(57)【要約】本開示は、概して、試薬溶液に固体緩衝剤を組み込むシステム及び方法に関する。緩衝懸濁液は、界面活性剤と、緩衝懸濁液のｐＨと少なくとも１．２ｐＨ単位異なるゼロ電荷点を有する固体緩衝剤微粒子とを含む。緩衝懸濁液は、原液と固体緩衝剤微粒子とを混合し、滴定することによって調製することができる。ｐＨ感受性プロセスを予備形成する方法は、貯蔵器から緩衝懸濁液を抜き取ることと、固体緩衝剤微粒子を緩衝懸濁液から濾過することと、濾過溶液をセンサーに適用することと、を含む。【選択図】図１
2017519504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐＨ感受性プロセスを実行する方法であって、
貯蔵器から懸濁液を抜き取ることであって、前記懸濁液が界面活性剤と、固体緩衝剤微粒子とを含み、かつ目標ｐＨを有する、抜き取ることと、
前記固体緩衝剤微粒子を前記懸濁液から濾過し、濾過溶液を形成することと、
前記濾過溶液をセンサーの上に流すことと、を含む、方法。
【請求項２】
懸濁液を形成する方法であって、
原液と固体緩衝剤微粒子とを混合し、懸濁液を形成することであって、前記原液が界面活性剤を含む、形成することと、
前記懸濁液を目標ｐＨに滴定することと、
前記固体緩衝剤微粒子を、前記懸濁液から沈殿させることと、
前記原液の一部を傾瀉することと、を含む、方法。
【請求項３】
前記固体緩衝剤微粒子が、前記目標ｐＨと少なくとも１．２ｐＨ単位異なるゼロ電荷点を有する、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ゼロ電荷点が、前記目標ｐＨと少なくとも２．０ｐＨ単位異なる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ゼロ電荷点が、前記目標ｐＨと少なくとも３．０ｐＨ単位異なる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ゼロ電荷点が、前記目標ｐＨと１０ｐＨ単位以下異なる、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記目標ｐＨが、６〜８の範囲内である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記目標ｐＨが、６．８〜８．０の範囲内である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記目標ｐＨが、７．２〜８．０の範囲内である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記目標ｐＨが、７．４〜８．０の範囲内である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記固体緩衝剤微粒子が、セラミック微粒子を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記セラミック微粒子が、二酸化チタン、酸化スズ、ジルコニア、アルミナ、酸化タンタル、またはそれらの組み合わせである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記セラミック微粒子が、二酸化チタンまたは酸化スズである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記セラミック微粒子が、二酸化チタンである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記セラミック微粒子が、ヒュームドセラミック微粒子である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記固体緩衝剤微粒子が、５０ｍ２／ｇ〜３５０ｍ２／ｇの範囲内の比表面積を有する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記比表面積が、１００ｍ２／ｇ〜３００ｍ２／ｇの範囲内である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記固体緩衝剤微粒子が、２５ｍ２／ｇ〜１２５ｍ２／ｇの範囲内の比表面積を有する、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記比表面積が、５０ｍ２／ｇ〜１００ｍ２／ｇの範囲内である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記固体緩衝剤微粒子が、０．