FI93905C - Testilaite ja menetelmä sen valmistamiseksi, jossa sitoja kiinnitetään kiinteälle alustalle - Google Patents

Description

93905

Testilaite ja menetelmä sen valmistamiseksi, jossa sitoja kiinnitetään kiinteälle alustalle Tämä keksintö koskee testilaitetta, joka on käyttö-5 kelpoinen analyytin määrittämisessä, ja sen valmistusta. Tarkemmin tämä keksintö koskee analyytin sitojaa kiinteällä alustalla käytettäväksi analyytin kiinteän faasin määritysmenetelmässä .

Analyytin määritysmenetelmiin kiinteän faasin tek-10 niikalla kuuluu kontakti analyyttiä mahdollisesti sisältävän näytteen ja testilaitteen välillä, jossa laitteessa on analyytille spesifistä sitojaa kiinteällä alustalla. Sito-jaan sitoutuvan analyytin määrä todetaan merkkiaineella ja se on näytteen analyytin (kvantitatiivinen tai kvalitatii-15 vinen) mitta.

Joissakin kiinteän faasin määrityksissä, esimerkiksi kuten kuvataan US 4 632 901:ssä analyytin sitoja on kiinteän alustan rajatulla osalla, jolloin muodostuu tes-tialue ja testialuetta ympäröivä alue, joka on vapaa si-20 tojasta. Sitojasta vapaata aluetta voidaan käyttää tausta- alueena joka auttaa analyytin määrittämisessä käyttäen sopivaa merkkiainetta. Kun testilaitteessa on useampia kerroksia niiden on oltava siten, että testialue sijaitsee oikeassa asennossa muihin laitteen osiin. Kunnollinen re-25 kisteröinti on vaikea saavutte, kun sitoja ei ole näkyvä.

Sitojaan sekoitetun väriaineen käyttö sallii rakentaa testilaitteita, joissa kiinteän alustan testialue jolla on sitojaa erottuu testialuetta ympäröivästä tausta-alueesta. Tämän keksinnön testilaite on tarkoitettu käy-30 tettäväksi analyytin määritysmenetelmässä. Laitteelle on ; tunnusomaista se, mitä patenttivaatimuksessa 1 esitetään.

Siinä on kiinteä alusta, jossa on testialue ja tausta-alue. Testialueella on seos, jossa on analyytin sitojaa ja merkkiainetta. Tässä esitetään testisarjajonon kuuluu tes-35 tilaite ja jäljittäjäaine, jossa on merkki, joka erottuu merkkiaineesta.

2 93905 Tässä estetyssä määritysmenetelmässä käytetään tes-tilaitetta, jossa on kiinteä alusta, jossa on testialue ja tausta-alue. Testilaitteessa on seosta, jossa on analyytin sitojaa ja merkkiainetta testialueella. Testilaite saate-5 taan yhteyteen nestemäisen näytteen ja jäljittäjäaineen kanssa. Jäljittäjäaineessa on merkki, joka erottuu merkkiaineesta .

Tämän keksinnön valmistusmenetelmässä otetaan kiinteä alusta, joka sisältää testialueen ja tausta-alueen. 10 Menetelmälle on tunnusomaista se, mitä patenttivaatimuksessa 11 esitetään. Sitojan ja merkkiaineen seosta pannaan testialueelle niin, että se jää siihen. Tällä tavoin merkkiaine on käyttökelpoinen sen määrittämiseksi, että sitojaa on todella pantu testialueille. Menetelmä tekee mah-15 dolliseksi asentaa kiinteä alusta muiden testilaitteen osien kanssa ilman kompromisseja sitojan toiminnassa määri tysolosuhteissa .

Merkkiaine, jota käytetään seoksena sitojan kanssa on sellaista, että se ei häiritse sitojan sitojaominai-20 suuksia, kykenee pysymään kiinteällä alustalla samaan tapaan kuin sitoja, eikä haittaa jäjittäjäaineen havaitsemista testialueelta.

Edullisen toteutustavan mukaisesti sitoja pysyy kiinteällä alustalla adsorption avulla; niinpä merkkiaine, 25 jota käytetään seoksena sitojan kanssa, on sellaista, että kiinteä alusta voi adsorboida senkin.

Edullinen merkkiaine on ainetta, jonka sopivissa olosuhteissa voi havaita paljain silmin. Merkkiaine voi olla värillistä ainetta, joka absorboi tietyn valokaistan, 30 joka on näkyvän valon alueella. Vaihtoehtoisesti ja edul-J lisesti merkkiaine on fluoresoivaa ainetta, joka virit- tyessään lähettää tyypillisen fluoresoivan signaalin spektrin näkyvällä alueella. Värillisiä ja fluoresoivia aineita kutsutaan tästä lähtien "kromogeeneiksi". Näillä 35 kromogeeneilla sitojan ja merkkiaineen seoksen joutuminen kiinteälle alueelle voidaan helposti todeta värin avulla m 3 93905 tai viritettäessä fluoresoivan signaalin syntymisestä tes-tialueella.

Merkkiaine, joka edullisesti on kromogeeni, levitetään kiinteälle alustalle seoksena sitojan kanssa sellai-5 sena määränä, että se ei haittaa sitojan sidontaominai-suuksia, mutta riittää merkkiaineen havaitsemiseen testi-alueella. Merkkiaine on edullisesti vesiliukoista, koska useimmissa tapauksissa sitoja pannaan kiinteälle alustalle vesipohjaisessa liuoksessa.

10 Niinpä käyttäen tämän keksinnön valmistusmenetel mää, jossa sitoja pannaan kiinteän alustan testialueelle seoksena merkkiaineen kanssa, alustan testialue, jolla on sitojaa tiukasti kiinnittyneenä voidaan erottaa tausta-alueesta. Tällä tavoin, kun kiinteä alusta pannaan astiaan 15 jossa on aukko näytteen ja muiden aineiden sisäänpanoa varten, testialue jossa sitoja on voidaan sijoittaa oikein näytteen sisäänpanoaukon suhteen.

