JP2006337363A - 塩濃度調節装置、それを備えるラボオンチップおよびそれを利用した塩濃度調節方法 - Google Patents
塩濃度調節装置、それを備えるラボオンチップおよびそれを利用した塩濃度調節方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006337363A JP2006337363A JP2006145650A JP2006145650A JP2006337363A JP 2006337363 A JP2006337363 A JP 2006337363A JP 2006145650 A JP2006145650 A JP 2006145650A JP 2006145650 A JP2006145650 A JP 2006145650A JP 2006337363 A JP2006337363 A JP 2006337363A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- salt concentration
- chamber
- reaction chamber
- exchange membrane
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 title claims abstract description 116
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 title abstract 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 112
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000003011 anion exchange membrane Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 29
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 claims description 26
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 claims description 22
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 15
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 13
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 13
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 7
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 7
- 108091032973 (ribonucleotides)n+m Proteins 0.000 claims description 6
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 claims description 5
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000002032 lab-on-a-chip Methods 0.000 claims description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 abstract description 7
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 40
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 20
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 15
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 10
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 8
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000002493 microarray Methods 0.000 description 5
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 238000009739 binding Methods 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 3
- 235000019333 sodium laurylsulphate Nutrition 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108091093037 Peptide nucleic acid Proteins 0.000 description 2
- 230000006037 cell lysis Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000003752 polymerase chain reaction Methods 0.000 description 2
- 108091033319 polynucleotide Proteins 0.000 description 2
- 102000040430 polynucleotide Human genes 0.000 description 2
- 239000002157 polynucleotide Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000011534 wash buffer Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 4-amino-1-[(2r)-6-amino-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-amino-3-phenylpropanoyl]amino]-3-phenylpropanoyl]amino]-4-methylpentanoyl]amino]hexanoyl]piperidine-4-carboxylic acid Chemical compound C([C@H](C(=O)N[C@H](CC(C)C)C(=O)N[C@H](CCCCN)C(=O)N1CCC(N)(CC1)C(O)=O)NC(=O)[C@H](N)CC=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 0.000 description 1
