JP2018505660A5 - - Google Patents

Claims (37)

1. いかなる外部器具も用いることなく独立型分子診断試験デバイスを使用して標的核酸を検出する方法であって、
   試料調製モジュールから増幅モジュールに入力試料を運搬するステップであって、前記試料調製モジュール及び前記増幅モジュールが各々、前記独立型分子診断試験デバイスの筐体内に固定して連結され、前記筐体は約２６０ｃｍ^３未満の全体サイズを有し、前記増幅モジュールは、反応体積を規定し、かつ、加熱器を含む、ステップと、
   前記加熱器を介して前記反応体積の少なくとも一部内で前記入力試料を加熱して、前記入力試料内で前記標的核酸分子を増幅し、それによって、標的アンプリコンを含む出力溶液を生成するステップと、
   前記筐体内の検出モジュール内で、Ａ）前記出力溶液及びＢ）前記出力溶液内の前記標的アンプリコンの存在を示す信号を生成するために配合された試薬の各々を反応させるステップであって、前記検出モジュールは、前記標的アンプリコンを捕捉して前記信号を生成するように構成された検出表面を含む、ステップと、を含み、
   前記独立型分子診断試験デバイスは、前記入力試料が前記試料調製モジュールから運搬された後、約２５分未満内に前記信号を生成する、方法。
2. 前記反応体積内で前記入力試料を加熱するステップは、１０分未満の時間内に少なくとも３０回の熱循環を通じて前記入力試料を加熱するステップを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記反応体積は蛇行流路であり、前記加熱器は第１加熱器であり、前記入力試料を加熱するステップは、前記第１加熱器を介して前記蛇行流路の第１部分内に第１温度ゾーンを生成するステップと、第２加熱器を介して前記蛇行流路の第２部分内に第２温度ゾーンを生成するステップと、を含み、前記方法は、
   前記蛇行流路内に、前記第１温度ゾーン及び前記第２温度ゾーンを繰り返し通る少なくとも０．２μｌ／秒の前記入力試料の流れを生成して、少なくとも３０サイクルにわたって前記入力試料を加熱するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記試料調製モジュールから前記増幅モジュールに前記入力試料を運搬するステップは、前記筐体内に力を生成して前記入力試料を運搬するように構成された流体ポンプによって実行される、請求項１に記載の方法。
5. 前記出力溶液及び前記試薬の各々を前記検出モジュール内に運搬するステップは前記流体ポンプによって実行される、請求項４に記載の方法。
6. 前記筐体内に配置された溶解モジュール内で、前記入力試料が前記増幅モジュールに運搬される前に摂氏約９５度の温度に前記入力試料を加熱するステップと、
   前記検出モジュール内で前記出力溶液又は前記試薬の少なくとも１つを加熱して前記信号の生成を促進するステップと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記標的アンプリコンは、ｃｈｌａｍｙｄｉａ ｔｒａｃｈｏｍａｔｉｓ、ｎｅｉｓｓｅｒｉａ ｇｏｎｏｒｒｈｅａ、ｔｒｉｃｈｏｍｏｎａｓ ｖａｇｉｎａｌｉｓ、Ｅ．ｃｏｌｉ、Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ｓａｐｒｏｐｈｙｔｉｃｕｓ、Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ ｆａｅｃａｌｉｓ、Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ、Ｐｒｏｔｅｕｓ又はＰ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａのうちの少なくとも１つに関連する、請求項１に記載の方法。
8. 前記独立型分子診断試験デバイスは、前記入力試料が前記試料調製モジュールから運搬された後、約２０分未満で前記信号を生成する、請求項１に記載の方法。
9. 前記試料調製モジュール内に生体試料を運搬するステップと、
   試料調製モジュール内で前記生体試料を加熱して前記入力試料を生成するステップであって、前記独立型分子診断試験デバイスは、前記生体試料が前記試料調製モジュール内に運搬された後、約２５分未満で前記信号を生成する、ステップと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