Joissakin tapauksissa halutaan kiinteälle alustalle panna kontrolli (esimerkiksi analyyttiä sisältävä kon-20 trolli). Toisen tämän keksinnön aspektin mukaan kontrolli (erityisesti kontrolli, joka sisältää tunnetun määrän analyyttiä) pannaan kiinteän alustan kontrollialueelle seoksena leima-aineen kanssa, joka voidaan erottaa merkkiaineesta, jolloin kontrollialue voidaan huomata havaitse-25 maila leima-aine. Tämän keksinnön tämän aspektin mukaisesti kontrollialue voi olla kokonaan tai osittain sama kuin testialue tai se voi olla täysin eri alue alustalla. Useimmissa tapauksissa kontrolli on positiivinen kontrolli; negatiivistakin kontrollia voidaan kuitenkin käyttää. 30 Niinpä tämän keksinnön mukaisesti leima-aine, joka pannaan kiinteään alustaan seoksena kontrollin kanssa, on » erotettavissa sekä määrityksessä käytetyn jäljittäjäaineen merkistä että merkkiaineesta, joka lisätään seoksena sitojan kanssa. Tämä leima-aine, joka lisätään seoksena kon-35 trollin kanssa on ominaisuuksiltaan yllä merkkiaineelle kuvatun mukainen; toisin sanoen se on ainetta, joka ei 4 93905 häiritse kontrollin sitojaominaisuuksia, joka pysyy kiinteällä alustalla samaan tapaan kuin kontrolli, joka ei häiritse määritysolosuhteissa tapahtuvia vuorovaikutuksia ja joka voidaan erottaa jäljittäjäaineesta määritysolosuh-5 teissä. Kontrollin kanssa seoksena käytettävä leima-aine on edullisesti kromogeeni ja edullisimmin fluoresoiva aine.

Tämä keksintö on käyttökelpoinen missä tahansa määrityksessä, jossa sitoja on kiinteällä alustalla. Sitojan 10 valinta riippuu määritysmuodosta. Sopivan sitojan valinnan katsotaan olevan alaa taitavien hallinnassa.

Kiinteä alusta voi olla monen muotoinen, kuten esimerkiksi membraanikalvo, testiliuska, kastopuikko, kortti tai vastaava. Sopivan muodon valinnan katsotaan olevan 15 alaa taitavien hallinnassa. Kiinteä alusta voidaan myös valmistaa monista eri materiaaleista. On edullista jos alusta on huokoinen.

Kuvio' 1 on tätä keksintöä käyttävän testilaitteen kuva ylhäältä; 20 Kuvio 2 on sivukuva kuvion 1 testilaitteesta;

Kuvio 3 on leikkaus kuvion 1 linjaa 3-3 pitkin; ja

Kuviot 4A ja 4B ovat yksinkertaistettuja kaavioita sitojaa ja kontrollia sisältävän ensimmäisen kerroksen 11 25 vaihtoehtoisista versioista.

Tämän keksinnön mukaisesti sitoja, jota pannaan kiinteän alustan testialueelle mieluiten vesiliuoksena tai -suspensiona, sekoitetaan merkkiaineeseen, joka on edullisimmin kromogeeni ja erityisesti fluoresoiva aine. Sitojan 30 ja kromogeenin seosta pannaan sitten kiinteän alustan mää-rätylle testialueelle kuten esimerkiksi pisteeseen, neliöön, ympyrään, kolmioon tai mihin tahansa muuhun haluttuun muotoon siten, että testialueella on sekä sitojaa että havaittavaa leima-ainetta. Alaa taitavat tuntevat 35 erilaisia kytkentämenetelmiä sitojan kiinnittämiseksi kiinteälle alustalle ja adsorptio on näistä edullisin. Me- 5 93905 netelmä sitojan adsorboimiseksi voi olla mikä tahansa yleisesti saatavilla olevista materiaalin kuviopäällystys-menetelmistä, mukaanlukien syväpaino, silkkipaino ja muut tavanomaiset painomenetelmät.

5 Edullisia materiaaleja merkkiaineiksi ovat fluore soivat aineet, jotka eivät haittaa sitojan sitomiskykyä ja jotka kykenevät adsorboitumaan alustalle. Edustavina esimerkkeinä sopivista fluoresoivista aineista voidaan mainita akridiinioranssi, pyroniini Y, Texas punainen, roda-10 miini 6, ja sellaisia aineita käytetään sellaisia määriä, että ne eivät haittaa sitojan sitomiskykyä ja että ne voidaan havaita ultraviolettivalossa ja että niitä ei voi havaita paljain silmin. Jos merkkiaineena käytetty aine sisältää ryhmiä, jotka voivat reagoida sitojan tai kontrol-15 Iin kanssa, sellaiset ryhmät voidaan blokata ennen aineen sekoittamista, ne voidaan esimerkiksi panna puskuriin, joka sisältää aminoryhmälähdettä (esim. glysiiniä), joka reagoi merkkiaineen reaktiivisten kohtien kanssa ja siten estää enemmän reaktiivisuuden, joka vaikuttaisi sitojan 20 biologiseen aktiivisuuteen tai tarjoaisi paikkoja ei-spe-sifille sitoutumiselle määritysolosuhteissa.

Kun sitoja on kiinteällä alustalla, testialue voidaan erottaa taustasta havaitsemalla merkkiaine. Niinpä esimerkiksi tapauksessa, jossa leima on fluoresoiva aine, 25 alustaan voidaan kohdistaa sopivan aallonpituuden omaavaa viritysenergiaa (esim. ultraviolettivaloa tavanomaisista UV-lampuista). Merkkiaine emittoi tyypillisen fluoresoivan signaalin, joka on edullisesti havaittavissa paljaalla silmällä.