- 238000000018 DNA microarray Methods 0.000 description 1
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 description 1
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 1
- 238000012300 Sequence Analysis Methods 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 210000003050 axon Anatomy 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000003010 cation ion exchange membrane Substances 0.000 description 1
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 description 1
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 1
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000002485 formyl group Chemical class [H]C(*)=O 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000012500 ion exchange media Substances 0.000 description 1
- 230000002934 lysing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000729 poly(L-lysine) polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N silanamine Chemical compound [SiH3]N FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
- B01D61/422—Electrodialysis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
- B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
- B01D61/46—Apparatus therefor
- B01D61/463—Apparatus therefor comprising the membrane sequence AC or CA, where C is a cation exchange membrane
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/10—Processes for the isolation, preparation or purification of DNA or RNA
- C12N15/1003—Extracting or separating nucleic acids from biological samples, e.g. pure separation or isolation methods; Conditions, buffers or apparatuses therefor
- C12N15/1017—Extracting or separating nucleic acids from biological samples, e.g. pure separation or isolation methods; Conditions, buffers or apparatuses therefor by filtration, e.g. using filters, frits, membranes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/40—Concentrating samples
- G01N1/4005—Concentrating samples by transferring a selected component through a membrane
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
- B01D2325/42—Ion-exchange membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/40—Concentrating samples
- G01N1/4005—Concentrating samples by transferring a selected component through a membrane
- G01N2001/4011—Concentrating samples by transferring a selected component through a membrane being a ion-exchange membrane
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Zoology (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Hematology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
【課題】インサイチュで塩濃度調節が可能な塩濃度調節装置を提供する。
【解決手段】a)陽イオン交換膜および陰イオン交換膜により規定され、生分子抽出チャンバ、増幅チャンバ、ハイブリダイゼーションチャンバおよび検出チャンバからなる群から選択される反応チャンバと、b)前記陰イオン交換膜および1次電極により規定され、イオン交換媒質を含む1次電極チャンバと、c)前記陽イオン交換膜および2次電極により規定され、イオン交換媒質を含む2次電極チャンバと、を備える塩濃度調節装置である。
【選択図】図2
【解決手段】a)陽イオン交換膜および陰イオン交換膜により規定され、生分子抽出チャンバ、増幅チャンバ、ハイブリダイゼーションチャンバおよび検出チャンバからなる群から選択される反応チャンバと、b)前記陰イオン交換膜および1次電極により規定され、イオン交換媒質を含む1次電極チャンバと、c)前記陽イオン交換膜および2次電極により規定され、イオン交換媒質を含む2次電極チャンバと、を備える塩濃度調節装置である。
