JP7066212B2 - 駆動流技術による迅速診断試験装置 - Google Patents

Description

本発明の１つまたは２つ以上の実施態様は、一般的には、免疫クロマトグラフィー（immuno-chromatography）などの標識分子親和性結合（labeled molecular affinity binding）を使用して体液などの液体を分析するための装置に関する。 より具体的には、本発明は、特定の状態を示すことのできる抗体または抗原などの分析物を検出するための、ストリップ試験装置に関する。

関係出願の相互参照
この出願は、現在係属中の２０１６年４月１５日に出願された米国特許出願第１５／１３０６４２号の一部継続出願であり、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。

従来技術と関係情報の記述
以下の背景情報は、先行技術の追加的な観点について読者をさらに教育するのに役立つと期待されるが、その中で述べられ、示唆された、またはそれに基づき推論されたことに、本発明またはその任意の実施態様を限定するものとは解釈されるべきではない、先行技術の具体的な観点の例を（例えば、限定、アプローチ、事実、または常識なしで）示すことができる。
免疫クロマトグラフィーアッセイなどの、標識分子親和性結合は、何十年もの間存在しており、薬物乱用や、妊娠および癌などのその他の状態などの、様々な状態について、またはＨＩＶ感染など単一もしくは複数の病態（pathogenic condition）についてスクリーニングを行うための安価な方法であることが証明されている。

臨床現場即時検査（point-of-care test (POCT)）環境において、免疫クロマトグラフィーアッセイは、通常は、参照により本明細書に組み入れられる、Ｍａｙらの米国特許第５６５６５０３号に記載されているような、ラテラルフローストリップ技術を使用して実施される。ラテラルフローデバイスを使用すると、抗体は、多孔質パッドなどの個体支持体上に移動可能に支持される。抗原誘導体は、抗体の下流に固定化された指示ラインとして堆積され、それによって流体サンプル中の標的抗原は、毛細管作用によって液体マトリックスとして固体支持体を通って横方向に流れる。抗体は、通常、視覚的表示のために着色されている。流体サンプルは、固定化された抗原誘導体の指示ライン（indicator lines）に向かって、抗体を下流に運び、その間に、標的抗原と抗体との間で反応が発生する。サンプル内の抗原と反応していない抗体は、指示ラインにおいて抗原誘導体に結合する。サンプル内に標的抗原がほとんど、または全く存在しない場合には、着色抗体の大部分または全部が、固定化された抗原誘導体の指示ラインへと下流に運ばれる。固定化された抗原誘導体において、着色抗体は、抗体の着色剤が容易に見えるようになる濃度で、抗原誘導体と一緒に結合する。抗原誘導体と抗体の役割は入れ替えることができることも知られている。すなわち、抗原誘導体を着色剤で標識し、固体支持体中に移動可能に配置し、一方で、抗体を固定化された堆積指示ライン（deposited indicator line）として下流に設置することができる。

残念なことに、これらは安価で使用が簡単であり得るが、検出される状態の種類に応じて、これらの試験は、完了させるのに、通常、約５分から２０分かかり、通常、７５％から９５％の間の精度が得られ、一般的に確認試験に必要と考えられる９９％以上の精度には達しない。さらに、これらの従来の試験では、試験される液体中に存在する所与の薬物の濃度のような、定量的結果の客観的尺度が得られない。

多くの迅速インビトロ診断（ＩＶＤ：in vitro diagnostic）試験装置において、精度が不足している理由は、主として、全体的により高い感度および特異性が、現在、それらに不足していることによるものである。異なるサンプルには、迅速かつ十分に混合された液体の流れを阻害するか、そうでなければ第１および第２の親和性結合反応の一方または両方と干渉する、化学物質または粒子が含まれることがある。

その他の従来の装置では、反応促進剤または流動促進剤、ｐＨ調整薬品、または非特異的接着を生じさせる非分析物分子を「遮断する」か、またはそうではなく特定の結合メンバー、特にストリップの反応ゾーン領域において、特異的結合メンバーに対して問題の分析物と競合する、非特異的接着遮断分子（non-specific adhesive blocking molecule）を用いて、デバイスの様々な部分を前処理することによって、感度または特異性を高めることが試みられた。これらの試みはある種の試験では限られた成功を収めたが、他の多くの試験では所望の精度が得られていない。また、上記の前処理の２つ以上による前処理は、前処理薬品間の潜在的な不適合性のために、均一な製造を達成することにおける困難性を悪化させる。例えば、ｐＨ調整剤は、非特異的遮断メンバー分子の有効性を破壊する可能性がある。さらに、第２の前処理薬品で前処理する製造工程は、第１の前処理薬品の一部を撤去する可能性がある。

さらに、多くのＩＶＤ試験装置の製造におけるロット間のばらつきは、偽陰性（false negative）に加えて、弱い偽陽性（false positive）、いわゆる「ゴーストライン」または「ファントムライン」などのあいまいな結果をもたらすことが多い。偽陰性は、典型的には、非特異的分子が第１および／または第２の親和性結合作用と干渉するときに生じる。非分析物分子は、よく混合されていない液体サンプル中で一緒に凝集し、その結果として、それらが分析物と結合メンバーとの接近を一時的に妨げる可能性があることが見出された。過去の装置における一時的な干渉でさえも、十分な数の標識分析物複合体（labeled analyte complexes）および／または究極的免疫サンドイッチ複合体（ultimately immuno-sandwich complexes）が形成されるのを妨げる可能性がある。このように、非分析物分子または分子の凝集体が、分析物と結合メンバーとのアクセスを数秒間だけ遮断すれば、偽陰性結果を誘発するのに十分であり得る。さらに、非分析物分子の凝集体は、過剰な標識可動性結合メンバーを、第２の親和性結合部位に運び、偽陽性の結果を発生させる可能性がある。

ラテラルフローデバイスは、それらが低コストで使い易いために有用である。 しかしながら、従来のラテラルフローデバイスは、上で詳述したように、精度が低く、試験待ち時間が比較的長いという欠点がある。このことは、存在する分析物の濃度が低いという理由で、唾液検査に特に当てはまる。現在のラテラルフローストリップでは、交通停止などの典型的な法執行措置に通常割り当てられている時間内で、必要な感度と特異性を得ることができない。

精度が低いのは、ラテラルフロー式試験に固有のいくつかの問題のためである可能性がある。 第１には、ニトロセルロース膜内において免疫粒子の運動が不均一であることが多い。より小さい、非分析物分子は、より大きい分析物分子と混じり合い、部位について競合し、より大きい分子が望み通りに反応するのを妨げることが多い。
したがって、迅速で、安価で、容易に実施される、定量的な免疫学的試験が現実のものとなるように、迅速ＩＶＤ試験装置の精度を向上させる必要がある。

本発明の実施態様は、少なくとも１種の分析物の濃度について液体サンプルを試験する装置であって、カバーと、テストストリップを受け入れるように構成された、内部空洞をその中に形成する上端部材に連結する基部と、前記カバー内に形成された圧縮バーと、前記基部内に形成された圧縮クッションであって、前記テストストリップが前記内部空洞内に配置されると、前記圧縮バーと圧縮クッションが、前記テストストリップの共役パッドを挟むように構成された、圧縮クッションと、前記装置の第１端部上に合うキャップであって、前記圧縮クッションに向かって前記カバーの前記圧縮バーを押圧し、それによって試験中にテストストリップに沿って前記液体サンプルを駆動するように構成された、キャップとを備える、装置を提供する。

本発明の実施態様は、さらに、少なくとも１種の分析物の濃度について液体サンプルを試験する試験システムであって、分析物に結合可能な、可動性の標識された第１の親和性結合メンバーの供給源を含む、共役パッド、および前記分析物に結合可能な固定化された第２の親和性捕捉結合メンバーを含む、少なくとも１つのストリップラインを含む、液体透過性反応領域を含む、少なくとも１つのテストストリップと、カバー、テストストリップを収納する、内部空洞をその中に形成する上端部材に連結する基部、前記カバー内に形成された圧縮バー、前記基部内に形成された圧縮クッションであって、前記圧縮バーと圧縮クッションが、前記テストストリップの共役パッドを挟む、圧縮クッション、および前記装置の第１端部上に合うキャップであって、前記圧縮クッションに向かって前記カバーの前記圧縮バーを押圧し、それによって試験中にテストストリップに沿って前記液体サンプルを駆動する、キャップを備える、試験装置とを備える、試験システムを提供する。

