JP3531941B2 - 膜を使わずに試薬を制御移動する診断デバイス及び機器 - Google Patents

膜を使わずに試薬を制御移動する診断デバイス及び機器

Info

Publication number
JP3531941B2
JP3531941B2 JP54172898A JP54172898A JP3531941B2 JP 3531941 B2 JP3531941 B2 JP 3531941B2 JP 54172898 A JP54172898 A JP 54172898A JP 54172898 A JP54172898 A JP 54172898A JP 3531941 B2 JP3531941 B2 JP 3531941B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
ligand
capillary
reaction chamber
fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP54172898A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2001526778A (ja
Inventor
ビューチラー，ケネス・フランシス
Original Assignee
バイオサイト・インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by バイオサイト・インコーポレイテッド filed Critical バイオサイト・インコーポレイテッド
Publication of JP2001526778A publication Critical patent/JP2001526778A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3531941B2 publication Critical patent/JP3531941B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0093—Microreactors, e.g. miniaturised or microfabricated reactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502707—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the manufacture of the container or its components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502746—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the means for controlling flow resistance, e.g. flow controllers, baffles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/08—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using ultrasonic vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/78—Means for handling the parts to be joined, e.g. for making containers or hollow articles, e.g. means for handling sheets, plates, web-like materials, tubular articles, hollow articles or elements to be joined therewith; Means for discharging the joined articles from the joining apparatus
    • B29C65/7802—Positioning the parts to be joined, e.g. aligning, indexing or centring
    • B29C65/782—Positioning the parts to be joined, e.g. aligning, indexing or centring by setting the gap between the parts to be joined
    • B29C65/7823—Positioning the parts to be joined, e.g. aligning, indexing or centring by setting the gap between the parts to be joined by using distance pieces, i.e. by using spacers positioned between the parts to be joined and forming a part of the joint
    • B29C65/7829—Positioning the parts to be joined, e.g. aligning, indexing or centring by setting the gap between the parts to be joined by using distance pieces, i.e. by using spacers positioned between the parts to be joined and forming a part of the joint said distance pieces being integral with at least one of the parts to be joined
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/82—Testing the joint
    • B29C65/8253—Testing the joint by the use of waves or particle radiation, e.g. visual examination, scanning electron microscopy, or X-rays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/112—Single lapped joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/112—Single lapped joints
    • B29C66/1122—Single lap to lap joints, i.e. overlap joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/114—Single butt joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/302—Particular design of joint configurations the area to be joined comprising melt initiators
    • B29C66/3022—Particular design of joint configurations the area to be joined comprising melt initiators said melt initiators being integral with at least one of the parts to be joined
    • B29C66/30223—Particular design of joint configurations the area to be joined comprising melt initiators said melt initiators being integral with at least one of the parts to be joined said melt initiators being rib-like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/53—Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars
    • B29C66/534—Joining single elements to open ends of tubular or hollow articles or to the ends of bars
    • B29C66/5346—Joining single elements to open ends of tubular or hollow articles or to the ends of bars said single elements being substantially flat
    • B29C66/53461—Joining single elements to open ends of tubular or hollow articles or to the ends of bars said single elements being substantially flat joining substantially flat covers and/or substantially flat bottoms to open ends of container bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/54—Joining several hollow-preforms, e.g. half-shells, to form hollow articles, e.g. for making balls, containers; Joining several hollow-preforms, e.g. half-cylinders, to form tubular articles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54366—Apparatus specially adapted for solid-phase testing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B01L2200/0605—Metering of fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B01L2200/0621—Control of the sequence of chambers filled or emptied
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B01L2200/0689—Sealing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/16—Reagents, handling or storing thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0627—Sensor or part of a sensor is integrated
    • B01L2300/0636—Integrated biosensor, microarrays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/069—Absorbents; Gels to retain a fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0816—Cards, e.g. flat sample carriers usually with flow in two horizontal directions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0825—Test strips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0848—Specific forms of parts of containers
    • B01L2300/0851—Bottom walls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/087—Multiple sequential chambers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/089—Virtual walls for guiding liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/16—Surface properties and coatings
    • B01L2300/161—Control and use of surface tension forces, e.g. hydrophobic, hydrophilic
    • B01L2300/165—Specific details about hydrophobic, oleophobic surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0406—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces capillary forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/08—Regulating or influencing the flow resistance
    • B01L2400/084—Passive control of flow resistance
    • B01L2400/086—Passive control of flow resistance using baffles or other fixed flow obstructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/08—Regulating or influencing the flow resistance
    • B01L2400/084—Passive control of flow resistance
    • B01L2400/088—Passive control of flow resistance by specific surface properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/50273—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the means or forces applied to move the fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502738—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by integrated valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/61—Joining from or joining on the inside
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/71—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
    • B29C66/723—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined being multi-layered
    • B29C66/7232—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined being multi-layered comprising a non-plastics layer
    • B29C66/72321—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined being multi-layered comprising a non-plastics layer consisting of metals or their alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
    • B29C66/723—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined being multi-layered
    • B29C66/7234—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined being multi-layered comprising a barrier layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
    • B29C66/727—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined being porous, e.g. foam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/739—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/7392—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/739—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/7392—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic
    • B29C66/73921—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic characterised by the materials of both parts being thermoplastics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/756—Microarticles, nanoarticles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00178—Special arrangements of analysers
    • G01N2035/00237—Handling microquantities of analyte, e.g. microvalves, capillary networks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/08—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a stream of discrete samples flowing along a tube system, e.g. flow injection analysis
    • G01N35/085—Flow Injection Analysis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/25—Chemistry: analytical and immunological testing including sample preparation
    • Y10T436/25375—Liberation or purification of sample or separation of material from a sample [e.g., filtering, centrifuging, etc.]

