JP2011527434A - 改良型免疫測定センサ - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、米国仮出願番号61/129,688(「Enhanced Immunoassay Sensor」の題名で、2008年7月11日出願、代理人整理番号0089500−008PR0)の優先権を主張する。本願は、米国出願番号11/284,097(「BIOSENSOR APPARATUS AND METHODS OF USE」の題名で、2005年11月21日出願、代理人整理番号0089500−004US0)の一部継続出願としての優先権を主張し、これは同様に米国出願番号10/105,050(「DIRECT IMMUNOSENSOR ASSAY」の題名で、2002年3月21日出願、代理人整理番号0089500−002US0)および米国出願番号10/830,841(「IMMUNOSENSOR」の題名で、2004年4月22日出願、代理人整理番号0089500−001US1)の一部継続出願としての優先権を主張する。上記の出願の全ては、それぞれ全体として、参照により本明細書に組み込まれる。
上述のように、本実施形態は、たとえば結合反応などを通じて、様々な分析物の存在および/または濃度を報告するために使用され得る、使い捨てまたは使い捨てではない生物医学ストリップまたは検知装置に適用可能である。本明細書内で使用される際に、結合反応は、互いに結合する少なくとも2つの種を含むいずれかの反応を表す。これは、競合結合測定、置換結合測定、二重抗体サンドイッチ測定、などを含むことができる。
装置は1つのチャンバを含むことができ、反応および検出が同じチャンバ内で行うことができる。装置は、反応チャンバおよび検出チャンバの、2つのチャンバを含むこともできる。装置は2つより多いチャンバを含むこともできる。単なる例として、反応チャンバおよび検出チャンバに加えて、装置は充填チャンバを含むことができる。装置は、1つの試験において同じまたは異なる検出メカニズムに基づいて2つ以上の信号が検出され得るように、1つの反応チャンバおよび2つの検出チャンバを含むことができる。信号は、結果の精度を改善するために、たとえば平均化することにより、処理されることが可能である。異なるパラメータを示す信号が、1つの試験において検出されることが可能である。単なる例として、循環器疾患に関連のある異なる炎症サイトカインが1つの試験において同時に測定されることが可能であり、このことによって疾患の状況の予測および/または監視がより正確になる。装置が2つ以上のチャンバを有する場合、これらのチャンバのいずれのペアも、相互に直接流体連絡することができる。本明細書内で使用される際に、「直接」とは、チャンバのペアが直列に接続されることが可能であり、および/または第三のチャンバを経由せずに、直接流体を交換することができることを示す。いくつかのチャンバが並列に接続され、および/または第三のチャンバを経由して流体を交換することも可能である。チャンバのペアの間には、流体試料が1つのチャンバから別のチャンバへ流れることが可能な流体通路があってもよい。流体通路を通る流れは、たとえば毛細管現象、空気圧、外力など、またはこれらのいずれかの組合せなどを介した力平衡によって制御されることが可能である。
単に便宜目的のため、本明細書に記載されるバイオセンサを製造する方法は、いくつかの例示的実施形態に関して記載される。しかし、これは説明目的のみであって、本開示の範囲を限定すると意図されないことは理解される。
単に便宜目的のため、本明細書に記載のバイオセンサの使用方法は、図4〜7に示される実施形態に関連して記載される。これは説明目的のみのためであって、本開示の範囲を限定すると意図されないことは理解される。
Claims (60)
- 流体試料中の標的分析物を検出する装置であって、
反応チャンバであって、内表面、結合剤、およびプローブ剤を含み、前記プローブ剤は結合パートナーおよびビヒクルを含み、前記結合パートナーは前記ビヒクルに結合し、前記流体試料中の前記標的分析物は前記結合剤または前記結合パートナーと反応することができる反応チャンバと、
検出チャンバと、
前記反応チャンバと前記検出チャンバとの間の流体通路と
を含み、
前記装置は、反応した流体試料を、毛細管幻想によって前記流体通路を通じて前記反応チャンバから前記検出チャンバへ移動させるように構成されており、
