DE102005056356B4 - Use of a microfluidic chip with a sample assay structure for quantitative analysis - Google Patents
Use of a microfluidic chip with a sample assay structure for quantitative analysis Download PDFInfo
- Publication number
- DE102005056356B4 DE102005056356B4 DE200510056356 DE102005056356A DE102005056356B4 DE 102005056356 B4 DE102005056356 B4 DE 102005056356B4 DE 200510056356 DE200510056356 DE 200510056356 DE 102005056356 A DE102005056356 A DE 102005056356A DE 102005056356 B4 DE102005056356 B4 DE 102005056356B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- analyte
- microfluidic
- sample
- microfluidic chip
- chip according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/502746—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the means for controlling flow resistance, e.g. flow controllers, baffles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/06—Fluid handling related problems
- B01L2200/0621—Control of the sequence of chambers filled or emptied
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
- B01L2300/0627—Sensor or part of a sensor is integrated
- B01L2300/0636—Integrated biosensor, microarrays
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
- B01L2300/0816—Cards, e.g. flat sample carriers usually with flow in two horizontal directions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
- B01L2300/0825—Test strips
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
- B01L2300/087—Multiple sequential chambers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/08—Regulating or influencing the flow resistance
- B01L2400/082—Active control of flow resistance, e.g. flow controllers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/08—Regulating or influencing the flow resistance
- B01L2400/084—Passive control of flow resistance
- B01L2400/086—Passive control of flow resistance using baffles or other fixed flow obstructions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/08—Regulating or influencing the flow resistance
- B01L2400/084—Passive control of flow resistance
- B01L2400/088—Passive control of flow resistance by specific surface properties
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Hematology (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
Verwendung eines Mikrofluidchips mit einer Probenteststruktur (1) zur quantitativen Analyse, wobei die Probenteststruktur (1) aufweist:
eine Probeneinlassöffnung (2) zum Eingeben einer Testprobe;
einen Analyterfassungsbereich (3), der mit der Probeneinlassöffnung (2) gekoppelt ist und aus mindestens einem Mikrofluidkanal (4) besteht, in dem beginnend an einem Reaktionsstartpunkt (41) eine Substanz immobilisiert ist, die in der Lage ist, mit dem Analyten zu reagieren, und wobei eine Fluidantriebsvorrichtung (51) vorhanden ist, die in der Lage ist, die Geschwindigkeit des Flusses der Testprobe durch den Analyterfassungsbereich (3) zu kontrollieren,
eine Skala (6) zum Ablesen des Mikrofluidkanals (4), der reagiert hat, wobei der Mikrofluidkanal (4) des Analyterfassungsbereichs in gekrümmter Form vorliegt,
wobei auf die Menge des Analyten aus der Länge des Teils des Mikrofluidkanals (4) geschlossen wird, in dem der Analyt ab dem Reaktionsstartpunkt (41) mit der immobilisierten Substanz reagiert hat und wobei die echte Menge des Analyten durch eine Nachschlagetabelle oder...Use of a microfluidic chip with a sample test structure (1) for quantitative analysis, the sample test structure (1) comprising:
a sample inlet port (2) for inputting a test sample;
an analyte detection region (3) coupled to the sample inlet port (2) and consisting of at least one microfluidic channel (4) in which a substance capable of reacting with the analyte is immobilized starting from a reaction start point (41) and there is provided a fluid drive device (51) capable of controlling the rate of flow of the test sample through the analyte detection region (3),
a scale (6) for reading the microfluidic channel (4) which has reacted, the microfluidic channel (4) of the analyte detection area being in a curved shape,
wherein the amount of analyte is deduced from the length of the portion of the microfluidic channel (4) in which the analyte has reacted with the immobilized substance from the reaction starting point (41) and wherein the true amount of the analyte is determined by a look-up table or ...
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines Mikrofluidchips mit einer Probenteststruktur für die quantitative Analyse ohne Verwendung eines Instruments.The The present invention relates to the use of a microfluidic chip with a sample test structure for the quantitative analysis without using an instrument.
Viele Anwendungen eines klinischen biochemischen Tests konzentrieren sich auf den Nachweis der spezifischen biochemischen Substanzen oder Pathogene, die die Gesundheit oder Krankheit eines Patienten oder die Wirkungen einer medizinischen Behandlung widerspiegeln. Der Nachweis von biologischen und chemischen Substanzen kann jedoch auch auf die Prüfung auf Arzneimittelmißbrauch, auf industrielle Herstellungsprozesse, auf die Erfassung von Umweltverschmutzung und auf den Test von Pflanzen- und Tierproben angewendet werden.Lots Applications of a clinical biochemical test concentrate to the detection of specific biochemical substances or pathogens, the health or illness of a patient or the effects to reflect a medical treatment. The detection of biological However, chemical substances can also be applied to the test Drug abuse, on industrial manufacturing processes, on the detection of pollution and applied to the testing of plant and animal samples.
Die Testprobe für den Test hängt von der Anwendung ab. Die Arzneimittelprüfung oder der Test von Tierproben kann Fluide vom Menschen oder von Tieren verwenden, wie z. B. Blut, Urin, Speichel oder Serum. Ein industrieller Herstellungsprozeß oder eine Umwelterfassung kann flüssige Proben vom Herstellungsprozeß und/oder von der Umgebung verwenden. In der vorliegenden Erfindung wird die verwendete Flüssigkeit oder das verwendete Körperfluid Testprobe genannt. Die unter Verwendung des Streifens oder Biochips nachzuweisenden verschiedenen spezifischen Komponenten werden Analyten genannt. Der Analyt in der Testprobe kann eine chemische Substanz, ein Protein, ein Ligand, eine Nukleinsäure oder ein pathogener Virus oder Bakterien sein.The Test sample for the test hangs from the application. Drug testing or testing of animal samples may use human or animal fluids, such as: Blood, Urine, saliva or serum. An industrial manufacturing process or a Environmental collection can be liquid Samples from the manufacturing process and / or from the environment. In the present invention, the used liquid or the body fluid used Called test sample. Those using the strip or biochip various specific components to be detected are called analytes. The analyte in the test sample can be a chemical substance, a protein, a ligand, a nucleic acid or a pathogenic virus or bacteria.
In Abhängigkeit von den für den Test erforderlichen Ergebnissen sind zwei Arten von Anwendungen möglich: ein qualitativer Test oder ein quantitativer Test. Der qualitative Test versucht einfach, die Existenz des Analyten festzustellen. Wenn der Analyt in einer Menge über einem speziellen Niveau vorhanden ist, wird entweder ein positives oder negatives Ergebnis erhalten. Rezeptfreie Schwangerschaftsteststreifen versuchen beispielsweise festzustellen, ob die Menge des menschlichen Choriongonadotropins (hCG) in der Urinprobe über einem bestimmten Wert liegt. Wenn das hCG beispielsweise über 25 mIU/ml liegt, wird das Testergebnis vom Streifen als positiv betrachtet, ein qualitatives Ergebnis. Ein quantitativer Test bestimmt die spezielle Menge des Analyten in der Testprobe. Bei einem Cholesterintest spiegelt beispielsweise der erhaltene Zahlenwert die tatsächliche Konzentration von Cholesterin im Blut in (mg/dl) wider.In dependence from the for The results required for the test are two types of applications possible: a qualitative test or a quantitative test. The qualitative Test simply tries to determine the existence of the analyte. If the analyte in an amount over is present at a special level, either a positive or negative result. Prescription Free Pregnancy Test Strips For example, try to determine if the amount of human Chorionic gonadotropin (hCG) in the urine sample is above a certain level. For example, if the hCG is over 25 mIU / ml, the test result of the strip becomes positive considered, a qualitative result. A quantitative test is determined the specific amount of analyte in the test sample. Reflected in a cholesterol test For example, the numerical value obtained is the actual concentration of cholesterol in the blood in (mg / dl).
