JP6698770B2 - 試料導入から結果出力までのプロセス化を提供する単一構造バイオチップおよび製造方法 - Google Patents
試料導入から結果出力までのプロセス化を提供する単一構造バイオチップおよび製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6698770B2 JP6698770B2 JP2018169730A JP2018169730A JP6698770B2 JP 6698770 B2 JP6698770 B2 JP 6698770B2 JP 2018169730 A JP2018169730 A JP 2018169730A JP 2018169730 A JP2018169730 A JP 2018169730A JP 6698770 B2 JP6698770 B2 JP 6698770B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- biochip
- chamber
- pneumatic
- fluid
- subassembly
- 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.)
- Active
Links
- 238000000018 DNA microarray Methods 0.000 title claims description 412
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 161
- 230000008569 process Effects 0.000 title description 90
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 23
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 314
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 161
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 63
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 31
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 13
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 215
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 152
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 146
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 134
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 124
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 124
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 100
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 85
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 62
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 50
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 50
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 49
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 47
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 43
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 43
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 41
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 40
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 40
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 40
- 239000000047 product Substances 0.000 description 37
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 36
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 36
- 150000007523 nucleic acids Chemical group 0.000 description 35
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 34
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 33
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 33
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 33
- 230000027455 binding Effects 0.000 description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 description 29
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 29
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 29
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 27
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 27
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 27
- 238000013515 script Methods 0.000 description 27
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 26
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 24
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 24
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 24
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 23
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 21
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 20
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 19
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 19
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 18
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 18
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 18
- 239000004820 Pressure-sensitive adhesive Substances 0.000 description 17
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 17
- 239000006166 lysate Substances 0.000 description 17
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 15
- 238000013461 design Methods 0.000 description 15
- 239000010408 film Substances 0.000 description 15
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 15
- 229920000089 Cyclic olefin copolymer Polymers 0.000 description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 13
- 230000006870 function Effects 0.000 description 13
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 13
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 12
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 12
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 12
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 12
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 12
- -1 poly(methylmethacrylate) Polymers 0.000 description 11
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 description 10
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 10
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 10
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 10
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 10
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 9
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 description 9
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 9
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 9
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 8
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 238000005382 thermal cycling Methods 0.000 description 8
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 8
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 7
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 7
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 7
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 7
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 7
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 7
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 7
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 7
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 230000006037 cell lysis Effects 0.000 description 6
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 238000001821 nucleic acid purification Methods 0.000 description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
- 108091093088 Amplicon Proteins 0.000 description 5
- 239000004713 Cyclic olefin copolymer Substances 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 5
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000012149 elution buffer Substances 0.000 description 5
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000003018 immunoassay Methods 0.000 description 5
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 5
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 5
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 5
- 238000001712 DNA sequencing Methods 0.000 description 4
- 230000004568 DNA-binding Effects 0.000 description 4
- 238000012408 PCR amplification Methods 0.000 description 4
- 239000012807 PCR reagent Substances 0.000 description 4
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 4
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 4
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 4
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 4
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 4
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 4
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 238000001499 laser induced fluorescence spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 210000000265 leukocyte Anatomy 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 4
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 4
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 4
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108091005461 Nucleic proteins Proteins 0.000 description 3
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 3
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 3
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 3
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 210000002919 epithelial cell Anatomy 0.000 description 3
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 3
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 3
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 3
- 238000001921 nucleic acid quantification Methods 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 3
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 3
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 3
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 3
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 3
