【発明の詳細な説明】
液体移動および干渉に対する抵抗を改良した診断用検査デバイス 発明の利用分野
本発明は、アナライト(測定対象物質)について陽性の検査結果を示すシグナ
ルを発生させるために1以上のサンプル/試薬液を利用する診断用検査デバイス
に関する。本発明の実施態様は、このようなデバイス内の液体移動を改良し、か
つ化学的干渉に対する抵抗を高めることに関する。発明の背景
医療診断分野の進展に伴い、生理的被検液中に含まれる検出すべき物質の数が
爆発的に増加している。通常は、診断アッセイで種々の分析法を用いることによ
り、対象となるまたは臨床上重要なこれら物質の存在および/または量を検査し
ている。
診断アッセイは被検液中のアナライトを検出するために欠くことのできない手
段となっており、たいていは医療専門家が高度に自動化された臨床実験室と精巧
な測定装置を駆使している。しかしながら、医院、家庭、それに実験室の電気や
他の設備を利用できない現場でも分析できるようにする必要性が増大している。
疾病または生理的症状もしくは障害を診断すると共に、薬物療法の効果および慢
性病をモニターし、濫用薬物の使用を検出し、また、不純物の存在を検出する必
要性が増している。検査結果が出た後では、さらなる公衆衛生上の問題を防止す
るために適切な処置または予防措置が講じられる。
被検抗原の存在に応答して発色に至らせる1以上の結合反応を利用するアッセ
イ法が開発されている。こうした方法の例は、検査デバイス内の試薬材料上に固
定された抗体を利用する抗体主体のアッセイである。使用に際して、被検液をデ
バイスに添加し、第1の吸着材に浸透させ、次に別の吸着材に移行させる。典型
的には、1以上の結合反応および発色反応に必要な1種以上の検査試薬を、前記
デバイス内の1以上の材料にしみ込ませるか、または溶解する。化学反応が起こ
って、被検液中のアナライトの有無に対する視覚的応答が生じる。
これらの方法およびそれを実施するために用いる材料の例は、1975年6月10日
発行のBaqshaweに対する米国特許第3,888,629号、1993年5月18日発行のPeggら
に対する米国特許第5,212,065号、1996年5月21日発行のParsonsらに対する米国
特許第5,518,887号、および1981年1月20日発行のColeらに対する米国特許第4,2
46,339号に記載されるアッセイであり、これらの特許はすべてその全体を参考と
してここに組み入れるものとする。
残念ながら、これらの検査デバイスはある種のサンプルおよび被検アナライト
と共に使用することを制限するいくつかの問題点を抱えている。その結果、感染
症の病因因子にさらされた後に現れる抗体を正確に検査するための真に簡便なデ
バイスが存在しない。機械的部材と1種以上の診断試薬、例えばサンプル前処理
部材(例:細胞用フィルター)、結合メンバー(例:抗体)およびシグナル発生
試薬(例:コロイド状の金)をすべて収容し、かつ十分に正確で迅速な結果を提
供できる統合されたデバイスが必要とされている。
この技術分野の進展を阻んでいる問題は3つのカテゴリーに分類できる。第1
に、検査デバイスの内部に収容した固体構成要素間の液体の浸透(wicking)およ
び滲出(seeping)、ならびに乾燥試薬の不均一な溶解がサンプルおよび洗浄液の
不均質な流れを引き起こす。第2に、被検サンプルが粒状物質を含むことがあり
、これらが固まって検査デバイス内の流れを止めてしまう。第3に、被検サンプ
ル中の化学的干渉物質が検査デバイスの物理的部材と非特異的に結合したり、あ
るいは検査デバイス内の抗体や酵素といった化学的試薬と反応して偽陽性または
偽陰性の検査結果をもたらすことがある。これらのカテゴリーのそれぞれの問題
は、検査において一様でないシグナル発生と汚染物質による誤りへと至らせる。
検査デバイス内での浸透および滲出に関係した第1のカテゴリーの問題は、し
ばしば下と横の両方向での被検液と試薬液の二重移動に起因する。横方向の試薬
の流れは、反応ゾーン(例えば、抗体と抗原の間)の周辺に使用済み試薬が蓄積
しやすいため、不正確な結果の発生率をより高くする。表面に対して垂直で、隣
接部材間で一方の表面から他方の表面へ垂直に移る下方向(縦方向)の移動は、
外形や表面間の接触状態により影響される。いずれの場合にも、試薬が相互作用
して真の陽性または陰性結果を誤らせる検査シグナルを生ずる傾向がある。
従来のデバイスはデバイスハウジング内の接合部および空間を通る液体の浸透
および滲出という問題を抱えていることが多い。例えば、膜などの試薬層は2つ
のプラスチック部分の間に圧縮により保持される。すなわち、試薬層の材料は2
つのプラスチック部材間にサンドイッチ状態で挟まれている。反応部(説明の便
宜上「試薬層」と呼ぶ)と使用済み試薬の溜めのような別の吸着材(「吸着材パ
ッド」)との接触は反応吸着材表面を横切って一様でない。困ったことに、これ
ら2つの吸着材を一緒に保持するサンドイッチ法は、被検液、反応液または洗浄
液に望ましくない別の移動経路を提供する。結果的に、デバイスにアプライされ
た液体の一部は反応部の回りに行き、反応部に不十分にしかしみ込まない。これ
らの従来法のもう一つの問題は、反応部分の圧縮がしばしば吸着材層そのものを
変形させ、これが更なる検出エラーを生じさせることである。
第1のカテゴリーにおけるこの液体移動問題の別の側面は、デバイス内の乾燥
試薬への被検液の添加がしばしばこの試薬を不均一に溶解させ、検査シグナルを
均等に発生させないことである。湿式法それ自体において起こる溶解の不均一性
およびサンプル間の差異はこの問題においてある役割を果たし、不正確な検査結
果を導く可能性がある。
第2のカテゴリーの問題は、被検サンプルの粒状物質および粘度による干渉の
ため、液体の流れが一様でないことである。粘度および/または粒状物質は、赤
血球、白血球、キロミクロン、破砕物、沈降物または他の「細胞性」エレメント
を含みうる血液または血液由来のサンプルから正確な結果をもたらす検査デバイ
スの能力をしばしば制限してしまう。これらのエレメントはデバイス内の液体の
流れを止め、固定された結合対メンバーのような検査試薬の反応に影響を与える
。実際、診断分野で最も重要な挑戦の一つは、体積の2分の1がこの種の粒子で
占められる血液を検査する必要性である。この技術分野に対する改良は、離れた
場所での処理を必要としない血液などのサンプルからのより早期の診断を可能に
することにより、公衆衛生の分野で重要な成果をもたらすだろう。
第3のカテゴリーの問題は、希釈されていない血液および血液由来の製品にお
いてしばしば遭遇する化学的干渉に関するものである。個々の血液サンプル中の
化学的干渉物質はサンプルの誤った陽性または陰性結果を与えることがある。干
渉物質およびそれらの反応の生化学的起源は一般に不明である。しかし、検査デ
バイスで用いるアッセイ緩衝液または吸着材にゼラチン、血清アルブミン、カゼ
インのようなタンパク質を加えて、化学的干渉作用を制限するような試みがなさ
れている。
検査デバイス内の一様でない液体移動の第1の問題を解決するための戦略は、
単一の吸着材を使用することにより、一方の吸着材から他方の吸着材への液体の
移行を排除することである。例えば、1993年5月18日に発行されたPeggらの米国
特許第5,212,065号には、試薬担体と使用済み試薬溜めの両方の役割を果たす単
一の多孔質膜を採用したデバイスが記載されている。このデバイスは、被検液と
試薬の流れを指令して、横方向の拡散と試薬の逆流を防いでいる。残念なことに
、このデバイスは単一の吸着材の使用に限られている。理想的には、アッセイ法
の各ステップに必要とされる、多孔度、疎水性、試薬を分離してしみ込ませる能
力などのパラメーターを最適化するために、同一のデバイス内で異なる吸着材を
使用すべきである。しかし、検査デバイス内のハウジング多重部材は、これらの
部材間での再現性のある液体移行の問題を生起する。したがって、この戦略法で
は一つの吸着材から別の吸着材への液体流れのコントロールが悪化する。
粒状物質および粘性サンプルに関係した第2の問題は、アッセイ前にそれらを
100倍以上に希釈するか、遠心分離するか、濾過することで解決されてきた。し
かしながら、希釈はそれに応じて感度低下を引き起こし、前記の3方法はすべて
が検査の簡便性に大きな影響を与え、しかも検査コストを増大させる。
化学的干渉およびそれらの非特異的化学反応に関係した第3の問題は、アッセ
イ成分にタンパク質や界面活性剤を添加することで解決されてきた。しかし、そ
れぞれのタイプのアッセイおよびアッセイデバイスはさまざまなセットの化学物
質に対して感受性である。さらに、HIVなどのいくつかの検査では、偽陰性また
は偽陽性が大きな問題を引き起こし、一般的に許容できない。一部にはこの理由
のため、これまで、十分に正確で簡便な全血HIV検査が利用可能になっていない
。
上述した問題はいずれも、検査ユーザーに検査結果を誤って解釈させ、正しく
ない医学的診断または疫学的公衆衛生上の決断へと至らせる。したがって、検査
デバイスで使用する材料およびそれらの寸法または方向の選択、ならびに化学的
干渉物質の作用を妨げるための化学物質の使用における当技術分野の進展は、こ
れら3つの面での問題を解決するうえで大きな利点を提供するだろう。
発明の概要
本発明者らは、被検アナライトに応答してシグナルを発生するために用いられ
る検査デバイス内の構成部材が互いとより平坦に接触するように前記構成部材を
位置づけし、そして架橋することなく、より均一な液体流れとすることにより、
いくつかの好適なアッセイを組み立てられることを見いだした。一実施形態にお
いて、この目的は、相互表面接合部を形成する2つの部材を、主にこれら2つの
表面(マウントやホルダーではない)がその接合部との液体接触に関与するよう
に取り付けることにより達成される。もう一つの実施形態は湿潤時に膨張して摩
擦保持される材料を使用するもので、検査実施中の隣接部材間のより均一な接触
をもたらす。別の実施形態は粒状の干渉物質を除くためにフィルターを使用する
。さらに別の実施形態は、試薬とサンプルの横方向の流れを制限する構成部材お
よび形状の選択を提供する。さらに別の実施形態は、特にHIV検査において、化
学的干渉作用を防止するために少なくとも1つの被検成分または液体中にグリコ
サミノグリカンを含ませる。さらに別の実施形態では、2以上のサンプルを同時
に検査するのに適している多重ウェル検査デバイスにおいて上記実施形態の1以
上が組み合わされる。
一般的に、このような実施形態は、(1)検査デバイス内の吸着材間の液体流
れを制御し、(2)サンプルの粒状物および粘度の問題をコントロールし、かつ
/また、化学的干渉作用を制限するのに役立つ。本発明の実施形態が上記3つの
課題面においてどのように検査結果の再現性および精度を向上させるかについて
、より詳細な説明を以下に示す。
かくして、例えば、本発明の一実施形態では、ハウジング;ハウジングに収容
された吸着材パッド;固定化検査試薬を含有し、吸着材パッドと接触している試
薬層;試薬層と接触しているフィルター;フィルター中に水性サンプルを入れる
ためにフィルターに隣接しているハウジングの開口部;および試薬層と物理的に
接触するフィルターを操作可能に保持するスリーブ;を含んでなり、ただしスリ
ーブが試薬層に接触しないように、フィルターがスリーブから突き出ている、検
査デバイスが提供される。他の実施形態において、この検査デバイスは開口部を
閉鎖するためのカバーをさらに含む。このカバーは摩擦によって開口部に付着す
るようにしたプラグでありうる。有利な実施形態では、スリーブが差込みマウン
トによりハウジングに可逆的に取り付けられ、別の実施形態では、スリーブが試
薬層を覆うことによりデバイスからの水分の放散を防止するか、または遅らせる
。別の実施形態では、検査デバイスの試薬層が十分量のサンプルの存在をモニタ
ーするために対照としてヒト抗体を固定化する結合剤をさらに含む。さらに別の
実施形態において、少なくともフィルターまたは試薬層がグリコサミノグリカン
を含む。
他の実施形態において、検査デバイスのフィルターは血液を濾過するための上
方部分および濾液を試薬層に分散するための下方部分を含む。
他の実施形態において、検査デバイスのフィルターの下方部分は上方部分の材
料と比べて遅い速度で液体を通過させる材料を含む。さらに他の実施形態では、
フィルターの上方部分は2つの別個のフィルターを含み、これらは一緒に保持さ
れて、サンプル中の粒状物(細胞を含む)の流れをブロックするように一緒に作
動する。
更なる実施形態において、検査デバイスのフィルターはその直径の少なくとも
10分の1の深さを有し、別の実施形態では、固定化検査試薬がサンプルアナライ
トと結合する分子を含む。検査デバイスの他の実施形態において、サンプルアナ
ライトは感染症の病原因子の抗原であり、それはヒト免疫不全ウイルスでありう
る。
検査デバイスの一実施形態において、スリーブは摩擦によりフィルターを保持
し、更なる実施形態において、フィルター、その上方・下方部分の少なくとも一
方、またはスリーブ自体が湿潤時に膨張するようになっている。検査デバイスの
さらに別の実施形態では、フィルターがスリーブから少なくとも約0.02mmから約
0.25mmまたはそれ以上突き出ている。許容しうる実施形態では、フィルターがス
リーブから約0.5mm(例えば、0.5mm)突出している。
別の実施形態において、開口部をもつハウジング;ハウジング内の吸着材パッ