Biotests werden unter Verwendung von flüssigen Reagenzien oder unter Verwendung von trockenen Streifen durchgeführt. Wenn ein flüssiges Reagenz verwendet wird, ist häufig ein großes Instrument erforderlich, beispielsweise die Bioanalysatoren, die für Blut- und Urintests in großen Krankenhäusern verwendet werden. Tests mit trockenen Streifen können entweder allein oder mit Unterstützung eines tragbaren Instruments durchgeführt werden. Der vorstehend erwähnte Schwangerschaftstest verwendet einen Streifen, der Ergebnisse liefert, die ohne Verwendung irgendeines Instruments direkt vom Streifen abgelesen werden können. Der Heimglucosetest ist andererseits ein Beispiel für einen Test mit trockenem Streifen, der ein tragbares Meßgerät erfordert, um die Ergebnisse abzulesen.bioassays be using liquid Reagents or performed using dry strips. If a liquid Reagent used is common a big Instrument required, for example, the bioanalyzers, the for blood and urine tests in large hospitals be used. Tests with dry strips can be either alone or with support a portable instrument. The above mentioned Pregnancy test uses a strip that gives results without using any instrument directly from the strip can be read. The home glucose test, on the other hand, is an example of one Test with dry strip, which requires a portable meter to to read the results.
Um Analyten ohne Verwendung eines Instruments zu testen, ist eine Struktur mit der Fähigkeit, quantitative Ergebnisse zu liefern, erforderlich. Die Fähigkeit, Vor- und Nachverarbeitungsfunktionen zu integrieren, wäre ein am meisten erwünschtes Merkmal ebenso wie die Verwendung einer vereinfachten Prozedur für nicht-professionelle Benutzer.Around Testing analytes without using an instrument is a structure with the ability to quantitative Deliver results required. The ability to pre- and post-processing capabilities to integrate would be a most desirable Feature as well as the use of a simplified procedure for non-professional User.
Die
Die
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Verwendung eines Mikrofluidchips mit einer Probenteststruktur für die quantitative Analyse anzugeben, durch die eine quantitative Erfassung eines Analyten ermöglicht wird.The The object of the present invention is the use a microfluidic chip with a sample test structure for the quantitative Specify an analysis by which a quantitative detection of an analyte allows becomes.
Diese Aufgabe wird durch die Verwendung eines Mikrofluidchips mit einer Probenteststruktur gemäß Anspruch 1 gelöst, wobei die Menge des Analyten durch die Länge des Teils des Mikrofluidkanals angegeben wird, in dem der Analyt mit den immobilisierten Substanzen reagiert hat.These Task is accomplished by using a microfluidic chip with a Sample test structure according to claim 1 solved, wherein the amount of analyte is given by the length of the portion of the microfluidic channel in which the analyte reacts with the immobilized substances Has.
Der Reaktionsstartpunkt der Probenteststruktur bezeichnet den Startpunkt der Anordnung der immobilisierten Substanzen im Analyterfassungsbereich. Die Art der verwendeten immobilisierten Substanzen hängt von dem Analyten ab, der mit den immobilisierten Substanzen zur Reaktion gebracht werden soll. Der Reaktionsmechanismus kann eine chemische Reaktion oder eine Bindungspaarreaktion sein. Im Fall einer Bindungspaarreaktion können geeignete Paare von Analyten/immobilisierten Substanzen umfassen, sind jedoch nicht begrenzt auf Antikörper/Antigene, Rezeptoren/Liganden, Proteine/Nukleinsäuren, Nukleinsäuren/Nukleinsäuren, Enzyme/Substrate und/oder Inhibitoren, Kohlenhydrate (einschließlich Glycoproteinen und Glycolipiden)/Lectine, Kohlenhydrate und andere Bindungspartner, Proteine/Proteine; und Protein/kleine Moleküle.The reaction start point of the sample test structure denotes the starting point of the arrangement of the immobilized substances in the analyte detection region. The type of immobilized substances used depends on the analyte to be reacted with the immobilized substances. The reaction mechanism may be a chemical reaction or a binding pair reaction. In the case of a binding pair reaction, suitable pairs of analytes / immobilized substances may include but are not limited to antibodies / antigens, receptors / ligands, proteins / nucleic acids, nucleic acids / nucleus acids, enzymes / substrates and / or inhibitors, carbohydrates (including glycoproteins and glycolipids) / lectins, carbohydrates and other binding partners, proteins / proteins; and protein / small molecules.
Die immobilisierten Substanzen werden am Analytenerfassungsbereich angebracht, bevor die Testprobe in den Analyterfassungsbereich gelangt. Die Substanzen können am Analyterfassungsbereich früh, während des Chipherstellungsprozesses, oder später, während des Benutzeranwendungsprozesses, angebracht werden. Die an Magnetkügelchen befestigten immobilisierten Substanzen können beispielsweise unmittelbar, bevor die Analyten auf den Erfassungsbereich aufgebracht werden, zum Analyterfassungsbereich geliefert werden.The immobilized substances are attached to the analyte detection area, before the test sample enters the analyte detection area. The Substances can at the analyte detection area early, while the chip manufacturing process, or later, during the user application process, be attached. The immobilized on magnetic beads immobilized Substances can for example, immediately before the analytes reach the detection area be supplied to the analyte detection area.
Durch Steuern der Geschwindigkeit des Flusses der Probe und/oder Stören der Probe im Analytenerfassungsbereich werden die Gelegenheiten für den Kontakt zwischen dem Analyten und den immobilisierten Substanzen erhöht. Die immobilisierten Substanzen im Mikrofluidkanal reagieren nacheinander mit dem Analyten in der Probe. Wenn die Reaktion beendet ist, konzentrieren sich die immobilisierten Substanzen, die mit dem Analyten reagiert haben, am vorderen Abschnitt des Mikrofluidkanals. Diejenigen Substanzen, die nicht mit dem Analyten reagiert haben, folgen in der Rückseite des Kanals. Mit zweckmäßiger Markierung entweder vor oder nach der Reaktion kann der Abschnitt des Kanals mit der Reaktion identifiziert und seine Länge gemessen werden. Je länger die Länge des Mikrofluidkanals mit der Reaktion in diesem ist, desto höher ist die Menge des Analyten in der Testprobe.By Controlling the rate of flow of the sample and / or disturbing the Sample in the analyte detection area will become the opportunities for contact increased between the analyte and the immobilized substances. The immobilized substances in the microfluidic channel react in succession with the analyte in the sample. When the reaction is finished, concentrate the immobilized substances that reacted with the analyte at the front portion of the microfluidic channel. Those substances that did not react with the analyte follow in the back of the canal. With appropriate marking either before or after the reaction, the section of the channel be identified with the reaction and its length measured. The longer the Length of the Microfluidic channels with the reaction in this is the higher the amount of analyte in the test sample.
In der vorliegenden Erfindung stellt die Länge des zur Reaktion gebrachten Mikrofluidkanals denjenigen Teil des Mikrofluidkanals dar, in dem der Analyt mit den immobilisierten Substanzen reagiert hat. Die Länge des zur Reaktion gebrachten Mikrofluidkanals, in dem die Reaktion stattfindet, beginnt ab dem Reaktionsstartpunkt im Mikrofluidkanal.In The present invention provides the length of the reacted Microfluidic channel that part of the Mikrofluidkanals, in which the analyte reacted with the immobilized substances. The Length of the reacted microfluidic channel in which the reaction takes place, starts from the reaction start point in the microfluidic channel.
