(57)【要約】  【課題】製造容易で且つ単純な構造でありながら、生体分子分析への応用に好適である多次元的な試料の分離技術を提供する。  【解決手段】分離のためのデバイスは、第１の特性に従ってサンプル中の分子を分離するための第１の分離流体輸送機構を含む第１の基材と、第２の特性に従ってサンプル中の分子を分離するための第２の分離流体輸送機構を含む第２の基材とを含む。第１及び第２の基材は異なる平面中にあり、第１及び第２の分離流体輸送機構が、制御されることにより互いに連結可能であるように構成される。【選択図】図２
2006215033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の特性に従ってサンプル中の分子を分離するための第１の分離流体輸送機構を含む第１の基材と、第２の特性に従ってサンプル中の分子を分離するための第２の分離流体輸送機構を含む第２の基材とを含み、第１の及び第２の基材が異なる平面中にあり、また第１の及び第２の分離流体輸送機構が互いに連結可能であることを特徴とするデバイス。
【請求項２】
前記第１の特性と前記第２の特性とは、互いに異なっていることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記第１の特性と前記第２の特性とは、同じであることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記デバイスの前記第１及び第２の分離流体輸送機構を含む流体転送機構のうち少なくとも１つの該流体輸送機構を通じた流体の流れは、前記流体輸送機構の異なる領域における圧力差を設けることにより制御されることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記第１及び第２の分離流体輸送機構は、スライド可能で且つ前記第１の基材及び／又は前記第２の基材と液体密封的に接触した切替え構造を介して互いに連結可能であり、該切替え構造は、該切替え構造の流体輸送機構によって、１以上の基質流体輸送機構の配列上に、制御可能な異なる複数の流路の形成を可能にすることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記第１及び第２の流体輸送機構は、分離導管を含み、該分離導管の各々は、注入ポート及び送出ポートに連通することを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記流体輸送機構は、分離媒体を含むことを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
前記流体輸送機構は、高分子素材を含むことを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記高分子素材は、前記デバイス内のｉｎ  ｓｉｔｕで形成されることを特徴とする、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記第１及び第２の分離特性は、等電点、荷電、極性、質量、分子量、結合分子への親和性、疎水性、対掌性、及びバイオポリマーの配列特性からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記デバイスの前記流体輸送機構は、親和性マトリックスを含むことを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記親和性マトリックスは、サンプルを分離流体輸送機構へと導入する前にサンプルから消費されるタンパク質に対する結合パートナーを含むことを特徴とする、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記デバイスは、分離前又は分離後にサンプルを処理するための流体輸送機構をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記処理を行うための流体輸送機構は、開裂剤を含むことを特徴とする、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記開裂剤は、ペプチド結合を開裂させるための薬剤を含むことを特徴とする、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記切替え構造は、第１の位置から第２の位置に移動させた時に前記第１の流体輸送機構から前記第２の流体輸送機構へと流体を提供するための導管を切替えることを含むことを特徴とする、請求項５に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記切替え構造は、前記第１の分離流体輸送機構から前記第２の基材上における少なくとも１つの前記第２の流体輸送機構へと流体を選択的に提供するための複数の切替え導管を含むことを特徴とする、請求項１６に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記第２の基材は、複数の第２の分離流体輸送機構を含むことを特徴とする、請求項１７に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記デバイスは、前記流体輸送機構による分離前又は分離後にサンプルを保持するためのサンプル保持リザーバーを含むことを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記サンプル保持リザーバーは、廃液リザーバーを含むことを特徴とする、請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２１】
前記廃液リザーバーは、分離導管を通過した望まない成分を受けることを特徴とする、請求項２０に記載のデバイス。
【請求項２２】
前記第２の基材上の注入ポートを前記第１の基材上の送出ポートへとつなぐ流体輸送機構の連結において圧力差を与えることにより、流体が前記第１の基材から前記第２の基材へと移動されることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２３】
前記切替え導管を通過する流体の流れの流速を、前記第１及び第２の分離導管に関する導管を切替える位置に基づいて変化させることが可能とされることを特徴とする、請求項１６に記載のデバイス。
【請求項２４】
前記切替え導管を通過する流体の流れの流速を、前記切替え導管が第１の位置にあり且つ前記第１の分離導管と流体が連通する時に前記第１の分離導管を通過する流れを制御するためのポンプにより制御することが可能とされることを特徴とする、請求項２３に記載のデバイス。
【請求項２５】
前記切替え導管を通過する流体の流れの流速を、前記切替え導管が第２の位置にあり且つ前記第２の分離導管と流体が連通する時に前記第２の分離導管を通過する流体の流れを制御するためのポンプにより制御することが可能とされることを特徴とする、請求項２３に記載のデバイス。
【請求項２６】
サンプルを前記デバイスへと導入するための前記第１の分離流体輸送機構に連通するサンプル注入ポートを含むことを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項２７】
請求項１に記載のデバイスと、サンプル成分を検出するために前記デバイスの１以上の流体輸送機構に連通する検出器とを含むことを特徴とするシステム。
【請求項２８】
請求項２６に記載のシステムのサンプル注入ポートへとサンプルを導入するステップと、
前記第１の基材の前記第１の分離流体輸送機構で、第１の特性に従いサンプル成分を分離するステップと、
第２の特性に従う分離のために、前記第２の基材の前記第２の分離流体輸送機構に対し、第１の特性に従って分離されたサンプル成分を提供するステップとを含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多次元液体クロマトグラフィー等の流体を用いた試料分離技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
多次元の液体クロマトグラフィー（ＬＣ）は、多くの複雑なプロテオームサンプルが要求する最高の分離性能を提供する。これらのサンプルの酵素的消化から得られるタンパク質又はペプチドは、通常は強陽イオン交換（ＳＣＸ、Ｓｔｒｏｎｇ  Ｃａｔｉｏｎ  Ｅｘｃｈａｎｇｅ）クロマトグラフィーを使用した第１の次元において分離され、また逆相高圧液体クロマトグラフィーカラム（ＲＰ−ＨＰＬＣ、ｒｅｖｅｒｓｅ  ｐｈａｓｅ  ｈｉｇｈ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）等のような第２の次元のキャピラリーカラムへと溶出される。第１の次元のＳＣＸカラムは、オンラインの２次元的な（２−Ｄ）ＬＣ分離を達成するために、低いデッドボリュームのロータリーバルブを通過して第２の次元のカラムと連結することができる。このようなシステムは３つの充填されたカラムと１２個までの標準的な液体クロマトグラフィー用のフィッティング（接続具）を必要とし得る。μＬ／分以下の流速において、流体の漏れ及び詰まりがしばしば発生する。
【０００３】
多数の異なる分離技術を採用し実行するために、微小流体デバイスを適合させることができる。例えば、キャピラリー電気泳動（ＣＥ）は、分子を、その分子の電気泳動的な移動性における違いに基づいて分離する。通常は、微小流体デバイスは、流体の流れを引き起こし、及び／又は流れの切替えを提供するための制御された電場の適用を採用する。再現可能な、及び／又は高解像度の分離を達成するために、流体サンプルの「打ち込み（ｐｌｕｇ）」（これは予め決定された容量の流体サンプルである）は、キャピラリー分離カラム又は導管中に、制御可能であるように注入されなければならない。タンパク質等のような高分子量の、荷電された、生体分子の分析物を含有する流体サンプルについては、数センチメートルの長さのキャピラリー電気泳動分離導管を含む微小流体デバイスが、マイクロメートルオーダーの長さを有する少量の流体サンプルにおけるサンプルの分離を実行することにおいて効果的に使用され得る。ひとたび注入されると、レーザー誘起蛍光（ＬＩＦ）等のような高感度の検出が、分離された蛍光標識されたサンプル成分を解明するために採用される。
【０００４】
通常、キャピラリー電気泳動は、クロマトグラフィー技術と相性が良くない。しかしながら、電気浸透流を生じさせるための電場の応用を含む、エレクトロクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー及びキャピラリー電気泳動との融合が提案されている。例えば、Ｎｅｌｓｏｎらは、サンプルの単離（濃縮又は富化）を達成するべく大きな表面積を有するカラムを通過する移動相を動かすために電気浸透流を採用する微小流体デバイスを記述している（特許文献１、２参照）。電場が適用される時、電気浸透流は充填されたカラムの中を通過して移動相を動かす。しかし、例えばクロマトグラフィービーズの表面等のような荷電された固定相の表面は、動電学的な流れの生成及び／又は切替え及び分離に関与することになる。従って、キャピラリーエレクトロクロマトグラフィーは多数の欠点に苦しめられる。例えば、流れの切替え及び分離における個々の制御を、キャピラリーエレクトロクロマトグラフィーにおいて達成することは困難である。加えて、任意の特定のサンプルについて、流れの切替え及び分離の両方について好適な表面を製造することは困難である。なおその上に、キャピラリーエレクトロクロマトグラフィーは、信頼性を有するグラジェントクロマトグラフィーを実行することができない。なぜなら、分離の間に移動相が変化するために、電気浸透流に関係する固定相上の表面電荷もまた変化するからである。
【０００５】
微小流体デバイスは比較的単純な構造を有しているため、それらは理論上安価に工業生産される。それにもかかわらず、このようなデバイスの製造は各種の課題を提起する。例えば、表面効果が支配的になり、また大きな流れの部分が比例的により小さくなる時に、微小流体デバイスの小さな流路内における流体の流れの特性は、より大型のデバイスにおける流体の特性と異なる可能性を有する。従来の液体クロマトグラフィーに関連する圧力で駆動される流れは、充填されたカラムを通過する流れを提供することにおいては有用であるが、このような圧力で駆動される流れは、分離のための微小流体デバイスにおいて成功裡に採用されてはいない。従って、分析物及び流体を動かす駆動力の提供がこのような微小流体デバイスへと取り込まれるべきであり得る。このことは、電極を使用することによる駆動力の提供を含み得るが、それは微小流体デバイスのコストを付加する可能性を有する。
【０００６】
多くの特許が、微小流体デバイスにおいて採用される多様なバルブ技術を開示する。例えば、Ｓｉｔｔｌｅｒらは、ポリイミドフィルムダイヤフラムを屈曲させるための制御力を採用したマイクロマシン化されたバルブを開示する（特許文献３参照）。同様に、Ｌｅｅらは、血流を導くための制御可能なカンチレバー（ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ）を採用した微小バルブを記載する（特許文献４、５参照）。Ｗｉｓｅらは、作動を静電的に制御するモノリシックな微小流体コントローラーを備えて一体化された微小バルブ構造を記載する（特許文献６参照）。Ｍａｄｏｕらは、電気化学的に開きまた閉まることができるマイクロマシン化されたバルブを開示する（特許文献７参照）。その他のバルブ操作及び制御の態様も記載されている（特許文献６、８〜１２参照）。これらのバルブの多くは構造において複雑であり、過大なデッドスペース（すなわち微小流体デバイス内の使用されていない不必要な空間）によって、ある種の生体分子の分析への応用において必要とされる迅速な応答時間を達成することができない。
【特許文献１】米国特許第５，７７０，０２９号明細書
【特許文献２】米国特許第６，００７，６９０号明細書
【特許文献３】米国特許第４，８６９，２８２号明細書
【特許文献４】米国特許第５，７７１，９０２号明細書
【特許文献５】米国特許第５，８１９，７９４号明細書
【特許文献６】米国特許第５，４１７，２３５号明細書
【特許文献７】米国特許第５，３６８，７０４号明細書
【特許文献８】米国特許第５，３３３，８３１号明細書
【特許文献９】米国特許第５，７２５，０１７号明細書
【特許文献１０】米国特許第５，９６４，２３９号明細書
【特許文献１１】米国特許第５，９２７，３２５号明細書
【特許文献１２】米国特許第６，１０２，０６８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、製造容易で且つ単純な構造でありながら、生体分子分析への応用に好適である多次元的な試料の分離技術を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による分離のためのデバイスは、第１の特性に従ってサンプル中の分子を分離するための第１の分離流体輸送機構を含む第１の基材と、第２の特性に従ってサンプル中の分子を分離するための第２の分離流体輸送機構を含む第２の基材とを含む。第１及び第２の基材は異なる平面中にあり、第１及び第２の分離流体輸送機構が、制御されることにより互いに連結可能であるように構成される。本発明によるデバイスを用いた特有の方法によるデバイスは、分離のためのシステムを構成し得る。
【０００９】
本発明は、多次元的な分離を実行するための、多層の微小流体チップ、及び複数の微小流体チップとインターフェース装置とを含むシステムを提供する。インターフェース装置もまた提供され、ここには異なる複数のチップ上における流体連絡ポートを配列するための装置を含む。１つの態様において、この配列されたポートは圧力シールされて互いに接触する。その他の態様において、複数の微小流体チップをつなぎ合わせる実質的に漏れがないインターフェースを提供する。
【００１０】