【選択図】図2
Description
本発明は、塩濃度調節装置、それを備えるラボオンチップ(lab−on−a−chip)およびそれを利用した塩濃度調節方法に関する。
最近、生命工学が発達するにつれて、個体の遺伝情報を構成する塩基配列および蛋白質配列などが明らかになっており、これにより塩基配列分析および疾病診断などを目的とするバイオチップ、特にラボオンチップを開発しようとする動きが活発である。
ラボオンチップは、微細加工技術を利用してDNA、RNAまたは蛋白質のような生分子を、細胞を含むサンプルから抽出し、前記生分子の増幅、ハイブリダイゼーションおよび検出反応の全過程を一つのチップ上でインサイチュで処理でき、実験結果の定量分析ができる自動化および小型化されたチップである。
一般的に、ラボオンチップは、生分子を抽出する抽出チャンバ、前記生分子を増幅する増幅チャンバ、前記増幅された生分子と固定化された生分子とがハイブリダイズするハイブリダイゼーションチャンバ、前記ハイブリダイゼーションを検出する検出チャンバ、および前記チャンバ間を連結するマイクロチャネルで構成される。前記抽出チャンバでは、サンプル内の細胞を濃縮し、前記細胞を溶解し、それから生分子を精製する過程が進行される。前記増幅チャンバでは、例えば、PCR(Polymerase Chain Reaction)のような生分子の増幅反応が行われる。前記ハイブリダイゼーションチャンバの一面には、あらかじめ配列がわかっている生分子が固定化されており、前記固定化された生分子と上記で増幅された生分子との間に結合反応、すなわち、ハイブリダイゼーションがおきる。最後に、前記検出チャンバでは、上記で発生したハイブリダイゼーションの程度が測定される。
前記ラボオンチップは、その操作の各ステップ、例えば、濃縮ステップ、溶解ステップ、精製ステップ、増幅ステップ、ハイブリダイゼーションステップ、洗浄ステップ、乾燥ステップおよび検出ステップにおいて異なる塩濃度を必要とする。このため、従来は、それぞれ異なる塩濃度を持つ溶液をあらかじめ調製した後、上記の各チャンバに異なる塩濃度を持つ溶液を注入した。または、一つのチャンバで前記ステップを行い、ステップごとに異なる塩濃度を持つ溶液を注入する方法を利用した。
例えば、図1は、ラボオンチップの反応チャンバに異なる塩濃度を持つ溶液を提供するための従来装置の構成を示す概略図である。図1を参照すれば、ハイブリダイゼーションのような各反応がおきる反応チャンバ101に、洗浄バッファを含むポンプ102、異なる塩濃度を持つ溶液を含むポンプ103、104、105および生分子を含有するサンプル溶液を含むポンプ106がチャンネル116を通じて連結されている。前記ポンプ102、103、104、105、106およびバルブ107、108、109、110、111の調節により、塩を含有していない洗浄バッファおよび異なる塩濃度を持つ溶液が前記反応チャンバ101に供給され、使われた溶液は、バルブ112、113の調節によりコンテナ114、115に排出される。
しかしながら、上述のような従来の装置は、ポンプ、バルブ、チャネルおよびコンテナのような部品を多く必要として装置が複雑になり、ステップごとにポンプおよびバルブを作動させて各溶液の供給および排出をしなければならないので、作動時間が長くかかるという短所がある。本発明者らは、前記のような従来技術の問題点を解決するために研究を続けた結果、陽イオンおよび陰イオン交換膜を用いた電気透析法を利用して、電極にかける電圧の極性を変化させることによって、ステップごとにポンプおよびバルブを作動させて異なる濃度の塩溶液を提供する必要がなく、インサイチュで塩濃度調節ができることを確認することによって本発明を完成した。
したがって、本発明の目的は、インサイチュで塩濃度調節が可能な塩濃度調節装置を提供することである。
本発明の他の目的は、前記塩濃度調節装置を備えるラボオンチップを提供することである。
本発明のさらに他の目的は、前記塩濃度調節装置を利用して反応チャンバ内溶液の塩濃度を調節する方法を提供することである。
本発明の目的を達成するために、本発明は、a)陽イオン交換膜および陰イオン交換膜により規定され、生分子抽出チャンバ、増幅チャンバ、ハイブリダイゼーションチャンバおよび検出チャンバからなる群から選択される反応チャンバと、b)前記陰イオン交換膜および1次電極により規定され、イオン交換媒質を含む1次電極チャンバと、c)前記陽イオン交換膜および2次電極により規定され、イオン交換媒質を含む2次電極チャンバと、を備える塩濃度調節装置を提供する。
本発明の他の目的を達成するために、本発明は、塩濃度調節装置を備えるラボオンチップを提供する。
本発明のさらに他の目的を達成するために、本発明は、a)上述の塩濃度調節装置の反応チャンバに生分子を含むサンプル溶液を流入させるステップと、b)前記1次電極と前記2次電極との間に第1の極性の電圧を印加するステップと、c)前記1次電極と前記2次電極との間に前記第1の極性の電圧と反対方向の第2の極性の電圧を印加するステップと、を含む反応チャンバ内溶液の塩濃度調節方法を提供する。
本発明による装置および方法を使用すれば、反応チャンバに反応のステップごとにポンプおよびバルブを作動させて異なる濃度の塩溶液を提供する必要がなく、電圧印加の極性、強度および時間などを調節することによって可逆的なインサイチュの塩濃度調節が可能である。
以下、図面を参照して本発明をより詳細に説明する。
本発明の一実施形態は、インサイチュで塩濃度調節が可能な塩濃度調節装置に関する。
図2は、本発明による塩濃度調節装置の一例を示す断面図である。図2を参照すれば、本発明による塩濃度調節装置は、a)陽イオン交換膜(cation exchange membrane;C)205および陰イオン交換膜(anion exchange membrane;A)204により規定される反応チャンバ201、b)前記陰イオン交換膜(A)204および1次電極206により規定され、イオン交換媒質208を含む1次電極チャンバ202、c)前記陽イオン交換膜(C)205および2次電極207により規定され、イオン交換媒質208’を含む2次電極チャンバ203を備える。ここで、「陽イオン交換膜および陰イオン交換膜により規定される」とは、図2に示すように、陽イオン交換膜および陰イオン交換膜を反応チャンバの両側に有する構造をとることを示す。
本発明による塩濃度調節装置において、前記反応チャンバ201は、生分子を含むサンプル溶液が流入および流出される流入口209および流出口210をさらに備えることができる。
