JP7743577B2 - 自動化アッセイのための装置及びシステム並びにそれらの使用 - Google Patents

自動化アッセイのための装置及びシステム並びにそれらの使用

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Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、2023年7月20日出願の米国仮出願特許第63/514771号の優先権を主張し、その内容がその全体において参照によりここに取り込まれる。
本開示は、概略として、自動化された多重アッセイを実行する装置及びシステム並びに同装置及びシステムを使用する方法に関する。一部の実施形態では、装置及びシステムは、分子及びイムノアッセイのための磁性マイクロキャリアの処理を簡素化及び自動化する磁気モジュールを備える。
免疫学的及び分子診断アッセイは、研究及び臨床分野の双方において重要な役割を果たす。結果の有意な又は俯瞰的な視点を得て研究又は臨床判断を促進するために複数の標的のパネルに対してアッセイを実行する必要があることが多い。豊富な遺伝子マーカー及び/又はバイオマーカーが特定の疾患状態に影響を与え又はそれを予測できると考えられるゲノミクス及びプロテオミクスの時代には、特にその傾向が強い。理論上、複数の標的のアッセイは、各標的を異なる反応容器内で並行して又は順次別個に試験すること(すなわち、複数のシングルプレックスを実行すること)によって達成可能である。しかし、特に分析される標的が多数である場合、シングルプレックス化戦略を採用するアッセイには手間がかかることが多いだけでなく、通常は大量のサンプルが必要となる。
多重アッセイは、複数(2以上)の検体を単一のアッセイで同時に測定する。多重アッセイは、一般的に、多数の標本が一度に分析可能な高スループットのスクリーニング設定で使用される。多数の検体を同時にかつ多数の標本を並行してアッセイする能力は、多重アッセイの特質であり、薬剤の発見から機能的ゲノミクスに、そして臨床的診断までを範囲とする分野においてそのアッセイが強力なツールとなっている理由である。シングルプレックス化とは逆に、全ての標的を同じ反応容器内で混合することによって、サンプル当たり1つの反応容器のみが取り扱われることになるため、アッセイには非常に手間がかからなくなり、非常に実行が容易となる。したがって、必要な試験サンプルは劇的に減量可能となり、これはサンプル(例えば、腫瘍組織、脳脊髄液又は骨髄)を大量に取得するのが困難及び/又は侵襲的である場合に特に重要である。同様に重要なことは、試薬のコストが低減可能でありかつアッセイのスループットが劇的に増加することである。
多重アッセイのための又はマイクロキャリアを処理するための既存のシステムは、一般に、吸引チャネル、分注チャネル、振とう台及び/又は磁気プレートなどの複雑かつ面倒な構造要素を必要とする。そのシステムは、一般に、例えば、吸引及び分注チャネル内の(例えば、結晶化に起因する)汚染又は詰りを回避するように保守するのが困難であり、過大なスペースを占有し得る。また、振とう台の使用は、より局所化した混合方法と比較して、より多くのエネルギーを消費し、より多くのノイズを生じ得る。したがって、小型、簡素でかつ/又は保守が容易なアッセイシステム、例えば、マイクロキャリアを処理するのに吸引チャネル、分注チャネル及び/又は振とう台が不要なものに対するニーズが存在する。
一態様において、磁性マイクロキャリアを反応させ又は標識するための磁気モジュールがここに提供される。一部の実施形態では、そのモジュールは、1個以上のウェルセットを備える。一部の実施形態では、各ウェルセットは、反応ウェルを備える。一部の実施形態では、各ウェルセットは第1の反応洗浄ウェル及び最終反応洗浄ウェルを備える1個以上の反応洗浄ウェルを備え、その各々は反応洗浄緩衝液を含む。一部の実施形態では、ウェルセットに反応洗浄ウェルが1つしかない場合には、第1の反応洗浄ウェル及び最終反応洗浄ウェルは同じウェルである。一部の実施形態では、各ウェルセットは、標識緩衝液中に標識分子を含む標識ウェルを備える。一部の実施形態では、各ウェルセットは、第1の標識洗浄ウェル及び最終標識洗浄ウェルを備える1個以上の標識洗浄ウェルを備え、その各々は標識洗浄緩衝液を含む。一部の実施形態では、ウェルセットに標識洗浄ウェルが1つしかない場合には、第1の標識洗浄ウェル及び最終標識洗浄ウェルは同じウェルである。一部の実施形態では、モジュールは、1個以上の磁気ユニットを備える。一部の実施形態では、各磁気ユニットは、ウェルセットのウェルの各々の内部に移動し、そこから外部に移動し、それらの間を移動するように構成される。一部の実施形態では、各磁気ユニットは、磁性マイクロキャリアを誘引し、磁性マイクロキャリアをウェルセットのウェルの各々の内部に移動させ、そこから外部に移動させ、それらの間を移動させる。一部の実施形態では、各磁気ユニットは、上端及び下端を備える。一部の実施形態では、モジュールは、1個以上の磁気ユニットポケットを備える。一部の実施形態では、各磁気ユニットポケットは、各磁気ユニットとウェルセットの間に位置決めされる。一部の実施形態では、各磁気ユニットポケットは、ウェルセットのウェルの各々の内部に移動し、そこから外部に移動し、それらの間を移動するように構成される。一部の実施形態では、各磁気ユニットポケットは、磁気ユニットが磁気ユニットポケット内へ移動又はスライドする際に各磁気ユニットの下端を少なくとも部分的に覆うように構成される。一部の実施形態では、各磁気ユニットポケットは、内面及び外面を備える。一部の実施形態では、磁性マイクロキャリアは、1以上の捕捉剤に結合される。一部の実施形態では、1以上の捕捉剤は、1以上の検体に結合可能である。
一部の実施形態では、各ウェルセットは、抗体緩衝液中に二次抗体を含む抗体ウェルをさらに備える。一部の実施形態では、二次抗体は、1以上の検体に結合可能であり、1以上の二次結合部分に結合される。一部の実施形態では、各ウェルセットは、第1の抗体洗浄ウェル及び最終抗体洗浄ウェルを備える1個以上の抗体洗浄ウェルをさらに備え、その各々は抗体洗浄緩衝液を含む。一部の実施形態では、ウェルセットに抗体洗浄ウェルが1つしかない場合には、第1の抗体洗浄ウェル及び最終抗体洗浄ウェルは同じウェルである。
一部の実施形態では、反応ウェル、1個以上の反応洗浄ウェル、抗体ウェル、1個以上の抗体洗浄ウェル、標識ウェル及び1個以上の標識洗浄ウェルは、この順序で直線又は曲線に沿って位置決めされる。一部の実施形態では、二次抗体は、抗体及び抗体フラグメントからなる群から選択される。一部の実施形態では、1以上の二次結合部分が、標識分子に結合可能である。一部の実施形態では、1以上の二次結合部分は、ビオチンを含む。
一部の実施形態では、反応ウェル、1個以上の反応洗浄ウェル、標識ウェル及び1個以上の標識洗浄ウェルは、この順序で直線又は曲線に沿って位置決めされる。一部の実施形態では、1以上の捕捉剤の各々は、小分子、ポリヌクレオチド、ポリペプチド、タンパク質、脂質及び多糖類からなる群から独立して選択される。一部の実施形態では、1以上の検体の各々は、小分子、ポリヌクレオチド、ポリペプチド、タンパク質、脂質及び多糖類からなる群から独立して選択される。
一部の実施形態では、1以上の捕捉剤及び1以上の検体の各々は、ポリヌクレオチドからなる群から独立して選択される。一部の実施形態では、1以上の捕捉剤の各々は抗体及び抗体フラグメントからなる群から独立して選択され、1以上の検体の各々は抗原からなる群から独立して選択される。一部の実施形態では、1以上の捕捉剤の各々は抗原からなる群から独立して選択され、1以上の検体の各々は抗体からなる群から独立して選択される。
一部の実施形態では、標識分子は、レポート部分に結合された標識結合部分を備える。一部の実施形態では、標識結合部分は、ストレプトアビジン(SA)又は坑ビオチン抗体である。一部の実施形態では、レポート部分は、フィコエリスリン(PE)又はフルオレセインイソチオシアネート(FITC)である。
一部の実施形態では、各磁気ユニットは、ロッド状形状を有する。一部の実施形態では、各磁気ユニットポケットは、有底筒形状を有する。一部の実施形態では、1個以上の磁気ユニットポケットは、1個以上のウェルセットに対して垂直に移動又は振動するように構成される。一部の実施形態では、1個以上の磁気ユニットポケットは、使い捨て可能である。一部の実施形態では、1個以上の磁気ユニットの個数と1個以上の磁気ユニットポケットの個数とは同じである。一部の実施形態では、1個以上の磁気ユニットの個数と反応ウェルの個数とは同じである。
一部の実施形態では、各種のウェルは、線に沿って位置決めされ、すなわち、一次元配列を形成する。一部の実施形態では、反応ウェルは線に沿って位置決めされ、若しくは標識ウェルは線に沿って位置決めされ、又はその両方である。一部の実施形態では、1個以上のウェルセットはマルチウェルプレートを形成し、各ウェルセットはマルチウェルプレートの各行を形成し、各種のウェルはマルチウェルプレートの各列を形成する。一部の実施形態では、1個以上の磁気ユニットは、マルチウェルプレートの上方で直線に沿ってかつマルチウェルプレートの列方向に平行に位置決めされる。一部の実施形態では、1個以上の磁気ユニットポケットは、マルチウェルプレートと1個以上の磁気ユニットとの間で直線に沿ってかつマルチウェルプレートの列方向に平行に位置決めされる。一部の実施形態では、各種のウェルは、面に沿って位置決めされ、すなわち、二次元配列を形成する。一部の実施形態では、反応ウェルは面に沿って位置決めされ、すなわち、二次元配列を形成し、若しくは標識ウェルは面に沿って位置決めされ、すなわち、二次元配列を形成し、又はその両方である。一部の実施形態では、各種のウェルは、1個以上のウェルセットが複数のマルチウェルプレートを備えるように、マルチウェルプレートを形成する。一部の実施形態では、1個以上の磁気ユニット及び各種ウェルは、1個以上の磁気ユニットが同時に各種ウェル内に移動し、同時に各種ウェル外に移動することができるように、同じ一次元又は二次元配列にある。一部の実施形態では、1個以上の磁気ユニットポケット及び各種ウェルは、1個以上の磁気ユニットポケットが同時に各種ウェル内に移動し、同時に各種ウェル外に移動することができるように、同じ一次元又は二次元配列にある。
一部の実施形態では、反応ウェルは、コードされたマイクロキャリア若しくは反応緩衝液又はその両方を含む。一部の実施形態では、磁性マイクロキャリアは、コードされたマイクロキャリア、球状磁気ビーズ又はそれらの組合せを備える。一部の実施形態では、コードされたマイクロキャリアの各々は、第1の面及び第2の面を有する実質的に透明な磁性ポリマー層を備え、第1及び第2の面は相互に対して平行であり、実質的に透明な磁性ポリマーは実質的に透明なポリマー及び複数の磁性ナノ粒子の混合物を含み、磁性ナノ粒子は酸化鉄(II、III)又は酸化鉄(III)を含む。一部の実施形態では、コードされたマイクロキャリアの各々は実質的に不透明な層を備え、実質的に不透明な層は実質的に透明な磁性ポリマー層の第1の面に固定され、実質的に不透明な層の外形はアナログコードを表す二次元形状を構成する。一部の実施形態では、コードされたマイクロキャリアの各々は1以上の検体を捕捉するための1以上の捕捉剤を含み、1以上の捕捉剤は実質的に透明な磁性ポリマー層の第1の面及び第2の面の少なくとも一方に結合される。一部の実施形態では、コードされたマイクロキャリアの磁気構成要素は、実質的に透明な磁性ポリマー層を備える。一部の実施形態では、磁性ナノ粒子は、超常磁性である。一部の実施形態では、磁性ナノ粒子は、直径約30nm未満でありかつ直径約3nm以上である。一部の実施形態では、複数の磁性ナノ粒子は、約10(重量)%未満かつ約0.1(重量)%超の実質的に透明なポリマー及び複数の磁性ナノ粒子の混合物を備える。一部の実施形態では、実質的に透明な磁性ポリマー層は、厚さ約0.1μm~約50μmである。一部の実施形態では、実質的に透明なポリマーは、エポキシ系ポリマーである。一部の実施形態では、エポキシ系ポリマーはSU-8である。一部の実施形態では、実質的に不透明な層は、実質的に不透明なポリマーを備える。一部の実施形態では、実質的に不透明な層は、ブラックマトリクスレジストを備える。一部の実施形態では、実質的に不透明なポリマーは、約230nm~約660nmの波長において約1.8(OD)よりも高い吸光率を示す。一部の実施形態では、実質的に不透明な層は、残留磁気のない金属を含む。一部の実施形態では、実質的に不透明な層は、チタン又はクロムを含む。一部の実施形態では、実質的に不透明な層は、厚さ約0.05μm~約2μmである。一部の実施形態では、アナログコードは、連続又は不連続リングを形成する1個以上の重なる弧要素又は部分的に重なる弧要素を備える。一部の実施形態では、コードされたマイクロキャリアの各々は、実質的に不透明な層のアナログコードを配向するための配向インジケータを備える。一部の実施形態では、配向インジケータは、実質的に不透明な層の非対称性を備える。一部の実施形態では、マイクロキャリアは、略円形の円盤である。一部の実施形態では、マイクロキャリアは直径約5μm~約200μmであり、又はマイクロキャリアは直径約40μmである。一部の実施形態では、マイクロキャリアは厚さ約50μm未満であり、マイクロキャリアは厚さ約2μm~10μmであり、又はマイクロキャリアは厚さ約5μmである。一部の実施形態では、1以上の検体及び1以上の捕捉剤の各々は、DNA分子、DNA類似分子、RNA分子、RNA類似分子、ポリヌクレオチド、タンパク質、酵素、脂質、リン脂質、炭水化物部分、多糖、抗原、ウイルス、細胞、抗体、小分子、細菌細胞、細胞小器官及び抗体フラグメントからなる群から独立して選択される。
一部の態様では、ここに記載される磁気モジュールを備えるアッセイシステムがここに提供される。一部の実施形態では、システムは、磁性マイクロキャリアからのシグナルを検出するように構成された検出モジュールをさらに備える。一部の実施形態では、検出モジュールは、1個以上の検出ウェルを備える。一部の実施形態では、1個以上の検出ウェルは、平底を有する。一部の実施形態では、1個以上の検出ウェルは、最終標識洗浄ウェルを備える。一部の実施形態では、1個以上の検出ウェル及び1個以上の磁気ユニットは、1個以上の磁気ユニットが同時に1個以上の検出ウェル内に移動し、同時に1個以上の検出ウェル外に移動することができるように、同じ一次元又は二次元配列を有する。一部の実施形態では、1個以上の検出ウェル及び1個以上の磁気ユニットポケットは、1個以上の磁気ユニットポケットが同時に1個以上の検出ウェル内に移動し、同時に1個以上の検出ウェル外に移動することができるように、同じ一次元又は二次元配列を有する。
一部の実施形態では、アッセイシステムは、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を実行するように構成されたPCRモジュールをさらに備える。一部の実施形態では、PCRモジュールは、標識分子に結合可能な1以上の二次結合部分に結合されたプライマーを用いてPCRを実行するように構成される。一部の実施形態では、二次結合部分は、ビオチンを備える。
一部の実施形態では、アッセイシステムは、液体処理モジュールをさらに備える。一部の実施形態では、液体処理モジュールは、PCRモジュールから磁気モジュールにサンプルを移送するように構成される。一部の実施形態では、液体処理モジュールは、PCRモジュールから磁気モジュールの反応ウェルにサンプルを移送するように構成される。
一部の実施形態では、各ウェルセットはハイブリダイゼーション緩衝液を含むハイブリダイゼーション緩衝液ウェルをさらに備え、液体処理モジュールはハイブリダイゼーション緩衝液の少なくとも一部をハイブリダイゼーション緩衝液ウェルから反応ウェルに移送するように構成される。一部の実施形態では、各ウェルセットはインキュベーション緩衝液を含むインキュベーション緩衝液ウェルをさらに備え、液体処理モジュールはインキュベーション緩衝液の少なくとも一部をインキュベーション緩衝液ウェルから反応ウェルに移送するように構成される。