ド;固定化検査試薬を含有し、吸着材パッドの上に配置された試薬層;試薬層の
上にあって、開口部と位置あわせして被検サンプルを受け取れるようになってい
るいるフィルター;フィルターの上にあって、水性サンプルを入れるためのハウ
ジングの開口部;および試薬層と物理的に接触するフィルターを操作可能に保持
しかつハウジングに接続されているスリーブ;を含んでなり、ただしスリーブが
試薬層と接触しないように、フィルターがスリーブから突き出ている、検査デバ
イスが提供される。
更なる実施形態において、開口部をもつハウジング;ハウジング内に収容され
た吸着材パッド;HIV-1、HIV-2および/またはHIV-1サブタイプoを含みうる固
定化抗原を含有し、吸着材パッドとの接触状態で配置された試薬層;試薬層と接
触しており、かつフィルター中に水性サンプルを受け取るように開口部と位置あ
わせしてある少なくとも1つのフィルター;を含んでなる検査デバイスが提供さ
れる。この検査デバイスの他の実施形態では、少なくともフィルターまたは試薬
層がグリコサミノグリカンを含む。
別の実施形態において、上記実施形態に記載した検査デバイスを含んでなる血
中HIV診断アッセイキットが提供される。このアッセイキットの更なる実施形態
では、検査デバイスはこのデバイスを閉鎖するためのカバーおよびグリコサミノ
グリカンをさらに含む。さらに他の実施形態では、グリコサミノグリカンがコン
ドロイチン硫酸、デルマタン硫酸、ヘパリン硫酸、ケラタン硫酸、ヒアルロン酸
およびヘパリンよりなる群から選択される。
別の実施形態において、全血からHIV抗体を検出する方法が提供され、この方
法は、(a)開口部をもつハウジング;ハウジング内に収容された吸着材パッド
;HIV-1、HIV-2および/またはHIV-1サブタイプoを含みうる固定化抗原を含有
し、吸着材パッドとの接触状態で配置された試薬層;試薬層と接触しており、か
つフィルター中に水性サンプルを受け取るように開口部と位置あわせしてある少
なくとも1つのフィルター;を含んでなる検査デバイスを用意し、(b)検査デ
バイスの開口部に血液サンプルを入れ、(c)検査デバイスに少なくとも1つの
洗浄液を加え、(d)前記デバイスの試薬層において1以上の反応を進行させ、
そして(e)抗HIV抗体の存在に応答する試薬層の光学的変化を検出する、各ステ
ップを
含んでなる。更なる実施形態では、前記方法の洗浄液がグリコサミノグリカンを
含有し、さらに別の実施形態では、グリコサミノグリカンがコンドロイチン硫酸
、デルマタン硫酸、ヘパリン硫酸、ケラタン硫酸、ヒアルロン酸およびヘパリン
よりなる群から選択される。さらに別の実施形態では、グリコサミノグリカンが
ヘパリンで、1ミリリットルにつき約5国際単位から約25国際単位(例えば、5
usp/ml〜25usp/ml)の濃度で洗浄液中に存在する。
さらに別の実施形態において、各検査ウェルがハウジング;ハウジング内に収
容された吸着材パッド;免疫学的検査試薬を含有し、吸着材パッドと液体連絡し
ている試薬層;試薬層と液体連絡しているフィルター;フィルター中に水性サン
プルを入れるためにフィルターに隣接しているハウジングの開口部;および試薬
層と物理的に接触するフィルターを操作可能に保持するスリーブ;を含んでなり
、ただしフィルターがスリーブよりも試薬層により大きな圧力をかけるように、
フィルターがスリーブから突き出ている、多重検査デバイスが提供される。
その他の実施形態、目的および利点は、図面を参照することで、以下の詳細な
説明から明らかだろう。
図面の簡単な説明
図1は、本発明による検査デバイスの透視図である。
図2は、図1に示した検査デバイスの側面図である。
図3は、図2に示した線3−3に沿った断面図である。
図4は、本発明による別の検査デバイスの透視図である。
図5は、本発明による別の検査デバイスの断面図である。
図6は、本発明によるさらに別の検査デバイスの断面図である。
図7は、本発明によるマルチプル検査デバイスの分解組立図である。
図8は、本発明による8ウェル検査デバイスの上面図および側面図である。
さらに明確にするために、本発明に従って図面に示したいくつかの特徴の部材
リストを本明細書中に添付する。好ましい実施形態の詳細な説明
本発明の検査デバイスは、吸収材パッド、試薬層、フィルターおよび検査結果
を得るために用いる試薬のごとき他の検査構成要素を保持する水不透過性材料か
らなるハウジングを有する。該ハウジングは液サンプルを入れるために少なくと
も一つの開口部を有するが、所望であれば更に開口部があってもよい。ある場合
には、一つの芯(wick)が少なくとも部分的にハウジングの外側に存在してよく
、またはフィルターが少なくとも部分的にハウジングの外側に存在してよい。有
利なデバイス形状の一つでは、全ての機械部材は完全にハウジング内に保持され
る。また、ある実施形態では、可視的に、または計器によりシグナル検出ができ
るように少なくとも一つの光透過部を有するハウジングが受け入れられる。
最も受け入れられるのは、使用者が該フィルターを取り外して試薬および/ま
たは洗浄液の添加のため試薬層を露出できるように、使用時に分割できるハウジ
ングである。この実施形態では、フィルターを保持するスリーブは、試薬層表面
に対してフィルターの接触がスリーブの接触より優先するようにハウジングに取
り外し可能に取り付けられている。好ましくは、スリーブは差込みマウント(ba
yonet mount)によりハウジングに取り付けられる。サンプルをアプライし、か
つ任意の洗浄液を添加した後、スリーブを取り外して、更に任意の試薬溶液およ
び洗浄溶液を直接試薬層に添加する。ある応用例では、サンプルをデバイスに添
加して、更なる処理は、別の場所でまたは該デバイスに数時間貯蔵した後に行わ
れる。これらの場合、後の処理が行われるまで水分放散を防止するか遅らせるた
め、スリーブはハウジングに取り付けられたままとする。ハウジングはまた、開
口部を保護し更に水分放散に対して備えるため、カバーを有してもよい。
大容量検査を可能とするため、多重ハウジングを多重検査ユニットに組み込む
ことができる。後者の実施形態は血液銀行で血液サンプルの感染症検査用に受け
入れられる。この意味で特に受け入れられるのは、マイクロピペッター装置と共
に使用可能な96ウェル多重検査デバイスである。一つの実施形態では、中間数の
サンプルを処理する応用例において、サイズがマイクロタイタープレートの1列
(または行)に対応する(または12)検査デバイスを使う。本発明は多重検査フ
ォーマットで用いると、マイクロタイタープレートELISA(enzyme linked imm
unosorbent assay)のごとき他の方法より、特に有利である。例えば、本発明は
、これらの他の方法で必要とする廃棄物処分をしなくてすみ、また、1ウェル中
の数個の検査スポット(1つ以上の較正スポットを含む)の光認識を可能とする
。更に本発明は黄疸(icteric)サンプル、破砕物(debris)または細胞性物質
を含むサンプルに付随する問題を克服する。更に、いくつかの他の方法とは違い
、本発明は安定な検出シグナルを提供する。
この検査デバイスのハウジングと他の部材は、公知の材料から先行技術の公知
の方法により、構成することができる。本発明に適切な材料は、検出可能なシグ
ナルの発生を妨害してはならないし、合理的な固有強度をもつべきであり、強度
がない場合は補強支持の手段により与えることができる。天然、合成、または合
成的に改変した天然産の材料を使用することが可能であり、限定されるものでは
ないが、次の材料を含む:紙、セルロース、および酢酸セルロースやニトロセル
ロースなどのセルロース誘導体のごときセルロース材料;ガラス繊維;天然産(
例えば、綿)および合成(例えば、ナイロン)両方の布;シリカゲル、アガロー
ス、デキストラン、およびゼラチンのごとき多孔質ゲル;多孔質繊維基材;セフ
ァデックス(Sepahdex(r))(商標)架橋デキストラン鎖のごときデンプン系材
料;セラミック材料;ポリ塩化ビニルフィルムおよびポリ塩化ビニル−シリカ複
合フィルム;その他。例えば、米国特許第5,075,0785号、第5,552,276号、第4,9
12,034号および第5,212,065号を参照すること、なおこれらの全文を本明細書に
参考として組み入れる。これら特許に記載された以外の構成は、当業者には容易
に理解されるであろう。
この検査デバイスは、最も好ましくは、(1)スリーブ自体による妨害なしに部
材間の均等な液体流れを可能とする位置調整「スリーブ」による部材の位置調整
、(2)横方向の流れを最小化するための部材の配置、(3)液体が部材間の接合部を
通ってより均等に流れることを可能とする摩擦保持部材および水膨潤性部材の使
用、および(4)液体が試薬層により均一に分散することを助けるためのフィルタ
ーの下流にある分散層の使用、の特徴を組み込んでいる。これらの4つの方策の
それぞれが検査性能を改善し、特定の検査デバイス形状とは独立して考えられる
べきである。ハウジング内の公知の材料からの構成要素の物理的組み立ては、通
常、
当業者には理解されているであろうが、明確にするために、請求の範囲で使用し
たいくつかの用語を定義する形で、いくつかの詳細を本明細書に記載する。
本明細書中で用いる「血液サンプル」は、例えば、指突刺または静脈穿刺によ
り得られた抗凝血剤を添加したまたは無添加の全血;血漿サンプル;血清サンプ
ル;または遠心分離血液などの、これらいずれかの部分的に処理また希釈された
誘導物を意味する。
「全血」サンプルは、赤血球、白血球およびキロミクロンおよびリポタンパク
質のごとき他成分を含む血液サンプルである。
「フィルター」は、被検サンプル内に浮遊しフィルター材料の定格篩寸法より
大きい粒子の半分以上を除去する。ある材料の「定格篩寸法(rated sieving si
ze)」は、材料の製造業者により決定され提示され、典型的にはミクロンで表示
される。例えば、10ミクロンの孔を有するガラス繊維は、赤血球が10ミクロンよ
り大きな寸法を有するので、全血サンプルから赤血球を除去するはずである。あ
る場合には、材料の定格篩寸法は細胞フィルターにより捕捉されるべき粒子の1
以上の寸法に近接しているかまたはもっと大きくてもよい。フィルターの厚みに
応じて、粒子移動の遅れは単純な粒子の捕捉でなくても所与の検査デバイスにと
って十分であろう。所与のフィルター材料が如何によく作動するかは、該材料を
使って作られたデバイスに被検サンプルをアプライすることにより、経験的に最
も良く決定される。
赤血球を含有する被検サンプルに使う場合、フィルターは少なくとも赤血球の
90%を除去することが好ましい。該フィルターは物理的に接触する一つ以上の材
料を含んでいてよい。実際上、典型的には全血容積のほぼ半分を占める細胞の捕
捉のために、相当な深さを有すべきである。唾液サンプルの検査に使う場合は、
フィルターがかかる検体中に含まれ得る細胞と他の破砕物を遅らせることが好ま
しい。有利な実施形態において、フィルターは、機械的に一緒に保持される2つ
のガラス繊維パッドを含む。該フィルターはまた、細胞の移動を捕捉するか遅延
させる第一部分および第一部分の下流に第二部分を含み得る。この場合、第二部
分は、試薬層のような隣接材料に濾液を分散する役割を果たす。
血液サンプルまたは全血サンプルの「濾液」は、フィルターまたはフィルター
の構成要素を通って通過するサンプルの一部である。例えば、全血サンプルの濾
液は、もともと存在した赤血球の殆どをフィルターにより除去されているであろ
う。ある場合には、フィルターはフィルター表面と血球または血液分子との結合
によって血球または血液分子を除去し得る。好ましくは、フィルターからの濾液
は最初に添加した赤血球の90%以上を、フィルターの一つ以上の部分の篩分作用
よって失っているだろう。
「吸収材パッド」は、通常、水を吸収し、検査デバイスのハウジングに入る液
体の多くまたは殆どの最終貯蔵所としての役割を果たす。吸収材パッドの例は、
紙、エチルセルロース、多孔質プラスチック、半融ガラス、およびポリビニルピ
ロリドンおよびアクリルアミドコポリマーのごとき水を吸収する他のポリマーを
含む。吸収材パッドは2片以上で構成され得る。許容される吸収材パッドはエチ
ルセルロースからなり、デバイスハウジングにより適所に保持され、その際パッ
ドの表面は試薬層に接触する。
「アナライト」は、検査デバイスにより検出される分子、細胞または細胞成分
である。好ましくは、アナライトは、例えば、HIVウイルスのごとき病原性の生
物により産生される、正規のポリペプチド、リポポリペプチド、またはグリコポ
リペプチドのごときポリペプチドであるが、生体に見いだされる天然分子、また
は疾患状態に応答して生体により産生される分子であってよい。「アナライト」
は、抗原性物質つまり「抗原」、ハプテン、抗体、およびこれらの組合わせを含
む。例えば、アナライトはペプチド、アミノ酸、核酸、炭水化物、ホルモン、ス
テロイド、ビタミン、病原微生物(それに対してポリクローナルおよび/または
モノクローナル抗体が産生され得る)、天然または合成化学物質、汚染物質、治
療目的で投与されるもの並びに不法に投与されるものを含む薬剤、および上記物
質のいずれかの代謝物、または、上記物質のいずれかに対する抗体であることが
できる。本発明に対するアナライトとして適切であるホルモンの例は、次の通り
である:甲状腺刺激ホルモン(TSH)、ヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)、黄体
