KR101768876B1 - 항원 검출용 장치 및 이들의 용도 - Google Patents

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Abstract

항원 검출용 장치 및 방법을 개시한다. 식품 매개 병원균을 검출하는 장치 및 방법을 개시한다.

Description

항원 검출용 장치 및 이들의 용도{Device for Detection of Antigen and Uses Thereof}
본 발명의 일부분은 하나 이상의 항원을 검출하는 장치 및 분석에 관한 것이며, 그리고 이들을 사용하는 방법에 관한 것이다.
항원 검출은 과학적 연구, 진단 및 치료의 용도로 여러 분야에서 중요하다. 항원을 검출할 수 있는 방법은 다양하다. 이러한 다양한 방법은 미국특허 제5,161,701호 및 제5,141,850호, PCT 공개특허 제WO91/12336호, 미국특허 제5,451,504호 및 제5,559,041호, 유럽특허출원 제0505636A1호, PCT 공개특허 제WO88/08534호, 유럽특허출원 제0284232A1호, 미국특허출원공개 제20070020768호 및 미국특허 제RE39664에 개시되어 있으며, 각각의 특허는 본 발명의 전체 내용에서 참조로 인용되었다. 이전 발명에서 사용되는 방법 및 장치는 감도 또는 결과를 보여주는 속도의 개선이 필요하다. 이러한 감도 및 특히, 속도는 항원의 존재 여부를 결정하는 데 있어서 매우 중요하다.
이러한 분야 중 하나는 식품 매개 병원균의 오염을 밝혀내는 분야이다. 미국에서는 7,600만명 정도의 사람들이 식품 매개 질병에 시달린다. 7,600만명의 사람들 중에 약 325천명의 증상은 심각하여 입원을 하고, 이 가운데 약 5천명은 사망에 이르게 된다. 식품 매개 질병의 대부분은 살모넬라, 대장균, 및 캄필로박터(Campylobacter)를 원인으로 하며, 이로 인하여 약 350억 달러의 비용을 소비한다.
식품의 안전한 공급을 강화하는 현재의 조치는 지역, 주 및 연방 당국의 연합 뿐만 아니라 검시관 및 감시 네트워크의 정교한 시스템도 포함한다. 식품 제조업체들은 법으로 강제할 수 있는 미국 농무부, 미국식품의약관리국, 및 미국수산청 조약에 의해 재제된다. 미국 농무부는 제조 및 가공 시설에서 제조되고 처리되는 일상 식품, 생산품, 및 기타 소모품 검열을 수행하는 위생 감시자 제도를 만들었다. 이러한 검열은 식품이 소비자에게 전달되기 전에 식품의 안전성 및 무균상태가 최적임을 보장하기 위하여 상세한 통계 분석을 포함하도록 만들어졌다. 게다가, 대부분의 식품 산업체는 생산물의 무균 상태를 더 잘 증명하기 위하여 멸균 기술을 사용하고 있다. 보다 낮은 단계에서, 지역 및 시의 보건부서는 현지 유통업체, 레스토랑, 및 소매업자들이 안전한 식품 공급을 보장하는 엄격한 지침을 따르도록 강화하는 일을 한다. 그러나 이러한 정교한 네트워크에도 불구하고, 식품 매개 감염은 여전히 흔하게 발생한다.
감염 발생이 강하게 의심되면, 조사를 실시한다. 노출 가능성이 있는 사람들에 대한 여러 사례에서의 조사를 실시한다. 발병의 증상 및 시간 및 가능성 있는 지역이 정해지게 되고, 이러한 전형적인 사례를 설명하는 "사례 정의(case definition)"를 밝힌다. 감염 발생은 시간, 장소, 및 사람에 의해 체계적으로 설명된다. 감염이 발생했을 때를 도면으로 보여주기 위하여 각각의 연속하는 날짜에 해당하는 환자 수를 그래프로 나타낸다.
원인균은 종종 밝혀지지 않기 때문에, 대변 또는 혈액의 시료를 환자로부터 채취하여 분석을 위해 공공 보건 실험실로 보낸다. 각각의 채집물 및 시료는 분석 당 $500 이상을 지불할 수 있으며, 분석(CDC "식품 매개 감염")에 보통 2 내지 4일이 소요된다).
본 발명에 앞서서, 감염이 발생한 식품 및 기타 원인을 밝히고자 조사관들은 첫 번째로, 아프기 전 며칠 동안의 가능성 있는 노출과 관련하여 가장 전형적인 사례를 가진 몇 명의 사람들과 인터뷰를 한다. 이러한 방식에서, 특정 가능성의 노출은 배제할 수 있는 반면, 그 외의 반복적으로 언급되는 노출들은 원인일 가능성이 있다. 관련된 특정 병원균의 가능성 있는 원인 등의 기타 정보들과 취합된 가설은 공식적인 역학 조사에서 조사한다. 그런 후, 조사관들은 환자 및 비교 군으로 정상인과 노출되었을 가능성이 있는 목록을 탐문 조사한다. 환자 및 정상인에 의해 기록된 노출 빈도를 비교함으로써, 조사관들은 질병과 노출의 연관성을 평가할 수 있다. 확률 통계를 사용하면서, 관련 가능성이 없는 것도 직접적으로 평가한다.
새로운 식품 매개의 문제가 발생하게 되면, 식품 매개 병원균을 검출하는 신규한 장치 및 방법이 필요하다. 본 발명은 식품-매개 박테리아 유래의 항원과 같은 항원을 검출하는 장치를 제공하고, 감도 및/또는 검출 속도가 개선된 장치 및 분석에 대한 수요를 충족한다. 본 발명은 다른 수요도 충족할 수 있으며 이는 본 명세서에서 논의된다.
[발명의 요약]
본 발명은 일부 구체예에서 항원 검출용 장치를 제공한다. 일부 구체예에서, 상기 장치는 하나의 제1 하우징 부재 및 하나의 제2 하우징 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 하나의 하우징을 포함하고, 상기 하우징은 하기 요소를 포함하는 것을 특징으로 한다:
제2 하우징 부재 내에 있는 하나의 입구; 제1 하우징 부재에 부착된 하나의 압력 부재(force member); 상기 제1 하우징 부재와 접촉하고 상기 압력 부재와 접촉하고 있는 하나의 미끄러지는(slidable) 잠금 부재; 하기의 순서로 이루어져있는 하나의 항원 검출 막 시스템: 하나의 결합 패드(conjugte pad); 하나의 침투성막; 하나의 시험막; 및 하나의 흡수 부재; 및 상기 잠금 부재 및 결합 패드에 부착된 하나의 굴곡성의 부착 부재.
그리고 상기 결합 패드, 침투성막, 시험막, 및 흡수 부재 각각의 적어도 일부분은 실질적으로 서로 평행한 것을 특징으로 한다. 또한 상기 결합 패드는 제2 하우징 부재 내의 입구 주위로 압착할 수 있는 것을 특징으로 한다. 나아가 상기 압력 부재는 흡수 부재와 접촉하고 상기 압력 부재는 항원 검출막 시스템에 실질적으로 수직으로 압력을 가하는 것을 특징으로 한다.
상기 장치에 대한 일부 구체예에서, 상기 장치는 시험막 및 흡수 부재 사이에 배치된 소수성 막을 더 포함한다. 일부 구체예에서, 상기 제1 하우징 부재는 제1 하우징 부재의 바깥쪽 표면에 돌출하는 하나의 슬라이딩(sliding) 버튼을 더 포함하고, 상기 슬라이딩 버튼은 잠금 부재에 부착되는 것을 특징으로 하고, 상기 슬라이딩 버튼의 움직임은 잠금 부재를 움직이는 것을 특징으로 한다.
일부 구체예에서, 상기 결합 패드는 하나의 제1 항원-특이적인 항체를 포함한다.
일부 구체예에서, 상기 제1 항원-특이적인 항체에 의해 인식되는 항원은 식품-매개 병원균 유래의 항원이다.
일부 구체예에서, 본 발명은 본 명세서에서 개시된 장치 및 버퍼 용기 또는 시료 채집기를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템을 개시한다.
본 발명은 항원을 검출하는 방법도 개시한다.
[도면의 간단한 설명]
도1은 본 발명의 일부 구체예에 따른 대표적인 장치의 사시도를 나타낸다.
도2는 본 발명의 일부 구체예에 따른 대표적인 장치의 일부 부품을 나타낸다.
도3은 본 발명의 일부 구체예에 따른 대표적인 장치의 일부 부품을 나타낸다.
도4는 본 발명의 일부 구체예에 따른 대표적인 장치의 일부 부품을 나타낸다.
도5는 본 발명의 일부 구체예에 따른 다양한 위치에 있는 대표적인 장치의 일부 부품을 나타낸다.
도6은 본 발명의 일부 구체예에 따른 대표적인 장치의 일부 부품에 대한 측면도이다.
도7은 본 발명의 일부 구체예에 따른 대표적인 장치의 일부 부품에 대한 측면도이다.
도8은 본 발명의 일부 구체예에 따른 대표적인 장치의 일부 부품에 대한 측면도이다.
도9은 결합 패드에 부착된 굴곡성의 부착 부재를 나타낸다.
도10은 대표적인 하우징 부재 내의 막을 나타낸다.
[구체예의 상세한 설명]
본 발명에서 사용된 단어 "약"은 별도로 표기되지 않는 한, 평균적으로 ±5 %를 가감할 수 있음을 의미한다. 따라서 약 100은 95 내지 105를 의미한다.
본 발명은 항원 또는 기타 분자를 검출하는 장치 및 방법을 개시한다. 일부 구체예에서, 상기 장치는 크로마토그래피 분석을 사용한다. 일부 구체예에서, 상기 분석은 항원의 존재 또는 부재를 명확히 알려주는 결합 분석이다.
단어 "포획 시약(capture reagent)"은 시약을 의미하며, 예를 들면, 생물학적인 시료에서 검출되는 목적 분자(target molecule) 또는 분석 대상물(analyte)과 결합할 수 있는 항체 또는 항원 결합 단백질을 말한다.
단어 "검출하는(detecting)" 또는 "검출(detection)"는 목적 분석 대상물(target analyte)의 질적 및/또는 양적 측정을 포함하는 것으로 가장 광범위한 의미로 사용된다.
단어 "부착된(attached)" 또는 "부착(attachment)"은 직접적인 부착 또는 간접적인 부착을 포함할 수 있다. 서로 직접적으로 부착된 두 개의 구성요소는 서로 물리적으로도 결합하고 있다. 서로 간접적으로 결합하고 있는 두 개의 구성요소는 중간에 끼어있는 구성요소를 통해서 결합하고 있다. 예를 들어, 구성요소 A가 구성요소 C에 직접적으로 결합하고 있고 구성요소 C가 구성요소 B에 직접적으로 결합하고 있다면, 구성요소 A는 구성요소 B에 간접적으로 결합할 수 있다. 결국, 이러한 예에서, 구성요소 A는 구성요소 B에 간접적으로 결합하고 있다고 말할 수 있을 것이다.
단어 "분리된(isolated)"은 분자를 본래의 환경에서 실질적으로 선별하는 것을 말한다. 예를 들어, 분리된 단백질은 이들의 공급원인 세포 또는 조직에서 실질적으로 선별되는 단백질을 의미한다.
단어 "정제된(purified)"은 본래의 환경에서 연관된 다른 물질들로부터 실질적으로 자유롭게 되는 분자를 의미한다. 예를 들어, 정제된 단백질은 이들을 추출한 세포 또는 조직 유래의 세포내 물질 또는 기타 단백질로부터 실질적으로 자유로워지는 것을 의미한다. 상기 단어는 분리된 단백질이 분석에 사용될 수 있도록 매우 순도가 높거나, 적어도 70 % 내지 80 % (w/w)의 순도, 적어도 80 % 내지 90 % (w/w) 순도, 90 % 내지 95 % 순도; 및, 적어도 95 %, 96 %, 97 %, 98 %, 99 %, 또는 100 % (w/w)인 시료를 의미한다.