一部の態様において、ここに記載される磁気モジュール又はアッセイシステムを使用する方法がここに提供される。一部の実施形態では、方法は(a)1以上の検体を反応ウェル内に移送するステップを備え、反応ウェルは磁性マイクロキャリアを反応緩衝液中に含む。一部の実施形態では、方法は(b)1個以上の磁気ユニットポケットのうちの1つを反応ウェル内に移動させ、反応ウェル内で磁気ユニットポケットを移動又は振動させて1以上の検体と磁性マイクロキャリアとを混合するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(c)磁気ユニットを反応ウェル内及び磁気ユニットポケット内に移動させて磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面に誘引するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(d)磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを反応ウェル外に移動させ、第1の反応洗浄ウェル内に移動させることで、磁性マイクロキャリアを反応ウェルから第1の反応洗浄ウェルに移送するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(e)磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを最終反応洗浄ウェル外に移動させ、標識ウェル内に移動させることで、磁性マイクロキャリアを最終反応洗浄ウェルから標識ウェルに移送するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(f)磁気ユニットポケットを標識ウェル内に保持しつつ磁気ユニットを標識ウェル外に移動させ、それにより磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面から標識緩衝液中に放出するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(g)磁気ユニットを標識ウェル内及び磁気ユニットポケット内に移動させて磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面に誘引するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(h)磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを標識ウェル外に移動させ、第1の標識洗浄ウェル内に移動させることで、磁性マイクロキャリアを標識ウェルから第1の標識洗浄ウェルに移送するステップを備える。一部の実施形態では、ステップ(a)から(h)は、列挙された順で行われる。一部の実施形態では、方法は、ステップ(d)の後でかつステップ(e)の前に、磁気ユニットポケットを第1の反応洗浄ウェル内に保持しつつ磁気ユニットを第1の反応洗浄ウェル外に移動させ、それにより磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面から第1の反応洗浄ウェル内に放出するステップをさらに備える。一部の実施形態では、方法は、ステップ(d)の後でかつステップ(e)の前に、磁気ユニットポケットを第1の反応洗浄ウェル内で移動又は振動させて磁性マイクロキャリアを反応洗浄緩衝液と混合するステップをさらに備える。一部の実施形態では、方法は、ステップ(f)の後でかつステップ(g)の前に、磁気ユニットポケットを標識ウェル内で移動又は振動させて磁性マイクロキャリアを標識緩衝液と混合するステップをさらに備える。一部の実施形態では、方法は、ステップ(h)の後に、磁気ユニットポケットを第1の標識洗浄ウェル内に保持しつつ磁気ユニットを第1の標識洗浄ウェル外に移動させ、それにより磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面から第1の標識洗浄ウェル内に放出するステップをさらに備える。一部の実施形態では、方法は、ステップ(h)の後に、磁気ユニットポケットを第1の標識洗浄ウェル内で移動又は振動させて磁性マイクロキャリアを標識洗浄緩衝液と混合するステップをさらに備える。一部の実施形態では、方法は、ステップ(h)の後に、磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを最終標識洗浄ウェル外に移動させ、検出ウェル内に移動させることで、磁性マイクロキャリアを最終標識洗浄ウェルから検出ウェルに移送するステップをさらに備える。一部の実施形態では、方法は、磁気ユニットポケットを検出ウェル内に保持しつつ磁気ユニットを検出ウェル外に移動させ、それにより磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面から検出ウェル内に放出するステップをさらに備える。一部の実施形態では、方法は、ステップ(h)の後に、磁性マイクロキャリアを光学的に読み取り、磁性マイクロキャリアに結合された標識分子からのシグナルを検出するステップをさらに備える。
一部の実施形態では、方法は(a)1以上の検体を反応ウェル内に移送するステップを備え、反応ウェルは磁性マイクロキャリアを反応緩衝液中に含む。一部の実施形態では、方法は(b)1個以上の磁気ユニットポケットのうちの1つを反応ウェル内に移動させ、反応ウェル内で磁気ユニットポケットを移動又は振動させて1以上の検体と磁性マイクロキャリアとを混合するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(c)磁気ユニットを反応ウェル内及び磁気ユニットポケット内に移動させて磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面に誘引するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(d)磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを反応ウェル外に移動させ、第1の反応洗浄ウェル内に移動させることで、磁性マイクロキャリアを反応ウェルから第1の反応洗浄ウェルに移送するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(e)磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを最終反応洗浄ウェル外に移動させ、抗体ウェル内に移動させることで、磁性マイクロキャリアを最終反応洗浄ウェルから抗体ウェルに移送するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(f)磁気ユニットポケットを標識ウェル内に保持しつつ磁気ユニットを抗体ウェル外に移動させ、それにより磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面から抗体緩衝液中に放出するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(g)磁気ユニットを抗体ウェル内及び磁気ユニットポケット内に移動させて磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面に誘引するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(h)磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを抗体ウェル外に移動させ、第1の抗体洗浄ウェル内に移動させることで、磁性マイクロキャリアを抗体ウェルから第1の抗体洗浄ウェルに移送するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(i)磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを最終抗体洗浄ウェル外に移動させ、標識ウェル内に移動させることで、磁性マイクロキャリアを最終抗体洗浄ウェルから標識ウェルに移送するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(j)磁気ユニットポケットを標識ウェル内に保持しつつ磁気ユニットを標識ウェル外に移動させ、それにより磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面から標識緩衝液中に放出するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(k)磁気ユニットを標識ウェル内及び磁気ユニットポケット内に移動させて磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面に誘引するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(l)磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを標識ウェル外に移動させ、第1の標識洗浄ウェル内に移動させることで、磁性マイクロキャリアを標識ウェルから第1の標識洗浄ウェルに移送するステップを備える。一部の実施形態では、ステップ(a)から(l)は、列挙された順で行われる。一部の実施形態では、方法は、ステップ(d)の後でかつステップ(e)の前に、磁気ユニットポケットを第1の反応洗浄ウェル内に保持しつつ磁気ユニットを第1の反応洗浄ウェル外に移動させ、それにより磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面から第1の反応洗浄ウェル内に放出するステップを備える。一部の実施形態では、方法は、ステップ(d)の後でかつステップ(e)の前に、磁気ユニットポケットを第1の反応洗浄ウェル内で移動又は振動させて磁性マイクロキャリアを反応洗浄緩衝液と混合するステップを備える。一部の実施形態では、方法は、ステップ(f)の後でかつステップ(g)の前に、磁気ユニットポケットを抗体ウェル内で移動又は振動させて磁性マイクロキャリアを抗体緩衝液と混合するステップを備える。一部の実施形態では、方法は、ステップ(h)の後でかつステップ(i)の前に、磁気ユニットポケットを第1の抗体洗浄ウェル内に保持しつつ磁気ユニットを第1の抗体洗浄ウェル外に移動させ、それにより磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面から第1の抗体洗浄ウェル内に放出するステップを備える。一部の実施形態では、方法は、ステップ(h)の後でかつステップ(i)の前に、磁気ユニットポケットを第1の抗体洗浄ウェル内で移動又は振動させて磁性マイクロキャリアを抗体洗浄緩衝液と混合するステップを備える。一部の実施形態では、方法は、ステップ(j)の後でかつステップ(k)の前に、磁気ユニットポケットを標識ウェル内で移動又は振動させて磁性マイクロキャリアを標識緩衝液と混合するステップを備える。一部の実施形態では、方法は、ステップ(l)の後に、磁気ユニットポケットを第1の標識洗浄ウェル内に保持しつつ磁気ユニットを第1の標識洗浄ウェル外に移動させ、それにより磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面から第1の標識洗浄ウェル内に放出するステップを備える。一部の実施形態では、方法は、ステップ(l)の後に、磁気ユニットポケットを第1の標識洗浄ウェル内で移動又は振動させて磁性マイクロキャリアを標識洗浄緩衝液と混合するステップを備える。一部の実施形態では、方法は、ステップ(l)の後に、磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを最終標識洗浄ウェル外に移動させ、検出ウェル内に移動させることで、磁性マイクロキャリアを最終標識洗浄ウェルから検出ウェルに移送するステップを備える。一部の実施形態では、方法は、磁気ユニットポケットを検出ウェル内に保持しつつ磁気ユニットを検出ウェル外に移動させ、それにより磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面から検出ウェル内に放出するステップを備える。一部の実施形態では、方法は、ステップ(l)の後に、磁性マイクロキャリアを光学的に読み取り、磁性マイクロキャリアに結合された標識分子からのシグナルを検出するステップを備える。
図1は、例示的磁気モジュールを示す。 図2は、例示的アッセイシステムを示す。 図3は、各種のウェルがマルチウェルプレートの列を形成する例示的ウェルセットを示す。 図4Aは、各種のウェルがマルチウェルプレートを形成する例示的ウェルセットを示す。 図4Bは、各種のウェルがマルチウェルプレートを形成する例示的ウェルセットを示す。 図4Cは、各種のウェルがマルチウェルプレートを形成する例示的ウェルセットを示す。 図4Dは、各種のウェルがマルチウェルプレートを形成する例示的ウェルセットを示す。 図4Eは、各種のウェルがマルチウェルプレートを形成する例示的ウェルセットを示す。 図4Fは、各種のウェルがマルチウェルプレートを形成する例示的ウェルセットを示す。 図5は、ここに提供される磁気モジュールを用いる分子アッセイのための例示的処理を示す。 図6は、ここに提供される磁気モジュールを用いる分子アッセイのためのウェルセットの例示的設計を示す。 図7は、ここに提供される磁気モジュールを用いる抗原イムノアッセイのための例示的処理を示す。 図8は、ここに提供される磁気モジュールを用いるイムノアッセイ(抗原又は抗体検出のいずれかについて)のためのウェルセットの例示的設計を示す。 図9は、ここに提供される磁気モジュールを用いる抗体イムノアッセイのための例示的処理を示す。 図10は、ここに提供される磁気モジュールによって実行される抗原イムノアッセイの結果を示す。
本出願は、添付図面との関連で解釈される以下の説明の参照によって理解され得る。
以下の説明は、当業者が種々の実施形態を実施及び使用することを可能とするように提示される。特定の装置、技術及び用途の説明は、例示としてのみ提供される。ここに記載される実施例への種々の変更は、当業者には容易に明らかとなり、ここに定義される一般原理は、種々の実施形態の主旨及び範囲から逸脱することなく、他の実施例及び用途に適用され得る。したがって、種々の実施形態は、ここに記載され、かつ示された実施例に限定されることを意図するものではなく、特許請求の範囲と一致する範囲を与えられたことを意図するものである。
I.定義
発明を詳細に説明する前に、本発明は、当然ながら変化し得る特定の組成物又は生物学的システムに限定されないことが理解されるべきである。また、ここで用いられる用語は、特定の実施形態をただ説明するためのものであり、限定することを意図するものではないことが理解されるべきである。
ここで使用されるように、用語「マイクロキャリア」とは、捕捉剤が結合され得る物理的基材をいう場合がある。本開示のマイクロキャリアは、任意の適切な幾何学的形態又は形状をとり得る。一部の実施形態では、マイクロキャリアは円盤形状であってもよい。通常、マイクロキャリアの形態又は形状は、10-4~10-7mのオーダーの少なくとも1つの寸法(そのため、接頭語「マイクロ」)からなることになる。
ここで使用されるように、用語「ポリマー」とは、反復モノマーを含む任意の高分子構造をいう場合がある。ポリマーは、天然(例えば、自然界に見られる)又は合成(例えば、非天然モノマーからなるポリマー及び/又は自然界に見られない構成若しくは組合せで重合されたポリマーなどの人工)であり得る。ここで使用されるように、用語「実質的に透明」及び「実質的に不透明」とは、ポリマー層などの基材を(例えば、赤外、可視、UVなどの特定の波長の)光が通過できることをいう場合がある。実質的に透明なポリマーとは、光に対して透明、半透明及び/又は透過性であるものをいう場合もあり、一方、実質的に不透明なポリマーとは、光を反射及び/又は吸収するものをいう場合もある。材料が実質的に透明であるのか又は実質的に不透明であるのかは、材料を照射する光の波長及び/又は強度並びに材料を通って移動する光(又はその減少若しくは不在)を検出する態様に依存し得ることが分かるはずである。一部の実施形態では、実質的に不透明な材料は、例えば、光学顕微鏡法(例えば、明視野顕微鏡法、暗視野顕微鏡法、位相差顕微鏡法、微分干渉顕微鏡法(DIC)、ノマルスキー干渉顕微鏡法(NIC)、ノマルスキー顕微鏡法、ホフマン変調コントラスト顕微鏡法(HMC)又は蛍光顕微鏡法)によって撮像されるように、周囲の材料又は画像領域と比較して、透過光の知覚可能な減少を引き起こす。一部の実施形態では、実質的に透明な材料は、例えば、光学顕微鏡法(例えば、明視野顕微鏡法、暗視野顕微鏡法、位相差顕微鏡法、微分干渉顕微鏡法(DIC)、ノマルスキー干渉顕微鏡法(NIC)、ノマルスキー顕微鏡法、ホフマン変調コントラスト顕微鏡法(HMC)又は蛍光顕微鏡法)によって撮像されるように、知覚可能な量の透過光が材料を通過することを可能とする。
ここで使用されるように、用語「アナログコード」は、例えば、デジタルコードとは対照的に、コードされた情報が非量子化及び/又は非離散的な態様で表される任意のコードをいう場合がある。例えば、デジタルコードは、限定的な値の集合(例えば、0/1タイプの値)に対する個々の位置でサンプリングされ、一方でアナログコードは、より広い範囲の位置で(又は連続的な全体として)サンプリングされてもよく、及び/又はより広い値の集合(例えば、形状)を含んでいてもよい。一部の実施形態では、アナログコードは、1以上のアナログ形状認識技術を用いて読み取られ、又は復号され得る。
ここで使用されるように、用語「捕捉剤」は、広義の用語であり、対象となる検体を特異的に認識することが可能な任意の化合物又は物質をいうものとしてその通常の意味で用いられる。一部の実施形態では、特異的認識とは、特異的結合をいう場合がある。捕捉剤の非限定的な例は、例えば、DNA分子、DNA類似分子、RNA分子、RNA類似分子、ポリヌクレオチド、タンパク質、酵素、脂質、リン脂質、炭水化物部分、多糖、抗原、ウイルス、細胞、抗体、小分子、細菌細胞、細胞小器官及び抗体フラグメントを含む。