形成化ホルモン(LH)および卵胞刺激ホルモン(FSH)。本発明は特に、AIDSに
関係した血液サンプルからの1種以上のHIVウイルスに対する抗体の検査に有用
である。
「抗原」は抗体と反応する分子である。感染症生物への曝露を検出する検査で
は、検査抗原は、好ましくは感染症の病原因子のエピトープと同様か同一のエピ
トープを1つ以上含有する。ヒト免疫不全ウイルス(HIV)への曝露を検査する
場合、有利な抗原は、ウイルスにより産生されるポリペプチドのセグメントに配
列において一致するセグメントを少なくとも1つ含有するポリペプチドである。
この意味での配列の例は、ロスアラモス国立研究所(Los Alamos National Labo
ratory,Loa Alamos,New Mexico 87545(HUMAN RETROVIRUSES AND AIDS 1996)
)より開示された保存配列である。HIV検査抗原としての使用に受け入れられる
ペプチドは次の配列の1つ以上を含む:Q-T-H-L-P-I-P-R-G-P-D-R-P-E-G-I-E-E-
G、L-Y-K-Y-K-V、P-L-G-V-A-P-T-K-A-K-R-R-V-V、P-L-G-V-A-P-T-R-A-K-R-R-V-V
、R-E-K-R-A、S-G-I-V-Q-Q、L-T-V-W-G、D-Q-Q-L-G、W-G-C-S-G-K、Q-Q-E-K-N-E
-Q、Q-T-H-L-P-I-P-R-G-P-D-R-P-E-G-I-E-E-GおよびQ-Q-E-K-N-E-Q。
「抗体」はIgG、IgE、IgM、IgAその他であり、血液、血液製剤または唾液から
得ることができる。唾液サンプルの使用はあまり詳細に論じられてないが、本発
明は唾液並びに血液からのアナライトの検出に使用されることは理解されよう。
フィルターの作用のごとき本発明の利点は、唾液サンプル並びに血液サンプルに
も及ぶものである。
「ハウジングの開口部」は孔、隙間または単に液体サンプルを受け入れる領域
であってよい。ある場合には、ハウジング自体は部分的に水透過性であり、部分
的に水不透過性である。これらの例では、水透過性部分は本発明の意味では「開
口部」として働く。該検査デバイスにおいて、一つ以上の開口部を使うことがで
きる。
「液体を通過させる」という用語は、当業者には知られている通常の意味であ
る。通過する液体の相対速度は、当業者に公知のいくつかの技術により測定する
ことができ、例えば、該材料が水と接触して完全に湿潤するためにどれだけの時
間が必要であるかを測定することを含む。細胞をフィルター中に捕捉するための
有利な材料はガラス繊維であり、このガラス繊維と接触する分散層の有利な材料
は、セルロースがガラス繊維と比較してより低速で水を通過させることができる
ので、典型的にはセルロースである。
フィルターの第二部分または「分散」部分は、使用する場合は、フィルターの
細胞捕捉材料と比較してサンプルおよび洗浄液の流速を遅くすることができる。
より再現性のある検査結果を得ることに加えて、分散部で流速が低下することに
より化学物質は試薬層に接触する前に反応するための時間をより多くとることが
できる。反応時間を増加すると、特に結合反応にとって、検査感度がより高くな
る。細胞捕捉フィルター用の許容される材料は、ゲルマン・サイトセップ社(Ge
lman Cytosep)製のガラス繊維フィルター膜およびポール社(Pall Corporation
)製の血液分離膜を含む。フィルター「分散」部用に許容されるのは、もし使用
する場合は、濾紙のごときセルロース系材料である。
「試薬層」は、少なくとも一つの試薬を含有し、フィルターと接触し、かつそ
の接触によりフィルターからサンプルを受け取る吸収材または吸収材群である。
有利な試薬層は、抗体または抗原のごとき固定化検査試薬を含む膜である。典型
的には、試薬層に接触する吸収材パッドは、試薬層からの液体を受け入れて吸い
込む。試薬層は好ましくは固定化検査反応物を含むが、検査それ自体の間に例え
ば、沈殿によりまたは検査過程中に試薬層との結合により検査反応物は固定化さ
れてもよい。試薬層は様々な形状のいずれを仮定してもよい。他の成分の特性に
よってはプラグのごとき他の形状も使用し得るが、有利な形状の一つはフィルタ
ーと吸収材パッドの間の薄い層である。液体は、デバイス形状によっては試薬層
の最長軸に沿った横方向の流れを利用してもよいが、好ましくは試薬層の主表面
を横切って移動する。血液サンプル中のHIV抗体の検査に有利な実施形態におい
ては、試薬層はHIV抗原を結合したニトロセルロース膜である。しかし、試薬層
は、それ自体「層」である必要はなく、パッド、ロッドまたは他の形状の吸収材
から構成されてよい。
「スリーブ」はフィルターを保持する水不透過性固体表面である。スリーブは
検査デバイスハウジングの一部であってよく、またはハウジングに分離して取り
付けられる分離した部材であってよい。後者の場合、スリーブは好ましくは、ハ
ウジングに差込みマウントにより可逆的に取り付けられる。この意味での有利な
構造は、フィルターをスリーブ内に入れ、ハウジングを2つの部分、ハウジング
上部およびハウジング下部から組み立てる。該下部は、吸収材パッドと試薬層を
保持する。2つのハウジング部分は一緒にスナップ取り付けされ、スリーブは差
込みマウントにより取り付けられる。スリーブを取り付け中、スリーブとフィル
ターの間の摩擦により、フィルターを試薬層上に押し付けることができる。この
意味での「摩擦」は、フィルターがスリーブの壁にフィルターの機械的圧力によ
り位置が保持されていることを意味する。ある実施形態においては、機械的圧力
は、フィルターをスリーブ表面に保持する接着剤により増加させる。フィルター
のスリーブへの取り付けに摩擦フィットを使う場合、フィルターは好ましくは、
少なくとも直径の10分の1の深さを有する。スリーブ内のフィルターの摩擦を維
持し、またフィルターと試薬層の間の良い接触を維持するために、フィルター(
もし含まれる場合は、特に分散部)または(ある場合には)スリーブ表面が湿潤
時に膨潤することが受け入れられる。
検査デバイスで使われる部材または部材表面に関係した用語「膨潤」は、湿潤
した時、該部材の寸法が増加するか、または該表面の厚みが増加することを意味
する。この意味で許容されるのはセルロースであるが、多くの代わりの材料の使
用が当業者により容易に認められるであろう。
被検アナライトの存在または不存在を決定する意味での「光学的変化」は、検
査デバイス内で生成される吸光度、反射率、蛍光、燐光、または化学発光変化を
意味する。この変化は、眼によりまたは計器により決定される。一つの受け入れ
られる実施形態は可視的に認識できる反射率変化を生成するために金粒子を使用
する。有利な実施形態では、フィルターはスリーブの取り外しにより試薬層から
分離され、試薬層の一部分が現れ、そこに追加の試薬を添加することができ、金
粒子の存在からシグナルが発生される。
「差込みマウント(bayonet mount)」は当業界での通常の意味であり、取り
付け手段を意味し、円周表面に沿った第二の部材のくぼみに適合する刻み目を重
ね合わせることにより第一の部材がしっかりと第二の部材に取り付けられる。一
つの部材を他の部材に挿入した後、どちらかの部材を回転して二つを一緒にしっ
かりとシールする。
サンプル中の「化学的干渉物質」は、結合反応または酵素反応のごとき検査ア
ッセイの化学反応の一つ以上を妨害する化学物質である。化学的干渉物質の一例
は、特定の凝集反応を促進し得るリューマチ因子である。他の例は、いくつかの
結合相互作用に影響を与える自己抗体である。化学的干渉物質は偽陽性のアッセ
イ結果および偽陰性のアッセイ結果を起こし得る。
「グリコサミノグリカン」は、特徴ある二糖反復配列を有する線形ヘテロ多糖
である(Jacksonら,Physiological Reviews 71;481-39(1991)により報じられた
ごとくで、本明細書にその全文を参考として組み入れる)。二糖の一つの単糖は
D−グルコサミンまたはガラクトサミンのアミノ糖であり、他のユニットは、常
にそうとは限らないが典型的には、D−グリクロン酸またはイズロン酸のいずれ
かのウロン酸残基である。両方のユニットは可変的にN−およびO−硫酸化され、
これらの複雑な巨大分子の不均一性を増加する。グリコサミノグリカンの例は、
コンドロイチン硫酸、デルマタン硫酸、ヘパリン硫酸、ケラタン硫酸、ヒアルロ
ン酸およびヘパリンを含む。これらの分子のいくつかは共有結合し、典型的には
それらの還元末端でO−グリコシド結合を通じてセリン残基に結合し、また、コ
アタンパク質中のアスパラギンにN−結合してプロテオグリカンを形成する。更
に、所与のグリコサミノグリカンはサイズまたは硫酸化度により可変であり、様
々なサブタイプが合成によりまたは天然産グリコサミノグリカンの精製により調
製することができる。例えば、ジャックソンら(前掲)が記載した分子量11,000
のヘパリンおよびヘパリンの硫酸化五糖誘導体もまた本発明の範囲内に含まれる
。
本発明者らは、グリコサミノグリカンを特定のHIV抗原ポリペプチドを含有す
るアッセイに添加すると、偽陽性干渉への抵抗性が改善されることを見いだした
。
例えば、アッセイが、10アミノ酸長(デカペプチド)セグメント内に4個また
は5個の塩基性アミノ酸を含有するポリペプチド抗原を使用する場合、グリコサ
ミノグリカンは偽陽性を防止する。これらの塩基性残基が2〜6個のアミノ酸に
より分離された塩基性アミノ酸の二対で存在する場合、更にグリコサミノグリカ
ンによる改善が起こり得る。「塩基性アミノ酸」は、この意味ではアルギニンま
たはリシンである。
診断アッセイ性能を改善するグリコサミノグリカンの使用は、20アミノ酸の短
い領域内に4個以上の正に荷電したアミノ酸を持つよう設計された組換えポリペ
プチドの使用との組合わせで有利である。グリコサミノグリカンは、10アミノ酸
の短い領域内に4個以上のアミノ酸を持つ抗原と共に有利に使用される。グリコ
サミノグリカンは、既存の配列の一部を欠失して、自然選択では決定できなかっ
た三次構造を形成する「新しい」セグメントを生成することにより設計された組
換えポリペプチドと共に有利に使用される。かかる新しい構造は、しばしば不安
定で、他の物質に結合する傾向がある。この結合問題は新しいポリペプチドセグ
メントの大部分が正味の正電荷を持つときに強調される。血液に接触するタンパ
ク質は主に負に帯電していることが知られており、血液に接触する表面もまた負
に帯電している。ポリペプチドセグメント上に正電荷のクラスターを形成するこ
とは、予測できないやり方で他物質のセグメントへおよび表面への結合を容易に
することができる。本発明の特定の理論により限定されることを望まないが、本
発明者らは、グリコサミノグリカンはかかるタンパク質の塩基性アミノ酸クラス
ターを安定化し、かかるアッセイにおける望ましくない偽陽性のアッセイ結果を
防止することを見いだした。この知見は遺伝子操作ポリペプチドを診断アッセイ
における抗原として使用する上ての一般的問題を解決する。
有利なデバイス形状は、一つのハウジング内に吸収材パッド、試薬層および二
部(two-part)フィルターを含む。ハウジングに容認できる材料は、ポリスチレ
ン、ポリプロピレン、塩化ビニルその他のごとき水不透過性プラスチックを含む
。フィルターの濾過部、フィルターの分散部、試薬層および吸収材パッドに容認
できる材料は、それぞれ、ガラス繊維、エチルセルロース、ニトロセルロースお
よびエチルセルロースである。しかし、ニトロセルロースを試薬層に使う場合、
フィルターの材料は、フィルターに存在し得る被検サンプルおよび検査試薬を前
混合する能力について選ぶべきである。フィルター、試薬層または吸収材パッド
を作製するために二つ以上の材料を物理的に組み合わせることができる。フィル
ターに対しては、上部の濾過材料と下部の分散材料の二つの材料が受け入れられ
る。最も受け入れられるのは、上部濾過材料を通る液体の通過と比較して、より
低い流速で液体を通過させる分散層である。本発明者らは、分散層の使用は、単
一部材フィルターの使用より驚くほど優れていることを見いだした。本発明者ら
は、該分散層が本発明でいかなる作用をするかについて一つの特定理論に束縛さ
れることを欲しないが、該分散層はフィルターの上部領域における粒子の不規則
な捕
捉から生じる流れの不規則性を除去するのであろう。二部フィルターを使う第二
の利点は、分散層はその遅い液流速のため、反応層に入る前に反応する物質に対
する1以上の反応の時間を延長することができ、それにより、感度を増加するこ
とである。
当業者は、以上総括したデバイスの一つ以上の部分は適切な単一の材料により
置き換えられることをすぐ認識できるであろう。この意味において、アナライト
を含有する溶液を浸透(wicking)作用により輸送することができる多くの吸収
材、多孔質または毛細管保有材料が該検査デバイスの構築に適しており、これら
は当業者には知られている。
以下、図を参照していくつかの実施形態をより詳細に説明する。図1は、スリ
ーブアセンブリ20とコンテナ30からなるデバイスハウジング10を記述する。コン
テナ30は上半分40と下半分50からなる。スリーブアセンブリ20は上面60とスリー
ブ80により作られた開口部70からなる。スリーブアセンブリ20は可逆的にコンテ
ナ30上に取り付けられており、サンプルの適用後、コンテナの上面の中央に洗浄
および/または試薬溶液を添加してサンプルを更に処理するために、取り外すこ
