KR101253391B1 - 표본 내 분석물을 검출하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표본 내 분석물을 검출하기 위한 장치를 제공한다. 이 장치는 검출 대상 분석물(4)에 대응하는 검출 반응물(3)을 포함하는 적어도 하나의 제1 측정 채널(2a), 및 제1 측정 채널(2a)과 관련된 적어도 하나의 미세 구조물(5)을 포함한다. 장치(1)가 사용중인 경우, 표본은 제1 측정 채널(2a) 안으로 도입되어 제1 측정 채널(2a)을 통해 미세 구조물(5)을 향해 전파되며, 따라서 분석물(4)은 분석물이 표본 내에 존재한다면, 검출 반응물(3)과 상호작용하여 네트워크 생성물(6)을 형성하고, 그리고 미세 구조물(5)이 네트워크 생성물(6)을 여과하도록 구성된다.

Description

표본 내 분석물을 검출하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTION OF AN ANALYTE IN A SAMPLE}
본 발명은 사람 또는 동물로부터 얻은 표본에서 분석물의 존재를 검출하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 다양한 유형의 병원체의 검출에 적용되며, 특히 인플루엔자 바이러스의 검출에 적용된다.
인플루엔자는 인플루엔자 바이러스에 의해 동물 종에 야기되는 질병이다. 인간에 있어서, 인플루엔자 바이러스에 의한 감염은 통상 감기와 같은 덜 심각한 질병에 흔하고/흔하거나 예컨대 위염과 같은 다른 질병에 기인한 징후를 가져올 수 있다. 따라서, 인플루엔자 바이러스에 의한 감염은 진단하기 어려울 수 있다. 진단되지 못하거나 잘못 진단된다면, 인플루엔자는 특히 특정 나이대의, 구체적으로 어리거나 나이 많은 사람에게 그리고/또는 기타 만성 질환으로 고생하고 있는 사람들에게 더욱 심각한 건강 손상을 가져올 수 있다.
인플루엔자는 감염된 포유동물로부터 다양한 매체, 예컨대, 기침, 재채기에 의해 공기를 통해, 오염된 피부를 통해 감염된 사람 또는 동물의 배설물 또는 혈액과의 접촉을 통해 전염될 수 있다.
그 전염성 속성은 인플루엔자의 확산을 악화시키고, 이는 통상적으로 겨울철에 정점을 이룬다. 인플루엔자 바이러스가 급속히 지역 내 인간/동물 집단으로 퍼질 때, 이는 유행병(epidemic)으로서 칭해진다. 인플루엔자가 보다 큰 지리학적 영역, 예컨대, 나라, 대륙, 또는 심지어 수 개의 대륙에서 확산될 때, 이는 전지구적인 유행병(pandemic)으로서 칭해진다. 예컨대 새와 같은 특정 동물 종에서 발견된 바이러스 균주는 전염성이 강한 형태로 돌연변이하고 만일 그 집단이 방치된 채로 남겨진다면 그 동물 종의 집단 전체에 걸쳐 퍼지고 그 집단의 다수를 죽일 수도 있기 때문에, 전지구적인 유행병(pandemic)을 통제하는 것은 도전 과제이다. 상술한 바와 같이 돌연변이를 일으킨 바이러스 균주는 예컨대 인간과 같은 2차 동물 종으로 교차하여 2차 동물 종에서 발견된 바이러스 균주와 상호작용함으로써 진화된 버전의 돌연변이의 바이러스 균주를 형성할 수 있고, 이는 추가로 돌연변이를 가져와 만일 억제되지 않는다면 2차 동물 종에게 전지구적인 유행병을 야기할 수 있다.
알려진 인플루엔자 바이러스 종의 유형은 인플루엔자 바이러스 A 및 그 아형, 인플루엔자 바이러스 B 및 인플루엔자 바이러스 C를 포함한다. 가장 전염성이 강하고 전지구적인 유행병을 야기할 수 있는 것은 인플루엔자 바이러스 A 및 그 아형(sub-types)이다. 잠재적으로 전지구적인 유행병의 우려를 갖고 있는, 가장 최근에 식별된 인플루엔자 바이러스 A의 아형은 보다 통상적으로는 조류독감 바이러스(avian flu virus)로 알려진, H5N1이다. 바이러스의 아형은 또한 균주로서 칭해진다.
인플루엔자 바이러스의 확산 및/또는 전지구적인 유행병의 창궐을 줄이기 위해서, 감염된 사람은 이상적으로는 바이러스의 검출에 의해 식별되어야 한다. 만일 이러한 식별이 충분히 일찍, 예컨대 감염 후 48시간 이내에 이루어진다면, 감염된 사람에 대한 바이러스의 치명적인 결과는 적절한 약의 투여에 의해 줄어들 수 있고, 중요하게는 감염된 사람이 더 이상 다른 사람에게 바이러스를 퍼뜨리지 않도록 조처가 취해질 수 있다. 바이러스 창궐의 감시를 용이하게 하는 것과는 별도로, 감염된 사람의 식별은 또한 백신의 개발을 돕게 되어 바이러스 확산을 줄이고, 이는 백신이 가장 최근에 검출된 인플루엔자 균주의 비활성화된 형태를 포함하기 때문이다. 바이러스의 돌연변이 능력으로 인해, 최근에 창궐된 인플루엔자를 포함하도록 개발된 백신은 이후에 창궐하는 인플루엔자에 대한 동일한 목적으로, 예컨대 수 년 이후에 적절하지 않을 수 있다.
인플루엔자 바이러스 검사용으로 적용된 몇몇 기술들이 이하에서 논의된다.
실시간 중합효소 연쇄 반응 ( RT - PCR ; Real - time polymerase chain reaction )
RT-PCR에서, 사람/동물의 목 및/또는 비인두(nasopharynx)로부터 수집한 표본을 사전 처리하고 그에 따라 표본 내에 함유된 점액의 가용성을 더 증가시킨다. 사전 처리된 표본은 그 후에 표본 내에 존재하는 바이러스의 게놈의 특정 부분, 특히 디옥시리보핵산(DNA; deoxyribonucleic acid) 또는 리보핵산(RNA; ribonucleic acid)이 증폭되어 판독 가능하게 표현된다. 후자는 검사하고자 하는 바이러스의 DNA/RNA의 특정 섹션에 관련된 것으로 알려진 프라이머(primer)의 상보적 세트를 사용함으로써 이루어진다.
RT-PCR은 5시간 후에 결과를 얻을 수 있기 때문에, 신뢰성 및 지속성으로 인해 인플루엔자 바이러스 검사용으로 선택된 기술의 하나로서 고려된다. 그러나, 이는 몇몇 관련 단점을 갖는다. DNA/RNA의 증폭과 같은 표본의 처리는 전문적이고 주변 장치의 도움으로 이루어지며, 이는 그러한 검사가 숙련자에 의해서 실행되고 수행하기에 비싸게 됨을 의미한다. RT-PCR은 실험실 기반 기술이고, 즉, 인플루엔자 바이러스에 의한 감염이 발생한 것으로 고려되는 장소에서 현장 검사용으로 적합하지 않을 지도 모른다. 즉 검사가 이행되고자 하는 현장으로 운반될 수 있는 통상의 플랫폼/기재 상에 RT-PCR 검사의 모든 구성요소를 통합함에 의해 RT-PCR용 랩온칩(lab-on chip) 개념을 사용함으로써 현장 검출을 용이하게 하는 것이 최근에 제안되었으나, 이는 고가일 수 있고 검사는 역시 훈련된 직원에 의해서만 수행될 수 있다.
응집 검사(Agglutination testing)
이는 인플루엔자 바이러스가 적혈구를 응집하거나 서로 덩어리짐을 야기한다는 점을 그 기본으로서 사용하는 혈청 검사이다. 혈액 표본을 공지의 항체로 처리함으로써, 항체가 바이러스에 의한 적혈구의 응집을 억제하기 때문에 바이러스의 존재가 검출될 수 있다. 응집 억제는 원뿔형 검사정(檢査井; test well)의 바닥으로 적혈구가 침전하여 뚜렷한 붉은 점을 생성함에 의해 관측될 수 있다. 점점 묽어지는 농도의 항체로 혈액 표본을 개별적으로 처리함으로써, 침전은 점차적으로 감소하는 것으로 나타난다. 응집 억제가 검출되는 마지막 희석물은 숙주(host)의 바이러스 농도에 관한 정보를 제공한다.
RT-PCR과 유사하게, 응집 검사는 훈련된 직원에 의해서만 수행될 수 있고 특수 설비 및/또는 시약을 사용함으로써 수행된다. 덧붙여, 비용 및 시약의 안정성이 문제이다. 이 기술은 기본적으로 실험실에서 시행되기에 적합하며; 일반적으로 개방 플랫폼으로 나타날 수 있는 가능한 건강 및 안정성 문제로 인해 현장 검사용으로 부적합한 것으로 고려되었다. 검사가 시행되는 방식 및/또는 결과의 해석 상에 가능한 불일치로 인해, 응집 검사는 바이러스 창궐의 감시용으로 받아들여지지 않을 지도 모른다. 응집 검사는 일반적으로 개개인의 건강을 연구 및/또는 모니터 하기 위해 사용된다.
면역측정법에 기초한 검사(Tests based on immunoassays)
그러한 기술은 바이러스를 검출하거나, 항체/항원 결합을 검출함으로써 바이러스에 의한 감염에 반응하여 숙주 내에 생성된 항체를 검출함에 기초한다.
항원/항체 검출에 관하여, 면역형광검사(immunofluorescence)가 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 특정 항원 또는 항체에 대한 태그로서 알려지고, 특정 파장의 광이 조사될 때 형광을 발하는 입자가 사용된다. 비록 이 기술이 인플루엔자 바이러스의 존재 검출을 위해, 추가로 인플루엔자 바이러스 A의 아형을 검출하기 위해 사용될 수 있음에도, 숙련된 직원에 의해 조작 가능한 특수 미세 기술(microscopic techniques) 및/또는 시약이 이 기술을 고가로 허약하게 만들며 현장 바이러스 검사용으로 부적합하게 한다.