図3は、本発明による塩濃度調節装置の他の一例を示す断面図である。図3を参照すれば、本発明による塩濃度調節装置は、a)陽イオン交換膜(C)305および陰イオン交換膜(A)304により規定される第1反応チャンバ301、b)陽イオン交換膜(C)305’および陰イオン交換膜(A)304’により規定される第2反応チャンバ301’、(c)前記第1反応チャンバ301の陽イオン交換膜(C)305および前記第2反応チャンバ301’の陰イオン交換膜(A)304’により規定され、イオン交換媒質308’を含むイオンチャンバ311、d)前記第1反応チャンバ301の陰イオン交換膜(A)304および1次電極306により規定され、イオン交換媒質308を含む1次電極チャンバ302、e)前記第2反応チャンバ301’の陽イオン交換膜(C)305’および2次電極307により規定され、イオン交換媒質308”を含む2次電極チャンバ303を備える。
すなわち、本発明による塩濃度調節装置は、2つ以上の反応チャンバを有し(301、301’)、前記2つ以上の反応チャンバ301、301’の間に、前記反応チャンバの陽イオン交換膜305および陰イオン交換膜304’により規定され、イオン交換媒質308’を含むイオンチャンバ311をさらに備えることができる。
本発明による塩濃度調節装置において、前記反応チャンバ301、301’は、生分子を含むサンプル溶液が流入する流入口309、309’および前記サンプル溶液が流出する流出口310、310’をさらに備えることができる。
本発明による塩濃度調節装置の反応チャンバは、抽出チャンバ、増幅チャンバ、ハイブリダイゼーションチャンバおよび検出チャンバからなる群から選択されるいずれか一つでありうる。望ましくは、前記反応チャンバは、抽出チャンバ、増幅チャンバ、ハイブリダイゼーションチャンバおよび検出チャンバの機能をいずれも行う統合チャンバでありうる。
例えば、前記反応チャンバがハイブリダイゼーションチャンバである場合、前記チャンバ内で生分子が互いにハイブリダイズする。このために一般的に、前記反応チャンバ内の基板にはDNA、RNA、PNA(Peptide Nucleic Acid)、LNA(Locked Nucleic Acid)、ペプチドおよび蛋白質からなる群から選択される生分子が固定化されており、前記反応チャンバに、DNA、RNA、ペプチドおよび蛋白質で構成された群から選択される生分子を含むサンプル溶液が投入される。
前記基板は、好ましくは、シリコンウェーハ、ガラス、石英、金属およびプラスチックからなる群から選択されるものであり、アミノシラン、ポリ−L−リジンおよびアルデヒドからなる群から選択される活性基がコーティングされたものが望ましい。
本発明による塩濃度調節装置において、前記陽イオン交換膜は、陽イオンは通過させるが、陰イオン通過には100%に近い抵抗を表す膜であり、一方、陰イオン交換膜は、陰イオンは通過させるが、陽イオン通過には100%に近い抵抗を表す膜である。前記陽イオン交換膜および陰イオン交換膜は、当業界で周知のものであり、当業者が容易にこれを購入して使用できるであろう。例えば、前記陽イオン交換膜は、強酸交換膜(strong acid exchange membrane;−SO3 −Na+含む;Nafion(登録商標)、Dupont社製)または弱酸交換膜(weak acid exchange membrane;−COO−Na+含む)であり、前記陰イオン交換膜は、強塩基(strong base;N+(CH3)Cl−含む)または弱塩基(weak base;N(CH3)2含む)でありうる。
前記反応チャンバにサンプル溶液を流入させるためのポンプ、前記反応チャンバからサンプル溶液を流出させるためのポンプおよび上述の流入および流出を調節するためのバルブを追加してもよい。例えば、前記反応チャンバにサンプル溶液を流入させるためのポンプは、チャンネルを通じて前記流入口に連結され、前記反応チャンバからサンプル溶液を流出させるためのポンプは、チャンネルを通じて前記流出口に連結されうる。
前記1次電極および前記2次電極は、それぞれ正および負または負および正の電源に接続されることが望ましい。すなわち、前記1次電極および前記2次電極は、電圧の極性が変わる可変電源に接続されることが望ましい。
前記1次電極と前記2次電極との間に異なる方向の電圧を印加することによって、本発明による塩濃度調節装置の反応チャンバ内溶液の塩濃度を自由に調節できる。これにより、異なる塩濃度を持つチャンバそれぞれで細胞濃縮、細胞溶解、生分子精製、増幅およびハイブリダイゼーションを行う従来方法、または一つのチャンバに上記の反応ごとに異なる濃度の塩溶液を注入する従来方法を改善できる。すなわち、前記電極間の電圧方向を適切に調節することによって、上記の各反応のステップをそれぞれ異なるチャンバ内で行ったり、反応のステップごとに異なる塩濃度を持つ溶液を注入する必要がなく一つの反応チャンバ内の塩濃度を自由に調節できる。
前記1次電極および前記2次電極は、それぞれ白金、金、銅およびパラジウムからなる群から選択される金属を含みうるが、特に限定されない。
前記イオン交換媒質は、電解質水溶液であることが望ましい。前記電解質の種類は特に限定されず、各反応の特性に合わせて当業者により容易に選択されて使われうる。
本発明の他の実施形態は、上述の塩濃度調節装置を備えるラボオンチップに関する。
前記で説明したように、本発明の塩濃度調節装置を使用すれば、一つの反応チャンバ内で各ステップに必要な塩濃度を調節することによって、ステップごとに異なる塩濃度を持つ溶液を注入する必要なく細胞濃縮、細胞溶解、生分子精製、増幅およびハイブリダイゼーションのステップを、一つの反応チャンバ内で行うことができる。
したがって、前記塩濃度調節装置を備えるラボオンチップは、チャンバの数を少なくできるために構造が簡単になるだけでなく、反応のステップごとに異なる塩濃度を持つ溶液を注入および排出する必要がないので工程が簡単になる長所を持つ。
本発明のさらに他の実施形態は、前記塩濃度調節装置を利用して反応チャンバ内溶液の塩濃度を調節する方法に関する。
本発明による反応チャンバ内溶液の塩濃度を調節する方法は、上述の塩濃度調節装置の反応チャンバに生分子を含むサンプル溶液を流入させるステップと、b)前記1次電極と前記2次電極との間に第1の極性の電圧を印加するステップと、c)前記1次電極と2次電極との間に前記第1の極性の電圧と反対方向の第2の極性の電圧を印加するステップと、を含む。
前記生分子は、DNA、RNA、ペプチドおよび蛋白質からなる群から選択されることが望ましい。
前記反応チャンバは、抽出チャンバ、増幅チャンバ、ハイブリダイゼーションチャンバおよび検出チャンバでからなる群から選択されるいずれか一つでありうる。望ましくは、前記反応チャンバは、抽出チャンバ、増幅チャンバ、ハイブリダイゼーションチャンバおよび検出チャンバの機能をいずれも行う統合チャンバでありうる。
図4Aおよび4Bは、図3の本発明による塩濃度調節装置の作動原理を示す概念図である。図4Aおよび4Bを参照すれば、イオン交換媒質は、塩化ナトリウム水溶液であることが分かる。
