專利名稱：多方向微流體裝置和方法
多方向微流體裝置和方法相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用根據(jù)35 U. S. C. § 119 (e)，本申請(qǐng)要求2009年5月19日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?61/179,649的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)和2009年11月2日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?1/257，361的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的申請(qǐng)日的優(yōu)先權(quán)，這些申請(qǐng)經(jīng)引用引用全部并入本文。政府支持的引用本發(fā)明是在國(guó)家衛(wèi)生研究院的基金的部分政府支持下做出的，基金號(hào)為NIDCR 5U01DE014961。政府對(duì)本發(fā)明享有一定權(quán)利。
背景技術(shù)：
可以使用各種分析技術(shù)來檢測(cè)給定樣品中的特定分析物。例如，Western印跡法通過使用凝膠電泳分離樣品中的蛋白質(zhì)然后通過用對(duì)目標(biāo)蛋白特定的抗體探測(cè)可以用于檢測(cè)樣品中的蛋白質(zhì)。Southern印跡法結(jié)合了電泳分離的DNA片段到濾膜的轉(zhuǎn)移和通過探針雜交的后續(xù)片段檢測(cè)。Northern印跡法涉及使用電泳根據(jù)尺寸分離RNA樣品以及用與部分或全部目標(biāo)序列互補(bǔ)的雜交探針檢測(cè)。Eastern印跡法通過分析電泳分離的轉(zhuǎn)移修飾后的蛋白質(zhì)能夠用于檢測(cè)轉(zhuǎn)移修飾后的蛋白質(zhì)，所述轉(zhuǎn)移修飾使用針對(duì)脂類、糖類、磷酸化或任何其他蛋白質(zhì)修飾特定的探針。Far-Western印跡法與狗計(jì)吐11印跡法類似，但是使用非抗體蛋白質(zhì)結(jié)合所關(guān)注的蛋白質(zhì)，并因此能夠用于檢測(cè)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用。Souttwest 印跡法是能夠用于檢測(cè)DNA結(jié)合蛋白質(zhì)的技術(shù)，其通過使用凝膠電泳分離樣品中的蛋白質(zhì)然后用基因組DNA片段探測(cè)。如上所述，傳統(tǒng)印跡技術(shù)可能達(dá)不到需要高效樣品分析或在資源匱乏的環(huán)境下操作的應(yīng)用性能要求。印跡技術(shù)可能需要由受過培訓(xùn)的技師進(jìn)行的勞動(dòng)密集、耗時(shí)、多步驟程序，并因此可能不適用于在臨床環(huán)境中使用。

發(fā)明內(nèi)容
提供多方向微流體裝置及其使用方法。本發(fā)明的方面包括被配置為使樣品經(jīng)歷兩個(gè)或多個(gè)在方向上不同的流動(dòng)場(chǎng)并且包括分離介質(zhì)和結(jié)合介質(zhì)的微流體裝置，其中所述結(jié)合介質(zhì)與所述分離介質(zhì)液體連通。還提供使用所述裝置的方法以及包括所述裝置的系統(tǒng)和試劑盒。所述裝置、系統(tǒng)和方法可用于各種不同的應(yīng)用，包括診斷和驗(yàn)證分析。


圖IA示出了傳統(tǒng)免疫印記程序的示意圖。圖IB示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案檢測(cè)樣品中分析物存在的方法的示意圖。圖IC示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的微流體裝置的示意圖以及微流體裝置中結(jié)合介質(zhì)的明場(chǎng)和熒光圖像。圖2示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的在將分離的樣品轉(zhuǎn)移至結(jié)合介質(zhì)之前(圖 2A)和之后(圖2B)的蛋白質(zhì)的電泳圖。圖3示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的使用陽(yáng)性和陰性蛋白對(duì)照檢測(cè)分析特異性的實(shí)驗(yàn)的熒光圖像。圖像示出了與通道內(nèi)抗體功能化的膜結(jié)合的蛋白質(zhì)的熒光。圖4A示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的與微流體裝置中的抗體功能化的結(jié)合介質(zhì)結(jié)合的蛋白質(zhì)的劑量響應(yīng)熒光圖像。圖4B示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的針對(duì)與結(jié)合介質(zhì)結(jié)合的分析物的熒光信號(hào)對(duì)蛋白質(zhì)濃度的圖。圖5A示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的包括分離介質(zhì)的微流體裝置的示意圖。 圖5B示出了使用根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的微流體裝置的寬分子范圍蛋白梯的高分辨電泳分析。圖6示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的8%總丙烯酰胺凝膠(上圖)和4%總丙烯酰胺凝膠(下圖)的5個(gè)低分子量蛋白質(zhì)的電泳圖。圖7A示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的微流體裝置的示意圖。圖7B示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的樣品中分析物的分離、轉(zhuǎn)移和檢測(cè)。圖8示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的針對(duì)樣品中多個(gè)分析物的多元分析配置的微流體裝置的示意圖。圖9A示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的包括分離介質(zhì)上游的濃縮介質(zhì)的微流體裝置的示意圖和圖像(插圖)。圖9B示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的通過包括分離介質(zhì)上游的濃縮介質(zhì)的微流體裝置的樣品的電泳運(yùn)動(dòng)的圖像。圖10示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的將所關(guān)注的分析物從第一微流體通道選擇性轉(zhuǎn)移至第二微流體通道的圖像。圖11示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的結(jié)合介質(zhì)的示意圖和暴露于陰性和陽(yáng)性對(duì)照的結(jié)合介質(zhì)的圖像。圖12A示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的包括容納加載介質(zhì)、分離介質(zhì)和結(jié)合介質(zhì)的腔室(插圖)的微流體裝置的明場(chǎng)圖像。圖12B示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的腔室的圖像。圖12C示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的包括腔室的微流體裝置的示意圖。圖 12D示出了根據(jù)本說明書的覆蓋有樣品中分析物的分離、轉(zhuǎn)移和檢測(cè)的示意圖的圖像。圖13示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的在微流體裝置中分離蛋白梯的圖像和曲線圖。圖14A示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的使用微流體裝置分離熒光標(biāo)記的蛋白質(zhì)的圖像。圖14B示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的在微流體裝置中將熒光標(biāo)記的蛋白質(zhì)從分離介質(zhì)轉(zhuǎn)移到結(jié)合介質(zhì)的圖像。圖15A至圖15D示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的針對(duì)微流體裝置的模擬電場(chǎng)分布的圖像。圖15E至圖15F示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的測(cè)試施加的電場(chǎng)的均勻性的微流體裝置的圖像。圖16示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的在具有和不具有電壓整形的情況下通過微流體裝置的樣品的電動(dòng)運(yùn)動(dòng)的CCD圖像。圖17示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的覆蓋有樣品中多個(gè)分析物的分離、轉(zhuǎn)移和檢測(cè)的示意圖的圖像。圖18示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的樣品中多個(gè)分析物的分離、轉(zhuǎn)移和檢測(cè)的圖像。圖19示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的樣品中分析物的分離、轉(zhuǎn)移和檢測(cè)對(duì)陰性對(duì)照的圖像。圖20示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的樣品中多個(gè)分析物的多元檢測(cè)的圖像。圖21示出了根據(jù)本說明書的實(shí)施方案的抗原捕獲效率對(duì)結(jié)合介質(zhì)寬度(ym)的曲線圖。
具體實(shí)施例方式提供多方向微流體裝置及其使用方法。本發(fā)明的方面包括被配置為使樣品受兩個(gè)或多個(gè)方向上的不同電場(chǎng)作用并且包括分離介質(zhì)和結(jié)合介質(zhì)的微流體裝置，其中所述結(jié)合介質(zhì)與所述分離介質(zhì)液體連通。還提供使用所述裝置的方法以及包括所述裝置的系統(tǒng)和試劑盒。所述裝置、系統(tǒng)和方法可用于各種不同的應(yīng)用，包括診斷和驗(yàn)證分析。本說明書的方面包括用于檢測(cè)液體樣品中的分析物并且被配置成使樣品經(jīng)歷在兩個(gè)或多個(gè)方向上不同流動(dòng)場(chǎng)的微流體裝置，其中所述微流體裝置包括具有分離流動(dòng)路徑的分離介質(zhì)，所述分離流動(dòng)路徑具有第一方向軸；以及具有標(biāo)記流動(dòng)路徑的結(jié)合介質(zhì)，所述標(biāo)記流動(dòng)路徑具有第二方向軸，其中所述結(jié)合介質(zhì)與所述分離介質(zhì)液體連通。在某些實(shí)施方案中，所述分離介質(zhì)包括聚合物凝膠。在某些情況下，所述結(jié)合介質(zhì)包括穩(wěn)定地與支撐體結(jié)合的結(jié)合構(gòu)件。在某些情況下，所述支撐體包括膜。在某些情況下， 所述支撐體包括聚合物凝膠。所述微流體裝置的某些實(shí)施方案包括結(jié)合構(gòu)件，所述結(jié)合構(gòu)件包括蛋白質(zhì)或其結(jié)合片段。例如，所述蛋白質(zhì)可以是抗體。在某些情況下，所述分析物包括熒光標(biāo)記。在某些實(shí)施方案中，所述第二方向軸與所述第一方向軸正交。在某些情況下，所述微流體裝置包括容納所述分離介質(zhì)和所述結(jié)合介質(zhì)的腔室。本說明書的方面還包括檢測(cè)液體樣品中的分析物的方法。所述方法包括將液體樣品引入微流體裝置中，所述微流體裝置被配置為使樣品經(jīng)歷在兩個(gè)或多個(gè)方向上不同的流動(dòng)場(chǎng)；使樣品通過分離介質(zhì)以產(chǎn)生分離的樣品；以及檢測(cè)分離的樣品中的分析物。如上所述，所述微流體裝置包括具有分離流動(dòng)路徑的分離介質(zhì)，所述分離流動(dòng)路徑具有第一方向軸；以及具有標(biāo)記流動(dòng)路徑的結(jié)合介質(zhì)，所述標(biāo)記流動(dòng)路徑具有第二方向軸，其中所述結(jié)合介質(zhì)與所述分離介質(zhì)液體聯(lián)通。在某些實(shí)施方案中，所述方法包括將分離的樣品轉(zhuǎn)移到所述結(jié)合介質(zhì)。在其他實(shí)施方案中，所述方法包括將結(jié)合構(gòu)件轉(zhuǎn)移到分離的樣品。在某些情況下，所述方法還包括在使樣品通過所述分離介質(zhì)以制備分離的樣品之前濃縮所述樣品。本方法的實(shí)施方案包括所述方法為診斷方法。另外，在某些情況下，所述方法為驗(yàn)證方法。本說明書的方面還包括用于檢測(cè)液體樣品中分析物的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括本文所述的微流體裝置和檢測(cè)器。如上所述，微流體裝置被配置為使樣品經(jīng)歷兩個(gè)或多個(gè)在方向上不同的流動(dòng)場(chǎng)，其中所述微流體裝置包括具有分離流動(dòng)路徑的分離介質(zhì)，所述分離流動(dòng)路徑具有第一方向軸；和具有標(biāo)記流動(dòng)路徑的結(jié)合介質(zhì)，所述標(biāo)記流動(dòng)路徑具有第二方向軸，其中所述結(jié)合介質(zhì)與所述分離介質(zhì)液體連通。在某些實(shí)施方案中，所述檢測(cè)器為光電倍增管(PMT)、電荷耦合裝置(CXD)、增強(qiáng)型電荷耦合裝置(ICXD)、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CM0Q傳感器、目視比色讀出器(visual
6colorimetric readout)或光電二極管。在某些情況下，所述系統(tǒng)還包括被配置為引導(dǎo)液體通過微流體裝置的微流體部件。本說明書的方面還包括試劑盒，所述試劑盒包括本文所述的微流體裝置和緩沖液。如上所述，所述微流體裝置包括具有分離流動(dòng)路徑的分離介質(zhì)，所述分離流動(dòng)路徑具有第一方向軸；和具有標(biāo)記流動(dòng)路徑的結(jié)合介質(zhì)，所述標(biāo)記流動(dòng)路徑具有第二方向軸，其中所述結(jié)合介質(zhì)與所述分離介質(zhì)液體連通。下面，首先更詳細(xì)地描述本發(fā)明的微流體裝置。還公開了使用本發(fā)明的微流體裝置的檢測(cè)液體樣品中分析物的方法。另外，還描述包括本發(fā)明的微流體裝置的系統(tǒng)和試劑