- 238000003757 reverse transcription PCR Methods 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 3
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 3
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 3
- 238000012549 training Methods 0.000 description 3
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 3
- 108700028369 Alleles Proteins 0.000 description 2
- 108020000946 Bacterial DNA Proteins 0.000 description 2
- ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N Guanidine Chemical compound NC(N)=N ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 2
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 description 2
- 241000607447 Yersinia enterocolitica Species 0.000 description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 2
- 239000003146 anticoagulant agent Substances 0.000 description 2
- 229940127219 anticoagulant drug Drugs 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 239000013592 cell lysate Substances 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000012864 cross contamination Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 2
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 description 2
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 2
- 239000012470 diluted sample Substances 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 2
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 2
- 238000001506 fluorescence spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 238000007403 mPCR Methods 0.000 description 2
- 210000004962 mammalian cell Anatomy 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 210000002741 palatine tonsil Anatomy 0.000 description 2
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000010839 reverse transcription Methods 0.000 description 2
- 238000007480 sanger sequencing Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- ABZLKHKQJHEPAX-UHFFFAOYSA-N tetramethylrhodamine Chemical compound C=12C=CC(N(C)C)=CC2=[O+]C2=CC(N(C)C)=CC=C2C=1C1=CC=CC=C1C([O-])=O ABZLKHKQJHEPAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229940098232 yersinia enterocolitica Drugs 0.000 description 2
- 108091032973 (ribonucleotides)n+m Proteins 0.000 description 1
- 101100020619 Arabidopsis thaliana LATE gene Proteins 0.000 description 1
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 1
- 244000132059 Carica parviflora Species 0.000 description 1
- 235000014653 Carica parviflora Nutrition 0.000 description 1
- 229920002284 Cellulose triacetate Polymers 0.000 description 1
- 241000606161 Chlamydia Species 0.000 description 1
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 208000035473 Communicable disease Diseases 0.000 description 1
- 238000013382 DNA quantification Methods 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000589601 Francisella Species 0.000 description 1
- HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N Heparin Chemical compound OC1C(NC(=O)C)C(O)OC(COS(O)(=O)=O)C1OC1C(OS(O)(=O)=O)C(O)C(OC2C(C(OS(O)(=O)=O)C(OC3C(C(O)C(O)C(O3)C(O)=O)OS(O)(=O)=O)C(CO)O2)NS(O)(=O)=O)C(C(O)=O)O1 HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000426 Microplastic Polymers 0.000 description 1
- 108020005196 Mitochondrial DNA Proteins 0.000 description 1
- CHJJGSNFBQVOTG-UHFFFAOYSA-N N-methyl-guanidine Natural products CNC(N)=N CHJJGSNFBQVOTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010222 PCR analysis Methods 0.000 description 1
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 1
- 206010036790 Productive cough Diseases 0.000 description 1
- 108091081062 Repeated sequence (DNA) Proteins 0.000 description 1
- 238000012300 Sequence Analysis Methods 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 241000295644 Staphylococcaceae Species 0.000 description 1
- 241000191940 Staphylococcus Species 0.000 description 1
- 241000194017 Streptococcus Species 0.000 description 1
- 102000000591 Tight Junction Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010002321 Tight Junction Proteins Proteins 0.000 description 1
- 108020005202 Viral DNA Proteins 0.000 description 1
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 235000008529 Ziziphus vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- 244000126002 Ziziphus vulgaris Species 0.000 description 1
- NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N [(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-diacetyloxy-3-[(2s,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-triacetyloxy-6-(acetyloxymethyl)oxan-2-yl]oxy-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-triacetyloxy-2-(acetyloxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-2-yl]methyl acetate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@@H](COC(C)=O)O1)OC(C)=O)COC(=O)C)[C@@H]1[C@@H](COC(C)=O)O[C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006397 acrylic thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 1
- 238000012863 analytical testing Methods 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000007846 asymmetric PCR Methods 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- DMFGNRRURHSENX-UHFFFAOYSA-N beryllium copper Chemical compound [Be].[Cu] DMFGNRRURHSENX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013060 biological fluid Substances 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 1
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 229940098773 bovine serum albumin Drugs 0.000 description 1
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 1
- 230000033077 cellular process Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001010 compromised effect Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000007847 digital PCR Methods 0.000 description 1
- SWSQBOPZIKWTGO-UHFFFAOYSA-N dimethylaminoamidine Natural products CN(C)C(N)=N SWSQBOPZIKWTGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007848 endpoint PCR Methods 0.000 description 1
- 238000001952 enzyme assay Methods 0.000 description 1
- 210000000981 epithelium Anatomy 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 239000000576 food coloring agent Substances 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 description 1
- 238000003205 genotyping method Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 229960002897 heparin Drugs 0.000 description 1
- 229920000669 heparin Polymers 0.000 description 1
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 1
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002649 immunization Methods 0.000 description 1
- 230000003053 immunization Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 239000012678 infectious agent Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 1
- 238000011005 laboratory method Methods 0.000 description 1
- 230000002934 lysing effect Effects 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 1
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 description 1
- 238000005459 micromachining Methods 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 230000002438 mitochondrial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 238000007857 nested PCR Methods 0.000 description 1
- 238000007899 nucleic acid hybridization Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 239000000088 plastic resin Substances 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 238000000159 protein binding assay Methods 0.000 description 1
- 238000002331 protein detection Methods 0.000 description 1
- 238000001742 protein purification Methods 0.000 description 1
- 239000013014 purified material Substances 0.000 description 1
- 238000012175 pyrosequencing Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000003753 real-time PCR Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000004627 regenerated cellulose Substances 0.000 description 1
- 238000007894 restriction fragment length polymorphism technique Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 210000003296 saliva Anatomy 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 210000000582 semen Anatomy 0.000 description 1
- 229910001285 shape-memory alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000004927 skin cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 210000003802 sputum Anatomy 0.000 description 1
- 208000024794 sputum Diseases 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000003075 superhydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000013068 supply chain management Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- ISXSCDLOGDJUNJ-UHFFFAOYSA-N tert-butyl prop-2-enoate Chemical compound CC(C)(C)OC(=O)C=C ISXSCDLOGDJUNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
