(57)【要約】  本発明は、流速が、１つの事前に選択された方向において、当該方向に垂直な方向より大きくなるように構成されるクロマトグラフィ用の分離媒体に関する。
2009518643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロマトグラフィ、特にゲル電気泳動で使用する分離媒体において、前記分離媒体は、優先流れ方向において流速が前記優先流れ方向に垂直な方向より大きくなるように構造化された本質的に二次元材料である、分離媒体。
【請求項２】
前記分離媒体が、前記優先流れ方向に対して≧８５°かつ≦９５°の方向において≧１０％かつ≦９９％の高気孔率を持つ領域と≧０％かつ≦６０％の低気孔率を持つ領域との交互の領域が設けられるように構造化される、請求項１に記載の分離媒体。
【請求項３】
前記高気孔率を持つ領域が、本質的に平行なチャネルを形成し、前記低気孔率を持つ領域が、前記チャネルに沿って壁を形成する、請求項１または２に記載の分離媒体。
【請求項４】
前記チャネルの幅が、≧１μｍかつ≦１０００μｍである、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の分離媒体。
【請求項５】
前記壁の厚さが、≧１００ｎｍかつ≦２００μｍである、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の分離媒体。
【請求項６】
前記優先流れ方向に対して≧８５°かつ≦９５°の角度に沿った断面における分離媒体のｍｍ毎のチャネル数が、≧１０かつ≦５００である、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の分離媒体。
【請求項７】
前記分離媒体が、ポリアクリル材料を有する、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の分離媒体。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の分離媒体を有するデバイスにおいて、低気孔率を持つ領域の架橋密度が、≧０．０５かつ≦１であり、及び／又は高気孔率を持つ領域の架橋密度が、≧０．０００１かつ≦０．５である、デバイス。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか一項に記載の分離媒体を生成する方法において、
ａ）少なくとも１つのモノマー物質を供給するステップと、
ｂ）優先流れ方向において流速が前記優先流れ方向に対して≧７５°かつ≦１０５°の角度を持つ方向より２倍以上大きくなるように構造化された材料を得るために所定の領域において前記モノマー物質を重合させるステップと、
を有する方法。
【請求項１０】
請求項１ないし８のいずれか一項に記載の分離媒体、及び／又は請求項９に記載の方法により作成された分離媒体を組み込んだシステムにおいて、
‐分子診断に使用されるバイオセンサ、
‐例えば血液又は唾液のような複雑な生物学的混合物におけるタンパク質及び核酸の高速かつ高感度の検出、
‐化学、医薬品又は分子生物学に対する高スループットスクリーニングデバイス、
‐例えば犯罪学におけるＤＮＡ又はタンパク質、（病院内の）現場試験、中央集権型研究所又は科学調査における診断に対する試験デバイス、
‐心臓学、感染症及び腫瘍学に対するＤＮＡ又はタンパク質診断、食物及び環境診断に対するツール、
‐分析デバイス、
の１つ以上で使用されるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クロマトグラフィ、特に生体分子のゲル電気泳動用のデバイスの分野を対象にする。
【背景技術】
【０００２】
クロマトグラフィ、特に生体分子の電気泳動は、通常は、ほとんどの場合、例えば分離が起こる少し前に水性媒体におけるアクリル及びビスアクリル（bisacryl）の重合により"そのままで（in situ）"作られるゲル状基板媒体において行われる。
【０００３】
しかしながら、特にゲル電気泳動に対して、クロマトグラフィの結果は、時々、分離媒体の非構造化性質のために信頼性を欠く。分析中に、この物質は、明確な帯域に現れない傾向にあるが、"突出部"及び"端部"を持ち、これは、特に例えば等電点又は重量において小さな差のみを持つ複数の生体分子が分離されるべきである場合に、分析精度を低減する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の目的は、生体分子のより信頼性の高いクロマトグラフィを可能にする分離媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、本発明の請求項１による分離媒体により解決される。したがって、クロマトグラフィ、特にゲル電気泳動で使用する分離媒体が提供され、前記分離媒体は、優先流れ方向（preferred flow direction）において流速が前記優先流れ方向に垂直な方向より大きくなるように少なくとも部分的に構造化された本質的に二次元材料である。
