CN119404099A 用于数字化的、多路复用的、细胞外囊泡来源的生物标志物诊断芯片实验室的系统和方法 （埃克斯科瑞克斯公司）

2024.12.20PCT/US2023/0689372023.06.23WO2023/250455EN2023.12.28置上分离和检测一种或多种感兴趣的生物标志标志物的第一生物样品接收到介电电泳(DEP)电并经由数字化传感器确定第一生物样品的所述2将含有所述一种或多种感兴趣的生物标志物的第一生物样品接收到介电电泳(DEP)电经由数字化传感器确定所述第一生物样品的所述一种或多种感兴趣的生物标志物的4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述DEP电极阵列包用于将含有所述一种或多种感兴趣的生物标志物的第一生物样品接收到介电电泳用于经由数字化传感器确定所述第一生物样品的所述一种或多种感兴趣的生物标志9.一种用于在介电电泳(DEP)装置上检测至少一种感兴趣的生物标志物的方法，所述通过所述一个或多个电极阵列施加电流，从所述第一生物样品的多经由一个或多个微流控，将所述第一感兴趣的生物标志物3粒(MNP)标签或单链DNA(ssDNA15.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一感兴趣的生物标志物是细胞外囊泡16.一种用于检测至少一种感兴趣的生物标志物的介电电泳装置，所述介电电泳装置用于将第一生物样品接收到所述介电电泳装置的一个或多个电极阵列上的工具，其用于经由一个或多个微流控将所述第一感兴趣的生物标志物从所述第一生物样品的多个生物标志物中过滤到所述介电电泳装置经由微流控通道将所述第一生物样品转移到第一室中经由所述微流控通道将所述第一生物样品从所述第经由所述微流控通道将所述第一生物样品从所述第从所述第一室输出废物产品，所述废物产品包括所述第一生物样品施加到所述第一生物样品的电流导致所述第一生物样品的特定感兴趣的生物标志物的分4在所述标记室中处理所述第一生物样品，其中所述第一生物通过所述传感器室中执行的一个或多个处理数字化地确定具有相应标记的所述一种25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述第一生物样品经由所述微流控通道被接用于将具有相应标记的所述一种或多种感兴趣的生物标志物传送到传感器室的工具；用于通过所述传感器室中执行的一个或多个处理数字化地确定具有相应标记的所述5将第一生物样品接收到所述固态装置中，其中，所述第一生物样经由MF将所述第一生物样品转移到介电电泳(DEP)室并通过DEP室的一个或多个电极为所述第一生物样品的所述一种或多种感兴经由MF将所述第一生物样品转移到一个或多个检测器室，通过所述一个或多个检测器室内的一个或多个检测器基于分配的标记数字化地确定粒(MNP)标签或单链DNA(ssDNA37.根据权利要求32所述的方法，其中，所述DE用于经由MF通道将所述第一生物样品转移到介电电泳(DEP)室并通过DEP室的一个或用于经由所述MF通道将所述第一生物样品用于为所述第一生物样品的所述一种或多种感兴趣的生物标志物中的每一种分配标用于经由所述MF通道将所述第一生物样品用于通过所述一个或多个检测器室内的一个或多个检测器基于分配的标记数字化地一个或多个致动阀，其中所述一个或多个致动阀中的每一个连接多个所述微流控通6一个或多个介电电泳(DEP)室，其中每个DEP室至少含有一个或多一个或多个检测器，其中所述一个或多个检测器是能够操作7在相当大的进展发生之前检测出疾病诸如癌症和神经退行性疾病所需的灵敏度和特异性。[0004]癌症和神经退行性疾病的检测方法依赖于昂贵、耗时且通常具有侵入性的方法[0006]在特定实施方式中，用于在介电电泳(DEP)装置上分离和检测一种或多种感兴趣的生物标志物的方法可包括将含有一种或多种感兴趣的生物标志物104的第一生物样品接收到DEP装置的DEP电极阵列上。在特定实施方式中，DEP装置的一个或多个处理器可指示个或多个处理器可以指示DEP装置施加专门针对生物样品的一种或多种感兴趣的生物标志8[0007]在特定实施方式中，用于在DEP装置上检测感兴趣的生物标志物的方法可以包括将含有一种或多种感兴趣的生物标志物的第一生物样品接收到DEP装置的一个或多个阵列个或多个微流控将特定感兴趣的生物标志物从生物样品中的多个生物标志物中过滤到DEP可包括将第一生物样品接收到固态装置上。然后，固态装置可将第一生物样品转移到DEP多个特征对第一生物样品的一种或多种感兴趣的物样品转移到DEP室并通过DEP室的一个或多个电极向第一生物或多个部件，以将标记分配给第一生物样品的一种或多种感兴趣的生物标志物中的每一9公开的实施方式提出的解决此挑战的解决方案可以是一种用于分离特定生物标志物的固以包括在固态装置上利用介电电泳(DEP)。