JP2010505096A - 回転可能試験素子 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
毛細管活性ゾーンにおける、特に吸収性多孔質マトリックス材料における遠心力を利用する液体移送、および吸引力を利用する液体移送を組み合わせることにより、液体流動に対する正確な制御が可能になる。本発明によれば、毛細管活性ゾーン、特に吸収性多孔質マトリックスが、液体を軸から離れた端部から軸の近傍の端部に、すなわちディスク形の試験素子の周辺から回転軸に向かって移送する。液体を移動させるために使用することもできる遠心力は、この移送方向に対して正確に反対方向に作用する。従って、試験素子の回転を体系的に制御(例えば、相対的に速い/遅い回転、回転運動のオンおよびオフの切り替えなど)することにより、毛細管活性ゾーンにおける、特に吸収性多孔質マトリックスにおけるサンプル液の流れを遅くする、または停止させることができるので、選択的な、かつ正確な反応条件を維持することができる。同時に、イムノアッセイでのバウンドフリー分離を行なうための捕捉マトリックスとしてほぼ機能する吸収性多孔質マトリックスを使用することにより、イムノアッセイを行なっている間のサンプル成分の効率的な捕捉が可能になる。特に、遠心力および毛管力(吸引力)を相互作用させることにより、サンプルを、操作技術の複雑さを増大させることなく、試薬ゾーン、特に固定化された試薬を含むゾーン(特に、異なるイムノアッセイのための捕捉ゾーン)にわたって前後に移動させることができ、従って試薬を更に高い効率で溶解させる、サンプルを試薬と混合させる、またはサンプル成分を、固定化された結合パートナーで捕捉する動作を確保することができる。同時に、サンプル成分(とりわけ、アナライト)を、固定化された結合パートナーに結合させることにより結合効率を高める場合の枯渇現象を無くすことができる(すなわち、アナライトが欠乏しているサンプル成分を、アナライトを多量に含むサンプル成分に、サンプルを捕捉ゾーンを往復移動させることにより、そして/または効率的な混合を行なうことにより入れ替えることができる)。更に、毛細管活性ゾーンにおける液体の往復移動によって、小さい液体体積を最も高い効率で、反応目的に利用することができる(この場合、サンプル体積が特に利用される)だけでなく、洗浄目的にも利用することができるので、例えば捕捉ゾーンにおける結合標識およびフリー標識の判別を容易にすることができる。これにより、サンプルおよび液体試薬だけでなく、洗浄バッファーの量を効率的に減らすことができる。
1.1 基板(2)の作製
図6に記載の基板(2)(約60×80mm2の寸法)を、ポリカーボネート(PC)(別の構成として、ポリスチレン(PS),ABSプラスチックまたはポリメチルメタクリレート(PMMA)を材料として使用することもできる)により射出成形を利用して作製する。個々のチャンネルおよびゾーン(流体構造)は次の寸法(構造の深さ(d)および任意であるが、これらの構造の容積(V);参照番号は図6に関する番号であり、そして構造が図6に示される)を有する:
4と5との間の毛細管:d=500μm
参照番号7:d=700μm
参照番号5:d=150μm;V=26.5mm3
参照番号8:d=500μm
参照番号9:d=110μm
参照番号10:d=550μm
参照番号11:d=130μm;V=15mm3
参照番号15:d=150μm;V=11.4mm3。
アナライトの検出に必要な複数の試薬(例えば、ビオチン化抗アナライト抗体、および蛍光標識で標識した抗アナライト抗体)のうちの幾つかの試薬を、ピエゾ法によってサンプル計量セクション(5)に、点状のスポットとして溶液として交互に導入し、次に乾燥させて、内部表面のほぼ全体に試薬が残るようにする。
ビオチン化抗体:50mM Mes pH5.6;100μg ビオチン化モノクロナール抗トロポニンT抗体