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本出願は出願中の出願連続番号08/447,895（1995年５
月23日提出）の部分継続であり；出願中の出願連続番号
08/447,981（1995年５月23日提出）、出願連続番号08/4
47,895及び出願連続番号08/447,981は、それぞれ出願連
続番号08/065,528（放棄）（1993年５月19日提出）の部
分出願であった。この出願は、出願連続番号07/887,526
（1992年５月21日提出;1995年10月17日、特許第5,458,8
52号として発行）の部分継続であった。上記のいずれか
らも優先性が主張されていて、上記のいずれもそのまま
本明細書に援用する。
発明の技術分野 本発明は単一の試験フォーマットにおいて１つ又はそ
れ以上の分析物の定性的、半定量的及び定量的測定を含
むアッセイを実施するためのデバイスに関する。
発明の背景 ここ何年にもわたり、生物学的、環境及び工業上の流
体における興味深い標的リガンドの存在を迅速に検出す
るために、数多くの単純化された試験システムが設計さ
れてきた。標的リガンドの同義語は分析物又は標的分析
物である。その最も単純な形態のひとつでは、これらの
アッセイシステム及びデバイスは、標的リガンドと反応
して目に見える反応を示すことができるテスト試薬とそ
のテスト試薬が貫流する吸着紙又は膜との組み合わせを
通常含む。紙製品、ガラス繊維及びナイロンがこのデバ
イスの吸着材料として一般に使用される。ある場合は、
テスト試薬を含む吸着成分の部分が、物理的に又はキャ
ピラリー作用を介して、標的リガンドを含むサンプルと
接触される。この接触は多様なやり方で実現され得る。
最も一般的には、水性のサンプルを、多孔性のポリエチ
レンやポリプロピレン又は膜のような多孔性又は吸着性
の成分にキャピラリー作用を介して浸透させ、テスト試
薬を含む多孔性または吸着性の成分の部分に通す。別の
場合は、テストデバイスの外でテスト試薬を前もって混
合し、次いでデバイスの吸着成分に加え、最後はシグナ
ルを発生させる。
市販されている診断用製品は濃縮ゾーンという方法を
利用する。ICON（登録商標）（ハイブリテック・インコ
ーポレイテッド）、TESTPACK（商標）（アボット・ラボ
ラトリーズ）又はACCULEVEL（登録商標）（シヴァコー
ポレーション）のような製品では、デバイスは、特定の
結合対成分が固定化された多孔性成分の内部に免疫吸着
又は捕捉ゾーンを含む。この多孔性成分の表面はまたシ
グナル発生システムの１つ又はそれ以上のエレメントを
含むように処置され得る。このようなデバイスには、液
体を免疫吸着ゾーンに引き込むこと、液体サンプル及び
試薬を吸着すること、及び液体が免疫吸着ゾーンに引き
込まれる速度を制御することに役立つ液体吸着ゾーンが
ある。この液体吸着ゾーンは、免疫吸着ゾーンの外側に
ある追加用量の多孔性成分か又はこの免疫吸着ゾーンと
キャピラリーでつながっている吸着材料である。多くの
市販のデバイス及びアッセイシステムはまた、適切なゾ
ーンで多孔性成分をシグナルで試験することによってサ
ンプル中の標的リガンドの存在又は量が測定できるよう
に、非特異的に結合したシグナル発生物を免疫吸着ゾー
ンから洗浄除去する洗浄工程を含む。
吸着膜をサンプル及び試薬のキャリアーとして使用す
ることの限界を含む先行技術のアッセイデバイス及びシ
ステムの限界に加えて、アッセイデバイスは、実験室の
比較的熟練したユーザーにしかなし得ない肝要なピペッ
ト操作工程を含む数多くの工程を一般に含む。従って、
デバイス内の試薬のフローを制御することに加え、デバ
イスの特定エリアにおいて試薬フローのタイミングを制
御する１工程のアッセイデバイス及びシステムに対する
ニーズが存在する。さらに、肝要なピペット操作工程を
必要としないが、それでも半定量的及び定量的測定がで
きるアッセイデバイスへのニーズがある。
図面の説明 図１は、本発明によるデバイスの部分概略平面斜視図
である。
図1Aは、サンプル追加リザーバ、サンプル反応バリ
ア、反応チャンバ、タイムゲート、及び診断エレメント
開始部のエリア内の詳細を示す、デバイスの部分概略斜
視拡大図である。
図1Bは、選択的試薬リザーバ、サンプル追加リザー
バ、サンプル反応バリア、反応チャンバ、タイムゲート
及び診断エレメント開始部のエリア内の詳細を示す、デ
バイスの部分概略斜視拡大図である。
図1Cは、サンプル追加リザーバ及び反応チャンバと流
体で選択的試薬リザーバのエリア内の詳細を示す、デバ
イスの部分概略斜視拡大図である。
図1Dは、フロー制御手段の部分概略斜視切り取り図で
ある。
図２は、本発明による前もって混合した反応混合物を
追加するために使用され得る、第二のデバイスの部分概
略斜視図である。
図３は、捕捉ゾーンのいくつかの可能な配置を示す、
診断エレメントの部分概略平面図である。
図４は、使用済み試薬リザーバの部分概略斜視図であ
る。
図５は、柱状である又は曲がった対向表面を有するこ
れらデバイスの実施形態の部分略図である。
図６は、タイムゲートの平面図である。
図７は、好ましいタイムゲートの典型的な大きさを示
す。
図８は、連続的なタイムゲートの平面図である。
図9A〜Ｄは、好ましいテクスチャー（texture）表面
の図であり、図示されるように、テクスチャー表面は曲
線状又は直線状の表面を有するテクスチャー構造を含み
得て、その表面は滑らかであるか又は滑らかではない。
例示的なテクスチャー構造は円錐形（図9B〜Ｃ）、六角
形（図9D）又は丘形（図9A）である。図９に図示される
構造は、一般にポスト（post）とみなされる。
図10は、凹凸のフロー面（front）を図示する。
図11は、本発明によるデバイスの好ましい実施形態を
図示する。
図12A〜Ｆは、本発明によるストップ（stop）及びエ
ネルギー・ディレクタ（energy director）の様々な実
施形態を各々図示する。図12A、12C及び12Eは蓋の付い
てない様々な実施形態を図示し、図12Bは図12Aに蓋が付
いた実施形態を図示し、図12Dは図12Cに蓋が付いた実施
形態を図示し、図12Fは図12Eに蓋が付いた実施形態を図
示する。図12のエネルギー・ディレクタ及びストップは
ポスト又はリッジ（ridge）として形成され得る。
図13は、サンプル追加リザーバ１、テクスチャーのあ
るサンプル反応バリア３、テクスチャーのある反応チャ
ンバ４、テクスチャーのある使用済み試薬リザーバ７、
ストップ60、ポイント70及びエネルギー・ディレクタ62
を図示する、本発明の実施形態の電子顕微鏡写真を示
す。
図14は、テクスチャーのあるサンプル反応バリア３、
テクスチャーのある反応チャンバ４、エネルギー・ディ
レクタ62及びストップ60を図示する、図13の部分拡大図
である。
図15は、タイムゲート５、テクスチャーのある診断レ
ーン６及びエネルギー・ディレクタ62を図示する、本発
明の実施形態の電子顕微鏡写真を示す。
図16A〜Ｂは、エネルギー・ディレクタ62に近接した
テクスチャー表面の２つの図面の電子顕微鏡写真を示
す。この実施形態に示されるエネルギー・ディレクタは
リッジの形態を有する。
発明の概要 本発明の発明力あるデバイス及び方法は、デバイス及
び方法を提供する先行技術に見出される問題点を克服す
るものであり、正確なピペット操作を必要とせず、吸着
成分を使用せず、デバイスにおける制御された試薬の動
きのための新規なテクスチャー及びエレメントを含み、
定量的なアッセイを提供し得る。
本明細書で記載されるデバイスは、試薬の固定化やデ
バイス内の試薬フローを制御するための基質のような膜
等の、吸収性又は有孔性の材料を使用しない。診断デバ
イス内の膜の欠点は、例えば、微視的及び巨視的なスケ
ールで、膜の生産が必ずしも容易に再現し得ないことで
ある。このことは、非特異的な結合やフロー特性が様々
に異なっている診断デバイスを生む可能性がある。膜は
アッセイの検出限界を上昇させ得る非特異的な結合に非
常に影響される。しかしながら、１つの実施形態では、
本発明のタイムゲートは膜に埋め込まれ、膜とともにデ
バイス内で使用され得る。
米国特許第4,879,215号、4,945,205号及び4,960,691
号に記載されたような免疫クロマトグラフィーアッセイ
・フォーマットの場合、診断エレメントとして膜を使用
することで、試薬が膜内を均一に流れることが要求され
る。免疫クロマトグラフィーアッセイにおけるアッセイ
試薬の不均一な流れの問題は、米国特許第4,756,828
号、4,757,004号及び4,883,688号に論じられているが、
これらは本明細書に援用する。上記の特許は、吸収性材
料の縦エッジを変更することが前進面の形状を制御する
と教示している。
本発明のデバイスは、溝（groove）表面を含む規定さ
れた表面、キャピラリー作用、タイムゲート、チャネル
（channel）を含む新規なキャピラリー及び新規な流体
フロー制御手段（これらはすべて非吸収性の材料から構
築される）を単独又は組み合わせて使用することによっ
て、膜に関連した上記の問題を回避する。本発明の好ま
しい形態では、診断エレメントのキャピラリーチャネル
はアッセイ試薬のフローに対して垂直な溝からなる。溝
表面の製造は射出成形によって達成され、十分な再現性
で試薬のデバイス内フローの制御を提供し得る。
本発明のアッセイデバイス、アッセイシステム及びデ
バイス部品は、キャピラリーの距離だけ離れて配置され
た２つの向き合う表面を含み得る。その表現の少なくと
も１つは、サンプルの標的リガンドの存在又は量に関連
した量において少なくとも１つの標的リガンド又は連結
体を検出する能力を含む。本発明のデバイス部品は、膜
の付いた従来のアッセイデバイスに組み込まれ得るか、
又は本明細書に記載され特許請求される発明力ある膜の
ないデバイスにおいて使用され得る。本発明の部品は、
フロー制御エレメント、測定エレメント、タイムゲー
ト、ピペット操作工程をなくすためのエレメント、及
び、通常は、制御されたフロー、タイミング、デリバリ
ー、インキュベーション、分離、洗浄及びアッセイ法の
他の工程のためのエレメントを含む。
先行技術のアッセイ部品と違って、本明細書で記載さ
れる本発明のアッセイ部品は、紙や膜のような吸収性の
材料の使用を必要としない。本発明の発明力あるデバイ
スは、溝及びテクスチャー表面を含む規定された表面及
びキャピラリー作用を、単独又は様々に組み合わせて、
テスト試薬を移動させるために使用することに依存す
る。本明細書に記載される本発明のデバイスは、制御さ
れ、定時に試薬がデバイス内を運動するための手段を提
供し、正確なピペット操作を必要としない。本発明のコ
ンセプト及びデバイスは、水のような環境及び工業上の
流体及び、尿、血液、血清、血漿、骨髄液、羊水といっ
たような生物学的体液及び生成物の免疫アッセイ及び核
酸アッセイの実施において特に有用である。
従って、開示されるのは、試験サンプル中の分析物の
存在又は量を決定するための分析用デバイスである。こ
のデバイスは、共有結合的または非共有結合的に結合し
た、標的リガンドと結合し得る、固定化リガンド受容体
を提供する表面を有する１つ又はそれ以上の構造アレイ
を含む。このデバイスはまた、前記分析物、分析物類似
体、補助的な結合成分又は標識試薬を含む前記試験サン
プルが貫流し、前記分析物、分析物類似体、補助的な結
合成分又は標識試薬がその幅全域に拡散して前記固定化
試薬に結合する、複数のチャネルを含む。
本発明のデバイスは、入口孔及び通気孔、共有結合的
または非共有結合的に表面と結合し、リガンドと結合し
得る固定化リガンド受容体を提供する表面を各構造が有
する構造アレイ、リガンドを含む試験サンプルが貫流
し、前記リガンドがその幅全域に拡散して前記固定化受
容体と結合する複数のチャネル、及び前記固定化受容体
において試験サンプル中のリガンドの存在又は量を示す
シグナルを産生し得る検出可能な標識体と結合した特定
の結合成分を含む標識試薬、を含み得る。
開示されるのは、サンプル追加リザーバ、前記サンプ
ル追加リザーバと流体でつながったサンプル反応バリ
ア、前記サンプル反応バリアと流体でつながった、その
壁面に少なくとも２つのフィンガを有する反応チャンバ
（前記反応バリアは前記反応チャンバよりも高いキャピ
ラリー作用を有する）、この反応チャンバと流体でつな
がった、所望の流速で流体を通過させることができるタ
イムゲート、このタイムゲートと流体でつながった、少
なくとも１つのゾーンにおいて少なくとも１つの連結体
を固定化し得る診断エレメント、及び前記診断エレメン
トと流体でつながり、流体が前記リザーバから前記バリ
ア、前記反応チャンバ、前記タイムゲート、前記診断エ
レメント、次いでここへ連続して流れることを可能にす
る使用済み試薬リザーバ、を含むアッセイデバイスであ
る。
開示されるのはアッセイを実施し得るデバイスであ
り、前記デバイスはアッセイ実施の間流体によって接触
している２つ又はそれ以上の表面を含み、ここで第一の
デバイス表面はそこに固定化された第一の免疫アッセイ
試薬を含み、第二のキャピラリースペース表面はそこに
固定化された第二の免疫アッセイ試薬を含む。
開示されるのはアッセイを実施し得るデバイスであ
り、前記デバイスはストップ及びエネルギー・ディレク
タを含む。従って、このデバイスの製造の間、このエネ
ルギー・ディレクタは、第一のデバイス部品を第二のデ
バイス部品に封止すること及びデバイスのキャピラリー
スペースを規定することに役立ち、ストップは均一な大
きさを有するデバイスチャンバの製造を可能にすること
に役立つ。
開示されるのは、流体を配置させ得る領域、及びその
領域に隣接してそこに配置された流体を含み得る疎水性
領域を含むゾーンであり、この疎水性領域はその疎水性
領域への流体フローを妨害する。また開示されるのはこ
のゾーンを含むアッセイデバイスである。さらに開示さ
れるのは液体の均一な乾燥を促進するための方法であっ
て、この方法は、ゾーンを提供すること、流体を配置し
得るゾーン領域へ液体を導入すること、及び前記液体を
乾燥することを含む。
本発明によるデバイスを使用して、研究対象である分
析物を含むと思われる液体サンプルに対してアッセイを
実施した。
開示されるのは、乾燥された試薬の均一な層の配置を
促進するように形成された、複数のテクスチャー構造を
含む表面であり、それによって液体がこの表現に接触し
ているときに複数のメニスカスが形成される。本発明に
よる表面及びそのような表面を含むデバイスを使用し
て、前記表面の上に乾燥された試薬の均一な層を形成す
ることを促進した。
開示されるのは、分析用デバイスをマスタから製造す
る方法である。本発明によるデバイス特性を含むマス
タ、例えば、その中に１つ又はそれ以上のチャネルを有
する構造アレイを有するマスタが提供される。その後は
当業者によく知られている製造技術に準拠して、このマ
スタのコピーが作られる。
開示されるのは、疎水性の表面及び親水性の表現を含
むキャピラリースペースを製造する方法である。この方
法は、キャピラリースペースのルーメンの（内腔の;lum
enal）表面を形成し得る親水性の表面に疎水性の材料を
塗布すること、又は疎水性表面の領域をマスクするこ
と、マスクされていない表面エリアが親水性になるよう
に表面の親水性表面を産生するための手段を適用するこ
と、及びキャピラリースペースのルーメン表面を形成し
得る表面の疎水性領域を露出するためにマスキングを取
り除くこと、を含む。
開示されるのは、断面で見たときに少なくとも１つの
直線で挟まれた角（rectilinear angle）を含むルーメ
ンを含むキャピラリースペースであり、ここでこのキャ
ピラリーはまたそのルーメン表面上に疎水性のゾーンを
含む。さらに開示されるのは、その表面に疎水性のゾー
ンを含む、キャピラリースペースに適合するように形成
された材料である。さらに開示されるのは、疎水性ゾー
ンを含む材料であり、このゾーンは、その材料に液体が
付加すると、その材料の上又は内部の表面にある液体の
別個のエリア範囲を定め得る。
定義 本明細書のクレーム及び仕様を解釈するにあたって、
以下の用語は以下に示す意味を有する。
標的リガンド − １つ又はそれ以上の受容体に対す
る結合パートナー。標的リガンドの同義語は分析物、リ
ガンド又は標的分析物である。
リガンド − １つ又はそれ以上のリガンド受容体に
対する結合パートナー。リガンドの同義語は分析物であ
る。例えば、リガンドは抗原、核酸配列、レクチン又は
アビジンを含み得る。
リガンド類似体（Ligand Analogue） − 共有結合
的または非共有結合的に他の分子種、例えば、シグナル
発生エレメントに対して結合し得る標的リガンドの化学
的誘導体。リガンド類似体と標的リガンドは同一である
場合もあり、いずれも一般にリガンド受容体に結合し得
る。リガンド類似体の同義語は分析物類似体又は標的分
析物類似体である。
リガンド類似体連結体（Ligand Analogue Conjugat
e） − リガンド類似体とシグナル発生エレメントの
連結体。リガンド類似体連結体は標識リガンド類似体と
して言及され得る。
シグナル発生フェーズ − シグナル発生のためのシ
グナル発生エレメントに関わる材料、例えば酵素基質溶
液、を含むフェーズ。
受容体 − 標的リガンド、典型的には抗体、結合フ
ラグメント、相補的核酸配列、炭水化物、ビオチン又は
キレートと反応する又は結合する化学的又は生化学的分
子種であるが、受容体である標的リガンドを検出するよ
うにアッセイが設計されていればリガンドにもなり得
る。受容体はまた標的リガンドと特異的に反応する酵素
又は化学試薬を含み得る。受容体は試薬又は結合成分と
して言及され得る。標識受容体でも固定化受容体でもな
い受容体は、補助的受容体又は補助的結合成分として言
及され得る。例えば、受容体は抗体を含み得る。
リガンド受容体連結体 − リガンド受容体とシグナ
ル発生エレメントの連結体であり、この用語の同義語
は、結合成分連結体、試薬連結体、標識試薬又は標識結
合成分を含む。
シグナル発生エレメント − アッセイ法の結果とし
て視覚的に又は機器で検出され得るシグナルを直接的又
は間接的に引き起こすエレメント。受容体及びリガンド
類似体は共有結合的又は非共有結合的にシグナル発生エ
レメントと結合し連結体を形成し得るが、そのように結
合したとき、これらの物質は標識化されたものとして言
及され得る。リガンド類似体連結体又は受容体連結体の
エレメントは、シグナル発生フェーズと結びつくとき、
検出し得るシグナル、例えば酵素を発生する。
反応混合物 − 標的リガンドを含むと思われるサン
プル及びそのサンプル中の標的リガンドの存在又は量を
決定するための試薬、例えばリガンド受容体連結体又は
受容体連結体との混合物。本明細書で使用するように、
反応混合物は、標的であり得るタンパク質様の成分、サ
ンプルの成分又は追加物（例、血清アルブミン、ゼラチ
ン、乳タンパク質）を含み得る。
リガンド補体（Ligand Complement） − リガンド
類似体連結体、受容体、リガンド類似体構築体又はシグ
ナル発生エレメントを標識するときに使用される特殊化
されたリガンド。
リガンド補体受容体 − リガンド補体の受容体。
リガンド類似体 − リガンド補体連結体−リガンド
類似体、リガンド補体及びシグナル発生エレメントから
なる連結体。
捕捉効率（Capture Efficiency） − リガンド類似
体連結体や受容体連結体のような反応混合物中の成分が
診断エレメントの捕捉ゾーンに結合する効率。
捕捉ゾーン − リガンド類似体連結体や受容体連結
体のような反応混合物中の少なくとも１つの成分と結合
する診断エレメント上のエリア。
キャピラリー作用（毛細管作用;Capillarity） −
キャピラリースペースによって誘導される力、又はキャ
ピラリー作用の発現。キャピラリー作用は固体表面か液
体表面、又はその両方によって影響され得る。
バイオセンサー − 標的リガンドの存在又は量を決
定するために使用される任意の電気化学的、光学的、電
気光学的又は聴覚／機械的デバイス。例えば、電気化学
的バイオセンサーは電位差及び電流測定を利用し、光学
的バイオセンサーは吸光、蛍光、発光及び消衰波を利用
する。聴覚／機械的バイオセンサーは圧電性結晶共鳴、
表面音波、フィールド効果トランジスタ、化学フィール
ド効果トランジスタ及び酵素フィールド効果トランジス
タを利用する。バイオセンサーはまた受容体結合反応が
起こる溶液の物理学的性質の変化を検出し得る。例え
ば、バイオセンサーはラテックス粒子が抗原に結合した
ときの凝集度の変化を検出し得るし、また、受容体結合
反応に呼応した溶液粘度の変化を検出し得る。
発明の詳細な説明 本発明は少なくとも１つの標的リガンドの存在または
量を測定するための診断テストデバイスに指向されてい
る。図１は本発明によるデバイス10の好ましい実施形態
を示す。一般に、本発明のデバイスは約2mm〜15mmの厚
さ、約3cm〜10cmの長さ及び約1cm〜4cmの幅を有する。
この範囲はアッセイの特殊な目的に応じて調整され得
る。
図１に示すように、本発明の１つのデバイスは、本明
細書で開示され特許請求される本発明のデバイス及びデ
バイス部分のいくつかの特徴を通常示す。デバイス10
は、サンプル追加ゾーン１、サンプル追加リザーバ２、
サンプル反応バリア３、反応チャンバ４、タイムゲート
５、診断エレメント６及び使用済み試薬リザーバ７とい
った様々なエレメントを含む。このデバイスは、頂部８
が底部９にキャピラリーの長さだけ離れて配置されると
きに形成され、試薬及びサンプルをデバイス全体に移動
させるキャピラリーチャネルよりなる。限定しないが、
接着、超音波溶接、鋲締めといったようなやり方を含む
多数の技術によって、この頂部及び低部が合体され、様
々なチャンバが封止され、キャピラリーが形成され得
る。デバイスのエレメントは、多種多様な所望の機能を
実現するために診断エレメント６と様々に組み合わせて
使用され得る。当業者が認めるように、これらのエレメ
ントは１工程又は多工程のアッセイを実施するために組
み合わせ得る。デバイス10はまたアッセイ法のための反
応混合物の形成にも使用され得る。図２のデバイス20
は、標的リガンドの存在又は量に関連するシグナル発生
のために、前もって混合した反応混合物を追加するため
に使用され得る。
図1Bおよび図1Cに示されるように、選択的試薬リザー
バ17はデバイス10又は20に取り込まれ得る。デバイス10
及び20はまた、図1Dに示されるように、選択的流体制御
手段18とともに使用され得る。
構成は、限定されないが、以下を含む:1）膜のような
吸収性材料から構成されない診断エレメント、２）サン
プル又は反応混合物の容量を制御する手段、３）タイム
ゲート、４）本明細書においてフィンガと呼ばれる新規
なキャピラリー手段、５）本明細書において「ギャッ
プ」として言及され得る新規なフロー制御手段、及び
６）試薬のバックフローを防ぐ使用済み試薬リザーバ。
当業者はこれらのエレメントが各々で新規かつ非自明で
あり、様々に組み合わせて診断デバイスに組み込まれ、
当業者に知られている他のエレメントとともに使用され
て、新規かつ非自明な診断テストデバイスと、これまで
実現されなかった便益をもたらすことを理解するだろ
う。
本デバイスの部品（即ち、デバイスの他の部分から独
立しているか独立していない物理的構造体）は、コポリ
マー、ブレンド、ラミネート、金属化箔、金属化フィル
ム又は金属から製造され得る。また別に、デバイス部品
は、以下の素材のひとつが蒸着したコポリマー、ブレン
ド、ラミネート、金属化箔、金属化フィルム又は金属か
ら製造され得る：ポリオレフィン、ポリエステル、スチ
レン含有ポリマー、ポリカーボネート、アクリル酸ポリ
マー、塩素含有ポリマー、アセタール・ホモポリマー及
びコポリマー、セルロース類及びそのエステル、硝酸セ
ルロース、フッ素含有ポリマー、ポリアミド、ポリイミ
ド、ポリメチルメタクリレート、イオウ含有ポリマー、
ポリウレタン、シリコン含有ポリマー、ガラス及びセラ
ミック材料。
また、本デバイスの部品は、プラスチック、エラスト
マー、ラテックス、シリコンチップ又は金属を使用して
製造されるが、エラストマーはポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリスチレン、ポリアクリレート、シリコンエ
ラストマー又はラテックスを含み得る。
また、本デバイスの部品は、ラテックス、ポリスチレ
ンラテックス又は疎水性ポリマーから製造され得るが、
疎水性ポリマーはポリプロピレン、ポリエチレン又はポ
リエステルを含み得る。
また、本デバイスの部品は、テフロン（登録商標）、
ポリスチレン、ポリアクリレート又はポリカーボネート
を含み得る。
また、デバイス部品は、混練（milled）又は射出成形
され得るプラスチック又は様々な鎖長のアルケンチオー
ルに吸着される銅、銀及び金のフィルム表皮から製造さ
れる。混練又は射出成形され得るプラスチックの構造物
は、ポリスチレン、ポリカーボネート又はポリアクリレ
ートを含み得る。
デバイス10及び20のエレメントをそれぞれ別々に記載
した後、本発明のデバイスの代表的な記載を次に続け
る。
サンプル追加ゾーン 図１及び２を参照すれば、デバイス10及び20のサンプ
ル追加ゾーン１はサンプルがデバイスへ導入されるエリ
アである。このサンプル追加ゾーン１は、円、楕円、四
角といった様々な形状をしたポートであり得るか、又は
このゾーンはデバイス内のリザーバであり得る。
サンプル追加リザーバ 図１及び２を参照すれば、サンプル追加リザーバ２は
サンプルを受け取るデバイスのエレメントである。図１
を参照すれば、サンプル追加リザーバ２の容量は少なく
とも反応チャンバ４の容量と同じかより大きくなければ
ならない。サンプル追加リザーバ２はキャピラリースペ
ースであり得るか又は開いたリザーバであり得る。さら
に、サンプル由来の粒子状物質を濾過する、又は血漿が
デバイスを通過し得るように血液から血液細胞を濾過す
るために、サンプル追加リザーバ２の内部又は上部にフ
ィルターエレメントを配置し得る。サンプル追加リザー
バはリザーバを満たしている気体及び液体の流出を促進
する通気孔（図示せず）を含み得る。
好ましい実施形態では、サンプル追加リザーバ２の容
量又はキャパシティは、反応チャンバ４の容量の１〜５
倍である。一般に、過剰のサンプルを使用して診断エレ
メント６を洗浄する場合、アッセイ法から生じる診断エ
レメント６由来の非結合性試薬を完全に除去するために
十分な量のサンプルが必要とされるように、このリザー
バ２の容量又はキャパシティは選択される。
リザーバ２はまたアッセイ法に使用されるある乾燥さ
れた試薬を含み得る。例えば、このリザーバ２で界面活
性剤を乾燥し、サンプル追加時に溶かすことができる。
サンプル中の界面活性剤は、液体の表面張力を下げるこ
とにより、サンプル及び反応混合物をデバイスを通過す
る運動を助ける。サンプル追加リザーバ２は、一般にサ
ンプル反応バリア３（図１）又は診断エレメント６（図
２）と直接流体で接触した状態にある。
サンプル反応バリア 図１に図示されるように、サンプル反応バリア３はサ
ンプル追加リザーバ２中のサンプルを反応チャンバ４中
の反応混合物から分離する。サンプル反応バリアが所望
されるのは、正確な反応混合物量を形成する能力をデバ
