KR20240012371A - 분석 디바이스용 캡 - Google Patents

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케네스 청
제시 루
에드가 구티에레즈
이 장
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Abstract

분석 디바이스 구성요소 및 분석 디바이스 구성요소에 장착되는 생체적합성 탈착식 캡을 포함하는 분석 디바이스. 분석 디바이스 구성요소의 최상부 표면은 복수의 웰을 갖는 적어도 하나의 행을 포함한다. 각각의 웰은 웰 바닥, 웰 직경 및 웰 높이에 의해 획정된다. 분석 디바이스 구성요소의 최상부 표면은 복수의 웰의 최상부 표면을 포함한다. 최상부 표면을 갖는 플랫폼은 적어도 하나의 행의 양측 상으로 연장되고, 분석 디바이스 구성요소의 근위 및 원위 단부에서 종단된다. 적어도 하나의 행 각각은 플랫폼의 최상부 표면으로부터 오목하게 형성된 부분에 위치됨으로써 플랫폼의 최상부 아래에 놓이는 리세션을 획정한다. 리세션의 저부는 분석 디바이스 구성요소의 최상부 표면을 포함한다.

Description

분석 디바이스용 캡
본 개시는 조합 라이브러리에 대한 분석을 수행하기 위한 디바이스 및 방법을 제공한다. 디바이스는 다수의 웰(well)과 탈착식 캡을 포함한다. 웰이 수성 분석 용액을 포함하는 경우, 캡은 해당 용액을 오염으로부터 보호한다. 또한, 본 명세서에 설명된 바와 같은 캡은 분석 디바이스 내 웰 최상부 위에 유체 통로를 생성하여 웰과 디바이스의 최상부 표면 위에 소수성 유체의 층을 배치할 수 있도록 한다. 이 유체층은 웰의 수용액으로부터 수분이 증발하는 것을 방지하고, 오염 물질이 이러한 웰로 유입되는 것을 억제한다.
조합 라이브러리는 문헌에 잘 알려져 있으며, 각각의 비드가 비드에 대한 링커에 의해 결합된 단일 화합물의 복수의 카피를 포함하는 비드를 활용하는 경우가 많다. 또한, 비드에는 전형적으로 비드에 있는 단일 화합물의 구조를 평가할 수 있는 DNA와 같은 보고 요소가 포함되어 있다. 이러한 라이브러리의 대부분은 분석 동안 테스트 중인 화합물이 비드에 남아 있다는 사실에 의해 제한된다. 따라서, 분석에 의해 생성된 생물학적 데이터는 결합된 화합물이 선택한 표적에 효과적으로 결합하지 못할 가능성으로 인해 잠재적으로 손상될 수 있다. 이는 비드에서 발생하는 물리적 간섭뿐만 아니라 화합물을 비드와 연결하는 링커로 인한 입체 간섭 가능성 때문일 수 있다. 후자의 경우, 이러한 연결은 다른 강력한 화합물이 표적에 적절하게 결합하는 것을 억제하여 화합물의 실제 효능보다 낮다는 증거를 제공하는 분석 결과를 제공할 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 한 가지 옵션은 적절한 자극(예를 들어, 빛)에 의해 절단되어 비드로부터 화합물을 방출하는 절단 가능한 링커를 사용하는 것이다. 화합물이 테스트 웰과 같은 용액에 들어가면, 분석에서 최대 효능을 제공하는 방식으로 자유롭게 배향할 수 있다. 또한, 이러한 화합물의 방출은 의미 있는 용량 의존적 데이터를 제공하기 위해 방출되는 화합물의 양이 제어되는 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 출원 공개 제2019/0358629호를 참조할 수 있으며, 이는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
일반적으로, 분석은 가능한 한 많은 테스트 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 분석에서 테스트할 수 있는 개별 화합물의 수는 일반적으로 분석 디바이스 상의 웰의 수에 의해 제한된다. 더 큰 라이브러리를 수용하기 위해 개별 웰의 수를 늘리면 또 다른 문제가 발생한다. 인접한 웰이 서로 너무 가까우면, 한 웰의 용액 일부가 유출(spill-over)되어 인접한 웰의 용액을 오염시킬 수 있다. 한 웰에서 인접한 웰로 용액이 유출되면 인접한 웰이 오염된다. 이러한 오염은 위양성(false positive)을 유발하여 결과를 변경하거나 활성 화합물의 보고된 활성을 희석시킬 수 있다. 전자는 용액의 테스트 화합물이 제1 웰에서 활성이고 해당 용액의 일부가 비활성 화합물이 있는 인접 웰로 "유출"될 때 발생할 수 있다. 이로 인해 인접한 웰에서 이제는 용액 내 활성 화합물이 생성되어 해당 웰에서 활성이 있는 것으로 잘못 보고된다. 후자는 비활성 화합물이 있는 웰로부터의 유출이 활성 화합물이 있는 인접한 웰을 오염시키고, 그 활성 화합물의 농도를 감소시켜서 보고된 활성이 용량 의존적으로 보고될 때 실제 활성보다 적게 된다.
유출 문제는 분석 디바이스에 서로 근접한 다수의 웰이 포함되어 있는 경우 특히 관련이 있다. 디바이스의 작동 가능한 크기를 유지하기 위해, 웰 밀도는 한 웰의 수용액이 유출되어 인접한 웰을 오염시킬 수 있는 지점까지 증가한다. 이러한 밀도에서는 세포 밀도가 증가함에 따라 분석 결과의 신뢰성이 떨어진다. 이는 기술자에게 난제를 야기한다. 한 가지 경우, 웰을 더 이상 많은 수의 웰을 수용할 수 없을 정도로 거리를 두고 서로 분리하는 분석 디바이스를 사용할 수 있다(예를 들어, 웰 밀도가 너무 낮음). 또 다른 경우에는 유출가 발생할 수 있는 분석 디바이스를 사용할 수 있다. 이 경우 분석 결과의 신뢰성이 떨어진다.
이 문제에 대한 한 가지 해결책은 발명의 명칭이 "조합 라이브러리용 분석 디바이스(Assay Devices for Combinatorial Libraries)"인 미국 특허 출원 제16/774,871호에 개시되어 있으나, 아래에 기재된 바와 같이 추가적인 개선이 필요하다.
더욱이, 단일 디바이스에서 매우 많은 수의 웰을 허용하려면, 각각의 웰의 부피가 매우 작아야 한다. 예를 들어, 직경이 약 150 마이크로미터이고 깊이가 150 마이크로미터인 웰은 부분적으로 용량의 약 40 ％까지 채워질 때 약 0.001 마이크로리터의 수용액을 보유하게 된다. 이러한 소량의 유체는 웰의 오염(예를 들어, 공기 중 오염 물질)을 방지하고 웰에서 물이 증발하는 것을 방지하기 위한 보호가 필요하다. 후자는, 특정 웰로부터의 물의 증발이 그 웰 내의 화합물의 농도를 변화시키는 농도 의존적인 방식으로 분석이 수행될 때 특히 관련이 있다.
분석 디바이스에서 웰 위에 고정식 또는 영구적 캡을 포함하면, 각각의 웰에 분석 성분(예를 들어, 비드, 수용액, 표적 등)을 추가하는 것이 어렵거나 불가능해진다. 또한, 분석 디바이스의 최상부 표면에 장착되는 임시 캡은, 디바이스에 대한 캡의 흡입이 발생하면, 그 캡이 제거될 때 유출을 초래할 수 있다.
따라서, 각각의 웰에서 수행된 분석 결과가 신뢰할 수 있도록 각각의 웰의 수용액을 오염 및/또는 증발로부터 보호하도록 설계된 분석 디바이스를 제공할 필요성이 계속적으로 존재한다. 이러한 디바이스는 당업계에서의 필요성을 나타낸다.
일 실시예에서, 본 개시는 웰(10)을 포함하는 분석 디바이스(1)를 제공하는데, 여기서 분석 디바이스는 웰(10)의 최상부 표면에 근접하지만 접하지 않는 탈착식 캡(30)을 포함한다. 이 캡(30)은 오염 및/또는 증발로부터 보호하는 웰(10) 위의 밀봉식 유체 통로(5)를 생성하도록 구성된다.
일 실시예에서, 본 개시는,
ⅰ) 웰 바닥(12), 웰 직경(14) 및 웰 높이(15)에 의해 각각 획정되고, 임의의 제1 웰(10a)이 인접한 제2 웰(10b)로부터 구획부(16)에 의해 분리되는 적어도 하나의 웰(10)의 행(row)(20)을 갖는 분석 디바이스 구성요소(1a)―상기 분석 디바이스 구성요소(1a)는 표면 구획부(16) 및 상기 웰(10)의 최상부를 포함하는 최상부 표면(2)에서 종단됨―;
ⅱ) 분석 디바이스 구성요소(1a)의 표면(2)의 적어도 일부 위로 연장되는 플랫폼(7)―플랫폼은 플랫폼(7)의 최상부 표면으로부터 오목하게 형성된 부분에 행(20)을 위치(recess)시키기 위해 행(들)(20) 위로는 연장되지 않음―; 및
ⅲ) 각각의 행(20)은 유입구 포트(3a)가 있는 일단부에서, 그리고 유출구 포트(4a)가 있는 대향 단부에서 종단되는 구성
을 포함하고,
분석 디바이스 구성요소(1a) 및 플랫폼(7)은 생체적합성 탈착식 캡(30)을 수용 및 유지하도록 구성되고,
상기 캡(30)은 저부 표면(31)을 포함하고, 분석 디바이스 구성요소(1a), 플랫폼(7), 유입구(3a), 유출구(4a) 및 캡(30)의 저부 표면(31)의 구성은 캡(30)이 플랫폼(7) 상에 유지되도록 하여 행(20)을 격리시킴으로써 유입구 포트(3a)로부터 유출구 포트(4a)로 연장되고, 분석 디바이스 구성요소(1a)의 최상부 표면(2), 상기 플랫폼(7) 및 캡(30)의 저부 표면(31)에 의해 획정되는 공간을 통해 연장되는 밀봉식 유체 통로(5)를 획정하고, 상기 공간의 높이는 플랫폼(7)의 높이에 의해 규정되며,
추가로, 상기 밀봉식 통로(5)는 웰(10)의 최상부에 대해 실질적으로 수평 방향으로 상기 유체 연통을 제공하는, 분석 디바이스를 제공한다.
일 실시예에서, 본 개시는,
A) ⅰ) 웰 바닥(12), 웰 직경(14) 및 웰 높이(15)에 의해 각각 획정되고, 임의의 제1 웰(10a)이 인접한 제2 웰(10b)로부터 구획부(16)에 의해 분리되는 적어도 하나의 웰(10)의 행(20)을 갖는 분석 디바이스 구성요소(1a)―상기 분석 디바이스 구성요소(1a)는 구획부(16)의 표면 및 상기 웰(10)의 최상부를 포함하는 최상부 표면(2)에서 종단됨―;
ⅱ) 분석 디바이스 구성요소(1a)의 표면(2)의 적어도 일부 위로 연장되는 플랫폼(7)―플랫폼은 플랫폼(7)의 최상부 표면으로부터 오목하게 형성된 부분에 행(20)을 위치시키기 위해 행(들)(20) 위로는 연장되지 않음―; 및
ⅲ) 각각의 행(20)은 유입구 포트(3a)가 있는 일단부에서, 그리고 유출구 포트(4a)가 있는 대향 단부에서 종단되는 구성
을 포함하는 분석 디바이스(1); 및
B) 저부 표면(31)을 포함하는 생체적합성 탈착식 캡(30)―분석 디바이스 구성요소(1a), 플랫폼(7), 유입구(3a), 유출구(4a) 및 캡(30)의 저부 표면(31)의 구성은 캡(30)이 플랫폼(7) 상에 유지되도록 하여 행(20)을 격리시킴으로써 유입구 포트(3a)로부터 유출구 포트(4a)로, 그리고 분석 디바이스 구성요소(1a)의 최상부 표면(2), 상기 플랫폼(7) 및 캡(30)의 저부 표면(31)에 의해 획정되는 공간을 통해 연장되는 밀봉식 유체 통로(5)를 획정하고, 상기 공간의 높이는 플랫폼 필름(7a)의 높이에 의해 규정됨―
을 포함하며,
분석 디바이스 구성요소(1a) 및 플랫폼(7)은 생체적합성 탈착식 캡(30)을 수용 및 유지하도록 구성되고,
추가로, 통로(5)는 웰(10)의 최상부에 대해 실질적으로 수평 방향으로 상기 유체 연통을 제공하는, 부품 키트를 제공한다.