10 내지 30분 사이의 시간 척도에서 인플루엔자 바이러스의 검출을 위한 상업적으로 활용 가능한 진단 검사가 몇몇 존재한다. 이는 측방 유동 면역크로마토그래피(lateral flow immunochromatography)에 기초하며 바이러스 검출에 관해 2진으로 판독되는 스트립형 검출기의 형태로 구현된다. 그러한 검사는 검출 가능한 인플루엔자 바이러스의 종류 및 인플루엔자 종류가 식별될 수 있는 지 여부에 따라 변화될 수 있다. 현재 활용 가능한 검사는 인플루엔자 A 바이러스만의 검출; 이들 2 종류에 대한 구별이 이루어질 수 없는 인플루엔자 A 및 B 바이러스 모두의 검출, 또는 이들 2 종류에 대한 구별이 이루어질 수 있는 인플루엔자 A 및 B 모두의 검출에 기초하여 분류된다. 현재, 그러한 진단 검사 키트는 전지구적인 유행병을 야기하는/잠재적으로 야기하는 인플루엔자 A 아형(influenza A subtypes)에 관한 정보를 제공할 수 없다. 덧붙여, 그러한 검사에 사용되는 표본 시편에 불일치가 존재하며, 예컨대 일부는 목(throat), 비인두(nasopharyngeal), 또는 비흡인액(nasal aspirates)을 이용할 수 있는 한편, 그 외 면봉(swabs) 또는 세척액(washes)을 사용할 수도 있다. 그러한 검사의 특이성 및 특히 민감도는 바이러스 배양검사(viral culture)보다 낮고 특정 검사에 따라 변화 가능하다. 그러한 검사의 결과는 인플루엔자 검사용으로 기타 공지된 기술과 비교하여 보다 짧은 시간 척도에서 얻어질 수 있더라도, 민감도에 대한 상충관계가 존재한다. 낮은 민감도로 인해, 음성 검사 결과는 특히 사회적으로 인플루엔자 활동성이 정점인 기간 중에 잘못된 음성 결과(false-negative result)인지 알리기 위해서 바이러스 배양검사에 의해 또는 응집 검사 또는 RT-PCR과 같은 기타 방법에 의해 확인이 필요할 수 있다. 반대로, 잘못된 양성 신속 검사 결과는 덜 있음직하지만, 인플루엔자 활동성이 낮은 기간 중에 발생할 수 있다.
미국 특허 US5723345는 액체 표본 내 물질의 양을 측정하는 방법을 기술하며, 이 방법은: 소정 방향의 소정 채널을 통해 신호물질 발생기 및 액체 표본을 유동시키는 단계로서, 적어도 물질 및 신호물질 발생기와 특정 결합 반응이 발생하고, 그에 따라 물질의 농도에 좌우되는 채널 내 신호물질 발생기의 특정 분포의 형성을 가져오고, 특정 분포는 친화성 크로마토그래피(affinity chromatographic), 또는 면역침강법(immunoprecipitation) 공정에 의해 형성되는 것인 단계; 채널 내에 특정하게 분포된 신호물질 생성기로부터 신호 물질을 생성하는 단계; 채널을 통해 미반응 신호물질 생성기의 분산을 허용하는 단계; 유동 방향에서 상이한 위치에 배열된 다수의 검출 수단으로 신호물질의 확산을 허용하는 단계; 다수의 검출 수단으로 신호물질을 검출하는 단계; 및 검출 수단에서 검출된 관련 신호로부터 물질의 농도를 측정하는 단계를 포함한다. 이러한 방법에서, 수 개의 다양한 종류의 시약 및 화학물질이 사용되고, 이는 그러한 장치의 제조 비용을 증가시킬 것이다. 덧붙여, 신호 획득 장치 및 수학적 모델을 사용한 신호 처리는 이 장치의 작동의 복잡성을 높이는 역할을 할 것이다. 이는 장치에 대한 기능성의 추가를 요구하며, 이는 그 제조 비용을 높이고 장치의 전체적인 신뢰성, 안정성 및 저장 수명을 줄이는 역할을 할 수 있다.
미국 특허 공개 US-A1-2003/0045001은 곡선형 표본 도포 구역을 갖는 면역크로마토그래피 검사 스트립을 개시하며, 이는 표준 면역크로마토그래피 검사 스트립과 유사하게 기능하지만 상이한 표본 수집 구역을 갖는다. 이 방법은 예컨대, 손가락에서 얻은 혈액과 같이 몇몇 종류의 표본의 수집을 용이하게 할 수 있지만, 검사 스트립 상에서 인플루엔자 바이러스 및 기타 병원체를 검출하기 위한 통상의 표본의 로딩에 적합하지 않을 수 있다. 면역크로마토그래피 스트립 검사와 유사한 원리에 기초하기 때문에, 본 기술은 또한 동일한 단점을 겪을 수 있다.
따라서, 동일 목적의 공지의 기술에 관련된 단점을 완화하고/하거나 방지하는 인플루엔자 바이러스의 검출을 위한 기술을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 표본 내 분석물을 검출하기 위한 장치가 제공되며, 이 장치는: 검출 대상 분석물에 대응하는 검출 반응물을 포함하는 적어도 하나의 제1 측정 채널; 및 제1 측정 채널과 관련된 적어도 하나의 미세 구조물을 포함하며, 장치가 사용중인 경우에, 표본은 제1 측정 채널 안으로 도입되어 미세 구조물을 향해 제1 측정 채널을 통해 전파되고, 따라서 분석물은 분석물이 표본 내에 존재한다면 검출 반응물과 상호작용하여 네트워크 생성물을 형성하고, 미세 구조물은 네트워크 생성물을 여과하도록 구성된다.
네트워크 생성물의 형성에 있어서, 분석물의 고유 타겟으로서 알려진 단일 수용체(receptor), 즉 분석물이 그와 반응하고 결합되어 응집형 생성물(agglutination-type product)을 형성하는 것으로 알려진 수용체만이 본 발명의 일 실시형태에서 검출 반응물의 일부로서 선택될 필요가 있다. 면역크로마토그래피 검사와 같은 소위 스트립 검사와 유사하게, 표본 내 분석물의 식별은 특수 처리 기술 및/또는 장비의 특수한 지식 및/또는 그 필요성 없이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시형태는 응집 기반 검사 및 스트립 검사의 이로운 특징들을 조합한다. 본 발명의 일 실시형태에 의해 제공되는 몇몇 추가 이점은 다음을 포함하며: 적절한 검출 반응물의 선택을 통해, 표본 내 존재의 확인을 요구하는 임의의 분석물이 식별될 수 있고; 표본 내에서 하나보다 많은 분석물의 존재가 예컨대 식별 대상 분석물에 따라 선택되는 상이한 검출 반응물을 각각 포함하는 대응하는 개수의 측정 채널을 통합함으로써 확인될 수 있고, 그리고 본 발명의 일 실시형태의 형태 계수(form factor)가 스트립 검사 장치와 비교 가능하게 구성될 수 있어 용이한 사용 및 융통성 있는 작동을 제공한다. 이러한 특징은 특히 전염성 바이러스의 확산을 줄이는 이점이며, 왜냐하면, 예컨대 바이러스 창궐의 검사 및 확인 모두가 다른 기술 - 단지 표본 수집만이 현장에서 이루어지고, 바이러스의 존재를 확인하기 위한 추가의 검사는 현장을 벗어나 통상 실험실에서 수행됨 - 과 대조적으로 현장에서 이루어질 수 있기 때문이다.
바람직하게는, 네트워크 생성물은 광학적으로 판독 가능한 신호를 제공한다. 이러한 방식으로, 표본 내 소정의 분석물의 존재는 쉽고 복잡하지 않은 방식으로 확인될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시형태는 미세 구조물에 의한 네트워크 생성물의 여과를 가리키도록 구성된 표시기를 포함한다. 이러한 방식으로, 표본 내 분석물의 존재의 추가의 확인이 이루어질 수 있다.
바람직하게는 본 발명의 일 실시형태는 적어도 하나의 관련 미세 구조물을 구비하는 적어도 하나의 제2 측정 채널을 더 포함한다. 다른 측정 채널을 통합함으로써, 표본 및/또는 검출된 분석물에 관한 추가의 지식을 얻을 수 있다.
바람직하게는, 제2 측정 채널은 적어도 상이한 관련 유체역학적 속성 및/또는 화학적 속성을 갖는다는 점에서 제1 측정 채널과 상이하도록 구성된다. 유체역학적 속성의 차이를 통해서, 다양한 레벨의 민감도가 본 발명의 일 실시형태에서 통합될 수 있다. 측정 채널의 화학적 속성의 차이를 통해서, 본 발명의 실시형태의 수행은 추가로 개선될 수 있는데, 왜냐하면 그러한 속성이 표본 및 검출 반응물 사이의 상호작용의 확률을 높이고 예컨대, 측정 채널을 막는(clogging) 확률을 줄이기 때문이다.