10. いかなる外部機器も用いることなく独立型分子診断試験デバイスを使用して核酸を検出する方法であって、
    前記独立型分子診断試験デバイス内の試料調製モジュール内に生体試料を運搬するステップと、
    前記独立型分子診断試験デバイスを作動させて、
    前記独立型分子診断試験デバイス内の溶解モジュールの加熱器を介して前記生体試料を加熱して前記生体試料の一部を溶解し、入力試料を生成させること、
    増幅モジュールに前記入力試料を運搬させ、前記増幅モジュールは前記独立型分子診断試験デバイス内に固定して連結され、前記増幅モジュールは反応体積を規定する、運搬させること、
    少なくとも３０回の熱循環を通じて前記反応体積内の前記入力試料を加熱して前記入力試料内の前記核酸分子を増幅させ、それによって、標的アンプリコンを含む出力溶液を生成させること、
    Ａ）出力溶液及びＢ）前記出力溶液内の前記標的アンプリコンの存在を示す信号を生成するために配合された試薬の各々を前記独立型分子診断試験デバイス内の検出モジュール内で反応させ、前記検出モジュールは、前記標的アンプリコンを捕捉して前記信号を生成するように構成された検出表面を含み、前記独立型分子診断試験デバイスは、作動後約２５分未満で前記信号を生成する、反応させること、を前記独立型分子診断試験デバイスに行わせるステップと、
    前記信号に関連する結果を読み取るステップと、
    前記読み取るステップの後、前記独立型分子試験デバイスを廃棄するステップと、を含む、方法。
11. 前記読み取るステップが、前記独立型分子診断試験デバイスの筐体によって規定された検出窓を介して実行される、請求項１０に記載の方法。
12. 前記加熱器は第１加熱器であり、
    前記反応体積は蛇行流路であり、
    前記入力試料は第２加熱器を介して前記反応体積内で加熱され、前記第２加熱器の第１加熱部分は前記蛇行流路の第１部分内に第１温度ゾーンを生成し、前記第２加熱器の第２加熱部分は前記蛇行流路の第２部分内に第２温度ゾーンを生成し、前記蛇行流路内の前記入力試料の流れが熱的に循環させられて核酸を増幅するように前記第１温度ゾーン及び前記第２温度ゾーンが維持される、請求項１０に記載の方法。
13. 前記入力試料が、８分未満の時間内に少なくとも３０回の熱循環を通じて前記蛇行流路内で加熱される、請求項１２に記載の方法。
14. 前記独立型分子診断試験デバイスを作動させるステップは、前記筐体に連結されたアクチュエータを操作するステップを含み、前記筐体内の制御モジュールのスイッチは、前記アクチュエータの移動に応答して作動させられ、前記制御モジュールは、前記スイッチが作動させられると、電源から前記第１加熱器に電力を供給する、請求項１０に記載の方法。
15. 前記増幅モジュールによって生成された前記出力溶液の量が少なくとも約７５μｌである、請求項１又は１０に記載の方法。
16. 前記独立型分子診断試験デバイスが、前記標的核酸を検出する方法の間に電源から約４０００ｍＷ未満の電力消費量を有する、請求項１又は１０に記載の方法。
17. 前記生体試料が、血液、尿、男性の尿道検体、膣検体、子宮頸部スワブ検体、又は鼻腔スワブ検体のうちのいずれか１つを含む、請求項９又は１０に記載の方法。
18. 前記独立型分子診断試験デバイスを電源に接続するステップをさらに含む、請求項１又は１０に記載の方法。
19. 筐体と、
    前記筐体によって封入された試料入力モジュールであって、入力試料を受容する試料入力体積を規定する試料入力モジュールと、
    前記試料入力体積内の固体陽性対照であって、前記固体陽性対照は、人間に非病原性であり、前記入力試料が前記試料入力体積から運搬された時に再水和されて前記入力試料に混合される、固体陽性対照と、
    前記筐体内に連結されて、前記入力試料を受容するように構成された増幅モジュールであって、前記増幅モジュールは、反応体積を規定し、かつ、加熱器を含み、前記増幅モジュールは、前記陽性対照内で制御核酸を増幅して、前記入力試料内の核酸の増幅ととともに制御アンプリコンを生成して標的アンプリコンを生成するように構成される、増幅モジュールと、
