JP4260620B2 - フローセル方法 - Google Patents
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Description
簡潔には、本発明は、フローセルの一端から他端に延びる可変性フローチャネル領域にわたって流体を位置付ける向流を含む層流セル技術を使用した、フローセル内の表面上の流体流れの制御に関する。より詳細には、所望の流体の層流と別の流体(以下でしばしば「ブロッキング流体」とも呼ばれる)の層向流との間の界面は、それぞれの流体の層流を制御することによって、流体入口開口部から所望の距離で、位置付けられ得る。
上で言及したように、本発明は、一般に、通常、少なくとも1つの感知表面を有する分析用フローセルデバイスのフローチャネル内の流体流れの制御に関し、これは、層流技術を使用して、流体流れがフローセル端部間のフローチャネル長さの可変部分を占めるようになされ得るように、この流体流れを制御する。上で言及したWO 99/36766(この開示全体が、本明細書中で参考として援用される)は、流体力学アドレシング技術を使用してフローセルを一端から他端に通過させる、流体流れの制御された側方移動を記載しているが、本発明は、フローセル内の流体流れの長手方向への広がりの制御に関する。必要に応じて、本発明は、WO 99/36766に開示される方法およびシステムの付録で使用され得る。
(感知領域の質量の輸送を増加させるための、フローセルの活性化された入口領域の不活性化)
BIACORE S51(登録商標)機器(Biacore AB,Uppsala、Sweden)を使用した。この機器は、図5A〜5Cに示される型のY字型チャネルフローセルを備える。センサチップとして、Sensor Chip CM5(Biacore AB)を使用し、これは、カルボキシメチル修飾されたデキストランポリマーヒドロゲルが共有結合した、金表面を支持する。光学系は、フローセルの1つのチャネル壁を形成する感知表面上の中心に位置する3つのスポットを測定する。
リガンド:ビオチン−ジェファミン(jeffamine)結合体、Mw374.5(社内製)、2mM、2386μlの10mMホウ酸塩(pH8.5)中1.75mg
分析物:ビオチン−抗体(Biotin Kit由来,Biacore AB)
カップリング剤:Amineカップリングキット(Biacore AB)、EDC/NHS(N−エチル−N−ジメチルアミノプロピルカルボジイミドおよびN−ヒドロキシスクシンイミド)
駆動緩衝液:PBS pH7.2
不活性化剤:エタノールアミン。
センサチップを、まず、30μl/分で420秒間のEDC/NHSの注入によって活性化した。次いで、ホウ酸塩緩衝液中に1:2で希釈されたリガンドを、10μl/分の流速で140秒間注入した。リガンドの固定の後に、エタノールアミンを、30μl/分で7分間注入し、リガンドに結合しなかった全ての活性化部位を不活性化した。次いで、PBS中に1:10で希釈された分析物を、20μl/分で120秒間注入し、そして検出スポットにおける分析物の取り込みを測定した。
センサチップを、まず、30μl/分で420秒間のEDC/NHSの注入によって活性化した。次いで、検出スポットに先行するフローセル領域を、21μl/分のエタノールアミンおよび40μl/分の緩衝液の向流を60秒間注入することによって、図5Bに関して上に記載されるような本発明の手順に従って、選択的に不活性化した。次いで、ホウ酸塩緩衝液中に1:2で希釈されたリガンドを、10μl/分の流速で140秒間注入し、そしてエタノールアミンを、30μl/分で7分間注入することによって、リガンドに結合しなかった全ての活性化部位を不活性化した。次いで、PBS中に1:10で希釈された分析物を、20μl/分で120秒間注入し、そして検出スポットにおける分析物の取り込みを測定した。
Claims (40)
- 分析用フローセルデバイスを操作する方法であって、該フローセルは、第一の端部および第二の端部を有する細長フローセル、該第一の端部における少なくとも1つのポート、ならびに該第二の端部における少なくとも1つのポートを備え、該方法は、第一の流体の層流を、該フローセルの該第一の端部において導入する工程、第二の流体の層向流を、該フローセルの該第二の端部において導入する工程、各流体の層流を、該フローセルの該第一の端部または該第二の端部において排出する工程、および該第一の流体と該第二の流体との間の界面の、該フローセルの長手軸方向における位置を、該第一の流体と該第二の流体との相対流速を制御することによって調節する工程を包含する、方法。
- 前記第一の流体が、前記フローセルの前記第一の端部における第一のポートを通して導入され、そして該第一の端部における第二のポートを通して排出される、請求項1に記載の方法。
- 前記第一の流体の流れおよび前記第二の流体の向流が、両方、前記第一の端部におけるポートを通して排出される、請求項2に記載の方法。