【０００６】
このような分離媒体を使用することにより、ほとんどの応用に対して、以下の利点の少なくとも１つが達成されることができる。
‐前記クロマトグラフィは、より制御され、したがって、前記クロマトグラフィの信頼性が強化される。
‐前記クロマトグラフィに必要とされる材料の量が減少されることができ、解像度は増大されることができる。
‐分離される種（species）の場所がより良く規定される。したがって、ＣＣＤカメラのような画素化電気光学システムによる読み出しがより良く規定されることになる。換言すると、クロマトグラフィ媒体におけるボクセル（＝体積画素）は、カメラセンサ上の画素と関連する。
【０００７】
用語"二次元材料"は、特に１つの次元における前記分離媒体の厚さが、他の次元のいずれか一方の＞０％かつ≦３５％であることを意味する及び／又は含む。
【０００８】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、多孔質及び／又は弾性材料である。
【０００９】
用語"多孔質材料"は、特に、分離されるべき材料との相互作用が種固有であり、異なる種に対して異なる流速を与えるように、材料流れ又は材料拡散に対して透明であるタイプの材料を意味する及び／又は含む。
【００１０】
本発明の一実施例によると、前記多孔質材料は、ポリマー鎖が水のような液体内で膨張され、材料輸送を可能にする前記ポリマー鎖間の空間又は孔を残すようなポリマーゲル状構造であることができる。本発明の一実施例によると、前記液体との物理的相互作用と前記ポリマーの架橋密度の組み合わせは、この場合、孔のサイズを決定する。
【００１１】
本発明の一実施例によると、前記多孔質材料は、事前に構造化された（pre-structured）ポリマー又は無機材料であり、前記材料の孔は、リソグラフィ手段により決定される。
【００１２】
本発明の一実施例によると、前記多孔質材料は、互いに密着したポリマー球のような構造のアセンブリであり、これにより、孔サイズは、前記構造の形状及びサイズにより決定される。
【００１３】
用語"流速"は、特に、例えばｍ／ｓで表わされる、種が前記多孔質媒体を通って移動する輸送速度を意味する及び／又は含む。これが、毛管力により又は圧力下で膜を通って送り込まれる液体により前記媒体に注入する流れる液体（溶離液）の流体力により引き起こされる種の輸送のような様々な輸送の原因を意味する及び／又は含むことに注意すべきである。
【００１４】
本発明では、用語"流速"は、特に、生体種（の少なくとも１つ）が前記分離媒体内を移動するｍｓ-1で表わされる速度を意味する及び／又は含む。
【００１５】
本発明内のほとんどの応用に対して、平均流速（又はアナライト（analyte）内の最速流れ部分の速度）を測定する及び／又は得る１つの方法は、追跡用染料、例えば蛍光染料を用いて得られることができる。この染料は、そのようなものとして前記ゲルに追加されることができるか、又は生体サンプルの一部であることができる。例えば、前記染料は、ＤＮＡサンプルと混合されることができる。前記染料の流れは、ほとんどの応用に対して、以下の異なる手段により記録されることができる。
‐目及び定規、これは、前記染料が典型的な距離、例えば１ｃｍにわたり移動するのにかかる時間をただ測定することにより前記流速の容易な利用しやすい示度を提供する。これは、デバイスの優先方向における前記流速を測定するのに特に適している。
‐例えば接眼レンズに距離表示を持つ、顕微鏡。これは、前方の流れと横向きの流れとの間の比を測定するために非優先次元における流速を測定するのに便利である。単純な実験は、前記染料がチャネル間の障壁を通過したかどうかを見ることである。
‐ＣＣＤカメラ。これは、デジタル化された方法であり、自動化されることができるので、もちろん、最も便利な方法である。
【００１６】
文献において、様々な追跡用染料が記載されている。例は、ブロモフェノールブルー、ブロモフェノールブルーナトリウム塩及びブロモクレゾールグリーンである。
【００１７】
一部の応用例において、２つ（以上）の異なる試験流体が使用されることにより優先流れ方向と前記優先流れ方向に垂直な方向との間の流れの比を測定することも実行可能である。例えば、第１のチャネルにおける流れに赤い染料が加えられるのに対し、近隣のチャネルに緑の染料が加えられる場合、これら２つの流体を混合するのにかかる時間（又は前記優先方向における流速が既知である場合に横方向の距離）を測定することができる（黄色の領域を観測する）。同じ原理は、第２の流れにおける消える粒子に対応するフルオロフォアを使用して適用されることもできる。
【００１８】
本発明の一実施例によると、前記流れは、少なくとも部分的には、表面電荷のために前記種が流れるようにする電場の存在により引き起こされる（電気泳動）。この場合、前記種は、静止液体内で流れる。また、効果の組み合わせも、考えられることができ、本発明の範囲内である。