標識した抗体:50mM Hepes pH7.4,スクアリン酸誘導体,蛍光色素 JG9(ポリスチレン樹脂粒子に包埋されている)、蛍光標識モノクロナール抗トロポニンT抗体(0.35%溶液)を含む。
アナライト検出ライン(ポリストレプトアビジン)および対照ライン(ポリハプテン)をライン含浸法(以下を参照)によって導入した多孔性マトリックス(12)(プラストック担体箔の上のニトロセルロースメンブレン;21×5mm2;100μmのPE箔で補強されている硝酸セルロースメンブレン(ドイツのザルトリウス社製のタイプCN 140))を基板(2)の該当する凹部に挿入し、そして任意に、両面接着テープによって取り付ける。
次に、カバー(任意に親水化することができる流体構造を持たない箔部分または射出成形部分)を取り付け、そして任意であるが、基板(2)に恒久的に結合させる、好ましくは糊で接着させる、溶接する、またはクリップ留めする。
最後に、基板をひっくり返し、そして廃液用フリース(13)(13×7×1.5mm3の寸法のフリースであり、このフリースは、100重量部のガラス繊維(直径は0.49〜0.58μmであり、長さは1000μmである)、および約180g/m2の単位面積当たり重量を有する5重量部のポリビニルアルコール繊維(Kuraray(クラレ)社製のKuralon VPB 105−2)から成る)を該当する凹部に挿入し、次に基板(2)に接着テープによって取り付ける。
異なる量の組換えトロポニンTを混合した27μlの全血サンプルを、実施例1に記載の試験素子に注入した。試験素子を次に、表1に記載されるプロセスに従って更に処理し、そして最後に、異なる濃度に対応する蛍光シグナルを測定する。
2 基板(例えば、一体型部材または複合部材、射出成形加工部材、圧延加工部材、複数層部材など)
3 中心孔(駆動孔)
4 サンプル注入孔
5 サンプル計量ゾーン(チャンネルの計量ゾーン)
6 毛細管停止部(例えば、疎水性バリア、幾何学/非閉止バルブ)
7 余剰サンプル容器
8 毛細管停止部(例えば、疎水性バリア、幾何学/非閉止バルブ)
9 チャンネル
10 血清/血漿回収ゾーン(血清/血漿チャンバ)
11 赤血球回収ゾーン(赤血球チャンバ)
12 吸収性多孔質マトリックス(メンブレン)
13 廃液(フリース)
14 毛細管停止部(例えば、疎水性バリア、幾何学/非閉止バルブ)
15 チャンネル
16 別の液体、例えば洗浄バッファーを追加するための孔
17 排出孔
18 デカント用チャンネル
19 毛細管停止部(例えば、疎水性バリア、幾何学/非閉止バルブ)
20 捕捉貯蔵器
21 毛管チャンネル
Claims (20)
- 原則としてディスク形の試験素子(1)であって、
該試験素子の平面に直交し、かつその回りを該試験素子が回転することができる該試験素子内の軸と、
液体サンプルを注入するためのサンプル注入孔(4)と、
該軸から離れた第1端部と、該軸に近接する第2端部とを有する毛細管活性ゾーン、特に吸収性多孔質マトリックス(12)と、そして
該サンプル注入孔から該軸に近接する領域を経由して該毛細管活性ゾーンの該軸から離れた第1端部にまで延びるサンプルチャンネル(9)と、
を備える、上記試験素子(1)。 - 前記サンプル注入孔が前記軸に近接し、かつ前記サンプルチャンネルが、該軸に近接するサンプル注入孔から前記毛細管活性ゾーンの前記軸から離れた第1端部にまで延びる、請求項1に記載の試験素子。
- 前記サンプル注入孔が前記軸から離れており、かつ前記軸に近接する領域に毛管チャンネルによって連絡している、請求項1に記載の試験素子。
- 前記毛細管活性ゾーンが吸収性多孔質マトリックス、特に紙、メンブレン、またはフリースである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の試験素子。
- 前記毛細管活性ゾーン、特に吸収性多孔質マトリックスが、固定化された試薬を含有する1つ以上のゾーンを含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の試験素子。