とができる。図2はデバイスハウジング10の側面外観図である。
図3は、図1および図2に示したデバイスの断面図を示す。コンテナ30の上半分4
0と下半分50はスナップ取付けして一緒になり固体構造を形成する。吸収材パッ
ド90は下半分50内に埋めこまれている。吸収材パッド90の上に試薬層100がある
。試薬層100の上に環状ワッシャ110がある。環状ワッシャ110は水不透過性プ
ラスチックからなり、コンテナ上半分130と密着し、上半分130の底部に空間200
を残す。
スリーブアセンブリ20は、漏斗130を形成するリップ領域120を有する。アセン
ブリー20は、漏斗130の下にスリーブ140を形成する単体である。スリーブ140内
には、第一フィルター部150、第二フィルター部160および分散層170がある。第
一フィルター部150、第二フィルター部160および分散層170は、上面180および底
面190を有する「フィルター」を形成する。底面190は、スリーブ140から突出し
て試薬層100の上面に接触し、分散層170の側端と環状ワッシャ110の間に空間200
を残す。
図4は、スリーブアセンブリ20の位置220に取り付けられたカバー210をさらに
含む図3に示されたデバイスの実施形態を描いている。
図5は、図1〜図4のデバイスと異なる代替デバイスの断面図であり、スリーブ1
40の内側に試薬層100を有する。この図は、試薬層100が、スリーブ140内側にフ
ィルター分150および160と共に保持されているためにスリーブ140により圧縮さ
れていない実施形態を描いている。この実施形態では、試薬層はフィルターおよ
び吸収材パッド90の両方と液体接触している(すなわち、直接または介在層経由
の両方で接触し得る)。好ましくは、試薬層は、この図に示したように吸収材パ
ッドへスリーブを越えて突出している。このやり方で試薬層を使う場合、フ
ィルター、フィルター部の一つ、またはスリーブは取り外し可能であり、フィル
ターの下で形成するシグナルの直接光検出を可能としてもよい。この意味で最も
適しているのは、ポリスチレン微粒子上に固定化した抗原を点在させた透明なポ
リカーボネート多孔膜からなる試薬層である。この実施形態によると、光シグナ
ルはポリカーボネートフィルターの底部に発現し、フィルターを外した後ポリカ
ーボネートフィルターの底部を点検して見ることができる。また、コロイド金検
出試薬をフィルターに乾燥形態で置いて、被検サンプルの適用中に検出試薬を再
懸濁する方法も適している。
ある実施形態では、任意の芯を使って液体サンプルをコンテナに導入してもよ
い。これらの場合、コンテナの外側に曝される芯の一部分は、サンプルと接触し
ており、その後、コンテナ内に浸透する。芯自身が濾過特性を有して、フィルタ
ーに置き換えることができる。
図6は、試薬パッド内の側流と2つの開口部を使用する代わりの実施形態を示
す。ハウジング200は、一緒にスナップ取り付けした上半分202と下半分204から
構成される。ハウジングは開口部210と220を有する。開口部210は、フィルター2
40を保持するシリンダ230により形成される。フィルター240は試薬層250に接触
する。試薬層250の端部260は固定化HIV抗原を含有する。端部260の上方に開口部
220がある。開口部220は、試薬層の端部260に接触する分散層270を保持する。端
部260は吸収材パッド280の上方に位置し、吸収材パッド280と接触している。分
散層270は試薬層260と接触して分散層とスリーブ290の間の摩擦により保持され
ている。空間300は任意であり、吸収材280へ液体の流れを導くのを助けるために
使うことができる。
この実施形態では、サンプルは開口部210に適用され、フィルター240に入り、
その後、試薬層250に入る。液体は試薬層250を横切り、吸収材パッド280上部の
端部260へ移動する。任意の試薬と洗浄液を開口部220へ適用し、光シグナルがこ
の開口部下方の試薬層表面に発現される。試薬は、フィルターまたは試薬層内に
存在してよく、デバイスに液体を適用すると溶解するか懸濁される。
図7は96ウェル多重検査フォーマットにおける本発明の使用を示す。96ウェル
カセット310は上部ハウジング320および下部ハウジング330より構成される。上
部ハウジング320の各ウェル位置はフィルターおよび分散層を含む。下部ハウジ
ング330の各ウェル位置は試薬層および吸収材パッドを含む。有利な実施形態で
は、下部ハウジングは吸収材層の連続板と連続吸収材パッドを含む。
任意の多重検査デバイスアセンブリ340は8つの個別検査を内蔵し、8つの検査
までを一度に実施する検査配列用に96ウェルカセット310中にアセンブルするこ
とができる。代わりに、カセット310は単一ユニットとして96検査とアセンブル
することができる。
図8は、任意の多重検査デバイスアセンブリ340の上面図および側面図を示す。
上面図は、一緒に動かすことができる8つの検査セクションを掴むためのタブ360
を示す。側面図は、直接または間接にタブ360に取り付けられた個々のスリーブ3
70を示す。フィルター380は各スリーブ内部にあり、スリーブの空間に現れてい
る。フィルター380はその底面が分散層390に接触する。分散層390は、スリーブ3
70から突出して突出部400を形成する。使用中、アセンブリ340は、試薬層と吸収
材パッドを含む96ウェルプレートの一行(row)に挿入される。8位置ピペッター
を用いて、8つのサンプルまで同時処理可能である。使用中、サンプルと洗浄液
を多重デバイスアセンブリ340の8ウェルセクションに添加し、その後、このアセ
ンブリを取り外す。取り外すと、液体の直接添加、およびまた、試薬層からの検
査シグナルの直接光検出のために、試薬層が現れる。他の実施形態(図示せず)
では、個々の吸収材パッドは、下側ハウジング420内部の大きな表面連続吸収材
シートにより置き換えられる。
図3に示されたように、本発明による検査デバイスの有利な特性の一つは、検
査デバイス内のスリーブを越えて突出するフィルター表面は間接的に吸収材パッ
ド表面とぴったりと合うことである。特に、ディフューザ(濾液を分散するフィ
ルター下部)は、ディフューザの全表面が試薬層の表面に接触するように試薬層
と密着する。最も適しているのは、ディフューザがスリーブを越えて突出し、デ
ィフューザの表面が試薬層表面と接触する時に、空間が維持することである。
使用中、単一検査デバイスが得られ、サンプルと洗浄液は直接、該デバイスの
フィルターまたは試薬層のいずれかに直接添加される。もし所望であれば、液サ
ンプルを該デバイスに運ぶために追加の芯を使うこともできる。代わりに、もし
所望であれば、外側に現れたフィルターの一部分を残すことにより、サンプルを
該デバイスに導入することが可能であり、これを使って直接サンプル液を吸収し
その後この液または濾液をハウジング内に運ぶために使うことができる。
液サンプルを添加した後、水性洗浄溶液を適用する。洗浄溶液は好ましくはTw
een20(登録商標)のような非イオン洗剤を含有し、またウシ血清アルブミンのよ
うなタンパク質を含有してもよい。
最も適しているのは、洗浄溶液添加後に、フィルターを取り外し、その後試薬
溶液を直接、試薬層に添加することである。この意味における有利な試薬溶液は
タンパク質Aで被覆されたコロイド金のような検出剤を含有する。検出剤は、任
意に洗浄溶液で洗浄する。
フィルターを取り除く適した実施形態としては、スリーブが該デバイスに例え
ば差込みマウントにより可逆的に取り付けられていることが最も適している。こ
の実施形態によると、フィルターと試薬層の間の接触は、フィルターを保持する
スリーブをデバイスハウジングへ取り付けて行われる。この接触は、サンプルを
試薬層に洗浄した後、スリーブを取り外す時に無くなる。更なる実施形態では、
スリーブはそのまま残り、スリーブの上部の開口部をサンプル添加(および任意
の洗浄)後にカバーする。もし所要であれば、更なる処理のために、カバー(そ
して任意にはスリーブ)を取り外すことができる。
検査デバイスの操作に必要な試薬はフィルター、試薬層、分散層(もし使うの
であれば)中に、および/またはデバイスに適用される水性液中に導入すること
ができる。製造の便宜のために、金ゾルのような試薬を調製し、液相試薬として
使用し、デバイスの操作中に添加することができる。しかし、検査使用者の最適
な便宜のためには、洗浄試薬を除く全ての試薬を、デバイス内で乾燥形態で置く
ことが適している。
図3に見られるように、フィルターの下部、すなわち「分散層」は、フィルタ
ーを保持するスリーブを越えて伸びており、フィルターをコンテナに取り付る時
、分散層部分は試薬層にスリーブが掛けるより大きな圧力を掛ける。この意味で
の「より大きな圧力」は、フィルターにより試薬層に作用する単位面積当たりの
機械力がスリーブにより試薬層に作用する単位面積当たりの機械力を越えること
を
意味する。好ましくは、フィルターはスリーブと比較して試薬層上に少なくとも
2倍の機械力を作用する。更に好ましくは、スリーブは試薬層に接触しない。試
薬層への接触を主にフィルター自身に依存することにより、スリーブは試薬層を
変形しない。これにより、フィルターから試薬層への液のより均等で再現性ある
伝達が行われる。
本発明が特定の理論により限定されることを望まないが、出願人らは、試薬層
を通じておよび吸収材パッドへのより垂直な液流の結果として見られるアッセイ
性能の改善は、平滑で変形のない試薬層を維持することから生じると考える。出
願人は、ホルダーの機械的支持物が試薬層と接触するのを避けること、または接
触を制限することは、試薬層内、特に試薬層の周縁部において液の放射方向の運
動の低下を可能とすることを見出しおよび/または認識した。実際のHIV検査試
料を検査する際に最初に行われたこの発見は、検査感度と選択性を改善するため
に重要であった。
有利な実施形態によると、最初の湿潤並びにその後の発色は、液が最初に試薬
層の表面に垂直な方向に多く流れることを示すので、これらの有利な効果の物理
的説明を記載するにあたり、本出願人は表現「実質的に試薬層の表面に垂直な方
向に」を選んだ。この文脈で使われる用語「実質的に」は、試薬層内で、フィル
ター端(中心から離れた)からの液は、最初、試薬層を試薬パッドへ試薬層内で
水平方向よりも垂直方向に多く浸透することを意味する。かかる診断デバイスを
製作する又は使用する当業者は、可視的にこの効果を認識することができる。
一つの実施形態では、コロイド金のような検出試薬をデバイスの製作中にフィ
ルターの任意の下部(「分散層」)に置く。この場合、使用者は血液サンプルを
デバイスに適用し、続いて洗浄、フィルター除去、およびその後、他の任意の洗
浄を行うであろう。
サンプルと洗浄溶液の添加により検査デバイス内で逐次および自動反応が開始
する。採用する検査フォーマットにより、これらの反応は、一つ以上の結合反応
、任意の分離工程および任意の酵素反応工程を含む。多くのタイプの化学フォー
マットが該検査デバイスに対して有用であり、本発明に対して考えられる。一つ
の適したフォーマットは、試薬層中の固定化抗原がアナライト分子と結合する結
合
アッセイである。このフォーマットではアナライトは、それに対する自然に存在
する相補的な特異的結合メンバーが存在するかまたはそれに対する特異的結合メ
ンバーを調製することができる少なくとも1つのエピトープまたは結合部位を有
する。この様な結合アッセイでは、特異的に結合する(すなわち、典型的なアッ
セイ条件下で少なくとも100,000の会合係数を有する)二分子が光シグナルを形
成するシグナル発生物質を回収するベースを形成する。有利なシグナル発生物質
はコロイド金である。被検サンプル中のアナライトとの「結合パートナー」とし
て作用する分子は、典型的にはアナライトに特異的な抗体であるが、当業者はす
ぐに認識するように、該アナライト分子と特異的に結合する他の分子も用いるこ
とができる。
検査デバイスに一つ以上の液を添加して、一つ以上の反応を進行させた後、試
薬層内の光変化を定量する。この光変化を形成する結合アッセイフォーマットに
使用する時は、検査デバイスはシグナルを発生する化学標識を含有してもよく、
または使用者がこの標識を添加してもよい。標識は、通常、特異的結合メンバー
に付着し、可視的にまたは計器により検出可能なシグナルを生成する能力のある
何らかの物質である。許容可能な標識は、米国特許出願第08 1577,108号(CHILD
Sら,標題PARTICLE ASSISTED IMMUNOASSAY)に更に記載されており、この全文を
参考として本明細書に援用する。
以上総括した方法は、検査液適用前にデバイスに適用される水性「前処理」溶
液の使用により修飾することができる。前処理溶液は、タンパク質および洗剤を
含む。該タンパク質は例えば、ウシ血清アルブミン、ヒト血清アルブミン、カゼ
イン、無脂肪ミルク製品またはゼラチンであってよい。タンパク質は、好ましく
は0.05%〜10%の濃度、更に好ましくは0.2%〜2%(重量/容積)の濃度である
。最も適しているのは、ウシ血清アルブミンの1%溶液である。該洗剤は、trito
n X-100、Tween 20、Tween 80、NP-40、双生イオン洗剤その他のような双性分子
または組成物である。洗剤は、好ましくはその臨界ミセル濃度を上回る濃度で、
典型的には0.05%と3%(重量/容積)の間の濃度であるべきである。Tween-20
洗剤の使用は0.2%と2%の間の濃度で最も適している。前処理溶液は、5.0と10.