【００１９】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に垂直な方向より大きくなるように構造化された総面積の≧６０％かつ≦１００％である。
【００２０】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に垂直な方向より大きくなるように構造化された総面積の≧７０％かつ≦１００％である。
【００２１】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に垂直な方向より大きくなるように構造化された総面積の≧８０％かつ≦１００％である。
【００２２】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧８５°かつ≦９５°の方向より大きくなるように少なくとも部分的に構造化された本質的に二次元材料である。
【００２３】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧８５°かつ≦９５°の方向より大きくなるように構造化された総面積の≧６０％かつ≦１００％である。
【００２４】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧８５°かつ≦９５°の方向より大きくなるように構造化された総面積の≧７０％かつ≦１００％である。
【００２５】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧８５°かつ≦９５°の方向より大きくなるように構造化された総面積の≧８０％かつ≦１００％である。
【００２６】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧８５°かつ≦９５°の方向より２倍以上大きくなるように構造化された総面積の≧６０％かつ≦１００％である。
【００２７】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧８５°かつ≦９５°の方向より２倍以上大きくなるように構造化された総面積の≧７０％かつ≦１００％である。
【００２８】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧８５°かつ≦９５°の方向より２倍以上大きくなるように構造化された総面積の≧８０％かつ≦１００％である。
【００２９】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧７５°かつ≦１０５°の方向より２倍以上大きくなるように構造化された総面積の≧６０％かつ≦１００％である。
【００３０】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧７５°かつ≦１０５°の方向より２倍以上大きくなるように構造化された総面積の≧７０％かつ≦１００％である。
【００３１】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧７５°かつ≦１０５°の方向より２倍以上大きくなるように構造化された総面積の≧８０％かつ≦１００％である。
【００３２】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧５５°かつ≦１２５°の方向より≧２倍かつ≦１００００倍大きくなるように構造化された総面積の≧６０％かつ≦１００％である。
【００３３】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧５５°かつ≦１２５°の方向より≧２倍かつ≦１００００倍大きくなるように構造化された総面積の≧７０％かつ≦１００％である。
【００３４】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧２５°かつ≦１５５°の方向より≧２倍かつ≦１００００倍大きくなるように構造化された総面積の≧８０％かつ≦１００％である。
【００３５】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧８５°かつ≦９５°の方向より≧４倍かつ≦１００倍大きくなるように構造化された総面積の≧６０％かつ≦１００％である。
【００３６】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧８５°かつ≦９５°の方向より≧４倍かつ≦１００倍大きくなるように構造化された総面積の≧７０％かつ≦１００％である。
【００３７】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧８５°かつ≦９５°の方向より≧４倍かつ≦１００倍大きくなるように構造化された総面積の≧８０％かつ≦１００％である。
【００３８】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧７５°かつ≦１０５°の方向より≧４倍かつ≦１００倍大きくなるように構造化された総面積の≧６０％かつ≦１００％である。
