KR20240056724A - 시약 조성물, 방법, 카트리지 및 시스템 - Google Patents

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KR20240056724A
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세바스티앙 리쿨트
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Abstract

본 개시내용은 내부 구획을 둘러싸는 쉘을 포함하는 조성물로서, 상기 내부 구획은 하나 이상의 시약을 포함하고, 상기 쉘은 상기 쉘이 제1 방출 조건에 노출될 때 상기 내부 구획을 방출하고, 상기 내부 구획은 상기 내부 구획이 제2 방출 조건에 노출될 때 상기 하나 이상의 시약을 방출하고, 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이한, 조성물에 관한 것이다. 또한 용해성 제1 쉘, 및 하나 이상의 시약을 포함하는 용해성 제2 쉘을 포함하는 조성물이 개시된다. 또한, 본원에 기술된 조성물을 사용하여 하나 이상의 시약의 방출을 제어하는 방법이 개시된다. 본 개시내용은 또한 본원에 기술된 조성물을 포함하는 시약 저장소를 포함하는 카트리지에 관한 것이다. 또한, 본원에 기술된 조성물을 포함하는 하나 이상의 시약의 방출을 제어하기 위한 시스템이 개시된다.

Description

시약 조성물, 방법, 카트리지 및 시스템
본 개시내용은 일반적으로 시약의 방출을 제어하기 위한 조성물, 방법, 카트리지 및 시스템에 관한 것이다.
많은 현재의 서열분석 플랫폼은 "합성에 의한 서열분석"("SBS": "sequencing by synthesis") 기술 및 검출을 위한 형광-기반 방법을 사용한다. 보다 더 비용 효과적이고, 신속하고, 편리한 서열분석 및 핵산 검출을 가능하게 하는 대안적인 서열분석 방법 및 개선된 샘플 및 라이브러리 제조 방법이 SBS에 대한 보완책으로서 바람직하다.
SBS 기술을 위한 현재 프로토콜은 일상적으로 DNA 또는 RNA를 서열분석에 적합한 단편화된 주형 라이브러리로 변환하는 샘플 제조 방법을 사용한다. 샘플 제조 방법은 흔히 단편화를 달성하기 위해 다수의 단계, 재료 전달 및 고가의 기기가 연루되며, 따라서 종종 어렵고, 지루하고, 비용이 많이 들고, 비효율적이다.
폴리뉴클레오티드를 포함하는 라이브러리는 일반적으로 올리고뉴클레오티드 어댑터를 표적 폴리뉴클레오티드에 부착시키는 임의의 적합한 방식으로 제조된다. 서열분석은 표적 폴리뉴클레오티드의 전체 또는 일부의 서열을 결정할 수 있다. 핵산을 클러스터 형성 및 서열분석을 위해 준비된 용액에서 어댑터-변형된 주형으로 변환하는 데 수반되는 단계의 수는 트랜스포사제 매개 단편화 및 태깅의 사용에 의해 감소될 수 있거나, 일부 경우에는 최소화될 수 있다. "태그화(tagmentation)"로 지칭되는 이러한 프로세스는 트랜스포존 말단 서열을 포함하는 어댑터와 복합체화된 트랜스포사제 효소를 포함하는 트랜스포좀 복합체에 의한 핵산의 개질이 연관되고, 예를 들어 국제 공개 WO 2016/130704호에 기재된 바와 같다. 서열분석 전에 고정화하고 증폭시키는 방법은 예를 들어 미국 특허 제8,053,192호에 기술되어 있다. 주형의 라이브러리는 고상 증폭, 보다 특히 고상 등온 증폭에 의해 미국 특허 출원 공개 제2005/0100900호에 기재된 바와 같이, 핵산 콜로니의 클러스터링된 어레이를 제조하는 데 사용될 수 있다.
서열분석은 임의의 적합한 서열분석 기술을 사용하여 수행될 수 있고, 가닥 재합성을 포함한 고정화된 및 증폭된 어댑터-표적-어댑터 분자의 서열을 결정하는 방법은 당업계에 공지되어 있고, 예를 들어 미국 특허 제8,053,192호에 기재되어 있다. SBS 기술은 일반적으로 주형 가닥에 대한 뉴클레오티드의 반복적 부가를 통한 신생 핵산 가닥의 효소적 연장을 수반한다. 기존의 SBS 방법에서, 단일 뉴클레오티드 단량체가 각각의 전달에서 중합효소의 존재 하에 표적 뉴클레오티드에 제공될 수 있다. 예시적인 SBS 시스템 및 방법은 미국 특허 출원 공개 제2007/0166705호에 기재되어 있다.
서열분석을 위한 샘플 제조 조성물 및 방법의 효율성을 차단하는 다양한 문제점들이 존재한다. 예를 들어, 공통 웰 내에서 다수의 시약의 시차 용해(staggering dissolution)에 어려움이 있다. 용해 시간 측면에서 상이한 시약들을 구별하는 문제가 있다. 또한 샘플 및 라이브러리 제조 조성물과 서열분석 프로세스를 위해 대기-포획된 물(atmospheric-captured water)을 정화하는 문제도 있다.
따라서, 개선된 샘플 제조 조성물 및 방법에 대한 필요성이 존재한다. 특히, 안정성이 향상된 서열분석 시약, 샘플 제조 시약, 라이브러리 제조 시약과 작업흐름 및 태그된 라이브러리 생산의 향상된 효율성과 결과적으로 생성된 라이브러리에 대한 증가된 판독 강화 및 단순화된 작업흐름을 나타내는 관련 조성물, 방법, 카트리지 및 시스템에 대한 필요성이 존재한다.
본 개시내용은 당업계에서 이들 및 다른 결함들을 극복하는 것에 관한 것이다.
제1 양태는 조성물에 관한 것이다. 조성물은 내부 구획을 둘러싸는 쉘을 포함하며, 상기 내부 구획은 하나 이상의 시약을 포함하고, 상기 쉘은 제1 방출 조건에 노출될 때 상기 내부 구획을 방출하고, 상기 내부 구획은 제2 방출 조건에 노출될 때 상기 하나 이상의 시약을 방출하고, 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이하다.
일 구현예에서, 내부 구획은 쉘이 제1 방출 조건에 노출될 때 하나 이상의 시약의 방출을 방지한다. 일 구현예에서, 제1 방출 조건은 제2 방출 조건 이전에 발생한다. 다른 구현예에서, 제2 방출 조건은 제1 방출 조건 이후에 발생한다.
일 구현예에서, 제1 방출 조건은 온도-제어 방출 조건, pH-제어 방출 조건, 시간-제어 방출 조건, 위치-제어 방출 조건, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 다른 구현예에서, 제2 방출 조건은 온도-제어 방출 조건, pH-제어 방출 조건, 시간-제어 방출 조건, 위치-제어 방출 조건, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일 구현예에서, 제1 및 제2 방출 조건 중 어느 하나 또는 둘 모두는 온도의 변화를 포함한다. 다른 구현예에서, 온도의 변화는 약 25℃ 초과의 온도로의 변화이다. 다른 구현예에서, 온도의 변화는 약 25℃ 이하의 온도로의 변화이다.
일 구현예에서, 쉘은 쉘이 적어도 하나의 추가 쉘 방출 조건에 노출될 때 내부 구획을 방출하며, 적어도 하나의 추가 쉘 방출 조건 중 하나 이상은 제1 방출 조건과 상이하다. 일 구현예에서, 내부 구획은 쉘이 적어도 하나의 추가 쉘 방출 조건에 노출될 때 하나 이상의 시약의 방출을 방지한다. 다른 구현예에서, 내부 구획은 내부 구획이 적어도 하나의 추가 내부 구획 방출 조건에 노출될 때 하나 이상의 시약을 방출하며, 적어도 하나의 추가 내부 구획 방출 조건 중 하나 이상은 제2 방출 조건과 상이하다.
일 구현예에서, 쉘은 쉘 폭을 갖고 내부 구획은 내부 구획 폭을 가지며, 쉘 폭은 내부 구획 폭과 상이하다. 일 구현예에서, 쉘 폭은 약 1 마이크로미터 내지 약 1,000 마이크로미터이다. 다른 구현예에서, 내부 구획 폭은 약 1 마이크로미터 내지 약 1,000 마이크로미터이다.
일 구현예에서, 쉘은 수용성 화합물을 포함한다. 일 구현예에서, 쉘은 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 카라기난, 젤라틴, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(HPMC), 풀루란, 전분 필름, 벤족사보롤-폴리(비닐 알코올)(벤족사보롤-PVA), 펙틴 중 하나 이상, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
일 구현예에서, 하나 이상의 시약은 서열분석 시약, 샘플 제조 시약, 라이브러리 제조 시약, 또는 이들의 조합이다. 일 구현예에서, 하나 이상의 시약은 하나 이상의 효소, 염, 계면활성제, 완충제, 효소 억제제, 프라이머, 뉴클레오티드, 유기 오스몰라이트, 자기 비드, 분자 프로브, 크라우딩제, 소분자, 표지된 뉴클레오티드, 또는 이들의 임의의 조합으로부터 선택된다.
일 구현예에서, 조성물은 정수 화합물(water purification compound)을 추가로 포함한다. 일 구현예에서, 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
일 구현예에서, 내부 구획은 하나 이상의 건조 시약, 하나 이상의 마이크로스피어, 하나 이상의 비드, 하나 이상의 분말, 하나 이상의 케이크, 하나 이상의 겔, 하나 이상의 액체, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일 구현예에서, 하나 이상의 시약은 동결건조된다. 일 구현예에서, 내부 구획은 복수의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함한다. 다른 구현예에서, 내부 구획은 하나의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함한다.
제2 양태는 조성물에 관한 것이다. 조성물은 용해성 제1 쉘, 및 용해성 제2 쉘을 포함하고, 제2 쉘은 하나 이상의 시약을 포함한다.
일 구현예에서, 제1 쉘은 외부 쉘이다. 일 구현예에서, 제2 쉘은 내부 쉘이다. 일 구현예에서, 제1 쉘은 조성물이 제1 방출 조건에 노출될 때 용해된다. 일 구현예에서, 제2 쉘은 조성물이 제1 방출 조건에 노출될 때 하나 이상의 시약의 방출을 방지한다. 다른 구현예에서, 제2 쉘은 제2 방출 조건에 노출될 때 용해된다.
일 구현예에서, 제1 방출 조건은 온도-제어 방출 조건, pH-제어 방출 조건, 시간-제어 방출 조건, 위치-제어 방출 조건, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 다른 구현예에서, 제2 방출 조건은 온도-제어 방출 조건, pH-제어 방출 조건, 시간-제어 방출 조건, 위치-제어 방출 조건, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일 구현예에서, 제1 및 제2 방출 조건 중 어느 하나 또는 둘 모두는 온도의 변화를 포함한다. 다른 구현예에서, 온도의 변화는 약 25℃ 초과의 온도로의 변화이다. 또 다른 구현예에서, 온도의 변화는 약 25℃ 이하의 온도로의 변화이다.
일 구현예에서, 제1 쉘은 제1 쉘이 적어도 하나의 추가 제1 쉘 방출 조건에 노출될 때 용해되며, 적어도 하나의 추가 제1 쉘 방출 조건 중 하나 이상은 제1 방출 조건과 상이하다. 다른 구현예에서, 제2 쉘은 제2 쉘이 적어도 하나의 추가 제1 쉘 방출 조건에 노출될 때 하나 이상의 시약의 방출을 방지한다. 일 구현예에서, 제2 쉘은 제2 쉘이 적어도 하나의 추가 제2 쉘 방출 조건에 노출될 때 하나 이상의 시약을 방출하며, 적어도 하나의 추가 제2 쉘 방출 조건 중 하나 이상은 제2 방출 조건과 상이하다.
일 구현예에서, 제1 쉘은 제1 쉘 폭을 갖고 제2 쉘은 제2 쉘 폭을 갖고, 제1 쉘 폭은 제2 쉘 폭과 상이하다. 다른 구현예에서, 제1 쉘 폭은 약 1 마이크로미터 내지 약 1,000 마이크로미터이다. 또 다른 구현예에서, 제2 쉘 폭은 약 1 마이크로미터 내지 약 1,000 마이크로미터이다.
일 구현예에서, 제1 쉘은 수용성 화합물을 포함한다. 다른 구현예에서,제1 쉘은 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 카라기난, 젤라틴, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(HPMC), 풀루란, 전분 필름, 벤족사보롤-폴리(비닐 알코올)(벤족사보롤-PVA), 펙틴 중 하나 이상, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
일 구현예에서, 하나 이상의 시약은 서열분석 시약, 샘플 제조 시약, 라이브러리 제조 시약, 또는 이들의 조합이다. 다른 구현예에서, 하나 이상의 시약은 하나 이상의 효소, 염, 계면활성제, 완충제, 효소 억제제, 프라이머, 뉴클레오티드, 유기 오스몰라이트, 자기 비드, 분자 프로브, 크라우딩제, 소분자, 표지된 뉴클레오티드, 또는 이들의 임의의 조합으로부터 선택된다.
일 구현예에서, 조성물은 정수 화합물을 추가로 포함한다. 일 구현예에서, 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
일 구현예에서, 제2 쉘은 하나 이상의 건조 시약, 하나 이상의 마이크로스피어, 하나 이상의 비드, 하나 이상의 분말, 하나 이상의 케이크, 하나 이상의 겔, 하나 이상의 액체, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 다른 구현예에서, 하나 이상의 시약은 동결건조된다. 일 구현예에서, 제2 쉘은 복수의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함한다. 다른 구현예에서, 제2 쉘은 하나의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함한다.
제3 양태는 조성물에 관한 것이다. 조성물은 용해성 제1 쉘; 하나 이상의 시약을 포함하는 용해성 제2 쉘; 및 정수 화합물을 포함한다.
일 구현예에서, 정수 화합물은 용해성 제1 쉘과 용해성 제2 쉘 사이의 위치에 있다.
일 구현예에서, 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일 구현예에서, 제1 쉘은 외부 쉘이다. 다른 구현예에서, 제2 쉘은 내부 쉘이다.
제4 양태는 하나 이상의 시약의 방출을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 방법은 내부 구획을 둘러싸는 쉘을 포함하는 조성물을 제공하는 단계 - 상기 내부 구획은 하나 이상의 시약을 포함함 -; 상기 조성물을 제1 방출 조건에 노출시켜 상기 내부 구획을 방출하는 단계; 및 상기 내부 구획을 제2 방출 조건에 노출시켜 상기 하나 이상의 시약을 방출하는 단계 - 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이함 -를 포함한다.
일 구현예에서, 내부 구획은 쉘이 제1 방출 조건에 노출될 때 하나 이상의 시약의 방출을 방지한다. 일 구현예에서, 제1 방출 조건은 제2 방출 조건 이전에 발생한다. 다른 구현예에서, 제2 방출 조건은 제1 방출 조건 이후에 발생한다.
일 구현예에서, 제1 방출 조건은 온도-제어 방출 조건, pH-제어 방출 조건, 시간-제어 방출 조건, 위치-제어 방출 조건, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 다른 구현예에서, 제2 방출 조건은 온도-제어 방출 조건, pH-제어 방출 조건, 시간-제어 방출 조건, 위치-제어 방출 조건, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일 구현예에서, 제1 및 제2 방출 조건 중 어느 하나 또는 둘 모두는 온도의 변화를 포함한다. 다른 구현예에서, 온도의 변화는 약 25℃ 초과의 온도로의 변화이다. 또 다른 구현예에서, 온도의 변화는 약 25℃ 이하의 온도로의 변화이다.
일 구현예에서, 제1 방출 조건은 약 1.0 내지 약 10.0의 pH를 포함한다. 다른 구현예에서, 제2 방출 조건은 약 1.0 내지 약 10.0의 pH를 포함한다. 일 구현예에서, 제2 방출 조건은 복수의 시약을 방출하는 데 효과적이며, 적어도 하나의 시약의 함량은 적어도 하나의 다른 시약의 함량과 상이하다. 일 구현예에서, 쉘을 제1 방출 조건에 노출시키는 단계 및 내부 구획을 제2 방출 조건에 노출시키는 단계는 순차적으로 발생한다.
일 구현예에서, 쉘은 쉘이 적어도 하나의 추가 쉘 방출 조건에 노출될 때 내부 구획을 방출하며, 적어도 하나의 추가 쉘 방출 조건 중 하나 이상은 제1 방출 조건과 상이하다. 다른 구현예에서, 내부 구획은 쉘이 적어도 하나의 추가 쉘 방출 조건에 노출될 때 하나 이상의 시약의 방출을 방지한다.
일 구현예에서, 내부 구획은 내부 구획이 적어도 하나의 추가 내부 구획 방출 조건에 노출될 때 하나 이상의 시약을 방출하며, 적어도 하나의 추가 내부 구획 방출 조건 중 하나 이상은 제2 방출 조건과 상이하다. 다른 구현예에서, 쉘은 쉘 폭을 갖고 내부 구획은 내부 구획 폭을 가지며, 쉘 폭은 내부 구획 폭과 상이하다. 다른 구현예에서, 쉘 폭은 약 1 마이크로미터 내지 약 1,000 마이크로미터이다. 또 다른 구현예에서, 내부 구획 폭은 약 1 마이크로미터 내지 약 1,000 마이크로미터이다.
일 구현예에서, 쉘은 수용성 화합물을 포함한다. 일 구현예에서, 쉘은 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 카라기난, 젤라틴, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(HPMC), 풀루란, 전분 필름, 벤족사보롤-폴리(비닐 알코올)(벤족사보롤-PVA), 펙틴 중 하나 이상, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
일 구현예에서, 하나 이상의 시약은 서열분석 시약, 샘플 제조 시약, 라이브러리 제조 시약, 또는 이들의 조합이다. 일 구현예에서, 하나 이상의 시약은 하나 이상의 효소, 염, 계면활성제, 완충제, 효소 억제제, 프라이머, 뉴클레오티드, 유기 오스몰라이트, 자기 비드, 분자 프로브, 크라우딩제, 소분자, 표지된 뉴클레오티드, 또는 이들의 임의의 조합으로부터 선택된다.
일 구현예에서, 방법은 정수 화합물을 제공하는 단계를 추가로 포함한다. 일 구현예에서, 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
일 구현예에서, 내부 구획은 하나 이상의 건조 시약, 하나 이상의 마이크로스피어, 하나 이상의 비드, 하나 이상의 분말, 하나 이상의 케이크, 하나 이상의 겔, 하나 이상의 액체, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일 구현예에서, 하나 이상의 시약은 동결건조된다. 일 구현예에서, 내부 구획은 복수의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함한다. 다른 구현예에서, 내부 구획은 하나의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함한다.
제5 양태는 하나 이상의 시약의 방출을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 방법은, 용해성 제1 쉘, 및 하나 이상의 시약을 포함하는 용해성 제2 쉘을 포함하는 조성물을 제공하는 단계; 상기 조성물을 제1 방출 조건에 노출시켜 상기 제1 쉘을 용해시키는 단계; 및 상기 조성물을 제2 방출 조건에 노출시켜 상기 제2 쉘을 용해시키는 단계 - 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이함 -를 포함한다.
일 구현예에서, 제2 쉘은 조성물이 제1 방출 조건에 노출될 때 하나 이상의 시약의 방출을 방지한다. 일 구현예에서, 제1 방출 조건은 온도-제어 방출 조건, pH-제어 방출 조건, 시간-제어 방출 조건, 위치-제어 방출 조건, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일 구현예에서, 제2 방출 조건은 온도-제어 방출 조건, pH-제어 방출 조건, 시간-제어 방출 조건, 위치-제어 방출 조건, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일 구현예에서, 제1 및 제2 방출 조건 중 어느 하나 또는 둘 모두는 온도의 변화를 포함한다. 다른 구현예에서, 온도의 변화는 약 25℃ 초과의 온도로의 변화이다. 또 다른 구현예에서, 온도의 변화는 약 25℃ 이하의 온도로의 변화이다.
일 구현예에서, 제1 쉘은 제1 쉘이 적어도 하나의 추가 제1 쉘 방출 조건에 노출될 때 용해되며, 적어도 하나의 추가 제1 쉘 방출 조건 중 하나 이상은 제1 방출 조건과 상이하다. 다른 구현예에서, 제2 쉘은 제2 쉘이 적어도 하나의 추가 제1 쉘 방출 조건에 노출될 때 하나 이상의 시약의 방출을 방지한다. 다른 구현예에서, 제2 쉘은 제2 쉘이 적어도 하나의 추가 제2 쉘 방출 조건에 노출될 때 하나 이상의 시약을 방출하며, 적어도 하나의 추가 제2 쉘 방출 조건 중 하나 이상은 제2 방출 조건과 상이하다. 일 구현예에서, 제1 쉘은 제1 쉘 폭을 갖고 제2 쉘은 제2 쉘 폭을 갖고, 제1 쉘 폭은 제2 쉘 폭과 상이하다. 다른 구현예에서, 제1 쉘 폭은 약 1 마이크로미터 내지 약 1,000 마이크로미터이다. 또 다른 구현예에서, 제2 쉘 폭은 약 1 마이크로미터 내지 약 1,000 마이크로미터이다.
일 구현예에서, 제1 쉘은 수용성 화합물을 포함한다. 일 구현예에서,제1 쉘은 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 카라기난, 젤라틴, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(HPMC), 풀루란, 전분 필름, 벤족사보롤-폴리(비닐 알코올)(벤족사보롤-PVA), 펙틴 중 하나 이상, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
일 구현예에서, 하나 이상의 시약은 서열분석 시약, 샘플 제조 시약, 라이브러리 제조 시약, 또는 이들의 조합이다. 일 구현예에서, 하나 이상의 시약은 하나 이상의 효소, 염, 계면활성제, 완충제, 효소 억제제, 프라이머, 뉴클레오티드, 유기 오스몰라이트, 자기 비드, 분자 프로브, 크라우딩제, 소분자, 표지된 뉴클레오티드, 또는 이들의 임의의 조합으로부터 선택된다.
일 구현예에서, 방법은 정수 화합물을 제공하는 단계를 추가로 포함한다. 일 구현예에서, 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일 구현예에서, 내부 쉘은 하나 이상의 건조 시약, 하나 이상의 마이크로스피어, 하나 이상의 비드, 하나 이상의 분말, 하나 이상의 케이크, 하나 이상의 겔, 하나 이상의 액체, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일 구현예에서, 하나 이상의 시약은 동결건조된다. 일 구현예에서, 내부 쉘은 복수의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함한다. 다른 구현예에서, 내부 쉘은 하나의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함한다. 일 구현예에서, 제1 쉘은 외부 쉘이다. 다른 구현예에서, 제2 쉘은 내부 쉘이다.
제6 양태는 하나 이상의 시약의 방출을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 방법은, 용해성 제1 쉘, 하나 이상의 시약을 포함하는 용해성 제2 쉘, 및 정수 화합물을 포함하는 조성물을 제공하는 단계; 상기 조성물을 제1 방출 조건에 노출시켜 상기 정수 화합물을 용해시키는 단계; 상기 조성물을 제2 방출 조건에 노출시켜 상기 제1 쉘을 용해시키는 단계; 및 상기 조성물을 제3 방출 조건에 노출시켜 상기 제2 쉘을 용해시키는 단계 - 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이함 -를 포함한다.
일 구현예에서, 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일 구현예에서, 제1 쉘은 외부 쉘이다. 다른 구현예에서, 제2 쉘은 내부 쉘이다.
제7 양태는 방법에 관한 것이다. 방법은 제1 온도에서 웰에 캡슐을 제공하는 단계; 상기 웰에 온도를 갖는 액체를 제공하는 단계; 액체의 온도를 제2 온도로 상승시키는 단계; 액체의 온도를 제2 온도로부터 제3 온도로 하강시키는 단계; 및 상기 캡슐로부터 하나 이상의 시약을 방출하는 단계를 포함한다.
일 구현예에서, 캡슐은 내부 구획을 둘러싸는 쉘을 포함하는 조성물을 포함하며, 내부 구획은 하나 이상의 시약을 포함하고, 쉘은 제1 방출 조건에 노출될 때 내부 구획을 방출하고, 내부 구획은 제2 방출 조건에 노출될 때 하나 이상의 시약을 방출하고, 제1 방출 조건은 제2 방출 조건과 상이하다. 일 구현예에서, 캡슐은 용해성 제1 쉘, 및 하나 이상의 시약을 포함하는 용해성 제2 쉘을 포함하는 조성물을 포함한다. 일 구현예에서, 캡슐은 용해성 제1 쉘, 하나 이상의 시약을 포함하는 용해성 제2 쉘, 및 정수 화합물을 포함하는 조성물을 포함한다. 일 구현예에서, 제2 온도는 약 25℃ 초과이다. 일 구현예에서, 제3 온도는 약 25℃ 이하이다.