本発明の実施態様は、サンプル内の分析物を試験する方法であって、試験装置のカバーと基部の間に形成された内部空洞内に少なくとも１つのテストストリップを配置すること、前記カバーのサンプリングウェルを通して、前記テストストリップの多孔質領域上に、液体サンプルを導入すること、前記カバ―内に形成された圧縮バーを前記基部内に形成された圧縮クッションに向かって移動させるために、前記試験装置の第１端部上にキャップを摺動させること、この場合に、前記テストストリップの共役パッドが、前記圧縮バーと前記圧縮クッションの間に挟まれている、前記テストストリップの共役パッドを通り、前記液体サンプルを誘導すること、および前記キャップが前記試験装置の前記第１端部上にさらに摺動されるにつれて、前記テストストリップの前記共役パッド上に増大する力をかけることを含む、方法も提供する。

実施態様によっては、結果は、最大で９９％精度の、迅速で定量的／定性的結果とすることができる。実施態様によっては、迅速診断試験装置の構造によって、流体収集器から出てテストストリップの反応領域に向かう、高速の、迅速液体流を生じさせる。

実施態様によっては、共役カラーパッド内の可動性の第１の親和性結合メンバーの供給源と、テストストリップの反応領域内のある数の固定された、第２の親和性結合部位とを有し、反応領域は試験装置の結果窓を通して目視可能である、標識分子親和性結合アッセイストリップ装置が提供される。実施態様によっては、診断試験装置は、定量的結果を提供するために、ストリップラインにおける、より予測可能な、標識分析物の取込み速度を提供する。本発明の、これらおよびその他の特徴、観点および利点は、以下の図面、説明、および特許請求の範囲を参照すればより明確に理解されるであろう。

本発明のいくつかの実施態様は一例として示されており、添付図面の図によって限定されず、これらの添付図面において、同一の参照符号は同様の要素を示している。
図１は、本発明の例示的実施態様によるアッセイカートリッジの概略斜視図である。 図２は、キャップ開放位置で示されている、線２－２に沿ってとられた、図１のアッセイカートリッジの概略側断面図である。 図３は、ストリップ包囲狭窄構造を示す、線３－３に沿ってとられた図２のアッセイカートリッジの概略側断面図である。 図４は、図２のストリップの概略側断面図である。 図５は、キャップ閉止位置で示されている、図１のアッセイカートリッジの概略側断面図である。 図６は、キャップ装着中の様々な時点および位置における漸進的圧縮力成分を示す、図１のカートリッジの概略側断面図である。 図７は、キャップ装着中の様々な時点における漸進的な圧縮力成分を示すグラフである。 図８は、主として圧縮駆動力から吸い上げ（siphoning）駆動力への移行中の、比較的均一な流量を示すグラフである。 図９は、ストリップクランプリング（strip crumpling）構造を有するキャップの代替実施態様の概略側断面図である。 図１０は、ストリップの自由端を支持するための、支持棚を有するカートリッジの代替実施態様の概略側断面図である。

図１１は、内部可撓性梁漸進圧縮構造を有するキャップの代替実施態様の概略側断面図である。 図１２は、内部スライダ漸進圧縮構造を有するキャップの代替実施態様の概略側断面図である。 図１３は、加圧折畳みバルブ漸進圧縮構造を有するキャップの代替実施態様の概略側断面図である。 図１４は、結果読取り器内に装填された、図１のカートリッジの概略側断面図である。 図１５は、発光体強化読取り器（light emitter enhanced reader）を有する、本発明の別の例示的実施態様によるアッセイカートリッジの概略側断面図である。 図１６は、本発明の一実施態様による、３つのテストストリップと、内部に配置された流体収集器とを有する、迅速診断試験装置の部分透視斜視図である。 図１７Ａは、図１６の迅速診断試験装置の上端部材の正面斜視図を示す。 図１７Ｂは、図１６の迅速診断試験装置の上端部材の正面図である。 図１７Ｃは、図１６の迅速診断試験装置の上端部材の側面図を示す。 図１８Ａは、図１６の迅速診断試験装置の底部材の前方斜視図である。 図１８Ｂは、図１６の迅速診断試験装置の底部材の正面図である。 図１８Ｃは、図１６の迅速診断試験装置の底部材の側面図である。

図１９Ａは、図１６の迅速診断試験装置のキャップ部材の前方斜視図である。 図１９Ｂは、図１６の迅速診断試験装置のキャップ部材の背面図である。 図１９Ｃは、図１９Ａのキャップ部材の圧搾部分の前方斜視図である。 図１９Ｄは、図１９Ｃの圧搾部分の背面図である。 図１９Ｅは、図１９Ｃの圧搾部分の部分切欠き側面図である。 図１９Ｆは、図１９Ａのキャップ部材の標本収集部分の側面図である。 図１９Ｇは、図１９Ｆの標本収集部分の正面図である。 図１９Ｈは、図１９Ｆの標本収集部分の部分切欠き側面図である。 図１９Ｊは、図１９Ｃの圧搾部分と、図１９Ｆの標本収集部分との結合を示す側面図である。

図２０は、図１６の迅速診断試験装置に使用可能な例示的な流体収集器の斜視図である。 図２１は、その中にテストストリップまたは流体収集器およびキャップが配置されていない、図１６の迅速診断試験装置の部分透視斜視図である。 図２２は、その中にテストストリップが配置された図１７Ａの上端部材の斜視図である。 図２３は、それに沿った流体の移動を示す、例示的なテストストリップの側面図である。 図２４は、本発明の例示的実施態様による、キャップが流体収集器を圧縮する状態での使用である、図１６の迅速診断試験装置の斜視図である。 図２５は、使用前状態における標識分子親和性結合試験装置の斜視図である。 図２６Ａは、図２５の標識分子親和性結合試験装置の基部の上面斜視図である。 図２６Ｂは、図２６Ａの基部の上面図である。 図２６Ｃは、図２６Ａの基部の底面図である。 図２６Ｄは、図２６Ａの基部の左側面図である。

図２６Ｅは、図２６Ａの基部の右側面図である。 図２６Ｆは、図２６Ａの基部の背面図である。 図２６Ｇは、図２６Ａの基部の正面図である。 図２７Ａは、図２５の標識分子親和性結合試験装置のカバーの上面斜視図である。 図２７Ｂは、図２７Ａのカバーの上面図である。 図２７Ｃは、図２７Ａのカバーの底面図である。 図２７Ｄは、図２７Ａのカバーの左側面図である。 図２７Ｅは、図２７Ａのカバーの右側面図である。 図２７Ｆは、図２７Ａのカバーの背面図である。 図２７Ｇは、図２７Ａのカバーの正面図である。 図２８Ａは、図２５の標識分子親和性結合試験装置のキャップの上面斜視図である。 図２８Ｂは、図２８Ａのキャップの端面斜視図である。 図２８Ｃは、図２８Ａのキャップの横断面図である。 図２９は、図２５の試験装置において使用可能なテストストリップの例示的な実施態様を示す図である。

特に指示がない限り、図における図示は必ずしも一定の縮尺で描かれていない。
本発明およびその様々な実施態様は、図示された実施態様が説明される以下の詳細な説明を参照することによって、よりよく理解することができる。例示された実施態様は、例として記載されており、特許請求の範囲において最終的に定義されるような、本発明に対する限定としてではないことを、明確に理解すべきである。

本発明の好ましい実施態様と最良の形態についての詳細な説明
本明細書で使用される用語は、特定の実施態様を説明することのみを目的としており、本発明を限定することを意図するものではない。 本明細書で使用されるとき、用語「および／または」は、関連する列挙された項目のうちの１つまたは２つ以上のあらゆる組合せを含む。本明細書で使用されるとき、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が明らかにそうでないことを示さない限り、単数形に加えて、複数形も含むことを意図している。さらに、本明細書において使用されるとき、用語「備える（comprises）」および／または「備えている（comprising）」は、記載の特徴、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を特定するが、１つまたは２つ以上のその他の特徴、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらの群の存在または追加を除外しないものと理解される。

そうではないと定義されない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術的および科学的用語を含む）は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。さらに、一般的に使用される辞書で定義されているような用語は、関連技術および本開示の文脈におけるそれらの意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書において明示的に定義されていない限り、理想的な意味、または過度に形式的な意味で解釈されるべきではない。

