-
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die
Erfindung betrifft eine auf Immundiffusion basierende Multikanaltestvorrichtung,
die die simultane oder parallele Durchführung etlicher unterschiedlicher
Analysen ermöglicht.
Die Produktion und Verwendung der Vorrichtung werden in der Erfindung
ebenfalls offenbart.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Verfahren
und Testvorrichtungen, die auf Immundiffusion basieren, sind beispielsweise
aus den folgenden Patenten und Patentanmeldung bekannt:
US 4,757,002 ,
US 3,990,852 ,
US 4,562,147 und
EP 0 250 137 . Immunchromatographische
Verfahren, die auf Immundiffusion basieren, wurden beispielsweise
in den folgenden Patenten und Patentanmeldungen offenbart:
EP 0 291 194 ,
EP 0 284 232 (
FI 93150 ) und
WO 86/03839 .
-
Die
oben erwähnten
Testvorrichtungen, die auf Immundiffusion und Immunchromatographie
basieren, werden besonders häufig
für die
Durchführung
einer Analyse-pro-Test-Vorrichtung verwendet. In vielen Fällen kann
eine definitive Diagnose und die Auswahl eines geeigneten Behandlungsverfahrens für einen
Patienten, der an einer spezifischen Erkrankung oder einem Syndrom
leidet, die Durchführung etlicher
unterschiedlicher Analysen notwendig machen. Wenn die Erkennung
des Grundes der Erkrankung, die zu den Symptomen oder der Krankheit
führt oder
der Ausschluss bestimmter Erkrankungen die Durchführung etlicher
Tests notwendig macht, so würde
eine Diagnose so teuer werden, dass in der Regel nur eine oder nur
eine sehr begrenzte Anzahl von Analysen durchgeführt werden, wobei diese Analysen
zufällig
gewählt
werden, basierend auf der Bewertung durch den behandelnden Arzt
oder unter allgemein verwendeten Tests, in welchem Fall andere Alternativen
undefiniert verbleiben können.
-
Die
Verwendung von mehr als einem Testkanal ist aus
US B1 6,171,870 und
US A1 2003/0040021 bekannt.
US B1 6,171,870 betrifft
ein Verfahren zur Erzeugung solcher Kanäle durch Aufbringen von wasserabstoßenden Substanzen,
wie beispielsweise Wachs auf einen porösen Träger. Die behandelten Bereiche
bilden blockierende Segmente zwischen den Kanälen. In dem in
US A1 2003/0040021 beschriebenen
Verfahren bewegen sich die Proben entlang behandelter Kanäle, während unbehandelte
Bereiche zwischen den Kanälen verbleiben.
-
Die
WO 00/22434 offenbart eine
Multikanaltestvorrichtung, basierend auf Diffusion, die für die Durchführung von
Immunassays geeignet ist, wobei die Kanäle durch Laserätzen erzeugt
werden.
-
Immunologische
Testvorrichtungen mit lasergeätzen
Markierungen mit Informationen, betreffend den durchgeführten Test,
sind aus der
US 6340588 bekannt.
Die Markierungen werden verwendet, um die individuellen Testvorrichtungen
zu identifizieren und die darin gespeicherte Information zu gewinnen.
-
Die
Vorteile der vorliegenden Erfindung gegenüber den Verfahren aus dem Stand
der Technik sowie den Testvorrichtungen aus dem Stand der Technik
beinhalten eine Verminderung des Reagenz- und Materialverbrauchs,
des Probenvolumens und der Beladung wie auch Verbesserungen im Hinblick auf
Umwelt, Lagerungszeit und Verbraucherfreundlichkeit. Eine Erhöhung der
Umweltfreundlichkeit wird durch eine verminderte Umweltbelastung
erreicht, die durch die Testvorrichtungen ausgelöst wird. Aufgrund von Einsparungen
im Reagensverbrauch und Laborkosten ermöglicht es das Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung, Testvorrichtungen mit extrem geringen Kosten zu produzieren.
-
Die
mit konventionellen Testvorrichtungen, die auf Immundiffusion und
Immonchromatographie basieren, verbundenen Probleme werden durch
die vorliegende Erfindung überwunden,
deren Eigenschaften in den folgenden Ansprüchen offenbart sind.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Die
auf Immundiffusion basierende Testvorrichtung der vorliegenden Erfindung
umfasst ein poröses
Trägermaterial
und darin ein spezifisches Bindungsreagens (Immunreagens) in Form
einer Zone oder eines Blots. Eine nachweisbare Markierung, an die
ein zweites spezifisches Bindungsreagens (Immunreagens) gekoppelt
ist, wird getrennt zugeführt oder
vorher auf den porösen
Träger
aufgebracht und ist durch die Probe mobilisierbar. Eine Probenaufbringstelle,
die optional mit einem Filter versehen ist, ist ebenfalls an der
Testvorrichtung angeordnet. Das poröse Trägermaterial der Testvorrichtung
besteht vorzugsweise aus Nitrocellulose und umfasst ein Netzwerk
von Kanälen
und Kennzeichen mit Information betreffend den Test, die in das
poröse
Trägermaterial
mit einer Laserbehandlung geätzt
sind. Das Netzwerk aus Kanälen
umfasst zwei oder mehr Kanäle
(1), getrennt durch einen behandelten Bereich (2),
ein oder mehr darauf immobilisierte spezifische Bindungsreagentien
(3), eine optionale Markierungsstelle (4), plat ziert
in dem Kanal nahe der Probenaufbringstelle (5) oder in
der Probenaufbringstelle (5) selbst, die so platziert ist,
dass sie eine gleichmäßige Verteilung
der Probe in jeden Kanal ermöglicht.
-
Die
Testvorrichtung der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Diagnose unterschiedlicher
Erkrankungen oder Symptome, basierend auf einer simultan oder parallel
durchgeführten
Erkennung von etlichen syndromerzeugenden Mitteln oder Analyten. Die
Testvorrichtung kann verwendet werden, um simultan etliche allergieerzeugenden
Agenzien, Myocardinfarktmarker, Geschlechtskrankheits-erzeugende
Mittel, Blutscreening-Analyten, respiratorische Infektions-erzeugende
Mittel, Infektionskrankheit-erzeugende Mittel und/oder Krebsmarker
zu erkennen.
-
Beispiele
für nützliche
spezifische Bindungsreagentien sind Antikörper, Antikörperfragmente, rekombinante
Antikörper,
rekombinante Antikörperfragmente,
Antigene, Lektine, Rezeptoren und/oder Liganden. Nützliche
Markierungsreagentien sind beispielsweise Latex, Gold, Metall oder
färbende
Teilchen oder fluoreszierende Substanzen.
-
Die
Erfindung offenbart ein Verfahren zur Erzeugung der Testvorrichtung,
wobei das spezifisch erkennende Immunregens in einem porösen Material immobilisiert
ist, das mit einer Substanz inert gemacht wurde und wobei die Probenaufbringstelle
optional mit einem Filter versehen und eine nachweisbare Markierung,
an die ein spezifisches Bindungsreagens gebunden ist. Ein Kanalnetzwerk
der gewünschten
Form und Größe und Kennzeichen
mit Information betreffend den Test, werden auf dem porösen Material
durch Ätzen
des porösen
Materials mit einem Laser gebildet. Das Netzwerk umfasst zwei oder
mehr Kanäle
(1) und einen behandelten Bereich (2); und ein
oder mehr erkennende spezifische Bindungsreagentien sind in jedem
Kanal (1) als Zone oder Blot (3) immobilisiert.
-
Eine
nützliche
Substanz, durch die das poröse
Material inert gemacht wird, ist eine Mischung, umfassend natürliche oder
synthetische Polymere, wie Albumin und Casein oder PEG (Polyethylenglycol)
und PVA (Polyvinylalkohol), nicht-ionische Detergentien, wie Hexansulfonsäure und
TRITON-X-100, BRIJ und Konservierungsmittel, wie Zucker, beispielsweise
Saccharose und Trehalose oder ihre Derivate.
-
Die
Lagerfähigkeit
der Testvorrichtung wird durch Trocknen und Erhalt der Testvorrichtung
in einer relativen Feuchtigkeit von nicht mehr als 8% und hermetisch
verpackt nach Aufbringung der Reagentien deutlich verbessert.
-
Die
Multikanaltestvorrichtung ist zur Durchführung simultaner oder paralleler
etlicher Assays nützlich,
was Diagnosen einer Zielerkrankung und/oder eines Syndroms ermöglicht,
die/das unter Verwendung von nur einem Marker schwierig zu diagnostizieren
sein kann. Die Probe wird auf die Aufbringstelle (5) der
Testvorrichtung aufgebracht, enthaltend eine durch die analysierbare
Probe mobilisierbare Markierung und ein zweites spezifisches Bindungsreagens
daran gekoppelt, von welcher Stelle die Probe und die Reagentien
gleichmäßig in die Kanäle des Kanalnetzwerkes,
das durch die Laserbehandlung gebildet wurde, migrieren, wo sie
entweder mit dem spezifischen Bindungsreagenz an seiner Immobilisierungsstelle
(3) reagieren oder nicht, von welcher Stelle die positiven
oder negativen Ergebnisse direkt ablesbar sind.