30 Kontrollia käyttävässä toteutustavassa valmistetaan liuos tai suspensio kontrollista ja leima-aineesta, joka voidaan erottaa käytetystä merkkiaineesta, leima-aineen ollessa edullisesti kromogeeni ja edullisimmin fluoresoiva aine. Kontrolli- ja leimasuspensio tai -liuos lisätään 35 kiinteälle alustalle sen määrätylle kontrolli-alueelle, josta osa saattaa olla samaa kuin testialue. Se, että kon- « 6 93905 trolli on lisätty kiinteälle alustalle ja alue, johon se on lisätty voidaan määrittää havaitsemalla leima-aine, esimerkiksi fluoresoivan aineen tapauksessa kohdistamalla aineeseen sopivan aallonpituuden omaavaa viritysenergiaa.

5 Niinpä sitoja voidaan lisätä kiinteälle alustalle seoksena fluoresoivan aineen kanssa, jolla on tyypillinen emissiokaista näkyvän spektrin alueella ja joka voidaan havaita ensimmäisenä värinä (kuten keltaisena) ja kontrolli voidaan lisätä seoksena fluoresoivan aineen kanssa, 10 jolla on tyypillinen emissiokaista näkyvän spektrin alueella ja joka voidaan havaita toisena värinä (kuten punaisena) joka voidaan erottaa ensimmäisestä väristä. Kontrollin ja sitojan lisäämisen jälkeen kiinteään alustaan voidaan kohdistaa sopivan aallonpituista viritysenergiaa 15 molempien värien läsnäolon havaitsemiseksi, jolloin havaitaan sekä sitojan että kontrollin lsänäolo omilla alueillaan. Merkkiaineen ja leima-aineen viritysaallonpituudet ovat edullisesti spektrin ultravioletilla alueella ja ilman UV-säteilyä ne ovat värittömiä tai väriltään suh-20 teellisen heikkoja.

Analyytti voidaan määrittää (kvalitatiivisesti tai kvantitatiivisesti) lisäämällä näyte, jonka epäillään sisältävän analyyttiä sekä jäljittäjäainetta testialueelle. Näyte voidaan lisätä alueelle, joka on pienempi, yhtäsuu-25 ri tai suurempi kuin testialue, jolla sitoja on. Riippuen määritysmenetelmän kemiasta tapahtuu reaktioita ja jäijittä jäaineen havaittavan signaalin läsnä- tai poissaolo osoittaa analyytin läsnäolon.

Vaikka määritysmenetelmän kemia ei riipu tästä kek-30 sinnöstä, edullinen määrityskemia käyttää vuorovaikutuk- : siä spesifien sitoutumisparien välillä määrittämään ana lyytin läsnäolon. Edullinen spesifien sitoutumisparien tyyppi ovat antigeeni/vasta-aineparit.

Edullisessa määrityskemiassa jäljittäjäaine on toi-35 nen jäsen spesifisessä sitoutumisparissa ja siinä on merkki. Esimerkiksi jos määritys on kilpailutyyppinen, jäljit- « 7 93905 täjäaineen spesifinen sitoutumisosa olisi sellainen, joka sitoutuu kiinteällä alustalla olevaan sitojaan. Jos määritys on kerrostyyppinen, jäljittäjäaineen spesifinen sitoutumisosa sitoutuisi analyyttiin.

5 Sellaiset määritysmuodot ja vahvistumenetelmät ovat sinänsä tunnettuja ja enempää kuvausta ei tarvita tämän keksinnön täydelliseksi ymmärtämiseksi.

Jäljittäjänaineen merkkiosa voi olla mikä tahansa useista aineista, mukaanlukien esimerkiksi entsyymit ja 10 kromogeenit. Jos merkki on havaittavissa värin perusteella (kuten kolorimetrisissä entsyymimerkeissä ja suorassa havaitsemisessa värillisellä aineella), värin tulisi olla havaittavissa merkkiaineen ja leima-aineen läsnäollessa. Sopivan merkin valinta katsotaan olevan alaa taitavien 15 taidon puitteissa.

Määritysmenetelmässä jäljittäjäainetta lisätään ainakin kiinteän alustan testialueelle ja tapauksessa, jossa käytetään kontrollia, jäljittäjäainetta lisätään myös ainakin kontrollialueelle. Jäljittäjäainetta voidaan 20 lisätä suuremmalle alueelle kuin testialue ja kontrolli-alue.

Tapauksissa, joissa käytetään positiivista kontrol-, lia jäljittäjäaineen spesifinen sitoutumisosa sitoutuu positiiviseen kontrolliin, jolloin jäljittäjäaineen merkin 25 tulisi olla havaittavissa kontrollialueella. Lisäksi jos analyyttiä on läsnä näytteessä, jäljittäjäaineen merkin tulisi olla havaittavissa testialueella.

Tämän keksinnön erityisen edullisen toteutustavan mukaisesti sitojan ja merkkiaineen seos on kiinteän alus-30 tan testialueella sellaisena konsentraationa, että jäljit- J. täjäaine, joka sisältää näkyvän hiukkasmaisen leiman merk- kiosanaan, näkyy kiinteällä alustalla ilman lisäkäsitte-lyä.

Testialueella olevaa sitojaa on edullisesti vähin-35 tään yksi mikrogramma per cm2, yleisimmin vähintään 10 mikrogrammaa per cm2 ja edullisesti 40 mikrogrammaa per 8 93905 cm2. Testialueen ja tausta-alueen jäljellä oleva sitomisky-ky voidaan kyllästää tai blokata käsittelemällä kiinteä alusta yhden tai useamman tyypillisillä proteiineilla, jotka eivät spesifisti sido määrityksessä käytettäviä ai-5 neita. Niinpä jäljellä oleva sitomiskyky voidaan blokata käyttäen naudan seerumin albumiinia. Testialueelle voidaan lisätä myös kostutusainetta.