１つの態様において、本システムは、分離に加えて以下の、限定するものではないが：サンプル収集、サンプル調製、サンプル導入、検出、及び化合物同定を含む１以上の機構を実行する。
【００１１】
１つの実施形態において、本発明は、第１の特性に従ってサンプル中の分子を分離するための第１の分離流体輸送機構を有する第１の基材と、第２の特性に従ってサンプル中の分子を分離するための第２の分離流体輸送機構を有する第２の基材とを含むデバイスに関する。第１の及び第２の基材は異なる平面にあり、また第１の及び第２の基材が互いに（直接的又は間接的に）連結可能である。１つの態様において、第１の及び第２の特性は互いに異なっている。デバイスの少なくとも１つの流体輸送機構を通じた流体の流量は、該流体輸送機構の異なる領域における圧力差を設けることにより制御され得る。
【００１２】
１つの実施形態において、第１の及び第２の分離流体輸送機構は、スライド可能で且つ第１の及び／又は第２の基材と液体密封的に接触した切替え構造を介して互いに連結可能であり、該切替え構造が、該切替え構造の流体輸送機構によって、１以上の基質流体輸送機構の配列上に、制御可能な異なる複数の流路の形成を可能にする。
【００１３】
その他の実施形態において、第１の及び／又は第２の基材は、移動相中の選択された移動相成分のグラジェントを生じさせるための統合されたグラジェント発生手段を含み、また、該グラジェント発生手段から分離導管へと移動相を輸送することを可能にするために適合される。
【００１４】
さらなる実施形態において、本デバイスの分離流体輸送機構は、分離媒体を含む。ある種の実施形態において、該分離媒体は高分子素材を含む。１つの態様において、該高分子素材はデバイス内のｉｎ  ｓｉｔｕ（本来の場所）で形成される。
【００１５】
分離特性は、限定するものではないが、等電点、荷電、極性、質量、分子量、結合分子への親和性、疎水性、対掌性（キラリティー）、及びバイオポリマーの配列特性を含み得る。
【００１６】
ある種の態様において、デバイスは、親和性マトリックスを含む流体輸送機構を含む。該親和性マトリックスは、サンプルを分離流体輸送機構へと導入する前にサンプルから消費されるタンパク質に対する結合パートナーを含み得る。
【００１７】
１つの実施形態において、デバイスは、分離前又は分離後にサンプルを処理することに関する流体輸送機構をさらに含む。例えば、ある種の実施形態において、処理を行うための流体輸送機構は、ペプチド結合を開裂させるための開裂剤等のような開裂剤を含む。
【００１８】
他の実施形態において、デバイスは、流体輸送機構による分離の前に又は分離後のためにサンプルを保持するためのサンプル保持リザーバーを含み得る。１つの特徴として、サンプル保持リザーバーは廃液リザーバーを含む。他の特徴として、廃液リザーバーは、分離導管を通過してきた望まない成分を受け取る。
【００１９】
流体は、各種のメカニズムによって第１の基材から第２の基材へと移動される。１つの特徴として、流体は、第２の基材上の注入ポートを第１の基材上の送出ポートへとつなぐ流体輸送機構の連結において圧力差を与えることにより、第１の基材から第２の基材へと移動され得る。
【００２０】
ある種の態様において、サンプルは、１以上のサンプル注入ポートを介して、デバイスの１以上の流体輸送機構へと導入される。１つの特徴として、サンプル注入ポートはマイクロタイタープレートと適合させることができる。例えば、（複数の）サンプル注入ポート間の中心間距離を、マイクロタイタープレートの１以上の列及び／又は行のウェルにおける中心間距離と等しくすることができる。
【００２１】
１つの実施形態において、本発明は、上述の任意のデバイス及び、サンプル成分を検出するために１以上の流体輸送機構に連通する検出器とを含む、システムに関する。デバイスは、デバイスの１以上の流体輸送機構を通過する流体の流れをモニターするためのセンサーを含むこともできる。１つの態様において、本システムは、分離されたサンプル成分を分析するための分析モジュールをさらに含む。分析モジュールは、例えば質量分析計を含むことができる。ある種の態様において、本システムは、分離されたサンプル成分を分析モジュールへと提供するためのインターフェースモジュールをさらに含む。例えば、インターフェースモジュールは、エレクトロスプレーを含むことができる。
【００２２】
その他の実施形態において、本発明は、デバイスの注入ポートへとサンプルを導入するステップ、第１の基材の分離流体輸送機構において第１の特性に従いサンプル成分を分離するステップ、及び第２の特性に従う分離のために、第２の基材における第２の分離流体輸送機構に対し、第１の特性に従って分離されたサンプル成分を提供するステップ、を含む方法に関する。１つの特徴として、本方法は、サンプル成分についてのデータを得るために、第２の特性に従って分離されているサンプル成分を分析モジュールへと提供することをさらに含み得る。例えば、ある場合には、データはサンプル成分の質量に関するデータを含み得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の目的及び特徴は、以下の詳細な説明及び添付図面を参照することにより、より良く理解することができる。本明細書中に示される図面は必ずしも現寸通りではなく、いくつかの要素及び特徴が明瞭化のために強調される等の変更が行われる。
【００２４】
本発明を詳細に記載する前に、本発明は、記載する特定のデータ、方法ステップ、又は装置に限定されるものでなく、当然に変化し得るものであることを理解すべきである。また、本明細書中で使用する用語は、特定の実施形態のみを記載することを目的とするものであり、限定されることを意図しない。本明細書中に列挙される方法は、列挙された順序の事象において実行されるのと同様に、論理的に可能な列挙される事象を任意の順序で実行することができる。さらに、値の幅が与えられる場合、その幅の上限値と下限値の間の各中間値及び、任意のその他の規定値、又は規定された範囲における中間値が本発明に含まれる。また、記載される発明のバリエーションにおける任意の付加的な特徴は独立して説明されまた権利請求され得るか、あるいは本明細書中に記載される任意の１以上の特徴と組合せることができる。特許請求の範囲は、任意の付加的な要素を排除するために作成され得ることがさらに留意される。そのようなものとして、この記述は、特許請求の範囲の要素の列挙と共に「専ら」「唯一」等のような限定された用語を使用するための、又は「否定的な」限定を使用するための根拠として働くことを意図する。
【００２５】
以下に他に規定しない限り、本明細書中で使用する全ての技術用語及び科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者に共通に理解される意味と同一の意味を有する。さらに、特定の要素については、明確さのために本明細書中で規定する。
【００２６】
本明細書中で言及する全ての刊行物は、該刊行物と関連して引用されている方法及び／又は素材を開示及び説明するために、参照により本明細書中に組み入れるものとする。
【００２７】
本明細書中において検討した刊行物は、本出願の出願日前のその内容の開示の目的に対してのみ提供される。本明細書において、先行の発明に基づいて本発明が該刊行物の内容に先行する資格を有しないことを認めるものとして解釈すべきものは全くない。さらに、示された出版日は、実際の出版日と異なるかもしれず、個別に確認する必要がある場合がある。
【００２８】
本明細書及び添付される特許請求の範囲において使用する場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」は、文脈から明確に単数を指示していない限り、複数の対象も含むことに留意すべきである。したがって、例えば、「ａ」微小チャネルと言及した場合には複数の微小チャネルを含み、「ａ」流体と言及した場合には複数の流体を含み、また、「ａ」成分特性と言及した場合には複数の成分特性などを含む。また、以下の定義は、以下の明細書において使用される特定の用語について提供される。
【００２９】
「バイオポリマー」とは、１以上のタイプの繰り返し単位からなるポリマーである。バイオポリマーは、通常、生物学的システム中で見出され、特に、ポリサッカライド（炭水化物等）、ペプチド（この用語は抗体又は抗原結合性タンパク質等のポリペプチド及びタンパク質を含むものとして使用される）、グリカン、プロテオグリカン、脂質、スフィンゴ脂質及びポリヌクレオチド並びにそれらの類似体（例えば、アミノ酸類似体群もしくは非アミノ酸類似体群、又はヌクレオチド類似体群もしくは非ヌクレオチド類似体群からなる、又はそれらを含む化合物）が含まれる。これには、通常の骨格が、天然には生じない、又は合成された骨格に置換されたポリヌクレオチド、及び１以上の通常の塩基が水素結合相互作用（例えば、Ｗａｔｓｏｎ−Ｃｒｉｃｋタイプ、Ｗｏｂｂｌｅタイプ等）に関与し得る基（天然又は合成）に置換された核酸（又は合成又は天然の類似体）が含まれる。いくつかの場合において、バイオポリマーの骨格は分岐していてもよい。バイオポリマーは、骨格組成が異種であってもよく、それにより、互いに連結するポリマー単位のあらゆる可能な組合せ（例えば、アミノ酸と核酸が連結し、安定性が向上する、ペプチド−核酸）が含まれる。バイオポリマーの連結単位に関して本明細書中で使用する時、「連結した」又は「連結」とは、任意の物理化学的手段により２つの物質が互いに結合していることを意味する。そのような連結は当業者には周知であり、連結の例としては、限定するものではないが、アミド、エステル及びチオエステル連結が挙げられる。連結には合成的又は改変された連結が含まれる。
【００３０】
任意の物質（ｉｔｅｍ）の「集合」又は「部分集合」（例えば、タンパク質又はペプチドの集合）は、その物質を１つだけ、又は２つだけ、又は３つだけ、又は任意の複数の数だけ含み得る。
【００３１】
本明細書中で使用する時、「ペプチド混合物」は、通常、タンパク質を含むサンプルの開裂の結果として得られるペプチドの複合混合物である。
【００３２】
本明細書中で使用する時、「タンパク質サンプル」とは、通常、以下のような供給源から取得し得るタンパク質及び／又はその改変体及び／又は処理体の任意の複合混合物のことであり、かかる供給源の例としては、限定するものではないが、細胞サンプル（例えば、培養プレートの付着細胞の溶解物、懸濁物、回収物、組織の剥離物、断片又は切片、腫瘍、生検サンプル、保存細胞又は組織細胞、レーザー捕捉で切開された細胞等）、生物体（例えば、細菌又は酵母等の微生物）、細胞内画分（例えば、核又はミトコンドリア等の細胞小器官、リボソーム又はゴルジ体等の巨大タンパク質複合体等を含む）、卵子、精子、胚、生物学的流体等を含む。
【００３３】
本明細書中で使用する時、「ペプチド」という用語は、少なくとも１つのペプチド結合を含み、Ｄ及び／又はＬアミノ酸のいずれかを含み得る物質を意味する。理想的には、リガンドは、約２〜約２０アミノ酸（例えば、約２、３、４、５、６、７、８、９又は１０アミノ酸）から本質的に構成されるペプチドである。
【００３４】
本明細書中で使用する時、「タンパク質」とは、任意のタンパク質を意味し、限定するものではないが、ペプチド、酵素、糖タンパク質、ホルモン、受容体、抗原、抗体、増殖因子等が含まれる。タンパク質は、約２０個以上のアミノ酸、約３５個以上のアミノ酸残基、約３５個以上のアミノ酸残基、又は約５０個以上のアミノ酸残基から構成されるものが含まれる。「ポリペプチド」及び「タンパク質」という用語は、本明細書中においては同義的に使用される。さらに、他に明記しない限り、タンパク質サンプルの操作（例えば、分離、移動、分析、検出）のために記載されている方法及び／又はデバイス及び／又はシステムは、ペプチドの操作に対しても使用することができる。
【００３５】
本明細書中で使用する時、「生物学的流体」には、限定するものではないが、血液、血漿、血清、痰、尿、涙、唾液、脳脊髄液、洗浄液（ｌａｖａｇｅｓ）、白血球アフェレーシス（ｌｅｕｋａｐｈｅｒｅｓｉｓ）サンプル、乳汁、導管液（ｄｕｃｔａｌ  ｆｌｕｉｄ）、汗、リンパ、精液、臍帯液、及び羊水、並びに、細胞を培養することにより得られる流体（例えば、発酵培養液及び細胞培養液）が含まれる。
【００３６】
本明細書中で使用する時、「複合タンパク質サンプル」には、約１００以上、約５００、約１，０００、約５，０００、約１０，０００、約２０，０００、約３０，０００、約１００，０００以上の異なるタンパク質を含み得る。該サンプルは、天然の生物源（例えば、細胞、組織、体液、土壌又は水サンプル等）に由来してもよく、又は、（例えば、天然のタンパク質源及び／又は合成もしくは組み換えタンパク質源の１以上のサンプルを混合することにより）人工的に作製してもよい。
【００３７】
「プロテオーム」という用語は、所定の時点において典型的に表される、ゲノムにより発現されるタンパク質構成成分を意味する。「サブプロテオーム」とは、プロテオームの部分又は部分集合であり、例えば、選択された代謝経路に関与するタンパク質、又は共通の酵素活性を有するタンパク質の集合である。
【００３８】
「微小流体デバイス」又は「デバイス」又は「微細加工デバイス」という用語は、ミクロン又はサブミクロンの大きさの機構を有し、非常に少量の流体を含む任意の数の化学プロセスにおいて使用することができるデバイスを意味する。該プロセスとしては、限定するものではないが、電気泳動（例えば、キャピラリー電気泳動（ＣＥ））、クロマトグラフィー（例えば、μＬＣ）、スクリーニング及び診断（例えば、ハイブリダイゼーション又はその他の結合手段を使用する）、化学的及び生化学的合成（例えば、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を用いて行うことができるＤＮＡ増幅）、並びに、分析（例えば、酵素消化を通じて）等を挙げることができる。微小流体デバイスの特徴は特定の用途に適合される。例えば、例えば、ＣＥ等のような分離プロセスにおいて使用する微小流体デバイスは、チャネル（含まれる場合、すなわち、カバープレートが、チャネルを含む基板表面上に位置する場合、本明細書中において「導管」と称する）を、直径１μｍ〜２００μｍ、典型的には、直径１０μｍ〜７５μｍ、および長さが約０．１〜５０ｃｍのオーダーで含む。化学的及び生化学的合成（例えば、ＤＮＡ増幅）において使用する微小流体デバイスは、約１ｎｌ〜約１００μｌ、典型的には、約１０ｎｌ〜２０μｌの容量を有する反応領域（含まれる場合、すなわち、カバープレートが、チャネルを含む基板表面上に位置する場合、本明細書中において「反応チャンバー」と称する）を通常含み得る。
【００３９】
本明細書中で使用する時、「チャネル」又は「マイクロチャネル」又は「ナノチャネル」という用語は、基材を通過する通路であり、「溝（ｇｒｏｏｖｅ、ｔｒｏｕｇｈ又はｔｒｅｎｃｈ）」という用語と同義的に使用される。チャネルの幾何学的形状は広範に変化させることができ、また円形状、長方形状、正方形状、Ｄ型、台形状又はその他の多角形状の断面を有する環状の通路を含む。チャネルは、チャネルの幾何学的形状の変更（例えば、１つの部分においては長方形状であり、その他の部分においては台形であるような）を含む。しかしながら、１つの態様においては、分離のために使用されるチャネルの断面積は、さらにデッドボリュームを低減させるために、実質的に一定である。チャネルは、チャネルの底部及び側壁を形成する基材によって規定され得る。しかし、ある種の態様において、基材はチャネルの側壁に寄与するが、一方で下側に位置する表面がチャネルの底部を形成する。本明細書中で使用される時、チャネルの底部とは、デバイスが置かれる表面に対し実質的に平行で且つ近接しているチャネルの一部をいう。
【００４０】
チャネルは、基材を貫く湾曲した又は角度を持った通路を形成していてもよく、また、チャネルは他のチャネルと交差（ｃｒｏｓｓ）又は横断（ｉｎｔｅｒｓｅｃｔ）していてもよく、また、種々の実施形態において、チャネルは他のチャネルと実質的に平行であってもよい。