일 실시예에서, 분석 디바이스(1)의 행(20)은 고밀도의 웰(10)이 정렬되어 있으며, 상기 웰(10) 각각은,
a) 직경(14) 및 깊이(15)를 규정하고, 그 치수는 분석 성분(60)을 유지하도록 구성되는 바닥(12) 및 높이(15); 및
b) 인접한 두 개의 웰(10a 및 10b)을 서로 분리하는 구획부(16)―상기 구획부 각각은 제1 웰(10a)의 가장 가까운 에지로부터 제2 웰(10b)의 가장 가까운 에지까지 적어도 약 10 마이크로미터 길이이고, 상기 제2 웰(10b)은 제1 웰(10a)의 가장 가까운 이웃임―
를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 디바이스(1)의 상기 구획부(16) 각각은 상기 구획부(16) 상의 표면(2)의 적어도 일부에 통합되는 소수성 발수층을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 행(20)은 웰(10)의 밀도가 제곱 밀리미터당 적어도 10 개의 웰을 갖는다.
일 실시예에서, 캡(30)은 행(20)을 덮고, 플랫폼(7)과 함께 분석 디바이스 구성요소(1a)의 표면(2) 상의 밀봉식 도관 내에서 행(20)을 격리한다.
일 실시예에서, 상기 분석 디바이스(1)는 단일 행 및 단일 쌍의 유입구 저장소(3)/유입구 포트(3a) 및 유출구 저장소(4)/유출구 포트(4a)를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 분석 디바이스(1)는 다수의 행(20) 및 다수의 쌍의 유입구 저장소(3)/유입구 포트(3a) 및 유출구 저장소(4)/유출구 포트(4a)를 포함하며, 여기서 각각의 쌍은 각각의 행(20)과 정렬되어 있다.
일 실시예에서, 플랫폼(7)은 분석 디바이스 구성요소(1a)의 최상부 표면의 일부에 통합되고, 플랫폼(7)의 최상부가 유입구 포트(3a) 및 유출구 포트(4a)보다 높게 되도록 충분히 상방으로 연장된다. 일 실시예에서, 유입구 포트(3a)는 유입구 저장소와 유체 연통하고, 유출구 포트(4a)는 유출구 저장소와 유체 연통한다.
일 실시예에서, 플랫폼(7)은 캡(30)의 저부 표면 상에 통합되고, 캡(30)의 저부 표면(31)이 유입구 포트(3a) 및 유출구 포트(4a)보다 높지만 유입구 저장소(3) 및 유출구 저장소(4)의 최상부보다 낮도록 충분히 하방으로 연장된다.
일 실시예에서, 플랫폼(7)은 행(20) 이외의 표면(2)의 해당 부분 위에 배치되는 플랫폼 필름(7a)이며, 플랫폼 필름(7a)은 행(20)을 플랫폼 필름(7a) 아래에 오목하게 형성된 부분에 위치시킴으로써 행(20)을 격리시킨다. 이 실시예에서, 행(20)은 이제 필름(7a) 대비 오목하게 형성된 부분에 위치된다.
일 실시예에서, 플랫폼(7)은 한 쌍의 숄더(Shoulder)(7b)이며, 한 쌍의 숄더는 상기 숄더(7b) 아래에 오목하게 형성된 부분에 행(20)을 위치시키기 위해 유입구 포트(3a)로부터 유출구 포트(4a)로 이어지는 행(20)의 양측에 인접하여 배치된다.
일 실시예에서, 플랫폼(7)은 숄더(7b)의 세트이고, 숄더의 세트는 상기 숄더(7b) 아래에 오목하게 형성된 부분에 행(20)을 위치시키기 위해 표면(2)의 둘레 주위에 배치된다.
상기 실시예 각각에서, 플랫폼(7)은 캡(30)의 저부(31)를 분석 디바이스 구성요소(1a)의 표면(2)에 대하여 배치하여, 캡 저부(31)가 유입구 포트(3a) 및 유출구 포트(4a) 위쪽에 위치하지만 유입구(3) 및 유출구(4)의 최상부 아래에 위치하도록 하여, 캡(30)이 상기 플랫폼(7)에 위치할 때, 밀봉식 통로(5)가 생성되도록 한다. 상기 밀폐식 통로는 상기 유입구 포트(3a)로부터 플랫폼(7), 행(20), 캡(30) 및 유출구 포트(4a)에 의해 획정된 공간을 통해 이어진다.
일 실시예에서, 분석 디바이스(1)는 10,000 개 내지 2,500,000 개의 웰(10)을 포함한다.
일 실시예에서, 분석 디바이스(1)는 단일 행(20)을 포함한다.
일 실시예에서, 분석 디바이스(1)는 바람직하게는 병렬로 정렬되는 다수의 행(20)을 포함한다.
일 실시예에서, 분석 디바이스(1)는,
A): ⅰ) 웰 바닥(12), 웰 직경(14) 및 웰 높이(15)에 의해 각각 획정되고, 임의의 제1 웰(10a)이 인접한 제2 웰(10b)로부터 구획부(16)에 의해 분리되는 적어도 하나의 웰(10)의 행(20)을 갖는 분석 디바이스 구성요소(1a)―상기 분석 디바이스 구성요소(1a)는 구획부(16)의 표면 및 상기 웰(10)의 최상부를 포함하는 최상부 표면(2)에서 종단됨―;
ⅱ) 분석 디바이스 구성요소(1a)의 표면(2)의 적어도 일부 위로 연장되는 플랫폼(7)―플랫폼은 플랫폼(7)의 최상부 표면으로부터 오목하게 형성된 부분에 행(20)을 위치시키기 위해 행(들)(20) 위로는 연장되지 않음―; 및
ⅲ) 각각의 행(20)은 유입구 포트(3a)가 있는 일단부에서, 그리고 유출구 포트(4a)가 있는 대향 단부에서 종단되는 구성;
을 포함하는 분석 디바이스(1); 및
B) 저부 표면(31)을 갖는 생체적합성 탈착식 캡(30)―분석 디바이스 구성요소(1a), 플랫폼(7), 유입구(3a), 유출구(4a) 및 캡(30)의 저부 표면(31)의 구성은 캡(30)이 플랫폼(7) 상에 유지되도록 하여 행(20)을 격리시킴으로써 유입구 포트(3a)로부터 유출구 포트(4a)로, 그리고 분석 디바이스 구성요소(1a)의 최상부 표면(2), 상기 플랫폼(7) 및 캡(30)의 저부 표면(31)에 의해 획정되는 공간을 통해 연장되는 밀봉식 유체 통로(5)를 획정하고, 상기 공간의 높이는 플랫폼(7)의 높이에 의해 규정됨―;
을 포함하고,
디바이스 구성요소(1b)는 생체적합성 탈착식 캡(30)을 수용 및 유지하도록 구성되고,
추가로, 밀봉식 유체 통로(5)는 웰(10)의 최상부에 대해 실질적으로 수평 방향으로 상기 유체 연통을 제공하고,
C) 상기 분석 디바이스(1) 내 상기 웰(10)은 분석을 실행하기에 충분한 분석 성분(60)을 포함한다.
일 실시예에서, 유입구 저장소(3)는 원하는 유체가 채워진 주사기 또는 피펫이며, 상기 주사기 또는 피펫의 유출구의 팁이 유입구 포트(3a)와 결합되고, 결합 시, 통로(5)로 유체의 도입할 수 있다.
일 실시예에서, 유입구 저장소(3)는 원하는 유체를 포함하는 펌프에 연결된 바늘이다. 상기 바늘은 유입구 포트(3a)와 결합하고, 펌프는 제어된 압력 및 전달 속도 하에서 상기 유체를 통로(5) 내로 연속적으로 전달할 수 있다.
도면에 도시된 일 실시예에서, 유입구 저장소(3)는 유입구 포트(3a) 위 제 자리에 고정된 웰이고, 상기 웰은 상기 유입구 포트(3a)와 유체 연통하여 유입구 저장소(3) 내 유체가 유입구 포트(3a)를 통해 통로(5)로 그리고 통로를 통과하여 흐르도록 한다.
일 실시예에서, 유체 유출구(4)는 통로(5)의 체적 용량을 초과하는 유체가 유출구 포트(4a)로부터의 오버플로우(overflow)되어 (4a)로부터 유출된다.
도면에 도시된 일 실시예에서, 유체 유출구(4a)는 유출구 포트(4a) 위 제 자리에 고정된 웰이고, 상기 웰은 상기 유출구 포트(4a)와 유체 연통하여 통로(3)의 체적 용량을 초과하는 유체가 유출구 포트(4a)로부터 유출된 후 유체 유출구(4)로 유입되도록 한다.
분석 디바이스가 제공된다. 분석 디바이스는, a) 최상부 표면을 갖는 분석 디바이스 구성요소; 및 (2) 분석 디바이스 구성요소에 장착되고 저부 표면을 갖는 생체적합성 탈착식 캡을 포함할 수 있다. 상기 분석 디바이스 구성요소의 최상부 표면은 복수의 웰을 갖는 적어도 하나의 행을 포함할 수 있다. 복수의 웰의 각각의 웰은 웰 바닥, 웰 직경 및 웰 높이에 의해 획정될 수 있다. 상기 분석 디바이스 구성요소의 최상부 표면은 상기 복수의 웰의 최상부 표면을 포함할 수 있다.
분석 디바이스는 적어도 하나의 행의 양측으로 연장되고 분석 디바이스 구성요소의 근위 및 원위 단부에서 종단되지만 적어도 하나의 행 위에서 그렇지 않도록 구성되는 플랫폼으로서, 이러한 구성에 의해 플랫폼의 최상부 표면으로부터 적어도 하나의 행 각각을 오목하게 형성된 부분에 위치시켜 상기 플랫폼의 최상부 아래에 놓이는 리세션(recession)을 획정하는 플랫폼을 포함할 수 있다. 상기 리세션의 저부는 분석 디바이스 구성요소의 최상부 표면을 포함할 수 있다.
상기 생체적합성 탈착식 캡은 분석 디바이스 구성요소의 플랫폼 상에 장착되어 리세션을 격리할 수 있다. 리세션은 유입구 저장소/유입구 포트의 일단부에서 종단될 수 있고, 유출구 저장소/유출구 포트의 타단부에서 종단될 수 있다.
리세션은 플랫폼 및 생체적합성 탈착식 캡의 저부 표면과 함께 유입구 저장소/유입구 포트로부터 유출구 저장소/유출구 포트로의 밀봉식 통로 또는 도관을 획정할 수 있다.