Joissakin tapauksissa lisättäessä sitoja (erityisesti vasta-aine) testialueelle, vasta-aineliuokseen si-10 säilytetään polyhydroksiyhdiste (esim. glyseroli, erytri-oli ja sorbitoli) tai sokeri (esim. glukoosi ja sakkaroosi) estämään ei-spesifistä sitoutumista (vääriä positiivisia tuloksia) määrityksen aikana.

Kiinteä alusta, jota käytetään on sellainen, jonka 15 pinta-ala (ala painoyksikköä kohden) on sellainen, että sitojaa voi olla alustalla sellaisena konsentraationa (paino alayksikköä kohden) että jäljittäjäaine on näkyvä määritysolosuhteissa. Termi "näkyvä" tässä käytettynä tarkoittaa, että aine voidaan havaita paljaalla silmällä 20 käyttämättä instrumentteja; vaikka instrumentteja voidaan käyttää havaitsemaan aineen absorbanssin tai fluoresenssin intensiteetti.

Testialue muodostuu edullisesti selluloosaesteris-tä ja nitroselluloosa tuottaa poikkeuksellisen hyvät tu-• 25 lokset. Termi "nitroselluloosa" viittaa selluloosan typpi- happoestereihin, joka voi olla pelkkä nitroselluloosa tai typpihapon ja muiden happojen seosesteri ja erityisesti karboksyylihappojen, joissa on yhdestä seitsemään hiili-atomia ja etikkahappo on edullisin.

30 Vaikka nitroselluloosa on edullinen testialueen (ja koko kiinteän alustan) materiaali, voidaan käyttää myös muita aineita, joiden pinta-ala on riittävä sitojan pitämiseksi yllä kuvatulla tavalla.

Kuten yllä on kuvattu, edullista jäljittäjäainetta 35 valmistettaessa toinen spesifisen sitoutumisparin osa leimataan hiukkasmaisella leima-aineella, joka on näkyvä.

9 93905

Edullinen hiukkasmainen leima-aine on pussi, joka sisältää värillistä ainetta, jolloin jäljittäjäaine on määrityksessä käytettynä näkyvä ilman pussin tuhoutumista ja väriaineen vapautumista.

5 Pussi, jota käytetään leimattaessa jäljittäjäaineen spesifinen sitoutumisosa voi olla mikä tahansa erilaisista pusseista mukaanlukien, muun muassa liposomit (yksiseinäi-set tai monilamelliset) tai polymeerimikrokapselit (esimerkiksi ne, joita tehdään koaskervaatiolla tai rajapinta-10 polymeraatiolla).

Polymeerimikrokapseleita voidaan tuottaa sinänsä tunnetuilla menetelmillä paitsi, että liuos, jossa mikro-kapselit muodostetaan sisältää myös merkin, jolloin mikro-kapselin sisätila sisältää merkin. Sellaisten mikrokapse-15 lien valmistus kuvataan esimerkiksi teoksessa Microencap-sulation Processes and Applications, toimittanut Jan E. Vandegger (Plenum Press, 1974).

Kuten on sinänsä tunnettua, liposomeja voidaan valmistaa erilaisista lipideistä, mukaanlukien fosfoli-20 pidit, glykolipidit, steroidit, suhteellisen pitkäketjui-set alkyyliesterit; esim. alkyylifosfaatit, rasvahappo-esterit; esim. lesitiini, rasvahapot ja muut vastaavat. Voidaan käyttää rasvaisten aineiden seosta, kuten neutraalin steroidin, varautuneen amfifiilin ja fosfolipidin ; 25 yhdistelmää. Valaisevina esimerkkeinä fosfolipideistä voi- daan mainita lesitiini, sfingomyeliini, dipalmitoyyli ja muut vastaavat. Edustavina steroideina voidaan mainita kolesteroli, kolestanoli, lanesteroli ja vastaavat. Edustavina esimerkkeinä varautuneista amfifiilisistä yhdis-30 teistä, jotka yleensä sisältävät 12 - 30 hiiliatomia, voidaan mainita mono- tai dialkyylifosfaattiesteri tai alkyyliamini; esim. disetyylifosfaatti, stearyyliamiini, heksadekyyliamiini, dilauryylifosfaatti ja vastaavat.

Liposomipussit valmistetaan vesiliuoksessa, joka 35 sisältää merkkiä, jolloin merkkiä joutuu pussien sisään. Liposomit voidaan valmistaa liuoksessa voimakkaasti se- • 10 93905 koittaen, mitä seuraa merkin poistaminen pussin ulkopuolelta.

Lisää yksityiskohtia liposomien valmistuksesta on US-patentissa no 4 342 826 ja PCT kansainvälisessä jul-5 kaisussa no W080/01515, jotka molemmat mainitaan tässä lähteenä.

Jäljittäjäaine voidaan valmistaa myös leimaamalla spesifit sitojalajit hydrofobisen värin tai pigmentin ve-sidispersiolla tai polymeeriytimellä, joka on päällystetty 10 sellaisella värillä tai pigmentillä. Sellaisia leimoja kuvataan yksityiskohtaisemmin US-patentissa no 4 373 932, joka mainitaan tässä viitteenä. Tuon patentin mukaisesti valmistettuja jäljittäjäaineita voidaan käyttää jäljittä-jäaineina myös tässä keksinnössä.

15 Näkyvä hiukkasmainen leima-aine voi olla näkyviä polymeerihiukkasia, kuten värillisiä polystyreenihiukka-sia, edullisesti pallomaisia.

Edustavia esimerkkejä muista sopivista hiukkasmai-sista leima-aineista ovat mm. ferritiini, fykoerytriinit 20 tai muut fykobiliproteiinit; saostuneet tai liukenemattomat metallit tai metalliseokset? sieni-, levä- tai bak-teeripigmentit tai johdannaiset kuten bakteeriklorofyllit, kasvimateriaalit tai johdannaiset ja muut vastaavat.

