JP2015535683A - 酵素検出のためのシステム及び方法 - Google Patents
酵素検出のためのシステム及び方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015535683A JP2015535683A JP2015531657A JP2015531657A JP2015535683A JP 2015535683 A JP2015535683 A JP 2015535683A JP 2015531657 A JP2015531657 A JP 2015531657A JP 2015531657 A JP2015531657 A JP 2015531657A JP 2015535683 A JP2015535683 A JP 2015535683A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chamber
- biosensor
- liquid sample
- target analyte
- detection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 116
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 title claims description 33
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 title claims description 33
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 134
- 239000012491 analyte Substances 0.000 claims abstract description 106
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 279
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 80
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 55
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 claims description 32
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 25
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 22
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 20
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 15
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 13
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 8
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 7
- 239000004365 Protease Substances 0.000 claims description 6
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 claims description 6
- 238000004082 amperometric method Methods 0.000 claims description 5
- 238000003869 coulometry Methods 0.000 claims description 4
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 claims description 4
- 238000004313 potentiometry Methods 0.000 claims description 4
- ZEMPKEQAKRGZGQ-AAKVHIHISA-N 2,3-bis[[(z)-12-hydroxyoctadec-9-enoyl]oxy]propyl (z)-12-hydroxyoctadec-9-enoate Chemical compound CCCCCCC(O)C\C=C/CCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCC\C=C/CC(O)CCCCCC)COC(=O)CCCCCCC\C=C/CC(O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-AAKVHIHISA-N 0.000 claims description 3
- 239000004382 Amylase Substances 0.000 claims description 3
- 102000013142 Amylases Human genes 0.000 claims description 3
- 108010065511 Amylases Proteins 0.000 claims description 3
- 102100026189 Beta-galactosidase Human genes 0.000 claims description 3
- 108090000317 Chymotrypsin Proteins 0.000 claims description 3
- 108010059881 Lactase Proteins 0.000 claims description 3
- 102000002274 Matrix Metalloproteinases Human genes 0.000 claims description 3
- 108010000684 Matrix Metalloproteinases Proteins 0.000 claims description 3
- 102000016943 Muramidase Human genes 0.000 claims description 3
- 108010014251 Muramidase Proteins 0.000 claims description 3
- 108010062010 N-Acetylmuramoyl-L-alanine Amidase Proteins 0.000 claims description 3
- 108090000526 Papain Proteins 0.000 claims description 3
- 102000033039 Pappalysin-2 Human genes 0.000 claims description 3
- 108091009503 Pappalysin-2 Proteins 0.000 claims description 3
- 108090000284 Pepsin A Proteins 0.000 claims description 3
- 102000057297 Pepsin A Human genes 0.000 claims description 3
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 claims description 3
- 101710184309 Probable sucrose-6-phosphate hydrolase Proteins 0.000 claims description 3
- 102100037486 Reverse transcriptase/ribonuclease H Human genes 0.000 claims description 3
- 108010090804 Streptavidin Proteins 0.000 claims description 3
- 102400000472 Sucrase Human genes 0.000 claims description 3
- 101710112652 Sucrose-6-phosphate hydrolase Proteins 0.000 claims description 3
- 108090000190 Thrombin Proteins 0.000 claims description 3
- 102000016679 alpha-Glucosidases Human genes 0.000 claims description 3
- 108010028144 alpha-Glucosidases Proteins 0.000 claims description 3
- 235000019418 amylase Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 3
- 108010005774 beta-Galactosidase Proteins 0.000 claims description 3
- 229960002685 biotin Drugs 0.000 claims description 3
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N biotin Natural products N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 claims description 3
- 235000020958 biotin Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000011616 biotin Substances 0.000 claims description 3
- 229960002376 chymotrypsin Drugs 0.000 claims description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 claims description 3
- 238000012921 fluorescence analysis Methods 0.000 claims description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 3
- 235000011073 invertase Nutrition 0.000 claims description 3
- 108010076401 isopeptidase Proteins 0.000 claims description 3
- 229940116108 lactase Drugs 0.000 claims description 3
- 229960000274 lysozyme Drugs 0.000 claims description 3
- 239000004325 lysozyme Substances 0.000 claims description 3
- 235000010335 lysozyme Nutrition 0.000 claims description 3
- 229940055729 papain Drugs 0.000 claims description 3
- 235000019834 papain Nutrition 0.000 claims description 3
- 229940111202 pepsin Drugs 0.000 claims description 3
- 235000019419 proteases Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000001055 reflectance spectroscopy Methods 0.000 claims description 3
- 125000003396 thiol group Chemical class [H]S* 0.000 claims description 3
- 229960004072 thrombin Drugs 0.000 claims description 3
- 238000002235 transmission spectroscopy Methods 0.000 claims description 3
- 238000004879 turbidimetry Methods 0.000 claims description 3
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 abstract description 25
- 241000894007 species Species 0.000 description 134
- 238000009739 binding Methods 0.000 description 19
- 230000027455 binding Effects 0.000 description 15
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 13
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 11
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 238000003018 immunoassay Methods 0.000 description 7
- 238000000840 electrochemical analysis Methods 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000000835 electrochemical detection Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 3
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000012925 reference material Substances 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 3
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004366 Glucose oxidase Substances 0.000 description 2