【００４１】
特定の実施形態において、チャネルは、分離媒体、試薬（例えば、酵素、ポリメラーゼ、抗体、核酸、ポリペプチド、ペプチド等）、及び／又は緩衝液によって満たされる。
【００４２】
「エンボス加工」という用語は、エンボス加工用の型を、予め存在するポリマー、金属又はセラミックの地（ｂｌａｎｋ、何も塗っていない）へと接触させることによりポリマー、金属又はセラミックの形状を形成するためのプロセスを意味するために使用される。制御された力をこのエンボス加工用の型へと適用して、エンボス加工用の型によって規定される模様及び形状が、予め存在するポリマー、金属又はセラミックの地へと押し付けられる。「エンボス加工」という用語は、エンボス加工用の型を、加熱した予め存在するポリマー、金属又はセラミックの地へと接触させることによりポリマー、金属又はセラミックの形状を形成するためのプロセスを意味する「熱エンボス加工」を包含する。予め存在する素材の地は加熱され、制御された力がエンボス加工用の型に対し適用される時に、エンボス加工用の型とぴったり合わさる。得られたポリマー、金属又はセラミック形状物を冷却し、次いで、エンボス型から取り外す。
【００４３】
「射出成形」という用語は、計量した溶融プラスチック又はセラミック基材を型（すなわち鋳型）に注入することによりプラスチック又は非プラスチック製セラミックの形状を成形する方法を意味するために用いられる。本発明の１実施形態において、小型デバイスは射出成形を用いて製造することができる。
【００４４】
「ＬＩＧＡプロセス」という用語は、シンクロトロン放射線リソグラフィー、電鋳（ｇａｌｖａｎｏｆｏｒｍｉｎｇ）、及びプラスチック成形を利用する、高い相比率及び高い構造精密性を示す微小構造体を製造するためのプロセスを意味するために用いられる。ＬＩＧＡプロセスにおいて、放射線感受性プラスチックを、シンクロトロン源を用いた高エネルギーの放射線によりリソグラフィー照射して、所望の微小構造体（例えば、チャネル、ポート、アパーチャー、及び微小配列手段（ｍｉｃｒｏａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｍｅａｎｓ））を作製し、それによって初期鋳型を作製する。
【００４５】
「微小配列手段」又は「配列手段」という用語は、デバイスにおける微小加工された機構の精密な微小配列を確保するための任意の手段を意味するものとして、本明細書中では定義される。微小配列手段は、レーザー吸収、又は当業者には周知の成形部品を製造するためのその他の方法のいずれかにより形成すことができる。本発明において使用することができる代表的な微小配列手段には、構成部品が好適に配列された突起、例えば、突出、凹部、溝、リッジ、ガイド等が含まれる。
【００４６】
「順番に」という用語は、連続的事象を意味するために本明細書中では用いられる。流体が注入ポート及び導管を「順番に」通って流れるという場合，該流体は導管を通って流れる前に注入ポートを通って流れる。「順番に」は、必ずしも連続的であることを意味するものではない。例えば、注入ポート及び送出ポートを順番に通って流れる流体は、注入ポートを通って流れた後で、送出ポートを通って流れる前に、導管を通って流れる流体を除外するものではない。
【００４７】
本明細書中で使用する時、「構成された」という用語は、本発明のデバイスの少なくとも一部を構築するために、構成部品を製造すること、組み立てること、改変すること、又は組合せることを意味する。したがって、本明細書中で使用する時、「分離するために構成された導管」とは、サンプル流体成分を区別する又は選別する役目をする導管を製造するために部品を組み立てること又は組合せること、又は導管の表面を改変することを意味する。例えば、流体サンプル成分を分離するために構成された導管は、異なる成分とは異なって相互作用する化学的、機械的、又はエネルギー的に改変された内面を有していてもよく、又は、クロマトグラフィー用充填材などの分離用媒体を含んでいてもよい。
【００４８】
本明細書中で使用する時、「制御可能なように導入する」とは、厳密且つ正確に所定量の流体サンプルを送達することを意味する。流体サンプルは、調節可能な配列の２つの装置部品（すなわち、流体輸送機構）によって、「制御可能なように導入する」ことができる。
【００４９】
本明細書中で使用する時、「制御可能な配列」とは、デバイスの所望の機能にしたがって調節することができるデバイスの少なくとも２つの構成部品（例えば、流体輸送機構）の間の空間的関係を意味する。
【００５０】
本明細書中で使用する時、「流路」とは、流体が流れる又は移動する経路又は進路を意味する。流路は、デバイスの１以上の流体輸送機構から形成される。
【００５１】
本明細書中で使用する時、「流体輸送機構」という用語は、流体の流れを方向づける固体物又はその部分の配列を意味する。流体輸送機構には、限定するものではないが、チャンバー（ｃｈａｍｂｅｒ）、リザーバー、導管、及びチャネル等を含む。本明細書中で使用する時、「導管」という用語は、１以上の壁部により形成され、そこを通じて流体を輸送し得る注入開口部及び送出開口部を有する、３次元の筺体を意味する。「チャネル」という用語は、表面における開口溝（ｇｒｏｏｖｅ又はｔｒｅｎｃｈ）を意味するものとして本明細書中で用いられる。チャネル上の固体部品と組み合わさって、チャネルは導管を形成する。しかしながら、文脈が他の意味を示さない限り、用語「流体輸送機構」、「チャネル」、「リザーバー」、及び「導管」は同義的に使用される。
【００５２】
「流体密封」という用語は、表面の間の接合部分（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）内へと流体が漏れ出ないように物理的に接触している２つの固体表面の間における位置的関係を記述するために本明細書中で使用される。
【００５３】
本明細書中で使用される時、「スライド可能な接触」とは、２つの固体の構成物間の接触における状態又は状況であって、該構成物の相対的な位置を、２つの構成物を物理的に分離することなく変化させ得る状態又は状況を意味する。
【００５４】
「情報を伝達すること」とは、情報を表すデータを、好適な情報伝達チャネル（例えば、私的又は公共のネットワーク）上のシグナル（例えば、電気的、光学的、無線の、磁気的な、等の）として発信することを意味する。
【００５５】
本明細書中で使用される時、システムのその他の構成部品と「連通した」又は「連通する」システムの構成部品は、その構成部品からの注入を受けるか、及び／又はシステム機能を導入するための構成部品への送出を提供する。その他の構成部品と「連通した」又は「連通する」構成部品は、しかし、必ずしも物理的にその他の構成部品へと連結されない。例えば、構成部品は、その他の構成部品への情報及び／又はその他の構成部品からの情報を伝達し得る。「注入」又は「送出」は、電気的シグナルや、光、データ（例えば、スペクトルデータ）、物質の形であることができ、又はシステムによる動作の形で、又はシステムの構成部品の形で、あるいは物質の形態（例えば、流体等の）において、１つの構成部品からその他の構成部品へと（直接的又は間接的に）輸送されて存在する。「連通した」という用語はまた、１つのシステムとその他のシステム、又は１つのシステムにおける１つの構成部品とその他の構成部品との間において直接的又は間接的であり得る物理的な連結を包含する。
【００５６】
「コンピューターをベースとするシステム」とは、本発明の情報を分析するために使用するハードウェア手段、ソフトウェア手段、及びデータ保存手段をいう。本発明のコンピューターをベースとするシステムの最小のハードウェアは、中央演算処理装置ユニット（ＣＰＵ）、入力手段、出力手段、及びデータ保存手段を含む。熟練した職人は、現在入手可能な任意の１つのコンピューターをベースとするシステムが本発明の使用のために好適であることを直ちに理解し得る。データ保存手段は、上述の存在する情報の記録を含む任意の製造物、又はそのような製造物にアクセスすることが可能な上述のメモリーアクセス手段を含み得る。ある種の場合において、コンピューターをベースとするシステムは、１以上のワイヤレスのデバイスを含み得る。
【００５７】
データを「記録」するために、コンピューターで読み込み可能な媒体上のプログラミング又はその他の情報は、当業者に知られた任意のそのような方法を用いて、情報を保存するためのプロセスを参照する。保存された情報にアクセスするために使用される手段に基づいて、任意の便利なデータ保存構造が選択される。各種のデータ処理プログラム及び様式（例えば、ワードプロセッシングテキストファイル、データベース形式等）を保存のために使用することができる。
【００５８】
「中央演算処理装置」は、それに必要とされる機能を実行するであろう任意のハードウェア及び／又はソフトウェアの組合せを参照する。例えば、本明細書中に記載の任意の中央演算処理装置は、コンピューターコントローラー、大型汎用コンピューター（ｍａｉｎｆｒａｍｅ）、サーバー又はパーソナルコンピューター（デスクトップ又はポータブル）の形態である得る、プログラム可能なデジタルマイクロプロセッサーであり得る。中央演算処理装置がプログラム可能である場合、好適なプログラミングは、離れた位置から中央演算処理装置へと伝達されるか、又は予めコンピュータープログラム製品（磁気的であろうと、光学的又は固相のデバイスに基づくものであろうと、ポータブル又は固定型のコンピューターで読み出し可能な保存媒体等の）中に保存されることができる。例えば、磁気的媒体又は光学的媒体がプログラムを保持することができ、各中央演算処理装置とその相当する位置で接続した好適な読み取り装置によって読み取ることができる。
【００５９】
本明細書中で使用される時、「データベース」は、データが、リンクされたファイルを用いて並べられているか、階層的であるか、関連性の表又はシステムオペレーターにより決定される何らかのその他のモデルに従っているかを決定するデータモデルに従い整理された情報又は事実の集合である。
【００６０】
本明細書中で使用される時、「情報マネジメントシステム」は、データベースを検索し、またそのような検索の結果として同定されたデータの間の関係を調べることができる単数又は一連のプログラムを意味する。
【００６１】
本明細書中で使用される時、「ユーザーのデバイス上のインターフェース」又は「ユーザーインターフェース」又は「グラフィカルユーザーインターフェース」とは、ユーザーがシステムの中央演算処理装置及び／又はシステムのメモリー（例えば、データベース及び情報マネジメントシステムを含む）と相互作用できるようにするネットワークへと連結可能なユーザーデバイスのスクリーン又はモニターにより表示される表示（テキスト及び／又は図式的な情報）である。
【００６２】
本明細書中で使用される時、「少なくともデータベースの一部へのアクセスを提供すること」とは、視覚的または聴覚的な手段の情報伝達を通じたユーザーにとって入手可能なデータベースにおける情報を作成することを意味する。
【００６３】
本明細書中で使用される時、「分離媒体」という用語は、その中でサンプル成分の分離が起こる媒体を意味する。
【００６４】
本明細書中で使用される時、「流体輸送機構中に固定化された開裂剤」とは、流体輸送機構中に位置するサンプルの少なくとも部分的な消化を達成するために必要な期間（例えば、少なくともサンプルの１％を消化させることが可能な時間）の間、流体輸送機構と安定に結びついた開裂剤を意味する。固定化は永久的である必要はない。例えば、１つの態様において、開裂剤は、流体輸送機構を磁場に曝すことを制御することにより流体輸送機構へと選択的に輸送され、またそこから除去され得る磁気ビーズ上に固定化され得る。開裂剤はまた、流体輸送機構内にとどまっている限り、チャネル内を移動することができる。
【００６５】
アイテムを「転送する」とは、アイテムを１つの位置から次の位置へ到達させる任意の手段を意味する。そのアイテムを物理的に輸送するのであれ、又はさもなければ（可能である場合は）及び、少なくともデータの場合は、データを保持する媒体を物理的に輸送する又はデータを伝達することを含む。
【００６６】
データを「記録」するために、コンピューターで読み込み可能な媒体上のプログラミング又はその他の情報は、当業者に知られた任意のそのような方法を用いて、情報を保存するためのプロセスを参照する。保存された情報にアクセスするために使用される手段に基づいて、任意の便利なデータ保存構造が選択される。各種のデータ処理プログラム及び様式（例えば、ワードプロセッシングテキストファイル、データベース形式等）を保存のために使用することができる。
【００６７】
中央演算処理装置は、それに必要とされる機能を実行するであろう任意のハードウェア及び／又はソフトウェアの組合せを参照する。例えば、本明細書中に記載の任意の中央演算処理装置は、コンピューターコントローラー、大型汎用コンピューター（ｍａｉｎｆｒａｍｅ）、サーバー又はパーソナルコンピューター（デスクトップ又はポータブル）の形態である得る、プログラム可能なデジタルマイクロプロセッサーであり得る。中央演算処理装置がプログラム可能である場合、好適なプログラミングは、離れた位置から中央演算処理装置へと伝達されるか、又は予めコンピュータープログラム製品（磁気的であろうと、光学的又は固相のデバイスに基づくものであろうと、ポータブル又は固定型のコンピューターで読み出し可能な保存媒体等の）中に保存されることができる。例えば、磁気的媒体又は光学的媒体がプログラムを保持することができ、各中央演算処理装置とその相当する位置で接続した好適な読み取り装置によって読み取ることができる。
【００６８】
用語「評価（ａｓｓｅｓｉｎｇ）」及び「計算（ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ）」は、任意の測定を意味するために同義的に使用され、また、あるエレメント（成分）が存在するのか又はしないのかを調べることを含む。用語「測定（ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ、ｍｅａｓｕｒｉｎｇ、ａｓｓｅｓｓｉｎｇ、及びａｓｓａｙｉｎｇ）」は、同義的に使用され、また、定量的及び定性的な測定の両方を含む。測定は相対的又は絶対的であり得る。「〜の存在を調べること」は、存在する何かの量を測定すること、ならびに、それが存在しているか存在していないかを調べることを含む。
【００６９】
用語「使用すること」は、その従来の手段を有し、また、そのように、例えばサービスに入ること、方法又は終わりに達するための構成を採用する。
【００７０】
繰り返すと、本発明は、第１の特性に従ってサンプル中の分子を分離するための第１の分離流体輸送機構を含む第１の基材と、第２の特性に従ってサンプル中の分子を分離するための第２の分離流体輸送機構を含む第２の基材とを含み、第１の及び第２の基材が異なる平面中にあり、また第１の及び第２の分離流体輸送機構が互いに連結可能であることを特徴とするデバイスを提供する。
【００７１】
好ましくは、前記第１の特性と前記第２の特性とは、互いに異なっているか、他の場合には、同一のものとされる。
【００７２】
好ましくは、前記デバイスの前記第１及び第２の分離流体輸送機構を含む流体転送機構のうち少なくとも１つの該流体輸送機構を通じた流体の流れは、前記流体輸送機構の異なる領域における圧力差を設けることにより制御される。
【００７３】
好ましくは、前記第１及び第２の分離流体輸送機構は、スライド可能で且つ前記第１の基材及び／又は前記第２の基材と液体密封的に接触した切替え構造を介して互いに連結可能であり、該切替え構造は、該切替え構造の流体輸送機構によって、１以上の基質流体輸送機構の配列上に、制御可能な異なる複数の流路の形成を可能にすることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【００７４】
好ましくは、前記第１及び第２の流体輸送機構は、分離導管を含み、該分離導管の各々は、注入ポート及び送出ポートに連通する。