    前記筐体内に貯蔵される試薬であって、前記標的アンプリコンの存在を示す第１信号と、前記制御アンプリコンの存在を示す第２信号と、を生成するために配合される試薬と、
    前記標的アンプリコン及び前記制御アンプリコンを含む前記増幅モジュールによって生成された出力を受容する検出モジュールであって、前記検出モジュールは、前記筐体内に連結され、かつ、第１検出表面及び第２検出表面を含み、前記標的アンプリコンの存在を示す第１信号及び前記制御アンプリコンの存在を示す第２信号を生成するために配合された試薬を前記検出モジュールが含む時に前記第１信号が前記第１検出表面から生成されるように前記第１検出表面が前記標的アンプリコンと相互作用するように構成され、前記検出モジュールが前記試薬を含む時に前記第２信号が前記第２検出表面から生成されるように前記第２検出表面が前記制御アンプリコンと相互作用するように構成される、検出モジュールと、を備える装置。
20. 前記第１検出表面は、前記標的アンプリコンに関連した第１捕捉プローブを含み、
    前記第２検出表面は、前記制御アンプリコンに関連した第２捕捉プローブを含む、請求項１９に記載の装置。
21. 前記検出モジュールは、前記標的アンプリコン及び前記制御アンプリコンを含む、前記増幅モジュールによって生成された前記出力を受容するために配合された吸収部材を含む、請求項１９に記載の装置。
22. 前記筐体内の試薬モジュールであって、前記試薬を含む試薬モジュールをさらに備える、請求項１９に記載の装置。
23. 前記筐体内に配置された流体ポンプであって、前記筐体内で、前記増幅モジュールによって生成された前記出力の流れを引き起こす力を生成するように構成された流体ポンプをさらに備える、請求項１９に記載の装置。
24. 前記反応体積は蛇行流動チャネルであり、前記加熱器は前記蛇行流動チャネルに連結され、前記装置は、
    前記筐体内に配置された電動モータを含む流体ポンプであって、前記流体ポンプは、前記筐体内で、前記蛇行流動チャネル内に前記入力試料の流れを引き起こす第１力と、前記試薬モジュールから前記第１検出表面への前記試薬の流れを引き起こす第２力と、を生成するように構成される、流体ポンプをさらに備える、請求項１９に記載の装置。
25. 前記装置は分子試験デバイスであり、前記筐体の外面は状態開口部を規定し、前記装置は、
    前記分子診断試験デバイスの状態に関連した光信号を発するように構成された状態光であって、前記状態開口部を介して可視である状態光をさらに備える、請求項１９に記載の装置。
26. 前記第１信号が生成された後少なくとも約３０分間、前記筐体によって規定された検出窓を介して可視のまま留まる非蛍光可視信号であるように、前記試薬は配合される、請求項１９に記載の装置。
27. 前記反応体積は蛇行流動チャネルであり、前記加熱器は前記蛇行流動チャネルに連結され、前記装置は、
    前記筐体内に配置された電動モータを含む流体ポンプであって、前記流体ポンプは、前記筐体内で、前記蛇行流動チャネル内に前記入力試料の流れを引き起こす力を生成するように構成される、流体ポンプと、
    前記筐体内の制御モジュールであって、前記制御モジュールはプロセッサを含み、前記プロセッサは、前記流体ポンプが、前記蛇行流動チャネル内で前記入力試料の標的流量を生成するように、エンコーダ信号又は測定された電気信号の少なくとも１つに基づいて前記流体ポンプの前記電動モータへの電力入力を調整するように構成される、制御モジュールと、をさらに備える、請求項１９に記載の装置。
28. いかなる外部器具も用いることなく独立型分子診断試験デバイスを使用して標的核酸を検出する方法であって、前記独立型分子診断試験デバイスは、増幅モジュール、検出モジュール及び制御モジュールを含み、前記増幅モジュール、前記検出モジュール及び前記制御モジュールの各々は筐体内に内蔵され、前記方法は、
    前記増幅モジュールの加熱器の第１加熱部分を加熱して前記増幅モジュールの反応体積の第１部分内に第１温度ゾーンを生成し、かつ、前記加熱器の第２加熱部分を加熱して前記反応体積の第２部分内に第２温度ゾーンを生成するステップと、
    入力試料が少なくとも３０回の熱循環を通じて熱循環させられて前記入力試料内の前記標的核酸を増幅し、標的アンプリコンを含む出力溶液を生成するように、前記反応体積内に前記入力試料の流れを生成するステップと、