"특이적인 결합(specific binding)" 및 "특이적으로 결합한다(specifically binds)"등과 같은 단어는 두 개 이상의 분자가 생리적인 상태 또는 분석 상태에서 측정될 수 있는 선택적인 복합체를 형성하는 것을 의미한다. 적절하게 선별된 상태에서, 이러한 결합이 실질적으로 억제되지는 않지만, 동시에 비-특이적인 결합이 억제되면, 항체 또는 항원 결합 단백질 또는 기타 분자는 항체, 항원, 또는 항원 결정부(epitope)에 "특이적으로 결합"하는 것이다. 특이적인 결합은 높은 친화성을 가진다는 특징이 있고, 화합물, 단백질, 항원 결정부, 또는 항원에 대하여 선택적이다. 비특이적인 결합은 항상 낮은 친화력을 가진다. 예를 들어, IgG 항체에서의 결합은 적어도 10-8 M 이상, 또는 적어도 10-9 M 이상, 또는 적어도 10-10 이상, 또는 적어도 10-11 M 이상, 또는 적어도 10-12 M 이상처럼 일반적으로 적어도 10-7 M 이상의 친화력이 있는 것으로 특징지어진다. 상기 단어는 예를 들어, 항원-결합 도메인(domain)은 수많은 다른 항원들에서는 존재하지 않는 특정 항원 결정부에 대하여 특이적이며, 이러한 경우에 상기 항원-결합 도메인을 가지고 있는 항체 또는 항원 결합 단백질은 일반적으로 다른 항원에 결합하지 않는다는 것을 의미할 때에도 사용될 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 포획 시약은 이들의 결합 인자(즉, 항원)에 대하여 10-9 M, 10-10 M, 또는 10-11 M 이하의 Kd를 가진다. 일부 구체예에서, 상기 포획 시약은 이들의 결합 인자에 대하여 109 M-1 이상의 Ka를 가진다.
또한, 포획 시약은 예를 들어, 항체를 의미할 수 있다. 면역 글로불린(immunoglobulin)으로 알려진 원래 상태의 항체(intact antibody)는 각각 약 25 kDa인 두 개의 L(light) 사슬, 및 각각 약 50 kDa인 두 개의 H(heavy) 사슬로 구성된 전형적인 4분자체의 글리코실화된(glycosylated) 단백질이다. 람브다(lambda) 및 카파(kappa)로 명명되는 두 가지 형태의 L 사슬은 항체 내에 존재한다. H 사슬의 일정한 도메인의 아미노산 서열에 따라서 면역 글로불린은 5 개의 주요한 류로 분류되며: A, D, E, G, 및 M, 그리고 이들 중 몇몇은 하위 부류(isotype)로, 예를 들어, IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, IgA1, 및 IgA2로 더 분류될 수 있다. 각각의 L 사슬은 N-말단의 다양한(variable, V) 도메인(VL) 및 일정한(constant, C) 도메인(CL)으로 구성된다. 각각의 H 사슬은 하나의 N-말단 V 도메인(VH), 세 개 또는 네 개의 C 도메인(CHs), 및 하나의 힌지(hinge) 지역으로 구성된다. VH에 가장 가까운 CH 도메인은 CH1으로 나타낸다. VH 및 VL 도메인은 구조형성영역(framework regions(FR1, FR2, FR3, 및 FR4))이라고 명명되는 비교적 보존된 서열인 네 개의 영역으로 구성되고, 매우 다양한 서열(영역을 결정하는 상보성(complementarity determining region, CDRs))인 세 개의 영역에 대한 구조를 형성한다. CDRs는 항원을 가지고 있는 항체 또는 항원 결합 단백질의 특이적인 결합을 결정짓는 대부분의 잔기를 포함한다. CDRs는 CDR1, CRD2, 및 CDR3으로 언급된다. 따라서, CDR은 H1, H2, 및 H3으로 언급되는 H 사슬을 구성하는 동시에, CDR은 L1, L2, 및 L3으로 언급되는 L 사슬을 구성한다. CDR3은 항체 또는 항원 결합 단백질-결합 위치 내에서 분자적 다양성을 주는 가장 큰 원인 요소이다. 예를 들어, H3는 두 개의 아미노산 잔기 정도로 짧을 수도 있고 또는 26개의 아미노산 보다 더 클 수도 있다. 다양한 류의 면역 글로불린의 하위 단위(subunit) 구조 및 입체적 구성은 당 분야에서 잘 알려져 있다. 항체 구조를 보려면, Antibodies(A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, 에디션, Harlow 등, 1988)를 참조하면 된다. 당업자는 각각의 하위단위 구조, 예, CH, VH, CL, VL, CDR, 및/또는 FR 구조는 활성을 가지는 조각(fragment)들로 구성되어져 있다는 것을 인지할 수 있을 것이다. 예를 들어, 활성을 가지는 조각은 항원, 즉, 항원-결합 단편, 또는 Fc 수용기 및/또는 보체에 결합하거나/또는 활성하는 CH 하위단위의 일부분에 결합하는 VH, VL, 또는 CDR 하위단위의 일부분으로 이루어질 수 있다.
본 발명에서 사용되는 단어 "항원-특이적인 항체"가 내포하고 있는 결합 단편(fragment)의 예는 하기를 포함하며 이로 한정되지 않는다: (ⅰ) Fab 단편, VL, VH, CL, 및 CH1 도메인을 구성하고 있는 1가의 단편; (ⅱ) F(ab')2 단편, 힌지 영역에서 이황화물(disulfide) 교상 결합(bridge)에 의해 연결된 두 개의 Fab 단편을 포함하고 있는 2가의 단편; (ⅲ) VH 및 CH1 도메인을 구성하고 있는 Fd 단편; (Ⅳ) 항체의 하나의 암(arm)의 VL 및 VH 도메인을 구성하고 있는 Fv 단편; (Ⅴ) VH 도메인을 구성하는 dAb 단편; 및 (ⅵ) 분리된 CDR. 게다가, Fv 단편의 두 개의 도메인, VL 및 VH는 별개의 유전자에 의해서 코드(code)되긴 하지만, 1가의 분자(하나의 사슬(single chain) Fv(scFv))를 형성하기 위하여 VL 및 VH 도메인 쌍을 가지고 있는 하나의 단백질 사슬을 만들면서 이들은 하나의 합성 링커(synthetic linker)에 의해서 재조합되어 결합할 수 있다. 가장 일반적으로 사용되는 링커는 15-잔기(Gly4Ser)3 펩티드이긴 하지만, 다른 링커들도 당분야에서 알려져 있다. 하나의 사슬 항체도 "항체 또는 항원 결합 단백질" 또는 항체의 "항원과 결합하는 조각"이라는 단어에 내포되도록 의도된다. 또한, 항체는 다클론성(polyclonal) 항체, 단클론성(monoclonal) 항체, 키메라(chimeric) 항체, 항원과 결합하는 조각, Fc 조각, 하나의 사슬 항체, 또는 이들의 어떠한 유도체일 수 있다.
이러한 항체는 당업자들이 알고 있는 일반적인 기술에 의해 획득되고, 상기 단편은 원래의 항체와 같은 방법으로 선별되어 사용된다. 항체 다양성은 다양한 도메인 및 체세포의 다양한 현상을 인코딩(encoding)하는 다수의 생식세포 유전자에 의해서 만들어진다. 상기 체세포 현상은 완벽한 VH 도메인을 만들기 위하여 다양성(diversity, D)을 가진 다양한 유전자 조각 및 유전자 조각의 결합(joining, J)에서의 재조합, 및 완벽한 VL 도메인을 만들기 위한 다양한 유전자 조각 및 유전자 조각의 결합에서 재조합을 포함한다. 이러한 재조합 과정은 그 자체로는 부정확하여 V(D)J 결합부위에 있는 아미노산의 손실 또는 첨가로 귀결된다. 이러한 다양성 메커니즘은 항원 노출이 되기 전에 발달하고 있는 B 세포에서 발생한다. 항원 자극 후에는, B 세포에서 발현된 항체 유전자는 체세포 변이를 겪는다. 예상되는 생식세포의 유전자 조각의 수, 이러한 조각의 무작위적인 재조합(random recombination), 및 무작위의 VH-VL 짝을 만드는 것을 근거로 하면, 1.6×107까지의 다양한 수의 항체가 생산될 수 있다(Fundamental Immunology, 세 번째 에디션. (1993), Paul, Raven 출판사, 뉴욕.). 항체 다양성(체세포 변이와 같은)에 영향을 주는 다른 과정들을 고려하면, 1×1010개 이상의 다른 항체가 생길 수 있다(Immunoglobulin Genes, 두 번째 에디션. (1995), Jonio 등, Academic 출판, 샌디에고, 캘리포니아). 항체 다양성을 만드는 것과 관련된 많은 과정들로 인하여, 동일한 항원 특이성을 가지는 독립적으로 유도된 단클론 항체는 동일한 아미노산 서열을 가질 수는 없을 것이다.
본 발명에서 개시된 항원, 항원 결정부, 또는 다른 분자와 특이적으로 상호 작용할 수 있는 항체 또는 항원 결합 단백질 분자는 당업자에게 잘 알려진 방법으로 생산될 수 있다. 예를 들어, 단클론 항체는 잘 알려진 방법에 의해 융합세포(hybridoma)를 생산함으로써 만들어질 수 있다. 그런 후, 이러한 방법으로 생산된 융합세포는, 분자 또는 흥미로운 화합물과 특이적으로 상호 작용하는 항체를 생산하는 하나 이상의 융합세포를 밝혀내기 위하여 효소와 교상 결합하는(linked) 면역 흡착제 분석(ELISA) 및 비아코레(Biacore) 분석과 같은 전형적인 방법에 의해 조사될 수 있다.
단클론 항체를 분비하는 융합세포를 만드는 대안으로, 본 발명의 폴리펩티드에 대한 단클론 항체는 본 발명의 폴리펩티드에 결합하는 면역 글로불린 라이브러리(library) 구성물을 선별하기 위하여 본 발명의 펩티드를 가지고 재조합 면역 글로불린 라이브러리(예, 항체 파지 전시 라이브러리(antibody phage display library)를 조사함으로써 밝혀지고 분리될 수 있다. 파지 전시 라이브러리를 만들고 조사하는 기술 및 상용 키트는 당업자에게 잘 알려져 있다. 게다가, 항체 또는 항원 결합 단백질을 생산하고 조사하는데 있어서 특별히 사용하기 용이한 방법 및 시약의 예는 본 문헌에서 개시된다.
단어 "포획 시약"은 인간화된(humanized) 항체, 뿐만 아니라 완벽하게 인간화된 항체와 같은 키메라 항체도 포함한다. 일부 구체예에서, 포획 시약은 하기와 같다: 염소 항-E. Coli 0157:H7 항체 제품번호:70-XG13(Fitzgerald Industries); E. Coli 0157:H7 모노(mono) 제품번호:10-E13A(Fitzgerald Industries); E. Coli 0157:H7 제품번호: 10C-CR1295M3(Fitzgerald Industries); E. Coli 0157:H7 모노 제품번호:10E12A(Fitzgerald Industries); 또는 염소 항-쥐 IgG 제품번호: ABSE-020 (DCN).