本発明を説明するにあたり、多数の技術およびステップが開示されていることが理解されよう。これらの各々は個々の利益を有し、そして各々はまた、他の開示された技術の１つまたは２つ以上、または場合によっては、そのすべてと組み合わせて使用することができる。したがって、分かり易くするために、この説明には、個々のステップのあらゆる可能な組み合わせを不必要に繰り返すことを控える。それにもかかわらず、本明細書および特許請求の範囲は、そのような組み合わせが完全に本発明および特許請求の範囲の範囲内にあることを理解して、読まれるべきである。

以下の説明では、説明の目的で、本発明の完全な理解を提供するために多数の具体的な詳細事項が記載されている。 しかしながら、本発明は、これらの具体的な詳細事項なしで実施してもよいことは当業者に明らかであろう。本開示は、本発明の例示として考えるべきであり、以下の図または説明によって示される特定の実施態様に、本発明を限定することを意図するものではない。

当業者にはよく知られているように、任意の装置、特に本発明の実施態様、の商業的実現の最適構成について設計するときには、通常、多くの注意深い考慮と妥協がなされなければならない。本発明の趣旨および教示に従った商業的実現は、具体的な用途の必要性に応じて構成してもよく、それによって、具体的な用途の必要性に対応する望ましい実現を達成するために、本発明の任意の記載された実施態様に関連する教示の、任意の態様、特徴、機能、結果、構成要素、アプローチ、ステップを、当業者によって、その平均的なスキルと既知の技法を使用して、適切に省略し、含め、適合させ、混合し、そして一致させるか、または改善および／または最適化することができる。

本実施態様は、試験されている状態を確認する、濃度において液体サンプル中の分析物の存在を迅速に特定するのに有用である。サンプルとしては、例えば、全血、血清、血漿、尿、髄液、羊水、粘液、唾液などの体液、または特定の食品および環境試験で使用される他の流体を挙げることができる。
本明細書で使用されるとき、用語「分析物（analyte）」は、測定しようとする化合物または組成物を指す。分析物は、それらに対して、天然由来または遺伝子由来の特異的な結合メンバー、例えば抗体またはレセプタなどの結合分子が存在する、抗原またはリガンドや、いわゆる「ロック・イン・キー（lock-in-key）」ペアリング機能を示す、その他の分子などの、任意の物質であり得る。

分析物には、任意の抗原物質、ハプテン、抗体、およびそれらの組み合わせが挙げられる。分析物としては、タンパク質；ペプチド；アミノ酸；リガンド；ホルモン；アステロイド（asteroid）；ビタミン；治療目的のために投与されたものだけでなく、違法な目的のために投与されたものを含む薬物；病原体；ならびに細菌、ウイルス、および上記の物質のいずれかの代謝産物またはそれに対する抗体などの、外因的感染性微生物（exogenious infectious microbe）を挙げることができる。分析物にはまた、抗原マーカーまたは抗体またはレセプタも挙げることができる。

多数の分析物の精密な性質が、その多数の例と共に、１９８１年１１月１０日付けで発行されたＬｉｔｍａｎらの米国特許第４，２９９，９１６号、および１９８２年１２月２８日付けで発行されたＴｏｍらの米国特許第４，３６６，２４１号（それぞれその全体が参照により本明細書に組み込まれる）に開示されており、その各々の全文が参照により本明細書に組み込まれる。いくつかの高精度装置が、米国特許第８，０２１，６２５号（Ｗａｎｇら）に開示されており、その全文が参照により本明細書に組み込まれる。

装置の使用者に提供される信号は、特異的抗体および／または抗原；リガンドおよび／またはレセプタ；その他などの可動性結合メンバーに共役接合された、視覚検出可能な標識の蓄積によって提供される。この可動性結合メンバーは、「結合メンバー分子」、「第１の親和性結合メンバー」、「標識結合メンバー」または単に「共役体（conjugate）」と呼ばれることがある。本実施態様では、容易に検出可能な信号を生成する標識が使用される。したがって、本実施態様は、さらなる物質の添加、および／または機器の補助なしで、アッセイ結果の視覚的検出を可能にする着色標識を提供する。しかしながら、実施態様によっては、サンプル内の分析物の濃度の比較または定量的表現を提供するために、機器を使用することができる。

これらの実施態様に記載されたテストストリップとして、乾燥した多孔質材料を含めることのできる、領域またはパッドを挙げることができる。「多孔質」とは、多孔質構造を形成する材料のマトリックスが、それを通って液体が流れることを可能にすることを意味する。
本明細書で使用するとき、用語「サンプルパッド」または「流体収集器」は、最初に試験操作中に液体サンプルと直接接触するアッセイ装置の部分を意味し、すなわち、その部分は、問題の分析物について試験されるサンプルを受け取る。流体収集器は、多孔質紙、綿、セルロース、混合繊維、ガラス繊維、ポリエステル繊維などの多孔質材料で製作してもよい。

本明細書で使用されるときには、「共役パッド」または「共役カラーパッド」という用語は、流体収集器の多孔質材料と液体流接触しているアッセイ装置の部分を指す。この接触は、重複部とするか、または端と端の連結部として、吸湿作用（wicking action）によるか、または流体収集器から共役パッドを通る毛細管力などの、表面張力に基づく力によって、液体サンプルが移動することができるようにすることができる。共役パッドは、多孔質材料と、問題の分析物を結合して標識試薬－分析物複合体を形成することができる可動性の標識試薬とを含み、この試薬は、次いで液体流を介して、液体サンプルと共にパッドに沿って移動する。

本明細書で言及される「可動性（mobilizable）」という用語は、拡散的または非拡散的に付着または含浸されていることを意味する。 可動性試薬は、液体サンプルと共に分散することが可能であり、液体流中で液体サンプルによって運ばれる。
例示的な一実施態様においては、唾液などの流体標本中のヒト免疫不全ウイルス（ＨＩＶ：human immunodeficiency virus）が、推定標的分析物（putative target analyte）として検出される。当業者であれば、体内のその他の病原体、または病原性状態、薬物乱用（ＤＯＡ：drugs of abuse）、食品または環境流体標本、その他を示す、その他の分析物を検出するために、これらの実施態様を適応させることを容易に理解するであろう。

さらに、抗原／抗体結合に基づく免疫クロマトグラフィーアッセイに関連して、例示的実施態様について説明する。当業者であれば、これらの実施態様を、その他の種類の分子親和性結合に基づく試験に適応させることを、容易に理解するであろう。

次に図１～５を参照すると、射出成形プラスチックのような概して液体不透過性の耐久性材料で作製された、カートリッジ本体２１およびキャップ２２を含む、標識分子親和性結合試験装置１の概略図が示されている。カートリッジは、標識分子親和性結合試験を実施するのに必要な化学物質を収納する、少なくとも１つのテストストリップ２３を、内部空洞内に担持する。このストリップは、ストリップの全長に延びるプラスチックのような液体不透過性材料で製作された長方形の裏材１５を有し、その結果として、液体は流動中に裏材の上面に沿って、移動することができる。カートリッジ本体の内部空洞は、ストリップの第１の部分１７を担持するように成形されると共に寸法決めされており、この第１の部分は、コロイド金などの標識に共役接合された、ＨＩＶ抗原または抗体などの凍結乾燥された可動性の第１の親和性結合メンバーを含浸させた、共役パッド２６と、第１の親和性結合分子を捕捉することを意図した、凍結乾燥され、固定化された第２の親和性結合剤メンバーを含浸させた、１つまたは２つ以上のゾーン２８、２９を含む、反応領域２７とを含む。すなわち、第１の親和性結合メンバーは、最初は、第２の親和性結合メンバーと分離されている。

キャップ２２は、カートリッジ本体と係合すると共に、サンプルパッド２５の露出端部を含む、ストリップの第２の残り部分１６を包囲するように成形されると共に寸法決めされた内部チャンバを有するように、成形し、寸法決めすることができる。
この装置は、使用前状態で送達することが可能であり、この状態では、ストリップはカートリッジに予め装填され、キャップは、ストリップの自由端を覆って保護的に設置されて、カートリッジ上の尖端（nib）４５がキャップ上の穴４６に係合することによって定位置に保持される。

試験を開始するためには、使用者は、装置が図１に示されるようにキャップ開放位置となるように、キャップ２２を取り外し、ストリップ２３の遠位の露出端部におけるサンプルパッド２５上に液体サンプル２４を堆積させる。次いで、サンプル液体は、主として毛管力および重力によって、厚肉化された凸状の共役パッド２６中に流れる。液体は、実質的な流れが反応領域２７に向かって共役パッドを離れる前に、厚肉化された共役パッドを完全に飽和させようとする。

