KR102130186B1 - 전환 구역을 이용한 다면 측방향 유동 분석 - Google Patents

전환 구역을 이용한 다면 측방향 유동 분석 Download PDF

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Abstract

측방향 유동 장치는 샘플 압축기, 및 전환 구역을 구비하는 시험 스트립을 포함한다. 배리어 및/또는 갭 또는 디치를 포함할 수 있는 전환 구역은 유동을 정지시키거나 방해한다. 샘플 압축기의 압축에 의해 유동이 재시작되어 대체 평면으로 전환된다. 유동은 전환 구역의 단부에서 원래의 측방향 평면으로 복귀한다.

Description

전환 구역을 이용한 다면 측방향 유동 분석{MULTIPLANAR LATERAL FLOW ASSAY WITH DIVERTING ZONE}
관련 출원에 대한 참조
본 출원은 하기의 계류중인 출원으로부터 우선권을 주장한다:
"전환 구역을 이용한 다면 측방향 유동 분석(MULTIPLANAR LATERAL FLOW ASSAY WITH DIVERTING ZONE)"이라는 명칭으로 2013년 3월 7일자로 출원된 미국 출원 제13/788,616호;
"바이러스 및 박테리아 감염의 복합 검출을 위한 방법 및 장치(METHOD AND DEVICE FOR COMBINED DETECTION OF VIRAL AND BACTERIAL INFECTIONS)"라는 명칭으로 2013년 3월 8일자로 출원된 미국 출원 제13/790,125호;
"바이러스 및 박테리아 감염의 복합 검출을 위한 방법 및 장치(METHOD AND DEVICE FOR COMBINED DETECTION OF VIRAL AND BACTERIAL INFECTIONS)"라는 명칭으로 2013년 3월 8일자로 출원된 미국 출원 제13/790,160호.
기술분야
본 발명은 현장 검사(point of care test) 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 측방향 유동 분석(lateral flow assay)에 관한 것이다.
측방향 유동 분석은 하나의 분석 스트립에 다양한 시약 및 공정 단계를 조합하고, 그에 따라 표적 분자의 검출을 위한 민감하고 신속한 수단을 제공하는 분석의 서브세트(subset)이다. 항체 기반 측방향 유동 면역분석은 광범위한 표적 분석물에 이용 가능하며, 샌드위치 또는 경합 시험(competitive test) 원리를 위해 설계될 수 있다. 일반적으로, 몇몇 에피토프(epitope)를 갖는 고분자량 분석물은 샌드위치 형식으로 분석되지만, 하나의 에피토프만을 나타내는 저분자는 경합 분석에 의해 검출된다. 최초 시험은 인간의 융모성 생식선 자극호르몬(hCG)을 위해 행해졌다. 오늘날, 배란을 모니터링하고, 감염병 유기체를 검출하고, 약물 남용을 분석하고, 인간 생리에 중요한 다른 분석물을 측정하기 위한 상업적으로 이용 가능한 시험이 있다. 수의학적 시험, 환경 시험 및 제품 모니터링을 위한 제품이 또한 도입되고 있다.
종래 기술에서, 이들 분석에 있어서의 이동성 표지식 수용체(mobile labeled receptor)(또한, 본 명세서에서 트레이서(tracer) 또는 시험 컨쥬게이트(conjugate)로도 알려짐)는 시험 스트립 상에서 건조되거나, (시험 스트립 상에의 적용 전에 샘플과 사전 혼합될 수 있도록) 외부 용출 용액에 함유되거나, 용출 매체의 일부이다.
"고체 상 분석(SOLID PHASE ASSAY)"이라는 명칭으로 1994년 2월 9일자로 공개된 유럽 특허 공개 제EP0582231호는 관심의 대상인 분석물을 포함할 수 있는 샘플과 접촉하는 제1 부분을 갖는 다공성 고체 담체(porous solid support)를 이용한 분석을 개시하고 있다. 샘플은 고체 담체를 통해 흐르며, 분석물은, 존재한다면, 고체 담체에 가역적으로 결합된 트레이서와 결합한다. 샘플과 트레이서는 초기에 모세관 유동을 통해 제1 부분에 수직인 방향으로(예를 들면, 수직으로) 이동한다. 그 다음에, 트레이서와 분석물은, 이 물질을 통해 모세관 유동에 의해, 샌드위치 면역분석 형식으로 분석물에 결합되는 고정화된 바인더(immobilized binder)를 포함하는 제2 부분으로 계속해서 이동한다. 제2 부분으로의 이동은 트레이서와 샘플이 초기에 이동하는 방향에 수직인 방향으로(예를 들면, 측방향으로) 일어난다. 샘플과 트레이서의 모든 이동은 장치를 통한 모세관 유동으로 인해 일어난다. 이동이 수직으로 및 측방향으로 일어나지만, 단일 유동 경로가 존재한다. 샘플, 트레이서 및 고정화된 바인더는 모두 동일한 유동 경로에 있다.
"수직 및 측방향 조합 유동 면역분석 장치(COMBINATION VERTICAL AND LATERAL FLOW IMMUNOASSAY DEVICE)"라는 명칭으로 2007년 9월 27일자로 공개된 미국 특허 공개 제2007/0224701호는 수직 유동과 측방향 유동의 조합을 사용하여 액체 샘플에서의 분석물의 존재 또는 부재를 결정하기 위한 면역분석 장치, 키트 및 방법을 개시하고 있다. 이러한 장치는 바인더 담지 매체와 수직으로 병치되는 표지식 수용체를 갖는 트레이서 패드(tracer pad)를 포함한다. 이러한 미국 특허 공개에 개시된 장치는 다중 구획되어 있지만, 유럽 특허 공개 제EP0582231호와 유사하게, 단지 단일 유동 경로를 갖는다. 샘플, 표지식 수용체 및 바인더 담지 매체는 모두 동일한 유동 경로에 있다.
하나의 바람직한 실시예에서, 샘플 내의 분석물을 검출하기 위한 측방향 유동 장치는 샘플 압축기 및 시험 스트립을 포함한다. 시험 스트립은 시험 구역, 및 이 시험 구역의 상류측의 전환 구역을 포함하고, 전환 구역은 시험 스트립 상에서의 측방향 유동을 차단한다. 측방향 유동 장치는 또한 분석물을 위한 제1 결합 파트너 및 표지를 포함하는 컨쥬게이트, 및 분석물을 위한 제2 결합 파트너를 포함한다. 샘플이 측방향 유동 장치에 적용되는 샘플 적용 구역은, i) 검출 구역의 상류측의 시험 스트립 상의 위치, ii) 샘플 압축기 상의 위치, iii) 샘플의 채취를 위한 샘플 채취부를 포함하는 샘플 채취기 상의 위치로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 위치에 위치된다. 컨쥬게이트, 제2 결합 파트너, 및 컨쥬게이트와 제2 결합 파트너 모두로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 성분은 측방향 유동 장치의 사용 전에는 시험 스트립 상에 위치되지 않는다. 샘플 압축기는 전환 구역 위에 브리지(bridge)를 생성하여 유동을 샘플 압축기 상으로 전환하고 전환 구역의 단부에서 유동을 시험 스트립으로 복귀시킨다. 일부의 바람직한 실시예에서, 전환 구역은 갭(gap)을 포함한다. 다른 바람직한 실시예에서, 전환 구역은 배리어(barrier)를 포함한다.
다른 바람직한 실시예에서, 방법은 시험 스트립 및 샘플 압축기를 포함하는 측방향 유동 장치상에서 샘플의 분석을 진행한다. 샘플은 측방향 유동 장치상에 배치되고, 측방향 유동은 시험 스트립 상에 전환 구역을 포함함으로써 시험 스트립 상에서 차단된다. 차단된 유동은 샘플 압축기를 이용하여 상기 장치에 압력을 가함으로써 샘플 압축기로 전환되고, 유동은 전환 구역의 단부에서 시험 스트립으로 복귀된다. 일부의 바람직한 실시예에서, 샘플은, i) 검출 구역의 상류측의 시험 스트립 상의 위치, ii) 샘플 압축기 상의 위치, iii) 샘플의 채취를 위한 샘플 채취부를 포함하는 샘플 채취기 상의 위치로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 위치에 위치되는 샘플 적용 구역 상에 배치된다.
다른 바람직한 실시예에서, 샘플 압축기는 시험 스트립의 샘플 적용 구역에서 샘플 채취기에 압력을 가하여 샘플 채취기 상의 샘플 및 분석물의 결합 파트너를 측방향 유동 장치 내의 샘플 적용 구역으로 이송한다. 분석물의 결합 파트너 중 적어도 하나는 측방향 유동 장치의 사용 전에는 시험 스트립 상에 또는 용출 용액 내에 위치되지 않는다. 하나의 바람직한 실시예에서, 시험 스트립은 상기 장치를 통한 유동이 샘플 압축기로 전환되도록 강제하는 배리어, 갭 또는 디치(ditch)와 같은 통과할 수 없는 전환 구역을 포함한다. 시험 스트립은 시험 스트립 상의 분석물과 특이적으로 결합하는 분자를 갖지 않는 범용 시험 스트립일 수 있다. 샘플 압축기는 샘플 압축기 상의 분석물과 특이적으로 결합하는 분자를 갖지 않는 범용 샘플 압축기일 수 있다. 측방향 유동 장치는 또한 강화 요소(enhancement element)를 포함할 수도 있으며, 이러한 강화 요소는 시험 구역에서의 검출 신호를 증가시키기 위해 분석물 샌드위치에 결합된다.
본 발명의 하나의 실시예에서, 분석물을 검출하기 위한 측방향 유동 장치는 샘플 압축기, 샘플 채취부를 갖는 샘플 채취기, 샘플 적용 구역, 전환 구역 및 시험 구역을 갖는 시험 스트립, 분석물을 위한 제1 결합 파트너 및 표지를 포함하는 컨쥬게이트, 및 분석물을 위한 제2 결합 파트너를 포함한다. 컨쥬게이트 또는 제2 결합 파트너 중 하나, 혹은 컨쥬게이트와 제2 결합 파트너 모두는 측방향 유동 장치의 사용 전에는 시험 스트립 상에 위치되지 않는다. 샘플 압축기, 샘플 채취기 및 시험 스트립은 압축에 의해 샘플을 시험 스트립에 적용하기 위해 수직 스택(vertical stack)을 형성한다. 샘플 압축기는 바람직하게는 패드/플리스(fleece)를 가지며, 컨쥬게이트 및/또는 제2 결합 파트너는 측방향 유동 장치의 사용 전에 패드 상에 위치된다. 일부 실시예에서, 측방향 유동 장치는 샘플 압축기 패드 상에 위치된 제1 대조 결합 파트너 및 시험 스트립의 대조 구역 내에 고정화된 제2 대조 결합 파트너를 포함하며, 제1 대조 결합 파트너는 제2 대조 결합 파트너를 위한 결합 파트너이다. 측방향 유동 장치는 바람직하게는 양성 결과가 제1 결합 파트너 및 제2 결합 파트너에 대한 분석물의 결합에 의한 시험 구역에서의 분석물의 분리에 의해서만 달성되도록 형성된다. 시험 구역은 바람직하게는 분석물과 특이적으로 결합하는 분자를 포함하지 않는다. 바람직하게는, 제2 결합 파트너는 태그를 포함하고, 시험 구역은 태그를 위한 고정화된 결합 파트너를 포함한다.
도 1은 측방향 유동 장치의 시험 스트립과 샘플 채취기를 도시한다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에서의 샘플 압축기를 도시한다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에서의 다른 샘플 압축기를 도시한다.
도 2c는 본 발명의 일 실시예에서의 샘플 채취기를 도시한다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에서의 측방향 유동 시험 스트립을 도시한다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에서의 분석물, 컨쥬게이트 및 고정화된 결합 파트너를 포함하는 완전한 샌드위치를 도시한다.
도 3c는 본 발명의 일 실시예에서의 도 3a의 시험 스트립, 샘플 채취기 및 샘플 압축기를 포함하는 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에서의 다른 측방향 유동 시험 스트립을 도시한다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에서의 분석물, 컨쥬게이트 및 태그식 제2 결합 파트너를 포함하는 완전한 샌드위치를 도시한다.
도 4c는 본 발명의 일 실시예에서의 도 4a의 시험 스트립, 샘플 채취기 및 샘플 압축기를 포함하는 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에서의 또 다른 측방향 유동 시험 스트립을 도시한다.
도 5b는 본 발명의 다른 실시예에서의 도 5a의 시험 스트립, 샘플 채취기 및 샘플 압축기를 포함하는 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에서의 다른 측방향 유동 시험 스트립을 도시한다.
도 6b는 본 발명의 다른 실시예에서의 도 6a의 시험 스트립, 샘플 채취기 및 샘플 압축기를 포함하는 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에서 시험 구역이 샘플 적용 구역에 있는 것을 제외하고는 도 3c의 장치와 유사한 장치를 도시한다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에서 시험 구역이 샘플 적용 구역에 있는 것을 제외하고는 도 4c의 장치와 유사한 장치를 도시한다.
도 7c는 본 발명의 일 실시예에서 시험 구역이 샘플 적용 구역에 있는 것을 제외하고는 도 5b의 장치와 유사한 장치를 도시한다.
도 7d는 본 발명의 일 실시예에서 시험 구역이 샘플 적용 구역에 있는 것을 제외하고는 도 6b의 장치와 유사한 장치를 도시한다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에서의 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 8b는 본 발명의 일 실시예에서의 다른 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에서의 수직 스택을 도시한다.
도 10은 시험 구역에서의 선행 기술의 금 컨쥬게이트 샌드위치를 도시한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 있어서의 시험 구역에서의 신호 강화를 갖는 샌드위치를 도시한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 있어서의 시험 구역에서의 적층을 갖는 샌드위치를 도시한다.
도 13은 본 발명의 실시예에서 신호 강화 요소를 갖는 측방향 유동 장치의 개략적인 분해도를 도시한다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에서의 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 15a는 본 발명의 일 실시예에서 형성되는 스택을 도시한다.
도 15b는 시험 구역에 고정화된 도 15a의 스택을 도시한다.
도 15c는 대조 구역에서 형성되는 복합체를 도시한다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에서의 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 17a는 본 발명의 일 실시예에서 형성되는 스택을 도시한다.
도 17b는 시험 구역에 고정화된 도 17a의 스택을 도시한다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에서의 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 19a는 본 발명의 일 실시예에서 형성되는 스택을 도시한다.
도 19b는 시험 구역에 고정화된 도 19a의 스택을 도시한다.
도 20a는 본 발명의 일 실시예에서의 측방향 유동 시험 스트립을 도시한다.
도 20b는 바람직하게는 분석물, 표지식 컨쥬게이트 및 제2 태그식 이동성 결합 파트너 사이에서, 시험 라인에 도달하기 전에 형성되는 "완전한" 샌드위치를 도시한다.
도 21a는 강화 요소를 갖는 측방향 유동 시험 스트립의 다른 실시예를 도시한다.
도 21b는 분석물의 존재하에서 시험 라인에 적층된 복합체를 도시한다.
도 21c는 추가적인 강화 요소를 갖는 시험 라인에 적층된 복합체를 도시한다.
도 22a는 본 발명의 일 실시예에서의 증폭원의 캡슐화를 도시한다.
도 22b는 본 발명의 일 실시예에서의 은 현상제의 캡슐화를 도시한다.
도 22c는 본 발명의 일 실시예에서 은 염 및 은 현상제를 함께 캡슐화한 것을 도시한다.
도 23a는 본 발명의 일 실시예에서의 제1 컨쥬게이트의 캡슐화를 도시한다.
도 23b는 본 발명의 일 실시예에서의 제2 컨쥬게이트(적층 컨쥬게이트)의 캡슐화를 도시한다.
도 24a는 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 배리어를 갖는 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 24b는 압축 후의 도 24a의 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 25a는 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 갭을 갖는 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 25b는 압축 후의 도 25a의 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 26a는 본 발명의 일 실시예에 있어서의 전환 구역 및 샘플 압축기를 갖는 측방향 유동 장치의 측면도를 도시한다.
도 26b는 도 26a의 측방향 유동 장치의 사시도를 도시한다.
도 27a는 본 발명의 일 실시예에 있어서의 전환 구역, 샘플 압축기, 세퍼레이터지를 포함하는 샘플 채취 장치, 및 크로마토그래피 시험 스트립을 갖는 측방향 유동 장치의 측면도를 도시한다.
도 27b는 도 27a의 실시예에서의 시험 스트립의 섹션의 톱다운도(top down view)를 도시한다.
도 27c는 도 27b의 실시예에서 세퍼레이터지가 샘플 적용 구역의 상부에 배치된 후의 시험 스트립의 섹션의 톱다운도를 도시한다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 있어서의 전환 구역, 샘플 압축기, 세퍼레이터지를 포함하는 샘플 채취 장치, 및 크로마토그래피 시험 스트립을 갖는 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 29a는 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 배리어를 갖는 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 29b는 압축 후의 도 29a의 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 30a는 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 갭을 갖는 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 30b는 압축 후의 도 30a의 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 31a는 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 배리어를 갖는 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 31b는 압축 후의 도 31a의 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 32a는 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 갭을 갖는 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 32b는 압축 후의 도 32a의 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 33a는 본 발명의 일 실시예에 있어서의 전환 구역 및 샘플 압축기를 갖는 측방향 유동 장치의 측면도를 도시한다.
도 33b는 도 33a의 측방향 유동 장치의 사시도를 도시한다.
도 34a는 본 발명의 일 실시예에 있어서의 전환 구역 및 샘플 압축기를 갖는 측방향 유동 장치의 측면도를 도시한다.
도 34b는 도 34a의 측방향 유동 장치의 사시도를 도시한다.
도 35a는 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 배리어를 갖는 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 35b는 압축 후의 도 35a의 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 36a는 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 갭을 갖는 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 36b는 압축 후의 도 36a의 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 37a는 본 발명의 일 실시예에 있어서의 전환 구역 및 샘플 압축기를 갖는 측방향 유동 장치의 측면도를 도시한다.
도 37b는 도 37a의 측방향 유동 장치의 사시도를 도시한다.
도 38a는 본 발명의 일 실시예에 있어서의 전환 구역, 샘플 압축기, 세퍼레이터지를 포함하는 샘플 채취 장치, 및 크로마토그래피 시험 스트립을 갖는 측방향 유동 장치의 측면도를 도시한다.
도 38b는 도 38a의 실시예에서의 시험 스트립의 섹션의 톱다운도(top down view)를 도시한다.
도 38c는 도 38b의 실시예에서 세퍼레이터지가 샘플 적용 구역의 상부에 배치된 후의 시험 스트립의 섹션의 톱다운도를 도시한다.
도 39는 본 발명의 일 실시예에 있어서의 전환 구역, 샘플 압축기, 세퍼레이터지를 포함하는 샘플 채취 장치, 및 크로마토그래피 시험 스트립을 갖는 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 40a는 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 배리어를 갖는 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 40b는 압축 후의 도 40a의 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 41a는 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 갭을 갖는 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 41b는 압축 후의 도 41a의 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 42a는 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 배리어를 갖는 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 42b는 압축 후의 도 42a의 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 43a는 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 갭을 갖는 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 43b는 압축 후의 도 43a의 측방향 유동 장치를 도시한다.
도 44a는 본 발명의 일 실시예에 있어서의 전환 구역 및 샘플 압축기를 갖는 측방향 유동 장치의 측면도를 도시한다.
도 44b는 도 44a의 측방향 유동 장치의 사시도를 도시한다.
도 45a는 본 발명의 일 실시예에 있어서의 전환 구역 및 샘플 압축기를 갖는 측방향 유동 장치의 측면도를 도시한다.
도 45b는 도 45a의 측방향 유동 장치의 사시도를 도시한다.
도 46a는 본 발명의 일 실시예에서 이중 시험 스트립뿐만 아니라, 이 시험 스트립으로부터 분리된 평면에서의 샘플 압축기 상에 컨쥬게이트 구역 및 샘플 적용 구역을 갖는 완전 개방 샘플 분석 장치를 도시한다.
도 46b는 도 46a의 샘플 분석 장치를 도시하는 것으로서, 하우징의 일부가 폐쇄되었지만 컨쥬게이트 구역이 여전히 장치의 좌측에서 보이고 있다.
도 46c는 시험이 개시된 후의 도 46a의 샘플 분석 장치를 도시한다.
도 47a는 본 발명의 일 실시예에서 MxA 및 CRP 모두에 대해 음성인 시험 결과를 도시한다.
도 47b는 본 발명의 일 실시예에서 MxA에 대해 양성인 시험 결과를 도시한다.
도 47c는 본 발명의 일 실시예에서 MxA에 대해 양성인 시험 결과를 도시한다.
도 47d는 본 발명의 일 실시예에서 CRP에 대해 양성인 시험 결과를 도시한다.
도 47e는 본 발명의 일 실시예에서 CRP에 대해 양성인 시험 결과를 도시한다.
도 47f는 본 발명의 일 실시예에서 동시 감염을 나타내는 CRP 및 MxA 모두에 대해 양성인 시험 결과를 도시한다.
도 48a는 본 발명의 일 실시예에서 이중 시험 스트립, 및 이 시험 스트립으로부터 분리된 평면에서의 샘플 압축기 상에 컨쥬게이트 구역을 갖는 완전 개방 샘플 분석 장치를 도시한다.
도 48b는 도 48a의 샘플 분석 장치를 도시하는 것으로서, 하우징의 일부가 폐쇄되었지만 컨쥬게이트 구역이 여전히 장치의 좌측에서 보이고 있다.
도 48c는 시험이 개시된 후의 도 48a의 샘플 분석 장치를 도시한다.
도 49는 본 발명의 일 실시예에서 샘플 분석 장치를 사용한 샘플 분석을 위한 키트를 도시한다.
본 발명은, 분석될 샘플이 크로마토그래피 캐리어(chromatographic carrier)에 적용되는 경우에, 샘플 내의 분석물(표적으로도 알려짐)을 검출하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 현장 검사를 위한 다면 구성에서, 문제가 되는 분석물의 결합 파트너(binding partner) 중의 하나를 함유하는 컨쥬게이트는 바람직하게는 상이한 평면으로부터 전달된다. 분석물 함유 샘플은 소스로부터 직접 채취되고, 바람직하게는 전처리, 용출, 희석 또는 농축을 겪지 않는다. 컨쥬게이트는 본 명세서에서 압축기 장치로도 지칭되는 샘플 압축기에 의해 샘플과 접촉하게 된다. 압축은 이동되는 컨쥬게이트와 샘플을 결합하는 것을 돕는다. 바람직한 실시예에서 컨쥬게이트를 포함하는 샘플 압축기는 바람직하게는 샘플 분석 장치로부터 완전히 분리되어 있다. 샘플 압축기는 시험 스트립 상의 유동 경로의 일부가 아니다. 결과적으로, 바람직하게는 시험 스트립인 컨쥬게이트와 샘플의 샘플 분석 장치로의 이송은 유동 또는 모세관 작용이 아니라 압력을 사용하여 개시된다. 샘플 압축기가 적용된 후에, 필요하다면, 런닝 버퍼(running buffer)를 적용하기 전에 시간 경과가 있을 수 있다. 샘플 적용과 유동에 의한 시험 개시 사이의 이러한 시간 경과는 분석물의 안정성에 따라 24시간 또는 몇칠까지일 수 있다. 실시예에 따라서 샘플 압축기, 샘플 채취기 및 하나 이상의 외부 결합 파트너의 임의의 조합을 포함하는 비시험 스트립 구성요소는 바람직하게는 유동이 개시될 때까지 시험 스트립과 결합된 상태로 있다.
일부의 바람직한 실시예에서, 샘플 분석 장치는 이 샘플 분석 장치를 통한 유동을 분리된 평면으로 전환시키는 배리어(barrier), 갭(gap) 또는 디치(ditch)와 같은 전환 구역을 포함한다. 이것은 샘플 압축기 상의 시약과 샘플 분석 장치상의 시약 및 샘플 모두 사이의 상호작용을 증대시킨다. 또한, 배리어는 샘플 압축기가 낮아질 때까지 유동을 완전히 차단하여, 압축기가 있는 평면 내로 유동을 재지향시킨 후에 배리어가 종단되는 샘플 분석 장치로 유동을 복귀시키는 "브리지(bridge)"를 생성한다. 액체는 압축기를 통해 유동해야 하므로, 이동함에 따라 압축기 패드 상에 위치된 임의의 시약(컨쥬게이트를 포함함)을 채취한다.
본 발명의 측방향 유동 장치는 항체를 사용하는 면역분석, 또는 항체를 사용하지 않지만 대신에 핵산(nucleic acid), 나노입자(nanoparticle), 리간드(ligand) 및 수용체를 포함하지만 이에 한정되지 않는 다른 결합 파트너를 사용하는 비면역분석(non-immunoassay)일 수 있다.
