JP2016509236A - 転換領域を持つ複数面の側方流動アッセイ - Google Patents

転換領域を持つ複数面の側方流動アッセイ Download PDF

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Abstract

側方流動デバイスは、サンプル圧縮機、及び、転換領域を含む試験ストリップを備える。障壁及び/又は間隙或いは溝を含み得る転換領域は、流動を止めるか又は妨げる。流動は再び始められ、サンプル圧縮機の圧縮により代替の平面に転換される。流動は、転換領域の端部にて、元の側方平面に戻る。【選択図】図24A

Description

<関連出願への参照>
本出願は、以下の係属中の特許出願からの優先権を主張するものである:
2013年3月7日出願の米国特許出願第13/788,616号、表題「MULTIPLANAR LATERAL FLOW ASSAY WITH DIVERTING ZONE」;
2013年3月8日出願の米国特許出願第13/790,125号、表題「METHOD AND DEVICE FOR COMBINED DETECTION OF VIRAL AND BACTERIAL INFECTIONS」;
2013年3月8日出願の米国特許出願第13/790,160号、表題「METHOD AND DEVICE FOR COMBINED DETECTION OF VIRAL AND BACTERIAL INFECTIONS」。
<発明の分野>
本発明はポイント・オブ・ケア検査の分野に関する。より具体的には、本発明は側方流動アッセイに関する。
<関連技術の詳細>
側方流動アッセイは、1つのアッセイストリップで様々な試薬と製造工程を組み合わせて、それにより標的分子の検出のための高感度且つ迅速な手段を提供する、アッセイの一部(subset)である。抗体に基づいた側方流動イムノアッセイは、多様な標的分析物に利用可能であり、サンドイッチ試験又は競合試験の原理のために設計され得る。一般的に、複数のエピトープを含む高分子量の分析物は、サンドイッチ形式で分析されるが、1つのエピトープのみを表す小分子は、競合アッセイによって検出される。最初の試験は、ヒト絨毛性ゴナドトロピン(hCG)のために行なわれた。今日では、排卵をモニタリングするための、感染症の病原体を検出するための、薬物の乱用を分析するための、及び、人間生理学にとって重要な他の分析物を測定するための、商業上利用可能な試験が存在する。獣医試験、環境試験、および、製品のモニタリングのための商品も導入されている。
先行技術では、これらのアッセイにおける流動性の(mobile)標識化された受容体(トレーサー又は本明細書では試験接合体(conjugate)としても知られる)は、試験ストリップ上で乾燥されるか、(試験ストリップへの塗布の前にサンプルと予め混合可能となるように)外部の溶出液中に含有されるか、又は、溶出媒体の一部に含まれる。
1994年2月9日に公開された欧州特許公報EP0582231、表題「SOLID PHASE ASSAY」は、対象の分析物を含み得るサンプルに接触する第1の部分を備えた多孔性の固体支持部を用いるアッセイを開示している。サンプルは固体支持部を通って流れ、分析物は、もし存在する場合、固体支持部上で可逆的に固定されたトレーサーに組み合わせる。サンプルとトレーサーは、最初は毛細管流動を介して(例えば、垂直に)第1の部分に対して垂直な方向に移動する。その後、トレーサーと分析物は、サンドイッチイムノアッセイ形式で分析物に結合する、固定化された結合剤を含む第2の部分に対して、毛細管流動によって材料を通って移動し続ける。第2の部分への移動は、トレーサーとサンプルが最初に移動する方向(例えば、側方に)に垂直な方角で生じる。サンプルとトレーサーの全ての移動は、デバイスを通る毛細管流動によって生じる。移動は垂直且つ側方に生じるが、流路は1つしか存在しない。サンプル、トレーサー、及び固定化された結合剤は全て同じ流路にある。
2007年9月27日に公開された米国特許公開第2007/0224701号、表題「COMBINATION VERTICAL AND LATERAL FLOW IMMUNOASSAY DEVICE」は、イムノアッセイデバイス、キット、及び、垂直な流動と側方の流動の組み合わせを用いて液体サンプル中の分析物の存在又は不在を測定する方法を開示している。デバイスは、結合剤の支持媒体と垂直に並置される標識化した受容体を含む、トレーサーパッドを備える。この公報で開示されたデバイスは複数に区分されるが、EP0582231と同様に、流路は1つしかない。サンプル、標識化された受容体、及び、結合剤の支持媒体は全て、同じ流路にある。
1つの好ましい実施形態において、サンプル中の分析物を検出するための側方流動デバイスは、サンプル圧縮機と試験ストリップとを備える。試験ストリップは、試験領域と、試験領域の上流にある転換領域(diverting zone)とを備え、転換領域は、試験ストリップ上の側方流動を妨げる。側方流動デバイスはまた、分析物と標識のための第1の結合パートナーを含む接合体、並びに分析物のための第2の結合パートナーを備える。サンプルが側方流動デバイスに塗布されるサンプル塗布領域は、次のものから成る群から選択された場所に位置する:i)検出領域の上流にある試験ストリップの上;ii)サンプル圧縮機の上;及び、iii)サンプルの採取のためのサンプル採取部を含むサンプル採取装置の上。接合体、第2の結合パートナー、及び接合体と第2の結合パートナーの両方から成る群から選択される構成要素は、側方流動デバイスの使用前に試験ストリップ上に置かれない。サンプル圧縮機は、サンプル圧縮機の上に流動を転換し、且つ、転換領域の端部にて試験ストリップへ流動を戻すために、転換領域の上にブリッジ(bridge)を作成する。幾つかの好ましい実施形態において、転換領域は間隙を含む。他の好ましい実施形態において、転換領域は障壁を含む。
別の好ましい実施形態において、方法は、試験ストリップとサンプル圧縮機とを備える側方流動デバイス上で、サンプルのアッセイを実行する。サンプルは側方流動デバイスの上に置かれ、側方流動は、試験ストリップ上に転換領域を含むことにより試験ストリップ上で妨げられる。妨げられた流動は、サンプル圧縮機を使用してデバイスに圧力を加えることによりサンプル圧縮機に転換され、流動は、転換領域の端部にて試験ストリップに戻る。幾つかの好ましい実施形態において、サンプルは、次のものから成る群から選択される場所に置かれるサンプル塗布領域上に置かれる:i)検出領域の上流にある試験ストリップの上;ii)サンプル圧縮機の上;及び、iii)サンプルの採取のためのサンプル採取部を含むサンプル採取装置の上。
別の好ましい実施形態において、サンプル採取装置上にサンプルを移し、且つ、分析物の結合パートナーを側方流動デバイス中のサンプル塗布領域に移すために、サンプル圧縮機は、試験ストリップのサンプル塗布領域にてサンプル採取装置に圧力を加える。分析物の結合パートナーの少なくとも1つは、側方流動デバイスの使用前に試験ストリップ上に、又は溶出する溶液の中には置かれない。1つの好ましい実施形態において、試験ストリップは、デバイスを通る流動をサンプル圧縮機に転換する、障壁、間隙、又は、溝などの、通行不能な転換領域を備える。試験ストリップは、試験ストリップ上で分析物へと明確に結合する分子がない、一般的な試験ストリップでもよい。サンプル圧縮機は、サンプル圧縮機上で分析物へと明確に結合する分子がない、一般的なサンプル圧縮機でもよい。側方流動デバイスは強化要素も備えてもよく、これは、試験領域中の検出信号を増強させるために、分析物サンドイッチに結合する。
本発明の1つの実施形態において、分析物を検出するための側方流動デバイスは、サンプル圧縮機、サンプル採取部を含むサンプル採取装置、サンプル塗布領域を含む試験ストリップ、転換領域、試験領域、及び、分析物とラベルのための第1の結合パートナーを備える接合体、並びに分析物のための第2の結合パートナーを備える。接合体、第2の結合パートナー、又は接合体と第2の結合パートナーの両方は、側方流動デバイスの使用前に試験ストリップに置かれない。サンプル圧縮機、サンプル採取装置、及び試験ストリップは、圧縮によって試験ストリップにサンプルを塗布するために垂直な堆積物を形成する。サンプル圧縮機は好ましくは、側方流動デバイスの使用前にパッド上に置かれる接合体及び/又は第2の結合パートナーを含む、パッド/フリースを備える。幾つかの実施形態において、側方流動デバイスは、サンプル圧縮機パッド上に置かれた第1の対照結合パートナーと、試験ストリップの対照領域において固定される第2の対照結合パートナーとを備え、第1の対照結合パートナーは、第2の対照結合パートナーのための結合パートナーである。側方流動デバイスは好ましくは、陽性の結果が、第1の結合パートナーと第2の結合パートナーへの分析物の結合による、試験領域中の分析物の分離によってのみ達成されるように、形成される。試験領域は好ましくは、明確に分析物に結合する分子を含まない。好ましくは、第2の結合パートナーはタグを含み、試験領域はタグのための固定された結合パートナーを含む。
側方流動デバイス中の試験ストリップとサンプル採取装置を示す。 本発明の実施形態におけるサンプル圧縮機を示す。 本発明の実施形態における別のサンプル圧縮機を示す。 本発明の実施形態におけるサンプル採取装置を示す。 本発明の実施形態における側方流動試験ストリップを示す。 本発明の実施形態における、分析物、接合体、及び固定された結合パートナーを含む、完全なサンドイッチを示す。 本発明の実施形態において、図3Aの試験ストリップ、サンプル採取装置、及びサンプル圧縮機を含む側方流動デバイスを示す。 本発明の実施形態における別の側方流動試験ストリップを示す。 本発明の実施形態における、分析物、接合体、及び、タグ付けされた第2の結合パートナーを含む完全なサンドイッチを示す。 本発明の実施形態における、図4Aの試験ストリップ、サンプル採取装置、及びサンプル圧縮機を含む側方流動デバイスを示す。 本発明の実施形態における、また別の側方流動試験ストリップを示す。 本発明の別の実施形態における、図5Aの試験ストリップ、サンプル採取装置、及びサンプル圧縮機を含む側方流動デバイスを示す。 本発明の実施形態における別の側方流動試験ストリップを示す。 本発明の別の実施形態における、図6Aの試験ストリップ、サンプル採取装置、及びサンプル圧縮機を含む側方流動デバイスを示す。 試験領域が本発明の実施形態のサンプル塗布領域にあるという点を除いて、図3Cのデバイスに類似するデバイスを示す。 試験領域が本発明の実施形態のサンプル塗布領域にあるという点を除いて、図4Cのデバイスに類似するデバイスを示す。 試験領域が本発明の実施形態のサンプル塗布領域にあるという点を除いて、図5Bのデバイスに類似するデバイスを示す。 試験領域が本発明の実施形態のサンプル塗布領域にあるという点を除いて、図6Bのデバイスに類似するデバイスを示す。 本発明の実施形態における側方流動デバイスを示す。 本発明の実施形態における別の側方流動デバイスを示す。 本発明の実施形態における垂直な堆積物を示す。 試験領域における先行技術の金の接合体サンドイッチ(conjugate sandwich)を示す。 本発明の実施形態における、試験領域での信号の強化を含むサンドイッチを示す。 本発明の実施形態における、試験領域での堆積物を含むサンドイッチを示す。 本発明の実施形態における、信号強化要素を備えた側方流動デバイスの概略的な分解立体図を示す。 本発明の別の実施形態における側方流動デバイスを示す。 本発明の実施形態において形成される堆積物を示す。 試験領域で固定化される図15Aの堆積物を示す。 対照領域で形成される複合物(complex)を示す。 本発明の別の実施形態における側方流動デバイスを示す。 本発明の実施形態において形成される堆積物を示す。 試験領域で固定された図17Aの堆積物を示す。 本発明の別の実施形態における側方流動デバイスを示す。 本発明の実施形態において形成される堆積物を示す。 試験領域で固定された図19Aの堆積物を示す。 本発明の実施形態における側方流動試験ストリップを示す。 分析物と、標識化された接合体と、第2のタグ付けされた流動性の結合パートナーとの間で、好ましくは、試験線に到達する前に形成される「完全な」サンドイッチを示す。 強化要素を備えた側方流動試験ストリップの別の実施形態を示す。 分析物の存在下で試験線に積み重ねられた複合物を示す。 追加の強化要素を備えた、試験線で積み重ねられた複合物を示す。 本発明の実施形態における増幅源のカプセル化を示す。 本発明の実施形態における銀の顕色剤のカプセル化を示す。 本発明の実施形態における銀の塩と銀の顕色剤のカプセル化を示す。 本発明の実施形態における第1の接合体のカプセル化を示す。 本発明の実施形態における第2の接合体(堆積する接合体)のカプセル化を示す。 本発明の別の実施形態における、障壁を備える側方流動デバイスを示す。 圧縮後の図24Aの側方流動デバイスを示す。 本発明の別の実施形態における、間隙を備える側方流動デバイスを示す。 圧縮後の図25Aの側方流動デバイスを示す。 本発明の実施形態における、転換領域とサンプル圧縮機とを備えた側方流動デバイスの側面図を示す。 図26Aの側方流動デバイスの斜視図である。 本発明の実施形態における、転換領域、サンプル圧縮機、仕切り紙を含むサンプル採取デバイス、及びクロマトグラフィ試験ストリップを備えた側方流動デバイスの側面図を示す。 図27Aの実施形態における試験ストリップのセクションの上から見下ろした図を示す。 図27Bの実施形態において仕切り紙がサンプル塗布領域の上に置かれた後の、試験ストリップのセクションの上から見下ろした図を示す。 本発明の実施形態における、転換領域、サンプル圧縮機、仕切り紙を含むサンプル採取デバイス、及びクロマトグラフィ試験ストリップを備えた側方流動デバイスを示す。 本発明の別の実施形態における、障壁を備える側方流動デバイスを示す。 圧縮後の図29Aの側方流動デバイスを示す。 本発明の別の実施形態における、間隙を備える側方流動デバイスを示す。 圧縮後の図30Aの側方流動デバイスを示す。 本発明の別の実施形態における、障壁を備える側方流動デバイスを示す。 圧縮後の図31Aの側方流動デバイスを示す。 本発明の別の実施形態における、間隙を備える側方流動デバイスを示す。 圧縮後の図32Aの側方流動デバイスを示す。 本発明の実施形態における、転換領域とサンプル圧縮機とを備えた側方流動デバイスの側面図を示す。 図33Aの側方流動デバイスの斜視図である。 本発明の実施形態における、転換領域とサンプル圧縮機とを備えた側方流動デバイスの側面図を示す。 図34Aの側方流動デバイスの斜視図である。 本発明の別の実施形態における、障壁を備える側方流動デバイスを示す。 圧縮後の図35Aの側方流動デバイスを示す。 本発明の別の実施形態における、間隙を備える側方流動デバイスを示す。 圧縮後の図36Aの側方流動デバイスを示す。 本発明の実施形態における、転換領域とサンプル圧縮機とを備えた側方流動デバイスの側面図を示す。 図37Aの側方流動デバイスの斜視図である。 本発明の実施形態における、転換領域、サンプル圧縮機、セパレータ用紙を含むサンプル採取デバイス、及びクロマトグラフィ試験ストリップを備えた側方流動デバイスの側面図を示す。 図38Aの実施形態における試験ストリップのセクションの上から見下ろした図を示す。 図38Bの実施形態においてセパレータ用紙がサンプル塗布領域の上に置かれた後の、試験ストリップのセクションの上から見下ろした図を示す。 本発明の実施形態における、転換領域、サンプル圧縮機、セパレータ用紙を含むサンプル採取デバイス、及びクロマトグラフィ試験ストリップを備えた側方流動デバイスを示す。 本発明の別の実施形態における、障壁を備える側方流動デバイスを示す。 圧縮後の図40Aの側方流動デバイスを示す。 本発明の別の実施形態における、間隙を備える側方流動デバイスを示す。 圧縮後の図41Aの側方流動デバイスを示す。 本発明の別の実施形態における、障壁を備える側方流動デバイスを示す。 圧縮後の図42Aの側方流動デバイスを示す。 本発明の別の実施形態における、間隙を備える側方流動デバイスを示す。 圧縮後の図43Aの側方流動デバイスを示す。 本発明の実施形態における、転換領域とサンプル圧縮機とを備えた側方流動デバイスの側面図を示す。 図44Aの側方流動デバイスの斜視図である。 本発明の実施形態における、転換領域とサンプル圧縮機とを備えた側方流動デバイスの側面図を示す。 図45Aの側方流動デバイスの斜視図である。 本発明の実施形態において、2重の試験ストリップを備える完全に開いたサンプル分析デバイスを示し、同様に、平面にあるサンプル圧縮機上の接合領域とサンプル塗布領域は試験ストリップから分離される。 閉じられたハウジングの一部を備えた図46Aのサンプル分析装置を示すが、接合領域は、デバイスの左側で視認可能なままである。 試験を開始した後の、図46Aのサンプル分析装置を示す。 本発明の実施形態における、MxAとCRPの両方に陰性の検査結果を示す。 本発明の実施形態における、MxAに陽性の検査結果を示す。 本発明の実施形態における、MxAに陽性の検査結果を示す。 本発明の実施形態における、CRPに陽性の検査結果を示す。 本発明の実施形態における、CRPに陽性の検査結果を示す。 本発明の実施形態における、同時感染を示す、CRPとMxAの両方に陽性の検査結果を示す。 本発明の実施形態における、2重の試験ストリップを備える完全に開いたサンプル分析デバイスを示し、及び、平面にあるサンプル圧縮機上の接合領域は試験ストリップから分離される。 閉じられたハウジングの一部を備えた図48のサンプル分析デバイスを示すが、接合領域は、デバイスの左側で視認可能なままである。 試験を開始した後の、図48Aのサンプル分析デバイスを示す。 本発明の実施形態における、サンプル分析デバイスを使用するサンプル分析のためのキットを示す。
本発明は、サンプル中の分析物(標的としても知られる)を検出するための方法とデバイスに関し、分析されるサンプルはクロマトグラフィ担体に塗布される。ポイント・オブ・ケア検査のための複数面の構造において、問題になっている分析物の結合パートナーの1つを包含する接合体は、好ましくは、異なる面から送達される。分析物を包含するサンプルはソースから直接採取され、好ましくは、従来の処理、溶出、希釈、又は濃縮を経たものではない。接合体は、本明細書では圧縮機デバイスとも称されるサンプル圧縮機によってサンプルと接触するように作られる。圧縮は、固定化された接合体とサンプルを組み合わせるのに役立つ。好適な実施形態において、接合体を含むサンプル圧縮機は、好ましくは、サンプル分析デバイスから完全に分離している。サンプル圧縮機は試験ストリップ上の流路の一部ではない。結果として、サンプル分析デバイス(好ましくは、試験ストリップ)への接合体とサンプルの移動は、流動や毛細管現象ではなく、圧力を用いて始められる。サンプル圧縮機を適用した後、ランニングバッファー(running buffer)を塗布する前に、必要に応じて時間差があってもよい。サンプル塗布と、流動による試験の開始との間の時間差は、分析物の安定性に依存して、24時間又は数日までである。実施形態に依存して、サンプル圧縮機、サンプル採取装置、及び1以上の外部の結合パートナーの任意の組み合わせを含む非試験ストリップ構成要素は、好ましくは、流動が始まるまでは試験ストリップに結合したままである。
幾つかの好ましい実施形態において、サンプル分析デバイスは、サンプル分析デバイスを通る流動を別個の平面に転換する、障壁、間隙、又は溝などの転換領域を備える。これは、サンプル圧縮機上の試薬と、サンプル分析デバイス上の試薬とサンプルの両方との間の相互作用を増加させる。加えて、サンプル圧縮機が「ブリッジ」を作成するために下げられるまで、障壁は流動を完全に遮断し、ブリッジは、圧縮機がある平面に流動を向けさせ、その後、障壁が途切れるサンプル分析デバイスに流動を戻す。液体が圧縮機を通って流れなければならないため、液体は移動するにつれて圧縮機パッド上に置かれる任意の試薬(接合体を含む)を採取する。
本発明の側方流動デバイスは、抗体を用いるイムノアッセイであるか、又は、抗体を用いない代わりに他の結合パートナー(核酸、ナノ粒子、リガンド及び受容体を含むがこれらに限定されない)を用いる非イムノアッセイであってもよい。
本発明のさらなる記載の前に、そして、本発明が更に容易に理解されるように、本発明に関連する特定の用語が本明細書で定義される。
本明細書で使用されるような用語「圧縮」は、サンプル圧縮機のパッド上のサンプル及び任意の構成要素を試験ストリップに塗布することを指す。サンプルと負領域がサンプル採取装置上に、又はサンプル圧縮機のパッド上にある実施形態において、パッド、サンプル採取装置の採取部、及び、サンプル塗布領域は、その3つの圧縮が試験ストリップへのサンプルの塗布の間に生じるように、好ましくは全て圧縮可能である。
本明細書で使用されるような用語「圧力」とは、物理的な圧力、より具体的には、サンプル採取装置のサンプルに対して、次に、試験ストリップのサンプル塗布領域に対して、サンプル圧縮機によってかけられる物理的な圧力のことを指す。サンプル採取装置のない実施形態において、圧力はサンプル圧縮機とストリップの構成要素との間にかけられる。本明細書で使用されているように、側方流動デバイスの機械的なバイアス又はユーザーによって供給される圧力は、サンプル圧縮機のパッド、サンプル採取装置の採取部、及び、試験ストリップのサンプル塗布領域を物理的に接触させることによって、サンプル圧縮機のパッド上のサンプルと任意の構成要素を試験ストリップに移動させる。この移動は好ましくは、垂直流動によっては生じない。他の実施形態において、圧力は、(接合試薬、対照試薬、及び/又はサンプル塗布領域の何れか又は全てを含み得る)サンプル圧縮機のパッド及び試験ストリップを物理的に接触させることにより、サンプル圧縮機のパッド上のサンプルと任意の構成要素を試験ストリップに移動させる。この移動は好ましくは、垂直流動によっては生じない。
本明細書で使用されるような用語「垂直の」と「垂直に」は、パッド又は媒体のような、デバイス中で利用される要素の長さと幅の寸法に対立するものとして、厚さ又は深さと平行な方向を指す。
本明細書で使用されるような用語「側方の」と「側方に」は、パッドと媒体のような、デバイス中で利用される要素の幅と深さの寸法に対立するものとして、長さと平行な方向を指す。
幾つかの実施形態において、試験ストリップの要素の多くはほぼ平面であり、垂直の寸法よりも大きな側方の寸法を有している。しかしながら、互いに対するこれらの寸法の大きさは、本発明の精神の範囲内で変更されてもよい。一般的に、「垂直な」、「垂直に」、「側方の」、及び、「側方に」との用語は、デバイスの要素の並置又は配向を指す。垂直に並置された要素について、このような要素の平面に垂直であり且つ交差する線は、他の垂直に並置される要素の平面に対してもほぼ垂直であり且つ交差する。
本明細書で使用されるような用語「流路」は、流動デバイスの使用中の該デバイス内の毛細管流動の経路を指す。従来の側方流動デバイス内の流路はデバイスの長さに沿って側方にある。本発明の好ましい実施形態において、側方流路は、転換領域によってサンプル圧縮機へと送達され、その後、転換領域の端部にて試験ストリップ上に戻される。
本明細書で使用されるような用語「標識」は、検知可能且つ好ましくは定量化可能な信号を提供するために使用される、蛍光タグなどの任意の原子又は分子を指す。標識の検知方法は、限定されないが、可視検知、蛍光、化学発光、放射能、比色法、重量測定、X線回折、X線による吸収、磁性、及び酵素活性を含む。可視スペクトル試験領域は、スペクトロメーターによって解釈されることで、定量化された試験結果をもたらしてもよい。
本明細書で使用されるような用語「インサイツの溶解(in situ lysis)」は、溶解動作が別の工程として行なわれないように、クロマトグラフィ試験ストリップ又は他の側方流動イムノアッセイデバイスなどのポイント・オブ・ケア検査デバイスに溶解剤を組み込むための技術を指す。
本明細書で使用されるような用語「領域」は、試験ストリップの任意の部分を指す。
領域の境界は、好ましくは、横方向に垂直な平面である。用語「領域」は用語「線」を包含し、「線」は幅よりもかなり小さな横方向の長さを有する領域を指す。
本明細書で定義されるような用語「カプセル化」及び「マイクロカプセル化」は、カプセルの内部にあるように、封入物中のアッセイの試薬又は構成要素を一時的に/非恒久的に包装する又は包むことを意味する。封入物は、適切な時間まで周辺環境から試薬又は構成要素を保護する。その後、材料は、破裂、溶解、融解、又は拡散を含む多様な手段によって、封入物壁を通って流出する。マイクロカプセル化において、封入物は1ミクロンから数ミリメートルまでの大きさで変動する。本明細書で使用されるような用語「カプセル化した」は、カプセル化又はマイクロカプセル化を受けたアッセイ構成要素又は試薬を指す。
本明細書で使用されるような用語「障壁」は、流動を妨害、遮断、又は妨げる物理構造又は化学的障壁を指す。障壁は代替的に、他の試薬(例えば銀又は堆積する試薬)の、更に遅い(遅延した)放出を可能にするために半透過性であってもよい。幾つかの実施形態において、障壁は、セファデックス、セファロース、又は酢酸セルロースなどの不活性の材料である。障壁は代替的に、天然の化学物質(例えば、カルシウム塩(例えば、CaCl2又はCaSo4)、又は乾燥材に使用されるシリカゲルを含むがこれらに限定されない、吸湿材)であってもよい。乾燥剤の吸収能力は限定的であり(及び、異なる量を埋め込むことにより制御可能であり)、一旦その限界を超えると、液体はそれらの上に(又はそれらを通って)移動することができる。ヒドロゲルは別の例である。障壁は代替的に、水性のランニングバッファーを「受けつけない」、天然の疎水性であってもよい。本明細書に記載される側方流動デバイスにおいて、障壁は、側方平面で流動を遮断して、別の平面に転換させる。幾つかの好ましい実施形態において、障壁は、同じ平面で流動を妨げる不浸透性の膜である。他の好ましい実施形態において、流動を妨げる障壁は、2つの流動の流速を異なるものにする「半透過性」である。更にゆっくりとした流路は、時間が遅延した様式で新たな試薬を送達し得る。
本明細書で使用されるような用語「間隙」又は「溝」は、流動を妨害、遮断、又は妨げる開口部、亀裂、又は穴を指す。本明細書に記載される側方流動デバイスにおいて、間隙又は溝は、側方平面で流動を止めて、別の平面に転換させる。間隙又は溝の深さは、流動を完全に止める又は遮断するのに十分な深さである。
本発明の実施形態は、検出される分析物(標的)が試験ストリップの試験領域で固定化された結合パートナーに直接結合しない場合のアッセイを含む。その代わりに、分析物は好ましくは、ストリップ上の他の領域(又は、幾つかの実施形態のバッファー内)の1つ以上の分析物結合パートナーと相互作用する。分析物結合パートナーの少なくとも1つは、試験領域中の第2の固定化されたタグを備えた複合物を形成する第1のタグを含む。他の実施形態において、分析物は、試験ストリップの試験領域における固定された結合パートナーに直接結合する。
好ましい実施形態において、対照領域の結合パートナーはサンプル圧縮機に含まれる。この設計によって、サンプル圧縮機上の接合体領域が試験ストリップと接触するように適切に圧縮且つ製造されていない場合、いかなる対照領域もランニングバッファーの適切な流動によってさえも進行しない。したがって、陰性と陽性の試験サンプルの両方を含む対照領域が現れると、試験における手順制御が正しいことが示される。
本発明の幾つかの実施形態において、側方流動が始まると、試験ストリップはもはや、サンプル圧縮機とサンプル採取装置に圧縮接触していない。しかしながら、本発明の他の実施形態において、垂直な堆積物は、サンプル圧縮機とサンプル採取装置から試験ストリップへの移動を最大にするために、側方流動の間に維持される。また他の実施形態において、試験ストリップへのサンプルの塗布後に、サンプル採取装置が垂直な堆積物から取り除かれるが、サンプル圧縮機から試験ストリップへの移動を最大にするために、サンプル圧縮機は側方流動中に試験ストリップに接触した状態で維持される。転換領域を持つ実施形態において、側方流動が始まった時に試験ストリップはサンプル圧縮機との圧縮接触状態にあり、サンプル圧縮機は転換領域上にブリッジを作成する。
本発明は、例えば、病原体、酵素、免疫メディエーター、核酸、タンパク質、糖タンパク質、リポ多糖類、タンパク質付加体、腫瘍及び心臓のマーカー、及び/又は、限定されないが、ハプテンを含む低分子量化合物などの分析物の検出に高感度且つ迅速な方法を提供する。方法とデバイスは、ヒト及び動物(例えば、ペット又は家畜動物)の診断に適している。検出は、分析物の直接的な検出、及び/又は、試験される流体サンプル中に存在する分析物に対する抗体の検出を含んでもよい。好ましくは、方法は、複数の分析物の平行な測定を含む。病原体は、好ましくは、細菌、菌類(例えば、酵母菌又はカビ)、或いは寄生虫(例えば、アメーバ又は線虫)のような、ウイルス或いは微生物から選択される。免疫メディエーターは炎症カスケードの一部であり、限定されないが、抗体、増殖因子、補体、サイトカイン、リンホカイン、ケモキネス、インターフェロン及びインターフェロン誘導体、C反応性タンパク質、カルシトニン、アミロイド、接着分子、抗体、及び化学誘引成分を含む。低分子量化合物は、薬物又は化学分子又は複合物、及び、薬物又は化学分子によって形成された代謝物を含んでもよい。
検出は、標的(例えば、病原体)の直接的な検出、及び/又は、例えば、試験される流体サンプル中に存在する病原体などの標的に対する抗体の検出を含んでもよい。好ましくは、方法は、複数の標的の平行な測定を含む。
代替的に、所望の分析物は低分子量化合物であってもよい。好ましい実施形態において、検出される分析物は、ヘロイン又はメタンフェタミンなどの薬物分子である。他の好ましい実施形態において、低分子量化合物はハプテンなどの小分子である。
本発明は、複数の病原体、アレルゲン、免疫メディエーター、核酸、又は、単一のクロマトグラフィ担体上の低分子量化合物の検出も含む。サンプル分析デバイスは、複数の低分子量化合物、免疫メディエーター、核酸、タンパク質、又は病原体の同時検出を可能にするものであってもよい。サンプルは好ましくは流体であるが、部分的又は実質的に固体の乾燥物質又は乾燥質量が、本発明のデバイス及び方法におけるサンプルとして試験されてもよい。例えば、流体は、回復しつつある創傷などにおいて凍結又は硬化し、サンプル採取装置で採取され、その後、サンプル塗布領域へ移されもよい。サンプルは代替的に、性感染症に関して試験されるサンプルを採取する際などに水疱部位付近の体液によって湿った、水泡から擦り落ちた水泡の硬化した部分、又は、試験ストリップ上を流れるバッファーによって湿った、水泡から擦り落ちた水泡の硬化した部分であってもよい。サンプルは創傷又は水泡からの1つ以上の滲出液であってもよい。
身体サンプルは好ましくは、全血、血清、血漿、粘膜流体(口の、鼻の、膣の、肛門の、内耳の、及び眼球の空洞の)、脳脊髄液(CSF)、涙液、ペニスの流体(penile fluid)、腺からの分泌物又は滲出液、或いは、病変又は水泡(例えば、皮膚の病変又は水泡)からの分泌物又は滲出液である。より好ましくは、サンプルは、口の、鼻の、眼球の、生殖器の、及び直腸の流体、並びに、皮膚の病変又は水泡からの分泌物或いは滲出液から選択される。
幾つかの実施形態において、サンプルに結合した液体の量は、圧縮下で、サンプル圧縮機のパッド上のサンプル及び/又は任意の接合体或いは第2の結合パートナーをサンプル塗布領域に移すのには不十分である。代わりに、ランニングバッファーは、試験ストリップのサンプル塗布領域に、サンプル及び/又は接合体或いは第2の結合パートナーを移すために必要とされる追加の流体を提供する。他の実施形態において、サンプル圧縮機のパッド上のサンプル及び/又は任意の接合体或いは第2の結合パートナーは、圧縮下でサンプル塗布領域に移される。代替的な実施形態において、ランニングバッファーは圧縮機を介して塗布されてもよい。転換領域を持つ実施形態において、ランニングバッファーは、存在する場合に、サンプル圧縮機に転換されると、サンプル圧縮機(接合試薬、対照試薬、及びサンプルを含む)及びサンプル採取装置の上の構成要素を採取する。
好ましい実施形態において、サンプルは、採取後に滴ったり流れたりしない流体である。代わりに、流体は、サンプルがサンプル採取装置で採取された後に垂直又は上下逆さまでさえも保持可能となり、サンプル採取装置に留まるように、凝結した塊である。例えば、目のサンプルが採取され、事前の処理にかけられない場合、サンプルは、主に表面張力によって垂直に又は上下逆さまに保持されたとしてもサンプル採取装置にとどまる。これは、サンプルがサンプル採取装置材料(例えば、サンプル採取装置フリース(fleece))上で効果的に捕えられて包まれるためである。好ましい実施形態において、Dacron(登録商標)繊維などのポリエチレンテレフタレート(PET)繊維又はナイロン繊維が用いられる。なぜなら、結合が特異的又は永久的なものではなく、従って、これらの繊維は湿ると分析物を「放出」するからである。その現象は、湿気が穴の中で、及び表面張力によって保持されるように、ペーパータオルで優しく溢流(spill)をふき取ることに似ている。サンプル採取装置フリースに使用することができる他の材料は、限定されないが、ポリエステル、セルロース、レーヨン、アルギン酸カルシウム、マイクロキャピラリー及び/又はマイクロチャネルを含有するミクロ設計の機械的構造、又は、他の織物或いはメッシュを含む。ヒトの体液を採取するために無菌の採取装置材料が必要とされる実施形態において、殺菌することができ、且つ、生体適合性が承認されている材料が、好ましくは使用される。