- 210000001578 tight junction Anatomy 0.000 description 1
- 238000007862 touchdown PCR Methods 0.000 description 1
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 1
- 210000004291 uterus Anatomy 0.000 description 1
- 210000001215 vagina Anatomy 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 description 1
- 230000002747 voluntary effect Effects 0.000 description 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 1
- 239000011534 wash buffer Substances 0.000 description 1
- 230000029663 wound healing Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/447—Systems using electrophoresis
- G01N27/44704—Details; Accessories
-
- 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
- B01L3/502715—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 characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
-
- 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
- B01L3/52—Containers specially adapted for storing or dispensing a reagent
- B01L3/523—Containers specially adapted for storing or dispensing a reagent with means for closing or opening
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
- B01L7/52—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices with provision for submitting samples to a predetermined sequence of different temperatures, e.g. for treating nucleic acid samples
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/447—Systems using electrophoresis
- G01N27/44756—Apparatus specially adapted therefor
- G01N27/44791—Microapparatus
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
- G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/10—Integrating sample preparation and analysis in single entity, e.g. lab-on-a-chip concept
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/16—Reagents, handling or storing thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/04—Closures and closing means
- B01L2300/041—Connecting closures to device or container
- B01L2300/044—Connecting closures to device or container pierceable, e.g. films, membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
- B01L2300/0681—Filter
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
- B01L2300/0816—Cards, e.g. flat sample carriers usually with flow in two horizontal directions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/12—Specific details about materials
- B01L2300/123—Flexible; Elastomeric
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/18—Means for temperature control
- B01L2300/1805—Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks
- B01L2300/1822—Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks using Peltier elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
- B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
- B01L2400/0415—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces electrical forces, e.g. electrokinetic
- B01L2400/0421—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces electrical forces, e.g. electrokinetic electrophoretic flow
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
- B01L2400/0475—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
- B01L2400/0481—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure squeezing of channels or chambers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
- B01L2400/0475—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
- B01L2400/0487—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure fluid pressure, pneumatics
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/06—Valves, specific forms thereof
- B01L2400/0633—Valves, specific forms thereof with moving parts
- B01L2400/0655—Valves, specific forms thereof with moving parts pinch valves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/06—Valves, specific forms thereof
- B01L2400/0677—Valves, specific forms thereof phase change valves; Meltable, freezing, dissolvable plugs; Destructible barriers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/06—Valves, specific forms thereof
- B01L2400/0688—Valves, specific forms thereof surface tension valves, capillary stop, capillary break
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
- G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
- G01N2035/1027—General features of the devices
- G01N2035/1034—Transferring microquantities of liquid
- G01N2035/1044—Using pneumatic means
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Hematology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
本発明のバイオチップは、単一的であり、単一の孤立構造を示す。これらの単一的バイオチップは、多くの構成部品から構成されているが、すべての部品は、マイクロ流体かマクロ流体かに関係なく、液体、固体または気体を移送する配管を使用することなく、バイオチップの一部から別の部分に直接的および永久的に取り付けられている。単一的バイオチップの利点は、オペレータ側の技術的手腕を必要とせずに、1単位として対応する機器の中に配置できることにある。また、接続配管が不要であるので、漏れを最小限にすることにより堅牢さを高めることができる。
・相互汚染の最小化
多数回使用のデバイスでは、試料または試料の成分が、デバイスの中に存在し、洗浄を必要とする;残留物が次の分析を汚染する可能性がある。1回使用の使い捨てデバイスは、本質的に残留試料が存在しない。これは、新しい試料処理流路とそれらの製造方法により一部が達成され、そこでは、試料と試料との流路連絡はない。
・技術的要求の最小化
多数回使用のデバイスには、使用したデバイスを洗浄し、次の再使用に備えて準備するたまの装置が必要である。本発明の1回使用の使い捨てデバイスは、これらの要求に悩まされることがない。
・オペレータ要求の最小化
使用済みのデバイスを丁寧に洗浄し、次の再使用のために準備するのに必要な技術に加えて、デバイスまたは機器の中で挿入することにより、多数回使用デバイスの中に試薬を再装填する必要がある。1回使用の使い捨てマイクロ流体デバイスの中へすべての試薬を組み入れることにより、オペレータは操作の必要がなく、あるいは少しの試薬に曝されることがない。オペレータは、デバイスの中に試料を挿入し、スタートボタンを押すだけでよい。その結果、本明細書に記載された本発明のバイオチップは、未熟練または最小限のトレーニングを受けたオペレータにより操作することができ、典型的な実験チャンバー環境外であっても実施ができる。医療現場、戦場、軍事検問所、大使館、国家安全保障に重要なサイトおよび世界の開発途上地域で、これらの本発明のバイオチップを用いてすべての試料の分析が可能である。生物学的脅威の検出を含む用途に適用されるような試料の自主回収および分析も、オペレータ要求の最小化により利益を受ける。試料を取り扱う必要性が実質的にない方法について記載している研究は、分析の方法論のさらなる単純化と広範化を行うものであり、2010年2月3日に出願され、名称が「核酸精製」である米国特許出願番号No.12/699,564に記載されており、出典明示によりそのすべての内容が本明細書に組み入れられる。
・システム処理量の増加
技術的要求およびオペレータ要求の最小化は、単位時間当たりの試料数の増加を可能にする。特徴の高密度な充填は、多数の試料の並列処理を可能とし、大きなバイオチップの使用は処理量をさらに増加させる。また、処理フローの方向を逆転させることにより(例えば、電気泳動と、精製および増幅を向かい合わせにする)、より小さく、よりコンパクトなバイオチップと機器が可能となる。
・コストの最小化
必要労働力の最小化と一般費用の除去はコストを低減する。
本発明のバイオチップは、熱可塑性層を含み、該熱可塑性層は、1つまたは複数の流体移動流路(それらは、独立してもよく、接続してもよく、またはネットワーク化してもよい)、スルーホール、配列特徴、液体および凍結乾燥した試薬の貯蔵チャンバー、試薬放出チャンバー、ポンプ、計量チャンバー、凍結乾燥したケーキの再構成チャンバー、超音波チャンバー、結合チャンバーおよび混合チャンバー、混合要素、膜領域、濾過領域、排出要素、加熱要素、磁気要素、反応チャンバー、廃棄チャンバー、膜領域、伝熱領域、アノード、カソード、検出領域、ドライブ、バルブライン、バルブ構造、アセンブリー特徴、機器インターフェイス領域、光学窓、熱窓、および検出領域等のマイクロ流体特徴を含んでいる。バイオチップは、マクロ流体特徴、すなわち、上記のマイクロ流体特徴と同じタイプのより大きなものである特徴を含んでいる。例えば、バイオチップは、30μLの液体を含むマイクロ流体試薬貯蔵チャンバーと、5mLの液体を含むマクロ流体試薬貯蔵チャンバーを含んでもよい。本発明のバイオチップにマイクロ流体特徴とマクロ流体特徴を組み入れることにより、所定のバイオチップがマクロ流体処理要求とマイクロ流体処理要求の両方を満たすことを可能にする。これは、比較的大体積を必要とする試料(法医学スワブまたは臨床血液試料等)をマイクロ流体スケールで処理する必要がある場合には利点となる。
本発明は、バイオチップの製造方法を提供するものであり、該バイオチップは、完全に統合され、試料の前処理調製が不要であり、SBSの寸法範囲に制限されず、かなり大きくでき、マイクロタイターフォーマットに制限されず、試料数の複雑さや処理の複雑さを取り込んでいる。
・層数の減少。
射出成形層の数を、層の両面に特徴を作製することにより、1つの流体層および1つの空気圧層に減らした。互いに横切る流路が層の別々の面上に至るように、流体ラインと空気圧ラインとを一部配置することにより、これが達成された。いくつかの場合、上がり下がりの変化も必要であった。垂直方向の変化は、大きな圧力低下と、流路伝達の減少をもたらすので、これらは最小限とした。排出膜とフィルター膜の超音波溶接を可能とする特徴も設計された。溶接特徴を組み入れることにより、射出成形層を減少させた。
・特徴密度の増加。
流路と特徴の充填密度の増加は、射出成形層の数と寸法を減少させて、収縮を減少させおよび配列性を向上させる。実施例5のバイオチップの空気圧層の図44,61の空気圧マニホールド領域では、例えば、流路のピッチは1.0mmで、10流路が1cm2の領域の中に配置されている。流路間の狭い(0.5mm)壁にも拘わらず、流路を密閉した熱結合方法を開発したことにより、この密度が達成された。細かいピッチと狭い壁を持った特徴の熱結合は、平坦性を確保するために均一表面と低表面粗さとを有する結合用取付具を用いることにより達成された。さらに、2つの結合プレートが使用され、所定の射出成形アセンブリーまたは射出成形サブアセンブリーの全体の細かい特徴について信頼性のある結合を確保するために、0.0005”の許容度に対応するように配置された。最後に、プレート全体の温度の均一性を0.25℃の範囲内とすることにより、アセンブリーまたはサブアセンブリー全体に対して信頼性のある結合を確保している。
・抜け勾配の最小化。
部品を金型から離れ易くするために、すべての特徴の垂直面は、抜け勾配を持ってわずかに傾斜している。射出成形における抜け勾配は、典型的には2〜7°の範囲である。本発明の射出成形されたプレートは、0.5%のより小さな抜け勾配を用いた;抜け勾配が小さい程、射出成形特徴をより高密度に充填できる。これら小さな抜け勾配に合わせるため、成形プロセスで一般的なものよりも、マイクロ流体特徴により近付けて突出しピンを配置した。
・スルーホール。
射出成形のゲートを適切に配置することにより、ニットライン/ウェルドラインを減少させた。さらに、特徴の寸法と、大きな特徴の周囲の樹脂流れとを保持することが困難であるので、成形部品の大きな空いた特徴を最小化した。
・壁厚さ。
特徴床の1.0mmの厚さと、特徴間の0.5mmの壁の厚さがデザイン全体で維持された。
・平坦性と反り。
厚さを最小化するために、特徴間の適切な層厚さと変化が採用された。得られたプレートの平坦性が確認され、部品の内部応力を最小化するために、射出成形プロセスに対する調整が実施される。成形プレートの反った領域は、突出しピンの配置を変更することにより、調整される。さらに、平らでない領域を微細機械加工することにより平坦性が向上する。
・特徴アスペクト比。
高アスペクト比の特徴は最小化され、アスペクト比が2より小さく維持された。高アスペクト比の特徴は、金型から成形部品が効率的に押し出されるのを妨げる傾向がある。
・押し出し特徴。
突出しピンの場所を最小限とし、金型の半分の押し出し部分の上にだけ配置された。突出しピンは、部品の表面に局所的な変形を生成させ、それにより、結合が弱いか全く結合しない領域を生成させる。部品の突出しを繰り返すのに必要な動きを最小限にするように、金型内の突出しピンの動きが調整された。
・射出成形収縮。
樹脂用射出成形での収縮のすべては、収縮に適応することにある。さらに、金型温度と保持時間を調整することにより収縮はより細かく調整された。射出成形プレート内のすべての特徴が所定の許容範囲内で配列されるように、空気圧部品と流体部品の収縮は調整される。
・ブロック成形。
上記のアプローチは、両面が平らなプレート(例えば、流体プレート、空気圧プレート、およびマクロ流体処理カバープレート)の成形に適用可能である。マクロ流体処理ブロック等のより高体積のブロックを成形するために、これらのアプローチにおいて、アスペクト比が通常2より大きいというように変更された。ブロック成形の場合、1°未満の抜け勾配がデザインの中に組み入れられ、大きなチャンバーの体積を最大限にしながら成形部品から突出しピンを効率的に除去することを可能とした。
本発明のバイオチップは、様々な処理を行うための試薬を必要とし、およびこれらの試薬は、それらが曝されるバイオチップ材料、操作条件および環境条件に対して適合しなければならない。