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft auch eine Testvorrichtung für die simultane
oder parallele Durchführung
etlicher Assays zur Erkennung der Zielerkrankung und/oder des Syndroms.
Die Probe wird auf die Aufbringstelle (6) der Testvorrichtung
aufgebracht, von wo sie in einen Kanal migriert, wo sie mit der
durch die Probe mobilisieren Markierung vermischt wird und damit
reagiert und dem zweiten daran gebundenen spezifischen Bindungsreagens,
woraufhin die Probe und die Reagentien gleichmäßig in die Kanäle des Kanalnetzwerkers
migrieren, das durch eine Laserbehandlung gebildet wurde, wo sie mit
dem spezifischen Bindungsreagens an seinem Immobilisierungspunkt
(3) reagieren oder nicht, wovon die positiven oder negativen
Ergebnisse direkt ablesbar sind.
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung der Testvorrichtung
für die
simultane oder parallele Durchführung
etlicher Assays zur Erkennung einer Zielerkrankung und/oder eines
Syndroms. Die Probe wird einer getrennten Markierung vermischt,
die ein zweites spezifisches Bindungsreagens daran gekoppelt aufweist
und die Mischung wird auf einen Aufbringpunkt (5) der Testvorrichtung aufgebracht,
von welcher Stelle die Probe und die Reagentien gleichmäßig in die
Kanäle
des durch eine Laserbehandlung gebildeten Kanalnetzwerks migrieren,
wo sie mit dem an seinem Immobilisierungspunkt (3) enthaltenen
spezifischen Bindungsreagens reagieren oder nicht, wovon die positiven
oder negativen Ergebnisse direkt ablesbar sind.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 zeigt
ein Netzwerk von 8 Kanälen,
wobei es sich um eine der bevorzugten Testvorrichtungen zur Durchführung von
bis zu 8 unterschiedlichen Assays handelt. Die Markierungsstelle 4 wirkt
simultan als Probenaufbringpunkt 5 und die Kanäle 1,
getrennt durch behandelte Bereiche 2, enthalten das spezifische
Bindemittel als Zone 3.
-
1a zeigt
eine fortgeschrittene Ausführungsform
der Multikanaltestvorrichtung zur Durchführung bis zu acht unterschiedlichen
Assays gemäß 1.
Der Markierungspunkt 4 dient simultan als Probenaufbringpunkt 5 und
die Kanäle 1,
getrennt durch den behandelten Bereich 2 enthalten das
spezifische Bindemittel als Zone 3. Die Vorrichtung ist
mit Informationen, betreffend die Tests und den Hersteller, markiert.
-
2 zeigt
eine Testvorrichtung, die für
eine Durchführung
für sechs
unterschiedlichen Assays und ihrer Kontrollreaktionen verwendet
werden kann oder optional bis zwölf
unterschiedlichen Assays durch sechs unterschiedliche Markierungen.
Eine der Kanäle 1 trennt
sich in zwei Kanäle 1a und 1b,
die durch einen behandelten Bereich 2 getrennt sind. Der Probenaufbringpunkt
ist in der Mitte des Kanalnetzwerkes lokalisiert und jeder Kanal 1 umfasst
einen Markierungspunkt 4 und ein oder mehr Bindemittelzonen 3.
-
3 zeigt
eine Testvorrichtung, die zur Durchführung von vier unterschiedlichen
Assays und ihren Kontrollreaktionen oder optional bis zu acht unterschiedlichen
Assays mit vier unterschiedlichen Markierungen verwendet werden
kann.
-
4 zeigt
eine Testvorrichtung, die zur Durchführung von vier unterschiedlichen
Assays und ihren Kontrollreaktionen oder optional bis zu acht unterschiedlichen
Assays durch vier unterschiedliche Markierungen verwendet werden
kann.
-
5 zeigt
eine Testvorrichtung, die für
die Durchführung
von sechs unterschiedlichen Assays oder optional nur drei Assays
und ihren Kontrolleaktionen verwendet werden kann.
-
6 zeigt
eine Testvorrichtung, die zur Durchführung von zwölf unterschiedlichen
Assays durch vier unterschiedliche Markierungen verwendet werden
kann.
-
7 zeigt
ein Netzwerk von acht Kanälen, wo
es sich um eine bevorzugte Testvorrichtung zur Durchführung von
bis zu vierundzwanzig unterschiedlichen Assays handelt. Jeder Kanal 1 umfasst drei
Bindemittelzonen 3.
-
8 zeigt
eine Testvorrichtung, die zur simultanen Durchführung von sechzehn unterschiedlichen
Assays verwendet werden kann.
-
9 zeigt
eine Testvorrichtung, die zur Durchführung von zwanzig unterschiedlichen
Assays durch fünf
unterschiedliche Markierungen verwendet werden kann.
-
10 zeigt
eine Testvorrichtung, die zur Durchführung von zwei Assays und einer
Kontrollreaktion verwendet werden kann. Die Vorrichtung ist mit
Informationen, betreffend die Tests und den Hersteller, markiert.
-
11 zeigt
eine Testvorrichtung, die zur Durchführung von zwei Assays und einer
Kontrollreaktion verwendet werden kann. Die Vorrichtung ist mit
Information, betreffend die Tests und den Hersteller, markiert.
-
12 zeigt
eine Testvorrichtung, erzeugt durch ein Laserätzen, die zur Durchführung von
drei parallelen Assays oder optional drei individuellen Assays und
ihren Kontrollreaktionen verwendet werden kann. Die Vorrichtung
ist mit Informationen betreffend die Tests und den Hersteller markiert.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
-
Die
Aufgabe der Erfindung ist eine Multikanaltestvorrichtung, basierend
auf einer Immundiffusion, umfassend ein poröses Trägermaterial und in diesem Material
ein oder mehr spezifische Bindungsreagentien (Immunreagentien) in
Form einer Zone (Zonen) oder eines Blots (mehrerer Blots) und einen
Probenaufbringpunkt, der optional mit einem Filter ausgerüstet ist,
beispielsweise zur Entfernung von Blutzellen und die optional eine
Markierung umfasst, die durch die analysierbare Probe mobilisierbar
ist, beschichtet mit einem zweiten spezifischen Bindungsreagens
(Immunreagens). Die Markierung befindet sich auf der Testvorrichtung
oder wird der Probe zugefügt.
-
Die
erfindungsgemäße Testvorrichtung
ist dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Kanalnetzwerk und Kennzeichen
mit Informationen betreffend den Test umfasst, erzeugt durch Ätzen eines
Netzwerks auf ein poröses
Trägermaterial,
beispielsweise durch einen Laser. Die Kanäle der Testvorrichtung wurden mit
einem oder mehr identischen oder unterschiedlichen spezifischen
Bindungsreagentien versehen, die aus unterschiedlichen Markergruppen
gewählt
werden und die zusammen verwendet werden können und benötigt werden,
um ein spezifisches Syndrom zu diagnostizieren. Dadurch wird die
Diagnose durch die simultane Durchführung etlicher Assays für die Erkennung
einer spezifischen Zielerkrankung und/oder eines Syndroms ermöglicht.
Die Probenaufbringstelle, die sich in Form eines Punkts oder eines Blots
oder einer Linie oder einer Zone befinden kann, ist beispielsweise
in der Mitte lokalisiert oder dem anderen Ende des Streifens, auf
eine Weise, die eine gleichmäßige Verteilung
der Probe in jeden der Kanäle
ermöglicht.
Wenn dasselbe spezifische Bindungsreagens in unterschiedlichen Konzentrationen in
den Kanälen
verwendet wird, kann ein semiquantitatives Ergebnis erhalten werden.
-
Die
Testvorrichtung gemäß der Erfindung umfasst
etliche Kanäle,
die für
die simultane oder parallele Bestimmung etlicher Analyten verwendet
werden können.
In der Testvorrichtung ist es möglich,
optional Reagentien zusammen zu gruppieren, die Erkrankungs-erzeugende
Mittel erkennen, die mit verschiedenen Syndromen assoziiert sind,
beispielsweise Allergene, Myocardinfarktmarker, geeignete Reagentien
für die
Erkennung von Geschlechtserkrankungen und für das Blutscreening, Marker,
die respiratorische Infektions-erzeugende Mittel erkennen, IgG-,
IgA- und IgM-Antikörper,
Marker, die andere Infektionskrankheits-erzeugende Mittel erkennen,
wie auch verschiedene Krebsmarker, für ihre simultane oder parallele
Bestimmung.
-
Eine
zusätzliche
Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Erzeugung der Testvorrichtung. Das
Produktionsverfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Multikanalnetzwerk
einer gewünschten Form
und Größe und mit
Kennzeichnung mit Informationen betreffend den Test (siehe 1 bis 12) auf
ein poröses
Material durch Laserverfahren eingeätzt wird, die eine bestimmte
Form auf dem Substrat herstellen. Unterschiedliche erkennende spezifische Bindungsreagentien
sind, in der porösen
Substanz von jedem der Kanäle
permanent angehaftet, d. h., immobilisiert. Die Analyseergebnisse
für die
Testreaktionen sind von diesen Punkten ablesbar.