イスに提供するからである。半定量的又は定量的な結果
が所望されるアッセイでは、反応混合物の正確な容量が
一般に必要である。従って、サンプルが流入し得る容量
の正確な反応チャンバをサンプル反応バリアが形成する
ので、このデバイスに対してはサンプルの正確なピペッ
ト操作工程が必要とされない。サンプル反応バリア３が
所望されるのは、反応チャンバ４で起こる反応が好まし
くはサンプル追加リザーバ２中の過剰なサンプルから分
離されねばならないからである。
サンプル反応バリア３は、通常約0.01mm〜0.2mmの範
囲にある狭いキャピラリーを含み、このキャピラリーの
表面は滑らかであるか、又は単一の溝又はサンプルのフ
ローに対して平行又は垂直な連続溝を有し得る。サンプ
ル反応バリア３の好ましい実施形態では、図1Aを参照に
すると、サンプルのフローに対して平行な溝12は、デバ
イスの１つの表面上に、他の表面からキャピラリーの距
離、例えば0.02mm〜0.1mm離れて取り込まれている。サ
ンプル反応バリア３（図1A）を満たすサンプルの容量
は、最小値、つまり反応チャンバ４の容量の約0.01％〜
10％に保つことで、反応チャンバ４の試薬が著しく拡散
してサンプル追加リザーバ２中のサンプルへ戻らないよ
うにしなければならない。つまり、反応混合物の過剰サ
ンプルへの戻り拡散を最小限にして、反応混合物で起こ
る化学又は生化学反応がサンプル追加リザーバ２中の過
剰サンプルによって実質的に影響されないようにすべき
である。溝の深さは約0.01mm〜0.5mm、好ましくは約0.0
5mm〜0.2mmの範囲を取り得る。このエレメントに１つ以
上の溝が使用されるとき、このエレメント内の溝数は典
型的には1cmあたり10〜500溝、好ましくは1cmあたり20
〜200溝である。サンプル追加リザーバ２由来のサンプ
ルはキャピラリー作用によって溝12を流れ、反応チャン
バ４へ入る。さらに好ましい実施形態では、以後「フィ
ンガ（finger）」16と呼ばれる溝が、サンプル反応バリ
ア３の溝12又はキャピラリースペースと流体接触してい
る反応チャンバ４の壁面に位置している。このフィンガ
16は典型的には幅0.5mm〜2mm、好ましくは幅1mm〜1.5mm
であり、典型的には深さ0.1mm〜1.5mm、好ましくは深さ
約0.2〜1mmである。反応チャンバ４の壁面にあるフィン
ガ16は、サンプルの反応チャンバ４へのキャピラリーフ
ローを助ける。つまり、このフィンガは、キャピラリー
作用が比較的高いキャピラリーからキャピラリー作用が
低いキャピラリーへ流体が移動することを可能にするの
である。従って、このサンプル反応バリアでのキャピラ
リーは全般により狭く、反応チャンバのキャピラリー又
はスペースよりも大きいキャピラリー作用を有する。キ
ャピラリー作用におけるこの差異によって、デバイス中
のサンプル又は流体のフローがサンプル反応バリアのキ
ャピラリーにおいて停止され得る。恐らくは、フィンガ
は２つのキャピラリー又はスペースのインターフェース
において流体の表面張力を壊し、それによってキャピラ
リー作用がより低いキャピラリー又はスペースへ流体を
移動させ得るのだろう。フィンガの有用性はキャピラリ
ー作用の高いところから低いところへ流体が流れるべき
デバイスの任意の部分に対して拡張し得ることが理解さ
れ得る。実際、流体フローの方向性が、狭いキャピラリ
ー（より高いキャピラリー作用）からより広いキャピラ
リー（より低いキャピラリー作用）へという場合がそう
である。
サンプル反応バリアの頂面はまたアッセイ法に使用さ
れる試薬を固定化するためにも使用され得るが、それで
サンプルはサンプル反応バリア全体を流れ、試薬を溶か
し、反応チャンバへ入るようになる。サンプル及び試薬
の反応チャンバへの移動は混合手段として作用し得る。
反応チャンバ 図１を参照すれば、サンプルはサンプル反応バリア３
から反応チャンバ４へ移動する。デバイス10の試薬は、
好ましくは、例えば乾燥又は凍結乾燥した粉末として反
応チャンバ４に配置されるが、サンプルが反応チャンバ
４に入ると、試薬はすぐに元に戻る。反応チャンバ４の
容量は、反応混合物を規定するサンプルの容量である。
反応チャンバは、例えば頂部と低部の超音波圧接によっ
て両サイドを封止され得る。従って、デバイス10へのサ
ンプルのデリバリーはサンプル追加ゾーンにおいて、反
応混合物の容量を規定するための正確なピペット操作工
程を必要としない。反応混合物を混合する反応機能はま
た、米国特許出願連続番号711,621（1991年６月５日提
出、現在放棄、参考文献として援用する）に記載される
ように、反応チャンバ４とともに取り込まれ得る。サン
プルはキャピラリー作用によって、また潜在的には、サ
ンプル追加リザーバ２内のサンプルによってもたらされ
る静水圧によって反応チャンバ４を満たす。
反応チャンバ４の表面は滑らかであるか又はポストや
溝のようなテクスチャー構造で構成され得る。デバイス
表面のテクスチャーはデバイスの製造時に表面における
試薬の乾燥を促進し、反応チャンバ４へのサンプル移動
を促進し得る。デバイス表面上のテクスチャーは以下の
ようにして乾燥された試薬の表面上の均一配置を促進す
る：液体試薬を含む流体がテクスチャーのある表面に接
触して配置され、小さな試薬流体メニスカスが相互に近
接したテクスチャー構造を形成する。テクスチャーの存
在がない場合、流体は全チャンバのコーナーでより大き
なメニスカスを形成し、乾燥したときに、不均一な乾燥
試薬の層を生成する。テクスチャー構造がデバイスに設
計されると、多くの小さなメニスカスがあることで、チ
ャンバ全体で乾燥されるより均一な試薬の層ができる。
反応チャンバ４及びそれによる反応混合物の容量は、
試薬を収容しアッセイの所望の感度を提供する任意の容
量であり得る。反応チャンバ４の形状は、反応混合物の
反応チャンバ４からの移動が乱れず、反応チャンバ４か
らのその移動の結果として渦流を形成しないようなもの
であるべきである。反応チャンバ４の好ましい形状が図
１に示されている。反応チャンバ４の深さは、所望の反
応混合物量を収容するためにチャンバの幅と釣り合って
いるべきである。反応チャンバの深さは約0.05mm〜10m
m、好ましくは0.1mm〜0.6mmの範囲であり得る。反応チ
ャンバの特殊な容量を収容するためには、反応チャンバ
の長さ及び幅を調整すべきであって、深さは狭い範囲で
維持することが実践的である。反応チャンバ４はサンプ
ル反応バリア３及び診断エレメント６又はタイムゲート
５と直接流体で接触した状態にある。さらに、反応チャ
ンバ４はまた、図1B及び図1Cに示されるように、選択的
試薬リザーバ17と直接流体で接触し得る。
反応チャンバの好ましい実施形態は、反応チャンバの
底部から診断エレメントの表面に広がる傾斜を利用して
いる。この傾斜は、流体がデバイスを移動するときに、
反応チャンバと診断エレメントのインターフェースでサ
ンプルと反応混合物が混合し、渦を形成することを最少
化又は防止する。従って、この傾斜は、流体の反応チャ
ンバからの及び診断エレメントへの滑らかな移行を可能
にする。傾斜の長さは反応チャンバの各々の深さに応じ
て最適化されるべきだが、一般には傾斜は反応チャンバ
の底面に対して25〜45゜の角度である。
タイムゲート 図1Aを参照すると、タイムゲート５は反応チャンバ４
中の反応混合物を一定の時間保持する。タイムゲートの
コンセプトは、主として水性の溶液が、十分に疎水性の
ゾーンを、その疎水性ゾーンが十分親水性になるまで
は、通過し得ないということである。さらに、この疎水
性ゾーンは、水性溶液の成分の疎水性ゾーンに対する結
合によって親水性になる。一般にこの十分に疎水性のゾ
ーンはキャピラリースペースの中にある。タイムゲート
を通過する流体運動の推進力はスペースのキャピラリー
作用か又はサンプルによってもたらされる静水圧、又は
その２つの力が結合したものであり得る。反応チャンバ
４に反応混合物を保持するのに必要な時間の量は、アッ
セイ法の結果として反応チャンバ内で起こる種々の反応
がサンプル中の標的リガンドの存在又は量を反映するよ
うに、アッセイ法に関連している。従って、タイムゲー
ト５は、反応混合物の診断エレメント６へのフローを遅
延させる。タイムゲート５が反応混合物のフローを遅延
させるのは、水性溶液又は少なくとも40の誘電率を有す
る溶液のような親水性の溶液がキャピラリーチャネルの
十分疎水性のバリアを通過し得ないという原理による。
タイムゲートを設計し組み立てるときには、滑らかか、
溝があるか又はテクスチャーがある、未処理のプラスチ
ック及びエラストマー（ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリスチレン、ポリアクリレート、シリコン・エラ
ストマー等）に見出されるような疎水性表面又はシリコ
ンチップ表面又は金属表面から開始することができ、キ
ャピラリーは本来疎水性が親水性であり、滑らかか、溝
があるか又はテクスチャーがあり得る、対向する表面に
よって形成される。キャピラリーの疎水性表面は、主と
して水性の溶液に通常溶けている成分が結合し得る微視
的な表面エリアを有する。反応混合物中の成分の親水性
と濃度、及びタイムゲートの全表面エリアがタイムゲー
トの機構に影響を及ぼす。タイムゲート５が反応混合物
を保持する時間の量は、反応混合物由来の成分が疎水性
のバリアに結合する速度に関連している。反応混合物由
来の成分が結合すると、この疎水性バリアが十分親水性
であるゾーンへ変化し、反応混合物が通過し得るように
なる。十分親水性の表面ができると、あたかもタイムゲ
ートがデバイスに無かったかのように、流体が流れるよ
うになる。従って、タイムゲートが一度親水性になる
と、デバイスの残部での流体フローは影響を受けなくな
る。流体遅延の手段を取り込んでいる他のデバイスは、
例えば米国特許第4,426,451号及び4,963,498号に記載さ
れているが（参考文献として援用する）、流体フローを
スタートさせるためにデバイスを外から操作することを
必要とするか、又は流体フローを遅くするためにキャピ
ラリーの狭窄を利用するだけである。後者の場合、流体
フローを遅くするために使用されるキャピラリーの狭窄
はデバイスの残部全体の流体フローに影響を及ぼしてし
まう。
例えば、好ましい実施形態では、タイムゲート５は、
直径約0.01μｍ〜10μｍのポリスチレンラテックスのよ
うなラテックス粒子15（図1A、実寸通りではない）又は
ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステルなどのよ
うな疎水性ポリマーから構成され得るが、これらは反応
混合物が通過するべき適切なゾーンにあるデバイスへ導
入される。別の好ましい実施形態では、タイムゲート
は、インキや長鎖脂肪酸のような疎水性化学品又は疎水
性デカールを所望のゾーンへ塗布することによって創製
され得る。この疎水性化学品又はデカールは一般に反応
混合物に溶けないかほとんど溶けない。また別の好まし
い実施形態では、タイムゲートは親水性表面を疎水性表
面に変えることによっても形成され得る。例えば、プラ
ズマ処置によって親水性になった疎水性表面は、溶媒、
紫外光又は熱といったものを適用することによって、疎
水性表面へ復帰させ得る。これらの処置は、親水性の、
プラズマで修飾された表面の分子構造を疎水性の形態へ
変化させるように作用し得る。
疎水性ゾーンに結合する反応混合物中の成分は、様々
なタンパク質、ポリペプチド、ポリマー又は洗浄剤であ
り得る。好ましいタンパク質はウシ血清アルブミンであ
る。タイムゲート５によってもたらされる時間の遅延
は、疎水性ゾーン、例えばラテックス粒子15によっても
たらされる表面エリアに結合する反応混合物中の成分、
例えばウシ血清アルブミンの濃度に依存している。タイ
ムゲート５のもうひとつの好ましい実施形態は、疎水性
であって、緩衝キャパシティを有する反応混合物にさら
すことによって親水性になる高分子電解質を利用してい
る。タイムゲート５は、例えば、そのプロトン化された
形態において親水性になるポリアクリル酸から構成され
得る。反応混合物は、ポリアクリル酸のpKa以上で緩衝
化されると、酸性基を脱プロトン化し、ポリマーの親水
性塩を形成する。この場合、時間の遅延は高分子電解質
の量及び反応混合物のpH及び緩衝キャパシティに関連し
ている。
タイムゲートの幾何学的形状は、流体が通過するタイ
ムゲートのエリアに影響し得る。つまり、タイムゲート
は、タイムゲートの特定エリアを通る液体のフローを指
向するように設計され得る。タイムゲートの特定エリア
を流体が通過するように指向することによって、時間遅
延の再現性が改善される。図６は、タイムゲートの代表
的な幾何学的形状を示す。例えば、図６のタイムゲート
ａ〜ｄに示されるように、タイムゲートはその設計にＶ
形を取り込んでいて、より特定すれば、タイムゲートの
長さ（タイムゲートを通過するために流体が越えるべき
距離として定義される）は、Ｖの先端でタイムゲートの
本体よりも少ない。従って、好ましい形状では、流体は
長さが最も短いタイムゲートを超えてゆき、それによっ
てタイムゲートを通過する流体フローを一定の方向に指
向させる。一般に、タイムゲートを通過する流体フロー
の指向性は、図６の対向する矢印によって表現されてい
る。好ましい実施形態では、図６のタイムゲートｂ、ｃ
及びｄの配向性は、流体が最初にＶ形ではなくタイムゲ
ートの平たい部分に触れるようなものである。換言する
と、図６のタイムゲートｂ、ｃ及びｄに対する好ましい
フローの方向は上向きの矢印によって表現されている。
タイムゲートが例えば図６のタイムゲートｅ及びｆに見
られるように、単に直線である場合、タイムゲートを通
過する流体フローの経路はタイムゲート上の任意の点で
起こり得る。従って、タイムゲートの一定エリアを通過
する流体フローを指向する幾何学的形状を有するタイム
ゲートが好ましいのである。例えば、約1.3mm〜0.13mm
の範囲の長さを有するタイムゲートは、表面間の距離が
約0.018mmであるとき、各々約0.3分〜5.5分の遅延時間
を達成する。タイムゲートがＶ形状であるとき、Ｖ先端
のタイムゲート４の長さはＶの残りの部分のタイムゲー
トの長さよりも少ない範囲を有する、つまり、例えば図
７のタイムゲートａが示すように、Ｖのアーム部分はＶ
先端の長さの約２〜５倍の長さを有する。図７のタイム
ゲートｂは、タイムゲートの残りの部分に比較して、タ
イムゲートのごく小さなエリアだけがＶ先端で超えられ
ることを示す。このタイムゲートは、全流体面がタイム
ゲートと接触するように、キャピラリー又はスペースの
幅に及ぶべきである。タイムゲートが、例えば診断エレ
メントほど広くないとすると、流体面はタイムゲートを
迂回してしまうだろう。従って、タイムゲートは遅延時
間の間スペース内の流体を「封止」すべきなのである。
図１を参照すれば、当業者は、各デバイス10が１つ又
はそれ以上のタイムゲートを取り込んでデバイスの所望
される機能を達成し得ることを認め得る。図８は、図６
のいくつかのタイムゲートの連続的な配置を示す。例え
ば、次節の「選択的試薬リザーバ」で論じるように、こ
のデバイスによって連続追加免疫アッセイが実施される
場合、反応混合物が診断エレメントへ移動する前に、２
つのタイムゲートによって２回の連続インキュベーショ
ン工程がこのデバイスによって実施され得る。別の実施
例では、診断エレメント６の捕捉ゾーン上で反応混合物
のインキュベーションが必要とされるならば、タイムゲ
ートはこの捕捉ゾーンのすぐ後ろに配置されるだろう。
このようなタイムゲートの使用が起こり得るのは、反応
混合物中の成分の、診断エレメントの捕捉ゾーンに対す
る結合の低い効率が広がるような場合である。
タイムゲートの別の適用は、キャピラリースペースの
部分ではない表面にタイムゲートを配置することを含
む。例えば、タイムゲートは親水性の表面に配置され得
るが、このことはタイムゲートスペースが無くともそれ
だけで液体が移動することを可能にする。これは一般
に、実質的な量の液体が表面に置かれ、それが表面張力
とメニスカスを外へ押す液体の静水圧によって広がる場
合に当てはまる。その場合、タイムゲート表面の静水圧
性が液体の動きを止めるので、タイムゲートは流体面の
前進を遅延させるように機能する。前進する液体のメニ
スカスがタイムゲートに接触すると、液体中の成分がタ
イムゲートに結合し、液体が表面を継続的に前進する
間、十分親水性の表面を創出する。
また別のタイムゲートに関する実施形態は、連結体又
は受容体を捕捉するために使用される膜より前にタイム
ゲートを位置付けることを含む。タイムゲートに関する
また別の実施形態では、タイムゲートは膜の疎水性表面
から構成され得る。そのような場合、疎水性の膜は、連
結体又は受容体を捕捉する膜部分より前に位置付けら
れ、アッセイ試薬が置かれる又は埋れ込まれ、試薬が一
定の時間インキュベートされる反応チャンバ又は膜の一
部の後に位置付けられ得る。膜内のタイムゲートは、約
0.01％〜10％の適切な固体濃度で未加工のラテックス粒
子を膜に塗布することによって形成され得る。ラテック
ス粒子のサイズは、ラテックスが膜内に埋めこまれるた
めに、膜の空孔サイズよりもやや小さくすべきである。
タイムゲートにおける膜体ラテックスの密度は、反応混
合物がタイムゲートを迂回しないようにするために、均
一とすべきである。例えば、空孔サイズが１μＭの膜に
タイムゲートを創出するために使用されるラテックスの
サイズは、0.05〜0.2μＭの範囲であり得る。膜空孔の
サイズ分布は大きく変化するので、実際に使用するラテ
ックスのサイズは実験によって決定されなければならな
い。タイムゲートのために使用される膜の疎水性はまた
プラズマ処置又は吸着する疎水性化学品又はポリマーで
膜を処置することによって形成され得る。当業者は、タ
イムゲートの発明力ある特徴について本明細書で記載さ
れる教示が膜を利用する多種多様な診断デバイスにおい
てタイムゲートを設計するために利用され得ることを理
解されよう。つまり、例えば、参考文献として援用する
米国特許第4,435,504号、4,727,019号、4,857,453号、
4,877,586号及び4,916,056号に記載されたデバイスは、
例えば膜より前に又は連結体又は受容体を捕捉する膜の
中にタイムゲートを取り込み得る。
選択的試薬リザーバ 図1B及び1Cを参照すれば、選択的試薬リザーバ17は試
薬をアッセイ法へ導入するために有用である。一般に、
選択的試薬リザーバ17は、サンプル反応バリア３又は反
応チャンバ４の入口孔又は診断エレメント６を介してサ
ンプル追加リザーバ２と直接流体で接触し得る。例え
ば、図1Bは、反応チャンバ４と直接流体で接触している
選択的試薬リザーバ17を示す。導入される試薬のフロー
はタイムゲート5aによって制御され、フィンガ16は試薬
が反応チャンバ４へ移動するのを助け得る。次に図1Cを
参照すれば、例えばこのデバイスによって連続追加免疫
アッセイが実施される場合、２つのタイムゲート５と5a
及びフィンガ16は、試薬が反応チャンバ４へ移動するの
を助け得る。次に図1Cを参照すれば、例えばこのデバイ
スによって連続追加免疫アッセイが実施される場合、反
応混合物が診断エレメント６へ移動する前に、２つのタ
イムゲート５と5aによって２回の連続インキュベーショ
ン工程がこのデバイスの選択的試薬リザーバ17におい
て、次いで反応チャンバ４において、実施され得る。つ
まり、サンプルはサンプル追加ゾーン１を介してサンプ
ル追加リザーバ２へ展開され、サンプルはサンプル反応
バリア３全体を流れ、最初の反応セットが起こる場合、
フィンガ16の助けによって選択的試薬リザーバ17へ流れ
てゆく。タイムゲート5aは、適切な時間の後に、試薬が
サンプル反応バリア3a全体を流れ、次の反応セットが起
こる場合、フィンガ16の助けによって反応チャンバ４へ
流れてゆくことを可能にする。適切な時間の後、タイム
ゲート５は反応混合物の診断エレメント６へのフローを
可能にする。
流体制御手段 図1Dを参照すれば、選択的な流体制御手段18は、反応
混合物のデバイス内フローを制御するように設計されて
いる。より特定すると、選択的な流体制御手段18は、捕
捉ゾーンにおける試薬の最適捕捉を可能にする速度で一
定量の反応混合物が診断エレメント６の捕捉ゾーンを流
れるようにする。一定量の反応混合物が捕捉ゾーンを流
れた後で、過剰の試薬のフロー速度を上昇し得る。デバ
イス内の試薬フロー速度を変化させることは、診断エレ
メント６のキャピラリースペース19の表面間にあるギャ
ップ18を設計することによって達成される。ギャップ18
のサイズは診断エレメント６のキャピラリースペース19
より大きい。一般にギャップ18は、捕捉ゾーン又はフロ
ー速度を落とすことが求められるゾーンの後に続く。従
って、診断エレメント６のギャップ18は、ある関連した
容量を有する。反応混合物がデバイスを移動するとき、
ギャップ18の容量は、キャピラリー作用によってそれで
満たされる。捕捉ゾーンの後にあるギャップ18が診断エ
レメント６のキャピラリースペース19よりも大きいの
で、ギャップ18の開始部分でキャピラリーの圧力が低下
すると、反応混合物のギャップ18へのフロー速度の減少
及びそれによる反応混合物の捕捉ゾーン全体へのフロー
速度の減少をもたらす。ギャップ18のサイズを変化させ
ると、ギャップ内のキャピラリー作用が変化し、そのた
めに反応混合物の捕捉ゾーンへのフローが変化する。診
断エレメント６から非結合試薬を除去する洗浄工程を必
要とする免疫アッセイの場合、洗浄溶液が診断エレメン
ト６を流れる速度は、反応混合物が診断エレメント６を
流れる速度より速いことが望まれるが、これはそのこと
によってアッセイ時間が減少するからである。ギャップ
の形状は多くの形態を取り得る。図1Dに示されるよう
に、ギャップは直線で挟まれた角を有するが、ギャップ
は台形又は三角形として成形され得て、それによって反
応混合物がギャップに流入するときのフロー速度を変化
させ得る。当業者はまたある種の免疫アッセイには洗浄
工程が不要であることを理解されよう。
試薬のデバイス内フロー速度を制御することはまた、
試薬の反応程度がモニターされるか又はさらに反応が起
こり得るデバイスの別エリアへ試薬が移動する前に、デ
バイスのあるゾーンで化学反応が起こることを可能にす
るためにも使用され得る。例えば、試薬の連続追加及び
インキュベーションが必要である免疫アッセイに使用す
るデバイスにはいくつかの流体制御手段が組み込まれ得
る。つまり、サンプルが第一の試薬に接触すると、サン
プルと第一の試薬の反応時間が第一ギャップによって制
御される。この第一ギャップが流体で満たされると、反
応混合物は次の化学反応が連続して起こり得るときに第
二の試薬へ続く。この第二反応の終了に必要な時間はま
た、反応混合物が診断エレメントへさらに流れないうち
に第二ギャップによって制御され得る。また、化学及び
生化学反応は、ギャップ容量の中で、例えば、ギャップ
内の固定化している試薬によって起こる。
診断エレメント 図１及び２を参照すれば、診断エレメント２はキャピ
ラリーの距離だけ離れた対向する表面によって形成さ
れ、反応混合物はそこを流れ、１つ又はそれ以上の捕捉
ゾーンがそこに配置されている。捕捉ゾーンは、受容体
のような試薬又は、反応混合物の１つ又はそれ以上の成
分と結合又は反応するバイオセンサーのようなデバイス
からなる。反応混合物由来の試薬の、診断エレメント６
の捕捉ゾーンに対する結合はサンプル中の標的リガンド
の存在又は量に関係している。１つ又はそれ以上の受容
体又はバイオセンサーが１つ又はそれ以上の標的リガン
ドの存在又は量を決定するために診断エレメント６上に
配置され得る。受容体又はバイオセンサーは診断エレメ
ント６の独立したゾーンに配置され得るか、又はそれら
は表面全体に均一又は不均一に分布され得る。受容体又
は他の化学試薬、例えば、反応混合物の試薬に活性があ
ること及び反応混合物が受容体又はバイオセンサーのゾ
ーンを通過したことをユーザーに証明するために、シグ
ナル発生体に対する受容体はまた診断エレメント６上に
固定化され得る。反応混合物が診断エレメント６を貫流
するときに反応混合物由来の成分がクロマトグラフィー
の形式で診断エレメント６の表面に結合するように、単
一の受容体又はバイオセンサーが診断エレメント６の大
部分に配置され得る。従って、反応混合物の成分が結合
する距離は、サンプル中の標的リガンドの濃度に関連す
るだろう。受容体のような試薬は、共有結合又は吸着を
介して診断エレメント６の表面に固定化される。好まし
い実施形態は、例えば受容体でコートされた直径約0.1
μｍ〜５μｍのラテックス粒子を固定化することであ
る。さらに、「ナノ粒子」と呼ばれる微粒子も受容体で
コートされ得て、得られたナノ粒子を吸着又は共有結合
を介して診断エレメントに固定化することができる。ナ
ノ粒子は一般に、シリカ、ジルコニア、アルミナ、チタ
ニア、セリア、金属コロイド及びポリスチレン等よりな
り、この粒子サイズは約1nm〜100nmに及ぶ。ナノ粒子を
使用することの利点は、固体含量の関数としてナノ粒子
をコートするタンパク質の表面積が、より大きなラテッ
クス粒子に比べて劇的に増大するということである。
診断エレメント６の表面は、受容体でコートしたナノ
粒子又はラテックス粒子が診断エレメント６に結合する
ことを可能にするだろう。好ましい実施形態では、受容
体は、静電的、水素結合及び／又は疎水性相互作用を介
して診断エレメントの表面に結合する。静電的、水素結
合及び／又は疎水性相互作用については、例えば、Bioc
hemistry 20,3096（1981）及びBiochemistry 29,7133
（1990）で論じられている。診断エレメント６は、例え
ば表面にカルボン酸基を発生させるために、プラズマ処
置され得る。受容体でコートしたラテックス粒子は、好
ましくは、例えば１〜20mM及び受容体の等電点よりも低
いpHの低塩濃度溶液で、診断エレメント６に適用され
る。従って、診断エレメント６上のカルボン酸基の陰電
荷と受容体ラテックスの陽電荷によって、診断エレメン
ト６上のラテックスの静電気的安定化が増強される。水
素結合と疎水性結合作用もまた恐らくは受容体ラテック
スの安定化と診断エレメント６への結合に貢献するだろ
う。磁場に引きつけられる粒子を固定化するには、磁場
もまた使用され得る。
図５を参照すると、診断エレメントに関する追加的な
実施形態では、診断エレメント６は溝から構成され得る
柱状の表面である。診断エレメントが溝からなるとき、
溝は概して反応混合物のフローに対して垂直になる。キ
ャピラリースペースは、概して澄明である円管によって
診断エレメントの周囲に形成され、従って、診断エレメ
ントの表面と対向する管の表面はキャピラリーの距離だ
け離れる。形成されたキャピラリーは、反応混合物が円
状の診断エレメント６を流れることを可能にする。一般
に、反応混合物は柱状のキャピラリースペースを重力に
対抗して又は重力に一致して上下に移動する。円状の診
断エレメント６の捕捉ゾーンは、診断エレメント６の独
立したゾーンか又はその全長にわたって配置され得る。
捕捉ゾーンはまた、診断エレメント６の直径円を描くか
又は診断エレメント６の半径にのみ適用され得る。反応
混合物は管８を介して診断エレメント６へデリバリーさ