바람직하게는, 제2 측정 채널은 네트워크 생성물이 다양한 특성을 갖고 형성되도록 제1 측정 채널과 다르게 구성된다. 예컨대, 본 발명의 일 실시형태에서, 제2 측정 채널은 제1 측정 채널의 경우와 동일한 검출 반응물을 포함하도록 구성될 수 있다. 따라서, 분석물이 표본 내에 존재한다면, 이들(제1 측정 채널 및 제2 측정 채널)은 동일한 분석물을 검출할 것이다. 제2 측정 채널을 제1 측정 채널의 경우와 비교하여 네트워크 생성물에 다른 형성 특징이 구비되도록 구성함으로써, 분석물의 농도가 결정될 수 있다. 이와 관련하여, 그리고 예시를 목적으로, 형성 특징은 측정 채널의 길이로 선택될 수 있다. 이와 관련하여, 제2 측정 채널은 검출 반응물과 표본의 상호작용이 네트워크 생성물을 형성하고 제2 측정 채널과 관련된 미세 구조물에 의한 네트워크 생성물의 수집이 제1 측정 채널의 경우보다 짧은 길이에 걸쳐 발생하도록 구성될 수 있다. 제1 측정 채널 및 제2 측정 채널과 관련된 미세 구조물들에 의해 갖추어진 실질적인 동일 특징에 있어서, 제2 측정 채널과 관련된 미세 구조물에 의해 수집된 네트워크 생성물의 농도는 제1 측정 채널에서 수집된 경우보다 반드시 높을 것이다. 표본 내 분석물의 농도에 관한 지식을 얻는 것은 이롭게는 사람에게 투여하기 위한 치료약을 결정하기 위해 적용될 수 있다. 덧붙여, 분석물의 농도를 측정하기 위해서 주기적으로 본 발명의 일 실시형태를 적용함으로써, 예컨대, 투여된 약의 효과, 바이러스의 잠복기의 모니터링을 수행할 수 있다.
바람직하게는, 제2 측정 채널은 상이한 검출 반응물을 포함한다는 점에서 제1 측정 채널과 상이하도록 구성된다. 이러한 특징은 본 발명의 일 실시형태가 동일 표본 내에 존재하는 다수의 분석물을 동시에 검출하도록 구성될 수 있다는 이점을 제공한다.
바람직하게는, 측정 채널은 미세유동 모세관을 포함한다. 미세유동 모세관을 구비한 측정 채널을 구현함에 관련된 이점은 니트로셀루로오스 기반 면역크로마토그래피 막과 대조적으로, 표본이 모세관의 길이를 따라 전파됨을 통하여 모세관 작용이 제어 가능하다는 점이다. 이러한 방식에서, 검출 반응물을 포함하는 측정 채널 내 시약 및 표본이 서로 상호작용하는 균일성이 증가할 수 있다. 이러한 특징과 관련된 추가의 이점은 네트워크 생성물과 같은 응집 생성물에 의한 면역크로마토그래피 막의 막힘(clogging)과 조우하는 문제가 방지될 수 있다는 점이다.
바람직하게는, 미세유동 모세관은 네트워크 생성물의 형성이 제어 가능하도록 구성된다. 네트워크 생성물의 형성을 제어하는 것은 미세 구조물에서 수집될 때 그 검출을 개선하기 위해서 바람직하다. 본 발명의 일 실시형태에서, 이는 미세유동 모세관의 물리적 치수를 네트워크 생성물이 형성됨을 통한 반응물의 화학적 경로에 일치시킴으로써 달성된다. 예시는 다음을 포함하며, 즉: 모세관의 길이를 네트워크 생성물의 형성에 추정되는 시간에 맞추거나 모세관의 깊이를 예컨대, 모세관 내 검출 반응물과 같은 시약의 확산을 증가/감소시키기 위하여 부합시키는 것이다. 따라서, 그리고 면역크로마토그래피 막과 대조적으로, 미세유동 모세관의 유동 제어 및 기하형태는 네트워크 생성물의 형성 운동을 원하는 대로 맞추도록 선택될 수 있다.
바람직하게는, 측정 채널은 검출 반응물의 저장을 위한 적어도 하나의 캐비티를 포함하도록 구성된다. 바람직하게는, 캐비티는 본 발명의 일 실시형태의 제조 중에 형성되고, 검출 반응물은 분말 형태로 또는 캐비티의 표면 상에서 건조됨으로써 이 단계에서 캐비티 내에 통합될 수 있다. 두 경우에서, 측정 채널 내에서 통상적으로 유체 형태인 표본의 도입은 검출 반응물이 용해되는 것을 야기한다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시형태는 여과된 네트워크 생성물이 시각적으로 검출 가능한 검사 구역을 더 포함한다. 통상적으로, 본 발명의 일 실시형태의 소정의 측정 채널은 미세유동 모세관이며 미크론(micron) 규모의 치수를 갖는다. 따라서, 이는 여과된 네트워크 생성물을 시각적으로 검출함에 대해 난관에 봉착시킬 수 있다. 이 문제를 완화하기 위해서, 본 발명의 일 실시형태에 검사 구역이 제공되며, 이는 여과된 네트워크 생성물의 시각적 검출을 향상하도록 구성된다. 바람직한 일 실시형태에서, 검사 구역은 제1 측정 채널 및/또는 제2 측정 채널에 대응되는 미세 구조물이 그에 결합되는 영역 위에 제공되는 창이다. 바람직한 일 실시형태에서, 창은 실질적으로 투명하고/하거나 확대경을 포함하는 재료로 이루어진다.
바람직하게는, 제1 측정 채널 및 제2 측정 채널 중 적어도 하나는 그에 대응하는 미세 구조물과 결합되는 영역에서 실질적으로 소정의 기하 형상을 갖도록 구성된다. 소정의 측정 채널에 결합된 미세 구조물 내에서 수집된 네트워크 생성물의 시각적 검출은 형성된 네트워크 생성물의 농도에 좌우된다. 미세 구조물에 의해 수집된 네트워크 생성물의 줄어든 가시도를 보상하기 위하여, 감소된 농도로 형성된다면, 측정 채널은 관련된 미세 구조물에 결합되는 영역에 소정의 기하 형상을 갖도록 구성될 수 있다. 이러한 관점에서, 그리고 본 발명의 일 실시형태에서, 기하 형상은 미세 구조물에 의해 수집된 네트워크 생성물의 시각적 검출을 향상하도록 선택된다. 예컨대, 측정 채널은 관련된 미세 구조물에 결합하는 단계를 통합할 수 있다. 이러한 특징은 또한 본 발명의 일 실시형태의 형태 계수를 변경할 필요 없이, 바람직한 개수의 측정 채널을 통합함에 적용될 수 있다. 예컨대, 보다 적지만 넓은 폭의 측정 채널이 구현되거나, 대안적으로 보다 많지만 좁아진 폭의 측정 채널이 본 발명의 일 실시형태에 통합될 수 있으며, 이들 모두는 측정 채널과 관련된 미세 구조물에서 수집된 네트워크 생성물의 시각적 검출을 향상시키도록 기능한다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시형태는 표본의 교차 반응성을 검사하도록 구성된 표본 제어 채널을 더 포함한다. 표본의 교차 반응성(cross-reactivity)을 검사함으로써, 네트워크 생성물과 간섭하고/하거나 네트워크 생성물의 형성을 방지할 수 있는 화학물질을 포함하는지 결정할 수 있다. 이러한 방식으로, 본 발명의 일 실시형태의 신뢰성이 추가로 개선될 수 있다. 이러한 특징은 표본이 검사되는 분석물에 대응하는 백신의 제품의 존재가 또한 결정될 수 있고, 따라서 사람/동물이 동일 분석물에 대하여 다수의 백신 치료약을 받는 시나리오를 방지할 수 있는 추가의 이점을 갖는다. 추가의 이점은 또한 1차로 감염된 사람/동물이 특정 분석물에 의한 감염에 대항하는 백신 치료약을 받은 사람/동물과 경계를 정할 수 있다는 점이다.
바람직하게는, 소정의 반응물에 대한 검사를 모니터 하도록 구성된 영역 및/또는 검사 제어 채널을 더 포함한다. 본 발명의 일 실시형태가 소정의 분석물에 대한 검사를 위해 신뢰성 있게 적용될 수 있는 지 결정하기 위해서, 검사 제어 채널이 제공된다. 검사 제어 채널은 예컨대, 검사 대상 분석물 및 대응하는 검출 반응물을 포함하도록 구성된다. 검사 제어 채널은 검사 대상 표본이 검사 제어 채널에서 유동할 때, 분석물 및 검출 반응물이 상호작용하고 그에 따라 네트워크 생성물을 형성하도록 더 구성된다. 달리 말하면, 본 발명의 일 실시형태의 수행에 아무런 이상이 없다면, 실제로 분석물이 검사되는 표본 내에 존재하는지 아니던지 간에 네트워크 생성물은 검사 제어 채널에 형성되어야 한다. 그러한 이상은 다음을 포함하며, 즉, 예컨대 본 발명의 일 실시형태가 그 저장 수명을 초과하고, 예컨대 본 발명의 일 실시형태의 반응물을 손상시킬 수 있는 초과 온도에서의 저장 또는 초과 온도로의 노출로 인한 시약이 불량화하고, 표본 및 반응물 사이의 상호작용의 기능성이 제조상의 문제로 인해 기능대로 작동하지 않고, 그에 따라 장치의 실링 또는 반응물의 위치가 적절하게 이행되지 않는 것이다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시형태는 표본 저장 유닛에 단일 방향성으로 결합되도록 구성된 표본 수집 채널을 더 포함한다. 이러한 경우에, 초과된 표본은 표본 수집 채널로 흐를 수 있고 이어서 표본이 저장되는 표본 저장 유닛으로 안내될 수 있다. 표본 수집 채널은 표본의 흐름이 단일 방향성, 즉 표본 저장 유닛의 방향이며, 그 흐름 경로의 복귀(revert)는 불가능하다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시형태는 검사 대상 표본의 수집용으로 구성된 표본 수집 유닛을 더 포함한다. 특정 분석물의 존재에 대한 검사 대상 표본은 표본 수집 유닛을 통해 사람/동물로부터 수집되고, 그 후에 본 발명의 일 실시형태의 하나 이상의 측정 채널로 추가된다.