最初に、試薬は、通常使用直前にバイオチップに手作業で添加することができる。手作業による添加の利点は、バイオチップは試薬を長期間保持する必要がないので、バイオチップ上での長期安定性を最小限にすることができる。手作業による装填の欠点は、オペレータが技術教育を受けおよび専門知識を有することが必要であること、正確に配置されていない試薬は適切な処理を妨げること、および試薬を置くことが汚染源になる可能性があることである。配置の第2の方法は、機器の中または機器の近くの容器に試薬を貯蔵することである;配管または他の流路が、所望の処理時間で試薬をバイオチップに移送する。この方法の利点は、一度試薬容器を設けると、システムの複数の分析の実行を可能にすることである。欠点は、機器内に実質的な移送流路が必要であり、流路を通る妥協による流れは、例えば乾燥して流路上の残留物となり、また機器を開く必要があるので、損傷または汚染の可能性があり、複数の分析の実行のための試薬の貯蔵を可能とするためには、機器の大きさを相対的に増加させる必要があること、およびオペレータが技術教育を受けおよび専門知識を有することが必要であることである。
このアプローチでは、アルミ箔でシールされたブリスターパックまたはスティックパックを用いて試薬を貯蔵する。機械的力をパックに加えて中身を試薬槽に放出させる。
このアプローチでは、試薬チューブは熱可塑性プラスチックで作製され、箔シールは試薬充填の前にチューブの底部に適用され、第2の箔シールは充填後にチューブの上部に適用される。封止された試薬チューブは、次にバイオチップの適切な試薬チャンバーの中に挿入される。積層されたアルミニウム製の封止用箔のいずれを選択しても、熱封止に使用できる。これらの箔の特徴は、アルミニウム薄膜に積層されたポリマー性熱封止表面にある。保護のためにアルミニウム箔上に用いられた被膜は、試薬自身、熱、およびかき傷に対して耐性のあるものが選択される。保護皮膜は、熱封止表面としても作用してよい。
このアプローチでは、バイオチップ自身内部のチャンバーが貯蔵媒体である。このアプローチでは、利点は、バイオチップが比較的小さいこと(チューブインチューブはさらに壁を必要とする)、および作製し易いことである。図1は、単一チューブRSRアプローチを示している。箔シール(101)は、各試薬貯蔵チャンバー(102)の上部と底部に結合されている(熱的に、超音波溶接により、または接着剤により)。底部の箔がまず結合され、液体試薬が充填され(102の陰影で示される)、そして上部箔が結合され、試薬貯蔵チャンバーが封止される。上部カバー(103)は、箔を破裂させるのに必要な圧力を付与する空気圧駆動ラインを含んでいる。凍結乾燥された試薬(104)は、箔の間に貯蔵することもできる。
本発明のバイオチップは、細かい特徴を含み、解析結果の生成に必要な一連の処理工程を実行するためには、流れの制御が必要である。流れの制御要素の使用を必要とする流体の機能は以下のものを含む:
・バイオチップの中の流路を介して、流体の流れを1つの特徴から別の特徴へと向けること。
駆動ライン、バルブ、および排出膜の設定通りの使用は、バイオチップ内の特別な流路と特徴を通るように液体および気体を向ける。例えば、精製フィルター(図39,12)は、流体流路により試薬チャンバーおよび処理チャンバーに接続されている。流体の流れと、精製フィルターへの流入と流出を制御するバルブの順序は、実施例5のDNA結合工程、洗浄工程、乾燥工程、排出工程に記載されている。これらの工程では、流体の流れがこのチャンバーを通るように、いくつかの排出膜、バルブ(図39、46,47,43,42および44)、および空気圧駆動ラインが用いられている。
・チャンバーの封止。
熱サイクルや連続サイクル等の特定の反応は、高温を必要とする。かかる環境では完全な封止が重要であり、それは、反応が加熱されると、チャンバー内の流体の圧力が増加するからである。不十分な封止は、チャンバー外への流体の漏れをもたらし、反応内部のガスが抜け、泡を発生させる。チャンバーを封止することはこれらの問題を最小限にし、反応効率を向上させる。例えば、実施例5と6の熱サイクルチャンバーは、熱サイクル処理の間、バルブV13とV14(図40,52,53)により封止されている。
・往復混合(reciprocal mixing)。
往復混合は、2液を空気バラストに対して押し付け、逆流を可能とするように圧力を放出することに基づく混合に対するアプローチである。加圧を繰り返し、およびその圧力を減少させることにより、溶液を前後に移動させて混合させることができる。このアプローチは、実施例6のバイオチップにおいて示されており、空気チャンバー(図70、610)をバネとして用いており、該空気チャンバーは、流体に圧力が加えられた時は、流体の圧力により最初は圧縮され、圧力が解放された時は、流体を押し戻す。空気チャンバーは往復混合の間はバルブV13(図69、52)により密閉され、そこでは圧力が0から15psigに直線的に増加し、次いで15から0psigが加えられる。混合後、V13を開き、混合溶液をPCRチャンバーの中へと流入させる。
・待ち合わせ排出膜―所定のバイオチップの中で並列処理される複数の試料の流速の変化は、試料の粘度(例えば、DNA含有量)や流路の寸法(すなわち伝導性)を含む要因に起因する。待ち合わせ機能の使用は、バイオチップ内の並列流路を通る複数の試料の流体流れの変化に適応する。このアプローチでは、所定の工程の最大可能時間が、工程時間として用いられる。早く排出膜に到着した試料は、流速の遅い別の試料が待ち合わせポイントに到着する間、停止し待つことなる。このアプローチは、複数の試料を確実に同期させることにより、同時に該複数の試料を処理することを許容する。流体の待ち合わせは、実施例5および6の「熱サイクルチャンバーへの移送」で実行され、そこでは、複数試料用のPCR溶液を共通位置で停止させるために、排出膜(図40と図69、100)とバルブ(V29)(図40と図69、99)を用いている。複数試料を同期させるための別法ではあるが、より複雑なアプローチは、各試料を別々に制御するとともに、所定の試料がバイオチップ上の所定のポイントに到着した時、スクリプトがフィードバックを受けることができるような検出特徴(例えば、光学的、熱的、化学的、機械的)を組み入れることである。
・チャンバーの計量―溶液は処理フローの中の複数の例において計量される。実施例5および6の計量例は、「溶出液計量」工程であり、計量チャンバー(図40と70、8)、バルブV12(図40と70、51)および排出膜VM(図40と70、100)を用いる。
・間に空気充填物のある溶液の結合。
試料処理において、異なる入口からのものであり、かつ空気で分離されている2つの別々の流体充填物を結合する必要がある場合がある。この例は、「PCR生成物とホルムアミドとの結合」工程である。この工程では、結合チャンバー(図41および71、78)、排出膜、およびバルブ(図41、要素100、56、81)が用いられる。結合機能は、チャンバーの中へ各流体充填物を受け入れ、流体間の空気を除去し、結合した流体充填物を前進させるために上記の要素を用いる。この工程では、液体と空気の流れを停止させるためにバルブが用いられる。流体充填物間の空気を排出させるために排出膜が用いられる。
・廃棄チャンバーの充填。
バイオチップ内の廃棄チャンバーは、過剰の溶液、特に計量工程時の過剰の溶液を受け入れるように設計されている。廃棄物の取り扱い例は、「計量ホルムアミド」工程である。この工程では、廃棄チャンバー(図41および71、77)は、上面全体とバルブV15(図41および71、54)を密閉する排出膜を有するチャンバーから成る。バルブと廃棄チャンバーのデザインは、体積が変化し、および空気泡を含む可能性のある(そのため流体充填物が不連続である試料)過剰流体に対応している。完全に放出された廃棄チャンバーの使用は、流体充填物の中に存在する空気を排出させることができ、バルブの使用は、廃棄物を廃棄チャンバー内に入れて密閉することができる。
・受動的試料***。
空気により分離されている2つの流体の流れを2つの経路に吐き出させるための、受動的伝導差特徴の使用には利点がある。このデザインでは、単一の流路が、排出されたチャンバーが終点となる2つの流路に***する。第1の流路の流れ伝導性(flow conductance)は、その流路に沿って受動的流れ制限を組み入れることにより顕著に減少させることができる。流れ制限は抵抗を発生させ、分岐点に流れる液体は、排出されたチャンバーが充填されるまで、あるいは排出膜が完全に湿るまで、伝導性のより高い流路を流れる。いずれかが起こった場合、この流れ流路の制限が高くなり、追加の液体は第2の流路に流入する(流れ制限要素があっても)。このデザインは、伝導性に基づく2つの経路の間の流体の流れの制御に受動的に用いられる。流路内の2つの液体が空気充填物により分離されている場合には特に有用である;第1の液体は第1の経路に流れ、第2の液体は第2の経路に向けられる。
・マクロ流体チャンバーの排出。
実施例5および6の「無秩序な泡生成」工程は、大量の溶液を強力に撹拌することにより行う。泡生成のために適切な空気流を生成させるために大量の空気を放出させる必要がある一方で、バイオチップから試薬が飛散し機器内に無くなることを防ぐために、無秩序な泡生成における分解溶液は、チャンバー内に含有されなくてはならない。これは、カバー内に排出膜を用いることにより達成され、該排出膜は、流体の流れに対しては障壁となるが、無秩序な泡生成からの空気が放出されることを可能とする。無秩序な泡生成を行うか、あるいは何らかの理由で実質的な空気流に曝す必要のあるチャンバーの排出を行うために、同様のデザインを用いることができる。
・駆動ラインの分離―バイオチップ内の流体から機器の駆動ラインを分離するため、カバーおよびバイオチップの他の部分の中にも排出膜を組み入れる。
上記の機能は、2つの流れ制御構造に依存している:バルブおよび排出膜。バイオチップは、バルブを流れ制御に用い、流路内の流体の流れを停止または可能にする。バルブは受動的でも能動的でもよく、受動的バルブはインライン重合ゲル、受動的充填物、および疎水性バルブを含んでもよい。能動的バルブ構造は、機械的バルブ(熱空気圧および形状記憶合金)、非機械的バルブ(ハイドロゲル、ゾルゲル、パラフィン、および氷)、および外部バルブ(組み込みモジュール、空気圧、および非空気圧)を含む。空気圧バルブ構造および機械的バルブ構造は、弾性体膜または非弾性体膜のいずれかを用いることもできる。いずれの場合も、最適な密閉性を付与できるように前記の膜を処理してもよい。
このサブアセンブリーは流体209(液体または空気)の流れの流路を含んでいる。流路は、貫通して表面に至る一連のスルーホール208により中断されている。表面では、これらのスルーホールは、バルブアセンブリーのためのバルブシート203を形成する。それは、熱可塑性シート(図33)に、流路やスルーホールをCNC機械加工することにより作製され、両面を薄いプラスチック膜で覆っている。膜自身、CNC機械加工によりパターンを付与され、流体サンドイッチ層に対する接続を提供するために、CNC機械加工層上の対応する特徴に対して配列されているスルーホールを含む特徴を有している。同様に、流体層と空気圧層の中の同じ特徴も射出成形により作製できる。
このサブアセンブリーは、機器の空気圧駆動装置を流体サブアセンブリーに結合し、流体サブアセンブリー内の流体を空気圧的に駆動させ、およびバイオチップ内のバルブを空気圧的に作動させる。空気圧流路210は、空気圧駆動装置をバルブチャンバーに接続する。このサブアセンブリーは、熱可塑性シート(図44)の両面のそれぞれに流路とチャンバーをCNC機械加工することにより作製される。空気圧サンドイッチ層への接続を提供するために、薄いプラスチック膜の特徴は、CNC機械加工層上の対応する特徴に対して配列するスルーホールを含んでいる。結合は、熱的に行うことができるが、超音波的に、溶媒を用いて、および接着剤を用いて行うこともできる。同様に、流体層および空気圧層内の同じ特徴も射出成形により作製できる。
このサブアセンブリーは、流体(液体または空気)の流れのための流路を含んでいる。流路は、表面に至る一連のスルーホール208で中断される。これらのスルーホールはバルブアセンブリーのためのバルブシート203を形成する。あるいは、流路は流体プレートの上面に沿って伸び、バルブを通過する時に中断される。流路の末端はこのアセンブリーのバルブシートを形成する。このアセンブリーは、熱可塑性物に流路とスルーホールを射出成形することにより作製される。この場合、バルブ膜202は、結合される薄膜の熱可塑性膜である。この構造の流体チャンバー205は、密閉効果を発揮するために、最大に反った状態の剛直膜の形状に合わせて作製される。
このサブアセンブリーは、流体サブアセンブリー内の流体を空気圧で駆動させ、およびバイオチップ内のバルブを空気圧で作動させるために、機器の空気圧駆動装置を流体サブアセンブリーに結合する。空気圧流路は、空気圧駆動装置をバルブチャンバーに結合する。このサブアセンブリーは、熱可塑性物に流路特徴とチャンバー特徴を射出成形することにより作製される(図72および73)。薄いプラスチック膜の特徴は、空気圧サブアセンブリーへの接続を提供する、射出成形された層上の対応する特徴に合わせて配列されるスルーホールを含んでいる。結合は熱的に行われるが、超音波的、溶媒を用いて、および接着剤を用いて行うこともできる。
このサブアセンブリーは、空気圧サブアセンブリーと流体サブアセンブリーとの間に配置された。この構造では、バルブアセンブリーは薄い熱可塑性膜から成る。膜の厚さは、10〜250ミクロンの間である。実施例6では、厚さが40ミクロン、50ミクロン、および100ミクロンの熱可塑性物の膜を用いた。空気圧で作動させると、流体層内の流体(空気を含む)の流れを制御するために、この層が反る。バルブは3つのサブアセンブリーを一体に組み立てることにより製造された。流体アセンブリーと空気圧アセンブリーは、熱的または溶媒により一体的に結合された。あるいは、上方と下方のサブアセンブリーを一体に結合するために、両面接着剤を用いることもできる。薄い熱可塑性の剛直なバルブ膜は流体層には不可欠であり、バイオチップの組立時には大きな利点をもたらす。
装置のマイクロ流体要素は、空気を排出し、流体の流れに対する障壁として作用するために、排出膜を用いる。実施例5および6のバイオチップに使用された排出膜は、移送される液体の表面張力および表面自由エネルギーに基づいて選択された。その2つの間に大きな差が存在すると、固体表面と液体との間の接触角が大きく、液滴が膜に反発し膜を汚すことがない。別の検討は、膜を通過する空気流速である。空気が制限なく排出されるためには、その値は十分に高くなければならない。典型的には、所定の材料では、ポートの大きさが小さくなると、表面自由エネルギーと表面張力との差は大きくなるが、空気流速はポートの大きさに反比例する。例えば、水の表面張力は73dynes/cm、イソプロピルアルコールは22dynes/cm、およびオイルは30dynes/cmである。
バイオチップは機器と相互作用する。機器は、試料の分析達成に必要なすべてのサブシステムを提供するものであり、図58に示すように、高電圧および低電圧の電力サブシステム、熱サイクルシステム、空気圧サブシステム、磁気サブシステム、機械サブシステム、光学サブシステム、補強サブシステム、プロセス制御サブシステム、およびコンピュータサブシステムを含んでいる。バイオチップインターフェイスへの機器は、マイクロ流体駆動装置およびバイオチップ内で実行される一連の処理に応じて、これらのサブシステムの1種または複数種を含む。本明細書の実施例では、以下の通り、バイオチップと機器とのインターフェイスは、空気圧的、電気的、光学的、および機械的である:
空気圧サブシステムは、空気圧マニホールドを介してバイオチップに結合する。図18は、実施例5のバイオチップ用のものであり、空気圧プレートの上面上に配置された一連の空気圧ポートからなる空気圧マニホールド領域を示している。5つのタイプのポートが空気圧インターフェイスと一体化されている:
低流動駆動装置。低流動ポートは、バルブの作動のために空気を供給し、流体を駆動させてバイオチップに流すために使用される。
高流動駆動装置。高流動ポートは、泡による撹拌や精製膜の乾燥等の処理に必要な空気を供給するために使用され、19SLPMまでの流れを必要とする。圧力低下を最小限にするために、ポートの寸法は大きくされている。
高圧駆動装置。このポートは、マトリックス充填物をふるいにかけるために必要な、400psigまでの供給に使用される。
凝縮物ポート。機器内の機械的ポンプにより生成する凝縮物は、空気圧インターフェイスを介してバイオチップのチャンバーの中へ必要に応じて運ばれる。
試験ポートは、機器空気圧システムを試験するため、および機器の空気圧マニホールドの配列をバイオチップの配列に対して確認するために、空気圧マニホールドの中に組み入れることができる。
高電圧サブシステムは、一連の電極ピンとワイヤハーネスを介してバイオチップと結合している。あるいは、エッチングした一連の薄い金属電極を作製することもできる。この構成では、取付具をバイオチップの中に押し込むことにより、電極ピンがアノードとカソードの中に挿入される。電極ピンは、空気圧サブアセンブリーの上部上に配置された電極片に接触し、かつ取付具を押し込むことにより挿入される。この電極片は、機器上の一連のバネ付き電極により機器に結合されている。電極片は、幅広い部品に使用されている高性能金属である、ベリリウム銅(BeCu)を用いて製造されている。その機械的および電気的特性により、その金属は、EMI/RFIシールド製品用の理想的な材料である。電極片は、別の金属から製造することもできる。
2009/00229983として公開され、名称が「核酸およびタンパク質分析用の補強された装置」である出願No.12/396,110、および2009/0020427として公開され、名称が「プラスチック製のマイクロ流体分離プラットホームおよび検出プラットホーム」である出願No.12/080,745の特許出願に記載されているように、両方とも出典明示により本明細書に組み入れられるものであるが、チップホルダーの開口を介して、空気圧−バルブ−流体スタック(実施例5および6)の分離および検出窓と、レーザーが組み合わされている。レーンが分離および検出バイオチップ内のレーンを見つけ出せるように、一連のフォトダイオードが使用されている。
2009/0023603として公開され、名称が「標的核酸の迅速多重増幅方法」であり、出典明示により本明細書に組み入れられる出願No.12/080,746に記載されているように、熱サイクルチャンバーがTEC要素の中の中心に位置するように、熱循環器およびバイオチップが配置されている。温度サイクルプロファイルを正確に生成させるため、熱サイクルチャンバーとTECとの間に良好な接触を確保するには、固定力90lbsが必要である。固定圧力は、固定アームとシリコーンパッドの圧縮により生成させる。固定アームはシリコーンパッド上に押し倒すのに必要な圧力を加える。
バイオチップを機器インターフェイスに合わせて配列するため、一連の機械的配列ガイドを含む機器のチップホルダー上にバイオチップが配置される。これらのガイドは、バイオチップのインターフェイス特徴を機器に対して±0.020”の範囲内で配列させる。ガイドは、原点と配向を決めるため、角の近くに、空気圧プレートの端に沿って3つの位置を決める。この配置において、ガイドは、空気圧層のみに対して配置される切り欠け部を有している(これは、流体層と空気圧プレート層との間のわずかな配列のずれによる影響を最小限にする)。
図23のPCRバイオチップ401がスライド形式に射出成形され、迅速多重PCRに対して旨く試験された。このバイオチップは、25mm×75mm×1.1mm(厚さ)である。システムは、ギースら(2009)の「慣用およびマイクロ流体STR分析のための迅速多重PCR」、J.Forensic Sci,54(6):1287-96、に記載されているように、ヒトDNA(DNA6pg、実質的に単一コピーの検出限界)相当の単一ゲノムからのSTRフラグメントの多重増幅を可能とする。