일 구현예에서, 방법은 정수 화합물을 제공하는 단계를 추가로 포함한다. 일 구현예에서, 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
일 구현예에서, 캡슐은 수용성 화합물을 포함한다. 일 구현예에서, 캡슐은 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 카라기난, 젤라틴, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(HPMC), 풀루란, 전분 필름, 벤족사보롤-폴리(비닐 알코올)(벤족사보롤-PVA), 펙틴 중 하나 이상, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
일 구현예에서, 하나 이상의 시약은 서열분석 시약, 샘플 제조 시약, 라이브러리 제조 시약, 또는 이들의 조합이다. 일 구현예에서, 하나 이상의 시약은 하나 이상의 효소, 염, 계면활성제, 완충제, 효소 억제제, 프라이머, 뉴클레오티드, 유기 오스몰라이트, 자기 비드, 분자 프로브, 크라우딩제, 소분자, 표지된 뉴클레오티드, 또는 이들의 임의의 조합으로부터 선택된다.
일 구현예에서, 내부 구획은 하나 이상의 건조 시약, 하나 이상의 마이크로스피어, 하나 이상의 비드, 하나 이상의 분말, 하나 이상의 케이크, 하나 이상의 겔, 하나 이상의 액체, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일 구현예에서, 하나 이상의 시약은 동결건조된다. 일 구현예에서, 내부 구획은 복수의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함한다. 다른 구현예에서, 내부 구획은 하나의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함한다. 일 구현예에서, 제1 온도는 제3 온도와 상이하다. 다른 구현예에서, 제1 온도는 제3 온도와 동일하다.
제8 양태는 방법에 관한 것이다. 방법은 제1 온도에서 캡슐의 외부 쉘을 웰에 용해시키는 단계 - 웰은 액체를 포함하고, 캡슐은 외부 쉘, 정수 화합물, 내부 쉘 및 하나 이상의 시약을 포함하며, 캡슐의 외부 쉘의 용해가 정수 화합물을 방출시킴 -; 웰의 온도를 제2 온도로 상승시키는 단계; 및 내부 쉘을 용해시킴으로써 하나 이상의 시약을 방출하는 단계를 포함한다.
일 구현예에서, 캡슐의 외부 쉘을 웰에 용해시키는 단계는 액체를 웰 내로 유동시키는 것을 포함한다. 다른 구현예에서, 내부 쉘을 용해시키는 단계는 액체의 pH를 7.0 초과로 상승시키는 것을 포함한다. 다른 구현예에서, 내부 쉘을 용해시키는 단계는 액체의 pH를 7.0 미만으로 하강시키는 단계를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 내부 쉘은 제2 온도에 의해 용해된다. 다른 구현예에서, 내부 쉘은 최소 기간 후에 용해된다. 일 구현예에서, 최소 기간은 5분이다.
일 구현예에서, 제2 온도는 약 25℃ 초과이다. 다른 구현예에서, 방법은 제2 온도를 제3 온도로 낮추는 단계를 추가로 포함한다. 일 구현예에서, 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
일 구현예에서, 쉘은 수용성 화합물을 포함한다. 일 구현예에서, 쉘은 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 카라기난, 젤라틴, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(HPMC), 풀루란, 전분 필름, 벤족사보롤-폴리(비닐 알코올)(벤족사보롤-PVA), 펙틴 중 하나 이상, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
일 구현예에서, 하나 이상의 시약은 서열분석 시약, 샘플 제조 시약, 라이브러리 제조 시약, 또는 이들의 조합이다. 일 구현예에서, 하나 이상의 시약은 하나 이상의 효소, 염, 계면활성제, 완충제, 효소 억제제, 프라이머, 뉴클레오티드, 유기 오스몰라이트, 자기 비드, 분자 프로브, 크라우딩제, 소분자, 표지된 뉴클레오티드, 또는 이들의 임의의 조합으로부터 선택된다.
일 구현예에서, 내부 구획은 하나 이상의 건조 시약, 하나 이상의 마이크로스피어, 하나 이상의 비드, 하나 이상의 분말, 하나 이상의 케이크, 하나 이상의 겔, 하나 이상의 액체, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일 구현예에서, 하나 이상의 시약은 동결건조된다. 일 구현예에서, 내부 구획은 복수의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함한다. 다른 구현예에서, 내부 구획은 하나의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함한다.
제9 양태는 카트리지에 관한 것이다. 카트리지는 시약 저장소를 포함하고, 시약 저장소는 조성물을 포함하며, 상기 조성물은 내부 구획을 둘러싸는 쉘을 포함하며, 상기 내부 구획은 하나 이상의 시약을 포함하고, 상기 쉘은 제1 방출 조건에 노출될 때 상기 내부 구획을 방출하고, 상기 내부 구획은 제2 방출 조건에 노출될 때 상기 하나 이상의 시약을 방출하고, 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이하다.
일 구현예에서, 카트리지는 정수 화합물을 포함한다. 일 구현예에서, 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
일 구현예에서, 제1 방출 조건은 액체에의 노출이다.
일 구현예에서, 제2 방출 조건은 약 25℃ 초과의 온도에의 노출이다.
제10 양태는 카트리지에 관한 것이다. 카트리지는 시약 저장소를 포함하고, 시약 저장소는 조성물을 포함하며, 상기 조성물은 용해성 제1 쉘, 및 하나 이상의 시약을 포함하는 용해성 제2 쉘을 포함한다.
일 구현예에서, 카트리지는 정수 화합물을 포함한다. 일 구현예에서, 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
일 구현예에서, 제1 방출 조건은 액체에의 노출이다. 일 구현예에서, 제2 방출 조건은 약 25℃ 초과의 온도에의 노출이다. 일 구현예에서, 제1 쉘은 외부 쉘이다. 일 구현예에서, 제2 쉘은 내부 쉘이다.
제11 양태는 하나 이상의 시약의 방출을 제어하기 위한 시스템에 관한 것이다. 시스템은 웰; 내부 구획을 둘러싸는 쉘을 포함하는 조성물 - 상기 내부 구획은 하나 이상의 시약을 포함하고, 상기 쉘은 제1 방출 조건에 노출될 때 상기 내부 구획을 방출하고, 상기 내부 구획은 제2 방출 조건에 노출될 때 상기 하나 이상의 시약을 방출하고, 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이함 -; 및 액체를 포함한다.
일 구현예에서, 액체는 웰 내에 있다. 다른 구현예에서, 조성물은 웰 내에 있다. 다른 구현예에서, 시스템은 웰 상의 온도 제어기를 추가로 포함한다.
일 구현예에서, 시스템은 정수 화합물을 추가로 포함한다. 일 구현예에서, 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
제12 양태는 하나 이상의 시약의 방출을 제어하기 위한 시스템에 관한 것이다. 시스템은 웰; 용해성 제1 쉘, 및 하나 이상의 시약을 포함하는 용해성 제2 쉘을 포함하는 조성물; 및 액체를 포함한다.
일 구현예에서, 액체는 상기 웰 내에 있다. 일 구현예에서, 조성물은 상기 웰 내에 있다. 일 구현예에서, 시스템은 상기 웰 상의 온도 제어기를 추가로 포함한다.
일 구현예에서, 시스템은 정수 화합물을 추가로 포함한다. 일 구현예에서, 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일 구현예에서, 제1 쉘은 외부 쉘이다. 일 구현예에서, 제2 쉘은 내부 쉘이다.
제13 양태는 방법에 관한 것이다. 방법은, 온도를 갖는 액체를 웰 내로 유동시키는 단계 - 웰은 캡슐을 포함하고, 캡슐은 정수 화합물을 둘러싸는 제1 쉘 및 하나 이상의 시약을 둘러싸는 제2 쉘을 포함하고, 상기 제1 쉘은 제1 방출 조건에 노출 시 상기 정수 화합물을 방출하고, 상기 제2 쉘은 제2 방출 조건에 노출 시 상기 하나 이상의 시약을 방출하고, 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이하며, 상기 정수 화합물은 분해 조건에 노출 시 실질적으로 또는 완전히 분해됨 -; 상기 제1 쉘을 제1 방출 조건에 노출시켜 정수 화합물이 방출되도록 하는 단계; 상기 정수 화합물을 분해 조건에 노출시켜 상기 정수 화합물이 실질적으로 또는 완전히 분해되도록 하는 단계; 및 상기 제2 쉘 조건을 제2 방출 조건에 노출시켜 상기 하나 이상의 시약이 방출되도록 하는 단계를 포함한다.
일 구현예에서, 제1 방출 조건은 액체에의 노출이다. 다른 구현예에서, 분해 조건은 액체의 상승된 온도이다. 일 구현예에서, 상승된 온도는 약 25℃ 이상이다. 일 구현예에서, 분해 조건은 제2 방출 조건과 동일하다. 일 구현예에서, 액체를 유동시키는 단계, 상기 제1 쉘을 제1 방출 조건에 노출시키는 단계, 및 상기 정수 화합물을 분해 조건에 노출시키는 단계가 순서대로 수행된다. 다른 구현예에서, 액체를 유동시키는 단계, 상기 제1 쉘을 제1 방출 조건에 노출시키는 단계, 상기 정수 화합물을 분해 조건에 노출시키는 단계, 및 상기 제2 쉘 조건을 제2 방출 조건에 노출시키는 단계가 순서대로 수행된다.
본 개시내용에 따르면, 본원에 기술되는 조성물, 방법, 카트리지, 및 시스템은 많은 이점을 갖는다.
공통 웰 내에서 다수의 시약 캡슐의 시차 용해의 문제는 본원에 기술된 바와 같은 순차 방출 시스템을 사용하여 해결될 수 있다. 용해 시간 측면에서 상이한 시약들 간의 구별 문제는 본원에 기술된 바와 같은 시약 방출을 겪기 위해 상이한 수용성 필름 두께, 상이한 수용성 필름 조성 및 상이한 방출 트리거를 사용하는 수용성 필름의 조합된 사용을 통해 해결될 수 있다. 대기-포획된 물을 정화하는 문제는 본원에 기술된 바와 같은 정수 화합물, 예컨대 나트륨 디클로로이소시아누레이트를 사용하여 극복될 수 있으며, 이러한 정수 화합물은 본원에 기술된 바와 같이 시약 캡슐 조성물, 방법, 카트리지 및 시스템에 통합될 수 있다.
도 1은 순차적 작업흐름(sequential workflow)에서 정수 화합물을 나타낸다. 정수 화합물은 거대 정수 정제(grand water purification tablet) 또는 시약 캡슐에 도입된 소형 정제로서 캡슐이 재수화되는 액체의 양에 비례하는 크기로 대기-포획된 물 탱크에 배치될 수 있다.
도 2는 정수 화합물이 도입되어 있는 시약 캡슐의 제조를 나타낸다.
도 3은 정수 화합물의 크기가 재수화 부피 또는 최종 시약 혼합물의 부피에 비례한다는 것을 보여준다. 왼쪽에 전체 시약 캡슐이 도시되어 있고 오른쪽에 시약 성분 캡슐이 도시되어 있다.
도 4는 정수 화합물을 갖는 캡슐화 시약 마이크로스피어에 대한 작업흐름을 보여준다.
도 5는 공통 웰 구성을 갖는 조성물 디자인을 보여준다. 탱크 내에, 또는 조성물, 정제 또는 캡슐과 함께 정수 화합물을 배치될 수 있다.
도 6은 내부 구획을 둘러싸는 쉘을 갖는 본원에 기술된 조성물의 일 구현예를 보여준다.
도 7은 내부 구획을 둘러싸는 제1 쉘, 제2 내부 구획을 둘러싸는 제2 쉘, 및 제3 내부 구획을 둘러싸는 제3 쉘의 3개의 별개의 조성물을 갖는 본원에 기술된 조성물의 일 구현예를 보여준다.
도 8은 본원에 기술된 바와 같은 하나 이상의 방출 조건 하에 본원에 기술된 바와 같은 조성물을 보여준다.
도 9는 본원에 기술된 조성물 중 하나 이상의 시약, 특히 동결건조된 마이크로스피어의 일 구현예를 보여준다.
도 10는 본원에 기술된 조성물 중 하나 이상의 시약, 특히 동결건조된 마이크로스피어의 일 구현예를 나타낸다.
도 11은 하나 이상의 시약의 방출을 제어하기 위한 방법에 대해 본원에 기술된 일 양태를 설명하는 흐름도이다.
도 12는 하나 이상의 시약의 방출을 제어하기 위한 방법에 대해 본원에 기술된 일 양태를 설명하는 흐름도이다.
도 13은 하나 이상의 시약의 방출을 제어하기 위한 방법에 대해 본원에 기술된 일 양태를 설명하는 흐름도이다.
도 14는 방법에 대해 본원에 기술된 일 양태를 설명하는 흐름도이다.
도 15는 방법에 대해 본원에 기술된 일 양태를 설명하는 흐름도이다.
도 16은 방법에 대해 본원에 기술된 일 양태를 설명하는 흐름도이다.
아래에서 더 상세히 논의되는 전술한 개념들 및 추가의 개념들의 모든 조합은 (그러한 개념들이 상호 불일치하지 않는다면) 본원에 개시된 발명 요지의 일부인 것으로 고려되고 본원에서 설명되는 이익 및 이점을 달성하기 위해 사용될 수 있음이 이해되어야 한다.
제1 양태는 조성물에 관한 것이다. 조성물은 내부 구획을 둘러싸는 쉘을 포함하며, 상기 내부 구획은 하나 이상의 시약을 포함하고, 상기 쉘은 제1 방출 조건에 노출될 때 상기 내부 구획을 방출하고, 상기 내부 구획은 제2 방출 조건에 노출될 때 상기 하나 이상의 시약을 방출하고, 상기 제1 방출 조건은 제2 방출 조건과 상이하다.
본 개시내용의 소정 양태, 모드, 구현예, 변형예, 및 특징은 본 기술의 실질적인 이해를 제공하기 위해 상세사항의 다양한 수준으로 후술된다는 것을 이해하여야 한다. 달리 언급되지 않는 한, 본원에 사용되는 모든 기술 및 과학 용어들은 일반적으로 기술 분야의 당업자에 의해 통상적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 용어 "포함하는"뿐만 아니라 다른 형태의 사용은 제한적이지 않다. 용어 "갖는"뿐만 아니라 다른 형태의 사용은 제한적이지 않다. 본 개시내용에 사용되는 바와 같이, 청구항의 전제부에서든 또는 본문에서든, 용어 "포함한다" 및 "포함하는"은 개방형(open-ended) 의미를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 즉, 용어는 "적어도 ~를 갖는" 또는 "적어도 ~를 포함하는"이라는 구절과 같은 뜻으로 해석되어야 한다.
청구범위를 포함하여 본 개시내용 전반에 걸쳐 사용될 수 있는 용어 "실질적으로", "대략", "약", "상대적으로", 또는 다른 그러한 유사한 용어는, 예를 들어 기준 또는 파라미터로부터의 처리의 변화로 인한 작은 변동을 기술하고 설명하는 데 사용된다. 이러한 작은 변동들은 또한 기준 또는 파라미터로부터의 0의 변동을 포함한다. 예를 들어, 변동은 ±10% 이하, 예를 들어 ±5% 이하, 예를 들어 ±2% 이하, 예를 들어 ±1% 이하, 예를 들어 ±0.5% 이하, 예를 들어 ±0.2% 이하, 예를 들어 ±0.1% 이하, 예를 들어 ±0.05% 이하를 지칭할 수 있다.
명확성을 위해 별도의 구현예의 맥락에서 설명되는 본원에 기술된 소정 특징들이 또한 단일 구현예에서 조합하여 제공될 수 있다는 점이 추가로 이해된다. 반대로, 간결성을 위해 단일 구현예의 맥락에서 설명되는 다양한 특징들이 또한 별개로 또는 임의의 적합한 하위 조합으로 제공될 수 있다.
용어 "연결", "접촉" 및/또는 "결합"은 다양한 배열 및 조립체를 포함한다. 이들 배열 및 기술은 하기를 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다: (1) 하나의 구성요소와 다른 구성요소의, 이들 사이에 개재 구성요소가 없는, 직접 결합(즉, 구성요소들은 직접적인 물리적 접촉 상태에 있음); 및 (2) 하나의 구성요소와 다른 구성요소의, 이들 사이에 하나 이상의 구성요소들이 있는, 결합, 단 다른 구성요소에 "연결"되거나 "접촉"하거나 "결합"되는 하나의 구성요소가 어떻게든 다른 구성요소와 (예컨대, 전기적으로, 유체적으로, 물리적으로, 광학적으로 등) 작동 연통 상태임을 조건으로 함(선택적으로 그들 사이에 하나 이상의 추가의 구성요소들이 존재함). 서로 직접 물리적으로 접촉하는 구성요소들은 서로 전기적 접촉 및/또는 유체 접촉 상태에 있을 수 있거나 그렇지 않을 수 있다. 더욱이, 전기적으로 연결되거나, 전기적으로 결합되거나, 광학적으로 연결되거나, 광학적으로 결합되거나, 유동적으로 연결되거나, 유동적으로 결합되는 2개의 구성요소들은 직접적인 물리적 접촉 상태에 있을 수 있거나 그렇지 않을 수 있고, 하나 이상의 다른 구성요소들이 그들 두 개의 연결된 구성요소들 사이에 위치될 수 있다.
본원에 설명된 바와 같이, 용어 "부착된"은 2개의 물체가 서로 접합, 체결, 접착, 연결, 또는 결합된 경우를 포함할 수 있다. 중합효소와 같은 반응 성분은 공유 결합 또는 비공유 결합에 의해 전도성 채널과 같은 고상 구성요소에 부착될 수 있다. 본원에 기술된 바와 같이, 용어 "공유적으로 부착된" 또는 "공유 결합된"은 원자들 사이에 전자쌍을 공유하는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 화학 결합을 형성하는 것을 지칭한다. 비공유 결합은 전자쌍의 공유를 수반하지 않는 것이며, 예를 들어 수소 결합, 이온 결합, 반 데르 발스 힘, 친수성 상호작용 및 소수성 상호작용을 포함할 수 있다.
본원에 기재된 바와 같이, 용어 "폴리뉴클레오티드" 또는 "핵산"은 데옥시리보핵산(DNA), 리보핵산(RNA), 또는 뉴클레오티드 유사체로부터 제조된 DNA 또는 RNA의 유사체를 지칭한다. 본원에서 사용되는 용어는 또한 예를 들어 역전사효소의 작용에 의해 RNA 주형으로부터 생성된 상보적 또는 카피 DNA인 cDNA를 포함한다. 일 구현예에서, 예를 들어 설명된 시스템의 사용을 통한 서열분석에 의해 분석될 핵산은 기재(예를 들어, 플로우 셀 내의 기재 또는 플로우 셀과 같은 기재 상의 하나 이상의 비드 등) 상에 고정화된다. 본원에서 사용되는용어 '고정화된'은, 명시적으로 또는 맥락에 의해 달리 지시되지 않는 한, 직접 또는 간접, 공유 또는 비공유 부착을 포함하는 것으로 의도된다. 분석물(예를 들어, 핵산)은 핵산 서열분석을 필요로 하는 응용에서와 같이, 지지체를 사용하는 것으로 의도된 조건 하에서 지지체에 고정화되거나 부착된 상태로 유지할 수 있다. 일 구현예에서, 주형 폴리뉴클레오티드는 기재에 부착된 복수의 주형 폴리뉴클레오티드 중 하나이다. 일 구현예에서, 기재에 부착된 복수의 주형 폴리뉴클레오티드는 본원에 기술된 바와 같이 라이브러리 폴리뉴클레오티드 카피의 클러스터를 포함한다.
핵산은 천연 발생 핵산 또는 이의 기능적 유사체를 포함한다. 특히 유용한 기능적 유사체는 서열 특이적 방식으로 핵산에 혼성화할 수 있거나 특정 뉴클레오티드 서열의 복제를 위한 주형으로 사용될 수 있다. 자연 발생 핵산은 일반적으로 포스포디에스테르 결합을 포함하는 골격을 갖는다. 유사체 구조는 펩티드 핵산(PNA) 또는 고정된 핵산(LNA)과 같은 당업계에 알려진 임의의 다양한 것들을 포함한 대안적인 골격 결합을 가질 수 있다. 자연 발생 핵산은 일반적으로 데옥시리보오스 당(예를 들어, 데옥시리보핵산(DNA)에서 발견됨) 또는 리보오스 당(예를 들어, 리보핵산(RNA)에서 발견됨)을 갖는다.
RNA에서, 당은 리보오스이고, DNA에서는 데옥시리보오스, 즉 리보오스에 존재하는 하이드록실기가 결여되어 있는 당이다. 질소 함유 헤테로사이클릭 염기는 퓨린 또는 피리미딘 염기일 수 있다. 퓨린 염기에는 아데닌(A)과 구아닌(G) 및 이들의 변형된 유도체 또는 유사체가 포함된다. 피리미딘 염기에는 시토신(C), 티민(T), 우라실(U) 및 이들의 변형된 유도체 또는 유사체가 포함된다. 데옥시리보오스의 C-1 원자는 피리미딘의 N-1 또는 퓨린의 N-9에 결합될 수 있다.
핵산은 당업계에 알려진 이러한 당 모이어티의 다양한 유사체 중 어느 하나를 함유할 수 있다. 핵산은 천연 또는 비(non)천연 염기를 포함할 수 있다. 천연 데옥시리보핵산은 아데닌, 티민, 시토신 또는 구아닌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 염기를 가질 수 있고; 리보핵산은 우라실, 아데닌, 시토신 또는 구아닌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 염기를 가질 수 있다. 핵산에 포함될 수 있는 유용한 비천연 염기는 당업계에 알려져 있다.
본원에 기술된 바와 같은 용어 뉴클레오티드는 천연 뉴클레오티드, 이의 유사체, 리보뉴클레오티드, 데옥시리보뉴클레오티드, 디데옥시리보뉴클레오티드 및 뉴클레오티드로 알려진 다른 분자를 포함할 수 있다. 본원에 기재된 바와 같이, 뉴클레오티드는 질소 함유 헤테로사이클릭 염기, 당, 및 하나 이상의 포스페이트기를 포함할 수 있다. 뉴클레오티드는, 예를 들어 DNA 또는 RNA 가닥에 존재하는 하위단위를 식별하기 위한 핵산 서열의 단량체 단위일 수 있다. 뉴클레오티드는 또한 중합체에 반드시 존재하는 것은 아닌 분자, 예를 들어 중합효소에 의해 주형 의존적 방식으로 폴리뉴클레오티드 내로 도입될 수 있는 분자를 포함할 수 있다. 뉴클레오티드는, 예를 들어 5' 탄소 상에 0, 1, 2, 3개 또는 그 이상의 포스페이트를 갖는 뉴클레오시드 단위를 포함할 수 있다. 테트라포스페이트 뉴클레오티드, 펜타포스페이트 뉴클레오티드, 및 헥사포스페이트 뉴클레오티드가 유용할 수 있으며, 이는, 5' 탄소 상에 6개 초과의 포스페이트, 예컨대 7, 8, 9, 10개, 또는 그 이상의 포스페이트를 갖는 뉴클레오티드도 마찬가지일 수 있다. 천연 발생 뉴클레오티드의 예는, 제한 없이, ATP, UTP, CTP, GTP, ADP, UDP, CDP, GDP, AMP, UMP, CMP, GMP, dATP, dTTP, dCTP, dGTP, dADP, dTDP, dCDP, dGDP, dAMP, dTMP, dCMP, 및 dGMP를 포함한다.
비천연 뉴클레오티드는 뉴클레오티드 유사체, 예컨대 천연 생물학적 시스템에 존재하지 않거나, 천연 환경에서, 예를 들어 중합효소를 발현시키는 비-재조합 세포에서, 중합효소에 의해 폴리뉴클레오티드 내로 실질적으로 도입되지 않는 것들을 포함한다. 비천연 뉴클레오티드는 다른 뉴클레오티드, 예컨대 동일한 왓슨-크릭(Watson-Crick) 상보적 염기와 염기쌍을 형성하는 천연 뉴클레오티드가 중합효소에 의해 가닥 내로 도입되는 속도보다 실질적으로 더 빠르거나 더 느린 속도로 중합효소에 의해 폴리뉴클레오티드 가닥 내로 도입되는 것들을 포함한다. 예를 들어, 비천연 뉴클레오티드는, 천연 뉴클레오티드의 도입 속도와 대비하여, 적어도 2배 상이한, 5배 상이한, 10배 상이한, 25배 상이한, 50배 상이한, 100배 상이한, 1000배 상이한, 10000배 상이한, 또는 그 이상인 속도로 도입될 수 있다. 비천연 뉴클레오티드는 폴리뉴클레오티드 내로 도입된 후 추가로 연장될 수 있다. 예에는 3' 하이드록실을 갖는 뉴클레오티드 유사체 또는 3' 위치에 가역적 종결자 모이어티를 갖는 뉴클레오티드 유사체가 포함되며, 이들은 제거되어 뉴클레오티드 유사체가 도입된 폴리뉴클레오티드의 추가의 연장을 가능하게 할 수 있다. 가역적 터미네이터 모이어티의 예는 예를 들어 미국 특허 제7,427,673호에 기재되어 있으며, 이는 그 전체 내용이 본원에 참고로 포함된다. 일부 구현예에서, 3' 종결자 모이어티를 갖거나 3' 하이드록실이 결여되어 있는 뉴클레오티드 유사체(예컨대, 디데옥시뉴클레오티드 유사체)가, 뉴클레오티드 유사체가 도입된 폴리뉴클레오티드가 추가로 연장되지 않는 조건 하에서 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 일부 구현예에서, 뉴클레오티드(들)는 가역적 종결자 모이어티를 포함하지 않을 수 있거나, 뉴클레오티드(들)는 비가역적 종결자 모이어티를 포함하지 않을 것이거나, 뉴클레오티드(들)는 어떠한 종결자 모이어티도 전혀 포함하지 않을 것이다. 일 구현예에서, 3'-하이드록시 차단 기는 가역적 차단 기이다.