상기 밀봉식 통로 또는 도관은 웰의 최상부에 대하여 실질적으로 수평 방향으로 유체 연통을 제공할 수 있다.
상기 디바이스는 단일 행 및 단일 쌍의 유입구 저장소/유입구 포트 및 유출구 저장소/유출구 포트를 포함할 수 있다. 상기 유입구 저장소는 상기 유입구 포트와 유체 연통할 수 있고, 상기 유출구 저장소는 상기 유출구 포트와 유체 연통할 수 있다.
상기 디바이스는 다수의 행 및 다수 쌍의 유입구 저장소/유입구 포트 및 유출구 저장소/유출구 포트를 포함할 수 있다. 각각의 쌍은 각각의 행과 정렬될 수 있다. 각각의 유입구 포트는 유입구 저장소와 유체 연통할 수 있고, 각각의 유출구 포트는 유출구 저장소와 유체 연통할 수 있다.
플랫폼은 분석 디바이스 구성요소의 최상부 표면의 일부에 통합될 수 있고, 플랫폼의 최상부 표면이 유입구 포트 및 유출구 포트보다 높도록 충분히 상방으로 연장될 수 있다.
유입구 포트는 유입구 저장소와 유체 연통할 수 있고, 유출구 포트는 유출구 저장소와 유체 연통할 수 있다.
플랫폼은 생체적합성 탈착식 캡의 저부 표면 상에 통합될 수 있고, 생체적합성 탈착식 캡의 저부 표면이 유입구 포트 및 유출구 포트보다 낮지 않도록 충분히 하방으로 연장될 수 있다.
플랫폼은 적어도 하나의 행 이외의 표면의 일부 위에 배치되는 필름으로서 적어도 하나의 행을 상기 플랫폼 필름 아래에 오목하게 형성된 부분에 위치시킴으로써, 적어도 하나의 행을 격리시킨다.
플랫폼은 한 쌍의 숄더이고, 한 쌍의 숄더는 상기 숄더들 아래에 오목하게 형성된 부분에 적어도 하나의 행을 위치시키기 위해 유입구 포트로부터 유출구 포트로 이어지는 적어도 하나의 행의 양측에 인접하여 배치된다.
플랫폼은 숄더의 세트이고, 숄더의 세트는 상기 숄더들 아래에 오목하게 형성된 부분에 적어도 하나의 행을 위치시키기 위해 상기 분석 디바이스의 최상부 표면의 둘레 주위에 배치된다.
상기 디바이스는 10,000 개 내지 2,500,000 개의 웰을 포함할 수 있다.
유출구 포트로부터의 오버플로우를 위한 유체 유출구가 제공될 수 있다. 밀봉식 통로 또는 도관의 체적 용량을 초과하는 유체가 상기 유출구 포트로부터 유출될 수 있다.
상기 유체 유출구는 유출구 포트 위 제 자리에 고정된 웰일 수 있다. 상기 웰은 유출구 포트와 유체 연통하여 밀봉식 통로 또는 도관의 체적 용량을 초과하는 유체가 유출구 포트로부터 유출된 후 상기 유체 출구로 유입되도록 한다.
분석 디바이스가 제공된다. 분석 디바이스는, a) 최상부 표면을 갖는 분석 디바이스 구성요소; 및 b) 분석 디바이스 구성요소에 장착되고 저부 표면을 갖는 생체적합성 탈착식 캡을 포함할 수 있다. 상기 분석 디바이스 구성요소의 최상부 표면은 복수의 웰을 갖는 적어도 하나의 행을 포함할 수 있다. 복수의 웰 내 각각의 웰은 웰 바닥, 웰 직경 및 웰 높이에 의해 획정될 수 있다. 상기 분석 디바이스 구성요소의 최상부 표면은 상기 복수의 상기 웰의 최상부 표면을 포함할 수 있다.
분석 디바이스는 플랫폼을 포함할 수 있다. 플랫폼은 적어도 하나의 행의 양측에서 연장되고, 분석 디바이스 구성요소의 근위 및 원위 단부에서 종단되지만 적어도 하나의 행 위에서 그렇지 않도록 구성되는 최상부 표면을 가질 수 있으며, 이러한 구성에 의해 플랫폼의 최상부 표면으로부터 적어도 하나의 행 각각을 오목하게 형성된 부분에 위치시켜 상기 플랫폼의 최상부 아래에 놓이는 리세션을 획정할 수 있다. 상기 리세션의 저부는 분석 디바이스 구성요소의 최상부 표면을 포함할 수 있다.
분석 디바이스 구성요소, 플랫폼, 유입구 저장소/유입구 포트, 유출구 저장소/유출구 포트 및 생체적합성 탈착식 캡의 저부 표면의 구성은 생체적합성 탈착식 캡이 플랫폼 상에 장착되어 리세션을 격리시킬 수 있다. 리세션은 일단부에서 유입구 저장소/유입구 포트에서 종단되고 타단부에서 유출구 저장소/유출구 포트에서 종단될 수 있다.
리세션은 플랫폼 및 생체적합성 탈착식 캡의 저부 표면과 함께 유입구 저장소/유입구 포트로부터 유출구 저장소/유출구 포트로의 밀봉식 통로 또는 도관을 획정할 수 있다.
상기 생체적합성 탈착식 캡은 분석 디바이스 구성요소 상에 배치되거나 분석 디바이스 구성요소로부터 제거될 수 있다.
밀봉식 통로 또는 도관은 웰의 최상부에 대하여 실질적으로 수평 방향으로 유체 연통을 제공할 수 있다.
도 1a는 캡(30)과 함께 사용될 때 밀봉식 유체 통로(5)를 획정하는 분석 디바이스(1)의 단면도를 예시한다.
도 1b는 유입구 포트(3a) 및 유출구 포트(4a)를 포함하는 별도의 시트인 박막 또는 플랫폼 필름(7a)의 사용을 포함하여 디바이스의 여러 양태를 예시하는 분석 디바이스(1)의 분해도를 예시한다. 유체 유입구(3) 및 유체 유출구(4)는 선택적으로 상기 시트의 최상부 표면에 고정되고, 유체 유입구(3)로부터 통로(5)를 통해 유입구 포트(3a) 내로 및 그리고 유입구 포트를 통과한 후 유출구 포트(4a) 및 유체 유출구(4)로부터 유출되는 유체 도관을 제공하는 독립형 구성요소이다.
도 2는 유체 유입구(3)/유체 유입구 포트(3a) 및 유체 유출구(4)/유체 유출구 포트(4a - 도 1b에 도시됨)를 갖는 분석 디바이스(1)의 행(20)을 예시하며, 숄더(7b)는 분석 디바이스 구성요소(1a)의 표면 둘레에 배치된다.
도 3은 유체 유입구(3)/유체 유입구 포트(3a) 및 유체 유출구(4)/유체 유출구 포트(4a - 도 1b에 도시됨)를 갖는 분석 디바이스(1)의 행(20)을 예시하고, 여기서 숄더(7b)는 분석 디바이스 구성요소(1a)의 표면 둘레에 배치된다.
도 4는 웰(10, 10a 및 10b)을 포함하는 행(20)의 일부를 예시한다.
도 5a는 분석 디바이스(1)의 나머지 부분의 최상부 표면(2) 위에 병치(juxtapose)된 탈착식 캡(30)을 예시한다.
도 5b는 분석 디바이스(1)의 나머지 부분의 최상부 표면(2)에 배치된 탈착식 캡(30)을 예시한다.
도 1a를 참조하면, 디바이스(1)의 일 실시예의 단면이 도시되어 있다. 디바이스(1)는 비드, 세포, 또는 이 둘의 조합일 수 있는 개별 분석 성분(60)을 보유하도록 구성된 복수의 웰(10)을 포함하는 분석 디바이스 구성요소(1a)를 포함한다. 분석 디바이스(1)는 또한 디바이스(1)에 배치되거나 부착되지 않은 형태로 제공될 수 있는 탈착식 캡(30)을 특징으로 한다. 디바이스(1)에 배치될 때, 캡(30)은 플랫폼(7) 위에 놓이며, 그 위치는 분석 디바이스 구성요소(1a)의 최상부 표면, 캡(30)의 저부 표면 및 플랫폼(7)의 벽에 의해 경계되는 밀봉식 유체 통로(5)를 생성한다. 밀봉식 유체 통로(5)는 유체 유입구(3)와 유입구 포트(3a)를 통해 유체(전형적으로 물보다 밀도가 낮은 오일)를 도입하여 웰(10)의 내용물을 덮고(따라서 보호하고) 밀봉식 유체 통로(5)를 채울 수 있도록 유체 연통을 한다. 분석 디바이스(1)를 통한 유체 도입 설계는 유체의 수평 흐름에 의해 밀봉식 유체 통로(5)가 채워지도록 하여 웰(10)의 내용물을 방해하지 않고 한 웰에서 인접한 웰로 내용물이 유출되는 것을 방지할 수 있다. 유출구 포트(4a, 예를 들어 도 1b 참조)는 유입구 포트(3a)의 원거리에 배치된다. 유출구 포트(4a)를 통해 사용자는 포트(4a)에서 여분의 유체가 나올 때 밀봉식 유체 통로(5)가 완전히 채워지는 것을 육안으로 확인할 수 있다. 마지막으로, 플랫폼(7)은 캡(30)이 플랫폼(7) 상에 배치될 수 있도록 캡(30)과 일체형으로 구성되거나, 플랫폼(7)이 캡(30)과 일체형으로 구성되어 플랫폼(7)이 분석 디바이스 구성요소(1a)의 표면 상에 배치될 수 있도록 구성될 수 있다. 그러나, 본 발명을 보다 상세히 설명하기 전에, 먼저 다음 용어들을 정의한다. 정의되지 않은 경우, 본 명세서에서 사용되는 용어는 일반적으로 통용되는 과학적 의미를 가진다.
참조의 편의를 위해, 본 명세서에 사용된 수많은 장치와 숫자는 다음과 같이 요약된다:
분석 디바이스
분석 디바이스(1) - 분석이 수행되는 다수의 웰(10)을 각각 포함하는 하나 이상의 행(20)을 갖는 최상부 표면(2)을 갖는 분석 디바이스 구성요소(1a)를 포함한다. 본 명세서에 기재된 (1) 내지 (7b)까지의 범위의 숫자는 다음과 같이 웰(10) 이외의 분석 디바이스(1)의 요소에 대응한다:
분석 디바이스 (1)
분석 디바이스 구성요소(웰 포함) (1a)
디바이스 구성요소 (1b)(1a와 7a의 조합)
분석 디바이스 구성요소의 최상부 표면 (2)
유체 유입구 또는 유입구 저장소 (3)
유체 유입구 포트 (3a)
유체 유출구 또는 유출구 저장소 (4)
유체 유출구 포트 (4a)
밀봉식 유체 통로 (5)
플랫폼 (7)
플랫폼 필름 (7a)
숄더 (7b)
웰
웰(10) - 분석 디바이스 구성요소(1a)의 최상부 표면(2)에 존재한다. 웰(10)은 최상부 표면(2)의 일부 또는 전체를 포함하여 상기 최상부 표면(2) 상에 임의의 적절한 방식으로 배열된다. 본 명세서에서 (10) 내지 (19) 범위의 숫자는 다음과 같이 웰(10)의 요소에 대응한다:
웰 (10)
제1 웰 (10a)
제2 웰(가장 가까운 이웃) (10b)
웰 표면 (11)
웰 바닥 (12)
웰 직경 (14)
웰 높이 (15)
웰 구획부 (16)
발수층 (22)
구획부 표면 (19)
행
행(20)은 웰(10)을 포함한다. 이러한 웰(10)은 분석 디바이스(1)의 최상부 표면(2)에 하나 이상의 행(20)로 배열되는 것이 바람직하다. 이러한 웰(10)은 단일 행(20) 또는 다수의 개별 행(20)일 수 있으며, 후자는 병렬로 배열되는 것이 바람직하다. 본 명세서에 기재된 (20) 내지 (29)의 범위의 숫자는 다음과 같이 행(20)의 요소에 대응한다:
행 (20)
행 표면 (21)
발수층 (표시되지 않음)
소수성 유체층 (표시되지 않음)
캡
캡(30)은 저부 표면(31)을 가지며, 그 치수는 캡(30)이 분석 디바이스(1)의 표면(2), 유체 유입구(3a) 및 유체 유출구(4a) 위에 놓일 수 있게 하여, 본 명세서에 기술된 바와 같이 밀봉식 유체 통로(5)를 획정한다. 본 명세서에 기재된 (30) 내지 (31)의 범위의 모든 숫자는 다음과 같이 캡(30)의 요소에 대응한다:
캡 (30)
캡의 저부 표면 (31)
캡의 최상부 표면 (31의 반대쪽)
비드
비드 - 동일한 화합물의 다수의 카피로 구성되며, 직경과 높이를 갖는 자성 및 비자성 비드일 수 있다. 비드가 구형인 경우, 직경과 높이는 동일하다.