Jäljittäjäaineen spesifinen sitoutumisosa voidaan I 25 leimata hiukkasmaisella leima-aineella, jolloin muodostuu jäljittäjäaine käytettäväksi keksinnössä sinänsä tunnetulla tavalla, käytetyn menetelmän riippuessa spesifisen sitoutumisia jin ja hiukkasmaisen leima-aineen valinnasta. Sellaisia menetelmiä ovat mm. kovalenttinen sitoutuminen, 30 derivatointi tai aktivaatio ja vastaavat. Tuotettaessa jäljittäjäainetta, jossa sitoja on leimattu pussilla, pussi voidaan tuottaa komponentista, joka on derivatoitu spesifillä sitojalajilla, jolloin pussi valmistettaessa kytkeytyy spesifiin sitojaosaan.

35 Niinpä edullinen jäljittäjäaine muodostuu spesifi sestä sitojaosasta ja hiukkasmaisesta leima-aineesta 11 93905 (kiinteästä tai kiinteän tapaisesta, erotukseksi ei-kiin-teästä leima-aineista kuten radioisotoopeista, entsyymeistä ja eri fluoresoivista aineista) ja hiukkasmainen leima-aine tarjoaa merkin joka on näkyvä määritysolosuhteissa 5 niin, että analyytin läsnäolo tai määrä voidaan määrittää ilman enempää käsittelyä ja käyttämättä instrumentteja; esim. käyttäen liposomia, joka sisältää värillistä materiaalia hiukkasmaisena leima-aineena.

Edullisen toteutustavan mukaisesti testilaite ra-10 kennetaan kuten on kuvattu US-patentissa 4 920 046. Edullisessa laitteessa on huokoinen kiinteä alusta sitojan pitämiseksi testialueella sellaisena konsentraationa, että määrityksessä käytetty jäljittäjäaine sitoutuneena testi-alueelle on määritysolosuhteissa näkyvä ilman lisäkäsitte-15 lyä. Siinä on myös virtauksensäätökerros huokoisen kiinteän alustan alla, joka muodostuu huokoisesti aineesta, jonka huokoskoko on sellainen, että se kontrolloi määri-tysreagenssien virtausta testialueen läpi. Testilaittees-sa on myös edullisesti huokoinen välikerros, joka erottaa 20 absorboivasta materiaalista muodostuvan absorbenttikerrok- sen virtauksensäätökerroksesta.

Absorbenttikerroksen absorbointikyky on riittävä absorboimaan testikerrokseen määrityksen aikana pannut reagenssinesteet. Lisäksi absorboivat aineet tuottavat 25 virtausta testikerroksen läpi.

• «

Koko huokoinen kiinteä alusta voidaan muodostaa testialueeseen käytetystä aineesta. Vaihtoehtoisesti vain testialue voi olla muodostunut sellaisesta aineesta.

Lisäksi, koska testilaitetta käytetään siten, että 30 määritysreagenssit virtaavat sen kerrosten läpi, kiinteän alustan huokoskoko on suurempi kuin määrityksessä käytetyn hiukkasmaisen leima-aineen koko niin, että jäljittäjä-aineen osat, jotka eivät sitoudu määritysolosuhteissa virtaavat absorbenttikerrokseen eivätkä ole näkyvissä testi-35 alueella. Yleisesti kiinteän alustan huokoskoon pitäisi olla vähintään 2 pm ja edullisimmin vähintään 5 pm. Ylei- • 12 93905 sesti huokoskoko ei ylitä 12 μιη. On kuitenkin ymmärrettävä, että vaikka aiemmin kuvatut huokoskoot ovat edullisia, muitakin huokoskokoja voidaan käyttää riippuen määrityksessä käytetyistä aineista.

5 Testilaitteen virtauksensäätökerros muodostuu huo koisesta materiaalista, jota käytetään kontrolloimaan mää-ritysreagenssien virtausnopeutta testikerroksen läpi ja absorbenttikerrokseen. Edullisen virtauksensäätökerroksen muodostamisessa käytettävän huokoisen aineen huokoskoko on 10 pienempi kuin kiinteän alustan muodostamisessa käytetyn aineen. Niinpä virtauksensäätökerros toimii vähentäen mää-ritysreagenssien virtausta huokoisemman testialueen läpi.

Virtauksensäätökerroksen huokoskoko samoin kuin sen paksuus säädetään edullisesti sellaiseksi, että määritys-15 reagenssien virtaus testialueen läpi tuottaa tarvittavan herkkyyden ja nopean ja tarkan määrityksen.

Yhden erityisen edullisen toteutustavan mukaisesti virtauksensäätökerros tehdään sen kokoiseksi, että aineen virtausnopeus testialueen läpi on luokkaa vähintään 20 0,5 ml/min ja yleensä ei yli 2 ml/min.

Virtauksensäätökerros muodostetaan edullisesti kui-duttomasta polykarbonaatista, jossa on tasakokoisia huokosia ja kanavia, jotka tuottavat yksisuuntaisen virtauksen testikerroksesta virtauksensäätökerroksen alla olevaan ; 25 kerrokseen.

Heti edullisen testilaitteen virtauksensäätökerroksen alla on välikerros. Se on huokoista ainetta, joka toimii erottimena virtauksensäätökerroksen ja absorbenttiker-roksen välillä. Huokoisen välikerroksen huokoskoko on suu-30 rempi kuin virtauksensäätökerroksen huokoskoko niin, että välikerros ei rajoita virtausta testilaitteen läpi.

Edullisessa testilaitteessa on myös absorbenttiker-ros, joka on huokoista ainetta, jonka absorbointikyky riittää absorboimaan nesteet, jotka virtaavat testilait-35 teen läpi määrityksen aikana. Absorbenttikerros tuottaa myös voiman (esim. konsentraatioeron), joka saa testi- • 13 93905 alueelle lisätyt reagenssit virtaamaan absorbenttikerrok-seen.