ここで使用されるように、「検体」は、広義の用語であり、その存在、不在又は量が、特定されるべき物質としてその通常の意味で用いられ、限定することなく、分析可能な生物学的サンプル若しくは細胞又は細胞の集団のなどのサンプル中の物質又は化学構成物質をいうものとみなされる。検体は、天然に存在する結合メンバーが存在する物質又は結合メンバーが調製され得る物質であり得る。検体の非限定的な例は、例えば、抗体、抗体フラグメント、抗原、(DNA分子、DNA類似分子、RNA分子又はRNA類似分子などの)ポリヌクレオチド、ポリペプチド、タンパク質、酵素、脂質、リン脂質、炭水化物部分、多糖類、小分子、細胞小器官、ホルモン、サイトカイン、成長因子、ステロイド、ビタミン、毒素、薬物及び上記物質の代謝物並びに細胞、細菌、ウイルス、真菌、藻類、真菌胞子などを含む。
用語「抗体」は、最も広義の意味で用いられ、(免疫グロブリンFc領域を有する全長抗体を含む)モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、多重特異性抗体(例えば、2重特異性抗体、ダイアボディ及び1本鎖分子)及び抗体フラグメント(例えば、Fab、F(ab’)2及びFv)を含む。
ここで使用されるように、「サンプル」とは、検出される分子などの材料を含む組成物をいう。一実施形態では、サンプルは「生物学的サンプル」(すなわち、生体源(例えば、ヒト、動物、植物、細菌、真菌、原生生物、ウイルス)から得られた任意の材料)である。生物学的サンプルは、固体材料(例えば、組織、細胞ペレット及び生検)及び生物学的流体(例えば、尿、血液、唾液、リンパ液、涙、汗、前立腺液、精液(seminal fluid)、精液(semen)、胆汁、粘液、羊水及び(頬細胞を含む)洗口液)を含む任意の形態であり得る。固形材料は通常、液体と混合される。サンプルは、水、空気、土壌又は他の任意の環境的な供給源などの環境的サンプルをいう場合もある。
本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用されるように、単数形の「a」、「an」及び「the」は、それ以外を文脈が明確に指示しない限り、複数の参照を含む。したがって、例えば、「1個の分子」に対する参照は、任意選択的に、2個以上のそのような分子の組合せなどを含む。
ここで使用されるように、用語「約」は、本技術分野の当業者に直ちに分かるそれぞれの値についての通常の誤差範囲をいう。ここでの「約」付きの値又はパラメータへの参照は、その値又はパラメータ自体に向けられた実施形態を備える(及び説明する)。
ここに記載される本発明の態様及び実施形態は、態様及び実施形態「を備える/含む/からなる(comprising)」、態様及び実施形態「からなる(consisting of)」及び「本質的にからなる(consisting essentially of)」を含むことが理解される。
II.磁気モジュール
一態様において、磁気モジュールがここに記載される。一部の実施形態では、磁気モジュールは、磁性マイクロキャリアを反応させ又は標識するためのものである。一部の実施形態では、磁気モジュールは、1個以上のウェルセット、1個以上の磁気ユニット、1個以上の磁気ユニットポケット、又はそれらの任意の組合せを備える。一部の実施形態では、磁性マイクロキャリアは、磁気構成要素を備える。一部の実施形態では、磁性マイクロキャリアは1以上の捕捉剤に結合され、1以上の捕捉剤は1以上の検体に結合し得る。
一部の実施形態では、1個以上のウェルセットは、反応ウェルを備える。一部の実施形態では、反応ウェルは、反応緩衝液を備えるように構成される。任意の適宜の反応緩衝液が使用可能である。一部の実施形態では、反応緩衝液は、ハイブリダイゼーション緩衝液である。一部の実施形態では、反応緩衝液は、インキュベーション緩衝液である。一部の実施形態では、反応ウェルは、1以上の磁性マイクロキャリアを備えるように構成される。一部の実施形態では、反応ウェルは、空のウェルである。一部の実施形態では、反応ウェルは、反応緩衝液及び磁性マイクロキャリアの双方を備えるように構成される。一部の実施形態では、磁性マイクロキャリアは、ここに記載されるコードされたマイクロキャリアを備える。一部の実施形態では、磁性マイクロキャリアは、磁気ラテックスビーズを備える。一部の実施形態では、磁性マイクロキャリアは、球状磁気ビーズを備える。一部の実施形態では、磁性マイクロキャリアは、球状磁気ラテックスビーズを備える。
一部の実施形態では、1個以上のウェルセットは、1個以上の反応洗浄ウェルを備える。一部の実施形態では、1個以上の反応洗浄ウェルは第1の反応洗浄ウェル及び最終反応洗浄ウェルを備え、その各々は反応洗浄緩衝液を含むように構成される。一部の実施形態では、反応洗浄ウェルはウェルセットに1つしかなく、第1の反応洗浄ウェル及び最終反応洗浄ウェルは同じウェルである。
一部の実施形態では、1個以上のウェルセットは、標識ウェルを備える。一部の実施形態では、標識ウェルは、標識緩衝液中に標識分子を含む。一部の実施形態では、標識分子は、ストレプトアビジン-フィコエリスリン(PE)コンジュゲートである。
一部の実施形態では、1個以上のウェルセットは、1個以上の標識洗浄ウェルを備える。一部の実施形態では、1個以上の標識洗浄ウェルは第1の標識洗浄ウェル及び最終標識洗浄ウェルを備え、その各々は標識洗浄緩衝液を含むように構成される。一部の実施形態では、標識洗浄ウェルはウェルセットに1つしかなく、第1の標識洗浄ウェル及び最終標識洗浄ウェルは同じウェルである。
一部の変形例では、1個以上のウェルセットは、抗体ウェル及び1個以上の抗体洗浄ウェルなどの追加の試薬を含むウェルをさらに備える。
一部の実施形態では、1個以上のウェルセットにおける各種のウェルは、一次元配列を形成する。一次元配列は直線、相互に端部において接続された直線のセット、又は曲線であり得る。図3は、例示的な8×9配列のウェルを示す。各種のウェル(すなわち、反応ウェル、第1の反応洗浄ウェル、第2の反応洗浄ウェル、最終反応洗浄ウェル、標識ウェル、第1の標識洗浄ウェル、第2の標識洗浄ウェル、第3の標識洗浄ウェル及び最終標識洗浄ウェル)のうちの1つを備える1セットのウェル(ウェルセット)は、マトリクス配列の行を形成する。一部の実施形態では、反応ウェルは、線に沿って位置決めされる(例えば、図3)。一部の実施形態では、標識ウェルは、線に沿って位置決めされる(例えば、図3)。一部の実施形態では、1個以上のウェルセットは、マルチウェルプレートを形成する(例えば、図3)。図3では、各種のウェル(すなわち、反応ウェル、第1の反応洗浄ウェル、第2の反応洗浄ウェル、最終反応洗浄ウェル、標識ウェル、第1の標識洗浄ウェル、第2の標識洗浄ウェル、第3の標識洗浄ウェル又は最終標識洗浄ウェル)は8×9マルチウェルプレートの各列を形成し、各種のウェルの1つを備える各行は、ウェルセットを形成する。一部の実施形態では、各ウェルセットはマルチウェルプレートの各行を形成し(例えば、図3)、各種のウェルはマルチウェルプレートの各列を形成する(例えば、図3)。
一部の実施形態では、各種のウェルは、二次元配列を形成する。二次元配列は、面に沿うもの(マルチウェルプレートなど)であり得る。一部の実施形態では、二次元配列は、二次元アレイである。アレイは、正方形、長方形、三角形、円又は六角形などの任意の形状をとり得る。一部の実施形態では、各種のウェルは、マルチウェルプレートを形成する。一部の実施形態では、1個以上のウェルセットは、複数のマルチウェルプレートを備える。図4A~4Fは、マルチウェルプレートの形態で二次元配列を備える例示的ウェルセットを示す。図4Aは、反応ウェルが平坦面に沿って位置決めされて8×12の二次元配列を形成するマルチウェルプレートを示す。図4Bは、第1の反応洗浄ウェルが平坦面に沿って位置決めされて8×12の二次元配列を形成するマルチウェルプレートを示す。図4Cは、最終反応洗浄ウェルが平坦面に沿って位置決めされて8×12の二次元配列を形成するマルチウェルプレートを示す。図4Dは、標識ウェルが平坦面に沿って位置決めされて8×12の二次元配列を形成するマルチウェルプレートを示す。図4Eは、第1の標識洗浄ウェルが平坦面に沿って位置決めされて8×12の二次元配列を形成するマルチウェルプレートを示す。図4Fは、最終標識洗浄ウェルが平坦面に沿って位置決めされて8×12の二次元配列を形成するマルチウェルプレートを示す。
一部の実施形態では、磁気モジュールは、上端及び下端を備える1個以上の磁気ユニットを備える。一部の実施形態では、各磁気ユニットは、ウェルセットのウェルの各々の内部に移動し、そこから外部に移動し、それらの間を移動するように構成される。一部の実施形態では、磁気モジュールは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96個又はそれ以上の磁気ユニットを備える。一部の実施形態では、磁気モジュールは、6、12、24、48、96、192又は384個の磁気ユニットを備える。一部の実施形態では、磁気モジュールは、8個の磁気ユニットを備える。一部の実施形態では、磁気モジュールは、96個の磁気ユニットを備える。一部の実施形態では、磁気モジュールは、磁性マイクロキャリアを誘引するように構成される。
一部の実施形態では、磁気モジュールは、内面及び外面を備える1個以上の磁気ユニットポケットを備える。一部の実施形態では、磁気モジュールは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96個又はそれ以上の磁気ユニットポケットを備え得る。一部の実施形態では、磁気モジュールは、6、12、24、48、96、192又は384個の磁気ユニットポケットを備える。一部の実施形態では、磁気モジュールは、8個の磁気ユニットポケットを備える。一部の実施形態では、磁気モジュールは、96個の磁気ユニットポケットを備える。
一部の実施形態では、1個以上の磁気ユニット、1個以上の磁気ユニットポケット及び各種のウェルが、同じ一次元又は二次元配列にある。例えば、磁気ユニット、磁気ユニットポケット及び標識ウェルは、8×1配列にある(すなわち、8個の磁気ユニットが1本の線を構成し、8個の磁気ユニットポケットが1本の線を形成し、8個の標識ウェルが1本の線を形成する)。一部の実施形態では、磁気ユニット、磁気ユニットポケット及び標識ウェルが、8×12配列にある(すなわち、96個の磁気ユニットが8×12配列を形成し、96個の磁気ユニットポケットが8×12配列を形成し、96個の標識ウェルが8×12配列を形成する)。一部の実施形態では、1個以上の磁気ユニット及び1個以上の磁気ユニットポケットが、同じ一次元又は二次元配列にある。一部の実施形態では、1個以上の磁気ユニット及び各種のウェルが、同じ一次元又は二次元配列にある。一部の実施形態では、1個以上の磁気ユニットポケット及び各種のウェルが、同じ一次元又は二次元配列にある。
一部の実施形態では、磁気ユニット及び磁気ユニットポケットは、同時に各種のウェル内に移動し、同時に各種のウェル外に移動することができる。一部の実施形態では、磁気ユニットは、同時に各種のウェル内に移動し、同時に各種のウェル外に移動することができる。一部の実施形態では、磁気ユニットポケットは、同時に各種のウェル内に移動し、同時に各種のウェル外に移動することができる。一部の実施形態では、磁気ユニットは、同時に各種の磁気ユニットポケット内に移動し、同時に各種の磁気ユニットポケット外に移動することができる。
一部の実施形態では、磁気ユニットポケットは、各磁気ユニットとウェルセットとの間に位置決めされる。一部の実施形態では、磁気ユニットポケットは、磁気ユニットが磁気ユニットポケット内へ移動又はスライドする際に各磁気ユニットの下端を少なくとも部分的に覆うように構成される。一部の実施形態では、1個以上の磁気ユニットの個数と1個以上の磁気ユニットポケットの個数とは同じである。一部の実施形態では、1個以上の磁気ユニットの個数と各種のウェルの個数とは同じである。一部の実施形態では、1個以上の磁気ユニットの個数と反応ウェルの個数とは同じである。一部の実施形態では、1個以上の磁気ユニットの個数と標識ウェルの個数とは同じである。一部の実施形態では、1個以上の磁気ユニットは、マルチウェルプレートの上方で直線に沿って位置決めされる。一部の実施形態では、1個以上の磁気ユニットは、図3に示すマルチウェルプレートなどのマルチウェルプレートの列方向に平行に位置決めされる。
図1は、磁気ユニットガントリー102、磁気ユニット104、ポケットガントリー106、磁気ユニットポケット108、位置制御ユニット110及びウェル領域112を備える例示的磁気モジュール100を示す。磁気ユニットは、その鉛直及び水平位置が位置制御ユニットによって制御される磁気ユニットガントリーに取り付けられる。磁気ユニットポケットは、その鉛直及び水平位置が位置制御ユニットによって制御されるポケットガントリーに接続される。位置制御ユニットは、磁気ユニットガントリー及びポケットガントリーの位置を独立して制御する。磁気ユニットは、磁気ユニットポケットの上方に位置決めされ、磁気ユニットポケット内に移動し、磁気ユニットポケット外に移動するように構成される。磁気ユニットポケットは、磁気ユニットが磁気ユニットポケット内に移動する際に磁気ユニットの下端を少なくとも部分的に覆うように構成される。ウェル領域は、二次元配列でウェルを備える。
一部の実施形態では、各磁気ユニットは、ロッド状形状を有する。一部の実施形態では、各磁気ユニットポケットは、有底筒形状を有する。一部の実施形態では、磁気ユニットポケットは、1個以上のウェルセットに対して垂直に移動又は振動してウェル内の緩衝液とマイクロキャリアとの混合を促進するように構成される。一部の実施形態では、1個以上の磁気ユニットポケットは、再利用可能である。一部の実施形態では、1個以上の磁気ユニットポケットは、使い捨て可能である。一部の実施形態では、1個以上の磁気ユニットポケットは、プラスチックからなる。
一部の態様では、本開示のマイクロキャリアは、捕捉剤を含む。一部の実施形態では、特定のマイクロキャリア種に対する捕捉剤は「固有捕捉剤」であってもよく、例えば、捕捉剤は特定の識別子(例えば、アナログコード)を有する特定のマイクロキャリア種に関連付けられる。捕捉剤は、溶液中に存在する1以上の検体(生体分子又は化学化合物など)を結合することができる任意の生体分子又は化学化合物であり得る。生体分子捕捉剤の例は、これらに限定されないが、DNA分子、DNA類似分子、RNA分子、RNA類似分子、オリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチド、タンパク質、酵素、脂質、リン脂質、炭水化物部分、多糖、抗原、ウイルス、細胞、抗体、小分子、細菌細胞、細胞小器官及び抗体フラグメントを含む。化学化合物捕捉剤の例は、これらに限定されないが、化学ライブラリの個々の成分、小分子又は環境毒素(例えば、農薬又は重金属)を含む。一部の実施形態では、捕捉剤は、ヌクレオチドを含む。一部の実施形態では、捕捉剤は、抗原を含む。一部の実施形態では、捕捉剤は、抗体を含む。
一部の実施形態では、捕捉剤は、マイクロキャリアの表面に(一部の実施形態では、少なくともマイクロキャリア面の中心部において)結合される。一部の実施形態では、捕捉剤は、マイクロキャリアに化学的に付着可能である。他の実施形態では、捕捉剤は、マイクロキャリアの表面に物理的に吸着可能である。一部の実施形態では、捕捉剤とマイクロキャリア面の間の付着結合は、共有結合であり得る。他の実施形態では、捕捉剤とマイクロキャリア面の間の付着結合は、これらに限定されないが、塩橋若しくは他のイオン結合、1以上の水素結合、疎水性相互作用、ファンデルワールス力、ロンドン分散力、機械的結合、1以上のハロゲン結合、親油性、インターカレーション又はスタッキングを含む非共有結合であり得る。
一部の態様では、同じ検体に対する2以上(2、3、4、5、6、7、8、9又は10種など)の捕捉剤の各々が、ここに記載されるマイクロキャリアに関連付けられてもよい。この実施形態では、特定の検体に対する各捕捉剤は、検体/捕捉剤結合の解離定数によって測定されるような異なる親和性で検体に結合する。したがって、組成物中の複数のマイクロキャリア内には、同じ検体に結合する捕捉剤を有する2以上の亜集団のマイクロキャリアが存在し得るが、各亜集団に関連する捕捉剤は異なる親和性で検体に結合する。一部の実施形態では、捕捉剤のいずれかに対する検体の解離定数は、10-7M~10-8Mなど、10-6M以下である。他の実施形態では、捕捉剤のいずれかに対する検体の解離定数は、約10-10M~約10-7M、約10-10M~約10-8M、約10-10M~約10-9M、約10-9M~約10-6M、約10-9M~約10-7M、約10-9M~約10-8M、約10-8M~約10-6M、又は約10-8M~約10-7Mなど、約10-10M~約10-6Mである。一部の実施形態では、任意の2つの捕捉剤に対する検体の解離定数は、約2.5log10、2log10、1.5log10又は1log10もの大きさなど、約3log10も異なる。
一部の実施形態では、本開示の検体が、1以上の検体の捕捉のためにマイクロキャリアに結合される。一部の実施形態では、1以上の検体が、ここに記載される生物学的サンプルなどのサンプルから捕捉され得る。一部の実施形態では、検体は、限定することなく、DNA分子、DNA類似分子、RNA分子、RNA類似分子、ポリヌクレオチド、タンパク質、酵素、脂質、リン脂質、炭水化物部分、多糖、抗原、ウイルス、細胞、抗体、小分子、細菌細胞、細胞小器官及び抗体フラグメントを含み得る。他の実施形態では、検体は、化学ライブラリの個々の成分、小分子又は環境毒素などの捕捉剤に結合することができる化学化合物(小分子化学化合物など)である。