【００７５】
好ましくは、前記流体輸送機構は、分離媒体を含む。
【００７６】
好ましくは、前記流体輸送機構は、高分子素材を含む。
【００７７】
好ましくは、前記高分子素材は、前記デバイス内のｉｎ  ｓｉｔｕで形成される。
【００７８】
好ましくは、前記第１及び第２の分離特性は、等電点、荷電、極性、質量、分子量、結合分子への親和性、疎水性、対掌性、及びバイオポリマーの配列特性からなる群から選択される。
【００７９】
好ましくは、前記デバイスの前記流体輸送機構は、親和性マトリックスを含む。
【００８０】
好ましくは、前記親和性マトリックスは、サンプルを分離流体輸送機構へと導入する前にサンプルから消費されるタンパク質に対する結合パートナーを含む。
【００８１】
好ましくは、前記デバイスは、分離前又は分離後にサンプルを処理するための流体輸送機構をさらに含む。
【００８２】
好ましくは、前記処理を行うための流体輸送機構は、開裂剤を含む。
【００８３】
好ましくは、前記開裂剤は、ペプチド結合を開裂させるための薬剤を含む。
【００８４】
好ましくは、前記切替え構造は、第１の位置から第２の位置に移動させた時に前記第１の流体輸送機構から前記第２の流体輸送機構へと流体を提供するための導管を切替えることを含む。
【００８５】
好ましくは、前記切替え構造は、前記第１の分離流体輸送機構から前記第２の基材上における少なくとも１つの前記第２の流体輸送機構へと流体を選択的に提供するための複数の切替え導管を含む。
【００８６】
好ましくは、前記第２の基材は、複数の第２の分離流体輸送機構を含む。
【００８７】
好ましくは、前記デバイスは、前記流体輸送機構による分離前又は分離後にサンプルを保持するためのサンプル保持リザーバーを含む。
【００８８】
好ましくは、前記サンプル保持リザーバーは、廃液リザーバーを含む。
【００８９】
好ましくは、前記廃液リザーバーは、分離導管を通過した望まない成分を受ける。
【００９０】
好ましくは、前記第２の基材上の注入ポートを前記第１の基材上の送出ポートへとつなぐ流体輸送機構の連結において圧力差を与えることにより、流体が前記第１の基材から前記第２の基材へと移動される。
【００９１】
好ましくは、前記第２の基材上の注入ポートを前記第１の基材上の送出ポートへとつなぐ流体輸送機構の連結において圧力差を与えることにより、流体が前記第１の基材から前記第２の基材へと移動される。
【００９２】
好ましくは、前記切替え導管を通過する流体の流れの流速を、前記第１及び第２の分離導管に関する導管を切替える位置に基づいて変化させることが可能とされる。
【００９３】
好ましくは、前記切替え導管を通過する流体の流れの流速を、前記切替え導管が第１の位置にあり且つ前記第１の分離導管と流体が連通する時に前記第１の分離導管を通過する流れを制御するためのポンプにより制御することが可能とされる。
【００９４】
好ましくは、前記切替え導管を通過する流体の流れの流速を、前記切替え導管が第２の位置にあり且つ前記第２の分離導管と流体が連通する時に前記第２の分離導管を通過する流体の流れを制御するためのポンプにより制御することが可能とされる。
【００９５】
好ましくは、サンプルを前記デバイスへと導入するための前記第１の分離流体輸送機構に連通するサンプル注入ポートを含む。
【００９６】
さらに、本発明は、上述のデバイスと、サンプル成分を検出するために前記デバイスの１以上の流体輸送機構に連通する検出器とを含むことを特徴とするシステムを構成し得る。
【００９７】
また、本発明は、試料の分離方法であって、システムのサンプル注入ポートへとサンプルを導入するステップと、前記第１の基材の前記第１の分離流体輸送機構で、第１の特性に従いサンプル成分を分離するステップと、第２の特性に従う分離のために、前記第２の基材の前記第２の分離流体輸送機構に対し、第１の特性に従って分離されたサンプル成分を提供するステップとを含むことを特徴とする方法を提供する。
【００９８】
図１Ａは、本発明の１つの実施形態に従う第１及び第２の基材上に提供される第１及び第２の次元の分離チャネルを含む、サンプルの多次元的分離を実行するための統合された微小流体デバイスの全体的な像を示す概略図である。該デバイスは、スライド可能で且つ第１の及び／又は第２の基材上の流体輸送機構の間における流体の連通を達成するための切替え板の回転的なスライド運動を採用する切替え構造を含む。図中に示されるように、該デバイスは、例えば、ナノエレクトロスプレー等を通過するような質量分析計等の分析システムと適合させることができる。図１Ｂは、本発明の別の実施形態に従って第１及び第２の基材上に提供される第１及び第２の次元の分離チャネルを含み、１以上の第１基材の分離導管を１以上の第２の基材の分離導管と適合させるために複数の切替え構造が提供される、サンプルの多次元的分離を実現するための微小流体デバイスを示す。
【００９９】
１つの態様において、本発明に従うデバイスは、第１の特性に従ってバイオポリマーサンプルを分離するための第１の基材中の分離流体輸送機構と、第２の特性に従ってバイオポリマーサンプルを分離するための第２の基材中の分離流体輸送機構とを含む。第１の及び第２の基材は異なる平面中に位置し、また第１の流体輸送機構は第２の流体輸送機構との流体の連通の中にある。１つの態様において、平面は実質的に互いに平行である。
【０１００】
第１の及び／又は第２の流体輸送機構は、限定するものではないが、クロマトグラフィー的、電気泳動的、拡散に基づく及び／又は親和性に基づく分離を含む各種のタイプの分離に使用することができる。１つの態様において、デバイスは、多次元的なクロマトグラフィー的な分離のために使用される。デバイスは、クロマトグラフィー的、電気泳動的、拡散に基づく及び／又は親和性に基づく分離からなる群から選択される少なくとも２つの異なるタイプの分離を実行するために使用され得る。これらは例にすぎず、またその他の組合せが予測され、本発明の範囲内に包含される。
【０１０１】
分離され得るサンプル成分は、限定するものではないが、バイオポリマー（例えば、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ＰＮＡ、ＵＮＡ及びＬＮＡ分子等の核酸、又はそれらの修飾体もしくは誘導体あるいは類似体；タンパク質、ポリペプチド、又はペプチドもしくはその修飾体もしくは誘導体あるいは模倣体；及び炭水化物）ならびに小分子、有機及び無機化合物を含む。ある種の態様において、サンプルは、標識シグナルを検出し、またバックグラウンドのシグナルから標識シグナルを区別するための１以上の流体輸送機構に対し好適な近傍におかれた検出装置によって検出され得る標識成分を含む。
【０１０２】
分離特性は、限定するものではないが、等電点、荷電、極性、質量、結合分子への親和性（例えば、抗体、受容体等）疎水性、対掌性（キラリティー）、及び配列特性等を含む。
【０１０３】
１つの実施形態において、微小流体デバイスは、対立する表面を有する第１の基材を含み、該基材は該表面の１つにおいて形成される第１の分離チャネルを有する。少なくとも部分的に第１の基材の下側に位置する第２の基材は、第１及び第２の対立する表面、及び、該表面の１つにおいて形成される第２の分離チャネルを含む。
【０１０４】
その他の実施形態において、第１の基材は下側に位置する表面（例えば、プラットフォーム又はその他の基材）にあり、また、第１の基材の長さ及び／又は幅の少なくとも一部を通過して走る少なくとも１つのネジ溝を含む。ネジ溝はチャネルの側壁を規定し、一方、下側に位置する表面はチャネルの底部を形成する。第１の基材は、結合によって、また機械的手段によって（例えば締め付け金具による）、又は液体密封的な結合を維持するためのその他の手段によって、下側に位置する表面と安定的に結合され得る。ある種の態様において、第２の基材はプラットフォーム／下側に位置する表面上に位置し、また、第２の基材の長さ及び／又は幅の少なくとも一部を通過して走る少なくとも１つのネジ溝を含む。第２の基材のプラットフォーム／下側に位置する表面は、同様にチャネルの底部を形成することができる。１つの態様において、第２の基材及びその下側に位置する表面は第１の基材の上に位置し、第２の基材におけるネジ溝によって規定されるチャネルの底部を形成する該下側に位置する表面が、第１の基材及びその下側に位置する表面におけるネジ溝により規定されるチャネルのためのカバーとしての役割を果たす。
【０１０５】
１つのこのような組合せにおいて、デバイスは、５つの層（第１の基材と安定的に結合した第１の下側に位置する表面、第１の基材、第２の基材と安定的に結合した（及び第１の基材をカバーする）第２の下側に位置する表面、第２の基材、及び第２の基材のためのカバー）を含む。付加的な基材及び／又はカバーを、第２の基材の上部に、及び／又は、第１の基材と安定的に結合した下側に位置する表面の下部に配置し得る。ある種の態様において、少なくとも第２の基材の一部が第１の基材におけるチャネルのカバーとして働き、また少なくとも第１の基材の表面の一部が、第２の基材のための下側に位置する表面として働く。
【０１０６】
１つの態様において、第１の下側に位置する表面、第１の基材におけるネジ溝、及び第２の基材の下側に位置するが第１の基材の上側に位置する第２の表面によって規定される導管は、成分の第１の特性に従って流体サンプルの成分を分離及び／又は分析するためのための第１の分離導管を提供し、一方、第２の下側に位置する表面（第２の基材の下側に位置するが第１の基材の上側に位置する）、第２の基材におけるネジ溝、及び第２の基材のためのカバーによって規定される第２の導管は、成分の第２の特性に従ってサンプルの成分を分離及び／又は分析するためのための第２の分離導管を提供する。第１及び第２の分離チャネルは、例えば、第１及び第２の分離チャネルを連結する直交するチャネル又はポートを通じて、直接的又は間接的に連通し得る。
【０１０７】
別の方法として、又は付加的に、導管は、２つの基材により形成される２ハーフチャネル（ｔｗｏ−ｈａｌｆ  ｃｈａｎｎｅｌ）を含み得る。すなわち、第１の基材は導管の底部及び側壁の一部を与えることができ、一方、第２の基材は導管の天井部及び側壁の残りの部分を与えることができる。しかし、一般的に、デバイスは、第１及び第２の基材により規定される導管とは実質的に異なる平面に位置する付加的な導管を提供するための付加的な基材を含むであろう。付加的な基材／カバーの組合せが、デバイスにおいて含まれ得る。１つの態様において、デバイスは、少なくとも２つの基材、少なくとも３つの基材、少なくとも４つの基材、又は少なくとも５つの基材を含む。基材（少なくとも１つのネジ溝を有する）は、下側に位置する基材のためのカバーとして働くことができ、及び／又は、上側に位置する基材のためのプラットフォームとして働くことができる。一般的に、基材は、横方向に走る又は直交して該基材を通過する少なくとも１つのネジ溝を含む。ネジ溝は少なくともチャネルの側壁を規定するが、床部又は天井部を規定することもでき（例えば、下側に位置する又は上側に位置する表面はこれらの構造を提供し得る）、また、規定しないこともできる。これらの配置の順列、例えば、分離カバーを含む基材に加えたカバーを共有する基材は、本発明の範囲内に包含される。
【０１０８】
デバイスの各種の層は、熱結合を用いて、又はガラス結合によって、陽極結合、ケイ酸ナトリウム結合、溶融結合等の当業者に公知の方法を用いてその他の層へと結合され得る。
【０１０９】
サンプル導管を液体密封的に確実にするために、例えば、部品を一体化するための外的な手段（止め具、引張バネ又は結合された取り付け金具等の）を用いることによる、また内的な手段（雄雌のカップリング等の）を用いることによる、又は化学的な手段（例えば粘着的又は溶着等の）を用いることによる圧力シール技術が採用され得る。しかし、本明細書中に記載の全ての実施形態と同様に、圧力シール技術は、約１００メガパスカルまで、通常は０．５〜４０メガパスカルの内部のデバイス流体圧力下で液体密封的な接触を維持するための接触表面を可能にする。
【０１１０】
１つの態様において、第１の基材及び第２の基材はそれぞれ少なくとも１つの流体輸送機構（例えば、分離導管）を含む。しかしながら、ある種の態様において、基材は、様々な構成で連結し得る複数個の流体輸送機構を含むことができる。例えば、基材は、少なくとも約２個、少なくとも約４個、少なくとも約８個、少なくとも約１６個、少なくとも約３２個、少なくとも約４８個、又は、少なくとも約９６個の流体輸送機構を含んでもよい。１つの態様において、機構の数は、業界標準マイクロタイタープレートのウェルの数に対応する。その他の態様において、機構の中心から中心までの距離は、業界標準マイクロタイタープレートのウェルの中心から中心までの距離に対応し得る。ある種の態様において、各機構はサンプル導入手段を含む。１つの態様において、９６個の流体輸送機構を含むデバイスは、９６個のサンプル導入手段を介して９６ウェルマイクロタイタープレートと接続する。
【０１１１】
分離導管の形状及び大きさは特定の用途に適合するように変化させることができる。例えば、より短いチャネルは、サンプルバンドを移送させなければならない距離を減少させるが、通常、チャネルは、使用される特定の分離方法によって得られるサンプルバンドの適当な分離をもたらすように十分に長い必要がある。１つの態様において、少なくとも２つの機構の流体の流れは独立して制御される。
【０１１２】
１つの実施形態において、第１の基材上の第１の分離導管と、第１の基材とは異なる平面にある第２の基材上の第２の分離導管を連結する連結流体輸送機構が提供される。１つの態様において、第１の基材及び第２の基材は異なる平行な面に位置する。
【０１１３】
デバイスの層（例えば、第１の基材及び第２の基材）を形成するための好適な素材は、微小流体デバイスを適切に機能させることにとって望ましい物理的及び化学的特性に関連して選択される。１つの実施形態において、基材は、高い解像力（又は高い「解像度」）の機構（すなわち、ミクロン又はサブミクロンの大きさの微小チャネル、チャンバー等）の形成を可能にする素材から製造される。すなわち、該素材は、例えば、ドライエッチング、ウェットエッチング、レーザーエッチング、レーザー吸収、型成型（モールディング）、エンボス化、又はその他を使用して、所望の微小化された表面構造を有するような微小な製造が可能にされねばならない；好ましくは、基材は、基材の表面内に、表面上に、及び／又は基材を通じて構造を形成するために、このような方法で微小組み立てされることが可能である。微小構造はまた、それに対して素材を加えることによって基材の表面上に形成されることができ、例えば、ポリマーチャネルが、光で画像化可能なポリイミドを使用したガラス基材の表面上に形成される。また、使用される全てのデバイス素材は、流体サンプルを導入するために使用される時に接触するいかなる物質についても（例えばｐＨや電場等についても）、化学的に不活性で且つ物理的に安定であるべきである。本デバイスを形成するための好適な素材は、限定するものではないが、ポリマー性素材、セラミック（アルミナ及びその他を含む）、ガラス、金属、複合素材及びそれらの積層品を含む。
【０１１４】
ポリマー素材が、本発明において特に好ましく、典型的には、ホモポリマー又はコポリマー、天然の又は合成の、架橋された又は架橋されていない有機ポリマーであり得る。対象となる具体的なポリマーには、限定するものではないが、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリフルオロカーボン、ポリスチレン、ポリ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）（ＡＢＳ）、アクリレート及びアクリル酸ポリマー（例えば、ポリメチルメタクリレート）、その他の置換及び非置換ポリオレフィン、並びにこれらのコポリマーが含まれる。通常、生物学的流体を輸送するためにデバイスを使用する時、少なくとも１つの基材又はカバープレートは生物付着抵抗性のポリマーを含む。ポリイミドが特に対象として興味深く、多くの状況において非常に望ましい基材材料であることが示されている。ポリイミドは、例えば、商品名Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）（ＤｕＰｏｎｔ，  Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，  ＤＥ）及びＵｐｉｌｅｘ（登録商標）（Ｕｂｅ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，  Ｌｔｄ．，  Ｊａｐａｎ）として市販されている。ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）もまた、望ましい生物付着抵抗特性を示す。
