JP2023510552A - ブロッキングチャンバおよび検出チャンバを有する遠心マイクロ流体デバイス - Google Patents

Abstract

流体試料中の標的分子を検出するための流体デバイスは、ブロッキング－検出チャンバ対を形成するところの、検出チャンバと流体連通しているブロッキングチャンバを含む。ブロッキングチャンバには、試料中の非標的分子を結合させるための少なくとも１つの試薬が提供され、ブロッキングチャンバは、ブロッキングチャンバ内に結合された非標的分子の少なくとも一部を維持するように適合されている。検出チャンバは、標的分子が検出され得るように標的分子を結合させるための少なくとも１つの試薬を含む。当該デバイスは、標的分子および非標的分子の組み合わせが検出剤と結合することによって検出され得るように、標的分子および非標的分子の両方を結合させるための少なくとも１つの試薬を受容するように適合された組み合わせ検出チャンバを含む。【選択図】図１

Description

本開示は、遠心マイクロ流体デバイスに関する。特に、ブロッキングおよび検出チャンバと、組み合わせ検出チャンバとを含む遠心マイクロ流体デバイス、並びに、流体試料中の標的分子を検出するための方法に関する。

マイクロ流体デバイスは、ナノリットルからマイクロリットルの範囲の液体を処理およびハンドリングするためのものである。マイクロ流体デバイスは、液体を受容および処理、維持、および／または保持するための流体チャンバと、デバイス全体にわたる液体の送達およびルーティングのためのチャネルとを含む。遠心マイクロ流体デバイスは、デバイスを通して流体を圧送するために遠心力が使用されるタイプのマイクロ流体デバイスである。

遠心マイクロ流体デバイスは、デバイス内の液体に対して遠心力が作用するように回転する。遠心マイクロ流体デバイスに典型的なのは、通常、急激に幅が広がるなどチャネル形状を変化させる領域に、流体シールまたはクロージャと呼ばれることもある毛細管ストップを形成するために、チャネルまたはチャンバ内の液体の表面張力を使用する、受動バルブである。デバイスは、このような毛細管ストップを破壊するのに十分な遠心力を生成するために、デバイス内の流体の流れをシーケンスし、時間制御することができるような方法で、回転する。

デバイスが回転していないときのマイクロ流体デバイスを通る流体の流れは、異なる方法で達成される。毛細管現象に基づいてプライミングするサイフォンは、このような方法の１つである。しかしながら、このようなサイフォンは、単独では十分に信頼性が高くないか、または効率的ではない場合がある。これは、流体の表面張力が変化し、サイフォン内の毛細管の吸い上げ速度に影響を及ぼすときに、特にそうである。受動型サイフォン内の流体の流れのための改善されたデバイスおよび技術が有利であろう。

遠心マイクロ流体学は、ライフサイエンス、特に研究室ベースの分析および診断に、とりわけ利用されている。ピペット操作、混合、測定、アリコート、および遠心分離などの操作は、遠心マイクロ流体学を介して自動化することが可能であるため、伝統的で高額な分析装置のない小規模または遠隔地の研究室など、このような操作を制御することが困難であり得る環境では、これは特に適切である。

このような分析／診断プロセスにおいては、試料中の標的分子の検出に遠心マイクロ流体デバイスを使用することができる。標的分子の検出における一般的な問題は、検出分子と非標的分子との非特異的結合である。非標的分子のブロッキングは、この問題に対する１つの解決策である。しかしながら、非標的分子の濃度に対するブロッキング剤の濃度は、正確に制御される必要がある。ブロックすべき物質に対するブロッカー（ブロッキング剤）の量は、いかなる飽和効果も回避するために、正確に制御されなければならない。ブロックすべき分子の濃度に対して多すぎるブロッキング剤の提供は、ブロッキング剤の可溶性複合体がそれ自体に結合し、ブロックすべき分子と十分に結合しなくなる可能性がある。ブロッキング剤が少なすぎると、ブロッキングが不十分となり、検出プロセスを妨害しかねない非標的分子がより多く存在することになることは明らかである。これは、抗体に対する抗原の割合を３つのゾーン、すなわち豊富な抗原があるプロゾーン、最大沈殿が存在する等量ゾーン、および豊富な抗体があるポストゾーンに分割できる、免疫学において既知の概念である、沈降曲線に関する。この概念は、従来、抗原－抗体濃度に関して記載されているが、抗体－抗体免疫沈降でも同様に関連する。非標的分子の濃度は試料中で事前に知られていない場合があるため、非標的分子のブロッキングおよび沈殿物のハンドリングを改善するためのプロセスおよびデバイスが有利（有益）であろう。

（国際調査報告を参照）

したがって、本発明は、好ましくは、ブロッキング－検出チャンバ対を形成する検出チャンバと流体連通しているブロッキングチャンバを含む流体試料中の標的分子を検出するための流体デバイスであって、ブロッキングチャンバは、試料中の非標的分子を結合させるための少なくとも１つの試薬を受容するように適合され、ブロッキングチャンバは、ブロッキングチャンバ内に結合された非標的分子の少なくとも一部を維持するように適合され、検出チャンバは、標的分子が検出剤と結合することによって検出され得るように標的分子を結合させるための少なくとも１つの試薬を受容するように適合されている、流体デバイスを提供することによって、上記で特定された当該技術分野の欠陥および欠点のうちの１つ以上を、単独でまたは任意の組み合わせで緩和、軽減、または排除しようとし、少なくとも上述の問題を解決する。当該デバイスは（更に）、流体試料の第２の部分を受容するための組み合わせ検出チャンバであって、組み合わせ検出チャンバは、標的分子および非標的分子の組み合わせが検出剤と結合することによって検出され得るように、標的分子および非標的分子の両方を結合させるための少なくとも１つの試薬を受容するように適合されている、組み合わせ検出チャンバを更に含む。

流体試料中の標的分子を検出する方法も提供される。

試料中の標的分子の総量を検出するための方法が提供される。

生体試料中のバイオマーカを検出するためのデバイスおよび特許請求された方法の使用も提供される。

さらなる有利な実施形態は、添付の従属請求項に開示されている。

本発明が可能なこれらの及び他の態様、特徴、および利点は、以下の添付図面を参照してなされる本発明の実施形態の以下の説明から明瞭かつ明白となるだろう。

一態様によるマイクロ流体デバイスの概略上面図である。 サイフォンに接続されたチャンバの詳細図を示す、一態様によるマイクロ流体デバイスの概略上面図である。この詳細図は、図１の点線によって囲まれた詳細Ａ（ＤＥＴＡＩＬ Ａ）領域のものである。 複数のブロッキング－検出チャンバ対を含む部分の詳細を示す、一態様によるマイクロ流体デバイスの概略上面図である。この詳細図は、図１の点線によって囲まれた詳細Ｂ（ＤＥＴＡＩＬ Ｂ）領域のものである。 番号が付されていない流体ハンドリング特徴部に対する内側および外側の（各）径方向縁部を示す、一態様によるマイクロ流体デバイスの概略上面図である。

