장치 근처에 제1 자속을 생성하여 결합된 자성 입자들 중 적어도 일부를 굴곡판파 장치의 적어도 하나의 표면으로 자기적으로 유인하는 단계를 포함한다.
다른 일 양태에 의하면, 분석물 검출 방법은, 유체 챔버 내에 위치하는 굴곡판파 장치의 표면의 적어도 일부를 제1 포착제로 코팅하는 단계와, 분석물을 함유하는 유체를 유체 챔버 내로 향하게 하여 분석물의 일부를 굴곡판파 장치 상에 위치하는 포착제와 결합시키는 단계를 포함한다. 이 방법은, 제2 포착제를 포함하는 복수의 자성 입자를 함유하는 유체를 유체 챔버 내로 향하게 하는 단계와, 굴곡판파 장치 근처에 자속을 생성하여 자성 입자들 중 적어도 일부를 굴곡판파 장치의 표면으로 유인하는 단계를 더 포함한다.
본 발명은, 샘플에서 검출된 분석물의 레벨에 기초하여 질병을 진단하거나 질병을 발병시키는 위험성을 평가하는 데 이용될 수 있다. 또한, 본 발명은 환자의 상태, 예를 들어, 하나 이상의 심장 표지의 레벨에 기초하여 환자가 심장 마비를 경험하였는지 여부를 평가하는 데 이용될 수 있다. 본 발명은, 감염(예를 들어, 박테리아, 바이러스, 또는 기생충)을 검출하고 그리고/또는 감염이 어느 정도 진행되었는지를 검출하는 데 이용될 수 있다. 본 발명에 의해 실시간으로(즉, 샘플이 분석되고 있을 때) 분석물을 검출할 수 있다. 또한, 본 발명은 진료 현장을 맞춤화하고 환자의 치료 순응 레벨을 증가시키고자 (예를 들어, 샘플들을 오프사이트(off-site) 테스트 시설로 전달하는 것과 관련된) 지연을 피하는 동안 진료 현장에서 생물학적으로 그리고/또는 임상적으로 관련 분석물들을 측정하는 데 이용될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 진료 현장(point of care)이라는 용어는, 예를 들어, 진료소, 클리닉, 응급실, 이동 치료 시설(예를 들어, 앰뷸런스)을 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 종래 분석에 비교할 때 낮은 레벨의 분석물들을 검출할 수 있다. 놀랍게도, 샘플당 보다 적은 입자들을 이용함으로써 보다 민감한 분석물 검출이 가능하다. 이것은 분석물의 크기가 입자 크기에 달하는 경우 그리고 분석물이 소분자인 경우에 발견되었다. 게다가, 본 발명의 원리에 따라 제조된 장치 및 본 발명의 원리에 따라 수행된 방법은, 센서 표면(예를 들어, 일 실시예에서, 수 미크론의 크기)이 얇기 때문에, 저 농도의 입자들을 포착하는 데 특히 유용하다. 일 실시예에서, 이 얇은 표면은 자기장 경사 및 자성 입자들과 관련하여 사용된다. 센서 표면이 얇기 때문에, 센서 표면의 측면 상으로 큰 자기장 경사를 유도할 수 있다. 자기장을 센서 표면에 가깝게 포커싱함으로써 큰 자기장 경사가 센서 표면으로의 자성 입자들의 유인을 향상시키는 한편, 샘플에 함유되어 있는 다른 물질은 흐르게 둘 수 있다. 이러한 방식으로, 적은 개수의 입자들을 이용할 수 있으며, 이에 따라 시스템의 검출 한계를 개선할 수 있고, 그 이유는 자기장 경사가 입자들을 분석 포맷에 따라 결합된 분석물 또는 포착제와 상호 작용할 수 있는 감지 표면 근처로 집중시키는 역할을 하기 때문이다. 자기장 경사를 제거함으로써 특정하지 않게 결합된 임의의 입자들을 세척으로 제거하게 된다. 따라서, 본 발명은 분석물 검출의 정밀도 및 감도를 개선한다.
본 발명 자체 뿐만 아니라, 본 발명의 상술한 목적 및 다른 목적, 이러한 목적들의 다양한 특성들은 첨부 도면을 함께 참조하여 다음에 따르는 설명으로부터 충분히 이해될 수 있다.
도 1A는 본 발명에 따라 구성된 분석물 검출 시스템의 일 실시예를 도시한다.
도 1B는 도 1A에 도시한 분석물 검출 시스템의 일부의 다른 일 실시예를 도시한다.
도 2는 도 1A에 도시한 FPW 센서의 더욱 상세한 도면이다.
도 3은 생물학적 분석물의 검출을 위한 분석물 입자 복합체와 함께 FPW 센서를 이용하기 위한 일반적인 검출 프로토콜을 도시한다.
도 4는 다수의 FPW 센서들로부터의 신호 변화를 예시적인 검출 프로토콜에 대한 시간 함수로서 도시한다.
도 5는 검출된 최종 신호 변화를 초기 분석물 농도 함수로서 간략히 도시하는 도면이다.
도 6은, PSA 분석물에 대한 것이라는 점을 제외하고, 도 4에 도시한 도면과 유사한, 검출 프로토콜에 대한 시간 전개 도면이다.
도 7은 포착제를 음파 장치의 감지면에 부착하기 위한 2개 포맷의 개략적인 도면이다.
도 8은 경쟁자 분자(예를 들어, 분석물)가 감지면에 결합된 본 발명의 일 실시예의 개략적인 도면이다.
도 9는, 경쟁자 분자가 태그에 링크된 분석물인 관심 대상이고 음파 장치의 감지면이 태그에 결합될 수 있는 포착제로 코팅되어 있는 본 발명의 일 실시예의 개략적인 도면이다.
도 10은, 경쟁자 분자가 하나의 캐리어 및 이에 결합된 2개 이상의 관심 대상인 분석물 분자를 포함하며 음파 장치의 감지면이 관심 대상인 분석물에 결합될 수 있는 포착제로 코팅되어 있는 본 발명의 일 실시예의 개략적인 도면이다.
도 11은 여러 FPW 센서들로부터의 신호 변화를 PSA 농도의 함수로서 도시한다.
도 12는 여러 FPW 센서들로부터의 신호 변화를 혈청의 에스트라디올 농도 함수로서 도시한다.
도 13은 완충액에서의 FK-506의 투여 반응 곡선이다.
도 14는 여러 FPW 센서들로부터의 신호 변화를 완충액에서의 FK-506 농도 함수로서 도시한다.
도 15는 혈청에서의 FK-506의 투여 반응 곡선이다.
도 16은 여러 FPW 센서들로부터의 신호 변화를 혈청에서의 FK-506 농도 함수로서 도시한다.
도 17은 여러 FPW 센서들로부터의 신호 변화를 입자 농도 함수로서 도시한다.
도 18은 완충액에서의 c-트로포닌-I(c-Troponin-I)의 투여 반응 곡선이다.
도 19는 혈청에서의 c-트로포닌-I(c-Troponin-I)의 투여 반응 곡선이다.
도 20은 용혈에서의 c-트로포닌-I(c-Troponin-I)의 투여 반응 곡선이다.
본 발명은 음파 장치를 이용하여 분석물들을 검출하는 방법에 관한 것이다. 일반적으로, 분석물은, 음파 장치의 공명 주파수를 변경하는 (본 명세서에서 제1 포착제라고도 칭하는) 포착제로 코팅된 입자들의 기능에 기초하여, 검출된다. 포착제는 분석물에 결합될 수 있다. 포착제로 코팅된 복수의 입자는, 샘플이 없을 때 음파 장치의 감지 표면에 노출되고, 경쟁자 분자가 존재할 때 선택 사항으로서 음파 장치의 감지 표면에 노출된다. 검출할 분석물의 유형에 따라, 감지 표면은 분석물(예를 들어, 샌드위치 결합 포맷)을 결합할 수 있는 (본 명세서에서 제2 포착제라고도 칭하는) 포착제로 코팅되고, 또는 경쟁자 분자(예를 들어, 소분자 포맷)로 코팅된다. 감지 표면은 본 명세서에서 설명하는 바와 같이 유체 챔버의 일부이며, 또한, 코팅된 입자 및/또는 샘플은 정적 모드에서 감지 표면에 노출될 수 있고, 예를 들어, 코팅된 입자 및/또는 샘플은 챔버 내로 도입되어 소정의 시간 주기 동안 그 주기로 배양될 수 있다. 다른 일 실시예에서, 코팅된 입자들은, 비정적 모드에서, 예를 들어 유체 챔버나 채널을 통해 흐름으로써 감지 표면에 노출될 수 있다.
일반적으로, 본 발명의 샌드위치 분석 포맷에서, 음파 장치의 감지 표면에 결합될 수 있는 입자들의 양은 샘플에 존재하는 분석물의 양에 비례한다. 샘플에서의 고 레벨의 분석물에 따라, 샘플로부터의 분석물에 의해 포착제가 입자들 상에서 더 많이 차지하게 된다. 이후, 분석물 코팅된 입자들은 포착제 코팅된 감지 표면에 결합될 수 있다. 바람직한 일 실시예에서, 입자들은 자성을 갖고, 자속이 음파 장치 근처에 인가되어 복수의 자성 입자 중 적어도 하나를 감지 표면으로 유인한다.
본 명세서에서 설명하는 바와 같이, 놀랍게도, 저 농도의 입자들로 저 농도의 분석물들의 검출이 가능함을 발견하였다. 이러한 발견은, 종래 기술에서는 포착 효율을 최대화하기 위해 입자들에 의한 포착과 관련된 분석에 많은 양의 입자들을 사용해야 하기 때문에, 예상하지 못한 것이었다. 그러나, 도 17에 도시한 바와 같이, 검출 한계가 입자 농도에 의해 크게 영향을 받으며 저 입자 농도를 이용함으로써 저 농도에서 분석물을 검출할 수 있다는 것을 발견하였다. 간략하게, 3 x 105, 3 x 104, 또는 6 x 103개의 비드들로 다양한 농도의 살아있는 대장균들을 배양하였으며 본 발명의 방법에 의해 분석하였다.
또한, 저 입자 농도는 포착 효율을 저하시킨다. 그러나, 결국, 검출 한계에서의 큰 개선이 포착 효율의 작은 효과를 능가하였다. 이론에 한정되고 싶진 않으나, 입자 정도의 크기를 갖는 분석물의 경우에, 입자당 하나의 분석물의 결합은 분석물 결합 입자가 포착제 코팅된 표면에 결합되는 데 충분한 것으로 생각되며, 그 이유는 부분적으로 결합된 분석물이 통상 포착제에 의해 결합될 수 있는 여러 사이트를 포함하기 때문이다. 다수의 고 농도 입자들을 사용함으로써, 많은 입자들이 결합 분석물을 갖지 못하게 되고, 이것은 다시 특정하지 않게 표면에 결합되는 입자량을 증가시킴으로써 백그라운드 신호를 증가시킨다. 게다가, 입자들의 농도가 높으면, 특정하지 않게 결합된 입자들은 결합된 분석물을 갖는 입자들이 표면에 결합되는 것을 차단하거나 방지할 수 있다. 입자들은 약 1 x 102 내지 약 1 x 107의 농도로 사용될 수 있다. 다른 일 실시예에서, 입자들은 약 5 x 103 내지 약 5 x 105의 농도를 갖는다.
도 7은 음파 장치의 감지 표면(12)이 포착제로 코팅되어 있는 2개의 실시예를 도시한다. 패널(A)에서, 포착제(14)는 감지 표면(12)에 직접적으로 결합된다. 패널(B)에서, 포착제(14)는 제1 부재의 결합 쌍(32)으로 라벨링된다. 표면은 제1 부재의 결합 쌍(32) 및 제2 부재의 결합 쌍(22)으로 코팅된다.
도 8에 도시한 바와 같이, 소분자 포맷의 일 실시예에서, 경쟁자 분자(24)는 음파 장치의 감지 표면(12)에 결합된 관심 대상인 분석물(10)을 포함한다(패널 A). 포착제(16)로 코팅된 입자들(14)은 분석물(10)을 포함하는 샘플에 노출된다(패널 B). 샘플(20)로부터 분석물을 결합하지 못한 입자 결합 포착제는 음파 장치의 표면에 결합된 분석물을 자유롭게 결합할 수 있다(패널 C). 패널(C, D)에 도시한 바와 같이, 샘플에서의 더 높은 레벨의 분석물에 따라, 음파 장치 감지 표면에 결합되는 입자들이 더 적게 발생하며 그 이유는 입자들 상에 존재하는 보다 많은 포착 제가 샘플로부터의 분석물로 차지되어 있기 때문이다. 음파 장치에 의해 출력되는 신호를 모니터링하여 표면에 결합된 분석물들의 양 및/또는 개수를 결정하고, 이에 따라 하나 이상의 분석물이 샘플에 존재하는지 여부를 검출한다. 또한, 예를 들어, 그 신호를 제어 신호와 비교함으로써, 샘플에 존재하는 분석물의 양 또는 분석물의 존재를 결정할 수 있다. 다른 일 실시예에서는, 본 명세서에서 설명하는 바와 같이, 입자들이 자성 입자들일 수 있다. 입자들을 유체 챔버 내로 도입한 후, (예를 들어, 도 1A, 1B, 2에서 설명한 바와 마찬가지로) 음파 장치 근처에 자속을 생성하여 복수의 자성 입자들 중 적어도 하나를 감지 표면으로 유인한다.
소분자 포맷의 다른 일 실시예에서, 도 9에 도시한 바와 같이, 음파 장치의 감지 표면(12)은 경쟁자 분자(24)에 결합될 수 있는 (본 명세서에서 제2 포착제라고도 칭하는) 포착제(22)로 코팅되어 있다. 경쟁자 분자는, 예를 들어, 태그(26)에 결합되는 관심 대상인 분석물일 수 있고, 제2 포착제는 이 태그에 결합될 수 있다. 도 9에 도시한 바와 같이, 샘플에서의 분석물의 고 레벨에 따라, 음파 장치의 감지 표면에 결합되는 입자들(14)이 적어지며 그 이유는 입자들(16) 상에 존재하는 더 많은 포착제가 샘플로부터의 분석물로 차지되기 때문이다. 제2 포착제가 경쟁자 분자의 태그 부분에 결합될 수 있기 때문에, 코팅된 입자들은, 경쟁자 분자를 결합한 상태에 있기만 하면, 음파 장치의 감지 표면에 결합된다.
소분자 포맷의 다른 일 실시예에서, 도 10에 도시한 바와 같이, 경쟁자 분자(24)는, 예를 들어, 캐리어(28)에 결합되는 관심 대상인 모이어티(moiety) 또는 2개 이상의 분석물 분자일 수 있고 제2 포착제(40)는 분석물을 결합할 수 있다. 도 10에 도시한 바와 같이, 제2 포착제는 음파 장치 감지 표면에 간접적으로 결합될 수 있다. 표면 결합 포착제들 및 입자 결합 포착제들은 동일한 포착제일 수 있다. 포착제(16)로 코팅된 입자들(14)은 분석물(10) 및 경쟁자 분자(24)를 포함하는 샘플에 노출된다(패널 B). 샘플로부터의 분석물을 결합하지 못한 입자 결합 포착제는 경쟁자 분자를 자유롭게 결합할 수 있고, 이것은 다시 감지 표면에 결합되어 있는 포착제에 의해 결합된다(패널 C). 패널 D에 도시한 바와 같이, 샘플에 존재하는 고 레벨의 분석물에 따라, 음파 장치의 감지 표면을 결합하는 입자들이 적어지며 그 이유는 입자들 상에 존재하는 더 많은 포착제가 샘플로부터의 분석물로 차지되어 있기 때문이다. 분석물이 소정의 에피토프 또는 결합 사이트 중 하나의 카피만을 갖는 소분자인 경우, 코팅된 입자들은, 경쟁자 분자에 결합된 상태에 있기만 하면, 음파 장치 감지 표면에 결합된다.
본 발명의 방법을 이용하여 샘플에서의 분석물의 농도 또는 레벨을 결정할 수 있다. 본 발명의 방법에 의해 측정되거나 검출된 농도는 절대 농도 또는 상대 농도일 수 있다. 예를 들어, 이 농도는 체액의 동일한 샘플에 존재하는 기준 분석물의 농도에 대한 비일 수 있다. 이 농도는, 데이터를 다른 시간에 얻은 유사 데이터와 비교하여 실제 농도에서의 상당한 변화가 발생하였는지 여부를 결정함으로써 얻을 수 있다. 또한, 본 발명은, 검출된 분석물의 양이 소정 레벨이나 농도를 초과하는 경우 양이며 검출된 분석물의 양이 소정 레벨이나 농도 미만인 경우 음인 판독값을 제공하는 이진 포맷에 이용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 이 방법은 분석물의 소정의 임계 레벨이 검출되면 양의 판독값을 제공할 수 있다.
본 명세서에서 설명한 실시예들 각각에 대하여, 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고서 후술하는 방법에 다수의 변동을 행할 수 있다.
샘플
본 발명에서 사용하는 데 적절한 샘플들로는, 분석물을 포함하는 것으로 예상되는 임의의 물질이 포함된다. 이 샘플은, 소스로부터 얻은 것처럼 직접적으로 사용될 수 있고 또는 그 샘플을 변형하는 하나 이상의 단계들에 따라 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 샘플은 생물학적 샘플이다. 이 샘플은, 생리학적 유체(예를 들어, 혈액, 타액, 가래, 혈청, 접안 렌즈 유체, 뇌척수액, 땀, 소변, 우유, 복수 유체, 윤활액, 복막투석액, 양수 등) 및 배설물과 같은 임의의 생물학적 소스로부터 유도될 수 있다. 샘플은 비강 면봉이나 직장 면봉과 같은 생물학적 면봉으로부터 얻을 수 있다. 또한, 샘플은 생검 물질일 수 있다. 샘플은 인간, 영장류, 동물, 조류, 또는 기타 적절한 소스로부터 얻을 수 있다.
후술하는 바와 같이, 샘플은, 혈액으로부터 플라즈마를 준비하고 점성 유체를 희석하는 등, 사용 전 선 처리될 수 있다. 또한, 샘플은, 필터링되고, 증류되고, 추출되고, 효소로 증해되고, 또는 농축될 수 있다. 일 실시예에서, 혈액 샘플은 개개인으로부터 얻으며 원심 분리기로 분리되며 플라즈마가 분석된다. 또한, 샘플은 분석물 또는 검출 프로세스를 간섭할 수 있는 샘플에서의 소정의 활동성을 비활성화하거나 변형하도록 처리될 수 있다. 예를 들어, 비복합(decomplexing) 대항제를 샘플에 추가하여 포착제에 결합될 수 있으며 그리고/또는 분석물에 결합되게 하는 포착제의 기능을 간섭할 수 있는 다른 분자들로부터 분석물을 분리할 수 있다. 이러한 대항제는 예를 들어 스테로이드 대항제일 수 있다. 에스트라디올 검출의 경우, 다나졸을 추가함으로써 샘플을 처리하여 에스트라디올을 성 호르몬 결합 단백질로부터 분리할 수 있다.
생리학적 유체 및 고체 외에 물, 음식물 등과 같은 다른 샘플들을 환경 분석 또는 음식 제조 분석의 성능을 위해 이용할 수 있다. 예를 들어, 샘플은 고기 또는 가금류 세척액(가금류를 세척하는 데 사용됨)일 수 있다. 또한, 분석물을 포함하는 것으로 예상되는 고체 물질을 테스트 샘플로 사용할 수 있다. 고체 테스트 샘플을 변형(예를 들어, 균질화, 추출, 소화, 또는 가용성화)하여 액체 매체물을 형성하거나 분석물을 분리할 수 있다.
샘플 용량은 250ml만큼 크거나 10㎕만큼 작을 수 있다. 다른 일 실시예에서, 샘플 용량은 약 1ml 내지 5ml일 수 있다.
포착제
본 발명에 사용하는 데 적절한 포착제는 관심 대상인 분석물에 결합될 수 있는 임의의 분자를 포함한다. 포착제라는 용어는, 관심 대상인 분석물에 결합될 수 있는 분자들 또는 다중 분자 복합체들을 포함한다. 포착제는 바람직하게 상당히 특정한 방식으로 자신의 결합 파트너에게 결합된다. 약 10-6 미만의 해리 상수(KD)를 갖는 포착제가 바람직하다. 포착제는, 예를 들어, 폴리펩타이드, 핵산, 탄수화물, 핵단백질, 당단백질, 당지질, 지방 단백질일 수도 있다. 항체 또는 항체 단편은 포착제로서 매우 적절하다. 항원도 포착제로서 기능을 할 수 있는데, 그 이유 는 항체를 결합할 수 있기 때문이다. 리간드를 결합하는 리셉터는 가능한 포착제의 다른 일 예이다. 단백질 포착제는 비공유 상호 작용을 통해 자신의 결합 파트너하고만 상호 작용하는 약제로 제한되지 않는 것이다. 또한, 포착제는 선택 사항으로 자신이 결합하는 단백질에 비공유 부착될 수 있다. 예를 들어, 포착제는 결합에 따라 자신의 결합 파트너에게 광 가교 결합될 수 있다.
항체라는 용어는, 전체 또는 일부분이 자연적으로 생성되었든 합성 방식으로 생성되었든 지에 상관없이 임의의 면역글로불린을 포함한다. 관심 대상인 분석물에 결합하는 항체의 기능을 유지하는 항체의 유도체도 그 용어 예에 포함된다. 또한, 이 용어는, 면역글로불린 결합 도메인에 대하여 동족이거나 대체적으로 동족인 결합 도메인을 갖는 임의의 단백질을 포함한다. 이러한 단백질들은, 전체가 또는 일부분이 합성 방식으로 생성된 자연적인 소스로부터 유도될 수 있다. 항체는 단클론성이거나 다클론성일 수 있다. 항체는, IgG, IgM, IgA, IgD, and IgE를 비롯하는 임의의 면역글로불린 클래스의 부재일 수 있다. 분석물이 캐리어 단백질을 결합하는 것으로 알려지는 경우, 항체는 분석물의 자유 형태 또는 분석물의 캐리어 결합 형태에 대하여 특정될 수 있다. 선택하는 분석물을 결합할 수 있는 항체는 상업적으로 얻을 수 있거나 항체를 생성하기 위한 알려져 있는 방법으로 제조될 수 있다.
또한, 항체라는 용어는, 항체 단편을 포함한다. 항체 단편이라는 용어는, 전체 길이보다 작은 항체의 임의의 유도체를 가리킨다. 바람직하게, 항체 단편은 적어도 관심 대상인 분석물을 결합하는 기능을 유지한다. 항체 단편의 예로는, Fab, Fab', F(ab')2, scFv, Fv, dsFv diabody, and Fd 단편이 있지만, 이에 한정되지 않는다. 항체 단편은 임의의 수단에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 항체 단편은, 무손상 항체의 단편화에 의해 효소적으로 또는 화학적으로 제조될 수 있고 또는 부분적 항체 시퀀스를 인코딩하는 유전자로부터 재조합 방식으로 제조될 수 있다. 다른 방법으로, 항체 단편은 합성 방식으로 전체 또는 부분적으로 제조될 수 있다. 항체 단편은 선택 사항으로 단일 체인 항체 단편일 수 있다. 다른 방법으로, 단편은 예를 들어 이황화물 연쇄(linkage)에 의해 서로 링크된 다수의 체인을 포함할 수 있다. 단편은 선택 사항으로 다분자 복합체일 수도 있다. 기능성 항체 단편은 통상적으로 적어도 약 50개의 아미노산을 포함하며 더 통상적으로는 적어도 약 200개의 아미노산을 한다.
단일 체인 Fvs(scFvs)는 폴리펩타이드 링커에 의해 서로 비공유 결합된 가변 라이트 체인(VL)과 가변 헤비 체인(VH)으로만 이루어진 재조합성 항체 단편이다. VL 또는 VH는 NH2-종단 도메인일 수 있다. 폴리펩타이드 링커는 2개의 가변 도메인이 심각한 입체적 간섭 없이 이어져 있는 한 가변 길이 및 조성을 가질 수 있다. 통상적으로, 링커들은 주로 글루탐산을 일부 갖는 글리신과 세린 잔여물들 또는 용해를 위해 산재된 라이신 잔여물들의 스트레치로 구성된다. 다이어바디(Diabody)는 디메릭(dimeric) scFV이다. 다이어바디의 성분들은 통상적으로 대부분의 scFV보다 짧은 펩타이드 링커를 갖고 다이머로서 연관에 대한 선호를 나타낸다. Fv 단편은 비공유 상호 작용에 의해 함께 유지되는 하나의 VH 및 하나의 VL 도메인으로 이루어진 항체 단편이다. dsFv라는 용어는 본 명세서에서 VH-VL 쌍을 안정화도록 강화된 분자 간 이황화물 결합을 Fv를 가리킬 때 사용된다. F(ab')2 단편은 4.0 내지 4.5 pH에서의 효소 펩신에 의한 소화에 의해 면역글로불린(통상적으로 IgG)으로부터 얻어진 것과 반드시 등가인 항체 단편이다. 단편은 재조합성으로 제조될 수 있다. Fab 단편은 이황화물 브리지 또는 F(ab')2 단편에서 2개의 헤비 체인 피스들을 연결하는 브리지들의 환원에 의해 얻어진 것과 반드시 등가인 항체 단편이다. Fab' 단편은 재조합성으로 제조될 수 있다. Fab 단편은 효소 파파인을 이용한 면역글로불린(통상, IgG)의 소화에 의해 얻어진 것과 반드시 등가인 항체 단편이다. Fab 단편은 재조합성으로 제조될 수 있다. FAb 단편의 헤비 체인 세그먼트가 Fd 조각이다.