まず、反応チャンバに生分子および一定塩を含むサンプル溶液を流入口を通じて反応チャンバに流入させる。流入は、例えば、ポンプおよびバルブにより制御できる。
次いで、前記1次電極と前記2次電極との間に一方向の電圧を印加する。再び図4Aを参照すれば、1次電極を(−)とし、2次電極を(+)として電圧を印加する。この場合、1次電極チャンバ302内に含まれているイオン交換媒質308中の陰イオンであるCl−は、陰イオン交換膜(A)304を通じて第1反応チャンバ301に移動する。また、イオンチャンバ311内に含まれているイオン交換媒質308’中の陽イオンであるNa+は陽イオン交換膜(C)305を通じて第1反応チャンバ301に移動し、陰イオンであるCl−は、陰イオン交換膜(A)304’を通じて第2反応チャンバ301’に移動する。また、2次電極チャンバ303内に含まれているイオン交換媒質308”中の陽イオンであるNa+は、陽イオン交換膜(C)305’を通じて第2反応チャンバ301’に移動する。
しかし、第1反応チャンバ301および第2反応チャンバ301’に注入されたサンプル溶液内に含まれている陽イオンであるNa+および陰イオンであるCl−は、それぞれ陽イオン交換膜(C)305、305’および陰イオン交換膜(A)304、304’を通じて1次電極チャンバ302、イオンチャンバ311または2次電極チャンバ303に移動できない。
結果的に、前記陽イオンであるNa+および陰イオンであるCl−は、前記第1反応チャンバ301および前記第2反応チャンバ301’内に濃縮され、一方、前記1次電極チャンバ302、前記イオンチャンバ311または前記2次電極チャンバ303では希釈される。
図4Aに示すように、上記のように塩濃度が高い場合に、一定条件、例えば、PEG(polyethelene glycol)およびDNAを添加すれば、DNAハイブリダイゼーションがおきる。
次いで、前記1次電極と前記2次電極との間に上記と反対方向の電圧を印加する。図4Bを参照すれば、1次電極を(+)とし、2次電極を(−)として電圧を印加する。この場合、第1反応チャンバ301および第2反応チャンバ301’に注入されたサンプル溶液内に含まれている陽イオンであるNa+および陰イオンであるCl−は、それぞれ陽イオン交換膜(C)305、305’および陰イオン交換膜(A)304、304’を通じて1次電極チャンバ302、イオンチャンバ311または2次電極チャンバ303に移動する。
一方、1次電極チャンバ302、イオンチャンバ311および2次電極チャンバ303内に含まれているイオン交換媒質308、308’、308”中の陽イオンであるNa+および陰イオンであるCl−は、それぞれ陽イオン交換膜(C)305、305’および陰イオン交換膜(A)304、304’を通じて第1反応チャンバ301または第2反応チャンバ301’に移動できない。
結果的に、前記陽イオンであるNa+および陰イオンであるCl−は、前記1次電極チャンバ302、前記イオンチャンバ311または前記2次電極チャンバ303では濃縮され、逆に、前記第1反応チャンバ301および前記第2反応チャンバ301’内では希釈される。
図4Bに示すように、上記のように塩濃度が低い場合にDNA分離反応がおきる。
本発明によるラボオンチップ反応チャンバ内溶液の塩濃度調節方法において、前記b)ステップおよび前記c)ステップを反復できる。望ましくは、前記b)ステップおよび前記c)ステップを調節することによって前記反応チャンバ内溶液の塩濃度を効率的に調節できる。
以下、本発明を実施例を通じてさらに詳細に説明する。しかし、これら実施例は本発明を例示的に説明するためのものであり、本発明の範囲がこれら実施例に限定されるものではない。
<実施例1 電圧方向変化による塩濃度変化>
本実施例では、本発明による塩濃度調節装置において、印加電圧の方向を変化させることによって反応チャンバ内の塩濃度を可逆的に調節できることを確認した。
本実施例では、本発明による塩濃度調節装置において、印加電圧の方向を変化させることによって反応チャンバ内の塩濃度を可逆的に調節できることを確認した。
本実施例に使われた塩濃度調節装置は、図3に図示されている。図3は、本発明による塩濃度調節装置の他の一例を示す断面図である。陽イオン交換膜として−SO3 −Na+基を含む膜を使用し、陰イオン交換膜としてN+(CH3)3Cl−基を含む膜を使用した。また、1次電極として白金を使用し、2次電極として白金を使用した。第1反応チャンバ、第2反応チャンバ、1次電極チャンバ、2次電極チャンバおよびイオンチャンバの体積はそれぞれ10μlとした。また、前記イオン交換媒質として1,000mMのNaCl水溶液を使用し、前記反応チャンバには、サンプル溶液として1,000mMのNaCl水溶液を使用した。
上記のように製造された塩濃度調節装置の1次電極を(−)に、2次電極を(+)にして電圧を印加した。1次電極と2次電極との間の電圧の大きさは5Vであった。0.5分後に電圧の大きさはそのまま保持しつつ極性を逆に調整し、1分後には再び元の極性を持つ電圧を印加し、また1.5分後には反対方向の電圧を印加した。
反応チャンバ内溶液の伝導度の変化を、伝導度測定装置(堀場製作所社製)を使用して測定した。測定は、10μl程度のサンプル溶液に脱イオン水を添加して10mlに希釈した後、伝導度測定プローブを浸漬して行った。前記で測定された伝導度から反応チャンバ内溶液のNaCl濃度を計算した。計算原理は、測定可能な大きい体積(〜10ml)でのNaCl濃度対伝導度を測定すれば、これらの間に直線的な比例関係があるので、どの濃度がどの程度の伝導度を持っているか分かるということに基づく。したがって、1000倍希釈した10mlの伝導度が1mS/mならば、原溶液10μlの伝導度は1S/mと換算可能である。前記で測定および計算された伝導度およびNaCl濃度の変化は、図5Aおよび図5Bに図示されている。
図5Bに示すように、電圧を印加する前の反応チャンバ内溶液のNaCl濃度は1000mMであり、電圧を一方向に印加した後に0.5分までNaCl濃度は低下して654mMになり、印加電圧の方向を変えれば1分まで870mMに回復され、また印加電圧の方向を変えれば1.5分まで707mMに落ちた。前記結果から、本発明による塩濃度調節装置に印加される電圧の方向を変化させることによって反応チャンバ内の塩濃度を可逆的に調節できるということを確認した。
<実施例2 経時的な塩濃度変化>
本実施例では、本発明による塩濃度調節装置において、経時的な反応チャンバ内の塩濃度の変化を確認した。
本実施例では、本発明による塩濃度調節装置において、経時的な反応チャンバ内の塩濃度の変化を確認した。
本実施例に使われた塩濃度調節装置は、前記実施例1で使用したものと同じものであり、印加された電圧の大きさも同一であった。
まず、前記反応チャンバ内にサンプル溶液として100mMのNaCl水溶液を注入し、1次電極を(−)とし、2次電極を(+)として電圧を印加した。前記実施例1の方法を利用して0.5分単位でNaClの濃度を測定した。その結果を図6Aに示した。図6Aに示したように、経時的にNaCl濃度は100mMから226mMに上昇した。