０１ミクロン〜１２００ミクロンの範囲内の粒子径を有する、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記粒子径が、０．０５ミクロン〜５００ミクロンの範囲内である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記粒子径が、０．５ミクロン〜２００ミクロンの範囲内である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記粒子径が、５．０ミクロン〜１００ミクロンの範囲内である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記界面活性剤が、非イオン性界面活性剤を含む、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記懸濁液が、殺生物剤を更に含む、請求項１〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記懸濁液は、マグネシウム塩を更に含む、請求項１〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記懸濁液が、カリウム塩を含む、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記濾過溶液を試薬濃縮液に適用し、試薬溶液を形成することを更に含む、請求項１及び、３〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記試薬濃縮液が、ヌクレオチドを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記センサーが、バイオセンサーである、請求項１及び２〜２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記センサーが、半導体を配列決定するセンサーである、請求項１、及び２〜２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３２】
混合及び滴定を繰り返すことを更に含む、請求項２に記載の方法。
【請求項３３】
前記分散液をカートリッジに適用すること、を更に含む、請求項２、または３３に記載の方法。
【請求項３４】
緩衝懸濁液であって、
界面活性剤と、
前記緩衝懸濁液の前記ｐＨと少なくとも１．２ｐＨ単位異なるゼロ電荷点を有する固体緩衝剤微粒子と、を含む、緩衝懸濁液。
【請求項３５】
前記ゼロ電荷点が、前記ｐＨと少なくとも２．０ｐＨ単位異なる、請求項３４に記載の緩衝懸濁液。
【請求項３６】
前記ゼロ電荷点が、前記ｐＨと少なくとも３．０ｐＨ単位異なる、請求項３５に記載の緩衝懸濁液。
【請求項３７】
前記ゼロ電荷点が、前記ｐＨと１０ｐＨの単位以下異なる、請求項３６に記載の緩衝懸濁液。
【請求項３８】
前記ｐＨが、６〜８の範囲内である、請求項３４〜３７のいずれか一項に記載の緩衝懸濁液。
【請求項３９】
前記ｐＨが、６．８〜８．０の範囲内である、請求項３８に記載の緩衝懸濁液。
【請求項４０】
前記ｐＨが、７．２〜８．０の範囲内である、請求項３９に記載の緩衝懸濁液。
【請求項４１】
前記ｐＨが、７．４〜８．０の範囲内である、請求項４０に記載の緩衝懸濁液。
【請求項４２】
前記固体緩衝剤微粒子が、セラミック微粒子を含む、請求項３４〜４１のいずれか一項に記載の緩衝懸濁液。
【請求項４３】
前記セラミック微粒子が、二酸化チタン、酸化スズ、ジルコニア、アルミナ、酸化タンタル、またはそれらの組み合わせである、請求項４２に記載の緩衝懸濁液。
【請求項４４】
前記セラミック微粒子が、二酸化チタンまたは酸化スズである、請求項４３に記載の緩衝懸濁液。
【請求項４５】
前記セラミック微粒子が二酸化チタンである、請求項４４に記載の緩衝懸濁液。
【請求項４６】
前記セラミック微粒子が、ヒュームドセラミック微粒子である、請求項４５に記載の緩衝懸濁液。
【請求項４７】
前記固体緩衝剤微粒子が、５０ｍ２／ｇ〜３５０ｍ２／ｇの範囲内の比表面積を有する、請求項３４〜４６のいずれか一項に記載の緩衝懸濁液。
【請求項４８】
前記特定の比表面積が、１００ｍ２／ｇ〜３００ｍ２／ｇの範囲内である、請求項４７に記載の緩衝懸濁液。
【請求項４９】
前記固体緩衝剤微粒子が、２５ｍ２／ｇ〜１２５ｍ２／ｇの範囲内の特定の比表面積を有する、請求項３４〜４８のいずれか一項に記載の緩衝懸濁液。
【請求項５０】
前記特定の比表面積が、５０ｍ２／ｇ〜１００ｍ２／ｇの範囲内である、請求項４９に記載の緩衝懸濁液。
【請求項５１】
前記固体緩衝剤微粒子が、０．０１ミクロン〜１２００ミクロンの範囲内の粒子径を有する、請求項３４〜５０のいずれかに記載の緩衝懸濁液。
