ダブルスイープ：カチオン性およびアニオン性ミセルを使用した非常に効果的なサンプル前濃縮と複数の酵素活性アッセイへのその応用

従来のマイクロ流体バイオアッセイでは、短い光学経路の長さと非常に少量の分析物が検出可能性を大幅に低下させることがあります。バイオアッセイの検出可能性を改善するために、さまざまなサンプル事前濃縮技術が報告されています。本研究では、カチオン性ミセルとアニオン性ミセルを同時に利用して、「ダブルスイープ」という新しい先入観技術を開発しました。顕微鏡的観測により、二重掃引が最初に毛細血管を満たしたサンプルソリューションが非常に狭い帯域に焦点を合わせることを実証しました。当初、サンプル分子は、それぞれアニオン性またはカチオン性ミセル溶液を使用した従来の掃引に基づいて、カソードからアノード、またはアノードにカソードに掃引されます。次に、掃引されたバンドの正面が毛細血管で互いに衝突し、バンド間のインターフェースで停止します。ミセル溶液のサンプル分子は、ミセルの電気泳動移動のために界面に向かって移動し続け、分子拡散によるバンドの広がりのさらなる焦点と抑制をもたらします。私たちは、従来のスイーイングを使用するよりも二重掃引を使用して、より高い事前濃縮効率が達成されたことを実証しました。さらに、アレイされた試薬放出毛細血管を使用した複数の酵素活性アッセイに二重掃引が正常に組み込まれ、カスパーゼ-3、アルカリホスファターゼ、およびトリプシンの単純で迅速、同時、非常に高感度のアッセイが生じました。

In conventional microfluidic bioassays, short optical path length and extremely small quantities of analytes sometimes can significantly reduce detectability. Various sample preconcentration techniques have been reported for improving the detectability of bioassays. In the present study, we developed a novel preconcentration technique, "double sweeping", utilizing cationic and anionic micelles simultaneously. Microscopic observations demonstrated that double sweeping enabled a sample solution, which initially filled a capillary, to be focused into an extremely narrow band. Initially, the sample molecules are swept from cathode to anode, or anode to cathode, based on conventional sweeping with an anionic or cationic micellar solution, respectively. Then, the fronts of the swept bands collide with each other in the capillary and halt at the interface between the bands. The sample molecules in the micellar solutions continue to move toward the interface because of the electrophoretic migration of the micelles, which results in further focusing and suppression of the band broadening due to molecular diffusion. We demonstrated that higher preconcentration efficiency was achieved using double sweeping than using conventional sweeping. In addition, double sweeping was successfully incorporated into a multiple enzyme activity assay using an arrayed reagent-release capillary, resulting in simple, rapid, simultaneous, and highly sensitive assays of caspase-3, alkaline phosphatase, and trypsin.