"클러스터"라는 용어는 복수의 동일한 고정화된 핵산 가닥과 복수의 동일한 고정화된 상보적 핵산 가닥으로 이루어진 고체 지지체 상의 별개의 부위를 지칭한다. 용어 "클러스터링된 어레이"는 이러한 클러스터 또는 콜로니로부터 형성된 어레이를 지칭한다. 이와 관련하여, 용어 "어레이"는 클러스터의 규칙적인 배열을 필요로 하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
본원에서 사용되는, 용어 "상이한"은, 핵산들과 관련하여 사용될 때, 핵산들이 서로 동일하지 않은 뉴클레오티드 서열을 갖는다는 것을 의미한다. 2개 이상의 핵산은 그들의 전체 길이를 따라 상이한 뉴클레오티드 서열을 가질 수 있다. 대안적으로, 2개 이상의 핵산은 그들의 길이의 실질적인 부분을 따라 상이한 뉴클레오티드 서열을 가질 수 있다. 예를 들어, 2개 이상의 핵산은 서로 다른 표적 뉴클레오티드 서열 부분을 가지면서 또한 서로 동일한 보편적인 서열 영역을 가질 수 있다.
본원에서 사용되는, "라이브러리"는 주어진 공급원 또는 샘플로부터의 폴리뉴클레오티드의 집단이다. 라이브러리는 복수의 표적 폴리뉴클레오티드들을 포함한다.
본원에 기술된 변형된 뉴클레오티드에는 퓨린 또는 피리미딘 염기 및 3'-하이드록시 차단 기를 갖는 당 모이어티를 갖는 것이 포함된다. 일 구현예에서, 변형된 뉴클레오티드는 검출 가능한 표지에 연결된다. 일 구현예에서, 검출 가능한 표지는 형광단을 포함한다. 본 개시내용은 본원에 개시된 임의의 방법에 사용될 수 있는 형광 표지(또는 임의의 다른 검출 태그)를 포함하는 뉴클레오티드를, 그 자체로 또는 더 큰 분자 구조 또는 접합체로 도입되거나 이와 회합되어 포함한다. 검출 가능한 표지의 추가 예는 미국 특허 제7,541,444호에 기술되어 있으며, 이는 그 전체가 참조로서 본원에 포함된다.
형광 표지는 임의의 공지된 형광 종, 예를 들어 로다민 또는 시아닌으로부터 선택되는 화합물을 포함할 수 있다. 본원에 개시된 바와 같은 형광 표지는 뉴클레오티드 염기 상의 임의의 위치에 부착될 수 있고, 선택적으로 링커를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 변형된 뉴클레오티드는 절단 가능한 링커를 통해 검출 가능한 표지에 연결된다. 링커의 기능은 일반적으로 형광 표지의 뉴클레오티드에 대한 화학적 부착을 돕는 것이다. 특정 구현예에서, 왓슨-크릭 염기쌍 형성은 생성된 유사체에 대해 여전히 수행될 수 있다. 링커 기는 염료를 뉴클레오시드 또는 뉴클레오티드에 공유적으로 부착하는 데 사용될 수 있다. 링커 모이어티는, 화합물이 핵산 복제 효소에 의한 뉴클레오티드의 전체적인 결합 및 인식을 크게 방해하지 않도록 뉴클레오티드를 화합물에 연결하기에 충분한 길이를 가질 수 있다. 따라서, 링커는 또한 스페이서 단위를 포함할 수 있다. 스페이서는, 예를 들어 절단 부위 또는 표지로부터 뉴클레오티드 염기를 이격시킨다.
링커는 절단가능할 수 있고, 절단 부위는 절단 후 링커의 일부가 뉴클레오티드 염기에 부착된 상태로 유지되게 하거나 전체 링커가 뉴클레오티드 염기로부터 제거되게 하는 링커 상의 위치에 위치될 수 있다. 예시적인 링커에는 아지드- 및 알릴-함유 절단 가능한 모이어티, 이황화물 링커, 산 불안정한 모이어티(디알콕시벤질 모이어티, 시버 링커, 인돌 모이어티, t-부틸 시버 모이어티 포함), 친전자성 절단 가능한 모이어티, 친핵성 절단 가능한 모이어티, 광절단 가능한 모이어티, 환원 조건 및 산화 조건에서의 절단, 안전-캐치(safety-catch) 모이어티의 사용을 통한 절단 및 제거 메커니즘에 의한 절단이 포함된다. 이러한 모이어티의 예는 국제 공개 WO03/048387호에 기재되어 있으며, 이는 그 전체가 참조로서 본원에 포함된다.
조성물은 상이한 검출가능한 표지에 연결된 상이한 변형된 뉴클레오티드를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 4개의 상이한 변형된 뉴클레오티드가 4개의 상이한 검출 가능한 표지에 연결될 수 있다. 대안적으로, 4개의 상이한 변형된 뉴클레오티드는 2개의 상이한 검출 가능한 표지(예를 들어, 합성에 의한 2채널 서열분석의 경우) 또는 단일의 검출 가능한 표지(예를 들어, 합성에 의한 1채널 서열분석의 경우)로 표지될 수 있다.
본원에서 사용되는 "뉴클레오시드"는 뉴클레오티드와 구조적으로 유사하지만 포스페이트 모이어티가 존재하지 않는다. 뉴클레오시드 유사체의 한 예는 표지가 염기에 연결되어 있고 당 분자에 부착된 포스페이트기가 없는 것이다. 용어 "뉴클레오시드"는 당업자에게 명백한 이의 통상적인 의미로 본원에 사용된다. 예에는 리보오스 모이어티를 포함하는 리보뉴클레오시드 및 데옥시리보오스 모이어티를 포함하는 데옥시리보뉴클레오시드가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 변형된 펜토스 모이어티는 산소 원자가 탄소로 치환되고/되거나 탄소가 황 또는 산소 원자로 치환된 펜토스 모이어티이다. "뉴클레오시드"는 치환된 염기 및/또는 당 모이어티를 가질 수 있는 단량체이다.
용어 "퓨린 염기"는 당업자에게 명백한 이의 통상적인 의미로 본원에 사용되며, 이의 호변이성질체를 포함한다. 유사하게, 용어 "피리미딘 염기"는 당업자에게 명백한 이의 통상적인 의미로 본원에 사용되며, 이의 호변이성질체를 포함한다. 선택적으로 치환된 퓨린-염기의 비제한적인 목록은 퓨린, 아데닌, 구아닌, 하이포잔틴, 잔틴, 알록산틴, 7-알킬구아닌(예를 들어, 7-메틸구아닌), 테오브로민, 카페인, 요산 및 아이소구아닌을 포함한다. 피리미딘 염기의 예에는 시토신, 티민, 우라실, 5,6-디하이드로우라실 및 5-알킬시토신(예를 들어, 5-메틸시토신)이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
본원에 기술된 바와 같이, 용어 기재(또는 고체 지지체)는 예를 들어 유리 표면, 플라스틱 표면, 라텍스, 덱스트란, 폴리스티렌 표면, 폴리프로필렌 표면, 폴리아크릴아미드 겔, 금 표면, 및 규소 웨이퍼와 같은 핵산이 부착될 수 있는 임의의 불활성 기재 또는 매트릭스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기재는 유리 표면(예를 들어, 플로우 셀 채널의 평면형 표면)일 수 있다. 일 구현예에서, 기재는, 예컨대, 폴리뉴클레오티드와 같은 분자에 대한 공유 부착을 허용하는 반응성 기를 포함하는 중간 재료의 층 또는 코팅을 적용함으로써, "작용화되는" 불활성 기재 또는 매트릭스를 포함할 수 있다. 지지체는 유리와 같은 불활성 기재 상에 지지된 폴리아크릴아미드 하이드로겔을 포함할 수 있다. 분자(예를 들어, 폴리뉴클레오티드)는 중간 재료(예를 들어, 하이드로겔)에 직접 공유적으로 부착될 수 있다. 지지체는 상이한 부착된 분석물을 각각 갖는 복수의 입자 또는 비드를 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는, "유도체" 및 "유사체"는 변형된 염기 모이어티 및/또는 변형된 당 모이어티를 갖는 합성 뉴클레오티드 또는 뉴클레오시드 유도체를 의미한다. 이러한 유도체 및 유사체는 예를 들어 문헌[B
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cher, N. "Nucleotide Analogs. Synthesis and Biological Function," Angewandte Chemie 97:564 (1980)]에 논의되어 있으며, 이는 그 전체가 본원에 참조로 포함된다. 뉴클레오티드 유사체는 또한, 포스포로티오에이트, 포스포로디티오에이트, 알킬-포스포네이트, 포스포르아닐리데이트 및 포스포르아미데이트 결합을 포함한 변형된 포스포디에스테르 결합을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는, "유도체", "유사체" 및 "변형된"은 상호교환 가능하게 사용될 수 있으며, 본원에 기술된 용어 "뉴클레오티드" 및 "뉴클레오시드"에 의해 포함된다.
본원에서 사용되는, 용어 "고상" 또는 "표면"은 프라이머를 평탄한 표면, 예를 들어 유리, 실리카 또는 플라스틱 현미경 슬라이드 또는 유사한 플로우 셀 장치에 부착하는 평면 어레이; 하나 또는 2개의 프라이머가 비드에 부착되고, 비드가 증폭되는 비드; 또는 비드가 증폭된 후 표면 상의 비드 어레이를 의미하도록 사용된다.
본원에서 사용되는, 재료(예를 들어 크라우딩제 또는 핵산 포함)가 "실질적으로 없는"이란 재료가 10% 미만, 재료가 5% 미만, 재료가 4% 미만, 재료가 3% 미만, 재료가 2% 미만, 재료가 1% 미만인 조성물을 지칭한다.
본원에 기술된 "쉘"은 내부 구획을 둘러싸는 조성물을 포함한다. 본원에 기술된 내부 구획에는 하나 이상의 시약이 포함된다. 본원에 기술된 조성물 중 쉘은 제1 방출 조건에 노출될 때 내부 구획을 방출한다. 본원에 기술된 조성물의 내부 구획은 내부 구획이 제2 방출 조건에 노출될 때 하나 이상의 시약을 방출한다. 내부 구획은 예를 들어 하나 이상의 시약을 둘러싸는 자체 내부 구획 쉘을 가질 수 있다. 제1 방출 조건은 제2 방출 조건과 상이할 수 있다.
일 구현예에서, 쉘은 수용성 화합물을 포함한다. 일 구현예에서, 쉘은 예를 들어 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 카라기난, 젤라틴, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(HPMC), 풀루란, 전분 필름, 벤족사보롤-폴리(비닐 알코올)(벤족사보롤-PVA), 펙틴 중 하나 이상, 또는 이들의 임의의 조합으로부터 선택된 재료를 포함한다. 일 구현예에서, 쉘은 폴리메타크릴레이트계 공중합체, 아크릴 중합체, 수용성 중합체, 폴리(N-이소프로필아크릴아미드), 플루로닉, 왁스, 아조벤젠, 광변색 마커, 예컨대 스피로벤조피란, 금 나노입자, 폴리비닐 알코올(PVA), 폴리(락틱-코-글리콜산)(PLGA), 알기네이트, 젤란, 폴리(디설파이드), 금속 유기 골격체(MOF) 중 하나 이상 및 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 유용한 공중합체의 예에는 아크릴산과 메타크릴산의 에스테르로부터 유도된 것, 폴리비닐 알코올-폴리에틸렌 글리콜 그래프트 공중합체, 및 폴리비닐 아세테이트 프탈레이트(프탈라빈 장용 코팅 중합체)와 가소제의 조합이 포함된다.
쉘 재료의 양은 예를 들어 원하는 쉘 결과를 생성하기에 적합한 임의의 양을 포함한다. 일 구현예에서, 쉘 재료는 쉘의 약 1 중량% 내지 약 100 중량%의 양으로 존재한다. 예를 들어, 쉘 재료는 쉘의 약 1 중량%, 2 중량%, 3 중량%, 4 중량%, 5 중량%, 6 중량%, 7 중량%, 8 중량%, 9 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량%, 25 중량%, 30 중량%, 35 중량%, 40 중량%, 45 중량%, 50 중량%, 60 중량%, 70 중량%, 80 중량%, 90 중량%, 100 중량%, 또는 이들 사이의 임의의 양으로 존재할 수 있다. 일 구현예에서, 쉘 재료는 쉘의 약 10 중량% 내지 약 90 중량%, 또는 약 10 중량% 내지 약 80 중량%, 또는 약 10 중량% 내지 약 70 중량%, 또는 약 10 중량% 내지 약 60 중량%, 또는 약 10 중량% 내지 약 50 중량%의 양으로 존재한다.
본원에 기술된 바와 같이, "캡슐화하다", "캡슐화된", 및 "캡슐화"는 본원에 기술된 바와 같은 하나 이상의 조성물의 봉입을 포함한다. 본원에 기술된 바와 같은 마이크로캡슐화는 적어도 하나의 성분, 예를 들어 활성제를 적어도 하나의 다른 재료, 예를 들어 쉘 재료에 매립하는 것을 지칭한다. 본 개시내용에 따른 캡슐화는 벌크 캡슐화, 매트릭스 캡슐화, 매크로캡슐화, 마이크로캡슐화, 나노 캡슐화, 단일 분자, 및 이온 캡슐화를 포함하지만 이로 한정되지 않는다.
본 개시내용에 따르면, 본원에 기술된 조성물, 방법, 카트리지, 및 시스템은, 예를 들어, 시약의 안정성 증가, 다중 실행 카트리지를 가능하게 하는 매크로캡슐화의 사용, 및 단순화된 작업흐름 및 시약 웰 수 감소를 가능하게 하는 마이크로캡슐화의 사용 등을 포함하여 많은 장점 및 이점을 갖는다. 본원에 기술된 조성물, 방법, 카트리지, 및 시스템은 입자의 캡슐화를 사용하여 - 그렇지 않으면 pH 변화에 반응하게 됨 - 이들 완충제를 안정화시키고 SBS 성능을 증가시킬 수 있다. 본원에 기술된 조성물, 방법, 카트리지, 및 시스템은 또한 정전기 전하의 위험을 감소시키기 위해 캡슐화를 사용하며, 그렇지 않으면 제조 동안 시약을 분배 및 건식 컴파운딩하는 데 어려움을 나타낸다. 또한, 정전하가 높으면 웰 내 동결건조된 내용물의 분포를 예측하는 것이 어려워진다. 예를 들어, 높은 정전하로 인해 웰 내용물이 웰 바닥에 가라앉지 못하게 되어 동결건조된 내용물의 원하는 재수화를 얻는 데 어려움을 겪을 수 있다. 본원에 기술된 쉘은 예를 들어 생분해성 중합체를 포함할 수 있다.
본원에 기술된 제1 방출 조건은 일 구현예에서 온도-제어 방출 조건, pH-제어 방출 조건, 시간-제어 방출 조건, 위치-제어 방출 조건, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 제1 방출 조건은 쉘을 용해하거나 내부 구획을 방출하는 데 적합한 특정 온도, pH, 기간 또는 위치를 기반으로 할 수 있다.
본원에 기술된 제2 방출 조건은 일 구현예에서 온도-제어 방출 조건, pH-제어 방출 조건, 시간-제어 방출 조건, 위치-제어 방출 조건, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 제2 방출 조건은 내부 구획을 용해하거나 하나 이상의 시약을 방출하기에 적합한 특정 온도, pH, 기간 또는 위치를 기반으로 할 수 있다. 제1 방출 조건과 제2 방출 조건은 서로 별개이며 독립적이다.
본원에 기술된 임의의 조건(예를 들어, 제1 방출 조건 또는 제2 방출 조건)을 "변경"하는 것은 조성물의 하나 이상의 조건, 또는 대안적으로 조성물을 둘러싸는 환경(예를 들어, 재수화 용액 또는 기타 주변 용액)의 임의의 변화를 포함한다. 일 구현예에서 조건을 수정하면 조성물 내 임의의 화합물이 순차적으로 방출되거나 내부 구획에서 하나 이상의 시약이 방출될 수 있다. 시약의 순차적 방출을 가능하게 하는 한 가지 방법은 온도-촉발 방출이다. 다른 반응 특성이 시간 및/또는 온도에 더하여 또는 그 대신에 변경될 수 있다. 예를 들어, pH 및 습도가 그 안에 포함된 하나 이상의 화합물, 성분 및 시약(들)의 방출을 추가로 제어하기 위해 변경될 수 있다. 조건은 임의의 수의 다양한 조건을 생성하기 위해 몇 번이든 수정될 수 있다.
일 구현예에서, 추가 조성물이 제공되고, 추가 조성물로부터 하나 이상의 시약의 방출을 제어하는 데 효과적인 제3 조건 하에서 혼합된다. 일 구현예에서, 시약 성분들은 분리되어 있어 원하지 않는 상호 작용을 방지하고 제어할 수 있다. 본원에 기술된 제3 또는 다른 후속 조건은 일 구현예에서 온도-제어 방출 조건, pH-제어 방출 조건, 시간-제어 방출 조건, 위치-제어 방출 조건, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 제3 또는 다른 후속 방출 조건은 내부 구획을 용해하거나 내부의 하나 이상의 시약을 방출하기에 적합한 특정 온도, pH, 기간 또는 위치를 기반으로 할 수 있다. 제3 방출 조건은 제1 방출 조건 및 제2 방출 조건과 별개이며 독립적이다.
일 구현예에서, 예를 들어 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 조성물은 내부 구획(102)(예를 들어, 102a, 102b, 102c 등)을 둘러싸는 쉘(100)(예를 들어, 100a, 100b, 100c 등)을 포함한다. 쉘(100)은 본원에서 제1 쉘, 용해 가능한 제1 쉘 또는 외부 쉘로서 지칭될 수 있다. 내부 구획(102)은 적어도 하나의 시약을 포함한다. 내부 구획(102)은 또한 또는 대안적으로 하나 이상의 정수 화합물을 포함할 수 있다. 내부 구획(102)은 본원에서 제2 쉘 또는 용해 가능한 제2 쉘로 지칭될 수 있고 내부 쉘을 포함할 수 있다. 쉘(100)은 예를 들어 쉘(100)이 제1 방출 조건에 노출될 때 내부 구획(102)을 방출할 수 있다. 내부 구획(102)은 예를 들어 내부 구획(102) 내부에 위치하는 하나 이상의 시약을 방출할 수 있다. 조성물은 복수의 조성물을 포함할 수 있거나, 상이한 시약들, 동일한 시약들, 또는 실질적으로 동일한 시약들을 포함할 수 있는 도 7에 도시된 바와 같은 쉘(100)(예를 들어, 100a, 100b, 100c 등) 및 내부 구획(102)(예를 들어, 102a, 102b, 102c)을 포함하는 하나 이상의 추가 조성물과 함께 사용될 수 있다. 또한, 쉘(100)(예를 들어, 100a, 100b, 100c 등) 및 내부 구획(102)(예를 들어, 102a, 102b, 102c)은 상이한 방출 조건, 동일한 방출 조건, 또는 실질적으로 유사한 방출 조건에 반응할 수 있다. 방출 조건은 본원에 기술된 것에 따를 수 있다.
일 예에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 쉘(100)은 내부 구획(102)을 둘러싸고 내부 구획(102)은 복수의 시약(104)을 포함한다. 복수의 시약은 동일한 유형의 시약이거나 다른 유형의 시약일 수 있으며, 도 8 내지 10에 도시된 바와 같이 건조하거나 실질적으로 건조(예를 들어, 동결건조)할 수 있다. 조성물은 제1 방출 조건에 놓이는 경우 내부 구획(102)을 방출할 수 있다. 조성물은 제2 방출 조건에 놓이는 경우 하나 이상의 시약(104)을 방출할 수 있다. 일 구현예에서, 제1 방출 조건은 제1 시약(104a)을 주변 액체 환경으로 방출할 수 있다. 다른 구현예에서, 선택적으로 제1 시약(104a)이 방출된 후, 제2 방출 조건은 제2 시약(104b)을 방출할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 시약(104)은 예를 들어 마이크로스피어 내에 위치하거나 마이크로스피어로서 형성될 수 있다. 시약(104)은 동일한 유형의 시약이거나 다른 유형의 시약일 수 있는 복수의 시약을 함유할 수 있다. 도 9는 시약(104)이 3개의 시약을 포함하는 일 구현예를 보여준다: 시약(104a)은 시약(104)의 외부 층 또는 쉘(본원에서는 내부 쉘이라고도 함)에 위치하며; 시약(104b)은 시약(104)의 중간 층 또는 쉘에 위치하며; 시약(104c)은 시약(104)의 코어에 위치한다. 임의의 추가 시약과 함께 시약(104a, 104b 및/또는 104c) 중 임의의 것은 마이크로스피어에서 동심원으로 구성될 수 있거나 대안적으로 서로 인접할 수 있다.
도 10은 시약(104)의 일 구현예를 도시하며, 시약(104)은 마이크로캡슐화된 동결건조 마이크로스피어이다. 이러한 예에서, 시약(104)은 단일 유형의 시약 또는 복수의 시약 유형을 포함할 수 있다. 본원에 기술된 캡슐화된 동결건조 마이크로스피어에는 1개, 2개, 3개 또는 3개 초과의 유형의 시약이 포함될 수 있다. 본원에 기술된 캡슐화된 동결건조 마이크로스피어는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 외부 층 또는 쉘(104a, 본원에서 내부 쉘이라고도 함) 및 코어(예를 들어, 104b 또는 104c)를 포함할 수 있고, 쉘 및 코어 각각은 선택적으로 동일하거나 상이한 하나 이상의 시약을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 마이크로스피어의 코어는 시약을 함유하고(예를 들어, 도 10에서 104b로서 도시된 바와 같음) 코어와 동일하거나 상이한 시약을 함유할 수 있는 마이크로스피어 쉘 내부에 위치될 수 있다(예를 들어, 도 10에서 104a로서 도시된 바와 같음). 동결건조된 마이크로스피어는 마이크로스피어를 본원에 기술된 용도에 유용하게 만들기 위해 제3 시약 또는 임의의 수의 추가 시약을 추가로 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 마이크로스피어의 코어는 시약을 함유하고(예를 들어, 도 9에서 104c로 도시된 바와 같음) 마이크로스피어의 중간 층 내부에 위치될 수 있으며(예를 들어, 도 9에서 104b로 도시된 바와 같음), 이들은 둘 다 마이크로스피어의 외부 층 또는 쉘 내부에 위치된다(예를 들어, 도 9에서 104c로 도시된 바와 같음). 각 시약은 상이할 수 있다. 일 구현예에서, 제1 시약은 제2 시약과 상이할 수 있다. 일 구현예에서, 제1 시약은 제3 시약과 상이할 수 있다. 다른 구현예에서, 제2 시약은 제3 시약과 상이할 수 있다. 대안적으로, 동결건조된 마이크로스피어 내의 시약은 동일하거나 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 제1 시약은 제3 시약과 동일하거나 실질적으로 유사할 수 있다. 마찬가지로 제1 시약도 제2 시약과 동일하거나 실질적으로 유사할 수 있다. 제2 시약은 제3 시약과 동일하거나 실질적으로 유사할 수 있다. 특정 구현예에서, 시약(104b)의 직경은 470 μm 내지 500 μm, 예를 들어 약 484 μm이다. 특정 구현예에서, 쉘의 두께는 4 μm 내지 5 μm, 예를 들어 약 4.6 μm이다.
본원에 기술된 조성물에서의 시약 각각은 상이한 방출 조건에 반응할 수 있다. 특정 구현예에서, 제1, 제2 및/또는 제3 시약은 상이한 방출 조건에 반응할 수 있다. 특정 구현예에서, 제1 및 제3 시약은 상이한 방출 조건에 반응할 수 있다. 특정 구현예에서, 제1 및 제2 시약은 상이한 방출 조건에 반응할 수 있다. 다른 구현예에서, 제2 및 제3 시약은 상이한 방출 조건에 반응할 수 있다. 대안적으로, 제1, 제2 및/또는 제3 시약은 동일하거나 실질적으로 유사한 방출 조건에 반응할 수 있다. 특정 구현예에서, 제1 및 제3 시약은 동일하거나 실질적으로 유사한 방출 조건에 반응한다. 특정 구현예에서, 제1 및 제2 시약은 동일하거나 실질적으로 유사한 방출 조건에 반응한다. 특정 구현예에서, 제2 및 제3 시약은 동일하거나 실질적으로 유사한 방출 조건에 반응한다.
