JP2019109090A - イムノクロマト検査用デバイス - Google Patents
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Abstract
Description
前記検出窓から露出する前記試験片の部分を支持する支持台の幅が前記試験片の幅より狭いイムノクロマトグラフィー用検査デバイス。
[2]前記検出窓から露出する前記試験片の部分を支持する支持台の幅が前記試験片の幅より0.5mm〜3.0mm狭いことを特徴とする〔1〕に記載のイムノクロマトグラフィー用検査デバイス。
[3]前記検出窓から露出する前記試験片の部分を支持する支持台の幅が前記検出窓の幅よりも狭いことを特徴とする[1]または[2]に記載のイムノクロマトグラフィー用検査デバイス。
[4]前記検出窓から露出する前記試験片の部分を支持する支持台の少なくとも一つの支持台の前記下部ハウジングからの高さが0.4mm以上である、[1]〜[3]のいずれか一項に記載のイムノクロマトグラフィー用検査デバイス。
[5]前記検出窓から露出する前記試験片の部分を支持する支持台の形状が、面状体である請求項[1]〜[4]のいずれか一項に記載のイムノクロマトグラフィー用検査デバイス。
[6]前記検出窓から露出する前記試験片の部分を支持する支持台の面積が、検出窓から露出する試験片面積の50%以上である[1]〜[5]のいずれか一項に記載のイムノクロマトグラフィー用検査デバイス。
<本発明デバイス>
本発明デバイスは、イノムクロマト用試験片150(以下、単に「試験片」ということがある。)と、該試験片を所定の位置に搭載する下部ハウジング100と、該試験片を搭載した下部ハウジングを覆う上部ハウジング200とからなる。図1(A)は下部ハウジングの上面図、図1(B)は下部ハウジングの破線A−A’の断面図、図1(C)は下部ハウジングの側面図、図2(A)は上部ハウジングの上面図、図2(B)は上部ハウジングの裏面を示す図、図2(C)は上部ハウジングの破線C−C’の側方断面図をそれぞれ示す。
図3にインフルエンザ判定用のイムノクロマト用試験片の例を示した。患者検体を希釈した検体液(ここではA型インフルエンザ由来の抗原308を含む場合)が試験片のサンプルパッド301に滴下されると、検体液は金コロイド標識抗体309が含浸したコンジュゲートパッド302に浸透し、金コロイド標識抗体309と抗原(アナライト)308が結合し、複合体を構成する。続いて複合体は溶液とともにニトロセルロース等からなるメンブレン303に到達し、メンブレン上では矢印方向(展開方向)に毛細管現象で展開される。図3(A)では液体の流れは401で示されている。続いて、抗原308はテストライン1(TL1)305、テストライン2(TL2)306の固相化抗体である補足抗体310、311のいずれかと結合する。補足抗体310はA型インフルエンザウイルスに特異性を持ち、補足抗体311はB型インフルエンザウイルスに特異性を持つため、抗原308がA型インフルエンザウイルス由来であれば補足抗体310と結合して、TL1 305が呈色を示す。さらに未反応の標識抗体はコントロールライン(CL)307に到達し、標識抗体に特異性を持つ固相化抗体312に結合し呈色するため、展開状態を把握することができる。さらに検体液は吸収パッド304に吸収される。
本発明のイムノクロマト用デバイスは、下部ハウジングと、上記イムノクロマトグラフ用試験片が、下部ハウジング100に搭載され、さらに試験片150が搭載された状態で試験片を覆うように配置される上部ハウジング200との複合体からなり、上部ハウジングの上面212には試験片のサンプルパッドに検体液を導入するための滴下孔202と、テストライン305、306およびコントロールライン307の呈色状態を肉眼または光学的に検出するための検出窓205を有する。
また、滴下孔の周囲には傾斜を有する窓枠が設けられ、その窓枠形状は丸みを帯びた半円形であると滴下操作がしやすいため好ましい。図2(A)では傾斜面203と204により展開方向の上流側に半円形の窓枠が構成されている。滴下孔の四角形状と窓枠の丸みを帯びた半円形状の採用により、検体液を滴下しやすく、かつ、試験片上での均一な展開が可能となる。