品.ο微流體裝置本說明書的實(shí)施方案包括多方向微流體裝置。“多方向的”是指多于1個(gè)方向，例如兩個(gè)或多個(gè)方向，三個(gè)或多個(gè)方向，四個(gè)或多個(gè)方向，等等。在某些實(shí)施方案中，在一個(gè)平面中包括兩個(gè)或多個(gè)方向，以使所述兩個(gè)或多個(gè)方向是共平面的。在某些情況下，所述兩個(gè)或多個(gè)方向不是共平面的，以使兩個(gè)方向包括在不同的、相交的平面中。在這些情況下，所述兩個(gè)或多個(gè)方向可以是多方向的。“多維的”是指多于一維，例如二維的、三維的，等等。 多維的方向可以占據(jù)三維空間的區(qū)域。例如，非共平面的兩個(gè)方向可以各自包括在不同的、 相交的平面中，以使包括所述兩個(gè)方向的相交的平面占據(jù)三維空間的區(qū)域。在某些實(shí)施方案中，所述微流體裝置被配置為在多于一個(gè)方向(例如所述微流體裝置為多方向的)上引導(dǎo)液體，如兩個(gè)或多個(gè)方向，三個(gè)或多個(gè)方向，四個(gè)或多個(gè)方向，等等。例如，所述微流體裝置可以被配置為在兩個(gè)方向、三個(gè)方向、四個(gè)方向等上引導(dǎo)液體。在某些情況下，微流體裝置為多維的。例如，微流體裝置可以被配置為在兩個(gè)或多個(gè)方向上引導(dǎo)液體，其中所述兩個(gè)或多個(gè)方向不是共平面的，以使所述兩個(gè)或多個(gè)方向包括在兩個(gè)或多個(gè)不同的、相交的平面中。在這些情況下，包括兩個(gè)或多個(gè)方向的相交平面可以占據(jù)三維空間的區(qū)域。例如，微流體裝置可以包括在基板中，以使微流體裝置為平面的。微流體裝置可以被配置為在該平面內(nèi)沿著多個(gè)方向引導(dǎo)液體。在某些實(shí)施方案中，微流體裝置被配置為以多個(gè)維度引導(dǎo)液體，例如三維。例如，微流體裝置可以被配置為沿著相同平面內(nèi)的多個(gè)方向引導(dǎo)液體，以及沿著非共面的方向引導(dǎo)液體，以使微流體裝置被配置為三維微流體裝置。在某些實(shí)施方案中，微流體裝置包括分離介質(zhì)。分離介質(zhì)可以被配置為將樣品中的分析物彼此分離。在某些情況下，分離介質(zhì)被配置為根據(jù)分析物的物理性質(zhì)分離樣品中的分析物。例如，分離介質(zhì)可以被配置為根據(jù)分析物的分子量、尺寸、電荷(例如荷質(zhì)比)、 等電點(diǎn)等分離分析物。在某些情況下，分離介質(zhì)被配置為根據(jù)分析物的分子量分離樣品中的分析物。在某些情況下，分離介質(zhì)被配置為根據(jù)分析物的等電點(diǎn)(例如等電點(diǎn)聚焦)分離樣品中的分析物。分離介質(zhì)可以被配置為將樣品中的分析物分離成分析物的不同的可檢測(cè)帶?！皫А笔侵覆煌目蓹z測(cè)區(qū)域，在所述區(qū)域中分析物的濃度明顯高于周圍區(qū)域。分析物的每個(gè)帶可以包括單一分析物或若干分析物，其中分析物的單一帶中的每種分析物具有基本相似的上述物理性質(zhì)。在某些實(shí)施方案中，分離介質(zhì)被配置為在樣品穿過分離介質(zhì)時(shí)分離樣品中的分析物。在某些情況下，分離介質(zhì)被配置為當(dāng)樣品流過分離介質(zhì)時(shí)分離樣品中的分析物。分離介質(zhì)的方面包括分離介質(zhì)具有流動(dòng)路徑，所述流動(dòng)路徑具有方向軸?！傲鲃?dòng)路徑”是指液體樣品在其運(yùn)動(dòng)時(shí)經(jīng)過的方向。在某些情況下，流動(dòng)路徑為當(dāng)樣品穿過如分離介質(zhì)、結(jié)合介質(zhì)等介質(zhì)時(shí)樣品穿過的方向。如以上指出的，分離介質(zhì)可以具有流動(dòng)路徑，所述流動(dòng)路徑具有方向軸。在某些實(shí)施方案中，分離流動(dòng)路徑的方向軸與分離介質(zhì)的長(zhǎng)度對(duì)準(zhǔn)。在這些實(shí)施方案中，樣品沿著分離介質(zhì)的分離流動(dòng)路徑的方向穿過分離介質(zhì)(例如，樣品可以沿著分離介質(zhì)的長(zhǎng)度穿過分離介質(zhì))。在某些情況下，分離介質(zhì)的長(zhǎng)度大于分離介質(zhì)的寬度，例如為分離介質(zhì)寬度的2倍、3倍、4倍、5倍、10倍、20倍、50倍、100倍等。在某些情況下，分離介質(zhì)的分離流動(dòng)路徑通過通道如微流體通道限定。分離介質(zhì)可以包括在微流體通道中，以使在樣品流經(jīng)微流體通道時(shí)樣品穿過分離介質(zhì)。在某些實(shí)施方案中，分離介質(zhì)包括聚合物，如聚合物凝膠。聚合物凝膠可以是適用于凝膠電泳的凝膠。聚合物凝膠可以包括，但不限于，聚丙烯酰胺凝膠、瓊脂糖凝膠等。分離介質(zhì)的分離度可能取決于各種因素，例如，但不限于，孔徑、總聚合物含量(例如總丙烯酰胺含量)、交聯(lián)劑濃度、施加的電場(chǎng)、分析時(shí)間等。例如，分離介質(zhì)的分離度可能取決于分離介質(zhì)的孔徑。在某些情況下，孔徑取決于分離介質(zhì)的總聚合物含量和/或分離介質(zhì)中交聯(lián)劑的濃度。在某些情況下，分離介質(zhì)被配置為解析分子量差小于或等于10，OOODa的分析物，例如小于或等于7，OOODa,包括小于或等于5，OOODa,或小于或等于2，OOODa,或小于或等于1，OOODa，例如小于或等于500Da，或小于或等于lOODa。在某些情況下，分離介質(zhì)可以包括聚丙烯酰胺凝膠，所述聚丙烯酰胺凝膠具有至20%的總丙烯酰胺含量，例如3%至 15%，包括 5%至 10%。在某些情況下，微流體裝置包括位于分離介質(zhì)上游的濃縮介質(zhì)?！吧嫌巍笔侵缚拷后w流的源。濃縮介質(zhì)可以被配置為在樣品接觸分離介質(zhì)之前濃縮樣品。濃縮介質(zhì)可以包括聚合物凝膠，如具有小孔徑的聚合物凝膠。例如，濃縮介質(zhì)可以包括聚丙烯酰胺凝膠，所述聚丙烯酰胺凝膠具有5 %至10 %的總丙烯酰胺含量，例如5 %至9 %，包括5 %至8 %，或 5%至7%。在某些情況下，濃縮介質(zhì)具有6%的總聚丙烯酰胺含量。在某些實(shí)施方案中，濃縮介質(zhì)包括膜，如尺寸排阻膜。濃縮介質(zhì)的小孔徑可以減慢樣品通過濃縮介質(zhì)的電泳運(yùn)動(dòng)， 從而在樣品接觸分離介質(zhì)之前將其濃縮。在某些情況下，濃縮膜被配置為將樣品濃度提高到2倍或更多，4倍或更多，10倍或更多，25倍或更多，50倍或更多，100倍或更多，500倍或更多，1000倍或更多，2500倍或更多，等等。在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明的微流體裝置包括位于分離介質(zhì)下游的結(jié)合介質(zhì)。“下游”是指位于液體流的源的遠(yuǎn)端。結(jié)合介質(zhì)可以具有標(biāo)記流動(dòng)路徑，所述標(biāo)記流動(dòng)路徑具有方向軸。在某些情況下，標(biāo)記流動(dòng)路徑為樣品或分析物穿過結(jié)合介質(zhì)時(shí)樣品經(jīng)過的方向。 樣品或分析物可以沿著結(jié)合介質(zhì)的標(biāo)記流動(dòng)路徑的方向穿過結(jié)合介質(zhì)(例如，樣品可以沿著結(jié)合介質(zhì)的方向軸穿過分離介質(zhì))。結(jié)合介質(zhì)可以具有與分離介質(zhì)的方向軸相同或不同的方向軸。例如分離介質(zhì)可以具有第一方向軸，而結(jié)合介質(zhì)可以具有第二方向軸。第一方向軸可以沿著與第二方向軸相同的方向排列。在某些情況下，第一方向軸沿著與第二方向軸不同的方向排列。在第一方向軸沿著與第二方向軸不同的方向排列的情況下，微流體裝置為上述多維(例如多方向)微流體裝置。例如，第二方向軸可以與第一方向軸呈小于或等于180度的角度，例如與第一方向軸呈小于或等于150度，小于或等于135度，包括小于或等于120度，小于或等于90度，小于或等于60度，小于或等于45度，或小于或等于30度的角度。在某些實(shí)施方案中，第二方向軸與第一方向軸正交。在某些情況下，結(jié)合介質(zhì)包括聚合物，例如聚合物凝膠或聚合物單塊。單塊是指單一連續(xù)結(jié)構(gòu)。單塊可以包括具有相同物理化學(xué)組成的單一區(qū)域，或者可以包括在其物理和化學(xué)組成方面不同的兩個(gè)或多個(gè)區(qū)域。聚合物凝膠可以是適用于凝膠電泳的凝膠。聚合物凝膠可以包括，但不限于，聚丙烯酰胺凝膠、瓊脂糖凝膠等。在某些情況下，結(jié)合介質(zhì)可以包括聚丙烯酰胺凝膠，所述聚丙烯酰胺凝膠具有至20%的總丙烯酰胺含量，例如3%至 15%，包括5%至10%。聚合物單塊可以是適用于色譜法的單塊。聚合物單塊可以包括，但不限于，丙烯酸酯聚合物、烷基丙烯酸酯聚合物、烷基丙烯酸烷基酯聚合物、其共聚物等。在某些情況下，結(jié)合介質(zhì)包括膜。膜可以包括硝化纖維素膜、聚合物膜等。在某些情況下，結(jié)合介質(zhì)包括珠粒。珠?？梢园ㄏ趸w維素珠粒、聚合物珠粒、其組合等。在某些實(shí)施方案中，結(jié)合介質(zhì)可以被配置為結(jié)合并固定所關(guān)注的分析物。在某些情況下，與結(jié)合介質(zhì)結(jié)合的分析物有利于分析物的檢測(cè)。例如，結(jié)合介質(zhì)可以包括與支撐體穩(wěn)定地締合的結(jié)合膜?！胺€(wěn)定地締合”是指在標(biāo)準(zhǔn)條件下一部分與另一部分或結(jié)構(gòu)結(jié)合或以其他方式締合。在某些情況下，支撐體為上述聚合物凝膠或膜。鍵可以包括共價(jià)鍵和非共價(jià)相互作用，例如，但不限于，離子鍵、疏水作用、氫鍵、范德華力(例如倫敦色散力)、偶極偶極相互作用等。在某些實(shí)施方案中，結(jié)合構(gòu)件可以與支撐體共價(jià)地結(jié)合，如與支撐體交聯(lián)或共聚。結(jié)合構(gòu)件與支撐體之間的共價(jià)鍵包括涉及反應(yīng)性基團(tuán)的共價(jià)鍵，所述反應(yīng)性基團(tuán)例如但不限于以下基團(tuán)戊二醛，其利用雙官能連接劑戊二醛與結(jié)合構(gòu)件和支撐體的氨基/酰胺基形成共價(jià)鍵；甲基丙烯酸縮水甘油酯，其利用與結(jié)合構(gòu)件共價(jià)結(jié)合的縮水甘油基官能團(tuán)(即環(huán)氧官能團(tuán))和與支撐體結(jié)合的丙烯酸酯基團(tuán)；4-硝基苯基甲基丙烯酸酯， 其能夠用于酰化結(jié)合構(gòu)件的氨基從而與支撐體共價(jià)結(jié)合；N-羥基琥珀酰亞胺基丙烯酸酯 (NHS-丙烯酸酯)，其利用N-羥基琥珀酰亞胺基與結(jié)合構(gòu)件上的氨基相互作用從而合并到支撐體中。結(jié)合構(gòu)件可以是特定地結(jié)合目標(biāo)的蛋白質(zhì)或核酸序列或生物大分子(例如所關(guān)注的分析物)的任何分子。根據(jù)分析物的性質(zhì)，結(jié)合構(gòu)件可以為但不限于(a)用于檢測(cè)核酸的與目標(biāo)DNA或RNA序列的獨(dú)特區(qū)域互補(bǔ)的DNA單鏈；(b)用于檢測(cè)蛋白質(zhì)和肽的針對(duì)肽分析物的表位的抗體；(c)任何識(shí)別分子，如特定的結(jié)合對(duì)的構(gòu)件。例如，合適的特定結(jié)合對(duì)包括但不限于受體/配體對(duì)的構(gòu)件；受體的配體-結(jié)合部分；抗體/抗原對(duì)的構(gòu)件；抗體的抗原-結(jié)合片段；半抗原；凝集素/碳水化合物對(duì)的構(gòu)件；酶/底物對(duì)的構(gòu)件；生物素 /抗生物素蛋白；生物素/鏈霉親合素；異羥基洋地黃毒苷原/異羥基洋地黃毒苷抗體；DNA 或RNA適配體結(jié)合對(duì)的構(gòu)件；肽適配體結(jié)合對(duì)的構(gòu)件；等等。在某些實(shí)施方案中，結(jié)合構(gòu)件包括抗體。結(jié)合構(gòu)件抗體可以特定地與所關(guān)注的分析物結(jié)合。在某些情況下，如上所述，結(jié)合構(gòu)件與支撐體穩(wěn)定地締合。支撐體-結(jié)合的結(jié)合構(gòu)件可以被配置為特定地與所關(guān)注的分析物結(jié)合。這樣，將所關(guān)注的分析物與支撐體-結(jié)合的結(jié)合構(gòu)件特定地結(jié)合可以間接地將所關(guān)注的分析物與支撐體結(jié)合。將所關(guān)注的分析物與支撐體結(jié)合可以使分析物與支撐體穩(wěn)定地締合，并由此有利于檢測(cè)所關(guān)注的分析物。在某些實(shí)施方案中，兩個(gè)或多個(gè)不同的結(jié)合構(gòu)件與結(jié)合介質(zhì)穩(wěn)定地締合。所述兩個(gè)或多個(gè)不同的結(jié)合構(gòu)件可以特定地與相同或不同的分析物結(jié)合。在某些情況下，所述兩個(gè)或多個(gè)不同的結(jié)合構(gòu)件可以特定地與相同的分析物結(jié)合。例如，所述兩個(gè)或多個(gè)不同的結(jié)合構(gòu)件可以包括對(duì)相同分析物上不同表位特異的不同的抗體。在其他情況下，所述兩個(gè)或多個(gè)不同的結(jié)合構(gòu)件可以特定地與不同分析物結(jié)合。例如，所述兩個(gè)或多個(gè)結(jié)合構(gòu)件可以包括對(duì)不同分析物上的表位特異的不同抗體。微流體裝置的方面包括分離介質(zhì)與結(jié)合介質(zhì)液體連通的實(shí)施方案。在某些實(shí)施方案中，結(jié)合介質(zhì)被布置在分離介質(zhì)的下游。微流體裝置可以被配置為首先引導(dǎo)樣品通過分離介質(zhì)以制備分離的樣品。在某些情況下，分離介質(zhì)與結(jié)合介質(zhì)彼此液體連通但是彼此不直接物理接觸。例如，分離介質(zhì)可以與通道或其他介質(zhì)液體連通，所述通道或其他介質(zhì)反過來與結(jié)合介質(zhì)液體連通。在某些實(shí)施方案中，微流體裝置被配置為使分離介質(zhì)與結(jié)合介質(zhì)互相直接液體連通。例如，分離介質(zhì)可以與結(jié)合介質(zhì)直接接觸。在某些情況下，分離介質(zhì)與結(jié)合介質(zhì)彼此結(jié)合，例如共聚。分離介質(zhì)與結(jié)合介質(zhì)直接液體連通的實(shí)施方案可以有利于組成部分(moieties)從分離介質(zhì)向結(jié)合介質(zhì)的轉(zhuǎn)移或組成部分從結(jié)合介質(zhì)向分離介質(zhì)的轉(zhuǎn)移而具有最小的組成部分損失。在某些情況下，微流體裝置被配置為使組成部分定量地從一種介質(zhì)向另一種介質(zhì)轉(zhuǎn)移(例如從分離介質(zhì)向結(jié)合介質(zhì)，或從結(jié)合介質(zhì)向分離介質(zhì))。在某些實(shí)施方案中，微流體裝置被配置為弓丨導(dǎo)被分離的樣品通過結(jié)合介質(zhì)。在某些情況下，微流體裝置被配置為使樣品或分析物從分離介質(zhì)穿過到達(dá)中間通道或介質(zhì)，然后穿過結(jié)合介質(zhì)。在其他情況下，微流體裝置被配置為使分離介質(zhì)和結(jié)合介質(zhì)彼此直接液體連通，以使樣品或分析物能夠直接穿過分離介質(zhì)到達(dá)結(jié)合介質(zhì)。如上所述，結(jié)合介質(zhì)可以包括結(jié)合構(gòu)件，為了檢測(cè)被分離的樣品中所關(guān)注的分析物，所述結(jié)合構(gòu)件被配置為與分析物結(jié)合。在某些情況下，結(jié)合介質(zhì)包括未與結(jié)合介質(zhì)結(jié)合的結(jié)合構(gòu)件。例如，結(jié)合介質(zhì)可以包括混懸或溶解在液體如緩沖液中的結(jié)合構(gòu)件。在這些情況下，裝置被配置為從結(jié)合介質(zhì)向分離介質(zhì)引導(dǎo)結(jié)合構(gòu)件。例如，裝置可以被配置為從結(jié)合介質(zhì)向分離介質(zhì)的分離路徑引導(dǎo)結(jié)合構(gòu)件。如上所述，為了檢測(cè)被分離的樣品中所關(guān)注的分析物，結(jié)合構(gòu)件可以被配置為與分析物結(jié)合。在某些情況下，微流體裝置被配置為使結(jié)合構(gòu)件穿過結(jié)合介質(zhì)到達(dá)中間通道或介質(zhì)然后穿過分離介質(zhì)。在其他情況下，微流體期間被配置為使結(jié)合介質(zhì)與分離介質(zhì)彼此直接液體連通，以使結(jié)合構(gòu)件能夠直接穿過結(jié)合介質(zhì)到達(dá)分離介質(zhì)。在某些情況下，微流體裝置被配置為使樣品經(jīng)歷兩個(gè)或多個(gè)在方向上不同的流動(dòng)場(chǎng)?！傲鲃?dòng)場(chǎng)”是指這樣的區(qū)域，即在所述區(qū)域中組成部分沿著基本相同的方向穿過該區(qū)域。 例如，流動(dòng)場(chǎng)可以包括這樣的區(qū)域，在所述區(qū)域中移動(dòng)的組成部分沿著基本相同的方向運(yùn)動(dòng)通過介質(zhì)。流動(dòng)場(chǎng)可以包括介質(zhì)，如分離介質(zhì)、結(jié)合介質(zhì)、加載介質(zhì)等，其中，組成部分，如緩沖液、分析物、試劑等，沿著基本相同的方向運(yùn)動(dòng)通過介質(zhì)。流動(dòng)場(chǎng)可以通過施加的電場(chǎng)、 壓力差、電滲等來誘導(dǎo)。在某些實(shí)施方案中，兩個(gè)或多個(gè)流動(dòng)場(chǎng)可以是方向不同的。例如， 第一流動(dòng)場(chǎng)可以與分離介質(zhì)的分離流動(dòng)路徑的方向軸一致。第一流動(dòng)場(chǎng)可以被配置為引導(dǎo)樣品或分析物沿著分離流動(dòng)路徑通過分離介質(zhì)。第二流動(dòng)場(chǎng)可以與結(jié)合介質(zhì)的標(biāo)記流動(dòng)路徑的方向軸一致。在某些情況下，第二流動(dòng)場(chǎng)被配置為引導(dǎo)樣品或分析物沿著標(biāo)記流動(dòng)路徑通過結(jié)合介質(zhì)。第二流動(dòng)場(chǎng)可以被配置為引導(dǎo)樣品或分析物通過結(jié)合介質(zhì)，以使所關(guān)注的分析物與其特定的結(jié)合構(gòu)件接觸。在某些情況下，第二流動(dòng)場(chǎng)被配置為引導(dǎo)結(jié)合構(gòu)件沿著標(biāo)記流動(dòng)路徑通過結(jié)合介質(zhì)。第二流動(dòng)場(chǎng)可以被配置為引導(dǎo)結(jié)合構(gòu)件通過結(jié)合介質(zhì)，以使結(jié)合構(gòu)件與其特定的所關(guān)注的分析物接觸。如上所述，在某些情況下，標(biāo)記流動(dòng)路徑的方