일 구현예에서, 쉘은 쉘이 적어도 하나의 추가 쉘 방출 조건에 노출될 때 내부 구획을 방출하며, 적어도 하나의 추가 쉘 방출 조건 중 하나 이상은 제1 방출 조건과 상이하다. 일 구현예에서, 내부 구획은 쉘이 적어도 하나의 추가 쉘 방출 조건에 노출될 때 하나 이상의 시약의 방출을 방지한다. 다른 구현예에서, 내부 구획은 내부 구획이 적어도 하나의 추가 내부 구획 방출 조건에 노출될 때 하나 이상의 시약을 방출하며, 적어도 하나의 추가 내부 구획 방출 조건 중 하나 이상은 제2 방출 조건과 상이하다. 추가 쉘 방출 조건 및 내부 구획 방출 조건은 제1 및 제2 방출 조건에 추가적이거나 대안적일 수 있다.
본원에 기술된 조성물, 방법, 카트리지 및 시스템은 다양한 성분 및 시약이 예를 들어 순차적 또는 달리 제어된 방식으로 상이한 시간에 방출될 수 있도록 시간조절된-방출(timed-release)을 제공한다. 방출 속도는 조성물 성분 및 시약의 제어된 방출을 허용하도록 조정될 수 있다. 방출 속도는 임의의 적절한 기간 동안일 수 있다. 예를 들어, 쉘 또는 내부 구획은 1분 이하(예를 들어, 1초 미만, 1초, 10초, 20초, 30초, 45초, 60초, 또는 그 사이의 임의의 기간)와 같은 짧은 기간에 걸쳐 방출되거나 용해될 수 있다. 대안적으로, 쉘 또는 내부 구획은 1분 내지 30분(예를 들어, 1분, 5분, 10분, 15분, 20분, 25분, 30분, 또는 그 사이의 임의의 기간)와 같은 중간 기간에 걸쳐 방출되거나 용해될 수 있다. 대안적으로, 쉘 또는 내부 구획은 30분 초과(예를 들어, 35분, 40분, 45분, 50분, 55분, 60분, 75분, 90분, 105분, 120분, 120분 초과, 또는 그 사이의 임의의 기간)과 같은 장기간에 걸쳐 방출되거나 용해될 수 있다. 예를 들어, 본원에 기술된 쉘 또는 내부 구획은 낮은 pH(예를 들어, 약 2 내지 6)에서 신속하게(예를 들어, 1분 미만 내에) 방출될 수 있는 한편, 동일한 쉘은 높은 pH(예를 들어, 약 10 내지 14)에서 천천히(예를 들어, 약 30분 이상 내에) 방출될 수 있다. 유사하게, 본원에 기술된 쉘 또는 내부 구획은 낮은 pH(예를 들어, 약 2 내지 6)에서 천천히(예를 들어, 약 30분 이상 내에) 방출될 수 있는 한편, 동일한 쉘은 높은 pH(예를 들어, 약 10 내지 14)에서 신속하게(예를 들어, 약 1분 미만 내에) 방출될 수 있다. 유사하게, 본원에 기술된 쉘 또는 내부 구획은 상승된 온도(예를 들어, 약 25℃ 초과)에서 신속하게(예를 들어, 1분 미만 내에) 방출될 수 있는 한편, 동일한 쉘 또는 내부 구획은 더 낮은 온도(예를 들어, 약 25℃ 이하)에서 천천히(예를 들어, 약 30분 이상 내에) 방출될 수 있다. 다른 예에서, 본원에 기술된 쉘 또는 내부 구획은 상승된 온도(예를 들어, 약 25℃ 초과)에서 천천히(예를 들어, 약 30분 이상 내에) 방출될 수 있는 한편, 동일한 쉘 또는 내부 구획은 더 낮은 온도(예를 들어, 약 25℃ 이하)에서 신속하게(예를 들어, 1분 미만 내에) 방출될 수 있다. 일 구현예에서, 제1 및 제2 조건 중 어느 하나 또는 둘 모두는 온도의 변화를 포함한다. 예를 들어, 온도는 약 25℃ 초과의 온도로 상승될 수 있다. 대안적으로, 온도는 예를 들어 약 25℃ 이하로 감소될 수 있다.
일 구현예에서, 내부 구획은 쉘이 제1 방출 조건에 노출될 때 하나 이상의 시약의 방출을 방지한다. 본원에 기술된 바와 같이, 제2 방출 조건(즉, 내부 구획이 하나 이상의 시약을 방출함)은 제1 방출 조건(즉, 쉘이 내부 구획을 방출함)과 동일할 수 있다. 쉘 및 내부 구획은 일 구현예에서 동일한 조건 하에서 방출할 수 있다. 그러한 경우, 쉘과 내부 구획은 상이한 시기에 방출하거나 용해할 수 있다. 대안적으로, 쉘 및 내부 구획은 일 구현예에서 상이한 조건 하에서 방출할 수 있다. 일 구현예에서, 제1 방출 조건은 제2 방출 조건 이전에 발생한다. 다른 구현예에서, 제2 방출 조건은 제1 방출 조건 이후에 발생한다.
본원에 기술된 바와 같이, 쉘이 제1 조건에 노출될 때 하나 이상의 시약의 방출을 방지하는 것은 제2 방출 조건 하에서보다 적어도 10배 더 긴 기간의 방출 방지를 포함한다. 본원에 기술된 바와 같이, 하나 이상의 시약의 방출을 방지하는 것은 시약 방출의 완전한 방지 및 시약 방출의 실질적인 지연을 모두 포함한다(즉, 하나 이상의 시약의 방출을 방지하는 것은 실질적으로 방출을 방지하는 것을 포함한다).
일 구현예에서, 쉘은 쉘 폭을 갖고 내부 구획은 내부 구획 폭을 가지며, 쉘 폭은 내부 구획 폭과 상이하다. 일 구현예에서, 쉘 폭은 약 1 마이크로미터 내지 약 1,000 마이크로미터이다. 다른 구현예에서, 내부 구획 폭은 약 1 마이크로미터 내지 약 1,000 마이크로미터이다. 쉘 폭은 예를 들어 약 1 마이크로미터, 약 10 마이크로미터, 약 25 마이크로미터, 약 50 마이크로미터, 약 75 마이크로미터, 약 100 마이크로미터, 약 125 마이크로미터, 약 150 마이크로미터, 약 175 마이크로미터, 약 200 마이크로미터, 약 225 마이크로미터, 약 250 마이크로미터, 약 275 마이크로미터, 약 300 마이크로미터, 약 325 마이크로미터, 약 350 마이크로미터, 약 375 마이크로미터, 약 400 마이크로미터, 약 450 마이크로미터, 약 500 마이크로미터, 약 550 마이크로미터, 약 600 마이크로미터, 약 650 마이크로미터, 약 700 마이크로미터, 약 750 마이크로미터, 약 800 마이크로미터, 약 850 마이크로미터, 약 900 마이크로미터, 약 950 마이크로미터, 약 1,000 마이크로미터, 또는 그 사이의 양일 수 있다. 일 구현예에서, 쉘 폭은 약 100 마이크로미터 내지 약 1,000 마이크로미터이다. 일 구현예에서, 쉘 폭 또는 내부 구획 폭 중 하나 또는 둘 모두는 1,000 마이크로미터 초과이다. 일 구현예에서 쉘 폭은 내부 구획 폭과 동일하다. 본원에 기술된 바와 같이, "내부 구획"("코어" 또는 "코어 영역"이라고도 상호교환적으로 지칭됨)은 주변 쉘 내의 임의의 재료를 포함한다. 본 개시내용에 따른 내부 구획에는 하나 이상의 시약이 포함된다.
본원에서 사용되는, 용어 "시약"은 샘플과 반응하거나, 샘플과 상호작용하거나, 샘플을 희석하거나, 또는 샘플에 첨가하기에 유용한 단일 약제 또는 둘 이상의 약제의 혼합물을 기술하며, 예를 들어, 완충제, 화학물질, 효소, 중합효소, 50개 염기쌍 미만의 크기를 갖는 것을 포함하는 프라이머, 주형 핵산, 뉴클레오티드, 표지, 염료, 또는 뉴클레아제를 포함하는, 핵산 반응에 사용되는 약제 뿐만 아니라 본원에 기술된 조성물을 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 하나 이상의 시약은 서열분석 시약, 샘플 제조 시약, 라이브러리 제조 시약, 또는 이들의 조합이다. 일 구현예에서, 하나 이상의 시약은 하나 이상의 효소, 염, 계면활성제, 완충제, 효소 억제제, 프라이머, 뉴클레오티드, 유기 오스몰라이트, 자기 비드, 분자 프로브, 크라우딩제, 소분자, 표지된 뉴클레오티드, 또는 이들의 임의의 조합으로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 시약은 리소자임, 프로테이나제 K, 랜덤 헥사머, 트랜스포사제(예를 들어, Tn5), 프라이머(예를 들어, P5 및 P7 어댑터 서열), 리가아제, 촉매 효소, 데옥시뉴클레오티드 트리포스페이트, 완충제 또는 2가 양이온을 추가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있다. 시약은 예를 들어 비드-연결된 트랜스포솜(BLT), Tris pH7, MgCl2, Mg 아세테이트, Mg 설페이트, 인덱싱된 프라이머, Q5 중합효소, Bst3.0, Tris pH9, dNTP, NaCl, 베타인, 또는 이들의 임의의 조합을 추가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있다. 본원에 기술된 바와 같은 시약은, 특정 구현예에서, 중합효소, 리가아제, 재조합효소, 또는 트랜스포사제와 같은 효소; 결합 파트너, 예컨대 항체, 에피토프, 스트렙타비딘, 아비딘, 비오틴, 렉틴 또는 탄수화물; 또는 다른 생화학적 활성 분자를 포함한다. 다른 예시적인 시약은 핵산 증폭 프로토콜, 친화도 기반 분석 프로토콜, 효소 분석 프로토콜, 서열분석 프로토콜 및/또는 생물학적 유체 분석을 위한 프로토콜과 같은 생화학적 프로토콜용 시약을 포함한다. 본원에 개시된 일부 구현예에 따르면, 시약은 특정 작업흐름 및/또는 다운스트림 응용에 따라 하나 이상의 비드, 특히 자기 비드를 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 본 발명에 따른 시약은 중합효소이다. 본원에서 사용되는, 용어 "중합효소"는 당업계에서의 그의 용도와 일치하도록 의도되며, 예를 들어 핵산을 주형 가닥으로서 사용하여 핵산 분자의 상보적 복제를 생성하는 효소를 포함한다. 전형적으로, DNA 중합효소는 주형 가닥에 결합한 다음, 주형 가닥의 아래 방향으로 이동하여 성장하는 핵산 가닥의 3' 말단에 있는 자유 하이드록실기에 뉴클레오티드를 순차적으로 추가한다. DNA 중합효소는 DNA 주형으로부터 상보적 DNA 분자를 전형적으로 합성하고, RNA 중합효소는 DNA 주형으로부터 RNA 분자를 전형적으로 합성한다(전사). 중합효소는 가닥 성장을 시작하기 위해 프라이머라고 불리는 짧은 RNA 또는 DNA 가닥을 사용할 수 있다. 일부 중합효소는 이들이 사슬에 염기를 첨가하고 있는 부위 상류의 가닥을 변위할 수 있다. 이러한 중합효소는 가닥 변위라고 언급되고 있으며, 이는 중합효소에 의해 판독되는 주형 가닥으로부터 상보적 가닥을 제거하는 활성을 갖는 것을 의미한다. 가닥 변위 활성을 갖는 예시적인 중합효소는, 제한 없이, Bst(바실러스 스테아로써모필루스(Bacillus stearothermophilus)) 중합효소, 엑소-클레나우 중합효소 또는 서열분석 등급 T7 엑소-중합효소의 큰 단편을 포함한다. 일부 중합효소는 이들 전방의 가닥을 분해하여, 이를 후방의 성장하는 사슬로 효과적으로 대체할 수 있다(5' 엑소뉴클레아제 활성). 일부 중합효소는 이들 후방의 가닥을 분해할 수 있는 활성을 갖는다(3' 엑소뉴클레아제 활성). 일부 유용한 중합효소는 돌연변이에 의해 또는 다르게 변형되어 3' 및/또는 5' 엑소뉴클레아제 활성을 감소시키거나 제거하였다.
본 발명에 따른 중합효소는 포스페이트-표지된 뉴클레오티드의 도입을 견딜 수 있는 임의의 중합효소를 포함할 수 있다. 본 발명에 따라 유용할 수 있는 중합효소의 예는 phi29 중합효소, 클레나우(klenow) 단편, DNA 중합효소 I, DNA 중합효소 III, GA-1, PZA, phi15, Nf, G1, PZE, PRD1, B103, GA-1, 9oN 중합효소, Bst, Bsu, T4, T5, T7, Taq, Vent, RT, 폴 베타, 폴 감마, 및 이들의 조합을 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 특정한 특성을 갖도록 조작된 중합효소가 또한 사용될 수 있다. 일 구현예에서, 중합효소는 서열분석("서열분석 중합효소")에 유용할 수 있다. 일 구현예에서, 시약에는 중합효소, 예를 들어 Pol 812, 129 DNA 중합효소, Taq 중합효소, Bsu 중합효소 또는 이들의 임의의 조합이 포함된다.
본원에 개시된 프라이머는 관심 표적 서열에 혼성화할 수 있는 핵산 분자를 포함한다. 몇몇 구현예에서, 프라이머는 뉴클레오티드가 중합효소에 의해 중합될 수 있는 기질로서 기능한다. 그러나, 일부 실시예에서, 프라이머는 합성된 핵산 가닥에 도입되어, 다른 프라이머가 혼성화하여 합성된 핵산 분자에 상보적인 새로운 가닥의 합성을 프라이밍할 수 있는 부위를 제공할 수 있다. 프라이머는 뉴클레오티드 또는 이의 유사체의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 프라이머는 단일-가닥 올리고뉴클레오티드 또는 폴리뉴클레오티드이다.
전술한 조성물에 포함될 수 있는 핵산 분자의 비제한적 예에는 또한 DNA, 예컨대 게놈 또는 cDNA; RNA, 예컨대 mRNA, sRNA 또는 rRNA; 또는 DNA와 RNA의 혼성체를 포함한다. 조성물은 표지된 뉴클레오티드를 추가로 포함할 수 있다.
용어 "염"은 무기산 및 염기 및 유기산 및 염기를 포함하는 독성 또는 비독성 산 또는 염기로부터 제조된 염을 포함할 수 있다. 염은 예를 들어 무기 및 유기산을 포함하는 약학적으로 허용가능한 비독성 산으로부터 제조될 수 있다.
당업자에게 공지된 임의의 계면활성제가 또한 특히 조성물이 동결건조되는 경우 조성물에 포함될 수 있다. 계면활성제는 다이온성, 비이온성 또는 이온성(특히 양이온성 또는 음이온성)일 수 있거나 쯔비터이온성일 수 있다. 본원에 기술된 계면활성제에는 Tween-20, Tween 80, CHAPS, 또는 다른 세제, 예컨대 Brij-L23, Pluronic-F127 또는 이들의 조합이 포함된다. 적합한 계면활성제의 예는 폴리아크릴레이트 계면활성제, 실리콘 계면활성제, 및/또는 다른 구매가능한 계면활성제 또는 세제를 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 본원에 기술된 조성물은 하나의 말단에 음이온성 작용기, 예컨대 설페이트, 설포네이트, 포스페이트, 및 카르복실레이트 작용기를 함유하는 음이온성 계면활성제를 포함할 수 있다. 시약은 중성 계면활성제, 예를 들어 폴리에틸렌 글리콜 라우릴 에테르를 포함할 수 있다.
본원에 기술된 샘플 제조 시약에는 예를 들어 용해 완충액, 프로테이나제 K(PK1), 정화 비드(PB), 재현탁 완충액(RSB) 및 에탄올(EtOH)이 포함될 수 있다. 본원에 기술된 라이브러리 제조 시약에는 예를 들어 말단 복구 믹스, A-테일링 믹스, 결찰 믹스, 고유 분자 식별자(UMI), 결찰 중지 완충액뿐만 아니라 태그 완충액, 니코틴아미드-아데닌 디뉴클레오티드(NAD+), 리가아제, 인덱스, 비드, SDS, 스위칭 올리고, dNTP 및 버퍼가 포함될 수 있다.
조성물은 추가적으로 또는 대안적으로 효소 억제제, 분자 프로브, 크라우딩제, 유기 오스몰라이트, 사이클로덱스트린, 아데노신 3인산염(ATP), 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA), 크레아틴 키나제, 크레아틴 인산염, 팔라듐, 리포산, 헥사에틸렌 글리콜, 트라이하이드록시프로판포스핀, 나트륨 아스코르베이트 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 본원에 기술된 바와 같은 효소 억제제는 효소에 결합하고 이의 활성을 감소시키는 임의의 분자를 포함한다. 본원에 기술된 바와 같은 분자 프로브는 예를 들어 디곡시게닌, 8-아닐리노나프탈렌-1-설폰산("ANS"), 포르피린, BODIPY, 시아닌, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 본원에 기술된 바와 같은 크라우딩제는 당업자에게 알려진 임의의 크라우딩제를 포함한다. 예에는 폴리에틸렌 글리콜, 피콜, 덱스트란 및 혈청 알부민이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 일 구현예에서, 조성물은 약 5 중량%, 약 4 중량%, 약 3 중량%, 약 2 중량%, 약 1 중량%, 약 1 중량% 미만의 크라우딩제를 포함하고, 예를 들어, 약 0.001 중량% 미만, 약 0.001 중량%, 약 0.005 중량%, 약 0.01 중량%, 약 0.05 중량%, 약 0.1 중량%, 약 0.5 중량%, 약 1 중량%의 추가 화합물 또는 이들 사이의 임의의 양 또는 범위를 포함한다. 일 구현예에서, 조성물에는 측정 가능한 함량의 크라우딩제가 없다.
서열분석 기술의 당업자는 본원에 명시적으로 기술되지 않은 본 개시내용의 조성물, 방법, 키트, 카트리지, 및 시스템에 유용할 수 있는 추가 시약이 있음을 인식할 것이다.
본원에 기술된 조성물은 정수 화합물을 추가로 포함할 수 있다. 본원에 기술된 정수 화합물에는 물을 정화하는 데 사용될 수 있는 임의의 화합물, 예를 들어 서열분석 적용을 위한 물을 준비하기 위해 물에서 바람직하지 않은 화학물질을 제거하거나 불활성으로 만드는 화합물이 포함된다. 본원에 기술된 정수 화합물은 대기 물 포획 기술을 사용하여 서열분석 적용을 위해 카트리지 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 물이 기기에 수집되기 때문에 카트리지와 함께 또는 카트리지 내에서 운송되는 물을 줄이거나 제거함으로써 환경적인 영향을 줄일 수 있다. 본원에 기술된 정수 화합물은 대기 물 포획과 관련된 수질 문제를 해결한다. 유사하게, 본원에 기술된 정수 화합물은 예를 들어 도시 수원, 지하수, 재생 또는 재활용 수원과 같은 다른 비-정화 수원의 사용을 허용할 수 있다.
예를 들어 정제를 포함하는 정수 화합물은 일 구현예에서 다중 형태를 취할 수 있는 순차적 작업흐름에 도입될 수 있다. 예를 들어, 일 구현예에서, 대기 포획 물이 저장되는 탱크에 대형 단일 정수 정제가 사용될 수 있다. 대안적으로, 하나 이상의 시약을 포함하고 캡슐이 재수화를 위해 사용할 액체의 양에 비례하는 크기의 각 조성물에 작은 정수 정제가 도입될 수 있다. 일 구현예에서, 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일 구현예에서, 정수 화합물은 쉘과 내부 구획 사이의 위치에 있다. 대안적으로, 정수 화합물은 다른 구현예에서 쉘 상에 있거나 또는 쉘의 일부일 수 있다.
나트륨 디클로로이소시아누레이트(NaDCC) 및 기타 정수 화합물은 서열분석 적용을 위해 사용되는 시약 또는 일반적으로 서열분석 적용에 사용되는 시약과 상용성이지 않을 수 있다. NaDCC의 작용 메커니즘은 DNA 복제를 억제하고 산화를 일으키고 단백질 응집을 일으키며 일반적으로 효소/단백질의 불활성화를 유발함으로써 미생물에 치명적인 차아염소산을 생성한다. 본원에 기술된 조성물, 방법, 카트리지 및 시스템은 본원에 기술된 디자인의 지연 방출 양태를 사용함으로써 이 문제를 해결한다. 일 구현예에서, 정수 화합물이 장착된 시약을 함유하는 카트리지에 물을 첨가하고, 정수 화합물이 용해되고, 미생물을 손상시키는 차아염소산 방출을 통해 정수가 일어나고, 차아염소산이 중단되고, 하나 이상의 시약을 함유하는 조성물이 방출되고, 하나 이상의 시약이 용해되고, 시약 혼합물을 사용할 준비가 된다.
본원에 기술된 조성물, 방법, 카트리지 및 시스템은 내부 구획에 하나 이상의 건조 시약, 하나 이상의 마이크로스피어, 하나 이상의 비드, 하나 이상의 분말, 하나 이상의 케이크, 하나 이상의 겔, 하나 이상의 액체 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
본원에 기술된 조성물 및 시약은 건조 시약을 포함할 수 있고 선택적으로 예를 들어 동결건조된 마이크로스피어로서 동결건조될 수 있다. 일 구현예에서, 조성물은 케이크, 비드 또는 분말을 포함한다. 다른 구현예에서 조성물은 마이크로스피어, 케이크, 또는 이들의 조합일 수 있다.
조성물이 케이크 또는 비드(예를 들어, 마이크로스피어) 형태인 경우, 조성물은 기계적 강성을 나타낼 수 있다. 본원에서 사용되는, 벌크 조성물(예를 들어, 케이크 또는 비드)의 "기계적 강성"은 벌크 조성물이 진동 또는 충격 응력과 같은 기계적 응력을 받은 후 벌크 조성물로부터 최대 5%, 더욱 바람직하게는 최대 1%, 훨씬 더 바람직하게는 최대 0.5%, 가장 바람직하게는 최대 0.1%의 질량 손실을 나타내는 벌크 조성물을 지칭한다. 벌크 조성물의 기계적 강성을 유지하는 것은 운송 중 동결건조된 재료의 손실을 줄이거나 방지하는 데 도움을 준다. 예를 들어 케이크나 비드가 기계적 안정성을 결여할 경우, 불완전한 재수화가 발생하여 서열분석 반응의 효율성 손실을 초래할 수 있다. 불완전한 재수화는 리오(lyo) 단편 또는 창고(shed) 분말이 재수화 라인을 넘어 위치할 수 있는 동결건조된 재료의 예측할 수 없는 위치에 의해 초래될 수 있다.
본원에서 사용되는 "마이크로스피어"는 직경이 0.1 μm 내지 25,000 μm인 구형 입자 또는 비드를 포함한다. 예를 들어, 마이크로스피어는 약 0.1 μm, 0.5 μm,1 μm, 10 μm, 20 μm, 25 μm, 30 μm, 35 μm, 40 μm, 50 μm, 60 μm, 70 μm, 80 μm, 90 μm, 100 μm, 150 μm, 200 μm, 300 μm, 400 μm, 500 μm, 600 μm, 700 μm, 800 μm, 900 μm, 1000 μm, 10,000 μm, 25,000 μm의 직경, 또는 약 0.1 μm와 약 25,000 μm 사이의 임의의 직경을 가질 수 있다. 일 구현예에서, 마이크로스피어는 약 100 μm 내지 약 1000 μm의 직경을 갖는다. 일 구현예에서, 마이크로스피어는 약 0.1 mm 내지 약 25 mm의 단면을 갖는다. 일 구현예에서, 마이크로스피어는 약 0.1 mm 내지 약 1 mm의 단면을 갖는다. 일 구현예에서, 조성물은 약 1 mm 초과의 단면을 갖는다. 일 구현예에서, 조성물은 약 0.1 mm, 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, 10 mm, 50 mm, 100 mm, 200 mm, 300 mm, 400 mm, 500 mm, 600 mm, 700 mm, 800 mm, 900 mm, 1,000 mm의 직경, 또는 약 0.1 mm와 약 1,000 mm 사이의 임의의 직경을 갖는다.