【００３９】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧７５°かつ≦１０５°の方向より≧４倍かつ≦１００倍大きくなるように構造化された総面積の≧７０％かつ≦１００％である。
【００４０】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧７５°かつ≦１０５°の方向より≧４倍かつ≦１００倍大きくなるように構造化された総面積の≧８０％かつ≦１００％である。
【００４１】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧５５°かつ≦１２５°の方向より≧４倍かつ≦１００倍大きくなるように構造化された総面積の≧６０％かつ≦１００％である。
【００４２】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧５５°かつ≦１２５°の方向より≧４倍かつ≦１００倍大きくなるように構造化された総面積の≧７０％かつ≦１００％である。
【００４３】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧５５°かつ≦１２５°の方向より≧４倍かつ≦１００倍大きくなるように構造化された総面積の≧８０％かつ≦１００％である。
【００４４】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧２５°かつ≦１５５°の方向より≧４倍かつ≦１００倍大きくなるように構造化された総面積の≧６０％かつ≦１００％である。
【００４５】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧２５°かつ≦１５５°の方向より≧４倍かつ≦１００倍大きくなるように構造化された総面積の≧７０％かつ≦１００％である。
【００４６】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧２５°かつ≦１５５°の方向より≧４倍かつ≦１００倍大きくなるように構造化された総面積の≧８０％かつ≦１００％である。
【００４７】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧８５°かつ≦９５°の方向より≧１０倍かつ≦５０倍大きくなるように構造化された総面積の≧６０％かつ≦１００％である。
【００４８】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧８５°かつ≦９５°の方向より≧１０倍かつ≦５０倍大きくなるように構造化された総面積の≧７０％かつ≦１００％である。
【００４９】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧８５°かつ≦９５°の方向より≧１０倍かつ≦５０倍大きくなるように構造化された総面積の≧８０％かつ≦１００％である。
【００５０】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧７５°かつ≦１０５°の方向より≧１０倍かつ≦５０倍大きくなるように構造化された総面積の≧６０％かつ≦１００％である。
【００５１】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧７５°かつ≦１０５°の方向より≧１０倍かつ≦５０倍大きくなるように構造化された総面積の≧７０％かつ≦１００％である。
【００５２】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧７５°かつ≦１０５°の方向より≧１０倍かつ≦５０倍大きくなるように構造化された総面積の≧８０％かつ≦１００％である。
【００５３】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧５５°かつ≦１２５°の方向より≧１０倍かつ≦５０倍大きくなるように構造化された総面積の≧６０％かつ≦１００％である。
【００５４】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧５５°かつ≦１２５°の方向より≧１０倍かつ≦５０倍大きくなるように構造化された総面積の≧７０％かつ≦１００％である。
【００５５】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧５５°かつ≦１２５°の方向より≧１０倍かつ≦５０倍大きくなるように構造化された総面積の≧８０％かつ≦１００％である。
【００５６】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧２５°かつ≦１５５°の方向より≧１０倍かつ≦５０倍大きくなるように構造化された総面積の≧６０％かつ≦１００％である。