10向軸與分離流動(dòng)路徑的方向軸正交。在這些情況下，第二流動(dòng)場(chǎng)可以與第一流動(dòng)場(chǎng)正交。在某些實(shí)施方案中，微流體裝置被配置為使樣品經(jīng)歷兩個(gè)或多個(gè)在方向上不同的電場(chǎng)。電場(chǎng)可以有利于樣品通過微流體裝置的運(yùn)動(dòng)(例如樣品從微流體裝置的一個(gè)區(qū)域電動(dòng)移動(dòng)至微流體裝置的另一個(gè)區(qū)域)。如上所述，電場(chǎng)還可以促進(jìn)用電泳(例如聚丙烯酰胺凝膠電泳(PAGE))分離樣品中的分析物。例如，電場(chǎng)可以被配置為引導(dǎo)樣品中的分析物通過微流體裝置的分離介質(zhì)。電場(chǎng)可以被配置為促進(jìn)根據(jù)分析物的物理性質(zhì)分離樣品中的分析物。例如，電場(chǎng)可以被配置為促進(jìn)根據(jù)分析物的分子量、尺寸、電荷(例如荷質(zhì)比)、等電點(diǎn)等分離分析物。在某些情況下，電場(chǎng)被配置為促進(jìn)根據(jù)分析物的分子量分離樣品中的分析物。在某些情況下，電場(chǎng)被配置為促進(jìn)根據(jù)分析物的等電點(diǎn)分離樣品中的分析物。在某些實(shí)施方案中，兩個(gè)或多個(gè)電場(chǎng)可以是在方向上不同的。例如，第一電場(chǎng)可以與分離介質(zhì)的分離流動(dòng)路徑的方向軸對(duì)準(zhǔn)。第一電場(chǎng)可以被配置為引導(dǎo)樣品或分析物沿著分離流動(dòng)路徑通過分離介質(zhì)。第二電場(chǎng)可以與結(jié)合介質(zhì)的標(biāo)記流動(dòng)路徑對(duì)準(zhǔn)。在某些情況下，第二電場(chǎng)被配置為引導(dǎo)樣品或分析物沿著標(biāo)記流動(dòng)路徑通過結(jié)合介質(zhì)。第二電場(chǎng)可以被配置為引導(dǎo)樣品或分析物通過結(jié)合介質(zhì)，以使所關(guān)注的分析物與其特定的結(jié)合構(gòu)件接觸。在某些情況下，第二電場(chǎng)被配置為引導(dǎo)結(jié)合構(gòu)件沿著標(biāo)記流動(dòng)路徑通過結(jié)合介質(zhì)。第二電場(chǎng)可以被配置為引導(dǎo)結(jié)合構(gòu)件通過結(jié)合介質(zhì)，以使結(jié)合構(gòu)件接觸其特定的所關(guān)注的分析物。如上所述，在某些情況下，標(biāo)記流動(dòng)路徑的方向軸與分離流動(dòng)路徑的方向軸正交。在這些情況下，第二電場(chǎng)可以與第一電場(chǎng)正交。在某些實(shí)施方案中，微流體裝置包括被配置為產(chǎn)生電場(chǎng)的一個(gè)或多個(gè)電場(chǎng)發(fā)生器。電場(chǎng)發(fā)生器可以被配置為對(duì)微流體裝置的不同區(qū)域施加電場(chǎng)，所述不同區(qū)域諸如分離介質(zhì)、結(jié)合介質(zhì)、加載介質(zhì)等中的一個(gè)或多個(gè)。電場(chǎng)發(fā)生器可以被配置為通過微流體裝置中的各種介質(zhì)電動(dòng)地傳輸樣品中的分析物和組成部分。在某些情況下，電場(chǎng)發(fā)生器可以靠近微流體裝置，如布置在微流體裝置上。在某些情況下，電場(chǎng)發(fā)生器位于離微流體裝置一段距離。例如，電場(chǎng)發(fā)生器可以包括在檢測(cè)分析物的系統(tǒng)中，下面將更詳細(xì)地描述所述系統(tǒng)。微流體裝置的方面包括轉(zhuǎn)移流動(dòng)路徑。轉(zhuǎn)移流動(dòng)路徑可以與結(jié)合介質(zhì)的標(biāo)記流動(dòng)路徑液體連通。例如，轉(zhuǎn)移流動(dòng)路徑可以位于結(jié)合流動(dòng)路徑的下游。如上所述，結(jié)合介質(zhì)可以包括特定地結(jié)合所關(guān)注的分析物的結(jié)合構(gòu)件。不關(guān)注的組成部分不被結(jié)合構(gòu)件結(jié)合并且可以穿過結(jié)合介質(zhì)而不與結(jié)合構(gòu)件結(jié)合。在某些實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)移流動(dòng)路徑被配置為引導(dǎo)不關(guān)注的組成部分離開結(jié)合介質(zhì)。例如，轉(zhuǎn)移流動(dòng)路徑可以被配置為將穿過結(jié)合介質(zhì)而未與結(jié)合構(gòu)件結(jié)合的不關(guān)注的組成部分引導(dǎo)出結(jié)合介質(zhì)。在某些實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)移流動(dòng)路徑被配置為引導(dǎo)組成部分通過結(jié)合介質(zhì)或在結(jié)合介質(zhì)中進(jìn)行化學(xué)或物理處理。例如，可以使解析的分析物通過化學(xué)變性劑、重折疊(refolding)化合物、洗滌劑等。在某些情況下，轉(zhuǎn)移流動(dòng)路徑的下游端與廢物儲(chǔ)存器液體連通，以使轉(zhuǎn)移流動(dòng)路徑被配置為將不關(guān)注的組成部分引導(dǎo)至廢物存儲(chǔ)器。在某些情況下，轉(zhuǎn)移流動(dòng)路徑的下游端與二級(jí)分析裝置液體連通，以使轉(zhuǎn)移流動(dòng)路徑被配置為將通過結(jié)合介質(zhì)而未與結(jié)合構(gòu)件結(jié)合的組成部分引導(dǎo)至二級(jí)分析裝置用于所述組成部分的進(jìn)一步表征。二級(jí)分析裝置可以包括但不限于UV光譜儀和頂光譜儀、質(zhì)譜儀、HPLC、親和力分析裝置等。在某些情況下，二級(jí)分析裝置被包括在與微流體裝置相同的基板上。在這些實(shí)施方案中，可以在單一基板上提供微流體裝置和二級(jí)分析裝置用于通過一個(gè)或多個(gè)不同分析技術(shù)分析樣品。在某些實(shí)施方案中，作為系統(tǒng)的部分包括二級(jí)分析裝置，其中系統(tǒng)包括微流體裝置和一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的二級(jí)分析裝置。如上所述，微流體裝置和二級(jí)分析裝置可以彼此液體連通，以使通過微流體裝置的組成部分可以被引導(dǎo)至二級(jí)分析裝置用于這些組成部分的進(jìn)一步表征。在某些方面，如圖IC和圖7A中所示，按照獨(dú)立通道的不同長(zhǎng)度提供分離和結(jié)合介質(zhì)。在這些實(shí)施方案中，微流體裝置被配置為包括彼此液體連通的微流體通道。微流體通道可以是通道長(zhǎng)度大于通道寬度的細(xì)長(zhǎng)通道。例如，微流體通道的長(zhǎng)度可以比微流體通道的寬度大，例如為微流體通道寬度的2倍、3倍、4倍、5倍、10倍、20倍、50倍、100倍等。微流體裝置可以包括分離通道，所述分離通道包括分離介質(zhì)，如上所述。微流體裝置可以包括結(jié)合通道，所述結(jié)合通道包括結(jié)合介質(zhì)，如上所述。在某些情況下，分離通道與結(jié)合通道液體連通，以使分離通道中的分離介質(zhì)與結(jié)合通道中的結(jié)合介質(zhì)液體連通。微流體裝置的某些實(shí)施方案包括分離通道和結(jié)合通道，其中分離通道具有第一方向軸而結(jié)合通道具有第二方向軸。第一方向軸和第二方向軸可以沿著彼此相同的方向排列或者可以沿著彼此不同的方向排列。例如，分離通道的方向軸可以與結(jié)合通道呈小于或等于180度的角度，例如與結(jié)合通道呈小于或等于150度、小于或等于135度、包括小于或等于120度、小于或等于90度、小于或等于60度、小于或等于45度或小于或等于30度的角度。在某些實(shí)施方案中，結(jié)合通道的方向軸與分離通道的方向軸正交。微流體通道的實(shí)施方案可以由任何合適的材料形成，所述合適的材料與微流體裝置相容并且與微流體裝置中使用的樣品、緩沖液、試劑等相容。在某些情況下，微流體通道由相對(duì)于在本發(fā)明的微流體裝置和方法中使用的樣品、緩沖液、試劑等惰性(例如，不降解或反應(yīng))的材料形成。例如，微流體通道可以由以下材料形成例如，但不限于，玻璃、石英、 聚合物、彈性體、紙、其組合等。在某些實(shí)施方案中，微流體通道具有Ιμπι至500μπι，例如5μπι至300μπκ包括 IOymM 200 μ m,例如50 μ m至150 μ m的寬度。在某些情況下，微流體通道具有100 μ m的寬度。在某些實(shí)施方案中，微流體通道具有1 μ m至200 μ m，例如5 μ m至100 μ m，包括IOym 至50 μ m的深度。在某些情況下，微流體通道具有25 μ m的深度。在某些情況下，微流體裝置包括一個(gè)或多個(gè)樣品輸入口。樣品輸入口可以被配置為允許樣品被引入到微流體裝置中。樣品輸入口可以與分離介質(zhì)液體連通。在某些情況下， 樣品輸入口與分離介質(zhì)的上游端液體連通。樣品輸入口還可以包括被配置為防止液體流出樣品輸入口的結(jié)構(gòu)。例如，樣品輸入口可以包括蓋、閥門、密封件等，所述蓋、閥門、密封件等例如可以被刺穿或打開以允許將樣品引入微流體裝置然后被重新密封或關(guān)閉以基本上防止液體包括樣品和/或緩沖液流出樣品輸入口。圖IC示出了微流體裝置10的示意圖。微流體裝置10包括與結(jié)合介質(zhì)12液體連通的分離介質(zhì)11。微流體裝置10還包括不同的入口和出口，例如液體入口 13、廢物出口 14、 樣品入口 15、液體出口 16、液體入口 17和液體出口 18。液體出口 16可以被配置為根據(jù)需要將被分離的分析物引導(dǎo)至廢物儲(chǔ)存器或下游的二級(jí)分析裝置。類似地，液體出口 18可以被配置為根據(jù)需要將未結(jié)合的分析物引導(dǎo)至廢物儲(chǔ)存器或下游的二級(jí)分析裝置。圖IC還示出了微流體裝置內(nèi)的結(jié)合介質(zhì)的明場(chǎng)圖像和熒光圖像。圖7A還示出了微流體裝置700的示意圖，所述微流體裝置700包括彼此液體連通的微流體通道，如上所述。微流體裝置700包括分離通道701，所述分離通道701包括分離
12介質(zhì)702。分離通道與包括結(jié)合介質(zhì)704的結(jié)合通道703液體連通。微流體裝置700還可以包括各種入口和出口，例如，但不限于以下入口和出口 液體入口 705，其可以被配置為將液體引導(dǎo)至微流體裝置700中；廢物出口 706，其可以被配置為將廢液引導(dǎo)出微流體裝置 700;樣品入口 707，其可以被配置為將樣品引導(dǎo)至分離介質(zhì)上游的微流體裝置700中；液體出口 708，其可以被配置為根據(jù)需要將未轉(zhuǎn)移至結(jié)合通道703的被分離的分析物引導(dǎo)至廢物儲(chǔ)存器或下游的二級(jí)分析裝置；液體入口 709，其可以被配置為將液體引導(dǎo)至轉(zhuǎn)移通道 711中；以及液體出口 710，其可以被配置為根據(jù)需要將未結(jié)合的分析物引導(dǎo)至廢物儲(chǔ)存器或下游的二級(jí)分析裝置。在某些方面中，在單一的共同腔室中提供分離和結(jié)合介質(zhì)，如圖12至圖16中所示。在這些實(shí)施方案中，微流體裝置包括腔室。腔室可以包括分離介質(zhì)和結(jié)合介質(zhì)。如上所述，分離介質(zhì)可以與結(jié)合介質(zhì)液體連通，例如與結(jié)合介質(zhì)直接物理接觸。在某些情況下， 分離介質(zhì)與結(jié)合介質(zhì)結(jié)合，例如與結(jié)合介質(zhì)共聚或交聯(lián)。這樣，腔室可以被配置為包含彼此液體連通的分離介質(zhì)和結(jié)合介質(zhì)。腔室可以被配置為包含分離介質(zhì)和結(jié)合介質(zhì)，以使分離介質(zhì)的分離流動(dòng)路徑在結(jié)合介質(zhì)的標(biāo)記流動(dòng)路徑的上游。除了分離介質(zhì)和結(jié)合介質(zhì)之外，腔室還可以包括加載介質(zhì)。加載介質(zhì)可以與分離介質(zhì)液體連通。在某些情況下，加載介質(zhì)與分離介質(zhì)直接物理接觸。例如，加載介質(zhì)可以與分離介質(zhì)結(jié)合，例如與分離介質(zhì)共聚或交聯(lián)。加載介質(zhì)可以位于分離介質(zhì)的上游，以使樣品在與分離介質(zhì)接觸之前與加載介質(zhì)接觸。在某些實(shí)施方案中，加載介質(zhì)促進(jìn)使樣品與分離介質(zhì)接觸。例如，加載介質(zhì)可以被配置為在樣品接觸分離介質(zhì)之前濃縮樣品。在某些實(shí)施方案中，加載介質(zhì)可以包括具有不同物理和/或化學(xué)性質(zhì)的兩個(gè)或多個(gè)區(qū)域。加載介質(zhì)可以包括負(fù)載區(qū)域和堆積區(qū)域。加載介質(zhì)可以被配置為包括在堆積區(qū)域上游的加載區(qū)域。在某些實(shí)施方案中，加載介質(zhì)包括聚合物，例如聚合物凝膠。聚合物凝膠可以是適用于凝膠電泳的凝膠。聚合物凝膠可以包括，但不限于，聚丙烯酰胺凝膠、瓊脂糖凝膠等。在某些情況下，負(fù)載區(qū)域包括具有大孔徑的聚合物凝膠。例如，負(fù)載區(qū)域可以包括具有小于或等于5%，例如小于或等于4%，包括小于或等于3%或者小于或等于2%的總丙烯酰胺含量的聚丙烯酰胺凝膠。在某些情況下，負(fù)載區(qū)域具有3%的總聚丙烯酰胺含量。在某些情況下，加載介質(zhì)的堆積區(qū)域可以被配置為在樣品接觸分離介質(zhì)之前濃縮樣品。堆積區(qū)域可以包括具有小孔徑的聚合物凝膠。例如，堆積區(qū)域可以包括具有5%至10%，例如5%至9%， 包括5%至8%，或5%至7%的總丙烯酰胺含量的聚丙烯酰胺凝膠。在某些情況下，堆積區(qū)域具有6%的總聚丙烯酰胺含量。堆積區(qū)域的小孔徑可以減慢樣品通過堆積區(qū)域的電泳運(yùn)動(dòng)，由此在樣品接觸分離介質(zhì)之前將其濃縮。在某些情況下，腔室含有加載介質(zhì)、分離介質(zhì)和結(jié)合介質(zhì)。如上所述，腔室可以被配置為含有加載介質(zhì)、分離介質(zhì)和結(jié)合介質(zhì)，以使加載介質(zhì)、分離介質(zhì)和結(jié)合介質(zhì)彼此液體連通。例如，腔室可以包括具有不同區(qū)域的連續(xù)的聚合物凝膠。連續(xù)的聚合物凝膠的每個(gè)區(qū)域可以具有不同的物理和/或化學(xué)性質(zhì)。連續(xù)的聚合物凝膠可以包括具有加載介質(zhì)的第一區(qū)域，具有分離介質(zhì)的第二區(qū)域以及具有結(jié)合介質(zhì)的第三區(qū)域。聚合物凝膠的每個(gè)區(qū)域的流動(dòng)路徑可以被配置為使樣品首先接觸加載介質(zhì)，然后接觸分離介質(zhì)并且最后接觸結(jié)合介質(zhì)。在某些實(shí)施方案中，聚合物凝膠具有0. Imm至5mm，例如0. 2mm至2. 5mm,包括0. 5mm至1. 5mm的寬度。在某些情況下，聚合物凝膠具有1. Omm的寬度。在某些情況下，聚合物凝膠具有0. 5mm至5mm，例如0. 5mm至3mm，包括Imm至2mm的長(zhǎng)度。在某些情況下，聚合物凝膠具有1. 5mm的長(zhǎng)度。在某些情況下，包括加載介質(zhì)的聚合物凝膠第一區(qū)域的寬度為0. Imm至5mm，例如0. 2mm至2. 5mm,包括0. 5mm至1. 5mm。在某些情況下，包括加載介質(zhì)的聚合物凝膠第一區(qū)域具有0. 9mm的寬度。在某些情況下，包括加載介質(zhì)的聚合物凝膠第一區(qū)域的長(zhǎng)度為0. Imm至2mm，例如0. Imm至1mm，包括0. Imm至0. 5mm。在某些實(shí)施方案中，包括加載介質(zhì)的聚合物凝膠第一區(qū)域具有0. 2mm的長(zhǎng)度。在某些情況下，包括分離介質(zhì)的聚合物凝膠第二區(qū)域的寬度為0. Imm至5mm，例如0. 2mm至2. 5mm,包括0. 5mm至1. 5mm。 在某些情況下，包括分離介質(zhì)的聚合物凝膠第二區(qū)域具有0. 9mm的寬度。在某些情況下，包括分離介質(zhì)的聚合物凝膠第二區(qū)域的長(zhǎng)度為0. 5mm至5mm，例如0. 5mm至3mm，包括Imm至 2mm。在某些情況下，包括分離介質(zhì)的聚合物凝膠第二區(qū)域具有1.3mm的長(zhǎng)度。在某些情況下，包括結(jié)合介質(zhì)的聚合物凝膠第三區(qū)域的寬度為0. Olmm至2mm，例如0. Olmm至1mm，包括 0.05mm至0. 5mm。在某些情況下，包括結(jié)合介質(zhì)的聚合物凝膠第三區(qū)域具有0. Imm的寬度。 在某些情況下，包括結(jié)合介質(zhì)的聚合物凝膠第三區(qū)域的長(zhǎng)度為0. 5mm至5mm，例如0. 5mm至 3mm，包括Imm至2mm。在某些情況下，包括結(jié)合介質(zhì)的聚合物凝膠第三區(qū)域具有1. 5mm的長(zhǎng)度。在某些實(shí)施方案中，微流體裝置的寬度為IOcm至1mm，例如5cm至5mm，包括Icm 至5mm。在某些情況下，微流體裝置的長(zhǎng)度為IOOcm至Imm的長(zhǎng)度，例如50cm至1mm，包括 IOcm至5mm，或Icm至5mm。在某些方面，微流體裝置具有小于或等于IOOOcm2的面積，例如小于或等于100cm2，包括小于或等于50cm2，例如小于或等于10cm2，或小于或等于5cm2，或小于或等于3cm2，或小于或等于1cm2，或小于或等于0. 5cm2,或小于或等于0. 25cm2,或小于或等于 0. 1cm2。在某些實(shí)施方案中，微流體裝置基本上是透明的?！巴该鳌笔侵肝镔|(zhì)允許可見光通過該物質(zhì)。