JP6134388B2 - 側方流動イムノアッセイにおけるセンサ集積化およびその応用 - Google Patents
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Description
[0001]本発明は、2012年10月23日に出願された米国出願第13/658,614号の利点を主張する。本出願の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
a)試料を受け取るための試料部分と、
b)コンジュゲート微粒子材料を備えるコンジュゲート部分と、
b)分析物用のバインダーを備える診断部分と、
c)毛細管流動を提供するための吸収材料の吸収部分と、
d)少なくとも1つの電気センサと、
を備え、
試料部分、コンジュゲート部分、診断部分、および吸収部分が毛細管流連通(capillary flow communication)し、それによって試料が、診断部分のバインダーを横切って流れて、試料とバインダー間を接触させる、側方流動イムノアッセイ・デバイスが提供される。
a)試料を受け取るための試料部分と、
b)コンジュゲート微粒子材料を備えるコンジュゲート部分と、
b)分析物用のバインダーを備える診断部分と、
c)毛細管流動を提供するための吸収材料の吸収部分と、
d)少なくとも1つの電気センサと、
を備える、毛細管流動を提供するための吸収材料を含む固体支持体を備え、
試料部分、コンジュゲート部分、診断部分、および吸収部分が毛細管流連通し、それによって試料が、診断部分のバインダーを横切って流れて、試料とバインダー間を接触させる、方法が提供される。
a)試料を受け取るための試料部分と、
b)コンジュゲート微粒子材料を備えるコンジュゲート部分と、
b)分析物用のバインダーを備える診断部分と、
c)毛細管流動を提供するための吸収材料の吸収性の部分と、
d)少なくとも1つの電気センサと、
を備え、
試料部分、コンジュゲート部分、診断部分、および吸収部分が毛細管流連通し、それによって試料が、診断部分のバインダーを横切って流れて、試料とバインダー間を接触させる、側方流動イムノアッセイ・デバイスが提供される。診断部分の試験ラインに位置するバインダーに試料(およびコンジュゲート)中の分析物を結合させることによって、結果としてその位置で生成されている信号が得られる。生成されている信号の強度は、デバイスの試料部分に施された試料中の対象とする分析物の濃度を表す。
[0034]別の実施形態では、LFIAデバイスには、流動形状センサが設けられる。流動形状センサは、例えば、図3に示すように側方流動イムノアッセイ・デバイスの診断部に集積化された電極対を備える。複数の電極対が、LFIAデバイスを横切る試料の流動方向に垂直にアレイ状に互いに並んで塗布される。所望の分解能に応じて、任意の量の電極を診断部分/膜上に集積化することができる。唯一の制約は、診断部分/膜の幅および電極の幅である。流動形状が不均一の場合、いくつかの電極は、他の電極よりも早く短絡する。例えば、凸形の流動形状が診断膜上で生じている場合、診断部分/膜の中央の電極が外側の電極よりも早く短絡する。電流信号におけるこれらの変化を測定することができる。複合電極対からのデータをまとめることによって、流動形状の幾何学形状を求めることができ、次いで、この幾何学形状を使用して反応ラインに沿った信号強度に関する重要な情報を得ることができる。
a)試料を受け取るための試料部分と、
b)コンジュゲート微粒子材料を備えるコンジュゲート部分と、
b)分析物用のバインダーを備える診断部分と、
c)毛細管流動を提供するための吸収材料の吸収部分と、
d)少なくとも1つの電気センサと、
を備え、
試料部分、コンジュゲート部分、診断部分、および吸収部分が、毛細管流連通し、それによって試料が、診断部分のバインダーを横切って流れて、試料とバインダー間を接触させる、方法が提供される。
実施例
[0045]以下の材料を使用して側方流動イムノアッセイを調製した。診断膜(Hiflow Plus HFB 13504)、コンジュゲートパッド(G041ガラス繊維コンジュゲートパッド)および吸収パッド(C083セルロース吸収材)は、すべてMillipore製であった。試料パッド(CF5)は、Whatman製であった。コンジュゲートパッドの調製は、S.Wangらの、「Development of a colloidal gold−based lateral flow immunoassay for the rapid simultaneous detection of zearalenone and deoxynivalenol」、Anal.Bioanal.Chemistry(2007)によるプロトコルを使用して行われた。ニトロセルロース診断膜を処理するプロトコルについては、「Lateral Flow Tests」 Technote、Bangs Laboratories.Inc、(2008)に記載されていた。
[0046]アートブラシを使用して、導電性の銀インク(DuPont 4929N)を処理されるニトロセルロース膜に塗布した。電極を、プリント回路板(PCB)に接続した(図2参照)。各電極対間にv=1Vの固定電圧を印加し、対応する電流をPCB上の計測アンプによって測定した。National Instrumentsからのデータ収集ボードを、PCBとコンピュータ(Matlab−Mathworks)間のインタフェースとして使用した。