实施方式的另一技术优势可以包括利用固态装实施方式和特征的任一个可以在单独的权利要求中和/或与本文描述或描绘的任何实施方式或特征或所附权利要求的特征中的任一个以任[0030]图6示出了使用流控多路复用从一种或多种生物样品中查询多种EV来源的生物标[0031]图7示出了使用流控多路复用从一种或多种生物样品中查询多种EV来源的生物标[0032]图8示出了使用流控多路复用从一种或多种生物样品中查询多种EV来源的生物标的EV102的特性可以为早期检测与早期疾病相对应的生物标志物提供机会。因此，从EV102中组合检测多种癌症相关生物标志物的存在，以粒施加介电电泳(DEP)力。DEP力的强度和方向可以是专门针对样品内的多种生物颗粒的，[0050]在特定实施方式中，生物标志物104可以用一种或多种标签和/或标志物进行标合事件110发生时，观察到的事件可以改变表面化学122的电容或增加电荷载流子的数量，附着于EV102的生物标志物104直接结合抗体12[0057]在特定实施方式中，捕获EV来源的生物标志物和/或EV来源的生物标志物标签的体管(ISFET)结构可以对栅氧化物而不是金属通过DEP浓缩一种或多种EV102并使其紧密接近一个或多个工作电极表面124的金属栅(例一种或多种EV102和/或生物标志物104可标明有对应于EV102和/或生物标志物104的一化学地裂解的生物标志物104与检测生物分子和/或分子之间的连接物可以包括但不限于酰基磺酰胺和/或二硫醚。能够光解地裂解的生物标志物104与检测生物分子和/或分子之间的连接物可以包括但不限于硝基苯乙醚和/或苯甲酰酯。能够电化学裂解的生物标志物[0061]在特定实施方式中，当通过工作电极表面124的栅表面附近的离子浓度变化检测体120之间在缀合栅表面上的相互作用调节场效应晶体管的栅的电特性，导致晶体管两端[0062]在特定实施方式中，当在固态DEP装置的一个或多个室内对生物样品施加力(例[0063]在特定实施方式中，一种或多种生物标志物104的数字化输出可通过一种或多种神经网络(CNN)、递归神经网络(RNN)、长短期记忆(LSTM)、门控循环单元(GRU，gratedrecurrentunit)、受限玻尔兹曼机(RBM)、深度信念网络(DBN)、双向递归深度神经网络[0064]在特定实施方式中，一种或多种生物标志物104的数字化输出可通过一种或多种102可在EV102的表面上含有一种或多种生物标志物104和一种或多种标签140。在特定实102可以在EV102的表面上含有一种或多种生物标志物104和一种或多种标签140。在特定102可以在EV102的表面上含有一种或多种生物标志物104和一种或多种标签140。在特定2的流程图200可以描述用于样品制备的室和流体通道架构以及分离/浓缩室。在特定实施实施方式中，可使用散装和/或消耗性试剂容器将多种流体试剂供应到一个或多个流体室[0088]在特定实施方式中，DEP室废物206可从分离/浓缩室210输出，并且DEP试剂输入内。在特定实施方式中，DEP试剂输入209可由一种或多种散装试剂组成，诸如散装试剂Z’具有非对称极化率的颗粒的净力。如图300所表明，生物样品的等离子体320可进入DEP室引力带中的EV102可被吸引到介电材料302表面上的一个或多个正电极304和/或负电极可创建一个或多个具有陡峭的电场梯度的区域。在该实例中，电极404的长度可以以数百[0093]在特定实施方式中，在所述一个或多个正电极304和/或一个或多个负电极306和一个或多个注射器510可以由一个或多个马达520致动，其中马达520可以含有一个或多个个或多个储器550可由离心管或任何其他合适的[0097]在特定实施方式中，检测设备可使流体移动通过一个或多个分离和/或标记室[0101]图6示出了使用流控多路复用从一种或多种生物样品中查询多种EV来源的生物标其中生物样品的样品子体积可被沿路传递到中，N个标签室中的每一个可以仅标明一种独特且特异性的生物标志物。在特定实施方式[0103]图7示出了使用流控多路复用从一种或多种生物样品中查询多种EV来源的生物标是图700的装置内的唯一室，或者DEP室620可以是图700的装置内的许多DEP室620中的一被传送到数字化微流控(DMF)通道630，直到生物样品到达一个或多个标记室。如图7的图[0105]图8示出了使用流控多路复用从一种或多种生物样品中查询多种EV来源的生物标多种生物样品可被传送到数字化微流控(DMF)通道630，直到所述一种或多种生物样品到达一个或多个标记室。