れ得る。さらに、管８の柱状の容量は反応チャンバ４と
して使用され、周辺に溝を有する円盤形のサンプル反応
バリア３はまた、反応チャンバ４及びサンプル追加リザ
ーバ２を形成するために挿入され得る。この議論から、
図１及び２を参照すると、当業者は、曲率が円の半径に
なるように、滑らかな診断エレメント６を曲げ得ること
も理解されよう。
診断エレメントの捕捉ゾーンでのシグナル検出のため
に様々な手段が使用され得ることを当業者は理解し得
る。例えば圧電性結晶のようなバイオセンサーを使用す
る場合、受容体が固定化され得る圧電性結晶が捕捉ゾー
ンとなり、標的リガンドを結合することによって生じる
反応は概して電気シグナルによって反応されるだろう。
他のタイプの検出手段は、限定しないが、分光光度法や
反射法のような視覚や機器による手段を含む。本明細書
に記載する診断エレメントの発明力ある特徴は、反応混
合物が流れる表面において捕捉効率を改善すること、及
び当業者によって様々な検出手段が使用され得ることを
考慮している。
デバイス中のキャピラリーの表面は概して親水性で、
サンプル及び反応混合物のデバイス内貫流を可能にす
る。好ましい実施形態では、診断エレメント６に対向す
る表面は疎水性であり、反応混合物はこの表面で反発す
る。診断エレメント６の対向表面に対する反応混合物の
反発は、反応混合物、特にタンパク質連結体を捕捉の起
こる表面へ動かし、それによって反応混合物の成分の捕
捉ゾーンに対する捕捉効率が改善する。診断エレメント
に対向する疎水性表面は、反応混合物が診断エレメント
を通過するにつれて親水性になる傾向を有するが、これ
はサンプル又は反応混合物の中に内因的又は外因的に存
在し得る、例えばタンパク質やポリマーのような、様々
な成分が疎水性表面に結合するためである。診断エレメ
ントに対向する好ましい疎水性表面は、テフロン（登録
商標）から構成され得る。当業者にはテフロン（登録商
標）表面にはタンパク質がほとんど結合しないことが知
られている。従って、診断エレメントに対向するテフロ
ン（登録商標）表面は、反応混合物が診断エレメントを
貫流するとき、例えばポリスチレン、ポリアクリレー
ト、ポリカーボネート等より構成される表面ほどは、親
水性にならないだろう。
別の好ましい実施形態では、診断エレメント６は親水
性だが、診断エレメント６に隣接するエリアは疎水性で
あり、アッセイの試薬が診断エレメントの親水性領域だ
けを通過するように指向されている。当業者は、診断エ
レメントを規定するために疎水性吸着剤を親水性の表面
へ処置すること又は塗布すること、又はオイルやグリー
スのような高粘度の疎水性化合物を使用することに由来
する診断エレメント以外に、表面を遮蔽するマスクを使
用してプラズマ処置するような、親水性の診断エレメン
ト又はゾーンを規定するための様々な技術が使用され得
ることを認めるだろう。別の好ましい実施形態では、診
断エレメントのキャピラリーは超音波溶接によって形成
され得る。診断エレメントの境界は、超音波処置された
溶接部を形成するために使用されるエネルギー・ディレ
クタによって決定される。
診断エレメント６又はデバイスの他の部品の表面は、
滑らかであるか、溝があるか、又は溝があって滑らかで
ある。様々なテクスチャー表面も、単独で又は滑らかか
溝のある表面と組み合わせて利用され得る。例えば、出
っ張りと言われる、ポスト、溝、ピラミッド等からなる
表面や、窪みと言われる、穴、スロット、ワッフル・パ
ターン等からなる表面が利用され得る。図９を参照すれ
ば、表面は、菱形、六角形、八角形、長方形、正方形、
円、半円、三角形又は楕円の形状を含むテクスチャー構
造を含み得る。テクスチャー表面は、列状、ジグザグ状
又は完全にランダムな幾何学図形のテクスチャー構造を
含み得るが、様々な幾何学図形を組み合わせて所望の表
面特性を産生し得る。典型的には、テクスチャー表面の
窪み又は出っ張りは約1nm〜0.5mmの範囲であり、好まし
くは約10nm〜0.3mmの範囲であり、様々な窪み又は出っ
張り間の距離は約1nm〜0.5mmの範囲であり、好ましくは
約2nm〜0.3mmの範囲である。
診断エレメント６の表面は滑らかであるか又はポスト
や溝のようなテクスチャー構造から構成され得る。デバ
イス表面のテクスチャーは、デバイス製造時に表面にお
ける試薬の乾燥を促進し、サンプルの診断エレメント内
移動を促進し得る。デバイス表面上のテクスチャーは以
下のようにして乾燥された試薬の表面上の均一配置を促
進する：液体試薬を含む流体がテクスチャーのある表面
に接触して配置され、小さな試薬流体メニスカスが相互
に近接したテクスチャー構造を形成する。テクスチャー
の存在がない場合、流体は全表面又はチャンバのコーナ
ーでより大きなメニスカスを形成し、乾燥したときに、
不均一な乾燥試薬の層を生成する。テクスチャー構造が
デバイスに設計されると、多くの小さなメニスカスがあ
ることで、表面又はチャンバ全体で乾燥されるより均一
な試薬の層ができる。
図１及び２に示される好ましい形態では、診断エレメ
ント６の１つの表面は溝であり、この溝は反応混合物の
フローに対して垂直であり、その対向表面は滑らかであ
る。別の実施形態では、診断エレメント６の１つの表面
は捕捉ゾーンにおいて溝であり、この捕捉ゾーンに近接
したエリアは滑らかである。診断エレメント６の対向表
面は滑らかであるか溝であり得るが、例えば各表面の溝
が噛み合ってもよい。診断エレメントの溝を反応混合物
のフローに対して垂直に配置することの利点は、診断エ
レメント６への反応混合物の貫流が、キャピラリースペ
ース内の溝によって規定される、明瞭で真直ぐな面を伴
う秩序だったやり方で起こることにある。
また、１つの表面が、溝頂部に対してごく接近してい
る（例えば、１μｍ〜100μｍの距離）場合、反応混合
物由来成分の捕捉効率は増大され得る。滑らかな表面エ
レメントに比較して溝のある診断エレメントの捕捉ゾー
ンで捕捉効率が増大することは、キャピラリースペース
における反応混合物の動きと関連している可能性があ
る。つまり、溝表面の場合、反応混合物は溝の頂部を越
えて次の溝の溝へ移ることを強いられる。従って、より
繊維な溝表面、つまり1cmあたりの溝がより多い表面
は、溝の少ない表面に優る捕捉効率を提供するだろう。
従って、反応混合物は、両面が滑らかである場合より
も、溝のある診断エレメントにおいて、より表面に近づ
いて動かされる。
また、表面が近接していると、診断エレメント表面上
の反応混合物の量を減らし、それ故、診断エレメントに
結合する成分の拡散距離を減らすことになる。診断エレ
メント表面の近接性は、エレメント全体のキャピラリー
フローを妨害することなく、捕捉ゾーンにおける診断エ
レメント内の反応混合物量を最少化するはずである。さ
らに、デバイス表面においてある試薬が乾燥され、別の
試薬が別のデバイス表面で乾燥される実施形態では、こ
れらの試薬は、流体がそれらの表面に導入されると、そ
のそれぞれの表面から拡散し得る。試薬が固定化されて
いる表面は、デバイスの特殊なチャンバ内の表面である
か又はデバイスの様々な領域の表面であり得る。この領
域は、別個のチャンバであるか又はチャンバの範囲を規
定しないデバイス表面であり得る。
例、標的リガンド複合体の捕捉：リガンド受容体連結
体は、表面の近接性が最適化されていれば、捕捉ゾーン
で100％の効率に近づく。標的リガンドによって結合さ
れるリガンド受容体連結体のほとんどすべての捕捉が最
も所望されるのは、サンプル量の関数としてアッセイの
より高い感度が達成され得るからである。捕捉効率が向
上していることの他の利点は、サンプル量が減少してい
るためにより少ない試薬が使用されること、このより少
ないサンプル量のためにアッセイデバイスがミニチュア
化され得ること、及び捕捉ゾーンを貫流する反応混合物
のフロー速度が変化しても標識連結体の捕捉にはごくわ
ずか又はほとんど影響しないので、アッセイ結果の再現
性が向上すること、である。
キャピラリースペースは、例えば表面を適切な許容誤
差で機械処置すること又は表面間にシムを使用すること
といった、様々なやり方で規定され得る。好ましい実施
形態では、表面の超音波溶接がキャピラリーを規定す
る。この場合、キャピラリースペースはエネルギー・デ
ィレクタによって規定され、表面間の距離はエネルギー
・ディレクタのサイズ、溶接エネルギー、エネルギーの
適用時間及び溶接時の加圧の関数となる。診断エレメン
トの表面は平行又は非平行であり得る。後者の場合、診
断エレメントを通過する試薬のフロー速度はその長さ全
体で一様にはならない。好ましい実施形態は、診断エレ
メントの表面をほぼ平行に維持することである。診断エ
レメントの表面は、混練又は射出成形され得るポリスチ
レン、ポリカーボネート又はポリアクリレート等のプラ
スチック、又は、J.Am.Chem.Soc.1992,114,1990〜1995
及びその引用文献に記載されるような様々な鎖長のアル
ケンチオールが吸着される銅、銀及び金のフィルム表皮
のような材料から製造され得る。後者の例では、マレイ
ミド又はアルキル塩化物の基を結合し、標的リガンドの
存在又は量を決定するための反応混合物由来の成分を結
合するために使用されるタンパク質、受容体又は様々な
分子又は生物分子を共有結合的に固定化するために外側
に配向されるチオール基が使用され得る。
図3A及び3Bを参照すると、１つ又はそれ以上の受容体
の固定化ゾーン又は診断エレメント６上の捕捉ゾーン17
におけるバイオセンサーの配置は、様々な形態を取り得
る。例えば、標的リガンドのサンプル内濃度が低い場
合、一定量の反応混合物から最良のシグナルを得るため
に、反応混合物のすべてが固定化された受容体又はバイ
オセンサーのゾーンを通過することが望まれる。この場
合、診断エレメント６の捕捉ゾーン17における受容体又
はバイオセンサーの配置は、例えば図3Aに示されるもの
と同様であり得る。標的リガンドのサンプル内濃度が高
く、分析法の感度が問題にならない場合、捕捉ゾーン17
における受容体又はバイオセンサーの配置は、例えば図
3Bに示されるものと同様であり得る。診断エレメント上
の受容体又はバイオセンサーの配置が分析法の感度要求
性の関数となることを当業者は理解されよう。
１つ又はそれ以上の診断エレメントがデバイス内に構
成され得る。反応混合物は複数の診断エレメントを有す
るデバイスに適用され得る。さらに、サンプルをそのデ
バイスへ適用し、次いで、各々別々の診断エレメントを
もった別々の反応チャンバへ分離してもよい。捕捉ゾー
ンは、サンプルが標的リガンドに対して陽性か又は陰性
であるときに１つのコードを表示するために、様々な幾
何学的シンボル又は文字であり得る。当業者は、本発明
のエレメントの有用な組み合わせを認めるであろう。
診断エレメントは、例えば、本明細書に参考文献とし
てのみ援用する。Clinical Chemistry（1993）39,619
〜624、に記載されるように、半定量的又は定量的アッ
セイを実施するためにも配置され得る。このフォーマッ
トは固相膜上の抗原及び抗原ラベルの競合的な結合を利
用する。改良点は、上記の方法に対して本明細書に記載
する診断エレメントを使用することで、より少ないサン
プル量で済み、固相表面に対する結合効率が向上する、
ということである。
キャピラリー以外の診断エレメント タンパク質の吸着、特に受容体のプラスチック表面に
対する吸着に関して本明細書に記載された発明力ある教
示は、キャピラリーの一部ではない多くのプラスチック
表面に対する受容体の吸着に対して利用され得る。受容
体でコートされたナノ粒子及びラテックス粒子は、「デ
ィップスティック」又は蓋無しデバイスのような多くの
タイプの免疫アッセイデバイスの表面へも適用され得
る。例えば、ディップスティックは、アッセイ法の結果
として、例えばリガンド受容体連結体が結合している固
相である。ディップスティックは通常膜を取り込むが、
ディップスティックに膜を使用することの欠点は、非結
合性のリガンド受容体を膜から洗浄することが困難なこ
とである。従って、ディップスティックの使用における
改良は、受容体でコートしたラテックス又はナノ粒子を
ディップスティックのプラスチック表面に直接固定化す
ることである。従って、非結合性のリガンド連結体をプ
ラスチック表面から除去することは、膜からの除去より
も効率的である。
本明細書に開示されるようなテクスチャー構造はキャ
ピラリー以外の診断エレメントにも使用され得る。その
ような実施形態では、テクスチャー構造は追加的な表面
エリアを提供することに役立ち得るが、それによって、
より高密度のアッセイ試薬がそこに固定されるようにな
る。さらに、テクスチャー表面又は他の表面修飾は、表
面上又は内部における流体のフロー特性に影響を及ぼす
ために提供され得る。例えば、本明細書に記載されるよ
うに、表面に疎水性領域が与えられこの疎水性領域にお
ける流体フローの量を減少させ得る。乾燥された試薬の
表面上のより均一な分布をもたらすテクスチャーが使用
され得る、流体フロー面でメニスカスの配向性を修飾す
るようにテクスチャーが提供され得る、また、表面内部
の流体移動の推進力をキャピラリーにもたらすテクスチ
ャーが使用され得る、といったことである。
使用済み試薬リザーバ 図１及び２を参照すれば、使用済み試薬リザーバ７
は、診断エレメント６からの反応混合物、他の試薬及び
過剰サンプルを受け取る。使用済み試薬リザーバ７の容
量は、デバイスに加えられる又はその中に存在するサン
プル及び余剰試薬の量と少なくとも同じである。使用済
み試薬リザーバ７は、ニトロセルロースの吸収性材料の
ような吸収剤、多孔性のポリエチレン又はポリプロピレ
ン等を使用して様々な形態を取り得るし、また使用済み
試薬リザーバは連続したキャピラリー溝から構成され得
る。使用済み試薬リザーバ７に溝を使用する場合、キャ
ピラリー溝は様々なキャピラリー圧を有するように設計
され、試薬をデバイスから引き付けたり、試薬がキャピ
ラリーの引っ張り力が無くとも受け取られ、試薬がデバ
イス内を逆流しないようにすることができる。溝キャピ
ラリーのサイズ及び量が使用済み試薬リザーバ７の容量
及びキャピラリー作用を決定する。図４に示されるよう
な好ましい実施形態では、診断エレメント６の末端にあ
るフィンガ52はキャピラリースペース55と流体接触して
いて、キャピラリースペース55は溝又はテクスチャーの
あるキャピラリースペース56と流体接触している。溝又
はテクスチャー表面の深さは、例えば、約0.1mm〜0.6m
m、好ましくは約0.3mm〜0.5mmであり、その密度は1cmあ
たり約５〜75溝で、好ましくは1cmあたり約10〜50溝で
ある。
図４を参照すれば、デバイスの試薬は、診断エレメン
ト51の末端にあるフィンガ52へ移動し、さらにキャピラ
リーチャネル55の中へ移動する。試薬は、部分的に又は
完全にキャピラリースペース55を満たし、次いで溝又は
テクスチャー表面56と接触するようになる。キャピラリ
ースペース55の幅は通常約1mm〜3mmであり、深さは通常
約0.1mm〜2mmである。キャピラリースペース55の長さ
は、溝又はテクスチャー表面56と流体で接触できるほど
十分でなければならない。溝又はテクスチャー表面56
は、診断エレメント51からキャピラリースペース55への
試薬のデリバリー速度に依存して、部分的又は完全に試
薬をキャピラリーチャネル55から引き付ける。試薬のフ
ローがデバイス内で完了すると、溝又はテクスチャー表
面56は、キャピラリーチャネル55よりも大きいキャピラ
リー作用を有し、試薬は溝又はテクスチャー表面56によ
ってキャピラリーチャネル55から除去される。さらに、
溝又はテクスチャー表面からの試薬の逆流が好ましくな
いのは、溝又はテクスチャー表面56におけるキャピラリ
ー作用が試薬を保持し、その逆流を防ぐからである。上
記の発明力ある特徴から、このデバイス内の溝又は使用
済み試薬リザーバの配置が所望される多様な目的に適用
され得ることを当業者は認め得る。
１工程アッセイデバイスの記載 個別に記載してきた本デバイスのエレメントは、所望
の機能を達成するために様々なやり方で組み立てること
ができる。「１工程」という用語は、アッセイ結果を達
成するために１回の手動作が必要とされることを意味
し、例えば、サンプルをデバイスに追加することが１工
程である。一定時間の試薬インキュベーションと洗浄工
程を両方含む１工程アッセイを実施するデバイスの場
合、過剰サンプルが洗浄溶液となり、図１に示されるよ
うに、サンプル追加リザーバ、サンプル反応バリア、反
応チャンバ、タイムゲート、診断エレメント及び使用済
み試薬リザーバを使用し、流体でつながったこれらのエ
レメントでアッセイデバイスを組み立てる。デバイスは
通常、長さ約3cm〜10cm、幅1cm〜4cm、厚さ約2mm〜15mm
である。典型的には、滑らかな表面の頂部が、上記エレ
メントが組み立てられる表面を有する底部の上に配置さ
れる。全エレメントの関連性が図１に図示されている。
アッセイを実施するのに必要とされる試薬は各々のエレ
メントの中に固定化又は配置される。表面はキャピラリ
ーの距離だけ離れて一緒にされ、そのとき、サンプル追
加リザーバ、サンプル反応バリア、反応チャンバ、タイ
ムゲート、診断エレメント、ギャップ及び使用済み試薬
リザーバの領域はすべて整列され、一緒に機能すること
が可能になる。また、表面が一緒になることで、対向表
面が接触し、サンプル追加リザーバ、反応チャンバ及び
使用済み試薬リザーバを形成し封止するようになる。
１つ又はそれ以上の標的リガンドに対して定性的、非
競合的アッセイを実施するとき、例えば、金又はセレニ
ウム・ゾルのようなコロイド金属に吸着した標的リガン
ドに特異的な受容体を含むシグナル発生試薬は、乾燥又
は凍結乾燥した形態でサンプル反応バリア又は反応チャ
ンバに配置される。各標的リガンドに対する別の受容体
は診断エレメントの捕捉ゾーンの表面に固定化される。
タイムゲートは、例えば界面活性剤フリーのポリスチレ
ン懸濁液を、所望のインキュベーション時間を規定する
量でデバイスの上に配置することによって、通常反応チ
ャンバと捕捉ゾーンの間の診断エレメント上に配置され
る。インキュベーション時間は普通実質的な平衡結合に
達する反応時間量である。アッセイは、デバイスのサン
プル追加リザーバにサンプルを追加することによって実
施される。サンプルはサンプル反応バリアを越え、フィ
ンガの助けによって反応チャンバに入り、反応チャンバ
で試薬を溶かして反応混合物を形成する。反応混合物は
タイムゲートによって決定される時間の間インキュベー
トされる。サンプル追加リザーバに残る過剰サンプル及
び反応チャンバ内の反応混合物は流体でつながってはい
るが、サンプル反応バリアのために、化学的には実質的
につながっていない。従って、反応チャンバが反応混合
物の容量を規定する。反応混合物はタイムゲートから、
診断エレメント上及び捕捉ゾーンを通過する。反応混合
物内に形成される受容体連続体と標的リガンドの複合体
は、反応混合物が捕捉ゾーン全体を流れるとき、捕捉ゾ
ーンの各受容体と結合する。反応混合物はまた陽性対照
のゾーンを通過してもよいが、これは例えばシグナル発
生エレメントに対する固定化受容体であり得る。反応混
合物が診断エレメントを通過して、フィンガの助けによ
って使用済み試薬リザーバへ流入するとき、過剰サンプ
ルは反応混合物の後を流れ、通常は反応混合物と実質的
には混ざらない。過剰サンプルは診断エレメント上を移
動し、捕捉ゾーンに結合しなかった受容体連結体を除去
する。十分な過剰サンプルが診断エレメントを洗浄する
と、捕捉ゾーンでのシグナルは視覚的に又は機器によっ
て解読され得る。図1Dを参照すれば、上記記載の好まし
い形態では、反応混合物は診断エレメント６の捕捉ゾー
ンを通過し、次いで反応混合物はキャピラリーギャップ
18へ進む。キャピラリーギャップ18は通常診断エレメン
ト６よりも小さいキャピラリー作用を有する。診断エレ
メント６のキャピラリースペース19は、通常ギャップ18
のキャピラリースペースよりも小さい。キャピラリーギ
ャップ18の容量は、通常反応混合物の容量にほぼ等し
く、そのために、キャピラリーギャップ18はゆっくりと
反応混合物で満たされ、一度満たされると、診断エレメ
ント６又は使用済み試薬リザーバの残り部分のキャピラ
リー作用がギャップ18のキャピラリー作用より大きくな
り、その結果、診断エレメント６を洗浄するフローの速
度が増加する。当業者が理解し得るように、ギャップ18
は頂部８又は底部９又は頂部８及び底部９の両方の組み
合わせにおいて形成され得る。
定時のインキュベーション工程を含まないが洗浄溶液
が過剰サンプルである洗浄工程は含むという１工程アッ
セイを実施するデバイスの場合、アッセイデバイスは、
サンプル追加リザーバ、サンプル反応バリア、反応チャ
ンバ、診断エレメント及び使用済み試薬リザーバを使用
し、流体でつながったエレメントで組み立てられる。ア
ッセイ試薬は、非競合的定性アッセイに対して上記で記
載されたように使用される。このタイムゲートのないア
ッセイデバイスは、インキュベーション時間を拡張する
ことなく反応混合物が診断エレメント上を流れることを
可能にする。反応混合物及び過剰サンプルのキャピラリ
ーフローは上記の通りである。
追加的なアッセイ試薬を反応混合物の中へ又は後に導
入する、又は反応混合物の後にデバイスを流れる洗浄溶
液を導入する、といった１工程アッセイを実施するデバ
イスの場合は、選択的試薬リザーバがデバイスに取り込
まれる。選択的試薬リザーバはデバイスの任意のエレメ
ントと流体接触してよく、通常は反応チャンバと流体接
触している。例えば反応チャンバと流体接触していると
き、選択的試薬リザーバ及び反応チャンバはタイムゲー
トによって分離され得る。洗浄工程用の洗剤又は反応混
合物の後に診断エレメントへ連続的に提供される試薬の
ような、様々な試薬が選択的試薬リザーバの中で乾燥又
は凍結乾燥される。
１工程の非競合的定量アッセイを実施する場合、非競
合的定性アッセイに対してすでに記載したような試薬が
適用され得る。デバイスは、サンプル追加リザーバ、サ
ンプル反応バリア、反応チャンバ、タイムゲート、診断
エレメント及び使用済み試薬リザーバといったエレメン
トからなる。この場合、診断エレメントの捕捉ゾーンは
通常診断エレメント全体になる。つまり、捕捉ゾーンは
受容体連結体が結合する診断エレメントの長さになる。
受容体連結体は、捕捉ゾーンの長さに沿って、サンプル
中の標的リガンドの量に比例して結合する。別のやり方
では、１つ又はそれ以上の捕捉ゾーン17が診断レーン上
に配置され（図3A−Ｂ）、捕捉ゾーンからのシグナル
は、CCDカメラ、蛍光計又は分光光度計のような機器に
よって読み取られる。
本発明のデバイスがこの定量アッセイに対して好まし
いのは、試薬の捕捉、例えば、標的リガンドと受容体連
結体の複合体の、捕捉ゾーン上に固定化された標的リガ
ンド受容体に対する結合の効率性が高いためであり、そ
して、反応混合物の診断エレメント上の移動が鋭い面で
進行するためである。捕捉ゾーン上の受容体は、反応混
合物が捕捉ゾーンの長さにわたって移動するにつれて、
標的リガンドと受容体連結体の複合体で次々と飽和され
るようになる。従って、結合した連結体を含む診断エレ
メントの長さによって標的リガンドの濃度が決定され
る。当業者は、このタイプの免疫アッセイのフォーマッ
トを、米国特許第4,883,688号及び4,945,205号（参考文
献として援用する）に論じられているような定量的免疫
クロマトグラフィーアッセイとして認めるだろう。
定時の試薬インキュベーション及び洗浄工程を両方含
み、洗浄溶液が過剰サンプルである、１工程の定量的又
は定性的競合アッセイを実施するデバイスの場合、アッ
セイデバイスは、サンプル追加リザーバ、サンプル反応
バリア、反応チャンバ、タイムゲート、診断エレメント
及び使用済み試薬リザーバを使用し、流体でつながった
これらのエレメントで組み立てられる。１つ又はそれ以
上の標的リガンドに対する定性的競合アッセイを実施す
るとき、連結体は、例えば、金やセレニウム・ゾルのよ
うなシグナル発生エレメントに結合したリガンド類似体
からなる。この連結体と各標的リガンドの受容体は、例
えば参考文献として援用する米国特許第5,028,535号及
び5,089,391号によって教示される量を、乾燥又は凍結
乾燥した形態で、反応チャンバに配置する。各標的リガ
ンドに対する別の受容体は診断エレメントの捕捉ゾーン
の表面に固定化される。タイムゲートは、すでに記載し
たように、通常反応チャンバと捕捉ゾーンの間の診断エ
レメント上に配置される。インキュベーション時間は反
応が実質的な平衡結合に達する時間量である。
アッセイは、デバイスのサンプル追加リザーバにサン
プルを追加することによって実施される。サンプルはサ
ンプル反応バリアを越え、反応チャンバに入り、試薬を
溶かして反応混合物を形成し、タイムゲートによって決
定される時間の間インキュベートされる。過剰サンプル
及び反応チャンバ内の反応混合物は流体でつながっては
いるが、サンプル反応バリアのために、化学的には実質
的につながっていない。反応混合物は診断エレメント及
び捕捉ゾーン上を移動する。リガンド類似体連結体は捕
捉ゾーンで各々の受容体と結合する。反応混合物が診断
エレメントを通過して、使用済み試薬リザーバへ流入す
るとき、過剰サンプルは反応混合物の後を流れ、通常は
反応混合物と実質的には混ざらない。過剰サンプルは診
断エレメント上を移動し、捕捉ゾーンに結合しない連結
体を除去する。十分な過剰サンプルが診断エレメントを
洗浄するとき、捕捉ゾーンでの結果は視覚的に又は機器
によって解読され得る。
本発明の好ましい形態では、反応混合物は診断エレメ
ントの捕捉ゾーンを通過し、次いで反応混合物はキャピ
ラリーギャップへ進む。キャピラリーギャップは通常診
断エレメントよりも小さいキャピラリー作用を有する。
キャピラリーギャップの容量は、通常反応混合物の容量
にほぼ等しく、そのために、キャピラリーギャップはゆ
っくりと反応混合物で満たされ、一度満たされると、診
断エレメント又は使用済み試薬リザーバの残り部分のキ
ャピラリー作用がより大きくなり、その結果、診断エレ
メントを洗浄する過剰サンプルのフロー速度が増加す
る。
１工程競合アッセイの別の態様では、反応混合物は、
例えば米国特許第5,028,535号及び5,089,391号によって
教示されるような適切な量の、各標的リガンドに対する
リガンド類似体−リガンド補体連結体及び、例えば直径
0.1μｍ〜５μｍのラテックスに粒子吸着した各標的リ
ガンドに対する受容体からなる。連結体上のリガンド補
体は、標的リガンドの受容体と結合しない任意の化学品
又は生化学品であり得る。アッセイは、サンプルをデバ
イスに追記することによって開始される。サンプルは反
応チャンバを満たし、試薬が実質的な平衡係合に達する
までの間インキュベートされる。反応混合物はタイムゲ
ートを通過し、フィルターエレメントの上又は中へ入
り、それぞれの受容体ラテックスに結合したリガンド類
似体−リガンド補体連結体が診断エレメント上を通過し
ないようにする。典型的なフィルターエレメントはニト
ロセルロース、セルロース、ナイロン、有孔性のポリプ
ロピレン及びポリエチレン等から構成され得る。従っ
て、受容体ラテックスに結合しなかったリガンド類似体