Niinpä tämän keksinnön edullisen toteutustavan mukaisesti määritys käyttää jäljittäjäainetta, jossa jäljit-5 täjäaineen merkkiosa on näkyvä hiukkasmainen pussi ja jossa määritys suoritetaan testilaitteella, joka on edullisesti muodostettu useista kerroksista, joiden ominaisuudet ovat erilaiset kuten yllä on kuvattu ja jossa määritysrea-genssit virtaavat testilaitteen testialueen läpi.

10 Testilaitteen eri osia muodostettaessa käytetyt ai neet valitaan siten, että niillä on yllä kuvatut ominaisuudet. Lisäksi sellaiset aineet eivät saisi tuottaa ana-lyytin tai jäljittäjäaineen ei-spesifistä sitoutumista. Aineiden ominaisuudet voivat olla alunperin sellaiset tai 15 vaihtoehtoisesti aineita voidaan käsitellä ei-spesifisenä sitoutumisen estämiseksi; esimerkiksi käsittely sopivalla proteiinilla kuten naudan seerumin albumiinilla. Testi-laitteen kiinteä alusta käsitellään myös edullisesti kos-tusaineella määritysreagenssien kunnollisen virtauksen 20 varmistamiseksi testikerroksen läpi ja absorbenttikerrok-seen. Edustavia esimerkkejä kostutusaineista ovat mm. sakkaroosi, glyseroli, glukoosi ja sorbitoli. Kiinteä alusta voidaan samanaikaisesti käsitellä proteiinilla ja kostutusaineella; esim. naudan seerumin albumiinin ja sak-25 karoosin vesiliuoksella.

•

Yleensä testilaite on sopivan pidikkeen päällä tai sisällä, esimerkiksi kortilla tai astiassa. Sopivan pidikkeen valinnan katsotaan olevan alaa taitavien hallinnassa.

Lisäksi edullisessa testilaitteessa on kansi, jos-30 sa on aukko, joka ohjaa määritysreagenssit testialueelle. Niinpä testilaite voi esimerkiksi olla peitetty kortilla, jossa on aukko testialueen yläpuolella, jolloin nestenäyte ja eri määritysreagenssit joutuvat suoraan testialueelle. Vaihtoehtoisesti testilaite voidaan panna astiaan, jossa 35 on sopiva aukko ohjaamassa näytteen ja määritysreagenssin testialueelle. Merkkiaineen käyttö seoksena sitojan kans- « 14 93905 sa, saa testialueen näkyväksi, jolloin se voidaan sijoittaa oikein aukkoon nähden.

Viitaten piirroksiin, testilaite, jota yleisesti osoittaa 10, joka koostuu kiinteästä alustasta, jota ylei-5 sesti osoittaa 11, jossa on testialue sitojaa varten.

Edullinen materiaali on nitroselluloosa, jonka huokoskoko on yli 2 mikronia ja yleensä alle 12 mikronia. Edullisin on suunnilleen huokoskoko 5 mikronia.

Heti kerroksen 11 alla on virtauksensäätökerros 12, 10 joka on edullisesti muodostettu yksisuuntaista virtausta kontrolloivasta polykarbonaattimembraanista, jonka huokoskoko on 0,6 mikronia.

Heti virtauksensäätökerroksen 12 alla on välikerros 13. Välikerros 13 muodostuu huokoisesta aineesta ja sen 15 huokoskoko on yleensä suurempi kuin virtauksensäätökerroksen 12 huokoskoko. Kerros 13 voi muodostua esimerkiksi kehräämättömästä polyasetaatista.

Heti välikerroksen 13 alla ja yhteydessä siihen on absorbenttikerros 14. Absorbenttikerros 14 muodostuu edul-20 lisesti selluloosamateriaalista, esim. absorboivasta sel-luloosapaperista.

Niinpä testilaite koostuu kerroksista 11, 12, 13 ja 14, jotka on edullisesti yhdistetty yhtenäisen laitteen 10 muodostamiseksi. Kerrokset voivat olla kiinni toisissaan * 25 esimerkiksi ompeleilla; muutkin kiinnitystavat ovat kui- tenkin mahdollisia.

Kuten erikseen näytetään, testilaite 10 on testias-tiässä, johon kuuluu pohja 15 ja kansi 16. Pohjan 15 sy-‘ vyys on sellainen, että laite 10 on säiliössä. Edullisessa ' 30 toteutustavassa säiliössä on kolme sivua yleisen kolmion muodossa, jossa on pyöristetyt kulmat.

Kannessa 16 on kohotettu osa, jossa on sopiva aukko 17, joka on kiinteän alustan 11 testialueen 18 yläpuolella. Edullisesti osa tuen 11 tausta-alueesta, joka ympä-35 röi testialuetta on myöskin aukon 17 määräämän aukon alueella.

15 93905

Kansi 16 on kerroksen 11 yläpuolella ulokkeiden 19 avulla, jotka kohoavat ylös pohjan 15 reunoilta. Ulokkeet 19 ovat riittävän korkeat tuottamaan ilmaraot 20, jotka mahdollistavat laitteen 10 tuuletuksen. Ilmarakoja 20 ra-5 joittavat ulokkeet 19, kansi 16 ja pohja 15.

Kannen 16 koholla olevassa osassa, joka ympäröi aukkoa 17 on värillinen alue 21, jonka väri on edullisesti kontrastissa kannen 16 värin ja testialueelle 18 syntyvän värin kanssa, jotta testitulokset, jotka yleensä lue-10 taan värin perusteella olisivat helpommin luettavissa. Edullisessa toteutustavassa pohja 15, kansi 16 ja värillinen alue 21 on valmistettu muovimateriaalista.

Testilaitteen 10 käyttämiseksi kerrosmäärityksessä sitoja voi olla määritettävälle analyytille spesifinen 15 vasta-aine. Jos kerrosmääritystä käytetään perättäisellä tavalla, näyte, jonka epäillään sisältävän analyyttiä pannaan testialueelle aukon 17 kautta, jolloin näyte joutuu yhteyteen sitojan kanssa testialueella 18 ja näyte virtaa testilaitteen läpi absorbenttikerrokseen 14. Näytteen si-20 sältämä analyytti sitoutuu spesifisti sitojaan alueella 18.