作为实例而非限制，DMF通道630可以是微流控通道。如图8的图800所示的装置的电路架构可用于测量工作电极940的浮动电压相对于由对电极930保持在电位对电极930和/或工作电极940中的每一个处的电位、阻抗和/或电流可以用一个或多个ADC所示的装置的电路架构可用于测量工作电极940的浮动电压相对于由对电极930保持在电[0111]在特定实施方式中，用于量化生物样品中的EV来源的生物标志物的检测设备(例以及气动、液压或电动流体控制器组成，其中流控控制器可以是手动式和/或电子致动式部材料构成，其中顶部和底部模制材料之间的空间可以容纳一个或多个印刷电路板和/或各种入口和出口端口和/或储器并从各种入口和出口端口和/或储器引导出多种类的样品[0114]在特定实施方式中，用于量化血浆样品中的EV来源的生物标志物104的装置可以104的装置可以包括多个电子设备和/或传感器，其中电子设备和/或传感器可以报告量化生物标志物104和/或生物标志物标签的存在的数[0116]在特定实施方式中，EV生物传感器装置可以执行DEP颗粒过滤以将EV1极和/或非电极表面上的防生物污损表面涂层或1200所示的装置的电路架构可用于测量响应于参比电极920上的定义电压而流过工作电极[0121]图14示出了经由介电电泳装置分离和检测感兴趣的生物标志物的示例方法140该方法可以从步骤410开始，其中DEP装置可以将含有一种或多种感兴趣的生物标志物104装置的一个或多个处理器可以指示DEP装置施加专门针对生物样品的一种或多种感兴趣的特定生物标志物104的量可以经由一个或多个计算装置的序发生的图14的方法的任何合适步骤。尽管本公开描述并说明了用于在DEP装置上分离和开考虑了用于在DEP装置上分离和检测一种或多种感兴趣的生物标志物的任何合适方法，个处理器可以指示DEP装置施加专门针对生物样品的一种或多种感兴趣的生物标志物104从生物样品的多个生物标志物104中过滤一种或多种生物标志物104。作为实例而非限制，生物标志物104可过滤到DEP装置的一个或多个序发生的图15的方法的任何合适步骤。尽管本公开描述并说明了用于在DEP装置上分离和考虑了用于在DEP装置上分离和检测一种或多种感兴趣的生物标志物的任何合适的方法，施加到第一生物样品的电流可导致第一生物样品的特定感兴趣的生品包括第一生物样品的一部分和第一处理产生的所述一种或多种试剂的一部分。理解的序发生的图16的方法的任何合适步骤。尽管本公开描述并说明了用于在DEP装置上分离和虑了用于在DEP装置上分离和检测一种或多种感兴趣的生物标志物的任何合适的方法，包[0137]图17示出了用于在固态装置上分离至少一种感兴趣的生物标志物的示例方法例而非限制，多个标签可以至少包括抗体标签、金属纳米颗粒(MNP)标签和/或单链DNA发生的图17的方法的任何合适步骤。尽管本公开描述并说明了用于在DEP装置上分离和检[0145]图18示出了用于在固态装置上分离至少一种感兴趣的生物标志物的示例方法部件，以将标记分配给第一生物样品的所述一种或多种感兴趣的生物标志物中的每一种。在一个或多个计算机系统1900上运行的软件执行本文所述或所示的一种或多种方法的一或多个计算机系统1900可以以实时或批量模式执行本文所述或所示的一种或多种方法的的位置执行本文所述或所示的一种或多种方法的并且指令缓存可以加速处理器1902对这些指[0158]数据缓存中的数据可以是用于处理器1902处执行操作的指令的内存1904或存储适当的情况下处理器1902包括任何合适数量的任何合适的内部寄存器。在适当的情况下，行一个或多个内部寄存器或内部缓存中或内存1904中(而不是存储器1906或其他地方)的[0160]一个或多个内存总线(每个总线可以包括地址总线和数据总线)可以将处理器包括可移动或不可移动(或固定)介质。在适当的情况下，存储器1906可以是计算机系统考虑了任何合适的I/O装置以及任何适合它们的I/O接口1906。在适当的情况下，I/O接口1908可以包括一个或多个装置或软件驱动器，使得处理器1902能够驱动这些I/O装置中的用于在计算机系统1900与一个或多个其他计算机系统1900或一个或多个网络之间进行通WI_FI网络)通信的无线NIC(WNIC)或无线适配器。本公开考虑了任何合适的网络和任何适样地可以要求保护由有意地返回引用任何先前的权利要求(尤其多个从属关系)引起的任选择的从属关系如何。可以要求保护的主题不仅包括如所附权利要求中阐述的特征的组方式和特征的任一个可以在单独的权利要求中和/或与本文描述或描绘的任何实施方式或特征或所附权利要求的特征中的任一个以任[0170]本公开的范围涵盖本领域技术人员将理解的对本文所述或示出的实例实施方式