-
Daraufhin
wird das poröse
Material mit einer Substanz behandelt, die die freien reaktiven
Stellen inert macht, d. h., sie reagieren nicht in irgendeiner unerwünschten
Weise, beispielsweise durch Verlangsamen oder Verhindern, dass die
Analyten oder Markierungen in die permanent immobilisierte Reagenszone
oder den Blot migrieren. Die nachweisbare, optional sichtbare Markierung,
an die ein zweites spezifisches Bindungsreagens gebunden ist, wird
auf den Probenaufbringpunkt oder den Testkanal an einem vorher bestimmten
Platz aufgebracht. Die Markierung, an die das Bindungsreagens gebunden
ist, kann der Probe auch zugefügt
werden, in welchem Fall die Markierung in die Vorrichtung übertragen wird,
wenn die Probe dem Probenaufbringpunkt zugefügt wird.
-
Zusätzlich wird
die Verwendung der Testvorrichtung für die simultane oder parallele
Durchführung
etlicher Assays zur Erkennung einer bestimmten Erkrankung und/oder
eines Syndroms in der Erfindung beschrieben. Die verzweigten Kanäle können auch
verwendet werden, um das geeignete Funktionieren der Vorrichtung
zu kontrollieren, wobei einer der Kanäle als Testkanal und der andere
als Funktionalitäts-
oder Kontrollkanal verwendet wird. Ein getrennter Kontrollkanal,
der die Funktionalität der
Vorrichtung und der Reagentien anzeigt, kann ebenfalls der Testvorrichtung
zugefügt
werden.
-
Die
Multikanaltestvorrichtung gemäß der Erfindung,
wie auch ihre Verwendung in diagnostischen Verfahren unterscheiden
sich von den Testvorrichtungen aus dem Stand der Technik, die in
den oben erwähnten
Patenten und Patentanmeldungen offenbart werden darin, dass ein
oder mehr unterschiedli che oder identische parallele Tests, vorzugsweise
2 bis 40, noch bevorzugter 4 bis 30 und besonders bevorzugt 8 bis
24 parallele Tests unter Verwendung eines extrem kleinen Objekts,
erzeugt aus einem porösen
Material, durchgeführt
werden können.
-
Die
Verwendung von Laser zur Erzeugung des Kanalnetzwerks und der Kennzeichen
mit Information betreffend den Test, ist ein bevorzugtes Verfahren
für die
Herstellung der Testvorrichtungen gemäß der Erfindung. Die in diesem
Produktionsverfahren verwendete Maschine ist preisgünstig und
die Betriebskosten bestehen im wesentlichen aus der Menge der verwendeten
Elektrizität.
Im Vergleich zu der Verwendung von Wasser-abstoßenden Substanzen, wie beispielsweise
heißem
Wachs, kann durch die Laserherstellung die Verwendung von Chemikalien
während
des Herstellungsverfahrens vermieden werden. Durch die Verwendung
von Laser kann ein präzises Ätzergebnis
(Druck) erhalten werden und aufgrund der Genauigkeit des Drucks
(Eindrucks) kann die Testvorrichtung, falls gewünscht, in Verbindung mit dem
Herstellungsverfahren markiert werden, wodurch das Risiko eines
Durcheinanderbringens von Vorrichtungen vermindert wird.
-
Große Testmengen
können
hergestellt werden, indem einzelne Kanäle, parallele Kanäle oder Kanalnetzwerke
auf einer Rolle geätzt
werden und durch Zugabe der benötigten
Reagentien und Behandlungen auf derselben Produktionslinie und schließlich Trennen
der Tests voneinander auf eine gewünschte Weise in einzelne Tests
für einen
oder etliche Assays oder in Testkombinationen etlicher Paralleltests.
-
Zusätzlich kann
die Testvorrichtung zur Analyse kleiner Volumina von Patientenproben,
wie Urin, Blut, Plasma, Serum, Speichel, Gewebefluids, Fäkalien,
Umweltproben, usw., verwendet werden. Das kleine Probenvolumen,
das so klein sein kann wie beispielsweise 1,0 bis 50 μl, vorzugsweise
2,0 bis 40 μl,
noch bevorzugter 4,0 bis 20 μl
oder besonders bevorzugt 5,0 bis 10,0 μl pro Testvorrichtung kann ausreichen
und Vorteile werden insbesondere im Hinblick auf die Durchführung von
Assays an Proben gewonnen, die von kleinen Kindern oder Fingerspitzenblut
genommen wurden.
-
ERZEUGUNG DER TESTVORRICHTUNG
-
Die
Produktion der Testvorrichtung umfasst sechs Hauptschritte. Die
Bildung des Kanalnetzwerks und die Kennzeichnung mit Informationen,
betreffend den Test, Aufbringung und die Immobilisierung des spezifischen
Reagenzes, den porösen
Kanal inert machen, Aufbringen der Markierung, beschichtet mit einem
zweiten spezifischen Reagens, Erzeugung des Probenaufbringpunkts
und Stabilisierung der Testvorrichtung und Sicherstellung seiner Lagereigenschaften.
Zwischen den erwähnten Hauptschritten
kann der Teststreifen getrocknet werden. Wenn die Markierung der
Probe zugefügt
wurde, kann der Schritt des Aufbringens der Markierung auf die Testvorrichtung
weggelassen werden.
-
Bei
der Testvorrichtung gemäß der Erfindung können etliche
unterschiedliche oder identische Paralleltests (1 bis 12)
an einem sehr kompakten Stück
eines porösen
Materials durch die Kanalbildung der Testvorrichtung durchgeführt werden.
-
ERZEUGUNG DER KANÄLE
-
Die
Kanalisierung der Reagentien und der Proben kann erreicht werden,
indem ein poröses, Wasser-transmittierendes
Material, wie beispielsweise Nitrocellulose, Polysulfonat, Nylon
oder Papier mit einem Wasser-abstoßenden Mittel oder einer teilweise
Wasser-abstoßenden
Substanz, wie Wachs, Polyolefinen, Polyacrylamidfarben oder Mischungen
davon behandelt wird. Die Aufbringung der Wasser-abstoßenden Materialien
auf das poröse
Material wird an ihrer Schmelztemperatur durchgeführt, vorzugsweise
bei einer Temperatur zwischen 50 und 80°C, vorteilhafterweise unter
Verwendung von Druck-, Bürsten-
oder Sprühverfahren,
wodurch auf dem porösen
Material eine Wasser-abstoßende
Figur gebildet wird, die sich in der gewünschten Form befindet und die
ein Kanalnetzwerk etlicher Kanäle
beinhaltet, die voneinander durch den behandelten Bereich getrennt
sind, entlang welcher Kanäle
die Probe aufgrund der Wirkung der Kapillaraktion und Diffusion migriert.
Nach dem Aufbringen wird das Substrat sofort auf Raumtemperatur
abgekühlt.
Es ist möglich die
Reagentien in dem Kanalnetzwerk auf eine Weise aufzubringen, die
ihre Reaktivität
erhält.
-
Natürlich können die
Kanäle
auch durch Ausstanzen eines Stücks
von Trägermaterial
einer geeigneten Größe zur Bildung
eines Kanalnetzwerks einer geeigneten Form und Größe erzeugt
werden.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Kanalisierung jedoch vorzugsweise durch Behandlung
eines porösen
und Wasser-übertragenden
Materials, wie Nitrocellulose, mit Laser durchgeführt. Unter
Verwendung einer geeigneten Laserkraft kann Nitrocellulose von solchen
Bereichen des Nitrocellulosesubstrats weggeätzt werden, in denen kein Fluidfluss
erwünscht
ist, was die behandelten Bereiche nur durch einen Kunststofffilm
(Mylar-Film) bedeckt hinterlässt,
der unter der Cellulose liegt. Figuren unterschiedlicher Formen
(1 bis 12) werden durch die Kanäle, die
die Nitrocellulose oder irgendein anderes poröses Material enthalten und
die Kanalkanten oder behandelten Bereiche gebildet, die sich entlang
des ganzen Weges zu den Substratkanten erstrecken und Laser-geätzt wurden,
indem ein geeignetes vorher programmiertes Computerprogramm verwendet
wurde, wobei 10 bis 90% der maximalen Output-Kraft der Vorrichtung,
vorzugsweise 10 bis 80%, noch bevorzugter 12 bis 60%, besonders bevorzugt
15 bis 40% verwendet wurden, eine Ätzgeschwindigkeit, die vorzugsweise
in einem Bereich von 100 bis 1.500 mm/s, noch bevorzugter 400 bis 1.000
mm/s liegt und eine Auflösung,
die zwischen 50/1.000 bis 1.000/1.000, vorzugsweise 100/1.000 bis
800/1.000, noch bevorzugter 150/1.000 bis 500/1.000 und besonders
bevorzugt 200/1.000 bis 300/1.000 liegt.
-
Der
behandelte Bereich, der die Kanäle trennt,
kann sich entlang des gesamten Weges zu den Kanten der Testvorrichtung
erstrecken oder optional kann kein unbehandelter Bereich an den
Figurenkanten zurückbleiben.
Die Testvorrichtung ist mit Informationen betreffend dem Hersteller
oder die Tests durch Ätzen
markiert, beispielsweise durch Laserbehandlung.