Die immobilisierten Substanzen sind in der Lage, mit einem festen Träger zu kombinieren, der entweder ein Teil der Oberfläche des Mikrofluidkanals sein kann oder an der Oberfläche des Mikrofluidkanals befestigt sein kann. Der feste Träger wird beispielsweise mit einer spezifischen funktionalen Gruppe teilweise oder vollständig modifiziert. Der an der Oberfläche des Mikrofluidkanals befestigte feste Träger kann aus Nitrocellulose, Latex, Nylon, Polystyrol oder der Kombination davon ausgewählt sein. Ein weiteres Beispiel eines an der Oberfläche des Mikrofluidkanals befestigten festen Trägers können Kügelchen, Teilchen, Magnetteilchen, Glasfaser oder die Kombination davon sein. Der an der Oberfläche des Mikrofluidkanals befestigte feste Träger kann auch eine Schicht aus porösen Materialien sein. Ein Beispiel von immobilisierten Substanzen und eines festen Trägers könnten Antikörper sein, die zumindest an einen Teil des Mikrofluidkanals mit den spezifischen funktionalen Gruppen gebunden sind. Ein weiteres Beispiel von immobilisierten Substanzen und eines festen Trägers könnte ein Antikörper sein, der an porösen Materialien innerhalb der Wände des Mikrofluidkanals befestigt ist.The immobilized substances are able to combine with a solid carrier either part of the surface of the microfluidic channel or on the surface of the Microfluidic channel can be attached. The solid carrier becomes, for example partially or completely modified with a specific functional group. The on the surface solid support attached to the microfluidic channel may be nitrocellulose, Latex, nylon, polystyrene or the combination thereof. One another example of one attached to the surface of the microfluidic channel solid carrier can beads Particles, magnetic particles, glass fiber or the combination thereof. The on the surface of the Microfluidic channels attached solid support can also be a layer made of porous Be materials. An example of immobilized substances and a solid carrier could antibody be at least to a part of the microfluidic channel with the specific are bound to functional groups. Another example of immobilized Substances and a solid carrier could an antibody to be porous Materials inside the walls the microfluidic channel is attached.
Der Analyterfassungsbereich besteht aus mindestens einer Art von immobilisierter Substanz in der Testprobe, um mindestens eine Art von Analyt zu erfassen. Jeder der Mikrofluidkanäle ist beispielsweise mit einem Reaktionsstartpunkt versehen und eine Art von immobilisierten Substanzen ist darin angeordnet. Zwei Mikrofluidkanäle sind beispielsweise mit zwei Reaktionsstartpunkten versehen und in diesen sind entweder dieselben oder verschiedene Arten von immobilisierten Substanzen angeordnet, um die Mengen desselben Analyten zu vergleichen oder die Mengen von zwei Arten von Analyten zu messen.Of the Analyte detection area consists of at least one type of immobilized Substance in the test sample to detect at least one type of analyte. Each of the microfluidic channels is for example provided with a reaction starting point and a kind of immobilized substances is disposed therein. Two microfluidic channels are For example, provided with two reaction starting points and are in these either the same or different types of immobilized substances arranged to compare the amounts of the same analyte or to measure the amounts of two types of analytes.
In der Teststruktur ist der Mikrofluidkanal gekrümmt. Eine Vielzahl von Formen eines gekrümmten Mikrofluidkanals können verwendet werden, einschließlich, jedoch nicht begrenzt auf spiral-, serpentinen-, zickzack-, bogenförmig und dergleichen. Die gekrümmte Form des Mikrofluidkanals erstreckt sich auf der Länge des Analyterfassungsbereichs, ohne einen längeren Chip zu erfordern. Die Querschnittsabmessung des Kanals kann quadratisch, rechteckig, halbkreisförmig, kreisförmig usw. sein.In In the test structure, the microfluidic channel is curved. A variety of shapes a curved one Microfluidic channels can used, including, but not limited to spiral, serpentine, zigzag, arcuate and like. The curved one Shape of the microfluidic channel extends along the length of the analyte detection region, without a longer one Require chip. The cross-sectional dimension of the channel may be square, rectangular, semicircular, circular etc. be.
Der Analyterfassungsbereich kann mit einer Vielzahl von Mikrofluidkanälen parallel, in Reihe oder der Kombination davon konstruiert sein.Of the Analyte detection region can be parallel with a plurality of microfluidic channels, be constructed in series or the combination thereof.
In der vorliegenden Teststruktur kann die Fluidantriebsvorrichtung eine aktive Fluidantriebsvorrichtung, eine passive Fluidantriebsvorrichtung oder die Kombination davon sein. Eine aktive Fluidantriebsvorrichtung ist eine gespeiste Vorrichtung zum Kontrollieren der Geschwindigkeit des Flusses der Probe durch den Mikrofluidkanal. Die aktive Fluidantriebsvorrichtung ist mit zumindest einem Teil des Analyterfassungsbereichs gekoppelt und ist in der Lage, die Geschwindigkeit des Flusses über die Zeit zu verändern, so daß der Analyt nacheinander mit den nicht-reaktiven immobilisierten Substanzen im Mikrofluidkanal reagiert. In einem Beispiel ist die aktive Fluidantriebsvorrichtung eine Pumpe. Die Pumpe kann eine Pumpe auf dem Chip wie z. B. die Mikropumpe, die durch einen Photolithographieprozeß hergestellt wird, oder eine Pumpe außerhalb des Chips sein. Die Art von Pumpe kann eine Spritzenpumpe, eine peristaltische Pumpe oder ein Mechanismus sein, der das Gas im Kanal zusammenziehen kann, wobei er es durch elektrische Leistung, mechanische Leistung, einen manuellen Vorgang, eine chemische Reaktion, die einen Gasverbrauch verursacht, die physikalische Änderung des Kammervolumens, Niederdruck- oder Hochdruckkammer-Anschluß usw. vorwärts schiebt.In the present test structure, the fluid drive device may be an active fluid drive device, a passive fluid drive device, or the combination thereof. An active fluid drive device is a powered device for controlling the rate of flow of the sample through the microfluidic channel. The active fluid drive device is coupled to at least a portion of the analyte detection region and is capable of altering the rate of flow over time such that the analyte sequentially reacts with the non-reactive immobilized species in the microfluidic channel. In one example, the active fluid drive device is a pump. The pump can be a pump on the chip such. Example, the micropump, which is produced by a photolithography process, or a pump outside of the chip. The type of pump may be a syringe pump, a peristaltic pump, or a mechanism that can contract the gas in the channel, passing it through electrical power, mechanical power, a manual operation, a check mixed reaction causing a gas consumption that pushes physical variation of the chamber volume, low pressure or high pressure chamber connection, etc. forward.
In der vorliegenden Erfindung ist die passive Fluidantriebsvorrichtung in der Lage, eine Kapillarwirkung zu erzeugen, um den Fluidfluß in dem Mikrofluidkanal des Analytenerfassungsbereichs anzutreiben. Die hydrophile/hydrophobe Eigenschaft der Mikrofluidkanalmaterialien kann beispielsweise die automatische Vorwärtsgeschwindigkeit steuern, so daß der Analyt die Möglichkeit hat, nacheinander mit den immobilisierten Substanzen zu reagieren, die im Mikrofluidkanal aufgereiht sind. Die Vorwärtsgeschwindigkeit der Probe in einem Mikrofluidkanal, der aus dem hydrophilsten Material besteht, wäre beispielsweise schneller als in jenem, der aus einem weniger hydrophilen Material besteht.In The present invention is the passive fluid drive device capable of producing a capillary action to control the flow of fluid in the To drive the microfluidic channel of the analyte detection area. The hydrophilic / hydrophobic property of the microfluidic channel materials can for example control the automatic forward speed, so that the Analy the possibility has to react in succession with the immobilized substances, which are lined up in the microfluidic channel. The forward speed of the sample in a microfluidic channel made of the most hydrophilic material, would be for example faster than the one made from a less hydrophilic material consists.
Der Mikrofluidkanal des Analyterfassungsbereichs umfaßt ferner ein passives Fluidmodulationselement, das in der Lage ist, die Geschwindigkeit des Flusses einzustellen und/oder das Fluid im Mikrofluidkanal zu stören, um die Gelegenheit für einen Kontakt zwischen dem Analyten und den immobilisierten Substanzen zu erhöhen. Passive Modulationselemente umfassen, sind jedoch nicht begrenzt auf die lokale Modifikation der Abmessungen oder Formen des Mikrofluidkanals; eine teilweise oder vollständige Modifikation der inneren Oberfläche eines Abschnitts des Mikrofluidkanals unter Verwendung von Materialien, die aus hydrophilen Materialien, hydrophoben Materialien oder einer Kombination davon ausgewählt sind; versehen mit Vorsprüngen oder Vertiefungen an der inneren Oberfläche des Mikrofluidkanals. Passive Fluidmodulationselemente können mit einer aktiven oder passiven Fluidantriebsvorrichtung verwendet werden.Of the Microfluidic channel of the analyte detection area further comprises a passive fluid modulation element capable of speed adjust the flow and / or the fluid in the microfluidic channel to disturb, for the opportunity for a contact between the analyte and the immobilized substances to increase. Passive modulation elements include, but are not limited to on the local modification of the dimensions or shapes of the microfluidic channel; a partial or complete modification the inner surface a portion of the microfluidic channel using materials, made of hydrophilic materials, hydrophobic materials or a Combination thereof selected are; provided with projections or depressions on the inner surface of the microfluidic channel. passive Fluid modulation elements can used with an active or passive fluid drive device become.
