JP2016517017A - 分析物質濃度をモニターするためのストリップ - Google Patents

Abstract

本発明は、生体試料等の液体試料中の分析物質の濃度を測定するためのデバイスに関する。デバイスは、試料を適用することができ、目的の分析物質と特異結合可能な特異分子を含む適用ゾーンを含み、前記特異分子はインピーダンスの変動を生じさせることができるレポーターとコンジュゲートしている。生じる複合体は毛管現象によって移動し、目的の分析物質と特異結合可能な別の分子が固定化された検出ゾーンに入る。検出ゾーン中のレポーター分子の濃度は試料中の分析物質の濃度に比例し、レポーター分子の濃度の変動は、分析物質の濃度と相関させることができるインピーダンスおよび／またはキャパシタンスの変化等の電気特性の測定可能な変化を生じる。

Description

本発明は、検出ゾーンにおいて誘起された電気特性の変化を測定することによって液体試料中の分析物質の濃度を測定するためのデバイスに関する。前記デバイスは、血液、尿もしくは間質液試料等の生体試料、植物試料または環境試料中の、感染、疾患もしくは病態、またはそれらの重篤度の特徴である生物学的マーカーの濃度を決定するために特に有用である。デバイスは実験室設備を何ら必要とせず、したがって治療現場におけるモニタリングまたは家庭におけるモニタリングに特に有用である。

平均余命が長くなるとともに、心臓血管系疾患、がん、糖尿病、肥満および慢性呼吸器疾患等の慢性疾患は現在、死亡および身体障害の世界中で最も多い原因となっており、障害調整生存年数による評価で、欧州においてはおよそ死亡の８６％、疾患負荷の７７％を占めている。この進行が医療制度および健康管理において、したがって患者の役割において根本的な変化をもたらしている。患者の自己管理の実行に対する関心が実質的に大きくなり、多大のケアおよび処置が家庭で行なわれ、患者およびその家族が自分自身の健康についてより大きな責任を持つようになっている。患者の自己啓発は世界保健機構によって支援されているが、患者が自身の健康をモニターするように訓練されることが求められている。患者の自己啓発は社会にとって極めて有益である可能性がある。期待される結果として、健康管理コストの低減がある。慢性病患者が家庭で自身の状態を自己モニタリングすることにより、患者自身のストレスを低減し、疾患が制御されている場合には診療所への不必要な通院を避けることができ、それにより医師は急病の患者のためにより多くの時間と資源を割くことができる。

慢性疾患の患者が自身の状態を家庭でモニターするためのいくつかのモニタリングデバイスが存在する。いくつかの例として高血圧患者のための血圧測定用デバイス、２型糖尿病患者のための血糖モニター、コレステロールモニター、および凝血モニターがある。しかし、患者の自己啓発の必要性が高くなるとともに、他の状態に関与する様々なさらなる要素を測定するために、より多くのデバイスが必要になっている。

本発明は、生物学的試料中の分析物質の濃度の定量的測定を可能にするデバイスであって、直接のアウトプットを提供するリーダーに接続されたデバイスに関する。デバイスは、ｉ）試料を適用することができ、コロイド状金属等のレポーターとコンジュゲートされ、目的の分析物質と特異結合する第１の組の分子を含む適用ゾーンと、ｉｉ）吸い取り紙および膜からなるストリップの上にあってよい１または複数の検出ゾーンとを含み、前記検出ゾーンは目的の分析物質と特異結合する第２の組の分子が固定化された膜の領域からなり、これらの分子は適用ゾーンに含まれる第１の組の特異分子と異なっていても、同一であってもよく、ｉｉｉ）適用ゾーンおよび１またはいくつかの検出ゾーンは、分析物質が適用ゾーンから１またはいくつかの検出ゾーンに移動することができるように連通している。適用ゾーンに試料を適用すると、分析物質はレポーターとコンジュゲートした特異分子と結合する。分析物質と、レポーターとコンジュゲートした分子とからなる複合体が検出ゾーンに移動すると、検出ゾーンに固定化された特異分子が分析物質と結合し、それによりレポーターとコンジュゲートした分子が、対応する検出ゾーンに保持される。レポーターとコンジュゲートした分子の濃度の増大により、検出ゾーンの電気特性の検出し得る変化が導かれ、誘起される。誘起された電気特性の変化は、好ましい実施形態においてはインピーダンスおよび／またはキャパシタンスの変化である。したがって、インピーダンスおよび／またはキャパシタンスの変化の測定によって、試料中の分析物質の濃度を決定することができる。様々な周波数にわたってインピーダンスおよび／またはキャパシタンスを測定することによって、分析物質の濃度を決定するために抵抗を測定する同様の方法よりも特異的な、分析物質の濃度を測定するための方法が提供される（Ｌｅｉ、Ｍｉｃｒｏ ａｎｄ Ｎａｎｏ Ｌｅｔｔｅｒｓ、６巻（３号）：１５７〜１６０頁、２０１１年）。

本発明は、ヒト、畜牛、ペット等の哺乳動物における疾患のモニタリング、ならびに植物または家禽、魚および鳥等の動物における疾患のモニタリング、または環境試料の評価に関する。本発明は迅速かつ取扱い容易な疾患のモニタリング方法を提供する。本方法は動物（ヒト、ペットおよび家畜、たとえば畜牛、家禽、ウマ等）および植物由来の生体試料中に見出される少なくとも１種の特定の生物学的マーカーを有する全ての疾患に関する。本発明は治療現場または家庭におけるモニタリングに特に適している。

定義
分析物質
分析物質とは、任意の目的の成分、物質または化学的もしくは生化学的構成成分であると理解される。本発明の範囲内には、抗原、タンパク質、酵素、ペプチド、多糖類、オリゴ糖類、成長ホルモン等のホルモン類等の生体試料を含む液体試料中に含まれる高分子を含む分子がある。特に目的とするものは、疾患または病態の生物学的マーカーである分析物質である。

抗体（モノクローナル、ポリクローナル）
免疫グロブリン分子および免疫グロブリン分子の活性部分。抗体は、たとえば未変化の免疫グロブリン分子または免疫活性を保持したその断片である。抗体という用語は本明細書において最も広い意味で使用され、モノクローナル抗体（フルレングスのモノクローナル抗体を含む）、ポリクローナル抗体、多重特異性抗体（たとえば二重特異性抗体）、および所望の結合特異性を示す限り抗体の断片を包含する。

抗ｄｓＤＮＡ抗体
抗ｄｓＤＮＡ抗体は抗核抗体の１群であり、その標的抗原は二重鎖ＤＮＡである。酵素結合免疫吸着アッセイ（ＥＬＩＳＡ）および免疫蛍光法等の血液検査が、抗ｄｓＤＮＡ抗体を検出するために診断検査室において日常的に実施されている。これらは全身性エリテマトーデス（ＳＬＥ）に極めて特徴的である。抗ｄｓＤＮＡ抗体はＳＬＥに極めて特異的であり、したがってＳＬＥの診断に使用されている。抗ｄｓＤＮＡ抗体の力価が高いとＳＬＥの可能性が高く、疾患を有しないヒトでは力価が低い。

抗核抗体（ＡＮＡ）
抗核因子またはＡＮＦとしても知られる抗核抗体（ＡＮＡ）は、細胞核の内容物と結合する自己抗体である。正常個体においては、免疫系は外来タンパク質（抗原）に対して抗体を産生するが、ヒトタンパク質（自己抗原）に対しては産生しない。ある個体においては、ヒト抗原に対する抗体が産生される。ＡＮＡには、抗Ｒｏ抗体、抗Ｌａ抗体、抗Ｓｍ抗体、抗ｎＲＮＰ抗体、抗Ｓｃｌ−７０抗体、抗ｄｓＤＮＡ抗体、抗ヒストン抗体、核膜孔複合体に対する抗体、抗セントロメア抗体および抗ｓｐ１００抗体等の多くのサブタイプがある。これらの抗体サブタイプのそれぞれは、核内の種々のタンパク質またはタンパク質複合体と結合する。これらは、状態に応じて異なった抗体の存在割合で、自己免疫、がんおよび感染症を含む多くの障害において見られる。このため、全身性エリテマトーデス、シェーグレン症候群、強皮症、多発性筋炎、皮膚筋炎、自己免疫性肝炎および薬物誘起ループスを含むいくつかの自己免疫障害の診断においてＡＮＡを使用することができる。

抗原
抗原という用語は、抗体が標的とする化合物を示す。抗原はタンパク質、多糖類またはそれらの断片であることが多く、脂質および核酸の断片と組み合わせられることがある。本明細書において抗原という用語は、生体において抗体の産生を引き起こす可能性がある任意の物質としての最も広い意味で使用される。

適用ゾーン
適用ゾーンという用語は、試料が適用されるデバイスの部分を指す。適用ゾーンは、これだけに限らないが、血液、尿または間質液等の液体試料の適用が可能になっている。本発明の好ましい実施形態においては、適用ゾーンはストリップ上に位置し、吸い取り紙および膜を含む。別の態様においては、適用ゾーンは凹部からなるか、または凹部を含む。適用ゾーンは、固定化されず、目的の分析物質と特異結合できる分子を含んでもよい。適用ゾーンに試料を適用することにより、この特異分子と分析物質との結合が可能になる。適用ゾーンは、それぞれが異なった分析物質と結合可能ないくつかの特異分子を含んでもよい。