-
DAS AUFBRINGEN DER REAGENTIEN IN DEN TRÄGER
-
Es
ist möglich,
die verschiedenen Reagentien, die für die Durchführung der
Tests benötigt
werden, in das Kanalnetzwerk aufzubringen und, falls nötig, zu
immobilisieren. Die Reagentien können
in sehr geringen Volumina verwendet werden. Die benötigten Reagentien
umfassen mindestens zwei spezifische Bindungsreagentien, von denen
eines immobilisiert ist und das andere an die Markierung gebunden
ist, die durch die Probenlösung
mobilisierbar ist und mindestens eine nachweisbare Markierung.
-
SPEZIFISCHE BINDUNGSREAGENTIEN
-
Geeignete
Substanzen beinhalten u. a. verschiedene Bindungsreagenzien, spezifische
immunchemische Reagentien, wie Antikörper, Antikörperfragmente, rekombinante
Antikörper,
rekombinante Antikörperfragmente,
Antigene, jedoch auch andere Liganden, wie Rezeptoren, Lektine,
Biotin, Avidin, usw. Besonders geeignet sind monoklonale und polyklonale
Antikörper,
Antigene und Fragmente davon. Im Hinblick auf einen Allergietest
beinhalten geeignete Allergene Extrakte, die aus Pollen von Bäumen, Gras
oder Unkraut hergestellt wurden, Extrakte, hergestellt aus Sporen
von Schimmelpilzen, Milben, Hausstaub, Tierhautepithel, Insekten,
Latex, Parasiten, Arzneimitteln oder Nahrungsmittel.
-
Die
Bindungsreagentien können
durch bekannte Verfahren auf die Struktur des porösen Trägers an
den gewünschten
Punkten immobilisiert oder chemisch oder physikalisch angebunden
werden und ein Bindungsreagens für
eine Kontrollreaktion kann ebenfalls optional an denselben oder
einen Zweigkanal immobilisiert oder chemisch oder physikalisch angebunden
werden.
-
INERT MACHEN DER PORÖSEN SUBSTANZ
-
Nach
Erzeugung des Kanalnetzwerkes und Aufbringen des spezifischen Bindungsreagenzes wird
die poröse
Trägersubstanz
inert gemacht, indem ein sogenanntes Blockierungsmittel verwendet
wird, wobei die freien reaktiven Stellen der Trägersubstanz und die nicht-spezifischen
Bindungsstellen der spezifischen Bindungsreagentien durch eine geeignete Mischung
eliminiert werden, die natürliche
und/oder synthetische Polymere enthält, wie beispielsweise Albumin
oder Casein und/oder PEG (Polyethylenglycol) und PVA (Polyvinylalkohol),
nicht-ionische Detergentien, wie Hexansulfonsäure und TRITON-X-100, BRIJ
und Konservierungsstoffe, wie Zucker, beispielsweise Saccharose
und Trehalose oder ihre Derivate. Darauffolgend wird die Testvorrichtung
getrocknet.
-
Falls
gewünscht,
kann das Blockierungsmittel erst nach Produktion der Testvorrichtung
zugefügt werden,
im Zusammenhang mit dem Aufbringen der Probe.
-
ERZEUGUNG DES MARKIERUNGSPUNKTES
-
Geeignete
Markierungsmittel beinhalten verschiedene Kunststoff- oder metallische
Mikroteilchen, die durch den Probenfluss mobilisierbar sind, wie
beispielsweise Latex, Gold, Liposomen, Färbemittel, Fluorophoren, Fluorochrome
oder andere ähnliche
Teilchen einer metallischen Substanz oder eines Färbemittels,
die dazu in der Lage sind, die Analyten zu binden und an die spezifischen
Bindemittel, wie Antikörper,
Rezeptoren, Lektin oder andere Liganden zu binden. Ebenfalls können fluoreszierende Teilchen,
fluoreszierende Färbemittel
oder superparamagnetische Teilchen als Markierungen wirken.
-
Die
Markierung kann in dem porösen
Träger immobilisiert
sein, auf dem Probenaufbringpunkt der Testvorrichtung oder einem
anderen Punkt, getrennt von den Probenaufbringpunkt. Das Markierungsmittel
kann auch der analysierbaren Probe vor deren Aufbringen auf den
Teststreifen zugefügt
werden.
-
ERZEUGUNG DES PROBENAUFBRINGPUNKTES
-
Der
Probenaufbringpunkt kann optional mit einem Filter versehen sein,
indem ein Filter auf den Probenaufbringpunkt aufgebracht wird, der
beispielsweise Blutzellen an einem Eintreten in die Kanäle hindert.
Der Probenaufbringpunkt kann mit einer Markierung versehen sein,
an die ein zweites spezifisches Bindungsreagens gebunden wurde.
-
STABILISIERUNG DER TESTVORRICHTUNG UND SICHERSTELLUNG
IHRER SPEICHEREIGENSCHAFTEN
-
Die
Testvorrichtung kann durch Behandlung beispielsweise durch Trocknen,
um ihr eine relative Feuchtigkeit von unterhalb von 8% zu verleihen,
lagerfähig
gemacht werden, woraufhin die Testvorrichtung hermetisch verpackt
und trocken gelagert wird, um die relative Feuchtigkeit der Testvorrichtung
unterhalb von 8% zu erhalten. So erhält sich die Testvorrichtung ihre
Funktionalität
für so
lang wie 24 bis 36 Monate ohne substantiellen Verlust der Funktionalität, einschließlich der
Empfindlichkeit oder Spezifität.
-
Falls
nötig,
kann die Testvorrichtung innerhalb eines Gehäuses, das aus Karton oder Kunststoff gemacht
wurde, platziert werden, das falls nötig mit Instruktionen versehen
sein kann, die den Betrieb und die Verwendung der Testvorrichtung
beschreiben.
-
DIE STRUKTUR DER TESTVORRICHTUNG
-
Die
Struktur der Testvorrichtung und ihre möglichen Variationen werden
in den 1 bis 12 beschrieben.
-
Die
Testvorrichtung umfasst etliche, vorzugsweise 2 bis 10, noch bevorzugter
3 bis 8 Kanäle 1,
die sich an dem Verzweigungspunkt weiter in etliche, vorzugsweise
2 bis 5 (1a, 1b ...), noch bevorzugter 2 bis 3
verzweigte Kanäle
verteilen können.
Ein behandelter Bereich 2 trennt die Kanäle 1 voneinander
und dirigiert die Migration der Probe in der Testvorrichtung.
-
Die
Kanäle 1 oder
die verzweigten Kanäle (1a, 1b ...)
enthalten ein oder mehr Bindungsreagentien als Bindemittelzone oder
Blot 3. Zusätzlich
umfasst die Testvorrichtung ein oder mehr Markierungspunkte 4,
die optional mit dem Probenaufbringpunkt 5 kombiniert werden
können.
Der Probenaufbringpunkt 5 kann optional mit einem Filter
versehen sein.
-
1 zeigt
eine Testvorrichtung, worin ein Nitrocellulosefilm einer gewünschten
Größe, z. B.
25 × 25
mm in acht identische Kanäle 1 aufgeteilt
wurde. Die Kanäle
wurden durch Druck einer Figur auf einem porösen Material, beispielsweise
einem Nitrocellulosefilm, hergestellt und die Übertragung von heißem, geschmolzenem,
ungefähr
60°C heißen Polyolefin
auf die behandelten wasserabstoßenden
Zonen 2 des Nitrocellulosefilms mit einer Stanzvorrichtung.
Jeder Kanal enthält
ein spezifisches Bindemittel 3. Der Markierungspunkt 4 in
der Mitte der Testvorrichtung enthält ein zweites Markierungsreagens, gerichtet
gegen den zu bestimmenden Analyten. Der Probenaufbringpunkt 5 wirkt
simultan als Markierungspunkt 4 der Testvorrichtung. Die
Testvorrichtung gemäß 1 ist
dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Kanäle ein unterschiedliches spezifisches Bindemittel
(z. B. ein Allergen) enthalten kann und das eine Teilchenmarkierung
(z. B. ein antimenschliches IgE), das für alle Bindemittel gleich ist,
in der Mitte der Kanäle
lokalisiert ist.
-
1a zeigt
eine Testvorrichtung, bei der der Nitrocellulosefilm in acht identische
Kanäle 1 geteilt
wurde. Die Kanäle
wurden durch Laserätzen
einer Figur auf einem porösen
Material erzeugt, so wie beispielsweise einem Nitrocellulosefilm
auf eine Weise, dass ein behandelter Bereich 2 zwischen
den Kanälen
verbleibt, auf welchem Bereich Kennzeichen betreffend die Tests
und den Hersteller während
der Laserbehandlung zugefügt
wurden. Jeder der Kanäle enthält ein spezifisches
Bindemittel 3. Lokalisiert in der Mitte der Testvorrichtung
enthält
der Markierungspunkt 4 ein zweites Markierungsreagens gegen den
zu bestimmenden Analyten. Der Probenaufbringpunkt 5 wirkt
simultan als Markierungspunkt 4 der Testvorrichtung. Die
Testvorrichtung gemäß 1 ist
dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Kanäle ein unterschiedliches spezifisches
Bindemittel (z. B. ein Allergen) enthalten kann und dass eine Teilchenmarkierung
(z. B. anti-menschliches IgE), die für jedes der Bindemittel gleich
ist, in der Mitte der Kanäle
lokalisiert ist. 2 zeigt eine Testvorrichtung,
bei der einer der Kanäle 1,
verzweigte Kanäle 1a und 1b umfasst,
enthaltend das spezifische Bindemittel in der Bindemittelzone 3.