또한, 적절한 폴리펩타이드 포착제는, 실질적으로 임의의 펩타이드, 폴리펩타이드, 또는 관심 대상인 분석물이나 소 유기 분자와 같은 소분자에 결합될 수 있는 단백질을 포함한다. 일 실시예에서, 포착제는 관심 대상인 분석물에 결합될 수 있는 항체이다. 적절한 폴리펩타이드 포착제는, 예를 들어, 상업적으로, 재조합성 방법을 이용하여, 합성 제조 방법을 이용하여, 또는 자연 소스로부터의 정제에 의해 얻을 수 있다. 폴리펩타이드는, 예를 들어, 세포 표면 단백질, 세포 표면 및 (림프구 세포 표면 리셉터, 스테로이드 리셉터와 같은) 용해성 리셉터 단백질, 핵단백질, 신호 전달 분자, 전사 인자, 알로스테리 효소 억제제, 응고 인자, 효소(예를 들어, 단백질 분해효소 및 티미딜산 합성효소, 세린/트레오닌 키나제, 트레오닌 키나제, 인산염, 인산분해효소, 박테리아 효소, 곰팡이 효소, 바이러스 효소), DNA 및/또는 RNA 합성이나 분해와 관련된 단백질을 포함한다. 더 상세히 후술하는 바와 같이, 하나 초과의 포착제를 사용하는 경우, 포착제는, 예를 들어 서로 동질형(isoform)일 수 있다.
분석물이 바이러스인 특정 일 실시예에서, 포착제는 바이러스에 대한 세포 표면 리셉터일 수 있다. 예를 들어, 바이러스가 HIV인 경우, 포착제는 가지돌기 셀-특정 ICAM-3 그래빙 넌인테그린(grabbing nonintegrin)(DC-SIGN) 또는 CD4일 수 있다. 다른 일 실시예에서, 포착제는 바이러스 항원을 결합할 수 있는 항체일 수 있다. 예를 들어, 항원은 gp41 또는 gp120일 수 있다. 포착제는 호스트 유도 항원을 결합할 수 있는 항체일 수 있다. 예를 들어, 항원은, CD44, CD54, HLA-DR 또는 HLA-DRDPDQ와 같은 사람 백혈구 항원일 수 있다.
또한, 포착제는, RNA이나 DNA, 또는 펩타이드 핵산과 같은 핵산일 수 있다. 일 실시예에서, 핵산 또는 펩타이드 핵산은 핵산이나 펩타이드 핵산 분석물로 잡종화될 수 있다. 또한, 포착제는, 앱타머(aptamer), 넌-큐틀레오티드 분석물(예를 들어, 단백질, 소 유기 분자, 또는 무기 분자)에 결합될 수 있는 핵산일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 앱타머는 자연적으로 발생하였거나 변형된 뉴클레오티드들로 구성된 RNA 또는 DAN 체인일 수 있다.
또한, 적절한 포착제는, 결합 쌍들의 부재들을 포함한다. 적절한 결합 쌍들은, 예를 들어, 비오틴 및 아비딘, 또는 비오틴 및 아비딘의 유도체(예를 들어, 스트렙트아비딘 및 뉴트라비딘)를 포함한다.
포착제는, 후술하는 바와 같이 또는 폴리펩타이드, 핵산 등을 표면에 부착하기 위한 표준 기술들을 이용함으로써 표면에 또는 비드에 결합될 수 있다.
분석물
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "분석물"이라는 용어는, 예를 들어, 포착제에 의해 인식되는 분자 구조를 가리킨다. 예를 들어, 분석물이라는 용어는, 항체에 의해 인식되는 에피토프를 가리킬 수 있고, 또는 수용기에 의해 결합되는 리간드의 그 부분을 포함할 수 있다. 또한, 분석물이라는 용어는, 포착제에 의해 인식되는 분자 구조를 갖는 더 큰 분자를 포함할 수 있다. 분석물은 세포의 일부, 예를 들어, 세포 표면 단백질일 수 있다. 분석물은 사용자가 선택한(예를 들어, 미리 선택한) 관심 대상인 분석물일 수 있다. 분석물은, 예를 들어 소분자 수집 스크리닝에서 관심 대상인 포착제를 결합하는 기능에 기초하여 선택될 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 바와 같이, 본 발명은 분석물들의 패널에서 하나 이상의 분석물을 측정하는 데 이용될 수 있다. 분석물들의 패널은 본 명세서에서 설명하는 바와 같이 경쟁 포맷을 이용하여 검출되는 하나 이상의 분석물을 포함할 수 있다. 분석물들의 패널은 본 명세서에서 설명하는 바와 같이 샌드위치 분석 포맷을 이용하여 검출되는 하나 이상의 분석물을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 각 분석물은 후술하는 바와 같이 별도의 카트리지를 이용하여 검출된다. 하나 이상의 분석물들의 패널을 테스트하기 위해, 하나의 샘플을 2개 이상의 부분 표본으로 분리할 수 있다. 각 부분 표본은 다른 분석물에 대하여, 예를 들어, 테스트할 각 분석물에 대한 다른 카트리지를 이용하여 테스트받을 수 있다. 이러한 방식으로, 서 로 다른 분석물들의 패널들은, 여러 샘플들을 획득할 필요 없이 그리고/또는 장치의 서로 다른 유형들을 채용하여 서로 다른 분석물들의 검출을 테스트할 필요없이 테스트받을 수 있다.
일 실시예에서, 관심 대상인 분석물은 소분자이다. 소분자는 약 1000g/mol 이하의 분자량을 갖는 유기 분자 또는 무기 분자를 포함한다. 통상적으로, 소분자 분석물은 하나의 결합 사이트 또는 겨우 몇 개의 결합 사이트를 포함한다. 소분자가 몇 개 또는 겨우 한 개의 결합 사이트를 갖기 때문에, 본 발명은 경쟁 결합을 이용하여 소분자 분석물들을 검출 및/또는 정량한다.
소분자는, 예를 들어, 스테로이드, 지질, 탄수화물, 펩타이드, 이종 고리식 화합물(예를 들어, FAD 및 NADH와 같은 보조 인자를 포함하는 베이스)을 포함할 수 있다. 분석물(예를 들어, 소분자)는, 알데히드, 케톤, 옥심, 히드라존, 세미카르바존, 카르바자이드, 일차 아민, 이차 아민, 삼차 아민, N-치환 히드라진,히드라진, 히드라자이드, 알콜, 에테르, 티올, 티오에테르, 티오에스테르, 이황화물, 카르복실산, 에스테르, 아미드, 요소, 카르밤산염, 카르보네이트, 케탈, 티오케탈, 아세탈, 티오아세탈, 아릴 할로겐화물, 아릴 술폰산염, 알킬 할로겐화물, 알킬 술폰산염, 방향족 화합물, 헤테로고리 화합물, 아닐린, 알켄, 알킨, 디올, 아미노 알콜, 옥사졸리딘, 옥사졸린, 티아졸리딘, 티아졸린, 에나민, 술폰아미드, 에폭시드, 아지리딘, 이소시아네이트, 술포닐 염화물, 디아조 화합물 및/또는 산 염화물, 바람직하게는, 알데히드, 케톤, 일차 아민, 이차 아민, 알콜, 티오에스테르, 이황화물, 카르복실산, 아세탈, 아닐린, 디올, 아미노 알콜, 및/또는 에폭시드, 가장 바 람직하게는, 알데히드, 케톤, 일차 아민, 이차 아민, 및/또는 이황화물 및 이들의 조합을 포함하는 유기 소분자들의 수집의 일부일 수 있다.
또한, 관심 대상인 분석물은 폴리펩타이드, 핵산, 탄수화물, 핵단백질, 글리코펩타이드 또는 글리코리피드를 포함할 수 있다. 유용한 분석물들은, 예를 들어, 효소, 스테로이드, 호르몬, 전사 인자, 성장 인자, 면역글로불린, 스테로이드 리셉터, 핵단백질, 신호 전달 성분, 알로스테리 효소 조절기 등을 포함할 수 있다. 관심 대상인 분석물들은, 예를 들어, 상업적으로, 재조합적으로, 합성적으로, 또는 자연 소스로부터의 정제에 의해 얻을 수 있다. 바람직한 실시예들에서, 관심 대상인 분석물은 특정한 인간의 질병이나 상태에 관련된다.
적절한 성장 인자들로는, 키토신에 대하여, 적혈구 생성인자(EPO), 과립구 집락 자극 인자, 과립구 대식세포 집락 자극 리셉터, 트롬보포이에틴(TPO), EL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, IL-11, IL-12, 성장 호르몬, 프로락틴, 태반 유선자극 호르몬(LPL), CNTF, 옥타스사틴을 포함한다. 적절한 스테로이드는, 에스트라디올, 프로게스테론, 테스토스테론, 및 그 유도체들을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 다른 적절한 분석물들로는, 예를 들어, 인슐린, 인슐린 유사 성장 인자 1(IGF-1), 표피 성장 인자(EGF), 혈관내 피성장 인자(VEGF), 태반 성장 인자(PLGF), TGF-α, TGF-β, 골 형태형성 인자, 난포 자극 호르몬(FSH) 및 황체형성 호르몬(LH)과 같은 다른 호르몬 및 리셉터, 조직 괴사 인자(TNF), 세포소멸 인자-1 및 세포소멸 인자-2 (AP-1, AP-2), 및 mdm2를 포함한다.
일 실시예에서, 분석물은 심장 표지이다. 심장 표지는, 당해 기술에 잘 알 려져 있으며, 예를 들어, c-Troponin I 및 T, 미오글로빈, 크레아틴 키나제 MB(CK-MB), 허혈 수정 알부민을 포함한다. 일 실시예에서, 본 발명은 환자 상태를 평가하기 위해 분석물들의 패널을 검출하는 데 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 심장 표지들의 패널을 테스트한다. 패널은, 예를 들어, C-Troponin-I, CK-MB, 및 미오글로빈 분석물들을 포함할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 분석물은 바이러스 감염에 대한 표지이다. 바이러스 감염에 대한 표지로는, 예를 들어, 염증 표지, 순환하는 바이러스 단백질, CD4+ 세포, 간 효소, 안티바이러스 항체가 포함된다.
또한, 관심 대상인 분석물은, 예를 들어, 약 관리 차원이나 환자 요구에 따라, 환자의 샘플에서 약의 레벨들을 측정하는 데 유용한 치료약일 수 있다. 적절한 치료약들은, 단백질 분해효소 억제제 및 면역억제제를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 적절한 단백질 분해효소 억제제로는 아제너레이저(ageneraser), 레야타즈(reyataz), 렉시바(lexiva), 텔지르(telzir), 크릭시반(crixivan), 칼레트라(kaletra), 비라셉(viracep), 노르비(norvi), 인비라제(invirase), 아오르토바제(aortovase), 압티브스(aptivus) 등의 약품들을 포함한다. 적절한 면역억제제는 싸이클로스포린(cyclosporin), 타크로리무스(tacrolimus) (FK-506), 라파마이신(rapamycin), 미코페놀릭 모페틸(mycophenolic mofetil) 등을 포함한다.
관심 대상인 분석물은, 바이러스, 기생충, 프리온과 같은 박테리아 또는 박테리아 포자, 또는 다른 병원체 또는 이것의 세포벽 또는 그람 양성 펩티도글리칸, 지질타이코, 지질타이코산과 같은 표면 성분, 그람 음성 엔도톡신(예를 들어, 지질 다당질)일 수 있다. 박테리아 분석물은, 예를 들어, 시겔라 디센테리에와 같은 시겔라 종, 캄필로박터 공장염과 같은 캄필로박터 종, 장내구균 파이칼리스와 같은 장내구균 종, 탄저균, 페스트균, 보르데텔라 백일해, 연쇄구균 종, 황색포도알균, 결핵균, 클로스트리디움 디피실, 클로스트리디움 테타니, 클로스트리디움 보툴리눔, 대장균, 살모넬라 티피무림, 살모넬라 엔테리카, 클라미디아 종, 매독균, 임균, 보렐리아 부르그도르페리, 콜레라균, 디프테리아균, 헬리코박터 파이로리균을 포함한다. 기생충으로는, 예를 들어, 편모충, 말라리아, 크립토스포리디아를 포함한다. 바이러스 분석물로는, 예를 들어, 리노바이러스, 황열, 그룹 B 콕사키바이러스, (CB1, CB2, CB3, CB4, CB5, CB6), 견치 바르보바이러스(CPV), 단순 헤르페스 바이러스 유형 1(HSV1), 백시니아 바이러스, T4 유사 바이러스, 아데노바이러스, 인플루엔자 B 바이러스, 인플루엔자 A, 조류 독감, 리노바이러스, 코로나바이러스(예를 들어, SARS), 사람 면역결핍 바이러스(HIV), 헤타티티스 바이러스, 헤르페스 바이러스, 웨스트 나일 바이러스, 및 에볼라 바이러스를 포함한다.
전술한 바와 같이, 일부 실시예들에서는, 하나 초과의 분석물을 검출한다. 일 실시예에서는, 분석물들이 동일한 분자 구조를 갖는다. 분석물들은, 예를 들어, 관심 대상인 동일한 분자 종일 수 있다. 다른 일 실시예에서, (본 명세서에서 제1 분석물 및 제2 분석물이라고 칭하는) 서로 다른 분석물들은 대분자의 일부이다. 따라서, 분석물은 대분자 내에 포함되어 있거나 대분자에 부착된 (에피토프와 같은) 특정한 결합 사이트일 수 있다. 이처럼, 검출되는 서로 다른 분석물들은 서로 다른 분자들의 일부일 수 있다.
분석물들은 후술하는 바와 같이 또는 폴리펩타이드, 핵산 등을 표면에 부착하기 위한 표준 기술들을 이용함으로써 비드에 또는 표면에 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 분석물은 표면에 간접적으로 결합된다. 분석물은 예를 들어 표면을 제1 부재의 결합 쌍으로 코팅함으로써 표면에 간접적으로 결합될 수 있다. 분석물은 제2 부재의 결합 쌍에 결합되거나 부착되고, 이후 분석물은 이러한 제1 부재 및 제2 부재 간의 상호 작용에 의해 표면에 결합된다. 적절한 결합 쌍으로는, 예를 들어, 바이오틴과 아비딘, 또는 스트렙트아비딘 및 뉴트라비딘과 같은 아비딘의 유도체와 바이오틴이 포함될 수 있다.
분석 포맷
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서, 복수의 자성 입자가 유체 챔버 내로 도입된다. 자성 입자들은 분석물을 포착할 수 있는 제1 포착제로 코팅되고 유체 챔버의 적어도 하나의 표면은 경쟁자 분자에 결합될 수 있는 제2 포착제로 코팅되어 있는 음파 장치를 포함한다. 표면은 임의의 적절한 방법을 이용하여 제2 부재의 결합 쌍으로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 표면은 후술하는 바와 같이 바이오틴으로 코팅될 수 있고 이후 바이오틴화된 표면은 아비딘 또는 아비딘의 유도체에 노출될 수 있으며, 제2 포착제가 바이오틴에 링크될 수 있다.
다른 일 실시예에서는, 복수의 자성 입자 및 하나의 경쟁자 분자가 유체 챔버 내로 도입된다. 자성 입자들은 분석물을 결합할 수 있는 제1 포착제로 코팅된다. 유체 챔버의 적어도 하나의 표면은 경쟁자 분자에 결합될 수 있는 제2 포착제로 코팅된 음파 장치를 포함한다. 일 실시예에서, 경쟁자 분자는 태그에 링크되거 나 결합되는 분석물을 포함하고, 제2 포착제는 태그에 결합될 수 있다. 태그는, 포착제에 의해 인식될 수 있는 임의의 모이어티일 수 있다. 일 실시예에서, 태그는 한 부재의 결합 쌍이고 포착제는 나머지 부재의 결합 쌍이다. 예를 들어, 태그는 바이오틴일 수 있고, 포착제는 아비딘, 스트렙트아비딘, 또는 뉴트라비딘일 수 있다. 이 실시예에서, 바이오틴은 분자들을 바이오틴에 링크하기 위한 알려져 있는 방법을 이용하여 분석물에 링크되어, 경쟁자 분자를 형성하게 된다. 표면은 임의의 적절한 방법을 이용하여 제2 부재의 결합 쌍으로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 표면은 후술하는 바와 같이 바이오틴으로 코팅될 수 있고 이후 바이오틴화된 표면은 아비딘 또는 아비딘의 유도체에 노출될 수 있다.
다른 일 실시예에서, 경쟁자 분자는 캐리어에 결합된 2개 이상의 분석물 분자를 포함하고, 제2 포착제는 분석물을 결합할 수 있다. 캐리어는 2개 이상의 분석물 분자가 링크되거나 결합되는 임의의 분자일 수 있다. 캐리어는 단백질, 핵산, 또는 다른 폴리머일 수 있다. 일 실시예에서, 캐리어는 소혈청 알부민과 같은 알부민이다. 다른 일 실시예에서, 캐리어는 당근과 과산화효소이다. 이 실시예에서, 2개 이상의 분석물 분자는 후술하는 바와 같이 캐리어에 링크될 수 있고, 또는 알려져 있는 링크 기술을 이용하여 경쟁자 분자를 형성할 수 있다. 표면은 후술하는 바와 같이 포착제로 코팅될 수 있다.
본 발명의 방법의 일 실시예에 따르면, 복수의 입자가 다양하고도 서로 다른 순서를 이용하여 샘플에 노출될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 복수의 입자는 샘플에 노출된 후 유체 챔버 내로 도입된다. 샘플은 샘플 노출 입자들을 유체 챔버 내로 도입하기 전에 농축될 수 있다. 샘플은, 예를 들어, 용액으로부터 입자들을 제거하고 보다 작은 체적의 액체에서 입자들을 다시 부유시킴으로써 농축될 수 있다.
다른 일 실시예에서, 샘플은 복수의 입자의 도입 전에 유체 챔버 내로 도입된다. 또 다른 일 실시예에서, 복수의 입자는 샘플을 유체 챔버에 추가하기 전에 유체 챔버 내로 도입된다.
다른 일 실시예에서는, 전술한 바와 같이, 복수의 입자가 샘플 및 경쟁자 분자에 노출된다. 복수의 입자는 서로 다른 순서들로 샘플 및 경쟁자 분자에 노출될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 복수의 입자는 샘플 및 경쟁자 분자에 노출된 후 유체 챔버 내로 도입된다. 다른 일 실시예에서, 샘플 및 경쟁자 분자는 복수의 입자를 도입하기 전에 유체 챔버 내로 도입된다. 또 다른 일 실시예에서, 복수의 입자는 샘플 및/또는 경쟁자 분자를 유체 챔버에 추가하기 전에 유체 챔버 내로 도입된다.
제어 신호/정규화
다른 일 실시예에서, 샘플 노출에 반응하는 음파 장치의 신호 출력은 제어 신호와 비교되거나 정규화된다. 제어 신호는 사용자에게 제공되거나 사용자에 의해 얻어질 수 있다. 예를 들어, 제어 신호는 특정 분석물, 포착제, 또는 특정 모델, 사용 중인 장치의 버전이나 유형에 기초하여 사용자에게 제공되는 값일 수 있다. 일 실시예에서, 제어 신호는 로트(lot)에 기초하여 얻어진다. 예를 들어, 제어 신호는 사용자에 의해 얻어진 분석물의 특정한 로트를 대표하는 신호일 수 있 다. 대표 신호는 예를 들어 샘플의 테스트 전, 동안 또는 후에 실험적으로 유도될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어 신호는 예를 들어 분석물의 알려져 있는 양을 특정 포착제 및 음파 장치의 특정 버전을 이용하여 분석함으로써 얻어지는 표준 곡선이다.
다른 일 실시예에서, 제어 신호는 사용에 기초하여 얻어진다. 예를 들어, 고유한 제어 신호는, 특정한 음파 장치에 대하여 특정한 분석물 및/또는 포착제를 테스트할 때마다 얻을 수 있다. 그러나, 일 실시예에서, 제어 신호는 샘플이 없을 때 동일한 분석물 및/또는 포착제를 이용하여 얻어진다. 제어 신호는 제2 복수의 입자를 포착제로 코팅되어 있는 유체 챔버 내로 도입함으로써 얻어질 수 있다. 유체 챔버의 적어도 하나의 표면은 음파 장치에 결합되는 제2 분석물을 갖는 음파 장치를 포함한다. 이 음파 장치에 의해 출력되는 신호를 모니터링하여 후속 테스트에서 사용될 제어 신호를 결정한다.
멀티플렉싱을 위해 후술하는 바와 같이, 서로 다른 복수의 자성 입자를 유체 챔버의 동일한 표면들이나 서로 다른 표면들에 노출 시킬 수 있다.
음파 장치
음파 장치는 자신과 유체 간의 음파 상호 작용을 통해 유체에 지배적으로 결합된다. 통상적인 음파 장치는 표면 탄성파 장치, 굴곡판파 장치, 램(Lamb)파 장치, 및 캔티레버(Cantilever) 장치를 포함한다. 또한, 음파 장치는, 장치와 유체 간의 일부 점성 상호 작용을 통해 유체에 결합되지만, 결합은 특히 음향 결합이다. 점성 상호 작용 장치는 자신과 유체 간의 점성 상호 작용을 통해 유체에 지배적으 로 결합된다. 통상적인 점성 상호 작용 장치는, 석영 미세저울 장치(QCM), 전단 고조 표면 탄성파(shear harmonic surface acoustic wave)장치, 탄성판 모드(acoustic plate mode) 장치를 포함한다. "표면 탄성파"라는 용어는, 장치가 유체에 결합되는 방식이 아니라 장치 구조에서 에너지가 전달되는 방식을 가리킨다. 음파 장치는, 유체가 장치의 평면의 상당 영역에 걸쳐 상호 작용하는 장치이다. 음파 장치는, 장치의 면에 가까운 유체에 음향적으로 결합되는 상당한 이면(out of plane) 운동으로 반응한다(즉, 유체에서 운동 에너지, 위치 에너지, 및 손실이 지배적으로 전달된다). 점성 상호 작용 장치는 장치의 면에 가까운 유체에 음향적으로 결합되지 않는 면내(in-plane) 운동에 주로 반응한다.
예를 들어, 유체에서 생물학적 물질 또는 화학적 물질의 정량화 및 검출에 관련된 애플리케이션에 있어서, 음파 장치 및 유체 간의 결합은, 장치의 면에 대하여 점성 상호 작용 장치 및 유체 간의 결합이 약 10nm 및 약 100nm 범위의 두께를 갖는 장치의 면에 비하여 통상적으로 약 100nm 내지 약 10미크론 범위의 두께를 갖는다.
표면 탄성파 장치 및 전단 고조면 탄성파 장치 둘 다는 자신들의 각 구조에서 유사한 방식으로 에너지를 전달한다. 표면 탄성파 장치는 유체에 음향적으로 두드러지게 결합되는 한편 전단 고조면 탄성파 장치는 점성 상호 작용을 통해 유체에 지배적으로 결합된다.
본 발명에 따라 구성된 분석물 검출 시스템(100)의 일 실시예가 도 1A에 도시되어 있다. 이 시스템(100)은, FPW 장치(104)를 통해 (본 명세서에서 테스트 유 체 또는 유체라고도 칭하는) 다양한 테스트 용액들을 수송하기 위한 채널들(102)의 네트워크를 포함한다. 다음에 따르는 미국 특허 및 특허 출원 모두는, 본 명세서에 참고로 포함되며, 본 발명에서 사용하기에 적절한 FPW 장치의 다양한 유형들의 예들을 설명한다. 즉, 미국 특허번호 제5,129,262호, 미국 특허번호 제5,189,914호, 미국 특허번호 제6,688,158호(B2), 미국 특허출원번호 제10/324,685호, 미국 특허번호 제5,668,303호, 미국 특허번호 제5,836,203호, 및 미국 특허출원번호 제2004-0038195호이다.