일 구현예에서, 마이크로스피어는 구형, 타원형 또는 환상형이다. 마이크로스피어는 일반적으로 외부 중합체 층으로 이루어지며, 본원에 기술된 쉘 성분 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 마이크로스피어는 예를 들어 생분해성 중합체를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 마이크로스피어는 당업자에게 알려진 종래의 기술에 의해 제조된 것들을 포함한다. 예를 들어, 마이크로스피어는 액체를 냉동 펠렛으로 동결시킨 다음, 냉동 마이크로스피어를 건조기에 배치하여, 예를 들어, 열에 의해 건조되거나 종래의 트레이 건조기와 같은 트레이 동결건조기 또는 회전식 건조기에서 건조됨으로써 제조될 있다. 본 개시내용에서, 용어 "동결건조하다" 또는 "동결건조물"은 예를 들어 본원에 기술된 조성물, 방법, 카트리지 및 시스템과 관련하여 "동결건조된", "동결건조물" 또는 "냉동 건조된"과 동등한 용어로서 사용될 것이다. 본원에 기술된 마이크로캡슐화는 하나 이상의 분말에 개별 마이크로스피어 또는 입자의 코팅을 포함한다.
본 개시내용에 따른 매크로스피어는 당업자에게 알려진 종래의 기술에 의해 제조된 것들을 포함한다. 본원에 기술된 조성물, 방법, 카트리지 및 시스템은 단일 마이크로스피어를 포함할 수 있거나, 복수의 마이크로스피어를 포함하여 매크로스피어를 형성할 수 있다. 예를 들어, 본원에 기재된 조성물은 1 내지 1,000,000개 사이의 임의의 개수의 마이크로스피어를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 조성물은 1개의 마이크로스피어, 또는 25개 미만의 마이크로스피어, 또는 50개 미만의 마이크로스피어, 또는 75개 미만의 마이크로스피어, 또는 100개 미만의 마이크로스피어, 또는 500개 미만의 마이크로스피어, 또는 약 1 내지 약 1,000,000개 사이의 임의의 수의 마이크로스피어를 포함한다. 일 구현예에서, 예를 들어 매크로스피어에서 조성물들 및/또는 시약들이 상이하다. 본원에 기술된 매크로캡슐화는 하나 이상의 분말에 복수의 마이크로스피어 또는 입자의 코팅을 포함한다. 일 구현예에서, 본원에 기술된 하나 이상의 매크로스피어는 시간조절된 방출을 위해 코팅될 수 있다.
일 구현예에서, 내부 구획은 복수의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함한다. 다른 구현예에서, 내부 구획은 하나의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함한다. 본원에 기술된 바와 같이, 복수의 마이크로스피어 각각은 복수의 시약을 포함할 수 있다. 대안적으로, 복수의 마이크로스피어는 복수의 시약을 집합적으로 포함할 수 있다.
동결건조 가능한 제형은 용액, 현탁액, 에멀젼, 또는 투여나 사용에 적합한 기타 임의의 형태로 재구성될 수 있다. 동결건조 가능한 제형은 일반적으로 먼저 액체로 제조된 다음 냉동 및 동결건조된다. 동결건조 전의 총 액체 부피는 동결건조 제형의 최종 재구성 부피보다 작거나 같거나 클 수 있다. 동결건조 제형의 최종 재구성 부피는 동결건조 전의 총 액체 부피보다 작거나 동결건조 전의 총 액체 부피보다 크거나 동결건조 전과 동등한 총 액체 부피일 수 있다.
동결건조 제형은 광범위한 온도에서 저장될 수 있다. 동결건조 제형은 25℃ 미만에서 저장될 수 있으며, 예를 들어 2 내지 8℃에서 냉장 저장되거나 실온(예를 들어, 약 25℃)에서 저장될 수 있다. 동결건조 제형은 약 0℃, 5℃, 10℃, 15℃, 20℃, 25℃, 30℃, 35℃, 37℃, 또는 37℃와 - 80℃ 사이의 임의의 온도에서 보관될 수 있다. 예를 들어, 이들 조성물은 약 15℃ 내지 약 37℃, 약 25℃ 미만, 약 4 내지 20℃; 약 4℃ 미만; 약 -20℃ 미만; 약 -40℃; 약 -70℃, 또는 약 -80℃에서 보관될 수 있다. 동결건조 제형의 안정성은 당업계에 공지된 다양한 방식, 예를 들어 조성물 및/또는 케이크의 시각적 외관 및/또는 수분 함량에 의해 결정될 수 있다. 본 개시내용의 조성물은 또한 운송 동안 발생할 수 있는 온도 변동, 예를 들어 최대 70℃를 견딜 수 있다. 일 구현예에서, 본원에 기술된 조성물, 방법, 카트리지 및 시스템은 예를 들어 37℃ 온도에서 보관할 경우 일정 기간, 예를 들어 10일, 14일, 20일, 26일, 30일, 60일, 100일, 200일, 300일, 365일 이상 동안 저장될 때 안정성을 나타낸다.
동결건조 제형은 일반적으로 동결건조 제형을 용해시키기 위해 수용액을 첨가함으로써 사용하기 위해 재수화(본원에서는 "재구성"으로 상호교환적으로 지칭됨)된다. 물, 식염수 또는 다른 전해질이나 비전해질 희석제를 포함하여 다양한 수용액을 사용하여 동결건조 제형을 재구성할 수 있다. 특정 상황에서는 본원에 기술된 동결건조된 조성물을 물을 사용하여 재구성하는 것이 바람직할 수 있다. 동결건조 제형은 물(예를 들어, USP WFI 또는 주사용수) 또는 정균수(예를 들어, 0.9% 벤질 알코올을 함유한 USP WFI)를 포함하는 용액으로 재수화될 수 있다. 그러나, 첨가제, 완충제, 부형제 및/또는 담체를 포함하는 용액이 또한 사용될 수 있다.
냉동 건조된 또는 동결건조된 제형은 전형적으로 액체, 즉, 용액, 현탁액, 에멀젼 등으로부터 제조된다. 따라서, 냉동 건조 또는 동결건조를 겪는 액체는 최종 재구성된 액체 제형에 요구되는 모든 성분을 포함할 수 있다. 대안적으로, 동결건조될 액체는 단일 시약을 포함할 수 있고, 일단 동결건조되면, 하나 이상의 추가 동결건조 시약과 함께 건식 컴파운딩되어 재수화 시 이들 시약이 함께 혼합되어 재구성된 액체 제형을 형성할 수 있다. 따라서, 하나의 동결건조된 재료가 재수화될 수 있거나, 둘 이상의 동결건조된 재료가 함께 재수화될 수 있다. 결과적으로, 재수화되거나 재구성되는 경우, 냉동 건조 또는 동결건조 제형은 재구성 시 원하는 액체 제형을 제공할 것이다.
일 구현예에서, 본원에 기술된 조성물은 동결건조될 때 약 10 중량% 미만의 수분 함량을 포함한다. 예를 들어, 수분 함량은 약 9.5 중량% 미만, 약 9 중량% 미만, 약 8.5 중량% 미만, 약 8 중량% 미만, 약 7.5 중량% 미만, 약 7 중량% 미만, 약 6.5 중량%, 약 6 중량% 미만, 약 5.5 중량% 미만, 약 5 중량% 미만, 약 4.5 중량% 미만, 약 4 중량% 미만, 약 3.5 중량% 미만, 약 3 중량% 미만, 약 2.5 중량% 미만, 약 2 중량% 미만, 약 1.5 중량% 미만, 약 1 중량% 미만, 약 0.5 중량% 미만, 약 0.1 중량% 미만의 물, 또는 그 사이의 임의의 양일 수 있다. 일 구현예에서, 동결건조된 조성물에는 측정 가능한 함량의 물이 없다.
조성물은 하나 이상의 시약을 캡슐화하는 데 적절하고 서열분석을 위한 라이브러리 제조에 사용하기에 적합한 임의의 적절한 크기 또는 부피일 수 있다. 일 구현예에서, 조성물은 약 0.1 μL 내지 약 500 μL의 코어 영역에서 시약의 부피를 갖는다. 예를 들어, 조성물은 약 0.1 μL, 0.5 μL, 1 μL, 2 μL, 3 μL, 4 μL, 5 μL, 6 μL, 7 μL, 8 μL, 9 μL, 10 μL, 15 μL, 20 μL, 25 μL, 30 μL, 35 μL, 40 μL, 45 μL, 50 μL, 60 μL, 70 μL, 80 μL, 90 μL, 100 μL, 125 μL, 150 μL, 175 μL, 200 μL, 225 μL, 250 μL, 275 μL, 300 μL, 325 μL, 350 μL, 375 μL, 400 μL, 425 μL, 450 μL, 475 μL, 500 μL의 활성 시약 부피, 또는 약 0.1 μL과 약 500 μL 사이의 임의의 부피를 가질 수 있다. 예를 들어, 활성 시약 부피는 약 10 μL 내지 약 400 μL, 약 100 μL 내지 약 500 μL, 약 200 μL 내지 약 500 μL, 약 300 μL 내지 약 500 μL, 약 400 μL 내지 약 500 μL, 약 0.1 μL 내지 약 100 μL, 또는 약 0.1 μL 내지 약 500 μL일 수 있다.
본원에 기술된 조성물은 쉘에 추가 시약을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 조성물은 쉘에 시약 또는 첨가제를 포함한다. 쉘 내 시약은 예를 들어 임의의 전술한 시약 또는 첨가제를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 쉘은 핵산 분자를 함유하지 않는데, 예를 들어, 쉘은 DNA를 함유하지 않는다. 일 구현예에서, 쉘은 하나 초과의 시약 및, 대안적으로 하나 초과의 첨가제를 포함한다.
본원 기재된 조성물은 용해(lysis), DNA 분석, RNA 분석, 단백질 분석, 태그화, 핵산 증폭, 핵산 서열분석, DNA 라이브러리 제조, SBS 기술, 트랜스포사제-접근가능 염색질 이용 서열분석 검정(assay for transposase accessible chromatic using sequencing(ATAC-seq)), 인접 보존 전위(contiguity-preserving transposition(CPT-seq)), 단일 세포 조합 인덱스 서열분석(single cell combinatorial indexed sequencing(SCI-seq)), 또는 단일 세포 게놈 증폭, 또는 순차적으로 수행되는 이들의 임의의 조합을 포함하는 다수의 순차적 공동-검정에 사용될 수 있다. 일 구현예에서, 조성물은 다수의 공동-검정 반응을 수행하기 위해 사용된다. 본원에 기술된 조성물, 방법, 카트리지 및 시스템은 일 구현예에서 서열분석 품질을 개선하고, 원-포트(one-pot) 라이브러리 제조를 가능하게 하고, 제조 및 사용을 단순화할 수 있다. 본원에서 사용되는, 용어 "원-포트 반응"은 또한 "무-이동 반응"으로서 지칭될 수 있다.
본원에 기술된 조성물, 방법, 카트리지 및 시스템은 샘플 추출, 라이브러리 제조, 농축, 클러스터링, 및 서열분석을 포함하지만 이로 한정되지 않는 서열분석 단계를 위해 제조될 수 있다. 조성물은 본원에 기술된 것들로부터의 임의의 수의 상이한 시약 또는 서열분석 시스템, 예를 들어 SBS 기술의 유용성을 촉진하는 데 유용할 수 있는 임의의 시약을 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 생물학적 샘플은 조성물과 접촉한다. 생물학적 샘플은 예를 들어 전혈, 림프액, 혈청, 혈장, 땀, 눈물, 타액, 가래, 뇌척수액, 양수, 정액, 질 배설물, 장액, 활액, 심장막액, 복수, 흉수, 누출액, 삼출액, 낭액(cystic fluid), 쓸개즙, 소변, 위액, 창자액(intestinal fluid), 대변 샘플, 단세포 또는 다세포를 함유한 액체, 세포기관을 함유한 액체, 유동화된 조직, 유동화된 유기체, 다세포 유기체를 함유하는 액체, 생물학적 면봉 및 생물학적 세척액을 포함할 수 있다. 생물학적 샘플은 핵산, 예컨대 DNA, 게놈 DNA, RNA, mRNA 또는 이들의 유사체; 뉴클레오티드, 예컨대 데옥시리보뉴클레오티드, 리보뉴클레오티드 또는 이의 유사체, 예컨대 문헌[Bentley et al., "Accurate Whole Human Genome Sequencing Using Reversible Terminator Chemistry," Nature 456:53-59 (2008)] 및 국제 공개 WO/2013/131962호에 기재된 것과 같은 터미네이터 모이어티를 갖는 유사체를 포함할 수 있으며, 상기 문헌은 그 전체가 참고로 본원에 포함된다.
제2 양태는 조성물에 관한 것이다. 조성물은 용해성 제1 쉘, 및 용해성 제2 쉘을 포함하고, 제2 쉘은 하나 이상의 시약을 포함한다.
이 양태는 이전에 설명된 양태에 따를 수 있다.
일 구현예에서, 제1 쉘은 조성물이 제1 방출 조건에 노출될 때 용해된다. 일 구현예에서, 제2 쉘은 조성물이 제1 방출 조건에 노출될 때 하나 이상의 시약의 방출을 방지한다. 다른 구현예에서, 제2 쉘은 제2 방출 조건에 노출될 때 용해된다. 일 구현예에서, 제1 쉘은 외부 쉘이다. 일 구현예에서, 제2 쉘은 내부 쉘이다.
일 구현예에서, 제1 쉘은 제1 쉘이 적어도 하나의 추가 제1 쉘 방출 조건에 노출될 때 용해되며, 여기서 적어도 하나의 추가 제1 쉘 방출 조건 중 하나 이상은 제1 방출 조건과 상이하다. 다른 구현예에서, 제2 쉘은 제2 쉘이 적어도 하나의 추가 제1 쉘 방출 조건에 노출될 때 하나 이상의 시약의 방출을 방지한다. 일 구현예에서, 제2 쉘은 제2 쉘이 적어도 하나의 추가 제2 쉘 방출 조건에 노출될 때 하나 이상의 시약을 방출하며, 적어도 하나의 추가 제2 쉘 방출 조건 중 하나 이상은 제2 방출 조건과 상이하다. 추가 제1 쉘 방출 조건 및 추가 제2 쉘 방출 조건은 제1 및 제2 방출 조건에 추가적이거나 대안적일 수 있다.
일 구현예에서, 제1 쉘은 제1 쉘 폭을 갖고 제2 쉘은 제2 쉘 폭을 갖고, 제1 쉘 폭은 제2 쉘 폭과 상이하다. 다른 구현예에서, 제1 쉘 폭은 약 1 마이크로미터 내지 약 1,000 마이크로미터이다. 또 다른 구현예에서, 제2 쉘 폭은 약 1 마이크로미터 내지 약 1,000 마이크로미터이다.
일 구현예에서, 제1 쉘은 수용성 화합물을 포함한다. 다른 구현예에서, 이전 양태에서 설명한 바와 같이, 제1 쉘은 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 카라기난, 젤라틴, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(HPMC), 풀루란, 전분 필름, 벤족사보롤-폴리(비닐 알코올)(벤족사보롤-PVA), 펙틴 중 하나 이상, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
일 구현예에서, 제2 쉘은 하나 이상의 건조 시약, 하나 이상의 마이크로스피어, 하나 이상의 비드, 하나 이상의 분말, 하나 이상의 케이크, 하나 이상의 겔, 하나 이상의 액체, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 다른 구현예에서, 하나 이상의 시약은 동결건조된다. 일 구현예에서, 제2 쉘은 복수의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함한다. 다른 구현예에서, 제2 쉘은 하나의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함한다.
제3 양태는 조성물에 관한 것이다. 조성물은 용해성 제1 쉘; 하나 이상의 시약을 포함하는 용해성 제2 쉘; 및 정수 화합물을 포함한다.
이 양태는 이전에 설명된 양태에 따를 수 있다.
일 구현예에서, 정수 화합물은 용해성 제1 쉘과 용해성 제2 쉘 사이의 위치에 있다. 일 구현예에서, 제1 쉘은 외부 쉘이다. 일 구현예에서, 제2 쉘은 내부 쉘이다.
제4 양태는 하나 이상의 시약의 방출을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 방법은 내부 구획을 둘러싸는 쉘을 포함하는 조성물을 제공하는 단계 - 상기 내부 구획은 하나 이상의 시약을 포함함 -; 상기 조성물을 제1 방출 조건에 노출시켜 상기 내부 구획을 방출하는 단계; 및 상기 내부 구획을 제2 방출 조건에 노출시켜 상기 하나 이상의 시약을 방출하는 단계 - 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이함 -를 포함한다.
이 양태는 이전에 설명된 양태에 따라 수행될 수 있다.
일 구현예에서, 제1 방출 조건은 약 1.0 내지 약 10.0의 pH를 포함한다. 다른 구현예에서, 제2 방출 조건은 약 1.0 내지 약 10.0의 pH를 포함한다. 예를 들어, 제1 방출 조건 또는 제2 방출 조건은 3 미만의 pH를 포함할 수 있다. 대안적으로, 제1 방출 조건 또는 제2 조건은 사용된 재료에 따라 5, 7 또는 8 초과의 pH를 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 제2 방출 조건은 복수의 시약을 방출하는 데 효과적이며, 여기서 적어도 하나의 시약의 함량은 적어도 하나의 다른 시약의 함량과 상이하다. 일 구현예에서, 쉘을 제1 방출 조건에 노출시키는 단계 및 내부 구획을 제2 방출 조건에 노출시키는 단계는 순차적으로 발생한다.
일 구현예에서, 재수화 용액에서 pH는 약 1.0 내지 약 10.0이다. 재수화 용액의 pH는, 예를 들어, 약 1.0, 약 2.0, 약 3.0, 약 4.0, 약 5.0, 약 6.0, 약 7.0, 약 7.5, 약 8.0, 약 8.5, 약 9.0, 약 9.5, 약 10.0, 또는 이들 사이의 임의의 양일 수 있다. 재수화 시간은 본원에 기술된 바와 같은 조성물 함량 및 반응 조건(예를 들어, 시약, 온도, pH)에 따라 달라질 것이다. 일 구현예에서, 재수화 시간은 0.1초 내지 10시간일 수 있다. 예를 들어, 재수화 시간은 약 0.1초, 1초, 10초, 30초, 45초, 60초, 5분, 10분, 12분, 15분, 20분, 30분, 40분, 50분, 60분, 70분, 80분, 90분, 2시간, 5시간, 8시간, 10시간, 또는 이들 사이의 임의의 시간일 수 있다.
본원에서 사용되는, 재수화(또는 재구성) 용액은 물, 탈이온수, 식염수 용액, 산성 용액, 염기성 용액, 세제 용액 및/또는 완충제를 포함할 수 있고, 이전에 기재된 재수화 용액에 따를 수 있다. 일 구현예에서, 재수화 용액은 물, 에탄올아민, 또는 이들의 조합이다. 일 구현예에서, 다양한 농도, 효소 유형, 및 상이한 양의 보조 인자, 염, pH 등을 갖는 본원에 기재된 시약은 물만으로 또는 심지어 대기 중 물 포착하여 재수화될 수 있다. 본원에 기술된 바와 같은 추가 첨가제는 마이크로스피어의 방출의 제어를 추가로 개선하기 위해 재수화 용액에 제공될 수 있다.
일 구현예에서, 방법은 합성 공정에 의한 서열분석에서 재수화된 조성물을 사용하는 단계를 추가로 포함한다. 다른 구현예에서, 방법은 재수화된 조성물을 서열분석 프라이머에 노출시키는 단계를 추가로 포함하며, 여기서 서열분석 프라이머에 하나 이상의 변형된 뉴클레오티드를 도입하는 것은 확장된 서열분석 프라이머를 생성한다. 다른 구현예에서, 방법은 재수화된 조성물을 뉴클레오티드 클러스터를 포함하는 고체 지지체에 적용하는 단계를 추가로 포함하며, 여기서 뉴클레오티드 클러스터는 표적 폴리뉴클레오티드를 포함한다.
제5 양태는 하나 이상의 시약의 방출을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 방법은, 용해성 제1 쉘, 및 하나 이상의 시약을 포함하는 용해성 제2 쉘을 포함하는 조성물을 제공하는 단계; 상기 조성물을 제1 방출 조건에 노출시켜 상기 제1 쉘을 용해시키는 단계; 및 상기 조성물을 제2 방출 조건에 노출시켜 상기 제2 쉘을 용해시키는 단계 - 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이함 -를 포함한다.
이 양태는 이전에 설명된 양태에 따라 수행될 수 있다.
제6 양태는 하나 이상의 시약의 방출을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 방법은, 용해성 제1 쉘, 하나 이상의 시약을 포함하는 용해성 제2 쉘, 및 정수 화합물을 포함하는 조성물을 제공하는 단계; 상기 조성물을 제1 방출 조건에 노출시켜 상기 정수 화합물을 용해시키는 단계; 상기 조성물을 제2 방출 조건에 노출시켜 상기 제1 쉘을 용해시키는 단계; 및 상기 조성물을 제3 방출 조건에 노출시켜 상기 제2 쉘을 용해시키는 단계 - 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이함 -를 포함한다.
이 양태는 이전에 설명된 양태에 따라 수행될 수 있다.
일 구현예에서, 제1 쉘은 외부 쉘이다. 다른 구현예에서, 제2 쉘은 내부 쉘이다.
제7 양태는 방법에 관한 것이다. 방법은 제1 온도에서 웰에 캡슐을 제공하는 단계; 상기 웰에 온도를 갖는 액체를 제공하는 단계; 액체의 온도를 제2 온도로 상승시키는 단계; 액체의 온도를 제2 온도로부터 제3 온도로 하강시키는 단계; 및 상기 캡슐로부터 하나 이상의 시약을 방출하는 단계를 포함한다.
이 양태는 이전에 설명된 양태에 따라 수행될 수 있다.
일 구현예에서, 캡슐은 내부 구획을 둘러싸는 쉘을 포함하는 조성물을 포함하고, 내부 구획은 하나 이상의 시약을 포함하고, 쉘은 제1 방출 조건에 노출될 때 상기 내부 구획을 방출하고, 내부 구획은 제2 방출 조건에 노출될 때 하나 이상의 시약을 방출하고, 제1 방출 조건은 제2 방출 조건과 상이하다.
일 구현예에서, 제1 온도는 제3 온도와 상이하다. 다른 구현예에서, 제1 온도는 제3 온도와 동일하다.
제8 양태는 방법에 관한 것이다. 방법은 제1 온도에서 캡슐의 외부 쉘을 웰에 용해시키는 단계 - 웰은 액체를 포함하고, 캡슐은 외부 쉘, 정수 화합물, 내부 쉘 및 하나 이상의 시약을 포함하고, 캡슐의 외부 쉘의 용해가 정수 화합물을 방출시킴 -; 웰의 온도를 제2 온도로 상승시키는 단계; 및 내부 쉘을 용해시킴으로써 하나 이상의 시약을 방출하는 단계를 포함한다.
이 양태는 이전에 설명된 양태에 따라 수행될 수 있다.
일 구현예에서, 캡슐의 외부 쉘을 웰에 용해시키는 단계는 액체를 웰 내로 유동시키는 것을 포함한다. 다른 구현예에서, 내부 쉘을 용해시키는 단계는 액체의 pH를 7.0 초과로 상승시키는 것을 포함한다. 다른 구현예에서, 내부 쉘을 용해시키는 단계는 액체의 pH를 7.0 미만으로 하강시키는 단계를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 내부 쉘은 제2 온도에 의해 용해된다. 다른 구현예에서, 내부 쉘은 최소 기간 후에 용해된다. 일 구현예에서, 최소 기간은 5분이다.
제9 양태는 카트리지에 관한 것이다. 카트리지는 시약 저장소를 포함하며, 시약 저장소는 조성물을 포함하고, 상기 조성물은 내부 구획을 둘러싸는 쉘을 포함하고, 상기 내부 구획은 하나 이상의 시약을 포함하고, 상기 쉘은 제1 방출 조건에 노출될 때 상기 내부 구획을 방출하고, 상기 내부 구획은 제2 방출 조건에 노출될 때 상기 하나 이상의 시약을 방출하고, 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이하다.
이 양태는 이전에 설명된 양태에 따를 수 있다.
일 구현예에서, 제1 방출 조건은 액체에의 노출이다.
일 구현예에서, 제2 방출 조건은 약 25℃ 초과의 온도에의 노출이다.
예시적인 카트리지 및 구성은 예를 들어 미국 특허 제8,637,242호에 기재되어 있으며, 이는 그 전체가 참고로 본원에 포함된다. 예시적인 플로우 셀은 예를 들어 미국 특허 제8,241,573호에 기술되어 있으며, 이는 그 전체가 본원에 참고로 포함된다.
추가적으로 또는 대안적으로, 카트리지는 증폭 방법을 수행하고 검출 방법을 수행하는 데 사용되는 별도의 저장소 및 유체 시스템을 포함할 수 있다. 증폭된 핵산을 생성하고 또한 핵산의 서열을 결정할 수 있는 통합 서열분석 시스템의 예는, 제한 없이, MiSeqTM 플랫폼(미국 캘리포니아주 샌디에고 소재의 Illumina, Inc.) 및 본원에 참고로 포함된 미국 특허 제8,951,781호에 개시된 장치를 포함한다.
제10 양태는 카트리지에 관한 것이다. 카트리지는 시약 저장소를 포함하며, 시약 저장소는 조성물을 포함하며, 상기 조성물은 용해성 제1 쉘, 및 하나 이상의 시약을 포함하는 용해성 제2 쉘을 포함한다.