【請求項５２】
前記粒子径が、０．０５ミクロン〜５００ミクロンの範囲内である、請求項５１に記載の緩衝懸濁液。
【請求項５３】
前記粒子径が、０．５ミクロン〜２００ミクロンの範囲内である、請求項５２に記載の緩衝懸濁液。
【請求項５４】
前記粒子径が、５．０ミクロン〜１００ミクロンの範囲内である、請求項５３に記載の緩衝懸濁液。
【請求項５５】
前記界面活性剤が、非イオン性界面活性剤を含む、請求項３４〜５４のいずれか一項に記載の緩衝懸濁液。
【請求項５６】
前記懸濁液が、殺生物剤を更に含む、請求項３４〜５５のいずれか一項に記載の緩衝懸濁液。
【請求項５７】
マグネシウム塩を更に含む、請求項３４〜５６のいずれか一項に記載の緩衝懸濁液。
【請求項５８】
カリウム塩を更に含む、請求項３４〜５７のいずれか一項に記載の緩衝懸濁液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、試薬溶液に固体緩衝剤を組み込むシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
研究及び医療検査は、低濃度の複合分子を特徴付けようとするため、器具の感度はますますｐＨにおける変化の影響を受けやすくなっている。更に、そのような高度な感知及び検査方法は、調製するのが難しい高価な試薬に依存する。特定の例において、核酸またはタンパク質の配列決定は、高価な成分を含むヌクレオチド溶液等の特殊な溶液に依存する。そのような特殊な溶液を利用するそのような検査方法は、ｐＨ感応性であり得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
例示的実施形態において、緩衝懸濁液は界面活性剤と固体緩衝剤微粒子とを含む。緩衝懸濁液は目標ｐＨを有する。固体緩衝剤微粒子は、例えば懸濁液の目標ｐＨと少なくとも１．２ｐＨ単位異なるゼロ電荷点を有する、セラミック緩衝剤微粒子であり得る。使用時、懸濁液は貯蔵器から抜き取り、固体緩衝剤微粒子は懸濁液から濾過してもよい。濾過溶液はセンサーの上に適用してもよく、または試薬濃縮液から他の試薬溶液を形成するために使用してもよい。例において、緩衝懸濁液は界面活性剤と任意で他の成分とを含む原液を、固体緩衝剤微粒子と混合して懸濁液を形成することにより配合され得る。懸濁液は酸または塩基のどちらかを用いて目標ｐＨに滴定することができる。固体緩衝剤微粒子は沈殿させてもよく、原液の一部は傾瀉してもよい。付加的原液を加え、前記手順を繰り返すことができる。続いて懸濁液は搬送のためのボトル、またはセンサーシステムへの挿入のためのカートリッジに入れてもよい。
【０００４】
具体的には、緩衝懸濁液は界面活性剤と固体緩衝剤微粒子とを含んでもよい。緩衝懸濁液は目標範囲内のｐＨを有する。例えば、目標ｐＨは６．８〜８．０の範囲、７．２〜８．０の範囲、更には７．４〜８．０の範囲等の６．０〜８．０の範囲内であってもよい。あるいは、目標ｐＨは５．０〜６．０の範囲内であってもよい。更に代わりに、目標ｐＨは９．０から１１．０の範囲内であってもよい。
【０００５】
固体緩衝剤微粒子はセラミック微粒子を含んでもよい。例において、セラミック微粒子は二酸化チタン、酸化スズ、ジルコニア、アルミナ、酸化タンタル、またはそれらの組み合わせであってもよい。例えば、セラミック微粒子は二酸化チタンまたは酸化スズであってもよい。特定の例において、セラミック微粒子は二酸化チタンを含む。更に、セラミック微粒子は加水分解セラミック微粒子であってもよく、またはヒュームドセラミック微粒子であってもよい。具体的には、セラミック微粒子はヒュームドセラミック微粒子である。
【０００６】
セラミック微粒子等の固体緩衝剤微粒子は、目標ｐＨと少なくとも１．２ｐＨ単位異なるゼロ電荷点を有してもよい。例えば、ゼロ電荷点は目標ｐＨと少なくとも２．０ｐＨ単位異なってもよく、または目標ｐＨと少なくとも３．０ｐＨ単位異なってもよいが、目標ｐＨと１０ｐＨ単位以上異なってはいけない。具体的には、固体緩衝剤微粒子は懸濁液の目標ｐＨよりも低いゼロ電荷点を有する。あるいは固体緩衝剤微粒子は、懸濁液の目標ｐＨ以上のゼロ電荷点を有してもよい。更に代わりに、固体緩衝剤微粒子の組み合わせが使用されてもよい。例えば、目標ｐＨより低いゼロ電荷点を有する固体緩衝剤微粒子と、目標ｐＨより高いゼロ電荷点を有する固体緩衝剤微粒子とを含む組み合わせが使用されてもよい。
【０００７】