세포
세포는 쥐 세포, 돼지 세포, 영장류 세포(인간 세포 포함) 등과 같은 포유류 세포이다. 세포는 테스트 화합물의 생물학적 활성을 평가하기 위해 분석 디바이스(1)에서 사용될 수 있다.
분석 성분
분석 성분(60)은 분석을 수행하기 위해 웰(10)에서 사용되는 임의의 성분을 지칭한다. 일 실시예에서, 분석 성분(60)은 비드, 헬라(HeLa) 세포와 같은 인간 세포를 포함하는 세포, 완충액, 염, 영양소, 물, 리포터 분자, DNA, RNA 등 중 하나 이상이다. 아래에 언급된 모든 기능은 다음과 같이 분석 성분(60)에 해당한다:
분석 성분 (60)
표적 (도시되지 않음)
본 명세서에 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위한 목적일 뿐이며, 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 달리 명시되지 않는 한, 복수 형태도 포함하는 것으로 의도된다.
"선택적" 또는 "선택적으로"는 이후에 기술되는 이벤트 또는 상황이 발생할 수 있거나 발생할 수 없으며, 그 설명이 이벤트 또는 상황이 발생하는 경우와 그렇지 않은 경우를 포함한다는 것을 의미한다.
예를 들어, 온도, 시간, 양, 농도 및 범위를 포함하는 기타 수치 지정 앞에 사용될 때, "약"이라는 용어는 (+) 또는 (-) 10 ％, 5 ％, 1 ％ 또는 그 사이의 하위 범위 또는 하위 값에 의해 달라질 수 있는 근사치를 나타낸다. 바람직하게는, 양과 관련하여 사용될 때 "약"이라는 용어는 양이 +/- 10 ％만큼 달라질 수 있음을 의미한다.
"포함하는" 또는 "포함하다"는 조성물 및 방법이 상기 열거된 요소들을 포함하지만, 다른 요소들을 배제하지 않는다는 것을 의미하도록 의도된다.
조성물 및 방법을 정의하기 위해 사용될 때, "본질적으로 구성하는"은 명시된 목적을 위해 조합에 본질적으로 중요한 다른 요소들을 제외하는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서에 정의된 요소들로 본질적으로 구성된 조성물은 청구된 발명의 기본적이고 새로운 특성에 실질적으로 영향을 미치지 않는 다른 재료 또는 단계를 배제하지 않는다.
"구성하는"은 다른 성분의 미량 원소 이상 및 실질적인 방법 단계를 제외하는 것을 의미한다. 이러한 전환 용어 각각에 의해 정의된 실시예는 본 발명의 범위 내에 있다.
"분석 디바이스"라는 용어는 표적에 대해 다수의 테스트 화합물을 동시에 분석할 수 있는 디바이스를 지칭한다. 이러한 디바이스는 복수의 웰을 포함하며, 각각의 웰은 실질적으로 동일한 화합물의 복수의 카피를 포함하는 것이 바람직하다. 디바이스는 매우 많은 수의 웰로 구성된다. 일 실시예에서, 웰의 수는 약 5,000 개 내지 약 2,000,000 개이다. 일 실시예에서, 디바이스의 웰 밀도는 제곱 밀리미터당 적어도 10 개의 웰이고, 웰의 수는 적어도 약 5,000 개이다.
"분석 성분"라는 용어는 특정 분석을 수행하는 데 필요한 성분를 지칭한다. 분석 성분은 물, 염, 완충액, 비드, 세포, 영양소, 테스트 화합물, 마커 화합물 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
"비드"라는 용어는 조합 화학에 사용하기 위해 당업자에게 잘 알려진 비드를 지칭한다. 일 실시예에서, 비드의 표면은 절단 가능한 링커를 통해 결합된 다수의 동일한 테스트 화합물을 포함한다. 비드는 또한 테스트 화합물의 구조 또는 화합물을 합성하는 데 사용되는 합성 단계를 기록하는 DNA 바코드를 포함할 수 있다. 이러한 바코드는 절단 가능 또는 절단 불가능한 링커를 통해 비드에 부착된다. 바코드가 절단 가능한 링커를 통해 부착되는 경우, 바람직하게는, 바코드와 함께 사용되는 절단 가능한 링커는 테스트 화합물의 것과 다른 메커니즘에 의해 절단된다.
다른 실시예에서, 비드는 테스트 화합물의 다수의 카피가 결합된 동일한 비드 상에 또는 별도의 비드 상에 동일한 리포터 분자의 다수의 카피를 포함한다. 리포터 분자의 한 예로는 절단 가능한 링커를 통해 비드에 연결된 형광 분자가 있다. 리포터 분자는 테스트 화합물을 비드에 결합하는 데 사용되는 것과 동일한 절단 가능한 링커를 사용하여 부착하는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 비드는 생성된 형광을 감쇠시키기 위해 비드 상의 형광 분자에 근접하게 결합되는 퀀처 분자를 포함할 수 있다. 퀀처 분자는 비절단성 결합 또는 형광 분자를 비드에 결합하는 데 사용되는 절단성 링커와 다른 메커니즘에 의해 절단되는 절단성 결합에 의해 비드에 결합되는 것이 바람직하다. 분석 중에 절단 가능한 결합을 절단하는 자극에 의해 비드에서 방출되는 테스트 화합물의 정도에 대한 지식이 해당 분석에 필수적일 수 있다. 리포터 분자가 있는 비드를 사용하면 형광 화합물이 비드에서 방출되어 퀀처에서 멀어질 때 생성되는 형광의 변화를 표준 곡선과 비교하여 측정함으로써 이러한 지식을 얻을 수 있다. 예를 들어, 2019년 8월 7일자로 출원된 발명의 명칭이 "올리고뉴클레오타이드 인코딩 화학 라이브러리(Oligonucleotide Encoded Chemical Libraries)"인 미국 특허 출원 공개 제2019/0358629호를 참고할 수 있으며, 이는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
비드는 일반적으로 폴리머 형태이지만, 일부 비드는 자기 인력에 취약하게 만들기에 충분한 Fe3O4를 포함하기도 한다. 수많은 비드가 구매 가능하며, 예를 들어, 아미노 기능화 비드, 카르복실 기능화 비드, 작용기를 갖는 자성 비드 등을 포함하여 약 0.1 마이크로미터 내지 10 마이크로미터 이상의 다양한 크기를 갖는다. 예를 들어, 미국 일리노이주 레이크 포레스트 소재의 쉐로테크사(Spherotech, ⅰnc.) 및 미국 캘리포니아주 산타클라라 소재의 애질런트사(Agilent, Inc.)를 참조하여야 한다. 이러한 비드는 당업자에게 잘 알려진 통상적인 화학적 성질을 사용하여 테스트 화합물 및/또는 리포터 분자를 포함하도록 쉽게 기능화할 수 있다. 공칭 직경이 5 마이크로미터인 비드는 5 마이크로미터보다 작거나 큰 비드를 포함하며, 평균은 5 마이크로미터인 것으로 이해된다. 다수의 비드가 단일 웰(10)에 배치되는 것을 피하기 위해, 설정된 직경 미만의 비드는 통과시키고 그 직경을 초과하는 비드는 유지하는 필터를 사용하여 크기 제외 여과를 통해 더 작은 비드를 제외시킬 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 5 마이크로미터의 비드 크기는 5 마이크로미터보다 작은 비드를 실질적으로 모두 제거하도록 비드가 필터링된 비드를 지칭한다. 이러한 비드는 본 명세서에서 "크기 제외 비드"로 지칭한다. 본 명세서에 명시된 모든 경우에서, 크기 제외 비드는 비드의 선호되는 하위 집합을 나타낸다. 크기는 엔드포인트(endpoint)를 포함하여, 인용된 범위 내의 임의의 값 또는 하위 범위일 수 있다.
일 실시예에서, 분석 성분은 인간 세포와 같은 생존 가능한 포유류 세포(60)이다. 이 세포는 주어진 테스트 화합물의 생물학적 활성(있는 경우)을 평가하기 위해 분석에 사용된다. 포유류 세포를 사용하는 분석법은 당업자에게 잘 알려져 있다. 적합한 세포로는 암 세포, 인슐린 발현을 담당하는 베타 세포, 뉴런 등이 포함된다.
"테스트 화합물"이라는 용어는, 비드에 방출 가능하게 결합된 화합물로서, 방출될 때, 분석 디바이스(1)의 웰(10)에서 수행되는 분석에서 생물학적 활성을 시험할 수 있는 화합물을 의미한다.
"방출 가능하게 결합"이라는 용어는 비드에 결합된 테스트 화합물이 결합을 끊는 자극의 적용에 의해 방출될 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 결합은 때때로 본 명세서에서 "절단 가능한" 결합으로 지칭된다. 본 기술에는 절단 가능한 결합 및 해당 결합을 끊는 적절한 자극의 예가 풍부하다. 절단 가능한 결합의 비제한적인 예로는 pH 변화, 효소 활성, 산화 변화, 산화 환원, 자외선, 적외선, 초음파, 자기장 변화 등에 의해 방출되는 결합이 있다. 이러한 절단 가능한 결합 및 이러한 결합을 절단하는 데 필요한 상응하는 자극에 대한 포괄적인 요약은 문헌 [Taresco, et al., Self-Responsive Prodrug Chemistries for Drug Delivery, Wiley Online Library, 2018], onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adtp.201800030에 제공되며, 이는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
"플랫폼"이라는 용어는, 상기 플랫폼(7)에 대하여 오목하게 형성된 부분에 위치되는 행(20) 이외의 분석 디바이스 구성요소(1a)의 최상부 표면(2)의 일부에 고정되고 연장되는 필름 또는 층을 의미한다. 플랫폼(7)은 바람직하게는 물 및 소수성 유체 모두에 불용성인 중합체(예를 들어, 플라스틱)와 같은 생체적합성 물질이다.
"소수성 유체"라는 용어는 물에 불용성이고 물보다 낮은 밀도를 갖는 생체적합성 액체를 지칭한다. 소수성 유체의 예로는 실리콘 오일, 미네랄 오일 등이 있다.