본 발명을 더 설명하기 전에, 본 발명이 보다 용이하게 이해될 수 있게 하기 위해서, 본 발명과 관련되는 특정 용어가 여기에 규정되어 있다:
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "압축(compression)"은 샘플 압축기의 패드 상의 샘플 및 임의의 성분의 시험 스트립에의 적용을 지칭한다. 샘플 적용 구역이 샘플 채취기 또는 샘플 압축기의 패드 상에 있는 실시예에서, 패드, 샘플 채취기의 채취부 및 샘플 적용 구역은 모두 바람직하게는 이러한 3개 부분의 압축이 시험 스트립에의 샘플의 적용 동안에 일어나도록 압축 가능하다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "압력"은 물리적 압력을 지칭하고, 보다 구체적으로는 샘플 채취기 상의 샘플에 대해, 그리고 시험 스트립의 샘플 적용 구역에 대해 샘플 압축기에 의해 가해진 물리적 압력을 지칭한다. 샘플 채취기를 갖지 않는 실시예에서, 압력은 샘플 압축기와 시험 스트립의 구성요소 사이에 가해진다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 기계적인 바이어스(mechanical bias) 또는 측방향 유동 장치의 사용자에 의해 공급될 수 있는 압력은, 샘플 압축기의 패드 상의 샘플 또는 임의의 성분을 시험 스트립으로 이송하기 위해, 샘플 압축기의 패드, 샘플 채취기의 채취부, 및 시험 스트립의 샘플 적용 구역을 물리적으로 접촉하게 한다. 이러한 이송은 바람직하게는 수직의 유동에 의해 발생하지 않는다. 다른 실시예에서, 압력은, 샘플 압축기의 패드 상의 샘플 또는 임의의 성분을 시험 스트립으로 이송하기 위해, 샘플 압축기의 패드(컨쥬게이트 시약, 대조 시약 및/또는 샘플 적용 구역의 일부 또는 모두를 포함할 수 있음) 및 시험 스트립을 물리적으로 접촉하게 한다. 이러한 이송은 바람직하게는 수직의 유동에 의해 발생하지 않는다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "수직" 및 "수직으로"는 패드 또는 매체(medium)와 같은, 장치에 이용되는 요소의 길이 및 폭 치수보다는, 두께 또는 깊이에 평행한 방향을 지칭한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "측방향(lateral)" 및 "측방향으로"는 패드 및 매체와 같은, 장치에 이용되는 요소의 폭 및 깊이 치수보다는, 길이에 평행한 방향을 지칭한다.
일부 실시예에서, 시험 스트립의 많은 요소는 대체로 편평하고, 수직 치수보다 큰 측방향 치수를 갖는다. 그러나 서로에 대한 이들 치수의 크기는 본 발명의 사상 내에서 변경될 수 있다. 일반적으로, 용어 "수직", "수직으로", "측방향" 및 "측방향으로"는 또한 장치의 요소의 병치(juxtaposition) 또는 배향을 지칭한다. 수직으로 병치된 요소에 대해, 이러한 하나의 요소의 편평한 표면에 수직이고 교차하는 라인은 또한 다른 수직으로 병치된 요소의 편평한 표면에 실질적으로 수직이고 교차한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "유동 경로(flow path)"는 장치의 사용 중에 유동 장치의 모세관 유동의 경로를 지칭된다. 종래의 측방향 유동 장치의 유동 경로는 장치의 길이를 측방향으로 따른다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 측방향 유동 경로는 전환 구역에 의해 샘플 압축기 내로 전환되고, 그 후에 전환 구역의 단부에서 시험 스트립 상으로 다시 전환된다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "표지(label)"는 검출 가능하고 바람직하게는 정량화 가능한 신호를 제공하는데 사용되는 형광성 태그(tag)와 같은 임의의 원자, 원자들, 분자 또는 분자들을 지칭한다. 표지의 검출 방법은 가시 검출, 형광, 화학발광, 방사능, 비색법(colorimetry), 중량 측정, X선 회절, X선 흡수, 자성 및 효소 활성을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 가시 스펙트럼 시험 구역은 정량화된 시험 결과를 산출하도록 분광계에 의해 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "현장 용해(in situ lysis)"는 용해 작업이 별개의 단계로서 실행되지 않도록 크로마토그래피 시험 스트립 또는 다른 측방향 유동 면역분석 장치와 같은 현장 검사 장치 내에 용해제를 포함하는 기술을 지칭한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "구역(zone)"은 시험 스트립의 임의의 부분을 지칭한다. 구역의 경계는 바람직하게는 측방향에 수직인 평면이다. 또한, 용어 "구역"은 그 폭보다 상당히 작은 측방향의 길이를 갖는 구역을 지칭하는 용어 "라인(line)"을 포함한다.
본 명세서에서 정의된 바와 같은 용어 "캡슐화(encapsulation)" 및 "미세캡슐화(microencapsulation)"는 캡슐 내측에 있는 것처럼 봉입체(enclosure) 내에 분석 시약 또는 성분을 일시적으로/비영구적으로 패키징하거나 둘러싸는 것을 의미한다. 봉입체는 적절한 시간까지 주위 환경으로부터 시약 또는 성분을 보호한다. 그 후에, 재료는 파열, 용해, 용융 또는 확산을 포함하는 다양한 수단에 의해 봉입체 벽을 통해 빠져나온다. 미세캡슐화에서, 봉입체는 1 미크론 내지 수 밀리미터의 크기 범위를 갖는다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "캡슐화된(encapsulated)"은 캡슐화 또는 미세캡슐화를 겪고 있는 분석 성분 또는 시약을 지칭한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "배리어(barrier)"는 유동을 차단, 저지 또는 방해하는 물리적 구조체 또는 화학적 배리어를 지칭한다. 배리어는 대안적으로는 다른 시약, 예를 들어 은 또는 적층 시약의 보다 느린(지연된) 방출을 허용하도록 반투과성일 수 있다. 일부 실시예에서, 배리어는 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate) 또는 세파덱스(Sephadex) 또는 세파로오스(Sepharose)와 같은 불활성 재료이다. 대안적으로, 배리어는 사실상 화학약품, 예를 들어 건조제에 사용되는 실리카겔 또는 칼슘염(예를 들면, CaCl2 또는 CaSO4)일 수 있지만, 이들로 한정되지 않는다. 건조제의 흡수 능력은 제한되고(그리고 상이한 양을 매립시킴으로써 제어가능하고), 그러한 한계값이 초과되면, 액체가 건조제를 지나(또는 그것을 통해) 이동할 수 있다. 하이드로겔은 다른 예이다. 대안적으로, 배리어는 사실상 수성 런닝 버퍼에 "반발하는" 소수성일 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 측방향 유동 장치에서, 배리어는 측방향 평면에서의 유동을 차단하여 유동을 다른 평면으로 전환시킨다. 일부 바람직한 실시예에서, 배리어는 동일한 평면에서의 유동을 차단하는 불투과성 막(membrane)이다. 다른 바람직한 실시예에서는, 유동을 방해하는 배리어는 "반투과성"이어서, 유속이 상이한 2개의 유동이 생기게 한다. 보다 느리게 유동하는 경로는 시간 지연 방식으로 새로운 시약을 전달할 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "갭(gap)" 또는 "디치(ditch)"는 유동을 차단, 저지 또는 방해하는 개구, 갈라진 틈(break) 또는 구멍을 지칭한다. 본 명세서에서 설명되는 측방향 유동 장치에서, 갭 또는 디치는 측방향 평면에서의 유동을 정지시켜 유동을 다른 평면으로 전환시킨다. 갭 또는 디치의 깊이는 유동을 완전히 정지시키거나 차단하기에 충분한 임의의 깊이이다.
본 발명의 실시예는 검출될 분석물(표적)이 시험 스트립의 시험 구역에서 고정화된 결합 파트너에 직접 결합하지 않는 분석을 포함한다. 대신에, 분석물은 바람직하게는 스트립 상의 다른 구역에서(또는 일부 실시예에서, 버퍼에서) 하나 이상의 분석물 결합 파트너와 상호작용한다. 분석물 결합 파트너 중 적어도 하나는 시험 구역에서 제2 고정화된 태그와 복합체를 형성하는 제1 태그를 포함한다. 다른 실시예에서, 분석물은 시험 스트립의 시험 구역에서 고정화된 결합 파트너에 직접 결합한다.
바람직한 실시예에서, 대조 구역 결합 파트너는 샘플 압축기 상에 포함된다. 이러한 설계의 경우에, 샘플 압축기 상의 컨쥬게이트 구역이 시험 스트립과 접촉하도록 적절하게 압축 및 형성되지 않으면, 대조 구역은 심지어 런닝 버퍼의 적절한 유동으로도 발전하지 않을 것이다. 따라서, 음성 및 양성의 시험 샘플 모두를 갖는 대조 구역의 출현은 시험에서의 올바른 절차 대조를 나타낸다.
본 발명의 일부 실시예에서, 측방향 유동이 개시될 때, 시험 스트립은 샘플 압축기 및 샘플 채취기와 더 이상 압축 접촉하지 않는다. 그러나 본 발명의 다른 실시예에서, 수직 스택은 샘플 압축기 및 샘플 채취기로부터 시험 스트립까지의 이송을 최대화하기 위해 측방향 유동 동안에 유지된다. 또 다른 실시예에서, 샘플 채취기는 시험 스트립에의 샘플의 적용 후에 수직 스택으로부터 제거되지만, 그 후에 샘플 압축기는 샘플 압축기로부터 시험 스트립까지의 이송을 최대화하기 위해 측방향 유동 동안에 시험 스트립과 접촉 상태로 유지된다. 전환 구역을 갖는 실시예에서, 시험 스트립은 측방향 유동이 개시될 때 샘플 압축기와 압축 접촉하고, 샘플 압축기는 전환 구역 위에 브리지를 생성한다.
본 발명은 분석물, 예를 들어 병원균(pathogen), 효소(enzyme), 면역 매개체(immunological meditator), 핵산(nucleic acid), 단백질, 당단백질, 지질다당류(lipopolysaccharide), 단백질 부가체(protein adduct), 종양 및 심장 마커(cardiac marker), 및/또는 합텐(hapten)을 포함하지만, 이에 한정되지 않는 저분자량 화합물의 검출을 위한 민감하고 신속한 방법을 제공한다. 이러한 방법 및 장치는 인간 및 동물, 예를 들어 애완 동물 또는 가축의 진단에 적합하다. 검출은 분석물의 직접 검출, 및/또는 시험될 유체 샘플에 존재하는, 분석물에 대한 항체의 검출을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 본 방법은 복수의 분석물의 병렬 결정을 포함한다. 병원균은 바람직하게는 박테리아, 균류(예를 들면, 이스트 또는 곰팡이) 또는 기생충(예를 들면, 아메바 또는 선충)과 같은 바이러스 또는 미생물로부터 선택된다. 면역 매개체는 염증 캐스케이드(inflammatory cascade)의 일부이며, 항체, 성장 인자, 보체(complement), 사이토카인(cytokine), 림포카인(lymphokine), 케모카인(chemokines), 인터페론(interferon) 및 인터페론 유도체(interferon derivative), C-반응성 단백질, 칼시토닌(calcitonin), 아밀로이드(amyloid), 접착 분자, 항체, 및 화학유인 성분(chemo-attractant component)을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 저분자량 화합물은 약물 또는 화학 분자, 혹은 약물 또는 화학 분자에 의해 형성되는 복합체 및 대사물질(metabolite)을 포함할 수 있다.
검출은 표적, 예를 들어 병원균의 직접 검출, 및/또는 시험될 유체 샘플에 존재하는 표적, 예를 들어 병원균에 대한 항체의 검출을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 본 방법은 복수의 표적의 병렬 결정을 포함한다.
대안적으로, 관심의 대상인 분석물은 저분자량 화합물일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 검출될 분석물은 헤로인(heroin) 또는 메탐페타민(methamphetamine)과 같은 약물 분자이다. 다른 바람직한 실시예에서, 저분자량 화합물은 합텐과 같은 저분자이다.
본 발명은 또한 단일 크로마토그래피 캐리어 상에서의 복수의 병원균, 알레르겐(allergen), 면역 매개체, 핵산 또는 저분자량 화합물의 검출을 포함한다. 샘플 분석 장치는 복수의 저분자량 화합물, 면역 매개체, 핵산, 단백질 또는 병원균의 동시 검출을 허용할 수 있다. 샘플이 바람직하게는 유체이지만, 부분적으로 또는 실질적으로 고체인 건조 물질 또는 매스(mass)가 본 발명의 장치 및 방법에서 샘플로서 시험될 수도 있다. 예를 들면, 유체는 치유중인 상처와 같이 응고 또는 경화되고, 샘플 채취기로 채취되며, 그 후에 샘플 적용 구역으로 이송될 수 있다. 대안적으로, 샘플은 성전염성 질환에 대해 시험될 샘플을 채취될 때와 같이 물집 부위 근처의 체액에 의해 습윤되거나 시험 스트립 상의 유동하는 버퍼에 의해 습윤될 수 있는, 물집으로부터 스크랩 된 물집의 경화된 부분일 수도 있다. 샘플은 상처 또는 물집으로부터의 하나 이상의 삼출물(exudate)일 수 있다.
신체 샘플은 바람직하게는 전혈(whole blood), 혈청, 혈장, (입, 코, 질, 항문, 내이 및 눈의 공동의) 점막액, 뇌척수액(cerebrospinal fluid; CSF), 눈물, 음경액, 분비샘(gland)으로부터의 분비물이나 삼출물, 또는 병변(lesion)이나 물집, 예를 들어 피부 상의 병변이나 물집으로부터의 분비물이나 삼출물이다. 보다 바람직하게는, 샘플은 입, 코, 눈, 생식기 및 직장의 유체와, 피부 병변이나 물집으로부터의 분비물이나 삼출물로부터 선택된다.
일부 실시예에서, 샘플과 관련된 액체의 양은 샘플 압축기의 패드 상의 샘플 및/또는 임의의 컨쥬게이트 또는 제2 결합 파트너를 압축 하에서 샘플 적용 구역으로 이송하기에 불충분하며; 대신에, 런닝 버퍼는 시험 스트립의 샘플 적용 구역으로의 샘플 및/또는 컨쥬게이트 및/또는 제2 결합 파트너의 이송에 요구되는 추가적인 유체를 제공한다. 다른 실시예에서, 샘플 압축기의 패드 상의 샘플 및/또는 임의의 컨쥬게이트 또는 제2 결합 파트너는 압축 하에서 샘플 적용 구역으로 이송된다. 대안적인 실시예에서, 런닝 버퍼는 압축기를 통해 적용될 수 있다. 전환 구역을 갖는 실시예에서, 런닝 버퍼는, 샘플 압축기로 전환될 때, 샘플 압축기 및 존재한다면 샘플 채취기 상의 성분(컨쥬게이트 시약, 대조 시약 및 샘플을 포함함)을 채취한다.
바람직한 실시예에서, 샘플은 채취된 후에 방울방울 흐르거나 유동하지 않는 유체이다. 대신에, 유체는, 샘플이 샘플 채취기 상에 채취된 후에, 샘플이 수직으로 또는 심지어 뒤집혀서 유지될 수 있고 샘플이 샘플 채취기 상에 남아 있도록 응고된 매스이다. 예를 들면, 눈의 샘플이 채취되고 전처리를 가하지 않은 경우에, 샘플은, 주로 표면 장력으로 인해, 수직으로 또는 뒤집혀서 유지되더라도 샘플 채취기 상에 남아 있다. 이것은 샘플이 샘플 채취기 재료, 예를 들어 샘플 채취기 플리스(fleece) 상에 효과적으로 포착(trapping) 및 수용되기 때문이다. 바람직한 실시예에서, Dacron®섬유와 같은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유 또는 나일론 섬유는 결합이 특이적 또는 영구적이지 않기 때문에 사용되며, 따라서 이러한 섬유는 습윤될 때 분석물을 "방출한다". 이러한 현상은 습기가 기공에 표면 장력에 의해 유지되도록 종이 타월에 의해 유출물(spill)을 부드럽게 닦아내는 것과 유사하다. 샘플 채취기 플리스에 사용될 수 있는 다른 재료는, 폴리에스테르, 셀룰로오스, 레이온, 알긴산칼슘, 미세 모세관 및/또는 미세 채널을 포함하는 마이크로엔지니어링 기계 구조, 또는 다른 직물 또는 메시를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 살균 채취기 재료가 인간 체액을 채취하는데 요구되는 실시예에서, 살균될 수 있고 생체친화성이 승인된 재료가 사용되는 것이 바람직하다.
본 방법의 주요한 이점은 시험 결과가 의료 상담 기간 내에, 예를 들어 몇 분 내에 제공된다는 것이다. 바람직하게는, 결과는 20분까지, 보다 바람직하게는 15분까지의 기간 내에 제공된다. 시험은 또한 샘플이 환자로부터 취해진 후에 24시간 내지 48시간까지 진행될 수 있다. 또한, 시험이 비침습성일 때, 환자가 거의 위험에 처하지 않게 된다. 따라서, 최상의 이용 가능한 치료가 특정 병원균에 대해 시의적절한 시기에 적용될 수 있다. 종래 기술의 방법에 비해 다른 이점은 분석을 실행하는데 수 마이크로리터의 샘플만이 요구된다는 것이다. 샘플은 바람직하게는 약 0.1 마이크로리터 내지 약 100 마이크로리터이며, 보다 바람직하게는 약 0.2 마이크로리터 내지 약 20 마이크로리터이며, 가장 바람직하게는 약 0.5 마이크로리터 내지 약 15 마이크로리터이다.
본 발명은 간단한 시험 키트에 의해 수행될 수 있다. 시험 키트의 취급은 추가적인 실험실 장비, 시약의 추가적인 취급, 또는 기구 사용(instrumentation)을 필요로 하지 않는다. 본 명세서에서 설명된 본 발명의 다른 중요한 이점은 샘플이 분석 장치로 이송되기 전에 희석을 필요로 하지 않기 때문에 검출 한계가 전형적으로 현재 이용 가능한 진단 시험보다 10 내지 100배 낮다는 것이다. 그러므로 본 발명의 방법은 종래 기술의 방법보다 민감하고 정확하다.
분석물과 검출 가능한 표지를 위한 제1 결합 파트너를 포함하는 컨쥬게이트와, 분석물을 위한 제2 결합 파트너가 샘플 압축기 상에 위치되면, 샘플 분석 장치는 임의의 분석물을 시험하도록 제조 및 사용될 수 있다. 사용자는 관심의 대상인 분석물을 표적으로 하는 결합 파트너를 함유하는 특정 압축기를 선택하는 것만이 필요할 것이다.
본 발명의 일부의 실시예에서, 체액 샘플은 채취 장치 또는 스왑 부재(swap member)를 사용하여 비침습적으로 채취된다. 채취 단계는 바람직하게는 시험될 체액을 함유하는 신체의 표면 위로 스왑 부재를 문지르거나 누르는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 스왑 부재는 살균된다. 스왑 부재는 채취 단계 전에 건조되거나 유체로 전처리될 수도 있다.
다른 실시예에서, 혈액과 같은 체액 샘플은 피펫(pipette) 또는 다른 채취 장치에 채취된다. 채취 단계는 바람직하게는 예를 들어 랜싯(lancet)을 사용하여 혈액을 얻는 것, 및 그 혈액을 피펫으로 채취하는 것을 포함한다.
바람직한 실시예에서, 스왑 부재 또는 피펫 내의 혈액의 전처리가 없으며, 샘플이 채취되고 채취된 샘플의 어떤 처리도 없이 샘플 분석 장치로 이송된다. 채취 장치로 샘플을 채취하고 샘플을 추출 및/또는 희석하는 것과 같은 전처리 단계를 샘플이 겪지 않게 함으로써, 샘플의 열화가 회피된다. 시험될 분석물은 바람직하게는 샘플에서 자연적으로 생성되는 물질로 둘러싸이거나 혼합된 천연형(native form)으로 또는 온전한 상태로 남아 있다.
종래 기술에서, 샘플이 추출되어 버퍼에서 희석될 때, 샘플은 흔히 더 이상 온전한 상태로 있지 않다. 이것은 그 안정성 또는 불안정성(lability)으로 인해 분석물의 "입체구조(conformation)"를 변화시킬 수 있다. 채취 장치를 사용하여 샘플을 직접 채취하고 샘플을 전처리하지 않음으로써, 샘플의 원래의 성질이 농축된 형태로 보존된다. 이에 의해 보다 작은 체적에서 샘플의 보다 높은 농축을 유발하기 때문에, 시험의 감도를 증가시킨다. 또한, 샘플의 희석 없이, 시험 구역의 강도 및 출현 시간은 분석 농도에 정비례한다. 분광계를 사용하여, 절대적인 수치 정량화를 얻는 것이 가능하다. 더욱이, 샘플을 전처리할 필요가 없으므로, 시험이 보다 용이하고, 보다 신속하고, 보다 저렴해진다. 또한, 의사, 간호사, 또는 실험 기술자에 의해 임상 세팅에서 시험이 수행될 수 있게 한다. 결막염(conjunctivitis)을 검출하는데 사용되는 시험 스트립에서, 시험의 감도는 초고감도 중합효소(polymerase) 연쇄 반응 시험의 감도와 필적한다.
종래 기술의 방법 및 장치는 전처리를 필요로 했다. 전처리가 필요하다고 여겨지는 이유 중 일부는 전처리가 샘플을 보다 균질하게 할 것이라는 잘못된 믿음을 포함하고 있었다. 다른 이유는 농축된 샘플이 결합 분석을 실행하기 전에 완충될 필요가 있다고 믿어지고 있다는 것이었다. 또 다른 이유는, 샘플을 세척하고, 비특이적 결합 반응 및 그에 따른 위양성(false positive) 시험 결과를 잠재적으로 유발할 수 있는 오염 입자 및 물질을 제거할 필요성을 설명하였다. 또한, 보다 높은 균질의 샘플이 가장 민감한 특정의 분석 시험 결과를 생성한다는 종래 기술에서 일반화된 믿음이 있었다.
이와 대조적으로, 샘플을 전처리하지 않음으로써, 사용자는 비균질의 고농축 샘플을 유지한다. 계면 분극(interfacial polarization)의 주요 원리에 의해 설명되는 바와 같이, 비균질의 유전 재료에서, 비균질의 유전체를 구성하는 상의 계면에서 일어나는 전하 분포가 있다. "온전한(intact)"(비희석 또는 비교란된) 생체내(in vivo) 감염성 체액 샘플에서, 전하 또는 전하 캐리어는 불순물 중심에서 또는 상 계면에서 포착됨으로써 방해를 받는다. 이러한 "온전한" 샘플의 특성은 공간-전하 분극을 초래하는 이층 커패시터 작용을 야기한다. "온전한" 비균질 성질은 보다 높은 결합 효율 및 그에 따른 보다 민감한 분석을 초래한다.
혈액, 눈물 및 화농성 삼출물(purulent exudate)이 상이한 채취기 플리스 재료에 어떤 영향을 미치는지가 이전에 알려져 있지 않았다. 구체적으로는, 분석물이 다른 세포 재료로부터 효과적으로 방출되고 샘플 채취기로부터 샘플 분석 장치로 이송될 것인지가 알려져 있지 않았다.
일부 실시예에서, 샘플 크기는 바람직하게는 수 마이크로리터이다. (바람직하게는 샘플을 처리하지 않고) 샘플을 샘플 적용 구역까지 이송한 후에, 용출 매체(또한, 런닝 버퍼로서 알려짐)가 추가된다. 측방향 유동 면역분석을 진행하는 종래 기술의 방법은 이러한 세척 단계를 실행할 수 없었다. 예를 들면, 결막염과 같은 눈 감염병에 대해 시험하기 위해 눈의 샘플을 채취할 때, 샘플 크기는 바람직하게는 3 내지 15 마이크로리터이다. 이러한 예에서, 그 후에 150 내지 200 마이크로리터의 용출 매체가 시험 스트립에 추가된다. 상이한 분석 시스템과 비교할 때, 이러한 40 내지 50배의 세척은 기계에 의존한 ELISA 시험에서 실행되는 세척을 초과한다.
샘플을 채취하는 일 예에서, 부드러운 소용돌이 운동을 사용하여, 살균 스왑 부재는 관심의 대상인 신체 표면 또는 점막에 적용되고, 체액에 함유되는 임의의 병원균, 저분자량 화합물, 및/또는 면역 매개체, 펩티드(peptide), 당단백질, 핵산, 및 알레르기 관련 성분을 포획하도록 허용될 수 있다.