일부 구체예에서, 본 발명의 장치는 하나의 제1 하우징 부재 및 하나의 제1 하우징 부재를 포함하고 있는 하나의 하우징을 포함한다. 일부 구체예에서, 상기 제1 및 제2 하우징 부재는 하나의 단위로 제작될 수 있다. 상기 하우징은 입구를 포함할 수 있다. 상기 입구는 시료의 크로마토그래피 분석을 가능케 한다. 일부 구체예에서, 상기 제1 하우징 부재는 상기 입구를 포함한다. 상기 입구는 장치에 적용되는 용액의 분량을 적절하게 조절할 수 있는 충분한 크기일 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 입구의 크기는 약 0.1 내지 3 ml, 약 0.1 내지 2.5 ml, 약 0.5 내지 2.0 ml, 약 0.1 내지 1.0 ml, 약 0.5 내지 1.5 ml, 약 0.5 내지 1.0 ml, 및 약 1.0 내지 2.0 ml을 처리할 수 정도로 충분히 크다.
일부 구체예에서, 상기 하우징은 하나의 결합 패드, 하나의 침투성막, 하나의 시험막, 및/또는 하나의 흡수 부재를 포함한다. 일부 구체예에서, 상기 하우징은 하나의 항원 검출막 시스템을 포함한다. 일부 구체예에서, 상기 항원 검출막 시스템은 하나의 결합 패드, 하나의 침투성막, 하나의 시험막, 및 하나의 흡수 부재를 포함한다. 일부 구체예에서, 상기 항원 검출막 시스템은 침투성막을 사용하지 않는다. 일부 구체예에서, 상기 항원 검출막 시스템은 하나의 결합 패드, 하나의 침투성막, 하나의 시험막, 및 하나의 흡수 부재의 순서로 구성된다.
본 발명에서 사용되는 단어 "결합 패드"는 포획 시약을 포함할 수 있는 막 또는 기타 재료의 형태를 언급한다. 결합 패드는 아세트산 셀룰로스(cellulose acetate), 질산 셀룰로스(cellulose nitrate), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 유리 섬유(glass fiber), 막(membrane), 폴리에터술폰(polyethersulfone), 재생 셀룰로오스(regenerated cellulose, RC), 폴리테트라-프루오에칠렌(polytetra-fluorethylene, PTFE), 폴리에스테르(polyester)(예,폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)), 폴리카보네이트(polycarbonate)(예, 4,4-하이드록시-디페닐-2,2'-프로판(4,4-hydroxy-diphenyl-2,2-propane)), 산화 알루미늄(aluminum oxide), 혼합된 셀룰로스 에스테르(mixed cellulose ester)(예, 셀룰로스 아세테이트 및 질산 셀룰로스의 혼합물(mixture of cellulose acetate and cellulose nitrate), 나일론(nylon)(예, 폴리아미드(polyamide), 헥사메칠렌-디아민(hexamethylene-diamine) 및 나이론 66(nylon 66)), 폴리프로필렌(polypropylene), PVDF, 고밀도의 폴리에칠렌(high density polyethylene(HDPE)) + 조핵제 "알루미늄 디벤조에이트(aluminum dibenzoate, DBS)(예, 80u 0.024 HDPE DBS(Porex)), 및 HDPE. 또한, 결합 패드의 예는 Cyclopore®폴리에칠렌 테레프싸라테(polyethylene terephthalate), Nucleopore®(폴리에칠렌 테레프싸라테(polyethylene terephthalate)), Membra-Fil®(아세트산 및 질산 셀룰로스), Whatman®(아세트산 및 질산 셀룰로스), Whatman#12-S(레이온(rayon))), Anopore®(산화 알루미늄), Anodisc®(산화 알루미늄), Sartorius(아세트산 셀룰로스, 예, 5 um), 및 Whatman Standard 17 (바운드 글래스(bound glass)).
일부 구체예에서, 상기 결합 패드 또는 시험막은 하나의 포획 시약을 포함한다. 일부 구체예에서, 상기 결합 패드 또는 시험막은 포획 시약과 접촉한 후 건조된다. 결합 패드 또는 시험막은 포획 시약이 실온 또는 냉장 또는 냉동 온도에서 안정하게 보관되고 보존될 수 있도록 다른 구성물을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 결합 패드 또는 시험막은 포획 시약으로 적용되기에 앞서 버터로 적신다. 일부 구체예에서, 버퍼는 비-특이적인 결합을 방지하기 위하여 사용되는 블록킹(blocking) 버퍼이다. 일부 구체예에서, 상기 버퍼는 붕산염(Borate), BSA, PVP40, 및 Tween-100로 구성된다. 일부 구체예에서, 상기 버퍼는 10 mM 붕산염, 3 % BSA, 1 % PVP40, 및 0.25 % Tween-100로 구성된다. 일부 구체예에서, 포획 시약은 트레할로스(trehalose) 및 자당(sucrose)을 포함하고 있는 용액 내의 패드 또는 막으로 적용된다. 일부 구체예에서, 상기 포획 시약은 트레할로스, 자당 및 인산염 및/또는 BSA를 포함하고 있는 용액 내의 결합 패드 또는 시험막으로 적용된다. 일부 구체예에서, 상기 포획 시약은 5 % 트레할로스, 20 % 자당 및 10 mM 인산염 및/또는 1 % BSA를 포함하고 있는 용액 내로 적용된다
일부 구체예에서, 상기 패드 또는 막(예, 결합 패드 또는 시험막)은 약 0.5 내지 5.0 ㎍의 포획 시약, 약 1 내지 3 ㎍ 의 포획 시약, 약 1 내지 2 ㎍의 포획 시약, 약 2 내지 3 ㎍의 포획 시약, 약 1.5 ㎍의 포획 시약, 2.5 ㎍의 포획 시약, 또는 약 2.7 ㎍의 포획 시약을 포함한다.
일부 구체예에서, 상기 침투성막은 시험막에 접촉하거나 부착된다. 일부 구체예에서, 상기 침투성막은 시험막 위로 적층된다. 침투성막은 액체 시료 등의 시료가 시험막을 통과하여 흐를 수 있는 모든 소재의 막일 수 있다. 상기 시험막의 예로는, 질산 셀룰로스(nitrocellulose), 셀룰로스, 유리 섬유, 폴리에스터, 폴리프로필렌, 나일론 등이 있으며, 이로 한정되지 않는다. 일부 구체예에서, 상기 침투성막은 입구를 포함한다. 상기 입구는 시험막을 보거나 검출을 위해 존재할 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 침투성막 내의 입구는 실질적으로 하우징 입구의 사이즈와 동일하다. 침투성막의 예로는 Protran BA83, Whatman 등이 있으며, 이로 한정되진 않는다.
본 발명에서 사용되는 "시험막"은 포획 시약에 결합하는 인자가 검출되는 막이다. 시험막은 질산 셀룰로스 막, 나일론 막, 폴리비닐리덴 불화물(polyvinylidene fluoride) 막, 폴리에테르설폰(polyethersulfone) 막 등을 포함하며, 이로 한정되지는 않는다. 상기 시험막은 포획 시약의 결합 인자(예, 항원 또는 항원 결정부)의 존재 여부를 검출할 수 있는 당업자가 사용하는 모든 재료일 수 있다. 또한, 상기 시험막은 포획 시약을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 시험막은 포획 시약과 접촉하고 포획 시약은 시험막에 부착하여 건조되도록 한다. 시험막의 예로는 Protran BA83, Whatman, Opitran BA-SA83, 및 0.22 um 흰색 직물(Millipore, 제품번호 SA3J036107)이 있으며, 이로 한정되지 않는다. 상기 시험막은 다수의 포획 시약을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 시험막은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10개의 시약을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 시험막은 각각 다른 포획 시약을 가지고 있는 다수의 영역으로 구성된다. 일부 구체예에서, 다수의 영역은 서로 전혀 겹치지 않거나 또는 동일한 공간을 차지하지 않는다. 다수의 포획 시약을 사용하여서, 다양한 결합 인자들을(예, 항원 결정부 또는 항원) 검출할 수 있다.
일부 구체예에서, 상기 하우징은 하나의 흡수 부재도 포함한다. 상기 흡수 부재는 "가재 패드(wick pad)" 또는 "흡수하는 패드(wicking pad)"로 언급될 수 있다. 상기 흡수 부재는 시료가 장치로 적용될 때 장치를 통과하여 흐르는 용액을 흡수하고 시료의 흐름을 도와주는 흡수력을 제공한다.
상기 흡수 부재는 결합 패드를 통과하고 시험막에 대한 시료의 흐름을 촉진할 수 있는 모든 재료일 수 있다. 흡수 부재의 예로는 고 흡수성 수지(super absorbent polymer), 유리 섬유 패드(glass fiber pad)(예, C083(Millipore) 등일 수 있으며, 이로 한정되지는 않는다. 일부 구체예에서, 상기 하우징은 다수의(예, 2개 이상) 흡수 부재를 포함한다. 일부 구체예에서, 상기 하우징은 2, 3, 4, 또는 5개의 흡수 부재를 포함한다. 일부 구체예에서, 상기 흡수 부재는 하나 이상 10개 이하의 흡수 부재를 포함하고, 각각의 막은 동일한 재료이거나 다른 재료일 수 있다.
일부 구체예에서, 상기 장치는 하나의 압력 부재를 포함한다. 상기 압력 부재는 압력을 주거나 항원 검출막 시스템의 다른 구성 요소들을 서로 간에 압착하기 위해 사용할 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 압력 부재는 자루 및 머리(head)를 포함할 수 있다. 상기 압력 부재는 머리 부분이 자루보다 더 넓은 버섯 형태일 수 있다. 일부 구체예에서, 머리는 자루보다 더 좁을 수 있다. 하나의 머리 및 하나의 자루를 포함하고 있는 상기 압력 부재는 하나의 단위일 수 있고 또는 압력 부재를 형성하기 위해 서로 접촉하는 다양한 부분으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 머리와 자루가 분리 가능한 하나의 단위일 수 있다. 조립에 따라 머리 및 자루는 압력 부재를 만들기 위해 서로 접촉한다. 다른 예에서, 압력 부재를 형성하는 머리 및 자루는 하나의 결합된 단위로 함께 제조되며 나중에 조립되는 분리된 부분이 아니다. 상기 압력 부재는 상기 장치가 수평적 흐름이 아닌 수직적인 흐름으로 작동하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에서 기재된 장치는 포획 시약에 대한 결합 인자의 존재를 검출하는 분석에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 장치를 이용하면서 항원은 항체에 의해서 검출될 수 있다. 본 발명의 장치는 수직적인 흐름에 관한 것이다. 수직적인 흐름은 시료가 장치 내에 존재하는 다른 막 및 부재를 통과하여 흐르는 방향을 의미한다. 수직적인 흐름은 막, 패드 또는 흡수 부재를 횡단하는 시료의 흐름(예, 좌우로)을 의미하는 수평적인 흐름과는 반대로, 막을 통과하는 시료의 흐름(예, 상하로)을 의미한다. 수평의 유동 장치에서, 막 및 패드는 동일한 면 위에서 실질적으로 서로 수평방향으로 접촉하여 배치된다. 수직적인 유동 장치에서, 각각의 막 또는 패드는 서로 실질적으로 서로 평행하거나 또는 완벽하게 평행하고 상기 장치 내에서 실질적으로 다른 공간의 면을 차지한다. 상기 막 및 패드는 이들이 압력 하에 배치되어 압축될 때 동일한 면을 차지할 수 있다. 일부 구체예에서, 각각의 막 및 패드의 적어도 일부분은 서로의 최상층에서 적층된다. 일부 구체예에서, 각각의 막 및 패드의 적어도 막 일부분은 실질적으로 서로 평행하다. 일부 구체예에서, 각각의 막의 적어도 일부분은 서로 다른 공간 면에 있다.