    前記制御モジュールを介して、前記反応体積を通じた前記入力試料の流れを制御して、少なくとも０．２μｌ／秒の前記入力試料の流量を生成するステップと、
    前記検出モジュールに前記出力溶液を運搬するステップであって、前記検出モジュールは、前記出力溶液内の前記標的アンプリコンの存在を示す信号を生成するように配合された試薬を含み、前記検出モジュールは、前記標的アンプリコンを捕捉して前記信号を生成する検出表面を含む、ステップと、
    前記信号が読み取られた後に前記独立型分子診断試験デバイスを廃棄するステップと、を含む方法。
29. 前記信号は、前記出力溶液内の前記標的アンプリコンの存在を示す色によって特徴付けられる可視信号である、請求項２８に記載の方法。
30. 前記検出モジュールに運搬された前記出力溶液の量は少なくとも約７５μｌである、請求項２８に記載の方法。
31. 前記反応体積内の前記入力試料の流れを生成するステップは、１０分未満、前記入力試料を熱循環する方法で実行される、請求項３０に記載の方法。
32. 前記流れを生成するステップは、前記筐体内に、前記入力試料の流れを生成するための力を生成するように流体ポンプを作動させるステップを含む、請求項２８に記載の方法。
33. 前記流体ポンプは、バレルと、前記バレル内に移動可能に配置された部分を有するプランジャと、を含み、前記バレルは、前記バレル内の前記プランジャの部分の移動が前記反応体積内に前記入力試料の流れを生成するように前記反応体積と流体連通する、請求項３２に記載の方法。
34. 筐体と、
    前記筐体内に不可逆的に連結された増幅モジュールであって、前記増幅モジュールは、流動部材及び加熱器を含み、前記流動部材は、入力試料を受容するように構成された反応体積を規定し、前記加熱器は、前記流動部材に連結され、前記反応体積内に熱エネルギーを伝達して前記入力試料内で核酸を増幅させて、標的アンプリコンを含む増幅された出力を生成するように構成される、増幅モジュールと、
    前記筐体内に配置された試薬モジュールであって、試薬を含む試薬モジュールと、
    前記増幅モジュールの前記反応体積及び前記試薬モジュールに流体連通する検出チャネルを規定する検出モジュールであって、前記検出モジュールは、前記検出チャンネル内に検出表面を含み、前記検出表面は、増幅された前記出力が第１時間に前記検出表面を横切って流れる時に前記標的アンプリコンを保持するように構成され、前記試薬は、前記試薬が第２時間に前記検出表面を横切って流れた後に前記標的アンプリコンに関連した信号の生成を引き起こすために配合される、検出モジュールと、
    前記筐体内に配置された流体ポンプであって、前記流体ポンプは、第１方向と、前記第１方向と異なる第２方向と、に移動するように構成された可動部材を含み、前記第１方向の前記可動部材の移動は、前記検出チャネル内に増幅された前記出力の流れを生成し、前記第２方向の前記可動部材の移動は、前記検出チャネル内に前記試薬の流れを生成する、流体ポンプと、
    前記可動部材の移動を制御するように構成されたプロセッサを含む、前記筐体内の制御モジュールと、を備える装置。
35. 前記加熱器の第１加熱部分が前記反応体積の第１部分内に第１温度ゾーンを生成することができ、前記加熱器の第２加熱部分が、前記反応体積の第２部分内に第２温度ゾーンを生成することができるように、前記加熱器が前記流動部材に連結されており、前記第１温度ゾーン及び前記第２温度ゾーンは、前記反応体積内の前記入力試料が熱循環させられることが可能であるように維持される、請求項３４に記載の装置。
36. 前記反応体積が蛇行流路であり、
    前記第１加熱部分が、開口部によって前記第２加熱部分から分離されている、請求項３５に記載の装置。
37. 前記加熱器の第１加熱部分が第１温度ゾーン内の複数の第１位置で前記反応体積に交差し、かつ、前記加熱器の第２加熱部分が第２温度ゾーン内の複数の第２位置で前記反応体積に交差するように、前記加熱器が前記流動部材に連結され、前記第１温度ゾーンは、第１温度に維持されるように構成され、前記入力試料の流れが前記反応体積内に生成された時に前記増幅モジュールが前記入力試料にポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を行うように、前記第２温度ゾーンは、前記第１温度とは異なる第２温度に維持されるように構成される、請求項３４に記載の装置。