図１～図２および図４は、内側径方向縁部１０および外側径方向縁部１１（図４に示される内側および外側縁部）を有する遠心マイクロ流体デバイス１を示す。マイクロ流体デバイス１のチャネルおよびチャンバ内に流体を能動的に流すために、デバイスは一般に回転される。マイクロ流体デバイス１は、図４に示されるような中心回転軸Ｘａの周りで回転する。中心回転軸Ｘａは、マイクロ流体デバイス内の流体流の平面に対して垂直である。使用時にデバイス１が回転するとき、デバイス１は、径方向内側縁部１０および径方向外側縁部１１を含むと見なされ得る。径方向内側縁部１０により近いデバイスの部分または特徴部は、径方向内側の部分または特徴部と見なされる。径方向外側縁部１１により近いデバイスの部分または特徴部は、径方向外側の部分または特徴部と見なされる。径方向外側特徴部は、外側径方向縁部１１の近位にあり、内側径方向縁部１０の遠位にある。径方向内側特徴部は、径方向内側縁部１０の近位にあり、径方向外側縁部１１の遠位にある。径方向内側縁部１０は、中心回転軸Ｘａの近位にある。径方向外側縁部１１は、中心回転軸の遠位にある。ある要素または特徴部が第２の要素の径方向内側、または内部にあると記載される場合、これは、第１の要素の位置が第２の要素に対して内側縁部１０の近位にあることを指す。ある要素または特徴部が第２の要素の径方向外側、または外向きにあると記載される場合、これは、第１の要素の位置が第２の要素に対して外側縁部１１の近位にあることを指す。

デバイス１が回転しないとき、デバイス内の流体は静止するか、または毛細管力などの遠心力以外の力によって流れる。

マイクロ流体デバイス１は、試料を受容するための試料装填チャンバ１００を含む。試料装填チャンバは、試料がチャンバ１００に送達され得る試料送達ポート１０１を含む。試料送達ポート１０１は、大気に開放されていてもよい。一般に、試料は生体物質を含む。試料は、全血、血清、血漿、唾液、尿、またはこれらの組み合わせを含み得る。試料は、当該技術分野において既知の緩衝液または試薬と混合されてもよい。試料装填チャンバ１００は、約７５μＬなど、約１０から１００μＬの容積を有し得る。

試料装填チャンバ１００は、デバイス１の下流の特徴部に送達可能な試料の堆積を画定するための計量チャンバ２００に流体接続されている。計量チャンバ２００は、試料装填チャンバ１００の容積よりも小さい容積を有する。計量チャンバ２００は、一般に試料装填チャンバ１００に装填される試料の体積よりも小さい容積を有する。計量チャンバ２００は、デバイスに供給される試料の総体積未満の流体の体積を計量するためのものであり、計量された体積は下流で使用されるためのものである。流体は、第１のチャンバの出口１０２に形成された毛細管ストップが破壊されて流体が計量チャンバ２００に流入するように、設定周波数でのマイクロ流体デバイスの回転を介して試料装填チャンバ１００から計量チャンバ２００に移送される。流体は、試料装填チャンバ１００を計量チャンバ２００に接続する装填チャネル１０３を通って流れる。計量チャンバ２００は、装填チャネル１０３を介して試料を受容するための第１の開口部２１０を有する。装填チャネル１０３は、計量チャンバ２００の第１の開口部２１０から計量チャンバ２００の径方向内向きに延在する。理解されるように、固有の回転周波数および持続時間は、チャネルおよびチャンバの寸法に依存する。図１に示されるようなマイクロ流体デバイスは、流体を計量チャンバ２００まで作動／変位させるために、約４０Ｈｚなど、約１～１００Ｈｚの周波数で回転し得る。

計量チャンバ２００は、計量チャンバ２００内に受容され得る試料の体積を超えて試料装填チャンバ１００に供給される試料の体積を受容するオーバーフローチャンバ３００に流体接続され得る。オーバーフローチャンバ３００は、計量チャンバ２００の径方向内側部分２０１に設けられたオーバーフローチャネル３０１を介して、計量チャンバ２００に隣接し、接続されてもよい。オーバーフローチャネル３０１は、流体が試料装填チャンバ１００から計量チャンバ２００を満たしているときに過剰な流体が計量チャンバ２００からオーバーフローチャンバ３００に容易に流得るように、流体抵抗が比較的低いチャネルである。計量チャンバ２００からオーバーフローチャネル３０１への入口３０２は、計量チャンバ２００の径方向内側部分２０１に設けられる。オーバーフローチャンバ３００におけるオーバーフローチャネル３０１の出口３０３は、オーバーフローチャンバ３００の径方向内側部分３０４に設けられる。オーバーフローチャネル３０１への入口３０２は、試料装填チャンバ１００から計量チャンバ２００への入口１０２と実質的に隣接していてもよい。オーバーフローチャネル３０１の一部は、流体が静止しており流れていないときにオーバーフローチャンバ３００および計量チャンバ２００内の流体の体積が分離されるように、計量チャンバ２００で予想されるメニスカスに対して径方向内側にある。すなわち、計量チャンバ２００内の第１の体積、およびオーバーフローチャンバ３００内の過剰分の、２つの別個の流体の体積がある。２つの別個の流体の体積は、図１及び図２に示されており、計量チャンバ２００およびオーバーフローチャンバ３００内の破線は、２つの別個の流体の体積のメニスカスを表す。

計量チャンバ２００は、大気への通気口３０７に接続して設けられてもよい。大気への通気口３０７は、オーバーフローチャンバ３００および計量チャンバ２００に接続していてもよい。計量チャンバ２００は、試料送達ポート１０１に試料が供給されるとデバイス１が実質的に封止されるように、通気されなくてもよい。このような配置では、チャネルは、計量チャンバ２００および／またはオーバーフローチャンバ３００から試料装填チャンバ１００まで設けられてもよい。

計量チャンバ２００は、ペレットチャンバ４００接続して設けられてもよい。ペレットチャンバ４００は、計量チャンバ２００の径方向最外部分に接続して設けられてもよい。試料が全血を含む希釈試料など、全血を含む場合、血液分画が起こり得、赤血球（ＲＢＣ）が計量チャンバ２００内の血漿または希釈試料媒体から分離し始める可能性がある。ペレットチャンバ４００は、分画チャネル４０１を介して計量チャンバ２００に接続されてもよい。計量チャンバ２００は、ペレットチャンバ４００を形成する径方向外向き部分を含んでもよい。すなわち、ペレットチャンバ４００は、計量チャンバ２００とは別個のチャンバである必要はないが、例えばＲＢＣを捕集するための計量チャンバの領域であってもよい。計量チャンバ２００からペレットチャンバ４００にＲＢＣを移送するために、マイクロ流体デバイス１はペレットチャンバ４００の分画チャネル４０１の出口４０２にある流体クロージャを開放させる周波数で回転する。ペレットチャンバ４００は、通気口に接続して設けられてもよい。通気口は、チャンバ４００が満たされるとペレットチャンバ４００内の空気が出ることを可能にする。計量チャンバ２００の径方向最外縁部２０３を画定する径方向最外壁２０３は、計量チャンバ２００の分画チャネル４０１への入口４０３に向かって壁が狭く漏斗形になるように配置されてもよい。