次いで、前記反応チャンバ内にサンプル溶液として1000mMのNaCl水溶液を注入し、1次電極を(+)とし、2次電極を(−)として電圧を印加した。前記実施例1の方法を利用して0.5分単位でNaClの濃度を測定した。その結果を図6Bに示した。図6Bに示したように、経時的にNaCl濃度は1000mMから110mMに低下した。
前記結果から、本発明による塩濃度調節装置を利用すれば、電圧印加時間によって塩濃度を増大または減少させることができ、反応チャンバ内の塩濃度を調節できることを確認することができた。
<実施例3 塩濃度変化およびDNAハイブリダイゼーションの程度の比較>
本実施例では、本発明による塩濃度調節装置による反応チャンバ内の塩濃度の変化がDNAハイブリダイゼーションの程度に及ぼす影響を確認した。
本実施例では、本発明による塩濃度調節装置による反応チャンバ内の塩濃度の変化がDNAハイブリダイゼーションの程度に及ぼす影響を確認した。
このために、まず前記実施例1の塩濃度調節装置の反応チャンバ内の基板上にDNAを固定化してマイクロアレイを製作した。まず、プローブとして配列番号1の一本鎖のポリヌクレオチドのN−末端をアミン基に置換した後、シリル化スライド(Telechem社製)にスポッティングした。スポッティングバッファは2×SSC(pH7.0)を使用した。スポッティング後に乾燥器に置いて結合を誘導した後、0.2% SDS(Sodium Dodecyl Sulphate)で2分間、3次蒸溜水で2分間洗浄して結合されていないオリゴヌクレオチドを除去した。前記シリル化スライドを95℃で2分間処理して変性を誘導した後、ブロッキング溶液(1.0gNaBH4、PBS(pH7.4)300mL、EtOH100mL)で15分間、0.2%SDS溶液で1分間、3次蒸溜水で2分間それぞれ洗浄して常温で乾燥させてマイクロアレイを製作した。
前記基板に固定化されているプローブにハイブリダイズする配列番号2の一本鎖のポリヌクレオチドを蛍光標識した。前記蛍光標識した標的DNA 1nM、NaCl 100mMおよび分子量8,000のポリエチレングリコール(PEG)を含有するハイブリダイゼーション溶液を、上記の塩濃度調節装置の反応チャンバ(マイクロアレイを含む)に投入し、前記マイクロアレイと蛍光表示された標的DNAとのハイブリダイゼーションを42℃で行った。前記ハイブリダイゼーションと同時に1次電極を(−)に、2次電極を(+)にして電圧を印加した。電圧の大きさは5Vであった。2×SSCで室温で5分間2回洗浄した後、空気中で乾燥させた。蛍光強度は、乾燥後にスライドをAxon社製、GenePix(登録商標)4000Bでスキャンし、スキャン結果をGenePix(登録商標)Pro4.1で分析して確認した。
経時的な反応チャンバ内の塩濃度の変化を図7Aに示し、経時的な反応チャンバ内のハイブリダイゼーションの程度に比例する蛍光強度の変化を図7Bに示した。図7Aに示すように、0分での反応チャンバ内の塩濃度は1000mMであり、経時的に低下し、2分での塩濃度は110mMであった。一方、図7Bに示すように、0分での蛍光強度は14755であり、経時的に減少し、2分での蛍光強度は1077であった。前記結果から、反応チャンバ内の調節された塩濃度はDNAのハイブリダイゼーションの程度に比例するということを確認できた。
<実施例4 塩濃度によるDNA溶出度の比較>
本実施例では、本発明による塩濃度調節装置による反応チャンバ内の塩濃度がDNA溶出に及ぼす影響を確認した。
本実施例では、本発明による塩濃度調節装置による反応チャンバ内の塩濃度がDNA溶出に及ぼす影響を確認した。
このために前記実施例3と類似した方法を利用してDNAを固定したマイクロアレイを作製した。ただし、DNAとしてPBR322を使用した。すなわち、20%PEG、1M塩化ナトリウムおよび10μgのPBR322を含む溶液を前記反応チャンバに注入して、基板上に結合されていない前記DNAの量を調べた。前記溶液の注入後、1次電極を(−)、2次電極を(+)として2分間電圧を印加した。電圧の大きさは5Vであった。基板に固定化されずに溶出したDNAの量をUVで測定し、その結果を図8に示した。図8に示すように、電圧を印加する前の1Mの塩濃度の場合(塩濃度調節前)、結合せずに溶出するDNAの量は少ないが、2分間電圧を印加した後(塩濃度調節後)の溶出DNA量は増加し、0.1Mの塩濃度で計算した対照群(0.1M)とほぼ同じになった。図8中、「脱イオン水」は、塩濃度が0である脱イオン水で測定した溶出DNA量を表す。本発明の塩濃度調節装置により調節された塩濃度は、DNAの分離度に反比例することが確認された。
<実施例5 経時的なpH変化>
本実施例では、本発明による塩濃度調節装置において、経時的な反応チャンバ内のpH変化を確認した。
本実施例では、本発明による塩濃度調節装置において、経時的な反応チャンバ内のpH変化を確認した。
本実施例では、前記実施例2と同じ方法を使用し、1分ごとに反応チャンバ内のpHを測定した。サンプル溶液として1MのNaCl水溶液を用いた。その結果を図9Aおよび図9Bに示した。図9Aは、本発明による塩濃度調節装置により反応チャンバ内の塩濃度が高くなる場合のpH変化であり、図9Bは、反応チャンバ内の塩濃度が低くなる場合のpH変化である。図9Aおよび図9Bに示すように、3分間の作動の間、反応チャンバ内のpH変化は0.1以下であった。前記結果から、本発明による塩濃度調節装置を使用すれば、塩濃度を自由に調節できると同時にpHを一定に維持できることが確認できた。
したがって、本発明による装置および方法を使用して電圧印加の方向、強度および時間などを調節すれば、反応チャンバ内のpHを一定に維持しながら塩濃度を可逆的にインサイチュで調節できるということが分かる。正確な印加電圧の方向、強度および時間は所望の塩濃度、電解質の濃度および反応チャンバの体積などによって変わり、これは当業者の実験により容易に決定できる。
本発明は、生分子分析の関連技術分野に好適に用いられる。
101、201、301、301’ 反応チャンバ、
102、103、104、105、106 ポンプ、
107、108、109、110、111、112、113 バルブ、
114、115 コンテナ、
116 チャンネル、
202、302 1次電極チャンバ、
203、303 2次電極チャンバ、
204、304、304’ 陰イオン交換膜(A)、
205、305、305’ 陽イオン交換膜(C)、
206、306 1次電極、
207、307 2次電極、
208、208’、308、308’、308” イオン交換媒質、
209、309、309’ 流入口、
210、310、310’ 流出口、
311 イオンチャンバ。
102、103、104、105、106 ポンプ、
