JP2008537119A - 多機能かつ構成可能なアッセイ - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2002年2月5日出願の「SYSTEMS AND METHODS FOR PERFORMING MAGNETIC CHROMATOGRAPHY ASSAYS」という標題の係属中の米国特許出願第10/068,040号の一部継続出願であり、かかる特許出願は、2000年9月25日に出願されて現在、2004年3月30日付けの米国特許第6,713,271号として発行済みの米国特許出願第09/668,966号の分割特許出願であり、かかる米国特許は、1999年10月15日に出願されて現在、2000年10月24日発行の米国特許第6,136,549号として発行済みの米国特許出願第09/418,864号の一部継続出願であった。
連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載:
該当なし
酵素性の染料またはその他の検出可能な部分(まとめて追跡子と呼ぶ)を含むことができる標識と共有結合した第二の受容体は、アッセイに導入された結果として、リガンドが存在する範囲まで結合済みリガンドに結合し、その後、かかるリガンドの存在に一致するシグナルを生成する。試料が関心分子を含まない場合、標識付き受容体は無反応のまま、固定化受容体を通り過ぎ、結果として膜には変化が生じない。かかる非競合的な免疫学的アッセイは、主として、蛋白質のような大型分子、ヒト絨毛性ゴナドトロピン(HCG)のような多結合部位を有する大型のホルモンまたは分子の検出に役立ち、通常、結合部位が1つだけの小型分子は扱わない。
試薬パッド//試験膜/捕捉線/試験膜/捕捉線/試験膜//吸収パッド。
ここで、
記号「/」は、単一クロマトグラフ媒体内の相境界を表す。
記号「//」は、2つの別個の媒体(クロマトグラフ媒体またはその他の媒体)が1つに合わさったものを表す。
願中に明確に組み込まれる。
かかる標識付き細胞を最終的に単離し検出する際に用いられるプロセスは、本質的に信頼できず、冗長で時間が掛かる。
ができる。
さらに本発明の新奇な方法は、多数の分光測光分析を検出するためにクロマトグラフィー試験ストリップ組立品に印加される1つ以上の印加磁界源を配置することもできる。例えば、共通の棒磁石または磁気ストリップを、試験ストリップ裏板の1つ以上の位置に接着剤で取り付けることができる。あるいは、磁気源は、試験ストリップ組立品の外部にあることができ、それによって、試験ストリップのすぐそばに磁気源が選択的に位置付けられる一方で、その内部を磁性粒子が横方向に流れる。本発明の好ましい実施形態では、印加磁界源は、永久磁石または電磁石を含むことができる。
つの試験ストリップを配置することができる。かかるチャンバは、磁気源を含むか、または磁気源のすぐ近くに置かれるように設計でき、試験ストリップが、その中を横方向に流れる活性磁性粒子を、試験ストリップ上の単数または複数の特定の部位で概ね結合させることができる。そのように配置されると光源または放射線源は、光学トンネル内に配置された試験ストリップに焦点を合わせることができ、光または放射線を、磁気源および、検体の存在について分析される試験ストリップからの反射光または放射光と位置合わせすることができるようになる。様々な波長の光および放射線を、従来の分光測光分析に従って該当する検体の存在を突き止めるために利用してもよい。さらに、特定の分光測光適用向けに必要であるように、光学フィルタおよび光検出器も配置してもよい。
本発明の別の目的は、利用が簡単で、単純な構造で、安価に製造できる新奇な磁気クロマトグラフィーアッセイおよび方法を提供することである。
本発明の別の目的は、個別試料分析、バッチ試料分析および線状配列分析を行うように構成できる新奇な磁気クロマトグラフィーアッセイおよび方法を提供することである。