Andere Kanäle 1 umfassen
zwei Bindemittelzonen 3, wovon der andere eine Kontrollzone
sein kann. Alle Kanäle
enthalten einen getrennten Markierungspunkt 4. Im Zentrum umfasst
die Vorrichtung einen getrennten Probenaufbringpunkt 5.
-
3 zeigt
eine Testvorrichtung, bei der vier identische oder nicht-identische
Kanäle 1 die
verzweigten Kanäle 1a, 1b umfassen,
die spezifische Bindemittel in der Bindemittelzone 3 enthalten
und stromabwärts
von den Verzweigungspunkten der Kanäle vier getrennte Teilchenmarkierungspunkte 4,
die mit spezifischen Bindemitteln beschichtet wurden. Die Vorrichtung
umfasst einen getrennten Probenaufbringpunkt 5.
-
4 zeigt
eine Testvorrichtung mit vier identischen oder nichtidentischen
Kanälen 1,
die sich in Kanäle 1a, 1b verzweigen,
die wiederum spezifische Bindemittel in der Bindemittelzone 3 enthalten und
stromabwärts
von den Verzweigungspunkten der Kanäle vier getrennter Teilchenmarkierungspunkte 4, beschichtet
mit spezifischen Bindemitteln. Die Vorrichtung umfasst einen getrennten
Probenaufbringpunkt 5.
-
5 zeigt
eine Testvorrichtung, bei der der Probenaufbringpunkt an einem Ende
der Testvorrichtung oder des Streifens lokalisiert ist. Die Vorrichtung umfasst
drei Kanäle 1 mit
zwei Bindemittelzonen 3, die in jedem derselben lokalisiert
sind. Der Markierungspunkt 4 ist derselbe wie der Probenaufbringpunkt 5.
-
6 zeigt
eine Testvorrichtung, die bis zu zwölf unterschiedliche Bindemittel
in zwölf
getrennten Bindemittelzonen 3 in vier unterschiedlichen
Kanälen 1 umfasst,
die sich weiter in drei Kanäle 1a, 1b und 1c verzweigen.
Weiterhin umfasst die Vorrichtung vier getrennte Markierungspunkte 4.
Die Testvorrichtung umfasst einen getrennten Probenaufbringpunkt 5.
-
7 zeigt
eine Testvorrichtung, umfassend acht identische Kanäle 1 und
zwischen ihnen behandelte Bereiche 2. Jeder Kanal 1 enthält drei
spezifische Bindemittel, optional gegen unterschiedliche Analyten,
in drei getrennten Bindemittelzonen 3. Der Markierungspunkt 4 in
der Mitte der Testvorrichtung enthält ein anderes Markierungsreagens
gegen den zu bestimmenden Analyten.
-
8 zeigt
eine Testvorrichtung, umfassend acht Kanäle 1, die sich jeweils
in zwei Kanäle 1a und 1b verzweigen
und eine Bindemittelzone 3 enthalten. Die Vorrichtung umfasst
einen kombinierten Markierungs- und Probenaufbringpunkt 4, 5.
-
9 zeigt
eine Testvorrichtung, umfassend fünf Kanäle 1, wobei jeder
Kanal vier Bindemittelzonen 3 umfasst. Die Vorrichtung
umfasst vier getrennte Markierungspunkte 4 und einen Probenaufbringpunkt 5.
-
10 zeigt
eine Testvorrichtung zum Nachweis von Virus-Antigenen, worin der
Probenaufbringpunkt 5 an einem der Enden der Testvorrichtung
oder des Streifens platziert ist. Die Vorrichtung umfasst drei Kanäle 1,
die jeweils eine Bindemittelzone und einen getrennten Markierungspunkt 4 enthalten.
Die Vorrichtung ist mit Informationen markiert, die den Test und
den Hersteller betreffen.
-
11 zeigt
eine Testvorrichtung für
einen Nachweis von Myocardinfarkt, worin der Probenaufbringpunkt 5 an
einem der Enden der Testvorrichtung oder des Streifens platziert
ist. Die Vorrichtung umfasst drei Kanäle 1, die jeweils
eine Bindemittelzone 3 und einen getrennten Markierungspunkt 4 enthalten.
Die Vorrichtung ist mit Informationen betreffend den Test und den
Hersteller markiert.
-
12 zeigt
drei Testvorrichtungen, worin der Probenaufbringpunkt 5 an
einem Enden der Testvorrichtung platziert ist. Die Vorrichtungen
umfassen einen Markierungspunkt 4 und Bindemittelzonen 3, wovon
der andere ein Kontrollpunkt ist.
-
Die
Form und Größe der oben
beschriebenen Testvorrichtungen sollen nur als Beispiele für diejenigen
betrachtet werden, die durch das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
erzeugt werden können.
-
VERWENDUNG DER TESTVORRICHTUNG ZUR DURCHFÜHRUNG SIMULTANER
ODER PARALLELER ASSAYS
-
Die
vorliegende Erfindung basiert auf einem Fluidfluss in einem porösen Material,
wie Nitrocellulose, der praktisch in jeder Richtung in derselben
Geschwindigkeit aufgrund einer Diffusion und Kapillarwirkung, wie
bekannt, stattfindet. Dieser radiale oder laterale Fluss ermöglicht die
Bewegung der Probe, die die analysierbaren Analyten und Testreagentien ent hält, in etliche
Kanäle,
die simultan als unterschiedliche Tests dienen, so weit die Kanalisierung des
porösen
Materials in sicherer Weise durchgeführt wurde. Die auf die Testvorrichtung
aufgebrachte Probe reagiert mit der der Probe zugefügten Markierung oder
mit einer oder mehr Markierungen, die auf die Vorrichtung aufgebracht
wurden und dieser Komplex reagiert wiederum mit den immobilisierten
Bindemitteln, die weiter in unterschiedlichen Kanälen der
Testvorrichtung platziert sind. Es können auch immunologische Reagentien
immobilisiert werden, ohne in ihre Funktionalität einzugreifen. Das Aufbringen
der Probe auf die Testvorrichtung wird durchgeführt, indem eine geringe Menge
der Probe oder eine Verdünnung davon
auf den Probenaufbringpunkt 5 aufgebracht wird, wovon sie
sich zu dem Markierungspunkt (den Punkten) 4 bewegt und
weiter entlang der Kanäle
in die Testzonen 3, wo die Reaktion zwischen dem spezifischen
Bindemittel der Markierung, dem Analyten in der Probe und dem anderen
spezifischen Bindemittel, gebunden an den festen Träger, stattfindet. Diese
Reaktion wird für
das nackte Auge sichtbar gemacht, wenn die Markierung ein gefärbtes Teilchen enthält oder
kann unter UV-Licht vom nackten Auge als lichtemittierender Punkt,
als Blot, Linie oder andere Figuren abgelesen werden oder kann mit
einer geeigneten Vorrichtung, einem Fotometer, Fluorometer oder
einer Vorrichtung, die die Veränderungen
des Magnetfelds misst, abgelesen und interpretiert werden.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
ist der Markierungspunkt 4 in dem Probenaufbringpunkt 5 platziert,
in welchem Fall der Analyt in der Probe und das spezifische Bindemittel
der Markierung einen Komplex bilden, bevor die Probe entlang der
Kanäle
fließt.
-
In
einer weiteren Ausführungsform
wird die Anwendung der Markierung auf die Probe durchgeführt, bevor
die Probe der Testvorrichtung zugefügt wird.
-
Die
Testvorrichtung ist insbesondere für einen Allergietest nützlich,
wo eine relativ große
Menge von Serum gegenwärtig
benötigt
wird, um die Allergie-spezifischen Antikörper der Klasse IgE zu definieren.
Wenn die vorliegende Erfindung angewandt wird, kann eine Sensibilisierung
eines Patienten für bis
zu 24 oder mehr unterschiedliche Allergene aus einer sehr geringen
Menge einer Probe, sogar so wenig wie 10 bis 40 μl Serum, Plasma oder Gesamtblut nachgewiesen
werden, und zwar simultan mit derselben Testvorrichtung, indem etliche
unterschiedliche Allergene auf jeden Kanal der Testvorrichtung dosiert werden.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung sind etliche unterschiedliche Markierungen
an die Testvorrichtung angehaftet. So mobilisiert eine kleine Probe
die Markierungen, die optional von einander unterschiedlich sind und
in unterschiedlichen Kanälen
platziert sind. Eine Testvorrichtung wie diese ist für Immunglobulin-spezifische
Antikörperassays
gegen unterschiedliche Erkrankungs-erzeugende Mittel gut geeignet.
-
BEISPIELE ZUR ANWENDUNG DES TESTS
-
Die
folgenden Ausführungsformen
sollen als Beispiele betrachtet werden und es sollte verstanden werden,
dass andere mögliche
Anwendungen der vorliegenden Erfindung für den Fachmann auf dem Gebiet
offensichtlich sind.