- 108010015776 Glucose oxidase Proteins 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 2
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 2
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229940116332 glucose oxidase Drugs 0.000 description 2
- 235000019420 glucose oxidase Nutrition 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 239000006225 natural substrate Substances 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 2
- MMXZSJMASHPLLR-UHFFFAOYSA-N pyrroloquinoline quinone Chemical compound C12=C(C(O)=O)C=C(C(O)=O)N=C2C(=O)C(=O)C2=C1NC(C(=O)O)=C2 MMXZSJMASHPLLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- 230000007723 transport mechanism Effects 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 108010050375 Glucose 1-Dehydrogenase Proteins 0.000 description 1
- 108010001336 Horseradish Peroxidase Proteins 0.000 description 1
- 108060001084 Luciferase Proteins 0.000 description 1
- 239000005089 Luciferase Substances 0.000 description 1
- FBWADIKARMIWNM-UHFFFAOYSA-N N-3,5-dichloro-4-hydroxyphenyl-1,4-benzoquinone imine Chemical compound C1=C(Cl)C(O)=C(Cl)C=C1N=C1C=CC(=O)C=C1 FBWADIKARMIWNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BAWFJGJZGIEFAR-NNYOXOHSSA-N NAD zwitterion Chemical compound NC(=O)C1=CC=C[N+]([C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](COP([O-])(=O)OP(O)(=O)OC[C@@H]3[C@H]([C@@H](O)[C@@H](O3)N3C4=NC=NC(N)=C4N=C3)O)O2)O)=C1 BAWFJGJZGIEFAR-NNYOXOHSSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009534 blood test Methods 0.000 description 1
- 230000006037 cell lysis Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000012875 competitive assay Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- YAGKRVSRTSUGEY-UHFFFAOYSA-N ferricyanide Chemical compound [Fe+3].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] YAGKRVSRTSUGEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VWWQXMAJTJZDQX-UYBVJOGSSA-N flavin adenine dinucleotide Chemical compound C1=NC2=C(N)N=CN=C2N1[C@@H]([C@H](O)[C@@H]1O)O[C@@H]1CO[P@](O)(=O)O[P@@](O)(=O)OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)CN1C2=NC(=O)NC(=O)C2=NC2=C1C=C(C)C(C)=C2 VWWQXMAJTJZDQX-UYBVJOGSSA-N 0.000 description 1
- 235000019162 flavin adenine dinucleotide Nutrition 0.000 description 1
- 239000011714 flavin adenine dinucleotide Substances 0.000 description 1
- FVTCRASFADXXNN-SCRDCRAPSA-N flavin mononucleotide Chemical compound OP(=O)(O)OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O FVTCRASFADXXNN-SCRDCRAPSA-N 0.000 description 1
- 239000011768 flavin mononucleotide Substances 0.000 description 1
- 229940013640 flavin mononucleotide Drugs 0.000 description 1
- FVTCRASFADXXNN-UHFFFAOYSA-N flavin mononucleotide Natural products OP(=O)(O)OCC(O)C(O)C(O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O FVTCRASFADXXNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940093632 flavin-adenine dinucleotide Drugs 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 230000003053 immunization Effects 0.000 description 1
- 238000002649 immunization Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 230000003908 liver function Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 210000003097 mucus Anatomy 0.000 description 1
- 229950006238 nadide Drugs 0.000 description 1
- 229930027945 nicotinamide-adenine dinucleotide Natural products 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 1
- 238000012123 point-of-care testing Methods 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 238000000159 protein binding assay Methods 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 235000019231 riboflavin-5'-phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
- G01N33/54366—Apparatus specially adapted for solid-phase testing
- G01N33/54373—Apparatus specially adapted for solid-phase testing involving physiochemical end-point determination, e.g. wave-guides, FETS, gratings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/001—Enzyme electrodes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/06—Fluid handling related problems
- B01L2200/0684—Venting, avoiding backpressure, avoid gas bubbles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
- B01L2300/0816—Cards, e.g. flat sample carriers usually with flow in two horizontal directions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
- B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
- B01L2400/0406—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces capillary forces
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Hematology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
Abstract
バイオセンサーが開示されるほか、標的分析物に特異的な開裂反応により液体サンプル中の標的分析物を検出するために、バイオセンサーとメーターを備えるシステムが開示される。また、バイオセンサーの製法やバイオセンサー又はシステムを使用する方法についても開示される。
Description
酵素作用を有する分子の存在や活性を検出できることは、多くの場合重要である。例えば、結合を開裂させる作用機序を有する酵素は、肝機能をモニタリングするような用途や腫瘍学で重要である。現在、この種の酵素は、手動試験や大型アナライザーでの測定において、湿式試薬を用いる免疫測定法等の従来型の技法によって検出可能である。ポイントオブケア（ＰＯＣ；臨床現場）においては、この種の酵素を迅速に検出する必要性があり、それによって、処置が遅滞なく講じられようにするとともに、余分なコスト、例えば、血液採取のための来院、サンプルの検査室への移送、医師への結果報告等にかかるコストが回避できるようにする。また、ポイントオブケアデバイスとしての実用性をもたせるために、試験は簡単であって、最低限の訓練しか受けていない者でも問題なく行うことができ、即応性から、試験の結果が直ぐに出せて、適切な処置がなされるようにあるべきである。
本発明のいくつかの実施態様は、液体サンプル中の標的分析物を検出するバイオセンサーを含む。バイオセンサーは、少なくとも第１のチャンバーと第２のチャンバーとを含むことができ、第１のチャンバーと第２のチャンバーとは流体連通することができ、第１のチャンバーは、プローブ種を含むことができ、前記プローブ種は、第１のチャンバー内でリンカーにより保持可能であり、前記標的分析物は、前記リンカーを開裂させて前記プローブ種を第１のチャンバー内の液体サンプル中に遊離させることができ、前記バイオセンサーは、前記液体サンプルが第１のチャンバーから第２のチャンバーに移動するように構成可能であり、また遊離したプローブ種は、第２のチャンバー内で検出機構により検出可能である。リンカーは、第１のチャンバーの内面に結合（例えば、吸収、繋ぎ止め、支持等）可能である。リンカーは、分離した支持体に結合可能である。例えば、分離した支持体は、ビーズを含み得る。いくつかの実施態様では、ビーズは磁性であり得る。分離した支持体は、第１のチャンバー内で固定化又は遅延化することができる。例えば、リンカーは、（例えば、第１のチャンバーの内面又は分離した支持体）に共有結合又は非共有結合により結合可能である。いくつかの実施態様では、リンカーを第１のチャンバーに結合させる非共有結合として、例えばストレプトアビジン／ビオチン結合、チオール／金結合等からなる群から選択される、少なくとも１つの結合を挙げることができる。標的分析物として、例えば酵素を挙げることができる。したがって、いくつかの実施態様では、標的分析物として、例えばキモトリプシン、ペプシン、パパイン、イソペプチダーゼ、トロンビン、ラクターゼ、マルターゼ、スクラーゼ、アミラーゼ、パッパリシン−２、リゾチーム、プロテアーゼ、マトリックスメタロプロテイナーゼ等からなる群から選択される、少なくとも１つの酵素を挙げることができる。
リンカーが開裂してプローブ種が遊離する場合、その開裂は標的分析物に固有であり得る。いくつかの実施態様では、プローブ種は、共有結合、非共有結合等の結合によりリンカーと連結し得る。非共有結合として、例えば水素結合、静電結合等からなる群から選択される少なくとも１つの結合を挙げることができる。いくつかの実施態様では、標的分析物はリンカーを開裂させることができる。プローブ種として、例えば光学的に活性な分子、酵素、電気的に活性な分子等を挙げることができる。
いくつかの実施態様では、遊離プローブ種は、検出機構により直接検出可能である。いくつかの実施態様では、遊離プローブ種は検出反応を起こし得、この場合、前記検出反応は反応生成物を生成することができ、前記反応生成物は、検出機構により検出可能である。いくつかの実施態様では、検出反応は少なくとも１つの中間反応を含むことができ、及び／又は少なくとも１つの中間生成物を生成することができる。検出チャンバーは少なくとも１つの試薬を含むことができ、この場合、前記少なくとも１つの試薬は、検出反応（及び／又は該当する場合には、少なくとも１つの中間反応）に関与し得る。試薬は、例えば基質、メディエーター、補助因子、バッファー、電気化学種等からなる群から選択される少なくとも１つの試薬を含み得る。基質は、例えば酵素基質を含み得る。検出機構は、例えば反射分光法、透過分光法、蛍光分析法、比濁法、化学発光顕微鏡検査法、電量分析法、電流測定法、電位差測定法等からなる群から選択される１つの機構を含み得る。