本発明の別の目的は、少数または多数の標本の効率的な取り扱いを可能にすることができ、単一スライド・ベンチ・トップ適用から連続高速大量処理スクリーニング環境まで容易に規模変更できる新奇な磁気クロマトグラフィーアッセイシステムを提供することである。
本発明の別の目的は、単位用量に事前包装された従来型の試薬を収容する新奇な磁気クロマトグラフィーアッセイおよび方法を提供することである。
本発明の別の目的は、単純な構造で簡単に利用でき、個別試料分析、バッチ試料分析および線状配列分析を行うように構成できる多モード測光器から成る分析器を提供することである。
のためにのみ提供されるものであり、いかなる点でも、請求される発明の範囲を制限するようには意図されない。この点では、先行技術のアッセイシステム、特に試験ストリップアッセイと異なり、所与の液体試料内で検体、対照、キャリブレータまたはそれらの組み合わせの存在を異例の精度および再現精度で定量的かつ定質的に検出できる新奇なアッセイシステムおよび方法が本願では開示される。その上、本発明の新奇なアッセイおよび方法は、従来の試験ストリップアッセイに関連する全ての利点を、かかるニーズが検査施設での遠隔分析を受けず、さらに熟練専門家による取り扱いを必要としない限りにおいて提供する。さらに、多モード測光器を含む新奇な分析器であって、本発明のアッセイおよび方法と併せて分光測光分析を行うために役立つ分析器も提供される。
図面を、最初は図1a〜1cを参照すると、磁気クロマトグラフィー用の試験ストリップの1つの好ましい実施形態が示されている。試験ストリップは、一方の端に試薬ゾーン2を有し他方の端に吸収パッド3を有する試験膜1から成り立つ。これらの構成要素は、プラスチック、ガラスまたはその他の適した硬さの材料で作られた裏板4に取り付けられる。先行技術の試験ストリップと同様に、かかる試験ストリップは積層により簡単に製造される。
(試験膜)
試験膜1は、適切な厚さ、孔径、横方向流速および色を有する利用可能な材料から選択することができる。試験膜は、検体および試験試薬に対する親和性が低い材料から作られることが好ましい。これは、検体および試験試薬、もしくは検体または試験試薬の不特異的な結合を防ぐために試験膜の事前処理を最小限にするかまたは回避するためである。適した試験膜材料の例は、ポリエステルである。
(試薬パッド)
(任意の)試薬パッド5は、アッセイを完了するために必要な試薬の全部または一部をんでもよい。試薬は、所与の試料内で検出されることになる検体の異なる領域に特異的に
結合する捕捉リガンドおよび伝達リガンドを含むことができる。捕捉リガンドは、磁性粒子の表面に共有結合または吸収されることができる。また、捕捉リガンドは、抗IgG抗体、ストレプトアビジン/ビオチンおよびその他のような結合相手を用いて間接的に結合させることもできる。伝達リガンドは、蛍光または冷光を生じさせる染料、粒子、放射性同位体または酵素に共有結合される。また、試薬パッド5は、アッセイ性能を改善する安定剤、緩衝剤、界面活性剤およびその他の薬剤を含んでもよい。試薬パッド5は、試料と、アッセイを行うために用いられる後続のすべての液体試薬とを受け入れる。試薬パッド5もまた、適切な厚さ、孔径および流速を有する利用可能な材料から選択できる。試薬パッドは、検体および試験試薬に対する親和性が低い材料から作られることが好ましい。重ねて、これは、検体および試薬、もしくは検体または試薬の非特異的な結合を防ぐために試薬パッド5の事前処理を最小限にするかまたは避けるためである。適した試薬パッド5材料の例は、ポリエステルおよび多孔ポリエチレンである。試薬パッド5は、全試料容積を受け入れるために十分なサイズおよび空隙容積であるべきである。
(吸収パッド)