より少ない割合の任意の沈殿物を含む流体試料の計量された体積は、計量チャンバの径方向外側部分２０２に設けられたサイフォン５００を介して計量チャンバ２００を出ることができる。サイフォンは、遠心マイクロ流体学において知られており、マイクロ流体デバイスが閾値周波数未満で回転するときに流体が流れることを可能にする受動バルブである。サイフォン５００は、少なくとも２つの部分、すなわち計量チャンバ２００の入口５１０から頂部５０２までの第１の部分５０１を含み、第１の部分５０１は、デバイス上の径方向外側位置から径方向内側位置へ内側に向けられる。第１の部分５０１は、デバイス１が回転するときに生成される遠心力とは反対方向の流体流のためのものである。サイフォン５００は、頂部５０２からマイクロ流体デバイス１上の後続の下流の特徴部までの第２の部分５０３を含む。後続の特徴部は、計量チャンバ２００においてサイフォン５００への入口５１０の径方向外側にある。第２の部分５０３は、デバイス上の径方向内側位置から径方向外側位置へ外向きに向けられる。サイフォン５００は、頂部５０２の下流の通気口に直接的または間接的に接続され得る。流体は、毛細管圧および静水圧の差によってサイフォン５００を通って流れ、すなわち、流体はサイフォン５００に沿って吸い上げられる。流体がサイフォン５００の第１の部分５０１内にあるか、またはサイフォン５００の第２の部分５０３内にあるが、計量チャンバ２００内のメニスカスの径方向外側にないときには、遠心力を誘発する高ｒｐｍでのデバイス１の回転は、サイフォン内の流体の流れを抑制する。流体がサイフォン５００の頂部を通過し、計量チャンバ２００および／またはチャネル（１０３）内の気液界面の径方向外側になれば、サイフォンは「プライミング」され、流体は計量チャンバ２００から下流に流れることができる。

サイフォン５００のチャネル表面のうちの１つ以上は、親水性となるように処理されてもよい。しかしながら、一般に、製造を簡略化するために、表面は処理されない。流体の表面張力を低下させ、湿潤性を促進するために、界面活性剤または湿潤剤が試料に添加されてもよい。例えば、Ｔｗｅｅｎ（登録商標）２０として市販されているようなポリソルベート型非イオン性界面活性剤が試料に添加されてもよい。サイフォン５００は、サイフォンチャネルと見なされ得る。本明細書で使用される際のサイフォンという用語は、頂部５０２を介して接続された上述のような少なくとも２つの部分５０１、５０３を有するチャネルを指す。

流体がサイフォン５００の頂部５０２を通過し、計量チャンバ２００内の流体レベルの径方向外側になると、サイフォン５００は「プライミングされた(primed)」と見なされ、マイクロ流体デバイス１は、上述のように計量チャンバ２００から後続の特徴部まで流体を流すために回転することができる。

サイフォンの入口５１０は、分画チャネル４０１の入口４０３に対して径方向内側にある。計量チャンバ２００におけるサイフォン５００の入口５１０は、径方向で、ペレットチャンバ４００の入口４０３と、オーバーフローチャネル３０１への入口３０２の径方向外側との間の位置に設けられる。デバイスが別個のペレットチャンバを含まず、むしろ計量チャンバ２００の一部がペレットを捕集するための領域として機能する場合には、サイフォン５００の入口５１０は、ペレットを捕集するための領域の半径方向内側にある。計量チャンバ２００への試料流体の送達中、または分画中、すなわち回転中に、流体が計量チャンバ２００からサイフォン５００に流れないことを保証するために、サイフォンの第１の部分５０１は内側に向けられる。サイフォンは弁として機能するので、流体に対する静水圧を生成するためのデバイス１の回転だけでは、この場合にそうであったかのように、計量チャンバ２００からサイフォン５００内に流体を押し込むことはできず、すると計量チャンバ２００は、試料装填チャンバ１００から計量チャンバ２００への流体移送ステップの間、規定の体積の流体を計量することができなくなる。

上述のように、理想的には、流体試料は、マイクロ流体デバイス１が回転していないか、または遠心力が毛細管の吸い上げ圧よりも小さくなるように十分な低速で回転しているとき、サイフォン５００に沿った毛細管圧により少なくとも部分的に吸い上げるが、場合によっては、流体は、例えば不十分な毛細管圧のため、吸い上げられないことがある。信頼できない、または劣化したサイフォンの弁制の問題は、当該技術分野で認識されている（Ｓｉｅｇｒｉｓｔら、Ｓｅｒｉａｌ ｓｉｐｈｏｎ ｖａｌｖｉｎｇ ｆｏｒ ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ ｐｌａｔｆｏｒｍｓ．Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｓ ａｎｄ Ｎａｎｏｆｌｕｉｄｉｃｓ，２０１０．Ｖｏｌ．９，ｉｓｓｕｅ．１，５５－６３ページ）。例えば、サイフォンの表面に提供される親水化処理は、経時的に劣化して、性能を低下させる可能性がある。この点に関する性能の低下は、例えば、サイフォンに沿った流体の吸い上げがないか、または非常に低速であることを意味する。

吸い上げが行われる速度を改善するために提案された１つの技術は、サイフォンへの入口で流体に作用するオイラー力(Euler forces)の原理を使用する、マイクロ流体デバイスの振動加速または減速であり、場合によっては、流体をサイフォン内に流入させてプライミングすることができる。しかしながら、本発明者らは、これが、遅延を引き起こし、このような振動プロセスの効果を制限する気泡を生成する可能性がある、信頼できないプロセスであることを見出した。

本発明者らは、計量チャンバ２００からサイフォン５００に流体を作動させるための改善された技術が、吸い上げ速度を促進して上昇させるために、２つの別個の追加圧力のうちの少なくとも１つを使用することであると特定した。

１つ目は、計量チャンバ２００からサイフォン５００内に流体を押し込むために計量チャンバ２００の最内部分２０１の液気界面Ｍに形成されたラプラス圧力である。ラプラス圧力は、気液界面生成部分２０４に形成される。計量チャンバ２００からオーバーフローチャンバ３００への入口３０２は、２つの側壁３０５、３０６を有するチャネルによって形成される。２つの側壁３０５、３０６の一方は、チャネル３０１が径方向内向き方向に狭くなるように、他方の側壁３０５、３０６に対して傾斜している。この傾斜した側壁３０５、３０６は、側壁が平行であった場合に形成されるメニスカスに対して大幅に減少した半径を有するように、計量チャンバ２００の最内部分２０１の液気界面ＭにメニスカスＭをもたらす。メニスカスＭは、図２の計量チャンバの破線として見ることができる。液気界面Ｍに形成されたラプラス圧力は、メニスカスの半径に反比例し、すなわち、メニスカスの半径が減少すると、ラプラス圧力が大きくなる。メニスカスの半径は、オーバーフローチャネル３０１の形状およびチャネル３０１の壁３０５、３０６における流体の接触角によって画定される。オーバーフローチャネル３０１の壁３０５、３０６が計量チャンバ２００の内側部分２０１に狭い領域を形成するように側壁３０５、３０６の少なくとも一方を傾斜させることによって、メニスカスＭの半径は、平行な側壁を有するチャネルを有するよりも大幅に減少する。

これにより、流体は、サイフォン５００内でもサイフォン入口５１０でも特徴部の形状を変えずに、サイフォン５００内に流入し、これを通過するように受動的に促される。

図１に見られるように、計量チャンバ２００の最内部分２０１の液気界面Ｍは、装填チャネル１０３内に形成されたいずれの界面とも別個である。傾斜した壁３０５、３０６は、装填チャネル１０３に形成された任意の界面から、計量チャンバ２００の最内部分２０１の液気界面Ｍを分離する。これにより、２つの別個の圧力は、吸い上げ速度を促進および増加させることができる。

