分析物的微观流体检测制造技术

揭示了对用于微观流体器件的样品进行浓缩的装置和方法。所述方法涉及对带电分子电泳，使其从大体积样品转变成较小体积。所关心的分析物可以是带电分子，或者可以使用例如一种或多种离子性部分对所关心的分析物进行改性使其带电。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及微观流体技术以及对样品中低浓度分析物的检测。
技术介绍
微观流体系统在临床实验室设备中具有极大的应用潜力。但是，由于这些 设备的容量仅能容极小的样品体积，通常为等于或小于几个微升的量级，所以 这些器件具有局限性。如果待分析的物质在样品中的浓度非常低，则灵敏度就 受到限制。克服这种限制的一种方法是，在将样品引入微观流体设备之前或之 后使用分析物放大步骤，从而提高分析物的浓度。例如，可以使用PCR之类的 方法对非常少量的核酸进行放大。但是，并非所有分析物都能进行放大，而且，即使可以进行放大，放大步骤也需要额外的试剂并且增加了分析的复杂程度。 对于临床和其他实验室分析，那些能够以微观流体方式对大体积样品中的分析 物进行分析、和/或不需要放大步骤就能进行分析的新方法将是有价值的。本 专利技术满足了这些需要以及许多其他的需要。专利技术概述在一方面，本专利技术提供了通过以下步骤将样品中所关心的分析物引入或应 用于微观流体器件的方法在一个或多个大容量储存器中提供一种或多种含水 样品，所述样品包含所述分析物并且样品体积大于10微升，使所关心的分析 物带电或者使所关心的分析物与带电的分子缔合，所述带电的分子例如是离子 性分子或是带电的载体分子；下一个步骤涉及提供一种包括分析区的微观流体 器件，提供一种或多种连接器，其中大容量储存器和微观流体器件通过连接器流通连通，对从大容量储存器到微观流体器件的分析物进行电泳处理，并且以 足够长的时间通过分析区，从而在分析区获得比大容量储存器中和/或样品中 浓度更高的分析物浓度。所述大容量储存器可以是微型孔板、艾本德 (印pendorf)管或试管。所述大容量储存器可以是与微观流体器件整合的孔。 所述连接器可以是毛细管。在本专利技术的一个方面中，所关心的分析物是生物分 子，例如肽、蛋白、核酸、类脂或糖。与得电的分子缔合的分析物可以是，例 如，附着在离子性部分上的分析物，或附着在带离子性电荷的抗体上的分析物。在本专利技术另一个方面中，首先将样品与抗体混合，所述抗体专一地与所关 心的分析物结合。可以用至少一个离子性部分对抗体进行改性。或者，可以对 所关心的分析物进行改性使其带电，例如用抗体或离子性部分对其进行改性。在又一个方面中，所述分析区是俘获位置，所述方法涉及使带电的分子在 俘获位置上移动，所述俘获位置包括至少一种能俘获所关心的分析物的俘获 剂。在俘获区上的移动可以通过电泳进行。所述方法可以进一步包括对被俘获 剂结合的分析物进行检测。所述俘获剂可以结合分析物或离子性部分。所述俘 获剂可以是抗体或核酸。所述检测可以涉及对抗体上的标记物、对分析物、或 对离子性部分进行检测。在又一个方面中，所述方法涉及提供分段式储存器，使得大容量储存器和 分段式储存器通过连接器连体连通。在本专利技术的一个方面中，样品体积约为20微升至50毫升，优选50微升 至20毫升。或者，样品体积大于约20微升，优选大于约50微升。在本专利技术的一个方面中，所关心的分析物在电泳之前附着在微粒上。所述 微粒可以是磁性微粒。优选所述微粒涂覆有对所关心的分析物为特异性的至少 一种受体、抗体或反配体(anti-ligant)。所述方法可以包括在电泳之前从微 粒上清除分析物的步骤。所述抗体可以识别分析物。可以提供第二抗体，所述 第二抗体可以结合在分析物的不同位置上。所述检测可以涉及对第二抗体上的标记进行检测。在又一个方面中，所述离子性部分可以在电泳之前的任何步骤中通过间接 附着物实现附着。所述间接附着物可以是抗生物素蛋白/生物素附着物。又一个方面是用于将样品中的带电分析物引入或应用于具有分析区的微 观流体器件的系统，所述系统包括以可操作的方式与第一电极连接的至少一个 大容量储存器、以可操作的方式与第二电极连接的至少一个分析区、以及用于将带电分子移出大容量储存器的至少一个连接器，其中所述大容量储存器和所 述分析区的流体连通的。