その方法の重要な利点は、試験結果が診察期間内に、例えば、数分で提供されるということである。好ましくは、結果は、20分までの時間で、より好ましくは15分以内に提供される。サンプルが患者から得られると、試験は同様に24乃至48時間までに実行されてもよい。また、試験が非侵襲的であるため、患者にほとんど危険がかからない。したがって、最良の利用可能な処置を特定の病原体に適時適用することができる。先行技術方法よりも優れる更なる利点は、分析を行うには数マイクロリットルのサンプルしか必要とされないということである。サンプルは、好ましくは約0.1マイクロリットルから約100マイクロリットル、より好ましくは約0.2マイクロリットルから約20マイクロリットル、及び最も好ましくは約0.5マイクロリットルから約15マイクロリットルである。
本発明は簡単な試験キットによって行なわれてもよい。試験キットの取り扱いは、追加の実験機器、試薬の更なる取り扱い、又は、器具を必要としない。本明細書に記載の本発明の別の重要な利点は、サンプルが分析デバイスに移される前には希釈を必要としないため、検出限界は一般的に現在利用可能な診断試験よりも10乃至100倍低いということである。従って、本発明の方法は先行技術の方法よりも高感度であり正確である。
分析物の第1の結合パートナー及び検知可能な標識を含む接合体と、分析物の第2の結合パートナーの両方が、サンプル圧縮機に置かれる場合、サンプル分析デバイスは任意の分析物について試験するために製造及び使用可能である。ユーザーは、所望の分析物を標的とした結合パートナーを包含する特定の圧縮機を選択する必要があるだけである。
本発明の実施形態の幾つかにおいて、体液サンプルは、採取デバイス又はスワブ材で非侵襲的に採取される。採取工程は好ましくは、試験される体液を含有する体の表面にわたってスワブ材を軽くこするか軽く叩くことを含む。好ましくは、スワブ材は無菌である。スワブ材は乾燥しているか、又は、採取工程の前に流体で事前に処理されてもよい。
他の実施形態において、血液などの体液サンプルはピペット又は他の採取デバイスで採取される。採取工程は好ましくは、例えばランセットを使用して血液を得ること、及びピペットで血液を採取することを含む。
好ましい実施形態において、スワブ材又はピペット中の血液の事前処理は行われず、サンプルは採取され、採取されたサンプルにはいかなる処理も行わずにサンプル分析デバイスに移される。採取デバイスを使ってサンプルを採取することによって、且つ、サンプルを抽出及び/又は希釈するなどの事前処理工程にサンプルをさらさないことによって、サンプルの分解は回避される。試験される分析物は、好ましくは、インタクト(intact)のままであるか、又は、サンプル中の他の自然に発生する物質に囲まれるか又は混合されるその天然型(native form)のままである。
先行技術において、サンプルがバッファー中で抽出及び希釈されると、サンプルは大抵、もはやインタクトではない。これは、その安定性又は不安定性ゆえに、分析物の「構造」を変えることもある。採取デバイスを用いてサンプルを直接採取することによって、及び、そのサンプルを事前に処理しないことによって、サンプルの本来の性質が濃縮された形態で保存される。これにより、より少ない体積で高濃度のサンプルがもたらされるため、サンプルは試験の感度を上げる。加えて、サンプルを希釈することなく、出現する時間と試験領域の強度は、分析物の濃度に正比例する。スペクトロメーターを用いて、絶対的な数の定量化を得ることができる。加えて、サンプルを事前処理する必要がないため、試験はより簡単で、より迅速となり、それほど高価でなくなる。それによって、同様に、試験が医師、看護師、又は実験技術者によって臨床設定下で行なわれることが可能となる。結膜炎を検知するために使用される試験ストリップにおいて、試験の感度は超高感度なポリメラーゼ連鎖反応試験の感度に匹敵する。
先行技術の方法およびデバイスは事前処理を必要とした。事前処理が必要だと信じられていた理由のなかには、事前処理がより均質なサンプルをもたらすという迷信が含まれていた。別の理由は、濃縮したサンプルは結合アッセイを行なう前に緩衝化される必要があると信じられていたものであった。他の理由は、サンプルを洗浄する必要性、及び、非特異的な結合反応とそれによって偽陽性の試験結果を引き起こしかねない汚染粒子と物質を除去する必要性について記載していた。より大きな均質のサンプルが最も高感度で特異的なアッセイ試験結果を生み出すという一般化した考え方も、先行技術に存在した。
これに反して、サンプルを事前処理しないことで、ユーザーは不均質な高濃度サンプルを維持する。界面分極の材料原理によって記載されるように、不均質な誘電体材料には、不均質誘電体を構築する相のインターフェースで生じる電荷分布が存在する。「インタクトな」(無希釈又は未かく乱の)インビボの感染性の体液サンプルにおいて、電荷又は電荷担体は、不純物中心又は相界面での捕捉によって妨害される。この「インタクトな」サンプルの特徴は、空間電荷分極をもたらす二層コンデンサー効果を生み出す。「インタクトな」不均質な性質の特徴は、より高い結合効率と、それによるより高感度なアッセイをもたらす。
血液、涙、及び化膿性の滲出液を含む体液が、異なる採取装置フリース材料にどんな影響を及ぼすかについては、以前は知られていなかった。具体的には、分析物が他の細胞物質から効果的に放出され、サンプル採取装置からサンプル分析デバイスまで移されるかどうかは知られていなかった。
幾つかの実施形態において、サンプルの大きさは好ましくは数マイクロリットルである。(好ましくは、サンプルを処理することなく)サンプル塗布領域へサンプルを移した後、溶出媒体(ランニングバッファーとしても知られる)が加えられる。側方流動イムノアッセイを実行する先行技術の方法は、この洗浄工程を行うことができなかった。例えば、結膜炎などの眼の感染症に関して試験するために目のサンプルを採取する場合、サンプルの大きさは好ましくは3乃至15マイクロリットルである。この例において、その後、150乃至200マイクロリットルの溶出媒体が試験ストリップに加えられる。異なるアッセイシステムと比較して、この40乃至50倍の洗浄は、機械に依存したELISA試験で行なわれる洗浄に勝る。
サンプルを採取する1つの例において、緩やかな渦運動を用いて、無菌のスワブ材は、関心の体表面又は粘膜に適用され、体液中に含有される任意の病原体、低分子量化合物、及び/又は、免疫メディエーター、ペプチド、糖タンパク質、核酸、及び、アレルギーに関連する成分を捕らえることが可能となる。
スワブ材はサンプル分析デバイスから分離した部分であってもよい。その後、サンプルは、サンプルの少なくとも一部がスワブ材上にあるという条件下で、サンプル分析デバイスとサンプル圧縮機にスワブ材を接触させることによって移される。接合体がサンプル圧縮機上に置かれる実施形態における接合体の少なくとも一部、及び/又は、第2の結合パートナーがサンプル圧縮機上に置かれた実施形態における第2の結合パートナーの少なくとも一部は、圧力によってサンプル分析デバイスに移される。これは、スポンジから流体を絞るのと同様の現象である。この実施形態において、スワブ材は好ましくは、分析デバイス上のサンプル塗布領域と、サンプル圧縮機のパッド部分(好ましくは接合体及び/又は分析物のための第2の結合パートナーを含む)の両方に接触する。その後、サンプルと接合体はサンプル塗布領域へ移され、次に検出領域へ移動する。幾つかの実施形態において、スワブ材はサンプル分析デバイスとの接触位置において固定され、このデバイス内で、スワブ材のサンプル採取領域は分析デバイスのサンプル塗布領域に直接接触している。したがって、スワブ材及び/又は分析デバイスは、好ましくは、予め決められた位置において両方の部分間の固定接点を提供するための固定化手段を含む。代替的に、スワブ材はサンプル分析デバイスの一体化された部分であってもよく、その移動は、サンプル圧縮機を用いて圧力をかけることによって、接合体と同様にスワブ材上のサンプルの少なくとも一部を、サンプル塗布領域に渡すことを含む。幾つかの実施形態において、サンプル圧縮機は一体型のサンプル分析デバイスの一体化部分でもあり、ヒンジによってデバイスに接続されるのが好ましい。他の実施形態において、サンプル圧縮機はデバイスの残りの部分から離れている。
スワブ材からサンプル分析デバイス上のサンプル塗布領域へのサンプルの移動は、好ましくは直接的な移動である。即ちち、その移動はスワブ材上のサンプルの事前処理を伴わずに行われる。サンプル又はスワブ材の事前処理のない実施形態において、スワブ材フリースがストリップ上のフリースと直接接触する領域で、精密濾過が生じる。フリースの繊維がインターロックすることにより、格子又は物理的干渉が形成される。したがって、サンプル中に含有される更に大きな要素は、サンプル分析デバイス上で阻止され、溶出されない。接合体とサンプルがサンプル塗布領域を通って移動するにつれ、より小さな分析物が溶出される。同様に、粘膜流体からのサンプルを使用する場合、粘膜体液中の粘液の機械的破砕により、所望のサンプルと分析物が精製(purified)される。
他の実施形態において、移動は、溶出媒体、例えば、バッファー又は水による、スワブ材からのサンプルの溶出を含む。溶出媒体は外部ソースから加えられてもよく、又は、例えば、分析デバイス内に容器として提供されてもよい。更に、移動は好ましくは、サンプル分析デバイス上の検出領域への流体のクロマトグラフィによる及び/又は毛細管による移動である。
他の実施形態において、血液などの体液サンプルはピペット又は他の採取デバイスで採取される。採取工程は好ましくは、例えばランセットを使用して血液を得ること、及びピペットで血液を採取することを含む。その後、血液は、サンプル分析デバイスに直接移される。この実施形態において、血液は好ましくは、サンプル圧縮機パッドに、又は、試験ストリップ上の転換領域の上流又は下流に移される。
スワブ材を伴う幾つかの好ましい実施形態において、スワブ材は、側方流動試験ストリップと、サンプル圧縮機(分析物のための第1の結合パートナー及び検知可能な標識、タグを含む分析物のための第2の結合パートナー、対照領域結合パートナー、又は、これらのいずれかの任意の組み合わせを含む接合体を含んでもよい)のパッド部分との間に置かれる。この工程によって、採取された標本は、試験ストリップ上に直接移される。試験ストリップは、好ましくは1つ又は複数の毛細管活性(capillary active)のフリース或いは膜を含む。
幾つかの好ましい実施形態において、サンプルはクロマトグラフィ試験ストリップに加えられ、そして、サンプルが加えられた後の別の工程として、接合体が加えられる。これらの実施形態において、接合体とサンプルは同時に加えられない。例えば、サンプルを含むサンプル採取装置は、試験ストリップのサンプル塗布領域に置かれる。サンプルの少なくとも幾つかが、この時試験ストリップに移される。その後、接合体を含有するサンプル圧縮機が加えられ、サンプル圧縮機はサンプル採取装置を圧縮する。これは、接合体の移動と同様に、試験ストリップ上へのサンプルの更なる移動を促進する。分析物が存在する場合、接合体がサンプルを圧縮し始めるや否や、サンプル中の分析物と複合物との間に複合物が形成されてもよい。流体サンプルとともに、複合物は、サンプル自体の流動性によって形成され始める。好ましい実施形態において、分析物のための第2の結合パートナーは、サンプル圧縮機上、又は、試験ストリップのサンプル塗布領域内のいずれかにもある。これらの実施形態において、バッファーが更に加えられる前に、第1の結合パートナーと、分析物と、第2の結合パートナーとの間に完全なサンドイッチが形成されてもよい。バッファーの追加は、複合物の形成と、その後の検出領域への構成要素の移動を強化する。複合物が圧縮中に形成される可能性があるため、サンプリングと試験の間に時間差があってもよい。分析物と接合体の間の反応は、好ましくは、バッファーが試験ストリップに加えられる前に始まる。サンプルと接合体が加えられる際と、バッファーが加えられる際の時間差は、24時間までであるか、又は、更に長い場合もある。
検出工程は、サンプルの移動によって直接始められるか、又は、サンプル分析のために溶出媒体が適用されることを要求するかのいずれかである。幾つかの実施形態において、溶出媒体は単なる水道水である。他の実施形態において、溶出媒体はアルカリ性バッファーである。検出領域がサンプル塗布領域の下流の側方にある免疫化学的な試験ストリップである場合、選択された溶出媒体は検出領域の方へ移動し、それによって、採取デバイス内の接触部位を通過する。分析物と接合体は溶出媒体によって溶出され、それによって検出領域へと運ばれる。検出領域において、分析物は、例えば、免疫学的結合反応において、質的な方法によって、及び/又は、量的方法によって測定される。
試験ストリップは、1つの単一なクロマトグラフィ材料で、又は、好ましくは、同じ材料或いは異なる材料で作られると共に運搬体の裏当てに固定された複数の毛細管活性材料で作ることができる。これらの材料は、移動経路を形成するために互いに密接に接触しており、この経路に沿って、毛管力によって動かされた液体が開始領域から流れ、スワブと検出領域の接触部位を通って、ストリップのもう一方の端部にある廃棄物領域に向かう。
試験ストリップに好ましい幾つかの材料及び膜は、限定されないが、Dacron(登録商標)繊維などのポリエチレンテレフタレート(PET)繊維、ニトロセルロース、ポリエステル、ナイロン、酢酸セルロース、ヒドロゲル、ポリプロピレン、ガラス繊維、及び、これらの材料とその裏当ての組み合わせを含む。フリースと膜の特徴は、試験ストリップ又は採取デバイスの特定の範囲又は領域に使用される材料の種類に依存する。本明細書に記載されるように、試薬(試薬領域、捕捉領域、又は、本明細書に記載の他の領域の何れかにある試薬を含む)を流動させ、且つ、溶出媒体と共に移動させることを可能にする材料は、結合が特異的又は永久的ではないため、分析物と試薬が溶出媒体又は大量のサンプルに遭遇すると放出されるような、フリース材料又は繊維を含む。これらの材料の幾つかは、限定されないが、Dacron(登録商標)繊維などのポリエチレンテレフタレート(PET)繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、酢酸セルロース繊維、ポリプロピレン繊維、ガラス繊維、気泡、スポンジ、及び、他の織物並びにメッシュを含む。対照的に、(例えば、検出領域の試験領域と対照領域で固定化された試薬、及び、サンプル塗布領域の下流の捕捉領域で固定化された試薬を捕捉する実施形態における捕捉試薬を含む)特定の領域で試薬を固定化する材料は、限定されないが、ナイロンメッシュ中の個々の繊維がタンパク質などの試薬に永久的に結合するように化学的に処理されたニトロセルロース及びナイロンの繊維を含む。ストリップの異なる部分を製造するための幾つかの方法は、限定されないが、ストリップ上で材料に縞を付けること、噴霧すること、該材料を浸すこと、及び、乾燥させることを含む。
本発明の実施形態の多くにおいてニトロセルロースが検出領域のために使用される一方で、他の実施形態において、ナイロン又はポリエステルなどの中性膜が用いられてもよい。これらの実施形態において、ニュートラアビジン、抗体、及び抗原などのタンパク質、ナノ粒子、又は核酸は、直接固定化されない。その代わりに、これらは、膜に「堆積して」、隙間に保持される微粒子と結合する。
サンプル圧縮機のパッド部分に好ましい幾つかの材料は、限定されないが、Dacron(登録商標)繊維のようなポリエチレンテレフタレート(PET)繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、酢酸セルロース繊維、ポリプロピレン繊維、ガラス繊維、フリース、気泡、スポンジ、及び、他の織物並びにメッシュを含む。
試験ストリップ材料は、好ましくは、膜中の細胞片(沈殿物など)のように微粒子状物質を濾過及び/又は保持する。加えて、サンプルの量が非常に小さいことが好ましいため、サンプルは材料内でとどまり、サンプルの真下を流れる溶出バッファーはサンプルに接触すると共にサンプルを移動させることで、サンプルが検出領域の試験領域に到達する前に、抽出、溶解、及び/又は濾過される。
更に、本発明のデバイス及び試験キットは、好ましくは本明細書に記載の方法を行う。
好ましい実施形態において、接合体はサンプル分析デバイスから離れたサンプル圧縮機に置かれる。接合体は好ましくは、検知可能な標識で標識化されるだけでなく、分析物のための第1の結合パートナーを含む。標識は好ましくは視認で及び/又は蛍光によって検知可能であるが、当該技術で知られている検知の任意の形態は、選択される標識に依存して使用されてもよい。転換領域を持つ幾つかの好ましい実施形態において、サンプルは、好ましくは接合体を重複させる場所においてサンプル圧縮機に適用される。
幾つかの実施形態において、接合体のための検知可能な標識は、コロイド金、有色ラテックスビーズ、蛍光性ナノ粒子、化学発光(chemiluminiscent)ナノ粒子、常磁性ナノ粒子、又はリン光性ナノ粒子であってもよい。
定量的な解釈は、試験領域の強度及び色相を観察することによって視覚的に行われる。目に見える赤色染料が標識として使用される例において、分析物の濃度が検出の下限と等しいか、わずかに大きい場合、試験領域をかすかに見ることができ、色相はピンクである。分析物の濃度が上がるにつれ、試験領域の強度はこれに応じて高まり、色相はピンクから明るい赤色に変わる。定量的な解釈は、可視スペクトル中で作動するスペクトロメーターを用いて進行される。試験領域の定量化を進行させるために、吸収測定又は反射率測定のいずれかが可視スペクトルで使用されてもよい。まず、1セットの特徴的な濃度の分析物が展開される。各々の濃度はサンプル塗布領域に適用され、試験が実行される。スペクトロメーターは、試験領域の吸収又は反射率のいずれかを測定するために使用される。標準曲線はスペクトロメーターの測定値から計算される。標準曲線は通常、線形(linear)である。他の実施形態において、蛍光タグが使用される場合、類似するセットの既知の濃度の分析物が展開されてもよい。スペクトロメーターによって試験及び定量化される未知の濃度の分析物は、標準曲線上でプロットされる際に、ある濃度の分析物に関連づけられる値を生みだす。
目に見える標識は、限定されないが、コロイド金、有色ラテックスビーズ、セレニウム、又は炭素などの有色粒子を含む、肉眼で見える任意の標識であってもよい。幾つかの実施形態において、目に見えるタグも同様に蛍光要素でコーティングされてもよい。幾つかの実施形態において、蛍光要素は蛍光染料である。代替的に、好ましくは無色の蛍光ラテックスビーズ接合体の混合物は、コロイド金(可視スペクトル)接合体と、又は、側方流動イムノアッセイにおいて目に見える読み取り試験領域をもたらす接合体と混合されることによって、アッセイの感度を高め、且つ、真陽性と真陰性を視覚的に読み取るのに役立ってもよい。ナノ粒子が使用される実施形態において、使用されるナノ粒子は、限定されないが、セレニウム、炭素、及びコロイド金を含む。
幾つかの実施形態において、分析物のための第2の結合パートナーもサンプル圧縮機に置かれる。第2の結合パートナーは検知可能な標識ではなくタグを含む。第2の結合パートナーは、代替的に、試験ストリップのサンプル塗布領域内に、サンプル塗布領域の上流に、又は、サンプル塗布領域と検出領域との間の試験ストリップ上の任意の位置に、置かれもよい。分析物のための第2の結合パートナーが検出領域の上流に、又は、サンプル圧縮機上のいずれかにある実施形態では、検出領域は、第2の結合パートナーのタグ部分と結合する不動タグを含む。
1つの好ましい実施形態において、第2の結合パートナーはビオチンでタグ付けされる。第2の結合パートナー上のタグがビオチンである実施形態において、検出領域で固定化されたタグは好ましくは、アビジン、ニュートラアビジン、又はストレプトアビジンである。他の実施形態において、第2の結合パートナーは、アビジン、ニュートラアビジン、又はストレプトアビジンでタグ付けされる。これらの実施形態において、検出領域で固定化されたタグは、好ましくはビオチンである。代替的に、第2の結合パートナー上のタグはレクチンであってもよく、固定化されたタグはグリコシル部分であってもよい。例えば、幾つかの実施形態において、レクチンはエンドウレクチンであり、グリコシル部分は赤血球グリコシル単位である。第2の結合パートナーのタグと、固定化されたタグは、本発明の精神の範囲内で逆にされてもよい。例えば、グリコシル部分は、検出領域内の固定化されたレクチンタグを備えた第2の結合パートナー上のタグであってもよい。他の実施形態において、他の受容体及びリガンドが使用されてもよい。
好ましい実施形態において、サンプル圧縮機の接合体領域内及び/又はサンプル塗布領域内の、分析物のための特異的な結合パートナーは、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、又は組み換え抗体、或いは、病原体に結合することができる抗体のフラグメントである。他の実施形態において、特異的な結合パートナーは、病原体、免疫メディエーター、ペプチド、糖タンパク質、又はアレルゲンに対する抗体に結合することができる抗原でもよい。他の種類の結合パートナーは、アプタマー又は受容体のような生物有機高分子、ナノ粒子、又は核酸である。本発明の方法及びデバイスは、任意の結合アッセイに使用することができ、例えば、リガンド受容体結合アッセイ及び酵素基質結合アッセイにおいて、抗体/抗原又は核酸の使用を回避することができる。
これらの実施形態の全てにおいて、分析物が存在する際のサンプル塗布領域で、接合物の第1の結合パートナー、分析物、及び、第2の結合パートナーの間で、完全な「サンドイッチ」が好ましくは生成される。代替的に、第1の結合パートナー又は第2の結合パートナーのどちらかが、サンプル塗布領域の下流に置かれる場合、完全な「サンドイッチ」はサンプル塗布領域と検出領域の間で形成されてもよい。その後、完全なサンドイッチは検出領域へ移動し、ここで、第2の結合パートナー上のタグが、検出領域において固定化されたタグと結合する。第2の結合パートナー上のタグと検出領域内の固定化されたタグとの間の複合物は、分析物が存在するかどうかにかかわらず生じることに留意する。しかしながら、分析物が存在し、且つ、(検知可能な標識を含む)接合体が分析物に結合した場合にのみ、複合物は検出可能である。
他の実施形態において、サンプル圧縮機上の、又は、検出領域の上流の試験ストリップ上のいずれかに分析物のための第2の結合パートナーを有する代わりに、分析物のための固定化された第2の結合パートナーが検出領域に置かれる。これらの実施形態において、複合物の第1の結合パートナーと、後に試験領域へ移動する分析物との間で、「サンドイッチ」の半分が形成され、その半分のサンドイッチは固定化された第2の結合パートナーに結合し、完全な「サンドイッチ」を完成させる。
デバイスは好ましくは、試験が正確に実行されたかどうかを示す対照領域も含む。好ましい実施形態において、対照領域結合パートナー、例えば、目に見える標識を備えた流動性の対照領域結合パートナーも、サンプル圧縮機に置かれる。対照領域で固定化された結合パートナーに結合する流動性の対照領域結合パートナーを、サンプル圧縮機に置くことによって、接合体の移動がサンプル圧縮機からサンプル分析デバイスのサンプル塗布領域までに生じたかどうかが示される。これは非常に有用な対照である。なぜなら、接合体は分析物の存在を検出するために移動される必要があるからである。
サンプルは、医師のオフィス又は緊急処置室で現在使用されているような標準のスワブ材によって得られてもよい。このスワブ材は、後に、サンプル圧縮機を用いてクロマトグラフィ試験ストリップのサンプル塗布領域に押しこまれる。
幾つかの好ましい実施形態において、ポイント・オブ・ケア検査デバイスの「外部」で細胞を溶解する代わりに、本発明は「インサイツでの溶解」を利用する。これらの実施形態において、本発明の方法及びデバイスは、インサイツでサンプル材料を溶解するために、本明細書に議論されるような側方流動アッセイ試験ストリップの、又は、当該技術で知られている他の側方流動アッセイデバイスの一部として、少なくとも1つの溶解剤を含む溶解領域を組み込む。加えて、捕捉領域はアッセイの精度を高めるために干渉物質を捕捉する。
サンプル負荷後に、輸送液体と共に移動するサンプルは溶解剤に遭遇する。溶解剤は、試験ストリップに予め負荷され、輸送液体によって溶出される。幾つかの好ましい実施形態において、溶解剤は試験ストリップ中で乾燥された。代替的に、溶解剤は、凍結乾燥(freeze dryingまたはlyophilizing)によって予め乾かされ、その後、試験ストリップに予め負荷される。他の実施形態において、溶解剤は、試験ストリップ上で、吸収され、吸着され、埋め込まれ、又は捕捉されてもよい。好ましい実施形態において、サンプルがサンプル分析デバイスに移される際に溶解されるように、溶解剤は、サンプル塗布領域に、又は、サンプル塗布領域の上流に局在している。溶解剤は好ましくは、サンプル輸送液体において可溶性であるか又は混和性であり、溶解剤はサンプル輸送液体と接触すると、可溶化され且つ活性化される。その後、サンプル輸送液体は、溶液、又は懸濁液中の溶解剤と懸濁液中のサンプル成分との両方を含有する。サンプル中の任意の溶解の影響を受けやすい成分は、懸濁液中で溶解剤にさらされると、それ自体がインサイツで溶解される。その後、分析物は好ましくは、標識化された接合体と第2の結合パートナーとの両方に晒されることによって、検出領域に到達する前にサンドイッチを形成する。代替的に、溶解剤はランニングバッファーに含まれてもよい。
代替的に、溶解剤はサンプル圧縮工程の間に試験ストリップに導入されてもよい。1つの実施形態において、溶解剤はサンプル圧縮機のパッドに置かれる。代替的に、スワブ材が無菌である必要がない場合、溶解剤はサンプル採取装置のスワブ材上で乾燥されてもよい。そうでなければ、スワブ材は、溶解剤の溶解能力を損なわない滅菌技術を用いて溶解剤を追加した後に殺菌されてもよい。
試験ストリップに予め負荷された溶解剤の濃度は、好ましくは、0.001%と5%重量/体積の間である。予め負荷される体積は、溶解剤がどこで予め負荷されるかに依存する。適切な範囲は、サンプル採取装置のフリース(サンプル塗布領域)に予め負荷される際は1〜10マイクロリットル、又は、吸収パッドか試験ストリップ内の他の位置に予め負荷される際は5〜50マイクロリットルである。理想的には、予め負荷した量は、サンプル採取装置のフリースに予め負荷された約3マイクロリットルであるか、又は、吸収パッド或いは試験ストリップ内の他の位置に予め負荷された約10マイクロリットルでなければならない。
特定の溶解環境及び薬剤の選択は分析物とアッセイに依存する。pHとイオン強度が、溶解する環境の鍵である。溶解剤によって確立されたpHに関して、4.0より下のpHは、材料、特にタンパク質を沈殿させる傾向にある。約10.0以上の高いpHは、タンパク質及び細胞壁などの材料を溶解する傾向がある。したがって、約10.0以上のpHは多くの用途に好ましい。代替的に、低いpHは核酸標的に好まれることがある。
溶解剤によって確立されたイオン強度に関して、高イオン強度と低イオン強度の両方は溶解のために使用されてよい。例えば、低イオン強度(低張)は赤血球を破壊する傾向がある。水自体は赤血球を溶解することができる。高イオン強度環境は、特定の細胞壁と細胞膜を破裂させるために使用されてもよい。
特定の溶解剤に関して、それらは、その特性:塩、両性及びカチオン性の剤、並びに、イオン性及び非イオン性の洗浄剤に基づいて、分類及び選択されてもよい。塩化アンモニウム(NH4C1)は赤血球を溶解する。限定されないが、高濃度の塩化ナトリウム(NaCl)及び塩化カリウム(KCl)を含む他の塩は、特定の細胞壁及び細胞膜を破裂することがある。他の溶解剤は、Lyso PC、CHAPS、及びZwittergentを含むがこれらに限定されない、両性の剤である。代替的に、C16 TAB及び塩化ベンザルコニウムを含むがこれらに限定されないカチオン性の剤は、溶解剤として使用されてもよい。イオン性及び非イオン性の両方の洗浄剤は、リポタンパク質と糖タンパク質などの細胞壁又は細胞膜成分を壊すか溶解するためにしばしば使用される。共通のイオン性洗浄剤は、SDS、EDTA、コール酸、及びデオキシコール酸を含むが、これらに限定されない。イオン性洗浄剤は優れた可溶化剤である。抗体は、0.1%以下のSDS中でその活性を保持する。共通の非イオン性洗浄剤は、限定されないが、オクチルグルコシド、ジギトニン、C12E8、ルブロール、トリトンX−100、Noniodet P−40、Tween20、及びTween80を含む。非イオン性洗浄剤と中性のイオン性洗浄剤は、より弱い変性剤であり、ウイルス表面タンパク質のような膜タンパク質を可溶化するためにしばしば使用される。追加の溶解剤は、尿素と酵素を含むがこれらに限定されない。異なる溶解剤の組み合わせは、溶解環境を最適化するために使用されてもよい。
界面活性剤は、一般的に湿潤剤として作用し、液体の表面張力を低下させる。その後、これによって、液体間の界面張力の低下による更に容易な拡散が可能となる。従って、界面活性剤は、抗原及び抗体又はリガンド及び受容体の自然な結合を干渉することができる。それ故、その濃度は各クラスの溶解剤について実験的に選択される。一旦溶解が生じれば、所望の結合反応が妨害されないことが大事である。一般的に、0.001%の溶解剤の濃度が下限と考えられており、上限は約1%である。溶解剤の組み合わせが使用される場合、相加効果又は相乗効果がある。これは、使用される(run)濃度の作用範囲を、約0.001%から1%まで拡張する。最後に、幾つかの望ましくない非特異的な結合は、5%濃度のTween20で回避され得る。全ての場合、個々の試験ストリップのあらゆる位置に予め負荷された溶解剤の総量は、免疫検出に対する障害を溶解するのに十分なものでなければならず、試験ストリップの実際の作業を可能にするものでなければならない。
溶解剤はそれ自体では他のアッセイ検出器又は指示薬剤に干渉してはならず、故に、アッセイの実際の作業を阻むような程度まで他の任意のアッセイの相互作用及び反応に干渉してはならない。溶解剤は、ポイント・オブ・ケア検査で試験ストリップを使用する前に、製造、分配、及び貯蔵を可能にするための十分な有効期間を有していなければならない。
本発明の好ましい実施形態において、本発明の側方流動デバイスは、サンプルを輸送する液体(バッファーであってもよい)と、サンプル圧縮機と、サンプルを流す毛細管特性を含む1つ又は複数のフリース材料或いは膜を含有するクロマトグラフィ試験ストリップとを含む。本発明のデバイス及び方法において、試験ストリップにサンプルを塗布する前に、サンプル中の細胞を溶解する必要はない。
幾つかの好ましい実施形態において、側方流動デバイスは、サンプル圧縮機と、少なくとも1つの転換領域を含むクロマトグラフィの試験ストリップとを含む。転換領域は、好ましくは、流動が生じている平面における流動を妨げる少なくとも1つの特徴を含む。転換領域は、障壁、間隙、溝、又はこれら特徴の任意の組み合わせを含んでもよい。障壁は、好ましくは、液体の流動が同じ平面において流動し続けるのを妨げる任意の材料で作られ得る、不浸透性の膜(又は実質的に不浸透性の膜)である。障壁のための幾つかの材料は、限定されないが、不活性材料、半透水性材料、プラスチック、炭化水素、金属、疎水性材料、セファデックス、セファロース、酢酸セルロース、吸湿材(例えばCaCl、CaSO、又はシリカゲル)、又はヒドロゲルを含む。間隙又は溝は、流動を止めるのに十分な深さにまで及ぶ側方流動試験ストリップの平面における任意の切れ目である。1つの好ましい実施形態において、間隙は深さが約0.1mmであるのが好ましい。
転換領域は、サンプル圧縮機がデバイスの残りと接触するまでの流動を遅延、又は完全に止めて、流体が流れることが可能なブリッジを作成する。サンプル圧縮機はブリッジとして作用し、流動を異なる平面に再び向ける。流動はサンプル圧縮機へと転換される。これにより、サンプル圧縮機上の試薬の採取が増加する。例えば、接合体がサンプル圧縮機上にある実施形態において、接合体の採取は転換領域を持つデバイスにおいて増加する。試験ストリップとサンプル圧縮機との間にサンドイッチされたサンプル採取装置を持つ実施形態において、流体はまた、強制的にサンプル採取装置(例えば、スワブ)を通過させられ、それにより、サンプルと接合体は、転換領域のない実施形態におけるよりも早く相互に作用する。流動は、転換領域の端部にある元の側方平面に推移して戻る。サンプル塗布領域と接合体の両方がサンプル圧縮機上にある実施形態において、サンプルと接合体の両方は、サンプル圧縮機に転換された時にランニングバッファーに遭遇し、1/2のサンドイッチ又は完全なサンドイッチ(分析物のための第2の結合パートナーがサンプル分析デバイス上に置かれる場所に依存する)が、分析物がサンプル中に存在する場合にランニングバッファーが試験ストリップに転換して戻る前に、形成される。転換領域とサンプル圧縮機を持つ実施形態は、速度を増加し、接合体とサンプルの間で更に優れた相互作用を可能にし、そして、より多くの接合体が流体の中へと入れられるので更なる感受性を可能にする。これらの実施形態において、流体全ては、好ましくは、接合体と相互に作用する。このことは、再配向のない圧縮機の実施形態よりも著しい改善であり、約20−30%の流体が接合体と相互に作用する。
幾つかの好ましい実施形態において、サンプル採取装置デバイスは、サンプル圧縮機と試験ストリップを含む堆積物の一部である、仕切り紙(例えば濾紙)である。仕切り紙は、好ましくは、サンプル採取装置としてスワブ材と代えられる。仕切り紙は、好ましくは、試験ストリップのニトロセルロースとは異なる材料、又は、障壁を持つ実施形態において、障壁の材料とは異なる材料で作られる。幾つかの好ましい実施形態において、仕切り紙は、限定されないが、グラシン紙、撥水剤でコーティングした材料、又はポリテトラフルオロエチレンでコーティングした材料(例えば、Teflon(登録商標)コーティング)で作られる。幾つかの実施形態において、仕切り紙は、ストリップの必須部分、例えば、ストリップ上のフラップである。これら実施形態において、液体サンプルは、点滴器又は別の付加機構によって加えられ得る。他の実施形態において、仕切り紙は、使用前にストリップとは分離されており、アッセイが行われている間の堆積物の構成要素の1つである。好ましくはこの種のサンプル採取装置デバイスを使用し得るサンプルの1つの例は、血液サンプル、血清サンプル、血漿サンプル、又は尿サンプルを含むが、これらに限定されない液体サンプルである。仕切り紙を使用する実施形態において、仕切り紙は、アッセイに有用な他の試薬、例えばインサイツの溶解材料を含有し得、或いは、干渉材料を捕えるための異なる空隙率を持ち得る。