- 前記フローセルが、Y字型フローセルまたはΨ字型フローセルである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記フローセルが、前記第二の端部において少なくとも2つのポートを有し、そして前記第一の流体の流れおよび前記第二の流体の流れが、該第二の端部における該ポートの1つを通して排出される、請求項1に記載の方法。
- 前記フローセルが、該フローセルの前記第一の端部と前記第二の端部との間に位置する壁表面において、少なくとも1つの感知表面を有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第一の流体が、前記感知表面と反応し得、そして前記第二の流体が、該感知表面と反応しない、請求項6に記載の方法。
- 前記第二の流れが、前記感知表面と反応し得、そして前記第一の流体が、該感知表面と反応しない、請求項6に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの感知表面が、前記フローセルの前記第一の端部から第一の距離の、少なくとも1つの検出領域、および該フローセルの該第一の端部から、該第一の距離より大きい第二の距離の、少なくとも1つの検出領域を備え、前記第一の流体の流れと前記第二の流体の流れとの間の界面が、該フローセルの該第一の端部からの該第一の距離と該第二の距離との間に位置にあるように調節され、その結果、該第一の流体は、該フローセルの該第一の端部から該第一の距離の検出領域と接触し、そして該第二の流体は、該フローセルの該第一の端部から該第二の距離の検出領域と接触する、請求項6、7または8に記載の方法。
- 前記第一の距離における前記少なくとも1つの検出領域が、分析物結合感知領域であり、そして前記第二の距離における前記少なくとも1つの検出領域が、参照領域である、請求項9に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの感知表面が、前記フローセルの前記第一の端部と前記第二の端部との間に、少なくとも1つの検出領域を備え、そして前記第一の流体の流れと前記第二の流体の流れとの間の界面が、該第一の端部と該少なくとも1つの検出領域との間の位置であるように調節され、その結果、該第一の流体が、該第一の端部から実質的に該少なくとも1つの検出領域まで延びる感知表面領域と接触する、請求項7に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの感知表面が、活性化剤によって化学的に活性化されており、そして前記第一の流体が、不活性化剤を含み、その結果、該第一の流体によって接触される該感知表面領域が不活性化される、請求項11に記載の方法。
- 前記フローセルが、該フローセルの前記第一の端部と前記第二の端部との間に、少なくとも1つの検出領域を備え、そして第一の状態において、前記界面が、該第一の端部と該少なくとも1つの検出領域との間に位置するように調節され、そして第二の状態において、前記第一の流体と前記第二の流体との間の界面が、該少なくとも1つの検出領域と該フローセルの前記第二の端部との間の位置に移動され、その結果、該第一の流体が、該少なくとも1つの検出領域と接触する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第一の状態において、前記第一の流体が、前記第一の端部から実質的に前記少なくとも1つの検出領域まで延びる感知表面領域に接触するように、前記界面が調節される、請求項13に記載の方法。
- 前記フローセルが、前記第二の端部における少なくとも2つの開口部、および前記第一の端部と前記第二の端部との間の少なくとも1つの検出領域を有し、第一の状態において、前記第一の流体が、該第一の端部における第一の開口部を通して導入され、前記第二の流体が、該第二の端部における第一の開口部を通して導入され、そして各流体流れが、該フローセルの該第一の端部における第二の開口部において排出され、その結果、該2つの流体流れの間の界面が、該第一の端部と該少なくとも1つの検出領域との間の位置にあり、そして第二の状態において、該第一の流体は、該フローセルの該第一の端部における該第一の開口部を通して導入され、該第二の流体は、該第二の端部における該第一の開口部を通して導入され、そして各流体流れは、該第二の端部における第二の開口部を通して排出され、その結果、該2つの流体の間の界面は、該少なくとも1つの検出領域と該フローセルの該第二の端部との間の位置にある、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第一の状態から前記第二の状態への変化が、前記第一の端部における前記第二の開口部を通る前記流体流れを停止する工程、および前記第二の端部における前記第二の開口部を通して前記2つの流体流れを排出する工程を包含する、請求項15に記載の方法。
- 前記第二の状態から前記第一の状態への変化が、前記第二の端部における前記第二の開口部を通る前記流体流れを停止する工程、および前記第一の端部における前記第二の開口部を通して前記2つの流体流れを排出する工程を包含する、請求項15に記載の方法。