분석 디바이스
분석 디바이스(1)로 돌아가서, 도 1b는 웰(10 - 도 1a 및 도 4에 도시됨)의 다수의 행(20)을 갖는 분석 디바이스(1)의 일 실시예를 예시한다. 각각의 행(20)은 근위 단부에서 유입구 저장소(3)에 연결된 유입구 포트(3a)와 연결되고, 원위 단부에서 유출구 포트(4a) 및 유출구 저장소(4)와 연결된다. 유입구 포트(3a) 및 유출구 포트(4a)는 유입구 저장소(3)로부터 유출구 저장소(4)로의 유체의 흐름을 계량하는 구멍을 포함하는 별도의 층으로 도시되어 있다. 일부 실시예에서, 플랫폼은 행(20) 및 행(20)로부터 유입구 포트(3a) 및 유출구 포트(4a)로 연장되는 부분을 제외한 분석 디바이스 구성요소(1a)의 해당 부분 위에 맞는 층 또는 필름(7a)이다. 필름 또는 층은, 플랫폼(7)이 상기 포트들을 덮지 않는다면, 일측의 분석 디바이스 구성요소(1a)의 표면 및 유입구 포트(3a) 및 유출구 포트(4a)를 포함하는 필름 또는 층에 접착되는 일면 또는 양면 테이프가 바람직하다.
일 실시예에서, 유입구 포트(3a) 및 유출구 포트(4a)는 정렬된 구멍을 갖는 별도의 층이 아니라, 예를 들어, 유입구 저장소(3) 및 유출구 저장소(4)의 저부에 작은 오리피스(orifice)가 있도록 구성될 수 있다. 이러한 경우, 테이프는 저장소(3) 및 (4)의 저부에 부착되지만, 다시 말하지만, 유입구 포트(3a) 및 유출구 포트(4a)를 획정하는 오리피스 위에는 부착되지 않는다.
도 2에 도시된 일 실시예에서, 플랫폼(7)은 분석 디바이스 구성요소(1a)의 최상부 표면(2)의 둘레에 배치되는 숄더(7b)를 포함하며, 이는 탈착식 캡(30 - 도 5a 및 도 5b에 도시됨)을 위한 베이스를 제공하기에 충분히 상방으로 연장된다.
도 3에 도시된 일 실시예에서, 단일 행(20)이 채용되고, 숄더(7b)를 포함하는 플랫폼(7)이 탈착식 캡(30)의 베이스를 제공하도록 충분히 상방으로 연장되는 행(20)의 양측에 배치된다. 단일 행(20)이 사용될 때, 그 행의 폭은 분석 디바이스 구성요소(1a)의 최상부 표면(2)의 대부분을 덮도록 연장될 수 있다는 것이 이해된다.
각각의 실시예에서, 플랫폼(7)은 캡(30)이 플랫폼(7) 상에 배치될 때, 유입구 포트(3a), 유출구 포트(4a) 및 행(20)을 덮는 탈착식 캡(30)을 위한 베이스를 제공하도록 충분히 상방으로 연장된다. 일 실시예에서, 유입구 포트(3a) 및 유출구 포트(4a)는 행(20)의 최상부 표면 위에 동일한 높이로 위치한다. 다른 실시예에서, 유입구 포트(3a) 및 유출구 포트(4a)는 행(20)의 최상부 표면 위의 서로 다른 높이에 위치한다. 유일한 차이점은 유체(도시되지 않음)가 처음 도입되는 위치와 관련된 것이기 때문에, 유입구 저장소(3)/유입구 포트(3a)는 유출구 저장소(4)/유출구 포트(4a)와 상호 교환 가능한 것으로 이해된다. 단순화를 위해, 분석 디바이스(1)의 좌측을 본 명세서에서 근위 측으로 지칭하는 반면, 분석 디바이스(1)의 우측을 원위 측으로 지칭하기도 한다. 또한, 편의상 그리고 근위측 및 원위측의 임의적인 할당과 연관시키기 위해, 근위측은 유체를 받는 측으로 정의되고 원위측은 유체가 모이는 측으로 정의된다.
각각의 실시예에서, 밀봉된 유체 도관은 행(20), 플랫폼(7) 및 캡(30)에 의해 획정된 공간을 통해 유입구 포트(3a)로부터 유출구 포트(4a)로 생성된다. 이 도관은 분석 성분(60)으로 채워질 때 웰(10) 위에 소수성 유체층을 배치할 수 있도록 한다. 상기 소수성 유체층은 깊이를 가지며, 최대 깊이는 플랫폼(7)의 높이에 의해 획정된다. 유입구 저장소(3)에 추가된 소수성 유체는 상기 도관을 통해 유입구 포트(3a)를 통과한 다음 유출구 포트(4a)를 통해 배출되는 것으로 이해된다. 유입구 저장소(3) 및 유출구 저장소(4)가 사용되는 경우, 유입구 저장소에 과량의 유체를 추가하면 평형이 달성된 후 두 저장소 모두에 동일한 양의 유체가 공급된다. 저장소(3)에 소수성 유체를 첨가하는 것은 피펫, 주사기 또는 펌프를 사용하여 수행될 수 있다.
소수성 유체는 특히 분석 성분(60)으로서 세포와 함께 사용될 때 생체적합성, 즉 유체가 상기 세포에 독성이 없는 것이어야 한다. 또한, 사용되는 생체적합성 소수성 유체는 물에 불용성이고 소수성 유체층이 물 위에 떠 있도록 물보다 밀도가 낮아야 한다. 바람직하게는, 사용되는 소수성 유체는 실리콘 오일, 미네랄 오일 등과 같은 것이다.
도 4는 웰(10)을 포함하는 행(20)의 확장된 부분 사시도를 도시한다. 각각의 웰(10)은 바닥(12), 직경(14) 및 높이(15)를 갖는다. 일 실시예에서, 행(20)에 있는 웰의 밀도는 제곱 밀리미터당 적어도 약 10 개의 웰을 갖는다. 일 실시예에서, 각각의 웰(10)은 높이(15)가 약 50 내지 약 300 마이크로미터이고, 직경(14)이 약 50 내지 약 300 마이크로미터이다. 일 실시예에서, 웰(10)은 원통형이다. 웰(10)은 인접한 웰(10a 및 10b)의 에지 사이의 가장 가까운 거리가 적어도 약 10 마이크로미터가 되도록 행(20)에 정렬되어 있다. 크기는 엔드포인트를 포함하여, 인용된 범위 내의 임의의 값 또는 하위 범위일 수 있다.
분석 디바이스(1)에서, 각각의 웰(10)은 비드와 같은 분석 성분(60) 상에 배치된 단일 테스트 화합물의 분석을 수행하도록 구성된다. 이러한 분석은 바람직하게는 각각의 웰(10)에 단일 비드를 도입하여 수행된다. 이러한 비드는 일반적으로 통상적인 분할/풀(pool) 조합 합성에 의해 비드 상에 합성되는 단일 테스트 화합물의 다수의 카피를 포함한다. 웰에 배치되는 다른 분석 성분들은, 예를 들어, 포유류 세포, 완충액, 염, 세포 영양소 등을 포함하는 수용액을 포함할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 플랫폼(7) 상에 캡(30)을 배치하는 것을 예시하며, 이 경우, 주변 벽 또는 숄더(7b)이다. 캡(30)이 배치되면 캡(30)의 저부 표면(31), 플랫폼(7) 및 분석 디바이스 구성요소(1a)에 의해 규정된 밀봉식 공간이 생성된다. 유입구 포트(3a)와 유출구 포트(4a)는 모두 밀봉식 공간에 배치되어 유입구 포트(3a)에서 시작하여 유출구 포트(4a)에서 끝나는 유체 도관이 밀봉식 공간 전체를 통과하면서 규정된다. 이 유체 도관은 위와 같이 웰(10) 위에 소수성 유체층을 배치할 수 있도록 한다.
디바이스 준비
본 명세서에 기술된 분석 디바이스 구성요소(1a) 및 기타 지지 구조물은 다수의 생체적합성 물질 중 임의의 생체적합성 물질을 포함할 수 있으며, 여기에는 제온 스페셜티 머티리얼스사(Zeon Specialty Materials, Inc.)(미국 캘리포니아주 산호세)에서 구매 가능한 고리형 올레핀 중합체(COP), 폴리플라스틱스 USA사(Polyplastics USA, Inc.)(미국 미시간주 파밍턴힐스) 등 여러 출처에서 구매 가능한 고리형 올레핀 공중합체(COC), 퍼트남 플라스틱스사(Putnam Plastics)(미국 코네티컷주 데이빌) 등 여러 출처에서 구매 가능한 폴리이미드, 포스터 코포레이션사(Foster Corporation)(미국 코네티컷주 퍼트남) 등 여러 출처에서 구매 가능한 폴리카보네이트, 엣지 엠보싱사(Edge Embossing)(미국 메사추세츠주 메드포드)에서 구매 가능한 폴리디메틸실록산 및 파켐 파인 앤 스페셜티 케미컬스(Parchem Fine & Specialty Chemicals)(미국 뉴욕주 뉴로셸)에서 구매 가능한 폴리메틸메타크릴레이트와 같은 폴리머를 포함한다(그러나, 이에 제한되지 않음).
본 발명의 분석 디바이스 구성요소(1a)의 웰(10)은 당업자에게 잘 알려진 핫 엠보싱 방법에 의해 용이하게 제조될 수 있으며, 폴리머를 유리 전이 온도 바로 위의 온도로 가열하여 연화시킨 폴리머에 패턴을 스탬핑하는 것을 포함한다. 폴리머의 후속 냉각은 본 명세서에 설명된 디바이스에 고밀도의 웰을 제공한다. 대안으로, 금형 사출 기술이 사용될 수 있으며 당업자에게 잘 알려져 있다. 또한, 생체적합성 폴리머의 고체 블록을 레이저 에칭하여 원하는 웰 밀도뿐만 아니라 적절한 크기, 부피 및 형상을 갖는 원하는 수의 웰을 도입할 수 있다.
웰(10)을 형성함에 있어서, 각각의 구획부(16)는 바람직하게는 제1 웰(10a)로부터 가장 가까운 인접 웰(10b)까지 적어도 약 10 마이크로미터 거리로 이격된다. 그러나, 제1 웰(10a)에서 가장 가까운 인접 웰(10b)까지 적어도 약 5 마이크로미터 또는 제1 웰(10a)에서 가장 가까운 인접 웰(10b)까지 적어도 약 1 마이크로미터와 같은 더 작은 거리가 고려될 수 있다. 웰(10) 사이의 이러한 최소 거리는 균일한 수용액(유출 없음)이 각각의 웰(10)에 포함되도록 웰 무결성을 보장하고, 각각의 웰(10)이 하나 이상의 비드를 포함하며, 비드는 동일한 테스트 화합물의 다수의 카피를 포함하도록 한다. 바람직한 실시예에서, 구획부(16)는 가장 가까운 이웃 웰로부터 측정된 거리가 약 20 마이크로미터이고, 더 바람직하게는 약 20 마이크로미터에서 약 50 마이크로미터 미만인 거리를 갖는다. 크기는 엔드포인트를 포함하여, 인용된 범위 내의 임의의 값 또는 하위 범위일 수 있다.
