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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024133651
(43)【公開日】2024-10-02
(54)【発明の名称】等電点電気泳動デバイスおよび固定具
(51)【国際特許分類】
G01N 27/447 20060101AFI20240925BHJP
【ＦＩ】
G01N27/447 315K
G01N27/447 315D
G01N27/447 331E
【審査請求】有
【請求項の数】1
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024109418
(22)【出願日】2024-07-08
(62)【分割の表示】P 2022508810の分割
【原出願日】2020-08-11
(31)【優先権主張番号】62/885,733
(32)【優先日】2019-08-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/893,549
(32)【優先日】2019-08-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/909,675
(32)【優先日】2019-10-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】16/799,387
(32)【優先日】2020-02-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】16/808,063
(32)【優先日】2020-03-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＢＲＩＪ
２．ＴＲＩＴＯＮ
(71)【出願人】
【識別番号】518187374
【氏名又は名称】インタバイオ， エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100078282
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 秀策
(74)【代理人】
【識別番号】100113413
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 夏樹
(74)【代理人】
【識別番号】100181674
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 貴敏
(74)【代理人】
【識別番号】100181641
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 大輔
(74)【代理人】
【識別番号】230113332
【弁護士】
【氏名又は名称】山本 健策
(72)【発明者】
【氏名】エリック ジェンタレン
(72)【発明者】
【氏名】スコット マック
(72)【発明者】
【氏名】エリック グヴェルダー
(72)【発明者】
【氏名】ルーク ブッス
(57)【要約】
【課題】等電点電気泳動デバイスおよび固定具の提供。
【解決手段】等電点電気泳動反応を実施するための方法、デバイス、およびシステムが、説明される。本明細書に開示されるシステムまたはデバイスは、膜を有する固定具を備え得る。いくつかの事例では、開示されるデバイスは、等電点電気泳動または他の分離反応を実施するように設計され得、その後に、質量分析を使用する、分離された被分析物のさらなる特性評価が続く。２回またはそれを上回る等電点電気泳動反応が、並行して実施され得る。開示される方法、デバイス、およびシステムは、等電点によるタンパク質被分析物混合物または他の生体分子の高速で正確な分離および特性評価を提供する。
【選択図】図１Ａ
【解決手段】等電点電気泳動反応を実施するための方法、デバイス、およびシステムが、説明される。本明細書に開示されるシステムまたはデバイスは、膜を有する固定具を備え得る。いくつかの事例では、開示されるデバイスは、等電点電気泳動または他の分離反応を実施するように設計され得、その後に、質量分析を使用する、分離された被分析物のさらなる特性評価が続く。２回またはそれを上回る等電点電気泳動反応が、並行して実施され得る。開示される方法、デバイス、およびシステムは、等電点によるタンパク質被分析物混合物または他の生体分子の高速で正確な分離および特性評価を提供する。
【選択図】図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
本明細書に記載の発明。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、２０１９年１０月２日に出願された米国仮特許出願第６２／９０９，６７５号、２０１９年８月２９日に出願された米国仮特許出願第６２／８９３，５４９号、および２０１９年８月１２日に出願された米国仮特許出願第６２／８８５，７３３号の利益を主張する、２０２０年２月２４日に出願された米国特許出願第１６／７９９，３８７号の利益を主張し、本願は、２０１９年１０月２日に出願された米国仮特許出願第６２／９０９，６７５号、２０１９年８月２９日に出願された米国仮特許出願第６２／８９３，５４９号、および２０１９年８月１２日に出願された米国仮特許出願第６２／８８５，７３３号の利益を主張する、２０２０年３月３日に出願された米国特許出願第１６／８０８，０６３号の利益を主張し、それぞれは、あらゆる目的のために参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
本開示は、サンプル処理および特性評価のための方法、デバイス、ならびにシステム、およびその種々の使用に関する。第１の側面では、本開示は、被分析物の混合物内の被分析物の分離および特性評価を実施するための方法、デバイス、ならびにシステムに関し、より具体的には、並行して複数の等電点電気泳動反応を実施するためのマルチチャネルデバイス（および関連方法ならびにシステム）に関する。第２の側面では、本開示は、１回またはそれを上回る分離反応（例えば、等電点電気泳動）を実施するように設計され、その後に、質量分析による特性評価のための分離された被分析物の動員およびエレクトスプレーイオン化が続く、マイクロ流体デバイス（および関連方法ならびにシステム）に関する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0003】
本明細書に開示されるものは、生物医学研究、臨床診断、および医薬品製造における潜在的用途を伴って、被分析物混合物内の被分析物の分離および分析のための改良された定量的性能を可能にする、方法、デバイス、ならびにシステムである。例えば、生物学的薬物および薬物候補（例えば、タンパク質）の厳格な特性評価が、規制機関によって要求される。本明細書に説明される方法およびデバイスは、タンパク質および／または他の被分析物を特性評価するために好適であり得る。いくつかの事例では、本明細書に説明される方法およびデバイスは、１つまたはそれを上回る濃縮ステップが、被分析物混合物を濃縮被分析物分画に分離するように実施される、被分析物混合物を特性評価することに関し得る。いくつかの事例では、本明細書に説明される方法およびデバイスは、１つまたはそれを上回る濃縮ステップを実施し、サンプルの高スループット特性評価のために多重化形式で被分析物混合物を濃縮被分析物分画に分離することに関し得る。いくつかの事例では、本明細書に説明される方法およびデバイスは、１つまたはそれを上回る濃縮ステップが、被分析物混合物を、続いて、エレクトスプレーイオン化インターフェースを介して質量分析計の中に導入される、濃縮被分析物分画に分離するように実施される、被分析物混合物を特性評価することに関する。開示される方法およびデバイスは、被分析物分離ならびに特性評価の便宜性、再現性、および／または分析性能の改良を提供し得る。
【0004】
ある側面では、本明細書に開示されるものは、電極リザーバと、第１の端部と、第２の端部とを備える、入口流体チャネルと、入口流体チャネルの第２の端部に流体的に結合される、第１の端部と、分離チャネルに流体的に結合される、第２の端部とを備える、出口流体チャネルであって、入口流体チャネルおよび出口流体チャネルは、電極リザーバの表面を画定する、またはそれと平行である平面において、相互と交差し、それに流体的に結合される、出口流体チャネルと、膜が、入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部を備える、開口部の全てまたは実質的に全てを被覆するように、平面において、またはそれに隣接して、電極リザーバ内に配置される、膜とを備え、膜は、電極リザーバ内に位置付けられる高電圧電極と入口流体チャネルおよび出口流体チャネル内に含有される流体との間に高流体力学的抵抗・低電気抵抗の接続を提供する、固定具である。
【0005】
いくつかの実施形態では、膜は、親水性である。いくつかの実施形態では、膜は、再生セルロース膜を備える。いくつかの実施形態では、膜は、親水性であるように扱われた織物ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）膜を備える。いくつかの実施形態では、膜または開口部の断面積は、約０．００１ｍｍ２～１００ｍｍ２である。いくつかの実施形態では、電極リザーバはさらに、電極リザーバ内に配置され、膜に、またはそれに隣接して位置付けられる、挿入物を備え、挿入物は、電極リザーバが電解質溶液で充填されるときに、膜の表面の実質的に気泡がない湿潤を促進する、入口流体経路と、出口流体経路とを備える。
【0006】
いくつかの実施形態では、電極リザーバと入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の流体力学的抵抗は、０．１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））を上回る。いくつかの実施形態では、電極リザーバと入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の流体力学的抵抗は、１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））を上回る。いくつかの実施形態では、電極リザーバと入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の電気抵抗は、１０，０００，０００オーム未満である。いくつかの実施形態では、電極リザーバと入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の電気抵抗は、１００，０００オーム未満である。いくつかの実施形態では、動作の間に、電極リザーバは、約１ミリモル（ｍＭ）～約５００ｍＭの濃度における電解質溶液で充填される。いくつかの実施形態では、動作の間に、電極リザーバは、約１０ｍＭ～約１５０ｍＭの濃度における電解質溶液で充填される。いくつかの実施形態では、動作の間に、電極リザーバは、約１．５～約１４のｐＨ範囲を伴う電解質溶液で充填される。いくつかの実施形態では、分離チャネルは、毛細管の管腔を備える。いくつかの実施形態では、分離チャネルは、マイクロ流体デバイス内の流体チャネルを備える。いくつかの実施形態では、分離チャネルは、電気泳動を実施するように構成される。いくつかの実施形態では、分離チャネルは、等電点電気泳動を実施するように構成される。
【0007】
また、本明細書に開示されるものは、少なくとも１つの流体入口と、少なくとも１つの流体出口と、少なくとも１つの流体入口に流体的に結合される、第１の端部と、少なくとも１つの流体出口に流体的に結合される、第２の端部とを備える、少なくとも１つの分離チャネルとを備え、少なくとも１つの流体入口または少なくとも１つの流体出口は、電極リザーバと、第１の端部と、第２の端部とを備える、入口流体チャネルと、入口流体チャネルの第２の端部に流体的に結合される、第１の端部と、少なくとも１つの流体入口または少なくとも１つの流体出口のうちの１つに流体的に結合される、第２の端部とを備える、出口流体チャネルであって、入口流体チャネルおよび出口流体チャネルは、電極リザーバの表面を画定する、またはそれと平行である平面において、相互と交差し、それに流体的に結合される、出口流体チャネルと、入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部を備える、開口部の全てまたは実質的に全てを被覆するように、平面において、またはそれに隣接して、電極リザーバ内に配置される、膜とを備え、膜は、電極リザーバ内に位置付けられる高電圧電極と入口流体チャネルおよび出口流体チャネル内に含有される流体との間に高流体力学的抵抗・低電気抵抗の接続を提供する、固定具を使用して、高電圧電極に電気的に結合される、流体デバイスである。
【0008】
いくつかの実施形態では、本デバイスは、少なくとも１つの毛細管を備え、少なくとも１つの毛細管は、少なくとも１つの分離チャネルとして機能する管腔を備える。いくつかの実施形態では、本デバイスは、平面基板を備える、マイクロ流体デバイスであり、平面基板は、少なくとも１つの分離チャネルを備える。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの流体入口または少なくとも１つの流体出口は、平面基板の少なくとも１つの縁上に配置される。いくつかの実施形態では、膜は、親水性である。いくつかの実施形態では、膜は、再生セルロース膜を備える。いくつかの実施形態では、膜は、親水性であるように扱われた織物ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）膜を備える。いくつかの実施形態では、膜または開口部の断面積は、約０．００１ｍｍ２～１００ｍｍ２である。いくつかの実施形態では、電極リザーバはさらに、電極リザーバ内に配置され、膜に、またはそれに隣接して位置付けられる、挿入物を備え、挿入物は、電極リザーバが電解質溶液で充填されるときに、膜の表面の実質的に気泡がない湿潤を促進する、入口流体経路と、出口流体経路とを備える。いくつかの実施形態では、動作の間に、電極リザーバは、約１ミリモル（ｍＭ）～約５００ｍＭの濃度における電解質溶液で充填される。いくつかの実施形態では、動作の間に、電極リザーバは、約１０ｍＭ～約１５０ｍＭの濃度における電解質溶液で充填される。いくつかの実施形態では、動作の間に、電極リザーバは、約１．５～約１４のｐＨ範囲を伴う電解質溶液で充填される。いくつかの実施形態では、電極リザーバと入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の流体力学的抵抗は、０．１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））を上回る。いくつかの実施形態では、電極リザーバと入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の流体力学的抵抗は、１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））を上回る。いくつかの実施形態では、電極リザーバと入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の電気抵抗は、１０，０００，０００オーム未満である。いくつかの実施形態では、電極リザーバと入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の電気抵抗は、１００，０００オーム未満である。
【0009】
いくつかの実施形態では、電極リザーバと入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の流体力学的抵抗および電気抵抗の比は、約０．００１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））／オームを上回る。いくつかの実施形態では、比は、約０．０１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））／オームを上回る。いくつかの実施形態では、比は、約０．１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））／オームを上回る。いくつかの実施形態では、比は、約１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））／オームを上回る。いくつかの実施形態では、比は、約１０（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））／オームを上回る。いくつかの実施形態では、比は、約１００（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））／オームを上回る。いくつかの実施形態では、比は、約１，０００（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））／オームを上回る。いくつかの実施形態では、比は、約１０，０００（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））／オームを上回る。
【0010】
別の側面では、本明細書に開示されるものは、並行して複数の等電点電気泳動反応を実施するための方法であって、ａ）平面基板を備える、デバイスを提供するステップであって、平面基板は、複数の分離チャネルを備える、ステップと、ｂ）被分析物の混合物を含むサンプルを複数の分離チャネルのうちの少なくとも２つの分離チャネルの中に導入するステップと、ｃ）少なくとも２つの分離チャネルに印加される電圧を制御し、複数の等電点電気泳動反応を実施し、少なくとも２つの分離チャネル内のサンプルの被分析物の混合物を分離するステップと、ｄ）複数の等電点電気泳動反応が並行して実施されるにつれて、少なくとも２つの分離チャネルを通して流動する電流を独立して監視するステップとを含む、方法である。
【0011】
いくつかの実施形態では、複数の分離チャネルのうちの少なくとも２つの分離チャネルの第１の端部は、膜含有高電圧電極固定具を使用して、陽極液リザーバに電気的に結合される。いくつかの実施形態では、複数の分離チャネルのうちの少なくとも２つの分離チャネルの第２の端部は、膜含有高電圧電極固定具を使用して、陰極液リザーバに電気的に結合される。いくつかの実施形態では、少なくとも２つの分離チャネルに印加される電圧は、独立して制御される。いくつかの実施形態では、少なくとも２つの分離チャネルの中に導入されるサンプルは、同一であり、実験条件の第１のセットは、少なくとも２つの分離チャネルの第１のサブセット内で等電点電気泳動反応を実施するために使用され、実験条件の少なくとも第２のセットは、少なくとも２つの分離チャネルの少なくとも第２のサブセット内で等電点電気泳動反応を実施するために使用される。いくつかの実施形態では、実験条件の異なるセットが、少なくとも２つの分離チャネルのそれぞれの中で等電点電気泳動反応を実施するために使用される。いくつかの実施形態では、複数の等電点電気泳動反応を実施するために使用される実験条件のセットは、緩衝剤選択、ｐＨ勾配選択、電圧設定、電流設定、電場強度設定、電圧設定、電流設定、電場強度設定を変動させるための時間経過、または等電点電気泳動反応時間から成る群の少なくとも１つの構成要素を備える。いくつかの実施形態では、少なくとも２つの分離チャネルの中に導入されるサンプルは、少なくとも２つの分離チャネルの少なくとも２つのサブセットに関して異なり、実験条件の同一のセットは、少なくとも２つの分離チャネルのそれぞれの中で等電点電気泳動反応を実施するために使用される。いくつかの実施形態では、少なくとも２つの分離チャネルのそれぞれの中に導入されるサンプルは、異なる。いくつかの実施形態では、本方法はさらに、複数の等電点電気泳動反応を実施しながら、少なくとも２つの分離チャネル毎に電流トレースを記録するステップを含む。いくつかの実施形態では、本方法はさらに、等電点電気泳動反応の完了に続いて、少なくとも２つの分離チャネルを洗い流し、自動様式で別のサンプルを少なくとも２つの分離チャネルの中に導入するステップを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも２つの分離チャネルのうちのいずれかにおける障害の検出は、その分離チャネルの中に導入されていたサンプルに関して、等電点電気泳動反応の自動再導入および繰り返しをトリガする。いくつかの実施形態では、障害は、気泡の導入、気泡の形成、誤って調製されたサンプル、充填不足の試薬リザーバ、またはそれらの任意の組み合わせを備える。いくつかの実施形態では、障害は、分離チャネルを通して流動する電流を監視することによって、または分離チャネルの画像を処理することによって、検出される。いくつかの実施形態では、本方法はさらに、等電点電気泳動を実施しながら、少なくとも２つの分離チャネルのうちの少なくとも１つにおいて動的光散乱を測定するステップを含む。いくつかの実施形態では、動的光散乱の測定は、１つまたはそれを上回る分離された被分析物に関して、サイズ分布プロファイルの決定、凝集状態の決定、または流体力学半径の決定を提供する。いくつかの実施形態では、膜含有高電圧電極固定具は、ａ）電極リザーバと、ｂ）第１の端部と、第２の端部とを備える、入口流体チャネルと、ｃ）入口流体チャネルの第２の端部に流体的に結合される、第１の端部と、分離チャネルに流体的に結合される、第２の端部とを備える、出口流体チャネルであって、入口流体チャネルおよび出口流体チャネルは、電極リザーバの表面を画定する、またはそれと平行である平面において、相互と交差し、それに流体的に結合される、出口流体チャネルと、ｄ）膜が、入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部を備える、開口部の全てまたは実質的に全てを被覆するように、平面において、またはそれに隣接して、電極リザーバ内に配置される、膜とを備え、膜は、電極リザーバ内に位置付けられる高電圧電極と入口流体チャネルおよび出口流体チャネル内に含有される流体との間に高流体力学的抵抗・低電気抵抗の接続を提供する。いくつかの実施形態では、膜は、親水性であり、セルロースまたはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含む。いくつかの実施形態では、膜含有高電圧電極固定具はさらに、電極リザーバ内に配置され、膜に、またはそれに隣接して位置付けられる、挿入物を備え、挿入物は、電極リザーバが電解質溶液で充填されるときに、膜の表面の実質的に気泡がない湿潤を促進する、入口流体経路と、出口流体経路とを備える。いくつかの実施形態では、本方法はさらに、約１ミリモル（ｍＭ）～約５００ｍＭの濃度における電解質溶液で電極リザーバを充填するステップを含む。いくつかの実施形態では、本方法はさらに、約１０ｍＭ～約１５０ｍＭの濃度における電解質溶液で電極リザーバを充填するステップを含む。いくつかの実施形態では、電解質溶液は、約１．５～約１４の範囲内のｐＨを有する。
【0012】
別の側面では、本明細書に開示されるものは、平面基板を備える、マイクロ流体デバイスであり、平面基板は、ａ）複数の流体入口であって、複数の流体入口の全てまたは一部は、平面基板の１つまたはそれを上回る縁上に位置する、複数の流体入口と、ｂ）複数の分離チャネルであって、ｉ）膜含有高電圧電極固定具を使用して、陽極液リザーバに電気的に結合される、第１の端部と、ｉｉ）膜含有高電圧電極固定具を使用して、陰極液リザーバに電気的に結合される、第２の端部とを備え、ｉｉｉ）複数の分離チャネルのうちの各分離チャンネルの第１の端部または第２の端部のうちの１つは、複数の流体入口のうちの異なる流体入口と流体連通する、複数の分離チャネルとを備える。
【0013】
いくつかの実施形態では、複数の分離チャネルは、複数の分離チャネルの全てまたは一部のＵＶ吸光度画像もしくは蛍光画像のために構成される。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスはさらに、複数の分離チャネルを備える、基板の全てまたは一部を包含する、カートリッジを備え、カートリッジは、複数の膜含有高電圧電極固定具を備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、多重化等電点電気泳動反応を実施するように構成される、システムの使い捨て構成要素である。
【0014】
また、本明細書に開示されるものは、多重化等電点電気泳動反応を実施するためのシステムであって、ａ）平面基板を備える、マイクロ流体デバイスであって、平面基板は、ｉ）複数の流体入口であって、複数の流体入口の全てまたは一部は、平面基板の１つまたはそれを上回る縁上に位置する、複数の流体入口と、ｉｉ）膜含有高電圧電極固定具を使用して、陽極液リザーバに電気的に結合される、第１の端部と、膜含有高電圧電極固定具を使用して、陰極液リザーバに電気的に結合される、第２の端部とを備える、複数の分離チャネルであって、複数の分離チャネルのうちの各分離チャンネルの第１の端部または第２の端部のうちの１つは、複数の流体入口のうちの異なる流体入口と流体連通する、複数の分離チャネルとを備える、マイクロ流体デバイスと、ｂ）多重化電力供給源であって、多重化電力供給源は、ｉ）少なくとも２つの分離チャネルのそれぞれに印加される電圧を制御し、ｉｉ）被分析物の混合物を含む複数のサンプルに関して多重化等電点電気泳動反応を実施しながら、少なくとも２つの分離チャネルのそれぞれを通して流動する電流を独立して監視するように構成される、多重化電力供給源とを備える、システムである。
【0015】
いくつかの実施形態では、多重化電力供給源は、少なくとも２つの分離チャネルのそれぞれに印加される電圧を独立して制御するように構成される。いくつかの実施形態では、本システムはさらに、（ｉ）少なくとも２つの分離チャネルのそれぞれの全てまたは一部のＵＶ吸光度もしくは蛍光画像を入手し、（ｉｉ）等電点（ｐＩ）値が、少なくとも２つの分離チャネルのそれぞれの中の１つまたはそれを上回る分離された被分析物ピークに関して決定され得るように、ＵＶ吸光度または蛍光画像を処理し、動作の間に分離チャネル内に含有される１つまたはそれを上回るｐＩマーカの位置を検出するように構成される、撮像ユニットを備える。いくつかの実施形態では、本システムはさらに、複数の分離チャネルのうちの少なくとも１つの分離チャネル内で動的光散乱を測定するように構成される、動的光散乱ユニットを備える。いくつかの実施形態では、本システムはさらに、複数の流体入口を介して複数の分離チャネルに流体的に結合される、サンプル入口ポートの中にサンプルを装填するための自動液体取扱システムを備える。いくつかの実施形態では、本システムは、複数の分離チャネルを洗い流し、その後に、多重化等電点電気泳動反応の完了が続き、自動様式でサンプルの別のセットを複数の分離チャネルの中に導入するように構成される。いくつかの実施形態では、分離チャネル内の障害の検出は、その分離チャネルの中に導入されていたサンプルに関して、等電点電気泳動反応の自動再導入および繰り返しをトリガする。
【0016】
また、本明細書に開示されるものは、並行して複数の等電点電気泳動反応を実施するための方法であって、ａ）複数のサンプルアリコートを提供するステップであって、各サンプルアリコートは、被分析物の混合物を含む、ステップと、ｂ）複数の分離チャネルを備える、デバイスを提供するステップであって、複数のサンプルアリコートのうちの１つのサンプルアリコートは、各分離チャネルの中に導入される、ステップと、ｃ）多重化電力供給源を提供するステップであって、多重化電力供給源は、複数の等電点電気泳動反応を実施し、各サンプル内の被分析物を分離しながら、複数の分離チャネルのそれぞれを通して流動する電流を独立して制御および監視するように構成される、ステップとを含む、方法である。
【0017】
いくつかの実施形態では、各分離チャネルの中に導入されるサンプルアリコートは、同一のサンプルから採取され、実験条件の異なるセットが、複数の分離チャネルの少なくとも２つのサブセット内で等電点電気泳動反応を実施するために使用される。いくつかの実施形態では、実験条件の異なるセットは、複数の分離チャネルのそれぞれの中で複数の等電点電気泳動反応を実施するために使用される。いくつかの実施形態では、分離チャネルの中に導入される複数のサンプルアリコートの少なくとも２つのサブセットは、異なるサンプルから採取され、実験条件の同一のセットは、複数の等電点電気泳動反応を実施するために使用される。いくつかの実施形態では、分離チャネルの中に導入されるサンプルアリコートはそれぞれ、異なるサンプルから採取される。いくつかの実施形態では、複数の等電点電気泳動反応を実施するために使用される実験条件のセットは、緩衝剤選択、ｐＨ勾配選択、電圧設定、電流設定、電場強度設定、電圧設定、電流設定、または電場強度設定を変動させるための時間経過、等電点電気泳動反応時間、もしくはそれらの任意の組み合わせを備える。いくつかの実施形態では、被分析物は、タンパク質を含む。いくつかの実施形態では、本デバイスは、マイクロ流体デバイスを備える。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスは、４～８つの分離チャネルを備える。いくつかの実施形態では、サンプルアリコートは、自動液体取扱システムを使用して、分離チャネルの中に導入される。いくつかの実施形態では、本方法はさらに、複数の等電点電気泳動反応を実施しながら、複数の分離チャネル毎に電流トレースを記録するステップを含む。いくつかの実施形態では、本方法はさらに、撮像技法を使用して、複数の等電点電気泳動反応を監視し、各分離チャネル内の１つまたはそれを上回る分離された被分析物ピークの位置を検出するステップを含む。いくつかの実施形態では、撮像技法は、全チャネル撮像技法を含む。いくつかの実施形態では、撮像技法は、ＵＶ吸光度画像または蛍光画像を含む。いくつかの実施形態では、蛍光画像は、固有蛍光画像を備える。いくつかの実施形態では、本方法はさらに、ｐＩ値が、１つまたはそれを上回る分離された被分析物ピークに関して決定され得るように、撮像技法を使用し、１つまたはそれを上回るｐＩマーカの位置を検出するステップを含む。いくつかの実施形態では、本方法はさらに、複数の分離チャネルを洗い流し、その後に、複数の等電点電気泳動反応の完了が続き、自動様式で新しいサンプルアリコートを分離チャネルの中に導入するステップを含む。いくつかの実施形態では、複数のサンプルアリコートを導入し、複数の等電点電気泳動反応を実施し、分離チャネルを洗い流すための自動サイクル時間は、１分～３０分である。いくつかの実施形態では、複数の分離チャネルのうちのいずれかにおける等電点電気泳動反応障害の検出は、その分離チャネルの中に導入されていたサンプルアリコートに関して、等電点電気泳動反応の自動再導入および繰り返しをトリガする。いくつかの実施形態では、等電点電気泳動反応障害は、気泡の導入、気泡の形成、またはそれらの任意の組み合わせを備える。いくつかの実施形態では、等電点電気泳動反応障害は、分離チャネルを通して流動する電流を監視することによって、または分離チャネルの画像を処理することによって、検出される。いくつかの実施形態では、本方法はさらに、等電点電気泳動を実施しながら、複数の分離チャネルのうちの少なくとも１つのチャネル内で動的光散乱を測定するステップを含む。いくつかの実施形態では、動的光散乱の測定は、１つまたはそれを上回る分離された被分析物に関してサイズ分布プロファイルの決定を提供する。いくつかの実施形態では、動的光散乱の測定は、１つまたはそれを上回る分離された被分析物に関して凝集状態の決定を提供する。いくつかの実施形態では、動的光散乱の測定は、１つまたはそれを上回る分離された被分析物に関して流体力学半径の決定を提供する。
【0018】
また、本明細書に開示されるものは、ａ）複数の入口ポートと、ｂ）複数の分離チャネルを備える、基板であって、各分離チャネルの近位端は、異なる入口ポートと流体連通する、基板と、ｃ）複数の出口ポートであって、各分離チャネルの遠位端は、異なる出口ポートと流体連通する、複数の出口ポートとを備え、複数の分離チャネルのうちのチャネルは、全チャネル撮像のために構成される、マイクロ流体デバイスである。
【0019】
いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスはさらに、分離チャネル毎に統合された対の電極を備え、各対のうちの一方の電極は、分離チャネルの近位端と接触し、他方の電極は、分離チャネルの遠位端と接触する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスは、４～８つの分離チャネルを備える。いくつかの実施形態では、複数の分離チャネルは、全チャネルＵＶ吸光度画像のために構成される。いくつかの実施形態では、複数の分離チャネルは、全チャネル蛍光画像のために構成される。いくつかの実施形態では、複数の分離チャネル内の少なくとも１つのチャネルは、動的光散乱測定を実施するために構成される。いくつかの実施形態では、デバイス上にリザーバまたはウェルが存在しない。いくつかの実施形態では、入口ポートは、図１Ａに図示されるように、デバイスの１つまたはそれを上回る縁上に位置する。いくつかの実施形態では、出口ポートは、図１Ａに図示されるように、デバイスの１つまたはそれを上回る縁上に位置する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスは、等電点電気泳動反応を実施するためのシステムの使い捨て構成要素である。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスはさらに、基板、複数の入口ポート、または複数の出口ポートの全てもしくは一部を包含する、カートリッジを備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、等電点電気泳動反応を実施するためのシステムの使い捨て構成要素である。いくつかの実施形態では、１つまたはそれを上回る入口ポートもしくは出口ポートは、気泡がない電気接続を提供する、膜含有高電圧電極固定具を使用して、高電圧電極と界面接触される。いくつかの実施形態では、膜含有高電圧電極固定具は、図１２に図示されるものである。いくつかの実施形態では、膜は、親水性膜を備える。いくつかの実施形態では、膜は、再生セルロース膜を備える。いくつかの実施形態では、膜は、親水性であるように扱われた織物ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）膜を備える。いくつかの実施形態では、膜含有高電圧電極固定具内の膜で被覆された流体ポートは、約０．５～約２ｍｍに及ぶ直径を有する。いくつかの実施形態では、膜含有高電圧電極固定具内の電極リザーバは、電極リザーバ内に、かつその底部に位置付けられる、挿入物を備え、挿入物は、電極リザーバが充填されるときに、膜の表面の気泡がない湿潤を可能にする、入口流体経路と、出口流体経路とを備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、少なくとも１つの統合された膜含有高電圧電極固定具を備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、少なくとも１つの試薬リザーバを備える。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの試薬リザーバは、陽極液リザーバ、陰極液リザーバ、または動員試薬リザーバを備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、少なくとも１つの流量制限器を備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、少なくとも１つの弁を備える。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの弁は、剪断弁を備える。いくつかの実施形態では、剪断弁は、図１９Ａに図示されるような弁設計を備える。いくつかの実施形態では、剪断弁は、図１９Ｂに図示されるような弁設計を備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、遊隙が複数の分離チャネルを撮像するために提供されるように、図１６、１７、１８、１９Ａ、または１９Ｂのうちのいずれか１つに図示されるような側面マニホールド設計である。
【0020】
本明細書に開示されるものは、並行して複数の等電点電気泳動反応を実施するためのシステムであって、ａ）複数の分離チャネルを備える、マイクロ流体デバイスであって、本デバイスは、ｉ）複数の入口ポートと、ｉｉ）複数の分離チャネルを備える、基板であって、各分離チャネルの近位端は、異なる入口ポートと流体連通する、基板と、ｉｉｉ）複数の出口ポートであって、各分離チャネルの遠位端は、異なる出口ポートと流体連通し、複数の分離チャネルのうちのチャネルは、全チャネル撮像のために構成される、複数の出口ポートとを備える、マイクロ流体デバイスと、ｂ）プログラマブル多重化電力供給源であって、多重化電力供給源は、複数の等電点電気泳動反応を実施し、被分析物の混合物をそれらの個々の成分に分離しながら、マイクロ流体デバイス内の複数の分離チャネルのそれぞれを通して流動する電流を独立して制御および監視するように構成される、プログラマブル多重化電力供給源とを備える、システムである。
【0021】
いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスはさらに、分離チャネル毎に統合された対の電極を備え、各対のうちの一方の電極は、分離チャネルの近位端と接触し、他方の電極は、分離チャネルの遠位端と接触する。いくつかの実施形態では、分離チャネルは、共通カソードを共有する。いくつかの実施形態では、分離チャネルは、共通アノードを共有する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスは、４～８つの分離チャネルを備える。いくつかの実施形態では、複数の分離チャネルは、全チャネルＵＶ吸光度画像のために構成される。いくつかの実施形態では、複数の分離チャネルは、全チャネル蛍光画像のために構成される。いくつかの実施形態では、複数の分離チャネル内の少なくとも１つのチャネルは、動的光散乱測定を実施するために構成される。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイス上にリザーバまたはウェルが存在しない。いくつかの実施形態では、入口ポートは、図１Ａに図示されるように、マイクロ流体デバイスの１つまたはそれを上回る縁上に位置する。いくつかの実施形態では、出口ポートは、図１Ａに図示されるように、デバイスの１つまたはそれを上回る縁上に位置する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスは、システムの使い捨て構成要素である。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスはさらに、基板、複数の入口ポート、または複数の出口ポートの全てもしくは一部を包含する、カートリッジを備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、システムの使い捨て構成要素である。いくつかの実施形態では、１つまたはそれを上回る入口ポートもしくは出口ポートは、気泡がない電気接続を提供する、膜含有高電圧電極固定具を使用して、高電圧電極と界面接触される。いくつかの実施形態では、膜含有高電圧電極固定具は、図１２に図示されるものである。いくつかの実施形態では、膜は、親水性膜を備える。いくつかの実施形態では、膜は、再生セルロース膜を備える。いくつかの実施形態では、膜は、親水性であるように扱われた織物ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）膜を備える。いくつかの実施形態では、膜含有高電圧電極固定具内の膜で被覆された流体ポートは、約０．５～約２ｍｍに及ぶ直径を有する。いくつかの実施形態では、膜含有高電圧電極固定具内の電極リザーバは、電極リザーバ内に、かつその底部に位置付けられる、挿入物を備え、挿入物は、電極リザーバが充填されるときに、膜の表面の気泡がない湿潤を可能にする、入口流体経路と、出口流体経路とを備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、少なくとも１つの統合された膜含有高電圧電極固定具を備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、少なくとも１つの試薬リザーバを備える。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの試薬リザーバは、陽極液リザーバ、陰極液リザーバ、または動員試薬リザーバを備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、少なくとも１つの流量制限器を備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、少なくとも１つの弁を備える。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの弁は、剪断弁を備える。いくつかの実施形態では、剪断弁は、図１９Ａに図示されるような弁設計を備える。いくつかの実施形態では、剪断弁は、図１９Ｂに図示されるような弁設計を備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、遊隙が複数の分離チャネルを撮像するために提供されるように、図１６、１７、１８、１９Ａ、または１９Ｂのうちのいずれか１つに図示されるような側面マニホールド設計である。いくつかの実施形態では、本システムはさらに、サンプルアリコートを各入口ポートの中に装填するための自動液体取扱システムを備える。いくつかの実施形態では、自動液体取扱システムは、各分離チャネルの中への同一のサンプルから全て採取されるサンプルアリコートの導入のために構成され、本システムは、実験条件の異なるセットを使用し、複数の分離チャネルの少なくとも２つのサブセット内で等電点電気泳動反応を実施するように構成される。いくつかの実施形態では、実験条件の異なるセットは、複数の分離チャネルのそれぞれの中で等電点電気泳動反応を実施するために使用される。いくつかの実施形態では、自動液体取扱システムは、分離チャネルの中への異なるサンプルから採取されるサンプルアリコートの少なくとも２つのサブセットの導入のために構成され、実験条件の同一のセットが、複数の等電点電気泳動反応を実施するために使用される。いくつかの実施形態では、分離チャネルの中に導入されるサンプルアリコートはそれぞれ、異なるサンプルから採取される。いくつかの実施形態では、複数の等電点電気泳動反応を実施するために使用される実験条件のセットは、緩衝剤選択、ｐＨ勾配選択、電圧設定、電流設定、電場強度設定、電圧設定、電流設定、または電場強度設定を変動させるための時間経過、等電点電気泳動反応時間、もしくはそれらの任意の組み合わせを備える。いくつかの実施形態では、被分析物は、タンパク質を含む。いくつかの実施形態では、プログラマブル多重化電力供給源はさらに、等電点電気泳動反応が実施されている間に、複数の分離チャネル毎に電流トレースを記録するように構成される。いくつかの実施形態では、本システムはさらに、複数の分離チャネルの画像を入手し、その中の分離された被分析物ピークを検出するように構成される、撮像ユニットを備える。いくつかの実施形態では、撮像ユニットは、複数の分離チャネルの全チャネル撮像を実施するように構成される。いくつかの実施形態では、撮像ユニットは、ＵＶ吸光度画像を入手するように構成される。いくつかの実施形態では、撮像ユニットは、蛍光画像を入手するように構成される。いくつかの実施形態では、蛍光画像は、固有蛍光画像を備える。いくつかの実施形態では、撮像ユニットはさらに、ｐＩ値が、１つまたはそれを上回る分離された被分析物ピークに関して決定され得るように、１つまたはそれを上回るｐＩマーカの位置を検出するように構成される。いくつかの実施形態では、本システムは、分離チャネルを洗い流し、その後に、複数の等電点電気泳動反応の完了が続き、自動様式で新しいサンプルアリコートを分離チャネルの中に導入するように構成される。いくつかの実施形態では、複数のサンプルアリコートを導入し、複数の等電点電気泳動反応を実施し、分離チャネルを洗い流すための自動サイクル時間は、１分～３０分である。いくつかの実施形態では、複数の分離チャネルのうちのいずれかにおける等電点電気泳動反応障害の検出は、その分離チャネルの中に導入されていたサンプルアリコートに関して、等電点電気泳動反応の自動再導入および繰り返しをトリガする。いくつかの実施形態では、等電点電気泳動反応障害は、気泡の導入、気泡の形成、またはそれらの任意の組み合わせを備える。いくつかの実施形態では、等電点電気泳動反応障害は、不適切に調製されたサンプルを備える。いくつかの実施形態では、等電点電気泳動反応障害は、空または充填不足のサンプルウェル備える。いくつかの実施形態では、等電点電気泳動反応障害は、分離チャネルを通して流動する電流を監視することによって、または分離チャネルの画像を処理することによって、検出される。いくつかの実施形態では、本システムはさらに、動的光散乱測定ユニットを備える。いくつかの実施形態では、本システムはさらに、１つまたはそれを上回る分離チャネル、１つまたはそれを上回る動員剤チャネル、もしくは１つまたはそれを上回る補助流体チャネルを通して、独立して制御された圧力駆動流を提供するように構成される、流体流量コントローラを備える。いくつかの実施形態では、１つまたはそれを上回る分離チャネル、１つまたはそれを上回る動員剤チャネル、もしくは１つまたはそれを上回る補助流体チャネルを通した圧力駆動流は、無パルス流である。いくつかの実施形態では、本システムはさらに、一定の温度で複数の分離チャネルを維持するように構成される、温度コントローラを備える。
【0022】
また、本明細書に開示されるものは、ａ）マイクロ流体デバイス内の分離チャネルを横断して電場を印加し、等電点電気泳動を介して被分析物混合物の分離を実施するステップと、ｂ）分離チャネル全体またはその一部内の分離された被分析物混合物の分離および動員を同時かつ持続的に撮像するステップと、ｃ）エレクトスプレーイオン化を介して、マイクロ流体デバイス上のオリフィスから質量分析計の中に分離および動員された被分析物を排出するステップとを含み、マイクロ流体デバイスの配向は、オリフィスが、質量分析計の入口に向かって下向きに指向されるように、水平面に対して傾転される、方法である。いくつかの実施形態では、本方法はさらに、分離チャネル内で検出される分離された被分析物ピークを分離された被分析物に関する質量分析計データと相関させるステップを含む。いくつかの実施形態では、分離された被分析物ピークは、吸光度画像によって検出される。いくつかの実施形態では、分離された被分析物ピークは、蛍光画像によって検出される。いくつかの実施形態では、オリフィスは、分離チャネルの電場と電気通信する。いくつかの実施形態では、オリフィスは、エレクトスプレーイオン化によって形成されるテイラー円錐が、完全に陥凹内に配置されるように、マイクロ流体デバイス上の陥凹である。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスは、第１の分離チャネルと、第２の分離チャネルとを備える。いくつかの実施形態では、本方法はさらに、電場を印加し、第２の分離チャネル内の被分析物混合物の等電点電気泳動分離を実施する前に、第１の分離チャネル内の被分析物混合物をクロマトグラフィで濃縮するステップを含む。いくつかの実施形態では、本方法はさらに、被分析物混合物の分離の前に両性電解質を分離チャネルの中に導入し、分離チャネル内でｐＨ勾配を発生させるステップと、分離の前に等電点（ｐＩ）マーカを分離チャネルの中に導入するステップと、ｐＩマーカが分離されている間に、分離チャネルを持続的に撮像するステップとを含む。いくつかの実施形態では、被分析物混合物は、無傷のタンパク質を含む。いくつかの実施形態では、動員は、圧力を使用して電解質を分離チャネルの中に導入することによって、実施される。いくつかの実施形態では、動員は、電気泳動によって電解質を分離チャネルの中に導入することによって、実施される。いくつかの実施形態では、動員は、分離チャネルの下流の合流領域と流体連通する電解質チャネルから分離チャネルの中に電解質を導入することによって、実施される。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスは、電解質導入チャネルを横断して電場を発生させるための２つの電極を備える。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイス上にリザーバまたはウェルが存在しない。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスのための入口ポートは、図２に図示されるように、デバイスの１つまたはそれを上回る縁上に位置する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスのための出口ポートは、図２に図示されるように、デバイスの１つまたはそれを上回る縁上に位置する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスは、等電点電気泳動および質量分光分析を実施するためのシステムの使い捨て構成要素である。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスは、分離チャネルと、オリフィスと、電解質導入チャネルと、陽極液導入チャネルと、イオン化のためのガス送達チャネルとを備える、カートリッジである。いくつかの実施形態では、カートリッジは、等電点電気泳動および質量分光分析を実施するためのシステムの使い捨て構成要素である。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスの１つまたはそれを上回る入口ポートもしくは出口ポートは、気泡がない電気接続を提供する、膜含有高電圧電極固定具を使用して、高電圧電極と界面接触される。いくつかの実施形態では、膜含有高電圧電極固定具は、図１２に図示されるものである。いくつかの実施形態では、膜は、親水性膜を備える。いくつかの実施形態では、膜は、再生セルロース膜を備える。いくつかの実施形態では、膜は、親水性であるように扱われた織物ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）膜を備える。いくつかの実施形態では、膜含有高電圧電極固定具内の膜で被覆された流体ポートは、約０．５～約２ｍｍに及ぶ直径を有する。いくつかの実施形態では、膜含有高電圧電極固定具内の電極リザーバは、電極リザーバ内に、かつその底部に位置付けられる、挿入物を備え、挿入物は、電極リザーバが充填されるときに、膜の表面の気泡がない湿潤を可能にする、入口流体経路と、出口流体経路とを備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、少なくとも１つの統合された膜含有高電圧電極固定具を備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、少なくとも１つの試薬リザーバを備える。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの試薬リザーバは、陽極液リザーバ、陰極液リザーバ、または動員試薬リザーバを備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、少なくとも１つの流量制限器を備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、少なくとも１つの弁を備える。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの弁は、剪断弁を備える。いくつかの実施形態では、剪断弁は、図１９Ａに図示されるような弁設計を備える。いくつかの実施形態では、剪断弁は、図１９Ｂに図示されるような弁設計を備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、遊隙が複数の分離チャネルを撮像するために提供されるように、図１６、１７、１８、１９Ａ、または１９Ｂのうちのいずれか１つに図示されるような側面マニホールド設計である。いくつかの実施形態では、本方法はさらに、サンプルアリコートを各入口ポートの中に装填するための自動液体取扱システムを提供するステップを含む。
【0023】
本明細書に開示されるものは、基板を備える、マイクロ流体デバイスであり、基板は、ａ）１つまたはそれを上回る入口ポート、ｂ）被分析物混合物の分離を実施するように構成される、少なくとも１つの分離チャネル、およびｃ）分離チャネルの端部と流体連通するオリフィスを画定し、オリフィスは、分離チャネルから溶出される分離された被分析物分画のエレクトスプレーイオン化を実施し、それらを質量分析計の中に排出するように構成される。
【0024】
いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスはさらに、少なくとも１つの分離チャネルのための統合された対の電極を備え、各対のうちの一方の電極は、分離チャネルの近位端と接触し、他方の電極は、分離チャネルの遠位端と接触する。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの分離チャネルは、全チャネルＵＶ吸光度画像のために構成される。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの分離チャネルは、全チャネル蛍光画像のために構成される。いくつかの実施形態では、デバイス上にリザーバまたはウェルが存在しない。いくつかの実施形態では、１つまたはそれを上回る入口ポートは、図２に図示されるように、デバイスの１つまたはそれを上回る縁上に位置する。いくつかの実施形態では、本デバイスはさらに、質量データを較正するための較正溶液を送達するために使用される補助流体チャネルを備える。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスは、被分析物混合物の等電点電気泳動および質量分光分析を実施するためのシステムの使い捨て構成要素である。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスはさらに、基板、１つまたはそれを上回る入口ポート、もしくはオリフィスの全てまたは一部を包含する、カートリッジを備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、被分析物混合物の等電点電気泳動および質量分光分析を実施するためのシステムの使い捨て構成要素である。いくつかの実施形態では、１つまたはそれを上回る入口ポートは、気泡がない電気接続を提供する、膜含有高電圧電極固定具を使用して、高電圧電極と界面接触される。いくつかの実施形態では、膜含有高電圧電極固定具は、図１２に図示されるものである。いくつかの実施形態では、膜は、親水性膜を備える。いくつかの実施形態では、膜は、再生セルロース膜を備える。いくつかの実施形態では、膜は、親水性であるように扱われた織物ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）膜を備える。いくつかの実施形態では、膜は、剛性材料、例えば、ガラスまたはセラミックを含む。いくつかの実施形態では、膜は、親水性および／または非荷電であるように扱われてもよい。いくつかの実施形態では、膜含有高電圧電極固定具内の膜で被覆された流体ポートは、約０．５～約２ｍｍに及ぶ直径を有する。いくつかの実施形態では、膜含有高電圧電極固定具内の電極リザーバは、電極リザーバ内に、かつその底部に位置付けられる、挿入物を備え、挿入物は、電極リザーバが充填されるときに、膜の表面の気泡がない湿潤を可能にする、入口流体経路と、出口流体経路とを備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、少なくとも１つの統合された膜含有高電圧電極固定具を備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、少なくとも１つの試薬リザーバを備える。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの試薬リザーバは、陽極液リザーバ、陰極液リザーバ、または動員試薬リザーバを備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、少なくとも１つの流量制限器を備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、少なくとも１つの弁を備える。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの弁は、剪断弁を備える。いくつかの実施形態では、剪断弁は、図１９Ａに図示されるような弁設計を備える。いくつかの実施形態では、剪断弁は、図１９Ｂに図示されるような弁設計を備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、真空の印加を促進し、オリフィスの外部表面から過剰な流体蓄積を除去するための機構を備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、安定したテイラー円錐の形成を促進するためのネブライザ機構を備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、遊隙が複数の分離チャネルを撮像するために提供されるように、図１６、１７、１８、１９Ａ、または１９Ｂのうちのいずれか１つに図示されるような側面マニホールド設計である。
【0025】
本明細書に開示されるものは、ａ）基板を備える、マイクロ流体デバイスであって、基板は、ｉ）１つまたはそれを上回る入口ポート、ｉｉ）被分析物混合物の分離を実施するように構成される、分離チャネル、およびｉｉｉ）分離チャネルの端部と流体連通するオリフィスを画定し、オリフィスは、分離チャネルから溶出される分離された被分析物分画のエレクトスプレーイオン化を実施し、それらを質量分析計の中に排出するように構成され、マイクロ流体デバイスの配向は、オリフィスが、質量分析計の入口に向かって下向きに指向されるように、水平面に対して傾転される、マイクロ流体デバイスと、ｂ）分離チャネル全体またはその一部内の分離された被分析物混合物の分離および溶出を同時かつ持続的に撮像するように構成される、撮像デバイスとを備える、装置である。
【0026】
いくつかの実施形態では、本システムはさらに、質量分析計を備える。いくつかの実施形態では、本装置はさらに、分離チャネル内で検出される分離された被分析物ピークを分離された被分析物に関する質量分析計データと相関させるように構成される。いくつかの実施形態では、分離は、クロマトグラフ分離を含む。いくつかの実施形態では、本装置はさらに、少なくとも２つの電極を備え、少なくとも２つの電極は、分離チャネルを横断して電場を印加し、等電点電気泳動を介して被分析物混合物を分離するように構成される。いくつかの実施形態では、本装置はさらに、少なくとも２つの電極を備え、少なくとも２つの電極は、分離チャネルを横断して電場を印加し、電気泳動を介して被分析物混合物を分離するように構成される。いくつかの実施形態では、分離された被分析物分画に対応するピークが、吸光度画像によって検出される。いくつかの実施形態では、分離された被分析物分画に対応するピークが、蛍光画像によって検出される。いくつかの実施形態では、オリフィスは、分離チャネルの電場と電気通信する。いくつかの実施形態では、オリフィスは、エレクトスプレーイオン化によって形成されるテイラー円錐が、完全に陥凹内に配置されるように、マイクロ流体デバイス上の陥凹内に位置付けられる。いくつかの実施形態では、オリフィスの外面は、動作の間に過剰な流体蓄積を防止するための疎水性コーティングを備える。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスは、第１の分離チャネルと、第２の分離チャネルとを備える。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスは、電場を印加し、第２の分離チャネル内の被分析物混合物の等電点電気泳動または電気泳動分離を実施する前に、第１の分離チャネル内の被分析物混合物のクロマトグラフ濃縮を実施するように構成される。いくつかの実施形態では、等電点（ｐＩ）マーカが、等電点電気泳動分離を実施することに先立って、分離チャネルの中に導入され、分離チャネル内でｐＩ範囲をマッピングするために使用される。いくつかの実施形態では、本装置はさらに、少なくとも１つの分離された被分析物分画の等電点のための値を決定するように構成される。いくつかの実施形態では、被分析物混合物は、無傷のタンパク質を含む。いくつかの実施形態では、動員は、圧力を使用して電解質を分離チャネルの中に導入することによって、実施される。いくつかの実施形態では、動員は、電気泳動を使用して電解質を分離チャネルの中に導入することによって、実施される。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスはさらに、分離チャネルおよびオリフィスの合流において分離チャネルに交差する、付加的電解質導入チャネルを備え、動員は、電解質導入チャネルから分離チャネルの中に電解質を導入することによって、実施される。いくつかの実施形態では、本装置はさらに、電解質導入チャネルを横断して電場を印加し、動員電解質を導入するように構成される、２つの電極を備える。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスはさらに、陽極液導入チャネルと、イオン化のためのガス送達チャネルとを備える。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスはさらに、光が、光学スリットを通してのみ透過されるように、分離チャネルと整合される光学スリットを備える。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイス上にリザーバまたはウェルが存在しない。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスの１つまたはそれを上回る入口ポートは、図２に図示されるように、デバイスの１つまたはそれを上回る縁上に位置する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスは、装置の使い捨て構成要素である。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスはさらに、基板、１つまたはそれを上回る入口ポート、およびオリフィスの全てもしくは一部を包含する、カートリッジを備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、装置の使い捨て構成要素である。いくつかの実施形態では、１つまたはそれを上回る入口ポートは、気泡がない電気接続を提供する、膜含有高電圧電極固定具を使用して、高電圧電極と界面接触される。いくつかの実施形態では、膜含有高電圧電極固定具は、図１２に図示されるものである。いくつかの実施形態では、膜は、親水性膜を備える。いくつかの実施形態では、膜は、再生セルロース膜を備える。いくつかの実施形態では、膜は、親水性であるように扱われた織物ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）膜を備える。いくつかの実施形態では、膜含有高電圧電極固定具内の膜で被覆された流体ポートは、約０．５～約２ｍｍに及ぶ直径を有する。いくつかの実施形態では、膜含有高電圧電極固定具内の電極リザーバは、電極リザーバ内に、かつその底部に位置付けられる、挿入物を備え、挿入物は、電極リザーバが充填されるときに、膜の表面の気泡がない湿潤を可能にする、入口流体経路と、出口流体経路とを備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、少なくとも１つの統合された膜含有高電圧電極固定具を備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、少なくとも１つの統合膜含有高電圧電極固定具を備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、少なくとも１つの試薬リザーバを備える。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの試薬リザーバは、陽極液リザーバ、陰極液リザーバ、または動員試薬リザーバを備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、少なくとも１つの流量制限器を備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、少なくとも１つの弁を備える。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの弁は、剪断弁を備える。いくつかの実施形態では、剪断弁は、図１９Ａに図示されるような弁設計を備える。いくつかの実施形態では、剪断弁は、図１９Ｂに図示されるような弁設計を備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、真空の印加を促進し、オリフィスの外部表面から過剰な流体蓄積を除去するための機構を備える。いくつかの実施形態では、本装置はさらに、真空の印加を促進し、オリフィスの外部表面から過剰な流体蓄積を除去するための機構を備える。いくつかの実施形態では、本装置はさらに、オリフィスの外部表面から過剰な流体蓄積を除去するためのワイパー機構を備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、安定したテイラー円錐の形成を促進するためのネブライザ機構を備える。いくつかの実施形態では、本装置はさらに、安定したテイラー円錐の形成を促進するためのネブライザ機構を備える。いくつかの実施形態では、カートリッジは、遊隙が複数の分離チャネルを撮像するために提供されるように、図１６、１７、１８、１９Ａ、または１９Ｂのうちのいずれか１つに図示されるような側面マニホールド設計である。いくつかの実施形態では、本装置はさらに、１つまたはそれを上回る分離チャネル、１つまたはそれを上回る動員剤チャネル、もしくは１つまたはそれを上回る補助流体チャネルを通して、独立して制御された圧力駆動流を提供するように構成される、流体流量コントローラを備える。いくつかの実施形態では、１つまたはそれを上回る分離チャネル、１つまたはそれを上回る動員剤チャネル、もしくは１つまたはそれを上回る補助流体チャネルを通した圧力駆動流は、無パルス流である。いくつかの実施形態では、本装置はさらに、一定の温度で複数の分離チャネルを維持するように構成される、温度コントローラを備える。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスは、質量データを較正するための較正溶液を送達するために使用される補助流体チャネルを備える。いくつかの実施形態では、撮像デバイスは、分離チャネルからの被分析物分画の溶出の間に点検出器として機能し、時間ベースのクロマトグラムのための改良された時間分解能を提供するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、４～１６個の撮像デバイスピクセルが、点検出器として機能するようにビン化される。いくつかの実施形態では、ビン化されたピクセルからの強度データが、少なくとも１Ｈｚのレートにおいて読み出される。
【0027】
本明細書に開示されるものは、ａ）電極リザーバと、ｂ）平面において交差する入口流体チャネルおよび出口流体チャネルと、ｃ）入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部を備える、開口部を被覆するように、該平面上の電極リザーバ内に位置付けられる、膜とを備える、固定具であり、膜は、高電圧電極と入口および出口流体チャネル内の流体との間の気泡がない電気接続の形成を促進する。
【0028】
いくつかの実施形態では、固定具は、図１２に図示されるような設計を備える。いくつかの実施形態では、膜は、親水性膜を備える。いくつかの実施形態では、膜は、再生セルロース膜を備える。いくつかの実施形態では、膜は、親水性であるように扱われた織物ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）膜を備える。いくつかの実施形態では、膜によって被覆された開口部は、約０．５～約２ｍｍに及ぶ直径を有する。いくつかの実施形態では、電極リザーバはさらに、電極リザーバ内に、かつその底部に、および膜の上に位置付けられる、挿入物を備え、挿入物は、電極リザーバが充填されるときに、膜の表面の気泡がない湿潤を可能にする、入口流体経路と、出口流体経路とを備える。
【0029】
本明細書に開示されるものは、図１９Ａまたは図１９Ｂに図示されるような設計を備える、剪断弁である。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
固定具であって、
電極リザーバと、
第１の端部と、第２の端部とを備える入口流体チャネルと、
出口流体チャネルであって、前記出口流体チャネルは、前記入口流体チャネルの第２の端部に流体的に結合される第１の端部と、分離チャネルに流体的に結合される第２の端部とを備え、前記入口流体チャネルおよび前記出口流体チャネルは、前記電極リザーバの表面を画定するかまたはそれと平行である平面において、相互と交差し、流体的に結合される、出口流体チャネルと、
膜であって、前記膜は、前記膜が、前記入口流体チャネルおよび前記出口流体チャネルの交差部を備える開口部の全てまたは実質的に全てを被覆するように、前記平面において、またはそれに隣接して、前記電極リザーバ内に配置される、膜と
を備え、
前記膜は、前記電極リザーバ内に位置付けられる高電圧電極と前記入口流体チャネルおよび出口流体チャネル内に含有される流体との間に高流体力学的抵抗・低電気抵抗の接続を提供する、固定具。
（項目２）
前記膜は、親水性である、項目１に記載の固定具。
（項目３）
前記膜は、再生セルロース膜を備える、項目１に記載の固定具。
（項目４）
前記膜または開口部の断面積は、約０．００１ｍｍ２～１００ｍｍ２である、項目１に記載の固定具。
（項目５）
前記電極リザーバはさらに、挿入物を備え、前記挿入物は、前記電極リザーバ内に配置され、前記膜に、またはそれに隣接して位置付けられ、前記挿入物は、前記電極リザーバが緩衝溶液で充填されるときに、前記膜の表面の実質的に気泡がない湿潤を促進する入口流体経路と、出口流体経路とを備える、項目１に記載の固定具。
（項目６）
前記電極リザーバと前記入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の流体力学的抵抗は、１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））を上回る、項目１に記載の固定具。
（項目７）
前記電極リザーバと前記入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の電気抵抗は、１０，０００，０００オーム未満である、項目１に記載の固定具。
（項目８）
前記分離チャネルは、毛細管の管腔を備える、項目１に記載の固定具。
（項目９）
前記分離チャネルは、マイクロ流体デバイス内の流体チャネルを備える、項目１に記載の固定具。
（項目１０）
前記分離チャネルは、等電点電気泳動を実施するように構成される、項目１に記載の固定具。
（項目１１）
流体デバイスであって、
少なくとも１つの流体入口と、
少なくとも１つの流体出口と、
少なくとも１つの分離チャネルであって、前記少なくとも１つの分離チャネルは、前記少なくとも１つの流体入口に流体的に結合される第１の端部と、前記少なくとも１つの流体出口に流体的に結合される第２の端部とを備える、少なくとも１つの分離チャネルと
を備え、
少なくとも１つの流体入口または少なくとも１つの流体出口は、固定具を使用して、高電圧電極に電気的に結合され、前記固定具は、
電極リザーバと、
第１の端部と、第２の端部とを備える入口流体チャネルと、
出口流体チャネルであって、前記出口流体チャネルは、前記入口流体チャネルの第２の端部に流体的に結合される第１の端部と、前記少なくとも１つの流体入口または前記少なくとも１つの流体出口のうちの１つに流体的に結合される第２の端部とを備え、前記入口流体チャネルおよび前記出口流体チャネルは、前記電極リザーバの表面を画定するかまたはそれと平行である平面において、相互と交差し、流体的に結合される、出口流体チャネルと、
膜であって、前記膜は、前記入口流体チャネルおよび前記出口流体チャネルの交差部を備える開口部の全てまたは実質的に全てを被覆するように、前記平面において、またはそれに隣接して、前記電極リザーバ内に配置される、膜と
を備え、
前記膜は、前記電極リザーバ内に位置付けられる高電圧電極と前記入口流体チャネルおよび出口流体チャネル内に含有される流体との間に高流体力学的抵抗・低電気抵抗の接続を提供する、デバイス。
（項目１２）
前記デバイスは、少なくとも１つの毛細管を備え、前記少なくとも１つの毛細管は、前記少なくとも１つの分離チャネルとして機能する管腔を備える、項目１１に記載のデバイス。
（項目１３）
前記デバイスは、平面基板を備えるマイクロ流体デバイスであり、前記平面基板は、前記少なくとも１つの分離チャネルを備える、項目１１に記載のデバイス。
（項目１４）
前記膜は、親水性である、項目１１に記載のデバイス。
（項目１５）
前記膜は、再生セルロース膜を備える、項目１１に記載のデバイス。
（項目１６）
前記膜または開口部の断面積は、約０．００１ｍｍ２～１００ｍｍ２である、項目１１に記載のデバイス。
（項目１７）
前記電極リザーバはさらに、挿入物を備え、前記挿入物は、前記電極リザーバ内に配置され、前記膜に、またはそれに隣接して位置付けられ、前記挿入物は、前記電極リザーバが緩衝溶液で充填されるときに、前記膜の表面の実質的に気泡がない湿潤を促進する入口流体経路と、出口流体経路とを備える、項目１１に記載のデバイス。
（項目１８）
前記電極リザーバと前記入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の流体力学的抵抗は、１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））を上回る、項目１１に記載のデバイス。
（項目１９）
前記電極リザーバと前記入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の電気抵抗は、１０，０００，０００オーム未満である、項目１１に記載のデバイス。
（項目２０）
前記電極リザーバと前記入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の前記電気抵抗に対する前記流体力学的抵抗の比は、約０．０１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））／オームを上回る、項目１１に記載のデバイス。
（項目２１）
並行して複数の等電点電気泳動反応を実施するための方法であって、前記方法は、
ａ）平面基板を備えるデバイスを提供するステップであって、前記平面基板は、複数の分離チャネルを備える、ステップと、
ｂ）被分析物の混合物を含むサンプルを前記複数の分離チャネルのうちの少なくとも２つの分離チャネルの中に導入するステップと、
ｃ）前記少なくとも２つの分離チャネルに印加される電圧を制御し、前記複数の等電点電気泳動反応を実施し、前記少なくとも２つの分離チャネル内の前記サンプルの被分析物の混合物を分離するステップと、
ｄ）前記複数の等電点電気泳動反応が並行して実施されるにつれて、前記少なくとも２つの分離チャネルを通して流動する電流を独立して監視するステップと
を含む、方法。
（項目２２）
前記複数の分離チャネルのうちの少なくとも２つの分離チャネルの第１の端部は、第１の膜含有高電圧電極固定具を使用して、陽極液リザーバに電気的に結合される、項目２１に記載の方法。
（項目２３）
前記複数の分離チャネルのうちの少なくとも２つの分離チャネルの第２の端部は、第２の膜含有高電圧電極固定具を使用して、陰極液リザーバに電気的に結合される、項目２２に記載の方法。
（項目２４）
前記少なくとも２つの分離チャネルに印加される電圧は、独立して制御される、項目２１に記載の方法。
（項目２５）
前記少なくとも２つの分離チャネルの中に導入される前記サンプルは、同一であり、実験条件の第１のセットは、前記少なくとも２つの分離チャネルの第１のサブセット内で前記等電点電気泳動反応を実施するために使用され、実験条件の第２のセットは、前記少なくとも２つの分離チャネルの第２のサブセット内で前記等電点電気泳動反応を実施するために使用される、項目２１に記載の方法。
（項目２６）
前記少なくとも２つの分離チャネルの中に導入される前記サンプルは、前記少なくとも２つの分離チャネルの少なくとも２つのサブセットに関して異なり、実験条件の同一のセットは、前記少なくとも２つの分離チャネルのそれぞれの中で前記等電点電気泳動反応を実施するために使用される、項目２１に記載の方法。
（項目２７）
前記複数の等電点電気泳動反応を実施しながら、前記少なくとも２つの分離チャネルの各々に対して電流トレースを記録するステップをさらに含む、項目２１に記載の方法。
（項目２８）
前記方法はさらに、前記等電点電気泳動反応の完了に続いて、前記少なくとも２つの分離チャネルを洗い流し、自動様式で別のサンプルを前記少なくとも２つの分離チャネルの中に導入するステップを含む、項目２１に記載の方法。
（項目２９）
前記少なくとも２つの分離チャネルのうちのいずれかにおける障害の検出は、その分離チャネルの中に導入されていた前記サンプルに関して、前記等電点電気泳動反応の自動再導入および繰り返しをトリガする、項目２１に記載の方法。
（項目３０）
前記障害は、気泡の導入、気泡の形成、誤って調製されたサンプル、充填不足の試薬リザーバ、またはそれらの任意の組み合わせを備える、項目２９に記載の方法。
（項目３１）
前記障害は、分離チャネルを通して流動する前記電流を監視することによって、または前記分離チャネルの画像を処理することによって、検出される、項目２９に記載の方法。
（項目３２）
等電点電気泳動を実施しながら、前記少なくとも２つの分離チャネルのうちの少なくとも１つにおいて動的光散乱を測定するステップをさらに含む、項目２１に記載の方法。
（項目３３）
前記動的光散乱の測定は、１つまたはそれを上回る分離された被分析物に関して、サイズ分布プロファイルの決定、凝集状態の決定、または流体力学半径の決定を提供する、項目３２に記載の方法。
（項目３４）
前記第１の膜含有高電圧電極固定具は、
ａ）電極リザーバと、
ｂ）第１の端部と、第２の端部とを備える入口流体チャネルと、
ｃ）出口流体チャネルであって、前記出口流体チャネルは、前記入口流体チャネルの第２の端部に流体的に結合される第１の端部と、分離チャネルに流体的に結合される第２の端部とを備え、前記入口流体チャネルおよび前記出口流体チャネルは、前記電極リザーバの表面を画定するかまたはそれと平行である平面において、相互と交差し、流体的に結合される、出口流体チャネルと、
ｃ）膜であって、前記膜は、前記膜が、前記入口流体チャネルおよび前記出口流体チャネルの交差部を備える開口部の全てまたは実質的に全てを被覆するように、前記平面において、またはそれに隣接して、前記電極リザーバ内に配置される、膜と
を備え、
前記膜は、前記電極リザーバ内に位置付けられる高電圧電極と前記入口流体チャネルおよび前記出口流体チャネル内に含有される流体との間に高流体力学的抵抗・低電気抵抗の接続を提供する、項目２２に記載の方法。
（項目３５）
前記膜は、親水性であり、セルロースまたはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含む、項目３４に記載の方法。
（項目３６）
前記第１の膜含有高電圧電極固定具はさらに、挿入物を備え、前記挿入物は、前記電極リザーバ内に配置され、前記膜に、またはそれに隣接して位置付けられ、前記挿入物は、前記電極リザーバが電解質溶液で充填されるときに、前記膜の表面の実質的に気泡がない湿潤を促進する入口流体経路と、出口流体経路とを備える、項目３４に記載の方法。
（項目３７）
平面基板を備えるマイクロ流体デバイスであって、前記平面基板は、
ａ）複数の流体入口であって、前記複数の流体入口の全てまたは一部は、前記平面基板の１つまたはそれを上回る縁上に位置する、複数の流体入口と、
ｂ）複数の分離チャネルであって、
ｉ）第１の端部であって、前記第１の端部は、膜含有高電圧電極固定具を使用して、陽極液リザーバに電気的に結合される、第１の端部と、
ｉｉ）第２の端部であって、前記第２の端部は、膜含有高電圧電極固定具を使用して、陰極液リザーバに電気的に結合される、第２の端部と
を備え、
ｉｉｉ）前記複数の分離チャネルのうちの各分離チャンネルの第１の端部または第２の端部のうちの１つは、前記複数の流体入口のうちの異なる流体入口と流体連通する、複数の分離チャネルと
を備える、マイクロ流体デバイス。
（項目３８）
前記複数の分離チャネルは、前記複数の分離チャネルの全てまたは一部のＵＶ吸光度画像もしくは蛍光画像のために構成される、項目３７に記載のマイクロ流体デバイス。
（項目３９）
前記複数の分離チャネルを備える前記平面基板の全てまたは一部を包含するカートリッジをさらに備え、前記カートリッジは、複数の膜含有高電圧電極固定具を備える、項目３７に記載のマイクロ流体デバイス。
（項目４０）
前記カートリッジは、多重化等電点電気泳動反応を実施するように構成されるシステムの使い捨て構成要素である、項目３９に記載のマイクロ流体デバイス。
（参照による組み込み）
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
