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技術 固体緩衝剤を組み込んだシステム及び方法

出願人 ライフテクノロジーズコーポレーション
発明者 ボール,ジェイムズシュルツ,ジョナサン
出願日 2015年6月16日 (6年5ヶ月経過) 出願番号 2016-573869
公開日 2017年7月20日 (4年4ヶ月経過) 公開番号 2017-519504
状態 特許登録済
技術分野 酵素、微生物を含む測定、試験 生物学的材料の調査,分析 重金属無機化合物(I)
主要キーワード 重力供給方式 問題解決策 平均凝集体サイズ 電子センサー 化学反応領域 緩衝物 カルボン酸界面活性剤 部分組
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (5)

課題・解決手段

本開示は、概して、試薬溶液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、濾過溶液センサーに適用することと、を含む。

概要

背景

研究及び医療検査は、低濃度複合分子特徴付けようとするため、器具感度はますます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。

概要

本開示は、概して、試薬溶液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。

目的

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中和する緩衝懸濁液を含む技術的利点を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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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。

技術分野

0001

本開示は、概して、試薬溶液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、低濃度複合分子特徴付けようとするため、器具感度はますます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。

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

緩衝懸濁液を利用するための例示的方法例証する流れ図を含む。
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。
緩衝懸濁液を使用する例示的検査装置の例証図を含む。
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。

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。

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、コック装備した清潔な8Lのカーボイ量し、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。

実施例

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。

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