【０１１５】
本発明の装置は、「コンポジット」（すなわち、異なる素材から構成される組成物）から製造することもできる。コンポジットはブロックコンポジット（例えば、Ａ−Ｂ−Ａ  ブロックコンポジット、Ａ−Ｂ−Ｃ  ブロックコンポジット等）であってもよい。あるいは、コンポジットは、素材の異種の組合せ（すなわち、素材が分離相から区別される）であってもよく、又は、異なる素材の同種の組合せであってもよい。「コンポジット」は、「ラミネート」コンポジットを含み得る。「ラミネート」とは、同一又は異なる素材の複数の異なる結合層から形成されるコンポジット素材を意味する。その他の好ましいコンポジット基材には、ポリマーラミネート、ポリマー−金属ラミネート（例えば、銅被覆ポリマー、金属中セラミックコンポジット、又は金属中ポリマーコンポジット）が含まれる。１つの好ましいコンポジット素材は、ＫＪ（登録商標）（ＤｕＰｏｎｔ社  （Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，  Ｄｅｌａｗａｒｅ）から入手可能）として知られる熱接着性のポリイミドからなる第２の薄層と一緒に押し出されたポリイミド（例えば、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標））からなる第１の層とから作製されるポリイミドラミネートである。
【０１１６】
ある種の態様において、１以上の層状のデバイスは少なくとも部分的に透明な素材を含む。
【０１１７】
本発明のデバイスは任意の簡便な方法を用いて製造することができる。かかる方法には、限定するものではないが、微小成形及び鋳造技術、エンボス方法、表面微細加工及びバルク微細加工等が含まれる。後者の技術は、直接エッチングすることにより微小構造体からバルク材料を形成させることを伴い、通常、ウェットケミカルエッチング又は反応性イオンエッチング（「ＲＩＥ」）が用いられる。表面微細加工は、基材表面上に付着させたフィルムからの製造を伴う。典型的な表面微細加工プロセスは「ＬＩＧＡ」として知られている。例えば、Ｂｅｃｋｅｒら  （１９８６），  ”Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ｗｉｔｈ  Ｈｉｇｈ  Ａｓｐｅｃｔ  Ｒａｔｉｏｓ  ａｎｄ  Ｇｒｅａｔ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ  Ｈｅｉｇｈｔｓ  ｂｙ  Ｓｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎ  Ｒａｄｉａｔｉｏｎ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  Ｇａｌｖａｎｏｆｏｒｍｉｎｇ，  ａｎｄ  Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｍｏｕｌｄｉｎｇ  （ＬＩＧＡ  Ｐｒｏｃｅｓｓ），  ”Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ４（１）：３５−３６；  Ｅｈｒｆｅｌｄら  （１９８８），  ”１９８８  ＬＩＧＡ  Ｐｒｏｃｅｓｓ：  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  ｖｉａ  Ｘ−Ｒａｙ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，”  Ｔｅｃｈ．  Ｄｉｇｅｓｔｆｒｏｍ  ＩＥＥＥ  Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ  Ｓｅｎｓｏｒ  ａｎｄ  Ａｃｔｕａｔｏｒ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ，  Ｈｉｌｔｏｎ  Ｈｅａｄ，  ＳＣ；  Ｇｕｃｋｅｌら  （１９９１）  Ｊ．  Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈ．  Ｍｉｃｒｏｅｎｇ．  １：  １３５−１３８を参照されたい。ＬＩＧＡは、基材上にＸ線抵抗性の比較的厚い層の付着、続くＸ線マスクによる高エネルギーＸ線への曝露、及び化学現像薬を用いた照射抵抗性部分の除去を伴う。このようにして得られるＬＩＧＡ成形物は、水平方向の相を有する構造物を製造するために使用することができる。そのように提供されるＬＩＧＡ型は、横方向の大きさ、すなわち、直径でミクロンオーダーの寸法となる構造を作製するために使用することができる。
【０１１８】
本デバイスを製造するためのその他の技術はレーザーアブレーションである。レーザーアブレーションにおいて、強度の紫外線の短いパルスが、素材の薄い表面層に吸収される。好ましいパルスエネルギーは、平方センチメートル辺り約１００ミリジュールより大きく、また、パルスの継続時間は約１マイクロ秒より短い。これらの条件下で、強度の紫外光は基材表面における化学結合を光脱離させる。吸収された紫外線エネルギーは素材の非常に小さな体積に濃縮されるため、それは迅速に脱離した断片を熱し、またそれらを基材表面から外へと追い出す。これらのプロセスが非常に迅速に起こるため、周囲の素材へと広がって熱するための時間はなく、結果として、周辺領域は溶融したり又はさもなければ損傷することがなく、また除去された構造の周辺は約１ミクロン以下のスケールでの精密さで投射する光学ビームの形状を複製することができる。レーザーアブレーションは、通常、Ｆ2、ＡｒＦ、ＫｒＣｌ、ＫｒＦ、又はＸｅＣｌタイプのエキシマレーザーとして等のような高エネルギーのフォトンレーザーの使用を含む。しかし、実質的に同じ光学的波長及びエネルギー密度を有するその他の紫外線光源を同様に使用することもできる。レーザーアブレーション技術は、例えば、Ｚｎｏｔｉｎｓらにより（１９８７）  Ｌａｓｅｒ  Ｆｏｃｕｓ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｏｐｔｉｃｓ、５４−７０頁、及びＳｃｈａｎｔｚらにより米国特許第５，２９１，２２６及び５，３０５，０１５号明細書に記載されている。
【０１１９】
１つの実施形態において、使用される製造技術は、十分に高い解像度での構造を提供し、すなわち、微小規模の構成材（コンポーネント）、導管（チャネル）、室（チャンバー）等、かかるこれらの構造の精密な「微小規模の位置合わせ」が可能であり、すなわち、構造を精密且つ正確に配列することが可能であり、例えば、互いに補完的な微小チャネルの位置合わせや、凸部とそれに対になる凹部との位置合わせ、ネジ溝とそれに対になるネジ山との位置合わせ等を含む。１つの態様において、第１の基材上の配列に関する構造は、１以上のカバー及び／又は付加的な基材上の受け側構造と対になり得る。この方法において、複数個のカバー及び／又は基材が位置合わせされ得る。本明細書中に定義されるように、受け側構造は位置合わせに構造関連し得る任意の構造である。例えば、凸部又はネジ山に関連し得る受け側構造は凹部又はネジ溝を含み、一方、凹部又はネジ溝に関連し得る受け側構造は凸部又はネジ山を含み得る。受け側構造とは、分離手順等のようなデバイスにおける基材上での手順が行われる間、１以上のカバー又は基材の配列を維持し得る、好適な形状を有する任意の構造である。
【０１２０】
上記に論考されるように、１つの態様において、導管等のような流体輸送機構は、特性に従ってバイオポリマーを分離するための分離媒体を含む。分離媒体は、樹脂、ビーズ又はその他の形状の粒子状固相を含むことができ、又はクロマトグラフィー的に活性な素材を含むチャネル中に形成されたモノリシックな構造を含むことができ、あるいはそれらの組合せを含むことができる。ある種の態様において、分離媒体は、固定相等のようなクロマトグラフィー的に活性な素材を含む導管（側壁、底面又は床面、天井又はそれらの組合せ）上のコーティングを含み得る。米国特許出願シリアル番号第０９／２３３，６９４号明細書（“Ａ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ  Ｈｉｇｈ−Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｒｅａ  Ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ  ｏｆ  ａ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ，  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ  Ｐｒｅｐａｒｅｄ  Ｔｈｅｒｅｂｙ  ａｎｄ  Ｍａｓｋｓ  ｆｏｒ  Ｕｓｅ  Ｔｈｅｒｅｉｎ  ”，発明者Ｂｒｅｎｎｅｎ  及び  Ｓｗｅｄｂｅｒｇ，出願日：１９９９年１月１９日）［米国特許第６，９１９，１６２号］は、レーザー除去された表面積の大きい微小チャネルを記載し；米国特許第５，７７０，０２９号明細書は、大きな表面積構造を使用して一体化されたサンプルを単離する手段を可能にさせる電気泳動的デバイスを記載し；米国特許第５，３３４，３１０号明細書は、その中にｉｎ  ｓｉｔｕで生成されたポリマーを有する微小チャネルを記述する。すなわち、導管の内部表面は、そのような吸着特性及び表面積が、充填素材に関係するものに類似した表面特性を示し得る。ある種の態様において、分離導管は高い表面積対容量比を示す。
【０１２１】
分離媒体は、電荷保持成分、ふるい分け成分、固定相、親和性マトリックス等を含むことができ、ある種の態様において、分離媒体はゲルを含み得る。ある種のその他の態様において、分離媒体はフィルター又は膜を含み得る。
【０１２２】
流体輸送機構に含まれ得る分離媒体は、限定するものではないが、イオン交換クロマトグラフィー（例えば、陽イオン又は陰イオン交換クロマトグラフィー、及び１つの態様において、ＳＣＸ）のための媒体、サイズ排除（ＳＥＣ）のための媒体、クロマトフォーカシング（ＣＦ）分離（例えば、等電点に基づく）を実施するための媒体、ＨＰＬＣ、ＲＰ−ＨＰＬＣを実施するための媒体、ゲル電気泳動を実施するための媒体、親和性分離を実施するための媒体等を含む。
【０１２３】
１つの態様において、分離媒体は、約１００〜約５００  ｍ2／ｇの表面積を有するクロマトグラフィー用充填剤を含む。
【０１２４】
分離媒体は、基材に対してカバーが押し付けられる前又は後にデバイスの流体輸送機構へと注入され、又はさもなければ導入され得る。しかし、ある種の態様において、分離媒体は、構造においてｉｎ  ｓｉｔｕで形成される。さらにその他の態様において、分離媒体は、選択された構造又は構造における領域において電圧差又は圧力差を適用することにより流体輸送機構中へと充填される。さらなる態様において、分離媒体は、磁性、常磁性、又は超磁性を有し、デバイスの選択的領域に提供される磁場を用いて添加したり除去したりできる粒子を含む。
【０１２５】
１つの実施形態において、分離媒体は、移動相がそこを通過して流れる固定相を含み、１つの態様において、該固定相は疎水性表面を含み、また該移動相は水及び有機溶媒の混合物を含む。この態様において、分離媒体は、疎水性によって、最も疎水性が少ないものは最初にクロマトグラフィーベッドを通過して移動し、次いでその他の成分は疎水性が大きくなる順に移動するように分離する。しかし、その他の態様において、移動相の内容物は分離を通じて一定であり、一方、溶出物としての有機溶媒濃度は変化する。すなわち、流体輸送機構はアイソクラティックなクロマトグラフィー分離のために使用される。さらにその他の態様において、移動相の内容物は分離の間に変化し、すなわち、流体輸送機構はグラジェントクロマトグラフィー分離のために使用される。移動相はサンプル導入ポートを通過して、又は分離媒体を含む分離導管と関連した分離用注入ポートを通過して導入され得る。同様に、溶出用緩衝液及び／又は洗浄用緩衝液は、サンプル導入ポート又は分離用注入ポートを通過して導入され得る。
【０１２６】
１つの態様において、移動相はＣＺＥにおけるものと同様に、電気浸透流の流れを作り出すために適用される電場を用いて、キャピラリーカラムを通過して送られる。その他の態様において、移動相は、高圧の機械的ポンプを用いて、キャピラリーカラムを通過して送られる。
【０１２７】
デバイスは、通常のクロマトグラフィーデバイスのものと類似した作動原理を採用し得る。すなわち、本発明の実施例中に通常の液体クロマトグラフィー技術が取り込まれる場合がある。例えば、流速を調節するための流体流速調節装置が、移動相が分離導管へと適切な速度で輸送されることを確実にするために採用され得る。このような流速調節装置を、移動相供給源及び導入手段の間の流路中に挟み込むことができる。流速調節装置は、フロー・スプリッター（ｆｌｏｗ  ｓｐｌｉｔｔｅｒ）を含んでも良い。さらに、サンプル注入供給源への流体の流れの速度を決定し、また任意に制御するためのフローセンサーが提供され得る。同様に、通常の液体クロマトグラフィーを実行するために１以上の溶媒が採用され得ることが当業者に知られているため、デバイスは溶媒を混合するための混合装置を含む移動相供給源を含み得る。さらに、温度制御手段が、再現性のある分離性能を提供し得る。
【０１２８】
公知の分離技術における態様が本発明の実践において取り込まれ得る。例えば、通常の液体クロマトグラフィー充填素材が分離導管に充填されたスラリーである時、マイクロマシン化されたまたはその他のフリット（ｆｒｉｔ）構造が、サンプル送出ポートの付近又はサンプル送出ポートにおいて含まれ得る。該フリット構造は、流体サンプルが及び／又は移動相が導管を通過して搬送される時に、サンプル導管内から充填剤が出ないように守るための役目を果たす。さらに、分離導管の断面積は、該フリット構造から下流で減少することが好ましく、特にサンプル送出ポートが、上述の、例えば米国特許出願シリアル番号第０９／７１１，８０４（“Ａ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｈａｖｉｎｇ  ａｎ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｐｒｏｔｒｕｄｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｒａｙ  Ｅｍｉｔｔｅｒ  ａｎｄ  Ａ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｄｅｖｉｃｅ”、発明者  Ｂｒｅｎｎｅｎ，  Ｙｉｎ  及び  Ｋｉｌｌｅｅｎ，出願日２０００年１１月１３日）に記載のエレクトロスプレーチップの一部である時には好ましい。
【０１２９】