一部の実施形態では、1以上の捕捉剤及び1以上の検体の各々は、ポリヌクレオチドからなる群から独立して選択される。一部の実施形態では、1以上の捕捉剤の各々は抗体及び抗体フラグメントからなる群から独立して選択され、1以上の検体の各々は抗原からなる群から独立して選択される。一部の実施形態では、1以上の捕捉剤の各々は抗原からなる群から独立して選択され、1以上の検体の各々は抗体からなる群から独立して選択される。
一部の態様では、(生物学的サンプルなどの)サンプル中の検体は、捕捉剤に結合すると検出可能なシグナルを放出することができる標識分子によって標識可能である。一部の実施形態では、標識分子は、比色系であり得る。他の実施形態では、標識分子は、これらに限定されないが、フィコエリスリン、青色蛍光タンパク質、緑色蛍光タンパク質、黄色蛍光タンパク質、シアン蛍光タンパク質及びこれらの誘導体を含む蛍光系であり得る。他の実施形態では、標識分子は、これらに限定されないが、32P、33P、22Na、36Cl、H、H、35S及び123Iで標識された分子を含む放射線同位体系であり得る。他の実施形態では、標識分子は、これらに限定されないが、ルシフェラーゼ(例えば、化学発光系)、西洋ワサビペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼ及びこれらの誘導体を含む光ベースのものである。一部の実施形態では、サンプル中に存在する生体分子又は化学化合物は、マイクロキャリアとの接触の前に標識分子によって標識可能である。他の実施形態では、サンプル中に存在する生体分子又は化学化合物は、マイクロキャリアとの接触に続いて標識分子によって標識可能である。一部の実施形態では、標識分子は、レポート部分に結合された標識結合部分を備える。一部の実施形態では、標識結合部分は、ストレプトアビジン(SA)である。一部の実施形態では、標識結合部分は、坑ビオチン抗体である。一部の実施形態では、レポート部分は、フィコエリスリン(PE)である。一部の実施形態では、レポート部分は、フルオレセインイソチオシアネート(FITC)である。
分子アッセイのためのモジュール
一部の実施形態では、ここに提供される磁気モジュールは、分子アッセイを実行するように構成される。
図2は、PCRモジュール210及び磁気モジュール230を備える例示的アッセイシステム200を示す。磁気モジュール230は、3個の磁気ユニットガントリー232、3個のポケットガントリー234、及びウェル領域236を備える。ウェル領域は6個の矩形小領域を備え、その各々は、予め緩衝液で充填されたマルチウェルプレートを収容することができる。一部の実施形態では、ガントリーの断面又は正面図は、反転C字形状を有してC字型レールを形成する。一部の実施形態では、磁気ユニットの上端はT字形状である。一部の実施形態では、磁気ユニットポケットの上端はT字形状である。一部の実施形態では、T字型磁気ユニット又は磁気ユニットポケットは、対応するC字型レールに挿入可能である。一部の実施形態では、ガントリーは、C字型レールを備える。一部の実施形態では、使い捨て可能なT字型磁気ユニットポケットが、容易にポケットガントリーのC字型レールに挿入し、又はそこから外部に移動され得る。
図5は、例示的分子アッセイ処理500を示す。ビオチン標識化アンプリコン含有サンプル(ビオチン標識化標的X;アンプリコンはビオチン標識化プライマーを用いてPCRを通じて増幅されたDNA分子であり得る)が、プローブXを備える捕捉剤に結合されたマイクロキャリア(図5「コードされたマイクロキャリア」)を含む反応ウェルに添加される。磁気ユニットポケットは、反応ウェル内に移動、中で移動、上下動及び/又は振動してマイクロキャリアとのアンプリコンの混合並びに標的X及びプローブXのハイブリダイゼーション(図5、「ハイブリダイゼーション」)を促進する。磁気ユニットは、反応ウェル内及び磁気ユニットポケット内に移動して、マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面に誘引する。磁気ユニット及び磁気ユニットポケットは、洗浄のために反応洗浄ウェルに移送される(図5、第1の「洗浄」)。磁気ユニットは、反応ウェル外に移動してマイクロキャリアを洗浄緩衝液中に放出する。磁気ユニットポケットは、移動、上下動及び/又は振動して洗浄ウェル内での混合を促進する。磁気ユニットは、移動して磁気ユニットポケット内に戻り、マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面に誘引する。磁気ユニット及び磁気ユニットポケットは、標識ウェルまで移動して、マイクロキャリアを標識ウェルに移送する。磁気ユニットは標識ウェル外に移動してマイクロキャリアを標識緩衝液中に放出し、磁気ユニットポケットは移動、上下動及び/又は振動してウェル内でのマイクロキャリアと標識分子(ストレプトアビジン-フィコエリスリン;SA-PE)との混合を促進する(図5、「SA-PE標識」)。磁気ユニットは、標識ウェル内及び磁気ユニットポケット内に移動して、マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面に誘引する。磁気ユニット及び磁気ユニットポケットは、誘引されたマイクロキャリアとともに、洗浄のために標識洗浄ウェルに移送される(図5、第2の「洗浄」)。洗浄後、マイクロキャリアは、コードされたマイクロキャリアの光学的読取り及びマイクロキャリアに結合されたPEからの蛍光シグナルの検出のために検出ウェルに移送される。一部の変形例では、洗浄ステップが、複数の洗浄ウェルで反復される。
図6は、マイクロキャリアウェル602、ハイブリダイゼーション緩衝液ウェル604、第1の反応洗浄ウェル606、第2の反応洗浄ウェル608、最終反応洗浄ウェル610、標識ウェル612、第1の標識洗浄ウェル614、第2の標識洗浄ウェル616、第3の標識洗浄ウェル618及び最終標識洗浄ウェル620を備える例示的ウェルセット600の断面図を示す。例示的T字型磁気ユニットポケット622の断面図も示す。一部の実施形態では、コードされたマイクロキャリアが、最初に乾燥形態でマイクロキャリアウェルに含まれ、液体処理モジュールを用いてサンプル(例えば、アンプリコンサンプル)をマイクロキャリアウェルに移送することによって及び/又はハイブリダイゼーション緩衝液をハイブリダイゼーション緩衝液ウェルからマイクロキャリアウェルに移送することによって懸濁される。この場合、マイクロキャリアウェルは、反応ウェルとなり得る。
イムノアッセイのためのモジュール
一部の実施形態では、ここで提供される磁気モジュールは、イムノアッセイを実行するように構成される。一部の実施形態では、磁気モジュールにおけるウェルセットは、抗体ウェルをさらに備える。一部の実施形態では、抗体ウェルは、抗体緩衝液中に二次抗体を含む。一部の実施形態では、二次抗体は、1以上の二次結合部分に結合される。一部の実施形態では、二次抗体は1以上の検体に結合可能である。一部の実施形態では、磁気モジュールにおけるウェルセットの各々は、各々が抗体洗浄緩衝液を含む第1の抗体洗浄ウェル及び最終抗体洗浄ウェルを備える1個以上の抗体洗浄ウェルをさらに備える。一部の実施形態では、セットに抗体洗浄ウェルが1つしかない場合、第1の抗体洗浄ウェルと最終抗体洗浄ウェルとは同じウェルである。
ウェルセットにおけるウェルは、任意の適宜の順序で配置され得る。一部の実施形態では、反応ウェル、1個以上の反応洗浄ウェル、抗体ウェル、1個以上の抗体洗浄ウェル、標識ウェル及び1個以上の標識洗浄ウェルは、この順序で直線に沿って位置決めされる。一部の実施形態では、反応ウェル、1個以上の反応洗浄ウェル、抗体ウェル、1個以上の抗体洗浄ウェル、標識ウェル及び1個以上の標識洗浄ウェルは、この順序で曲線に沿って位置決めされる。一部の実施形態では、1個以上の磁気ユニットの個数と抗体ウェルの個数とは同じである。
一部の実施形態では、二次抗体は、抗体及び抗体フラグメントからなる群から選択される。一部の実施形態では、1以上の二次結合部分は、標識分子に結合可能である。一部の実施形態では、1以上の二次結合部分は、ビオチンを含む。
図7は、サンプル中の抗原を検出するための例示的イムノアッセイ処理700を示す。抗原を含むサンプルが、標的抗原に結合可能な抗体を含む捕捉剤に結合されたマイクロキャリアを含む反応ウェルに添加される(図7、「コードされたマイクロキャリア」)。磁気ユニットポケットは、反応ウェル内に移動、中で移動、上下動及び/又は振動して抗原とマイクロキャリアとの混合を促進する(図7、「インキュベーション」)。磁気ユニットは、反応ウェル内及び磁気ユニットポケット内に移動して、マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面に誘引する。磁気ユニット及び磁気ユニットポケットは、洗浄のために反応洗浄ウェルに移送される(図7、第1の「洗浄」)。磁気ユニットは、反応ウェル外に移動してマイクロキャリアを洗浄緩衝液中に放出する。磁気ユニットポケットは、移動、上下動及び/又は振動してウェル内での混合を促進する。磁気ユニットは、移動して磁気ユニットポケット内に戻り、マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面に誘引する。磁気ユニット及び磁気ユニットポケットは、抗体ウェルまで移動する。磁気ユニットは抗体ウェル外に移動してマイクロキャリアを抗体緩衝液中に放出し、磁気ユニットポケットは移動、上下動及び/又は振動してウェル内でのマイクロキャリアと二次抗体との混合を促進する(図7、「ビオチン化検出Abインキュベーション」)。二次抗体は、マイクロキャリアにそれらの捕捉剤を通じて結合した抗原に結合する。磁気ユニットは、抗体ウェル内及び磁気ユニットポケット内に移動してマイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面に誘引する。磁気ユニット及び磁気ユニットポケットは、洗浄のために抗体洗浄ウェルに移送される(図7、第2の「洗浄」)。磁気ユニットは、抗体洗浄ウェル外に移動してマイクロキャリアを洗浄緩衝液中に放出する。磁気ユニットポケットは、移動、上下動及び/又は振動して洗浄ウェル内での混合を促進する。磁気ユニットは、移動して磁気ユニットポケット内に戻り、マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面に誘引する。磁気ユニット及び磁気ユニットポケットは、標識ウェルまで移動してマイクロキャリアを標識ウェルに移送する。磁気ユニットは標識ウェル外に移動してマイクロキャリアを標識緩衝液中に放出し、磁気ユニットポケットは移動、上下動及び/又は振動してウェル内でのマイクロキャリアと標識分子(ストレプトアビジン-フィコエリスリン;SA-PE)との混合を促進する(図7、「SA-PE標識」)。磁気ユニットは、標識ウェル内及び磁気ユニットポケット内に移動してマイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面に誘引する。磁気ユニット及び磁気ユニットポケットは、誘引されたマイクロキャリアとともに、洗浄のために標識洗浄ウェルに移送される(図7、第3の「洗浄」)。洗浄後、マイクロキャリアは、コードされたマイクロキャリアの光学的読取り及びマイクロキャリアに結合された標識分子からの蛍光シグナルの検出のために検出ウェルに移送される。一部の変形例では、洗浄ステップが、複数の洗浄ウェルにおいて反復される。
図8は、マイクロキャリアウェル802、インキュベーション緩衝液ウェル804、反応洗浄ウェル806、抗体ウェル808、第1の抗体洗浄ウェル810、最終抗体洗浄ウェル812、標識ウェル814、第1の標識洗浄ウェル816、第2の標識洗浄ウェル818及び最終標識洗浄ウェル820を備える例示的ウェルセット800の断面図を示す。例示的T字型磁気ユニットポケット822の断面図も示す。一部の実施形態では、コードされたマイクロキャリアが、最初に乾燥形態でマイクロキャリアウェルに含まれ、液体処理モジュールを用いてサンプル(例えば、抗原サンプル)をマイクロキャリアウェルに移送することによって及び/又はインキュベーション緩衝液をインキュベーション緩衝液ウェルからマイクロキャリアウェルに移送することによって懸濁される。この場合、マイクロキャリアウェルは、反応ウェルとなり得る。
図9は、サンプル中の抗体を検出するための例示的イムノアッセイ処理900を示す。抗体(この場合ではヒトIgG)を含むサンプルが、サンプル中の抗体が結合可能な抗原を含む捕捉剤に結合されたマイクロキャリアを含む反応ウェルに添加される(図9、「コードされたマイクロキャリア」)。磁気ユニットポケットは、反応ウェル内に移動、中で移動、上下動及び/又は振動して抗体とマイクロキャリアとの混合を促進する(図7、「インキュベーション」)。磁気ユニットは反応ウェル内及び磁気ユニットポケット内に移動してマイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面に誘引する。磁気ユニット及び磁気ユニットポケットは、洗浄のために反応洗浄ウェルに移送される(図7、第1の「洗浄」)。磁気ユニットは、反応ウェル外に移動してマイクロキャリアを洗浄緩衝液中に放出する。磁気ユニットポケットは、移動、上下動及び/又は振動してウェル内での混合を促進する。磁気ユニットは移動して磁気ユニットポケット内に戻り、マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面に誘引する。磁気ユニット及び磁気ユニットポケットは、抗体ウェルまで移動する。磁気ユニットは抗体ウェル外に移動してマイクロキャリアを抗体緩衝液中に放出し、磁気ユニットポケットは移動、上下動及び/又は振動してウェル内でのマイクロキャリアと二次抗体との混合を促進する(図9、「ビオチン化検出Abインキュベーション」)。二次抗体は、マイクロキャリアにその捕捉剤を通じて結合したサンプル抗原に結合する。磁気ユニットは、抗体ウェル内及び磁気ユニットポケット内に移動してマイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面に誘引する。磁気ユニット及び磁気ユニットポケットは、洗浄のために抗体洗浄ウェルに移送される(図9、第2の「洗浄」)。磁気ユニットは、抗体洗浄ウェル外に移動してマイクロキャリアを洗浄緩衝液中に放出する。磁気ユニットポケットは、移動、上下動及び/又は振動して洗浄ウェル内での混合を促進する。磁気ユニットは、移動して磁気ユニットポケット内に戻り、マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面に誘引する。磁気ユニット及び磁気ユニットポケットは、標識ウェルまで移動してマイクロキャリアを標識ウェルに移送する。磁気ユニットは標識ウェル外に移動してマイクロキャリアを標識緩衝液中に放出し、磁気ユニットポケットは移動、上下動及び/又は振動してウェル内でのマイクロキャリアと標識分子(ストレプトアビジン-フィコエリスリン;SA-PE)との混合を促進する(図9、「SA-PE標識」)。磁気ユニットは、標識ウェル内及び磁気ユニットポケット内に移動してマイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面に誘引する。磁気ユニット及び磁気ユニットポケットは、誘引されたマイクロキャリアとともに、洗浄のために標識洗浄ウェルに移送される(図9、第3の「洗浄」)。洗浄後、マイクロキャリアは、コードされたマイクロキャリアの光学的読取り及びマイクロキャリアに結合された標識分子からの蛍光シグナルの検出のために、検出ウェルに移送される。一部の変形例では、洗浄ステップが、複数の洗浄ウェルにおいて反復される。
コードされたマイクロキャリア
ここに提供される磁気モジュールは、1以上のコードされたマイクロキャリアを備える。コードされたマイクロキャリアは、国際特許出願第PCT/IB2016/000937号、国際特許出願第PCT/US2016/063202号及び国際特許出願第PCT/US2022/031049号に詳細に記載され、その全内容が参照によりここに取り込まれる。
一部の態様では、コードされたマイクロキャリアを反応させ又は標識するための磁気モジュールがここに提供される。一部の実施形態では、コードされたマイクロキャリアは、第1の面及び第2の面を有する実質的に透明な磁性ポリマー層を備え、第1及び第2の面は相互に対して平行であり、実質的に透明な磁性ポリマーは実質的に透明なポリマー及び複数の磁性ナノ粒子の混合物を含み、磁性ナノ粒子は酸化鉄(II、III)又は酸化鉄(III)を含む。一部の実施形態では、コードされたマイクロキャリアは実質的に不透明な層をさらに備え、実質的に不透明な層は実質的に透明な磁性ポリマー層の第1の面に固定され、実質的に不透明な層の外形はアナログコードを表す二次元形状を構成する。一部の実施形態では、コードされたマイクロキャリアは1以上の検体を捕捉するための1以上の捕捉剤をさらに含み、1以上の捕捉剤は実質的に透明な磁性ポリマー層の第1の面及び第2の面の少なくとも一方に結合される。一部の実施形態では、コードされたマイクロキャリアの磁気構成要素は、実質的に透明な磁性ポリマー層を備える。本開示のコードされたマイクロキャリアの構成、パラメータ及び光学的特徴は、後述の非限定的な説明において規定される。