- 前記毛細管活性ゾーン、特に吸収性多孔質マトリックスの、前記軸に近接する第2端部が、液体を該毛細管活性ゾーンから受け入れることができる別の吸収性材料(13)または吸収性構造と接触している、請求項1〜5のいずれか1項に記載の試験素子。
- 前記サンプルチャンネルが、異なる寸法および/または異なる機能を有するゾーンを含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の試験素子。
- 前記サンプルチャンネルが、可溶性試薬を含有するゾーンを含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の試験素子。
- 前記サンプルチャンネルが、粒子状成分を液体サンプルから分離するゾーンを含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の試験素子。
- 前記サンプルチャンネルが、幾何学バルブまたは疎水性バリアを含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載の試験素子。
- 前記サンプルチャンネルが、サンプル計量ゾーンを含む、請求項1〜10のいずれか1項に記載の試験素子。
- 前記サンプルチャンネルが、サンプル液以外の別の液体の入口を有する、請求項1〜11のいずれか1項に記載の試験素子。
- 前記サンプル注入孔がサンプル計量ゾーン(5)および余剰サンプルゾーン(7)と接触し、そして毛細管停止部(6)が該サンプル計量ゾーンと該余剰サンプルゾーンとの間に設けられている、請求項1〜12のいずれか1項に記載の試験素子。
- サンプル注入孔(4)と、サンプル計量ゾーン(5)と、余剰サンプルゾーン(7)とを備え、かつ該サンプル注入孔が該サンプル計量ゾーンおよび該余剰サンプルゾーンと接触している試験素子(1)であって、毛細管停止部(6)が該サンプル計量ゾーンと該余剰サンプルゾーンとの間に設けられている、上記試験素子。
- 液体サンプル中のアナライトを検出する方法であって、
サンプルを、請求項1〜13のいずれか1項に記載の試験素子の前記サンプル注入孔に注入し、
該試験素子を回転させて、該サンプルを前記毛細管活性ゾーン、特に吸収性多孔質マトリックスの前記軸から離れた端部に移送し、
該サンプルまたは該試験素子を通って流れるときに該サンプルから得られる物質が、該毛細管活性ゾーンの、前記軸から離れた端部から前記軸に近接する端部に向かって吸引されるように、該試験素子の回転を遅くするか、または停止させ、かつ
該アナライトを該毛細管活性ゾーンの中で、または該毛細管活性ゾーンの下流のゾーンの中で、視覚的に、または光学的に検出する、
上記方法。 - 前記試験素子を回転させた後、別の液体を該試験素子に注入し、該液体は、サンプルの後に続いて、前記毛細管活性ゾーンの、前記軸から離れた端部から前記軸に近接する端部に向かって吸引される、請求項15に記載の方法。
- 前記毛細管活性ゾーンを通る液体サンプルの移動、および/または別の液体の移動を、前記試験素子の回転によって選択的に遅くするか、または停止させる、請求項15または16に記載の方法。
- 前記毛細管活性ゾーンを通る液体サンプルの移動の方向、および/または別の液体の移動の方向を、前記試験素子の回転によって反転させる、請求項17に記載の方法。
- 液体サンプル中のアナライトを測定するシステムであって、請求項1〜13のいずれか1項に記載の試験素子と、測定装置とを備え、
該測定装置は、
該試験素子を回転させる少なくとも1つの駆動機構と、
該試験素子の視覚シグナルまたは光シグナルを計測する計測光学系と、
を備える、上記システム。 - 液体サンプル中のアナライトを測定するための請求項1〜14のいずれか1項に記載の試験素子の使用、または請求項18に記載の測定システムの使用。
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