その他の態様において、デバイスは、１以上の受容体が結合した固相を含むマトリックス（ｍａｔｒｉｘ、充填剤）を含む１以上の流体輸送機構を含む。本明細書中で使用する時「受容体」とは、サンプルから消費される任意の分子に対する結合パートナーとして働く任意の分子を含み得る。例えば、受容体は抗体又はその抗原的断片を含み得る。しかし、本明細書中で使用される時の「受容体」は必ずしもタンパク質ではなく、ポリペプチド、ペプチド、抗原結合分子（抗体又はアフィボディ等）、金属、金属配位化合物、炭水化物（例えばコンカナバリンＡ、又は小麦胚芽アグルチニン等のようなレクチン）、アプタマー、核酸、コファクター、ヘパリン、ポリミキシン、色素（チバクロームブルーＦ３ＧＡ等）、炭化水素（疎水性タンパク質と結合するメチル及びフェニルラジカル）、タンパク質部分に対する親和性を有する官能基（ヒドラジン、アミン、Ｎ−ヒドロキシスクシニミド、カルボキシル、ボロン酸及び有機水銀）を含む薬剤、及び一般的には、あるいは所望の結合特異性を有する任意のその他の分子であっても良い。
【０１３０】
さらなる１つの態様において、親和性のマトリックスを含む流体輸送機構はサンプル導入ポートと連通する。該マトリックスは、サンプルの複雑性を低減するためにサンプルを減らすために使用することができる。ある種の態様において、親和性のマトリックスを含む流体輸送機構は、該機構が溶出緩衝液を提供するためのポートと連通し得る場合に、所望のサンプル成分（例えばシステイン含有タンパク質等）を選択するために使用することができる。１つの態様において、サンプル導入ポートは第１の導管及び第２の導管（望まない物質を含む親和性カラムからの流入を受けるための１つの導管と、第１の分離流体輸送機構へと向けられ得る、溶出される所望の物質を受けるための１つの導管）へと分岐する親和性導管と連通する。
【０１３１】
流体は、電気浸透によって、及び／又は動電学的な手段によって、及び／又は流体輸送機構の異なる領域において圧力差を生じさせることによって、を含む多数の異なる方法により、チャネルからチャンバーへと輸送されることができる。
【０１３２】
ある種の態様において、デバイスは、少なくとも１つの特性に従う分離の前又は後のサンプル処理のための、第１の及び／又は第２の基材上の、及び／又はデバイスのその他の基材（例えば、複数の基材を含むデバイスにおいて）上の流体輸送機構を含む。ある種の態様において、サンプルを処理する流体輸送機構は、限定するものではないが、酵素、ポリマー、開裂剤、結合パートナー（例えば、核酸結合タンパク質、転写因子、コファクター、受容体、リガンド、ヘリカーゼ、トポイソメラーゼ、抗体、標識試薬、誘導体化剤、色素、細胞、イオン（例えば、流体のｐＨを変化させるための）等を含む試薬を含み得る。サンプル処理流体輸送機構は、薬剤を導入するための注入ポートと連通し得る。サンプル処理流体輸送機構はまた、機構における流体の状態を変化させるための、加温又は冷却エレメント、又は光源などのデバイスとも連通し得る。
【０１３３】
サンプル処理は、サンプル中のタンパク質の開裂を含み得る。例えば、流体輸送機構は、流体輸送機構の溶液上又は溶液中の壁面上に配列された固相上に固定化された、化学的又は酵素的な開裂剤等の開裂剤を含み得る。好適な開裂剤は、限定するものではないが、例えば、セリンプロテアーゼ（例えばトリプシン、へプシン、ＳＣＣＥ、ＴＡＤＧ１２、ＴＡＤＧ１４等）、金属プロテアーゼ（例えばＰＵＭＰ−１等）、キモトリプシン、カテプシン、ペプシン、エラスターゼ、プロナーゼ、Ａｒｇ−ｃ、Ａｓｐ−Ｎ、Ｇｌｕ−ｃ、Ｌｙｓ−ｃ、カルボキシペプチダーゼＡ、Ｂ及び／又はＣ、ディスパーゼ、サーモリシン、ギンギパイン（ｇｉｎｇｉｐａｉｎｓ）のようなシステインプロテアーゼ、ＴＥＶプロテアーゼ、Ｘａ因子及びその他等の１以上の酵素を含む。プロテアーゼは細胞から又は組替え技術を介して単離してもよい。開裂剤は酵素に限定されず、また、例えば、臭化シアン（ＣＮＢｒ）、２−ニトロ−５−チオシアノベンゾイック酸、Ｎ−ブロモスクシナミド及びその他の反応性ハロゲン化合物、ヒドロキシルアミン、１−２Ｍ  ギ酸又は酢酸、過ヨウ素酸塩酸化、２−（２−ニトロフェニルスルフェニル）−３−メチル−３−ブロモヨードレニン又は  ｏ−ヨードソベンゾイック酸（例えば、Ｈｅｒｍｏｄｓｏｎら、“Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｉｎ  Ｐｒｏｔｅｉｎ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ”，  ｅｄ．  Ｅｌｚｉｎｇａ，  Ｈｕｍａｎｓ  Ｐｒｅｓｓ，  Ｃｌｉｆｔｏｎ，  Ｎ．Ｊ．，  ｐｐ．  ３１３−３２３，  １９８２参照）等の化学試薬であることもできる。流体サンプルがヌクレオチド部分を含有する時、ヌクレオチドを消化することができるヌクレアーゼ酵素、例えばエンドヌクレアーゼ及びエキソヌクレアーゼを使用することができる。
【０１３４】
開裂剤は直接的に表面（基材壁面又はチャネル又はリザーバー中の固相）へと結合することができ、又は間接的に（例えば、抗体その他の結合パートナーを介して）結合することができる。１つの実施形態において、デバイスは複数個のサンプル処理流体輸送機構を含む。例えば、１つの態様において、デバイスは複数個の流体輸送エレメントを含み、その各々は異なるタイプの試薬、例えば、異なるタイプの開裂剤等を含む。
【０１３５】
ある種の態様において、サンプル導入手段は、サンプルを分離導管へと導入する前に該流体サンプルの消化を実行するために使用され得る。すなわち導入手段の導管は、開裂剤を含み得る。
【０１３６】
ある種の態様において、デバイスは、少なくとも一時的にサンプルを保持し得るサンプル保持リザーバー又は導管を含み、ある種の態様において、サンプル保持リザーバーは、サンプル処理の事象が起こり得るデバイス内の区画を提供し、すなわち、該サンプル保持リザーバーは、サンプル処理リザーバーでもあり得る。さらなる態様において、サンプルのアリコートは、異なる時間間隔でサンプル保持リザーバー内において薬剤（例えば開裂剤等の）に曝されることができ、次いでさもなければ同じサンプル流体処理／分離条件（例えば、デバイスの並行な流体輸送機構）に供される。
【０１３７】
ある態様において、サンプル保持リザーバーは、例えば、分離導管を通過してきた望まない成分を含む流体を受けるための廃液リザーバーを含む。さらなる態様において、保持リザーバーは、望まないサンプル成分を含む流体などの保持された流体を除去するための送出ポートを含む。
【０１３８】
その他の実施形態において、デバイスは、サンプルを濃縮するための１以上の集束エレメントを含む。例えば、デバイスは、流体輸送機構内にｐＨグラジェントを確立するための手段を含み得る。１つの態様において、少なくとも１つの分離経路中の少なくとも１つの分離媒体が、該経路中にｐＨグラジェントを確立するために使用される。例えば、集束のための構造は、両性電解質（アンフォライト）を含む流体輸送機構の１つの端部（例えばリザーバー）に連通した導管であり得る。電極は、両性電解質を含有する流体輸送機構において電場を生成するために使用することができる。両性電解質の分子の酸性基及び塩基性基は、電場の中でそれら自身をそれ相応に配列させ、移動させ、またそのように、一時的なあるいは安定的なｐＨグラジェントを生成するであろう。下流の流体輸送機構は、グラジェントを通過した濃縮された又は集束されたバイオポリマー分子を回収するために使用することができる。
【０１３９】
しかし、ある種の態様において、両性電解質の使用は避けられる。例えば、等電点電気泳動を可能にするｐＨグラジェントを形成するために、温度グラジェントを生成し、また使用することができる。
【０１４０】
異なるサンプル導入手段、分離機構、サンプル処理及び／又は回収機構は、機構へと流体を放つため（例えば導管又はリザーバー）、また機構から流体を除去する及び／又は機構へと流体が入り込むことを防止するため（例えば、米国特許第５，２４０，５７７号明細書、その全文を参照により本明細書中に取り込むものとする）のいずれかについての異なる設定において作動するバルブを使用して、デバイス中の機構から分離することができる。
【０１４１】
公知のバルブのタイプには、限定するものではないが、ボールバルブ、ソレノイドバルブ及びゲートバルブを含む。１つの態様において、バルブはデバイスの一部として一体化されて構成される。デバイスの各種の部分における電圧差及び／又は圧力差も同様の効果を達成するために使用されることができる。
【０１４２】
１つの実施形態において、デバイスは、少なくともそのうちの２つが異なる（例えば、実質的に並行な）平面上に位置する複数個の基材上に形成される複数個の導管の間での流体の輸送を提供する。
【０１４３】
本発明の１つの実施形態において、表面を含むデバイスの基材（第１の及び第２の基材のいずれか又は両方）は、表面中に形成された第１の及び第２のチャネルを有する。カバープレートが表面上に配列される時、第１の及び第２のチャネルと組合せられた該カバープレートは、第１の及び第２の導管をそれぞれ規定する。少なくとも導管の１つは、成分の特性に従って流体サンプルの成分を分析するために構成される。１つの態様において、サンプル注入ポートはバルブとの流体の連通の中で提供され、該バルブは注入ポートから導管のうちのいずれかひとつへの選択的な連通を提供するために構成され、サンプル注入ポート、選択された導管、及びその導管に関連したサンプル送出ポートを通過してサンプルが流れるように定義されたサンプルの流路において、サンプル供給源から導入された流体サンプルが輸送されることを可能にする。１つの実施形態において、デバイスは、該デバイスの所望の分離プロセス及び次元に対し好適な所定容量の流体サンプルを導入するサンプル注入又はサンプル導入手段を含む。１つの態様において、所定容量は約５マイクロリットルに満たない。その他の態様において、所定容量は約０．００５〜約１マイクロリットルである。さらなる態様において、所定容量は約０．０１〜約０．１マイクロリットルである。
【０１４４】
ある種の態様において、サンプル注入ポートは移動相供給源と連通する。
【０１４５】
１つの実施形態において、サンプル注入ポートは第１の及び第２の流体輸送機構（例えば第１の及び第２の導管）との流体の連通の中で提供され、各々は異なる基材（例えば、異なる平面において存在する実質的に平行な基材）上に提供され、サンプル注入ポート、第１の分離導管及び第２の分離導管を通過してサンプルが流れるように定義されたサンプルの流路において、サンプル供給源から導入された流体サンプルが輸送されることを可能にする。１つの態様において、第１の分離導管は、直接的に又は連結用の流体輸送機構（例えば連結導管）を解して間接的に第２の分離導管注入ポートと連通する第１の分離導管送出ポートを含む。その他の態様において、第２の分離導管は、付加的な分離導管又はサンプル分析デバイスと連動させるための第２の分離送出ポートを含む。さらなる態様において、第１の分離導管は、第２の分離導管と間接的に流体が連通しており、第１の分離導管からの流体は、さらに後述される付加的な分離導管又はサンプル処理又は保持用の流体輸送エレメントへと向けられ得る。
【０１４６】
第１の導管の送出ポート及び第２の導管の注入ポートへ好適に接近したバルブメカニズム又は電極は、第１の基材上の第１の導管から、第２の基材上の第２の導管への（又は第２の導管に連通した第２の基材上の連結用流体輸送機構への）流体の流れを推進するために提供され得る。流体は、電気浸透を介して、及び／又は動電学的な手段により、及び／又は、１以上の流体輸送機構の異なる領域において圧力差を生じさせることにより、１つの基材からその他の基材へと移動されることができる。
【０１４７】
ある種の態様において、デバイスは複数の導入手段を含み、デバイスの流体輸送機構へとサンプルを導入するための少なくとも１つの手段と、１つの分離導管から異なる基材上の分離導管のようなその他の分離導管へと、少なくとも部分的に分離されたサンプル成分を含む流体を導入するための少なくとも１つの手段を含む。
【０１４８】
ある種の態様において、少なくとも部分的に分離されたサンプル成分を含む流体を第２の分離導管へと導入することは、第１の分離導管における分離プロセスをモニターすることと協調している；例えば、第１の導管を通過して移動する標識されたサンプル成分を含むサンプル打ち込みの検出は、選択された時刻における第２の分離導管の注入ポートへのサンプル打ち込みの注入と協調させ得る。
【０１４９】
別の、又は付加的な実施形態において、第１の分離導管から第２の分離導管への所定容量の流体を導入するサンプル導入手段が提供される。
【０１５０】
１つの実施形態において、デバイスは、第１の及び第２のそれぞれ実質的に平面の反対表面を含む第１の基材を含み、また、該デバイスを通過して輸送されるだろう流体に関し実質的に不活性の素材からなる。第１の基材は、第１の平面表面におけるサンプルチャネルの形態での流体輸送機構を有する。サンプルチャネルは直線状、蛇行状、らせん状又は一般的な任意の幾何学形状であり得る。チャネルの断面の形状も変化させることができ、また半円、長方形、正方形、偏菱形等であり得る。チャネルは幅広いアスペクト比率（例えば、１より大きい、１未満又は１に等しい）で形成することができる。１つの態様において、チャネルの断面の形状をその長さにおいて変化させることもできる。デバイスは、１以上の基材上に複数個のチャネルを有することもできる。
【０１５１】
１つの態様において、第２の基材を、基材間の液体密封的な接触を達成するために第１の基材と配列させることができ、ある種の態様において、配列用の構造が、基材を配列させるために採用される。
【０１５２】
第１の基材の表面に直交する方向で第２の基材を通過して延長する円柱状の導管は、第１の基材上の流体輸送機構と第２の基材上の流体輸送機構の間の連通を提供するために使用することができる。１つの態様において、連結導管は、第２の基材のための下側に位置する表面として役割を果たす第１の基材のカバーを通過して延長する。
【０１５３】
しかし、その他の実施形態において、第２の基材それ自身が、第１の基材上の流体輸送機構についてのカバーとして働く（例えば、第２の基材の直接的な下側に位置する表面は第１の基材に属する）。
【０１５４】
１つの実施形態において、第１の基材及び第２の基材の間の流体の流れは、切替え構造の使用を通じて制御することが可能である。１つの態様において、該切替え構造は、流路の切替えに影響を与える運動（例えば、回転的又は直線的な動き、もしくはそれらの組合せ）を採用する。その他の態様において、多基材のデバイスの基材接触表面は、少なくとも第１の及び第２の基材流体輸送機構の間の制御可能な配列を可能にするための切替え構造の接触表面と、スライド可能且つ液体密封的に接触するように配列される。すなわち、ある種の態様において、流体の連通は、小さい面積を通過する流体輸送機構の間で提供され得る。１つの態様において、流体輸送機構は、制御可能な断面積を有する流体輸送導管を形成するために配列する。
【０１５５】
切替え構造の接触表面は、表面間の液体密封的な接触を達成するために基材の接触表面と密接に整合することができる。接触が液体密封的であることを確実にするために、例えば、部品を一体にさせるための外的な手段（留め具、引張バネ又は取り付け器具等）による圧力シール技術を採用することができる。しかし、基材及び切替え構造のスライド可能な接触を妨げる過度の圧力は避けるべきである。最適圧力は、ルーチンの実験を通じて決定し得る。しかし、本明細書中に記載の全ての実施形態と同様に、このような圧力シール技術は、約１００メガパスカルまで、通常は０．５〜４０メガパスカルの内部のデバイス流体圧力下で液体密封的な接触を維持するための接触表面を可能にする。切替え構造は、基材又は基材カバーを製造するために使用されるものと同じ、又は類似の素材から製造し得る。ある種の態様において、切替え構造は、切替え構造の操作を容易にために提供するハンドルを含む。
【０１５６】
さらに、切替え構造は、それから又はその他の配列用の構造から突き出たガイドにより、基材の接触表面にわたり配列され得る（非表示）。１つの態様において、切替え構造の少なくとも一部が、下側に位置する基材の流体輸送機構の少なくとも一部と整合可能であり、そのような切替え構造の運動（例えば、スライド及び／又は回転）が、第１の整合位置における流体輸送機構間の流体の連通を可能にする。第２の整合位置は流体の連通を変更し得る。１つの態様において、第２の整合位置への移動は、基材の流体輸送機構と切替え構造の流体輸送機構との間における流体の連通を阻止する。切替え構造と、下側に位置する基材とを製造し整合させる方法は、例えば米国特許公開第２００３０２２４５３１号明細書、及び第２００３０１５９９９３号明細書に記載され、その全文を参照により本明細書中に取り込むものとする。