바람직하게는, 표본 수집 유닛은 적어도 하나의 표본 처리 유닛을 더 포함한다. 이러한 특징을 통하여, 예컨대 표본의 물리적 속성을 변경하는 표본의 사전 처리가 이루어질 수 있고, 그에 따라 소정의 분석물의 검출에서 본 발명의 일 실시형태의 성능을 개선할 수 있다. 그러한 물리적 속성은 예컨대, pH, 점도, 투명도, 안정성 및 이온 세기를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 표본 수집 유닛은 적어도 하나의 필터를 포함한다. 표본 수집 유닛에 필터를 통합함으로써, 검사 대상 사람/동물로부터 수집된 표본 내에 존재하는 점액, 조직, 파편, 세포 등이 측정 채널 내의 표본의 흐름 경로 안으로 진입하고 및/또는 흐름 경로를 막는 가능성을 줄이는 것이 가능해진다. 이러한 방식으로, 본 발명의 일 실시형태의 성능이 추가로 개선될 수 있다.
바람직하게는, 표본 수집 유닛은 면봉(swab)을 포함한다. 이러한 특징은 검사 대상 사람/동물로부터 표본의 수집을 용이하게 하는 이점을 제공한다. 본 발명의 일 실시형태의 성능을 추가로 개선하기 위해서, 면봉에는 그에 첨가된 화학물질이 제공될 수 있고 따라서 표본의 처리가 초기화될 수 있다. 예컨대 검사 중에 충분한 표본의 부재로 인하여 검사가 반복되지 않도록, 면봉을 검사 대상 사람으로부터 얻어진 표본으로 실질적으로 흠뻑 적시는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시형태에서, 면봉은 예컨대 면봉이 실질적으로 표본에 의해 흠뻑 적셔졌는지 여부를 색상 변화를 통해 지시하도록 구성될 수 있다.
바람직하게는, 제1 측정 채널 및 제2 측정 채널 중 적어도 하나와 관련된 미세 구조물의 여과능(filtration power)은 네트워크 생성물의 평가 크기, 형상, 적어도 하나의 화학적 속성 또는 그 조합에 따라 구성된다. 네트워크 생성물의 하나 이상의 공지의 특성에 따라 미세 구조물의 여과능을 맞춤으로써, 본 발명의 일 실시형태의 성능은 추가로 개선되며, 이는 미세 구조물 내 네트워크 생성물의 보유 가능성 및 그에 따른 검출 가능성이 추가로 증가하기 때문이다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시형태는 제1 측정 채널 및 제2 측정 채널 중 적어도 하나와 관련된 추가의 미세 구조물을 포함하고, 이 추가의 미세 구조물은 동일 측정 채널과 관련된 미세 구조물과 상이한 여과능을 갖도록 구성된다. 이러한 방식으로, 표본 내 분석물 농도 및/또는 측정 채널 내 네트워크 생성물의 형성 한도를 추론할 수 있다.
바람직하게는, 검출 반응물은 광학적으로 검출 가능한 재료를 포함한다. 이러한 방식으로, 네트워크 생성물의 형성 및 그에 따른 표본 내 분석물의 존재의 육안으로 보이는 표지가 얻어질 수 있다.
바람직하게는, 검출 반응물은 분석물과 특정하게 결합할 수 있는 적어도 하나의 수용체와 화학적으로 결합되도록 구성된다. 이러한 방식으로, 표본 내 소정의 분석물의 존재는 쉽고 복잡하지 않은 방식으로 확인될 수 있다.
바람직하게는, 제1 채널 및 제2 채널 중 적어도 하나는 적어도 하나의 억제제(inhibitor)를 더 포함한다. 본 발명의 일 실시형태에서, 억제제의 선택은 다양한 목적으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 억제제는 네트워크 생성물의 크기를 제어함에 적용될 수 있는 속성을 소유함에 의해 선택될 수 있다. 이러한 방식으로, 측정 채널의 막힘이 줄어들 수 있다. 대안적으로, 억제제는 염료 입자(dye-particles)의 응집 가능성을 줄이도록 선택될 수 있으며, 따라서 본 발명의 일 실시형태의 성능을 향상시킨다. 추가의 대안으로서, 억제제는 공지의 분석물과 본 발명의 일 실시형태의 측정 채널 중 임의의 하나에 제공된 검출 반응물과의 상호작용을 억제하는 속성을 갖도록 선택될 수 있다. 이러한 방식으로, 적어도 사전에 공지되지 않은 분석물의 존재를 식별하는 가능성이 증가할 수 있다.
바람직하게는, 제1 측정 채널 및 제2 측정 채널 중 적어도 하나는 분석물과 상호작용하는 적어도 하나의 중간 시약(intermediate reagent)을 더 포함하도록 구성된다. 중간 시약은 분석물이 네트워크 생성물의 형성을 위한 검출 반응물과의 상호작용함을 통하여 분석물 상의 결합 사이트의 개수를 증폭하는 방식으로 분석물과 상호작용 할 수 있도록 선택된다. 이러한 방식으로, 표본 내 분석물의 검출이 추가로 향상될 수 있다.
바람직하게는, 분석물은 병원체를 포함한다. 본 발명의 실시형태는 특정 분석물의 검출로 제한되지 않으며, 대체로 다양한 병원체, 예를 들면 바이러스 및 그 아형, 박테리아 등의 검출에 적용될 수 있다. 이러한 특징은 용도가 다양한 이점을 제공한다.
바람직하게는, 분석물은 인플루엔자 바이러스, 특히 인플루엔자 바이러스 A를 포함한다.
대응하는 방법 양태가 또한 제공되며, 이때 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 표본 내 분석물의 검출을 위해 다음의 단계를 포함하는 방법이 제공되며, 이 단계는: 검출 대상 분석물에 대응하는 검출 반응물을 포함하는 적어도 하나의 제1 채널을 제공하는 단계; 및 제1 측정 채널과 관련된 적어도 하나의 미세 구조물을 제공하는 단계를 포함하고, 이 방법은 추가로: 미세 구조물을 향해 제1 측정 채널을 통해 표본을 전파하는 단계로서, 만일 표본 내에 분석물이 존재한다면, 분석물이 검출 반응물과 상호작용하여 네트워크 생성물을 형성하는 단계, 및 미세 구조물을 통해 네트워크 생성물을 여과하는 단계를 더 포함한다.
임의의 기술된 실시형태가 도시되고/되거나 설명된 다른 실시형태의 하나 또는 수 개와 조합될 수 있다. 이는 또한 실시형태의 하나 이상의 특징을 가능하게 한다.
본 발명의 한 양태의 임의의 특징은 본 발명의 다른 양태에 적용될 수 있으며, 그 반대가 될 수도 있다.
본 발명에 따르면, 동일 목적의 공지의 기술에 관련된 단점을 완화하고/하거나 방지하는 인플루엔자 바이러스의 검출을 위한 기술을 제공할 수 있다.
예시를 통해 첨부 도면이 참조되며, 도면은 다음과 같다:
도 1은 본 발명의 일 실시형태를 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태의 검출 반응물의 입자를 개략적으로 도시하고, 검출 반응물의 표면은 수용체로서 기능한다.
도 3은 도 2에 도시된 바와 같은 수정된 검출 반응물의 입자 대 인플루엔자 바이러스 사이의 상호작용을 개략적으로 도시한다.
도 4는 다수의 미세 구조물이 측정 채널을 이용하기 위해 결합된 본 발명의 일 실시형태를 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 추가의 실시형태를 개략적으로 도시한다.
도 6은 도 5의 실시형태를 참조하여 커버가 분리된 상태로 그러한 장치를 개략적으로 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 검사 구역을 보여준다.
도 8은 본 발명의 추가의 실시형태를 보여준다.
상세한 설명 내에서, 동일한 참조 번호 또는 표시는 동일한 부품 등을 가리키기 위해 사용된다.
도 1에서 볼 수 있는 것처럼, 본 발명의 일 실시형태는 적어도 하나의 제1 측정 채널(2a)을 포함하는 장치(1)를 포함한다. 제1 측정 채널(2a)에, 표본 내 존재가 확인되고자 하는 분석물(4)에 대응하는 검출 반응물(3)이 제공된다. 덧붙여, 제1 측정 채널(2a)과 관련되고 그에 결합된 미세 구조물(5)이 또한 제공된다. 장치(1)가 사용중인 경우, 분석물(4)의 존재에 대해 검사 대상인 표본은 제1 측정 채널(2a) 안으로 도입되고 제1 측정 채널(2a)을 통하여 미세 구조물(5)을 향해 전파되며, 따라서 분석물(4)이 표본 내에 존재한다면, 분석물(4)이 검출 반응물(3)과 상호작용하여 네트워크 생성물(6)을 형성한다. 미세 구조물(5)은 네트워크 생성물(6)을 여과하도록 구성되고, 그에 따라 표본 내 분석물(4)의 존재의 표지를 제공한다. 이러한 내용에서, 여과는 바람직하게는 미반응 입자가 미세 구조물(5)을 극복하는 동안 네트워크 생성물(6)이 미세 구조물에 의해 포획됨을 의미한다. 일 실시예에서, 네트워크 생성물(6)은 통상적으로 각각 500 nm보다 큰 유효 크기를 보여주고 따라서 미세 구조물은 이 크기의 입자에 대한 장벽을 형성한다. 검출 반응물 입자(4) 또는 기타 입자인 미반응 입자는 미세 구조물(5)을 통과할 수 있고, 측정 채널(2a) 아래로 더 이동할 수 있으며, 제어 영역(20)에서 포획될 것이다. 네트워크 생성물(6)이 미세 구조물(5)에서 검출될 수 없도록 제공된다면, 제어 영역(20)은 사용자가 실제 음성 검사 결과 및 장치의 오류 사이를 식별하도록 돕는다. 검사가 실시된 이후에 입자, 특히 검출 반응물(3)이 제어 영역(20)에서 검출될 수 있는 시나리오는 미세유동 모세관을 포함하는 측정 채널이 작동하고 미세 구조물(5)이 일반적으로 입자가 통과하는 것을 억제하지 못한다는 점을 증명하지는 않더라도 알림을 제공한다. 이러한 정보는 표본 내에 아무런 분석물이 존재하지 않음을 결정하도록 도울 수 있다. 다른 한편으로, 만일 제어 영역(20)이 어떠한 입자 또는 검출 반응물(3)을 나타내지 않는다면, 측정 채널은 그렇지 않은 경우 일부 입자가 미세 구조물(5)을 통과하여 측정 채널(2a) 아래로 이동하고 제어 영역(20)에서 쌓이는 것처럼 작동하지 않는다.