固定具であって、
電極リザーバと、
第１の端部と、第２の端部とを備える入口流体チャネルと、
出口流体チャネルであって、前記出口流体チャネルは、前記入口流体チャネルの第２の端部に流体的に結合される第１の端部と、分離チャネルに流体的に結合される第２の端部とを備え、前記入口流体チャネルおよび前記出口流体チャネルは、前記電極リザーバの表面を画定するかまたはそれと平行である平面において、相互と交差し、流体的に結合される、出口流体チャネルと、
膜であって、前記膜は、前記膜が、前記入口流体チャネルおよび前記出口流体チャネルの交差部を備える開口部の全てまたは実質的に全てを被覆するように、前記平面において、またはそれに隣接して、前記電極リザーバ内に配置される、膜と
を備え、
前記膜は、前記電極リザーバ内に位置付けられる高電圧電極と前記入口流体チャネルおよび出口流体チャネル内に含有される流体との間に高流体力学的抵抗・低電気抵抗の接続を提供する、固定具。
（項目２）
前記膜は、親水性である、項目１に記載の固定具。
（項目３）
前記膜は、再生セルロース膜を備える、項目１に記載の固定具。
（項目４）
前記膜または開口部の断面積は、約０．００１ｍｍ２～１００ｍｍ２である、項目１に記載の固定具。
（項目５）
前記電極リザーバはさらに、挿入物を備え、前記挿入物は、前記電極リザーバ内に配置され、前記膜に、またはそれに隣接して位置付けられ、前記挿入物は、前記電極リザーバが緩衝溶液で充填されるときに、前記膜の表面の実質的に気泡がない湿潤を促進する入口流体経路と、出口流体経路とを備える、項目１に記載の固定具。
（項目６）
前記電極リザーバと前記入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の流体力学的抵抗は、１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））を上回る、項目１に記載の固定具。
（項目７）
前記電極リザーバと前記入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の電気抵抗は、１０，０００，０００オーム未満である、項目１に記載の固定具。
（項目８）
前記分離チャネルは、毛細管の管腔を備える、項目１に記載の固定具。
（項目９）
前記分離チャネルは、マイクロ流体デバイス内の流体チャネルを備える、項目１に記載の固定具。
（項目１０）
前記分離チャネルは、等電点電気泳動を実施するように構成される、項目１に記載の固定具。
（項目１１）
流体デバイスであって、
少なくとも１つの流体入口と、
少なくとも１つの流体出口と、
少なくとも１つの分離チャネルであって、前記少なくとも１つの分離チャネルは、前記少なくとも１つの流体入口に流体的に結合される第１の端部と、前記少なくとも１つの流体出口に流体的に結合される第２の端部とを備える、少なくとも１つの分離チャネルと
を備え、
少なくとも１つの流体入口または少なくとも１つの流体出口は、固定具を使用して、高電圧電極に電気的に結合され、前記固定具は、
電極リザーバと、
第１の端部と、第２の端部とを備える入口流体チャネルと、
出口流体チャネルであって、前記出口流体チャネルは、前記入口流体チャネルの第２の端部に流体的に結合される第１の端部と、前記少なくとも１つの流体入口または前記少なくとも１つの流体出口のうちの１つに流体的に結合される第２の端部とを備え、前記入口流体チャネルおよび前記出口流体チャネルは、前記電極リザーバの表面を画定するかまたはそれと平行である平面において、相互と交差し、流体的に結合される、出口流体チャネルと、
膜であって、前記膜は、前記入口流体チャネルおよび前記出口流体チャネルの交差部を備える開口部の全てまたは実質的に全てを被覆するように、前記平面において、またはそれに隣接して、前記電極リザーバ内に配置される、膜と
を備え、
前記膜は、前記電極リザーバ内に位置付けられる高電圧電極と前記入口流体チャネルおよび出口流体チャネル内に含有される流体との間に高流体力学的抵抗・低電気抵抗の接続を提供する、デバイス。
（項目１２）
前記デバイスは、少なくとも１つの毛細管を備え、前記少なくとも１つの毛細管は、前記少なくとも１つの分離チャネルとして機能する管腔を備える、項目１１に記載のデバイス。
（項目１３）
前記デバイスは、平面基板を備えるマイクロ流体デバイスであり、前記平面基板は、前記少なくとも１つの分離チャネルを備える、項目１１に記載のデバイス。
（項目１４）
前記膜は、親水性である、項目１１に記載のデバイス。
（項目１５）
前記膜は、再生セルロース膜を備える、項目１１に記載のデバイス。
（項目１６）
前記膜または開口部の断面積は、約０．００１ｍｍ２～１００ｍｍ２である、項目１１に記載のデバイス。
（項目１７）
前記電極リザーバはさらに、挿入物を備え、前記挿入物は、前記電極リザーバ内に配置され、前記膜に、またはそれに隣接して位置付けられ、前記挿入物は、前記電極リザーバが緩衝溶液で充填されるときに、前記膜の表面の実質的に気泡がない湿潤を促進する入口流体経路と、出口流体経路とを備える、項目１１に記載のデバイス。
（項目１８）
前記電極リザーバと前記入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の流体力学的抵抗は、１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））を上回る、項目１１に記載のデバイス。
（項目１９）
前記電極リザーバと前記入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の電気抵抗は、１０，０００，０００オーム未満である、項目１１に記載のデバイス。
（項目２０）
前記電極リザーバと前記入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の前記電気抵抗に対する前記流体力学的抵抗の比は、約０．０１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））／オームを上回る、項目１１に記載のデバイス。
（項目２１）
並行して複数の等電点電気泳動反応を実施するための方法であって、前記方法は、
ａ）平面基板を備えるデバイスを提供するステップであって、前記平面基板は、複数の分離チャネルを備える、ステップと、
ｂ）被分析物の混合物を含むサンプルを前記複数の分離チャネルのうちの少なくとも２つの分離チャネルの中に導入するステップと、
ｃ）前記少なくとも２つの分離チャネルに印加される電圧を制御し、前記複数の等電点電気泳動反応を実施し、前記少なくとも２つの分離チャネル内の前記サンプルの被分析物の混合物を分離するステップと、
ｄ）前記複数の等電点電気泳動反応が並行して実施されるにつれて、前記少なくとも２つの分離チャネルを通して流動する電流を独立して監視するステップと
を含む、方法。
（項目２２）
前記複数の分離チャネルのうちの少なくとも２つの分離チャネルの第１の端部は、第１の膜含有高電圧電極固定具を使用して、陽極液リザーバに電気的に結合される、項目２１に記載の方法。
（項目２３）
前記複数の分離チャネルのうちの少なくとも２つの分離チャネルの第２の端部は、第２の膜含有高電圧電極固定具を使用して、陰極液リザーバに電気的に結合される、項目２２に記載の方法。
（項目２４）
前記少なくとも２つの分離チャネルに印加される電圧は、独立して制御される、項目２１に記載の方法。
（項目２５）
前記少なくとも２つの分離チャネルの中に導入される前記サンプルは、同一であり、実験条件の第１のセットは、前記少なくとも２つの分離チャネルの第１のサブセット内で前記等電点電気泳動反応を実施するために使用され、実験条件の第２のセットは、前記少なくとも２つの分離チャネルの第２のサブセット内で前記等電点電気泳動反応を実施するために使用される、項目２１に記載の方法。
（項目２６）
前記少なくとも２つの分離チャネルの中に導入される前記サンプルは、前記少なくとも２つの分離チャネルの少なくとも２つのサブセットに関して異なり、実験条件の同一のセットは、前記少なくとも２つの分離チャネルのそれぞれの中で前記等電点電気泳動反応を実施するために使用される、項目２１に記載の方法。
（項目２７）
前記複数の等電点電気泳動反応を実施しながら、前記少なくとも２つの分離チャネルの各々に対して電流トレースを記録するステップをさらに含む、項目２１に記載の方法。
（項目２８）
前記方法はさらに、前記等電点電気泳動反応の完了に続いて、前記少なくとも２つの分離チャネルを洗い流し、自動様式で別のサンプルを前記少なくとも２つの分離チャネルの中に導入するステップを含む、項目２１に記載の方法。
（項目２９）
前記少なくとも２つの分離チャネルのうちのいずれかにおける障害の検出は、その分離チャネルの中に導入されていた前記サンプルに関して、前記等電点電気泳動反応の自動再導入および繰り返しをトリガする、項目２１に記載の方法。
（項目３０）
前記障害は、気泡の導入、気泡の形成、誤って調製されたサンプル、充填不足の試薬リザーバ、またはそれらの任意の組み合わせを備える、項目２９に記載の方法。
（項目３１）
前記障害は、分離チャネルを通して流動する前記電流を監視することによって、または前記分離チャネルの画像を処理することによって、検出される、項目２９に記載の方法。
（項目３２）
等電点電気泳動を実施しながら、前記少なくとも２つの分離チャネルのうちの少なくとも１つにおいて動的光散乱を測定するステップをさらに含む、項目２１に記載の方法。
（項目３３）
前記動的光散乱の測定は、１つまたはそれを上回る分離された被分析物に関して、サイズ分布プロファイルの決定、凝集状態の決定、または流体力学半径の決定を提供する、項目３２に記載の方法。
（項目３４）
前記第１の膜含有高電圧電極固定具は、
ａ）電極リザーバと、
ｂ）第１の端部と、第２の端部とを備える入口流体チャネルと、
ｃ）出口流体チャネルであって、前記出口流体チャネルは、前記入口流体チャネルの第２の端部に流体的に結合される第１の端部と、分離チャネルに流体的に結合される第２の端部とを備え、前記入口流体チャネルおよび前記出口流体チャネルは、前記電極リザーバの表面を画定するかまたはそれと平行である平面において、相互と交差し、流体的に結合される、出口流体チャネルと、
ｃ）膜であって、前記膜は、前記膜が、前記入口流体チャネルおよび前記出口流体チャネルの交差部を備える開口部の全てまたは実質的に全てを被覆するように、前記平面において、またはそれに隣接して、前記電極リザーバ内に配置される、膜と
を備え、
前記膜は、前記電極リザーバ内に位置付けられる高電圧電極と前記入口流体チャネルおよび前記出口流体チャネル内に含有される流体との間に高流体力学的抵抗・低電気抵抗の接続を提供する、項目２２に記載の方法。
（項目３５）
前記膜は、親水性であり、セルロースまたはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含む、項目３４に記載の方法。
（項目３６）
前記第１の膜含有高電圧電極固定具はさらに、挿入物を備え、前記挿入物は、前記電極リザーバ内に配置され、前記膜に、またはそれに隣接して位置付けられ、前記挿入物は、前記電極リザーバが電解質溶液で充填されるときに、前記膜の表面の実質的に気泡がない湿潤を促進する入口流体経路と、出口流体経路とを備える、項目３４に記載の方法。
（項目３７）
平面基板を備えるマイクロ流体デバイスであって、前記平面基板は、
ａ）複数の流体入口であって、前記複数の流体入口の全てまたは一部は、前記平面基板の１つまたはそれを上回る縁上に位置する、複数の流体入口と、
ｂ）複数の分離チャネルであって、
ｉ）第１の端部であって、前記第１の端部は、膜含有高電圧電極固定具を使用して、陽極液リザーバに電気的に結合される、第１の端部と、
ｉｉ）第２の端部であって、前記第２の端部は、膜含有高電圧電極固定具を使用して、陰極液リザーバに電気的に結合される、第２の端部と
を備え、
ｉｉｉ）前記複数の分離チャネルのうちの各分離チャンネルの第１の端部または第２の端部のうちの１つは、前記複数の流体入口のうちの異なる流体入口と流体連通する、複数の分離チャネルと
を備える、マイクロ流体デバイス。
（項目３８）
前記複数の分離チャネルは、前記複数の分離チャネルの全てまたは一部のＵＶ吸光度画像もしくは蛍光画像のために構成される、項目３７に記載のマイクロ流体デバイス。
（項目３９）
前記複数の分離チャネルを備える前記平面基板の全てまたは一部を包含するカートリッジをさらに備え、前記カートリッジは、複数の膜含有高電圧電極固定具を備える、項目３７に記載のマイクロ流体デバイス。
（項目４０）
前記カートリッジは、多重化等電点電気泳動反応を実施するように構成されるシステムの使い捨て構成要素である、項目３９に記載のマイクロ流体デバイス。
（参照による組み込み）
【0030】
本明細書に述べられる全ての出版物、特許、および特許出願は、各個々の出版物、特許、または特許出願が、参照することによってその全体として組み込まれるように具体的かつ個別に示された場合と同一の程度に、参照することによってそれらの全体として本明細書に組み込まれる。本明細書の用語と組み込まれた参考文献内の用語との間の矛盾の場合、本明細書の用語が優先される。
【図面の簡単な説明】
【0031】
本発明の新規の特徴が、添付の請求項に詳細に記載される。本発明の特徴および利点のさらなる理解が、本発明の原理が利用される、例証的実施形態を記載する以下の詳細な説明、および付随する図面を参照することによって、得られるであろう。
【0032】
【0033】
【0034】
【0035】
【0036】
【0037】
【0038】
【0039】
【0040】
【0041】
【0042】
【図10A】図１０Ａ－Ｄは、ネブライザの付加的な非限定的実施例を図式的に図示する。図１０Ａは、第２のネブライザ設計の正面図である。図１０Ｂは、第２のネブライザ設計の等角図である。図１０Ｃは、第３のネブライザ設計の上面切断図である。図１０Ｄは、第３のネブライザ設計の側面切断図である。
【図10B】図１０Ａ－Ｄは、ネブライザの付加的な非限定的実施例を図式的に図示する。図１０Ａは、第２のネブライザ設計の正面図である。図１０Ｂは、第２のネブライザ設計の等角図である。図１０Ｃは、第３のネブライザ設計の上面切断図である。図１０Ｄは、第３のネブライザ設計の側面切断図である。
【0043】
【図11A】図１１Ａ－Ｄは、ネブライザ設計の第４の実施例を図式的に図示する。図１１Ａは、マイクロ流体デバイスカートリッジ上に搭載された際の部分切断図である。図１１Ｂは、独立型部分切断図である。図１１Ｃは、切断側面図。図１１Ｄは、切断上面図である。
【図11B】図１１Ａ－Ｄは、ネブライザ設計の第４の実施例を図式的に図示する。図１１Ａは、マイクロ流体デバイスカートリッジ上に搭載された際の部分切断図である。図１１Ｂは、独立型部分切断図である。図１１Ｃは、切断側面図。図１１Ｄは、切断上面図である。
【0044】
【0045】
【図13A】図１３Ａ－Ｆは、膜を備える固定具の非限定的実施例を図式的に図示する。図１３Ａは、部分切断図である。図１３Ｂは、電極リザーバの上面図である。図１３Ｃは、電極リザーバの部分切断図である。図１３Ｄは、電極リザーバの底部の上面図である。図１３Ｅは、電極リザーバの底部の切断詳細である。図１３Ｆは、電極リザーバの底部の切断側面図である。
【図13B】図１３Ａ－Ｆは、膜を備える固定具の非限定的実施例を図式的に図示する。図１３Ａは、部分切断図である。図１３Ｂは、電極リザーバの上面図である。図１３Ｃは、電極リザーバの部分切断図である。図１３Ｄは、電極リザーバの底部の上面図である。図１３Ｅは、電極リザーバの底部の切断詳細である。図１３Ｆは、電極リザーバの底部の切断側面図である。
【図13C】図１３Ａ－Ｆは、膜を備える固定具の非限定的実施例を図式的に図示する。図１３Ａは、部分切断図である。図１３Ｂは、電極リザーバの上面図である。図１３Ｃは、電極リザーバの部分切断図である。図１３Ｄは、電極リザーバの底部の上面図である。図１３Ｅは、電極リザーバの底部の切断詳細である。図１３Ｆは、電極リザーバの底部の切断側面図である。
【図13D】図１３Ａ－Ｆは、膜を備える固定具の非限定的実施例を図式的に図示する。図１３Ａは、部分切断図である。図１３Ｂは、電極リザーバの上面図である。図１３Ｃは、電極リザーバの部分切断図である。図１３Ｄは、電極リザーバの底部の上面図である。図１３Ｅは、電極リザーバの底部の切断詳細である。図１３Ｆは、電極リザーバの底部の切断側面図である。
【0046】
【0047】
【0048】
【0049】
【0050】
【0051】
【0052】
【0053】
【0054】
【0055】
【0056】
【0057】
【0058】
【0059】
【0060】
【図28A】図２８Ａ－Ｄは、本明細書に開示される例示的撮像システムの異なる斜視図を示す。図２８Ａは、走査（または旋回）ミラーを備える、撮像システムである。図２８Ｂは、全チャネル撮像のためのミラーを備える、撮像システムである。図２８Ｃは、図２８Ｂの撮像システムの詳細図である。図２８Ｄは、図２８Ｂおよび２８Ｃに図示される撮像システムの上面図である。
【図28B】図２８Ａ－Ｄは、本明細書に開示される例示的撮像システムの異なる斜視図を示す。図２８Ａは、走査（または旋回）ミラーを備える、撮像システムである。図２８Ｂは、全チャネル撮像のためのミラーを備える、撮像システムである。図２８Ｃは、図２８Ｂの撮像システムの詳細図である。図２８Ｄは、図２８Ｂおよび２８Ｃに図示される撮像システムの上面図である。
【0061】
【0062】
【0063】
【0064】
【0065】
【0066】
【0067】
【0068】
【0069】
【0070】
【発明を実施するための形態】
【0071】
詳細な説明
本明細書に開示されるものは、等電点（または他の物理化学的性質）によるタンパク質被分析物混合物もしくは他の生体分子の高速で正確な分離および特性評価のために、並行して複数の等電点電気泳動反応（または他の分離反応）を実施するための方法、デバイス、およびシステムである。本願の主題は、米国特許第１０，２０９，２１７Ｂ２号および第１０，４０１，３２４Ｂ２号のもの、ならびに同時係属米国特許出願第１５／３６３，９０８号、第１６／２６１，３８２号、第１６／４２７，７６７号、および第１６／５３２，９５５号のもの（それぞれは、参照することによってそれらの全体として本明細書に組み込まれる）に関連する。
本明細書に開示されるものは、等電点（または他の物理化学的性質）によるタンパク質被分析物混合物もしくは他の生体分子の高速で正確な分離および特性評価のために、並行して複数の等電点電気泳動反応（または他の分離反応）を実施するための方法、デバイス、およびシステムである。本願の主題は、米国特許第１０，２０９，２１７Ｂ２号および第１０，４０１，３２４Ｂ２号のもの、ならびに同時係属米国特許出願第１５／３６３，９０８号、第１６／２６１，３８２号、第１６／４２７，７６７号、および第１６／５３２，９５５号のもの（それぞれは、参照することによってそれらの全体として本明細書に組み込まれる）に関連する。
【0072】
本開示の一側面では、並行して２回またはそれを上回る分離反応を実施するための２つまたはそれを上回る分離チャネルを備える、マイクロ流体デバイスが、説明され、マイクロ流体形式は、極めて小さい入力サンプル体積を使用して、被分析物混合物の高速で正確な分離および特性評価を可能にする。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスは、平面基板を備え、その平面基板は、２つまたはそれを上回る分離チャネルを備える。好ましい側面では、分離反応は、等電点電気泳動反応である。別の好ましい側面では、被分析物混合物は、タンパク質被分析物混合物を含み、並行した２回またはそれを上回る等電点電気泳動反応の実施は、被分析物混合物内のタンパク質成分の高速で正確な分離およびそれらの等電点（ｐＩ）による個々のタンパク質成分の特性評価を可能にする。いくつかの事例では、撮像、例えば、全チャネル撮像の使用は、等電点電気泳動のために使用されるｐＨ勾配におけるｐＩマーカの位置を可視化するためのｐＩマーカと組み合わせて、被分析物混合物の分離されたタンパク質成分のためのｐＩのより正確な決定を可能にする。
【0073】
本開示の別の側面では、２つまたはそれを上回る高電圧電力供給源（もしくは単一の多重化高電圧電力供給源）の使用が、マイクロ流体デバイスの各分離チャネル内の分離反応または実験条件の独立した制御を可能にする、該マイクロ流体デバイスを動作するための方法およびシステムが、説明される。したがって、いくつかの事例では、マイクロ流体デバイスは、並行して分離または実験条件の同一のセットの下で２つまたはそれを上回る異なるサンプルの分離および特性評価を実施するために使用されてもよい。いくつかの事例では、マイクロ流体デバイスは、並行して２つまたはそれを上回る異なる反応もしくは実験条件下で同一のサンプルの２つまたはそれを上回るアリコートの分離および特性評価を実施するために使用されてもよい。いくつかの事例では、デバイス上の分離チャネルのサブセットが、分離または実験条件の同一のセットの下で複数のサンプルの分離を実施するために使用されてもよく、代替として、もしくは加えて、デバイス上の分離チャネルの異なるサブセットが、並行して複数の異なる反応または実験条件下で同一のサンプルからの複数のアリコートの分離および特性評価を実施するために使用されてもよい。
【0074】
実験条件は、同一であり得、またはマイクロ流体デバイスの分離チャネルを横断して異なり得、緩衝剤選択、電解質選択、ｐＨ勾配選択、電圧設定、電流設定、電場強度設定、電圧設定、電流設定、電場強度設定を変動させるための時間経過、等電点電気泳動反応時間、またはそれらの任意の組み合わせを備えてもよい。
【0075】
いくつかの事例では、本開示のシステムは、開示されるマイクロ流体デバイスのうちの１つまたはそれを上回るものと、２つまたはそれを上回る高電圧電力供給源（もしくは２つまたはそれを上回るチャネルの独立した制御を可能にする、単一の多重化高電圧電力供給源）とを備える。いくつかの事例では、２つまたはそれを上回る高電圧電力供給源（もしくは２つまたはそれを上回るチャネルの独立した制御を可能にする、単一の多重化高電圧電力供給源）は、各分離チャネルを通して流動する電流を監視および／または記録するように構成される。分離チャネル（例えば、分離チャネルの電流）の監視は、いくつかの事例では、他の分離チャネルの監視から独立して実施されてもよい。いくつかの事例では、各分離チャネルを通して流動する電流は、例えば、等電点電気泳動反応が完了するときを決定するために、および／または障害（例えば、分離チャネル内の導入または気泡の形成、誤って調製されたサンプル、充填不足の試薬リザーバ、もしくはそれらの組み合わせ）を検出するために、診断ツールとして使用されてもよい。いくつかの事例では、障害は、分離チャネルを通して流動する電流を監視することによって、または分離チャネルの画像を処理することによって、検出されてもよい。いくつかの事例では、電圧供給源は、障害の検出に続いて、分離チャネルに印加される電圧を遮断するように構成されてもよい。いくつかの事例では、電圧供給源は、障害の検出に続いて、分離反応を再開するように構成されてもよい。
【0076】
いくつかの事例では、本システムはさらに、複数のサンプルまたは試薬入口ポートの中へのサンプルアリコートおよび／または他の分離反応試薬の自動的な独立して制御された装填のために構成される、オートサンプラもしくは流体取扱システムを備えてもよい。いくつかの事例では、本システムはさらに、（例えば、単独で、もしくは２つまたはそれを上回る分離チャネルに印加される電圧勾配と組み合わせて使用するために）例えば、２つまたはそれを上回る分離チャネルを通して独立して制御された圧力駆動流を提供するように構成される、流体流量コントローラを備えてもよい。いくつかの事例では、本システムはさらに、分離反応（例えば、等電点電気泳動反応）に続いて、２つまたはそれを上回る分離チャネルを洗い流す、洗浄する、すすぐ、または排気するように構成される、オートサンプラもしくは流体流量コントローラを備えてもよい。いくつかの事例では、２つまたはそれを上回る分離チャネルの洗い流し、洗浄、すすぎ、もしくは排気に続いて、オートサンプラまたは流体流量コントローラは、別のサンプル（例えば、異なるサンプルもしくは同一のサンプルの別のアリコート）を２つまたはそれを上回る分離チャネルの中に自動的に導入するように構成されてもよい。いくつかの事例では、オートサンプラまたは流体流量コントローラは、障害（例えば、気泡形成または導入、誤って調製されたサンプル、充填不足の試薬リザーバ、もしくはそれらの組み合わせ）が（例えば、電圧または電流監視を介して）検出される場合、サンプル、反応試薬、またはそれらの組み合わせを１つまたはそれを上回る分離チャネルの中に自動的に再導入するように構成されてもよい。そのような場合において、障害の検出に続いて、オートサンプラまたは流体流量コントローラは、障害が生じた分離チャネルを洗い流し、サンプル、反応試薬、またはそれらの組み合わせを再導入してもよく、分離反応は、（例えば、独立して制御された電圧供給源のうちの１つまたはそれを上回るものによる電場の印加を介して）再開されてもよい。
【0077】
いくつかの事例では、本システムはさらに、２つまたはそれを上回る分離チャネルの一連の１つまたはそれを上回る画像を入手するように構成される、撮像モジュールを備えてもよい。いくつかの事例では、画像の視野は、２つまたはそれを上回る分離チャネルの全てもしくは一部を備えてもよい。いくつかの事例では、撮像は、分離反応が実施されている間の持続的撮像を含んでもよい。いくつかの事例では、撮像は、分離反応が実施されている間の断続的撮像を含んでもよい。いくつかの事例では、撮像は、ＵＶ吸光度画像を入手するステップを含んでもよい。いくつかの事例では、撮像は、例えば、固有蛍光または被分析物に付着した外因性蛍光標識の存在に起因する蛍光のいずれか一方の蛍光画像を含んでもよい。いくつかの事例では、撮像モジュールは、例えば、等電点電気泳動反応が完了するときを決定するように、および／または障害（例えば、分離チャネル内の気泡の導入もしくは形成）を検出するように構成されてもよい。
【0078】
いくつかの事例では、本システムはさらに、サンプルおよび／または試薬のための源としての役割を果たす、マイクロプレートを運搬および交換するように構成される、マイクロプレート取扱ロボットモジュールを備えてもよい。いくつかの事例では、本システムはさらに、例えば、障害が検出された後に、本システムで使用されるマイクロ流体デバイスを運搬および交換するように構成される、マイクロ流体デバイス取扱ロボットモジュールを備えてもよい。いくつかの事例では、マイクロプレート取扱およびマイクロ流体デバイス取扱は、同一のロボットモジュールによって取り扱われてもよい。
【0079】
本開示の別の側面では、１回またはそれを上回る分離反応、例えば、等電点電気泳動反応を実施し、被分析物の混合物を含むサンプルをその個々の成分に分離し、その後に、分離された被分析物のエレクトスプレーイオン化が続くように設計される、マイクロ流体デバイスを備え得る、システムが説明される。いくつかの事例では、マイクロ流体デバイスは、例えば、高電圧電極接続、試薬リザーバ、弁等をさらに備える、カートリッジに収納されてもよい。いくつかの事例では、マイクロ流体デバイスは、略平面基板を備えてもよく、平面基板は、複数の分離チャネルを備える。いくつかの事例では、複数の分離チャネルのうちの１つまたはそれを上回る分離チャネルの第１の端部が、固定具を使用して、電極（例えば、陽極液）リザーバに電気的および／または流体的に結合され、その固定具は、膜を備えてもよい。いくつかの事例では、１つまたはそれを上回る分離チャネルの第２の端部が、固定具を使用して、電極（例えば、陰極液リザーバ）に電気的および／または流体的に結合され、その固定具は、膜を備えてもよい。膜は、電極リザーバの表面を画定する、またはそれと平行である平面において、もしくはそれに隣接してリザーバ内に配置される、電極であってもよく、その平面は、入口流体チャネルおよび出口流体チャネルに交差してもよい。膜は、入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部を備える、開口部の全てまたは実質的に全てを被覆してもよい。いくつかの事例では、本システムはさらに、質量分析計等の分析器具を備えてもよい。開示される方法、デバイス、およびシステムは、分離データの再現性および定量的正確度の改良を可能にし、また、分離データと、下流分析特性評価データ、例えば、質量分析計または他の分析器具を使用して取得されるものとの間の改良された相関も可能にする。
【0080】
上記に示されるような開示される方法、デバイス、およびシステムの主要な特徴は、被分析物ピークの存在を検出する目的のために分離チャネル内の分離反応を監視するため、および／または分離反応が完了に到達したときを決定するための画像の使用である。いくつかの事例では、画像が、分離チャネルの全てまたは一部に関して入手されてもよい。いくつかの事例では、分離チャネルの全てまたは一部の撮像は、分離ステップおよび／または動員ステップが実施されている間に実施されてもよい。いくつかの事例では、画像は、分離チャネル内の濃縮被分析物ピークの位置を検出するために使用されてもよい。いくつかの事例では、画像は、分離チャネル内の１つまたはそれを上回るマーカもしくはインジケータの存在、例えば、等電点（ｐＩ）標準を検出し、したがって、１つまたはそれを上回る被分析物のためのｐＩを決定するために使用されてもよい。いくつかの事例では、画像は、分離チャネル内の障害（例えば、気泡形成）を検出するために使用されてもよい。いくつかの事例では、そのような画像から導出されるデータは、（例えば、ピーク速度、ピーク位置、および／またはピーク幅を監視することによって）分離反応が完了したときを決定し、続いて、動員ステップをトリガするために使用されてもよい。
【0081】
いくつかの事例では、動員ステップは、分離チャネルの中への動員緩衝剤または動員電解質の導入を含んでもよい。いくつかの事例では、動員緩衝剤または動員電解質は、流体力学的圧力を使用して、導入されてもよい。いくつかの事例では、動員緩衝剤または動員電解質は、電気泳動を用いて導入されてもよい。いくつかの事例では、動員緩衝剤または動員電解質は、電気泳動および流体力学的圧力の組み合わせを用いて導入されてもよい。いくつかの事例では、一連の１つまたはそれを上回る分離された被分析物帯の動員は、分離された被分析物帯を分離チャネルの出口または遠位端に向かって遊走させるステップを含んでもよい。いくつかの事例では、一連の１つまたはそれを上回る分離された被分析物帯の動員は、分離された被分析物帯を、下流分析器具と流体連通する分離チャネルの出口または遠位端に向かって遊走させるステップを含んでもよい。いくつかの事例では、分離チャネルの出口または遠位端は、遊走する被分析物ピークが、質量分析計の中に注入されるように、エレクトスプレーイオン化（ＥＳＩ）インターフェースと流体連通してもよい。いくつかの事例では、被分析物ピーク位置を検出し、被分析物ｐＩを決定するために使用される画像データはまた、被分析物分離データを質量分析データと相関させるために使用されてもよい。いくつかの事例では、被分析物ピーク位置を検出するために使用される画像データは、動員反応についての情報を生じさせるために、および／または動員情報を質量分析データと相関させるために使用されてもよい。
【0082】
いくつかの事例では、他の特性評価技法が、１つまたはそれを上回る分離反応を監視するために使用されてもよい。いくつかの事例では、動的光散乱が、分離反応（例えば、等電点電気泳動）を実施しながら、分離チャネルのうちの少なくとも１つで使用されてもよい。いくつかの事例では、動的光散乱が、１つまたはそれを上回る被分析物のサイズ分布プロファイル、凝集状態、もしくは流体力学半径を決定するために、使用されてもよい。１つまたはそれを上回る被分析物は、分離反応（例えば、等電点電気泳動）を使用して分離されてもよい。
【0083】
好ましい側面では、開示される方法は、マイクロ流体デバイス形式で実施されてもよく、それによって、極めて小さいサンプル体積の処理および２つまたはそれを上回るサンプル処理ならびに分離ステップの統合を可能にする。別の好ましい側面では、開示されるマイクロ流体デバイスは、下流分析器具に結合するための統合インターフェース、例えば、分離された被分析物に質量分析を実施するためのＥＳＩインターフェースを備える。いくつかの事例では、開示される方法は、より従来の毛細管形式で実施されてもよい。
【0084】
本明細書に説明される開示される方法、デバイス、およびシステムの種々の側面が、下記に記載される特定の用途のうちのいずれかに適用されてもよい。開示される方法、デバイス、およびシステムの異なる側面が、個別に、集合的に、または相互と組み合わせて理解され得ることを理解されたい。
【0085】
定義：別様に定義されない限り、本明細書で使用される技術用語の全ては、本開示が属する分野内の当業者によって一般的に理解されるものと同一の意味を有する。
【0086】
本明細書および添付の請求項で使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が別様に明確に決定付けない限り、複数の参照を含む。本明細書の「または」の任意の言及は、別様に記述されない限り、「および／または」を包含することを意図している。同様に、用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（～を備える）」、「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、「ｉｎｃｌｕｄｅ（～を含む）」、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」、および「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」は、限定的であることを意図していない。
【0087】
本明細書で使用されるように、語句「限定ではないが、～を含む」および「１つの非限定的実施例は、～である」は、本開示が属する分野内の当業者によって一般的に理解されるように、所与の実施例の変形例および派生語を含むように意図されている。
【0088】
本明細書で使用されるように、用語「約」の数は、その数±その数の１０％を指す。範囲との関連で使用されるときの用語「約」は、その範囲－その最低値の１０％および＋その最大値の１０％を指す。
【0089】
本明細書で使用されるように、用語「特性評価」および「分析」は、同義的に使用されてもよい。「特性評価する」または「分析する」ことは、概して、サンプルを査定し、例えば、サンプルもしくはその成分の１つまたはそれを上回る性質を決定すること、またはサンプルの識別を決定することを意味し得る。
【0090】
本明細書で使用されるように、用語「チップ」および「デバイス」は、本明細書で同義的に使用されてもよい。
【0091】
本明細書で使用されるように、用語「被分析物」および「種」は、同義的に使用されてもよい。被分析物は、概して、測定可能な性質において別の分子、生分子、化学物質、巨大分子等と異なる、分子、生分子、物質、巨大分子等を意味する。例えば、２つの種は、わずかに異なる質量、疎水性、電荷もしくは正味電荷、等電点、有効性を有してもよい、または化学修飾、タンパク質修飾等の観点から異なり得る。
【0092】
サンプル：開示される方法、デバイス、システム、およびソフトウェアは、種々の生物学的または非生物学的サンプルのうちのいずれかから取得される被分析物の分離および特性評価のために使用されてもよい。実施例は、限定ではないが、組織サンプル、細胞培養サンプル，全血サンプル（例えば、静脈血、動脈血、または毛細血管血サンプル）、血漿、血清、唾液、間質液、尿、汗、涙、産業用酵素または生物学的薬物製造プロセスから導出されるタンパク質サンプル、環境サンプル（例えば、空気サンプル、水サンプル、土壌サンプル、表面スワイプサンプル）、および同等物を含む。いくつかの実施形態では、サンプルは、統合化学分離および特性評価のための開示される方法およびデバイスを使用する分析に先立って、当業者に公知である種々の技法のうちのいずれかを使用して処理されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、サンプルは、タンパク質または核酸を抽出するように処理されてもよい。サンプルは、種々の源または対象、例えば、細菌、ウイルス、植物、動物、もしくはヒトのうちのいずれかから収集されてもよい。
【0093】
サンプル体積：開示される方法およびデバイスのいくつかの事例では、マイクロ流体デバイス形式の使用は、非常に小さいサンプル体積の処理を可能にし得る。いくつかの実施形態では、デバイスの中に装填され、分析のために使用されるサンプル体積は、約０．１μｌ～約１ｍｌに及んでもよい。いくつかの実施形態では、デバイスの中に装填され、分析のために使用されるサンプル体積は、少なくとも０．１μｌ、少なくとも１μｌ、少なくとも２．５μｌ、少なくとも５μｌ、少なくとも７．５μｌ、少なくとも１０μｌ、少なくとも２５μｌ、少なくとも５０μｌ、少なくとも７５μｌ、少なくとも１００μｌ、少なくとも２５０μｌ、少なくとも５００μｌ、少なくとも７５０μｌ、または少なくとも１ｍｌであってもよい。いくつかの実施形態では、デバイスの中に装填され、分析のために使用されるサンプル体積は、最大で１ｍｌ、最大で７５０μｌ、最大で５００μｌ、最大で２５０μｌ、最大で１００μｌ、最大で７５μｌ、最大で５０μｌ、最大で２５μｌ、最大で１０μｌ、最大で７．５μｌ、最大で５μｌ、最大で２．５μｌ、最大で１μｌ、または最大で０．１μｌであってもよい。本段落で説明される下限および上限値のうちのいずれかが、本開示内に含まれる範囲を形成するように組み合わせられてもよく、例えば、いくつかの実施形態では、デバイスの中に装填され、分析のために使用されるサンプル体積は、約５μｌ～約５００μｌに及んでもよい。当業者は、分析のために使用されるサンプル体積が、本範囲内の任意の値、例えば、約１８μｌを有し得ることを認識するであろう。
【0094】
被分析物：いくつかの事例では、サンプルは、複数の被分析物種を含んでもよい。いくつかの事例では、サンプルに存在する被分析物種の全てまたは一部は、分析に先立って、もしくはその間に、濃縮されてもよい。いくつかの事例では、これらの被分析物は、例えば、グリカン、炭水化物、核酸分子（例えば、ＤＮＡ、ＲＮＡ）、ペプチド、ポリプチド、組み換えタンパク質、無傷のタンパク質、タンパク質イソ型、消化されたタンパク質、融合タンパク質、抗体・薬物共役、タンパク質・薬物共役、代謝産物、または他の生物学的に関連性がある分子であり得る。いくつかの事例では、これらの被分析物は、小分子薬物であり得る。いくつかの事例では、これらの被分析物は、生物学的タンパク質製剤（例えば、酵素製剤もしくは抗体製剤）および／または培養もしくは生体内から単離される細胞から収集される溶解物等のタンパク質混合物内のタンパク質分子であり得る。
【0095】
マイクロ流体デバイス：本明細書に開示されるものは、並行して、すなわち、複数の分離チャネル内で、複数の被分析物分離反応を実施するように設計される、デバイスである。いくつかの事例では、開示されるデバイスは、並行して、すなわち、デバイス内の複数の分離チャネル内で、複数の被分析物分離反応を実施するように設計される、マイクロ流体デバイスである。いくつかの事例では、マイクロ流体デバイスは、同一のデバイス内で並行して、すなわち、デバイス内の複数の第１の分離チャネル、第２の分離チャネル、第３の分離チャネル内等で、複数の被分析物サンプルのために、１つまたはそれを上回る異なる分離ステップ、すなわち、第１の分離反応、第２の分離反応、第３の分離反応等を実施するように設計されてもよい。好ましい事例では、分離ステップのうちの少なくとも１つは、等電点電気泳動を含んでもよく、本デバイスは、並行して、すなわち、デバイス内の２つまたはそれを上回る分離チャネル内で、２回またはそれを上回る等電点電気泳動反応を実施するように設計されてもよい。ある事例では、分離チャネルの数、例えば、４、６、または１２が、サンプルおよび／または試薬源として使用されるマイクロプレートウェルのレイアウトと一致するように選定されてもよい。
【0096】
いくつかの事例では、マイクロ流体デバイスは、略平面基板であって、平面基板は、複数の流体入口を備え、その流体入口またはその一部は、平面基板の１つまたはそれを上回る縁に位置する、略平面基板と、（ｉ）第１の固定具を使用して電極リザーバ（例えば、陽極液リザーバ）に電気的に結合される、第１の端部と、（ｉｉ）第２の固定具を使用して別の電極リザーバ（例えば、陰極液リザーバ）に電気的に結合される、第２の端部と備え、複数の分離チャネルのうちの各分離チャンネルの第１の端部または第２の端部のうちの１つは、複数の流体入口のうちの異なる流体入口と流体連通する、複数の分離チャネルとを備える。いくつかの事例では、第１の固定具および／または第２の固定具は、膜を備える。いくつかの事例では、第１の固定具および／または第２の固定具は、高電圧電極固定具であり、随意に、膜を含む。
【0097】
図１Ａは、下記の実施例１により詳細に議論されるであろうような、本開示の一側面による、４チャネル等電点電気泳動設計を備える、マイクロ流体デバイスの非限定的概略図を提供する。
【0098】