일부 구체예에서, 수직적인 흐름이 효율적으로 되게끔 하기 위하여, 상기 결합 패드, 침투성막, 시험막 및 흡수 부재는 실질적으로 서로 평행하다. 일부 구체예에서, 상기 결합 패드, 침투성막, 시험막 및 흡수 부재는 서로 다른 공간 면에 위치하고 있다. 일부 구체예에서, 상기 하우징은 시료의 수직적인 흐름을 느리게 할 수도 있고 멈출 수도 있는 소수성 막을 포함할 수도 있다. 상기 소수성 막은 시험막과 접촉할 수 있으며, 이는 시료가 시험막에 있거나 잠깐 머무르는 것을 가능하게 한다. 시험막에 머무르게 함으로서, 감도 및 검출능이 증가할 수 있다. 상기 수직적인 흐름은 막에 적용되는 압력에 의해 조절된다. 일부 구체예에서, 상기 압력은 시험막 및/또는 결합 패드에 수직으로 적용된다. 상기 압력은 상기 결합 패드가 하우징에 대해 압축되도록 적용할 수 있다. 상기 하우징에 대한 압축은 상기 결합 패드가 하우징, O형 고리 또는 고리(collar)와 직접적으로 접촉하거나 또는 결합 패드 및 시험막이 서로 압착되도록 중간재를 사용하여 직접적으로 접촉할 수도 있다.
상기 압력 부재는 시험막에 실질적으로 수직으로 압력을 가할 수 있다. 상기 압력은 수직적인 흐름을 촉진한다. 압력은 적층된 각각의 막이 서로 접촉하도록 한다. 또한, 압력은 시험 시료가 시험막에 있거나 잠시 머무르도록 멈추어진 유동을 재개할 수 있도록 하며, 이로 인해 감도는 훨씬 더 증가될 수 있다. 그런 후, 시료가 상기 흡수 부재(들)을 통과하도록 수직의 흐름을 가하기 위해 압력을 다시 가한다. 상기 압력 부재는 결합 패드가 하우징의 일부분에 접촉하도록 압력을 가할 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 압력 부재에 의해서 가해진 압력 하에 있지 않을 때 결합 패드는 하우징에 접촉하지만, 압력을 가하는 압력 부재에 의해서 결합 패드는 하우징의 일부분에 압착된다.
일부 구체예에서, 상기 결합 패드는 입구 주위에 접촉한다. 상기 입구는 고리 또는 O형 고리와 같은 기타 유사한 모양으로 구성된다. 일부 구체예에서, 상기 결합 패드는 고리 및/또는 O형 고리 주위와 접촉한다. 일부 구체예에서, 상기 결합 패드는 고리 및/또는 O형 고리를 포함할 수 있는 입구의 주위로 압착될 수 있다.
"입구의 주위에 압착될 수 있는"은 입구 주위에 직접적으로 접촉하여 압착되거나 또는 입구 주위에 접촉하고 있는 다른 층 또는 재료(예, 막)에 대하여 압착되는 막 또는 패드를 의미한다.
일부 구체예에서, 상기 결합 패드는 하우징과 직접적인 물리적 접촉에 있지는 않지만 하우징과 접촉하는 액체 내에 있는 것을 의미한다. "접촉하는 액체"는 시료가 입구 또는 다른 입구를 통해서 장치에 적용되면, 용액은 결합 패드에 접촉하는 것을 의미한다. 일부 구체예에서, 상기 결합 패드는 침투성막과 같은 다른 막에 의해서 하우징에서 분리될 수 있으며, 상기 다른 막은 하우징과 직접적인 물리적 접촉에 있거나 또는 고리 또는 O형 고리와 직접적인 물리적인 접촉에 있다. 시료가 상기 장치로 적용될 때, 용액은 첫 번째로 다른 막과 접촉한 후, 결합 패드와 접촉한다. 이것은 상기 하우징과 접촉하는 용액 내에 있는 결합 패드의 한 예이다. 수 많은 기타 구체예에서, 상기 결합 패드가 하우징, 고리, 또는 O형 고리와 직접적인 물리적 결합에 있지는 않지만, 하우징과 접촉하는 용액 내에 있다.
상기 압력 부재는 다른 막 층을 통과하는 수직적인 유동을 촉진하기에 충분한 모든 압력을 가할 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 장치의 층(예, 결합 패드, 침투성막, 시험막, 및 흡수 부재)는 약 5 lbf 내지 100 lbf, 약 5 lbf 내지 50 lbf, 약 10 lbf 내지 40 lbf, 약 15 lbf 내지 40 lbf, 약 15 lbf 내지 25 lbf, 또는 약 30 lbf 내지 40 lbf에서 선택된 압력 하에서 압착된다. 이러한 압력은 장치 내에 소수성 또는 불침투성 막이 존재한다면 이들도 압착할 수 있다.
일부 구체예에서, 상기 압력 부재는 흡수 부재의 제1 표면과 접촉한다. 일부 구체예에서, 결합 패드는 시험막과 접촉한다. 일부 구체예에서, 제1 시험막의 표면은 침투성막과 접촉한다. 일부 구체예에서, 제2 시험막의 표면은 제2 흡수 패드의 표면과 접촉한다. 일부 구체예에서, 상기 장치는 소수성 막을 포함하고, 예를 들면, 상기 소수성 막은 시험막의 제2 표면과 접촉한다. 일부 구체예에서, 상기 소수성 막은 흡수 패드의 제1 표면과 접촉한다.
일부 구체예에서, 상기 결합 패드의 제1 표면은 하우징과 접촉하고 결합 패드의 제2 표면은 침투성막의 제1 표면과 접촉하며, 상기 침투성막의 제2 표면은 시험막의 제1 표면과 접촉하고, 상기 시험막의 제2 표면은 흡수 패드의 제1 표면과 접촉하고, 상기 흡수 패드의 제2 표면은 압력 부재와 접촉한다. 일부 구체예에서, 결합 패드의 제1 표면은 상기 하우징의 입구 주위에 접촉한다. 일부 구체예에서, 결합 패드의 제1 표면은 고리 또는 O형 고리 주위에 접촉한다.
상기 장치는 부착 부재도 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 부착 부재는 굴곡성이 있거나 또는 굴곡성이 있는 재료로부터 제조된다. 상기 굴곡성이 있는 재료는 예를 들면, 탄성체의(elastic) 또는 탄성 중합체 재료일 수 있다. 예를 들어, 부착 부재는 결합 패드 및/또는 소수성 막에 부착될 수 있다. 또한, 부착 부재는 장치의 어떤 막 또는 부재에 부착될 수 있다. 부착 부재의 예는 탄성 중합체 밴드, 고무 밴드, 스프링 등을 포함하지만, 이로 한정되지 않는다. 일부 구체예에서, 부착 부재는 형상 기억 재료(shape memory material)로 제조될 수 있다. 부착 부재는 잠금 부재를 움직이는 것과 결합 패드 또는 부착 부재가 부착되어져 있는 막 또는 패드의 어떤 형태를 움직이는 것 사이의 시간을 지연할 수 있다. 상기 패드 또는 막의 움직임은 슬라이딩 버튼 또는 잠금 부재가 움직임과 동시에 일어나지는 않는다. 특정 이론과 상관없이, 슬라이딩 버튼 또는 잠금 부재가 움직일 때, 에너지가 부착 부재 내로 축적되고 축적된 에너지는 압력이 방출된 후에 부착 부재에 부착되어져 있는 패드 또는 막을 잡아당기는데 사용된다. 일부 구체예에서, 상기 잠금 부재는 결합 패드가 움직이거나 제거되기에 앞서, 압력 부재로부터 떨어져서 움직인다(즉, 압력 부재는 더 이상 잠금 부재와 접촉하지 않는다.). 일부 구체예에서, 상기 결합 패드는 압력 부재에 의해서 가해지는 압착 또는 압력이 완전히 사라짐과 동시에 움직인다.
상기 부착 부재는 슬라이딩 버튼 또는 잠금 부재에도 부착할 수 있다. 상기 부착 부재는 접착제, 스테이플, 매듭 등과 같은 모든 방법에 의해 다른 구성 요소로 부착할 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 막 또는 패드는 부착 부재가 막 또는 패드에 부착되도록 막 또는 패드 내에 새김눈(notch)을 가진다. 새김눈은 도9에서 도시되었으며, 이로 한정되지는 않는다.
일부 구체예에서, 상기 하우징은 하나의 잠금 부재를 포함한다. 상기 잠금 부재는 상기 장치 내에서 움직일 수 있는 슬라이딩 잠금 부재일 수 있다. 상기 잠금 부재는 압력 부재에 의해 생겨난 압력이 다른 층의 막 및 부재에서 유지되도록 한 위치에서 압력 부재를 잠그기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 잠금 부재는 압력 부재가 위치를 바꾸도록(즉, 낮아지도록) 잠금 부재를 움직이지 않으면 압력이 방출될 수 없는 위치에서 압력 부재를 잠그는 것이다. 예를 들어, 상기 잠금 부재는 압력 부재가 올라간 위치에서 유지될 수 있도록 압력 부재의 헤드 아래로 배치되는 것이 적당할 수 있다. 또한 상기 잠금 부재는 압력 부재가 특정한 위치(예, 올라가거나 낮아진)에서 유지될 수 있도록 위치될 수 있다. 상기 잠금 부재는 플라스틱 등을 포함하는 모든 재료로 제작될 수 있으며, 이로 한정되지는 않는다. 예를 들어, 상기 잠금 부재는 압력 부재가 압력을 방출하는 것을 막는 다른 구성요소를 사용하면서 압력 부재와 직접적으로 또는 간접적으로 접촉할 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 잠금 부재는 압력 부재가 결합 패드를 압착하도록 접촉한다.
또한, 상기 잠금 부재는 잠금 부재를 움직여서 부착 부재, 다른 막(예, 결합 패드, 소수성 막, 시험막, 흡수 부재) 또는 부착 부재에 부착된 다른 구성 요소를 움직일 수 있도록 부착 부재와 접촉할 수 있다. 예를 들어, 상기 잠금 부재가 압력 부재의 위치를 바꾸기 위해서(예, 올라간 위치에서 낮은 위치로) 압력 부재의 압력을 방출하도록 이동하게 되면, 이러한 잠금 부재의 움직임은 부착 부재 내로 에너지를 변형하고/축적하여서 압력이 충분히 감소되게 되자마자 막 또는 패드를 움직일 수 있다. 결합 패드가 부착 부재에 부착되고 잠금 부재가 움직이면, 압력이 충분히 감소되자마자 이들은 결합 패드도 움직일 수 있다. 일부 구체예에서, 압력은 완벽하게 소실된다. 예를 들어, 상기 결합 패드는 장치에서 제거될 수 있도록 움직여질 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 결합 패드는 입구를 통하여 시험막이 보이도록 움직일 수 있다. 보이는 시험막의 범위는 사용되는 검출의 종류에 따라 결정될 것이다. 시각적인 검출을 위하여, 더 많은 범위의 시험막이 입구에서 보이는 것이 필요할 수도 있다. 시각적으로 보이지 않는 예, 형광, 적외선, 방사선, 화학 발광 검출에서는, 보다 적은 범위의 시험막이 보이는 것이 필요할 수도 있다. 일부 구체예에서, 상기 결합 패드는 입구를 통해서 더 이상 보이거나 검출되지 않도록 움직인다. 일부 구체예에서, 상기 결합 패드의 움직임은 시험막을 가시화하고 검출할 수 있도록 상기 입구 외에 다른 입구를 만들 수도 있다.