Die Materialien der Probenteststruktur für die vorliegende Erfindung sind entweder hydrophil oder hydrophob. Eine Art von Struktur, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist aus oberen und unteren Substraten konstruiert. Eine weitere ist aus einem Substrat und einem Klebeband konstruiert. Eine weitere aus zwei oder mehr Substraten.The Materials of the sample test structure for the present invention are either hydrophilic or hydrophobic. A kind of structure that can be used in the present invention is from upper and lower substrates. Another is from a substrate and an adhesive tape. Another from two or more Substrates.
Die Probenteststruktur des Mikrofluidchips für die quantitative Analyse kann ferner einen Vorbehandlungsmechanismus umfassen, der sich zwischen der Probeneinlaßöffnung und dem Analyterfassungsbereich befindet, um die Modulation der in den Analyterfassungsbereich gelangten Probe zu unterstützen. Ein Vorbehandlungsmechanismus kann einen Mechanismus zum Markieren des Analyten in der Testprobe beinhalten. Analytmarkierungsverfahren umfassen, sind jedoch nicht begrenzt auf: Enzyme, Fluoreszenz, Lumineszenz, Nanoteilchen oder andere Substanzen, die in der Lage sind, Anzeigefarben zur Markierung zu präsentieren. Ein weiterer Vorbehandlungsmechanismus kann einen Volumenkontrollmechanismus zum Modulieren des Volumens der in den Analyterfassungsbereich gelangenden Testprobe oder einen Mechanismus zum Modulieren der Konzentration der in den Analyterfassungsbereich gelangenden Testprobe beinhalten. Vorbehandlungsprozeduren können beispielsweise die Verdünnung oder Konzentration der Probe oder einen Probenbestandteils-Modulationsbereich, das Beseitigen von Bestandteilen oder Zugeben weiterer Bestandteile zur Probe, wie z. B. Entfernen von Blutkörperchen in einer ganzen Blutprobe, oder ein Mischelement zum Mischen von Bestandteilen in der Probe oder ein Entgasungselement zum Ausschließen von Luftblasen aus der Probe umfassen.The Sample test structure of the microfluidic chip for quantitative analysis may further include a pretreatment mechanism that intervenes between the sample inlet port and the analyte detection area is located to the modulation of in the Analyzer detection area got assisted sample. One Pretreatment mechanism may include a mechanism for marking the Include analytes in the test sample. Analytmarkierungsverfahren include, but are not limited to: enzymes, fluorescence, luminescence, Nanoparticles or other substances that are able to display colors to present to the mark. Another pretreatment mechanism may be a volume control mechanism for modulating the volume of the entering into the analyte detection area Test sample or a mechanism for modulating the concentration include the test sample entering the analyte detection area. Pre-treatment procedures can for example, the dilution or Concentration of the sample or a sample component modulation range, removing constituents or adding further constituents to the Sample, such as B. Removal of blood cells in a whole blood sample, or a mixing element for mixing ingredients in the sample or a degassing element to exclude air bubbles from the Sample include.
Die Probenteststruktur kann ferner einen Nachbehandlungsmechanismus umfassen, der mit zumindest einem Teil des Analyterfassungsbereichs verbunden ist, um die Fähigkeit vorzusehen oder zu verbessern, zur Reaktion gebrachte von nicht zur Reaktion gebrachten immobilisierten Substanzen zu unterscheiden. Ein Nachbehandlungsmechanismus könnte ein Markierungsmechanismus zum Vorsehen von Materialien zum Markieren der Substanzen, die reagiert haben, jedoch nach der Reaktion im Kanal geblieben sind, sein. Ein weiterer Nachbehandlungsmechanismus könnte ein Mechanismus zum Waschen des Analyterfassungsbereichs nach der Reaktion, um die Signalableseergebnisse zu verbessern, sein.The Sample test structure may further include an aftertreatment mechanism which is connected to at least a part of the analyte detection area is to the ability to be provided or improved by non-respondents To distinguish reacted immobilized substances. An aftertreatment mechanism could a marking mechanism for providing marking materials the substances that have reacted but after the reaction in the Canal have remained. Another aftertreatment mechanism could a mechanism for washing the analyte detection area after Reaction to improve the signal reading results.
Bei der Teststruktur umfaßt der Analyterfassungsbereich ferner mindestens eine beschriftete Skala zum Definieren oder Berechnen der Menge des Analyten in der Testprobe.at the test structure comprises the analyte detection area also has at least one labeled scale for defining or calculating the amount of analyte in the test sample.
Die vorliegende Erfindung beschreibt einen quantitativen Test für einen Zielanalyten in einer Testprobe. Es umfaßt: Vorsehen einer Testprobe; Einführen der Testprobe in einen Mikrofluidkanaleingang, wobei der Mikrofluidkanal mit einem Reaktionsstartpunkt versehen ist, der mit der Anordnung einer Vielzahl von immobilisierten Substanzen an diesem beginnt, wobei die immobilisierten Substanzen in der Lage sind, mit dem Analyten zu reagieren; Steuern der Fließgeschwindigkeit der Testprobe im Mikrofluidkanal, wobei die Länge des zur Reaktion gebrachten Mikrofluidkanals die Analytenmenge widerspiegelt, nachdem der Analyt mit den immobilisierten Substanzen reagiert hat.The The present invention describes a quantitative test for a Target analytes in a test sample. It comprises: providing a test sample; Introduce the test sample into a Mikrofluidkanaleingang, the microfluidic channel is provided with a reaction starting point, with the arrangement a variety of immobilized substances begins at this wherein the immobilized substances are capable of reacting with the analyte to react; Controlling the flow rate the test sample in the microfluidic channel, the length of the reacted Microfluidic channel reflects the amount of analyte after the analyte reacted with the immobilized substances.
Die Ausführung des Tests umfasst ferner dass Markieren des Analyten: Enzyme, Fluoreszenz, Lumineszenz, Nanoteilchen oder andere Substanzen, die in der Lage sind, Farben anzuzeigen.The execution of the assay further comprises labeling the analyte: enzymes, fluorescence, luminescence, Nanoparticles or other substances that are capable of colors display.
Die Struktur der Probenteststruktur im Mikrofluidchip für die quantitative Analyse umfaßt: eine Probeneinlaßöffnung, um eine Testprobe einzugeben; einen Analyterfassungsbereich, der mit der Probeneinlaßöffnung gekoppelt ist und aus mindestens einem gekrümmten Mikrofluidkanal besteht, in dem eine Vielzahl von immobilisierten Substanzen, die in der Lage sind, mit dem Analyten zu reagieren, angeordnet sind; und eine aktive Fluidantriebsvorrichtung, die in der Lage ist, die Geschwindigkeit des Flusses der Testprobe durch den Analyterfassungsbereich zu steuern, was ermöglicht, daß die Menge des Analyten durch die Länge des Teils des Mikrofluidkanals angegeben wird, in dem der Analyt mit den immobilisierten Substanzen reagiert hat.The structure of the sample test structure in the micro fluidchip for quantitative analysis comprises: a sample inlet port for entering a test sample; an analyte detection region coupled to the sample inlet port and composed of at least one curved microfluidic channel in which are disposed a plurality of immobilized substances capable of reacting with the analyte; and an active fluid drive device capable of controlling the rate of flow of the test sample through the analyte detection region, which allows the amount of analyte to be indicated by the length of the portion of the microfluidic channel in which the analyte reacts with the immobilized substances Has.