0の範囲のpHであるべきであり、好ましくは、リン酸ナトリウムまたはTris-Clの
ような緩衝成分を、1mMと1Mの間、そしてより好ましくは10mMと200mMの
間の濃度で含有すべきである。最も適しているのは、濃度50mM、pH8.0のTris-
Clである。
HIV1抗原に対する抗体用の検査のような検査について、本出願人は、ヘパリン
またはコンドロイチン硫酸のようなグリコサミノグリカンを前処理溶液、フィル
ター、試薬層、または洗浄液に、約0.1ug/ml(すなわち0.1ug/ml)以上の濃度で
添加することによって、より良い結果が得られるという驚くべき発見をした。解
決された問題は、全血検査液が時々陽性応答を与える得ることであった。驚くべ
きことに、グリコサミノグリカンが既にデバイスに添加されていて性能を改善し
ていても、グリコサミノグリカンを洗浄溶液に添加することで更に検査性能が改
善され最も適している。
本明細書に記載されてない他のグリコサミノグリカン化合物を使うことはでき
るが、該グリコサミノグリカンは、典型的にはコンドロイチン硫酸、デルマタン
硫酸、ヘパリン硫酸、ケラタン硫酸、ヒアルロン酸またはヘパリンがよい。グリ
コサミノグリカン化合物は、アッセイまたは前処理溶液に溶解した時に、典型的
にはほぼ1ug/ml〜ほぼ10mg/ml(例えば、1ug/ml〜10mg/l)、更に適しているの
はほぼ0.1mg/ml〜ほぼ1mg/ml(例えば、0.1mg/ml〜1mg/ml)の濃度である。該化
合物はヘパリンナトリウム、ヘパリンアンモニウムまたはヘパリンリチウムのよ
うなヘパリン塩であってよい。もし使うならば、ヘパリンは有利にはほぼ1usp/m
l〜ほぼ50usp/ml(例えば1usp/ml〜50usp/ml)の濃度で、更に有利にはほぼ5usp
/ml〜ほぼ25usp/ml(例えば5usp/ml〜25usp/ml)の濃度である。グリコサミノグ
リカン化合物、特にヘパリンまたはヘパリン誘導体は高濃度で存在するときは作
用しない。コンドロイチン硫酸は10mg/ml最終濃度で活性が残留することが見出
されているが、ヘパリンは、例えば、25usp/mlを越える最終溶解濃度で用いるべ
きでない。グリコサミノグリカン化合物の最適レベルは、該化合物をアッセイに
様々な濃度で添加し、異なる被検サンプルからの検査結果を定量することにより
、定量される。
全ての溶液をデバイス上部の単一水平位置に添加する(上半分と下半分を分離
する前または後のいずれか)のに適した実施形態は、特に自動計器用に適してい
る。本発明者らは、フィルター、試薬パッドおよび吸収材を、それらの96ウェル
マイクロタイタープレート製造を可能とする寸法に設定できることを認識した。
更に、8ウェル(または12ウェル)デバイスは多重検査デバイスの垂直(または
水平)ストリップに製造することができ、このデバイスはマイクロタイタープレ
ートの一部となるようにアセンブルできる。この様なマイクロタイタープレート
実施形態は現存するマイクロタイタープレート計器により処理することができる
。これらの実施形態において、使用者は、手によりまたは自動計器により、サン
プル、洗浄液および/または試薬溶液を添加することができる。
当業技術者は、本発明のデバイスは説明パンフレット、水または緩衝液に再溶
解する乾燥材料かまたは既に液として存在する洗浄試薬、および結合反応のため
に結合パートナーで処理した金粒子のようにデバイスに添加する任意の一つ以上
の試薬のような他の構成要素とパッケージすることができることを、容易に認め
るであろう。従って、本発明は、血液からの感染症検査のためのキットの生産と
使用を可能とする。有利な実施形態によるこれらのキットの一つの利点は、これ
らがグリコサミノグリカンを含有して偽測定を無くすことができることである。
以下、本発明を次の実施例により説明するが、これらはいかなる方法でも限定
を意図するものではない。
実施例1
本実施例では、検査液調製フィルターホルダーを、次の構成要素、上から下の
順に:血液分離フィルター;バックアップ血液分離フィルター;および分散層か
らなるフィルターにより構築した。該分散層を、結合ペアのメンバー、すなわち
HIV抗原を固定した試薬層と直接接触して配置した。血液分離フィルターと分散
層を緩衝液、洗剤、タンパク質および抗凝血物質の溶液に曝露して化学的に処理
した。
使用した試薬の調製は、通常当業者には知られており、同時係属出願中の米国
特許出願第08/577,108号(Childsら,名称PARTICLE ASSISTED IMMUNOASSAY)お
よび第08/577,630号(Childsら,名称STRIP TEST FOR HIV)に記載されており、
これらの全文を本明細書に参考として援用する。
検査方法では、2滴の前処理溶液をデバイスのフィルターに添加する。その後
、1〜2滴の検査液(全血、EDTA処理血液、ヘパリン化血液、クエン酸デキストラ
ン(acid citrate dextran)処理血液、血漿または血清)をフィルターに添加す
る。その後、3滴の前処理溶液を添加して、フィルターの上部(一次フィルター
)から中間(バックアップフィルター)領域、低部(分散層)領域および試薬層
へ検査液を洗浄する。
その後、検査液調製フィルターホルダーを試薬層と吸収材パッドを内蔵する検
出デバイスから取り外す。フィルターホルダーを取り外した後、検査デバイスの
試薬層を露出する。試薬層を露出することにより、洗浄液の添加ができる。洗浄
液の2滴を、HIV抗原を固定した試薬層に添加する。その後、標識したコロイド金
標識されたタンパク質Aの2滴、続いて洗浄緩衝液の2滴を添加する。サンプル中
の抗HIV抗体の存在はコロイド金の沈積から得られる色形成として検出される。H
IV保有の疑いのある患者から得た100個以上の全血サンプルをHIVに対する抗体に
ついて検査した。検査結果は、ウエスタンブロット法により得た結果と100%の
相関があった。
実施例2
本実施例ではデバイスは実施例1に記載されたように構築した。サンプル適用
と洗浄の後、検査デバイスを4時間室温に維持したことを除くと、実施例1の方法
に従ってデバイスを使用した。その後、アッセイの残りの工程を実施した。この
デバイスと方法に従って検査し、抗HIV抗体を含有する血液サンプルは、コロイ
ド金の沈積による色を正確に形成した。抗HIV抗体を欠く血液サンプルはコロイ
ド金の沈積を起こさなかった。
本明細書に用いられた材料と試薬を調製するための更なる詳細は上記特許文書
に提供されているか、または、当業者には知られている。上記特許および係属中
の特許出願のそれぞれの全文を特に本明細書に参考として援用する。
本特許は一定の適した実施形態について記載したが、これらについて改変また
は変更は、当業者により、添付した請求項により定義された本発明の範囲または
精神から離れることなく行われ得る。更に、本発明者らは好ましいものとして、
一定の実施形態、設計、材料などを記載したが、かかる好ましい実施形態は、本
発明者らの最新の研究成果から生じた単に好ましい実施形態を表現するのみであ
り、多くの他の適した実施形態が本発明の実施と通常の試行錯誤を通じて発見さ
れ使用され得て、かかる他の実施形態も結局これら特定的に記載されたものより
更に好ましいかもしれないことが理解されるべきである。
添付した請求項においては、特に示されてなければ、冠詞「a」および「an」
は「少なくとも一つ」を意味する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Diagnostic test device with improved resistance to liquid movement and interference Field of application of the invention
The present invention provides a signal indicating a positive test result for an analyte (substance to be measured).
Diagnostic test device that utilizes one or more sample / reagent solutions to generate a sample
About. Embodiments of the present invention improve liquid movement in such devices, and
And increasing resistance to chemical interference.Background of the Invention
With the development of the medical diagnostics field, the number of substances to be detected in physiological
It is increasing explosively. Usually, diagnostic assays use a variety of analytical methods.
The presence and / or quantity of these substances of interest or of clinical significance.
ing.
Diagnostic assays are an integral part of detecting analytes in test fluids.
A tiered, often medical professional with highly automated clinical laboratories and sophisticated
Make full use of various measuring devices. However, clinics, homes, and laboratory electricity
There is an increasing need to be able to analyze even sites where no other equipment is available.
Diagnose a disease or physiological symptom or disorder and evaluate the efficacy and efficacy of drug therapy.
Monitor sexually transmitted diseases, detect abuse drug use, and detect the presence of impurities.
The necessity is increasing. Once the results are available, prevent further public health problems.
Appropriate measures or precautionary measures are taken to
Assays that utilize one or more binding reactions that lead to color development in response to the presence of the test antigen
A method has been developed. Examples of such methods are immobilized on reagent material in a test device.
This is an antibody-based assay using a defined antibody. When using, remove the test liquid.
It is added to the vise and penetrates the first adsorbent and then migrates to another adsorbent. Typical
Specifically, one or more test reagents necessary for one or more binding reactions and color development reactions are
Infiltrate or dissolve in one or more materials in the device. Chemical reaction occurs
Thus, a visual response to the presence or absence of the analyte in the test solution occurs.
Examples of these methods and the materials used to implement them are found on June 10, 1975.
U.S. Pat. No. 3,888,629 to Baqshawe, issued to Pegg et al. On May 18, 1993.
U.S. Patent No. 5,212,065 to Parsons et al., Issued May 21, 1996.
U.S. Pat. No. 5,518,887 and U.S. Pat.
46,339, all of which are incorporated by reference in their entirety.
And incorporate it here.
Unfortunately, these test devices are not suitable for certain samples and analytes
It has several problems that limit its use with. As a result, the infection
Truly simple data to accurately test antibodies that appear after exposure to the etiological factors of the disease
There is no vice. Mechanical components and one or more diagnostic reagents, eg sample preparation
Components (eg, cell filters), binding members (eg, antibodies) and signal generation
Contains all reagents (eg, colloidal gold) and provides sufficiently accurate and rapid results
There is a need for an integrated device that can be provided.
The problems that have hindered the development of this technical field can be divided into three categories. First
In addition, the wicking and penetration of liquid between solid components housed inside the test device
Seeping and uneven dissolution of dry reagents
Causes inhomogeneous flow. Second, the test sample may contain particulate matter
, These will harden and stop the flow in the inspection device. Third, the sample sump
Chemical interfering substances may bind nonspecifically to the physical components of the test device,
Or reacts with chemical reagents such as antibodies or enzymes in the test device to produce false positives or
May produce false-negative test results. Issues in each of these categories
Can lead to uneven signal generation and errors due to contaminants in the test.
The first category of problems related to penetration and exudation within a test device is:
This is often due to the double movement of the test solution and the reagent solution in both the lower and lateral directions. Lateral reagent
Flow accumulates spent reagents around the reaction zone (eg, between antibody and antigen)
More likely to produce incorrect results. Perpendicular to the surface, next to
The downward (longitudinal) movement, which moves vertically from one surface to the other surface between the contact members,
It is affected by the outer shape and the state of contact between the surfaces. In each case, the reagents interact
Tend to produce test signals that confuse true positive or negative results.
Conventional devices require liquid penetration through junctions and spaces within the device housing
And oozing problems. For example, two reagent layers such as membranes
Held by compression between the plastic parts. That is, the material of the reagent layer is 2
Sandwiched between two plastic members. Reaction section
A separate adsorbent such as a reservoir for used reagents (referred to as a “reagent layer” for convenience)
Contact is uneven across the surface of the reactive adsorbent. Unfortunately, this
The sandwich method that holds the two adsorbents together is the test solution, reaction solution, or washing method.
It provides another path for the liquid to travel which is undesirable. As a result,
Some of the liquid that has gone around the reaction zone does not seep into the reaction zone poorly. this
Another problem with these conventional methods is that the compression of the reaction zone often results in the adsorbent layer itself.
Deformation, which causes further detection errors.
Another aspect of this liquid transfer problem in the first category is the drying inside the device.
The addition of a test solution to a reagent often causes the reagent to dissolve heterogeneously, causing
That is, they do not occur evenly. Dissolution heterogeneity occurring in the wet process itself
And differences between samples play a role in this problem, leading to incorrect test results.
May lead to fruit.
The second category of problems is the interference of particulate matter and viscosity in the test sample.
Therefore, the flow of the liquid is not uniform. The viscosity and / or particulate matter is red
Blood cells, leukocytes, kilomicrons, lysates, sediments or other "cellular" elements
Test devices that provide accurate results from blood or blood-derived samples that may contain
Often limit their ability. These elements are used to
Stop flow and affect the reaction of test reagents such as immobilized binding pair members
. In fact, one of the most important challenges in the diagnostic field is that one-half of the volume is of this type.
It is necessary to test the occupied blood. Improvements to this technology area
Enables earlier diagnosis from blood and other samples that do not require local processing
Doing so will have important consequences in the field of public health.
The third category of problem is undiluted blood and blood-derived products.
And frequently encountered chemical interferences. In individual blood samples
Chemical interfering substances can give false positive or negative results for a sample. Dried
The biochemical origin of the interfering substances and their reactions is generally unknown. However, inspection
Use gelatin, serum albumin, case, etc. in the assay buffer or
Attempts have been made to limit the chemical interference by adding proteins such as
Have been.
Strategies for solving the first problem of non-uniform liquid movement in a test device include:
By using a single adsorbent, the transfer of liquid from one adsorbent to the other
Eliminate the transition. For example, in the United States of Pegg et al.
Patent No. 5,212,065 discloses a single unit that serves both as a reagent carrier and a used reagent reservoir.
A device employing one porous membrane is described. This device is
Reagent flow is commanded to prevent lateral diffusion and reagent backflow. Unfortunately
However, this device is limited to the use of a single adsorbent. Ideally, the assay
Porosity, hydrophobicity, ability to separate and soak reagents required for each step
Use different adsorbents in the same device to optimize parameters such as force
Should be used. However, the housing multi-piece in the test device is
The problem of reproducible liquid transfer between parts occurs. Therefore, with this strategy
The control of the liquid flow from one adsorbent to another is worse.
A second problem associated with particulate matter and viscous samples is that
It has been solved by diluting 100 times or more, centrifuging, or filtering. I
However, dilution caused a corresponding decrease in sensitivity, and all three methods described above
However, this greatly affects the simplicity of the inspection and increases the inspection cost.
A third problem related to chemical interferences and their nonspecific chemical reactions is the assay.
The problem has been solved by adding a protein or a surfactant to the component (a). But that
Each type of assay and assay device has a different set of chemicals
Sensitive to quality. In addition, some tests, such as HIV, have false negatives or
False positives cause major problems and are generally unacceptable. Partly for this reason
Until now, a sufficiently accurate and convenient whole blood HIV test has not been available
.
Any of the above issues can cause the test user to misinterpret the test results and
Leading to no medical diagnosis or epidemiological public health decision. Therefore, inspection
The choice of materials used in the device and their dimensions or orientation, as well as chemical
Advances in the art in the use of chemicals to counteract the effects of interfering substances have
It will provide significant advantages in solving these three aspects.
Summary of the Invention
The present inventors have used to generate a signal in response to a test analyte.
Components so that the components within the test device are in flatter contact with each other.
By positioning and providing a more uniform liquid flow without cross-linking,
It has been found that several suitable assays can be assembled. In one embodiment
The purpose of this is to make the two members forming the
Make sure the surface (not the mount or holder) is involved in liquid contact with its joint
Achieved by attaching to Another embodiment expands when wet and wears
Uses a material that is rubbed and held, providing more uniform contact between adjacent parts during inspection
Bring. Another embodiment uses a filter to remove particulate interferents
. Still other embodiments include components and components that restrict lateral flow of reagents and samples.
And provide a choice of shapes. Yet another embodiment, particularly in HIV testing,
Glycoprotein in at least one analyte or liquid to prevent biological interference
Contains Saminoglycan. In yet another embodiment, two or more samples are
One or more of the above embodiments in a multi-well test device suitable for testing
The top is combined.
In general, such embodiments include (1) liquid flow between adsorbents in the test device.
(2) to control particulate matter and viscosity problems of the sample, and
/ Also helps to limit chemical interference. The embodiment of the present invention has the above three
How to improve the reproducibility and accuracy of test results in terms of issues
A more detailed description is given below.
Thus, for example, in one embodiment of the present invention, a housing;
Adsorbent pad; containing immobilized test reagents and in contact with adsorbent pad
Drug layer; filter in contact with reagent layer; aqueous sample in filter
Opening in the housing adjacent to the filter for; and physically with the reagent layer
A sleeve that operably retains the contacting filter;
The filter protrudes from the sleeve to prevent the probe from touching the reagent layer.
An inspection device is provided. In another embodiment, the inspection device has an opening.
It further includes a cover for closing. This cover adheres to the opening by friction
It can be a plug adapted to be used. In an advantageous embodiment, the sleeve is
Reversibly attached to the housing by means of a sleeve, and in another embodiment, the sleeve
Prevent or delay the release of moisture from the device by covering the drug layer
. In another embodiment, the reagent layer of the test device monitors for the presence of a sufficient amount of sample.
And a binding agent for immobilizing a human antibody as a control for the detection. Yet another
In embodiments, at least the filter or reagent layer is glycosaminoglycan
including.
In another embodiment, the filter of the test device is a filter for filtering blood.
And a lower portion for dispersing the filtrate in the reagent layer.
In another embodiment, the lower part of the filter of the test device is the material of the upper part.
Including materials that allow liquid to pass through at a slower rate than the material. In still other embodiments,
The upper part of the filter contains two separate filters, which are held together
Work together to block the flow of particulate matter (including cells) in the sample.
Move.
In a further embodiment, the filter of the test device has at least its diameter.