図１Ｂは、下記の実施例１４により詳細に説明されるであろうような、本開示の第２の側面による、エレクトスプレー先端を備える、分離反応を実施するための例示的マイクロ流体デバイスの流体チャネルネットワークの非限定的概略図を提供する。
【0099】
いくつかの事例では、並行して各分離ステップ（例えば、等電点電気泳動反応）を実施するために構成される、デバイス内の分離チャネルの数は、少なくとも２、少なくとも３、少なくとも４、少なくとも５、少なくとも６、少なくとも７、少なくとも８、少なくとも９、少なくとも１０、少なくとも１２、少なくとも１４、少なくとも１６、少なくとも１８、少なくとも２０、または２０を上回り得る。いくつかの事例では、並行して各分離ステップを実施するために構成される、デバイス内の分離チャネルの数は、最大で２０、最大で１８、最大で１６、最大で１４、最大で１２、最大で１０、最大で９、最大で８、最大で７、最大で６、最大で５、最大で４、最大で３、または最大で２であってもよい。本段落で説明される下限および上限値のうちのいずれかが、本開示内に含まれる範囲を形成するように組み合わせられてもよく、例えば、いくつかの事例では、並行して各分離ステップを実施するために構成される、デバイス内の分離チャネルの数は、約４～約１２に及んでもよい。当業者は、並行して各分離ステップを実施するために構成される、デバイス内の分離チャネルの数が、本範囲内の任意の値、例えば、約５を有し得ることを認識するであろう。
【0100】
いくつかの事例では、複数の分離チャネルのうちの各分離チャネルの近位端は、異なるサンプルまたはサンプルアリコートが、各分離チャネルの中に導入され得るように、異なる入口ポートと流体連通する。いくつかの事例では、複数の分離チャネルのサブセット内の各分離チャネルの近位端は、同一のサンプルまたはサンプルアリコートが、分離チャネルのサブセットの中に導入され得るように、同一の入口ポートと流体連通する。いくつかの事例では、複数の分離チャネルのうちの各分離チャネルの近位端は、上流分離チャネルの遠位または出口端と流体連通する。
【0101】
いくつかの事例では、複数の分離チャネルのうちの各分離チャネルの遠位端は、異なる出口ポートと流体連通する。いくつかの事例では、複数の分離チャネルのサブセット内の各分離チャネルの遠位端は、同一の出口ポートと流体連通する。複数の分離チャネルの中の共有出口ポートのそのような実施例は、その中の内容物の除去のため、例えば、廃棄物収集を促進するために有用であり得る。いくつかの事例では、複数の分離チャネルのうちの各分離チャネルの遠位端は、下流分離チャネルの近位または入口端と流体連通する。
【0102】
いくつかの事例では、開示されるマイクロ流体デバイスは、分離チャネルに交差する分離チャネルまたは相互接続チャネルに沿って電圧勾配を印加するように構成される、２つまたはそれを上回る統合電極を備えてもよい。いくつかの事例では、本デバイスは、分離チャネル毎に統合された対の電極を備え、各対のうちの一方の電極は、分離チャネルの近位端と接触し、他方の電極は、分離チャネルの遠位端と接触する。いくつかの事例では、開示されるマイクロ流体デバイスは、分離チャネルあたり少なくとも２つ、少なくとも３つ、少なくとも４つ、少なくとも５つ、または少なくとも６つの統合電極を備えてもよい。いくつかの事例では、開示されるマイクロ流体デバイスは、分離の各段階における分離チャネル、例えば、第１の分離チャネル、第２の分離チャネル、第３の分離チャネル等毎に統合された対の電極を備えてもよい。
【0103】
複数の分離チャネル（例えば、２つまたはそれを上回る第１の分離チャネル、２つまたはそれを上回る第２の分離チャネル、２つまたはそれを上回る第３の分離チャネル等）に加えて、本開示のデバイスまたはマイクロ流体デバイスは、複数の入口ポート、出口ポート、サンプルおよび／または試薬導入チャネル、相互接続チャネル、サンプルならびに／もしくは試薬廃棄物チャネル、リザーバ（例えば、サンプルリザーバ、試薬リザーバ、または廃棄物リザーバ）、マイクロポンプ、マイクロ弁、通気口、トラップ、フィルタ、膜、および同等物、またはそれらの任意の組み合わせを備えてもよい。
【0104】
開示されるデバイスおよびマイクロ流体デバイスは、当業者に公知である種々の加工技法および材料のうちのいずれかを使用して、加工されてもよい。いくつかの事例では、本デバイスは、一連の２つまたはそれを上回る別個の部品として加工され、続いて、完成したデバイスを形成するように、機械的に締め付けられるか、または恒久的にともに接合されるかのいずれかであってもよい。いくつかの事例では、例えば、流体チャネル（時として、本明細書では「マイクロチャネル」とも称される）は、（例えば、ガラス基板のフォトリソグラフィパターン化および所望の深度までのチャネルのウェット化学エッチングによって）第１の層に加工され、次いで、第２の層を第１の層に接合することによって、シールされてもよく、流体チャネルと交差する第２の層内の貫通孔は、流体チャネルへの外部アクセスを提供する。いくつかの事例では、流体チャネルは、（例えば、好適なポリマーフィルム内のチャネルパターンのレーザ切断によって）第１の層に加工され、次いで、第２の層と第３の層との間に第１の層を挟持および接合することによって、シールされてもよく、流体チャネルと交差する第２の層および／または第３の層内の貫通孔は、流体チャネルへの外部アクセスを提供する。後者の実施例では、第１の層の厚さは、流体チャネルの厚さ（または深度）を画定する。
【0105】
好適な加工技法の実施例は、限定ではないが、従来の機械加工、ＣＮＣ機械加工、射出成型、３Ｄ印刷、レーザ切断またはダイカットポリマーフィルムの１つまたはそれを上回る層の整合および積層、もしくはフォトリソグラフィおよびウェット化学エッチング、ドライエッチング、ディープ反応性イオンエッチング、またはレーザ微小機械加工等のいくつかの微細加工技法のうちのいずれかを含む。いくつかの実施形態では、マイクロ流体構造は、エラストマ材料から３Ｄ印刷されてもよい。
【0106】
開示されるデバイスおよびマイクロ流体デバイスは、当業者に公知である種々の材料のうちのいずれかを使用して加工されてもよい。一般に、使用される材料の選定は、加工技法の選定に依存し、その逆も同様であろう。好適な材料の実施例は、限定ではないが、ガラス、石英、溶融石英、シリコン、種々のポリマーのうちのいずれか、例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ、エラストマ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリフッ素化ポリエチレン、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、エポキシ樹脂、テフロン（登録商標）（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））等の付着防止材料、ＳＵ８または任意の他の厚いフィルムフォトレジスト等の種々のフォトレジスト、もしくはこれらの材料の任意の組み合わせを含む。いくつかの事例では、複数の層を備える、デバイスまたはマイクロ流体デバイス内の異なる層が、異なる材料から加工されてもよい。いくつかの事例では、１つまたはそれを上回る層を備える、デバイスまたはマイクロ流体デバイス内の所与の単一の層が、２つまたはそれを上回る異なる材料から加工されてもよい。
【0107】
いくつかの事例では、デバイスまたはマイクロ流体デバイスの全てもしくは一部は、デバイスの分離チャネルおよび／または他の部分の撮像を促進するように、光学的に透明（例えば、紫外線（ＵＶ）、可視、ならびに／もしくは近赤外光に対して透明）であり得る。いくつかの事例では、分離チャネルの全てまたは一部は、撮像、例えば、全チャネル撮像のために構成される。例えば、いくつかの事例では、分離チャネルは、光学的に透明な材料の２つの層の間に挟持される光学的に不透明な材料の層に加工され、それによって、それを通して光が透過および／または集光され得る、「光学スリット」を形成してもよい。
【0108】
一般に、開示されるデバイス内の流体チャネル、サンプル、および／または試薬リザーバ等の寸法は、（ｉ）被分析物混合物を含むサンプルまたはサンプルアリコートの高速で正確かつ再現可能な分離を提供するように、かつ（ｉｉ）サンプルおよび試薬消費を最小限にするように、最適化されるであろう。一般に、流体チャネルまたはリザーバの幅は、約１０μｍ～約２ｍｍであってもよい。いくつかの事例では、流体チャネル（またはリザーバ）の幅は、少なくとも１０μｍ、少なくとも２５μｍ、少なくとも５０μｍ、少なくとも１００μｍ、少なくとも２００μｍ、少なくとも３００μｍ、少なくとも４００μｍ、少なくとも５００μｍ、少なくとも７５０μｍ、少なくとも１ｍｍ、少なくとも１．５ｍｍ、または少なくとも２ｍｍであってもよい。いくつかの事例では、流体チャネル（またはリザーバ）の幅は、最大で２ｍｍ、最大で１．５ｍｍ、最大で１ｍｍ、最大で７５０μｍ、最大で５００μｍ、最大で４００μｍ、最大で３００μｍ、最大で２００μｍ、最大で１００μｍ、最大で５０μｍ、最大で２５μｍ、または最大で１０μｍであってもよい。本段落で説明される下限および上限値のうちのいずれかが、本開示内に含まれる範囲を形成するように組み合わせられてもよく、例えば、いくつかの事例では、流体チャネル（またはリザーバ）の幅は、約１００μｍ～約１ｍｍに及んでもよい。当業者は、流体チャネル（またはリザーバ）の幅が、本範囲内の任意の値、例えば、約８０μｍを有し得ることを認識するであろう。
【0109】
一般に、流体チャネル（またはリザーバ）の深度は、約１μｍ～約１ｍｍであろう。いくつかの事例では、流体チャネル（またはリザーバ）の深度は、少なくとも１μｍ、少なくとも５μｍ、少なくとも１０μｍ、少なくとも２０μｍ、少なくとも３０μｍ、少なくとも４０μｍ、少なくとも５０μｍ、少なくとも１００μｍ、少なくとも２００μｍ、少なくとも３００μｍ、少なくとも４００μｍ、少なくとも５００μｍ、少なくとも６００μｍ、少なくとも７００μｍ、少なくとも８００μｍ、少なくとも９００μｍ、または少なくとも１ｍｍであってもよい。いくつかの事例では、流体チャネル（またはリザーバ）の深度は、最大で１ｍｍ、最大で９００μｍ、最大で８００μｍ、最大で７００μｍ、最大で６００μｍ、最大で５００μｍ、最大で４００μｍ、最大で３００μｍ、最大で２００μｍ、最大で１００μｍ、最大で５０μｍ、最大で４０μｍ、最大で３０μｍ、最大で２０μｍ、最大で１０μｍ、最大で５μｍ、または最大で１μｍであってもよい。本段落で説明される下限および上限値のうちのいずれかが、本開示内に含まれる範囲を形成するように組み合わせられてもよく、例えば、いくつかの事例では、流体チャネル（またはリザーバ）の深度は、約５０μｍ～約１００μｍに及んでもよい。当業者は、流体チャネル（またはリザーバ）の深度が、本範囲内の任意の値、例えば、約５５μｍを有し得ることを認識するであろう。
【0110】
カートリッジ：いくつかの事例では、開示されるデバイスまたはシステムは、相互に結合されるように構成されてもよい、もしくはカートリッジ等の統合ユニットの一部であってもよい。カートリッジは、マイクロ流体デバイスと、複数の分離チャネル、リザーバ、試薬、膜、弁、固定具（例えば、膜含有高電圧電極固定具等の本明細書に説明されるもの）、固着デバイスもしくは特徴（例えば、ねじ、ピン（例えば、ポゴピン）、接着剤、レバー、スイッチ、溝、ぴったり合うペア、フックおよびループ、ラッチ、ねじ山、クリップ、クランプ、尖叉、リング、ゴムバンド、リベット、グロメット、結び目、スナップ、テープ、真空、シール）、ガスケット、Ｏリング、電極、またはそれらの組み合わせを備える、基板とを備えてもよい。カートリッジは、モノリシックに構築されてもよい、またはモジュール式であり、除去可能な部品を備えてもよい。例えば、マイクロ流体デバイスは、カートリッジに除去可能に結合するように構成されてもよい。同様に、リザーバ、膜、弁等はそれぞれ、カートリッジから除去可能であり得る。１つまたはそれを上回る構成要素が除去可能であり得る場合において、カートリッジは、個々の構成要素がそれぞれ、ユーザによって十分な公差を伴って定位置に整合され得るように、構成されてもよい。例えば、カートリッジは、マイクロ流体デバイスが、カートリッジが整合のためにピンに到達するまでカートリッジに沿ってデバイスを摺動させることによって、統合され得るように、溝およびピンを備えてもよい。いくつかの事例では、本デバイスは、カートリッジまたはその一部と同一平面内に位置付けられるように構成されてもよい。いくつかの事例では、本デバイスは、１つまたはそれを上回る入口、出口等が、リザーバ、電極、膜、および／または他の有用な界面接触ユニットに（例えば、流体的ならびに／もしくは電気的に）接続され得るように、カートリッジの中に位置付けられてもよい。いくつかの事例では、デバイスおよびリザーバ、電極等の界面接触は、ユーザからのいずれの付加的測定または調節も伴わずに、ユーザによって実施されてもよい。例えば、リザーバは、定位置にスナップ留めする、またはポゴピンを介して固着される、電極を受容し、それによって、電気通信および／または流体連通を確立するように構成されてもよい。カートリッジおよびデバイスのこれらの例示的構成は、限定的であるように意図されておらず、マイクロ流体デバイスまたはカートリッジの他の構成要素の位置付けの多くの異なる構成が達成され得ることを理解されたい。いくつかの事例では、カートリッジは、本明細書に説明されるシステムの使い捨て構成要素であるように構成されてもよい。
【0111】
好ましい実施形態では、カートリッジは、所望の体積の流体を含有するように構成される、１つまたはそれを上回るリザーバを備えてもよい。いくつかの事例では、リザーバは、少なくとも約２００マイクロリットル（μＬ）、少なくとも約３００μＬ、少なくとも約４００μＬ、少なくとも約５００μＬ、少なくとも約６００μＬ、少なくとも約７００μＬ、少なくとも約８００μＬ、少なくとも約９００μＬ、少なくとも約１ミリリットル（ｍＬ）、少なくとも約１．５ｍＬ、少なくとも約２ｍＬ、少なくとも約２．５ｍＬ、少なくとも約３ｍＬ、少なくとも約３．５ｍＬ、少なくとも約４ｍＬ、少なくとも約４．５ｍＬ、または少なくとも約５ｍＬを含有することが可能であり得る。いくつかの事例では、リザーバは、最大で約５ｍＬ、最大で約４．５ｍＬ、最大で約４ｍＬ、最大で約３．５ｍＬ、最大で約３ｍＬ、最大で約２．５ｍＬ、最大で約２ｍＬ、最大で約１．５ｍＬ、最大で約１ｍＬ、最大で約９００μＬ、最大で約８００μＬ、最大で約７００μＬ、最大で約６００μＬ、最大で約５００μＬ、最大で約４００μＬ、最大で約３００μＬ、または最大で約２００μＬを含有することが可能であり得る。本段落で説明される下限および上限値のうちのいずれかが、本開示内に含まれる範囲を形成するように組み合わせられてもよく、例えば、いくつかの事例では、リザーバは、約２００μＬ～約２ｍＬにおよび得る流体の体積を含有してもよい。当業者は、リザーバ流体体積容量が、本範囲内の任意の値、例えば、約１．８ｍＬを有し得ることを認識するであろう。
【0112】
いくつかの実施形態では、カートリッジと、１つまたはそれを上回る試薬と、いくつかの事例では、キットの使用説明書とを備え得る、１つまたはそれを上回るキットが、提供されてもよい。試薬は、液体としてリザーバ内に貯蔵されてもよい。いくつかの実施形態では、試薬は、乾燥しており、例えば、凍結乾燥され、溶液または緩衝剤内で再構成されることが可能であり得る。ある場合には、試薬は、カートリッジと別個であり得、キット内に提供されてもよい。
【0113】
いくつかの事例では、リザーバは、マイクロ流体デバイスに（例えば、電気的に、流体的に）制御可能に結合されてもよい。例えば、カートリッジは、デバイス内の流動体積または率を制御するために使用され得る、１つまたはそれを上回る弁を備えてもよい。ある場合には、カートリッジは、１つまたはそれを上回る液体試薬（例えば、動員試薬）の送達の間に制御された流率を可能にし得る、コック栓弁または剪断弁（例えば、摺動弁もしくは回転剪断弁）を備えてもよい。ある場合には、カートリッジは、デバイスの中への液体の流率を制御するために使用され得る、シリンジポンプと統合または界面接触されてもよい。ある場合には、流率は、ピストン、ばね荷重デバイス、または他の機械的アプローチを使用して、制御されてもよい。
【0114】
いくつかの事例では、カートリッジは、異なるタイプまたはモデルのデバイスに適応するように構成されてもよい。例えば、カートリッジは、少なくとも１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、または１００個の異なるタイプもしくはモデルのデバイスに適応するように構成されてもよい。ある場合には、カートリッジは、チップのチャネルと界面接触し得る（例えば、チップの入口および／または出口と界面接触する）ポートもしくは接続を備えてもよい。
【0115】
被分析物の分離および濃縮：いくつかの事例では、開示されるデバイスまたはシステムは、混合物内の複数の被分析物が個々の分画において分離および／または濃縮される、１つまたはそれを上回る分離もしくは濃縮ステップを実施するように構成されてもよい。例えば、いくつかの事例では、開示されるデバイスは、サンプル内の被分析物の混合物が、元のサンプルからの被分析物分子のサブセットを含有する被分析物分画（例えば、被分析物ピークまたは被分析物帯）に分離される、および／または被分析物分画として濃縮される、第１の濃縮ステップを実施するように構成されてもよい。いくつかの事例では、これらの分離された被分析物分画は、動員および／または溶出されてもよく、いくつかの事例では、次いで、別の下流分離および／または濃縮ステップを受けてもよい。いくつかの事例では、例えば、最終分離および／または濃縮ステップに続いて、分離／濃縮された被分析物分画は、さらなる分析のためにデバイスから排出されてもよい。
【0116】
いくつかの事例では、開示されるデバイスおよびシステムは、１つ、２つ、３つ、４つ、または５つ、もしくはそれを上回る分離および／または濃縮ステップを実施するように構成されてもよい。いくつかの事例では、分離または濃縮ステップのうちの１つまたはそれを上回るものは、固相分離技法、例えば、逆相ＨＰＬＣを含んでもよい。いくつかの事例では、分離または濃縮ステップのうちの１つまたはそれを上回るものは、溶液相分離および／または濃縮技法、例えば、キャピラリゾーン電気泳動（ＣＺＥ）もしくは等電点電気泳動（ＩＥＦ）を含んでもよい。
【0117】
開示されるデバイスおよびシステムは、当業者に公知である種々の被分析物分離および／または濃縮技法のうちのいずれかを実施するように構成されてもよく、分離または濃縮ステップは、分離プロセスが実施されるにつれて監視され得るように、全体的もしくは部分的に撮像されるように構成される、少なくとも第１の分離チャネル内で実施される。例えば、いくつかの事例では、撮像された分離は、被分析物混合物から１つまたはそれを上回る分離された被分析物分画を産生する、例えば、等電点電気泳動、キャピラリゲル電気泳動、キャピラリゾーン電気泳動、等速電気泳動、キャピラリ動電クロマトグラフィ、ミセル動電クロマトグラフィ、流量均衡キャピラリ電気泳動、電場勾配集束、動的場勾配集束、および同等物を含む、電気泳動分離であってもよい。いくつかの事例では、分離および動員ステップは、分離および動員プロセスが実施されるにつれて監視され得るように、全体的もしくは部分的に撮像されるように構成される、少なくとも第１の分離チャネル内で実施されてもよい。これらの事例のうちのいずれかでは、全体的または部分的な分離チャネルの撮像は、持続的もしくは断続的に実施されてもよく、分離および／または濃縮プロセスに先立って、その間に、もしくはそれに続いて、実施されてもよい。
【0118】
いくつかの事例では、マイクロ流体デバイス形式の使用は、速い分離時間および正確で再現可能な分離データを提供し得る。例えば、マイクロ流体デバイスが電気泳動分離および／または等電点電気泳動反応を実施するように構成される、事例において、マイクロ流体チャネルの高い表面積対体積比は、有意なジュール加熱を負うことなく、高電場強度を使用することを可能にし、それによって、分離分解能の実質的な分散および損失を伴わずに、非常に速い分離反応を可能にし得る。いくつかの事例では、流体チャネル幾何学形状の精密な制御は、サンプル注入体積、電場強度等の正確かつ再現可能な制御を提供し、それによって、検定の１つまたはそれを上回るパラメータの非常に正確な決定、例えば、分離分解能および／またはｐＩ決定を可能にする。
【0119】
検定の１つまたはそれを上回るパラメータは、分離の特性を備えてもよい。例えば、１つまたはそれを上回るパラメータは、分離分解能、ピーク幅、ピーク容量、ｐＨ勾配の直線性、および最小の解決可能なｐＩ差から成る群から選択されてもよい。
【0120】
一般に、完全な分離を達成するために要求される分離時間は、利用される具体的分離技法および動作パラメータ（例えば、分離チャネル長さ、マイクロ流体デバイス設計、緩衝剤組成、印加された電圧等）に応じて変動するであろう。いくつかの事例では、開示されるデバイスおよびシステムを使用して達成される分離時間は、約０．１分～約３０分に及んでもよい。いくつかの事例では、分離時間は、少なくとも０．１分、少なくとも０．５分、少なくとも１分、少なくとも５分、少なくとも１０分、少なくとも１５分、少なくとも２０分、少なくとも２５分、または少なくとも３０分であってもよい。いくつかの事例では、分離時間は、最大で３０分、最大で２５分、最大で２０分、最大で１５分、最大で１０分、最大で５分、最大で１分、最大で０．５分、または最大で０．１分であってもよい。本段落で説明される下限および上限値のうちのいずれかが、本開示内に含まれる範囲を形成するように組み合わせられてもよく、例えば、いくつかの事例では、分離時間は、約１分～約２０分に及んでもよい。当業者は、分離時間が、本範囲内の任意の値、例えば、約１１．２分を有し得ることを認識するであろう。
【0121】
同様に、開示されるデバイスおよびシステムを使用して達成される分離効率ならびに分解能は、利用される具体的分離技法および動作パラメータ（例えば、分離チャネル長さ、マイクロ流体デバイス設計、緩衝剤組成物、印加された電圧等）、ならびに分離の１または２次元が利用されるかどうかに応じて、変動し得る。いくつかの事例では、例えば、等電点電気泳動を実施するとき、分離チャネルの中への動員電解質の電気泳動導入をトリガするための切替可能な電極の使用は、改良された分離分解能をもたらし得る。例えば、いくつかの事例では、開示される方法およびデバイスを使用して実施されるＩＥＦの分離分解能は、約０．１～約０．０００１ｐＨ単位に及ぶｐＩが異なる被分析物帯の分解能を提供し得る。いくつかの事例では、ＩＥＦ分離分解能は、０．１未満、０．０５未満、０．０１未満、０．００５未満、０．００１未満、０．０００５未満、または０．０００１未満のｐＨ単位だけｐＩが異なる被分析物帯の分解能を可能にし得る。
【0122】
故に、いくつかの事例では、例えば、分離チャネルの全てまたは一部の画像を使用し、等電点電気泳動反応におけるｐＩマーカの位置を識別し、分離された被分析物のためのｐＩ値を決定するとき、ｐＩ値が決定され得る正確度は、±０．１ｐＨ単位未満、±０．０５ｐＨ単位未満、±０．０１ｐＨ単位未満、±０．００５ｐＨ単位未満、±０．００１ｐＨ単位未満、±０．０００５ｐＨ単位未満、または±０．０００１ｐＨ単位未満であり得る。
【0123】
いくつかの事例では、開示されるデバイスを使用して達成されるピーク容量は、約１００～約２０，０００に及んでもよい。いくつかの事例では、ピーク容量は、少なくとも１００、少なくとも２００、少なくとも３００、少なくとも４００、少なくとも５００、少なくとも６００、少なくとも７００、少なくとも８００、少なくとも９００、少なくとも１，０００、少なくとも２，０００、少なくとも３，０００、少なくとも４，０００、少なくとも５，０００、少なくとも１０，０００、少なくとも１５，０００、または少なくとも２０，０００であってもよい。いくつかの事例では、ピーク容量は、最大で２０，０００、最大で１５，０００、最大で１０，０００、最大で５，０００、最大で４，０００，最大で３，０００、最大で２，０００、最大で１，０００、最大で９００、最大で８００、最大で７００、最大で６００、最大で５００、最大で４００、最大で３００、最大で２００、または最大で１００であってもよい。本段落で説明される下限および上限値のうちのいずれかが、本開示内に含まれる範囲を形成するように組み合わせられてもよく、例えば、いくつかの事例では、ピーク容量は、約４００～約２，０００に及んでもよい。当業者は、ピーク容量が、本範囲内の任意の値、例えば、約２８５を有し得ることを認識するであろう。
【0124】
キャピラリ等電点電気泳動（ＣＩＥＦ）：いくつかの実施形態では、分離技法は、等電点電気泳動（ＩＥＦ）、例えば、キャピラリ等電点電気泳動（ＣＩＥＦ）を含んでもよい。等電点電気泳動（または「焦点電気泳動」）は、それらの等電点（ｐＩ）、すなわち、分子が正味ゼロ電荷を有するｐＨの差異によって分子を分離するための技法である。ＣＩＥＦは、両性電解質（両性電解質）溶液を、アノードまたはカソードを含有する試薬リザーバの間のサンプルチャネルに添加し、それを横断して分離電圧が印加される、分離チャネル（すなわち、電極含有ウェルを接続する流体チャネル、例えば、マイクロ流体デバイス内の毛細管またはチャネルの管腔）内にｐＨ勾配を発生させることを伴う。両性電解質は、溶液相である、またはチャネル壁の表面上に不動化されることができる。負に帯電した分子が、正の電極に向かって媒体内でｐＨ勾配を通して遊走する一方、正に帯電した分子は、負の電極に向かって移動する。その等電点（ｐＩ）を下回るｐＨ領域内にあるタンパク質（または他の分子）は、正に帯電し、したがって、カソード（すなわち、負に帯電した電極）に向かって遊走するであろう。タンパク質の全体的な正味電荷は、そのｐＩに対応するｐＨ領域に到達し、その時点で、正味電荷を有しておらず、したがって、遊走が停止するまで、（例えば、カルボキシル基または他の負に帯電した官能基のプロトン化に起因して）増加するｐＨの勾配を通して遊走するにつれて減少するであろう。結果として、タンパク質の混合物は、酸性および塩基性残基のそれらの相対含量に基づいて分離し、各タンパク質がそのｐＩに対応するｐＨ勾配における点に位置付けられた、急峻な定常帯に集束された状態になる。本技法は、タンパク質が別個の帯に分画されている単一の電荷によって異なる、極めて高い分解能が可能である。いくつかの実施形態では、等電点電気泳動は、電気浸透流（ＥＯＦ）を排除するように、例えば、中性および親水性ポリマーコーティングで恒久的または動的にコーティングされた、分離チャネル内で実施されてもよい。好適なコーティングの実施例は、限定ではないが、アミノ修飾因子、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）およびポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、Ｇｕａｒａｎｔ（登録商標）（Ａｌｃｏｒ Ｂｉｏｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓ）、線形ポリアクリルアミド、ポリアクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、ポリビニルピロリジン（ＰＶＰ）、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、トリエチルアミン、プロピルアミン、モルホリン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジアミノプロパン、エチレンジアミン、キトサン、ポリエチレンイミン、カダベリン、プトレシン、スペルミジン、ジエチレントリアミン、テトラエチレンペンタミン、セルロース、デキストラン、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、酢酸セルロース、アミロペクチン、エチルピロリジンメタクリレート、ジメチルメタクリレート、ジドデシルジメチルアンモニウムブロミド、Ｂｒｉｊ３５、スルホベタイン、１，２－ジラウロイルｓｎ－ホスファチジルコリン、１，４－ジデシル－１，４－ジアゾニアビシクロ［２，２，２］オクタンジブロミド、アガロース、ポリ（Ｎヒドロキシエチルアクリルアミド）、ポール－３２３、超分岐ポリアミノエステル、プルラン、グリセロール、吸着コーティング、共有結合コーティング、動的コーティング等を含む。いくつかの実施形態では、等電点電気泳動は、電気浸透流を有意に減少させ、より良好なタンパク質可溶化を可能にし、電解質の粘度を増加させることによって毛細管（例えば、毛細管の管腔内）または流体チャネルの内側の拡散を限定するように、分離媒体内のメチルセルロース、グリセロール、尿素、ホルムアミド、界面活性剤（例えば、Ｔｒｉｔｏｎ－Ｘ１００、ＣＨＡＰＳ、ジギトニン）等の添加剤を使用して（例えば、コーティングされていない分離チャネル内で）実施されてもよい。
【0125】
上記のように、キャピラリ等電点電気泳動技法のために使用されるｐＨ勾配は、両性電解質、すなわち、酸性および塩基性基の両方を含有し、大部分がｐＨのある範囲内の双性イオンとして存在する、両性分子の使用を通して発生される。分離チャネルのアノード側の電解質溶液の部分は、「陽極液」として公知である。分離チャネルのカソード側の電解質溶液のその部分は、「陰極液」として公知である。限定ではないが、リン酸、水酸化ナトリウム、水酸化アンモニウム、グルタミン酸、リシン、ギ酸，ジメチルアミン、トリエチルアミン、酢酸、ピペリジン、ジエチルアミン、および／またはそれらの任意の組み合わせを含む、種々の電解質が、開示される方法およびデバイスで使用されてもよい。電解質は、０．０００１％、０．００１％、０．０１％、０．１％、１％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％等の任意の好適な濃度において使用されてもよい。電解質の濃度は、少なくとも０．０００１％、０．００１％、０．０１％、０．１％、１％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％であってもよい。電解質の濃度は、最大で９０％、８０％、７０％、６０％、５０％、４０％、３０％、２０％、１０％、１％、０．１％、０．０１％、０．００１％、０．０００１％であってもよい。電解質の濃度の範囲、例えば、０．１％～２％が、使用されてもよい。両性電解質が、任意の商業用または非商業用担体両性電解質混合物（例えば、Ｓｅｒｖａｌｙｔ ｐＨ４－９（Ｓｅｒｖａ， Ｈｅｉｌｄｅｌｂｅｒｇ， Ｇｅｒｍａｎｙ）、Ｂｅｃｋｍａｎ ｐＨ３－１０（Ｂｅｃｋｍａｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ， Ｆｕｌｌｅｒｔｏｎ， ＣＡ， ＵＳＡ）、Ａｍｐｈｏｌｉｎｅ ３．５－９．５およびＰｈａｒｍａｌｙｔｅ ３－１０（両方ともＧｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ， Ｏｒｓａｙ， Ｆｒａｎｃｅ）、ＡＥＳｌｙｔｅｓ（ＡＥＳ）、ＦＬＵＫＡ両性電解質（Ｔｈｏｍａｓ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ， Ｓｗｅｄｅｓｂｏｒｏ， ＮＪ）、Ｂｉｏｌｙｔｅ（Ｂｉｏ－Ｒａｄ， Ｈｅｒｃｕｌｅｓ， ＣＡ））、および同等物から選択されることができる。担体両性電解質混合物は、密接に離間したｐＩ値および良好な緩衝容量を有する、複数の脂肪族アミノおよびカルボキシレート基を含有する、小分子（約３００～１，０００Ｄａ）の混合物を含んでもよい。印加された電場の存在下で、担体両性電解質は、アノードからカソードまで次第に増加する平滑な線形または非線形ｐＨ勾配に分割する。
【0126】
種々のｐＩ標準のうちのいずれかが、分離された被分析物ピークのための等電点を計算するために、開示される方法およびデバイスで使用されてもよい。例えば、概して、ＣＩＥＦ用途で使用されるｐＩマーカ、例えば、タンパク質ｐＩマーカおよび合成小分子ｐＩマーカが、使用されてもよい。いくつかの事例では、タンパク質ｐＩマーカは、一般的に容認されるｐＩ値を伴う特異的タンパク質であってもよい。いくつかの事例では、ｐＩマーカは、例えば、撮像を介して検出可能であり得る。市販されている種々のタンパク質ｐＩマーカまたは合成小分子ｐＩマーカもしくはそれらの組み合わせ、例えば、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ， Ｌｔｄ．（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ， Ｏｎｔａｒｉｏ， Ｃａｎａｄａ）から入手可能な小分子ｐＩマーカ、ＰｒｏｔｅｉｎＳｉｍｐｌｅ、Ｓｈｉｍｕｒａによって設計されたペプチドライブラリ、およびＳｌａｉｓ染料（Ａｌｃｏｒ Ｂｉｏｓｅｐａｒｔｉｏｎｓ）が、使用されてもよい。
【0127】
キャピラリゾーン電気泳動（ＣＺＥ）：いくつかの事例では、分離または濃縮技法は、印加された電場内の溶液内の荷電被分析物の分離のための方法である、キャピラリゾーン電気泳動を含んでもよい。荷電被分析物分子の正味速度は、異なるサイズ、形状、または電荷を呈する被分析物分子が、遊走速度差を呈し、帯に分離するように、（分子のサイズ、形状、および電荷に依存して）個々の被分析物に関して、分離システムによって呈される電気浸透流（ＥＯＦ）、すなわち、μＥＯＦ、および電気泳動移動度、すなわち、μＥＰの両方の影響を受ける。他のキャピラリ電気泳動方法と対照的に、ＣＺＥは、分離のための溶液である、「単純な」緩衝剤または背景電解質を使用する。
【0128】
キャピラリゲル電気泳動（ＣＧＥ）：いくつかの事例では、分離または濃縮技法は、それらのサイズおよび電荷に基づく、巨大分子（例えば、ＤＮＡ、ＲＮＡ、およびタンパク質）ならびにそれらの断片の分離および分析のための方法である、キャピラリゲル電気泳動を含んでもよい。本方法は、ゲルが、印加された電場内の荷電被分析物分子の電気泳動移動の間に反対流および／または篩媒体として作用する、ゲル充填分離チャネルの使用を含む。ゲルは、電場の印加によって引き起こされる熱対流を抑制するように機能し、また、分子の通過を遅らせる篩媒体として作用し、それによって、異なるサイズまたは電荷の分子に関して遊走速度差をもたらす。
【0129】
キャピラリ等速電気泳動（ＣＩＴＰ）：いくつかの事例では、分離技法は、好適な寸法の毛細管または流体チャネル内の２つの電解質（先行電解質および終末電解質として公知である）の不連続システムを使用する、荷電被分析物の分離のための方法である、キャピラリ等速電気泳動を含んでもよい。先行電解質が、最高電気泳動移動度を伴うイオンを含有する一方、終末電解質は、最低電気泳動移動度を伴うイオンを含有する。分離されるべき被分析物混合物（すなわち、サンプル）は、これらの２つの電解質の間に挟持され、電場の印加は、減少する電気泳動移動度の順序で密接に隣接するゾーンの中への毛細管または流体チャネル内の荷電被分析物分子の分割をもたらす。ゾーンは、検出器、例えば、伝導度検出器、光検出器、または撮像デバイスが、分離チャネルに沿ったそれらの通過を記録するために利用され得るように、印加された電場内を一定の速度で移動する。キャピラリゾーン電気泳動と異なり、アニオン性およびカチオン性被分析物の同時決定または検出は、キャピラリ等速電気泳動を使用して実施される単一の分析では実行可能ではない。
【0130】
キャピラリ動電クロマトグラフィ（ＣＥＣ）：いくつかの事例では、分離技法は、液体クロマトグラフフィおよび電気泳動分離方法の組み合わせに基づく、被分析物混合物の分離のための方法である、キャピラリ動電クロマトグラフィを含んでもよい。ＣＥＣは、キャピラリ電気泳動（ＣＥ）の効率および充塞キャピラリ高性能液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）の選択性ならびにサンプル容量の両方を提供する。ＣＥＣで使用される毛細管が、ＨＰＬＣ充塞材料で充塞されるため、ＨＰＬＣで利用可能な多種多様の被分析物選択性はまた、ＣＥＣでも利用可能である。これらの充塞材料の広い表面積は、ＣＥＣ毛細管が、比較的に大量のサンプルを収容することを可能にし、続いて溶出された被分析物の検出を、キャピラリゾーン電気泳動（ＣＺＥ）におけるよりも若干単純なタスクにする。
【0131】
ミセル動電クロマトグラフィ（ＭＥＫＣ）：いくつかの事例では、分離技法は、界面活性剤ミセル（擬定常相）と周辺水性緩衝溶液（移動相）との間の差分分割に基づく、被分析物混合物の分離のための方法である、キャピラリ動電クロマトグラフィを含んでもよい。ＭＥＫＣのために使用される基本的設定および検出方法は、ＣＺＥで使用されるものと同一である。差異は、界面活性剤モノマーが、ミセルと平衡状態にあるように、緩衝溶液が、臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）を上回る濃度において界面活性剤を含有することである。ＭＥＫＣは、典型的には、強い電気浸透流を発生させるように、アルカリ性条件を使用して、開放毛細管または流体チャネル内で実施される。ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）は、ＭＥＫＣ用途における一般的に使用されている界面活性剤の一実施例である。ＳＤＳの硫酸基のアニオン性質は、界面活性剤およびミセルに、強い電気浸透流の方向と反対である電気泳動移動度を持たせる。結果として、界面活性剤モノマーおよびミセルは、極めてゆっくりと遊走するが、それらの正味移動は、依然として電気浸透流の方向である、すなわち、カソードに向かっている。ＭＥＫＣ分離の間に、被分析物は、ミセルの疎水性内部と親水性緩衝溶液との間にそれら自体を分配する。ミセル内部で不溶性である親水性被分析物は、電気浸透流速ｕｏにおいて遊走し、緩衝剤の残留時間ｔＭにおいて検出されるであろう。ミセル内で完全に可溶化する疎水性被分析物は、ミセル速度ｕｃにおいて遊走し、最終溶出時間ｔｃにおいて溶出する。
【0132】
流量均衡キャピラリ電気泳動（ＦＣＣＥ）：いくつかの事例では、分離技法は、圧力誘発逆流を利用し、毛細管を通した被分析物の動電遊走を能動的に遅らせる、停止させる、または逆転させる、キャピラリ電気泳動の効率および分解能を増加させるための方法である、流量均衡キャピラリ電気泳動を含んでもよい。被分析物を遅らせる、停止させる、または検出窓を横断して前後に移動させることによって、着目被分析物は、通常の分離条件下よりもはるかに長い時間周期にわたって分離チャネルに効果的に閉じ込められ、それによって、分離の効率および分解能の両方を増加させる。
【0133】
クロマトグラフィ：いくつかの事例では、分離技法は、サンプル流体内の被分析物混合物（移動相）が、混合物の種々の構成物質を差分的に留保し、それによって、それらを異なる速度で進行させて分離させる、カラムまたはチャネル充塞材料（定常相）を通して通過される、クロマトグラフィ技法を含んでもよい。いくつかの事例では、溶出または動員の後続のステップが、定常相のための高い結合親和性を有する被分析物を変位させるために要求され得る。開示される方法に組み込まれ得る、クロマトグラフィ技法の実施例は、限定ではないが、イオン交換クロマトグラフィ、サイズ排除クロマトグラフィ、および逆相クロマトグラフィを含む。
【0134】
分離された被分析物種の動員：いくつかの事例では、本明細書で提供されるものは、例えば、逆相クロマトグラフィ等のクロマトグラフィ分離技法を実施するように構成される、デバイスおよびシステムである。デバイスまたはシステムによって実装される方法はさらに、「動員」ステップまたは反応と称され得る、（例えば、各複数の分離チャネルを通して流動する緩衝剤を同時に、または独立して変化させることによって）複数の分離チャネルのそれぞれの中で定常相上に留保される被分析物種の溶出を含んでもよい。いくつかの事例では、デバイスまたはシステムによって実装される方法はさらに、「動員」ステップとも称され得る、同時に、または独立して圧力を複数の分離チャネルのそれぞれに印加するステップ、もしくは同時に、または独立して電解質を複数の分離チャネルのそれぞれの中に導入し、等電点電気泳動のために使用されるｐＨ勾配を妨害し、したがって、分離チャネルから外への分離された被分析物ピークの遊走をトリガするステップを含んでもよい。いくつかの事例では、分離反応を駆動するために使用される力（例えば、逆相クロマトグラフィのための圧力、または動電分離もしくは等電点電気泳動反応のための電場）は、動員ステップの間にオフにされてもよい。いくつかの事例では、分離反応を駆動するために使用される力は、動員ステップの間にオンのままにされてもよい。開示される方法、例えば、等電点電気泳動ステップを含むもののいくつかの事例では、分離された被分析物帯は、分離された被分析物帯が、別の流体チャネル（例えば、出口、廃棄物リザーバ、または第２の分離チャネルであり得る）に接続される複数の分離チャネルのそれぞれの端部に向かって遊走するように、（例えば、流体力学的圧力および／または化学動員技法を使用して）動員されてもよい。いくつかの事例では、例えば、キャピラリゲル電気泳動、キャピラリゾーン電気泳動、等速電気泳動、キャピラリ動電クロマトグラフィ、ミセル動電クロマトグラフィ、流量均衡キャピラリ電気泳動、または速度差によって被分析物混合物の成分を分離する任意の他の分離技法が、採用される、それらの事例では、分離ステップ自体が、動員ステップと見なされてもよい。