第２の追加圧力は、チャネル１０３内の気液界面の静水圧である。すなわち、サイフォン５００内の流体の気液界面の径方向内向きの気液界面である。

第１もしくは第２の追加圧力、または最も好ましくは第１および第２の両方の追加圧力を提供することで、サイフォン５００を通る流体の吸い上げにおいて毛細管圧を支援する。吸い上げ速度のこの上昇は、より迅速な流体ハンドリング作業を可能にする。

マイクロ流体デバイス１は、計量チャンバ２００内の試料に対して作用する遠心力が、試料装填チャンバ１００内への湿潤装填チャネル１０３に沿って、および／またはオーバーフローチャネル３０１の側壁３０５、３０６に沿って、毛細管力によって吸い上げられる流体の傾向に完全に打ち勝つように、低周波数で回転する。

気液界面生成部分２０４は、計量チャンバ２００およびオーバーフローチャンバ３００に関連して上記で説明されたが、気液界面生成部分２０４は、マイクロ流体デバイス１の計量チャンバ２００にも、オーバーフローチャネル３０１およびチャンバ３００にも固有である必要はない。計量チャンバ２００は、サイフォン５００への入口が設けられたチャンバであり得る。気液界面生成部分２０４は、オーバーフローチャネル３０１の一部である必要はない。気液界面生成部分２０４は、サイフォン５００に接続しているチャンバの一部であってもよく、この部分は側壁によって形成されており、側壁のうちの少なくとも１つは、遠心力が流体に印加される方向とは反対方向にその部分が狭くなるように、互いに対して傾斜している。

低周波数は、計量チャンバ２００の分画チャネル４０１への入口４０３において流体シールを破壊または再破壊するために必要な周波数よりも低いが、サイフォン５００内に流体を作動させるには十分である。回転周波数は、例えば約１Ｈｚであってもよい。

サイフォン５００内の気液界面に対するチャネル１０３内の気液界面の静水圧、ならびに低周波数回転と組み合わせて内側メニスカスＭを形成する、気液界面生成部分２０４のオーバーフローチャネル３０１の傾斜側壁３０５、３０６は、これにより、サイフォン５００への物質移動を引き起こす。閾値周波数未満の回転と組み合わせて、部分２０４および／またはチャネル１０３なしに流体試料を吸い上げさせるのと比較して、サイフォン５００に沿って流体が流れる速度は、増加するか、または気液界面生成部分２０４なしである。

上記の配置（構成）では、空気と液体試料との間に３つの別個の界面がある。すなわち、装填チャネル１０３の第１の界面、気液界面生成部分２０４の第２の界面であってＭと呼ばれる形成された界面、およびサイフォンの第３の界面である（図示せず）。

図１、図３～４は、複数の検出チャンバ７００、８００など（各チャンバは分析物を検出するためのもの）、少なくとも１つを含むマイクロ流体デバイス１を示す。各チャンバ７００、８００内で検出される分析物は、異なる分析物であってもよく、または検出チャンバ７００、８００のうちの１つ以上において同じであってもよい。チャンバ７００、８００は、換気されず、各行き止まりチャンバ７００、８００にそれぞれ設けられた単一の入口７０１、８０１から流体が侵入し得る、行き止まりチャンバであってもよいが、必ずしもそうでなくてもよい。検出チャンバ７００、８００の各々には、それぞれのチャンバへの流体試料の送達時に流体試料と混合する試薬が提供され得る。チャンバ７００、８００が換気されない場合には、試料がチャンバ７００、８００およびブロッキングチャンバ９００内に受容可能な期間は、マイクロ流体デバイス１の回転速度を介して制御可能であり、したがって、沈降時間またはペレット化（造粒）時間がより良好に制御可能である。

各検出チャンバ７００、８００は、分析物を検出するために使用することができる。検出チャンバの各々に磁性ナノ粒子が存在してもよい。官能化磁性ナノ粒子を使用する分析物の検出のためのバイオセンサが、欧州特許第３０１４２４５号（Ｂ１）に記載されている。欧州特許第３０１４２４５号（Ｂ１）には、生物活性リガンドで官能化された磁性ナノ粒子が記載されている。複数の検出チャンバ７００、８００の各々は、そこに記載されるような官能化ナノ粒子を含んでもよい。

分析物を検出するとき、標的分析物の検出および測定プロセスを妨害しないように、試料から特定の成分をブロックおよび／または沈殿させることが望ましいだろう。例えば、別の抗体の検出プロセスを妨害しないように、試料から特定の抗体をブロックすることが望ましいだろう。一般に、試料は、検出プロセスごとに、標的分子、すなわち分析物（analyte,分析対象物）と、少なくとも１つの非標的分子とを含み得る。そうでなければ非標的分子は、検出プロセス中に存在する場合、検出および測定に影響を及ぼす可能性がある。例えば、非標的分子は、検出剤と非特異的に結合し得る。ブロッキングプロセスは、標的分子が溶液中に残るように、非標的分子が選択的にブロックおよび／または沈殿させられるプロセスである。ブロッキング媒体は、非標的分子を沈殿させるように選択された特定のブロッキング分子を含み得る。

免疫沈降に基づく典型的なブロッキングプロセスに関する問題は、最適な抗原と抗体との相互作用のための等量点の最適化を必要とすることである。すなわち、ブロッキング媒体中のブロッキング分子の濃度は、試料中の非標的分子の濃度と一致しなければならない。しかしながら、試料中の非標的分子の濃度は、一般に、事前に知られていない。ブロッキング分子の量が不十分であると、非標的分子のブロッキングが不十分になる。過剰なブロッキング分子は、ブロッキング分子と飽和した非標的分子の可溶性複合体の形成をもたらし、これは最適に沈殿もブロックもしない。ブロックされていない非標的分子は、測定プロセスを妨害する。これは、特定の抗体の存在および量が判定され、一般に、最適な抗体濃度が実験を通じて決定されなければならない免疫測定法において特に問題であるが、未知の試料濃度で迅速な結果が望まれる場合には、これは不可能である。

本発明者らは、マイクロ流体デバイス１に設けられたブロッキングチャンバ９００および検出チャンバ８００を使用して、上記の問題が克服または緩和され得ることを確認した。

マイクロ流体デバイス１には、ブロッキング－検出チャンバ対８００、９００を形成する（ところの）１つの検出チャンバ８００と流体接続する少なくとも１つのブロッキングチャンバ９００が設けられている。ブロッキングチャンバ９００は、試料の特定の成分をブロックおよび沈殿させ、沈殿した成分が検出チャンバ８００に侵入しないようにチャンバ内にこれを維持するためのものである。各ブロッキングチャンバ９００は、検出チャンバ８００に接続して設けられ、ブロッキング－検出チャンバ対８００、９００を形成してもよい。マイクロ流体デバイスは、複数のブロッキング－検出チャンバ対８００、９００を含んでもよい。ブロッキング－検出対８００、９００の各々について、試料は、検出チャンバ８００に侵入するためにブロッキングチャンバ９００を通って流れなければならない場合がある。ブロッキングチャンバ９００は、ブロッキングチャンバ９００および／または検出チャンバ８００、７００に流体を送達するマニホールド６００に流体接続されてもよい。ブロッキングチャンバ９００は、マニホールド６００に、および検出チャンバ８００に流体接続されてもよい。検出チャンバ７００のうちの少なくとも１つは、ブロッキングチャンバに接続されることなく提供されてもよい。すなわち、検出チャンバ７００のうちの少なくとも１つは、中間のブロッキングチャンバを伴わずにマニホールド６００に直接流体接続されてもよい。この直接接続された検出チャンバ７００は、他の分析物のブロッキングが検出プロセスに必要ではない分析物の検出に適している可能性がある。