厚肉化された共役パッド２６は、カートリッジ本体２１上の圧縮構造体３６の下方に位置している。圧縮構造体は、固定近位端と遠位自由端４２とを有する片持梁３８によって形成することができる。この梁は、傾斜路（ramp）３２の傾斜面に接触すると、下方に撓むことができる。下方への撓みは、梁の固定近位端をカートリッジ本体に連結する材料３７の狭い峡部（isthmus）によって促進される。この峡部は、比較的剛性のある機械的ヒンジとして作用し、峡部の厚さを選択することによって製造中に選択することができる、所定の撓み抵抗を提供する。 これは、指示された意図的なキャップの設置の前に、梁が不注意で撓まされるのを防ぐのに役立つ。

次に使用者は、キャップ２２を交換し、キャップを、図５に示される、キャップ閉止、試験開始位置に押し込む。第２の尖端４５がキャップ上の穴４６と係合して、キャップが閉止位置に達したことを示す。約０～２５度の角度３３を有する、キャップの傾斜路３２の傾斜面は、キャップが閉止位置に向かって移動するにつれて、圧縮構造体３６の片持梁を漸進的に下方に押す。梁は、厚肉化された共役パッド２６の頂部側を押圧して、過剰圧力により、矢印４７で示すように、液体をパッドから押し出して下流へ反応領域２７に向かわせ、反応領域２７は、固定化された、第２の親和性結合メンバーの１つまたは２つ以上の結果ゾーン２８、２９を担持する。共役接合された第１の親和性結合メンバーに既に結合された分析物分子は、次に、ゾーン内に位置する固定化メンバーに結合し、そこで観察窓１９を通して試験結果を示すのに有意な数まで蓄積させることができる。

液体は、カートリッジの近位端に位置する吸収剤貯留パッド３０中に流れ込み続ける。カートリッジの近位端においてカートリッジの外側の開口３９を有する空のチャンバ３１は、貯留部中への液体の流れに対抗する後方圧力の蓄積を解放する。任意選択で、チャンバは、装置を通る液体の移動中に圧力の蓄積が生じないことを確実にするために、外部への開口を有することができる。任意選択で、使用するまでストリップを乾燥状態に保つために、ある量の乾燥剤をチャンバ内に入れることができる。

図３に示すように、ストリップ２３の反応領域２７部分は、カートリッジ本体２１に近接して形成されたストリップ包囲狭窄構造によってその周囲３５が囲まれており、その結果として、液体が貯留部３０に達すると、追加の液体が、他の力と組み合わされた、吸い上げ力によって共役パッドから抜き出されることに留意することが重要である。この吸い上げ力は、梁がその最大撓みに達するにつれて減少する圧縮力を引き継ぎ、それによって液体流の圧力が維持される。サンプルパッド、共役パッド、反応領域、および吸収パッドは、試験装置内の液体流の方向がサンプルパッドから共役パッドへ、反応領域へ、そして最終的に吸収パッドへ至るように、互いに直接液体流接触している。したがって、液体サンプルは、主として圧縮力および吸い上げによる力と、潜在的には重力との組み合わせである力によって、ストリップを通って駆動される。

図６に概略的に示され、図７にグラフで示されるように、圧縮力７０は、キャップがカートリッジ本体上に装着される間に、液体の流れの下流方向４７に沿って漸進的に加えられる。Ｔ０においてキャップ２２がカートリッジ本体２１に接触する以前には、圧縮力は加えられていない。時刻Ｔ１において、キャップ２２がより近位側に移動されているときには、梁３８を撓ませることにより、ゼロより大きい、共役パッド２６上の遠位点に加えられる力成分Ｆｄを有する圧縮力が発生し、同時に、近位点における力成分Ｆｐはゼロのままである。時刻Ｔ２において、圧縮構造梁３８がさらに撓むにつれて、ゼロより大きい、共役パッド２６上の近位点に加えられる力成分Ｆｐを有する圧縮力が加えられ、同時に、遠位点における力成分ＦｄはＦｐよりも大きい。圧縮構造梁３８が完全に撓んでキャップ２２が閉止位置にある、時刻Ｔ３において、その最大値である力成分ＦｐおよびＦｄを有する圧縮力が加えられ、この場合に、遠位点ＦｄはＦｐよりも大きいままである。

図８にグラフで示すように、時間の経過に伴い、反応領域を通る流量８０は、Ｔ０において、最初は表面張力（毛管現象としても知られる）のみに起因し、この間に、キャップは開放位置に留まっている。それから、Ｔ１からＴ３までキャップが交換されるとき、反応領域を通る全体の流れは主に圧縮力に起因する。キャップが交換された後、圧縮力に起因する流れは低下し、同時に、吸い上げに起因する流れは増加する。Ｔ４までに、流れは、ほぼ完全に吸い上げによって駆動される。このようにして、反応領域を通る流量は、流れが第１の期間中には主に過圧力によって生じ、後続の第２の期間中には主に吸い上げ力によって生じるので、より長い期間にわたってより均一である。

図９を参照すると、漸進圧縮構造の代替実施態様が示されている。図１の装置と同様のキャップ６２は、キャップが開放位置から閉止位置に移動するときに、ストリップ６５の遠位端６４をレセプタクル６６に向けるための、追加の角のある隔壁（angled bulkhead）６３を含む。ストリップの遠位端がレセプタクル内に捕捉されると、隔壁が、ストリップの端部をそれ自体の上で押しつぶして（crumple）波形６７にして、この波形は、液体をサンプルパッドから外に、下流に押し出して共役パッド中に進入させる役割をする。この追加の液体供給源は、共役パッドから出る液体をさらに加圧することができる。 ストリップクランプリング構造は、ストリップ上で液体を下流方向に駆動するために、単独でまたは他の構造と組み合わせて使用することができる。

図１０を参照すると、ストリップ９４の遠位端９３を支持する支持棚９２を有するカートリッジ本体９１の代替実施態様が示されている。さらに、共役パッド９５の頂部が露出している。 このカートリッジ本体は、以下に詳述するように様々な漸進圧縮構造と共に使用することができる。
図１１を参照すると、キャップ１１３の遠位端１１２に固定された固定端１１１を有する可撓性梁１１０を有する、漸進圧縮構造１０１の別の実施態様が示されている。キャップが、カートリッジ本体９１上の閉止位置に設置されると、梁は、サンプルパッドと共役パッドの上方に位置する。押しボタン１１４を押すと、梁は、漸進的圧縮作用において、サンプルパッドおよび共役パッドに逆らって撓まされて、これによって、サンプルパッドおよび共役パッドから液体が反応領域に向かって押し出される。

図１２を参照すると、キャップ１２２上のトラック１２１内に取り付けられた可動スライダ１２０を有する、漸進圧縮構造１０２の代替実施態様が示されている。このスライダは、シュー１２３を有し、シュー１２３は、キャップがカートリッジ本体９１上の閉止位置に設置されると、サンプルパッドを圧迫する。スライダのボタンをカートリッジの近位端に向かって近位側に押すと、シューは、ストリップのサンプルパッド、次いで共役パッドに沿って、圧縮力を漸進的に加え、これによって、液体が、サンプルパッドおよび共役パッドから反応領域に向かって押し出される。順応性プラスチック（pliable plastic）のような柔軟な耐液性材料で作られた保護用の摩擦軽減ビブ（friction-reducing bib）１２４がシューの底部をストリップから分離して、ストリップ上でのシューの滑りを促進する。

図１３を参照すると、キャップ１３１内に形成されたゴム被覆プラスチックのような、弾性的に柔軟な気密材料で製作された、圧力誘起折畳み式バルブ（pressure inducing collapsible bulb）１３０を有する、漸進圧縮構造１０３の代替実施態様が示されている。キャップがカートリッジ本体９１上の閉止位置に設置されると、ストリップの端部上で、カートリッジ本体と共に気密シールが形成され、バルブの内側の空気充填チャンバ１３２は、ストリップの端部に対して開口している。次に、バルブを人の指と親指の力でつぶしてチャンバ内の圧力を高め、サンプルパッドにおけるストリップの露出端部から、共役パッド上へと漸進的に力を加え、これによって、サンプルパッドおよび共役パッドから反応領域に向かって、液体を押し出すことができる。