更に、固体緩衝剤微粒子は１０ｍ２／ｇ〜３５０ｍ２／ｇの範囲内の比表面積を有してもよい。例えば、比表面積は１００ｍ２／ｇ〜３００ｍ２／ｇの範囲、１５０ｍ２／ｇ〜３００ｍ２／ｇの範囲、更には２２５ｍ２／ｇ〜２７５ｍ２／ｇの範囲等の５０ｍ２／ｇ〜３５０ｍ２／ｇの範囲内であってもよい。他の例において、比表面積は５０ｍ２／ｇ〜１００ｍ２／ｇの範囲等の２５ｍ２／ｇ〜１２５ｍ２／ｇの範囲内であってもよい。更に、固体緩衝剤微粒子は平均凝集体サイズ等の０．０１μｍ〜１２００μｍの範囲内の粒子径を有してもよい。例えば、平均粒子径は０．５μｍ〜２００μｍの範囲、更には５．０μｍ〜１００μｍの範囲等の０．０５μｍ〜５００μｍの範囲内であってもよい。
【０００８】
懸濁液は５ｇ／Ｌ〜７５ｇ／Ｌの範囲、１０ｇ／Ｌ〜６５ｇ／Ｌの範囲、２０ｇ／Ｌ〜５０ｇ／Ｌの範囲、更には２５ｇ／Ｌ〜４０ｇ／Ｌの範囲等の１ｇ／Ｌ〜１００ｇ／Ｌの範囲内の固体緩衝剤微粒子を含んでもよい。
【０００９】
懸濁液は０．００１重量％〜１．０重量％の範囲内の全濃度を有する１つ以上の界面活性剤を含んでもよい。例えば、界面活性剤を０．００５重量％〜０．５重量％の範囲等の０．００５重量％〜０．８重量％の範囲内の量で含んでもよい。
【００１０】
界面活性剤は、イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、またはそれらの組み合わせであってもよい。任意で界面活性剤は、双性イオンを含んでもよい。イオン性界面活性剤は、アニオン界面活性剤であってもよい。例示的アニオン界面活性剤は、硫酸塩界面活性剤、スルホン酸界面活性剤、リン酸塩界面活性剤、カルボン酸界面活性剤、またはいずれかの組み合わせを含む。例示的硫酸塩界面活性剤は、ラウリル硫酸アンモニウム、ラウリル硫酸ナトリウム（ドデシル硫酸ナトリウム、（ＳＤＳ））、またはそれらの組み合わせ等のアルキルサルフェート、ラウレス硫酸ナトリウム、ミレス硫酸ナトリウム、もしくはそれらいずれかの組み合わせ等のアルキルエーテルサルフェート、またはそれらいずれかの組み合わせを含む。例示的スルホン酸界面活性剤は、ドデシルスルホン酸ナトリウム等のスルホン酸アルキル、ジオクチルソジウムスルホサクシネート等のドキュセート、アルキルベンジルスルホン酸（例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸、またはその塩）、またはそれらのいずれかの組み合わせを含む。例示的リン酸塩界面活性剤は、アルキルアリールエーテルリン酸、アルキルエーテルリン酸エステル塩、またはそれらのいずれかの組み合わせを含む。例示的カルボン酸界面活性剤は、脂肪酸塩、またはステアリン酸ナトリウム等のアルキルカルボン酸塩、ラウロイルサルコシネートナトリウム、デオキシコール酸ナトリウム等の胆汁酸塩、またはそれらのいずれかの組み合わせを含む。
【００１１】
他の例において、イオン性界面活性剤は、カチオン界面活性剤であってもよい。例示的カチオン界面活性剤は、第一級、第二級、もしくは第三級アミン、第四級アンモニウム界面活性剤、またはそれらのいずれかの組み合わせを含む。例示的第四級アンモニウム界面活性剤は、セチルトリメチルアンモニウム臭化物（ＣＴＡＢ）、または塩化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＣ）等のアルキルトリメチルアンモニウム塩、セチルピリジニウム塩化物（ＣＰＣ）、牛脂アミンポリエトキシレート（ＰＯＥＡ）、塩化ベンザルコニウム（ＢＡＣ）、ベンゼトニウム塩化物（ＢＺＴ）、５−ブロモ−５−硝酸−１，３−ジオキサン、ジメチルジオクタデシルアンモニウム塩化物、臭化ジメチルジオクタデシルアンモニウム（ＤＯＤＡＢ）、またはそれらのいずれかの組み合わせを含む。
【００１２】
例示的両性界面活性剤は、第一級、第二級、もしくは第三級アミン、または第四級アンモニウムカチオン、及びスルホン酸、カルボン酸塩、もしくはリン酸アニオンを含む。例示的スルホネート両性界面活性剤は、３−［（３−コラミドプロピル）ジメチルアンモニオ］−１−プロパンスルホン酸、コカミドプロピルヒドロキシスルタイン等のスルタイン、またはそれらのいずれかの組み合わせを含む。例示的カルボン酸両性界面活性剤は、アミノ酸、イミノ酸、コカミドプロピルベタイン等のベタイン、またはそれらのいずれかの組み合わせを含む。例示的リン酸塩両性界面活性剤はレシチンを含む。更なる例において、界面活性剤はスルホベタイン界面活性剤またはアミドスルホベタインであってもよい。
【００１３】
他の例において、界面活性剤はポリエチレングリコール系界面活性剤、アルキルピロリジン界面活性剤、アルキルイミダゾリジノン界面活性剤、アルキルモルホリン界面活性剤、アルキルイミダゾール界面活性剤、アルキルイミダゾリン界面活性剤、またはそれらの組み合わせ等の非イオン性界面活性剤であってもよい。特定の例において、ポリエチレングリコール系界面活性剤はオクチルフェノールエトキシレート、もしくはポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等であるアルキルフェノールポリエトキシレート等のポリエチレングリコールエーテル、またはそれらの組み合わせを含む。他の例において、非イオン性界面活性剤はエトキシレートフルオロカーボン等の非イオン性フルオロ界面活性剤を含む。更なる例において、懸濁液はオクチルピロリジンを含んでもよい。