웰(10)은 플라스틱을 연화시키기 위해 열가소성 중합체 시트를 유리 전이 온도보다 약간 높은 온도로 가열하는 종래의 핫 엠보싱 방법에 의해 생성된다. 스탬프는 원하는 밀도로 표면에 균일하게 배치된 여러 개의 원형 프롱(prong)으로 구성된 스탬프를 선택한다. 각각의 프롱은 위에서 설명한 웰(10)의 크기와 상관관계가 있는 직경과 깊이를 갖도록 크기가 조정된다. 인접한 두 개의 프롱 사이의 거리는 적어도 약 10 마이크로미터이다(즉, 구획부(3)의 두께는 적어도 약 10 마이크로미터이다). 스탬프의 크기는 프롱을 포함하는 부분이 시트의 최상부 표면 내에 맞도록 조정된다. 프롱의 전체 길이가 시트에 가라 앉을 수 있도록 스탬프에 충분한 힘이 가해진다. 필요한 힘은 시트의 부드러움 정도에 따라 달라지며 숙련된 기술자가 쉽게 확인할 수 있다. 시트가 냉각됨에 따라, 웰(10) 및 구획부(16)를 포함하는 시트를 제공하기 위해 프롱이 제거된다.
대안적으로, 모놀리식 구조의 일부로서 플랫폼(7)을 포함하거나 포함하지 않는 부분적으로 형성된 디바이스(1)는, 스탬프의 돌출부에 대응하는 돌출부(수형 몰드 반쪽)와 디바이스의 베이스(암형 몰드 반쪽)를 형성하는 2 개의 몰드 반쪽을 사용하여 통상적인 사출 성형을 통해 제조될 수 있다. 몰드 반쪽은 디바이스(1) 형상의 캐비티를 형성하기 위해 서로 나란히 배치된다. 이 캐비티에 단량체 또는 반응성 올리고머 조성물을 주입한 후 중합하면, 이제 웰(10) 및 구획부(16)를 포함하는 디바이스(1)(플랫폼(7)을 포함하거나 포함하지 않는)가 제공된다.
일 실시예에서, 열 엠보싱 또는 몰드 형성 후에, 종래의 스퍼터링 기술에 의해 디바이스(1)의 저부 표면(즉, 웰(10)의 저부 벽)을 포함하는 최상부 표면에 이산화규소 코팅이 도포될 수 있다. 바람직하게는, 이산화규소 층의 두께는 약 0.5 내지 약 100 나노미터이고, 더 바람직하게는 약 10 내지 50 나노미터이다(값은 엔드포인트를 포함하여, 인용된 범위 내의 임의의 값 또는 하위 범위일 수 있다). 이산화규소 코팅은 발수성, 생체적합성 층을 모두 결합하는 반응성 층을 제공한다.
디바이스(1)의 구체적인 구성에 관해서는, 웰(10)의 저부 표면을 포함하여 디바이스(1)의 최상부 표면에 이산화규소 코팅을 도포한 후, 각각의 구획부(16)는 한 웰에서 다른 웰로 수용액이 유출되는 것을 억제하는 생물학적 호환성, 소수성, 발수층을 포함하도록 수정된다. 발수층은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌과 프로필렌의 블록 공중합체, 폴리테트라플루오로에틸렌, (트리클로로)옥타데실실란(OTS), 비정질 불소 중합체(예를 들어, 싸이탑(등록상표(CYTOP®)) 및 폴리디메틸실록산(PDMS) 등과 같은 생물학적 호환성, 소수성, 발수 물질을 포함한다.
생체적합성 발수층은 종래의 코팅 기술에 의해 생성된다. 예를 들어, 그러한 기술 중 하나는 디바이스와 호환되는 적절한 용매(예를 들어, 에탄올)에 용해된 생체적합성 발수성 물질의 용액을 디스크에 도포하는 것을 포함한다. 그런 다음 디스크를 회전시켜 약 1 내지 5 마이크로미터의 얇은 용액막을 만든다. 회전을 멈춘 다음 디바이스(1)의 윗면을 박막 위에 놓거나 박막 안으로 넣는다. 디바이스(1)는 약 1 내지 5 분 이내에 디스크에서 분리된 후 건조되어 약 1 내지 5 마이크로미터 두께의 발수층을 형성한다. 값은 엔드포인트를 포함하여, 상기 언급된 범위 내의 임의의 값 또는 하위 범위일 수 있다.
다른 실시예에서, 생체적합성 발수층의 형성은 원하는 두께로 사출 성형에 의해 수행된다. 생체적합성 발수층의 첨가는 각각의 웰의 깊이에 추가되므로, 전술한 웰의 총 깊이는 생체적합성 발수층이 형성된 후의 그 깊이를 지칭하는 것으로 이해된다.
일부 실시예에서, 분석 디바이스 구성요소는 웰(10)의 저부 상에 표적 캡처(층) 요소를 더 포함할 수 있다. 이는 웰(10) 내에서 임의의 분석 성분(60)의 이동을 방지하는 역할을 할 수 있다. 예시적인 표적 캡처 요소는 예시적인 목적으로만 사용되는 폴리-D-라이신(PDL)이다. 예를 들어, 약 0.1 mg/mL의 농도에 도달할 수 있도록 충분한 PDL을 수용액에 용해시킨다. PDL은 다양한 출처에서 구매 가능하다. PDL의 하나의 공급원으로서 써모피셔 사이언티픽사(ThermoFisher Scientific)(미국 캘리포니아주 샌디에이고 메사 림 로드 10010)로부터 카탈로그 번호 A389040로 공급된다. 표적 캡처 요소의 다른 예로는 피브로넥틴(fibronectin)(써모피셔 사이언티픽사, 카탈로그 번호: 33016015), 비트로넥틴(vitronectin)(시그마 알드리치사(Sigma Aldrich), 카탈로그 번호: 5051) 등이 있다.
PDL 표적 캡처 요소가 없는 부분적으로 형성된 디바이스(1)는, PDL 용액을 포함하는 용기에 침지된다. 침지는 약 1 시간 동안 계속된다. 그런 다음 디바이스(1)를 제거한 후 건조시킨다. 디바이스(1)의 최상부 표면의 소수성 코팅은 그 표면에 PDL의 증착을 지연시켜 웰(10)의 저부 표면 및 웰(10)의 측벽에 표적 캡처 요소를 제공한다.
표적 캡처 요소는 웰(10)의 저부 표면(12)과 생물학적으로 호환되며, 일단 증착되면 표적 전위를 방해하도록 증착 부위에서 표적에 부착되거나, 표적이 용액에 있거나 현탁액일 때 표적과 생물학적으로 호환된다. 소수성의 영역이 허용되기는 하지만, 표적 캡처 요소의 전반적인 특성은 친수성인 것이 바람직하다. 일 실시예에서, 표적 캡처 요소는 웰(10)의 저부 표면(12) 및 그 위에 증착된 표적에 부착되도록 선택된다. 실시예에서, 표적 캡처 요소에 대한 표적의 결합은 약 1 x 10-3 이하, 더 바람직하게는 약 1 x 10-5 μmol/μL 이하의 Kd를 제공한다(값은 엔드포인트를 포함하여 상기 열거된 범위 내의 임의의 값 또는 하위 범위일 수 있음). 표적 캡처 요소는 폴리(아미노산), DNA, RNA, siRNA, 항체, 항체 단편, 단백질, 폴리펩티드 등과 같은 물질을 포함한다. 특정 표적 캡처 요소는 사용되는 표적에 대해 선택되며, 이러한 선택은 당업자에게 잘 알려져 있다. 일 실시예에서, 표적은 인간 헬라 세포와 같은 포유류 세포이고, 표적 캡처 요소는 D-라이신(PDL)의 중합체이다. 약 1 x 109 내지 약 1 x 1014의 라이신 잔기를 갖는 D-라이신 중합체가 바람직하다(값은 엔드포인트를 포함하여 상기 인용된 범위 내의 임의의 값 또는 하위 범위일 수 있음).
"표적"이라는 용어는 테스트 화합물의 해당 표적에 대한 결합 친화성 및 선택적으로 그러한 결합의 생물학적 결과를 평가하고자 하는 생물학적 물질과 같은 물질을 의미한다. 예시적인 표적은 단일 클론 또는 다클론 항체, 단일 클론 또는 다클론 항체의 단편, 포유류 세포, DNA, RNA, siRNA, 단백질(예를 들어, 융합 단백질, 효소, 사이토카인, 케모카인 등), 바이러스 등을 포함한다. 바람직한 일 실시예에서, 표적은 인간 세포와 같은 포유류 세포이다.
생체적합성 발수층이 표적 캡처 요소와 함께 사용될 때, 본 명세서에 설명된 디바이스(1)는 전자기 에너지 검출 수단(예를 들어, 빛)을 사용하여 웰(2)에 침착된 세포의 재현 가능한 검출을 유지할 뿐만 아니라 제곱 밀리미터당 웰의 매우 높은 밀도를 허용한다. 본 명세서에 기술된 생체적합성 발수층의 존재는 인접한 웰에서 수용액이 유출되는 것을 억제하거나 제거한다.
플랫폼의 통합
일 실시예에서, 플랫폼(7)은 행(20) 및 행(20)으로부터 유입구 포트(3a) 및 유출구 포트(4a)로 연장되는 부분 외의 분석 디바이스 구성요소(1a)의 최상부 표면의 적어도 일부 위에 맞는 필름 또는 층을 포함한다. 일 실시예에서, 그러한 층 또는 필름(7a)은 행(20)을 둘러싸되 행(20) 위로 연장되지 않도록 구성되는 감압 접착제(PSA)와 같은 양면 테이프를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 그러한 층 또는 필름(7a)은 또한 행(20)을 둘러싸되 행(20) 위로 연장되지 않도록 구성되는 얇은 플라스틱 시트를 포함할 수 있다. PSA 테이프는 당업자에게 매우 잘 알려져 있으며, 예를 들어, 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)(미국 미네소타주 세인트 폴)로부터 입수 가능한 접착 전사 테이프 F9473PC를 포함하여 다수의 공급업체로부터 입수 가능하다.
일 실시예에서, 플랫폼(7)은 각각의 행(20) 및 행(20)의 근위 단부로부터 유입구 포트(3a)로 연장되고 행(20)의 원위 단부로부터 유출구 포트(4a)로 연장되는 컷아웃(cutout)을 포함하도록 미리 형성된 필름(7a)을 포함한다. 이러한 시트는 당업자에게 잘 알려진 통상적인 방법으로 제조되는 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 플랫폼(7)은 최상부 표면(2)으로부터 상방으로 또는 캡(30)의 저부 표면(31)으로부터 하방으로 연장되는 숄더(7b)를 포함한다. 이러한 숄더(7b)는 행(20)을 격리하도록 배치된다.
일반적으로, 필름(7a) 또는 숄더(7b)로서 플랫폼은 약 50 내지 약 1000 마이크로미터, 바람직하게는 약 100 내지 약 500 마이크로미터의 두께(높이)를 갖는다(값은 엔드포인트를 포함하여, 개시된 범위 내의 임의의 값 또는 하위 범위가 될 수 있다).
다음으로, 사용될 때, 유체 유입구(3) 및 유체 유출구(4)는 디바이스 구성요소(1b)에 고정된다. 일 실시예에서, 유체 유입구(3)는 유입구 저장소를 포함하고, 유체 유출구(4)는 유출구 저장소를 포함한다. 두 저장소 모두 저장소의 최상부에서 부분적으로 하방으로 연장되는 웰을 갖지만 저장소 저부까지 관통하지는 않는다. 구멍은 저장소의 베이스에 배치되고 저장소를 통해 연장되어 오목하게 형성된 부분에 위치한 행(20)과 만나는 저장소 밖으로 나온다. 유입구 저장소에 있는 상기 구멍의 저부 종단은 유입구 포트(3a)로 식별되고 유출구 저장소에 있는 상기 구멍의 저부는 유출구 포트(4a)로 식별된다. 상기 구멍은 밀봉식 유체 통로(5)로 통과하는 유체의 양을 계량하는 역할을 한다.