예를 들어, 미국 특허번호 제5,129,262호는, 램파 전달 매체를 형성하는 물질로 된 얇은 평면 시트를 갖는 초음파 센서를 설명한다. 램파는, 판 모드 파로도 알려져 있으며, 제한된 두께의 물질을 통해서만 전파될 수 있다. 전파되는 SAW의 파장의 수백 배 정도의 두께를 갖는 전파 매체를 필요로 하는 표면 탄성파(SAW)와는 달리, 램파는 고작 수 파장의 두께, 통상적으로 전파되는 램파의 파장의 일부분의 두께를 갖는 전파 매체를 필요로 한다. 시트의 두께는 약 20미크론보다 크지 않다. 램파 발생기는 평면 시트에서 램파를 발생시키고, 출력 장치는 시트를 따라 전파되는 램파의 전파 특징을 나타내는 전기적 신호를 생성한다. 측정 장치는 출력 전기적 신호의 선택된 특징을 측정한다. 평면 시트는 시트에 작용하는 측정값에 의존하는 일부 물리적 특징들을 갖고, 이 물리적 특징들은 결국 시트를 따라 전파되는 램파의 전파 특징들을 결정하게 된다. 출력 장치로부터의 전기적 신호가 전파 특징을 나타내기 때문에, 전기적 신호도 시트 상에 작용하는 측정값을 나타낸다.
미국 특허번호 제5,129,262호에서 설명하는 램파 장치는 예를 들어 생물학적 감지에 채용될 수 있다. 전술한 평면 시트는 항체 분자들로 프리코팅될 수 있어서, 이 장치의 주파수는, 대응하는 항원을 함유하는 액체와의 접촉시 또는 액체 내로의 침수시 변경된다. 전파 매체의 표면에서의 항원-항체 부착은 시트에서의 램파의 파 속도를 변경하도록 기능을 한다. 파 속도 변경으로 인해 진동 주파수가 장치의 지연 라인 오실레이터 형태로 변경된다. 또한, 시트는 다공성 및 삼투성 물질로 형성될 수 있어서, 항원-항체 부착 속도를 높이도록, 시트의 보다 넓은 표면 영역에 걸쳐 항체 분자를 코팅할 수 있으며 또한 항원 함유 액체가 멤브레인을 통해 흐를 수 있다. 다른 생물학적 상호 작용도 감지될 수 있고, 추가 응용으로는, 면역분석, 임상 실험실 테스트, 체내 생체의학 모니터링, 생체의학적 연구가 있다.
설명한 실시예에서 사용되는 테스트 용액들인, 예를 들어, 차단 용액(106), 샘플(108), 완충액(110)은 저장 용기(112)로부터 얻어진다. 저장 용기들 (112) 각각으로부터의 채널 경로는 밸브(114)로 게이팅되어 FPW 장치(104)의 입구 포트(118)로 향하는 결합점(116)으로의 특정한 테스트 용액의 흐름을 제어하게 된다. 테스트 용액은 FPW 장치(104)를 통해 흐르고 출구 포트(120)를 통해 배출되며, 이 출구 포트는 펌프(122)로 이어진다. 펌프(122)는 채널들(102)의 네트워크를 통해 그리고 FPW 장치(104)를 통해 테스트 용액을 끌어내고, 테스트 용액을 폐기 저장소(124)로 향하게 한다.
도 1B는 분석물 검출 시스템(100)의 다른 일 실시예를 도시한다. 본 실시예 는 FPW 장치(104) 및 이 장치에 관련된 유체 챔버(106)를 카트리지(103)로서, 즉, 분리 및 대체될 수 있는 소모성 컴포넌트로서 패키지화한다. 일부 실시예들에서는 플러그, 장애물, 또는 장치(104)를 통한 흐름을 변경하는 배플(baffle)과 같은 유체 제어 장치(101)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 유체 제어 장치(101)는 장치(104)를 통한 유체 흐름이 유체 제어 장치(101)가 존재하지 않는 경우보다 센서 표면(143)에 보다 가깝게 전달되도록 동작한다. 게다가, 입력 테스트 용액의 소스는 테스트 용액을 카트리지(103)의 입구(109) 내로 향하게 하기 위한 출구(107)를 갖는 입력 유체 챔버(105)로서 도시되어 있다. 일부 실시예들에서, 자성 입자들은 먼저 입력 유체 챔버(105)에 위치하며 분석물을 함유하는 유체는 입력 유체 챔버(105)에서 자성 입자들과 혼합된 후 FPW 장치(104)가 위치하고 있는 카트리지(103) 내로 향하게 된다. 자성 입자들은 입력 유체 챔버(105) 내에서 장치에 의해(예를 들어, 펌프나 자성 교반기의 액션에 의해) 분석물을 함유하는 유체와 결합될 수 있다. 또한, 도 1B는 카트리지(103)의 출구(115)로부터 유체를 수용하는 입구(113)를 갖는 출력 유체 챔버(111)를 도시한다. 출력 유체 챔버(111)는 본 명세서에서 설명하는 유체 제어 장치들 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 소모성 유체를 저장 및/또는 처리하기 위한 하나 이상의 메커니즘을 포함할 수 있다.
적어도 일 실시예에서는, 입력 유체 챔버(105)의 출구(107)가 카트리지(103)의 입구(109)와 만나는 접합을 구성 및 배치하여 접속 및 분리를 반복할 수 있다. 마찬가지로, 카트리지(103)의 출구(115)가 출력 유체 챔버(111)의 입구(113)와 만나는 접합을 구성 및 배치하여 접속 및 분리를 반복할 수 있다. 일부 실시예들에 서, 이러한 접합들은, 결합 및 분리에 영향을 끼치는 렌치나 이러한 기타 툴(tool)을 필요로 하는 스레딩된(threaded) 결합처럼 접속 및 분리를 위한 툴들을 필요로 하도록 구성 및 배치된다. 다른 실시예들에서, 이러한 접합들은 임의의 추가 툴이나 액세서리 없이 접속 및 분리를 수동으로 빠르고 쉽게 행할 수 있도록 구성 및 배치된다. 이처럼 툴을 필요로 하는 결합 및 툴을 필요로 하지 않는 결합은 당해 기술에 알려져 있다. 일부 실시예들에서는, 다수의 입력 유체 챔버 및 다수의 출력 유체 챔버가 존재한다. 일부 실시예들에서는, 하나 이상의 입력 및/또는 출력 유체 챔버들이 카트리지(103)의 일부이다. 게다가, 일부 실시예들에서는, 자속의 하나 이상의 소스들이 카트리지의 일부이다.
FPW 장치(104)는 도 2에 보다 상세히 도시되어 있다. FPW 장치(104)에서, 스트레인 에너지가 장치에서 굽힘 및 장력으로 전달된다. 일부 실시예들에서는, FPW 장치(104)의 두께 대 파장비가 1 미만인 것이 바람직하며, 일부 경우엔 1보다 훨씬 더 작은 것이 바람직하다. 일반적으로, FPW 장치(104)의 파장(λ)은 본 명세서에서 설명하는 바와 같이 빗살형 전극들의 피치에 대략 동일하다. 일 실시예에서, FPW 장치(104)의 두께 대 파장비는 2㎛/38㎛이다. 다른 실시예들에서, FPW 장치(104)는 자신과 관련된 모드들의 대역폭 또는 특정 모드(예를 들어, 0번째 차수로부터 보다 높은 차수의 모드까지의 임의의 모드)를 분리하도록 설계된다. 예를 들어, 전술한 바와 같이 2㎛/38㎛의 두께 대 파장비를 갖는 FPW 장치(104)는 FPW 장치(104)의 80번째 모드를 분리한다. FPW 장치(104)는 자신 상에 피착된 빗살형 전극을 위한 특정 패턴을 선택함으로써 이러한 효과를 달성하도록 설계될 수 있다. 일 실시예에서, FPW 장치(104)는 직사각형 형상을 갖는다. 다른 방법으로, FPW 장치(104)는 원형 또는 타원형 형상, 또는 일부 다른 평면 형상을 가질 수 있다.
일반적으로, FPW 장치(104)는 당해 기술에 알려져 있는 미세 제조(micro-fabrication) 기술들을 이용하여 실리콘 웨이퍼(103)로 구성된다. 전술한 실시예에서, 캐비티(132)는 웨이퍼(130)내로 에칭되어 대략 길이 1.6mm, 폭 0.3mm, 두께 2㎛인 박막의 부유 멤브레인(134)을 생성하게 된다. 전체 웨이퍼(130) 두께는 대략 500㎛이어서, 캐비티(132)의 깊이는 웨이퍼(130)의 두께보다 약간 작다. 도 2의 확대한 도에 도시한 바와 같이, 알루미늄 질화물(AlN)의 0.5㎛층(136)은 멤브레인(134)의 외면(즉, 캐비티(132)에 대향되는 면) 상에 증착된다. 빗살형 금속 전극들(138)의 2개 세트는 AlN 층 상에 증착된다. 금으로 된 박층(140)(약 500Å)은 멤브레인(134)의 내면(즉, 캐비티(132)와 마주보는 면) 상에 증착되어 포착제의 고정을 용이하게 한다(상세히 후술함).
동작시, 기구/제어 전자 부품(126)(도 1A 참조)은 시변 전기적 신호를 적어도 한 세트의 전극들(138)에 인가하여 부유된 멤브레인(134)에 진동을 발생시킨다. 또한, 기구/제어 전자 부품(126)은 적어도 제2 세트의 전극들(138)로부터 센서 신호를 수신함으로써 멤브레인(134)의 진동 특징을 모니터링한다. 액체가 멤브레인(134)의 캐비티측(132)과 접하게 되면, 판 구조의 최대 반응은 약 15 내지 25MHz이다. 기구/제어 전자 부품(126)은 기준 신호를 제2 세트의 전극들로부터의 센서 신호와 비교하여 상대적 크기 및 센서 신호의 위상각 변화를 주파수 함수로서 결정한다. 기구/제어 전자 부품(126)은 이러한 변화들을 해석하여 타겟으로 삼은 분석물의 존재를 검출한다. 일부 실시예들에서, 또한, 기구/제어 전자 부품(126)은 예를 들어 멤브레인(134)의 내면 상의 타겟으로 삼은 분석물의 농도를 결정한다.
관심 대상인 분석물을 타겟으로 하는 포착제는 전술한 바와 같이 멤브레인(134)의 내면을 커버하는 금박층(140) 상에서 고정된다. 이 면은 적절한 결합 화합물로 코팅될 수 있다. 적절한 결합 화합물은 상업적으로 이용가능하다. 일 실시예에서, 결합 화합물은 후술하는 바와 같이 바이오틴 PEG 이황화물을 포함한다. 다른 일 실시예에서, 티올-종단 알킬 체인은 자기 조립 박막층(SAM)을 형성하는 금 표면에 결합된다. SAM 체인들의 일부분은 반응성 그룹들(예를 들어, 카르복실)로 종단되어 당해 기술에 알려져 있는 생체의학적 프로세스 단계들을 이용하여 SAM 체인에 대한 포착제의 공유 결합이 가능해진다. SAM 체인들의 나머지 부분은 비반응성 그룹들로 종단되며, 바람직하게는, 비특이 결합에 저항하는 친수성을 갖는 그룹들(예를 들어, 에틸렌 글리콜의 올리고머)로 종단된다. 다른 표면 화학적 성질들은 문헌에 설명되어 있으며 포착 표면을 생성하는 데 이용될 수 있다.
FPW 장치(104)는 멤브레인(134)의 외면 상의 전극들(138)에 대한 전기적 접속을 허용하도록 패키지화된다. 또한, FPW 장치(104)는 채널 블록(142)에 의해 기계적으로 지지되어, 멤브레인(134)의 내면이 테스트 용액과 접할 수 있게 되며 센서 표면(143)을 액체 샘플과 접하도록 인터페이스가 제공된다. 채널 블록(142)은 테스트 용액이 입력 포트(118)로부터 멤브레인(134)의 내면을 지나 출구 포트(120) 밖으로 향하게 하는 경로를 생성한다. FPW 장치(104)와 채널 블록(142) 간에 밀봉 재(144)가 형성되어 테스트 용액이 FPW 장치(104)와 채널 블록(142)의 결합 내에 형성된 채널들(102)로부터 누출되는 것을 방지한다. 따라서, 채널 블록(142)은 유체 챔버를 형성하며, 이 유체 챔버의 FPW 장치(104)는 내벽들 중 하나의 내벽을 포함한다.
FPW 장치(104)와 채널 블록(142)의 결합을 통한 채널들(102)의 직경은 약 0.5mm이다. 채널 블록(142)은 기타 물질들 중에서 플라스틱, 금속 또는 세라믹을 비롯한 다양한 물질들로부터 형성될 수 있다.
시스템(100)은, 시스템(100) 내에서 몇 개 예를 들자면 흐름, 압력, 또는 궤도와 같은 적어도 하나의 유체 특성을 변경하기 위한 하나 이상의 유체 제어 장치를 포함한다. (테스트 프로토콜을 실행하는 데 필요할 때) 장치를 통해 그리고 센서 표면(143)에 걸쳐 다양한 테스트 용액들의 흐름을 설정하게 하고 제어하는 도 1A에 도시된 펌프(122) 및 밸브(114) 가 유체 제어 장치들의 모든 예들이다. 일반적으로, 유체 제어 장치는 장치(104)의 유체 챔버(160) 내의 적어도 하나의 표면 근처에서 적어도 하나의 유체 특성을 변경한다. 일반적으로, 이것은 센서 표면(143)의 적어도 일부분을 따라 자성 입자들을 분포시키도록 행해진다. 전술한 바와 같이, 일부 실시예들에서, 유체 제어 장치는 펌프(예를 들어, 연동 펌프, 원심 분리 펌프, 회전 펌프, 전자 삼투성 펌프)이다. 일부 실시예들에서는, 펌프가 유체 챔버의 입구측 상에 위치하고, 다른 실시예들에서는, 펌프가 유체 챔버의 출구측 상에 위치한다. 일부 실시예들에서, 장치는 유체 챔버의 적어도 하나의 내면 근처에서 유체 흐름을 변경하도록 유체 챔버에 대하여 배치된 흐름 전환 기(diverter)이다.
도 1A를 참조해 보면, 단일 펌프(122)가 FPW 장치(104)의 폐기측 상에 위치한다. 펌프(122)가 발생하는 흡입은 완충액(110) 또는 샘플에서의 분석물을 FPW 장치(104)의 공급측 상의 자신들의 각 저장 용기(112)로부터 이끌어낸다. 밸브(114)는 테스트 프로토콜 동안 임의의 시간에 센서 표면(143)에 걸쳐 어떤 테스트 용액을 향하게 할지를 제어하도록 장치(104)의 공급측 상에 위치한다. 펌프(122)는 테스트의 유량을 제어한다.
온도를 조절하기 위한 장치(예를 들어, 열전기 냉각기)는 FPW 장치(104) 및 채널 블록(142)과 관련될 수 있다. 이것은 비교적 일정한 것으로 알려진 온도에서 장치(104)를 유지함으로써 FPW 장치(104) 출력에 가해지는 가변 환경 조건들의 영향을 저감시킨다. 다른 일 실시예에서, 온도 센서는 예를 들어 FPW 장치(104)의 일부로서 시스템(100) 내에 포함된다. FPW 장치(104)로부터의 센서 신호는, 온도 변동의 영향에 의존하지 않는 신호를 생성하기 위해, 온도 센서의 출력에 기초하여 특정한 시간의 순간에(또는 시간 주기 동안) 스케일링된다. 이러한 스케일링은 수학적 모델, 또는 분석적 모델, 또는 수학적 및 분석적 모델의 일부 하이브리드 조합에 기초하여 행해질 수 있다.
시스템(100)의 일부 실시예들에서, 필터는 테스트 용액의 경로에 포함되어, 특정 크기의 입자들(예를 들어, 자성 입자들 및 생물학적 물질들)이 유체 챔버에 입력되는 것을 방지하고자 이러한 입자들을 선택적으로 필터링한다. 예를 들어, 특정한 테스트 프로토콜은 테스트 동안 필터를 변경하기 위한 단계들을 포함할 수 있다. 이것은 서로 다른 유형들의 분석물들 및 자성 입자들이 유체 챔버 내로 향하게 할 수 있고, 이에 따라 테스트의 서로 다른 부분들 동안 시스템(100)에 의해 테스트받게 된다.
일 실시예에서는, 표면들이 포착제로 코팅되어 있는 자성 입자들(예를 들어, 상자성 또는 초상자성 비드들 또는 마이크로스피어들)이, 분석물을 함유하는 샘플과 혼합된다. 소정의 혼합 시간 후에는, 비특이 물질들을 갖는 입자들(147) 및 아무것도 결합한 것이 없는 입자들(148)이 발생하듯이 분석물-입자 복합체(146)가 발생한다. 입자들(146, 147, 148)은 샘플 저장 용기(112)에 위치한다.
시스템(100)은 멤브레인(134) 근처에 자속을 생성하기 위한 자기장 유도 구조(150)를 더 포함한다. 도 1A에서, 자속의 소스는, 보통은 FPW 장치(104)의 멤브레인(134)에 매우 가깝게 배치된 수축가능(retractable) 자석(150)이다. 자석(150)이 멤브레인(134)에 매우 가깝게 위치하면, 자석(150)은 멤브레인(134) 근처에 상당한 경사 자기장을 생성한다. 기구/제어 전자 부품(126)의 제어 하에, 신축가능 자석(150)은 멤브레인(134) 근처의 자기장을 상당히 저감시키는 데 충분한 거리만큼 멤브레인(134)으로부터 수축될 수 있다. 일 실시예에서, 자석이 멤브레인(134)에 매우 가까운 경우, 자석(150)은 멤브레인(134)의 센서 표면(143)으로부터 약 200㎛ 떨어져 위치한다. 다른 일 실시예에서, 자석이 멤브레인에 매우 가까운 경우, 자석(150)은 멤브레인(134)의 센서 표면(143)으로부터 약 50㎛ 내지 약 100㎛ 만큼 위치한다.
자석(150)이 멤브레인(134)에 매우 가까운 경우, 자석(150)은 자성 입자들을 샘플로부터 센서 표면(143)으로 유도하도록 자속의 소스를 제공한다. 비특이하게 결합된 물질을 갖는 입자들(147) 및 결합된 것이 없는 입자들(148) 뿐만 아니라 분석물 입자 복합체(146)는, 센서 표면(143)에 부딪힐 때까지 액체 샘플로부터 이동한다. 분석물은 센서 표면(143) 상의 포착제와 결합된다. 따라서, 분석물은 자속 입자 및 센서 표면 간에 링크를 형성한다. 비특이하게 결합된 물질을 갖는 입자들(147) 및 결합된 것이 없는 입자들(148)은 자기장에 의해 센서 표면(143)에서 유지된다. 또한, 약한 결합력이 입자들(146, 147, 148) 및 센서 표면(143) 간에 작용할 수 있다. (상세히 후술하는) 프로토콜의 세척 단계 동안, 자석(150)은 수축되어, 센서 표면(1430에 축적된 입자들이 경험하는 자력을 저감시킨다. 세척 유량을 증가시켜 분석물에 의해 표면에 결합되지 않은 입자들(147, 148)을 제거한다. 비특이하게 결합된 물질을 갖는 입자들(147) 및 결합된 것이 없는 입자들(148)은 분석물 입자 복합체(146)보다 센서 표면(143)에 약하게 링크되어 있기 때문에, 이 입자들은 보다 낮은 세척 유량(및 대응하는 수력)에서 센서 표면(143)으로부터 분리된다. 따라서, 자석(150) 제거(즉, 센서 표면(143)에서 입자들(146, 147, 148)이 경험하는 자력 제거)를 이용하여 분석물(146)을 갖는 입자들을 분석물을 갖지 않는 입자들(입자들(147, 148))과 구별한다. 자석(150)을 연결 및 수축하는 한 가지 기술은 자석을 캠 시스템(도시하지 않음)에 의해 기동하는 캐리지(도시하지 않음) 상에 장착하는 것이다.
센서 표면(143)으로부터의 자석(150)의 물질, 형태, 및 거리는, 자기장 형상, 자기장 경사를 결정하고, 이에 따라 분석물 입자 복합체(146)가 경험하는 힘을 결정하게 된다. 고 세기 영구 자석을 수축가능 자석(150)으로 이용하는 것은 상업적으로 이용가능하다. 예를 들어, 여러 판매자들(예를 들어, Dexter Magnetic Technologies)로부터 1mm 직경의 원형 NdFeB 자석을 구매할 수 있다. 일 실시예에서, 직경 1mm 및 길이 5mm의 NdFeB 자석(150)은 연결시 센서 표면(143)의 0.1mm 내에 위치한다. 자석이 수축되는 경우, 자석(150)은 센서 표면(143)으로부터 적어도 0.5mm 이격된다. FPW 장치(104)의 멤브레인(134)이 매우 얇고(2㎛) 비자성 물질(예를 들어, 실리콘, 알루미늄 질화물 또는 금)로 형성되기 때문에, 멤브레인(134)은 장치(104)의 센서 표면(143)측 상의 자기장을 상당히 교란한다. 그 결과, 높은 수집 효율을 위해 필요하듯이, 매우 높은 크기의 자기장 및 큰 자기장 경사를 얻을 수 있다.
채널들(102)을 통한 샘플 유량은 양호한 수집 효율을 위해 필요한 상주 시간에 의해 결정된다(예를 들어, 조작자에 의해 특정된다). 샘플 유량은 센서 표면(143)에 걸친 평균 속도가 약 1 내지 약 5mm/s이도록 조절된다. 철 산화물 상자성 입자가 약 3㎛의 직경을 갖는 경우, 수집 효율은 50%에 도달할 수 있다.
자속의 소스(150)(즉, 자석)의 다른 구성들을 이용할 수 있다. 예를 들어, 영구 자석 대신에 전자석을 이용할 수 있다. 전자석은, 자속을 장치(104)의 센서 표면(143) 근처로 포커싱하도록 연장되는 극 조각들을 포함한다.
다른 방법으로, 자화용이 물질은, 센서 표면(143), 및 자화용이 물질에서의 자기장을 유도하도록 자화용이 물질의 개방된 면과 결합된 별도의 자석에 인접하게, (0.1mm 내에) 형성 및 배치될 수 있다. 그 물질에서 유도된 자기장은 바람직 한 자기장 경사를 센서 표면(143)에 위치시키는 역할을 수행한다. 이러한 방식으로, 물질의 형성 방식에 따라, 저 비용의 많은 자석들을 이용할 수 있고, 단일 자석을 이용하여 다수의 센서들을 다룰 수 있다. 이러한 목적으로 유용한 물질의 예로는, 순수 철, 합금(49)과 같은 하이-뮤(high-mu) 금속(고 니켈 함유 철), sna 규소강(통상, 1-2% 실리콘)이 있다. 이러한 자화용이 물질을 관련 자석과 함께 이용하는 이점은, 센서 조립체가 간략화될 수 있어서 보다 저 비용의 제조가 가능하다는 것이다. 자석은 단지 강자성 코어와 접촉하거나 완전히 수축될 필요가 있기 때문에 자석을 연결 및 수축하는 데 저 정밀도 액츄에이터를 이용할 수 있다. 자석(150)이 센서 표면(143) 근처에 위치해 있는 실시예에서는, 양호한 분석 반복성을 얻으려면 보다 높은 레벨의 정밀도가 필요하다. 이러한 방식에서는 일부 자기장 세기의 손실이 있지만, 양호한 포착 효율(예를 들어, 10% 초과)을 얻도록 전체 시스템을 설계하는 것은 여전히 가능하다.
자기장 유도 구조(예를 들어, 자석 또는 강자성 물질)의 팁의 형상은 표면에서의 자기장 경사를 향상 및/또는 집중시키도록 조절될 수 있다. FPW 장치(104)의 크기(예를 들어, 0.3mm x 1.6mm)는 통상 종래에 형성된 자석이나 규격화된 인덕터보다 작기 때문에, 멤브레인(134)에 인접하는 자기장 유도 구조의 일부는 센서 표면(143) 상의 하나 이상의 위치에서 자기장을 집중시키도록 맞춰질 수 있다. 팁을 맞춤화함으로써 로컬 자기장 세기 및 로컬 자기장 경사 둘 다를 증가시킨다. 예를 들어, 웨지 형상의 팁은 현재의 FPW 장치 형상에 적합하다.