一部の実施形態では、本開示の実質的に透明な磁性ポリマー層は、実質的に透明なポリマー及び複数の磁性ナノ粒子の混合物を含む。一部の実施形態では、実質的に透明な磁性ポリマー層は、実質的に透明なポリマー、例えば、エポキシ系ポリマー中に磁性ナノ粒子の懸濁物を含む。例えば、磁性ナノ粒子は、安定的な(例えば、これらに限定されないがシクロペンタノン若しくはg-ブチロラクトンを含む溶媒及び/又はこれらに限定されないがリン酸ポリマーを含む分散剤の使用による)分散物とされ、溶解したポリマー又はモノマー形態のポリマーと混合され得る。磁気特性を実質的に透明なポリマー層に組み込むことは、マイクロキャリアの全体サイズの減少を可能とすることで単一のウエハから生産可能なマイクロキャリア数を増加させて単位コストを低減することによって、専用磁性層(例えば、磁気リングなど)を用いるよりも有利となる。さらに、実質的に透明な磁性ポリマー層は、他の専用磁性層(例えば、ニッケル層)が必要とし得るように、環境から隔離するためにポリマー層の間に挟まれる必要がない。この簡素化した2層モデルによって、製造コストが減少し、機能性を犠牲とすることなく製造一貫性が増加する。磁性ナノ粒子懸濁物及びそれをエポキシ系ポリマーと混合することに関する例示的説明及び技術は、例えば、Suter,Marcel.Photopatternable superparamagnetic nanocomposite for the fabrication of microstructures.Diss.ETH Zurich,2011;及びSuter,M.(2011)Sensors and Actuators B:Chemical 156:433-43から分かる。
一部の実施形態では、磁性ナノ粒子は、超常磁性ナノ粒子である。理論に拘泥されるつもりはないが、そのような材料は(ニッケルなどの磁界の除去後にも幾らかの残留磁気を有する磁性材料とは対照的に)結果として得られるマイクロキャリアが残留磁気を示さずかつ/又は相互に低い磁気引力しか示さず、したがって、それらが溶液中で有害に相互作用することを防止するため、マイクロキャリア作製には有利であると考えられる。そのような材料は、その材料(例えば、ニッケル又は希土類金属の使用を代替し得るSU-8/酸化鉄(II、III)又は酸化鉄(III)ナノ粒子混合物又は懸濁物)は(例えば、ここに記載されるように撮像される場合に)向上した画像認識性の非常に薄い磁性層を可能とするため(例えば、ここに記載されるような)アナログコード化に独自に適するとも考えられる。これらのマイクロキャリアも、作製がより単純であると考えられる。ある実施形態では、磁性ナノ粒子は、酸化鉄(III)(Fe:酸化第二鉄又はマグヘマイトとしても知られる)及び/又は酸化鉄(II、III)(Fe:マグネタイトとしても知られる)を含む。ある実施形態では、エポキシ系ポリマーは、SU-8である。
一部の実施形態では、本開示の磁性ナノ粒子は、直径約30nm未満である。一部の実施形態では、本開示の磁性ナノ粒子は、直径約3nm以上である。一部の実施形態では、本開示の磁性ナノ粒子は、概ね次のサイズ:30、25、20、15、10又は5(nm)のいずれか未満の任意のサイズ(例えば、直径)であり得る。一部の実施形態では、本開示の磁性ナノ粒子は、概ね次のサイズ:3、5、10、15、20又は25(nm)のいずれか以上の任意のサイズ(例えば、直径)であり得る。すなわち、磁性ナノ粒子は、下限値が上限値未満であるものとして、30、25、20、15、10又は5nmの上限値及び独立して選択される3、5、10、15、20又は25nmの下限値を有する任意のサイズ(例えば、直径)のものであり得る。
一部の実施形態では、実質的に透明な磁性ポリマー層は実質的に透明なポリマー及び複数の磁性ナノ粒子の混合物を含み、複数の磁性ナノ粒子はその混合物の約10(重量)%未満及び/又は約0.1(重量)%超を含む。一部の実施形態では、複数の磁性ナノ粒子は、その混合物の約2.5(重量)%を含む。一部の実施形態では、本開示の実質的に透明な磁性ポリマー層は、複数の磁性ナノ粒子を概ね次の濃度:10、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4又は0.3(重量%)のいずれか未満の濃度で含む混合物を含む。一部の実施形態では、本開示の実質的に透明な磁性ポリマー層は、複数の磁性ナノ粒子を概ね次の濃度:0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7又は8(重量%)のいずれかよりも高い濃度で含む混合物を含む。すなわち、本開示の実質的に透明な磁性ポリマー層は、複数の磁性ナノ粒子を、下限値が上限値未満であるものとして、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4又は0.3%の上限値及び独立して選択される0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7又は8%の下限値を有する濃度で含む混合物を含み得る。
一部の実施形態では、本開示の実質的に透明なポリマーは、エポキシ系ポリマーを含む。ここに記載される組成物の作製に適したエポキシ系ポリマーは、これらに限定されないが、Hexion Specialty Chemicals,Inc.(コロンバス、オハイオ州)によって提供されるEPON(商標)ファミリーのエポキシ樹脂及びThe Dow Chemical Company(ミッドランド、ミシガン州)によって提供される任意数のエポキシ樹脂を含む。適切なポリマーの多数の例は、当技術において一般に知られており、限定することなく、SU-8、EPON 1002F、EPON 165/154及びポリメタクリル酸メチル/ポリアクリル酸ブロック共重合体(PMMA-co-PAA)を含む。更なるポリマーについては、例えば、Warad,IC Packaging:Package Construction Analysis in Ultra Small IC Packaging,LAP LAMBERT Academic Publishing(2010);The Electronic Packaging Handbook,CRC Press(Blackwell,ed.),(2000);及びPecht他,Electronic Packaging Materials and Their Properties,CCR Press,1st ed.,(1998)が参照される。これらの種類の材料は水性環境において膨張しないという有利な効果を有し、それは均一なマイクロキャリアのサイズ及び形状がマイクロキャリアの集合内で維持されることを保証する。一部の実施形態では、実質的に透明なポリマーは、フォトレジストポリマーである。一部の実施形態では、エポキシ系ポリマーは、エポキシ系ネガ型近紫外線フォトレジストである。一部の実施形態では、エポキシ系ポリマーは、SU-8である。
一部の実施形態では、本開示のマイクロキャリアは、厚さ約0.1μm以上の実質的に透明な磁性ポリマー層を備える。一部の実施形態では、本開示のマイクロキャリアは、厚さ約50μm以下の実質的に透明な磁性ポリマー層を備える。一部の実施形態では、本開示のマイクロキャリアは、厚さ約0.1μm~約50μmの実質的に透明な磁性ポリマー層を備える。一部の実施形態では、本開示のマイクロキャリアは、概ね次の厚さ:50、45、40、35、30、25、20、15、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4又は0.3(μm)のいずれか以下の厚さの実質的に透明な磁性ポリマー層を備える。一部の実施形態では、本開示のマイクロキャリアは、概ね次の厚さ:0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40又は45(μm)のいずれか以上の厚さの実質的に透明な磁性ポリマー層を備える。すなわち、本開示のマイクロキャリアは、下限値が上限値未満であるものとして、50、45、40、35、30、25、20、15、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4又は0.3μmの上限値及び独立して選択される0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40又は45μmの下限値を有する厚さの実質的に透明な磁性ポリマー層を備え得る。
一部の実施形態では、本開示のマイクロキャリアは、実質的に不透明な層を備える。例えば、実質的に不透明な層は、実質的に不透明なポリマー又は金属からなり得る。
一部の実施形態では、実質的に不透明な層は、1以上の不透明な又は着色された染料と混合された、ここに記載されるポリマー(例えば、SU-8)を含む。他の実施形態では、実質的に不透明な層は、ブラックマトリクスレジストを含む。当技術で公知の任意のブラックマトリクスレジストが使用され得る。例示的なブラックマトリクスレジスト及びそれに関連する方法について、例えば、米国特許第8610848号明細書が参照される。一部の実施形態では、ブラックマトリクスレジストは、例えば、ブラックマトリクスの一部としてLCDのカラーフィルタにパターニングされたような、黒色顔料で着色されたフォトレジストであり得る。ブラックマトリクスレジストは、限定することなく、凸版印刷株式会社(現TOPPAN株式会社)(東京)、東京応化工業株式会社(川崎)及びDaxin Materials Corp.(台中市、台湾)によって販売されるものを含み得る。
一部の実施形態では、実質的に不透明な層は、約230nm~約660nmの波長において約1.8(OD)よりも高い吸光率を示す実質的に不透明なポリマーを含む。例えば、ポリマーは、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、410、420、430、440、450、460、470、480、490、500、510、520、530、540、550、560、570、580、590、600、610、620、630、640、650及び660nmからなる群から選択される1以上の波長において約1.8(OD)よりも高い吸光率を示し得る。
一部の実施形態では、実質的に不透明な層は、金属を含む。一部の実施形態では、金属には残留磁気がない。一部の実施形態では、実質的に不透明な層は、ニッケル、チタン、銅及び/又はクロムを含む。
一部の実施形態では、本開示のマイクロキャリアは、厚さ約0.05μm以上の実質的に不透明な層を備える。一部の実施形態では、本開示のマイクロキャリアは、厚さ約2μm以下の実質的に不透明な層を備える。一部の実施形態では、本開示のマイクロキャリアは、厚さ約0.05μm~約2μmの実質的に不透明な層を備える。一部の実施形態では、本開示のマイクロキャリアは、概ね次の厚さ:2、1.9、1.8、1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1、1.0、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.45、0.4、0.35、0.3、0.25、0.2、0.15、0.125、0.1又は0.075(μm)のいずれか以下の厚さの実質的に不透明な層を備える。一部の実施形態では、本開示のマイクロキャリアは、概ね次の厚さ:の0.05、0.075、0.1、0.125、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7又は1.8(μm)のいずれか以上の厚さの実質的に不透明な層を備える。すなわち、本開示のマイクロキャリアは、下限値が上限値未満であるものとして、2、1.9、1.8、1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1、1.0、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.45、0.4、0.35、0.3、0.25、0.2、0.15、0.125、0.1又は0.075μmの上限値及び独立して選択される0.05、0.075、0.1、0.125、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7又は1.8μmの下限値を有する厚さの実質的に不透明な層を備え得る。
一部の実施形態では、アナログコードは、連続又は不連続リングを形成する(例えば、マイクロキャリアの中心部を囲む)1個以上の重なる弧要素又は部分的に重なる弧要素を備える。二次元形状は、実質的に透明な磁性ポリマー層を通過した光及び実質的に不透明な層の通過を遮蔽された光によって生成されたパターンによってコードの画像が形成されるように、マイクロキャリアを(例えば、光学顕微鏡によって)撮像することによって復号される。不連続リングを形成する重なる弧要素からなる二次元形状の非限定的な例は、国際特許出願第PCT/US2022/031049号に示されている。
一部の実施形態では、本開示のマイクロキャリアは、二次元形状を構成する実質的に不透明な層でコードされ得る。例えば、上述したように、二次元形状はマイクロキャリアの実質的に透明な層と接触する実質的に不透明な層の形状を構成し、又はマイクロキャリア自体(例えば、外周)の形状を構成し得る。すなわち、コードは、実質的に不透明な層自体の形状である(例えば、マイクロキャリアの層の表面の蛍光又は他の可視部分によって生成されるコードではなく)。複数の分解可能かつ特徴的な変形例を包含し得る任意の二次元形状が使用され得る。一部の実施形態では、二次元形状は、直線、円形、楕円、矩形、四角形又はより多い角の多角形の態様、要素及び/又は形状を備える。
一部の実施形態では、マイクロキャリアは、実質的に不透明な層のアナログコードを配向するための配向インジケータをさらに備える。撮像によって(例えば、顕微鏡又はここに記載される他の撮像の形態)及び/又は画像認識ソフトウェアによって視認可能及び/又は検出可能なマイクロキャリアの任意の特徴が、配向インジケータとして作用し得る。配向インジケータは、均一な配向(すなわち、実質的に不透明な層の形状)におけるアナログコードの画像を配向するための、例えば、画像認識アルゴリズムのための参照点として作用し得る。これは、有利なことに、アルゴリズムが特定のアナログコードの画像を同じ配向におけるアナログコードのライブラリに対して比較するだけでよく、全ての可能な配向における全てのアナログコードを備えるライブラリに対して比較する必要はないため、画像認識を簡素化する。一部の実施形態では、配向インジケータは、その外形又は形状の不連続性など、実質的に不透明な層の非対称性を備える。例えば、配向インジケータは、マイクロキャリアのアナログコードを表す二次元形状の非対称性などの視認可能な特徴を備え得る。
一部の実施形態では、本開示のマイクロキャリアは、略円形の円盤である。ここで使用されるように、略円形状とは、形状の外周の点の全てと形状の幾何中心との間の距離が概ね同一である任意の形状ということができる。一部の実施形態では、幾何中心と外周上の所与の点とを結ぶ潜在的な半径のいずれの間のばらつきも長さ10%以下のばらつきである場合に形状は略円形とみなされる。ここで使用されるように、略円形の円盤とは任意の略円形状をいい、その形状の厚さはその直径よりも大幅に小さい。例えば、一部の実施形態では、略円形の円盤の厚さは、その直径の約50%未満、約40%未満、約30%未満、約20%未満、約15%未満、約10%未満又は約5%未満であり得る。ある実施形態では、略円形の円盤の厚さは、その直径の約20%であり得る。
一部の実施形態では、マイクロキャリアは、直径約200μm未満である。例えば、一部の実施形態では、マイクロキャリアの直径は、約200μm未満、約180μm未満、約160μm未満、約140μm未満、約120μm未満、約100μm未満、約80μm未満、約60μm未満、約40μm未満又は約20μm未満である。一部の実施形態では、マイクロキャリアの直径は、約5μm超、約10μm超、約20μm超、約30μm超、約40μm超、約50μm超、約60μm超、約70μm超、約80μm超、約90μm超、約100μm超、約120μm超、約140μm超又は約150μm超である。一部の実施形態では、本開示のマイクロキャリアは、概ね次のサイズ:200、180、160、140、120、100、80、60、40又は20(μm)のいずれか未満の任意のサイズ(例えば、直径)であり得る。一部の実施形態では、本開示の磁性ナノ粒子は、概ね次のサイズ:5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、120、140又は150(μm)のいずれか以上の任意のサイズ(例えば、直径)であり得る。すなわち、磁性ナノ粒子は、下限値が上限値未満であるものとして、200、180、160、140、120、100、80、60、40又は20μmの上限値及び独立して選択される5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、120、140又は150μmの下限値を有する任意のサイズ(例えば、直径)のものであり得る。