漸進的な圧縮力を付加することは、ストリップ内のマイクロ流体力学に劇的な影響を与える。一般に、得られる結果は、サンプルと反応分子とのより迅速で、完全な混合であり、その結果として、第１および第２の結合の発生に対する、および第２の親和性結合の部位に達するより均一な液体フロントに対する、より大きく、より迅速な機会が提供されることである。

より具体的には、共役パッド２６の多孔質材料を通る液体サンプルの加圧移動によって、液体フロントが枝分かれさせられて、材料繊維の周りを進むにつれて異なる方向から再結合させられる。異なる方向からの収束によって、サンプルが下流４７に流れるにつれて、液体フロントと、後続する液体とを横切る混合を引き起こす。この増強された混合は、可動性の標識結合メンバーを担持し得る、非分析物分子の凝集体の崩壊を引き起こし、偽陽性を減少させる可能性がある。この混合はまた、非分析物分子と、標識分析物複合体との濃度の差を減少させ、その結果として、それらがより均一に広がる。

さらに、圧縮力が加えられる前に、液体は厚肉化された共役パッド２６を飽和させる傾向があった。圧縮力が加えられると、液体は、強制的に共役パッドを出て、ストリップのより狭い断面に入り、反応領域２７へと進入する。この作用は、ベルヌーイの原理に従って反応領域内の液体の速度を増加させ、その圧力を低下させてさらなる混合を引き起こし、より均一に混合された液体フロントをもたらす。さらに、共役パッドの厚肉化された形状のために、共役パッドの上部を出る液体の流れの方向は、反応領域に流れ込むために下向きの旋回４８をしなければならない。この方向の変化もまた、液体をよりよく混合するのに役立つ。

液体フロントが反応領域２７に到達すると、濃度が、ストリップの幅全体にわたって優れた均一性を示し、このことは、標識分析物複合体が、直接結果ゾーン２８、２９における固定化部位において、第２の親和性結合を形成する機会を拡大させ、それによって、試験の全体的な感度および特異性を高め、そして偽陰性を低減する。

１０秒以下の範囲で、予測可能な量の反応性サンプル液体が共役パッドを通過し、さらに反応領域を通過した。この量は約１００から３００マイクロリットルである。図１４に示すように、自動読取器１８は、反射光によって試験の結果を読み取り、さらなる分析およびデータネットワークへの配信のためにコンピュータに転送することができる、電子信号を生成することができる。コンピュータは、例えば適切なソフトウェアを実行している、携帯電話装置を使用して、実現することができる。反応領域を通過した反応サンプルの量を予測することができることによって、結果ゾーンにおけるラインの強度は、定量的な結果を示すことができる。言い換えれば、自動読取り器は、ラインが現れたかどうかだけでなく、むしろラインの強度を検出し、その強度読取り値をデジタル化することができる。その読取り値は、サンプル中に存在する分析物の量と直接対応し、デジタル化された定量的結果を提供する。

あるいは、図１５に示すように、装置５１には、結果ゾーン５６、５７の下に位置する第２の窓５５を含めることが可能であり、その結果として、発光体５４は、読取り器５２および携帯電話分析ツール５３によって受け取られるように、反応領域を通して光を照射することができる。実際、カートリッジ全体を半透明の材料で製作することができる。

駆動流試験装置の例示的な実施態様によれば、図１６を参照して、単に診断装置２１０とも呼ばれる、迅速診断試験装置２１０には、底部材２１４に連結された上端部材２１２を含めることができる。１つまたは２つ以上のテストストリップ２７０（３つのそのようなテストストリップ２７０が図１６に示されている）は、上端部材２１２と底部材２１４の間の試験装置２１０の内側に配置されてもよい。結果窓２１６は、ユーザが試験の結果を見ることを可能にするために、上端部材２１２および底部材２１４の少なくとも一方に形成してもよい。以下により詳細に説明されるように、結果窓２１６は、テストストリップ２７０の１つまたは２つ以上のストリップライン２７４（図２２参照）と整列させてもよい。

キャップ２１８は、試験装置２１０の一端に摺動可能かつ取外し可能に配置することができる。分析物用のサンプルを試験するための試験装置２１０の使用中、キャップ２１８が、試験装置２１０の端部上に摺動されて、試験装置２１０の入口２６０（図２１参照）内に配置されて、そこから延びる、流体収集器２２０が圧縮されることによって、以下により詳細に説明されるように、テストストリップ２７０上、およびその中を通ってサンプル流体を駆動することができる。

ここで図１７Ａ、図１７Ｂ、および図１７Ｃを参照すると、底部材２１４が取り付けられていない状態で、上端部材２１２が詳細に示されている。上端部材２２２には、テストストリップ２７０の共役カラーパッド２７２およびストリッププレスパッド２７８と整列するように適合された、プレスパッド２２２を含めることができる（図２３参照）。上端部材２１２の一方の端部には、流体誘導チャネル２２４が形成されている。流体誘導チャネル２２４は、両側で側壁２２６によって境界が定められるとともに、プレスパッド２２２において終端している。以下に考察するように、流体誘導チャネル２２４は、流体収集器２２０からテストストリップ２７０の共役カラーパッド２７２に向かって、流体を誘導することができる。

上端部材結果窓２１６Ａは、上端部材２１２内に配置してもよい。上端部材結果窓２１６Ａは、透明または不透明の材料で形成して、ユーザが、試験装置２１０内に配置されたテストストリップ２７０上の結果を読み取ることを可能にしてもよい。

図１８Ａ、図１８Ｂおよび図１８Ｃを参照すると、上端部材２１２がそこに取り付けられていない状態で、底部材２１４が詳細に示されている。底部材２１４は、上端部材２１２の流体誘導チャネル２２４と整列して、流体収集器２２０をその中に受け入れる、流体誘導チャネル２３８を含む。上端部材２１２の流体誘導チャネル２２４と同様に、底部材２１４の流体誘導チャネル２３８は、側壁２３７によって両側で境界を定めることができる。

複数のサイドバー２２４は、テストストリップ２７０を配置するためのストリップスロット２３５を画定してもよい。サイドバー２２４は、流体誘導チャネル２３８の内側末端に隣接して配置してもよい。同様に、複数の上部サイドバー２３２を底部材の反対側の端部（複数のサイドバー２２４の反対側）に配置してもよい。複数の上部サイドバー２３２は、複数のサイドバー２２４と整列させて、それにより、図１６に示されるように、テストストリップ２７０が互いに隣接し、かつ互いにほぼ平行に、試験装置２１０内に配置されるようにしてもよい。

底部材２１４には、上端部材２１２が底部材２１４に取り付けられるときに、上端部材２１２の固定／整列ピン２２９を受け入れるための、複数の固定／整列穴２３９を含めることができる。サイドクリップ２３６は、底部材２１４の両側に配置してもよい。サイドクリップ２３６は、上端部材２１２を底部材２１４に取り外し可能に固定するために、上端部材２１２の連結ノッチ２２８に嵌め込んでもよい。もちろん、上端部材２１２を底部材２１４に連結する他の方法も本発明の範囲内において考えられる。そのような連結としては、摩擦嵌め、締結具、ツイストロックコネクタなどが挙げられる。

図１９Ａおよび１９Ｂを参照すると、キャップ２１８がより詳細に示されている。 キャップ２１８は、図１６に示すように試験装置２１０の端部の上に嵌まるように構成することができる。頂部ノッチプレート２４２および底部ノッチプレート２４４をキャップ２１８内に形成することができる。ノッチプレート２４２、２４４は、図示されるように、互いに直接対向して配置されてもよく、または実施態様によっては、オフセットされてもよい。ノッチプレート２４２、２４４は、様々な形状およびサイズで形成してもよく、以下により詳細に考察するように、典型的にはキャップ２１８の内部領域内に突出して流体収集器２２０を押圧する。実施態様によっては、キャップ２１８は、キャップが試験装置２１０上に配置されている間に、キャップ２１８内の過剰な流体が漏出することがないように、上端部材２１２および底部材２１４と密封係合させてもよい。

実施態様によっては、キャップ２１８は、標本保持部分３２０、および流体収集器圧搾部分３００（単に圧搾部分３００とも呼ぶ）から形成してもよい。図１９Ｃ～図１９Ｅは、圧搾部分３００を示す図である。圧搾部分３００には、その一端に流体収集器開口３０４を有する外側本体３０２を含めることができる。側壁３０６を開口３０４の内側に配置して、装置２１０に対する止め部を提供してもよい。この停止動作は、圧搾部分３００を圧搾する前にキャップ２１８が装置２１０上に適切に配置されていることを使用者に確信させるのに役立てることができる。