시스템(100)의 일 실시예는, 제1 소스(150)의 자속에 대향하거나 부분적으로 대향하는 제2 소스(105a)의 자속을 선택 사항으로 포함한다. 이 제2 소스(150a)의 자속은 센서 표면(143)에 부착된 자성 입자들 중 일부를 제거하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 이 자속은, 임의의 결합된 분석물을 갖지 않는 자성 입자들(148)을 제거할 수 있으며, 이 자성 입자들은 결합된 분석물을 갖는 입자들(146)만큼 센서 표면(143)에 강하게 부착되어 있지 않는다. 일부 실시예들에서, 제1 소스(150)의 자속은 센서 표면(143)으로부터 턴오프되거나 이격되도록 이동하게 되고, 이후, 제2 소스(150a)의 자속은 유체 챔버의 적어도 하나의 표면에 대하여 위치하여 자성 입자들을 선택적으로 제거한다. 이것은, 예를 들어, 임의의 결합된 분석물을 갖는 자성 입자들(148)을 제거하도록 행해질 수 있으며, 따라서 이 입자들은 센서 표면(143)에 강하게 결합되어 있지 않다. 이것은 유체 흐름을 증가시켜 임의의 결합된 분석물을 갖지 않는 자성 입자들(148)을 제거하는 것과 유사한 효과를 얻는다.
장치(104)의 표면(143) 상의 분석물 입자 복합체(146)의 분포를 제어함으로써 장치 성능을 개선할 수 있는데, 그 이유는 장치(104)가 부유된 멤브레인(134)을 갖고 이 멤브레인(134)의 모든 부분들이 검출가능 공명의 이동 질량에 동등하게 기여하기 때문이다. 예를 들어, 시스템(100)은, 멤브레인(134)의 긴 축의 중심선의 중간 2/3을 따른 FPW 장치(104) 폭의 1/3 내에 분석물 입자 복합체(146)를 분포시키도록 구성 및 배치될 수 있다. 흐름 자기장 효과를 고려할 때, 자기장 유도 구조(예를 들어, 자석(150))의 팁의 형상은, 센서 멤브레인(134)에 걸친 흐름의 방향에서 자기장 크기 및 자기장 경사가 증가하도록 형성될 수 있다. 즉, 경계층이 부분적으로 분석물이 공핍되어 있는 하향 흐름 영역에서의 분석물 입자 복합체(146) 는, 상향 흐름 영역에서 분석물 입자 복합체(146)가 경험하는 것보다 높은 자기장 및 자기장 경사를 경험하게 된다.
일반적으로, 시스템(100)은 자성 입자들을 집중시키도록 구성 및 배치될 수 있다. 시스템(100)은 센서 표면(143)의 하나 이상의 특정 영역들에서 자성 입자들을 집중시키도록 구성 및 배치될 수 있다. 장치(104)의 반응은 제조 물질들의 특징 또는 센서 설계의 명세로 인해 센서 표면(143)에 걸쳐 균일하지 않을 수 있다. 따라서, 장치(104)의 고 감도 영역들은 장치(104)의 길고 짧은 축 중심선들에 대하여 비균일 및 비대칭일 수 있다. 따라서, 자기장 유도 구조의 팁은 최고 감도의 영역 또는 영역들에서 자성 입자들을 집중시키는 형상을 가질 수 있다.
또한, 장치(104)를 통한 유량을 변경함으로써 소정의 자기장 분포에 대한 분석물 입자 복합체(146)의 보다 균일한 커버리지를 얻을 수 있다. 소정의 자기장에 있어서, 자성 입자들은, 탄도 물체가 중력으로 인해 떨어지는 것처럼, 대량 유체 유량에 의해 결정되는 바와 같이 센서 표면(143)과 상호 작용한다. 그러나, 이 경우, 자기 유도력이 지배적으로 된다. 유량을 변경함으로써, 분석물 입자 복합체(146)는 스트림 방식의 흐름 방향을 따라 실질적으로 서로 다른 위치들에서 센서 표면(143)과 상호 작용할 수 있다. 게다가, 자성 입자들이 쌓임에 따라(이 입자들이 센서 표면(143)에 노출되는 경우 바람직한 못한 상황임), 흐름은 역으로 될 수 있고 후속하여 쌓인 입자들을 끌어 더 많은 입자들을 센서 표면(143)과 통신하도록 순방향으로 펄스화될 수 있다. 시스템(100)의 일 실시예에서, 센서 표면(143)을 따른 자성 입자들의 선택적 위치는, 검출 프로토콜의 코스에 걸쳐 자속 소스, 및 센서 표면(143)을 따른 유체 흐름의 특성 혹은 특성들 중, 하나 또는 둘 다를 선택적으로 변경함으로써 달성된다.
시스템(100)의 일 실시예는, 센서 표면(143)에 부착되거나 유인되는 자성 입자들의 적어도 하나의 특성을 특징화하기 위한 장치(예를 들어, 광학 장치, 자기 장치)를 포함한다. 이 장치는 FPW 장치(104)의 필수적인 부분일 수 있고, 또는 자석(150)의 일부일 수 있으며, 또는 시스템(100)의 다른 컴포넌트들로부터 이격된 별도의 컴포넌트일 수 있다. 이러한 장치를 이용하여 입자들의 존재를 검출할 수 있고, 또한 입자에 관련된 파라미터들을 결정할 수 있으며, 예를 들어, 센서 표면(143)으로 유인되는 입자들의 크기, 양, 농도, 또는 밀도를 결정할 수 있다.
시스템(100)의 일 실시예는, 조작자 또는 컴퓨터가 시스템 또는 컴포넌트의 사용을 추적하도록 시스템(100) 또는 시스템의 특정 컴포넌트를 식별할 수 있게 하는 식별 장치를 포함한다. 식별 장치는 바 코드, 식별 번호, 또는 다른 식별 마크와 같은 심벌 또는 이미지를 포함할 수 있다. 식별 장치는, RPID 태그, 집적 회로, 또는 식별 정보를 제공하도록 당해 기술에 알려져 있는 이러한 기타 컴포넌트와 같이, 패시브 또는 액티브인 실제 컴포넌트를 포함할 수 있다. 이러한 많은 장치들은 당해 기술에 알려져 있지만, 임의의 계획된 식별 장치를 이용할 수도 있다.
생물학적 분석물의 검출을 위해 분석물 입자 복합체(146)와 함께 FPW 장치(104)를 이용하기 위한 일반적인 검출 프로토콜(200)이 도 3에 도시되어 있다.
검출 프로토콜(200)의 제1 단계(202)는 분석물 샘플을 획득 및 준비(202)하는 것이다. 테스트받는 분석물의 특정 유형에 따라, 테스트 전에 다양한 준비 프 로세스들을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 미생물(예를 들어, 소고기의 대장균)을 검출하려면, 샘플은 먼저 농축 배양액과 혼합된 후, 소화, 배양, 및 필터링된다. 혈액에서 단백질을 검출하려면, 샘플은 먼저 필터링되거나 원심 분리되고 혈청이 분리된다. 샘플 준비 단계들을 포함하는 테스트 프로토콜의 특정 예들을 본 명세서에서 설명한다.
검출 프로세스의 다음 단계(204)는 친화도 코팅 상자성 입자들(즉, 비드)을 준비된 분석물 샘플과 혼합하는 것이다. 상자성 또는 초상자성 입자들은 다수의 판매자들(예를 들어, Dynal Biotech, Oslo, Norway)로부터 상업적으로 이용가능하다. 통상적인 직경 범위는 50nm 내지 10㎛이고, 이러한 입자들은 다양한 분석물들(예를 들어, 세포, 단백질, 핵산)을 겨냥해서 미리 친화도 약제(항체, 단백질, 핵산 프로브)가 코팅되어 있을 수 있다. 다른 방법으로, 정선한 포착제를 부착하기 위해 다양한 반응성 화학적 그룹들(예를 들어, 에폭시, 카르복실, 아민)을 갖는 입자들은 구매될 수 있다. 표준 생화학적 프로토콜들이 이러한 목적으로 이용가능하다.
상자성 입자들이 추가된 샘플은 특정한 분석물 및 포착제에 의해 결정된 시간 양 동안 교반된다. 이 프로세스 동안, 입자들은 분석물과 결합하여 분석물이 입자들 상에 포착된다. 일부 경우에, 샘플은 이때 직접적으로 테스트받을 수 있다. 그러나, 다른 경우에, 분리 단계들(208)을 수행하여 입자들에 결합된 분석물을 원래 샘플의 나머지로부터 분리하는 것이 이롭다. 이러한 분리 단계들(208)은 분석에서 다른 생물학적 물질로부터의 간섭을 줄인다. 이러한 분기 단계들을 수행 하기 위한 수동 또는 자동 장비는 상업적으로 이용가능하다(예를 들어, Dexter Magnetic Technologies, Dynal Biotech). 기본적인 프로세스는 자석을 이용하여 상자성 입자들을 표면상에 위치시켜 샘플 액체의 대부분이 흡인될 수 있다. 이후, 자석(예를 들어, 도 1A의 자석(150))을 제거하고, 깨끗한 완충액을 추가하여 입자들을 다시 부유시킨다.
일 실시예에서, 처리된 분석물 샘플을 FPW 장치(104)로 테스트하기 전에 베이스라인 단계(210)를 수행한다. 베이스라인 단계(210) 동안, 기준 용액(106)을 시스템을 통해 흐르게 하여 센서(104)를 씻어내며 차단하고, 기구/제어 전자 부품(126)은 장치(104)를 여기하여 그 결과 장치(104)로부터의 초기 베이스라인 신호를 기록한다.
샘플 수송 단계(212)는 베이스라인 단계(210) 후의 단계이다. 분석물 입자 복합체(146)를 함유하는 샘플(108)을 연결된 자석(150)을 이용하여 센서 표면(143)에 걸쳐 흐르게 한다. 센서 표면(143) 상의 분석물 입자 복합체(146)를 수집한다. 소정의 샘플(108) 볼륨이 장치(104)를 통해 흐른 후, 자석(150)을 수축하여 센서 표면(143)으로부터 결합된 분석물이 없는 입자들(147, 148)을 분리시키고, 흐름은 세척 용액(예를 들어, 완충액(110)으로 전환된다. 세척 용액의 유량을 증가시켜, 센서 표면(143)에 결합되어 있을 수 있는 샘플의 다른 물질 뿐만 아니라 느슨하게 결합되어 있는 입자들(147, 148)의 제거를 돕는다.
획득 단계(214)는 샘플 수송 단계(211) 후의 단계이다. 기준 용액(106)을 다시 장치(104)를 통해 흐르게 하고, 기구/제어 전자 부품(126)은 장치(104)를 여 기하여 장치(104)로부터 최종 베이스라인 신호를 획득 및 기록한다.
시스템(100)은, 초기 베이스라인 신호를 최종 베이스라인 신호와 비교함으로써, 수송 단계(212) 동안 센서 표면(143) 상에 축적된 분석물의 양을 결정하고, 이것은 획득 단계(214) 전과 후 각각의 기준 용액에서의 FPW 장치(104)의 진동 특징에 대응한다. 센서 표면(143)에 결합된 분석물 입자 복합체(146)는 FPW 장치(104)의 진동 특징을 변경하고, 진동 특징의 변경량은 센서 표면(143)에 결합된 분석물 입자 복합체의 양에 대응한다.
도 4는 예시적인 검출 프로토콜을 위해 다수의 FPW 장치(104)로부터의 신호의 변경을 시간 함수로서 도시한다. 정사각형 심벌은 분석물에 노출된 장치(104)에 대응하고, 삼각형 및 별은 음성 대조군(비드 상에 분석물이 없음)에 대응한다. 도 4(및 후술하는 바와 같이 도 5)에 도시한 데이터는, 분석물이 대장균 박테리아 또는 일반적으로 세포 분석물인 예시적인 검출 프로토콜을 나타낸다.
이러한 특정 실험에서, 공명 피크의 주파수를 추적하였다. 도 4는 자성 입자들(146, 147, 148)이 표면상에 축적됨에 따라 FPW 장치(104)의 공명 주파수가 감소하는 것을 나타낸다. 일단 자석(150)이 제거되고 자성 입자들 중 일부가 세척으로 제거되면, FPW 장치(104)의 주파수가 증가한다. 결국, 시스템은, 테스트 시작시 취한 초기 베이스라인 또는 제어의 초기 베이스라인에 비교될 수 있는 최종 베이스라인을 확립하게 된다.
도 5는 검출되는 최종 신호 변경을 원래의 분석물 농도 함수로서 도시하는 요약도이다.
전술한 시스템(100)을 이용하여 다른 검출 프로토콜을 이용할 수 있다. 특정 응용이나 분석물의 요구 사항에 따라, 개별적인 단계들을 제거하거나 추가할 수 있다. 예를 들어, 도 6은 도 4에 도시한 것과 유사하게 검출 프로토콜에 대한 시간 전개도를 도시한다. 그러나, 도 6은, 단백질을 검출하는 시스템(100)의 기능을 예시하는 PSA 분석에 대한 검출 프로토콜을 나타낸다. 또한, 흐름 방향은 프로토콜 동안 역으로 될 수 있다. 예를 들어, 비특이하게 결합된 물질을 장치로부터 세척 제거하거나 이용가능한 샘플의 보다 효율적인 사용을 위해, 흐름 방향을 역으로 하는 것이 유용할 수 있다.
검출 프로토콜에서의 다른 변동은, 세척 단계들과 결합 단계들 간에 교대를 행하는 것이다. 이것은 장치의 동적 범위를 보다 양호하게 이용할 수 있다. 일부 경우에, 입자들의 많은 부분들은 특히 저 분석물 농도에서 결합된 분석물을 갖지 않는다. 입자들의 결합 및 세척을 반복함으로써, 보다 많은 분석물 입자 복합체(146)를 축적할 수 있고, 이에 따라 측정 감도를 개선할 수 있다.
수송 단계(212) 동안 센서 표면(143)에서 자기장 분포를 변경하거나 조작하는 것은, 특정 입자에 부착된 분석물이 센서 표면(143)에 부딪힐 가능성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 자기장의 공간적 분포가 결합 동안 교대되면, 센서 표면에서 상자성 입자들이 구를 수 있다. 일부 실시예들에서, 자기장의 공간적 분포를 제어함으로써, 조작자 또는 기구/제어 전자 부품(126)을 이용하여 센서 표면(143)을 따른 상자성 입자들의 흐름을 제어할 수 있다.
전술한 바와 같이, 시스템(100)에 제2 자기장(즉, 제2 소스의 자속)을 도입 함으로써 분석 상태의 제어를 개선할 수 있고 분석 특정성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 전술한 바와 같이 프로토콜의 결합 또는 세척 단계들 동안, 제2 자기장을 센서 표면(143)에 인가함으로써, 약하게 결합되어 있는 자성 입자들을 분리시킬 수 있다. 제2 자기장의 세기는, 특이하게 결합되어 있는 분석물의 결합력보다는 낮지만 비특이하게 결합된 물질의 통상적인 결합력보다는 높은 힘을 센서 표면(143)에서의 분석물 입자 복합체(146) 상에 발생시키도록 조절될 수 있다. 분석 동안 이러한 단계들의 시퀀스를 여러 번 반복하여 테스트의 특정성을 더 증가시킬 수 있다.
센서 표면(143) 상의 다양한 분석물 입자 복합체(146)의 상대적 결합 세기는, FPW 장치(104)의 반응을 모니터링하는 동안, 세척 단계 동안 이 자성 인장력을 (연속적으로 또는 이산적으로) 증가시킴으로써 결정될 수 있다. 상대적 결합 세기에 대한 정보를 이용하여 샘플(108)에서의 서로 다른 분석물들을 구별할 수 있다.
샘플이 장치(104)와 인터페이싱하는 특별한 방식은 다른 실시예들에서 다를 수 있다. 전술한 실시예들에서, 시스템(100)은 샘플을 채널을 통해 흐르게 하여 분석물 입자 복합체(146)와 센서 표면(143) 간의 접촉을 확립한다. 시스템의 다른 변형에서는, FPW 장치(104)를 프로브 상에 장착하고 분석물에 결합된 자성 입자들을 함유하는 테스트 용액 내에 적어도 부분적으로 침수시킨다. 이 실시예에서는 본 명세서에서 설명하는 바와 같이, 침수는 센서 표면(143) 근처에 결합된 자성 입자들을 배치하는 데 충분하여 이 입자들이 센서 표면(143)으로 유인되고 후속하여 검출된다. 베이스라인 신호를 얻으려면, 장치(104)(또는 카트리지(103))를 기준 테스트 용액에 침수시킨다. 일부 실시예들에서, 장치(104)의 일부분(예를 들어, 멤브레인(134))을 프로브에 장착한다. 게다가, 멤브레인(134)의 센서 표면(143)의 일부분만이, 분석물에 결합된 자성 입자들을 함유하는 용액과 접촉되게 배치된다. 이 실시예들에서, 유체에서의 프로브의 침수 또는 제어 운동은 결합된 자성 입자들을 센서 표면(143) 근처에 배치하는 데 충분하여 이 입자들이 센서 표면(143)으로 유인되고 후속하여 검출된다.
시스템(100)의 다른 실시예에서는, 장치(104)를, 샘플(108)을 유지하고 있는 웰 내로 부분적으로 침수될 수 있고 이후에 수축될 수 있는 튜브 내부에 장착한다. 펌프는, 샘플이 침수되어 있을 때, 흡입을 인가하여 샘플을 튜브 내로 그리고 센서 표면(143)에 걸쳐 이끌어 낸다. 이후, 샘플은 펌프를 반전시킴으로써 또는 단순히 튜브를 통풍시킴으로써 다시 웰 내로 배출된다. 샘플을 이끌어 내고 방출하는 이러한 사이클을 반복하여 수집 효율을 개선할 수 있고, 이에 따라 분석 성능을 개선할 수 있다.
다음에 따르는 예들은, 본 명세서에서 설명하는 시스템(100)의 일 실시예에 대하여, 분석물을 검출하기 위한 시스템(100)을 준비하고 활용하는 단계들을 예시한다.
예 1: 굴곡판파 장치 의 표면의 포착제 기능화를 위한 일반적 방법
1. 금을 굴곡판파 장치(104)의 표면(예를 들어, 센서 표면(143)) 상에 피착하고 금 표면(143)을 예를 들어 산소 플라즈마로 세척한다.
2. 금의 표면(143)에 대한 이상적인 표면 화학적 성질은, 1) 비특이 결합 저 항 및 2) 포착제의 공유 부착을 위해 표면상에 위치하는 반응성 그룹들을 제공하는 것이다. 금의 표면(143)에 대한 예시적인 표면 화학적 성질은 알칸 티올의 자기 조립 박막층(SAM)이다. SAM은 2개의 알칸 티올의 혼합물로 형성될 수 있다. 즉, 하나는 포착제의 후속 공유 부착을 위한 반응성 그룹으로 종단된 것이고, 나머지 하나는 비반응성 그룹으로 종단된 것이다. 이를 위해, 예를 들어, EG3-OH (EG3) and EG6-OCH2COOH (EG6) 종단된 Cu-알칸 티올의 혼합물을 이용할 수 있다. 일 실시예에서, 굴곡판파 장치(104)(특히, 장치(104)의 면(143)은 알칸 티올 용액과 접하게 배치되며 실온에서 예를 들어 약 16시간 동안 배양을 허용할 수 있다. 이후, 굴곡판파 장치(104)의 표면(143)은 에탄올로 세척된 후 질소로 건조된다.
3. 다음 단계는, 굴곡판파 장치(104)의 표면(143)에 대한 포착제 또는 분석물의 공유 부착을 포함한다. 포착제 또는 분석물의 공유 부착을 위해 다수의 방법을 이용할 수 있다. 예시적인 방법은, 바이오틴 링커 모이어티를 SAM에 공유 링크한 후, 스트렙트아비딘 링크층을 통해 바이오틴화된 항체 또는 분석물을 굴곡판파 장치(104)에 결합하는 것을 포함한다.
예 2: 예를 들어 도 3의 방법을 이용하는 소고기에서의 대장균 0157:H7 검출 (도 5는 대장균의 다양한 농도를 나타내는 데이터를 포함함)
1. 약 100cfu/ml보다 큰 농도를 갖는, 대장균 O157:H7를 함유하는 분석물 샘플을 준비한다.
a. 면역자성 분리를 수행함으로써 용액 내에 분석물 샘플을 농축시킨다. 다 양한 상업용 기구들(예를 들어, Matrix Microsciences의 Pathatrix 및 Dynal Biotech의 Bead Retriever) 또는 수동 방법을 이용하여 면역자성 분리를 수행할 수 있다. 예시적인 수동 방법들은 아래와 같다.
b. 튜브 바닥에 있는 자성 비드 펠렛이 사라질 때까지 대장균 항체로 코팅된 자성 비드들(예를 들어, Dynal Biotech의 Dynabeads anti-E. coli 0157)을 재부유시킨다. 마이크로 원심 분리 튜브(예를 들어, Dynal MPC-S)를 자성판의 랙(rack)에 배치한다. 자성 비드 저장 용액의 1-20㎕를 튜브 내로 피펫한다(선택한 자성 비드 저장 용량은 바람직한 최종 비드 농도에 기초함).
c. 자성판의 랙에 있는 튜브에 1mL의 분석물 샘플을 추가하고 튜브를 닫는다.
d. 튜브를 몇 번 뒤집는다. 10 내지 60분 동안 실온에서 튜브의 용액을 부드럽게 연속적으로 교반함으로써 배양하여 자성 비드들이 가라앉는 것을 방지한다.
e. 튜브를 여러 번 뒤집어 자성 비드들을 튜브측 상의 펠렛 내로 집중시킨다. 적절한 복구를 위해 약 3분을 허용한다.
f. 튜브를 개방하고 튜브 캡의 나머지 액체 뿐만 아니라 샘플 상청액을 조심스럽게 흡인 및 폐기한다.
g. 자성판을 제거한다.
h. 1mL의 세척 완충액(PBS-Tween)을 튜브에 추가한다. 튜브의 캡을 닫은 후 랙을 몇 번 뒤집어 비드들을 재부유시킨다.
j. e 내지 h 단계들을 2번 반복한다.
k. 시료 혼합기를 이용하여 튜브의 내용물들을 대략 혼합한다.
2. 대장균 O157:H7의 검출
a. (A.3 및 A.4 단계들에 의해 전술한 바와 마찬가지로) 굴곡판파 장치(104)의 표면(143)을 대장균 O157:H7 항체로 기능화한다.
b. 제1 입구 호스를 표준 세척 완충액(IxPBS with 0.05% Tween 20)을 함유하는 튜브 내에 배치하고, 제2 입구 호스를 (B.2에서 준비한) 대장균 0157:H7에 결합된 자성 비드들을 함유하는 튜브 내에 배치한다. 제1 입구 호스 및 제2 입구 호스는 t 조인트에 의해 연결되어 이 두 호스는 유체 통신하며 제1 입구 호스 또는 제2 입구 호스로부터의 유체는 유체 챔버(160)의 입구로 향한다. 두 호스 각각은 각 호스들을 통한 유체 흐름을 허용하거나 제한할 수 있는 밸브를 갖는다.
c. 유체 챔버(160)의 출구와 유체 통신하는 제1 출구 호스를 배치한다. 제1 출구 호스로부터의 유체는 폐기 수집병에 수집된다.
d. 베이스라인 출력 신호는 굴곡판파 장치(104)를 이용하여 얻어진다. 베이스라인 신호는, 표준 펌프 속도(예를 들어, 200㎕/min)로 5분 동안 유체 챔버(160) 내로 그리고 유체 챔버(160) 외부로 흐르는 표준 세척 완충액으로 측정된다.
e. 제1 소스의 자속(150)이 연결된 후, 분석물을 함유하는 튜브로부터의 유체가 유체 챔버(160)의 입구 내로 향하게 된다. 유체는, 필요로 하는 양이 적어도 하나의 표면(143)에 부착될 때까지 유체 챔버(160)의 입구 내로 향하여 대장균 O157:H7이 결합되어 있는 자성 비드들을 굴곡판파 장치(160)의 적어도 하나의 표면(143) 상에 축적시킨다. 일 실시예에서, 필요로 하는 양은, 예를 들어, 약 4000ppm의 굴곡판파 장치(104)의 출력에서 주파수 편이가 있을 때 얻어진다.
f. 이후, 분석물을 함유하는 튜브로부터의 유체 흐름을 중단한다. 이후, 세척 완충 튜브로부터의 유체가 유체 챔버(160) 내로 향하여 비특이하게 결합된 물질(즉, 1) 자성 비드들 및 2) 분석물이 결합된 자성 비드들이 아닌 물질들)을 세척 제거하게 된다.
g. 제1 소스의 자속(150)을 연결해제한다.
h. 자동 세척 프로토콜을 개시하여 임의의 자성 비드들 또는 매트릭스 성분들을 제거한다.
i. 이후, 굴곡판파 장치(104)에 의해 출력되는 최종 신호를 측정한다. 베이스라인 신호를 최종 신호와 비교하여 분석물 샘플에서의 대장균 O157:H7 농도를 결정한다.