第１のチャンバーは、反応チャンバーを備えることができ、また第２のチャンバーは検出チャンバーを備えることができる。バイオセンサーは、充填チャンバーをさらに備えることができ、前記充填チャンバーは、第１のチャンバーと流体連通することができる。充填チャンバーは第１のチャンバーに近接し得る。バイオセンサーは、液体サンプルが毛管作用により移動するように構成され得る。いくつかの実施態様では、バイオセンサーは、アクティベーションしたら、液体サンプルが第１のチャンバーから第２のチャンバーに移動するように構成され得る。例えば、第１のチャンバーは、第１の高さを有することができ、また第２のチャンバーは第２の高さを有することができ、第２の高さは第１の高さよりも低くてもよく、また前記アクティベーションとして、第２のチャンバー内の通気口の開口を挙げることができる。通気口は、検出チャンバーの遠位端部に位置し得る。また、第１のチャンバー及び第２のチャンバーは、同一の高さ又は類似した高さを有してもよく、また第２のチャンバーを充たすのに、第１のチャンバーの液体を空にする必要はない。第２のチャンバーは、２つ以上の電極を備えることができる。２つ以上の電極のうち少なくとも２つの電極それぞれは接触パッドと電気的に接続し得る。
本発明のいくつかの実施態様は、液体サンプル中の標的分析物を検出するシステムを備え、前記システムは、本明細書に記載するバイオセンサー及びメーターを備え得る。システムは、温度コントロール装置をさらに備え得る。いくつかの実施態様では、温度コントロール装置は、ヒーターを備え得る。いくつかの実施態様では、システムは温度測定装置をさらに備えることができる。システムは、当該システム内の温度をシグナル化する温度シグナリング装置をさらに備えることができる。温度シグナリング装置は、システム内の温度が標的分析物を検出するのに適するときに、シグナルを生成することができる。温度シグナリング装置は、システム内の温度が標的分析物を検出するのに適さないときに、シグナルを生成することができる。シグナルとして、例えば可聴的シグナル、可視的シグナル等を挙げることができる。メーターは、再使用可能であり得る。システムのバイオセンサーは、２つ以上の電極を備えることができ、当該２つ以上の電極のうち少なくとも２つの電極それぞれは、接触パッドと電気的に接続可能であり、前記接触パッドは、メーターと電気的に接続可能である。いくつかの実施態様では、システムは、検出用の刺激を生成することができる。刺激として、例えば電気刺激、光学刺激等からなる群から選択される、少なくとも１つの刺激を挙げることができる。電気刺激として、例えば電流、電位等からなる群から選択される、少なくとも１つの刺激を挙げることができる。光学刺激として、例えば１つ又は複数の波長を含む光を挙げることができる。いくつかの実施態様では、刺激は一定であり得る。いくつかの実施態様では、刺激は経時的に変化し得る。いくつかの実施態様では、システムは、タイミング機構を備えることができる。システムは、バイオセンサー内の第１のチャンバーから第２のチャンバーへの液体サンプルの進行をアクティベーションさせる機構を備えることができる。システムは、所望のフォーマットの結果を生成する機構をさらに備えることができる。システムは、所望のフォーマットの結果を伝達する機構をさらに備えることができる。結果を伝達する機構として、例えばスクリーン、スピーカー、プリンター等を挙げることができる。
本発明のいくつかの実施態様は、本明細書に開示されているバイオセンサー及び／又はシステムを用いて、液体サンプル中の標的分析物を検出する方法を含む。システムは、バイオセンサー及びメーターを備えることができる。バイオセンサーは、第１のチャンバーと第２のチャンバーとを備えることができる。第１のチャンバーは、プローブ種を含むことができ、前記プローブ種は、第１のチャンバー内でリンカーにより保持可能であり、また標的分析物は、前記リンカーを開裂させて前記プローブ種を遊離させることができる。方法は、液体サンプルを提供すること；バイオセンサーの第１のチャンバー内に液体サンプルを留め、反応した液体サンプルの生成を可能にすること；反応した液体サンプルをバイオセンサーの第２のチャンバーに進行させること；そしてバイオセンサーの第２のチャンバー内で検出可能なシグナルを測定することを含み得る。検出可能なシグナルは、液体サンプル内の標的分析物の存在及び／又は量を表示することができる。方法は、バイオセンサーの第１のチャンバーを液体サンプルで満たすことを含み得る。液体サンプルは、第２のチャンバーに進行可能となる前に、所定の期間（例えば、所定の時間）、バイオセンサーの第１のチャンバー内に留まることができる。いくつかの実施態様では、結果の導出は、例えば標的分析物がサンプル中に存在するかどうか、その有無に関する定性的結果、サンプル中の標的分析物の近似的な濃度範囲が得られる半定量的結果、液体サンプル中の標的分析物の定量的濃度見積り等からなる群から選択される、少なくとも１つの結果を生成することを含み得る。標的分析物の形態として、例えば、活性な形態、不活性な形態、欠陥のある形態等を挙げることができる。
本発明のいくつかの実施態様は、本明細書に開示されているバイオセンサーの製造方法を含む。
いくつかの実施態様では、本出願の特定の実施態様について記載し、主張するのに用いられる成分量、特性、例えば分子量、反応条件等を表す数字は、いくつかの事例において用語「約」により修飾されるものと理解される。したがって、いくつかの実施態様では、文書化された説明及び添付の特許請求の範囲に記載する数値パラメーターは近似値であり、特定の実施態様が得ようとする所望の特性に依存して変化し得る。いくつかの実施態様では、数値パラメーターは、報告するような有効数字を前提としており、また通常の丸め技法が適用されているものと解釈すべきである。本出願のいくつかの実施態様について、その幅広い範囲を記載する数値上の範囲及びパラメーターは近似値ではあるけれども、具体的事例に記載する数値は、実行可能な限り正確に報告されている。
本発明の実施態様は、液体サンプル中の標的分析物及び／又はその活性（例えば、１つ又は複数の酵素の活性）を検出するデバイス（バイオセンサー）及び方法に関し、前記標的分析物の作用機序は結合を開裂することである。いくつかの実施態様では、対象となる酵素（標的分析物）の作用は、標的分析物により特異的に開裂するリンカーの開裂により選択的に検出される。デバイス及び方法は、ポイントオブケアに適用するために、単純であり得る。
本明細書に開示する本発明のいくつかの実施態様は、ポイントオブケア又は検査室の試験デバイス又はシステムに適する、開裂作用機序を有する酵素（標的分析物）を検出する新規の方法及びデバイス（バイオセンサー）を含む。デバイスは、本明細書ではストリップ（バイオセンサー）と呼ぶ単回使用試験要素、及び本明細書ではメーターと呼ぶ再使用可能な（例えば電子的、光学的な）装置部分を含み得る。ストリップ（バイオセンサー）は、標的分析物、又はその一形態（例えば、活性な形態）が存在する場合には、遊離プローブ種を生成する化学反応を提供し得る；またメーターは、検出可能な種（例えば、遊離プローブ種又は検出可能な反応生成物）から検出可能なシグナルを生成するための刺激を提供することができ、及び／又は当該シグナルを測定する、及び／又は当該シグナルを分析する、及びその他のデバイスへの情報伝達を経由して、局所的若しくは遠隔的に試験結果を報告若しくは伝達することができる。
ストリップ（バイオセンサー）は、少なくとも２つのチャンバー、第１のチャンバー及び第２のチャンバーを備えることができる。使用に際し、液体サンプルは、第１のチャンバーを充填するように仕向けることが可能である。第１のチャンバー内では、標的分析物が存在すれば、その存在はラベル種（プローブ種）が液体サンプル内に遊離する原因となり得、当該ラベル種は直接検出可能である、又はさらに反応して第２のチャンバー内で検出可能な反応生成物をもたらし得る。遊離プロセスは、進行するままに放置することができる（例えば、所定の時間）。その後、遊離プローブ種を含有する反応した液体サンプルが第２のチャンバー内に移送可能であり、そこで検出シグナルが、ラベル種（遊離プローブ種）から直接、又は第２のチャンバー内でラベル種（プローブ種）が起こす反応（検出反応）により生成される反応生成物から読み取り可能である。第２のチャンバー内に存在するラベル（例えば、遊離プローブ種又は反応生成物）の量を定量することにより、サンプル中の標的分析物の活性が定量化又は半定量化可能である。
本明細書に記載する本発明のいくつかの実施態様では、デバイスは、液体サンプル中のフリーの又は遊離したプローブ種の存在及び／又は量が標的分析物による開裂に依存するように適合される。この点は、先行技術との顕著な相違を示すものと考えられる。単なる事例ではあるが、これは、結合反応に頼らない、対象となる種を検出する新しい及び／又は有利な方法に該当する。この方法は、例えば共有結合によるプローブ種の固定化又は遅延化は、プローブ種が標的分析物による開裂反応により遊離する前は非常に強固と考えられるので、低バックグラウンドシグナルを実現することができる。したがって、標的分析物が存在しない場合には、第１のチャンバー（例えば、反応チャンバー）内、及び／又は第２のチャンバー（例えば、検出チャンバー）内にフリー又は遊離のプローブ種を有する可能性は低い。
対照的に、結合反応、例えば競合的結合アッセイ法、置換結合アッセイ法等が関係する場合、結合種が利用可能であるが、結合パートナーに対する親和力は比較的低い。単なる事例ではあるが、置換測定法では、結合種及びプローブ（例えば、検出可能なプローブ）を含むレポーター複合体が、液体サンプル導入前に結合パートナーに結合するが、結合種の結合親和力は、標的分析物の結合パートナーに対する結合親和力よりも低い。結合種（及び標的分析物）と結合パートナーとして、抗原と抗体をそれぞれ挙げることができるが、またその逆も同様である。レポーター複合体は、液体サンプル中の標的分析物により置換可能であり、そしてフリーのレポーター複合体が測定可能である。レポーター複合体の結合パートナーに対する親和力が比較的低いことに起因して、標的分析物が存在しない場合には、レポーター複合体は結合パートナーから解離する可能性があり、したがって比較的高いバックグラウンドシグナル及び／又は比較的高い測定誤差が生じる。
さらに、代表的なポイントオブケア血液検査等の、小容積の液体中で結合反応が行われるデバイスでは、プローブ（例えば、検出可能なプローブ）を含む種（例えば、レポーター複合体）は、若干の距離拡散する必要があり得、したがってプローブ（例えば、検出可能なプローブ）を含む種（例えば、レポーター複合体）が有し得るサイズ、又は試験の迅速性に制限が生じる。本発明のいくつかの実施態様では、プローブ種は、液体サンプル導入前に、結合によりリンカーに連結する。液体サンプルに標的分析物が含まれる場合には、リンカーは、標的分析物により特異的に開裂し得る。開裂が生ずるのに、プローブ種が拡散する必要がなく、液体サンプルに移動する必要もない。したがって、プローブ種は、デバイスの機能性に影響を及ぼさずに非常に大型になり得る。例えば、プローブ種（リンカーに連結した）のコピーは、ポリマー状の酵素（すなわち、複数の互いに接合した又は連なった酵素のコピー）、又は複数の互いに接合した又は連なった光学的又は電気的に活性な分子のコピーを含み得る。かかる実施態様では、プローブ種の１つのコピーが遊離すると、検出可能な種（例えば、直接検出可能な光学的又は電気的に活性な分子の複数のコピー；又は複数の検出反応に関与することができ、こうして検出可能な反応生成物の複数のコピーを生成することができる酵素の複数のコピー）の複数のコピーが生じ得る。大型のプローブ種は、検出チャンバー内で高い活性を有することができ、したがってデバイスの感度及び／又は正確度を向上させることができるので、かかる大型のプローブ種（例えば、少なくとも１つの検出反応を触媒することができる酵素の複数のコピーを含むプローブ種のコピー、又は光学的及び／又は電気的に活性な分子の複数のコピー）を有することが、多くの場合有利であり得る。さらに、本明細書に開示するようなかかるデバイスを用いて測定を行うのに、検出可能なシグナルを生成するのに必要とされる標的分析物の量を抑えることができるので、液体サンプルの量も抑えることができる。
用語「デバイス」、「ストリップ」、及び「バイオセンサー」は、別途記載がなければ、本明細書では交換可能に用いられる。またプローブ種はラベル種とも呼ばれる。プローブ種又はラベル化された種は、バイオセンサー内で少なくとも２つの状態を有することができ、第１のチャンバー内でリンカーにより保持され、さもなければ遊離する。検出可能な種は、遊離プローブ種であり得、又はバイオセンサーの第２のチャンバー内で遊離プローブ種が起こす検出反応において生成された検出可能な反応生成物であり得る。
標的分析物は、活性な形態及び不活性な形態を有し得る。標的分析物は、その不活性な形態では、正常な開裂機能を有さず、したがってリンカーを開裂してプローブ種を遊離させることはできない。本明細書で用いる場合、用語、標的分析物は、別途記載がなければその活性な形態を表す。
本発明のいくつかの実施態様は、液体サンプル中の標的分析物を検出するバイオセンサーを含む。バイオセンサーは、少なくとも第１のチャンバーと第２のチャンバーとを備えることができ、第１のチャンバーと第２のチャンバーとは、流体連通することができ、第１のチャンバーは、プローブ種を含むことができ、前記プローブ種は第１のチャンバー内でリンカーにより保持され、標的分析物は前記リンカーを開裂させて、第１のチャンバー内の液体サンプル中に前記プローブ種を遊離させる能力を有し得るものであり、前記バイオセンサーは、前記液体サンプル（該当する場合には、遊離プローブ種を含む）が第１のチャンバーから第２のチャンバーに移動するように構成され、そして前記遊離プローブ種（液体サンプル中存在する場合）は、第２のチャンバー内で検出機構により検出可能である。
いくつかの実施態様では、バイオセンサーは、第１のチャンバーと第２のチャンバーとを備えることができる。いくつかの実施態様では、第１のチャンバーは、反応チャンバーを備えることができ、また第２のチャンバーは、検出チャンバーを備えることができる。第１のチャンバーと第２のチャンバーとは流体連通することができる。
いくつかの実施態様では、第１のチャンバーはプローブ種を含み得る。プローブ種は、第１のチャンバー内でリンカーにより保持可能である。液体サンプル中に標的分析物が存在する場合には、標的分析物は、リンカーを開裂させてプローブ種を遊離させることができ、その結果プローブ種はフリーとなって液体サンプルと共に移動する。開裂が生じるように、第１のチャンバー内である時間（例えば、所定の時間）放置した後、反応した液体サンプルは、第２のチャンバーに移送可能であり、これと共に遊離プローブ種も移動するが、第１のチャンバー内の未反応の（すなわち、開裂が生じなかった）リンカーに連結するプローブ種はその場に残る。開裂反応は特異的であり得る。液体サンプル中に標的分析物が存在しない（例えば、その濃度又は量が検出可能な濃度未満である）、又は標的分析物が活性又は機能を有さない場合には、開裂反応が生ずることはなく、プローブ種は第１のチャンバー内に保持可能である。