−リガンド補体連結体だけが診断エレメント上を通過す
る。連結体のリガンド補体に対する受容体は診断エレメ
ントの捕捉ゾーンに固定化され、連結体と結合する。洗
浄工程が必要とされない可能性があるのは、フィルター
がラテックスに結合した連結体を除去するからである。
しかしながら、過剰サンプル又は選択的試薬リザーバ由
来の洗浄溶液は診断エレメントを洗浄するために使用さ
れ得る。
１工程の定量的競合アッセイの場合、リガンド類似体
連結体又は連結体のリガンド補体に対する受容体は、１
工程の定量的非競合アッセイに対してすでに論じたよう
に、診断エレメント上に固定化される。従って、サンプ
ル中の標的リガンド濃度は連結体の診断エレメント上の
移動距離によって視覚化される。別の形態では、定量ア
ッセイは、標識化された連結体、例えばリガンド類似体
−リガンド補体連結体が診断エレメント上の受容体の連
続的な独立した捕捉ゾーンに結合することによって実施
され得る。反応混合物が診断エレメントの捕捉ゾーンを
貫流する間に連結体が枯渇することによって定量的な結
果が得られる。分析物の濃度に関連したシグナルは、例
えばCCDカメラ、蛍光計又は分光光度計によって測定さ
れる。
診断エレメントとしてのデバイス 本デバイスの診断エレメントは、サンプル追加手段を
用いれば、結合及び非結合連結体を分離する工程を実施
するために利用され得る。サンプル追加手段、診断エレ
メント及び使用済み試薬リザーバを有するこのタイプの
デバイスは図２に示されている。例えば、非競合アッセ
イの場合、少なくとも１つの受容体連結体が、少なくと
も１つの標的リガンドを含むと思われるサンプルととも
に、適切な容器においてインキュベートされ、この反応
混合物がこのデバイスのサンプル追加ゾーンへ適用され
る。反応混合物は、診断エレメント及び、例えば標的リ
ガンドに対する受容体が固定化されている捕捉ゾーンを
流れる。標的リガンドがサンプルに存在している場合、
標的リガンド−受容体連結体の複合体は捕捉ゾーン上の
受容体に結合する。シグナル発生エレメントが酵素であ
れば、可視色を産生する酵素の基質又は基質に後続され
る洗浄溶液が次ぎにデバイスへ追加される。過剰な試薬
は使用済み試薬リザーバへ流れる。サンプル中の各標的
リガンドの存在又は量は視覚的に又は機器によって測定
される。
本明細書に参考文献として援用する、例えば米国特許
第5,028,535号及び5,089,391号によって教示されるよう
な競合的免疫アッセイの場合、診断エレメントは、非結
合性のリガンド類似体連結体がサンプル中の標的リガン
ドの存在又は量に比例して診断エレメントの受容体に結
合するようにして結合性及び非結合性のリガンド類似体
連結体を分離するために使用され得る。
遊離及び結合した連結体を分離する工程、又はシグナ
ル検出を導く遊離又は結合した試薬を分離する工程を必
要とする免疫アッセイ又は核酸アッセイのすべてのフォ
ーマットに、この診断エレメントの発明力ある特徴が利
用され得ることを当業者は理解されよう。当業者はま
た、フィンガ、サンプル反応バリア、反応チャンバ、タ
イムゲート、診断エレメント、流体制御手段及び使用済
み試薬リザーバといった本発明の発明力あるエレメント
が、それぞれ独立して又は様々に組み合わせて、及び本
明細書に記載しない他のデバイスとともに使用され得る
ことを認め得る。さらに、本明細書に記載されるような
テクスチャー表面は、乾燥された試薬をエリア内で均一
な層として配置することを促進する、又は領域全体の流
体フロー特性を変更するためにデバイスの１つ又はそれ
以上の領域で利用され得る。さらに、疎水性ゾーンは、
領域内の流体フロー特性を変更するためにデバイスの１
つの領域に配置され得る。当業者に理解されるように、
本明細書に開示される特徴は、アッセイデバイスの製造
及び使用において種々の組み合わせで利用され得る。
例えば、フィンガのついたサンプル反応バリア及び反
応チャンバは、膜のような有孔性の成分を取り込んだデ
バイスといっしょになって、正確の容量の試薬を有孔性
の膜にデリバリーするために使用され得る。タイムゲー
トも上記のデバイスに取り込まれ得るか、又はタイムゲ
ートは有孔性の膜を取り込んだデバイスとともに単独で
使用され得る。流体制御手段はまた、有孔性の膜を通過
する試薬のフロー速度を制御する有孔性の成分を取り込
んだデバイスにおいて使用され得る。本発明によるアッ
セイ実施の文脈では、ある特定領域に対向する壁面間の
距離、例えば蓋と底、又は隣接するテクスチャー構造間
の距離のようなチャネルが存在し得る。従って、リガン
ド受容体がデバイス表面に固定化されるとき、サンプル
中の研究対象であるリガンドはチャネルの幅全体に拡散
し、その受容体と結合し得る。
実施例 実施例１ 抗−βhCG抗体−コロイド金連結体の製造 平均直径45nmのコロイド金を、Frens、Nature,Physic
al Sciences,240,20（1973）の方法により製造した。
0.1Mリン酸カリウム（pH7.58）5.6mlを、素早く撹拌し
ながらコロイド金50mlへ滴加して、コロイド金連結体を
製造した。hCGに対する抗β−サブユニットモノクロー
ナル抗体（アプライドバイオテク、サンディエゴ、CA;
4.79mg/mlリン酸緩衝塩溶液、0.02％アジ化ナトリウ
ム、pH7）1mlを、素早く撹拌しながら一度にコロイド金
へ添加した。完全に混合した後、撹拌を停止して、この
溶液を室温で１時間インキュベートした。ポリエチレン
グリコール（平均分子量＝20,000）を、コロイド金溶液
に対して１％となるように加え（0.58ml）、この溶液を
混合した。コロイド金溶液を５℃で20分間、27,000gの
遠心分離にかけた。上澄液を除去し、各ペレットを、10
mMリン酸カリウム、2mMホウ酸カリウム、0.01％ポリエ
チレングリコール（平均分子量＝20,000）、pH7、35ml
を用いた再懸濁及び遠心分離で２度洗浄した。最後の遠
心分離の後、ペレットを洗浄バッファー0.5mlで再懸濁
した。この金連結体はhCGアッセイ用に10mg/mlのウシ血
清アルブミンを含む緩衝液（pH8）で希釈した。
実施例２ 抗−αhCG抗体ラテックスの製造 界面活性剤フリーのポリスチレン粒子（インターフェ
イシャルダイナミクス社、ポートランド、OR;固体濃度
9.4％、0.4μｍ）0.106mlを激しく振盪しながら、抗α
−サブユニットhCGモノクローナル抗体（アプライドバ
イオテク、サンディエゴ、CA;6.3mg/ml、0.1M2−（Ｎ−
モルホリノ）エタンスルホン酸（MES）、pH5.5）0.89ml
へ添加し、この懸濁液を室温で15分間インキュベートし
た。懸濁液を遠心分離して、ラテックス粒子をペレット
にした。遠心分離と10mM MES、0.1mg/mlトレハロー
ス、pH5.5による再懸濁をこのペレットに対して３回繰
り返した。最終のペレットを洗浄バッファーで再懸濁
し、固体濃度を１％とした。
実施例３ ヤギ抗マウスラテックスの製造 界面活性剤フリーのポリスチレン粒子（インターフェ
イシャルダイナミクス社、ポートランド、OR;固体濃度
9.4％、0.6μｍ）0.11mlを激しく振盪しながら、マウス
IgGに対するヤギIgG抗体（ジャクソンイムノリサーチラ
ボラトリーズ社;0.34mg/ml、0.1M MES、pH5）0.89mlへ
添加し、この懸濁液を45℃で２時間インキュベートし
た。懸濁液を遠心分離して、ラテックス粒子をペレット
にした。遠心分離と10mM MES、0.2mg/mlトレハロー
ス、pH5.5による再懸濁をこのペレットに対して３回繰
り返した。最終のペレットを洗浄バッファーで再懸濁
し、固体濃度を１％とした。
実施例４ 定性的又は定量的hCGアッセイ用１工程デバイスの製造 80〜100μｌのサンプル追加リザーバ、20μｌの反応
チャンバ及び40μｌの使用済み試薬リザーバを有するプ
ラスチック性の１工程デバイスを組み立てた。このデバ
イスは約20μｌ〜100μｌのサンプルが適用できるよう
に設計されているが、反応チャンバは20μｌに固定され
ている。所望のアッセイにより多くの反応混合物が必要
とされる場合は、反応チャンバはその容量まで増加され
得るし、サンプル追加リザーバは反応チャンバ容量の約
２〜４倍にされ得る。
親水性表面を創出する官能基を移植するためにデバイ
スをプラズマ処置した。当業者は、プラスチックのプラ
ズマ処置が、高振動場において制御された特定ガスの空
気の中で実施されることを認めるだろう。このガスはイ
オン化し、表面と反応するフリーラジカルを産生する。
サンプル追加リザーバは、上底及び下底が14mm及び7m
m、他の二辺が7mm、深さ0.49mmの台形として成形され
た。サンプル追加リザーバの隣にサンプル反応バリアが
あった。
サンプル反応バリアは長さ1.5mm、幅7mmで、サンプル
フローと平行に走る溝を、1cmあたり50個の密度、深さ
0.1mmで含んでいた。サンプル容量が20〜80μｌより大
きい場合、反応バリア及びそれによる反応チャンバの幅
は、所望のフロー速度を収容するために増加され得た
が、溝のサイズ及び密度は指定されたように保たれた。
反応チャンバ及び使用済み試薬リザーバの壁面にある
フィンガは幅1mm、深さ0.4mmで、反応チャンバ及び使用
済み試薬リザーバの各壁面に７つのフィンガがあった。
反応チャンバの容量は20μｌであった。反応チャンバ
は、20μｌの反応チャンバでは、上底及び下底が7mm及
び3.5mm、他の二辺が7.1mm、深さ0.56mmの台形として成
形された。
診断エレメントは、長さ約2.5cm、幅2mmで、デバイス
の底面から1mmのところにあって、反応混合物のフロー
に対して垂直に走る溝を、1cmあたり100個の密度、深さ
0.05mmで含んでいた。診断エレメント上のタイムゲート
の場合、タイムゲートは、反応チャンバのすぐ隣で診断
エレメント上に位置付けられた。診断エレメントの幅
は、捕捉ゾーンを通過する所望の速度へ反応混合物のフ
ローを上昇できるように増加され得た。
抗−αhCG抗体ラテックス（１μｌ）及びヤギ抗マウ
スラテックス（１μｌ）をデバイスの診断エレメントへ
約1.5cm離して適用した。抗−βhCG抗体コロイド金連結
体（10μｌ）を反応チャンバのリザーバへピペットで注
入した。
デバイスを15分間真空放置して試薬を乾燥した。使用
済み試薬リザーバは、下底及び上底が7mm及び15mm、他
の二辺が8mm、深さ0.5mmの台形をしていた。
図４を参照すれば、使用済み試薬リザーバの好ましい
実施形態では、反応混合物は、診断エレメント６から、
フィンガ52（幅1mm、深さ0.4mm、７フィンガ）に助けら
れて、キャピラリースペース55（長さ1.25mm、幅27.5mm
及び深さ0.48mm）へ移動し、次いで溝のあるキャピラリ
ー構造（長さ13.6mm、幅25.4mm、深さ0.61mm、1cmあた
り16溝の密度）へ入った。サンプル追加リザーバ及び反
応チャンバの壁面の外壁及び頂面は、組み立てられたデ
バイスのリザーバ及びチャンバから試薬が漏出するのを
防ぐために、シリコングリーズで薄くコーティングされ
ていた。デバイスのキャピラリースペースは、澄明なプ
ラスチックのポリカーボネートシートをデバイスの頂部
に置くことによって形成された。プラスチックシート
は、バインダークリップで対向表面につけられた。この
澄明なプラスチックシートには、サンプル追加リザーバ
上に、サンプル導入用のサンプル入口孔があった。
実施例５ 流体含有エリアに対する疎水性境界部分 表面上又はキャピラリー内部の流体フローは、流体の
表面張力に影響される。例えば、コーナーに沿って交わ
る実質的に平面の壁によって形成されるキャピラリーチ
ャネルにあっては、流体フローは選択的にコーナーに沿
って先行する。コーナーで進行する流体フローでこの傾
向が起こるのは、キャピラリーのコーナーが流体に対し
て最低の張力を創出するためである。
しかしながら、キャピラリー内に均一のフロー面が必
要とされる場合、キャピラリーのコーナーで表面張力が
減少すると、不均一なフロー面を引き起こし得る。不均
一なフロー面はキャピラリーの内部にエアポケットを生
む可能性がある。エアポケットが出現すると、エアポケ
ット内でのキャピラリー表面の湿潤が減少又は阻害され
る。従って、抗原又は抗体の結合のような反応、化学反
応又は核酸ハイブイダイゼーション反応にキャピラリー
の表面が使用される場合、エアポケットの発生は反応効
率を減少させる。さらに、同じ設計の各々のデバイスの
似たようなキャピラリーの内部にエアポケットが発生す
ることは予測できないので、各デバイス間での結合又は
化学反応の整合性は悪くなる。従って、キャピラリー内
のエアポケットには、流体フローを変える又はキャピラ
リー内でそれを妨げる可能性がある。
キャピラリースペースのルーメン表面に疎水性エリア
を含む本発明の実施形態は、キャピラリー内の流体フロ
ーを制御する、及びより特定すると、流体のフロー面が
凹状ではなく凸状になるように、キャピラリーのコーナ
ーでのフロー面を最小化するように機能する。
本明細書の発明力ある教示は、キャピラリーチャネル
の内面となる疎水性の境界部分が、好ましくはエッジに
沿って又はコーナーで、これらの場所においてフロー面
を遅延させ、それによって、本来の凹状フロー面の代わ
りに凸状のフロー面を形成することを示す。凹状フロー
面がキャピラリーチャネルにおいて不都合なのは、凹状
フロー面はキャピラリーを進むときに空気をトラップし
得るからである。なぜなら、前進する流体がキャピラリ
ーにエアポケットを形成する傾向を凹状フロー面が増加
させるからである。疎水性境界部分が前進する流体フロ
ー面から空気が出て行くのを促進するのは、疎水性のゾ
ーンではキャピラリーの内部に流体が保持され得る可能
性が実質的に減少するためである。
好ましい実施形態では、疎水性ゾーンが表面に適用さ
れる。特定すると、疎水性ゾーンは少なくとも１つのキ
ャピラリー表面に位置付けられ、各疎水性ゾーンはキャ
ピラリーのエッジ又はコーナーの境界となり、流体が流
れるように意図されている親水性表面の隣に位置してい
る。キャピラリーの少なくとも１つの表面では、疎水性
ゾーン又は境界部分が表面の１％〜90％を占有し、各ゾ
ーンは親水性表面及びキャピラリーのエッジ又はコーナ
ーの隣にある。
疎水性ゾーンは表面エッジの境界を定めるか、又はキ
ャピラリースペースに配置された材料のエッジを占有す
る。別の好ましい実施形態では、疎水性ゾーンはキャピ
ラリースペースに配置された材料、例えばフィルター、
膜及び高分子メッシュのような材料のエッジの境界を定
める。疎水性ゾーンはキャピラリースペースに配置され
得る材料の表面の１％〜90％をカバーし得る。キャピラ
リースペース内の材料の使用に関する別の開示について
は、例えば、本明細書に参考文献として援用する、共出
願中の米国出願連続番号08/704,804（1996年８月26日提
出）を参照のこと。従って、キャピラリー内の流体フロ
ーは、キャピラリーの疎水性ゾーン内の流体フローと比
較すると、キャピラリーのコーナーと接触している材料
のエッジ部分で遅くなる。キャピラリー内の材料の疎水
性ゾーンは材料表面の１％〜90％を占有し、各ゾーンは
親水性表面及びキャピラリーのエッジの隣にある。
さらに、本発明の実施形態は表面上又は表面や膜の内
部にある別個のゾーンへ流体を適用することを考慮す
る。従って、別の好ましい実施形態では、表面の疎水性
ゾーンは試薬が表面の上又は内部に又は膜の内部に移動
しないようにする。この実施形態では、これらのゾーン
は、流体を表面のあるエリア内部に保持する囲いとして
機能する。上記の実施形態は、適用される一定量の試薬
がその試薬の静水圧によって表面上又は膜内に移動する
ことで、表面の上又は内部又は膜内の別個ゾーンへ試薬
を塗布することの困難さを克服する。この問題は、流体
サンプルに対するアッセイを実施しているときのような
表面に沿ったキャピラリー作用によって流体の移動を促
進するテクスチャーを含む表面の場合に特に頻発する。
しかしながら、このようなアッセイデバイスを製造する
場合、そのような表面に試薬を配置することが所望され
得るものの、表面はキャピラリー作用によって流体運動
を促進するように設計されていて、静水圧の効果がキャ
ピラリー作用によってもたらされる問題を悪化させるの
で、試薬を個別のゾーンに塗布することは特に困難にな
る。こういった要因は予測不能な試薬エリアを創出し、
個別でなくなる可能性がある。従って、表面に比較して
適用される試薬の量が十分大きいと、隣接する試薬エリ
アは一体化して１つの望ましくない交じり合ったゾーン
を形成する可能性がある。この状況は、キャピラリー作
用によって流体を表面上又は内部に流れるようにする溝
又はテクスチャーを表面が含む時に、特に問題になる。
一般に、このような表面は実質的には流体非浸透性であ
る。それ故、表面の上又は内部又は膜の中に疎水性の境
界部分を創出して適用される試薬を拡張又は保持するこ
とで、試薬を個別のゾーンに適用することが可能にな
る。
別の好ましい実施形態では、疎水性ゾーンを表面に適
用し、表面上又は内部又はキャピラリー内における流体
の動き全体を制御する。例えば、疎水性ゾーンは、流体
フローがデバイスの様々なエリアに流れることを指向又
は防止するために利用され得る。
別の好ましい実施形態では、疎水性ゾーンは、表面上
で液体を一様に乾燥することを促進するために、チャン
バのコーナーに隣接するような表面のエッジに配置され
る。この実施形態は表面で液体を乾燥するときに有用で
あるが、この場合、疎水性の境界部分がないと、表面又
はチャンバに追加される液体は、蒸発の発生につれて表
面又はチャンバのエッジ又はコーナーに堆積してしま
う。後者の状況が起こるのはチャンバのコーナーではメ
ニスカスが形成され、蒸発につれてコーナーのメニスカ
スへ移動することが液体にとってエネルギー的に有利に
なるからである。それ故、蒸発の結果として、不均衡に
大量の乾燥試薬がチャンバの表面よりもチャンバのコー
ナーに存在することになる。疎水性の境界部分をチャン
バのコーナーに隣接して新規に使用すると、流体は疎水
性の境界部分には堆積しないので、流体メニスカスがコ
ーナーで形成されることを防ぐ。従って、この実施形態
の使用により、得られる乾燥液体はチャンバの床面より
均一に分散される。
疎水性ゾーンはまた、すでに親水性にされた表面に対
しても創出され得る。当業者には、例えば、コロナ放
電、気体プラズマ処置、洗剤又はタンパク質での処置等
の、表面を親水性にするために使用されるいくつかの技
術が知られている。上記の技術によって親水性にされた
表面に対し、このプラズマ処置を破壊する又はタンパク
質を変性する有機溶媒を適用し、本来の疎水性プラスチ
ック表面を再生する又は変性タンパク質によって疎水性
表面を創出することによって、又は、集束レーザービー
ムを使用して表面を局所加熱し、表面の親水性を破壊す
ることによって、疎水性ゾーンが創出され得る。別のや
り方では、上記の任意の方向によって親水性のエリアを
創出する前に、疎水性エリアをマスクすることも可能で
ある。エリアは鋳型のような物体でマスクされ得るか、
表面に塗布され、後に除去される材料によってマスクさ
れ得る。
脂肪族及び／又は芳香族化合物のような疎水性化合
物、様々なインキ及びポリマー等が本発明による疎水性
ゾーンの創出に使用され得る。この化合物は、有機溶媒
又は水性溶媒と有機溶媒の混合物に通常溶ける。当技術
分野で知られている種々の技術（インクジェットプリン
ト、吹き付け、シルクスクリーン、延伸、エンボス加
工、等）が、表面の上又は内部への疎水性ゾーンの適用
を可能にする技術であることを、当業者は認めるだろ
う。
実施例６ 試薬の均一乾燥を促進するテクスチャー表面 追加的な実施形態では、ポストのようなテクスチャー
構造が、表面の上に秩序だった配列で位置付けられる。
流体がこの構造に接触して置かれると、各構造に小さな
メニスカスが形成される。試薬流体が乾燥すると、これ
らメニスカスは表面上にごく均一に分布した乾燥した試
薬を提供する。一般に、この構造はチャンバの底面のよ
うな表面に対して実質的に垂直なポストである。表面と
その上に位置するポストの壁面の間には直線で挟まれた
角が規定される。表面上のポストの密度、サイズ及び形
状は、乾燥される試薬に所望される均一性の程度に依存
して変化し得る。ポストの高さもまた変化し得るが、通
常ポストの高さはチャンバ内における流体の高さの約１
％〜100％以上となるべきである；つまり、ポストが流
体から突出し得るか、又は表面に適用された後に流体が
ポストを覆ってもよい。いずれの場合でも、ポストは、
液体が表面又はチャンバから蒸発するときにメニスカス
を形成するゾーンとして機能するだろう。
実施例７ hCGの定性的又は定量的１工程アッセイ hCGの定性的又は定量的１工程アッセイのために実施
例４に記載されたデバイスが使用された。タイムゲート
のないデバイスのアッセイ時間は約５〜10分であった。
1mlあたり０、50、200及び500mIUのhCGを含む尿溶液（6
0μｌ）をデバイスのサンプルリザーバに加えた。サン
プルは反応チャンバに入り、コロイド金連結体を溶か
し、この反応混合物が診断エレメントの抗−hCGラテッ
クス及びヤギ抗マウスIgGラテックス捕捉ゾーン上を移
動した。反応混合物は使用済み試薬リザーバへ入り、過
剰サンプルが診断エレメントを洗浄した。hCGに対する
捕捉ゾーンの色密度は、MINOLTA CHROMAMETER CR241
を使用して、540nmで機器によって測定した。hCGの捕捉
ゾーンにおいて、hCGを含むサンプルは赤色に見え、hCG
のないサンプルは赤色に見えなかった。０、50、200及
び500mIU/mlに対する△Ｅ＊値は、各々０、7.78、12.95
及び20.96であり、陽性対照（ヤギ抗マウスIgG）ゾーン
では△Ｅ＊値約35の明瞭な赤色縞が観察された。
実施例８ タイムゲートを使用するhCGの定性的又は定量的１工程
アッセイ 実施例４に記載されるようなデバイスがタイムゲート
を追加して製造された。タイムゲートは、反応チャンバ
内の反応混合物と接触している診断エレメント上に形成
された。
タイムゲートは、固体濃度２％で界面活性剤フリーの
硫酸化ラテックス（1.0μｍ、インターフェイシャルダ
イナミクス社、ポートランド、OR）を１μｌ加えること
によって製造された。他の試薬ラテックス及び金連結体
もデバイスに追加し、実施例７に記載されるようにして
乾燥した。澄明なプラスチックシートをデバイス上に置
き、各々０、50、200及び500mIU hCG/mlを含む種々の
サンプル（約60μｌ）をデバイスに加えた。
サンプルは反応チャンバに入り、コロイド金連結体を
溶かし、この反応混合物は約８〜10分間反応チャンバに
とどまった。タイムゲートのないデバイスでは反応混合
物は反応チャンバに５秒〜15秒とどまっただけである。
反応混合物のタンパク質様成分は、サンプル中に存在し
得るし、反応混合物の成分として加えられたウシ血清ア
ルブミンであったが、タイムゲートのラテックス粒子に
結合し、タイムゲートの疎水性表面を親水性表面に変え
た。ゼラチン、血清アルブミン、免疫グロブリン、酵素
等の他のタンパク質及びポリペプチド及び親水性のポリ
マーもまた疎水性ゾーンに結合するように作用するだろ
う。
反応混合物のタンパク質様成分がラテックス粒子に結
合することでもたらされる、疎水性表面の親水性表面へ
の漸次転換によって、反応混合物がタイムゲートのエリ
アを越えて流れることが可能になった。
タンパク質、つまりウシ血清アルブミンを反応混合物
に加えなかった対照実験では、実験時間（5h）の間に反
応混合物がタイムゲートを越え診断エレメント上へ流れ
ることは起こらなかった。この対照実験は、尿サンプル
自体は、タイムゲートの適用されたラテックスに結合し
タイムゲートの疎水性を変化させ得るほど十分なタンパ
ク質又は成分を含んでいないことを示した。サンプル中
の成分だけを使用して疎水性タイムゲートを親水性に転
換し、反応混合物が流れるようにする場合には、適切な
時間量で反応混合物がタイムゲートを超えて流れ得る程
度に、タイムゲートへ適用するラテックスの量及び全表
面エリアを下げることが望まれるだろう。
この反応混合物は診断エレメントの抗−hCGラテック
ス及びヤギ抗マウスIgGラテックス捕捉ゾーン上を移動
した。反応混合物は使用済み試薬リザーバへ入り、過剰
サンプルが診断エレメントを洗浄した。hCGに対する捕
捉ゾーンの色密度は、MINOLTA CHROMA METER CR241
を使用して、機器によって測定した。hCGの捕捉ゾーン
において、hCGを含むサンプルは赤色に見え、hCGのない
サンプルは赤色に見えなかった。０、50、200及び500mI
U/mlに対する△Ｅ＊値は、各々０、6.51、13.14及び18.
19であった。各デバイスのヤギ抗−マウスIgG捕捉ゾー
ンで赤色縞が見られた。
実施例９ フロー制御手段又を使用するhCGの定性的又は定量的１
工程アッセイ 実施例４に記載されるようなデバイスが選択的なフロ
ー制御手段を追加して製造された。
選択的フロー制御手段は「ギャップ」は、診断エレメ
ントのhCG金連結体に対する捕捉ゾーンの後ろに配置さ
れた。２つの表面間のギャップは0.38mm、ギャップの長
さは13.2mm、頂部上のギャップの幅は9mmであったが、
ギャップの有効幅は診断エレメントの幅（2mm）であっ
た。この診断エレメント上のギャップ容積は約10μｌ
で、この場合、反応チャンバの容積の半分であった。
抗−hCGラテックス及びヤギ抗マウスラテックス、及
び金連結体を、実施例７に記載されるようにしてデバイ
スに加えて乾燥した。１つの面にギャップを有する澄明
なポリカーボネート製プラスチックシートを、ギャップ
が診断エレメントに向くようにしてデバイス上に置い
た。０及び200mIU・hCG/mlを含むサンプル（約60μｌ）
をデバイスに加えた。サンプルは反応チャンバに入り、
コロイド金連結体を溶かし、診断エレメントの抗−hCG
ラテックス上を移動した。次いで反応混合物は、抗−hC
Gラテックス捕捉ゾーンの直後にあるギャップへ入っ
た。反応混合物が捕捉ゾーン全体を移動しギャップを満
たす間、捕捉ゾーンでのフロー速度は低下した。10μｌ
の反応混合物がギャップを満たす時間は約12分〜16分で
あったが、選択的フロー制御手段のないデバイスを用い
た場合、反応混合物が捕捉ゾーンを通過する時間は約１
分〜３分であった。反応混合物がギャップを満たすと、
反応混合物は診断エレメントの狭いキャピラリーへ入
り、ヤギ抗マウス捕捉ゾーンを移動した。反応混合物は
使用済み試薬リザーバへ入り、過剰サンプルが診断エレ
メントを洗浄した。
hCGに対する捕捉ゾーンの色密度は、MINOLTA CHROMA
METER CR241を使用して、機器によって測定した。hC
Gの捕捉ゾーンにおいて、hCGを含むサンプルは赤色に見
え、hCGのないサンプルは赤色に見えなかった。０及び2
00mIU/mlに対する△Ｅ＊値は、０及び16.12であった。2
00mIU/mlのサンプルに対し、フロー制御手段のないデバ
イスのhCG捕捉ゾーンのδＥ＊値は、16.32であった。各
デバイスのヤギ抗−マウスIgG捕捉ゾーンで赤色縞が見
られた。
実施例10 多工程アッセイ用診断エレメントの製造 サンプル追加リザーバ及び診断エレメントを含むデバ