- フローセル内の流体流れによって通過されるよう配置された感知表面を感作する方法であって、以下の工程:
活性化流体の層流を該フローセルに通過させ、該感知表面を化学的に活性化する工程、
不活性化流体の層流およびブロッキング流体の層向流を、互いに対する界面を有するように該感知表面の上を通過させ、そして該2つの流体の流速を調節して、該不活性化流体が、該フローセルの一端から延びる該活性化感知表面の予め決定された領域を、選択的に接触および不活性化する、工程、ならびに
感作流体の層流を該感知表面の上に通過させることによって、該感知表面の該活性化した部分を選択的に感作する工程、
を包含する、方法。 - 前記フローセルが、第一の端部および第二の端部を有し、そして前記不活性化流体と前記ブロッキング流体との間の前記界面が、該フローセルの該2つの端部の間での該フローセルの延長に対して実質的に横断して延びる、請求項18に記載の方法。
- 前記感作する工程が、以下:
第一の感作流体の層流、および該感作流体の流れに隣接する第二の流体の層流を提供する工程であって、その結果、該2つの流体が、互いの界面を有して前記感知表面の上を一緒に流れ、少なくとも該感作流体が、該感知表面を感作し得る、工程、ならびに
該感作流体と該第二の流体との相対流速を調節して、該界面を位置付けする工程であって、その結果、該感作流体が、感作領域を選択的に感作するために、該感知表面の不連続な感知領域と接触する、工程、
を包含する、請求項18または19に記載の方法。 - 前記フローセルが、第一の端部および第二の端部を有し、そして前記感作流体と前記第二の流体との間の界面が、該フローセルの該第一の端部と該第二の端部との間での該フローセルの延長に対して実質的に平行に延びる、請求項20に記載の方法。
- 請求項18〜21のいずれか1項に従って作製された、感作された感知表面。
- 分析物について流体サンプルを分析する方法であって、
請求項18〜21のいずれか1項に記載の方法によって、感知表面上の検出領域を感作する工程、
該感作された領域を該流体サンプルと接触させる工程、および
該分析物と該検出領域との間の相互作用を検出する工程、
を包含する、方法。 - 分析物について流体サンプルを分析する方法であって、以下の工程:
フローセルを提供する工程であって、該フローセルが、第一の端部および第二の端部、ならびに該フローセル内の壁表面上の感知表面を有する、工程、
該フローセルの該第一の端部において感作流体の層流を導入し、該フローセルの該第二の端部においてブロッキング流体の層向流を導入し、各流体の層流を該フローセルの該第一の端部または該第二の端部において排出し、そして該感作流体と該ブロッキング流体との間の界面の位置を調節する工程であって、その結果、該感作流体が、該感知表面の第一の部分に接触し、そして該ブロッキング流体が、該感知表面の第二の部分に接触して、該感知表面の該第一の部分を選択的に感作する、工程、
該フローセルの該第一の端部において該流体サンプルの層流を導入し、そして該フローセルの該第二の端部において該流体サンプルの流れを排出する工程であって、その結果、該サンプル流れが、該感知表面の該感作された部分および該感知表面の感作されていない部分を連続的に通過する、工程、ならびに
該感知表面の該感作された部分および感作されていない部分との、該分析物の相互作用を検出する工程、
を包含する、方法。 - 分析の方法であって、以下の工程:
フローセルを提供する工程であって、該フローセルは、第一の端部および第二の端部、ならびに少なくとも1つの感知領域を有し、該感知領域は、該フローセル内の壁表面にあり、そして該フローセルの該第一の端部から間隔を空けている、工程、
該フローセルの該第一の端部において、試験流体の層流を導入し、該フローセルの該第二の端部において、第二の流体の層向流を導入し、そして該フローセルの該第一の端部または該第二の端部において、各流体を排出する工程であって、その結果、該2つの流体の間に界面が形成され、該界面が、該フローセルの該端部間で、該フローセルの延長に対して実質的に横断して延びる、工程、
第一の状態において、該試験流体と該第二の流体との相対流速を設定して、該界面を位置付けする工程であって、その結果、該試験流体が、該第一の端部と該少なくとも1つの感知領域との間の位置にある、工程、
第二の状態において、該層流の相対流速を変化させる工程であって、その結果、該界面が、該少なくとも1つの感知領域と該フローセルの該第二の端部の間の位置にある、工程;ならびに
該少なくとも1つの感知領域に対する、該試験流体の影響を決定する工程、
を包含する、方法。 - 前記第一の状態において、前記試験流体が、前記第一の端部から、実質的に前記少なくとも1つの感知領域まで延びるが該感知領域と接触しないにように、前記界面が位置付けられる、請求項25に記載の方法。
- 前記第二の状態において、前記第二の流体が、前記第二の端部から、実質的に前記少なくとも1つの感知領域まで延びるが該領域と接触しないように、前記界面が位置付けられる、請求項25または26に記載の方法。