예 3: 예를 들어 도 3의 방법의 단계들을 이용하는 사람 혈청에서의 전립선 특이 항원( PSA ) 검출
1. 사람의 혈액 샘플로부터 원심 분리에 의해 얻은 사람의 혈청을 함유하는 분석물 샘플을 준비한다.
2. 면역자성 분리를 수행함으로써 용액에서의 분석물 샘플을 원심 분리시킨다. 다양한 상업용 기구들(예를 들어, Matrix Microsciences의 Pathatrix 및 Dynal Biotech의 Bead Retriever)을 이용하여 면역자성 분리를 수행할 수 있다. 예시적인 수동 방법은 아래와 같다.
a. 튜브 바닥에 있는 자성 비드 펠렛이 사라질 때까지 PSA 항체(예를 들어, Dynal Biotech의 anti-PSA)로 코팅된 자성 비드들을 재부유시킨다. 자성판의 랙에 마이크로 원심 분리기 튜브(예를 들어, Dynal MPC-S)를 배치한다. 자성 비드 저장 용액의 1-20/xL를 튜브 내로 피펫한다(선택한 자성 비드 저장 볼륨은 필요로 하는 최종 비드 농도에 기초함).
b. 1mL의 분석물 샘플을 자성판의 랙에 있는 튜브에 추가하고 튜브를 덮는다.
c. 랙을 몇 번 뒤집는다. 10 내지 60분 동안 실온에서 튜브의 용액을 부드럽게 연속적으로 교반함으로써 배양하여 자성 비드들이 가라앉는 것을 방지한다.
d. 랙을 여러 번 뒤집어 자성 비드들을 튜브측 상의 펠렛 내로 집중시킨다. 적절한 복구를 위해 약 3분을 허용한다.
e. 튜브를 개방하고 튜브 캡의 나머지 액체 뿐만 아니라 샘플 상청액을 조심스럽게 흡인 및 폐기한다.
f 자성판을 제거한다.
g. 1mL의 세척 완충액(PBS-Tween)을 튜브에 추가한다. 튜브의 캡을 닫은 후 랙을 몇 번 뒤집어 비드들을 재부유시킨다.
h. d 내지 g 단계들을 2번 반복한다.
i. 시료 혼합기를 이용하여 튜브의 내용물들을 대략 혼합한다.
3. PSA의 검출
a. (A.3 및 A.4에서의 단계들에 의해 설명한 바와 마찬가지로) 굴곡판파 장치(104)의 표면(143)을 PSA 항체로 기능화한다.
b. 제1 입구 호스를 표준 세척 완충액(IxPBS with 0.05% Tween 20)을 함유하는 튜브 내에 배치하고, 제2 입구 호스를 (B.2에서 준비한) PSA로 결합된 자성 비드들을 함유하는 튜브 내에 배치한다. 제1 입구 호스 및 제2 입구 호스는 t 조인트에 의해 연결되어 이 두 호스는 유체 통신하며 1 입구 호스 또는 제2 입구 호스로부터의 유체는 유체 챔버(160)의 입구로 향한다. 두 호스 각각은 각 호스들을 통한 유체 흐름을 허용하거나 제한할 수 있는 밸브를 갖는다.
c. 유체 챔버(160)의 출구와 유체 통신하는 제1 출구 호스를 배치한다. 제1 출구 호스로부터의 유체는 폐기 수집병에 수집된다.
d. 베이스라인 출력 신호는 굴곡판파 장치(104)를 이용하여 얻어진다. 베이스라인 신호는, 표준 펌프 속도(예를 들어, 200㎕/min)로 5분 동안 유체 챔버(160) 내로 그리고 유체 챔버(160) 외부로 흐르는 표준 세척 완충액으로 측정된다.
e. 제1 소스의 자속(150)이 연결된 후, 분석물을 함유하는 튜브로부터의 유체가 유체 챔버(160)의 입구 내로 향하게 된다. 유체는, 필요로 하는 양이 적어도 하나의 표면(143)에 부착될 때까지 유체 챔버(160)의 입구 내로 향하여 PSA로 결합되어 있는 자성 비드들을 굴곡판파 장치(160)의 적어도 하나의 표면(143) 상에 축적시킨다. 일 실시예에서, 필요로 하는 양은, 예를 들어, 약 4000ppm의 굴곡판파 장치(104)의 출력에서 주파수 편이가 있을 때 얻어진다.
f. 이후, 분석물을 함유하는 튜브로부터의 유체 흐름을 중단한다. 이후, 세척 완충 튜브로부터의 유체가 유체 챔버(160) 내로 향하여 비특이하게 결합된 물질(즉, 1) 자성 비드들 및 2) 분석물이 결합된 자성 비드들이 아닌 물질들)을 세척 제거하게 된다.
g. 제1 소스의 자속(150)을 연결해제한다.
h. 자동 세척 프로토콜을 개시하여 임의의 자성 비드들 또는 매트릭스 성분들을 제거한다.
i. 이후, 굴곡판파 장치(104)에 의해 출력되는 최종 신호를 측정한다. 베이스라인 신호를 최종 신호와 비교하여 분석물 샘플에서의 PSA의 농도를 결정한다.
예 4: 캘리브레이터 I의 PSA
예시를 위해, 본 발명의 원리에 따라 도 1A의 시스템(100)을 이용하여 실험을 행하여 데이터를 얻었다. 안티 PSA 포착 항체(PN 90205, 캘리포니아주 샌디에고에 회사가 있는 Scripps Laboratories Inc)로 기능화되고 Dynal tosyl 활성화된 초상자성 비드들을, 샘플들에 노출시켰다. 이 샘플들은, 자유 PSA(메사추세츠 주 콘코드에 회사가 소재하는 Fitzgerald Industries International, Inc.)가 약 0pg/mL, 10pg/mL, lOOpg/mL, 500pg/mL 첨가된, 1 x PBS (인산염 완충 염) 및 1% 의 소 혈청 단백질(BSA)을 포함하였다. 실험에서는, 샘플에 대하여 약 2 x 104비드/ml의 비드 농도를 사용하였다. 첨가된 샘플들은 부드럽게 연속적인 교반으로 1시간 동안 비드들과 함께 배양되었다.
카트리지(도시하지 않음)의 단일 칩 상에 제공된 도 2의 굴곡판파 장치들(104) 중 8개는, 먼저 0.05% Tween 20(폴리에틸렌 글리콜 소르비탄 모노라우레이트; 미주리주 세인트 루이스에 회사 소재하는 Sigma-Aldrich Co.)을 함유하는 1 x PBS로 준비된 후, 상보 안티 PSA 항체(PN 90197; 캘리포니아주 샌디에고에 회사가 소재하는 Scripps Laboratories Inc.)로 기능화되었다.
예를 들어, 2006년 5월 2일자로 Masters 등에 의해 "Methods and Apparatus for Assay Measurements"라는 명칭으로 출원한 미국 특허출원에서 설명한 바와 같이 데이터를 획득 및 분석하였다(변호사 정리 번호 BIO-008). 8개의 개별 주파수들의 (본 명세서에서 이전에 설명한 바와 마찬가지로) 베이스라인 측정을 약 17800초로 수행하였으며, 각 주파수는 추적된 센서 위상에 대응하며, 각 위상은 기준 신호에 대한 것이다. 반응의 크기가 피크값 근처이며 위상 응답이 주파수 변화에 대하여 상당한 선형 범위를 갖는 주파수 근처에서 장치의 공명 대역 내의 각 장치를 위해 위상 추적을 먼저 선택하였다. 각 시점에서 센서 위상을 추적할 때, 개별 장치 추적 주파수는, 1) 주파수들의 범위에 걸쳐 각 장치를 스위핑하고 기준 신호에 대한 각 여기 주파수에서의 응답 위상을 기록함으로써, 2) 각 장치에 대하여 함수 관련 여기 주파수를 측정된 위상에 맞춤으로써, 3) 그 함수를 이용하여 이전에 결정된 추적 위상에 대응하는 추적 주파수를 계산함으로써, 발견된다.
이 실시예에서, 장치들은 20MHz 근처에서 동작하고 스위핑 범위는 약 20kHz이다. 이 범위에 걸쳐, 위상 특징은 거의 선형이어서 맞춤 함수가 선형으로 될 수 있다. 각 장치에 대한 기준 신호는, 여기에 의해 동시에 구동되는, 패시브 전기 컴포넌트들, 저항기들, 커패시터들의 네트워크의 출력을 포함한다. 기준 네트워크는 공명 근처의 장치들을 위해 감쇄를 매칭하도록 그리고 바람직한 위상 편이를 제공하도록 선택된다. 베이스라인 주파수는, 추적 주파수에 대하여 참조되며 이 추 적 주파수에 의해 정규화되고, 선택된 시점에서 백만분율(ppm)으로서 도시된다.
각 장치(104)의 감지 표면(143)은 포착제로 기능화되었다. 통상적인 처리 조건들이 약 2분간 약 50W인 산소 플라즈마 소스를 이용하여 금 코팅된 칩들을 세척하였다. 칩들은 후속하여 30분 동안 순수 에탄올에 침수되었다. 다음으로, 칩들은 에탄올의 바이오틴 PEG 이황화물 용액(노르웨이 오슬로에 회사가 소재하는 Cat No. 41151-0895, Polypure AS)의 0.5niM 용액에 전달되고 밤새 배양될 수 있었다. 칩들을 30분 동안 다시 순수 에탄올 용액으로 전달하였다. 칩들은, 간략하고도 최종 에탄올 세척을 받았으며 질소 스트림을 이용하여 건조되었다. 유사한 결과를 얻으면서 준비 조건을 변화할 수 있다.
1시간 동안 바이오틴화된 표면에 대하여 10㎍/ml의 뉴트라비딘 용액을 흐르게 함으로써, 장치(104)의 최종 바이오틴화된 표면이 뉴트라비딘(PN 31000; 일리노이즈주 락포드에 회사가 소재하는 Pierce Biotechnology, Inc.)으로 코팅되었다. 항체는, 제조자(PN F-634; 캘리포니아주 칼스배드에 회사가 소재하는 Invitrogen Corporation)의 지시에 따라 바이오틴화된 후, 1시간 동안 뉴트라비딘화된 코팅 표면에 대하여 50㎍/ml의 바이오틴화된 용액(Ix PBS 0.1% BSA 완충액 내로 희석됨)을 흐르게 함으로써, 뉴트라비딘화된 표면에 결합되었다.
PSA 샘플을 도입하고 동시에 약 17900 내지 약 18200초 동안 센서 표면(143) 근처에 자기장을 생성하였다. 자유 PSA의 약 0pg/mL, lOpg/mL, 100pg/mL, 500pg/mL의 샘플들 각각은 (전체 8개 장치 중) 2개의 서로 다른 장치에게 제공되었다. 샘플들은 센서에 걸쳐 흐르는 500㎕인 전체 샘플 런/볼륨에 대하여 약 100㎕ /min로 센서에 걸쳐 흘렀다. 이러한 방식으로, 자유 PSA로 코팅되고 Dynal tosyl 활성화된 초상자성 비드들이 장치들(104)의 상당한 표면(표면(143))에 결합되었다. 각 비드는 복수의 본드에 의해 장치들(104)의 표면(143)에 결합되었다. 복수의 본드 각각은 장치의 표면에 결합되게 하는 차별력을 발생시킨다. 각 샘플에 대한 비드들의 전체의 관련성 및 비관련성이라는 특징은 그 샘플에서의 분석물의 농도를 결정한다.
약 18200초에서, 샘플은 시동 완충액(priming buffer; 1 x PBS, 0.05% Tween 20(폴리에틸렌 글리콘 소르비탄 모노라우레이트))으로 대체되었다. 도 11에 도시한 바와 같이, 18200초부터 18400초까지 신호들 각각의 변경(위치 30 참조)을 관찰하였으며, 샘플 유체로부터 다시 완충 유체로의 전환과 관련된 대량 유체 특성들의 변경을 나타낸다. 약 18400초에서 자기장이 해제되었다. 완충 유체(0.05% Tween 20을 함유하는 1 x PBS)의 유속은 약 18200초 내지 18400초 간에 약 50㎕/min이었다(센서 표면(1430에서의 약 1.5mm/초에서의 유속에 대응함).
유속은 약 50㎕/min로부터 약 300㎕/min로 다음 450초에 걸쳐(약 18400초로부터 약 18850초) 선형 증분 방식으로 증가하였다(유속은 450초 동안 30초마다 약 17㎕/min만큼 증가하였고, 이후 약 50㎕/min으로 감소되었다). 이 방식에서, 약 18400초 및 약 18850초 간에 유속을 증가시킴으로써 제어되는 외부 영향(이 실시예에선, 유속)을 비드들에 적용하였다. 약 18400초 및 약 18850초 간의 곡선들의 일부는, 그 시간 주기에 걸쳐 센서 표면(143)에 결합된 비드들(및 다른 비특이 물질)의 양의 변경을 가리키는 신호를 나타낸다.
도 11은 획득한 데이터 대 시간의 도면을 그래픽으로 나타낸다. 이 도의 Y-축은 장치(104)의 공명 근처에서 추적되는 센서 위상에서 장치(104)에 의해 출력되는 신호의 상대 크기(ppm) 변화이다. 이 도의 X 축은 단위 시간이 초인 시간을 가리킨다. 이 도는 선택된 시점에서 참조되며 추적되는 주파수에 의해 정규화되는, 추적되는 주파수의 변화를 나타낸다.
추적되는 주파수의 ppm으로 나타낸 각 곡선에 대한 데이터는, 약 18350초에서 그 곡선 값에 의해 추가로 정규화되었으며 샘플 유체의 도입 전에 측정된 베이스라인 주파수에 대하여 참조되었다. 이에 따라, 각 데이터 곡선은 샘플이 도입될 때와 비교하여 약 18350초에서 100% 값으로 스케일링되었다. 이후, 정규화된 곡선들의 각각에 관련된 데이터를, 약 18400초에서 자기장이 제거된 후, 450초(약 18400초로부터 약 18850초)에 걸쳐 시간에 대하여 적분하였다.
적분은 각 장치 신호 레벨들을 축적함으로써 수행되었으며 각 간격 레벨은 각 간격 시간 주기에 의해 승산되었고, 최종 합을 합이 수행된 주기로 나누었다. 이것은 장치들의 표면들(143)에 결합된 물질 요소들(비드들)의 시간 정규화 양을 제공하며, 이 값들은 본 명세서에서 각 샘플에 관련된 분석물의 농도 측정값으로 도시되어 있다. 이러한 방식으로, 18400초 내지 약 18850초 간의 시간 주기 동안 각 장치(104)의 표면들(143)에 결합된 물질 요소들의 양 변경에 기초하여 분석물의 농도를 결정한다. 도 11에 도시한 바와 같이, 샘플을 시스템 내로 도입하는 약 9분 미만의 시간으로 약 10pg/ml의 자유 PSA를 검출하였다.
일부 실시예들에서, 예를 들어, 곡선들에서 관측된 일반적인 변동을 벗어나 는 데이터 점들은 생략한다. 예를 들어, 인접하는 데이터 점들에 대한 값의 크기를 초과하여 가변하는 가짜 데이터 점들은 후속 분석에서 생략될 수 있다. 데이터 점들은 예를 들어 조작자에 의해 또는 컴퓨터 프로그램에 의해 데이터로부터 제거될 수 있다.
예 5: 혈청에서의 에스트라디올에 대한 경쟁적 분석
자유 에스트라디올에 특정된 양의 단클로성 항체는 표준 방법을 이용하여 Dynal M280-tosyl 활성화된 비드들에 결합되었다.
센서 표면은 이황화물-PEG-바이오틴을 금 센서 표면에 결합함으로써 구성되었고, 전술한 바와 같이, 이후에, 뉴트라비딘(Pierce PN 31000)을, 이후에, 바이오틴화된 항체를 결합하였다.
이후, BAS 결합된 에스트라디올인, E2-6-CMO-BSA(Sigma PN E5630)는, 1 x PBS 완충액에서 희석된 10ug/ml의 BSA 결합된 에스트라디올을 1시간 동안 항체 표면에 걸쳐 흐르게 함으로써, 항체 표면에 결합되었다. 에스트라디올은 BSA 상의 다수의 아민 사이트들(BSA의 몰당 에스트라디올의 30몰)에 결합되기 때문에, 상술한 방식은 용액에 제시되는 적절히 조밀한 소분자 표면을 제공한다.
70% 숯 제거 사람 혈청(Texas Biologicals), 30% 1 x PBS 0.05% Tween 20(폴리에틸렌 글리콘 소르비탄 모노라우레이트)을 포함하는 샘플 용액들은, 0 pg/ml, 10 pg/ml, 30 pg/ml, 200 pg/ml에서 첨가된 자유 에스트라디올(Sigma)로 형성되었다. ~2 x 104/ml 농도의 비드들은 2시간 동안 샘플과 함께 배양되었다. 이후, 비 드들은 통상적인 프로토콜을 이용하여 FPW에 걸쳐 흐르게 되어 (본 명세서에서 설명하는 바와 유사하게) 약 0.5 시간 후에 결과를 얻었다.
일부 샘플들에서는, 다나졸도 복합 해제 안토고니스트(antogonist)로서 추가되어, 에스트라디올로부터 성 호르몬 결합 단백질과 같은 임의의 간섭 분자들을 제거하였다. 약 10 내지 100ng/ml 레벨을 추가하였다.
연결된 자기장을 이용하여 샘플을 약 70uL/min에서 FPW에 걸쳐 흐르게 하였고 센서 표면상에 비드들을 축적시켰다. 30초마다 50ul/min 간격으로 50ul/min에서 시작되어 500ul/min에서 종료되는 세척 프로토콜을 이용하여 센서 표면으로부터 결합된 비드들을 분리 제거하였다. FPW 신호들은 정규화 신호를 제공하는 노출 레벨들에 의해 정규화되었고, 이러한 신호들은 세척 주기에 걸쳐 적분되었다. 도 12에 도시한 바와 같이, 대항제 첨가제(36)가 존재하는 경우 10pg/ml 미만을 검출할 수 있고, 대항제 첨가제(34)가 없는 경우 50pg/ml 미만을 검출할 수 있다.
6번째 예: FK -506에 대한 경쟁적 분석
1. FK-506을 완충액(1% BSA를 함유하는 0.05% PBS Tween 20)에 추가하여 0, 0.5, 2.0, 20 ng/ml인 FK-506 농도를 갖는 분석물 샘플들을 형성하였다.
2. 전술한 바와 같이 준비된 1 x 107/ml 안티-FK-506 IgM 코팅 비드들 중 8개를 각 샘플에 추가하고 실온에서 30 내지 60분 동안 배양하였다. 비드들은 제조자(Invitrogen Corporation)의 지시에 따라 안티-FK-506 IgM을 상자성 비드들에 결합함으로써 준비되었다. 분석물 샘플들은 전술한 바와 같이 용액에 집중되었다.
3. FK-506으로 라벨링된 캐리어(HRP; Diasorin me.)를 포함하는 500㎖의 용액을 샘플에 추가하고 실온에서 60분 동안 배양하였다.
4. 샘플들은 센서가 포착제(안티-FK-506 IgM)로 기능화된 FPW 장치를 이용하여 분석되었다. 도 10을 참조해 보면, 센서(12)는 전술한 바와 같이 뉴트라비딘(30)으로 기능화되었고, 안티-FK-506 IgM은 표준 바이오틴화 방법을 이용하여 바이오틴화되었다(32). 도 10의 패널 B에 도시한 바와 같이, 분석물(10)(이 경우, FK-506)은 경쟁자 분자(24) 및 포착제(14)(이 경우, 안티-FK-506 항체)로 라벨링된 입자들(16)과 혼합되었다. 예를 들어, 경쟁자 분자(24)는 분석물(FK-506)로 라벨링된 캐리어 HRP를 포함하였다. 패널 C, D에 도시한 바와 같이, FK-506의 저 레벨이 예상되어 입자들이 경쟁자 분자에 결합될 수 있고 이에 따라 센서 표면에 결합될 수 있다. FK-506의 고 레벨이 예상되어 보다 적은 입자들이 센서 표면에 결합되며 그 이유는 많은 입자들이 샘플로부터 FK-506에 결합되기 때문이다. 도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이, (본 명세서에서 설명하는 바와 마찬가지로) 샘플을 장치 내로 도입한 때로부터 단지 15분 동안 0.5ng/ml 내지 20ng/ml 범위의 FK-506 농도를 검출하였다.
7번째 예: 혈액에서의 EK -506을 위한 경쟁적 분석
1. 각 혈액 샘플마다 100㎕인 4개 샘플에 0, 3, 10, 또는 30 ng/ml의 FK-506을 첨가하였다. 제조자(Diasorin Inc.)의 지시에 따라 단백질 소화 프로토콜을 수행함으로써 혈액 매트릭스로부터 약을 추출하였다.
2. 각 샘플에 6백 마이크로리터의 단백질 소화 약제를 추가하였다.
3. 15분 동안 실온(약 23℃)에서 와동에 의해 샘플을 혼합하고 원심 분리하여, 반투명 혼합물을 형성하였다.
4. 35분 동안 75℃에서 샘플들을 배양함으로써 소화 반응을 중지하여, 암갈색 혼합물을 형성하였다.
5. 10분 동안 1800g에서 와동에 의해 샘플을 혼합하고 원심 분리하여, 500 내지 600㎕의 상청액을 형성하였다.
6. 5백 마이크로리터의 상청액을 새로운 튜브 내로 수송하였고, FK-506의 동일한 농도를 갖는 4개 샘플을 하나의 튜브에서 결합하여, FK-506의 각 농도에 대하여 2ml의 상청액을 형성하였다.
7. 전술한 바와 같이 샘플들을 분석하였다. 도 15 및 도 16에 도시한 바와 같이, 샘플을 장치 내로 도입한 후 단지 8분 후에 0.5ng/ml 내지 20ng/ml 범위의 FK-506 농도를 검출하였다.
7번째 예: 완충액 내의 c트로포닌( cTroponin )
3개의 단클론성 포착 항체들(Fitzgerald 10-T79 - 클론 번호 M8010521, MOl 10609 and MOl 10510)을 Dynal M280 Tosyl 활성화된 비드들에 각각 2:2:1의 비로 결합하였다. 단클론성 Ab, 10-T79B, 클론 번호 M8010509를 kit F-6347이라고 하는 인비트로젠(Invitrogen)으로 바이오틴화하고 (전술한 바와 같이) Polypure 바이오틴 PEG 이황화물 링커를 이용하여 금 코팅 FPW 센서들에 결합하였으며, 후속하여 뉴트라비딘((Pierce PN 31000))으로 변형하였다.
심장 트로포닌-I(Troponin I) (cardiac) 항원을 0 ng/ml, 0.2 ng/ml, 1 ng/ml, 5 ng/ml 농도로 1 x PBS 1% BSA 샘플들 내로 희석하였다. (본 명세서에서 입자들이라고도 칭하는) 비드들을 ~2 x 104/ml 농도로 추가하였고 미리 7 내지 10분 동안 배양된 샘플들은 센서 표면으로 유도되었고(3 내지 5분), 이후, 5분간의 세척이 뒤따랐다. 그 결과가 도 18에 도시되어 있다. 분석물의 0ng/ml를 함유하는 샘플들에 대한 백그라운드 레벨들은 참고로 0.01ng/ml에서 표시되어 있다.
8번째 예: 숯 제거된 혈청에서의 c트로포닌( cTroponin )
70% 숯 제거된 혈청, 30% 인산염 완충된 염류, 0.05% Tween 20을 갖는 샘플들을 준비하였다. 최종 농도 0ng/ml, 0.4ng/ml, 1ng/ml, 5ng/ml에 심장 트로포닌-I(Cardiac troponin I) (Biospacific)을 추가하였다. 비드들은, Dynal 표준 프로토콜에 따라 항 c트로포닌(anti-cTroponin) 항체 (Biospacific PN A34440)로 기능화되었고, 샘플을 각 센서들에 대하여 흐르게 하기 전에 15분 동안 이 샘플과 함께 배양되었다.