所述至少一个连接器可以是毛细管。所述微观流体器 件可以包括分段式储存器，大容量储存器，大容量储存器通过连接器与分段式 储存器流体连通。所述分析区可以包括俘获位置。所述系统可以包括多个与独 立的分段式储存器流体连通的大容量储存器。附图简要说明附图说明图1示出对引入微观流体器件的样品进行浓縮的系统。图2A-C示出用于浓縮分析物的系统的三种实施方式。图2A示出的实施方 式中分析物蓄积于分段式储存器中。图2B示出的实施方式中分析物没有蓄积， 但是存在从微观流体器件上流过并且通过分析区的连续流。图2C示出的实施 方式中大容量储存器与微观流体器件整合。图3示出能够检测各样品中的多种分析物的微观流体器件。图4是说明本专利技术实施方式中，以离子性部分进行标记的抗体与所关心的 分析物在大容量储存器(LVR)中结合并且形成络合物，该络合物通过电泳至 微观流体器件的图。所述微观流体器件中附着有俘获剂(对所关心的分析物具 有特异性但是能识别不同表位(印itope)的第二抗体)。图5是说明的本专利技术实施方式中，使用结合有第一抗体(primary antibody) 的微粒作为固定相来结合大容量储存器中的分析物的图。添加以离子性部分进 行标记的第二抗体，该第二抗体也与所述分析物结合。使第一抗体裂解，从微 粒上释放出分析物络合物，该络合物被电泳至分段式储存器中。使用对所述离 子性部分具有特异性的俘获剂将络合物俘获至微观流体器件上。图6示出与图5所示类似的实施方式，该实施方式中，所关心的分析物最 初与微粒结合。使用生物素/抗生物素蛋白型键合使离子性部分附着于结合了 微粒的抗体。使所述抗体裂解，从微粒上释放出分析物，通过电泳引入到微观 流体器件。使用对所述分析物具有特异性的第二抗体将所述络合物俘获在所述 微观流体器件上。图7所示为检测血样中病毒核酸或蛋白的示范性测试的图表。将多个样品 中的分析物传送(例如通过电泳)经过分析区中的多个检测位置。专利技术详细说明I.引入微观流体学是设计、制造和使用能处理纳升或皮升量级体积的流体的器件 和方法的科学。一般来说，微观流体器件具有至少一个维度的尺寸小于l毫米的至少一个通道或容器。所述器件可以具有至少一个维度的尺寸小于0. 5毫米、 0. 2毫米或0. 1毫米的至少一个通道或容器。微观流体器件还可以具有微型泵、 闽、温度调节器等。制造微观流体器件的一些方法和途径是已知的，包括微型装配、整体微型 机械加工法、表面微型机械加工法、标准平版印刷法、湿法蚀刻、反应性离子 蚀刻、等离子体蚀刻、立体光刻(sterolithography)和激光化学三维纪录法、 软性平版印刷法、模块组装法、复制模塑法、注塑法、热模塑法、激光烧蚀法、 它们的组合方法、以及本领域中已知的其他方法。可以对一些这样的途径进行 调整用于本专利技术中，这是本领域技术人员显而易见的。对于微观流体器件的全 面综述可参见例如，Chovan等，"Microfabricated devices in biotechnology and biochemical processing" ， 7ye/20^ 5iofec力"o7. ， 2002 20: 116-22j Anthony等，"DNA array technology and diagnostic microb本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将样品中所关心的分析物引至微观流体器件的方法，其包括：在大容量储存器中提供水性样品，所述样品包含分析物并且体积大于１０微升，其中所关心的分析物带电或者缔合有带电分子；提供包括分析区的微观流体器件；提供连接器，其中大容量储存器和微观流体器件经由连接器流体连接；对分析物电泳，使其从大容量储存器经由连接器至微观流体器件；并且将分析物进一步传送至分析区，传送时间足以使分析区中的分析物浓度高于样品中的浓度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：C胡，
申请(专利权)人：麦捷柯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]