有 10V/cm-1000V/cm、例如 100V/cm-800V/cm、包括 200V/cm-600V/cm 的强度的电场。
[0121]在一些实施方式中，电场发生器包含电压修整部件。在一些示例中，对电压修整部件进行配置，以控制所施加的电场的强度，从而使所施加的电场强度在整个分离介质上基本上均匀。电压修整部件可有利于提高样品中的分析物的分辨率。例如，电压修整部件可有利于减少样品穿过分离介质的非均匀性移动。另外，电压修整部件可有利于在分析物穿过分离介质时使分析物的带的离散度最小化。
[0122]在一些实施方式中，本发明的系统为生物芯片(例如生物传感器芯片)。“生物芯片”或“生物传感器芯片”是指包含基板表面的微流体系统，该微流体系统在基板表面上呈现出两个以上的不同的微流体装置。在一些实施方式中，微流体系统包含具有微流体装置阵列的基板表面。
[0123]“阵列”包括可寻址区域(例如空间上可寻址的区域)的任何二维或基本上二维(以及三维)的排列。当阵列具有位于阵列上的特定的预定位置处(例如“地址”)的多个装置时，该阵列是“可寻址的”。阵列特征(例如装置)可被其间的间隔分隔开。任何给定的基板可携带设置在基板正面上的一个、两个、四个以上的阵列。根据用途，阵列的任一者或全部可彼此相同或不同，并且各自可包含多个不同的微流体装置和/或分离介质。阵列可包含I个或多个、包括2个以上、4个以上、8个以上、10个以上、50个以上、或100个以上的微流体装置和/或分离介质。在一些实施方式中，微流体装置和/或分离介质可布置成面积小于10cm2、或小于5cm2、例如小于I cm2、包括小于50mm2、小于20mm2、例如小于10mm2、或甚至更小的阵列。例如，微流体装置和/或分离介质可具有1mmX 1mm至200mmX 200mm的尺寸、包括100mmX10mm以下的尺寸、例如50mm X 50mm以下、例如25mm X 25mm以下、或1mm X 1mm以下、或5mmX5mm以下、例如1_X Imm以下的尺寸。
[0124]微流体装置和/或分离介质的阵列可被布置用于样品的多重分析。例如，可串联地布置多个微流体装置和/或分离介质，以便可以在串联布置的不同的微流体装置和/或分离介质中同时分析多种不同的样品。在一些实施方式中，可平行地布置多个微流体装置，以便在平行布置的不同的微流体装置和/或分离介质中可以基本上同时分析两种以上的样品。在一些实施方式中，可在同一装置中串联地和平行地布置微流体装置，以提供分离介质的阵列。在一些实施方式中，串联布置的分离介质由邻接的凝胶块(例如，本文所述的邻接的聚合凝胶块)形成。图12示出了以8个平行泳道的平面阵列布置的96个分离介质的示意图，各泳道包含串联的12个邻接的分离介质。
[0125]在一些实施方式中，可将分离介质的阵列布置成分离介质的径向排列。分离介质的径向排列可包括多个细长分离介质。在一些示例中，各分离介质的一端与中心孔流体连通。在分离介质的径向排列中，可对中心孔进行配置，以容纳待分析的样品。图2A示出了细长分离介质的径向排列图像，各细长分离介质的一端与中心孔流体连通。
[0126]系统的方面包括微流体装置，可对微流体装置进行配置，以消耗最小量的样品同时仍产生可检测的结果。例如，可对系统进行配置，以使用ΙΟΟμΙ以下、例如75μ1以下、包括50μ1以下、或25μ1以下、或10μ1以下、例如5μ1以下、2μ1以下、或Ιμ?以下的样品体积，同时仍然产生可检测的结果。在一些实施方式中，对系统进行配置，以具有InM以下、例如500ρΜ以下、包括10pM以下、例如IpM以下、或500fM以下、或250fM以下、例如10fM以下、包括50fM以下、或25fM以下、或1fM以下的检测灵敏度。在一些实例中，对系统进行配置，以能够检测浓度在lyg/mL以下、例如500ng/mL以下、包括100ng/mL以下、例如10ng/mL以下、或5ng/mL以下、例如Ing/mL以下、或0.1ng/mL以下、或0.01ng/mL以下、包括lpg/mL以下的分析物。在一些实施方式中，系统具有10—18M-10M、例如10—15M-10—3M、包括10—12M-10—6M的动力学范围。
[0127]在一些示例中，对系统进行配置，以具有如下的信噪比(SNR): 10以上、例如15以上、包括20以上、或30以上、或40以上、或50以上、或60以上、或70以上、或80以上、或90以上、或100以上、或150以上、或200以上、或500以上、或1,000以上、或2,000以上、或3,000以上、或4,000以上、或5,000以上、或6,000以上、或7,000以上、或8,000以上、或9,000以上、或10，000以上。在一些示例中，可实现的信噪比取决于在分析中使用的检测方法。例如，在一些实施方式中，将感兴趣的分析物直接用可检测标记进行标记。在这些实施方式中，信噪比可以是10以上、例如15以上、包括20以上、或30以上、或40以上、或50以上、或60以上、或70以上、或80以上、或90以上、或100以上、或150以上、或200以上。在其它的实施方式中，将感兴趣的分析物首先用初级标记(例如，一抗)进行标记，然后将初级标记用次级标记(例如，二抗)进行标记。在这些实施方式中，信噪比可以为100以上、例如150以上、包括200以上、或500以上、或1,000以上、或2,000以上、或3,000以上、或4,000以上、或5,000以上、或6,000以上、或7,000以上、或8,000以上、或9,000以上、或10,000以上。
[0128]在一些实施方式中，微流体装置在1°C-100°C、例如5°C-75°C、包括10°C-50°C、或200C-400C的温度下运行。在一些实例中，微流体装置在35°C-40°C的温度下运行。
[0129]实用性
[0130]在一些实施方式中，本公开的装置、系统和方法用于光致聚合的分离介质(例如光致聚合的聚丙烯酰胺凝胶)的制造。例如，本公开的装置、系统和方法用于光致聚合的分离介质(例如聚丙烯酰胺凝胶)的制造，该分离介质用于高通量的电泳分离。在一些实施方式中，本公开的装置、系统和方法有利于具有不同聚合度的区域的光致聚合的分离介质(例如聚丙烯酰胺凝胶)的制造。例如，本公开的装置、系统和方法有利于具有不同密度(例如孔隙率)的区域的光致聚合的分离介质的制造。在一些实例中，本公开的装置、系统和方法用于光致聚合的分离介质的制造，而且本公开的方法、系统和装置有利于使用单次暴露至光从均匀的分离介质前体溶液(例如聚丙烯酰胺凝胶前体溶液)制造具有不同聚合度的区域的光致聚合的分离介质。
[0131]发现了本发明的装置、系统和方法在期望测定样品中的一种或多种分析物的存在或不存在和/或对样品中的一种或多种分析物定量的多种不同应用中的用途。在一些实施方式中，该方法针对样品中的核酸、蛋白质或其它生物分子的检测。该方法可以包括检测样品中的一组生物标记，例如两个以上的不同的蛋白质生物标记。例如，该方法可以用于生物学样品中的两种以上的疾病生物标记的快速临床检测，例如可以用于受试者中的疾病病症的诊断、受试者中的疾病病症的正在进行的控制或治疗等。另外，本发明的装置、系统和方法用于检测样品中的分析物的方案中，例如但不限于Western印迹、Southern印迹、Northern印迹、Eas tern印迹、Far-Wes tern印迹、Southwes tern印迹等。
[0132]在一些实施方式中，本发明的装置、系统和方法用于检测生物标记。在一些示例中，本发明的装置、系统和方法可以用于检测特定生物标记的存在或不存在以及在血液、血浆、血清或其它体液或分泌物(例如但不限于尿液、血液、血清、血浆、唾液、精液、前列腺液、乳头抽吸液、泪液、汗液、粪便、颊拭子、脑脊髓液、细胞裂解物样品、羊水、胃肠液、活检组织(例如，由激光捕获显微切割(LCM)获得的样品)等)中的特定生物标记浓度的升高或降低。
[0133]生物标记的存在或不存在或者生物标记的浓度的明显变化可以用于诊断个体中的疾病风险、疾病存在或者用于个体中疾病的定制治疗。例如，特定生物标记或生物标记组的存在可以影响给予个体的药物治疗或给药方案的选择。在潜在的药物疗法的评价中，可以使用生物标记作为天然指标(如存活或不可逆发病)的替代物。如果治疗改变了与改善的健康有直接联系的生物标记，则生物标记能够用作评价特定治疗或给药方案的临床益处的替代性指标。因此，通过本发明的装置、系统和方法促进了基于在个体中检测的特定生物标记或生物标记组的个性化诊断和治疗。此外，如上所述，本发明的装置和系统的高灵敏度有利于与疾病相关的生物标记的早期检测。由于在单个芯片上检测多种生物标记的能力以及灵敏度、可量测性和易于使用，发现了本文公开的微流体装置、系统和方法在便携式和即时检验(point-of-care)或快速诊断(near-patient)的分子诊断学中的用途。
[0134]在一些实施方式中，本发明的装置、系统和方法用于检测疾病或疾病状态的生物标记。在一些示例中，疾病为细胞增殖性疾病，例如但不限于癌症、肿瘤、乳头状瘤、肉瘤、或癌瘤等。在一些实例中，本发明的装置、系统和方法用于检测用来表征药物发现和疫苗开发的细胞信号通路和细胞内通讯的生物标记。例如，本发明的装置、系统和方法用于检测疾病、例如细胞增殖性疾病(例如癌症、肿瘤、乳头状瘤、肉瘤、癌瘤等)的存在。在一些实例中，用于检测癌症的感兴趣的特定生物标记或细胞增殖性疾病的指标包括但不限于如下:前列腺特异性抗原(PSA)，其是前列腺癌生物标记;C-反应蛋白质，其是炎症指标;转录因子，例如P53，其促进细胞周期和凋亡控制；多胺浓度，其是光化性角化病和鳞状细胞癌的指标;增殖细胞核抗原(PCNA)，其是在处于增殖生长阶段的细胞的细胞核中表达的与细胞周期有关的蛋白质；生长因子，例如IGF-1;生长因子结合蛋白，例如IGFBP-3;微小RNA，其是调节基因表达的长度为约21-23个核苷酸的单链RNA分子;糖类抗原CA19.9，其是胰腺癌和结肠癌生物标记;细胞周期蛋白依赖性激酶;表皮生长因子(EGF);血管内皮生长因子(VEGF);蛋白质酪氨酸激酶;雌激素受体(ER)和孕激素受体(PR)的过表达等。例如，本发明的装置、系统和方法可以用于检测和/或定量患病的、健康的和良性样品中的内源性前列腺特异性抗原的量(PSA)0
[0135]在一些实施方式中，本发明的装置、系统和方法用于检测传染性疾病或疾病状态的生物标记。在一些情况中，生物标记可以是分子生物标记，例如但不限于蛋白质、核酸、糖类、小分子等。例如，本发明的装置、系统和方法可以用于监测HIV病毒载量和患者CD4计数，通过用HIV衣壳蛋白p24、糖蛋白120和41、CD4+细胞等的抗体使传感器表面功能化而用于HIV/AIDS诊断和/或治疗监测。可以通过本发明的装置、系统和方法检测的特定的疾病或疾病状态包括但不限于细菌感染、病毒感染、升高或降低的基因表达、染色体异常(例如缺失或插入)等。例如，本发明的装置、系统和方法可以用于检测胃肠感染，例如但不限于无菌性脑膜炎、肉毒中毒、霍乱、大肠杆菌感染、手足口病、螺杆菌感染、出血性结膜炎、疱疹性咽峡炎、心肌炎(myocaditis)、副伤寒、脊髓灰质炎、志贺氏菌病、伤寒病、弧菌性败血病、病毒性腹泻等。另外，本发明的装置、系统和方法可以用于检测呼吸道感染，例如但不限于腺病毒感染、非典型性肺炎、禽流感、猪流感、黑死病、白喉、流感、麻疹、流行性脑脊髓膜炎、腮腺炎、副流感、百日咳(即，顿咳)、肺炎、肺鼠疫、呼吸道合胞体病毒感染、风疹、猩红热、败血型鼠疫、严重急性呼吸综合征(SARS)、肺结核等。另外，本发明的装置、系统和方法可以用于检测神经性疾病，例如但不限于克雅氏病、牛海绵状脑病(即，疯牛病)、帕金森氏病、阿尔茨海默氏病、狂犬病等。另外，本发明的装置、系统和方法可以用于检测泌尿生殖系疾病，例如但不限于AIDS、软下疳、衣原体、尖锐湿疣、生殖器疱疹、淋病、性病性淋巴肉芽肿、非淋菌性尿道炎、梅毒等。另外，本发明的装置、系统和方法可以用于检测病毒性肝炎疾病，例如但不限于甲型肝炎、乙型肝炎、丙型肝炎、丁型肝炎、戊型肝炎等。另外，本发明的装置、系统和方法可以用于检测出血热疾病，例如但不限于埃博拉出血热、肾综合征出血热(HFRS)、拉沙出血热(Lassa hemorrhagic fever)、马尔堡出血热等。另外，本发明的装置、系统和方法可以用于检测人畜共患疾病，例如但不限于炭疽、禽流感、布鲁氏菌病、克雅氏病、牛海绵状脑病(即，疯牛病)、致泻性大肠杆菌感染、日本脑炎、钩端螺旋体病、Q热、狂犬病、严重急性呼吸综合征(SARS)等。另外，本发明的装置、系统和方法可以用于检测虫媒病毒感染，例如但不限于登革出血热、日本脑炎、蜱传脑炎、西尼罗热、黄热病等。另外，本发明的装置、系统和方法可以用于检测抗生素抗性感染，例如但不限于鲍氏不动杆菌(A c i n e t ο b a c t e rbaumannii)、白色念珠菌(Candida albicans)、肠球菌(Enterococci sp.)、肺炎克雷伯杆菌(Klebsiella pneumonia)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)等。另外，本发明的装置、系统和方法可以用于检测虫传感染，例如但不限于猫抓病、地方性斑疹伤寒、流行性斑疹伤寒、人埃立克体病(humanehrI ichosis)、日本斑疹热、虱传回归热、莱姆病、疟疾、战壕热、恙虫病等。类似地，本发明的装置、系统和方法可以用于检测心血管疾病、中枢神经疾病、肾衰竭、糖尿病、自身免疫疾病以及许多其它疾病。
[0136]本发明的装置、系统和方法可用于诊断分析，例如但不限于如下:如上所述的检测和/或定量生物标记;筛查分析，其中对于无症状受试者定期检测样品；预后分析，其中，将生物标记的存在和/或量用于预测可能的病程;分层分析，其中可以预测受试者对不同药物治疗的响应;功效分析，其中监测药物治疗的功效等。
[0137]本发明的装置、系统和方法还用于验证分析。例如，可以使用验证分析来验证或证实潜在的疾病生物标记是疾病在多种个体中存在或不存在的可靠指标。本发明的装置、系统和方法的短的分析时间能够有利于在最短的时间里增高筛查多个样品的通量。
[0138]在一些实例中，本发明的装置、系统和方法可以在不需要用于实施的实验室环境的情况下使用。与同等的分析研究实验室设备相比，本发明的装置和系统以便携式手持系统提供了相当的分析灵敏度。在一些示例中，重量和操作成本比起典型的固定实验室设备更低。本发明的系统和装置可以被集成到单一仪器中，从而使分析的所有步骤(包括感兴趣的分析物的分离、转移、标记和检测)可通过单一的仪器进行。例如，在一些示例中，不存在用于感兴趣的分析物的分离、转移、标记和检测的独立的仪器。另外，本发明的系统和装置可以由未进行检测样品中的一种或多种分析物的医疗培训的人员在非处方家庭检测的家庭环境中使用。本发明的系统和装置还可以在临床环境(例如病床边)中用于快速诊断，或者用于由于成本或其它原因而未提供固定的研究实验室设备的环境中。
[0139]套件
[0140]本公开的方面额外包括具有本文详细描述的微流体装置的套件。在一些实施方式中，套件包括被配置用于容纳装置的包装。包装可以是密封的包装，例如无菌密封的包装。“无菌”是指基本上不存在微生物(例如，真菌、细菌、病毒、芽胞形式等)。在一些实例中，可以任选在气密和/或真空密封的条件下，将包装配置为密封的，例如耐水蒸汽包装。
[0141]在一些实施方式中，套件包含缓冲液。例如，套件可以包含例如电泳缓冲液、样品缓冲液等的缓冲液。套件可以进一步包含额外的试剂，例如但不限于脱模剂、变性剂、重折叠剂、洗涤剂、可检测的标记(例如荧光标记、比色标记、化学发光标记、多色试剂、酶连试剂、亲和素-链霉亲和素相