【０１５７】
ある種の態様において、第２の整合位置への移動は、基材上のその他の流体輸送機構と、切替え構造における同じもしくは異なる流体輸送機構との間の流体の連通を提供する。ある種のその他の態様において、切替え構造を、少なくともこれらの構造の一部を切替え構造上の連結用流体輸送機構と整合させることによって、第１の及び第２の基材上の流体輸送機構の間における流体の連通を提供し得るために使用することができる。１つの態様において、切替え構造の移動は、切替え構造の流体輸送機構と第２の基材との間や、該切替え構造と第１及び第２の基材との間、及び／又は、他のある切替え構造と第１及び第２の基材との間の連通を変化させる。
【０１５８】
例えば、ある種の態様において、第２の基材の下に位置する第１の基材は、切替え構造にすぐに接して下側に位置する第２の基材における１以上の直交する導管を通過して、切替え構造における流体輸送機構と連通する。第１の基材からの流体は、第１の基材上の流体輸送機構からの流体の流れを、第２の基材上の直交するチャネルを通じて、切替え基材の運動（例えば、回転）を通じて第２の基材上の流体輸送機構と連通して制御可能に配列され得る切替え構造上の流体輸送機構へと向かわせることにより、第２の基材へと向かわせることができる。ある種の態様において、切替え構造上の流体輸送機構は、第２の及び／又は第１の基材上の流体輸送機構と連通し得る第２の基材における１以上の直交する導管と選択的に連通し得る湾曲した幾何学的形態を含む。
【０１５９】
基材（及び／又はカバー）上の流体輸送機構及び切替え構造の幾何学的形態及び相対的配列は、サンプル分離のための複数個の選択可能な流路を生成するために操作することができる。１つの態様において、第１の分離導管を含む第１の基材上における流体輸送機構、第２の分離導管を含む第２の基材、流体輸送機構を含む切替え構造の相対的配列は、第１の配列位置から第２の配列位置への該切替え構造の移動が、第２の基材上における第２の分離導管への、第１の基材上における第１の分離導管に対する第１の基材に連通したサンプル注入からの流路を提供する。付加的な分離導管が第１の及び／又は第２の基材上に提供されても良く、また連結されても良い。ある種の態様において、付加的な基材が、例えば切替え構造を介して、及び／又は第１の又は第２の基材上の流体輸送機構の配列を介して第１の及び第２の基材へと提供され、また連結されても良い。
【０１６０】
１つの態様において、切替え構造の流体輸送機構は、第１の及び／又は第２の基材の少なくとも２つの流体輸送機構と連通する。１つの態様において、第１の位置から第２の位置への切替え構造の移動は、第１の及び／又は第２の基材の少なくとも１つの流体輸送機構の切替え構造の間における流体の連通を変化させる。例えば、第２の位置への移動は、同じ又は異なる基材におけるその他の流体輸送機構との流体の連通を許可する一方で、１つの基材の１つの流体輸送機構との間の流体の連通を阻止し得る。ある種の態様において、第２の位置への移動は、両方の流体輸送機構との流体の連通を阻止する。ある種のその他の態様において、第２の位置への移動は、第１の及び／又は第２の基材の１つ又は両方の構造との液体の連通を阻止する一方、第１の及び／又は第２の、及び／又はさらにその他の基材上の１以上の付加的な流体輸送機構との連通を提供し得る。付加的な順列が可能であり、また本発明の範囲内に包含される。
【０１６１】
１つの態様において、図１（ａ）に示すように、切替え構造の流体輸送機構は、例えば、第１の末端及び第２の末端を有するほぼ半円型の流体輸送機構を形成する曲線状である。第１の及び第２の末端は、下側に位置する及び／又は上側に位置する基材の流体輸送機構における注入口又は送出口と連結し得る。切替え構造を回転させることは、１つの基材上の異なる流体輸送機構の間の、及び／又は第１の及び第２の基材上の異なる流体輸送機構の間の流体の連通を選択的に提供し又は阻止するために使用され得る。
【０１６２】
ある種の態様において、切替え構造は、基材上の１以上の流体輸送機構に対して所定容積の流体を制御可能なように提供するために使用され得る。
【０１６３】
図１（ａ）に示す実施形態において、デバイスは、強陽イオン交換媒体を充填した第１の分離導管及び逆相液体クロマトグラフィー媒体を充填した第２の分離導管を含む。デバイスは、オートサンプラーならびにデバイスの１以上の流体輸送機構からの廃棄流体を受けるための廃液ポートへと連結可能なサンプル注入ポートを含む。第１の分離導管は、第２の分離導管よりも大きい内部直径を有する。１つの態様において、流体は、約１〜５０μｌ／分（例えば、オートサンプラーからの流れを調節するポンプの制御下で）の速度で第１の分離導管を通過して流れ、一方、流体は、約１００〜３００ｎｌ／分（例えば、分離用ポンプの制御下で）の速度で第２の分離導管を通過して流れる（“ＲＰポンプ”として図中に示す）。
【０１６４】
１つの実施形態において、切替え構造は、第１の分離導管から第２の分離導管へと流体を選択的につなぐ導管（「切替え導管」）を含む。切替え導管は、第１の分離導管及び第２の分離導管の内直径の中間的な内直径を有し、及びその流路に依存したいずれかの流速において稼動し得る。１つの態様において、切替え導管は、第１の分離導管からの流体を受ける（例えば、１〜５０μｌ／分で）ロード（または負荷）の位置から、第１の分離導管から受けた流体を第２の分離導管へと輸送する（例えば、１００〜３００ｎｌ／分で）ランの位置まで移動可能である。切替え導管を通過する流れは、その位置に応じて、オートサンプラーポンプ又はＲＰポンプにより独立的に制御可能である。
【０１６５】
１つの実施形態において、切替え導管は、第２の分離導管としての分離媒体を含む。１つの態様において、切替え導管は、第２の分離導管として同じタイプの固定相を含む。
【０１６６】
その他の実施形態において、図１（ｂ）に示すように、第１の基材の第１の分離導管から、第１の基材とは異なる平面上に位置する第２の基材の１以上の分離導管への流体の流れを連結する及び／又は提供するための複数個の切替え導管が提供され得る。
【０１６７】
その他の組合せの分離媒体が可能であり、また本発明の範囲内に包含されることが、即時の開示に基づいて、当業者にとって明白であろう。例えば、強陰イオン交換媒体は逆相媒体とペアになり、また親和性媒体は逆相媒体とペアになり得る。例えば異なる逆相媒体など、類似の分離媒体もまたペアになることができる。しかし、１つの態様において、第１の及び第２の基材上における第１の及び第２の分離導管は、異なる特性に従って分離を行う。
【０１６８】
図に示すように、切替え構造は、第１の配列位置から少なくとも第２の配列位置へと切替えるために、第２の基材上においてスライド可能なように移動できる接触表面を含む円形プレートとして構成される。例えば、切替え構造の回転によるその他の配列位置への移動は、ある種の流体輸送機構との連通を中断し得るが、その他についてはそうせず、また、先の配列位置においては提供されなかった新しい組合せの機構の間の連通を提供し得る。
【０１６９】
図２（ａ）及び（ｂ）は、本発明の１つの態様に従うデバイスの構成部品で、別個の基材を示す。
【０１７０】
図２（ａ）乃至（ｃ）は、本発明の１つの態様に従う多基材微小流体デバイスの要素を示す図である。図２（ａ）は、第１次元の分離のためのチャネルを含み、また図中において円で示す流体連通ポートを含む基材を示す。図２（ｂ）は、第２次元の分離のためのチャネルを含み、また図中において円で示す流体連通ポートを含む基材を示す。図２（ｃ）は、流体連通ポートを調整した後に、図２（ａ）中に示すデバイスが図２（ｂ）中に示すデバイスに対して塞がれているシステムを示す。このシステムは質量分析計に対し分離されたサンプル成分を提供するためのナノエレクトロスプレーデバイスに適合して示されている。図３は、デバイスの透視図及び、第１及び第２の基材の各種の流体輸送機構、及び切替え構造の間の関係を示す図である。また、図４は、図２（ｃ）による装置を使用して得られた１０ＳＣＸ画分のベースピーククロマトグラムを示す図である。
【０１７１】
図２（ａ）は、電荷等のサンプル成分の第１の特性に従う分離を実行するための分離導管を含む基材を示す。図に示す実施形態において、分離導管は曲線状であり、また注入末端及び送出末端を有する。
【０１７２】
図２（ｂ）は、サンプル成分の第２の特性（疎水性等の）に従う分離を実行するための分離導管を含む基材を示す。導管の１つの末端は、切替え構造の上側に位置する１以上の流体輸送機構と連通することができ、基材におけるもう一方の末端は、分離されたサンプル成分を分析するための質量分析装置等の分析モジュールと連結するデバイスと連通する。
【０１７３】
図２（ｃ）に示すように、１つの態様において、図２（ａ）中に示す基材が図２（ｂ）に示す基材の上に位置する時、切替え構造は、デバイスの各種流体輸送機構の間における流体の連通を選択的に提供するために使用され得る。１つの態様において、該デバイス及び切替え構造が「ロード」の位置の時、サンプルはサンプル導入ポート１へと導入され、また、第１の次元の分離導管を通じて流体輸送機構６へと流れる。この位置において、流体輸送機構６は、ネジ溝６−１を介した単離用導管（４−１）（例えば、イムノアフィニティーマトリックスなどの親和性マトリックスを含む）との流体の連通の中に置かれ；該単離用導管はネジ溝４−５を介した廃液導管への輸送が可能である。
【０１７４】
第２の位置（例えば「ラン」の位置）において、移動相溶液（例えば、移動相グラジェント等）を送るためのポンプは、ネジ溝２−１を介して単離用導管へと連結される。第２の位置において、単離用導管は、ネジ溝４−３を介して第２の分離導管（例えばＲＰ  ＬＣ導管）への流体の連通の中におかれる。サンプル成分は、移動相中で単離用カラムから、第２の特性（例えば、疎水性等）に従う分離のための第２の分離導管へと流れる。
【０１７５】
図３は、デバイスの透視図、及び、第１及び第２の基材の各種の流体輸送機構と切替え構造との間の関係を示す。その他の幾何学的形状が可能であり、また本発明の範囲内に包含されることが当業者にとって明白であろう。
【０１７６】
ある種の実施形態において、流体輸送機構の幾何学的形状は、連続的な分離又は並行的なサンプル分離を可能にするために選択される。例えば、第１の及び第２のチャネルは、第１の基材表面及び第１の及び第２のチャネルと組合せたカバープレートが第１及び第２の導管をそれぞれ規定できるように形成され得る。１つの態様において、サンプル注入ポートは、バルブ（又は流体の流れを制御するためのその他のメカニズム）と流体が連通する中におかれ、また、該バルブは、注入ポートといずれか１つの導管との間の選択的な流体の連通を提供するために構成される。結果として、サンプル供給源から導入される流体サンプルは、サンプル注入ポート、選択された導管、及び該選択された導管に関連するサンプル送出ポートの順に通過して移動する規定されたサンプル流路中を搬送され得る。少なくとも導管のうちの１つは、成分の特性に従って流体サンプルの成分を分離するために構成される。
【０１７７】
１つの態様において、少なくとも２つの導管は、同じ又は異なる成分特性に従って流体サンプルの成分を分離するために構成される。ある種のその他の実施形態において、複数のサンプル注入ポートは、各々が別個の流体輸送機構と連通するように提供される。注入口を通過する流体／サンプルの動きは互いに独立的であるか又は協調的である（例えば、並行的なサンプル処理等において）。連続的及び並行的な流体の流れの組合せもまた提供され得る。ある種の態様において、上述の通り、サンプル注入口の数は、業界標準におけるマイクロタイタープレートのウェル数、又はそのようなプレートの列又は行におけるウェルの数に相当する。
【０１７８】
さらに、バイアル及びタイタープレートのようなサンプル供給源からサンプルを取り込むために使用し得るデバイス上の構造に関するメカニズムは、導入手段へと結合させる関係したインターフェース構造と土曜にして採用しすることができる。米国出願シリアル番号第０９／５７０，９４８号明細書（Ｚｉｍｍｅｒｍａｎｎ及びＰｉｅ、出願日２０００年５月１５日）を参照されたい。
【０１７９】
並行的な及び／又は連続的なサンプル処理は、並行的な及び／又は連続的な多次元的な分離と組合せることができる。例えば、少なくとも１つの第１の導管は、第１の特性に従うサンプル成分のための第１次元の分離（例えば、サイズ排除クロマトグラフィー、イオンクロマトグラフィー、キャピラリー電気泳動、等電点電気泳動、又はフィールドグラジェントを介した電気泳動的フォーカシング又はその他の分離技術を通じて）を提供し得る。次いで、第１次元の分離から得た画分を、１以上の上述の方法又は第２の異なる特性によるその他の分離技術を使用して、分離のための第２の分離導管へと導く。
【０１８０】
例えば、バイオポリマーを開裂させるためや、バイオポリマーを酵素的反応（例えば、開裂、増幅、連結等）に対して供するため、バイオポリマーを化学反応に対して供するため、及び／又はサンプル成分をある条件（例えば、温度、ｐＨ、光への曝露等）に対して曝すために、任意のサンプル処理チャンバーを、分離導管の上流及び／又は下流において提供し得る。例えば、サンプル注入ポートからの、又は同じもしくは異なる基材上のその他の導管からの１つのサンプルを流体及び／又は複数のサンプル成分と混合するために、任意の混合チャンバーを提供することができる。選択された時間間隔の間サンプルを保持し得る（例えば、このような時間間隔が、同じ又は異なるチャンバー中で発生する前反応、又は下流の流体輸送機構において生じる分離のためにかかる）任意のサンプル保持チャンバーが提供され得る。ある種の態様において、このような任意のチャンバーは、複数の機能を提供し得る。例えば、処理チャンバーは、同時に又は連続して、混合チャンバー及び／又は保持チャンバーとして使用され得る。
【０１８１】
本発明はまた、本明細書中に記載の多基材のデバイスを含むシステムを提供する。１つの実施形態において、本発明に従うシステムは、上述の任意のデバイス及び、成分の存在を検出するため、及び／又は流体輸送機構の少なくとも一部を通じる流体の流れをモニターするために流体輸送機構に対し好適な近傍におかれる検出装置を含む。
【０１８２】
その他の実施形態において、検出装置は、ユーザーが分離の効率及び／又はサンプルの特性をモニターできるようにするために、分離導管の近傍に配列される。ある種の態様において、複数個の検出装置がシステムと連結される。例えば、検出装置は、ユーザーが分離の効率をモニターできるようにシステムの各種の流れのポイントにおいて配列されることができ、また第１及び第２の分離流体輸送機構の両方に対し近傍に存在し得る。検出装置は、屈折率、紫外及び／又は可視光吸収、光散乱又は好適な波長の光でサンプル励起後の蛍光（例えば、タンパク質を含有する溶液）における変化をモニターすることができる。
【０１８３】
検出装置は、付加的に、カメラ、好適なフィルターシステム、及び光電子増倍管と組合せることができる。検出装置は光学的な検出装置に限定されず、電気化学的なものや、電動度等を含む、液体クロマトグラフィー及びキャピラリー電気泳動における検出のために使用される任意の検出装置を含むことができる。
【０１８４】