圧搾部分３００の裏側３１０は、その中に形成された標本収集開口３０８を除いて、固体とるすか、または流体不透過性としてもよい。圧搾部分３００が圧搾されると、後述するように、標本を装置２１０に送達することができ、一方で過剰な流体は、標本収集開口３０８を通過してキャップ２１８の標本保持部分３２０の中に入れることができる。キャップ２１８の内部は、流体を装置２１０に誘導し、標本収集開口３０８を通る流体の流れを制限するために、片側または両側に傾斜していてもよい。キャップ２１８の両側の傾斜路３１２が図１９Ｅに示されている。圧搾部分３２０は、流体収集器開口３０４の内側の容積を減らすために、一緒に圧搾することのできる、少なくとも部分的に、弾性変形可能な材料で形成してもよい。

次に図１９Ｆ～１９Ｊを参照すると、標本保持部分３２０がより詳細に示されている。標本保持部分３２０は、圧搾部分３００の背面３１０と整列する固体前面パネル３２４を含んでもよい。保持部分開口３２６を、標本保持部分３２０の前面パネル３２４内に形成してもよい。保持部分開口３２６は、キャップ２１８が図１９Ａに示されるように組み立てられるときに、圧搾部分の標本収集開口３０８と整列させてもよい。実施態様によっては、保持部分開口３２６は一方向弁として形成してもよく、この場合には、標本保持部分３２０が圧搾部分３００に取り付けられたときには、標本が標本保持部分３２０内に入ることが許されるが、取り外されると、保持部分開口３２６は自動的に封止されて、標本が標本保持部分３２０からあふれるのを防ぐことができる。

位置合わせピン３２２は、図１９Ｊに示すように圧搾部分３００が標本保持部分３２０と組み立てられるときに、圧搾部分の位置合わせピン３１４（図１９Ｅ参照）と協調させることができる。
実施態様によっては、標本保持部分３２０は、圧搾部分３００とは別に形成してもよい。他の実施態様では、標本保持部分３２０および圧搾部分３００を含むキャップ２１８は、単一部品として一体的に形成してもよい。

流体収集器２２０は、図２０に示すように、液体サンプルを収集し収容することができる、上述のような様々な材料および形状で形成してもよい。典型的には、流体収集器２２０は、キャップ２１８によって押し下げられると、流体収集器２２０がその中に含まれる流体（サンプル）の少なくとも一部分をテストストリップ２７０の共役カラーパッド２７２に向かって解放することができるように、多孔質の変形可能材料で形成される。

ここで図２１～２４を参照して、本発明の例示的実施態様による試験装置２１０の使用について説明する。
体液などのサンプルを、流体収集器２２０上に収集することができる。一実施態様においては、唾液を人から流体収集器２２０上に収集することができる。実施態様によっては、流体収集器２２０は、サンプルが得られる間、試験装置２１０の入口２６０に、既に保持されていてもよい。その他の実施態様においては、サンプルを流体収集器２２０上に設置し、次いで流体収集器２２０を試験装置２１０の入口２６０内に設置してもよい。さらに別の実施態様においては、流体収集器２２０を試験装置２１０の入口２６０に押し当てるだけでよく、流体収集器２２０の圧縮によって、流体を流体誘導チャネル２２４、２３８内に駆動することができる。流体収集器２２０の圧縮は様々な方法で達成することができる。実施態様によっては、キャップ２１８を装置２１０上に摺動させることにより、流体収集器２２０を圧縮することができる。その他の実施態様において、キャップ２１８の圧搾部分３００を圧搾して、流体を流体収集器２２０から外に駆動するとともに、試験装置２１０の入口２６０中に駆動するようにしてもよい。

１つまたは２つ以上のテストストリップ２７０を、試験装置２１０内に配置してもよい。テストストリップ２７０には、多孔質材料２７４がその上に配置されている、基板２７６を含めることができる。各テストストリップ２７０には、特定の物質の有無を示すことができる、複数のストリップライン２７４を含めることができる。言い換えれば、各テストストリップ２７０は、複数の物質について試験することができる。例えば、各テストストリップ２７０は、５つの物質について試験することを可能としてもよい。したがって、試験装置２１０が、図示のように、３つのテストストリップ２７０を保持するように設計されている場合、そのような試験装置は１５の物質について試験することができる。

共役カラーパッド２７２は、上端部材２１２のプレスパッド２２２の下に配置してもよい。実施態様によっては、ストリッププレスパッド２７８は、テストストリップ２７０の一部として形成してもよい。 例えば、キャップ２１８が試験装置２１０上に摺動されると、キャップ２１８は、上端部材２１２を底部材２１４に向かって圧搾することによって、上端部材のプレスパッド２２２を、ストリッププレスパッド２７８および／または共役カラーパッド２７２の上へと押し下げさせてもよい。

流体収集器２２０内に収集されたサンプルは、キャップ２１８を試験装置２１０の端部上に摺動させることによって、流体収集器２２０から押し出してもよく、この場合に、ノッチプレート２４２、２４４（図１９Ａおよび図１９Ｂも参照）が、図２４に示すように、流体収集器２２０を圧縮する。サンプルは、共役カラーパッド２７２に向かって、流体誘導チャネル２２４、２３８中に流入するように強制される（図１８Ａ、１８Ｂおよび２２参照）。さらなる試験の必要性のために、流体収集器２２０からの過剰なサンプルをキャップ２１８の底部に保留してもよい。

ストリッププレスパッド２７８は、共役カラーパッド２７２に予め含浸された化学混合物を、共役カラーパッド２７２から完全に追い出すための補助機能としての役割を果たすことができる。共役カラーパッド２７２は、サンプル中の物質と結合して反応成分２８２を形成することができる、可動性の第１の親和性結合メンバー２８０の供給源を提供する。テストストリップ２７０のストリップライン２７４には、反応成分２８２と反応して物質の有無を示す、読み取り可能な出力を提供することのできる、固定された第２の親和性結合部位を含めることができる。

試験装置２１０の駆動流機構は、試験時間を、例えば約１分まで著しく速めることができ、これは、典型的には従来の急速試験装置よりも約５～２０倍速い。
ストリッププレスパッド２７８および上端部材２１２のプレスパッド２２２は、化学混合物が共役カラーパッド２７２から完全に追い出されることを確実にするのを助けるので、本発明の試験装置２１０は定量的結果を提供するために使用することができる。定量的測定のために、実施態様によっては、結果窓２１６を、図１４に示されるものと同様に、上端部材２１２と底部材２１４の両方に形成して、それによって、使用者または読み取り装置が、テストストリップ２７０をその両側から見ることを可能にしてもよい。

実施態様によっては、スマートフォンのカメラを介してテストストリップ２７０を自動的に走査するために、参照により本明細書に組み込まれる、Ｏｚｃａｎらの米国特許第８，９１６，３９０号に開示されているような、スマートフォンなどのモバイル通信装置を使用してもよい。次いで、スキャンされた画像をソフトウェアによって解釈して結果を取得し、その結果を例えば無線ネットワークに配信することができる。
図１６から図２４について上述した試験装置２１０には、図１から図１５について上述した試験装置１に開示された特徴のうちの１つまたは２つ以上を組み込んでもよい。

代替的に、ここで図２５を参照すると、１つまたは２つ以上のテストストリップ３１０、典型的には単一のテストストリップ３１０、基部３２０の上に嵌まるカバー３３０、および試験装置３５０の端部の上に嵌まるキャップ３４０を含む、標識分子親和性結合試験装置３５０、または単に試験装置３５０の、使用前の状態における組立て図が示されている。基部３２０、カバー３３０、およびキャップ３４０は、射出成形プラスチックなどの概ね液体不透過性の耐久性材料で製作してもよい。

試験装置３５０は、標識分子親和性結合試験を実施するのに必要な化学物質を含有する、少なくとも１つのテストストリップ３１０を受け入れるための、内部空洞を有する。図２９に示すように、ストリップ３１０は、ストリップの全長にわたって延びるプラスチックのような液体不透過性材料で製作された、細長い裏材３１５を有しており、それによって、液体が、その流動の間に、裏材３１５の上面に沿って伝わることができる。テストストリップ３１０の第１の部分は、コロイド金のような標識に共役接合された、ＨＩＶ抗原または抗体のような、凍結乾燥された、可動性の第１の親和性結合メンバーで含浸された、共役パッド３１２と、第１の親和性結合分子を捕捉することを目的とした、凍結乾燥されて、固定化された第２の親和性結合メンバーで含浸された、１つまたは２つ以上のゾーン３１４、３１６を含む、反応領域とを含む。すなわち、第１の親和性結合メンバーは、最初は、第２の親和性結合メンバーと分離されている。