ブロッキングチャンバ９００は、試料を受容するためのその径方向内側部分に入口９０１を含む。ブロッキングチャンバ９００は、ブロッキングチャンバ９００を検出チャンバ８００に接続する移送チャネル９０３への出口９０２をさらに含む。移送チャネル９０３への出口９０２は、ブロッキングチャンバが、出口９０２から移送チャネル９０３へ分離した沈殿物を受容および維持するために、出口９０２の径方向外側に径方向外側領域９０４を含むように、ブロッキングチャンバ９００の径方向最外側部分と径方向最内部分との間の領域に設けられる。ブロッキングチャンバ９００は、沈殿物を受容するための漏斗状の形状を形成する、先細状の径方向外側部分９０４を含んでもよい。移送チャネル９０３への出口９０２は、沈殿物を受容および収容するための部分９０４の径方向内側にある。当該部分９０４は、沈殿物捕捉領域９０４と呼ばれ得る。

ブロッキングチャンバ９００に侵入する試料は、ブロッキングチャンバ９００内に存在する試薬と混合する。試薬は、例えばブロッキングチャンバ９００の底面に存在する試薬乾燥スポットであってもよい。試薬は、ブロッキングチャンバ９００内の流体試料と混合されてもよい。試薬は、緩衝液および様々な他の成分を含むことができる。試薬は、非標的分子と結合する、および／または試料内の非標的分子を沈殿させるように選択された、少なくとも１つの成分を含むことができる。例えば、試薬は、試料中に存在する抗体とともに不溶性抗体－抗体複合体を形成する抗体を含んでもよい。沈殿物は、ブロッキングチャンバ９００内で形成することができる。

ブロッキングチャンバ９００内で試料と試薬とを混合することで、結合または検出プロセスを妨害できないように、試料内の非標的分子の大部分などの一定割合をブロックすることができる。非標的分子の大部分などの一定割合が沈殿し得る。上清は、部分的にまたは実質的に非標的分子を含まない可能性がある。

流体は、入口９０１の流体ストップが破壊されるような周波数でデバイスが回転すると、ブロッキングチャンバ９００に侵入する。次いで、流体はブロッキングチャンバ９００に流入し、少なくとも部分的にこれを満たす。理論に束縛されるものではないが、本発明者らは、充填中にチャンバ９００内の流体に対して作用する遠心力により、溶解した試薬スポットから、ブロッキング剤の濃度勾配が生じ得ることを認識した。濃度勾配は、ブロッキングチャンバ９００の径方向外側部分が最も高いブロッキング剤の濃度を有し、ブロッキングチャンバ９００の径方向内側部分が最も低い濃度を有するようになっている。この濃度の勾配は、ブロッキングチャンバ９００内に形成される、沈殿のための理想的な濃度の特定のバンド、等量のゾーンをもたらすことができる。

沈殿物が形成された後、ブロッキングチャンバ９００は、非標的分子を含む沈殿物と、標的分子を含む上清とを含む。理解されるように、上清は、他の異なる非標的分子、最初の沈殿ステップでブロックされた／沈殿しないままであった少量の非標的、および／または緩衝液などを含み得る。

沈殿物が検出チャンバ８００に侵入しないことを保証するために、マイクロ流体デバイス１は、遠心力を介して沈殿物をブロッキングチャンバの沈殿物受容および収容部分９０４に変位させるのに十分な周波数で回転する。回転周波数は、移送チャネル９０３から検出チャンバ８００への入口８０１でメニスカスによって生成される流体クロージャでのバースト圧力に打ち勝つのに必要な周波数よりも小さい。流体クロージャは、場合によっては、ブロッキングチャンバ９００から移送チャネル９０３への出口９０２に形成され得る。この回転により、ブロッキングチャンバ９００内の沈殿物が径方向最外側部分９０４に集まり、移送チャネル９０３及び検出チャンバ８００への出口９０２から分離されて維持される。

上清を移送チャネル９０３および検出チャンバ８００に押し込むために、マイクロ流体デバイス１は、検出チャンバ８００への入口８０１によって生成された流体クロージャでのバースト圧力に打ち勝つのに十分な周波数で回転することができる。

検出チャンバ８００は、上述のように、官能化磁性ナノ粒子を含んでもよい。ブロッキングチャンバ９００に加えて、検出チャンバ８００は、上清中の成分をブロックおよび／または沈殿させるように選択された少なくとも１つの成分を含む試薬を含んでもよい。すると、ブロッキングプロセスは、第１のステップをブロッキングチャンバ９００内、第２のステップを検出チャンバ８００内で行う、２段階ブロッキングプロセスとなる。

２段階沈殿プロセスの第２のステップにおける試薬は、第１のステップで沈殿したのと同じ非標的分子、第１のステップで沈殿したのとは異なる非標的分子、第１のステップから部分的にブロックされたが沈殿しなかった分子の複合体のうちの少なくとも１つをブロックおよび／または沈殿させるように選択された少なくとも１つの成分を含み得る。

ここで、マイクロ流体デバイス１内のヒト血液試料中の免疫グロブリンＡ（ＩｇＡ）を測定するためのヒト免疫グロブリンＧ（ＩｇＧ）ブロッキングに関して、２段階プロセスを例証する。このプロセスは、例えば免疫グロブリンＭ（ＩｇＭ）の検出について実質的に同じである。

少なくともＩｇＧおよびＩｇＡを含む試料がマニホールド６００に流入する。複数の検出チャンバ７００、８００は、ブロッキングチャンバ９００を介して、または直接的にマニホールドに接続されている。第１の検出チャンバ７００は、マニホールド６００に直接接続されている。試料は第１の検出チャンバ７００に流入する。第１の検出チャンバ７００には、欧州特許第３０１４２４５号（Ｂ１）に記載されるもののような検出システムの一部として、ＩｇＧを検出するように適合された複数の官能化磁性ナノ粒子が提供されている。第１の検出チャンバ７００には、検出チャンバ７００内の流体試料と混合する乾燥試薬のような試薬も提供され得る。第１の検出チャンバ７００内の試料中の抗標的ＩｇＧの量が、この中で判定される。検出プロセスは、このステップで判定されたＩｇＧの量が、試料中に存在するＩｇＧ、ＩｇＭ、および／またはＩｇＡなどの抗体の量を含んでもよいように、完全にＩｇＧに固有でなくてもよい。第１のチャンバ７００は、試料中に存在するヒト抗体の総量、またはその一部を検出することができる。

第１のチャンバ７００は抗体の総量を検出し、ＩｇＧ、ＩｇＭ、および／またはＩｇＡに固有でなくてもよいので、第１のチャンバは組み合わせ検出チャンバ(combination detection chamber)７００と呼ばれてもよい。上述のように、組み合わせ検出チャンバ７００は、必ずしもヒト抗体の検出用でなくてもよく、組み合わせ検出チャンバ７００内で、ヒト抗体ではない他の分析物が組み合わせて検出されてもよい。