Sen jälkeen testilaitteeseen pannaan jäljittäjäai-netta aukon 17 kautta. Jäljittäjäaine sitoutuu analyyttiin ja sitoutumaton osa virtaa testilaitteen läpi absorbentti- 25 kerrokseen 14.

Jos halutaan, testilaitteeseen 10 voidaan panna pe-suliuosta ennen jäljittäjäaineen lisäämistä. Samoin jäl-jittäjäaineen lisäämisen jälkeen voidaan testilaitteeseen panna pesuliuosta pesemään absorbenttikerrokseen 14 se 30 jäljittäjäaine, joka ei ole spesifisti sitoutunut alueen 18 kompleksiin.

Värin läsnäolo alueella 18 osoittaa analyytin läsnäolon ja jos määritys on kvantitatiivinen määritys, sellaisen värin intensiteetti osoittaa näytteessä olevan ana-35 lyytin määrää.

• 16 93905

Viitaten nyt kuvaan 4A, kiinteä substraatti 11 sisältää testialueen 101 ja kontrollialueen 102. Testialue 101 sisältää seoksen, jossa on määrityksessä käytettyä si-tojaa ja merkkiainetta kuten fluoresoivaa ainetta. Kont-5 rollialue 102 sisältää analyyttikontrollin seoksena leima-aineen kanssa, joka on edullisesti toinen fluoresoiva aine, joka emittoi fluoresoivaa signaalia altistettuna ult-raviolettienergialle.

Valmistettaessa testiartikkelia kiinteä alusta 11 10 käsitellään ensin sitojan ja merkkiaineen seoksella, joka merkkiaine voi olla ensimmäinen fluoresoiva aine, seoksen lisäämiseksi testialueelle 101. Sen jälkeen kontrolli-alueelle 102 lisätään kontrollin ja leima-aineen seosta, joka leima-aine voi olla toinen fluoresoiva aine. Kuten 15 kuvassa, kontrollialue on pienempi ja on alueen 101 sisällä.

Se, että analyytti ja sitoja on levitetty omille alueilleen voidaan sitten todeta kohdistamalla kiinteään alustaan 11 ultraviolettivalo ja määrittämällä kyseisten 20 fluoresenssiemissiovärien läsnäolo kyseisillä alueilla.

Sen jälkeen kiinteä alusta 11 voidaan yhdistää muihin kerroksiin ja laite 10 panna testiastiaan siten, että testialue 101 on aukon 17 alla, jolloin määritysreagenssit voidaan johtaa alueelle, jossa sitoja ja kontrolli ovat. 25 Vaihtoehtoinen toteutustapa esitetään kuvassa 4B, jossa kontrollialue 102' on alue, johon kontrolli on levitetty ja testialue 101' on alue, johon sitoja on levitetty. Kuten lienee ilmeistä, kontrollin ja sitojan läsnäolo omilla alueillaan voidaan määrittää samoin kuin ku-30 vattiin kuvan 4A yhteydessä.

Kuvan 4B toteutustavassa, kun analyyttiä ei ole läsnä, vain alue 102’ värjäytyy jäljittäjäaineesta, mikä osoittaa negatiivista merkkiä kerroksessa 11. Jos näytteessä on analyyttiä, sekä alueet 101’ että 102’ värjäy-35 tyvät, jolloin näkyy plusmerkki, mikä osoittaa näytteessä olevan analyyttiä.

« « 93905 17

Vaikka keksintö on kuvattu viitaten piirrosten edulliseen toteutustapaan, tätä keksintöä voidaan yhtä hyvin soveltaa sitojan ja haluttaessa myös kontrollin asettamiseen muualle kuin tässä esitetylle kiinteälle alustal-5 le. Niinpä testilaite voi olla esimerkiksi yksikerroksinen tai kaksikerroksinen. Samoin testikerros voi olla muu kuin esitetynlainen membraani.

Nämä ja muut muutokset lienevät ilmeisiä alaa taitaville.

10 Esimerkki

Sulfonyylikloridijohdannaista tai sulforodamiini (toimittaja Molecular Probes Cat. T353 Texas Red Dye) yhdistetään kahden tunnin inkuboinnin jälkeen 0,1 M glysii-nipuskurissa pH 8,0 kanin anti-ryhmä A Streptococcus vas-15 ta-aineeseen (n-asetyyliglukosamiiniaffiniteettipuhdis- tettu) konsentraationa, joka vaihtelee 0,5 - 20 pg/ml. Erikseen uutetaan ryhmä A streptokokkiantigeenia typpihapolla (300 μΐ HC1 (0,01 M) 40 μΐ NaN02 (4M) ja 40 μΐ Tris-puskuria (IM, Trizma™ emästä (Sigma) ja 4M NaCl)). 20 Uutettuun antigeeniin lisätään rodamiini 6G väriä (Allied

Cat. 663) glyseriinipuskurissa (90,1 M, pH 8,0), jolloin konsentraatioksi tulee alle 4 pg/ml.

Kutakin ylläolevista liuoksista pannaan nitrosellu-loosamembraanille (Schleier & Schuell, huokoskoko 5 mikro-25 nia) ja pitkäaaltoisen (290 - 350 nm) ultraviolettisätei-lyn alla voidaan Texas Red, joka fluoresoi punaista erottaa rodamiini 6G:stä, joka fluoresoi kirkkaankeltaista. Kahden värin läsnäolo ilmaisee vasta-ainesitojan ja anti-geenipositiivisen kontrollin sijainnin.