In one embodiment, the immobilized test reagent has a depth of one tenth,
Includes molecules that bind to In another embodiment of the test device, the sample analyzer
Wright is an antigen of the causative agent of infectious disease, which could be the human immunodeficiency virus
You.
In one embodiment of the inspection device, the sleeve holds the filter by friction
In a further embodiment, the filter has at least one of its upper and lower parts.
Or the sleeve itself expands when wet. Inspection device
In yet another embodiment, the filter is at least about 0.02 mm to about 0.02 mm from the sleeve.
Protrudes 0.25mm or more. In an acceptable embodiment, the filter is
It protrudes about 0.5 mm (for example, 0.5 mm) from the leave.
In another embodiment, a housing having an opening; an adsorbent package within the housing.
A reagent layer containing an immobilized test reagent and disposed on an adsorbent pad;
The upper part is aligned with the opening to receive the test sample.
Filter; how to place aqueous sample on top of filter
Operatively retains the opening of the jing; and the filter that makes physical contact with the reagent layer
And a sleeve connected to the housing, wherein the sleeve is
Test device with filter protruding from sleeve to prevent contact with reagent layer
A chair will be provided.
In a further embodiment, a housing with an opening; housed within the housing
Adsorbent pad; a solid that may contain HIV-1, HIV-2 and / or HIV-1 subtype o
A reagent layer containing an immobilized antigen and arranged in contact with the adsorbent pad;
Open and positioned to receive the aqueous sample into the filter.
A test device comprising at least one filter adapted to
It is. In other embodiments of the test device, at least a filter or reagent
The layer contains glycosaminoglycans.
In another embodiment, a blood comprising the test device described in the above embodiment.
A medium HIV diagnostic assay kit is provided. Further embodiments of this assay kit
In the test device, a cover and a glycosamino to close this device
It further contains glycans. In yet other embodiments, the glycosaminoglycan is
Droitin sulfate, dermatan sulfate, heparin sulfate, keratan sulfate, hyaluronic acid
And heparin.
In another embodiment, a method for detecting an HIV antibody from whole blood is provided.
The method comprises: (a) a housing having an opening; an adsorbent pad contained in the housing.
Contains immobilized antigens which may include HIV-1, HIV-2 and / or HIV-1 subtype o
Reagent layer placed in contact with the adsorbent pad;
A filter aligned with the opening to receive the aqueous sample into the filter
Providing a test device comprising at least one filter; and (b) a test device.
Placing a blood sample in the opening of the vice, and (c) attaching at least one
Adding a washing solution, (d) allowing one or more reactions to proceed in the reagent layer of the device;
And (e) detecting the optical changes in the reagent layer in response to the presence of the anti-HIV antibody,
Up
Comprising. In a further embodiment, the washing solution of the method comprises glycosaminoglycan.
In still another embodiment, the glycosaminoglycan is chondroitin sulfate.
, Dermatan sulfate, heparin sulfate, keratan sulfate, hyaluronic acid and heparin
Selected from the group consisting of: In yet another embodiment, the glycosaminoglycan is
With heparin, about 5 to about 25 international units per milliliter (eg, 5 international units)
(usp / ml to 25 usp / ml) in the wash solution.
In yet another embodiment, each test well has a housing;
Adsorbent pad containing immunoassay reagent and in fluid communication with the adsorbent pad
Reagent layer; filter in liquid communication with the reagent layer;
Opening in the housing adjacent to the filter for receiving the pull; and reagents
A sleeve operably holding a filter in physical contact with the layer;
But so that the filter puts more pressure on the reagent layer than the sleeve
A multiple inspection device is provided wherein the filter protrudes from the sleeve.
Other embodiments, objects and advantages will be described in more detail below with reference to the drawings.
It will be clear from the description.
BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
FIG. 1 is a perspective view of an inspection device according to the present invention.
FIG. 2 is a side view of the inspection device shown in FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 shown in FIG.
FIG. 4 is a perspective view of another inspection device according to the present invention.
FIG. 5 is a sectional view of another inspection device according to the present invention.
FIG. 6 is a sectional view of yet another inspection device according to the present invention.
FIG. 7 is an exploded view of the multiple inspection device according to the present invention.
FIG. 8 is a top view and a side view of an 8-well inspection device according to the present invention.
To further clarify, certain features of the invention are shown in the drawings in accordance with the present invention.
The list is attached hereto.Detailed Description of the Preferred Embodiment
The inspection device of the present invention comprises: Absorbent pad, Reagent layer, Filters and test results
Water-impermeable material that holds other test components such as reagents used to obtain
A housing comprising: The housing has at least
Also has one opening, Additional openings may be provided if desired. If there is
In One wick may be at least partially outside the housing
, Alternatively, the filter may be at least partially outside the housing. Yes
One of the best device shapes is All mechanical parts are completely held in the housing
You. Also, In some embodiments, Visibly, Or signal detection by instrument
A housing having at least one light transmitting portion is received.
The most acceptable is The user removes the filter and removes the reagent and / or
Or the reagent layer can be exposed for the addition of House that can be split when used
Is. In this embodiment, The sleeve that holds the filter Reagent layer surface
The housing so that the filter contact has priority over the sleeve contact
It is attached so that it can be removed. Preferably, The sleeve is a plug-in mount (ba
Attached to the housing by yonet mount). Apply the sample, Or
After adding one optional washing solution, Remove the sleeve, In addition, any reagent solution and
And wash solution directly to the reagent layer. In one application, Attach sample to device
In addition, Further processing Done elsewhere or after storage in the device for several hours
It is. In these cases, Prevent or delay water release until further processing
, The sleeve remains attached to the housing. The housing also Open
In order to protect the mouth and prepare for moisture dissipation, It may have a cover.
In order to enable large capacity inspection, Integrate multiple housings into multiple inspection units
be able to. The latter embodiment is used by blood banks for testing blood samples for infections.
Can be put in. Particularly acceptable in this sense is With micropipettor device
This is a 96-well multiplex inspection device that can be used for: In one embodiment, Intermediate number
In an application that processes samples, One row of microtiter plate in size
Use the (or 12) inspection device corresponding to (or row). The present invention provides multiple inspection
When used in the format, Microtiter plate ELISA (enzyme linked imm
unosorbent assay) It is particularly advantageous. For example, The present invention
, Eliminate the waste disposal required by these other methods, Also, In one well
Enables light recognition of several test spots (including one or more calibration spots)
. Further, the present invention provides an icteric sample, Debris or cellular material
Overcome the problems associated with samples containing Furthermore, Unlike some other methods
, The present invention provides a stable detection signal.
The housing and other components of this test device are Prior art known from known materials
By the method of Can be configured. Materials suitable for the present invention include: Detectable sig
Do not interfere with the occurrence of nulls, Should have a reasonable intrinsic strength, Strength
If there is no, it can be provided by means of reinforcing support. Natural, Synthesis, Or go
It is possible to use synthetically modified natural materials, Limited
No, Contains the following materials: paper, cellulose, And cellulose acetate and nitrocell
Cellulose materials such as cellulose derivatives such as loin; Glass fiber; Natural products (
For example, Cotton) and synthetic (eg, Nylon) both cloths; silica gel, Agarlow
, Dextran, And porous gels such as gelatin; Porous fiber substrate; Sef
Starch-based materials such as Sepahdex (R) ™ cross-linked dextran chains
Fees; Ceramic material; Polyvinyl chloride film and polyvinyl chloride-silica composite
Composite film; Other. For example, US Patent 5, 075, 0785, number 5, 552, No. 276, the 4th, 9
12, 034 and 5, 212, See No. 065, In addition, these entire texts are included in this specification.
Incorporate as a reference. Configurations other than those described in these patents are: Easy for those skilled in the art
Will be understood.
This inspection device Most preferably, (1) Without interference by the sleeve itself
Position adjustment of members by position adjustment "sleeve" that enables uniform liquid flow between materials
, (2) Arrangement of members to minimize lateral flow, (3) When the liquid
Use of a friction holding member and a water swellable member to allow more even flow through
for, And (4) a filter to help the liquid disperse more evenly in the reagent layer
Use of a dispersion layer downstream of the It incorporates the features of Of these four measures
Each improves inspection performance, Considerable independent of specific inspection device shape
Should. Physical assembly of components from known materials in the housing Through
Always
As will be appreciated by those skilled in the art, For clarity, Used in the claims
In the form of defining some terms, Some details are described herein.
As used herein, a "blood sample" For example, By finger stick or venipuncture
Whole blood with or without the obtained anticoagulant; Plasma sample; Serum sump
Le; Or centrifuged blood, Any of these have been partially processed or diluted
Means derivative.
The “whole blood” sample Red blood cells, Leukocytes and kilomicrons and lipoproteins
A blood sample containing other components such as quality.
"Filter" From the rated sieve size of the filter material floating in the test sample
Remove more than half of the large particles. "Rated sieving si
ze) " Determined and presented by the material manufacturer, Typically expressed in microns
Is done. For example, Glass fiber with 10 micron pores, Red blood cells are 10 microns
Because it has larger dimensions, Red blood cells should be removed from the whole blood sample. Ah
If The rated sieve size of the material is one of the particles to be captured by the cell filter.
It may be close to the above dimensions or larger. Filter thickness
Depending on, Delays in particle movement are not simply trapped,
Would be enough. How well a given filter material works The material
By applying the test sample to the device made using Experience
Is also well determined.
When used for test samples containing red blood cells, The filter should be at least
It is preferable to remove 90%. The filter comprises one or more materials in physical contact.
Fees may be included. In practice, Capturing cells that typically make up almost half of the whole blood volume
For capture, Should have considerable depth. If used for saliva sample testing,
It is preferred that the filter delay cells and other debris that may be contained in such specimens.
New In an advantageous embodiment, The filter is Two mechanically held together
Including glass fiber pads. The filter also Capture or delay cell migration
A first portion and a second portion downstream of the first portion can be included. in this case, Second part
Minutes It serves to disperse the filtrate in adjacent materials, such as a reagent layer.
The "filtrate" of a blood or whole blood sample is Filter or filter
Part of the sample passing through the components of For example, Filtration of whole blood samples
The liquid is Most of the original red blood cells have been removed by the filter.
U. In some cases, Filter binds filter surface to blood cells or blood molecules
May remove blood cells or blood molecules. Preferably, Filtrate from filter
Is more than 90% of the red blood cells initially added, Sieving of one or more parts of the filter
So you will have lost.
"Absorbent pad" Normal, Absorb water, Liquid entering the test device housing
Serves as the ultimate repository for most or most of the body. An example of an absorbent pad is
paper, Ethyl cellulose, Porous plastic, Semi-solid glass, And polyvinyl alcohol
Other polymers that absorb water, such as lolidone and acrylamide copolymers
Including. The absorbent pad can be composed of two or more pieces. Acceptable absorbent pad is ethyl
Made of rucellulose, Held in place by the device housing, At that time,
The surface of the pad contacts the reagent layer.
"Analyte" Molecules detected by the test device, Cell or cell component
It is. Preferably, The analyte is For example, Pathogenicity such as HIV virus
Produced by a product, Regular polypeptides, Lipopolypeptide, Or glycopo
A polypeptide such as a polypeptide, Natural molecules found in living organisms, Also
May be a molecule produced by an organism in response to a disease state. "Analyte"
Is Antigenic substance or "antigen", Hapten, antibody, And combinations of these
No. For example, The analyte is a peptide, amino acid, Nucleic acids, carbohydrate, hormone, S
Teroid, vitamin, Pathogenic microorganisms (against polyclonal and / or
Monoclonal antibodies can be produced), Natural or synthetic chemicals, Pollutants, Cure
Drugs, including those administered for therapeutic purposes and those illegally administered, And above
Metabolites of any quality, Or Be an antibody to any of the above substances
it can. Examples of hormones that are suitable as analytes for the present invention include: As follows
Is: Thyroid stimulating hormone (TSH), Human chorionic gonadotropin (hCG), Corpus luteum
Formation hormone (LH) and follicle stimulating hormone (FSH). The present invention, in particular, AIDS
Useful for testing antibodies to one or more HIV viruses from related blood samples
It is.
An "antigen" is a molecule that reacts with an antibody. Tests to detect exposure to infectious organisms
Is The test antigen is Epitope preferably the same as or identical to the epitope of the infectious agent
Contains one or more topps. Test for exposure to human immunodeficiency virus (HIV)
If Advantageous antigens are Placed on a segment of a polypeptide produced by the virus
A polypeptide containing at least one matching segment in a sequence.
An example of an array in this sense is Los Alamos National Labo
ratory, Loa Alamos, New Mexico 87545 (HUMAN RETROVIRUSES AND AIDS 1996)
3) is a conserved sequence disclosed in US Pat. Acceptable for use as HIV test antigen
The peptide comprises one or more of the following sequences: Q-T-H-L-P-I-P-R-G-P-D-R-P-E-G-I-E-E-
G, L-Y-K-Y-K-V, P-L-G-V-A-P-T-K-A-K-R-R-V-V, P-L-G-V-A-P-T-R-A-K-R-R-V-V
, R-E-K-R-A, S-G-I-V-Q-Q, L-T-V-W-G, D-Q-Q-L-G, W-G-C-S-G-K, Q-Q-E-K-N-E
-Q, Q-T-H-L-P-I-P-R-G-P-D-R-P-E-G-I-E-E-G and Q-Q-E-K-N-E-Q.
"Antibody" is IgG, IgE, IgM, IgA and others blood, From blood products or saliva
Obtainable. The use of saliva samples is not discussed in great detail, Departure
It will be appreciated that Ming is used for the detection of analytes from saliva and blood.
Advantages of the present invention, such as the operation of a filter, For saliva and blood samples
It also extends.
"Housing opening" is a hole, Gaps or areas that simply accept a liquid sample
It may be. In some cases, The housing itself is partially water permeable, part
It is impermeable to water. In these examples, The water-permeable portion is “open” in the sense of the present invention.
Work as a mouth. In the inspection device, You can use one or more openings
Wear.
The term "pass the liquid" In the usual sense known to those skilled in the art.
You. The relative velocity of the passing liquid is Measured by several techniques known to those skilled in the art
It is possible, For example, How long the material can be completely wetted by contact with water
Including measuring what time is needed. For capturing cells in the filter
An advantageous material is glass fiber, Advantageous material of the dispersion layer in contact with this glass fiber
Is Cellulose allows water to pass at lower speeds compared to glass fiber
So Typically, it is cellulose.