스왑 부재는 샘플 분석 장치로부터 분리된 부분일 수 있다. 그리고 샘플은 샘플의 적어도 일부분이 스왑 부재 상에 있는 조건하에서 스왑 부재를 샘플 분석 장치 및 샘플 압축기와 접촉시킴으로써 이송된다. 컨쥬게이트가 샘플 압축기 상에 위치되는 실시예에 있어서의 컨쥬게이트의 적어도 일부분, 및/또는 제2 결합 파트너가 샘플 압축기 상에 위치되는 실시예에 있어서의 제2 결합 파트너의 적어도 일부분은 또한 압력으로 인해 샘플 분석 장치로 이송된다. 이것은 스펀지로부터 유체를 짜내는 것과 유사한 현상이다. 이러한 실시예에서, 스왑 부재는 바람직하게는 분석 장치상의 샘플 적용 구역 및 샘플 압축기의 패드 부분(바람직하게는 분석물을 위한 제2 결합 파트너 및/또는 컨쥬게이트를 포함함) 모두에 접촉한다. 그 다음에, 샘플과 컨쥬게이트는 샘플 적용 구역으로 이송되고, 그 후에 검출 구역으로 이동된다. 일부 실시예에서, 스왑 부재는 이 스왑 부재의 샘플 채취 구역이 분석 장치의 샘플 적용 구역과 직접 접촉하는 샘플 분석 장치와의 접촉 위치에 고정될 수 있다. 따라서, 스왑 부재 및/또는 분석 장치는 바람직하게는 사전결정된 위치에서 양쪽 부분 사이에 고정된 접촉을 제공하기 위한 고정 수단을 포함한다. 대안적으로, 스왑 부재는 샘플 분석 장치의 일체화된 부분일 수 있으며, 이송은 샘플 압축기를 사용하여 압력을 가함으로써 컨쥬게이트뿐만 아니라 스왑 부재 상의 샘플의 적어도 일부분을 샘플 적용 구역으로 건네주는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 샘플 압축기는 또한 일체형 샘플 분석 장치의 일체화된 부분이고, 바람직하게는 힌지에 의해 장치에 연결된다. 다른 실시예에서, 샘플 압축기는 장치의 나머지 부분으로부터 분리되어 있다.
스왑 부재로부터 샘플 분석 장치상의 샘플 적용 구역으로의 샘플의 이송은 바람직하게는 직접 이송이고, 즉 이송은 스왑 부재 상의 샘플의 전처리 없이 일어난다. 샘플 또는 스왑 부재의 전처리가 없는 실시예에서, 스왑 부재 플리스가 스트립 상의 플리스와 직접 접촉하는 영역에서 정밀 여과(microfiltration)가 이루어진다. 플리스의 섬유는 그레이팅(grating) 또는 물리적 간섭을 형성하도록 인터로킹(interlock)된다. 따라서, 샘플에 함유된 보다 큰 요소는 저지되어 샘플 분석 장치상에 용출되지 않는다. 컨쥬게이트 및 샘플이 샘플 적용 구역을 통해 이동함에 따라, 보다 작은 분석물이 용출된다. 또한, 점막액으로부터의 샘플을 사용하는 경우, 점막 체액 내의 점액의 기계적 파괴는 관심의 대상인 샘플과 분석물을 정화시킨다.
다른 실시예에서, 이송은 용출 매체, 예를 들면 버퍼 또는 물에 의한 스왑 부재로부터의 샘플의 용출을 포함한다. 용출 매체는 외부 소스로부터 추가될 수 있거나, 분석 장치 내에, 예를 들어 저장소(reservoir)로서 제공될 수 있다. 또한, 이송은 바람직하게는 샘플 분석 장치상의 검출 구역으로의 유체의 크로마토그래피 및/또는 모세관 이송이다.
다른 실시예에서, 혈액과 같은 체액 샘플은 피펫 또는 다른 채취 장치에 채취된다. 채취 단계는 바람직하게는 예를 들어 랜싯을 사용하여 혈액을 얻는 것, 및 그 혈액을 피펫으로 채취하는 것을 포함한다. 그 후에, 혈액은 샘플 분석 장치상으로 직접 이송된다. 이러한 실시예에서, 혈액은 바람직하게는 샘플 압축기의 패드로, 혹은 시험 스트립 상의 전환 구역의 상류측 또는 하류측으로 이송된다.
스왑 부재를 이용하는 일부의 바람직한 실시예에서, 스왑 부재는 측방향 유동 시험 스트립과 샘플 압축기의 패드 부분(분석물을 위한 제1 결합 파트너 및 검출 가능한 표지를 포함하는 컨쥬게이트, 태그를 포함하는 분석물을 위한 제2 결합 파트너, 대조 구역 결합 파트너, 또는 이들 중 임의의 것의 임의의 조합을 포함할 수 있음) 사이에 배치된다. 이러한 단계에 따르면, 채취된 시료는 시험 스트립 상으로 직접 이송된다. 시험 스트립은 바람직하게는 하나 또는 몇몇 모세관 작용 플리스 또는 막을 포함한다.
일부의 바람직한 실시예에서, 샘플은 크로마토그래피 시험 스트립에 추가되고, 컨쥬게이트는 샘플이 추가된 후에 별개의 단계로서 추가된다. 이러한 실시예에서, 컨쥬게이트 및 샘플은 동시에 추가되지 않는다. 예를 들면, 샘플을 포함하는 샘플 채취기는 시험 스트립의 샘플 적용 구역 상에 배치된다. 샘플의 적어도 일부는 이때에 시험 스트립으로 이송된다. 그 후에, 컨쥬게이트를 함유하는 샘플 압축기가 추가되며 샘플 압축기는 샘플 채취기를 압축시킨다. 이것은 시험 스트립 상으로의 컨쥬게이트의 이송뿐만 아니라 샘플의 추가적인 이송을 용이하게 한다. 분석물이 존재한다면, 샘플 내의 분석물과 컨쥬게이트 사이의 복합체가 컨쥬게이트가 샘플을 압축하기 시작하자마자 형성될 수 있다. 유체 샘플의 경우, 복합체는 샘플 자체의 유체 성질로 인해 형성되기 시작한다. 바람직한 실시예에서, 분석물을 위한 제2 결합 파트너는 또한 샘플 압축기 상에 있거나 시험 스트립의 샘플 적용 구역 내에 있다. 이러한 실시예에서, 제1 결합 파트너, 분석물 및 제2 결합 파트너 사이의 완전한 샌드위치는, 심지어 버퍼가 추가되기 전에 형성될 수 있다. 버퍼의 추가는 복합체 형성 그리고 검출 구역으로의 성분의 이송을 더욱 향상시킨다. 복합체가 압축 중에 형성될 수 있기 때문에, 샘플링과 시험 사이에 시간 차가 있을 수 있다. 분석물과 컨쥬게이트 사이의 반응은 바람직하게는 버퍼가 시험 스트립에 추가되기 전에 개시된다. 샘플 및 컨쥬게이트가 추가될 때와 버퍼가 추가될 때 사이의 시간차는 24시간까지이거나 심지어 더 길 수 있다.
검출 공정은 샘플 이송과 함께 직접 개시되거나 샘플 분석에 적용될 용출 매체를 필요로 할 수도 있다. 일부 실시예에서, 용출 매체는 단순한 수돗물이다. 다른 실시예에서, 용출 매체는 알칼리성 버퍼 용액이다. 검출 구역이 샘플 적용 구역의 측방향 하류측에 있는 면역 화학 시험 스트립의 경우에, 선택된 용출 매체는 검출 구역을 향해 이동하고, 이에 의해 채취 장치 내의 접촉 장소를 통과한다. 분석물 및 컨쥬게이트는 용출 매체에 의해 용출되어 용출 매체와 함께 검출 구역으로 운반된다. 검출 구역에서, 분석물은 정성적 및/또는 정량적 방법에 의해, 예를 들어 면역학적 결합 반응에서 결정된다.
시험 스트립은 하나의 단일 크로마토그래피 재료, 또는 바람직하게는 동일하거나 상이한 재료로 이루어지고 캐리어 백킹부(carrier backing) 상에 고정되는 몇몇 모세관 활성 재료로 제조될 수 있다. 이러한 재료는 이송 경로를 형성하도록 서로 밀접하게 접촉하고, 이러한 이송 경로를 따라서, 모세관력에 의해 구동되는 액체가 개시 구역으로부터 유동하여, 스트립의 다른 단부에서 폐기물 구역을 향해, 스왑 및 검출 구역의 접촉 장소를 통과한다.
시험 스트립을 위한 일부의 바람직한 재료 및 막은 Dacron®섬유와 같은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유, 니트로셀룰로오스, 폴리에스테르, 나일론, 셀룰로오스 아세테이트, 히드로겔, 폴리프로필렌, 유리 섬유, 및 이들 재료 및 그 백킹부의 조합을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 플리스 및 막의 특성은 시험 스트립 또는 채취 장치의 특정 영역 또는 구역에 사용되는 재료의 타입에 의존한다. 본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 시약(본 명세서에서 설명되는 시약 구역, 포획 구역, 또는 임의의 다른 구역 내의 시약을 포함함)이 용출 매체와 함께 이동하거나 유동될 수 있게 하는 재료는 결합이 특이적이나 영구적이지 않은 플리스 재료 또는 섬유를 포함하며, 그에 따라 분석물 및 시약은 용출 매체와 만날 때 또는 샘플 체적이 큰 경우 방출될 수 있다. 이들 재료의 일부는, Dacron®섬유와 같은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유, 나일론 섬유, 폴리에스테르 섬유, 셀룰로오스 아세테이트 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 유리 섬유, 폼(foam), 스펀지, 및 다른 직물 및 메시를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 이와 대조적으로, 특정 구역 내의 시약(예를 들면, 검출 구역의 시험 구역 및 대조 구역 상에 고정화된 시약, 및 샘플 적용 구역의 하류측의 포획 영역 내에 고정화된 포획 시약을 포함하는 실시예에서의 포획 시약을 포함함)을 고정화시키는 재료는 나일론 메시 내의 개별 섬유가 단백질과 같은 시약에 영구적으로 결합하도록 화학적으로 처리된 니트로셀룰로오스 및 나일론 섬유를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 스트립의 상이한 부분을 제조하기 위한 일부 방법은 스트립 상에 재료를 스트라이핑(striping) 하는 것, 분무하는 것, 침지시키는 것 및 건조시키는 것을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
니트로셀룰로오스가 본 발명의 많은 실시예에서 검출 구역에 사용되지만, 다른 실시예에서, 나일론 또는 폴리에스테르와 같은 중성 막이 사용될 수도 있다. 이러한 실시예에서, 뉴트라비딘(neutravidin)과 같은 단백질, 항체 및 항원, 나노입자, 또는 핵산이 직접 고정화되지 않는다. 대신에, 이들은 막 내에 "부착되고" 틈새(crevice)에 유지되는 미소구체(microsphere)에 접합(conjugating)된다.
샘플 압축기의 패드 부분을 위한 일부의 바람직한 재료는, Dacron® 같은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유, 나일론 섬유, 폴리에스테르 섬유, 셀룰로오스 아세테이트 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 유리 섬유, 플리스, 폼, 스펀지, 및 다른 직물 및 메시를 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
시험 스트립 재료는 바람직하게는 막 내의 미립자 물질뿐만 아니라 세포 잔해(cell debris), 침전물 등을 여과 및/또는 보유한다. 또한, 샘플의 체적이 바람직하게는 매우 작기 때문에, 샘플은 재료에 그대로 남아있고, 샘플 아래로 직접 유동하는 용출 버퍼는 샘플이 검출 구역의 시험 구역에 도달하기 전에 추출, 용해 및/또는 여과될 수 있도록 샘플과 접촉하여 그것을 이송시킨다.
또한, 본 발명의 장치 및 시험 키트는 바람직하게는 본 명세서에서 설명되는 방법을 수행한다.
바람직한 실시예에서, 컨쥬게이트는 샘플 분석 장치로부터 분리된 샘플 압축기 상에 위치된다. 컨쥬게이트는 바람직하게는 분석물을 위한 제1 결합 파트너를 포함할 뿐만 아니라, 검출 가능한 표지로 표지화된다. 표지는 바람직하게는 가시적으로 및/또는 형광에 의해 검출 가능하지만, 본 기술분야에 알려진 임의의 형태의 검출이 선택된 표지에 따라 사용될 수 있다. 전환 구역을 갖는 일부의 바람직한 실시예에서, 샘플은 바람직하게는 컨쥬게이트와 중첩하는 위치에서 샘플 압축기에 적용된다.
일부 실시예에서, 컨쥬게이트를 위한 검출 가능한 표지는 콜로이드 금, 착색된 라텍스 비드, 형광 나노입자, 화학발광 나노입자, 상자성 나노입자, 또는 인광 나노입자일 수 있다.
정성적 해석은 시험 구역 강도 및 색조를 관찰함으로써 시각적으로 수행된다. 시각적인 적색 염료가 표지로서 사용되는 예에서, 분석물의 농도가 검출의 하한과 같거나 약간 높은 경우에, 시험 구역이 희미하게 보일 수 있고 색조는 핑크색이다. 분석물의 농도가 증가함에 따라, 시험 구역 강도는 그에 상응하여 증가하고, 색조는 핑크색으로부터 밝은 적색으로 변화한다. 정량적 해석은 가시 스펙트럼에서 작동하는 분광계를 사용하여 전개된다. 흡수 측정 또는 반사율 측정은 시험 구역의 정량화를 전개하기 위해 가시 스펙트럼에서 사용될 수 있다. 우선, 특징적인 농도의 분석물의 세트가 전개된다. 각각의 농도가 샘플 적용 구역에 적용되고 시험이 진행된다. 분광계는 시험 구역의 흡수 또는 반사율을 측정하는데 사용된다. 표준 곡선이 분광계의 측정값으로부터 계산된다. 표준 곡선은 통상적으로 선형이다. 다른 실시예에서, 형광 태그가 사용되면, 알려진 농도의 분석물의 유사한 세트가 전개될 수 있다. 분광계에 의해 시험 및 정량화된 분석물의 알려지지 않은 농도는 표준 곡선 상에 그려질 때 분석물의 농도와 상관될 수 있는 값을 산출한다.
시각적 표지(visual label)는 콜로이드 금, 염색된 라텍스 비드, 셀레늄, 또는 탄소와 같은 착색된 입자를 포함하지만 이에 한정되지 않는 육안으로 볼 수 있는 임의의 표지일 수 있다. 일부 실시예에서, 시각적 태그는 또한 형광 요소로 코팅된다. 일부 실시예에서, 형광 요소는 형광 염료이다. 대안적으로, 바람직하게는 무색인 형광 라텍스 비드 컨쥬게이트의 혼합물은 측방향 유동 면역분석에서 시각적 판독 시험 구역을 생성하는 컨쥬게이트 또는 콜로이드 금(가시 스펙트럼) 컨쥬게이트와 혼합되어, 분석의 감도를 향상시키고 진양성 및 진음성을 시각적으로 판독하는데 도움을 준다. 나노입자가 사용되는 실시예에서, 사용될 수 있는 나노입자는 셀레늄, 탄소 및 콜로이드 금을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
일부 실시예에서, 분석물을 위한 제2 결합 파트너는 또한 샘플 압축기 상에 위치된다. 제2 결합 파트너는 태그를 포함하지만 검출 가능한 표지를 포함하지 않는다. 대안적으로, 제2 결합 파트너는 시험 스트립의 샘플 적용 구역 내에, 샘플 적용 구역의 상류측에, 또는 샘플 적용 구역과 검출 구역 사이에서 시험 스트립 상의 임의의 위치에 위치될 수도 있다. 검출 구역의 상류측에 또는 샘플 압축기 상에 분석물을 위한 제2 결합 파트너가 있는 실시예에서, 검출 구역은 제2 결합 파트너의 태그 부분에 결합하는 고정화된 태그를 포함한다.
하나의 바람직한 실시예에서, 제2 결합 파트너는 비오틴(biotin)으로 태그화된다. 제2 결합 파트너 상의 태그가 비오틴인 실시예에서, 검출 구역 내의 고정화된 태그는 바람직하게는 아비딘(avidin), 뉴트라비딘 또는 스트렙타비딘(streptavidin)이다. 다른 실시예에서, 제2 결합 파트너는 아비딘, 뉴트라비딘 또는 스트렙타비딘으로 태그화된다. 이들 실시예에서, 검출 구역 내의 고정화된 태그는 바람직하게는 비오틴이다. 대안적으로, 제2 결합 파트너 상의 태그는 렉틴(lectin)일 수 있고, 고정화된 태그는 글리코실 부분(glycosyl moiety)일 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예에서, 렉틴은 완두 렉틴이고, 글리코실 부분은 적혈구 글리코실 단위(erythrocyte glycosyl unit)이다. 제2 결합 파트너 상의 태그 및 고정화된 태그는 본 발명의 사상 내에서 역전될 수도 있다. 예를 들면, 글리코실 부분이 제2 결합 파트너 상의 태그이고, 고정화된 렉틴 태그가 검출 구역에 있을 수도 있다. 다른 실시예에서, 다른 수용체 및 리간드가 사용될 수도 있다.
바람직한 실시예에서, 샘플 압축기 상의 컨쥬게이트 구역 내 및/또는 샘플 적용 구역 내의 분석물을 위한 특정 결합 파트너는 병원균에 결합될 수 있는 단일클론, 다중클론 또는 재조합 항체, 혹은 항체의 단편이다. 다른 실시예에서, 특정 결합 파트너는 또한 병원균에 대한 항체에 결합될 수 있는 항원, 면역 매개체, 펩티드, 당단백질, 또는 알레르겐일 수 있다. 다른 타입의 결합 파트너는 앱타머(aptamer)나 수용체와 같은 생물 유기화학적 거대분자, 나노입자 또는 핵산이다. 본 발명의 방법 및 장치는 임의의 결합 분석에 사용될 수 있으며, 예를 들어 리간드-수용체 결합 분석 및 효소-기질 결합 분석에서 항체/항원 또는 핵산의 사용을 회피할 수 있다.
이러한 모든 실시예에서, 완전한 "샌드위치(sandwich)"는, 바람직하게는 분석물이 존재할 때 샘플 적용 구역에서, 컨쥬게이트의 제1 결합 파트너, 분석물과 제2 결합 파트너 사이에 생성된다. 대안적으로, 제1 결합 파트너 또는 제2 결합 파트너 중 어떤 것이 샘플 적용 구역의 하류측에 위치되면, 완전한 "샌드위치"는 샘플 적용 구역과 검출 구역 사이에 형성될 수도 있다. 그 후에, 완전한 샌드위치는 검출 구역으로 이동되고, 여기서 제2 결합 파트너 상의 태그가 검출 구역 내의 고정화된 태그에 결합된다. 제2 결합 파트너 상의 태그와 검출 구역 내의 고정화된 태그 사이의 복합체는 분석물의 존재 여부에 관계없이 발생한다는 것에 주목하자. 그러나 복합체는 분석물이 존재하고 컨쥬게이트(검출 가능한 표지를 포함함)가 분석물에 결합되었을 때에만 검출 가능하다.
다른 실시예에서, 샘플 압축기 상에 또는 검출 구역의 하류측의 시험 스트립 상에 분석물을 위한 제2 결합 파트너를 갖는 대신에, 분석물을 위한 고정화된 제2 결합 파트너가 검출 구역에 위치된다. 이러한 실시예에서, "샌드위치"의 절반은 컨쥬게이트의 제1 결합 파트너와 분석물 사이에 형성되고, 그 후에 시험 구역으로 이동되고, 여기서 절반의 샌드위치는 고정화된 제2 결합 파트너에 결합되어 완전한 "샌드위치"를 완성한다.
본 장치는 또한 바람직하게는 시험이 정확하게 진행되고 있는지를 나타내는 대조 구역을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 대조 구역 결합 파트너, 예를 들어 시각적 표지를 갖는 이동성 대조 구역 결합 파트너는 또한 샘플 압축기 상에 위치된다. 대조 구역에서 고정화된 결합 파트너에 결합되는 이동성 대조 구역 결합 파트너를 샘플 압축기 상에 배치함으로써, 컨쥬게이트의 이송이 샘플 압축기로부터 샘플 분석 장치의 샘플 적용 구역으로 발생하는지의 여부가 표시된다. 이것은 매우 유용한 대조이며, 이는 분석물의 존재를 검출하기 위해 컨쥬게이트가 이송되는 것이 필수적이기 때문이다.
샘플은 의사의 진찰실 또는 응급실에서 현재 사용되는 것과 같은 표준 스왑 부재에 의해 취해질 수 있다. 계속해서, 이러한 스왑 부재는 샘플 압축기를 사용하여 크로마토그래피 시험 스트립의 샘플 적용 구역 내로 가압된다.
일부의 바람직한 실시예에서, 현장 검사 장치의 "외측"에서 세포를 용해시키는 대신에, 본 발명은 "현장 용해(in situ lysis)"를 이용한다. 이들 실시예에서, 본 발명의 방법 및 장치는, 현장에서 샘플 재료를 용해시키기 위해서, 본 명세서에서 논의된 것과 같은 측방향 유동 분석 시험 스트립, 또는 본 기술분야에 알려진 다른 측방향 유동 분석 장치의 일부분으로서 적어도 하나의 용해제를 포함하는 용해 구역을 합체한다. 또한, 포획 영역은 분석의 정밀도를 증대시키기 위해 간섭 물질을 포획한다.
샘플 로딩에 이어서, 이송 액체와 함께 이동하는 샘플이 용해제와 만난다. 용해제는 시험 스트립 상에 사전 로딩 될 것이며, 이송 액체에 의해 용출된다. 일부의 바람직한 실시예에서, 용해제는 시험 스트립 내에서 건조되었다. 대안적으로, 용해제는 냉동 건조 또는 동결 건조에 의해 사전 건조되고, 그 후에 시험 스트립 내로 사전 로딩 될 수 있다. 다른 실시예에서, 용해제는 시험 스트립 상에 흡수, 흡착, 매립 또는 포착될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 용해제는 샘플 적용 구역 상에 또는 샘플 적용 구역의 상류측에 국한될 수 있으며, 그에 따라 샘플은 샘플 분석 장치로 이송될 때에 용해된다. 용해제는 바람직하게는 샘플 이송 액체에 가용성이거나 혼화성이고, 용해제는 샘플 이송 액체와 접촉하면 가용화 및 활성화된다. 그리고 샘플 이송 액체는 용액이나 현탁액 내의 용해제 및 현탁액 내의 샘플 성분 모두를 함유한다. 샘플 내의 임의의 용해에 민감한 성분은 현탁액에서 용해제에 대해 노출되면, 그 자체가 현장 용해된다. 그 후에, 분석물은 바람직하게는 검출 구역에 도달하기 전에 샌드위치를 형성하기 위해, 표지식 컨쥬게이트 및 제2 결합 파트너 모두에 노출된다. 대안적으로, 용해제는 런닝 버퍼에 포함될 수도 있다.
대안적으로, 용해제는 샘플 압축 단계 동안에 시험 스트립으로 도입될 수도 있다. 하나의 실시예에서, 용해제는 샘플 압축기의 패드 상에 위치된다. 대안적으로, 스왑 부재가 살균될 필요가 없는 경우, 용해제는 샘플 채취기의 스왑 부재 상에서 건조될 수 있다. 그렇지 않은 경우, 스왑 부재는 용해제의 용해 능력을 손상시키지 않는 살균 기술을 사용하여 용해제의 추가 후에 살균될 수 있다.
시험 스트립 상에 사전 로딩 된 용해제의 농도는 바람직하게는 0.001% 내지 5%중량/체적이다. 사전 로딩 될 체적은 용해제가 사전 로딩 되는 곳에 따라 달라진다. 적절한 범위는 샘플 채취기 플리스(샘플 적용 구역) 내로 사전 로딩 될 때 1 내지 10 마이크로리터이거나, 흡수 패드 내로 또는 시험 스트립 내의 다른 위치로 사전 로딩 될 때 5 내지 50 마이크로리터이다. 이상적으로는, 사전 로딩 되는 양은 샘플 채취기 플리스 내로 사전 로딩 되는 약 3 마이크로리터이어야 하거나, 흡수 패드 내로 또는 시험 스트립 내의 다른 위치로 사전 로딩 되는 약 10 마이크로리터이어야 한다.
특정의 용해 환경 및 용해제의 선택은 분석물 및 분석에 의존한다. pH 및 이온 강도는 용해 환경의 열쇠이다. 용해제에 의해 설정되는 pH에 대해서는, 4.0 미만의 pH가 재료, 특히 단백질을 침전시키는 경향이 있다. 약 10.0 이상보다 높은 pH는 단백질 및 세포벽과 같은 재료를 용해시키는 경향이 있다. 그러므로 약 10.0 이상의 pH가 많은 적용에 대해 바람직할 수 있다. 대안적으로, 보다 낮은 pH가 핵산 표적에 대해 바람직할 수도 있다.
용해제에 의해 설정된 이온 강도에 대해서는, 높은 이온 강도 및 낮은 이온 강도 모두가 용해시키는 데 사용될 수 있다. 예를 들면, 보다 낮은 이온 강도(저장성(hypotonic))는 적혈구를 파괴시키는 경향이 있다. 물은 그 자체로 적혈구를 용해시킬 수 있다. 보다 높은 이온 강도 환경이 특정 세포벽 및 막을 파열하는데 사용될 수도 있다.