幾つかの実施形態において、圧搾圧力は、展開領域を必要とすることなく流動を側方に阻害するのに十分なものである。しかし、幾つかのマトリックス、例えば、粘液などのより厚い流体を持つマトリックスにおいて、流動はサンプル採取装置の下でゆっくりと移動し、圧縮機と十分に相互に作用しない。展開領域を持つ実施形態は、これらのタイプのサンプルとマトリックスに対して特に有用である。しかし、転換領域は、任意のタイプの流体又は液体サンプルを持つ実施形態において使用され得る。
転換領域を持つ、又は転換領域を持たない他の代替的な実施形態において、ランニングのバッファーの圧縮又は追加の前に、サンプルは、クロマトグラフィ試験ストリップのサンプル塗布領域上に直接置かれ得る。例えば、液体サンプルでは、サンプルは、サンプル塗布領域上にピペットで移すことが可能である。他の例において、サンプルは、サンプル圧縮機上にピペットで移すことが可能である。
サンプル採取装置(例えば、スワブ又は仕切り紙)は、転換領域の上流に、転換領域の上に、転換領域の下流に、又は、転換領域の一部に重複して置かれてもよい。好ましい実施形態において、サンプル採取装置は、転換領域の上流、又はそこから下流に置かれる。スワブ材の採取部の長さは、採取されるサンプルの全てが試験ストリップの幅に接触しなければならないほどの長さでなくてはならない。幾つかの好ましい実施形態において、サンプル採取装置の採取部の長さは約2mm乃至5mmである。より好ましい実施形態において、サンプル採取装置の採取部は約3乃至4mmである。サンプル採取装置(ハンドル)の長さは特に重要ではない。しかし、幾つかの好ましい実施形態において、サンプル採取装置の長さは、身体の一部においてサンプル(例えば、喉、鼻−指節骨(nasal−pharangeal)、又は膣のサンプル)を取る場所に依存して、約10乃至18センチメートル(4乃至7インチ)である。
サンプル採取装置がスワブ材である幾つかの実施形態において、スワブ材の採取部は、バッファー又は他の溶出媒体と相互に作用することが可能な1つの場所においてサンプルを濃縮するために、コンパクトである。コンパクトな採取部は、好ましくは、典型的な先行技術のスワブ材採取部の長さよりも短い。採取部が転換領域の上流にある、これら実施形態の幾つかにおいて、濃縮したサンプルは、バッファーと相互に作用し、且つ、流動が転換される時にサンプル圧縮機に移動することが出来る。同様に、採取部が下流にある場合、バッファー、及びサンプル圧縮機から採取した試薬(例えば、接合体)は、流動がクロマトグラフィ試験ストリップの上に戻るにつれて、濃縮したサンプルと相互に作用する。
転換領域を持つ幾つかの好ましい実施形態において、圧縮機は、ヒンジ又はフラップを介してクロマトグラフィ試験ストリップに一体的に付けられる(例えば、図8Bと24を参照)。ヒンジを使用してサンプル圧縮機が正確に低下しない場合、サンプル圧縮機は、転換領域に決してブリッジを架けず(bridges)、デバイスは機能を果たさない。圧縮が不足した結果、流動は、ストリップの端部に決して到達せず、対照線に陰性の結果が生じる。ヒンジが閉じている場合、流動は存在しない。そのため、このデバイスは組み込み制御を持つ。このことは、ヒンジのない実施形態においても真実である。サンプル圧縮機が垂直な堆積物又はサンプル分析デバイスに加えられると、圧縮が不十分である場合に、ブリッジは無く、結果として流動が無い。
障壁を含む転換領域を持つ幾つかの好ましい実施形態において、障壁は、カプセル化した構成要素を持つ障壁である。障壁は経時的に溶解して、カプセル化した構成要素を放出する。障壁は、カプセル化することが可能であるような、本明細書で考察される同じ試薬の何れか又は全てを含み得る。溶解する障壁は二重機能を実行する。他の障壁と同様に、それは、流動をサンプル圧縮機へと進める壁として作用する。加えて、それらをカプセル化することにより、特定の構成要素に時間の遅れが生じる。バッファーは障壁を溶解し、これら時間の遅れが生じた構成要素は、アッセイの他の構成要素が試験線に到達した後に、試験線を複雑なものにする。
図1はサンプル分析デバイス(試験ストリップ)(1)とサンプル採取装置(2)を示す。サンプル採取装置(2)は、当該技術分野で既知の任意の種類のサンプル採取装置(2)であってもよく、例えば、サンプル採取装置(2)はスワブ材であり得る。サンプル(20)は、干渉粒子(5)(干渉タンパク質又は干渉遺伝子を含んでもよい)と他の干渉粒子、或いは細胞片(4)と同様に、分析物(3)を含んでもよい。サンプル分析デバイス(1)は、この図では、サンプル塗布領域(18)の上流に接合体領域(8)を含んでいる。接合体領域(8)は、この図では、サンプル塗布領域(18)の上流に示されているが、接合体領域(8)は代替的に、本発明の精神の範囲内で、サンプル塗布領域(18)と重なるか、又は、サンプル塗布領域(18)の下流にあってもよい。サンプル塗布領域(18)は同様に精密濾過領域であり、この領域は好ましくは、サンプル(20)中の細胞片と干渉粒子(4)を濾過して取り除く。
接合体領域(8)は好ましくは、分析物(3)及び検知可能な標識に結合する部分を含む流動性の接合体(15)と、例えば、目に見える標識を含む対照領域抗体である、検知可能な標識を含む対照領域結合パートナー(16)の両方を含む。幾つかの実施形態において、流動性の接合体は、目に見える標識を含む試験抗体接合体である。対照領域結合パートナー(16)は、対照領域(11)内で、そのための固定化された結合パートナーと結合し、試験が正しく行われたどうかを示す。分析物(3)がサンプル(20)内に存在する場合、分析物は接合体(15)と結合し、接合体(15)−分析物(3)の複合物は、検出領域(12)中の試験領域(10)に移動する。その後、分析物(3)は、分析物(3)のための固定化された結合パートナー(17)に結合することで、サンドイッチ型アッセイ中に完全な「サンドイッチ」を形成する。
サンプル分析デバイス上のサンプル採取装置(2)からサンプル塗布領域(18)へのサンプルの移動は、好ましくは、直接的な移動であり、即ち、その移動はサンプル採取装置(2)上でサンプルの事前処理を伴わずに起こる。サンプル又はサンプル採取装置(2)の事前処理のない実施形態において、圧力(14)が加えられ、サンプル採取装置のフリースがサンプル分析デバイス(1)上のフリースに直接接触する領域で、精密濾過が生じる。フリースの繊維がインターロックすることにより、格子又は物理的干渉が形成される。従って、サンプル中に含有されるより大きな要素、例えば、細胞片と干渉粒子(4)は阻止されて溶出されない。
サンプル塗布デバイス(1)は、好ましくは、1つ以上の捕捉試薬を含む遮断領域(9)を含んでいる。この遮断領域は、サンプル(20)にある干渉タンパク質及び/又は遺伝子(5)を捕捉する。捕捉試薬が干渉物質と複数の手法で相互作用することで、干渉物質による分析物の検出への干渉を防ぐと、1つ以上の捕捉試薬による干渉物質(4)(5)の捕捉が生じる。遮断領域(9)が図1に示されている一方、捕捉試薬は、捕捉試薬を、溶出媒体中で移動させ、試薬と混合させて乾燥させ、サンプル塗布領域に組み込ませ、サンプル採取装置のフリース材料に組み込ませ、及び/又は、線又は領域のいずれかとして固定化材料(例えば、ニトロセルロース)上で固定化させることが可能な材料で作られた捕捉領域(9)に置かれてもよい。これらのいずれか、又は、これらの任意の組み合わせは、試験とサンプルマトリックスに依存して、本発明の実施形態で使用されてもよい。
サンプル分析デバイス(1)は随意に、接合体領域(8)とサンプル塗布領域(18)の上流に吸収パッド(7)も含む。バッファーが加えられ、サンプル(20)、接合体(15)、及び、対照領域結合パートナー(16)を含む試験の構成要素を溶出するために矢印(6)の方向に移動し、検出領域(12)に至る。サンプル分析デバイス(1)は、好ましくは、デバイス(1)の下流端に廃棄物パッド(13)も含む。サンプル分析デバイス(1)は、随意に裏当て(23)も含んでもよい。
本発明のデバイス及び方法はサンプル圧縮機(30)を含む。使用することが可能なサンプル圧縮機(30)の幾つかの概略的な例が図2Aと2Bに示される。サンプル圧縮機(30)は好ましくは、ハンドル(31)、伸張部分(32)、及びパッド部分(33)を含む。幾つかの設計において、サンプル圧縮機は、パッド部分(33)が置かれた棚(ledge)部分(34)のような追加部分を含んでいる。具体例が図2A及び2Bに示されているが、アッセイの1つ以上の構成要素とサンプルをサンプル分析デバイスに移動させるために圧力をかけることが可能な任意のサンプル圧縮機(30)が、本発明の実施形態で使用可能である。好ましい実施形態において、接合体(36)は接合体領域を形成するパッド(33)上に予め負荷され、乾燥される。幾つかの好ましい実施形態において、対照領域で結合パートナーと複合することが可能な標識化された対照(61)も、サンプル圧縮機(30)のパッド(33)に予め負荷され乾燥される。他の好ましい実施形態において、分析物のための第2の結合パートナー(38)はパッド(33)にある。接合体(36)、第2の結合パートナー(38)、又は対照領域結合パートナー(61)の任意の組み合わせは、サンプル圧縮機(30)のパッド部分(33)上にあってもよい。
図2Cは、サンプル採取装置(35)の例を示す。この実施例において、サンプル採取装置(35)はスワブ材である。サンプル採取装置(35)は好ましくはサンプル採取部(60)を含み、好ましくはフリースタイプの材料で作られる。幾つかの実施形態において、サンプル採取装置(35)は無菌である。
図3A乃至3Cは、サンプル圧縮機(30)、サンプル採取装置(35)、及びサンプル分析デバイス(図中の試験ストリップ)を備えたシステムの1つの実施形態を示す。試験ストリップは好ましくは、吸収パッド(42)、サンプル塗布領域(44)、検出領域(52)、及び随意の廃棄物パッド(47)を含む。試験ストリップは好ましくは、運搬体の裏当て(48)も含む。検出領域(52)は好ましくは、対照領域(46)と同様に、分析物(40)のための固定化された結合パートナー(38)を含む試験領域(45)も含む。この実施形態において、接合体(36)はサンプル圧縮機(30)上にある。サンプル圧縮機(30)からの、複合物(36)の一部である第1の結合パートナー(37)は、試験サンプル中の分析物(40)と結合することで、半サンドイッチを形成し、該サンドイッチは、その後、試験領域(45)で固定化される第2の結合パートナー(38)に輸送される。図3Bに示されているのは、分析物(40)に結合する接合体(36)の一部(37)、分析物(40)、及び、第2の結合パートナー(38)の間に形成される完全なサンドイッチ(420)である。好ましい実施形態において、サンプル圧縮機(30)上のパッド(33)は、検知可能な標識を備えた対照領域結合パートナー(61)を含む。対照領域結合パートナー(61)は、対照領域(46)中のその結合パートナーと複合物を形成する。先行技術で知られているように、試験ストリップ上又はバッファー中ではなく、サンプル圧縮機(30)上に対照領域結合パートナー(61)を含んでいることによって、この実施形態において、接合体(36)と対照領域結合パートナー(61)の両方を含むサンプル圧縮機(30)上の構成要素が、サンプル分析デバイスに効率的に移され、従って、このシステムの適切な操作を保証するということをユーザーに確約することができる。
1つの実施例において、第1の結合パートナー(37)と第2の結合パートナー(38)の両方は、分析物に対して異なる抗体である。対照領域結合パートナー(61)は好ましくは抗体であり、対照領域におけるその結合パートナーは抗原である(或いは、逆の場合もある)。他の実施形態において、特異的な結合パートナーは、分析物に対する抗体に結合することができる抗原であってもよい。他の種類の結合パートナーは、アプタマー又は受容体のような生物有機高分子、ナノ粒子、又は核酸である。例えば、本発明の図3A乃至3Cに示されるデバイスは、任意の結合アッセイに使用することができ、例えば、リガンド受容体結合アッセイ、及び、酵素基質結合アッセイで抗体/抗原又は核酸の使用を回避することができる。
操作時、サンプルがサンプル塗布領域(44)の上に直接あるように、サンプル採取装置(35)が置かれる。幾つかの実施形態において、サンプル塗布領域(44)上へのサンプル採取装置(35)の配置は、サンプル圧縮機(30)の配置と同時ではない。言いかえれば、これらの実施形態において、サンプル圧縮機(30)が垂直な堆積物に加えられる前に、サンプルの幾つかはサンプル塗布領域(44)に移される。
サンプル圧縮機(30)は、分析物(40)(存在する場合)を含むサンプルと接合体(36)をサンプル塗布領域(44)上に移すための圧力を用いて、サンプル採取装置(35)上に圧力(51)をかける。サンプル圧縮機(30)上に対照領域結合パートナー(61)も存在する場合、対照領域結合パートナー(61)も移される。移動が圧力によるものであって、流動又は毛細管現象ではないことに留意する。その後、バッファー(43)が加えられることで、接合体(36)−分析物(40)の複合物(存在する場合)を検出領域(52)に流動させることが可能となる。その後、試験領域(45)内の固定化された結合パートナー(38)は分析物と結合して、完全なサンドイッチを形成する。接合体(36)が標識(41)を含むので、形成される複合物は検知可能であり、且つ、陽性の結果を示す。試験の適切な操作は、対照領域結合パートナー(61)と対照領域(46)におけるその固定化されたパートナーとの間の相互作用によって、対照領域(46)において検知可能な陽性結果をもたらす。
示されてはいないが、好ましくはサンプル塗布領域(44)に重なるか又はその上流にある溶解領域が随意に存在してもよい。他の実施形態において、図1に関して議論された領域に類似した、捕捉試薬を含む遮断領域が存在してもよい。
他の実施形態において、接合体領域は、「完全なサンドイッチ」を形成するために、サンプル中の分析物のための両方の結合パートナーを含むことができる。結合パートナーの1つは、好ましくは、ビオチン、アビジン、レクチン、グリコシル部分、特定のリガンド、又は、特異的な受容体のような適切なマーカーを有している。他の結合パートナーは、以下に言及されるような適切なナノ粒子に結合することができる。その後、完全なサンドイッチは試験領域で捕捉され、この試験領域で、限定されないが、ビオチンのためのアビジン、アビジンのためのビオチン、レクチンのためのグリコシル部分、グリコシル部分のためのレクチン、リガンドのための受容体、又は、受容体のためのリガンドを含む適切なマーカーの結合パートナーが固定化される。
図20Aは、本発明の実施形態における試験ストリップの例を示す。試験ストリップは好ましくは、吸収パッド(42)、サンプル塗布領域(44)、検出領域(52)、及び随意の廃棄物パッド(47)を含む。試験ストリップは好ましくは、運搬体の裏当て(48)も含む。この実施形態において、サンドイッチ(第1の結合パートナー(513)−分析物(40)−第2の結合パートナー(518))全体が、サンプル塗布領域(44)において形成される。「完全なサンドイッチ」(514)は図20Bに示される。この実施形態における試験領域(45)は、第2の結合パートナー(518)のタグ(519)と結合する、固定化されたタグ(511)を含んでいる。固定化されたタグ(510)は、分析物(40)と直接結合せず、その代わりに、中間物を介して、分析物(40)のための第2の結合パートナー(518)上のタグ(519)と結合する。
この実施形態において、標識化された接合体(505)の一部である第1の結合パートナー(513)は、試験サンプル中の分析物(40)と結合することで、半サンドイッチを形成する。第2の結合パートナー(518)もタグ(519)を含む。この実施形態の第2の結合パートナー(518)は、好ましくは、試験ストリップのサンプル塗布領域(44)上で予め負荷されて乾燥され、その一方で、標識化された接合体(505)は好ましくは、サンプル塗布領域(44)の上流の標識化された接合体領域(515)上で予め負荷されて乾燥される。代替的に、第2の結合パートナー(518)及び/又は標識化された接合体領域(515)は、サンプル塗布領域(44)に重なって、サンプル塗布領域(44)の上流、又は、サンプル塗布領域(44)と検出領域(52)の間を含むがこれらに限定されない、検出領域(52)の上流の試験ストリップ上の任意の場所にも位置付けられてもよい。1つの好ましい実施形態において、標識化された(509)接合体(505)の約75−80%は、サンプル塗布領域(サンプル塗布領域(44)に重なる標識化された接合体(505)の約20−25%を含む)の上流にあり、第2の結合パートナー(518)の約75−80%は、サンプル塗布領域(44)(サンプル塗布領域(44)に重なる第2の結合パートナーの約20−25%を含む)の下流に位置する。好ましくはないが、他の実施形態において、サンプルが試験ストリップに加えられる前に、標識化された接合体(505)、第2の結合パートナー(518)、又は、その両方のいずれかはバッファー中に配されるか、又は、サンプルと予め混合されてもよい。また他の実施形態において、構成要素の何れか又は全ては、検出領域(52)に重ねることができる。
幾つかの実施形態において、第1の結合パートナー(513)と第2の結合パートナー(518)の両方は、分析物(40)に対する異なる抗体である。他の実施形態において、特異的な結合パートナーは、分析物に対する抗体に結合することができる抗原であってもよい。他の種類の結合パートナーは、アプタマー又は受容体のような生物有機高分子、ナノ粒子、又は、核酸である。図20Aに示されるデバイスは、任意の結合アッセイに使用することができ、例えば、リガンド受容体結合アッセイ及び酵素基質結合アッセイでの抗体/抗原又は核酸の使用を回避することができる。
1つの好ましい実施形態において、第2の結合パートナー(518)は、ビオチンでタグ付け(519)される。第2の結合パートナー(518)上のタグ(519)がビオチンである実施形態において、検出領域(52)中の固定化されたタグ(511)は、好ましくは、アビジン、ニュートラアビジン、又はストレプトアビジンである。他の実施形態において、第2の結合パートナー(518)は、アビジン、ニュートラアビジン、又はストレプトアビジンでタグ付け(519)される。これらの実施形態において、検出領域(52)中の固定化されたタグ(511)は、好ましくはビオチンである。代替的に、第2の結合パートナー(518)上のタグ(519)はレクチンであってもよく、固定化されたタグ(511)はグリコシル部分であってもよい。例えば、幾つかの実施形態において、レクチンはエンドウレクチンであり、グリコシル部分は赤血球グリコシル単位である。第2の結合パートナーのタグと、固定化されたタグは、本発明の精神の範囲内で逆にされてもよい。例えば、グリコシル部分は、検出領域内の固定化されたレクチンタグを備えた第2の結合パートナー上のタグであってもよい。他の実施形態において、他の受容体及びリガンドがタグに使用されてもよい。
操作時、サンプルがサンプル塗布領域(44)上に直接あるように、サンプルを包含するサンプル採取装置が置かれる。好ましい実施形態において、サンプルは、試験ストリップへの塗布の前に事前処理されない。その代わりに、サンプルは依然として天然型のままである。
サンプルは試験ストリップのサンプル塗布領域(44)へと移される。サンドイッチは、パンの第1の欠片として標識化された接合体(505)と、パンの第2の欠片として第2の結合パートナー(518)と、それらの間の分析物(40)とによって形成され、3つの構成要素は流動(43)の間に互いに接触している。標識化された接合体(505)−分析物(40)(存在する場合)−第2の結合パートナー(518)の複合物(完全なサンドイッチ)は、検出領域(52)に流動する。
その後、試験領域(45)中の固定化されたタグ(511)はタグ(519)と結合する。標識化された接合体(505)が標識(509)を含んでいるので、形成される複合物は検知可能であり、陽性の結果を示す。試験の適切な操作は、好ましくは、対照領域(46)の対照領域結合パートナーとその固定化されたパートナーとの間の相互作用によって、対照領域(46)で検知可能な陽性結果をもたらす。
示されてはいないが、好ましくはサンプル塗布領域(44)で重なるか、又は、代替的に本発明の精神の範囲内で試験ストリップの他の部分にある溶解領域も随意に存在してもよい。
タグを用いる幾つかの好ましい実施形態において、検出領域は、タグに対する抗体を含んでいる。抗体は、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、又は単一のドメイン抗体であってもよい。例えば、タグがビオチンである場合、抗ビオチン抗体は、アビジン、ニュートラアビジン、又はストレプトアビジンに代わって試験領域で固定化される。
図4A乃至4Cは、サンプル圧縮機(30)、サンプル採取装置(35)、及びサンプル分析デバイス(図中の試験ストリップ)を備えたシステムの実施形態の例を示す。図3A乃至3Cと同様に、試験ストリップは好ましくは、吸収パッド(42)、サンプル塗布領域(44)、検出領域(52)、及び随意の廃棄物パッド(47)を含む。試験ストリップは好ましくは、運搬体の裏当て(48)も含む。この実施形態において、サンドイッチ(第1の結合パートナー(37)−分析物(40)−第2の結合パートナー(38))全体が、(好ましくはバッファーの追加前に)サンプル塗布領域(44)において形成される。幾つかの実施形態において、サンプル塗布領域(44)上へのサンプル採取装置(35)の配置は、サンプル圧縮機(30)の配置と同時ではない。言いかえれば、これらの実施形態において、サンプル圧縮機(30)が垂直な堆積物に加えられる前に、サンプルの幾つかはサンプル塗布領域(44)に移される。
この実施形態における試験領域(45)は、第2の結合パートナー(38)のタグ(39)と結合する、固定化されたタグ(50)を含んでいる。この実施形態において、接合体(36)の一部であるとともに、好ましくはサンプル圧縮機(30)のパッド(33)に事前に負荷されて乾燥される第1の結合パートナー(37)は、試験サンプル中の分析物(40)と結合することで、半サンドイッチを形成する。この実施形態の第2の結合パートナー(38)も好ましくは、サンプル圧縮機のパッド(33)に事前に負荷されて乾燥される。第2の結合パートナー(38)はタグ(39)も含む。
(図5A−5B、6A−6B、7B、7C、及び7Dの実施形態と同様に)この実施形態における接合体(36)の結合パートナー(37)、分析物(40)、及び第2の結合パートナー(38)の間で形成される完全なサンドイッチ(420)は、図4Bに示される。好ましい実施形態において、サンプル圧縮機(30)上のパッド(33)は、検知可能な標識を含む対照領域結合パートナー(61)(図3Cで示される)も含む。対照領域結合パートナー(61)は、対照領域(46)中のその結合パートナーと複合物を形成する。先行技術で知られているように、試験ストリップ上又はバッファー中ではなく、サンプル圧縮機(30)上に対照領域結合パートナー(61)を含んでいることによって、接合体(61)と対照領域結合パートナー(61)の両方を含むサンプル圧縮機(30)上の構成要素が、サンプル分析デバイスに効率的に移され、従って、このシステムの適切な操作を保証するということをユーザーに確約することができる。
1つの実施例において、第1の結合パートナー(37)と第2の結合パートナー(38)の両方は、分析物に対して異なる抗体である。対照領域結合パートナー(61)は好ましくは抗体であり、対照領域におけるその結合パートナーは抗原である(或いは、逆の場合もある)。他の実施形態において、特異的な結合パートナーは、分析物に対する抗体に結合することができる抗原であってもよい。他の種類の結合パートナーは、アプタマー又は受容体のような生物有機高分子、ナノ粒子、又は核酸である。例えば、本発明の図4A乃至4Cに示されるデバイスは、任意の結合アッセイに使用することができ、例えば、リガンド受容体結合アッセイ、及び、酵素基質結合アッセイで抗体/抗原又は核酸の使用を回避することができる。
1つの好ましい実施形態において、第2の結合パートナー(38)はビオチンでタグ付け(39)される。第2の結合パートナー(38)上のタグ(39)がビオチンである実施形態において、検出領域中の固定化されたタグ(50)は、好ましくは、アビジン、ニュートラアビジン、又はストレプトアビジンである。他の実施形態において、第2の結合パートナー(38)は、アビジン、ニュートラアビジン、又はストレプトアビジンでタグ付け(39)される。これらの実施形態において、検出領域(52)中の固定化されたタグ(50)は、好ましくはビオチンである。代替的に、第2の結合パートナー(38)上のタグ(39)はレクチンであってもよく、固定化されたタグ(50)はグリコシル部分であってもよい。例えば、幾つかの実施形態において、レクチンはエンドウレクチンであり、グリコシル部分は赤血球グリコシル単位である。第2の結合パートナーのタグと、固定化されたタグは、本発明の精神の範囲内で逆にされてもよい。例えば、グリコシル部分は、検出領域内の固定化されたレクチンタグを備えた第2の結合パートナー上のタグであってもよい。他の実施形態において、他の受容体及びリガンドがタグに使用されてもよい。
操作時、サンプルがサンプル塗布領域(44)の上に直接あるように、サンプル採取装置(35)が置かれる。サンプル圧縮機(30)は、サンプル採取装置(35)に圧力(51)をかける。圧力により、サンプル(存在する場合、分析物(40)を含む)、接合体(36)、及びタグ付けした第2の結合パートナー(38)が、サンプル塗布領域(44)に移る。サンプル圧縮機(30)上に対照領域結合パートナー(61)も存在する場合、対照領域結合パートナー(61)も移される。移動が圧力によるものであって、流動又は毛細管現象ではないことに留意する。その後、バッファー(43)が加えられることで、接合体(36)−分析物(40)(存在する場合)−第2の結合パートナー(38)の複合物(完全なサンドイッチ)を検知領域(52)に流動させることが可能となる。その後、試験領域(45)中の固定化されたタグ(50)はタグ(39)と結合する。接合体(36)が標識(41)を含むので、形成される複合物は検知可能であり、且つ、陽性の結果を示す。試験の適切な操作は、対照領域結合パートナー(61)と対照領域(46)におけるその固定化されたパートナーとの間の相互作用によって、対照領域(46)において検知可能な陽性結果をもたらす。
示されてはいないが、好ましくはサンプル塗布領域(44)に重なる溶解領域が随意に存在してもよい。他の実施形態において、図1に関して議論された領域に類似した、捕捉試薬を含む遮断領域が存在してもよい。
別の実施形態において、分析物のための2つの結合パートナーは、「垂直なサンドイッチ」を達成するような方法で位置付けられ、該サンドイッチにおいて、サンプルは第2の平面から圧縮される接合体と結合し、ストリップの平面でストリップ上に置かれた他の結合パートナーと、同時に又は連続して結合することができる。したがって、サンプル中の分析物をサンドイッチすることは、ストリップの平面の上から送達された接合体からのパートナーと結合することによって、及び、材料を送達するサンプルより下のストリップの平面に置かれた第2の結合パートナーと結合することによって、なされる。
図5Aと5Bは、サンプル圧縮機(30)、サンプル採取装置(35)、及びサンプル分析デバイス(図の試験ストリップ)を備えたシステムの実施形態の別の例を示す。図3A乃至3Cと同様に、試験ストリップは好ましくは、吸収パッド(42)、サンプル塗布領域(44)、検出領域(52)、及び随意の廃棄物パッド(47)を含む。試験ストリップは好ましくは、運搬体の裏当て(48)も含む。図4A乃至4Cに示される実施形態と同様に、この実施形態において、サンドイッチ(第1の結合パートナー(37)−分析物(40)−第2の結合パートナー(38))全体が、サンプル塗布領域(44)において形成される。この実施形態における試験領域(45)は、第2の結合パートナー(38)のタグ(39)と結合する、固定化されたタグ(50)を含んでいる。この実施形態において、接合体(36)の一部であるとともに、好ましくはサンプル圧縮機(30)のパッド(33)に事前に負荷されて乾燥される第1の結合パートナー(37)は、試験サンプル中の分析物(40)と結合することで、半サンドイッチを形成する。この実施形態の第2の結合パートナー(38)は好ましくは、試験ストリップのサンプル塗布領域(44)に事前に負荷されて乾燥される。第2の結合パートナー(38)はタグ(39)も含む。代替的に、この実施形態の第2の結合パートナー(38)は、サンプル塗布領域に重なって、サンプル塗布領域の上流、又は、サンプル塗布領域と検出領域の間を含むがこれらに限定されない、検出領域の上流の試験ストリップ上の任意の場所にも位置付けられてもよい。
好ましい実施形態において、サンプル圧縮機(30)上のパッド(33)は、検知可能な標識を含む対照領域結合パートナー(61)(図3Cで示される)も含む。対照領域結合パートナー(61)は、対照領域(46)中のその結合パートナーと複合物を形成する。先行技術で知られているように、試験ストリップ上又はバッファー中ではなく、サンプル圧縮機(30)上に対照領域結合パートナー(61)を含んでいることによって、接合体(61)と対照領域結合パートナー(61)の両方を含むサンプル圧縮機(30)上の構成要素が、サンプル分析デバイスに効率的に移され、従って、このシステムの適切な操作を保証するということをユーザーに確約することができる。
1つの実施例において、第1の結合パートナー(37)と第2の結合パートナー(38)の両方は、分析物に対して異なる抗体である。対照領域結合パートナー(61)は好ましくは抗体であり、対照領域におけるその結合パートナーは抗原である(或いは、逆の場合もある)。他の実施形態において、特異的な結合パートナーは、分析物に対する抗体に結合することができる抗原であってもよい。他の種類の結合パートナーは、アプタマー又は受容体のような生物有機高分子、ナノ粒子、又は核酸である。例えば、本発明の図5A乃至5Bに示されるデバイスは、任意の結合アッセイに使用することができ、例えば、リガンド受容体結合アッセイ、及び、酵素基質結合アッセイで抗体/抗原又は核酸の使用を回避することができる。
1つの好ましい実施形態において、第2の結合パートナー(38)はビオチンでタグ付け(39)される。第2の結合パートナー(38)上のタグ(39)がビオチンである実施形態において、検出領域中の固定化されたタグ(50)は、好ましくは、アビジン、ニュートラアビジン、又はストレプトアビジンである。他の実施形態において、第2の結合パートナー(38)は、アビジン、ニュートラアビジン、又はストレプトアビジンでタグ付け(39)される。これらの実施形態において、検出領域(52)中の固定化されたタグ(50)は、好ましくはビオチンである。代替的に、第2の結合パートナー(38)上のタグ(39)はレクチンであってもよく、固定化されたタグ(50)はグリコシル部分であってもよい。例えば、幾つかの実施形態において、レクチンはエンドウレクチンであり、グリコシル部分は赤血球グリコシル単位である。第2の結合パートナーのタグと、固定化されたタグは、本発明の精神の範囲内で逆にされてもよい。例えば、グリコシル部分は、検出領域内の固定化されたレクチンタグを備えた第2の結合パートナー上のタグであってもよい。他の実施形態において、他の受容体及びリガンドがタグに使用されてもよい。
操作時、サンプルがサンプル塗布領域(44)の上に直接あるように、サンプル採取装置(35)が置かれる。サンプル圧縮機(30)は、(存在する場合、分析物(40)を含む)サンプルと接合体(36)をサンプル塗布領域(44)上に移すための圧力を用いて、サンプル採取装置(35)上に圧力(51)をかける。「垂直な」サンドイッチは、上部ピースとしての接合体(36)と、下部ピースとしての第2の結合パートナー(38)と、それらの間の分析物(40)とによって形成される。サンプル圧縮機(30)上に対照領域結合パートナー(61)も存在する場合、対照領域結合パートナー(61)も移される。移動が圧力によるものであって、流動又は毛細管現象ではないことに留意する。その後、バッファー(43)が加えられることで、接合体(36)−分析物(40)(存在する場合)−第2の結合パートナー(38)の複合物(完全なサンドイッチ)を検知領域(52)に流動させることが可能となる。その後、試験領域(45)中の固定化されたタグ(50)はタグ(39)と結合する。接合体(36)が標識(41)を含むので、形成される複合物は検知可能であり、且つ、陽性の結果を示す。試験の適切な操作は、対照領域結合パートナー(61)と対照領域(46)におけるその固定化されたパートナーとの間の相互作用によって、対照領域(46)において検知可能な陽性結果をもたらす。
示されてはいないが、好ましくはサンプル塗布領域(44)に重なるか又はその上流に置かれる溶解領域が随意に存在してもよい。他の実施形態において、図1に関して議論された領域に類似した、捕捉試薬を含む遮断領域が存在してもよい。