Die Struktur umfasst einen Volumenkontrollmechanismus, der sich zwischen der Probeneinlaßöffnung und dem Analyterfassungsbereich befindet, um das Volumen der in den Analyterfassungsbereich gelangenden Probe zu modulieren. Die bevorzugte Art der vorliegenden Erfindung verwendet eine Pumpe als aktive Fluidantriebsvorrichtung. Die bevorzugte Art der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein passives Fluidmodulationselement im Mikrofluidkanal des Analyterfassungsbereichs.The Structure includes a volume control mechanism that intervenes the sample inlet port and the analyte detection area is located to the volume of the Modulate the analyte detection area. The preferred type The present invention uses a pump as the active fluid drive device. The preferred mode of the present invention involves a passive one Fluid modulation element in the microfluidic channel of the analyte detection area.
Weitere Aufgaben, Vorteile und neuen Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung sowie aus den zugehörigen Zeichnungen ersichtlich.Further Objects, advantages and novel features of the invention will become apparent from the following description and from the accompanying drawings.
Es zeigen:It demonstrate:
In
der vorliegenden Erfindung wird eine Analytenteststruktur verwendet,
die in der Lage ist, quantitative Tests ohne Verwendung eines Instruments durchzuführen. Wie
in
Der
Analyterfassungsbereich
Die
Fluidantriebsvorrichtung kann entweder eine aktive Fluidantriebsvorrichtung,
eine passive Fluidantriebsvorrichtung oder die Kombination der beiden
sein. Eine aktive Fluidantriebsvorrichtung
In einem Beispiel der Teststruktur ist eine Mulde zwischen dem Mikrofluidkanal des Analyterfassungsbereichs und der aktiven Fluidantriebsvorrichtung zum Sammeln von Flüssigkeitsabfall vorgesehen. Die Pumpe wird abgeschaltet, nachdem die Testprobe ihre Reaktion vollendet und in die Abfallsammelmulde fließt.In An example of the test structure is a well between the microfluidic channel the analyte detection area and the active fluid drive device for collecting liquid waste intended. The pump is switched off after the test sample has reached its end Completed reaction and flows into the waste collection tray.
In
einem weiteren Beispiel der Teststruktur sind eine Vielzahl von
immobilisierten Substanzen kontinuierlich (wie in
In einem weiteren Beispiel der Teststruktur treibt die passive Fluidantriebsvorrichtung den Fluß durch Kapillarwirkung innerhalb des Mikrofluidkanals an.In Another example of the test structure drives the passive fluid drive device through the river Capillary action within the microfluidic channel.
Unter Verwendung von Materialien mit den geeigneten hydrophilen/hydrophoben Eigenschaften für den Mikrofluidkanal kann die Fließgeschwindigkeit der Probe kontrolliert werden, um eine sequentielle Reaktion zwischen dem Analyten und den immobilisierten Substanzen zu ermöglichen. Die Vorwärtsgeschwindigkeit der Probe in einem Mikrofluidkanal, der aus dem hydrophilsten Material besteht, ist beispielsweise schneller als jene in einem Mikrofluidkanal, der aus einem weniger hydrophilen Material besteht.Under Use of materials with the appropriate hydrophilic / hydrophobic Properties for the microfluidic channel can control the flow rate of the sample be controlled to a sequential reaction between the Allow analytes and the immobilized substances. The forward speed the sample in a microfluidic channel made of the most hydrophilic material is faster than, for example, that in a microfluidic channel, which consists of a less hydrophilic material.
In einem weiteren Beispiel besteht die Probenteststruktur aus zwei Substraten. Eines der Substrate weist Muster von offenen Kanälen und Mulden auf und das andere Substrat ist entweder flach oder weist auch Muster auf. Das Verbinden der zwei Substrate bildet die Probenteststruktur, die ermöglicht, daß Flüssigkeit innerhalb der Kanäle und Mulden fließt und alle Arten von Aufgaben ausgeführt werden. Ein weiteres Beispiel der Probenteststruktur besteht aus einem Substrat und einem Klebeband. Ein weiteres ist aus zwei oder mehr Substraten konstruiert.In another example, the sample test structure consists of two substrates. One of the substrates has patterns of open channels and wells and the other substrate is either flat or patterned. The bonding of the two substrates forms the sample test structure which allows liquid to flow within the channels and troughs and perform all sorts of tasks. Another example of the sample test structure be stands out of a substrate and an adhesive tape. Another is constructed of two or more substrates.
Die Materialien der Probenteststruktur für die vorliegende Erfindung sind entweder hydrophil oder hydrophob. Strukturmaterialien können ausgewählt werden aus, sind jedoch nicht begrenzt auf Polydimethylsiloxan (PDMS), Polycarbonat (PC), zyklische Olefincopolymere (COC), Polystyrol (PS), Polymethylmethacrylat (PMMA), Silikon, PU, PEEK-ABS, PP, PET, PTFE, PVDF, POM, UPE, HOPE, PVC, Glass, Silizium oder eine Kombination aus zwei oder mehreren von diesen.The Materials of the sample test structure for the present invention are either hydrophilic or hydrophobic. Structural materials can be selected but are not limited to polydimethylsiloxane (PDMS), Polycarbonate (PC), cyclic olefin copolymers (COC), polystyrene (PS), polymethylmethacrylate (PMMA), silicone, PU, PEEK-ABS, PP, PET, PTFE, PVDF, POM, UPE, HOPE, PVC, glass, silicon or a combination from two or more of these.
Die
Probenteststruktur im Mikrofluidchip für die quantitative Analyse
umfaßt
ferner ein oder mehrere passive Fluidmodulationselemente, die in
der Lage sind, die Geschwindigkeit des Flusses einzustellen und/oder
das Fluid im Mikrofluidkanal zu stören, um die Gelegenheit für einen
Kontakt zwischen dem Analyten und den immobilisierten Substanzen zu
erhöhen.
Die mehreren Fluidmodulationselemente
Um
die Menge des Analyten in der Probe zu bestimmen, umfasst der Analyterfassungsbereich
Die
Dicke der Mikrofluidkanäle
kann auch eingestellt werden, um die Ableseauflösung zu verbessern, wie in
Die Skala kann die Länge des Kanals, die reagiert hat, angeben, dann kann die Ablesung in die echte Menge des Analyten durch eine Nachschlagetabelle oder eine Kalibrierungskurve umgewandelt werden. Oder die Skala kann direkt die kalibrierte Menge des Analyten ohne manuelle Umwandlung angeben.The Scale can be the length specify the channel that has responded, then the reading in the real amount of the analyte through a lookup table or a calibration curve are converted. Or the scale can directly specify the calibrated amount of the analyte without manual conversion.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Probenteststruktur für die quantitative Analyse umfaßt die Struktur mehrere Probeneinlässe, mindestens einen Analyterfassungsbereich und mindestens eine Fluidantriebsvorrichtung. Dieselben oder verschiedene Arten von immobilisierten Substanzen können am Mikrofluidkanal innerhalb des Analyterfassungsbereichs angebracht sein.In a further embodiment the sample test structure for includes the quantitative analysis the structure has several sample inlets, at least one analyte detection area and at least one fluid drive device. The same or different types of immobilized substances can be used on the Microfluidic channel mounted within the analyte detection area be.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Probenteststruktur können die immobilisierten Substanzen, die im Mikrofluidkanal angeordnet sind, aus der Liste von Antikörper, Antigen, Nukleinsäure, Ligand, Rezeptor, Enzymen, Peptid oder Protein oder anderen biologischen oder chemischen Substanzen ausgewählt werden, sind jedoch nicht darauf begrenzt, um sie auf die Art des zu erfassenden Analyten abzustimmen.In a further embodiment the sample test structure can the immobilized substances arranged in the microfluidic channel are, from the list of antibodies, Antigen, nucleic acid, Ligand, receptor, enzymes, peptide or protein or other biological or chemical substances are selected, however, are not limited to the nature of the analyte to be detected vote.