【００５７】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧２５°かつ≦１５５°の方向より≧１０倍かつ≦５０倍大きくなるように構造化された総面積の≧７０％かつ≦１００％である。
【００５８】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、優先流れ方向において前記流速が前記優先流れ方向に対して≧２５°かつ≦１５５°の方向より≧１０倍かつ≦５０倍大きくなるように構造化された総面積の≧８０％かつ≦１００％である。
【００５９】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、前記優先流れ方向に対して≧８５°かつ≦９５°の方向において≧１０％かつ≦９９％の高気孔率を持つ領域及び／又は≧０％かつ≦６０％の低気孔率を持つ領域の交互の領域が設けられるように構造化される。
【００６０】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、前記優先流れ方向に対して≧７５°かつ≦１０５°の方向において≧１０％かつ≦９９％の高気孔率を持つ領域及び／又は≧０％かつ≦６０％の低気孔率を持つ領域の交互の領域が設けられるように構造化される。
【００６１】
本発明において、用語"気孔率（porosity）"は、特に、全体の体積に対する材料内の全ての孔又は空洞の体積の比を意味する又は含む。換言すると、気孔率は、材料の全体積に対する非固体体積の比率である。本発明において、気孔率は、特に０％ないし１００％の割合である。
【００６２】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、前記優先流れ方向に対して≧８５°かつ≦９５°の方向において≧４０％かつ≦９９％の高気孔率を持つ領域及び／又は≧５％かつ≦４０％の低気孔率を持つ領域の交互の領域が設けられるように構造化される。
【００６３】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、前記優先流れ方向に対して≧８５°かつ≦９５°の方向において≧６０％かつ≦９９％の高気孔率を持つ領域及び／又は≧１０％かつ≦３０％の低気孔率を持つ領域の交互の領域が設けられるように構造化される。
【００６４】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、前記優先流れ方向に対して≧７５°かつ≦１０５°の方向において≧４０％かつ≦９９％の高気孔率を持つ領域及び／又は≧５％かつ≦４０％の低気孔率を持つ領域の交互の領域が設けられるように構造化される。
【００６５】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、前記優先流れ方向に対して≧７５°かつ≦１０５°の方向において≧６０％かつ≦９９％の高気孔率を持つ領域及び／又は≧１０％かつ≦３０％の低気孔率を持つ領域の交互の領域が設けられるように構造化される。
【００６６】
本発明の一実施例によると、前記高気孔率を持つ領域は、本質的に平行なチャネルを形成し、及び／又は前記低気孔率を持つ領域は、壁を形成する。
【００６７】
本発明の一実施例によると、前記チャネルの幅は、≧１μｍかつ≦１０００μｍである。本発明の一実施例によると、前記チャネルの幅は、≧１０μｍかつ≦５００μｍである。本発明の一実施例によると、前記チャネルの幅は、≧５０μｍかつ≦２００μｍである。
【００６８】
本発明の一実施例によると、前記チャネルの高さは、≧０．５μｍかつ≦５００μｍである。本発明の一実施例によると、前記チャネルの高さは、≧２μｍかつ≦２５０μｍである。本発明の一実施例によると、前記チャネルの高さは、≧５μｍかつ≦１００μｍである。
【００６９】
本発明の一実施例によると、前記チャネルは、断面図において長方形断面を持つ。
【００７０】
前記チャネルが、断面図において非長方形及び／又は本質的に長方形でない断面を持つ場合、用語"幅"および"高さ"は、特に前記チャネルの最大の幅及び高さを意味する又は含むことに注意すべきである。
【００７１】
本発明の一実施例によると、前記チャネルは、断面図において三角形断面を持ち、本発明の一実施例によると、前記チャネルは、断面図において円錐断面を持ち、本発明の一実施例によると、前記チャネルは、断面図において台形断面を持つ。
【００７２】
本発明の一実施例によると、前記壁の厚さは、≧１００ｎｍかつ≦２００μｍである。本発明の一実施例によると、前記壁の厚さは、≧１μｍかつ≦１００μｍである。本発明の一実施例によると、前記壁の厚さは、≧１０μｍかつ≦５０μｍである。
【００７３】
本発明の一実施例によると、前記優先流れ方向に対して≧８５°かつ≦９５°の角度に沿った断面における分離媒体のｍｍ毎のチャネル数は、≧２かつ≦５００である。
【００７４】
本発明の一実施例によると、前記優先流れ方向に対して≧８５°かつ≦９５°の角度に沿った断面における分離媒体のｍｍ毎のチャネル数は、≧４かつ≦３００である。