ある濃度で前記流体試料中に前記標的分析物が存在することで、前記反応した流体試料とともに前記検出チャンバへ移動する前記プローブ剤の量が変化し、この変化は、前記検出チャンバによって検出可能であり、少なくとも前記濃度の閾値に依存する、装置。 - 充填チャンバをさらに含み、前記充填チャンバが内表面を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記内表面が内壁を含む、請求項1または2に記載の装置。
- 前記内表面が少なくとも1つの支持材の表面を含む、請求項1または2に記載の装置。
- 前記反応チャンバが雰囲気に対する開口部を含む、請求項1または2に記載の装置。
- 前記反応チャンバが遮断薬を含み、前記遮断薬は、前記反応チャンバの前記内表面に対するタンパク質または脂質粒子の非特異的結合を防止することができる、請求項1に記載の装置。
- 前記充填チャンバが遮断薬を含み、前記遮断薬は、前記充填チャンバの前記内表面に対するタンパク質または脂質粒子の非特異的結合を防止することができる、請求項2に記載の装置。
- 前記遮断薬が、界面活性剤および遮断タンパク質から選択される少なくとも1つを含む、請求項6または7に記載の装置。
- 前記遮断タンパク質がウシ血清アルブミンを含む、請求項8に記載の装置。
- 前記結合剤および前記プローブ剤が、前記反応チャンバの異なる内表面と結合する、請求項1に記載の装置。
- 前記結合剤が少なくとも1つの磁気ビーズを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記反応チャンバ内に前記結合剤を封じ込めるのに役立つ磁界をさらに含む、請求項11に記載の装置。
- 前記ビヒクルが活性剤の少なくとも1つの複製を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記ビヒクルが、活性剤の約10個から約100000個の複製を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記活性剤が前記ビヒクルの中に封入されている、請求項13または14に記載の装置。
- 前記ビヒクルが少なくとも1つの脂質粒子を含む、請求項15に記載の装置。
- 前記活性剤が前記ビヒクルに結合する、請求項13または14に記載の装置。
- 前記ビヒクルが少なくとも1つのポリマーを含む、請求項17に記載の装置。
- 前記ポリマーがデンドリマーである、請求項18に記載の装置。
- 不活性化剤が前記反応チャンバ内で固定化され、前記不活性化剤が非結合または非封入活性剤と結合することができる、請求項13から19のいずれか一項に記載の装置。
- 前記不活性化剤が少なくとも1つの磁気ビーズを含む、請求項20に記載の装置。
- 前記検出チャンバが遊離剤を含み、前記遊離剤は前記ビヒクルから前記活性剤を遊離させることができる、請求項13から21のいずれか一項に記載の装置。
- 前記遊離剤が、中性洗剤、細胞溶解性ペプチド、酵素、加熱、冷却、超音波処理、およびビヒクルに組み込まれている光化学的に活性化された溶解剤を備える光源から選択される、少なくとも1つの因子を含む、請求項22に記載の装置。
- 前記中性洗剤が、n−オクチル−B−D−グルコピラノシド、ツイン20、Brij35、およびトリトンX−100から選択される1つの洗剤を含む、請求項23に記載の装置。
- 前記細胞溶解性ペプチドが、メリチン、および補体系の成分であるホスホリパーゼのクラスの1つから選択される1つのペプチドを含む、請求項23に記載の装置。
- 前記酵素が、プロテアーゼおよびトリプシンから選択される1つの酵素を含む、請求項23に記載の装置。
- 前記活性剤が酵素の補因子を含む、請求項13から26のいずれか一項に記載の装置。
- 前記検出チャンバが、前記補因子によって活性化されることが可能なアポ酵素を含む、請求項27に記載の装置。
- 前記酵素がグルコースオキシダーゼを含む、請求項27に記載の装置。
- 前記補因子がフラビンアデニンジヌクレオチドを含む、請求項29に記載の装置。
- 前記検出チャンバがアポグルコースオキシダーゼを含む、請求項30に記載の装置。
- 前記酵素がグルコースデヒドロゲナーゼを含む、請求項27に記載の装置。
- 前記補因子がピロロキノリンキノンを含む、請求項32に記載の装置。
- 前記検出チャンバがアポグルコースデヒドロゲナーゼを含む、請求項33に記載の装置。