일부 구체예에서, 상기 부착 부재는 불 침투성 또는 소수성의 막에도 부착할 수 있다. 상기 부착 부재가 움직일 때, 이러한 움직임은 불 침투성 또는 소수성의 막을 움직이거나 제거할 수 있을 것이다. 본 발명에서 검토된 것처럼, 불 침투성 또는 소수성 막의 존재는 수직적인 유동을 늦추거나 멈추게 함으로써, 시험막 위에 시험 시료가 있거나 잠깐 머무는 것을 가능하게 할 수 있다. 불 침투성 또는 소수성 막을 움직이거나 제거할 때, 부착 부재에 이들을 부착하거나 또는 다른 방법으로 수직적인 유동이 더 이상 지연되지 않거나 또는 멈추도록 한다.
일부 구체예에서, 상기 하우징은 하나의 슬라이딩 버튼을 포함한다. 하나의 슬라이딩 버튼은 슬라이딩 부재로도 언급될 수 있다. 상기 슬라이딩 버튼은 하우징의 내부 또는 외부 표면을 통과할 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 슬라이딩 버튼 또는 슬라이딩 부재는 하우징의 외부로 돌출한다. 일부 구체예에서, 상기 슬라이딩 버튼은 잠금 부재에 직간접적으로 부착한다. 상기 슬라이딩 버튼이 잠금 부재에 부착할 때(직접적으로 또는 간접적으로) 슬라이딩 버튼의 움직임은 잠금 부재도 움직인다. 일부 구체예에서, 상기 부착 부재는 슬라이딩 버튼에 부착될 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 부착 부재는 미끄러지는 버튼 및 잠금 부재 모두에 부착된다. 상기 슬라이딩 버튼 및 잠금 부재는 하나의 단위로 제작될 수도 있다.
일부 구체예에서, 상기 입구는 약 0.2 내지 20 cm2의 범위로 선택된 하나의 입구를 포함한다. 일부 구체예에서, 상기 입구의 직경은 약 1 내지 2 cm 이다. 일부 구체예에서, 상기 입구의 직경은 약 1 또는 1.5 cm 이다. 일부 구체예에서, 입구의 직경은 약 1, 약 2, 약 3, 약 4, 약 5 cm 이다.
본 발명에서 논의된 것처럼, 상기 결합 패드는 항원 특이적인 포획 시약을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 결합 패드는 다수의 항원 특이적인 포획 시약을 포함한다. 일부 구체예에서, 상기 결합 패드는 1, 2, 3, 4, 또는 5개의 항원 특이적인 포획 시약을 포함한다. 상기 항원은 포획 시약에 의해서 특이적으로 인식되는 모든 분자일 수 있다. 항원의 예는 폴리뉴클레오타이드 분자(예, DNA, RNA, siRNA, 안티센스(antisense) 올리고뉴클레오타이드), 펩티드, 단백질, 단당류, 다당류, 탄수화물 등을 포함한다. 상기 항원은 동일한 단백질 또는 폴리펩티드 상에 존재하는 다른 항원 결정부를 의미할 수도 있다.
상기 포획 시약은 예를 들어, 단백질 A, 단백질 G 등일 수도 있다.
일부 구체예에서, 상기 단백질은 병원균 단백질이다. 병원균 단백질은 병원균 유래의 단백질을 의미한다. 병원균의 예로는 바이러스, 원핵 생물 및 단세포의 병원체 및 다세포의 기생동물과 같은 병원성의 진핵 생물을 포함하며, 이로 한정되지는 않는다. 병원균은 수명 주기 중 한 단계를 세포 내의 병원체로 존재하는 원생동물 병원균을 포함할 수도 있다. 본 발명에서 사용된 단어 "세포 내의 병원체"는 바이러스 또는 병원성의 개체를 의미하며, 이들의 생식 또는 생활 주기 중 적어도 일부분은 숙주 세포에 있고, 이들은 숙주 세포에서 병원성 단백질을 생산하거나 또는 병원성 단백질 생산의 원인이 된다.
박테리아 병원균은 박테리아 병원균인 그람-양성(gram-positive) 구균으로 폐렴 쌍구균, 포도상구균, 연쇄상구균 등을 포함하며, 이로 한정되지는 않는다. 병원성 그람-음성(gram-negative)인 구균은 수막구균 및 임균을 포함한다. 병원성인 장 내의 그람-음성인 간균은 하기를 포함한다: 장내세균, 슈도모나스균(pseudomonas), 아시네토균(acinetobacteria) 및 에이케네라(eikenella); 유비저균(melioidosis); 살모넬라균(salmonella); 시겔라균(shigellosis); 헤모필러스(hemophilus); 찬크로이드(chancroid); 브루셀라균(brucellosis); 투라레미아(tularemia); 에르시니아(yersinia(파스퇴렐라(pasteurella))); 모닐리포르미스연쇄간균(streptobacillus moniliformis) 및 스피리룸(spirilum); 리스테리아균(listeria monocytogenes); 돼지 단독균(erysipelothrix rhusiopathiae); 디프테리아균(diphtheria); 콜레라균(cholera); 탄저균(anthrax); 도노바노시스(donovanosis(글라눌로마티스 인구이나레(granuloma inguinale))); 및 바르토넬로시스(bartonellosis). 병원성의 혐기성 박테리아는 하기를 포함한다: 파상풍균(tetanus); 보툴리누스중독균(botulism); 기타 크롤스트리듐속의 세균(clostridia); 결핵균(tuberculosis); 나병균(leprosy); 및 기타 마이코박테리아(mycobacteria). 병원성의 나선상균(spirochetal)에 의한 질병은 하기를 포함한다: 매독(syphilis); 트레포네마병(treponematoses): 딸기종(yaws), 열대 백반성 피부병(pinta) 및 풍토병성 매독(endemic syphilis); 및 렙토스피라병(leptospirosis). 고 병원성의 박테리아 및 병원성의 곰팡이에 의해 야기되는 기타 감염은 하기를 포함한다: 방사선균병(actinomycosis); 노카르디아증(nocardiosis); 효모균증(cryptococcosis), 분아균증(blastomycosis), 히스토플라스마증(histoplasmosis) 및 콕시디오이데즈증(coccidioidomycosis), 칸디다증(candidiasis), 국균증(aspergillosis), 및 털곰팡이증(mucormycosis); 스포로트리코시스(sporotrichosis); 파라콕시디오이데스진균증(paracoccidiodomycosis), 페트리엘리듐증(petriellidiosis), 토룰롭소시스증(torulopsosis), 족균증(mycetoma) 및 색소진균증(chromomycosis); 및 피부 기생균증(dermatophytosis). 리케차 감염(Rickettsial infection)은 리케차(rickettsial) 및 리케차증(rickettsioses)을 포함한다. 마이코플라즈마(mycoplasma) 및 클라미디아(chlamydial) 감염은 하기를 포함한다: 폐렴 미코플라즈마(mycoplasma pneumoniae); 서혜 림프 육아종(lymphogranuloma venereum); 앵무병(psittacosis); 및 주산기 클라미디아 감염(perinatal chlamydial infection). 병원성의 원생동물 및 기생충 및 이들에 의한 진핵 생물 감염은 하기를 포함한다: 아메바증(amebiasis); 말라리아(malaria); 리슈마니어증(leishmaniasis); 트리파노소마증(trypanosomiasis); 톡소플라스마증(toxoplasmosis); 뉴머시스티스성 폐렴(pneumocystis carinii); 바베시아증(babesiosis); 편모충증(giardiasis); 선모충병(trichinosis); 필라리아병(filariasis); 주혈 흡충병(schistosomiasis); 선충류(nematodes); 흡충류(trematodes) 또는 흡충류(flukes); 및 촌충류(촌충) 감염. 또한, 박테리아는 대장균, 캄필로박터, 및 살모넬라를 포함한다.
일부 구체예에서, 대장균은 E. Coli 0157이다.
바이러스의 예로는 HIV, A, B, 및 C형 간염, FIV, 렌티바이러스(lentiviruses), 페스티바이러스(pestiviruses), 웨스트 나일 바이러스(West Nile Virus), 홍역(measles), 천연두(smallpox), 우두(cowpox), 에볼라(ebola), 코로나바이러스(coronavirus)등을 포함하며, 이로 한정되지는 않는다. 기타 병원균은 미국 특허출원공개 제20080139494에 기재되어져 있고, 참고로 사용된다.
일부 구체예에서, 상기 병원균은 식품 매개 병원균이다. 상기 항원은 식품 매개 병원균에 존재할 수 있다. 상기 식품 매개 병원균은 오염된 식품을 섭취한 후에 아프게 되는 병원균(예, 바이러스 또는 박테리아)이다. 음식 자체는 직접적으로 질병을 일으키진 않고, 그 보다는 오히려 질병의 원인이 되는 음식에 존재하는 식품 매개 병원균의 섭취가 문제가 된다. 일부 구체예에서, 식품 매개 병원균은 대장균, 캄필로박터, 또는 살모넬라이다. 일부 구체예에서, 상기 항원은 식품 매개 병원균 항원에서 선택된 항원이다. 예를 들어, 상기 식품 매개 병원균 항원은 대장균 항원, 캄필로박터 항원, 또는 살모넬라 항원에서 선택될 수 있으며, 이로 한정되지는 않는다. 일부 구체예에서, 상기 항원은 특이적인 O-항원 종류이다. 일부 구체예에서, 상기 O-항원은 대장균 및/또는 살모넬라 O-항원이며 대장균 및 살모넬라 검출에 사용될 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 항원은 캄필로박터 플라젤린(flagellin) 항원이다.
일부 구체예에서, 상기 포획 시약은 검출 시약을 포함할 수 있다. 상기 검출 시약은 특정한 결합 인자에 결합하고 있는 포획 시약의 존재를 확인하기 사용될 수 있는 모든 시약일 수 있다. 상기 포획 시약은 직접적으로 검출 시약을 포함하거나 또는 포획 시약은 검출 시약을 포함하고 있는 입자를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 포획 시약 및/또는 입자는 유색의, 콜로이드질 금(colloidal gold), 방사선 택(tag), 형광성 택, 또는 화학 발광성의 기질로 구성된다. 예를 들어, 상기 입자는 바이러스 입자, 라텍스(latex) 입자, 지질 입자, 또는 형광성 입자일 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 콜로이드질 금의 직경 크기는 하기와 같다: 약 20 nm, 약 30 nm, 또는 약 40 nm 또는 약 20-30 nm, 약 20-40 nm, 약 30-40 nm, 또는 약 35-40 nm범위.
일부 구체예에서, 상기 시험막은 하나 이상의 포획 시약도 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 포획 시약은 항-항체, 즉, 다른 항체를 인식하지만 항-IgG, 항-IgM, 또는 항-IgE 항체처럼 하나의 항원에 특이적이지 않은 다른 항원을 인식하는 항체를 포함할 수 있으며, 이로 한정되지는 않는다. 상기 시험막이 항-IgG, 항-IgM, 또는 항-IgE 항체와 같은 항-항체를 포함하는 곳에서, 이러한 비-특이적인 항체는 결합 인자(conj㎍ate)가 결합 패드에서 방출되는지의 여부를 확인하기 위한 양성 대조군으로 사용될 수 있다. 상기 시료가 장치로 적용될 때, 상기 비-특이적인 항체는 제1 포획 시약이 결합 패드로부터 방출되도록 한다. 포획 시약이 방출되고 장치를 통하여 흘러들어가게 되면, 항원에 부착하고 있거나 또는 그렇지 않은 비-특이적인 항체는 항-IgG 또는 항-IgM항체와 같은 항-항체와 접촉한 후, 검출될 수 있다. 이러한 검출은 장치가 정상적으로 작동하고 있음을 보여주고자 할 때 사용될 수 있다.