[0049]アートブラシを使用して、導電性の銀インク(DuPont 4292N)を処理されるニトロセルロース膜に塗布した。図4aに使用した装置を示し、複合電極対が処理されるニトロセルロース膜に塗布された。試料パッドの左側にはるかに大量の試料容量を施すことによって不均一な流動形状を故意に生成した。生成された流動形状は、図4aに示すものと似ているように見えた。結果(アフターパルス除去)を図4bに示す。不均一な流頭により、電極3が短絡する前に電極2が短絡した。
[0050]導電性の白金インク(DuPont BQ321)をLFIAの試料パッド上に印刷した。抵抗は、室温で110Ωに設定された。ホットプレートの温度をゆっくりと100℃まで上昇させた。標準の白金Pt100温度センサと同様の抵抗の増加が観察された。
Claims (29)
- 分析物を測定するための側方流動イムノアッセイ・デバイスであって、
a)固体支持体と、
b)試料を受け取るための試料部分(2)と、
c)コンジュゲート微粒子材料を備えるコンジュゲート部分(3)と、
d)分析物用のバインダーを備える診断部分(4)と、
e)毛細管流動を提供するための吸収材料の吸収部分(5)と、
f)処理ユニットに接続される少なくとも1つの電気センサであって、前記処理ユニットは、前記少なくとも1つの電気センサにより提供される信号を使用して、前記診断部分(4)における前記試料中の前記分析物のパラメータを計算するように構成される、少なくとも1つの電気センサと、
を備え、
前記試料部分(2)、コンジュゲート部分(3)、診断部分(4)、および吸収部分(5)が毛細管流連通し、それによって前記試料が、前記診断部分(4)の前記バインダーを横切って流れて、前記試料と前記バインダー間を接触させ、
前記試料のパラメータは、前記診断部分(4)における前記試料中の前記分析物のイオン濃度である、側方流動イムノアッセイ・デバイス。 - 前記試料部分(2)、コンジュゲート部分(3)、診断部分(4)、および吸収部分(5)が前記固体支持体上に配置される、請求項1に記載のデバイス。
- 前記診断部分(4)が、膜をさらに備える、請求項1または2に記載のデバイス。
- 前記膜がニトロセルロース膜、ポリビニリデンフルオライド膜、任意選択で電荷修飾されたナイロン膜、およびポリエーテルスルフォン膜から選択される、請求項3に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの電気センサが、印刷された電気センサである、請求項1〜4のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの電気センサが、少なくとも1つの電極対(U1、...、U9)を備える、請求項1〜5のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの電極対(U1、...、U9)が、前記試料部分(2)、診断部分(4)、および/または吸収部分(5)上に集積化された電極対である、請求項6に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの電極対(U1、...、U9)が、前記固体支持体上に印刷もしくは塗布される、または前記試料部分(2)、診断部分(4)、および/もしくは吸収部分(5)上に直接印刷もしくは塗布される、または前記診断部分(4)上のギャップに印刷もしくは塗布される、請求項7に記載のデバイス。
- 前記試料の前記パラメータがまた、前記診断部分(4)を横切る前記試料の流速、前記診断部分(4)を横切る前記試料の流動形状、前記診断部分(4)の前記試料の温度、および/または前記診断部分(4)の前記試料のpHである、請求項1〜8のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記処理ユニットが、ディスプレイに接続され、前記ディスプレイ上に分析物の測定値を表示するように構成される、請求項1〜9のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記処理ユニットが、前記側方流動イムノアッセイ・デバイス内に集積化される、請求項1〜10のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記処理ユニットが、前記側方流動イムノアッセイ・デバイスに外部的に接続される、請求項1〜11のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの電気センサが、前記側方流動イムノアッセイ・デバイスの前記診断部分(4)を横切る前記試料の前記流速を求めるための2つの電極対を備える、請求項1〜12のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記電極対が、前記固体支持体の前記診断部分(4)上に印刷または塗布される、請求項13に記載のデバイス。