【００７５】
本発明の一実施例によると、前記優先流れ方向に対して≧８５°かつ≦９５°の角度に沿った断面における分離媒体のｍｍ毎のチャネル数は、≧５かつ≦２００である。
【００７６】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、少なくとも１つのアクリルモノマー及び少なくとも１つの多官能性アクリルモノマーの重合から作られるポリアクリル材料を有する。
【００７７】
前記モノマーは、一実施例によると、前記モノマーから形成されるポリマーが容易に水を吸収し、膨張した媒体を形成するような範囲から選択される。
【００７８】
本発明の一実施例によると、前記アクリルモノマーは、アクリルアミド、アクリル酸、ヒドロキシエチルアクリレート、エトキシエトキシエチルアクリレート又はこれらの混合物を有するグループから選択される。
【００７９】
本発明の一実施例によると、前記多官能性アクリルモノマーは、ビスアクリル、トリアクリル、テトラアクリル及び／又はペンタアクリルモノマーである。
【００８０】
本発明の一実施例によると、前記多官能性アクリルモノマーは、ビスアクリルアミド、トリプロピレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトール、トリアクリレート又はこれらの混合物を有するグループから選択される。
【００８１】
本発明の一実施例によると、前記低気孔率を持つ領域における架橋密度は、≧０．０５かつ≦１であり、及び／又は前記高気孔率を持つ領域における架橋密度は、≧０．０００１かつ≦０．５である。
【００８２】
本発明において、用語"架橋密度"は、特に以下の定義を意味する又は含む。架橋密度δXは、ここで、δX＝Ｘ／(Ｌ＋Ｘ)として定義され、ここでＸは多官能性モノマーのモル分率であり、Ｌは線形鎖（＝非多官能性）形成モノマーのモル分率である。線形ポリマーにおいて、δX＝０であり、完全に架橋されたシステムにおいて、δX＝１である。
【００８３】
本発明の一実施例において、前記分離媒体は、線形ポリマーを有し、ゲル形成は、ポリマー鎖間の二次相互作用による物理的架橋により強化される。アガロースのような天然ポリマーは、この性質を示し、したがって、しばしばゲル化材料として使用される。この場合、メッシュサイズ又は孔サイズは、緩衝溶液内のポリマーの濃度により、より強く決定される。
【００８４】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、孔がリソグラフィ手段により決定される事前に構造化されたポリマー又は無機材料を有する。
【００８５】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、互いに密着されたポリマー球のような構造のアセンブリを有し、孔サイズは、前記構造の形状及びサイズにより決定される。
【００８６】
本発明の一実施例によると、前記球の内径は、≧０．２μｍかつ≦１０μｍであり、本発明の一実施例によると、前記球の内径は、≧０．５μｍかつ≦５μｍである。
【００８７】
本発明の一実施例によると、前記球の表面は、生体分子間の特別な相互作用が生じ、この特別な相互作用で分離が起こるように修正される。この記載における用語、生体分子は、クロマトグラフィに対して適切であり、少なくとも部分的に生物学的性質を持つ又は生物学的物質に基づいて加工される物質を有する。この用語は、化学により一般的に与えられる定義の分子に限定されない。さらに、本発明は、化学物質にも適用可能である。
【００８８】
本発明の一実施例によると、前記高気孔率を持つ領域は、相互接続された井戸として設けられる。本発明において、用語"井戸"は、特に、前記分離材料の成分が自体を集める確率が周りの領域より高い領域を意味する及び／又は含む。
【００８９】
本発明の一実施例によると、前記井戸は、≧１μｍかつ≦２００μｍの平均幅を持ち、一実施例によると、≧１０μｍかつ≦１００μｍの平均幅を持ち、一実施例によると、≧２０μｍかつ≦５０μｍの平均幅を持つ。
【００９０】
本発明の一実施例によると、前記井戸は、≧１μｍかつ≦２００μｍの平均長さを持ち、一実施例によると、≧１０μｍかつ≦１００μｍの平均長さを持ち、一実施例によると、≧２０μｍかつ≦５０μｍの平均長さを持つ。
【００９１】
本発明は、更に、本発明による分離媒体を生成する方法に関し、前記方法は、
ａ）少なくとも１つのモノマー物質を供給するステップと、
ｂ）優先流れ方向において流速が、前記優先流れ方向に対して≧７５°かつ≦１０５°の角度を持つ方向より≧２倍大きくなるように構造化された材料を得るために所定の領域において前記モノマー物質を重合させるステップと、
を有する。
【００９２】
本発明の一実施例によると、ステップａ）における前記モノマーは、アクリル酸、アクリル酸エステル、アクリル酸アミド、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、メタクリル酸アミド、及びこれらの混合物を有するグループから選択される。