(任意の)吸収パッド3は、試験手順を行う際に用いられるすべての液体容量を含むために十分な吸収能力を有するべきである。適した吸収パッド3材料の例は、綿繊維および吸収紙である。しかしながら上記で考察した通り、本発明の実施時に利用されるクロマトグラフ媒体が単に試験膜またはクロマトグラフ・プレートだけから成ることができる限りにおいて、吸収パッドは任意であり、先行技術のアッセイストリップでは通常必要とされる通りの、所与の試験試料のために流れ方向または移動経路を生成するかまたは発生させるための吸収パッドの使用は、必ずしも必要ではない。
(裏板)
磁気クロマトグラフィー試験ストリップ裏板4は、プラスチック、ガラスまたはその他の適した硬さの材料で作ることができる。裏板の長さは、いくつかの機能を果たすために望まれる通りに、試験膜およびパッドを支持するために必要な長さを超えることがある。例えば、かかる延長裏板長さは、取っ手部分を提供することができるか、または、下記でより十分に考察される通りの、個別試験ストリップおよび多モード測光器の較正を助けることのできるバーコード、蛍光マークおよびカラーマークのような情報を表示することができる。
が有利にも裏板4のシートまたは連続ウェブ上に製造されるようなものである。試験ストリップの各列は、異なる列の個々の試験ストリップが互いに流体接触しないように十分に間隔をあけて位置付けられる。
単一アッセイ
試薬ゾーン1/試験膜//吸収パッド
試薬パッド1//試験膜//吸収パッド
多重アッセイ
試薬ゾーン1/試験膜/試薬ゾーン2/試験膜//吸収パッド
試薬パッド1//試験膜//試薬パッド2//試験膜//吸収パッド
反対多重アッセイ
試薬ゾーン1/試験膜//吸収パッド//試験膜/試薬ゾーン2
試薬パッド1//試験膜//吸収パッド//試験膜//試薬パッド2。
ここで、
記号「/」は、単一クロマトグラフ媒体内の相境界を表し、
記号「//」は、2つの別個の媒体(クロマトグラフ媒体またはその他の媒体)が1つに合わさったものを表す。
。試験溶液の流れは、試験ストリップの一方の端の試薬ゾーンまたはパッド1から、試験ストリップの反対の端の吸収パッドまでの一方向的な移動である。各試験膜に磁気障壁が位置付けられる。第一の磁気障壁は試薬ゾーンまたはパッド2の手前に試験膜を横切って位置付けられ、第二の磁気障壁は吸収パッドの手前に試験膜を横切って位置付けられる。試薬ゾーンまたはパッド2から出た試薬は、試験溶液内で追加検体を分析するために用いることができるか、または、較正もしくは品質管理を行うために用いることができる。
なる恐れが強く、かかる横方向流れは、反応混合物がアッセイに導入された時点から発生して、求められている捕捉線を形成する結合済み受容体にかかる反応混合物が接触する地点まで続かなければならない。
検討することができる。より具体的には、試験溶液の横方向流れを引き起こすことのできる織り表面を、横方向流れ網34の代わりに利用することができる。
たは金属のような適した硬さの材料から形成され、潜在的に敏感な蛋白質、細胞およびその他の細胞構成要素の光劣化を最小限にするために黒色にされるが、ベース110上に取り付けるように構成される。下記でより十分に考察される通り、ハウジング102は、通常は機械的手段および接着手段、もしくは機械的手段または接着手段により、ベース110に永続的に付けられるように構成されるか、またはかかるベースに脱着可能に固定できるように形成される。
を直接培養することもできるという点でも、本発明に比べて効率および効果がはるかに低かった。