센서들은, 전술한 바와 같이 뉴트라비딘 및 바이오틴화된 다클론성 항체(Biospacific PN G-129-C)로 기능화되었다. 비드/복합체 혼합물을 센서에 걸쳐 흘렸으며 센서들은 5분 동안 15uL/min로 완충액을 흐르게 함으로써 세척되었다. 자기장 제거 후 2분의 시점에서 데이터를 관찰하였다. 백그라운드 레벨을 위한 정확한 감산 신호에 대하여 0 ng/ml 샘플을 사용하였다. 도 19에 도시한 바와 같이, 0.4mg/ml만큼 작은 c트로포닌(cTroponin)을 검출하였다.
9번째 예: 용해된 전혈 내의 c트로포닌( cTroponin)
샘플들은 50% 전혈((Texas Biologicals) 50% 인산염 완충된 염, 0.05% Tween 20으로 구성되었다. 0 ng/ml, 0.4 ng/ml, 1 ng/ml, 5 ng/ml의 농도들로 Cardiac Troponin I(Biospacific)을 추가하였다. 각 센서에 대하여 결과가 발생하기 전에 (Dynal 표준 프로토콜에 따른) 항-c트로포닌(anti-cTroponin) 항체(Bioscpacific PN A34440)로 기능화된 비드를 15분 동안 샘플로 배양하였다.
센서들은 전술한 바와 같이 뉴트라비딘 및 바이오티닐레이트 항-c트로포닌(anti-cTroponin) 폴리클로날 항체(Biospacific PN G-129-C)로 기능화되었다. 센서를 비드/복합체에 노출한 후에, 50uL/min로부터 30초마다 10uL/min 증분시켜 150uL/min까지 흐르는 완충액에 의해 센서를 세척하였다. 신호 데이터는 세척 주기의 상당 부분에 대하여 적분되었다. 백그라운드 레벨을 위한 감산 정정 신호에 대하여 0 ng/ml 샘플을 이용하였다. 도 20에 도시한 바와 같이, 0.4 mg/ml만큼 적은 c트로포닌(cTroponin)을 검출하였다.
본 발명은 본 발명의 사상이나 필수 특징으로부터 벗어나지 않고서 다른 특정한 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 실시예들은 제한적이지 않은 예시적인 것으로 고려되며, 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아닌 청구범위에 의해 지시되며, 청구범위의 등가물의 의미 및 범위 내에 속하는 모든 변경도 포함하는 것이다.

Claims (112)

  1. 샘플에서 하나 이상의 심장 표지를 검출함으로써 심장 질환을 검출하는 방법으로서,
    a) 상기 심장 표지를 결합할 수 있는 포착제로 코팅된 복수의 입자를 유체 챔버 내로 도입하되, 상기 유체 챔버의 적어도 하나의 표면이, 상기 심장 표지가 음파 장치에 결합되게 하는 포착제를 갖는 상기 음파 장치를 포함하는, 단계 와,
    b) 상기 음파 장치에 의해 신호 출력을 모니터링하여 상기 샘플에서 하나 이상의 심장 표지를 검출하는 단계
    를 포함하는 심장 질환 검출 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 음파 장치는 굴곡판 파(flexural plate wave) 장치인 심장 질환 검출 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    기준과 비교할 때 상기 심장 표지의 증가된 레벨은 심장 질환을 가리키는 심장 질환 검출 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 입자를 상기 유체 챔버 내로 도입하기 전에, 상기 복수의 입자가 상기 샘플에 노출된 심장 질환 검출 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 샘플은, 상기 복수의 입자를 도입하기 전에, 상기 유체 챔버 내로 도입된 심장 질환 검출 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 입자는 자기성을 갖고,
    상기 음파 장치 근처에 자속을 생성하여 상기 복수의 자성 입자 중 적어도 하나를 상기 적어도 하나의 표면으로 유인하는 단계를 더 포함하는 심장 질환 검출 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 자속은 상기 b) 단계 전에 제거되는 심장 질환 검출 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 샘플은, 혈액, 플라즈마, 혈청, 뇌척수액, 소변, 타액, 및 생검 물질로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 심장 질환 검출 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 심장 표지는, c-트로포닌-I(c-Troponin-I), 미오글로빈, 크레아틴 키나제 MB(CK-MB), 및 허혈성 변형 알부민으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 심장 질환 검출 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 심장 표지는 c-트로포닌-I(c-Troponin-I)인 심장 질환 검출 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 b) 단계의 출력 신호를 제어 신호와 비교하는 단계를 더 포함하는 심장 질환 검출 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어 신호는 샘플이 없을 때 얻어지는 심장 질환 검출 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제어 신호는 표준 곡선인 심장 질환 검출 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 심장 표지를 결합할 수 있는 포착제는 상기 표면에 간접적으로 결합되 는 심장 질환 검출 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 표면은 결합 쌍의 제1 부재로 코팅되고, 상기 심장 표지는 상기 결합 쌍의 제2 부재에 결합되는 심장 질환 검출 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 결합 쌍은, 바이오틴/아비딘, 바이오틴/스트렙트아비딘, 및 바이오틴/뉴트라비딘으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 심장 질환 검출 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 포착제는 항체인 심장 질환 검출 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    입자 결합된 포착제 및 표면 결합된 포착제는 동일한 포착제인 심장 질환 검출 방법.
  19. 개개인에 대한 약 투여량을 조절할지 여부를 결정하는 방법으로서,
    a) 샘플에서 하나 이상의 심장 표지의 레벨을 검출하는 단계와,
    b) 상기 샘플에서의 하나 이상의 심장 표지의 레벨에 기초하여 상기 약 투여 량을 조절할지 여부를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 a) 단계는,
    i) 상기 샘플, 및 상기 심장 표지를 결합할 수 있는 포착제로 코팅된 복수의 입자를 유체 챔버 내로 도입하되, 상기 유체 챔버의 적어도 하나의 표면은 상기 심장 표지가 음파 장치에 결합되게 하는 포착제를 갖는 상기 음파 장치를 포함하는, 단계와,
    ii) 상기 음파 장치에 의해 출력되는 신호를 모니터링하여 상기 샘플에서의 하나 이상의 심장 표지의 레벨을 검출하는 단계를 포함하는 방법.
  20. 샘플에서 박테리아를 검출하는 방법으로서,
    박테리아를 결합할 수 있는 포착제로 코팅된 복수의 입자를 유체 챔버 내로 도입하되, 상기 유체 챔버의 적어도 하나의 표면은 상기 박테리아가 음파 장치에 결합되게 하는 포착제를 갖는 상기 음파 장치를 포함하는, 단계와,
    b) 상기 음파 장치에 의해 출력되는 신호를 모니터링하여 상기 샘플에서 박테리아를 검출하는 단계
    를 포함하는 박테리아 검출 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 음파 장치는 굴곡판파 장치인 박테리아 검출 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 유체 챔버 내로 도입되기 전에, 상기 복수의 입자는 상기 샘플에 노출되어 있는 박테리아 검출 방법.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 샘플은, 상기 복수의 입자를 도입하기 전에, 상기 유체 챔버 내로 도입되어 있는 박테리아 검출 방법.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 입자는 자성을 갖고,
    상기 음파 장치 근처에 자속을 생성하여 상기 적어도 하나의 표면으로 상기 복수의 자성 입자 중 적어도 하나를 유인하는 단계를 더 포함하는 박테리아 검출 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 자속은 상기 b) 단계 전에 제거되는 박테리아 검출 방법.
  26. 제20항에 있어서,
    상기 샘플은, 타액, 비강 면봉, 혈액, 플라즈마, 혈청, 뇌척수액, 소변, 및 생검 물질로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 박테리아 검출 방법.
  27. 제20항에 있어서,
    상기 샘플은 가금류 세척액 및 고기로부터 선택되는 박테리아 검출 방법.
  28. 제20항에 있어서,
    상기 박테리아는, 병원성 대장균, 임균, 보렐리아 부르그도르페리, 콜레라균, 디프테리아균, 살모넬라 티피무림, 살모넬라 엔테리카, 시겔라 종, 캄필로박터 종, 클로스트리디움 디피실, 크리토스포리디아 종, 및 장내구균으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 박테리아 검출 방법.
  29. 제20항에 있어서,
    상기 b) 단계에서 출력되는 신호를 제어 신호와 비교하는 단계를 더 포함하는 박테리아 검출 방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 제어 신호는 샘플이 없을 때 얻어지는 박테리아 검출 방법.
  31. 제29항에 있어서,
    상기 제어 신호는 표준 곡선인 박테리아 검출 방법.
  32. 제20항에 있어서,
    상기 박테리아를 결합할 수 있는 상기 포착제는 상기 표면에 간접적으로 결합되는 박테리아 검출 방법.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 표면은 결합 쌍의 제1 부재로 코팅되고, 상기 포착제는 상기 결합 쌍의 제2 부재에 결합되는 박테리아 검출 방법.
  34. 제32항에 있어서,
    상기 결합 쌍은, 바이오틴/아비딘, 바이오틴/스트렙트아비딘, 및 바이오틴/뉴트라비딘으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 박테리아 검출 방법.
  35. 제20항에 있어서,
    상기 포착제는 항체인 박테리아 검출 방법.
  36. 제35항에 있어서,
    입자 결합 포착제 및 표면 결합 포착제는 동일한 포착제인 박테리아 검출 방법.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 샘플은 고기 또는 가금류 세척액을 포함하고,
    샘플에서 박테리아를 검출함으로써 음식물 안전을 분석하는 단계를 더 포함하는 박테리아 검출 방법.
  38. 샘플에서 박테리아를 검출함으로써 음식물 안전을 분석하는 방법으로서,
    a) 상기 박테리아를 결합할 수 있는 포착제로 코팅된 복수의 입자를 유체 챔버 내로 도입하되, 상기 유체 챔버의 적어도 하나의 표면이, 상기 박테리아가 음파 장치에 결합되게 하는 포착제를 갖는 상기 음파 장치를 포함하는, 단계와,
    b) 상기 음파 장치에 의해 신호 출력을 모니터링하여 상기 샘플에서 박테리아를 검출하는 단계
    를 포함하는 음식물 안전 분석 방법.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 음파 장치는 굴곡판파 장치인 음식물 안전 분석 방법.
  40. 제38항에 있어서,
    상기 유체 챔버 내로 도입되기 전에, 상기 복수의 입자가 상기 샘플에 노출되어 있는 음식물 안전 분석 방법.
  41. 제38항에 있어서,
    상기 샘플은, 상기 복수의 입자를 도입하기 전에, 상기 유체 챔버 내로 도입되어 있는 음식물 안전 분석 방법.
  42. 제38항에 있어서,
    상기 입자는 자성을 갖고,
    상기 음파 장치 근처에 자속을 생성하여 복수의 자성 입자 중 적어도 하나를 상기 적어도 하나의 표면으로 유인하는 단계를 더 포함하는 음식물 안전 분석 방법.
  43. 제42항에 있어서,
    상기 자속은 상기 b) 단계 전에 제거되는 음식물 안전 분석 방법.
  44. 제38항에 있어서,
    상기 샘플은, 혈액, 플라즈마, 혈청, 뇌척수액, 소변, 및 생검 물질로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 음식물 안전 분석 방법.
  45. 제39항에 있어서,
    상기 샘플은 가금류 세척액 및 고기로부터 선택되는 음식물 안전 분석 방법.
  46. 제38항에 있어서,
    상기 박테리아는, 병원성 대장균, 살모넬라 티피무림, 살모넬라 엔테리카, 시겔라 종, 캄필로박터 종, 클로스트리디움 디피실, 크리토스포리디아 종, 및 장내구균으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 음식물 안전 분석 방법.
  47. 제38항에 있어서,
    상기 b) 단계에 의해 출력되는 신호를 제어 신호와 비교하는 단계를 더 포함하는 음식물 안전 분석 방법.
  48. 제47항에 있어서,
    상기 제어 신호는 샘플이 없을 때 얻어지는 음식물 안전 분석 방법.
  49. 제47항에 있어서,
    상기 제어 신호는 표준 곡선인 음식물 안전 분석 방법.
  50. 제38항에 있어서,
    상기 박테리아를 결합할 수 있는 상기 포착제는 상기 표면에 간접적으로 결합되는 음식물 안전 분석 방법.
  51. 제50항에 있어서,
    상기 표면은 결합 쌍의 제1 부재로 코팅되고, 상기 포착제는 상기 결합 쌍의 제2 부재에 결합되는 음식물 안전 분석 방법.
  52. 제51항에 있어서,
    상기 결합 쌍은, 바이오틴/아비딘, 바이오틴/스트렙트아비딘, 및 바이오틴/뉴트라비딘으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 음식물 안전 분석 방법.
  53. 제38항에 있어서,
    상기 포착제는 항체인 음식물 안전 분석 방법.
  54. 개개인에서 바이러스 부하를 검출하는 방법으로서,
    a) 바이러스를 결합할 수 있는 포착제로 코팅된 복수의 입자를 유체 챔버 내로 도입하되, 상기 유체 챔버의 적어도 하나의 표면이, 상기 바이러스가 음파 장치에 결합되게 하는 포착제를 갖는 상기 음파 장치를 포함하는, 단계와,
    b) 상기 음파 장치에 의해 신호 출력을 모니터링하여 상기 개개인에게서 바이러스 부하를 검출하는 단계
    를 포함하는 바이러스 부하 검출 방법.
  55. 제54항에 있어서,
    상기 음파 장치인 굴곡판파 장치인 바이러스 부하 검출 방법.
  56. 제54항에 있어서,
    상기 유체 챔버 내로 도입되기 전에, 상기 복수의 입자가 상기 샘플에 노출되어 있는 바이러스 부하 검출 방법.
  57. 제54항에 있어서,
    상기 샘플은, 상기 복수의 입자를 도입하기 전에, 상기 유체 챔버 내로 도입되어 있는 바이러스 부하 검출 방법.
  58. 제54항에 있어서,
    상기 입자는 자성을 갖고,
    상기 음파 장치 근처에 자속을 생성하여 복수의 자성 입자 중 적어도 하나를 상기 적어도 하나의 표면으로 유인하는 단계를 더 포함하는 바이러스 부하 검출 방법.
  59. 제58항에 있어서,
    상기 자속은 상기 b) 단계 전에 제거되는 바이러스 부하 검출 방법.
  60. 제54항에 있어서,
    상기 샘플은, 혈액, 플라즈마, 혈청, 뇌척수액, 및 소변으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 바이러스 부하 검출 방법.
  61. 제54항에 있어서,
    상기 바이러스는 사람 면역결핍 바이러스(HIV)인 바이러스 부하 검출 방법.
  62. 제54항에 있어서,
    상기 b) 단계에 의해 출력되는 신호를 제어 신호와 비교하는 단계를 더 포함하는 바이러스 부하 검출 방법.
  63. 제62항에 있어서,
    상기 제어 신호는 샘플이 없을 때 얻어지는 바이러스 부하 검출 방법.
  64. 제62항에 있어서,
    상기 제어 신호는 표준 곡선인 바이러스 부하 검출 방법.
  65. 제54항에 있어서,
    상기 바이러스를 결합할 수 있는 상기 포착제는 상기 표면에 간접적으로 결합되는 바이러스 부하 검출 방법.
  66. 제65항에 있어서,
    상기 표면은 결합 쌍의 제1 부재로 코팅되고, 상기 심장 표지는 상기 결합 쌍의 제2 부재에 결합되는 바이러스 부하 검출 방법.
  67. 제66항에 있어서,
    상기 결합 쌍은, 바이오틴/아비딘, 바이오틴/스트렙트아비딘, 및 바이오틴/뉴트라비딘으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 바이러스 부하 검출 방법.
  68. 제54항에 있어서,
    상기 포착제는 항체인 바이러스 부하 검출 방법.
  69. 제68항에 있어서,
    입자 결합 포착제 및 표면 결합 포착제는 동일한 포착제인 바이러스 부하 검출 방법.
  70. 분석물을 검출하는 장치로서,
    유체를 유입되게 하는 적어도 하나의 개구를 갖는 유체 챔버와,
    상기 유체 챔버의 적어도 하나의 내면의 적어도 일부를 한정하는 굴곡판파 장치와,
    상기 굴곡판파 장치에 의해 출력되는 적어도 하나의 신호를 모니터링하는 모니터링 장치와,
    상기 분석물에 대한 친화도를 갖는 포착제로 코팅된 복수의 자성 입자와,
    자성 입자들을 상기 유체 챔버의 상기 적어도 하나의 내면으로 선택적으로 유인하는 제1 소스의 자속
    을 포함하는 분석물 검출 장치.
  71. 제70항에 있어서,
    상기 유체 챔버의 적어도 하나의 내면 근처에서 유체 흐름, 압력, 또는 탄도 중 적어도 하나를 변경하도록 구성된 유체 제어 장치를 더 포함하는 분석물 검출 장치.
  72. 제70항에 있어서,
    상기 제1 소스의 자속은 상기 유체 챔버의 적어도 하나의 내면의 약 200㎛ 내에서 상기 유체 챔버의 외부에 위치할 수 있는 분석물 검출 장치.
  73. 제70항에 있어서,
    제2 소스의 자속을 더 포함하는 분석물 검출 장치.
  74. 제70항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 내면으로 유인된 자성 입자들의 특성을 특징화하는 장치를 더 포함하는 분석물 검출 장치.
  75. 제74항에 있어서,
    상기 특성은, 입자 농도, 밀도, 크기, 및 이들의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 분석물 검출 장치.
  76. 제70항에 있어서,
    상기 장치의 사용을 추적하는 식별 장치를 더 포함하는 분석물 검출 장치.
  77. 제70항에 있어서,
    상기 유체 챔버의 적어도 하나의 내면 근처에서 유체 흐름을 변경하는 흐름 전환기를 더 포함하는 분석물 검출 장치.
  78. 제70항에 있어서,
    상기 굴곡판파 장치는 복수의 빗살형 전극을 포함하는 분석물 검출 장치.
  79. 제70항에 있어서,
    필터를 더 포함하고,
    상기 유체는 상기 유체 챔버에 유입되기 전에 상기 필터를 통과하는 분석물 검출 장치.
  80. 공명 장치 시스템을 위한 카트리지로서,
    유체가 유입되는 적어도 하나의 개구를 갖는 제1 유체 챔버와,
    상기 유체 챔버의 적어도 하나의 내면을 한정하는 굴곡판파 장치와,
    자성 입자들을 상기 제1 유체 챔버의 상기 적어도 하나의 내면으로 선택적으로 유인하는 제1 소스의 자속
    을 포함하는 카트리지.
  81. 제80항에 있어서,
    상기 제1 유체 챔버의 상기 적어도 하나의 개구와 유체 통신하는 적어도 하나의 출구를 갖는 제2 유체 챔버를 더 포함하는 카트리지.
  82. 제81항에 있어서,
    상기 제2 유체 챔버 내에 초기에 배치된 복수의 자성 입자를 더 포함하는 카트리지.
  83. 제82항에 있어서,
    상기 복수의 자성 입자 중 적어도 일부를 유체 내에 위치하는 분석물과 결합하는 장치를 더 포함하는 카트리지.
  84. 제80항에 있어서,
    제2 소스의 자속을 더 포함하는 카트리지.
  85. 제80항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 내면으로 유인된 자성 입자들의 특성을 특징화하는 장치를 더 포함하는 카트리지.
  86. 제80항에 있어서,
    상기 카트리지의 사용을 추적하는 식별 장치를 더 포함하는 카트리지.
  87. 제80항에 있어서,
    상기 유체 챔버의 적어도 하나의 내면 근처에서 유체 흐름을 변경하는 흐름 전환기를 더 포함하는 카트리지.
  88. 제80항에 있어서,
    상기 제1 소스의 자속은 상기 유체 챔버의 적어도 하나의 내면의 약 200㎛ 내에서 상기 제1 유체 챔버의 외부에 위치할 수 있는 카트리지.
  89. 제80항에 있어서,
    필터를 더 포함하고,
    상기 유체는 상기 제1 유체 챔버에 유입되기 전에 상기 필터를 통과하는 카트리지.
  90. 제82항에 있어서,
    상기 제1 유체 챔버의 출구와 유체 통신하는 적어도 하나의 입구를 포함하는 제2 유체 챔버를 더 포함하는 카트리지.
  91. 분석물을 검출하는 방법으로서,
    분석물을 함유하는 유체를, 상기 분석물에 대한 친화도를 갖는 포착제를 포함하는 복수의 자성 입자와 결합하여, 적어도 일부 분석물에 결합된 적어도 일부의 자성 입자들을 생성하는 단계와,
    결합된 유체를 제1 유체 챔버 내로 향하게 하되, 굴곡판파 장치의 적어도 하나의 표면이 상기 제1 유체 챔버와 유체 통신하는, 단계와,
    상기 굴곡판파 장치 근처에 제1 자속을 생성하여, 상기 복수의 결합된 자성 입자 중 적어도 일부를 상기 굴곡판파 장치의 적어도 하나의 표면으로 자기적으로 유인하는 단계
    를 포함하는 분석물 검출 방법.
  92. 제91항에 있어서,
    상기 굴곡판파 장치의 적어도 하나의 표면 근처에서 상기 제1 자속 중 적어도 하나를 선택적으로 변경하거나 상기 굴곡판파 장치의 적어도 하나의 표면 근처에서 유체 흐름의 적어도 하나의 특성을 변경하여, 상기 굴곡판파 장치의 적어도 하나의 표면의 적어도 일부 상에 결합된 복수의 자성 입자 중 적어도 일부를 선택적으로 위치시키는 단계를 더 포함하는 분석물 검출 방법.
  93. 제92항에 있어서,
    상기 유체 흐름의 적어도 하나의 특성은 유체 압력, 유량, 및 유체 탄도로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 분석물 검출 방법.
  94. 제92항에 있어서,
    상기 유체 흐름의 적어도 하나의 특성을 변경하는 단계는, 상기 유체의 흐름 경로를 변경하여 상기 굴곡판파 장치의 적어도 하나의 표면 근처에서 자성 입자들의 움직임을 제어하는 분석물 검출 방법.
  95. 제91항에 있어서,
    상기 제1 자속과 반대로 제2 자속을 인가하는 단계를 더 포함하는 분석물 검출 방법.
  96. 제95항에 있어서,
    상기 제2 자속을 변경하여 상기 굴곡판파 장치의 적어도 하나의 표면에 결합되지 않은 자성 입자들 중 적어도 일부를 선택적으로 제거하는 단계를 더 포함하는 분석물 검출 방법.
  97. 제91항에 있어서,
    상기 제1 자속을 종단하고 제2 자속을 생성하여 상기 굴곡판파 장치의 적어도 하나의 표면으로부터 상기 자성 입자들 중 일부를 선택적으로 제거하는 단계를 더 포함하는 분석물 검출 방법.
  98. 제91항에 있어서,
    상기 굴곡판파 장치를 여기하여 상기 굴곡판파 장치의 적어도 하나의 표면에 부착되는 물질들을 선택적으로 제거하는 단계를 더 포함하는 분석물 검출 방법.
  99. 제91항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 내면으로 유인된 자성 입자들의 특성을 특징화하는 단계를 더 포함하는 분석물 검출 방법.
  100. 제91항에 있어서,
    상기 결합된 유체를 상기 제1 유체 챔버 내로 향하게 하기 전에, 상기 결합된 유체를 필터링하는 단계를 더 포함하는 분석물 검출 방법.
  101. 제91항에 있어서,
    상기 결합된 유체를 상기 제1 유체 챔버 내로 향하게 하는 단계는, 상기 결 합된 유체를 상기 제1 유체 챔버의 제1 개구 내로 펌핑하고 상기 제1 유체 챔버의 제2 개구 밖으로 펌핑하는 단계를 포함하는 분석물 검출 방법.
  102. 제91항에 있어서,
    상기 결합된 유체를 상기 제1 유체 챔버 내로 향하게 하는 단계는, 상기 결합된 유체를 상기 제1 유체 챔버의 제1 개구 내로 흐르게 하는 단계를 포함하는 분석물 검출 방법.
  103. 제91항에 있어서,
    제1 유체 챔버는 카트리지 내에 위치하며,
    상기 결합된 유체가 상기 제1 유체 챔버 내로 향하기 전에, 상기 분석물을 함유하는 유체 및 상기 포착제를 포함하는 복수의 자성 입자 중 적어도 일부는 상기 카트리지의 제2 유체 챔버 내에서 결합되는 분석물 검출 방법.
  104. 제91항에 있어서,
    상기 결합된 유체의 적어도 일부분을 상기 제1 유체 챔버 내의 개구 밖으로 향하게 하는 단계를 더 포함하는 분석물 검출 방법.
  105. 제91항에 있어서,
    상기 결합된 유체를 상기 제1 유체 챔버 내로 향하게 하는 단계는, 상기 제1 유체 챔버를 포함하는 카트리지를 상기 결합된 유체를 함유하는 용기 내로 침수하는 단계를 포함하는 분석물 검출 방법.