イスが組み立てられた。親水性表面を創出する官能基を
移植するためにデバイスをプラズマ処置した。サンプル
追加リザーバは長さ12mm、幅6mm、深さ0.05mmの大きさ
であった。診断エレメントは長さ約5.5cm、幅1.3mmで、
デバイスの基底面から1mmのところにあって、反応混合
物のフローに対して垂直に走る溝（密度100溝/cm、深さ
0.05mm）を含んでいた。定性的アッセイの場合、抗体ラ
テックス（１μｌ）を診断エレメントに適用し、診断エ
レメントの幅全体及び1cmの長さを覆った。免疫クロマ
トグラフィーアッセイの場合は、抗体ラテックス（６μ
ｌ）を診断エレメント全体の幅及び長さを覆った。デバ
イスを約１時間真空放置して試薬を乾燥した。次いで澄
明なプラスチックのポリエチレンシートをデバイスの上
に配置することによってデバイス内にキャピラリースペ
ースを形成した。プラスチックシートは、バインダーク
リップで対向表面につけられた。
実施例11 診断エレメントを使用するhCGアッセイ 実施例10に記載された診断エレメントをhCGのアッセ
イに使用した。1mlあたり０、50、200及び500mIUのhCG
を含む尿サンプル（20μ１）を、抗−βhCG抗体コロイ
ド金連結体（２μｌ）を含む管へ加えた。この管を激し
く振盪し、反応混合物を室温で５分間インキュベートし
た。反応混合物（20μｌ）を10μｌずつデバイスのサン
プル追加リザーバへ適用した。反応混合物はサンプルリ
ザーバから診断エレメント及び捕捉ゾーン上を流れた。
捕捉ゾーンの末端にある吸収剤によって診断エレメント
から使用済みの試薬が除去された。hCGに対する捕捉ゾ
ーンの色密度は、MINOLTA CHROMA METER CR241を使
用して、機器によって測定した。hCGの捕捉ゾーンにお
いて、hCGを含むサンプルは赤色に見え、hCGのないサン
プルは赤色に見えなかった。０、50、200及び500mIU/ml
に対する△Ｅ＊値は、各々0.00、1.24、3.16及び5.56で
あった。
実施例12 メタ−ニトロフェンシクリジンの合成 濃硫酸（9ml）に溶かした塩酸フェンシクリジンの氷
冷溶液（5g,1.8x10-2mol）へ、撹拌しながら、発煙硝酸
（2ml）を滴加した。この反応混合物を氷水浴で１時間
撹拌し、次いで砕氷／水の上に注いだ。この混合液を10
N水酸化ナトリウム（50ml）で塩基性（pH12）にし、ジ
エチルエーテル（2x100ml）で抽出した。集めた有機層
を水（2x100ml）で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾
燥させた後、濾過し、真空蒸発させた。残渣をメチルア
ルコール（20ml）で処置し、溶質が溶けるまで温水浴
（80℃）で加熱した。このフラスコをアルミホイルで覆
い（生成物は光感受性である）、溶液を室温で一晩撹拌
すると、黄色い固形物が沈殿した。濾過によってこの固
形物を回収し、真空乾燥すると、光から防護すべき黄色
の純結晶としてのｍ−ニトロフェンシクリジン3.0g（58
％）を得た：融点81〜82℃。
実施例13 メタ−アミノフェンシクリジンの合成 メチルアルコール（150ml）に溶かしたｍ−ニトロフ
ェンシクリジン溶液（3.0g,10.4x10-3mol）へ、撹拌し
ながら、アルゴン流の下で10％パラジウム−カーボン
（0.5g）、次いでギ酸アンモニウム（4.0g,6.3x10-2mo
l）を加えた。この反応混合物を室温で２時間撹拌した
後、触媒を濾過によって除去し、溶媒を真空蒸発させ
た。残渣を1N水酸化カリウム溶液（30ml）で処置し、ジ
エチルエーテル（2x50ml）で抽出した。集めた有機層を
水（50ml）で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥させ
た後、濾過し、真空蒸発させた。残渣をヘキサン（20m
l）に溶かし、この溶液を室温で一晩撹拌すると、白色
の固形物が沈殿した。濾過によってこの固形物を回収
し、真空乾燥すると、ｍ−アミノフェンシクリジン1.4g
（52％）を得た：融点121〜122℃。
実施例14 アセチルチオプロピオン酸の合成 ３−メルカトプロピオン酸（7ml,0.08モル）及びイミ
ダゾール（5.4g,0.08モル）のテトラヒドロフラン溶液
（THF,700ml）を撹拌しながら、アルゴン下、15分間に
わたって１−アセチルイミダゾール（9.6g,0.087モル）
のTHF溶液（100ml）を滴加した。この溶液をさらに３時
間室温で撹拌した後、THFを真空除去した。残渣を氷冷
水（18ml）で処置し，得られた溶液を氷冷濃塩酸（14.5
ml）で酸性（pH1.5〜２）にした。この混合液をを水（2
x50ml）で抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥させた後、
蒸発させた。残渣の黄色い油状の固形粗生成物（10.5
g）をクロロホルム−ヘキサンから再結晶させると、ア
セチルチオプロピオン酸4.8g（収率41％）を白色固体と
して得た：融点44〜45℃。
実施例15 メタ−アセチルチオプロピオンアミドフェンシクリジン
の合成 ｍ−アミノフェンシクリジン（1.4g,5.4x10-3mol）及
びアセチルチオプロピオン酸（0.87g,5.8x10-3mol）の
無水テトラヒドロフラン溶液（7ml）を撹拌しながら、
ジシクロヘキシルカルボジイミド（1.19g,5.8x10-3mo
l）を加えた。このフラスコをアルゴンで満たし、溶液
を室温で２時間撹拌した。混合液を濾過して不溶性のジ
シクロヘキシル尿素を除去し、真空蒸発させた。残渣の
固体をクロロホルム／ヘキサンから再結晶させると、ｍ
−アセチルチオプロピオンアミドフェンシクリジン1.5g
（71％）を白色の結晶性固体として得た：融点152〜４
℃。
実施例16 メタ−３−メルカプトプロピオンアミドフェンシクリジ
ンの合成 ｍ−アセチルチオプロピオンアミドフェンシクリジン
（0.01g,2.57x10-3mol）を、0.12M炭酸カリウム［80％
メタノール/20％水（v/v）］溶液1.29mgに溶かした。こ
の溶液を室温で５分間放置した後、0.5mリン酸カリウム
（pH7）0.2mlを直ちに加え、次いで塩酸（1N）でpH7〜
7.5へ調整した。表記の化合物は溶液状態のまま使用し
てBSA−SMCCと反応させた。
実施例17 ウシ血清アルブミンに結合したフェンシクリジン類似体
（BSA−PCP）の製造 ウシ血清アルブミン（BSA,20mg/ml溶液の3.5ml）をサ
クシニミジル４−（Ｎ−マレイミドメチル）−シクロヘ
キサン−１−カルボキシレート（SMCC、ピエールケミカ
ル社）に、6.7mgSMCC/0.3mlアセトニトリル溶液を加
え、1N水酸化カリウムでpHを７〜7.5に維持しながら、
この溶液を室温で１時間撹拌した。0.1Mリン酸カリウ
ム、0.02Mホウ酸カリウム、0.15M塩化ナトリウム、pH7.
0を用いたゲル濾過クロマトグラフィーによってタンパ
ク質と未反応化合物を分離した。メタ−３−メルカプト
プロピオンアミドフェンシクリジン（13mM溶液の0.2m
l）にBSA−マレイミド（8.2mg/mlの2ml）を加え、この
溶液を室温で４時間撹拌した。次いで溶液を10mM ME
S、pH5.5、1000mlで３回透析した。8mg/mlのBSA−PCPを
1.8ml回収した。
実施例18 フェンシクリジン類似体コロイド金連結体の製造 BSA（22mg）とBSA−PCP（5.6mg）を含む10mM MES溶
液（pH5.5）4.7mlを、コロイド金の10mM MES溶液（105
ml）へ速く撹拌しながら、一気に加えた。完全に混合し
た後、撹拌を停止し、溶液を室温で１時間インキュベー
トした。このコロイド金連結体を、50mMリン酸カリウ
ム、10mMホウ酸カリウム、pH7に対して、タンゼンシャ
ル（tangential）フローデバイス（サルトリアス・イー
ジー・フロー、分子量100,000をカットオフ）を使用し
てダイアフィルトレーションにかけ、BSA及びコロイド
金に結合しなかったBSA−PCPを除去した。この金連結体
をPCPアッセイ用に10mg/mlウシ血清アルブミンを含む緩
衝液（pH7.5）で希釈した。
実施例19 抗−フェンシクリジン抗体ラテックスの製造 界面活性剤フリーのポリスチレン粒子（インターフェ
イシャルダイナミクス社、ポートランド、OR;固体濃度
9.4％、0.4μｍ）0.074mlを激しく振盪しながら、抗−
フェンシクリジンモノクローナル抗体（5.86mg/ml・0.1
M MES溶液、pH5）0.926mlに加え、この懸濁液を45℃で
２時間インキュベートした。懸濁液を遠心分離し、ラテ
ックス粒子をペレットにした。遠心分離と10mM MES、
0.1mg/mlトレハロース、pH5.5による再懸濁を３回繰り
返し、このペレットを洗浄した。最終のペレットを洗浄
バッファーで再懸濁し、固体濃度を１％とした。
実施例20 マウスIgGのFcフラグメントに対するラテックス固定化
・アフィニティー精製ヤギIgG抗体（ヤギ抗マウスFcラ
テックス）の製造 アフィニティー精製ヤギ抗マウスFc（イムノサーチ）
及びポリスチレンラテックス粒子（硫酸化、1.07μｍ）
（インターフェイシャルダイナミクス）を別々に45℃で
１時間インキュベートし、抗体の溶液は、0.1M2−（Ｎ
−モルホリノ）エタンスルホン酸、pH5.5で緩衝化し
た。抗体溶液を激しく振盪させながら、ラテックス粒子
の懸濁液を抗体溶液に加え、抗体の最終濃度を0.3mg/m
l、ラテックス固体濃度を１％とした。この懸濁液を45
℃で２時間インキュベートした後、遠心分離してラテッ
クス粒子をペレットにした。このラテックス・ペレット
を１％ウシ血清アルブミン／リン酸緩衝化生理食塩水
（PBS）に再懸濁し、室温で１時間インキュベートし
た。遠心分離でラテックスをペレットにした後、PBS再
懸濁と遠心分離を３回繰り返し、ペレットを洗浄した。
最終ペレットを0.1％アジ化ナトリウム含有PBS（pH7.
0）に再懸濁し、ラテックスの固有濃度を１％とした。
実施例21 診断エレメントを使用するフェンシクリジンのアッセイ 実施例10に記載した診断エレメントを使用してフェン
シクリジン（PCP）のアッセイをした。1mlあたり０、10
0、200及び300ngのPCPを含む尿サンプル（133μｌ）
を、凍結乾燥したバッファー組成物（10mMリン酸カリウ
ム、150mM塩化ナトリウム及び10mg/mlBSA、pH8を含む）
を含む管へ加え、フェンシクリジン類似体コロイド金連
結体（４μｌ）を加え、この溶液を激しく振盪した。各
々の管へ抗PCP抗体（0.1mg/mlの2.8μｌ）を加え、溶液
を激しく振盪し、室温で５分間放置した。ヤギ抗マウス
Fcラテックス（１％懸濁液の50ml）を管に加え、激しく
振盪した後、室温で10分間インキュベートした。この溶
液を濾過し、GELMAN ACRODISC ３シリンジフィルター
（0.45μｍ）を使用いて、反応混合物から、PCP類似体
金連結体：抗PCP抗体：ヤギ抗マウスラテックスの複合
体を除去した。反応混合物の濾液（20μｌ）を実施例10
に記載した診断エレメントへ適用した。反応混合物はサ
ンプルリザーバから診断エレメント及び捕捉ゾーンを流
れた。捕捉ゾーンの後方1cmのところに吸い取りティシ
ューを置くことで診断エレメントから使用済み試薬リザ
ーバを除いた。捕捉ゾーンの色密度は、MINOLTA CHROM
A METER CR241を使用して、機器によって測定した。
０、100、200及び300ng/mlサンプルに対する△Ｅ＊値
は、それぞれ0.69、9.28、14.04及び21.6であった。
実施例22 典型的なデバイス配置 本発明の現時点で好ましい形態は、１工程免疫アッセ
イを実施し得るデバイスの実施形態を利用する。デバイ
スは、好ましくはサンプル追加リザーバ、１サンプル反
応バリア３、反応チャンバ４、タイムゲート５、診断レ
ーン６、使用済み試薬リザーバ７及び蓋64を含む。図11
は、蓋を取り除いてデバイスの様々な部分が見えるよう
にしたデバイスの好ましい実施形態を示す。図11に蓋は
示されていないが、当業者が理解されるように、蓋には
サンプル追加リザーバへ流体を導入し得るための入口孔
がついている。蓋はまた、デバイスが液体で満たされる
ときにガスの排出を促進する通気孔をつけ得る。１つの
実施形態では、通気孔は使用み試薬リザーバのエリアで
蓋についている。
サンプル追加リザーバは、赤血球からの血漿を分離す
る又はアッセイされるサンプルからゴミを分離するため
のフィルター（図示せず）及びアッセイデバイスに使用
されるサンプルを保持するためのリザーバを含み得る。
フィルターに関する追加的な開示に対しては、例えば、
本明細書に参考文献として援用する共出願中の米国特許
出願連続番号08/704,804（1996年８月26日提出）を参照
のこと。サンプル追加リザーバはサンプル反応バリアと
流体でつながっている。
サンプル反応バリアは、表面のテクスチャー構造から
構成されるテクスチャーを含み得る。好ましいテクスチ
ャーの高さは約0.01〜0.02mmで、各テクスチャー構造の
幅は約0.09〜0.20mmである。近接したテクスチャー構造
間の距離は約0.080〜0.100mmである。サンプル反応バリ
アにおけるキャピラリースペースの高さは約0.02〜0.08
mmである。好ましくは、キャピラリーの両エッジにおけ
るサンプル反応バリアの表面は疎水性になっていて、流
体が選択的にキャピラリーのエッジに流れないようにす
る。この疎水性表面は、反応チャンバのエッジに沿った
フローを最少化するので、これらの表面はまた流体フロ
ーを反応チャンバへ指向させ、それへのアクセスがサン
プル反応バリアの中央に向かって起こるようになる。サ
ンプル反応バリアは、好ましくはサンプル反応バリア及
び反応チャンバと流体でつながった10個の垂直な溝16を
含む。溝は高さ約0.02〜0.03mmであり、約0.5〜1.5mm離
れて隔てられている。
反応チャンバは高さ約0.03〜1.0mmのキャピラリーか
らなり、約0.2〜６μｌの容量を含む。好ましくは、内
蓋と反応チャンバのキャピラリースペースの基底面はい
ずれも高さ約0.015〜0.03mm、直径約0.05〜0.1mm、約0.
1〜0.3mm離れた小さなテクスチャー構造のテクスチャー
を含む。反応チャンバはタイムゲートと流体でつながっ
ている。タイムゲートに近接した反応チャンバの１つの
表面は、フロー面を流体フローの方向に対して垂直に規
定する溝を含む。溝は流体フローの方向に対して実質的
に垂直に配向されている。溝は、通常高さ0.03〜0.07mm
で、0.08〜0.12mm離れて隔てられている。反応チャンバ
のエッジ、例えばコーナーの表面は疎水性になってい
る。本明細書に開示されるように、疎水性領域はキャピ
ラリーのエッジでフローを遅らせ、流体が選択的にエッ
ジを流れないようにする。
タイムゲートは高さ約0.02〜0.12mmのキャピラリーよ
りなる。タイムゲートの１つの表面は、高さ約0.03〜0.
07mmで、約0.08〜0.12mm離れている溝からなり、これら
溝は反応チャンバと同様の溝に近接している。溝は、デ
バイスを通る流体フローの主方向に対して実質的に垂直
に配向されている。本明細書に開示されるように、タイ
ムゲートの表面は、反応チャンバからの流体フローを遅
らせるために疎水性になっている。タイムゲートは診断
レーンと流体でつながっている。
診断レーン／エレメントは、好ましくは高さ約0.01〜
0.05mmのキャピラリーを含み、高さ約0.01〜0.02mm、直
径／幅0.03〜0.07mm、約0.04〜0.09mm離れたテクスチャ
ー構造からなるテクスチャーを含む。診断レーンの容量
は約0.5〜３μｌである。診断レーンにおけるキャピラ
リーのエッジは、キャピラリーのエッジで流体フローを
遅らせ、流体がキャピラリーのエッジを選択的に流れな
いようにするために疎水性にされている。診断レーンは
使用済み試薬リザーバと流体でつながっている。図15に
示されるように、診断レーン６は好ましくはポイント70
から始まる。診断レーンがあるポイントから始まると、
流体がより予測可能な位置、通常は診断レーンに最も近
い位置からレーンに入ることが可能になる。流体が予測
可能な位置でレーンに入れば、今度は診断レーンそのも
のへの流体フローがより高く予測可能になり、同一の配
置をもったデバイスの性能を均一化し得る。
使用済み試薬リザーバは、好ましくは診断レーンのキ
ャピラリーと同様の大きさのキャピラリースペースを含
み、通常は同一又はより大きい容量である。これは、高
さ約0.01〜0.02mm、幅／直径0.03〜0.07mm、0.04〜0.09
mm離れたテクスチャー構造からなるテクスチャーより構
成される。使用済み試薬リザーバは、流体の追加に伴っ
て色変化を示し、ユーザーに対して流体がその特殊ゾー
ンを通過したことを視覚的に示すゾーンを含み得る。例
えば、このリザーバは、流体が接触したときに無色にな
る着色ゾーンを含み得る。これら着色ゾーンは、前進す
る流体による溶解を介して洗い流される、緑色の食用色
素のような水溶性の色素から構成され得る。別に、この
領域は、流体がそこに流れたときに発色するゾーンを含
み得る。これらゾーンは、サンプル中の染料ラベルと結
合する又はそのゾーンで色を発生させる酵素と結合する
受容体を含み得る。これら新規な色変化の特徴は、テス
トデバイスのユーザーに対し、工程の終了の度合いを示
す点で実用性を有す。
図12を参照すれば、デバイスは好ましくは、通常外エ
ッジ及び特定の範囲のキャピラリースペースが重要にな
るエリアにおいて、ストップ60と呼ばれる構造を有す
る。
ストップは、例えば同一の方法で製造される種々のデバ
イス間のキャピラリースペースを均一な高さにすること
に役立つ。デバイスはまた好ましくはエネルギー・ディ
レクタ62を含み得る。エネルギー・ディレクタもまた、
例えば、超音波溶接のようなエネルギー源を使用してそ
れらを一緒に溶かすことにより２つの部品をつなぐとい
った、同一の方法で製造される種々のデバイス間のキャ
ピラリースペースを均一な高さに規定することに役立
つ。エネルギー・ディレクタはまたデバイスの２つの部
品、例えば蓋と底面をつなぐことに機能する。図12に示
されるように、エネルギー・ディレクタはストップより
も大きい高さを有する。ストップ及びエネルギー・ディ
レクタを一緒に使用すると、ストップよりも高いエネル
ギー・ディレクタの部分が外からかけられたエネルギー
源によって溶けるように誘導される。このような溶解が
起こると、つながっている２つの部品はさらに接近す
る。この２つの部品の接近はストップによって制限さ
れ、ストップは好ましくはエネルギー・ディレクタとと
もに使用されると、溶けずに２つの結合した部品の均一
な分離を規定することに役立つ。この均一な分離とは、
本発明によるデバイスの好ましい実施形態におけるキャ
ピラリースペースである。
従って、ストップ及びエネルギー・ディレクタはキャ
ピラリースペースを規定して蓋64と底面の安定な結合を
維持するように設計されている。蓋を底面と結合させ、
デバイス内部でのキャピラリースペースの形成を完了
し、流体をキャピラリースペースに封止するエネルギー
・ディレクタが、サンプル追加リザーバ、サンプル反応
バリア、反応チャンバ、タイムゲート及び診断レーンに
隣接しているのはそのためである。典型的には、蓋は超
音波溶接で底面についている。エネルギー・ディレクタ
の隣にあるストップは高さ約0.02〜0.06mmである。スト
ップは、キャピラリースペースの形成を妨げるようなや
り方で蓋が底面に付着しないように作用する。つまり、
ストップは、多くのデバイス間で再現性のあるキャピラ
リースペースを規定することに役立つ。ストップは、流
体がストップのエリアに入らないように、エネルギー・
ディレクタによって仕切られている。
さらに、図11に示すように、デバイスは、好ましくは
診断レーンの隣接サイドに１つ又はそれ以上のデッドス
ペース領域66を含む。デッドスペースは、蛍光又は可視
スペクトルの色変化のような感知し得るシグナルを、使
用済み試薬リザーバ又は他のデバイス領域内に存在する
反応物質に含まれるシグナルから干渉されることなく検
出するためのものである。
本明細書に記載されるようなストップの新規な使用は
デバイス内のキャピラリー又は均一な高さを規定するこ
とに役立つ。当業者に理解されるように、ストップの高
さは様々に変化させてデバイス内に多様なキャピラリー
スペースを確立し得る。さらに、図12に示されるよう
に、本発明に準じて様々なストップ60及びエネルギー・
ディレクタ62の実施形態が製造され得る。一般に、デバ
イスに設計されるキャピラリースペースの大きさは、ア
ッセイされるサンプルの性質に基づいて決定される。例
えば、全血又は溶解した血液は血漿又は血清よりも高い
粘度を有する。それ故、全血又は溶解した血液をアッセ
イするためには、より高いキャピラリーギャップを有す
るデバイスを設計し、これらのデバイスは血清又は血漿
用のデバイスよりも高いギャップを有していた。より高
いキャピラリーギャップを有するデバイスでのアッセイ
に全血又は溶解した血液を使用したとき、上記のデバイ
スは、血漿又は血清を使用するために配置されるデバイ
スと比べて同様のアッセイ回数及びアッセイ特性を達成
した。より高いキャピラリーギャップを必要とするデバ
イスはそれに応じたより高いストップを有していた。
ストップは、ジム、接着剤又は硬化剤の層を使用して
形成され得るか、又は、射出成形又は他の従来型の成形
又は加工法を使用して、部品に直接成型され得る。シリ
コンチップを使用する場合、写真製版又はミクロマッチ
ング技術を利用してデバイスにストップを組み込むこと
ができる。
図13は、サンプル追加リザーバ１、テクスチャーのあ
るサンプル反応バリア３、テクスチャーのある反応チャ
ンバ４、テクスチャーのある使用済み試薬リザーバ７、
ストップ60及びエネルギー・ディレクタ62を図示する、
本発明の実施形態の電子顕微鏡写真を示す。この実施形
態では、エネルギー・ディレクタ62とストップ60が一緒
になってデッドスペースを構成する。図14は、テクスチ
ャーのあるサンプル反応バリア３、テクスチャーのある
反応チャンバ４、エネルギー・ディレクタ62及びストッ
プ60を図示する、図13の部分拡大図である。図15は、タ
イムゲート５、テクスチャーのある診断レーン６及びエ
ネルギー・ディレクタ62を図示する、本発明の実施形態
の電子顕微鏡写真を示す。図16A〜Ｂは、エネルギー・
ディレクタ62に近接したキャピラリースペース内のテク
スチャー表面の２つの図面を示す。
図11に示される、本発明のさらに好ましい態様では、
デバイスはポジショナー68を有するように加工されてい
て、蓋（示さず）は非対称的に配置されるポジショナー
68と合体する位置決めエレメントを有するように設計さ
れ、デバイス内に対向している表面が適切なテクスチャ
ーを有するように、蓋が正しい方向性をもってデバイス
に配置されることを確実にしている。さらに、蓋は、流
体のデバイスへの導入を可能にする孔をサンプル追加リ
ザーバ１の領域に有する。
本発明による免疫アッセイデバイスの好ましい実施形
態では、免疫アッセイ試薬はデバイスの定まった領域に
ある別個の表面に配置される。例えば、免疫アッセイ試
薬は、サンプルリザーバ、サンプル反応バリア、反応チ
ャンバ又は診断レーンのエリア内の蓋に固定化され得
る。また、別の免疫アッセイ試薬は、サンプルリザー
バ、サンプル反応バリア、反応チャンバ又は診断レーン
のエリア内の底面に固定化され得る。ある試薬を蓋に配
置し別の試薬をデバイスの底面に配置することは、蓋と
底面が最初は別々の部品を構成し，後でデバイスの組み
立てにおいて結合されるとき、特に有利である。そのよ
うな固定化された試薬の１つ又はそれ以上は、流体と接
触したときに分散し得る。
本発明のこの態様によれば、好ましくない架橋反応を
発生させずに他の方法ではデバイスのキャピラリースペ
ース内にパッケージされ得ない試薬がデバイス内の単一
のキャピラリースペース内に配置され得る。例えば、標
識化された抗体と捕捉抗体がともにキャピラリースペー
ス内に配置されると、標的物質がないところでも非特異
的な相互作用が起こり得る。このような非特異的な相互
作用はアッセイ感度を低下させる。キャピラリースペー
ス内の別個の表面に局在化した試薬を利用し得る基本的
なアッセイのタイプは、限定しないが、競合的免疫アッ
セイ、サンドイッチ免疫アッセイ及び核酸プローブアッ
セイを含む。従って、ある試薬がデバイス表面上で乾燥
され、他の試薬がデバイスの別の表面で乾燥される実施
形態では、これらの試薬は、その表面に流体が導入され
たとき、その各々の表面から分散され得る。試薬が固定
化されている表面は、デバイスの特定のチャンバ内の表
面か又はデバイスの別の領域内の表面であり得る。この
領域は別個のチャンバであり得るか、又はチャンバの境
界を定めないデバイス表面であり得る。
さらに、免疫アッセイ試薬は粒子又はナノ粒子（本明
細書では一緒にして粒子と呼ぶ）に固定化され得る。こ
のような粒子は、本発明によるデバイス内でキャピラリ
ースペースの境界を定めている表面のような表面の上に
配置され得る。固定化された試薬を含むそのような粒子
の使用により、粒子及び表面を含むゾーンを提供するこ
とが可能になり、このゾーンは他の方法では提供し得な
い試薬を含む。例えば、固定化された試薬を含む粒子
は、それ自身に試薬を含む表面の上に配置され得る。従
って、この表面がキャピラリースペースの表面であれ
ば、１つ又はそれ以上のキャピラリースペースがそこに
固定化された試薬を有し得る。様々な試薬が様々な表面
に配置され得る。粒子によって（又は表面上に）固定化
された試薬を、液体と接触したときに、分散し得るか又
は分散し得ない。
従って、好ましい配置を有するデバイスの使用によっ
て、生物学的流体由来の多くの分析物を約10分のアッセ
イ時間で測定する。１工程免疫アッセイの実施が可能に
なった。
結び 上述の発明が図表及び実施例を用いてやや詳しく記載
されたが、付帯した特許請求の範囲内で、ある種の変更
や修飾が実施され得ることは明らかであろう。
本明細書及び付帯した特許請求に使用されるように、
文脈が別に明示しない場合は、単数形が複数形を含むこ
とに留意されなければならない。従って、例えば「組成
物」と言いば様々な組成物の混合物を含み、「処置の方
法」と言えば当業者に知られている同等の工程及び方法
を含むことになる。
他に定義しなければ、本明細書で使用するすべての技
術及び科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者に
よって普通に理解されるのと同じ意味を有する。本明細
書に記載されるものと類似又は同等である任意の方法及
び材料は、本発明の実施又はテストに使用され得るが、
好ましい方法及び材料は記載の通りである。本明細書で
述べたすべての公表物は、その参考文献が関連して引用
された特定の情報を記載及び開示するための参考文献と
して本明細書に援用する。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 33/543 521 G01N 31/20 G01N 33/53 G01N 37/00 101

