(57)【要約】  本発明の技術の態様は、特定のクラスの生物学的分子（例えば、タンパク質または核酸）を、生物学的構成成分の混合物から単離するためのシステムおよび方法を提供する。この方法は、生物学的分子と反応して、基質によるそれらの吸着を向上させる溶液を使用し、それによりコンタミネーション物質を、標的化物質から除去することができる。態様には、干渉なしにまたは最小限の干渉とともに、技術を実施するように使用することができる、自動化システムが含まれる。その他の態様には、この技術において使用することができる分離カラム技術が含まれる。【選択図】なし
2011530084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の構成
複数の種類の生物学的分子を吸着するように構成された、少なくとも1種類のユニバーサル表面を有する基質；
サンプルを、サンプルに由来する1またはそれ以上の種類の生物学的分子に対して作用する様に適合させた1またはそれ以上の溶液と、接触する様に構成された、自動化液体調節システム；そして
少なくとも部分的には単離されるべき生物学的分子の種類に基づいて、液体調節システムがサンプルと接触させるべき溶液がどれかを、自動的に決定する様に構成されたプロセシングシステム；
を含む、サンプルから生物学的分子を単離するための自動化システム
【請求項２】
生物学的分子の種類が、DNA、RNA、核酸、タンパク質、多糖、またはそれらの断片を含む、請求項1に記載の自動化システム。
【請求項３】
1またはそれ以上の溶液が、細胞膜または核膜を溶解する様に適合されるか、またはサンプルから抽出された1またはそれ以上の分子を、ユニバーサル表面に対して結合するように適合される、請求項1に記載の自動化システム。
【請求項４】
基質が、使い捨てで交換可能なカートリッジ中にハウジングされる、請求項1に記載の自動化システム。
【請求項５】
カートリッジが、プロセシングシステムに、単離されるべき生物学的分子の種類の同定を可能にする同定用構成成分を含む、請求項4に記載の自動化システム。
【請求項６】
同定用構成成分が、バーコード、RFID、機械-読み取り可能テキスト、色コード、またはその他の機械-読み取り可能コード化スキームを含み、そしてプロセシングシステムが同定用構成成分のリーダーを含む、請求項5に記載の自動化システム。
【請求項７】
ユニバーサル基質からの溶出物の特性を示すシグナルを生成するように構成された検出器を含む、請求項1に記載の自動化システム。
【請求項８】
シグナルを分析しそして溶出物中に存在する分子を同定するように構成された調節システムを含む、請求項7に記載の自動化システム。
【請求項９】
溶出物を回収するように構成されたサンプル回収デバイスを含む、請求項7に記載の自動化システム。
【請求項１０】
以下の工程：
少なくとも部分的には、1またはそれ以上の種類の目的とする生物学的分子の結合のための溶液の特異性に基づいて、溶液を自動的に選択する工程；
溶液を、1またはそれ以上の種類の目的とする生物学的分子を含むサンプルと自動的に組み合わせる工程；そして
1またはそれ以上の種類の目的とする生物学的分子を含む複数の種類の生物学的分子を可逆的に吸着するように構成されたユニバーサル基質と接触させて、組み合わせた溶液を、自動的に設置する工程；
を含む、サンプルから生物学的分子を単離するための方法。
【請求項１１】
ユニバーサル基質から非-吸着構成成分を自動的に除去する工程を含む、請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
以下の工程：
ユニバーサル基質を、目的とする生物学的分子を基質から放出するための放出剤を用いて、自動的に処理する工程；そして
放出された生物学的分子を、自動的に回収する工程；
を含む、請求項10に記載の方法。
【請求項１３】
1またはそれ以上の種類の目的とする生物学的分子が、1またはそれ以上のタンパク質分子、核酸、または多糖を含む、請求項10に記載の方法。
【請求項１４】
1またはそれ以上の種類の目的とする生物学的分子が、非-核DNA、タンパク質、核DNA、実質的に全てのRNA、実質的に全ての核酸、DNA配列決定フラグメント、または多糖を含む、請求項10に記載の方法。
【請求項１５】
溶媒溶出、電気泳動、またはこれらの組合せにより、非-吸着構成成分をユニバーサル基質から自動的に除去する工程を含む、請求項10に記載の方法。
【請求項１６】
以下のもの：
サンプルからのタンパク質の単離を促進するように構成された、第1の溶液；
サンプルからの核酸の単離を促進するように構成された、第2の溶液；そして
第1の溶液または第2の溶液の少なくとも1種類と反応した生物学的分子を可逆的に吸着するように構成された、ユニバーサル基質；
を含む、生物学的分子をサンプルから単離するためのキット。
【請求項１７】
ユニバーサル基質を、アナライザー中に挿入される様にまたはアナライザーから除去される様に構成されたカートリッジ中に、単一ユニットとして同封する、請求項16に記載のキット。
【請求項１８】
カートリッジが、適切なリーダーによるカートリッジの自動的同定を可能にする、関連する同定用構成成分を有する請求項17に記載のキット。
【請求項１９】
以下のもの：
基材材料；
基材材料中に形成される、主チャネル；
主チャネルと交差し、基材材料中に形成される、クロスチャネル；
主チャネルおよびクロスチャネルの両方ともと液体的に連結されている、基質；
クロスチャネル中に構成された基質のいずれかの面上の、1またはそれ以上の主チャネル電気泳動接点；そして
クロスチャネル中に構成された基質のいずれかの面上の、1またはそれ以上のクロスチャネル電気泳動接点；
を含む、混合物から生物学的分子を単離するためのマイクロ流体デバイス。
【請求項２０】
基質が、主チャネルのクロスチャネルとの交差点に近接して挿入される様に構成された第1のキャリア中に含有される、請求項19に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項２１】
主チャネルと交差する第2のクロスチャネルを含む、請求項19に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項２２】
主チャネルおよび第2のクロスチャネルと液体的に結合される第2の基質を含む、請求項21に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項２３】
第2の基質が、主チャネルの第2のクロスチャネルとの交差点に近接して挿入される様に構成された第2のキャリア中に含有される、請求項22に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項２４】
マイクロ流体デバイスが、主チャネル、クロスチャネル、またはその両方から、溶媒流動、電気泳動、またはそれらの組合せを使用して分子を溶出する様に構成される、請求項19に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項２５】
マイクロ流体デバイスは、アナライザー中への挿入とそこからの除去のために、カートリッジ中にハウジングされる、請求項19に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項２６】
カートリッジが、アナライザーによるカートリッジの自動的同定を可能にする、同定用構成成分を有する、請求項25に記載のマイクロ流体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[0001]  本出願は、米国特許出願番号12/185,680（2008年8月4日に出願）に基づく優先権を主張する；その開示は、本明細書中にその全体を参照として援用する。
【０００２】
発明の分野
[0002]  開示された技術は、一般的に、生物学的分子の混合物を含有する溶液から、生物学的分子を単離するためのシステムおよび方法に関する。具体的には、例えば、この技術は、生物学的構成成分の混合物から、タンパク質または核酸の選択的単離を可能にする。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  タンパク質および核酸などの生物由来の分子（生体分子）を、混合物から精製することは、研究活動のために開発された研究室技術に一般的に基づいている。例えば、化学、微生物学、生化学、または免疫学における研究室活動のために開発された技術を、生体分子の単離および精製のために現在では使用することができる。これらの技術は、例えば、溶液中で細胞を溶ｄ解して生物学的分子を放出する工程、遠心分離して材料をペレットにする工程、または固相捕捉構造物を介して液体を移動させる工程、そして溶液を固相捕捉構造物へ添加して、吸着した精製生体分子をこの構造物から放出させる工程、を含む、多数の工程が関連することができる。次いで、再懸濁された生体分子の溶液は、例えば、イムノアッセイ、PCR、または質量分析と同様に多様な下流の用途において使用することができる。
【０００４】
[0004]  効率的ではあるものの、これらの精製手順は、非常に時間および労働集約的なものである可能性がある。さらに、様々な工程は、一般的に、分析される特定の分子に対して特異的である可能性がある。したがって、この技術は、臨床応用またはフィールド応用において使用するためには実用的ではない可能性がある。
【発明の概要】
【０００５】
[0005]  本発明の技術の態様は、サンプルから生物学的分子を単離するための自動化システムを提供する。システムには、複数の種類の生物学的分子を吸着する様に構築された、少なくとも1種類のユニバーサル表面を有する基質が含まれる。システムにはまた、サンプル由来の1またはそれ以上の種類の生物学的分子に対して作用するように適合させた1またはそれ以上の溶液に対して、サンプルをを接触させるように構築させた自動化液体調節システム、および液体調節システムが、少なくとも部分的に単離されるべき生物学的分子の種類に基づいて、どの溶液をサンプルと接触させるべきかを自動的に決定する様に構築されたプロセシングシステムが含まれる。
【０００６】
[0006]  本発明の技術の態様は、生物学的分子をサンプルから単離する方法を提供する。この方法には、1またはそれ以上の種類の目的とする生物学的分子の結合に対する溶液の特異性に少なくとも部分的に基づいて、溶液を自動的に選択する作用が含まれる。溶液は、1またはそれ以上の種類の目的とする生物学的分子を含むサンプルと自動的に組み合わされる。組み合わされた溶液は、1またはそれ以上の種類の目的とする生物学的分子を含む複数の種類の生物学的分子を可逆的に吸着するように構築されたユニバーサル基質と接触させる様に、自動的に構成される。
【０００７】