이 양태는 이전에 설명된 양태에 따를 수 있다. 일 구현예에서, 제1 쉘은 외부 쉘이다. 일 구현예에서, 제2 쉘은 내부 쉘이다.
제11 양태는 하나 이상의 시약의 방출을 제어하기 위한 시스템에 관한 것이다. 시스템은 웰; 내부 구획을 둘러싸는 쉘을 포함하는 조성물 - 상기 내부 구획은 하나 이상의 시약을 포함하고, 상기 쉘은 제1 방출 조건에 노출될 때 상기 내부 구획을 방출하고, 상기 내부 구획은 제2 방출 조건에 노출될 때 상기 하나 이상의 시약을 방출하고, 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이함 -; 및 액체를 포함한다.
이 양태는 이전에 설명된 양태에 따를 수 있다.
본원에 기술된 액체는 웰에 존재할 수 있거나, 대안적으로 조성물이 웰에 존재할 수 있다. 일 구현예에서, 액체는 웰 내에 있다. 다른 구현예에서, 조성물은 웰 내에 있다.
시스템은 온도 제어기 또는 센서를 추가로 포함할 수 있다. 온도 제어기는 본원에 기술된 조성물의 다양한 성분의 방출을 추가로 제어하기 위해 시스템의 온도를 변경하거나 조정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 온도 제어기는 쉘이나 용해 가능한 외부 쉘의 방출 속도를 높이거나 늦추는 데 사용될 수 있다. 유사하게, 온도 제어기는 하나 이상의 시약의 방출을 촉진하거나 제어하기 위해 내부 구획 또는 용해 가능한 내부 쉘의 방출 속도를 높이거나 낮추는 데 사용될 수 있다. 일 구현예에서, 시스템은 웰 상에 온도 제어기를 포함한다. 예를 들어, 온도 제어기는 웰의 벽에 근접하게 저항성 히터를 포함하여 열을 제공할 수 있다. 온도 제어기는 또한 온도 센서를 포함할 수도 있다. 온도 제어기는 또한 웰을 특정 온도로 유지하기 위해 히터를 활성화 및 비활성화하는 회로를 포함할 수 있다.
제12 양태는 하나 이상의 시약의 방출을 제어하기 위한 시스템에 관한 것이다. 시스템은 웰; 용해성 제1 쉘, 및 하나 이상의 시약을 포함하는 용해성 제2 쉘을 포함하는 조성물; 및 액체를 포함한다.
이 양태는 이전에 설명된 양태에 따를 수 있다.
일 구현예에서, 제1 쉘은 외부 쉘이다. 일 구현예에서, 제2 쉘은 내부 쉘이다.
제13 양태는 방법에 관한 것이다. 방법은, 온도를 갖는 액체를 웰 내로 유동시키는 단계 - 웰은 캡슐을 포함하고, 캡슐은 정수 화합물을 둘러싸는 제1 쉘 및 하나 이상의 시약을 둘러싸는 제2 쉘을 포함하고, 상기 제1 쉘은 제1 방출 조건에 노출 시 상기 정수 화합물을 방출하고, 상기 제2 쉘은 제2 방출 조건에 노출 시 상기 하나 이상의 시약을 방출하고, 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이하며, 상기 정수 화합물은 분해 조건에 노출 시 실질적으로 또는 완전히 분해됨 -; 상기 제1 쉘을 제1 방출 조건에 노출시켜 상기 정수 화합물이 방출되도록 하는 단계; 상기 정수 화합물을 분해 조건에 노출시켜 상기 정수 화합물이 실질적으로 또는 완전히 분해되도록 하는 단계; 및 상기 제2 쉘 조건을 제2 방출 조건에 노출시켜 상기 하나 이상의 시약이 방출되도록 하는 단계를 포함한다.
이 양태는 이전에 설명된 양태에 따라 수행될 수 있다.
일 구현예에서, 제1 방출 조건은 액체에의 노출이다. 다른 구현예에서, 분해 조건은 액체의 상승된 온도이다. 일 구현예에서, 상승된 온도는 약 25℃ 이상이다. 일 구현예에서, 분해 조건은 제2 방출 조건과 동일하다. 일 구현예에서, 액체를 유동시키는 단계, 상기 제1 쉘을 제1 방출 조건에 노출시키는 단계, 및 상기 정수 화합물을 분해 조건에 노출시키는 단계가 순서대로 수행된다. 다른 구현예에서, 액체를 유동시키는 단계, 상기 제1 쉘을 제1 방출 조건에 노출시키는 단계, 상기 정수 화합물을 분해 조건에 노출시키는 단계, 및 상기 제2 쉘 조건을 제2 방출 조건에 노출시키는 단계가 순서대로 수행된다.
전술한 개념 및 본원에서 더 상세히 논의된 추가 개념(이러한 개념이 상호 모순되지 않는다면)의 모든 조합은 본원에 개시된 발명 주제의 일부인 것으로 간주된다는 것을 이해해야 한다. 특히, 본 개시내용의 마지막 부분에 나타나는 청구된 주제의 모든 조합은 본원에 개시된 독창적인 주제의 일부인 것으로 고려된다.
본 발명에서, 본원의 일부를 형성하고, 실시될 수 있는 특정 구현예가 실례로서 도시되어 있는 첨부 도면을 참조한다. 이들 구현예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있게 하기 위해 상세히 설명되고, 다른 구현예가 이용될 수 있고 구조적, 논리적 및 전기적 변화가 본 발명의 범주를 벗어나지 않고서 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 예시적인 구현예에 대한 하기 설명은 제한된 의미로 취해지지 않아야 한다.
본 발명은 하기 실시예를 참조하여 추가로 예시될 수 있다.
실시예
하기 실시예는 예시하고자 하는 것이지만, 첨부된 청구범위에 제시된 바와 같은 본 발명의 범주를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1 - 시약용 정수 화합물.
시약을 캡슐화하기 위해 수용성 필름 케이스를 사용하면 가치가 더해지고 작업흐름이 단축되고 단순화될 수 있다. 이는 용해 시간과 방출 트리거가 상이한 다양한 필름에 다양한 시약, 예를 들어 서열분석 시약을 캡슐화함으로써 전반적으로 작업흐름 및 서열분석기의 작동을 더욱 단순화하는 데 이용될 수 있다. 서열분석기/카트리지 아키텍처는 각 시약에 대한 개별 웰이 아닌 모든 서열분석 시약의 캡슐이 내부에 있는 하나의 공통 웰로 이동할 수 있다. 필름 조성, 필름 두께, 방출 트리거(pH, 빛, 온도, 시간) 및 캡슐 디자인을 포함하여 다양한 시약의 용해 프로파일을 차별화하기 위해 많은 접근 방식이 취해질 수 있다. 이 순차적 방출 캡슐 기술은 대기 물 포획 기술과 조합되어 카트리지 크기를 더욱 줄일 뿐만 아니라 세계적인 운송을 위해 물(및 관련 포장)을 제거한다는 측면에서 환경적인 영향을 더욱 줄일 수 있다. 그러나, 이는 대기 물 포획과 관련된 잠재적인 수질 문제를 해결하도록 요구한다. 로컬 수준(예: 컬럼, 필터별)에서 관리되는 것 외에도 정수 정제는 순차적 작업흐름에 도입될 수 있다. 이는, 대기-포획된 물이 저장되는 탱크의 대형 정수 정제, 또는 각 시약 캡슐에 도입되고 도 1에 도시된 대로 캡슐이 재수화되는 액체의 양에 비례하는 크기의 작은 정제 등 다중 형태를 취할 수 있다.
도 1은 본 개시내용의 선택된 구현예에 따른 순차적 작업흐름에서의 정수 화합물을 도시한다. 정수 화합물(10)을 대기 물 탱크(11)에 넣는다. 시약캡슐(12A~12F)을 웰(13)에 넣는다. 14에 도시된 바와 같이 대기 물 탱크의 물을 웰에 첨가한다. 15에 도시된 바와 같이, 제1 시약 캡슐은 다른 시약 캡슐보다 빨리 용해되므로, 제1 시약이 먼저 용해된다. 일부 구현예에서는 혼합이 발생할 수 있다. 그 다음 용해된 제1 시약은 16에서와 같이 흡인된다. 17에 도시된 바와 같이 더 많은 물이 웰에 첨가되고 제2 시약 캡슐이 용해된다. 제2 캡슐은 제1 시약 캡슐보다 더 느리게 물에 용해될 수 있거나, 또는 대안적으로 다른 방출 조건, 예컨대 빛에 노출 시 용해될 수 있다. 제2 캡슐이 완전히 용해되면 18에서 도시된 바와 같이 흡인될 수 있다. 후속 시약 캡슐은 예를 들어 다른 시약 캡슐을 다른 방출 조건에 노출시킬 때 19에 도시된 바와 같이 용해되고 흡인될 수 있다.
방출 조건 중 적어도 하나로서 빛이 사용될 수 있다. 예를 들어, 캡슐을 빛에 노출시키면 캡슐(또는 캡슐의 쉘)이 용해될 수 있다. 일부 구현예에서, 방출 조건은 빛의 임의의 또는 모든 파장일 수 있다. 다른 구현예에서, 방출 조건은 특정 파장 또는 파장 범위일 수 있다. 예를 들어, 제1 방출 조건은 제1 파장 범위의 노출을 포함할 수 있고, 제2 방출 조건은 제2 파장 범위의 노출을 포함할 수 있으며, 여기서 제1 파장 범위와 제2 파장 범위는 중첩되지 않는다.
본원에 기술된 조성물, 방법, 카트리지 및 시스템에서 물 정화에 사용될 수 있는 화학물질은 나트륨 디클로로이소시아누레이트이다. 이는 255℃의 녹는점을 가지므로, 도 2에 도시된 바와 같이 캡슐의 성형/제조에 도입될 수 있다. 빈 블록 몰드가 제공될 수 있다(20). 나트륨 디클로로이소시아누레이트(NaDCC) 정제를 블록 몰드(21)에 넣는다. 제1 수용성 필름을 블록과 정제(22) 위에 배치한 다음 열성형한다(23). 그 다음 시약을 제1 수용성 필름(24) 위의 몰드에 충전한다. 제1 수용성 필름과 동일하거나 상이한 물질일 수 있는 다른 수용성 필름을 시약 위에 배치하고 열성형한다(25). 그 다음 생성된 시약 캡슐을 블록 몰드(26)에서 제거할 수 있다.
물 정제의 크기는 도 3에 도시된 바와 같이 재수화 부피/최종 시약 혼합물의 부피에 비례할 것이다.
실시예 2 - 정수 화합물의 시약과의 상용성 해결.
그러나 소듐 디클로로이소시아누레이트(NaDCC) 정제와 시약의 상용성과 관련하여 문제가 존재한다. NaDCC의 작용 메커니즘은 차아염소산을 생성하는 것이다. 이 산은 DNA 복제를 억제하고 산화를 일으키고 단백질 응집을 일으키며 일반적으로 효소/단백질의 불활성화를 유발함으로써 미생물에 치명적이다. 이는 효소에 대한 의존도를 고려할 때 시약 및 작업흐름에 대한 명백한 비사용성을 야기한다. 정수 화합물(예를 들어, NaDCC)을 미세 조정하면 미생물이 죽지만 효소는 영향을 받지 않는 지점에 도달할 수 있게 한다. 하지만, 보다 매력적인 접근 방식은 캡슐 디자인의 지연된 방출 양태를 사용하는 것이다. 적어도 하나의 그러한 접근 방식에서, 정수 정제(예를 들어, NaDCC)가 장착된 시약을 함유하는 카트리지에 물이 첨가되고, 정수 정제가 용해되고, 미생물을 손상시키는 차아염소산 방출을 통해 정수가 일어나고, 차아염소산이 중단되고(예를 들어, 실질적으로 또는 완전히 분해되거나 비활성화됨) 시약을 함유하는 캡슐이 개방되고, 시약이 용해되기 시작하며, 시약 혼합물을 사용할 준비가 된다.
차아염소산은 여러 가지에 민감하거나 이에 의해 분해된다. 예를 들어, "HOCl은 자외선(UV), 햇빛, 공기와의 접촉 및 높은 온도(≥25℃)에 대해 불안정하다." 문헌[Ishihara et al., "Stability of Weakly Acidic Hypochlorous Acid Solution with Microbicidal Activity," Biocontrol Science 22(4):223-227, abstract (2017)], 이는 전체 내용이 참조로 본원에 포함된다. 다양한 유기 화합물과 무기 이온이 존재하면 산화 반응에 의해 HOCl가 빠르게 소모된다. 단백질 및 탄수화물과 같은 오염 화합물이 없는 순수하고 차가운 물을 사용하면 HOCl 및 ClO- 용액 모두에서 잔류 염소 수준이 크게 감소된다. "HOCl 수준의 유지는 유기 및 무기 화합물과 이온을 가능한 한 낮은 수준으로 함유하는 순수 물을 갖는 제형을 필요로 하는 것으로 보인다". 이러한 약점을 이용하여 앞서 언급한 시스템을 개발할 수 있다. 본 개시내용의 작업흐름은 도 4에 예시되어 있다. 정수 정제와 함께 시약 마이크로스피어를 함유하는 캡슐을 웰(40)에 배치한다. 재수화 시, 정제는 즉시 용해되기 시작하는 반면, 시약 마이크로스피어를 갖는 캡슐은 더 느린 속도로 용해된다(41). 정제가 용해됨에 따라, 유효성분인 차아염소산이 물 중의 미생물을 죽이거나 무력화시킨다(42, 43). 다른 정수 화합물도, 예를 들어 정제 내에, 제공될 수 있으며, 이는 기타 유해 화학물질이나 기타 물질을 제거하거나 비활성화하는 데 도움이 된다. 차아염소산은 웰 내 물의 온도를 예를 들어 25℃ 이상으로 상승시킴으로써 중단된다(44). 차아염소산이 중단된 후 캡슐(필름 또는 쉘)이 용해되고 시약 마이크로스피어가 방출된다(45). 캡슐의 용해는 물에 노출된 후 일정 기간 후에 발생할 수 있거나, 또는 대안적으로 예를 들어 빛, 특정 파장 또는 파장 범위의 빛, 특정 임계값 위 또는 아래의 pH, 또는 특정 임계값 위 또는 아래의 온도와 같은 다른 방출 조건에 노출되면 용해될 수 있다. 시약 마이크로스피어가 용해되고 균질화된 후(예: 혼합 또는 확산을 통해) 시약은 사용할 준비가 될 수 있다(46).
실시예 3 - 조성물 및 캡슐 디자인.
캡슐 디자인은 도 5에 도시된 것과 같은 작업흐름을 가능하게 할 수 있다. 이러한 방식으로 서열분석 시약을 포장하고 활용하면 복용량을 쉽게 변경할 수 있다. 각 캡슐의 수를 간단히 곱할 수 있을 뿐만 아니라(즉, 한 번의 실행에 하나의 캡슐을 사용하면 두 번의 실행에서는 2개의 캡슐을 사용하게 된다), 현재 Hamilton 로봇이 96개의 샘플을 동시에 실행할 수 있을 만큼 큰 풀에 개별 실행을 위한 많은 소형(예를 들어, 라이브러리) 제조 키트를 풀링하는 높은 처리량 고객을 위해 대형 캡슐이 생성될 수 있다.
위에서 설명한 설정을 사용하면 동일한 카트리지를 재사용할 수 있다. 사용자는 실행을 시작하기 전에 재충전 캡슐을 공통 웰에 떨어뜨림으로써 손으로 카트리지를 재충전할 수 있다. 대안적으로, 로봇이나 기계는 실행을 시작하기 전에 적절한 재충전 캡슐을 공통 웰에 분배할 수 있다. 캡슐 디자인은 또한 사전-투여 형식으로 인해 분배를 더 쉽게 만드는 제조 및 포장을 개선한다.
본원에 기술된 조성물의 예가 도 6에 도시되어 있으며, 이는 쉘(100)과 내부 구획(102)을 갖는다. 본원에 언급된 바와 같이 쉘(100)은 본원에서 제1 쉘, 용해 가능한 제1 쉘 또는 외부 쉘로서 지칭될 수 있다. 내부 구획(102)은 적어도 하나의 시약을 포함한다. 본원에 언급된 바와 같이 내부 구획(102)은 본원에서 제2 쉘 또는 용해 가능한 제2 쉘로 지칭될 수 있고 내부 쉘을 포함할 수 있다. 쉘(100)은 예를 들어 쉘이 제1 방출 조건에 노출될 때 내부 구획(102)을 방출할 수 있다. 내부 구획(102)은 예를 들어 내부 구획(102) 내부에 위치하는 하나 이상의 시약을 방출할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 조성물은 복수의 조성물을 포함할 수 있거나, 상이한 시약들, 동일한 시약들, 또는 실질적으로 동일한 시약들을 갖는 쉘(100)(예를 들어, 100a, 100b, 100c 등) 및 내부 구획(102)(예를 들어, 102a, 102b, 102c)을 포함하는 하나 이상의 추가 조성물과 함께 사용될 수 있다. 또한, 외부 쉘(100)(예를 들어, 100a, 100b, 100c 등) 및 내부 구획(102)(예를 들어, 102a, 102b, 102c)의 각각은 상이한 방출 조건, 동일한 방출 조건, 또는 실질적으로 유사한 방출 조건에 반응할 수 있다.
본원에 기술된 조성물의 방출의 예가 도 8에 도시되어 있다. 도 8에서, 쉘(100)은 내부 구획(102)을 둘러싸고 내부 구획(102)은 복수의 시약(104)을 포함한다. 복수의 시약은 상이한 유형의 시약일 수 있으며, 도 8에 도시된 바와 같이 건조하거나 실질적으로 건조(예를 들어, 동결건조)할 수 있다. 조성물은 제1 방출 조건에 놓이는 경우 쉘(100)을 용해시키고 내부 구획(102)을 방출할 수 있다. 조성물은 제2 방출 조건에 놓이는 경우 내부 구획(102)을 용해시키고 하나 이상의 시약(104)을 방출할 수 있다. 제1 방출 조건은 제1 시약을 주변 액체 환경으로 방출할 수 있다. 제1 시약이 방출된 후, 제2 방출 조건은 예를 들어 도 8에 나타낸 바와 같이 제2 시약을 방출할 수 있다. 현재 캡슐화되지 않은 형식에서, 마이크로스피어는 정적 효과(static effect)와 그에 따른 투여 정확도에 영향을 주기 때문에 온-보드 투여를 불가능하게 만든다. 수용성 필름을 사용하면, 마이크로스피어가 캡슐화되어 정적 효과가 최소화되기 때문에, 온보드 계량이 옵션이 된다. 본 개시내용에 유용한 마이크로스피어의 예시적인 형태는 동결건조될 수 있으며 도 9 및 10에 도시되어 있다.
도 11은 하나 이상의 시약의 방출을 제어하기 위한 방법에 대해 본원에 기술된 일 양태를 설명하는 흐름도이다. 방법은 내부 구획을 둘러싸는 쉘을 포함하는 조성물을 제공하는 단계를 포함하며, 상기 내부 구획은 하나 이상의 시약을 포함한다(111). 방법은 상기 조성물을 제1 방출 조건에 노출시켜 상기 내부 구획을 방출하는 단계를 추가로 포함한다(112). 방법은 상기 내부 구획을 제2 방출 조건에 노출시켜 상기 하나 이상의 시약을 방출하는 단계를 포함하며, 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이하다(113).
도 12는 하나 이상의 시약의 방출을 제어하기 위한 방법에 대해 본원에 기술된 일 양태를 설명하는 흐름도이다. 방법은, 용해성 제1 쉘, 및 하나 이상의 시약을 포함하는 용해성 제2 쉘을 포함하는 조성물을 제공하는 단계를 포함한다(121). 방법은 상기 조성물을 제1 방출 조건에 노출시켜 상기 제1 쉘을 용해시키는 단계를 추가로 포함한다(122). 방법은 상기 조성물을 제2 방출 조건에 노출시켜 상기 제2 쉘을 용해시키는 단계를 추가로 포함하며, 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이하다(123).
도 13은 하나 이상의 시약의 방출을 제어하기 위한 방법에 대해 본원에 기술된 일 양태를 설명하는 흐름도이다. 방법은, 용해성 제1 쉘, 하나 이상의 시약을 포함하는 용해성 제2 쉘, 및 정수 화합물을 포함하는 조성물을 제공하는 단계를 포함한다(131). 방법은 상기 조성물을 제1 방출 조건에 노출시켜 상기 정수 화합물을 용해시키는 단계를 추가로 포함한다(132). 방법은 상기 조성물을 제2 방출 조건에 노출시켜 상기 제1 쉘을 용해시키는 단계; 및 상기 조성물을 제3 방출 조건에 노출시켜 상기 제2 쉘을 용해시키는 단계를 포함하고, 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이하다(133).
도 14는 방법에 대해 본원에 기술된 일 양태를 설명하는 흐름도이다. 방법은 제1 온도에서 웰에 캡슐을 제공하는 단계를 포함한다(141). 방법은 상기 웰에 온도를 갖는 액체를 제공하는 단계를 추가로 포함한다(142). 방법은 액체의 온도를 제2 온도로 상승시키는 단계를 추가로 포함한다(143). 방법은 액체의 온도를 제2 온도에서 제3 온도로 낮추는 단계를 추가로 포함한다(144). 방법은 상기 캡슐로부터 하나 이상의 시약을 방출하는 단계를 추가로 포함한다(145).
도 15는 방법에 대해 본원에 기술된 일 양태를 설명하는 흐름도이다. 방법은 제1 온도에서 캡슐의 외부 쉘을 웰에 용해시키는 단계를 포함하며, 웰은 액체를 포함하고, 캡슐은 외부 쉘, 정수 화합물, 내부 쉘 및 하나 이상의 시약을 포함하고, 캡슐의 외부 쉘의 용해는 정수 화합물을 방출시킨다(151). 방법은 웰의 온도를 제2 온도로 상승시키는 단계를 추가로 포함한다(152). 방법은 내부 쉘을 용해시켜 하나 이상의 시약을 방출하는 단계를 추가로 포함한다(153).
도 16은 방법에 대해 본원에 기술된 일 양태를 설명하는 흐름도이다. 방법은 온도를 갖는 액체를 웰 내로 유동시키는 단계를 포함하고, 웰은 캡슐을 포함하고, 캡슐은 정수 화합물을 둘러싸는 제1 쉘 및 하나 이상의 시약을 둘러싸는 제2 쉘을 포함하고, 상기 제1 쉘은 제1 방출 조건에 노출 시 상기 정수 화합물을 방출하고, 상기 제2 쉘은 제2 방출 조건에 노출 시 상기 하나 이상의 시약을 방출하고, 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이하고, 상기 정수 화합물은 분해 조건에 노출 시 실질적으로 또는 완전히 분해된다(161). 방법은 상기 제1 쉘을 제1 방출 조건에 노출시켜 정수 화합물이 방출되도록 하는 단계를 추가로 포함한다(162). 방법은 상기 정수 화합물을 분해 조건에 노출시켜 상기 정수 화합물이 실질적으로 또는 완전히 분해되도록 하는 단계를 추가로 포함한다(163). 방법은 상기 제2 쉘 조건을 제2 방출 조건에 노출시켜 상기 하나 이상의 시약이 방출되도록 하는 단계를 추가로 포함한다(164).
바람직한 구현예가 본원에 상세히 묘사되고 기술되어 있을 수 있지만, 다양한 변형, 첨가, 치환 등이 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고서 이루어질 수 있으며, 이에 따라 이들은 하기의 청구범위에 정의된 바와 같은 본 발명의 범주 내에 있는 것으로 여겨짐이 당업자에게 명백할 것이다.
구현예
본 개시내용의 다양한 비제한적인 구현예가 아래 텍스트에 기술된다:
[구현예 A] 내부 구획을 둘러싸는 쉘을 포함하는 조성물로서, 상기 내부 구획은 하나 이상의 시약을 포함하고, 상기 쉘은 제1 방출 조건에 노출될 때 상기 내부 구획을 방출하고, 상기 내부 구획은 제2 방출 조건에 노출될 때 상기 하나 이상의 시약을 방출하고, 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이한, 조성물.
[구현예 B] 상기 구현예 [A], 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 내부 구획은 상기 쉘이 상기 제1 방출 조건에 노출될 때 상기 하나 이상의 시약의 방출을 방지하는, 조성물.
[구현예 C] 상기 구현예 [A] 또는 [B], 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건 이전에 발생하는, 조성물.
[구현예 D] 상기 구현예 [A] 내지 [C] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 방출 조건은 상기 제1 방출 조건 이후에 발생하는, 조성물.
[구현예 E] 상기 구현예 [A] 내지 [D] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제1 방출 조건은 온도-제어 방출 조건, pH-제어 방출 조건, 시간-제어 방출 조건, 위치-제어 방출 조건, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 조성물.
[구현예 F] 상기 구현예 [A] 내지 [E] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 방출 조건은 온도-제어 방출 조건, pH-제어 방출 조건, 시간-제어 방출 조건, 위치-제어 방출 조건, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 조성물.