검사에 처해지는 표본 내에 분석물(4)의 확인을 용이하게 하기 위해서, 본 발명의 일 실시형태에서, 네트워크 생성물(6)은 광학적으로 판독 가능한 신호, 예컨대 본질적으로 광학적으로 검출 가능한 속성을 갖는 신호를 제공한다. 네트워크 생성물(6)이 광학적으로 판독 가능한 신호를 갖도록 하기 위해서, 본 발명의 일 실시형태에서, 검출 반응물(3)은 광학적으로 검출 가능한 재료를 포함하도록 선택된다. 이와 관련하여, 광학적 속성은 본질적이거나 또는, 분석물이 검사 대상 표본 내에 존재한다면, 검출 반응물(3)과 분석물(4)의 상호작용의 결과일 수 있다. 바람직한 일 실시형태에서, 검출 반응물(3)에 대해, 수 마이크로미터(㎛)의 직경을 갖는 염료 입자가 선택된다. 염료 입자를 사용함으로써, 광표백 및 침전과 관련된 문제를 회피할 수 있다. 직경 치수의 덕으로, 미세 구조물(5)에서의 네트워크 생성물(6)의 수집은 네트워크 생성물(6)의 형성에 걸리는 시간 및/또는 생성물이 형성되는 거리에 의해 좌우되지 않는다. 덧붙여, 미세 구조물(5)의 치수에 대응하여 미세 구조물(5)의 제조와 관련된 비용을 줄이는 것이 선택될 수 있으며, 이는 플라스틱 성형 또는 고온 엠보싱과 같은 기술이 이 목적으로 사용될 수 있기 때문이다. 본 발명의 일 실시형태에서, 검출 반응물(3)은 염료를 함유하는 폴리스티렌 비드(polystyrene beads)를 포함한다.
표본 내에 소정의 분석물(4)의 존재의 추가 확인을 제공하기 위해서, 본 발명의 일 실시형태는 미세 구조물(5)에 의해 네트워크 생성물(6)의 여과를 알려주도록 구성된 표시기(도시되지 않음)를 포함하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태는 필터 내 네트워크 생성물(6)의 수집이 표시기의 변화를 일으키고, 그에 따라 표본 내 분석물(4)의 존재를 표시하도록 구성될 수 있다. 표시기는 예를 들어, 네트워크 생성물(6)이 수집되는 미세 구조물(5) 이후에 배치된 스트립일 수 있다. 표시기는 필터 내에서 네트워크 생성물(6)의 수집이 표시기의 물리적 속성의 변화를 야기하도록 구성될 수 있다. 물리적 속성의 변화가 발생하는지 여부가 모니터 되어 표본 내에 분석물(4)의 부재/존재에 대한 2진 판독 가능한 신호를 제공한다. 이러한 경우에, 물리적 속성은 예컨대, 전기적, 광학적, 화학적 또는 그 조합으로 선택될 수 있다. 물론, 본 발명은 기술된 속성의 선택으로 한정되지 않으며, 임의의 다른 적절한 속성이 이 목적을 위해 선택될 수 있다.
제1 측정 채널(2a)은 본 발명의 일 실시형태에서 미세유동 모세관으로 구현된다. 수 개의 특징이 미세유동 모세관에 결합될 수 있으며 본 발명의 일 실시형태의 성능을 더욱 개선할 수 있다. 예를 들면, 미세유동 모세관은 캐비티(도시되지 않음)를 포함하여 제조될 수 있다. 캐비티는 예컨대, 검출 반응물(3)을 저장하기 위해 적용될 수 있으며, 반응물은 캐비티 내에 분말 형태로 또는 캐비티의 표면에 건조된 상태로 통합될 수 있다. 두 경우에서, 제1 측정 채널(2a) 내에서 통상적으로 유체 형태인 표본의 도입은 검출 반응물(3)이 용해되어 분석물(4)과 상호작용하는 것을 야기한다. 미세유동 모세관의 제조 단계 중에 검출 반응물(3)을 결합시킴으로써, 이후 단계의 도입 - 예컨대 표본이 제1 측정 채널(2a)로 도입되는 경우 - 으로부터 발생할 수 있는 복잡함이 방지될 수 있다. 그러한 복잡함의 예시는 표본 내에 파편과 함께 검출 반응물(3)의 응집을 포함하며, 이는 표본 내 분석물(4)의 검출을 숨길 수 있다.
분석물(4)의 상호작용을 개선하기 위해서, 분석물이 본 발명의 일 실시형태에 따라 검사에 처해지는 표본 내에 존재한다면, 대응하는 검출 반응물(3)을 이용하여, 검출 반응물(3)은 분석물(4)에 특정하게 결합될 수 있는 적어도 하나의 수용체에 화학적으로 링크되기에 적합하다. 이와 관련하여, 검출 반응물(3)은 그 표면이 표본 내에서 검출되는 분석물(4)에 상호작용하고 결합되어 네트워크 생성물(6)을 형성하는 것으로 알려진 한 유형의 수용체와 함께 기능하는 염료 입자를 포함하도록 선택될 수 있다.
인플루엔자 바이러스의 검출을 위해 적용되는 본 발명의 실시형태에서 사용될 수 있는 수용체 유형의 추가 상세는 이하에서 주어질 수 것이다.
장치(1)는 예컨대, 바이러스 및 박테리아와 같은 다양한 유형의 병원체를 포함하는 다수의 다양한 분석물(4)의 검출용으로 적용될 수 있다. 예시를 통해, 인플루엔자 바이러스의 검출을 위한 장치(1)의 적용은 이하에서 더 상세하게 기술될 것이다.
인플루엔자 바이러스가 세포의 표면상에 존재하는 당분에 결합된다는 점이 알려져 있다. 또한 인플루엔자 바이러스는 예컨대, 어떻게 특정한 시알산 말단 잔기(sialic acid terminal residues)가 당쇄(glycan) 수용체 상에 나타나는지에 의해 구별될 수 있다. 조합하여, 이 정보는 표본 내에 존재하는 인플루엔자 바이러스의 검출을 위한 본 발명의 실시형태에 이롭게 적용될 수 있다. 구체적으로, 그리고 도 2에 도시된 바로부터 알 수 있는 것처럼, 본 발명의 일 실시형태에서, 검출 반응물(3)의 입자의 표면은 당쇄 수용체(7)로 기능화된다. 가교제(8; cross-linker)를 통해, 당쇄 수용체(7)는 검사하고자 하는 인플루엔자 바이러스에 대응하는 특정 시알산 말단 잔기(9)를 나타내기에 적합할 수 있다.
이제, 본 발명의 일 실시형태에 따라 검사되는 표본 내에 존재하는 인플루엔자 바이러스(10)가 어떻게 그 표면이 도 2와 관련하여 기술된 것처럼 수정된 검출 반응물(3)과 상호작용 하는지 개략적으로 도시하는 도 3을 참조한다. 도 3으로부터 도시된 바와 같이, 인플루엔자 바이러스(10)는 관련 헤마글루티닌(HA; hemagglutinin) 성분(10a)과 뉴라미다아제(N; neuramidase) 성분(10b)을 갖는다. 검출 반응물 입자의 시알산 말단 잔기(9)와 결합하는 것은 헤마글루티닌 성분(10a)이다. 수용체의 이러한 결합 및 탄수화물 구조의 속성에 기초하여, 다양한 유형 및 균주(strain)의 인플루엔자 바이러스가 본 발명의 일 실시형태를 이용하여 검출될 수 있다. 예를 들면, 조류 인플루엔자 HA는 알파 2-3 시알산 수용체와 결합하는 한편, 인간 인플루엔자 HA는 알파 2-6 시알산 수용체와 결합한다. 따라서 특정 당쇄가 특정 유형의 인플루엔자 바이러스를 검출하기 위해 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 다양한 유형의 수용체는 예컨대, 항체와 같은 검출 반응물(3), 예컨대 파지 표시 분자(phage-displayed molecules) 또는 적혈구의 입자 표면을 수정하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 바람직한 일 실시형태에서, 당쇄 수용체가 예를 들면 항체 수용체와 비교하여 향상된 안정성으로 인해 사용된다. 덧붙여, 당쇄 배열에 관한 연구는 계속적으로 다양한 유형의 바이러스에 관해 활용 가능한 지식 및 그들이 결합되는 수용체가 어떤 유형인지에 관한 지식을 갱신하며, 이는 본 발명의 일 실시형태에서 이롭게 사용될 수 있다. 덧붙여, 숙주 세포(host cell) 상의 당쇄로 바이러스의 결합에 의해 인플루엔자 바이러스에 의한 감염이 중개되기 때문에, 본 발명의 일 실시형태는 바람직하게는 새롭고 전염성 있는 바이러스 균주에 대해 적용될 수 있다.
제1 측정 채널(2a)과 관련되어 결합된 미세 구조물(5)에 관해서, 미세 구조물은 네트워크 생성물(6)의 평가 크기, 형태, 적어도 하나의 화학적 속성 또는 그 조합에 따라 구성될 수 있다. 네트워크 생성물(6)의 하나 이상의 공지의 특성에 따라 미세 구조물(5)의 여과능을 맞춤으로써, 본 발명의 일 실시형태의 성능은 추가로 개선되며, 왜냐하면 미세 구조물 내 네트워크 생성물의 보유 가능성 및 그에 따른 검출 가능성이 추가로 증가하기 때문이다.