上記のように、試料の第１の部分は、組み合わせ検出チャンバ７００内に受容されてもよい。試料の第２の部分は、ブロッキング－検出チャンバ対９００、８００内に受容されてもよい。第１の部分は第２の部分とは別であってもよく、すなわち、組み合わせ検出チャンバ７００内に一部が受容されると、その後ブロッキング－検出チャンバ対８００、９００には受容できなくなる。これにより、本明細書に記載されるように、ブロッキングチャンバ９００内でのブロッキング後に、組み合わせ検出チャンバ７００内の標的および非標的の両方である分析物の総量、ならびに検出チャンバ８００の標的分析物の量の測定が可能になる。

欧州特許第３０１４２４５号（Ｂ１）に記載されるような官能化ナノ粒子の他に、試料中のＩｇＧの量を判定するための他の方法もあり得る。

試料は、マニホールド６００からブロッキング－検出９００、８００チャンバ対に流れる。上述のように、試料は、最初にブロッキング－検出対９００、８００のブロッキングチャンバ９００に流れる。ブロッキングチャンバ９００には、抗ヒトＩｇＧ抗体を含む緩衝液などの試薬が提供される。試料は試薬と混合し、試料中に存在するＩｇＧの大部分など（の）一部分は、検出チャンバ内の磁性ナノ粒子と結合できないようにブロックされる。互いに結合された、ブロックされたＩｇＧおよび抗ＩｇＧの複合体を含む沈殿物がブロッキングチャンバ９００内に形成し、沈殿物は、ブロッキングチャンバ９００全体にわたって形成する可能性があり、特定の領域内に位置する必要はない。しかしながら、上述のように、抗ヒトＩｇＧ抗体、すなわちブロッキング分子の濃度が径方向に上昇するため、沈殿物は、ブロッキングチャンバ内に径方向のバンド（帯）を形成し得る。マイクロ流体デバイス１は、ブロッキングチャンバ９００内の沈殿物に遠心力が作用するような第１の周波数で回転する。周波数は、メニスカスによって形成された流体クロージャを開放するために必要とされる圧力、すなわちバースト圧力よりも小さい、移送チャネル９０３から検出チャンバ８００への入口８０１における圧力を生成する。沈殿物は、移送チャネル９０３への出口９０２に対して回転的に外側にある沈殿物捕捉領域９０４に流入する。

その後、マイクロ流体デバイス１は、移送チャネル９０３から検出チャンバ８００への出口でメニスカスによって形成された流体クロージャを開放するのに十分な第２の周波数で回転することができ、第２の周波数は、沈殿物捕捉領域９０４に沈殿物を変位させるための第１の周波数よりも高い。上清は、ブロッキング－検出９００、８００チャンバ対のブロッキングチャンバ９００から検出チャンバ８００に流れる。

検出チャンバ８００は、官能化磁性ナノ粒子および試薬を含む。試薬は緩衝液を含んでもよく、場合により、２段階ブロッキングのための追加の抗ヒトＩｇＧ抗体を含んでもよい。上清と試薬との混合時に、上清中に残ったいずれのＩｇＧも抗ヒトＩｇＧ抗体によって結合され得る。上清中には試料中よりもかなり少ないＩｇＧが存在することになるので、ブロッキングチャンバ９００内よりも検出チャンバ８００内の方が少ない抗ヒトＩｇＧを必要とする。

検出チャンバ８００には、欧州特許第３０１４２４５号（Ｂ１）に記載されるもののような検出システムの一部として、ＩｇＡを検出するように適合された複数の官能化磁性ナノ粒子が提供される。ＩｇＧは、検出チャンバ８００に提供される前にブロッキングチャンバ９００内で抗ヒトＩｇＧによってブロックされているので、検出チャンバ８００内には、そうでない場合に存在するであろうよりもかなり少ない沈殿物があり、ＩｇＡの量は、検出システムによって正確に判定され得る。

上述のように、上記のブロッキングプロセスもブロッキング－検出チャンバ対９００、８００も、磁性ナノ粒子に基づく検出システムを必要としない。分析物を検出するための他の検出システムが、検出チャンバ内で使用され得る。しかしながら、検出チャンバへの試料の供給の前のブロッキングおよび沈殿の排除は、非ブロックの非標的分子およびその沈殿物の両方が測定性能を乱して低下させる検査および検出方法においては特に適している。

検出プロセスは、試料中で測定されたＩｇＧの量をＩｇＡの量と比較するためのステップを含み得る。上述のように、ＩｇＡは、ＩｇＧ検出ステップ中にブロックされていなかった可能性がある。したがって、測定されたＩｇＧの総量は、非特異的に結合されたＩｇＡの一部を含み得る。しかしながら、試料中のＩｇＡの量は、ＩｇＡ検出ステップから既知である。したがって、上記のプロセスでは、以下の式に従ってＩｇＧの総量を計算することができる。
実ＩｇＧ＝［ＩｇＧステップで測定されたＩｇＧ］－ｋ＊［ＩｇＡステップで測定されたＩｇＡ］
ここで、ｋは実験を通じて決定および検証された定数である。

本明細書に記載されるプロセスは、ヒト抗体、特にＩｇＡおよびＩｇＭを検出するのに特に適しており、これにより、ＩｇＧの除去またはブロッキングが必要となる。しかしながら、他の分析物がブロックされ、２段階プロセスによって検出されてもよい。

従って、以下のように式を一般化することができる。
総対象分子＝［組み合わせチャンバ内で測定された総標的分子＆非標的分子］－ｋ＊［検出チャンバ内で測定された標的分子］

または、複数のブロッキング－検出チャンバがデバイス内に存在し、各対が特定の標的分子を測定するように適合され、その中で別個の非標的分子をブロックし、総量が組み合わせチャンバ内で測定される場合、
総対象分子＝［組み合わせチャンバ内で測定された総標的分子＆非標的分子_１－ｘ］
－ｋ_１＊［検出チャンバ_１内で測定された標的分子_１］・・・
－ｋ_ｘ＊［検出チャンバ_ｘ内で測定された標的分子_ｘ］

明確にするために、本明細書で使用される用語「標的(target)」は、対象分子を指すのではなく（むしろ）、ブロッキングチャンバの後の検出チャンバ８００内、およびその中で方法のブロッキングステップで検出された標的分子(target molecule)を指す。上記のように、ヒトＩｇＧおよびＩｇＡを用いた例では、ＩｇＧは対象分子であり、ＩｇＡは標的分子である。

総対象分子、例えば流体試料中のＩｇＧの量または濃度は、哺乳動物からの血液試料中の感染症を診断するために使用することができる。

上記のプロセスは、移送チャネル９０３への出口９０２の径方向外側の沈殿物を捕集するための領域９０４を含むブロッキングチャンバと併せて説明されてきた。しかしながら、プロセスのブロッキングステップの他の態様は、例えば、ブロッキングチャンバ内のブロックされた抗体の物理的な捕捉を使用し得ることが可能である。例えば、ブロッキングチャンバ９００は、非標的分子を結合および付着させる分子で官能化されたビーズを含み得る。このような態様では、ビーズは、ビーズが移送チャネル９０３に流入しないように、移送チャネル９０３への出口９０２の幅よりも大きい直径を有する。ブロッキングチャンバ９００は、非標的分子を捕捉する官能化フィルタまたは膜を含んでもよい。ブロッキングチャンバ９００の少なくとも１つの表面波、非標的分子と結合して物理的に保持する分子を含み得る。上記の態様は、非標的分子の大部分など、理想的にはかなりの割合をブロッキングチャンバ９００内に捕捉する。