・開始
すべてのバルブが閉じられた。
・試料と試薬の待ち合わせ
駆動ラインDR(図28、419)に1psigを加えることにより、バイオチップのPCR計量チャンバー(図28、412)の中にPCR試薬を空気圧で移動させた。マスターミックスの体積9μLが計量された。駆動ラインDS(図28、418)に各経路の試料は1psigを加えることにより、各経路の試料を排出膜で待ち合わせさせた。
・過剰のPCR試薬の除去
バルブWV(図28、413)を開き、駆動ラインDR(図28、419)に1psigを加え、試薬廃棄チャンバー(図28、414)へ流入させることにより、過剰のPCRマスターミックスを供給流路から除去した。試薬廃棄チャンバー(図28、414)は、バルブWV(図28、413)を閉じることにより密閉され、駆動ラインDR(図28、419)を停止させた。
・結合チャンバーへの試薬の移動(JC)
バルブRV(図28、416)を開き、DR(図28、418)に1psigの空気圧駆動圧力を30秒間加えることにより、PCRマスターミックスを結合チャンバー(図28、415)の中へ空気圧で移動させた。試薬バルブRV(図28、416)を閉じ、DR(図28、418)を停止させた。
・結合チャンバーへの試料の移動(JC)
バルブSV(図28、415)を開き、DS(図28、419)に1psigの空気圧駆動圧力を30秒間加えることにより、結合チャンバー(図28、415)の中へ試料を空気圧で移動させた。試料とPCRマスターミックスは結合チャンバーの中で一体となりPCR溶液を形成した。バルブSV(図28、415)を閉じ、駆動ラインDS(図28、419)を停止させた。
・混合チャンバーへのPCR溶液の移動(MC)
バルブJVC(図28、420)とRV(図28、416)を開き、DR(図28、418)に1psigの圧力を30秒間加えることにより、混合チャンバー(図28、421)の中へPCR溶液を導入した。
・試料と試薬の混合
バルブRV(図28、416、バルブJCVはすでに開いている)を開き、0から15psigへは直線的に増加し、次いで15から0psig(30秒間)になる駆動圧力をDR(図28、418)に加えることにより、PCR溶液を空気チャンバーAC(図28、422)に移動させることにより、往復混合が行われた。これは2回繰り返された。バルブJCV(図28、420)とRV(図28、416)を閉じ、DR(図28、418)を停止させた。
・PCRチャンバーへのPCR溶液の移動(PC)
バルブPV1(図28、424)、PV2(図28、425)、JVC(図28、420)およびRV(図28、416)を開き、駆動ラインDR(図28、418)に0.5psigの圧力を30秒間加えることにより、PCRチャンバー(図28、423)の中へPCR溶液を移動させた。バルブPV1(図28、424)、PV2(図28、425)、JCV(図28、420)およびRV(図28、416)を閉じた。
・熱サイクル
バルブPV1(図28、424)とPV2(図28、425)を閉じ、17分を要する28サイクルプロトコルに従い熱サイクルを行った。
・PCR生成物の回収
バルブOV1(図28、426)、PV1(図28、424)、PV2(図28、425)、JCV(図28、420)およびRV(図28、416)を開いた。ポートOP(図29、427)からPCR生成物を手作業で回収するために、ピペットチップを用いた。PCR生成物が、16バイオチップ試料から回収された。
スクリプトの実施に続いて、PCR反応物を各流路から除去し、ジーンベンチ(Genebench)で分離と検出を行った。反応物の代表的なSTRプロファイルを図32に示す。
5つの頬スワブを受け容れ、STRプロファイルを生成させる、固定型で単一構造のプラスチックバイオチップは、以下の部分から成る:
・分解溶液(図39、20)、550μL−細胞溶解および試料からDNAを放出させるためのカオトロピック塩系試薬。
・エタノール(図39、20)、550μL−溶解溶液、溶解細胞とともに用い、シリカ系精製フィルターに対するDNAの結合を促進する。
・洗浄液(図39、22)、3mL−精製フィルターを洗浄して、タンパク質と他の生物学的材料を除去して純粋なDNAを生成させるためも、洗浄用エタノール系試薬。
・溶出液(図39、23)、300μl−精製フィルターから精製されたDNAを放出させ、DNAを安定化させる、トリス−EDTA系試薬。
・TTEバッファー(図41、58)、1.6mL−電気泳動のためのトリス−タップス−EDTA系試薬。
・ホルムアミド(図41、59)、150μL−PCR生成物を希釈して、分離および検出用の試料を調製するための変性溶液。試料とホルムアミドを約1:4(1:50から1:1.5の範囲)の比率で混合する。変性を促進するために加熱または急冷は不要である。従来の加熱/冷却工程を省略することで機器を単純化できる。
・PCRケーキ(図40、10)−凍結乾燥PCR反応混合物
・レーン(サイジング)内部標準(ILS)ケーキ(図41、35)−蛍光標識された凍結乾燥DNAフラグメントであり、増幅されたフラグメントの電気泳動移動度を分子量と相関させることができる。
このアプローチの利点は、凍結乾燥された試薬を1つのサブアセンブリーの中に集めることができることである。凍結乾燥ケーキ(低水分および変化が少ない)を充填する条件は、液体を充填する条件とは全く異なり、かつ非常に厳しいので、このアプローチは、供給連鎖管理(supply chain management)を向上させることができる。したがって、液体試薬と凍結乾燥試薬は別々に、および並行して充填することができる。必要に応じて、対立遺伝子ラダーとILSフラグメントを含む凍結乾燥ケーキを、STR分析試験のための上部ケーキチャンバー35の中に挿入できる。
・篩い用マトリックス(図55、36および図56、36)−DNAの電気泳動篩いのための高分子量線状ポリアクリルアミド溶液。
・初期化
バルブラインに圧力を加えることによりバイオチップ上のすべてのバルブが閉じられた。実施例5のバルブは20psigの圧力で作動して閉じられ、開くことにより大気に排出させた。例外はバルブV13(図39、41)であり、〜11psigの圧力を加えることにより開放位置を維持させた。簡単のため、バルブ番号は、空気圧プレートに対するそれらの位置に基づいて示される(たとえバルブがバルブアセンブリーの中に実際に配置されていても)。
・分解
バルブV1(図39、39)を開き、駆動ラインDL1(図39、68)に対して3psigの圧力を30秒間、次いで5.5psigの圧力を60秒間加えることにより、550μLの分解溶液が、分解試薬チャンバー(図39、20)からスワブチャンバー(図39、19)の中へ、空気圧で投入された。バルブV1(図39、39)を閉じ、駆動ライン1(図39、68)を停止させた。バルブV2(図39、40)を開き、駆動ライン2(図39、69)に5.5psigの駆動圧力を30秒間加えることにより、エタノール試薬チャンバー(図39、21)から550μLのエタノールがスワブチャンバー(図39、19)の中に空気圧で投入された。
・無秩序バブリング
バルブV2(図39、40)を開き、駆動ライン2(図39、69)に5.5psigの空気圧力を30秒間加えることにより、スワブチャンバー(図39、19)の中に空気圧により空気が導入された。バルブ2(図39、40)を閉じ、駆動ライン2(図39、69)を停止させた。スワブチャンバーの中に導入された空気は分解溶液の中に泡を生成させ、分解試薬とスワブ先端の両方を無秩序に攪拌した。これにより細胞が分解され、DNAが放出された。
・待ち合わせ
溶解物を移動させるため、駆動ライン3(図39、70)を〜7psigで30秒間の真空としながら、バルブV3(図39、41)を開放位置に保持することにより、粒子状フィルター(図39、11)を通してスワブチャンバー(図39、19)から溶解物を取り出して、保持チャンバー(図39、24)の中に移動させた。バルブ3(図39、41)を閉じ、駆動ライン3(図39、70)を停止させた。
・DNA結合
バルブV48(図39、42)および一連のバルブV5(図39、43)を開き、駆動ラインDL3(図39、70)に5psigの圧力を60秒間加えることにより、保持チャンバー(図39、24)からの溶解物を精製フィルター(図39、12)を通して、スワブチャンバー(図39、19)の中へ移動させた。バルブV4(図39、42)およびV5(図39、43)を閉じ、DL3(図39、70)を停止させた。溶解物内のDNAは精製フィルター(図39、12)に結合した。スワブチャンバーが、溶解物の生成および処理の後の廃棄チャンバーとしての使えることに留意されたい;この二重使用は、マクロ流体ブロック上の別の大体積のチャンバーへの要求を不要にする。もし溶解物の保留が必要な場合、各試料から別の廃棄チャンバーを必要に応じて含めることができる。
・洗浄
バルブV5(図39、43)およびV6(図39、46)を開き、駆動ラインDL4(図39、71)に13psigの圧力を90秒間加えることにより、洗浄試薬チャンバー(図39、22)からの洗浄液を、精製フィルター(図39、12)を通して、スワブチャンバー(図39、19)の中に空気圧で移動させた。バルブV5(図39、43)およびV6(図39、46)を閉じ、DL4(図39、71)を停止させた。汚染物および結合したDNAの破片を除去するために3mLの洗浄液を精製フィルターに流した。2回の追加洗浄で隣接する流路の洗浄が可能であった。
・乾燥
バルブV5(図39、43)およびV6(図39、46)を開き、駆動ラインDL4(図39、46)に13psigの圧力を185秒間加えることにより、精製フィルター(図39、12)を通して、スワブチャンバー(図39、19)の中に空気圧で空気を移動させた。バルブV5およびV6を閉じ、DL4(図39、71)を停止させた。空気は部分的に精製フィルターを完全に乾燥させる。
・溶出
バルブV6(図39、46)、V7(図39、45)およびV8(図39、47)を開き、駆動ラインDL5(図39、72)に5psigの圧力を120秒間加えることにより、溶出試薬チャンバー(図39、23)からの溶出バッファーを、精製フィルター(図39、12)を通して、溶出液保留チャンバー(図39、25)の中に空気圧で移動させた。バルブV6(図39、46)、V7(図39、45)およびV8(図39、47)を閉じ、DL5(図39、72)を停止させた。精製フィルターに結合している精製DNAを放出させるために、精製フィルター(図39、72)に300μLの溶出バッファーを流した。
・均質化
バルブV6(図39、46)、およびV8(図39、47)を開き、駆動ラインDL4(図39、71)に5psigの圧力を60秒間加えることにより、溶出液保留チャンバーの中へ空気圧で空気を移動させた。バルブV6(図39、46)、およびV8(図39、47)を閉じ、DL4(図39、71)を停止させた。溶出液保留チャンバーの中へ移動させた空気は、溶出液の中で泡を生成させ、溶出液の中のDNAを攪拌し均質化した。精製DNAの保留試料が必要な場合、必要に応じて、溶出液の一部を貯蔵チャンバーまたは貯蔵フィルター上へ移送することができる。
・溶出液計量
バルブV10(図39、48)を開き、DL6(図39、73)に1psigの圧力を40秒間加えることにより、溶出液保留チャンバー(図39、25)からの溶出液を、溶出液計量チャンバー(図40、8)の中に空気圧で移動させた。バルブV10(図39、48)を閉じ、DL6(図39、73)を停止させた。各溶出液は計量チャンバーを充填し、排出膜で止まった。バルブV10(図39、48)およびV11(図40、50)を開き、駆動ラインDL7(図40、49)に2psigの圧力を25秒間加えることにより、過剰の溶出液を溶出液保留チャンバーの中へ空気圧で戻した。バルブV10(図39、48)およびV11(図40、50)を閉じ、DL7(図40、49)を停止させた。
・再構成PCRケーキ
バルブV11(図40、50)およびV12(図40、51)を開き、駆動ラインDL7(図41、49)に、0.2psigで30秒間、次いで0.4psigで30秒間、次いで0.6psigで60秒間の連続駆動を適用することにより、溶出液計量チャンバー(図40、8)からPCRケーキチャンバー(図40、10)へと溶出液を空気圧で移動させた。バルブV11(図40、50)とV12(図40、51)を閉じ、DL7(図41、49)を停止させた。凍結乾燥PCR反応混合物を含むケーキを再構成して増幅用のPCR混合物を生成させるために、20.5μLの計量された溶出液を移動させた。
・熱サイクルチャンバーへの移動
バルブV11(図40、50)、V12(図40、51)、V13(図40、52)、およびV14(図40、53)を開き、駆動ラインDL7(図41、49)に、0.2psigで30秒間、次いで0.4psigで30秒間、次いで0.6psigで30秒間へと連続的に増加させる連続駆動を適用することにより、ケーキチャンバー(図40、10)から熱サイクルチャンバー(図40、62)へとPCR反応混合物を空気圧で移動させた。バルブV11(図40、50)、V12(図40、51)、V13(図40、52)、およびV14(図40、53)を閉じ、DL7(図40、49)を停止させた。PCR反応混合物を熱サイクルチャンバーの中で移動させ、待ち合わせ排出膜の位置で停止する。
・熱サイクル
熱サイクルチャンバー(図40、62)内で反応を繰り返すために、31サイクルプロトコルを適用して、標識アンプリコンを生成させた(ギース.Hら(2009)、「従来のおよびマイクロ流体STR分析のための迅速多重PCR」、J.Forensic Sic.,54(6),1287-96、および2009/0023603として公開され、名称が「標的核酸の迅速多重増幅方法」である出願番号が12/080,746、いずれも出典明示により本明細書に組み入れられる。)。サイクル条件は以下の通りである:ホットスタートで93℃×20秒間、次に(93℃×4秒間、56℃×15秒間、および70℃×7秒間)を31サイクル、次いで、70℃×90秒間の最終延長。
・PCR生成物の計量
バルブV11(図40、50)、V12(図40、51)、V13(図40、52)、V14(図40、53)、およびV30(図41、111)を開き、駆動ラインDL7(図40、49)に、0.2psigで30秒間、次いで0.4psigで30秒間、次いで0.6psigで45秒間へと連続的に増加させる連続駆動を適用することにより、熱サイクルチャンバー(図40、62)からPCR計量チャンバー(図41、74)へとPCR反応混合物を空気圧で移動させた。バルブV118図40、50)、V12(図40、51)、V13(図40、52)、V14(図40、49)およびV30(図41、111)を閉じ、DL7(図40、49)を停止させた。PCR生成物は計量チャンバーに流入し、排出膜の位置で止まる。
・ホルムアミド計量
駆動ラインDL8(図41、75)に1psigで50秒間の圧力を加えることにより、ホルムアミド試薬チャンバー(図41、60)からホルムアミド計量チャンバー(図41、76)の中へ空気圧でホルムアミドを移動させた。駆動ラインDL8(図41、75)を停止させた。ケーキを再構成して対照試料を生成させるために、ホルムアミドの6番目の体積(図41、77)を計量した。ホルムアミドは計量チャンバーに流入し、排出膜の位置で止まる。バルブV15(図41、54)を開き、駆動ラインDL8(図41、75)に3psigで180秒間圧力を加えることにより、ホルムアミドチャンバーから廃棄チャンバーの中へ過剰のホルムアミドを空気圧で移動させた。バルブV15(図41、54)を閉じ、DL8(図41、75)を停止させた。試薬チャンバーと駆動ラインの過剰のホルムアミドはすべて廃棄チャンバーに移動させた。
・PCR生成物とホルムアミドとの結合
バルブV18(図41、57)、V17(図41、80)およびV20(図41、81)を開き、駆動ラインDL9(図41、79)に、0.2、0.3、0.4、および0.5psigを、それぞれ30秒間という段階的駆動プロファイルで圧力を加えることにより、PCR計量チャンバー(図41、74)から結合チャンバー(図41、78)の中へ、計量されたPCR生成物を空気圧で移動させた。バルブV18(図41、57)、V17(図41、81)、およびV20(図41、81)を閉じ、DL9(図41、79)を停止させた。バルブV16(図41、55)およびV20(図41、81)を開き、DL8(図41、75)に、0.2、0.4、および0.6psigが、それぞれ30秒間、30秒間および60秒間と増加する圧力を加えることにより、ホルムアミド計量チャンバー(図41、76)から結合チャンバー(図41、78)の中へホルムアミドを空気圧で移動させた。バルブV16(図41、55)およびV20(図41、81)を閉じ、DL8(図41、75)を停止させた。結合チャンバーは、2つの別々の流れに由来する計量されたPCRと計量されたホルムアミドとを結合して、分離および検出用の試料を調製する。
・ILSケーキの再構成
バルブV16(図41、55)およびV19(図41、56)を開き、駆動ラインDL8(図41、75)に、0.2、0.4、および0.6psigが、それぞれ30秒間、30秒間および60秒間の増加する圧力を加えることにより、ILSケーキチャンバー(図41、35)の中へ、分離および検出用の試料を空気圧で移動させた。V16(図41、55)およびV19(図41、56)を閉じ、DL8(図41、75)を停止させた。4.1μLのPCR生成物と16.4μLのホルムアミドを含む分離および検出用の試料は、チャンバー内のILSケーキを再構成して、分離および検出用の試料を生成させた。
・対照+ILSケーキの再構成
バルブV16およびV20を開き、駆動ラインDL9に、0.2、0.4、および0.6psigが、それぞれ30秒間、30秒間および60秒間の増加する圧力を加えることにより、対照+ILSケーキチャンバー(図41、83)の中へ6番目の計量されたホルムアミド体積を空気圧で移動させた。V16およびV20を閉じ、DL9を停止させた。20.5μLのホルムアミドがチャンバー内のケーキを再構成して、分離および検出用の試料を生成させた。
・分離流路への試料の注入
バルブV21(図41、86)およびV22(図41、87)を開き、駆動ラインDL8(図41、74)に、0.4、0.6、1.0、1.5および2.0psigが、それぞれ30秒間、30秒間、30秒間、30秒間、および30秒間の連続する段階的なプロファイルの圧力を加えることにより、ケーキチャンバー(図41、35および82)から脱泡チャンバー(図41、83)を通って、カソードチャンバー(図41、84)および試料廃棄チャンバー(図41、85)を充填するように、6つの分離および検出用の試料を空気圧で移動させた。V21(図41、86)およびV22(図41、87)を閉じ、DL8(図41、74)を停止させた。カソード(図55および56、63)とアノード(図55および56、64)に4400Vの電圧を35秒印加することにより、試料内のDNAをカソードチャンバー(図41、84)からバイオチップの分離部(図56および図55、88)に注入させた。
・DNAの分離および検出