キャップ３４０は、組み立てられた基部３２０とカバー３３０と係合するように、成形し、寸法決めすることができる。
試験装置３５０は、使用前の状態で送達することが可能であり、この場合に、テストストリップ３１０はその中に予め装填され、キャップ３４０は、サンプリングウェル３３２に到達する直前に試験装置３５０の上に保護的に設置される（図２５参照）。
図２６Ａから２６Ｇを参照すると、基部３２０には、テストストリップ３１０をその上に支持するための、１つまたは２つ以上のストリップ支持バー３２２を含めることができる。圧縮クッション３２４は、テストストリップ３１０の共役パッド３１２の位置と一致するように、基部３２０の内側に配置してもよい。サンプル遮断バー３２６は、基部３２０の後端部３２１に配置してもよい。サンプル遮断バー３２６を用いて、サンプルを、圧縮クッション３２４の方へ、したがってテストストリップの共役パッド３１２の方へ向けることができる。カバー３３０をそれに取り付けるために、１つまたは２つ以上のピン穴３２８を、典型的には基部の前端部３２３に向けて配置してもよい。

図２７Ａから２７Ｇを参照すると、カバー３３０には、その中にサンプルを受け入れるための、サンプリングウェル３３２を含めることができる。サンプルがサンプリングウェル３３２に導入されるとき、サンプルは、テストストリップ３１０の多孔質材料３１７と流体接触する。実施態様によっては、サンプリングパッド（図示せず）を、サンプリングウェル３３２に組み込んで、サンプリングウェル３３２を通して導入されたサンプルを吸収的に受け取ることができる。サンプリングウェル３３２は、カバー３３０の前端部３３３とは反対側の後端部３３１に隣接して配置してもよい。

試験装置３５０内に配置されたテストストリップ３１０の目視検査または機器検査を可能にするために、窓３３６をカバー３３０内に形成してもよい。窓３３６は、カバー３３０の貫通孔として形成してもよく、またはカバー３３６における半透明または透明の領域として形成してもよい。試験装置３５０の内部と外部との間の空気の循環を可能にするために、通気窓３３９を、カバー３３０内に形成してもよい。

１つまたは２つ以上の固定ピン３３８を、カバー３３０の底面から延ばしてもよい。固定ピン３３８は、基部３２０のピン穴３２８（図２６Ａ参照）に嵌入して、試験装置３５０を形成してもよい。もちろん、ネジ、ツイストロック、摩擦嵌め縁（friction fit edge）、他の、その他の固定機構も、本発明の範囲内で考えられる。

次に、図２６～２９を参照すると、カバー３３０には、基部３２０の圧縮クッション３２４と整列する圧縮バー３３４を含めることができる。テストストリップ３１０の共役パッド３１２は、組み立てられた試験装置３５０において、圧縮バー３３４と圧縮クッション３２４の間に配置してもよい。
試験装置の使用中に、サンプルをサンプリングウェル３３２内に配置して、サンプルをテストストリップの多孔質部分３１７に接触させてもよい。 キャップ３４０は、組み立てられた基部３２０およびカバー３３０の後端部３２１、３３１の上を摺動させてもよい。

圧縮パッド３４２とも呼ばれる、傾斜路３４２を、キャップ３４０の上面に沿って配置して、キャップ３４０の開放端からその閉止端に向かってキャップ３４０の内部高さを減少させてもよい。したがって、傾斜路３４２が、組み立てられた試験装置３５０上を摺動させられるにつれて、傾斜部３４２は、増大した圧力でカバー３３０を押圧することができる。カバー３３０は基部３２０に向かって曲がることを可能にして、試験ストリップ３１０の多孔質部分３１７に吸収されたサンプルを、可動性の第１の親和性結合メンバーの供給源を含む共役パッド３１２を通って、テストストリップ上に押し上げさせてもよい。カバー３３０の下方への撓みによっても、カバー３３０の圧縮バー３３４が基部３２０の圧縮クッション３２４に向かって押圧され、サンプルが、テストストリップ上方へのサンプルの移動のために毛管作用を使用する従来のテストストリップよりも約５～約２０倍速い速度で、共役パッド３１２を通り、テストストリップ３１０の上方へ圧搾される。

得られた混合物は、テストストリップ３１０の反応領域内の１つまたは２つ以上の固定された第２の親和性結合部位３１４、３１６に向かって、反応領域３１３を通りテストストリップに沿って移動する。この反応領域は試験装置３５０の窓３３６を通して視認可能として、ユーザがテストストリップ３１０を目視で読み取って試験結果を得ることを可能にしてもよい。

漸進的圧縮力を加えることは、ストリップ内のマイクロ流体力学に劇的な影響を与える。一般に、その結果は、サンプルと反応分子との、より迅速で完全な混合が生じ、それによって、第１および第２の結合が発生すること、および第２の親和性結合の部位に達する、より均一な液体フロントに対する、より大きくより迅速な機会が提供されることである。
より具体的には、共役パッド３１２の多孔質材料を通る液体サンプルの加圧移動によって、液体フロントが枝分かれさせられて、材料繊維の周りを進むにつれて異なる方向から再結合させられる。異なる方向からの収束によって、サンプルがテストストリップ３１０の下流に流れるときに、液体フロントと、それに続く液体との全体にわたる混合が引き起こされる。この強勢された混合によって、可動性の標識結合メンバーを担持し得る、非分析物分子の凝集体の崩壊によって、偽陽性を減少させることができる。また、この混合によって、非分析物分子と、標識分析物複合体との濃度の差が低減され、その結果として、それらがより均一に広がる。

液体フロントが反応領域に達すると、濃度はストリップの幅全体にわたって優れた均一性を示し、このことが、結果ゾーンにおける固定化部位３１４、３１６において第２の親和性結合を形成する、より大きい機会を、標識分析物複合体に与えることに直接つながり、それによって、試験の全体的な感度および特異性が高まり、そして偽陰性が減少する。

約１０秒以下の範囲で、予測可能な量の反応性のサンプル液体が共役パッド３１２を通過し、さらに反応領域を通過した。 この量は典型的には約１００～３００マイクロリットルである。実施態様によっては、自動読取り器を使用して、例えば反射光を介して試験の結果を読み取るとともに、さらなる分析とデータネットワークへの配信のために、コンピュータに転送することができる、電子信号を生成することができる。コンピュータは、例えば適切なソフトウェアを実行する携帯電話装置を使用して実現することができる。反応領域を通過した反応サンプルの量を予測することができることによって、結果ゾーン内のラインの強度は、定量的な結果を示すことができる。言い換えれば、自動読取り器は、ラインが現れたかどうかだけでなく、むしろラインの強度を検出し、その強度読取り値をデジタル化することができる。その読取り値は、サンプル中に存在する分析物の量と直接対応し、デジタル化された定量的結果を提供する。

あるいは、試験装置には、カバー内の窓３３６の真下に位置する、基部３２０内に第２の窓を含めることが可能であり、その結果として、読取り器および携帯電話分析ツールによって受け取られるように、発光体が反応領域を通って光を照射することができる。 実際に、カートリッジ全体を半透明の材料で作ることができる。
実施態様によっては、スマートフォンのカメラを介してテストストリップ３１０を自動的に走査するために、参照により本明細書に組み込まれる、Ｏｚｃａｎらの米国特許第８，９１６，３９０号に開示されているような、スマートフォンなどのモバイル通信装置を使用してもよい。次いで、スキャンされた画像をソフトウェアによって解釈して結果を取得し、その結果を例えば無線ネットワークに配信することができる。

図２５から図２９について上述した試験装置３５０には、図１から図１５について上述した試験装置１、および図１６から図２４について上述した試験装置２１０に開示された特徴のうちの１つ以上を組み込んでもよい。
試験される分析物および流体標本の状態に応じて、上記の実施態様の多くは、少なくとも９９．９９％の精度を達成することがわかった。