【００１４】
更に、懸濁液は殺生物剤を含んでもよい。特定の例において、殺生物剤はイソチアゾリノン殺生物剤であってもよい。例えば、殺生物剤は２−メチル４−イソチアゾリン−３−オンであってもよい。
【００１５】
懸濁液はマグネシウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩、またはそれらの組み合わせ等の塩を含むことができる。例えば、懸濁液は１０ｍＭ〜１００ｍＭの範囲、４０ｍＭ〜７０ｍＭの範囲等の５ｍＭ〜１５０ｍＭの範囲内の塩化カリウム等のカリウム塩を含んでもよい。他の例において、懸濁液は５ｍＭ〜７５ｍＭの範囲、５ｍＭ〜３０ｍＭの範囲等の１ｍＭ〜１００ｍＭの範囲内の塩化マグネシウム、または硫酸マグネシウム等のマグネシウム塩を含んでもよい。更なる例において、懸濁液は１０ｍＭ〜１００ｍＭの範囲、４０ｍＭ〜７０ｍＭの範囲等の５ｍＭ〜１５０ｍＭの範囲内の塩化ナトリウム等のナトリウム塩を含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
添付の図面を参照することによって、本開示をよりよく理解することができ、その多くの特徴及び利点が当業者に明らかになる。
【００１７】
【図１】緩衝懸濁液を利用するための例示的方法を例証する流れ図を含む。
【図２】緩衝懸濁液を配合するための例示的方法を例証する流れ図を含む。
【図３】緩衝懸濁液を使用する例示的検査装置の例証図を含む。
【図４】強酸に対する緩衝懸濁液の反応を例証するグラフを含む。
【００１８】
異なる図面内での同じ参照記号の使用は、同様または同一の項目を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１に例証される通り、方法１００は１０２において例証される通り、貯蔵器から懸濁液を抜き取ることを含む。懸濁液は固体緩衝剤微粒子を含み、かつ界面活性剤を含んでもよい。懸濁液は１０４において例証される通り、濾過され、固体緩衝剤微粒子を取り除き、濾過溶液を形成する。濾過溶液は１０６において例証される通り、試薬濃縮液と混合し試薬溶液を形成するために使用してもよい。試薬溶液または濾過溶液は、１０８において例証される通り、検査、測定、または感知の手順の一部としてセンサーの上を流動してもよい。特定の例において、濾過溶液と試薬溶液の交互の流れが、センサーの上を流動してもよい。したがって、濾過溶液は試薬溶液の流動の間の洗浄液として作用してもよい。センサーはｐＨセンサーであってもよい。特定の例において、センサーは半導体配列決定デバイス等のバイオセンサーであり得る。例示的半導体配列決定デバイスは、合成時配列決定を実施するためにｐＨに依存してもよい。
【００２０】
懸濁液は原液と固体緩衝剤微粒子とを含んでもよい。図２に例証される通り、方法２００は２０２において例証される通り、原液を固体緩衝剤微粒子と混合し、懸濁液を形成することを含む。原液は例えば上述の通り、固体緩衝剤微粒子が欠如した最終的な緩衝懸濁液の成分を含んでもよい。分散液は２０４において例証される通り、目標ｐＨに滴定される。例えば、ｐＨは塩基または酸を使用して調節することができる。例えば、ｐＨは水酸化ナトリウム等の塩基、または塩酸等の酸を使用して調節することができる。
【００２１】
２０６において例証される通り、固体緩衝剤微粒子は沈殿してもよく、原液の一部は２０８において例証される通り傾瀉してもよい。前記手順は繰り返すことができ、２０２において例証される通り、付加的原液を固体緩衝剤微粒子と混合し、２０４において例証される通り、滴定し、２０６において例証される通り、緩衝剤微粒子が沈殿することを可能にし、２０８において例証される通り、原液の一部を傾瀉する。前記手順は１度、２度、３度、またはそれ以上繰り返してもよい。続いて固体緩衝剤微粒子は２１０において例証される通り、懸濁液内で再分散し、感知または検査のためのシステムに有益なカートリッジに適用してもよい。
【００２２】