특정 용해제에 대해서는, 이들 용해제는 그 특성에 기초하여 그룹화 및 선택될 수 있다: 염, 양쪽성(amphoteric) 및 양이온(cationic) 제제, 및 이온성 및 비이온성 세제. 염화암모늄(NH4Cl)은 적혈구를 용해시킨다. 고농도의 염화나트륨(NaCl)과 염화칼륨(KCl)을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다른 염은 세포벽 및 막을 파열시킬 수 있다. 다른 용해제는 Lyso PC, CHAPS 및 양쪽성 이온 세제(Zwittergent)를 포함하지만 이에 한정되지 않는 양쪽성 제제이다. 대안적으로, C16 TAB 및 염화벤잘코늄(benzalkonium chloride)을 포함하지만 이에 한정되지 않는 양이온 제제가 용해제로 사용될 수 있다. 이온성 및 비이온성 세제는 흔히 지질단백질 및 당단백질과 같은 세포 벽 또는 세포막 성분을 파괴 또는 용해시키는 데 사용된다. 통상의 이온성 세제는 SDS, EDTA, 콜레이트(Cholate) 및 디옥시콜레이트(Deoxycholate)를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 이온성 세제는 양호한 가용화제이다. 항체는 0.1% SDS 이하에서 그 활성을 유지한다. 통상의 비이온성 세제는 옥틸클루코사이드(Octylglucoside), 디기토닌(Digitonin), C12E8, 루브롤(Lubrol), Triton X-100, Noniodet P-40, Tween 20 및 Tween 80을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 비이온성 및 마일드 이온성 세제는 보다 약한 변성제이며, 흔히 바이러스성 표면 단백질과 같은 막 단백질을 가용화하는 데 사용된다. 추가적인 용해제는 요소 및 효소를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 상이한 용해제의 조합이 용해 환경을 최적화하는데 사용될 수도 있다.
계면활성제는 일반적으로 습윤제로서 작용하고 액체의 표면 장력을 낮춘다. 그리고 이것은 액체 사이의 계면 장력을 낮춤으로써 보다 용이한 확산을 가능하게 한다. 따라서, 계면활성제는 항원과 항체 또는 리간드와 수용체의 자연적인 결합을 방해할 수 있다. 그러므로 농도는 각 종류의 용해제에 대해 실험적으로 선택된다. 일단 용해가 발생하면, 원하는 결합 반응이 방해되지 않는 것이 중요하다. 일반적으로, 0.001%의 용해제 농도가 하한으로 고려되고, 상한은 약 1%이다. 용해제의 조합이 사용되는 경우에 상가 효과 또는 시너지 효과가 있다. 이것은 약 0.001% 내지 1%에서 작용하도록 농도의 작용 범위를 확장시킨다. 최종적으로, 일부의 바람직하지 않은 비특이적 결합이 5%의 Tween 20 농도에서 방지될 수 있다. 모든 경우에 있어서, 개별 시험 스트립의 모든 위치상에 사전 로딩된 용해제의 전체 양은, 시험 스트립의 실제 작용을 할 수 있도록 면역검출을 위한 배리어를 용해시키기에 충분해야 한다..
용해제 자체는 임의의 다른 분석 검출기 또는 지시제(indicator agent)를 방해하지 않아야 하며, 그에 따라 분석의 실제 작용을 방해하도록 하는 정도까지 임의의 다른 분석 상호작용 및 반응을 방해하지 않는다. 용해제는 현장 검사에서 시험 스트립의 사용 전의 제조, 분배 및 보관을 허용하기에 충분한 자체 수명을 가져야 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 본 발명의 측방향 유동 장치는 버퍼일 수 있는 샘플 이송 액체, 샘플 압축기, 및 샘플을 유동시키는 모세관 특성을 갖는 하나 또는 몇몇 플리스 재료 또는 막을 함유하는 크로마토그래피 시험 스트립을 포함한다. 본 발명의 장치 및 방법에서는, 샘플을 시험 스트립에 적용하기 전에 샘플 내의 세포를 용해시킬 필요가 없다.
일부의 바람직한 실시예에서, 측방향 유동 장치는 샘플 압축기, 및 적어도 하나의 전환 구역을 구비하는 크로마토그래피 시험 스트립을 포함한다. 전환 구역은 바람직하게는 유동이 발생하고 있는 평면 내에서의 유동을 차단하는 적어도 하나의 특징부를 포함한다. 전환 구역은 배리어, 갭, 디치 또는 이들 특징부의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 배리어는 바람직하게는 액체의 유동이 동일한 평면 내에서 계속해서 유동하는 것을 저지하는 임의의 재료로 이루어질 수 있는 불투과성 막(또는 실질적인 불투과성 막)이다. 배리어를 위한 일부 재료는 불활성 재료, 반투과성 재료, 플라스틱, 탄화수소, 금속, 소수성 재료, 세파덱스 또는 세파로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 흡습성 재료(예를 들면, CaCl2, CaSO4 또는 실리카겔) 또는 하이드로겔을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 갭 또는 디치는 유동을 중단시키기에 충분한 깊이까지 연장되는 측방향 유동 시험 스트립의 평면에서의 임의의 갈라진 틈이다. 하나의 바람직한 실시예에서, 갭은 깊이가 바람직하게 적어도 약 0.1㎜이다.
전환 구역은 샘플 압축기가 장치의 나머지와 접촉하게 될 때까지 유동을 지연시키거나 완전히 중단시키고, 유체를 유동시킬 수 있는 브리지를 생성한다. 샘플 압축기는 브리지로서 작용하고, 유동을 상이한 평면으로 재지향시킨다. 유동은 샘플 압축기로 전환된다. 이것은 샘플 압축기 상에의 시약의 채취를 증대시킨다. 예를 들면, 컨쥬게이트가 샘플 압축기 상에 있는 실시예에서, 컨쥬게이트의 채취는 전환 구역을 갖는 장치에서 증가한다. 샘플 채취기가 시험 스트립 및 샘플 압축기 사이에 샌드위치 된 실시예에서, 유체는 또한 샘플 채취기(예를 들면, 스왑)를 통과하도록 강제되고, 따라서 샘플 및 컨쥬게이트는 전환 구역을 갖지 않는 실시예에서보다 용이하게 상호작용한다. 유동은 전환 구역의 단부에서 원래의 측방향 평면으로 다시 이동한다. 샘플 적용 구역 및 컨쥬게이트 모두가 샘플 압축기 상에 있는 실시예에서, 샘플 및 컨쥬게이트 모두는 샘플 압축기로 전환될 때 런닝 버퍼와 만나고, 1/2 샌드위치 또는 완전한 샌드위치(분석물을 위한 제2 결합 파트너가 샘플 분석 장치상에 위치되는 곳에 의존함)는 분석물이 샘플 내에 존재하는 경우에 런닝 버퍼가 시험 스트립으로 다시 전환하기 전에 형성된다. 전환 구역 및 샘플 압축기를 갖는 실시예는 속도를 증가시키고, 컨쥬게이트와 샘플 사이의 보다 양호한 상호작용을 허용하며, 보다 많은 컨쥬게이트가 유체 내에 배치되기 때문에 보다 높은 감도를 허용한다. 이들 실시예에서, 모든 유체는 바람직하게는 컨쥬게이트와 상호작용한다. 이것은 약 20% 내지 30%의 유체가 컨쥬게이트와 상호작용하는 재지향이 없는 압축기 실시예에 비해 상당한 개선점이다.
일부의 바람직한 실시예에서, 샘플 채취 장치는 샘플 압축기 및 시험 스트립을 포함하는 스택의 일부인 세퍼레이터지(separator paper)(예를 들면, 여과지)이다. 세퍼레이터지는 바람직하게는 스왑 부재를 샘플 채취기로 대체한다. 세퍼레이터지는 바람직하게는 시험 스트립의 니트로셀룰로오스와 상이한 재료로 제조되고, 배리어를 갖는 실시예에서는 배리어의 재료로 제조된다. 일부의 바람직한 실시예에서, 세퍼레이터지는 글라신(glassine), 발수성 코팅 재료, 폴리테트라플루오로에틸렌 코팅 재료(예를 들면, Teflon® 코팅)를 포함하지만 이에 한정되지 않는 재료로 제조된다. 일부 실시예에서, 세퍼레이터지는 스트립의 일체형 부분, 예를 들어 스트립 상의 플랩(flap)이다. 이들 실시예에서, 액체 샘플은 드로퍼(dropper) 또는 다른 추가 메커니즘에 의해 추가될 수 있다. 다른 실시예에서, 세퍼레이터지는 사용 전에 스트립으로부터 분리되고, 분석이 진행되는 동안 스택의 구성요소 중 하나이다. 바람직하게는 이러한 타입의 샘플 채취 장치를 사용할 수 있는 샘플 중 일 예는 혈액 샘플, 혈청 샘플, 혈장 샘플 또는 소변 샘플을 포함하지만 이에 한정되지 않는 액체 샘플이다. 세퍼레이터지를 사용한 실시예에서, 세퍼레이터지는 분석에 유용한 다른 시약, 예를 들어 현장 용해 재료를 함유하거나, 간섭 재료를 포획하도록 상이한 다공도(porosity)를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 압축 압력은 전환 구역에 대한 요구 없이 측방향으로의 유동을 억제하기에 충분하다. 그러나 일부 매트릭스에서, 예를 들어 점액과 같은 보다 진한 유체를 갖는 매트릭스에서, 유동은 샘플 채취기 아래로 느리게 이동하고 압축기와 잘 상호작용하지 않는다. 전환 구역을 갖는 실시예는 이들 타입의 샘플 및 매트릭스와 함께 특히 유용하다. 그러나 전환 구역은 임의의 타입의 유체 또는 액체 샘플을 갖는 실시예에 사용될 수도 있다.
전환 구역을 갖거나 갖지 않는 다른 대안적인 실시예에서, 샘플은 런닝 버퍼의 추가 또는 압축 전에 크로마토그래피 시험 스트립의 샘플 적용 구역 상에 직접 배치될 수 있다. 예를 들면, 액체 샘플의 경우, 샘플은 샘플 적용 구역 상으로 피펫으로 옮겨질 수 있다. 다른 예에서, 샘플은 샘플 압축기 상으로 피펫으로 옮겨질 수 있다.
샘플 채취기(예를 들면, 스왑 또는 세퍼레이터지)는 전환 구역의 상류측에, 전환 구역 상에, 전환 구역의 하류측에, 또는 전환 구역의 일부분과 중첩하여 위치될 수도 있다. 바람직한 실시예에서, 샘플 채취기는 전환 구역의 상류측에 또는 전환 구역으로부터 하류측에 위치된다. 스왑 부재의 채취부의 길이는 채취된 모든 샘플이 시험 스트립의 폭과 접촉하여야 하도록 충분히 길어야 한다. 일부의 바람직한 실시예에서, 샘플 채취기의 채취부의 길이는 약 2㎜ 내지 5㎜이다. 보다 바람직한 실시예에서, 샘플 채취기의 채취부는 약 3㎜ 내지 4㎜이다. 샘플 채취기(핸들)의 길이는 특별히 중요하지는 않다. 그러나 일부의 바람직한 실시예에서, 샘플 채취기의 길이는 신체에서 취한 샘플(예를 들면, 목, 코의 인두 또는 질 샘플) 에 따라 약 10 내지 18 센티미터(4 내지 7 인치)이다.
샘플 채취기가 스왑 부재인 일부 실시예에서, 스왑 부재의 채취부는 콤팩트하여 버퍼 또는 다른 용출 매체와 상호작용할 수 있는 하나의 위치에 샘플을 농축시킨다. 콤팩트한 채취부는 바람직하게는 전형적인 종래 기술의 스왑 부재 채취부보다 길이가 짧다. 채취부가 전환 구역의 상류측에 있는 이들 실시예 중 일부에서, 농축된 샘플은 버퍼와 상호작용하고 유동이 전환될 때 샘플 압축기로 이동할 수 있다. 유사하게, 채취부가 하류측에 있는 경우, 샘플 압축기로부터의 버퍼 및 채취된 시약(예를 들면, 컨쥬게이트)은 유동이 크로마토그래피 시험 스트립 상으로 다시 전환됨에 따라 농축된 샘플과 상호작용한다.
전환 구역을 갖는 일부의 바람직한 실시예에서, 압축기는 힌지 또는 플랩을 거쳐서 크로마토그래피 시험 스트립에 일체형으로 부착된다(예를 들면, 도 8b 및 도 24 참조). 샘플 압축기가 힌지를 사용하여 정확하게 하강되지 않으면, 샘플 압축기는 전환 구역에 브리지를 결코 생성하지 못하고, 장치는 비기능적일 것이다. 압축의 결핍에 의해서 유동이 스트립의 단부에 결코 도달하지 못하여, 대조 라인에서 음성 결과를 초래한다. 힌지가 폐쇄되지 않으면 유동은 없다. 그래서, 이러한 장치는 내장 대조(built in control)를 갖는다. 이것은 또한 힌지를 갖지 않는 실시예에서 사실이다. 샘플 압축기가 수직 스택 또는 샘플 분석 장치에 추가되는 경우, 압축이 불충분하다면, 브리지가 없고, 결과적으로 유동이 없을 것이다.
배리어를 포함하는 전환 구역을 갖는 일부의 바람직한 실시예에서, 배리어는 캡슐화된 성분을 갖는 배리어이다. 배리어는 시간 경과 시에 용해되어 캡슐화된 성분을 방출한다. 배리어는 캡슐화될 수 있는 것으로 본 명세서에서 논의되는 동일한 시약의 일부 또는 모두를 포함할 수 있다. 용해하는 배리어는 이중 기능을 수행한다. 다른 배리어와 유사하게, 이러한 배리어는 유동을 샘플 압축기 내로 강제하는 벽으로서 작용한다. 또한, 배리어는 특정 성분을 캡슐화함으로써 이러한 성분을 시간 지연시킨다. 버퍼는 배리어를 용해시키며, 이러한 시간 지연 성분은 분석의 다른 성분이 시험 라인에 도달한 후에 시험 라인 복합체에 영향을 미칠 것이다.
도 1은 샘플 분석 장치(시험 스트립)(1) 및 샘플 채취기(2)를 도시한다. 샘플 채취기(2)는 본 기술분야에서 알려진 임의의 타입의 샘플 채취기(2)일 수 있으며, 예를 들어 샘플 채취기(2)는 스왑 부재일 수 있다. 샘플(20)은 분석물(3)뿐만 아니라, 간섭 입자(5)(간섭 단백질 또는 간섭 유전자를 포함할 수 있음) 및 다른 간섭 입자 또는 세포 잔해(4)를 포함할 수 있다. 샘플 분석 장치(1)는 이 도면에서 샘플 적용 구역(18)의 상류측에 컨쥬게이트 구역(8)을 포함한다. 컨쥬게이트 구역(8)이 이러한 도면에서 샘플 적용 구역(18)의 상류측에 도시되어 있지만, 대안적으로 컨쥬게이트 구역(8)은 샘플 적용 구역(18)과 중첩될 수 있거나, 본 발명의 사상 내에서 샘플 적용 구역(18)의 하류측에 있을 수도 있다. 샘플 적용 구역(18)은 또한 바람직하게는 샘플(20)에 있는 세포 잔해 및 간섭 입자(4)를 여과하는 정밀 여과 구역이다.
컨쥬게이트 구역(8)은 바람직하게는 분석물(3)에 결합되는 부분 및 검출 가능한 표지를 포함하는 이동성 컨쥬게이트(15)와, 예를 들어 시각적 표지를 갖는 대조 구역 항체일 수 있는 검출 가능한 표지를 갖는 대조 구역 결합 파트너(16)를 포함한다. 일부 실시예에서, 이동성 컨쥬게이트는 시각적 표지를 갖는 시험 항체 컨쥬게이트이다. 대조 구역 결합 파트너(16)는 대조 구역(11)에서 대조 구역 결합 파트너(16)를 위한 고정화된 결합 파트너와 결합되고, 시험이 정확하게 진행되고 있는지를 나타낸다. 분석물(3)이 샘플(20) 내에 존재한다면, 분석물은 컨쥬게이트(15)에 결합되고, 컨쥬게이트(15)-분석물(3) 복합체는 검출 구역(12) 내의 시험 구역(10)으로 이동한다. 그 후에, 분석물(3)은 샌드위치 타입의 분석에서 완전한 "샌드위치"를 형성하기 위해, 분석물(3)을 위한 고정화된 결합 파트너(17)에 결합된다.
샘플 채취기(2)로부터 샘플 분석 장치상의 샘플 적용 구역(18)까지의 샘플의 이송은 바람직하게는 직접 이송이고, 즉 이송은 샘플 채취기(2) 상에서 샘플의 전처리 없이 일어난다. 샘플 채취기(2) 또는 샘플의 전처리가 없는 실시예에서, 압력(14)이 가해지고 정밀 여과가 샘플 채취기 플리스가 샘플 분석 장치(1) 상의 플리스에 직접 접촉하는 영역에서 일어난다. 플리스의 섬유는 그레이팅 또는 물리적 간섭을 형성하도록 인터로킹된다. 따라서, 샘플에 함유된 보다 큰 요소, 예를 들어 세포 잔해 및 간섭 입자(4)가 저지되어 용출되지 않는다.
샘플 분석 장치(1)는 또한 바람직하게는 하나 이상의 포획 시약을 포함하는 차단 구역(9)을 포함한다. 이러한 차단 구역은 샘플(20) 내에 있을 수 있는 간섭 단백질 및/또는 유전자(5)를 포획한다. 하나 이상의 포획 시약에 의한 간섭 물질(4, 5)의 포획은 간섭 물질이 분석물의 검출을 방해하지 않게 하기 위해 포획 시약이 간섭 물질과 일부 방식으로 상호작용할 때 일어난다. 차단 구역(9)이 도 1에 도시되어 있지만, 포획 시약은, 용출 매체 내에서 포획 시약이 이동 가능하게 하는 재료로 이루어지는 포획 영역(9)에 위치되고, 시약과 혼합 및 건조되고, 샘플 적용 구역 내로 합체되고, 샘플 채취기 플리스 재료 내로 합체되고, 및/또는 라인 또는 구역으로서 고정화된 재료(예를 들면, 니트로셀룰로오스)에 고정화될 수도 있다. 이들 중 임의의 것 또는 이들의 임의의 조합은 시험 및 샘플 매트릭스에 따라 본 발명의 실시예에 사용될 수 있다.
샘플 분석 장치(1)는 또한 선택적으로 컨쥬게이트 구역(8) 및 샘플 적용 구역(18)의 상류측에 흡수 패드(7)를 포함한다. 버퍼가 추가되고, 샘플(20), 컨쥬게이트(15) 및 대조 구역 결합 파트너(16)를 포함하는 시험 성분을 검출 구역(12)에 용출하도록 화살표(6)의 방향으로 이동한다. 샘플 분석 장치(1)는 또한 바람직하게는 장치(1)의 하류측 단부에 폐기물 패드(13)를 포함한다. 샘플 분석 장치(1)는 또한 선택적으로 백킹부(23)를 포함할 수도 있다.
본 발명의 장치 및 방법은 샘플 압축기(30)를 포함한다. 사용될 수 있는 샘플 압축기(30)의 일부의 개략적인 예가 도 2a 및 도 2b에 도시되어 있다. 샘플 압축기(30)는 바람직하게는 핸들(31), 연장 부분(32) 및 패드 부분(33)을 포함한다. 일부의 설계에서, 샘플 압축기는 패드 부분(33)이 배치되는 렛지 부분(ledge portion)(34)과 같은 추가적인 섹션을 포함한다. 특정 예가 도 2a 및 도 2b에 도시되어 있지만, 분석 및 샘플의 하나 이상의 성분을 샘플 분석 장치로 이송하기 위해 압력을 가할 수 있는 임의의 샘플 압축기(30)가 본 발명의 실시예에 사용될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 컨쥬게이트(36)는 컨쥬게이트 구역을 형성하는 패드(33) 상에 사전 로딩 되고 건조된다. 일부의 바람직한 실시예에서, 대조 구역에서 결합 파트너와 복합체를 형성할 수 있는 표지식 대조 구역 결합 파트너(61)가 또한 샘플 압축기(30)의 패드(33) 상에 사전 로딩 되고 건조된다. 다른 바람직한 실시예에서, 분석물을 위한 제2 결합 파트너(38)가 패드(33) 상에 위치된다. 컨쥬게이트(36), 제2 결합 파트너(38) 또는 대조 구역 결합 파트너(61)의 임의의 조합이 샘플 압축기(30)의 패드 부분(33) 상에 있을 수 있다.
도 2c는 샘플 채취기(35)의 예를 도시한다. 이러한 예에서, 샘플 채취기(35)는 스왑 부재이다. 바람직하게는, 샘플 채취기(35)는 플리스 타입의 재료로 제조되는 것이 바람직한 샘플 채취부(60)를 포함한다. 일부 실시예에서, 샘플 채취기(35)는 살균된다.
도 3a 내지 도 3c는 샘플 압축기(30), 샘플 채취기(35) 및 샘플 분석 장치(도면에서는 시험 스트립)를 갖는 시스템의 하나의 실시예를 도시한다. 시험 스트립은 바람직하게는 흡수 패드(42), 샘플 적용 구역(44), 검출 구역(52) 및 선택적인 폐기물 패드(47)를 포함한다. 시험 스트립은 또한 바람직하게는 캐리어 백킹부(48)를 포함한다. 검출 구역(52)은 바람직하게는 분석물(40)을 위한 고정화된 결합 파트너(38)를 포함하는 시험 구역(45)뿐만 아니라, 대조 구역(46)을 포함한다. 이러한 실시예에서, 컨쥬게이트(36)는 샘플 압축기(30) 상에 있다. 샘플 압축기(30)로부터의, 컨쥬게이트(36)의 일부분인 제1 결합 파트너(37)는 시험 샘플 내의 분석물(40)과 결합하여 절반의 샌드위치를 형성하고, 그 후에 시험 구역(45)에 고정화된 제2 결합 파트너(38)로 이송된다. 분석물(40)에 결합되는 컨쥬게이트(36)의 부분(37)과 분석물(40)과 제2 결합 파트너(38) 사이에 형성되는 완전한 샌드위치(420)가 도 3b에 도시되어 있다. 바람직한 실시예에서, 샘플 압축기(30) 상의 패드(33)는 또한 검출 가능한 표지를 갖는 대조 구역 결합 파트너(61)를 포함한다. 대조 구역 결합 파트너(61)는 대조 구역(46)에서 그 결합 파트너와 복합체를 형성한다. 대조 구역 결합 파트너(61)를, 종래 기술에서 알려진 바와 같이 시험 스트립 상에 또는 버퍼 내에 포함하는 대신에, 샘플 압축기(30) 상에 포함함으로써, 이러한 실시예에서 컨쥬게이트(36) 및 대조 구역 결합 파트너(61) 모두를 포함하는 샘플 압축기(30) 상의 성분이 샘플 분석 장치로 효과적으로 이송되고 그에 따라 시스템의 적절한 작동을 보장한다는 것을 사용자가 확신할 수 있게 한다.
일 예에서, 제1 결합 파트너(37) 및 제2 결합 파트너(38) 모두는 분석물에 대한 상이한 항체이다. 대조 구역 결합 파트너(61)는 또한 바람직하게는 항체이고, 대조 구역에서의 그 결합 파트너는 항원이다(또는 그 반대도 마찬가지임). 다른 실시예에서, 특정 결합 파트너는 또한 분석물에 대한 항체에 결합될 수 있는 항원일 수도 있다. 다른 타입의 결합 파트너는 앱타머 또는 수용체와 같은 생물 유기화학적 거대분자, 나노입자 또는 핵산이다. 본 발명의 도 3a 내지 도 3c에 도시된 장치는 임의의 결합 분석에 사용될 수 있으며, 예를 들어 리간드-수용체 결합 분석 및 효소-기질 결합 분석에서 항체/항원 또는 핵산의 사용을 회피할 수 있다.
작동 시에, 샘플 채취기(35)는 샘플이 직접 샘플 적용 구역(44) 위에 있도록 배치된다. 일부 실시예에서, 샘플 적용 구역(44) 위에의 샘플 채취기(35)의 배치는 샘플 압축기(30)의 배치와 동시에 일어나지 않는다. 다시 말해서, 이러한 실시예에서, 일부의 샘플은 샘플 압축기(30)가 수직 스택에 추가되기 전에 샘플 적용 구역(44)으로 이송된다.