一部の実施形態では、マイクロキャリアの直径は、約180μm、約160μm、約140μm、約120μm、約100μm、約90μm、約80μm、約70μm、約60μm、約50μm、約40μm、約30μm、約20μm又は約10μmである。ある実施形態では、マイクロキャリアは、直径約40μmである。
一部の実施形態では、マイクロキャリアは、厚さ約50μm未満である。例えば、一部の実施形態では、マイクロキャリアの厚さは、約70μm未満、約60μm未満、約50μm未満、約40μm未満、約30μm未満、約25μm未満、約20μm未満、約15μm未満、約10μm未満又は約5μm未満である。一部の実施形態では、マイクロキャリアの厚さは、概ね次の厚さ:50、45、40、35、30、25、20、15、10、9、8、7、6、5、4、3又は2(μm)のいずれか未満である。一部の実施形態では、マイクロキャリアの厚さは、概ね次の厚さ:1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40又は45(μm)よりも大きい。すなわち、マイクロキャリアの厚さは、下限値が上限値未満であるものとして、50、45、40、35、30、25、20、15、10、9、8、7、6、5、4、3又は2の上限値及び独立して選択される1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40又は45(μm)の下限値を有する厚さの範囲のいずれかであり得る。
一部の実施形態では、マイクロキャリアの厚さは、約50μm、約45μm、約40μm、約35μm、約30μm、約25μm、約20μm、約19μm、約18μm、約17μm、約16μm、約15μm、約14μm、約13μm、約12μm、約11μm、約10μm、約9μm、約8μm、約7μm、約6μm、約5μm、約4μm、約3μm、約2μm又は約1μmである。一部の実施形態では、マイクロキャリアの厚さは、約50μm~約2μm、約20μm~約2μm、又は約10μm~約2μmである。特定の実施形態では、マイクロキャリアは、厚さ約5μmである。
III.アッセイシステム
本開示の特定の態様は、ここに提供される磁気モジュールのいずれかを備えるアッセイシステムに関する。一部の実施形態では、アッセイシステムは、検出モジュールをさらに備える。一部の実施形態では、検出モジュールは、磁性マイクロキャリアからのシグナルを検出するように構成される。蛍光強度、異方性、発光、色、可視パターン、濃度、反応生成物、ヌクレオチド配列及びポリペプチド配列などの検出可能な任意のタイプのシグナルが使用され得る。一部の実施形態では、シグナルは蛍光シグナルである。
一部の実施形態では、アッセイシステムは、1個以上の検出ウェルを備える。一部の実施形態では、1個以上の検出ウェルは、磁気モジュール中の各種のウェルと同じ一次元又は二次元配列で位置決めされる。一部の実施形態では、1個以上の検出ウェルは、最終標識洗浄ウェル内のマイクロキャリアが同時に1個以上の検出ウェルに移送され得るように、最終標識洗浄ウェルと同じ一次又は二次元配列で位置決めされる。
1個以上の検出ウェルは、任意の適切な形状及び材料であり得る。一部の実施形態では、1個以上の検出ウェルは、平底を有する。一部の実施形態では、1個以上の検出ウェルは、実質的に透明である。一部の実施形態では、1個以上の検出ウェルは、実質的に不透明である。
一部の実施形態では、1個以上の検出ウェル及び1個以上の磁気ユニットは、1個以上の磁気ユニットが同時に1個以上の検出ウェル内に移動し、同時に1個以上の検出ウェル外に移動することができるように、同じ一次元又は二次元配列を有する。一部の実施形態では、1個以上の検出ウェル及び1個以上の磁気ユニットポケットは、1個以上の磁気ユニットポケットが同時に1個以上の検出ウェル内に移動し、同時に1個以上の検出ウェル外に移動することができるように、同じ一次元又は二次元配列を有する。
一部の実施形態では、アッセイシステムは、PCRモジュールをさらに備える。ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を行うように構成された任意のPCRモジュールが使用され得る。一部の実施形態では、PCRモジュールは、標識分子に結合し得る1以上の二次結合部分に結合されたプライマーを用いてPCRを行うように構成される。一部の実施形態では、二次結合部分は、ビオチンを含む。
一部の実施形態では、アッセイシステムは、液体処理モジュールをさらに備える。液体処理モジュールは、アッセイシステム内又はアッセイシステム外の任意の位置に、及びそれらの位置から、液体を移送するように構成される。例えば、液体処理モジュールは、液体(例えば、サンプル又は緩衝液)を磁気モジュールのウェルへ、ウェルから及びウェル間で移送することができる。一部の実施形態では、液体処理モジュールは、サンプル(例えば、アンプリコン)をPCRモジュールから磁気モジュール(例えば、反応ウェル又はマイクロキャリアウェル)に移送するように構成される。
一部の実施形態では、アッセイシステムは、ハイブリダイゼーション緩衝液ウェルをさらに備える。一部の実施形態では、ハイブリダイゼーション緩衝液ウェルは、各ウェルセット内にある。一部の実施形態では、ハイブリダイゼーション緩衝液ウェルは、ハイブリダイゼーション緩衝液を含む。一部の実施形態では、液体処理モジュールは、ハイブリダイゼーション緩衝液の少なくとも一部をハイブリダイゼーション緩衝液ウェルから反応ウェル又はマイクロキャリアウェルに移送するように構成される。
一部の実施形態では、アッセイシステムは、インキュベーション緩衝液ウェルをさらに備える。一部の実施形態では、インキュベーション緩衝液ウェルは、各ウェルセット内にある。一部の実施形態では、インキュベーション緩衝液ウェルは、インキュベーション緩衝液を含む。一部の実施形態では、液体処理モジュールは、インキュベーション緩衝液の少なくとも一部をインキュベーション緩衝液ウェルから反応ウェル又はマイクロキャリアウェルに移送するように構成される。
IV.磁気モジュール及びアッセイシステムを用いてアッセイを行う方法
本開示の特定の態様は、磁性マイクロキャリアを反応させ又は標識し、ここに記載される磁気モジュールを用いて標的分子を検出し、又はイムノアッセイを行うなどの多重アッセイを実行する方法に関する。有利なことに、磁気モジュールは、多数の潜在的固有マイクロキャリアを用いてスループットが向上しかつ認識誤差が低減されたアッセイを可能とする。
一部の実施形態では、方法は、磁性マイクロキャリアを光学的に読み取るステップを備える。一部の実施形態では、磁性マイクロキャリアを光学的に読み取るステップは、アナログ形状認識を用いてアナログコードを復号してマイクロキャリアを識別する。概念的には、この復号するステップは、(例えば、溶液又はサンプル中の)各マイクロキャリアのアナログコードを撮像するステップ、各画像をアナログコードのライブラリと比較するステップ及び各画像をライブラリからの画像と一致させ、それによりコードを確実に識別するステップを伴い得る。任意選択的に、ここに記載されるように、配向インジケータ(例えば、非対称性)を備えるマイクロキャリアを用いる場合、復号するステップは(例えば、部分的に配向インジケータに基づいて)各画像を回転して特定の配向に整列させるステップをさらに備え得る。例えば、配向インジケータが間隔を備える場合、画像は、間隔が所定の位置又は配向(例えば、画像の0゜の位置)に到達するまで回転され得る。
種々の形状認識ソフトウェア、ツール及び方法が当該技術分野で知られている。そのようなAPI及びツールの例は、限定することなく、Microsoft(登録商標)Research FaceSDK、OpenBR、ReKognitionによるFace and Scene Recognition、Betaface API及び種々のImageJプラグインを含む。一部の実施形態では、アナログ形状認識は、限定することなく、前景抽出、形状検出、閾値処理(例えば、自動画像閾値処理又は手動画像閾値処理)などの画像処理ステップを備え得る。
ここに記載される方法及びマイクロキャリアは、限定することなく、顕微鏡、プレートリーダーなどを備える種々の撮像装置に適合され得ることが、当業者には分かるはずである。一部の実施形態では、アナログコードを復号するステップは、マイクロキャリアの実質的に透明な部分(例えば、実質的に透明なポリマー層)及び/又は周囲の溶液を通じて光を通過させることによってマイクロキャリアを照明するステップを備え得る。そして、光は、マイクロキャリアの実質的に不透明な部分(例えば、実質的に不透明なポリマー層)を透過できず、又はより低い強度若しくは他の顕著な差異で透過し、マイクロキャリアに対応するアナログコードされた光パターンを生成し得る。
上述したように、限定することなく、明視野顕微鏡法、暗視野顕微鏡法、位相差顕微鏡法、微分干渉顕微鏡法(DIC)、ノマルスキー干渉顕微鏡法(NIC)、ノマルスキー顕微鏡法、ホフマン変調コントラスト顕微鏡法(HMC)又は蛍光顕微鏡法のうちの1以上を含む任意のタイプの光学顕微鏡法が、本開示の方法に用いられ得る。特定の実施形態では、アナログコードは明視野顕微鏡法を用いて復号されてもよいし、検体は蛍光顕微鏡法を用いて検出されてもよい。
分子アッセイのための方法
一部の実施形態では、ここに提供される磁気モジュール又はアッセイシステムを用いて分子アッセイを実行又は促進する方法が、ここに提供される。一部の実施形態では、方法は(a)1以上の検体を反応ウェル内に移送するステップを備え、反応ウェルは反応緩衝液中に磁性マイクロキャリアを含む。一部の実施形態では、方法は(b)1個以上の磁気ユニットポケットのうちの1つを反応ウェル内に移動させ、反応ウェル内で磁気ユニットポケットを移動又は振動させて1以上の検体と磁性マイクロキャリアとを混合するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(c)磁気ユニットを反応ウェル内及び磁気ユニットポケット内に移動させて磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面に誘引するステップを備える。一部の実施形態では、方法は、(d)磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを反応ウェル外に移動させ、第1の反応洗浄ウェル内に移動させることで、磁性マイクロキャリアを反応ウェルから第1の反応洗浄ウェルに移送するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(e)磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを最終反応洗浄ウェル外に移動させ、標識ウェル内に移動させることで、磁性マイクロキャリアを最終反応洗浄ウェルから標識ウェルに移送するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(f)磁気ユニットポケットを標識ウェル内に保持しつつ磁気ユニットを標識ウェル外に移動させ、それにより磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面から標識緩衝液中に放出するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(g)磁気ユニットを標識ウェル内及び磁気ユニットポケット内に移動させて磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面に誘引するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(h)磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを標識ウェル外に移動させ、第1の標識洗浄ウェル内に移動させることで、磁性マイクロキャリアを標識ウェルから第1の標識洗浄ウェルに移送するステップを備える。
上記段落に記載されるステップ(a)~(h)は任意の順序で行われ得るものであり、必要に応じて、任意のステップが任意選択的に反復されてもよく、又は省略されてもよいことが分かるはずである。一部の実施形態では、ステップ(a)~(h)は上記に列挙された順序で行われる。一部の実施形態では、ステップ(b)と同様の混合するステップが、マイクロキャリアを各ウェル内に移送して放出した後に行われて、各ウェル内での緩衝液又は試薬とのマイクロキャリアの混合を促進する。一部の実施形態では、洗浄するステップのいずれかが、任意選択的に反復されてもよい。
一部の実施形態では、方法は、ステップ(d)の後でかつステップ(e)の前に、磁気ユニットポケットを第1の反応洗浄ウェル内に保持しつつ磁気ユニットを第1の反応洗浄ウェル外に移動させ、それにより、磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面から第1の反応洗浄ウェル内に放出するステップをさらに備える。一部の実施形態では、方法は、ステップ(d)の後でかつステップ(e)の前に、磁気ユニットポケットを第1の反応洗浄ウェル内で移動又は振動させて磁性マイクロキャリアを反応洗浄緩衝液と混合するステップをさらに備える。
一部の実施形態では、方法は、ステップ(f)の後でかつステップ(g)の前に、磁気ユニットポケットを標識ウェル内で移動又は振動させて磁性マイクロキャリアを標識緩衝液と混合するステップをさらに備える。一部の実施形態では、方法は、ステップ(h)の後に、磁気ユニットポケットを第1の標識洗浄ウェル内に保持しつつ磁気ユニットを第1の標識洗浄ウェル外に移動させ、それにより磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面から第1の標識洗浄ウェル内に放出するステップをさらに備える。一部の実施形態では、方法は、ステップ(h)の後に、磁気ユニットポケットを第1の標識洗浄ウェル内で移動又は振動させて磁性マイクロキャリアを標識洗浄緩衝液と混合するステップをさらに備える。
一部の実施形態では、方法は、ステップ(h)の後に、磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを最終標識洗浄ウェル外に移動させ、検出ウェル内に移動させることで、磁性マイクロキャリアを最終標識洗浄ウェルから検出ウェルに移送するステップをさらに備える。
一部の実施形態では、方法は、磁気ユニットポケットを検出ウェル内に保持しつつ磁気ユニットを検出ウェル外に移動させ、それにより磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面から検出ウェル内に放出するステップをさらに備える。
一部の実施形態では、方法は、ステップ(h)の後に、磁性マイクロキャリアを光学的に読み取り、磁性マイクロキャリアに結合した標識分子からのシグナルを検出するステップをさらに備える。
イムノアッセイのための方法
一部の実施形態では、ここに提供される磁気モジュール又はアッセイシステムを用いて分子アッセイを行う方法が、ここに提供される。一部の実施形態では、方法は(a)1以上の検体を反応ウェル内に移送するステップを備え、反応ウェルは反応緩衝液中に磁性マイクロキャリアを含む。一部の実施形態では、方法は(b)1個以上の磁気ユニットポケットのうちの1つを反応ウェル内に移動させ、反応ウェル内で磁気ユニットポケットを移動又は振動させて1以上の検体と磁性マイクロキャリアとを混合するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(c)磁気ユニットを反応ウェル内及び磁気ユニットポケット内に移動させて磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面に誘引するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(d)磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを反応ウェル外に移動させ、第1の反応洗浄ウェル内に移動させることで、磁性マイクロキャリアを反応ウェルから第1の反応洗浄ウェルに移送するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(e)磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを最終反応洗浄ウェル外に移動させ、抗体ウェル内に移動させることで、磁性マイクロキャリアを最終反応洗浄ウェルから抗体ウェルに移送するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(f)磁気ユニットポケットを標識ウェル内に保持しつつ磁気ユニットを抗体ウェル外に移動させ、それにより磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面から抗体緩衝液中に放出するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(g)磁気ユニットを抗体ウェル内及び磁気ユニットポケット内に移動させて磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面に誘引するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(h)磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを抗体ウェル外に移動させ、第1の抗体洗浄ウェル内に移動させることで、磁性マイクロキャリアを抗体ウェルから第1の抗体洗浄ウェルに移送するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(i)磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを最終抗体洗浄ウェル外に移動させ、標識ウェル内に移動させることで、磁性マイクロキャリアを最終抗体洗浄ウェルから標識ウェルに移送するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(j)磁気ユニットポケットを標識ウェル内に保持しつつ磁気ユニットを標識ウェル外に移動させ、それにより磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面から標識緩衝液中に放出するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(k)磁気ユニットを標識ウェル内及び磁気ユニットポケット内に移動させて磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面に誘引するステップを備える。一部の実施形態では、方法は(l)磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを標識ウェル外に移動させ、第1の標識洗浄ウェル内に移動させることで、磁性マイクロキャリアを標識ウェルから第1の標識洗浄ウェルに移送するステップを備える。