107、108、109、110、111、112、113 バルブ、
114、115 コンテナ、
116 チャンネル、
202、302 1次電極チャンバ、
203、303 2次電極チャンバ、
204、304、304’ 陰イオン交換膜(A)、
205、305、305’ 陽イオン交換膜(C)、
206、306 1次電極、
207、307 2次電極、
208、208’、308、308’、308” イオン交換媒質、
209、309、309’ 流入口、
210、310、310’ 流出口、
311 イオンチャンバ。
Claims (11)
- a)陽イオン交換膜および陰イオン交換膜により規定され、生分子抽出チャンバ、増幅チャンバ、ハイブリダイゼーションチャンバおよび検出チャンバからなる群から選択される反応チャンバと、
b)前記陰イオン交換膜および1次電極により規定され、イオン交換媒質を含む1次電極チャンバと、
c)前記陽イオン交換膜および2次電極により規定され、イオン交換媒質を含む2次電極チャンバと、
を備える塩濃度調節装置。 - 2つ以上の前記反応チャンバを有し、前記反応チャンバ間に、前記反応チャンバの陽イオン交換膜および陰イオン交換膜により規定され、イオン交換媒質を含むイオンチャンバをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の塩濃度調節装置。
- 前記反応チャンバは、生分子を含むサンプル溶液が流入する流入口、および前記サンプル溶液が流出する流出口をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載の塩濃度調節装置。
- 前記生分子は、DNA、RNA、ペプチドおよび蛋白質からなる群から選択されることを特徴とする請求項3に記載の塩濃度調節装置。
- 前記1次電極および前記2次電極は、それぞれ正および負の電源に接続されるか、それぞれ負および正の電源に接続されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の塩濃度調節装置。
- 前記1次電極および前記2次電極は、それぞれ白金、金、銅およびパラジウムからなる群から選択される金属を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の塩濃度調節装置。
- 前記イオン交換媒質は、電解質水溶液であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の塩濃度調節装置。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の塩濃度調節装置を備えるラボオンチップ。
- a)請求項1〜7のいずれか1項に記載の塩濃度調節装置の反応チャンバに生分子を含むサンプル溶液を流入させるステップと、
b)前記1次電極と前記2次電極との間に第1の極性の電圧を印加するステップと、
c)前記1次電極と前記2次電極との間に前記第1の極性の電圧と反対方向の第2の極性の電圧を印加するステップと、
を含む反応チャンバ内溶液の塩濃度調節方法。 - 前記b)ステップおよび前記c)ステップを反復することを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記生分子は、DNA、RNA、ペプチドおよび蛋白質からなる群から選択されることを特徴とする請求項9または10に記載の方法。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050044250A KR100707191B1 (ko) | 2005-05-25 | 2005-05-25 | 전기투석을 이용한 염 농도 조절 장치, 그를 포함하는랩온어칩 및 그를 이용한 염 농도 조절 방법 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006337363A true JP2006337363A (ja) | 2006-12-14 |
Family
ID=37462027
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006145650A Pending JP2006337363A (ja) | 2005-05-25 | 2006-05-25 | 塩濃度調節装置、それを備えるラボオンチップおよびそれを利用した塩濃度調節方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7722751B2 (ja) |
JP (1) | JP2006337363A (ja) |
KR (1) | KR100707191B1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014017187A1 (ja) * | 2012-07-25 | 2014-01-30 | ソニー株式会社 | 核酸増幅反応用試料の調製方法及び核酸増幅反応用試料の調製装置 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007062068A2 (en) | 2005-11-23 | 2007-05-31 | Deon Anex, Llp | Electrokinetic pump designs and drug delivery systems |
KR100785023B1 (ko) * | 2006-09-25 | 2007-12-11 | 삼성전자주식회사 | 전기투석 및 미생물 포획수단을 이용하여 시료로부터미생물을 분리하는 방법 및 그를 위한 미생물분리 장치 |
KR101144820B1 (ko) | 2009-10-21 | 2012-05-11 | 한국에너지기술연구원 | 이산화탄소 분리 장치 및 방법 |
WO2012151586A1 (en) | 2011-05-05 | 2012-11-08 | Eksigent Technologies, Llc | Gel coupling for electrokinetic delivery systems |
EP2747879B1 (en) * | 2011-08-23 | 2019-12-18 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Three- electrode buffer generator and method |
CN106754346A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-05-31 | 厦门华厦学院 | Dna微提取***及dna微提取方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5524924A (en) | 1978-08-08 | 1980-02-22 | Ebara Yuujiraito Kk | Adjustment of metal ion concentration in nickel plating liquor |