【0135】
いくつかの事例では、被分析物帯の動員は、同時に、または独立して流体力学的圧力を複数の分離チャネルのそれぞれの一方の端部に印加することによって、実装されてもよい。いくつかの事例では、被分析物帯の動員は、重力が採用され得るように、複数の分離チャネルが垂直位置にあるように、デバイスを配向することによって、実装されてもよい。いくつかの事例では、被分析物帯の動員は、ＥＯＦ支援動員を使用して実装されてもよい。いくつかの事例では、被分析物帯の動員は、例えば、同時に、または独立して、等電点電気泳動のために使用されるｐＨ勾配における局所ｐＨを偏移させる動員電解質を複数の分離チャネルのそれぞれの中に導入することによって、化学動員を使用して実装されてもよい。いくつかの事例では、これらの動員技法の任意の組み合わせが、採用されてもよい。
【0136】
１つの好ましい事例では、等電性に集束された被分析物帯のための動員ステップは、化学動員を含む。圧力ベースの動員と比較して、化学動員は、圧力の使用を通して誘発される流体力学的放物線流プロファイルを克服することによって、最小限の帯拡大を呈するという利点を有する。化学動員は、電解質（すなわち、「動員電解質」）を分離チャネルの中に導入し、分離された被分析物帯（または双性イオン緩衝剤成分および関連付けられる水和殻）が、印加された電場内で遊走するように、それら（もしくは双性イオン緩衝剤成分）上の局所ｐＨおよび／または正味電荷を改変することによって、実装されてもよい。いくつかの事例では、分離された被分析物帯を動員するために使用される、印加された電場の極性は、被分析物が、分離チャネルの出口または遠位端と電気通信するアノードに向かって遊走するようなものであってもよい（アノード動員）。いくつかの事例では、分離された被分析物帯を動員するために使用される、印加された電場の極性は、被分析物が、分離チャネルの出口または遠位端と電気通信するカソードに向かって遊走するようなものであってもよい（カソード動員）。動員電解質は、分離チャネルまたは毛細管の中への導入のためのヒドロキシル（カソード動員）もしくはヒドロニウムイオン（アノード動員）と競合する、アニオンまたはカチオンのいずれかを含む。アノード動員のために陰極液として使用され得る塩基の実施例は、限定ではないが、水酸化ナトリウム、水酸化アンモニウム（「アンモニア」）、ジエチルアミン、ジメチルアミン、ピペリジン等を含む。カソード動員で陽極液として使用され得る酸の実施例は、限定ではないが、リン酸、酢酸、ギ酸、および炭酸等を含む。いくつかの事例では、動員は、陽極液または陰極液への塩（例えば、塩化ナトリウム）の添加によって開始されてもよい。いくつかの事例では、アノードが、接地において保持されてもよく、負の電圧が、カソードに印加される。いくつかの事例では、カソードが、接地において保持されてもよく、正の電圧が、アノードに印加される。いくつかの事例では、ゼロではない負の電圧が、カソードに印加されてもよく、ゼロではない正の電圧が、アノードに印加されてもよい。いくつかの事例では、ゼロではない正の電圧が、アノードおよびカソードの両方に印加されてもよい。いくつかの事例では、ゼロではない負の電圧が、アノードおよびカソードの両方に印加されてもよい。
【0137】
いくつかの事例では、分離された被分析物帯の動員は、オン状態とオフ状態との間で切替可能な電極（例えば、複数の分離チャネルのそれぞれの遠位端と電気通信するカソード、および複数の動員チャネル（例えば、各分離チャネルの出口または遠位端の近傍で分離チャネルに交差する流体チャネル）のそれぞれの近位端と電気通信するカソード）をトリガし、分離チャネルの中への動員緩衝剤または電解質の電気泳動導入を制御する、ユーザ規定時点において開始されてもよい。
【0138】
いくつかの事例では、複数の分離チャネル毎にオン状態とオフ状態との間で１つ、２つ、または３つ、もしくはそれを上回る切替可能な電極の遷移を独立してトリガするためのユーザ規定時間は、動員方式のうちのいずれかに関して、約３０秒～約３０分に及んでもよい。いくつかの事例では、ユーザ規定時間は、少なくとも３０秒、少なくとも１分、少なくとも２分、少なくとも３分、少なくとも４分、少なくとも５分、少なくとも１０分、少なくとも１５分、少なくとも２０分、少なくとも２５分、または少なくとも３０分であってもよい。いくつかの事例では、ユーザ規定時間は、最大で３０分、最大で２５分、最大で２０分、最大で１５分、最大で１０分、最大で５分、最大で４分、最大で３分、最大で２分、最大で１分、または最大で３０秒であってもよい。本段落で説明される下限および上限値のうちのいずれかが、本開示内に含まれる範囲を形成するように組み合わせられてもよく、例えば、いくつかの事例では、ユーザ規定時間は、約２分～約２５分に及んでもよい。当業者は、ユーザ規定時間が、本範囲内の任意の値、例えば、約８．５分を有し得ることを認識するであろう。
【0139】
いくつかの事例では、本明細書に開示される動員シナリオのうちのいずれかで動員を生じさせるために（またはそのような分離技法が実施される、それらの事例において、動電分離もしくは等電点電気泳動反応を実施するために）使用される電場は、約０Ｖ／ｃｍ～約１，０００Ｖ／ｃｍに及んでもよい。いくつかの事例では、電場強度は、少なくとも０Ｖ／ｃｍ、少なくとも２０Ｖ／ｃｍ、少なくとも４０Ｖ／ｃｍ、少なくとも６０Ｖ／ｃｍ、少なくとも８０Ｖ／ｃｍ、少なくとも１００Ｖ／ｃｍ、少なくとも１５０Ｖ／ｃｍ、少なくとも２００Ｖ／ｃｍ、少なくとも２５０Ｖ／ｃｍ、少なくとも３００Ｖ／ｃｍ、少なくとも３５０Ｖ／ｃｍ、少なくとも４００Ｖ／ｃｍ、少なくとも４５０Ｖ／ｃｍ、少なくとも５００Ｖ／ｃｍ、少なくとも６００Ｖ／ｃｍ、少なくとも７００Ｖ／ｃｍ、少なくとも８００Ｖ／ｃｍ、少なくとも９００Ｖ／ｃｍ、または少なくとも１，０００Ｖ／ｃｍであってもよい。いくつかの事例では、電場強度は、最大で１，０００Ｖ／ｃｍ、最大で９００Ｖ／ｃｍ、最大で８００Ｖ／ｃｍ、最大で７００Ｖ／ｃｍ、最大で６００Ｖ／ｃｍ、最大で５００Ｖ／ｃｍ、最大で４５０Ｖ／ｃｍ、最大で４００Ｖ／ｃｍ、最大で３５０Ｖ／ｃｍ、最大で３００Ｖ／ｃｍ、最大で２５０Ｖ／ｃｍ、最大で２００Ｖ／ｃｍ、最大で１５０Ｖ／ｃｍ、最大で１００Ｖ／ｃｍ、最大で８０Ｖ／ｃｍ、最大で６０Ｖ／ｃｍ、最大で４０Ｖ／ｃｍ、最大で２０Ｖ／ｃｍ、または最大で０Ｖ／ｃｍであってもよい。本段落で説明される下限および上限値のうちのいずれかが、本開示内に含まれる範囲を形成するように組み合わせられてもよく、例えば、いくつかの事例では、電場強度は、約４０Ｖ／ｃｍ～約６５０Ｖ／ｃｍに及んでもよい。当業者は、電場強度が、本範囲内の任意の値、例えば、約５７５Ｖ／ｃｍを有し得ることを認識するであろう。
【0140】
いくつかの事例では、分離された被分析物帯の動員は、例えば、等電点電気泳動の場合、分離チャネルを通して通過する電流が最小値に到達し得る、複数の分離チャネル毎に電流（または伝導度）を独立して監視することから導出されるデータに基づいて、開始されてもよい。いくつかの事例では、最小電流値、または規定時間周期にわたって一定のままである、もしくは規定閾値を下回る電流値の検出は、等電点電気泳動反応が完了に到達したかどうかを決定するために使用されてもよく、したがって、化学動員ステップの開始をトリガするために使用されてもよい。
【0141】
いくつかの事例では、最小電流値または閾値電流値は、約０μＡ～約１００μＡに及んでもよい。いくつかの事例では、最小電流値または閾値電流値は、少なくとも０μＡ、少なくとも１μＡ、少なくとも２μＡ、少なくとも３μＡ、少なくとも４μＡ、少なくとも５μＡ、少なくとも１０μＡ、少なくとも２０μＡ、少なくとも３０μＡ、少なくとも４０μＡ、少なくとも５０μＡ、少なくとも６０μＡ、少なくとも７０μＡ、少なくとも８０μＡ、少なくとも９０μＡ、または少なくとも１００μＡであってもよい。いくつかの事例では、最小電流値または閾値電流値は、最大で１００μＡ、最大で９０μＡ、最大で８０μＡ、最大で７０μＡ、最大で６０μＡ、最大で５０μＡ、最大で４０μＡ、最大で３０μＡ、最大で２０μＡ、最大で１０μＡ、最大で５μＡ、最大で４μＡ、最大で３μＡ、最大で２μＡ、最大で１μＡ、または最大で０μＡであってもよい。本段落で説明される下限および上限値のうちのいずれかが、本開示内に含まれる範囲を形成するように組み合わせられてもよく、例えば、いくつかの事例では、最小電流値または閾値電流値は、約１０μＡ～約９０μＡに及んでもよい。当業者は、最小電流値または閾値電流値が、本範囲内の任意の値、例えば、約１６μＡを有し得ることを認識するであろう。
【0142】
いくつかの事例では、規定時間周期は、少なくとも５秒、少なくとも１０秒、少なくとも１５秒、少なくとも２０秒、少なくとも２５秒、少なくとも３０秒、少なくとも３５秒、少なくとも４０秒、少なくとも４５秒、少なくとも５０秒、少なくとも５５秒、または少なくとも６０秒であってもよい。いくつかの事例では、規定時間周期は、最大で約６０秒、最大で約５５秒、最大で約５０秒、最大で約４５秒、最大で約４０秒、最大で約３５秒、最大で約３０秒、最大で約２５秒、最大で約２０秒、最大で約１５秒、最大で約１０秒、または最大で約５秒であってもよい。本明細書で説明される下限および上限値のうちのいずれかが、本開示内に含まれる範囲を形成するように組み合わせられてもよく、いくつかの事例では、規定時間周期は、約５秒～約３０秒に及んでもよい。当業者は、規定時間周期が、本範囲内の任意の値、例えば、約３２秒を有し得ることを認識するであろう。
【0143】
いくつかの事例では、分離された被分析物帯の動員は、分離反応が実施されるにつれて、複数の分離チャネルの画像から（例えば、自動画像処理を実施することによって）導出されるデータに基づいて、開始されてもよい。画像導出データは、１つまたはそれを上回る被分析物ピークの存在または非存在、１つまたはそれを上回る被分析物ピークの位置、１つまたはそれを上回る被分析物ピークの幅、１つまたはそれを上回る被分析物ピークの速度、分離分解能、１つまたはそれを上回る被分析物ピークの存在、位置、幅、もしくは速度の変化率またはその欠如、もしくはそれらの任意の組み合わせを監視するために使用されてもよく、分離反応が完了したかどうかを決定するために、および／または所与の分離チャネル内の動員ステップの開始をトリガするために使用されてもよい。ある場合には、分離ステップの完了は、時間周期にわたって（例えば、１０～６０秒の周期にわたって）分離性能パラメータ（例えば、ピーク位置またはピーク幅）の変化率を監視することによって決定されてもよい。
【0144】
開示される方法の１つの好ましい側面では、化学動員ステップは、デバイス内の電場を変化させ、動員電解質を分離チャネルの中に電気泳動させることによって、ＣＩＥＦをＥＳＩ－ＭＳと統合するように設計される、マイクロ流体デバイス内で開始されてもよい。いくつかの事例では、動員ステップの開始は、分離チャネルの全てまたは一部の画像から導出されるデータに基づいて、トリガされてもよい。いくつかの事例では、電場の変化は、１つまたはそれを上回る電力供給源に取り付けられた１つまたはそれを上回る電極を接続もしくは接続解除することによって、実装されてもよく、１つまたはそれを上回る電極は、デバイス上の試薬ウェル内に位置付けられる、もしくはデバイスの流体チャネルと統合される。いくつかの事例では、１つまたはそれを上回る電極の接続もしくは接続解除は、動員ステップのタイミングおよび持続時間が、分離ステップと協調され得るように、コンピュータ実装方法およびプログラマブルスイッチを使用して、制御されてもよい。いくつかの事例では、デバイス内の電場を変化させることは、留保された被分析物が、定常相から解放されるように、定常相を備える分離チャネルの中に動員緩衝剤を電気泳動的または電気浸透的に流動させるために使用されてもよい。
【0145】
いくつかの事例では、分離チャネル毎の３つまたはそれを上回る電極が、デバイスに接続または統合されてもよい。例えば、第１の電極が、分離チャネルの近位端に電気的に結合されてもよい。同様に、第２の電極が、次いで、分離チャネルの遠位端に結合されてもよく、第３の電極が、例えば、分離チャネルの遠位端において分離チャネルと交差し、動員緩衝剤を含有するリザーバに接続する、またはそれを備える、動員チャネルと結合されてもよい。画像ベースの方法によって決定されるような分離ステップの完了に応じて、それらの個別のチャネルとの第２または第３の電極の電気結合は、「オン」状態と「オフ」状態との間で切替可能であり得る。１つのそのような実施例では、分離回路のアノードまたはカソードを形成し得る、第２の電極は、「オフ」モードに切り替わってもよく、分離の間にオフであり得る、第３の電極は、（例えば、電気泳動を介して）チャネルの中への動員緩衝剤の導入を開始するように、「オン」状態に切り替わってもよい。いくつかの事例では、「オン」および「オフ」状態は、それぞれ、電極と流体チャネルとの間の電気結合の完全な接続または接続解除を含んでもよい。いくつかの事例では、「オン」および「オフ」状態は、それぞれ、規定電極を通して通過する電流を非ゼロまたはゼロマイクロアンペアに固定するステップを含んでもよい。
【0146】
いくつかの事例では、動員ステップのトリガまたは開始は、上記に説明されるような１つまたはそれを上回る画像導出分離パラメータに関して、変化なしまたは規定閾値未満の変化を検出するステップを含んでもよい。例えば、いくつかの事例では、１つまたはそれを上回る画像導出パラメータ（例えば、ピーク位置、ピーク幅、ピーク速度等）の２０％、１５％、１０％、または５％未満の変化が、動員ステップをトリガするために使用されてもよい。
【0147】
いくつかの事例では、動員ステップのトリガまたは開始は、上記に説明されるような１つまたはそれを上回る画像導出分離パラメータに関して、変化なしまたは規定閾値未満の変化率を検出するステップを含んでもよい。例えば、いくつかの事例では、少なくとも１０秒、１５秒、２０秒、２５秒、３０秒、３５秒、４０秒、４５秒、５０秒、５５秒、または６０秒の時間周期にわたる１つまたはそれを上回る画像導出パラメータ（例えば、ピーク位置、ピーク幅、ピーク速度等）の２０％、１５％、１０％、または５％未満の変化（もしくはこれらの変化率および時間周期の任意の組み合わせ）が、動員ステップをトリガするために使用されてもよい。
【0148】
いくつかの事例では、較正物が、質量分析計からの情報を相関させる、および／または較正するために、動員ステップの間に使用されてもよい。いくつかの事例では、較正物は、ペプチド、ポリペプチド、タンパク質、または公知の質量を伴う他の分子（天然もしくは合成のいずれか）を含んでもよい。いくつかの事例では、較正物は、動員剤溶液と混合されるであろう。較正物は、質量分析計を較正するために使用されてもよい。いくつかの事例では、較正物は、質量分析計からの情報を動員プロセスまたは分離プロセスに相関させるために使用されてもよい。例えば、較正物は、分離（例えば、等電点電気泳動）または動員の間に監視されてもよい。
【0149】
高および低分離／動員電圧を改変し、ＥＳＩ先端電圧を一定に保つ：いくつかの実施形態では、質量分析計上のＥＳＩイオン源は、質量分析計上の負の電圧を設定することが可能である調節可能な電力供給源を有するであろう。いくつかの実施形態では、質量分析計上のＥＳＩイオン源は、質量分析計上の正の電圧を設定することが可能である調節可能な電力供給源を有するであろう。いくつかの実施形態では、質量分析計上のＥＳＩイオン源は、接地において保持されるであろう。いくつかの実施形態では、毛細管またはマイクロ流体デバイス上のＥＳＩ先端は、ＥＳＩ先端と質量分析計上の荷電ＥＳＩイオン源との間に電場を発生させるように、接地において、またはその近くで保持されるであろう。いくつかの実施形態では、毛細管またはマイクロ流体デバイス上のＥＳＩ先端は、ＥＳＩ先端と質量分析計上の接地ＥＳＩイオン源との間に電場を発生させるように、正または負の電圧において保持されるであろう。
【0150】
図３６は、動員の間にＥＳＩ先端電圧を０Ｖに保ちながら、アノードとカソードとの間で３，０００Ｖの一定の電圧降下を維持するためのコンピュータ制御フィードバックループの例示的フローチャートを提供する。いくつかの実施形態では、本フィードバックループは、質量分析計ＥＳＩイオン源が接地に対して正または負の電圧（例えば、－３，５００Ｖ）に設定されるときに、実装されてもよい。本実施例では、陽極液ポート１０８と動員剤ポート１０４との間のΔＶは、最初に、図１Ｂにおいて陽極液ポート１０８を＋３，０００Ｖに、動員剤ポート１０４を０Ｖに設定することによって、３，０００Ｖに保たれる。いくつかの実施形態では、異なるΔＶが、陽極液ポート１０８を異なる値に設定することによって設定されてもよい。いくつかの実施形態では、アノード動員が、使用されてもよく、ポート１０８は、例えば、－３０００Ｖに設定される、陰極液ポートであろう。図３６に概説される実施例では、動員の間に、分離チャネル１１２内の抵抗は、電荷を再獲得する分離における被分析物および両性電解質に起因して降下している。これは、チャネル１１２を横断する電圧降下を降下させ、方程式１に従って、ＥＳＩ先端１１６における電圧の増加につながる。
Ｖ１１６＝（ΔＶ１０８－１０４）＊（Ｒ１０５）／（Ｒ１０９＋Ｒ１１２＋Ｒ１０５）しかしながら、ＥＳＩ先端電圧１１６を測定または計算することによって、陽極液ポート１０８および動員剤ポート１０４における電圧設定は、調節されることができる。陽極液ポート１０８および動員剤ポート１０４設定の両方からＥＳＩ先端電圧１１６を減算することによって、ΔＶ１１０－１０４は、動員が影響を受けないように、３，０００Ｖのままであるが、ＥＳＩ先端１１６電圧は、方程式２に従って、０に設定される。
Ｖ１１６＝（ΔＶ１０８－１０４）＊（Ｒ１０５）／（Ｒ１０９＋Ｒ１１２＋Ｒ１０５）＋Ｖ１０４
本フィードバックループは、動員が完了するまで動作し続け、規則的周波数、例えば、ナイキスト率、または約０．２Ｈｚにおいて、ＥＳＩ先端１１６電圧を０に調節する。いくつかの事例では、ＥＳＩ先端１１６における電圧は、少なくとも０．０１Ｈｚ、０．１Ｈｚ、０．２Ｈｚ、０．３Ｈｚ、０．４Ｈｚ、０．５Ｈｚ、０．６Ｈｚ、０．７Ｈｚ、０．８Ｈｚ、０．９Ｈｚ、１Ｈｚ、１０Ｈｚ、１００Ｈｚ、または１，０００Ｈｚの率において０に調節されてもよい。ＥＳＩ先端１１６において一定の安定した電圧を維持することは、動員プロセスの間に安定したエレクトスプレーを維持するために重要であり得る。
Ｖ１１６＝（ΔＶ１０８－１０４）＊（Ｒ１０５）／（Ｒ１０９＋Ｒ１１２＋Ｒ１０５）しかしながら、ＥＳＩ先端電圧１１６を測定または計算することによって、陽極液ポート１０８および動員剤ポート１０４における電圧設定は、調節されることができる。陽極液ポート１０８および動員剤ポート１０４設定の両方からＥＳＩ先端電圧１１６を減算することによって、ΔＶ１１０－１０４は、動員が影響を受けないように、３，０００Ｖのままであるが、ＥＳＩ先端１１６電圧は、方程式２に従って、０に設定される。
Ｖ１１６＝（ΔＶ１０８－１０４）＊（Ｒ１０５）／（Ｒ１０９＋Ｒ１１２＋Ｒ１０５）＋Ｖ１０４
本フィードバックループは、動員が完了するまで動作し続け、規則的周波数、例えば、ナイキスト率、または約０．２Ｈｚにおいて、ＥＳＩ先端１１６電圧を０に調節する。いくつかの事例では、ＥＳＩ先端１１６における電圧は、少なくとも０．０１Ｈｚ、０．１Ｈｚ、０．２Ｈｚ、０．３Ｈｚ、０．４Ｈｚ、０．５Ｈｚ、０．６Ｈｚ、０．７Ｈｚ、０．８Ｈｚ、０．９Ｈｚ、１Ｈｚ、１０Ｈｚ、１００Ｈｚ、または１，０００Ｈｚの率において０に調節されてもよい。ＥＳＩ先端１１６において一定の安定した電圧を維持することは、動員プロセスの間に安定したエレクトスプレーを維持するために重要であり得る。
【0151】
いくつかの事例では、フィードバックループは、ＥＳＩ先端における電圧を事前設定された値の規定割合以内に維持するように動作する。例えば、いくつかの事例では、フィードバックループは、ＥＳＩ先端における電圧を事前設定された値の１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、１％、０．５％、または０．１％以内に維持するように動作する。
【0152】
いくつかの実施形態では、質量分析計ＥＳＩイオン源は、接地において保持され、ＥＳＩ先端１１６は、ＥＳＩ先端１１６と質量分析計との間に電場を生成するために、一定の正または負の電圧において保たれる必要があろう。いくつかの実施形態では、ＥＳＩ先端電圧（例えば、事前設定された値）は、約＋５，０００Ｖ、約＋４，０００Ｖ、約＋３，５００Ｖ、約＋３，０００Ｖ、約＋２，５００Ｖ、約＋２，０００Ｖ、約＋１，５００Ｖ約＋１，０００Ｖ、約＋５００Ｖ、または約－５，０００Ｖ、約－４，０００Ｖ、約－３，５００Ｖ、約－３，０００Ｖ、約－２，５００Ｖ、約－２０００Ｖ、約－１，５００Ｖ、約－１，０００Ｖ、または約－５００Ｖであってもよい。図３７は、動員の間にＥＳＩ先端電圧電位を３，０００Ｖに保ちながら、アノードとカソードとの間で３，０００Ｖの一定の電圧降下を維持するためのコンピュータ制御フィードバックループの例示的フローチャートを提供する。コンピュータ制御フィードバックループの動作は、陽極液ポート１０８および動員剤ポート１０４における電圧が、＋３，０００Ｖだけオフセットされ、これが、依然として方程式２に従って、ＥＳＩ先端１１６における電圧を＋３，０００Ｖにオフセットすることを除いて、図３６と同一である。いくつかの実施形態では、電場強度の制御は、アナログ回路を使用して遂行されることができる。いくつかの実施形態では、毛細管ベースまたはマイクロ流体デバイスベースの分離システムと接触している１つまたはそれを上回る電極における電圧の制御は、１つ、２つ、３つ、または４つ、もしくはそれを上回る独立した高電圧電力供給源を使用することによって、提供され得る。ある事例では、毛細管ベースまたはマイクロ流体デバイスベースの分離システムと接触している１つまたはそれを上回る電極における電圧の制御は、例えば、単一の多重化高電圧電力供給源を使用することによって、提供され得る。
【0153】
いくつかの事例では、フィードバックループは、分離チャネル内の電場強度またはアノードとカソードとの間の電圧降下を事前定義された値の規定割合以内に維持するように動作する。例えば、いくつかの事例では、フィードバックループは、分離チャネル内の電場強度またはアノードとカソードとの間の電圧降下を事前定義された値の１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、１％、０．５％、０．１％、または０．０１％以内に維持するように動作する。いくつかの事例では、フィードバックループは、ＥＳＩ先端電圧を事前定義された値の１，０００Ｖ、５００Ｖ、１００Ｖ、７５Ｖ、５０Ｖ、２５Ｖ、１０Ｖ、５Ｖ、または１Ｖ以内に維持するように動作する。
【0154】
いくつかの実施形態では、ロックイン増幅器、関数発生器、発振器、または他のＡＣ信号発生器等の交流電流（ＡＣ）信号発生器が、一対の電極に電気的に結合されてもよい。いくつかの実施形態では、ＡＣ信号発生器は、ＳＲ８－３０（Ｓｔａｎｆｏｒｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓｙｓｔｅｍ）ロックイン増幅器であってもよい。いくつかの実施形態では、複数のＡＣ信号発生器が、複数の対の電極に電気的に結合されてもよい。いくつかの実施形態では、ＡＣ信号発生器は、２つの電極の間に設定されるＤＣ電圧上にＡＣ電圧を重畳するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、ＡＣ信号発生器によって生成されるＡＣ電流が、測定されてもよい。いくつかの実施形態では、ＡＣ信号発生器によって生成されるＡＣ電流は、マイクロ流体チャネル内の抵抗を計算するために使用されてもよい。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チャネルの抵抗は、経時的に変化していてもよい。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チャネルの抵抗は、等電点電気泳動に起因して、経時的に変化していてもよい。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チャネルの抵抗は、化学動員に起因して、経時的に変化していてもよい。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チャネルの抵抗は、一対の電極の間のチャネルネットワークの中への新しい試薬の導入に起因して、経時的に変化していてもよい。いくつかの実施形態では、ＡＣ信号発生器は、分離チャネルの遠位端と電気通信する電極および同一の分離チャネルの近位端と電気通信する電極に接続されてもよい。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チャネル内の抵抗の変化が、測定されてもよい。いくつかの実施形態では、マイクロ流体チャネル内の抵抗の測定された変化が、流体ネットワーク内で一定の電圧電位を維持するために使用されてもよい。いくつかの実施形態では、発生されるＡＣ信号の周波数は、少なくとも０．０５Ｈｚ、少なくとも０．１Ｈｚ、少なくとも０．５Ｈｚ、少なくとも１Ｈｚ、少なくとも５Ｈｚ、少なくとも１０Ｈｚ、少なくとも５０Ｈｚ、少なくとも１００Ｈｚ、少なくとも５００Ｈｚ、少なくとも１，０００Ｈｚ、少なくとも５ｋＨｚ、少なくとも１０ｋＨｚ、少なくとも５０ｋＨｚ、または少なくとも１００ｋＨｚであってもよい。いくつかの実施形態では、ロックイン増幅器ＡＣ電圧の周波数は、最大で０．０５Ｈｚ、最大で０．１Ｈｚ、最大で０．５Ｈｚ、最大で１Ｈｚ、最大で５Ｈｚ、最大で１０Ｈｚ、最大で５０Ｈｚ、最大で１００Ｈｚ、最大で５００Ｈｚ、最大で１ｋＨｚ、最大で５ｋＨｚ、最大で１０ｋＨｚ、最大で５０ｋＨｚ、または最大で１００ｋＨｚであってもよい。
【0155】
いくつかの実施形態では、発生されるＡＣ信号の電圧は、少なくとも０．１Ｖ、少なくとも０．５Ｖ、少なくとも１Ｖ、少なくとも５Ｖ、少なくとも１０Ｖ、少なくとも２０Ｖ、少なくとも５０Ｖ、少なくとも１００Ｖ、少なくとも５００Ｖ、少なくとも１，０００Ｖ、少なくとも５ｋＶ、または少なくとも１０ｋＶであってもよい。いくつかの実施形態では、ロックイン増幅器信号の電圧は、最大で０．１Ｖ、最大で０．５Ｖ、最大で１Ｖ、最大で５Ｖ、最大で１０Ｖ、最大で５０Ｖ、最大で１００Ｖ、最大で５００Ｖ、最大で１，０００Ｖ、最大で５ｋＶ、または最大で１０ｋＶであってもよい。
【0156】
分離チャネルの撮像：いくつかの事例では、開示されるデバイスおよびシステムは、少なくとも１つの分離チャネルの全てまたは一部の撮像を実施し、分離および／または動員反応が実施されている間にそれを監視するように構成されてもよい。いくつかの事例では、開示されるデバイスおよびシステムは、複数の分離チャネルの全てまたは一部の撮像を実施し、複数の分離および／または動員反応が実施されている間にそれらを並行して監視するように構成されてもよい。いくつかの事例では、分離および／または動員反応は、当業者に公知である種々の撮像技法のうちのいずれかを使用して撮像されてもよい。実施例は、限定ではないが、紫外線（ＵＶ）光吸光度、可視光吸光度、蛍光（例えば、固有蛍光もしくはフルオロフォアで１つまたはそれを上回る被分析物を標識したことから生じる蛍光）、フーリエ変換赤外分光法、フーリエ変換近傍赤外分光法、ラマン分光法、光学分光法、および同等物を含む。いくつかの事例では、複数の分離（または濃縮）チャネルは、複数の毛細管の管腔であってもよい。いくつかの事例では、複数の分離（または濃縮）チャネルは、マイクロ流体デバイス内の複数の流体チャネルであってもよい。いくつかの事例では、分離（または濃縮）チャネルの全てまたは一部、分離チャネルおよび下流分析器具の端部またはエレクトスプレーオリフィスもしくは先端を接続する、接合部もしくは接続チャネル、またはエレクトスプレーオリフィスもしくは先端自体、またはそれらの任意の組み合わせが、撮像されてもよい。いくつかの事例では、分離（または濃縮）チャネルは、毛細管の管腔であってもよい。いくつかの事例では、分離（または濃縮）チャネルは、マイクロ流体デバイス内の流体チャネルであってもよい。
【0157】
分離された被分析物帯の撮像および検出のために使用される波長範囲は、典型的には、撮像技法およびそこからデバイスまたはその一部が加工される材料の選定に依存するであろう。例えば、ＵＶ光吸光度が、分離チャネルの全てまたは一部、もしくはマイクロ流体デバイスの他の部分を撮像するために使用される場合において、（ペプチド結合の固有吸光度に起因して）約２２０ｎｍおよび／または（芳香族アミノ酸残基の固有吸光度に起因して）約２８０ｎｍにおける検出は、デバイスの少なくとも一部、例えば、分離チャネルまたはその一部が、これらの波長における光に対して透明であることを前提として、分離ならびに／もしくは動員の間にタンパク質帯を可視化することを可能にし得る。いくつかの事例では、分離されるべき被分析物は、分離に先立って、蛍光画像、ＵＶ吸光度画像、または他の好適な撮像技法を使用して、撮像され得るように、例えば、フルオロフォア、発色団、化学発光タグ、または他の好適な標識で標識されてもよい。例えば、被分析物が商業用製造プロセスによって産生されるタンパク質を含む、いくつかの事例では、タンパク質は、蛍光を使用して撮像され得るように、緑色蛍光タンパク質（ＧＦＰ）ドメインまたはその変異型を組み込むように遺伝子操作されてもよい。いくつかの事例では、タンパク質または他の被分析物分子を標識することは、標識自体が、選定された分離技法が基づく被分析物性質に干渉しない、もしくはそれを摂動しないことを確実にするためのアプローチを使用して、実施されてもよい。
【0158】
いくつかの事例では、画像（またはそこから導出されるデータ）が、例えば、第１の複数の分離チャネルから別の複数の分離チャネルまで、もしくは第１の複数の分離チャネルから第１の複数の分離チャネルの出口端と流体連通する複数のチャネルまでの分離された被分析物分画またはその一部の動員ステップもしくは他の移送をトリガするために、使用されてもよい。例えば、いくつかの事例では、開示される方法は、第１の複数の分離チャネルおよび第２の複数の分離チャネルを含有する、マイクロ流体デバイスの中に被分析物混合物を注入するステップを含んでもよい。第１の複数の分離チャネルは、サンプル被分析物混合物からの被分析物を結合するように構成される、媒体を含有してもよい。故に、サンプル被分析物混合物が、デバイス、例えば、マイクロ流体デバイスの中に装填または注入されるとき、各サンプル被分析物混合物内の被分析物の少なくともわずかが、基質に結合される、および／または第１の複数の分離チャネルを通して流動しないように妨げられてもよい。例えば、マイクロ流体デバイスの中に被分析物混合物を注入するステップは、第１の複数の分離チャネル内でクロマトグラフィ分離を生じさせることができる。溶出剤が、次いで、被分析物の少なくともわずかが、存在する場合、各分離チャネル内の媒体から動員されるように、マイクロ流体デバイスの中に注入されることができる。いくつかの事例では、第１の複数の分離チャネルは、被分析物が動員されている間に撮像されてもよい。いくつかの事例では、第１の複数の分離反応の撮像は、全カラム（例えば、全チャネル）撮像および／または分離チャネルの一部の撮像を含んでもよい。いくつかの事例では、電場は、被分析物分画が、第２の複数の分離チャネルの中に動電学的に注入されるように、撮像が、被分析物分画が第１の複数の分離チャネルおよび第２の複数の分離チャネルの交差部に配置されることを検出するときに、第２の複数の分離チャネルに印加されてもよい。例えば、いくつかの事例では、第１の複数の分離チャネルおよび第２の複数の分離チャネルは、一連のＴ字接合部を形成してもよい。いくつかの事例では、撮像は、被分析物分画（例えば、着目分画）が一連のＴ字接合部のうちの１つまたはそれを上回るものにあるときを検出するために、使用されてもよい。電場を印加することは、分離の第２の段階のために、第２の複数の分離チャネルの中に（随意に、一連のＴ字接合部に位置しない他の被分析物ではなく）着目被分析物分画を動電学的に注入することができる。いくつかの事例では、電場は、着目被分析物分画がＴ字接合部のうちの１つまたはそれを上回るものにおいて検出されるかどうかに応じて、第２の複数の分離チャネルのうちの１つまたはそれを上回るものに独立して印加されてもよい。
【0159】
いくつかの事例では、撮像は、動員反応を監視するように、動員の間に実施されてもよい。いくつかの事例では、分離反応を監視するために使用される撮像システムはまた、動員反応を監視するために使用されてもよい。いくつかの事例では、チャネルまたは複数のチャネルの一部のみが、動員反応を監視するように撮像されてもよい。いくつかの事例では、チャネル全体または複数のチャネルが、撮像されてもよく、撮像されたチャネルもしくは複数のチャネルの一部のみが、動員反応を監視するために使用されてもよい。例えば、チャネルは、所与のサンプリングレートにおいて撮像されてもよく、発生される画像毎に、１つまたは複数のチャネルの遠位端に対応する画像の一部が、移動度クロマトグラムを発生させるために使用されてもよい。移動度クロマトグラムは、時間の関数として、例えば、あるピクセル幅（例えば、８ピクセル）の平均吸光度についての情報を提供してもよい。いくつかの事例では、（例えば、チャネルの遠位端に対応する）移動度クロマトグラムを発生させるために使用される画像のピクセル幅は、少なくとも１ピクセル、少なくとも２ピクセル、少なくとも３ピクセル、少なくとも４ピクセル、少なくとも５ピクセル、少なくとも６ピクセル、少なくとも７ピクセル、少なくとも８ピクセル、少なくとも９ピクセル、少なくとも１０ピクセル、少なくとも１５ピクセル、少なくとも２０ピクセル、少なくとも２５ピクセル、少なくとも３０ピクセル、少なくとも３５ピクセル、少なくとも４０ピクセル、少なくとも５０ピクセル、少なくとも６０ピクセル、少なくとも７０ピクセル、少なくとも８０ピクセル、少なくとも９０ピクセル、少なくとも１００ピクセルを備えてもよい。
【0160】
移動度クロマトグラムは、動員反応のパラメータを決定するために使用されてもよい。例えば、移動度クロマトグラムは、質量分析計を較正し、１つまたはそれを上回る被分析物の飛行時間情報、ピーク幅、ピーク速度、ピーク移動度、ピーク位置等を決定するために使用されてもよい。いくつかの事例では、移動度クロマトグラムは、リアルタイムで発生されてもよい。いくつかの事例では、移動度クロマトグラムは、サンプリングレート（例えば、ナイキストサンプリングレート、１～２Ｈｚ、または質量分析計のサンプリングレートに合致する周波数）において発生されてもよい。いくつかの事例では、クロマトグラムは、時間の関数として、チャネルのセグメントの吸光度についての情報を生じさせるために使用されてもよい。
【0161】
動的光散乱：いくつかの事例では、本開示のシステムおよび方法は、動的光散乱（ＤＬＳ）を含む、１つまたはそれを上回る検出方法を含む。いくつかの事例では、ＤＬＳは、被分析物の情報を提供する、例えば、少なくとも１つの分離チャネル内で、分離された被分析物のサイズ分布プロファイル、被分析物の凝集、被分析物の流体力学半径等を決定するために、使用されてもよい。ＤＬＳは、被分析物の分離に先立って、その間に、またはそれに続いて、実施されてもよい。ＤＬＳは、本明細書に説明される方法のうちの１つまたはそれを上回るものと併せて、例えば、サンプル分離、動員、および／または被分析物サイズプロファイルのインターレース検出のために、使用されてもよい。例えば、ＤＬＳは、本明細書に説明される１つまたはそれを上回るプロセス（例えば、分離、動員、排出）の間の１つもしくは複数のチャネルの撮像に加えて、使用されてもよい。
【0162】
システムおよびシステム構成要素：いくつかの事例では、本開示のシステムは、開示されるデバイスのうちの１つまたはそれを上回るもの（例えば、マイクロ流体デバイス）、１つ、２つ、３つ、４つ、またはそれを上回る高電圧電力供給源（もしくは２つまたはそれを上回るチャネルの独立した制御を可能にする単一の多重化高電圧電力供給源）、オートサンプラおよび／または流体取扱システム、流体流量コントローラ、撮像モジュール、動的光散乱モジュール、マイクロプレート取扱ロボットモジュール、（例えば、流体液滴の蓄積がエレクトスプレー先端の外部に蓄積しないように除去または防止するための）廃棄物管理モジュール、電極界面接触ユニット、プロセッサもしくはコンピュータ、またはそれらの任意の組み合わせを備えてもよい。
【0163】
高電圧電力供給源：いくつかの事例では、開示されるシステムの２つまたはそれを上回る高電圧電力供給源（もしくは２つまたはそれを上回るチャネルの独立した制御を可能にする単一の多重化高電圧電力供給源）は、複数の分離チャネルの同時の独立した電気制御を提供するように、例えば、同時に、かつ独立して、規定電圧または電流を複数の分離チャネルまたは補助流体チャネル（例えば、等電点電気泳動反応の完了に続いて、化学動員剤を分離チャネルに送達するために使用される動員チャネル）のそれぞれに印加するように構成される。いくつかの事例では、開示されるシステムの２つまたはそれを上回る高電圧電力供給源（もしくは２つまたはそれを上回るチャネルの独立した制御を可能にする単一の多重化高電圧電力供給源）は、（全電流だけではなく）複数の分離チャネルのうちの各分離チャネルを通して流動する電流を監視および／または記録するように構成される。本明細書に説明されるように、分離チャネルは、異なるサンプルまたは同一のサンプル（例えば、サンプルのアリコート）を備えてもよい。いくつかの事例では、各分離チャネルを通して流動する電流は、例えば、等電点電気泳動反応が完了したときを決定するため、および／または障害（例えば、分離チャネル内の気泡の導入もしくは形成）を検出するために使用されてもよい。
【0164】
いくつかの事例では、本システムは、２個の独立した高電圧電力供給源、３個の独立した高電圧電力供給源、４個の独立した高電圧電力供給源、５個の独立した高電圧電力供給源、６個の独立した高電圧電力供給源、７個の独立した高電圧電力供給源、８個の独立した高電圧電力供給源、９個の独立した高電圧電力供給源、１０個の独立した高電圧電力供給源、１１個の独立した高電圧電力供給源、１２個の独立した高電圧電力供給源、１３個の独立した高電圧電力供給源、１４個の独立した高電圧電力供給源、１５個の独立した高電圧電力供給源、１６個の独立した高電圧電力供給源、１７個の独立した高電圧電力供給源、１８個の独立した高電圧電力供給源、１９個の独立した高電圧電力供給源、または２０個の独立した高電圧電力供給源を備えてもよい。いくつかの事例では、２つまたはそれを上回る高電圧電力供給源は、複数の分離チャネルまたは補助流体チャネル（例えば、等電点電気泳動反応の完了に続いて、化学動員剤を分離チャネルに送達するために使用される動員チャネル）毎に電圧および／または電流の同時の独立した制御を提供する、単一の多重化高電圧電力供給源として、統合もしくはパッケージ化されてもよい。
【0165】
いくつかの事例では、開示されるシステムの２つまたはそれを上回る高電圧電力供給源は、プログラム可能であり、例えば、それらは、複数の分離チャネルまたは補助チャネルのそれぞれに印加される電圧および／または電流が、高電圧電力供給源にダウンロードされるソフトウェアによって制御されることを可能にする、内部マイクロプロセッサならびに／もしくはメモリを備えてもよい。いくつかの事例では、開示されるシステムの２つまたはそれを上回る高電圧電力供給源は、外部プロセッサまたはコンピュータによる制御のために構成されてもよい。
【0166】
いくつかの事例では、２つまたはそれを上回る高電圧電力供給源は、例えば、複数の分離チャネルおよび／または補助チャネルのそれぞれを横断して印加される電圧が、分離反応の持続時間にわたって、もしくは規定時間周期にわたって固定されて保持される、定電圧モードで起動するようにプログラムまたは別様に構成されてもよい。いくつかの事例では、２つまたはそれを上回る高電圧電力供給源は、１つまたはそれを上回る規定時間において、第１の規定電圧から少なくとも第２の規定電圧までの複数の分離チャネルおよび／または補助チャネルのそれぞれを横断して印加される電圧の段階的変化を生じるようにプログラムもしくは別様に構成されてもよい。いくつかの事例では、２つまたはそれを上回る高電圧電力供給源は、分離反応の経過にわたって、電圧の２つ、３つ、４つ、５つ、または５つを上回る段階的変化を生じるようにプログラムもしくは別様に構成されてもよい。
【0167】
いくつかの事例では、２つまたはそれを上回る高電圧電力供給源は、定電力モードで起動し、例えば、伝導度変化に起因する分離反応の間に電流が降下するにつれて、所与の分離チャネルに印加される電圧を上昇させ、それによって、電圧を増加させ、過剰なジュール加熱を誘発することなく分離時間を最小限にすることを可能にするようにプログラムまたは別様に構成されてもよい。
【0168】