대안적으로, 저장소의 웰은 저장소의 최상부로부터 저장소의 저부까지 하방으로 연장된다. 각각의 웰의 베이스에는 각각의 저장소의 저부와 정렬되는 구멍을 포함하는 시트 또는 필름이 있다. 상기 구멍들 각각은 유입구 포트(3a) 또는 유출구 포트(4a)를 획정하고, 통로(5)를 통과하는 유체의 양을 측정하기 위해 사용된다.
유체 유입구(3) 및 유체 유출구(4)의 제조는 사출 성형과 같은 종래의 기술에 의해 수행된다. 마찬가지로, 유입구 포트(3) 및 유출구 포트(4)를 형성하는 데 사용되는 플라스틱 시트는 당업자에게 잘 알려져 있으며, 사용되는 소수성 유체에 대해 불활성이 되도록 만들어진다.
이러한 구성요소를 디바이스 구성요소(1b) 상에 배치하는 것 또한 당업자에게 잘 알려진 통상적인 기술에 의해 수행된다. 예를 들어, PSA와 같은 양면 테이프가 각각의 유입구(3) 및 유출구(4)를 플랫폼(7)에 접착하는 데 사용된다. 대안적으로, 자외선 유도 접착제를 사용하거나 종래의 화학적 결합을 사용할 수 있다.
이러한 구성요소가 제 위치에 배치되면, 디바이스는 완성되고 캡(30)을 수용할 준비가 된 것이다. 그러나, 캡(30)을 배치하기 전에, 분석 성분이 종래의 기술에 의해 웰에 추가된다. 하나 이상의 분석 성분이 유입구(3) 및 유출구(4)를 디바이스 구성요소(1b)에 배치하기 전 또는 후에 추가될 수 있다.
캡
캡(30)은 플랫폼(7)에 가역적으로 부착되는 생물학적 호환성 및 탈착식 필름 또는 시트를 포함한다. 이러한 필름 또는 시트는 바람직하게는 가스 투과성이며, 부착될 플랫폼의 윤곽과 일치하도록 구성된다. 적합한 필름 또는 시트의 예로는 써모 피셔 사이언티픽사의 마이크로티터 플레이트용 마일라 플레이트 실러가 있다(위 참조). 일 실시예에서, 캡(30)의 상부 표면은 손잡이, 탭, 나사산 또는 분석 디바이스(1)에서 캡을 쉽게 제거할 수 있는 다른 요소와 같은 부속물을 갖는다.
방법
실제로, 웰(10)은 먼저 분석 성분 및 실행될 분석의 요건(예를 들어, pH, 완충액, 염 등)에 대응하는 수용액으로 부분적으로 또는 완전히 채워진다.
채워진 후, 캡(30)이 플랫폼(7) 상에 장착되어 웰(10)을 포함하는 각각의 행(20)을 통해 연장되는 밀봉식 도관 또는 통로(7)를 형성한다. 각각의 웰(10)의 내용물을 오염 물질 및/또는 증발로부터 보호하기 위해, 생체적합성 소수성 유체층이 상기 소수성 유체층이 상기 유입구 저장소로 하방으로 흐르고 유입구 포트(3a)로부터 빠져나가도록 충분한 양으로 유입구 포트(3)에 도입된다. 그런 다음, 상기 소수성 유체층은 행(20)의 표면(2) 위로 흐르면서 부분적으로 채워진 웰(10)을 상기 소수성 유체로 채우고, 상기 통로(5)에도 캡(30)의 저부 표면(31)까지 축적된다. 그런 다음 과잉 소수성 유체층은 유출구 포트(4a)를 통과한다. 유체는 피펫, 주사기 또는 펌프를 통해 적절한 저장소에서 도입된다. 유체의 주입 속도는 웰(10)의 분석 성분(60)을 방해하지 않고 행(20)의 표면을 가로지르는 수평 흐름을 제공하도록 선택된다. 바람직하게는, 유체는 초당 약 100 ㎕ 이하의 속도로 주입된다.
이 시점에서, 캡(30)은 유지되거나 제거될 수 있고, 분석은 완료될 때까지 계속될 수 있다.
분석이 완료되면, 캡(유지된 경우)이 제거되고 분석 결과가 정량화된다. 생물학적 활성을 나타내는 웰(10)이 식별되고 상기 비드에 결합된 화합물이 결정된다.

Claims (34)

  1. 분석 디바이스(1)로서,
    ⅰ) 웰 바닥(12), 웰 직경(14) 및 웰 높이(15)에 의해 각각 획정되고, 임의의 제1 웰(10a)이 인접한 제2 웰(10b)로부터 구획부(16)에 의해 분리되는 적어도 하나의 웰(10)의 행(20)을 갖는 분석 디바이스 구성요소(1a)―상기 분석 디바이스 구성요소(1a)는 표면 구획부(16) 및 상기 웰(10)의 최상부를 포함하는 최상부 표면(2)에서 종단됨―;
    ⅱ) 분석 디바이스 구성요소(1a)의 표면(2)의 적어도 일부 위로 연장되는 플랫폼(7)―상기 플랫폼은 플랫폼(7)의 최상부 표면으로부터 오목하게 형성된 부분에 행(20)을 위치시키기 위해 행(들)(20) 위로는 연장되지 않음―; 및
    ⅲ) 각각의 행(20)은 유입구 포트(3a)가 있는 일단부에서, 그리고 유출구 포트(4a)가 있는 대향 단부에서 종단되는 구성
    을 포함하고,
    상기 분석 디바이스 구성요소(1a) 및 상기 플랫폼(7)은 생체적합성 탈착식 캡(30)을 수용 및 유지하도록 구성되고,
    상기 캡(30)은 저부 표면(31)을 포함하고, 분석 디바이스 구성요소(1a), 플랫폼(7), 유입구(3a), 유출구(4a) 및 캡(30)의 저부 표면(31)의 구성은 캡(30)이 플랫폼(7) 상에 유지되도록 하여 행(20)을 격리시킴으로써 유입구 포트(3a)로부터 유출구 포트(4a)로, 그리고 분석 디바이스 구성요소(1a)의 최상부 표면(2), 상기 플랫폼(7) 및 캡(30)의 저부 표면(31)에 의해 획정되는 공간을 통해 연장되는 밀봉식 유체 통로(5)를 획정하고, 상기 공간의 높이는 플랫폼(7)의 높이에 의해 규정되며,
    추가로, 상기 밀봉식 통로(5)는 웰(10)의 최상부에 대해 실질적으로 수평 방향으로 상기 유체 연통을 제공하는, 분석 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 행(20)은 제곱 밀리미터당 적어도 10 개 웰의 웰(10) 밀도를 갖는, 분석 디바이스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 디바이스(1)의 상기 구획부(16) 각각은 상기 구획부(16) 상의 표면(2)의 적어도 일부에 통합된 소수성 발수층을 포함하는, 분석 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 디바이스는 단일 행 및 단일 쌍의 유입구 저장소(3)/유입구 포트(3a) 및 유출구 저장소(4)/유출구 포트(4a)를 포함하는, 분석 디바이스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 디바이스는 다수의 행(20) 및 다수의 쌍의 유입구 저장소(3)/유입구 포트(3a) 및 유출구 저장소(4)/유출구 포트(4a)를 포함하며, 각각의 쌍은 각각의 행(20)과 정렬되는, 분석 디바이스.
  6. 제1항에 있어서,
    플랫폼(7)은 분석 디바이스 구성요소(1a)의 최상부 표면의 일부에 통합되고, 플랫폼(7)의 최상부가 유입구 포트(3a) 및 유출구 포트(4a)보다 높도록 충분히 상방으로 연장되는, 분석 디바이스.
  7. 제1항에 있어서,
    유입구 포트(3a)는 유입구 저장소(3b)와 유체 연통하고, 유출구 포트(4a)는 유출구 저장소(4b)와 유체 연통하는, 분석 디바이스.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 플랫폼(7)은 캡(30)의 저부 표면에 통합되고, 캡(30)의 저부 표면(31)이 유입구 포트(3a) 및 유출구 포트(4a)보다 낮지 않도록 충분히 하방으로 연장되는, 분석 디바이스.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 플랫폼(7)은 행(20) 이외의 표면(2)의 일부 위에 배치되는 필름(7a)으로서 행(20)을 상기 플랫폼 필름(7a) 아래에 오목하게 형성된 부분에 위치시킴으로써 행(20)을 격리시키는, 분석 디바이스.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 플랫폼(7)은 한 쌍의 숄더(7b)이고, 상기 한 쌍의 숄더는 상기 숄더(7b) 아래에 오목하게 형성된 부분에 행(20)을 위치시키기 위해 유입구 포트(3a)로부터 유출구 포트(4a)로 이어지는 행(20)의 각 측면에 인접하여 배치되는, 분석 디바이스.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 플랫폼(7)은 숄더(7b)의 세트이고, 숄더의 세트는 상기 숄더(7b) 아래에 오목하게 형성된 부분에 행(20)을 위치시키기 위해 표면(2)의 둘레 주위에 배치되는, 분석 디바이스.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 디바이스(1)는 10,000 개 내지 2,500,000 개의 웰(10)을 포함하는, 분석 디바이스.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 유입구 저장소(3)는 원하는 유체가 채워진 주사기 또는 피펫이며, 상기 주사기 또는 피펫의 상기 유출구의 팁이 유입구 포트(3a)와 결합하고, 결합 시 통로(5)로 유체를 도입할 수 있는 주사기 또는 피펫인, 분석 디바이스.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 유입구 저장소(3)는 원하는 유체를 포함하는 펌프에 연결된 바늘이며, 상기 바늘이 유입구 포트(3a)와 결합하고, 상기 펌프가 제어된 압력 및 전달 속도 하에서 상기 유체를 통로(5)로 지속적으로 전달할 수 있도록 하는, 분석 디바이스.
  15. 제7항에 있어서,
    상기 유입구 저장소(3)는 상기 유입구 포트(3a) 위 제 자리에 고정된 웰이고, 상기 웰은 상기 유입구 포트(3a)와 유체 연통하여 상기 유입구 저장소(3) 내 유체가 유입구 포트(3a)를 통해 통로(5)로 그리고 통로(5)를 통과하여 흐르도록 하는, 분석 디바이스.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 유체 유출구(4)는 통로(5)의 체적 용량을 초과하는 유체가 유출구 포트(4a)로부터의 오버플로우(overflow)되어 (4a)로부터 유출되는, 분석 디바이스.
  17. 제7항에 있어서,
    상기 유체 유출구(4a)는 유출구 포트(4a) 위 제 자리에 고정된 웰이고, 상기 웰은 상기 유출구 포트(4a)와 유체 연통하여 통로(3)의 체적 용량을 초과하는 유체가 유출구 포트(4a)로부터 유출된 후 유체 유출구(4)로 유입되도록 하는, 분석 디바이스.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 디바이스의 상기 웰(10)은 분석을 실행하기에 충분한 분석 성분(60)을 포함하는, 분석 디바이스.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 웰은 소수성 유체층으로 덮여있는, 분석 디바이스.