さらに、結果が非常に迅速に、典型的には１分以内に得られるので、試験には、反応を停止させるために、追加のバッファまたは他の方法を必要としない。
当業者であれば、本発明の教示に照らして、またそれに従って、特定の応用のニーズに応じて、前述のステップのいずれかを、適切に置き換えること、並べ替えること、除去すること、および追加のステップを挿入することが可能であることを容易に認識するであろう。さらに、前述の実施態様の規定された方法ステップは、当業者が容易に知るように、前述の教示に照らして適切である、任意の物理的および／またはハードウェアシステムを使用して実現することができる。したがって、本発明は、いかなる特定の具体的な実施手段にも限定はされない。

添付の要約書および図面を含む、本明細書に開示された全ての特徴は、他に明示的に述べられていない限り、同一、同等または類似の目的に役立つ代替的な特徴によって置き換えてもよい。したがって、他に明示的に述べられていない限り、開示された各特徴は、一般的な一連の同等または類似の特徴の一例にすぎない。

当業者によって、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、多くの変更および修正がなされてもよい。したがって、例証された実施態様は、例としての目的のためだけに記載されたものであり、それらは以下の特許請求の範囲によって定義される本発明を限定するものとして解釈されるべきではないことを理解しなければならない。例えば、特許請求の範囲の要素がある組み合わせで以下に記載されているという事実にもかかわらず、本発明は開示された要素のより少ない、より多い、または異なる要素の他の組み合わせを含むことを、明確に理解しなければならない。

本発明およびその様々な実施態様を説明するために、本明細書において使用される用語は、それらの一般的に定義された意味においてだけでなく、本明細書における特別な定義によって、それらが単一種を表わす、一般的構造、材料または行為を含めて理解されるべきである。

したがって、添付の特許請求の範囲の単語または要素の定義は、文字通り記載されている要素の組み合わせを含むだけではないように、本明細書において定義されている。したがって、この意味において、以下の請求項中の要素のうちの任意の１つに対して２つ以上の要素の同等の置換を行うか、または請求項中の２つ以上の要素に対して単一の要素の置換を行い得るものと考えられる。要素は特定の組合せで作用するものとして上に記載され、そして最初にそのように請求されてもよいが、請求された組合せから１つまたは２つ以上の要素は、場合によっては、その組合せから削除され得ること、および請求された組合せを、下位組合せ（subcombination）または下位組合せの変形形態に指定され得ることを明白に理解すべきである。

現在知られている、または後で考案される、当業者による観点で、請求された主題からの実質的でない変更は、請求項の範囲内で同等であると明白に意図される。 したがって、当業者に現在知られているかまたは後で知られる明らかな置換は、定義された要素の範囲内であると定義される。
したがって、特許請求の範囲は、上記で具体的に例証されて記載されたもの、概念的に同等のもの、明らかに置換可能なもの、さらに本発明の本質的な概念を組み込んだものを含むと理解されるべきである。

Claims (16)

1. 少なくとも１種の分析物の濃度について液体サンプルを試験する装置であって、
   カバーと、
   多孔質領域を備えるテストストリップと、
   前記テストストリップを受け入れるように構成された、内部空洞をその中に形成する上端部材に連結する基部と、
   前記カバー内に形成された圧縮バーと、
   前記基部内に形成された圧縮クッションであって、前記テストストリップが前記内部空洞内に配置されると、前記圧縮バーと圧縮クッションが、前記テストストリップの共役パッドを挟むように構成された、圧縮クッションと、
   前記装置の第１端部上に合うキャップであって、前記圧縮クッションに向かって前記カバーの前記圧縮バーを押圧し、それによって試験中にテストストリップに沿って前記液体サンプルを駆動するように構成された、キャップと
   を備え、
   キャップの内部が、前記キャップが第１端部上に摺動可能に係合されるときに、カバー上に増加する力を生じさせる、少なくとも１つの傾斜路を含む、装置。
2. カバーと基部の少なくとも一方に形成された窓をさらに備える、請求項１に記載の装置。
3. カバー内に形成されたサンプルウェルであって、テストストリップが内部空隙内に配置されると、液体サンプルを、前記テストストリップ上に導入することを可能にする、サンプルウェルをさらに備える、請求項１に記載の装置。
4. 基部内に配置されるサンプル遮断バーであって、液体サンプルがテストストリップの多孔質領域内に配置されて、キャップが装置の第１端部上に摺動可能に係合されるときに、液体サンプルが、前記装置の前記第１端部に向かって移動するのを防止する、サンプル遮断バーをさらに備える、請求項１に記載の装置。
5. カバーと基部とを結合する取付け機構であって、第１端部の反対側の、装置の第２端部に隣接して配置された、取付け部材をさらに備え、前記カバーは、前記装置の前記第１端部において、前記基部に向かって曲がることが可能である、請求項１に記載の装置。
6. 装置の内部空洞との空気交換を可能にする、通気窓をさらに備える、請求項１に記載の装置。
7. 少なくとも１種の分析物の濃度について液体サンプルを試験する試験システムであって、
   分析物に結合可能な、可動性の標識された第１の親和性結合メンバーの供給源を含む、共役パッド、および
   前記分析物に結合可能な固定化された第２の親和性捕捉結合メンバーを含む、少なくとも１つのストリップラインを含む、液体透過性反応領域を含み、
   多孔質領域を備える少なくとも１つのテストストリップと、
   カバー、
   前記テストストリップを収納する、内部空洞をその中に形成する上端部材に連結する基部、
   前記カバー内に形成された圧縮バー、
   前記基部内に形成された圧縮クッションであって、前記圧縮バーと圧縮クッションが、前記テストストリップの共役パッドを挟む、圧縮クッション、および
   前記装置の第１端部上に合うキャップであって、前記圧縮クッションに向かって前記カバーの前記圧縮バーを押圧し、それによって試験中にテストストリップに沿って前記液体サンプルを駆動する、キャップを備え、
   キャップの内部が、前記キャップが第１端部上に摺動可能に係合されるときに、カバー上に増加する力を生じさせる、少なくとも１つの傾斜路を含む、
   試験装置と
   を備える、試験システム。
8. カバーと基部の少なくとも一方に形成された窓をさらに備える、請求項７に記載の試験システム。
9. カバー内に形成されたサンプルウェルであって、テストストリップが内部空隙内に配置されると、液体サンプルを、前記テストストリップ上に導入することを可能にする、サンプルウェルをさらに備える、請求項７に記載の試験システム。
10. 基部内に配置されるサンプル遮断バーであって、液体サンプルがテストストリップの多孔質領域内に配置されて、キャップが装置の第１端部上に摺動可能に係合されるときに、液体サンプルが、前記装置の前記第１端部に向かって移動するのを防止する、サンプル遮断バーをさらに備える、請求項７に記載の試験システム。
11. カバーと基部とを結合する取付け機構であって、第１端部反対側の、装置の第２端部に隣接して配置された、取付け部材をさらに備え、前記カバーは、前記装置の前記第１端部において、前記基部に向かって曲がることが可能である、請求項７に記載の試験システム。
12. 装置の内部空洞との空気交換を可能にする、通気窓をさらに備える、請求項７に記載の試験システム。
13. サンプル内の分析物を試験する方法であって、
    試験装置のカバーと基部の間に形成された内部空洞内に多孔質領域を備える少なくとも１つのテストストリップを配置すること、
    前記カバーのサンプリングウェルを通して、前記テストストリップの多孔質領域上に、液体サンプルを導入すること、
    前記カバー内に形成された圧縮バーを前記基部内に形成された圧縮クッションに向かって移動させるために、前記試験装置の第１端部上にキャップを摺動させること、この場合に、前記テストストリップの共役パッドが、前記圧縮バーと前記圧縮クッションの間に挟まれている、
    前記テストストリップの共役パッドを通り、前記液体サンプルを誘導すること、および
    キャップの内部が、前記キャップが第１端部上に摺動可能に係合されるときに、カバー上に増加する力を生じさせる、少なくとも１つの傾斜路を含み、前記キャップが前記試験装置の前記第１端部上にさらに摺動されるにつれて、前記テストストリップの前記共役パッド上に増大する力をかけること
    を含む、方法。
14. カバーと基部の少なくとも一方に形成された窓を通して試験結果を読み取る、請求項１３に記載の試験システム。
15. 基部内に配置された遮断バーで、液体サンプルが、試験装置の第１端部に向かって移動するのを防止することをさらに含む、請求項１３に記載の試験システム。
16. 第１端部の反対側の、装置の第２端部に隣接して配置された取付け機構によって、カバーと基部とを結合することをさらに含み、前記カバーは前記装置の前記第１端部において基部に向かって曲がることができる、請求項１３に記載の試験方法。

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