[0007]  別の態様は、サンプルから生物学的分子を単離するためのキットを提供する。このキットには、サンプルからのタンパク質の単離を促進するために構築された第1の溶液、およびサンプルからの核酸の単離を促進するために構築された第2の溶液が含まれる。このキットにはまた、第1の溶液または第2の溶液の少なくとも1種類と反応させた生物学的分子を可逆的に吸着させるように構築されたユニバーサル基質も含まれる。
【０００８】
[0008]  さらなる態様は、生物学的分子を混合物から単離するためのマイクロ流体デバイスを提供する。このデバイスには、基材材料、基材材料中で形成された主チャネル、および基材材料中で形成されたクロスチャネルが含まれる。クロスチャネルは、主チャネルと交差し、そして基質は主チャネルおよびクロスチャネルの両方ともに流体的に結合される。主チャネルおよびクロスチャネルは両方とも、チャネル中に構成された基質のいずれかの面上に電気泳動接点を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
[0009]  本発明のこれらのそしてその他の特徴、側面および利点は、以下の詳細な説明が図面全体を通じて同様の文字は同様のパーツを示す添付の図面を参照して読まれる場合、よりよく理解されるようになる：
【図１】[0010]  図1は、態様にしたがって、生体分子の単離のための一般的分析技術のブロックダイアグラムである。
【図２】[0011]  図2は、一態様にしたがって、生体分子の単離のための自動化分析器の透視図である。
【図３】[0012]  図3は、一態様にしたがって、生体分子を分析しそして単離するための、自動化分析器のブロックダイアグラムである。
【図４】[0013]  図4は、一態様にしたがって、自動化分析器において使用して生体分子を単離することができる溶出技術を使用した精製カラムの横断面図である。
【図５】[0014]  図5は、一態様にしたがって、溶媒流動および電気泳動の両方を使用して生体分子を単離することができるマイクロ流体デバイスの透視図である。
【図６】[0015]  図6は、一態様にしたがって、溶媒流動技術および電気泳動技術の両方を使用して生体分子を単離することができるマイクロ流体デバイスの透視図である。
【図７】[0016]  図7は、一態様にしたがって、溶媒流動技術および電気泳動技術の両方を使用して標的生体分子を単離することができる、別のマイクロ流体デバイスの透視図である。
【図８】[0017]  図8は、一態様にしたがって、自動化分析器により標的生体分子を単離するための方法を示すフローチャートである。
【図９】[0018]  図9は、一態様にしたがって、標的生体分子を単離する際の自動化分析器の操作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
[0019]  以下で検討される技術は、標的生体分子の供給源溶液からの単離のための単純で適用可能な手順を提供する。標的生体分子には、例えば、タンパク質、核酸、ウイルスRNA、および細胞DNAなどが含まれてもよく、そして標的生体分子は、細胞膜または核膜中に含有することができる。手順を、特定の態様において十分に自動化されていてもよい、単一の容易に操作される分析ユニット中で実行することができる。そのようなユニットは、例えば、感染性物質などの生物学的剤の検出が必要とされる際、フィールド設定において迅速な結果を提供するように構築することができる。標的生体分子を含有する供給源溶液には、例えば、生体分子混合物を含有する溶液、綿棒からの洗い流し液、細胞、ウイルス粒子、またはその他の生体分子供給源、が含まれてもよい。
【００１１】
[0020]  この技術の実施は、複数の個別の調製工程の使用を必要とせず、しかし所望とする生体分子に特異的な適切な溶液、例えば、結合・抽出溶液（BES）、の選択のみを必要とする。BESは、例えば、核DNAの抽出のための細胞膜および核膜の溶解などの、標的生体分子の単離のための必要な反応工程を行うことができる。さらに、BESは、標的生体分子と反応して、ユニバーサル基質に対するそれらの吸着を亢進することができる。
【００１２】
[0021]  一般的に、供給源溶液を、分析ユニット中に導入してもよく、ここで適切な結合溶液および抽出溶液と組み合わせることができる。反応期間後、反応混合物を、ユニバーサル基質を含有するカラム上に構成することができる。標的生体分子を、基質により可逆的に吸着することができ、一方でその他の構成成分をカラムから溶出する。次いで、カラムを、洗浄溶液によりすすぎ、いずれかの残ってコンタミネーション物質を除去することができる。最終的には、放出剤を含有する放出溶液を適用して、吸着を剥がすことができ、標的生体分子をカラムから溶出させた。
【００１３】
[0022]  精製された標的生体分子を、例えば、分光的技術または電気化学的技術を使用して、検出しそして分析することができる。そのような技術を使用して、生体分子についての情報、ならびに純粋な画分の単離における補助を提供することができる。さらに、単離生体分子は、例えば、増幅、配列分析、それらが生成するタンパク質による遺伝子構成成分の比較分析、エッチングされたチップマイクロプローブ上での分析、およびその他の用途を含む、さらなる分析のための単離の下流の手順において使用することができる。
【００１４】
[0023]  基質を含有する分離カラムは、チューブから形成されてもよく、または基材材料中に作製されたチャンネルから形成される、マイクロ流体デバイスであってもよい。反応溶液は、ポンプからの圧力を使用してカラムを介して溶出することができるか、または電気泳動を使用して溶出することができるか、またはこれらの組合せである。さらに、マイクロ流体デバイスは、主チャネルと交差する、基材材料中に形成されたクロスチャネルを有することができる。異なる生体分子を標的化する異なる基質を、主チャネルのクロスチャネルとの交差点に位置するそれぞれ異なる基質とともに、デバイス中に取り込むことができる。この構造は、個別の基質からの生体分子の同時的な分離または重複する分離を促進することができ、これにより異なる生体分子を異なるクロスチャネルから溶出する。
【００１５】
[0024]  上述した手順もまた、臨床設定または研究室設定において、より複雑なユニット上で、行うことができる。そのようなユニットには、大量の溶液を分析することを促進するように構築された自動化インジェクションデバイスが含まれていてもよい。さらに、ユニットには、さらなる分析のためのサンプル部分を回収することを促進する自動化回収デバイスが含まれていてもよい。
【００１６】
標的生体分子の精製のための一般的手順
[0025]  標的生体分子の溶液からの単離についての本発明の技術の態様において使用することができる一般的方法100は、図1のブロックダイアグラムに示される。方法100は、サンプル回収を伴うブロック102で開始される。サンプルの回収には、以下の図9に関してさらに詳細に記載するように、例えば、研究室設定または野外設定においてサンプルを回収しそして調製する様に設計されるいずれかの数の工程が含まれていてもよい。
【００１７】
[0026]  サンプルを、ブロック104において示される様な、標的生体分子用の適切な結合・抽出溶液（BES）と混合することができる。BESをサンプル溶液中の標的生体分子と反応させて、それらをユニバーサル基質に対して吸着させるために調製することができる。さらに、BESは、標的生体分子を包み込む膜を溶解することにより、細胞の膜、細菌の膜、など由来の標的生体分子を抽出することができる。本発明の技術の態様において使用することができるBESの例は、以下の表1に示される。これらのBESは、A〜Eと表示され、そしてそれぞれは生体分子の特異的な型を標的とする。
【００１８】
[0027]  例えば、BES Aは、非-核DNA、例えば、細菌細胞由来のプラスミドDNAまたは発現ベクターDNA、の抽出のために有用であり得る。特定の記載された態様における溶液は、塩基およびバッファーである。そのような態様において、塩基（例えば、水酸化ナトリウム）を使用して、細胞外膜を溶解し、そして細胞中に含有される構成成分を抽出する。これらの構成成分には、例えば、プラスミドDNAまたはその他のベクターDNAが含まれていてもよい。緩衝化剤（例えば、2-アミノ-2-ヒドロキシメチル-プロパン-1,3-ジオールのHCl塩（Tris-HCL））は、塩基の作用を修飾し、そして抽出されたプラズマDNAの基質に対する選択的結合を促進する。
【００１９】
[0028]  BES Aを形成するために使用することができる塩基には、例えば、KOH、Na3PO4、NH2OH、またはLiOH、その他が含まれる。一態様において、例えば、使用される塩基、例えば、NaOH、の濃度範囲は、正常の約0.01〜約1.00のあいだであってもよい。別の態様において、塩基の濃度は、正常の約0.1〜約0.2のあいだであってもよい。例えば、カーボネートバッファー、クエン酸バッファー、酢酸バッファー、bis-trisバッファー、ピロリン酸バッファー、リン酸バッファー、HEPESバッファー、トリシンバッファー、またはその他の有機バッファーまたは無機バッファーを含む、その他の緩衝化剤を、本発明の技術の態様において使用することができる。特定の態様において、これらのバッファーを、約0.01〜約5.0モルのあいだの濃度範囲において使用することができる。その他の態様において、濃度は、約0.1〜約1.0モルの範囲であってもよい。
【００２０】
【表１】
2011530084.tif 000003
【００２１】
[0029]  BES Aの最終pHは、約10〜約14 pH logユニット、または約12.0ユニットであってもよい。いくつかの態様において、非-イオン性界面活性剤型洗剤は、抽出することができる細胞型の範囲を拡張することができる。そのような洗剤には、例えば、Triton Xシリーズの洗剤（Dow Chemical, Midland, MIから入手可能）、Tweenシリーズの洗剤（Croda International PLC, East Yorkshire, UKから入手可能）、およびIgepal CA-630（Sigma-Aldrich corporation, St. Louis, MOから入手可能）が含まれてもよい。上記に列挙した非-イオン性界面活性剤と同様の特性を本質的に有するいずれかの数のその他の洗剤を、その他の態様において、使用することができる。洗剤を使用することができる態様において、洗剤を約0.1％〜約5％の濃度範囲、または約0.5％の濃度であってもよい。
【００２２】
[0030]  一態様において使用することができる別のBESは、表1においてBES Bとして示される。BES Bは、タンパク質の抽出および単離のために使用することができ、例えば、原核細胞、真核細胞、またはウイルス供給源に由来するタンパク質を発現することができる。BES Bは、塩基およびバッファーから構成することができる点で、BES Aと同様である。しかしながら、BES Bは、最終pHにおいて、そして選択的な安定化剤（例えば、グリセロール）の存在の点において、異なっている。BES Aの場合と同様に、BES Bには、塩基（例えばアルカリNa3PO4）が含まれ、これが細胞壁または膜、またはRNAウイルスコートタンパク質を溶解することができ、そして生物学的分子をサンプルの細胞構成成分またはウイルス構成成分から抽出する。