[구현예 G] 상기 구현예 [A] 내지 [F] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 제1 방출 조건과 제2 방출 조건 중 하나 또는 둘 모두는 온도 변화를 포함하는, 조성물.
[구현예 H] 상기 구현예 [A] 내지 [G] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 온도 변화는 약 25℃ 초과의 온도로의 변화인, 조성물.
[구현예 I] 상기 구현예 [A] 내지 [H] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 온도 변화는 약 25℃ 이하의 온도로의 변화인, 조성물.
[구현예 J] 상기 구현예 [A] 내지 [I] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 쉘은 쉘이 적어도 하나의 추가 쉘 방출 조건에 노출될 때 상기 내부 구획을 방출하고, 상기 적어도 하나의 추가 쉘 방출 조건 중 하나 이상은 상기 제1 방출 조건과 상이한, 조성물.
[구현예 K] 상기 구현예 [A] 내지 [J] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 내부 구획은 상기 쉘이 상기 적어도 하나의 추가 쉘 방출 조건에 노출될 때 상기 하나 이상의 시약의 방출을 방지하는, 조성물.
[구현예 L] 상기 구현예 [A] 내지 [K] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 내부 구획은 상기 내부 구획이 적어도 하나의 추가 내부 구획 방출 조건에 노출될 때 상기 적어도 하나의 시약을 방출하고, 상기 적어도 하나의 추가 내부 구획 방출 조건 중 하나 이상은 상기 제2 방출 조건과 상이한, 조성물.
[구현예 M] 상기 구현예 [A] 내지 [L] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 쉘은 쉘 폭을 갖고, 상기 내부 구획은 내부 구획 폭을 갖고, 상기 쉘 폭은 상기 내부 구획 폭과 상이한, 조성물.
[구현예 N] 상기 구현예 [A] 내지 [M] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 쉘 폭은 약 1 마이크로미터 내지 약 1,000 마이크로미터인, 조성물.
[구현예 O] 상기 구현예 [A] 내지 [N] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 내부 구획 폭은 약 1 마이크로미터 내지 약 1,000 마이크로미터인, 조성물.
[구현예 P] 상기 구현예 [A] 내지 [O] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 쉘은 수용성 화합물을 포함하는, 조성물.
[구현예 Q] 상기 구현예 [A] 내지 [P] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 쉘은 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 카라기난, 젤라틴, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(HPMC), 풀루란, 전분 필름, 벤족사보롤-폴리(비닐 알코올)(벤족사보롤-PVA), 펙틴 중 하나 이상, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 조성물.
[구현예 R] 상기 구현예 [A] 내지 [Q] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 하나 이상의 시약은 서열분석 시약, 샘플 제조 시약, 라이브러리 제조 시약, 또는 이들의 조합인, 조성물.
[구현예 S] 상기 구현예 [A] 내지 [R] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 하나 이상의 시약은 하나 이상의 효소, 염, 계면활성제, 완충제, 효소 억제제, 프라이머, 뉴클레오티드, 유기 오스몰라이트, 자기 비드, 분자 프로브, 크라우딩제, 소분자, 표지된 뉴클레오티드, 또는 이들의 임의의 조합으로부터 선택되는, 조성물.
[구현예 T] 상기 구현예 [A] 내지 [S] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 정수 화합물을 추가로 포함하는, 조성물.
[구현예 U] 상기 구현예 [A] 내지 [T] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 조성물.
[구현예 V] 상기 구현예 [A] 내지 [U] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 내부 구획은 하나 이상의 건조 시약, 하나 이상의 마이크로스피어, 하나 이상의 비드, 하나 이상의 분말, 하나 이상의 케이크, 하나 이상의 겔, 하나 이상의 액체, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 조성물.
[구현예 W] 상기 구현예 [A] 내지 [V] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 하나 이상의 시약은 동결건조되는, 조성물.
[구현예 X] 상기 구현예 [A] 내지 [W] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 내부 구획은 복수의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함하는, 조성물.
[구현예 Y] 상기 구현예 [A] 내지 [X] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 내부 구획은 하나의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함하는, 조성물.
[구현예 Z] 용해성 제1 쉘, 및 하나 이상의 시약을 포함하는 용해성 제2 쉘을 포함하는, 조성물.
[구현예 AA] 상기 구현예 [Z], 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제1 쉘은 외부 쉘인, 조성물.
[구현예 AB] 상기 구현예 [Z] 또는 [AA], 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 쉘은 내부 쉘인, 조성물.
[구현예 AC] 상기 구현예 [Z] 내지 [AB] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제1 쉘은 상기 조성물이 제1 방출 조건에 노출될 때 용해되는, 조성물.
[구현예 AD] 상기 구현예 [Z] 내지 [AC] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제 2 쉘은 상기 조성물이 상기 제 1 방출 조건에 노출될 때 상기 하나 이상의 시약의 방출을 방지하는, 조성물.
[구현예 AE] 상기 구현예 [Z] 내지 [AD] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 쉘은 제 2 방출 조건에 노출될 때 용해되는, 조성물.
[구현예 AF] 상기 구현예 [Z] 내지 [AE] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제1 방출 조건은 온도-제어 방출 조건, pH-제어 방출 조건, 시간-제어 방출 조건, 위치-제어 방출 조건, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 조성물.
[구현예 AG] 상기 구현예 [Z] 내지 [AF] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 방출 조건은 온도-제어 방출 조건, pH-제어 방출 조건, 시간-제어 방출 조건, 위치-제어 방출 조건, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 조성물.
[구현예 AH] 상기 구현예 [Z] 내지 [AG] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 제1 방출 조건과 제2 방출 조건 중 하나 또는 둘 모두는 온도 변화를 포함하는, 조성물.
[구현예 AI] 상기 구현예 [Z] 내지 [AH] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 온도 변화는 약 25℃ 초과의 온도로의 변화인, 조성물.
[구현예 AJ] 상기 구현예 [Z] 내지 [AI] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 온도 변화는 약 25℃ 이하의 온도로의 변화인, 조성물.
[구현예 AK] 상기 구현예 [Z] 내지 [AJ] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제1 쉘은 상기 제1 쉘이 적어도 하나의 추가 제1 쉘 방출 조건에 노출될 때 용해되고, 상기 적어도 하나의 추가 제1 쉘 방출 조건 중 하나 이상은 상기 제1 방출 조건과 상이한, 조성물.
[구현예 AL] 상기 구현예 [Z] 내지 [AK] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 쉘은 상기 제2 쉘이 상기 적어도 하나의 추가 제1 쉘 방출 조건에 노출될 때 상기 하나 이상의 시약의 방출을 방지하는, 조성물.
[구현예 AM] 상기 구현예 [Z] 내지 [AL] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 쉘은 상기 제2 쉘이 적어도 하나의 추가 제2 쉘 방출 조건에 노출될 때 상기 적어도 하나의 시약을 방출하고, 상기 적어도 하나의 추가 제2 쉘 방출 조건 중 하나 이상은 상기 제2 방출 조건과 상이한, 조성물.
[구현예 AN] 상기 구현예 [Z] 내지 [AM] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제1 쉘은 제1 쉘 폭을 갖고, 상기 제2 쉘은 제2 쉘 폭을 갖고, 상기 제1 쉘 폭은 상기 제2 쉘 폭과 상이한, 조성물.
[구현예 AO] 상기 구현예 [Z] 내지 [AN] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제1 쉘 폭은 약 1 마이크로미터 내지 약 1,000 마이크로미터인, 조성물.
[구현예 AP] 상기 구현예 [Z] 내지 [AO] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 쉘 폭은 약 1 마이크로미터 내지 약 1,000 마이크로미터인, 조성물.
[구현예 AQ] 상기 구현예 [Z] 내지 [AP] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제1 쉘은 수용성 화합물을 포함하는, 조성물.
[구현예 AR] 상기 구현예 [Z] 내지 [AQ] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 쉘은 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 카라기난, 젤라틴, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(HPMC), 풀루란, 전분 필름, 벤족사보롤-폴리(비닐 알코올)(벤족사보롤-PVA), 펙틴 중 하나 이상, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 조성물.
[구현예 AS] 상기 구현예 [Z] 내지 [AR] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 하나 이상의 시약은 서열분석 시약, 샘플 제조 시약, 라이브러리 제조 시약, 또는 이들의 조합인, 조성물.
[구현예 AT] 상기 구현예 [Z] 내지 [AS] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 하나 이상의 시약은 하나 이상의 효소, 염, 계면활성제, 완충제, 효소 억제제, 프라이머, 뉴클레오티드, 유기 오스몰라이트, 자기 비드, 분자 프로브, 크라우딩제, 소분자, 표지된 뉴클레오티드, 또는 이들의 임의의 조합으로부터 선택되는, 조성물.
[구현예 AU] 상기 구현예 [Z] 내지 [AT] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 정수 화합물을 추가로 포함하는, 조성물.
[구현예 AV] 상기 구현예 [Z] 내지 [AU] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 조성물.
[구현예 AW] 상기 구현예 [Z] 내지 [AV] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 쉘은 하나 이상의 건조 시약, 하나 이상의 마이크로스피어, 하나 이상의 비드, 하나 이상의 분말, 하나 이상의 케이크, 하나 이상의 겔, 하나 이상의 액체, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 조성물.
[구현예 AX] 상기 구현예 [Z] 내지 [AW] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 하나 이상의 시약은 동결건조되는, 조성물.
[구현예 AY] 상기 구현예 [Z] 내지 [AX] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 쉘은 복수의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함하는, 조성물.
[구현예 AZ] 상기 구현예 [Z] 내지 [AY] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 쉘은 하나의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함하는, 조성물.
[구현예 BA] 용해성 제1 쉘; 하나 이상의 시약을 포함하는 용해성 제2 쉘; 및 정수 화합물을 포함하는, 조성물.
[구현예 BB] 상기 구현예 [BA], 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 정수 화합물은 상기 용해성 제1 쉘과 상기 용해성 제2 쉘 사이의 위치에 있는, 조성물.
[구현예 BC] 상기 구현예 [BA] 또는 [BB], 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 조성물.
[구현예 BD] 상기 구현예 [BA] 내지 [BC] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제1 쉘은 외부 쉘인, 조성물.
[구현예 BE] 상기 구현예 [BA] 내지 [BD] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 쉘은 내부 쉘인, 조성물.
[구현예 BF] 하나 이상의 시약의 방출을 제어하는 방법으로서, 상기 방법은, 내부 구획을 둘러싸는 쉘을 포함하는 조성물을 제공하는 단계 - 상기 내부 구획은 하나 이상의 시약을 포함함 -; 상기 조성물을 제1 방출 조건에 노출시켜 상기 내부 구획을 방출하는 단계; 및 상기 내부 구획을 제2 방출 조건에 노출시켜 상기 하나 이상의 시약을 방출하는 단계를 포함하고, 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이한, 방법.
[구현예 BG] 상기 구현예 [BF], 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 내부 구획은 상기 쉘이 상기 제1 방출 조건에 노출될 때 상기 하나 이상의 시약의 방출을 방지하는, 방법.
[구현예 BH] 상기 구현예 [BF] 또는 [BG], 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건 이전에 발생하는, 방법.
[구현예 BI] 상기 구현예 [BF] 내지 [BH] 중 어느 하나에 있어서, 상기 제2 방출 조건은 상기 제1 방출 조건 이후에 발생하는, 방법.
[구현예 BJ] 상기 구현예 [BF] 내지 [BI] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제1 방출 조건은 온도-제어 방출 조건, pH-제어 방출 조건, 시간-제어 방출 조건, 위치-제어 방출 조건, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 방법.
[구현예 BK] 상기 구현예 [BF] 내지 [BJ] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 방출 조건은 온도-제어 방출 조건, pH-제어 방출 조건, 시간-제어 방출 조건, 위치-제어 방출 조건, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 방법.
[구현예 BL] 상기 구현예 [BF] 내지 [BK] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 제1 방출 조건과 제2 방출 조건 중 하나 또는 둘 모두는 온도 변화를 포함하는, 방법.
[구현예 BM] 상기 구현예 [BF] 내지 [BL] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 온도 변화는 약 25℃ 초과의 온도로의 변화인, 방법.
[구현예 BN] 상기 구현예 [BF] 내지 [BM] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 온도 변화는 약 25℃ 이하의 온도로의 변화인, 방법.
[구현예 BO] 상기 구현예 [BF] 내지 [BN] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 방출 조건은 약 1.0 내지 약 10.0의 pH를 포함하는, 방법.
[구현예 BP] 상기 구현예 [BF] 내지 [BO] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 방출 조건은 약 1.0 내지 약 10.0의 pH를 포함하는, 방법.
[구현예 BQ] 상기 구현예 [BF] 내지 [BP] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 방출 조건은 복수의 시약을 방출하는 데 효과적이며, 적어도 하나의 시약의 함량은 적어도 하나의 다른 시약의 함량과 상이한, 방법.
[구현예 BR] 상기 구현예 [BF] 내지 [BQ] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 쉘을 상기 제1 방출 조건에 노출시키는 단계와 상기 내부 구획을 상기 제2 방출 조건에 노출시키는 단계는 순차적으로 발생하는, 방법.
[구현예 BS] 상기 구현예 [BF] 내지 [BR] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 쉘은 쉘이 적어도 하나의 추가 쉘 방출 조건에 노출될 때 상기 내부 구획을 방출하고, 상기 적어도 하나의 추가 쉘 방출 조건 중 하나 이상은 상기 제1 방출 조건과 상이한, 방법.
[구현예 BT] 상기 구현예 [BF] 내지 [BS] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 내부 구획은 상기 쉘이 상기 적어도 하나의 추가 쉘 방출 조건에 노출될 때 상기 하나 이상의 시약의 방출을 방지하는, 방법.
[구현예 BU] 상기 구현예 [BF] 내지 [BT] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 내부 구획은 상기 내부 구획이 적어도 하나의 추가 내부 구획 방출 조건에 노출될 때 상기 적어도 하나의 시약을 방출하고, 상기 적어도 하나의 추가 내부 구획 방출 조건 중 하나 이상은 상기 제2 방출 조건과 상이한, 방법.
[구현예 BV] 상기 구현예 [BF] 내지 [BU] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 쉘은 쉘 폭을 갖고, 상기 내부 구획은 내부 구획 폭을 갖고, 상기 쉘 폭은 상기 내부 구획 폭과 상이한, 방법.
[구현예 BW] 상기 구현예 [BF] 내지 [BV] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 쉘 폭은 약 1 마이크로미터 내지 약 1,000 마이크로미터인, 방법.
[구현예 BX] 상기 구현예 [BF] 내지 [BW] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 내부 구획 폭은 약 1 마이크로미터 내지 약 1,000 마이크로미터인, 방법.
[구현예 BY] 상기 구현예 [BF] 내지 [BX] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 쉘은 수용성 화합물을 포함하는, 방법.
[구현예 BZ] 상기 구현예 [BF] 내지 [BY] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 쉘은 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 카라기난, 젤라틴, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(HPMC), 풀루란, 전분 필름, 벤족사보롤-폴리(비닐 알코올)(벤족사보롤-PVA), 펙틴 중 하나 이상, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 방법.
[구현예 CA] 상기 구현예 [BF] 내지 [BZ] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 하나 이상의 시약은 서열분석 시약, 샘플 제조 시약, 라이브러리 제조 시약, 또는 이들의 조합인, 방법.
[구현예 CB] 상기 구현예 [BF] 내지 [CA] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 하나 이상의 시약은 하나 이상의 효소, 염, 계면활성제, 완충제, 효소 억제제, 프라이머, 뉴클레오티드, 유기 오스몰라이트, 자기 비드, 분자 프로브, 크라우딩제, 소분자, 표지된 뉴클레오티드, 또는 이들의 임의의 조합으로부터 선택되는, 방법.
[구현예 CC] 상기 구현예 [BF] 내지 [CB] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 정수 화합물을 제공하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
[구현예 CD] 상기 구현예 [BF] 내지 [CC] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 방법.
[구현예 CE] 상기 구현예 [BF] 내지 [CD] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 내부 구획은 하나 이상의 건조 시약, 하나 이상의 마이크로스피어, 하나 이상의 비드, 하나 이상의 분말, 하나 이상의 케이크, 하나 이상의 겔, 하나 이상의 액체, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 방법.
[구현예 CF] 상기 구현예 [BF] 내지 [CE] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 하나 이상의 시약은 동결건조되는, 방법.
[구현예 CG] 상기 구현예 [BF] 내지 [CF] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 내부 구획은 복수의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함하는, 방법.
[구현예 CH] 상기 구현예 [BF] 내지 [CG] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 내부 구획은 하나의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함하는, 방법.
[구현예 CI] 하나 이상의 시약의 방출을 제어하는 방법으로서, 용해성 제1 쉘, 및 하나 이상의 시약을 포함하는 용해성 제2 쉘을 포함하는 조성물을 제공하는 단계; 상기 조성물을 제1 방출 조건에 노출시켜 상기 제1 쉘을 용해시키는 단계; 및 상기 조성물을 제2 방출 조건에 노출시켜 상기 제2 쉘을 용해시키는 단계를 포함하고, 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이한, 방법.
[구현예 CJ] 상기 구현예 [CI], 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 쉘은 상기 조성물이 상기 제1 방출 조건에 노출될 때 상기 하나 이상의 시약의 방출을 방지하는, 방법.
[구현예 CK] 상기 구현예 [CI] 또는 [CJ], 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제1 방출 조건은 온도-제어 방출 조건, pH-제어 방출 조건, 시간-제어 방출 조건, 위치-제어 방출 조건, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 방법.
[구현예 CL] 상기 구현예 [CI] 내지 [CK] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 방출 조건은 온도-제어 방출 조건, pH-제어 방출 조건, 시간-제어 방출 조건, 위치-제어 방출 조건, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 방법.
[구현예 CM] 상기 구현예 [CI] 내지 [CL] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 제1 방출 조건과 제2 방출 조건 중 하나 또는 둘 모두는 온도 변화를 포함하는, 방법.
[구현예 CN] 상기 구현예 [CI] 내지 [CM] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 온도 변화는 약 25℃ 초과의 온도로의 변화인, 방법.
[구현예 CO] 상기 구현예 [CI] 내지 [CN] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 온도 변화는 약 25℃ 이하의 온도로의 변화인, 방법.
[구현예 CP] 상기 구현예 [CI] 내지 [CO] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제1 쉘은 상기 제1 쉘이 적어도 하나의 추가 제1 쉘 방출 조건에 노출될 때 용해됩되고, 상기 적어도 하나의 추가 제1 쉘 방출 조건 중 하나 이상은 상기 제1 방출 조건과 상이한, 방법.
[구현예 CQ] 상기 구현예 [CI] 내지 [CP] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 쉘은 상기 제2 쉘이 상기 적어도 하나의 추가 제2 쉘 방출 조건에 노출될 때 상기 하나 이상의 시약의 방출을 방지하는, 방법.
[구현예 CR] 상기 구현예 [CI] 내지 [CQ] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 쉘은 상기 제2 쉘이 적어도 하나의 추가 제2 쉘 방출 조건에 노출될 때 상기 적어도 하나의 시약을 방출하고, 상기 적어도 하나의 추가 제2 쉘 방출 조건 중 하나 이상은 상기 제2 방출 조건과 상이한, 방법.
[구현예 CS] 상기 구현예 [CI] 내지 [CR] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제1 쉘은 제1 쉘 폭을 갖고, 상기 제2 쉘은 제2 쉘 폭을 갖고, 상기 제1 쉘 폭은 상기 제2 쉘 폭과 상이한, 방법.
[구현예 CT] 상기 구현예 [CI] 내지 [CS] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제1 쉘 폭은 약 1 마이크로미터 내지 약 1,000 마이크로미터인, 방법.
[구현예 CU] 상기 구현예 [CI] 내지 [CT] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 쉘 폭은 약 1 마이크로미터 내지 약 1,000 마이크로미터인, 방법.
[구현예 CV] 상기 구현예 [CI] 내지 [CU] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제1 쉘은 수용성 화합물을 포함하는, 방법.
[구현예 CW] 상기 구현예 [CI] 내지 [CV] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제1 쉘은 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 카라기난, 젤라틴, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(HPMC), 풀루란, 전분 필름, 벤족사보롤-폴리(비닐 알코올)(벤족사보롤-PVA), 펙틴 중 하나 이상, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 방법.
[구현예 CX] 상기 구현예 [CI] 내지 [CW] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 하나 이상의 시약은 서열분석 시약, 샘플 제조 시약, 라이브러리 제조 시약, 또는 이들의 조합인, 방법.
[구현예 CY] 상기 구현예 [CI] 내지 [CX] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 하나 이상의 시약은 하나 이상의 효소, 염, 계면활성제, 완충제, 효소 억제제, 프라이머, 뉴클레오티드, 유기 오스몰라이트, 자기 비드, 분자 프로브, 크라우딩제, 소분자, 표지된 뉴클레오티드, 또는 이들의 임의의 조합으로부터 선택되는, 방법.
[구현예 CZ] 상기 구현예 [CI] 내지 [CY] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 정수 화합물을 제공하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
[구현예 DA] 상기 구현예 [CI] 내지 [CZ] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 방법.
[구현예 DB] 상기 구현예 [CI] 내지 [DA] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 쉘은 하나 이상의 건조 시약, 하나 이상의 마이크로스피어, 하나 이상의 비드, 하나 이상의 분말, 하나 이상의 케이크, 하나 이상의 겔, 하나 이상의 액체, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 방법.
[구현예 DC] 상기 구현예 [CI] 내지 [DB] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 하나 이상의 시약은 동결건조되는, 방법.
[구현예 DD] 상기 구현예 [CI] 내지 [DC] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 쉘은 복수의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함하는, 방법.
[구현예 DE] 상기 구현예 [CI] 내지 [DD] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 쉘은 하나의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함하는, 방법.
[구현예 DF] 상기 구현예 [CI] 내지 [DE] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제1 쉘은 외부 쉘인, 방법.
[구현예 DG] 상기 구현예 [CI] 내지 [DF] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 쉘은 내부 쉘인, 방법.
[구현예 DH] 하나 이상의 시약의 방출을 제어하는 방법으로서, 용해성 제1 쉘, 하나 이상의 시약을 포함하는 용해성 제2 쉘, 및 정수 화합물을 포함하는 조성물을 제공하는 단계; 상기 조성물을 제1 방출 조건에 노출시켜 상기 정수 화합물을 용해시키는 단계; 상기 조성물을 제2 방출 조건에 노출시켜 상기 제1 쉘을 용해시키는 단계; 및 상기 조성물을 제3 방출 조건에 노출시켜 상기 제2 쉘을 용해시키는 단계를 포함하고, 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이한, 방법.
[구현예 DI] 상기 구현예 [DH], 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 방법.
[구현예 DJ] 상기 구현예 [DH] 또는 [DI], 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제1 쉘은 외부 쉘인, 방법.
[구현예 DK] 상기 구현예 [DH] 내지 [DJ] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 쉘은 내부 쉘인, 방법.
[구현예 DL] 방법으로서, 제1 온도에서 웰에 캡슐을 제공하는 단계; 상기 웰에 온도를 갖는 액체를 제공하는 단계; 액체의 온도를 제2 온도로 상승시키는 단계; 액체의 온도를 제2 온도로부터 제3 온도로 하강시키는 단계; 및 상기 캡슐로부터 하나 이상의 시약을 방출하는 단계를 포함하는, 방법.
[구현예 DM] 상기 구현예 [DL], 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 캡슐은 구현예 [A] 내지 [Y] 중 어느 하나의 조성물을 포함하는, 방법.
[구현예 DN] 상기 구현예 [DL] 또는 [DM], 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 캡슐은 구현예 [Z] 내지 [AZ] 중 어느 하나의 조성물을 포함하는, 방법.
[구현예 DO] 상기 구현예 [DL] 내지 [DN] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 캡슐은 구현예 [BA] 내지 [BE]의 조성물을 포함하는, 방법.
[구현예 DP] 상기 구현예 [DL] 내지 [DO] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 온도는 약 25℃ 초과인, 방법.
[구현예 DQ] 상기 구현예 [DL] 내지 [DP] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제3 온도는 약 25℃ 이하인, 방법.
[구현예 DR] 상기 구현예 [DL] 내지 [DQ] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 정수 화합물을 제공하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
[구현예 DS] 상기 구현예 [DL] 내지 [DR] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 방법.
[구현예 DT] 상기 구현예 [DL] 내지 [DS] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 캡슐은 수용성 화합물을 포함하는, 방법.
[구현예 DU] 상기 구현예 [DL] 내지 [DT] 중 어느 하나에 있어서, 상기 캡슐은 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 카라기난, 젤라틴, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(HPMC), 풀루란, 전분 필름, 벤족사보롤-폴리(비닐 알코올)(벤족사보롤-PVA), 펙틴 중 하나 이상, 또는 이들의 조합을 포함하는, 방법.