샘플 압축기(30)는, (존재한다면) 분석물(40)을 포함하는 샘플 및 컨쥬게이트(36)를 샘플 적용 구역(44) 상으로 이송시키기 위한 압력을 사용하여, 샘플 채취기(35)에 압력(51)을 가한다. 또한, 샘플 압축기(30) 상에 대조 구역 결합 파트너(61)가 있다면, 대조 구역 결합 파트너(61)도 이송된다. 이송은 압력에 기인하며, 유동 또는 모세관 작용에 기인하지 않는다는 것에 주목하자. 그리고 버퍼(43)는 검출 구역(52)으로의 (존재한다면) 컨쥬게이트(36)-분석물(40) 복합체의 유동을 허용하도록 추가된다. 그 후에, 시험 구역(45) 내의 고정화된 결합 파트너(38)는 분석물과 결합하여, 완전한 샌드위치를 형성한다. 컨쥬게이트(36)가 표지(41)를 포함하기 때문에, 형성된 복합체는 검출 가능하고 양성 결과를 나타낸다. 시험의 적절한 작동은 또한 대조 구역 결합 파트너(61)와 대조 구역(46) 내의 그 고정화된 파트너 사이의 상호작용으로 인해 대조 구역(46)에서 검출 가능한 양성 결과를 초래한다.
도시되지는 않았지만, 또한, 바람직하게는 샘플 적용 구역(44)과 중첩하거나 그 상류측에 있는 용해 구역이 선택적으로 존재할 수도 있다. 다른 실시예에서, 도 1에 대하여 논의된 구역과 유사하게, 포획 시약을 포함하는 차단 구역이 있을 수도 있다.
다른 실시예에서, 컨쥬게이트 구역은 "완전한 샌드위치"를 형성하기 위해 샘플 내의 분석물을 위한 결합 파트너를 포함할 수 있다. 결합 파트너 중 하나는 바람직하게는 비오틴, 아비딘, 렉틴, 글리코실 부분, 특정 리간드, 또는 특정 수용체와 같은 적합한 마커를 갖는다. 나머지는 하기에서 언급된 바와 같은 적절한 나노입자에 접합될 수 있다. 그 후에, 완전한 샌드위치는 비오틴을 위한 아비딘, 아비딘을 위한 비오틴, 렉틴을 위한 글리코실 부분, 글리코실 부분을 위한 렉틴, 리간드를 위한 수용체, 또는 수용체를 위한 리간드를 포함하지만 이에 한정되지 않는 적합한 마커의 결합 파트너가 고정화되는 시험 구역에서 포획된다.
도 20a는 본 발명의 일 실시예에서의 시험 스트립의 일 예를 도시한다. 시험 스트립은 바람직하게는 흡수 패드(42), 샘플 적용 구역(44), 검출 구역(52) 및 선택적인 폐기물 패드(47)를 포함한다. 시험 스트립은 또한 바람직하게는 캐리어 백킹부(48)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 전체 샌드위치(제1 결합 파트너(513)-분석물(40)-제2 결합 파트너(518))가 샘플 적용 구역(44) 내에 형성된다. "완전한 샌드위치"(514)가 도 20b에 도시되어 있다. 이러한 실시예에서의 시험 구역(45)은 제2 결합 파트너(518)의 태그(519)에 결합되는 고정화된 태그(511)를 포함한다. 고정화된 태그(511)는 분석물(40)에 직접 결합하지 않으며, 대신에 매개물을 통해, 분석물(40)을 위한 제2 결합 파트너(518) 상의 태그(519)와 결합한다.
이러한 실시예에서, 표지식 컨쥬게이트(505)의 일부분인 제1 결합 파트너(513)는 시험 샘플 내의 분석물(40)과 결합하여 절반의 샌드위치를 형성한다. 제2 결합 파트너(518)는 또한 태그(519)를 포함한다. 이러한 실시예에서의 제2 결합 파트너(518)는 바람직하게는 시험 스트립의 샘플 적용 구역(44) 상에 사전 로딩 되고 건조되는 한편, 표지식 컨쥬게이트(505)는 바람직하게는 샘플 적용 구역(44)의 상류측에 있는 표지식 컨쥬게이트 구역(515)에 사전 로딩 되고 건조된다. 대안적으로, 제2 결합 파트너(518) 및/또는 표지식 컨쥬게이트 구역(515)은 샘플 적용 구역(44)과 중첩하는 곳, 샘플 적용 구역(44)의 상류측, 또는 샘플 적용 구역(44)과 검출 구역(52) 사이를 포함하지만 이에 한정되지 않는 검출 구역(52)의 상류측의 시험 스트립 상의 어느 곳에도 위치될 수도 있다. 하나의 바람직한 실시예에서, 약 75 내지 80%의 표지(509)식 컨쥬게이트(505)가 샘플 적용 구역의 상류측에 있으며(약 20 내지 25%의 표지식 컨쥬게이트(505)가 샘플 적용 구역(44)과 중첩하여 있음), 약 75 내지 80%의 제2 결합 파트너(518)가 샘플 적용 구역(44)의 하류측에 위치된다(약 20 내지 25%의 제2 결합 파트너가 샘플 적용 구역(44)과 중첩하여 있음). 바람직하지는 않지만, 다른 실시예에서, 표지식 컨쥬게이트(505) 및 제2 결합 파트너(518) 중 하나 또는 모두는 버퍼에 위치되거나 샘플이 시험 스트립에 추가되기 전에 샘플과 사전 혼합될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 성분의 일부 또는 모두가 검출 구역(52)과 중첩할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 결합 파트너(513) 및 제2 결합 파트너(518) 모두는 분석물(40)에 대한 상이한 항체이다. 다른 실시예에서, 특정 결합 파트너는 또한 분석물에 대한 항체에 결합될 수 있는 항원일 수도 있다. 다른 타입의 결합 파트너는 앱타머나 수용체와 같은 생물 유기화학적 거대분자, 나노입자 또는 핵산이다. 도 20a에 도시된 장치는 임의의 결합 분석에 사용될 수 있으며, 예를 들어 리간드-수용체 결합 분석 및 효소-기질 결합 분석에서 항체/항원 또는 핵산의 사용을 회피할 수 있다.
하나의 바람직한 실시예에서, 제2 결합 파트너(518)는 비오틴으로 태그(519)화된다. 제2 결합 파트너(518) 상의 태그(519)가 비오틴인 실시예에서, 검출 구역(52) 내의 고정화된 태그(511)는 바람직하게는 아비딘, 뉴트라비딘, 또는 스트렙타비딘이다. 다른 실시예에서, 제2 결합 파트너(518)는 아비딘, 뉴트라비딘 또는 스트렙타비딘으로 태그(519)화된다. 이들 실시예에서, 검출 구역(52) 내의 고정화된 태그(511)는 바람직하게는 비오틴이다. 대안적으로, 제2 결합 파트너(518) 상의 태그(519)는 렉틴일 수 있으며, 고정화된 태그(511)는 글리코실 부분일 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예에서, 렉틴은 완두 렉틴이고, 글리코실 부분은 적혈구 글리코실 단위이다. 제2 결합 파트너 상의 태그 및 고정화된 태그는 본 발명의 사상 내에서 역전될 수 있다. 예를 들면, 글리코실 부분이 제2 결합 파트너 상의 태그이고, 고정화된 렉틴 태그가 검출 구역에 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 다른 수용체 및 리간드가 태그에 사용될 수도 있다.
작동 시에, 샘플을 함유하는 샘플 채취기는 샘플이 직접 샘플 적용 구역(44) 위에 있도록 배치된다. 바람직한 실시예에서, 샘플은 시험 스트립에의 적용 전에 전처리를 겪지 않고 있다. 대신에, 샘플은 여전히 그 천연형으로 있다.
샘플은 시험 스트립의 샘플 적용 구역(44)으로 이송된다. 3개의 성분이 유동(43) 중에 서로 접촉하는 경우, 제1 절편으로서의 표지식 컨쥬게이트(505) 및 제2 절편으로서의 제2 결합 파트너(518)와, 이들 사이에 있는 분석물(40)에 의해 샌드위치가 형성된다. 표지식 컨쥬게이트(505) - (존재한다면) 분석물(40) - 제2 결합 파트너(518) 복합체(완전한 샌드위치)는 검출 구역(52)으로 유동한다. 그 후에, 시험 구역(45) 내의 고정화된 태그(511)는 태그(519)와 결합한다. 표지식 컨쥬게이트(505)가 표지(509)를 포함하기 때문에, 형성되는 복합체는 검출 가능하고 양성 결과를 나타낸다. 시험의 적절한 작동은 또한 바람직하게는 대조 라인 결합 파트너와 대조 구역(46) 내의 그 고정화된 파트너 사이의 상호작용으로 인해 대조 구역(46)에서 검출 가능한 양성 결과를 초래한다.
도시되지는 않았지만, 또한, 바람직하게는 샘플 적용 구역(44)과 중첩하거나 대안적으로 본 발명의 사상 내에 있는 시험 스트립의 다른 부분에 위치되는 용해 구역이 선택적으로 존재할 수도 있다.
태그를 사용하는 일부의 바람직한 실시예에서, 검출 구역은 태그에 대한 항체를 포함한다. 항체는 단일클론, 다중클론 또는 단일 도메인 항체일 수 있다. 예를 들면, 태그가 비오틴인 경우, 항-비오틴(anti-biotin) 항체가 아비딘, 뉴트라비딘 또는 스트렙타비딘 대신에 시험 구역에 고정화된다.
도 4a 내지 도 4c는 샘플 압축기(30), 샘플 채취기(35) 및 샘플 분석 장치(이러한 도면에서는 시험 스트립)를 갖는 시스템의 일 실시예의 일 예를 도시한다. 도 3a 내지 도 3c와 유사하게, 시험 스트립은 바람직하게는 흡수 패드(42), 샘플 적용 구역(44), 검출 구역(52) 및 선택적인 폐기물 패드(47)를 포함한다. 시험 스트립은 또한 바람직하게는 캐리어 백킹부(48)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 전체 샌드위치(제1 결합 파트너(37)-분석물(40)-제2 결합 파트너(38))가 (바람직하게는 버퍼의 추가 전에) 샘플 적용 구역(44)에 형성된다. 일부 실시예에서, 샘플 적용 구역(44) 위에의 샘플 채취기(35)의 배치는 샘플 압축기(30)의 배치와 동시에 일어나지 않는다. 다시 말해서, 이러한 실시예에서, 일부의 샘플은 샘플 압축기(30)가 수직 스택에 추가되기 전에 샘플 적용 구역(44)으로 이송된다.
이러한 실시예에서의 시험 구역(45)은 제2 결합 파트너(38)의 태그(39)에 결합되는 고정화된 태그(50)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 컨쥬게이트(36)의 일부분이고 바람직하게는 샘플 압축기(30)의 패드(33) 상에 사전 로딩 되고 건조되는 제1 결합 파트너(37)는 시험 샘플 내의 분석물(40)과 결합하여 절반의 샌드위치를 형성한다. 이러한 실시예에서의 제2 결합 파트너(38)는 또한 바람직하게는 샘플 압축기의 패드(33) 상에 사전 로딩되고 건조된다. 제2 결합 파트너(38)는 또한 태그(39)를 포함한다.
이러한 실시예(및 도 5a, 도 5b, 도 6, 도 6b, 도 7b, 도 7c 및 도 7d의 실시예)에서 컨쥬게이트(36)의 결합 파트너(37)와 분석물(40)과 제2 결합 파트너(38) 사이에 형성되는 완전한 샌드위치(520)가 도 4b에 도시되어 있다. 바람직한 실시예에서, 샘플 압축기(30) 상의 패드(33)는 또한 검출 가능한 표지를 갖는 대조 구역 결합 파트너(61)(도 3c에 도시됨)를 포함한다. 대조 구역 결합 파트너(61)는 대조 구역(46)에서 그 결합 파트너와 복합체를 형성한다. 대조 구역 결합 파트너(61)를, 종래 기술에서 알려진 바와 같이 시험 스트립 상에 또는 버퍼 내에 포함하는 대신에, 샘플 압축기(30) 상에 포함함으로써, 컨쥬게이트(61) 및 대조 구역 결합 파트너(61) 모두를 포함하는 샘플 압축기(30) 상의 성분이 샘플 분석 장치로 효과적으로 이송되고 그에 따라 시스템의 적절한 작동을 보장한다는 것을 사용자가 확신할 수 있게 한다.
일 예에서, 제1 결합 파트너(37) 및 제2 결합 파트너(38) 모두는 분석물에 대한 상이한 항체이다. 대조 구역 결합 파트너(61)는 또한 바람직하게는 항체이고, 대조 구역에서의 그 결합 파트너는 항원이다(또는 그 반대도 마찬가지임). 다른 실시예에서, 특정 결합 파트너는 또한 분석물에 대한 항체에 결합될 수 있는 항원일 수 있다. 다른 타입의 결합 파트너는 앱타머 또는 수용체와 같은 생물 유기화학적 거대분자, 나노입자 또는 핵산이다. 본 발명의 도 4a 내지 도 4c에 도시된 장치는 임의의 결합 분석에 사용될 수 있으며, 예를 들어 리간드-수용체 결합 분석 및 효소-기질 결합 분석에서 항체/항원 또는 핵산의 사용을 회피할 수 있다.
하나의 바람직한 실시예에서, 제2 결합 파트너(38)는 비오틴으로 태그(39)화된다. 제2 결합 파트너(38) 상의 태그(39)가 비오틴인 실시예에서, 검출 구역 내의 고정화된 태그(50)는 바람직하게는 아비딘, 뉴트라비딘 또는 스트렙타비딘이다. 다른 실시예에서, 제2 결합 파트너(38)는 아비딘, 뉴트라비딘 또는 스트렙타비딘으로 태그(39)화된다. 이들 실시예에서, 검출 구역(52) 내의 고정화된 태그(50)는 바람직하게는 비오틴이다. 대안적으로, 제2 결합 파트너(38) 상의 태그(39)는 렉틴일 수 있으며, 고정화된 태그(50)는 글리코실 부분일 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예에서, 렉틴은 완두 렉틴이고, 글리코실 부분은 적혈구 글리코실 단위이다. 제2 결합 파트너 상의 태그 및 고정화된 태그는 본 발명의 사상 내에서 역전될 수 있다. 예를 들면, 글리코실 부분이 제2 결합 파트너 상의 태그이고, 고정화된 렉틴 태그가 검출 구역에 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 다른 수용체 및 리간드가 태그에 사용될 수도 있다.
작동 시에, 샘플 채취기(35)는 샘플이 직접 샘플 적용 구역(44) 위에 있도록 배치된다. 샘플 압축기(30)는 샘플 채취기(35)에 압력(51)을 가한다. 압력은 샘플(존재한다면, 분석물(40)을 포함함), 컨쥬게이트(36) 및 태그식 제2 결합 파트너(38)를 샘플 적용 구역(44) 상으로 이송시킨다. 또한, 샘플 압축기(30) 상에 대조 구역 결합 파트너(61)가 있다면, 대조 구역 결합 파트너(61)도 이송된다. 이송은 압력에 기인하며, 유동 또는 모세관 작용에 기인하지 않는다는 것에 주목하자. 그리고 버퍼(43)는 검출 구역(52)으로의 컨쥬게이트(36) - (존재한다면) 분석물(40) - 제2 결합 파트너(38) 복합체(완전한 샌드위치)의 유동을 허용하도록 추가된다. 그 후에, 시험 구역(45) 내의 고정화된 태그(50)는 태그(39)와 결합한다. 컨쥬게이트(36)가 표지(41)를 포함하기 때문에, 형성된 복합체는 검출 가능하고 양성 결과를 나타낸다. 시험의 적절한 작동은 또한 대조 구역 결합 파트너(61)와 대조 구역(46) 내의 그 고정화된 파트너 사이의 상호작용으로 인해 대조 구역(46)에서 검출 가능한 양성 결과를 초래한다.
도시되지는 않았지만, 또한, 바람직하게는 샘플 적용 구역(44)과 중첩하는 용해 구역이 선택적으로 존재할 수도 있다. 다른 실시예에서, 도 1에 대하여 논의된 구역과 유사하게, 포획 시약을 포함하는 차단 구역이 있을 수도 있다.
다른 실시예에서, 분석물을 위한 2개의 결합 파트너는, 샘플이 제2 평면으로부터 압축되는 컨쥬게이트와 결합되고 스트립의 평면에서 스트립 상에 위치된 다른 결합 파트너와 동시에 또는 일제히 결합될 수 있는 "수직 샌드위치"를 달성하도록 하는 방식으로 위치된다. 따라서, 샘플 내의 분석물의 샌드위칭은, 스트립의 평면 위로부터 전달되는 컨쥬게이트로부터 파트너에 결합하고 샘플 전달 재료 아래에서 스트립의 평면 상에 위치된 제2 결합 파트너에 결합함으로써 달성된다.
도 5a 및 도 5b는 샘플 압축기(30), 샘플 채취기(35) 및 샘플 분석 장치(이러한 도면에서는 시험 스트립)를 갖는 시스템의 일 실시예의 다른 예를 도시한다. 도 3a 내지 도 3c와 유사하게, 시험 스트립은 바람직하게는 흡수 패드(42), 샘플 적용 구역(44), 검출 구역(52) 및 선택적인 폐기물 패드(47)를 포함한다. 시험 스트립은 또한 바람직하게는 캐리어 백킹부(48)를 포함한다. 도 4a 내지 도 4c에 도시된 실시예와 유사하게, 이러한 실시예에서, 전체 샌드위치(제1 결합 파트너(37)-분석물(40)-제2 결합 파트너(38))가 샘플 적용 구역(44)에 형성된다. 이러한 실시예에서의 시험 구역(45)은 제2 결합 파트너(38)의 태그(39)에 결합되는 고정화된 태그(50)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 컨쥬게이트(36)의 일부분이고 바람직하게는 샘플 압축기(30)의 패드(33) 상에 사전 로딩되고 건조되는 제1 결합 파트너(37)는 시험 샘플 내의 분석물(40)과 결합하여 절반의 샌드위치를 형성한다. 이러한 실시예에서의 제2 결합 파트너(38)는 바람직하게는 시험 스트립의 샘플 적용 구역(44) 상에 사전 로딩되고 건조된다. 제2 결합 파트너(38)는 또한 태그(39)를 포함한다. 대안적으로, 이러한 실시예에서의 제2 결합 파트너(38)는 샘플 적용 구역과 중첩하는 곳, 샘플 적용 구역의 상류측, 및 샘플 적용 구역과 검출 구역 사이를 포함하지만 이에 한정되지 않는 검출 구역의 상류측의 시험 스트립 상의 어느 곳에도 위치될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 샘플 압축기(30) 상의 패드(33)는 또한 검출 가능한 표지를 갖는 대조 구역 결합 파트너(61)(도 3c에 도시됨)를 포함한다. 대조 구역 결합 파트너(61)는 대조 구역(46)에서 그 결합 파트너와 복합체를 형성한다. 대조 구역 결합 파트너(61)를, 종래 기술에서 알려진 바와 같이 시험 스트립 상에 또는 버퍼 내에 포함하는 대신에, 샘플 압축기(30) 상에 포함함으로써, 컨쥬게이트(61) 및 대조 구역 결합 파트너(61) 모두를 포함하는 샘플 압축기(30) 상의 성분이 샘플 분석 장치로 효과적으로 이송되고 그에 따라 시스템의 적절한 작동을 보장한다는 것을 사용자가 확신할 수 있게 한다.
일 예에서, 제1 결합 파트너(37) 및 제2 결합 파트너(38) 모두는 분석물에 대한 상이한 항체이다. 대조 구역 결합 파트너(61)는 또한 바람직하게는 항체이고, 대조 구역에서의 그 결합 파트너는 항원이다(또는 그 반대도 마찬가지임). 다른 실시예에서, 특정 결합 파트너는 또한 분석물에 대한 항체에 결합될 수 있는 항원일 수도 있다. 다른 타입의 결합 파트너는 앱타머 또는 수용체와 같은 생물 유기화학적 거대분자, 나노입자 또는 핵산이다. 본 발명의 도 5a 내지 도 5c에 도시된 장치는 임의의 결합 분석에 사용될 수 있으며, 예를 들어 리간드-수용체 결합 분석 및 효소-기질 결합 분석에서 항체/항원 또는 핵산의 사용을 회피할 수 있다.
하나의 바람직한 실시예에서, 제2 결합 파트너(38)는 비오틴으로 태그(39)화된다. 제2 결합 파트너(38) 상의 태그(39)가 비오틴인 실시예에서, 검출 구역 내의 고정화된 태그(50)는 바람직하게는 아비딘, 뉴트라비딘 또는 스트렙타비딘이다. 다른 실시예에서, 제2 결합 파트너(38)는 아비딘, 뉴트라비딘 또는 스트렙타비딘으로 태그(39)화된다. 이들 실시예에서, 검출 구역(52) 내의 고정화된 태그(50)는 바람직하게는 비오틴이다. 대안적으로, 제2 결합 파트너(38) 상의 태그(39)는 렉틴일 수 있으며, 고정화된 태그(50)는 글리코실 부분일 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예에서, 렉틴은 완두 렉틴이고, 글리코실 부분은 적혈구 글리코실 단위이다. 제2 결합 파트너 상의 태그 및 고정화된 태그는 본 발명의 사상 내에서 역전될 수 있다. 예를 들면, 글리코실 부분이 제2 결합 파트너 상의 태그이고, 고정화된 렉틴 태그가 검출 구역에 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 다른 수용체 및 리간드가 태그에 사용될 수도 있다.
작동 시에, 샘플 채취기(35)는 샘플이 직접 샘플 적용 구역(44) 위에 있도록 배치된다. 샘플 압축기(30)는 샘플(존재한다면, 분석물(40)을 포함함) 및 컨쥬게이트(36)를 샘플 적용 구역(44) 상으로 이송시키기 위한 압력을 사용하여, 샘플 채취기(35)에 압력(51)을 가한다. 상부 피스로서의 컨쥬게이트(36) 및 하부 피스로서의 제2 결합 파트너(38)와, 이들 사이에 있는 분석물(40)에 의해 "수직" 샌드위치가 형성된다. 또한, 샘플 압축기(30) 상에 대조 구역 결합 파트너(61)가 있다면, 대조 구역 결합 파트너(61)도 이송된다. 이송은 압력에 기인하며, 유동 또는 모세관 작용에 기인하지 않는다는 것에 주목하자. 그리고 버퍼(43)는 검출 구역(52)으로의 컨쥬게이트(36) - (존재한다면) 분석물(40) - 제2 결합 파트너(38) 복합체(완전한 샌드위치)의 유동을 허용하도록 추가된다. 그 후에, 시험 구역(45) 내의 고정화된 태그(50)는 태그(39)와 결합한다. 컨쥬게이트(36)가 표지(41)를 포함하기 때문에, 형성된 복합체는 검출 가능하고 양성 결과를 나타낸다. 시험의 적절한 작동은 또한 대조 구역 결합 파트너(61)와 대조 구역(46) 내의 그 고정화된 파트너 사이의 상호작용으로 인해 대조 구역(46)에서 검출 가능한 양성 결과를 초래한다.
도시되지는 않았지만, 또한, 바람직하게는 샘플 적용 구역(44)과 중첩하거나 그 상류측에 위치되는 용해 구역이 선택적으로 존재할 수도 있다. 다른 실시예에서, 도 1에 대하여 논의된 구역과 유사하게, 포획 시약을 포함하는 차단 구역이 있을 수도 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 다른 실시예를 도시하고, 여기서 샘플 압축기(30)는 태그(39)와 결합된 분석물(40)을 위한 제2 결합 파트너(38)를 포함하고, 시험 스트립은 분석물(40)을 위한 제1 결합 파트너(37) 및 검출 가능한 표지(41)를 포함하는 컨쥬게이트(36)와, 시험 구역(45)에서 제2 결합 파트너 상의 태그에 결합되는 고정화된 태그(50)를 포함한다. 이러한 실시예는, 상부 피스로서의 제2 결합 파트너(38) 및 하부 피스로서의 컨쥬게이트(36)와, 이들 사이에 있는 분석물(40)에 의해 "수직" 샌드위치가 형성되는 것을 제외하고는, 도 5a 및 도 5b에 대해 설명된 실시예와 유사하게 작동한다. 대안적으로, 이러한 실시예에서의 컨쥬게이트(36)는 샘플 적용 구역과 중첩하는 곳, 샘플 적용 구역의 상류측, 및 샘플 적용 구역과 검출 구역 사이를 포함하지만 이에 한정되지 않는 검출 구역의 상류측의 시험 스트립 상의 어느 곳에도 위치될 수도 있다.