일부 구체예에서, 상기 시험막은 제2 항원 특이적인 포획 시약을 포함한다. 일부 구체예에서, 상기 시험막은 항-IgG 포획 시약을 포함하는 제1 포획 시약으로 이루어진 제1 범위; 및 제2 항원 특이적인 포획 시약으로 이루어진 제2 범위로 구성되며, 상기 제1 및 제2 범위는 서로 전혀 겹치지 않으며 동일한 공간을 차지하지 않는 것을 특징으로 한다. 이러한 이로 한정되지 않는 구체예는 상기 장치가 정상적으로 작동하고 원하는 항원의 존재를 확인하기 위해 사용될 수 있는지를 증명하고자 설명되었다.
일부 구체예에서, 상기 결합 패드는 제1 항원 특이적인 포획 시약을 포함하고 상기 시험막은 제2 항원 특이적인 포획 시약을 포함하며, 이러한 제1 및 제2 항원 특이적인 포획 시약은 항원 상에 존재하는 비-경쟁적인(non-competitive) 항원 결정부에 결합한다. 예를 들어, 상기 장치는 두 번의 단계로 발생하는 샌드위치 형태의 분석을 적용한다. 상기 제1 단계는 결합 패드 내에 존재하는 포획 시약에 대한 항원의 결합이다. 제1 항원 특이적인 포획 시약에 결합한 후, 상기 항원은 제2 항원 특이적인 포획 시약이 존재하는 시험막으로 흐르거나 또는 시험막과 접촉할 수 있다. 상기 시험막과 결합함으로써, 상기 시험 항원이 제2 항원 특이적인 포획 시약에 결합할 수 있다면, 시험 항원은 눈으로 또는 형광 리더기(fluorescent reader)와 같은(그러나, 이로 한정되지 않음) 다른 검출 장치의 사용하여 검출될 수 있을 것이다. 상기 시험막과 결합 패드는 다른 항원 또는 항원 결정부를 인식하는 항원 특이적인 포획 시약을 더 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 시험막 또는 결합 패드는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개의 항원 특이적인 포획 시약으로 구성된다. 일부 구체예에서, 상기 시험막 또는 결합 패드는 다수의 항원 특이적인 포획 시약을 포함한다. 일부 구체예에서, 각각의 항원 특이적인 포획 시약은 다른 항원 또는 동일한 항원 상의 다른 항원 결정부를 인식한다.
"다른 항원"은 동일한 단백질을 의미할 수도 있으며 동일한 개체의 다른 균주(strain) 유래의 단백질을 의미할 수도 있다. 다른 항원은 다른 개체의 항원을 의미할 수도 있다. 예를 들어, 많은 대장균 균주가 있다. 모든 대장균 균주가 식품 매개 질병을 유발하기는 않는다. 예를 들어, 본 발명은 비-병원성의 대장균 균주 유래의 항원을 검출하지 않으면서 병원성의 대장균 유래 항원을 검출하기 위해 사용될 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 결합 패드 및/또는 시험막은 제1 및 제2 항원-특이적인 포획 시약을 포함하며, 상기 제1 및 제2 포획 시약은 다른 항원을 인식한다. 일부 구체예에서, 상기 시험막 및/또는 결합 패드는 다수의 항원-특이적인 포획 시약을 포함하는 다수의 영역으로 구성되어져 있으며, 이러한 다수의 항원-특이적인 포획 시약은 다른 항원을 인식한다. 일부 구체예에서, 상기 다수의 영역은 완전히 겹치지 않거나 또는 서로 동일한 공간을 차지하지 않는다. 일부 구체예에서, 상기 다수의 항원은 대장균 항원인, 캄필로박터 항원 및 살모넬라 항원에서 각각 독립적으로 선택된다. 본 발명의 일부 구체예에서, 상기 항원의 수는 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 또는 10개의 이상이다.
상기 장치는 하나로, 한 쌍으로, 또는 다양한 배열로 포장될 수 있다. 상기 하우징은 누수 방지를 위해 방수되게끔 할 수 있고 중합체 재료와 같은 다양한 불활성 재료로 제작할 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 입구는 본 발명에서 사용되는 모든 필요한 시료 또는 시약의 분량을 수용할 수 있을 정도로 충분한 크기일 수 있다.
상기 장치의 막 또는 패드는 화학적으로 불활성(inert)인 것이 바람직하므로, 이러한 막 또는 패드는 용매 수송(solvent transport)에 방해받지 않도록 어떤 반응 위치에서 특정 결합 시약을 고정하여 어떤 반응 위치에서 활성화되어야 할 수도 있다. 상기 시약의 특정한 화학적인 특징에 따라서, 시약이 고정되도록 하는 다양한 방법이 필요할 수도 있다. 일반적으로, 상기 매질이 질산 셀룰로스 또는 혼합된 나질산 셀룰로스 에스테르(nitrocellulose ester)이면, 시약의 고정을 위해서 어떤 특별한 화학적인 연결도 필요하지 않다. 카보닐디미다졸(carbonyldiimidazole), 글루타르알테히드(glutaraldehyde) 또는 호박산과 같은 물질로 기능화, 또는 보름화시안(cyanogen bromide)와 같은 물질로 처리를 포함하는 기타 재료 및 시약에 대한 다양한 기술이 사용될 수 있다. 기타 적절한 반응은 알데히드, 카르보닐 및 아미노 그룹의 감소에 대한 시프 베이스(Schiff base) 및 수소화 붕소(borohydride)의 처리를 포함한다. DNA, RNA 및 특정 항원은 색층 분석의 물질 위에 베이킹(baking)함으로써, 용매 수송에 영향을 받지 않도록 고정할 수 있다. 베이킹은 약 5 분 내지 약 12 시간까지 조절하면서 약 60 내지 120 범위의 온도 범위에서 실시할 수 있으며, 일부 구체예에서는 약 2 시간 동안 약 80 온도로 실시한다.
본 발명은 본 명세서에서 기재된 장치 및 버퍼 용기를 포함하고 있는 시스템도 개시한다. 상기 버퍼 용기는 시험되는 시료와 함께 버퍼를 내부에서 혼합할 수 있으며, 혼합된 후 장치로 적용된다. 예를 들어, 상기 시료는 하나의 출처에서 확보될 수 있으며, 확보된 시료는 버터와 함께 혼합될 수 있다. 상기 버퍼는 분석이 정상적으로 이루어질 수 있도록 세포를 용해하는 용해 버퍼이거나 또는 시료의 pH를 유지하는 버퍼일 수 있다. 상기 버퍼 용기는 모든 형태가 가능하며 상기 장치의 하우징 외부 또는 외부에 포함될 수 있다.
일부 구체예에서, 본 발명은 시료 채집기를 포함하는 시스템을 개시한다. 상기 시료 채집기는 어떤 공급원 유래의 시료를 채취할 수 있는 모든 재료가 가능하며 상기 시료가 시험되는 것을 가능케 한다. 예를 들어, 상기 시료 채집기는 면-솜방망이 같은 솜방망이일 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 시료 채집기는 접종기(inoculator)이다. 일부 구체예에서, 상기 하우징은 시료 채집기를 포함하고 시표 채집기 일부분은 하우징 내부에 있다. 일부 구체예에서, 시료 채집기 일부는 하우징 외부에 있고 일부는 내부에 있다. 일부 구체예에서, 시료 채집기 전체 부분이 하우징 외부에 있다.
본 발명은 본 명세서에서 기재된 장치를 포함하고 있는 키트도 제공한다. 상기 키트는 본 발명에서 기재된 것처럼 하나의 장치, 하나의 시료 채집기, 하나의 버퍼 용기, 하나의 사용자 설명서, 하나의 음성 대조군, 하나의 양성 대조군, 또는 이들의 기타 조합을 포함한다. 상기 키트에서, 양성 대조군은 키트 내에 존재하는 장치로 검출될 수 있는 항원을 포함하고 있는 것으로 알려진 시료이다. 반대로 음성 대조군은 키트에서 검출되는 항원을 포함하지 않을 것이다. 항-항체와 함께 사용되는 상기 음성 대조군은 상기 장치가 정상적으로 작동하고 있는지를 나타낼 수 있을 것이다.
또한, 본 발명에 버퍼가 포함될 수 있다. 버퍼의 예는 하기와 같으며 이로 한정되지는 않는다: 1×PBS(10 mM 인산염(phosphate), 137 nm 염화 나트륨(sodium chloride), 2.7 mM 염화 칼륨(potassium chloride), 와싱 버퍼(wash buffer)(예, 10 mM 인산 나트륨(sodium phophate), 150 mM 염화나트륨(NaCl), 0.5 % Tween-20, 0.05 % 아지드화나트륨(sodium azide)), 막 버퍼(예, 10 mM 인산 나트륨, 0.1 % 자당, 0.1 % BSA, 0.2 % PVP-40 pH 7.21, 0.2 um 필터로 여과된), 다클론의 결합인자 블록킹 버터(conjugate block buffer)(예, 50 mM 붕산염, 10 % BSA, pH 8.93); 다클론의 결합 인자 희석제(conjugte dilute)(예, 50 mM 붕산염, 1 % BSA, pH 9.09), 또는 블록킹 버퍼(예, 10 mM 인산 나트륨, 0.1 % 자당, 0.025 % 실웨트 (silwet) pH 7.42; 10 mM 인산 나트륨, 1 % 자당, 1 % 트레할로스, 0.01 % BSA, 0.025 % Tween-20; 0.05 % 아지드화나트륨, 0.025 % 실웨트 pH7.4; 10mM 인산 나트륨, 0.1 % 자당, 0.1 % BSA, 0.2 % PVP-40 pH 7.21). 상기 버퍼는 블록킹 버퍼(예, 탈 이온화된 물에 있는 10 % BSA, pH 7.4 또는 탈 이온화된 물에 있는 1 % BSA, pH 7.4); 10 mM 붕산, 3 % BSA, 1 % PVP40, 및 0.25 % Tween-100 등일 수 있으며, 이로 한정되지는 않는다.
상기 결합 패드 및 시험막은 포획 시약의 존재 여부와 상관없이 본 발명에서 기재된 모든 버터와 접촉할 수 있으며 일부 구체에서는 건조가 가능하다.
용해 버퍼의 예는 하기와 같으며 이로 한정되지는 않는다: 2% 트윈(v/v) 및 0.1% 트리톤(Triton)(v/v); 2% 트윈(v/v) 및 0.1% SDS(w/v); 2% 트윈(v/v) 및 0.1% BSA(w/v); 2% 트윈(v/v) 및 1% BSA(w/v), 0.1% SDS(w/v), 1% BSA(w/v), 또는 이들의 어떤 조합. 예를 들어 상기 용해 버퍼는 5% 트윈/PBS; 2% 트윈/PBS + 0.1% SDS; 2% 트윈/PBS + 1% BSA일 수 있다. 용해 버터의 다른 예는 하기를 포함하며 이로 한정되지는 않든다: 5% 트윈-80(v/v); 5% 트리톤 X-100(v/v); 5% NP40(v/v); 2% 트윈-80(v/v); 2% 트리톤 X-100(v/v); 2% NP40(v/v); 1% 트윈-80(v/v); 1% 트리톤 X-100(v/v); 및 1% NP40(v/v). 상기 세척제 및 버퍼의 다른 구성요소는 단백질에 적절한 모든 적절한 버퍼로 조성될 수 있으며 물 및 살린(saline)으로 버퍼된 인산염을 포함하지만, 이로 한정되지는 않는다. 상기 용해 버퍼는 본 발명에서 기재된 장치와 시료가 접촉하기 전에 시료를 준비할 때 사용될 수 있다. 일부 구체예에서는, 용해 버퍼를 사용하지 않는다. 용해 버퍼는 표면 단백질 또는 표면 항원을 검출하고자 할 때는 시료에 사용하지 않는다. 따라서, 일부 구체예에서, 시료는 용해 또는 세포 용해의 원인이 되는 상태로 진행되지 않는다.