生物学的マーカー
生物学的マーカーとは、生物学的状態に特徴的な任意の分析物質であると理解される。特に目的とするものは、上で定義した疾患または病態を特徴付ける生物学的マーカーである。生物学的マーカーは種々の性質および大きさを有し得る。少なくとも２つの異なった分子によって、または少なくとも２つの異なった部位において生物学的マーカーと結合できる１つの分子によって特異結合できる任意の生物学的マーカーは、本発明の範囲内である。たとえば、２つの異なったタンパク質と結合できるタンパク質は本発明の範囲内である。別の例として、２つの区別される部位において他の単一のタンパク質と同時に結合できるタンパク質がある。別の例として、１つのモノマーが抗体等の１つのタンパク質と特異結合でき、他のモノマー（複数可）が抗体等の別のタンパク質と特異結合できる、二量体形等の多量体形中に存在するタンパク質がある。

Ｃ反応性タンパク質（ＣＲＰ）、腫瘍因子ｐ５３およびリウマチ因子（ＲＦ）は、本発明のために特に目的とする生物学的マーカーである。

本発明の特定の実施形態には、これだけに限らないが、以下の生物学的マーカー／特異結合分子コンジュゲート：タンパク質／タンパク質、酵素／基質、抗原／抗体、タンパク質／ビタミンが含まれる。

生体試料
生体試料という用語は本明細書において最も広い用語の意味で使用され、生体から採取した試料を指す。この生体は動物、たとえばヒト、家畜、魚の身体であってよく、または生体は植物であってよい。

コンジュゲートパッド
本明細書において開示するコンジュゲートパッドは、生体試料等の液体を吸収することができる高度に吸収性の紙またはその他の材料で作られる。パッドは超清浄コットンからなるか、またはこれを含むことが多いが、液体を吸収できる任意の紙を想定することができる。抗体を固定化するための吸い取り紙は、アミノ酸に対する高度の、非特異的な結合親和性を有するニトロセルロースまたはポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）膜を含むか、またはこれらからなる。

Ｃ反応性タンパク質（ＣＲＰ）
Ｃ反応性タンパク質（ＣＲＰ）は肝臓で合成され、血液中に見られる急性期タンパク質である。そのレベルは炎症に応じて上昇する。ＣＲＰは損傷を受けた細胞においてホスホコリンと結合し、それにより補体を活性化することによって食細胞反応を惹起する。急性相反応は、細菌、ウイルス、もしくは真菌の感染、リウマチおよびその他の炎症性疾患、悪性腫瘍、ならびに組織損傷または壊死等の、広範囲の急性ならびに慢性の炎症状態において発現する。これらの状態はインターロイキン−６およびその他のサイトカインの放出を引き起こし、これらが肝によるＣＲＰおよびフィブリノーゲンの合成の引き金となる。急性相反応の間、急性発作の２時間以内にＣＲＰのレベルは急速に上昇し、４８時間でピークに達する。ＣＲＰの産生を増大させ得る数多くの異なった状態があるので、ＣＲＰレベルの上昇は特定の疾患の診断にはならない。ＣＲＰレベルの上昇は関節リウマチ、リウマチ性多発性筋痛または巨細胞性動脈炎等の炎症性疾患が存在することの支持となる。ＣＲＰレベルは、感染症の存在の指標ともなる。

毛管現象
毛管引力、即ち毛管現象は、重力等の外力によらず、およびそれに抗して、液体が狭い空間に流れる能力である。毛管現象の結果として、紙等の多孔性材料中、液化炭素繊維等のいくつかの非多孔性材料中、または細胞中に液体を引き上げることができる。本発明においては、適用ゾーンにおける液体試料の吸収、ならびに試料中に含まれる分析物質の適用ゾーンから少なくとも１つの検出ゾーンへの移動が、毛管力によってもたらされる。

コロイド状金属
コロイド状金属は、これだけに限らないが水等の流体中におけるミクロンサイズ以下の金属粒子の懸濁液（またはコロイド）である。

本発明においては任意のコロイド状金属を使用することができる。コロイド状金属には、液体の水に分散した任意の水不溶性金属粒子もしくは金属化合物、ヒドロゾルまたは金属ゾルが含まれる。好ましい金属には金、銀および白金が含まれる。

コンジュゲーション
コンジュゲーションとは、コロイド状金属粒子がタンパク質等の分子に結合する（コンジュゲートする）プロセスである。本発明の一実施形態はコロイド状金属粒子とコンジュゲートしたタンパク質、特に抗体に関し、ここでコロイド状金属は貴金属、特に金、銀および白金である。コンジュゲーションは、金属粒子をタンパク質または抗体に吸着させること、または金属粒子をタンパク質または抗体が提示するチオール基に共有結合させることによって行なうことができる。

検出ゾーン
検出ゾーンという用語は、前記検出ゾーンの電気特性の誘起された変化を測定することによって分析物質の濃度が決定されるデバイスの部分を指す。本発明の好ましい実施形態においては、検出ゾーンは吸い取り紙および膜からなる、またはこれらを含むストリップの上に位置している。検出ゾーンは、固定化され、目的の分析物質と特異結合可能な分子を含んでいる。試料中に含まれ、適用ゾーンに適用された分析物質が検出ゾーンに移動することによって、特異分子が分析物質に結合することができる。レポーターとコンジュゲートした固定化分子によって特異結合された分析物質は、このようにして検出ゾーンに保持される。検出ゾーンは、それぞれが他の任意の検出ゾーンにおける固定化分子と異なっても、同一でもよい特定の固定化分子を含む数個の検出ゾーンに再分割することができる。一実施形態においては、検出ゾーンの少なくとも１つは、固定化されたウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）を含む。別の実施形態においては、検出ゾーンの少なくとも１つは陽性対照を含む。検出ゾーンでは、インピーダンスおよび／またはキャパシタンスが電極で測定できるようになっている。検出ゾーンにおいて測定される電気特性の誘起された変化は、前記検出ゾーンに保持された金属粒子の量の関数として変動する。

疾患または病態
疾患または病態という用語は、生体（動物または植物生体）における任意の病理学的障害を指すと理解される。本発明において特に目的とするものは、細菌、ウイルスおよび真菌感染を含む感染症、これだけに限らないが、股関節等の人工部材の埋め込み等の整形外科手術を受けた患者における炎症、人工心臓弁の埋め込み等の埋め込み手術を受けた患者における炎症、関節炎、がん、自己免疫疾患に罹患した患者における炎症等の、長期に継続する慢性疾患および病態である。そのような疾患の生物学的マーカー（分析物質）は、本発明のデバイスまたはシステム等の患者によって操作される装置によってモニターすることができ、したがって遠隔医療処置の一部となり得る。特に目的とするものは、検査医の業務または治療現場において定期的にまたは繰り返してモニターすることが必要な状態である。生物学的マーカーが公知の任意の疾患または病態が関連する。

電気インピーダンス
電気インピーダンスとは、電圧が印加されたときに電流通路に対して回路によって生じる抵抗の尺度である。これは量的には交流（ＡＣ）回路における電流に対する電圧の複素数比である。インピーダンスは抵抗の概念をＡＣ回路に拡張したものであり、大きさのみを有する抵抗と異なり、大きさと位相の両方を有する。直流（ＤＣ）回路においてはインピーダンスと抵抗の区別はなく、抵抗は位相角ゼロのインピーダンスと考えてよい。ＡＣ回路にインピーダンスの概念を導入する必要があるのは、ＤＣ回路における通常の抵抗の他に電流を妨げる他の機構があるからである。ＡＣ回路においてはさらに考慮すべき２つの妨害機構、即ち電流の磁場によって自己誘導される導電体中の電圧の誘導（インダクタンス）、および導電体間の電圧によって誘導される電荷の静電的蓄積（キャパシタンス）がある。これら２つの効果によって惹起されるインピーダンスはまとめてリアクタンスと呼ばれて複素インピーダンスの虚数部を形成し、一方抵抗は実数部を形成する。インピーダンスの測定には電圧および電流の大きさ、ならびにそれらの間の位相差の測定が必要である。インピーダンスの記号はＺであり、インピーダンスはオーム（Ω）で表わされる。

電極
電極とは回路の非金属部分と接触させるために使用される導電体である。本明細書において、電極はリーダーユニットと検出ゾーンとを接触させるために使用される。電極という用語は、接触電極と非接触電極の両方を指す。容量電極は電解質（検出ゾーン）へのオーム接続を必要とせず、したがって容量電極は非接触電極とも呼ばれる。容量電極は電気絶縁層で被覆された導電体である。電極と電解質（検出ゾーン）との間に導通はない。したがって、容量電極は検出ゾーン内の分子と直接接触していない。インピーダンス電極は電解質（検出ゾーン）とオーム接続、即ち直接接触している。

一実施形態においては、電極のインピーダンス整合は、電極を塩化銀等の塩で被覆することによって達成される。本発明の実施形態は、検出ゾーンのインピーダンスを少なくとも２つの電極によって測定するデバイスに関する。一実施形態においては、少なくとも２つの検出ゾーンにおいてインピーダンスを測定するために２つの電極が使用される。電極がそれぞれの検出ゾーンと逐次的に接触できるように、電極はデバイスに対して移動する。別の実施形態においては、それぞれの検出ゾーンにおいてインピーダンスを測定するために２つの電極が使用される。この実施形態においては、電極の数は検出ゾーンの数の２倍であり、それぞれの検出ゾーンのインピーダンスを同時に測定することができる。好ましい実施形態においては、それぞれの検出ゾーンのインピーダンスは３つの電極で測定される。別の好ましい実施形態においては、それぞれの検出ゾーンのインピーダンスは４つの電極で測定される。