マニホールド６００は、通気口６５０に接続して設けられてもよい。通気口６５０は、（計量チャンバ２００に接続された通気口３０７と）同じであってもよく、または計量チャンバ２００に接続された通気口３０７に流体接続されてもよい。通気口の代わりに、マニホールド６００には、マニホールド６００を試料装填チャンバ１００に接続するチャネルが設けられてもよい。このようにすれば、閉鎖システムは通気口無しで提供される。

マニホールド６００には、第２のオーバーフローチャンバ６１０が設けられてもよい。第２のオーバーフローチャンバ６１０は、検出チャンバ７００、８００およびブロッキングチャンバ９００に含まれ得る体積を超える体積の試料を受容する。

検出チャンバ７００、８００を光ベースの検出システムとともに使用できるように、検出チャンバ７００、８００の少なくとも基部は、可視および紫外波長の光に対して実質的に透明である。光は、検出チャンバ７００、８００の基部および／または上部に向けられ、検出チャンバ７００、８００の基部および／または上部を通って、例えばその中の磁性ナノ粒子まで伝達される。チャンバ７００、８００の中心と同軸の検出チャンバ７００、８００の上、または下に、アパーチャ（開口）が設けられてもよい。アパーチャは、検出チャンバ７００、８００の径方向中心に向けられていない入射光が反射されて離れ、磁性ナノ粒子に伝達されないように、（図１～図３の紙面に向かう）Ｚ平面に対して少なくとも１つの傾斜壁を有することができる。これにより、検出チャンバ７００、８００の中心のみが受光するため、検出信号の品質を改善することができる。

マイクロ流体デバイス１は、基板およびカバーを含む。理解されるように、チャネル、チャンバ、通気口などのような流体構造は、基板、カバーのいずれか、または両方に設けられてもよい。流体構造は実質的に同じ平面内にあるが、特定の流体構造は、例えばカバー内にあってもよく、特定の流体構造は、例えば基板内にあってもよく、したがってこれらは異なるが隣接する平面内にある。

マイクロ流体デバイス１は、ナノリットルからマイクロリットルの範囲の体積の液体がデバイス１上で処理され得るように、マイクロメートル範囲の構造を含む。本明細書で使用される流体という用語は、マイクロ流体デバイスの意味に関して使用され、したがって、一般に液体流体を指す。空気などの気体流体を意味する場合には、気体として参照される。

マイクロ流体デバイス１は、ガラスまたはプラスチックなど、任意の適切な材料から形成することができる。適切なプラスチックは、例えば、ＰＭＭＡ、ＰＣ、ＰＶＣ、またはＰＤＭＳなどであり得る。

本発明は、特定の実施形態を参照して上記で説明されてきたが、本明細書に明記される特定の形態に限定されることを意図するものではない。むしろ本発明は、添付の特許請求の範囲（請求項）によってのみ限定される。

特許請求の範囲（請求項）において、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ／ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、他の要素またはステップの存在を排除するものではない。さらに、異なる請求項に個々の特徴が含まれてもよいが、これらは場合によって有利に組み合わせられてもよく、異なる請求項に含まれることは、特徴の組み合わせが実行可能および／または有利ではないことを暗示するものではない。加えて、単数の言及は複数を除外しない。「ａ」、「ａｎ」、「第１の」、「第２の」などの用語は、複数を排除しない。請求項中の参照符号は、単に明確化のための例示として提供されており、決して請求項の範囲を限定すると解釈されるべきではない。

「実験セクション」
ヒト全血および血漿中のＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２を対象とするヒトＩｇＡ＋ＩｇＭおよびＩｇＧ抗体の半定量的検出。

［一般的なプロセス］
以下の実験セクションを通じて、ＶｉｒｏＴｒａｃｋ Ｓｅｒｏ ＣＯＶＩＤ－１９ ＩｇＡ＋ＩｇＭ／ＩｇＧ Ａｂと命名した本明細書に記載されるようなマイクロ流体デバイス１を使用した。

試料収集ピペットを使用して１０μＬの試料を収集し、０．０９％アジ化ナトリウムを含む１５０μＬの希釈緩衝液を含むバイアル内の希釈緩衝液に移した。

続いて、５０μＬの希釈試料を、試料送達ポート１０１を介してマイクロ流体デバイス１に分注した。次いで、遠心作動および分析のためのために、マイクロ流体デバイス１をＢｌｕＢｏｘ（ＢｌｕＳｅｎｓｅ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ ＡｐＳ社製品の名称）に挿入した。

マイクロ流体デバイス１で、計量チャンバ２００を介して希釈試料を計量し、試料中に存在する赤血球をペレットチャンバ４００に分画した。

ＩｇＧ検出のために、マイクロ流体デバイス１の回転を介して試料を組み合わせ検出チャンバ７００に移し、そこで少なくともＩｇＧを測定した。組み合わせ検出チャンバ７００は、ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２抗原でコーティングされた磁性ナノ粒子を含んでいた。

ＩｇＡ＋ＩｇＭ検出では、マイクロ流体デバイス１の回転を介してブロッキングチャンバ９００に最初に試料を移し、そこでは乾燥ブロッキング緩衝液が溶解され、試料中に存在するＩｇＧの少なくとも一部をブロックした。次いで、試料を検出チャンバ８００に移した。検出チャンバ８００は、ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２抗原でコーティングされた磁性ナノ粒子を含んでいた。

組み合わせ検出チャンバ７００および検出チャンバ８００の両方において、ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２抗原と結合したＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２特異抗体は、磁性ナノ粒子の表面上で固定化された。結合は、磁性ナノ粒子の凝集を引き起こし、引き続き、欧州特許第３０１４２４５号（Ｂ１）に記載された光磁気ベースの検出システムを使用するＢｌｕＢｏｘによってこれを測定した。

測定したＩｇＭ量を減じることにより、ＩｇＧ量を計算した。

試料ごとに半定量的単位ＩＭＡを決定した。ＩＭＡ単位は、濃度依存方式で試料中のＩｇＡ＋ＩｇＭまたはＩｇＧ抗ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２抗体の反応性を反映する。

［ＩｇＡ＋ＩｇＭ／ＩｇＧ検出プロセスの交差反応性］
他の病原体について検査陽性であった血清または血漿試料を使用して、上記の検出プロセスの交差反応性を評価した。合計７０人の患者の試料を調査した。結果を以下の表に示す。

［干渉］
ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２ ＩｇＧ抗体の陰性試料および陽性試料に潜在的干渉物質を異なる濃度で添加することにより、ＶｉｒｏＴｒａｃｋ Ｓｅｒｏ ＣＯＶＩＤ－１９ ＩｇＡ＋ＩｇＭ／ＩｇＧ Ａｂの潜在的な内因性干渉を評価した。記載された物質および濃度では、有意な干渉は観察されなかった。
ヘモグロビン１０ｇ／Ｌ、４０ｍｇ／ｄＬ以下の非抱合型ビリルビン、４０ｍｇ／ｄＬ以下の抱合型ビリルビン、１５００ｍｇ／ｄＬ以下のトリグリセリド。

［感度－特異性］
ＶｉｒｏＴｒａｃｋ Ｓｅｒｏ ＣＯＶＩＤ－１９ ＩｇＡ＋ＩｇＭ／ＩｇＧ ＡｂをＰＣＲの基準とし、市販のＥＬＩＳＡキットを１２２の試料と比較した（陽性３５、陰性８７）。結果を以下の表に示す。