【００２３】
[0031]  BES Bは、抽出タンパク質の基質支持体への選択的結合を促進する。安定化剤（例えば、グリセロール、グリセリン、など）の存在が塩基を修飾し、そして、その他の作用、例えば、不可逆的DNA変性、加水分解、またはタンパク質分解、を阻害することができる。BES Bにおいて使用することができる塩基は、BES Aに関して検討されたものと本質的に同一であり、そしてBES Aと同一濃度レベル付近で使用することができる。同様に、緩衝化剤は、pH範囲が約8.0〜約12.0 pHユニットのあいだまたは約9.0 pHユニットであってもよいこと以外は、BES Aについて記載されたものと同一であってもよい。態様において、溶液中のグリセロール濃度は、約1重量％〜約50重量％の範囲、または約20％であってもよい。
【００２４】
[0032]  表1のBESの3番目に一般的な型、Cと示したもの、は、例えば、原核細胞、真核細胞を含むいずれかの数の細胞型由来の、または感染性ウイルスまたはサンプル中に見出されるその他の病原物質由来の、大型のDNA分子（例えば、ゲノムDNA）の抽出および単離のために特に有用である。BES Cは、以下に検討するC1およびC2と表示される本発明の技術の態様において使用することができる2種類の異なる製剤を有する。
【００２５】
[0033]  BES C1は、単に塩基とバッファーとの組合せであってもよい点で、BES AおよびBと類似する。しかしながら、BES C1にはまた、標的生体分子の基質に対する接着を修飾するためのさらなる構成成分が含まれていてもよい。例えば、態様において、追加の修飾物質は、約7.0〜約9.0のあいだのpHを有する酢酸塩からなってもよい。酢酸塩は、約1〜約7モル（M）の範囲、または約6 Mの濃度で使用することができる。BES AおよびBと同様に、BES Cにおける塩基は、細胞壁または細胞膜の溶解を促進し、そして標的生体分子をその他の抽出有効成分とのいずれかの相互作用から分離する。酢酸塩と組み合わせられ塩基は、大型のDNA分子（例えば、ゲノムDNA）を可逆的に基質により吸着されるように調製することができる。溶液AおよびBについて見られるように、溶液Cにおいて使用される塩基には、NaOH、KOH、Na3PO4、NH2OHおよびLiOHが含まれていてもよいが、これらには限定されない。態様において、塩基の濃度範囲は、正常の約0.01 N〜約1.00（N）であってもよく、または約0.1 N〜約0.2 Nの範囲であってもよい。上述のBES AおよびBのために記載された同一の緩衝化剤を、BES C1と同一の濃度範囲で使用することができる。
【００２６】
[0034]  BES Cの別の態様、すなわち表1においてC2と表示されるもの、において、高濃度のカオトロープは、塩基と置換することができ、そしてバッファー、例えば、Tris-HCL、と組み合わせて使用することができ、大型のゲノムDNAを得ることができる。カオトロープまたはカオトロープ剤は、分子間力、例えば、水素結合、Van der Waals力、疎水性作用、などを崩壊させることができ、DNA分子どうしを結合させ、そしてその他の分子と結合させ、DNA分子を混合物からより容易に抽出することができるようにする。特定の態様において、例えば、グアニジンHClを、カオトロープとして使用することができる。しかしながら、カオトロープは、グアニジンHClには限定されず、そしてその他の態様において、同様の機能を有するいずれかの数のカオトロープ剤（グアニジンイソチオシアネート、尿素、または過塩素酸リチウムなど）を、使用することができる。BES C2の態様には、約3.5 M〜約7.0 Mのあいだの濃度範囲のグアニジンHC1が含まれていてもよい。バッファーは、BES AおよびBについてと同一であってもよく、そして同一濃度範囲で使用することができる。態様において、pHは、約4.0〜約7.0 pH logユニットの範囲であってもよい。このpH範囲においてそして洗剤（例えば、Igepal CA-630）の補助により、BES C2は、細胞壁を溶解し、そして基質への結合のための大型のDNA分子を調製することができる。使用することができる洗剤および濃度範囲は、上述したBES Aについての場合と同一であってもよい。
【００２７】
[0035]  大型のDNA分子を標的とするBES C溶液とは対照的に、BES D1、D2、およびD3は、選択性を調節するために使用される構成成分の濃度により、より一般的には核酸、例えば、DNAおよびRNAを標的とする。例えば、BES D1には、BES D2よりも、カオトロープのより低い濃度が含まれてもよい。BES D1は、例えば、リボソームRNA種、メッセンジャーRNA種、トランスファーRNA種、およびウイルスRNA種を含む全RNAの単離を促進することができる。カオトロープを、上述のBES C2に関して検討される様に、選択することができる。態様において、BES D1におけるカオトロープの濃度は、約0.1 M〜約3.5 Mの範囲であってもよい。カオトロープに加えて、BES D1はまた、バッファー、例えば、Tris-HCl、および洗剤、例えば、Igepal CA-630、を含んでもよい。使用することができるバッファーおよび洗剤には、上述のBES Aに関して検討されたものが含まれる。態様において、BES D1におけるバッファーの濃度は、約0.01 M〜約0.1 Mの範囲、または約0.05 Mであってもよい。態様において、pHは、約5.0〜約7.5 pH logユニットのあいだ、または約6〜約7 pH logユニットのあいだに調整することができる。
【００２８】
[0036]  BES D型溶液を使用して、サンプル溶液から全ての核酸を分離することもできる。例えば、表1においてBES D2について示されるように、溶液には、より高濃度のカオトロープが含まれてもよく、そしてジメチルホルムアミド（DMF）またはジメチルスルホキシド（DMSO）などの変性性溶媒化修飾因子を添加することができる。この組合せは、BES D2が、サンプルから実質的に全ての核酸を単離することを促進することができる。全核酸には、全RNA、ゲノムDNA、そしてウイルス起源のものを含むその他のDNAが含まれていてもよい。カオトロープは、上述のBES C2に関して検討される様に選択することができる。カオトロープの濃度は、約3.5 M〜約7.0 Mの範囲であってもよい。変性性溶媒、例えば、DMFまたはDMSOなど、の濃度は、約10％〜約50容量％の範囲であってもよい。バッファーについての濃度は、約0.01 M〜0.1 Mの範囲、または約0.05 Mであってもよい。サンプルに適用する前の最終混合物のpH範囲は、約5.0〜約7.5 pH logユニットの範囲、または約6.0〜約7.0 logユニットの範囲であってもよい。
【００２９】
[0037]  サンプルから全ての核酸を単離するために有用でありうる別の態様は、BES D3として知られる。BES D3は、洗剤、バッファー、塩、そして還元剤からなってもよい。態様において使用することができる洗剤、例えば、Igepal CA-630は、上記のBES Aに関して検討した通りである。態様において、洗剤についての濃度範囲は、約0.1〜約5.0％の範囲、または約0.5％であってもよい。態様において使用することができる塩には、例えば、MgCl、NaCl、などが含まれる。塩の濃度範囲は、約0.001 M〜約1.0 Mの範囲、または約0.015 Mであってもよい。BES Aに関して検討したものと同一のバッファー、例えば、tris-HCl、を態様において使用することができる。バッファーについての濃度は、約0.001 M〜約1.0 Mの範囲、または約0.01 Mであってもよい。一態様において、ジチオスレイトール（DTT）を、還元剤として使用することができる。しかしながら、還元剤の選択は、DTTには限定されない。例えば、試薬の還元能力に依存して、ジチオエリスリトール（DTE）、ジボラン、亜ジチオン酸ナトリウムなどを含むいずれかの数の有機還元剤または無機還元剤を選択することができる。還元剤の濃度は、約0.0001 M〜約0.1 Mの範囲、または約0.001 Mであってもよい。還元剤の濃度は、全体の活性を同様に維持するため、還元能に基づいて調整することができる。
【００３０】
[0038]  表1の最後の一つ、BES E、もまた、例えば、PCR、cDNA、および配列決定フラグメントなどのサンプル溶液から核酸のフラグメントを単離するために使用することができる。態様において、BES Eは、カオトロープおよびバッファーからなっていてもよい。例えば、一態様において、BES Eは、Tris-酢酸と組み合わせて、カオトロープグアニジンイソチオシアネートを使用することができる。BES C2に関して検討されたその他のカオトロープもまた、使用することができる。カオトロープの濃度は、約4.0 M〜約7.0 Mの範囲であってもよい。緩衝化剤は、約0.2 M〜約1.0 Mの間の濃度を有する、BES Aに関して検討したものであってもよい。態様において、pH範囲は、約4.0〜約7.0 pH logユニットの範囲、または約5.5 pH logユニットであってもよい。一態様において、カオトロープ、例えば、グアニジンイソチオシアネート、などの濃度は、約5.0 Mであってもよく、そして緩衝化剤の濃度は、約0.5 Mであってもよい。この構成において、カオトロープは、基質に対する選択的結合のために、標的核酸を調整化することができるe。
【００３１】
[0039]  上述したBESに加えて、その他のBESを使用して、その他の種類の生体分子を単離することができる。例えば、多糖に対して特異的なBESは、上述で示される溶液に加えて、使用することができる。このBESにおいて、水溶性酸、例えば、HCl（水溶液）またはH2SO4（水溶液）を使用して、多糖類を加水分解することができ、基質による吸着のためにそれを調製することができる。
【００３２】
[0040]  サンプル溶液をBESと混合したのち、次いで混合した溶液を基質との接点（ブロック106）に設置することができる。基質を、BESと反応させた後に、標的生体分子に可逆的に吸着させることができる。本発明の技術の態様において使用することができる基質には、例えば、グラスファイバー、グラスファイバーフィルタ、シリカゲル膜、多糖ベースの多孔質シート、陰イオン交換樹脂、荷電ナイロン、ジアゾ化膜、およびその他の適切な材料が含まれる。当業者は、これらの材料には、荷電アニオンを損傷なく除去することができるように、荷電アニオンと弱く会合することができるいずれかの適切な基質が含まれていてもよいことを、認識する。
【００３３】