ァイルを区別するために利用される現行の手法、先進の分離手法および新奇な遺伝子発現方法は、複雑で費用が掛かり、労働集約的で規模変更が容易でない。本発明のアッセイは、先行技術のかかる欠点を克服するだけでなく、実際に、遥かにより広範な適用を有する。これらの線に沿って本発明のアッセイは、標的識別手順と標的確認手順との両方を形成する点で格別に効果的である。前者の手順に関しては、細胞単離、細胞小器官またはソーティングおよび蛋白分画のような手順が含まれ、後者に関しては、特定的な蛋白質分離、免疫アッセイおよび分子分析を伴う可能性があり、しばしば、機能的かつ構造的に無傷のままの細胞、蛋白質または遺伝子の捕捉および単離が必要とされる。しかしながら時にしばしば、かかる標的は壊れやすいか、膜結合であるか、またはサイズが格別に小さいかもしくは大きい。しかしながら、かかる困難な特性または特徴にもかかわらず、本発明のアッセイは、先行技術よりも優れたやり方でかかる標的の分離および単離を促進するために十分に適している。
かるストリップは、ベースの所定の位置に保持され、焦点8で励起経路6と交差する。
(実施例1)
試験ストリップは、図1で示された説明に従って製造される。裏板4は、裏板4へのバーコード、蛍光マークおよびその他の指標の適用を可能にするために、吸収パッド3の端を超える長さに延長される。試薬ゾーン2は、ストレプトアビジン共役磁性粒子、緩衝剤、安定剤、界面活性剤およびその他試薬を乾燥形態で含む。
(実施例2)
実施例2は、次のような違いを除き、実施例1に倣う。
(実施例3)
実施例3は、次のような違いを除き、実施例2に倣う。
測定量の洗い溶液の添加後、試薬ゾーン2に測定量の蛍光基材を加える。
(実施例4)
実施例4は、次のような違いを除き、上記のすべての実施例に倣う。
(実施例5)
試験ストリップは、図1に示された指示に従って製造される。裏板4は、裏板4へのバーコード、蛍光マークおよびその他の指標の適用を可能にするために、吸収パッド3の端を超える長さに延長する。試薬ゾーン2は、ストレプトアビジン共役磁性粒子、緩衝剤、安定剤、界面活性剤およびその他の試薬を乾燥形態で含む。
無効と判断され、結果は報告されない。また、分析器は、光検出器16aおよび16bに代えて、蛍光を測定する光検出器13aおよび13bを監視して比較する。焦点8bの放射光強度は、個別試験ストリップと試料マトリックス効果と間の差、非特異的な結合を補正するために用いられるバックグランド(ブランク)測定値である。分析器は、焦点8bでのブランク放射測定値と焦点8aでの試験放射測定値とを比較し、クラミジア濃度を計算するか、または単に、試験溶液内にクラミジアが存在するか否かを判断する。
(実施例6)
磁気クロマトグラフィーとその他の検出方法とを併用することができる。この実施例ではX線フィルムが、トランスフェクション済み細胞の母集団内で標的DNAの存在を検出するために用いられる。各試験溶液内に存在するCDNAのPCR増幅は、P32標識付きヌクレオチドを用いて達成される。増幅されたDNAは、ストレプトアビジン共役磁性粒子を含む試験ストリップ試薬ゾーン2に塗布された反応混合物を形成する5’ビオチンDNA交雑プローブを用いて交雑される。
X線フィルムのシートが、前記試験ストリップ配列の上部に置かれ、適した長さの時間、曝露される。
(実施例7)
実施例7は、次のような違いを除き、実施例6に倣う。
前記試験ストリップ配列は、蛍光走査器内に位置付けられる。
前記蛍光走査器が、標的DNAに対する陽性を試験される試料に位置的に対応する蛍光帯を検出する。
(実施例8)
実施例8は、次のような違いを除き、実施例1に倣う。
前記磁石が20は、前記試験膜1の上方に、磁石20が試験膜1に接触しないように位置付けられる。
(実施例9)
試験ストリップは、図1に示された説明に従って製造される。裏板4は、裏板4へのバーコード、蛍光マークおよびその他の指標の適用を可能にするために、吸収パッド3の端を超える長さに延長される。試薬ゾーン2は、ストレプトアビジン共役0.86ミクロン磁性粒子、抗マウスIgG共役150nm磁性粒子、緩衝剤、安定剤、界面活性剤およびその他の試薬を乾燥形態で含む。
使用を組み込んだ従来の試験ストリップアッセイに従って形成できることが、明確に認められるべきである。
