JP2017524921A - 試料内の標的成分を検出するバイオセンサ - Google Patents
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Abstract
Description
− 以下において「精製チャンバ」と呼ばれ、且つ、試料の導入のための入口を含む第1のチャンバと、
− 以下において「廃棄物チャンバ」と呼ばれ、且つ、(第1の)マグネトキャピラリーバルブによって上述の精製チャンバに接続される第2のチャンバと、
− 以下において「精製粒子」と呼ばれることになり、且つ、精製チャンバ内の試料の干渉成分(存在する場合)に結合することができる第1の粒子と、
− 以下において「検出粒子」と呼ばれることになり、且つ、試料の標的成分(存在する場合)に結合することができる第2の磁気粒子と、
を含む。
− 試料に、干渉成分に結合することができる「精製粒子」を添加するステップと、
− 精製粒子を(干渉成分が結合していようがいまいが)、手元の試料と共に収容された精製チャンバから、(第1の)マグネトキャピラリーバルブを通して廃棄物チャンバ内に移すステップと、
− 試料に、標的成分に結合することができる磁気「検出粒子」を添加するステップと、
− 標的成分に結合した検出粒子を検出するステップと、
を含む。
− 血液試料内の干渉成分による磁気ナノ粒子のクラスター形成。典型的には、これは、はるかに低い信号をもたらす。
− 血液試料内の一部の成分が、インキュベーション反応に干渉し得る。
− 血液試料内の一部の成分が、結合反応に干渉し得る(例えば、ヒト抗マウス抗体(HAMA)は、標的分子が存在しない場合でさえも、磁気粒子上のその抗体及びセンサ表面を共に結合させる)。
A.磁気分離を使用することによる干渉成分由来の試料の減少。このアプローチにおいて、第1のステップで、第1のタイプの磁気ナノ粒子(「精製粒子」)が試料流体に添加される。これらの精製粒子は、試料からいかなる干渉成分も捕獲するために、官能化された層で被覆することができる。第2のステップで、これらの精製粒子は除去され、さらに、実際の標的アッセイに必要とされる第2のタイプの磁気ナノ粒子(「検出粒子」)と交換されるべきである。
B.きれいな(緩衝)流体との試料の取替え。このアプローチにおいて、第1のステップで、実際の標的アッセイに必要とされる第2のタイプの磁気ナノ粒子(「検出粒子」)が試料に添加される。次に、いくらかの時間がインキュベーションのために与えられ、それによって、標的解析物が、磁気ナノ粒子(例えばAbコートされた検出粒子)によって捕獲される。次に、検出粒子は第2のアッセイチャンバ(「検出チャンバ」)において存在するきれいなアッセイの流体に移され、そこで結合ステップは完了する。この場合、結合ステップの間の起こり得る干渉が解決される(例えば、ヒト抗マウス(HAMA)相互作用の排除、それによって、ビーズは、マウスベースの標的抗体を介してセンサ表面に特異的に結合される)。
− 「精製チャンバ」110であって、その中で、分析されることになる試料を処理することができる。示されている図において、例えば、精製チャンバ110は、その内部表面のうちの1つに1つ又は複数の結合スポットBSを含む。結合スポットBSは結合部位を含み、そこに、標的成分が結合した磁気検出粒子は結合することができる。さらに、精製チャンバ110は、チャネル及び外口を含む入口113に接続され、入口113を介して、試料を導入することができる。同様に、精製チャンバ110は、外口を有するチャネルを含む出口114に接続され、流体止め115が、関連するチャネルに提供されて、不必要な試料の流出を防ぐ。さらに、磁気精製粒子PPは、精製チャンバ110において、好ましくは乾燥した形で貯蔵される。
− 精製チャンバ110に隣接して置かれる「廃棄物チャンバ」120。廃棄物チャンバ120は、精製チャンバ110の鏡面対称の***部112に向いた***部121を含み、上記の***部は、疎水性のチャネル部分を介して接続される。従って、(第1の)マグネトキャピラリーバルブMCV1が、精製チャンバ110と廃棄物チャンバ120との間に構築される。
− 検出粒子貯蔵チャンバ130であって、その中に、磁気検出粒子DPを提供することができる。このチャンバは、入口133、及び、流体止め135を有した出口134に接続される。このチャンバは、バイオセンサシステムを製造している間に、及び/又は、アッセイの初めにて、入口133を介して磁気検出粒子DPで満たすことができる。さらに、この貯蔵チャンバ130は、精製チャンバ110の鏡面対称の***部111に向かう***部131を含む。上記のように、別のマグネトキャピラリーバルブMCV3が、従って、検出粒子貯蔵チャンバ130と精製チャンバ110との間に形成される。図は、検出アッセイの第1の段階を例示しており、その段階で、磁気精製粒子PPは、精製チャンバ110において乾燥した形で貯蔵されており、さらに、検出粒子貯蔵チャンバ130は、磁気検出粒子DPで満たされている。
1.精製チャンバ310内への、分析されることになる試料の導入。
2.関連するマグネトキャピラリーバルブMCV2を介した、精製粒子PPの、その貯蔵チャンバ350から精製チャンバ310内への移動。
3.精製粒子PPの(緩衝成分ICが結合していようがいまいが)、廃棄物チャンバ320内への関連するマグネトキャピラリーバルブMCV1を介した精製チャンバ310からの移動。