Wie
in den
Die
Probenteststruktur kann eine Kombination eines Vorbehandlungsmechanismus
Der Nachbehandlungsmechanismus kann ein Waschmechanismus sein, um den Analyterfassungsbereich nach der Reaktion zu waschen.Of the Aftertreatment mechanism may be a washing mechanism to prevent the Wash the analyte detection area after the reaction.
In einem weiteren Beispiel der Teststruktur kann auch ein Instrument verwendet werden, um die Marker des Analyten zu lesen, ob sich die Marker im sichtbaren Lichtspektrum befinden oder nicht. Dann kann die Länge des Kanals mit Reaktionen gemessen werden und der Analyt quantifiziert werden. Der Vorteil der Anwendung eines Lesegeräts besteht darin, daß das verwendete Lesegerät nicht sehr empfindlich sein muß. Da die zur Reaktion gebrachten immobilisierten Substanzen in einem kompakten Bereich kondensieren, ist das Lesesignal des Bereichs hoch, die Empfindlichkeitsanforderung des Leseinstruments ist nicht so kritisch, wie es der Fall ist, wenn die vorliegende Erfindung nicht angewendet wird.In Another example of the test structure may also be an instrument used to read the markers of the analyte, whether the Markers are in the visible light spectrum or not. Then can the length of the channel can be measured with reactions and the analyte quantified become. The advantage of using a reader is that the one used reader does not have to be very sensitive. Since the reacted immobilized substances in a condense compact area, the reading signal of the area is high, the sensitivity requirement of the reading instrument is not so Critically, as is the case when the present invention is not is applied.
Die folgenden Beispiele werden verwendet, um die Vorteile der vorliegenden Erfindung weiter zu demonstrieren.The The following examples are used to demonstrate the benefits of the present Invention further demonstrate.
Beispiel 1: Anwenden einer Geschwindigkeitskontrolle auf einen quantitativen Test des AnalytenExample 1: Apply a speed control on a quantitative test of the analyte
In
diesem Beispiel wurden eine Photolithographie eines MEMS-Prozesses
und Polymermaterialen angewendet, um die Probenteststruktur herzustellen.
Zwei Proben mit verschiedenen Mengen des Analyten wurden unter Verwendung
der in der vorliegenden Erfindung dargestellten quantitativen Analytenteststruktur
getestet. Die Struktur war aus einem oberen und einem unteren Substrat
konstruiert. Das obere Substrat bestand aus einem hydrophoben Polymer,
auf dem ein dünner
Serpentinenkanal als Probenweg fungiert und zwei Mulden an seinen
zwei Enden als Probeneinlaßöffnung und
Abfallmulde fungieren. Das untere Substrat bestand aus Glas, an
das chemische Funktionsgruppen gepfropft waren. Die Anordnung der
zwei Substrate bildete die Probenteststruktur. Eine externe Pumpe
wurde an die Abfallmulde angeschlossen, um die Probe im Mikrofluidkanal
sowohl in der Breite als auch Tiefe 100 μm anzutreiben. Die Anordnung
des Chips ist ähnlich
zu der in
Nach der Reaktion war die Länge des Kanals, die reagierte, 88 mm +/– 4 mm auf dem Chip 1 und 160 mm +/– 8 mm auf dem Chip 2. Die Ergebnisse deuteten darauf hin, daß die Menge des Analyten im Chip 1 die Hälfte von jener des Chips 2 war, wie erwartet wurde. Die Ergebnisse zeigten, daß das Antreiben der Probe mit der zweckmäßigen Geschwindigkeit durch einen dünnen, langen und gekrümmten Mikrofluidkanal die sequentielle Reaktion von immobilisierten Substanzen ermöglicht, was die quantitative Messung des Analyten auf der Basis der Messung der Länge des Kanals, die reagierte, ermöglicht. Kein Instrument war erforderlich, um die Ergebnisse in diesem Beispiel zu lesen.To the reaction was the length of the channel that responded 88 mm +/- 4 mm on chip 1 and 160 mm +/- 8 mm on the chip 2. The results indicated that the quantity of the analyte in the chip 1 half from that of the chip 2 was as expected. The results showed that this Driving the sample through at the appropriate speed a thin, long and curved microfluidic channel allows the sequential reaction of immobilized substances, what the quantitative measurement of the analyte based on the measurement of Length of the Channels that responded, allows. No instrument was needed to get the results in this example to read.
Beispiel 2: Anwenden einer Geschwindigkeitskontrolle und von lokalen Maßmodifikationen auf einen quantitativen Test des AnalytenExample 2: Apply a speed control and of local dimensional modifications on a quantitative test of the analyte
In diesem Beispiel waren die verwendeten Materialien und der auf die Teststruktur angewendete Herstellungsprozeß dieselben wie jene in Beispiel 1. Dieses Beispiel unterscheidet sich jedoch vom vorangehenden darin, daß lokale Modifikationen an den Abmessungen des Kanals bestanden – eine Art von passiven Fluidmodulationselementen wurde im vorliegenden Fall eingeführt. Im Analytenerfassungsbereich wurde der 300 um breite Kanal in der Breite asymmetrisch auf 150 μm in jedem Abstand von 2 mm verringert.In In this example, the used materials and the on the Test structure applied the same as those in Example 1. However, this example differs from the previous one in that that local Modifications to the dimensions of the channel existed - a kind of passive fluid modulation elements has been used in the present case introduced. In the analyte detection area, the 300 μm wide channel was used in the Width asymmetrical to 150 μm reduced at every 2 mm distance.
Eine Probenteststruktur im Mikrofluidchip modulierte in diesem Fall die Reaktion durch Kontrollieren der Fließgeschwindigkeit und durch Veränderungen der geometrischen Formen des Mikrofluidkanals für die quantitative Analytenanalyse. Ziegen-Anti-Maus-IgG, 5,6 mg/ml, wurde an der Wand des Kanals immobilisiert. Eine aktive externe Pumpe wird verwendet, um die Probe anzutreiben, was veranlaßt, daß sie mit 12 mm/min, schneller als die in Beispiel 1, fließt. Zwei verschiedene Proben wurden an zwei Chips derselben Art getestet. Der Chip 1 hatte 4 μl des markierten Analyten Maus- IgG CGC, OD540 = 50, während der Chip 2 2 μl des markierten Analyten Maus-IgG CGC, OD540 = 50, verdünnt in 2 μl Wasser, hatte. Die Testprozedur war dieselbe wie in Beispiel 1. Die Länge des rosa Kanals, die reagierte, für den Chip 1 war 136 mm +/– 20 mm. Für den Chip 2 war sie 72 mm +/– 16 mm. Das Verhältnis der Längen der zwei Chips entsprach dem Verhältnis der Mengen des in die Chips gefüllten Analyten.A Sample test structure in the microfluidic chip modulated in this case the Reaction by controlling the flow rate and by changes the geometric shapes of the microfluidic channel for quantitative analyte analysis. Goat anti-mouse IgG 5.6 mg / ml, was immobilized on the wall of the channel. An active one External pump is used to drive the sample, causing it to interfere with 12 mm / min, faster than that in Example 1 flows. Two different samples were tested on two chips of the same kind. The chip 1 had 4 .mu.l of the labeled Analyte mouse IgG CGC, OD540 = 50 while the chip 2 2 μl of the labeled analyte mouse IgG CGC, OD540 = 50, diluted in 2 μl of water, would have. The test procedure was the same as in Example 1. The length of the pink channel that responded for the Chip 1 was 136mm +/- 20 mm. For the chip 2 was 72 mm +/- 16 mm. The relationship the lengths of the two chips corresponded to the ratio the amounts of the filled in the chips Analytes.
Beispiel 3: Anwenden einer Geschwindigkeitskontrolle und von Modifikationen an der lokalen Abmessung und Form auf einen quantitativen Test des AnalytenExample 3: Apply a speed control and modifications to the local dimension and shape to one quantitative test of the analyte
In diesem Beispiel waren die verwendeten Materialien, der angewendete Herstellungsprozeß und die abwechselnde Breite des Kanals (300 μm volle Breite, asymmetrisch verschmälert auf 150 μm) in der Teststruktur dieselben wie jene in Beispiel 2. Der Fluß wurde mit 12 mm/min wie in Beispiel 2 angetrieben.In In this example, the materials used were those used Manufacturing process and the alternating width of the channel (300 μm full width, asymmetric narrows to 150 μm) in the test structure was the same as that in Example 2. The flow became at 12 mm / min as in Example 2 driven.