図３はそのような緩衝懸濁液が特定の用途を見出す例示的システムの例証図を含む。例示的緩衝懸濁液は、複数の試薬が１つ以上の反応装置または反応位置へ送達される生物学的過程において特定の用途を見出す。反応位置は化学的、電気的または光センサーによって監視され得る。例示的システムはＤＮＡ配列決定、具体的にはｐＨに基づくＤＮＡ配列決定を実行するための方法と装置とを含む。例えば、ｐＨに基づくＤＮＡ配列決定では、ヌクレオチド塩基の結合はポリメラーゼ触媒伸長反応の天然副産物として生じる水素イオンを測定することによって決定される。作動可能に結合されたプライマー及びポリメラーゼをそれぞれ有するＤＮＡ鋳型を、反応室またはマイクロウェルに装填し、その後デオキシヌクレオシド三リン酸（ｄＮＴＰ）の付加と洗浄を繰り返すサイクルを実行する。そのような鋳型は典型的にクローン集団として、微小粒子、ビーズ、または類似物等の固体支持体に取り付けられ、そのようなクローン集団を反応室に装填する。前記サイクルの各添加手順において、鋳型内の次の塩基が添加されたｄＮＴＰの相補体であるとき、ポリメラーゼが添加されたｄＮＴＰを組み込むことによってプライマーを延長させる。相補的塩基が１つある場合、１つの組み込みがあり、２つある場合、２つの組み込みがあり、３つある場合、３つの組み込みがあるなどである。そのような結合のそれぞれを用いることで、放出される水素イオンがあり、かつ集合的に、水素イオンを放出する鋳型の集団が、反応室の電子センサーによって検出される局所的なｐＨに対して非常にわずかな変化をもたらす。配列決定に加え、本明細書に記載のデバイスは流体貯蔵または送達を要する他の生物学的機器に対して有益であり得る。
【００２３】
図３は図表で例えばｐＨに基づく塩基配列を実行するための試薬貯蔵器である封入容器６１４を用いるシステムを例証する。装置の各電子センサーは出力信号を生じさせる。流体回路は複数の試薬が反応室に送達されることを可能にする。
【００２４】
図３において、システムは液体連通のために、流体接点６３０をバイオセンサー６３４の注入口６３８に接続する流体通路６３２によって、試薬貯蔵器６１４と、廃棄物貯蔵器６２０と、バイオセンサー６３４とに接続された流体回路６０２を含む。貯蔵器６１４から調製され混合された試薬溶液は、圧力と、シリンジポンプや重力供給方式等のポンプと、その類似物とを含み、バルブ６５０の制御によって選択される様々な方法を用いて流体回路６０２へと移動させてもよい。流体回路６０２からの試薬は、廃棄物容器６２０及び６３６へ移動させてもよい。制御システム６１８は電気的接続６１６を通して開放及び閉鎖のために信号を生じさせるバルブ６５０のための制御装置を含む。
【００２５】
制御システム６１８はまた、システムの他の成分のための、電気的接続６２２によってそれに接続された洗浄液バルブ６２４等の制御装置と、参照電極６２８とを含む。制御システム６１８はまた、バイオセンサー６３４のための制御と情報取得機能とを含む。一作動形態において、一連の選択された試薬１、２、３、４、または５の流動間で流体回路６０２に洗浄液６２６を用いて呼び水を差し洗浄するように、流体回路６０２はこれらの選択された試薬を、制御システム６１８のプログラム制御の下でバイオセンサー６３４に送達し、バイオセンサー６３４は洗浄液６２６を用いて洗浄する。バイオセンサー６３４に入り込む流体は放水口６４０を通って出ていき、廃棄物容器６３６に堆積する。類似した仕組みは例えば光ダイオードまたはＣＣＤカメラを用いて、光学的配列決定システムのために使用され得る。
【００２６】
特定の例において、洗浄液６２６は固体緩衝剤微粒子を含む緩衝懸濁液であってもよい。緩衝懸濁液（洗浄液）は、流体回路６０２またはセンサー６３４に入り込む前に濾過器６６０を用いて濾過してもよい。更なる例において、緩衝懸濁液は濾過器６６２を通して試薬貯蔵器６１４に適用してもよく、試薬貯蔵器内で試薬濃縮液から試薬溶液を形成する。あるいは、濾過器６６０及び６６２は濾過器であってもよい。例において、試薬濃縮液は原液である。他の例において、試薬濃縮液は凍結乾燥試薬（例えば、凍結乾燥ヌクレオチド）等の乾燥精鉱である。あるいは、例証された濾過器６６０及び６６２は結合してもよい。他の例において、濾過器は試薬貯蔵器６１４とバルブ６５０との間等の試薬貯蔵器６１４の下流に位置してもよい。
【００２７】
上述の方法、システム及び構成物の態様は、二酸化炭素等の外的影響によって酸性化を中和する緩衝懸濁液を含む技術的利点を提供する。懸濁液は濾過され、緩衝することを省くことができ、ｐＨの変化を測定するシステムにおける使用が可能である。特に、ｐＨセンサーを使用するシステムにとって、すでに使用中にｐＨの変化をもたらす試薬の搬送または保管中に緩衝を提供することは問題を含む。濾過できる固体物理的な緩衝物の利用は、ｐＨの変化を利用するシステムにおいて有益な溶液を示しながら、搬送及び保管中の頑健なｐＨ操作を可能にする。
【実施例】
【００２８】
実施例１