[0041]  基質に標的生体分子を可逆的に吸着させたのち、基質を試薬により洗浄して（ブロック108）、BESの残る痕跡そしていずれかのコンタミネーション分子を、支持体から除去することができる。洗浄試薬はまた、精製された生成物のその後の溶出のため、そしてさらに、標的生体分子を精製しそして条件づけるため、調製物中の基質を条件づけることができる。洗浄試薬には、例えば、アルコール溶液、例えば、体積にして約80％のエタノール、そして希釈剤／修飾剤、例えば、水、TEバッファー（エチレンジアミン4酢酸（EDTA）、またはグリセロールを含むtris）が含まれていてもよい。アルコールは、溶出の前の支持体の脱水を促進することができ、それにより溶出工程の効率を上昇させ、そして溶出物の全体積を減少させることができる。溶出物の全体積におけるこの減少は、例えば、最終生成物の分析を容易にすることができる。洗浄試薬には、表面湿潤剤（たとえばグリセロール）が含まれてもよく、それが結合した標的生体分子の過乾燥を防止することができる。表面湿潤剤は、溶出に際して標的生体分子の分解を引き起こしうる、基質と標的生体分子とのあいだの疎水性相互作用を低下させることができる。洗浄試薬は、水中体積で約70〜約100％のアルコールまたは水中体積で約80％アルコールが含まれてもよい。使用することができるアルコール類には、例えば、メタノール、プロパノール、またはブタノール、などが含まれる。態様において使用することができる表面湿潤剤には、例えば、グリセリンおよびシリコーンなどが含まれていてもよい。一態様において、洗浄試薬には、約80％のエタノールおよび約20％のグリセロールが含まれていてもよい。
【００３４】
[0042]  洗浄試薬を使用して、基質からコンタミネーション物質および残りのBESを除去したのち、基質を、放出剤により処理することができる（ブロック110）。その他の態様において、添加物を使用して放出された生体分子の有用性を高めることができるが、放出剤は、純水であってもよい。例えば、精製された核酸が酵素反応において使用されることが意図される場合、次の操作をより容易に支援するため、放出剤にバッファー、例えば、2-アミノ-2-ヒドロキシメチル-プロパン-1,3-ジオール（Tris）を添加することができる。別の実施例において、放出剤には、溶出された生成物を直後にシークエンサーに適用することができる様に、色素が含まれていてもよい。いずれかの数のその他の化合物を、放出剤に対して添加して、さらなるプロセスにおける標的化生体分子の下流での使用を亢進することができる。例えば、放出剤には、濃度およびそれがなければ希薄試料をシークエンサー上にローディングすることを補助するための、色素と相対的に低濃度、例えば、60％以下、のアルコールが両方とも含まれてもよい。
【００３５】
[0043]  ブロック110において基質を放出剤により処理した後、ブロック112において示されるように、放出された標的生体分子を、さらなるプロセッシングのために捕捉することができる。例えば、一態様において、生体分子を洗浄試薬を基質を横切って流すため、溶出溶液の一部を連続的に捕捉することにより、捕捉することができる。別の態様において、検出器を使用して、標的生体分子の存在を検出することができ、そして標的生体分子を含有する一部を自動的に回収することができる。
【００３６】
[0044]  手動または自動化システムの制御下のいずれかにより標的生体分子を捕捉した後、それらを、ブロック114に示されるその他の用途において使用することができる。潜在的な用途は、以下の図9に関して詳細に検討される。
【００３７】
生体分子を単離するための携帯型分析器
[0045]  図2は、図1に関連して検討された技術を実行するために使用することができる携帯型分析器200の透視図を示す。携帯型分析器200は、フィールド分析用の小型ユニットであり、そしてハンドル202により使用時に運搬することができる。携帯型分析器200用の電源は、いずれかの数の異なる技術、例えば、車のシガレットライタープラグ204、により提供することができる。例えば、携帯型分析器を壁コンセントにプラグを挿すことができるアダプターまたはバッテリーに接続することができるアダプター、またはその他の適切な電源を含む、いずれかの数のその他の技術を使用して、携帯型分析器200に電源を供給してもよい。
【００３８】
[0046]  携帯型分析器200は、パラメータの入力のための多数のコントロール、そして標的の生物学的分子の分析のコントロールを有してもよい。そのようなコントロールには、例えば、電源スイッチ206、データ入力用のキーパッド208、そして携帯型分析器200へのコントロールパラメータの入力を可能にするプログラム可能なキー210、が含まれていてもよい。態様において、プログラム可能なキー210を、ディスプレイ212と組み合わせて使用することができ、プログラム可能なキー210のそれぞれに対応しうる選択を示す。ディスプレイ212はまた、携帯型分析器200中に位置する検出器に由来する分析結果214を表示することもできる。
【００３９】
[0047]  態様において使用される検出器に依存して、携帯型分析器200は、いずれかの数の分析結果214、例えば、カラムからの溶出物のUVスペクトル、カラムからの溶出物の蛍光スペクトル、カラムからの溶出物の屈折率、またはいずれかの数のその他の分析結果、を表示することができる。携帯型分析器200はまた、サンプルバイアル216中の1または複数のカラムから溶出した一部の回収を可能にすることもできる。サンプルバイアル216は、例えば、カバー218を脇へスライドさせてサンプルバイアル216に達することにより、携帯型分析器200の外側からアクセスすることができる。当業者は、試験チューブ、注入バイアル、スクリュートップバイアル、スナップトップバイアル、またはいずれかその他の適切な容器を含む、いずれかの数の使い捨て容器または再利用可能容器を、サンプルバイアル216用に使用することができることを認識する。いったんサンプルを回収すると、次いでサンプルバイアル216を、携帯型分析器200から取り出し、シールし、さらなる分析のために研究室に輸送することができる。
【００４０】
[0048]  サンプルの携帯型分析器200中への導入を、いずれかの数の技術により行うことができる。例えば、携帯型分析器200は、シリンジまたはシリンジフィルタを有するシリンジを、携帯型分析器200に接続することができるように構成されるサンプル注入口220を有していてもよい。携帯型分析器200は、以下の図3に関して検討されたように、自動化分析器300の一態様を示すことができる。
【００４１】
標的生体分子を単離するための自動化分析装置
[0049]  例示的な自動化分析器300を作製するために使用することができる構成成分を、図3に示されるブロックダイアグラムにより説明することができる。標識化機能を実行するために必要とされるように、ブロックまたは構成成分のそれぞれには、容器、機械的部品、電気的部品、またはソフトウェアが含まれていてもよいことを、当業者であれば認識する。自動化分析器300は、BES、洗浄溶液、および図1に関して検討された放出剤を保持するために使用することができる、1またはそれ以上の溶液容器（reservoir containers）302を有していてもよい。各溶液容器302は、溶液容器302を溶液ポンプ304の入り口に接続するチューブライン306により、溶液ポンプ304に対して結合することができる。各個別の溶液ポンプ304の操作を、コントロール・分析電子回路パッケージ（CAEP）310から由来する、コントロールおよび電源ライン307により制御することができる。CAEP 310は、各溶媒ポンプ304を個別に活性化することができ、またはいずれかの数の溶媒ポンプ304を同時的に活性化することができる。
【００４２】
[0050]  CAEP 310には、分析器300のいずれかの部品を電力供給し、分析し、またはコントロールするために必要な、いずれかの数の構成成分が含まれていてもよい。そのような個別の構成成分には、例えば：機械読み取り可能な指示のプロセッシングのためのプロセッサ；機械読み取り可能な指示、回収データ、およびユーザエントリーの保存のためのメモリー；ディスプレイ212を操作するために構築されたドライブユニット（図2に関して検討されたもの）；キーパッド208またはプログラム可能なキー210からのデータ入力を許容するように構築された入力ユニット；電気泳動溶出に電力供給するための高電圧電力供給装置；またはユニットを操作するために必要とされるいずれかの数のその他の構成成分、が含まれていてもよい。さらに、CAEP 310を、存在する電子ユニット、例えば、液体クロマトグラフィーシステム、および電気泳動システムなどをコントロールするために使用される電子ユニット、を使用して構築することができる。CAEP 310はまた、自動化分析器用に具体的に設計することもできる。具体的に設計されたユニットが、より小さいサイズを提供することができるが、しかし既に存在するユニットからのCAEP 310の構築は、より低いコストで行うことができることを、当業者は認識するはずである。
【００４３】
[0051]  CAEP 310により電力供給される場合、いずれかの個別のポンプ304は、関連する溶液を、溶液容器302からチューブライン308を介して混合マニホールド312へと運搬することができる。混合マニホールド312には、いずれかの溶液ポンプ304からいずれかその他の溶液ポンプ304への溶出物の逆流を防止するように構築された前方流動バルブが含まれていてもよい。より複雑な構成において、混合マニホールド312には、例えば、1よりも多い溶液ポンプ304からの溶液を混合するための、混合チャンバが含まれてもよい。混合マニホールドから、溶液をチューブライン314を介して、6方向性サンプルバルブ316へと運搬することができる。
【００４４】
[0052]  6方向性サンプルバルブ316は、多数の異なる口318を介して、2つの一次バルブポジションを介して、溶液を流すことができる。最初のバルブポジションにおいて、溶液の流れを、320と表示された破線により示す。このポジションでは、注入口322を介して注入されるサンプルを、6方向性バルブ316を介して流すことができ、そしてチューブライン324により、反応混合チューブ326を介して運搬することができる。反応混合チューブ326から、サンプルを6方向性バルブ316を介して廃棄物容器327へと運搬して戻し、ここで注入物からのいずれかのオーバーフローまたはいずれかの廃棄溶液を廃棄することができる。反応混合チューブ326には、いずれかの数の異なる構造が含まれていてもよい。例えば、一態様において、反応混合チューブ326は、単に反応混合チューブ326を6方向性バルブ316上の口318に結合するチューブライン324中の拡張であってもよい。その他の構成において、反応混合チューブ326は、より複雑であってもよく、例えば、ミキサーまたはサンプル溶液のBESとの混合を亢進するように設計されたその他のユニットが含まれる個別のリアクターである。ユーザがサンプルを注入口322を介して注入したのち、6方向性バルブ316のポジションを、コントロールライン328を介してCAEP 310からソレノイドの活性化により、第2のポジションへと変化させることができる。