いくつかの実施態様では、プローブ種は、任意の適する方法により、バイオセンサー（ストリップ）の第１のチャンバー（例えば、反応チャンバー）内でリンカーにより保持可能である（例えば、固定化又は遅延化）。単なる事例ではあるが、リンカーは、第１のチャンバーの１つ又は複数の内面に直接吸収、繋ぎ止め、又は支持可能である；又はリンカーは、分離した支持体表面上に繋ぎ止め又は支持可能であり、この場合、前記支持体が第２のチャンバー（例えば、検出チャンバー）に進入するのを阻止又は遅延可能である。標的分析物が存在しない場合、平衡状態では液体サンプル中に解離型のプローブ種がほんのわずかしか存在しないように、十分に安定な結合を実現できる任意の方法により、リンカーは表面（例えば、第１のチャンバーの１つ又は複数の内面、分離した支持体の表面等）に結合（吸収、繋ぎ止め、支持等）可能である。本明細書で用いる場合、少量の解離型プローブ種とは、デバイス又はシステムの検出下限濃度未満の量を表す。適する方法として、例えば、表面（例えば、第１のチャンバーの１つ又は複数の内面、分離した支持体の表面等）に位置する１つ又は複数の基への共有結合、かかる表面に位置する１つ又は複数の基への高親和性非共有結合等を挙げることができる。高親和性非共有結合として、例えば、ストレプトアビジン／ビオチン結合、チオール／金結合等を挙げることができる。
いくつかの実施態様では、分離した支持体として、ビーズを挙げることができる。ビーズは磁性であり得、またビーズに結合したプローブ種＋リンカー構築物は、磁力により第１のチャンバー内で保持可能である。バイオセンサーは、磁力を発生させることができる例えばマグネット等を含み得る。単なる事例ではあるが、構築物は、本明細書において出展明示により援用される、「バイオセンサー装置及び使用方法」と題する米国特許出願公開第２００６０１３４７１３号に開示されている分離した支持体上に繋ぎ止め又は支持可能である。例えば、いくつかの実施態様では、構築物は、ポリマーコーティングされた磁性コアビーズ、例えばＢＡＮＧＳ ＬＡＢＯＲＡＴＯＲＩＥＳ，Ｉｎｃ．製のＰＲＯＭＡＧ若しくはＢＩＯＭＡＧビーズ、又はＳＰＨＥＲＯＴＥＣＨ，ＩＮＣ．製のＳＰＨＥＲＯＴＥＣＨビーズ等に繋ぎ止めることができる。構築物を分離した支持体に結合させる（繋ぎ止める、支持する等）利点として、例えば組立てがより容易であることを挙げることができる。例えば、構築物は、主要なストリップ組立てプロセスとは独立に、支持体に結合可能であり、こうして結合を実施する際の条件及びスキームの選択を広げることが可能となり、また非結合性の構築物及び／又はその構成成分（例えば、リンカー及び／又はプローブ種）を除去するための洗浄をより容易にすることができる。さらなる利点として、支持体は、結合用のより広い表面積も提供することができ、第１のチャンバー（例えば、反応チャンバー）における構築物の実現可能な負荷量を増加させることを挙げることができる。
いくつかの実施態様では、プローブ種は、結合によりリンカーに結合可能である。結合は、例えば共有結合、非共有結合等からなる群から選択される、少なくとも１つの結合を含み得る。代表的な非共有結合として、例えばファンデルワールス相互作用、例えば水素結合、静電結合等に起因する結合を挙げることができる。
いくつかの実施態様では、バイオセンサーは、液体サンプル中の標的分析物を検出するのに適し得る。液体サンプルは、例えば全血、血漿、血清、粘液、尿、液体状態の組織調製物であり得る。サンプルをデバイスと共に使用する準備が整う前に、１つ又は複数の調製ステップがサンプルに実施されてもよい。実施されるステップは、サンプル中の標的分析物の種類及び入手可能性に依存し得る。例えば、標的分析物がサンプル中の細胞内に含まれる場合には、例えば細胞溶解等により、標的分析物を利用可能にせしめる、少なくとも１つの調製ステップが含まれ得る。
本明細書に開示されている実施態様では、標的分析物は、リンカーを開裂させてプローブ種を遊離させることができる。開裂は標的分析物に特異的であり得る。標的分析物の存在下、第１のチャンバー（例えば、反応チャンバー）内でプローブ種を特異的に遊離させるために、第１のチャンバー（例えば、反応チャンバー）内でプローブ種を表面（例えば、第１のチャンバーの１つ又は複数の内面、分離した支持体の表面等）に係留するリンカーは、標的分析物により特異的に開裂可能であるが、但し試験液体サンプル中に存在すると予想され得るその他の種によっては有意な割合で開裂しないように選択され得る。リンカーは、開裂可能である、標的分析物に対する天然の基質を含み得る。リンカーは、標的分析物に対する天然の基質の合成バージョン又は類似体を含んでもよい。
いくつかの実施態様では、プローブ種は、第２のチャンバー（例えば、検出チャンバー）内で検出可能である種を含み得る。検出では、例えば光学的方法、電気化学的方法等を使用することができる。いくつかの実施態様では、プローブ種は、例えば光学的に活性な分子、酵素、電気的に活性な分子等からなる群から選択される少なくとも１つの種を含み得る。例えば、光学的に活性な分子として、光を吸収し、励起したときに光を放射し得る分子、例えば蛍光分子、リン光発光分子、化学発光分子等を挙げることができる。より代表的なプローブ種は、例えば、「免疫センサー」と題するＰＣＴ特許出願公開、国際公開第２００２／００８７６３号、及び「増感型免疫アッセイセンサー」と題する国際公開第２０１０／００４４３６号；及び「直接免疫センサーアッセイ法」と題する米国特許出願公開第２００３０１８０８１４号及び「バイオセンサー装置及び使用方法」と題する、米国特許第２００６０１３４７１３号に見出すことができ、それぞれを本明細書において出展明示により援用する。
いくつかの実施態様では、バイオセンサーは、標的分析物によるリンカーの化学結合の開裂作用（簡潔にするために開裂化（ｃｌｅａｖｉｎｇ）又は開裂（ｃｌｅａｖａｇｅ）と呼ぶ）と、この作用によるプローブ種の遊離によって、標的分析物を検出するのに適すると考えられる。標的分析物として、酵素を挙げることができる。プローブ種を遊離させる開裂は標的分析物に特異的であり得る。適する酵素の例として、キモトリプシン、ペプシン、パパイン、イソペプチダーゼ、トロンビン、ラクターゼ、マルターゼ、スクラーゼ、アミラーゼ、パッパリシン−２、リゾチーム、プロテアーゼ、及びマトリックスメタロプロテイナーゼ等を挙げることができる。
遊離プローブ種は、第２のチャンバーに（反応した）液体サンプルと共に移動可能であり、また第２のチャンバー（例えば、検出チャンバー）内で検出可能である。いくつかの実施態様では、プローブ種は、第２のチャンバー内で検出機構により直接検出可能である。単なる事例ではあるが、プローブ種として、光学的に活性な分子、電気的に活性な分子等を挙げることができる。かかる遊離プローブ種の存在及び／又は量は、第２のチャンバー内で直接検出可能である。
いくつかの実施態様では、遊離プローブは、第２のチャンバー（例えば、検出チャンバー）内で間接的に検出可能である。例えば、遊離プローブは、第２のチャンバー（例えば、検出チャンバー）内で試薬と反応（例えば、検出反応）を起こして、検出機構により検出可能である反応生成物を生成することができる。いくつかの実施態様では、検出反応は、少なくとも１つの中間反応を含むことができ、及び／又は少なくとも１つの中間反応生成物を生成することができる。いくつかの実施態様では、第２のチャンバーは、１つ又は複数の試薬を含み得る。遊離プローブ種の存在下で、試薬（複数可）が検出反応又は少なくとも１つの中間反応（複数可）に関与して、検出可能な反応生成物を生成することができる。試薬として、例えば基質、メディエーター、補助因子、バッファー、電気化学種等からなる群から選択される少なくとも１つの試薬を挙げることができる。補助因子として、例えばピロロキノリンキノン、フラビンアデニンジヌクレオチド、フラビンモノヌクレオチド、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド等を挙げることができる。バッファーとして、例えばホスフェート、メリタート等を挙げることができる。メディエーターとして、例えばジクロロフェノールインドフェノール、遷移金属と含窒素ヘテロ原子種の間の複合体、フェリシアン化物等を挙げることができる。電気化学種として、例えばＡｇ／ＡｇＣｌ酸化還元対、Ｚｎ／ＺｎＣｌ２等を挙げることができる。第２のチャンバーは、複数の試薬を含み得る。基質として、酵素基質を挙げることができる。デバイスの感度及び／又は正確度を向上させるために、標的分析物のコピー１つにつき、検出可能な反応生成物又はシグナルのコピーを複数生成及び検出できるのが望ましいと考えられる。いくつかの実施態様では、１つのリンカーは、複数の酵素（検出反応又は１つ又は複数の中間反応を触媒し得る）のコピー又は光学的若しくは電気的に活性な分子を含むプローブ種に連結可能である。いくつかの実施態様では、１つのプローブ種のコピーは、検出可能である種の複数のコピー、最も好ましくは多数のコピーを生成することができる。例えば、プローブ種は酵素を含むことができる、さもなければ酵素作用を有することができ、この場合、プローブ種は１つ又は複数のその他試薬と検出チャンバー内で反応して、デバイス又はシステムにより検出可能な１つ又は複数の反応生成物のコピーを生成することができる。適する酵素の種類は検出機構に依存し得る。例えば、光学的検出法の場合、遊離プローブ種の酵素作用による反応生成物は、検出可能な光学的特性を有し得る。例えば、光の吸収が検出シグナルである場合には、該当する波長において光を吸収することができる反応生成物が生成され得る。かかる実施態様では、例えばグルコースオキシダーゼ等の酵素が、検出チャンバー中に存在するグルコースと反応してとりわけ過酸化水素を生成するように採用され得るが、過酸化水素は西洋ワサビペルオキシダーゼ及び色素とさらに反応して発色種を生成することができる。化学発光顕微鏡検査法が用いられる場合、例えばルシフェラーゼ等の酵素が、液体サンプルの化学発光に変化を生じさせるのに利用可能である。電位差法、電量測定法、電流測定法等が用いられる場合には、例えばグルコースオキシダーゼ、グルコースデヒドロゲナーゼ等の酵素が利用可能であり、当該酵素は、検出チャンバー内の基質及びメディエーターと反応して、電極において酸化又は還元され得る酸化還元種を生成する。本発明のいくつかの実施態様では、プローブ種は、第２のチャンバー内で基質と反応して検出可能な種を形成し得る酵素そのものであり得る。第１のチャンバー内で標的分析物により遊離した１つのプローブ種は、第２のチャンバー内において検出可能な種の多数のコピーを生成させることができ、したがって検出アッセイ法の感度及び／又はスピードを高める。その理由として、遊離プローブ種が酵素の場合、それは反応で消費されず、第２のチャンバー内でより多くの反応を触媒するようにリサイクル可能であることを挙げることができる。
いくつかの実施態様では、検出機構は、例えば反射分光法、透過分光法、蛍光分析法、比濁法、化学発光顕微鏡検査法、電量分析法、電流測定法、電位差測定法等からなる群から選択される少なくとも１つの機構を含むことができる。いくつかの実施態様では、電流測定法が、小型の電子デバイスへの導入が比較的単純であり、全血サンプルにおける検出に適することから有利であり得る。代表的な検出機構は、例えば「免疫センサー」と題するＰＣＴ特許出願公開、国際公開第２００２／００８７６３号、及び「増感型免疫アッセイセンサー」と題する国際公開第２０１０／００４４３６号；及び「直接免疫センサーアッセイ法」と題する米国特許出願公開第２００３０１８０８１４号、及び「バイオセンサー装置及び使用方法」と題する米国特許第２００６０１３４７１３号に見出すことができ、それぞれを本明細書において出展明示により援用する。単なる事例ではあるが、「バイオセンサー装置及び使用方法」と題する米国特許出願公開第２００６０１３４７１３号では、例えば抗体又は抗原等の種の結合を用いた、種の選択的検出に関する２チャンバー型ストリップについて記載する。第１のチャンバーでは、対象とする分析物の存在に依存する結合反応が生じ、液体が第２のチャンバーに移送されたら、そこでプローブ種が検出可能である。
第２のチャンバーは、第１のチャンバーに対して遠位であり得る。第１のチャンバーは、１つ又は複数の壁を備え、１つ又は複数の内面を備えるチャンバーを形成し得る。第２のチャンバーは、１つ又は複数の壁を備え、１つ又は複数の内面を備えるチャンバーを形成し得る。第２のチャンバーは、所望の検出機構に適するように構成される。所望の検出機構が光学的検出法であるいくつかの実施態様では、第２のチャンバーの１つ又は複数の壁は、光学的刺激に対して透明であり得、そして生成した光学的シグナルが検出を実現する。
所望の検出機構が電気化学的検出法であるいくつかの実施態様では、第２のチャンバーは、少なくとも２つの電極を備えることができる。第２のチャンバーの１つ又は複数の内面は、導電性材料でコーティング可能である。第２のチャンバーの少なくとも１つの内面上では、導電性材料は、導電性材料がコーティングされる第２のチャンバーの内面と同一の面積を有することができる。第２のチャンバーの少なくとも１つの内面上では、導電性材料は、導電性材料がコーティングされる第２のチャンバーの内面の面積よりも小さい面積を被覆することができる。２つ以上の電極は、第２のチャンバーの同一内面に位置することができる。２つ以上の電極は、第２のチャンバーの異なる内面に位置することができる。２つ以上の電極は、互いに電気的に絶縁し得る。第２のチャンバーは、第２のチャンバー内で電極の少なくとも１つの端部を規定するように機能し得る断絶部を、導電性の層内に備え得る。少なくとも１つの電極は、炭素、金、パラジウム、白金、イリジウム等、又はその合金、例えば酸化スズ、酸化インジウム、及び混合型酸化インジウム／酸化スズ等を含み得る。
バイオセンサーは、３つ以上のチャンバーを備えることができる。単なる事例ではあるが、バイオセンサーは充填チャンバー又は通路を備えることができる。充填チャンバー又は通路は、液体サンプルが充填ポートから第１のチャンバーに移送されるように、第１のチャンバーと流体連通することができる。充填チャンバー又は通路は、第１のチャンバーに近接し得るが、一方第２のチャンバーは、第１のチャンバーに対して遠位であり得る。充填チャンバー又は通路は、１つ又は複数の壁を備え、１つ又は複数の内面を備えるチャンバーを形成し得る。