在某些實(shí)施方案中，透明的微流體裝置有利于檢測(cè)與結(jié)合介質(zhì)結(jié)合的分析物，例如包括可檢測(cè)的標(biāo)記如熒光標(biāo)記的分析物。在某些情況下，微流體裝置基本是不透明的。 “不透明，，是指物質(zhì)不允許可見光通過該物質(zhì)。在某些情況下，不透明的微流體裝置可以有利于分析對(duì)光敏感的分析物，例如在光的存在下反應(yīng)或降解的分析物。方法方法的實(shí)施方案針對(duì)檢測(cè)在樣品中是否存在分析物，例如，檢測(cè)樣品中一種或多種分析物的存在或不存在。在方法的某些實(shí)施方案中，樣品中一種或多種分析物的存在可以被定性地或定量地檢測(cè)。定性檢測(cè)包括為使用者提供關(guān)于樣品中分析物存在的是/非結(jié)果的檢測(cè)。定量檢測(cè)包括半定量檢測(cè)和精細(xì)等級(jí)結(jié)果，其中半定量檢測(cè)為使用者提供關(guān)于樣品中分析物的量的粗略等級(jí)的結(jié)果(例如，低、中、高)，精細(xì)等級(jí)結(jié)果為使用者提供準(zhǔn)確測(cè)量的分析物濃度。在某些實(shí)施方案中，微流體裝置被配置為檢測(cè)樣品中一種或多種分析物的存在。 可以用分發(fā)明的微流體裝置分析的樣品可以變化，并包括簡(jiǎn)單的和復(fù)雜的樣品。簡(jiǎn)單的樣品為包括所關(guān)注的分析物并且可能包括或可能不包括不關(guān)注的一種或多種分子實(shí)體的樣品，其中這些不關(guān)注的分子實(shí)體的數(shù)量可以是低的，例如小于或等于10個(gè)，小于或等于5 個(gè)，等等。簡(jiǎn)單的樣品可以包括已經(jīng)以某些方式處理過的初始生物樣品或其他樣品，所述某些方式例如從樣品中去除潛在干擾分子實(shí)體?！皬?fù)雜的樣品”是指可能具有或可能不具有所關(guān)注的分析物但是還包括不關(guān)注的許多不同蛋白質(zhì)和其他分子的樣品。在某些情況下， 用本發(fā)明的方法分析的復(fù)雜的樣品為包括大于或等于10個(gè)，例如大于或等于20個(gè)，包括大于或等于100個(gè)，例如大于或等于IO3個(gè)，大于或等于IO4個(gè)(例如15，000個(gè)；20，000個(gè)或 25，000個(gè)或更多)有區(qū)別的(即不同的)分子實(shí)體，所述有區(qū)別的分子實(shí)體在分子結(jié)構(gòu)或物理性質(zhì)(例如分子量、尺寸、電荷、等電點(diǎn)等)方面彼此不同。在某些實(shí)施方案中，所關(guān)注的樣品為生物樣品，例如，但不限于，尿液、血液、血清、 血漿、唾液、精液、前列腺液、乳頭抽吸液、淚液、汗液、糞便、頰拭子(cheek swabs)、腦脊髓液、細(xì)胞溶解樣品、羊水、胃腸液、活體切割組織(例如由激光捕獲顯微切割(LCM)獲得的樣品)等。樣品可以是生物樣品或者可以使用成功提取DNA、RNA、蛋白質(zhì)和肽的常規(guī)方法從源自人類、動(dòng)物、植物、真菌、酵母、細(xì)菌、組織培養(yǎng)物、病毒培養(yǎng)物或其組合的生物樣品中提取。在某些實(shí)施方案中，樣品為液體樣品，例如分析物在液體中的溶液。液體可以是水性液體，例如，但不限于，水、緩沖液等。如上所述，可以用本發(fā)明方法分析的樣品可以包括一種或多種所關(guān)注的分析物?？蓹z測(cè)的分析物的實(shí)例包括，但不限于核酸，例如雙鏈或單鏈DNA、雙鏈或單鏈RNA、 DNA-RNA雜化物、DNA適配體、RNA適配體等；蛋白質(zhì)和肽，具有或不具有修飾，例如，抗體、雙抗體、Fab片段、DNA或RNA結(jié)合蛋白、磷酸化的蛋白質(zhì)(磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué))、肽適配體、表位等；小分子，如抑制劑、激活劑、配體等；寡糖或多糖；其混合物；等等。在某些實(shí)施方案中，可以識(shí)別所關(guān)注的分析物，以便能夠檢測(cè)所關(guān)注的分析物的存在?？梢酝ㄟ^本文所述方法中的任一種識(shí)別分析物。例如，分析物可以包括可檢測(cè)的標(biāo)記?？蓹z測(cè)的標(biāo)記包括，但不限于，熒光標(biāo)記、比色標(biāo)記、化學(xué)發(fā)光標(biāo)記、酶連接的試劑、多色試劑、抗生物素蛋白-鏈霉抗生物素蛋白相關(guān)的檢測(cè)試劑、不可見的可檢測(cè)標(biāo)記(例如放射性標(biāo)記、金顆粒、磁性標(biāo)記、電讀出、密度信號(hào)等)等。在某些實(shí)施方案中，可檢測(cè)的標(biāo)記為熒光標(biāo)記。熒光標(biāo)記是可通過熒光檢測(cè)器檢測(cè)的標(biāo)記部分。例如，將熒光標(biāo)記與所關(guān)注的分析物結(jié)合可以允許通過熒光檢測(cè)器檢測(cè)所關(guān)注的分析物。熒光標(biāo)記的實(shí)例包括，但不限于，當(dāng)與試劑接觸時(shí)發(fā)熒光的熒光分子、當(dāng)用電磁輻射(例如，UV、可見光、X-射線等)照射時(shí)發(fā)熒光的熒光分子等。合適的熒光分子(熒光團(tuán))包括，但不限于，熒光素、熒光素異硫氰酸酯、羧基熒光素的琥珀酰亞胺酯、熒光素的琥珀酰亞胺酯、熒光素二氯三嗪的5-異構(gòu)體、籠蔽羧基熒 7 ~ MMSt ~ ^SIil: 1 (caged carboxyfluorescein-alanine-carboxamide)、" 我 1 I^] U 488 (Oregon Green 488)、俄勒R綠 514 (Oregon Green 514)；熒光黃、吖啶橙、羅丹明、 四甲基羅丹明、德克薩斯紅、碘化丙啶、JC-I (5，5’ 6，6’ -四氯_1，1’，3，3’ -四乙基苯并咪唑羰花青碘化物)、四溴羅丹明123、羅丹明6G、TMRM(四甲基羅丹明甲基酯)、TMRE(四甲基羅丹明乙基酯)、四甲基玫瑰胺(tetramethylrosamine)、羅丹明B和4_ 二甲基氨基四甲基玫瑰胺(4-dimethylaminotetramethylrosamine)、綠色熒光蛋白、藍(lán)移的綠色熒光蛋白、藍(lán)綠移的(cyan-shifted)綠色熒光蛋白、紅移的(red-shifted)綠色熒光蛋白、黃移的(yellow-shifted)綠色熒光蛋白、4_乙酰胺基_4’ -異硫氰酸基均二苯代乙烯_2， 2’ 二磺酸；嚇啶及衍生物，如吖啶、吖啶異硫氰酸酯；5-(2’_氨基乙基)氨基萘-1-磺酸 (EDANS) ；4-氨基-N-[3-乙烯基磺?；?苯基]萘-二甲酰亞胺_3，5 二磺酸鹽；N_(4_苯胺-I-萘基)順丁烯二酰亞胺；鄰氨基苯甲酰胺；4，4- 二氟-5-(2-噻吩基)-4-b0ra-3a， 4a 二氮雜-5-吲噠省(indacene)-3-丙酸 BODIPY 0，4-difluoro_5-Q-thienyl)-4-bora -3a, 4a diaza-5-indacene-3-propioni-c acid BODIPY) ；(cascade blue) ；^^ (Brilliant Yellow)；香豆素及衍生物香豆素、7-氨基-4甲基香豆素(AMC，香豆素120)、 7-氨基-4-三氟甲基香豆素(香豆素151)；花菁染料；焰紅染料(cyanosine) ；4，，6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI) ；5，，5”_ 二溴連苯三酚-磺酞(溴連苯三酚紅)；7-二乙基氨基-3-(4’ -異硫氰酸基苯基)-4-甲基香豆素；二亞乙基三胺五乙酸鹽；4，4’ - 二異硫氰酸基二氫-均二苯代乙烯-2，2’ - 二磺酸；4，4’ - 二異硫氰酸基均二苯代乙烯_2，2’ - 二磺酸；5-( 二甲基氨基)萘-1-磺酰氯(DNS，二甲氨基萘磺酰氯)；4-二甲基氨基苯基偶氮苯基-4’ -異硫氰酸酯(DABITC)；伊紅及衍生物伊紅、伊紅異硫氰酸酯、赤蘚紅及衍生物 赤蘚紅B、赤蘚紅、異硫氰酸酯；乙錠(ethidium)；熒光素及衍生物5-羧基熒光素(FAM)、 5- (4，6- 二氯三嗪-2基)氨基-熒光素(DTAF)、2，，7，二甲氧基-4，，5，- 二氯-6-羧基熒光素(JOE)、熒光素、熒光素異硫氰酸酯、QFITC、(XRITC)；熒光胺；IR144 ；IR1446 ；孔雀石綠異硫氰酸酯；4-甲基傘形酮正甲酚酞 G-methylumbelliferoneortho cresolphthalein)；硝化酪氨酸；堿性副品紅；苯酚紅；B-藻紅蛋白；鄰苯二甲醛；芘及衍生物芘、芘丁酸酯、琥珀酰亞胺基I-芘；丁酸酯量子點(diǎn)；活性紅4 (Reactive Red 4) (Cibacron 亮紅;3B_A)羅丹明及衍生物6-羧基-X-羅丹明(ROX)、6_羧基羅丹明(R6G)、麗絲胺羅丹明B磺酰氯羅丹明 0 hod)、羅丹明B、羅丹明123、羅丹明X異硫氰酸酯、磺基羅丹明B、磺基羅丹明101、磺基羅丹明101的磺酰氯衍生物(德克薩斯紅)；N，N，N’，N’_四甲基-6-羧基羅丹明(TAMRA)；四甲基羅丹明；四甲基羅丹明異硫氰酸酯(TRITC)；核黃素；5-(2’_氨基乙基)氨基萘-1-磺酸(EDANS)、4-(4’ - 二甲基氨基苯基偶氮)苯甲酸(DABCYL)、玫紅酸；卡爾熒光橙560 (Cal Fluor Orange 560)；鋮螯合物衍生物；Cy 3 ；Cy 5 ；Cy 5. 5 ；Cy 7 ； IRD 700 ； IRD 800 ；拉荷亞藍(lán)(La Jolla Blue)；酚酞菁；以及萘酚酞菁、香豆素及相關(guān)染料、氧雜蒽染料如對(duì)甲氨基酚染料、試鹵靈染料、拜門染料(bimane dye)、吖啶染料、異吲哚染料、丹磺酰染料、氨基鄰苯二甲酰胼類如魯米諾，以及異魯米諾衍生物，氨基鄰苯二甲酰亞胺、氨基萘二甲酰亞胺、 氨基苯并呋喃、氨基喹啉、二氰基氫醌、熒光銪和鋱絡(luò)合物；其組合等。合適的熒光蛋白和顯色蛋白包括，但不限于，綠色熒光蛋白(GFP)，包括，但不限于，源自多管水母屬(Aequoria victoria)的GFP或其衍生物，例如“人化的”衍生物，如增強(qiáng)的GFP (Enhanced GFP)；源自其他物種如海洋腔腸(Renilla reniformis)、瑞尼拉穆勒里(Renilla mulleri)或波利羅薩克斯戈恩依(Ptilosarcus guernyi)的GFP ；“人化的”重組GFP (hrGFP)；任何源自珊瑚蟲物種的各種熒光和著色蛋白；其組合；等等。在某些實(shí)施方案中，所述方法包括將液體樣品引入到微流體裝置中。將液體樣品引入到微流體裝置中可以包括引導(dǎo)樣品通過分離介質(zhì)以制備被分離的樣品。在某些情況下，當(dāng)樣品穿過分離介質(zhì)時(shí)，通過凝膠電泳制備被分離的樣品，如上所述。被分離的樣品可以包括分析物的不同可檢測(cè)帶，其中每個(gè)帶包括具有基本相似性質(zhì)的一種或多種分析物， 根據(jù)進(jìn)行的凝膠電泳的類型，所述性質(zhì)例如分子量、尺寸、電荷(例如荷質(zhì)比)、等電點(diǎn)等。所述方法的方面還可以包括將被分離的樣品轉(zhuǎn)移至結(jié)合介質(zhì)。被分離的樣品中分析物的特定的帶可以被選擇性地轉(zhuǎn)移至結(jié)合介質(zhì)。在某些情況下，所述方法包括使所關(guān)注的分析物與結(jié)合介質(zhì)中的結(jié)合構(gòu)件接觸。結(jié)合構(gòu)件可以特定地與所述分析物結(jié)合，從而
16將所述分析物保留在結(jié)合介質(zhì)中。不關(guān)注的組成部分不被結(jié)合介質(zhì)中的結(jié)合構(gòu)件特定地結(jié)
I=I O在某些實(shí)施方案中，所述方法包括檢測(cè)與結(jié)合介質(zhì)結(jié)合的分析物。所關(guān)注的分析物與結(jié)合介質(zhì)中的結(jié)合構(gòu)件的可檢測(cè)的結(jié)合表明樣品中存在所關(guān)注的分析物。穿過結(jié)合介質(zhì)并且未與結(jié)合介質(zhì)中的結(jié)合構(gòu)件結(jié)合的不關(guān)注的組成部分可以被洗掉或轉(zhuǎn)移至二級(jí)分析裝置，例如，但不限于，UV光譜儀和頂光譜儀、質(zhì)譜儀、HPLC、親合力分析裝置等。在某些實(shí)施方案中，所述方法包括將結(jié)合構(gòu)件移出/移入被分離的樣品?？梢詫⒔Y(jié)合構(gòu)件從結(jié)合介質(zhì)轉(zhuǎn)移至被分離樣品中的分析物的特定的帶。在某些情況下，所述方法包括使結(jié)合構(gòu)件與被分離樣品中所關(guān)注的分析物接觸。在某些情況下，所述方法包括使被分離的樣品與分離介質(zhì)穩(wěn)定地締合。例如，所述方法可以包括使被分離的樣品與分離介質(zhì)結(jié)合。被分離的樣品可以與分離介質(zhì)化學(xué)地或物理地結(jié)合，例如通過使被分離的樣品與化學(xué)試劑接觸、使被分離的樣品與分離介質(zhì)交聯(lián)，等等。結(jié)合構(gòu)件可以特定地與所關(guān)注的分析物結(jié)合，從而將結(jié)合構(gòu)件保留在分離介質(zhì)中，其中隨后可以檢測(cè)被結(jié)合的結(jié)合構(gòu)件。未與被分離的樣品中的分析物特定地結(jié)合的結(jié)合構(gòu)件可以被轉(zhuǎn)移通過分離介質(zhì)。在某些情況下，由于結(jié)合構(gòu)件與不關(guān)注的組成部分的非特定的結(jié)合而產(chǎn)生的假陽(yáng)性信號(hào)被最小化。例如，結(jié)合構(gòu)件與不關(guān)注的其他組成部分的非特定結(jié)合可以被最小化并且不關(guān)注的組成部分不會(huì)被檢測(cè)。不關(guān)注的組成部分可以穿過結(jié)合介質(zhì)而不與結(jié)合構(gòu)件結(jié)合。因此，結(jié)合構(gòu)件可以僅與所關(guān)注的分析物特定地結(jié)合。結(jié)合構(gòu)件僅與所關(guān)注的分析物的特定結(jié)合可以有利于復(fù)雜樣品中所關(guān)注的分析物的特定檢測(cè)。在某些實(shí)施方案中，所述方法包括在引導(dǎo)樣品通過分離介質(zhì)之前對(duì)樣品進(jìn)行濃縮、稀釋或緩沖液交換。濃縮樣品可以包括在使樣品與分離介質(zhì)接觸之前使樣品與濃縮介質(zhì)接觸。如上所述，濃縮介質(zhì)可以包括小孔徑聚合物凝膠、膜(例如尺寸排除膜)、其組合等。在使樣品與分離介質(zhì)接觸之前濃縮樣品可以有利于提高被分離的樣品中分析物的帶之間的分辨率，因?yàn)楫?dāng)樣品穿過分離介質(zhì)時(shí)分析物的每個(gè)被分離的帶可以分散得更少。稀釋樣品可以包括在使樣品與分離介質(zhì)接觸之前使樣品與額外的緩沖液接觸。對(duì)樣品進(jìn)行緩沖液交換可以包括在使樣品與分離介質(zhì)接觸之前使樣品與緩沖液交換介質(zhì)接觸。緩沖液交換介質(zhì)可以包括，但不限于，分子篩、多孔樹脂等。在某些實(shí)施方案中，所述方法包括將未被結(jié)合介質(zhì)中的結(jié)合構(gòu)件結(jié)合的組成部分轉(zhuǎn)移出結(jié)合介質(zhì)。未被結(jié)合的組成部分可以被引導(dǎo)至與結(jié)合介質(zhì)的標(biāo)記流動(dòng)路徑液體連通的轉(zhuǎn)移流動(dòng)路徑。在某些情況下，所述方法包括將未被結(jié)合的組成部分引到廢物儲(chǔ)存器中。 在其他情況下，所述方法包括引導(dǎo)來自結(jié)合介質(zhì)下游的未被結(jié)合的組成部分以用于用二級(jí)分析裝置進(jìn)行二級(jí)分析，所述二級(jí)分析裝置為例如，但不限于，UV光譜儀和頂光譜儀、質(zhì)譜儀、HPLC、親和力分析裝置等。所述方法的實(shí)施方案還可以包括釋放與結(jié)合介質(zhì)結(jié)合的分析物。釋放可以包括使被結(jié)合的分析物與釋放劑接觸。釋放劑可以被配置為中斷分析物與結(jié)合構(gòu)件之間的結(jié)合作用。在某些情況下，釋放劑為中斷分析物與結(jié)合構(gòu)件之間的結(jié)合作用使結(jié)合構(gòu)件釋放分析物的試劑、緩沖液等。在從結(jié)合構(gòu)件中釋放分析物之后，所述方法可以包括將分析物轉(zhuǎn)移出結(jié)合介質(zhì)。例如，所述方法可以包括將來自結(jié)合介質(zhì)下游的被釋放的分析物引導(dǎo)用于用二級(jí)分析裝置進(jìn)行二級(jí)分析，所述二級(jí)分析裝置為例如，但不限于，UV光譜儀和頂光譜儀、質(zhì)3