4.関連するマグネトキャピラリーバルブMCV3を介した、検出粒子DPの、その貯蔵チャンバ330から精製チャンバ310内への移動。
5.検出粒子DPの(標的成分TCが結合していようがいまいが)、検出チャンバ340内への関連するマグネトキャピラリーバルブMCV4を介した精製チャンバ310からの移動。
6.検出チャンバ340内の結合スポットBSに対する、標的成分TCが結合した磁気検出粒子DPの結合、及び、これらの結合した粒子/成分の検出。
(1)第1のMCVによって互いに離された、干渉成分を有する試料を有した第1のチャンバ及び第2のチャンバを提供するステップ。
(2)第1のチャンバにおいて、試料内の干渉成分を捕獲するように構成された磁気ビーズ/粒子を提供するステップ。
(3)第1のチャンバから第2のチャンバまで、第1の磁気粒子を(干渉成分に結合していようがいまいが)磁気的に移すステップ。
(4)第1のチャンバ内の標的成分を捕獲するように官能化された第2の磁気粒子を提供するステップ。
− 第2の磁気ビーズが、第3のチャンバにおいて貯蔵され、さらに、第1及び第3のチャンバを分離する第2のMCVを介して提供されてもよい。
− バイオセンサは、標的成分又は第2の磁気ビーズを捕獲するように官能化され、さらに、第1のチャンバの表面上、又は、さらなるMCVによって第1のチャンバから分離されたさらなるチャンバの表面上に提供された結合スポットをさらに含む。
Claims (14)
- 試料内の標的成分を検出するバイオセンサシステムであって、前記試料は、前記標的成分の検出に干渉し得る干渉成分を含み、当該バイオセンサシステムは、
− 前記試料の導入のための入口を有する精製チャンバと、
− 前記精製チャンバ内の前記試料の干渉成分に結合することができる精製粒子と、
− マグネトキャピラリーバルブを介して前記精製チャンバに接続された廃棄物チャンバであり、前記マグネトキャピラリーバルブを通して前記精製粒子を制御可能に動かすことができる、廃棄物チャンバと、
− 前記試料の標的成分に結合することができる磁気検出粒子と、
を含む、バイオセンサシステム。 - 試料内の標的成分を検出する方法であって、前記試料は、前記標的成分の検出に干渉し得る干渉成分を含み、当該方法は、
− 前記試料の干渉成分に結合することができる精製粒子を添加するステップと、
− 精製チャンバからマグネトキャピラリーバルブを通して廃棄物チャンバ内に前記精製粒子を移すステップと、
− 前記試料に、標的成分に結合することができる磁気検出粒子を添加するステップと、
− 標的成分が結合した前記磁気検出粒子を検出するステップと、
を含む、方法。 - 前記精製粒子は、干渉成分、並びに/又は、その一部及び/若しくは凝集体のうち少なくとも1つに結合するように適応し、前記干渉成分は、タンパク質、抗体、脂質、核酸、細胞、細菌、酵素、交差反応し得る標的分析物に対する特定の類似点を有する分子、及び、薬物のうち少なくとも1つを含む、請求項1に記載のバイオセンサシステム又は請求項2に記載の方法。
- 前記精製粒子は、表面分子或いは原子、並びに/又は、その一部及び/若しくは凝集体のうち少なくとも1つを含み、前記表面分子或いは原子は、タンパク質、ストレプトアビジン、抗体、核酸、酵素、電荷を有した分子又は原子、シリカ分子、金属原子、干渉の程度が減らされるように干渉成分と反応し得る分子、標的分析物に対する類似点を有する分子、干渉成分に対して親和性を有する捕獲分子のうち少なくとも1つを含む、請求項1に記載のバイオセンサシステム又は請求項2に記載の方法。
- 前記精製粒子は、前記精製チャンバ内へのその導入に先立ち前記試料に添加される、請求項2に記載の方法。
- 前記精製粒子は、前記精製チャンバ内への前記試料の導入に先立ち、前記精製チャンバ内及び/又は精製粒子貯蔵チャンバ内に提供される、請求項1に記載のバイオセンサシステム又は請求項2に記載の方法。
- 前記精製粒子貯蔵チャンバは、バルブを介して、好ましくは、マグネトキャピラリーバルブを介して前記精製チャンバに結合される、請求項6に記載のバイオセンサシステム又は方法。
- 前記磁気検出粒子は、前記精製チャンバ内へのその導入に先立ち前記試料に添加される、請求項2に記載の方法。
- 前記磁気検出粒子は、前記精製チャンバ内への前記試料の導入に先立ち、前記精製チャンバ内及び/又は検出粒子貯蔵チャンバ内に提供される、請求項1に記載のバイオセンサシステム又は請求項2に記載の方法。
- 前記検出粒子貯蔵チャンバは、マグネトキャピラリーバルブを介して前記精製チャンバに結合される、請求項9に記載のバイオセンサシステム又は方法。
- 前記精製粒子は、磁気的、電気的、音響的、熱的及び/又は光学的な作用によって動かされる、請求項1に記載のバイオセンサシステム又は請求項2に記載の方法。
- 前記精製粒子は、磁気粒子及び/又は電気的に相互作用する粒子を含む、請求項1に記載のバイオセンサシステム又は請求項2に記載の方法。
- 少なくとも1つの結合スポットが、前記精製チャンバ、及び/又は、標的成分が結合した磁気検出粒子の検出のための別の検出チャンバの表面上に提供される、請求項1に記載のバイオセンサシステム又は請求項2に記載の方法。
- マグネトキャピラリーバルブによって前記精製チャンバに結合された検出チャンバを含み、前記精製チャンバから前記検出チャンバまでの検出粒子の移動を可能にする、請求項1に記載のバイオセンサシステム又は請求項2に記載の方法。
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