-
BEISPIEL 1: BILDUNG EINES KANALNETZWERKS DURCH
EINEN LASER
-
Die
in 1a dargestellte Figur wird auf einem porösen Nitrocelluloseträger durch Ätzen der
Nitrocellulose von den Bereichen, auf denen ein Fluidfluss nicht
erwünscht
ist, unter Verwendung einer Domino DGM-1"High Resolution Laser Marker"-Vorrichtung hergestellt.
Ein Netzwerk, das acht Kanäle 1, getrennt
durch behandelte Bereiche 2 umfasst, wird auf der Testvorrichtung
gebildet. Um das Risiko zu vermeiden, dass die Vorrichtungen durcheinander gebracht
werden, werden Kennzeichen betreffend das Produkt und den Hersteller
gebildet, indem Nitrocellulose ungeätzt bleibt.
-
Die
gewünschte
Figur, die vorher in das Computerprogramm einprogrammiert wurde,
wird unter Verwendung einer Markierungsgeschwindigkeit von 700 mm/sec
von 10 bis 2.500 mm/sec und 20% der maximalen Output-Kraft des 20
W Lasers (85 bis 132 V/170 bis 260 V, I-Phase-Input und 20 W Output) und
einer Auflösung
von 250/1.000 geätzt.
-
Die
so erzeugte Testvorrichtungsmatrix mit einem Kanalnetzwerk wird
gemäß den Beispielen
unten zur Durchführung
etlicher simultaner Assays verwendet.
-
BEISPIEL 2: EINE TESTVORRICHTUNG FÜR ALLERGIETESTS
-
Spezifisch
analysierbare Allergene werden als Lösungen (in einer Konzentration
von 1 bis 5 mg/ml) auf die Kanäle 1 des
Netzwerks der Testvorrichtung, die gemäß Beispiel 1 erzeugt wurde,
dosiert, so dass sie unlösliche
Zonen 3 bilden, wenn sie sich an die Nitrocellulose des
Probenaufbringpunkts anhaften. Unterschiedliche Allergene werden
auf jeden Kanal aufgebracht (Extrakte, hergestellt aus Pollen von
Bäumen,
Gras oder Unkraut, Extrakte, hergestellt aus Schimmelpilzsporen,
Milben, Hausstaub, Tierhautepithel, Insekten, Latex, Parasiten,
Arzneimitteln oder Nahrungsmitteln). Daraufhin wird die reaktive
Nitrocellulose der Kanäle 1 blockiert,
d. h., inert gemacht, indem eine Lösung, die Rinderserumalbumin
(ESA) (0,1 bis 5,0%), Hexansulfonsäure und Trehalose (1,0 bis
3,0%) enthält,
verwendet wird. Die Lösung
(10 bis 100 μl)
wird in der Mitte der Testvorrichtung aufgebracht, woraufhin sie
in jeden Kanal aufgrund der Diffusion und der Ka pillarwirkung migriert
und an die freien reaktiven Punkte der Nitrocellulose bindet, d.
h. diese blockiert.
-
Daraufhin
wird die Testvorrichtung bei Raumtemperatur getrocknet, bis ihre
relative Feuchtigkeit unterhalb von 8% liegt.
-
Nach
dem Trocknen werden 1,0 bis 10,0 μl einer
wässrigen
Lösung,
enthaltend gefärbte
Latexteilchen, beschichtet mit Anti-IgE (0,2 bis 1,0%), wobei die
Mischung weiterhin 0,1 bis 1,0% BSA, 0,01 bis 0,05% Tween 20 und
0,5 bis 1,5% Trehalose enthält,
manuell in die Mitte der Testvorrichtung aufgebracht. Das Teilchensol
wird in der Mitte der Testvorrichtung getrocknet.
-
Wenn
der Test verwendet wird, werden 10 bis 50 μl eines Serums oder seiner Verdünnung von einer
Person, die an einer Allergie leidet, in die Mitte der Testvorrichtung
auf den Probenaufbringpunkt 5 aufgebracht. Die Probe löst die Markierung
in der Mitte. Die Anti-IgE-Antikörper
der Markierung reagieren mit den Allergie-spezifischen IgE-Molekülen und
diffundieren aufgrund der Kapillarwirkung in die Testkanäle.
-
Wenn
die analysierbare Probe spezifische IgE-Antikörper gegen ein oder mehr Allergene
in den Zonen 3 der Testvorrichtung enthält, wird eine gefärbte Zone
in dem Reaktionskanal, der den Antikörper des Allergens in Frage
enthält,
gebildet.
-
BEISPIEL 3: TESTVORRICHTUNG FÜR ALLERGIETESTS
-
Unter
Verwendung einer geeigneten Stanze wird eine Figur, wie in 1 dargestellt,
auf den porösen
Nitrocelluloseträger
gedruckt, worin ein Kanalnetzwerk gebildet wird, indem gefärbte ungefähr 60°C heiße Polyolefine
auf den porösen
Träger übertragen
werden, so dass die Poren des Trägers
in den gewünschten
Bereichen blockiert werden und ein Netzwerk, das acht Kanäle 1,
getrennt von behandelten Bereichen 2 enthält, auf
der Testvorrichtung gebildet wird.
-
Die
spezifischen zu testenden Allergene (in einer Konzentration von
1 bis 5 mg/ml) werden auf die Kanäle dieses Netzwerkes aufgebracht,
so dass sie unlösliche
Zonen 3 bilden, wobei sie sich an die Nitrocellulose des
Probenaufbringpunkts anhaften. Unterschiedliche Allergene werden
auf jeden Kanal aufgebracht ((Extrakte, hergestellt aus Pollen von Bäumen, Gras
oder Unkraut, Extrakte, hergestellt aus Schimmelpilzsporen, Milben,
Hausstaub, Tierhautepithel, Insekten, Latex, Parasiten, Arzneimitteln oder
Nahrungsmitteln). Daraufhin wird die reaktive Nitrocellulose der
Kanäle 1 blockiert,
d. h., inert gemacht, indem eine Lösung, die Rinderserumalbumin (BSA)
(0,1 bis 5,0%), Hexansulfonsäure
und Trehalose (1,0 bis 3,0%) enthält, verwendet wird. Die Lösung (10
bis 100 μl)
wird in der Mitte der Testvorrichtung aufgebracht, woraufhin sie
in jeden Kanal aufgrund der Diffusion und der Kapillarwirkung migriert
und an die freien reaktiven Punkte der Nitrocellulose bindet, d.
h. diese blockiert.
-
Daraufhin
wird die Testvorrichtung bei Raumtemperatur getrocknet, bis ihre
relative Feuchtigkeit unterhalb von 8% liegt. Nach dem Trocknen werden
1,0 bis 10,0 μl
einer wässrigen
Lösung,
enthaltend gefärbte
Latexteilchen, beschichtet mit Anti-IgE (0,2 bis 1,0%), wobei die
Mischung weiterhin 0,1 bis 1,0% BSA, 0,01 bis 0,05% Tween 20 und
0,5 bis 1,5% Trehalose enthält,
in die Mitte der Testvorrichtung aufgebracht. Das Teilchensol wird
in der Mitte der Testvorrichtung getrocknet.
-
Wenn
der Test verwendet wird, werden 10 bis 50 μl eines Serums oder seiner Verdünnung von einer
Person, die an einer Allergie leidet, in die Mitte der Testvorrichtung
auf den Probenaufbringpunkt 5 aufgebracht. Die Probe löst die in
der Mitte platzierte Markierung. Die Anti-IgE-Antikörper der
Markierung reagieren mit den Allergie-spezifischen IgE-Molekülen und
diffundieren aufgrund der Kapillarwirkung in die Testkanäle.
-
Wenn
die analysierbare Probe spezifische IgE-Antikörper gegen ein oder mehr Allergene
in den Zonen 3 der Testvorrichtung enthält, wird eine gefärbte Zone
in dem Reaktionskanal, der den Antikörper des Allergens in Frage
enthält,
gebildet.
-
BEISPIEL 4: TESTVORRICHTUNG FÜR TESTS AUF
GESCHLECHTSERKRANKUNGEN UND BLUTSCREENING
-
Beispiel
4 beschreibt die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf Tests
für Geschlechtskrankheiten,
wobei sowohl Antikörper
als auch virale und bakterielle Antigene simultan in Patientenproben bestimmt
werden.
-
Die
in 2 dargestellte Testvorrichtung, worin ein Multikanalnetzwerk,
wie in Beispiel 1 beschrieben, erzeugt wurde, wird weiter hergestellt,
so dass der erste Kanal 1, der sich in zwei Teile verzweigt,
Testkanäle
für HIV1-
und HIV2-Antikörpertests
bildet. Das Polypeptid oder die rekombinanten Antigene, die für das Virus
in Frage typisch sind, werden in diesen Kanälen als Linien (0,1 bis 0,5 μl) in einer
Konzentration von 0,5 bis 5,0 mg/ml platziert. Ein gefärbter Markierungspunkt 4,
erzeugt durch Beschichtung von beispielsweise Goldteilchen mit einem
dritten Polypeptid oder rekombinanten Antigen, das HIV1- und HIV2-Viren
erkennt, wird in den Kanal 1 platziert.