【００９３】
本発明の一実施例によると、ＵＶ開始を含む前記重合が達成される。ＵＶ開始は、少量（＜６重量％、好ましくは０．０１ないし３重量％、より好ましくは０．１ないし１．５重量％）の光開始剤の存在により活性化される。
【００９４】
本発明は、更に、記載された分離媒体を有するデバイスに関する。
【００９５】
本発明の一実施例によると、前記デバイスは、少なくとも１つの追加的なガラス基板を備える。
【００９６】
本発明の一実施例によると、前記ガラス基板は、電極を備える。
【００９７】
本発明の一実施例によると、前記デバイスは、少なくとも１つのカバーガラスを有し、前記少なくとも１つのカバーガラスは、本発明の一実施例によると、電極を備える。
【００９８】
本発明の一実施例によると、前記デバイスは、前記少なくとも１つのカバーガラスを備えた少なくとも１つの弾性層を更に有し、前記弾性層は、前記分離媒体の前記井戸の高さの許容度を補償することを提供する。本発明の一実施例によると、前記弾性層は、有機ポリマー、シリコンポリマー又はこれらの混合物を有するグループから選択される材料を有する。
【００９９】
本発明の一実施例によると、前記デバイスは、ＣＣＤカメラを更に有する。
【０１００】
本発明の一実施例によると、前記分離媒体は、井戸を有し、前記井戸は、水平ピッチと垂直ピッチとの間の比において、より少ない程度に、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）カメラのような自動分析器の形状に対応する。前記ＣＣＤカメラは、連結又は結合されたキャパシタ（画素）のアレイを含む集積回路からなる、画像を記録するセンサである。外部回路の制御下で、各キャパシタは、前記各キャパシタの電荷を近隣のキャパシタのいずれかに輸送することができ、最終的に各画素を最初に帯電させた光強度に関する情報を提供する。前記キャパシタのアレイは、水平の行に対して周期ｐｈ及び垂直の列に対してｐｖで組織化された例えば１２８０×１０２４画素の行列を形成する。好ましくは、前記チャネル内の前記井戸の位置は、前記チャネルの周期性がＰｖである場合に、前記井戸の周期性が、
Ｐh＝Ｐv(ｐh／ｐv)  （式１）
により与えられるようになっている。
【０１０１】
このように、井戸の位置は、前記ＣＣＤカメラの画素の位置に対応する。特別な場合には、Ｐh＝ｐh及びＰv＝ｐvである。この場合、前記分離デバイスのボクセルは、前記カメラの画素と１：１でマッチする。しかしながら、式１が満たされる限り、Ｐh≠ｐh及びＰv≠ｐvも可能である。後者の場合、前記ボクセルは、レンズシステムを用いて前記画素に関連付けられる。
【０１０２】
本発明による分離媒体、方法及び／又はデバイスは、様々なシステム及び／又はアプリケーション、中でも、
‐分子診断に使用されるバイオセンサ、
‐例えば血液又は唾液のような複雑な生物学的混合物におけるタンパク質及び核酸の高速かつ高感度の検出、
‐化学、医薬品又は分子生物学に対する高スループットスクリーニングデバイス、
‐例えば犯罪学におけるＤＮＡ又はタンパク質、（病院内の）現場試験、中央集権型研究所又は科学調査における診断に対する試験デバイス、
‐心臓学、感染症及び腫瘍学に対するＤＮＡ又はタンパク質診断、食物及び環境診断に対するツール、
‐分析デバイス、
の１つ以上で使用されることができる。
【０１０３】
前述の構成要素、及び請求項の構成要素、及び記載される実施例における本発明によって使用されるべき構成要素は、関連分野において既知である選択基準が制限なく使用されることができるようにサイズ、形状、材料選択及び技術概念に対して特別な例外を受けない。
【０１０４】
本発明の対象の追加の詳細、フィーチャ、特徴及び利点は、従属請求項、図、それぞれの図の以下の記載、及び典型的な形で本発明による分離媒体及びデバイスのいくつかの好適な実施例を示す例において開示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１０５】
図１は、クロマトグラフィされるべきサンプルの注入の前の本発明の第１の実施例による分離媒体１の非常に概略的な平面図を示す。分離媒体１は、幾分かチャネルの形式で設けられた高気孔率を持つ領域１０と、幾分か壁の形式で設けられた低気孔率を持つ領域２０とを有する。クロマトグラフィされるべきサンプルは、この場合、およそ"ｘ"でマークされた位置において前記分離媒体に注入される。この実施例は、典型的なだけであり、チャネル及び壁の数が、ほとんどの実施例に対して、かなり多いことに注意すべきである。
【０１０６】
図２は、１回の電気泳動ステップを実行した後の図１の分離媒体の非常に概略的な平面図を示す。前記サンプル内の異なるセットの生体分子が、チャネル１０の"入り口"の直前に理想的に並んでいることがわかる。
【０１０７】
図３は、更に他の電気泳動ステップを実行した後の図１及び図２の分離媒体の非常に概略的な平面図を示す。図３において、特定のチャネルに一度入った生体分子が、同じチャネルに閉じ込められ、したがって電気泳動の信頼性が大幅に改良されることがわかる。