- 分析の方法であって、以下の工程:
フローセルを提供する工程であって、該フローセルは、第一の端部および第二の端部、ならびに少なくとも1つの感知領域を有し、該第一の端部および第二の端部の各々は、2つの開口部を有し、そして該感知領域は、該フローセル内の壁表面に、該フローセルの該端部から間隔を空けて存在する、工程、
第一の状態において、該フローセルの該第一の端部における第一の開口部を通して、試験流体の層流を導入し、該フローセルの該第二の端部における第一の開口部を通して、第二の流体の層向流を導入し、そして該第一の端部における第二の開口部を通して、各流体の流れを排出する工程であって、その結果、該2つの流体の層流の間の界面が、該フローセルの該第一の端部と該少なくとも1つの感知領域との間の位置に形成される、工程、
第二の状態において、該フローセルの該第一の端部における該第一の開口部を通して、該試験流体の層流を導入し、該フローセルの該第二の端部における該第一の開口部を通して、該第二の流体の層向流を導入し、そして該第二の端部における第二の開口部を通して、各流体流れを排出する工程であって、その結果、該2つの流体の層流の間の界面が、該フローセルの該第二の端部と該少なくとも1つの感知領域との間の位置にある、工程、
(i)該第一の状態から該第二の状態および/または(ii)該第二の状態から該第一の状態へと変化させる工程、ならびに
該少なくとも1つの感知領域に対する該変化の影響を決定する工程、
を包含する、方法。 - 前記第一の状態において、前記試験流体が、前記第一の端部から、実質的に前記少なくとも1つの感知領域まで延びるが該領域と接触しないように、前記界面が位置付けられる、請求項28に記載の方法。
- 前記第二の状態において、前記第二の流体が、前記第二の端部から、実質的に前記少なくとも1つの感知領域まで延びるが該領域とは接触しないように、前記界面が位置付けられる、請求項28または29に記載の方法。
- 前記第一の状態から前記第二の状態への変化が、前記第一の端部における前記第二の開口部を閉じる工程、および前記第二の端部における前記第二の開口部を開く工程を包含する、請求項28〜30のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第二の状態から前記第一の状態への変化が、前記第二の端部における前記第二の開口部を閉じる工程、および前記第一の端部における前記第二の開口部を開く工程を包含する、請求項28〜31のいずれか1項に記載の方法。
- 前記試験流体が、分析物を含有し、そして該分析物の、感知領域への会合が決定される、請求項25〜32のいずれか1項に記載の方法。
- 前記試験流体が、分析物を含まず、そして該分析物の、感知領域からの解離が決定される、請求項25〜32のいずれか1項に記載の方法。
- 前記フローセルデバイスが、流体チャネル要素およびプレート部材を備え、該流体チャネル要素は、その平坦な平面において、少なくとも1つのチャネルを有し、そして該プレート部材は、その面上に少なくとも1つの感知表面を有し、該プレート部材は、該流体チャネル要素に脱着可能に押し付けられるよう適合され、各チャネルと共に、感知表面を備えるフローセルを形成する、請求項1〜21、および23〜34のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項35に記載の方法であって、以下の工程:
請求項7〜21のいずれか1項に記載の方法によって、少なくとも1つの感知表面を処理する工程、および
前記プレート部材を、前記フローセルデバイスから分析デバイスへと移動させ、そして該処理された感知表面を、分析手順に供する工程、
を包含する、方法。 - 光学センサによって、1つ以上の検出領域において、相互作用事象を検出する工程を包含する、請求項23〜36のいずれか1項に記載の方法。
- 前記光学センサが、一過性感知、特に、表面プラズモン共鳴に基づく、請求項37に記載の方法。
- フローセル内の表面領域を化学的に処理する方法であって、以下の工程:
第一の端部および第二の端部を有する、フローセルを提供する工程、
該フローセルの該第一の端部において、処理流体の層流を導入する工程、
該フローセルの該第二の端部において、ブロッキング流体の層向流を導入する工程、
該フローセルの該第一の端部または該第二の端部において、各流体の層流を排出する工程であって、その結果、該2つの流体が、該流体間に界面を有して該フローセルを通過する、工程、ならびに
該2つの流体の相対流速を調節する工程であって、その結果、該界面が、該フローセルの該第一の端部から予め決定された距離に位置し、該フローセルの該第一の端部から予め決定された距離で延びる、該フローセル内の壁表面領域に、該処理流体を選択的に接触させる、工程、
を包含する、方法。 - 前記壁の表面領域が、化学的に活性な表面の一部であり、そして前記処理流体が、該活性な表面を不活化させ得る、請求項39に記載の方法。
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