The second or "dispersed" part of the filter If you use Of the filter
The flow rates of the sample and the washing solution can be reduced as compared with the cell capturing material.
In addition to obtaining more reproducible test results, The flow velocity decreases at the dispersion part
Chemicals can take more time to react before contacting the reagent layer
it can. Increasing the reaction time, Especially for the binding reaction, Inspection sensitivity is higher
You. Acceptable materials for cell capture filters include: Germanic Cythesep (Ge
lman Cytosep glass fiber filter membranes and Pall Corporation
) Blood separation membrane. Allowed for the filter "dispersion" part is If use
If you do It is a cellulosic material such as filter paper.
The “reagent layer” Containing at least one reagent, In contact with the filter, Katsuso
Is an absorber or absorbers that receives a sample from a filter upon contact with the filter.
An advantageous reagent layer is A membrane containing an immobilized test reagent such as an antibody or antigen. Typical
In general, The absorbent pad that contacts the reagent layer Accepts and sucks liquid from reagent layer
Put in. The reagent layer preferably contains immobilized test reactants, Analogy during the inspection itself
If The test reactants are immobilized by precipitation or by binding to the reagent layer during the test process.
It may be. The reagent layer may assume any of a variety of shapes. To the properties of other ingredients
So other shapes like plugs can be used, One of the advantageous shapes is the filter
A thin layer between the pad and the absorbent pad. The liquid is Reagent layer depending on device shape
May use the lateral flow along the longest axis of Preferably the main surface of the reagent layer
Move across. In an embodiment advantageous for testing for HIV antibodies in a blood sample
The The reagent layer is a nitrocellulose membrane bound with HIV antigen. But, Reagent layer
Is It doesn't have to be a "layer" itself, pad, Rod or other shaped absorber
May be comprised.
"Sleeve" is the water impermeable solid surface that holds the filter. Sleeve
May be part of the inspection device housing, Or take it separately in the housing
It may be a separate member to be attached. In the latter case, The sleeve is preferably C
Reversibly attached to the housing with a bayonet mount. Advantageous in this sense
The structure is Put the filter in the sleeve, The housing in two parts, housing
Assemble from the top and housing bottom. The lower part is Absorbent pad and reagent layer
Hold. The two housing parts are snap-fitted together, Sleeve is difference
It is attached by a built-in mount. While installing the sleeve, Sleeve and fill
Due to the friction between the The filter can be pressed onto the reagent layer. this
“Friction” in the sense is The filter is placed on the sleeve wall by the mechanical pressure of the filter.
Means that the position is maintained. In some embodiments, Mechanical pressure
Is Increased by the adhesive holding the filter on the sleeve surface. filter
If you use a friction fit to attach to the sleeve, The filter is preferably
It has a depth of at least one tenth of the diameter. Keep the friction of the filter in the sleeve
Holding Also, to maintain good contact between the filter and the reagent layer, filter(
If included, Especially the dispersion area) or (in some cases) the sleeve surface
Sometimes swelling is acceptable.
The term "swelling" in relation to a component or a component surface used in an inspection device, wet
When you do Increase the dimensions of the member, Or means that the thickness of the surface increases
I do. Acceptable in this sense is cellulose, Use of many alternative materials
Use will be readily appreciated by those skilled in the art.
An “optical change” in the sense of determining the presence or absence of a test analyte is Inspection
Absorbance generated in the probe device, Reflectance, fluorescence, phosphorescent, Or chemiluminescence changes
means. This change Determined by eye or by instrument. One acceptance
Embodiments Use Gold Particles to Generate a Visually Recognizable Change in Reflectance
I do. In an advantageous embodiment, Filter is removed from reagent layer by removing sleeve
Separated, A part of the reagent layer appears, There you can add additional reagents, Money
A signal is generated from the presence of the particles.
“Bayonet mount” is the usual meaning in the industry, take
Means Weight the notch to fit into the recess of the second member along the circumferential surface
The first member is securely attached to the second member by joining. one
After inserting one part into another, Rotate either member to hold the two together
Seal with kari.
"Chemical interferents" in the sample Inspection methods such as binding reactions or enzyme reactions
A chemical that interferes with one or more of the chemical reactions of a psy. An example of a chemical interfering substance
Is It is a rheumatoid factor that can promote certain agglutination reactions. Another example is Several
Autoantibodies that affect binding interactions. Chemical interferents are false positive assays
A result and false negative assay result may occur.
"Glycosaminoglycan" Linear heteropolysaccharides with distinctive disaccharide repeats
(Jackson et al., Physiological Reviews 71; Reported by 481-39 (1991)
Like The entire text is incorporated herein by reference). One of the disaccharides is
An amino sugar of D-glucosamine or galactosamine, Other units are Always
Typically, but not always, Either D-glycuronic acid or iduronic acid
This is a uronic acid residue. Both units are variably N- and O-sulphated,
Increase the heterogeneity of these complex macromolecules. Examples of glycosaminoglycans are:
Chondroitin sulfate, Dermatan sulfate, Heparin sulfate, Keratan sulfate, Hyaluro
Acid and heparin. Some of these molecules are covalently linked, Typically
Linked to serine residues via O-glycosidic bonds at their reducing ends, Also, Ko
N-linked to asparagine in aprotein to form proteoglycans. Change
To A given glycosaminoglycan is variable by size or degree of sulfation, Mr
Various subtypes can be synthesized or purified by purification of naturally occurring glycosaminoglycans.
Can be manufactured. For example, The molecular weight of 11, described by Jackson et al. 000
Heparin and sulfated pentasaccharide derivatives of heparin are also included within the scope of the present invention.
.
We have: Glycosaminoglycans contain specific HIV antigen polypeptides
When added to an assay, Improved resistance to false-positive interference found
.
For example, Assay 4 in a 10 amino acid long (decapeptide) segment
When using a polypeptide antigen containing 5 basic amino acids, Glicosa
Minoglycans prevent false positives. These basic residues become 2-6 amino acids
When present in two pairs of more separated basic amino acids, Glycosaminoglyca
Improvement can occur. "Basic amino acids" Arginine in this sense
Or lysine.
The use of glycosaminoglycans to improve diagnostic assay performance 20 amino acids short
Recombinant polypeptide designed to have four or more positively charged amino acids within a region
It is advantageous in combination with the use of peptides. Glycosaminoglycans are 10 amino acids
Are advantageously used with antigens having 4 or more amino acids in the short region of Glico
Saminoglycans are By deleting part of the existing sequence, Cannot be determined by natural selection
Sets designed by generating "new" segments that form a tertiary structure
It is advantageously used with a recombinant polypeptide. Such a new structure, Often anxious
Fixed They tend to bind to other substances. This binding problem is a new polypeptide segment
It is emphasized when most of the statements have a net positive charge. Tampa in contact with blood
It is known that the material is mainly negatively charged, Surfaces in contact with blood are also negative
Is charged. Form positively charged clusters on polypeptide segments
Is Easy binding of other substances to segments and surfaces in unpredictable ways
can do. Without wishing to be limited by the particular theory of the invention, Book
The inventors have Glycosaminoglycans are a basic amino acid class of such proteins
Stabilize the Undesirable false positive assay results in such assays
I found something to prevent. This finding provides a diagnostic assay for genetically engineered polypeptides.
Solves the general problem of using it as an antigen in
An advantageous device shape is Absorbent pads in one housing, Reagent layer and two
Includes a two-part filter. Acceptable materials for the housing are: Polystyle
, polypropylene, Including water-impermeable plastics such as vinyl chloride
. Filtration part of the filter, Dispersion part of the filter, Acceptable for reagent layer and absorbent pad
Possible materials are Respectively, Glass fiber, Ethyl cellulose, Nitrocellulose
And ethylcellulose. But, When using nitrocellulose for the reagent layer,
The material of the filter is Preparing test samples and test reagents that may be present in the filter
You should choose about the ability to mix. filter, Reagent layer or absorbent pad
Two or more materials can be physically combined to make fill
Against Two materials are accepted, the upper filtering material and the lower dispersing material
You. The most acceptable is Compared to the passage of liquid through the upper filtration material, Than
A dispersion layer that allows liquid to pass at a low flow rate. We have: The use of a dispersion layer single
It has been found to be surprisingly better than using a one-piece filter. The present inventors
Is It is bound by one particular theory about how the dispersion layer works in the present invention.
I do not want to be The dispersion layer has an irregular distribution of particles in the upper region of the filter.
Na capture
It will eliminate the flow irregularities resulting from the entrapment. Second using a two-part filter
The advantages of The dispersion layer has a low liquid flow velocity, For substances that react before entering the reaction layer
One or more of the reaction times can be extended, Thereby, Increase sensitivity
And
Those skilled in the art One or more parts of the devices summarized above are made of a single suitable material
You will soon see it being replaced. In this sense, Analyte
Absorption that can transport solutions containing water by wicking action
Timber, A porous or capillary-bearing material is suitable for constructing the test device; these
Are known to those skilled in the art.
Less than, Some embodiments are described in more detail with reference to the figures. Figure 1 Pickpocket
A device housing 10 consisting of a probe assembly 20 and a container 30 is described. Con
Tena 30 has an upper half 40 and a lower half 50. The sleeve assembly 20 has three
It comprises an opening 70 made by a boss 80. The sleeve assembly 20 is reversibly
It is mounted on the na 30, After applying the sample, Wash in center of top of container
And / or to further process the sample by adding a reagent solution, Remove
Can be. FIG. 2 is a side external view of the device housing 10. FIG.
FIG. FIG. 3 shows a sectional view of the device shown in FIGS. 1 and 2. Upper half 4 of container 30
The 0 and lower half 50 snap together to form a solid structure. Absorbent packing
De 90 is embedded in the lower half 50. Reagent layer 100 on absorbent pad 90
. Above the reagent layer 100 is an annular washer 110. The annular washer 110 is a water-impermeable
Made of plastic, Close contact with container upper half 130, Space 200 at the bottom of the upper half 130
Leave.
The sleeve assembly 20 It has a lip region 120 forming a funnel 130. Asen
Brie 20, It is a simple unit that forms the sleeve 140 below the funnel 130. Inside the sleeve 140
In First filter section 150, There is a second filter section 160 and a dispersion layer 170. No.
One filter unit 150, The second filter unit 160 and the dispersion layer 170 Top 180 and bottom
Form a "filter" having a surface 190. The bottom 190 is Protrudes from sleeve 140
To contact the upper surface of the reagent layer 100, A space 200 is provided between the side end of the dispersion layer 170 and the annular washer 110.
Leave.
FIG. Additional cover 210 attached to location 220 of sleeve assembly 20
4 depicts an embodiment of the device shown in FIG.
Figure 5 FIG. 5 is a cross-sectional view of an alternative device different from the devices of FIGS. 1-4, Sleeve 1
It has a reagent layer 100 inside 40. This figure is The reagent layer 100 is Inside the sleeve 140
Compressed by the sleeve 140 to be retained with the filter minutes 150 and 160
7 depicts an embodiment that is not shown. In this embodiment, The reagent layer is
In both liquid and absorbent pad 90 (ie, Direct or via intervening layers
Can contact both). Preferably, The reagent layer is As shown in this figure,
Protrudes beyond the sleeve to the pad. When using a reagent layer in this manner, H
Filter, One of the filter parts, Or the sleeve is removable, fill
Direct light detection of the signal that forms under the filter may be possible. Most in this sense
Suitable for A transparent port with antigen immobilized on polystyrene microparticles
It is a reagent layer composed of a carbonate porous film. According to this embodiment, Light signa
Is expressed at the bottom of the polycarbonate filter, After removing the filter
-The bottom of the carbonate filter can be inspected and viewed. Also, Colloidal gold test
Place the reagent on the filter in dry form, Reapply the detection reagent while applying the test sample.
Suspension methods are also suitable.
In some embodiments, The liquid sample can be introduced into the container using any wick.
No. In these cases, The part of the wick exposed outside the container Contact with sample
And afterwards, Permeates into containers. The wick itself has filtering properties, filter
Can be replaced by
FIG. FIG. 3 illustrates an alternative embodiment using side flow and two openings in a reagent pad.
You. The housing 200 is From upper half 202 and lower half 204 snapped together
Be composed. The housing has openings 210 and 220. The opening 210 is Filter 2
It is formed by a cylinder 230 holding 40. Filter 240 contacts reagent layer 250
I do. End 260 of reagent layer 250 contains immobilized HIV antigen. Opening above end 260
There are 220. The opening 220 is Hold the dispersion layer 270 in contact with the end 260 of the reagent layer. end
The part 260 is located above the absorbent pad 280, In contact with absorbent pad 280. Minute
Spray layer 270 contacts reagent layer 260 and is retained by friction between dispersion layer and sleeve 290.
ing. Space 300 is optional, To help guide liquid flow to absorbent material 280
Can be used.
In this embodiment, The sample is applied to the opening 210, Enters filter 240,
afterwards, It enters the reagent layer 250. The liquid traverses the reagent layer 250, Absorber pad 280 top
Move to end 260. Apply any reagent and washing solution to the opening 220, Light signal
Is expressed on the surface of the reagent layer below the opening. The reagent is In filter or reagent layer
May exist, Applying liquid to the device dissolves or suspends.
FIG. 7 illustrates the use of the present invention in a 96-well multiple test format. 96 well
The cassette 310 includes an upper housing 320 and a lower housing 330. Up
Each well location of unit housing 320 includes a filter and a dispersion layer. Lower housing
Each well location of ring 330 includes a reagent layer and an absorbent pad. In an advantageous embodiment
Is The lower housing includes a continuous plate of absorbent layers and a continuous absorbent pad.
The optional multiple inspection device assembly 340 incorporates eight individual inspections, 8 tests
Up to one test array at a time in a 96-well cassette 310.
Can be. instead of, Cassette 310 is 96-tested and assembled as a single unit
can do.
FIG. A top view and a side view of an optional multiple inspection device assembly 340 are shown.
The top view is Tab 360 to grab eight inspection sections that can be moved together
Is shown. The side view is Individual sleeves 3 attached directly or indirectly to tab 360
70 is shown. Filter 380 is inside each sleeve, Appearing in the space of the sleeve
You. The bottom surface of the filter 380 contacts the dispersion layer 390. The dispersion layer 390 is Sleeve 3
A projection 400 is formed projecting from 70. In use, Assembly 340 Reagent layer and absorption
It is inserted into a row of a 96-well plate containing material pads. 8-position pipettor
Using, Up to eight samples can be processed simultaneously. In use, Sample and wash solution
To the 8-well section of the multiplex device assembly 340, afterwards, This case
Remove the assembly. When removed, Direct addition of liquid, And also Detection from reagent layer
For direct light detection of the probe signal, A reagent layer appears. Other embodiments (not shown)
Then Each absorbent pad is Large surface continuous absorber inside lower housing 420
Replaced by sheet.