In diesem Beispiel waren jedoch Vorsprünge im Analyterfassungsbereich angeordnet, so daß ein lokaler turbulenter Fluß die Gelegenheit für einen Kontakt zwischen dem Analyten und den immobilisierten Substanzen verbesserte. Ziegen-Anti-Maus-IgG, 5,6 mg/ml, wurde an der Wand des Kanals immobilisiert.In However, in this example, protrusions were in the analyte detection area arranged so that a local turbulent river the Opportunity for a contact between the analyte and the immobilized substances improved. Goat anti-mouse IgG, 5.6 mg / ml, was on the wall of the channel immobilized.
Eine aktive externe Pumpe wurde verwendet, um die Probe anzutreiben, was veranlaßte, daß sie mit 12 mm/min, schneller als in Beispiel 1, floß. Zwei verschiedene Proben wurden an zwei Chips derselben Art getestet. Der Chip 1 hatte 6 μl markierten Analyten Maus-IgG CGC, OD540 = 50, während der Chip 2 3 μl markierten Analyten Maus-IgG CGC, OD540 = 50, in 3 μl Wasser verdünnt, die halbe Konzentration von jener im Chip 1, hatte. Die Testprozedur war dieselbe wie in Beispiel 2. Die Länge des rosa Kanals, die reagierte, für den Chip 1 war 112 mm +/– 8 mm. Die Länge des rosa Kanals, die reagierte, für den Chip 2 war 64 mm +/– 8 mm. Das Verhältnis der Längen der zwei Chips entsprach dem Verhältnis der Mengen des in die Chips gefüllten Analyten. Schlußfolgerungen können aus diesen Beispielen gezogen werden, die darauf hindeuten, daß die Probenteststruktur in der vorliegenden Erfindung die quantitative Messung von Analyt in der Probe ermöglicht. Kein Leseinstrument wurde in irgendeinem dieser drei Beispiele verwendet.A active external pump was used to drive the sample which caused that she at 12 mm / min, faster than in Example 1, flowed. Two different samples were tested on two chips of the same kind. The chip 1 had 6 .mu.l labeled Analyte mouse IgG CGC, OD540 = 50, while the chip 2 3 μl labeled Analyte mouse IgG CGC, OD540 = 50, diluted in 3 μl of water, the half concentration of those in chip 1, had. The test procedure was the same as in Example 2. The length of the pink channel that responded for the Chip 1 was 112 mm +/- 8 mm. The length of the pink channel that responded, for the chip 2 was 64 mm +/- 8 mm. The ratio of lengths of the two chips corresponded to the ratio of the amounts of in the Chips filled Analytes. Conclusions can from these examples, indicating that the sample test structure in the present invention, the quantitative measurement of analyte allowed in the sample. No reading instrument was used in any of these three examples.
Claims (23)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW93136297 | 2004-11-25 | ||
TW93136297A TWI295730B (en) | 2004-11-25 | 2004-11-25 | Microfluidic chip for sample assay and method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102005056356A1 DE102005056356A1 (en) | 2006-07-13 |
DE102005056356B4 true DE102005056356B4 (en) | 2010-04-08 |
Family
ID=35601112
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200510056356 Expired - Fee Related DE102005056356B4 (en) | 2004-11-25 | 2005-11-25 | Use of a microfluidic chip with a sample assay structure for quantitative analysis |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102005056356B4 (en) |
GB (1) | GB2423266B (en) |
TW (1) | TWI295730B (en) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008025481A1 (en) * | 2008-05-27 | 2009-12-03 | Technische Universität Dortmund | Microfluidic system |
DE102009043227A1 (en) * | 2009-09-28 | 2011-03-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for automated preparation of samples for a biosensor system and apparatus for carrying it out |
US9821318B2 (en) | 2010-09-26 | 2017-11-21 | Da Yu Enterprises, L.L.C. | Separation of analytes |
US10302605B2 (en) | 2011-02-07 | 2019-05-28 | Agilent Technologies, Inc. | Column assembly for a gas chromatograph |
TWI476406B (en) * | 2011-11-10 | 2015-03-11 | Apex Biotechnology Corp | Reaction cassette and assay device |
CN103055979A (en) * | 2012-12-31 | 2013-04-24 | 苏州汶颢芯片科技有限公司 | Centrifugal micro-fluidic chip for detecting polycyclic aromatic hydrocarbon in water and preparation method thereof |
CN103041882A (en) * | 2012-12-31 | 2013-04-17 | 苏州汶颢芯片科技有限公司 | Microfluidic chip for detecting polycyclic aromatic hydrocarbon in atmosphere and preparation method of microfluidic chip |
CN103055983A (en) * | 2012-12-31 | 2013-04-24 | 苏州汶颢芯片科技有限公司 | Centrifugal micro-fluidic chip for detecting polycyclic aromatic hydrocarbon in soil and preparation method thereof |
TWI633183B (en) * | 2017-06-21 | 2018-08-21 | 曦醫生技股份有限公司 | Bioparticle capture chipset |
TWI769507B (en) * | 2020-08-26 | 2022-07-01 | 國立陽明交通大學 | Cascaded design microfluidic structure with step difference |
Citations (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3739046A1 (en) * | 1986-11-18 | 1988-05-26 | Hugh V Cottingham | AGGLUTINATION CHAMBER |
WO1993022053A1 (en) * | 1992-05-01 | 1993-11-11 | Trustees Of The University Of Pennsylvania | Microfabricated detection structures |
DE4341862A1 (en) * | 1992-12-08 | 1994-06-09 | Westinghouse Electric Corp | Sample assay device in card form - useful for cocaine detection by latex agglutination test |
DE19648695A1 (en) * | 1996-11-25 | 1997-06-19 | Vermes Mikrotechnik Gmbh | Device to automatically and continually analyse liquid samples |
EP0803288A2 (en) * | 1996-04-26 | 1997-10-29 | Kyoto Daiichi Kagaku Co., Ltd. | Device and method for analyzing a sample |
US5744366A (en) * | 1992-05-01 | 1998-04-28 | Trustees Of The University Of Pennsylvania | Mesoscale devices and methods for analysis of motile cells |
US5764356A (en) * | 1995-11-15 | 1998-06-09 | Nihon Medi-Physics Co., Ltd. | Trace liquid detecting and analyzing device |
US5800781A (en) * | 1994-10-21 | 1998-09-01 | International Technidyne Corporation | Blood sampling device |
WO1999030166A1 (en) * | 1997-12-12 | 1999-06-17 | Akzo Nobel N.V. | Blood coagulation monitoring device with liquid crystal and gradient heater |
WO1999044740A1 (en) * | 1998-03-02 | 1999-09-10 | Central Research Laboratories Limited | Apparatus for, and method of, varying the rate of flow of fluid along a pathway |
WO1999046045A1 (en) * | 1998-03-11 | 1999-09-16 | MICROPARTS GESELLSCHAFT FüR MIKROSTRUKTURTECHNIK MBH | Sample support |
EP0992287A2 (en) * | 1998-10-08 | 2000-04-12 | GHS Gesundheits-Service AG | Device for taking and retaining a material to be analysed |
DE19940750A1 (en) * | 1998-08-28 | 2000-06-21 | Febit Ferrarius Biotech Gmbh | Substrate for analysis includes microchannels with predetermined pattern of receptors deposited and immobilized under computer control by light- or liquid-induced polymerization |
WO2001047638A2 (en) * | 1999-12-23 | 2001-07-05 | Gyros Ab | Integrated microfluidic disc |
DE10001116A1 (en) * | 2000-01-13 | 2001-07-26 | Meinhard Knoll | Device for optical or electrochemical analysis, comprises a pump chamber whose walls are made from elastic material, a connecting channel, a pump chamber or a further chamber being transparent. or containing an electrode system |
WO2001068238A2 (en) * | 2000-03-14 | 2001-09-20 | Micronics, Inc. | Microfluidic analysis cartridge |