［症状発現後日数による陽性一致率］
ＰＣＲによってＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２陽性と確認された対象者から症状発現後異なる日数で採取された３３の血漿試料を使用して、陽性一致率を評価した。

［連続採取した試料全体のＩＭＡ定量化］
ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２ ＰＣＲによって陽性と確認された２人の症候性患者からの血漿試料を、初回採決後１～５日ごとに連続的に採取した。ＶｉｒｏＴｒａｃｋ Ｓｅｒｏ ＣＯＶＩＤ－１９ ＩｇＡ＋ＩｇＭ／ＩｇＧ Ａｂで試料を検査した。ＩＭＡ単位でのＩｇＡ＋ＩｇＭおびＩｇＧの定量化結果を以下の表に示す。

［陽性試料の希釈］
ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２のＰＣＲによって陽性と確認された３人の患者からの血漿試料をプールし、連続的に希釈し、ＶｉｒｏＴｒａｃｋ Ｓｅｒｏ ＣＯＶＩＤ－１９ ＩｇＡ＋ＩｇＭ／ＩｇＧ Ａｂで検査した。ＩＭＡ単位での結果を以下の表に示す。

実験は、マイクロ流体デバイス１が、市販のＥＬＩＳＡと同様の感度、特異性を有する、使いやすい即時検査デバイスであることを示している。

図１において、
「ＤＥＴＡＩＬ Ａ」とは、詳細Ａ、
「ＤＥＴＡＩＬ Ｂ」とは、詳細Ｂ。

Claims (17)

1. 流体試料中の標的分子を検出するための流体デバイス（１）であり、当該流体デバイスは、
   前記流体試料の第１の部分を受容するためのブロッキング－検出チャンバ対（９００，８００）を形成する、検出チャンバ（８００）と流体連通しているブロッキングチャンバ（９００）であって、当該ブロッキングチャンバ（９００）は、前記試料中の非標的分子を結合させるための少なくとも１つの試薬を受容するように適合され、当該ブロッキングチャンバ（９００）は、当該ブロッキングチャンバ（９００）内に結合された非標的分子の少なくとも一部を維持するように適合されており、前記検出チャンバ（８００）は、標的分子が検出剤に結合することによって検出され得るように、標的分子を結合させるための少なくとも１つの試薬を受容するように適合されている、ブロッキングチャンバ（９００）と、
   前記流体試料の第２の部分を受容するための組み合わせ検出チャンバ（７００）であって、当該組み合わせ検出チャンバ（７００）は、標的分子および非標的分子の組み合わせが検出剤に結合することによって検出され得るように、標的分子および非標的分子の両方を結合させるための少なくとも１つの試薬を受容するように適合されている、組み合わせ検出チャンバ（７００）と、
   を含むことを特徴とする、流体デバイス。
2. 前記検出チャンバ（８００）は更に、前記試料中の非標的分子を結合させるための少なくとも１つの試薬を受容するように適合されている、請求項１に記載の流体デバイス。
3. 前記ブロッキングチャンバ（９００）および検出チャンバ（８００）は、それぞれのブロッキング剤を含む、請求項１又は２に記載の流体デバイス。
4. 前記ブロッキングチャンバ（９００）は、チャネル（９０３）を介して前記検出チャンバ（８００）に流体接続されており、且つ、前記ブロッキングチャンバ（９００）は、沈殿物を受容および維持するための部分（９０４）を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の流体デバイス。
5. 前記組み合わせ検出チャンバ（７００）は、当該組み合わせ検出チャンバ（７００）内に受容可能な前記流体試料の一部がブロッキングチャンバ（９００）には受容できないように配置されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の流体デバイス。
6. 前記流体デバイス（１）は、径方向内側部分および径方向外側部分を有する遠心マイクロ流体デバイス（１）であり、前記沈殿物を受容および維持するための部分（９０４）は、前記ブロッキングチャンバ（９００）から前記チャネル（９０３）への開口部（９０２）の径方向外側に配置されている、請求項１～５のいずれか一項に記載の流体デバイス。
7. 前記沈殿物を受容および維持するための部分（９０４）は、前記デバイス（１）の径方向外側部分の方向に互いに向かって先細になっている一対の側壁によって区画されている、請求項６に記載の遠心マイクロ流体デバイス。
8. 前記検出チャンバ（８００）および／または前記組み合わせ検出チャンバ（７００）は、前記標的分子と結合するように適合された官能化磁性ナノ粒子を受容するように適合されている、請求項１～７のいずれか一項に記載の流体デバイス。
9. 前記ブロッキング－検出チャンバ対（９００，８００）は、マニホールド（６００）と流体連通している、請求項１～８のいずれか一項に記載の流体デバイス。
10. 前記流体デバイス（１）は複数のブロッキング－検出チャンバ対（９００，８００）を含み、前記チャンバ対のブロッキングチャンバ（９００）の各々は、前記流体マニホールド（６００）を介してそれぞれ並列に接続されている、請求項９に記載の流体デバイス。
11. 前記組み合わせ検出チャンバ（７００）およびブロッキング－検出チャンバ対（９００，８００）は、前記マニホールド（６００）と流体連通している、請求項９に記載の流体デバイス。
12. 前記検出チャンバ（８００）のうちの少なくとも２つが異なる標的分子を検出するように適合されている、請求項１０又は１１に記載の流体デバイス。
13. 流体試料中の標的分子を検出する方法であって、前記流体試料は、標的分子と、少なくとも一種の非標的分子とを含んでなる、当該方法は、
    前記流体試料の一部を、前記非標的分子のうちの少なくとも一種の一部を結合および／または沈殿させるように適合された成分を含む試薬と混合するステップと、
    流体デバイスの第１のブロッキングチャンバ（９００）内に、結合された非標的分子を捕捉および維持するステップと、
    標的分子を含む流体の一部分を流体デバイスの検出チャンバ（８００）に移すステップと、
    前記検出チャンバ（８００）内の標的分子を検出するステップと、
    を備えてなる方法。
14. 前記方法は更に、
    流体デバイスの組み合わせ検出チャンバ（７００）内に前記流体試料の第２の部分を受け入れるステップと、
    前記組み合わせ検出チャンバ（７００）内の標的分子および非標的分子の両方を検出するステップと、
    を備える、請求項１３に記載の方法。
15. 試料中の標的分子の総量を検出するための方法であって、当該方法は、
    請求項１４に記載の方法を実行するステップと、
    前記組み合わせ検出チャンバ（７００）内の標的分子および非標的分子の検出量を、前記検出チャンバ（８００）内の標的分子の検出量と比較することによって、前記流体試料中の分子の総量を判定するステップと、
    を備える方法。
16. 生体試料中の標的バイオマーカの検出のための、請求項１～１２のいずれか一項に記載の流体デバイス（１）、および／または、請求項１３若しくは１４に記載の方法、若しくは請求項１５に記載の方法の使用。
17. 前記方法は、試料中のＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２抗体を検出するためのものであり、
    前記組み合わせ検出チャンバ（７００）には、総ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２抗体が検出可能となるようにＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２抗原が提供され、前記検出チャンバ（８００）にはＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２抗原が提供され、前記ブロッキングチャンバにはＩｇＧブロッキング剤が提供される、請求項１５に記載の方法。

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