【００４５】
[0053]  第2のポジションにおいて、6方向性バルブ316へのそして6方向性バルブ316を介した溶液の流れを、332と表示された点線により示す。このポジションにおいて、6方向性バルブ316は、チューブライン314を、混合マニホールド312からチューブライン324へと結合し、溶液を溶液ポンプ304から反応混合チューブ326中へと強制することができる。反応混合チューブ326から、溶液を6方向性バルブ316を介してそしてチューブライン330中へと流し、ここで反応した溶液を分離カラム334中に流すことができる。分離カラム334は、以下に検討するように標的生体分子を可逆的に吸着させるように構築された基質335を含有していてもよい。
【００４６】
[0054]  分離カラム334における基質335として使用することができる物質を、上述の図1に関連して検討した。分離カラム334として使用することができる様々なカラム構造を、以下の図4〜7に関して詳細に検討する。分離カラム334は、ポンプ304により提供される流れている溶液を使用して、分離カラム334中の基質335から物質を溶出することができ、または加圧溶出に加えてまたは加圧溶出の代わりに電気泳動溶出を使用することができる。電気泳動を使用して分離カラム334を介して物質を溶出する場合、アースライン336を分離カラム334の片側に接続することができ、そして高電圧線338を分離カラム334の反対側端に接続することができる。アースライン336および高電圧線338を、CAEP 310における電力供給源に接続することができ、これが分離カラム334への溶出流動の適用を調節することができる。
【００４７】
[0055]  分離カラム334をディスポーザブルで互換性のカートリッジ中にハウジングすることができ、容易な置換を可能にする。このようなカートリッジの使用により、自動化分析器300の構造をより扱いやすいものとし、異なる物質またはカラム構造を、具体的な用途のために使用することができる。カートリッジは、同定用構成成分を有しており、具体的な基質または構造がどの種類の生体分子を標的とするように設計されるかを示すことができる。同定用構成成分は、カートリッジ、そのパッケージングまたはその両方上に印刷されたバーコードであってもよい。無線周波数ICタグデバイス（RFID）、色コード、およびその他の機械読みとり可能スキームまたはヒト読み取り可能スキームを含む、その他の同定用構成成分もまた、使用することができる。
【００４８】
[0056]  さらに、CAEP 310は、自動化分析器300に分離カラム334の種類を検出させ、そして自動化分析器300を自動的に構築することができる、関連した読み取り機または類似する電気回路を有することができる。この事例において、自動化分析器300は、存在する分離カラム334の種類に基づいた標的化生体分子のための、適切なBES、電気泳動条件、そしてサンプル回収条件を、自動的に決定することができる。
【００４９】
[0057]  分離カラム334から、溶出された画分を、チューブライン340により1またはそれ以上の検出器342へと運ぶ。上記の図2に関して言及されるように、検出器には、例えば、蛍光分光光度計、紫外線分光光度計、可視光分光光度計、近赤外線分光光度計、屈折率検出器、またはいずれかの数のその他の適切な検出ユニットが含まれてもよい。検出ユニットは分光技術には限定されず、そして完全に異なる技術、例えば電気化学的検出技術を使用することができる。検出器342を、コントロールラインおよびシグナルライン344によりCAEP 310に対して接続することができる。コントロールラインおよびシグナルライン344は、CAEP 310から検出器342へと電力を運搬することができ、そして検出器342からCAEP 310へとシグナルを戻すことができる。検出器342からのシグナルを使用して、CAEP 310は、1またはそれ以上のコントロールライン348を介して、サンプル回収システム346をコントロールすることができる。サンプル回収システム346は、検出器342からの溶液の流れを、多数のサンプルチューブ350のいずれか1つに回収することを可能にする。さらに、検出器342からの溶液の流れは、チューブライン352を介して廃棄物容器327へと送ることができ、カラムから出てくる物質を廃棄することができる。
【００５０】
[0058]  CAEP 310を使用して、自動化分析器300がサービスを必要とするかどうかを決定することもできる。例えば、レベル検出ライン354は、CAEP 310を各溶液容器302に対して接続して、溶液が不足しているかどうかを決定することができる。さらに、レベル検出ライン356を廃棄物容器327に対して接続して、廃棄物容器327を空にする必要があるかどうかを決定することもできる。当業者は、いずれかの数の追加の構造を使用して、CAEP 310に自動化分析器300の操作状態を決定させることができることを理解する。
【００５１】
自動化分析器において使用することができるカラム
[0059]  いずれかの数のカラム構成を、上記の図3に関して検討した自動化分析器300において使用することができる。例えば、以下に図4に関して検討するように、態様において使用することができる一つのそのようなカラムには、単一の溶出経路および／または電気泳動経路を有する分離カラムが含まれていてもよい。必要とされる溶液量を減少させ、そして分析の速度を上昇するため、図5に関して検討したように、この構成を、マイクロ流体デバイス中で作製することができる。別の態様は、図6に関して検討したように、複数の溶出経路および電気泳動経路を組み込んでもよい。複数の経路は、図7に関して検討したように、例えば、そのようなカラムのサービスレベルおよび柔軟性を改善することができる。さらに、図6および図7に関して検討されたカラムは、カラムの2次元的性質を利用するために、いくらか異なる操作配列およびチューブ接続を有していてもよい。例えば、複数のチューブラインを接続して、クロスチャネル606を介した物質のポンピングまたは電気泳動を同時的に促進することができる。
【００５２】
[0060]  本発明の技術の態様において使用することができる単一経路分離カラム400は、図4において示される横断面図により説明される。このカラムにおいて、カラム本体402、例えば、ガラスチューブ、金属チューブ、またはセラミックチューブが、基質404を含有することができる。さらに、チューブは、大直径チューブ（例えば、約4または5 mmの幅）であってもよく、または非常に小口径のチューブ（例えば、0.25 mmのキャピラリーチューブ）であってもよい。基質404は、BESとは反応しない分子と比較して、BESとより強力に反応する分子を可逆的に吸着することができる。特にチューブがキャピラリーチューブなどの小口径を有するものであればチューブ壁が基質404として機能することができるため、当業者は、別個の基質404を必要としない可能性があることを認識する。このことは、チューブが基質404として一般的に使用されている材料、例えば、ガラス、から形成されている場合には、より重要である可能性がある。基質として使用することができる材料は、上記の図1に関して検討されており、それには例えば、グラスファイバー、シリコーンポリマー、およびアニオン交換樹脂、などが含まれる。
【００５３】
[0061]  基質404は、マトリクス物質406により囲まれていてもよく、これにより基質404のカラム本体402下方への移動または遊走を防止することができる。マトリクス物質406は、例えば、アガロース、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコール、ヒドロキシメチルセルロース、これらのいずれかの組み合わせ、またはその他の適切な材料、または材料の組合せであってもよい。さらに、マトリクス物質406は、基質404として機能することができ、標的生体分子を可逆的に吸着する。マトリクス物質406が、可逆的に標的生体分子を可逆的に吸着する場合、別個の基質404は必要とされなくてもよい。さらに、チューブがキャピラリーチューブ、例えば、ガラスキャピラリーチューブである場合、マトリクス物質406が必要とされなくてもよい。
【００５４】
[0062]  カラム400は、サンプルを、一端における注入口接続部410を介して導入することができる。一態様において、注入口接続部410は、上記の図3に関して検討されたように、6方向性バルブ316からのチューブラインと一緒になった、圧力調整部であってもよい。別の態様において、注入口接続部410は、サンプルの挿入を許容する様に構成されたサンプルウェルであってもよい。分離された構成成分は、カラムの反対側端の排出口接続部414から回収することができる。注入口接続部410は圧力調整部であり、排出口接続部414は一般的に圧力調整部であってもよく、溶媒の正の流れのもと、カラム400の操作を可能にする。しかしながら、注入口接続部410がサンプルウェルである場合、排出口接続部414は、一般的にサンプルウェルであってもよい。
【００５５】
[0063]  カラム400上に導入された構成成分の分離を、溶液流動、電気泳動、またはこれら両方の組合せを使用して生じさせて、材料を溶出することができる。電気泳動を単独でまたは溶液流動と組み合わせて使用する場合、電極を、カラム400の両端に接続することができる。例えば、これらの電極には、注入口接続部410に接続した第1の電極416および排出口接続部414に接続した第2の電極418が含まれてもよい。当業者は、電極416および418の電気的構成が、標的生体分子に依存する可能性があることを認識する。例えば、一態様において、第1の電極416は、アース線であってもよく、そして第2の電極418は、高電圧の正線（positive wire）であってもよい。この接続の構成は、一般的に、カラムからのアニオン種の溶出のために有用である可能性がある。
【００５６】
[0064]  カラム400の操作において、図1に関して検討したように、BESと反応したサンプルは、注入口接続部410を介して導入することができる。サンプルは、溶媒の連続流動により、カラム400上に流すことができる。一般的に、標的生体分子は、基質404上に可逆的に吸着させる。その後、コンタミネーション物質は、電気泳動、溶媒流動、またはこれらの組合せにより、カラムから溶出することができる。いったんさらなるコンタミネーション物質または残留BESがカラム出口414から流れでる溶出物中で何も検出されなくなったら、図1に関して検討された放出溶液を、カラム400中に導入することができる。特定の態様において、電流をスイッチオフして、溶出を試みる前に放出剤が標的生体分子を開放することを可能にする。その他の態様において、電流をそのままにして、標的生体分子の取り出しを亢進することができ、そして基質404へのそれらの再吸着を阻害することができる。次いで標的生体分子を含有する溶出物を、それがカラム排出口414から流れ出るため、回収することができる。