また、滴下孔202の周囲の窓枠の長手方向(デバイスにおける長手方向)の傾斜面は、検体液導入のハンドリングの観点から緩やかな傾斜の斜面203と、傾斜部から滴下孔へ確実に検体液が導入されるように急な傾斜の斜面204とを有することが望ましい。緩やかな傾斜としては、上部ハウジングの上面212に対して15度〜45度の範囲の斜面が望ましく、急な傾斜としては、上部ハウジングの上面212に対して45度〜90度の範囲の斜面が望ましい。傾斜の角度は、前述の範囲が好ましいが、さらに緩やかな角度から最終的にそれらの角度になるように複数の傾斜を断続的にあるいは継続的に有しても良い。このように、滴下孔への導入部の傾斜をデバイスの長手方向に対して非対称にすることによって滴下操作のハンドリングと検体液の適切な導入の両者が実現できる。すなわち、緩やかな斜面により検体液をスポイトやピペットなどから導入する際に試験片への滴下を確認できるため操作しやすく、また、急な斜面により検体液が落下して試験片に導入されやすい。
また、検体液がサンプルパッド301に導入されやすいように試験片150と滴下孔202の底部231の間隔は0〜0.8mmになるようにすると特に都合が良い。
また、検出窓205の周囲の傾斜面206,207は、緩やかな傾斜の斜面とするのが都合よく、ハウジングの上面に対して30度〜60度が好ましい。
検出窓の開口部の長さが試験片150の幅と同程度の場合、傾斜面(例えば、斜面207)の角度は40度〜50度あれば、外部から試験片を肉眼または光学的に検出する際に上部ハウジングの影がメンブレンに落ちないようにすることが可能になる。同様に、開口部の長さが試験片の幅の2倍以上の場合は、傾斜面(例えば、斜面206)の角度は30度〜60度とするのが好ましい。これらの角度は、さらに緩やかな角度から最終的にそれらの角度になるように複数の傾斜を持っても良い。特に、光学的に検出する際には斜めからの光照射を余儀なくされるため影が出来にくい当該構成はよりいっそう重要である。
また、上部ハウジングの影が試験片150にできないようにするために、試験片150と検出窓205の底部232の間隔は0〜2.0mm、好ましくは0〜0.5mmになるようにすると特に都合が良い。ただし、底部232と下部ハウジングの支持台110とで試験片を挟みこむようになる場合は、押圧を掛けないように底部が試験片に接触しないようにすると検体液の試験片上での展開に影響を与えることが無いので好ましい。また、検出窓205の表面を透明なプラスチックなどで覆い空気中に非解放の窓とすることもできる。これによって各ラインへの外界への影響を少なくすることができる。
また、本実施例のハウジングは射出成形やバルク部材からの切削によって形成することができる。さらに、各構成部材を異なる材質から構成される場合は、一体成形によって形成することができる。なお、本実施例では1つの試験片を搭載する例を示したが、複数の試験片を試験片の幅方向に配置されるように構成しても良い。
<下部ハウジング>
下部ハウジング100は試験片150を保持するための構成を有する。
1. 規制壁
規制壁103〜107は下部ハウジング100上に配置される試験片150の、下部ハウジング100の上面120での面内の移動を規制する機能を有する。規制壁は少なくとも試験片の長手方向の前後方向に一箇所ずつ配置されればよい(規制壁106、107)。また、試験片の幅方向に関しては、試験片の側面に少なくとも一箇所対で配置されればよく、図1では長手方向に3対配置した例が示されている(規制壁103,104、105)。
本実施例における規制壁の起立構造のバリエーションを図4(A)のB−B’破線位置における垂直断面図として図4(B)〜図4(F)に示す。これらの図では規制壁104の頂部はいずれも基部に比べて挿入される試験片から離れるようになっており、試験片を規制壁間に挿入しやすいように構成されている。(B)は、規制壁104の断面形状が二等辺三角形であり、(C)は、外側を直角とする垂直三角形であり、(D)は(B)の先端部分がさらに細くなった例であり、(E)は基部から先端まで同じ厚みであって、先端部が外側に折れ曲がっている例である。
(F)は、試験片150が位置づけられる高さの直上に突起113が設けられ、試験片が正常な位置から外れることを防止している。(F)の図では113は突起物であるが、同一の高さに突出した凸上の線状体としても良い。
ここでは、規制壁104を例に示したが、他の規制壁も同様の構成とすることができる。規制壁は下部ハウジングと同一の材料によって射出成形するのが好ましいが例えば、アルミニウムなどの金属板からなる板状の規制壁を下部ハウジングの樹脂と一体成形により形成することもできる。この場合は、規制壁の形状を変形させて試験片を挿入し、その後、また元の形状に変形させることによっても試験片の挿入・保持ができる。