液体試料
液体試料という用語は、分析物質を含む、液体状態の任意の試料と理解される。好ましい実施形態は、液体試料が尿試料、血液試料、間質液試料等の生体試料、または植物試料であるものである。好ましくは、試料はヒト由来である。試料の体積は、試料中に含まれる分析物質の適用ゾーンから検出ゾーンへの移動が可能な程度のものである。特に、分析物質は少なくとも最後の検出ゾーンの先まで移動可能である必要がある。一実施形態においては試料の体積は５０マイクロリットル（μＬ）未満、好ましい実施形態においては試料の体積は５μＬ〜１０μＬの間である。

膜
本発明に関する膜は、ニトロセルロース、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）もしくはナイロン膜等のキャリア、または抗体等の分子が固定化可能な当技術で公知の任意の膜である。

金属
本明細書において使用する「金属」という用語は、電気と熱の両方にとっての良導体であり、容易に電子を失って陽イオン（カチオン）を形成し、当技術において公知の「金属」群に属し、周期表上のその位置によって定義される、元素、化合物または合金である。本発明と特に関連があるものは、抗体とコンジュゲートし得る金属粒子である。

貴金属
貴金属は、大部分の卑金属と異なり、高温であっても湿潤空気による腐食および酸化を受けにくい金属である。その分類は厳密に定義されないが、通常レニウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、オスミウム、イリジウム、白金、および金、即ち周期表の第２および第３遷移系列のＶＩＩｂ、ＶＩＩＩ、およびＩｂ族の金属を含むと考えられる。

ペーパークロマトグラフィー
ペーパークロマトグラフィーは分離手法である。本発明に関連して、ペーパークロマトグラフィーは適用ゾーンに適用された試料に含まれる分析物質が少なくとも１つの検出ゾーンに移動するプロセスである。

リーダーユニット
リーダーユニットは、少なくとも１つの検出ゾーンにおいて少なくとも２つの電極によって測定されるインピーダンススペクトルを評価することができる任意のデバイスである。好ましくは、リーダーユニットは、検出ゾーンのインピーダンススペクトルを表示するディスプレイユニットを含む。より好ましくは、リーダーユニットは、検出ゾーンにおいて測定されたインピーダンススペクトルから変換された、目的の分析物質の濃度を表示することができるように較正される。リーダーユニットは電源、プリンターユニットに接続することができ、また少なくとも２つの電極に接続される。好ましい実施形態においては、リーダーユニットはバッテリー駆動され、持ち運び可能である。リーダーユニットはデータ保存ユニットおよび／またはデータ送信ユニットを含んでもよい。

リウマチ因子（ＲＦ）
リウマチ因子（ＲＦ）は、リウマチ性関節炎（ＲＡ）に最も関連がある自己抗体（生体自身の組織に向けられた抗体）である。ＲＡは自己免疫疾患であり、炎症性関節炎の一形態である。ＲＡは慢性疾患である。早期診断、早期処置、および疾患を寛解状態にする積極的な処置が関節破壊、臓器障害および身体障害を避ける最良の手段であることが証拠によって示されている。ＲＡの原因はいまだに不明であるが、遺伝因子および環境因子の組合せである可能性がある。

ＲＦはＩｇＧのＦｃ部分に対する抗体である。ＲＦはＲＡおよびシェーグレン症候群の生物学的マーカーとして使用される。血清中のＲＦの存在は、それ自体で被験対象がＲＡまたはシェーグレン症候群に罹患していることの証明ではない。その代り、明確な診断を下すためにＲＦの存在を他の症状と組み合わせて解釈しなければならない。

ＲＦレベルの上昇は、組織または臓器の拒絶等の他の自己免疫活性と関連することがある。ＲＦのレベルはまた、疾患の重篤度の良い指標であり、処置が必要か否かを決定することの助けになり得る。

センサー
本明細書において使用するセンサーによって、検出ゾーンにおける単一の周波数でのインピーダンス変化、ある周波数範囲にわたるインピーダンス変化（インピーダンススペクトル）、キャパシタンスおよび／または共鳴周波数の変化を測定することができる。検出ゾーンにおける測定可能な変化は、能動（誘起）または受動であり得る。測定可能な変化は、検出ゾーンを通して周波数刺激シグナルを印加することによって誘起することができる。次いで、検出ゾーンにおいて誘起された変化に基づいてインピーダンスおよび／またはキャパシタンスの変化を捉えることができる。測定できる変化が受動である場合には、一実施形態においては、接近している、または静止している対象物の磁場が検出電極の共鳴周波数に影響を与え得る。別の実施形態においては、材料の透過性が検出電極のインピーダンスに影響を与え得る。センサーによって行なわれる測定は、インピーダンススペクトルを推定するために使用することができる。

ストリップ
本明細書において使用する「ストリップ」という用語は、抗体等の分子を固定化するために好適な吸い取り紙および膜を含む。ストリップは少なくとも１つの適用ゾーンと少なくとも１つの検出ゾーンを含むことが好ましい。好ましい実施形態においては、ストリップは少なくとも１つの適用ゾーン、少なくとも１つの移動ゾーンおよび少なくとも１つの検出ゾーンを含む。本発明の範囲には、吸い取り紙が吸い取り手順に好適な当技術で公知の任意の紙である実施形態、および膜がポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ニトロセルロースおよびナイロン膜からなる群から選択される実施形態が含まれる。特異分子Ｂ等の分子を固定化するために好適な他の膜も考えられる。好ましい実施形態においては、本明細書に記載されたデバイスはストリップである。

全身性エリテマトーデス（ＳＬＥ）
全身性エリテマトーデス（ＳＬＥまたはループス）は、身体のいかなる部分をも侵し得る全身性自己免疫疾患である。ＳＬＥは心臓、関節、皮膚、肺、凝血系、血管、肝臓、腎臓、および神経系を傷害することが最も多い。疾患の経過は予測できず、病期（フレアと呼ばれる）が寛解と交互に起こる。ＳＬＥの治療法はなく、致命的な場合がある。現在の治療法にはステロイドがあるが、これには強度で望ましくない副作用があることが知られており、そのためできるだけ少量を投与する必要がある。

抗核抗体（ＡＮＡ）の検査および抗抽出可能核抗原（抗ＥＮＡ）は、ＳＬＥの血清検査の中枢を形成する。特に、抗ｄｓＤＮＡはＳＬＥの公知の特徴である。

腫瘍因子ｐ５３
ｐ５３（タンパク質５３または腫瘍タンパク質５３としても知られる）は、ヒトではＴＰ５３遺伝子によってコードされる腫瘍抑制タンパク質である。ｐ５３は多細胞生物において重要であり、細胞周期を制御し、それにより、がんの防止に関与する腫瘍抑制因子として機能する。したがって、ゲノムの変異を防止することによる安定性の保持におけるその役割のため、ｐ５３は「ゲノムの守護者」とされてきた。ｐ５３腫瘍抑制因子はシーケンス特異的転写因子であって、種々のストレスシグナルを検知し、細胞周期の停止、アポトーシス、および老化を誘起する標的遺伝子のアレイを活性化する中央ハブとして作用する。ＤＮＡの損傷、酸素濃度の低下、またはがん遺伝子の活性化等の種々のストレスシグナルに応答して、ｐ５３タンパク質は翻訳後修飾による特定の様式で活性化され、ＤＮＡの修復、細胞周期の停止、アポトーシス、または細胞の老化をもたらす。ｐ５３遺伝子の変化は、ヒトのがんにおいて最も頻繁な遺伝子変化であり、腫瘍細胞の核における変異ｐ５３の蓄積をもたらす。種々のがん種の患者の血清において抗ｐ５３抗体が見出される。さらに、抗ｐ５３抗体の存在とｐ５３遺伝子の変異の存在との間に良好な相関がある。ｐ５３に対する抗体の存在は、疾患の不良転帰に伴っている。ｐ５３に対する抗体は腫瘍の進行したステージにおいてより頻繁に見出される。したがって、ｐ５３抗体濃度のモニタリングは、種々のがん種の進行のモニタリング、ならびに処置および／または化学療法等の治療に対する反応性の評価に関連している。

発明の詳細な説明
本発明は、検出ゾーンにおけるインピーダンスおよび／またはキャパシタンスの変動を測定することによって液体試料中の分析物質の濃度を測定するためのデバイスに関する。前記デバイスは、血液、尿もしくは間質液試料等の生体試料中の生物学的マーカーであって、細菌、ウイルスもしくは真菌感染、慢性疾患もしくは状態、またはその重篤度の特徴である生物学的マーカーの濃度を決定するために特に有用である。デバイスは実験室設備を何ら必要とせず、したがって治療現場におけるモニタリングまたは家庭におけるモニタリングに特に有用である。

デバイスは少なくとも２つのゾーン、即ち少なくとも１つの適用ゾーンと少なくとも１つの検出ゾーンに分けられる。好ましい実施形態においては、吸い取り紙および抗体等の分子を固定化するために好適な膜から作られたストリップは、少なくとも１つの適用ゾーンと少なくとも１つの検出ゾーンを含む。好ましい実施形態においては、少なくとも１つの適用ゾーンは１つの適用ゾーンである。適用ゾーンは、目的の分析物質Ｃと特異結合可能な遊離分子Ａを含んでおり、前記分子Ａはレポーター分子の量の変動によって電気特性の変化が誘起されるようなレポーターＤとコンジュゲートしている。少なくとも１つの検出ゾーンのそれぞれは、分析物質Ｃと特異結合可能な分子Ｂがその表面に固定化されているものである。好ましい一実施形態においては、デバイスは本明細書で定義されるストリップを含む。分子Ｂは膜の表面に固定化されている。特異分子Ｂを膜に結合するための固定化方法は、当業者には公知の方法であり、親和性結合および共有結合の方法を含む。

本発明の範囲内の特異分子ＡおよびＢは、これらが同一の分析物質Ｃと同時に特異結合できることを前提として、特異分子Ａおよび特異分子Ｂが相互に異なり、または相互に同一であるようなものである。分子ＡおよびＢは、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、二重特異性抗体を含む抗体であってよい。一実施形態においては、分子Ａはモノクローナル抗体であり、分子Ｂはポリクローナル抗体である。別の実施形態においては、分子Ａはポリクローナル抗体であり、分子Ｂはモノクローナル抗体である。さらに別の実施形態においては、分子Ａおよび分子Ｂは異なったモノクローナル抗体である。別の実施形態においては、分子Ａおよび分子Ｂは異なったポリクローナル抗体である。あるいは、分子Ａおよび分子Ｂは同一の二重特異性抗体である。

本発明の範囲内には、ＡおよびＢが特異結合する分析物質Ｃが生物学的マーカー、好ましくは細菌、ウイルスもしくは真菌感染、疾患もしくは病態、またはその重篤度、よりさらに好ましくは慢性疾患もしくは状態のための生物学的マーカーである実施形態がある。分析物質Ｃは任意の成分、物質または生化学的構成成分であってよい。この中には、血液試料、尿試料または間質液試料等の生体試料を含む液体試料中に含まれる高分子が含まれる。一実施形態においては、生体試料はヒト、畜牛またはペット等の哺乳動物由来である。他の実施形態においては、試料は魚または家禽等の家畜由来である。さらに別の実施形態においては、試料は植物由来である。そのような高分子は、それだけに限らないが、抗原、タンパク質、ペプチド、多糖類、オリゴ糖類、ホルモン類、成長ホルモン類であってよい。本発明において特に目的とするものは、上述の特異分子ＡまたはＢ等の少なくとも１つの分子が特異結合することができる分析物質である。一部の実施形態においては、分析物質Ｃは炎症、感染症、がんまたはリウマチ性関節炎のための生物学的マーカーである。これらのマーカーにはＣＲＰ、ｐ５３、抗ｄｓＤＮＡ抗体およびリウマチ因子が含まれる。

適用ゾーンへの試料の適用に際して、レポーターＤとコンジュゲートした特異分子Ａ（以後、ＡＤ複合体と称する）が分析物質Ｃに結合する。分析物質Ｃを含む試料中に含まれる分析物質は、毛管力によって適用ゾーンから少なくとも１つの検出ゾーンに移動する。それぞれの検出ゾーンには固定化された分子Ｂが含まれており、これは分析物質Ｃが既に特異分子Ａと結合しているか否かに関わらず分析物質Ｃと特異結合することができる。ＡＤに結合した分析物質Ｃが検出ゾーンを通って特異分子Ｂが固定化された表面に移動するとき、分析物質Ｃは、固定化された分子Ｂによる特異結合によって検出ゾーンに保持される。分子Ｂに特異結合していない分析物質は検出ゾーンを過ぎて移動する。好ましい実施形態においては、分子Ｂはストリップに直接結合している。Ｂは電極に結合していないことが好ましい。

ここで検出ゾーンの表面には、レポーターＤとコンジュゲートし、分析物質Ｃと結合した特異分子Ａからなる複合体ＡＤＣが呈示され、これは検出ゾーンに固定化された特異分子Ｂとも結合している。レポーターＤは、インピーダンスおよび／またはキャパシタンス等の電気特性の変化を変化させることができるレポーターである。したがって、検出ゾーンのインピーダンスおよび／またはキャパシタンスはレポーターＤの量に依存する。

一実施形態においては、レポーターＤはコロイド状金属、好ましくは、これだけに限らないが、金、銀、イリジウム、白金、オスミウム、ロジウム、パラジウムおよびルテニウムコロイド等の貴金属である。好ましい実施形態は金、銀および白金である。金属粒子は吸着または共有結合等の当技術で公知の方法、たとえば特異分子Ａの上に存在するチオール基への共有結合によって、特異分子Ａとコンジュゲートすることができる。

デバイスは、それぞれが特定の分析物質を検出するために好適ないくつかの検出ゾーンを含むように適合させることができる。いくつかの生物学的マーカーが組合せで存在するときに病態の特徴となる場合には、これは感度を増大させるために有用である。そのようなデバイスにより、いくつかの状態を同時に診断することも可能になる。一実施形態においては、検出ゾーンは少なくとも２つの検出ゾーン、たとえば少なくとも３つの検出ゾーン、たとえば少なくとも４つの検出ゾーン、たとえば少なくとも５つの検出ゾーンからなる。したがって一実施形態においては、検出ゾーンは５つの検出ゾーンからなる。

一実施形態においては、検出ゾーンの１つは、目的の分析物質Ｃと全く結合しない分子Ｅがその上に固定化された陰性対照である。一実施形態においては、分子Ｅはウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）である。陰性対照ゾーンで測定されたインピーダンスおよび／またはキャパシタンスの変動は、分子Ｅへの分析物質の非特異結合に起因するものであり、参照として使用される。そのような実施形態においては、少なくとも１つの検出ゾーンのインピーダンスΔＺは、少なくとも１つの検出ゾーンのインピーダンスＺ_ｄと、少なくとも１つの対照ゾーンのインピーダンスＺ_ｎの差として決定され、したがってインピーダンスＺは、式：ΔＺ＝Ｚ_ｄ−Ｚ_ｃで示される。Ｚ_ｃは対照またはバックグラウンドノイズによるインピーダンスである。あるいは、少なくとも１つの検出ゾーンのインピーダンスの変動ΔＺは、少なくとも１つの検出ゾーンのインピーダンスＺ_ｄと、少なくとも１つの対照ゾーンのインピーダンスＺ_ｃとの比として決定され、したがってインピーダンスＺは、式：ΔＺ＝Ｚ_ｄ／Ｚ_ｃで示される。一実施形態においては、少なくとも１つの分析物質Ｃの濃度は、検出ゾーンの少なくとも１つのそれぞれについてインピーダンスΔＺの関数として決定される。

別の実施形態においては、少なくとも１つの検出ゾーンのキャパシタンスは、少なくとも１つの検出ゾーンのキャパシタンスＣ_ｄと、少なくとも１つの陰性対照ゾーンのキャパシタンスＣ_ｃとの差または比として決定され、したがってキャパシタンスＣは、式：ΔＣ＝Ｃ_ｄ−Ｃ_ｃまたはΔＣ＝Ｃ_ｄ／Ｃ_ｃで示される。一実施形態においては、少なくとも１つの分析物質Ｃの濃度は、検出ゾーンの少なくとも１つのそれぞれについてキャパシタンスΔＣの関数として決定される。

別の実施形態においては、検出ゾーンの１つは分子Ｆが固定化された陽性対照である。この陽性対照ゾーンは、好ましくは適用ゾーンから最も遠くに位置するストリップの端部に位置し、移動が適正に進行したことを示す目視アッセイを含んでよい。このようにして、十分な試料量が適用ゾーンに適用されたこと、またはデバイスの全体にわたって分析物質の適正な移動が不純物によって妨害されなかったことを確認することができる。分子Ｆは、適用ゾーン中または液体試料中に存在することが知られている化合物に結合することができる任意の分子であってよい。好ましい実施形態においては、分子ＦはレポーターＤとコンジュゲートした特異分子Ａの１つに対する抗体である。別の実施形態においては、分子Ｆは生体試料中に常に存在することが知られている分析物質の１つに対する抗体であり、たとえば試料がヒト由来であれば、分子Ｆはヒト抗体の定常領域に対する抗体である。したがって、ＦがＡに対する特異結合によってＡＤと特異結合できると仮定すれば、陽性対照ゾーンにおいてレポーターＤが蓄積するための唯一の必要条件は、ＡＤ複合体が適用ゾーンから検出ゾーンへ移動したということである。一実施形態においては、適正な移動は目視アッセイによって確認することができる。たとえば、レポーターＤは金コロイドであってよく、これは当技術で周知のように、陽性対照ゾーンにおいて沈殿して目に見えるシグナルを生じさせることができる。別の実施形態においては、適正な移動を確認するために陽性対照ゾーンのインピーダンスおよび／またはキャパシタンスが測定される。

さらに別の実施形態においては、デバイスは陽性対照ゾーン、陰性対照ゾーン、および少なくとも１つの検出ゾーン、たとえば少なくとも２つの検出ゾーン、たとえば少なくとも３つの検出ゾーン、たとえば少なくとも４つの検出ゾーン、たとえば少なくとも５つの検出ゾーンを含む。特定の実施形態においては、デバイスは陽性対照ゾーン、陰性対照ゾーンおよび５つの検出ゾーンを含む。

別の実施形態においては、塵埃粒子等の外来物がストリップ上に集積して分析に干渉することを防止するために、デバイスをハウジングの中に収納してもよい。ハウジングはプラスチックケーシング、または当技術で公知の任意のケーシングからなっていてよい。

一実施形態においては、デバイスは感染、疾患もしくは障害、またはその重篤度の生物学的マーカーである分析物質をモニターするために使用される。モニターすることができる疾患または障害としては、整形外科手術後の炎症、股関節または心臓弁等の人工インプラントの拒絶による炎症を含む炎症およびある種の形態の自己免疫障害、ある種のがん、より詳細には体内で抗ｐ５３抗体が産生されるがん、リウマチ性関節炎、リウマチ性多発性筋痛、汎発性全身性エリテマトーデス、移植もしくは埋め込み後の炎症性応答または細菌、ウイルスもしくは真菌感染症がある。一実施形態においては、デバイスは少なくとも２つの分析物質、少なくとも３つの分析物質等、少なくとも４つの分析物質等、少なくとも５つの分析物質等の濃度を測定するために使用される。

本発明の一目的は、液体試料中の少なくとも１つの分析物質Ｃの濃度を測定するための方法を提供することである。一実施形態においては、この方法は液体試料をデバイスの適用ゾーンに適用するステップを含み、適用ゾーンは分析物質Ｃと特異結合可能でレポーターＤにカップリングされた少なくとも１つの分子Ａを含む。別の実施形態においては、液体試料は緩衝剤を含むリザーバーに添加される。緩衝剤を含む試料は次いで、たとえば適用ゾーンを含むストリップの一部をリザーバー中の緩衝剤に浸し、または浸漬することによって、適用ゾーンに適用される。一実施形態においては、Ａは緩衝剤中に存在する。緩衝剤はたとえば等張緩衝剤であってよく、および／またはＴｗｅｅｎ２０等の界面活性剤を含んでもよい。

分子ＡおよびレポーターＤからなる複合体は、適用ゾーンの表面に固定化されていない。試料の適用に際して、分析物質Ｃは分子Ａと結合し、Ｃ、ＡおよびＤからなる複合体ＡＤＣが生じる。分析物質は適用ゾーンから検出ゾーンに移動する。前記検出ゾーンは前記分析物質Ｃと特異結合可能な少なくとも１つの分子Ｂを含み、分子Ｂは検出ゾーンの表面に固定化されており、分子Ａおよび分子Ｂは同時に分析物質Ｃと結合することができる。検出ゾーンを通って分析物質が移動するに際し、分子Ｂは分析物質Ｃと結合することによって複合体ＡＤＣを保持することになる。少なくとも１つの検出ゾーンにおけるインピーダンスおよび／またはキャパシタンスが測定され、必要に応じて、レポーターＤが結合していない別の検出ゾーンのインピーダンスおよび／またはキャパシタンスと比較される。

適用ゾーンから少なくとも１つの検出ゾーンへの分析物質の移動は、毛管力またはペーパークロマトグラフィーの結果である。

同じく本発明の範囲内には、それぞれが分析物質Ｃ_ｍと特異結合する分子Ａ_ｋの組が適用ゾーンに含まれ、他のいずれの検出ゾーンｊに存在する分子Ｂ_ｊのいずれとも異なる固定化された分子Ｂ_ｉが少なくとも１つの検出ゾーンｉのそれぞれに含まれる方法がある。ここでｉ、ｊ、ｋおよびｍは整数である。即ち一実施形態においては１＜ｉ＜５、１＜ｊ＜５、１＜ｋ＜５、１＜ｍ＜５である。別の実施形態においては、適用ゾーンは５つの分子Ａ（レポーターＤにカップリングされている）、即ちＡ_１、Ａ_２、Ａ_３、Ａ_４およびＡ_５を含み、それぞれが分析物質Ｃ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４またはＣ_５と結合する。デバイスは５つの検出ゾーンを含み、それぞれにおいて分子Ｂ_１、Ｂ_２、Ｂ_３、Ｂ_４またはＢ_５が表面に固定化されており、分子Ｂ_１、Ｂ_２、Ｂ_３、Ｂ_４またはＢ_５のそれぞれは他のいずれの検出ゾーンに存在するＢ分子とは異なる。移動に際してＡ_１はＢ_１と結合し、Ａ_２はＢ_２と結合し、Ａ_３はＢ_３と結合し、Ａ_４はＢ_４と結合し、Ａ_５はＢ_５と結合する。分子Ａ_ｋがコンジュゲートできるレポーターＤは同一でも、異なっていてもよい。

本発明の一目的は、液体試料、特に、これだけに限らないが、血液試料、尿試料および間質液試料を含む生体試料中に含まれる分析物質の濃度をモニターすることである。本発明の範囲内にある実施形態は、２つ以上の分析物質、少なくとも２つの分析物質等、少なくとも３つの分析物質等、少なくとも４つの分析物質等、少なくとも５つの分析物質等の濃度のモニタリングに関する。好ましい一実施形態によれば、２つの分析物質の濃度の測定が可能になる。さらに別の実施形態においては、モニターしようとする分析物質の１つは常に液体試料中に見出され、したがってこの分析物質が保持されている検出ゾーンにおけるインピーダンスおよび／またはキャパシタンスの測定により、分析物質の移動が適正に起こったことを陽性対照によって確認できるようになる。一実施形態においては、陽性対照ゾーンにおけるインピーダンスおよび／またはキャパシタンスの変動により、たとえば当技術で公知の呈色反応による目視評価が可能である。検出ゾーンの１つは、目的の分析物質のいずれとも特異的に結合しない分子が固定化された陰性対照ゾーンであってよい。この陰性対照ゾーンのインピーダンスおよび／またはキャパシタンスを測定することにより、他の検出ゾーンにおいて測定されたインピーダンスおよび／またはキャパシタンスから差し引くべきバックグラウンドノイズインピーダンスの尺度が得られる。

検出ゾーンのインピーダンスおよび／またはキャパシタンスは、電源に接続された少なくとも２つの電極の組を使用して測定される。一実施形態においては、電極はレポーターＤとインピーダンス整合している。別の実施形態においては、電極は少なくとも１つの検出ゾーンとインピーダンス整合している。インピーダンスおよび／またはキャパシタンスの変化が、少なくとも２つの電極、少なくとも３つの電極等、少なくとも４つの電極等、少なくとも５つの電極等、少なくとも６つの電極等によって測定される実施形態も、本発明の範囲内である。一実施形態においては、インピーダンスおよび／またはキャパシタンスは２つの電極によって測定される。好ましい一実施形態においては、少なくとも２つの電極はインピーダンス電極または容量電極である。インピーダンスの変化および／またはキャパシタンスの変化を、２つのインピーダンス電極および容量電極を使用してモニターすることもできる。

本発明に関連して使用される電極は、好ましくは貴金属の群から選択される金属から製造される。好ましい実施形態には、金、銀、白金、イリジウム、オスミウム、ロジウムおよびルテニウム、またはそれらの合金の群から選択される貴金属から製造される電極が含まれる。好ましい実施形態は、金、銀および白金である。電源に接続された電極、および少なくとも１つの検出ゾーンは、相互に動くように設定することができる。好ましい一実施形態においては、電極はインピーダンス電極または容量電極である。別の好ましい実施形態においては、両方の電極がデバイス中に含まれる。インピーダンス電極および／または容量電極を使用することにより、分析物質の濃度のより特異的な測定がもたらされる。

本発明の好ましい一実施形態は、少なくとも２つの検出ゾーンを含むデバイスに関する。２つの電極を使用する場合には、少なくとも２つの検出ゾーンのインピーダンスおよび／またはキャパシタンスを逐次的に測定することができる。３つ以上の電極を使用する実施形態においては、少なくとも２つの検出ゾーンのインピーダンスおよび／またはキャパシタンスを同時に、または逐次的に測定することができる。好ましい一実施形態においては、少なくとも２つの検出ゾーンのインピーダンスおよび／またはキャパシタンスを同時に測定することができる。

本発明はまた、液体試料中の少なくとも１つの分析物質の濃度を測定するためのシステムに関し、前記システムは、本発明のデバイス、デバイスを挿入できるリーダーユニット、少なくとも１つの検出ゾーンのインピーダンスおよび／またはキャパシタンスを測定できる少なくとも２つの電極、電源ならびにデータアウトプットを含む。一実施形態においては、電極はリーダーユニットの中に含まれる。少なくとも２つの電極は、好ましい実施形態においてはインピーダンス電極または容量電極である。システムまたはリーダーユニットは、たとえば少なくとも２つのインピーダンス電極と少なくとも２つの容量電極を含む。図６に示すシステムは、２つの検出ゾーン、４つの容量電極および８つのインピーダンス電極を含む。一実施形態においては、システムは検出ゾーンにおける単一周波数でのインピーダンス変化、ある周波数範囲にわたるインピーダンス変化、キャパシタンスおよび／または共鳴周波数の変化を測定できるセンサーをさらに含む。センサーは本明細書の別の箇所で定義される。センサーは一実施形態においてはリーダー中に含まれる。

本質的な一実施形態においては、少なくとも１つの検出ゾーンを含むデバイスの少なくとも一部は、リーダー中に挿入することができる。温度センサーを含むリーダーユニットも、本発明の範囲内である。一実施形態においては、リーダーユニットはバッテリーまたは発電機等の電源に接続される。リーダーユニットはデータストレージユニットを含んでよく、プリンターユニットに接続してもよい。リーダーユニットはまた、ユーザーインターフェースおよび少なくとも１つの検出ゾーンに保持された分析物質の濃度を表示することができるディスプレイユニットを含んでもよい。一実施形態においては、システムによって液体試料中の少なくとも２つの分析物質、少なくとも３つの分析物質等、少なくとも４つの分析物質等、少なくとも５つの分析物質等の濃度を測定することができる。

本発明のデバイスは操作が容易であり、したがって家庭におけるモニタリングに特に適している。医療業務等の実験室設備でしか実施できず、そのため検査技師または看護師等の訓練されたオペレーターを必要とする現在利用可能な試験よりも、本発明のデバイスは安価に使用できることから、本発明のデバイスを使用することによって社会にとっての経済的利益をもたらすことができると期待される。本デバイスにより、実施した後で不要であったことが分かることが多い診察の数を減らすことができることも期待される。

本デバイスはまた、治療現場における診断および疾患の進行または治療への応答のモニタリングによく適合している。たとえばこれは救急車における診断に使用することができ、それにより、検査のために患者を病院に搬送しなければならない場合よりも、早くかつ安価に診断することができる。

図１は、デバイスの実施形態の簡単な概略図である。

図２は、デバイスの実施形態の詳細な概略図である。

図３は、どのように測定を実施するかの概略的表現である。

図４は、システムの予想される実施形態の概略図である。

図５は、デバイスの実施形態および予想される４つの結果の概略的表現である。

図６は、システムの実施形態の概略的表現である。

図面の詳細な説明
図１は、デバイスの実施形態の簡単な概略図である。適用ゾーン（点線の左側）および２つの検出ゾーンＩおよびＩＩ（点線の右側）を有するストリップである。矢印は移動方向（左から右へ）を表わす。

図２は、本発明の実施形態の詳細な概略図である。適用ゾーン（図示せず）において、分析物質ＣはレポーターＤとコンジュゲートした分子Ａと特異結合する。この例ではストリップは３つの検出ゾーン（暗灰色のＩ、ＩＩおよびＩＩＩ）を提示している。分析物質Ｃと特異結合可能な特異分子Ｂが、検出ゾーンＩの表面に固定化されている。移動に際して、ＢはゾーンＩに保持されたＡＤＣ複合体と結合する。分子Ｅは検出ゾーンＩＩの表面に固定化された陰性対照であり、ＡＤまたはＣと結合しない。分子ＦはＤとコンジュゲートした特異分子Ａと結合可能な陽性対照である。矢印は移動方向を示す。

図３は１つまたは２つの検出ゾーンを有するシステムの予想される実施形態のフローチャート表現を示す。ΔＺはインピーダンスの変動である。

図４は、システムの予想される実施形態の概略図である。ここでストリップはバッテリー、電気化学センサーまたは光学センサー、温度センサー、増幅器／フィルター、Ａ／Ｄコンバーター、ＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッシング）ユニット、ディスプレイユニットおよびユーザーインターフェースを含むシステムに導入される。

図５は、デバイスの実施形態および予想される４つの結果の概略的表現である。（１）はストリップの異なったゾーンを示す。（Ｉ）は、分析物質Ｃを含む試料が適用される試料パッド（適用ゾーン）である。（ＩＩ）は、レポーターＤにカップリングされた特異分子Ａを含むコンジュゲートパッドである。ここで分析物質ＣがＡＤと結合して複合体ＡＤＣを形成する。（ＩＩＩ）は、特異分子Ｂが固定化された第１の検出ゾーンである。（ＩＶ）は第２の検出ゾーンであり、この例では分子Ｆ（この例では分子Ａと結合する）が固定化された陽性対照ゾーンである。（Ｖ）は吸収パッドである。

（２）、（３）、（４）および（５）は、予想される異なった結果を示す。（２）複合体ＡＤＣは、Ｃと特異分子Ｂとの結合によってＩＩＩに保持される。過剰（Ｃと結合していない）の複合体ＡＤは、Ａと陽性対照分子Ｆとの結合によって同様にＩＶに保持される。この試験は有効であり、陽性である。（３）複合体ＡＤＣは、Ｃと特異分子Ｂとの結合によってＩＩＩに保持されない。複合体ＡＤは、Ａと陽性対照分子Ｆとの結合によってＩＶに保持される。この試験は有効であり、陰性である。（４）複合体ＡＤＣは、Ｃと特異分子Ｂとの結合によってＩＩＩに保持される。複合体ＡＤはＡと陽性対照分子Ｆとの結合によってＩＶに保持されない。この試験は無効である。（５）複合体ＡＤＣは、Ｃと特異分子Ｂとの結合によってＩＩＩに保持されない。複合体ＡＤは、Ａと陽性対照分子Ｆとの結合によってＩＶに保持されない。複合体ＡＤおよびＡＤＣは移動せず、適用ゾーンに留まっている。この試験は無効である。

図６は、システムの実施形態の概略的表現である。図は、検出ゾーンと対照ゾーンとを有するストリップの一部を示す。検出ゾーンおよび対照ゾーンはそれぞれ、４つのインピーダンス電極（四角）を有している。２つの容量電極（太線）が検出ゾーンの外側に位置し、２つの容量電極（太線）が対照ゾーンの外側に位置している。ΔＺはインピーダンスの変化である。ΔＺ＝Ｚ_検出−Ｚ_対照。ΔＣはキャパシタンスの変化である。ΔＣ＝Ｃ_検出−Ｃ_対照。

項目
以下の項目は特許請求の範囲と解釈されないものとする。

項目１：電気特性の誘起された変化を測定することによって液体試料中の分析物質の濃度を測定するためのデバイスであって、前記デバイスが、
− 液体試料を適用することができる少なくとも１つの適用ゾーンであって、前記適用ゾーンが分析物質Ｃと特異結合可能な少なくとも１つの分子Ａを含み、前記少なくとも１つの特異分子ＡがレポーターＤにカップリングされており、前記少なくとも１つの分子Ａが適用ゾーンの表面に固定化されておらず、前記レポーターＤがインピーダンスおよび／またはキャパシタンスに影響を与えることができる、適用ゾーンと、
− 前記分析物質Ｃと特異結合可能な少なくとも１つの分子Ｂを含む少なくとも１つの検出ゾーンであって、前記少なくとも１つの分子Ｂが前記少なくとも１つの検出ゾーンの表面に固定化されており、前記少なくとも１つの特異分子Ａおよび前記少なくとも１つの特異分子Ｂが前記分析物質Ｃと同時に結合可能である、検出ゾーンと
からなり、
− 前記適用ゾーンおよび前記少なくとも１つの検出ゾーンが、前記適用ゾーンに適用された液体試料中に含まれる前記分析物質が前記適用ゾーンから前記少なくとも１つの検出ゾーンに移動することができるように接続されている、デバイス。

項目２：前記分析物質Ｃと特異結合可能な前記分子ＡおよびＢが抗体である、項目１に記載のデバイス。

項目３：前記分析物質Ｃと特異結合可能な前記分子Ａおよび／またはＢがポリクローナル抗体である、上記項目のいずれかに記載のデバイス。

項目４：前記分析物質Ｃと特異結合可能な前記分子Ａおよび／またはＢがモノクローナル抗体である、上記項目のいずれかに記載のデバイス。

項目５：前記分析物質Ｃと特異結合可能な前記分子ＡおよびＢの一方がポリクローナル抗体であり、前記分子ＡおよびＢの他方がモノクローナル抗体である、上記項目のいずれかに記載のデバイス。

項目６：前記分析物質Ｃが生物学的マーカーである、上記項目のいずれかに記載のデバイス。

項目７：前記分析物質Ｃが、細菌、ウイルスもしくは真菌感染、疾患もしくは病態、または疾患もしくは病態の重篤度もしくは活動度のための生物学的マーカーである、項目６に記載のデバイス。

項目８：前記分析物質Ｃが、細菌、ウイルスもしくは真菌感染、炎症、がん、関節炎、リウマチ、リウマチ性多発性筋痛、全身性エリテマトーデス（ＳＬＥ）等の自己免疫疾患、移植もしくは埋め込み後の炎症性応答または細菌、ウイルスもしくは真菌感染症の群から選択される疾患または病態のための生物学的マーカーである、項目７に記載のデバイス。

項目９：前記分析物質Ｃが抗原である、項目６から８のいずれかに記載のデバイス。

項目１０：前記分析物質Ｃがタンパク質である、項目６から９のいずれかに記載のデバイス。

項目１１：前記分析物質ＣがＣ反応性タンパク質ＣＲＰ、腫瘍タンパク質５３、リウマチ因子、抗ｄｓＤＮＡ抗体からなる群から選択されるタンパク質である、項目１０に記載のデバイス。

項目１２：前記レポーターＤが金属である、上記項目のいずれかに記載のデバイス。

項目１３：前記レポーターＤがコロイド状金属粒子または非コロイド状金属粒子である、項目１２に記載のデバイス。

項目１４：前記コロイド状金属粒子が貴金属粒子または貴金属粒子の組合せである、項目１２または１３に記載のデバイス。

項目１５：前記貴金属が金、銀、白金からなる群から選択される、項目１４に記載のデバイス。

項目１６：前記貴金属が金である、項目１５に記載のデバイス。

項目１７：前記レポーターＤが吸着または共有結合によって前記少なくとも１つの特異分子Ａにカップリングされている、上記項目のいずれかに記載のデバイス。

項目１８：前記試料が適用される前記適用ゾーンが容器からなる、上記項目のいずれかに記載のデバイス。

項目１９：前記適用ゾーンがストリップからなる、項目１から１７のいずれかに記載のデバイス。

項目２０：前記ストリップが吸い取り紙および膜を含む、項目１９に記載のデバイス。

項目２１：前記少なくとも１つの検出ゾーンがストリップからなる、上記項目のいずれかに記載のデバイス。

項目２２：前記ストリップが、前記少なくとも１つの特異分子Ｂが結合した膜と接触する吸い取り紙からなる、項目２１に記載のデバイス。

項目２３：前記少なくとも１つの特異分子Ｂが以下の方法、即ち親和性結合および共有結合の１つによって前記少なくとも１つの検出ゾーンの膜に固定化されている、項目２２に記載のデバイス。

項目２４：前記膜がポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）膜、ニトロセルロース膜およびナイロン膜の群から選択される、項目２２または２３に記載のデバイス。

項目２５：前記少なくとも１つの検出ゾーンが、少なくとも２つの検出ゾーン、たとえば少なくとも３つの検出ゾーン、たとえば少なくとも４つの検出ゾーン、たとえば少なくとも５つの検出ゾーンに分割される、上記項目のいずれかに記載のデバイス。

項目２６：それぞれの検出ゾーンｉが、他のいずれの検出ゾーンｊに存在する固定化された分子Ｂ_ｊとも異なる固定化された分子Ｂ_ｉを含み、ｉおよびｊが整数である、項目２５に記載のデバイス。

項目２７：前記適用ゾーンがいくつかの特異分子Ａ_ｋを含み、ｋが整数である、項目２６に記載のデバイス。

項目２８：前記特異分子Ａ_ｋのそれぞれが、同一のまたは異なったレポーターＤにカップリングされている、項目２７に記載のデバイス。

項目２９：前記検出ゾーンの少なくとも１つが、前記分析物質Ｃ、前記レポーターＤ、前記特異分子Ａまたは前記特異分子Ｂのいずれとも結合できない分子Ｅが固定化された陰性対照ゾーンである、項目２８に記載のデバイス。

項目３０：少なくとも２つの陰性対照ゾーンが存在する、項目２９に記載のデバイス。

項目３１：２つの陰性対照ゾーンが存在する、項目２９または３０に記載のデバイス。

項目３２：前記２つの陰性対照ゾーンが隣接していない、項目３１に記載のデバイス。

項目３３：前記検出ゾーンの１つによって、前記適用ゾーンと前記検出ゾーンとの間の前記分析物質の移動が適正に起こったことを陽性対照が保証することが可能である、項目２８に記載のデバイス。

項目３４：分子Ｆが前記陽性対照ゾーンの表面に固定化され、前記分子Ｆが前記少なくとも１つの特異分子Ａの少なくとも１つと結合可能であり、前記少なくとも１つの特異分子Ａが前記レポーターＤと結合している、項目３３に記載のデバイス。

項目３５：前記陽性対照を含む前記検出ゾーンが、前記適用ゾーンから最も遠い検出ゾーンである、項目３３に記載のデバイス。

項目３６：液体試料の漏洩および外来物による汚染を防止するハウジングの中に収納された、上記項目のいずれかに記載のデバイス。

項目３７：液体試料中の少なくとも１つの分析物質Ｃの濃度を測定する方法であって、
ｉ）液体試料を適用ゾーンに適用するステップであって、前記適用ゾーンが分析物質Ｃと特異結合可能な少なくとも１つの分子Ａを含み、前記少なくとも１つの特異分子ＡはレポーターＤにカップリングされており、前記試料中の分析物質Ｃが前記レポーターＤとコンジュゲートした前記少なくとも１つの特異分子Ａと結合するように、前記少なくとも１つの分子Ａは前記適用ゾーンの表面に固定化されていない、ステップと、
ｉｉ）前記適用ゾーンに含まれる前記分析物質を、前記分析物質Ｃと特異結合可能な少なくとも１つの分子Ｂを含む検出ゾーンに移動させるステップであって、前記少なくとも１つの分子Ｂが前記少なくとも１つの検出ゾーンの表面に固定化されており、前記少なくとも１つの特異分子Ａおよび前記少なくとも１つの特異分子Ｂが前記分析物質Ｃと同時に結合可能である、ステップと、
ｉｉｉ）前記分析物質Ｃと特異結合可能な前記少なくとも１つの固定化された分子Ｂが、前記レポーターＤとコンジュゲートした前記分析物質Ｃを保持するステップと、
ｉｖ）前記少なくとも１つの検出ゾーンにおけるインピーダンスおよび／またはキャパシタンスを測定するステップと、
ｖ）必要に応じて、前記検出ゾーンの前記インピーダンスおよび／またはキャパシタンスを、レポーターＤを含まない別の検出ゾーンにおけるインピーダンスおよび／またはキャパシタンスと比較するステップと
からなる方法。

項目３８：前記分析物質の移動が、毛管現象またはペーパークロマトグラフィーの結果である、項目３７に記載の方法。

項目３９：前記デバイスの前記適用ゾーンが、それぞれが分析物質Ｃ_ｍと特異結合する分子Ａ_ｋの組を含み、前記デバイスの前記少なくとも１つの検出ゾーンがそれぞれ、他のいずれの検出ゾーンｊに存在する前記固定化された分子Ｂ_ｊとも異なる固定化された分子Ｂ_ｉを含み、ここでｉ、ｊ、ｋおよびｍが整数である、項目３７または３８に記載の方法。

項目４０：前記液体試料がヒト、家畜、ペットおよび植物からなる群から選択される生体から分離された生体試料である、項目３７から３９のいずれかに記載の方法。

項目４１：前記生体試料が血液試料、間質液試料および尿試料からなる群から選択される、項目３７から４０のいずれかに記載の方法。

項目４２：前記液体試料が血液試料である、項目３７から４１のいずれかに記載の方法。

項目４３：２つ以上の分析物質の濃度、少なくとも２つの分析物質、少なくとも３つの分析物質、少なくとも４つの分析物質、少なくとも５つの分析物質の濃度等が測定される、項目３７から４２のいずれかに記載の方法。

項目４４：２つの分析物質の濃度が測定される、項目３７から４３のいずれかに記載の方法。

項目４５：インピーダンスおよび／またはキャパシタンスの変化が、少なくとも２つの電極の組、２つの電極、３つの電極、４つの電極の組等によって測定される、項目３７から４４のいずれかに記載の方法。

項目４６：インピーダンスおよび／またはキャパシタンスの変化が、４つの電極の組によって測定される、項目３７から４５のいずれかに記載の方法。

項目４７：インピーダンスおよび／またはキャパシタンスの変化が、３つの電極の組によって測定される、項目３７から４６のいずれかに記載の方法。

項目４８：インピーダンスおよび／またはキャパシタンスの変化が、２つの電極の組によって測定される、項目３７から４５のいずれかに記載の方法。

項目４９：前記電極が金属から製造される、項目３７から４８のいずれかに記載の方法。

項目５０：前記電極が貴金属の群から選択される金属から製造される、項目３７から４９のいずれかに記載の方法。

項目５１：前記電極が金、銀、白金、イリジウム、白金、オスミウム、ロジウムおよびルテニウム、またはそれらの合金の群から選択される貴金属から製造される、項目３７から５０のいずれかに記載の方法。

項目５２：前記電極が金から製造される、項目３７から５１のいずれかに記載の方法。

項目５３：前記電極が前記レポーターＤとインピーダンス整合している、項目３７から５２のいずれかに記載の方法。

項目５４：前記電極が前記検出ゾーンとインピーダンス整合している、項目３７から５２のいずれかに記載の方法。

項目５５：少なくとも２つの検出ゾーン、たとえば少なくとも３つの検出ゾーン、たとえば少なくとも４つの検出ゾーン、たとえば少なくとも５つの検出ゾーンが存在する、項目３７から５４のいずれかに記載の方法。

項目５６：前記少なくとも２つの検出ゾーンのインピーダンスが同時に測定される、項目５５に記載の方法。

項目５７：前記少なくとも２つの検出ゾーンのインピーダンスが逐次的に測定される、項目５５に記載の方法。

項目５８：前記検出ゾーンの少なくとも１つが、前記液体試料中に見出されない分析物質と特異結合する分子Ｅが固定化された陰性対照ゾーンである、項目５５から５７のいずれかに記載の方法。

項目５９：前記少なくとも１つの検出ゾーンのインピーダンスＺが、前記少なくとも１つの検出ゾーンのインピーダンスＺ_ｄと、前記少なくとも１つの陰性対照ゾーンのインピーダンスＺ_ｎとの差または比として決定され、したがってＺ＝Ｚ_ｄ−Ｚ_ｎまたはＺ＝Ｚ_ｄ／Ｚ_ｎである、項目５８に記載の方法。

項目６０：前記少なくとも１つの分析物質Ｃの濃度が、前記検出ゾーンの少なくとも１つのそれぞれについてインピーダンスＺの関数として決定される、項目５９に記載の方法。

項目６１：液体試料中の少なくとも１つの分析物質の濃度を測定するためのシステムであって、
− 項目１から３７のいずれかに記載のデバイス、
− 前記デバイスを挿入するためのリーダーユニット、
− 少なくとも１つの検出ゾーンのインピーダンスおよび／またはキャパシタンスを測定できる少なくとも２つの電極の組、
− 電源、および
− データアウトプット
を含むシステム。

項目６２：前記電極がリーダーユニットの中に含まれる、項目６１に記載のシステム。

項目６３：前記少なくとも１つの検出ゾーンを含むデバイスの少なくとも一部が前記リーダーユニットに挿入できる、項目６１または６２に記載のシステム。

項目６４：前記リーダーユニットが温度センサーを含む、項目６１から６３のいずれかに記載のシステム。

項目６５：ユーザーインターフェースを含む、項目６１から６４のいずれかに記載のシステム。

項目６６：２つ以上の分析物質の濃度、少なくとも２つの分析物質、少なくとも３つの分析物質、少なくとも４つの分析物質、少なくとも５つの分析物質の濃度等を測定するために適合された、項目６１から６５のいずれかに記載のシステム。

項目６７：２つの分析物質の濃度を測定するために適合された、項目６１から６６のいずれかに記載のシステム。

項目６８：前記デバイスおよび前記少なくとも２つの電極の組が相互に移動可能な、項目６１から６７のいずれかに記載のシステム。

項目６９：ディスプレイユニットを含む、項目６１から６８のいずれかに記載のシステム。

項目７０：電極が接続された検出ゾーンの中に存在する分析物質の濃度を表示する、項目６９に記載のシステム。

項目７１：電力がバッテリーから供給される、項目６１から７０のいずれかに記載のシステム。

項目７２：持ち運び可能である、項目６１から７１のいずれかに記載のシステム。

項目７３：手持ち式である、項目７２に記載のシステム。

項目７４：ワイヤレスデータ通信のための手段を含む、項目６１から７２のいずれかに記載のシステム。

項目７５：液体試料中の少なくとも１つの分析物質の濃度を決定するための、項目６１から７４のいずれかに記載のシステムの使用。

Claims (22)

1. 液体試料中の少なくとも１つの分析物質Ｃの濃度を測定する方法であって、
   ｉ）液体試料を適用ゾーンに適用するステップであって、前記適用ゾーンが分析物質Ｃと特異結合可能な少なくとも１つの分子Ａを含み、前記少なくとも１つの特異分子ＡはレポーターＤにカップリングされており、前記試料中の分析物質Ｃが前記レポーターＤとコンジュゲートした前記少なくとも１つの特異分子Ａと結合するように、前記少なくとも１つの分子Ａは前記適用ゾーンの表面に固定化されていない、ステップと、
   ｉｉ）前記適用ゾーンに含まれる前記分析物質を、前記分析物質Ｃと特異結合可能な少なくとも１つの分子Ｂを含む検出ゾーンに移動させるステップであって、前記少なくとも１つの分子Ｂが前記少なくとも１つの検出ゾーンの表面に固定化されており、前記少なくとも１つの特異分子Ａおよび前記少なくとも１つの特異分子Ｂが前記分析物質Ｃと同時に結合可能である、ステップと、
   ｉｉｉ）前記分析物質Ｃと特異結合可能な前記少なくとも１つの固定化された分子Ｂが、前記レポーターＤとコンジュゲートした前記分析物質Ｃを保持するステップと、
   ｉｖ）前記少なくとも１つの検出ゾーンにおける電気特性の誘起された変化を測定するステップと、
   ｖ）必要に応じて、前記検出ゾーンのインピーダンスおよび／またはキャパシタンスを、レポーターＤを含まない別の検出ゾーンにおけるインピーダンスおよび／またはキャパシタンスと比較するステップと
   からなる方法。
2. 前記分析物質の移動が、毛管現象またはペーパークロマトグラフィーの結果である、請求項１に記載の方法。
3. デバイスの前記適用ゾーンが、それぞれが分析物質Ｃ_ｍと特異結合する分子Ａ_ｋの組を含み、前記デバイスの前記少なくとも１つの検出ゾーンがそれぞれ、他のいずれの検出ゾーンｊに存在する固定化された分子Ｂ_ｊとも異なる固定化された分子Ｂ_ｉを含み、ここでｉ、ｊ、ｋおよびｍが整数である、請求項１または２に記載の方法。
4. インピーダンスおよび／またはキャパシタンスの前記変化が、少なくとも２つの電極の組、２つの電極、３つの電極、４つの電極の組等によって測定される、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
5. 前記電極が金、銀、白金、イリジウム、白金、オスミウム、ロジウムおよびルテニウム、またはそれらの合金の群から選択される貴金属、好ましくは金から製造される、請求項４に記載の方法。
6. 前記電極がインピーダンス電極または容量電極である、請求項４または５に記載の方法。
7. 前記電極が前記レポーターＤおよび／または前記検出ゾーンとインピーダンス整合している、請求項４から６のいずれかに記載の方法。
8. 前記少なくとも２つの検出ゾーンの前記インピーダンスおよび／またはキャパシタンスが同時にまたは逐次的に測定される、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
9. 前記検出ゾーンの少なくとも１つが、前記液体試料中に見出されない分析物質と特異結合する分子Ｅが固定化された陰性対照ゾーンである、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
10. 前記少なくとも１つの検出ゾーンの前記インピーダンスが、前記少なくとも１つの検出ゾーンのインピーダンスＺ_ｄと、前記少なくとも１つの陰性対照ゾーンのインピーダンスＺ_ｃとの差または比として決定され、したがってインピーダンスＺは、式：ΔＺ＝Ｚ_ｄ−Ｚ_ｃまたはΔＺ＝Ｚ_ｄ／Ｚ_ｃで示される、請求項１から９のいずれかに記載の方法。
11. 前記少なくとも１つの分析物質Ｃの前記濃度が、前記検出ゾーンの少なくとも１つのそれぞれについてインピーダンスΔＺの関数として決定される、請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
12. 前記少なくとも１つの検出ゾーンの前記キャパシタンスが、前記少なくとも１つの検出ゾーンのキャパシタンスＣ_ｄと、前記少なくとも１つの陰性対照ゾーンのキャパシタンスＣ_ｃとの差または比として決定され、したがってキャパシタンスＣは、式：ΔＣ＝Ｃ_ｄ−Ｃ_ｃまたはΔＣ＝Ｃ_ｄ／Ｃ_ｃによって示される、請求項１から１１のいずれかに記載の方法。
13. 前記少なくとも１つの分析物質Ｃの前記濃度が、前記検出ゾーンの少なくとも１つのそれぞれについてキャパシタンスΔＣの関数として決定される、請求項１から１２のいずれかに記載の方法。
14. 電気特性の誘起された変化を測定することによって液体試料中の分析物質の濃度を測定するためのデバイスであって、前記デバイスが、
    − 液体試料を適用することができる少なくとも１つの適用ゾーンであって、前記適用ゾーンが分析物質Ｃと特異結合可能な少なくとも１つの分子Ａを含み、前記少なくとも１つの特異分子ＡがレポーターＤにカップリングされており、前記少なくとも１つの分子Ａが前記適用ゾーンの表面に固定化されておらず、前記レポーターＤが電気特性に影響を与えることができる、適用ゾーンと、
    − 前記分析物質Ｃと特異結合可能な少なくとも１つの分子Ｂを含む少なくとも１つの検出ゾーンであって、前記少なくとも１つの分子Ｂが前記少なくとも１つの検出ゾーンの表面に固定化されており、前記少なくとも１つの特異分子Ａおよび前記少なくとも１つの特異分子Ｂが前記分析物質Ｃと同時に結合可能である、検出ゾーンと
    を含み、
    − 前記適用ゾーンおよび前記少なくとも１つの検出ゾーンが、前記適用ゾーンに適用された前記液体試料中に含まれる前記分析物質が前記適用ゾーンから前記少なくとも１つの検出ゾーンに移動することができるように接続されている、デバイス。
15. 前記分析物質Ｃと特異結合可能な前記分子ＡおよびＢが、抗体である、請求項３に記載のデバイス。
16. 前記分析物質ＣがＣ反応性タンパク質ＣＲＰ、腫瘍タンパク質５３、リウマチ因子、および抗ｄｓＤＮＡ抗体等のタンパク質である、請求項１４または１５に記載のデバイス。
17. 前記レポーターＤが金、銀または白金等のコロイド状金属粒子または非コロイド状金属粒子である、請求項１４から１６のいずれかに記載のデバイス。
18. 液体試料中の少なくとも１つの分析物質の濃度を測定するためのシステムであって、
    − 請求項１４から１７のいずれかに記載のデバイス、
    − 前記デバイスを挿入するためのリーダーユニット、
    − 前記少なくとも１つの検出ゾーンの前記インピーダンスおよび／またはキャパシタンスを測定できる少なくとも２つの電極の組、
    − 電源、およびデータアウトプット
    を含むシステム。
19. 前記少なくとも２つの電極がインピーダンス電極である、請求項１８に記載のシステム。
20. 前記少なくとも２つの電極が容量電極である、請求項１８に記載のシステム。
21. 少なくとも２つのインピーダンス電極と少なくとも２つの容量電極を含む、請求項１８に記載のシステム。
22. 前記検出ゾーンにおける単一の周波数でのインピーダンス変化、ある周波数範囲にわたるインピーダンス変化、キャパシタンスおよび／または共鳴周波数の変化を測定できるセンサーをさらに含む、請求項１８から２１のいずれかに記載のシステム。