【００５７】
[0065]  図4に関して検討されたカラム構成は、図5の透視図により説明されるように、マイクロ流体デバイス500として実施することができる。図5において説明されるデバイスは、基材材料504中でチャネル502をカッティング、エッチング、または形成することにより、形成することができる。チャネル502は、約1〜約10 mm幅であってもよい。特定の態様において、チャネルは、約1 mm幅、約2 mm幅、約3 mm幅、または約4 mm幅であってもよい。その他の態様は、より大きなチャネル、例えば、約15 mm幅のチャネル、を使用することができる。さらに、チャネルは、約20 mm〜約100 mmの長さであってもよい。態様において、チャネルは、約40 mm、約60 mm、約80 mm、または約100 mmの長さであってもよい。基材材料504は、スチール、ガラス、シリコーンエラストマー、シリコン、塩化ポリビニル（PVC）、ポリエチレンテレフタラート（PET）、ポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）、ポリメチルメタクリレート（PMMA）、ポリカーボネート（PC）、またはいずれかその他の適切な材料であってもよい。基材材料は、材料、溶媒、および使用されるサンプル構成成分に対して耐性でなければならない。さらに、基材材料の標的生体分子との相互作用は、接着または変性を阻害するものと理解されるべきである。
【００５８】
[0066]  マイクロ流体デバイス500は、例えば、インジェクションモールディング、写真エッチング、マシニング、またはいずれかその他の適切な技術により、形成することができる。いったんチャネル502を有する基材材料504が形成されたら、分離を促進することができる。個別の材料を挿入することができる。そのような材料には、BESと反応したのちに標的生体分子を可逆的に吸着させるための基質506が含まれていてもよい。さらに、マイクロ流体デバイス500はまた、チャネル502に対して添加されて、基質506の遊走を阻害するマトリクス物質508を有していてもよい。電気泳動が溶媒溶出に加えてまたは溶媒溶出に代えて材料を溶出するために使用される場合、第1の電極510を、サンプル注入口512に接続することができ、そして第2の電極514を溶出物出口516に接続することができる。電気泳動電極510および514は、一般的に基質506を囲むものであるが、それらをカラム上のいずれの位置に配置してもよい。マイクロ流体デバイス500は、自動化分析器300中で分離カラム334に関して検討したように、分析器への挿入および分析器からの取出しを容易にするため、カートリッジ中に包含させることができる。カートリッジは、関連する同定用構成成分、たとえばパッケージまたはカートリッジそれ自体に印刷されたバーコード、を有することができる。RFID、カラーコードまたはその他の機械読み取り可能またはヒト読み取り可能なマーキングを含め、その他の同定用構成成分もまた、使用することができる。
【００５９】
[0067]  圧力プレートを、マイクロ流体デバイス500上に添付して、マイクロ流体デバイスを介した圧力のもと、溶媒の流れを可能にすることができる。そのような圧力プレートは、サンプル注入口512および溶出物排出口516上のチューブラインの接続のための、圧力調整部を含有していてもよい。圧力プレートには、電気泳動電極510および514のための接点が含まれていてもよい。圧力プレートを形成するために使用される材料は、基材材料504を形成するために使用される同一の材料から選択することができ、そして基材材料と同一であっても異なっていてもよい。
【００６０】
[0068]  マイクロ流体デバイス500の操作は、図4に関して検討された操作と同様である。例えば、サンプルを、BESと反応させ、その後参照数字518により示されるように、サンプル注入口512中に導入することができる。サンプルは、溶媒流動、電気泳動、またはそれら両方により、カラムを介して溶出することができる。いずれか過剰のBESを含めコンタミネーション物質を、マイクロ流体デバイス500から洗い流し、そして溶出物排出口516からの溶出物を分析することにより追跡することができる。いったんさらなるコンタミネーション物質が検出されなければ、または十分な時間が経過したのちは、マイクロ流体デバイス500を介して放出剤を流して、標的生体分子を基質506から遊離させることができる。次いで、標的生体分子は、マイクロ流体デバイス500から溶出することができ、または溶出物中で回収することができる。
【００６１】
[0069]  溶出物の流れは、近接していなければならないわけではないが、標的生体分子のより効果的な単離のためまたは異なる標的生体分子の同時的な単離のため、異なる経路において分離することができる。例えば、異なる経路中で溶出物を分離するデバイス600を、図6において説明する。このデバイス600において、チャネル602は、図5に関して検討された技術を使用して、基材材料604中で形成される。しかしながら、このデバイス600において、1またはそれ以上のクロスチャネル606が、主チャネル608を横断して形成される。基材材料604を、図5に関して検討された材料から選択することができる。
【００６２】
[0070]  基質は、例えば、標的生体分子の吸着のため、クロスチャネル606および主チャネル608に対して流体的に結合した交差点にて沈着することができる。例えば、2つのクロスチャネル606を有するデバイスにおいて、それぞれが異なる生体分子を標的化する2つの異なる基質材料を使用することができる。例えば、第1の基質610には、タンパク質分子吸着のために活性化されるパラフィンビーズが含まれていてもよいが、一方第2の基質612は、核酸の吸着のためのシリカビーズを有していてもよい。基質610および612は、マトリクス物質614の使用により適所に保持することができ、それを使用して、クロスチャネル606の主チャネル608との接合部にて、基質材料610および612を維持することができる。
【００６３】
[0071]  デバイスは、各基質610および612からの材料の溶出のために溶媒流動を使用することができ、または材料の溶出のために、溶媒溶出に加えてまたは溶媒溶出の代わりに電気泳動を使用することができる。例えば、電極616の第1のセットは、主チャネル608のサンプル注入口618および溶出物排出口620に位置することができる。さらに、電極622の第2のセットは、第1の基質610と交差するクロスチャネル606を越えて位置することができ、そして電極624の第3のセットは、第2の基質612と交差するクロスチャネル606を越えて位置することができる。図5に関して検討されたマイクロ流体デバイス500に関して、デバイス600は、前部表面上に接着される圧力調整部を含む圧力プレートを有してもよい。
【００６４】
[0072]  デバイス600の操作は、図4に関して検討されたカラム400と同様であってもよい。しかしながら、クロスチャネル606は、異なる標的生体分子の同時的な単離を可能にする。例えば、操作のあいだ、サンプルの一部をBESと反応させ、その後サンプル溶液をデバイス600の主チャネル608を通して流すかまたは溶出し、標的生体分子の第1のセットを第1の基質610上で捕捉することができる。第2の基質612が異なる生体分子を標的とするため、標的生体分子の第2のセットは、第2の基質612上で捕捉することができる。標的生体分子が基質610および612上でトラップされた後、過剰なBESを含むコンタミネーション物質を、デバイス600から流しだしまたは溶出し、そして主チャネル608またはクロスチャネル606のいずれかから取り除くことができる。いったんコンタミネーション物質が取り除かれたら、クロスチャネル606のそれぞれを通して放出剤を流すかまたは溶出することができ、そして標的生体分子を、参照数字626により示されるように、各クロスチャネル606の溶出物排出口から単離することができる。
【００６５】
[0073]  図6に関して検討されたデバイス600は、基質610および612用の除去可能なキャリアを添加することにより、より構造化可能にすることができる。例えば、図7において説明されたデバイス700は、第1の基質610を含有してもよい第1のキャリア702および第2の基質612を含有してもよい第2のキャリア704を有する。基質キャリア702および704は、上述の図1に関して検討されるように、いずれかの数の異なる基質材料を含有するキャリアにより置換することができ、そして異なる用途のために、デバイス700を構造化可能にすることができる。上記で検討されたデバイスに関して、デバイス700は、圧力下にて溶媒の使用を可能にするための、前面にマウントされた圧力プレートを有してもよい。
【００６６】
自動化分析器の操作
[0074]  図3に関して検討された自動分析器300の操作には、多数の自動的に実行されるプロセス工程が関与する。そのような方法800の一態様は、図8のフローチャートにおいて説明することができる。方法800は、口322にてサンプルを注入することを伴う、ブロック802で開始する（図3）。その後、ユーザは、標的生体分子（ブロック807）のために以前に導入した操作可能なパラメータを使用して、分析（ブロック804）を活性化する。例えば、操作可能なパラメータには、標的生体分子の種類、溶出物の自動回収のための回収開始および停止事象、機械に含有される溶液、そしてサンプルの分離およびプロセッシングに重要なその他のパラメータ、が含まれてもよい。当業者は、このパラメータが、いずれかの数のその他の関連するパラメータ、例えば、検出器が分光光度計である場合にはスキャンされる波長、であってもよいことが認識される。
【００６７】
[0075]  図3も参照することにより、分析ユニットを活性化した後、CAEP 310を、6方向性バルブ316を回転させ、そしてポンプ304を始動して、反応混合チューブ326（ブロック806）中に適切なBESを押し出す（ブロック806）ことができる。いったん十分な量の適切な溶液が反応混合チューブ326中に押し出されたら、CAEP 310は、ポンプ304を遮断して、例えば、サンプルとBESとの間の反応を生じさせることができる（ブロック808）。態様において、反応期間は、例えば、約15秒、約30秒、約1分、約2分、約5分、またはそれ以上であってもよい。反応を、反応のために十分な時間行った後、CAEP 310は、同一または異なるポンプ304を始動させ、反応サンプル溶液を6方向性バルブ316を介してそしてチューブライン330中に押しだすことができ（ブロック810）、そこで反応サンプル溶液を分離カラム334上に流した（ブロック810）。分離カラム334において、標的生体分子は、以前に検討されたように基質に可逆的に吸着することができる。
【００６８】