도 7a 내지 도 7d는, 검출 구역(52)이 이들 도면에서 샘플 적용 구역(44)과 중첩하는 것을 제외하고는, 도 3c, 도 4c, 도 5b 및 도 6b와 각각 유사하다. 이들 실시예에서의 검출 구역은 바람직하게는 니트로셀룰로오스로 이루어진다. 이들 실시예에서는 측방향 유동이 분석을 진행하는데 엄밀하게는 요구되지 않지만, 샌드위치가 시험 구역에서 결합될 수 있고 임의의 비결합 컨쥬게이트가 시험 구역으로부터 세척되도록 적어도 명목적인 양의 유동은 바람직하다. 하나의 실시예에서, 런닝 버퍼가 시험 스트립의 단부에 적용되는 대신에, 세척 유체가 예를 들어 물병을 사용하여, 위로부터 또는 측부로부터 시험 구역에 직접 적용될 수 있다. 하나의 실시예에서, 샘플 압축기 및 샘플 채취기는 실질적으로 투명하여, 시험 구역이 시험 스트립으로부터 수직 스택의 제거 없이 판독될 수 있다. 시험 구역(45) 및 대조 구역(46) 모두가 이들 도면에서 샘플 적용 구역 내에 도시되어 있지만, 다른 실시예에서는 시험 구역(45)이 샘플 적용 구역(44)과 중첩할 수 있는 한편, 대조 구역(46)이 샘플 적용 구역(44)의 하류측에 있다는 것에 주목하자. 대조 구역이 샘플 적용 구역(44)으로부터 측방향으로 하류측에 있다면, 유동을 허용하기 위해 버퍼를 추가하는 것이 필요할 것이다. 또한, 양성 결과로부터의 신호를 강화시키기 위해서, 버퍼, 예를 들어 은을 포함하는 버퍼를 추가하는 것이 바람직할 수도 있다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 범용 시험 스트립(80)은 샘플 압축기(30)가 분석물(40)을 위한 결합 파트너(37, 38) 모두를 포함하는 경우에 사용될 수 있다. 샘플 압축기(30) 및 샘플 채취기(35)는 샘플 윈도우(81)에서 범용 시험 스트립(80)으로 이송될 것이다. 시험될 분석물(40)에 특정한 요소가 샘플 압축기(30) 상에 있기 때문에, 범용 시험 스트립(80)의 관찰 윈도우(82) 내의 시험 구역(83)은 분석물(40)을 위한 제2 결합 파트너(38) 상의 태그(39)와 복합체를 형성하는 태그(50)만을 가질 필요가 있다. 예를 들면, 분석물(40)을 위한 제2 결합 파트너(38)가 비오틴으로 태크(39)화되는 경우, 범용 시험 스트립(80)의 시험 구역(83)은 비오틴을 위한 결합 파트너인 아비딘(39)을 포함한다. 범용 시험 스트립(80)은 또한 바람직하게는 대조 구역(84) 및 하우징(85)을 포함한다. 도 7a 내지 도 7d의 실시예의 경우에는, 시험 구역이 샘플 윈도우(81)에 위치된다. 다른 실시예에서, 적당한 마커는 시험 구역에 고정화된 적합한 핵산 서열과 하이브리드화될 수 있는 뉴클레오티드 서열일 수 있다.
샘플 압축기 및 샘플 채취기가 도 1 내지 도 8a에서 별개의 실체(entity)로서 도시되어 있지만, 샘플 압축기의 패드(33) 및 샘플 채취기의 샘플 채취부(60)는 본 발명의 사상 내에서 단일 요소의 구성요소일 수 있다. 예를 들면, 샘플 채취기는 샘플 압축기에 대해 카트리지의 일부분으로서 회전 가능하게 또는 유연하게 연결될 수 있으며, 그에 따라 샘플은 샘플 압축기 패드에 환자를 노출시키지 않고 샘플 채취부를 이용하여 환자로부터 채취될 수 있고, 그 후에 샘플 채취부 및 샘플 압축기 패드는 압축에 의한 시험 스트립의 샘플 적용 구역에의 적용을 위해 접촉하게 될 수 있다. 샘플 채취기는 또한 시험 카세트에 회전 가능하게 또는 유연하게 연결될 수 있거나, 카트리지로서 삽입될 수도 있다. 다른 실시예에서, 샘플은 압축기 및/또는 컨쥬게이트를 소정의 위치에 배치하기 전에 시험 스트립에 강제로 직접 주입될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 샘플 채취기는 재료를 시험 스트립과 접촉하게 하기 위해 시험 카세트 내에 스냅 결합하거나 삽입하는 외부 카트리지 내에서 컨쥬게이트에 접촉할 수 있다. 다른 실시예에서, 샘플은 샘플 압축기에 적용될 수도 있다.
일부 실시예에서, 샘플 압축기(30)는 도 8b에 도시된 바와 같이 하우징(85)에 회전 가능하게 연결된다. 샘플 압축기(30)의 힌지는 샘플 압축기(30)가 개방 시에 스트립의 하류측 단부를 향해 회전되도록 도시되어 있지만, 하우징은 샘플 압축기(30)가 본 발명의 사상 내에서 어느 하나의 측부에 또는 다른 방향으로 힌지 결합되도록 설계될 수 있다. 샘플 채취기(35)의 샘플 채취부(60)는 바람직하게는 하우징(85)의 측부 상의 삽입 구멍(88)과 일렬로 정렬하도록 측부로부터 삽입된다. 그러나 샘플 채취기(35)는 하우징의 설계에 따라서 임의의 방향으로 삽입될 수 있다. 샘플 압축기(30)는 바람직하게는 시험 스트립(80)의 샘플 적용 구역에 대면하는 샘플 압축기의 표면상에 위치된, 하나 이상의 분석 성분을 갖는 패드(도 8b에서는 보이지 않음)를 포함한다. 그 후에, 샘플 압축기(30)는, 샘플 및 하나 이상의 분석 성분을 시험 스트립의 샘플 적용 구역으로 이송하기 위해 압축 압력이 샘플 압축기의 패드, 샘플 채취부 및 샘플 적용 구역의 수직 스택에 가해지도록 폐쇄된다. 도 8b의 장치의 먼 상류측 단부에 하우징으로부터 돌출되는 흡수 패드가 있지만, 흡수 패드의 길이는 변경할 수 있다. 실제로, 버퍼가 (예를 들면, 하우징 내의 적용 윈도우를 통해) 상류측 단부에서 추가될 수 있는 한, 흡수 패드가 하우징의 외측으로 현저하게 연장될 필요는 없다. 이러한 실시예에서, 샘플 압축기를 분실할 가능성은 없으며, 수직 스택을 형성할 때 샘플 적용 구역과 샘플 압축기를 정렬할 필요가 없다. 이들 실시예의 하나의 이점은 샘플 적용과 시험 구역으로의 유동의 실제 개시 사이의 시간차를 허용한다는 것이다. 다시 말해서, 샌드위치는 사전 제조될 수 있고, 유동은 훨씬 후에 개시될 수 있다.
대안적으로, 패드(33)는 본 발명의 사상 내에서 샘플 압축기로부터 분리될 수 있다. 패드는 샘플 채취기와 유사한 결합 파트너 어플리케이터(applicator) 상에 있을 수 있다. 이들 실시예에서, 압력이 샘플 압축기에 의해 가해져서 샘플을 샘플 적용 구역으로 이송시킬 때, 결합 파트너 어플리케이터는 샘플 채취부와 샘플 적용 구역 사이에 위치될 수 있다.
도 9는 샘플 압축기(30), 샘플 채취부(60)를 갖는 샘플 채취기(35), 어플리케이터 패드(64)를 갖는 결합 파트너 어플리케이터(62), 및 시험 스트립의 샘플 적용 구역(44)을 포함하는 수직 스택을 도시한다. 결합 파트너 어플리케이터(62)가 도 9에서 핸들을 포함하지만, 대안적으로 결합 파트너 어플리케이터(62)는 단지 패드일 수 있다. 샘플 압축기(30)의 렛지 부분(34)은 샘플이 로딩된 샘플 채취부(60) 및 샘플에 대해 시험될 분석물을 위한 적어도 하나의 결합 파트너가 로딩된 어플리케이터 패드(64)에 압력을 가한다. 압력은 바람직하게는 어플리케이터 패드(64)를 습윤시키도록 샘플 채취부(60)로부터 샘플의 적어도 일부분을 강제하고, 이에 의해 적어도 일부의 샘플과 일부의 결합 파트너가 샘플 적용 구역(44)으로 이송되도록 일부의 결합 파트너를 이동시킨다. 일부의 실시예에서, 이러한 이송은 희석 없이 이루어진다. 그러나 샘플 체적이 작거나 점성이 있거나 고체인 샘플을 갖는 실시예에서, 추가적인 액체가 시험 스트립으로의 샘플 및 결합 파트너의 이송을 용이하게 하는데 사용될 수도 있다. 일부의 실시예에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 패드가 본 발명의 사상 내에서 예를 들어 추가적인 액체 또는 버퍼를 공급함으로써, 이송에 도움을 주는데 사용될 수 있지만, 샘플 압축기는 패드를 갖지 않는다. 일부 실시예에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 샘플 채취부(60)는 압축 동안에 시험 스트립으로의 결합 파트너의 이송에 도움을 주도록 수직 스택에서 샘플 압축기(30)와 어플리케이터 패드(64) 사이에 위치된다. 대안적으로, 어플리케이터 패드(64)는 본 발명의 사상 내에서 샘플 압축기(30)와 샘플 채취부(60) 사이에 배치될 수도 있다. 완전한 샌드위치가 시험 구역에 도달하기 전에 형성되는 실시예에서, 2개의 결합 파트너 어플리케이터(분석물의 각 결합 파트너를 위한 별개의 어플리케이터)가 사용될 수 있으며, 샘플 채취부, 제1 어플리케이터 패드 및 제2 어플리케이터 패드는 본 발명의 사상 내에서 수직 스택 상에 임의의 순서로 배치된다. 대안적으로, 단일 결합 파트너 어플리케이터는 분석물을 위한 양쪽 결합 파트너 모두를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 샘플, 제1 결합 파트너 및 제2 결합 파트너는 본 발명의 사상 내에서 샘플 압축기를 사용하여 임의의 순서로 시험 스트립에 순차적으로 적용될 수 있다.
측방향 유동 장치의 시험 스트립에 샘플을 적용하는 방법에서, 적어도 하나의 외부 결합 파트너가 우선 시험 스트립의 샘플 적용 구역 상에 배치된다. 외부 결합 파트너는 외부 패드 상에 위치될 수 있다. 시험 구역에 도달하기 전에 분석물과 결합하는 2개의 분석물 결합 파트너가 있는 실시예에서, 분석물 결합 파트너 중 어느 하나 또는 모두가 추가될 수 있다. 샘플을 포함하는 샘플 채취기는 외부 결합 파트너와 샘플 압축기 사이의 수직 스택에 배치된다. 샘플 압축기는 샘플 채취기에 압력을 가해서 외부 결합 파트너 및 샘플의 적어도 일부분을 샘플 적용 구역으로 이송한다. 대안적으로, 외부 결합 파트너가 추가되어 샘플 압축기에 의해 압축된 후에, 샘플이 시험 스트립 상에 압축되는 샘플 적용 구역 위에 샘플 채취기가 적층되기 전에 제거될 수 있다. 다른 대안적인 실시예에서, 적어도 하나의 외부 결합 파트너가 샘플 압축기와 샘플 채취기 사이의 수직 스택에 배치된다. 대안적으로, 샘플 채취기가 추가 및 압축된 후에 제거되며, 그 후에 외부 결합 파트너가 시험 스트립 상에 추가 및 압축된다. 다른 실시예에서, 샘플 채취기는 제1 외부 결합 파트너와 제2 외부 결합 파트너 사이의 수직 스택에 있으며, 샘플 압축기는 수직 스택에 압력을 가한다. 이들 실시예에서, 스트립도 샘플 압축기도 특정의 분석물 결합 파트너를 갖지 않는다. 샘플, 분석물 결합 파트너 및 이동성 대조 결합 파트너는 또한 본 발명의 사상 내에서 임의의 조합으로 다수의 단계에서 샘플 적용 구역에 적용될 수도 있다.
대안적으로, 본 발명의 측방향 유동 장치에서, 샘플 압축기는 관심의 대상인 분석물에 특정한 성분을 갖지 않는 범용 샘플 압축기일 수 있다. 하나의 실시예에서, 샘플 압축기는 분석의 성분을 함유하지 않는다. 대조를 갖는 실시예에서, 샘플 압축기의 패드는 단지 이동성 대조 구역 결합 파트너만을 함유한다. 이들 실시예 중 일부에서, 하나 이상의 결합 파트너 어플리케이터는 분석물을 위한 적어도 하나의 결합 파트너를 포함하고, 샘플이 샘플 적용 구역으로 이송될 때 샘플 압축기와 샘플 채취기를 갖는 수직 스택의 일부가 된다. 샘플, 분석물 결합 파트너 및 이동성 대조 결합 파트너는 또한 본 발명의 사상 내에서 임의의 조합으로 다수의 단계에서 샘플 적용 구역에 적용될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 샘플 압축기(30)는 또한 샘플 채취기로서 역할을 하고, 샘플 압축기의 패드(33)는 또한 샘플 채취부로서 역할을 한다. 이러한 실시예에서, 컨쥬게이트, 제2 결합 파트너, 대조 라인 결합 파트너, 및/또는 이들 3개의 임의의 조합은 바람직하게는 패드가 샘플 압축기 암에 부착되는 패드(33)의 배면에 위치된다. 샘플 채취가 살균으로 실행될 필요가 있는 실시예에서, 샘플 압축기(30)는 그 후에 바람직하게는 샘플 채취기로서 사용하기 전에 방사선에 의해 살균된다. 그 후에, 샘플은 패드의 전방 부분을 사용하여 채취되고 그에 따라 환자는 샘플 획득 동안에 컨쥬게이트 또는 제2 결합 파트너에 노출되지 않게 된다. 샘플이 시험 스트립의 샘플 적용 구역에 적용되는 경우, 바람직하게는 패드는 샘플이 컨쥬게이트 또는 제2 결합 파트너와 혼합되고 이들 중 적어도 일부분이 시험 스트립 상에서 압착되도록 압축된다. 다른 실시예에서, 채취된 샘플은 분석을 진행하기 전에 샘플 채취기(예를 들면, 피펫)로부터 샘플 압축기의 패드로 이송된다.
일부 실시예에서, 본 발명의 측방향 유동 장치는 또한 내장형, 온라인 또는 현장의 신호 증폭 시스템을 포함할 수 있다. 샘플 증폭 시스템은 본 발명의 사상 내에서 샘플 압축기와 조합하여 또는 샘플 압축기를 갖지 않는 방법 또는 장치에서 사용될 수도 있다. 콜로이드 금이 컨쥬게이트를 위한 검출 가능한 표지로서 사용되는 실시예에서, 시험 구역에 결합되는 컨쥬게이트 내의 콜로이드 금의 신호는 은 강화에 의해 더욱 증폭될 수 있다. 은 염 및 은 현상제(silver developer)의 적합한 제제는 샘플 적용의 장소나, 그 장소에 대한 상류측 또는 하류측에서 건조될 수 있다. 은 염 및 현상제는 서로 함께 건조되거나, 서로에 대해 상류측 또는 하류측에서 건조될 수 있거나, 샘플 적용 영역에 의해 분리될 수 있다. 다른 실시예에서, 은 염 및/또는 은 현상제는 강화를 위한 시간 지연을 생성하도록 캡슐화되고, 이에 의해 은 강화가 일어나기 전에 완전한 샌드위치가 시험 라인을 형성할 수 있게 한다.
다른 실시예에서, 시스템이 추가적인 항원을 갖는 컨쥬게이트, 및 항원의 특정 결합 파트너를 갖고 바람직하게는 나노입자인 제2 컨쥬게이트를 포함하는 경우에, 적층은 신호를 증폭시키는데 사용된다. 제2 컨쥬게이트는 또한 바람직하게는 표지를 포함한다. 제2 컨쥬게이트에서, 결합 파트너는 제1 컨쥬게이트 내의 입자와 크기가 동일하거나 보다 작거나 또는 보다 큰 입자에 접합될 수 있다. 일부 실시예에서, 항원 및 제2 컨쥬게이트가 캡슐화된다. 또 다른 실시예에서, 은 강화와 적층 강화(stacking enhancement) 모두가 동일한 시험 스트립 상에 사용될 수 있다. 적층 컨쥬게이트 및 은 강화 요소는 서로 함께 있거나, 서로에 대해 상류측 또는 하류측에 있을 수 있다. 이들 실시예의 바람직한 특징은 "적층" 나노입자 및/또는 은 강화제 모두가 컨쥬게이트와 초기에 접촉하지 않지만, 컨쥬게이트가 시험 구역에 고정화되는 동안에만 접촉한다는 것이다. 따라서, 보다 양호한 특이도(specificity)가 달성된다. 일부 실시예에서, 은 강화 요소 및/또는 적층 강화 요소 중 하나 또는 모두는 신호의 증폭을 위한 시간 지연을 생성하도록 캡슐화된다.
복합체가 검출 구역(52)에 도달하기 전에 "완전한 샌드위치"가 분석물(40), 제1 분석물 결합 파트너(37) 및 제2 분석물 결합 파트너(38) 사이에 형성되는 일부 실시예(예를 들면, 도 4a 내지 도 4c, 도 5a 내지 도 5b, 및 도 6a 내지 도 6b 참조)에서, 은 강화 또는 다른 증폭 신호는, 복합체가 검출 구역(52)에 도달하기 전에 은 염 및/또는 은 현상제가 완전한 샌드위치와 상호작용하도록 샘플 적용 구역(44)의 상류측에 배치될 수 있다. 완전한 샌드위치를 갖는 다른 실시예에서, 은 염 및/또는 은 현상제는, 검출 구역(52)에 도달하기 전에 완전한 샌드위치가 형성되고 은 염/현상제로 이동하도록, 샘플 적용 구역(44)의 하류측에 위치된다.
도 10에 도시된 바와 같은 종래 기술에서, 각각의 분석물이 컨쥬게이트(36)상의 하나의 표지(41)를 갖는 하나의 이동성 결합 파트너(37) 및 하나의 고정화된 결합 파트너(38)에 결합되기 때문에, 시험 구역(45)에서 분석물(40)과 표지(41) 사이에 일대일 대응이 있다.
본 발명의 신호 증폭 시스템에서, 증폭원은 샘플 적용 구역, 또는 그 상류측이나 하류측을 포함하는 시험 스트립 상의 어느 곳에도 위치될 수 있다. 대안적으로, 증폭원은 버퍼 내에 또는 샘플 압축기 상에 위치될 수도 있다. 증폭 요소 중 일부 또는 모두는 캡슐화될 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같은 일부 실시예에서, 증폭원(70)은 다수의 컨쥬게이트가 시험 구역에서 결합된 하나의 분석물과 연관되도록 그 자체가 컨쥬게이트 상에 비특이적으로 부착된다. 이러한 실시예에서, 증폭원은 바람직하게는 하나 이상의 은 염이고, 은 현상제는 컨쥬게이트의 표지 부분(41)으로서 콜로이드 금을 사용하는 분석에서 신호를 강화시키는데 사용될 수 있다. 은 염 및 은 현상제는 분석물의 검출을 향상시키는 임의의 방식으로 위치되거나 도입될 수도 있다. 콜로이드 금이 컨쥬게이트를 위한 검출 가능한 표지로서 사용되는 실시예에서, 시험 구역에서 결합되는 컨쥬게이트 내의 콜로이드 금의 신호는 은 강화에 의해 증폭될 수 있다. 은 염 및 은 현상제의 적합한 제제는 샘플 적용의 장소나, 그 장소에 대한 상류측 또는 하류측에서 건조될 수 있다. 은 염 및 현상제는 서로 함께 건조되거나, 서로에 대해 상류측 또는 하류측에서 건조될 수 있거나, 또는 샘플 적용 영역에 의해 분리될 수 있다. 대안적으로, 은 염 및/또는 현상제는 버퍼의 일부분으로서 포함될 수 있다. 일부의 바람직한 실시예에서, 은 염 및/또는 현상제는 캡슐화될 수도 있다.
바람직한 실시예에서, 은 염 및 현상제의 혼합물은 샘플 적용 구역과 시험 구역 사이의 영역에서 건조된다. 이러한 실시예에서, 2개의 결합 파트너(하나가 금의 컨쥬게이트이고, 다른 하나가 비오틴과 같은 마커로 적절하게 태그화됨) 사이의 분석물의 완전한 샌드위치는 은 강화 영역으로 이동하고, 이들이 포획되는 시험 구역으로 함께 이동한다. 은 강화가 포획 전에 절반의 샌드위치에 적용될 수 있지만, 그렇지 않으면 시험 구역에서 결합을 방해할 수 있기 때문에, 은 강화는 바람직하게는 포획 후에 적용된다. 은 염 및 현상제는 도 3a 내지 도 3c, 도 4a 내지 도 4c, 도 5a 내지 도 5b, 도 6a 내지 도 6b, 및 도 7a 내지 도 7d에 도시된 것을 포함하지만 이에 한정되지 않는, 본 명세서에 설명된 임의의 실시예에서 사용될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 은 강화 영역은 샘플 적용 재료 하부에 직접 위치된다. 상기에서 설명된 바와 같은 결합 파트너 모두를 갖는 압축기는 완전한 샌드위치를 형성하고, 하나의 장소에서 모두 은 염 및 현상제에 의해 강화되게 된다. 그 후에, 이러한 거대 복합체는 포획될 수 있는 시험 구역으로 이동할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 은 강화는 런닝 버퍼에 은 염 및 현상제를 합체함으로써 달성된다. 다른 실시예에서, 은 염 및/또는 은 현상제는 샘플 채취기가 살균될 필요가 없는 상황에서 샘플 압축기 또는 샘플 채취기 상에 위치될 수 있다. 그렇지 않으면, 샘플 채취기는 은 염 및/또는 은 현상제의 추가 후에, 은 염 및/또는 은 현상제를 손상시키지 않는, 예를 들어 방사선과 같은 살균 기술을 사용하여 살균될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 은 염은 샘플 적용 영역의 장소나, 샘플 적용 영역에 대한 상류측 또는 하류측에서 건조되며, 은 현상제는 별도의 단계로서 관찰 윈도우에 추가될 수 있다.
은 강화를 포함하는 바람직한 실시예에서, 은이 감광성이기 때문에, 시험은 뒤집어서(카세트가 사용되는 실시예에서 카세트를 뒤집어서) 진행되거나, 그렇지 않으면 시험의 완료 전에 주위의 광으로부터 차폐된다.
다른 실시예에서, 은 강화는 시험 구역(83)이 위치되는 관찰 윈도우 영역(82)으로 은 염 및 현상제가 함께 또는 별개로 추가되는 별도의 단계로서 달성된다. 관찰 윈도우 영역(82)이 없다면, 은 염 및 현상제는 바람직하게는 스트립의 시험 구역(83)에 추가된다. 이들 실시예의 일부에서, 은 강화는 시험 스트립이 사용 후에 여전히 습윤 상태이거나 건조되는 동안에 시험 스트립에 추가된다. 이들 실시예의 일부에서, 스트립은 임의의 하우징으로부터 제거되고, 시험 구역(83)을 포함하는 스트립의 일부분이 절단되고 은 강화로 함께 또는 별도로 처리된다.
하나의 바람직한 실시예에서, 시험이 진행된 후에, 스트립은 공기 중에서 건조되게 된다. 스트립의 적당한 건조는 약 20 내지 30분에 달성되지만, 환경 조건에 좌우된다. 스트립이 건조된 후에, 한 방울 또는 두 방울의 은 염 및 현상제가 시험 구역(83)이 위치되는 관찰 윈도우 영역(82)에 추가된다. 관찰 윈도우 영역(82)이 없다면, 은 염 및 현상제는 바람직하게는 스트립의 시험 구역(83)에 추가된다. 이는 감도를 적어도 5배 향상시킨다. 은 염 및 현상제는 함께 또는 별도로 추가될 수 있다. 은 강화는 거의 순간적으로 일어나며, 그 결과는 바람직하게는 은 강화의 추가 후에 2 내지 3분 내에 판독된다. 결과가 신속하게 판독되지 않으면, 스트립은 흑색으로 변할 수 있고, 배경은 결과로서 생기는 회색/흑색 시험 라인의 판독을 방해할 것이다. 세척 용액이 관찰 윈도우(82)/시험 구역(83)에 추가되는 경우, 이러한 배경은 크게 최소화될 수 있다. 휴대용 광학 판독기, 예를 들어 Ocean Optics, Inc.(Dunedin, Florida)에 의해 제조된 소형 분광계의 사용에 의해 감도가 더욱 향상될 수 있다. 휴대용 판독기는 시험 라인에 결합되는 표지식 복합체의 흡수도 또는 반사율을 측정하는 시험 라인의 색 강도를 정량화하는 핸드헬드형(hand-held) 소형 분광계이다. 시험 라인의 정량화는 표준 곡선의 사용에 의해 결정될 수 있다. 표준 곡선을 전개할 때, 분석물 농도의 몇몇 적정(titration)이 생성되고, 각각의 적정에서의 판독기 출력이 기록된다. 판독기는 시험의 감도를 5 내지 10배 증가시킨다. 작동 시에, 가시적인 시험 라인을 관찰하는 검출 윈도우는 직접적인 흡수도 또는 반사율 측정이 실행될 수 있도록 분광계 개구부 상에 직접 또는 그 근처에 배치된다.