上記段落に記載されるステップ(a)~(l)は、任意の順序で行われ得るものであり、必要に応じて、任意のステップが任意選択的に反復されてもよく、又は省略されてもよいことが分かるはずである。一部の実施形態では、ステップ(a)~(l)は、列挙された順序で行われる。一部の実施形態では、ステップ(b)と同様の混合するステップが、マイクロキャリアを各ウェル内に移送して放出した後に行われて各ウェル内での緩衝液又は試薬とのマイクロキャリアの混合を促進する。一部の実施形態では、洗浄するステップのいずれかは、任意選択的に反復されてもよい。
一部の実施形態では、方法は、ステップ(d)の後でかつステップ(e)の前に、磁気ユニットポケットを第1の反応洗浄ウェル内に保持しつつ磁気ユニットを第1の反応洗浄ウェル外に移動させ、それにより磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面から第1の反応洗浄ウェル内に放出するステップをさらに備える。一部の実施形態では、方法は、ステップ(d)の後でかつステップ(e)の前に、磁気ユニットポケットを第1の反応洗浄ウェル内で移動又は振動させて磁性マイクロキャリアを反応洗浄緩衝液と混合するステップをさらに備える。
一部の実施形態では、方法は、ステップ(f)の後でかつステップ(g)の前に、磁気ユニットポケットを抗体ウェル内で移動又は振動させて磁性マイクロキャリアを抗体緩衝液と混合するステップをさらに備える。
一部の実施形態では、方法は、ステップ(h)の後でかつステップ(i)の前に、磁気ユニットポケットを第1の抗体洗浄ウェル内に保持しつつ磁気ユニットを第1の抗体洗浄ウェル外に移動させ、それにより磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面から第1の抗体洗浄ウェル内に放出するステップをさらに備える。一部の実施形態では、方法は、ステップ(h)の後でかつステップ(i)の前に、磁気ユニットポケットを第1の抗体洗浄ウェル内で移動又は振動させて磁性マイクロキャリアを抗体洗浄緩衝液と混合するステップをさらに備える。
一部の実施形態では、方法は、ステップ(j)の後でかつステップ(k)の前に、磁気ユニットポケットを標識ウェル内で移動又は振動させて磁性マイクロキャリアを標識緩衝液と混合するステップをさらに備える。
一部の実施形態では、方法は、ステップ(l)の後に、磁気ユニットポケットを第1の標識洗浄ウェル内に保持しつつ磁気ユニットを第1の標識洗浄ウェル外に移動させ、それにより磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面から第1の標識洗浄ウェル内に放出するステップをさらに備える。一部の実施形態では、方法は、ステップ(l)の後に、磁気ユニットポケットを第1の標識洗浄ウェル内で移動又は振動させて磁性マイクロキャリアを標識洗浄緩衝液と混合するステップをさらに備える。
一部の実施形態では、方法は、ステップ(l)の後に、磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを最終標識洗浄ウェル外に移動させ、検出ウェル内に移動させることで磁性マイクロキャリアを最終標識洗浄ウェルから検出ウェルに移送するステップをさらに備える。
一部の実施形態では、方法は、磁気ユニットポケットを検出ウェル内に保持しつつ磁気ユニットを検出ウェル外に移動させ、それにより磁性マイクロキャリアを磁気ユニットポケットの外面から検出ウェル内に放出するステップをさらに備える。
一部の実施形態では、方法は、ステップ(l)の後に、磁性マイクロキャリアを光学的に読み取り、磁性マイクロキャリアに結合した標識分子からのシグナルを検出するステップをさらに備える。
ここに開示される主題は、限定ではなく本発明の例示として提供される以下の実施例を参照することによって、より深く理解されることになる。
実施例1:磁気モジュールを用いた例示的分子アッセイ
例示的分子アッセイを、ここに記載される磁気モジュールを用いて実施した。従来の方法を用いる対照分子アッセイ実験を実施し、コードされたマイクロキャリアを、単一のウェル内で、ウェル内の緩衝液を添加又は除去するための分注及び吸引チャネル並びにマイクロキャリアを異なる緩衝液と混合するための振とう台を用いて処理した。蛍光強度中央値(MFI)を、ここに記載される磁気モジュールを用いる分子アッセイ及び対照実験について測定した。バックグラウンドシグナルを、洗浄処理を通じて、過剰なSA-PEの除去をモニタリングするのに用いた。結果を表1にまとめる。(107724-106377)/106377として計算された1.3%未満の平均シグナルMFIのわずかな差及び(1596-1594)/1596として計算された0.13%未満のバックグラウンドシグナルのわずかな差は、処理及び装置設計における一層の簡便性を達成しながら、磁気モジュールの性能が従来の単一ウェルによる方法のものと同等であることを示す。
表1.磁気モジュール及び単一ウェルによる方法を用いた分子アッセイの結果
実施例2:磁気モジュールを用いた例示的イムノアッセイ
例示的イムノアッセイを、ここに記載される磁気モジュールを用いて行った。蛍光強度中央値(MFI)を、種々の抗原(妊娠関連血漿タンパク質A、PAPP-A)濃度でのイムノアッセイについて測定した。結果を以下の表2及び図10にまとめる。結果は、磁気モジュールを用いたアッセイシステムは抗原濃度が高くなるにつれてより高いシグナルを生成可能であることを示す。同じ抗原濃度での実験1と実験2の間での同様のMFIは、磁気モジュールを用いるアッセイシステムが有効かつ安定であることを示す。
表2.磁気モジュールを用いたイムノアッセイの結果

Claims (49)

  1. 磁性マイクロキャリアを反応させ又は標識するための磁気モジュールであって、
    1個以上のウェルセットであって、各ウェルセットが、
    反応ウェルと、
    第1の反応洗浄ウェル及び最終反応洗浄ウェルを備える1個以上の反応洗浄ウェルであって、各反応洗浄ウェルが反応洗浄緩衝液を含み、前記ウェルセット内に反応洗浄ウェルが1つしかない場合には前記第1の反応洗浄ウェル及び前記最終反応洗浄ウェルが同じウェルである、1個以上の反応洗浄ウェルと、
    標識分子を標識緩衝液中に含む標識ウェルと、
    第1の標識洗浄ウェル及び最終標識洗浄ウェルを備える1個以上の標識洗浄ウェルであって、各標識洗浄ウェルは標識洗浄緩衝液を含み、前記ウェルセット内に標識洗浄ウェルが1つしかない場合には前記第1の標識洗浄ウェル及び前記最終標識洗浄ウェルが同じウェルである、1個以上の標識洗浄ウェルと、
    を備える1個以上のウェルセットと、
    1個以上の磁気ユニットであって、各磁気ユニットが、
    ウェルセット内のウェルの各々の内部に移動し、そこから外部に移動し、それらの間を移動するように構成され、
    前記磁性マイクロキャリアを誘引し、該磁性マイクロキャリアを前記ウェルセット内のウェルの各々の内部に移動させ、そこから外部に移動させ、それらの間を移動させるように構成され、
    上端及び下端を備える、
    1個以上の磁気ユニットと、
    1個以上の磁気ユニットポケットであって、各磁気ユニットポケットが、
    各磁気ユニットとウェルセットの間に位置決めされ、
    前記ウェルセット内のウェルの各々の内部に移動し、そこから外部に移動し、それらの間を移動するように構成され、
    前記磁気ユニットが前記磁気ユニットポケット内へ移動又はスライドする際に、各磁気ユニットの前記下端を少なくとも部分的に覆うように構成され、
    内面及び外面を備える、
    1個以上の磁気ユニットポケットと、
    を備え、
    前記磁性マイクロキャリアは1以上の捕捉剤に結合され、該1以上の捕捉剤は1以上の検体に結合可能である、磁気モジュール。
  2. 各ウェルセットは、
    二次抗体を抗体緩衝液中に含む抗体ウェルであって、前記二次抗体は前記1以上の検体に結合可能であり、1以上の二次結合部分に結合される、抗体ウェルと、
    第1の抗体洗浄ウェル及び最終抗体洗浄ウェルを備える1個以上の抗体洗浄ウェルであって、各抗体洗浄ウェルは抗体洗浄緩衝液を含み、前記ウェルセット内に抗体洗浄ウェルが1つしかない場合には前記第1の抗体洗浄ウェル及び前記最終抗体洗浄ウェルが同じウェルである、1個以上の抗体洗浄ウェルと、
    をさらに備える、請求項1に記載の磁気モジュール。
  3. 前記反応ウェル、前記1個以上の反応洗浄ウェル、前記抗体ウェル、前記1個以上の抗体洗浄ウェル、前記標識ウェル及び前記1個以上の標識洗浄ウェルは、この順序で直線又は曲線に沿って位置決めされる、請求項2に記載の磁気モジュール。
  4. 前記反応ウェル、前記1個以上の反応洗浄ウェル、前記標識ウェル及び前記1個以上の標識洗浄ウェルは、この順序で直線又は曲線に沿って位置決めされる、請求項1に記載の磁気モジュール。
  5. 前記1以上の捕捉剤の各々は小分子、ポリヌクレオチド、ポリペプチド、タンパク質、脂質及び多糖類からなる群から独立して選択され、前記1以上の検体の各々は小分子、ポリヌクレオチド、ポリペプチド、タンパク質、脂質及び多糖類からなる群から独立して選択される、請求項1に記載の磁気モジュール。
  6. 前記1以上の捕捉剤及び前記1以上の検体の各々が、ポリヌクレオチドからなる群から独立して選択され、
    前記1以上の捕捉剤の各々が抗体及び抗体フラグメントからなる群から独立して選択され、前記1以上の検体の各々が抗原からなる群から独立して選択され、又は
    前記1以上の捕捉剤の各々が抗原からなる群から独立して選択され、前記1以上の検体の各々が抗体からなる群から独立して選択される、請求項1に記載の磁気モジュール。
  7. 前記標識分子は、レポート部分に結合された標識結合部分を備える、請求項1に記載の磁気モジュール。
  8. 前記標識結合部分はストレプトアビジン(SA)又は坑ビオチン抗体であり、前記レポート部分はフィコエリスリン(PE)又はフルオレセインイソチオシアネート(FITC)である、請求項7に記載の磁気モジュール。
  9. 各磁気ユニットはロッド状形状を有し、各磁気ユニットポケットは有底筒形状を有する、請求項1に記載の磁気モジュール。
  10. 前記1個以上の磁気ユニットポケットが、前記1個以上のウェルセットに対して垂直に移動又は振動するように構成された、請求項1に記載の磁気モジュール。
  11. 前記1個以上の磁気ユニットの個数、前記1個以上の磁気ユニットポケットの個数と前記反応ウェルの個数とが同じである、請求項1に記載の磁気モジュール。
  12. 前記1個以上のウェルセットはマルチウェルプレートを形成し、各ウェルセットが前記マルチウェルプレートの各行を形成し、各種のウェルが前記マルチウェルプレートの各列を形成する、請求項1に記載の磁気モジュール。
  13. 前記1個以上の磁気ユニットは前記マルチウェルプレートの上方で直線に沿ってかつ前記マルチウェルプレートの前記列の方向に平行に位置決めされ、前記1個以上の磁気ユニットポケットは前記マルチウェルプレートと前記1個以上の磁気ユニットの間で直線に沿ってかつ前記マルチウェルプレートの前記列の方向に平行に位置決めされる、請求項12に記載の磁気モジュール。
  14. 前記反応ウェルは面に沿って位置決めされ若しくは二次元配列を形成し、又は前記標識ウェルは面に沿って位置決めされ若しくは二次元配列を形成し、又はその両方を形成する、請求項1に記載の磁気モジュール。
  15. 前記1個以上のウェルセットが複数のマルチウェルプレートを備えるように、各種のウェルがマルチウェルプレートを形成する、請求項1に記載の磁気モジュール。
  16. 各種のウェルは線に沿って位置決めされ又は一次元配列を形成し、前記1個以上の磁気ユニット、前記1個以上の磁気ユニットポケット及び前記各種のウェルは、前記1個以上の磁気ユニットが同時に各種のウェル内に移動し、同時に各種のウェル外に移動することができ、かつ前記1個以上の磁気ユニットポケットが同時に各種のウェル内に移動し、同時に各種のウェル外に移動することができるように、同じ一次元又は二次元配列にある、請求項1に記載の磁気モジュール。
  17. 前記磁性マイクロキャリアは、コードされたマイクロキャリア、球状磁気ビーズ又はそれらの組合せを備える、請求項1に記載の磁気モジュール。
  18. 前記磁性マイクロキャリアはコードされたマイクロキャリアを含み、該コードされたマイクロキャリアの各々は、
    (a)第1の面及び第2の面を有する実質的に透明な磁性ポリマー層であって、前記第1及び第2の面は相互に対して平行であり、前記実質的に透明な磁性ポリマーは実質的に透明なポリマー及び複数の磁性ナノ粒子の混合物を含み、該磁性ナノ粒子は酸化鉄(II、III)又は酸化鉄(III)を含む、実質的に透明な磁性ポリマー層と、
    (b)実質的に不透明な層であって、該実質的に不透明な層は前記実質的に透明な磁性ポリマー層の前記第1の面に固定され、前記実質的に不透明な層の外形はアナログコードを表す二次元形状を構成する、実質的に不透明な層と、
    (c)1以上の検体を捕捉するための1以上の捕捉剤であって、該1以上の捕捉剤は前記実質的に透明な磁性ポリマー層の前記第1の面及び前記第2の面の少なくとも一方に結合される、1以上の捕捉剤と、
    を備える、請求項1に記載の磁気モジュール。
  19. 前記磁性ナノ粒子は、超常磁性である、請求項18に記載の磁気モジュール。
  20. 前記マイクロキャリアは直径約5μm~約200μmであり、前記マイクロキャリアは直径約40μmである、請求項18に記載の磁気モジュール。
  21. 前記1以上の検体及び前記1以上の捕捉剤の各々は、DNA分子、DNA類似分子、RNA分子、RNA類似分子、ポリヌクレオチド、タンパク質、酵素、脂質、リン脂質、炭水化物部分、多糖、抗原、ウイルス、細胞、抗体、小分子、細菌細胞、細胞小器官及び抗体フラグメントからなる群から独立して選択される、請求項18に記載の磁気モジュール。
  22. 請求項1に記載の磁気モジュールを備えるアッセイシステム。
  23. 前記磁性マイクロキャリアからのシグナルを検出するように構成された検出モジュールをさらに備える請求項22に記載のアッセイシステム。
  24. 前記検出モジュールは1個以上の検出ウェルを備え、該1個以上の検出ウェルが前記最終標識洗浄ウェルを備える、請求項23に記載のアッセイシステム。
  25. 前記検出モジュールは1個以上の検出ウェルを備え、該1個以上の検出ウェル、前記1個以上の磁気ユニット及び前記1個以上の磁気ユニットポケットは、前記1個以上の磁気ユニットが同時に前記1個以上の検出ウェル内部に移動し、同時に前記1以上の検出ウェル外に移動することができ、かつ前記1個以上の磁気ユニットポケットが同時に前記1個以上の検出ウェル内に移動し、同時に前記1個以上の検出ウェル外に移動することができるように、同じ一次元又は二次元配列を有する、請求項23に記載のアッセイシステム。
  26. ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を実行するように構成されたPCRモジュールをさらに備える請求項22に記載のアッセイシステム。