EP1201304A2 (en) * | 2000-10-25 | 2002-05-02 | MICROPARTS GESELLSCHAFT FÜR MIKROSTRUKTURTECHNIK mbH | Microstructured platform for examining a liquid |
DE10258840A1 (en) * | 2002-01-28 | 2003-08-07 | Eppendorf Ag | Housing for a stack of small capacity reaction vessels, comprises chambers to take the vessels in a positive fit across the stacked direction, where the vessels have upper openings which can be accessed by a pipette |
DE10222478A1 (en) * | 2002-05-22 | 2003-12-04 | Bartels Mikrotechnik Gmbh | Microchip based analytical device can undertake e.g. liquid separation from a gas by movement of a flexible layer overlying a recess in the chip surface |
US20040023399A1 (en) * | 2002-04-17 | 2004-02-05 | Grzeda Barbara R. | Method and device for measurement of hematocrit |
DE10244154A1 (en) * | 2002-09-23 | 2004-04-08 | Prisma Diagnostika Gmbh | Carrier element for diagnostic tests |
-
2004
- 2004-11-25 TW TW93136297A patent/TWI295730B/en not_active IP Right Cessation
-
2005
- 2005-11-24 GB GB0523911A patent/GB2423266B/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-11-25 DE DE200510056356 patent/DE102005056356B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3739046A1 (en) * | 1986-11-18 | 1988-05-26 | Hugh V Cottingham | AGGLUTINATION CHAMBER |
WO1993022053A1 (en) * | 1992-05-01 | 1993-11-11 | Trustees Of The University Of Pennsylvania | Microfabricated detection structures |
US5744366A (en) * | 1992-05-01 | 1998-04-28 | Trustees Of The University Of Pennsylvania | Mesoscale devices and methods for analysis of motile cells |
DE4341862A1 (en) * | 1992-12-08 | 1994-06-09 | Westinghouse Electric Corp | Sample assay device in card form - useful for cocaine detection by latex agglutination test |
US5800781A (en) * | 1994-10-21 | 1998-09-01 | International Technidyne Corporation | Blood sampling device |
US5764356A (en) * | 1995-11-15 | 1998-06-09 | Nihon Medi-Physics Co., Ltd. | Trace liquid detecting and analyzing device |
EP0803288A2 (en) * | 1996-04-26 | 1997-10-29 | Kyoto Daiichi Kagaku Co., Ltd. | Device and method for analyzing a sample |
DE19648695A1 (en) * | 1996-11-25 | 1997-06-19 | Vermes Mikrotechnik Gmbh | Device to automatically and continually analyse liquid samples |
WO1999030166A1 (en) * | 1997-12-12 | 1999-06-17 | Akzo Nobel N.V. | Blood coagulation monitoring device with liquid crystal and gradient heater |
WO1999044740A1 (en) * | 1998-03-02 | 1999-09-10 | Central Research Laboratories Limited | Apparatus for, and method of, varying the rate of flow of fluid along a pathway |
WO1999046045A1 (en) * | 1998-03-11 | 1999-09-16 | MICROPARTS GESELLSCHAFT FüR MIKROSTRUKTURTECHNIK MBH | Sample support |
DE19940750A1 (en) * | 1998-08-28 | 2000-06-21 | Febit Ferrarius Biotech Gmbh | Substrate for analysis includes microchannels with predetermined pattern of receptors deposited and immobilized under computer control by light- or liquid-induced polymerization |
EP0992287A2 (en) * | 1998-10-08 | 2000-04-12 | GHS Gesundheits-Service AG | Device for taking and retaining a material to be analysed |
WO2001047638A2 (en) * | 1999-12-23 | 2001-07-05 | Gyros Ab | Integrated microfluidic disc |
DE10001116A1 (en) * | 2000-01-13 | 2001-07-26 | Meinhard Knoll | Device for optical or electrochemical analysis, comprises a pump chamber whose walls are made from elastic material, a connecting channel, a pump chamber or a further chamber being transparent. or containing an electrode system |
WO2001068238A2 (en) * | 2000-03-14 | 2001-09-20 | Micronics, Inc. | Microfluidic analysis cartridge |
EP1201304A2 (en) * | 2000-10-25 | 2002-05-02 | MICROPARTS GESELLSCHAFT FÜR MIKROSTRUKTURTECHNIK mbH | Microstructured platform for examining a liquid |
DE10258840A1 (en) * | 2002-01-28 | 2003-08-07 | Eppendorf Ag | Housing for a stack of small capacity reaction vessels, comprises chambers to take the vessels in a positive fit across the stacked direction, where the vessels have upper openings which can be accessed by a pipette |
US20040023399A1 (en) * | 2002-04-17 | 2004-02-05 | Grzeda Barbara R. | Method and device for measurement of hematocrit |
DE10222478A1 (en) * | 2002-05-22 | 2003-12-04 | Bartels Mikrotechnik Gmbh | Microchip based analytical device can undertake e.g. liquid separation from a gas by movement of a flexible layer overlying a recess in the chip surface |
DE10244154A1 (en) * | 2002-09-23 | 2004-04-08 | Prisma Diagnostika Gmbh | Carrier element for diagnostic tests |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB0523911D0 (en) | 2006-01-04 |
TWI295730B (en) | 2008-04-11 |
DE102005056356A1 (en) | 2006-07-13 |
GB2423266A (en) | 2006-08-23 |
GB2423266B (en) | 2009-05-20 |
TW200617395A (en) | 2006-06-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102005056356B4 (en) | Use of a microfluidic chip with a sample assay structure for quantitative analysis | |
US20070122819A1 (en) | Analyte assay structure in microfluidic chip for quantitative analysis and method for using the same | |
CN1953802B (en) | Fluid delivery system and method | |
EP1263533B1 (en) | Microfluidic analysis cartridge | |
DE69729808T2 (en) | SIMULTANEOUS DETERMINATION OF ANALYSIS AND REFERENCE COMPENSATION FOR DEVICES WITH REFERENCE T-SENSORS | |
DE19628002C1 (en) | Device and method for carrying out fluorescence immunoassays | |
US10082507B2 (en) | Assay device and method | |
DE69634490T2 (en) | APPARATUS AND METHOD FOR MOVING FLUIDS BY CENTRIFUGAL ACCELERATION IN AUTOMATIC LABORATORY TREATMENT | |
US20110124130A1 (en) | Device and method for analysis of samples with depletion of analyte content | |
DE60035199T2 (en) | ANALYSIS CASSETTE AND LIQUID CONVEYOR CONTROLLER | |
US20030124623A1 (en) | Microfluidic device and surface decoration process for solid phase affinity binding assays | |
EP1752755B1 (en) | sampling and dosing device with an integrate container for fluid | |
EP1495799A2 (en) | Device for the treatment of limited liquid portions | |
Tan et al. | Go with the capillary flow. Simple thread-based microfluidics | |
US20130236914A1 (en) | Devices and methods for analysis of samples with depletion of analyte content | |
JP2004509335A (en) | Microfluidic device for rotating operation of fluid interface between multiple flow streams | |
CA2353998A1 (en) | Method and apparatus for continuous liquid flow in microscale channels using pressure injection, wicking, and electrokinetic injection | |
CN106716116A (en) | Systems and methods for integration of microfluidic tear collection and lateral flow analysis of analytes of interest | |
WO2010115530A1 (en) | Device and method for the verification and quantitative analysis of analytes, particularly mycotoxins | |
CN108072764A (en) | Rotatable cylinder with multiple measurement chamber | |
KR20090010509A (en) | Module for detecting analytes in fluids and chip having the same | |
WO2008156491A2 (en) | Devices and methods for analysis of samples with depletion of analyte content | |
EP2282206A2 (en) | Method and apparatus for assaying several analytes simultaneously with an internal control | |
DE60126975T2 (en) | SAMPLE INTRODUCTION SYSTEM WITH LAMINAR MIXTURE FOR BIODETECTION OF MICRO VOLUME | |
WO2013026808A1 (en) | Novel poc test system and method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |