FETアレイを用いて分子相互作用を検出するための方法および装置
分析物の検出および測定のための大規模なFETアレイに関する方法および装置が提供される。chemFET(例えば、ISFET)アレイは、改良されたFET画素に基づく慣用的なCMOS加工技術、および測定の感度および精度を増加させ、同時に、小さな画素サイズおよび密なアレイを有意に促進するアレイ設計を用いて製造することができる。改良されたアレイ制御技術は、大きくかつ密なアレイからの迅速なデータ獲得を提供する。そのようなアレイを使用して、広く種々の化学的および/または生物学的プロセスにおける種々の分析物タイプの存在および/または濃度の変化を検出することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項1】
104のchemFET、105のchemFET、106のchemFETまたは107のchemFETを含む化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着された複数の天然に生じない生物学的または化学的剤を含む装置。
【請求項2】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着された複数の天然に生じない生物学的または化学的剤を含み、ここに、前記chemFETアレイ中の各chemFETセンサーは反応チャンバーにカップリングされていることを特徴とする装置。
【請求項3】
1〜10μm、9μm、5μm、または2.6μmのピッチを有する化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着された複数の天然に生じない生物学的または化学的剤を含む装置。
【請求項4】
ほぼ21mm×21mm以下、ほぼ9mm×9mm、またはほぼ7mm×7mmの面積を占有する化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着された複数の天然に生じない生物学的または化学的剤を含む装置。
【請求項5】
画素を含む化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着された複数の天然に生じない生物学的または化学的剤を含み、ここに、各画素は100μm2以下、9μm2以下、または8μm2以下の面積を占有することを特徴とする装置。
【請求項6】
前記天然に生じない生物学的または化学的剤がアプタマーである請求項1〜5いずれか1記載の装置。
【請求項7】
104のchemFET、105のchemFET、106のchemFETまたは107のchemFETを含む化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにランダムでなく付着した複数の核酸を含む装置。
【請求項8】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにランダムでなく付着された複数の核酸を含み、ここに、前記chemFETアレイ中の各chemFETセンサーが反応チャンバーにカップリングされていることを特徴とする装置。
【請求項9】
1〜10μm、9μm、5μmまたは2.6μmのピッチを有する化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにランダムでなく付着された複数の核酸を含む装置。
【請求項10】
ほぼ21mm×21mm以下、ほぼ9mm×9mm、またはほぼ7mm×7mmの面積を占有する化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにランダムでなく付着された複数の核酸を含む装置。
【請求項11】
画素を含む化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにランダムでなく付着された複数の核酸を含み、ここに、各画素が100μm2以下、9μm2以下、または8μm2以下の面積を占有することを特徴とする装置。
【請求項12】
104のchemFET、105のchemFET、106のchemFETまたは107のchemFETを含む化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにランダムに付着された複数の核酸を含む装置。
【請求項13】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにランダムに付着された複数の核酸を含み、ここに、前記chemFETアレイ中の各chemFETセンサーが反応チャンバーにカップリングされていることを特徴とする装置。
【請求項14】
1〜10μm、9μm、5μm、または2.6μmのピッチを有する化学的感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにランダムに付着した複数の核酸を含む装置。
【請求項15】
ほぼ21mm×21mm以下、ほぼ9mm×9mm、または7mm×7mmの面積を占有する化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにランダムに付着した複数の核酸を含む装置。
【請求項16】
画素を含む化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにランダムに付着した複数の核酸を含み、ここに、各画素は100μm2以下、9μm2以下、または8μm2以下の面積を占有することを特徴とする装置。
【請求項17】
各核酸が、104のchemFET、105のchemFET、106のchemFETまたは107のchemFETを含む化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにその長さに沿って付着した、複数の核酸を含む装置。
【請求項18】
各核酸が、化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにその長さに沿って付着した、複数の核酸を含み、ここに、前記chemFETアレイ中の各chemFETセンサーは反応チャンバーにカップリングしていることを特徴とする装置。
【請求項19】
各核酸が、1〜10μm、9μm、5μm、または2.6μmのピッチを有する化学的感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにその長さに沿って付着した、複数の核酸を含む装置。
【請求項20】
各核酸が、ほぼ21mm×21mm以下、ほぼ9mm×9mm、またはほぼ7mm×7mmの面積を占有する化学的感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにその長さに沿って付着した複数の核酸を含む装置。
【請求項21】
各核酸が、画素を含む化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにその長さに沿って付着した、複数の核酸を含み、ここに、各画素が100μm2以下、9μm2以下または8μm2以下の面積を占有することを特徴とする装置。
【請求項22】
各核酸が、104のchemFET、105のchemFET、106のchemFETまたは107chemFETを含む化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにその5’または3’末端によって付着した、複数の核酸を含む装置。
【請求項23】
各核酸が、化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにその5’または3’末端によって付着した、複数の核酸を含み、ここに、前記chemFETアレイ中の各chemFETセンサーが反応チャンバーにカップリングされていることを特徴とする装置。
【請求項24】
各核酸が1〜10μm、9μm、5μmまたは2.6μmのピッチを有する化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにその5’または3’末端によって付着した、複数の核酸を含む装置。
【請求項25】
各核酸が、ほぼ21mm×21mm以下、ほぼ9mm×9mm、または7mm×7mmの面積を占有する化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにその5’または3’末端によって付着した複数の核酸を含む装置。
【請求項26】
各核酸が、画素を含む化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにその5’または3’末端によって付着した複数の核酸を含み、ここに、各画素は100μm2以下、9μm2以下または8μm2以下の面積を占有することを特徴とする装置。
【請求項27】
前記複数の核酸が均一である請求項7〜26のいずれか一項記載の装置。
【請求項28】
前記複数の核酸が均一でない請求項7〜26のいずれか一項記載の装置。
【請求項29】
前記複数の核酸が、各々が10〜100のヌクレオチドを含む核酸を含む請求項7〜28のいずれか一項記載の装置。
【請求項30】
前記複数の核酸が合成核酸を含む請求項7〜29のいずれか一項記載の装置。
【請求項31】
前記複数の核酸が一本鎖核酸を含む請求項7〜30のいずれか一項記載の装置。
【請求項32】
前記複数の核酸が二本鎖核酸を含む請求項7〜30のいずれか一項記載の装置。
【請求項33】
前記複数の核酸が、DNA、RNA、miRNA、またはcDNAを含む請求項7〜32のいずれか一項記載の装置。
【請求項34】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着された複数の蛋白質を含み、ここに、前記蛋白質は受容体酵素であることを特徴とする装置。
【請求項35】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着した複数の蛋白質を含み、ここに、前記蛋白質はチロシンキナーゼ受容体であることを特徴とする装置。
【請求項36】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着した複数の蛋白質を含み、ここに、前記蛋白質はホルモンであることを特徴とする装置。
【請求項37】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着した複数の蛋白質を含み、ここに、前記蛋白質は転写因子であることを特徴とする装置。
【請求項38】
前記アレイが104のchemFET、105のchemFET、106のchemFETまたは107のchemFETを含む請求項34〜37のいずれか一項記載の装置。
【請求項39】
前記chemFETアレイ中の各chemFETセンサーが反応チャンバーにカップリングされている請求項34〜37のいずれか一項記載の装置。
【請求項40】
前記アレイが1〜10μm、9μm、5μm、または2.6μmのピッチを有する請求項34〜37のいずれか一項記載の装置。
【請求項41】
前記アレイがほぼ21mm×21mm以下、ほぼ9mm×9mm、またはほぼ7mm×7mmの面積を占有する請求項34〜37のいずれか一項記載の装置。
【請求項42】
前記アレイが画素を含み、ここに、各画素は100μm2以下、9μm2以下、または8μm2以下の面積を占有する請求項34〜37のいずれか一項記載の装置。
【請求項43】
前記蛋白質がアレイに共有結合している請求項34〜42のいずれか一項記載の装置。
【請求項44】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)上に設けられた脳細胞培養を含み、ここに、前記アレイは104のchemFET、105のchemFET、106のchemFETまたは107のchemFETを含むことを特徴とする装置。
【請求項45】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)上に設けられた脳細胞培養を含み、ここに、前記chemFETアレイ中の各chemFETセンサーが反応チャンバーにカップリングされていることを特徴とする装置。
【請求項46】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)上に設けられた脳細胞培養を含み、ここに、前記アレイは1〜10μm、9μm、5μm、または2.6μmのピッチを有することを特徴とする装置。
【請求項47】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)上に設けられた脳細胞培養を含み、ここに、前記アレイはほぼ21mm×21mm以下、ほぼ9mm×9mm、またはほぼ7mm×7mmの面積を占有することを特徴とする装置。
【請求項48】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)上に設けられた脳細胞培養を含み、ここに、前記アレイは画素を含み、各画素は100μm2以下、9μm2以下、または8μm2以下の面積を占有することを特徴とする装置。
【請求項49】
請求項1〜48のいずれか一項記載の装置に試料を接触させ、試料と接触した後のchemFETアレイ中のchemFETセンサーからの電気的出力を、分析物の存在インジケーターとして測定することを含む試料中の分析物を検出する方法。
【請求項50】
前記試料が(a)血液、尿、唾液またはCSF試料または(b)水供給試料または空気試料である請求項49記載の方法。
【請求項51】
前記分析物が癌細胞、病原体、核酸、蛋白質、酵素阻害剤、酵素基剤、またはホルモンである請求項49記載の方法。
【請求項52】
前記病原体がウイルス、細菌、または寄生虫である請求項51記載の方法。
【請求項53】
前記分析物が抗体または抗体−抗原結合抗体断片である請求項49記載の方法。
【請求項54】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着した複数の天然に生じない生物学的または化学的剤に試料を接触させ、
試料との接触後に、chemFETアレイ中の複数のchemFETセンサーからの電気的出力を分析することを含み、
ここに、chemFETセンサーからの電気的出力は分析物の存在を示し、ここに、前記アレイは104のchemFET、105のchemFET、106のchemFETまたは107のchemFETを含むことを特徴とする分析物を検出する方法。
【請求項55】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着した複数の天然に生じない生物学的または化学的剤に試料を接触させ、
試料との接触後に、chemFETアレイ中の複数のchemFETセンサーからの電気的出力を分析することを含み、
ここに、chemFETセンサーからの電気的出力は分析物の存在を示し、およびchemFETアレイ中の各chemFETセンサーが反応チャンバーにカップリングされていることを特徴とする分析物を検出する方法。
【請求項56】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着した複数の天然に生じない生物学的または化学的剤に試料を接触させ、
試料との接触後に、chemFETアレイ中の複数のchemFETセンサーからの電気的出力を分析することを含み、
ここに、chemFETセンサーからの電気的出力が分析物の存在を示し、および前記アレイが1〜10μm、9μm、5μm、または2.6μmのピッチを有することを特徴とする分析物を検出する方法。
【請求項57】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着した複数の天然に生じない生物学的または化学的剤に試料を接触させ、
試料との接触後に、chemFETアレイ中の複数のchemFETセンサーからの電気的出力を分析することを含み、
chemFETセンサーからの電気的出力が分析物の存在を示し、および前記アレイがほぼ21mm×21mm以下、ほぼ9mm×9mm、またはほぼ7mm×7mmの面積を占有することを特徴とする分析物を検出する方法。
【請求項58】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着した複数の天然に生じない生物学的または化学的剤に試料を接触させ、
試料との接触後に、chemFETアレイ中の複数のchemFETセンサーからの電気的出力を分析することを含み、
ここに、chemFETセンサーからの電気的出力が分析物の存在を示し、および前記アレイは画素を含み、ここに、各画素は100μm2以下、9μm2以下、または8μm2以下の面積を占有することを特徴とする分析物を検出する方法。
【請求項59】
前記天然に生じない生物学的または化学的剤がアプタマーである請求項54〜58のいずれか一項記載の方法。
【請求項60】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着した複数の天然に生じない生物学的または化学的剤に試料を接触させ、
試料との接触後に、chemFETアレイ中の複数のchemFETセンサーからの電気的出力を分析することを含み、
前記試料は血液、尿、唾液またはCSFを含み、ここに、chemFETセンサーからの電気的出力は分析物の存在を示し、およびここに、前記アレイは104のchemFET、105のchemFET、106のchemFETまたは107のchemFETを含むことを特徴とする分析物を検出する方法。
【請求項61】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着した複数の天然に生じない生物学的または化学的剤に試料を接触させ、
試料との接触後に、chemFETアレイ中の複数のchemFETセンサーからの電気的出力を分析することを含み、
前記試料は血液、尿、唾液またはCSFを含み、ここに、chemFETセンサーからの電気的出力は分析物の存在を示し、および前記chemFETアレイ中の各chemFETセンサーが反応チャンバーにカップリングしていることを特徴とする分析物を検出する方法。
【請求項62】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着した複数の天然に生じない生物学的または化学的剤に試料を接触させ、
試料との接触後に、chemFETアレイ中の複数のchemFETセンサーからの電気的出力を分析することを含み、
前記試料が血液、尿、唾液またはCSFを含み、ここに、chemFETセンサーからの電気的出力が分析物の存在を示し、および前記アレイが1〜10μm、9μm、5μm、または2.6μmのピッチを有することを特徴とする分析物を検出する方法。
【請求項63】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着した複数の天然に生じない生物学的または化学的剤に試料を接触させ、
試料との接触後に、chemFETアレイ中の複数のchemFETセンサーからの電気的出力を分析することを含み、
前記試料が血液、尿、唾液またはCSFを含み、ここに、chemFETセンサーからの電気的出力は分析物の存在を示し、および前記アレイはほぼ21mm×21mm以下、ほぼ9mm×9mm、またはほぼ7mm×7mmの面積を占有することを特徴とする分析物を検出する方法。
【請求項64】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着した複数の天然に生じない生物学的または化学的剤に試料を接触させ、
試料との接触後に、chemFETアレイ中の複数のchemFETセンサーからの電気的出力を分析することを含み、
前記試料が血液、尿、唾液またはCSFを含み、ここに、chemFETセンサーからの電気的出力は分析物の存在を示し、および前記アレイが画素を含み、ここに、各画素は100μm2以下、9μm2以下、または8μm2以下の面積を占有することを特徴とする分析物を検出する方法。
【請求項65】
前記複数の生物学的または化学的剤が複数の蛋白質である請求項54〜58または60〜64ののいずれか一項記載の方法。
【請求項66】
前記複数の生物学的または化学的剤が複数の核酸である請求項54〜58または60または64のいずれか一項記載の方法。
【請求項67】
前記複数の生物学的または化学的剤が均一な複数の生物学的または化学的剤である請求項54〜58または60〜64のいずれか一項記載の方法。
【請求項68】
前記複数の生物学的または化学的剤が均一でない請求項54〜58または60〜64のいずれか一項記載の方法。
【請求項69】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)センサーに近接する第2の剤に第1の剤を暴露し、
次いで、第1の剤の第2の剤への暴露の後に、前記chemFETセンサーにおいて電気的出力を測定することを含み、
ここに、第1の剤の第2の剤への暴露後における前記chemFETセンサーにおける電気的出力は第1および第2の剤の間の相互作用を示し、およびここに、前記chemFETセンサーは、104のchemFET、105のchemFET、106のchemFETまたは107のchemFETを含むchemFETアレイ中に存在することを特徴とする生物学的または化学的プロセスをモニターする方法。
【請求項70】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)センサーに近接する第2の剤に第1の剤を暴露し、
次いで、第1の剤の第2の剤への暴露の後に、前記chemFETセンサーにおいて電気的出力を測定することを含み、
ここに、第1の剤の第2の剤への暴露の後における前記chemFETセンサーにおける電気的出力が第1および第2の剤の間の相互作用を示し、ここに、前記chemFETセンサーは2のchemFETセンサーを含むchemFETアレイ中に存在し、ここに、各chemFETセンサーは別々の反応チャンバーにカップリングしていることを特徴とする生物学的または化学的プロセスをモニターする方法。
【請求項71】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)センサーに近接する第2の剤に第1の剤を暴露し、
次いで、第1の剤の第2の剤への暴露の後に、前記chemFETセンサーにおいて電気的出力を測定することを含み、
ここに、第1の剤の第2の剤への暴露の後における前記chemFETセンサーにおける電気的出力は第1および第2の剤の間の相互作用を示し、およびここに、前記chemFETセンサーは、1〜10μm、9μm、5μm、または2.6μmのピッチを有するchemFETアレイ中に存在することを特徴とする生物学的または化学的プロセスをモニターする方法。
【請求項72】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)センサーに近接する第2の剤に第1の剤を暴露し、
次いで、第1の剤の第2の剤への暴露の後に、前記chemFETセンサーにおいて電気的出力を測定することを含み、
ここで、第1の剤の第2の剤への暴露の後における前記chemFETセンサーにおける電気的出力は第1の剤および第2の剤の間の相互作用を示し、およびここに、前記chemFETセンサーは、ほぼ21mm×21mm以下、ほぼ9mm×9mm、または7mm×7mmの面積を占有するchemFETアレイ中に存在することを特徴とする生物学的または化学的プロセスをモニターする方法。
【請求項73】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)センサーに近接する第2の剤に第1の剤を暴露し、
次いで、第1の剤の第2の剤への暴露の後に、前記chemFETセンサーにおいて電気的出力を測定することを含み、
ここで、第1の剤の第2の剤への暴露の後における前記chemFETセンサーにおける電気的出力は第1および第2の剤の間の相互作用を示し、およびここに、前記chemFETセンサーは、画素を含むchemFETアレイ中に存在し、ここに、該画素は100μm2以下、9μm2以下、または8μm2以下の面積を占有することを特徴とする生物学的または化学的プロセスをモニターする方法。
【請求項74】
chemFETアレイに付着した複数の生物学的または化学的剤に試料を接触させ、ここに、前記試料に存在する分析物は生物学的または化学的剤に特異的に結合し、
結合された分析物に、酵素−コンジュゲーテッド抗体または抗体断片を結合させ
酵素の非−イオン性基質に、結合した酵素−コンジュゲーテッド抗体または抗体断片を暴露し、次いで、
非−イオン性基質のイオン性生成物への酵素−媒介変換を検出し、
ここに、イオン性生成物の検出は試料中の分析物の存在を示すことを特徴とする試料中の分析物を検出する方法。
【請求項75】
前記chemFETアレイが少なくとも10のchemFETセンサーを含む請求項74記載の方法。
【請求項76】
前記非−イオン性基質がNADPHであって、前記イオン性生成物がNADP+である請求項74または75記載の方法。
【請求項77】
前記非−イオン性基質がNADHであって、前記イオン性生成物がNAD+である請求項74または75記載の方法。
【請求項78】
前記酵素がオキシダーゼまたはレダクターゼである請求項74または75記載の方法。
【請求項1】
104のchemFET、105のchemFET、106のchemFETまたは107のchemFETを含む化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着された複数の天然に生じない生物学的または化学的剤を含む装置。
【請求項2】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着された複数の天然に生じない生物学的または化学的剤を含み、ここに、前記chemFETアレイ中の各chemFETセンサーは反応チャンバーにカップリングされていることを特徴とする装置。
【請求項3】
1〜10μm、9μm、5μm、または2.6μmのピッチを有する化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着された複数の天然に生じない生物学的または化学的剤を含む装置。
【請求項4】
ほぼ21mm×21mm以下、ほぼ9mm×9mm、またはほぼ7mm×7mmの面積を占有する化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着された複数の天然に生じない生物学的または化学的剤を含む装置。
【請求項5】
画素を含む化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着された複数の天然に生じない生物学的または化学的剤を含み、ここに、各画素は100μm2以下、9μm2以下、または8μm2以下の面積を占有することを特徴とする装置。
【請求項6】
前記天然に生じない生物学的または化学的剤がアプタマーである請求項1〜5いずれか1記載の装置。
【請求項7】
104のchemFET、105のchemFET、106のchemFETまたは107のchemFETを含む化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにランダムでなく付着した複数の核酸を含む装置。
【請求項8】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにランダムでなく付着された複数の核酸を含み、ここに、前記chemFETアレイ中の各chemFETセンサーが反応チャンバーにカップリングされていることを特徴とする装置。
【請求項9】
1〜10μm、9μm、5μmまたは2.6μmのピッチを有する化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにランダムでなく付着された複数の核酸を含む装置。
【請求項10】
ほぼ21mm×21mm以下、ほぼ9mm×9mm、またはほぼ7mm×7mmの面積を占有する化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにランダムでなく付着された複数の核酸を含む装置。
【請求項11】
画素を含む化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにランダムでなく付着された複数の核酸を含み、ここに、各画素が100μm2以下、9μm2以下、または8μm2以下の面積を占有することを特徴とする装置。
【請求項12】
104のchemFET、105のchemFET、106のchemFETまたは107のchemFETを含む化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにランダムに付着された複数の核酸を含む装置。
【請求項13】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにランダムに付着された複数の核酸を含み、ここに、前記chemFETアレイ中の各chemFETセンサーが反応チャンバーにカップリングされていることを特徴とする装置。
【請求項14】
1〜10μm、9μm、5μm、または2.6μmのピッチを有する化学的感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにランダムに付着した複数の核酸を含む装置。
【請求項15】
ほぼ21mm×21mm以下、ほぼ9mm×9mm、または7mm×7mmの面積を占有する化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにランダムに付着した複数の核酸を含む装置。
【請求項16】
画素を含む化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにランダムに付着した複数の核酸を含み、ここに、各画素は100μm2以下、9μm2以下、または8μm2以下の面積を占有することを特徴とする装置。
【請求項17】
各核酸が、104のchemFET、105のchemFET、106のchemFETまたは107のchemFETを含む化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにその長さに沿って付着した、複数の核酸を含む装置。
【請求項18】
各核酸が、化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにその長さに沿って付着した、複数の核酸を含み、ここに、前記chemFETアレイ中の各chemFETセンサーは反応チャンバーにカップリングしていることを特徴とする装置。
【請求項19】
各核酸が、1〜10μm、9μm、5μm、または2.6μmのピッチを有する化学的感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにその長さに沿って付着した、複数の核酸を含む装置。
【請求項20】
各核酸が、ほぼ21mm×21mm以下、ほぼ9mm×9mm、またはほぼ7mm×7mmの面積を占有する化学的感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにその長さに沿って付着した複数の核酸を含む装置。
【請求項21】
各核酸が、画素を含む化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにその長さに沿って付着した、複数の核酸を含み、ここに、各画素が100μm2以下、9μm2以下または8μm2以下の面積を占有することを特徴とする装置。
【請求項22】
各核酸が、104のchemFET、105のchemFET、106のchemFETまたは107chemFETを含む化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにその5’または3’末端によって付着した、複数の核酸を含む装置。
【請求項23】
各核酸が、化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにその5’または3’末端によって付着した、複数の核酸を含み、ここに、前記chemFETアレイ中の各chemFETセンサーが反応チャンバーにカップリングされていることを特徴とする装置。
【請求項24】
各核酸が1〜10μm、9μm、5μmまたは2.6μmのピッチを有する化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにその5’または3’末端によって付着した、複数の核酸を含む装置。
【請求項25】
各核酸が、ほぼ21mm×21mm以下、ほぼ9mm×9mm、または7mm×7mmの面積を占有する化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにその5’または3’末端によって付着した複数の核酸を含む装置。
【請求項26】
各核酸が、画素を含む化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイにその5’または3’末端によって付着した複数の核酸を含み、ここに、各画素は100μm2以下、9μm2以下または8μm2以下の面積を占有することを特徴とする装置。
【請求項27】
前記複数の核酸が均一である請求項7〜26のいずれか一項記載の装置。
【請求項28】
前記複数の核酸が均一でない請求項7〜26のいずれか一項記載の装置。
【請求項29】
前記複数の核酸が、各々が10〜100のヌクレオチドを含む核酸を含む請求項7〜28のいずれか一項記載の装置。
【請求項30】
前記複数の核酸が合成核酸を含む請求項7〜29のいずれか一項記載の装置。
【請求項31】
前記複数の核酸が一本鎖核酸を含む請求項7〜30のいずれか一項記載の装置。
【請求項32】
前記複数の核酸が二本鎖核酸を含む請求項7〜30のいずれか一項記載の装置。
【請求項33】
前記複数の核酸が、DNA、RNA、miRNA、またはcDNAを含む請求項7〜32のいずれか一項記載の装置。
【請求項34】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着された複数の蛋白質を含み、ここに、前記蛋白質は受容体酵素であることを特徴とする装置。
【請求項35】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着した複数の蛋白質を含み、ここに、前記蛋白質はチロシンキナーゼ受容体であることを特徴とする装置。
【請求項36】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着した複数の蛋白質を含み、ここに、前記蛋白質はホルモンであることを特徴とする装置。
【請求項37】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着した複数の蛋白質を含み、ここに、前記蛋白質は転写因子であることを特徴とする装置。
【請求項38】
前記アレイが104のchemFET、105のchemFET、106のchemFETまたは107のchemFETを含む請求項34〜37のいずれか一項記載の装置。
【請求項39】
前記chemFETアレイ中の各chemFETセンサーが反応チャンバーにカップリングされている請求項34〜37のいずれか一項記載の装置。
【請求項40】
前記アレイが1〜10μm、9μm、5μm、または2.6μmのピッチを有する請求項34〜37のいずれか一項記載の装置。
【請求項41】
前記アレイがほぼ21mm×21mm以下、ほぼ9mm×9mm、またはほぼ7mm×7mmの面積を占有する請求項34〜37のいずれか一項記載の装置。
【請求項42】
前記アレイが画素を含み、ここに、各画素は100μm2以下、9μm2以下、または8μm2以下の面積を占有する請求項34〜37のいずれか一項記載の装置。
【請求項43】
前記蛋白質がアレイに共有結合している請求項34〜42のいずれか一項記載の装置。
【請求項44】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)上に設けられた脳細胞培養を含み、ここに、前記アレイは104のchemFET、105のchemFET、106のchemFETまたは107のchemFETを含むことを特徴とする装置。
【請求項45】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)上に設けられた脳細胞培養を含み、ここに、前記chemFETアレイ中の各chemFETセンサーが反応チャンバーにカップリングされていることを特徴とする装置。
【請求項46】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)上に設けられた脳細胞培養を含み、ここに、前記アレイは1〜10μm、9μm、5μm、または2.6μmのピッチを有することを特徴とする装置。
【請求項47】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)上に設けられた脳細胞培養を含み、ここに、前記アレイはほぼ21mm×21mm以下、ほぼ9mm×9mm、またはほぼ7mm×7mmの面積を占有することを特徴とする装置。
【請求項48】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)上に設けられた脳細胞培養を含み、ここに、前記アレイは画素を含み、各画素は100μm2以下、9μm2以下、または8μm2以下の面積を占有することを特徴とする装置。
【請求項49】
請求項1〜48のいずれか一項記載の装置に試料を接触させ、試料と接触した後のchemFETアレイ中のchemFETセンサーからの電気的出力を、分析物の存在インジケーターとして測定することを含む試料中の分析物を検出する方法。
【請求項50】
前記試料が(a)血液、尿、唾液またはCSF試料または(b)水供給試料または空気試料である請求項49記載の方法。
【請求項51】
前記分析物が癌細胞、病原体、核酸、蛋白質、酵素阻害剤、酵素基剤、またはホルモンである請求項49記載の方法。
【請求項52】
前記病原体がウイルス、細菌、または寄生虫である請求項51記載の方法。
【請求項53】
前記分析物が抗体または抗体−抗原結合抗体断片である請求項49記載の方法。
【請求項54】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着した複数の天然に生じない生物学的または化学的剤に試料を接触させ、
試料との接触後に、chemFETアレイ中の複数のchemFETセンサーからの電気的出力を分析することを含み、
ここに、chemFETセンサーからの電気的出力は分析物の存在を示し、ここに、前記アレイは104のchemFET、105のchemFET、106のchemFETまたは107のchemFETを含むことを特徴とする分析物を検出する方法。
【請求項55】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着した複数の天然に生じない生物学的または化学的剤に試料を接触させ、
試料との接触後に、chemFETアレイ中の複数のchemFETセンサーからの電気的出力を分析することを含み、
ここに、chemFETセンサーからの電気的出力は分析物の存在を示し、およびchemFETアレイ中の各chemFETセンサーが反応チャンバーにカップリングされていることを特徴とする分析物を検出する方法。
【請求項56】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着した複数の天然に生じない生物学的または化学的剤に試料を接触させ、
試料との接触後に、chemFETアレイ中の複数のchemFETセンサーからの電気的出力を分析することを含み、
ここに、chemFETセンサーからの電気的出力が分析物の存在を示し、および前記アレイが1〜10μm、9μm、5μm、または2.6μmのピッチを有することを特徴とする分析物を検出する方法。
【請求項57】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着した複数の天然に生じない生物学的または化学的剤に試料を接触させ、
試料との接触後に、chemFETアレイ中の複数のchemFETセンサーからの電気的出力を分析することを含み、
chemFETセンサーからの電気的出力が分析物の存在を示し、および前記アレイがほぼ21mm×21mm以下、ほぼ9mm×9mm、またはほぼ7mm×7mmの面積を占有することを特徴とする分析物を検出する方法。
【請求項58】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着した複数の天然に生じない生物学的または化学的剤に試料を接触させ、
試料との接触後に、chemFETアレイ中の複数のchemFETセンサーからの電気的出力を分析することを含み、
ここに、chemFETセンサーからの電気的出力が分析物の存在を示し、および前記アレイは画素を含み、ここに、各画素は100μm2以下、9μm2以下、または8μm2以下の面積を占有することを特徴とする分析物を検出する方法。
【請求項59】
前記天然に生じない生物学的または化学的剤がアプタマーである請求項54〜58のいずれか一項記載の方法。
【請求項60】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着した複数の天然に生じない生物学的または化学的剤に試料を接触させ、
試料との接触後に、chemFETアレイ中の複数のchemFETセンサーからの電気的出力を分析することを含み、
前記試料は血液、尿、唾液またはCSFを含み、ここに、chemFETセンサーからの電気的出力は分析物の存在を示し、およびここに、前記アレイは104のchemFET、105のchemFET、106のchemFETまたは107のchemFETを含むことを特徴とする分析物を検出する方法。
【請求項61】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着した複数の天然に生じない生物学的または化学的剤に試料を接触させ、
試料との接触後に、chemFETアレイ中の複数のchemFETセンサーからの電気的出力を分析することを含み、
前記試料は血液、尿、唾液またはCSFを含み、ここに、chemFETセンサーからの電気的出力は分析物の存在を示し、および前記chemFETアレイ中の各chemFETセンサーが反応チャンバーにカップリングしていることを特徴とする分析物を検出する方法。
【請求項62】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着した複数の天然に生じない生物学的または化学的剤に試料を接触させ、
試料との接触後に、chemFETアレイ中の複数のchemFETセンサーからの電気的出力を分析することを含み、
前記試料が血液、尿、唾液またはCSFを含み、ここに、chemFETセンサーからの電気的出力が分析物の存在を示し、および前記アレイが1〜10μm、9μm、5μm、または2.6μmのピッチを有することを特徴とする分析物を検出する方法。
【請求項63】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着した複数の天然に生じない生物学的または化学的剤に試料を接触させ、
試料との接触後に、chemFETアレイ中の複数のchemFETセンサーからの電気的出力を分析することを含み、
前記試料が血液、尿、唾液またはCSFを含み、ここに、chemFETセンサーからの電気的出力は分析物の存在を示し、および前記アレイはほぼ21mm×21mm以下、ほぼ9mm×9mm、またはほぼ7mm×7mmの面積を占有することを特徴とする分析物を検出する方法。
【請求項64】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)アレイに付着した複数の天然に生じない生物学的または化学的剤に試料を接触させ、
試料との接触後に、chemFETアレイ中の複数のchemFETセンサーからの電気的出力を分析することを含み、
前記試料が血液、尿、唾液またはCSFを含み、ここに、chemFETセンサーからの電気的出力は分析物の存在を示し、および前記アレイが画素を含み、ここに、各画素は100μm2以下、9μm2以下、または8μm2以下の面積を占有することを特徴とする分析物を検出する方法。
【請求項65】
前記複数の生物学的または化学的剤が複数の蛋白質である請求項54〜58または60〜64ののいずれか一項記載の方法。
【請求項66】
前記複数の生物学的または化学的剤が複数の核酸である請求項54〜58または60または64のいずれか一項記載の方法。
【請求項67】
前記複数の生物学的または化学的剤が均一な複数の生物学的または化学的剤である請求項54〜58または60〜64のいずれか一項記載の方法。
【請求項68】
前記複数の生物学的または化学的剤が均一でない請求項54〜58または60〜64のいずれか一項記載の方法。
【請求項69】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)センサーに近接する第2の剤に第1の剤を暴露し、
次いで、第1の剤の第2の剤への暴露の後に、前記chemFETセンサーにおいて電気的出力を測定することを含み、
ここに、第1の剤の第2の剤への暴露後における前記chemFETセンサーにおける電気的出力は第1および第2の剤の間の相互作用を示し、およびここに、前記chemFETセンサーは、104のchemFET、105のchemFET、106のchemFETまたは107のchemFETを含むchemFETアレイ中に存在することを特徴とする生物学的または化学的プロセスをモニターする方法。
【請求項70】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)センサーに近接する第2の剤に第1の剤を暴露し、
次いで、第1の剤の第2の剤への暴露の後に、前記chemFETセンサーにおいて電気的出力を測定することを含み、
ここに、第1の剤の第2の剤への暴露の後における前記chemFETセンサーにおける電気的出力が第1および第2の剤の間の相互作用を示し、ここに、前記chemFETセンサーは2のchemFETセンサーを含むchemFETアレイ中に存在し、ここに、各chemFETセンサーは別々の反応チャンバーにカップリングしていることを特徴とする生物学的または化学的プロセスをモニターする方法。
【請求項71】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)センサーに近接する第2の剤に第1の剤を暴露し、
次いで、第1の剤の第2の剤への暴露の後に、前記chemFETセンサーにおいて電気的出力を測定することを含み、
ここに、第1の剤の第2の剤への暴露の後における前記chemFETセンサーにおける電気的出力は第1および第2の剤の間の相互作用を示し、およびここに、前記chemFETセンサーは、1〜10μm、9μm、5μm、または2.6μmのピッチを有するchemFETアレイ中に存在することを特徴とする生物学的または化学的プロセスをモニターする方法。
【請求項72】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)センサーに近接する第2の剤に第1の剤を暴露し、
次いで、第1の剤の第2の剤への暴露の後に、前記chemFETセンサーにおいて電気的出力を測定することを含み、
ここで、第1の剤の第2の剤への暴露の後における前記chemFETセンサーにおける電気的出力は第1の剤および第2の剤の間の相互作用を示し、およびここに、前記chemFETセンサーは、ほぼ21mm×21mm以下、ほぼ9mm×9mm、または7mm×7mmの面積を占有するchemFETアレイ中に存在することを特徴とする生物学的または化学的プロセスをモニターする方法。
【請求項73】
化学的に感受性の電界効果トランジスタ(chemFET)センサーに近接する第2の剤に第1の剤を暴露し、
次いで、第1の剤の第2の剤への暴露の後に、前記chemFETセンサーにおいて電気的出力を測定することを含み、
ここで、第1の剤の第2の剤への暴露の後における前記chemFETセンサーにおける電気的出力は第1および第2の剤の間の相互作用を示し、およびここに、前記chemFETセンサーは、画素を含むchemFETアレイ中に存在し、ここに、該画素は100μm2以下、9μm2以下、または8μm2以下の面積を占有することを特徴とする生物学的または化学的プロセスをモニターする方法。
【請求項74】
chemFETアレイに付着した複数の生物学的または化学的剤に試料を接触させ、ここに、前記試料に存在する分析物は生物学的または化学的剤に特異的に結合し、
結合された分析物に、酵素−コンジュゲーテッド抗体または抗体断片を結合させ
酵素の非−イオン性基質に、結合した酵素−コンジュゲーテッド抗体または抗体断片を暴露し、次いで、
非−イオン性基質のイオン性生成物への酵素−媒介変換を検出し、
ここに、イオン性生成物の検出は試料中の分析物の存在を示すことを特徴とする試料中の分析物を検出する方法。
【請求項75】
前記chemFETアレイが少なくとも10のchemFETセンサーを含む請求項74記載の方法。
【請求項76】
前記非−イオン性基質がNADPHであって、前記イオン性生成物がNADP+である請求項74または75記載の方法。
【請求項77】
前記非−イオン性基質がNADHであって、前記イオン性生成物がNAD+である請求項74または75記載の方法。
【請求項78】
前記酵素がオキシダーゼまたはレダクターゼである請求項74または75記載の方法。
【図1】
【図2】
【図2A】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図10−1】
【図11A】
【図11A−1】
【図11B−1】
【図11B−2】
【図11B−3】
【図11C−1−1】
【図11C−1−2】
【図11C−2】
【図11C−3】
【図11D−1】
【図11D−2】
【図11E】
【図12】
【図12−1】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図18A】
【図18B】
【図18C】
【図18D】
【図19】
【図20】
【図20A】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28A】
【図28B】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図33A】
【図33B】
【図33B−1】
【図33B−2】
【図33B−3】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図42A】
【図42B】
【図42C】
【図42D】
【図42E】
【図42F】
【図42F−1】
【図42F−2】
【図42F−3】
【図42F−4】
【図42F−5】
【図42F−6】
【図42F−7】
【図42F−8】
【図42G】
【図42H】
【図42I】
【図42J】
【図42K】
【図42L】
【図42M】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
【図49】
【図50】
【図51】
【図52】
【図53】
【図54】
【図55】
【図56】
【図57】
【図58】
【図59A】
【図59B】
【図59C】
【図60】
【図2】
【図2A】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図10−1】
【図11A】
【図11A−1】
【図11B−1】
【図11B−2】
【図11B−3】
【図11C−1−1】
【図11C−1−2】
【図11C−2】
【図11C−3】
【図11D−1】
【図11D−2】
【図11E】
【図12】
【図12−1】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図18A】
【図18B】
【図18C】
【図18D】
【図19】
【図20】
【図20A】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28A】
【図28B】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図33A】
【図33B】
【図33B−1】
【図33B−2】
【図33B−3】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図42A】
【図42B】
【図42C】
【図42D】
【図42E】
【図42F】
【図42F−1】
【図42F−2】
【図42F−3】
【図42F−4】
【図42F−5】
【図42F−6】
【図42F−7】
【図42F−8】
【図42G】
【図42H】
【図42I】
【図42J】
【図42K】
【図42L】
【図42M】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
【図49】
【図50】
【図51】
【図52】
【図53】
【図54】
【図55】
【図56】
【図57】
【図58】
【図59A】
【図59B】
【図59C】
【図60】
【公表番号】特表2011−525990(P2011−525990A)
【公表日】平成23年9月29日(2011.9.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−516308(P2011−516308)
【出願日】平成21年6月26日(2009.6.26)
【国際出願番号】PCT/US2009/003797
【国際公開番号】WO2009/158006
【国際公開日】平成21年12月30日(2009.12.30)
【出願人】(502221282)ライフ テクノロジーズ コーポレーション (113)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成23年9月29日(2011.9.29)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年6月26日(2009.6.26)
【国際出願番号】PCT/US2009/003797
【国際公開番号】WO2009/158006
【国際公開日】平成21年12月30日(2009.12.30)
【出願人】(502221282)ライフ テクノロジーズ コーポレーション (113)
【Fターム(参考)】
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