  106. 제91항에 있어서,
    상기 굴곡판파 장치의 적어도 하나의 표면 근처에서 상기 제1 자속의 적어도 일부를 선택적으로 변경하거나 상기 굴곡판파 장치의 적어도 하나의 표면 근처에서 유체 흐름의 적어도 하나의 특성을 변경하여, 상기 제1 유체 챔버로부터 상기 결합된 유체 내에 위치하는 물질들을 선택적으로 제거하는 단계를 더 포함하는 분석물 검출 방법.
  107. 제106항에 있어서,
    상기 물질들은, 자성 입자들, 분석물, 결합된 자성 입자들, 및 이들의 조합들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 분석물 검출 방법.
  108. 분석물을 검출하는 방법으로서,
    유체 챔버 내에 위치하는 굴곡판파 장치의 표면의 적어도 일부를 제1 포착제로 코팅하는 단계와,
    분석물을 함유하는 유체를 상기 유체 챔버 내로 향하게 하여 상기 분석물의 일부를 상기 굴곡판파 장치 상에 위치하는 포착제에 결합시키는 단계와,
    제2 포착제를 포함하는 복수의 자성 입자를 함유하는 유체를 상기 유체 챔버 내로 향하게 하는 단계와,
    상기 굴곡판파 장치 근처에 자속을 생성하여 상기 복수의 자성 입자 중 적어도 일부를 상기 굴곡판파 장치의 표면으로 유인하는 단계
    를 포함하는 분석물 검출 방법.
  109. 제108항에 있어서,
    상기 복수의 자성 입자 중 적어도 일부는 상기 굴곡판파 장치의 표면상의 포착제 또는 분석물에 결합되는 분석물 검출 방법.
  110. 제109항에 있어서,
    상기 자속을 선택적으로 변경하여 미결합 비드들이 상기 유체 챔버 밖으로 배출될 수 있게 하는 단계를 더 포함하는 분석물 검출 방법.
  111. 분석물을 검출하는 장치로서,
    샘플과 적어도 부분적으로 접하는 표면을 한정하는 굴곡판파 장치와,
    상기 굴곡판파 장치에 의해 출력되는 적어도 하나의 신호를 모니터링하는 모니터링 장치와,
    상기 분석물에 대한 친화도를 갖는 포착제로 코팅된 복수의 자성 입자와,
    자성 입자들을 상기 표면으로 선택적으로 유인하는 제1 소스의 자속
    을 포함하는 분석물 검출 장치.
  112. 공명 장치 시스템을 위한 카트리지로서,
    유체가 유입되는 적어도 하나의 개구를 갖는 제1 유체 챔버와,
    상기 유체 챔버의 적어도 하나의 내면을 한정하는 굴곡판파 장치
    를 포함하고,
    상기 카트리지는, 상기 굴곡판파 장치에 가깝게 자속 소스를 수용하여 자성 입자들을 상기 제1 유체 챔버의 적어도 하나의 내면으로 유인하도록 구성 및 배치되는 카트리지.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8250908B2 (en) 2008-08-14 2012-08-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Wave sensor apparatus including gas removing unit and method of detecting target material in liquid sample

Families Citing this family (150)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6048734A (en) 1995-09-15 2000-04-11 The Regents Of The University Of Michigan Thermal microvalves in a fluid flow method
US6692700B2 (en) 2001-02-14 2004-02-17 Handylab, Inc. Heat-reduction methods and systems related to microfluidic devices
US7323140B2 (en) 2001-03-28 2008-01-29 Handylab, Inc. Moving microdroplets in a microfluidic device
US7829025B2 (en) * 2001-03-28 2010-11-09 Venture Lending & Leasing Iv, Inc. Systems and methods for thermal actuation of microfluidic devices
JP4996248B2 (ja) 2003-07-31 2012-08-08 ハンディーラブ インコーポレイテッド 粒子含有サンプルの処理
US20090288479A1 (en) * 2003-11-17 2009-11-26 Woody Shane C Standing wave fluidic and biological tools
US8852862B2 (en) 2004-05-03 2014-10-07 Handylab, Inc. Method for processing polynucleotide-containing samples
ES2572382T3 (es) 2004-05-03 2016-05-31 Handylab Inc Un dispositivo microfluídico para el procesamiento de muestras que contienen polinucleótidos
WO2006103684A2 (en) * 2005-04-01 2006-10-05 Given Imaging Ltd. Device, system and method for in vivo magnetic immunoassay analysis
US7749445B2 (en) 2005-05-02 2010-07-06 Bioscale, Inc. Method and apparatus for analyzing bioprocess fluids
US7300631B2 (en) * 2005-05-02 2007-11-27 Bioscale, Inc. Method and apparatus for detection of analyte using a flexural plate wave device and magnetic particles
US7845230B2 (en) * 2005-08-03 2010-12-07 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. Concentration sensor and concentration detector
WO2007027843A2 (en) * 2005-08-31 2007-03-08 T2 Biosystems, Inc. Nmr device for detection of analytes involving magnetic particles
US8227261B2 (en) * 2005-11-23 2012-07-24 Bioscale, Inc. Methods and apparatus for assay measurements
JP2009517652A (ja) * 2005-11-25 2009-04-30 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 強結合対の構築による高感度磁気捕獲分析
JP2009520209A (ja) * 2005-12-19 2009-05-21 バイオスケール， インコーポレイテッド バイオプロセス液を分析するための方法および装置
EP2284539B1 (en) * 2005-12-19 2014-04-09 Bioscale, Inc. Method and apparatus for analyzing bioprocess fluids
US11806718B2 (en) 2006-03-24 2023-11-07 Handylab, Inc. Fluorescence detector for microfluidic diagnostic system
DK2001990T3 (en) 2006-03-24 2016-10-03 Handylab Inc Integrated microfluidic sample processing system and method for its use
US8088616B2 (en) 2006-03-24 2012-01-03 Handylab, Inc. Heater unit for microfluidic diagnostic system
US7998708B2 (en) 2006-03-24 2011-08-16 Handylab, Inc. Microfluidic system for amplifying and detecting polynucleotides in parallel
US10900066B2 (en) 2006-03-24 2021-01-26 Handylab, Inc. Microfluidic system for amplifying and detecting polynucleotides in parallel
WO2007127107A2 (en) * 2006-04-21 2007-11-08 Bioscale, Inc. Microfabricated devices and method for fabricating microfabricated devices
EP2027468B1 (en) * 2006-05-09 2011-06-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Detection of target molecules in a sample by using a magnetic field
US8765076B2 (en) 2006-11-14 2014-07-01 Handylab, Inc. Microfluidic valve and method of making same
WO2008060604A2 (en) 2006-11-14 2008-05-22 Handylab, Inc. Microfluidic system for amplifying and detecting polynucleotides in parallel
WO2008063643A2 (en) * 2006-11-21 2008-05-29 Bioscale, Inc. Method and apparatus for analyte processing
US20080118402A1 (en) * 2006-11-21 2008-05-22 David Brancazio Method and apparatus for analyte processing
US8202491B2 (en) 2006-11-21 2012-06-19 Bioscale, Inc. Apparatus for analyte processing
US20080121042A1 (en) * 2006-11-27 2008-05-29 Bioscale, Inc. Fluid paths in etchable materials
US7999440B2 (en) * 2006-11-27 2011-08-16 Bioscale, Inc. Micro-fabricated devices having a suspended membrane or plate structure
DE102006058374A1 (de) * 2006-12-08 2008-07-03 Biosensor Gmbh Analyseverfahren und portables Analysegerät
WO2008075194A2 (en) * 2006-12-19 2008-06-26 Inverness Medical Switzerland Gmbh Assay device and method
US7993525B2 (en) * 2006-12-29 2011-08-09 Intel Corporation Device and method for particle complex handling
US20080245740A1 (en) * 2007-01-29 2008-10-09 Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Fluidic methods
WO2009005542A2 (en) * 2007-02-09 2009-01-08 Stc.Unm Detection of bioagents using a shear horizontal surface acoustic wave biosensor
CA2682543A1 (en) * 2007-03-26 2008-10-02 The University Of Chicago Immunoassays and characterization of biomolecular interactions using self- assembled monolayers
US8105783B2 (en) * 2007-07-13 2012-01-31 Handylab, Inc. Microfluidic cartridge
US9618139B2 (en) 2007-07-13 2017-04-11 Handylab, Inc. Integrated heater and magnetic separator
US9186677B2 (en) 2007-07-13 2015-11-17 Handylab, Inc. Integrated apparatus for performing nucleic acid extraction and diagnostic testing on multiple biological samples
US8133671B2 (en) 2007-07-13 2012-03-13 Handylab, Inc. Integrated apparatus for performing nucleic acid extraction and diagnostic testing on multiple biological samples
US20090136385A1 (en) * 2007-07-13 2009-05-28 Handylab, Inc. Reagent Tube
AU2008276211B2 (en) 2007-07-13 2015-01-22 Handylab, Inc. Polynucleotide capture materials, and methods of using same
USD621060S1 (en) 2008-07-14 2010-08-03 Handylab, Inc. Microfluidic cartridge
US8182763B2 (en) 2007-07-13 2012-05-22 Handylab, Inc. Rack for sample tubes and reagent holders
US8287820B2 (en) 2007-07-13 2012-10-16 Handylab, Inc. Automated pipetting apparatus having a combined liquid pump and pipette head system
US20090020463A1 (en) * 2007-07-18 2009-01-22 Horn-Jiunn Sheen Triple-channel particle separation device
WO2009033056A1 (en) * 2007-09-06 2009-03-12 Bioscale, Inc. Reusable detection surfaces and methods of using same
DE102007043281A1 (de) 2007-09-11 2009-05-28 Sebastian Dr. med. Chakrit Bhakdi Vorrichtung, Materialien und Verfahren zur Hochgradientenmagnetseparation biologischen Materials
US8397762B2 (en) * 2008-02-04 2013-03-19 Bioscale, Inc. Fluidic system with improved flow characteristics
JP5081012B2 (ja) * 2008-02-21 2012-11-21 株式会社日立エンジニアリング・アンド・サービス 微生物検査装置
US8096786B2 (en) * 2008-02-27 2012-01-17 University Of Massachusetts Three dimensional micro-fluidic pumps and valves
US8961902B2 (en) * 2008-04-23 2015-02-24 Bioscale, Inc. Method and apparatus for analyte processing
AU2009238897B2 (en) * 2008-04-24 2015-03-19 Gene Techno Science Co., Ltd. Humanized antibodies specific for amino acid sequence RGD of an extracellular matrix protein and the uses thereof
USD618820S1 (en) 2008-07-11 2010-06-29 Handylab, Inc. Reagent holder
US20100009351A1 (en) * 2008-07-11 2010-01-14 Handylab, Inc. Polynucleotide Capture Materials, and Method of Using Same
WO2010005444A1 (en) * 2008-07-11 2010-01-14 Handylab, Inc. Polynucleotide capture materials, and methods of using same
USD787087S1 (en) 2008-07-14 2017-05-16 Handylab, Inc. Housing
JP2010071693A (ja) * 2008-09-16 2010-04-02 Fujifilm Corp センシング方法、センシング装置、検査チップおよび検査キット
US9123614B2 (en) 2008-10-07 2015-09-01 Mc10, Inc. Methods and applications of non-planar imaging arrays
US8389862B2 (en) 2008-10-07 2013-03-05 Mc10, Inc. Extremely stretchable electronics
US8097926B2 (en) 2008-10-07 2012-01-17 Mc10, Inc. Systems, methods, and devices having stretchable integrated circuitry for sensing and delivering therapy
JP5646492B2 (ja) 2008-10-07 2014-12-24 エムシー１０ インコーポレイテッドＭｃ１０，Ｉｎｃ． 伸縮可能な集積回路およびセンサアレイを有する装置
US8501115B2 (en) * 2008-10-24 2013-08-06 Statspin, Inc. Modular system for performing laboratory protocols and associated methods
US20100112719A1 (en) * 2008-11-06 2010-05-06 Amihood Doron Electronic signal amplification in field effect device based chemical sensors
US9678005B1 (en) 2008-12-03 2017-06-13 Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Devices and methods for detection of microorganisms
US20100136610A1 (en) * 2008-12-03 2010-06-03 Jeong-Yeol Yoon Methods And Microfluidic Devices For Single Cell Detection Of Escherichia Coli
US9562855B1 (en) 2009-12-03 2017-02-07 The Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Devices and methods for detection of microorganisms via MIE scattering
KR101183159B1 (ko) * 2008-12-22 2012-09-17 한국전자통신연구원 바이오 칩 및 이를 이용한 바이오 물질 검출 장치
CN104991075A (zh) * 2008-12-22 2015-10-21 皇家飞利浦电子股份有限公司 使用磁性标记进行的肌钙蛋白i 测定
EP2219033B1 (en) * 2008-12-30 2016-05-25 MicroCoat Biotechnologie GmbH Device, instrument and process for detecting magnetically labeled analytes
WO2010087985A2 (en) 2009-01-28 2010-08-05 Yale University Novel markers for detection of complications resulting from in utero encounters
DE102009012108B4 (de) * 2009-03-06 2015-07-16 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zur Anreicherung und Erfassung von Zellen in strömenden Medien
EP2419733A4 (en) * 2009-04-13 2013-12-25 Univ Leland Stanford Junior METHODS AND DEVICES FOR DETECTING THE PRESENCE OF AN ANALYTE IN A SAMPLE
US8193808B2 (en) * 2009-09-11 2012-06-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Optically integrated biosensor based on optically detected magnetic resonance
US8900850B2 (en) * 2009-09-17 2014-12-02 Michael J. Lane Lateral flow based methods and assays for rapid and inexpensive diagnostic tests
US20130045474A1 (en) * 2009-09-23 2013-02-21 Drexel University Devices and methods for detecting and monitoring hiv and other infections and diseases
WO2011041727A1 (en) 2009-10-01 2011-04-07 Mc10, Inc. Protective cases with integrated electronics
US8633711B2 (en) * 2009-10-09 2014-01-21 Micropoint Bioscience, Inc. Inductive coagulation sensors and devices
GB201002627D0 (en) 2010-02-16 2010-03-31 Loxbridge Res Llp Aptamer based analyte detection method
CN106198715B (zh) * 2010-03-12 2020-01-10 小利兰·斯坦福大学托管委员会 基于磁性传感器的定量结合动力学分析
WO2011162847A2 (en) 2010-03-31 2011-12-29 Cornell University Stress-based sensor, method and applications
US8841104B2 (en) 2010-04-21 2014-09-23 Nanomr, Inc. Methods for isolating a target analyte from a heterogeneous sample
US20110262989A1 (en) * 2010-04-21 2011-10-27 Nanomr, Inc. Isolating a target analyte from a body fluid
US20140100136A1 (en) * 2010-04-21 2014-04-10 Nanomr, Inc. Isolation and characterization of pathogens
US9476812B2 (en) 2010-04-21 2016-10-25 Dna Electronics, Inc. Methods for isolating a target analyte from a heterogeneous sample
US8726989B2 (en) 2010-07-14 2014-05-20 Donald Nevin Method for removing contaminants from wastewater in hydraulic fracturing process
US8409807B2 (en) 2010-10-22 2013-04-02 T2 Biosystems, Inc. NMR systems and methods for the rapid detection of analytes
US8563298B2 (en) 2010-10-22 2013-10-22 T2 Biosystems, Inc. NMR systems and methods for the rapid detection of analytes
ES2576927T3 (es) 2010-10-22 2016-07-12 T2 Biosystems, Inc. Sistemas de RMN y métodos para la detección rápida de analitos
GB201021499D0 (en) 2010-12-20 2011-02-02 Loxbridge Res Llp Detection of quantative genetic differnces
CN106190806B (zh) 2011-04-15 2018-11-06 贝克顿·迪金森公司 扫描实时微流体热循环仪和用于同步的热循环和扫描光学检测的方法
WO2012166686A2 (en) 2011-05-27 2012-12-06 Mc10, Inc. Electronic, optical and/or mechanical apparatus and systems and methods for fabricating same
KR20130015634A (ko) * 2011-08-04 2013-02-14 삼성전자주식회사 자성 나노입자의 응집을 이용한 바이오센서 및 그의 검출 방법
JP6320920B2 (ja) 2011-08-05 2018-05-09 エムシーテン、インコーポレイテッド センシング素子を利用したバルーン・カテーテルの装置及び製造方法
USD692162S1 (en) 2011-09-30 2013-10-22 Becton, Dickinson And Company Single piece reagent holder
KR102121853B1 (ko) 2011-09-30 2020-06-12 벡톤 디킨슨 앤드 컴퍼니 일체화된 시약 스트립
CN104040238B (zh) 2011-11-04 2017-06-27 汉迪拉布公司 多核苷酸样品制备装置
EP2594940A1 (en) * 2011-11-16 2013-05-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Particle repulsion to enhance surface contact in magnetic particle immunoassays
AU2013214849B2 (en) 2012-02-03 2016-09-01 Becton, Dickinson And Company External files for distribution of molecular diagnostic tests and determination of compatibility between tests
WO2013158281A1 (en) 2012-04-20 2013-10-24 T2 Biosystems, Inc. Compositions and methods for detection of candida species
EP2838636A4 (en) * 2012-04-20 2015-12-16 Agency Science Tech & Res MICRO-FILTER AND APPARATUS FOR SEPARATING A BIOLOGICAL ENTITY FROM A SAMPLE VOLUME
US9226402B2 (en) 2012-06-11 2015-12-29 Mc10, Inc. Strain isolation structures for stretchable electronics
US9295842B2 (en) 2012-07-05 2016-03-29 Mc10, Inc. Catheter or guidewire device including flow sensing and use thereof
EP2866645A4 (en) 2012-07-05 2016-03-30 Mc10 Inc CATHETER DEVICE WITH FLOW MEASUREMENT
US20140052020A1 (en) 2012-08-15 2014-02-20 University Of Florida Research Foundation, Inc. Magnetic apparatus and methods of use
RU2653145C2 (ru) * 2012-09-04 2018-05-07 Конинклейке Филипс Н.В. Измерительное устройство и способ отбора образцов
US9171794B2 (en) 2012-10-09 2015-10-27 Mc10, Inc. Embedding thin chips in polymer
JP2016500869A (ja) 2012-10-09 2016-01-14 エムシー１０ インコーポレイテッドＭｃ１０，Ｉｎｃ． 衣類と一体化されたコンフォーマル電子回路
US9995742B2 (en) 2012-12-19 2018-06-12 Dnae Group Holdings Limited Sample entry
US9804069B2 (en) 2012-12-19 2017-10-31 Dnae Group Holdings Limited Methods for degrading nucleic acid
US9434940B2 (en) 2012-12-19 2016-09-06 Dna Electronics, Inc. Methods for universal target capture
US9599610B2 (en) 2012-12-19 2017-03-21 Dnae Group Holdings Limited Target capture system
US10000557B2 (en) 2012-12-19 2018-06-19 Dnae Group Holdings Limited Methods for raising antibodies
US9551704B2 (en) 2012-12-19 2017-01-24 Dna Electronics, Inc. Target detection
US9706647B2 (en) 2013-05-14 2017-07-11 Mc10, Inc. Conformal electronics including nested serpentine interconnects
JP2014228276A (ja) * 2013-05-17 2014-12-08 アズビル株式会社 粒子検出装置及び粒子の検出方法
WO2015017413A1 (en) * 2013-07-29 2015-02-05 Mbio Diagnostics, Inc. Assay cartridge processing systems and methods and associated assay cartridges
CA2920485A1 (en) 2013-08-05 2015-02-12 Mc10, Inc. Flexible temperature sensor including conformable electronics
CA2925387A1 (en) 2013-10-07 2015-04-16 Mc10, Inc. Conformal sensor systems for sensing and analysis
CN105813545A (zh) 2013-11-22 2016-07-27 Mc10股份有限公司 用于感测和分析心搏的适形传感器系统
CN105874606B (zh) 2014-01-06 2021-01-12 Mc10股份有限公司 包封适形电子系统和器件及其制作和使用方法
CA2940539C (en) 2014-03-04 2022-10-04 Mc10, Inc. Multi-part flexible encapsulation housing for electronic devices
US9810623B2 (en) * 2014-03-12 2017-11-07 Mc10, Inc. Quantification of a change in assay
US9899330B2 (en) 2014-10-03 2018-02-20 Mc10, Inc. Flexible electronic circuits with embedded integrated circuit die
US10297572B2 (en) 2014-10-06 2019-05-21 Mc10, Inc. Discrete flexible interconnects for modules of integrated circuits
USD781270S1 (en) 2014-10-15 2017-03-14 Mc10, Inc. Electronic device having antenna
US10101265B1 (en) 2014-11-07 2018-10-16 Board Of Regents For The University Of Nebraska Birefringence imaging chromatography based on highly ordered 3D nanostructures
KR101860543B1 (ko) * 2015-01-09 2018-05-24 한양대학교 에리카산학협력단 성호르몬 검출용 시약 키트 및 이를 이용한 성호르몬 검출 방법
EP3258837A4 (en) 2015-02-20 2018-10-10 Mc10, Inc. Automated detection and configuration of wearable devices based on on-body status, location, and/or orientation
WO2016140961A1 (en) 2015-03-02 2016-09-09 Mc10, Inc. Perspiration sensor
WO2017011393A1 (en) 2015-07-10 2017-01-19 Stc.Unm Magnetic resonance spectrometer
WO2017015000A1 (en) 2015-07-17 2017-01-26 Mc10, Inc. Conductive stiffener, method of making a conductive stiffener, and conductive adhesive and encapsulation layers
US10709384B2 (en) 2015-08-19 2020-07-14 Mc10, Inc. Wearable heat flux devices and methods of use
EP4079383A3 (en) 2015-10-01 2023-02-22 Medidata Solutions, Inc. Method and system for interacting with a virtual environment
US10532211B2 (en) 2015-10-05 2020-01-14 Mc10, Inc. Method and system for neuromodulation and stimulation
EP3405479A4 (en) 2016-01-21 2019-08-21 T2 Biosystems, Inc. NMR METHOD AND SYSTEMS FOR THE FAST DETECTION OF BACTERIA
EP3829187A1 (en) 2016-02-22 2021-06-02 Medidata Solutions, Inc. System, devices, and method for on-body data and power transmission
CN108781313B (zh) 2016-02-22 2022-04-08 美谛达解决方案公司 用以贴身获取传感器信息的耦接的集线器和传感器节点的系统、装置和方法
EP3974387A1 (en) 2016-03-07 2022-03-30 X-Zell Inc. Compositions and methods for identifying rare cells
WO2017184705A1 (en) 2016-04-19 2017-10-26 Mc10, Inc. Method and system for measuring perspiration
US10447347B2 (en) 2016-08-12 2019-10-15 Mc10, Inc. Wireless charger and high speed data off-loader
JP2021509265A (ja) * 2017-12-19 2021-03-25 バイオロジカル ダイナミクス，インク． 生体サンプルからの複数の分析物の検出のための方法およびデバイス
US10362769B1 (en) 2018-03-23 2019-07-30 International Business Machines Corporation System and method for detection of disease breakouts
WO2019195196A1 (en) 2018-04-02 2019-10-10 Biological Dynamics, Inc. Dielectric materials
US10802090B2 (en) * 2018-12-21 2020-10-13 Industrial Technology Research Institute Magnetic biosensor and method of detecting biosignal
US11280788B2 (en) * 2019-01-31 2022-03-22 Fresenius Medical Care Holdings, Inc. Rapid diagnosis of peritonitis in peritoneal dialysis patients
US20210041429A1 (en) * 2019-08-07 2021-02-11 AMMR Joint Venture Transportation and detection of analytes
CN113008988B (zh) * 2021-02-26 2022-05-03 中国科学院声学研究所 一种用于蜂窝结构缺陷的检测方法及装置
WO2023074323A1 (ja) * 2021-11-01 2023-05-04 株式会社日立ハイテク 免疫学的測定方法および免疫学的測定装置

Family Cites Families (182)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4098876A (en) * 1976-10-26 1978-07-04 Corning Glass Works Reverse sandwich immunoassay
US4551435A (en) 1983-08-24 1985-11-05 Immunicon, Inc. Selective removal of immunospecifically recognizable substances from solution
US4596697A (en) * 1984-09-04 1986-06-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Chemical sensor matrix
US4795698A (en) * 1985-10-04 1989-01-03 Immunicon Corporation Magnetic-polymer particles
DE3612727A1 (de) * 1986-04-16 1987-10-29 Bosch Gmbh Robert Feuchtesensor
US4925788A (en) * 1986-10-24 1990-05-15 Immunicon Corporation Immunoassay system and procedure based on precipitin-like interaction between immune complex and Clq or other non-immunospecific factor
US4896098A (en) * 1987-01-08 1990-01-23 Massachusetts Institute Of Technology Turbulent shear force microsensor
US5079600A (en) * 1987-03-06 1992-01-07 Schnur Joel M High resolution patterning on solid substrates
US5104790A (en) * 1987-06-29 1992-04-14 Genetic Systems Corporation Monoclonal antibodies to specific antigenic regions of the human immunodeficiency virus and methods for use
US4847193A (en) 1987-06-18 1989-07-11 Gene-Trak Systems Signal amplification in an assay employing a piezoelectric oscillator
CA1321488C (en) * 1987-08-22 1993-08-24 Martin Francis Finlan Biological sensors
GB8801807D0 (en) 1988-01-27 1988-02-24 Amersham Int Plc Biological sensors
WO1989008336A1 (en) * 1988-02-29 1989-09-08 The Regents Of The University Of California Plate-mode ultrasonic sensor
US5189914A (en) * 1988-02-29 1993-03-02 The Regents Of The University Of California Plate-mode ultrasonic sensor
DE68907519T2 (de) 1988-05-10 1993-10-21 Amersham Int Plc Biosensoren.