その他の実施形態において、システムは、少なくとも第１及び第２の分離導管を通過して流れるサンプル中の分離された成分を分析するための分析システムを含む。１つの態様において、該分析システムは、検出装置からのシグナルを得るための、及びそれらを本明細書中に記載の他基材デバイスにより分離された分離の特性に関連するデータへと変換するための中央演算処理装置を有するか、または中央演算処理装置に接続が可能である。検出装置及び／又は分析システムは、直接的又は間接的に他基材のデバイスへと組合せられ得る。１つの実施形態において、エレクトロスプレーデバイスは本発明に従って多基材のデバイスと結合され、また、分離されもしくは少なくとも部分的に分離された分子（例えば、ペプチド等）を質量分析デバイス等の検出装置／分析システムへと輸送する。エレクトロスプレーデバイスは当業者に知られている。例えば、Ｗｉｌｍ及びＭａｎｎ，  Ａｎａｌ．  Ｃｈｅｍ．１９９６；６８：  １−８；  Ｒａｍｓｅｙら、Ａｎａｌ．  Ｃｈｅｍ．  １９９７；６９：  １１７４−１１７８；  Ｘｕｅら、Ａｎａｌ  Ｃｈｅｍ．  １９９７；６９：  ４２６−４３０；  及び米国特許第６，２４５，２２７号明細書を参照されたい。１つの態様において、多基材のデバイスは、米国特許公開第２００４０１５６７５３号明細書に記載のような一体化されたエレクトロスプレーエミッターを含む。タンパク質分析システムがＭＡＬＤＩ  デバイスを含む場合、分離キャピラリーをＭＡＬＤＩデバイスに対して連結するために自動化されたスポット装置が使用され得る。
【０１８５】
その他の態様において、第２の分離導管が、サンプルバイアル、プレート、又はキャピラリー等の回収装置、又は、同じ又は異なる基材上のその他の分離導管と連通するためのその他の流体輸送機構との流体の連通において存在する。回収装置は、保存デバイスとしての役割を果たすことができ、又は、回収されたサンプル画分を使用及び／又は分析するその他のデバイスへの媒介手段としての役割を果たすことができる。
【０１８６】
質量分析技術は当業者によく知られ、また、例えば、レーザーディソープション及びイオン化技術を含み得る。デバイスと連結させたこれらの使用は、米国特許第５，７０５，８１３号明細書及び第５，７１６，８２５号明細書中に記載されている。その他の方法で、又は付加的には、分析装置は、所定の波長の電磁気的な放射を生じるために構成された電磁気的な放射の供給源を含み得る。流体サンプルの内部特性及び／又は使用される任意の分子標識に依存して、放射は紫外線、可視又は赤外線放射であり得る。
【０１８７】
１つの態様において、分析システムは、タンパク質消化生成物又はペプチドのアミノ酸配列を決定するための、及び／又はペプチド又はその誘導体（又はそのイオン化断片）の質量／荷電特性を該ペプチド（又はその誘導体）が由来する相当するタンパク質に相関させるための中央演算処理装置を含むか、又は中央演算処理装置と連結される。その他の態様において、システムはさらに、本発明に従い多基材のデバイスにより分離された分子に関するデータが保存され得るメモリーを含む。中央演算処理装置は、例えば、バルブの解放又は閉鎖、あるいは１以上の流体輸送機構におけるポテンシャル変更等のその他のシステム機能をモニターし及び／又は制御するために使用され得る。
【０１８８】
本発明はさらに、本明細書中に開示されるデバイス及びシステムを使用するための方法を提供する。１つの実施形態において、本発明に従う方法は、第１の基材の第１の分離流体輸送機構へとサンプルを導入すること、及び、第１の特性に従いサンプル成分を分離することを含む。少なくとも第１の特性に従って分離されたサンプルは、第１の基材とは異なる平面中に存在する第２の基材の第２の流体輸送機構へと輸送される。１つの態様において、第２の基材は実質的に第１の基材と平行である。第２の基材は第１の基材に対するカバーを形成することができ、又はカバーによって第１の基材から分離され得る。その他の態様において、第１及び第２の基材は、連結用の流体輸送機構によって互いに連結される。例えば、第１の基材上の流体輸送機構の送出口部分は、第２の基材上の流体輸送機構の注入口部分との流体の連通の中におかれ得る。
【０１８９】
１つの実施形態において、第１及び第２の基材の間の連通は、少なくとも２つの位置へと動かすことが可能な切替えデバイスを通じて制御される。例えば、第１の位置において、切替えデバイスは、第１及び第２の基材の間の連通を提供し、一方、第２の位置において、切替えデバイスは第１及び第２の基材の間の連通をなくすことができる。切替えデバイスは、第１及び第２の基材に直交する１以上の流体輸送機構を通じた基材間の連通を提供しながら、第１及び第２の基材の間に存在し得る。１つの実施形態において、切替えデバイスは、第１及び第２の基材の上側に位置し、また、１つの位置における切替え構造が、切替えデバイス中の連結チャネルを通じて、第１の基材の流体輸送機構の送出ポートを、第２の基材流体輸送機構の注入ポートへと連結するような、第１及び第２の基材に関する切替え構造の動きを通じた第１及び第２の基材の間の流体の連通を提供する。第１の基材の送出ポートは、切替え構造が第１の位置にある時に切替え構造の連結チャネルと連通している送出ポートを含む第２の基材中の連結チャネルの注入ポートへと連結されることができる。流体は連結チャネルを通じて流れ、また連結チャネル中の送出ポートを通過して第２の基材の注入口チャネルへと流れる。第２の位置への切替え構造の移動は、切替え構造と第１の基材及び／又は第２の基材との間の連通を絶ち、それによって基材間の流体の流れを阻止する。
【０１９０】
ある種の実施形態において、第１の位置への移動は、第１の基材上の第１の流体輸送機構と第２の基材上の第２の流体輸送機構との間の連通を許可することができる一方、そのことが、第１の基材上の第３の流体輸送機構と第２の基材上の第２の流体輸送機構、又は第２の基材上の第４の流体輸送機構との間の連通を阻止し得る。多くのその他の順列が可能であり、本発明の範囲内に包含される。
【０１９１】
第１の分離チャネルを通じたサンプルの流れは、第２の分離チャネルを通じて通過した後、分析システムによって評価され得る。１つの態様において、第１の分離チャネルは、２つの流路を含むか又は２つの流路に分岐し、その１つは第２の分離チャネルに連結し、もう１つは、同じ又は異なる分析システムに連結して分離されたサンプルのアリコートを分析により評価し、その他のアリコートをさらなる分離に供し、及び／又は同じ又は異なる分析システムによる分析に付すことができる１つのチャンネルに接続されていてもよい。ある種の実施形態において、第２の分離チャネルは、サンプル打ち込みの一部を分析システムによって分析され得るようにする１つの流路と、さらに異なるタイプの分析を可能にするか又はサンプル打ち込みの成分の単離を可能にする第２の流路の、２つの流路を含むか又は２つの流路に分岐する１つのチャンネルに接続されていてもよい。分離チャネル及びその他の流体輸送機構への、及び、それらからの動きは、圧力変更メカニズムなどの当業者に知られたメカニズムを用いて制御することができる。
【０１９２】
１つの実施形態において、分離導管は、サンプル注入ポート及び移動相保持導管の両方に連結しているか、又は連結可能である。切替えプレートは、移動相保持導管と分離導管との間の連通を提供するためにスライド可能な形で回転させることができる。加圧メカニズムは、サンプル導入導管を通じ、また分離導管へと、移動相保持導管中に含まれる移動相を輸送するための駆動力を提供するために使用される。結果として、サンプル導入導管内に含まれる流体は、分離導管を通じて送達される。１つの態様において、分離導管内の分離は、わずか約１μｌ／分の移動相の流速を用いて獲得される。しかしながら、約０．０１μｌ／分〜約１０μｌ／分の流速、好ましくは約０．１μｌ／分〜約２μｌ／分の流速を採用することができる。次いで流体サンプルは、公知の特性に従ってサンプル成分へと分離され、また、さらなる分離、分析、保持、及び／又は処理のために、分離導管の末端における送出ポートから出てくる。１つの態様において、第１の特性に従って分離を行う第１の分離導管における流速は、第２の特性に従って分離を行う第２の分離導管における流速よりも速い。例えば、１つの態様において、第１次元の分離のための流速が約１〜２０μｌ／分の範囲であり、一方、第２次元の分離のための流速が約０．０１〜１μｌ／分の範囲である。
【０１９３】
１つの態様において、上流の分離導管内の緩衝液及び試薬の選択は、それが連通する下流の流体輸送機構との相性が良いように最大化されるだろう。例えば、緩衝液又は溶媒はサンプル中の分子の溶解性を維持し、下流の導管で起こるプロセスに実質的に影響を与えないものを選択することができる。希釈緩衝液及び／又は交換マトリックスを提供するための導管は、流体及び流体中の成分を好適に希釈／交換するためのデバイスにおける好適な配列／流路において含まれ得る。
【０１９４】
その他の態様において、デバイスは、デバイスの１以上の流体輸送機構におけるグラジェントを生じさせるための１以上のメカニズムを含む。例えば、導管のカスケードが、液体（例えば、水及びメタノール）の流れを分ける及び／又は混合するために提供され得る。例えば米国特許公開第２００４０１５６７５３号明細書及び第２００３０１５９９９３号明細書の記載を参照されたい。
【０１９５】
１つの実施形態において、デバイスは、グラジェント生成手段を含む。１つの態様において、該グラジェント生成手段は、少なくとも部分的には１つの基材内に形成される。あるいは付加的に、該グラジェント生成手段は、少なくとも部分的にはカバー内、第２の基材内、又は切替え構造内に形成される。その他の態様において、一体化されたグラジェント生成手段は、上流の末端及び下流の末端により規定された長さを有する少なくとも１つの移動相保持導管、及び少なくとも１つの移動相注入ポートを含む。ある種の実施形態において、移動相保持導管は、移動相保持導管の長さに沿って配列された複数個の注入ポートを含む。ある種のその他の実施形態において、移動相保持導管は、少なくとも１つの移動相送出ポート（一般的に、注入ポートより下流の）と連通する。
【０１９６】
１つの態様において、デバイスはさらに、移動相保持導管から移動相送出ポートを通過し、また分離導管の注入ポートへと移動相を導入するためのメカニズムを含む。グラジェント生成手段はさらに、移動相保持手段と流体連通した分配導管を含む。１つの態様において、該分配導管は、実質的に移動相保持導管に対し平行である。分配導管は、複数個の送出ポートを含む。１つの態様において、各送出ポートは、混合導管を経由して移動相導管の注入ポートと流体的に連通する。分配導管はまた、その送出ポートの各々の間に配列された注入ポートを含む。ある種の態様において、グラジェント生成手段が１以上の移動相供給源を含む場合、少なくとも供給源の１つが選択された移動相成分を含み得る一方、他方がそれを含まない。デバイスは付加的に、グラジェント生成手段と分離導管との間の流体連通を制御するためのメカニズム（例えば、圧力差の供給源、又は動電学的な力又は電気浸透力の供給源）を含み得る。
【０１９７】
本発明をさらに、以下の実施例により説明する。実施例は、本発明の理解を助けるために提供され、それ自身の限定として解釈されるべきではない。
【実施例１】
【０１９８】
ヒト血清サンプルを健康な患者（ｈｅａｌｔｈｙ  ｐａｔｉｅｎｔ）から入手し、得られたサンプル中に最も多く存在する６種類の血清タンパク質（すなわち、ＨＳＡ、ＩｇＧ、ＩｇＡ、ハプトグロビン、トランスフェリン、及びアンチトリプシン）を、Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｆｆｉｎｉｔｙ  Ｒｅｍｏｖａｌ  ＬＣ  カラム（例えば、ｗｗｗ．ａｇｉｌｅｎｔ．ｃｏｍ／ｃｈｅｍ／ａｆｆｉｎｉｔｙ参照）を使用して、製造者の説明書に従って、及び、Ｓｚａｆｒａｎｓｋｉらが、Ｐｈａｒｍａｃｏｇｅｎｏｍｉｃｓ  Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  ２００４；ｐｐ  ４０−４６に一般的に記載されているように、除去した。５μｌ（総タンパク質５０  μｇ）の免疫学的親和性を失ったサンプルを、ＡＧＩＬＥＮＴ  １１００  オートサンプラーを用いて第１の基材上のＳＣＸ分離導管へと導入した。ＳＣＸ分離導管からの溶出物をサンプル単離導管によって捕捉し、その後、ナノエレクトロスプレーの前に逆相分離導管により分離した。第１の逆相グラジェントの終了後に、ロータリーバルブインターフェースをロードの位置に切替え、また、５μ１の１０ｍＭ  ＫＣｌをＳＣＸカラムへと注入した。１０ｍＭ  ＫＣｌのステップが、ＳＣＸカラムからある種の保持性の低いペプチドを溶出させる。次いで、単離用のカラムでこれらのペプチドを、第２の逆相ＬＣグラジェント分離の前に捕捉した。それに続く塩ステップはそれぞれ、２０  ｍＭ、  ５０  ｍＭ、  ７５  ｍＭ、  １００  ｍＭ、  １５０  ｍＭ、  ２００  ｍＭ、５００  ｍＭ  及び  １  Ｍ  ＫＣ１である。第１回目のＬＣ／ＭＳの運転（ＳＣＸ溶出画分へのサンプルローディング）及び続く９回のＳＣＸからの塩のステップ溶出後ＬＳ／ＭＳの運転を、図４中にオーバーレイプロットする。
【０１９９】
１０回のＬＣ／ＭＳ／ＭＳ  運転データを、Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  Ｍｉｌｌ  ｐｒｏｔｅｉｎ  ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ  ｓｏｆｔｗａｒｅを用いたＮＣＢＩ  データベースに対して検索した。総計５４種類のタンパク質がサンプルから同定された。サンプル中で最も量の多いタンパク質を図５中に示す。
【０２００】
自然状態のヒト血清サンプルにおける６種共通する多量なタンパク質（ＨＳＡ、ＩｇＧ、ＩｇＡ、ハプトグロビン、トランスフェリン、及びアンチトリプシン）が、イムノアフィニティー導管によりうまく除去することができた。マクログロブリンの前駆体に相当する総計２１のペプチドを同定した。これらのペプチドは最初にＳＣＸにより分離され、また、次いで図２（ｃ）中に示すようなデバイスのＲＰ  分離導管により分離される。異なる塩ステップにおける分配を図６においてリスト化する。
【０２０１】
個々の刊行物が全ての目的のためにその全文を参照することにより組み入れられて、特定的且つ個別的に示されるのと同程度に、本明細書中に引用した特許、特許出願、及び文献参照を含む全ての刊行物は、本明細書中にその全文を参照することにより、また全ての目的のために、取り込まれるものとする。
【０２０２】
上記発明は、理解を明確にする目的のため、図示及び例示により少し詳しく記載されているが、添付された特許請求の範囲の精神又は範囲から逸脱することなく、特定の変更及び改変が行なわれ得ることは、本発明の教示に照らし合わせれば、当業者には容易に明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【０２０３】
【図１】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の異なる実施形態に従う第１及び第２の基材上に提供される第１及び第２の次元の分離チャネルを含む、サンプルの多次元的分離を実行するための統合された微小流体デバイスの全体的な像を示す概略図である。
【図２】（ａ）から（ｃ）は、それぞれ、本発明の１つの態様に従う多基材微小流体デバイスの要素を示す図である。
【図３】デバイスの透視図で、第１及び第２の基材の各種の流体輸送機構、及び切替え構造の間の関係を示す図である。
【図４】図２（ｃ）に従う装置を使用して得られた１０ＳＣＸ画分のベースピーククロマトグラムを示す図である。
【図５】実施例１における、ヒト血清サンプルから同定される全タンパク質５４種類のリストの中で、サンプル中で最も多量なタンパク質を表示した部分を示す図である。
【図６】実施例１における、２１種類のペプチドの異なる溶出塩濃度ステップにおける分布を示す図である。
【図１】
2006215033.tif 000003
【図２】
2006215033.tif 000004
【図３】
2006215033.tif 000005
【図４】
2006215033.tif 000006
【図５】
2006215033.tif 000007
【図６】
2006215033.tif 000008