다른 바람직한 실시예에서, 은 염 및/또는 현상제 용액은 휘발성 액체를 포함한다. 은 염 및 현상제는 단일 용액으로 함께 또는 별도의 용액으로 구성될 수 있다. 실온에서 증발하거나 쉽게 기화하고 시험을 방해하지 않는 임의의 액체가 사용될 수 있다. 제2 결합 파트너(17(도 1 참조), 38(도 3a 내지 도 3c 및 도 7a 참조)) 또는 고정화된 태그(50)(도 4a 내지 도 4c, 도 5a 내지 도 5b, 도 6a 내지 도 6b 및 도 7b 내지 도 7d 참조)가 위치되는 시험 구역(83)을 구성하는 막 재료(예를 들면, 니트로셀룰로오스)를 용해시키지 않도록 하는 방식으로 휘발성 용매가 선택된다. 사용될 수 있는 휘발성 액체의 일부 예는 메탄올, 이소프로필 알코올, 저농도의 벤젠, 및 저농도의 아세톤을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 은 강화는 은 염, 및 바람직하게는 본질적으로 비교적 유기성인 현상제를 갖는다. 은 염 및 현상제 용액은, 스트립이 여전히 상당히 습윤 상태인 경우, 시험의 최후(예를 들면, 샘플이 스트립에 추가된 후에 약 10분)에 시험 구역(83)이 위치되는 관찰 윈도우 영역(82)에 추가된다. 관찰 윈도우 영역(82)이 없으면, 은 염 및 현상제는 바람직하게는 스트립의 시험 구역(83)에 추가된다. 휘발성 액체는 액체가 추가되는 영역(시험 구역(83))을 "건조시킨다". 이러한 실시예에서, 전체 스트립이 적절하게 건조되기를 기다릴 필요가 없다. 이러한 실시예는 관심의 대상인 영역(시험 구역(83))만의 "현장" 건조를 야기한다.
도 12에 도시된 바와 같은 일부 실시예에서, 증폭은 제2 컨쥬게이트(74)가 분석 동안에 형성된 복합체의 적어도 일부분 상에 "적층되는" "적층" 현상에 기인한다. 이들 실시예에서, 제1 컨쥬게이트(72)는 추가적인 부분(73)의 결합 파트너(76)가 특이적으로 결합되는 추가적인 부분(73)을 포함하고, 제2 컨쥬게이트(74)는 바람직하게는 표지(78)를 또한 포함한다. 예를 들면, 제2 결합 파트너(38)가 아비딘 태그(39)를 포함하는 경우, 완전한 샌드위치가 고정화된 비오틴(50)에 의해 시험 구역에서 포획되며, 그 후에 또는 동시에, "적층" 컨쥬게이트가 시험 구역에서 고정화된 완전한 샌드위치 상에 축적하거나 적층되어, 보다 많이 적층된 축적물 및 보다 양호한 신호 인식을 유발한다. 하나의 실시예에서, 제1 컨쥬게이트는 분석물 및 치킨 IgY의 항체에 접합된 금이고, 제2 컨쥬게이트는 래빗 항-치킨 항원(rabbit anti-chicken antigen)에 접합된 적색 라텍스 비드이다.
바람직하게는, "적층"은 "완전한 샌드위치"가 시험 구역에 도달되기 전에 형성되는 실시예에서만 사용된다. 예를 들면, 도 4c, 도 5b, 도 6b, 도 7b, 도 7c, 및 도 7d에서, 완전한 샌드위치가 샘플 적용 구역에서 형성된다. 바람직한 실시예에서, 표지식 컨쥬게이트 상의 마우스 항체(mouse antibody)는 항원에 결합되어 제1 복합체를 형성한다. 제1 복합체는 고정화된 비오틴 표지식 다중클론 항체에 즉시 결합되어 제2 복합체로서 완전한 샌드위치를 형성한다. 그 후에, 제2 복합체는 비오틴 표지를 통해 아비딘에 의해 시험 구역에서 포획된다. 그 후에, 보다 느리게 방출된 항-마우스 표지 컨쥬게이트는 시험 구역에서 제2 복합체 내의 마우스 항체에 결합되고 그 상에 적층된다. 항-마우스 표지 컨쥬게이트는 바람직하게는 분석물 복합체가 형성된 후에 시험 구역에 도달되도록 위치된다. 항-마우스 표지 컨쥬게이트를 위한 일부의 바람직한 위치는 샘플 적용 구역 내의 위치, 샘플 적용 구역의 상류측의 위치, 사전결정된 양의 시간 후에 버퍼에 추가되는 위치, 샌드위치가 형성된 후에 시험 구역에 적용되는 위치, 또는 유동 경로 내에 있지만 예를 들면, 20 내지 30초만큼 그 방출을 지연시키도록 캡슐화되는 위치를 포함한다. 이러한 실시예에서, 적층은 분석의 감도를 3 내지 5배 증가시킨다.
모든 측방향 유동 분석에서 사용될 수 있는 금 컨쥬게이트를 갖는 본 발명의 실시예에서, 표지화되고 건조된 항-치킨 IgY, 또는 다른 비특이적 면역성 부분이 샘플 적용 구역으로부터 상류측에서 시험 스트립 상에 또는 대안적으로 버퍼 내에 혼합된다. 샘플이 포유류(예를 들면, 인간)인 경우, 비특이적 면역성 부분은, 바람직하게는 예를 들어 새, 물고기 또는 식물과 같이 포유류가 아닌 유기체로부터 나오고, 그에 따라 분석물 결합을 방해하지 않는다. 그 후에, 제2 컨쥬게이트, 예를 들어 항-치킨 IgY는 버퍼에 의해 이동된다. 제2 컨쥬게이트의 이동을 지연시킴으로써, 완전한 샌드위치가 유동하여 태그-고정화된 태그, 예를 들면 비오틴-아비딘을 통해 결합하기 시작하고, 이동성 제2 결합 파트너의 경우에 시험 구역에서 포획할 수 있게 한다. 완전한 샌드위치는 시험 구역에서 축적되고, 이어서 제2 컨쥬게이트, 예를 들어 적색 라텍스 비드가 제1 컨쥬게이트, 예를 들어 금의 상부에 결합 및 적층된다. 이러한 실시예는 또한 분석의 감도를 3 내지 5배 증가시킨다. 분석물을 위한 제2 결합 파트너가 시험 구역에서 고정화되는 실시예에서, 절반의 샌드위치는 바람직하게는 시험 구역으로 이동하고 이어서 결합 및 적층된다.
도 11은 비특이적 증폭을 도시하고, 도 12는 특이적 증폭을 도시한다. 다른 실시예에서, 특이적 증폭 및 비특이적 증폭 모두의 조합은 신호를 더욱 증폭시키는데 사용될 수 있다. 일 예로서, 제1 증폭은, 제2 컨쥬게이트(74)가 분석 동안에 형성된 복합체의 적어도 일부분 상에 "적층되는", 도 12에 대해 상기에서 도시 및 논의된 바와 같은 "적층" 현상에 기인한다. 추가적인 증폭은, 도 11에 대해 상기에서 도시 및 논의된 바와 같이, 다수의 컨쥬게이트가 시험 구역에 결합된 하나의 분석물과 연관되도록, 증폭원(70) 자체가 컨쥬게이트에 비특이적으로 부착하는 경우에 제공된다. 대안적으로, 특이적 및 비특이적 증폭의 다른 조합이 사용될 수 있다.
적층 및 신호 강화의 다른 실시예에서, 강화는 적층 부분(stacking moiety)에 접합된 효소를 사용하여 수행된다. 일 예에서, 효소는 호스라디시 페록시다아제(horseradish peroxidase)이고, 래빗 항-마우스 항체(rabbit anti-mouse antibody)에 접합된다. 호스라디시 페록시다아제가 흔히 약한 신호를 증폭시키는데 사용되지만, 알칼리 포스파타아제(alkaline phosphatase), 카탈라아제(catalase), 우레아제(urease), 및 글루코오스 옥시다아제(glucose oxidase)를 포함하지만 이에 한정되지 않는, 약한 신호를 강화시키는 다른 효소가 대안적으로 사용될 수도 있다. 유사하게, 컨쥬게이트 또는 매개체에 결합되는 다른 항체가 대안적으로 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서는, 나노입자 또는 미소구체가 없다. 대신에, 이러한 실시예는 "가용성" 형태의 컨쥬게이트를 포함한다. 이러한 효소 컨쥬게이트가 건조되는 위치는 변경될 수 있으며; 그 위치는 샘플 적용 구역의 상류측 또는 하류측이거나, 샘플 적용 구역과 중첩하는 위치일 수 있다. 샘플 압축기를 갖는 실시예에서, 효소 컨쥬게이트는 대안적으로 샘플 압축기 상에 있을 수 있다. 효소 컨쥬게이트는 바람직하게는 시험 스트립 상에서 건조되지만, 고정화되지는 않는다. 이것은 단독으로 또는 항체(바람직하게는 비오틴화됨) 및/또는 금-접합된 항체를 갖는 "샌드위치"를 형성하는 다른 성분과 조합하여 위치될 수 있다.
도 14는 적층 부분에 접합된 효소를 갖는 검출기의 일 실시예를 도시한다. 대조 구역(46)은 고정화된 제1 대조 결합 파트너(110)를 포함한다. 시험 구역(45)은 막 상에 고정화된 제1 시험 구역 결합 파트너(109)를 포함한다. 제2 시험 구역 결합 파트너(101)에 접합된 제1 분석물 결합 파트너(102)는 건조되거나 그렇지 않으면 샘플 적용 구역(44) 내로 합체된다(예를 들면, 동결 건조됨). 이러한 도면에 도시되지 않지만, 제1 분석물 결합 파트너(102)는 대안적으로 샘플 적용 구역(44)의 상류측 또는 하류측에 위치될 수 있다. 제2 분석물 결합 파트너(103)를 위한 결합 파트너(107)는 효소(108)에 접합되고, 샘플 적용 구역(44)의 상류측에 위치된다. 대안적으로, 제2 분석물 결합 파트너(103)를 위한 결합 파트너(107)는 샘플 적용 구역(44)과 중첩하여 있거나 샘플 적용 구역(44)의 하류측에 위치될 수 있다. 샘플 압축기(30) 상의 패드(33)는 바람직하게는 제1 검출 가능한 표지(104)에 접합된 제2 분석물 결합 파트너(103)로 매립되고, 바람직하게는 대조로서 역할을 하는, 제2 검출 가능한 표지(106)에 접합된 제2 대조 결합 파트너(105)와 혼합된다.
도 14는 시험 스트립 또는 샘플 압축기(30) 상의 특정 위치에 있어서의 상이한 시약을 도시하지만, 시험 스트립 상의 및/또는 샘플 압축기(30)의 패드(33) 상의, 제2 시험 구역 결합 파트너(101)에 접합된 제1 분석물 결합 파트너(102), 제2 분석물 결합 파트너(103)를 위한 결합 파트너(107), 제1 검출 가능한 표지(104)에 접합된 제2 분석물 결합 파트너, 및 제2 검출 가능한 표지(106)에 접합된 제2 대조 결합 파트너(105) 각각에 대한 다른 위치가 또한 가능하다. 다른 실시예는 샘플 압축기(30)를 필요로 하지 않는다. 이들 실시예에서, 시약(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108)은 시험 스트립 상의 다양한 위치, 바람직하게는 시험 구역(45)의 상류측에 위치될 것이다.
샘플은 샘플 스왑(35) 상에 취해지고, 그 후에 (하우징 및 샘플 윈도우를 가지는 실시예에서) 샘플 윈도우(81)를 통해 샘플 적용 구역(44) 상에 또는 바로 샘플 적용 구역(44) 상에 배치된다. 그 후에, 샘플 압축기(30)는 샘플 적용 구역(44) 상에 압축된다. 샘플 압축기(30)의 흡수 팁은 바람직하게는 샘플 압축기(30)를 제거하기 전에 약 15 내지 30초 동안 런닝 버퍼 내에 침지된다. 도 15a 및 도 15b는 시험 시약과 분석물 사이에 형성되는 상이한 복합체를 도시한다. 분석물(40)이 샘플 내에 존재한다면, 분석물(40)은 제1 분석물 결합 파트너(102) 및 제2 분석물 결합 파트너(103)와 복합체를 형성하고, 이 제2 분석물 결합 파트너(103)는 효소(108)와 결합된 결합 파트너(107)와 복합체를 형성한다.
분석물(40)이 샘플 내에 존재하지 않는다면, 제2 분석물 결합 파트너(103)는 여전히 효소(108)와 접합된 결합 파트너(107)와 복합체를 형성하지만, 샘플 또는 제1 분석물 결합 파트너(102)와 복합체를 형성하지 않는다. 제2 시험 구역 결합 파트너(101)는 분석물(40)이 샘플 내에 존재하는지의 여부와 관계없이, 시험 구역(45) 내의 제1 시험 구역 결합 파트너(109)에 결합될 것이다. 그러나 분석물이 존재하지 않는다면, 시험 라인에는 어떤 것도 보이지 않을 것이다. 그 결과가 약 10분에 시각적으로 판독된다. 가시적인 시험 라인이 가시적인 대조 라인과 함께 형성된다면, 그 결과는 샘플 내의 높은 레벨의 분석물을 나타낸다. 10분 종료 시에, 시험 라인에 가시적인 라인이 없다면, 효소를 위한 한 방울의 기질이 시험 라인에 추가된다. 효소 기질의 추가가 가시적인 신호를 유발한다면, 그 결과는 약한 양성 샘플을 나타낸다. 대조 라인에서의 가시적인 라인은 제2 검출 가능한 표지(106)에 접합된 제2 대조 결합 파트너(105)가 대조 구역(46) 내의 제1 대조 결합 파트너(110)에 결합되었고, 시험이 정확하게 진행되었다는 것을 나타낸다. 도 15c는 대조 구역에서 형성되는 복합체를 도시한다.
일 예로서, 헤르페스 심플렉스 바이러스(Herpes Simplex Virus; HSV) 검출기는 도 14에 도시된 바와 같은 하기의 섹션을 포함한다. 대조 구역(46)은 고정화된 래빗 항-치킨 IgY 항체(110)를 포함한다. 시험 구역(45)은 니트로셀룰로오스 막 상의 고정화된 뉴트라비딘(109)을 포함한다. 비오틴(101)화된 다중클론 항 HSV-1 및/또는 HSV-2(102)는 샘플 적용 구역(44) 상에서 건조된다. 이러한 도면에 도시되지 않지만, 항 HSV-1/HSV-2(102)는 대안적으로 샘플 적용 구역(44)의 상류측 또는 하류측에서 건조될 수 있다. 호스라디시 페록시다아제(HRP)(108)에 접합된 래빗 항-마우스 IgG(H&L)(107)는 샘플 적용 구역(44)의 상류측에서 건조된다. 대안적으로, 호스라디시 페록시다아제(108)에 접합된 래빗-항-마우스 IgG(107)는 샘플 적용 구역(44)과 중첩하여 있거나 샘플 적용 구역(44)의 하류측에 위치될 수 있다. 샘플 압축기(30) 상의 패드(33)는 바람직하게는 클로이드 금(104)에 접합된 마우스 단일클론 항 gD1&2(103)(헤르페스 심플렉스 바이러스의 당단백질 D에 대항하는 단일클론 항체)가 매립되고, 대조로서 역할을 하는 청색 염색된 라텍스 비드(106)에 접합된 치킨 IgY(105)와 혼합된다.
샘플은 샘플 스왑(35) 상에 취해지고, 그 후에 (하우징 및 샘플 윈도우를 갖는 실시예에서) 샘플 윈도우(81)를 통해 샘플 적용 구역(44) 상에 또는 바로 샘플 적용 구역(44) 상에 배치된다. 그 후에, 샘플 압축기(30)는 샘플 적용 구역(44) 상에 압축된다. 샘플 압축기(30)의 흡수 팁은 바람직하게는 샘플 압축기(30)를 제거하기 전에 약 15 내지 30초 동안 런닝 버퍼 내에 침지된다. 도 15a 및 도 15b는 시험 시약과 분석물 사이에 형성되는 상이한 복합체를 도시한다. HSV(분석물(40))가 샘플 내에 존재한다면, HSV는 비오틴(101)화된 다중클론 항 HSV1/2(102), 및 콜로이드 금(104)에 접합된 마우스 단일클론 항 gD1&2(103)와 복합체를 형성하고, 마우스 단일클론 항 gD1&2(103)는 HRP(108)와 접합된 래빗 항-마우스 IgG(107)와 복합체를 형성한다.
HSV가 샘플 내에 존재하지 않는다면, 콜로이드 금(104)에 접합된 마우스 단일클론 항 gD1&2(103)는 여전히 HRP(108)와 접합된 래빗 항-마우스 IgG(107)와 복합체를 형성하지만, 샘플 또는 비오틴(101)화된 다중클론 항 HSV1/2(102)와 복합체를 형성하지 않는다. 비오틴(101)화된 다중클론 항 HSV1/2(102)는 HSV가 샘플 내에 존재하는지의 여부와 관계없이 시험 구역(45) 내의 뉴트라비딘(109)에 결합될 것이다. 그러나 HSV가 존재하지 않는다면, 비오틴(101)화된 다중클론 항 HSV1/2(102)는 시험 라인에서 보이지 않을 것이다. 그 결과는 약 10분에 시각적으로 판독된다. 가시적인 적색 시험 라인이 청색 대조 라인과 함께 형성된다면, 그 결과는 샘플 내의 높은 레벨의 HSV를 나타낸다. 10분 종료 시에, 시험 라인에 가시적인 적색 라인이 없다면, 한 방울의 효소 기질 TMBM(또는 호스라디시 페록시다아제를 위한 다른 기질)이 시험 라인에 추가된다. TMBM의 추가가 청색/자주색 시험 라인을 유발한다면, 그 결과는 약한 양성 샘플을 나타낸다. 대조 라인에서의 청색 라인은 청색 염색된 라텍스 비드(106)에 접합된 치킨 IgY(105)가 대조 구역(46) 내의 래빗 항-치킨 IgY(110)에 결합되었고, 시험이 정확하게 진행되었다는 것을 나타낸다. 도 15c는 대조 구역에서 형성되는 복합체를 도시한다.
이러한 실시예에서, 현장 검사는 효소 결합식이고, 증폭은 효소 및 기질의 양에 의존하고, 시간에 따라 증가한다. 이것은 콜로이드 금과 같은 나노입자 또는 라텍스 비드와 같은 미소구체에 대해 시각적으로 태그화된 컨쥬게이트에서는 생기지 않는다. 또한, 시험 라인 결과는 임의의 항원-항체 면역분석에 기인하지 않지만, 뉴트라비딘 및 비오틴과 같은 수용체와 리간드 사이의 결합 분석에 기인한다. 시험 라인에서의 결합은 면역학적 결합에 기인하지 않고, 화학적 결합에 기인한다. 따라서, 이것은 효소 결합식 면역분석(ELISA 또는 EIA)이 아니다. 대신에, 이것은 샘플 압축기와 함께 사용되는 경우에 효소 결합식 크로모필토그래피(chromofiltography), 또는 직접적인 다면 효소 크로모필토그래피이다. 심지어 시험 라인에 효소 기질을 추가하는 추가적인 단계에서도, 시험은 여전히 간단하게 수행된다.
도 16, 도 17a 및 도 17b에 도시된 대안적인 적층 실시예에서, 효소는 컨쥬게이트 및 적층 부분 모두 상의 검출 가능한 표지에 물리적으로 결합된다. 일 예에서, 효소는 가시적으로 검출 가능한 비드(예를 들면, 적색 라텍스 비드)를 코팅하고, 래빗 항-마우스 항체에 접합된다. 호스라디시 페록시다아제가 약한 신호를 증폭하는데 흔히 사용되지만, 알칼리 포스파타아제, 카탈라아제, 우레아제 및 글루코오스 옥시다아제를 포함하지만 이에 한정되지 않는, 약한 신호를 강화시키는 다른 효소가 대안적으로 사용될 수 있다. 유사하게, 컨쥬게이트 또는 매개체에 결합되는 다른 항체가 대안적으로 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서는, 나노입자 또는 미소구체가 없다. 대신에, 이러한 실시예는 "가용성" 형태의 컨쥬게이트를 포함한다. 이러한 효소 컨쥬게이트가 건조되는 위치는 변경될 수 있으며; 그 위치는 샘플 적용 구역의 상류측 또는 하류측이거나, 샘플 적용 구역과 중첩하는 위치일 수 있다. 샘플 압축기를 갖는 실시예에서, 효소 컨쥬게이트는 대안적으로 샘플 압축기 상에 있을 수 있다. 효소 컨쥬게이트는 바람직하게는 시험 스트립 상에서 건조되지만, 고정되지는 않는다. 이것은 단독으로 또는 바람직하게는 비오틴화된 항체를 갖는 "샌드위치"를 형성하는 다른 성분과 조합하여 위치될 수 있다.
도 16은 컨쥬게이트 및 적층 부분 모두 상의 검출 가능한 표지에 물리적으로 결합되는 효소를 가지는 검출기의 일 실시예를 도시한다. 대조 구역(46)은 도 14에 도시된 검출기와 유사하게, 고정화된 제1 대조 결합 파트너(110)를 포함한다. 시험 구역(45)은 막 상에 고정화된 제1 시험 구역 결합 파트너(209)를 포함한다. 제2 시험 구역 결합 파트너(201)에 접합된 제1 분석물 결합 파트너(202)는 건조되거나 그렇지 않으면 샘플 적용 구역(44) 내로 합체된다(예를 들면, 동결 건조됨). 이러한 도면에 도시되지 않지만, 제1 분석물 결합 파트너(202)는 대안적으로 샘플 적용 구역(44)의 상류측 또는 하류측에 위치될 수 있다.
효소(208)에 접합되고 검출 가능한 표지(215)(또한 효소(208)에 접합됨)에 접합되는 제2 분석물 결합 파트너(203)를 위한 결합 파트너(207)는 바람직하게는 샘플 압축기(30)의 패드(33) 내로 매립된다. 다른 실시예에서, 검출 가능한 표지(215)에 접합된 제2 분석물 결합 파트너(203)를 위한 결합 파트너(207)만이 있으며, 검출 가능한 표지는 또한 효소(208)에 접합된다. 일부 실시예에서, 효소(208)는 검출 가능한 표지(215)를 코팅함으로써 검출 가능한 표지(215)에 접합된다. 일부 실시예에서, 효소(208)에 접합된 결합 파트너(207)뿐만 아니라, 검출 가능한 표지(215)(또한 효소(208)에 접합됨)에 접합된 결합 파트너(207)는 시험 스트립 상에 위치되거나, 샘플 적용 구역(44)과 중첩하여 있거나, 샘플 적용 구역(44)의 하류측 또는 상류측에 위치될 수 있다. 샘플 압축기(30) 상의 패드(33)는 또한 바람직하게는 대조로서 역할을 하는, 검출 가능한 표지(106)에 접합된 제2 대조 결합 파트너(105)(도 14에 도시됨)와 바람직하게 혼합되는, 효소(208)로 코팅된 검출 가능한 표지(204)에 접합된 제2 분석물 결합 파트너(203)가 매립된다.
도 16은 시험 스트립 또는 샘플 압축기(30) 상의 특정 위치에 있어서의 상이한 시약을 도시하지만, 시험 스트립 상의 및/또는 샘플 압축기(30)의 패드(33) 상의, 제2 시험 구역 결합 파트너(201)에 접합된 제1 분석물 결합 파트너(202), 효소(208)에 접합된 결합 파트너(207) 및 효소로 코팅된 검출 가능한 표지(215)에 접합된 결합 파트너(207), 및 검출 가능한 표지(106)에 접합된 제2 대조 결합 파트너(105) 각각에 대한 다른 위치가 또한 가능하다. 다른 실시예는 샘플 압축기(30)를 필요로 하지 않는다. 이들 실시예에서, 시약(201, 202, 203, 204, 105, 106, 207, 208, 215)은 시험 스트립 상의 다양한 위치, 바람직하게는 시험 구역(45)의 상류측에 위치될 것이다.
샘플은 샘플 스왑(35) 상에 취해지고, 그 후에 (하우징 및 샘플 윈도우를 갖는 실시예에서) 샘플 윈도우(81)를 통해 샘플 적용 구역(44) 상에 또는 바로 샘플 적용 구역(44) 상에 배치된다. 그 후에, 샘플 압축기(30)는 샘플 적용 구역(44) 상에 압축된다. 샘플 압축기(30)의 흡수 팁은 바람직하게는 샘플 압축기(30)를 제거하기 전에 약 15 내지 30초 동안 런닝 버퍼 내에 침지된다. 도 17a 및 도 17b는 시험 시약과 분석물 사이에 형성되는 상이한 복합체를 도시한다. 분석물(40)이 샘플 내에 존재한다면, 분석물(40)은 제1 분석물 결합 파트너(202) 및 제2 분석물 결합 파트너(203)와 복합체를 형성한다. 제2 분석물 결합 파트너는 또한 결합 파트너(207)와 복합체를 형성한다.