【０１０８】
図４は、本発明の第２の実施例による分離媒体１'の非常に概略的な切り出し（cut-out）平面図を示す。この実施例において、高気孔率を持つ領域１０'は、相互接続された井戸の形式で設けられる。図３の電気泳動を実行する場合、前記生体分子は、最終的に、井戸内、すなわち前記分離媒体内の規定された横方向位置で終わる可能性が高い。理想的には、前記井戸のピッチは、前記分離媒体の写真が撮られ、自動的に分析されることができるようにＣＣＤカメラのピッチに等しい。
【０１０９】
図５は、本発明の一実施例による分離媒体を使用し、カバーグラス１００及び弾性層１１０を更に有するデバイス１'の非常に概略的な断面図を示す。前記弾性層は、チャネル１０間の流れが更に減少されるように井戸２０内の許容度を補償するように機能する。
【０１１０】
例１
本発明は、‐単に典型的な形式で‐本発明の一実施例による分離媒体の製造を示す以下の例１により更に説明される。
【０１１１】
ガラス基板上に、光開始剤を備えた多官能性エポキシの固体層の５０μｍの厚さのフィルムが付着される。この目的に非常に適したエポキシ材料の例は、SU-8の名称でMicroChem Inc.により市販されている。SU-8は、基本的に、もともとＩＢＭにより開発され、特許された（米国特許番号４８８２２４５（１９８９）等）、（Shell Chemicalからの）EPON SU-8エポキシ樹脂に基づく、ネガ型エポキシタイプ近紫外フォトレジストである。前記ガラス板は、水／界面活性剤で取り除かれる。前記５０μｍのエポキシフィルムは、３０００ｒｐｍのスピン速度で３０秒だけSU-8 50 （Micro Chem Inc.; エポキシドは溶解され、粘性は供給者により調整される）をスピンコーティングすることにより達成される。
【０１１２】
残りの溶媒は、９５℃における１５分間のソフトベーク（soft bake）により除去され、サンプルは、室温においてマスクアライナ（mask aligner）から１６５ｍＪ.ｃｍ-2のＵＶ光で照射される。前記マスクのオープン領域は、前記チャネルの壁が形成される場所を決定する（ネガ型レジスト）。ＵＶ照射の後に、ポストベークが９５℃で１５分間与えられる。
【０１１３】
非照射領域は、プロピレングリコールメチル酢酸エーテル（ＰＧＭＥＡ）での５分間の洗浄により除去される。前記ＰＧＭＥＡは、この後に、プロパノール‐２での１分間の洗浄により除去される。
【０１１４】
例２
この例において、上述の弾性層を持つカバーガラスが使用される。
【０１１５】
前記ガラス板は、前記分離媒体による前記チャネルの充填を確立し、これをアナライトとともにロードするために孔を備えられる。前記ガラス板を前記壁及び構築領域に効率的に接着するために、前記ガラス板は、２０００ｒｐｍにおける１分間のSU-8 5のスピンコーティングにより得られる薄膜SU-8でコーティングされる。前記ガラス板は、未硬化材料の軟化点を優に上回る１５０℃の温度で壁と接触してSU-8面で加圧され（５０００Ｎ.ｍ-2）、加圧下で全体的な構成を維持してＵＶ光（３００ｍＪ.ｃｍ-2）で照射される。更に良い接着は、前記SU-8に少量のビスフェノールＡのグリシジルエーテルを加えることにより得られ、前記SU-8壁に接着される前に前記SU-8のより良い流れを可能にする。
【０１１６】
上で詳述された実施例における要素及びフィーチャの特定の組み合わせは、典型的なだけであり、これらの教示の、本願及び参照により組み込まれる特許／出願における他の教示による、交換及び代用も、明らかに考えられる。当業者は、ここに記載されたものの変更例、修正例及び他の実施例が、請求される本発明の範囲及び精神から逸脱することなく当業者が思いつくことができることを認識する。したがって、先行する記載は、例としてのみ記載され、限定することを意図されない。本発明の範囲は、以下の請求項及び同等物において規定される。更に、前記記載及び請求項において使用される参照符号は、請求される本発明の範囲を限定しない。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】クロマトグラフィされるべきサンプルの注入の前の本発明の第１の実施例による分離媒体の非常に概略的な平面図を示す。
【図２】１回の電気泳動ステップを実行した後の図１の分離媒体の非常に概略的な平面図を示す。
【図３】更に他の電気泳動ステップを実行した後の図１及び図２の分離媒体の非常に概略的な平面図を示す。
【図４】本発明の第２の実施例による分離媒体の非常に概略的な切り出し平面図を示す。
【図５】本発明の一実施例による分離媒体を使用し、カバーグラス及び弾性層を更に有するデバイスの非常に概略的な切り出し断面図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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