上記のように、いくつかの事例では、電気泳動分離または等電点電気泳動反応（もしくは他の動電注入または分離プロセス）を実施するために使用される電場は、約０Ｖ／ｃｍ～約１，０００Ｖ／ｃｍに及んでもよい。故に、いくつかの事例では、開示されるシステムの２つまたはそれを上回る高電圧電力供給源は、（例えば、長さ５ｃｍの分離チャネルに関して）約０ボルト～約５，０００ボルトに及ぶ調節可能な電圧を提供するように構成されてもよい。いくつかの事例では、２つまたはそれを上回る高電圧電力供給源は、少なくとも０、少なくとも５、少なくとも１０、少なくとも５０、少なくとも１００、少なくとも５００、少なくとも１，０００、または少なくとも５，０００ボルトの調節可能電圧を提供するように構成されてもよい。いくつかの事例では、２つまたはそれを上回る高電圧電力供給源は、最大で５，０００、最大で１，０００、最大で５００、最大で１００、最大で５０、最大で１０、または最大で５ボルトの調節可能電圧を提供するように構成されてもよい。本段落で説明される下限および上限値のうちのいずれかが、本開示内に含まれる範囲を形成するように組み合わせられてもよく、例えば、いくつかの事例では、２つまたはそれを上回る高電圧電力供給源は、約１００ボルト～約１，０００ボルトに及ぶ調節可能な電圧を提供するように構成されてもよい。当業者は、２つまたはそれを上回る高電圧電力供給源が、本範囲内の任意の値の調節可能な電圧、例えば、約１，２５０ボルトを提供するように構成され得ることを認識するであろう。
【0169】
電極界面接触ユニット／固定具：いくつかの事例では、開示されるシステムは、１つまたはそれを上回る電極をシステムの１つまたはそれを上回る構成要素（例えば、マイクロ流体デバイスの１つまたはそれを上回る入口）と界面接触させるように構成される、電極界面接触ユニット（例えば、高電圧電極界面接触ユニットもしくは固定具）を含み得る、１つまたはそれを上回る固定具を備えてもよい。本明細書に説明されるように、開示されるマイクロ流体デバイスは、分離チャネルまたは分離チャネルに交差する相互接続チャネルに沿って電圧勾配を印加するように構成される、２つまたはそれを上回る統合電極を備えてもよい。電極は、複数の入口ポート、出口ポート、サンプルおよび／または試薬導入チャネル、相互接続チャネル、サンプルならびに／もしくは試薬廃棄物チャネル、リザーバ（例えば、サンプルリザーバ、試薬リザーバ、または廃棄物リザーバ）、マイクロポンプ、マイクロ弁、通気口、トラップ、フィルタ、膜、および同等物、もしくはそれらの任意の組み合わせと統合される、または界面接触するように構成されてもよい。いくつかの事例では、固定具は、電極およびマイクロ流体デバイスの電気通信および／または流体連通を可能にする、１つまたはそれを上回る膜を備えてもよい。ある場合には、膜は、１つまたはそれを上回るリザーバ（例えば、陽極液リザーバもしくは陰極液リザーバ）および／またはマイクロ流体デバイスと流体連通ならびに／もしくは電気通信してもよい。いくつかの事例では、膜は、マイクロ流体デバイスに結合されてもよい。いくつかの事例では、膜は、１つまたはそれを上回るリザーバとのデバイスの流体連通を確立するときに、マイクロ流体デバイス（例えば、チャネルまたは入口）への気泡の導入を防止するために、使用されてもよい。代替として、または加えて、膜は、マイクロ流体デバイスの中への気泡、例えば、電極における電解によって形成される気泡のさらなる導入を防止するために、使用されてもよい。いくつかの事例では、固定具内の電極リザーバ（例えば、電極が電気接触を行う任意のリザーバ）の容積は、電極における電解に起因する、その中に含有される緩衝剤のｐＨ変化を最小限にする、または排除するために十分に大きくあり得る。いくつかの事例では、固定具の幾何学形状は、膜を位置付け、マイクロ流体デバイスとの流体連通および／または電気通信を確立するように構成されてもよい。膜および／または電極リザーバは、マイクロ流体デバイスに隣接して（例えば、その上に、その隣に、それに結合される、それに直交する等）位置付けられてもよい。ある場合には、膜は、（例えば、嵌合機構を介して）マイクロ流体デバイスに結合されてもよい。いくつかの事例では、固定具の幾何学形状は、膜の屈曲、折畳、または非平面移動もしくは構成を防止するために、例えば、デバイスとの膜の界面接触に応じて、気泡の形成または流体力学的圧力の印加を防止するために、採用されてもよい。例えば、固定具は、挿入物、例えば、膜が、Ｕ字形構造の底部（例えば、平坦部分）に設置され得る、Ｕ字形構造を備えてもよい。そのような実施例では、Ｕ字形構造は、リザーバ（例えば、電極と界面接触し得る電極リザーバ）に結合され、膜およびマイクロ流体デバイスとの流体連通を可能にしてもよい。Ｕ字形構造のアームは、入口流体経路と、出口流体経路とを備えてもよい。別の実施例では、固定具は、挿入物、例えば、膜が、Ｙ字形構造の上部に設置され得る、Ｙ字形構造を備えてもよい。そのような実施例では、Ｙ字形構造は、リザーバ（例えば、電極リザーバ）を備え、膜およびマイクロ流体デバイスとの流体連通を可能にしてもよい。
【0170】
いくつかの事例では、膜は、出口流体経路およびポート（例えば、Ｕ字形構造の平坦部分）を介して、デバイスと界面接触する。ポートの少なくとも１つの寸法は、種々の幾何学形状を成し、膜の屈曲、折畳等を防止するように構成されてもよい。例えば、ポートは、円形であり得、最大で約５ｍｍ、最大で約４ｍｍ、最大で約３ｍｍ、最大で約２ｍｍ、最大で約１ｍｍ、または最大で約５００μｍの直径を有してもよい。膜は、ポートの全てまたは一部を被覆してもよく、任意の有用な寸法を備えてもよい。例えば、膜は、約０．００１平方ミリメートル（ｍｍ２）、約０．００５ｍｍ２、約０．０１ｍｍ２、約０．０５ｍｍ２、約０．１ｍｍ２、約０．５ｍｍ２、約１ｍｍ２、約５ｍｍ２、約１０ｍｍ２、約５０ｍｍ２、約１００ｍｍ２、または約５００ｍｍ２である断面積を有してもよい。膜は、少なくとも０．００１（ｍｍ２）、少なくとも０．００５ｍｍ２、少なくとも０．０１ｍｍ２、少なくとも０．０５ｍｍ２、少なくとも０．１ｍｍ２、少なくとも０．５ｍｍ２、少なくとも１ｍｍ２、少なくとも５ｍｍ２、少なくとも１０ｍｍ２、少なくとも５０ｍｍ２、少なくとも１００ｍｍ２、または少なくとも５００ｍｍ２である断面積を備えてもよい。いくつかの事例では、膜は、最大で５００ｍｍ２、最大で１００ｍｍ２、最大で５０ｍｍ２、最大で１０ｍｍ２、最大で５ｍｍ２、最大で１ｍｍ２、最大で０．５ｍｍ２、最大で０．１ｍｍ２、最大で０．０５ｍｍ２、最大で０．０１ｍｍ２、最大で０．００５ｍｍ２、または最大で０．００１ｍｍ２である断面積を備えてもよい。膜は、例えば、約０．００１ｍｍ２～約１００ｍｍ２の面積の範囲内である断面積を有してもよい。
【0171】
いくつかの事例では、固定具は、電極リザーバと、第１の端部と、第２の端部とを備える、入口流体チャネルと、入口流体チャネルの第２の端部に流体的に結合される、第１の端部と、分離チャネルに流体的に結合される、第２の端部とを備える、出口流体チャネルとを（例えば、マイクロ流体デバイス内に）備えてもよく、その入口流体チャネルおよび出口流体チャネルは、電極リザーバの表面を画定する、またはそれと平行である平面において、相互と交差し、それに流体的に結合される。膜は、膜が、入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部を備える、開口部の全てまたは実質的に全てを被覆するように、入口流体チャネルおよび出口流体チャネルが交差する平面において、またはそれに隣接して、電極リザーバ内に配置されてもよい（例えば、図１３Ａ－Ｆ参照）。固定具が、入口流体経路と、出口流体経路とを備える、挿入物を備える、事例では、膜および／または入口流体経路ならびに出口流体経路は、電極リザーバが（例えば、強電解質、緩衝剤、試薬等で）充填されるときに、膜の表面の実質的に気泡がない湿潤を促進するように構成されてもよい。
【0172】
膜は、所望の材料性質によって選択されてもよい。例えば、膜は、所望の細孔径、親水性、疎水性、両親媒性、親油性、荷電または非荷電、不活性、機械的性質（例えば、剛性、応従性、可撓性、靱性）等のために選択されてもよい。ある場合には、膜は、天然または合成材料を含んでもよい。膜は、１つまたはそれを上回るポリマーを含んでもよい。好ましい実施形態では、膜は、セルロースまたは再生セルロースを含み、親水性である。別の好ましい実施形態では、膜は、ポリマー、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含む。ポリマーが使用される場合において、ポリマー（例えば、ＰＴＦＥ）は、有用な性質を取得するように製造される、または扱われてもよい（例えば、織成される、表面を親水性にするように扱われる等）。別の好ましい実施形態では、膜は、剛性材料、例えば、ガラスまたはセラミックを含む。いくつかの実施形態では、膜は、親水性および／または非荷電であるように扱われてもよい。
【0173】
いくつかの事例では、膜は、電極リザーバ内に位置付けられる高電圧電極と入口流体チャネルおよび出口流体チャネル内に含有される流体（例えば、液体、緩衝剤等）との間に高流体力学的抵抗および低電気抵抗の接続を提供する。リザーバと入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の流体力学的抵抗は、約０．０１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））、約０．１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））、約１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））、約１０（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））、約１００（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））、約１，０００（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））、約１０，０００（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））、約１００，０００（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））、または約１，０００，０００（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））であってもよい。リザーバと入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の流体力学的抵抗は、少なくとも０．０１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒）），少なくとも０．１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））、少なくとも１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））、少なくとも１０（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））、少なくとも１００（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））、少なくとも１，０００（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））、少なくとも１０，０００（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））、少なくとも１００，０００（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））、または少なくとも１，０００，０００（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））であってもよい。リザーバと入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の流体力学的抵抗は、最大で１，０００，０００（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））、最大で１００，０００（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））、最大で１０，０００（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））、最大で１，０００（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））、最大で１００（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））、最大で１０（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））、最大で１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））、最大で０．１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））、または最大で０．０１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））であってもよい。リザーバと入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の流体力学的抵抗は、例えば、１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））～１０，０００（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））の値の範囲内であってもよい。
【0174】
いくつかの事例では、膜の一部（例えば、細孔）の流体力学的抵抗は、ハーゲン・ポアズイユの式、すなわち、方程式３を使用して、計算されてもよい。
ＲＨｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ＝８＊粘度＊膜厚さ／（πｒｐｏｒｅ ４）
式中、ＲＨｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃは、１つの細孔の流体力学的抵抗であり、粘度は、バルク液体の粘度であり、ｒｐｏｒｅは、単一の細孔の半径である。膜全体を横断した流体力学的抵抗は、次いで、細孔の数で除算されたＲＨｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃに等しくあり得る。例えば、３ｎｍの直径細孔および１００μｍの厚さを伴う膜が、２５℃における水溶液の流体力学的流動（粘度＝０．８９ｃＰ）を阻止するために使用される場合、本方程式によって、ＲＨｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃは、８＊（０．８９ｃＰ）＊（１００μｍ）／（（π）＊（１．５ｎｍ）４）または４．４８＊１０１３（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））に等しい。膜の表面積が、１ｍｍ２であり、細孔面積分画が、５％であった場合、細孔の数は、（１ｍｍ２）＊（０．０５）／（（π）＊（１．５ｎｍ）２）または７．１＊１０９個の細孔に等しく、全流体力学的抵抗は、（４．４８＊１０１３（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒）））／７．１＊１０９または６，３３０（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））に等しい。
ＲＨｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ＝８＊粘度＊膜厚さ／（πｒｐｏｒｅ ４）
式中、ＲＨｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃは、１つの細孔の流体力学的抵抗であり、粘度は、バルク液体の粘度であり、ｒｐｏｒｅは、単一の細孔の半径である。膜全体を横断した流体力学的抵抗は、次いで、細孔の数で除算されたＲＨｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃに等しくあり得る。例えば、３ｎｍの直径細孔および１００μｍの厚さを伴う膜が、２５℃における水溶液の流体力学的流動（粘度＝０．８９ｃＰ）を阻止するために使用される場合、本方程式によって、ＲＨｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃは、８＊（０．８９ｃＰ）＊（１００μｍ）／（（π）＊（１．５ｎｍ）４）または４．４８＊１０１３（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））に等しい。膜の表面積が、１ｍｍ２であり、細孔面積分画が、５％であった場合、細孔の数は、（１ｍｍ２）＊（０．０５）／（（π）＊（１．５ｎｍ）２）または７．１＊１０９個の細孔に等しく、全流体力学的抵抗は、（４．４８＊１０１３（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒）））／７．１＊１０９または６，３３０（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））に等しい。
【0175】
いくつかの実施形態では、細孔の電気抵抗は、方程式４を使用して計算されてもよい。
ＲＥｌｅｃｔｒｉｃａｌ＝（溶液低効率）＊（膜厚さ）／（πｒｐｏｒｅ ２）
ＲＥｌｅｃｔｒｉｃａｌ＝（溶液低効率）＊（膜厚さ）／（πｒｐｏｒｅ ２）
【0176】
式中、ｒｐｏｒｅは、単一の細孔の半径である。例えば、溶液低効率が、５００（オーム）（ｃｍ）であり、膜厚さが、１００μｍであり、細孔直径が、３ｎｍである場合、ＲＥｌｅｃｔｒｉｃａｌは、（５００オーム＊ｃｍ）＊（１００μｍ）／（（π）＊（１．５ｎｍ）２）または７．１＊１０１３オームに等しいであろう。細孔の数が、７．１＊１０９個の細孔であった場合、膜の全電気抵抗は、本実施例では、１０，０００オームに等しい。
【0177】
電極リザーバと入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の電気抵抗は、約１０，０００，０００オーム、約１，０００，０００オーム、約１００，０００オーム、約１０，０００オーム、約１，０００オーム、約１００オーム、約１０オーム、約１オーム、約０．１オーム、または約０．０１オームであってもよい。電極リザーバと入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の電気抵抗は、最大で１０，０００，０００オーム、最大で１，０００，０００オーム、最大で１００，０００オーム、最大で１０，０００オーム、最大で１，０００オーム、最大で１００オーム、最大で１０オーム、最大で１オーム、最大で０．１オーム、または最大で０．０１オームであってもよい。電極リザーバと入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の電気抵抗は、例えば、約１００，０００オーム～１０，０００，０００オームの値の範囲内であってもよい。
【0178】
いくつかの事例では、電極リザーバと入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の電気抵抗に対する流体力学的抵抗の比は、約０．００１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））／オーム、約０．０１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））／オーム、約０．１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））／オーム、約１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））／オーム、約１０（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））／オーム、約１００（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））／オーム、約１，０００（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））／オーム、約１０，０００（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））／オームであってもよい。いくつかの事例では、電極リザーバと入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の電気抵抗に対する流体力学的抵抗の比は、少なくとも０．００１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））／オーム、少なくとも０．０１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））／オーム、少なくとも０．１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））／オーム、少なくとも１（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））／オーム、少なくとも１０（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））／オーム、少なくとも１００（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））／オーム、少なくとも１，０００（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））／オーム、少なくとも１０，０００（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））／オーム、もしくはそれを上回り得る。いくつかの事例では、電極リザーバと入口流体チャネルおよび出口流体チャネルの交差部との間の電気抵抗に対する流体力学的抵抗の比は、例えば、１０００（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））／オーム～１，０００，０００（（Ｎ／ｍｍ２）／（ｍｍ３／秒））／オームの値の範囲内であってもよい。
【0179】
いくつかの事例では、電極リザーバは、約０．１ミリモル（ｍＭ）、約０．５ｍＭ、約１ｍＭ、約５ｍＭ、約１０ｍＭ、約５０ｍＭ、約１００ｍＭ、約５００ｍＭ、または約１モル（Ｍ）の濃度における電解質溶液で充填されてもよい。電解質溶液濃度は、少なくとも０．１ミリモル（ｍＭ）、少なくとも０．５ｍＭ、少なくとも１ｍＭ、少なくとも５ｍＭ、少なくとも１０ｍＭ、少なくとも５０ｍＭ、少なくとも１００ｍＭ、少なくとも５００ｍＭ、または少なくとも１モル（Ｍ）であってもよい。電解質溶液濃度は、最大で約１Ｍ、最大で約５００ｍＭ、最大で約１００ｍＭ、最大で約５０ｍＭ、最大で約１０ｍＭ、最大で約５ｍＭ、最大で約１ｍＭ、最大で約０．５ｍＭ、または最大で約０．１ｍＭであってもよい。電解質溶液濃度は、例えば、約１ミリモル（ｍＭ）～約５００ｍＭの濃度の範囲内であってもよい。いくつかの事例では、動作の間に、電極リザーバは、約１０ｍＭ～約１５０ｍＭの濃度における電解質溶液で充填される。
【0180】
いくつかの事例では、動作の間に、電極リザーバは、約１．５～約１４のｐＨ範囲を伴う電解質溶液で充填される。例えば、分離チャネルの近位端における１つの電極リザーバは、約１．５ｐＨ単位の電極溶液を備えてもよく、分離チャネルの遠位端における別の電極リザーバは、約１４ｐＨ単位の電極溶液を備えてもよい、または分離チャネルの遠位端における１つの電極リザーバは、約１．５ｐＨ単位の電極溶液を備えてもよく、分離チャネルの近位端における別の電極リザーバは、約１４ｐＨ単位の電極溶液を備えてもよい。ｐＨ範囲および電極リザーバの間のｐＨの差異は、被分析物種を分離するために有用であるｐＨ範囲に基づいて調整され得ることを理解されたい。例えば、被分析物の混合物が、狭いｐＨ範囲内の期待ｐＩ値を備える場合、電極リザーバのｐＨ範囲または差は、所与の被分析物混合物のためのより高い分離分解能を達成するために、より狭くなるように調節されてもよい。
【0181】
いくつかの事例では、電解質溶液は、強酸、強塩基、または高可溶性塩を含む。強酸の実施例は、限定ではないが、過塩素酸、塩酸、硫酸、および同等物を含む。強塩基の実施例は、限定ではないが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、および同等物を含む。高可溶性塩の実施例は、限定ではないが、塩化ナトリウム、硝酸カリウム、塩化マグネシウム、および同等物を含む。いくつかの事例では、弱酸または弱塩基は、電解質溶液として使用されてもよい。弱酸の実施例は、限定ではないが、リン酸、ギ酸、酢酸、炭酸、および同等物を含む。弱塩基の実施例は、限定ではないが、水酸化アンモニウム、ジエチルアミン、ジメチルアミン、ピペリジン、および同等物を含む。ある場合には、電解質溶液のｐＨは、約１．５ｐＨ単位および約１４ｐＨ単位であり得る。ある場合には、電解質溶液のｐＨは、約２ｐＨ単位および約１１ｐＨ単位であり得る。ある場合には、電解質溶液のｐＨは、約３ｐＨ単位および約９ｐＨ単位であり得る。ある場合には、電解質溶液のｐＨは、約５ｐＨ単位および約８ｐＨ単位であり得る。
【0182】
流体流量コントローラ：いくつかの事例では、開示されるシステムは、例えば、（例えば、単独で、もしくは２つまたはそれを上回る分離チャネルに印加される電圧勾配と組み合わせて使用するための）２つまたはそれを上回る分離チャネルもしくは分離チャネルと交差する補助チャネルを通して独立して制御された圧力駆動流を提供するように構成される、１つまたはそれを上回るプログラマブル流体流量コントローラを備えてもよい。いくつかの事例では、圧力駆動流は、分離チャネルから外に分離された被分析物ピークを動員するために使用されてもよい。いくつかの事例では、圧力駆動流は、例えば、分離チャネルの中に化学動員剤（例えば、等電点電気泳動のために使用されるｐＨ勾配を乱す電解質）を導入し、それによって、分離チャネルから外に分離された被分析物ピークを動員するために使用されてもよい。いくつかの事例では、圧力駆動流は、例えば、分離チャネルの中に化学動員剤（例えば、分離チャネル内に閉じ込められた定常相から被分析物を溶出するための溶出緩衝剤）を導入し、それによって、分離チャネルから外に分離された被分析物ピークを動員するために使用されてもよい。いくつかの事例では、流動は、デバイスの中への流量制限器、例えば、流体力学的抵抗を増加させ、一様な流動プロファイルおよびエレクトスプレー性能を提供するための長い毛細管またはチャネル長さの統合によって、制御されてもよい。
【0183】
開示されるデバイスおよびシステムを通した圧力駆動流体流の制御は、典型的には、ポンプ（または他の流体作動機構）および弁の使用を通して実施されるであろう。好適なポンプの実施例は、限定ではないが、シリンジポンプ、プログラマブルシリンジポンプ、蠕動ポンプ、ダイヤフラムポンプ、ピストンポンプ、および同等物を含む。いくつかの実施形態では、システムを通した流体流は、デバイス上の１つまたはそれを上回る流体入口もしくはサンプルまたは試薬リザーバにおいて正の空気圧を印加することによって、制御されてもよい。いくつかの実施形態では、システムを通した流体流は、１つまたはそれを上回る流体出口もしくは廃棄物リザーバにおいて真空に引くことによって、制御されてもよい。好適な弁の実施例は、限定ではないが、逆止弁、電気機械２方向または３方向弁、空気圧２方向および３方向弁、ならびに同等物を含む。いくつかの事例では、１つまたはそれを上回るマイクロポンプもしくは（例えば、蠕動ポンプ、圧電ポンプ）、マイクロ弁（例えば、計量注入弁、圧電弁、コック栓弁、スライド弁）が、デバイス内に統合されてもよい。ある場合では、開示されるデバイスおよびシステムを通した制御または圧力駆動流体流は、ブラダ、ブリスタパック、ピストン、スクリュ、ガラスフリット、またはそれらの組み合わせを使用して、実施されてもよい。いくつかの事例では、圧力駆動流体流は、無パルスであり得る。
【0184】
いくつかの実施形態では、システムを通した流体流は、１つまたはそれを上回るデバイスもしくはシステムパラメータを使用して制御されてもよい。いくつかの事例では、流動が、（例えば、デバイスの面積内のガス圧を変化させるように）システムの温度を改変することによって、または温度勾配を導入することによって、デバイス内で発生されてもよい。いくつかの事例では、リザーバ高さは、（例えば、静水圧を介して）デバイスの１つまたはそれを上回るチャネルを通して流動を駆動するように変更されてもよい。いくつかの事例では、デバイスの一部（例えば、入口または出口）が、露出され、蒸発することを可能にされ、それによって、チャネルを通して流体流を駆動してもよい。いくつかの事例では、流体流は、無パルスであり得る。
【0185】
いくつかの事例では、開示されるデバイスおよびシステムを通した流体流が、電気的に実施されてもよい。例えば、デバイスのチャネルのうちの１つまたはそれを上回るものの中もしくはチャネルの外側の電気浸透流が、例えば、電気浸透ポンプを使用して実施されてもよい。
【0186】
流体流制御の異なるモードが、開示される被分析物分離方法の実施の間の異なる時点で利用されてもよく、例えば、（所与のデバイスまたは分離チャネルのための入口および出口に対する）前方流、逆流、発振もしくは拍動流、またはそれらの組み合わせが、全て使用されてもよい。例えば、いくつかの事例では、発振もしくは拍動流派、例えば、デバイス内に閉じ込められ得る任意の気泡の遊離を促進するために、デバイスプライミングステップの間に使用されてもよい。いくつかの事例では、本デバイスは、例えば、流体または試薬の気泡がない導入を促進するように、デバイスプライミングのために真空を受けてもよい（例えば、脱気される）。
【0187】
異なる流体流率が、開示される被分析物分離方法の実施の間の異なる時点で利用されてもよい。例えば、開示されるデバイスおよびシステムのいくつかの事例では、体積流率は、－１００ｍｌ／秒から＋１００ｍｌ／秒まで変動してもよい。いくつかの事例では、体積流率の絶対値は、少なくとも０．００１ｍｌ／秒、少なくとも０．０１ｍｌ／秒、少なくとも０．１ｍｌ／秒、少なくとも１ｍｌ／秒、少なくとも１０ｍｌ／秒、または少なくとも１００ｍｌ／秒であってもよい。いくつかの事例では、体積流率の絶対値は、最大で１００ｍｌ／秒、最大で１０ｍｌ／秒、最大で１ｍｌ／秒、最大で０．１ｍｌ／秒、最大で０．０１ｍｌ／秒、または最大で０．００１ｍｌ／秒であってもよい。所与の時点における体積流率は、本範囲内の任意の値、例えば、２．５ｍｌ／秒の前方流率、－０．０５ｍｌ／秒の逆流率、０ｍｌ／秒の値（すなわち、停止した流動）を有してもよい。いくつかの事例では、各分離チャネルおよび／または補助流体チャネルを通した圧力駆動流体流モードならびに／もしくは流体流速は、規定時間経過を辿るように、相互から独立してプログラムされてもよい。
【0188】
オートサンプラおよび流体取扱システム：いくつかの事例では、開示されるシステムはさらに、分離チャネルへの複数のサンプルまたは試薬入口ポートの中へのサンプルアリコートおよび／または他の分離反応試薬の自動的な独立して制御された装填のために構成される、オートサンプラもしくは流体取扱システムを備えてもよい。いくつかの事例では、特注のオートサンプラまたは流体取扱モジュールが、開示されるシステムに組み込まれてもよい。いくつかの事例では、市販のオートサンプラまたは流体取扱モジュールが、開示されるシステムに統合されてもよい。好適な市販のオートサンプラの実施例は、限定ではないが、Ａｇｉｌｅｎｔ １２６０ Ｉｎｆｉｎｉｔｙ二重ループオートサンプラおよび１２６０ Ｉｎｆｉｎｉｔｙ高性能マイクロオートサンプラ（Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ， ＣＡ）、ＨＴ１５００Ｌ ＨＰＬＣオートサンプラ（ＨＴＡ， Ｂｒｅｓｃｉａ， Ｉｔａｌｙ）、Ｓｐａｒｋ Ｈｏｌｌａｎｄ Ａｌｉａｓ（Ｓｐａｒｋ－Ｈｏｌｌａｎｄ， Ｅｍｍｅｎ， Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ）、ならびにＳＩＬ－２０Ａ／ＡＣ ＨＰＬＣオートサンプラ（Ｓｈｉｍａｄｚｕ， Ｃｏｌｕｍｂｉａ， ＭＤ）を含む。好適な市販の流体取扱システム（または液体取扱システム）の実施例は、限定ではないが、Ｔｅｃａｎ Ｆｌｕｅｎｔ（登録商標）システム（Ｔｅｃａｎ Ｔｒａｄｉｎｇ ＡＧ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）、Ｈａｍｉｌｔｏｎ Ｍｉｃｒｏｌａｂ ＳＴＡＲおよびＭｉｃｒｏｌａｂ ＮＩＭＢＵＳシステム（Ｈａｍｉｌｔｏｎ， Ｒｅｎｏ， ＮＶ）、ならびにＡｇｉｌｅｎｔ Ｂｒａｖｏ自動液体取扱プラットフォームおよびＡｇｉｌｅｎｔ垂直ピペット操作ステーション（Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ， ＣＡ）を含む。
【0189】
いくつかの事例では、１つまたはそれを上回る流体流量コントローラもしくは流体取扱システムが、１つまたはそれを上回るリザーバを充填もしくは補充するために使用されてもよい。本明細書に説明されるように、リザーバは、マイクロ流体デバイスと界面接触し、デバイス・膜界面における気泡形成を防止し得る、膜（例えば、固定具および／または電極界面接触ユニットに含まれる）と流体連通してもよい。リザーバは、種々の流体コントローラまたは流体取扱システムを使用して充填されてもよい。例えば、流体コントローラが、緩衝剤または試薬を各リザーバに分配するために使用されてもよい。いくつかの事例では、流体コントローラは、ピペット先端（例えば、１，０００マイクロリットルピペット先端）を備えてもよく、リザーバは、ピペット先端を受容するように構成されてもよい。いくつかの事例では、リザーバは、底部からリザーバを充填するためのアクセスポートを備えてもよい。いくつかの事例では、リザーバは、気泡形成を伴わないピペット先端のアクセスのための側面ポートを備えてもよい。いくつかの事例では、リザーバは、流体流量コントローラの統合または界面接触を補助し得る、フランジを備えてもよい。
【0190】
廃棄物管理：いくつかの実施形態では、本システムはさらに、マイクロ流体デバイスと統合される（すなわち、それに取り付けられる）、またはそれと別個であり得る、廃棄物管理モジュールを備えてもよい。廃棄物管理モジュールは、マイクロ流体デバイスから廃棄生成物を収集するために使用されてもよい。いくつかの事例では、廃棄物管理モジュールは、加えて、または代替として、マイクロ流体デバイスの出口もしくは表面における液滴形成を管理するために使用されてもよい。例えば、廃棄物管理モジュールは、液滴がデバイスの出口（例えば、エレクトスプレー先端）において形成されること、および／またはデバイスの異なるセグメントもしくは部分（例えば、入口、界面接触された電極等）への液滴の吸い上げを防止するために使用されてもよい。いくつかの事例では、廃棄物管理モジュールは、陽または陰圧（例えば、真空）の印加を含んでもよい。そのような場合において、真空が、マイクロ流体デバイスの一部（例えば、出口またはエレクトスプレー先端）に印加されてもよい。例えば、フランジまたはアダプタが、チップに適用され、それによって、デバイスの設置または任意の下流分析ユニット（例えば、質量分析計）への最小限の妨害を伴って、真空がデバイスと界面接触されることを可能にし得る。真空は、次いで、液滴または廃棄生成物が出口もしくはエレクトスプレー先端から排出されるにつれて、それらを吸引するために使用されてもよい。
【0191】
真空は、１つまたはそれを上回る形状で形成され得る、種々の装置を通して印加されてもよい。例えば、それを通して真空が印加される装置は、角または漏斗のように成形されてもよい。角または漏斗は、真空を先端に印加するように構成されてもよい。いくつかの事例では、本装置は、異なる位置まで旋回または移動するように構成されてもよい。別の実施形態では、真空は、管形状の装置を通して印加されてもよい。管は、円錐形、円筒形、または任意の他の形状であり得る。いくつかの事例では、管はさらに、真空を印加し、廃棄生成物を廃棄物レセプタクルに指向するために使用され得る、開口部モジュールを備えてもよい。例えば、管は、チップ（例えば、フランジを使用して界面接触される）と質量分析計との間に設置されてもよく、管は、開口部モジュール、例えば、廃棄生成物が質量分析計に到達しないように、エレクトスプレー先端から廃棄生成物を指向する、真空トンネルを備えてもよい。ある場合には、管は、ある角度において、例えば、出口またはエレクトスプレー先端と垂直に配向されてもよい。そのような場合において、真空は、管に印加されてもよく、液滴がデバイスから退出するにつれて、液滴を吸引してもよい。いくつかの事例では、管は、本明細書に説明されるような１つまたはそれを上回る撮像システムが、エレクトスプレー先端を撮像するために使用され得るように、透明であり得る。別の実施形態では、真空は、真空に取り付けられるように構成され得る、モジュール式デバイスを通して印加されてもよい。例えば、モジュール式デバイスは、デバイスの一部を締め付ける、またはそれに取り付けられるように構成されてもよい。いったんモジュール式デバイスがデバイスに固着されると、真空が、モジュール式デバイスに印加され、それによって、マイクロ流体デバイスから離れるように廃棄生成物を指向してもよい。
【0192】
いくつかの事例では、廃棄物管理モジュールは、陽圧の使用を含んでもよい。例えば、エアナイフが、エレクトスプレー先端から離れるように液滴を指向するために使用されてもよい。そのような実施例では、エアナイフは、空気（または窒素ガス）圧を発生させ、液滴を排出する、またはデバイスもしくはその一部（例えば、エレクトスプレー先端）から離れるように液滴を指向するように、空気もしくは窒素ガス源および／または加圧器に接続されてもよい。いくつかの事例では、廃棄物管理モジュールは、噴霧ユニットを備えてもよい。例えば、ネブライザは、チップに固着するように構成されてもよい。ネブライザは、液滴または廃棄生成物が、エレクトスプレー先端もしくは出口から離れるように（例えば、廃棄物レセプタクルに）指向されるように、チップに向かって空気を指向するために必要な幾何学形状を備えてもよい。ネブライザは、シール機構を備えてもよく、空気圧を発生させ、液滴を排出する、またはエレクトスプレー先端から離れるように液滴を指向するように、空気源および／または加圧器に接続されてもよい。いくつかの事例では、ネブライザは、ノズルを備えてもよい。ネブライザは、ポリマー、金属、またはセラミック材料から成ってもよい。
【0193】
いくつかの事例では、廃棄物管理モジュールは、出口またはエレクトスプレー先端から廃棄物および／または液滴を除去するための機械的アプローチの使用を含んでもよい。例えば、１つまたはそれを上回るワイパが、デバイスから液滴を機械的に移動させる（例えば、掃引する）ために使用されてもよい。代替として、または加えて、吸収性材料が、出口またはエレクトスプレー先端から廃棄物材料を吸収する、もしくは吸い上げるように、廃棄物管理モジュールに統合されてもよい。
【0194】
いくつかの事例では、廃棄物管理モジュールは、廃棄物管理のための他のアプローチと併せて使用されてもよい。例えば、本デバイスは、出口における液滴形成の制御、および／またはデバイスの異なるセグメントもしくは部分（例えば、電極または入口）への液滴ならびに流体の吸い上げを最小限にすることを可能にする、幾何学形状もしくは化学／材料性質を備えてもよい。いくつかの事例では、コーティングが、デバイスの先端または出口における液滴形成を可能にするために使用されてもよく、デバイスの他のセグメントまたは部分への流体の吸い上げの防止を補助し得る。ある場合には、コーティングは、疎水性コーティングであってもよい。
【0195】
いくつかの事例では、デバイスの幾何学形状または配向は、出口における液滴形成を制御するために、および／またはデバイスの異なるセグメントもしくは部分への液滴の吸い上げを最小限にするために、使用されてもよい。例えば、出口またはエレクトスプレー先端は、最適な液滴形成を可能にするように、三角形の先端に形成されてもよい。いくつかの事例では、デバイスの空間配向は、廃棄物管理を制御するために使用されてもよい。例えば、本デバイスは、出口（例えば、先端）が、下向きに配向されるように、角度を付けられてもよく、廃棄物は、重力流によってマイクロ流体デバイスから外に駆動されてもよい。任意の好適な角度が、マイクロ流体デバイスから外に重力流を指向するために使用されてもよい。例えば、角度は、約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°等であってもよい。いくつかの事例では、本システムはさらに、廃棄生成物を収集するためのデバイスと別個の廃棄物レセプタクルを備える。
【0196】
いくつかの事例では、廃棄物管理モジュールは、デバイス上の廃棄物リザーバの必要性を排除してもよい。例えば、廃棄物は、液滴または流れとしてデバイスから外に排出されてもよく、例えば、真空を使用する吸引を介して除去されてもよい。