As shown in FIG. One of the advantageous properties of the test device according to the invention is that Inspection
The filter surface protruding beyond the sleeve in the probe device is indirectly
It fits snugly with the surface. In particular, Diffuser (Filt for dispersing the filtrate)
Luther bottom) Reagent layer so that the entire surface of the diffuser contacts the surface of the reagent layer
And adhere. Most suitable is The diffuser protrudes beyond the sleeve, De
When the surface of the diffuser comes into contact with the reagent layer surface, Space is to maintain.
In use, A single inspection device is obtained, The sample and washing solution are directly Of the device
It is added directly to either the filter or the reagent layer. If desired, Liquid
Additional wicks can be used to carry the sample to the device. instead of, if
If desired By leaving a part of the filter that appeared on the outside, The sample
Can be introduced into the device, Use this to directly absorb the sample solution
This liquid or filtrate can then be used to carry it into the housing.
After adding the liquid sample, Apply an aqueous wash solution. The washing solution is preferably Tw
Contains a non-ionic detergent such as een20®, Also bovine serum albumin
Such proteins may be included.
Most suitable is After adding the washing solution, Remove the filter, Then reagent
The solution directly, That is, it is added to the reagent layer. An advantageous reagent solution in this sense is
Contains a detection agent such as colloidal gold coated with protein A. The detection agent is Duty
Wash with a washing solution.
Suitable embodiments for removing the filter include: The sleeve is like that device
It is most suitable to be mounted reversibly by a bayonet mount. This
According to the embodiment of The contact between the filter and the reagent layer is Hold filter
This is done by attaching a sleeve to the device housing. This contact The sample
After washing the reagent layer, It disappears when the sleeve is removed. In a further embodiment,
The sleeve remains, Open the top opening of the sleeve for sample loading (and optional
After washing). If necessary, For further processing, Cover
And optionally the sleeve) can be removed.
The reagents required to operate the test device are filters, Reagent layer, Dispersion layer (if you use
During) And / or into the aqueous liquid applied to the device
Can be. For convenience of manufacture, Prepare a reagent like gold sol, As a liquid phase reagent
use, It can be added during operation of the device. But, Optimal for inspection users
For convenience, All reagents except wash reagent Place in dry form in device
It is suitable.
As can be seen in FIG. At the bottom of the filter, That is, the “dispersion layer” filter
Extending beyond the sleeve that holds the When attaching the filter to the container
, The dispersing layer portion applies more pressure to the reagent layer than the sleeve does. In this sense
The "greater pressure" of Per unit area acting on the reagent layer by the filter
The mechanical force exceeds the mechanical force per unit area acting on the reagent layer by the sleeve.
To
means. Preferably, The filter must be at least on the reagent layer compared to the sleeve.
Apply twice the mechanical force. More preferably, The sleeve does not contact the reagent layer. Trial
By relying mainly on the filter itself for contact with the drug layer, Sleeve has reagent layer
Does not deform. This allows More even and reproducible liquid from filter to reagent layer
Communication takes place.
While not wishing the invention to be limited by any particular theory, Applicants Reagent layer
Assay as a result of more vertical liquid flow through and to the absorbent pad
The performance improvement is It is thought to result from maintaining a smooth, undeformed reagent layer. Out
The applicant Avoid contact of the mechanical support of the holder with the reagent layer, Or contact
Limiting touch is Inside the reagent layer, Especially in the periphery of the reagent layer,
It has been found and / or recognized that a reduction in movement is possible. The actual HIV test
This discovery, which was first made when inspecting materials, To improve test sensitivity and selectivity
It was important.
According to an advantageous embodiment, Initial wetness and subsequent color development Liquid first reagent
Indicating that it flows more in the direction perpendicular to the surface of the layer, The physics of these beneficial effects
In writing the description, The applicant has described the expression "the direction substantially perpendicular to the surface of the reagent layer.
I chose "toward." The term "substantially" used in this context is In the reagent layer, fill
The liquid from the end of the the first, Reagent layer to reagent pad in reagent layer
It means penetrating more vertically than horizontally. Such a diagnostic device
Those skilled in the art of making or using This effect can be visually recognized.
In one embodiment, Detection reagents such as colloidal gold are used during device fabrication.
Place any lower part of the filter ("dispersion layer"). in this case, The user takes a blood sample
Apply to the device, Followed by washing, Filter removal, And then Any other wash
Will purify.
Addition of sample and wash solution initiates sequential and automated reactions in test device
I do. Depending on the inspection format used, These reactions are One or more binding reactions
, It includes an optional separation step and an optional enzymatic reaction step. Many types of chemical pho
A mat is useful for the inspection device; It is contemplated for the present invention. One
A suitable format for The binding of the immobilized antigen in the reagent layer to the analyte molecule
Combination
Assay. In this format, the analyte is Naturally exists for it
Exist or have a specific binding member
Have at least one epitope or binding site from which a member can be prepared.
I do. In such binding assays, Specifically bind (ie, Typical
At least 100, under Say conditions Molecules (with an association coefficient of 000) form a light signal
A base for recovering the resulting signal-generating substance is formed. Advantageous signal generator
Is colloidal gold. As a “binding partner” with the analyte in the test sample
Molecules that act Typically an antibody specific for the analyte, Skilled person
As soon as you recognize, Other molecules that specifically bind to the analyte molecule may also be used.
Can be.
Add one or more liquids to the test device, After proceeding with one or more reactions, Trial
Quantify the light change in the drug layer. This light change-forming binding assay format
When using, The test device may contain a chemical label that generates a signal,
Alternatively, the label may be added by the user. The signs are Normal, Specific binding member
Adheres to Capable of producing a signal that is visually or instrumentally detectable
Some substance. Acceptable signs are U.S. Patent Application 08 1577, No. 108 (CHILD
S et al. PARTICLE ASSISTED IMMUNOASSAY) This whole sentence
Incorporated herein by reference.
The method summarized above is An aqueous “pretreatment” solution applied to the device prior to application of the test solution
It can be modified by using a liquid. The pretreatment solution is Protein and detergent
Including. The protein is, for example, Bovine serum albumin, Human serum albumin, Case
Inn, It may be a non-fat milk product or gelatin. Protein is Preferably
is 0. 05% to 10% concentration, more preferably 0. 2% to 2% (weight / volume) concentration
. Most suitable is a 1% solution of bovine serum albumin. The detergent is trito
n Zwitter molecules such as X-100, Tween 20, Tween 80, NP-40, Zwitterionic detergent and others
Or a composition. The detergent is preferably at a concentration above its critical micelle concentration,
Typically 0. The concentration should be between 05% and 3% (weight / volume). Tween-20
Use of detergent is 0. Most suitable at concentrations between 2% and 2%. The pretreatment solution is 5. 0 and 10.
PH should be in the range of 0, preferably sodium phosphate or Tris-Cl.
Such buffer components are added between 1 mM and 1 M, and more preferably between 10 mM and 200 mM.
Should be included at concentrations between. Most suitable is a concentration of 50 mM, pH 8. 0 Tris-
Cl.
For tests such as tests for antibodies to the HIV1 antigen, Applicants
Alternatively, add a glycosaminoglycan such as chondroitin sulfate to the pretreatment solution, fill
About 0. 1 ug / ml (i.e. 1ug / ml) or more
A surprising discovery was that better results were obtained with the addition. Solution
The problem determined was that the whole blood test solution sometimes gave a positive response. Surprising
In fact, glycosaminoglycans have already been added to the device to improve performance.
However, by adding glycosaminoglycans to the washing solution, the test performance can be further improved.
Good and most suitable.
Other glycosaminoglycan compounds not described herein may not be used.
However, the glycosaminoglycans are typically chondroitin sulfate, dermatan
Sulfuric acid, heparin sulfate, keratan sulfate, hyaluronic acid or heparin are preferred. Guri
Cosaminoglycan compounds, when dissolved in assays or pretreatment solutions, are typically
Approximately 1 ug / ml to approximately 10 mg / ml (eg 1 ug / ml to 10 mg / l), more suitable for
Is almost 0. 1 mg / ml to approximately 1 mg / ml (e.g., 0. 1 mg / ml to 1 mg / ml). Conversion
The compound may be sodium heparin, ammonium heparin or lithium heparin.
Heparin salts. If used, heparin is advantageously around 1 usp / m
at a concentration of l to about 50 usp / ml (eg 1 usp / ml to 50 usp / ml), more advantageously about 5 usp / ml
Concentrations of from / ml to approximately 25 usp / ml (eg 5usp / ml to 25usp / ml). Glycosaminog
Lican compounds, especially heparin or heparin derivatives, work when present at high concentrations.
Do not use. Chondroitin sulfate found to remain active at 10 mg / ml final concentration
However, heparin should be used at a final lysis concentration of, for example, greater than 25 usp / ml.
I can't. Optimal levels of glycosaminoglycan compounds will allow the compound to be assayed
By adding at various concentrations and quantifying the test results from different test samples
Quantified.
Add all solutions to a single horizontal position at the top of the device (separate the upper and lower halves)
Embodiments, either before or after) are particularly suitable for automatic instruments.
You. We have installed filters, reagent pads and absorbents in their 96 wells.
It was recognized that the dimensions could be set to allow microtiter plate production.
In addition, an 8-well (or 12-well) device is a vertical (or
(Horizontal) strip, this device is
Can be assembled to be part of the Such a microtiter plate
Embodiments can be processed with existing microtiter plate instruments
. In these embodiments, the user may manually or by hand with an automatic instrument.
Pull, wash and / or reagent solutions can be added.
One skilled in the art will recognize that the devices of the present invention can be re-dissolved in
Washing reagents that are either dry materials to dissolve or already present as liquids, and for binding reactions
Any one or more to be added to the device, such as gold particles treated with a binding partner
Easily recognized that it can be packaged with other components such as
Will be. Therefore, the present invention relates to the production of kits for testing infectious diseases from blood.
Enable use. One advantage of these kits according to advantageous embodiments is that
They contain glycosaminoglycans to eliminate spurious measurements.
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the following examples.
It is not intended.
Example 1
In the present embodiment, the test solution preparation filter holder is composed of the following components, from top to bottom.
In order: blood separation filter; backup blood separation filter; and dispersion layer
The filter was constructed with The dispersion layer is a member of a binding pair, ie,
The HIV antigen was placed in direct contact with the immobilized reagent layer. Blood separation filter and dispersion
Chemical treatment of layers by exposure to buffer, detergent, protein and anticoagulant solutions
did.
The preparation of the reagents used is generally known to those skilled in the art and is a co-pending U.S. application.
Patent Application No. 08 / 577,108 (Childs et al., PARTICLE ASSISTED IMMUNOASSAY)
And 08 / 577,630 (Childs et al., STRIP TEST FOR HIV)
These full texts are incorporated herein by reference.
In the test method, two drops of the pretreatment solution are added to the filter of the device. afterwards
, 1-2 drops of test solution (whole blood, EDTA-treated blood, heparinized blood, citrate dextra
(Acid citrate dextran-treated blood, plasma or serum) to the filter
You. Then add 3 drops of the pretreatment solution and add the top of the filter (primary filter
) To middle (backup filter) area, lower (dispersion layer) area and reagent layer
Wash the test solution.
After that, the test solution preparation filter holder is inserted into the reagent layer and the absorbent pad.
Remove from the outgoing device. After removing the filter holder,
Exposing the reagent layer. By exposing the reagent layer, a washing solution can be added. Washing
Two drops of the solution are added to the reagent layer on which the HIV antigen is immobilized. Then the labeled colloidal gold
Add two drops of labeled protein A, followed by two drops of wash buffer. In sample
The presence of the anti-HIV antibody is detected as color formation resulting from the deposition of colloidal gold. H
More than 100 whole blood samples from patients suspected of having IV
Was inspected. The test results were 100%
There was a correlation.
Example 2
In this example, the device was constructed as described in Example 1. Sample application
And the method of Example 1, except that the test device was kept at room temperature for 4 hours after cleaning.
Used the device according to. Thereafter, the remaining steps of the assay were performed. this
Blood samples containing anti-HIV antibodies are tested according to the
The color due to gold deposition was accurately formed. Blood samples lacking anti-HIV antibodies are colloids
No gold deposition occurred.
Further details for preparing the materials and reagents used herein can be found in the above patent documents.
Or known to those skilled in the art. Patents and pending
The entire text of each of the aforementioned patent applications is specifically incorporated herein by reference.
This patent describes certain suitable embodiments, which may be modified or modified.
Changes may be made by one skilled in the art or by the scope of the invention as defined by the appended claims.
It can be done without leaving the spirit. Furthermore, we prefer that
Although certain embodiments, designs, materials, and the like have been described, such preferred embodiments
It merely represents a preferred embodiment resulting from the inventors' latest work.
Many other suitable embodiments have been discovered through practice of the present invention and ordinary trial and error.
And such other embodiments may eventually be better than those specifically described.
It should be understood that it may be more preferable.
In the appended claims, unless otherwise indicated, the articles "a" and "an"
Means "at least one".
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF
,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,
SN,TD,TG),AP(GH,KE,LS,MW,S
D,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG
,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM,AT
,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,
CH,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,ES,F
I,GB,GE,HU,ID,IL,IS,JP,KE
,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,
LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,M
X,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE
,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,
UA,UG,US,UZ,VN,YU,ZW
(72)発明者 バーンスタイン,デイビッド
アメリカ合衆国 21784 メリーランド州,
エルダーズバーグ,メルビル ロード
5814────────────────────────────────────────────────── ───
Continuation of front page
(81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE,
DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, L
U, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF)
, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE,
SN, TD, TG), AP (GH, KE, LS, MW, S
D, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG)
, KZ, MD, RU, TJ, TM), AL, AM, AT
, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA,
CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, F
I, GB, GE, HU, ID, IL, IS, JP, KE
, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS,
LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, M
X, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE
, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT,
UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZW
(72) Inventor Bernstein, David
United States 21784 Maryland,
Eldersburg, Melville Road
5814