支持台108〜111は試験片を下部ハウジング本体101の上面から離間させて支持する役割を有する。これによって、サンプルパッドから漏れ出て、本来の試験片の展開ルートから外れた検体液が下部ハウジング本体の上面を伝って再度、試験片に到達することを防止することができる。その結果、誤判定のリスクを低減することができる。支持台は少なくとも滴下孔の下部、テストラインやコントロールラインの下部、試験片の展開方向末端(吸水パッド)の下部の3箇所を支持する要素を持つのが好ましい。支持台積載面の下部ハウジング上面からの高さは、0.4mm以上、好ましくは0.6mm以上であれば余分の検体液の影響を避けることができる。なお、ハウジングの高さの制約から、支持台の高さは2mm以下であると都合が良い。
また、前記支持台110の高さhは、0.4mm以上、好ましくは0.6mm以上、さらに好ましくは0.8mm以上である。
前記検出窓から露出する試験片の部分を支持する支持台110の形状は、直方体などの面状体のほか、いくつかの線状体あるいは点状体の群で面状体を構成するものであってもよい。このうちでも面状体が好ましい。線状体、点状体の場合の支持台の幅は、線状体、点状体の最も外側の距離が試験片の幅より狭ければよい。面状体の最上面、つまり、試験片と接触する面は滑らかな平面であってもよく、エンボス加工された面であって点接触により試験片を支えるものであってもよい。
前記検出窓から露出する試験片の部分を支持する支持台は、試験片が検体を吸収した場合に重量によってたわまない程度の面積及び間隔で試験片に接触することが望ましい。前記支持台が面状体の場合の支持台の面積は、検出窓部から露出する試験片面積の50%以上であることが望ましく、さらに好ましくは80%以上である。また、支持台が面状体以外の点状体、線状体である場合は、検出窓部から露出する試験片面積に対して、当該試験片面積と支持台との接触面積が50%以上であることが望ましい。
また、支持台109の位置は、支持台108と支持台110の中間よりも支持台110側であると都合が良い。
図2を参照すると、上部ハウジングには試験片150を下部ハウジング側に押圧する凸部209、210が設けられている。
3. 凸部
凸部209と凸部210は試験片150が下部ハウジング100から浮き上がることを防止するとともに、漏れた検体液が上部ハウジング200の内面を伝わって再度コントロールラインより手前で試験片に到達し、検査結果に悪影響を及ぼすことを防止する。
4. 滴下孔
滴下孔202の底部231は、0mm〜1mmの間隔でデバイスに搭載される試験片150の表面に近接するように設計される。試験片150の幅方向の滴下孔の幅は、試験片の幅より3mm程度小さいサイズからほぼ等しいサイズの間で設計されるので、試験片の幅方向に関して均一に検体液が試験片に導入される。試験片の長手方向の滴下窓の幅は、長手方向へ均一に導入されるという観点から2mm〜4mmとして設計されている。
5. 検出窓
検出窓205の底部232は、0mm〜2mmの間隔でデバイスに搭載される試験片150の表面に近接するように設計される。これにより、検出窓205の底部232によって試験片150の浮上りが防止できる。試験片150の幅方向の開口部の幅は、試験片の幅より1.5mm程度小さいサイズから0.5mm程度小さいサイズの間で設計されるので、隙間からごみ等がハウジング内部に入ることが無い。また、支持台110と過剰に重なって試験片に不均一な負荷を与え、判定結果に影響を与えることも無い。
検出窓から露出する試験片部分を支持する支持台110の高さと、検体抽出液(希釈液)の試験片周囲への回り込みとの関係を調べるために次の実験を行った。
1.実験方法
(1)検査用デバイス
検査用デバイスとして本発明の上部ハウジング200と下部ハウジング100と、それらに挿入する試験片150を支持台108〜111に固定したものを用いた。試験片の幅は支持台の幅とほぼ同一とした(図5におけるW1=W2とした)。支持台110の高さ(下部ハウジング101の上面から支持台の積載面の位置までの高さ、図5のh)は0mmから0.9mmまで0.3mm刻みとした。試験片には、抗体を固定化したテストライン位置の裏に検体抽出液の回り込み不良を確認するためにマジックでラインを引いた。
(2)評価方法
本来、本件デバイスに滴下する検体量としては検体抽出液3滴(80〜120μl)を用いるところ、5滴の生理食塩水を滴下孔より滴下し、検査時と同様の操作を行い、10分放置し、検査用デバイスを開封し試験片を観察し、試験片裏のマジックで書いたラインが滲んでいたものを不合格、滲んでいなかったものを合格とした。