譜儀、HPLC、親和力分析裝置等。在某些實(shí)施方案中，所述方法包括樣品中分析物的一元(imiplex)分析?！耙辉治觥笔侵阜治鰳悠芬詸z測(cè)樣品中一種分析物的存在。例如，樣品可以包括所關(guān)注的分析物與不關(guān)注的其他分子實(shí)體的混合物。在某些情況下，所述方法包括樣品的一元分析以測(cè)定樣品混合物中所關(guān)注的分析物的存在。某些實(shí)施方案包括樣品中兩個(gè)或多個(gè)分析物的多元(mutiplex)分析。“多元分析” 是指檢測(cè)兩種或多種不同的分析物的存在，其中所述兩種或多種分析物彼此不同。例如，分析物可以包括其分子量、尺寸、電荷(例如荷質(zhì)比)、等電點(diǎn)等方面的可檢測(cè)的區(qū)別。在某些情況下，分析物的數(shù)量大于2，例如大于或等于4，大于或等于6，大于或等于8等，直至大于或等于20，例如大于或等于50，包括大于或等于100種不同的分析物。在某些實(shí)施方案中， 所述方法包括2至100種不同分析物的多元分析，例如4至50種不同分析物，包括4至20 種不同分析物。圖8示出了被配置為用于樣品中多種分析物的多元分析的微流體裝置800的示意圖。微流體裝置800包括分離通道830中的分離介質(zhì)810和在對(duì)應(yīng)的單獨(dú)結(jié)合通道840中的多個(gè)結(jié)合介質(zhì)820。分離介質(zhì)810與多個(gè)結(jié)合介質(zhì)820液體連通。各個(gè)結(jié)合介質(zhì)可以包括不同的結(jié)合構(gòu)件。例如，各個(gè)結(jié)合介質(zhì)可以包括不同的結(jié)合構(gòu)件，所述結(jié)合構(gòu)件特定地結(jié)合所關(guān)注的不同分析物。通過分離介質(zhì)分離的分析物可以選擇性地轉(zhuǎn)移至結(jié)合介質(zhì)820。 分析物與結(jié)合介質(zhì)820中的一個(gè)的可檢測(cè)結(jié)合表明樣品中存在特定分析物。每種都與不同的結(jié)合構(gòu)件結(jié)合的多個(gè)結(jié)合介質(zhì)820的內(nèi)含物可以有利于在單一分析中檢測(cè)多種不同的所關(guān)注的分析物。圖17示出了覆蓋有微流體裝置1700示意圖的圖像，微流體裝置1700被配置為用于樣品中多種樣品的多元分析?！癷”表示分離步驟(1)和轉(zhuǎn)移步驟O)的電流方向。微流體裝置1700包括容納分離介質(zhì)1701、第一結(jié)合介質(zhì)1702和第二結(jié)合介質(zhì)1703的腔室。分離介質(zhì)1701與第一結(jié)合介質(zhì)1702液體連通，第一結(jié)合介質(zhì)1702與第二結(jié)合介質(zhì)1703液體連通。各個(gè)結(jié)合介質(zhì)可以包括不同的結(jié)合構(gòu)件。例如，第一結(jié)合介質(zhì)1702可以包括特定地結(jié)合所關(guān)注的第一分析物1705的第一結(jié)合構(gòu)件1704，而第二結(jié)合介質(zhì)1703可以包括特定地結(jié)合所關(guān)注的第二分析物1707的第二結(jié)合構(gòu)件1706。首先通過引導(dǎo)樣品通過分離介質(zhì)(圖17，步驟(1))分離樣品中的分析物?？梢詫⒈环蛛x介質(zhì)分離的分析物分別轉(zhuǎn)移至第一結(jié)合介質(zhì)1702和第二結(jié)合介質(zhì)1703(圖17，步驟O))。所關(guān)注的第一分析物1705與第一結(jié)合介質(zhì)1702中的第一結(jié)合構(gòu)件1704的可檢測(cè)結(jié)合表明在樣品中存在所關(guān)注的第一分析物1705(圖17，步驟(3))。所關(guān)注的第二分析物1707與第二結(jié)合介質(zhì)1703中的第二結(jié)合構(gòu)件1706的可檢測(cè)結(jié)合表明在樣品中存在所關(guān)注的第二分析物1707(圖17，步驟(3))。 每個(gè)都與不同結(jié)合構(gòu)件結(jié)合的多個(gè)結(jié)合介質(zhì)的內(nèi)含物可以有利于在單次分析中檢測(cè)多種不同的所關(guān)注的分析物。在某些實(shí)施方案中，所述方法為自動(dòng)化的方法。這樣，在將樣品引入微流體裝置之后，所述方法可以包括最少的使用者與微流體裝置和系統(tǒng)的相互作用。例如，引導(dǎo)樣品通過分離介質(zhì)以制備被分離的樣品的步驟和將被分離的樣品轉(zhuǎn)移至結(jié)合介質(zhì)的步驟可以通過微流體裝置和系統(tǒng)進(jìn)行，以使使用者無需手動(dòng)進(jìn)行這些步驟。在某些情況下，自動(dòng)化的方法可以有利于縮短總分析時(shí)間。例如，所述方法的實(shí)施方案，包括樣品中分析物的分離和檢
18測(cè)，可以在小于或等于30分鐘的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，例如小于或等于20分鐘，包括小于或等于15 分鐘，或小于或等于10分鐘，或小于或等于5分鐘，或小于或等于2分鐘，或小于或等于1 分鐘。圖IA示出了傳統(tǒng)免疫印記程序的示意圖。首先，通過電泳分離樣品中的各種分析物。然后將被分離的分析物轉(zhuǎn)移至膜。在印記和清洗之后，用特定地與某種目標(biāo)分析物結(jié)合的抗體探測(cè)分析物。圖IB示出了檢測(cè)樣品中分析物的存在的方法的一個(gè)實(shí)施方案的示意圖。所述方法包括聚丙烯酰胺凝膠電泳(PAGE)，然后進(jìn)行分離后樣品的轉(zhuǎn)移，以及最后基于膜的親合力印記。分析物被從PAGE分離介質(zhì)電動(dòng)地轉(zhuǎn)移至連續(xù)的結(jié)合介質(zhì)(例如印記凝膠)并且通過特定的親合力作用被原位識(shí)別。在步驟1中，通過分離介質(zhì)5用電泳分離樣品中的各種分析物。分離介質(zhì)具有分離流動(dòng)路徑，所述分離流動(dòng)路徑具有第一方向軸。沿著第一方向軸施加電場(chǎng)以引導(dǎo)樣品通過分離介質(zhì)5。當(dāng)被分離的分析物到達(dá)分離介質(zhì)5中與結(jié)合介質(zhì)4液體連通的區(qū)域時(shí)，通過沿著第二方向軸施加電場(chǎng)以將被分離的分析物引導(dǎo)至結(jié)合介質(zhì)，可以將特定的分析物選擇性地轉(zhuǎn)移至結(jié)合介質(zhì)(參見圖1B，步驟2、。結(jié)合介質(zhì)4包括與支撐體結(jié)合的結(jié)合構(gòu)件7。例如，為了形成結(jié)合介質(zhì)4，通過投影光刻(330-375nm，4分鐘) 將鏈酶抗生物素丙烯酰胺與生物素化的抗體共聚在聚丙烯酰胺凝膠中。在某些情況下，結(jié)合構(gòu)件為特定針對(duì)某種目標(biāo)分析物6的抗體。如果存在目標(biāo)分析物6，則通過與結(jié)合構(gòu)件7 結(jié)合將目標(biāo)分析物6保留在結(jié)合介質(zhì)4中，產(chǎn)生可檢測(cè)的信號(hào)(參見圖1B，步驟3)。如果不存在目標(biāo)分析物，則不會(huì)發(fā)生與結(jié)合構(gòu)件的結(jié)合，并因此不會(huì)產(chǎn)生可檢測(cè)的信號(hào)。如果存在不是目標(biāo)分析物的分析物，則它們不會(huì)與結(jié)合構(gòu)件結(jié)合并在不與結(jié)合構(gòu)件結(jié)合的情況下通過結(jié)合介質(zhì)。因此，不會(huì)產(chǎn)生可檢測(cè)的信號(hào)。針對(duì)包括彼此液體連通的微流體通道的微流體裝置700的實(shí)施方案，圖7B示出了分離、轉(zhuǎn)移和檢測(cè)樣品中分析物的示意圖。圖7B中的方框(1)示出了與結(jié)合通道721液體連通的分離通道720的下游端。分離通道720包括分離介質(zhì)722，而結(jié)合通道721包括結(jié)合介質(zhì)723。結(jié)合介質(zhì)723包括與結(jié)合介質(zhì)723結(jié)合的結(jié)合構(gòu)件724。在電泳分離之后(圖 7B，方框(1))，分析物725、7沈和727可以選擇性地通過電泳轉(zhuǎn)移至和輸送通過結(jié)合介質(zhì) 723(圖7B，方框O))。結(jié)合構(gòu)件7M特定地與所關(guān)注的分析物727結(jié)合，從而將所關(guān)注的分析物727保留在結(jié)合介質(zhì)723中(圖7B，方框(3))。所關(guān)注的分析物可以包括可檢測(cè)的標(biāo)記，如熒光標(biāo)記，并因此可以檢測(cè)與結(jié)合介質(zhì)723結(jié)合的所關(guān)注的分析物727。未結(jié)合的分析物7 未被結(jié)合構(gòu)件7M特定地結(jié)合并通過結(jié)合介質(zhì)723進(jìn)入轉(zhuǎn)移通道728，其中根據(jù)需要可以將未被結(jié)合的分析物7 引導(dǎo)至廢物儲(chǔ)存器或下游的二級(jí)分析裝置。未被轉(zhuǎn)移至結(jié)合介質(zhì)723的被分離的分析物725保留在分離通道720中，并且根據(jù)需要可以被引導(dǎo)至廢物儲(chǔ)存器或下游的二級(jí)分析裝置。系統(tǒng)某些實(shí)施方案的方面包括檢測(cè)樣品中分析物的系統(tǒng)。在某些情況下，系統(tǒng)包括本文所述的微流體裝置。系統(tǒng)還可以包括檢測(cè)器。在某些情況下，檢測(cè)器為被配置為檢測(cè)可檢測(cè)標(biāo)記的檢測(cè)器。如上所述，可檢測(cè)標(biāo)記可以是熒光標(biāo)記。例如，可以使熒光標(biāo)記與電磁輻射接觸(例如可見光、UV、X-射線等)，電磁輻射激發(fā)熒光標(biāo)簽并使熒光標(biāo)簽發(fā)出可檢測(cè)的電磁輻射(例如可見光等)。可以使用合適的檢測(cè)器檢測(cè)發(fā)射的電磁輻射以測(cè)定與結(jié)合構(gòu)件結(jié)合的分析物的存在。在某些情況下，檢測(cè)器可以被配置為檢測(cè)來自熒光標(biāo)記的發(fā)射物，如上所述。在某些情況下，檢測(cè)器包括光電倍增管(PMT)、電荷耦合裝置(CCD)、增強(qiáng)的電荷耦合裝置 (ICXD)、互補(bǔ)金屬-氧化物-半導(dǎo)體(SM0Q傳感器、目視比色讀出器、光電二極管等。本說明書的系統(tǒng)根據(jù)需要可以包括各種其他部件。例如，系統(tǒng)可以包括流體處理部件，例如微流體流體處理部件。流體處理部件可以被配置為引導(dǎo)一種或多種流體通過微流體裝置。在某些情況下，流體處理部件被配置為引導(dǎo)流體，例如，但不限于，樣品溶液、緩沖液(例如釋放緩沖液、清洗緩沖液、電泳緩沖液等)等。在某些實(shí)施方案中，微流體流體處理部件被配置為向微流體裝置的分離介質(zhì)遞送流體，以使所述流體結(jié)合粗分離介質(zhì)。流體處理部件可以包括微流體泵。在某些情況下，微流體泵被配置為用于壓力驅(qū)動(dòng)微流體處理以及按照路線使流體通過本文所述的微流體裝置和系統(tǒng)。在某些情況下，微流體處理部件被配置為遞送小體積的流體，例如小于或等于lmL，例如小于或等于500 μ L，包括小于或等于100 μ L，例如小于或等于50 μ L，或小于或等于25 μ L，或小于或等于10 μ L，或小于或等于5 μ L，或小于或等于1 μ L。在某些實(shí)施方案中，系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)電場(chǎng)發(fā)生器。電場(chǎng)發(fā)生器可以被配置為對(duì)微流體裝置的不同區(qū)域施加電場(chǎng)。系統(tǒng)可以被配置為施加電場(chǎng)以使樣品電動(dòng)地輸送通過微流體裝置。例如，電場(chǎng)發(fā)生器可以被配置為對(duì)分離介質(zhì)施加電場(chǎng)。在某些情況下，施加的電場(chǎng)可以與分離介質(zhì)的分離流動(dòng)路徑的方向軸對(duì)準(zhǔn)。這樣，施加的電場(chǎng)可以被配制為將樣品中的分析物和組成部分電動(dòng)地輸送通過分離介質(zhì)。在某些實(shí)施方案中，系統(tǒng)包括被配置為施加電場(chǎng)以使樣品中的分析物和/或組成部分被電動(dòng)地從分離介質(zhì)輸送至結(jié)合介質(zhì)的電場(chǎng)發(fā)生器。例如，施加的電場(chǎng)可以與結(jié)合介質(zhì)的標(biāo)記流動(dòng)路徑的方向軸對(duì)準(zhǔn)。在某些情況下，施加的電場(chǎng)被配置為電動(dòng)地輸送已經(jīng)由分離介質(zhì)分離的選定分析物。通過沿著結(jié)合介質(zhì)的標(biāo)記流動(dòng)路徑的方向軸施加合適的電場(chǎng)可以將已經(jīng)由分離介質(zhì)分離的選定分析物輸送至結(jié)合介質(zhì)。在某些情況下，電場(chǎng)發(fā)生器被配置為施加具有l(wèi)OV/cm至lOOOV/cm，例如 100V/cm至800V/cm，包括200V/cm至600V/cm的強(qiáng)度的電場(chǎng)。在某些實(shí)施方案中，電場(chǎng)發(fā)生器包括電壓整形部件。在某些情況下，電壓整形部件被配置為控制施加的電場(chǎng)的強(qiáng)度，以使施加的電場(chǎng)強(qiáng)度在分離介質(zhì)和/或結(jié)合介質(zhì)上是基本上均勻的。電壓整形部件可以有利于提高樣品中分析物的分辨率。例如，電壓整形部件可以有利于減少樣品通過分離介質(zhì)的非均勻性運(yùn)動(dòng)。另外，電壓整形部件可以有利于在分析物穿過分離介質(zhì)時(shí)使分析物的帶的離散度最小化。在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明的系統(tǒng)為生物芯片(例如生物傳感器芯片)?！吧镄酒被颉吧飩鞲衅餍酒笔侵赴ɑ灞砻娴奈⒘黧w系統(tǒng)，所述微流體系統(tǒng)在基板表面上設(shè)置有兩個(gè)或多個(gè)不同的微流體裝置。在某些實(shí)施方案中，微流體系統(tǒng)包括具有微流體裝置陣列的基板表面?！瓣嚵小卑蓪ぶ穮^(qū)域(例如空間上可尋址的區(qū)域)的任何二維或基本上二維 (以及三維)的排列。當(dāng)陣列具有位于陣列上的特定的預(yù)定位置上(例如“地址”)的多個(gè)裝置時(shí)，其是“可尋址的”。陣列特征(例如裝置)可以被中間間隔分開。任何規(guī)定基板可以攜帶設(shè)置在基板正面上的一個(gè)、兩個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)陣列。根據(jù)用途，所述陣列中的若干個(gè)或全部可以彼此相同或不同，并且每個(gè)都可以包含多個(gè)不同的微流體裝置。陣列可以包含大于或等于1個(gè)，包括大于或等于2個(gè)，大于或等于4個(gè)，大于或等于8個(gè)，大于或等于10個(gè)，大于或等于50個(gè)，或大于或等于100個(gè)微流體裝置。在某些實(shí)施方案中， 微流體裝置可以布置成面積小于10cm2，或小于5cm2，例如小于1cm2，包括小于50mm2，小于 20mm2，例如小于10mm2，或甚至更小的陣列。例如，微流體裝置的尺寸可以為IOmmXlOmm至 200_X200mm，包括小于或等于100_X100_的尺寸，例如小于或等于50_X50mm，例如小于或等于25mmX 25mm，或小于或等于IOmmX 10mm，或小于或等于5mmX 5mm，例如小于或等于 ImmX 1mm。微流體裝置的陣列可以被布置為用于樣品的多元分析。例如，可以串聯(lián)地布置多個(gè)微流體裝置，以便可以在串聯(lián)的微流體裝置中針對(duì)若干不同分析物分析樣品。在某些實(shí)施方案中，可以平行地布置多個(gè)微流體裝置，以便可以基本上同時(shí)分析兩個(gè)或多個(gè)樣品。所述系統(tǒng)的方面包括微流體裝置可以被配置為消耗最小量的樣品同時(shí)仍然產(chǎn)生可檢測(cè)的結(jié)果。例如，系統(tǒng)可以被配置為使用小于或等于IOOyL,例如小于或等于75yL， 包括小于或等于50 μ L，或小于或等于25 μ L，或小于或等于10 μ L，例如，小于或等于5 μ L， 小于或等于2 μ L，或小于或等于1 μ L的樣品體積，同時(shí)仍然產(chǎn)生可檢測(cè)的結(jié)果。在某些實(shí)施方案中，系統(tǒng)被配置為具有小于或等于InM，例如小于或等于500ρΜ，包括小于或等于 IOOpM,例如小于或等于ΙρΜ，或小于或等于500fM，或小于或等于250fM，例如小于或等于 IOOfM,包括小于或等于50fM，或小于或等于25fM，或小于或等于IOfM的檢測(cè)靈敏度。在某些情況下，系統(tǒng)被配置為能夠檢測(cè)濃度小于或等于1 μ g/mL，例如小于或等于500ng/mL， 包括小于或等于100ng/mL，例如小于或等于10ng/mL，或小于或等于5ng/mL，如小于或等于 Ing/mL,或小于或等于0. Ing/mL,或小于或等于0. 01ng/mL,包括小于或等于lpg/mL的分析物。在某些實(shí)施方案中，系統(tǒng)具有ΙΟ,Μ至10M，例如10_15M至101，包括KT12M至KT6M的動(dòng)力學(xué)范圍。在某些實(shí)施方案中，在1 °C至100°C，例如5°C至75°C，包括10°C至50°C，或20°C至 40°C的溫度下操作微流體裝置。在某些情況下，在35°C至45°C的溫度下操作微流體裝置。實(shí)用性本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法可以在需要檢測(cè)樣品中一種或多種分析物的存在或不存在和/或?qū)悠分幸环N或多種分析物進(jìn)行定量的各種不同的應(yīng)用中使用。在某些實(shí)施方案中，所述方法針對(duì)樣品中核酸、蛋白質(zhì)或其他生物分子的檢測(cè)。所述方法可以包括檢測(cè)樣品中一組生物標(biāo)記，例如兩個(gè)或多個(gè)不同蛋白質(zhì)生物標(biāo)記。例如，所述方法可以用于生物學(xué)樣品中兩種或多種疾病生物標(biāo)記的快速臨床檢測(cè)，例如可以在受試者疾病病癥的診斷中使用、在受試者疾病病癥的進(jìn)行中的控制或治療中使用，等等。另外，本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法可以在檢測(cè)樣品中分析物的方案中使用，例如，但不限于，Western印跡法、Northern印跡法、Eastern印跡法、Far-Western印跡法、Southwestern印跡法等。在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法可以在檢測(cè)生物標(biāo)記中使用。在某些情況下，本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法可以用于檢測(cè)特定生物標(biāo)記的存在或不存在，以及在血液、血漿、血清或其他體液或分泌物，例如，但不限于，尿液、血液、血清、血漿、唾液、精液、 前列腺液、乳頭抽吸液、淚液、汗液、糞便、頰拭子(cheek swabs)、腦脊髓液、細(xì)胞溶解樣品、 羊水、胃腸液、活體切割組織(例如由激光捕獲顯微切割(LCM)獲得的樣品)等中的特定生物標(biāo)記濃度的升高或降低。