バルブV25(図41、91)、V24(図41、90)、V26(図41、95)、V27(図41、96)、およびV28(図41、97)を開き、駆動ラインDL10(図41、98)に2psigの圧力を240秒間加えることにより、TTE試薬槽(図41、59)からTTEを空気圧で移動させ、カソード(図41、84)を充填させ、およびTTE廃棄チャンバー(図41、92、93、および13)を充填させた。バルブV25(図41、91)、V24(図41、90)、V26(図41、95)、V27(図41、96)、およびV28(図41、97)を閉じ、DL10(図41、98)を停止させた。カソードを通過するTTEの流れは、カソード内の試料を置換した。カソード(図55および56、63)とアノード(図55および56、64)に6400Vの電圧を30分印加すると、S&Dバイオチップ(図55)の分離部に注入されたDNAは、バイオチップの分離部(図56、88)を下方に移動する。光学システムも作動させて、励起および検出窓において、レーザー誘導蛍光励起および検出を行った。レーザーは200mWであり、データ収集速度は5Hzで行った。蛍光信号は、検出経路を通って光電子増倍管に到達する。そこで、蛍光は信号に変換され、該信号はシステムソフトウェアにより記録される。
このバイオチップは実施例5のものと似ており、射出成形により製造された流体プレートおよび空気圧プレートを有している。5つの頬スワブを受け容れ、STRプロファイルを生成させる、固体型で単一構造のプラスチック製バイオチップは、以下の構成要素からなる:
・初期化
すべてのバルブラインに75psigの圧力を加えることによりバイオチップ上のすべてのバルブが閉じられた。例外はバルブV3であり、〜11psigの圧力を加えることにより開放位置を維持させた。簡単のため、バルブ番号は、空気圧プレートに対するそれらの位置に基づいて示される(たとえバルブがバルブアセンブリーの中に実際に配置されていても)。
・分解
バルブV1(図69、39)を開き、駆動ラインDL1(図39、68)に対して3psigの圧力を30秒間、次いで5.5psigの圧力を60秒間加えることにより、550μLの分解溶液が、分解試薬チャンバー(図69、20)からスワブチャンバー(図69、19)の中へ、空気圧で投入された。バルブV1(図69、39)を閉じ、駆動ライン1(図69、68)を停止させた。バルブV2(図69、40)を開き、駆動ライン2(図69、69)に5.5psigの駆動圧力を30秒間加えることにより、エタノール試薬チャンバー(図69、21)から550μLのエタノールがスワブチャンバー(図69、19)の中に空気圧で投入された。
・無秩序バブリング
バルブV2(図69、40)を開き、駆動ライン2(図69、69)に5.5psigの空気圧力を30秒間加えることにより、スワブチャンバー(図69、19)の中に空気圧により空気が導入された。バルブ2(図69、40)を閉じ、駆動ライン2(図69、69)を停止させた。スワブチャンバーの中に導入された空気は分解溶液の中に泡を生成させ、分解試薬とスワブ先端の両方を無秩序に攪拌した。これにより細胞が分解され、DNAが放出された。
・待ち合わせ
溶解物を移動させるため、駆動ライン3(図69、70)を〜7psigで30秒間の真空としながら、バルブV3(図69、41)を開放位置に保持することにより、粒子状フィルター(図69、11)を通してスワブチャンバー(図69、19)から溶解物を取り出して、保持チャンバー(図69、24)の中に移動させた。バルブ3(図69、41)を閉じ、駆動ライン3(図69、70)を停止させた。
・DNA結合
バルブV4(図69、42)および一連のバルブV5(図69、43)を開き、駆動ラインDL3(図69、70)に5psigの圧力を60秒間加えることにより、保持チャンバー(図69、24)からの溶解物を精製フィルター(図69、12)を通して、スワブチャンバー(図69、19)の中へ移動させた。バルブV4(図69、42)およびV5(図69、43)を閉じ、DL3(図69、70)を停止させた。溶解物内のDNAは精製フィルター(図39、12)に結合した。スワブチャンバーが、溶解物の生成および処理の後の廃棄チャンバーとしての使えることに留意されたい;この二重使用は、マクロ流体ブロック上の別の大体積のチャンバーへの要求を不要にする。もし溶解物の保留が必要な場合、各試料から別の廃棄チャンバーを必要に応じて含めることができる。
・洗浄
バルブV5(図69、43)およびV6(図69、46)を開き、駆動ラインDL4(図69、71)に13psigの圧力を90秒間加えることにより、洗浄試薬チャンバー(図69、22)からの洗浄液を、精製フィルター(図69、12)を通して、スワブチャンバー(図69、19)の中に空気圧で移動させた。バルブV5(図69、43)およびV6(図69、46)を閉じ、DL4(図69、71)を停止させた。汚染物および結合したDNAの破片を除去するために3mLの洗浄液を精製フィルターに流した。2回の追加洗浄で隣接する流路の洗浄が可能であった。
・乾燥
バルブV5(図69、43)およびV6(図69、46)を開き、駆動ラインDL4(図69、46)に13psigの圧力を185秒間加えることにより、精製フィルター(図69、12)を通して、スワブチャンバー(図69、19)の中に空気圧で空気を移動させた。バルブV5およびV6を閉じ、DL4(図69、71)を停止させた。空気は部分的に精製フィルターを完全に乾燥させる。
・溶出
バルブV6(図69、46)、V7(図69、45)およびV8(図69、47)を開き、駆動ラインDL5(図69、72)に5psigの圧力を120秒間加えることにより、溶出試薬チャンバー(図69、23)からの溶出バッファーを、精製フィルター(図69、12)を通して、溶出液保留チャンバー(図69、25)の中に空気圧で移動させた。バルブV6(図69、46)、V7(図69、45)およびV8(図69、47)を閉じ、DL5(図69、72)を停止させた。精製フィルターに結合している精製DNAを放出させるために、精製フィルター(図69、72)に300μLの溶出バッファーを流した。精製DNAの保留試料が必要な場合、必要に応じて、溶出液の一部を貯蔵チャンバーまたは貯蔵フィルター上へ移送することができる。
・均質化
バルブV6(図69、46)、およびV8(図69、47)を開き、駆動ラインDL4(図69、71)に5psigの圧力を60秒間加えることにより、溶出液保留チャンバーの中へ空気圧で空気を移動させた。バルブV6(図69、46)、およびV8(図69、47)を閉じ、DL4(図69、71)を停止させた。溶出液保留チャンバーの中へ移動させた空気は、溶出液の中で泡を生成させ、溶出液の中のDNAを攪拌し均質化した。
・溶出液計量
バルブV10(図69、48)を開き、DL6(図69、73)に1psigの圧力を40秒間加えることにより、溶出液保留チャンバー(図69、25)からの溶出液を、溶出液計量チャンバー(図70、8)の中に空気圧で移動させた。バルブV10(図69、48)を閉じ、DL6(図69、73)を停止させた。各溶出液は計量チャンバーを充填し、排出膜で止まった。バルブV10(図69、48)およびV11(図70、50)を開き、駆動ラインDL7(図70、49)に2psigの圧力を25秒間加えることにより、過剰の溶出液を溶出液保留チャンバーの中へ空気圧で戻した。バルブV10(図69、48)およびV11(図70、50)を閉じ、DL7(図70、49)を停止させた。
・PCRケーキの再構成
バルブV11(図70、50)を開き、駆動ラインDL7(図71、49)の駆動圧力を15秒間で0〜15psigまで直線的に増加させることにより、溶出液計量チャンバー(図70、8)からPCRケーキの再構成および往復(reciprocation)チャンバー(図70、610)へと溶出液を空気圧で移動させた。(図70、610)の該チャンバーは、凍結乾燥PCRケーキを保持し、PCRケーキの再構成、およびPCR反応の往復混合を行うように設計されている。該チャンバーの体積は、溶出液計量チャンバー(図70、8)で規定される溶出液の体積の約2.2バイである。PCRケーキは、該チャンバーの入口側に置かれおよび配置される。該チャンバーの出口はバルブで密閉されている。溶出液とバルブV13(図71、52)との間の空気は、圧縮され、それにより溶出液が該チャンバーの中へ移動し、凍結乾燥PCRケーキと接触することが可能となる。DL7の圧力を15psigで60秒間保持することにより、ケーキを再構成される。凍結乾燥PCR反応混合物を含むケーキを再構成するために、11.5μLの計量された溶出液を移動させ、増幅用のPCR混合物を生成させる。
・PCR溶液の往復混合―駆動ラインDL7の圧力を15秒間で15から0psigへと直線的に減少させることにより、PCRの再構成および往復チャンバー(図70、10)から溶出液計量チャンバー(図70、8)へとPCR溶液(すなわち、溶出液で再構成されるPCRケーキ)を戻す。溶出液とバルブV13(図71、52)との間の空気は圧縮され、PCR混合物を計量チャンバー(図71、8)の方向に押し出し空気バネとして働く。駆動ラインDL7の圧力を15秒間で0から15psigまで直線的に増加させ、次いで15秒間で15から0psigへと直線的に減少させることにより、PCR混合物は往復混合される。バルブV12(図70、49)を閉じ、駆動ラインDL7(図70、49)を停止させた。
・熱サイクルチャンバーへの移動
バルブV11(図70、50)、V13(図70、52)、およびV14(図70、53)を開き、駆動ラインDL7(図70、49)に、0.2psigで30秒間、次いで0.4psigで30秒間、次いで0.6psigで30秒間へと駆動圧力を連続的に増加させることにより、溶出液計量チャンバー(図70、8)から熱サイクルチャンバー(図70、62)へとPCR反応混合物を空気圧で移動させた。バルブV12(図70、51)およびV14(図70、53)を閉じ、DL7(図70、49)を停止させた。PCR反応混合物を熱サイクルチャンバーの中で移動させ、待ち合わせ排出膜の位置で停止する。
・熱サイクル
熱サイクルチャンバー(図70、62)内で反応を繰り返すために、31サイクルプロトコルを適用して、標識アンプリコンを生成させた。サイクル条件は以下の通りである:ホットスタートで93℃×20秒間、次に(93℃×4秒間、56℃×15秒間、および70℃×7秒間)を31サイクル、次いで、70℃×90秒間の最終延長。
・PCR生成物の計量
バルブV11(図70、50)、V13(図70、52)、V14(図70、53)、およびV30(図71、111)を開き、駆動ラインDL7(図70、49)に、0.2psigで30秒間、次いで0.4psigで30秒間、次いで0.6psigで45秒間へと連続的に増加させる連続駆動を適用することにより、熱サイクルチャンバー(図70、62)からPCR計量チャンバー(図71、74)へとPCR反応混合物を空気圧で移動させた。バルブV11(図70、50)、V13(図70、52)、V14(図70、53)およびV30(図71、111)を閉じ、DL7(図70、49)を停止させた。PCR生成物は計量チャンバーに流入し、排出膜の位置で止まる。
・ホルムアミド計量
駆動ラインDL8(図71、75)に1psigで50秒間の圧力を加えることにより、ホルムアミド試薬チャンバー(図71、60)からホルムアミド計量チャンバー(図71、76)の中へ空気圧でホルムアミドを移動させた。駆動ラインDL8(図71、75)を停止させた。この工程では、ケーキを再構成して対照試料を生成させるために、ホルムアミドの6番目の体積(図71、77)を計量した。ホルムアミドは計量チャンバーに流入し、排出膜の位置で止まる。バルブV15(図71、54)を開き、駆動ラインDL8(図71、75)に3psigで180秒間圧力を加えることにより、ホルムアミドチャンバーから廃棄チャンバーの中へ過剰のホルムアミドを空気圧で移動させた。バルブV15(図71、54)を閉じ、DL8(図71、75)を停止させた。試薬チャンバーと駆動ラインの過剰のホルムアミドはすべて廃棄チャンバーに移動させた。
・PCR生成物とホルムアミドとの結合
バルブV18(図71、57)、V17(図71、80)およびV20(図71、81)を開き、駆動ラインDL9(図71、79)に、0.2、0.3、0.4、および0.5psigを、それぞれ30秒間という4段階的駆動プロファイルで圧力を加えることにより、PCR計量チャンバー(図71、74)から結合チャンバー(図71、78)の中へ、計量されたPCR生成物を空気圧で移動させた。バルブV18(図71、57)、V17(図71、81)、およびV20(図71、81)を閉じ、DL9(図71、79)を停止させた。DL8(図71、75)に、0.2、0.4、および0.6psigが、それぞれ30秒間、30秒間および60秒間と増加する圧力を加えることにより、ホルムアミド計量チャンバー(図71、76)から結合チャンバー(図71、78)の中へ計量されたホルムアミドを空気圧で移動させた。バルブV20(図71、81)を閉じ、DL8(図71、75)を停止させた。結合チャンバーは、2つの別々の流れに由来する計量されたPCRと計量されたホルムアミドとを結合して、分離および検出用の試料を調製する。
・ILSケーキの再構成
バルブV20(図71、81)を開き、駆動ラインDL8(図71、75)に、15秒間をかけて0〜15psigまで直線的に駆動圧力を増加させることにより、結合チャンバー(図71、78)からILSケーキチャンバー(図71、635)の中へ、分離および検出用の試料を空気圧で移動させた。試料とバルブV12(図71、86)との間の空気は圧縮され、それにより、試料はチャンバーの中に移動し、凍結乾燥ILSケーキと接触する。DL8(図71、75)の圧力を15psigで60秒間保持することにより、ケーキを再構成される。凍結乾燥内部レーン標準を含むケーキを再構成して分離および検出用の試料を生成させるために、11.5μLの計量された試料を移動させた。
・分離および検出用溶液の往復混合―駆動ラインDL8(図71、75)の圧力を15秒間で15から0psigへと直線的に減少させることにより、ILSの再構成および往復チャンバー(図71、635)から結合チャンバー(図71、78)へとPCR溶液(すなわち、計量されたホルムアミドと計量されたPCR生成物で再構成されるILSケーキ)を戻す。溶出液とバルブV13(図71、52)との間の空気は圧縮され、PCR混合物をホルムアミド計量チャンバー(図71、76)の方向に押し出し空気バネとして働く。駆動ラインDL8(図71、75)の圧力を15秒間で0から15psigまで直線的に増加させ、次いで15秒間で15から0psigへと直線的に減少させることにより、分離および検出用試料は往復混合される。バルブV12(図70、49)を閉じ、駆動ラインDL8(図71、75)を停止させた。
・分離流路への試料の注入
バルブV21(図71、86)およびV22(図71、87)を開き、駆動ラインDL9(図71、79)に、0.4、0.6、1.0、1.5および2.0psigが、それぞれ30秒間、30秒間、30秒間、30秒間、および30秒間の連続する段階的なプロファイルの圧力を加えることにより、今は脱泡チャンバーとして機能するILSケーキチャンバー(図71、635および682)を通って、カソードチャンバー(図71、84)および試料廃棄チャンバー(図71、85)を充填するように、結合チャンバー(図71、78)から5つの分離および検出用の試料を、およびホルムアミド計量チャンバー(図71、76)から対照試料を空気圧で移動させる。バルブV21(図71、86)およびV22(図71、87)を閉じ、DL8(図71、74)を停止させた。カソード(図55および56、63)とアノード(図55および56、64)に4400Vの電圧を35秒印加することにより、試料内のDNAをカソードチャンバー(図71、84)からバイオチップの分離部(図55および図56、88)に注入させた。
・DNAの分離および検出
バルブV25(図71、91)、V24(図71、90)、V26(図71、95)、V27(図71、96)、およびV28(図71、97)を開き、駆動ラインDL10(図71、98)に2psigの圧力を240秒間加えることにより、TTE試薬槽(図71、59)からTTEを空気圧で移動させ、カソード(図71、84)を充填させ、およびTTE廃棄チャンバー(図71、92、93、および13)を充填させた。バルブV25(図71、91)、V24(図71、90)、V26(図71、95)、V27(図71、96)、およびV28(図71、97)を閉じ、DL10(図71、98)を停止させた。カソードを通過するTTEの流れは、カソード内の試料を置換した。カソード(図55および56、63)とアノード(図55および56、64)に6400Vの電圧を30分印加すると、S&Dバイオチップ(図55)の分離部に注入されたDNAは、バイオチップの分離部を下方に移動する。光学システムも作動させて、励起および検出窓において、レーザー誘導蛍光励起および検出を行った。レーザーは200mWであり、データ収集速度は5Hzで行った。蛍光信号は、検出経路を通って光電子増倍管に到達する。そこで、蛍光は信号に変換され、該信号はシステムソフトウェアにより記録される。
所定試料中の核酸の量は、法医学的試料、臨床試料、またはバイオ脅威試料であれ、非常に幅広い。特定の核酸操作では、有効であるために、反応条件は特定の範囲の投入核酸が必要とする。実験チャンバーでは、所定の操作の前に核酸定量を行うことでこの問題をよく解決している。核酸定量は、名称が「法医学的DNA定量の改良方法」である特許出願番号12/816,370に記載されているように、マイクロ流体用途に対して開発されており、出典明示によりその内容は本明細書に組み入れられる。
・そのままの経路では、計量チャンバーで12μLのDNAが計量され、PCRケーキ再構成チャンバーに送られ、そして増幅のためにPCRチャンバーに送られる。約10μLの再構成反応混合物を受け入れるため、チャンバーは少しだけ拡張される。
・希釈経路では、約2μLのDNAが計量され、38μLの計量された溶出液と結合される。その希釈された溶液は、次にケーキ再構成チャンバーに送られ、そして増幅のためにPCRチャンバーに送られる。
・増幅後、2つの溶液は並行して分離および検出のため処理される。
分離および検出バイオチップは、熱可塑性物質で製造される。熱可塑性ポリマーはレーザー励起に曝されると、自己蛍光を発生させ、それはバックグラウンドノイズとなり、検出システムにより検出されおよび処理される。この自己蛍光は本当の信号ピークのSN比を低下させて、システムの検出限界を高くする。分離および検出用の従来のS&Dバイオチップは、ガラス基材または石英基材で製造され、それらはプラスチック基材と比較して単位厚さ当たりの自己蛍光が少ない。プラスチック基材を用いてレーザー誘導蛍光検出を実施する場合についていくつかの検討がなされる必要がある:
(1)低い自己蛍光を示すプラスチック材料の選択
環状オレフィン共重合体(COC)および環状オレフィンポリマー(COP)の熱可塑性材料が、実施例5および6で使用される分離および検出バイオチップを製造するために使用される。これらの熱可塑性物質は、他のポリマーに比べ、可視波長域において、自己蛍光が本質的に低い。
(2)レーザーにより励起あされるプラスチック基材の厚さを薄くする。
使用される材料の厚さは、350psigを超えるゲル充填圧力に耐えうる構造物の能力により制限される。実施例5および6で使用されたバイオチップは、厚さ188ミクロンの熱可塑性シートに流路特徴を型押しし、次いで流路を覆うように別の厚さ188ミクロンの熱可塑性シートを結合させて製造される。いくつかの基材(プラスチック188mm、プラスチック376mm、ホウケイ酸ガラス0.7mm、およびホウケイ酸ガラス1.4mm)をジーンベンチ光学検出機器の分離および検出窓の上に配置することにより、ガラス基材とプラスチック基材のバックグラウンド蛍光を測定する実験が実施された(2009/0020427として公開され、名称が「プラスチック製マイクロ流体分離および検出プラットホーム」である出願番号12/080,745を一般的には参照)。200mWのレーザー励起を基材に照射し、振動を収集した。図79は、低蛍光プラスチック(厚さ188ミクロンおよび376ミクロン)およびホウケイ酸ガラス(厚さ0.7mmおよび1.4mm)のバックグラウンド蛍光を示す。データは、プラスチック薄膜のバックグラウンド蛍光が、厚さ0.7mmおよび1.4mmのホウケイ酸ガラスのそれよりも4〜7倍も低いことを示している。