【0197】
撮像モジュール：いくつかの事例では、本システムはさらに、２つまたはそれを上回る分離チャネルもしくはその一部の一連の１つまたはそれを上回る画像を入手するように構成される、撮像モジュールを備えてもよい。いくつかの事例では、画像の視野は、２つまたはそれを上回る分離チャネルの全てもしくは一部を備えてもよい。いくつかの事例では、撮像は、分離および／または動員反応が実施されている間の２つまたはそれを上回る分離チャネルの全てもしくは一部の持続的撮像を含んでもよい。いくつかの事例では、撮像は、分離および／または動員反応が実施されている間の２つまたはそれを上回る分離チャネルの全てもしくは一部の断続的または周期的撮像を含んでもよい。いくつかの事例では、撮像は、ＵＶ吸光度画像を入手するステップを含んでもよい。いくつかの事例では、撮像は、例えば、固有蛍光または被分析物に付着した外因性蛍光標識の存在に起因する蛍光の蛍光画像を入手するステップを含んでもよい。いくつかの事例では、撮像モジュールは、例えば、等電点電気泳動反応が完了するときを決定するように、および／または障害（例えば、分離チャネル内の気泡の導入もしくは形成）を検出するように構成されてもよい。
【0198】
種々の撮像システムまたはシステム構成要素のうちのいずれかが、開示される方法、デバイス、およびシステムを実装する目的のために利用されてもよい。実施例は、限定ではないが、１つまたはそれを上回る光源（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、ダイオードレーザ、ファイバレーザ、ガスレーザ、ハロゲンランプ、アークランプ等）、集光レンズ、対物レンズ、ミラー、フィルタ、ビームスプリッタ、プリズム、画像センサ（例えば、ＣＣＤ画像センサもしくはカメラ、ＣＭＯＳ画像センサもしくはカメラ）、および同等物、またはそれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの事例では、１つまたはそれを上回る光源は、光源のアレイを備えてもよい。例えば、ＬＥＤアレイは、デバイスの１つまたはそれを上回る領域を照明するために使用されてもよい。利用される撮像モードに応じて、光源および画像センサは、例えば、吸光度ベースの画像が入手され得るように、マイクロ流体デバイスの反対側に位置付けられてもよい。いくつかの事例では、光源および画像センサは、例えば、落射蛍光画像が入手され得るように、マイクロ流体デバイスの同一側に位置付けられてもよい。
【0199】
上記のように、画像が、分離および／または動員ステップの間に持続的に入手されてもよい、または無作為もしくは規定時間間隔において入手されてもよい。いくつかの事例では、一連の１つまたはそれを上回る画像が、持続的に、または無作為もしくは規定時間間隔において入手される。いくつかの事例では、一連の短時間露出画像（例えば、１０～２０枚の画像）が、高速で（例えば、ミリ秒時間尺度で）入手され、次いで、改良された信号対雑音比を有する、「単一の画像」を提供するように平均化される。いくつかの事例では、「単一の画像」は、１秒、５秒、１０秒、２０秒、３０秒毎に、またはより長い間隔において入手される。いくつかの事例では、より長い露出時間が、信号対雑音比を改良するために使用されてもよい。いくつかの事例では、一連の１つまたはそれを上回る画像は、ビデオ画像を備えてもよい。
【0200】
画像処理：いくつかの事例では、上記のように、本システムは、被分析物ピークの存在を検出し、ｐＩマーカまたは分離された被分析物帯の位置を決定し、ピーク幅を決定し、ピーク形状（例えば、ガウス適合または他の曲線適合アルゴリズム）もしくは経時的なこれらのパラメータのうちのいずれかの変化を決定するための画像処理ソフトウェアを起動するように構成される、プロセッサ、コントローラ、またはコンピュータを備えてもよい。いくつかの事例では、画像処理は、２つまたはそれを上回る分離チャネルのうちの１つの中の障害、例えば、気泡の導入または形成の検出のために使用されてもよい。種々の画像処理アルゴリズムのうちのいずれかが、開示される方法およびシステムを実装する際に、画像前処理または画像処理のために利用されてもよい。実施例は、限定ではないが、キャニーエッジ検出方法、キャニー・デリチェエッジ検出方法、一次勾配エッジ検出方法（例えば、ソーベル演算子）、二次差分エッジ検出方法、相合同（相一致）エッジ検出方法、他の画像セグメンテーションアルゴリズム（例えば、強度閾値化、強度クラスタ化方法、強度ヒストグラムベースの方法等）、特徴およびパターン認識アルゴリズム（例えば、恣意的形状を検出するための一般化ハフ変換、円形ハフ変換等）、および数学分析アルゴリズム（例えば、フーリエ変換、高速フーリエ変換、ウェーブレット分析、自己相関、サビツキー・ゴーレイ平滑化、固有分析等）、またはそれらの任意の組み合わせを含む。
【0201】
マイクロプレート取扱ロボット：いくつかの事例では、本システムはさらに、サンプルおよび／または試薬のための源としての役割を果たす、マイクロプレートを運搬および交換するように構成される、マイクロプレート取扱ロボットモジュールを備えてもよい。いくつかの事例では、本システムはさらに、例えば、障害が検出された後に、本システムで使用されるマイクロ流体デバイスを運搬および交換するように構成される、マイクロ流体デバイス取扱ロボットモジュールを備えてもよい。いくつかの事例では、マイクロプレート取扱およびマイクロ流体デバイス取扱は、同一のロボットモジュールによって取り扱われてもよい。いくつかの事例では、カスタムロボットが、これらの機能を実施するように、開示されるシステムに組み込まれてもよい。いくつかの事例では、市販のロボットシステムは、これらの機能を実施するように、開示されるシステムに適合および／または統合されてもよい。好適なマイクロプレート取扱ロボットシステムの実施例は、限定ではないが、Ｔｅｃａｎ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｇｒｉｐｐｅｒ Ａｒｍｓ（Ｔｅｃａｎ Ｔｒａｄｉｎｇ ＡＧ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）およびＡｇｉｌｅｎｔ Ｄｉｒｅｃｔ Ｄｒｉｖｅ ａｎｄ ＢｅｎｃｈＢｏｔ Ｒｏｂｏｔｓ（Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ， ＣＡ）を含む。
【0202】
障害モード検出および回復：いくつかの事例では、開示されるシステムは、システム障害、例えば、サンプル装填の間の気泡導入または分離工程の間の気泡形成に起因する電流損失、誤って調製されたサンプルに起因する誤った電流プロファイル、サンプルプレート内の空または充填不足のウェルに起因する電流がないことの自動検出のために構成されてもよい。いくつかの事例では、開示されるシステムは、障害にフラグを付け、障害が対応する分離チャネル内で検出された、サンプルを自動的に再起動するように構成されてもよい。いくつかの事例では、例えば、開示されるシステムは、マイクロタイタープレートまたは他のサンプル源から具体的サンプルを再装填し、分離反応を再起動するように構成されてもよい。
【0203】
温度制御：いくつかの事例では、開示されるシステムおよび方法は、温度制御を受けてもよい。いくつかの事例では、システムの一部（例えば、デバイスの一部）が、温度制御を受けてもよい。いくつかの事例では、システムもしくはシステムの１つまたはそれを上回る構成要素が、例えば、ペルチェ、ファンまたは他の放熱器、エアナイフを使用して、冷却されてもよい。いくつかの事例では、冷却システムは、廃棄物管理システム（例えば、エアナイフ）と統合されてもよい。いくつかの事例では、冷却システムは、冷却のための圧縮機を備えてもよい。いくつかの事例では、本システムは、環境または温度制御チャンバを備えてもよい。いくつかの事例では、冷却ブロックまたは予冷されたブロックが、使用されてもよい（例えば、ステージもしくはカートリッジに結合される）。いくつかの事例では、その構成要素のシステムは、環境との熱交換を可能にする材料から構築されてもよい。いくつかの事例では、本システムは、液体熱交換器を備えてもよい。
【0204】
用途：開示される方法、デバイス、およびシステムは、限定ではないが、プロテオミクス研究、細胞研究、創薬および開発、ならびに臨床診断を含む、種々の分野で潜在的用途を有する。例えば、開示される方法を使用して、被分析物サンプルの分離ベースの特性評価のために達成され得る、改良された再現性および定量は、開発および／または製造の間の生物学的ならびにバイオ後続医薬品の特性評価のために大いに有益であり得る。
【0205】
生物製剤およびバイオ後続品は、例えば、組み換えタンパク質、抗体、生ウイルスワクチン、ヒト血漿由来タンパク質、細胞ベースの薬剤、天然源のタンパク質、抗体・薬物共役、タンパク質・薬物共役、および他のタンパク質薬物を含む、薬物の種類である。ＦＤＡおよび他の規制機関は、構造、機能、動物毒性、ヒト薬物動態（ＰＫ）および薬力学（ＰＤ）、臨床免疫原性、ならびに臨床安全性および有効性に関する提案された製品および参照製品の比較を含み得る、生物類似性を実証することへの段階的アプローチの使用を要求する（例えば、“Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｎｇ Ｂｉｏｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ ｔｏ ａ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｐｒｏｄｕｃｔ： Ｇｕｉｄａｎｃｅ ｆｏｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ”， Ｕ．Ｓ． Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ ａｎｄ Ｈｕｍａｎ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ， Ｆｏｏｄ ａｎｄ Ｄｒｕｇ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ， Ａｐｒｉｌ ２０１５参照）。タンパク質製品のために要求され得る、構造特性評価データの実施例は、一次構造（すなわち、アミノ酸配列）、二次構造（すなわち、アルファ螺旋またはベータシート構造を形成するための折畳の程度）、三次構造（すなわち、ポリペプチド骨格および二次構造ドメインの折畳によって産生されるタンパク質の３次元形状）、および四次構造（例えば、活性タンパク質複合体またはタンパク質の凝集状態を形成するために要求されるサブユニットの数）を含む。多くの場合、本情報は、Ｘ線結晶構造解析等の労力を有する時間集約的で高価な技法を採用することなく、入手可能ではない場合がある。したがって、候補生物学的薬物と参照薬物との間の生物類似性を確立する目的のために、タンパク質構造の便宜的でリアルタイムかつ比較的に高スループットの特性評価を可能にする、実験技法の必要性が存在する。
【0206】
いくつかの事例では、開示される方法、デバイス、およびシステムは、生物類似性を確立する目的のために、生物学的薬物候補（例えば、モノクローナル抗体（ｍＡｂ））および参照生物学的薬物のための構造比較データを提供するために使用されてもよい。例えば、いくつかの事例では、薬物候補および参照薬物のための等電点の決定は、生物類似性の実証を支持して重要な証拠を提供し得る。いくつかの実施形態では、両方とも同じ反応条件下で部位特異的プロテアーゼを用いて処置された、薬物候補および参照薬物のための等電点データは、生物類似性の実証を支持して重要な証拠を提供し得る。いくつかの実施形態では、開示される方法、デバイス、およびシステムは、生物学的薬物製造プロセスを監視し（例えば、リアルタイムでバイオリアクタプロセスを監視し）、生産プロセスにおける異なる時点で採取されるサンプルまたは異なる生産工程から採取されるサンプルを分析することによって、製品の品質および一貫性を確実にするために使用されてもよい。
【0207】
並行して複数の独立して制御された分離反応を実施するための開示されるデバイスおよびシステムは、現在利用可能な技術と比べていくつかの利点、例えば、より詳細かつ正確なサンプル特性評価（例えば、ｐＩのより正確な決定）のために、（例えば、異なるｐＨ勾配、異なる集束時間、異なる集束電圧等を使用して）異なるチャネル内で異なる等電点電気泳動反応（もしくは他の分離反応）を実施する能力、またはより高いスループットのサンプル特性評価のための分離反応条件の同一のセットを使用して、並行して複数のサンプルを同時に処理する能力を提供する。さらに、分離チャネル毎に使用される電流トレースおよび／または電圧設定の独立した監視ならびに／もしくは記録は、生物類似性等を実証しようとするときに、ＦＤＡ提出のためのデータ追跡要件を満たすことに有利であり得る。留意されるように、いくつかの事例では、開示されるデバイスおよびシステムは、サンプル工程障害、例えば、マイクロ流体デバイス内の気泡の存在または形成を識別するように、かつ、例えば、マイクロタイタープレートもしくは他のサンプル源からサンプルを自動的に再装填し、分離反応を繰り返すことによって、回復ステップを開始するように構成されてもよい。
【0208】
本発明の好ましい実施形態が、本明細書に示され、説明されたが、そのような実施形態は、一例のみとして提供されることが、当業者に明白であろう。本発明が本明細書内に提供される具体的実施例によって限定されることは、意図されない。本発明は、前述の明細書を参照して説明されたが、本明細書の実施形態の説明および例証は、限定的な意味で解釈されるように意図されていない。多数の変形例、変更、および代用が、ここで、本発明から逸脱することなく、当業者に想起されるであろう。さらに、本発明の全ての側面は、種々の条件および変数に依存する、本明細書に記載される具体的描写、構成、または相対的割合に限定されないことを理解されたい。本明細書に説明される発明の実施形態の種々の代替物が、本発明を実践する際に採用され得ることを理解されたい。したがって、本発明はまた、任意のそのような代替物、修正、変形例、または均等物を網羅するものとすることが検討される。以下の請求項は、本発明の範囲を定義し、これらの請求項およびそれらの均等物の範囲内の方法ならびに構造は、それによって網羅されることが意図される。
【実施例0209】
これらの実施例は、本明細書に提供される請求項の範囲を限定するためではなく、例証的目的のためのみに提供される。
（実施例１）実施例１－４つの分離チャネルを備えるマイクロ流体デバイス
（実施例１）実施例１－４つの分離チャネルを備えるマイクロ流体デバイス
【0210】
図１Ａは、複数の分離反応、例えば、等電点電気泳動反応を実施するためのマイクロ流体デバイスの１つの非限定的実施例の図面を提供する。本デバイスは、幅が２１０ミクロン、深度が１００ミクロンである、流体チャネルが、例えば、エンボス加工、レーザ微小機械加工、またはフォトリソグラフィおよびウェット化学エッチングを使用して加工される、溶融石英を含む、略平面的であり得る下側基板１０１を備える。流体チャネルは、基板１０１を透明カバースリップ１０２に接合することによって、シールされる。いくつかの事例では、例えば、ＵＶ吸光度画像が分離および／または動員反応を監視するために使用される場合において、基板１０１は、光学的に透明な材料から加工されてもよい。例えば、落射蛍光画像が分離および／または動員反応を監視するために使用される、いくつかの事例では、基板１０１は、光学的に不透明な材料から加工されてもよい。長方形として図示されるが、本デバイスは、任意の有用な形状をとり得ることを理解されたい。いくつかの実施形態では、マイクロ流体デバイスは、流体が、デバイスから離れるように（例えば、廃棄物レセプタクルまたは分析ユニット、例えば、質量分析計に）指向されることを可能にし得る、（例えば、遠位端における）先端を備えてもよい。
【0211】
デバイス内の流体チャネルへのアクセスが、サンプル入口ポート１０３、アノードウェル１０４、カソードウェル１０６、サンプル出口ポート１０７、および化学動員剤入口ポート１０９を通して提供される。１つのアノードウェル１０４およびカソードウェル１０６は、それぞれ、各分離チャネル１０５の近位端および遠位端と流体連通ならびに電気通信する（４つの分離チャネルが、本非限定的実施例に示される）。電極は、いくつかの事例では、アノードウェル１０４およびカソードウェル１０６と接触して設置されることができる。分離チャネルは、カソードウェル１０６を越えてサンプル出口ポート１０７まで延在する（図に示される４つの分離チャネルのうちの２つに関してのみ標識される）。化学動員剤入口ポート１０９は、化学動員チャネル１０８を介して分離チャネル１０５の遠位端に接続される（図に示される４つの分離チャネルのうちの２つに関してのみ標識される）。図１Ａに図示されるように、入口ポート１０９および出口ポート１０７は、デバイスの側面を通して装填されるように構成されてもよく、これは、全チャネルまたは全デバイス撮像を促進し得る。
【0212】
複数の等電点電気泳動反応を実施し、タンパク質の混合物を分離する際の使用のために、タンパク質サンプルが、バイアルの中に設置し、オートサンプラの中に装填する前に、両性電解質ｐＨ勾配およびｐＩマーカと予混合される。サンプルは、サンプル入口ポート１０３を介してオートサンプラによってデバイスの中に、マイクロ流体デバイス上に、分離チャネル１０５を通して、サンプル出口ポート１０７を通して廃棄物までデバイスから外に、連続的に装填される。
【0213】
陰極液流体（例えば、Ｈ２Ｏ内の１％Ｎ４ＯＨ）が、カソードウェル１０６の中に装填され、陽極液（例えば、１０ｍＭＨ３ＰＯ４）が、アノードウェル１０４の中に装填され、動員剤溶液（例えば、４９％ＭｅＯＨ、４９％Ｈ２Ｏ、１％酢酸）が、動員剤入口ポート１０９に接続される。
【0214】
全ての試薬が装填された後、例えば、＋６００Ｖ／ｃｍの電場が、電極をアノードウェル１０４およびカソードウェル１０６に接続し、等電点電気泳動を開始することによって、アノードウェル１０４のうちの１つまたはそれを上回るものから対応するカソードウェル１０６に印加される。上記のように、分離チャネル１０５のそれぞれに印加される電圧および／または電流は、独立して制御されてもよく、また、時間の関数として記録されてもよい。いくつかの事例では、アノードおよびカソードのために使用される電極は、デバイスと統合されてもよい。ＵＶ吸光度画像に関して、ＵＶ光源によって提供される光のコリメートされたビームが、分離チャネル１０５と整合され、画像センサ（例えば、ＣＣＤカメラまたはＣＭＯＳカメラ）が、分離チャネル１０５のそれぞれを通して透過される光の量を測定し、それによって、それらの吸光度によって集束されたタンパク質（または他の分離された被分析物）を撮像および検出するように、分離チャネル１０５の反対側に設置される。いくつかの事例では、集束されたタンパク質は、非標識され、２２０ｎｍ、２８０ｎｍ、またはタンパク質が光を吸収するであろう任意の他の波長における固有吸光度を通して検出されてもよい。蛍光画像、すなわち、落射蛍光画像に関して、好適な波長の励起光が、好適なダイクロイック反射体および帯域通過フィルタを備える、光学アセンブリを用いて、分離チャネル１０５に送達され、放出された蛍光が、同一の光学アセンブリによって分離チャネル１０５から収集され、画像センサ上に撮像される。いくつかの事例では、集束されたタンパク質（または他の分離された被分析物）は、固有蛍光を使用して撮像および検出されてもよい。いくつかの事例では、集束されたタンパク質は、ＳＹＰＲＯ（登録商標）Ｒｕｂｙ、クーマシーブルー、および同等物等の非共有結合蛍光性、発色性、蛍光、または発色標識を使用して、検出されてもよい。いくつかの事例では、デバイスの一部は、光が、分離チャネル１０５を通してのみ透過され、それによって、任意の迷光が、分離チャネル１０５を通して通過することなく画像センサに到達し、ＵＶ吸光度測定の感度を増加させないように阻止し得るように、光学的に不透明な材料から構築されてもよい。
【0215】
分離チャネル１０５の全てまたは一部内の集束タンパク質の画像は、等電点電気泳動反応が複数の分離チャネル１０５内で実施されるにつれて、持続的および／または周期的に捕捉されることができる。いくつかの事例では、分離チャネル１０５の画像内のｐＩマーカの位置の検出が、分離チャネルに沿った位置の関数として局所ｐＨを決定し、外挿によって、分離されたタンパク質（または他の被分析物）のためのｐＩのより正確な決定を行うために、使用されてもよい。いくつかの事例では、集束が完了したとき、陽圧が、サンプル出口１０７に向かって分離されたタンパク質（または他の被分析物）混合物を動員するように、サンプル入口ポート１０３および／またはアノードウェル１０４において印加される。いくつかの事例では、集束が完了したとき、カソードウェル１０６に接続された電極が、接続解除され、動員剤チャネル１０８と電気通信する電極が、アノードウェル１０４からの６００Ｖ／ｃｍの電場を化学動員剤入口１０９に印加し、動員剤を分離チャネル１０５の中に電気泳動的に導入するために、使用される。いくつかの事例では、動員剤入口１０９に印加される軽微な陽圧が、化学動員剤の電気泳動導入の代わりに、またはそれに加えて、使用されてもよい。
【0216】
動員剤の電気泳動導入の場合、動員剤溶液内の酢酸は、電場によって分離チャネル１０５の中に引き込まれ、そこで、タンパク質および両性電解質をイオン化し、等電点電気泳動のために使用されるｐＨ勾配を乱す。濃縮タンパク質分画のイオン化は、それらをサンプル出口１０７に向かって分離チャネル１０５から外に遊走させる。動員プロセスの間に分離チャネル１０５を撮像し続けることは、分離されたタンパク質毎にｐＩの決定を精緻化するために使用されることができる。
（実施例２）実施例２－生物類似性の実証のための開示されるデバイスおよびシステムの使用の予言的実施例
（実施例２）実施例２－生物類似性の実証のための開示されるデバイスおよびシステムの使用の予言的実施例
【0217】
開示されるデバイスおよびシステムの有用性の１つの非限定的実施例は、生物製剤および生物類似性の実証の分野内である。上記のように、ＦＤＡおよび他の規制機関は、構造、機能、動物毒性、ヒト薬物動態（ＰＫ）および薬力学（ＰＤ）、臨床免疫原性、ならびに臨床安全性および有効性に関する提案された製品ならびに参照製品の比較を含み得る、生物類似性を実証することへの段階的アプローチの使用を要求する。タンパク質製品のために要求され得る、構造特性評価データの実施例は、一次構造（すなわち、アミノ酸配列）、二次構造（すなわち、アルファ螺旋またはベータシート構造を形成するための折畳の程度）、三次構造（すなわち、ポリペプチド骨格および二次構造ドメインの折畳によって産生されるタンパク質の３次元形状）、および四次構造（例えば、活性タンパク質複合体またはタンパク質の凝集状態を形成するために要求されるサブユニットの数）を含む。タンパク質等電点の正確な決定は、生物類似性を実証するために、参照薬物への生物学的薬物候補の比較のための重要なデータを提供し得る。製造されたバイオ後続候補および参照薬物のサンプルアリコートは、開示されるデバイスまたはシステムの中に装填され、反応条件の１つまたはそれを上回るセットの下で正確なｐＩ値を決定し、バイオ後続薬物候補および参照薬物のための貴重な比較データを提供するように、（例えば、異なる緩衝剤、ｐＨ勾配、印加された電圧、および／または電流等を使用して）等電点電気泳動反応条件の１つまたはそれを上回るセットの下で特性評価されてもよい。さらに、個々の分離反応毎の電流トレース（および等電点電気泳動反応を実施するために使用される他の動作パラメータ）の監視および記録は、ＦＤＡデータ提出要件へのコンプライアンスを促進する。
【0218】
本発明の好ましい実施形態が、本明細書に示され、説明されたが、そのような実施形態は、一例のみとして提供されることが、当業者に明白であろう。多数の変形例、変更、および代用が、ここで、本発明から逸脱することなく、当業者に想起されるであろう。本明細書に説明される発明の実施形態の種々の代替物が、本発明を実践する際に任意の組み合わせで採用され得ることを理解されたい。以下の請求項は、本発明の範囲を定義し、これらの請求項およびそれらの均等物の範囲内の方法ならびに構造は、それによって網羅されることが意図される。
（実施例３）実施例３－側面ポートを備えるマイクロ流体デバイス
（実施例３）実施例３－側面ポートを備えるマイクロ流体デバイス
【0219】
図２は、１回またはそれを上回る分離反応、例えば、等電点電気泳動反応を実施するためのマイクロ流体デバイスの１つの非限定的実施例の概略俯瞰図を提供する。本デバイスは、幅が２１０ミクロン、深度が１００ミクロンである、流体チャネルが、例えば、エンボス加工、レーザ微小機械加工、またはフォトリソグラフィおよびウェット化学エッチングを使用して加工される、略平面的であり得る基板２０１を備える。流体チャネルは、基板２０１を透明カバースリップ（図示せず）に接合することによって、シールされることができる。いくつかの事例では、例えば、ＵＶ吸光度画像が分離および／または動員反応を監視するために使用される場合において、基板２０１は、光学的に透明な材料から加工されてもよい。例えば、落射蛍光画像が分離および／または動員反応を監視するために使用される、いくつかの事例では、基板２０１は、光学的に不透明な材料から加工されてもよい。
【0220】
デバイス内の流体チャネルへのアクセスが、チップの側面上に位置し得る、サンプル入口ポート２０７を通して提供される。チップはまた、電極リザーバ（例えば、アノードウェル２０６、カソードウェル２０４）と、サンプル出口ポート２０３と、化学動員剤入口ポート２０９とを備えてもよい。１つのアノードウェル２０６およびカソードウェル２０４は、それぞれ、分離チャネル２０５の近位端および遠位端と流体連通ならびに電気通信する。化学動員剤入口ポート２０９は、化学動員チャネルを介して分離チャネル２０５の遠位端に接続される。
【0221】
複数の等電点電気泳動反応を実施し、タンパク質の混合物を分離する際の使用のために、タンパク質サンプルが、バイアルの中に設置し、オートサンプラの中に装填する前に、両性電解質ｐＨ勾配およびｐＩマーカと予混合される。サンプルは、サンプル入口ポート２０７を介してオートサンプラによってデバイスの中に、マイクロ流体デバイス上に、分離チャネル２０５を通して、サンプル出口ポート２０３を通して廃棄物までデバイスから外に、連続的に装填される。
【0222】
陰極液流体（例えば、Ｈ２Ｏ内の１％Ｎ４ＯＨ）が、カソードウェル２０４の中に装填され、陽極液（例えば、１０ｍＭＨ３ＰＯ４）が、アノードウェル２０６の中に装填され、動員剤溶液（例えば、４９％ＭｅＯＨ、４９％Ｈ２Ｏ、１％酢酸）が、動員剤入口ポート２０９に接続される。膜（図示せず）が、電極とのデバイスの電気通信および流体連通を提供するように、アノードまたはカソードウェル（２０６および２０４）のうちのいずれかと界面接触されてもよい。サンプル出口またはＥＳＩ先端２０３の等角断面概略図が、図３に示される。
【0223】
図２を参照すると、全ての試薬が装填された後、例えば、＋６００Ｖ／ｃｍの電場が、電極を電極リザーバ（アノードウェル２０６およびカソードウェル２０４）に接続し、等電点電気泳動を開始することによって、アノードウェル２０６のうちの１つまたはそれを上回るものから対応するカソードウェル２０４に印加される。上記のように、分離チャネル２０５のそれぞれに印加される電圧および／または電流は、独立して制御されてもよく、また、時間の関数として記録されてもよい。いくつかの事例では、アノードおよびカソードのために使用される電極は、デバイスと統合されてもよい。ＵＶ吸光度画像に関して、ＵＶ光源によって提供される光のコリメートされたビームが、分離チャネル２０５と整合され、画像センサ（例えば、ＣＣＤカメラまたはＣＭＯＳカメラ）が、分離チャネル２０５のそれぞれを通して透過される光の量を測定し、それによって、それらの吸光度によって集束されたタンパク質（または他の分離された被分析物）を撮像および検出するように、分離チャネル２０５の反対側に設置される。いくつかの事例では、集束されたタンパク質は、非標識され、２２０ｎｍ、２８０ｎｍ、またはタンパク質が光を吸収するであろう任意の他の波長における固有吸光度を通して検出されてもよい。蛍光画像、すなわち、落射蛍光画像に関して、好適な波長の励起光が、好適なダイクロイック反射体および帯域通過フィルタを備える、光学アセンブリを用いて、分離チャネル２０５に送達され、放出された蛍光が、同一の光学アセンブリによって分離チャネル２０５から収集され、画像センサ上に撮像される。いくつかの事例では、集束されたタンパク質（または他の分離された被分析物）は、固有蛍光を使用して撮像および検出されてもよい。いくつかの事例では、集束されたタンパク質は、ＳＹＰＲＯ（登録商標）Ｒｕｂｙ、クーマシーブルー、および同等物等の非共有結合蛍光性、発色性、蛍光、または発色標識を使用して、検出されてもよい。いくつかの事例では、デバイスの一部は、光が、分離チャネル２０５を通してのみ透過され、それによって、任意の迷光が、分離チャネル２０５を通して通過することなく画像センサに到達し、ＵＶ吸光度測定の感度を増加させないように阻止し得るように、光学的に不透明な材料から構築されてもよい。
【0224】
分離チャネル２０５の全てまたは一部内の集束タンパク質の画像は、等電点電気泳動反応が複数の分離チャネル２０５内で実施されるにつれて、持続的および／または周期的に捕捉されることができる。いくつかの事例では、分離チャネル２０５の画像内のｐＩマーカの位置の検出が、分離チャネルに沿った位置の関数として局所ｐＨを決定し、外挿によって、分離されたタンパク質（または他の被分析物）のためのｐＩのより正確な決定を行うために、使用されてもよい。いくつかの事例では、集束が完了したとき、陽圧が、サンプル出口２０３に向かって分離されたタンパク質（または他の被分析物）混合物を動員するように、サンプル入口ポート２０７および／またはアノードウェル２０６において印加される。いくつかの事例では、集束が完了したとき、カソードウェル２０４に接続された電極が、接続解除され、動員剤チャネル２０８と電気通信する電極が、アノードウェル２０６からの６００Ｖ／ｃｍの電場を化学動員剤入口２０９に印加し、動員剤を分離チャネル２０５の中に電気泳動的に導入するために、使用される。いくつかの事例では、動員剤入口２０９に印加される軽微な陽圧が、化学動員剤の電気泳動導入の代わりに、またはそれに加えて、使用されてもよい。
【0225】
動員剤の電気泳動導入の場合、動員剤溶液内の酢酸は、電場によって分離チャネル２０５の中に引き込まれ、そこで、タンパク質および両性電解質をイオン化し、等電点電気泳動のために使用されるｐＨ勾配を乱す。濃縮タンパク質分画のイオン化は、それらを分離チャネル２０５から外に遊走させる。動員プロセスの間に分離チャネル２０５を撮像し続けることは、分離されたタンパク質毎にｐＩの決定を精緻化するために使用されることができる。
（実施例４）実施例４－真空装置を使用する廃棄物管理
（実施例４）実施例４－真空装置を使用する廃棄物管理
【0226】
図４は、例示的廃棄物管理システムの概略図を提供する。いくつかの事例では、廃棄物管理システムは、マイクロ流体デバイス４０１から離れるように廃棄物を指向するために使用されてもよい。いくつかの事例では、廃棄物管理システムはまた、デバイス４０１の別の部分への液滴の吸い上げを防止するために使用されてもよい。図４に示されるように、デバイス４０１は、ステージ４０５に結合されてもよい。ある場合には、マイクロ流体デバイス４０１は、次いで、ステージ４０５に結合し得る、カートリッジの中に挿入されてもよい。ステージおよび／またはカートリッジは、デバイス４０１に流体的ならびに／もしくは電気的に接続するための管類および取付部を備えてもよい。廃棄物管理システムは、真空装置４０７を備えてもよい。真空装置４０７は、角のように成形されてもよく、真空をデバイス４０１の先端に印加するように構成されてもよい。いくつかの事例では、装置４０７は、フランジ４０３等のアダプタを使用して、デバイス４０１の一部に取り付けられるように構成されてもよい。フランジ４０３は、それを通してデバイス４０１の一部（尖端として図式的に図示される）が嵌合し得る、スリットを備えてもよい。真空装置４０７は、異なる位置まで旋回または移動するように構成されてもよい。例えば、第１の構成では、装置４０７は、廃棄物レセプタクルに向かって指向され、それによって、真空４０９の印加に応じて、廃棄生成物を廃棄物レセプタクルに指向してもよい。第２の構成では、装置４０７は、サンプルまたは被分析物が、例えば、別個の分析ユニット、例えば、質量分析計に指向され得るように、回転されてもよい。
【0227】
いくつかの事例では、ステージ４０５は、デバイス４０１を移動させるように構成されてもよい。例えば、ステージは、デバイス４０１の１つまたはそれを上回るチャネルと略平行であり得る方向へのデバイス４０１の平行移動を可能にしてもよい。いくつかの事例では、ステージ４０５は、１つまたはそれを上回る方向へのデバイス４０１の平行移動を可能にしてもよい。例えば、ステージ４０５は、デバイス４０１の１つまたはそれを上回るチャネルと略平行である方向、ならびにデバイス４０１の１つまたはそれを上回るチャネルに略垂直もしくは直交である方向へのデバイス４０１の平行移動を可能にしてもよい。ステージ４０５は、デバイス４０１が、下流分析ユニット（例えば、質量分析計）と統合され得るように、デバイス４０１の位置を調節するように構成されてもよい。
【0228】
図５は、別の例示的廃棄物管理システムの概略図を提供する。図４に示される実施例と同様に、廃棄物管理システムは、マイクロ流体デバイス５０１から離れるように廃棄物を指向するために、および／またはデバイス５０１の別の部分への液滴の吸い上げを防止するために、使用されてもよい。デバイス５０１は、ステージ５０５に結合されてもよい。ある場合には、マイクロ流体デバイス５０１は、次いで、ステージ５０５に結合し得る、カートリッジの中に挿入されてもよい。ステージおよび／またはカートリッジは、デバイス５０１に流体的ならびに／もしくは電気的に接続するための管類および取付部を備えてもよい。廃棄物管理システムは、真空装置５０７を備えてもよい。真空装置５０７は、シリンダーのように成形されてもよく、真空をデバイス５０１の先端に印加するように構成されてもよい。いくつかの事例では、装置５０７は、フランジ５０３等のアダプタを使用して、デバイス５０１の一部に取り付けられるように構成されてもよい。フランジ５０３は、それを通してデバイス５０１の一部（尖端として図式的に図示される）が嵌合し得る、スリットを備えてもよい。真空装置５０７は、真空５０９を印加し、廃棄生成物を廃棄物レセプタクルに指向するために使用されてもよい。例えば、真空装置５０７は、チップ（例えば、フランジ５０３を使用して界面接触される）と質量分析計との間に設置されてもよく、真空装置５０７は、開口部モジュール、例えば、廃棄生成物が質量分析計に到達しないように、デバイス５０１から離れるように廃棄生成物を指向する、真空トンネル５１１を備えてもよい。真空５０９は、真空装置５０７に印加されてもよく、液滴がデバイス５０１から退出するにつれて、液滴を吸引してもよい。いくつかの事例では、真空装置５０７は、本明細書に説明されるような１つまたはそれを上回る撮像システムが、エレクトスプレー先端を撮像するために使用され得るように、透明であり得る。
【0229】
別の実施形態では、真空は、真空に取り付けられるように構成され得る、モジュール式デバイスを通して印加されてもよい。例えば、図６は、クランプモジュール６１５を備える、廃棄物管理システムの別の実施例を図式的に示す。クランプは、デバイス６０１に固着されてもよく、真空６０９が、クランプデバイス６１５に印加され、それによって、マイクロ流体デバイスから離れるように廃棄生成物を指向してもよい。いくつかの事例では、デバイス６０１は、ステージ６０５に結合される、またはステージ６０５に結合し得るカートリッジの中に挿入されてもよい。別の実施例では、図７は、管真空装置７０７を備える、廃棄物管理システムの別の実施例を図式的に示す。管は、デバイス７０１の近傍に位置付けられ、それによって、マイクロ流体デバイス７０１から離れるように廃棄生成物を指向してもよい。真空７０９が、マイクロ流体デバイスから離れるように廃棄生成物を指向するように、管真空装置７０７に印加されてもよい。いくつかの事例では、管は、廃棄生成物が、下流分析ユニット、例えば、質量分析計に干渉することなく、マイクロ流体デバイスから離れるように指向され得るように、デバイス７０１に略直交して位置付けられてもよい。デバイス７０１は、ステージ７０５に結合される、またはその上に位置付けられてもよい。
（実施例５）実施例５－陽圧を使用する廃棄物管理
（実施例５）実施例５－陽圧を使用する廃棄物管理
【0230】
いくつかの事例では、廃棄物管理モジュールは、陽圧の使用を含んでもよい。例えば、図８では、エアナイフ８０７が、デバイス８０１から離れるように液滴を指向するために使用されてもよい。そのような実施例では、エアナイフ８０７は、空気圧を発生させ、液滴を排出する、またはデバイス８０１から離れるように液滴を指向するように、空気源および／または加圧器に接続されてもよい。いくつかの事例では、本システムはさらに、デバイス８０１から離れるように指向される液滴を収集するために使用され得る、真空ユニット（図示せず）を備えてもよい。図４－７と同様に、デバイス８０１は、ステージ８０５に結合されてもよい、またはステージ８０５に結合し得るカートリッジに結合されてもよい。
【0231】
いくつかの事例では、廃棄物管理モジュールは、噴霧ユニットを備えてもよい。
例えば、ネブライザは、チップに固着するように構成されてもよい。ネブライザは、液滴または廃棄生成物が、エレクトスプレー先端もしくは出口から離れるように（例えば、廃棄物レセプタクルに）指向されるように、チップに向かって空気を指向するために必要な幾何学形状を備えてもよい。
例えば、ネブライザは、チップに固着するように構成されてもよい。ネブライザは、液滴または廃棄生成物が、エレクトスプレー先端もしくは出口から離れるように（例えば、廃棄物レセプタクルに）指向されるように、チップに向かって空気を指向するために必要な幾何学形状を備えてもよい。
【0232】
図９は、デバイス９０１に結合または固着するように構成され得る、例示的ネブライザ９０７を図式的に図示する。ネブライザ９０７は、チャンバと、ネブライザ９０７の内側に空気または窒素ガスを指向し得る入口とを備えてもよい。ネブライザは、加えて、（例えば、ノズル、漏斗等を介して）ネブライザから外に空気または窒素ガスを指向するためのスリットを備えてもよい。ネブライザは、デバイス９０１の出口に向かって空気または窒素を指向し、それによって、デバイス９０１から離れるように廃棄生成物を指向するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、ネブライザ９０７は、廃棄生成物をエアロゾル化するために使用されてもよい。
【0233】
図１０Ａ－Ｄは、ネブライザ１００７のための設計の付加的実施例を図式的に図示する。ネブライザ１００７は、デバイス１００１に結合または固着するように構成されてもよい。図９と同様に、ネブライザ１００７は、チャンバと、ネブライザ１００７の内側に空気または窒素ガスを指向し得る入口とを備えてもよい。ネブライザは、加えて、（例えば、ノズル、漏斗等を介して）ネブライザから外に空気または窒素ガスを指向するためのスリットを備えてもよい。ネブライザは、デバイス１００１の出口に向かって空気を指向し、それによって、デバイス１００１から離れるように廃棄生成物を指向するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、ネブライザ１００７は、廃棄生成物をエアロゾル化するために使用されてもよい。
【0234】
図１１Ａ－Ｄは、別の例示的ネブライザ１１０７を図式的に図示する。ネブライザ１１０７は、デバイス１１０１に結合または固着するように構成されてもよい。図９－１０と同様に、ネブライザ１１０７は、チャンバと、ネブライザ１１０７の内側に空気または窒素ガスを指向し得る入口とを備えてもよい。ネブライザは、加えて、（例えば、ノズル、漏斗等を介して）ネブライザから外に空気または窒素ガスを指向するためのスリットを備えてもよい。ネブライザは、デバイス１１０１の出口に向かって空気を指向し、それによって、デバイス１１０１から離れるように廃棄生成物を指向するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、ネブライザ１１０７は、廃棄生成物をエアロゾル化するために使用されてもよい。ネブライザ１１０７はまた、ネブライザ１１０７をステージ１１０５に、またはある実施形態では、カートリッジ（図示せず）に固着させるための締結具１１１３、例えば、ねじを備えてもよい。
（実施例６）実施例６－膜を伴う固定具（電極界面接触ユニット）
（実施例６）実施例６－膜を伴う固定具（電極界面接触ユニット）
【0235】