生物標(biāo)記的存在或不存在或生物標(biāo)記的濃度的明顯變化可以用于診斷個(gè)體中的疾病風(fēng)險(xiǎn)、疾病存在，或者個(gè)體中疾病的設(shè)計(jì)治療。例如，特定生物標(biāo)記或生物標(biāo)記組的存在可以影響提供給個(gè)體的藥物治療或給藥方案的選擇。在潛在藥物療法的評(píng)估中，可以使用生物標(biāo)記作為自然指標(biāo)(如存活或不可逆發(fā)病)的替代物。如果治療改變與改善的健康有直接聯(lián)系的生物標(biāo)記，則生物標(biāo)記能夠用作評(píng)價(jià)特定治療或給藥方案的臨床受益的替代性指標(biāo)。因此，本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法有利于基于在個(gè)體中檢測(cè)的特定生物標(biāo)記或生物標(biāo)記組的個(gè)性化診斷和治療。此外，上述本發(fā)明的裝置和系統(tǒng)的高靈敏度有利于與疾病相關(guān)的生物標(biāo)記的早期檢測(cè)。由于在單個(gè)芯片上檢測(cè)多種生物標(biāo)記的能力以及靈敏度、擴(kuò)展性和易于使用的原因，本文公開的微流體裝置、系統(tǒng)和方法可以在便攜式和床邊或患者附近的分子診斷學(xué)中使用。在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法可以用于檢測(cè)針對(duì)疾病或疾病狀態(tài)的生物標(biāo)記。在某些情況下，所述疾病為細(xì)胞增殖性疾病，例如但不限于，癌癥、腫瘤、乳頭狀瘤、肉瘤、或癌瘤等。在某些情況下，本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法可以針對(duì)藥物開發(fā)和疫苗開發(fā)用于檢測(cè)表征細(xì)胞信號(hào)路徑和細(xì)胞內(nèi)通訊的生物標(biāo)記。例如，本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法可以用于檢測(cè)疾病的存在，例如細(xì)胞增殖性疾病，例如癌癥、腫瘤、乳頭狀瘤、肉瘤、癌瘤等。在某些情況下，用于檢測(cè)癌癥的所關(guān)注的特定生物標(biāo)記或細(xì)胞增殖性疾病的指標(biāo)包括，但不限于以下物質(zhì)前列腺特異性抗原(PSA)，其是前列腺癌生物標(biāo)記；C-活性蛋白質(zhì)， 其是炎癥指標(biāo)；轉(zhuǎn)錄因子，例如P53，其促進(jìn)細(xì)胞周期和凋亡控制；多胺濃度，其是光化性角化病和鱗狀細(xì)胞癌的指標(biāo)；增殖細(xì)胞核抗原(PCNA)，其是在處于增殖生長(zhǎng)階段的細(xì)胞的細(xì)胞核中表達(dá)的與細(xì)胞周期有關(guān)的蛋白質(zhì)；生長(zhǎng)因子，例如IGF-I ；生長(zhǎng)因子結(jié)合蛋白，例如 IGFBP-3 ；微RNA，其是調(diào)節(jié)基因表達(dá)的長(zhǎng)度為約21-23個(gè)核苷酸的單鏈RNA分子；糖類抗原 CA19. 9，其是胰腺癌和結(jié)腸癌生物標(biāo)記；細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶；上皮生長(zhǎng)因子(EGF)； 血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)；蛋白質(zhì)酪氨酸激酶；雌激素受體(ER)和孕激素受體的過表達(dá)； 等等。例如，本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法可以用于檢測(cè)和/或定量患病的、健康的和良性樣品中內(nèi)源性前列腺特異性抗原的量。在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法可用于檢測(cè)針對(duì)傳染性疾病或疾病狀態(tài)的生物標(biāo)記。在某些情況下，所述生物標(biāo)記可以是分子生物標(biāo)記，例如但不限于蛋白質(zhì)、核酸、糖類、小分子等。例如，本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法可以用于監(jiān)測(cè)HIV病毒量和患者⑶4計(jì)數(shù)，通過用IHV衣殼蛋白p24、糖蛋白120和41、⑶4+細(xì)胞等的抗體使傳感器表面功能化用于HIV/AIDS診斷和/或治療監(jiān)測(cè)，。可以通過本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法檢測(cè)的特定的疾病或疾病狀態(tài)包括，但不限于，細(xì)菌感染、病毒感染、升高或降低的基因表達(dá)、染色體異常(例如缺失或著生)等。例如，本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法可以用于檢測(cè)胃腸感染，例如但不限于，無菌性腦膜炎、肉毒中毒、霍舌U大腸桿菌感染、手足口病、螺桿菌感染、出血性結(jié)膜炎、皰疹性咽峽炎、心肌炎(myocaditis)、副傷寒、脊髓灰質(zhì)炎、志賀氏菌病、傷寒病、弧菌性敗血病、病毒性腹瀉等。另外，本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法可以用于檢測(cè)呼吸道感染，例如但不限于，腺病毒感染、非典型性肺炎、禽流感、豬流感、黑死病、白喉、流感、麻疹、流行性腦脊髓膜炎、流行性腮腺炎、副流感病毒、百日咳(即，百日咳)、肺炎、肺鼠疫、呼吸道合胞體病毒感染、風(fēng)疹、猩紅熱、敗血型鼠疫、嚴(yán)重急性呼吸系統(tǒng)綜合癥(SARS)、肺結(jié)核等。另外， 本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法可以用于檢測(cè)神經(jīng)性疾病，例如但不限于，克羅伊茨費(fèi)爾特-雅各布病、牛海綿樣腦病(即，瘋牛病)、帕金森氏病、阿爾茨海默病、狂犬病等。另外，本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法可以用于檢測(cè)泌尿生殖疾病，例如但不限于，AIDS、軟性下疳、衣原體、 尖銳濕疣、生殖器皰疹、淋病、性病性淋巴肉芽腫、非淋菌性尿道炎、梅毒等。另外，本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法可以用于檢測(cè)病毒性肝炎疾病，例如但不限于，甲型肝炎、乙型肝炎、丙型肝炎、丁型肝炎、戊型肝炎等。另外，本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法可以用于檢測(cè)出血熱疾病， 例如但不限于，埃博拉出血熱、腎綜合征出血熱(HFRS)、拉沙熱出血熱(Lassa hemorrhagic fever)、馬爾堡出血熱等。另外，本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法可以用于檢測(cè)人畜共患疾病， 例如但不限于，炭疽、禽流感、布魯氏桿菌病、克羅伊茨費(fèi)爾特-雅各布病、牛海綿樣腦病 (即，瘋牛病)、致瀉性大腸桿菌感染、日本腦炎、西螺旋體病、Q熱、狂犬病、嚴(yán)重急性呼吸系統(tǒng)綜合癥(SARS)等。另外，本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法可以用于檢測(cè)蟲媒病毒感染，例如但不限于，登革出血熱、日本腦炎、蜱傳腦炎、西尼羅熱、黃熱等。另外，本發(fā)明的裝置、 系統(tǒng)和方法可以用于檢測(cè)抗生素抗性感染，例如但不限于，鮑氏不動(dòng)桿菌(AcinetcAacter baumannii),白色念珠菌(Candida albicans),腸球菌禾中(Enterococci sp·),肺炎克雷伯氏桿菌(Klebsiella pneumoniae)，綠膿假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)，金黃色酉良膿葡萄桿菌Staphylococcus aureus)等。另外，本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法可以用于檢測(cè)蟲傳感染，例如但不限于，貓抓病、地方性斑疹傷寒、流行性斑疹傷寒、人埃里希體病、日本紅斑熱、虱傳回歸熱、萊姆病、瘧疾、戰(zhàn)壕熱、恙蟲病等。類似地，本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法可以用于檢測(cè)心血管疾病、中樞神經(jīng)疾病、腎衰竭、糖尿病、自身免疫性疾病以及許多其他疾病。本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法可用于診斷分析，例如但不限于，以下方面上述檢測(cè)和/或定量生物標(biāo)記；篩查分析，其中針對(duì)無癥狀受試者以一定間隔檢測(cè)樣品；預(yù)后分析， 其中使用生物標(biāo)記的存在或量預(yù)測(cè)可能的疾病過程；分層分析，其中可以預(yù)測(cè)受試者對(duì)不同藥物治療的響應(yīng)；功效分析，其中監(jiān)測(cè)藥物治療的功效；等等。本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法還可以用于驗(yàn)證分析。例如，可以使用驗(yàn)證分析驗(yàn)證或證實(shí)潛在的疾病生物標(biāo)記是疾病在各種個(gè)體中存在或不存在的可靠指標(biāo)。本發(fā)明的裝置、 系統(tǒng)和方法的短分析時(shí)間有利于在最短的時(shí)間里提高篩查多個(gè)樣品的處理能力。在某些情況下，本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法可以在不需要針對(duì)實(shí)施的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的情況下使用。與同等的分析研究實(shí)驗(yàn)室設(shè)備相比，本發(fā)明的裝置和系統(tǒng)在便攜式手持系統(tǒng)中提供相當(dāng)?shù)姆治鲮`敏度。在某些情況下，重量和操作成本比典型的固定實(shí)驗(yàn)室設(shè)備更低。本發(fā)明的系統(tǒng)和裝置可以被集成到單一設(shè)備中，以使分析的所有步驟，包括所關(guān)注的分析物的分離、轉(zhuǎn)移、標(biāo)記和檢測(cè)，可以由單一的設(shè)備進(jìn)行。例如，在某些情況下，不存在用于所關(guān)注的分析物的分離、轉(zhuǎn)移、標(biāo)記和檢測(cè)的獨(dú)立設(shè)備。另外，本發(fā)明的系統(tǒng)和裝置可以由不具有檢測(cè)樣品中一種或多種分析物的醫(yī)療培訓(xùn)的人員在非處方家庭檢測(cè)的家庭環(huán)境中使用。本發(fā)明的系統(tǒng)和裝置還可以在臨床環(huán)境(例如床邊)用于快速診斷，或者在由于成本或其他原因而未提供固定研究實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的環(huán)境中使用。試劑盒本說明書的方面還包括具有本文詳細(xì)描述的微流體裝置的試劑盒。試劑盒可以還包括緩沖液。例如，試劑盒可以包括例如電泳緩沖液、樣品緩沖液等的緩沖液。試劑盒可以還包括其他試劑，例如但不限于，釋放劑、變性劑、重折疊劑、洗滌劑、可檢測(cè)的標(biāo)記(例如熒光標(biāo)記、比色標(biāo)記、化學(xué)發(fā)光標(biāo)記、多色試劑、酶連接試劑、抗生物素蛋白-鏈霉抗生物素蛋白相關(guān)的檢測(cè)試劑、放射性標(biāo)記、金顆粒、磁性標(biāo)記等)等。除了以上成分之外，本發(fā)明的試劑盒可以還包括實(shí)施本發(fā)明方法的說明。這些說明可以以各種形式存在于本發(fā)明的試劑盒中，在試劑盒中可以存在一種或多種所述形式。 這些說明可以存在的一種形式為在合適的介質(zhì)或基板上的印刷信息，例如印有所述信息的一種或多張紙，在試劑盒的包裝中，在藥品說明書中等。另一種方式可以是計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，例如其中記錄或存儲(chǔ)有所述信息的磁盤、⑶、DVD、藍(lán)光光碟、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器等?？梢源嬖诘挠忠环N方式為可以經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)用以在移動(dòng)的位置獲取信息的網(wǎng)址。在試劑盒中可以存在任何方便的方式。從以上提供的說明書中可以理解，本發(fā)明的實(shí)施方案具有廣泛的應(yīng)用。因此，提供本文中的實(shí)施例是為了說明的目的，并不應(yīng)解釋為對(duì)本發(fā)明的任何形式的限定。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會(huì)容易地想到能夠改變或修改以產(chǎn)生基本上相似結(jié)果的各種非重要參數(shù)。因此，提出以下實(shí)施例是為了為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員提供完整的說明書和描述如何制造和使用本發(fā)明，并不是為了限定發(fā)明人所認(rèn)為的他們的發(fā)明的范圍，也不是為了表示以下實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行的全部或僅有的實(shí)驗(yàn)。已經(jīng)努力保證了所使用的數(shù)值(例如，數(shù)量、溫度等)的準(zhǔn)確性，但是應(yīng)當(dāng)考慮某些實(shí)驗(yàn)誤差和偏差。除非另有說明，份數(shù)為重量份數(shù)，分子量為重均分子量，溫度為攝氏度，以及壓力為大氣壓或接近大氣壓。實(shí)施例材料和方法除非下文另有說明，使用以下方案制備微流體裝置并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。翻水溶性光引發(fā)劑2，2-偶氮二 [2-甲基-N_(2-羥基乙基)丙酰胺](VA-086)購(gòu)自 Wako Chemicals (Richmond，VA)。3_(三甲氧基甲硅烷基)-丙基甲基丙烯酸酯(98%)，冰醋酸(ACS級(jí))、甲醇(ACS級(jí))和30%的09 1)丙烯酰胺/雙丙烯酰胺購(gòu)自Sigma (St. Louis, M0)。鏈霉抗生物素-丙烯酰胺(SA)購(gòu)自Invitrogen(Carlsbad, CA)。預(yù)混合的 IOX三甲醇氨基甲烷-甘氨酸非變性電泳緩沖液(25mM三甲醇氨基甲烷，pH8.3，192mM甘氨酸)購(gòu)自Bio-Rad(Hercules，CA)。分別使用Alexa Fluor 488共軛牛血清蛋白(BSA) 和FITC-生物素作為陰性和陽(yáng)性對(duì)照(Sigma Aldrich，St. Louis, MO)。α-輔肌動(dòng)蛋白和生物素共軛抗輔肌動(dòng)蛋白購(gòu)自Cytoskeletonag (Denve^CO)。游離PSA(前列腺特異性抗原)和生物素化的單克隆抗PSA購(gòu)自EXBIO(Praha，Czech R印ublic)。按照供應(yīng)商的說明anvitrogen，Carlskid，CA)使用Alexa Fluor 488蛋白質(zhì)標(biāo)記試劑盒在內(nèi)部將蛋白質(zhì)熒光標(biāo)記。在使用前，標(biāo)記的蛋白質(zhì)在4°C下避光存儲(chǔ)。微流體芯片制造在內(nèi)部設(shè)計(jì)玻璃微流體芯片，并使用Caliper Life Sciences (Hopkinton，MA)的標(biāo)準(zhǔn)濕法刻蝕方法制造。使用3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯、冰醋酸、去離子水和甲醇的2 :3:2: 3的混合物先將表面功能化用于與聚丙烯酰胺(PA)凝膠共價(jià)連接。在20分鐘靜態(tài)培養(yǎng)之后，使甲醇沖洗通過微流體裝置30分鐘，然后氮?dú)獯蹈?。功能化的結(jié)合介質(zhì)光致圖案化經(jīng)由UV物鏡(UPLANS-AP0 4X，Olympus)的基于掩模的光刻結(jié)合薄膜掩模和顯