懸濁液は以下の手順で調製する。窒素は５分間２リットルの清潔なボトルを洗浄し、１８８０ｍｌの１８ｍオームの水を加え、１２０ｍｌの洗浄液を加え、簡単に窒素下で混合する。
【００２９】
前記洗浄液は以下の手順で用意する。第一に、２００ｇの二酸化チタンを、コックを装備した清潔な８Ｌのカーボイに秤量し、８ＬのＰＳＰ４  Ｗ２を加え、カーボイを窒素下に保持し、化学反応領域の台上の回転ミキサーを用いて混合し、２０ｍｌの１Ｍ  ＮａＯＨを添加し、３０分間混合し、スライドするシースを備えた特別なガラスｐＨプローブを使用してｐＨを確認し、プローブをスラリー中に吊るした状態を維持し、１Ｍ  ＮａＯＨを使用して一度に１ｍｌを添加しながらｐＨ７．８５に滴定し、１０分混合し、混合を止め、３０分間スラリーを沈殿させ、チタニアの撹乱を制限しながら液体の上部４Ｌをゆっくりと傾瀉する。
【００３０】
第二に、新たに作られた４ＬのＰＳＰ４  Ｗ２を加え、１０分間かき混ぜ、ｐＨを確認して記録し、かき混ぜるのを止め、スラリーが３０分沈殿することを可能にし、チタニアの妨害を制限しながら液体の上部４Ｌをゆっくりと傾瀉し、スラリーが３０分沈殿することを可能にし、チタニアの妨害を制限しながら液体の上部４Ｌをゆっくりと傾瀉する。
【００３１】
第三に、新たに作られた４ＬのＰＳＰ４  Ｗ２を加え、１０分間かき混ぜ、ｐＨを確認して記録し、かき混ぜるのを止め、スラリーが３０分沈殿することを可能にし、スラリーの６Ｌの容量に至るまでゆっくりと傾瀉し、再度かき混ぜ始め、１度に〜５００ｕｌを加えながら１Ｍ  ＮａＯＨを使用してｐＨを７．８５にする。
【００３２】
実施例２
１０ｇ／Ｌの濃度でＷ２溶液のチタニアを含む１００ｍＬのサンプルのｐＨの反応を検査する。ＨＣｌ溶液を、前記サンプルを用いてかき混ぜ、ｐＨの反応を測定する。図４に例証される通り、サンプルのｐＨはＨＣｌの添加に応じてｐＨの変化に対して抵抗力を表す。
【００３３】
第１の様態において、ｐＨ感受性プロセスを実行する方法は、懸濁液を貯蔵器から抜き取ることと、界面活性剤と固体緩衝剤微粒子とを含む前記懸濁液を有する抜き取ることと、目標ｐＨを有することと、を含み、懸濁液から固体緩衝剤微粒子を濾過して濾過溶液を形成することと、濾過溶液をセンサーの上に流動することと、を含む。
【００３４】
第２の態様において、懸濁液を形成する方法は、原液と固体緩衝剤微粒子とを混合させ、懸濁液を形成することと、界面活性剤を含む前記原液を有する、懸濁液を形成することと、懸濁液を目標ｐＨに滴定することと、懸濁液から固体緩衝剤微粒子を沈殿させることと、原液の一部を傾瀉することと、を含む。
【００３５】
第３の態様において、緩衝懸濁液は緩衝懸濁液のｐＨと少なくとも１．２ｐＨ単位異なるゼロ電荷点を有する、界面活性剤と固体緩衝剤微粒子とを含む。
【００３６】
第１、第２、及び第３の態様の例において、固体緩衝剤微粒子は目標ｐＨと少なくとも１．２ｐＨ単位異なるゼロ電荷点を有する。例えば、ゼロ電荷点は目標ｐＨと少なくとも２．０ｐＨ単位異なり、または目標ｐＨと少なくとも３．０ｐＨ単位異なるが、目標ｐＨと１０ｐＨ単位以下異なる。
【００３７】
第１、第２、及び第３の態様ならびに上述の例の他の例において、目標ｐＨは６〜８の範囲内である。例えば、目標ｐＨは６．８〜８．０の範囲内であり、７．２〜８．０の範囲や、７．４〜８．０の範囲等である。
【００３８】
第１、第２、及び第３の態様ならびに上述の例の更なる例において、固体緩衝剤微粒子はセラミック微粒子を含む。例えば、セラミック微粒子は二酸化チタン、酸化スズ、ジルコニア、アルミナ、酸化タンタル、またはそれらの組み合わせである。例において、セラミック微粒子は二酸化チタンまたは酸化スズである。他の例において、セラミック微粒子は二酸化チタンである。特定の例において、セラミック微粒子はヒュームドセラミック微粒子である。
【００３９】
第１、第２、及び第３の態様ならびに上述の例の付加的な例において、固体緩衝剤微粒子は５０ｍ２／ｇ〜３５０ｍ２／ｇの範囲内の比表面積を有する。例えば、比表面積は１５０ｍ２／ｇ〜３００ｍ２／ｇの範囲、または２２５ｍ２／ｇ〜２７５ｍ２／ｇの範囲等の１００ｍ２／ｇ〜３００ｍ２／ｇの範囲内である。第１、第２、及び第３の態様ならびに上述の実施の更なる例において、固体緩衝剤微粒子は５０ｍ２／ｇ〜１００ｍ２／ｇの範囲内等の２５ｍ２／ｇ〜１２５ｍ２／ｇの範囲内の比表面積を有する。
【００４０】
第１、第２、及び第３の態様ならびに上述の実施の他の例において、固体緩衝剤微粒子は０．０１ミクロン〜１２００ミクロンの範囲内の粒子径を有する。例えば、粒子径は０．５ミクロン〜２００ミクロンの範囲、５．０ミクロン〜１００ミクロンの範囲等の０．０５ミクロン〜５００ミクロンの範囲内である。
【００４１】