(3)バックグラウンド発光低減のためにフィルターを組み入れる。
バックグラウンド蛍光は一般的に低いが、プラスチックは、約569nmに高い自己蛍光を示す。この発光ピークは、プラスチックが488nmレーザーで励起される時に生成するラマン蛍光によるものである。そのピークのスペクトルは、約569nmを中心にして全幅が5nmである。中心波長が約570nmで、約5〜10nmの間の阻止バンドを有するノッチフィルタ−を用いることによりラマン蛍光を除去できる。ラマンプラスチック蛍光除去のためのノッチフィルターを用いたSN比向上を評価する実験を行った。分離および検出を3回行う一連の実験をノッチフィルターなしで行い、PMTボックスへの入口に取り付けたノッチフィルターを用いた別の一連の実験を行った。図80は、データ結果を示している。データは、フィルターが、黄色チャンネルのピーク間ノイズを67から39相対蛍光単位(rfu)へと減少させたことを示している。フィルターは、絶対信号強度も1520から1236rfuへと減少させ、SN比も全体として23から322に向上させた。検出限界が特に重要であるような状況においては(例えば、法医学的接触試料の分析、および病原菌数が少ない所定の病気の初期における感染物質の診断)、統合または未統合の機器の両方の光学システムにおいて、ノッチフィルターは有効である。
ぶどう状球菌、連鎖球菌およびエルシニアエンテロコリチカ(Yersinia enterocolitica)のような病原菌は血液の細胞外成分の中に存在する場合がある。2つの血液試料を受け入れ、所定の病原菌の8個の遺伝子座(loci)からDNA配列を生成させる、固定型で単一構造のプラスチック製バイオチップは、空気圧―バルブ―流体のスタック、マクロ流体処理サブアセンブリー、並びに分離および検出サブアセンブリーから成る。バイオチップは実施例6の射出成形バイオチップに似ており、以下に記載されたように改良され、自動化スクリプトに基づき、以下のように処理が実施される:
Claims (7)
- (a)界面に20〜500psigの圧力を供給する空気圧サブシステムを備えた機器と、
(b)前記機器に挿入されるバイオチップであって、上端と下端を有し、予め搭載された試薬貯蔵チャンバと、前記下端に結合した第1の箔シールと、前記上端に結合した第2の箔シールと、界面に配置され、前記機器から20〜500psigの圧力を受けるとともに、該圧力を上端に供給するように構成された空気圧入口とを有し、前記第1の箔シールと前記第2の箔シールを破裂させ、前記の試薬貯蔵チャンバの内容物を放出させる、該バイオチップと、を含むシステム。 - 前記の箔シールの一方または両方に切り込みを有する、請求項1記載のシステム。
- 流体サブアセンブリーに接続されている、請求項2記載のシステム。
- 破れる前に第1の箔の膨張に対応できるように大きさを設定されたスペーサープレートをさらに含み、該スペーサープレートは、前記チャンバと前記流体サブアセンブリーとの間に配置されている、請求項3記載のシステム。
- 前記試薬貯蔵チャンバは、少なくとも1つの、封止され、予め搭載された試薬チューブを含む、請求項1記載のシステム。
- 前記試薬貯蔵チャンバは、チューブインチューブ構造を有する、請求項1記載のシステム。
- 前記試薬貯蔵チャンバは、単一チューブ構造を有する、請求項1記載のシステム。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US33974310P | 2010-03-09 | 2010-03-09 | |
US61/339,743 | 2010-03-09 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017102502A Division JP6429940B2 (ja) | 2010-03-09 | 2017-05-24 | 試料導入から結果出力までのプロセス化を提供する単一構造バイオチップおよび製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019030302A JP2019030302A (ja) | 2019-02-28 |
JP6698770B2 true JP6698770B2 (ja) | 2020-05-27 |
Family
ID=44120911
Family Applications (7)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012557227A Active JP5815572B2 (ja) | 2010-03-09 | 2011-03-09 | 試料導入から結果出力までのプロセス化を提供する単一構造バイオチップおよび製造方法 |
JP2015135512A Active JP6151311B2 (ja) | 2010-03-09 | 2015-07-06 | 試料導入から結果出力までのプロセス化を提供する単一構造バイオチップおよび製造方法 |
JP2017102502A Active JP6429940B2 (ja) | 2010-03-09 | 2017-05-24 | 試料導入から結果出力までのプロセス化を提供する単一構造バイオチップおよび製造方法 |
JP2018169730A Active JP6698770B2 (ja) | 2010-03-09 | 2018-09-11 | 試料導入から結果出力までのプロセス化を提供する単一構造バイオチップおよび製造方法 |
JP2018204075A Active JP6654681B2 (ja) | 2010-03-09 | 2018-10-30 | 試料導入から結果出力までのプロセス化を提供する単一構造バイオチップおよび製造方法 |
JP2018204068A Active JP6698786B2 (ja) | 2010-03-09 | 2018-10-30 | 試料導入から結果出力までのプロセス化を提供する単一構造バイオチップおよび製造方法 |
JP2020078960A Active JP7023312B2 (ja) | 2010-03-09 | 2020-04-28 | 試料導入から結果出力までのプロセス化を提供する単一構造バイオチップおよび製造方法 |
Family Applications Before (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012557227A Active JP5815572B2 (ja) | 2010-03-09 | 2011-03-09 | 試料導入から結果出力までのプロセス化を提供する単一構造バイオチップおよび製造方法 |
JP2015135512A Active JP6151311B2 (ja) | 2010-03-09 | 2015-07-06 | 試料導入から結果出力までのプロセス化を提供する単一構造バイオチップおよび製造方法 |
JP2017102502A Active JP6429940B2 (ja) | 2010-03-09 | 2017-05-24 | 試料導入から結果出力までのプロセス化を提供する単一構造バイオチップおよび製造方法 |
Family Applications After (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018204075A Active JP6654681B2 (ja) | 2010-03-09 | 2018-10-30 | 試料導入から結果出力までのプロセス化を提供する単一構造バイオチップおよび製造方法 |
JP2018204068A Active JP6698786B2 (ja) | 2010-03-09 | 2018-10-30 | 試料導入から結果出力までのプロセス化を提供する単一構造バイオチップおよび製造方法 |
JP2020078960A Active JP7023312B2 (ja) | 2010-03-09 | 2020-04-28 | 試料導入から結果出力までのプロセス化を提供する単一構造バイオチップおよび製造方法 |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9354199B2 (ja) |
EP (4) | EP2545365B1 (ja) |
JP (7) | JP5815572B2 (ja) |
KR (4) | KR20190111165A (ja) |
CN (1) | CN103097883B (ja) |
AU (1) | AU2011224387B2 (ja) |
CA (1) | CA2792249C (ja) |
ES (2) | ES2930133T3 (ja) |
NZ (2) | NZ721912A (ja) |
WO (1) | WO2011112746A2 (ja) |
Families Citing this family (68)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008030631A2 (en) | 2006-02-03 | 2008-03-13 | Microchip Biotechnologies, Inc. | Microfluidic devices |
WO2008105814A2 (en) | 2006-08-22 | 2008-09-04 | Los Alamos National Security, Llc | Miniturized lateral flow device for rapid and sensitive detection of proteins or nucleic acids |
NZ580375A (en) | 2007-04-04 | 2012-02-24 | Netbio Inc | Integrated nucleic acid analysis |
JP2011522521A (ja) | 2008-05-05 | 2011-08-04 | ロスアラモス ナショナル セキュリティ,エルエルシー | 高度に単純化された側方流動ベースの核酸サンプル調製および受動的流体流動制御 |
EP2443254A2 (en) | 2009-06-15 | 2012-04-25 | NetBio, Inc. | Improved methods for forensic dna quantitation |
US8720036B2 (en) | 2010-03-09 | 2014-05-13 | Netbio, Inc. | Unitary biochip providing sample-in to results-out processing and methods of manufacture |
EP2699700B8 (en) | 2011-04-20 | 2016-08-24 | Mesa Biotech, Inc. | Integrated device for nucleic acid detection and identification |
US9207690B2 (en) * | 2011-09-23 | 2015-12-08 | Analogic Corporation | Thermal cycling |
WO2014063125A1 (en) * | 2012-10-18 | 2014-04-24 | Innovaprep Llc | Liquid to liquid biological particle fractionation and concentration |
JP2014124097A (ja) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Hitachi High-Technologies Corp | 核酸分析用カートリッジ及び核酸分析装置 |
GB2516666B (en) * | 2013-07-29 | 2015-09-09 | Atlas Genetics Ltd | Fluidic cartridge for nucleic acid amplification and detection |
CN110560187B (zh) | 2013-11-18 | 2022-01-11 | 尹特根埃克斯有限公司 | 用于样本分析的卡盒和仪器 |
GB201401584D0 (en) * | 2014-01-29 | 2014-03-19 | Bg Res Ltd | Intelligent detection of biological entities |
JP6500349B2 (ja) * | 2014-06-03 | 2019-04-17 | 株式会社島津製作所 | 培地用バルブ及びこれを備えた培地供給システム |
US9593368B2 (en) * | 2014-07-01 | 2017-03-14 | General Electric Company | Methods for amplifying nucleic acids on substrates |
US10870845B2 (en) | 2014-07-01 | 2020-12-22 | Global Life Sciences Solutions Operations UK Ltd | Methods for capturing nucleic acids |
US10472620B2 (en) | 2014-07-01 | 2019-11-12 | General Electric Company | Method, substrate and device for separating nucleic acids |
CA2956723C (en) * | 2014-08-12 | 2023-04-11 | Nextgen Jane, Inc. | System and method for monitoring health based on collected bodily fluid |
CN107002005B (zh) | 2014-09-02 | 2021-05-11 | 东芝医疗***株式会社 | 核酸检测盒 |
US20160310948A1 (en) | 2015-04-24 | 2016-10-27 | Mesa Biotech, Inc. | Fluidic Test Cassette |
ES2867949T3 (es) | 2015-06-02 | 2021-10-21 | Biofire Defense Llc | Muestra para secuenciar |
JP6614328B2 (ja) * | 2016-02-22 | 2019-12-04 | 日本電気株式会社 | マイクロチップ |
EP3442706A4 (en) | 2016-04-13 | 2020-02-19 | NextGen Jane, Inc. | SAMPLE COLLECTION AND PRESERVATION DEVICES, SYSTEMS AND METHODS |
JP6613212B2 (ja) | 2016-07-25 | 2019-11-27 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 気泡除去構造、及び気泡除去方法 |
GB2554377A (en) * | 2016-09-23 | 2018-04-04 | Dnanudge Ltd | Method and apparatus for analysing a biological sample |
JP6999661B2 (ja) * | 2016-10-07 | 2022-01-18 | ベーリンガー インゲルハイム フェトメディカ ゲーエムベーハー | サンプルを検査するための分析デバイス及び方法 |
ES2909055T3 (es) * | 2016-11-17 | 2022-05-05 | Combinati Incorporated | Métodos y sistemas para el análisis y la cuantificación de ácidos nucleicos |
EP3338889A1 (en) | 2016-12-23 | 2018-06-27 | IMEC vzw | Combined extraction and pcr systems |
JP2020507344A (ja) | 2017-02-15 | 2020-03-12 | アンディ・コーポレイションANDE Corporation | 迅速な核酸抽出、精製および分析のためのシステムならびに方法 |
CA3069668A1 (en) | 2017-07-12 | 2019-01-17 | Ande Corporation | Pattern recognition system |
TWI699494B (zh) * | 2018-01-24 | 2020-07-21 | 美商伊路米納有限公司 | 流體緩衝 |
WO2020028273A1 (en) | 2018-07-30 | 2020-02-06 | Ande Corporation | Multiplexed fuel analysis |
US10467679B1 (en) | 2019-04-15 | 2019-11-05 | Dnanudge Limited | Product recommendation device and method |
WO2020150751A2 (en) * | 2019-01-15 | 2020-07-23 | Essenlix Corporation | Devices and methods for tissue and cell staining (ii) |
JP2020146300A (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
JP2020146316A (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
JP2020146317A (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
JP2020146311A (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
JP2020146302A (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
JP2020146318A (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
JP2020146315A (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
JP2020146301A (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