24微鏡系統(tǒng)(IX-70，Olympus，Melville，NY)提供導(dǎo)致交聯(lián)的激發(fā)和結(jié)合介質(zhì)(8%T，包括鏈霉抗生物素-丙烯酰胺)的形成。使用凝膠基體中共價(jià)結(jié)合的鏈霉抗生物素固定用于免疫印跡的生物素化的抗體。使用汞燈作為激發(fā)源(330-375nm)，并使用顯微鏡(Olympus， Melville,NY)上的手工調(diào)節(jié)x_y移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行對(duì)芯片的掩模對(duì)準(zhǔn)。用含有0. 2% (w/v)VA-086 光引發(fā)劑的三甲醇氨基甲烷-甘氨酸非變性運(yùn)行緩沖液調(diào)整包括丙烯酰胺和BIS的最終前驅(qū)體體積。在裝填進(jìn)微流體裝置之前使凝膠前驅(qū)體溶液脫氣(在真空下5分鐘，同時(shí)超聲震蕩)以保證基本上無氣泡的最終凝膠。為了開始制造，將PA凝膠前驅(qū)體溶液通過毛細(xì)管引入或壓力填充(經(jīng)由注射器)到微流體裝置中。在裝載微流體裝置之后，用移液管將高粘度5%的2-羥乙基纖維素溶液(Sigma，平均MW 720000)溫和地引入到儲(chǔ)存器中。使用對(duì)位于15cm遠(yuǎn)的具有冷卻風(fēng)扇的過濾的汞燈(300-380nm) (100W，UVP B1OO-AP，Upland， CA)的芯片整片曝光形成大孔徑樣品負(fù)載凝膠。設(shè)備和圖像分析操作是可編程的，并經(jīng)由具有鉬電極的高壓電源(Labsmith HVS448， Livermore,CA)控制。通過在廢物儲(chǔ)存器上施加+800V電勢(shì)并將樣品儲(chǔ)存器接地 2分鐘來裝載樣品。使用具有IOX目鏡(N. A. 0.3)、為GFP檢測(cè)優(yōu)化的過濾立方體和x-y移動(dòng)臺(tái)的倒置落射熒光顯微鏡(IX-70,Olympus,Melville,NY)采集圖像。使用1392X 1040Peltier 冷卻的隔行 CCD 相機(jī)(CoolSNAP HQ2, Roper Scientific, Trenton NJ)以 10MHz 的頻率監(jiān)測(cè)蛋白質(zhì)遷移和結(jié)合。除非另有說明，C⑶曝光時(shí)間為300ms。使用ImageJ(國(guó)家衛(wèi)生研究院，Bethesda，MD)完成圖像分析。MM圖2示出了在將被分離的樣品轉(zhuǎn)移到結(jié)合介質(zhì)之前(圖2A)和之后(圖2B)的蛋白質(zhì)電泳圖。進(jìn)行目標(biāo)蛋白質(zhì)(α-輔肌動(dòng)蛋白和前列腺特異性抗原，PSA)和陰性對(duì)照 (BSA)的非變性PAGE，隨后進(jìn)行到結(jié)合介質(zhì)的電泳轉(zhuǎn)移。在小于或等于30秒的時(shí)間里將分離的蛋白質(zhì)帶轉(zhuǎn)移至結(jié)合介質(zhì)，捕獲效率為85%。特定的目標(biāo)蛋白質(zhì)(最弱的峰，α-輔肌動(dòng)蛋白)與結(jié)合介質(zhì)結(jié)合并產(chǎn)生可檢測(cè)的熒光信號(hào)(圖2Β，插圖，轉(zhuǎn)換的灰度)。圖3示出了使用陽(yáng)性和陰性蛋白質(zhì)對(duì)照的檢測(cè)分析特異性的實(shí)驗(yàn)的熒光圖像。微流體裝置的結(jié)合介質(zhì)30的熒光圖像在圖3中示出。分析物BSA(例如陰性對(duì)照)、生物素、 α -輔肌動(dòng)蛋白和PSA分別獨(dú)立地與具有結(jié)合到結(jié)合介質(zhì)支撐體的鏈霉抗生物素、抗輔肌動(dòng)蛋白和抗PSA的三種不同的結(jié)合介質(zhì)接觸。圖3顯示沒有可檢測(cè)的非對(duì)角線信號(hào)，表明沒有可檢測(cè)的交叉反應(yīng)性并且沒有可檢測(cè)的非特定吸附。圖4Α示出了微流體裝置中與抗體功能化的結(jié)合介質(zhì)結(jié)合的蛋白質(zhì)的劑量響應(yīng)的熒光圖像。微流體裝置的結(jié)合介質(zhì)40的熒光圖像在圖4中示出。使升高濃度的BSA(例如陰性對(duì)照)與用鏈霉抗生物素功能化的結(jié)合介質(zhì)接觸。BSA顯示沒有或最小的可檢測(cè)信號(hào)。 使升高濃度的α-輔肌動(dòng)蛋白與用抗輔肌動(dòng)蛋白功能化的結(jié)合介質(zhì)接觸。α-輔肌動(dòng)蛋白顯示熒光信號(hào)隨著α-輔肌動(dòng)蛋白濃度的升高而升高。使升高濃度的PSA與用抗PSA功能化的結(jié)合介質(zhì)接觸。PSA顯示熒光信號(hào)隨著PSA濃度升高而升高。劑量響應(yīng)曲線的建立可以有利于蛋白質(zhì)的定量。另外，觀察到結(jié)合介質(zhì)上的內(nèi)在蛋白質(zhì)富集(參見圖4Β)。與沒有結(jié)合介質(zhì)的信號(hào)相比，蛋白質(zhì)富集可以有利于提高結(jié)合介質(zhì)上的檢測(cè)靈敏度。圖5Α示出了包括分離介質(zhì)50的微流體裝置的示意圖。可以通過樣品入口 51將樣
25品引入微流體裝置。可以通過施加電場(chǎng)將樣品從樣品入口 51引導(dǎo)至分離介質(zhì)50來將樣品加載到分離介質(zhì)50上(參見圖5A，插圖1)。在使樣品與分離介質(zhì)50接觸之后，可以沿著分離介質(zhì)50的方向軸施加電場(chǎng)引導(dǎo)樣品通過分離介質(zhì)50 (參見圖5A，插圖2)。樣品中的分析物在流過分離介質(zhì)50時(shí)可以被分離并被位于分離介質(zhì)50末端的檢測(cè)器52檢測(cè)。圖 5B示出了使用具有分離介質(zhì)的微流體裝置的寬分子范圍蛋白質(zhì)梯的高分辨電泳分析，所述分離介質(zhì)通過將交聯(lián)聚丙烯酰胺凝膠光致圖案化制備。分離介質(zhì)能夠使用10X10_6L的樣品體積在15秒之后實(shí)現(xiàn)樣品中不同蛋白質(zhì)之間的可檢測(cè)的分辨。圖6示出了在5種低分子量蛋白質(zhì)的電泳分離中聚丙烯酰胺凝膠的分辨率差別的實(shí)例。在圖6中，具有8%總丙烯酰胺的聚丙烯酰胺凝膠(例如小孔徑凝膠)能夠在20秒的時(shí)間里可檢測(cè)地分辨樣品中的所有5種蛋白質(zhì)(參見圖6，上圖)，而具有4 %總丙烯酰胺的聚丙烯酰胺凝膠(例如大孔徑凝膠)不能分辨樣品中的蛋白質(zhì)，并且在5秒時(shí)僅給出單峰(參見圖6，下圖)。圖9A示出了包括分離介質(zhì)920上游的濃縮介質(zhì)910的微流體裝置900的示意圖和圖像(插圖)。分離介質(zhì)920的上游區(qū)域包括具有3. 5%總丙烯酰胺(T)和2. 2%交聯(lián)劑 (C)的大孔徑凝膠。分離介質(zhì)的大孔徑區(qū)域的下游為具有8% T和2. 2% C的小孔徑區(qū)域。 圖9B示出了樣品930通過包括分離介質(zhì)950上游的濃縮介質(zhì)940的微流體裝置的時(shí)間里的電泳運(yùn)動(dòng)的圖像。分離介質(zhì)在分離通道960中包括6%聚丙烯酰胺凝膠。以5秒的時(shí)間間隔、、、和t1(l采集反相熒光微圖像。熒光微圖像示出了在濃縮介質(zhì)940附近的樣品富集和蛋白質(zhì)樣品的洗脫。在圖9B中，3分鐘之后，濃縮的初始濃度IOOnM的報(bào)告蛋白(例如熒光標(biāo)記的抗C-RP)在濃縮介質(zhì)(例如膜)處被濃縮了 170倍。在IOs的時(shí)間里，濃縮的抗C-RP被洗脫至分離通道中。施加的電場(chǎng)為400V/cm。圖10示出了在電泳分析之后所關(guān)注的分析物1000從第一微流體通道1010選擇性轉(zhuǎn)移至第二微流體通道1020的圖像。所關(guān)注的特定分析物的選擇性轉(zhuǎn)移能夠收集蛋白質(zhì)用于與結(jié)合介質(zhì)接觸或用于隨后的分析。在圖10中，所關(guān)注的分析物1000被從第一微流體通道1010中的電泳分離引導(dǎo)至第二微流體通道1020用于進(jìn)一步分析。不關(guān)注的分析物1030保留在第一微流體通道1010中未作處理。所關(guān)注的分析物從一個(gè)微流體通道選擇性轉(zhuǎn)移至另一個(gè)可以有利于小體積(例如小于IpL)的定量操作。另外，特定的分辨的分析物的物理操作可以有利于所關(guān)注的選定分析物的電泳后表征。在圖10中，蛋白質(zhì)在第一微流體通道1010通過電泳被分離(例如等電聚焦)。為了使加載在第一微流體通道1010與第二微流體通道1020之間交點(diǎn)處的所關(guān)注的分析物1000轉(zhuǎn)移，在交點(diǎn)上施加與用于分離分析物的初始電場(chǎng)垂直的電場(chǎng)(E = 395V/cm)，從而將所關(guān)注的分析物1000推至第二微流體通道1020。圖IlA示出了位于微流體裝置1100中的結(jié)合介質(zhì)1110的示意圖。另外，指出了電場(chǎng)(E)，其示出通過結(jié)合介質(zhì)的電泳方向。圖IlB和圖IlC示出了暴露于陰性和陽(yáng)性對(duì)照的結(jié)合介質(zhì)的熒光圖像。將200nM IgG共聚在聚丙烯酰胺結(jié)合介質(zhì)(10%總丙烯酰胺/2. 5% 交聯(lián)劑)中。通過在由100W 365-nm YAG激光器發(fā)出的細(xì)(75 μ m寬)激光片束下曝光20 秒在玻璃微通道中形成結(jié)合介質(zhì)。在600V以5分鐘的時(shí)間使1 IOOlgG-FITC^ni 100 蛋白質(zhì)G-FITC溶液經(jīng)電泳通過結(jié)合介質(zhì)，然后以15分鐘的時(shí)間通過緩沖液沖洗未結(jié)合的蛋白質(zhì)(T。通過CXD/落射熒光顯微鏡進(jìn)行熒光成像。圖IlB和圖IlC中示出的熒光圖像圖示了共聚的蛋白質(zhì)G(IgG)抗體與熒光標(biāo)記的蛋白質(zhì)G(蛋白質(zhì)(T)的特定相互作用。圖 IlB是陰性對(duì)照(例如在結(jié)合介質(zhì)中沒有共聚的IgG)并且示出來自經(jīng)過電泳的熒光標(biāo)記蛋白質(zhì)G的可忽略的可檢測(cè)信號(hào)。在圖IlC中，與IgG共聚的結(jié)合介質(zhì)結(jié)合了蛋白質(zhì)(T。結(jié)果表明，在電泳分析物輸送期間，與結(jié)合介質(zhì)結(jié)合的抗體的特異性被保留。圖12A示出了包括容納分離介質(zhì)1203和結(jié)合介質(zhì)1204的腔室1202 (插圖)的微流體裝置1201的明場(chǎng)圖像。結(jié)合介質(zhì)1204被設(shè)置為與分離介質(zhì)1203液體連通并且沿著標(biāo)記流動(dòng)路徑排列(參見圖12C，步驟幻。在這種情況下，分離流動(dòng)路徑(參見圖12C，步驟 2)與標(biāo)記流動(dòng)路徑(參見圖12C，步驟幻彼此正交。標(biāo)記介質(zhì)包括孔徑與分離介質(zhì)相似的凝膠。另外，標(biāo)記介質(zhì)包括鏈霉抗生物素以允許用生物素化的結(jié)合構(gòu)件(例如抗體)功能化。腔室1202還包括與分離介質(zhì)1203液體連通的加載介質(zhì)1205。加載介質(zhì)1205被沿著分離流動(dòng)路徑設(shè)置在分離介質(zhì)1203的上游(參見圖12，步驟2、。加載介質(zhì)1205包括大孔徑凝膠(3%總丙烯酰胺)，其在較小孔徑的分離介質(zhì)1203(6%總丙烯酰胺)上游。圖12A 中的腔室1202還與沿著腔室1202側(cè)部設(shè)置的多個(gè)通道1206液體連通。通道1206可以被配置為將電場(chǎng)引導(dǎo)至腔室1202中的加載介質(zhì)1205、分離介質(zhì)1203和結(jié)合介質(zhì)1204。圖12B示出了腔室1202和被配置為將電場(chǎng)引導(dǎo)至腔室1202的通道1206的明場(chǎng)圖像。圖12C示出了包括上述腔室1202的微流體裝置的示意圖?？梢詫悠芬胛⒘黧w裝置(參見圖12C，步驟1)?？梢匝刂蛛x流動(dòng)路徑的方向軸施加電場(chǎng)以引導(dǎo)樣品通過加載介質(zhì)和分離介質(zhì)(參見圖12C，步驟2)?？梢允褂秒妶?chǎng)發(fā)生器￥1、￥2、￥3、￥4、￥5、￥6、乂7 和V8施加電場(chǎng)。在樣品的電泳分離之后，通過沿著標(biāo)記流動(dòng)路徑的方向軸施加電場(chǎng)，可以將樣品中被分離的分析物選擇性地轉(zhuǎn)移至結(jié)合介質(zhì)(參見圖12C，步驟3)。圖12D示出了覆蓋有樣品中分析物的分離、轉(zhuǎn)移和檢測(cè)的示意圖的圖像。首先將蛋白質(zhì)樣品電動(dòng)地加載到微流體裝置的大孔徑加載介質(zhì)中(參見圖12D，步驟1)。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)樣品到達(dá)大孔徑的加載介質(zhì)與較小孔徑的分離介質(zhì)之間的界面時(shí)被濃縮?！癷”表示電流的方向。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)沿著分離流動(dòng)路徑的方向軸向分離介質(zhì)底部遷移時(shí)被分離(參見圖12D，步驟2)。然后轉(zhuǎn)換施加的電場(chǎng)以引導(dǎo)被分離的樣品進(jìn)入結(jié)合介質(zhì)，結(jié)合介質(zhì)包括固定的(例如交聯(lián)的或共聚的)結(jié)合構(gòu)件(參見圖12D，步驟3)。結(jié)合構(gòu)件被配置為特定地結(jié)合并保留所關(guān)注的分析物1207，并且如果所關(guān)注的分析物1207與功能化的結(jié)合介質(zhì)結(jié)合則產(chǎn)生陽(yáng)性“印跡”(例如可檢測(cè)的信號(hào))。測(cè)定分子量和結(jié)合信息以識(shí)別所關(guān)注的分析物1207。圖13示出了在微流體裝置中分離蛋白質(zhì)梯的圖像和曲線圖。圖13A至圖13D示出了在微流體裝置中使用12% SDS-PAGE電泳分離蛋白質(zhì)梯的反相CXD圖像。圖13A至圖 13D中的圖像取自不同的時(shí)間點(diǎn)(例如電泳分離開始后11. 6秒、13. 2秒、22. 0秒和26. 8 秒)。在圖13E中，通過使用SDS-PAGE(3% -8% Τ)的微流體裝置，蛋白質(zhì)梯的遷移度與蛋白質(zhì)的尺寸線性相關(guān)。結(jié)果與梯度板凝膠-12% Τ) SDS-PAGE比較(參見圖13Ε)。圖 13E中曲線圖中的插圖示出了用微流體裝置和板凝膠分離的蛋白質(zhì)帶。圖13F示出了使用微流體裝置的SDS-PAGE分離的電泳圖。測(cè)量圖13D中CXD圖像的遷移距離。圖14A示出了使用微流體裝置分離熒光標(biāo)記蛋白質(zhì)的圖像。在微流體裝置中使用 SDS-PAGE將熒光標(biāo)記的生物素化的肌動(dòng)蛋白1401與樣品中的其他蛋白質(zhì)分離。與較小的蛋白質(zhì)種類1402相比，較大的蛋白質(zhì)種類(例如熒光標(biāo)記的生物素化的肌動(dòng)蛋白1401)通過分離介質(zhì)遷移較短的距離。圖14B示出了熒光標(biāo)記的蛋白質(zhì)從微流體裝置中的分離介質(zhì)轉(zhuǎn)移至結(jié)合介質(zhì)的圖像。結(jié)合介質(zhì)包括與結(jié)合介質(zhì)結(jié)合的鏈霉抗生物素。當(dāng)熒光標(biāo)記的生物素化的肌動(dòng)蛋白1401穿過結(jié)合介質(zhì)時(shí)，結(jié)合介質(zhì)特定地結(jié)合并保留熒光標(biāo)記的生物素化的肌動(dòng)蛋白1401 (參見圖14B)。較小的蛋白質(zhì)種類1402穿過結(jié)合介質(zhì)而不與結(jié)合介質(zhì)結(jié)合并排出微流體裝置。圖15A至圖15D示出了用于微流體裝置的模擬電場(chǎng)分布的圖像。圖15A和圖15B 分別示出了微流體腔室中的COMSOL模擬的1維電場(chǎng)分布以及具有主通道和一個(gè)交叉通道的微流體裝置的圖像。圖15C和圖15D分別示出了微流體腔室中的垂直和水平的COMSOL 模擬的2維電場(chǎng)分布的圖像。COMSOL模擬表明微流體腔室中的垂直和水平的電場(chǎng)分布在微流體腔室上是均勻的。圖15E至圖15F示出了檢測(cè)2維微流體腔室中施加的電場(chǎng)的均勻性的微流體裝置的CXD圖像?！