[0076]  反応されたサンプル溶液がカラム上を流れた後、CAEP 310は、ポンプ304を活動させて（ブロック812）、洗浄溶液をカラム上に押し出す（ブロック812）。洗浄溶液を、カラムを通して連続的に流して、望まれない構成成分を除去することができる。あるいは、いったん洗浄溶液の一部をカラム上に配置したら、溶媒流動を停止することができ、そして電気泳動電流をカラム対して印加し、いずれかの望まれない構成成分を基質から除去することができる。カラムから出てきた溶出物を、検出器342によりモニタリングして、溶出物がコンタミネーション種を実質的に含まないタイミングを決定することができる。当業者は、決定が、多数の因子（例えば、所望の精製レベル対分離に使える時間と溶液量を含む）に依存することを理解する。したがって、電気泳動および溶媒流動の混合物は、例えば、溶媒流動を行わずに電気泳動を特定の期間使用して、不純物をカラムの排出口に移動させ、その後溶媒流動を使用して不純物を廃棄物容器327の外へと排出することにより、良好な結果を提供することができる。
【００６９】
[0077]  いったん不純物が取り除かれたら、CAEP 310は、ポンプ304を活動させて、ブロック814に示されるように、放出剤をカラム上に流すことができる。不純物の除去と同様に、標的生体分子の除去を、溶媒流動を介して、または電気泳動を介して、またはそれら両方を介して、完全に行うことができる。さらに、電気泳動のみが生じている間の期間ののち、溶媒流動の再始動を行うことは、標的生体分子の精製の補助となる可能性がある。
【００７０】
[0078]  材料がカラム334から検出器342を介して流れ出る間、CAEP 310は、検出器342からのシグナルをモニタリングして（ブロック816）、標的生体分子が存在するかどうかを決定することができる。標的生体分子が存在する場合、CAEP 310は、サンプル回収容器346へと流れを切り替え（ブロック818）、検出器342から流れ出る溶出物を、1またはそれ以上のサンプルバイアル350中に回収することができる。目的とする分子が何も検出されない場合、または検出器342からのシグナルが、標的生体分子の十分な特徴を提供する場合、CAEP 310は、溶出物を廃棄物容器327に排出することができる。
【００７１】
[0079]  標的生体分子がブロック820において検出されない場合、方法800は、分析の目的に到達するかどうかを決定する。到達していない場合、方法800は、ブロック816で再開し、そして標的生体分子について溶出物を分析するために継続する。
【００７２】
[0080]  分析の目的に到達した場合、CAEP 310は分析を停止することができる（ブロック822）。この方法のこの時点において、CAEP 310は、ユニットの状況およびユーザに対するいずれかのサービスの必要性を報告する様に設計された、いずれかの数のルーチンの活動を行うことができる。例えば、CAEP 310は、各溶液容器302中の溶液レベルを決定することができ、そしていずれかの溶液容器302中のレベルが別の分析のためには低すぎる場合にユーザに知らせることができる。さらに、CAEP 310は、廃棄物容器327中の溶液レベルを決定することができ、そしてそのレベルが高すぎる場合にユーザに知らせることができる。
【００７３】
自動化分析器のユーザ操作
[0081]  図9は、図3に関して検討された様に、自動化分析器300を使用する場合にユーザが従うことができる方法900を説明するフローチャートである。方法900は、サンプル調製を伴うブロック902で開始する。サンプル調製には、サンプルを回収し、そしてそれを自動化分析器300中に注入するための条件下に置くための、いずれかの数の潜在的な工程が関連する。例えば、綿棒を使用して、公共の場（例えば空港、ショッピングモール、またはその他の場所）での表面から、サンプルを回収することができる。次いで、綿棒を混合容器（例えば、試験管）中に配置し、そして水溶液と混合して、いずれかの生物学的構成成分をぬぐい液からすすぎそして溶液中へと移すことができる。綿棒からのすすぎ液を、シリンジ中に吸引することができる。次いで、シリンジフィルタをシリンジに取り付け、そしてすすぎ液をシリンジフィルタを通して押しだし、いずれかの固体を除去することができる。溶液は、使用前に必ずしもろ過する必要はない。しかしながら、そのようなろ過により、自動化分析器300のために必要となるサービスを減らすことができる。
【００７４】
[0082]  当業者は、生物学的分子または生物学的分子の源を含有するいずれかの数のその他の溶液を、本発明の技術の態様において使用することができることを理解する。例えば、細胞、細菌細胞、生物学的粒子などを含有する研究室での培養を、この技術のための開始溶液として使用することができる。さらに、臨床的環境における患者から取り出したサンプル、例えば、血液サンプル、唾液サンプル、またはその他の体液、を、本発明の技術の態様において使用することもできる。
【００７５】
[0083]  サンプルを調製したのち、溶液を分析器に注入することができ、そして分析器を始動した（ブロック904）。その時点以降、プロセッシング工程の多くを、図8に関して検討したように、分析器中で行う。ユーザは、分析が完了するまで待ち、そして分析からの結果を得る（ブロック906）。さらに、ユーザは、ブロック908において示されるように、自動化分析器300により回収される、単離された標的生体分子のいずれかのサンプルを除去することができる。
【００７６】
[0084]  単離した標的生体分子のサンプルを、さらなる用途および精製手順において使用することができる。例えば、精製された生物学的分子または反応生成物を、構造および機能決定、同一性試験、または単離物質の特定の性質についてのスクリーニング、のために、定量的にまたは定性的に分析することができる。一態様において、例えば、この目的のために構成されたBESに対して、細菌培養物を曝露する間に生成された溶解物から、組換えプラスミドDNAを抽出し、そして単離することができる。次いで、組換えプラスミドDNAを、フラグメント分析、配列決定、またはサブクローニングにより、試験することができる。さらに、同一の細菌培養物を、組換えプラスミドのタンパク質生成物を単離しそして精製するために構築されたその他のBESに対して、曝露することができる。この技術を使用して、組換えプラスミド中の遺伝子の配列構造は、その遺伝子のタンパク質生成物の機能と、直接的に関連する可能性がある。
【００７７】
[0085]  さらに、本発明の技術の態様を使用して、サンプル中の細胞の基本的な遺伝子型の同定、性質、またはいずれかの変化を決定することができる。このことは、上述した技術を使用して、ゲノムDNAを抽出し、そしてこのDNAを単離しそして精製し、その後にPCR反応における鋳型としてそれを使用することにより、行うことができる。本発明の開示の技術を、さらなるプロセッシングを行うかまたは行わずに、いずれかの数のその他の用途において使用することができる。例えば、本発明の技術を使用して、標的生体分子を単離し、細胞の同定を行うこと、細胞タンパク質をそれらのタンパク質を生成したゲノムDNAと相関させること、またはおそらくはさらなる生物学的形質転換を使用して標的生物学的分子のその他の特徴を同定すること、が可能になる。
【００７８】
[0086]  ユーザがいずれかの所望のサンプルをユニットから回収した後、ユーザは、自動化分析器300が、サービスを受ける必要性があるかどうかを決定することができる（ブロック910）。例えば、溶液容器302および廃棄物容器327のレベルをチェックすることができる。このチェックは、ユニットそれ自体により補助されていてもよく、図8に関して検討したように、それにより電流レベルを決定することができ、そしてユーザにサービスが必要であるかどうかを知らせることができる。サービスが必要とされていないならば、ユーザはブロック902に戻して別の分析を開始することができる。サービスが必要な場合、例えば、低いいずれかの溶液容器302をファイリングすることにより、または廃棄物容器127を空にすることにより、ユーザはユニットのサービスを受けることができる（ブロック912）。
【実施例】
【００７９】
[0087]  図5に関して検討されたマイクロ流体デバイス500を試験して、上記に検討した技術を使用して、タンパク質分子およびDNA分子を両方とも含有するサンプル溶液からタンパク質分子を単離することができるかどうかを検討した。サンプル溶液を、0.1 N NaPO4、0.1 M tris HCL、および20％グリセロールを含有したBES Bと混合した。
【００８０】
[0088]  マイクロ流体デバイス500中のチャネル502は、約2 mmの幅および約40 mmの長さであった。基質506は、アガロースゲル中GFXビーズ（GE Healthcareから入手可能）から構成され、そしてマトリクス物質508は、1％アガロースゲルであった。反応させたサンプルを、サンプル注入口512中に注入し、そしてチャネル502を介して約100 Vを印加した。約2μl未満の全サンプル用量が必要とされ、約5分未満の結合時間を有した。
【００８１】
[0089]  DNA分子は、基質に対して結合せず、そして電気泳動手順のあいだにカラムから溶出された。しかしながら、タンパク質分子は、ビーズに結合され、紫外光の下で撮像された顕微鏡像において可視化できた。
【００８２】
[0090]  本明細書中においては、本発明の特定の特徴のみを説明しそして記載したが、多くの修飾および変更を当業者は思いつくであろう。例えば、当業者は、この方法を大規模な自動分析に拡張しすることができること、例えば、診療所または病院の設定で使用することができること、を理解するであろう。この用途において、自動化インジェクターおよびサンプル回収器を、自動化分析器と接合させ、より多くのサンプル数の処理を可能にすることができる。したがって、添付される請求の範囲が、本発明の真の概念に包含される全てのそのような修飾および変更をカバーすることが意図される、ということが理解されるべきである。
【図１】
2011530084.tif 000004
【図２】
2011530084.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2011530084.tif 000011
【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年4月7日(2011.4.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
[0008]  さらなる態様は、生物学的分子を混合物から単離するためのマイクロ流体デバイスを提供する。このデバイスには、基材材料、基材材料中で形成された主チャネル、および基材材料中で形成されたクロスチャネルが含まれる。クロスチャネルは、主チャネルと交差し、そして基質は主チャネルおよびクロスチャネルの両方ともに流体的に結合される。主チャネルおよびクロスチャネルは両方とも、チャネル中に構成された基質のいずれかの面上に電気泳動接点を有する。