EP0341928A1 (en) * 1988-05-10 1989-11-15 AMERSHAM INTERNATIONAL plc Improvements relating to surface plasmon resonance sensors
GB8811919D0 (en) * 1988-05-20 1988-06-22 Amersham Int Plc Biological sensors
GB8813307D0 (en) 1988-06-06 1988-07-13 Amersham Int Plc Biological sensors
US5108933A (en) * 1988-09-16 1992-04-28 Immunicon Corporation Manipulation of colloids for facilitating magnetic separations
US5306644A (en) * 1988-09-29 1994-04-26 Hewlett-Packard Company Mass sensor method for measuring analytes in a sample
US5705402A (en) * 1988-11-03 1998-01-06 Igen International, Inc. Method and apparatus for magnetic microparticulate based luminescence assay including plurality of magnets
SE462408B (sv) * 1988-11-10 1990-06-18 Pharmacia Ab Optiskt biosensorsystem utnyttjande ytplasmonresonans foer detektering av en specific biomolekyl, saett att kalibrera sensoranordningen samt saett att korrigera foer baslinjedrift i systemet
SE8804074D0 (sv) * 1988-11-10 1988-11-10 Pharmacia Ab Sensorenhet och dess anvaendning i biosensorsystem
SE462454B (sv) * 1988-11-10 1990-06-25 Pharmacia Ab Maetyta foer anvaendning i biosensorer
SE8902043L (sv) 1988-11-10 1990-05-11 Pharmacia Ab Foerfarande foer karakterisering av makromolekyler
US5490034A (en) * 1989-01-13 1996-02-06 Kopin Corporation SOI actuators and microsensors
US5025346A (en) * 1989-02-17 1991-06-18 Regents Of The University Of California Laterally driven resonant microstructures
GB8913474D0 (en) * 1989-06-12 1989-08-02 Amersham Int Plc Assay method
US4920450A (en) * 1989-06-23 1990-04-24 Motorola, Inc. Temperature dependent capacitor
US5252743A (en) 1989-11-13 1993-10-12 Affymax Technologies N.V. Spatially-addressable immobilization of anti-ligands on surfaces
US5922615A (en) 1990-03-12 1999-07-13 Biosite Diagnostics Incorporated Assay devices comprising a porous capture membrane in fluid-withdrawing contact with a nonabsorbent capillary network
DE59109246D1 (de) 1990-05-03 2003-04-03 Hoffmann La Roche Mikrooptischer Sensor
SE470347B (sv) 1990-05-10 1994-01-31 Pharmacia Lkb Biotech Mikrostruktur för vätskeflödessystem och förfarande för tillverkning av ett sådant system
US5660985A (en) 1990-06-11 1997-08-26 Nexstar Pharmaceuticals, Inc. High affinity nucleic acid ligands containing modified nucleotides
US5200084A (en) * 1990-09-26 1993-04-06 Immunicon Corporation Apparatus and methods for magnetic separation
SE501013C2 (sv) * 1990-10-01 1994-10-17 Pharmacia Biosensor Ab Förfarande för förbättring av analys med bindning till fast fas
US5763191A (en) * 1990-12-12 1998-06-09 Boehringer Mannheim Gmbh Universal binding film
IL100867A (en) * 1991-02-06 1995-12-08 Igen Inc Method and device for improved luminescence testing
SE9100392D0 (sv) 1991-02-08 1991-02-08 Pharmacia Biosensor Ab A method of producing a sealing means in a microfluidic structure and a microfluidic structure comprising such sealing means
JPH04320967A (ja) * 1991-02-27 1992-11-11 Nec Corp 免疫センサ
US5186827A (en) * 1991-03-25 1993-02-16 Immunicon Corporation Apparatus for magnetic separation featuring external magnetic means
US5411709A (en) * 1991-03-25 1995-05-02 Fuji Xerox Co., Ltd. Gas detector
US5074149A (en) 1991-03-26 1991-12-24 Xerox Corporation Acoustic wave measurement of the properties of porous materials filled with air and granules
US5235235A (en) 1991-05-24 1993-08-10 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Multiple-frequency acoustic wave devices for chemical sensing and materials characterization in both gas and liquid phase
US5199298A (en) * 1991-06-21 1993-04-06 Massachusetts Institute Of Technology Wall shear stress sensor
US5339051A (en) 1991-12-09 1994-08-16 Sandia Corporation Micro-machined resonator oscillator
JP2962031B2 (ja) * 1992-02-24 1999-10-12 日本電気株式会社 免疫検査方法
US5445971A (en) * 1992-03-20 1995-08-29 Abbott Laboratories Magnetically assisted binding assays using magnetically labeled binding members
WO1993022669A1 (de) 1992-04-30 1993-11-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Sensor mit hoher empfindlichkeit
US6905882B2 (en) * 1992-05-21 2005-06-14 Biosite, Inc. Diagnostic devices and apparatus for the controlled movement of reagents without membranes
US6143576A (en) 1992-05-21 2000-11-07 Biosite Diagnostics, Inc. Non-porous diagnostic devices for the controlled movement of reagents
US5458852A (en) 1992-05-21 1995-10-17 Biosite Diagnostics, Inc. Diagnostic devices for the controlled movement of reagents without membranes
US5885527A (en) * 1992-05-21 1999-03-23 Biosite Diagnostics, Inc. Diagnostic devices and apparatus for the controlled movement of reagents without membrances
US6156270A (en) 1992-05-21 2000-12-05 Biosite Diagnostics, Inc. Diagnostic devices and apparatus for the controlled movement of reagents without membranes
GB9212416D0 (en) 1992-06-11 1992-07-22 Medical Res Council Reversible binding substances
SE9201984D0 (sv) * 1992-06-29 1992-06-29 Pharmacia Biosensor Ab Improvement in optical assays
JPH0650974A (ja) * 1992-07-29 1994-02-25 Nec Corp 免疫センサシステムおよびこれを用いた免疫測定方法
US5656504A (en) 1992-10-26 1997-08-12 Pharmacia Biosensor Ab Method of preventing undesired binding in solid phase assays
US5374792A (en) 1993-01-04 1994-12-20 General Electric Company Micromechanical moving structures including multiple contact switching system
ATE226320T1 (de) 1993-03-26 2002-11-15 Hoffmann La Roche Optisches verfahren und vorrichtung zur analyse von substanzen an sensoroberflächen
DE4310025A1 (de) 1993-03-27 1994-09-29 Boehringer Mannheim Gmbh Vorrichtung zur lateral aufgelösten Untersuchung einer lateral heterogenen ultradünnen Objektschicht
SE501108C2 (sv) 1993-04-08 1994-11-14 Pharmacia Lkb Biotech Sätt och anordning för bestämning av brytningsindex
SE504507C2 (sv) * 1993-05-24 1997-02-24 Pharmacia Biosensor Ab Sätt att bestämma bindningsegenskaper hos ligander med låg molekylvikt
SE501713C2 (sv) * 1993-09-06 1995-05-02 Pharmacia Biosensor Ab Ventil av membrantyp, speciellt för vätskehanteringsblock med mikroflödeskanaler
US5900160A (en) * 1993-10-04 1999-05-04 President And Fellows Of Harvard College Methods of etching articles via microcontact printing
US5512131A (en) * 1993-10-04 1996-04-30 President And Fellows Of Harvard College Formation of microstamped patterns on surfaces and derivative articles
US5776748A (en) * 1993-10-04 1998-07-07 President And Fellows Of Harvard College Method of formation of microstamped patterns on plates for adhesion of cells and other biological materials, devices and uses therefor
DE4342942A1 (de) * 1993-12-16 1995-06-22 Boehringer Mannheim Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung optisch detektierbarer Signale durch Anlegen elektrischer Potentiale an Probeflüssigkeiten
DE4435728A1 (de) 1994-01-19 1995-07-20 Boehringer Mannheim Gmbh Biotinsilan-Verbindungen und diese Verbindungen enthaltende Bindematrix
US5445178A (en) 1994-02-18 1995-08-29 Feuer; Lenny Soil moisture sensor
GB9410426D0 (en) 1994-05-25 1994-07-13 Stevenson Adrian C Acoustic monitor assembly
US6306614B1 (en) 1994-06-08 2001-10-23 Sepsis, Inc. Measurement of analytes in whole blood
US5995729A (en) 1994-07-22 1999-11-30 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for aiding configurating management of a computer system
US5656428A (en) 1994-09-08 1997-08-12 Biode, Inc. Homogeneous bioassay using acoustic emission spectroscopy
US5620850A (en) 1994-09-26 1997-04-15 President And Fellows Of Harvard College Molecular recognition at surfaces derivatized with self-assembled monolayers
SE9403245D0 (sv) * 1994-09-26 1994-09-26 Pharmacia Biosensor Ab Improvements relating to bilayer lipid membranes
AU3483395A (en) * 1994-09-28 1996-04-19 Spectral Diagnostics Inc. A monoclonal antibody to human cardiac troponin i
US5744367A (en) 1994-11-10 1998-04-28 Igen International, Inc. Magnetic particle based electrochemiluminescent detection apparatus and method
JP3388060B2 (ja) 1994-11-25 2003-03-17 日本碍子株式会社 流体の特性測定用素子及び流体の特性測定装置
AU4213396A (en) * 1995-01-26 1996-08-01 Nippon Paint Co., Ltd. Kit for immunologically assaying biological substance and assay process
DE19512710A1 (de) 1995-04-10 1996-10-17 Behringwerke Ag Biosensor
US5795725A (en) 1995-04-18 1998-08-18 Biosite Diagnostics Incorporated Methods for the assay of troponin I and T and selection of antibodies for use in immunoassays
SE504199C2 (sv) 1995-05-04 1996-12-02 Bengt Kasemo Anordning vid mätning av resonansfrekvens och/eller dissipationsfaktor hos en piezoelektrisk kristallmikrovåg
US5719324A (en) * 1995-06-16 1998-02-17 Lockheed Martin Energy Systems, Inc. Microcantilever sensor
SE9502608D0 (sv) 1995-07-14 1995-07-14 Pharmacia Biosensor Ab Method for nucleic acid senquencing
WO1997007429A1 (en) * 1995-08-18 1997-02-27 President And Fellows Of Harvard College Self-assembled monolayer directed patterning of surfaces
SE9503028D0 (sv) 1995-09-01 1995-09-01 Pharmacia Biosensor Ab Method of analysing chemical and physical interactions at a sensor surface
GB9518429D0 (en) 1995-09-08 1995-11-08 Pharmacia Biosensor A rapid method for providing kinetic and structural data in molecular interaction analysis
JP3300583B2 (ja) * 1995-11-10 2002-07-08 幹男 中山 抗原又は抗体の検出シート、検出キット及び検出方法
SE9504046D0 (sv) 1995-11-14 1995-11-14 Pharmacia Ab Method of determining affinity and kinetic properties
US6720710B1 (en) * 1996-01-05 2004-04-13 Berkeley Microinstruments, Inc. Micropump
SE9601318D0 (sv) * 1996-04-04 1996-04-04 Pharmacia Biosensor Ab Method for nucleic acid analysis
US5855940A (en) * 1996-04-12 1999-01-05 University Of Arkansas Method for the broad spectrum prevention and removal of microbial contamination of poultry and meat products by quaternary ammonium compounds
US5942443A (en) * 1996-06-28 1999-08-24 Caliper Technologies Corporation High throughput screening assay systems in microscale fluidic devices
US5885470A (en) 1997-04-14 1999-03-23 Caliper Technologies Corporation Controlled fluid transport in microfabricated polymeric substrates
US6586193B2 (en) * 1996-04-25 2003-07-01 Genicon Sciences Corporation Analyte assay using particulate labels
DE19618926A1 (de) 1996-05-10 1997-11-13 Boehringer Mannheim Gmbh Mit Aminogruppen beschichtete Oberfläche
US6547973B2 (en) * 1996-07-30 2003-04-15 Agilent Technologies, Inc. Fabrication of suspended structures using a sacrificial layer
US6391265B1 (en) * 1996-08-26 2002-05-21 Biosite Diagnostics, Inc. Devices incorporating filters for filtering fluid samples
US6033852A (en) * 1996-09-27 2000-03-07 University Of Maine Monolithic piezoelectric sensor (MPS) for sensing chemical, biochemical and physical measurands
US5836203A (en) * 1996-10-21 1998-11-17 Sandia Corporation Magnetically excited flexural plate wave apparatus
US6113855A (en) 1996-11-15 2000-09-05 Biosite Diagnostics, Inc. Devices comprising multiple capillarity inducing surfaces
US5947124A (en) 1997-03-11 1999-09-07 Biosite Diagnostics Incorporated Diagnostic for determining the time of a heart attack
US6348318B1 (en) * 1997-04-04 2002-02-19 Biosite Diagnostics Methods for concentrating ligands using magnetic particles
DE19715483A1 (de) * 1997-04-14 1998-10-15 Boehringer Mannheim Gmbh Methode zur gleichzeitigen Bestimmung von biomolekularen Wechselwirkungen mittels Plasmonenresonanz undFluoreszenzdetektion
DE19715484A1 (de) * 1997-04-14 1998-10-15 Boehringer Mannheim Gmbh Verfahren zum Aufbringen von Reagenzspots
US5998224A (en) 1997-05-16 1999-12-07 Abbott Laboratories Magnetically assisted binding assays utilizing a magnetically responsive reagent
US6368877B1 (en) * 1997-06-25 2002-04-09 Massachusetts Institute Of Technology Self-assembling peptide surfaces for cell patterning and interactions
US5932953A (en) 1997-06-30 1999-08-03 Iowa State University Research Foundation, Inc. Method and system for detecting material using piezoelectric resonators
US6222619B1 (en) 1997-09-18 2001-04-24 University Of Utah Research Foundation Diagnostic device and method
US6106779A (en) 1997-10-02 2000-08-22 Biosite Diagnostics, Inc. Lysis chamber for use in an assay device
US5842787A (en) 1997-10-09 1998-12-01 Caliper Technologies Corporation Microfluidic systems incorporating varied channel dimensions
US6123819A (en) 1997-11-12 2000-09-26 Protiveris, Inc. Nanoelectrode arrays
US6046585A (en) 1997-11-21 2000-04-04 Quantum Design, Inc. Method and apparatus for making quantitative measurements of localized accumulations of target particles having magnetic particles bound thereto
JPH11183964A (ja) * 1997-12-18 1999-07-09 Fuji Photo Film Co Ltd プレ露光方法及びレンズ付きフイルムユニットの製造方法
US5912181A (en) * 1997-12-23 1999-06-15 Petcavich; Robert J. Method for molecule detection utilizing digital micromirror technology
US6200814B1 (en) * 1998-01-20 2001-03-13 Biacore Ab Method and device for laminar flow on a sensing surface
DE19804981A1 (de) * 1998-02-07 1999-08-19 Daimler Chrysler Ag Mehrkomponenten-Meßrad
US6289286B1 (en) 1998-05-29 2001-09-11 Biacore Ab Surface regeneration of biosensors and characterization of biomolecules associated therewith
CA2332919A1 (en) * 1998-06-08 1999-12-16 Caliper Technologies Corporation Microfluidic devices, systems and methods for performing integrated reactions and separations
US6406921B1 (en) * 1998-07-14 2002-06-18 Zyomyx, Incorporated Protein arrays for high-throughput screening
US6576478B1 (en) * 1998-07-14 2003-06-10 Zyomyx, Inc. Microdevices for high-throughput screening of biomolecules
GB9823410D0 (en) * 1998-10-26 1998-12-23 Smithkline Beecham Plc Novel device
US6295861B1 (en) 1999-01-28 2001-10-02 Advanced Technology Materials, Inc. Quartz crystal microbalance sensors and semiconductor manufacturing process systems comprising same
US6326083B1 (en) * 1999-03-08 2001-12-04 Calipher Technologies Corp. Surface coating for microfluidic devices that incorporate a biopolymer resistant moiety
US6008893A (en) 1999-03-22 1999-12-28 Biacore Ab Reversible-flow conduit system
US6086821A (en) 1999-03-29 2000-07-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Ultrasonic force differentiation assay
US6143513A (en) 1999-06-23 2000-11-07 Biacore Ab Method and kit for detecting betalactam-containing compounds
US6302919B1 (en) 1999-07-20 2001-10-16 Brian Chambers Reverse-flow centrifugal filtration method
US7198702B1 (en) * 1999-09-30 2007-04-03 Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Method for separating substances using dielectrophoretic forces
US6677153B2 (en) * 1999-11-29 2004-01-13 Avi Biopharma, Inc. Antisense antibacterial method and composition
US6953977B2 (en) * 2000-02-08 2005-10-11 Boston Microsystems, Inc. Micromechanical piezoelectric device
US6275137B1 (en) 2000-02-08 2001-08-14 Boston Microsystems, Inc. Semiconductor piezoresistor
US6897015B2 (en) * 2000-03-07 2005-05-24 Bioforce Nanosciences, Inc. Device and method of use for detection and characterization of pathogens and biological materials
AU2001242928A1 (en) * 2000-03-16 2001-09-24 Biacore Ab Method for capturing analytes eluted from surface-bound ligands
CA2404137C (en) * 2000-03-20 2006-07-11 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Flexural plate wave sensor and array
US6287758B1 (en) 2000-03-23 2001-09-11 Axiom Biotechnologies, Inc. Methods of registering trans-membrane electric potentials
AU2001252973A1 (en) * 2000-04-17 2001-10-30 Purdue Research Foundation Biosensor and related method
US6848295B2 (en) * 2002-04-17 2005-02-01 Wayne State University Acoustic wave sensor apparatus, method and system using wide bandgap materials
US7055377B2 (en) * 2000-08-08 2006-06-06 Akubio Limited Quartz crystal sensor cell
AU2001282785A1 (en) * 2000-08-23 2002-03-04 Imego Ab A sample collecting arrangement and a method
US20020048821A1 (en) * 2000-08-24 2002-04-25 David Storek Sample preparing arrangement and a method relating to such an arrangement
US20020164819A1 (en) * 2001-05-02 2002-11-07 David Storek Sample preparing arrangement and a method relating to such an arrangement
US7998746B2 (en) * 2000-08-24 2011-08-16 Robert Otillar Systems and methods for localizing and analyzing samples on a bio-sensor chip
US6544674B2 (en) * 2000-08-28 2003-04-08 Boston Microsystems, Inc. Stable electrical contact for silicon carbide devices
WO2002025630A2 (en) * 2000-09-20 2002-03-28 Molecular Reflections Microfabricated ultrasound array for use as resonant sensors
FR2814454B1 (fr) * 2000-09-27 2002-12-20 Degremont Procede d'epuration d'eaux residuaires en vue de l'elimination des pollutions azotees et phosphatees
ATE374162T1 (de) * 2000-11-02 2007-10-15 Biacore Ab Ventil dem eine mikrofluide flüssigkeitstransportanordnung integral zugeordnet ist
US6506620B1 (en) * 2000-11-27 2003-01-14 Microscan Systems Incorporated Process for manufacturing micromechanical and microoptomechanical structures with backside metalization
US6514556B2 (en) * 2000-12-15 2003-02-04 Ecolab Inc. Method and composition for washing poultry during processing
US6587575B1 (en) * 2001-02-09 2003-07-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Method and system for contaminant detection during food processing
US6518747B2 (en) * 2001-02-16 2003-02-11 Quantum Design, Inc. Method and apparatus for quantitative determination of accumulations of magnetic particles
US6511915B2 (en) * 2001-03-26 2003-01-28 Boston Microsystems, Inc. Electrochemical etching process
ATE439588T1 (de) * 2001-05-04 2009-08-15 Biosite Inc Diagnostische marker für akute herzerkrankungen und verfahren des gebrauchs
SE0102331D0 (sv) * 2001-06-29 2001-06-29 Biacore Ab Flow cell method
US20040186359A1 (en) * 2001-07-09 2004-09-23 Beaudoin Stephen P. Afinity biosensor for monitoring biological process
WO2003019289A1 (en) * 2001-08-27 2003-03-06 Axiom Biotechnologies, Inc. Fluorescent dyes
US7207222B2 (en) * 2001-08-28 2007-04-24 Sensorchem International Corporation Electromagnetic piezoelectric acoustic sensor
WO2003041734A1 (en) * 2001-11-12 2003-05-22 Pharmacia & Upjohn Company Salmonella vaccine
AU2002351164A1 (en) * 2001-11-26 2003-06-10 Molecular Reflections, Inc. Microscale immobilization of molecules using a hydrogel and methods of use thereof
US6901278B1 (en) * 2002-01-29 2005-05-31 Morris Notelovitz Methods for reducing the risk of breast cancer in and improving the health of women
US6828172B2 (en) * 2002-02-04 2004-12-07 Delphi Technologies, Inc. Process for a monolithically-integrated micromachined sensor and circuit
US20030154031A1 (en) * 2002-02-14 2003-08-14 General Electric Company Method and apparatus for the rapid evaluation of a plurality of materials or samples
SE0200949D0 (sv) * 2002-03-27 2002-03-27 Biacore Ab Method and system for curve quality control
JP4468803B2 (ja) * 2002-05-31 2010-05-26 ジーイー・ヘルスケア・バイオ−サイエンシーズ・アーベー 結合剤を基板表面にカップリングさせる方法
US20040014179A1 (en) * 2002-06-20 2004-01-22 Novozymes A/S Flocculation with divalent salt
US6714061B2 (en) * 2002-07-17 2004-03-30 Intel Corporation Semiconductor controlled rectifier / semiconductor controlled switch based ESD power supply clamp with active bias timer circuitry
JP2004095849A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Fujikura Ltd 貫通電極付き半導体基板の製造方法、貫通電極付き半導体デバイスの製造方法
TWI308214B (en) * 2002-09-10 2009-04-01 Univ Nat Central Method of forming a biochip and application thereof
US6777727B2 (en) * 2002-11-26 2004-08-17 Motorola, Inc. Flexural plate wave systems
KR20040047144A (ko) * 2002-11-29 2004-06-05 신-황 첸 미소체적 검출 방법 및 장치
US6861251B2 (en) * 2003-02-24 2005-03-01 Pritest, Inc. Translucent solid matrix assay device for microarray analysis
US6825715B2 (en) * 2003-05-02 2004-11-30 Biode, Inc. Temperature compensated, high efficiency diode detector
SE0301639D0 (sv) * 2003-06-06 2003-06-06 Biacore Ab Method and apparatus for characterization of intercations
US7373255B2 (en) * 2003-06-06 2008-05-13 Biacore Ab Method and system for determination of molecular interaction parameters
US7118922B1 (en) * 2003-08-15 2006-10-10 University Of South Florida System and method for immunosensor regeneration
US7759134B2 (en) * 2003-09-10 2010-07-20 Auburn University Magnetostrictive ligand sensor
US7399609B2 (en) * 2003-12-30 2008-07-15 3M Innovative Properties Company Staphylococcus detection
US20050208598A1 (en) * 2004-02-13 2005-09-22 Cox W G Biotin recognition sensors and high-throughput assays
US7300631B2 (en) * 2005-05-02 2007-11-27 Bioscale, Inc. Method and apparatus for detection of analyte using a flexural plate wave device and magnetic particles
TWI269038B (en) * 2005-06-21 2006-12-21 Ind Tech Res Inst Analytic method and device by utilizing magnetic materials
US7618492B2 (en) * 2005-08-09 2009-11-17 Infineon Technologies Ag Methods of forming nanocrystals

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8250908B2 (en) 2008-08-14 2012-08-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Wave sensor apparatus including gas removing unit and method of detecting target material in liquid sample

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