DE3423653A1 (de) * | 1984-06-27 | 1986-01-09 | Gerhard K. Dipl.-Chem. Dr.-Ing. 5628 Heiligenhaus Kunz | Verfahren und vorrichtung zum zudosieren von ionen in fluessigkeiten, insbesondere waessriger loesungen |
US4594135A (en) * | 1985-02-20 | 1986-06-10 | Ionics Incorporated | Process and apparatus for electrically desorbing components selectively sorbed on granules |
JPH07115020B2 (ja) | 1988-06-28 | 1995-12-13 | 神鋼パンテック株式会社 | 中性塩廃液の再生回収処理方法 |
JP3133880B2 (ja) | 1993-12-16 | 2001-02-13 | 株式会社日立製作所 | 硝酸アンモニウム含有廃液の処理装置 |
WO1997018503A1 (de) | 1995-11-14 | 1997-05-22 | Fuhr Guenter | Vorrichtung und verfahren zur einstellung von ionenkonzentrationen |
US6284117B1 (en) * | 1999-12-22 | 2001-09-04 | Nanogen, Inc. | Apparatus and method for removing small molecules and ions from low volume biological samples |
JP3727585B2 (ja) | 2001-12-28 | 2005-12-14 | 株式会社荏原製作所 | 電気式脱塩装置 |
-
2005
- 2005-05-25 KR KR1020050044250A patent/KR100707191B1/ko active IP Right Grant
-
2006
- 2006-05-25 JP JP2006145650A patent/JP2006337363A/ja active Pending
- 2006-05-25 US US11/440,872 patent/US7722751B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014017187A1 (ja) * | 2012-07-25 | 2014-01-30 | ソニー株式会社 | 核酸増幅反応用試料の調製方法及び核酸増幅反応用試料の調製装置 |
JPWO2014017187A1 (ja) * | 2012-07-25 | 2016-07-07 | ソニー株式会社 | 核酸増幅反応用試料の調製方法及び核酸増幅反応用試料の調製装置 |
US9909164B2 (en) | 2012-07-25 | 2018-03-06 | Sony Corporation | Method for preparing sample for nucleic acid amplification reaction and preparation device of sample for nucleic acid amplification reaction |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7722751B2 (en) | 2010-05-25 |
KR100707191B1 (ko) | 2007-04-13 |
KR20060122196A (ko) | 2006-11-30 |
US20060266650A1 (en) | 2006-11-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101216828B1 (ko) | 병원균 검출과 분석을 위한 방법과 기구 | |
US9533305B2 (en) | Systems and methods for automated reusable parallel biological reactions | |
JP2006337363A (ja) | 塩濃度調節装置、それを備えるラボオンチップおよびそれを利用した塩濃度調節方法 | |
JP5063616B2 (ja) | マイクロ流体デバイス | |
US8431340B2 (en) | Methods for processing and analyzing nucleic acid samples | |
JP2006113057A (ja) | ナノポア分離装置及びその使用方法 | |
US20060228717A1 (en) | Microfluidic system and method of utilization | |
JP4735119B2 (ja) | 反応器及びその製造方法 | |
US10710079B2 (en) | Electro-kinectic device for species exchange | |
JP5128875B2 (ja) | 電気透析及び微生物捕獲手段を利用して試料から微生物を分離する方法及びそのための微生物分離装置 | |
TWI345058B (en) | Micro flow device and method for generating a fluid with ph gradient | |
KR100785023B1 (ko) | 전기투석 및 미생물 포획수단을 이용하여 시료로부터미생물을 분리하는 방법 및 그를 위한 미생물분리 장치 | |
Olsen | Microfluidic Selection of Aptamers towards Applications in Precision Medicine | |
Hakenberg | A microfluidic dual chip system for rapid pathogen detection | |
Platforms | Background Subtraction |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080625 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090217 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090804 |