本発明は以下の態様を含む：
〔態様1〕：以下の構成
複数の種類の生物学的分子を吸着するように構成された、少なくとも1種類のユニバーサル表面を有する基質；
サンプルを、サンプルに由来する1またはそれ以上の種類の生物学的分子に対して作用する様に適合させた1またはそれ以上の溶液と、接触する様に構成された、自動化液体調節システム；そして
少なくとも部分的には単離されるべき生物学的分子の種類に基づいて、液体調節システムがサンプルと接触させるべき溶液がどれかを、自動的に決定する様に構成されたプロセシングシステム；
を含む、サンプルから生物学的分子を単離するための自動化システム
〔態様2〕：生物学的分子の種類が、DNA、RNA、核酸、タンパク質、多糖、またはそれらの断片を含む、〔態様1〕に記載の自動化システム。
〔態様3〕：1またはそれ以上の溶液が、細胞膜または核膜を溶解する様に適合されるか、またはサンプルから抽出された1またはそれ以上の分子を、ユニバーサル表面に対して結合するように適合される、〔態様1〕に記載の自動化システム。
〔態様4〕：基質が、使い捨てで交換可能なカートリッジ中にハウジングされる、〔態様1〕に記載の自動化システム。
〔態様5〕：カートリッジが、プロセシングシステムに、単離されるべき生物学的分子の種類の同定を可能にする同定用構成成分を含む、〔態様4〕に記載の自動化システム。
〔態様6〕：同定用構成成分が、バーコード、RFID、機械-読み取り可能テキスト、色コード、またはその他の機械-読み取り可能コード化スキームを含み、そしてプロセシングシステムが同定用構成成分のリーダーを含む、〔態様5〕に記載の自動化システム。
〔態様7〕：ユニバーサル基質からの溶出物の特性を示すシグナルを生成するように構成された検出器を含む、〔態様1〕に記載の自動化システム。
〔態様8〕：シグナルを分析しそして溶出物中に存在する分子を同定するように構成された調節システムを含む、〔態様7〕に記載の自動化システム。
〔態様9〕：溶出物を回収するように構成されたサンプル回収デバイスを含む、〔態様7〕に記載の自動化システム。
〔態様10〕：以下の工程：
少なくとも部分的には、1またはそれ以上の種類の目的とする生物学的分子の結合のための溶液の特異性に基づいて、溶液を自動的に選択する工程；
溶液を、1またはそれ以上の種類の目的とする生物学的分子を含むサンプルと自動的に組み合わせる工程；そして
1またはそれ以上の種類の目的とする生物学的分子を含む複数の種類の生物学的分子を可逆的に吸着するように構成されたユニバーサル基質と接触させて、組み合わせた溶液を、自動的に設置する工程；
を含む、サンプルから生物学的分子を単離するための方法。
〔態様11〕：ユニバーサル基質から非-吸着構成成分を自動的に除去する工程を含む、〔態様10〕に記載の方法。
〔態様12〕：以下の工程：
ユニバーサル基質を、目的とする生物学的分子を基質から放出するための放出剤を用いて、自動的に処理する工程；そして
放出された生物学的分子を、自動的に回収する工程；
を含む、〔態様10〕に記載の方法。
〔態様13〕：1またはそれ以上の種類の目的とする生物学的分子が、1またはそれ以上のタンパク質分子、核酸、または多糖を含む、〔態様10〕に記載の方法。
〔態様14〕：1またはそれ以上の種類の目的とする生物学的分子が、非-核DNA、タンパク質、核DNA、実質的に全てのRNA、実質的に全ての核酸、DNA配列決定フラグメント、または多糖を含む、〔態様10〕に記載の方法。
〔態様15〕：溶媒溶出、電気泳動、またはこれらの組合せにより、非-吸着構成成分をユニバーサル基質から自動的に除去する工程を含む、〔態様10〕に記載の方法。
〔態様16〕：以下のもの：
サンプルからのタンパク質の単離を促進するように構成された、第1の溶液；
サンプルからの核酸の単離を促進するように構成された、第2の溶液；そして
第1の溶液または第2の溶液の少なくとも1種類と反応した生物学的分子を可逆的に吸着するように構成された、ユニバーサル基質；
を含む、生物学的分子をサンプルから単離するためのキット。
〔態様17〕：ユニバーサル基質を、アナライザー中に挿入される様にまたはアナライザーから除去される様に構成されたカートリッジ中に、単一ユニットとして同封する、〔態様16〕に記載のキット。
〔態様18〕：カートリッジが、適切なリーダーによるカートリッジの自動的同定を可能にする、関連する同定用構成成分を有する〔態様17〕に記載のキット。
〔態様19〕：以下のもの：
基材材料；
基材材料中に形成される、主チャネル；
主チャネルと交差し、基材材料中に形成される、クロスチャネル；
主チャネルおよびクロスチャネルの両方ともと液体的に連結されている、基質；
クロスチャネル中に構成された基質のいずれかの面上の、1またはそれ以上の主チャネル電気泳動接点；そして
クロスチャネル中に構成された基質のいずれかの面上の、1またはそれ以上のクロスチャネル電気泳動接点；
を含む、混合物から生物学的分子を単離するためのマイクロ流体デバイス。
〔態様20〕：基質が、主チャネルのクロスチャネルとの交差点に近接して挿入される様に構成された第1のキャリア中に含有される、〔態様19〕に記載のマイクロ流体デバイス。
〔態様21〕：主チャネルと交差する第2のクロスチャネルを含む、〔態様19〕に記載のマイクロ流体デバイス。
〔態様22〕：主チャネルおよび第2のクロスチャネルと液体的に結合される第2の基質を含む、〔態様21〕に記載のマイクロ流体デバイス。
〔態様23〕：第2の基質が、主チャネルの第2のクロスチャネルとの交差点に近接して挿入される様に構成された第2のキャリア中に含有される、〔態様22〕に記載のマイクロ流体デバイス。
〔態様24〕：マイクロ流体デバイスが、主チャネル、クロスチャネル、またはその両方から、溶媒流動、電気泳動、またはそれらの組合せを使用して分子を溶出する様に構成される、〔態様19〕に記載のマイクロ流体デバイス。
〔態様25〕：マイクロ流体デバイスは、アナライザー中への挿入とそこからの除去のために、カートリッジ中にハウジングされる、〔態様19〕に記載のマイクロ流体デバイス。
〔態様26〕：カートリッジが、アナライザーによるカートリッジの自動的同定を可能にする、同定用構成成分を有する、〔態様25〕に記載のマイクロ流体デバイス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の構成
複数の種類の生物学的分子を吸着するように構成された、少なくとも1種類のユニバーサル表面を有する基質；
サンプルを、サンプルに由来する1またはそれ以上の種類の生物学的分子に対して作用する様に適合させた1またはそれ以上の溶液と、接触する様に構成された、自動化液体調節システム；そして
少なくとも部分的には単離されるべき生物学的分子の種類に基づいて、液体調節システムがサンプルと接触させるべき溶液がどれかを、自動的に決定する様に構成されたプロセシングシステム；
を含む、DNA、RNA、核酸、タンパク質、多糖、またはそれらの断片を含む生物学的分子をサンプルから単離するための自動化システム
【請求項２】
1またはそれ以上の溶液が、細胞膜または核膜を溶解する様に適合されるか、またはサンプルから抽出された1またはそれ以上の分子を、ユニバーサル表面に対して結合するように適合される、請求項1に記載の自動化システム。
【請求項３】
基質が、使い捨てで交換可能なカートリッジ中にハウジングされる、請求項1または2に記載の自動化システム。
【請求項４】
カートリッジが、プロセシングシステムに、単離されるべき生物学的分子の種類の同定を可能にする同定用構成成分を含む、請求項3に記載の自動化システム。
【請求項５】
同定用構成成分が、バーコード、RFID、機械-読み取り可能テキスト、色コード、またはその他の機械-読み取り可能コード化スキームを含み、そしてプロセシングシステムが同定用構成成分のリーダーを含む、請求項4に記載の自動化システム。
【請求項６】
ユニバーサル基質からの溶出物の特性を示すシグナルを生成するように構成された検出器を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の自動化システム。
【請求項７】
シグナルを分析しそして溶出物中に存在する分子を同定するように構成された調節システムを含む、請求項6に記載の自動化システム。
【請求項８】
溶出物を回収するように構成されたサンプル回収デバイスを含む、請求項6または7に記載の自動化システム。
【請求項９】
以下の工程：
少なくとも部分的には、1またはそれ以上の種類の目的とする生物学的分子の結合のための溶液の特異性に基づいて、溶液を自動的に選択する工程；
溶液を、1またはそれ以上の種類の目的とする生物学的分子を含むサンプルと自動的に組み合わせる工程；そして
1またはそれ以上の種類の目的とする生物学的分子を含む複数の種類の生物学的分子を可逆的に吸着するように構成されたユニバーサル基質と接触させて、組み合わせた溶液を、自動的に設置する工程；
を含む、サンプルから生物学的分子を単離するための方法。
【請求項１０】
ユニバーサル基質から非-吸着構成成分を自動的に除去する工程を含む、請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
以下の工程：
ユニバーサル基質を、目的とする生物学的分子を基質から放出するための放出剤を用いて、自動的に処理する工程；そして
放出された生物学的分子を、自動的に回収する工程；
を含む、請求項9または10に記載の方法。
【請求項１２】
1またはそれ以上の種類の目的とする生物学的分子が、1またはそれ以上のタンパク質分子、核酸、または多糖を含む、請求項9〜11のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１３】
1またはそれ以上の種類の目的とする生物学的分子が、非-核DNA、タンパク質、核DNA、実質的に全てのRNA、実質的に全ての核酸、DNA配列決定フラグメント、または多糖を含む、請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
溶媒溶出、電気泳動、またはこれらの組合せにより、非-吸着構成成分をユニバーサル基質から自動的に除去する工程を含む、請求項9〜13のいずれか1項に記載の方法。
【請求項１５】
以下のもの：
基材材料；
基材材料中に形成される、主チャネル；
主チャネルと交差し、基材材料中に形成される、クロスチャネル；
主チャネルおよびクロスチャネルの両方ともと液体的に連結されている、基質；
クロスチャネル中に構成された基質のいずれかの面上の、1またはそれ以上の主チャネル電気泳動接点；そして
クロスチャネル中に構成された基質のいずれかの面上の、1またはそれ以上のクロスチャネル電気泳動接点；
を含む、混合物から生物学的分子を単離するためのマイクロ流体デバイス。
【国際調査報告】
2011530084.tif 000013