본 발명은 본 발명에서 기재된 장치와 시료를 접촉하는 것을 포함하면서 항원을 검출하는 방법도 제공하며, 상기 시료는 결합 패드 및 시험막과 접촉하는 것을 특징으로 하며, 상기 시험막과의 양성 반응은 항원이 존재하고 있음을 나타내는 것을 특징으로 하고, 상기 결합 패드는 제1 항원 특이적인 포획 시약을 포함하고 상기 시험막은 제2 항원 특이적인 포획 시약을 포함하고 있는 것을 특징으로 한다. 양성 반응은 시험 시료 내의 항원에 결합하면서 시험막에 존재하는 포획 시약에 의해 표시된다. 상기 시험막 내에 있는 포획 시약은 특이적인 항원에 결합할 때 양성 반응을 나타내는 시험막으로 적용된다. 상기 특이성을 가진 포획 시약은 이들이 검출될 때 선형, 원형, 더하기 기호, 파선, "X" 또는 기타 형태를 형성하도록 모든 방법으로 적용될 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 장치가 정상적으로 작동하고 있다는 것을 나타내는 대조군 줄은 항원 특이적인 줄을 횡단할 것이고 항원 특이적인 포획 시약이 항원에 결합할 때 검출하는 표지(label)은 더하기 기호를 형성할 것이다.
일부 구체예에서, 시료가 장치와 접촉한 후 버퍼는 장치로 적용된다. 예를 들어, 항원을 포함하고 있는 시료는 시료가 상기 결합 패드로 옮겨지도록 상기 결합 패드와 함께 접촉할 수 있다. 상기 결합 패드와 접촉한 후에, 본 발명에서 기재된 장치를 통과하는 수직적인 유동을 시작하고 촉진하기 위하여 분리(separate) 용액을 상기 장치에 적용할 수 있다.
본 발명에서 기재된 것처럼 일부 구체예에서, 상기 포획 시약은 항체이다. 일부 구체예에서, 시험되는 시료는 용액이거나 용액 또는 버퍼의 혼합물 및 상기 장치로 적용 가능한 단단한 재료일 수도 있다. 그런 후, 상기 용액은 항원을 가용성으로 하고 상기 결합 패드의 포획 시약이 시료 내에 존재하는 항원과 접촉하도록 적용할 것이다. 일부 구체예에서, 상기 시료는 용해된 세포(cell lysate)를 포함한다. 일부 구체예에서, 상기 용해된 세포에서 용해되지 않은 물질들이 제거되도록 원심분리 또는 다른 방법에 의해서 투명하게 하였다.
일부 구체예에서, 상기 방법은 시험 시료를 시료 채집기와 접촉하고 시료 채집기를 상기 장치와 접촉하는 것을 포함한다. 일부 구체예에서, 상기 방법은 시료 채집기를 용액 또는 버퍼와 접촉하는 것을 포함하고, 상기 용액 또는 버터를 장치로 적용하는 것을 특징으로 한다. 일부 구체예에서, 상기 시료가 시험막과 접촉하기 전에 결합 패드와 접촉한다. 일부 구체예에서, 상기 시료는 결합 패드 및 시험막과 동시에 접촉한다.
일부 구체예에서, 상기 방법은 본 발명에서 기재된 장치의 결합 패드를 움직이는 것을 포함하며, 이러한 장치의 움직임은 검출을 위해 시험막을 노출하는 것을 특징으로 한다. 일부 구체예에서, 상기 잠금 부재는 결합 패드를 움직인다. 일부 구체예에서, 상기 결합 패드는 잠금 부재 및/또는 슬라이딩 버튼 부재에 부착된다. 검출하는데 사용되는 항원은 모든 항원일 수 있다. 상기 항원은 본 발명에서 토의되는 것이거나 또는 본 발명에서 기재된 방법 및 장치를 사용하여 검출될 수 있는 기타 모든 항원일 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 방법은 시료를 상기 장치로 적용하는 것을 포함하고 시료가 수직적인 유동으로 상기 장치를 통과하여 흐르는 것을 포함한다.
일부 구체예에서, 항원의 존재 여부의 검출 또는 표시는 60 초 내에 가능하다. 일부 구체예에서, 항원의 존재 여부의 검출 또는 표시는 약 30 초 내지 60 초 범위에 나타난다. 일부 구체예에서, 항원의 존재 여부의 검출 또는 표시는 2 분 내에 나타난다. 일부 구체예에서, 항원의 존재 여부의 검출 또는 표시는 약 30 초 내에 나타난다.
상기 도면과 관련하여, 일부 구체예에서, 도1 내지 도10은 장치, 장치의 구성품, 및 장치의 다양한 도면을 나타낸다. 도1은 하나의 제1 하우징 부재(10), 하나의 버퍼 용기(15), 하나의 제2 하우징 부재(20), 상기 슬라이딩 버튼에 대한 하나의 홈(25), 하나의 슬라이딩 버튼(30), 하나의 입구(35), 하나의 접관(40), 및 하나의 시험막(45)으로 구성된 하나의 장치를 나타낸다. 도1은 두 개의 포획 시약을 포함하고 있는 하나의 시험막(45)을 나타낸다. 또한, 상기 제1(10) 및 제2(20) 하우징 부재는 각각 아래쪽 및 위쪽 하우징 부재를 말한다. 도1에서, 시료는 상기 입구(35)를 통해서 적용되고 시험막(45)을 통해서 수직적으로 흐르도록 할 수 있다. 도1에서, 상기 홈(25)은 슬라이딩 버튼이 움직이도록 하고, 잠금 부재에 부착할 때 잠금 부재를 움직이고, 일부 구체예에서, 결합 패드를 움직이고 압력 부재의 위치를 바꿀 수 있다.
도2는 하나의 제1 하우징 부재(10), 하나의 제2 하우징 부재(20), 슬라이딩 버튼에 대한 하나의 홈(25), 하나의 슬라이딩 버튼(30), 하나의 입구(35), 하나의 접관(40), 하나의 시험막(45), 하나의 결합 패드(50), 다수의 흡수 부재(예, 패드)(55), 하나의 부착 부재(60), 하나의 잠금 부재(65), 및 하나의 압력 부재(70)로 구성된 하나의 장치를 나타낸다. 도2는 실질적으로 서로 평행하게 배열된 상기 결합 패드(50), 시험막(45) 및 흡수 패드(55)를 나타낸다. 상기 압력 부재(70)가 흡수 부재와 접촉할 때, 압력 부재는 실질적으로 상기 결합 패드에 수직으로 압력을 가할 것이다. 도2에서 나타낸 것처럼, 상기 입구(35)를 통해서 장치와 접촉하는 시료는 결합 패드(50)을 통과하여 시험막(45)으로 수직적으로 흘러 들어갈 것이다. 도2에서 명확하게 나타내진 않았지만, 일부 구체예에서, 침투성막 또한 상기 결합 패드(50) 및 시험막(45)에 실질적으로 평행하고, 상기 결합 패드(50)의 표면과 접촉하고 있는 제1 침투성막의 표면 및 상기 시험막(45)의 표면과 접촉하고 있는 제2 침투성막의 표면을 가지고 있다.
도3은 하나의 결합 패드(45), 하나의 침투성막(75), 하나의 시험막(45), 및 다수의 흡수 부재(55)를 나타낸다. 도3은 서로 실질적으로 평행한 구성 요소를 나타낸다. 도3은 하나의 입구를 포함하고 있는 침투성막(75)을 나타낸다. 이러한 입구는 상기 시험막의 결과를 눈으로 확인하고 검출하는데 적용할 수 있다.
도4는 하나의 제1 하우징 부재(10), 하나의 버퍼 용기(15), 하나의 제2 하우징 부재(20), 하나의 슬라이딩 버튼(30), 하나의 시험막(45), 하나의 결합 패드(50), 하나의 침투성막(75), 다수의 흡수 부재(즉, 패드)(55), 하나의 부착 부재(60), 하나의 잠금 부재(65), 및 하나의 압력 부재(70)로 구성된 하나의 장치를 나타낸다. 도4는 하나의 자루(72) 및 하나의 머리(71)로 이루어져 있고 상기 머리(71)가 자루(72)보다 더 넓은 것을 특징으로 하는 압력 부재(70)도 나타낸다.
도5는 하나의 제1 하우징 부재(10), 하나의 잠금 부재(65), 하나의 슬라이딩 버튼(30), 및 하나의 압력 부재(70)로 구성된 하나의 장치에 대한 도면 일부를 나타낸다. 도5는 상기 압력 부재(70)가 올라간 상태에 있도록 압력 부재(70)와 접촉하고 있는 잠금 부재(65)를 나타낸다. 도5는 압력 부재의 위치를 바뀌도록 하면서 압력 부재(70)로부터 떨어져 있는 잠금 부재(65) 및 슬라이딩 버튼(30)의 움직임도 나타낸다. 일부 구체예에서, 위치 변화는 상기 압력 부재가 더 낮아지는 것을 의미한다.
도6은 하나의 제1 하우징 부재(10), 하나의 제2 하우징 부재(20), 하나의 슬라이딩 버튼(30), 하나의 잠금 부재(65), 하나의 접관(40), 하나의 O형-고리(41), 하나의 압력 부재(70), 및 하나의 압력 부재 지지대(73)로 구성된 하나의 장치의 측면 절개도이다. 예를 들어, 상기 자루에 대한 지지대는 제1 하우징 부재(10)의 부분일 수 있으며 예로 보여주기 위하여 어둡게 나타냈다. 도6은 잠금 부재(65)와 접촉하고 있는 버튼(30)을 나타내며, 상기 버튼(30)의 움직임이 잠금 부재(65)를 움직이는 방식이다. 상기 잠금 부재(65)의 움직임은 압력 부재(70)로부터 지지대가 떨어지도록 하며, 이는 압력 부재(70)가 위치를 바꾸도록 할 것이다. 또한, 도6은 상기 압력 부재의 자루(72) 및 머리(71)를 나타낸다. 상기 머리(71)는 잠금 부재(65)가 아래쪽으로 미끄러지도록 할 수 있고 압력 부재(70)를 지지할 수 있는 입술(lip) 모양으로 제작한다.
도7은 하나의 제1 하우징 부재(10), 하나의 제2 하우징 부재(20), 하나의 입구(35), 하나의 시험막(45), 하나의 결합 패드(50), 다수의 흡수 부재(55), 하나의 부착 부재(60), 하나의 잠금 부재(65), 및 하나의 압력 부재(70)로 구성된 하나의 장치의 일부분에 대한 도면을 나타낸다. 도8은 상기 결합 패드(50)에 부착되어져 있는 부착 부재(60) 및 잠금 부재(65)를 나타낸다. 또한, 도8은 제2 하우징 부재(20) 및 입구(35)의 주변으로 압축되는 결합 패드를 나타낸다. 도7은 다수의 흡수 부재(55)와 접촉함으로써 압력을 주는 압력 부재(71)의 머리를 나타낸다. 도9에서, 시료가 결합 패드(50)에 접촉하도록 시료는 입구(35)를 통하여 장치로 적용될 수 있으며, 수직적으로 흐르는 시료의 압력으로 인하여 시료는 시험막(45)과 접촉한다.