各高さの支持台の検査用デバイスについてそれぞれ3回実験を繰り返した。
結果を表1に示す。本結果より、検出窓から露出する試験片部分を支持する支持台の高さ(支持台の試験片積載面の下部ハウジング上面からの高さ)が0.3mmより高く、さらに好ましくは0.4mm以上、いっそう好ましくは0.6mm以上であることがわかった。このような高さであれば、下部ハウジング上面を伝わって流れる余分の検体液の影響を避けることができるからである。なお、ハウジングの高さの制約から、支持台の高さの上限は2mm以下であると都合が良い。本実験では生理食塩水を用いたが他の抽出液を使っても同様の結果が得られた。
検出窓から露出する試験片部分を支持する支持台110の高さと検体抽出液(希釈液)の試験片周囲への回り込みとの関係を調べるために次の実験を行った。評価実験1との違いは前記支持台110の幅を試験片より小さくして行った点である。
1.実験方法
(1)検査用デバイス
検査用デバイスとして本発明の上部ハウジングと下部ハウジングと、それらに挿入する試験片として、支持台110の幅は、試験片の両端より1mmずつ短くなるように設定した。つまり、図5においてW1=W2+2(mm)、a=1(mm)とした。支持台110の高さ(下部ハウジング101の上面から支持台の積載面の位置までの高さ図5のh)を0mmから1.2mmまで0.2mm刻みとした。
(2)評価方法
本来、本件デバイスに滴下する検体量としては検体抽出液3滴(80〜120μl)を用いるところ、5滴の生理食塩水を滴下孔より滴下し、検査時と同様の操作を行い、10分放置し、目視にて検出窓から試験片を観察し、試験片が両端から吸水していたものを不合格、吸水していなかったものを合格とした。各高さの支持台の検査用デバイスについてそれぞれ10回実験を繰り返した。
結果を表2に示す。本結果より、検出窓から露出する試験片部分を支持する支持台の高さ(支持台の下部ハウジング上面からの高さ)が0.4mm以上であればよく、好ましくは0.6mm以上、さらに好ましくは0.8mm以上であることがわかった。このような高さであれば、余分の検体液の影響を避けることができた。なお、ハウジングの高さの制約から、支持台の高さの上限は2mm以下であると都合が良い。本実験では生理食塩水を用いたが他の抽出液を使っても同様の結果が得られた。
検出窓部から露出する試験片部分を支持する支持台110の高さと試験片の幅との関係を調べるために次の実験を行った。
1.実験方法
(1)検査用デバイス
検査用デバイスとして本発明の上部ハウジングと下部ハウジングと通常の検査に用いられる試験片を用いた。支持台110の高さ(図5のh)を0.6mmとし、支持台から試験片の張出長さ(支持台110の幅方向の端部から試験片の幅方向の端部までの距離、図5のa)を0mmから1.5mmまでのものを0.25mm刻みで作成した。
(2)評価方法
本来、本件デバイスに滴下する検体としては通常の検査に用いられる検体抽出液3滴(80〜120μl)を検査に用いるところ、5滴の生理食塩水を滴下孔より滴下し、検査時と同様の操作を行い10分放置し、目視にて検出窓から試験片を観察し、コントロールラインの位置に生理食塩水が到達した際のコントロールライン(CL)と、生理食塩水の到達が遅かった部位(DL)との距離(図6のL)が3mm以上開いていたものを不合格、3mm未満だったものを合格とした。それぞれ10回実験を繰り返し、不合格の件数を以下に示した。
結果を表1に示す。「不合格」のうち、その原因について、試験片の両端がハウジングでつぶされるなどの原因により試験紙の幅方向の両端の展開速度が遅かったものを「干渉による展開不良」、試験片の片側がハウジングの底に接触し、検体液が入ってしまうなどの原因により両端に展開不良が固まっていなかったものを試験紙の「脇ダレ、浮上による展開不良」として評価した。
本結果より、張出長さaの最適値は、0.25mmから1.5mm、好ましくは0.5mmから1.2mm、さらに好ましくは0.5mmから1.0mmと判定した。したがって、検出窓部から露出する試験片部分を支持する支持台の幅は、試験片より0.5mmから3.0mm狭いことが好ましく、さらに好ましくは1.0mmから2.4mm、さらに好ましくは1.0mmから2.0mmである。支持台の高さが0.4mm〜1.2mmでも同様の傾向がみられた。
図7に余剰の検体液の流れをコントロールするための追加の凸部を設けた本発明の変形例のデバイスの構成を示した。