- 前記固体支持体の前記診断部分(4)を横切る前記試料の前記流速、および前記試料中の前記分析物の前記測定値が前記処理ユニットによって計算される、請求項13または14に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの電気センサが、前記側方流動イムノアッセイ・デバイスの前記診断部分(4)を横切る前記試料の前記流動形状を求めるために、前記試料の流路を横切って並んで配置された一連の複数の電極対(U1、...、U9)を備える、請求項1〜12のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの電気センサが、前記固体支持体の前記診断部分(4)上に印刷または塗布される、請求項16に記載のデバイス。
- 前記電気センサが、前記処理ユニットに接続され、前記処理ユニットは、ディスプレイに接続されて、前記固体支持体の前記診断部分(4)を横切る前記試料の前記流動形状、および前記試料中の前記分析物の前記測定値を計算して前記ディスプレイ上に表示するように構成される、請求項16または17に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの電気センサが、前記側方流動イムノアッセイ・デバイスの前記診断部分(4)を横切って流れる前記試料の前記温度を求めるために、規定された範囲内にある導電性材料の抵抗の規定された構造を備える、請求項1〜12のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの電気センサが、前記固体支持体の前記診断部分(4)上に印刷または塗布される、請求項19に記載のデバイス。
- 前記電気センサが、前記処理ユニットに接続され、前記処理ユニットは、ディスプレイに接続されて、前記固体支持体の前記診断部分(4)を横切って流れる前記試料の前記温度、および前記試料中の前記分析物の前記測定値を計算して前記ディスプレイ上に表示するように構成される、請求項19または20に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの電気センサが、少なくとも1つの温度センサを備え、前記デバイスが、前記少なくとも1つの温度センサ手前の前記試料の前記流動方向に位置する加熱素子をさらに備える、請求項1〜12のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの温度センサが、前記固体支持体の前記診断部分(4)上に印刷または塗布される、請求項22に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの電気センサが、少なくとも1つの温度センサ、および前記試料の前記流路を横切って並んで配置された一連の複数の温度センサを備え、前記デバイスが、前記側方流動イムノアッセイ・デバイスの前記診断部分(4)を横切る前記試料の前記流動形状を求めるために、前記少なくとも1つの温度センサ手前の前記試料の前記流動方向に位置する加熱素子をさらに備える、請求項1〜12のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの温度センサおよび前記一連の温度センサが、前記固体支持体の前記診断部分(4)上に印刷または塗布される、請求項24に記載のデバイス。
- 側方流動イムノアッセイ・デバイスを使用して試料中の分析物の濃度を測定する方法であって、前記側方流動イムノアッセイ・デバイスが、
a)固体支持体と、
b)前記試料を受け取るための試料部分(2)と、
c)コンジュゲート微粒子材料を備えるコンジュゲート部分(3)と、
d)前記分析物用のバインダーを備える診断部分(4)と、
e)毛細管流動を提供するための吸収材料の吸収部分(5)と、
f)処理ユニットに接続される少なくとも1つの電気センサと
を備え、前記方法は、
前記処理ユニットが、前記少なくとも1つの電気センサにより提供される信号を使用して、前記診断部分(4)における前記試料中の前記分析物のイオン濃度を計算するステップ
を含み、
前記試料部分(2)、コンジュゲート部分(3)、診断部分(4)、および吸収部分(5)が毛細管流連通し、それによって前記試料が、前記診断部分(4)の前記バインダーを横切って流れて、前記試料と前記バインダー間を接触させる、方法。 - 前記処理ユニットは、ディスプレイに接続され、前記ディスプレイ上に前記分析物の前記イオン濃度を表示するように構成される、請求項26に記載の方法。
- 前記処理ユニットはまた、前記少なくとも1つの電気センサにより提供される前記信号を使用して、前記試料中の前記分析物のさらなるパラメータを計算するように構成され、前記さらなるパラメータは、前記診断部分(4)を横切る前記試料の流速、前記診断部分(4)を横切る前記試料の流動形状、前記診断部分(4)の前記試料の温度、および/または前記診断部分(4)の前記試料のpHである、請求項26または27に記載の方法。
- 前記分析物が前記診断部分(4)の前記バインダーに結合されると、前記分析物の前記イオン濃度が前記少なくとも1つの電気センサにより提供される前記信号の強度に影響を与え、それによって前記信号の前記強度が前記イオン濃度の計算に使用される、請求項26に記載の方法。
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