JP2020146308A (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
JP2020146299A (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
JP2020146306A (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
JP2020146303A (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
JP2020146304A (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
JP2020146297A (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
JP2020146307A (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
JP2020146313A (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
JP2020146312A (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
JP2020146298A (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
JP2020146314A (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
JP2020146309A (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
JP2020146310A (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 株式会社三洋物産 | 遊技機 |
US10811140B2 (en) | 2019-03-19 | 2020-10-20 | Dnanudge Limited | Secure set-up of genetic related user account |
US10699806B1 (en) | 2019-04-15 | 2020-06-30 | Dnanudge Limited | Monitoring system, wearable monitoring device and method |
CA3137541A1 (en) | 2019-05-28 | 2020-12-03 | Illumina, Inc. | Two-phase flushing systems and methods |
CN118142601A (zh) * | 2019-12-20 | 2024-06-07 | 贝克曼库尔特有限公司 | 热循环仪***和用液体处理***的热循环仪***对反应器皿进行加热的方法 |
USD975312S1 (en) | 2020-02-14 | 2023-01-10 | Beckman Coulter, Inc. | Reagent cartridge |
WO2022070662A1 (ja) * | 2020-09-29 | 2022-04-07 | 富士フイルム株式会社 | 検査容器、検査装置及び核酸検査方法 |
GB2613115A (en) * | 2020-10-06 | 2023-05-24 | Hitachi High Tech Corp | Sample processing device, sample processing apparatus, and sample processing method |
KR20230121089A (ko) * | 2020-12-15 | 2023-08-17 | 바이오메센스 인크. | 대변 샘플을 처리하기 위한 시스템 및 방법 |
TWI757167B (zh) | 2021-05-04 | 2022-03-01 | 國立清華大學 | 擾流穩定晶片、液滴生成系統及液滴製備方法 |
WO2023288079A2 (en) * | 2021-07-16 | 2023-01-19 | Janus-I Science Inc. | Breathalyzer system for detection of respiratory pathogens |
CN113878818B (zh) * | 2021-09-29 | 2024-03-26 | 重庆佳鑫一帆科技有限公司 | 一种医疗外壳具有除气泡功能的成型设备 |
DE102022111890B3 (de) | 2022-05-12 | 2023-03-16 | Dermagnostix GmbH | Verfahren zur Deparaffinierung von Formalin-fixiertem Paraffin-eingebettetem Gewebe |
WO2024040223A1 (en) * | 2022-08-18 | 2024-02-22 | Cerillo Inc | Manufacturable co-culture module |
Family Cites Families (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6375817B1 (en) | 1999-04-16 | 2002-04-23 | Perseptive Biosystems, Inc. | Apparatus and methods for sample analysis |
GB0129816D0 (en) * | 2001-12-13 | 2002-01-30 | The Technology Partnership Plc | Testing device for chemical or biochemical analysis |
US7279134B2 (en) | 2002-09-17 | 2007-10-09 | Intel Corporation | Microfluidic devices with porous membranes for molecular sieving, metering, and separations |
US7435381B2 (en) * | 2003-05-29 | 2008-10-14 | Siemens Healthcare Diagnostics Inc. | Packaging of microfluidic devices |
CA2534055A1 (en) | 2003-08-01 | 2005-02-10 | Genentech, Inc. | Antibody cdr polypeptide sequences with restricted diversity |
DE10344229A1 (de) * | 2003-09-24 | 2005-05-19 | Steag Microparts Gmbh | Mikrostruktuierte Vorrichtung zum entnehmbaren Speichern von kleinen Flüssigkeitsmengen und Verfahren zum Entnehmen der in dieser Vorrichtung gespeicherten Flüssigkeit |
US20050164373A1 (en) | 2004-01-22 | 2005-07-28 | Oldham Mark F. | Diffusion-aided loading system for microfluidic devices |
JP2008513022A (ja) * | 2004-09-15 | 2008-05-01 | マイクロチップ バイオテクノロジーズ, インコーポレイテッド | マイクロ流体デバイス |
US7832429B2 (en) * | 2004-10-13 | 2010-11-16 | Rheonix, Inc. | Microfluidic pump and valve structures and fabrication methods |
WO2006119280A2 (en) | 2005-05-03 | 2006-11-09 | Handylab, Inc. | Lyophilized pellets |
US8206974B2 (en) | 2005-05-19 | 2012-06-26 | Netbio, Inc. | Ruggedized apparatus for analysis of nucleic acid and proteins |
JP2008544756A (ja) | 2005-07-06 | 2008-12-11 | バイオチップ イノベーションズ ピーティーワイ リミティッド | 標的核酸配列を解析するための方法およびキット |
US7976795B2 (en) * | 2006-01-19 | 2011-07-12 | Rheonix, Inc. | Microfluidic systems |
ES2692380T3 (es) * | 2006-03-24 | 2018-12-03 | Handylab, Inc. | Método para realizar PCR con un cartucho con varias pistas |
US7998708B2 (en) | 2006-03-24 | 2011-08-16 | Handylab, Inc. | Microfluidic system for amplifying and detecting polynucleotides in parallel |
FR2907374B1 (fr) | 2006-10-23 | 2010-04-30 | Ldl Tech | Dispositif de fixation mecanique sur jante d'un capteur pour pneumatiques. |
JP2008151770A (ja) * | 2006-11-22 | 2008-07-03 | Fujifilm Corp | マイクロ流路チップ |
WO2008076395A2 (en) * | 2006-12-14 | 2008-06-26 | The Trustees Of The University Of Pennsylvania | Mechanically actuated diagnostic device |
GB2445738A (en) * | 2007-01-16 | 2008-07-23 | Lab901 Ltd | Microfluidic device |
NZ580375A (en) | 2007-04-04 | 2012-02-24 | Netbio Inc | Integrated nucleic acid analysis |
DE102007027370A1 (de) | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Wilo Ag | Laufrad aus flächigem Material |
JP4766011B2 (ja) | 2007-06-20 | 2011-09-07 | セイコーエプソン株式会社 | 流体噴射装置およびその製造方法 |
SE0701839L (sv) | 2007-08-08 | 2008-12-16 | Purus Ab | Avlopp |
US8245378B2 (en) | 2007-09-13 | 2012-08-21 | Nike, Inc. | Method and apparatus for manufacturing components used for the manufacture of articles |
WO2009049268A1 (en) | 2007-10-12 | 2009-04-16 | Rheonix, Inc. | Integrated microfluidic device and methods |
US20120115212A1 (en) * | 2007-10-22 | 2012-05-10 | Bernhard Weigl | Assay Tube |
KR20090079032A (ko) | 2008-01-16 | 2009-07-21 | 삼성전자주식회사 | 혈액 생화학 반응을 위한 미세유동장치에 액상 시약을저장하는 방법 |
CN101990516B (zh) * | 2008-01-22 | 2015-09-09 | 英特基因有限公司 | 多用试样准备***及其在集成分析***中的使用 |
KR100960066B1 (ko) | 2008-05-14 | 2010-05-31 | 삼성전자주식회사 | 동결건조시약이 저장된 미세유동장치 및 이를 이용한시료분석방법 |
EP2198964B8 (de) | 2008-11-06 | 2013-04-24 | F. Hoffmann-La Roche AG | Verfahren zum Bereitstellen eines getrockneten Reagenz in einem mikrofluidischen System |
JP5782384B2 (ja) | 2009-02-03 | 2015-09-24 | ネットバイオ・インコーポレーテッドNetBio, Inc. | 未処理試料から核酸を単離するための自己完結型装置および精製方法 |
US8074608B1 (en) | 2010-06-09 | 2011-12-13 | Smith David L | Cat climbing apparatus |
-
2011
- 2011-03-09 NZ NZ721912A patent/NZ721912A/en unknown
- 2011-03-09 KR KR1020197028003A patent/KR20190111165A/ko not_active Application Discontinuation
- 2011-03-09 KR KR1020177031928A patent/KR101951906B1/ko active IP Right Grant
- 2011-03-09 ES ES20160902T patent/ES2930133T3/es active Active
- 2011-03-09 EP EP11720209.3A patent/EP2545365B1/en active Active
- 2011-03-09 AU AU2011224387A patent/AU2011224387B2/en active Active
- 2011-03-09 WO PCT/US2011/027787 patent/WO2011112746A2/en active Application Filing
- 2011-03-09 KR KR1020197004937A patent/KR102027441B1/ko active IP Right Grant
- 2011-03-09 CA CA2792249A patent/CA2792249C/en active Active
- 2011-03-09 EP EP20160902.1A patent/EP3690433B9/en active Active
- 2011-03-09 JP JP2012557227A patent/JP5815572B2/ja active Active
- 2011-03-09 NZ NZ702814A patent/NZ702814A/en unknown
- 2011-03-09 US US13/044,485 patent/US9354199B2/en active Active
- 2011-03-09 KR KR1020127026428A patent/KR101796110B1/ko active IP Right Grant
- 2011-03-09 EP EP22190112.7A patent/EP4124857A1/en active Pending
- 2011-03-09 CN CN201180023153.2A patent/CN103097883B/zh active Active
- 2011-03-09 ES ES11720209T patent/ES2798099T3/es active Active
- 2011-03-09 EP EP22190098.8A patent/EP4124856A1/en active Pending
-
2015
- 2015-07-06 JP JP2015135512A patent/JP6151311B2/ja active Active
-
2017
- 2017-05-24 JP JP2017102502A patent/JP6429940B2/ja active Active
-
2018
- 2018-09-11 JP JP2018169730A patent/JP6698770B2/ja active Active
- 2018-10-30 JP JP2018204075A patent/JP6654681B2/ja active Active
- 2018-10-30 JP JP2018204068A patent/JP6698786B2/ja active Active
-
2020
- 2020-04-28 JP JP2020078960A patent/JP7023312B2/ja active Active
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6698770B2 (ja) | 試料導入から結果出力までのプロセス化を提供する単一構造バイオチップおよび製造方法 | |
US11612893B2 (en) | Unitary biochip providing sample-in to results-out processing and methods of manufacture | |
AU2020202163A1 (en) | Unitary biochip providing sample-in to results-out processing and methods of manufacture | |
AU2013204387B2 (en) | Unitary biochip providing sample-in to results-out processing and methods of manufacture |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181010 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181010 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190827 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200331 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200428 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6698770 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |