JP2017527817A - 電気的駆動で流量を制御する少なくとも1つの弁を有するフローアッセイとその方法 - Google Patents
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Abstract
Description
方法は、フローアッセイを提供する工程910を含んでもよい。フローアッセイは、本明細書で記載した任意のフローアッセイと実質的に同等のものであってもよい。一例としてフローアッセイは、サンプルが導入される近位端と、近位端から離間した遠位端と、第2の面から離間した第1の面と、近位端と遠位端との間および第1の面と第2の面との間に設けられたギャップとを備えた、少なくとも1つの親水性多孔質層を含んでいてもよい。フローアッセイは、ギャップを部分的に規定する、少なくとも1つの親水性多孔質層の第1の面に隣接して配置された少なくとも1つの第1疎水性層と、ギャップを部分的に規定する、少なくとも1つの親水性多孔質層の第2の面に隣接して配置された、少なくとも1つの第2疎水性層と、を含んでいてもよい。フローアッセイは、さらに、少なくとも1つの第1疎水性層と電気的に接続され、かつ少なくとも1つの第1疎水性層により、少なくとも1つの親水性多孔質層から分離した第1電極と、少なくとも1つの第2疎水性層と電気的に接続され、かつ少なくとも1つの第2疎水性層により、少なくとも1つの親水性多孔質層から分離した第2電極と、を備えていてもよい。
フローアッセイの動作例を、空気で満たされたギャップを有するニトロセルロース紙を、親水性多孔質層として使用し実施した。ニトロセルロース紙は、ギャップの各面を越えて延びるトリクロロ(パーフルオロオクチル)シランの疎水性層に隣接(例えば、サンドイッチ状態で)されたものとする。トリクロロ(パーフルオロオクチル)シランの各層は、酸化インジウムスズの透明層を上に積層させることで、この透明層に電気的に接続した。透明酸化インジウムスズは、9Vの電源と接続した。
Claims (56)
- サンプル中における分析物の存在を検知するためのフローアッセイであって、
サンプルを内部に導入可能な近位端と、前記近位端から離間された遠位端と、第2面から離間された第1面と、前記近位端と前記遠位端との間でなおかつ前記第1面と前記第2面との間に配されたギャップと、を有する少なくとも1つの親水性多孔質層と、
前記少なくとも1つの親水性多孔質層の前記第1面と隣接して配置され、部分的に前記ギャップを規定する、少なくとも1つの第1疎水性層と、
前記少なくとも1つの親水性多孔質層の前記第2面と隣接して配置され、部分的に前記ギャップを規定する、少なくとも1つの第2疎水性層と、
前記少なくとも1つの第1疎水性層と電気的に接続され、当該少なくとも第1疎水性層によって前記少なくとも1つの親水性多孔質層から分離された、第1電極と、
前記少なくとも1つの第2疎水性層と電気的に接続され、当該少なくとも第2疎水性層によって前記少なくとも1つの親水性多孔質層から分離された、第2電極と、
前記第1および第2電極と電気的に接続された電源とを備え、
前記電源は、前記少なくとも1つの親水性多孔質層の前記ギャップを横切るように少なくとも前記分析物が流れることを可能とするため、前記第1電極と前記第2電極との間に電圧を発生させることを特徴とするフローアッセイ。 - 前記少なくとも1つの親水性多孔質層が紙を含むことを特徴とする請求項1に記載のフローアッセイ。
- 前記少なくとも1つの親水性多孔質層がニトロセルロース紙を含むことを特徴とする請求項1に記載のフローアッセイ。
- 前記少なくとも1つの親水性多孔質層がガラスファイバーを含むことを特徴とする請求項1に記載のフローアッセイ。
- 前記少なくとも1つの第1および前記少なくとも1つの第2疎水性層のそれぞれが、トリクロロ(パーフルオロオクチル)シランを含むことを特徴とする請求項1に記載のフローアッセイ。
- 前記少なくとも1つの第1および前記少なくとも1つの第2疎水性層が、同種類の材料から形成されていることを特徴とする請求項1に記載のフローアッセイ。
- 前記少なくとも1つの第1および前記少なくとも1つの第2疎水性層が、異種類の材料から形成されていることを特徴とする請求項1に記載のフローアッセイ。
- 前記第1および前記第2電極が、金属製フィルムを含むことを特徴とする請求項1に記載のフローアッセイ。
- 前記第1または前記第2電極の1またはそれ以上が、酸化インジウムスズを含むことを特徴とする請求項1に記載のフローアッセイ。
- 前記第1または前記第2電極の1またはそれ以上が、前記少なくとも1つの親水性多孔質層を内部に見ることができるような導電層を含むことを特徴とする請求項1に記載のフローアッセイ。
- 前記ギャップが空気によって占められていることを特徴とする請求項1に記載のフローアッセイ。
- 疎水性多孔質材料が前記ギャップに配置されていることを特徴とする請求項1に記載のフローアッセイ。
- 前記疎水性多孔質材料が、前記少なくとも1つの第1疎水性層および前記少なくとも1つの第2疎水性層とは異なる種類の材料であることを特徴とする請求項12に記載のフローアッセイ。
- 前記少なくとも1つの親水性多孔質層が、前記ギャップにより互いに離間された少なくとも2つの多孔質性の部分を含むことを特徴とする請求項1に記載のフローアッセイ。
- 前記第1または第2電極と、前記少なくとも1つの第1疎水性層または前記少なくとも1つの第2疎水性層のうちの対応するものとの間に配置された、少なくとも1つの絶縁層をさらに備えていることを特徴とする請求項1に記載のフローアッセイ。
- 前記少なくとも1つの絶縁層が、ポリエチレンテレフタレートを含むことを特徴とする請求項15に記載のフローアッセイ。
- 前記少なくとも1つの絶縁層が、二軸配向ポリエチレンテレフタレートを含むことを特徴とする請求項15に記載のフローアッセイ。
- 前記電源が、前記第1電極と前記第2電極との間に少なくとも9Vを選択的に供給することを特徴とする請求項1に記載のフローアッセイ。
- 前記電源が、バッテリーを含むことを特徴とする請求項18に記載のフローアッセイ。
- 前記第1電極、前記第2電極、前記第1疎水性層、および前記第2疎水性層のうち少なくとも1つが、前記第1電極と前記第2電極との間に電圧を印加している際に、前記サンプルと化学反応するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のフローアッセイ。
- 前記第1電極と前記第2電極との間に電圧を印加している際に、前記サンプルと化学反応するように構成されている、前記第1電極、前記第2電極、前記第1疎水性層、および前記第2疎水性層のうち少なくとも1つが、前記化学反応の生成物によって被覆されるように構成されており、当該化学反応の生成物が、少なくとも部分的に親水性であるか、あるいは、前記第1電極、前記第2電極、前記第1疎水性層、または前記第2疎水性層よりも低い疎水性であることを特徴とする請求項20に記載のフローアッセイ。
- 前記第1電極または前記第2電極が、前記第1電極と前記第2電極との間に電圧が印加されている際に、液内において前記サンプルとともに酸化還元反応を受けるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のフローアッセイ。
- 前記少なくとも1つの親水性多孔質層と、前記少なくとも1つの第1疎水性層と、前記少なくとも1つの第2疎水性層と、前記第1電極と、前記第2電極とが、集合して横方向のフローアッセイを規定していることを特徴とする請求項1に記載のフローアッセイ。
- 前記少なくとも1つの親水性多孔質層が、前記分析物と化学反応するように選択された結合体(conjugate)を含むことを特徴とする請求項1に記載のフローアッセイ。
- さらに、起動信号の受信に応じて、選択時間間隔(selected time period)の後に前記電源を起動するように構成された制御電気回路を含む制御システムをさらに備えていることを特徴とする請求項1に記載のフローアッセイ。
- 前記選択時間間隔は、前記制御電気回路にプログラムされていることを特徴とする請求項25に記載のフローアッセイ。
- 前記制御システムは、前記制御電気回路に送信され得るよう前記起動信号に対する指示を与えることが可能なユーザーインターフェースを含むことを特徴とする請求項25に記載のフローアッセイ。
- 前記制御システムは、前記選択時間間隔を選択可能なユーザーインターフェースを含むことを特徴とする請求項25に記載のフローアッセイ。
- 前記制御システムは、分析対象のサンプル種類を選択し得るユーザーインターフェースを含み、前記制御電気回路は、選択されたサンプル種類に基づいて、前記選択時間間隔を決定するように構成されていることを特徴とする請求項25に記載のフローアッセイ。
- 少なくとも1つの親水性多孔質層、前記少なくとも1つの第1疎水性層、前記少なくとも1つの第2疎水性層、前記第1電極、前記第2電極、または前記電源のうちの1またはそれ以上の部分を少なくとも部分的に包囲するハウジングをさらに備えていることを特徴とする請求項1に記載のフローアッセイ。
- 前記ハウジングは、当該ハウジングの内容物の少なくとも一部を当該ハウジングを通して視認することができる、1またはそれ以上の部分を備えていることを特徴とする請求項30に記載のフローアッセイ。
- 前記1またはそれ以上の部分が透明材料を含むことを特徴とする請求項31に記載のフローアッセイ。
- さらに、起動信号の受信に応じて、選択時間間隔の後に前記電源を起動するように構成された制御電気回路を含む制御システムをさらに備え、前記ハウジングが少なくとも部分的に前記制御システムを包囲することを特徴とする請求項30に記載のフローアッセイ。
- サンプル中における分析物の存在を検知するための方法であって、
サンプルを内部に導入可能な近位端と、前記近位端から離間された遠位端と、第2面から離間された第1面と、前記近位端と前記遠位端との間でなおかつ前記第1面と前記第2面との間に配されたギャップと、を有する少なくとも1つの親水性多孔質層と、
前記少なくとも1つの親水性多孔質層の前記第1面と隣接して配置され、部分的に前記ギャップを規定する、少なくとも1つの第1疎水性層と、
前記少なくとも1つの親水性多孔質層の前記第2面と隣接して配置され、部分的に前記ギャップを規定する、少なくとも1つの第2疎水性層と、
前記少なくとも1つの第1疎水性層と電気的に接続され、当該少なくとも第1疎水性層によって前記少なくとも1つの親水性多孔質層から分離された、第1電極と、
前記少なくとも1つの第2疎水性層と電気的に接続され、当該少なくとも第2疎水性層によって前記少なくとも1つの親水性多孔質層から分離された、第2電極と、
前記第1および第2電極と電気的に接続された電源とを含む、フローアッセイを準備し、
前記フローアッセイの前記少なくとも1つの親水性多孔質層の前記近位端に前記サンプルを導入し、
前記第1電極と前記第2電極との間に電圧を印加し、前記少なくも1つの第1疎水性層または前記第2疎水性層のうちの少なくとも1つの疎水性を変更することを特徴とする方法。 - 前記少なくも1つの第1疎水性層または前記第2疎水性層のうちの少なくとも1つの疎水性を変更するのに有効な電圧を前記第1電極と前記第2電極との間に電圧を印加する際、前記フローアッセイの前記少なくとも1つの親水性多孔質層内の前記ギャップを横切るように少なくとも前記分析物が流れることを可能とする電圧を印加することを特徴とする請求項34に記載の方法。
- 前記少なくも1つの第1疎水性層または前記第2疎水性層のうちの少なくとも1つの疎水性を変更するのに有効な電圧を前記第1電極と前記第2電極との間に電圧を印加する際、前記第1電極、前記第2電極、前記少なくとも1つの第1疎水性層、または前記少なくとも1つの第2疎水性層のうち少なくとも1つと、前記サンプルとの間で、化学反応を可能とし、前記第1電極、前記第2電極、前記少なくとも1つの第1疎水性層、または前記少なくとも1つの第2疎水性層のうち少なくとも1つの表面上に反応生成物を形成するような電圧を印加し、
前記反応生成物は、少なくとも部分的に親水性であるか、あるいは、前記第1電極、前記第2電極、前記少なくとも1つの第1疎水性層、または前記少なくとも1つの第2疎水性層よりも低い疎水性であることを特徴とする請求項34に記載の方法。 - 前記第1電極と前記第2電極との間に、前記フローアッセイの前記少なくとも1つの親水性多孔質層内の前記ギャップを横切るように少なくとも前記分析物が流れることを可能とする電圧を印加する際に、前記分析物の種類、サンプル種類、前記少なくとも1つの親水性多孔質層を形成する親水性多孔質の種類、または前記少なくとも1つの親水性多孔質層の長さの少なくとも1つに少なくとも部分的に基づいて、所定時間間隔の後に前記電圧を選択的に印加することを特徴とする請求項35に記載の方法。
- 前記第1電極と前記第2電極との間に、前記フローアッセイの前記少なくとも1つの親水性多孔質層内の前記ギャップを横切るように少なくとも前記分析物が流れることを可能とする電圧を印加する際に、前記分析物の種類、サンプル種類、前記少なくとも1つの親水性多孔質層を形成する親水性多孔質材料の種類、前記少なくとも1つの親水性多孔質層の長さ、または前記電圧が印加される時間の長さの少なくとも1つに少なくとも部分的に基づいて、任意量の電圧を選択的に印加することを特徴とする請求項35に記載の方法。
- さらに、前記電圧を印加する前に、所定時間だけ前記サンプルを前記ギャップに流すことを特徴とする請求項34に記載の方法。
- 前記分析物が前記少なくとも1つの親水性多孔質層内の結合体と反応するように、所定の時間が選択されることを特徴とする請求項39に記載の方法。
- 前記分析物の種類、サンプルの種類、前記ギャップの長さ、前記ギャップ内の材料の存在および種類、または前記少なくとも1つの親水性多孔質層の長さの少なくとも1つに少なくとも部分的に基づいて、前記少なくとも1つの親水性多孔質層を形成する親水性多項材料を選択することを特徴とする請求項34に記載の方法。
- 前記フローアッセイは、起動信号の受信に応じて、前記第1電極と前記第2電極との間における電圧の印加を制御するように構成された制御電気回路を有する制御システムを含み、
前記制御システムは、前記制御電気回路が電圧印加を指示してから、または前記サンプル種類が入力されてから、選択された時間間隔の後、前記制御電気回路に送信され得るよう前記起動信号に対する指示を与えることが可能なユーザーインターフェースを含むことを特徴とする請求項34に記載の方法。 - 検出対象の分析物の種類、サンプル種類、前記少なくとも1つの親水性多孔質層の長さ、前記ギャップの長さ、前記ギャップ内の材料に係る存在および種類、前記少なくとも1つの第1および第2疎水層に用いられている疎水性材料の種類、の少なくとも1つに少なくとも部分的に基づいて前記ユーザーインターフェースに1またはそれ以上の動作パラメータを入力し、
前記1またはそれ以上の動作パラメータの入力に応じて、前記制御電気回路を用いて、電圧量、前記電圧の印加時間、または前記選択された時間間隔の少なくとも1つを指示することを特徴とする請求項42に記載の方法。 - 前記1またはそれ以上の動作パラメータは、前記電圧の量、前記電圧の印加時間、または前記選択された時間間隔の少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項43に記載の方法。
- ユーザーインターフェースにより前記サンプル種類を選択し、
少なくとも部分的に前記サンプル種類に基づいて、選択された時間間隔の後に前記電圧を印加することを特徴とする請求項34に記載の方法。 - 前記フローアッセイが、前記ギャップ内に配置された疎水性材料を含むことを特徴とする請求項34に記載の方法。
- 前記フローアッセイが、前記ギャップ内に配された空気を含むことを特徴とする請求項34に記載の方法。
- 前記第1電極および前記第2電極のそれぞれが、導電層を含み、当該導電層を通して少なくとも1つの親水性多孔質層を視認することができるとともに、
前記第1電極または前記第2電極の少なくとも1つを通して前記分析物の存在を視覚的に検知することを特徴とする請求項34に記載の方法。 - サンプル中における分析物の存在を検知するためのフローアッセイであって、
サンプルを内部に導入可能な近位端と、前記近位端から離間された遠位端と、第2面から離間された第1面と、前記近位端と前記遠位端との間でなおかつ前記第1面と前記第2面との間に配されたギャップと、を有する少なくとも1つの親水性多孔質層と、
前記少なくとも1つの親水性多孔質層の前記第1面と隣接して配置され、部分的に前記ギャップを規定する、少なくとも1つの第1疎水性層と、
前記少なくとも1つの親水性多孔質層の前記第2面と隣接して配置され、部分的に前記ギャップを規定する、少なくとも1つの第2疎水性層と、
前記少なくとも1つの第1疎水性層と電気的に接続され、当該少なくとも第1疎水性層によって前記少なくとも1つの親水性多孔質層から分離された、第1電極と、
前記少なくとも1つの第2疎水性層と電気的に接続され、当該少なくとも第2疎水性層によって前記少なくとも1つの親水性多孔質層から分離された、第2電極と、
前記第1および第2電極と電気的に接続され、少なくとも1つの親水性多孔質層の前記ギャップを横切るように少なくとも前記分析物が流れることを可能にするため、前記第1電極と前記第2電極との間に電圧を発生させる電源と、
起動信号の受信に応じて、選択時間間隔(selected time period)の後に前記電源を起動するように構成された制御電気回路を含む制御システムと、を備えたことを特徴とするラテラルフローアッセイ。 - 前記少なくとも1つの親水性多孔質層が紙を含むことを特徴とする請求項49に記載のフローアッセイ。
- 前記少なくとも1つの親水性多孔質層がニトロセルロース紙を含むことを特徴とする請求項49に記載のフローアッセイ。
- 前記少なくとも1つの親水性多孔質層がガラスファイバーを含むことを特徴とする請求項49に記載のフローアッセイ。
- 前記制御システムは、前記選択時間間隔を選択可能で、前記選択時間間隔の選択に応じて、制御電気回路に前記起動信号を送信することが可能な、ユーザーインターフェースを含むことを特徴とする請求項49に記載のラテラルフローアッセイ。
- 前記制御システムは、分析対象のサンプル種類を選択し得るユーザーインターフェースを含み、前記制御電気回路は、選択された前記サンプル種類に基づいて、前記選択時間間隔を決定するように構成されていることを特徴とする請求項49に記載のラテラルフローアッセイ。
- 疎水性多孔質材料が前記ギャップに配置されていることを特徴とする請求項49に記載のラテラルフローアッセイ。
- 前記第1電極、前記第2電極、前記少なくとも1つの第1疎水性層、または前記少なくとも1つの第2疎水性層のうち少なくとも1つは、電圧印加されている間、前記サンプルと化学反応するように構成され、
前記化学反応の生成物は、前記第1電極、前記第2電極、前記少なくとも1つの第1疎水性層、または前記少なくとも1つの第2疎水性層のうち少なくとも1つの一部を被覆し、
前記化学反応の生成物は、少なくとも部分的に親水性であるか、あるいは、前記第1電極、前記第2電極、前記少なくとも1つの第1疎水性層、または前記少なくとも1つの第2疎水性層よりも低い疎水性であることを特徴とする請求項49に記載のフローアッセイ。
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