癷”表示施加的電場(chǎng)方向。采集加載到微流體腔室中的0.1 μΜ 游離染料溶液的實(shí)驗(yàn)CCD圖像。圖15E表明染料通過微流體腔室的電動(dòng)運(yùn)動(dòng)在垂直方向上是基本上均勻的。圖15F表明染料通過微流體腔室的電動(dòng)運(yùn)動(dòng)在水平方向上是基本上均勻的。COMSOL模擬和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都顯示在微流體腔室內(nèi)沿垂直和水平方向的良好可控的、均勻的電場(chǎng)分布。均勻的電場(chǎng)分布可以有利于準(zhǔn)確地多維引導(dǎo)樣品和/或所關(guān)注的選定分析物通過微流體裝置。圖16示出了在具有或不具有電壓整形的情況下樣品1601通過微流體裝置的電動(dòng)運(yùn)動(dòng)的圖像。將熒光標(biāo)記的0. 1 μ M BSA注射到微流體裝置中，并使用CXD成像觀察。CXD 圖像示出了在從垂直方向至水平方向的轉(zhuǎn)移步驟期間熒光標(biāo)記的樣品1601的帶形狀。在通過使用整形的電壓轉(zhuǎn)移之后，樣品帶形狀被保留，而沒有明顯的變形?！?i，，表示施加的電場(chǎng)的方向。在圖16(左)中，樣品1601保持其原始形狀，在進(jìn)入分離腔室之后基本上沒有變形(參見圖16A)，并且在被轉(zhuǎn)移至第二水平維度之后基本上沒有變形(參見圖16B)。圖 16C和圖16D表明在沒有電壓整形的情況下，在進(jìn)入分離腔室之后(參見圖16C)和轉(zhuǎn)移至第二水平維度之后(參見圖16D)，樣品帶形狀明顯變形。多個(gè)側(cè)通道1602允許不同樣品、 試劑、緩沖液等被引入微流體腔室中。例如，在分離樣品中的分析物之后可以將其他樣品、 試劑、緩沖液等引入微流體腔室，用于隨后的夾心抗體檢測(cè)、酶反應(yīng)等。圖18示出了樣品中多種分析物的分離、轉(zhuǎn)移和檢測(cè)的圖像。微流體裝置1800包括容納分離介質(zhì)(6%總丙烯酰胺)1801和兩種不同結(jié)合介質(zhì)的微流體腔室(ImmXlmm) ’第一結(jié)合介質(zhì)(6%總丙烯酰胺)1802，其包括對(duì)PG特定的結(jié)合構(gòu)件，和第二結(jié)合介質(zhì)(6%總丙烯酰胺)1803，其包括對(duì)CRP特定的結(jié)合構(gòu)件。使用聚丙烯酰胺凝膠的基于掩模的UV光刻，通過選擇性光致圖案化來形成分離介質(zhì)和結(jié)合介質(zhì)。選擇性光致圖案化能夠在微流體腔室中形成集成的介質(zhì)，其中所述介質(zhì)包括不同物理和功能性質(zhì)的不同區(qū)域，用于分析物分離(例如分離介質(zhì))和基于抗體的檢測(cè)(例如結(jié)合介質(zhì))。在圖18中，通過使用150V/cm的電場(chǎng)強(qiáng)度引導(dǎo)樣品通過分離介質(zhì)1801將包括目標(biāo)蛋白質(zhì)G(PG)和C-活性蛋白質(zhì)(CRP)的樣品電動(dòng)地分離(圖18，步驟(1))。PG和CRP 的基線分離在大約20秒的時(shí)間里完成。使用橫向電場(chǎng)(50V/cm)將被分離的目標(biāo)蛋白質(zhì) PG和CRP轉(zhuǎn)移至結(jié)合介質(zhì)(圖18，步驟O))。包括PG的被分離的樣品帶選擇性地與包括對(duì)PG特定的結(jié)合構(gòu)件的結(jié)合介質(zhì)結(jié)合( 80%捕獲效率)，而包括CRP的被分離的樣品帶選擇性地與包括對(duì)CRP特定的結(jié)合構(gòu)件的結(jié)合介質(zhì)結(jié)合( 80%捕獲效率)(圖18，步驟 (3))。分離、轉(zhuǎn)移和檢測(cè)步驟在90秒的時(shí)間里進(jìn)行。由于低交叉反應(yīng)性，每種分析物與固
28定在其相應(yīng)印跡區(qū)域的抗體結(jié)合。圖19示出了樣品中分析物相對(duì)陰性對(duì)照的分離、轉(zhuǎn)移和檢測(cè)的圖像。微流體裝置1900包括容納分離介質(zhì)(6%總聚丙烯酰胺)1901和兩種不同結(jié)合介質(zhì)的微流體腔室 (ImmXlmm)；第一結(jié)合介質(zhì)(6%總丙烯酰胺)1902，其包括對(duì)PG特定的結(jié)合構(gòu)件，和第二結(jié)合介質(zhì)(6%總丙烯酰胺)1903，其包括對(duì)CRP特定的結(jié)合構(gòu)件。通過使用150V/cm的電場(chǎng)強(qiáng)度引導(dǎo)樣品通過分離介質(zhì)1901將包括C-活性蛋白質(zhì)(CRP)和陰性對(duì)照(胎牛血清蛋白 (BSA))的樣品電動(dòng)地分離(圖19，步驟(1))。CRP和BSA的基線分離在30秒的時(shí)間里完成。使用橫向電場(chǎng)(50V/cm)將CRP和BSA陰性對(duì)照的分離帶轉(zhuǎn)移至結(jié)合介質(zhì)(圖19，步驟 O))。包括CRP的被分離的樣品帶選擇性地與包括對(duì)CRP特定的結(jié)合構(gòu)件的結(jié)合介質(zhì)結(jié)合 (圖19，步驟O))。包括BSA陰性對(duì)照的被分離的樣品帶未與結(jié)合介質(zhì)結(jié)合并顯示沒有可檢測(cè)的交叉反應(yīng)性或非特定性吸附(圖18，步驟(3))。分離、轉(zhuǎn)移和檢測(cè)步驟在110秒內(nèi)進(jìn)行。圖20示出了樣品中多種分析物的多元檢測(cè)的圖像。在電泳分離之后，在抗體功能化的結(jié)合介質(zhì)處選擇性捕獲并檢測(cè)目標(biāo)蛋白質(zhì)G(PG)和C-活性蛋白質(zhì)(CRP)(參見圖18)。 在暴露于橫向電場(chǎng)(> 110s，以50V/cm)之后，目標(biāo)蛋白質(zhì)保留在它們各自的結(jié)合介質(zhì)中。 結(jié)果表明，在暴露于施加的電場(chǎng)大于或等于110秒之后，分析物被保持與結(jié)合介質(zhì)特定地
纟口口。圖21示出了抗原捕獲效率對(duì)結(jié)合介質(zhì)寬度(ym)的曲線圖?？乖东@效率被模型化為設(shè)計(jì)和操作參數(shù)的函數(shù)，假設(shè)郎繆結(jié)合動(dòng)力學(xué)。模型化可以有利于針對(duì)用于樣品中多種分析物的多元分析配置的微流體裝置優(yōu)化結(jié)合介質(zhì)(例如結(jié)合介質(zhì)寬度、結(jié)合構(gòu)件密
/又寸乂。雖然為了清楚理解的目的已經(jīng)通過說明和實(shí)施例的方式相當(dāng)詳細(xì)地描述了前述實(shí)施方案，但是在本說明書的教導(dǎo)下對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員明顯的是，在不脫離所附權(quán)利要求書的精神和范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行某些變化和修改。還應(yīng)當(dāng)理解，本文所用術(shù)語(yǔ)僅用于描述具體實(shí)施方案的目的，并不是為了限定，因?yàn)楸景l(fā)明的范圍僅通過所附權(quán)利要求書限定。在提供數(shù)值范圍的情況下，應(yīng)當(dāng)理解，除非在上下文中另有說明外，該范圍的上限和下限之間的每個(gè)中間值以及任何其他指出的數(shù)值或該范圍中的中間值包括在本發(fā)明中， 其中下限精確到十分位。這些更小范圍的上限和下限可以獨(dú)立地包括在更小的范圍中，并且也包括在本發(fā)明中，屬于指出的范圍中任何特別排除的限定。在指出的范圍包括一個(gè)或兩個(gè)界限的情況下，排除了這些界限的一個(gè)或兩個(gè)的范圍也包括在本發(fā)明中。本說明書中引用的所有出版物和專利通過引用被并入本文，猶如每個(gè)獨(dú)立地出版物或?qū)＠唧w且單獨(dú)地被表明通過引用被并入本文，并且通過引用并入本文是為了結(jié)合所引用的出版物公開和描述方法和/或材料。任何出版物的引用是針對(duì)在其申請(qǐng)日之前的公開，并不應(yīng)被解釋為承認(rèn)本發(fā)明由于之前的發(fā)明而不早于這些出版物。另外，提供的出版日期可能與實(shí)際出版日期不同，其可能需要獨(dú)立地證實(shí)。應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)在本文中以及在所附權(quán)利要求中使用時(shí)，除非在上下文中另有說明， 單數(shù)形式“一個(gè)”、“一種”和“該”包括復(fù)數(shù)形式。還應(yīng)當(dāng)注意，權(quán)利要求可能被撰寫為排除任何任選元素。就這一點(diǎn)而言，這一聲明是為了用作例如“僅”、“只有”等排他性術(shù)語(yǔ)與敘述權(quán)利要求元素結(jié)合使用或“否定”限定的使用的前提基礎(chǔ)。當(dāng)閱讀本說明書時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是，在本文中描述和說明的獨(dú)立的實(shí)施方案具有分立的部分和特征，在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的情況下，其可以容易地被分離或者與其他若干實(shí)施方案的任一個(gè)的特征結(jié)合。任何敘述的方法可以以敘述的事件的順序或邏輯上可能的任何其他順序?qū)嵤Ｒ虼?，前文僅描述了本發(fā)明的原理。顯而易見的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到雖然未在本文中明確地描述或示出但是實(shí)施本發(fā)明的原理并且包括在其精神和范圍內(nèi)的各種布置。此外，本文敘述的所有實(shí)施例和條件性語(yǔ)言原則上是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理和發(fā)明人為促進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的概念，并應(yīng)當(dāng)解釋為不對(duì)這些特定敘述的實(shí)施例和條件進(jìn)行限定。此外，本文中敘述本發(fā)明的原理、方面和實(shí)施方案以及其特定實(shí)施例的所有聲明是為了包括其結(jié)構(gòu)和功能等同物。因此，其用意是，這些等同物包括目前已知的等同物和未來開發(fā)的等同物，即，開發(fā)的執(zhí)行相同功能的任何元件，而不論結(jié)構(gòu)如何。因此，本發(fā)明的范圍不被限定為本文示出和描述的示例性實(shí)施方案。而是，本發(fā)明的范圍和精神通過所附權(quán)利要求書體現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測(cè)液體樣品中分析物的微流體裝置，其中所述微流體裝置包括 具有分離流動(dòng)路徑的分離介質(zhì)，所述分離流動(dòng)路徑具有第一方向軸；和具有標(biāo)記流動(dòng)路徑的結(jié)合介質(zhì)，所述標(biāo)記流動(dòng)路徑具有第二方向軸，其中所述結(jié)合介質(zhì)與所述分離介質(zhì)液體連通，其中所述微流體裝置被配置為使樣品經(jīng)歷兩個(gè)或多個(gè)方向上不同的流動(dòng)場(chǎng)。
2.如權(quán)利要求1所述的微流體裝置，其中所述兩個(gè)或多個(gè)方向上不同的流動(dòng)場(chǎng)包括兩個(gè)或多個(gè)方向上不同的電場(chǎng)。
3.如權(quán)利要求1所述的微流體裝置，其中所述分離介質(zhì)包括聚合物凝膠。
4.如權(quán)利要求1所述的微流體裝置，其中所述結(jié)合介質(zhì)包括穩(wěn)定地與支撐體締合的結(jié)合構(gòu)件。
5.如權(quán)利要求4所述的微流體裝置，其中所述支撐體包括膜。
6.如權(quán)利要求4所述的微流體裝置，其中所述支撐體包括聚合物凝膠。
7.如權(quán)利要求4所述的微流體裝置，其中所述結(jié)合構(gòu)件包括蛋白質(zhì)或其結(jié)合片段。
8.如權(quán)利要求7所述的微流體裝置，其中所述蛋白質(zhì)為抗體。
9.如權(quán)利要求1所述的微流體裝置，其中所述分析物包括熒光標(biāo)記。
10.如權(quán)利要求1所述的微流體裝置，其中所述第二方向軸與所述第一方向軸正交。
11.如權(quán)利要求1所述的微流體裝置，其中所述微流體裝置包括容納所述分離介質(zhì)和所述結(jié)合介質(zhì)的腔室。
12.—種檢測(cè)液體樣品中分析物的方法，所述方法包括(a)將所述液體樣品引入被配置為使樣品經(jīng)歷兩個(gè)或多個(gè)方向上不同的流動(dòng)場(chǎng)的微流體裝置，其中所述微流體裝置包括(i)具有分離流動(dòng)路徑的分離介質(zhì)，所述分離流動(dòng)路徑具有第一方向軸；和 ( )具有標(biāo)記流動(dòng)路徑的結(jié)合介質(zhì)，所述標(biāo)記流動(dòng)路徑具有第二方向軸，其中所述結(jié)合介質(zhì)與所述分離介質(zhì)液體連通；(b)引導(dǎo)所述樣品通過所述分離介質(zhì)以制備被分離的樣品；以及(c)檢測(cè)所述被分離的樣品中的分析物。
13.如權(quán)利要求12所述方法，其中所述兩個(gè)或多個(gè)方向上不同的流動(dòng)場(chǎng)包括兩個(gè)或多個(gè)方向上不同的電場(chǎng)。
14.如權(quán)利要求12所述方法，其中所述方法包括將所述被分離的樣品轉(zhuǎn)移至所述結(jié)合介質(zhì)。
15.如權(quán)利要求12所述方法，其中所述方法包括將所述結(jié)合構(gòu)件轉(zhuǎn)移至所述被分離的樣品。
16.如權(quán)利要求12所述方法，在引導(dǎo)所述樣品之前還包括濃縮所述樣品。
17.如權(quán)利要求12所述方法，其中所述方法為診斷方法。
18.如權(quán)利要求12所述方法，其中所述方法為驗(yàn)證方法。
19.一種用于檢測(cè)液體樣品中分析物的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括(a)被配置為使樣品經(jīng)歷兩個(gè)或多個(gè)方向上不同的流動(dòng)場(chǎng)的微流體裝置，其中所述微流體裝置包括(i)具有分離流動(dòng)路徑的分離介質(zhì)，所述分離流動(dòng)路徑具有第一方向軸；和(ii)具有標(biāo)記流動(dòng)路徑的結(jié)合介質(zhì)，所述標(biāo)記流動(dòng)路徑具有第二方向軸，其中所述結(jié)合介質(zhì)與所述分離介質(zhì)液體連通；以及(b)檢測(cè)器。
20.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述兩個(gè)或多個(gè)方向上不同的流動(dòng)場(chǎng)包括兩個(gè)或多個(gè)方向上不同的電場(chǎng)。
21.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，所述檢測(cè)器為光電倍增管、電荷耦合裝置、增強(qiáng)的電荷耦合裝置、互補(bǔ)金屬-氧化物-半導(dǎo)體傳感器、目視比色讀出器或光電二極管。
22.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，還包括被配置為引導(dǎo)液體通過所述微流體裝置的微流體部件。
23.—種試劑盒，包括(a)被配置為使樣品經(jīng)歷兩個(gè)或多個(gè)方向上不同的流動(dòng)場(chǎng)的微流體裝置，其中所述微流體裝置包括(i)具有分離流動(dòng)路徑的分離介質(zhì)，所述分離流動(dòng)路徑具有第一方向軸；和( )具有標(biāo)記流動(dòng)路徑的結(jié)合介質(zhì)，所述標(biāo)記流動(dòng)路徑具有第二方向軸，其中所述結(jié)合介質(zhì)與所述分離介質(zhì)液體連通；以及(b)緩沖液。
24.如權(quán)利要求23所述的試劑盒，其中所述兩個(gè)或多個(gè)方向上不同的流動(dòng)場(chǎng)包括兩個(gè)或多個(gè)方向上不同的電場(chǎng)。
全文摘要
本發(fā)明提供多方向微流體裝置及其使用方法。本發(fā)明的方面包括被配置為使樣品經(jīng)歷兩個(gè)或多個(gè)方向上不同的流動(dòng)場(chǎng)并且包括分離介質(zhì)和結(jié)合介質(zhì)的微流體裝置，其中所述結(jié)合介質(zhì)與所述分離介質(zhì)液體連通。還提供使用所述裝置以及包括所述裝置的系統(tǒng)和試劑盒的方法。所述裝置、系統(tǒng)和方法可用于各種不同的應(yīng)用，包括診斷和驗(yàn)證分析。
文檔編號(hào)G01N33/53GK102439460SQ201080021792
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月19日
發(fā)明者何梅, 侯晨露, 艾米·E·赫爾 申請(qǐng)人:加利福尼亞大學(xué)董事會(huì)