-
Der
zweite Kanal 1 derselben Testvorrichtung wird verwendet,
um ein HIV-Virus-Antigen nachzuweisen, indem beispielsweise eine
Linie oder ein Blot eines monoklonalen Antikörpers (0,5 bis 5,0 mg/ml) erzeugt
gegen das p24-Antigen des HIV-Virus in den Kanal und eine sogenannte
Kontrollreagens zone, umfassend einen monoklonalen Antikörper gegen
denselben Markierungsantikörper
in Frage in demselben unverzweigten Kanal 1 platziert wird.
-
Der
dritte Kanal 1 wird verwendet, um Antikörper des Leukämievirus
(HTLV-1/2) nachzuweisen, indem eine Testlinie 3 oder eine
Kontrolllinie 3 auf die oben beschriebene Weise erzeugt
werden, von einem rekombinanten Antigen, das typisch für dieses Virus
ist und indem die benötigte
Markierung platziert wird, die erzeugt wird durch Beschichtung von
Goldteilchen mit einem anderen rekombinanten Antigen, das typisch
für das
HTLV 1/2-Virus ist, und zwar in Markierungspunkt 4 desselben
Kanals.
-
Auf ähnliche
Weise werden die Reagenszonen 3, hergestellt aus spezifischen
rekombinanten Antigenen, die für
den Nachweis von Treponema pallidum-Bakterium-Antikörpern geeignet
sind, in den vierten Kanal 1 platziert.
-
Im
fünften
Kanal 1 wird ein Testsystem, das das Oberflächenantigen
von Hepatitis B-Virus nachweist, platziert, wobei zwei spezifische
Antikörper verwendet
werden, die gegen das Oberflächenantigen
erzeugt werden, einer in die Testzone 3 und den anderen
in den Markierungspunkt 4. Die benötigten Reagentien, um Hepatitis
C-Virus nachzuweisen, werden in den sechsten Kanal 1 platziert.
Ein rekombinantes Antigen, das typisch für HCV ist, wird in die Testlinie 3 platziert
und der Markierungspunkt 4 wird durch Beschichtung von
Goldteilchen mit anti-menschlichem IgG hergestellt.
-
Alle
Kanäle 1 der
Testvorrichtung werden mit einer sogenannten Blockierungslösung behandelt, enthaltend
Albumin (BSA) (0,1 bis 5,0%), TRITON-X-100, BRIJ und Saccharose
durch Dosierung einer geeigneten Menge davon auf den Probenaufbringpunkt 5 der
Testvorrichtung, wovon diese in jeden Kanal diffundiert und die
reaktiven Punkte der Nitrocellulose auffüllt. Das Trocknen der Testvorrichtung
wird in einem Vakuumkabinett zum Beschleunigen des Trocknens durchgeführt.
-
Daraufhin
werden die benötigten
oben erwähnten
Markierungen, die für
jeden Test charakteristisch sind, auf die vorher bestimmten Markierungspunkte 4 der
Testvorrichtung dosiert, indem eine geeignete automatische Ausgabevorrichtung
verwendet wird. Das Trocknen wird, wie für die oben erwähnten Beispielen
beschrieben, durchgeführt.
-
Wenn
Patientenproben analysiert werden, werden 10 bis 50 μl Serum,
Plasma oder Gesamtblut auf die Mitte der Testvorrichtung aufgebracht
und die Ergebnisse können
nach einer Reaktionszeit von 1 bis 10 Minuten abgelesen werden.
Im Fall eines positiven Ergebnisses erscheint eine gefärbte Linie oder
ein Blot in der Testzone und eine zweite gefärbte Zone in der Kontrollzonen
derjenigen Kanäle
oder verzweigten Kanäle,
die solche aufweisen.
-
BEISPIEL 5: EINE TESTVORRICHTUNG FÜR EINEN
TEST AUF GESCHLECHTSKRANKHEITEN UND BLUTSCREENING
-
Beispiel
5 beschreibt die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf den Test
auf Geschlechtserkrankungen, wobei sowohl Antikörper als auch Virus und bakterielle
Antigene simultan in Patientenproben bestimmt werden.
-
Um
ein HIV-Virus-Antigen nachzuweisen, wird die Testvorrichtung, wie
dargestellt in 3, wobei die Kanalisierung wie
in Beispiel 1 durchgeführt wurde,
durch Platzieren eines Blots erzeugt, hergestellt aus einem polyklonalen
Antikörper
(0,5 bis 5,0 mg/ml), erzeugt gegen das p24-Antigen des HIV-Virus
in den ersten Kanal 1 und einer sogenannten Kontrollreagenszone,
d. h., einen polyklonalen Antikörper
gegen den fraglichen Markierungsantikörper in demselben unverzweigten
Kanal 1.
-
Auf ähnliche
Weise werden die Reagenszonen 3, hergestellt aus den spezifischen
rekombinanten Antigenen, die für
den Nachweis von Antikörpern von
Treponema pallidum-Bakterium geeignet sind, in den zweiten Kanal 1 platziert.
-
Im
dritten Kanal 1 wird ein Testsystem, das das Oberflächenantigen
von Hepatitis B-Virus nachweist, platziert, wobei zwei spezifische
Antikörper verwendet
werden, die gegen das Oberflächenantigen
erzeugt werden, einen in die Testzone 3 und den anderen
in den Markierungspunkt 4.
-
Die
benötigten
Reagentien, um Hepatitis C-Virus nachzuweisen, werden in den vierten
Kanal 1 platziert. Ein rekombinantes Antigen, das typisch für HCV ist,
wird in die Testlinie 3 platziert und der Markierungspunkt 4 werden
durch Beschichtung von Goldteilchen mit anti-menschlichem IgG hergestellt. Alle
Kanäle 1 der
Testvorrichtung werden mit einer sogenannten Blockierungslösung behandelt,
enthaltend Kasein (0,1 bis 5,0%), Hexansulfonsäure und Trehalose (1,0 bis
3,0%) durch Dosierung einer geeigneten Menge davon auf den Probenaufbringpunkt 5,
wovon diese in jeden Kanal diffundiert und die reaktiven Zone der
Nitrocellulose auffüllt.
Das Trocknen der Testvorrichtung wird in einem Vakuumkabinett zum
Beschleunigen des Trocknens durchgeführt.
-
Daraufhin
werden die benötigten
oben erwähnten
Markierungen, die für
jeden Test charakteristisch sind, auf die vorher bestimmten Markierungspunkte 4 dosiert.
Das Trocknen wird, wie für
die bei den oben erwähnten
Beispielen beschrieben, durchgeführt.
-
BEISPIEL 6: TESTVORRICHTUNG FÜR EINEN TEST
AUF MYOCARDINFARKT
-
Ein
Beispiel, dass die Anwendungen der vorliegenden Erfindung gut beschreibt,
ist eine Testvorrichtung zum Nachweis von Myocardinfarkt aus Gesamtblut,
Plasma oder Serumproben eines Patienten.
-
Die
Testvorrichtung gemäß 4 wird
für vier
unterschiedliche Analyten hergestellt. Die Testvorrichtung, die
wie in Beispiel 1 beschrieben erzeugt wurde, umfasst vier identische
Kanäle,
die sich weiter in zwei getrennte Kanäle verzweigen. Die Testvorrichtung
kann so verwendet werden, um simultan aus einer einzelnen Probe
die Gegenwart von Troponin I, Myoglobin, Kreatinkinase-M-M-Isoenzym
(CKMB) und C-reaktivem Protein (CRP) in einer Patientenprobe zu
bestimmen.
-
Im
Hinblick auf die Kanäle 1a und 1b der Testvorrichtung
werden 0,1 bis 0,5 μl
eines Antikörpers
von Troponin I in einer Konzentration von 1,0 bis 5,0 mg/ml in den
Kanal 1a aufgebracht und 0,1 bis 0,5 μl eines Anti-Maus-Antikörpers in einer Konzentration
von 1,0 bis 5,0 mg/ml in den Kanal 1b. Der Kanal 1a bildet
einen sogenannten Testkanal und der Kanal 1b bildet einen
sogenannten inneren Funktionalitäts-Kontrollkanal.
-
Das
andere Reaktionspaar wird aus gefärbten Teilchen gebildet, beschichtet
mit einem Antikörper,
der gegen Troponin I erzeugt wurde und aufgebracht wie in Beispiel
1 beschrieben, und zwar auf den vorher bestimmten Markierungspunkt 4 im
Kanal 1.
-
Zusätzlich zu
Troponin I werden spezifische Tests für Myoglobulin, CKMB und C-reaktives
Protein (CRP) in der Testvorrichtung auf die oben beschriebene Weise
erzeugt.
-
Alle
Kanäle 1 der
Testvorrichtung werden mit einer sogenannten Blockierungslösung, enthaltend Polyethylenglycol
(PEG), TRITON-X-100 und Trehalose (1,0 bis 3,0%) durch Dosierung
einer genügenden
Menge davon auf den Probenaufbringpunkt 5 der Testvorrichtung,
behandelt, wovon sie in jeden Kanal diffundiert und die reaktiven
Zonen der Nitrocellulose auffüllt.