  27. 液体処理モジュールをさらに備え、該液体処理モジュールがサンプルを前記PCRモジュールから前記磁気モジュールの前記反応ウェルに移送するように構成された、請求項26に記載のアッセイシステム。
  28. 各ウェルセットはハイブリダイゼーション緩衝液を含むハイブリダイゼーション緩衝液ウェルをさらに備え、前記液体処理モジュールが前記ハイブリダイゼーション緩衝液の少なくとも一部を前記ハイブリダイゼーション緩衝液ウェルから前記反応ウェルに移送するように構成された、請求項27に記載のアッセイシステム。
  29. 各ウェルセットはインキュベーション緩衝液を含むインキュベーション緩衝液ウェルをさらに備え、前記液体処理モジュールが前記インキュベーション緩衝液の少なくとも一部を前記インキュベーション緩衝液ウェルから前記反応ウェルに移送するように構成された、請求項27に記載のアッセイシステム。
  30. 請求項1に記載の磁気モジュールを使用する方法であって、
    (a)1以上の検体を前記反応ウェル内に移送するステップであって、該反応ウェルは前記磁性マイクロキャリアを反応緩衝液中に含む、ステップと、
    (b)前記1個以上の磁気ユニットポケットのうちの1つを前記反応ウェル内に移動させ、該反応ウェル内で前記磁気ユニットポケットを移動又は振動させて前記1以上の検体と前記磁性マイクロキャリアとを混合するステップと、
    (c)前記磁気ユニットを前記反応ウェル内及び前記磁気ユニットポケット内に移動させて前記磁性マイクロキャリアを前記磁気ユニットポケットの外面に誘引するステップと、
    (d)前記磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを前記反応ウェル外に移動させ、前記第1の反応洗浄ウェル内に移動させることで、前記磁性マイクロキャリアを前記反応ウェルから前記第1の反応洗浄ウェルに移送するステップと、
    (e)前記磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを前記最終反応洗浄ウェル外に移動させ、前記標識ウェル内に移動させることで、前記磁性マイクロキャリアを前記最終反応洗浄ウェルから前記標識ウェルに移送するステップと、
    (f)前記磁気ユニットポケットを前記標識ウェル内に保持しつつ前記磁気ユニットを前記標識ウェル外に移動させ、それにより前記磁性マイクロキャリアを前記磁気ユニットポケットの外面から前記標識緩衝液中に放出するステップと、
    (g)前記磁気ユニットを前記標識ウェル内及び前記磁気ユニットポケット内に移動させて前記磁性マイクロキャリアを前記磁気ユニットポケットの外面に誘引するステップと、
    (h)前記磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを前記標識ウェル外に移動させ、前記第1の標識洗浄ウェル内に移動させることで、前記磁性マイクロキャリアを前記標識ウェルから前記第1の標識洗浄ウェルに移送するステップと、
    を備える方法。
  31. ステップ(a)から(h)を列挙された順序で行う請求項30に記載の方法。
  32. ステップ(d)の後でかつステップ(e)の前に、
    前記磁気ユニットポケットを前記第1の反応洗浄ウェル内に保持しつつ前記磁気ユニットを前記第1の反応洗浄ウェル外に移動させ、それにより前記磁性マイクロキャリアを前記磁気ユニットポケットの外面から前記第1の反応洗浄ウェル内に放出するステップと、
    前記磁気ユニットポケットを前記第1の反応洗浄ウェル内で移動又は振動させて前記磁性マイクロキャリアを前記反応洗浄緩衝液と混合するステップと、
    をさらに備える請求項30に記載の方法。
  33. ステップ(f)の後でかつステップ(g)の前に、前記磁気ユニットポケットを前記標識ウェル内で移動又は振動させて前記磁性マイクロキャリアを前記標識緩衝液と混合するステップをさらに備える請求項30に記載の方法。
  34. ステップ(h)の後に、
    前記磁気ユニットポケットを前記第1の標識洗浄ウェル内に保持しつつ前記磁気ユニットを前記第1の標識洗浄ウェル外に移動させ、それにより前記磁性マイクロキャリアを前記磁気ユニットポケットの外面から前記第1の標識洗浄ウェル内に放出するステップと、
    前記磁気ユニットポケットを前記第1の標識洗浄ウェル内で移動又は振動させて前記磁性マイクロキャリアを前記標識洗浄緩衝液と混合するステップと、
    をさらに備える請求項30に記載の方法。
  35. ステップ(h)の後に、前記磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを前記最終標識洗浄ウェル外に移動させ、検出ウェル内に移動させることで、前記磁性マイクロキャリアを前記最終標識洗浄ウェルから前記検出ウェルに移送するステップをさらに備える請求項30に記載の方法。
  36. 前記磁気ユニットポケットを前記検出ウェル内に保持しつつ前記磁気ユニットを前記検出ウェル外に移動させ、それにより前記磁性マイクロキャリアを前記磁気ユニットポケットの外面から前記検出ウェル内に放出するステップをさらに備える請求項35に記載の方法。
  37. ステップ(h)の後に、前記磁性マイクロキャリアを光学的に読み取り、該磁性マイクロキャリアに結合された標識分子からのシグナルを検出するステップをさらに備える請求項30に記載の方法。
  38. 請求項2に記載の磁気モジュールを使用する方法であって、
    (a)1以上の検体を前記反応ウェル内に移送するステップであって、該反応ウェルは前記磁性マイクロキャリアを反応緩衝液中に含む、ステップと、
    (b)前記1個以上の磁気ユニットポケットのうちの1つを前記反応ウェル内に移動させ、該反応ウェル内で前記磁気ユニットポケットを移動又は振動させて前記1以上の検体と前記磁性マイクロキャリアとを混合するステップと、
    (c)前記磁気ユニットを前記反応ウェル内及び前記磁気ユニットポケット内に移動させて前記磁性マイクロキャリアを前記磁気ユニットポケットの外面に誘引するステップと、
    (d)前記磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを前記反応ウェル外に移動させ、前記第1の反応洗浄ウェル内に移動させることで、前記磁性マイクロキャリアを前記反応ウェルから前記第1の反応洗浄ウェルに移送するステップと、
    (e)前記磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを前記最終反応洗浄ウェル外に移動させ、前記抗体ウェル内に移動させることで、前記磁性マイクロキャリアを前記最終反応洗浄ウェルから前記抗体ウェルに移送するステップと、
    (f)前記磁気ユニットポケットを前記標識ウェル内に保持しつつ前記磁気ユニットを前記抗体ウェル外に移動させ、それにより前記磁性マイクロキャリアを前記磁気ユニットポケットの外面から前記抗体緩衝液中に放出するステップと、
    (g)前記磁気ユニットを前記抗体ウェル内及び前記磁気ユニットポケット内に移動させて前記磁性マイクロキャリアを前記磁気ユニットポケットの外面に誘引するステップと、
    (h)前記磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを前記抗体ウェル外に移動させ、前記第1の抗体洗浄ウェル内に移動させることで、前記磁性マイクロキャリアを前記抗体ウェルから前記第1の抗体洗浄ウェルに移送するステップと、
    (i)前記磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを前記最終抗体洗浄ウェル外に移動させ、前記標識ウェル内に移動させることで、前記磁性マイクロキャリアを前記最終抗体洗浄ウェルから前記標識ウェルに移送するステップと、
    (j)前記磁気ユニットポケットを前記標識ウェル内に保持しつつ前記磁気ユニットを前記標識ウェル外に移動させ、それにより前記磁性マイクロキャリアを前記磁気ユニットポケットの外面から前記標識緩衝液中に放出するステップと、
    (k)前記磁気ユニットを前記標識ウェル及び前記磁気ユニットポケット内に移動させて前記磁性マイクロキャリアを前記磁気ユニットポケットの外面に誘引するステップと、
    (l)前記磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを前記標識ウェル外に移動させ、前記第1の標識洗浄ウェル内に移動させることで、前記磁性マイクロキャリアを前記標識ウェルから前記第1の標識洗浄ウェルに移送するステップと、
    を備える方法。
  39. ステップ(a)から(l)を列挙された順序で行う請求項38に記載の方法。
  40. ステップ(d)の後でかつステップ(e)の前に、
    前記磁気ユニットポケットを前記第1の反応洗浄ウェル内に保持しつつ前記磁気ユニットを前記第1の反応洗浄ウェル外に移動させ、それにより前記磁性マイクロキャリアを前記磁気ユニットポケットの外面から前記第1の反応洗浄ウェル内に放出するステップと、
    前記磁気ユニットポケットを前記第1の反応洗浄ウェル内で移動又は振動させて前記磁性マイクロキャリアを前記反応洗浄緩衝液と混合するステップと、
    をさらに備える請求項38に記載の方法。
  41. ステップ(f)の後でかつステップ(g)の前に、前記磁気ユニットポケットを前記抗体ウェル内で移動又は振動させて前記磁性マイクロキャリアを前記抗体緩衝液と混合するステップをさらに備える請求項38に記載の方法。
  42. ステップ(h)の後でかつステップ(i)の前に、
    前記磁気ユニットポケットを前記第1の抗体洗浄ウェル内に保持しつつ前記磁気ユニットを前記第1の抗体洗浄ウェル外に移動させ、それにより前記磁性マイクロキャリアを前記磁気ユニットポケットの外面から前記第1の抗体洗浄ウェル内に放出するステップと、
    前記磁気ユニットポケットを前記第1の抗体洗浄ウェル内で移動又は振動させて前記磁性マイクロキャリアを前記抗体洗浄緩衝液と混合するステップと、
    をさらに備える請求項38に記載の方法。
  43. ステップ(j)の後でかつステップ(k)の前に、前記磁気ユニットポケットを前記標識ウェル内で移動又は振動させて前記磁性マイクロキャリアを前記標識緩衝液と混合するステップをさらに備える請求項38に記載の方法。
  44. ステップ(l)の後に、
    前記磁気ユニットポケットを前記第1の標識洗浄ウェル内に保持しつつ前記磁気ユニットを前記第1の標識洗浄ウェル外に移動させ、それにより前記磁性マイクロキャリアを前記磁気ユニットポケットの外面から前記第1の標識洗浄ウェル内に放出するステップと、
    前記磁気ユニットポケットを前記第1の標識洗浄ウェル内で移動又は振動させて前記磁性マイクロキャリアを前記標識洗浄緩衝液と混合するステップと、
    をさらに備える請求項38に記載の方法。
  45. ステップ(l)の後に、前記磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを前記最終標識洗浄ウェル外に移動させ、検出ウェル内に移動させることで、前記磁性マイクロキャリアを前記最終標識洗浄ウェルから前記検出ウェルに移送するステップをさらに備える請求項38に記載の方法。
  46. 前記磁気ユニットポケットを前記検出ウェル内に保持しつつ前記磁気ユニットを前記検出ウェル外に移動させ、それにより前記磁性マイクロキャリアを前記磁気ユニットポケットの外面から前記検出ウェル内に放出するステップをさらに備える請求項45に記載の方法。
  47. ステップ(l)の後に、前記磁性マイクロキャリアを光学的に読み取り、該磁性マイクロキャリアに結合された標識分子からのシグナルを検出するステップをさらに備える請求項38に記載の方法。
  48. 請求項1に記載の磁気モジュールを備えるアッセイシステムを使用する方法であって、
    (a)1以上の検体を前記反応ウェル内に移送するステップであって、該反応ウェルは前記磁性マイクロキャリアを反応緩衝液中に含む、ステップと、
    (b)前記1個以上の磁気ユニットポケットのうちの1つを前記反応ウェル内に移動させ、該反応ウェル内で前記磁気ユニットポケットを移動又は振動させて前記1以上の検体と前記磁性マイクロキャリアとを混合するステップと、
    (c)前記磁気ユニットを前記反応ウェル内及び前記磁気ユニットポケット内に移動させて前記磁性マイクロキャリアを前記磁気ユニットポケットの外面に誘引するステップと、
    (d)前記磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを前記反応ウェル外に移動させ、前記第1の反応洗浄ウェル内に移動させることで、前記磁性マイクロキャリアを前記反応ウェルから前記第1の反応洗浄ウェルに移送するステップと、
    (e)前記磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを前記最終反応洗浄ウェル外に移動させ、前記標識ウェル内に移動させることで、前記磁性マイクロキャリアを前記最終反応洗浄ウェルから前記標識ウェルに移送するステップと、
    (f)前記磁気ユニットポケットを前記標識ウェル内に保持しつつ前記磁気ユニットを前記標識ウェル外に移動させ、それにより前記磁性マイクロキャリアを前記磁気ユニットポケットの外面から前記標識緩衝液中に放出するステップと、
    (g)前記磁気ユニットを前記標識ウェル内及び前記磁気ユニットポケット内に移動させて前記磁性マイクロキャリアを前記磁気ユニットポケットの外面に誘引するステップと、
    (h)前記磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを前記標識ウェル外に移動させ、前記第1の標識洗浄ウェル内に移動させることで、前記磁性マイクロキャリアを前記標識ウェルから前記第1の標識洗浄ウェルに移送するステップと、
    を備える方法。
  49. 請求項2に記載の磁気モジュールを備えるアッセイシステムを使用する方法であって、
    (a)1以上の検体を前記反応ウェル内に移送するステップであって、該反応ウェルは前記磁性マイクロキャリアを反応緩衝液中に含む、ステップと、
    (b)前記1個以上の磁気ユニットポケットのうちの1つを前記反応ウェル内に移動させ、該反応ウェル内で前記磁気ユニットポケットを移動又は振動させて前記1以上の検体と前記磁性マイクロキャリアとを混合するステップと、
    (c)前記磁気ユニットを前記反応ウェル内及び前記磁気ユニットポケット内に移動させて前記磁性マイクロキャリアを前記磁気ユニットポケットの外面に誘引するステップと、
    (d)前記磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを前記反応ウェル外に移動させ、前記第1の反応洗浄ウェル内に移動させることで、前記磁性マイクロキャリアを前記反応ウェルから前記第1の反応洗浄ウェルに移送するステップと、
    (e)前記磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを前記最終反応洗浄ウェル外に移動させ、前記抗体ウェル内に移動させることで、前記磁性マイクロキャリアを前記最終反応洗浄ウェルから前記抗体ウェルに移送するステップと、
    (f)前記磁気ユニットポケットを前記標識ウェル内に保持しつつ前記磁気ユニットを前記抗体ウェル外に移動させ、それにより前記磁性マイクロキャリアを前記磁気ユニットポケットの外面から前記抗体緩衝液中に放出するステップと、
    (g)前記磁気ユニットを前記抗体ウェル内及び前記磁気ユニットポケット内に移動させて前記磁性マイクロキャリアを前記磁気ユニットポケットの外面に誘引するステップと、
    (h)前記磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを前記抗体ウェル外に移動させ、前記第1の抗体洗浄ウェル内に移動させることで、前記磁性マイクロキャリアを前記抗体ウェルから前記第1の抗体洗浄ウェルに移送するステップと、
    (i)前記磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを前記最終抗体洗浄ウェル外に移動させ、前記標識ウェル内に移動させることで、前記磁性マイクロキャリアを前記最終抗体洗浄ウェルから前記標識ウェルに移送するステップと、
    (j)前記磁気ユニットポケットを前記標識ウェル内に保持しつつ前記磁気ユニットを前記標識ウェル外に移動させ、それにより前記磁性マイクロキャリアを前記磁気ユニットポケットの外面から前記標識緩衝液中に放出するステップと、
    (k)前記磁気ユニットを前記標識ウェル内及び前記磁気ユニットポケット内に移動させて前記磁性マイクロキャリアを前記磁気ユニットポケットの外面に誘引するステップと、
    (l)前記磁気ユニットポケット及び磁気ユニットを前記標識ウェル外に移動させ、前記第1の標識洗浄ウェル内に移動させることで、前記磁性マイクロキャリアを前記標識ウェルから前記第1の標識洗浄ウェルに移送するステップと、
    を備える方法。
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