Claims (38)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】試験サンプル中の標的リガンドの存在又は
    量を決定するための分析用デバイスであって、１または
    それ以上のキャピラリーチャネルを含み、以下を含むこ
    とを特徴とするデバイス： その表面に１またはそれ以上の元に戻すことができる試
    薬を有する反応チャンバであって、その表面に前記表面
    から出っ張った複数のポストを含む第１のテクスチャー
    構造アレイを含む反応チャンバ；および、 その表面から出っ張った複数のポストを含む第２のテク
    スチャー構造アレイを含む、少なくとも１つのキャピラ
    リーチャネルと流体でつながった診断エレメントであっ
    て、前記第２のテクスチャー構造アレイはそれへ共有結
    合的又は非共有結合的に付けられた固定化リガンド受容
    体を有する表面を含み、前記固定化リガンド受容体は前
    記チャネルを通って標的リガンドを含有する試験サンプ
    ルが流れるときに標的リガンドが結合できる、診断エレ
    メント。
  2. 【請求項２】標的リガンドが、分析物、分析物連結体、
    分析物類似体、分析物類似体連結体、補助的な結合員、
    又は標識試薬であることを特徴とする請求項１に記載の
    分析用デバイス。
  3. 【請求項３】前記分析物が、抗原、ヌクレオチド配列、
    レクチン、又はアビジンであり、前記固定化物が、抗
    体、相補的ヌクレオチド配列、炭水化物、又はビオチン
    からなる群から選択されることを特徴とする請求項２に
    記載の分析用デバイス。
  4. 【請求項４】前記テクスチャー構造が、以下からなる群
    から選択される材料上に置かれたコポリマー、ブレン
    ド、ラミネート、金属化箔、金属化フィルム、又は金属
    で作られることを特徴とする請求項１ないし３のいずれ
    かに記載の分析用デバイス： ポリオレフィン、ポリエステル、スチレン含有ポリマ
    ー、ポリカーボネート、アクリル酸ポリマー、塩素含有
    ポリマー、アセタールホモポリマー及びコポリマー、セ
    ルロース類及びそのエステル、硝酸セルロース、フッ素
    含有ポリマー、ポリアミド、ポリイミド、ポリメチルメ
    タクリレート、イオウ含有ポリマー、ポリウレタン、シ
    リコン含有ポリマー、ガラス、シリコーン、並びにセラ
    ミック材料。
  5. 【請求項５】前記テクスチャー構造が、プラスチック、
    エラストマー、ラテックス、シリコンチップ、又は金属
    で作られることを特徴とする請求項１ないし４のいずれ
    かに記載の分析用デバイス。
  6. 【請求項６】前記テクスチャー構造が、テフロン（登録
    商標）、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリカーボ
    ネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコンエラ
    ストマー、ポリスチレンラテックス、又は疎水性ポリマ
    ーで作られることを特徴とする請求項５に記載の分析用
    デバイス。
  7. 【請求項７】前記テクスチャー構造が、ポリプロピレ
    ン、ポリエチレン、又はポリエステルを含む疎水性ポリ
    マーで作られることを特徴とする請求項６に記載の分析
    用デバイス。
  8. 【請求項８】前記テクスチャー構造が、混練若しくは射
    出成形することのできるプラスチック、又は様々な鎖長
    のアルケンチオールに吸着された銅、銀及び金のフィル
    ム表皮から作られることを特徴とする請求項７に記載の
    分析用デバイス。
  9. 【請求項９】前記テクスチャー構造が、混練又は射出成
    形することのできるプラスチックを含むことを特徴とす
    る請求項８に記載の分析用デバイス。
  10. 【請求項１０】前記テクスチャー構造各々が類似に形状
    づけられ、この形状が、菱形、六角形、八角形、長方
    形、正方形、円形、半円形、三角形、及び楕円形からな
    る群から選択されることを特徴とする請求項１ないし９
    のいずれかに記載の分析用デバイス。
  11. 【請求項１１】前記第２のテクスチャー構造アレイが、
    試験サンプルフローの方向に対してジグザグ配列である
    ことを特徴とする請求項10に記載の分析用デバイス。
  12. 【請求項１２】前記第２のテクスチャー構造アレイが、
    前記試験サンプル中の多数のリガンドを試験することが
    できる多数の固定化リガンド受容体を有することを特徴
    とする請求項１ないし11のいずれかに記載の分析用デバ
    イス。
  13. 【請求項１３】試験サンプルを追加するためのリザーバ
    であって、前記リザーバは第２のテクスチャー構造アレ
    イへ各々つながる複数の通路を含み、前記通路は前記リ
    ザーバから前記第２のテクスチャー構造アレイへ試験サ
    ンプルを輸送することができるリザーバ、をさらに含む
    ことを特徴とする請求項１ないし12のいずれかに記載の
    分析用デバイス。
  14. 【請求項１４】さらに以下を含むことを特徴とする請求
    項１ないし13のいずれかに記載の分析用デバイス： 入口孔及び通気口； 検出可能な標識へ連結された特定の結合員を含む標識化
    試薬であって、前記第２のテクスチャー構造アレイに固
    定化された前記受容体においてシグナルを発生し、試験
    サンプル中のリガンドの存在又は量を示すことができる
    前記標識化試薬。
  15. 【請求項１５】前記リガンドが、分析物、分析物連結
    体、分析物類似体、分析物類似体連結体、又は補助的な
    結合員であることを特徴とする請求項14に記載のデバイ
    ス。
  16. 【請求項１６】さらに以下を含むことを特徴とする請求
    項１ないし15のいずれかに記載の分析用デバイス： サンプル追加リザーバ； キャピラリーチャネル内のサンプル反応バリアであっ
    て、前記サンプル追加リザーバと流体でつながったサン
    プル反応バリア； キャピラリーチャネル内にある反応チャンバであって、
    前記サンプル反応バリアと流体でつながっており、その
    壁に少なくとも２つのフィンガを有し、前記第１のテク
    スチャー構造アレイを含み、前記バリアが前記反応チャ
    ンバより高いキャピラリー作用を有する反応チャンバ； キャピラリーチャネル内にあるタイムゲートであって、
    前記反応チャンバと流体でつながっており、流体を所望
    の流速で通過させることが可能であるタイムゲート； キャピラリーチャネル内にある診断エレメントであっ
    て、前記タイムゲートと流体でつながっており、前記第
    ２のテクスチャー構造アレイを含む診断エレメント；お
    よび、 使用済み試薬リザーバであって、前記診断エレメントと
    流体でつながっており、流体が前記サンプル追加リザー
    バから、前記バリア、前記反応チャンバ、前記タイムゲ
    ート、前記診断エレメント、そして前記使用済み試薬リ
    ザーバへと連続的に流れうる、使用済み試薬リザーバ。
  17. 【請求項１７】サンプル追加リザーバが、流体サンプル
    から粒子状の物質を分離することのできるフィルターを
    含むことを特徴とする請求項16に記載のデバイス。
  18. 【請求項１８】サンプル反応バリアが、その表面上に複
    数のテクスチャー構造を含み、前記テクスチャー構造
    が、高さ0.01〜0.02mm、幅0.09〜0.20mm、かつ近接した
    テクスチャー構造間の距離0.08〜0.10mmを有することを
    特徴とする請求項16または17に記載のデバイス。
  19. 【請求項１９】反応バリアが、高さ0.02〜0.08mmを有す
    るキャピラリースペースを含むことを特徴とする請求項
    16ないし18のいずれかに記載のデバイス。
  20. 【請求項２０】反応バリアが、エッジを含み、かつ前記
    エッジに疎水性ゾーンを含むことを特徴とする請求項16
    ないし19のいずれかに記載のデバイス。
  21. 【請求項２１】反応バリアが、10の垂直な溝を含み、前
    記溝各々が高さ0.02〜0.03mmであり、かつ近接した溝が
    0.5〜1.5mm離れて隔てられていることを特徴とする請求
    項16ないし20のいずれかに記載のデバイス。
  22. 【請求項２２】反応チャンバが、高さ0.03〜1.0mm及び
    容積0.2〜６μｌのキャピラリースペースを含むことを
    特徴とする請求項16ないし21のいずれかに記載のデバイ
    ス。
  23. 【請求項２３】第１のテクスチャー構造アレイ各々が高
    さ0.015〜0.03mm、直径0.05〜0.1mmのポストであり、か
    つ近接したポストが0.01〜0.3mm離れて隔てられている
    ことを特徴とする請求項16ないし22のいずれかに記載の
    デバイス。
  24. 【請求項２４】反応チャンバが、流体フローの主方向に
    対して垂直に配向されている複数の溝を含み、前記溝各
    々が高さ0.03〜0.07mmであり、かつ近接した溝が0.08〜
    0.12mm離れていることを特徴とする請求項16ないし23の
    いずれかに記載のデバイス。
  25. 【請求項２５】反応チャンバがエッジを含み、前記エッ
    ジに疎水性ゾーンを含むことを特徴とする請求項16ない
    し24のいずれかに記載のデバイス。
  26. 【請求項２６】タイムゲートが、高さ0.02〜0.12mmで、
    流体フローの主方向に対して垂直に配向されている複数
    の溝を含み、前記溝各々が高さ0.03〜0.07mmであり、か
    つ近接した溝が0.08〜0.12mm離れていることを特徴とす
    る請求項６ないし25のいずれかに記載のデバイス。
  27. 【請求項２７】診断エレメントが、0.01〜0.05mmの高さ
    で、かつ0.5〜３μｌの容積を含むことを特徴とする請
    求項16ないし26のいずれかに記載のデバイス。
  28. 【請求項２８】前記第２のテクスチャー構造アレイのそ
    れぞれのテクスチャー構造が高さ0.01〜0.02mm、直径0.
    03〜0.07mmであり、かつ近接したテクスチャー構造が0.
    04〜0.09mm離れていることを特徴とする請求項16ないし
    27のいずれかに記載のデバイス。
  29. 【請求項２９】診断エレメントがエッジ又はコーナーを
    含み、かつ前記エッジ又はコーナーに疎水性ゾーンを含
    むことを特徴とする請求項16ないし28のいずれかに記載
    のデバイス。
  30. 【請求項３０】使用済み試薬リザーバが0.01〜0.05mmの
    高さで、かつ１μｌより多い容積を含むことを特徴とす
    る請求項16ないし29のいずれかに記載のデバイス。
  31. 【請求項３１】使用済み試薬リザーバが複数のテクスチ
    ャー構造を含み、前記テクスチャー構造の各々が高さ0.
    01〜0.02mm、直径0.03〜0.07mmであり、かつ近接したテ
    クスチャー構造が0.04〜0.09mm離れていることを特徴と
    する請求項16ないし30のいずれかに記載のデバイス。
  32. 【請求項３２】診断エレメントの表面と使用済み試薬リ
    ザーバの表面との間に位置づけられるデッドスペース領
    域をさらに含むことを特徴とする請求項16ないし31のい
    ずれかに記載のデバイス。
  33. 【請求項３３】請求項１ないし32のいずれかに記載のデ
    バイスを用いて試験サンプル中のリガンドの存在又は量
    を決定するための、以下を含む方法： 前記試験サンプルを前記第２のテクスチャー構造アレイ
    に接触するように配置し、それによって前記受容体がサ
    ンプル中のリガンドの存在に対応する量の前記リガンド
    又はリガンド類似体と結合し；そして 受容体と結合したリガンド又はリガンド類似体の量を決
    定することによって前記試験サンプル中のリガンドの存
    在を検出する。
  34. 【請求項３４】請求項14ないし32のいずれかに記載のデ
    バイスを用いて試験サンプル中のリガンドの存在又は量
    を決定するための、以下を含む方法： 前記試験サンプルを前記入口孔に入れ、前記キャピラリ
    ーチャネルが前記試験サンプルを前記入口孔から前記第
    ２のテクスチャー構造アレイへ運搬し； 前記試験サンプルが前記チャネルに入り、前記リガンド
    が前記チャネルの幅に渡って拡散し、そこで前記サンプ
    ルが固定化受容体を含む第２のテクスチャー構造アレイ
    と接触し、そこで前記サンプル中の前記リガンドが固定
    化受容体と結合し；そして、 検出可能な標識の連結された特定の結合員を含むリガン
    ド検出システムを介して前記リガンドを検出し、前記検
    出可能な標識は前記受容体−リガンド結合物においてシ
    グナルを発生させることができ、前記検出が前記サンプ
    ル中の前記リガンドの存在又は量を決定する。
  35. 【請求項３５】リガンドが、分析物、分析物類似体、補
    助的な結合員、又は標識試薬である、請求項34に記載の
    方法。
  36. 【請求項３６】請求項１ないし32のいずれかに記載のデ
    バイスの、以下を含む製造方法： その表面に出っ張った複数のポストを含む第１のテクス
    チャー構造アレイを含む表面を有する反応チャンバを含
    む底部を提供し、 複数のメニスカスを形成するために、液体試薬を含む流
    体を第１のテクスチャー構造アレイに接触させて配置
    し、 チャンバ内で均一な試薬の層を提供するように液体を乾
    燥させ、そして、 その後、デバイスを形成するために頂部を前記底部にキ
    ャピラリーの距離だけ離して適用する。
  37. 【請求項３７】液体の乾燥が、蒸発が起こるための時間
    を待つこと、または、蒸発を促進するための外的エネル
    ギー力を適用することを含む、請求項36に記載の方法。
  38. 【請求項３８】頂部および底部が、接着、超音波溶接ま
    たは鋲締めにより結合される請求項36に記載の方法。
JP54172898A 1997-03-27 1998-03-24 膜を使わずに試薬を制御移動する診断デバイス及び機器 Expired - Lifetime JP3531941B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/828,041 1997-03-27
US08/828,041 US6156270A (en) 1992-05-21 1997-03-27 Diagnostic devices and apparatus for the controlled movement of reagents without membranes
PCT/US1998/005681 WO1998043739A2 (en) 1997-03-27 1998-03-24 Diagnostic devices and apparatus for the controlled movement of reagents without membranes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001526778A JP2001526778A (ja) 2001-12-18
JP3531941B2 true JP3531941B2 (ja) 2004-05-31