Das Trocknen der Testvorrichtung wird in einem Vakuumkabinett durchgeführt, um
das Trocknen zu beschleunigen.
-
Daraufhin
werden die für
jeden Test charakteristischen Markierungen auf die vorher bestimmten Markierungspunkte 4 der
Testvorrichtung aufgebracht. Das Trocknen wird so durchgeführt, wie
in den oben erwähnten
Beispielen beschrieben.
-
Die
Probe wird in die Mitte der Testvorrichtung aufgebracht, von wo
sie radial zu jedem identischen Kanal diffundiert und den Test initiiert
und Kontrollreaktionen, falls die Patientenprobe einen Analyten
enthält,
der zu Myocardinfarktmarkern korrespondiert. Die Analyse wird entweder
aus einer Serum-, Plasma- oder Gesamtblutprobe durchgeführt, in
welchem Fall ein geeignetes Filtersystem die Erythrozyten und Leukozyten
aus der Gesamtblutprobe entfernt.
-
BEISPIEL 7: TESTVORRICHTUNG FÜR EINEN TEST
AUF MYOCARDINFARKT
-
Eine
Testvorrichtung gemäß 11 wird
wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt und enthält Kennzeichen
mit Informationen betreffend spezifische Tests für Troponin I und Myoglobulin.
-
Die
spezifischen Test für
Troponin I und Myoglobulin werden wie in Beispiel 6 beschrieben
erzeugt. Die Blockierung der Kanäle
und das Dosieren der Markierungen werden ebenfalls durchgeführt wie in
Beispiel 6. Einer der Kanäle
dient als Kontrollkanal, um sicherzustellen, dass der Test korrekt
gelagert wurde und dass die Reagentien wirken.
-
BEISPIEL 8: TESTVORRICHTUNG FÜR EINEN TEST
AUF EINE RESPIRATORISCHE INFEKTION
-
Das
folgende Beispiel beschreibt die Anwendung der vorliegenden Erfindung
in Fällen
von Atemwegsinfektionen, bei denen es erwünscht ist, klassenspezifische
Antikörper
gegen ein gesuchtes Bakterium oder ein Virusantigen aus den Serum-,
Plasma- oder Gesamtblutproben des Patienten zu messen.
-
Eine
Testvorrichtung gemäß 6 wird
wie in Beispiel 1 beschrieben erzeugt. Das Antigen, das von jedem
analysierbaren Bakterium oder Virus erzeugt wurde, wird in den Punkten 3 in
Testkanälen 1 in
einer Konzentration von 0,1 bis 0,5 mg/ml platziert, wobei das Gesamtvolumen
von jedem Reagens 0,1 bis 0,5 μl
beträgt.
Die nicht-reaktiven Zonen der Kanäle 1 werden blockiert
und die Testvorrichtungen wie in Beispiel 1 beschrieben getrocknet.
Konjugate, hergestellt aus Anti-IgG-, Anti-IgM- oder Anti-IgA-Antikörpern werden
im Markierungspunkt 4 des Verzweigungspunktes von jedem
jeweiligen Testkanal platziert. Sie werden wie oben beschrieben
getrocknet.
-
Eine
Patientenprobe (Serum, Plasma oder Gesamtblut) wird auf den Probenaufbringpunkt 5 in der
Mitte der Testvorrichtung aufgebracht, wovon sie diffundiert und
zunächst
zu den Konjugationspunkten aufgrund der Kapillarwirkung übertragen
wird, und in den Markierungspunkten 4 in Frage mit den
Teilchenmarkierungen reagiert und darauffolgend weiter zu den Testzonen 3 migriert,
wo eine Reaktion stattfindet, wenn die Probe den fraglichen Subklassen-spezifischen
Antikörper
gegen das analysierbare Bakterium oder Virus enthält. Positive
Ergebnisse werden auf ähnliche
Weise, wie in den obigen Beispielen offenbart, nachgewiesen.
-
BEISPIEL 9: TESTVORRICHTUNG FÜR DIE KREBSDIAGNOSE
-
Beispiel
9 beschreibt die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf eine Krebsdiagnose-Testvorrichtung.
Die Testvorrichtung gemäß 9 wird,
wie in Beispiel 1 beschrieben, erzeugt. Die Testvorrichtung umfasst
fünf Kanäle, die
praktisch identisch sind. 0,1 bis 0,5 μl monoklonale Antikörper CA
125 (Cancer Antigen 125), PSA (Prostata-spezifisches Antigen), pKAc (Proteinkinase
A-katalytische Untereinheit), CEA (karzinomembryotisches Antigen),
AFP (Alphafötoprotein),
erzeugt gegen Krebsmarker, werden in einer Konzentration von 0,1
bis 5,0 mg/ml für
jeden Testpunkt in jedem Kanal (von links nach rechts) dosiert.
Nach Anwendung der Antikörper
wird ein ausreichendes Trocknen durchgeführt, woraufhin das Blockieren
unter Verwendung von Polyvinylalkohol (PVA), Hexansulfonsäure und Saccharose
durchgeführt
wird. Die Testvorrichtung wird darauffolgend getrocknet, woraufhin
sie für
das Dosieren der Markierungen fertig ist.
-
Jeweils
eine spezifische Markierung, hergestellt für den korrespondierenden Krebsmarker,
worin Markierungsgoldteilchen mit einem sekundären Antikörper beschichtet sind, der
gegen den fraglichen Marker erzeugt wurde, wie beschrieben in den
früheren
Beispielen, wird in die Markierungszone 4 am Beginn von jedem Testkanal
dosiert. Nach dem Dosieren wird die Testvorrichtung getrocknet und
in einer schützenden
Plastikhülle
verpackt.
-
10 μl einer Patientenprobe
(Serum, Plasma Gesamtblut, usw.) werden auf den Probenaufbringpunkt 5 aufgebracht,
wovon sie in die Kanäle 1 migrieren,
korrespondierend zu jedem Krebsmarker und die Markierung von dem
Markierungspunkt 4 lösen und
weiter in die Testzonen 3. Unter der Voraussetzung, dass
der analysierbare Krebsmarker in der Probe vorliegt, ergibt sich
ein sichtbares Testergebnis in dem fraglichen Kanal.
-
BEISPIEL 10: TESTVORRICHTUNG FÜR EINEN NACHWEIS
VON VIRUSANTIGEN
-
Beispiel
10 beschreibt die Anwendung der vorliegenden Erfindung in einer
Testvorrichtung zum Nachweis von Virusantigen.
-
Um
Rotavirus nachzuweisen wird die in 10 dargestellte
Testvorrichtung, worin die Kanalisierung, wie in Beispiel 1 beschrieben,
hergestellt wurde erzeugt, indem in den ersten Kanal 1 ein
Blot, hergestellt aus einem spezifischen Antikörper, erzeugt gegen das Virusantigen,
in die Testzone 3 platziert wird, wobei es sich um einen
Antikörper
gegen den verwendeten Markierungsantikörper des Markierungspunkts 4 handelt.
-
Der
dritte Kanal 1 derselben Testvorrichtung wird verwendet,
um ein Adenovirusantigen nachzuweisen, indem in diesen Kanal eine
Linie oder ein Blot auf die Testzone 3 aufgebracht wird,
umfassend einen spezifischen Antikörper gegen den fraglichen Markierungsantikörper, platziert
in Markierungszone 4.
-
Der
zweite Kanal der Testvorrichtung wird als Kontrollkanal verwendet,
um die Funktionalität
der Testvorrichtung zu testen. Ein nicht-spezifisches Konjugat wird
dem Markierungspunkt zugefügt
und der Anti-Maus-Antikörper
wird der Testzone zugefügt.
-
Die
reaktiven Punkte der Kanäle 1 werden blockiert
und die Testvorrichtungen werden, wie in Beispiel 1 beschrieben,
getrocknet. Für
jeden Assay charakteristische Markierungen werden in den Markierungspunkt 4 des
Verzweigungspunkts von jedem Testkanal dosiert. Sie werden wie oben
beschrieben getrocknet.
-
Eine
Patientenprobe (verdünnte
Fäkalienprobe)
wird auf den Probenaufbringpunkt 5 der Testvorrichtung
aufgebracht, wovon sie zunächst
in die Konjugatpunkte aufgrund einer Kapillarwirkung diffundiert
und migriert, und mit den Teilchenmarkierungen in den fraglichen
Markierungspunkten 4 reagiert und darauffolgend zu den
Testzonen 3 weiter migriert, wo eine Reaktion stattfindet,
wenn die Probe das analysierbare Virusantigen enthält. Die
positiven Ergebnisse werden auf ähnlich
Weise wie in den obigen Beispielen offenbart, nachgewiesen.
-
REFERENZEN, DIE IN DER BESCHREIBUNG ZITIERT
WURDEN
-
Diese
Referenzliste, die von der Anmelderin zitiert wurde, dient nur als
Hilfe für
den Leser. Sie bildet keinen Teil des europäischen Patentdokuments. Obwohl
das EPA große
Sorgfalt hat walten lassen bei der Zusammenstellung der Referenzen,
können
Fehler und Auslassungen nicht ausgeschlossen werden und das EPA
ist hierfür
nicht haftbar zu machen.
-
IN DER BESCHREIBUNG ZITIERTE PATENTDOKUMENTE
-