본 발명의 일 실시형태는 제1 측정 채널(2a)과 함께 하나의 미세 구조물(5)의 사용으로 한정되지 않으며, 추가의 미세 구조물이 제1 측정 채널(2a)과 함께 사용을 위해 통합될 수 있다. 이는 도 4에 개략적으로 도시되어 있다. 이와 관련하여, 다수의 미세 구조물(5, 5a, 5b)은 서로 상이한 여과능을 갖도록 구성된다. 예컨대, 미세 구조물의 여과능의 단계적 변화를 통해, 그 결과 이들 중 하나가 다른 것보다 높거나/낮은 여과능을 갖기 때문에[예컨대, 미세 구조물(5b)의 여과능 > 미세 구조물(5a)의 여과능 > 미세 구조물(5)의 여과능], 측정 채널 내의 표본 내 분석물 농도 및/또는 네트워크 생성물의 형성 한도가 추정될 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 다른 실시형태의 장치(1)가 도시된다. 장치(1)는 하우징(21) 내에 2개의 측정 채널(2a, 2b)을 포함한다. 측정 채널(2a, 2b)은 다음과 같은 상이한 섹션 / 유닛을 포함하며, 이는 공통 표본 수집 유닛(14), 공통 표본 처리 유닛(24), 채널 섹션(2a1, 2b1) 및 연결 채널(2a2, 2b2)과 같다. 다음에서, 2채널 실시형태의 특징이 기술되어 있지만, 그러한 특징이 기본적으로 2개 채널 구성을 본질적으로 요구하지 않는다면 그러한 특징은 단지 1개의 측정 채널을 포함하는 실시형태에 대한 설명으로서 또한 간주된다는 점이 이해되어야 한다.
표본 수집 유닛(13)에서 하우징(21)의 상부 부분의 개구(13a)는 표본 분취액(sample aliquot)의 초기 로딩을 허용한다. 개구(13a)는 바람직하게는 대략 직경 8 mm이다. 이 크기는 장치 상에 너무 큰 흔적을 요구하지 않으면서 피펫, 면봉 또는 마이크로피펫을 사용하여 손으로 표본의 용이한 로딩을 허용한다. 바람직하게는, 표본 수집 유닛(13)은 바람직한 6 mm의 높이와 수 mm의 길이의 캐비티이며 그에 따라 수 천 내지 수 백 마이크로리터(㎖)의 표본이 수용되도록 허용한다. 표본 수집 유닛(13)은 표본 처리 유닛(24)에 연결되며, 표본 처리 유닛 안에서 재료 또는 구조가 표본의 여과 입자 및 세포로 정의된다. 재료는 유리 섬유 또는 여과지 또는 1 또는 수 마이크로미터(㎛)보다 큰 다공을 구비한 막이 될 수 있다. 표본 처리 유닛(24)에 의해 표현되는 캐비티는 바람직하게는 100 ㎖의 표본까지 포함할 수 있다. 표본 처리 유닛(24)은 채널 섹션(2a1, 2b1)에 연결된다. 각 채널 섹션(2a1, 2b1)은 바람직하게는 400 ㎛의 넓이, 50 ㎛의 깊이 및 30 mm의 길이이고, 0.6 ㎖의 총 부피를 갖는다. 그러한 치수의 채널 섹션은 낮은 흐름 저항을 갖고 너무 크지 않으며 그에 따라 중력으로 인해 액체의 비균질한 충전 전진선(filling front)이 발생하는 것을 방지한다.
네트워크 생성물(6)을 형성하는 검출 반응물(3)은 바람직하게는 채널 섹션(2a1, 2b1)의 첫 번째 절반에 침전되는 것이 바람직한 화학물질, 엔자임, 단백질, 염, 및 기타 약품일 수 있다. 침전은 바람직하게는 소량의 화합물이 침전되는 경우에 잉크젯을 이용하여 이루어지며, 또는 대량의 경우에 표준 피펫 기술을 사용하거나 손으로 피펫을 작동하여 이루어진다. 검출 반응물의 통상의 부피 0.1 ㎖는 도 8에 도시된 것과 같이 채널 섹션(2a1, 2b1)의 첫 번째 부분에 침전되고 냉동 건조될 수 있다. 보다 많은 양이 요구되거나 보다 통상 편리한 침전이라면, 표본 수집 유닛(14) 또는 표본 처리 유닛(24)으로 칭해지는 측정 채널의 섹션으로 직접 침전될 수도 있다.
도 8에서, 분석물(4)은 굵은 점으로 지시되고, 검출 반응물(3)은 십자로 지시되며, 입자는 작은 점으로 지시된다.
각 채널 섹션(2a1, 2b1)의 단부는 필터 형태의 미세 구조물(5)에 연결된다. 미세 구조물(5)은 바람직하게는 대략 5 ㎛의 분리 거리를 두고 육각형으로 간격을 둔 대략 5 ㎛ 직경을 갖는 원형 포스트로 구성된다. 포스트는 바람직하게는 채널 섹션(2a1, 2b1)과 동일한 높이를 갖는다. 미세 구조물(5)은 채널과 유사하게 대략 5 mm의 길이와 대략 400 ㎛의 넓이를 갖지만, 검사의 신뢰성을 높이기 위해서 더 길고 더 넓게 형성될 수 있다.
검사 대상 분석물(4)과 함께 네트워크 생성물(6)을 형성하는 검출 반응물(3)은 바람직하게는 분석물(4)용 리간드의 다수 카피로 코팅된 입자들이다. 바람직하게는, 이들 입자는 라텍스(latex) 또는 폴리스티렌(polystrene)으로 이루어지고, 물에 가까운 밀도를 갖고, 강하게 착색된 염료를 포함하고, 그리고 리간드(ligand)를 구비한 영역을 제외한 화학적으로 비활성 표면을 갖는다. 바람직하게는, 이들 입자는 1 ㎛의 직경이며 따라서 5개의 입자보다 큰 평균 직경을 구비한 네트워크 생성물(6)은 미세 구조물(5)에 의해 보유된다. 이러한 경우에, 불특정 상호작용을 통해 서로 상호작용하는 2개 또는 수 개의 입자는 미세 구조물(5)에 의해 보유되지 않는다. 유사하게, 매우 적은 네트워크 생성물(6) 역시 보유되지 않는다. 바이러스 및 H5N1 유형의 바이러스의 검출에 있어서, 입자상의 리간드는 바람직하게는 바이러스가 친화성을 보여주는 당분 잔기(sugar residue)이다. 바람직하게는, 인플루엔자 바이러스의 바이러스 외피(viral coat) 상의 헤마글루티닌 단백질은 입자 상의 리간드와 함께 네트워크 생성물을 형성하도록 사용된다. 다양한 유형의 당분 잔기를 사용함으로써, 숙주에 대한 바이러스 유형의 특이성(specificity)이 결정될 수 있다. 당분 잔기는 표준 기술을 사용하여 입자의 표면으로 가교 결합될 수 있고 따라서 당쇄 배열을 준비하거나 화학물질 또는 단백질을 표면으로 가교 결합시키기 위하여 당분 잔기가 사용될 수 있다. 만일 단지 하나의 신호 영역을 사용하여 바이러스의 광범위한 검출이 요구된다면, 입자는 수 종의 당쇄로 코팅될 수 있다. 다른 가능성은 입자 상의 리간드로서 항체 또는 항체 파편을 사용하는 것이다. 입자는 또한 다양한 유형의 항체로 코팅될 수 있다. 적혈구, 펩타이드 또는 박테리오파지(phage)와 같은 입자 상의 다른 유형의 리간드가 사용될 수 있다.
미세 구조물(5)에는 바람직하게는 연결 채널(2a2, 2b2) 및 도 8에 도시되지 않은 모세관 펌프가 뒤따른다. 연결 채널(2a2, 2b2)의 치수는 바람직하게는 그 치수(예컨대, 높이 및/또는 폭) 중 적어도 하나가 표본 처리 유닛(24)의 가장 작은 치수보다 작아지도록 크기를 나타낸다. 특히, 이는 연결 채널(2a2, 2b2) 내에 표본 처리 유닛(24)의 캐비티보다 강한 모세관 압력이 존재하여 액체를 전방으로 이동시키는 것을 보증한다. 모세관 펌프는 이상적으로 캐비티의 부피에 동등한 총 부피를 갖고, 이는 본 실시예에서 대략 100 ㎖이다. 모세관 펌프의 총 부피는 바람직하게는 필터를 관통하는 액체의 부피를 결정하며, 검사에 필요한 전체 시간을 결정하는 데 사용될 수 있다.