[구현예 DV] 상기 구현예 [DL] 내지 [DU] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 하나 이상의 시약은 서열분석 시약, 샘플 제조 시약, 라이브러리 제조 시약, 또는 이들의 조합인, 방법.
[구현예 DW] 상기 구현예 [DL] 내지 [DV] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 하나 이상의 시약은 하나 이상의 효소, 염, 계면활성제, 완충제, 효소 억제제, 프라이머, 뉴클레오티드, 유기 오스몰라이트, 자기 비드, 분자 프로브, 크라우딩제, 소분자, 표지된 뉴클레오티드, 또는 이들의 임의의 조합으로부터 선택되는, 방법.
[구현예 DX] 상기 구현예 [DL] 내지 [DW] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 내부 구획은 하나 이상의 건조 시약, 하나 이상의 마이크로스피어, 하나 이상의 비드, 하나 이상의 분말, 하나 이상의 케이크, 하나 이상의 겔, 하나 이상의 액체, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 방법.
[구현예 DY] 상기 구현예 [DL] 내지 [DX] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 하나 이상의 시약은 동결건조되는, 방법.
[구현예 DZ] 상기 구현예 [DL] 내지 [DY] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 내부 구획은 복수의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함하는, 방법.
[구현예 EA] 상기 구현예 [DL] 내지 [DZ] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 내부 구획은 하나의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함하는, 방법.
[구현예 EB] 상기 구현예 [DL] 내지 [EA] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 제1 온도는 상기 제3 온도와 상이한, 방법.
[구현예 EC] 상기 구현예 [DL] 내지 [EB] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 제1 온도는 상기 제3 온도와 동일한, 방법.
[구현예 ED] 방법으로서, 제1 온도에서 캡슐의 외부 쉘을 웰에 용해시키는 단계 - 웰은 액체를 포함하고, 상기 캡슐은 외부 쉘, 정수 화합물, 내부 쉘 및 하나 이상의 시약을 포함하며, 캡슐의 외부 쉘의 용해는 정수 화합물을 방출시킴 -; 웰의 온도를 제2 온도로 상승시키는 단계; 및 내부 쉘을 용해시킴으로써 하나 이상의 시약을 방출하는 단계를 포함하는, 방법.
[구현예 EE] 상기 구현예 [ED], 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 웰 내 캡슐의 외부 쉘을 용해시키는 단계는 액체를 웰 내로 유동시키는 것을 포함하는, 방법.
[구현예 EF] 상기 구현예 [ED] 또는 [EE], 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 내부 쉘을 용해시키는 단계는 액체의 pH를 7.0 초과로 상승시키는 것을 포함하는, 방법.
[구현예 EG] 상기 구현예 [ED] 내지 [EF] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 내부 쉘을 용해시키는 단계는 액체의 pH를 7.0 아래로 낮추는 것을 포함하는, 방법.
[구현예 EH] 상기 구현예 [ED] 내지 [EG] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 내부 쉘은 제2 온도에 의해 용해되는, 방법.
[구현예 EI] 상기 구현예 [ED] 내지 [EH] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 내부 쉘은 최소 기간 후에 용해되는, 방법.
[구현예 EJ] 상기 구현예 [ED] 내지 [EI] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 최소 기간은 5분인, 방법.
[구현예 EK] 상기 구현예 [ED] 내지 [EJ] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 온도는 약 25℃ 초과인, 방법.
[구현예 EL] 상기 구현예 [ED] 내지 [EK] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 온도를 제3 온도로 낮추는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
[구현예 EM] 상기 구현예 [ED] 내지 [EL] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 방법.
[구현예 EN] 상기 구현예 [ED] 내지 [EM] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 쉘은 수용성 화합물을 포함하는, 방법.
[구현예 EO] 상기 구현예 [ED] 내지 [EN] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 쉘은 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 카라기난, 젤라틴, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(HPMC), 풀루란, 전분 필름, 벤족사보롤-폴리(비닐 알코올)(벤족사보롤-PVA), 펙틴 중 하나 이상, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 방법.
[구현예 EP] 상기 구현예 [ED] 내지 [EO] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 하나 이상의 시약은 서열분석 시약, 샘플 제조 시약, 라이브러리 제조 시약, 또는 이들의 조합인, 방법.
[구현예 EQ] 상기 구현예 [ED] 내지 [EP] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 하나 이상의 시약은 하나 이상의 효소, 염, 계면활성제, 완충제, 효소 억제제, 프라이머, 뉴클레오티드, 유기 오스몰라이트, 자기 비드, 분자 프로브, 크라우딩제, 소분자, 표지된 뉴클레오티드, 또는 이들의 임의의 조합으로부터 선택되는, 방법.
[구현예 ER] 상기 구현예 [ED] 내지 [EQ] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 내부 구획은 하나 이상의 건조 시약, 하나 이상의 마이크로스피어, 하나 이상의 비드, 하나 이상의 분말, 하나 이상의 케이크, 하나 이상의 겔, 하나 이상의 액체, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 방법.
[구현예 ES] 상기 구현예 [ED] 내지 [ER] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 하나 이상의 시약은 동결건조되는, 방법.
[구현예 ET] 상기 구현예 [ED] 내지 [ES] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 내부 구획은 복수의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함하는, 방법.
[구현예 EU] 상기 구현예 [ED] 내지 [ET] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 내부 구획은 하나의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함하는, 방법.
[구현예 EV] 시약 저장소를 포함하는 카트리지로서, 상기 시약 저장소는 조성물을 포함하고, 상기 조성물은 내부 구획을 둘러싸는 쉘을 포함하고, 상기 내부 구획은 하나 이상의 시약을 포함하고, 상기 쉘은 제1 방출 조건에 노출될 때 상기 내부 구획을 방출하고, 상기 내부 구획은 제2 방출 조건에 노출될 때 상기 하나 이상의 시약을 방출하고, 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이한, 카트리지.
[구현예 EW] 상기 구현예 [EV], 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 카트리지는 정수 화합물을 포함하는, 카트리지.
[구현예 EX] 상기 구현예 [EW], 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 카트리지.
[구현예 EY] 상기 구현예 [EX], 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 제1 방출 조건은 액체에의 노출인, 카트리지.
[구현예 EZ] 상기 구현예 [EY], 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 제2 방출 조건은 약 25℃ 초과의 온도에의 노출인, 카트리지.
[구현예 FA] 시약 저장소를 포함하는 카트리지로서, 시약 저장소는 조성물을 포함하고, 상기 조성물은 용해성 제1 쉘, 및 하나 이상의 시약을 포함하는 용해성 제2 쉘을 포함하는, 카트리지.
[구현예 FB] 상기 구현예 [FA], 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 카트리지는 정수 화합물을 포함하는, 카트리지.
[구현예 FC] 상기 구현예 [FA] 또는 [FB], 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 카트리지.
[구현예 FD] 상기 구현예 [FA] 내지 [FC] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 제1 방출 조건은 액체에의 노출인, 카트리지.
[구현예 FE] 상기 구현예 [FA] 내지 [FD] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 제2 방출 조건은 약 25℃ 초과의 온도에의 노출인, 카트리지.
[구현예 FF] 상기 구현예 [FA] 내지 [FE] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제1 쉘은 외부 쉘인, 카트리지.
[구현예 FG] 상기 구현예 [FA] 내지 [FF] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 쉘은 내부 쉘인, 카트리지.
[구현예 FH] 하나 이상의 시약의 방출을 제어하기 위한 시스템으로서, 웰; 내부 구획을 둘러싸는 쉘을 포함하는 조성물 - 상기 내부 구획은 하나 이상의 시약을 포함하고, 상기 쉘은 제1 방출 조건에 노출될 때 상기 내부 구획을 방출하고, 상기 내부 구획은 제2 방출 조건에 노출될 때 상기 하나 이상의 시약을 방출하고, 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이함 -; 및 액체를 포함하는, 시스템.
[구현예 FI] 상기 구현예 [FH], 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 액체는 상기 웰 내에 있는, 시스템.
[구현예 FJ] 상기 구현예 [FH] 또는 [FI], 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 조성물은 상기 웰 내에 있는, 시스템.
[구현예 FK] 상기 구현예 [FH] 내지 [FJ] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 웰 상에 온도 제어기를 추가로 포함하는, 시스템.
[구현예 FL] 상기 구현예 [FH] 내지 [FK] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 정수 화합물을 추가로 포함하는, 시스템.
[구현예 FM] 상기 구현예 [FH] 내지 [FL] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 시스템.
[구현예 FN] 하나 이상의 시약의 방출을 제어하기 위한 시스템으로서, 웰; 용해성 제1 쉘, 및 하나 이상의 시약을 포함하는 용해성 제2 쉘을 포함하는 조성물; 및 액체를 포함하는, 시스템.
[구현예 FO] 상기 구현예 [FN], 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 액체는 상기 웰 내에 있는, 시스템.
[구현예 FP] 상기 구현예 [FN] 또는 [FO], 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 조성물은 상기 웰 내에 있는, 시스템.
[구현예 FQ] 상기 구현예 [FN] 내지 [FP] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 웰 상에 온도 제어기를 추가로 포함하는, 시스템.
[구현예 FR] 상기 구현예 [FN] 내지 [FQ] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 정수 화합물을 추가로 포함하는, 시스템.
[구현예 FS] 상기 구현예 [FN] 내지 [FR] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 시스템.
[구현예 FT] 상기 구현예 [FN] 내지 [FS] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제1 쉘은 외부 쉘인, 시스템.
[구현예 FU] 상기 구현예 [FN] 내지 [FT] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상기 제2 쉘은 내부 쉘인, 시스템.
[구현예 FV] 방법으로서, 온도를 갖는 액체를 웰 내로 유동시키는 단계 - 웰은 캡슐을 포함하고, 캡슐은 정수 화합물을 둘러싸는 제1 쉘 및 하나 이상의 시약을 둘러싸는 제2 쉘을 포함하고, 상기 제1 쉘은 제1 방출 조건에 노출 시 상기 정수 화합물을 방출하고, 상기 제2 쉘은 제2 방출 조건에 노출 시 상기 하나 이상의 시약을 방출하고, 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이하며, 상기 정수 화합물은 분해 조건에 노출 시 실질적으로 또는 완전히 분해됨 -; 상기 제1 쉘을 제1 방출 조건에 노출시켜 정수 화합물이 방출되도록 하는 단계; 상기 정수 화합물을 분해 조건에 노출시켜 상기 정수 화합물이 실질적으로 또는 완전히 분해되도록 하는 단계; 및 상기 제2 쉘 조건을 제2 방출 조건에 노출시켜 상기 하나 이상의 시약이 방출되도록 하는 단계를 포함하는, 방법.
[구현예 FW] 상기 구현예 [FV], 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 제1 방출 조건은 액체에의 노출인, 방법.
[구현예 FX] 상기 구현예 [FV] 또는 [FW], 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 분해 조건은 액체의 상승된 온도인, 방법.
[구현예 FY] 상기 구현예 [FV] 내지 [FX] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 상승된 온도는 약 25℃ 이상인, 방법.
[구현예 FZ] 상기 구현예 [FV] 내지 [FY] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 분해 조건은 제2 방출 조건과 동일한, 방법.
[구현예 GA] 상기 구현예 [FV] 내지 [FZ] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 액체를 유동시키는 단계, 상기 제1 쉘을 제1 방출 조건에 노출시키는 단계, 및 상기 정수 화합물을 분해 조건에 노출시키는 단계가 순서대로 수행되는, 방법.
[구현예 GB] 상기 구현예 [FV] 내지 [GA] 중 어느 하나, 또는 본 개시내용의 다른 구현예에 있어서, 액체를 유동시키는 단계, 상기 제1 쉘을 제1 방출 조건에 노출시키는 단계, 상기 정수 화합물을 분해 조건에 노출시키는 단계, 및 상기 제2 쉘 조건을 제2 방출 조건에 노출시키는 단계가 순서대로 수행되는, 방법.

Claims (68)

  1. 조성물로서,
    내부 구획을 둘러싸는 쉘을 포함하고, 상기 내부 구획은 하나 이상의 시약을 포함하며,
    상기 쉘은 상기 쉘이 제1 방출 조건에 노출될 때 상기 내부 구획을 방출하고, 상기 내부 구획은 상기 쉘이 상기 제1 방출 조건에 노출될 때 상기 하나 이상의 시약의 방출을 방지하며,
    상기 내부 구획은 상기 내부 구획이 제2 방출 조건에 노출될 때 상기 하나 이상의 시약을 방출하고, 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이한, 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 방출 조건 및 상기 제2 방출 조건은 온도-제어 방출 조건, pH-제어 방출 조건, 시간-제어 방출 조건, 위치-제어 방출 조건, 또는 이들의 임의의 조합으로부터 각각 독립적으로 선택되는, 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 방출 조건 중 어느 하나 또는 둘 모두는 온도의 변화를 포함하는, 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 온도의 변화는 약 25℃ 초과의 온도로의 변화인, 조성물.
  5. 제3항에 있어서, 온도의 변화는 약 25℃ 이하의 온도로의 변화인, 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 쉘은 상기 쉘이 적어도 하나의 추가 쉘 방출 조건에 노출될 때 상기 내부 구획을 방출하고, 상기 적어도 하나의 추가 쉘 방출 조건 중 하나 이상은 상기 제1 방출 조건과 상이한, 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 내부 구획은 상기 내부 구획이 적어도 하나의 추가 내부 구획 방출 조건에 노출될 때 상기 적어도 하나의 시약을 방출하고, 상기 적어도 하나의 추가 내부 구획 방출 조건 중 하나 이상은 상기 제2 방출 조건과 상이한, 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 쉘은 약 1 마이크로미터 내지 약 1,000 마이크로미터의 쉘 폭을 갖고, 상기 내부 구획은 약 1 마이크로미터 내지 약 1,000 마이크로미터의 내부 구획 폭을 갖고, 상기 쉘 폭은 상기 내부 구획 폭과 상이한, 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉘은 수용성 화합물을 포함하는, 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉘은 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 카라기난, 젤라틴, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(HPMC), 풀루란, 전분 필름, 벤족사보롤-폴리(비닐 알코올)(벤족사보롤-PVA), 펙틴 중 하나 이상, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 시약은 서열분석 시약, 샘플 제조 시약, 라이브러리 제조 시약, 또는 이들의 임의의 조합인, 조성물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 시약은 하나 이상의 효소, 염, 계면활성제, 완충제, 효소 억제제, 프라이머, 뉴클레오티드, 유기 오스몰라이트, 자기 비드, 분자 프로브, 크라우딩제, 소분자, 표지된 뉴클레오티드, 또는 이들의 임의의 조합으로부터 선택되는, 조성물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 정수 화합물(water purification compound)을 추가로 포함하며, 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 조성물.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내부 구획은 하나 이상의 건조 시약, 하나 이상의 마이크로스피어, 하나 이상의 비드, 하나 이상의 분말, 하나 이상의 케이크, 하나 이상의 겔, 하나 이상의 액체, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 조성물.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 시약은 동결건조되는, 조성물.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내부 구획은 하나의 시약 또는 복수의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함하는, 조성물.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉘은 용해 가능한 제1 외부 쉘이고, 상기 내부 성분은 용해 가능한 제2 내부 쉘을 추가로 포함하는, 조성물.
  18. 하나 이상의 시약의 방출을 제어하는 방법으로서, 상기 방법은
    내부 구획을 둘러싸는 쉘을 포함하는 조성물을 제1 방출 조건에 노출시켜 상기 내부 구획을 방출시키는 단계 - 상기 내부 구획은 하나 이상의 시약을 포함함 -; 및
    상기 내부 구획을 제2 방출 조건에 노출시켜 상기 하나 이상의 시약을 방출하는 단계를 포함하며, 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이한, 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 내부 구획은 상기 쉘이 상기 제1 방출 조건에 노출될 때 상기 하나 이상의 시약의 방출을 방지하는, 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건 이전에 발생하는, 방법.
  21. 제18항에 있어서, 상기 제2 방출 조건은 상기 제1 방출 조건 이후에 발생하는, 방법.
  22. 제18항에 있어서, 상기 제1 방출 조건은 온도-제어 방출 조건, pH-제어 방출 조건, 시간-제어 방출 조건, 위치-제어 방출 조건, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 방법.
  23. 제18항에 있어서, 상기 제2 방출 조건은 온도-제어 방출 조건, pH-제어 방출 조건, 시간-제어 방출 조건, 위치-제어 방출 조건, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 방법.
  24. 제18항에 있어서, 제1 및 제2 방출 조건 중 어느 하나 또는 둘 모두는 온도의 변화를 포함하는, 방법.
  25. 제24항에 있어서, 온도의 변화는 약 25℃ 초과의 온도로의 변화인, 방법.
  26. 제24항에 있어서, 온도의 변화는 약 25℃ 이하의 온도로의 변화인, 방법.
  27. 제18항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 방출 조건은 약 1.0 내지 약 10.0의 pH를 포함하는, 방법.
  28. 제18항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 방출 조건은 약 1.0 내지 약 10.0의 pH를 포함하는, 방법.
  29. 제18항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 방출 조건은 복수의 시약을 방출하는 데 효과적이며, 적어도 하나의 시약의 함량은 적어도 하나의 다른 시약의 함량과 상이한, 방법.
  30. 제18항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉘을 상기 제1 방출 조건에 노출시키는 단계와 상기 내부 구획을 상기 제2 방출 조건에 노출시키는 단계는 순차적으로 발생하는, 방법.
  31. 제18항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉘은 상기 쉘이 적어도 하나의 추가 쉘 방출 조건에 노출될 때 상기 내부 구획을 방출하고, 상기 적어도 하나의 추가 쉘 방출 조건 중 하나 이상은 상기 제1 방출 조건과 상이한, 방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 내부 구획은 상기 쉘이 상기 적어도 하나의 추가 쉘 방출 조건에 노출될 때 상기 하나 이상의 시약의 방출을 방지하는, 방법.
  33. 제18항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내부 구획은 상기 내부 구획이 적어도 하나의 추가 내부 구획 방출 조건에 노출될 때 상기 적어도 하나의 시약을 방출하고, 상기 적어도 하나의 추가 내부 구획 방출 조건 중 하나 이상은 상기 제2 방출 조건과 상이한, 방법.
  34. 제18항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉘은 쉘 폭을 갖고, 상기 내부 구획은 내부 구획 폭을 갖고, 상기 쉘 폭은 상기 내부 구획 폭과 상이한, 방법.
  35. 제34항에 있어서, 상기 쉘 폭은 약 1 마이크로미터 내지 약 1,000 마이크로미터인, 방법.
  36. 제34항 또는 제35항에 있어서, 상기 내부 구획 폭은 약 1 마이크로미터 내지 약 1,000 마이크로미터인, 방법.
  37. 제18항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉘은 수용성 화합물을 포함하는, 방법.
  38. 제18항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉘은 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 카라기난, 젤라틴, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(HPMC), 풀루란, 전분 필름, 벤족사보롤-폴리(비닐 알코올)(벤족사보롤-PVA), 펙틴 중 하나 이상, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 방법.
  39. 제18항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 시약은 서열분석 시약, 샘플 제조 시약, 라이브러리 제조 시약, 또는 이들의 조합인, 방법.
  40. 제18항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 시약은 하나 이상의 효소, 염, 계면활성제, 완충제, 효소 억제제, 프라이머, 뉴클레오티드, 유기 오스몰라이트, 자기 비드, 분자 프로브, 크라우딩제, 소분자, 표지된 뉴클레오티드, 또는 이들의 임의의 조합으로부터 선택되는, 방법.
  41. 제18항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉘 및 상기 내부 구획 중 하나 또는 둘 모두는 정수 화합물을 추가로 포함하는, 방법.
  42. 제41항에 있어서, 상기 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 방법.
  43. 제41항 또는 제42항에 있어서, 상기 정수 화합물은 분해 조건에 노출 시 실질적으로 또는 완전히 분해되는, 방법.
  44. 제43항에 있어서, 상기 분해 조건은 온도의 변화를 포함하는, 방법.
  45. 제44항에 있어서, 상기 온도의 변화는 25℃ 이상의 온도로의 변화인, 방법.
  46. 제43항에 있어서, 분해 조건은 제2 방출 조건과 동일한, 방법.
  47. 제18항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내부 구획은 하나 이상의 건조 시약, 하나 이상의 마이크로스피어, 하나 이상의 비드, 하나 이상의 분말, 하나 이상의 케이크, 하나 이상의 겔, 하나 이상의 액체, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 방법.
  48. 제18항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 시약은 동결건조되는, 방법.
  49. 제18항 내지 제48항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내부 구획은 복수의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함하는, 방법.
  50. 제18항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내부 구획은 하나의 시약을 포함하는 복수의 마이크로스피어를 포함하는, 방법.
  51. 카트리지로서,
    시약 저장소를 포함하고, 시약 저장소는 조성물을 포함하고, 상기 조성물은 내부 구획을 둘러싸는 쉘을 포함하고, 상기 내부 구획은 하나 이상의 시약을 포함하고, 상기 쉘은 상기 쉘이 제1 방출 조건에 노출될 때 상기 내부 구획을 방출하고, 상기 내부 구획은 상기 내부 구획이 제2 방출 조건에 노출될 때 상기 하나 이상의 시약을 방출하고, 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이한, 카트리지.
  52. 제51항에 있어서, 정수 화합물을 포함하는, 카트리지.
  53. 제52항에 있어서, 상기 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 카트리지.
  54. 제51항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 방출 조건은 액체에의 노출인, 카트리지.
  55. 제51항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 방출 조건은 약 25℃ 초과의 온도에의 노출인, 카트리지.
  56. 하나 이상의 시약의 방출을 제어하기 위한 시스템으로서,
    웰;
    내부 구획을 둘러싸는 쉘을 포함하는 조성물로서, 상기 내부 구획은 하나 이상의 시약을 포함하고, 상기 쉘은 상기 쉘이 제1 방출 조건에 노출될 때 상기 내부 구획을 방출하고, 상기 내부 구획은 상기 내부 구획이 제2 방출 조건에 노출될 때 상기 하나 이상의 시약을 방출하고, 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이한, 조성물; 및
    액체를 포함하는, 시스템.
  57. 제56항에 있어서, 상기 액체는 상기 웰 내에 있는, 시스템.
  58. 제56항 또는 제57항에 있어서, 상기 조성물은 상기 웰에 있는, 시스템.
  59. 제56항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웰 상에 온도 조절기를 추가로 포함하는, 시스템.
  60. 제56항 내지 제59항 중 어느 한 항에 있어서,
    정수 화합물을 추가로 포함하는, 시스템.
  61. 제60항에 있어서, 상기 정수 화합물은 소듐 디클로로이소시아누레이트, 염소, 클로라민, 이산화염소, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산제2철, 과산화수소, 브롬화수산화나트륨, 은 나노입자, 철, 요오드, 활성탄, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 시스템.
  62. 방법으로서,
    온도를 갖는 액체를 웰 내로 유동시키는 단계 - 웰은 캡슐을 포함하고, 캡슐은 정수 화합물을 둘러싸는 제1 쉘 및 하나 이상의 시약을 둘러싸는 제2 쉘을 포함하고, 상기 제1 쉘은 제1 방출 조건에 노출 시 상기 정수 화합물을 방출하고, 상기 제2 쉘은 제2 방출 조건에 노출 시 상기 하나 이상의 시약을 방출하고, 상기 제1 방출 조건은 상기 제2 방출 조건과 상이하고, 상기 정수 화합물은 분해 조건에 노출 시 실질적으로 또는 완전히 분해됨 -;
    상기 제1 쉘을 제1 방출 조건에 노출시켜 정수 화합물이 방출되도록 하는 단계;
    상기 정수 화합물을 분해 조건에 노출시켜 상기 정수 화합물이 실질적으로 또는 완전히 분해되도록 하는 단계; 및
    상기 제2 쉘 조건을 제2 방출 조건에 노출시켜 상기 하나 이상의 시약이 방출되도록 하는 단계를 포함하는, 방법.
  63. 제62항에 있어서, 제1 방출 조건은 액체에의 노출인, 방법.
  64. 제62항 또는 제63항에 있어서, 분해 조건은 액체의 상승된 온도인, 방법.
  65. 제64항에 있어서, 상승된 온도는 약 25℃ 이상인, 방법.
  66. 제62항 내지 제65항 중 어느 한 항에 있어서, 분해 조건은 제2 방출 조건과 동일한, 방법.
  67. 제62항 내지 제66항 중 어느 한 항에 있어서, 액체를 유동시키는 단계, 상기 제1 쉘을 제1 방출 조건에 노출시키는 단계, 및 상기 정수 화합물을 분해 조건에 노출시키는 단계가 순서대로 수행되는, 방법.
  68. 제62항 내지 제67항 중 어느 한 항에 있어서, 액체를 유동시키는 단계, 상기 제1 쉘을 제1 방출 조건에 노출시키는 단계, 상기 정수 화합물을 분해 조건에 노출시키는 단계, 및 상기 제2 쉘 조건을 제2 방출 조건에 노출시키는 단계가 순서대로 수행되는, 방법.
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