  20. 부품 키트로서,
    A) ⅰ) 웰 바닥(12), 웰 직경(14) 및 웰 높이(15)에 의해 각각 획정되고, 임의의 제1 웰(10a)이 인접한 제2 웰(10b)로부터 구획부(16)에 의해 분리되는 적어도 하나의 웰(10)의 행(20)을 갖는 분석 디바이스 구성요소(1a)―상기 분석 디바이스 구성요소(1a)는 구획부(16)의 표면 및 상기 웰(10)의 최상부를 포함하는 최상부 표면(2)에서 종단됨―;
    ⅱ) 분석 디바이스 구성요소(1a)의 표면(2)의 적어도 일부 위로 연장되는 플랫폼(7)―상기 플랫폼은 플랫폼(7)의 최상부 표면으로부터 오목하게 형성된 부분에 행(20)을 위치시키기 위해 행(들)(20) 위로는 연장되지 않음―; 및
    ⅲ) 각각의 행(20)은 유입구 포트(3a)가 있는 일단부에서, 그리고 유출구 포트(4a)가 있는 대향 단부에서 종단되는 구성
    을 포함하는 분석 디바이스(1); 및
    B) 저부 표면(31)을 포함하는 생체적합성 탈착식 캡(30)―분석 디바이스 구성요소(1a), 플랫폼(7), 유입구(3a), 유출구(4a) 및 캡(30)의 저부 표면(31)의 구성은 캡(30)이 플랫폼(7) 상에 유지되도록 하여 행(20)을 격리시킴으로써 유입구 포트(3a)로부터 유출구 포트(4a)로, 그리고 분석 디바이스 구성요소(1a)의 최상부 표면(2), 상기 플랫폼(7) 및 캡(30)의 저부 표면(31)에 의해 획정되는 공간을 통해 연장되는 밀봉식 유체 통로(5)를 획정하고, 상기 공간의 높이는 플랫폼 필름(7a)의 높이에 의해 규정됨―
    을 포함하며,
    분석 디바이스 구성요소(1a) 및 플랫폼(7)은 생체적합성 탈착식 캡(30)을 수용 및 유지하도록 구성되고,
    추가로, 상기 통로(5)는 웰(10)의 최상부에 대해 실질적으로 수평 방향으로 상기 유체 연통을 제공하는, 부품 키트.
  21. 분석 디바이스(1)로서,
    A):
    ⅰ) 웰 바닥(12), 웰 직경(14) 및 웰 높이(15)에 의해 각각 획정되고, 임의의 제1 웰(10a)이 인접한 제2 웰(10b)로부터 구획부(16)에 의해 분리되는 적어도 하나의 웰(10)의 행(20)을 갖는 분석 디바이스 구성요소(1a)―상기 분석 디바이스 구성요소(1a)는 구획부(16)의 표면 및 상기 웰(10)의 최상부를 포함하는 최상부 표면(2)에서 종단됨―;
    ⅱ) 분석 디바이스 구성요소(1a)의 표면(2)의 적어도 일부 위로 연장되는 플랫폼(7)―상기 플랫폼은 플랫폼(7)의 최상부 표면으로부터 오목하게 형성된 부분에 행(20)을 위치시키기 위해 행(들)(20) 위로는 연장되지 않음―; 및
    ⅲ) 각각의 행(20)은 유입구 포트(3a)가 있는 일단부에서, 그리고 유출구 포트(4a)가 있는 대향 단부에서 종단되는 구성;
    B) 저부 표면(31)을 갖는 생체적합성 탈착식 캡(30)―분석 디바이스 구성요소(1a), 플랫폼(7), 유입구(3a), 유출구(4a) 및 캡(30)의 저부 표면(31)의 구성은 캡(30)이 플랫폼(7) 상에 유지되도록 하여 행(20)을 격리시킴으로써 유입구 포트(3a)로부터 유출구 포트(4a)로, 그리고 분석 디바이스 구성요소(1a)의 최상부 표면(2), 상기 플랫폼(7) 및 캡(30)의 저부 표면(31)에 의해 획정되는 공간을 통해 연장되는 밀봉식 유체 통로(5)를 획정하고, 상기 공간의 높이는 플랫폼(7)의 높이에 의해 규정됨―;
    을 포함하고,
    디바이스 구성요소(1b)는 생체적합성 탈착식 캡(30)을 수용 및 유지하도록 구성되고,
    추가로, 밀봉식 유체 통로(5)는 웰(10)의 최상부에 대해 실질적으로 수평 방향으로 상기 유체 연통을 제공하고,
    더 추가로, 상기 밀봉식 유체 통로는 소수성 유체를 포함하는, 분석 디바이스.
  22. 분석 디바이스로서,
    a) 최상부 표면을 갖는 분석 디바이스 구성요소; 및 b) 분석 디바이스 구성요소에 장착되고 저부 표면을 갖는 생체적합성 탈착식 캡―상기 분석 디바이스 구성요소의 최상부 표면은 복수의 웰을 갖는 적어도 하나의 행을 포함하고, 복수의 웰 내 각각의 웰은 웰 바닥, 웰 직경 및 웰 높이에 의해 획정되며, 상기 분석 디바이스 구성요소의 최상부 표면은 상기 복수의 상기 웰의 최상부 표면을 포함함―; 및
    적어도 하나의 행의 양측으로 연장되고, 분석 디바이스 구성요소의 근위 및 원위 단부에서 종단되지만 적어도 하나의 행 위에서 그렇지 않도록 구성되는 플랫폼으로서, 이러한 구성에 의해 플랫폼의 최상부 표면으로부터 적어도 하나의 행 각각을 오목하게 형성된 부분에 위치시켜 상기 플랫폼의 최상부 아래에 놓이는 리세션을 획정하고, 상기 리세션의 저부는 분석 디바이스 구성요소의 최상부 표면을 포함하는 플랫폼
    을 포함하고,
    상기 생체적합성 탈착식 캡은 분석 디바이스 구성요소의 플랫폼 상에 장착되어 상기 리세션을 격리시키고, 여기서 상기 리세션은 유입구 저장소/유입구 포트의 일단부에서 종단되고 유출구 저장소/유출구 포트의 타단부에서 종단되며,
    상기 리세션은 플랫폼 및 생체적합성 탈착식 캡의 저부 표면과 함께 유입구 저장소/유입구 포트로부터 유출구 저장소/유출구 포트로의 밀봉식 통로 또는 도관을 획정하고,
    상기 밀봉식 통로 또는 도관은 웰의 최상부에 대해 실질적으로 수평 방향으로 유체 연통을 제공하는, 분석 디바이스.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 디바이스는 단일 행 및 단일 쌍의 유입구 저장소/유입구 포트 및 유출구 저장소/유출구 포트를 포함하며, 상기 유입구 저장소는 상기 유입구 포트와 유체 연통하고, 상기 유출구 저장소는 상기 유출구 포트와 유체 연통하는, 분석 디바이스.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 디바이스는 다수의 행 및 다수의 쌍의 유입구 저장소/유입구 포트 및 유출구 저장소/유출구 포트를 포함하고, 각각의 쌍은 각각의 행과 정렬되며, 각각의 유입구 포트는 유입구 저장소와 유체 연통하고, 각각의 유출구 포트는 유출구 저장소와 유체 연통하는, 분석 디바이스.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 플랫폼은 분석 디바이스 구성요소의 최상부 표면의 일부에 통합되고, 상기 플랫폼의 최상부 표면이 상기 유입구 포트 및 유출구 포트보다 높도록 충분히 상방으로 연장되는, 분석 디바이스.
  26. 제22항에 있어서,
    상기 유입구 포트는 상기 유입구 저장소와 유체 연통하고, 상기 유출구 포트는 상기 유출구 저장소와 유체 연통하는, 분석 디바이스.
  27. 제22항에 있어서,
    상기 플랫폼은 생체적합성 탈착식 캡의 저부 표면에 통합되고, 생체적합성 탈착식 캡의 저부 표면이 유입구 포트 및 유출구 포트보다 낮지 않도록 충분히 하방으로 연장되는, 분석 디바이스.
  28. 제22항에 있어서,
    상기 플랫폼은 적어도 하나의 행 이외의 표면의 일부 위에 배치되는 필름으로서 적어도 하나의 행을 상기 플랫폼 필름 아래에 오목하게 형성된 부분에 위치시킴으로써 적어도 하나의 행을 격리시키는, 분석 디바이스.
  29. 제22항에 있어서,
    상기 플랫폼은 한 쌍의 숄더이고, 상기 한 쌍의 숄더는 상기 숄더 아래에 오목하게 형성된 부분에 적어도 하나의 행을 위치시키기 위해 유입구 포트로부터 유출구 포트로 이어지는 적어도 하나의 행의 양측에 인접하여 배치되는, 분석 디바이스.
  30. 제22항에 있어서,
    상기 플랫폼은 숄더의 세트이고, 상기 숄더의 세트는 상기 숄더 아래에 오목하게 형성된 부분에 적어도 하나의 행을 위치시키기 위해 상기 분석 디바이스의 최상부 표면의 둘레 주위에 배치되는, 분석 디바이스.
  31. 제22항에 있어서,
    상기 디바이스는 10,000 개 내지 2,500,000 개의 웰을 포함하는, 분석 디바이스.
  32. 제22항에 있어서,
    유체 유출구는 유출구 포트로부터의 오버플로우를 위해 제공되며, 밀봉식 통로 또는 도관의 체적 용량을 초과하는 유체가 상기 유출구 포트로부터 유출되는, 분석 디바이스.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 유체 유출구는 유출구 포트 위 제 자리에 고정된 웰이고, 상기 웰은 상기 유출구 포트와 유체 연통하여 밀봉식 통로 또는 도관의 체적 용량을 초과하는 유체가 유출구 포트로부터 유출된 후 상기 유체 유출구로 유입되도록 하는, 분석 디바이스.
  34. 분석 디바이스로서,
    a) 최상부 표면을 갖는 분석 디바이스 구성요소; 및 b) 분석 디바이스 구성요소에 장착되고 저부 표면을 갖는 생체적합성 탈착식 캡―상기 분석 디바이스 구성요소의 최상부 표면은 복수의 웰을 갖는 적어도 하나의 행을 포함하고, 복수의 웰 내 각각의 웰은 웰 바닥, 웰 직경 및 웰 높이에 의해 획정되며, 상기 분석 디바이스 구성요소의 최상부 표면은 상기 복수의 상기 웰의 최상부 표면을 포함함―; 및
    적어도 하나의 행의 양측으로 연장되고, 분석 디바이스 구성요소의 근위 및 원위 단부에서 종단되지만 적어도 하나의 행 위에서 그렇지 않도록 구성되는 플랫폼으로서, 이러한 구성에 의해 플랫폼의 최상부 표면으로부터 적어도 하나의 행 각각을 오목하게 형성된 부분에 위치시켜 상기 플랫폼의 최상부 아래에 놓이는 리세션을 획정하고, 상기 리세션의 저부는 분석 디바이스 구성요소의 최상부 표면을 포함하는 플랫폼
    을 포함하고,
    분석 디바이스 구성요소, 플랫폼, 유입구 저장소/유입구 포트, 유출구 저장소/유출구 포트 및 생체적합성 탈착식 캡의 저부 표면의 구성은 생체적합성 탈착식 캡이 플랫폼 상에 장착되어 상기 리세션을 격리시키고, 여기서 상기 리세션은 유입구 저장소/유입구 포트의 일단부에서 종단되고 유출구 저장소/유출구 포트의 타단부에서 종단되며,
    상기 리세션은 플랫폼 및 생체적합성 탈착식 캡의 저부 표면과 함께 유입구 저장소/유입구 포트로부터 유출구 저장소/유출구 포트로의 밀봉식 통로 또는 도관을 획정하고,
    상기 생체적합성 탈착식 캡은 상기 분석 디바이스 구성요소 상에 배치되거나 상기 분석 디바이스 구성요소로부터 제거될 수 있으며,
    상기 밀봉식 통로 또는 도관은 웰의 최상부에 대해 실질적으로 수평 방향으로 유체 연통을 제공하는, 분석 디바이스.
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