(A)に下部ハウジング100に追加の凸部114と凸部115を、(B)には上部ハウジング200に追加の凸部215を設けた例を示す。凸部114、115、215はいずれもサンプルパッドから漏れた検体液が試験片に接触することを避けるための導液構造である。これらの補助的な規制構造の高さは、支持台や凸部209、210の高さよりも低く、これらが直接試験片に接触することは無い。下部ハウジング100における凸部114は特に検体液のたまり得るエリアaからの漏れ液が検体の展開方向へ伝わることを防止し、凸部115は滴下された検体液の漏れ液が判定領域(テストラインやコントロールラインの含まれる領域)近傍に接近することを防止する。上部ハウジング100における凸部215は、滴下窓から上部ハウジングの内面を伝わって漏れ出た検体液がさらに展開方向へ伝わることを防止する。
図8に試験片150をデバイスの高さ方向に規制する追加の凸部701、702を設けた本発明の変形例のデバイスの構成を示した。
追加の凸部701は試験片150の下面と接触し、余分の検体液をエリアaに導く機能を有している。追加の凸部702は上部ハウジングの内面から試験片150に向けて突出した凸部で試験片150の展開方向の逆の端部を下部ハウジングに向けて付勢する。
これによって余分な検体液がエリアaへ導かれる。703は検出窓の開口の長手方向のサンプルパッド側に位置する底部であって、わずかに試験片に接触することによって、試験片の浮上りを防止し、検体液の幅方向の整流作用をもたらす。704は検出窓の開口の長手方向の吸収パッド側に位置する底部であって、わずかに試験片に接触することによって、検体液の逆流を防止する。なお、この場合でも検出窓の開口の幅方向の底部は試験片に接触しない状態で構成されると都合が良い。
101 下部ハウジング本体
102 固定突起
103〜107 第1〜5の規制壁
108〜111 支持台
112 凸部
114〜115 追加の凸部
130 保水凹部
150 イノムクロマト用試験片
200 上部ハウジング
201 上部ハウジング本体
202 検体液滴下用の滴下孔
203〜204 傾斜面
205 検出窓
206〜207 傾斜面
208 穴部
209 凸部
210 凹部
215 追加の凸部
231 滴下孔の底部
232 検出窓の底部
301 サンプルパッド
302 コンジュゲートパッド
303 メンブレン
304 吸収パッド
305 テストライン1
306 テストライン2
307 コントロールライン
308 A型インフルエンザ由来の抗原
309 金コロイド標識抗体
310、311 補足抗体
312 固相化抗体
701〜702 追加の凸部
703〜704 検出窓の底部
Claims (6)
- 試験片と、前記試験片を支持する複数の支持台を有する下部ハウジングと、前記試験片に試料を滴下するための滴下孔を有し、かつ、前記滴下孔から導入された試料が前記試験片上で展開する方向に検出窓を有する上部ハウジングとからなるイムノクロマトグラフィー用検査デバイスであって、
前記検出窓から露出する前記試験片の部分を支持する支持台の幅が前記試験片の幅より狭いイムノクロマトグラフィー用検査デバイス。 - 前記検出窓から露出する前記試験片の部分を支持する支持台の幅が前記試験片の幅より0.5mm〜3.0mm狭いことを特徴とする請求項1に記載のイムノクロマトグラフィー用検査デバイス。
- 前記検出窓から露出する前記試験片の部分を支持する支持台の幅が前記検出窓の幅よりも狭いことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のイムノクロマトグラフィー用検査デバイス。
- 前記検出窓から露出する前記試験片の部分を支持する支持台の少なくとも一つの支持台の前記下部ハウジングからの高さが0.4mm以上である、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のイムノクロマトグラフィー用検査デバイス。
- 前記検出窓から露出する前記試験片の部分を支持する支持台の形状が、面状体である請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のイムノクロマトグラフィー用検査デバイス。
- 前記検出窓から露出する前記試験片の部分を支持する支持台の面積が、検出窓から露出する試験片面積の50%以上である請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載のイムノクロマトグラフィー用検査デバイス。
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