(実施例10)
試験ストリップは、図7aおよび7bに示された説明に従って製造される。裏板4は顕微鏡用スライドから形成される。横方向流れ網34(クロマトグラフ媒体または固定相)は、ナイロン繊維織物から構築された孔径105ミクロンの網から成る。各々の網32、34の端は、適した粘着テープを用いて顕微鏡用スライド裏板4に接着される。これによって、接着剤の付いていないゾーンが生じ、顕微鏡用スライド裏板4に横方向流れ網34が直接接触することを可能にする。ウェル36は、試験溶液の両方向流れBを妨げない適した接着テープまたはその他の機械的手段を用いて、各々の網32、34に同軸的に取り付けられる。吸収パッド3’、3’’は、ほぼ等しい寸法で、液体試薬、試験溶液、洗い溶液および同種の他のものの合算容積よりも大きい総吸収能力を有する。図7aおよび7bに示された通り、両方の吸収パッド3’、3’’は横方向流れ網34に流体接触する。
胞を直接捕捉することの利点を当業者は直ちに認めるはずである。
(実施例11)
実施例11は、次のような違いを除き、実施例10に倣う。
Claims (12)
- 磁気クロマトグラフィー方法で用いる多構成可能なアッセイシステムであって、前記アッセイが、
(a)ベースと、
(b)前記ベース上に位置付け可能なハウジングであって、前記ハウジングが、大量の磁性粒子が懸濁した反応混合物を収容するために該ハウジング上に形成された試料ウェルを有する、ハウジングと、
(c)前記試料ウェル内に沈殿した前記反応混合物の、前記磁性粒子を含まない部分を吸収するために、前記ハウジング内に前記試料ウェルに隣接して位置付け可能な少なくとも1つの吸収部材とを備える、アッセイシステム。 - 前記ハウジングが、上部プラットホーム表面を規定する概ねブロック状の構造を含み、前記試料ウェルが、前記上部プラットホーム表面のほぼ中間部分に形成され、前記ハウジングがさらに、前記試料ウェルの相対する側に第一および第二の空隙を規定し、前記システムがさらに、第一および第二の吸収パッドを含み、前記第一および第二の吸収パッドが、前記試料ウェルの相対する側の前記空隙の専用の一方に収容される、請求項1に記載のアッセイ。
- 前記ハウジングが、プラスチックおよび金属から成る群から選択された硬質黒色材料からなる、請求項2に記載のアッセイ。
- 前記ベースが顕微鏡用スライドを備える、請求項3に記載のアッセイ。
- 前記アッセイがさらに、前記ベース上に形成された網の層を備え、前記網の層が、前記試料ウェルを通して沈殿する前記反応混合物を受け入れる標的領域を画成する、請求項1に記載のアッセイ。
- 前記アッセイがさらに、前記ベース上に形成されたゲル層であって前記試料ウェル上に形成された前記開口と位置合わせされた層を備え、前記ゲル層が、前記試料ウェルを通して沈殿した前記反応混合物を受け入れて該混合物に接触するよう機能する、請求項1に記載のアッセイ。
- 前記ゲルが、前記反応混合物の前記磁性粒子の少なくとも1つと結合するよう機能する少なくとも1つの受容体を含む、請求項6に記載のアッセイ。
- 前記ゲルが、前記反応混合物内に存在する蛋白質と反応するよう機能する少なくとも1つの消化酵素を含む、請求項6に記載のアッセイ。
- 前記アッセイがさらに、前記反応混合物が前記ゲルに接触し、かつ、前記試料ウェルを通じて沈殿するように、前記試料ウェルと位置合わせ可能な前記網上に形成されたゲル層を含む、請求項5に記載のアッセイ。
- 前記ハウジングが前記吸収パッド、前記網および前記ベースから脱着可能である、請求項5に記載のアッセイ。
- 前記ハウジングおよび前記吸収パッドが前記網および前記ベースから除去可能である、請求項5に記載のアッセイ。
- 前記網が前記ベースから除去可能である、請求項11に記載のアッセイ。
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