図6Aと6Bは本発明の別の実施形態を示し、サンプル圧縮機(30)は、タグ(39)と結び付いた、分析物(40)のための第2の結合パートナー(38)を含み、試験ストリップは、分析物(40)のための第1の結合パートナー(37)と検知可能な標識(41)との両方を含む接合体(36)、及び、試験領域(45)中の第2の結合パートナー上のタグと結合する固定化されたタグ(50)を含む。この実施形態は、「垂直な」サンドイッチが頂部片としての第2の結合パートナー(38)と底部片としての接合体(36)と、それらの間の分析物(40)とによって形成されるという点を除けば、図5Aと5Bに関して記載された実施形態と同様に作用する。代替的に、この実施形態における接合体(36)は、サンプル塗布領域に重なって、サンプル塗布領域の上流、又は、サンプル塗布領域と検出領域の間を含むがこれらに限定されない、検出領域の上流の試験ストリップの任意の場所に位置付けられてもよい。
図7A乃至7Dは、検出領域(52)が図3C、4C、5B及び6Bのサンプル塗布領域(44)に重なるという点を除けば、これらの図のそれぞれに類似している。これらの実施形態における検出領域は、好ましくは、ニトロセルロースで作られている。側方流動はこれらの実施形態中のアッセイを行うのに厳密には要求されないが、サンドイッチが試験領域で結合することができ、任意の結合されていない接合体が試験領域から洗い流されるように、少なくともわずかな量の流動が好ましい。1つの実施形態において、試験ストリップの端部に塗布されるランニングバッファーの代わりに、洗浄液が試験領域へと上から又は横から、例えば、水筒を用いて直接塗布されてもよい。1つの実施形態において、サンプル圧縮機とサンプル採取装置は、試験ストリップから垂直な堆積物を取り除くことなく試験領域を読むことができるように、十分に透明である。試験領域(45)及び対照(46)の両方がこれらの図のサンプル塗布領域内に示されているが、他の実施形態において、対照領域(46)がサンプル塗布領域(44)の下流にある一方で、試験領域(45)はサンプル塗布領域(44)に重なることができることに留意する。対照領域がサンプル塗布領域(44)から側方に下流にあれば、流動を可能にするためにバッファーを加える必要がある。加えて、陽性の結果から信号を強化するために、バッファー(例えば、銀を含むバッファー)を加えることが望ましいこともある。
サンプル圧縮機(30)が分析物(40)のための結合パートナー(37)(38)を両方とも含む際に、図8Aで示されるような一般的な試験ストリップ(80)が使用されてもよい。サンプル圧縮機(30)とサンプル採取装置(35)は、サンプル窓(81)で一般的な試験ストリップ(80)に移される。試験されている分析物(40)に特異的な要素がサンプル圧縮機(30)上にあるので、一般的な試験ストリップ(80)の表示窓(82)内の試験領域(83)は、分析物(40)のための第2の結合パートナー(38)上のタグ(39)との複合物を形成するタグ(50)さえ有していればよい。例えば、分析物(40)のための第2の結合パートナー(38)がビオチンでタグ付け(39)される際、一般的な試験ストリップ(80)の試験領域(83)は、ビオチンのための結合パートナーであるアビジン(39)を含む。一般的な試験ストリップ(80)は、好ましくは、対照領域(84)とハウジング(85)も含む。図7A乃至7Dの実施形態では、試験領域はサンプル窓(81)に位置する。他の実施形態において、適切なマーカーは、試験領域において固定化された適切な核酸配列とハイブリッド形成することができるヌクレオチド配列であり得る。
サンプル圧縮機とサンプル採取装置は、図1乃至8Aでは別の実体として示されているが、サンプル圧縮機のパッド(33)とサンプル採取装置のサンプル採取部(60)は、本発明の精神の範囲内で単一要素の構成要素であってもよい。例えば、サンプルが、サンプル圧縮機パッドに患者をさらすことなく、サンプル採取部を用いて患者から採取可能となるように、そして、サンプル採取部とサンプル圧縮機パッドがその後、圧縮による試験ストリップのサンプル塗布領域への塗布のために接触可能となるように、サンプル採取装置は、カートリッジの一部として、回転自在に又は柔軟にサンプル圧縮機に接続されてもよい。サンプル採取装置は、試験用カセットに回転自在に又は柔軟に接続されてもよく、或いは、カートリッジとして挿入されてもよい。別の実施形態において、サンプルは、圧縮機及び/又は接合体を所定の位置に置く前に、試験ストリップ上に強制的に直接注入されてもよい。また別の実施形態において、サンプル採取装置は、外部のカートリッジ内で接合体と接触してもよく、該カートリッジは試験用カセットを折るか又は試験用カセットに挿入することで、試験ストリップに接触した材料をもたらす。別の実施形態において、サンプルは、サンプル圧縮機に適用されてもよい。
幾つかの実施形態において、サンプル圧縮機(30)は、図8Bに示されるように、ハウジング(85)に回転自在に接続される。サンプル圧縮機(30)が開いている際にはストリップの下流側に向かって回転するように、サンプル圧縮機(30)のヒンジは示されているが、ハウジングは、サンプル圧縮機(30)が本発明の精神の範囲内でいずれかの側に、又は、他の方向にヒンジで連結されるように設計可能である。サンプル採取装置(35)のサンプル採取部(60)は、ハウジング(85)の横の挿入穴部(88)とぴったりと合うように、横から挿入されるのが好ましい。しかし、サンプル採取装置(35)は、ハウジングの設計に依存して任意の方向に挿入可能である。サンプル圧縮機(30)は好ましくは、試験ストリップ(80)のサンプル塗布領域に面するサンプル圧縮機の面に配置された、1つ以上のアッセイ構成要素を含む、パッド(図8Bでは目に見えない)を含む。圧縮圧力がサンプル圧縮機のパッドと、サンプル採取部と、サンプル塗布領域との垂直な堆積物に加えられることで、サンプルと1以上のアッセイ成分を試験ストリップのサンプル塗布領域に移すように、サンプル圧縮機(30)はその後閉じられる。図8Bのデバイスの遠方の上流端でハウジングから突き出た吸収パッドがある一方で、吸収パッドの長さは変化してもよい。実際に、バッファーを上流端で加えることができる限り(例えば、ハウジング内の塗布窓を通って)、吸収パッドをハウジングの外部で著しく伸ばす必要はない。この実施形態において、サンプル圧縮機を失う可能性はなく、垂直な堆積物を形成する際に、サンプル塗布領域とサンプル圧縮機を位置合わせする必要はない。これらの実施形態の1つの利点は、サンプルの塗布と、試験領域への流動の実際の開始との間に、時間差を与えることが可能となるということである。言いかえれば、サンドイッチを予め作ることができ、その流動はずっと後で開始されてもよい。代替的に、パッド(33)は、本発明の精神の範囲内でサンプル圧縮機から離れてもよい。パッドはサンプル採取装置に類似する結合パートナー塗布装置上にあってもよい。これらの実施形態において、サンプル塗布領域にサンプルを移すためにサンプル圧縮機によって圧力がかけられる際、結合パートナー塗布装置は、サンプル採取部とサンプル塗布領域に配されてもよい。
図9は、試験ストリップのサンプル圧縮機(30)、サンプル採取部(60)を含むサンプル採取装置(35)、塗布装置のパッド(64)を含む結合パートナー塗布装置(62)、及び、サンプル塗布領域(44)を含む垂直な堆積物を示す。結合パートナー塗布装置(62)は図9においてハンドルを含むが、結合パートナー塗布装置(62)は代替的に単なるパッドであってもよい。サンプル圧縮機(30)の棚部分(34)は、サンプルを負荷したサンプル採取部(60)と、サンプル中の試験される分析物のための少なくとも1つの結合パートナーを負荷した塗布装置パッド(64)とに圧力を加える。圧力は好ましくは、サンプル採取部(60)からサンプルの少なくとも一部を無理やり押し進めることによって塗布装置パッド(64)を湿らせ、それによって結合パートナーの幾つかを固定化し、サンプルの少なくとも幾つかと結合パートナーの幾つかがサンプル塗布領域(44)に移されるようになる。幾つかの実施形態において、この移動は希釈せずに生じる。しかし、少量のサンプル、又は、粘着性の或いは固体のサンプルを用いる実施形態において、追加の液体を用いることで試験ストリップへのサンプルと結合パートナーの移動を促進してもよい。幾つかの実施形態において、図9に示されるように、パッドは、本発明の精神の範囲内で追加の液体又はバッファーを供給するなどして移動を支援するのに使用されてもよいが、サンプル圧縮機にはパッドがない。幾つかの実施形態において、図9に示されるように、サンプル採取部(60)は、垂直な堆積物におけるサンプル圧縮機(30)と塗布装置パッド(64)との間に置かれることによって、圧縮の間に結合パートナーを試験ストリップに移動させるのに役立つ。代替的に、塗布装置パッド(64)は、本発明の精神の範囲内で、サンプル圧縮機(30)とサンプル採取部(60)との間に置かれてもよい。試験領域に到達する前に完全なサンドイッチが形成される実施形態において、2つの結合パートナー塗布装置(分析物の各結合パートナーにつき別の塗布装置)は、本発明の精神の範囲内で垂直な堆積物に任意の順で配されるサンプル採取部、第1の塗布装置パッド、及び第2の塗布器と共に使用されてもよい。代替的に、単一の結合パートナー塗布器は、分析物のための結合パートナーを両方とも含むことができる。他の実施形態において、サンプル、第1の結合パートナー、及び第2の結合パートナーは、本発明の精神の範囲内でサンプル圧縮機を用いて、任意の順で試験ストリップに連続して塗布されてもよい。
側方流動デバイスの試験ストリップにサンプルを塗布する方法において、少なくとも1つの外部の結合パートナーは、試験ストリップのサンプル塗布領域に最初に配される。外部の結合パートナーは外部パッドに置かれてもよい。試験領域に到達する前に分析物と結合する2つの分析物結合パートナーが存在する実施形態において、分析物結合パートナーの1つ又は両方が加えられてもよい。サンプルを含むサンプル採取装置は、外部の結合パートナーとサンプル圧縮機の間の垂直な堆積物に配される。サンプル圧縮機は、外部の結合パートナーとサンプルの少なくとも一部とをサンプル塗布領域に移すために、サンプル採取装置に圧力を加える。代替的に、外部の結合パートナーがサンプル圧縮機によって追加及び圧縮され、その後に取り除かれることができ、その後、サンプル採取装置がサンプル塗布領域上に積み重ねられ、そこでサンプルは試験ストリップ上に圧縮される。別の代替的な実施形態において、少なくとも1つの外部の結合パートナーは、サンプル圧縮機とサンプル採取装置との間の垂直な堆積物に配される。代替的に、サンプル採取装置が加えられ圧縮され、それから取り除かれ、その後、外部の結合パートナーが試験ストリップ上に加えられて、圧縮される。他の実施形態において、サンプル採取装置は、第1の外部の結合パートナーと第2の外部の結合パートナーとの間の垂直な堆積物の中にあり、サンプル圧縮機はその垂直な堆積物に圧力を加える。これらの実施形態において、ストリップもサンプル圧縮機も特定の分析物結合パートナーを有していない。サンプル、分析物結合パートナー、及び、流動性の対照結合パートナーも、本発明の精神の範囲内で、任意の組み合わせで複数の工程においてサンプル塗布領域に塗布されてもよい。
代替的に、本発明の側方流動デバイスにおいて、サンプル圧縮機は、所望の分析物に特異的な成分を含まない一般的なサンプル圧縮機であってもよい。1つの実施形態において、サンプル圧縮機は、アッセイの構成要素を包含していない。対照を含む実施形態において、サンプル圧縮機のパッドは、流動性の対照領域結合パートナーのみを含む。これらの実施形態において、1つ以上の結合パートナー塗布装置は、分析物のための少なくとも1つの結合パートナーを含み、サンプルがサンプル塗布領域に移される際に、サンプル圧縮機とサンプル採取装置とを含む垂直な堆積物の一部となる。サンプル、分析物結合パートナー、及び、流動性の対照結合パートナーも、本発明の精神の範囲内で、任意の組み合わせで複数の工程においてサンプル塗布領域に塗布されてもよい。
本発明の別の実施形態において、サンプル圧縮機(30)はサンプル採取装置としても機能し、サンプル圧縮機のパッド(33)はサンプル採取部としても機能する。この実施形態において、接合体、第2の結合パートナー、対照領域結合パートナー、及び/又は、その3つの任意の組み合わせは、好ましくは、パッドがサンプル圧縮機アームに取り付けられるパッド(33)の背面に置かれる。サンプルの採取が無菌で行われる必要がある実施形態において、サンプル圧縮機(30)は好ましくは、サンプル採取装置としての使用前に放射線によって殺菌される。サンプルはその後、サンプルを獲得する間に患者が接合体又は第2の結合パートナーにさらされないように、パッドの前部を用いて採取される。サンプルが試験ストリップのサンプル塗布領域に塗布される際、サンプルが接合体又は第2の結合パートナーと混合し、その両方の少なくとも一部が試験ストリップ上に絞り出されるように、パッドが圧縮されるのが好ましい。他の実施形態において、採取されたサンプルは、アッセイを実行する前にサンプル採取装置(例えばピペット)からサンプル圧縮機のパッドまで移される。
幾つかの実施形態において、本発明の側方流動デバイスは、内蔵型の、オンライン式の、又はインサイツの信号増幅システムも含んでもよい。サンプル増幅システムは、本発明の精神の範囲内で、サンプル圧縮機と組み合わせて、又は、サンプル圧縮機のない方法或いはデバイスで、使用されてもよい。コロイド金が接合体の検知可能な標識として使用される実施形態において、試験領域に結合する接合体のコロイド金の信号は、銀増感(silver enhancement)によって更に増幅可能である。銀塩と銀の顕色剤の適切な製剤は、サンプル塗布の部位で、又は、その上流或いは下流で、乾燥させることができる。銀塩と顕色剤は、一緒に、互いに対して上流又は下流で、乾燥されるか、又は、サンプル塗布領域によって分離させることができる。他の実施形態において、銀塩及び/又は銀の顕色剤はカプセル化されることで、増強の時間遅延をもたらすことができ、それにより、銀増感が生じる前に試験線で完全なサンドイッチを形成することを可能にする。
他の実施形態において、システムが追加の抗原を含む接合体と第2の接合体(好ましくは、抗原の特異的な結合パートナーを含むナノ粒子)とを含んでいる堆積物は、信号を増幅するために使用される。第2の接合体は、好ましくは標識も含む。第2の接合体において、結合パートナーは、第1の接合体中の粒子と同じ大きさか、これよりも小さいか、又は大きい粒子に結合されてもよい。幾つかの実施形態において、抗原と第2の接合体はカプセル化される。また他の実施形態において、銀増感と堆積強化(stacking enhancement)の両方は同じ試験ストリップ上で使用されてもよい。堆積複合物と銀増感の要素は、一緒に、又は、互いに対して上流或いは下流にあり得る。これらの実施形態の好ましい特徴は、両方の「積み重ねられる」ナノ粒子及び/又は銀増感体(enhancer)が、最初は接合体と接触しないが、接合体が試験領域に固定化されている間のみ接触するということである。したがって、更に優れた特異性が達成される。幾つかの実施形態において、銀増感要素及び/又は積み重ねられる増強要素の1つ又は両方はカプセル化されることで、信号の増幅の時間遅延をもたらすことができる。
複合物が検出領域(52)に到達する前に、分析物(40)、第1の分析物結合パートナー(37)、及び第2の分析物結合パートナー(38)の間で「完全なサンドイッチ」が形成される幾つかの実施形態において(例えば、図4A−4C、5A−5B、及び6A−6Bを参照)、接合体が検出領域(52)に到達する前に銀塩及び/又は銀の顕色剤が完全なサンドイッチと相互に作用するように、銀増感又は他の増幅の信号はサンプル塗布領域(44)の上流に配されてもよい。完全なサンドイッチを持つ他の実施形態において、検出領域(52)に到達する前に完全なサンドイッチが形成され、銀塩/顕色剤へと移動するように、銀塩及び/又は銀の顕色剤は、サンプル塗布領域(44)の下流に置かれる。
図10に示されるような先行技術において、試験領域(45)に分析物(40)と標識(41)が一対一の対応で存在する。なぜなら、各々の分析物は、接合体(36)上の1つの標識(41)によって、1つの固定化された結合パートナー(37)と1つの固定化された結合パートナー(38)とに結合するからである。
本発明の信号増幅システムにおいて、増幅源は、サンプル塗布領域、又は、その上流或いは下流を含む、試験ストリップのいかなる場所に位置してもよい。代替的に、増幅源は、バッファー中に、又は、サンプル圧縮機上に置かれてもよい。増幅要素の何れか又は全てがカプセル化されてもよい。
図11に示されるような幾つかの実施形態において、多数の接合体が試験領域内で結合した1つの分析物に付随するように、増幅源(70)は接合体上に非特異的にそれ自体を堆積する。この実施形態において、増幅源は好ましくは1つ以上の銀塩であり、銀の顕色剤は、接合体の標識部分(41)としてコロイド金を用いて、アッセイでの信号を強化するために使用されてもよい。銀塩と銀の顕色剤は、分析物の検出を強化する任意の方法で位置付けられるか導入されてもよい。コロイド金が接合体のための検知可能な標識として使用される実施形態において、試験領域内で結合した接合体のコロイド金の信号は、銀増感によって増幅させることができる。銀塩と銀の顕色剤の適切な製剤は、サンプル塗布の部位で、又は、その上流或いは下流で乾燥させることができる。銀塩と顕色剤は、一緒に、互いに対して上流又は下流で、乾燥させることができるか、又は、サンプル塗布領域によって分離させることができる。代替的に、銀塩及び/又は顕色剤は、バッファーの一部として含まれることができる。幾つかの好ましい実施形態において、銀塩及び/又は銀の顕色剤はカプセル化されてもよい。
好ましい実施形態において、銀の塩と顕色剤の混合物は、サンプル塗布領域と試験領域の間の領域で乾かされる。この実施形態において、2つの結合パートナー(1つは金の接合体であり、もう1つはビオチンなどのマーカーで適切にタグ付けされる)間の分析物の完全なサンドイッチは、銀増感領域に移り、それらが捕捉される際に一緒に試験領域に移動する。銀増感は捕捉前に半サンドイッチに適用されてもよいが、銀増感は捕捉後に適用されるのが好ましい。なぜなら、それはさもなければ試験領域における結合に干渉する場合があるからである。銀の塩と顕色剤は、限定されないが、図3A−3C、4A−4C、5A−5B、6A−6B、及び7A乃至7Dで示されるものを含む、本明細書に記載の実施形態の何れかにおいて使用されてもよい。
また別の実施形態において、銀増感領域は、サンプル塗布材料の真下に直接位置する。上述されるような両方の結合パートナーを含む圧縮機は、完全なサンドイッチを形成し、全て1つの場所で銀の塩と顕色剤によって強化されるようになる。その後、この巨大な複合物は試験領域へと移動することができ、この試験領域において複合物は捕捉され得る。
また別の実施形態において、銀増感は、ランニングバッファーに銀の塩と顕色剤を組み込むことによって達成される。他の実施形態において、銀塩及び/又は銀の顕色剤は、サンプル採取装置が無菌である必要がない状況下で、サンプル圧縮機又はサンプル採取装置に置かれてもよい。さもないと、サンプル採取装置は、例えば、銀塩及び/又は銀の顕色剤を損なわない放射線などの滅菌技術を用いて、銀塩及び/又は銀の顕色剤の追加後に殺菌されてもよい。
また別の実施形態において、銀塩は、サンプル塗布領域に対する部位、上流、又は下流で乾燥され、銀の顕色剤は、別の工程として表示窓に加えることが可能である。
銀増感を含む好ましい実施形態において、銀が光に敏感であるので、試験は上下逆さまに(カセットが使用される実施形態において、カセットをひっくり返して)実行されるか、又は、さもなければ、試験の完了前に周辺光から保護される。
別の実施形態において、試験領域(83)がある表示窓(82)に銀の塩と顕色剤が一緒に又は別々に加えられる場合、銀増感は別の工程として達成される。表示窓領域(82)がない場合、銀の塩と顕色剤は好ましくは、ストリップの試験領域(83)に加えられる。これらの実施形態の幾つかにおいて、試験ストリップが使用後にまだ濡れているか、又は、乾燥されている間に、銀増感は試験ストリップに加えられる。これらの実施形態の幾つかにおいて、ストリップは任意のハウジングから取り除かれ、試験領域(83)を包含するストリップの一部は切断されるか、又は、一緒に或いは別々に銀増感で処理される。
1つの好ましい実施形態において、ストリップは、試験が行われた後に空気中で乾かされる。ストリップの適度な乾燥は、約20〜30分で達成されるが、環境条件に依存する。ストリップが乾いた後、試験領域(83)がある表示窓領域(82)に、一滴又は二滴の銀の塩と顕色剤が加えられる。表示窓領域(82)がない場合、銀の塩と顕色剤は好ましくは、ストリップの試験領域(83)に加えられる。これは感度を最小でも五倍高める。銀の塩と顕色剤は、一緒に又は別々に加えられてもよい。銀増感はほとんど瞬間的に生じ、その結果は更なる銀増感後の2〜3分以内に好ましくは読み取られる。結果が迅速に読み取られない場合、ストリップは黒くなり、背景は、結果として生じる灰色/黒色の試験線の読み取りを妨げる。洗浄液が表示窓(82)/試験領域(83)に加えられると、この背景の大部分は最小化される。感度は、携帯型の光学読み取り装置(例えば、Ocean Optics,Inc.(Dunedin,Florida)によって製造された小型のスペクトロメーター)を使用することで高められてもよい。携帯型の読み取り装置は、手で持てるサイズの小型のスペクトロメーターであり、これは、試験線と結合する標識化された複合物の吸光度又は反射率を測定する試験線の色強度を定量化する。試験線の定量化は標準曲線を用いて測定することができる。標準曲線を展開する際に、分析物濃度の様々な滴定が作成され、各々の滴定で読み取り装置の出力が記録される。読み取り装置は、試験の感度を5乃至10倍にまで上げる。操作時、目に見える試験線を見る検出窓は、直接的な吸光度又は反射率の測定が可能となるように、スペクトロメーターの開口部に直接置かれるか、又は、その近くに置かれる。
別の好ましい実施形態において、銀の塩及び/又は顕色剤の溶液は揮発性液体を含む。銀の塩と顕色剤は、単一の溶液に、又は、別の溶液として、一緒に作られることができる。室温で蒸発するか、又は、容易に蒸発して試験を妨げない任意の液体が使用可能である。揮発性溶媒は、第2の結合パートナー(17)(図1を参照)、(38)(図3A−3C、及び7Aを参照)、又は固定化されたタグ(50)(図4A−4C、5A−5B、6A−6B、及び7B−7Dを参照)が置かれる試験領域(83)を構成する膜材料(例えば、ニトロセルロース)を溶かさないような方法で選択される。使用することができる揮発性液体の幾つかの例は、限定されないが、メタノール、イソプロピルアルコール、低濃度ベンゼン、及び低濃度アセトンを含んでいる。銀増感は、銀塩と、好ましくは本来は比較的有機の顕色剤とを有する。試験ストリップがまだ十分に湿っている際に、銀の塩と顕色剤の溶液は、試験領域(83)が試験の最後(例えば、サンプルがストリップに加えられて約10分後)に置かれる表示窓領域(82)に加えられる。表示窓領域(82)がない場合、銀の塩と顕色剤は好ましくは、ストリップの試験領域(83)に加えられる。揮発性液体は、液体が加えられる領域(試験領域(83))を「乾燥させる」。この実施形態において、ストリップ全体が適度に乾燥するのを待つ必要はない。この実施形態は、所望の領域(試験領域(83))のみの「インサイツの」乾燥をもたらす。
図12に示されるような幾つかの実施形態において、増幅は「堆積」現象によるものであり、この現象では、第2の接合体(74)はアッセイ中に形成された複合物の少なくとも一部の上に「堆積する」。これらの実施形態において、第1の接合体(72)は、追加部分(73)の結合パートナー(76)が特異的に結合するこの追加部分(73)を含み、第2の接合体(74)は好ましくは標識(78)も含む。例えば、第2の結合パートナー(38)がアビジンタグ(39)を含む場合、完全なサンドイッチは固定化されたビオチン(50)によって試験領域で捕捉され、その後又は同時に、「堆積」接合体は、試験領域で固定化された完全なサンドイッチ上に蓄積するか、又は、堆積されて、より一層堆積された蓄積物とより優れた信号認識をもたらす。1つの実施形態において、第1の節体は分析物とトリIgYの抗体に接合した金であり、第2の接合体は、ウサギの抗トリ抗原に接合した赤色ラテックスビーズである。
好ましくは、「堆積」は、試験領域に到達する前に「完全なサンドイッチ」が形成される実施形態でのみ使用される。例えば、図4C、5B、6B、7B、7C、及び7Dにおいて、完全なサンドイッチはサンプル塗布領域で形成される。好ましい実施形態において、標識化された接合体上のマウス抗体は抗原に結合することで、第1の複合物を形成する。第1の複合物は、固定化されたビオチンで標識化されたポリクローナル抗体とすぐに結合することで、第2の複合物として完全なサンドイッチを形成する。その後、第2の複合物はビオチン標識を介してアビジンによって試験領域にて捕捉される。その後、遅らせて放出した抗マウス標識接合体は、試験領域内の第2の複合物中でマウス抗体に結合すると共に堆積する。抗マウス標識接合体は、好ましくは、分析物の複合物が形成された後に試験領域に到達するように置かれる。抗マウス標識接合体に好ましい幾つかの位置は、サンプル塗布領域内、サンプル塗布領域の上流、予め定められた期間の後にバッファーに加えられること、サンドイッチが形成された後に試験領域に塗布されること、又は、流路内であるがその放出を例えば20〜30秒遅らせるためにカプセル化することを含む。この実施形態において、堆積はアッセイの感度を3乃至5倍にまで高める。
側方流動アッセイの全てで使用される金の接合体を含む本発明の実施形態において、標識化されて乾燥される抗トリIgY又は別の非特異的な免疫原性部分は、サンプル塗布領域から上流の試験ストリップ上で、又は、代替的にバッファー中で組み込まれる。サンプルが哺乳動物(例えば、ヒト)である場合、非特異的な免疫原性部分は、分析物の結合に干渉しないように、例えば、鳥、魚、又は植物などの非哺乳動物の生物からのものであるのが好ましい。その後、第2の接合体(例えば、抗トリIgY)はバッファーによって動かされる。第2の接合体の動きを遅らせることによって、完全なサンドイッチは、流動するとともに、流動性の第2の結合パートナーの場合、タグに固定化されたタグ(例えば、ビオチン−アビジン)を介して試験領域にて捕捉物と結合し始めることができる。完全なサンドイッチは試験領域で蓄積し、その後、第1の接合体(例えば、金)上で、第2の接合体(例えば、赤色ラテックスビーズ)と結合してこれを積み重ねる。この実施形態は更にアッセイの感度を3−5倍にまで高める。分析物のための第2の結合パートナーが試験領域で固定化される実施形態において、半サンドイッチは好ましくは試験領域へ移動し、その後、結合と堆積が起こる。
図11は非特異的な増幅を示し、図12は特異的な増幅を示す。他の実施形態において、特異的な増幅と非特異的な増幅の両方の組み合わせは、信号を更に増幅するために使用可能である。例として、第1の増幅は、第2の接合体(74)がアッセイ中に形成された複合物の少なくとも一部の上に「堆積する」、図12に関して上に示されて議論されるような「堆積」現象によるものである。多数の接合体が、図11に関して上に示され且つ議論された如く、試験領域中で結合した1つの分析物に付随するように、増幅源(70)が接合体上に非特異的に堆積する場合、さらなる増幅が提供される。特異的及び非特異的な増幅の他の組み合わせは、代替的に使用可能である。
堆積と信号の強化の別の実施形態において、強化は堆積部分に結合した酵素を使用して行なわれる。1つの例において、酵素は西洋ワサビペルオキシダーゼであり、ウサギ抗マウス抗体に結合する。西洋ワサビペルオキシダーゼは、弱い信号を増幅するためにしばしば使用されるが、弱い信号を強化する他の酵素が代替的に使用されてもよく、これは、限定されないが、アルカリフォスファターゼ、カタラーゼ、ウレアーゼ、及びグルコースオキシダーゼを含む。同様に、接合体又は中間物と結合する他の抗体が、代替的に使用可能である。この実施形態にはナノ粒子も微粒子もない。その代わりに、この実施形態は接合体の「可溶性の」形態を含んでいる。この酵素接合体が乾燥される位置は変化することがあり、それは、サンプル塗布領域の上流、下流、又はサンプル塗布領域に重なる位置であってもよい。サンプル圧縮機を含む実施形態において、酵素接合体は代替的にサンプル圧縮機上にあってもよい。酵素接合体は好ましくは、試験ストリップ上で乾燥されるが、固定化されない。酵素接合体は、単独で、又は、(好ましくはビオチン化された)抗体及び/又は金と接合した抗体で「サンドイッチ」を形成する他の構成要素と組み合わせて置かれ得る。
図14は、堆積部分に接合した酵素を含む検出器の実施形態を示す。対照領域(46)は固定化された第1の対照結合パートナー(110)を含む。試験領域(45)は、膜上の固定化された第1の試験領域結合パートナー(109)を含む。第2の試験領域結合パートナー(101)に接合した第1の分析物結合パートナー(102)は乾燥されるか、又は、さもなければ、サンプル塗布領域(44)に組み込まれる(例えば、凍結乾燥される)。この図では示されていないが、第1の分析物結合パートナー(102)は、代替的に、サンプル塗布領域(44)の上流又は下流に置くことができる。別の分析物結合パートナー(103)のための結合パートナー(107)は酵素(108)に結合して、サンプル塗布領域(44)の上流に置かれる。代替的に、第2の分析物結合パートナー(103)のための結合パートナー(107)は、サンプル塗布領域(44)と重なるか、又は、サンプル塗布領域(44)の下流に置かれ得る。サンプル圧縮機(30)上のパッド(33)は好ましくは、第1の検知可能な標識(104)に結合した第2の分析物結合パートナー(103)が埋め込まれ、及び、対照として機能する第2の検知可能な標識(106)に接合した第2の対照結合パートナー(105)と好ましくは混合される。
図14は、試験ストリップ又はサンプル圧縮機(30)上の特定の位置の異なる試薬を示しているが、試験ストリップ上の及び/又はサンプル圧縮機(30)のパッド(33)上の、第2の試験領域結合パートナー(101)と接合した第1の分析物結合パートナー(102)、第2の分析物結合パートナー(103)のための結合パートナー(107)、第1の検知可能な標識(104)と接合した第2の分析物結合パートナー、及び、第2の検知可能な標識(106)と接合した第2の対照結合パートナー(105)の各々のための他の位置も、同様に可能である。他の実施形態はサンプル圧縮機(30)を必要としない。これらの実施形態において、試薬(101)、(102)、(103)、(104)、(105)、(106)、(107)、及び(108)は、試験ストリップ上の様々な位置、好ましくは、試験領域(45)の上流に置かれる。
サンプルはサンプルスワブ(35)上で得られ、その後、(ハウジング及びサンプル窓を備えた実施形態において)サンプル窓(81)を通ってサンプル塗布領域(44)に、又は、そのままサンプル塗布領域(44)上に配される。その後、サンプル圧縮機(30)はサンプル塗布領域(44)上で圧縮される。サンプル圧縮機(30)の吸収性の先端は、サンプル圧縮機(30)を取り除く前に、約15−30秒間、ランニングバッファー中に浸されるのが好ましい。図15Aと15Bは、試薬と分析物の間で形成される異なる複合物を示す。分析物(40)がサンプル中にある場合、分析物は、第1の分析物結合パートナー(102)、及び、酵素(108)と結合した結合パートナー(107)と複合物を形成する第2の分析物結合パートナー(103)とで、複合物を形成する。
分析物(40)がサンプル中にない場合、第2の分析物結合パートナー(103)は、酵素(108)と接合した結合パートナー(107)と依然として複合物を形成するが、サンプル又は第1の分析物結合パートナー(102)とは複合物を形成しない。第2の試験領域結合パートナー(101)は、分析物(40)がサンプル中にあるかどうかにかかわらず、試験領域(45)内の第1の試験領域結合パートナー(109)と結合する。しかしながら、分析物が存在しない場合、試験線には何も見えない。その結果は約10分で視覚的に読み取られる。目に見える試験線が目に見える対照線に沿って形成されると、その結果はサンプル中の高レベルの分析物を示している。10分間の終わりに、試験線で目に見える線がない場合、酵素のための基質が1滴だけその試験線で加えられる。酵素基質の追加が目に見える信号をもたらす場合、その結果は弱陽性のサンプルを示す。対照線での目に見える線は、第2の検知可能な標識(106)と結合した第2の対照結合パートナー(105)が、対照領域(46)で第1の対照結合パートナー(110)と結合したこと、及び、試験が正確に行われたことを示す。図15Cは、対照領域で形成される複合物を示す。
例として、単純ヘルペスウイルス(HSV)検出器は、図14に示されるように以下の部分を含む。対照領域(46)は固定化されたウサギ抗トリIgY抗体(110)を含む。試験領域(45)は、ニトロセルロース膜上に固定化されたニュートラアビジン(109)を含む。ビオチン化した(101)ポリクローナル抗体HSV−1及び/又はHSV−2(102)は、サンプル塗布領域(44)上で乾燥される。この図では示されていないが、抗HSV−1/HSV−2(102)は代替的に、サンプル塗布領域(44)の上流又は下流で乾燥させることができる。西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)(108)と接合したウサギ抗マウスIgG(H&L)(107)は、サンプル塗布領域(44)の上流で乾燥される。代替的に、西洋ワサビペルオキシダーゼ(108)と接合したウサギ抗マウスIgG(107)は、サンプル塗布領域(44)と重なるか、又は、サンプル塗布領域(44)の下流に置くことができる。サンプル圧縮機(30)上のパッド(33)は、好ましくは、コロイド金(104)と接合したマウスモノクローナル抗gD 1&2(103)(単純ヘルペスウイルスの糖タンパク質Dに対するモノクローナル抗体)が埋め込まれ、対照として機能する青色で染色したラテックスビーズ(106)と接合したトリIgY(105)と混合される。
サンプルはサンプルスワブ(35)上で得られ、その後、(ハウジング及びサンプル窓を備えた実施形態において)サンプル窓(81)を通ってサンプル塗布領域(44)に、又は、そのままサンプル塗布領域(44)上に配される。その後、サンプル圧縮機(30)はサンプル塗布領域(44)上で圧縮される。サンプル圧縮機(30)の吸収性の先端は、サンプル圧縮機(30)を取り除く前に、約15−30秒間、ランニングバッファー中に浸されるのが好ましい。図15Aと15Bは、試薬と分析物の間で形成される異なる複合物を示す。HSV(分析物(40))がサンプル中にある場合、HSVは、ビオチン化した(101)ポリクローナル抗HSVl/2(102)と、HRP(108)と接合したウサギ抗マウスIgG(107)と複合物を形成するコロイド金(104)と接合したマウスモノクローナル抗gD1&2(103)とで、複合物を形成する。
HSVがサンプル中にない場合、コロイド金(104)と接合したモノクローナル抗gD1&2(103)は、HRP(108)と接合したウサギ抗マウスIgG(107)と依然として複合物を形成するが、サンプル、又はビオチン化した(101)ポリクローナル抗HSVl/2(102)とは複合物を形成しない。ビオチン化した(101)ポリクローナル抗HSVl/2(102)は、HSVがサンプル中にあるかどうかにかかわらず、試験領域(45)内でニュートラアビジン(109)と結合する。しかし、HSVが存在しなければ、ビオチン化した(101)ポリクローナル抗HSV 1/2(102)は試験線では目に見えない。その結果は約10分で視覚的に読み取られる。目に見える赤色の試験線が青色の対照線に沿って形成されると、その結果はサンプル中の高レベルのHSVを示す。10分間の終わりに、試験線で赤い線が目に見えない場合、酵素基質TMBM(又は、西洋ワサビペルオキシダーゼ用のための別の基質)の一滴が試験線で加えられる。TMBMの追加が青/紫の試験線を結果として生じる場合、結果は弱い陽性サンプルを示す。対照線の青色線は、青色に染色したラテックスビーズ(106)と接合したトリIgY(105)が対照領域(46)内のウサギ抗トリIgY(110)に結合したこと、及び、試験が正確に行われたことを示唆している。図15Cは、対照領域で形成される複合物を示す。
この実施形態において、ポイント・オブ・ケア検査は酵素結合のものになり、増幅は酵素と基質の量に依存し、時間と共に増加する。これは、コロイド金のようなナノ粒子、又は、ラテックスビーズのような微粒子に対して視覚的にタグ付けされた接合体では生じない。加えて、試験線の結果は、抗原−抗体イムノアッセイによるものではなく、ニュートラアビジンとビオチン間のような、リガンドと受容体の間の結合アッセイによるものである。試験線での結合は免疫学的結合によるものではなく、化学的結合によるものである。したがって、それは酵素結合イムノアッセイ法(ELISA又はEIA)ではない。その代わりに、サンプル圧縮機とともに使用される際、それは、酵素結合のクロモフィルトグラフィ(chromofiltography)、又は、直接的な複数面の酵素クロモフィルトグラフィである。試験線に酵素基質を加えるという追加工程でも、試験を行なうことは依然として容易である。
図16、17A、及び17Bに示される代替的な堆積の実施形態において、酵素は、接合体と堆積部分の両方の上で検知可能な標識に物理的に結合される。1つの例において、酵素は目に見えて検知可能なビーズ(例えば、赤色ラテックスビーズ)をコーティングし、ウサギ抗マウス抗体と接合される。西洋ワサビペルオキシダーゼは、弱い信号を増幅するためにしばしば使用されるが、弱い信号を強化する他の酵素が代替的に使用されてもよく、これは、限定されないが、アルカリフォスファターゼ、カタラーゼ、ウレアーゼ、及びグルコースオキシダーゼを含む。同様に、接合体又は中間物と結合する他の抗体が代替的に使用可能である。この実施形態にはナノ粒子も微粒子もない。その代わりに、この実施形態は接合体の「可溶性の」形態を含んでいる。この酵素接合体が乾燥される位置は変化することがあり、それは、サンプル塗布領域の上流、下流、又はサンプル塗布領域に重なる位置であってもよい。サンプル圧縮機を含む実施形態において、酵素接合体は代替的にサンプル圧縮機上にあってもよい。酵素接合体は好ましくは、試験ストリップ上で乾燥されるが、固定化されない。酵素は、単独で、又は、好ましくはビオチン化された抗体と「サンドイッチ」を形成する他の構成要素と組み合わせて置かれ得る。
図16は、接合体と堆積部分の両方の上で検知可能な標識に物理的に結合された酵素を含む検出器の実施形態を示す。対照領域(46)は、図14に示される検出器と類似した、固定化された第1の対照結合パートナー(110)を含む。試験領域(45)は、膜上の固定化された第1の試験領域結合パートナー(209)を含む。第2の試験領域結合パートナー(201)に接合した第1の分析物結合パートナー(202)は乾燥されるか、又は、さもなければ、サンプル塗布領域(44)に組み込まれる(例えば、凍結乾燥される)。この図では示されていないが、第1の分析物結合パートナー(202)は、代替的に、サンプル塗布領域(44)の上流又は下流に置くことができる。
酵素(208)と接合するとともに検知可能な標識(215)(これは酵素(208)とも接合する)と接合する第2の分析物結合パートナー(203)のための結合パートナー(207)は、サンプル圧縮機(30)のパッド(33)に好ましくは埋め込まれる。他の実施形態において、検知可能な標識(215)と接合した、第2の分析物結合パートナー(203)のための結合パートナー(207)のみが存在し、検知可能な標識も酵素(208)と接合している。幾つかの実施形態において、酵素(208)は、検知可能な標識(215)をコーティングすることによって検知可能な標識(215)に接合している。幾つかの実施形態において、酵素(208)と接合した結合パートナー(207)と、検知可能な標識(215)(これは酵素(208)とも接合している)と接合した結合パートナー(207)は、試験ストリップ上に置かれるか、サンプル塗布領域(44)と重なるか、又は、サンプル塗布領域(44)の上流又は下流に置かれることができる。サンプル圧縮機(30)上のパッド(33)には好ましくは、酵素(208)でコーティングされた検知可能な標識(204)と接合した第2の分析物結合パートナー(203)が埋め込まれ、これは、対照として機能する検知可能な標識(106)(図14に示される)と接合した第2の対照結合パートナー(105)と好ましくは混合されている。
図16は、試験ストリップ又はサンプル圧縮機(30)上の特定の位置の異なる試薬を示しているが、試験ストリップ上の及び/又はサンプル圧縮機(30)のパッド(33)上の、第2の試験領域結合パートナー(201)と接合した第1の分析物結合パートナー(202)、酵素(208)と接合した結合パートナー(207)、酵素でコーティングした第1の検知可能な標識(215)と接合した結合パートナー(207)、及び、検知可能な標識(106)と接合した第2の対照結合パートナー(105)の各々のための他の位置も、同様に可能である。他の実施形態はサンプル圧縮機(30)を必要としない。これらの実施形態において、試薬(201)、(202)、(203)、(204)、(105)、(106)、(207)208、及び(215)は、試験ストリップ上の様々な位置、好ましくは、試験領域(45)の上流に置かれる。
サンプルはサンプルスワブ(35)上で得られ、その後、(ハウジング及びサンプル窓を備えた実施形態において)サンプル窓(81)を通ってサンプル塗布領域(44)に、又は、そのままサンプル塗布領域(44)上に配される。その後、サンプル圧縮機(30)はサンプル塗布領域(44)上で圧縮される。サンプル圧縮機(30)の吸収性の先端は、サンプル圧縮機(30)を取り除く前に、約15−30秒間、ランニングバッファー中に浸されるのが好ましい。図17Aと17Bは、試薬と分析物の間で形成される異なる複合物を示す。分析物(40)がサンプルにある場合、それは、第1の分析物結合パートナー(202)と第2の分析物結合パートナー(203)とで複合物を形成する。第2の分析物結合パートナーはまた、結合パートナー(207)と複合物を形成する。
分析物(40)がサンプル中にない場合、第2の分析物結合パートナー(203)は、結合パートナー(207)と依然として複合物を形成するが、サンプル又は第1の分析物結合パートナー(202)とは複合物を形成しない。第2の試験領域結合パートナー(201)は、分析物(40)がサンプル中にあるかどうかにかかわらず、試験領域(45)内の第1の試験領域結合パートナー(209)と結合する。しかし、分析物(40)が存在しない場合、第1の分析物結合パートナー(202)と接合されるとともに、第1の試験領域結合パートナー(209)と複合物を形成する、第2の試験領域結合パートナー(201)は、試験線では目に見えない。その結果は約10分で視覚的に読み取られる。目に見える試験線が目に見える対照線に沿って形成されると、その結果はサンプル中の高レベルの分析物を示している。10分間の終わりに、試験線に目に見える線がない場合、酵素基質が一滴だけ試験線で加えられる。酵素基質の追加が目に見える試験線をもたらす場合、その結果は弱陽性のサンプルを示す。対照線での目に見える線は、第2の対照結合パートナー(105)が、対照領域(46)で第1の対照結合パートナー(110)と結合したこと、及び、試験が正確に行われたことを示す。対照線複合物は、図15Cに示される。
この実施形態において、酵素は、検知可能な標識(例えば、ラテックスビーズ)に物理的に結合され、検知可能な標識とともに移動する。したがって、特異性と背景の問題は改善される。高レベルの抗原では、陽性の結果は、目に見える線によって容易に目に見えて検知可能である。非常に低いレベルでは、酵素増幅された発色反応を得るために、酵素基質は結果窓に加えられる。酵素(208)と検知可能な酵素(215)を含む結合パートナー(207)を含む試薬の多くを、サンプル圧縮機上に置くことによって、これらの試薬はストリップ上にはなくなる。幾つかの好ましい実施形態において、第2の分析物結合パートナー(203)は、(酵素標識された結合パートナーを含む、又は、含まない)結合パートナー(207)と事前に混合され、サンプル圧縮機パッド内に埋め込まれることができる。これらの実施形態において、試験ストリップは、第1の試験領域結合パートナー(209)と結合する第2の試験領域結合パートナー(202)を含む。これによって、試験ストリップはイムノアッセイではなく結合アッセイとなる。
例として、単純ヘルペスウイルス(HSV)検出器は、図16に示されるように以下の部分を含む。対照領域(46)は、図14に示される検出器と類似した、固定化されたウサギ抗トリIgY抗体(110)を含む。試験領域(45)は、ニトロセルロース膜上に固定化されたニュートラアビジン(209)を含む。ビオチン化した(201)ポリクローナル抗体HSV−1及び/又はHSV−2(202)は、サンプル塗布領域(44)上で乾燥される。この図では示されていないが、抗HSV−1/HSV−2(202)は代替的に、サンプル塗布領域(44)の上流又は下流で乾燥させることができる。西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)(208)と結合したウサギ抗マウスIgG(H&L)(207)は、西洋ワサビペルオキシダーゼでコーティングした赤色ラテックスビーズ(215)に接合したウサギ抗マウスIgG(207)を加え、及び、サンプル圧縮機(30)のパッド(33)に好ましくは埋め込まれる。他の実施形態において、西洋ワサビペルオキシダーゼでコーティングされた赤色ラテックスビーズ(215)と結合したウサギ抗マウスIgG(207)のみがある。代替的に、西洋ワサビペルオキシダーゼ(208)と結合したウサギ抗マウスIgG(207)と、西洋ワサビペルオキシダーゼでコーティングされた赤色ラテックスビーズ(215)と接合したウサギ抗マウスIgG(207)は、試験ストリップに置かれるか、サンプル塗布領域(44)に重なるか、サンプル塗布領域(44)の下流又は上流に置かれる。サンプル圧縮機(30)上のパッド(33)は好ましくは、西洋ワサビペルオキシダーゼでコーティングされた赤色ラテックスビーズ(204)と接合したマウスモノクローナル抗gD 1&2(203)(単純ヘルペスウイルスの糖タンパク質Dに対するモノクローナル抗体)が埋め込まれ、対照として機能する青色で染色したラテックスビーズ(106)(図14に示される)と接合したトリIgY(105)と混合されている。
サンプルはサンプルスワブ(35)上で得られ、その後、(ハウジング及びサンプル窓を備えた実施形態において)サンプル窓(81)を通ってサンプル塗布領域(44)に、又は、そのままサンプル塗布領域(44)上に配される。その後、サンプル圧縮機(30)はサンプル塗布領域(44)上で圧縮される。サンプル圧縮機(30)の吸収性の先端は、サンプル圧縮機(30)を取り除く前に、約15−30秒間、ランニングバッファー中に浸されるのが好ましい。図17Aと17Bは、試薬と分析物の間で形成される異なる複合物を示す。HSV(分析物(40))がサンプル中にある場合、HSVは、ビオチン化した(201)ポリクローナル抗HSVl/2(202)と、赤色ラテックスビーズ(204)と接合したマウスモノクローナル抗gD1&2(203)と複合物を形成し、マウスモノクローナル抗gD1&2(203)は、HRP(208)と接合したウサギ抗マウスIgG(207)と、西洋ワサビペルオキシダーゼでコーティングされた赤色ラテックスビーズ(215)と接合したウサギ抗マウスIgG(207)とで複合物を形成する。
HSVがサンプル中にない場合、赤色ラテックスビーズ(204)と接合したモノクローナル抗gD1&2(203)は、ウサギ抗マウスIgG(207)と依然として複合物を形成するが、サンプル、又はビオチン化した(201)ポリクローナル抗HSV1/2(202)とは複合物を形成しない。ビオチン化した(201)ポリクローナル抗HSVl/2(202)は、HSVがサンプル中にあるかどうかにかかわらず、試験領域(45)内でニュートラアビジン(209)と結合する。しかし、HSVが存在しなければ、ビオチン化した(201)ポリクローナル抗HSV1/2(202)は試験線では目に見えない。その結果は約10分で視覚的に読み取られる。目に見える赤色の試験線が青色の対照線に沿って形成されると、その結果はサンプル中の高レベルのHSVを示す。10分間の終わりに、試験線で赤い線が目に見えない場合、酵素基質TMBM(又は、西洋ワサビペルオキシダーゼ用のための別の基質)の一滴が試験線で加えられる。TMBMの追加が青/紫の試験線を結果として生じる場合、結果は弱い陽性サンプルを示す。対照線の青色線は、青色に染色したラテックスビーズ(106)と接合したトリIgY(105)が対照領域(46)内のウサギ抗トリIgY(110)に結合したこと、及び、試験が正確に行われたことを示唆している。対照線複合物は、図15Cに示される。
この実施例において、ウサギ抗マウス抗体は、赤色ラテックスビーズにも接合した酵素と接合しており、追加のウサギ抗マウス抗体は同じビーズに直接接合される。酵素はビーズに物理的に結合され、ビーズとともに移動する。したがって、特異性と背景の問題は改善される。高レベルの抗原では、陽性の結果は、赤色線によって容易に目に見えて検知可能である。非常に低いレベルでは、酵素増幅された発色反応を得るために、酵素基質は結果窓に加えられる。
サンプル圧縮機に(同じビーズ上で接合した酵素に沿って)赤いビーズと接合したウサギ抗マウス抗体を置くため、これらの試薬はストリップ上にない。幾つかの好ましい実施形態では、遊離型のマウスモノクローナル抗gD 1&2は、(酵素標識化したウサギ抗マウスを含む又は含まない)ウサギ抗マウスで事前に混合され、サンプル圧縮機パッド内に埋め込まれることができる。これらの実施形態で、試験ストリップは、ニュートラアビジンと結合するビオチンを含む。これによって、試験ストリップはイムノアッセイではなく結合アッセイとなる。
図18、19A、及び19Bは、本発明の別の堆積の実施形態を示す。この実施形態において、酵素は、堆積部分の検知可能な標識に接合され/物理的に結合され、分析物と結合する接合体は検知可能な標識を含んでいない。この実施形態はさらに特異性を高める。1つの例において、酵素は目に見えて検知可能なビーズ(例えば、赤色ラテックスビーズ)をコーティングし、ウサギ抗マウス抗体と接合される。西洋ワサビペルオキシダーゼは、弱い信号を増幅するためにしばしば使用されるが、弱い信号を強化する他の酵素が代替的に使用されてもよく、これは、限定されないが、アルカリフォスファターゼ、カタラーゼ、ウレアーゼ、及びグルコースオキシダーゼを含む。同様に、接合体又は中間物と結合する他の抗体が代替的に使用可能である。この実施形態にはナノ粒子も微粒子もない。その代わりに、この実施形態は接合体の「可溶性の」形態を含んでいる。この酵素接合体が乾燥される位置は変化することがあり、それは、サンプル塗布領域の上流、下流、又はサンプル塗布領域に重なる位置であってもよい。サンプル圧縮機を含む実施形態において、酵素接合体は代替的にサンプル圧縮機上にあってもよい。酵素接合体は好ましくは、試験ストリップ上で乾燥されるが、固定化されない。酵素は、単独で、又は、(好ましくはビオチン化された)抗体と「サンドイッチ」を形成する他の構成要素と組み合わせて置かれ得る。
堆積部分の検知可能な標識と、検知可能な標識を含んでいない分析物と結合する接合体とに接合した/物理的に結合した酵素を含む検出器の実施形態は、図18に示される。対照領域(46)は、図14に示される検出器と類似した、固定化された第1の対照結合パートナー(110)を含む。試験領域(45)は、膜上の固定化された第1の試験領域結合パートナー(309)を含む。第2の試験領域結合パートナー(301)に接合した第1の分析物結合パートナー(302)は乾燥されるか、又は、さもなければ、サンプル塗布領域(44)に組み込まれる(例えば、凍結乾燥される)。この図では示されていないが、第1の分析物結合パートナー(302)は、代替的に、サンプル塗布領域(44)の上流又は下流に置くことができる。酵素(308)と接合体した第2の分析物結合パートナー(303)のための結合パートナー(307)と、酵素(308)にコーティングされたか、さもなければ結合した検知可能な標識(315)(例えば、ラテックスビーズ)と結合した結合パートナー(307)との混合物は、サンプル圧縮機(30)のパッド(33)へ好ましくは埋め込まれる。他の実施形態において、(例えば、酵素コーティングラテックスビーズによって)酵素(308)とも接合している検知可能な標識(315)と接合した結合パートナー(307)のみがある。酵素と接合した結合パートナー(307)、及び酵素でコーティングされた検知可能な標識(315)に接合した結合パートナー(307)は、この図中のサンプル圧縮機(30)上に示されているが、これらの構成要素は代替的に、試験ストリップ上に置かれ、サンプル塗布領域(44)に重なっているか、サンプル塗布領域(44)の下流又は上流に置かれ得る。サンプル圧縮機(30)上のパッド(33)にも、好ましくは別の分析物結合パートナー(303)が埋め込まれる。前述の実施形態とは異なり、第2の分析物結合パートナー(303)は検知可能な標識又は酵素とは接合しない。幾つかの実施形態において、第2の分析物結合パートナー(303)は好ましくは、対照として機能する検知可能な標識(106)(図14に示される)と接合した第2の対照結合パートナー(105)と混合されている。
図18は、試験ストリップ又はサンプル圧縮機(30)上の特定の位置の異なる試薬を示しているが、試験ストリップ上の及び/又はサンプル圧縮機(30)のパッド(33)上の、第2の試験領域結合パートナー(301)と接合した第1の分析物結合パートナー(302)、酵素(308)と接合した第2の分析物結合パートナー(303)と、酵素(308)にコーティングされるかそうでなければ接合される検知可能な標識(315)と接合した結合パートナー(307)との混合物、及び、検知可能な標識(106)と接合した第2の対照結合パートナー(105)の各々のための他の位置も、同様に可能である。他の実施形態はサンプル圧縮機(30)を必要としない。これらの実施形態において、試薬(301)、(302)、(303)、(304)、(105)、(106)、(307)308、及び(315)は、試験ストリップ上の様々な位置、好ましくは、試験領域(45)の上流に置かれる。
サンプルはサンプルスワブ(35)上で得られ、その後、(ハウジング及びサンプル窓を備えた実施形態において)サンプル窓(81)を通ってサンプル塗布領域(44)に、又は、そのままサンプル塗布領域(44)上に配される。その後、サンプル圧縮機(30)はサンプル塗布領域(44)上で圧縮される。サンプル圧縮機(30)の吸収性の先端は、サンプル圧縮機(30)を取り除く前に、約15−30秒間、ランニングバッファー中に浸されるのが好ましい。図19Aと19Bは、試薬と分析物の間で形成される異なる複合物を示す。分析物(40)がサンプルにある場合、それは、第1の分析物結合パートナー(302)と第2の分析物結合パートナー(303)とで複合物を形成する。第2の分析物結合パートナー(303)はまた、結合パートナー(307)と複合物を形成する。
分析物(40)がサンプル中にない場合、第2の分析物結合パートナー(303)は、結合パートナー(307)と依然として複合物を形成するが、サンプル又は第1の分析物結合パートナー(302)とは複合物を形成しない。第2の試験領域結合パートナー(301)は、分析物がサンプル中にあるかどうかにかかわらず、試験領域(45)内の第1の試験領域結合パートナー(309)と結合する。しかしながら、分析物40が存在しない場合、試験線にて結果として生じる複合物は見えない。その結果は約10分で視覚的に読み取られる。目に見える試験線が目に見える対照線に沿って形成されると、その結果はサンプル中の高レベルの分析物(40)を示している。10分間の終わりに、試験線に目に見える線がない場合、酵素基質が一滴だけ試験線で加えられる。酵素基質の追加が目に見える試験線をもたらす場合、その結果は弱陽性のサンプルを示す。対照線での目に見える線は、第2の検知可能な標識(106)と結合した第の対照結合パートナー(105)が、対照領域(46)で第1の対照結合パートナー(110)と結合したこと、及び、試験が正確に行われたことを示す。対照線複合物は、図15Cに示される。
この実施形態において、結合パートナー(307)は、検知可能な標識(315)(例えば、ラテックスビーズ)とも接合した酵素(308)と接合しており、追加の結合パートナー(307)は同じ検知可能な標識(315)に直接接合する。酵素は、検知可能な標識に物理的に結合され、検知可能な標識とともに移動する。したがって、特異性と背景の問題は改善される。高レベルの抗原では、陽性の結果は、目に見える線によって容易に目に見えて検知可能である。非常に低いレベルでは、酵素増幅された発色反応を得るために、酵素基質は結果窓に加えられる。
サンプル圧縮機に結合パートナー(307)及びその他の構成要素(308と315)を置くと、これらの試薬がストリップ上にはなくなる。幾つかの好ましい実施形態において、第2の分析物結合パートナー(303)は、(酵素標識化された結合パートナー(307)を含む又は含まない)結合パートナー(307)と事前に混合され、サンプル圧縮機パッドに埋め込むことができる。これらの実施形態において、デバイスはビオチンとアビジンのような結合パートナーを含む。これによって、試験ストリップはイムノアッセイではなく結合アッセイとなる。
例として、単純ヘルペスウイルス(HSV)検出器は、図18に示されるように以下の部分を含む。対照領域(46)は、図14に示される検出器と類似した、固定化されたウサギ抗トリIgY抗体(110)を含む。試験領域(45)は、ニトロセルロース膜上に固定化されたニュートラアビジン(309)を含む。ビオチン化した(301)ポリクローナル抗体HSV−1及び/又はHSV−2(302)は、サンプル塗布領域(44)上で乾燥される。この図では示されていないが、抗HSV−1/HSV−2(302)は代替的に、サンプル塗布領域の上流又は下流に置くことができる。西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)(308)と結合したウサギ抗マウスIgG(H&L)(307)は、西洋ワサビペルオキシダーゼでコーティングした赤色ラテックスビーズ(315)に接合したウサギ抗マウスIgG(307)を加え、及び、サンプル圧縮機のパッド(33)に好ましくは埋め込まれる。他の実施形態において、西洋ワサビペルオキシダーゼでコーティングされた赤色ラテックスビーズ(315)と接合したウサギ抗マウスIgG(307)のみがある。代替的に、西洋ワサビペルオキシダーゼ(308)と結合したウサギ抗マウスIgG(307)と、西洋ワサビペルオキシダーゼ(308)でコーティングされた赤色ラテックスビーズと接合したウサギ抗マウスIgG(307)は、試験ストリップに置かれるか、サンプル塗布領域(44)に重なるか、サンプル塗布領域(44)の下流又は上流に置かれる。サンプル圧縮機(30)上のパッドにも、好ましくは遊離したマウスモノクローナル抗gD 1&2(303)が埋め込まれている。前述の実施形態とは異なり、遊離したマウスモノクローナル抗体(303)は検知可能な標識又は酵素とは接合しない。遊離したマウスモノクローナル抗体(303)は、好ましくは、対照として機能する青色で染色したラテックスビーズ(図14に示される)に接合したトリIgY(105)と混合される。
サンプルはサンプルスワブ(35)上で得られ、その後、(ハウジング及びサンプル窓を備えた実施形態において)サンプル窓(81)を通ってサンプル塗布領域(44)に、又は、そのままサンプル塗布領域(44)上に配される。その後、サンプル圧縮機(30)はサンプル塗布領域(44)上で圧縮される。サンプル圧縮機(30)の吸収性の先端は、サンプル圧縮機(30)を取り除く前に、約15−30秒間、ランニングバッファー中に浸されるのが好ましい。図19Aと19Bは、試薬と分析物の間で形成される異なる複合物を示す。HSV(分析物(40))がサンプルにある場合、HSVは、ビオチン化した(301)ポリクローナル抗HSV1/2(302)と、マウスモノクローナル抗gD1&2(303)と複合物を形成し、マウスモノクローナル抗gD1&2(303)は、HRP(308)と接合したウサギ抗マウスIgG(307)と、西洋ワサビペルオキシダーゼでコーティングされた赤色ラテックスビーズ(315)と接合したウサギ抗マウスIgG(307)とで複合物を形成する。
HSVがサンプルにない場合、マウスモノクローナル抗gD1&2(303)は、ウサギ抗マウスIgG(307)と依然として複合物を形成するが、サンプル、又はビオチン化した(301)ポリクローナル抗HSV1/2(302)とは複合物を形成しない。ビオチン化した(301)ポリクローナル抗HSV1/2(202)は、HSVがサンプル中にあるかどうかにかかわらず、試験領域(45)内でニュートラアビジン(309)と結合する。しかし、HSVが存在しなければ、ビオチン化した(301)ポリクローナル抗HSV1/2(302)は試験線では目に見えない。その結果は約10分で視覚的に読み取られる。目に見える赤色の試験線が青色の対照線に沿って形成されると、その結果はサンプル中の高レベルのHSVを示す。10分間の終わりに、試験線で赤い線が目に見えない場合、酵素基質TMBM(又は、西洋ワサビペルオキシダーゼ用のための別の基質)の一滴が試験線で加えられる。TMBMの追加が青/紫の試験線を結果として生じる場合、結果は弱い陽性サンプルを示す。対照線の青色線は、青色に染色したラテックスビーズ(106)と接合したトリIgY(105)が対照領域(46)内のウサギ抗トリIgY(110)に結合したこと、及び、試験が正確に行われたことを示唆している。対照線複合物は、図15Cに示される。
この実施例において、ウサギ抗マウス抗体は、赤色ラテックスビーズにも接合した酵素と接合しており、追加のウサギ抗マウス抗体は同じビーズに直接接合される。酵素はビーズに物理的に結合され、ビーズとともに移動する。したがって、特異性と背景の問題は改善される。高レベルの抗原では、陽性の結果は、赤色線によって容易に目に見えて検知可能である。非常に低いレベルでは、酵素増幅された発色反応を得るために、酵素基質は結果窓に加えられる。
サンプル圧縮機に(同じビーズ上で接合した酵素に沿って)赤いビーズと接合したウサギ抗マウス抗体を置くため、これらの試薬はストリップ上にない。幾つかの好ましい実施形態において、遊離型のマウスモノクローナル抗gD1&2は、(酵素標識化したウサギ抗マウスを含む又は含まない)ウサギ抗マウスで事前に混合され、サンプル圧縮機パッド内に埋め込まれることができる。これらの実施形態において、デバイスはビオチンとアビジンのような結合パートナーを含む。これによって、試験ストリップはイムノアッセイではなく結合アッセイとなる。
幾つかの好ましい実施形態において、ニトロセルロースは遮断薬で「遮断され」、それによって反応の特異性は増加する。遮断薬の幾つかの例は、限定されないが、カゼイン及びウシ血清アルブミン(BSA)を含む。ニトロセルロース膜を遮断する際は常に、ニトロセルロースの固有の電荷は中和され、したがって、どの追加のタンパク質も遮断された膜と結合することができない。加えて、クロマトグラフィの構造は変えられ、流動は、従来のクロマトグラフィの代わりに滑空流(gliding flow)又は摺動流(sliding flow)に好ましくは似ている。結果は独特のクロモフィルトグラフィ工程である。
図21Aは、強化要素を含む側方流動試験ストリップの別の実施形態を示す。この実施形態は、好ましくは、分析物(40)の代わりに種に特異的な標識化された結合パートナー(407)を含む。例として、分析物のための結合パートナー(402)がマウス抗体である場合、標識化された種に特異的な結合パートナー(407)は抗マウス抗体である。別の例として、分析物のための結合パートナー(402)がウサギ抗体である場合、標識化された種に特異的な結合パートナー(407)は抗ウサギ抗体である。当業者は、任意の種に特異的な結合パートナー(407)、又は、分析物(40)には特異的でないが、分析物のための結合パートナー(402)に特異的な他の結合パートナーが、この実施形態で使用可能であることを理解するであろう。当業者は、交差反応を最小限にするために種を選ぶ方法も知るであろう。
サンプル塗布領域(44)は、分析物(40)のための第1の結合パートナー(402)を含む。第1の結合パートナー(402)が検知可能な標識を含まないことに留意する。この実施形態において、第1の結合パートナー(402)の幾つかは、好ましくはタグ付けされ(401)、タグ(401)のための結合パートナー(409)は検知可能な標識で好ましくは標識化される。好ましい実施形態において、タグ付け(401)される第1の結合パートナー(402)の量は、試験中の第1の結合パートナー(402)の総量の1−10%である。
サンプル塗布領域(44)は、(第1の結合パートナー(402)の種により第1の結合パートナー(402)と結合する(検知可能な標識(417)と接合した)標識化された種に特異的な結合パートナー(407)も含む。サンプル塗布領域(44)は好ましくは、標識化された(415)の対照結合パートナー(405)を含む。分析物(40)のための第1の結合パートナー(402)、目に見える標識(417)と種に特異的な結合パートナー(407)を含む接合体、及び、目に見える標識(415)と結合した対照接合体(405)がこの図のサンプル塗布領域(44)内に示されているが、これらの構成要素の任意の組み合わせは、先の実施形態に述べられているように、試験ストリップ上の(サンプル塗布領域の上流、下流、又はこれに重なって)、厚いは、サンプル圧縮機(30)上の任意の場所に置かれてもよい。
試験領域(45)は、分析物(40)に対する固定化された第2の結合パートナー(427)を含む。対照領域(46)は、対照結合パートナー(405)のための固定化された結合パートナー(420)を含む。試験領域(45)と対照領域(46)は、ニトロセルロース膜に好ましくは置かれる。
分析物(40)を含むサンプルが試験ストリップに加えられると、第1の結合パートナー(402)は分析物(40)と結合し、「半サンドイッチ」を形成する。これは好ましくは試験ストリップ上の流動なく生じる。ランニングバッファーが塗布されると、それは「半サンドイッチ」を動かす。ランニングバッファーは種に特異的な結合パートナー(407)も動かす。流動中に、種に特異的な結合パートナー(407)は、半サンドイッチにおいて、第1の結合パートナー(402)と相互に作用してこれと結合する。第1の結合パートナー(402)の結合部位が複数あるため、分析物(40)の検出を強化する凝集又は堆積の効果がある。試験領域(45)において、今や凝集した複合物又は堆積した複合物の一部である分析物(40)は、完全なサンドイッチを形成するために固定化された第2の結合パートナー(427)と結合する。結果は、試験領域(45)に形成された、強化された目に見える信号である。対照結合パートナー(405)と固定化された対照結合パートナー(420)の間の結合は、検知可能な信号(415)をもたらす。
分析物(40)の存在下で、種に特異的な結合パートナー(407)と接合した検知可能な信号(417)は、複合物の一部であり、目に見えるはずである。目に見える試験線がユーザーによって「読み取」られる場合、試験は分析物(40)の存在について陽性の結果として記録される。試験線が目に見えないかはっきりしない場合、その後、検知可能な標識(例えば、コロイド金又はラテックスビーズ)に接合したタグ(401)のためのタグ結合パートナー(409)を含む流体が一滴以上、試験領域(45)に加えられる。タグ結合パートナー(409)は、第1の結合パートナー(402)上のタグ(401)に瞬間的に結合する。これは、分析物(40)の存在下で試験線の可視性を著しく高める。分析物の不在下で、タグ結合パートナー(409)は消え、試験線は目に見えない。
図21Bは、分析物(40)がサンプル中にある際の試験線で堆積された複合物を示す。図21Cは、タグ(401)と(409)を加えて堆積された複合物を示す。
単純ヘルペスウイルス(HSV)を検知するための図21A乃至21Cで示される実施形態の例において、サンプル塗布領域(44)は、ビオチン化した(401)マウスHSV gD1&2(402)と同様に、(HSVに結合する)遊離型マウスHSV gD 1&2(402)を含んでいる。好ましい実施形態において、遊離型HSV gD1&2(402)の約1−10%はビオチン化(401)している。
サンプル塗布領域(44)は、同様に、赤色ラテックスビーズ(417)と接合したウサギ抗マウス抗体(407)、及び、青色ラテックスビーズ(415)と接合した対照トリIgY抗体(405)を含む。ウサギ抗マウス抗体(407)が分析物(40)に特異的ではないことに留意する。その代わりに、それはマウスHSV gD1&2抗体(402)に特異的に結合する。上に議論されたように、HSV gD1&2(402)、ビオチン化した(401)HSV gD1&2(402)、赤色ラテックスビーズに接合したウサギ抗マウス抗体、青色ラテックスビーズに接合したトリIgY抗体、又は、これらの要素の任意の組み合わせのいずれかは、代替的に、サンプル塗布領域(44)の上流、下流にあるか、又は、重なってもよく、或いは、サンプル圧縮機(30)が使用される実施形態でサンプル圧縮機(30)上に含まれてもよい。試験領域(45)は、サンプル中にある際にHSV分析物(40)に結合する、固定化されたウサギ抗HSV(427)を含む。対照領域(46)は固定化されたウサギ抗トリ/ウサギIgG(420)を含む。試験領域(45)と対照領域(46)は好ましくは、ニトロセルロース膜に置かれる。
分析物(40)を含むサンプルが試験ストリップに加えられると、HSV gD1&2(402)は分析物(40)に結合し、「半サンドイッチ」を形成する。これは、試験ストリップ上の流動なく生じる。ランニングバッファーが塗布されると、それは「半サンドイッチ」を動かす。ランニングバッファーはウサギ抗マウス抗体(407)も動かす。流動中に、ウサギ抗マウス抗体(407)は、半サンドイッチ内のHSV gD1&2(402)抗体と相互に作用して、これに結合する。マウス抗体(402)上に複数の結合部位があるため、分析物(40)の検出を強化する凝集又は堆積の効果がある。試験領域(45)において、今や凝集した複合物又は堆積した複合物の一部である、凝集した又は堆積した複合物分析物(40)は、完全なサンドイッチを形成するために固定化されたウサギ抗−HSV(427)と結合する。結果は、試験領域(45)に形成された、強化された目に見える信号である。対照接合体トリIgY(405)と、固定化されたウサギ抗トリ/ウサギIgG(420)との間で結合が生じ、青色の検知可能な標識(415)をもたらす。
分析物(40)の存在下で、ウサギ抗マウス抗体(407)と接合した赤色ラテックスビーズ(417)は、複合物の一部であり、目に見えるはずである。目に見える試験線がユーザーによって「読み取」られる場合、試験は分析物(40)の存在について陽性の結果として記録される。試験線が目に見えないかはっきりしない場合、コロイド金又はラテックスビーズに接合した(409)アビジン、ニュートラアビジン、又はストレプトアビジンを一滴、試験領域(45)に加える。アビジン、ニュートラアビジン、又はストレプトアビジン接合体(409)は、即座にHSV gD1&2抗体(402)上のビオチン(401)に結合する。これは、分析物(40)の存在下で試験線の可視性を著しく高める。分析物の不在下で、アビジン、ストレプトアビジン、又はニュートラアビジン接合体(409)は消え、どの試験線も目に見えない。
幾つかの実施形態において、ニトロセルロース膜の代わりに、中性であるナイロン又はポリエステルのような膜を使用することができる。これらの実施形態において、ニュートラアビジン、抗体、及び抗原などのタンパク質は、直接固定化されない。その代わりに、これらは、膜に「堆積して」、隙間に保持される微粒子と接合する。中性膜の使用が特にこの実施形態に関して示されているが、本発明の他の実施形態において、これらの膜上に堆積した中性膜と微粒子を代替的に使用することができる。
図13は、本発明の側方流動デバイスの実施形態における銀増感と堆積の両方のための信号強化材料の幾つかの好ましい位置を示す。図13は、検出領域の位置について2つの選択肢を概略的に示し、信号強化に特異的な要素のみが図で示されている。
銀増感を含む実施形態において、銀塩(70)は、好ましくは、サンプル塗布領域(44)と試験領域(45)の間の領域(90)に位置することで、サンドイッチの少なくとも一部が銀塩結合の前に形成可能となる。代替的に、銀塩(70)は、サンプル圧縮機(30)のパッド(33)上に、サンプル塗布領域(44)中に、サンプル塗布領域(44)の上流の領域(92)中に、ランニングバッファー(43)中に、又は、アッセイが行われた後に直接試験領域(45)上に配されてもよい。幾つかの実施形態において、銀の顕色剤(71)もサンプル塗布領域と試験領域の間の領域(90)に置かれる。他の実施形態において、銀の顕色剤(71)は、サンプル塗布領域(44)の上流の領域(92)に、ランニングバッファー(43)中に、サンプル圧縮機(30)のパッド(33)に、又は、アッセイが行われた後に直接試験領域(45)上に置かれる。
堆積にかかる実施形態において、第1の接合体(72)は、サンプル圧縮機(30)のパッド(33)上に、サンプル塗布領域(44)中に、サンプル塗布領域(44)の上流の領域(92)中に、または、サンプル塗布領域から下流の領域(90)中に置かれてもよい。代替的に、第1の接合体(72)は、サンプル塗布領域の塗布の前に、サンプルと事前に混合されてもよく、この実施形態において、半サンドイッチはアッセイデバイスの外部で形成される。第2の接合体(74)は好ましくは、サンプル塗布領域から下流の領域(92)に置かれる。代替的に、第2の接合体(74)はサンプル圧縮機(30)のパッド(33)に置かれてもよい。代替的に、第2の接合体(74)は、限定されないが、サンプル塗布領域の上流、接合体の上流を含む、第1の接合体(72)への到達から遅れても可能な位置にあってもよく、又は、アッセイ開始後に一度、ランニングバッファー中や直接試験領域に加えられてもよい。好ましくはないが、第1の接合体(72)又は第2の接合体(74)の何れか又は両方は、代替的にランニングバッファー(43)(図示せず)中に置かれてもよい。
幾つかの実施形態において、信号の増幅は、1つ以上のカプセル化した時間遅延の構成要素を含んでもよい。例えば、銀増感構成要素(70)(71)の何れか又は両方は、図22A乃至22Cに示されるようにカプセル化されてもよい。別の実施形態において、堆積接合体(74)は、図23Bに示されるようにカプセル化されてもよい。また別の実施形態において、堆積接合体(74)と、銀増感構成要素(70)(71)の何れか又は両方は、何れもカプセル化されてもよい。図11乃至21に記載される信号強化要素の何れかがカプセル化されてもよい。他の実施形態において、側方流動アッセイの構成要素の何れかは、時間遅延を提供するためにカプセル化することができる。例えば、第1の接合体(72)は、図23Aにおいてカプセル化されて示される。第1の接合体(72)をカプセル化することは好ましくないが、この図は、時間遅延をもたらすために、アッセイの構成要素の何れかをカプセル化する可能性を表わす。
カプセル化した構成要素は、好ましくは試験ストリップ上に噴霧又は乾燥されるが、試験ストリップ上の配置の他の方法も可能である。好ましい実施形態において、カプセル化した強化要素は試験ストリップに、又は、試験線のちょうど上流に配されるが、試験ストリップ上の他の場所も可能である。
銀(70)及び/又は顕色剤(71)はカプセル化され、好ましくは乾燥形態で又は溶液中で側方流動デバイス上に配される。カプセル化した銀(70)及び/又はカプセル化した顕色剤(71)は、好ましくは、側方流動デバイスに埋め込まれるが、その上で固定化されない。カプセル化材料(600)は、好ましくは約5分後に、ランニングバッファーによって溶解し、それにより、完全なサンドイッチが試験線に形成された後に銀を放出する。別の実施形態において、カプセル化するマトリックス(600)は、プロテアーゼが作用し且つ開裂することが可能なペプチドなどの戦略的に置かれた「基質」を含有してもよく、故に、マトリックス中に穴を作る。これらプロテアーゼ又は「細胞溶解」薬剤は、ランニングバッファー中にあってもよい。プロテアーゼの代わりに、カプセル化するマトリックス(600)をゆっくり蓄積し、選択的に破裂させる、塩などの細胞溶解剤がある。カプセル化した構成要素の放出(時限放出又は遅延放出)は、カプセル化材料(600)の遅い溶解によるものか、又は、サンドイッチが完全に形成された又は形成されつつある試験線の方へとカプセル化した試薬又は粒子がゆっくりと流出且つ流動する、カプセル化するマトリックス(600)中の「カクハン孔」によるものである。また、幾つかの実施形態において、時間遅延構成要素の幾つか又は全ては、サンドイッチ複合物が試験線に結合して固定化される前に、サンドイッチ複合物の上に「堆積する」。
幾つかの実施形態において、銀(70)と顕色剤(71)の両方は、図22Cに示されるように、共にカプセル化され得る。これら実施形態において、銀(70)と顕色剤(71)は好ましくは、カプセル化(600)内で独立した小球のように分離する。小球は異なる速度で破裂する場合もある。故に、カプセル化(600)が破裂する場合、1つの小球は銀塩(70)を含み、別個の小球は顕色剤(71)を含む。顕色剤(71)を含む小球は、銀塩(70)よりも遅い速度で破裂し、又はその逆の場合もある。類似法として、異なる色をつけたマーブル(marbles)を含むバルーンを想像する。バルーンは破裂して、異なる色をつけたマーブルが流出するのを可能にする。1つのタイプのマーブルは、銀塩と別のタイプのマーブルをカプセル化し、それらは、銀塩マーブルよりも遅い速度で破裂し、顕色剤をカプセル化する。他の実施形態において、銀と顕色剤は別個にカプセル化されるが(図22Aと22Bを参照)、試験ストリップ上の同じ場所にある。また他の実施形態において、銀(70)と顕色剤(71)は、試験ストリップ上の異なる場所において別個にカプセル化される(図22Aと22Bを参照)。他の実施形態において、銀(70)(図22Aを参照)又は顕色剤(71)(図22Bを参照)の1つだけがカプセル化される。
同様に、図23Bに示されるように、堆積接合体(74)はカプセル化され、乾燥形態で又は溶液中の側方流動デバイス上に配されてもよい。信号を増幅する(堆積を増加させる)ための抗体、抗原又は他の接合体を備えた実施形態において、二次的な堆積構造のためにこれらの構成要素のカプセル化を使用することができる。好ましい実施形態において、幾つかの実施例において抗体又は抗原である、これら構成要素は、好ましくは試験線でカプセル化されるが、代替的に試験ストリップ上の他の場所に置かれてもよい。
試験ストリップの任意の構成要素、特に、限定されないが抗体、抗原、ペプチド、及び酵素を含む二次的な操作(信号の増幅など)を行うものは、本発明の精神の中でカプセル化することが可能である。加えて、強化要素のカプセル化は、本明細書に開示される実施形態の何れかと組み合わせて使用することが可能である。
カプセル化とマイクロカプセル化の方法は、当該技術分野で既知である。幾つかのカプセル化方法は、限定されないが、遠心的な排出、震動のノズルコアによるカプセル化、噴霧乾燥又は流動浸漬などの物理的なカプセル化方法、又は、コアセルベーション、界面重合(界面重縮合又は界面架橋結合)、インサイツの重合、又はマトリックス重合などの化学的カプセル化方法を含む。
幾つかの例として、銀(70)、顕色剤(71)、及び/又は堆積接合体(74)は、カプセル、パール、マイクロビーズ、スフィア、結晶、及び粒子を含むがこれらに限定されない様々な形成された封入物の中でカプセル化されてもよい。好ましい実施形態において、LipoTechnologiesのカプセル化生成物が使用される(LipoTechnologies社(Vandalia、OH))(例えば、Lipocrystal(商標)カプセル化生成物、Liposphere(商標)カプセル化生成物、Lipopearl(商標)カプセル化生成物、Lipocapsule(商標)カプセル化生成物、Lipobead(商標)カプセル化生成物、及びLipoparticle(商標)カプセル化生成物)。
幾つかの実施形態において、カプセル化に使用される材料(600)は、限定されないがセルロース又はシリカを含む。セルロースはスポンジとして作用し、それにより、乾燥した又は湿った構成要素(銀など)がセルロースの上で乾燥され得る。これら実施形態は、銀(70)、顕色剤(71)、又は堆積接合体(74)が、スフィア(610)又は別の形状内の溶液中でカプセル化されるものとは異なる。
他の実施形態において、カプセル化に使用される材料は、限定されないが、コレステロールのエステル混合物、ポリマーマトリックス、アルギン酸塩マトリックス、寒天マトリックス、ゼラチンマトリックス、ポロキシメチレン(poloxymethylene)尿素(PMU)、メトキシメチル・メチロール・メラミン(MMM)、ラクトース、マンニトール、微結晶性セルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、又はこれらの材料の任意の組み合わせを含む。Lipoparticle(商標)製品を使用する実施形態において、材料は、シクロデキストリン、多孔性ナイロン、シリカベースの材料、又はセルロースを含むがこれらに限定されない基質においてカプセル化され、その後、別のカプセル化容器において更にカプセル化されてもよい。これら実施形態において、活性成分の例は、限定されないが、サリチル酸、トコフェロール、メントール、トリクロサン、エチルヘキシル、メトキシシンナマート、及び/又は蛍光増白剤を含む。幾つかの実施形態において、カプセル化容器は着色される。
サンドイッチアッセイのような方法とデバイスが本明細書に記載されるが、本発明の方法とデバイスは競合アッセイにおいて等しく使用されてもよい。これらの競合アッセイにおいて、接合体は好ましくは、分析物の結合パートナーよりむしろ、標識に結合された分析物又は分析物アナログを含み、又は、代替的に、第2の結合パートナーは分析物又は分析物アナログと置きかえられる。その後、陽性試験結果は、試験ストリップの試験領域におけるラベルの存在の不足によって示される。
図24と25は、本発明の好ましい実施形態において転換領域(500)を備えた側方流動デバイスの実施形態を示す。
図24Aと24Bは、障壁(510)を含む転換領域(500)を備えた実施形態を示す。システムは、サンプル圧縮機(30)、サンプル採取装置(535)、及びサンプル分析デバイス(図において試験ストリップ)を含む。試験ストリップは好ましくは、吸収パッド(42)、転換領域(500)、サンプル塗布領域(44)、検出領域(52)、及び随意の廃棄物パッド(47)を含む。試験ストリップは好ましくは、運搬体の裏当て(48)も含む。図24Aと24Bに示されるように、幾つかの実施形態において、サンプル採取装置(535)の採取部(560)は、採取装置(560)上でサンプルを集中するようにコンパクトである。転換領域(500)は障壁(510)を含む。他の実施形態において、前述の実施形態に示されるサンプル採取装置(35)が使用され得る。障壁(510)は、好ましくは、液体の流動が同じ平面において流動し続けるのを妨げる任意の材料で作られ得る、不浸透性の膜(又は実質的に不浸透性の膜)である。障壁のための幾つかの材料は、限定されないが、プラスチック、炭化水素、又は金属を含む。
この実施形態において、サンドイッチ(第1の結合パートナー(37)−分析物(40)−第2の結合パートナー(38))全体が、サンプル塗布領域(44)において形成される。この実施形態における試験領域(45)は、第2の結合パートナー(38)のタグ(39)と結合する、固定化されたタグ(50)を含んでいる。この実施形態において、接合体(36)の一部であるとともに、好ましくはサンプル圧縮機(30)のパッド(33)に事前に負荷されて乾燥される第1の結合パートナー(37)は、試験サンプル中の分析物(40)と結合することで、半サンドイッチを形成する。この実施形態の第2の結合パートナー(38)は好ましくは、試験ストリップのサンプル塗布領域(44)に事前に負荷されて乾燥される。第2の結合パートナー(38)はタグ(39)も含む。代替的に、この実施形態の第2の結合パートナー(38)は、サンプル塗布領域に重なって、サンプル塗布領域の上流、又は、サンプル塗布領域と検出領域の間を含むがこれらに限定されない、検出領域の上流の試験ストリップ上の任意の場所にも位置付けられてもよい。同様に、サンプル塗布領域(44)は、転換領域(500)の上流、転換領域(500)の下流、又は、転換領域(500)に重なるか、又はその上にあってもよい。
好ましい実施形態において、サンプル圧縮機(30)上のパッド(33)は、検知可能な標識を備えた対照領域結合パートナー(61)を含む。対照領域結合パートナー(61)は、試験が正確に行われると、対照領域(46)中のその結合パートナーと複合物を形成する。
転換領域(500)は、サンプル圧縮機(30)がデバイスの残りと接触するまでに流動を完全に止めて、図24Bの点線(520)により示されるように、流体が流れることが可能なブリッジを作成する。サンプル圧縮機(30)はブリッジとして作用し、流動を異なる平面に再び向ける。流動はサンプル圧縮機(30)へと転換される。これにより、サンプル圧縮機(30)上の第1の結合パートナー(37)と対照領域結合パートナー(61)の採取が増加する。流動は、転換領域(500)の端部にある元の側方平面に推移して戻る。
他の実施形態において、対照領域結合パートナー(61)は、試験ストリップ上に、例えば、サンプル塗布領域の上流に、サンプル塗布領域上に、又はサンプル塗布領域の下流に置かれ得る。対照領域結合パートナー(61)を備える実施形態の何れかにおいて、サンプル圧縮機(30)がブリッジを効率よく形成し、それにより流動が障壁(510)を通過し続け(代替的な平面においてサンプル圧縮機(30)を通って移動するように)、その後に試験ストリップに戻らない限りは、対照領域結合パートナー(61)は、対照領域(46)に到達しない。
1つの実施例において、第1の結合パートナー(37)と第2の結合パートナー(38)の両方は、分析物に対して異なる抗体である。対照領域結合パートナー(61)は好ましくは抗体であり、対照領域におけるその結合パートナーは抗原である(或いは、逆の場合もある)。他の実施形態において、特異的な結合パートナーは、分析物に対する抗体に結合することができる抗原であってもよい。他の種類の結合パートナーは、アプタマー又は受容体のような生物有機高分子、ナノ粒子、又は核酸である。図24に示されるデバイスは、任意の結合アッセイに使用することができ、例えば、リガンド受容体結合アッセイ及び酵素−基質結合アッセイでの抗体/抗原又は核酸の使用を回避することができる。
1つの好ましい実施形態において、第2の結合パートナー(38)はビオチンでタグ付け(39)される。第2の結合パートナー(38)上のタグ(39)がビオチンである実施形態において、検出領域中の固定化されたタグ(50)は、好ましくは、アビジン、ニュートラアビジン、又はストレプトアビジンである。他の実施形態において、第2の結合パートナー(38)は、アビジン、ニュートラアビジン、又はストレプトアビジンでタグ付け(39)される。これらの実施形態において、検出領域(52)中の固定化されたタグ(50)は、好ましくはビオチンである。代替的に、第2の結合パートナー(38)上のタグ(39)はレクチンであってもよく、固定化されたタグ(50)はグリコシル部分であってもよい。例えば、幾つかの実施形態において、レクチンはエンドウレクチンであり、グリコシル部分は赤血球グリコシル単位である。第2の結合パートナーのタグと、固定化されたタグは、本発明の精神の範囲内で逆にされてもよい。例えば、グリコシル部分は、検出領域内の固定化されたレクチンタグを備えた第2の結合パートナー上のタグであってもよい。他の実施形態において、他の受容体及びリガンドがタグに使用されてもよい。
操作時、サンプルがサンプル塗布領域(44)の上に直接あるように、サンプル採取装置(535)が置かれる。転換領域(500)中の障壁(510)は、試験ストリップ上の側方流動(43)を止める。サンプル圧縮機(30)が加えられると、サンプル圧縮機はサンプル採取装置(535)に圧力(51)をかけて、障壁(510)の上にブリッジを作成する。流動は、別の平面においてサンプル圧縮機(30)へと転換(520)される。溶出媒体、サンプル、又はバッファーがサンプル圧縮機(30)を通って流動する場合、それは接合体(36)の第1の分析物結合パートナー(37)と対照領域結合パートナー(61)を採取する。流動において移動する構成要素が所望のサンプルと相互に作用する障壁(510)の端部の後に試験ストリップに戻るにつれ、流動はサンプル採取装置(535)の採取部(560)を通って移動する。分析物(40)がサンプル中にある場合、分析物(40)は、第1の分析物結合パートナー(36)と第2の結合パートナー(38)と結合し、頂部片としての接合体(36)、底部片としての第2の結合パートナー(38)、及びそれらの間に分析物(40)を持つ、「垂直な」サンドイッチを作成する(図4Bを参照)。サンプル圧縮機(30)上に対照領域結合パートナー(61)も存在する場合、対照領域結合パートナー(61)も移される。その後、試験領域(45)中の固定化されたタグ(50)はタグ(39)と結合する。接合体(36)が標識(41)を含むので、形成される複合物は検知可能であり、且つ、陽性の結果を示す。試験の適切な操作は、対照領域結合パートナー(61)と対照領域(46)におけるその固定化されたパートナーとの間の相互作用によって、対照領域(46)において検知可能な陽性結果をもたらす。
図24Aと24Bは、(図5A乃至5Bに類似する)特定の構成における試薬を示すが、試薬は、代替的な構成、例えば、図24に示される障壁を加えた図1、2、3、4、6、8、及び9に示される構成で、配されてもよい。加えて、図22に示される実施形態は、本明細書に開示される強化要素又はカプセル化の実施形態の何れかと組み合わせて使用することが可能である。
障壁は、図24Aと24Bにおける試験ストリップの残りに対して特異的な長さとして示されるが、これら図は概略図である。障壁(510)は、流動を止めて、且つサンプル圧縮機(30)に流動を再び始めさせることを要するのに十分な、試験ストリップ上の任意の長さでもよい。障壁(510)は、サンプル圧縮機(30)の下流端部で側方の平面に流動を後ろに妨害するほど長くならないように設計される。
1つの好ましい実施形態において、障壁(510)はカプセル化した構成要素を含む。これらの実施形態における障壁(510)は、(本明細書で議論されるように)経時的に溶解して、カプセル化した構成要素を放出する材料で作られる。障壁(510)は、カプセル化することが可能であるような、本明細書で考察された同じ試薬の何れか又は全てを含み得る。溶解する障壁(510)は二重機能を実行する。他の障壁(510)と同様に、それは、流動をサンプル圧縮機へと進める壁として作用する。加えて、それらをカプセル化することにより、特定の構成要素に時間の遅れが生じる。バッファー又は溶出媒体は、障壁(510)をゆっくりと溶解し、これら時間の遅れが生じた構成要素は、アッセイの他の構成要素が試験線に到達した後に、試験線を複雑なものにする。
図25Aと25Bは、間隙又は溝(525)を備えた転換領域(500)を示す。システムは、サンプル圧縮機(30)、サンプル採取装置(535)、及びサンプル分析デバイス(図において試験ストリップ)を含む。試験ストリップは好ましくは、吸収パッド(42)、転換領域(500)、サンプル塗布領域(44)、検出領域(52)、及び随意の廃棄物パッド(47)を含む。試験ストリップは好ましくは、運搬体の裏当て(48)も含む。図25Aと23Bに示されるように、幾つかの実施形態において、サンプル採取装置(535)の採取部(560)は、採取装置(560)上でサンプルを集中するようにコンパクトである。他の実施形態において、前述の実施形態に示されるサンプル採取装置(35)が使用され得る。転換領域(500)は間隙(525)を含む。間隙(525)は、試験ストリップに沿った流動を可能にする膜を取り除くことにより、流動を妨げる。
この実施形態において、サンドイッチ(第1の結合パートナー(37)−分析物(40)−第2の結合パートナー(38))全体が、サンプル塗布領域(44)において形成される。この実施形態における試験領域(45)は、第2の結合パートナー(38)のタグ(39)と結合する、固定化されたタグ(50)を含んでいる。この実施形態において、接合体(36)の一部であるとともに、好ましくはサンプル圧縮機(30)のパッド(33)に事前に負荷されて乾燥される第1の結合パートナー(37)は、試験サンプル中の分析物(40)と結合することで、半サンドイッチを形成する。この実施形態の第2の結合パートナー(38)は好ましくは、試験ストリップのサンプル塗布領域(44)に事前に負荷されて乾燥される。第2の結合パートナー(38)はタグ(39)も含む。代替的に、この実施形態の第2の結合パートナー(38)は、サンプル塗布領域に重なって、サンプル塗布領域の上流、又は、サンプル塗布領域と検出領域の間を含むがこれらに限定されない、検出領域の上流の試験ストリップ上の任意の場所にも位置付けられてもよい。同様に、サンプル塗布領域(44)は、転換領域(500)の上流、転換領域(500)の下流、又は、転換領域(500)に重なるか、又はその上にあってもよい。
好ましい実施形態において、サンプル圧縮機(30)上のパッド(33)は、検知可能な標識を備えた対照領域結合パートナー(61)を含む。対照領域結合パートナー(61)は、試験が正確に行われると、対照領域(46)中のその結合パートナー(110)と複合物を形成する。
転換領域(500)は、サンプル圧縮機(30)がデバイスの残りと接触するまでに流動を完全に止めて、図25Bの点線(520)により示されるように、流体が流れることが可能なブリッジを作成する。サンプル圧縮機(30)はブリッジとして作用し、流動を異なる平面に再び向ける。流動はサンプル圧縮機(30)へと転換される。これにより、サンプル圧縮機(30)上の第1の結合パートナー(37)と対照領域結合パートナー(61)の採取が増加する。流動は、転換領域(500)の端部にある元の側方平面に推移して戻る。
他の実施形態において、対照領域結合パートナー(61)は、試験ストリップ上に、例えば、サンプル塗布領域(44)の上流に、サンプル塗布領域(44)上に、又はサンプル塗布領域(44)の下流に置かれ得る。対照領域結合パートナー(61)を備える実施形態の何れかにおいて、サンプル圧縮機(30)がブリッジを効率よく形成し、それにより流動が間隙を通過し続け(代替的な平面においてサンプル圧縮機(30)を通って移動するように)、その後に試験ストリップに戻らない限りは、対照領域結合パートナー(61)は、対照領域(46)に到達しない。
1つの実施例において、第1の結合パートナー(37)と第2の結合パートナー(38)の両方は、分析物に対して異なる抗体である。対照領域結合パートナー(61)は好ましくは抗体であり、対照領域におけるその結合パートナーは抗原である(或いは、逆の場合もある)。他の実施形態において、特異的な結合パートナーは、分析物に対する抗体に結合することができる抗原であってもよい。他の種類の結合パートナーは、アプタマー又は受容体のような生物有機高分子、ナノ粒子、又は核酸である。図23に示されるデバイスは、任意の結合アッセイに使用することができ、例えば、リガンド受容体結合アッセイ及び酵素基質結合アッセイでの抗体/抗原又は核酸の使用を回避することができる。
1つの好ましい実施形態において、第2の結合パートナー(38)はビオチンでタグ付け(39)される。第2の結合パートナー(38)上のタグ(39)がビオチンである実施形態において、検出領域中の固定化されたタグ(50)は、好ましくは、アビジン、ニュートラアビジン、又はストレプトアビジンである。他の実施形態において、第2の結合パートナー(38)は、アビジン、ニュートラアビジン、又はストレプトアビジンでタグ付け(39)される。これらの実施形態において、検出領域(52)中の固定化されたタグ(50)は、好ましくはビオチンである。代替的に、第2の結合パートナー(38)上のタグ(39)はレクチンであってもよく、固定化されたタグ(50)はグリコシル部分であってもよい。例えば、幾つかの実施形態において、レクチンはエンドウレクチンであり、グリコシル部分は赤血球グリコシル単位である。第2の結合パートナーのタグと、固定化されたタグは、本発明の精神の範囲内で逆にされてもよい。例えば、グリコシル部分は、検出領域内の固定化されたレクチンタグを備えた第2の結合パートナー上のタグであってもよい。他の実施形態において、他の受容体及びリガンドがタグに使用されてもよい。
操作時、サンプルがサンプル塗布領域(44)の上に直接あるように、サンプル採取装置(535)が置かれる。転換領域(500)中の間隙(525)は、試験ストリップ上の側方流動(43)を止める。サンプル圧縮機(30)が加えられると、サンプル圧縮機はサンプル採取装置(535)に圧力(51)をかけて、間隙(525)の上にブリッジを作成する。流動は、別の平面においてサンプル圧縮機(30)へと転換(520)される。溶出媒体、サンプル、又はバッファーがサンプル圧縮機(30)を通って流動する場合、それは接合体(36)の第1の分析物結合パートナー(37)と対照領域結合パートナー(61)を採取する。流動において移動する構成要素が所望のサンプルと相互に作用する間隙(525)の端部の後に試験ストリップに戻るにつれ、流動はサンプル採取装置(535)の採取部(560)を通って移動する。分析物(40)がサンプル中にある場合、分析物(40)は、第1の分析物結合パートナー(36)と第2の結合パートナー(38)と結合し、頂部片としての接合体(36)、底部片としての第2の結合パートナー(38)、及びそれらの間に分析物(40)を持つ、「垂直な」サンドイッチを作成する(図4Bを参照)。サンプル圧縮機(30)上に対照領域結合パートナー(61)も存在する場合、対照領域結合パートナー(61)も移される。その後、試験領域(45)中の固定化されたタグ(50)はタグ(39)と結合する。接合体(36)が標識(41)を含むので、形成される複合物は検知可能であり、且つ、陽性の結果を示す。試験の適切な操作は、対照領域結合パートナー(61)と対照領域(46)におけるその固定化されたパートナーとの間の相互作用によって、対照領域(46)において検知可能な陽性結果をもたらす。
図25Aと25Bは、(図5A乃至5Bに類似する)特定の構成における試薬を示すが、試薬は、代替的な構成、例えば、図25に示される間隙を加えた図1、2、3、4、6、8、及び9に示される構成で、配されてもよい。加えて、図25に示される実施形態は、本明細書に開示される強化要素又はカプセル化の実施形態の何れかと組み合わせて使用することが可能である。
間隙(525)は、運搬体の裏当てへと下方に伸長するように図25Aと25Bに示されるが、間隙(525)は、流動を止めるほど十分な深さでよい。他の実施形態において、間隙(525)は、不浸透性又は浸透性である障壁材料で満たされるか、又は部分的に満たされる。
他の好ましい実施形態において、1より多くの障壁、1より多くの間隙、又は少なくとも1つの障壁と少なくとも1つの間隙との組み合わせは、転換領域を作り上げることもある。
図26Aと26Bは、本発明の別の実施形態においてヒンジ(800)、転換領域(500)、及びサンプル圧縮機(30)を備えた側方流動デバイスを示す。ヒンジ(800)は圧縮を容易にするが、この実施形態は、さもなくば、図24と25に記載される転換領域の実施形態と同様に機能する。この実施形態におけるヒンジ(800)とサンプル圧縮機パッド(33)は、本明細書に記載される実施形態の何れかと共に使用することが可能である。図8Bのヒンジ構成は代替的に、本発明の他の実施形態における転換領域(500)と共に使用することが可能である。サンプル採取装置(535)はこれらの図において示されるが、サンプル採取装置(35)は代替的に使用されることに留意されたい。
図27A−27Cは、本発明の実施形態における、転換領域、サンプル圧縮機、及び、仕切り紙を含むクロマトグラフィ試験ストリップを備えた側方流動デバイスを示す。この実施形態において、少なくとも1つの仕切り紙(760)は、クロマトグラフィ試験ストリップの一部である。図27A−27Cに示されるデバイスは、クロマトグラフィ試験ストリップ上のサンプル塗布領域(44)に隣接した位置に置かれる、少なくとも1つの仕切り紙(760)を含む。仕切り紙(760)へのサンプルの適用を容易にするために、仕切り紙は好ましくは、(同じ平面における)側方流動の経路に隣接して置かれる。図27Aは、装置の側面図を示す。そのため、仕切り紙(760)のみが目に見える。図27Bは、サンプル塗布領域(44)と、隣接する仕切り紙(760)の上から見下ろした図を示す。サンプルは仕切り紙(760)に加えられ、例えば、液体サンプルは、アッセイを実行する前に、ピペット又は別のサンプル添加デバイスにより加えられる。サンプル圧縮機(30)による圧縮前に、仕切り紙(760)は、図27Cに示されるように、側方流動経路のサンプル塗布領域(44)上にひっくり返される。仕切り紙(760)は図25において障壁(510)の下流に示されているが、仕切り紙(760)とサンプル塗布領域(44)は随意に、障壁(510)の上流にあるか、或いは、代替的な実施形態において、障壁(510)の上、又はそれに重なっていてもよい。多数の仕切り紙(760)がある場合、それらはデバイスの異なる場所に置かれてもよい。デバイスの機能と構造は、さもなくば、図25Aと25Bに示され且つ記載されるデバイスに類似する。
図1−18と24−25は、サンプル採取部(60)、(560)を備えたスワブ材(35)、(535)を示すが、他の実施形態において、サンプル採取デバイスは、図中に示されるスワブ材(35)、(535)のサンプル採取部(60)、(560)として、垂直な堆積物の同じ場所に配される、少なくとも1つの仕切り紙(660)である。例として、図28に示されるデバイスは、スワブ材(35)、(535)を仕切り紙(660)に置き換える。仕切り紙(660)とサンプル塗布領域(44)が、図28の障壁(510)の下流に示されるが、仕切り紙(660)は随意に、障壁(510)の上流に、又は、代替的な実施形態において、障壁(510)の上、又はそれに重なって、適用されてもよい。他の実施形態において、多数の仕切り紙が使用され、デバイスの異なる位置に置かれてもよい。この図中のこのデバイスは、さもなくば、図24Aと24Bに記載され且つ示されるデバイスと同様に作動する。
1以上の仕切り紙(660)又は(760)は、本明細書に記載される実施形態の何れかにおいてサンプル採取装置として使用されてもよい。
図29Aと29Bは、障壁(510)を含む転換領域(500)を備えた別の実施形態を示す。システムは、サンプル圧縮機(30)、及びサンプル分析デバイス(図において試験ストリップ)を含む。この実施形態において、サンプルは好ましくは、サンプル圧縮機(30)に直接加えられる。分析物(40)は、サンプルがサンプル圧縮機(30)に加えられたことを示すため、サンプル圧縮機(30)上で示される。試験ストリップは好ましくは、吸収パッド(42)、転換領域(500)、サンプル塗布領域(44)、検出領域(52)、及び随意の廃棄物パッド(47)を含む。この実施形態におけるサンプル塗布領域(44)は、サンプルが最初に試験ストリップに遭遇する場所であるが、この実施形態におけるサンプルは、サンプル圧縮機(30)に加えられ、ランニングバッファー中で試験ストリップのサンプル塗布領域(44)へと移動する。
試験ストリップは好ましくは、運搬体の裏当て(48)も含む。転換領域(500)は障壁(510)を含む。障壁(510)は、好ましくは、液体の流動が同じ平面において流動し続けるのを妨げる任意の材料で作られ得る、不浸透性の膜(又は実質的に不浸透性の膜)である。障壁のための幾つかの材料は、限定されないが、プラスチック、炭化水素、又は金属を含む。
この実施形態において、サンドイッチの1/2(第1の結合パートナー(37)−分析物(40))は、サンプル圧縮機(30)上で形成され始め、サンドイッチ全体(第1の結合パートナー(37)−分析物(40)−第2の結合パートナー(38))は、サンプルが試験領域(45)に到達する前に形成される。この実施形態における試験領域(45)は、第2の結合パートナー(38)のタグ(39)と結合する、固定化されたタグ(50)を含んでいる。この実施形態において、接合体(36)の一部であるとともに、好ましくはサンプル圧縮機(30)のパッド(33)に事前に負荷されて乾燥される第1の結合パートナー(37)は、試験サンプル中の分析物(40)と結合することで、半サンドイッチを形成する。この実施形態の第2の結合パートナー(38)は好ましくは、試験ストリップのサンプル塗布領域(44)に事前に負荷されて乾燥される。第2の結合パートナー(38)はタグ(39)も含む。代替的に、この実施形態の第2の結合パートナー(38)は、サンプル塗布領域に重なって、サンプル塗布領域の上流、又は、サンプル塗布領域と検出領域の間を含むがこれらに限定されない、検出領域の上流の試験ストリップ上の任意の場所にも位置付けられてもよい。
好ましい実施形態において、サンプル圧縮機(30)上のパッド(33)は、検知可能な標識を備えた対照領域結合パートナー(61)を含む。対照領域結合パートナー(61)は、試験が正確に行われると、対照領域(46)中のその結合パートナー(110)と複合物を形成する。
転換領域(500)は、サンプル圧縮機(30)がデバイスの残りと接触するまでに流動を完全に止めて、図29Bの点線(520)により示されるように、流体が流れることが可能なブリッジを作成する。サンプル圧縮機(30)はブリッジとして作用し、流動を異なる平面に再び向ける。流動はサンプル圧縮機(30)へと転換される。これにより、サンプル圧縮機(30)上の第1の結合パートナー(37)、サンプル、及び対照領域結合パートナー(61)の採取が増加する。流動は、転換領域(500)の端部にある元の側方平面に推移して戻る。
他の実施形態において、対照領域結合パートナー(61)は、試験ストリップ上に、例えば、サンプル塗布領域の上流に、サンプル塗布領域上に、又はサンプル塗布領域の下流に置かれ得る。対照領域結合パートナー(61)を備える実施形態の何れかにおいて、サンプル圧縮機(30)がブリッジを効率よく形成し、それにより流動が障壁(510)を通過し続け(代替的な平面においてサンプル圧縮機(30)を通って移動するように)、その後に試験ストリップに戻らない限りは、対照領域結合パートナー(61)は、対照領域(46)に到達しない。
1つの実施例において、第1の結合パートナー(37)と第2の結合パートナー(38)の両方は、分析物に対して異なる抗体である。対照領域結合パートナー(61)は好ましくは抗体であり、対照領域におけるその結合パートナーは抗原である(或いは、逆の場合もある)。他の実施形態において、特異的な結合パートナーは、分析物に対する抗体に結合することができる抗原であってもよい。他の種類の結合パートナーは、アプタマー又は受容体のような生物有機高分子、ナノ粒子、又は核酸である。図29に示されるデバイスは、任意の結合アッセイに使用することができ、例えば、リガンド受容体結合アッセイ及び酵素基質結合アッセイでの抗体/抗原又は核酸の使用を回避することができる。
1つの好ましい実施形態において、第2の結合パートナー(38)はビオチンでタグ付け(39)される。第2の結合パートナー(38)上のタグ(39)がビオチンである実施形態において、検出領域中の固定化されたタグ(50)は、好ましくは、アビジン、ニュートラアビジン、又はストレプトアビジンである。他の実施形態において、第2の結合パートナー(38)は、アビジン、ニュートラアビジン、又はストレプトアビジンでタグ付け(39)される。これらの実施形態において、検出領域(52)中の固定化されたタグ(50)は、好ましくはビオチンである。代替的に、第2の結合パートナー(38)上のタグ(39)はレクチンであってもよく、固定化されたタグ(50)はグリコシル部分であってもよい。例えば、幾つかの実施形態において、レクチンはエンドウレクチンであり、グリコシル部分は赤血球グリコシル単位である。第2の結合パートナーのタグと、固定化されたタグは、本発明の精神の範囲内で逆にされてもよい。例えば、グリコシル部分は、検出領域内の固定化されたレクチンタグを備えた第2の結合パートナー上のタグであってもよい。他の実施形態において、他の受容体及びリガンドがタグに使用されてもよい。
操作時に、サンプルはサンプル圧縮機(30)上に配される。転換領域(500)中の転換領域(510)は、試験ストリップ上の側方流動(43)を止める。サンプル圧縮機(30)が加えられると、それは障壁(510)の上にブリッジを作成する。流動は、別の平面においてサンプル圧縮機(30)へと転換(520)される。溶出媒体、サンプル、又はバッファーがサンプル圧縮機(30)を通って流動する場合、それは、サンプル、接合体(36)の第1の分析物結合パートナー(37)、及び対照領域結合パートナー(61)を採取する。流動は障壁(510)の端部の後に試験ストリップに戻る。分析物(40)がサンプル中にある場合、分析物(40)は、第1の分析物結合パートナー(36)と第2の結合パートナー(38)と結合し、頂部片としての接合体(36)、底部片としての第2の結合パートナー(38)、及びそれらの間に分析物(40)を持つ、「垂直な」サンドイッチを作成する。サンプル圧縮機(30)上に対照領域結合パートナー(61)も存在する場合、対照領域結合パートナー(61)も移される。その後、試験領域(45)中の固定化されたタグ(50)はタグ(39)と結合する。接合体(36)が標識(41)を含むので、形成される複合物は検知可能であり、且つ、陽性の結果を示す。試験の適切な操作は、対照領域結合パートナー(61)と対照領域(46)におけるその固定化されたパートナーとの間の相互作用によって、対照領域(46)において検知可能な陽性結果をもたらす。
障壁は、図29Aと29Bにおける試験ストリップの残りに対して特異的な長さとして示されるが、これら図は概略図である。障壁(510)は、流動を止めて、且つサンプル圧縮機(30)に流動を再び始めさせることを要するのに十分な、試験ストリップ上の任意の長さでもよい。障壁(510)は、サンプル圧縮機(30)の下流端部で側方の平面に流動を後ろに妨害するほど長くならないように設計される。
1つの好ましい実施形態において、障壁(510)はカプセル化した構成要素を含む。これらの実施形態における障壁(510)は、(本明細書で議論されるように)経時的に溶解して、カプセル化した構成要素を放出する材料で作られる。障壁(510)は、カプセル化することが可能であるような、本明細書で考察された同じ試薬の何れか又は全てを含み得る。溶解する障壁(510)は二重機能を実行する。他の障壁(510)と同様に、それは、流動をサンプル圧縮機へと進める壁として作用する。加えて、それらをカプセル化することにより、特定の構成要素に時間の遅れが生じる。バッファー又は溶出媒体は、障壁(510)をゆっくりと溶解し、これら時間の遅れが生じた構成要素は、アッセイの他の構成要素が試験線に到達した後に、試験線を複雑なものにする。
図30Aと30Bは、間隙又は溝(525)を備えた転換領域(500)を示す。システムは、サンプル圧縮機(30)、及びサンプル分析デバイス(図において試験ストリップ)を含む。この実施形態において、サンプルは好ましくは、サンプル圧縮機(30)に直接加えられる。分析物(40)は、サンプルがサンプル圧縮機(30)に加えられたことを示すため、サンプル圧縮機(30)上で示される。試験ストリップは好ましくは、吸収パッド(42)、転換領域(500)、サンプル塗布領域(44)、検出領域(52)、及び随意の廃棄物パッド(47)を含む。この実施形態におけるサンプル塗布領域(44)は、サンプルが最初に試験ストリップに遭遇する場所であるが、この実施形態におけるサンプルは、サンプル圧縮機(30)に加えられ、ランニングバッファー中で試験ストリップのサンプル塗布領域(44)へと移動する。
試験ストリップは好ましくは、運搬体の裏当て(48)も含む。転換領域(500)は間隙(525)を含む。間隙(525)は、試験ストリップに沿った流動を可能にする膜を取り除くことにより、流動を妨げる。
この実施形態において、サンドイッチの1/2(第1の結合パートナー(37)−分析物(40))は、サンプル圧縮機(30)上で形成され始め、サンドイッチ全体(第1の結合パートナー(37)−分析物(40)−第2の結合パートナー(38))は、サンプルが試験領域(45)に到達する前に形成される。この実施形態における試験領域(45)は、第2の結合パートナー(38)のタグ(39)と結合する、固定化されたタグ(50)を含んでいる。この実施形態において、接合体(36)の一部であるとともに、好ましくはサンプル圧縮機(30)のパッド(33)に事前に負荷されて乾燥される第1の結合パートナー(37)は、試験サンプル中の分析物(40)と結合することで、半サンドイッチを形成する。この実施形態の第2の結合パートナー(38)は好ましくは、試験ストリップのサンプル塗布領域(44)に事前に負荷されて乾燥される。第2の結合パートナー(38)はタグ(39)も含む。代替的に、この実施形態の第2の結合パートナー(38)は、サンプル塗布領域に重なって、サンプル塗布領域の上流、又は、サンプル塗布領域と検出領域の間を含むがこれらに限定されない、検出領域の上流の試験ストリップ上の任意の場所にも位置付けられてもよい。
好ましい実施形態において、サンプル圧縮機(30)上のパッド(33)は、検知可能な標識を備えた対照領域結合パートナー(61)を含む。対照領域結合パートナー(61)は、試験が正確に行われると、対照領域(46)中のその結合パートナー(110)と複合物を形成する。
転換領域(500)は、サンプル圧縮機(30)がデバイスの残りと接触するまでに流動を完全に止めて、図30Bの点線(520)により示されるように、流体が流れることが可能なブリッジを作成する。サンプル圧縮機(30)はブリッジとして作用し、流動を異なる平面に再び向ける。流動はサンプル圧縮機(30)へと転換される。これにより、サンプル圧縮機(30)上のサンプル、第1の結合パートナー(37)、及び対照領域結合パートナー(61)の採取が増加する。流動は、転換領域(500)の端部にある元の側方平面に推移して戻る。
他の実施形態において、対照領域結合パートナー(61)は、試験ストリップ上に、例えば、サンプル塗布領域(44)の上流に、サンプル塗布領域(44)上に、又はサンプル塗布領域(44)の下流に置かれ得る。対照領域結合パートナー(61)を備える実施形態の何れかにおいて、サンプル圧縮機(30)がブリッジを効率よく形成し、それにより流動が間隙を通過し続け(代替的な平面においてサンプル圧縮機(30)を通って移動するように)、その後に試験ストリップに戻らない限りは、対照領域結合パートナー(61)は、対照領域(46)に到達しない。
1つの実施例において、第1の結合パートナー(37)と第2の結合パートナー(38)の両方は、分析物に対して異なる抗体である。対照領域結合パートナー(61)は好ましくは抗体であり、対照領域におけるその結合パートナーは抗原である(或いは、逆の場合もある)。他の実施形態において、特異的な結合パートナーは、分析物に対する抗体に結合することができる抗原であってもよい。他の種類の結合パートナーは、アプタマー又は受容体のような生物有機高分子、ナノ粒子、又は核酸である。図30に示されるデバイスは、任意の結合アッセイに使用することができ、例えば、リガンド受容体結合アッセイ及び酵素基質結合アッセイでの抗体/抗原又は核酸の使用を回避することができる。
1つの好ましい実施形態において、第2の結合パートナー(38)はビオチンでタグ付け(39)される。第2の結合パートナー(38)上のタグ(39)がビオチンである実施形態において、検出領域中の固定化されたタグ(50)は、好ましくは、アビジン、ニュートラアビジン、又はストレプトアビジンである。他の実施形態において、第2の結合パートナー(38)は、アビジン、ニュートラアビジン、又はストレプトアビジンでタグ付け(39)される。これらの実施形態において、検出領域(52)中の固定化されたタグ(50)は、好ましくはビオチンである。代替的に、第2の結合パートナー(38)上のタグ(39)はレクチンであってもよく、固定化されたタグ(50)はグリコシル部分であってもよい。例えば、幾つかの実施形態において、レクチンはエンドウレクチンであり、グリコシル部分は赤血球グリコシル単位である。第2の結合パートナーのタグと、固定化されたタグは、本発明の精神の範囲内で逆にされてもよい。例えば、グリコシル部分は、検出領域内の固定化されたレクチンタグを備えた第2の結合パートナー上のタグであってもよい。他の実施形態において、他の受容体及びリガンドがタグに使用されてもよい。
操作時に、転換領域(500)中の間隙(525)は、試験ストリップ上の側方流動(43)を止める。サンプル圧縮機(30)が加えられると、それは間隙(525)の上にブリッジを作成する。流動は、別の平面においてサンプル圧縮機(30)へと転換(520)される。溶出媒体、サンプル、又はバッファーがサンプル圧縮機(30)を通って流動する場合、それは、サンプル、接合体(36)の第1の分析物結合パートナー(37)、及び対照領域結合パートナー(61)を採取する。流動は間隙(525)の端部の後に試験ストリップに戻る。分析物(40)がサンプル中にある場合、分析物(40)は、第1の分析物結合パートナー(36)と第2の結合パートナー(38)と結合し、頂部片としての接合体(36)、底部片としての第2の結合パートナー(38)、及びそれらの間に分析物(40)を持つ、「垂直な」サンドイッチを作成する。サンプル圧縮機(30)上に対照領域結合パートナー(61)も存在する場合、対照領域結合パートナー(61)も移される。その後、試験領域(45)中の固定化されたタグ(50)はタグ(39)と結合する。接合体(36)が標識(41)を含むので、形成される複合物は検知可能であり、且つ、陽性の結果を示す。試験の適切な操作は、対照領域結合パートナー(61)と対照領域(46)におけるその固定化されたパートナーとの間の相互作用によって、対照領域(46)において検知可能な陽性結果をもたらす。
間隙(525)は、運搬体の裏当てへと下方に伸長するように図30Aと30Bに示されるが、間隙(525)は、流動を止めるほどの深さで十分である。他の実施形態において、間隙(525)は、不浸透性又は浸透性である障壁材料で満たされるか、又は部分的に満たされる。
他の好ましい実施形態において、1より多くの障壁、1より多くの間隙、又は少なくとも1つの障壁と少なくとも1つの間隙との組み合わせは、転換領域を作り上げることもある。
図31Aと31Bは、障壁(510)を含む転換領域(500)を備えた別の実施形態を示す。システムは、サンプル圧縮機(30)、及びサンプル分析デバイス(図において試験ストリップ)を含む。試験ストリップは好ましくは、吸収パッド(42)、転換領域(500)、サンプル塗布領域(44)、検出領域(52)、及び随意の廃棄物パッド(47)を含む。試験ストリップは好ましくは、運搬体の裏当て(48)も含む。
転換領域(500)は障壁(510)を含む。障壁(510)は、好ましくは、液体の流動が同じ平面において流動し続けるのを妨げる任意の材料で作られ得る、不浸透性の膜(又は実質的に不浸透性の膜)である。障壁のための幾つかの材料は、限定されないが、プラスチック、炭化水素、又は金属を含む。
この実施形態において、サンプルは好ましくは、サンプル塗布領域(44)に直接加えられる。分析物(40)は、サンプルがサンプル塗布領域(44)に加えられたことを示すため、サンプル塗布領域(44)上で示される。サンドイッチ全体(第1の結合パートナー(37)−分析物(40)−第2の結合パートナー(38))は、サンプル塗布領域(44)において形成される。この実施形態における試験領域(45)は、第2の結合パートナー(38)のタグ(39)と結合する、固定化されたタグ(50)を含んでいる。この実施形態において、接合体(36)の一部であるとともに、好ましくはサンプル圧縮機(30)のパッド(33)に事前に負荷されて乾燥される第1の結合パートナー(37)は、試験サンプル中の分析物(40)と結合することで、半サンドイッチを形成する。この実施形態の第2の結合パートナー(38)は好ましくは、試験ストリップのサンプル塗布領域(44)に事前に負荷にされて乾燥される。第2の結合パートナー(38)はタグ(39)も含む。代替的に、この実施形態の第2の結合パートナー(38)は、サンプル塗布領域に重なって、サンプル塗布領域の上流、又は、サンプル塗布領域と検出領域の間を含むがこれらに限定されない、検出領域の上流の試験ストリップ上の任意の場所にも位置付けられてもよい。同様に、サンプル塗布領域(44)は、転換領域(500)の上流、転換領域(500)の下流、又は、転換領域(500)に重なるか、又はその上にあってもよい。
好ましい実施形態において、サンプル圧縮機(30)上のパッド(33)は、検知可能な標識を備えた対照領域結合パートナー(61)を含む。対照領域結合パートナー(61)は、試験が正確に行われると、対照領域(46)中のその結合パートナー(110)と複合物を形成する。
転換領域(500)は、サンプル圧縮機(30)がデバイスの残りと接触するまでに流動を完全に止めて、図31Bの点線(520)により示されるように、流体が流れることが可能なブリッジを作成する。サンプル圧縮機(30)はブリッジとして作用し、流動を異なる平面に再び向ける。流動はサンプル圧縮機(30)へと転換される。これにより、サンプル圧縮機(30)上の第1の結合パートナー(37)と対照領域結合パートナー(61)の採取が増加する。流動は、転換領域(500)の端部にある元の側方平面に推移して戻る。
他の実施形態において、対照領域結合パートナー(61)は、試験ストリップ上に、例えば、サンプル塗布領域の上流に、サンプル塗布領域上に、又はサンプル塗布領域の下流に置かれ得る。対照領域結合パートナー(61)を備える実施形態の何れかにおいて、サンプル圧縮機(30)がブリッジを効率よく形成し、それにより流動が障壁(510)を通過し続け(代替的な平面においてサンプル圧縮機(30)を通って移動するように)、その後に試験ストリップに戻らない限りは、対照領域結合パートナー(61)は、対照領域(46)に到達しない。
1つの実施例において、第1の結合パートナー(37)と第2の結合パートナー(38)の両方は、分析物に対して異なる抗体である。対照領域結合パートナー(61)は好ましくは抗体であり、対照領域におけるその結合パートナーは抗原である(或いは、逆の場合もある)。他の実施形態において、特異的な結合パートナーは、分析物に対する抗体に結合することができる抗原であってもよい。他の種類の結合パートナーは、アプタマー又は受容体のような生物有機高分子、ナノ粒子、又は核酸である。図31に示されるデバイスは、任意の結合アッセイに使用することができ、例えば、リガンド受容体結合アッセイ及び酵素基質結合アッセイでの抗体/抗原又は核酸の使用を回避することができる。
1つの好ましい実施形態において、第2の結合パートナー(38)はビオチンでタグ付け(39)される。第2の結合パートナー(38)上のタグ(39)がビオチンである実施形態において、検出領域中の固定化されたタグ(50)は、好ましくは、アビジン、ニュートラアビジン、又はストレプトアビジンである。他の実施形態において、第2の結合パートナー(38)は、アビジン、ニュートラアビジン、又はストレプトアビジンでタグ付け(39)される。これらの実施形態において、検出領域(52)中の固定化されたタグ(50)は、好ましくはビオチンである。代替的に、第2の結合パートナー(38)上のタグ(39)はレクチンであってもよく、固定化されたタグ(50)はグリコシル部分であってもよい。例えば、幾つかの実施形態において、レクチンはエンドウレクチンであり、グリコシル部分は赤血球グリコシル単位である。第2の結合パートナーのタグと、固定化されたタグは、本発明の精神の範囲内で逆にされてもよい。例えば、グリコシル部分は、検出領域内の固定化されたレクチンタグを備えた第2の結合パートナー上のタグであってもよい。他の実施形態において、他の受容体及びリガンドがタグに使用されてもよい。
操作時に、サンプルはサンプル塗布領域(44)上に配される。転換領域(500)中の転換領域(510)は、試験ストリップ上の側方流動(43)を止める。サンプル圧縮機(30)が加えられると、サンプル圧縮機は試験ストリップに圧力(51)をかけて、障壁(510)の上にブリッジを作成する。流動は、別の平面においてサンプル圧縮機(30)へと転換(520)される。溶出媒体、サンプル、又はバッファーがサンプル圧縮機(30)を通って流動する場合、それは接合体(36)の第1の分析物結合パートナー(37)と対照領域結合パートナー(61)を採取する。流動は障壁(510)の端部の後に試験ストリップに戻り、そこでは、流動の中を移動する構成要素は所望のサンプルと相互に作用する。分析物(40)がサンプル中にある場合、分析物(40)は、第1の分析物結合パートナー(36)と第2の結合パートナー(38)と結合し、頂部片としての接合体(36)、底部片としての第2の結合パートナー(38)、及びそれらの間に分析物(40)を持つ、「垂直な」サンドイッチを作成する。サンプル圧縮機(30)上に対照領域結合パートナー(61)も存在する場合、対照領域結合パートナー(61)も移される。その後、試験領域(45)中の固定化されたタグ(50)はタグ(39)と結合する。接合体(36)が標識(41)を含むので、形成される複合物は検知可能であり、且つ、陽性の結果を示す。試験の適切な操作は、対照領域結合パートナー(61)と対照領域(46)におけるその固定化されたパートナーとの間の相互作用によって、対照領域(46)において検知可能な陽性結果をもたらす。
障壁は、図31Aと31Bにおける試験ストリップの残りに対して特異的な長さとして示されるが、これら図は概略図である。障壁(510)は、流動を止めて、且つサンプル圧縮機(30)に流動を再び始めさせることを要するのに十分な、試験ストリップ上の任意の長さでもよい。障壁(510)は、サンプル圧縮機(30)の下流端部で側方の平面に流動を後ろに妨害するほど長くならないように設計される。
1つの好ましい実施形態において、障壁(510)はカプセル化した構成要素を含む。これらの実施形態における障壁(510)は、(本明細書で議論されるように)経時的に溶解して、カプセル化した構成要素を放出する材料で作られる。障壁(510)は、カプセル化することが可能であるような、本明細書で考察された同じ試薬の何れか又は全てを含み得る。溶解する障壁(510)は二重機能を実行する。他の障壁(510)と同様に、それは、流動をサンプル圧縮機へと進める壁として作用する。加えて、それらをカプセル化することにより、特定の構成要素に時間の遅れが生じる。バッファー又は溶出媒体は、障壁(510)をゆっくりと溶解し、これら時間の遅れが生じた構成要素は、アッセイの他の構成要素が試験線に到達した後に、試験線を複雑なものにする。
図32Aと32Bは、間隙又は溝(525)を備えた転換領域(500)を示す。システムは、サンプル圧縮機(30)、及びサンプル分析デバイス(図において試験ストリップ)を含む。試験ストリップは好ましくは、吸収パッド(42)、転換領域(500)、サンプル塗布領域(44)、検出領域(52)、及び随意の廃棄物パッド(47)を含む。試験ストリップは好ましくは、運搬体の裏当て(48)も含む。転換領域(500)は間隙(525)を含む。間隙(525)は、試験ストリップに沿った流動を可能にする膜を取り除くことにより、流動を妨げる。
この実施形態において、サンプルは好ましくは、サンプル塗布領域(44)に直接加えられる。分析物(40)は、サンプルがサンプル塗布領域(44)に加えられたことを示すため、サンプル塗布領域(44)上で示される。サンドイッチ全体(第1の結合パートナー(37)−分析物(40)−第2の結合パートナー(38))は、サンプル塗布領域(44)において形成される。この実施形態における試験領域(45)は、第2の結合パートナー(38)のタグ(39)と結合する、固定化されたタグ(50)を含んでいる。この実施形態において、接合体(36)の一部であるとともに、好ましくはサンプル圧縮機(30)のパッド(33)に事前に負荷されて乾燥される第1の結合パートナー(37)は、試験サンプル中の分析物(40)と結合することで、半サンドイッチを形成する。この実施形態の第2の結合パートナー(38)は好ましくは、試験ストリップのサンプル塗布領域(44)に事前に負荷にされて乾燥される。第2の結合パートナー(38)はタグ(39)も含む。代替的に、この実施形態の第2の結合パートナー(38)は、サンプル塗布領域に重なって、サンプル塗布領域の上流、又は、サンプル塗布領域と検出領域の間を含むがこれらに限定されない、検出領域の上流の試験ストリップ上の任意の場所にも位置付けられてもよい。同様に、サンプル塗布領域(44)は、転換領域(500)の上流、転換領域(500)の下流、又は、転換領域(500)に重なるか、又はその上にあってもよい。
好ましい実施形態において、サンプル圧縮機(30)上のパッド(33)は、検知可能な標識を備えた対照領域結合パートナー(61)を含む。対照領域結合パートナー(61)は、試験が正確に行われると、対照領域(46)中のその結合パートナー(110)と複合物を形成する。
転換領域(500)は、サンプル圧縮機(30)がデバイスの残りと接触するまでに流動を完全に止めて、図32Bの点線(520)により示されるように、流体が流れることが可能なブリッジを作成する。サンプル圧縮機(30)はブリッジとして作用し、流動を異なる平面に再び向ける。流動はサンプル圧縮機(30)へと転換される。これにより、サンプル圧縮機(30)上の第1の結合パートナー(37)と対照領域結合パートナー(61)の採取が増加する。流動は、転換領域(500)の端部にある元の側方平面に推移して戻る。
他の実施形態において、対照領域結合パートナー(61)は、試験ストリップ上に、例えば、サンプル塗布領域(44)の上流に、サンプル塗布領域(44)上に、又はサンプル塗布領域(44)の下流に置かれ得る。対照領域結合パートナー(61)を備える実施形態の何れかにおいて、サンプル圧縮機(30)がブリッジを効率よく形成し、それにより流動が間隙を通過し続け(代替的な平面においてサンプル圧縮機(30)を通って移動するように)、その後に試験ストリップに戻らない限りは、対照領域結合パートナー(61)は、対照領域(46)に到達しない。
1つの実施例において、第1の結合パートナー(37)と第2の結合パートナー(38)の両方は、分析物に対して異なる抗体である。対照領域結合パートナー(61)は好ましくは抗体であり、対照領域におけるその結合パートナーは抗原である(或いは、逆の場合もある)。他の実施形態において、特異的な結合パートナーは、分析物に対する抗体に結合することができる抗原であってもよい。他の種類の結合パートナーは、アプタマー又は受容体のような生物有機高分子、ナノ粒子、又は核酸である。図32に示されるデバイスは、任意の結合アッセイに使用することができ、例えば、リガンド受容体結合アッセイ及び酵素基質結合アッセイでの抗体/抗原又は核酸の使用を回避することができる。
1つの好ましい実施形態において、第2の結合パートナー(38)はビオチンでタグ付け(39)される。第2の結合パートナー(38)上のタグ(39)がビオチンである実施形態において、検出領域中の固定化されたタグ(50)は、好ましくは、アビジン、ニュートラアビジン、又はストレプトアビジンである。他の実施形態において、第2の結合パートナー(38)は、アビジン、ニュートラアビジン、又はストレプトアビジンでタグ付け(39)される。これらの実施形態において、検出領域(52)中の固定化されたタグ(50)は、好ましくはビオチンである。代替的に、第2の結合パートナー(38)上のタグ(39)はレクチンであってもよく、固定化されたタグ(50)はグリコシル部分であってもよい。例えば、幾つかの実施形態において、レクチンはエンドウレクチンであり、グリコシル部分は赤血球グリコシル単位である。第2の結合パートナーのタグと、固定化されたタグは、本発明の精神の範囲内で逆にされてもよい。例えば、グリコシル部分は、検出領域内の固定化されたレクチンタグを備えた第2の結合パートナー上のタグであってもよい。他の実施形態において、他の受容体及びリガンドがタグに使用されてもよい。
操作時に、転換領域(500)中の間隙(525)は、試験ストリップ上の側方流動(43)を止める。サンプル圧縮機(30)が加えられると、それは間隙(525)の上にブリッジを作成する。流動は、別の平面においてサンプル圧縮機(30)へと転換(520)される。溶出媒体、サンプル、又はバッファーがサンプル圧縮機(30)を通って流動する場合、それは接合体(36)の第1の分析物結合パートナー(37)と対照領域結合パートナー(61)を採取する。流動は間隙(525)の端部の後に試験ストリップに戻り、そこでは、流動の中を移動する構成要素は所望のサンプルと相互に作用する。分析物(40)がサンプル中にある場合、分析物(40)は、第1の分析物結合パートナー(36)と第2の結合パートナー(38)と結合し、頂部片としての接合体(36)、底部片としての第2の結合パートナー(38)、及びそれらの間に分析物(40)を持つ、「垂直な」サンドイッチを作成する(図4Bを参照)。サンプル圧縮機(30)上に対照領域結合パートナー(61)も存在する場合、対照領域結合パートナー(61)も移される。その後、試験領域(45)中の固定化されたタグ(50)はタグ(39)と結合する。接合体(36)が標識(41)を含むので、形成される複合物は検知可能であり、且つ、陽性の結果を示す。試験の適切な操作は、対照領域結合パートナー(61)と対照領域(46)におけるその固定化されたパートナーとの間の相互作用によって、対照領域(46)において検知可能な陽性結果をもたらす。
間隙(525)は、運搬体の裏当てへと下方に伸長するように図32Aと32Bに示されるが、間隙(525)は、流動を止めるほどの深さで十分である。他の実施形態において、間隙(525)は、不浸透性又は浸透性である障壁材料で満たされるか、又は部分的に満たされる。
他の好ましい実施形態において、1より多くの障壁、1より多くの間隙、又は少なくとも1つの障壁と少なくとも1つの間隙との組み合わせは、転換領域を作り上げることもある。
図33Aと33Bは、本発明の別の実施形態においてヒンジ(800)、転換領域(500)、及びサンプル圧縮機(30)を備えた側方流動デバイスを示す。ヒンジ(800)は圧縮を容易にするが、この実施形態は、さもなくば、図29と30に記載される転換領域の実施形態と同様に機能する。この実施形態におけるヒンジ(800)とサンプル圧縮機パッド(33)は、本明細書に記載される実施形態の何れかと共に使用することが可能である。図8Bのヒンジ構成は代替的に、本発明の他の実施形態における転換領域(500)と共に使用することが可能である。
図34Aと34Bは、本発明の別の実施形態においてヒンジ(800)、転換領域(500)、及びサンプル圧縮機(30)を備えた側方流動デバイスを示す。ヒンジ(800)は圧縮を容易にするが、この実施形態は、さもなくば、図31と32に記載される転換領域の実施形態と同様に機能する。この実施形態におけるヒンジ(800)とサンプル圧縮機パッド(33)は、本明細書に記載される実施形態の何れかと共に使用することが可能である。図8Bのヒンジ構成は代替的に、本発明の他の実施形態における転換領域(500)と共に使用することが可能である。
図24−34は、試験領域の上流にある分析物のための結合パートナーを使用して記載され、標識(50)は試験領域に固定化されるが、他の代替的な実施形態において、分析物のための第2の結合パートナー(38)は、図24−34に記載される試験ストリップの構成の全てにおける試験領域において固定化することが可能である。これら実施形態において、サンドイッチの1/2(第1の結合パートナー(37)−分析物(40))のみが、サンプルが試験領域に到達する前に形成される。
試験領域(45)における第2の結合パートナー(38)を備える実施形態は、図35Aと35B、図36Aと36B、図37Aと37B、図38、図39、図40Aと40B、図41Aと41B、図42Aと42B、図43Aと43B、図44Aと44B、及び図45A及び45Bに示される。これらの実施形態は、標識(39)も固定化した標識(50)もなく、且つ第2の結合パートナー(38)は試験領域45において固定化されることを除き、図24Aと24B、図25Aと25B、図26Aと26B、図27A乃至27C、図28、図29、図30Aと30B、図31Aと31B、図32Aと32B、図33Aと33B、及び図34Aと34Bそれぞれに示される実施形態に類似する。結果として、完全なサンドイッチ(第1の結合パートナー(37)−分析物(40)−第2の結合パートナー(38))は、サンプルが試験領域(45)に到達するまで形成されない。
サンプル圧縮機(30)を備えた他の実施形態において、サンプル圧縮機は、試験用の任意の試薬を含まず、そして、試験ストリップに圧力を与えるか又はその上に転換領域を作るためにのみ使用される。
<転換領域を使用する二峰性試験ストリップ>
分離すると、MxAもCRPのみも、ウイルス感染と細菌感染の両方の同定では敏感でなく且つ特異的ではない。CRPの低いカットオフ値は、細菌感染を検出するための高感度と低特異性を示す。CRPの高いカットオフ値は、細菌感染を検出するための低感度と高特異性を示す。MxAはウイルス感染の同定に特異的であるが、それは細菌感染に敏感ではない。低CRP、高CRP、及びMxAのカットオフレベルを反映した医療決定点を含む結果の多重化したパターンは、ウイルス感染及び/又は細菌感染に対する免疫反応を同定するための、敏感且つ特異的な方法を提供する。
多重化した側方流動イムノアッセイの1つの好ましい実施形態において、試験結果の指穿刺血液パターンは、約10mg/Lの低CRPレベルのカットオフに対する血清等価、約80mg/Lの高CRPレベルのカットオフに対する血清等価、及び約40ng/mlのMxAカットオフを伴う、陽性の結果を示す。
二峰性の2重の試験ストリップは、ヒトの細菌感染とウイルス感染を区別するためだけでなく、動物のための獣医学の適用においても使用することが可能である。CRPは種に依存して異なるので、種の間にCRPに対する共通の抗体はない。それ故、獣医学の試験は、試験された特定の種に特異的なCRPを含む必要がある。MxAは種の中で十分に保存され、そのため、獣医学の試験においてヒトMxAを使用することが可能である。しかし、特定の種に対するMxAは、特異性を更に増加させる試みのために代替的に使用することができる。本明細書に記載される二峰性の2重の試験ストリップを使用する獣医学の試験は、ネコ、イヌ、ウサギ、ブタ、ヒツジ、ウマ、ウシ、サル、チンパンジー、ヒヒ、又はオランウータンを含むがこれらに限定されない、特異的な種のために開発されてもよい。
両方の試験ストリップ上に転換領域を備えた二峰性の2重の試験ストリップサンプル分析デバイスに好ましい1つの構成は、図46A乃至46Cに示される。サンプル分析デバイス又は試験カード(899)は、2つの側(836)、(837)、及びスパイン(spine)、又はヒンジ部(831)を備える、開閉自在なハウジング(835)を含む。1つの好ましい実施形態において、試験カード(899)は、2つの側(836)と(837)が閉じられる場合、長さ約11.5cm(L)×幅7cm(W)である。しかし、構成要素を全て収容する任意のサイズの試験カード(899)が使用されてもよい。ハウジング(835)の第1の側(836)内に、2つの試験ストリップ(815)と(825)があり、それぞれ、受け取りパッド(845)、転換領域(850)、移動パッド(855)、及び検出領域(805)を含む。第1の側(836)は、吸収性パッド(840)と、好ましくは廃棄物パッド(860)も含む。第1の試験ストリップ(815)は、好ましくは、MxA試験線(802)、低CRP試験線(803)、及び対照線(804)を備えた検出領域(805)を含む。第2の試験ストリップ(825)は、好ましくは、高CRP試験線(823)と対照線(804)を備えた検出領域(805)を含む。ハウジング(835)が閉じられると、試験線は全て、ハウジング(835)の第2の側(837)の窓(865)を通じて目に見える。吸収性パッド(840)は好ましくは、側方流動を始めるためにランニングバッファーが加えられる、単一のパッドである。同様に、廃棄物パッド(860)は好ましくは、試験の終わりに過剰なランニングバッファーを採取する、単一のパッドである。しかし、他の実施形態において、各ストリップは、吸収性パッド(840)及び/又は廃棄物パッド(860)を別々に有することが可能である。
ハウジング(835)の第2の側(837)は3つの別個のセクション(838)、(839)、及び(870)を含む。中間部分、サンプル圧縮機、又はフラップ(870)は好ましくは、2つの接合体領域(872)と(874)を含み、各々は、少なくとも1つの分析物のための標識化した結合パートナーと標識化した対照を含む。窓(843)は、ハウジングの第2の側(837)の下部(838)に置かれ、それによりバッファーは、ハウジング(835)が閉じられる場合に吸収性パッド(840)に加えることができる。検出領域(805)のための視界窓(865)は、ハウジング(835)の第2の側(837)の上部(839)の上にある。
ハウジング(835)の第2の側(837)の上部(839)と下部(838)は各々、好ましくは、少なくとも1つのノブ、1以上の穴(895)と対になる栓(peg)又は突部(875)も含み、それにより、上部(838)と下部(839)は、ハウジング(835)の第1の側(836)の上に容易に固定される。好ましい実施形態において、ハウジング(835)の第1の側(836)上の吸収性パッド(840)の側面に位置する2つの穴(895)と対になる、下部(838)上の2つの栓(875)と、ハウジング(835)の第1の側(836)上の廃棄物パッド(860)の側面に位置する2つの穴(895)と対になる、上部(839)上の2つの栓(875)がある。他の実施形態において、穴(895)は、ハウジング(835)の第2の側(837)上にあり、栓(875)は、ハウジング(835)の第1の側(836)上にある。また他の実施形態において、他の可逆的な固定機構が、ハウジング(835)の第1の側(836)にハウジング(835)の第2の側(837)の上部(838)及び/又は下部(839)を固定するために使用され得る。他の実施形態において、上部と下部のセクション(838)、(839)は、使用前に、例えば粘着剤を使用して恒久的に閉じられる。
ハウジングの第2の側(837)の上にある、サンプル圧縮機としても知られるフラップ(870)は、2つの接合体領域(872)(874)と、2つのサンプル塗布領域(873)(876)を含み、容易に開閉可能である。フラップ(870)はまた、好ましくは、1以上の穴(895)と対になる、少なくとも1つのノブ、栓、又は突部(875)を含み、それにより、フラップ(870)は、サンプルがサンプル塗布領域(873)(876)に加えられた後、ハウジング(835)の第1の側(836)の上で容易に、正確に閉じられる。他の実施形態において、穴(895)は、ハウジング(835)の第2の側(837)上にあり、栓(875)は、ハウジング(835)の第1の側(836)上にある。また他の実施形態において、他の可逆的な固定機構が、ハウジング(835)の第1の側(836)にフラップ(870)を固定するために使用され得る。
接合体領域(872)(874)、及びサンプル塗布領域(873)(876)は、好ましくは重なる。好ましい実施形態において、接合体領域(872)(874)は、サンプル接合体と対照接合体における色素により色を付けられ、サンプルはフラップ(870)の色を付けた部分に直接配される。1つの好ましい実施形態において、第1の試験ストリップ(815)に使用される接合体領域(872)は、赤色色素で標識化されるMxA結合パートナー、黒色色素で標識化される低CRP結合パートナー、及び青色色素で標識化される対照結合パートナーを含む。この実施形態において、接合体領域(872)は紫色がかったように見える。他の接合体領域(874)は、黒色色素で標識化した高CRP結合パートナーと、青色色素で標識化した対照結合パートナーを含む。この実施形態において、接合体領域(874)は青みを帯びているように見える。
転換領域(850)は、好ましくは、側方流動を妨げて、ランニングバッファーを、接合体領域(872)(874)とサンプル塗布領域(873)(876)を含むフラップ(870)に転換する、間隙又は障壁を含む。
操作時に、ハウジング(835)の第2の側(837)の上部(838)と下部(839)は、好ましくは、栓(875)を穴(895)に固定することにより、使用前に嵌められて閉じられる(snapped closed)。サンプル分析デバイス、又は試験カード(899)は好ましくは平面上に配される。フラップ(870)が既に開かれていない場合、ユーザーはそれを開き、サンプル塗布領域(873)(876)にアクセスする。試験される血液サンプルは患者から得られる。サンプルは、当該技術分野で既知の任意の手順により得られる。好ましい実施形態において、5μlの血液サンプルが、サンプル塗布領域(873)(876)の各々に加えられ、その後、フラップ(870)は閉じられる。5μlのサンプルの各々は、好ましくは、他のものとは別に採取される。血液サンプルは、好ましくは、任意の事前処理なしで、デバイス(899)に直接加えられる。
サンプル圧縮機又はフラップ(870)が正しく閉じられたことを確認するために、圧力は、好ましくは、栓(875)を閉じた状態にするために栓(875)の上のハウジング(835)に適用される。フラップ(870)の上部は、試験を適切に実行するために、ハウジング(835)の第2の側(837)の残りの頂部と同じ高さである必要がある。ランニングバッファーは、側方流動(885)を開始する吸収性パッド(840)に加えられる。好ましい実施形態において、ランニングバッファーは、血液サンプルを溶解し、サンプル中に細胞内のMxAを露出するために、1以上の溶解剤(例えば洗浄剤)を含む。ランニングバッファーが転換領域(850)に到達すると、それはフラップ(870)に転換される。それは、接合体領域(872)(874)を通って移動し、サンプル中のMxA結合パートナーとMxA、サンプル中の低CRP結合パートナーと低レベルのCRP、サンプル中の高CRP結合パートナーと高レベルのCRPの間に形成される任意の複合物、同様に対照接合体を採取する。
接合体領域(872)(874)が側方流動試験ストリップ(815)、(825)に転換領域(850)を作成するので、ここでサンプルを含むランニングバッファー、接合体、及び上述の複合物は、その後、移動パッド(855)に、及び、試験ストリップ(815)(825)の各々の上の検出領域(805)に移動する。MxAがサンプル中にある場合、第1の試験ストリップ(815)上のMxA試験線(802)は赤くなる。CRPの閾値低レベルがサンプル中に有る場合、第1の試験ストリップ(815)上の低CRP試験線(803)は黒くなる。CRPの閾値高レベルがサンプル中に有る場合、第2の試験ストリップ(825)上の高CRP試験線(823)は黒くなる。試験が正確に実行されれば、第1のストリップ(815)と第2の試験ストリップ(825)の両方の上の対照線(804)は青くなる。好ましい実施形態において、検出のレベルは、MxAについては40ng/ml、第1の試験ストリップ(815)上の低CRPについては10mg/L、及び第2の試験ストリップ(825)上の高CRPについては80mg/Lである。試験の結果は、約5−20分後、好ましくは約10分以内に視認できるはずである。
対照結合パートナーが、サンプル圧縮機又はフラップ(870)の上にあり、試験ストリップ(815)(825)のどちらかの上には無いので、この構成に対して真の手順の対照がある。フラップ(870)が適切に閉じていない場合、検出領域(805)には何も現れず、試験が不適切に行われたことを示す。
図47A乃至47Fは、隣り合う2つの試験ストリップ(815)(825)を備える図46A乃至46Cに示されるデバイス(899)を使用する試験結果を示し、第1の試験ストリップ(815)はMxAと低レベルのCRP両方の存在について試験し、第2の試験ストリップ(825)は高レベルのCRPについて試験する。
図47Aは、第1の試験ストリップ(815)上のMxA試験線(802)の陰性結果及び低CRP試験線(803)の陰性結果、同様に、第2の試験ストリップ(825)上の高CRP試験線(823)の陰性結果を示す。より具体的には、側方流動アッセイ(899)の検出領域(805)において唯一視認できる線は、2つの青色の対照線(804)である。この結果は、サンプルがウイルス感染と細菌感染の両方に陰性であることを示す。
図47Bと47Cはウイルス感染に陽性である。図47Bにおいて、2つの青色の対照線(804)と赤色のMxA線(802)の存在は、ウイルス感染を示す。図47Cにおいて、2つの青色の対照線(804)と赤色のMxA線(802)の存在は、ウイルス感染を示す。図47Cには黒色の低CRP線(803)もあるので、細菌の同時感染の可能性があるが、高CRP線(823)は欠如している。
図47Dと47Eは細菌感染に陽性である。図47Dにおいて、2つの青色の対照線(804)と黒色の低CRP線(803)の存在は、細菌感染を示す。図47Eにおいて、2つの青色の対照線(804)、黒色の低CRP線(803)、及び黒色の高CRP線(823)の存在も、細菌感染を示す。MxA線は図47Dと47Eの両方において欠如しており、ウイルス感染の欠如を示す。
図47Fは同時感染(細菌感染とウイルス感染の両方)を示す。2つの青色の対照線(804)、赤色のMxA線(802)、黒色の低CRP線(803)、及び黒色の高CRP線(823)の存在は、ウイルス感染と細菌感染の両方の存在を示す。
二峰性の2重の試験ストリップサンプル分析デバイス(1000)に好ましい別の構成は、図48A乃至48Cに示される。この構成(1000)は、図46A乃至46Cに示される構成(899)に類似するが、サンプル塗布領域(1073)と(1076)は、転換領域(850)の下流にある試験ストリップ(1015)、(1025)の各々に置かれる。サンプル分析デバイス又は試験カード(1000)は、2つの側(836)、(837)、及びスパイン、又はヒンジ部(831)と持つ、開閉自在なハウジング(835)を含む。1つの好ましい実施形態において、試験カード(1000)は、2つの側(836)と(837)が閉じられる場合、長さ約11.5cm(L)×幅7cm(W)である。しかし、構成要素を全て収容する任意のサイズの試験カード(1000)が使用されてもよい。ハウジング(835)の第1の側(836)内に、2つの試験ストリップ(1015)と(1025)があり、それぞれ、受け取りパッド(845)、転換領域(850)、移動パッド(1055)、及び検出領域(805)を含む。第1の側(836)は、吸収性パッド(840)と、好ましくは廃棄物パッド(860)も含む。第1の試験ストリップ(1015)は、好ましくは、MxA試験線(802)、低CRP試験線(803)、及び対照線(804)を備えた検出領域(805)を含む。第2の試験ストリップ(1025)は、好ましくは、高CRP試験線(823)と対照線(804)を備えた検出領域(805)を含む。ハウジング(835)が閉じられると、試験線は全て、ハウジング(835)の第2の側(837)の窓(865)を通じて目に見える。吸収性パッド(840)は好ましくは、側方流動を始めるためにランニングバッファーが加えられる、単一のパッドである。同様に、廃棄物パッド(860)は好ましくは、試験の終わりに過剰なランニングバッファーを採取する、単一のパッドである。しかし、他の実施形態において、各ストリップは、吸収性パッド(840)及び/又は廃棄物パッド(860)を別々に有することが可能である。
ハウジング(835)の第2の側(837)は3つの別個のセクション(838)、(839)、及び(1070)を含む。中間部分、又はサンプル圧縮機としても知られるフラップ(1070)は好ましくは、2つの接合体領域(872)と(874)を含み、各々は、少なくとも1つの分析物のための標識化した結合パートナーと標識化した対照を含む。窓(843)は、ハウジングの第2の側(837)の下部(838)に置かれ、それによりバッファーは、ハウジング(835)が閉じられる場合に加えられ得る。検出領域(805)のための視界窓(865)は、ハウジング(835)の第2の側(837)の上部(839)の上にある。
ハウジング(835)の第2の側(837)の上部(839)と下部(838)は各々、好ましくは、少なくとも1つのノブ、1以上の穴(895)と対になる栓(peg)又は突部(875)も含み、それにより、上部(838)と下部(839)は、ハウジング(835)の第1の側(836)の上に容易に固定される。好ましい実施形態において、ハウジング(835)の第1の側(836)上の吸収性パッド(840)の側面に位置する2つの穴(895)と対になる、下部(838)上の2つの栓(875)と、ハウジング(835)の第1の側(836)上の廃棄物パッド(860)の側面に位置する2つの穴(895)と対になる、上部(839)上の2つの栓(875)がある。他の実施形態において、穴(895)は、ハウジング(835)の第2の側(837)上にあり、栓(875)は、ハウジング(835)の第1の側(836)上にある。また他の実施形態において、他の可逆的な固定機構が、ハウジング(835)の第1の側(836)にハウジング(835)の第2の側(837)の上部(838)及び/又は下部(839)を固定するために使用され得る。他の実施形態において、上部と下部のセクション(838)、(839)は、使用前に、例えば粘着剤によって恒久的に閉じられる。
ハウジングの第2の側(837)のフラップ(1070)は、2つの接合体領域(872)(874)を含み、容易に開閉自在である。フラップ(1070)はまた、好ましくは、1以上の穴(895)と対になる、少なくとも1つのノブ、栓、又は突部(875)を含み、それにより、フラップ(1070)は、試験ストリップ(1015)(1025)のサンプル塗布領域(1073)(1076)にサンプルが加えられた後、ハウジング(835)の第1の側(836)の上で容易に正確に閉じられる。他の実施形態において、穴(895)は、ハウジング(835)の第2の側(837)上にあり、栓(875)は、ハウジング(835)の第1の側(836)上にある。また他の実施形態において、他の可逆的な固定機構が、ハウジング(835)の第1の側(836)にフラップ(1070)を固定するために使用され得る。
好ましい実施形態において、接合体領域(872)(874)は、サンプル接合体と対照接合体における色素により色を付けられる。1つの好ましい実施形態において、第1の試験ストリップ(1015)に使用される接合体領域(872)は、赤色色素で標識化されるMxA結合パートナー、黒色色素で標識化される低CRP結合パートナー、及び青色色素で標識化される対照結合パートナーを含む。この実施形態において、接合体領域(872)は紫色がかったように見える。他の接合体領域(874)は、黒色色素で標識化した高CRP結合パートナーと、青色色素で標識化した対照結合パートナーを含む。この実施形態において、接合体領域(874)は青みを帯びているように見える。
好ましくは間隙又は障壁を含む転換領域(850)は、側方流動を妨げて、ランニングバッファーを、接合体領域(872)(874)を含むフラップ(1070)に転換する。
操作時に、ハウジング(835)の第2の側(837)の上部(838)と下部(839)は、好ましくは、栓(875)を穴(895)に固定することにより、使用前に嵌められて閉じられる。サンプル分析デバイス、又は試験カード(1000)は好ましくは平面上に配される。フラップ(1070)が既に開かれていない場合、ユーザーはそれを開き、サンプル塗布領域(1073)(1076)にアクセスする。サンプル塗布領域(1073)(1076)は、移動パッド(1055)の任意の部分に置かれてもよい。試験される血液サンプルは患者から得られる。サンプルは、当該技術分野で既知の任意の手順により得られる。好ましい実施形態において、5μlの血液サンプルが、サンプル塗布領域(1073)(1076)の各々に加えられ、その後、フラップ(1070)は閉じられる。5μlのサンプルの各々は、好ましくは、他のものとは別に採取される。血液は、好ましくは、任意の事前処理なしで、デバイス(1000)に直接加えられる。好ましい実施形態において、矢印(1002)又は(図48Aに示される)他の指標、例えば「ここでサンプルを加える」との語は、試験ストリップ(1015)と(1025)にサンプルを配置する場所をユーザーに示す。
フラップ(1070)が正しく閉じられたことを確認するために、圧力は、好ましくは、栓(875)を閉じた状態にするために栓(875)の上のハウジング(835)に適用される。フラップ(1070)の上部は、試験を適切に実行するために、ハウジング(835)の第2の側(837)の残りの頂部と同じ高さである必要がある。ランニングバッファーは、側方流動(885)を開始する吸収性パッド(840)に加えられる。好ましい実施形態において、ランニングバッファーは、血液サンプルを溶解し、サンプル中に細胞内のMxAを露出するために、1以上の溶解剤(例えば洗浄剤)を含む。ランニングバッファーが転換領域(850)に到達すると、それはフラップ(1070)に転換される。それは、接合体領域(872)(874)を通って移動し、MxA結合パートナー、低CRP結合パートナー、及び高CRP結合パートナー、同様に対照接合体を採取する。
接合体領域(872)(874)が側方流動試験ストリップ(1015)、(1025)に転換領域(850)を作成するので、ここで接合体を含むランニングバッファーは、その後、サンプル塗布領域(1073)(1076)を含む移動パッド(1055)に、及び、試験ストリップ(1015)(1025)の各々の上の検出領域(805)に移動する。MxAがサンプル中にある場合、第1の試験ストリップ(1015)上のMxA試験線(802)は赤くなる。CRPの閾値低レベルがサンプル中に有る場合、第1の試験ストリップ(1015)上の低CRP試験線(803)は黒くなる。CRPの閾値高レベルがサンプル中に有る場合、第2の試験ストリップ(1025)上の高CRP試験線(823)は黒くなる。好ましい実施形態において、検出のレベルは、MxAについては40ng/ml、第1の試験ストリップ(1015)上の低CRPについては10mg/L、及び第2の試験ストリップ(1025)上の高CRPについては80mg/Lである。試験の結果は、約5−20分後、好ましくは約10分以内に視認できるはずである。試験が正確に実行されれば、第1のストリップ(1015)と第2の試験ストリップ(1025)の両方の上の対照線(804)は青くなる。
対照結合パートナーが、フラップ(1070)の上にあり、試験ストリップ(1015)(1025)のどちらかの上には無いので、この構成に対する手順制御は正しい。フラップ(1070)が適切に閉じていない場合、検出領域(805)には何も現れず、試験が不適切に行われたことを示す。
代替的な実施形態において、サンプル塗布領域(1073)(1076)は、転換領域(850)の前に、受け取りパッド(845)の上に置かれる。この実施形態において、ランニングバッファーは、サンプル塗布領域(1073)(1076)を通って移動し、その後、フラップ(1070)に転換される。
図46A乃至46Cと48A乃至48Cに示される構成の好ましい実施形態において、約1.2mlより多くのランニングバッファーが、吸収性パッド(840)に置かれる。1.0ml未満が、転換領域(850)が間隙である実施形態に加えられる場合、間隙が約1.0mlを保持するので、バッファーは間隙で止められる(gets stalled)。
図49に示されるように、1つの好ましい実施形態において、キット(1100)は、サンプル分析デバイス(800)(1000)、ランセット(1102)、1以上のピペット(1101)、及びランニングバッファー(1103)を含む。ランセット(1102)は皮膚穿刺を行うために使用され、1以上のピペット(1101)は穿刺部位から血液を採取するために使用される。好ましい実施形態において、5μlの血液は、第1のピペット(1101)から第1の接合体領域(872)へ移され、別の5μlの血液は第2ピペット(1101)から移されて第2の接合体領域(874)に加えられる。図46A乃至46Cと48A乃至48Cに記載されるように、フラップ(870)は閉じられ、ランニングバッファー(1103)は吸収性パッド(840)に加えられる。
サンプル圧縮機(30)を備えた他の実施形態において、サンプル圧縮機は、試験用の任意の試薬を含まず、そして、試験ストリップに圧力を与えるか又はその上に転換領域を作るためにのみ使用される。
サンドイッチアッセイのような方法とデバイスが本明細書に記載されるが、本発明の方法とデバイスは競合アッセイにおいて等しく使用されてもよい。これらの競合アッセイにおいて、接合体は好ましくは、分析物の結合パートナーよりむしろ、分析物又は分析物アナログを含み、又は、代替的に、第2の結合パートナーは分析物又は分析物アナログと置きかえられる。その後、陽性試験結果は、試験ストリップの試験領域におけるラベルの存在の不足によって示される。
従って、本明細書に記載された本発明の実施形態が、本発明の原理の用途の単なる実例であることを、理解されたい。図示された実施形態の詳細に対する、本明細書における言及は、それ自体が本発明に不可欠とみなされる特徴を挙げる、特許請求の範囲を制限するようには意図されていない。

Claims (21)

  1. サンプル中の分析物を検知するための側方流動デバイスであって、該デバイスは:
    サンプル圧縮機と;
    試験領域と試験領域の上流にある転換領域とを含む試験ストリップであって、転換領域は、試験ストリップ上の側方流動を妨げる、試験ストリップと;
    分析物及び標識のための第1の結合パートナーを含む接合体と;
    分析物のための第2の結合パートナーと;
    サンプルが側方流動デバイスに塗布されるサンプル塗布領域であって、サンプル塗布領域は、i)検出領域の上流にある試験ストリップの上;ii)サンプル圧縮機の上;及びiii)サンプルの採取のためのサンプル採取部を含むサンプル採取装置の上から成る群から選択された場所に位置する、サンプル塗布領域と
    を含み;
    接合体、第2の結合パートナー、及び接合体と第2の結合パートナーの両方から成る群から選択される構成要素は、側方流動デバイスの使用前に試験ストリップ上に置かれず;及び
    サンプル圧縮機は、サンプル圧縮機の上に流れを転換し、且つ、転換領域の端部にて試験ストリップへ流れを戻すために、転換領域の上にブリッジを作成する
    ことを特徴とする側方流動デバイス。
  2. サンプル塗布領域がサンプル採取装置上にある場合、サンプル採取装置は、サンプル圧縮機と、垂直な堆積物中の試験ストリップとの間に置かれる、ことを特徴とする請求項1に記載の側方流動デバイス。
  3. 転換領域は、試験ストリップ上の横方向の流動を止める又は遅延する、物理的障壁を含む、ことを特徴とする請求項1に記載の側方流動デバイス。
  4. 物理的障壁はカプセル化した構成要素を含み、物理的障壁は溶出媒体の塗布後に溶解する、ことを特徴とする請求項3に記載の側方流動デバイス。
  5. 転換領域は、試験ストリップ上の横方向の流動を止める又は遅延する、化学的障壁を含む、ことを特徴とする請求項1に記載の側方流動デバイス。
  6. 転換領域は、試験ストリップ上の横方向の流動を止める間隙を含む、ことを特徴とする請求項1に記載の側方流動デバイス。
  7. サンプル圧縮機はパッドを含み、接合体又は第2の結合パートナーは側方流動デバイスの使用前にパッド上に置かれる、ことを特徴とする請求項1に記載の側方流動デバイス。
  8. サンプル圧縮機は、パッド上に置かれた第1の対照結合パートナーと、試験ストリップの対照領域において固定される第2の対照結合パートナーとを備える、パッドを含み、第1の対照結合パートナーは、第2の対照結合パートナーのための結合パートナーである、ことを特徴とする請求項1に記載の側方流動デバイス。
  9. 側方流動デバイスは、陽性の結果が、分析物、第1の結合パートナー、及び第2の結合パートナーの間の複合物の形成を介して、試験領域における分析物の捕捉によってのみ達成されるように、形成される、ことを特徴とする請求項1に記載の側方流動デバイス。
  10. 試験領域は、特異的に分析物に結合する分子を含まない、ことを特徴とする請求項1に記載の側方流動デバイス。
  11. 第2の結合パートナーはタグを含み、試験領域はタグのための固定された結合パートナーを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の側方流動デバイス。
  12. 試験ストリップとサンプル圧縮機とを含む側方流動デバイス上でサンプルのアッセイを実行する方法であって、該方法は:
    a)側方流動デバイスの上にサンプルを置く工程;
    b)試験ストリップ上に転換領域を含むことにより試験ストリップ上の側方流動を妨げる工程;
    c)サンプル圧縮機を使用してデバイスに圧力を加えることにより、妨げられた流動をサンプル圧縮機へと転換する工程;及び
    d)転換領域の端部で試験ストリップに流動を戻す工程
    を含む方法。
  13. 工程a)において、サンプルは、i)検出領域の上流にある試験ストリップの上;ii)サンプル圧縮機の上;及び、iii)サンプルの採取のためのサンプル採取部を含むサンプル採取装置の上から成る群から選択される場所に置かれるサンプル塗布領域上に配される、ことを特徴とする請求項12に記載の方法。
  14. サンプルがサンプル採取装置上に配される場合、サンプル採取装置は、サンプル圧縮機と、垂直な堆積物中の試験ストリップとの間に置かれる、ことを特徴とする請求項13に記載の方法。
  15. 工程a)は、垂直な堆積物上の分析物のための結合パートナーによりパッドを配する工程を更に含み、工程d)において、結合パートナーの少なくとも一部は試験ストリップに移される、ことを特徴とする請求項14に記載の方法。
  16. 転換領域は、試験ストリップ上の横方向の流動を止める又は遅延する、物理的障壁を含む、ことを特徴とする請求項12に記載の方法。
  17. 物的的障壁が少なくとも1つのカプセル化した構成要素を含み、カプセル化した構成要素を放出するため物理的障壁を溶解する工程を更に含む、請求項16に記載の方法。
  18. 転換領域は、試験ストリップ上の横方向の流動を止める間隙を含む、ことを特徴とする請求項12に記載の方法。
  19. サンプル圧縮機は、第1の結合パートナー、第2の結合パートナー、及び第1の結合パートナーと第2の結合パートナーの両方から成る群から選択された構成要素を含む、ことを特徴とする請求項12に記載の方法。
  20. サンプル中の分析物を検知するための側方流動デバイスであって、該デバイスは:
    サンプル圧縮機と;
    サンプルの採取のためのサンプル採取部を含むサンプル採取装置と;
    サンプル塗布領域、試験領域、及び転換領域を含む試験ストリップであって、転換領域は、試験ストリップ上の側方流動を妨げる、試験ストリップと;
    分析物及び標識のための第1の結合パートナーを含む接合体と;
    分析物のための第2の結合パートナーと
    を含み;
    接合体、第2の結合パートナー、及び接合体と第2の結合パートナーの両方から成る群から選択される構成要素は、側方流動デバイスの使用前に試験ストリップ上に置かれず;
    サンプル圧縮機、サンプル採取装置、及び試験ストリップは、圧縮によって試験ストリップにサンプルを塗布するために垂直な堆積物を形成し;
    サンプル圧縮機は、転換領域の上にブリッジを作成すること、サンプル圧縮機の上に流動を転換すること、及び転換領域の端部にて流動を試験ストリップへと戻すことにより、流動を再開し;及び
    サンプル採取装置は、サンプル圧縮機と、垂直な堆積物中の試験ストリップとの間に置かれる
    ことを特徴とする側方流動デバイス。
  21. 試験ストリップを含む側方流動デバイス上でサンプルのアッセイを実行する方法であって、該方法は:
    a)サンプル圧縮機と試験ストリップのサンプル塗布領域との間に、垂直な堆積物中にサンプルを備えるサンプル採取部を含むサンプル採取装置を配する工程;
    b)試験ストリップ上に転換領域を含むことにより試験ストリップ上の側方流動を妨げる工程;
    c)サンプル圧縮機を使用して垂直な堆積物に圧力を加えることにより、妨げられた流動をサンプル圧縮機へと転換する工程;及び
    d)転換領域の端部で試験ストリップに流動を戻す工程
    を含む方法。
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