第１のチャンバーは、近位端部に充填ポートを備えることができる。第１のチャンバーは、液体サンプルによる充填を測定及び／又はシグナル化するための機構を備えることができる。いくつかの代表的な実施態様では、第１のチャンバーの１つ又は複数の壁は、可視光に対して透明であり得る。液体サンプルが、望ましい程度にまで第１のチャンバー内に進行するのを、ユーザーは目視可能である。いくつかの代表的な実施態様では、液体サンプルが、バイオセンサーの第１のチャンバー内に進行するのを、光学検出法を用いて確認することができる。例えば、液体サンプルが第１のチャンバー内の望ましい位置に到達する前後で、光学パラメーター（例えば、光吸収又は偏差）が変化すると、それはシグナル（例えば、ユーザーに警告を発するための可聴的シグナル及び／又は可視的シグナル）又はコントロールシグナルを生じさせる契機となり得る。いくつかの代表的な実施態様では、第１のチャンバーは、第１のチャンバーが液体サンプルにより望ましい程度まで満たされると、電気シグナルを生成することができるような回路を備え得る。電気シグナルは、ユーザーに警告を発するためのシグナル（例えば、可聴的シグナル及び／又は可視的シグナル）又はコントロールシグナルに変換され得る。充填チャンバー及び／又は第２のチャンバーは、液体サンプルによる充填を測定及び／又はシグナル化するための機構を備えることができる。
バイオセンサーは、液体サンプルが毛管作用により移動するように構成され得る。バイオセンサーは、液体サンプルが毛管作用により第１のチャンバーから第２のチャンバーに移動するように構成され得る。バイオセンサー内の液体サンプルの移動を推進する、第１のチャンバー及び／又は第２のチャンバーが発生させ得る毛管力は、例えば第２のチャンバーの寸法と比較したときの第１のチャンバーの寸法、１つ又は複数の第２のチャンバー内面上の界面活性剤と比較したときの１つ又は複数の第１のチャンバー内面上の界面活性剤により影響を受け得る。単なる事例ではあるが、第１のチャンバーは第１の高さを有し、また第２のチャンバーは第１の高さよりも低い第２の高さを有し、こうして第１のチャンバーにより発生する毛管力と比較してより大きな毛管力が発生し、液体サンプルは第２のチャンバーに引き込まれる。液体サンプルにより第１のチャンバーが満たされると、これによりバイオセンサー内にトラップされた空気が圧縮されると考えられ、こうして、例えば第２のチャンバー内の通気口が開口することによりアクティベーションされて、トラップされた空気、したがって背圧が開放されるまで、液体サンプルが検出チャンバーにさらに進行するのを防止する背圧が発生する。通気口は、第２のチャンバーの遠位端部に位置し得る。アクティベーションは、第１のチャンバー及び第２のチャンバーの構成に応じて、液体サンプルに対して外部の力（例えば、陽圧、遠心力）を加え、液体サンプルの表面張力を破壊することにより達成可能である。その他の構造的な特徴が、バイオセンサーにおいて、管理された方法でバイオセンサーの充填を実現するのに利用可能である。かかる特徴の開示は、例えば、「免疫センサー」と題するＰＣＴ特許出願公開、国際公開第２００２／００８７６３号、「液体移送機構」と題する国際公開第２００７／０９６７３０号、及び「増感型免疫アッセイセンサー」と題する国際公開第２０１０／００４４３６号；「直接免疫センサーアッセイ法」と題する米国特許出願公開第２００３０１８０８１４号、及び「バイオセンサー装置及び使用方法」と題する米国特許第２００６０１３４７１３号；及び「ゾーンの間に圧力作動型コントロール手段を有するマルチゾーン型反応槽」と題する米国特許第４４２６４５１号、及び「毛細管流動デバイス」と題する同第４８６３４９８号に見出すことができ、それぞれを本明細書において出展明示により援用する。
いくつかの実施態様では、本明細書に開示されているバイオセンサーは、液体サンプル中の標的分析物の存在、液体サンプル中の標的分析物の量、液体サンプル中のある形態の標的分析物の存在、及び液体サンプル中の標的分析物の量を求める、少なくとも１つの測定に利用可能である。標的分析物の形態は、活性な形態、不活性な形態、又は欠陥のある形態を含む。
本明細書に記載するバイオセンサーのいくつかの代表的な実施態様を、図１及び２で説明する。ストリップ１０は、入口１２、反応チャンバー１４、検出チャンバー１６、及び反応チャンバー１４と検出チャンバー１６の間の流体接続１８を備えることができる。入口１２は、入口１２の開口部にはみ出し部１３を備えることができる。反応チャンバー１４内に位置するものとして、リンカー２２及びプローブ種２４が結合する支持体２０を挙げることができる。図１及び２に示す代表的な実施態様では、支持体２０は磁性ビーズを備えることができ、また反応チャンバー１４内に位置する；リンカー２２は反応チャンバー１４に位置する支持体２０に結合する（例えば、繋ぎ止める、支持する等）ことができる。ストリップは、その他のチャンバー（図示せず）を備えることができる。例えば、液体サンプル３２を充填ポート（入口１２）から反応チャンバー１４に移送するために、充填チャンバー又は通路を含めることができる。
反応チャンバー１４は、１つ又は複数のスペーサー、例えば中間シート３０により間隔を置いて分離した第１の密封シート２６と第２の密封シート２８、及び支持層３５と３７の間に形成可能である。検出チャンバー１６は、１つ又は複数のスペーサー、代表的な実施態様では中間シート３０により間隔を置いて分離し得る第１の密封シート２６と第２の密封シート２８、及び支持層３５と３７の間に形成可能である。所望の形状に応じて、複数の中間シート３０を含めることができるものと理解される。電極３６及び３８を形成するために、１つ又は複数の導電性材料が支持層３５及び３７上にそれぞれ支持可能である。導電性材料は、支持層３５及び３７それぞれに対して同一の広がりを有し得る。少なくとも１つの導電性材料が、支持層３５及び３７の面積それぞれよりも小さな面積を被覆することができる。１つ又は複数のスペーサー３０、支持層３５及び３７、第１の密封層２６、及び第２の密封層２８は、電気的に絶縁し得る。
図１は、液体サンプル３２が反応チャンバー１４の入口１２を満たした状態を示す。例えば、入口１２の開口部のはみ出し部１３に液体サンプル３２が滴下できるように準備が整ったら、液体サンプルは、毛管作用により充填ポート（入口１２）から反応チャンバー１４に輸送され得る。任意選択的に、サンプルリザーバーとして機能する入口１２の進入部（例えば、はみ出し部１３）に追加のサンプル３２を配置することができる。サンプル３２は、検出可能である標的分析物３４を含む。リンカー２２は、基質２０に結合し、プローブ種２４と連結する。図１及び２に示す代表的な実施態様では、プローブ種２４は、反応チャンバー１４内でリンカー２２により保持され、標的分析物はリンカー２２を開裂させ、したがってプローブ種２４を遊離させることができる。図１では、リンカー２２を開裂させて液体サンプル３２中にプローブ種２４を遊離させる標的分析物３４について示す。図２では、検出チャンバー１６の遠位端部に位置する通気口４０が開口し、反応した液体サンプル３２は、反応チャンバー１４から検出チャンバー１６にすでに移動している。遊離プローブ種２４は、下記に示すようにサンプル３２と共に検出チャンバー１６に移動して遊離プローブ種２４を検出チャンバー１６内に配置することができる。開裂による遊離が起こらず、したがってリンカー２２に連結したままのプローブ種２４は、反応チャンバー１４内に保持されると考えられる。支持層３５及び３７上それぞれに位置する電極３６及び３８は、検出チャンバー１６の壁を形成し、使用の際には、検出チャンバー１６に電位差を提供するため電源と電気的に導通する、又は検出チャンバー１６の電位差を測定することができる。いくつかの実施態様では、使用の際には、電極は、電源並びに適用すべき電位差のタイミング及び量を決定するコンピューターを有するメーターに接続され得る。
本発明のいくつかの実施態様では、液体サンプル中の標的分析物を検出するシステムを備える。システムは、本明細書に記載するバイオセンサーを備え得る。システムは、メーターも備え得る。メーターは、遊離プローブ種の直接的な検出、又はその間接的な検出（遊離したプローブが第２のチャンバー内で起こす検出反応により生成された反応生成物の検出を通じて）を促進する刺激を生成することができる。
いくつかの実施態様では、システムは検出反応のための刺激を生成することができる。刺激として、例えば電気的刺激、光学的刺激等からなる群から選択される少なくとも１つの刺激を挙げることができる。電気的刺激として、例えば電流、電圧等からなる群から選択される少なくとも１つの刺激を挙げることができる。光学的刺激として、１つ又は複数の波長を含む光を挙げることができる。いくつかの実施態様では、刺激は経時的に一定であり得る。いくつかの実施態様では、刺激は経時的に変化し得る。いくつかの実施態様では、刺激はメーターにより生じ得る。
いくつかの実施態様では、ストリップ（バイオセンサー）の第１のチャンバー（例えば、反応チャンバー）及び／又は第２のチャンバー（例えば、検出チャンバー）をコントロールされた温度で維持するのが有利であり得る。標的分析物がリンカーを開裂させる反応速度は温度依存性であり得る。標的分析物の量及び／又は活性の定量化をしやすくするために、公知の関係を用いて、開裂反応速度を標的分析物の活性と関連付けることができるのが望ましいと考えられる。第１のチャンバー（例えば、反応チャンバー）内の温度をコントロールすれば、標的分析物の活性を開裂速度から推測する際の変動要因としての温度を取り除くことができる。いくつかの実施態様では、第２のチャンバー（例えば、検出チャンバー）では、測定されるシグナルは、例えば検出が酵素を含むプローブ種が関係する検出反応の速度に基づく場合、温度依存性であり得る。第１のチャンバー（例えば、反応チャンバー）及び／又は第２のチャンバー（例えば、検出チャンバー）の温度は、任意の適する方法によりコントロール可能である。１つの適する方法として、メーター内にストリップ又はバイオセンサーを、所望の温度を維持するように加熱がコントロールされたヒーター又は加熱要素と接触するように配置することが挙げられる。所望の温度は、一定温度、又は可変温度であり得る。
いくつかの実施態様では、システムは温度コントロール装置を備えることができる。温度コントロール装置は、例えばヒーター、加熱要素、冷却要素等を備えることができる。温度は、開裂反応が生ずるのに適する温度、及び／又は検出反応が生ずるのに適する温度に維持され得る。例えば、温度は、１００℃未満、又は８０℃未満、又は６０℃未満、又は５０℃未満、又は４５℃未満、又は４２℃未満、又は４０℃未満、又は３８℃未満、又は３７℃未満、又は３５℃未満、又は３０℃未満、又は２５℃未満であり得る。いくつかの実施態様では、システムは温度測定装置を備えることができる。温度測定装置は、例えば温度計等を備えることができる。システムは、システム内の温度をシグナル化する温度シグナリング装置を備えることができる。いくつかの実施態様では、温度シグナリング装置は、システム内の温度が標的分析物を検出するのに適する場合にシグナルを生成することができる。いくつかの実施態様では、温度シグナリング装置は、システム内の温度が標的分析物を検出するのに適さない場合にシグナルを生成することができる。シグナルとして可聴的シグナル又は可視的シグナルを挙げることができる。システムは、１つ又は複数の本明細書に記載する温度コントロール装置、温度測定装置、温度シグナリング装置等を備えることができる。１つ又は複数の本明細書に記載する温度コントロール装置、温度測定装置、温度シグナリング装置等、はメーター内に位置し得る。
いくつかの実施態様では、システムはタイミング機構を備えることができる。タイミング機構は、バイオセンサーの第１のチャンバー内における反応の開始を記録する機構を備えることができる。いくつかの代表的な実施態様では、液体サンプルが、望ましい程度までバイオセンサーの第１のチャンバー内に進行するのを、ユーザーは目視可能である。いくつかの代表的な実施態様では、液体サンプルが、バイオセンサーの第１のチャンバー内に進行するのを、光学検出法を用いて確認することができる。例えば、液体サンプルが第１のチャンバー内の望ましい位置に到達する前後で、光学パラメーター（例えば、光吸収又は偏差）が変化すると、それはシグナル（例えば、ユーザーに警告を発するための可聴的シグナル及び／又は可視的シグナル）を生じさせる契機となり得る；又は光学パラメーターのかかる変化は、システムに対するコントロールシグナル（例えば、メーターに対するコントロールシグナル）を生じさせる契機となり得る。いくつかの代表的な実施態様では、第１のチャンバーは、第１のチャンバーが液体サンプルにより望ましい程度まで満たされると、電気シグナルを生成し得るような回路を備えることができる。電気シグナルは、ユーザーに警告を発するためのシグナル（例えば、可聴的シグナル及び／又は可視的シグナル）又はシステムに対するコントロールシグナル（例えば、メーターに対するコントロールシグナル）に変換され得る。いくつかの実施態様では、シグナルを取得したら、ユーザーは、手作業により液体サンプルが第１のチャンバーを望ましい程度まで満たす時刻及び開裂反応が第１のチャンバー内で開始する時刻を記録することができる。いくつかの実施態様では、コントロールシグナルは、液体サンプルが第１のチャンバーを望ましい程度まで満たす時刻及び開裂反応が第１のチャンバー内で開始する時刻を自動記録する契機となり得る。
いくつかの実施態様では、タイミング機構は、開裂反応が第１のチャンバー内で生ずる時間及び反応した液体サンプルが第２のチャンバーに進行し得る時刻をコントロールする機構を備えることができる。機構は、例えばタイマーを備えることができる。第１のチャンバーにおける開裂反応が、所定の時間進んだ後に、タイマーは、ユーザーに警告を発するためのシグナル（例えば、可聴的シグナル及び／又は可視的シグナル）、又はシステムに対するコントロールシグナル（例えば、メーターに対するコントロールシグナル）を生成することができる。いくつかの実施態様では、シグナルを取得したら、ユーザーは、反応した液体サンプルが第２のチャンバーに進行するのを手作業によりアクティベーションすることができる。いくつかの実施態様では、コントロールシグナルは、反応した液体サンプルが第２のチャンバーに進行するのを自動的にアクティベーションする契機となり得る。いくつかの実施態様では、アクティベーションとして、例えば、第２のチャンバーの遠位端部にある通気口の開口、液体サンプルに対する外部の力（例えば、陽圧、遠心力）の負荷、液体サンプルの表面張力の破壊等からなる群から選択される少なくとも１つの機構を挙げることができる。バイオセンサー内の液体サンプルの流れを一時的に停止及び再開する代表的な方法は、例えば、「免疫センサー」と題するＰＣＴ特許出願公開、国際公開第２００２／００８７６３号、「液体移送機構」と題する国際公開第２００７／０９６７３０号、及び「増感型免疫アッセイセンサー」と題する国際公開第２０１０／００４４３６号；「直接免疫センサーアッセイ法」と題する米国特許出願公開第２００３０１８０８１４号、及び「バイオセンサー装置及び使用方法」と題する米国特許第２００６０１３４７１３号；及び「ゾーンの間に圧力作動型コントロール手段を有するマルチゾーン型反応槽」と題する米国特許第４４２６４５１号、及び「毛細管流動デバイス」と題する米国特許第４８６３４９８号に見出すことができ、それぞれを本明細書において出展明示により援用する。システムとして、１つ又は複数の本明細書に記載するタイミング機構等を挙げることができる。１つ又は複数の本明細書に記載するタイミング機構等は、メーター内に位置し得る。
いくつかの実施態様では、システムは、所望のフォーマットの結果を導出するために、検出されたシグナルを処理する機構を備えることができる。例えば、所望のフォーマットとして、例えば標的分析物がサンプル中に存在するかどうか、その有無に関する定性的結果、サンプル中の標的分析物の近似的な濃度範囲が得られる半定量的結果、サンプル中の標的分析物の定量的濃度見積り等を挙げることができる。システムは、例えば所望のフォーマットの結果を報告又は伝達するためのスピーカー、スクリーン、又はプリンター等を含む、１つ又は複数の機構を備えることができる。所望のフォーマットの結果を導出するために、検出したシグナルを処理する機構、及び／又は所望のフォーマットの結果を報告又は伝達する機構は、メーター内に位置し得る。
単なる事例ではあるが、液体サンプル中の標的分析物を検出するシステムは、２つ以上の電極を備え、当該２つ以上の電極のうち少なくとも２つの電極それぞれは、接触パッドと電気的に接続し、前記接触パッドは、メーターと電気的に接続可能である。電極及び／又は接触パッドの代表的な構成は、例えば「免疫センサー」と題するＰＣＴ特許出願公開、国際公開第２００２／００８７６３号、「液体移送機構」と題する国際公開第２００７／０９６７３０号、及び「増感型免疫アッセイセンサー」と題する国際公開第２０１０／００４４３６号；及び「直接免疫センサーアッセイ法」と題する米国特許出願公開第２００３０１８０８１４号、及び「バイオセンサー装置及び使用方法」と題する米国特許第２００６０１３４７１３号、及び「電気化学分析のため方法及び装置」と題する米国特許第２００６０２６６６４４号；及び「電気化学分析のための方法及び装置」と題する米国特許第８１９２５９９号に見出すことができ、それぞれを本明細書において出展明示により援用する。システムは、１つ又は複数の本明細書に記載する温度コントロール装置、温度測定装置、温度シグナリング装置等を備えることができる。システムは、１つ又は複数の本明細書に記載するタイミング機構を備えることができる。システムは、第２のチャンバー内の検出においても類似したタイミング機構を備えることができる。システムは、所望のフォーマットの結果を報告又は伝達するために、例えばスピーカー、スクリーン、又はプリンター等を含む、１つ又は複数の方法又は装置を備えることができる。
本発明のいくつかの実施態様は、単回使用するように意図されたストリップ、例えば図１及び２に示すようなストリップ１０と、複数の試験を実施するために多数回用いられるように意図されたメーター（図示せず）とを備え得るシステムを備える。ストリップはメーターに導入され、またサンプルはストリップに導入可能である。ストリップは、必要とされる化学反応を実施するのに要する一部又はすべての試薬を含むことができる。メーターは、任意の外部刺激をストリップに適用して、ストリップに由来するアウトプットシグナルを測定し、シグナルから結果を導出し、そして結果を提示することに関与し得る。
いくつかの実施態様では、ストリップは、少なくとも２つのチャンバーを備えることができる。第１のチャンバーでは、液体サンプル中に標的分析物（１つ又は複数）が存在すると、液体サンプル中で移動可能となるように、プローブ種の遊離を引き起こし得る１つ又は複数の反応が生じ得る。この反応は、ある時間（例えば、所定の時間）進行せしめることができる。このチャンバーは、反応チャンバーと呼ばれる。その後、任意の遊離プローブ種を含有する反応チャンバーに由来の反応した液体サンプルは、検出チャンバー呼ばれる第２のチャンバーに移送可能である。このチャンバー内では、遊離プローブ種は、メーターにより検出可能若しくは読み取り可能であり得るシグナルを生成することができる、又は１つ若しくは複数のその他の試薬と反応して、メーターにより検出可能若しくは読み取り可能な１つ若しくは複数の反応生成物を生成することができる。反応した液体サンプルを反応チャンバーから検出チャンバーに移送することにより、遊離プローブ種を検出チャンバーに搬送することができる。遊離プローブ種が、１つ又は複数のさらなる反応生成物の検出を通じて間接的に検出される場合には、遊離プローブ種と反応し、１つ又は複数の反応生成物を生成する試薬は、ストリップ製造期間中に検出チャンバー内に乾燥可能である。いくつかの実施態様では、試薬（複数可）は、液体の形態でチャンバーに塗布され、次に乾燥され得る。いくつかの実施態様では、試薬（複数可）は、乾燥することがなく、反応期間中反応チャンバー内に留まり得る形態、例えばゲル状であり得る。
本発明のいくつかの実施態様は、液体サンプル中の標的分析物を検出するために、本明細書に記載のシステムを用いる方法を含む。システムは、本明細書に記載のバイオセンサーを備えることができる。バイオセンサーは、第１のチャンバーと第２のチャンバーとを備えることができる。第１のチャンバーはプローブ種を含むことができ、当該プローブ種は、第１のチャンバー内でリンカーにより保持可能であり、標的分析物はリンカーを開裂させて、第１のチャンバー内の液体サンプル中にプローブ種を遊離させることができ、当該液体サンプル中の遊離プローブ種は、第２のチャンバーに移送可能であり、そして当該遊離プローブ種は、第２のチャンバー内で検出機構により検出可能である。また、システムはメーターも備えることができる。メーターは、遊離プローブ種の直接的な検出、又はその間接的な検出（遊離したプローブが第２のチャンバー内で起こす検出反応により生成された反応生成物の検出を通じて）をしやすくする刺激を生成することができる。方法は、標的分析物がサンプル中に存在するかどうか、その有無に関する定性的結果、サンプル中の標的分析物の近似的な濃度範囲が得られる半定量的結果、液体サンプル中の標的分析物の定量的濃度見積り等を生成することができる。方法は、液体サンプルを提供すること；バイオセンサーの第１のチャンバー内に液体サンプルを留め、反応した液体サンプルの生成を可能にすること；反応した液体サンプルをバイオセンサーの第２のチャンバーに進行させること；そしてバイオセンサーの第２のチャンバー内で検出可能なシグナルを測定することを含み得る。液体サンプルが標的分析物を含む場合には、標的分析物は、リンカーを開裂させてプローブ種を第１のチャンバー内の液体サンプル中に遊離させることができる。反応した液体サンプルが第２のチャンバーに進行すれば、液体サンプル中の遊離プローブ種も、直接又は間接検出するための第２のチャンバーに移動させることができる。開裂反応は、ある時間、例えば所定の時間、進行可能である。所定の時間は、システムが採用する開裂反応に依存し得る。所定の時間は、１０分未満、又は８分未満、又は６分未満、又は４分未満、又は２分未満、又は１分未満、又は４０秒未満、又は３０秒未満、又は２０秒未満であり得る。方法は、バイオセンサーの第１のチャンバーを液体サンプルで充填することをさらに含み得る。方法は、所望のフォーマットの結果を検出可能なシグナルから導出することをさらに含み得る。
単なる事例ではあるが、システムを用いた方法について、図１及び２に示す代表的な実施態様を参照しながら記載する。乾燥試薬を含有するストリップ１０は、メーター（図示せず）内に配置可能であり、またストリップは所望の温度まで加温放置される。例えば、入口１２の開口部のはみ出し部１３に液体サンプル３２が滴下できるように準備が整ったら、液体サンプルは、毛管作用により充填ポート（入口１２）から反応チャンバー１４に輸送され得る。反応チャンバー１４が充填されたら、メーター（図示せず）は、サンプルが負荷されたこと、及びタイマーを起動可能であることを自動的に認識することができる。例えば、ユーザーは、サンプルが添加されたことを示すために、メーター上のボタンを押すことができる。サンプルは、検出チャンバー１６内にトラップされた空気により、検出チャンバー１６に実質的に進入するのを阻止され得る。反応チャンバー１４内に進入したら、サンプルは、反応チャンバー１４内に位置する試薬を溶解又は移動させる。活性な標的分析物３４が存在する場合には、同分析物は、プローブ種２４を表面、例えば支持体２０の表面等に係留するリンカー２２を開裂させることができる。この反応は、所定の時間、進行するまま放置することができ、その後メーターは、反応した液体サンプル３２を反応チャンバー１４から検出チャンバー１６に移送する機構を、例えば、検出チャンバー１６内にトラップされた空気が通気するのを可能にする開口部４０を密封シート２８に、又は同様の開口部を密封シート２６に設けることによりアクティベーションすることができ、毛管作用を用いて反応した液体サンプル３２が検出チャンバー１６に進入するのを可能にする。反応した液体サンプル３２が反応チャンバー１４から検出チャンバー１６に移送されたら、遊離プローブ種２４は反応した液体サンプル３２と共に、検出チャンバー１６に移動可能であるが、但し反応で遊離しなかったプローブ種２４は反応チャンバー１４内に留まることができる。反応した液体サンプル３２が検出チャンバー１６に進入したら、検出チャンバー１６内のあらゆる試薬（複数可）、例えば検出試薬は溶解可能となり、検出反応が進み、例えば光学的方法、電気化学的方法等により検出可能な１つ又は複数の反応生成物の生成が可能となる。いくつかの実施態様では、遊離プローブ種２４は、直接検出可能である。図１及び２では、プローブ種の電気化学的検出法を示しており、この場合、支持層３７及び３５上の導電性の層３８及び３６を示す。検出チャンバー１６内の層３８及び３６の部分は、遊離プローブ種２４の反応により生成した電気活性種を検出することができる電極として作用する。そして、かかる検出に起因するシグナルは、所望のフォーマットの結果、例えば標的分析物がサンプル中に存在するかどうか、その有無に関する定性的結果、サンプル中の標的分析物の近似的な濃度範囲が得られる半定量的結果、液体サンプル中の標的分析物の定量的濃度見積り等を導出するアルゴリズムにより処理可能である。
本発明のいくつかの実施態様は、本明細書に開示されているバイオセンサーを製造する方法を含む。バイオセンサーを製造する代表的な方法は、例えば、「免疫センサー」と題するＰＣＴ特許出願公開、国際公開第２００２／００８７６３号、「液体移送機構」と題する国際公開第２００７／０９６７３０号、及び「増感型免疫アッセイセンサー」と題する国際公開第２０１０／００４４３６号；及び「直接免疫センサーアッセイ法」と題する米国特許出願公開第２００３０１８０８１４号、及び「バイオセンサー装置及び使用方法」と題する米国特許第２００６０１３４７１３号、及び「電気化学分析のため方法及び装置」と題する米国特許第２００６０２６６６４４号；及び「電気化学分析のための方法及び装置」と題する米国特許第８１９２５９９号に見出すことができ、それぞれを本明細書において出展明示により援用する。
単なる事例ではあるが、分離した支持体（例えば、ビーズ、磁性ビーズ等）に結合した（例えば、繋ぎ止められた、支持された等）リンカーに関して、リンカーに連結したプローブ種の構築物が支持体に結合して修飾された支持体を形成した後、修飾された支持体は、製造後、ストリップが用いられるまで乾燥形態であるように製造期間中にストリップの第１のチャンバー（例えば、反応チャンバー）内に堆積可能である。液体サンプルが、試験期間中に第１のチャンバー（例えば、反応チャンバー）から第２のチャンバー（例えば、検出チャンバー）に移送されても、支持体が、第１のチャンバー（例えば、反応チャンバー）から第２のチャンバー（例えば、検出チャンバー）に流出するのは実質的に阻止される。これは、例えば、支持体を第１のチャンバー（例えば、反応チャンバー）等の１つ又は複数の内面に物理吸着、化学吸着させることにより、例えば支持体を第１のチャンバー（例えば、反応チャンバー）の１つ又は複数の内面に共有結合させる、又は液が移送される際に、支持体が第２のチャンバー（例えば、検出チャンバー）に進入するのを遅延させることができる場を適用することにより実現可能である。磁性ビーズを用いる場合には、磁性ビーズが第２のチャンバー（例えば、検出チャンバー）に進入するのを遅延させる力を作り出すように、磁場が適用に適する場である。
単なる事例ではあるが、検出チャンバーは、用いられる検出方法又は機構にふさわしいと考えられる材料から構築可能である。例えば、光学的方法が用いられる場合には、検出チャンバーは、刺激（存在する場合）に対して透明なエリア、及び光がチャンバーを出て検出されるのを可能にする検出波長を含むことができる。適する材料の例として、ガラス、ポリマー、例えばポリスチレン、ポリカーボネート、及びポリエステル等を挙げることができる。電気化学的検出方法が用いられる場合、第２のチャンバー（例えば、検出チャンバー）は、電極として作用可能な１つ又は複数の導電性材料を含むことができる。少なくとも２つの電極、すなわち作用電極と対電極又は複合型の対電極／参照電極を含めることができる。所望の場合には、第三の参照電極及びその他の電極も含めることができる。適する導電性材料として、例えば炭素、金、パラジウム、白金、イリジウム等、又はその合金、例えば酸化スズ、酸化インジウム、及び混合型酸化インジウム物／酸化スズ等を挙げることができる。電気化学的検出に適する方法は、例えば「免疫センサー」と題するＰＣＴ特許出願公開、国際公開第２００２／００８７６３号、「液体移送機構」と題する国際公開第２００７／０９６７３０号、及び「増感型免疫アッセイセンサー」と題する国際公開第２０１０／００４４３６号；及び「直接免疫センサーアッセイ法」と題する米国特許出願公開第２００３０１８０８１４号、及び「バイオセンサー装置及び使用方法」と題する米国特許第２００６０１３４７１３号、及び「電気化学分析のため方法及び装置」と題する米国特許第２００６０２６６６４４号；及び「電気化学分析のための方法及び装置」と題する米国特許第８１９２５９９号に見出すことができ、それぞれを本明細書において出展明示により援用する。導電性材料は、支持層上で支持して機械強度を高めることができる。この支持層は電気的に導通性であっても、また絶縁性であってもよい。電極は、互いに電気的に孤立し得る。作用電極及び対電極が同一の支持層上にある場合には、直接接触し得ない、さもなければ支持層が導電性の場合には、支持層と電気的に接続し得ない。いくつかの実施態様では、支持層は電気的に絶縁性の材料、例えばポリマー、ガラス、セラミック等からなり得る。いくつかの実施態様では、ポリマー、例えば不活性及び可撓性であるポリエステル、ポリイミド等が有益であり得る。
上記のような様々な方法及び技法は、本出願を実施するためのいくつかの手段を提供する。もちろん、記載する目的又は長所のすべてが、本明細書に記載する任意の特定の実施態様に基づき実現可能であるとは必ずしも限らないと理解される。したがって、例えば、当業者は、方法は、本明細書で教示又は示唆するその他の目的又は長所を必ずしも実現しなくても、本明細書で教示する１つの長所又は一群の長所を実現する又は最適化するように実施可能と認識する。様々な代替法が本明細書に記載されている。いくつかの好ましい実施態様は、１つの、別の、又はいくつかの特徴を特に含み、一方その他の実施態様は、１つの、別の、又はいくつかの特徴を特に除外し、一方なおもその他の実施態様は、１つの、別の、又はいくつかの有利な特徴を含めることにより特定の特徴を緩和するものと理解される。
さらに、当業者は、異なる実施態様に由来する様々な特徴について、その適用可能性を認識する。同様に、本明細書でこれまでに議論した様々な要素、特徴、及びステップ、並びにかかる各要素、特徴、又はステップに関するその他の公知の同等物は、本明細書に記載する原則に沿った方法を実施するために、当業者により様々に組み合わせて採用可能である。様々な要素、特徴、及びステップのうち、その一部は、多様な実施態様において特別に含まれ、その他は特別に除外される。
本出願は、特定の実施態様及び例の文脈において開示されているが、本出願の実施態様は、特別に開示された実施態様を超えて、その他の代替的実施態様及び／又はその使用及び修正態様及び同等態様にまで及ぶことが、当業者により理解される。
いくつかの実施態様では、本出願の特定の実施態様を記載する文脈（特に、以下に記載の特定の特許請求の範囲の文脈）において用いられる用語「ａ」及び「ａｎ」及び「ｔｈｅ」及び類似の引用は、単数形及び複数形の両方を含むものと解釈可能である。本明細書では一連の数値を列挙しているが、それは単に範囲内に該当する個々の数値を個別に引用する簡便な方法として役に立つように意図したに過ぎない。本明細書で別途明示しない限り、個々の数値は、本明細書に個別に列挙したかのように本明細書に組み込まれる。本明細書に記載するすべての方法は、本明細書に別途明示しない限り、さもなければ文脈から明らかに矛盾しない限り、任意の適する順番で実施可能である。本明細書の特定の実施態様において記載する、あらゆる（ａｎｙ）及びすべて（ａｌｌ）という事例、又は事例的な言語（例えば、「等（ｓｕｃｈ ａｓ）」）を使用する場合、それは本出願をより適切に説明するように、また別途主張されなければ、本出願の範囲に制限を設けないように意図したに過ぎない。本明細書の言語は、いずれも本出願の実践に必要不可欠な何らかの請求外の要素を示すものと解釈すべきでない。
本出願を実施するために、発明者にとって既知の最良の方式を含め、本出願の好ましい実施態様を本明細書に記載する。上記説明を閲読すれば、そのような好ましい実施態様の変形態様が、当業者にとって明白となるであろう。当業者は必要に応じてかかる変形態様を採用することができ、また本出願は本明細書に特に記載する以外のやり方で実践可能であると考えられる。したがって、本出願の多くの実施態様は、本明細書に添付の特許請求の範囲に列挙する主題について、該当する法令により許可されるようなすべての修正態様及び同等態様を含む。さらに、上記要素のあらゆる考え得る変形態様に含まれるその任意の組み合わせは、本明細書で別途明示しない限り、さもなければ文脈から明確に矛盾しない限り本出願に含まれる。
本明細書で参照するすべての特許、特許出願、特許出願公開、及びその他の資料、例えば記事、書物、仕様書、公表文献、文書、事物等は、本明細書において本参照により、すべての目的のために本明細書にそのまま組み込まれるが、但し、参照資料そのものと関連したあらゆる訴追履歴、本文書と整合しない若しくは矛盾する参照資料そのものの任意の部分、又は本文書と現在若しくは将来的に関連する特許請求の範囲の最大範囲に制限的な影響を有し得る参照資料そのものの任意の部分を除く。事例として、組み込まれた任意の資料と関連する記載内容、定義、及び／又は用語の使用と、本文書と関連する記載内容、定義、及び／又は用語の使用との間で、何らかの不整合又は矛盾が存在する場合には、本文書内の記載内容、定義、及び／又は用語の使用が優先されなければならない。
最後に、本明細書に開示する本出願の実施態様は、本出願の実施態様の原理について、実例を示すものと理解される。採用可能なその他の修正態様も本出願の範囲内と考えられる。したがって、事例として、但し非限定的に、本出願の実施態様の代替的構成は、本明細書の教示に基づき利用可能である。したがって、本出願の実施態様は、提示及び記載される通りのものに限定されない。
Claims (57)
- 液体サンプル中の標的分析物を検出するバイオセンサーであって、少なくとも第１のチャンバーと第２のチャンバーとを備え、前記第１のチャンバーと前記第２のチャンバーとは、流体連通し、前記第１のチャンバーは、プローブ種を含み、前記プローブ種は、前記第１のチャンバー内でリンカーにより保持され、前記標的分析物は、前記リンカーを開裂させて前記プローブ種を前記第１のチャンバー内の前記液体サンプル中に遊離させることができ、遊離プローブ種を含む前記液体サンプルが、前記第１のチャンバーから前記第２のチャンバーに移動するように構成され、前記遊離プローブ種は、前記第２のチャンバー内で検出機構により検出される、バイオセンサー。
- 前記リンカーが、前記第１のチャンバーの内面に結合している、請求項１に記載のバイオセンサー。
- 前記リンカーが、分離した支持体に結合している、請求項１に記載のバイオセンサー。
- 前記分離した支持体が、ビーズを含む、請求項３に記載のバイオセンサー。
- 前記ビーズが、磁気を帯びている、請求項４に記載のバイオセンサー。
- 前記分離した支持体が、前記第１のチャンバー内で固定化又は遅延化される、請求項３に記載のバイオセンサー。
- 前記リンカーが、共有結合又は非共有結合により結合している、請求項２又は３に記載のバイオセンサー。
- 前記非共有結合が、ストレプトアビジン／ビオチン結合、及びチオール／金結合からなる群から選択される少なくとも１つのメンバーを含む、請求項７に記載のバイオセンサー。
- 前記標的分析物が、酵素を含む、請求項１に記載のバイオセンサー。
- 前記標的分析物が、キモトリプシン、ペプシン、パパイン、イソペプチダーゼ、トロンビン、ラクターゼ、マルターゼ、スクラーゼ、アミラーゼ、パッパリシン−２、リゾチーム、プロテアーゼ、及びマトリックスメタロプロテイナーゼからなる群から選択される少なくとも１つの酵素を含む、請求項９に記載のバイオセンサー。
- 前記リンカーを開裂させて前記プローブ種を遊離させることが、前記標的分析物に対して特異的である、請求項１に記載のバイオセンサー。
- 前記プローブ種が、共有結合又は非共有結合により前記リンカーと連結する、請求項１に記載のバイオセンサー。
- 前記非共有結合が、水素結合、及び静電結合からなる群から選択される少なくとも１つの結合を含む、請求項１２に記載のバイオセンサー。
- 前記標的分析物が、結合を開裂させることができる、請求項１２に記載のバイオセンサー。
- 前記プローブ種が、光学的に活性な分子、酵素、及び電気的に活性な分子を含む、請求項１に記載のバイオセンサー。
- 前記遊離プローブ種が、前記検出機構により直接検出される、請求項１に記載のバイオセンサー。
- 前記遊離プローブ種が、検出反応を起こし、前記検出反応が、反応生成物を生成し、前記反応生成物が、前記検出機構により検出される、請求項１に記載のバイオセンサー。
- 前記検出チャンバーが、試薬を含み、前記試薬が、前記反応に関与する、請求項１７に記載のバイオセンサー。
- 前記試薬が、基質、メディエーター、補助因子、バッファー、及び電気化学種からなる群から選択される少なくとも１つの試薬を含む、請求項１８に記載のバイオセンサー。
- 前記基質が、酵素基質を含む、請求項１９に記載のバイオセンサー。
- 前記検出機構が、反射分光法、透過分光法、蛍光分析法、比濁法、化学発光顕微鏡検査法、電量分析法、電流測定法、電位差測定法からなる群から選択される１つの機構を含む、請求項１に記載のバイオセンサー。
- 前記第１のチャンバーが、反応チャンバーであり、前記第２のチャンバーが、検出チャンバーである、請求項１に記載のバイオセンサー。
- 充填チャンバーをさらに備え、前記充填チャンバーが、前記第１のチャンバーと流体連通している、請求項１に記載のバイオセンサー。
- 前記液体サンプルが毛管作用により移動するように構成されている、請求項１に記載のバイオセンサー。
- アクティベーションするや否や、前記液体サンプルが、前記第１のチャンバーから前記第２のチャンバーに移動するように構成されている、請求項１に記載のバイオセンサー。
- 前記第１のチャンバーが、第１の高さを有し、前記第２のチャンバーが、第２の高さを有し、前記第２の高さが、前記第１の高さよりも低く、前記アクティベーションが、前記第２のチャンバーの通気口を開口させることを含む、請求項２５に記載のバイオセンサー。
- 前記通気口が、前記検出チャンバーの遠位端部に位置する、請求項２６に記載のバイオセンサー。
- 前記第２のチャンバーが、２つ以上の電極を備える、請求項１に記載のバイオセンサー。
- 前記２つ以上の電極のうち、少なくとも２つのそれぞれが、接触パッドと電気的に接続している、請求項２８に記載のバイオセンサー。
- 請求項１に記載のバイオセンサー及びメーターを備える、液体サンプル中の標的分析物を検出するシステム。
- 温度コントロール装置をさらに備える、請求項３０に記載のシステム。
- 前記温度コントロール装置が、ヒーターを備える、請求項３１に記載のシステム。
- 温度測定装置をさらに備える、請求項３０に記載のシステム。
- 内部の温度をシグナル化するための温度シグナリング装置をさらに備える、請求項３０に記載のシステム。
- 前記温度シグナリング装置が、内部の温度が前記標的分析物を検出するのに適する場合に、シグナルを生成する、請求項３４に記載のシステム。
- 前記温度シグナリング装置が、内部の温度が前記標的分析物を検出するのに適さない場合に、シグナルを生成する、請求項３４に記載のシステム。
- 前記シグナルが、可聴的シグナル又は可視的シグナルを含む、請求項３５又は３６に記載のシステム。
- 前記メーターが、再使用可能である、請求項３０に記載のシステム。
- 前記バイオセンサーが、２つ以上の電極を備え、前記２つ以上の電極のうち少なくとも２つのそれぞれが、接触パッドに電気的に接続しており、前記接触パッドが、前記メーターと電気的に接続し得る、請求項３０に記載のシステム。
- 検出用の刺激を生成し得る、請求項３０に記載のシステム。
- 前記刺激が、電気的刺激及び光学的刺激からなる群から選択される少なくとも１つの刺激を含む、請求項４０に記載のシステム。
- 前記電気的刺激が、電流及び電位からなる群から選択される少なくとも１つの刺激を含む、請求項４１に記載のシステム。
- 前記光学的刺激が、１つ又は複数の波長を含む光を含む、請求項４１に記載のシステム。
- 前記刺激が、一定である、請求項４１に記載のシステム。
- 前記刺激が、経時的に変化する、請求項４１に記載のシステム。
- タイミング機構をさらに備える、請求項３０に記載のシステム。
- 前記液体サンプルが前記バイオセンサーの前記第１のチャンバーから前記第２のチャンバーに進行することをアクティベーションする機構をさらに備える、請求項３０に記載のシステム。
- 所望のフォーマットの結果を生成する機構をさらに備える、請求項３０に記載のシステム。
- 前記結果を伝達する機構をさらに備える、請求項４８に記載のシステム。
- 前記結果を伝達する機構が、スクリーン、スピーカー、及びプリンターから選択される少なくとも１つの機構を備える、請求項４９に記載のシステム。
- バイオセンサーを用いて液体サンプル中の標的分析物を検出する方法であって、前記バイオセンサーは、第１のチャンバーと第２のチャンバーとを備え、前記第１のチャンバーは、プローブ種を含み、前記プローブ種は、前記第１のチャンバー内でリンカーにより保持され、前記標的分析物は、前記リンカーを開裂させて前記プローブ種を遊離させることができ、
前記液体サンプルを提供することと、
前記液体サンプルが、前記バイオセンサーの前記第１のチャンバー内に留まり、反応した液体サンプルの生成を可能にすることと、
前記反応した液体サンプルを前記バイオセンサーの前記第２のチャンバーに進行させることと、
前記バイオセンサーの前記第２のチャンバー内で検出可能なシグナルを測定することと
を含み、
前記検出可能なシグナルが、前記液体サンプル中の前記標的分析物の存在及び／又は量を示す、方法。 - 前記バイオセンサーの前記第１のチャンバーを、前記液体サンプルで満たすことをさらに含む、請求項５１に記載の方法。
- 前記液体サンプルが、前記バイオセンサーの前記第１のチャンバー内に、所定の時間留まる、請求項５１に記載の方法。
- 所望のフォーマットの結果を前記検出可能なシグナルから導出することをさらに含む、請求項５１に記載の方法。
- 前期結果を導出することが、前記標的分析物が前記サンプル中に存在するかどうかに関する定性的結果、前記サンプル中の前記標的分析物の近似的な濃度範囲が得られる半定量的結果、及び前記液体サンプル中の前記標的分析物の定量的濃度見積りから選択される結果を生成することを含む、請求項５４に記載の方法。
- 前記標的分析物の形態が、活性な形態、不活性な形態、又は欠陥のある形態を含む、請求項５５に記載の方法。
- 請求項１に記載のバイオセンサーを製造する方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201261703182P | 2012-09-19 | 2012-09-19 | |
| US61/703,182 | 2012-09-19 | ||
| PCT/IB2013/002582 WO2014045122A1 (en) | 2012-09-19 | 2013-09-19 | Systems and methods for enzyme detection |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015535683A true JP2015535683A (ja) | 2015-12-17 |
| JP2015535683A5 JP2015535683A5 (ja) | 2016-11-10 |
Family
ID=50340645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015531657A Pending JP2015535683A (ja) | 2012-09-19 | 2013-09-19 | 酵素検出のためのシステム及び方法 |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20150226735A1 (ja) |
| EP (1) | EP2898058A4 (ja) |
| JP (1) | JP2015535683A (ja) |
| KR (1) | KR20150056609A (ja) |
| CN (1) | CN104837983A (ja) |
| AU (1) | AU2013319906A1 (ja) |
| BR (1) | BR112015006052A2 (ja) |
| CA (1) | CA2884568A1 (ja) |
| HK (1) | HK1212375A1 (ja) |
| IN (1) | IN2015DN02779A (ja) |
| MX (1) | MX2015003431A (ja) |
| SG (2) | SG11201501853SA (ja) |
| WO (1) | WO2014045122A1 (ja) |
| ZA (1) | ZA201502206B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210105755A (ko) * | 2020-02-19 | 2021-08-27 | (주)큐베스트바이오 | 반응 온도 및 반응 시간 조절이 가능한 스트립 및 그 스트립을 이용한 샘플 분석 시스템 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140055528A (ko) * | 2012-10-31 | 2014-05-09 | 삼성전자주식회사 | 미세유동장치, 미세유동시스템 및 미세유동 검사장치의 제어방법 |
| WO2018076061A1 (en) * | 2016-10-26 | 2018-05-03 | The University Of Melbourne | An assay and method of treatment |
| CN107727861B (zh) * | 2017-08-22 | 2019-10-22 | 厦门依柯利斯医疗科技有限公司 | 一种胃蛋白酶测定试剂盒及测定方法 |
| CN107608410A (zh) * | 2017-09-15 | 2018-01-19 | 刘程秀 | 一种智能反应釜的温度控制方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000509140A (ja) * | 1996-02-08 | 2000-07-18 | オーストラリアン メンブレイン アンド バイオテクノロジィ リサーチ インスティチュート | 酵素検出バイオセンサー |
| JP2003530859A (ja) * | 2000-04-13 | 2003-10-21 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 固定化酵素基材を使用した細菌およびバクテリオファージの検出 |
| JP2007509610A (ja) * | 2003-10-09 | 2007-04-19 | シーマインズ インコーポレイテッド | 皮膚癌を検出するための非侵襲性システム |
| JP2011527434A (ja) * | 2008-07-11 | 2011-10-27 | ユニバーサル バイオセンサーズ ピーティーワイ リミテッド | 改良型免疫測定センサ |
| JP2011527889A (ja) * | 2008-07-16 | 2011-11-10 | ラジオメーター・メディカル・アー・ペー・エス | トロンビン基質およびサンプル中の生体活性トロンビンのレベルを測定するためのアッセイ |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5773238A (en) * | 1995-07-07 | 1998-06-30 | Shukla; Ashok K. | Droplet chemical reaction chamber |
| US6942771B1 (en) * | 1999-04-21 | 2005-09-13 | Clinical Micro Sensors, Inc. | Microfluidic systems in the electrochemical detection of target analytes |
| US20060134713A1 (en) * | 2002-03-21 | 2006-06-22 | Lifescan, Inc. | Biosensor apparatus and methods of use |
| US20030180814A1 (en) * | 2002-03-21 | 2003-09-25 | Alastair Hodges | Direct immunosensor assay |
| CN101375150A (zh) * | 2006-01-24 | 2009-02-25 | 英潍捷基公司 | 用于定量分析物的装置和方法 |
| JP2009524832A (ja) * | 2006-01-24 | 2009-07-02 | ライフ テクノロジーズ コーポレーション | 検体を定量するためのデバイスおよび方法 |
| EP2536847B1 (en) * | 2010-02-15 | 2018-08-08 | Cascade Biosystems, Inc. | Methods and materials for assessing rna expression |
-
2013
- 2013-09-19 SG SG11201501853SA patent/SG11201501853SA/en unknown
- 2013-09-19 BR BR112015006052A patent/BR112015006052A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2013-09-19 CN CN201380048856.XA patent/CN104837983A/zh active Pending
- 2013-09-19 US US14/429,744 patent/US20150226735A1/en not_active Abandoned
- 2013-09-19 SG SG10201702180WA patent/SG10201702180WA/en unknown
- 2013-09-19 WO PCT/IB2013/002582 patent/WO2014045122A1/en active Application Filing
- 2013-09-19 CA CA2884568A patent/CA2884568A1/en not_active Abandoned
- 2013-09-19 AU AU2013319906A patent/AU2013319906A1/en not_active Abandoned
- 2013-09-19 JP JP2015531657A patent/JP2015535683A/ja active Pending
- 2013-09-19 MX MX2015003431A patent/MX2015003431A/es unknown
- 2013-09-19 KR KR1020157009521A patent/KR20150056609A/ko not_active Application Discontinuation
- 2013-09-19 EP EP13838607.3A patent/EP2898058A4/en not_active Withdrawn
-
2015
- 2015-03-31 ZA ZA2015/02206A patent/ZA201502206B/en unknown
- 2015-04-06 IN IN2779DEN2015 patent/IN2015DN02779A/en unknown
-
2016
- 2016-01-12 HK HK16100314.1A patent/HK1212375A1/xx unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000509140A (ja) * | 1996-02-08 | 2000-07-18 | オーストラリアン メンブレイン アンド バイオテクノロジィ リサーチ インスティチュート | 酵素検出バイオセンサー |
| JP2003530859A (ja) * | 2000-04-13 | 2003-10-21 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 固定化酵素基材を使用した細菌およびバクテリオファージの検出 |
| JP2007509610A (ja) * | 2003-10-09 | 2007-04-19 | シーマインズ インコーポレイテッド | 皮膚癌を検出するための非侵襲性システム |
| JP2011527434A (ja) * | 2008-07-11 | 2011-10-27 | ユニバーサル バイオセンサーズ ピーティーワイ リミテッド | 改良型免疫測定センサ |
| JP2011527889A (ja) * | 2008-07-16 | 2011-11-10 | ラジオメーター・メディカル・アー・ペー・エス | トロンビン基質およびサンプル中の生体活性トロンビンのレベルを測定するためのアッセイ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210105755A (ko) * | 2020-02-19 | 2021-08-27 | (주)큐베스트바이오 | 반응 온도 및 반응 시간 조절이 가능한 스트립 및 그 스트립을 이용한 샘플 분석 시스템 |
| KR102383155B1 (ko) * | 2020-02-19 | 2022-04-06 | 주식회사 큐베스트바이오 | 반응 온도 및 반응 시간 조절이 가능한 스트립 및 그 스트립을 이용한 샘플 분석 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2884568A1 (en) | 2014-03-27 |
| US20150226735A1 (en) | 2015-08-13 |
| HK1212375A1 (en) | 2016-06-10 |
| EP2898058A4 (en) | 2016-04-27 |
| SG11201501853SA (en) | 2015-04-29 |
| AU2013319906A1 (en) | 2015-04-23 |
| CN104837983A (zh) | 2015-08-12 |
| MX2015003431A (es) | 2015-06-22 |
| BR112015006052A2 (pt) | 2017-07-04 |
| KR20150056609A (ko) | 2015-05-26 |
| EP2898058A1 (en) | 2015-07-29 |
| IN2015DN02779A (ja) | 2015-09-04 |
| ZA201502206B (en) | 2016-03-30 |
| WO2014045122A1 (en) | 2014-03-27 |
| SG10201702180WA (en) | 2017-05-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9939440B2 (en) | Electrochemical analyte detection apparatus and method | |
| US10379117B2 (en) | Smart glass slide for microarrays | |
| Liu et al. | Disposable electrochemical immunosensor diagnosis device based on nanoparticle probe and immunochromatographic strip | |
| US9075041B2 (en) | Methods for generating pH/ionic concentration gradient near electrode surfaces for modulating biomolecular interactions | |
| Lin et al. | A nanoparticle label/immunochromatographic electrochemical biosensor for rapid and sensitive detection of prostate-specific antigen | |
| KR101644144B1 (ko) | 향상된 면역분석 센서 | |
| JP6639479B2 (ja) | 干渉補償型の２電極テストストリップ | |
| Tan et al. | based enzyme immobilization for flow injection electrochemical biosensor integrated with reagent-loaded cartridge toward portable modular device | |
| JP2003302403A (ja) | アッセイ | |
| KR20030036605A (ko) | 면역센서 | |
| US20080223732A1 (en) | Electrochemical detection method | |
| JP2015535683A (ja) | 酵素検出のためのシステム及び方法 | |
| JPS61500152A (ja) | 流動体迅速定量分析用装置 | |
| US9863931B2 (en) | On-board control detection | |
| JPH04118554A (ja) | 電気化学的酵素測定方法およびバイオセンサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160916 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160916 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171003 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20171225 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20180302 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20181002 |