第１、第２、及び第３の態様ならびに上述の実施の更なる例において、界面活性剤は非イオン性界面活性剤を含む。
【００４２】
第１、第２、及び第３の態様ならびに上述の実施の付加的な例において、懸濁液は殺生物剤を更に含む。
【００４３】
第１、第２、及び第３の態様ならびに上述の実施の他の例において、懸濁液はマグネシウム塩を更に含む。
【００４４】
第１、第２、及び第３の態様ならびに上述の実施の更なる例において、懸濁液はカリウム塩を含む。
【００４５】
第１、第２、及び第３の態様ならびに上述の実施の付加的な例において、前記方法は濾過溶液を試薬濃縮液に適用し、試薬溶液を形成することを更に含む。例えば、試薬濃縮液はヌクレオチドを含む。
【００４６】
第１、第２、及び第３の態様ならびに上述の実施の他の例において、前記センサーはｐＨセンサーである。第１、第２、及び第３の態様ならびに上述の実施の他の例において、前記センサーはバイオセンサーである。
【００４７】
第１、第２、及び第３の態様ならびに上述の実施の更なる例において、前記センサーは半導体配列決定センサーである。
【００４８】
第１、第２、及び第３の態様ならびに上述の実施の付加的な例において、前記方法は混合と滴定を繰り返すことを更に含む。
【００４９】
第１、第２、及び第３の態様ならびに上述の実施の他の例において、前記方法は分散をカートリッジに適用することを更に含む。
【００５０】
一般的な説明または実施例で上述された活動の全てが要求されているわけではなく、特定の活動の一部が要求されず、特定の活動の一部が要求されない場合があり、説明された活動に加えて１つ以上の更なる活動が実行される可能性があることに留意されたい。尚また、活動が記された順序は必ずしもそれらが実行される順序ではない。
【００５１】
上述の明細書には、特定の実施形態を参照して概念を記載した。しかしながら、当業者であれば、以下の特許請求の範囲に記載される本発明の範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変更を加えることができることを理解する。したがって、本明細書及び図面は、限定的な意味ではなく例示的な意味であるとみなされるべきであり、そのような全ての修正は本発明の範囲内に含まれることが意図される。
【００５２】
本明細書で使用される場合、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有している（ｈａｖｉｎｇ）」、またはそれらの他の変形は、非排他的包含を網羅することを意図する。例えば、プロセス、方法、物品、または装置は、特徴部のリストを含むが、必ずしもそれらの特徴部のみに限定されず、明確に記載されていない特徴部、またはそのようなプロセス、方法、物品、または装置に固有の他の特徴部を含んでもよい。更に、それとは反対に、明確に記載されない場合、「または」は、排他的な「または」ではなく、包括な「または」を指す。例えば、以下のうちの任意の１つによって条件ＡまたはＢが満たされる：Ａが真であり（または存在する）かつＢが偽である（または存在しない）、Ａが偽であり（または存在しない）かつＢが真である（または存在する）、ならびにＡ及びＢのいずれもが真である（または存在する）。
【００５３】
また、「１つ（ａ）」または「１つ（ａｎ）」の使用は、本明細書に記載される要素または構成要素を記載するために用いられる。これは、単に便宜上行われるものであり、本発明の範囲の一般的な意味合いをもたらすものである。それらの記載は、１つまたは少なくとも１つを含んでいると解釈されるべきであり、他に意味することが明らかではない限り、単数形はまた、複数形も含んでいる。
【００５４】
利益、他の利点、及び問題の解決策が実施形態に関して上述されている。しかしながら、任意の利益、利点、または解決策をもたらし得るか、またはそれらをより明白にし得る利益、利点、問題解決策、及び任意の特徴部（複数可）は、任意のまたは全ての特許請求の範囲の重要な、必須の、または必要不可欠な特徴と解釈されるべきではない。
【００５５】
当業者であれば、本明細書を読んだ後に、ある特定の特徴部が、個別の実施形態との関連で明確にするために本明細書に記載されており、単一の実施形態に組み合わせでも提供され得ることを理解するであろう。反対に、単一の実施形態との関連で簡潔にするために記載される様々な特徴部が、個別に、または任意の部分組み合わせでも提供され得る。更に、範囲内の記載される値への言及は、その範囲内のありとあらゆる値を含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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