図１２は、本明細書に説明されるもの等の固定具１２００の実施例を図式的に図示する。固定具１２００は、１つまたはそれを上回る電極をシステムの１つまたはそれを上回る構成要素（例えば、マイクロ流体デバイスの１つまたはそれを上回る入口）と界面接触させるように構成されてもよい。電極は、デバイスを備える弁１２０５を通した接続を介して、デバイスまたはカートリッジと流体連通および電気通信し得る、複数のリザーバ１２０３と界面接触するように構成されてもよい。リザーバ１２０３は、分離および／または動員反応で使用するための試薬ならびに／もしくは緩衝剤を備えてもよい。いくつかの事例では、固定具１２００は、弁１２０５を通した接続を介して、電極およびマイクロ流体デバイスまたはカートリッジの電気通信を可能にする、１つまたはそれを上回る膜（図示せず）を備えてもよい。例えば、膜は、各リザーバ１２０３の底部に位置付けられてもよく、これは、弁１２０５を通した接続を介して、デバイスまたはカートリッジへのリザーバおよび電極の流体連通および電気通信を可能にし、弁１２０５を通した接続を介して、リザーバおよびデバイスまたはカートリッジの界面における気泡形成の発生率を低減させ得る。
【0236】
いくつかの事例では、固定具の幾何学形状は、膜を位置付け、マイクロ流体デバイスとの流体連通および／または電気通信を確立するように構成されてもよい。図１３Ａ－Ｆは、膜（図示せず）を備える、固定具１３００の一部を図式的に図示する。図１３Ａでは、固定具１３００の一部は、挿入物、例えば、リザーバ１３０３に接続され、膜およびマイクロ流体デバイス（図示せず）との流体連通および電気通信を可能にし得る、Ｕ字形構造１３０５を備えてもよい。固定具１３００は、分離チャネル（図示せず）に結合される、出口流体チャネル１３０６に流体的に結合される、入口流体チャネル１３０４を備える。入口流体チャネル１３０４および出口流体チャネル１３０６は、リザーバ１３０３の表面を画定する、またはそれと平行である、平面１３０８において交差する。平面１３０８において、またはそれに隣接して、膜（図示せず）が、位置付けられてもよい。膜は、入口流体チャネル１３０４および出口流体チャネル１３０６の交差部（例えば、平面１３０８）を備える、開口部の全てまたは実質的に全てを被覆してもよい。
【0237】
図１３Ｂは、膜が位置付けられ得る、固定具の一部の底部の図を図式的に図示する。図１３Ｃは、Ｕ字形構造１３０５を備える、挿入物の断面図を提供する。挿入物のＵ字形構造１３０５は、膜の実質的に気泡がない湿潤を促進し得る、入口流体経路１３１０と、出口流体経路１３１２とを備える。図１３Ｄは、固定具の一部の底部の図の概略図を提供する。膜は、（例えば、流体入口経路１３１０および／または流体出口経路１３１２を介して）固定具１３００のリザーバ１３０３に接続され得る、２つのポート１３０７を流体的ならびに／もしくは電気的に接続してもよい。図１３Ｅは、Ｕ字形構造１３０５の別の図を提供する。Ｕ字形構造１３０５は、膜１３０９を備える、またはそれに結合されてもよい。リザーバ１３０３および膜１３０９との流体連通ならびに電気通信が、入口流体経路１３１０および／または出口流体経路１３１２を介して、ポート１３０７を使用して確立されてもよい。図１３Ｆは、Ｕ字形構造１３０５の別の図を提供する。膜１３０９は、チャネル１３１５に接続され得る、ポート１３１１に結合または接続されてもよい。チャネル１３１５は、いくつかの事例では、マイクロ流体デバイスまたは分離チャネルに接続し得る、入口流体チャネル（Ｕ字形構造にまで至る領域）と、出口流体チャネル（Ｕ字形構造に続く領域）とを備えてもよい。接続は、リザーバ（図示せず）およびチャネル１３１５との流体連通ならびに電気通信を確立してもよい。
（実施例７）実施例７－リザーバ充填
（実施例７）実施例７－リザーバ充填
【0238】
図１４は、試薬を本明細書に説明されるシステムの１つまたはそれを上回るリザーバ１４０３に提供する例示的方法を図式的に図示する。固定具（例えば、１２００および１３００）の一部であり得る、リザーバ１４０３は、例えば、分離反応および／または動員反応のために、緩衝剤もしくは試薬で充填されてもよい。いくつかの事例では、リザーバの底部からリザーバを充填することが望ましくあり得る。試薬および／または緩衝剤が、入口流体チャネル１４０４を介して導入されてもよい。いくつかの事例では、リザーバ１４０３は、リザーバ１４０３が、上向きの構成に移動され、充填され、次いで、開始構成に戻るようにリザーバ１４０３を移動させることによって、再度シールされ得るように、（例えば、平行移動を介して）移動するように構成されてもよい。出口流体チャネル１４０６は、（例えば、ポートおよび／または入口もしくは出口流体チャネルを介して）デバイスまたは分離チャネルと流体的ならびに／もしくは電気的に接続されてもよい。
【0239】
いくつかの事例では、リザーバは、従来の方法を使用して充填されてもよい。図１５は、試薬を１つまたはそれを上回るリザーバ１５０３に提供する例示的方法を図式的に図示する。そのような実施例では、ピペット（例えば、ピペット、マイクロピペット等）１５１９が、緩衝剤または試薬をリザーバ１５０３の中に導入するために使用されてもよい。いくつかの実施形態では、リザーバ１５０３はさらに、側面ポート１５２１を備えてもよい。側面ポート１５２１を介した緩衝剤または試薬の導入は、リザーバ１５０３の底部における膜の上に気泡を閉じ込めることの防止に役立ち得る。
（実施例８）実施例８－カートリッジ設計
（実施例８）実施例８－カートリッジ設計
【0240】
図１６は、本明細書のある実施形態に説明されるようなカートリッジを備える、例示的システムを図式的に図示する。カートリッジ１６００は、複数の入口ポート１６０２を備え得る、マイクロ流体デバイス１６０１を備えてもよい。ポート１６０２は、（例えば、高電圧電力供給源に接続される電極を介して、その電極は、１つまたはそれを上回るリザーバ１６０３に接続される）高電圧電力供給源に接続され得る、ポート１６２３と電気通信および流体連通してもよい。ポートは、試薬または緩衝剤（例えば、陽極液、陰極液、動員剤、および背景電解質）を備える、リザーバ１６０３と流体連通ならびに電気通信してもよい。リザーバ１６０３からの試薬または緩衝剤の流動は、弁１６２５を使用して制御されることができる。ある場合には、１つまたはそれを上回るリザーバ１６０３はまた、リザーバ１６０３からポート１６２３への弁１６２５までの流率および／または流動プロファイルを安定させ得る、制限器１６２７（例えば、長い管類）に接続されてもよい。リザーバ１６０３はそれぞれ、異なる試薬または緩衝剤を備えてもよく、例えば、１つのリザーバが、陽極液緩衝剤を備えてもよく、別のリザーバが、陰極液緩衝剤を備えてもよく、さらに別のリザーバは、動員緩衝剤を備えてもよい。カートリッジ１６００またはデバイス１６０１はまた、弁１６２５を介してサンプルをカートリッジ１６００またはデバイス１６０１に供給するために使用され得る、サンプルラインに接続されてもよい。
【0241】
図１７－２０は、カートリッジの例示的実施形態を示す。図１７では、カートリッジ１７００は、膜１７０９に結合され得るリザーバ１７０３と、管１７１１と、リザーバをシールし、例えば、電極の挿入のため、またはリザーバを充填するための孔を備え得る、プラグ１７１３とを備えてもよい。カートリッジ１７００は、加えて、サンプルを挿入および／または注入するためのチャネル１７１８を備えてもよい。デバイス１７０１は、ステーク特徴１７１５を使用して、カートリッジ１７００に固着されてもよい。図１８は、カートリッジの別の実施例を示す。アダプタ１８１７が、リザーバ１８０３の容易な充填のためにカートリッジに結合されてもよい。図１９Ａ－Ｂは、弁を備える、カートリッジの別の実施例を示す。図１９Ａでは、コック栓弁１９２１が、各リザーバ１９０３と統合されてもよく、これは、流率制御を可能にし得る。図１９Ｂでは、スライダ弁１９２３が、各リザーバ１９０３と統合されてもよい。図２０は、カートリッジの別の例示的実施形態を示す。デバイス２００１は、カートリッジ２０００に固着され、いくつかのポート２００２および／または入口流体チャネルもしくは出口流体チャネルを介して、リザーバ（図示せず）ならびに／もしくはサンプルに流体的および／または電気的に接続されてもよい。流体接続が、ガスケット２０３０またはＯリングを使用して固着されてもよい。
【0242】
図２１は、デバイスをカートリッジに固着させるために使用され得る、固着特徴の実施例を図式的に示す。カートリッジ２１００は、デバイス２１０１をカートリッジ２１００に締結するために使用され得る、ねじ２１２９を備えてもよい。カートリッジ２１００は、１つ、２つ、３つ、またはそれを上回るねじ２１２９を備えてもよい。いくつかの事例では、ナイロン先端付きのねじが、使用されてもよい。いくつかの事例では、圧力プレート（例えば、ワッシャ）が、ねじ２１２９とデバイス２１０１との間に追加されてもよく、これは、応力を均一に分配し、デバイス２１０１またはカートリッジ２１００の応力集中を防止することに役立ち得る。
【0243】
図２２は、デバイスへのカートリッジの流体シールを発生させるために使用され得る、固着特徴の例示的概略図を示す。カートリッジ２２００は、デバイス２２０１をカートリッジ２２００に締結するために使用され得る、ねじ２２２９を備えてもよい。カートリッジ２２００は、１つ、２つ、３つ、またはそれを上回るねじ２２２９を備えてもよい。いくつかの事例では、カートリッジ２２００は、ガスケット２２３１を備えてもよい。ガスケット２２３１は、デバイス２２０１と界面接触し、デバイス２２０１の入口または出口ポート２２０２の周囲にシールを形成してもよい。いくつかの実施形態では、入口または出口ポート２２０２は、Ｏリングを使用してカートリッジ２２００に固着されてもよい。
【0244】
図２３は、デバイスへの１つまたはそれを上回るリザーバの電気接続を図式的に示す。電極２３３３は、白金ワイヤを備えてもよく、本明細書の他の場所に説明されるように、例えば、接着剤または他の締結機構を使用して、定位置に固着されてもよい。電極２３３３は、リザーバ２３０３と接触し、それによって、本明細書に説明されるように、マイクロ流体デバイスと接触し得るリザーバとの電気通信を確立してもよい。
【0245】
図２４は、カートリッジへの器具の結合を図式的に示す。カートリッジ２４００は、流体チャネル２４３５を介して試薬をカートリッジのリザーバに提供するために使用され得る、器具に結合されてもよい。
【0246】
図２５－２７は、種々のリザーバ構造を伴う付加的例示的カートリッジを示す。図２５は、カートリッジが複数の縦長リザーバ２５０３を備える、実施形態を図示する。図２６は、カートリッジが縦長リザーバ２６０３を備える、実施形態を図示する。リザーバ２６０３は、リザーバ２６０３がデバイス２６０１の出口または先端から十分に遠く位置付けられるような角度において傾斜してもよい。デバイス２６０１は、膜２６０９を使用して、高電圧リザーバ２６０５に接続されてもよい。いくつかの事例では、膜２６０９は、高電圧リザーバ２６０５とデバイス２６０１との間で機械的に圧迫されてもよい。いくつかの事例では、デバイス２６０１は、ガスケット２６３１を使用して、１つまたはそれを上回る流体チャネルにシールされてもよい。図２７は、カートリッジが付加的マニホールドユニット２７３５を備える、実施形態を図示する。マニホールドユニットは、リザーバ２７０３を備えてもよい。マニホールドユニット２７３５は、本明細書に説明される締結機構、例えば、ねじおよびねじ山を使用して、カートリッジに結合されてもよい。
【0247】
本明細書に説明されるように、カートリッジは、リザーバ、試薬、膜、弁、固着デバイスもしくは特徴（例えば、ねじ、ピン（例えば、ポゴピン）、接着剤、レバー、スイッチ、溝、ぴったり合うペア、フックおよびループ、ラッチ、ねじ山、クリップ、クランプ、尖叉、リング、ゴムバンド、リベット、グロメット、結び目、スナップ、テープ、真空、シール）、ガスケット、Ｏリング、電極、またはそれらの組み合わせを備えてもよい。カートリッジは、モノリシックに構築されてもよい、またはモジュール式であり、除去可能な部品を備えてもよい。例えば、マイクロ流体デバイスは、カートリッジに除去可能に結合するように構成されてもよい。同様に、リザーバ、膜、弁等はそれぞれ、カートリッジから除去可能であり得る。１つまたはそれを上回る構成要素が除去可能であり得る場合において、カートリッジは、個々の構成要素がそれぞれ、ユーザによって十分な公差を伴って定位置に整合され得るように、構成されてもよい。例えば、カートリッジは、マイクロ流体デバイスが、カートリッジが整合のためにピンに到達するまでカートリッジに沿ってデバイスを摺動させることによって、統合され得るように、溝およびピンを備えてもよい。いくつかの事例では、本デバイスは、カートリッジまたはその一部と同一平面内に位置付けられるように構成されてもよい。いくつかの事例では、本デバイスは、１つまたはそれを上回る入口、出口等が、リザーバ、電極、膜、および／または他の有用な界面接触ユニットに（例えば、流体的ならびに／もしくは電気的に）接続され得るように、カートリッジの中に位置付けられてもよい。いくつかの事例では、デバイスおよびリザーバ、電極等の界面接触は、ユーザからのいずれの付加的測定または調節も伴わずに、ユーザによって実施されてもよい。例えば、リザーバは、定位置にスナップ留めする、またはポゴピンを介して固着される、電極を受容し、それによって、電気通信および／または流体連通を確立するように構成されてもよい。カートリッジおよびデバイスのこれらの例示的構成は、限定的であるように意図されておらず、マイクロ流体デバイスまたはカートリッジの他の構成要素の位置付けの多くの異なる構成が達成され得ることを理解されたい。
（実施例９）実施例９－撮像システム
（実施例９）実施例９－撮像システム
【0248】
図２８Ａ－Ｄは、本明細書に開示される例示的撮像システムの異なる斜視図を示す。撮像システムは、全チャネル撮像または全デバイス撮像、もしくはデバイスの複数のチャネルの撮像のために使用されてもよい。いくつかの事例では、本デバイスは、カートリッジ２８００に固着されてもよい。カートリッジは、透明である部分を備えてもよい。ある場合には、カートリッジ２８００は、照明源、例えば、ＵＶ照明器２８５０の近傍に位置付けられてもよい。本デバイスは、ＵＶ照明器２８５０を使用して照明されてもよく、光が、検出器２８５７、例えば、カメラを介して収集されてもよい。いくつかの事例では、光は、ミラー２８５５、例えば、旋回ミラーを使用して、検出器２８５７に指向されてもよい。撮像システムはさらに、エレクトスプレーを撮像するために使用され得るカメラを備え得る、第２の検出器２８５９を備えてもよい。いくつかの事例では、撮像システムは、照明リング２８６１を備えてもよい。本デバイスは、本明細書に説明されるように、エレクトスプレーイオン化を介して、サンプルまたは被分析物を、下流分析ユニット、例えば、質量分析計に指向するように構成されてもよい。
（実施例１０）実施例１０－システム構成
（実施例１０）実施例１０－システム構成
【0249】
図２９－３１は、本明細書に説明されるシステムの実施例を図式的に図示する。図２９は、等電点電気泳動、被分析物ピークの動員、および質量分析を介した下流分析を介して、本明細書に説明される１回またはそれを上回る反応、例えば、被分析物の分離を実施するように構成される、器具の実施例を図示する。ある実施形態では、本システムは、等電点電気泳動、動員等のために使用されるデバイスを備え得る、分離ユニット２９０３内に位置し得る、サンプルを処理および／または検出するために使用され得る、オートサンプラ２９０１を備えてもよい。本システムは、分離ユニット２９０３および下流分析ユニット２９０７内のデバイスの界面接触に役立ち得る、応従性機構２９０５を備えてもよい。いくつかの事例では、下流分析ユニット２９０７は、質量分析計である。いくつかの事例では、本システムは、本明細書に説明される構成要素のうちのいずれかを移動させるために使用され得る、電動昇降アーム２９０９上に位置してもよい。例えば、昇降アーム２９０９は、オートサンプラ２９０１、分離ユニット２９０３、応従性機構２９０５、および／または分析ユニット２９０７（例えば、質量分析計インターフェースプレート）を上昇および下降させるために使用されてもよい。
【0250】
図３０は、等電点電気泳動、被分析物ピークの動員、および質量分析を介した下流分析を介して、本明細書に説明される１回またはそれを上回る反応、例えば、被分析物の分離を実施するように構成される、器具の別の実施例を図示する。図２９のシステムと同様に、本システムは、等電点電気泳動、動員等のために使用されるデバイスを備え得る、分離ユニット３００３内に位置し得る、サンプルを処理および／または検出するために使用され得る、オートサンプラ３００１を備えてもよい。本システムは、分離ユニット３００３および下流分析ユニット３００７内のデバイスの界面接触に役立ち得る、応従性機構３００５を備えてもよい。いくつかの事例では、下流分析ユニット３００７は、質量分析計である。いくつかの事例では、本システムは、本明細書に説明される構成要素のうちのいずれかを移動させるために使用され得る、電動昇降アーム３００９上に位置してもよい。例えば、昇降アーム３００９は、オートサンプラ３００１、分離ユニット３００３、応従性機構３００５、および／または分析ユニット３００７（例えば、質量分析計インターフェースプレート）を上昇および下降させるために使用されてもよい。ある場合には、本システムはまた、１つまたはそれを上回るコンピュータもしくはコンピュータプロセッサ３０１１を備えてもよい。
【0251】
図３１は、等電点電気泳動、被分析物ピークの動員、および質量分析を介した下流分析を介して、本明細書に説明される１回またはそれを上回る反応、例えば、被分析物の分離を実施するように構成される、器具の実施例を図示する。ある実施形態では、本システムは、等電点電気泳動、動員等のために使用されるデバイスを備え得る、分離ユニット３１０３内に位置し得る、サンプルを処理および／または検出するために使用され得る、オートサンプラ３１０１を備えてもよい。第２のシステムは、システムに隣接して、またはその遠隔に位置してもよく、分離ユニット３１０３と、分離ユニット３１０３および下流分析ユニット３１０７内のデバイスの界面接触に役立ち得る、応従性機構３１０５とを備えてもよい。いくつかの事例では、下流分析ユニット３１０７は、質量分析計である。ある場合には、本システムはまた、オートサンプラ３１０１に結合され得る、１つまたはそれを上回るコンピュータもしくはコンピュータプロセッサ３１１１を備えてもよい。
（実施例１１）実施例１１－移動度クロマトグラム
（実施例１１）実施例１１－移動度クロマトグラム
【0252】
図３２Ａ－Ｂは、動員反応および移動度クロマトグラムの例示的データを示す。全チャネル撮像は、タンパク質イソ型を含むサンプルの（例えば、等電点電気泳動を介した）分離の間に実施されてもよい。例えば、生物学的治療薬（例えば、抗体治療薬）が、ｐＨ勾配（例えば、ｐＨ５～ｐＨ１０．５勾配）に沿った等電点電気泳動を使用して分離されてもよい。分離反応に続いて、動員反応が、（例えば、分離された被分析物を質量分析計等の下流分析ユニットに指向するように）実施されてもよい。動員反応の全チャネル撮像が、経時的に実施されてもよく、各画像の一部が、クロマトグラムを発生させるために使用されてもよい。図３２Ａは、チャネルに沿ったピクセル数（または距離）の関数としてのデバイスのチャネルの吸光度測定を図示する。各ピクセルは、分離チャネルの長さに沿った約２５ミクロンに対応する。図３２Ｂは、時間の関数として、図３２Ａの画像または吸光度プロットの３ピクセル幅の区分３２０５の吸光度測定（例えば、平均吸光度）をプロットすることによって発生される、例示的移動度クロマトグラムを示す。そのような実施例では、３ピクセル幅の区分３２０５をプロットすることは、点検出器として機能し、それによって、時間の関数として、被分析物ピークの動員についての情報を生じさせ、下流分析ユニット（例えば、質量分析計）から取得されるデータのより良好な対応および／または検証を可能にすることができる。
（実施例１２）実施例１２－コンピュータシステム
（実施例１２）実施例１２－コンピュータシステム
【0253】
図３３は、例示的ソフトウェアアーキテクチャシステムを示す。ソフトウェアアーキテクチャシステムは、本明細書に開示されるシステムと統合されてもよく、１つまたはそれを上回るコンピュータプロセッサを備えてもよい。いくつかの事例では、１つまたはそれを上回るコンピュータプロセッサは、データを収集および／または分析するように構成されてもよい。ソフトウェアアーキテクチャシステムは、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）データベースと通信し得る、コントローラサービスを備える、コンピュータ処理ユニットを備えてもよい。いくつかの事例では、ＦＩＦＯデータベースは、グラフィカルユーザインターフェースと、サーバデータベースとを備え得る、第２のコンピュータプロセッサと通信してもよい。第２のコンピュータプロセッサは、例えば、クラウドを介して、顧客データベースと通信してもよい。いくつかの事例では、コンピュータ処理ユニットは、（例えば、有線または無線接続を介して）システムの１つまたはそれを上回るハードウェアユニットと通信してもよい。例えば、コンピュータ処理ユニットは、ＵＳＢハブを介して、ステージ、１つもしくは複数のカメラまたはカメラ、高電圧電力供給源、オートサンプラ、流量制御システム（例えば、マイクロ流体流量制御のためのソフトウェアおよびハードウェア、例えば、Ｆｌｕｉｇｅｎｔ Ｉｎｃ．）および／または他の研究室機器に接続されてもよい。
（実施例１３）実施例１３－統合システム
（実施例１３）実施例１３－統合システム
【0254】
図３４は、統合システムの例示的ブロック図を示す。統合システムは、本明細書に開示される１つまたはそれを上回るシステムを備えてもよい。本システムは、複数のリザーバ３４０３と流体連通および／または電気通信し得る、界面接触カートリッジ３４０７を備えてもよい。例えば、界面接触カートリッジ３４０７は、陽極液リザーバ、陰極液リザーバ、動員剤リザーバ、およびオートサンプラユニットに接続されてもよい。代替として、または加えて、界面接触カートリッジ３４０７は、流体駆動機構、例えば、ポンプに結合され得る、圧力制御マニホールド３４０５と流体連通および／または電気通信してもよい。界面接触カートリッジ３４０７は、デバイス３４０１を備え得る、カートリッジ３４００に結合されてもよい。デバイス３４０１は、陽極液高電圧リザーバ、陰極液高電圧リザーバ、動員剤高電圧リザーバ、およびサンプルラインと電気通信および／または流体連通してもよい。陽極液高電圧リザーバ、陰極液高電圧リザーバ、動員剤高電圧リザーバ、およびサンプルラインはそれぞれ、界面接触カートリッジ３４０７と流体連通および／または電気通信してもよい。デバイス３４０１はまた、デバイス３４０１から離れるように廃棄物を指向するために使用され、いくつかの事例では、サンプルを下流分析ユニット３４１１に指向するためにも使用され得る、廃棄物管理ユニット３４０９に結合されてもよい。いくつかの実施形態では、廃棄物管理ユニット３４０９は、ネブライザを備えてもよい。いくつかの事例では、下流分析ユニット３４１１は、質量分析計を備えてもよい。
【0255】
本システムはまた、複数の撮像システムを備えてもよい。例えば、本システムは、カメラ、照明器、廃棄物レセプタクル、および／または分析ユニット３４１１と界面接触するために使用され得る、アダプタとを備え得る、撮像システム３４１５を備えてもよい。本システムはまた、照明器（例えば、ＵＶ照明源）、ミラー、および／またはカメラもしくは他の好適な検出器を備え得る、撮像システム３４１７を備えてもよい。いくつかの事例では、検出器（例えば、カメラ）は、冷却源、例えば、ファンまたは他の温度制御プラットフォームに接続されてもよい。
【0256】
図３５は、統合システムの実施例ブロック図を示す。本システムは、サンプル３５０１と、サンプルを貯蔵し、サンプルを処理する（例えば、混合する、試薬を添加する、サンプルを吸引または分注する等）ように構成され得る、サンプルならびに試薬ホルダおよび／またはプロセッサ３５０３と、サンプル注入器３５０５と、サンプル先端清浄器３５０７とを備えてもよい。サンプル先端清浄器は、サンプルおよび／またはシステムを洗浄するための機構を備えてもよい。本システムはまた、デバイスを備える、カートリッジを備え得る、分離ユニット３５０９と、撮像システム（例えば、ＵＶ照明器およびカメラ）とを備えてもよい。分離ユニットは、陰圧（例えば、真空）または陽圧（例えば、回転もしくはダイヤフラムポンプ、弁等）を使用する流体制御を含み得る、複数のコントローラ３５１１に結合されてもよい。コントローラ３５１１および／または分離ユニット３５０９は、１つまたはそれを上回る試薬含有リザーバを備え得る、流体マニホールド３５１３に結合されてもよい。
【0257】
分離ユニット３５０９は、分離反応（例えば、等電点電気泳動）および／または動員反応を実施するために使用されてもよい。分離ユニット３５０９は、通信インターフェース３５１５（例えば、ＲＦＩＤ）、高電圧電力供給源３５１７、廃棄物管理ユニット３５１９（例えば、真空および廃棄物レセプタクル）、別の撮像ユニット３５２１、および／または下流分析ユニット３５２３（例えば、質量分析計）に接続もしくは結合されてもよい。いくつかの事例では、分離ユニット３５０９は、温度制御単位３５２５に結合されてもよい。いくつかの事例では、本明細書に説明される１つまたはそれを上回るシステムは、温度制御ユニット３５２７および／または、例えば、器具制御３５２９のための他の制御ユニットを備えてもよい。
（実施例１４）実施例１４－被分析物ピークがマイクロ流体チップから退出し、質量分析計に進入するにつれて、それらの速度を追跡する
（実施例１４）実施例１４－被分析物ピークがマイクロ流体チップから退出し、質量分析計に進入するにつれて、それらの速度を追跡する
【0258】
図１Ｂに図示されるデバイス内のマイクロ流体チャネルネットワーク１００は、不透明環状オレフィンポリマーの厚さ２５０ミクロンの層に加工される。チャネル１１２は、２５０ミクロンの層を通して全体に切断するように、深さ２５０ミクロンである。全ての他のチャネルは、深さ５０ミクロンである。チャネル層は、平面的なマイクロ流体デバイスを加工するように、環状オレフィンポリマーの２つの透明層の間に挟持される。ポート１０２、１０４、１０６、１０８、および１１０は、外部リザーバからの試薬導入および電気接触のためにチャネルネットワークへのアクセスを提供する。ポート１０２は、真空源に接続され、チャネル１０３が廃棄物チャネルとして作用することを可能にし、「廃棄物」へのチャネルネットワークを通した他の試薬のプライミングを可能にする。酸（例えば、１％ギ酸）が、ポート１０８を通してチャネル１０９、１１２、１１４、および１０３に、かつポート１０２までプライミングされる。サンプル（例えば、４％Ｐｈａｒｍａｌｙｔｅ３－１０で希釈されたペプチドまたはタンパク質、１２．５ｍＭ ｐＩ標準３．３８（精製ペプチド、配列：Ｔｒｐ－Ａｓｐ－Ａｓｐ－Ａｓｐ）、１２．５ｍＭ ｐＩ標準１０．１７（精製ペプチド、配列：Ｔｒｐ－Ｔｙｒ－Ｌｙｓ－Ａｒｇ））が、ポート１０６を通してチャネル１０７、１１２、１１４、および１０３の中に、かつポート１０２までプライミングされる。これは、チャネル１１２を、サンプル被分析物を含有した状態にする。塩基（例えば、１％ジメチルアミン）が、ポート１０４を通してチャネル１０５、１１４、および１０３の中に、かつポート１０２までプライミングされる。動員剤（例えば、１％ギ酸、４９％メタノール）が、ポート１１０を通してチャネル１１１、１１４、および１０３の中に、かつチャネル１０３から出てポート１０２までプライミングされる。
【0259】
チャネル１１２内の被分析物サンプルの電気泳動が、４，０００Ｖをポート１０８に印加し、ポート１１０を接地に接続することによって実施される。被分析物サンプル内の両性電解質は、あるｐＨ勾配に及ぶチャネル１１２を確立する。分離の吸光度撮像が、チャネル１１２に整合され、ＣＣＤカメラを用いてチャネル１１２を通した２８０ｎｍ光の透過を測定する、２８０ｎｍ光源を使用して実施される。ソフトウェアは、被分析物が流される前に集束された被分析物が存在しない場合に得られる「ブランク」参照測定と比較して、分離または動員の間の光透過を比較することによって、吸光度を計算し、次いで、チャネル１１２の長さにわたってピクセルあたりの吸光度を表示する。標準または被分析物が集束した場所は、画像データから導出される吸光度トレース内のピークとして表示される。
【0260】
いったん被分析物が焦点を完了させると、最終集束吸光度画像が、捕捉される。ソフトウェアは、ｐＩマーカの空間位置を識別し、マーカの間で補間し、集束被分析物分画ピークのｐＩを計算するであろう。本時点で、制御ソフトウェアは、ポート１１０において接地を接続解除し、ポート１０４を接地に接続するリレー、ならびにポート１０４を通してチャネル１０５および１１４の中に、かつオリフィス１１６においてチップから外に１００ｎＬ／分の動員剤溶液の流動を確立するように、ポート１０４に接続される動員剤リザーバ上の圧力を設定することをトリガするであろう。オリフィス１１６は、－３，５００Ｖ～－４，５００Ｖの入口電圧を伴って質量分析計ＥＳＩ入口から２ｍｍ離れて位置付けられる。
【0261】
圧力駆動流が、ポート１０４からオリフィス１１６に動員剤を指向する一方、動員剤試薬内のギ酸の一部は、チャネル１０５からチャネル１１２を通してポート１０８におけるアノードまで、ギ酸塩の形態で電気泳動するであろう。ギ酸塩がチャネル１１２を通して進行するにつれて、等電ｐＨ勾配を乱し、両性電解質、標準、および被分析物サンプルに電荷を増加させ、チャネル１１２からチャネル１１４の中に電気泳動的に遊走させ、ポート１１０からの圧力駆動流が、それらを、ＥＳＩスプレーの中に、かつオリフィス１１６から外に搬送するであろう。
【0262】
動員が生じるとき、ソフトウェアは、吸光度画像を捕捉し続け、ピークを識別し、撮像チャネル１１２からチャネル１１４の中へのそれらの遊走を追跡する。各ピークが撮像チャネル１１２から退出する時間、その速度、およびチャネル１１４内の流率を追跡することによって、ソフトウェアは、ピークがチャネル１１４を横断し、オリフィス１１６を介して質量分析計に導入される時間を計算し、元の集束されたピークと結果として生じる質量スペクトルとの間の直接相関を可能にすることができる。
（実施例１５）実施例１５－エレクトスプレーおよびサンプル処理のためのマイクロ流体デバイス
（実施例１５）実施例１５－エレクトスプレーおよびサンプル処理のためのマイクロ流体デバイス
【0263】
図２は、１回またはそれを上回る分離反応、例えば、等電点電気泳動反応を実施するためのマイクロ流体デバイスの１つの非限定的実施例の概略俯瞰図を提供する。本デバイスは、幅が２１０ミクロン、深度が１００ミクロンである、流体チャネルが、例えば、エンボス加工、レーザ微小機械加工、またはフォトリソグラフィおよびウェット化学エッチングを使用して加工される、基板２０１を備える。流体チャネルは、基板２０１を透明カバースリップ（図示せず）に接合することによって、シールされることができる。いくつかの事例では、例えば、ＵＶ吸光度画像が分離および／または動員反応を監視するために使用される場合において、基板２０１は、光学的に透明な材料から加工されてもよい。例えば、落射蛍光画像が分離および／または動員反応を監視するために使用される、いくつかの事例では、基板２０１は、光学的に不透明な材料から加工されてもよい。
【0264】
デバイス内の流体チャネルへのアクセスが、チップの側面上に位置し得る、サンプル入口ポート２０７を通して提供される。チップはまた、アノードウェル２０６と、カソードウェル２０４と、サンプル出口ポート２０３と、化学動員剤入口ポート２０９とを備えてもよい。１つのアノードウェル２０６およびカソードウェル２０４は、分離チャネル２０５の近位端および遠位端と流体連通ならびに電気通信する。化学動員剤入口ポート２０９は、化学動員チャネルを介して分離チャネル２０５の遠位端に接続される。
【0265】
複数の等電点電気泳動反応を実施し、タンパク質の混合物を分離する際の使用のために、タンパク質サンプルが、バイアルの中に設置し、オートサンプラの中に装填する前に、両性電解質ｐＨ勾配およびｐＩマーカと予混合される。サンプルは、サンプル入口ポート２０７を介してオートサンプラによってデバイスの中に、マイクロ流体デバイス上に、分離チャネル２０５を通して、サンプル出口ポート２０３を通して廃棄物までデバイスから外に、連続的に装填される。
【0266】
陰極液流体（例えば、Ｈ２Ｏ内の１％Ｎ４ＯＨ）が、カソードウェル２０４の中に装填され、陽極液（例えば、１０ｍＭＨ３ＰＯ４）が、アノードウェル２０６の中に装填され、動員剤溶液（例えば、４９％ＭｅＯＨ、４９％Ｈ２Ｏ、１％ギ酸）が、動員剤入口ポート２０９に接続される。膜（図示せず）が、電極とのデバイスの電気通信および流体連通を提供するように、アノードまたはカソードウェル（２０６および２０４）のうちのいずれかと界面接触されてもよい。サンプル出口またはＥＳＩ先端２０３の等角概略図が、図３に示される。
【0267】
図２を参照すると、全ての試薬が装填された後、例えば、＋６００Ｖ／ｃｍの電場が、電極をアノードウェル２０６およびカソードウェル２０４に接続し、等電点電気泳動を開始することによって、アノードウェル２０６のうちの１つまたはそれを上回るものから対応するカソードウェル２０４に印加される。上記のように、分離チャネル２０５のそれぞれに印加される電圧および／または電流は、独立して制御されてもよく、また、時間の関数として記録されてもよい。いくつかの事例では、アノードおよびカソードのために使用される電極は、デバイスと統合されてもよい。ＵＶ吸光度画像に関して、ＵＶ光源によって提供される光のコリメートされたビームが、分離チャネル２０５と整合され、画像センサ（例えば、ＣＣＤカメラまたはＣＭＯＳカメラ）が、分離チャネル２０５のそれぞれを通して透過される光の量を測定し、それによって、それらの吸光度によって集束されたタンパク質（または他の分離された被分析物）を撮像および検出するように、分離チャネル２０５の反対側に設置される。いくつかの事例では、集束されたタンパク質は、非標識され、２２０ｎｍ、２８０ｎｍ、またはタンパク質が光を吸収するであろう任意の他の波長における固有吸光度を通して検出されてもよい。蛍光画像、すなわち、落射蛍光画像に関して、好適な波長の励起光が、好適なダイクロイック反射体および帯域通過フィルタを備える、光学アセンブリを用いて、分離チャネル２０５に送達され、放出された蛍光が、同一の光学アセンブリによって分離チャネル２０５から収集され、画像センサ上に撮像される。いくつかの事例では、集束されたタンパク質（または他の分離された被分析物）は、固有蛍光を使用して撮像および検出されてもよい。いくつかの事例では、集束されたタンパク質は、ＳＹＰＲＯ（登録商標）Ｒｕｂｙ、クーマシーブルー、および同等物等の非共有結合蛍光性、発色性、蛍光、または発色標識を使用して、検出されてもよい。いくつかの事例では、デバイスの一部は、光が、分離チャネル２０５を通してのみ透過され、それによって、任意の迷光が、分離チャネル２０５を通して通過することなく画像センサに到達し、ＵＶ吸光度測定の感度を増加させないように阻止し得るように、光学的に不透明な材料から構築されてもよい。
【0268】
分離チャネル２０５の全てまたは一部内の集束タンパク質の画像は、等電点電気泳動反応が複数の分離チャネル２０５内で実施されるにつれて、持続的および／または周期的に捕捉されることができる。いくつかの事例では、分離チャネル２０５の画像内のｐＩマーカの位置の検出が、分離チャネルに沿った位置の関数として局所ｐＨを決定し、外挿によって、分離されたタンパク質（または他の被分析物）のためのｐＩのより正確な決定を行うために、使用されてもよい。いくつかの事例では、集束が完了したとき、陽圧が、サンプル出口２０３に向かって分離されたタンパク質（または他の被分析物）混合物を動員するように、サンプル入口ポート２０７および／またはアノードウェル２０６において印加される。いくつかの事例では、集束が完了したとき、カソードウェル２０４に接続された電極が、接続解除され、動員剤チャネル２０８と電気通信する電極が、アノードウェル２０６からの６７５Ｖ／ｃｍの電場を化学動員剤入口２０９に印加し、動員剤を分離チャネル２０５の中に電気泳動的に導入するために、使用される。いくつかの事例では、動員剤入口２０９に印加される軽微な陽圧が、化学動員剤の電気泳動導入の代わりに、またはそれに加えて、使用されてもよい。
【0269】
動員剤の電気泳動導入の場合、動員剤溶液内のギ酸は、電場によって分離チャネル２０５の中に引き込まれ、そこで、タンパク質および両性電解質をイオン化し、等電点電気泳動のために使用されるｐＨ勾配を乱す。濃縮タンパク質分画のイオン化は、それらを分離チャネル２０５から外に遊走させる。動員プロセスの間に分離チャネル２０５を撮像し続けることは、分離されたタンパク質毎にｐＩの決定を精緻化するために使用されることができる。
【0270】
タンパク質分画および両性電解質が、カソードウェル２０４を越えて分離チャネル２０５から外に遊走するにつれて、それらは、交差部２１０においてチャネル２０８からの動員剤と混合する（図３８参照）。動員剤は、定義された流率（例えば、７．５ｎＬ／秒）においてサンプル出口２０３に送達されており、チャネル２０８内の本流率は、直線速度（例えば、１．４ｍｍ／秒）に対応する。濃縮タンパク質分画および両性電解質が動員剤内で混合するにつれて、新しい環境（試薬）が、それらの電気泳動移動度の変化を引き起こす。これは、動員剤チャネル２０８と電気通信する電極に向かって、すなわち、先端に向かった動員剤直線速度の反対方向に、両性電解質およびタンパク質分画のための直線電気泳動速度を発生させる。いくつかの事例では、チップネットワークは、濃縮タンパク質分画が、検出のために、サンプル出口（エレクトスプレー先端）２０３からエレクトスプレーの中に、かつ質量分析計の中に遊走するように、濃縮タンパク質分画の電気泳動速度が、動員剤流速未満であろうように、設計される。いくつかの実施形態では、チップネットワークは、両性電解質のうちのいくつかまたは全てが、動員剤チャネル２０８と電気通信する電極に向かって遊走し、先端２０３に導入されないように、両性電解質のうちのいくつかまたは全ての電気泳動速度が、動員剤直線速度を上回るように、設計される。いくつかの事例では、両性電解質濃度は、エレクトスプレー内のイオン化可能材料の量を低減させるように、このように希釈され、これは、濃縮タンパク質分画の改良されたイオン化につながり得る。いくつかの事例では、チャネルネットワークは、エレクトスプレーの中への濃縮タンパク質分画の導入を最大限にするように、かつエレクトスプレーの中への他のサンプル成分の導入を最小限にするように設計されてもよい。いくつかの事例では、チャネルネットワークは、エレクトスプレーの中への濃縮タンパク質分画の導入を最大限にするように、かつエレクトスプレーの中への他の両性電解質の導入を最小限にするように設計されてもよい。
【0271】
例えば、４９％水、１％ギ酸、５０％ＭｅＣＮ動員剤内のＮＩＳＴモノクローナル抗体（ＮＩＳＴ ｍＡｂ）標準（ｐｎ８６７１、ＮＩＳＴ参照材料）の電気泳動移動度は、１．５×１０－４ｃｍ２／Ｖｓであると測定されている。強度６７５Ｖ／ｃｍの電場では、これは、動員剤チャネル２０８と電気接続した電極に向かって、（１．５×１０－４ｃｍ２／Ｖｓ）×（６７５Ｖ／ｃｍ）＝１．０×１０－１ｃｍ／秒または１ｍｍ／秒の直線速度をもたらすであろう。本実施例では、動員剤チャネル２０８が、深さ５０ミクロン×幅１１０ミクロンまでエッチングされた場合、チャネル２０８は、７．５ｎＬ／秒の動員剤流率が、１．４ｍｍ／秒の直線流率に対応するであろうように、５．５ｎＬ／ｍｍの容積を有するであろう。これは、１ｍｍ／秒のＮＩＳＴ ｍＡｂ電気泳動速度を克服し、ＮＩＳＴ ｍＡｂは、サンプル出口２０３を通してチップからエレクトスプレーの中に流出するであろう。
【0272】
Ｐｈａｒｍａｌｙｔｅブランド両性電解質勾配ｐＨ８～１０．５は、我々の例示的６７５Ｖ／ｃｍ電場では１．８ｍｍ／秒の直線速度平均に対応する、動員剤内の平均２．７×１０－４ｃｍ２／Ｖｓの電気泳動移動度を有することが測定されている。実施例では、上記に説明される、深さ５０ミクロンおよび幅１１０ミクロンであるチャネル２０８であり、これは、動員剤の１．４ｍｍ／秒の直線速度を克服し、両性電解質の大部分は、動員剤チャネル２０８と電気通信する電極に向かって遊走し、エレクトスプレー先端２０３を通してチップから退出せず、したがって、エレクトスプレー内の濃縮タンパク質分画のイオン化に干渉し得る両性電解質の量を低減させるであろう。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図11D】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図13C】
【図13D】
【図13E】
【図13F】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19A】
【図19B】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28A】
【図28B】
【図28C】
【図28D】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32A】
【図32B】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【外国語明細書】