Family

ID=25250777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP54172898A Expired - Lifetime JP3531941B2 (ja) 1997-03-27 1998-03-24 膜を使わずに試薬を制御移動する診断デバイス及び機器

Country Status (8)

Country Link
US (2) US6156270A (ja)
EP (1) EP1019193B1 (ja)
JP (1) JP3531941B2 (ja)
AT (1) ATE242054T1 (ja)
AU (1) AU6579098A (ja)
CA (1) CA2284801C (ja)
DE (1) DE69815365T2 (ja)
WO (1) WO1998043739A2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011128141A (ja) * 2009-12-18 2011-06-30 Korea Electronics Telecommun ラボオンチップ及びその駆動方法

Families Citing this family (213)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7524456B1 (en) 1992-05-21 2009-04-28 Biosite Incorporated Diagnostic devices for the controlled movement of reagents without membranes
US6767510B1 (en) * 1992-05-21 2004-07-27 Biosite, Inc. Diagnostic devices and apparatus for the controlled movement of reagents without membranes
US6905882B2 (en) * 1992-05-21 2005-06-14 Biosite, Inc. Diagnostic devices and apparatus for the controlled movement of reagents without membranes
US6113855A (en) * 1996-11-15 2000-09-05 Biosite Diagnostics, Inc. Devices comprising multiple capillarity inducing surfaces
US6037186A (en) * 1997-07-16 2000-03-14 Stimpson; Don Parallel production of high density arrays
US6194222B1 (en) * 1998-01-05 2001-02-27 Biosite Diagnostics, Inc. Methods for monitoring the status of assays and immunoassays
US7713703B1 (en) 2000-11-13 2010-05-11 Biosite, Inc. Methods for monitoring the status of assays and immunoassays
GB9808836D0 (en) * 1998-04-27 1998-06-24 Amersham Pharm Biotech Uk Ltd Microfabricated apparatus for cell based assays
US20040202579A1 (en) * 1998-05-08 2004-10-14 Anders Larsson Microfluidic device
GB9809943D0 (en) * 1998-05-08 1998-07-08 Amersham Pharm Biotech Ab Microfluidic device
EP1039291A1 (en) * 1999-03-26 2000-09-27 Sony International (Europe) GmbH Optochemical sensor and method for its construction
GB9913560D0 (en) * 1999-06-10 1999-08-11 Cortecs Diagnostics Limited Mixing apparatus and method of mixing
US6319719B1 (en) * 1999-10-28 2001-11-20 Roche Diagnostics Corporation Capillary hematocrit separation structure and method
US6361958B1 (en) 1999-11-12 2002-03-26 Motorola, Inc. Biochannel assay for hybridization with biomaterial
EP2151683A3 (en) * 1999-11-15 2010-07-28 Panasonic Corporation Biosensor, thin film electrode forming method, quantification apparatus, and quantification method
US6406672B1 (en) * 2000-01-28 2002-06-18 Roche Diagnostics Plasma retention structure providing internal flow
KR20020089357A (ko) * 2000-02-23 2002-11-29 자이오믹스, 인코포레이티드 높은 샘플 표면을 구비하는 칩
US6610499B1 (en) 2000-08-31 2003-08-26 The Regents Of The University Of California Capillary array and related methods
CA2423630C (en) * 2000-10-03 2011-12-06 Minerva Biotechnologies Corporation Magnetic in situ dilution
EP1256798A4 (en) * 2000-11-30 2009-05-20 Panasonic Corp BIOSENSOR, MEASURING INSTRUMENT FOR BIOSENSOR, AND METHOD FOR MEASURING SUBSTRATE
GB0030929D0 (en) * 2000-12-19 2001-01-31 Inverness Medical Ltd Analyte measurement
US20040099310A1 (en) * 2001-01-05 2004-05-27 Per Andersson Microfluidic device
US6913697B2 (en) 2001-02-14 2005-07-05 Science & Technology Corporation @ Unm Nanostructured separation and analysis devices for biological membranes
CA2441206A1 (en) 2001-03-19 2002-09-26 Gyros Ab Characterization of reaction variables
US6572745B2 (en) 2001-03-23 2003-06-03 Virotek, L.L.C. Electrochemical sensor and method thereof
EP1251345A1 (en) * 2001-04-12 2002-10-23 Fuji Photo Film Co., Ltd. Measuring sensor utilizing attenuated total reflection and measuring chip assembly
US7476533B2 (en) 2002-04-19 2009-01-13 Adhesives Research, Inc. Diagnostic devices for use in the assaying of biological fluids
DE10125018A1 (de) * 2001-05-22 2002-12-05 Infineon Technologies Ag Verfahren und Sensor-Anordnung zum Erfassen von Molekülen in einer zu untersuchenden Flüssigkeit
US7776608B2 (en) * 2001-07-09 2010-08-17 Bayer Healthcare Llc Volume meter testing device and method of use
EP2281633A1 (en) * 2001-08-28 2011-02-09 Gyros Patent Ab Retaining microfluidic microcavity and other microfluidic structures
US6919058B2 (en) * 2001-08-28 2005-07-19 Gyros Ab Retaining microfluidic microcavity and other microfluidic structures
US6755949B1 (en) * 2001-10-09 2004-06-29 Roche Diagnostics Corporation Biosensor
US20030119203A1 (en) 2001-12-24 2003-06-26 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Lateral flow assay devices and methods for conducting assays
US8367013B2 (en) 2001-12-24 2013-02-05 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Reading device, method, and system for conducting lateral flow assays
JP2005515058A (ja) * 2002-01-04 2005-05-26 ボード・オブ・リージエンツ，ザ・ユニバーシテイ・オブ・テキサス・システム 流体の経路割当および制限のための無壁チャネル
WO2003066191A1 (en) * 2002-02-04 2003-08-14 Colorado School Of Mines Laminar flow-based separations of colloidal and cellular particles
US7459127B2 (en) 2002-02-26 2008-12-02 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Method and apparatus for precise transfer and manipulation of fluids by centrifugal and/or capillary forces
US7223371B2 (en) * 2002-03-14 2007-05-29 Micronics, Inc. Microfluidic channel network device
US7524462B2 (en) * 2002-03-29 2009-04-28 Agilent Technologies, Inc. Capillary flow for a heterogenous assay in a micro-channel environment
SE0201738D0 (sv) * 2002-06-07 2002-06-07 Aamic Ab Micro-fluid structures
KR100480338B1 (ko) * 2002-08-08 2005-03-30 한국전자통신연구원 극소량의 유체제어를 위한 미세 유체제어소자
US7285424B2 (en) 2002-08-27 2007-10-23 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Membrane-based assay devices
JP2006501449A (ja) 2002-09-27 2006-01-12 ザ ジェネラル ホスピタル コーポレーション 細胞分離のためのマイクロ流体デバイスおよびその使用
KR100444751B1 (ko) * 2002-11-11 2004-08-16 한국전자통신연구원 표면장력에 의한 유체제어 소자
US7781172B2 (en) 2003-11-21 2010-08-24 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Method for extending the dynamic detection range of assay devices
US7094354B2 (en) * 2002-12-19 2006-08-22 Bayer Healthcare Llc Method and apparatus for separation of particles in a microfluidic device
US7247500B2 (en) * 2002-12-19 2007-07-24 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Reduction of the hook effect in membrane-based assay devices
US7125711B2 (en) * 2002-12-19 2006-10-24 Bayer Healthcare Llc Method and apparatus for splitting of specimens into multiple channels of a microfluidic device
US7935539B2 (en) * 2003-02-14 2011-05-03 Siemens Healthcare Diagnostics, Inc. Generic method for latex agglutination assays
US20040166551A1 (en) * 2003-02-24 2004-08-26 John Moulds Detection of agglutination of assays
GB0306098D0 (en) 2003-03-18 2003-04-23 Platform Diagnostics Group Ltd Sample testing device
SE0300823D0 (sv) 2003-03-23 2003-03-23 Gyros Ab Preloaded Microscale Devices
WO2004083108A1 (en) * 2003-03-23 2004-09-30 Gyros Patent Ab Preloaded microscale devices
US7851209B2 (en) 2003-04-03 2010-12-14 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Reduction of the hook effect in assay devices
US20040197819A1 (en) 2003-04-03 2004-10-07 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Assay devices that utilize hollow particles
US7300802B2 (en) * 2003-04-25 2007-11-27 Biodigit Laboratories Corp. Membrane strip biosensor system for point-of-care testing
SE527896C2 (sv) * 2003-05-20 2006-07-04 Aamic Ab Optisk testanordning för biologiska prover, samt en microarray till anordningen och metoden för dess användning
KR100509254B1 (ko) * 2003-05-22 2005-08-23 한국전자통신연구원 미세 유체의 이송 시간을 제어할 수 있는 미세 유체 소자
US8153081B2 (en) * 2003-05-29 2012-04-10 Bayer Healthcare Llc Test sensor and method for manufacturing the same
DE10325110B3 (de) * 2003-05-30 2005-01-13 Universität Freiburg Blasenfrei befüllbarer Fluidkanal und Verfahren zum Füllen eines Fluidkanals
DE10326607A1 (de) * 2003-06-13 2005-01-05 Steag Microparts Gmbh Vorrichtung zum Handhaben von Flüssigkeiten
US20040265171A1 (en) * 2003-06-27 2004-12-30 Pugia Michael J. Method for uniform application of fluid into a reactive reagent area
DE10352535A1 (de) * 2003-11-07 2005-06-16 Steag Microparts Gmbh Mikrostrukturierte Trennvorrichtung und Verfahren zum Abtrennen von flüssigen Bestandteilen aus einer Partikel enthaltenden Flüssigkeit
US7169933B2 (en) * 2003-11-14 2007-01-30 3M Innovative Properties Company N-sulfonylaminocarbonyl containing compounds
US7361767B2 (en) * 2003-11-14 2008-04-22 3M Innovative Properties Company N-sulfonyldicarboximide containing tethering compounds
US7943388B2 (en) * 2003-11-14 2011-05-17 3M Innovative Properties Company Acoustic sensors and methods
US7423155B2 (en) 2003-11-14 2008-09-09 3M Innovative Properties Company N-sulfonyldicarboximide containing tethering compounds
WO2005049590A2 (en) * 2003-11-14 2005-06-02 3M Innovative Properties Company N-sulfonylaminocarbonyl containing compounds
US20050112703A1 (en) 2003-11-21 2005-05-26 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Membrane-based lateral flow assay devices that utilize phosphorescent detection
US7713748B2 (en) 2003-11-21 2010-05-11 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Method of reducing the sensitivity of assay devices
DE10354806A1 (de) * 2003-11-21 2005-06-02 Boehringer Ingelheim Microparts Gmbh Probenträger
US7943395B2 (en) 2003-11-21 2011-05-17 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Extension of the dynamic detection range of assay devices
US7943089B2 (en) 2003-12-19 2011-05-17 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Laminated assay devices
DE10360220A1 (de) * 2003-12-20 2005-07-21 Steag Microparts Gmbh Mikrostrukturierte Anordnung zur blasenfreien Befüllung zumindest eines Systems zur Ableitung von Flüssigkeiten, Vorrichtung mit einer solchen Anordnung und Befüllungsverfahren
KR100540143B1 (ko) 2003-12-22 2006-01-10 한국전자통신연구원 미소 유체 제어소자 및 미소 유체의 제어 방법
CN100567976C (zh) * 2003-12-30 2009-12-09 3M创新有限公司 表面声波传感器组件和传感器盒
WO2005071416A1 (en) * 2003-12-30 2005-08-04 3M Innovative Properties Company Method of enhancing signal detection of cell-wall components of cells
US7399609B2 (en) * 2003-12-30 2008-07-15 3M Innovative Properties Company Staphylococcus detection
CN100507548C (zh) * 2003-12-30 2009-07-01 3M创新有限公司 检测目标生物分析物的系统及方法
US7342082B2 (en) * 2004-12-17 2008-03-11 3M Innovative Properties Company Soluble polymers as amine capture agents and methods
US7402678B2 (en) * 2004-12-17 2008-07-22 3M Innovative Properties Company Multifunctional amine capture agents
DE102004007567A1 (de) * 2004-02-17 2005-09-01 Boehringer Ingelheim Microparts Gmbh Mikrostrukturierte Plattform und Verfahren zum Handhaben einer Flüssigkeit
CA2555060C (en) * 2004-02-20 2014-12-23 Research Foundation Of The State University Of New York Method and device for manipulating liquids in microfluidic systems
EP1733232A1 (en) * 2004-03-23 2006-12-20 Quidel Corporation Hybrid phase lateral flow assay
SE0400662D0 (sv) * 2004-03-24 2004-03-24 Aamic Ab Assay device and method
SE527036C2 (sv) * 2004-06-02 2005-12-13 Aamic Ab Analysanordning med reglerat flöde och motsvarande förfarande
DE102004027422A1 (de) * 2004-06-04 2005-12-29 Boehringer Ingelheim Microparts Gmbh Vorrichtung zur Aufnahme von Blut und Abtrennung von Blutbestandteilen
US7169617B2 (en) * 2004-08-19 2007-01-30 Fujitsu Limited Device and method for quantitatively determining an analyte, a method for determining an effective size of a molecule, a method for attaching molecules to a substrate, and a device for detecting molecules
EP1787129A1 (en) * 2004-08-21 2007-05-23 LG Life Sciences, Ltd. Microfluidic device, and diagnostic and analytical apparatus using the same
GB0423885D0 (en) 2004-10-28 2004-12-01 Platform Diagnostics Ltd Blood analysis
US7682817B2 (en) * 2004-12-23 2010-03-23 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Microfluidic assay devices
US20060171846A1 (en) * 2005-01-10 2006-08-03 Marr David W M Microfluidic systems incorporating integrated optical waveguides
ES2437845T3 (es) 2005-01-18 2014-01-14 Biocept, Inc. Separación de células usando un microcanal que tiene pilares con una configuración
US8158410B2 (en) 2005-01-18 2012-04-17 Biocept, Inc. Recovery of rare cells using a microchannel apparatus with patterned posts
US20090136982A1 (en) 2005-01-18 2009-05-28 Biocept, Inc. Cell separation using microchannel having patterned posts
US20060252087A1 (en) * 2005-01-18 2006-11-09 Biocept, Inc. Recovery of rare cells using a microchannel apparatus with patterned posts
DE102005003961A1 (de) * 2005-01-27 2006-08-10 Boehringer Ingelheim Microparts Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Untersuchung von Probenflüssigkeit
ES2562406T3 (es) 2005-01-31 2016-03-04 Realbio Technologies Ltd. Dispositivo capilar de flujo lateral de reacción multietapa
WO2006098804A2 (en) 2005-03-11 2006-09-21 Chembio Diagnostic Systems, Inc. Dual path immunoassay device
US7189522B2 (en) 2005-03-11 2007-03-13 Chembio Diagnostic Systems, Inc. Dual path immunoassay device
US20070196820A1 (en) 2005-04-05 2007-08-23 Ravi Kapur Devices and methods for enrichment and alteration of cells and other particles
US7300631B2 (en) 2005-05-02 2007-11-27 Bioscale, Inc. Method and apparatus for detection of analyte using a flexural plate wave device and magnetic particles
US7749445B2 (en) 2005-05-02 2010-07-06 Bioscale, Inc. Method and apparatus for analyzing bioprocess fluids
US7611908B2 (en) 2005-05-02 2009-11-03 Bioscale, Inc. Method and apparatus for therapeutic drug monitoring using an acoustic device
US7648844B2 (en) 2005-05-02 2010-01-19 Bioscale, Inc. Method and apparatus for detection of analyte using an acoustic device
SE529254C2 (sv) * 2005-06-17 2007-06-12 Aamic Ab Optiskt testsystem
SE0501418L (sv) 2005-06-20 2006-09-26 Aamic Ab Metod och medel för att åstadkomma vätsketransport
US9568424B2 (en) * 2005-06-23 2017-02-14 Biocartis Nv Cartridge, system and method for automated medical diagnostics
JP5049274B2 (ja) * 2005-06-30 2012-10-17 ビオカルティ ソシエテ アノニム 自動化医療診断のためのカートリッジ
US8921102B2 (en) 2005-07-29 2014-12-30 Gpb Scientific, Llc Devices and methods for enrichment and alteration of circulating tumor cells and other particles
US7544756B2 (en) * 2005-09-30 2009-06-09 3M Innovative Properties Company Crosslinked polymers with amine binding groups
US7544755B2 (en) * 2005-09-30 2009-06-09 3M Innovative Properties Company Crosslinked polymers with amine binding groups
US7544754B2 (en) 2005-09-30 2009-06-09 3M Innovative Properties Company Crosslinked polymers with amine binding groups
US20090238724A1 (en) * 2005-11-02 2009-09-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Disc for analyzing sample
TW200734641A (en) * 2005-12-26 2007-09-16 Inst Of Microchemical Technology Microchip for immunoassay, kit for immunoassay and immunoassay method
US9878326B2 (en) * 2007-09-26 2018-01-30 Colorado School Of Mines Fiber-focused diode-bar optical trapping for microfluidic manipulation
US8119976B2 (en) * 2007-07-03 2012-02-21 Colorado School Of Mines Optical-based cell deformability
US9885644B2 (en) 2006-01-10 2018-02-06 Colorado School Of Mines Dynamic viscoelasticity as a rapid single-cell biomarker
US9487812B2 (en) 2012-02-17 2016-11-08 Colorado School Of Mines Optical alignment deformation spectroscopy
US7695956B2 (en) * 2006-01-12 2010-04-13 Biocept, Inc. Device for cell separation and analysis and method of using
ATE425458T1 (de) * 2006-01-14 2009-03-15 Hoffmann La Roche Immunologisches testelement mit verbesserter kontrollzone
US7871568B2 (en) 2006-01-23 2011-01-18 Quidel Corporation Rapid test apparatus
US7794656B2 (en) 2006-01-23 2010-09-14 Quidel Corporation Device for handling and analysis of a biological sample
US11237171B2 (en) 2006-02-21 2022-02-01 Trustees Of Tufts College Methods and arrays for target analyte detection and determination of target analyte concentration in solution
US8492098B2 (en) 2006-02-21 2013-07-23 The Trustees Of Tufts College Methods and arrays for target analyte detection and determination of reaction components that affect a reaction
SE529711C2 (sv) * 2006-03-22 2007-11-06 Aamic Ab Fluorescensläsare
JP2009536733A (ja) * 2006-05-08 2009-10-15 バイエル・ヘルスケア・エルエルシー 充填不足の予防機能を備える試験センサ
DE102006024355B4 (de) * 2006-05-19 2008-04-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Mikrofluidische Anordnung zur Detektion von in Proben enthaltenen chemischen, biochemischen Molekülen und/oder Partikeln
EP2029779A4 (en) 2006-06-14 2010-01-20 Living Microsystems Inc HIGHLY PARALLEL SNP GENOTYPING UTILIZATION FOR FETAL DIAGNOSIS
US8137912B2 (en) 2006-06-14 2012-03-20 The General Hospital Corporation Methods for the diagnosis of fetal abnormalities
US20080050739A1 (en) 2006-06-14 2008-02-28 Roland Stoughton Diagnosis of fetal abnormalities using polymorphisms including short tandem repeats
EP2589668A1 (en) 2006-06-14 2013-05-08 Verinata Health, Inc Rare cell analysis using sample splitting and DNA tags
SE531948C2 (sv) * 2006-06-20 2009-09-15 Aamic Ab Analysanordning för vätskeprover innefattande filter i direkt kontakt med projektioner
CA2654931C (en) 2006-06-20 2015-05-19 Amic Ab Assay device and method with improved control functions
KR100824209B1 (ko) * 2006-06-22 2008-04-24 부산대학교 산학협력단 모세관력을 이용한 수동 미세유체 세척 소자
US7794665B2 (en) * 2006-07-17 2010-09-14 Industrial Technology Research Institute Fluidic device
US20080021364A1 (en) * 2006-07-17 2008-01-24 Industrial Technology Research Institute Fluidic device
US7959876B2 (en) * 2006-07-17 2011-06-14 Industrial Technology Research Institute Fluidic device
EP2095107B1 (en) 2006-11-14 2014-07-02 Alere San Diego, Inc. Methods for risk assignment
US8524462B2 (en) 2006-11-14 2013-09-03 Alere San Diego, Inc. Methods and compositions for diagnosis and prognosis of renal artery stenosis
US20080118402A1 (en) * 2006-11-21 2008-05-22 David Brancazio Method and apparatus for analyte processing
US8202491B2 (en) 2006-11-21 2012-06-19 Bioscale, Inc. Apparatus for analyte processing
US20100151553A1 (en) * 2006-12-29 2010-06-17 Bjork Jason W Method of detection of bioanalytes by acousto-mechanical detection systems comprising the addition of liposomes
ATE499984T1 (de) 2007-01-10 2011-03-15 Hoffmann La Roche Vorrichtung zum bestimmen eines analyts in einer flüssigkeit und verfahren
SE529978C2 (sv) * 2007-04-16 2008-01-22 Aamic Ab Analysanordning för vätskeformiga prov
EP2011630A1 (de) * 2007-07-03 2009-01-07 F. Hoffmann-La Roche AG Verfahren zur Herstellung eines Analyseelementes
EP2011629A1 (de) * 2007-07-03 2009-01-07 F. Hoffman-la Roche AG Verfahren zur Herstellung eines mikrofluiden Systems auf einer Polymeroberfläche
ES2556627T3 (es) 2007-08-30 2016-01-19 Trustees Of Tufts College Métodos para determinar la concentración de un analito en solución
US10722250B2 (en) 2007-09-04 2020-07-28 Colorado School Of Mines Magnetic-field driven colloidal microbots, methods for forming and using the same
US20090062828A1 (en) * 2007-09-04 2009-03-05 Colorado School Of Mines Magnetic field-based colloidal atherectomy
WO2009033056A1 (en) 2007-09-06 2009-03-12 Bioscale, Inc. Reusable detection surfaces and methods of using same
WO2009034563A2 (en) 2007-09-14 2009-03-19 Nanocomms Patents Limited An analysis system
KR100890988B1 (ko) * 2007-10-29 2009-03-31 주식회사 아이센스 일정 소량의 시료를 균일하게 도입할 수 있는 시료도입부를구비한 전기화학적 바이오센서
KR100878229B1 (ko) 2007-11-22 2009-01-12 주식회사 디지탈바이오테크놀러지 유체분석용 칩
US8008032B2 (en) 2008-02-25 2011-08-30 Cellective Dx Corporation Tagged ligands for enrichment of rare analytes from a mixed sample
EP2268405B1 (de) 2008-02-27 2017-01-04 Boehringer Ingelheim Microparts Gmbh Vorrichtung zur plasmaseparation
KR100968524B1 (ko) * 2008-04-11 2010-07-08 인싸이토 주식회사 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩
US8974749B2 (en) * 2008-06-16 2015-03-10 Johnson & Johnson Ab Assay device and method
SE533514C2 (sv) * 2008-06-16 2010-10-12 Aamic Ab Analysanordning och förfarande
US9952211B2 (en) 2008-06-29 2018-04-24 Realbio Technologies Ltd. Liquid-transfer device particularly useful as a capturing device in a biological assay process
US20100022916A1 (en) 2008-07-24 2010-01-28 Javanbakhsh Esfandiari Method and Apparatus for Collecting and Preparing Biological Samples for Testing
DE102008036639A1 (de) * 2008-08-06 2010-02-11 Volker Lob Zellchipsystem mit Mikrostruktur
CA3069081C (en) 2008-09-20 2023-05-23 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Noninvasive diagnosis of fetal aneuploidy by sequencing
US20100075439A1 (en) * 2008-09-23 2010-03-25 Quanterix Corporation Ultra-sensitive detection of molecules by capture-and-release using reducing agents followed by quantification
US8222047B2 (en) 2008-09-23 2012-07-17 Quanterix Corporation Ultra-sensitive detection of molecules on single molecule arrays
EP2213364A1 (en) * 2009-01-30 2010-08-04 Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Phase guide patterns for liquid manipulation
BRPI1008776A2 (pt) * 2009-02-06 2017-05-16 Univ Northwestern embalagem rompível de liquído e usos da mesma
US8546129B2 (en) 2009-03-31 2013-10-01 Toppan Printing Co., Ltd. Sample analysis chip, sample analyzer using sample analysis chip, sample analysis method, and method of producing sample analysis chip
EP2269737B1 (en) * 2009-07-02 2017-09-13 Amic AB Assay device comprising serial reaction zones
EP2281632B1 (en) * 2009-07-02 2013-11-13 Amic AB Capillary driven assay device and its manufacture
CN102939543B (zh) * 2010-02-12 2015-06-24 西北大学 用于样本采集、处理和反应的测定卡
US8415171B2 (en) 2010-03-01 2013-04-09 Quanterix Corporation Methods and systems for extending dynamic range in assays for the detection of molecules or particles
US9678068B2 (en) 2010-03-01 2017-06-13 Quanterix Corporation Ultra-sensitive detection of molecules using dual detection methods
US8236574B2 (en) 2010-03-01 2012-08-07 Quanterix Corporation Ultra-sensitive detection of molecules or particles using beads or other capture objects
WO2011109379A1 (en) 2010-03-01 2011-09-09 Quanterix Corporation Methods and systems for extending dynamic range in assays for the detection of molecules or particles
KR100961874B1 (ko) * 2010-04-05 2010-06-09 주식회사 나노엔텍 외부동력 없이 유체가 이동하는 유체분석용 칩
JP5847158B2 (ja) 2010-04-07 2016-01-20 バイオセンシア パテンツ リミテッド アッセイのための流動制御デバイス
US8795975B2 (en) 2010-11-29 2014-08-05 Alere San Diego, Inc. Methods and compositions for diagnosis and risk prediction in heart failure
US9952237B2 (en) 2011-01-28 2018-04-24 Quanterix Corporation Systems, devices, and methods for ultra-sensitive detection of molecules or particles
US8603835B2 (en) 2011-02-10 2013-12-10 Chembio Diagnostic Systems, Inc. Reduced step dual path immunoassay device and method
CN102680441A (zh) * 2011-03-16 2012-09-19 罗姆股份有限公司 分析芯片、分析系统及分析方法
JP2012202925A (ja) * 2011-03-28 2012-10-22 Rohm Co Ltd 分析チップ、分析システムおよび分析方法
WO2012142301A2 (en) 2011-04-12 2012-10-18 Quanterix Corporation Methods of determining a treatment protocol for and/or a prognosis of a patients recovery from a brain injury
GB201109203D0 (en) 2011-06-01 2011-07-13 Carclo Technical Plastics Ltd Fluid flow control
KR101911435B1 (ko) * 2011-09-26 2018-10-25 삼성전자주식회사 유체 제어 장치, 이를 포함하는 필터 및 바이오칩
KR101257700B1 (ko) * 2011-12-05 2013-04-24 삼성전자주식회사 미세유동장치 및 이를 포함하는 미세유동시스템
US20130164193A1 (en) 2011-12-22 2013-06-27 Life Technologies Corporation Sequential lateral flow capillary device for analyte determination
CN103212456A (zh) * 2012-01-20 2013-07-24 奥索临床诊断有限公司 具有增加的灵敏度的小体积测定装置
US20130189672A1 (en) 2012-01-20 2013-07-25 Ortho-Clinical Diagnostics, Inc. Assay Device Having Multiple Reagent Cells
EP2618153B1 (en) * 2012-01-20 2015-03-18 Ortho-Clinical Diagnostics, Inc. Controlling fluid flow through an assay device
KR101175594B1 (ko) * 2012-05-14 2012-08-21 주식회사 나노엔텍 샘플분석용 칩
US20140093980A1 (en) * 2012-10-01 2014-04-03 University Of Washington Through Its Center For Commercialization Dissolvable bridges for manipulating fluid volumes and associated devices, systems and methods
US20150283316A1 (en) * 2012-11-16 2015-10-08 Lightstat Llc Micro-pillar array method and apparatus
US9932626B2 (en) 2013-01-15 2018-04-03 Quanterix Corporation Detection of DNA or RNA using single molecule arrays and other techniques
CN105050720A (zh) 2013-01-22 2015-11-11 华盛顿大学商业化中心 顺序递送流体体积和相关的设备、系统和方法
CA2841692C (en) 2013-02-12 2023-08-22 Zhong Ding Reagent zone deposition pattern
FI128658B (en) * 2013-11-24 2020-09-30 Kemira Oyj Method and system for analysis of a sample containing solid particles and use of the method and system
JP5933518B2 (ja) * 2013-12-26 2016-06-08 富士フイルム株式会社 接合方法及びマイクロ流路デバイスの製造方法
MX2016012881A (es) 2014-04-02 2017-05-10 Chembio Diagnostic Systems Inc Inmunoensayo que utiliza un conjugado de captura.
US20160116466A1 (en) 2014-10-27 2016-04-28 Chembio Diagnostic Systems, Inc. Rapid Screening Assay for Qualitative Detection of Multiple Febrile Illnesses
JP6726104B2 (ja) * 2014-12-15 2020-07-22 デンカ株式会社 液体試料検査キット、及び液体試料検査キットの作製方法
CN107847929B (zh) 2015-06-05 2020-08-11 米梅塔斯私人有限公司 微流体板
NL2015130B1 (en) 2015-07-09 2017-02-01 Mimetas B V Barrier function measurements.
CN109477821A (zh) * 2016-03-18 2019-03-15 奎多心血管股份有限公司 微流体装置、系统及方法
DE102016210010B4 (de) * 2016-06-07 2020-02-20 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung mit relativ zueinander beweglichen, im Mikrometerbereich beabstandeten Bauteilen, bereitgestellte Vorrichtung und Verwendungen hiervon
KR101982670B1 (ko) * 2017-04-13 2019-05-29 주식회사 인지바이오 검출 감도 증가를 위한 브릿지 구조를 포함하는 측면흐름분석 센서
JP2019007956A (ja) * 2017-06-28 2019-01-17 積水化学工業株式会社 マイクロ流路チップ、試薬の混合方法、及び光学検査システム
CN108593939B (zh) * 2018-07-18 2023-11-14 瑞博奥(广州)生物科技股份有限公司 一种全自动蛋白芯片及其应用
WO2020178947A1 (en) * 2019-03-04 2020-09-10 Enplas Corporation Fluid handling device
WO2020178951A1 (en) * 2019-03-04 2020-09-10 Enplas Corporation Fluid handling device
DE102019210697A1 (de) * 2019-07-19 2021-01-21 Robert Bosch Gmbh Lab-on-Chip-System mit mindestens einem funktionalisierten Abschnitt
EP4051626A4 (en) * 2019-11-01 2024-02-07 Redbud Labs, Inc. ACTIVE SURFACE DEVICES FOR DELIVERY OF DRIED REAGENTS IN MICROFLUIDIC APPLICATIONS, AND METHODS THEREFOR
KR102474790B1 (ko) * 2020-03-17 2022-12-07 주식회사 나노엔텍 유체분석용 칩

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4233029A (en) 1978-10-25 1980-11-11 Eastman Kodak Company Liquid transport device and method
US4426451A (en) * 1981-01-28 1984-01-17 Eastman Kodak Company Multi-zoned reaction vessel having pressure-actuatable control means between zones
US4435504A (en) 1982-07-15 1984-03-06 Syva Company Immunochromatographic assay with support having bound "MIP" and second enzyme
US4591570A (en) 1983-02-02 1986-05-27 Centocor, Inc. Matrix of antibody-coated spots for determination of antigens
US4757004A (en) * 1984-03-16 1988-07-12 Syntex (U.S.A.) Inc. Chromatographic devices having modified edges
US4883688A (en) 1984-03-16 1989-11-28 Syntex (U.S.A) Inc. Method for producing chromatographic devices having modified edges
US4756828A (en) 1984-04-12 1988-07-12 Syntex (U.S.A.) Inc. Chromatographic strip having non-compressed edges
US4945205A (en) 1984-04-12 1990-07-31 Syntex (U.S.A.) Inc. Chromatographic strip having non-compressed edges
US4632901A (en) 1984-05-11 1986-12-30 Hybritech Incorporated Method and apparatus for immunoassays
US4740468A (en) 1985-02-14 1988-04-26 Syntex (U.S.A.) Inc. Concentrating immunochemical test device and method
US4963498A (en) * 1985-08-05 1990-10-16 Biotrack Capillary flow device
US4756884A (en) 1985-08-05 1988-07-12 Biotrack, Inc. Capillary flow device
US4916056A (en) 1986-02-18 1990-04-10 Abbott Laboratories Solid-phase analytical device and method for using same
US4906439A (en) * 1986-03-25 1990-03-06 Pb Diagnostic Systems, Inc. Biological diagnostic device and method of use
US4960691A (en) * 1986-09-29 1990-10-02 Abbott Laboratories Chromatographic test strip for determining ligands or receptors
US4829010A (en) 1987-03-13 1989-05-09 Tanox Biosystems, Inc. Immunoassay device enclosing matrixes of antibody spots for cell determinations
US5137808A (en) 1987-04-07 1992-08-11 Syntex (U.S.A.) Inc. Immunoassay device
US4857453A (en) 1987-04-07 1989-08-15 Syntex (U.S.A.) Inc. Immunoassay device
US4911782A (en) 1988-03-28 1990-03-27 Cyto-Fluidics, Inc. Method for forming a miniaturized biological assembly
US5006309A (en) 1988-04-22 1991-04-09 Abbott Laboratories Immunoassay device with liquid transfer between wells by washing
US5051237A (en) * 1988-06-23 1991-09-24 P B Diagnostic Systems, Inc. Liquid transport system
US4877586A (en) 1988-07-27 1989-10-31 Eastman Kodak Company Sliding test device for assays
JP2685544B2 (ja) 1988-11-11 1997-12-03 株式会社日立製作所 血液フィルタおよび血液検査方法並びに血液検査装置
US5202268A (en) 1988-12-30 1993-04-13 Environmental Diagnostics, Inc. Multi-layered test card for the determination of substances in liquids
US5028535A (en) 1989-01-10 1991-07-02 Biosite Diagnostics, Inc. Threshold ligand-receptor assay
US5087556A (en) 1989-05-17 1992-02-11 Actimed Laboratories, Inc. Method for quantitative analysis of body fluid constituents
IE903118A1 (en) 1989-09-21 1991-03-27 Becton Dickinson Co Test device including flow control means
AU677781B2 (en) * 1992-05-01 1997-05-08 Trustees Of The University Of Pennsylvania, The Microfabricated sperm handling devices
US5486335A (en) 1992-05-01 1996-01-23 Trustees Of The University Of Pennsylvania Analysis based on flow restriction
US5458852A (en) * 1992-05-21 1995-10-17 Biosite Diagnostics, Inc. Diagnostic devices for the controlled movement of reagents without membranes
US5458582A (en) 1992-06-15 1995-10-17 Nakao; Naomi L. Postoperative anesthetic delivery device and associated method for the postoperative treatment of pain
AU4925593A (en) 1992-10-08 1994-05-09 Abbott Laboratories Assay devices using subsurface flow
EP0695941B1 (en) 1994-06-08 2002-07-31 Affymetrix, Inc. Method and apparatus for packaging a chip
US5707799A (en) * 1994-09-30 1998-01-13 Abbott Laboratories Devices and methods utilizing arrays of structures for analyte capture
CA2222126A1 (en) 1995-06-16 1997-01-03 Fred K. Forster Microfabricated differential extraction device and method
US5856174A (en) 1995-06-29 1999-01-05 Affymetrix, Inc. Integrated nucleic acid diagnostic device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011128141A (ja) * 2009-12-18 2011-06-30 Korea Electronics Telecommun ラボオンチップ及びその駆動方法
US8628951B2 (en) 2009-12-18 2014-01-14 Electronics And Telecommunications Research Institute Lab-on-a-chip and method of driving the same

Also Published As

Publication number Publication date
AU6579098A (en) 1998-10-22
CA2284801C (en) 2007-02-13
ATE242054T1 (de) 2003-06-15
US6271040B1 (en) 2001-08-07
US6156270A (en) 2000-12-05
EP1019193A4 (en) 2000-04-27
DE69815365D1 (de) 2003-07-10
JP2001526778A (ja) 2001-12-18
WO1998043739A3 (en) 2001-06-07
CA2284801A1 (en) 1998-10-08
WO1998043739A2 (en) 1998-10-08
EP1019193A2 (en) 2000-07-19
EP1019193B1 (en) 2003-06-04
DE69815365T2 (de) 2004-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3531941B2 (ja) 膜を使わずに試薬を制御移動する診断デバイス及び機器
US6767510B1 (en) Diagnostic devices and apparatus for the controlled movement of reagents without membranes
US7445941B2 (en) Diagnostic devices and apparatus for the controlled movement of reagents without membranes
JP3451088B2 (ja) 膜を有さず試薬の移動を制御する診断用装置および器具
US5885527A (en) Diagnostic devices and apparatus for the controlled movement of reagents without membrances
US6143576A (en) Non-porous diagnostic devices for the controlled movement of reagents
WO1998043739A9 (en) Diagnostic devices and apparatus for the controlled movement of reagents without membranes
WO1993024231A9 (en) Diagnostic devices and apparatus for the controlled movement of reagents without membranes
Hervás et al. Electrochemical immunosensing on board microfluidic chip platforms
US4426451A (en) Multi-zoned reaction vessel having pressure-actuatable control means between zones
US5952173A (en) Devices and methods utilizing arrays of structures for analyte capture
JP4898061B2 (ja) 多重独立流路を持つ統合診断用のデバイスおよび方法
CN100342972C (zh) 微流体结构
JP2003114229A (ja) マイクロチャネルチップ，マイクロチャネルチップを使用した測定装置及び測定方法
US7524456B1 (en) Diagnostic devices for the controlled movement of reagents without membranes
CA2565926C (en) Diagnostic devices and apparatus for the controlled movement of reagents without membranes
CA2469307C (en) Diagnostic devices and apparatus for the controlled movement of reagents without membranes

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040210

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040302

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080312

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090312

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100312

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110312

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110312

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120312

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130312

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130312

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140312

Year of fee payment: 10

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term