도8은 하나의 제1 하우징 부재(10), 하나의 제2 하우징 부재(20), 하나의 입구(35), 하나의 시험막(45), 하나의 결합 패드(50), 다수의 흡수 부재(55), 하나의 부착 부재(60), 하나의 잠금 부재(65), 및 하나의 압력 부재(70)로 구성된 하나의 장치의 일부분에 대한 도면을 나타낸다. 도8은 상기 부착 부재(60)에 부착되어져 있는 잠금 부재(65)의 움직임을 나타낸다. 상기 결합 패드(50)에 부착된 부착 부재(60)의 움직임은 결합 패드를 움직인다. 도8은 상기 시험막(45)의 위치를 바꾸고 압력 및/또는 압착을 감소 또는 제거하는 시험 압력 부재(70)를 나타낸다. 또한, 도9는 시각화 또는 검출을 위해 시험막(45)을 노출시키면서 상기 입구(35)로부터 떨어져 있는 결합 패드(50)의 움직임을 나타낸다.
도9는 하나의 결합 패드(50)에 부착되어져 있는 하나의 부착 부재(60)를 나타낸다. 도9는 부착되는 부착 부재(60)의 위치인 결합 패드(50) 내의 새김눈(51)을 나타낸다. 상기 부착 부재는 접착제, 스테이플, 및 기타 부착재 형태로 부착될 수 있다.
도10은 하나의 제2 하우징 부재(20), 다수의 패드 또는 막(80)으로 구성된 장치 일부에 대한 도면을 나타내며, 상기 다수의 패드는 하나의 시험막, 하나의 침투성막, 및 하나 이상의 흡수 부재, 및 다수의 패드 또는 막(80)을 지닐 수 있는 보유 부재(85)들을 포함하는 것을 특징으로 한다. 도10은 상기 결합 패드가 움직일 때 다수의 패드가 제자리에 있을 수 있는 구조를 나타낸다. 이러한 다수의 패드가 제자리에 있도록 하는 어떤 방법 또는 기타 수단이 사용될 수 있다.
본 발명은 하기 실시예를 참조하여 기재된다. 이러한 실시예는 단지 설명하기 위한 것으로, 본 발명이 이러한 실시예로 한정되는 것이 아니며, 본 발명에서 기재된 결과들의 증거가 되는 모든 다양한 요소들을 포함하도록 구성되어져야 한다. 당업자는 결정적으로 중요하지 않은 여러 요소들을 변경 또는 개조하여도 본질적으로는 유사한 결과물을 만들 수 있다는 것을 용이하게 인식할 것이다.
[실시예]
콜로이드질 금에 결합된 E. coli 0157:H7에 대하여 특이적인 항체를 상기 결합 패드 위쪽으로 베이크하고(baked) 건조하였다. E. coli 0157:H7에 대하여 특이적인 하나의 제2 항체 및 항-항체를 시험막 위로 줄무늬로 넣었고 항원 검출 장치 내로 조립하였다.
LPS E. coli 0157를 포함하고 있는 시료는 연속적으로 100 ㎍/ml, 50 ㎍/ml, 25 ㎍/ml, 12.5 ㎍/ml, 6.25 ㎍/ml, 3.125 ㎍/ml, 1.56 ㎍/ml, 및 0.78 ㎍/ml의 농도로 PBS에서 희석되었다. LPS E. coli 0157의 존재 여부를 검출하기 위하여 시료를 상기 장치로 적용하였다. 실험은 신호 강도를 기초로 하여 등급을 매겼으며 결과는 하기에서 설명된다. PBS는 음성 대조군으로 사용하였다. TL(test line)은 시험군 줄(항원 특이적인)을 언급하고 CL(control line)은 대조군 줄(항원 특이성이 없는)을 언급한다. 검출은 결합 패드 위로 시료를 적용한지 30 내지 60 초 내에 발생한다. 상기 장치는 식품 매개 병원균 유래의 항원의 존재를 검출할 수 있다.
등급
시료 농도 TL CL
100 ㎍/ml 6 8
50 ㎍/ml 6 8
25 ㎍/ml 4 8
12.5 ㎍/ml 4 8
6.25 ㎍/ml 3 8
3.125 ㎍/ml 3 8
1.56 ㎍/mL 1 8
0.78 ㎍/ml 1 8
1배 PBS
(음성 대조군)
1 8
본 발명에서 인용된 각각의 그리고 모든 특허, 특허 출원, 공개, 및 접근 번호는 본 발명에서 공개되었으며, 이들의 전체내용은 참조로 사용되었다.
본 발명은 특정 구체예와 관련하여 기재되었지만. 본 발명의 다른 구체예 및 변형은 본 발명의 진정한 의도 및 범위를 벗어나지 않으면서 당업자에 의해 고안될 수 있다는 것은 명백하다. 추가된 청구범위는 모든 이러한 구체예 및 상응하는 변형을 포함하는 것으로 해석되어져야 한다.

Claims (40)

  1. 하나의 하우징을 포함하는 타겟 분자 검출용 장치로, 상기 하우징은,
    검출막 시스템으로 시료를 주입할 수 있는 하나의 입구;
    하나의 압력 부재;
    상기 압력 부재와 접촉하고 있는 하나의 슬라이딩(sliding) 잠금 부재;
    상기 압력 부재와 접촉하고 있는 하나의 부착 부재; 및
    하나의 슬라이딩 버튼을 움직여서 상기 슬라이딩 잠금 부재를 움직이는 것을 특징으로 상기 슬라이딩 버튼;
    을 포함하고,
    상기 검출막 시스템은 하나의 결합 패드, 하나의 시험막, 및 하나의 흡수 부재를 포함하고,
    상기 결합 패드, 시험막, 및 흡수 부재의 적어도 일부분은 서로 평행하고, 그리고
    상기 압력 부재는 상기 흡수 부재와 접촉하고 흡수 부재에 수직으로 압력을 가할 수 있는,
    것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 부착 부재는 상기 결합 패드와 접촉하는 것을 특징으로 타겟 분자 검출용 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 검출막 시스템은 상기 시험막 및 상기 흡수 부재 사이에 배치되는 하나의 침투성막, 또는 하나의 소수성막, 또는 이들의 조합을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 검출막 시스템은 상기 압력 부재에 의해서 압착되는 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 부착 부재는 가요성의 부착 부재인 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 결합 패드는 타겟 분자와 결합하는 제1 포획 시약을 포함하는 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 포획 시약은 제1 항원-특이적인 항체인 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 타겟 분자는 폴리뉴클로오타이드, 펩티드, 단백질, 당류, 또는 탄수화물인 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 타겟 분자는 식품 매개 병원균의 타겟 분자인 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 타겟 분자는 식품 매개 병원균의 폴리뉴클로오타이드 또는 식품 매개 병원균의 항원인 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 식품 매개 병원균의 항원은 대장균 종, 캄필로박터 종, 리스테리아(Listeria) 종 또는 살모넬라 종 유래의 항원인 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  12. 제6항에 있어서, 상기 포획 시약은 콜로이드질 금, 형광 분자, 방사선 택, 적외선 분자, 또는 화학 발광성의 기질을 포함하는 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 결합 패드는 다수의 포획 시약을 포함하는 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 다수의 포획 시약은 다른 타겟 분자에 결합하는 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 시험막은 제2 포획 시약을 포함하는 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제2 포획 시약은 항원-특이적인 항체인 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 시험막은 다수의 포획 시약으로 이루어진 다수의 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 다수의 포획 시약은 다른 타겟 분자에 결합하고, 상기 다른 타겟 분자는 대장균, 캄필로박터, 리스테리아, 및 살모넬라에서 각각 독립적으로 선택되는 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  19. 제1항에 있어서, 상기 하우징 부재는 제1 하우징 부재 및 제2 하우징 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  20. 제1항의 타겟 분자 검출용 장치, 및 하나의 버퍼 용기 또는 하나의 시료 채집기를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  21. 제1항의 타겟 분자 검출용 장치, 및 하나 이상의 양성 대조군, 하나의 음성 대조군, 사용자 설명서, 하나의 버퍼 용기, 또는 하나의 시료 채집기를 포함하는 것을 특징으로 하는 키트.
  22. 하나의 시료를 제6항의 타겟 분자 검출용 장치의 결합 패드와 접촉하는 단계로, 상기 시료는 결합 패드에서부터 시험막으로 수직 방향으로 흐르는 것을 특징으로 하는 단계;
    상기 시료의 일부분을 결합 패드에 접촉하고 시료가 결합 패드를 통과하여 흐르도록 한 후에, 결합 패드를 움직임으로써, 검출을 위하여 시험막의 적어도 일부분을 노출하는 단계; 및
    상기 타겟 분자에 대한 양성 또는 음성 반응을 확인하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 타겟 분자를 검출하는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 검출막 시스템을 압착하기 전에 상기 시료를 상기 결합 패드와 접촉하는 단계를 특징으로 하는 방법.
  24. 제22항에 있어서, 상기 결합 패드를 상기 슬라이딩 잠금 부재의 움직임에 의해 움직이는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

  25. 제1 및 제2 하우징 부재(housing member)를 포함하는 하우징(housing)을 포함하고, 상기 하우징(housing)은,
    적어도 결합 패드 및 시험막의 일부가 서로 평행한 결합 패드 및 시험막;
    상기 시험막에 평행하고 시험막과 유체 접촉하는 흡수 부재;
    상기 결합 패드와 유체 접촉하는 주입구 구멍;
    상기 시험막에 수직으로 압력이 적용되도록 형성된 압력 부재;
    상기 압력 부재에 접촉하는 슬라이딩 잠금 부재; 및
    상기 잠금 부재와 접촉하는 부착 부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 제1 및 제2 하우징 부재는 단일 구성단위인 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  27. 제25항에 있어서, 상기 부착 부재는 가요성이 있는 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  28. 제25항에 있어서, 상기 부착 부재는 상기 결합 패드와 접촉하는 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  29. 제25항에 있어서, 상기 결합 패드 및 시험막은 상기 압력 부재에 의해 압착되는 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  30. 제25항에 있어서, 상기 하우징은 상기 잠금 부재에 부착된 슬라이딩 버튼을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  31. 제25항에 있어서, 상기 결합 패드는 제1 포획 시약을 포함하는 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  32. 제31항에 있어서, 상기 제1 포획 시약에 의해 검출된 타겟 분자는 폴리뉴클레오타이드, 펩타이드, 단백질, 병원성 단백질, 병원성 폴리뉴클레오타이드, 단당류, 또는 탄수화물인 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  33. 제31항에 있어서, 상기 제1 포획 시약은 항체인 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  34. 제31항에 있어서, 상기 제1 포획 시약은 금콜로이드, 형광성 분자, 방사성 태그, 또는 화학 발광의 기질을 포함하는 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  35. 제25항에 있어서, 상기 결합 패드는 복수의 포획 시약을 가지고, 상기 복수의 포획 시약은 다른 타겟 분자와 결합되는 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  36. 제35항에 있어서, 상기 다른 타겟 분자는 각각 독립적으로 E. Coli 타겟 분자, 캄필로박터 타겟 분자, 리스테리아 타겟 분자, 및 살모넬라 타겟 분자로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  37. 제25항에 있어서, 상기 압력 부재는 시험막에 수직으로 압력이 적용되도록 형성된 것을 특징으로 하는 타겟 분자 검출용 장치.
  38. 제25항에 따른 검출용 장치, 및 하나의 완충 컨테이너 또는 하나의 표본수집기를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  39. 제25항에 따른 장치, 및 양성 대조군, 음성 대조군, 상품 설명서, 완충 컨테이너, 또는 표본 수집기의 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 키트.
  40. 하나의 표본을 제25항에 따른 장치의 결합 패드와 접촉하고; 그리고
    하나의 타겟 분자의 양성 또는 음성 반응을 확인하는;
    단계를 포함하고,
    상기 표본은 상기 결합 패드로부터 상기 시험막까지 수직으로 유동하는 것을 특징으로 하는 타겟 분자를 검출하는 방법.
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