30 Nitroselluloosaa, joka sisältää vasta-aineen ja

fluoresoivan aineen seoksen sekä antigeenipositiivisen kontrollin ja fluoresoivan aineen seoksen käytetään ker-rosmäärityksessä ryhmä A strep-antigeenin havaitsemiseksi, jossa jäljittäjäaine on affiniteettipuhdistettu vasta-aine 35 (kanin anti-ryhmä A Strep), joka on kovalenttisesti kytkeytynyt liposomeihin, jotka sisältävät sulforodamiini B

# 18 93905 väriä (menetelmä tämän jäljittäjäaineen valmistamiseksi kuvataan ZA-patentissa no. 84/9397 joka vastaa US-sarja-numero 579 667, joka mainitaan tässä viitteenä).

Fluoresoivan aineen läsnäolo vasta-ainesitojassa ja 5 antigeenipositiivisessa kontrollissa nitroselluloosa-alus- talla ei haittaa herkkyyttä konsentraatiolla 5 x 105 orga-nismia/ml.

Tätä keksintöä voidaan soveltaa menetelmiin ja tuotteisiin laajan analyyttivalikoiman havaitsemiseksi. 10 Edustavinta esimerkkeinä analyyttityypeistä voidaan mai nita; lääkkeet, mukaanlukien terapeuttiset lääkkeet ja väärinkäytetyt lääkkeet; hormoonit, vitamiini, proteiinit, mukaanlukien kaikki vasta-aineet; peptidit; steroidit; bakteerit; sienet; virukset; parasiitit; bakteerien, sien-15 ten, virusten tai parasiittien osat tai tuotteet; kaikenlaiset allergeenit; ja normaalien tai pahanlaatuisten solujen osat tai tuotteet. Erityisinä esimerkkeinä voidaan mainita T4; T3; digoksiini; hCG; insuliini; teofylliini; luteinisoiva hormooni; eri tauteja aiheuttavat tai niihin 20 liittyvät organismit kuten Streptococcus pyogenes (ryhmä A), Herper Simplex I ja II, sytomegalovirus, rubella, klamydia ja Candida albicans.

Analyytti voidaan määrittää erilaisista näytteistä mukaanlukien esimerkiksi ruumiinnesteet kuten sylki, virt-” 25 sa, seerumi ja selkäydinneste tai pyyhkäisynäytteistä t 4 esim. kurkusta.

Monet tämän keksinnön muunnokset ja muunnelmat ovat mahdollisia yllä olevan valossa ja keksintöä voidaan siten soveltaa toisin kuin yllä on kuvattu.

Claims (13)

1. 93905
2. 1. Testilaite käytettäväksi määrityksessä analyy-tin läsnäolon havaitsemiseksi, tunnettu siitä, 5 että siihen kuuluu: kiinteä alusta, jossa on yläpinta ja alapinta; alustan yläpinnalla oleva testialue; analyytin sitoja, joka on kiinnitetty testialuee-seen; ja 10 havaittava merkkiaine, joka on sekoitettu sitojan kanssa ja joka on riippuvainen sitojan läsnäolosta tai poissaolosta ja joka ei häiritse määritystä; ja alustan yläpinnalla oleva tausta-alue ilman sito-jaa ja havaittavaa merkkiainetta; jolloin 15 havaittava merkkiaine aiheuttaa sen, että sitoja on erotettavissa alustasta siten, että ennenkuin laitetta käytetään määritykseen; se tutkitaan sitojan läsnäolon varmistamiseksi testialueella.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen testilaite, 20 tunnettu siitä, että alusta on huokoinen alusta.
4. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen testialusta, tunnettu siitä, että sitoja on vasta-aine tai antigeeni .
5. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen testilaite, ·, 25 tunnettu siitä, että havaittava merkkiaine on kro- mogeeni.
6. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen testilaite, tunnettu siitä, että kromogeeni on fluoresoiva aine.
7. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen testilaite, tunnettu siitä, että merkkiaine on havaittavissa, kun se valaistaan valolla, joka on sopivaa aallonpituutta.
8. 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen testilaite, 35 tunnettu siitä, että siihen lisäksi kuuluu: 20 93905 huokoinen virtauksensäätökerros mainitun kiinteän alustan alla ja mainitun virtauksensäätökerroksen alla oleva absorboiva kerros.
9. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen testilaite, tunnettu siitä, että merkkiaine on havaittavissa, kun se valaistaan valolla, joka on sopivaa aallonpituutta.
10. 9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen testilaite, 10 tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää kontrollialueen alustan yläpinnalla; määrityskontrollin, joka on kiinnitetty kontrolli-alueeseen ; ja havaittavan leima-aineen, joka on kiinnitetty mää-15 rityskontrolliin ja on erotettavissa eikä häiritse määritystä tai havaittavaa merkkiainetta; jolloin leima-aine saa aikaan sen, että määrityskontrolli on erotettavissa alustasta siten, että ennenkuin laitetta käytetään määrityksessä, se tutkitaan määrityskontrollin 20 läsnäolon varmistamiseksi alustalla.
11. 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen testilaite, tunnettu siitä, että leima-aine on havaittavissa kun se valaistaan valolla, joka on sopivaa aallonpituutta. * 25 11. Menetelmä analyytin läsnäolon havaitsemisessa « käytettäväksi sopivan testilaitteen valmistamiseksi, tunnettu siitä, että otetaan kiinteä alusta, jossa on yläpinta; yläpinta saatetaan kosketukseen analyytin sitojan 30 kanssa; jolloin sitoja sekoitetaan havaittavan merkkiaineen kanssa, joka on riippuvainen sitojan läsnäolosta tai poissaolosta; ja havaitaan merkkiaine sitojan läsnäolon varmistami-35 seksi laitteessa. 93905
12. 12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yläpinta lisäksi saatetaan kosketukseen määrityskontrollin seoksen kanssa; ja määrityskontrolli saatetaan kosketukseen havaitta-5 van leima-aineen kanssa; jolloin kontrollialue on erotettavissa testialu-eesta ja alustasta, ja leima-aine on riippuvainen määri-tyskontrollin läsnäolosta tai poissaolosta.
13. 13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, 10 tunnettu siitä, että leima-aine havaitaan valolla, joka on sopivaa aallonpituutta. 93905