모세관 펌프 내 액체의 흐름은 펌프의 구조의 임계 치수를 높이거나 낮춤으로써 가속되거나 느려질 수 있다. 첫 번째 접근(approximation)에서, 모세관 펌프에서 더욱 멀리 떨어진 구조는 보다 가깝게 떨어진 구조보다 작은 모세관 힘 및 적은 유량을 생성하게 된다. 그러나, 구조가 모세관 펌프 내에서 너무 가까우면, 흐름 저항이 펌프의 충전 속도와 현저하게 충돌하게 된다. 부가적으로, 수 개의 입자를 포함하는 집합체는 너무 좁게 간격을 둔 구조물을 갖는 모세관 펌프를 막을 수 있다. 바람직하게는, 서로 20 ㎛ 간격을 두고 떨어져 육방격자를 형성하는 육방 구조물이 사용된다. 이들 구조물의 치수 및 높이는 모세관 펌프의 외부 치수와 함께 변화할 수 있으며, 따라서 액체로 충전될 수 있는 펌프의 총 부피를 결정한다. 모세관 펌프는 장치를 통과하는 액체의 유량을 크게 하거나 줄이기 위해 다양한 부피를 갖고 다양한 모세관 압력을 생성하는 영역을 포함할 수 있다. 모세관 펌프는 바람직하게는 그 단부에 하나 또는 수 개의 배기 채널을 갖고 공기가 장치를 충전하는 액체로 대체될 수 있음을 보증한다. 배기 채널은 매우 작은 모세관 압력을 생성하는 크고, 개방된 배기 캐비티로 연장될 수 있다. 이러한 경우에, 공기는 배기 채널 및 배기 캐비티를 통해 탈출하며 액체는 배기 채널을 충전하지만 배기 채널 및 배기 캐비티 사이의 결합 영역에서 멈춘다. 대안은 배기 채널 및/또는 배기 캐비티가 소수성(hydrophobic)을 갖도록 하는 것이다. 만일 COC가 사용된다면, 이는 장치의 다른 영역을 금으로 코팅하는 동안 배기 채널 및/또는 배기 캐비티에 마스크를 형성함으로써 이루어진다.
본 발명의 일 실시형태는 단일 측정 채널의 사용으로 한정되지 않으며 도 8의 예시를 통하여 도시된 바와 같은 추가의 측정 채널을 통합할 수 있다. 이와 관련하여, 그리고 예시를 통해, 본 발명의 일 실시형태는 이하에서 제2 측정 채널(2b)로 칭해지는 추가의 측정 채널을 통합할 수 있다. 관련 미세 구조물을 갖는 제2 측정 채널(2b)의 속성은 제1 측정 채널(2a)의 경우와 다르게 선택될 수 있고, 그에 따라 표본 및/또는 표본에서 검출된 분석물에 대한 추가의 통찰을 얻을 수 있다. 예를 들면, 제2 측정 채널(2b)은 적어도 상이한 관련된 유체역학적 및/또는 화학적 속성을 갖는다는 점에서 제1 측정 채널(2a)과 상이하도록 구성될 수 있다. 유체역학적 속성의 차이를 통해서, 다양한 레벨의 민감도가 본 발명의 일 실시형태에 통합될 수 있다. 예를 들면, 제1 측정 채널(2a)의 모세관 펌핑은 제2 측정 채널(2b)의 경우보다 느리도록 선택될 수 있다. 따라서, 제2 측정 채널(2b)에 대해 상대적인 제1 측정 채널(2a)의 관련 결과로부터 보다 높은 민감도 출력이 얻어질 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서 제2 또는 추가의 측정 채널은 또한 제1 측정 채널(2a)의 경우와 다른 관련 화학적 속성을 갖도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 제2 측정 채널(2b)의 내벽은 제1 측정 채널(2a)과 비교하여 표본 및/또는 검출 반응물(3)의 더 감소한 점착 확률에 적합할 수 있다. 이러한 방식으로, 본 발명의 일 실시형태의 성능은 표본 및 검출 반응물(3) 간의 상호작용의 증가한 확률 및 측정 채널을 막는 줄어든 확률을 통하여 더 개선될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 제2 측정 채널(2b)은 네트워크 생성물(6)에 다른 특징이 형성되도록 제1 측정 채널(2a)과 상이하게 구성될 수 있다. 예를 들면, 제2 측정 채널(2b)은 제1 측정 채널(2a)의 경우와 동일한 검출 반응물(3)을 포함하도록 구성될 수 있다. 따라서, 분석물이 표본 내에 존재한다면, 이들(제1 측정 채널 및 제2 측정 채널)은 동일한 분석물(4)을 검출할 것이다. 제2 측정 채널(2b)을 제1 측정 채널(2a)의 경우와 비교하여 네트워크 생성물(6)에 다른 형성 특징이 구비되도록 구성함으로써, 분석물(4)의 농도가 결정될 수 있다. 이와 관련하여, 그리고 예시를 목적으로, 형성 특징은 측정 채널의 길이로 선택될 수 있다. 이와 관련하여, 제2 측정 채널(2b)은 검출 반응물(3)과 표본의 상호작용이 네트워크 생성물(6)을 형성하고 제2 측정 채널(2b)과 관련된 미세 구조물에 의한 네트워크 생성물(6)의 수집이 제1 측정 채널(2a)의 경우보다 짧은 길이에 걸쳐 발생하도록 구성될 수 있다. 제1 측정 채널(2a) 및 제2 측정 채널(2b)과 관련된 미세 구조물들에 의한 실질적인 동일 특징에 있어서, 제2 측정 채널(2b)과 관련된 미세 구조물에 의해 수집된 네트워크 생성물(6)의 농도는 제1 측정 채널(2a)에서 수집된 경우보다 반드시 높을 것이다. 표본 내 분석물(4)의 농도에 관한 지식을 얻는 것은 이롭게는 사람에게 투여하기 위한 치료약을 결정하기 위해 적용될 수 있다.
덧붙여, 분석물(4)의 농도를 측정하기 위해서 주기적으로 본 발명의 일 실시형태를 적용함으로써, 예컨대, 투여된 약의 효과, 바이러스의 잠복기의 모니터링을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 제2 측정 채널(2b)은 상이한 검출 반응물(3)을 포함한다는 점에서 제1 측정 채널(2a)과 상이하게 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 본 발명의 일 실시형태의 적용은 만일 표본 내에 추가의 분석물이 존재한다면 추가의 분석물의 동시 검출을 위해 확장될 수 있다. 이러한 경우에, 표본은 또한 추가의 분석물에 대응하는 검출 반응물(3)이 저장되어 있는 제2 측정 채널(2b)로 흐를 수 있다. 표본 내 추가의 분석물 및 제2 측정 채널(2b) 내 검출 반응물(3)에 의해 형성된 네트워크 생성물(6)은 제2 측정 채널(2b)에 관련되고 결합된 미세 구조물(5)에 의해 수집될 수 있다. 이는 본 발명의 일 실시형태가 예컨대, 상이한 인플루엔자 바이러스 A 및 B를 동시에 검출하기 위해 구성될 수 있다는 이점을 제공한다.
표본 수집의 편의를 제공하기 위해서, 표본 수집 유닛(14)은 본 발명의 일 실시형태에서 면봉을 포함하며, 이러한 특징은 도 5에서 가장 명확히 나타난다. 도 5는 본 발명의 일 실시형태를 참조하며, 그에 따라 그 내측에 측정 채널(2a)이 형성되고 그 단부에 표본 수집 유닛(14)이 부착된 긴 하우징(21)을 포함하는 장치(1)를 도시한다. 표본 수집 유닛(14)은 그에 첨가되는 화학물질과 함께 준비되고 따라서 표본의 처리는 초기화될 수 있다.
통상적으로, 본 발명의 일 실시형태의 소정의 측정 채널(2a)은 미세유동 모세관이며 미크론(micron) 규모의 치수를 갖는다. 따라서, 이는 여과된 네트워크 생성물(6)을 시각적으로 검출함에 대한 난관을 봉착시킬 수 있다. 이 문제를 완화하기 위해서, 검사 구역(15)이 본 발명의 일 실시형태에 제공되며, 이는 여과된 네트워크 생성물(6)의 시각적 검출을 향상하도록 구성되고, 이러한 특징은 도 5로부터 가장 명확하게 나타난다. 바람직한 일 실시형태에서, 검사 구역(15)은 제1 측정 채널 및/또는 제2 측정 채널에 대응되는 미세 구조물(5)이 그에 결합된 영역 위에 제공되는 창이다. 바람직한 일 실시형태에서, 창은 실질적으로 투명하고/하거나 확대경을 포함하는 재료로 이루어진다.
도 6에 도시된 바를 참조하면, 도 5에 따른 장치의 일 실시형태는 하우징(21)의 베이스(23)로부터 분리되어 있는 하우징(21)의 커버(22)로 개략적으로 도시된다.
하우징(21)은 바람직하게는 플라스틱 재료로 이루어지고, 이는 고온에서 엠보스 가공되거나 사출 성형될 수 있다. 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리스티렌 또는 환상 올레핀 코폴리머(COC; cyclic olefin copolymer)와 같은 재료가 사용될 수 있다. COC가 바람직하며, 왜냐하면 기계적 및 화학적으로 내성이 있는 플라스틱이고, 물에 대해 강한 불투과성이며, 가시광(visible light) 및 자외선광(ultraviolet light)에 대해 충분히 투명하기 때문이다. 하우징(21)은 바람직하게는 도 5에 도시된 바와 같은 베이스(23) 및 커버(22)와 같은 2개의 정합 부품으로 형성되고 검출 반응물(3)은 1개의 부품 또는 2개의 부품에 추가된다. 바람직하게는, 베이스(23)는 검사를 위해 필요한 가장 미세한 미세유동 구조물을 형성하도록 성형되고 커버(22)는 네트워크 생성물(6)이 수집되는 영역에 광학적으로 투명한 창(15a)을 갖는다. 예를 들면 네트워크 생성물(6)을 여과하기 위한 미세 구조물(5)은 베이스에 성형되어 완전한 미세 구조물(5)을 형성하기 위해서 2개의 부품을 정밀하게 결합시켜야 하는 것을 방지한다. 베이스(23) 내 임의의 구조는 고정밀도의 금형 제조를 단순화하기 위해서 모두 동일한 깊이를 가지며, 이는 상이한 높이로 크고 적은 특징부를 갖는 금형을 마련하는 것은 어려울 수 있기 때문이다.