- 前記補因子がフラビンアデニンジヌクレオチドを含む、請求項32に記載の装置。
- 前記検出チャンバが酵素基質をさらに含む、請求項27に記載の装置。
- 前記酵素基質が酸化基質を含む、請求項36に記載の装置。
- 前記酸化基質が、ガラクトース、マルトース、キシロース、および酢酸から選択される1つの基質を含む、請求項37に記載の装置。
- 前記酵素基質がグルコースを含む、請求項37に記載の装置。
- 前記検出チャンバが少なくとも1つのメディエータをさらに含む、請求項27に記載の装置。
- 前記メディエータが、ジクロロフェノールインドフェノール、フェナジンエトスルフェート、フェリシアニド、フェロセン、および遷移金属と窒素含有ヘテロ原子種との錯体から選択される1つの基質を含む、請求項40に記載の装置。
- 試料のpHを調整することができる緩衝剤をさらに含む、請求項27に記載の装置。
- 前記緩衝剤が、リン酸塩、クエン酸塩、シトラコン酸塩、メリト酸塩、トリス、PIPES、MOPS、HEPES、フタル酸塩、イマダゾールから選択される物質を含む、請求項42に記載の装置。
- 前記プローブ剤の前記結合パートナーが前記結合剤と結合する、請求項1に記載の装置。
- 前記プローブ剤の前記結合パートナーが前記標的分析物と結合する、請求項1に記載の装置。
- 前記標的分析物が前記結合剤と結合する、請求項45に記載の装置。
- 前記検出チャンバの遠位末端に通気孔がある、請求項1に記載の装置。
- 前記通気孔が、前記装置の外層を穿孔することによって開口される、請求項47に記載の装置。
- 前記通気孔が、前記装置の外層の一部を除去することによって開口される、請求項47に記載の装置。
- 前記検出チャンバが、前記検出チャンバ内の電気化学反応を検出するために、少なくとも2つの電極を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記電極のうち少なくとも1つが導電層で形成され、さらに前記検出チャンバ内の電極の少なくとも1つの縁を定義するのに役立つ断路が前記導電層内にある、請求項50に記載の装置。
- 少なくとも1つの電極が、パラジウム、白金、金、イリジウム、炭素、炭素と結合剤との混合物、酸化インジウム、酸化スズ、またはそれらの混合物を含む、請求項50に記載の装置。
- 前記検出チャンバ内の前記プローブ剤の量の変化が、前記検出チャンバ内の電気化学反応を通じて検出可能である、請求項50に記載の装置。
- 流体試料中の標的分析物を検出する方法であって、
前記流体試料を装置に送達するステップであって、前記装置は反応チャンバおよび検出チャンバを含み、前記反応チャンバは結合剤およびプローブ剤を含み、前記プローブ剤は結合パートナーおよびビヒクルを含むステップと、
前記反応チャンバ内において、前記結合剤と前記プローブ剤との反応を進めさせるステップであって、ある濃度で前記流体試料中に前記標的分析物が存在することで、前記反応チャンバ内で結合した前記プローブ剤の量および非結合プローブ剤の量が変化し、これらの変化は前記標的分析物の濃度に依存するステップと、
前記非結合プローブ剤が前記検出チャンバへ移動するように、毛細管現象によって前記反応チャンバから前記検出チャンバへ、反応した試料流体を移動させるステップと、
検出剤を通じて前記検出チャンバ内の前記プローブ剤の存在を検出するステップと
を含む方法。 - 前記試料を前記装置に送達するステップが、前記装置の充填チャンバを通じて前記反応チャンバへ前記試料を送達するステップを含む、請求項54に記載の方法。
- 前記試料流体を前記充填チャンバに送達するステップが毛細管現象を含む、請求項55に記載の方法。
- 前記検出剤がアポ酵素を含む、請求項54に記載の方法。
- 前記ビヒクルが活性剤の少なくとも1つの複製を含み、前記活性剤の1つの複製が前記検出剤の少なくとも1つの複製を活性化させることができる、請求項54に記載の方法。
- 前記反応チャンバから前記検出チャンバへ前記試料を移動させるステップが、通気孔を開口するステップを含む、請求項54に記載の方法。
- 前記検出チャンバから受信した電気信号を数値化するステップをさらに含み、前記電気信号の大きさが、前記試料流体中の前記標的分析物の前記濃度に依存する、請求項54に記載の方法。
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