표본이 사용자에 의해 로딩되는, 예컨대, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같은 면봉 또는 패드로부터 액체를 모세관 펌프로 이동할 수 있는 모세관 압력을 생성하기 위해서, 장치의 표면 및 더욱 구체적으로 하우징(21)의 내면은 바람직하게는 젖기 쉽게 되어 있다. 플라스틱 표면은 산소계 플라즈마에 대한 간단한 노출 또는 원자외선광(deep ultraviolet light) 및 산소를 사용하여 생성된 오존에 대한 노출을 통해 젖기 쉽게 될 수 있다. 다른 가능성은 하우징의 내면을 티타늄 및 금으로 코팅하는 것이다. 바람직한 방법은 스퍼터링법을 사용하여 2 nm의 티타늄과 10 nm의 금을 증착하는 것이다. 티타늄층은 플라스틱 및 금 사이에 접착 증진제(adhesion promoter)로서 기능하며 그에 따라 금과 플라스틱 재료의 강한 접착을 보증한다. 커버의 내면은 금 없이 남겨질 수 있고 표시기가 보여지는 영역에서 재료의 우수한 투명성을 보증한다. 대안적으로, 금은 스텐실 마스크(stencil mask) 또는 섀도우 증착(shadowed evaporation)을 이용함으로써 커버의 내측 일부 영역에 선택적으로 스퍼터링될 수 있다. 새로이 증착된 금은 친수성이며 알칸티올(alkanethiols) 층으로 덮여질 수 있다. 바람직하게는, 금은 폴리(에틸렌 글리콜)-기능화된 알칸티올로 덮여져 금 표면을 친수성과 함께 단백질 반발성으로 만든다.
도 6에 따른 장치(1)는 표본 저장 유닛(12)에 단일 방향성으로 결합되도록 구성된 표본 수집 채널(11)을 더 포함한다. 이러한 경우에, 초과된 표본은 표본 수집 채널(11) 안으로 흐를 수 있고 이어서 표본이 저장되는 표본 저장 유닛(12)으로 안내될 수 있다. 표본 수집 채널(11)은 표본의 흐름이 단일 방향성, 즉 표본 저장 유닛의 방향이며, 그 흐름 경로의 복귀(revert)는 불가능하다. 초과된 표본이라 함은, 측정 채널(들) 내에 표본의 흐름 이후에 잔존하는 임의의 표본 부피를 의미한다. 표본 저장 유닛(12)에서 수집된 표본은 추가의 검사를 위해 적용될 수 있다. 이러한 경우에, 표본 저장 유닛(12)은 추가의 검사를 위해 현장 외(off-site) 운반의 적합성을 위해 분리되고 마개를 할 수 있다. 대안적으로, 본 발명의 일 실시형태는 시행되는 추가의 조사를 위해 마개를 한 후 운반될 수 있다.
도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 표본 수집 유닛(43)은 검사 대상 표본의 수집을 위해 구성된다. 특정 분석물의 존재에 대해 검사 대상 표본은 표본 수집 유닛(14)을 통해 사람/동물로부터 수집되고, 그 후에 본 발명의 일 실시형태의 하나 이상의 측정 채널(2a, 2b)로 추가된다. 표본 수집 유닛(14)은 적어도 하나의 표본 처리 유닛(도시되지 않음)을 더 포함한다. 이러한 특징을 통하여, 예컨대 표본의 물리적 속성을 변경하는 표본의 사전 처리가 이루어질 수 있고, 그에 따라 소정의 분석물(4)의 검출에서 본 발명의 일 실시형태의 성능을 개선할 수 있다. 그러한 물리적 속성은 예컨대, pH, 점도, 투명도, 안정성 및 이온 세기를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 표본 수집 유닛(14)은 적어도 하나의 필터(도시되지 않음)를 포함하도록 구성될 수 있다. 표본 수집 유닛(14)에 필터를 통합함으로써, 검사 대상 사람/동물로부터 수집된 표본 내에 존재하는 점액, 조직, 파편, 세포 등이 측정 채널(2a) 내의 표본의 흐름 경로 안으로 진입하고 및/또는 흐름 경로를 막는 가능성을 줄이는 것이 가능해진다. 이러한 방식으로, 본 발명의 일 실시형태의 성능이 추가로 개선될 수 있다.
소정의 측정 채널에 결합된 미세 구조물(5) 내에서 수집된 네트워크 생성물(6)의 시각적 검출은 형성된 네트워크 생성물(6)의 농도에 좌우된다. 미세 구조물(5)에 의해 수집된 네트워크 생성물(6)의 줄어든 가시도를 보상하기 위하여, 네트워크 생성물(6)이 감소된 농도로 형성된다면, 측정 채널(2a, 2b)은 관련된 미세 구조물(5)에 결합되는 영역에 소정의 기하 형상(18)을 갖도록 구성될 수 있다. 이러한 관점에서, 그리고 본 발명의 일 실시형태에서, 기하 형상은 미세 구조물(5)에 의해 수집된 네트워크 생성물(6)의 시각적 검출을 향상하도록 선택된다. 예컨대, 측정 채널(2a, 2b)은 관련된 미세 구조물에 결합하는 단계를 통합할 수 있다. 이는 도 7에 개략적으로 도시되어 있다. 가시성 구역(15)은 사용자가 3개의 측정 채널(2a, 2b, 2c)의 미세 구조물(5)을 모니터링 하도록 허용한다. 각 미세 구조물은 개개의 채널의 일 부분에 구현되며, 이 부분은 채널 내에 단차(step)로서 구성된다. 사용자에 대한 가시성을 개선하기 위해서 미세 구조물이 위치한 영역에서 각 채널의 채널 구조를 넓히는 대신에, 더욱 규모 효율적인 방식은 채널의 수직 부분에 미세 구조물을 구현하는 것이며 이는 장치 전반을 넓히는 것을 방지하기 때문이다. 이러한 단차진 기하 형상은 장치의 폭을 가로질러 활용 가능한 공간을 잘 사용함으로써 검사의 판독성을 증가시킨다. 이러한 특징은 또한 본 발명의 일 실시형태의 형태 계수를 변경할 필요 없이, 바람직한 개수의 측정 채널을 통합함에 적용될 수 있다. 예컨대, 보다 적지만 넓은 폭의 측정 채널이 구현되거나, 대안적으로 보다 많지만 좁아진 폭의 측정 채널이 본 발명의 일 실시형태에 통합될 수 있으며, 이들 모두는 측정 채널과 관련된 미세 구조물(5)에서 수집된 네트워크 생성물(6)의 시각적 검출을 향상시키도록 기능한다.
제1 측정 채널(2a)과 관련하여 기술된 특징은 그로 제한되지 않으며 또한 본 발명의 제2 또는 추가의 측정 채널로 적용될 수 있다.
본 발명은 순수하게 예시를 통해 기술되었으며 세부사항의 수정은 본 발명의 범위 내에서 이루어질 수 있다.
발명의 상세한 설명에서 기술된 각 특징 및, 적절한 청구범위 및 도면은 단독으로 또는 적절한 임의의 조합으로 제공될 수 있다.
1: 검출 장치(detecting apparatus)
2a, 2b, 2c: 측정 채널(measurement channel)
2a1, 2b1: 채널 섹션
2a2, 2b2: 연결 채널
3: 검출 반응물(detection reactant)
4: 분석물(analyte)
5, 5b, 5c: 미세 구조물(microstructure)
6: 네트워크 생성물
7: 수용체(receptor)
8: 가교제(cross-linker)
9: 말단 잔기(terminal residue)
10: 인플루엔자 바이러스
10a: 헤마글루티닌(HA; hemagglutinin) 성분
10b: 뉴라미다아제(N; neuramidase) 성분
11: 표본 수집 채널
12: 표본 저장 유닛
13: 표본 수집 유닛
13a: 개구
14: 표본 수집 유닛
15: 검사 구역
15a: 투명 창
20: 제어 영역
21: 하우징
22: 커버
23: 베이스
24: 표본 처리 유닛

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  10. 표본 내 분석물을 검출하기 위한 방법으로서,
    적어도 제1 측정 채널(2a) 및 제2 측정 채널(2b)을 포함하는 분석물 검출 장치를 제공하는 단계 - 상기 측정 채널들(2a, 2b)은 각각 상기 측정 채널들의 일부분에 구현되는 관련된 미세 구조물들(5)까지의 흐름 경로(flow path)를 각각 정의하고, 검출될 상기 분석물(4)에 대응하는 동일한 검출 반응물(3)을 각각 포함함 -;
    상기 장치는 상기 표본이 상기 측정 채널들 안으로 도입되어 상기 측정 채널들을 통해 상기 관련된 미세 구조물들을 향해 전파될 수 있도록 더 구성되고, 이에 의해 상기 분석물이 상기 검출 반응물과 상호작용하여 네트워크 생성물(6)을 형성할 수 있으며, 상기 미세 구조물들 각각은 그러한 네트워크 생성물을 여과하도록 구성되며,
    상기 제2 측정 채널은, 상기 제2 측정 채널에서 형성된 네트워크 생성물이 상기 제1 측정 채널에서 형성된 네트워크 생성물과 비교하여 다른 특징이 형성되도록 하기 위해 상기 제1 측정 채널과 상이하도록 더 구성되고,
    상기 표본을 상기 측정 채널들에 도입시키고 상기 표본을 상기 측정 채널들을 통하여 상기 관련된 미세 구조물들(5)을 향해 전파하여, 상기 분석물(4)이 상기 측정 채널들 각각 내의 상기 동일한 검출 반응물(3)과 상호작용하게 되고, 이에 의해 상기 제2 측정 채널(2b) 내에 형성된 네트워크 생성물이 상기 제1 측정 채널(2a) 내에 형성된 네트워크 생성물과 비교하여 다른 특징이 형성되도록 하는 단계; 및
    상기 표본 내에 상기 분석물(4)이 존재한다는 표시를 제공하기 위해 상기 네트워크 생성물들을 상기 미세 구조물들(5) 각각을 통해 여과하는 단계;를 포함하는,
    분석물 검출 방법.
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