분석물(40)이 샘플 내에 존재하지 않는다면, 제2 분석물 결합 파트너(203)는 여전히 결합 파트너(207)와 복합체를 형성하지만, 샘플 또는 제1 분석물 결합 파트너(202)와 복합체를 형성하지 않는다. 제2 시험 구역 결합 파트너(201)는 분석물(40)이 샘플 내에 존재하는지의 여부와 관계없이, 시험 구역(45) 내의 제1 시험 구역 결합 파트너(209)에 결합될 것이다. 그러나 분석물(40)이 존재하지 않는다면, 제1 분석물 결합 파트너(202)에 접합되고 제1 시험 구역 결합 파트너(209)와 복합체를 형성하는 제2 시험 구역 결합 파트너(201)는 시험 라인에서 보이지 않을 것이다. 그 결과가 약 10분에 시각적으로 판독된다. 가시적인 시험 라인이 가시적인 대조 라인과 함께 형성된다면, 그 결과는 샘플 내의 높은 레벨의 분석물을 나타낸다. 10분 종료 시에, 시험 라인에 가시적인 라인이 없다면, 한 방울의 효소 기질이 시험 라인에 추가된다. 효소 기질의 추가가 가시적인 시험 라인을 생성한다면, 그 결과는 약한 양성 샘플을 나타낸다. 대조 라인에서의 가시적인 라인은 제2 대조 결합 파트너(105)가 대조 구역(46) 내의 제1 대조 결합 파트너(110)에 결합되었고, 시험이 정확하게 진행되었다는 것을 나타낸다. 대조 라인 복합체가 도 15c에 도시되어 있다.
이러한 실시예에서, 효소는 검출 가능한 표지(예를 들면, 라텍스 비드)에 물리적으로 결합되고, 검출 가능한 표지와 함께 이동한다. 따라서, 특이도 및 배경 문제가 개선된다. 높은 레벨의 항원에서, 양성 결과는 가시적인 라인에 의해 용이하게 가시적으로 검출 가능하다. 매우 낮은 레벨에서, 효소 기질은 효소 증폭된 발색 반응을 얻기 위해 결과 윈도우에 추가된다. 샘플 압축기 상에, 효소(208) 및 검출 가능한 표지(215)를 포함하는 결합 파트너(207)를 포함하는 많은 시약을 부착함으로써, 이들 시약은 스트립 상에 있지 않다. 일부의 바람직한 실시예에서, 제2 분석물 결합 파트너(203)는 결합 파트너(207)(효소 표지식 결합 파트너를 갖거나 갖지 않음)와 사전 혼합되고, 샘플 압축기 패드 내에 매립될 수 있다. 이들 실시예에서, 시험 스트립은 제1 시험 구역 결합 파트너(209)에 결합되는 제2 시험 구역 결합 파트너(202)를 포함한다. 이것은 시험 스트립을 면역분석이 아니라 결합 분석이 되게 한다.
일 예로서, 헤르페스 심플렉스 바이러스(HSV) 검출기는 도 16에 도시된 바와 같은 하기의 섹션을 포함한다. 대조 구역(46)은 도 14에 도시된 검출기와 유사하게, 고정화된 래빗 항-치킨 IgY 항체(110)를 포함한다. 시험 구역(45)은 니트로셀룰로오스 막 상에 고정화된 뉴트라비딘(209)을 포함한다. 비오틴(201)화된 다중클론 항 HSV-1 및/또는 HSV-2(202)는 샘플 적용 구역(44) 상에서 건조된다. 이러한 도면에 도시되지 않지만, 항 HSV-1/HSV-2(202)는 대안적으로 샘플 적용 구역(44)의 상류측 또는 하류측에서 건조될 수 있다. 호스라디시 페록시다아제(HRP)(208)에 접합된 래빗-항-마우스 (H&L)IgG(207), 및 호스라디시 페록시다아제로 코팅된 적색 라텍스 비드(215)에 접합된 래빗-항-마우스 IgG(207)는 바람직하게는 샘플 압축기(30)의 패드(33) 내로 매립된다. 다른 실시예에서는, 호스라디시 페록시다아제로 코팅된 적색 라텍스 비드(215)에 접합된 래빗-항-마우스 IgG(207)만 있다. 대안적으로, 호스라디시 페록시다아제(208)에 접합된 래빗-항-마우스 IgG(207), 및 호스라디시 페록시다아제로 코팅된 적색 라텍스 비드(215)에 접합된 래빗-항-마우스 IgG(207)는 시험 스트립 상에 위치되거나, 샘플 적용 구역(44)과 중첩하여 있거나, 샘플 적용 구역(44)의 하류측 또는 상류측에 위치될 수 있다. 샘플 압축기(30) 상의 패드(33)는 또한 바람직하게는 호스라디시 페록시다아제로 코팅된 적색 라텍스 비드(204)에 접합된 마우스 단일클론 항 gD1&2(203)(헤르페스 심플렉스 바이러스의 당단백질 D에 대항하는 단일클론 항체)가 매립되고, 대조로서 역할을 하는, 청색 염색된 라텍스 비드(106)에 접합된 치킨 IgY(105)(도 14에 도시됨)와 혼합된다.
샘플은 샘플 스왑(35) 상에 취해지고, 그 후에 (하우징 및 샘플 윈도우를 갖는 실시예에서) 샘플 윈도우(81)를 통해 샘플 적용 구역(44) 상에 또는 바로 샘플 적용 구역(44) 상에 배치된다. 그 후에, 샘플 압축기(30)는 샘플 적용 구역(44) 상에 압축된다. 샘플 압축기(30)의 흡수 팁은 바람직하게는 샘플 압축기(30)를 제거하기 전에 약 15 내지 30초 동안 런닝 버퍼 내에 침지된다. 도 17a 및 도 17b는 시험 시약과 분석물 사이에 형성되는 상이한 복합체를 도시한다. HSV(분석물(40))가 샘플 내에 존재한다면, HSV는 비오틴(201)화된 다중클론 항 HSV1/2(202) 및 적색 라텍스 비드(204)에 접합된 마우스 단일클론 항 gD1&2(203)와 복합체를 형성하고, 마우스 단일클론 항 gD1&2(203)는 HRP(208)와 접합된 래빗 항-마우스 IgG(207) 및 호스라디시 페록시다아제로 코팅된 적색 라텍스 비드(215)에 접합된 래빗 항-마우스 IgG(207)와 복합체를 형성한다.
HSV가 샘플 내에 존재하지 않는다면, 적색 라텍스 비드(204)에 접합된 마우스 단일클론 항 gD1&2(203)는 여전히 래빗 항-마우스 IgG(207)와 복합체를 형성하지만, 샘플 또는 비오틴(201)화된 다중클론 항 HSV1/2(202)와 복합체를 형성하지 않는다. 비오틴(201)화된 다중클론 항 HSV1/2(202)는 HSV가 샘플 내에 존재하는지의 여부와 관계없이 시험 구역(45) 내의 뉴트라비딘(209)에 결합될 것이다. 그러나 HSV가 존재하지 않는다면, 비오틴(201)화된 다중클론 항 HSV1/2(202)는 시험 라인에서 보이지 않을 것이다. 그 결과는 약 10분에 시각적으로 판독된다. 가시적인 적색 시험 라인이 청색 대조 라인과 함께 형성된다면, 그 결과는 샘플 내의 높은 레벨의 HSV를 나타낸다. 10분 종료 시에, 시험 라인에 가시적인 적색 라인이 없다면, 한 방울의 효소 기질 TMBM(또는 호스라디시 페록시다아제를 위한 다른 기질)이 시험 라인에 추가된다. TMBM의 추가가 청색/자주색 시험 라인을 유발한다면, 그 결과는 약한 양성 샘플을 나타낸다. 대조 라인에서의 청색 라인은 청색 염색된 라텍스 비드(106)에 접합된 치킨 IgY(105)가 대조 구역(46) 내의 래빗 항-치킨 IgY(110)에 결합되었고, 시험이 정확하게 진행되었다는 것을 나타낸다. 대조 라인 복합체가 도 15c에 도시되어 있다.
이러한 예에서, 래빗 항-마우스 항체는 적색 라텍스 비드에 또한 접합되는 효소에 접합되며, 추가적인 래빗 항-마우스 항체는 동일한 비드에 직접 접합된다. 효소는 비드에 물리적으로 결합되고 비드와 함께 이동한다. 따라서, 특이도 및 배경 문제가 개선된다. 높은 레벨의 항원에서, 양성 결과는 적색 라인에 의해 용이하게 가시적으로 검출 가능하다. 매우 낮은 레벨에서, 효소 기질은 효소 증폭된 발색 반응을 얻기 위해 결과 윈도우에 추가된다.
샘플 압축기 상에 (동일한 비드 상의 효소 컨쥬게이트를 따라) 적색 비드에 접합된 래빗 항 마우스 항체를 부착시킴으로써, 이들 시약은 스트립 상에 있지 않다. 일부의 바람직한 실시예에서, 자유 마우스 단일클론 항 gD1&2는 래빗 항 마우스(효소 표지식 래빗 항 마우스를 갖거나 갖지 않음)와 사전 혼합되고, 샘플 압축기 패드 내에 매립될 수 있다. 이들 실시예에서, 시험 스트립은 뉴트라비딘에 결합되는 비오틴을 포함한다. 이것은 시험 스트립을 면역분석이 아니라 결합 분석이 되게 한다.
도 18, 도 19a 및 도 19b는 본 발명의 다른 적층 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 효소는 적층 부분 상의 검출 가능한 표지에 접합/물리적으로 결합되며, 분석물에 결합되는 컨쥬게이트는 검출 가능한 표지를 포함하지 않는다. 이러한 실시예는 특이도를 더욱 증가시킨다. 하나의 예에서, 효소는 가시적으로 검출 가능한 비드(예를 들면, 적색 라텍스 비드)를 코팅하고 래빗 항-마우스 항체에 접합된다. 호스라디시 페록시다아제가 약한 신호를 증폭시키는데 흔히 사용되지만, 알칼리 포스파타아제, 카탈라아제, 우레아제 및 글루코오스 옥시다아제를 포함하지만 이에 한정되지 않는, 약한 신호를 강화시키는 다른 효소가 대안적으로 사용될 수 있다. 유사하게, 컨쥬게이트 또는 매개체에 결합되는 다른 항체가 대안적으로 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서는 나노입자 또는 미소구체가 없다. 대신에, 이러한 실시예는 "가용성" 형태의 컨쥬게이트를 포함한다. 이러한 효소 컨쥬게이트가 건조되는 위치는 변경될 수 있으며; 그 위치는 샘플 적용 구역의 상류측 또는 하류측이거나, 샘플 적용 구역과 중첩하는 위치일 수 있다. 샘플 압축기를 갖는 실시예에서, 효소 컨쥬게이트는 대안적으로 샘플 압축기 상에 있을 수 있다. 효소 컨쥬게이트는 바람직하게는 시험 스트립 상에서 건조되지만, 고정화되지는 않는다. 이것은 단독으로 또는 항체(바람직하게는 비오틴화됨)를 갖는 "샌드위치"를 형성하는 다른 성분과 조합하여 위치될 수 있다.
적층 부분 상의 검출 가능한 표지에 접합/물리적으로 결합되는 효소, 및 검출 가능한 표지를 포함하지 않은 분석물에 결합되는 컨쥬게이트를 갖는 검출기의 일 실시예가 도 18에 도시되어 있다. 대조 구역(46)은 도 14에 도시된 검출기와 유사하게, 고정화된 제1 대조 결합 파트너(110)를 포함한다. 시험 구역(45)은 막 상에 고정화된 제1 시험 구역 결합 파트너(309)를 포함한다. 제2 시험 구역 결합 파트너(301)에 접합된 제1 분석물 결합 파트너(302)는 건조되거나 그렇지 않으면 샘플 적용 구역(44) 내로 합체된다(예를 들어, 동결 건조됨). 이러한 도면에 도시되지 않지만, 제1 분석물 결합 파트너(302)는 대안적으로 샘플 적용 구역(44)의 상류측 또는 하류측에 위치될 수 있다. 효소(308)에 접합된 제2 분석물 결합 파트너(303)를 위한 결합 파트너(307)와 효소(308)로 코팅되거나 그렇지 않으면 접합되는 검출 가능한 표지(315)(예를 들면, 라텍스 비드)에 접합된 결합 파트너(307)의 혼합물은 바람직하게는 샘플 압축기(30)의 패드(33) 내로 매립된다. 다른 실시예에서, (예를 들면, 효소 코팅 라텍스 비드에 의해) 효소(308)에 또한 접합되는 검출 가능한 표지(315)에 접합된 결합 파트너(307)만이 있다. 효소에 접합된 결합 파트너(307) 및 효소로 코팅된 검출 가능한 표지(315)에 접합된 결합 파트너(307)는 이러한 도면에서 샘플 압축기(30) 상에 도시되지만, 이들 성분은 대안적으로 시험 스트립 상에 위치되거나, 샘플 적용 구역(44)과 중첩하여 있거나, 샘플 적용 구역(44)의 하류측 또는 상류측에 위치될 수 있다. 샘플 압축기(30) 상의 패드(33)는 또한 바람직하게는 제2 분석물 결합 파트너(303)가 매립된다. 이전의 실시예와는 달리, 제2 분석물 결합 파트너(303)는 검출 가능한 표지 또는 효소에 접합되지 않는다. 일부 실시예에서, 제2 분석물 결합 파트너(303)는 바람직하게는 대조로서 역할을 하는, 검출 가능한 표지(106)에 접합된 제2 대조 결합 파트너(105)(도 14에 도시됨)와 혼합된다.
도 18은 시험 스트립 또는 샘플 압축기(30) 상의 특정 위치에 있어서의 상이한 시약을 도시하지만, 시험 스트립 상의 및/또는 샘플 압축기(30)의 패드(33) 상의, 제2 시험 구역 결합 파트너(301)에 접합된 제1 분석물 결합 파트너(302), 효소(308)에 접합된 제2 분석물 결합 파트너(303)를 위한 결합 파트너(307)와 효소(308)로 코팅되거나 그렇지 않으면 접합되는 검출 가능한 표지(315)에 접합된 결합 파트너(307)의 혼합물, 제2 분석물 결합 파트너(303), 및 검출 가능한 표지(106)에 접합된 제2 대조 결합 파트너(105) 각각에 대한 다른 위치가 또한 가능하다. 다른 실시예는 샘플 압축기(30)를 필요로 하지 않는다. 이들 실시예에서, 시약(301, 302, 303, 304, 105, 106, 307, 308, 315)은 시험 스트립 상의 다양한 위치, 바람직하게는 시험 구역(45)의 상류측에 위치될 것이다.
샘플은 샘플 스왑(35) 상에 취해지고, 그 후에 (하우징 및 샘플 윈도우를 갖는 실시예에서) 샘플 윈도우(81)를 통해 샘플 적용 구역(44) 상에 또는 바로 샘플 적용 구역(44) 상에 배치된다. 그 후에, 샘플 압축기(30)는 샘플 적용 구역(44) 상에 압축된다. 샘플 압축기(30)의 흡수 팁은 바람직하게는 샘플 압축기(30)를 제거하기 전에 약 15 내지 30초 동안 런닝 버퍼 내에 침지된다. 도 19a 및 도 19b는 시험 시약과 분석물 사이에 형성되는 상이한 복합체를 도시한다. 분석물(40)이 샘플 내에 존재한다면, 분석물(40)은 제1 분석물 결합 파트너(302) 및 제2 분석물 결합 파트너(303)와 복합체를 형성한다. 제2 분석물 결합 파트너(303)는 또한 결합 파트너(307)와 복합체를 형성한다.
분석물(40)이 샘플 내에 존재하지 않는다면, 제2 분석물 결합 파트너(303)는 여전히 결합 파트너(307)와 복합체를 형성하지만, 샘플 또는 제1 분석물 결합 파트너(302)와 복합체를 형성하지 않는다. 제2 시험 구역 결합 파트너(301)는 분석물이 샘플 내에 존재하는지의 여부와 관계없이 시험 구역(45) 내의 제1 시험 구역 결합 파트너(309)에 결합된다. 그러나 분석물(40)이 존재하지 않는다면, 그 결과로 생긴 복합체는 시험 라인에서 보이지 않을 것이다. 그 결과가 약 10분에 시각적으로 판독된다. 가시적인 시험 라인이 가시적인 대조 라인과 함께 형성된다면, 그 결과는 샘플 내의 높은 레벨의 분석물(40)을 나타낸다. 10분 종료 시에, 시험 라인에 가시적인 라인이 없다면, 한 방울의 효소 기질이 시험 라인에 추가된다. 효소 기질의 추가가 가시적인 시험 라인을 유발한다면, 그 결과는 약한 양성 샘플을 나타낸다. 대조 라인에서의 가시적인 라인은 검출 가능한 표지(106)에 접합된 제2 대조 결합 파트너(105)가 대조 구역(46) 내의 제1 대조 결합 파트너(110)에 결합되었고, 시험이 정확하게 진행되었다는 것을 나타낸다. 대조 라인 복합체는 도 15c에 도시되어 있다.
이러한 실시예에서, 결합 파트너(307)는 검출 가능한 표지(315)(예를 들면, 라텍스 비드)에 또한 접합되는 효소(308)에 접합되며, 추가적인 결합 파트너(307)는 동일한 검출 가능한 표지(315)에 직접 접합된다. 효소는 검출 가능한 표지에 물리적으로 결합되고 검출 가능한 표지와 함께 이동한다. 따라서, 특이도 및 배경 문제가 개선된다. 높은 레벨의 항원에서, 양성 결과는 가시적인 라인에 의해 용이하게 가시적으로 검출 가능하다. 매우 낮은 레벨에서, 효소 기질은 효소 증폭된 발색 반응을 얻기 위해 결과 윈도우에 추가된다.
샘플 압축기 상에 결합 파트너(307) 및 그것의 다른 성분(308 및 315)을 부착시킴으로써, 이들 시약은 스트립 상에 있지 않다. 일부의 바람직한 실시예에서, 제2 분석물 결합 파트너(303)는 결합 파트너(307)(효소 표지식 결합 파트너(307)를 갖거나 갖지 않음)와 사전 혼합되고, 샘플 압축기 패드 내에 매립될 수 있다. 이들 실시예에서, 장치는 비오틴 및 아비딘과 같은 결합 파트너를 포함한다. 이것은 시험 스트립을 면역분석이 아니라 결합 분석이 되게 한다.
일 예로서, 헤르페스 심플렉스 바이러스(HSV) 검출기는 도 18에 도시된 바와 같이 하기의 섹션을 포함한다. 대조 구역(46)은 도 14에 도시된 검출기와 유사하게, 고정화된 래빗 항-치킨 IgY 항체(110)를 포함한다. 시험 구역(45)은 니트로셀룰로오스 막 상에 고정화된 뉴트라비딘(309)을 포함한다. 비오틴(301)화된 다중클론 항 HSV-1 및/또는 HSV-2(302)는 샘플 적용 구역(44) 상에서 건조된다. 이러한 도면에 도시되지 않지만, 항 HSV-1/HSV-2(302)는 대안적으로 샘플 적용 구역의 상류측에 또는 하류측에 위치될 수 있다. 호스라디시 페록시다아제(HRP)(308)에 접합된 래빗 항-마우스 IgG(H&L)(307), 및 호스라디시 페록시다아제로 코팅된 적색 라텍스 비드(315)에 접합된 래빗 항-마우스 IgG(307)는 바람직하게는 샘플 압축기의 패드(33) 내로 매립된다. 다른 실시예에서, 호스라디시 페록시다아제로 코팅된 적색 라텍스 비드(315)에 접합된 래빗 항-마우스 IgG(307)만이 있다. 대안적으로, 호스라디시 페록시다아제(308)에 접합된 래빗 항-마우스 IgG(307), 및 호스라디시 페록시다아제(308)로 코팅된 적색 라텍스 비드에 접합된 래빗 항-마우스 IgG(307)는 시험 스트립 상에 위치되거나, 샘플 적용 구역(44)과 중첩하여 있거나, 샘플 적용 구역(44)의 하류측 또는 상류측에 위치될 수 있다. 샘플 압축기(30) 상의 패드는 또한 바람직하게는 자유 마우스 단일클론 항 gD1&2(303)가 매립된다. 이전의 실시예와는 달리, 자유 마우스 단일클론 항체(303)는 검출 가능한 표지 또는 효소에 접합되지 않는다. 자유 마우스 단일클론 항체(303)는 바람직하게는 대조로서 역할을 하는 청색 염색된 라텍스 비드에 접합된 치킨 IgY(105)(도 14에 도시됨)와 혼합된다.
샘플은 샘플 스왑(35) 상에 취해지고, 그 후에 (하우징 및 샘플 윈도우를 갖는 실시예에서) 샘플 윈도우(81)를 통해 샘플 적용 구역(44) 상에 또는 바로 샘플 적용 구역(44) 상에 배치된다. 그 후에, 샘플 압축기(30)는 샘플 적용 구역(44) 상에 압축된다. 샘플 압축기(30)의 흡수 팁은 바람직하게는 샘플 압축기(30)를 제거하기 전에 약 15 내지 30초 동안 런닝 버퍼 내에 침지된다. 도 19a 및 도 19b는 시험 시약과 분석물 사이에 형성되는 상이한 복합체를 도시한다. HSV(분석물(40))가 샘플 내에 존재한다면, HSV는 비오틴(301)화된 다중클론 항 HSV1/2(302) 및 마우스 단일클론 항 gD1&2(303)와 복합체를 형성하고, 마우스 단일클론 항 gD1&2(303)는 HRP(308)와 접합된 래빗 항-마우스 IgG(307) 및 호스라디시 페록시다아제로 코팅된 적색 라텍스 비드(315)에 접합된 래빗 항-마우스 IgG(307)와 복합체를 형성한다.
HSV가 샘플 내에 존재하지 않는다면, 마우스 단일클론 항 gD1&2(303)는 여전히 래빗 항-마우스 IgG(307)와 복합체를 형성하지만, 샘플 또는 비오틴(301)화된 다중클론 항 HSV1/2(302)와 복합체를 형성하지 않는다. 비오틴(301)화된 다중클론 항 HSV1/2(202)는 HSV가 샘플 내에 존재하는지의 여부와 관계없이, 시험 구역(45) 내의 뉴트라비딘(309)에 결합될 것이다. 그러나 HSV가 존재하지 않는다면, 비오틴(301)화된 다중클론 항 HSV1/2(302)는 시험 라인에서 보이지 않을 것이다. 그 결과가 약 10분에 시각적으로 판독된다. 가시적인 적색 시험 라인이 청색 대조 라인과 함께 형성된다면, 그 결과는 샘플 내의 높은 레벨의 HSV를 나타낸다. 10분 종료 시에, 시험 라인에 가시적인 적색 라인이 없다면, 한 방울의 효소 기질 TMBM(또는 호스라디시 페록시다아제를 위한 다른 기질)이 시험 라인에 추가된다. TMBM의 추가가 청색/자주색 시험 라인을 유발한다면, 그 결과는 약한 양성 샘플을 나타낸다. 대조 라인에서의 청색 라인은 청색 염색된 라텍스 비드(106)에 접합된 치킨 IgY(105)가 대조 구역(46) 내의 래빗 항-치킨 IgY(110)에 결합되었고, 시험이 정확하게 진행되었다는 것을 나타낸다. 대조 라인 복합체는 도 15c에 도시되어 있다.
이러한 예에서, 래빗 항 마우스 항체는 적색 라텍스 비드에 또한 접합되는 효소에 접합되며, 추가적인 래빗 항-마우스 항체는 동일한 비드에 직접 접합된다. 효소는 비드에 물리적으로 결합되고 비드와 함께 이동한다. 따라서, 특이도 및 배경 문제가 개선된다. 높은 레벨의 항원에서, 양성 결과는 적색 라인에 의해 용이하게 가시적으로 검출 가능하다. 매우 낮은 레벨에서, 효소 기질은 효소 증폭된 발색 반응을 얻기 위해 결과 윈도우에 추가된다.
샘플 압축기 상에 (동일한 비드 상의 효소 컨쥬게이트를 따라) 적색 비드에 접합된 래빗 항 마우스 항체를 부착시킴으로써, 이들 시약은 스트립 상에 있지 않다. 일부의 바람직한 실시예에서, 자유 마우스 단일클론 항 gD1&2는 래빗 항 마우스(효소 표지식 래빗 항 마우스를 갖거나 갖지 않음)와 사전 혼합되고 샘플 압축기 패드 내에 매립될 수 있다. 이들 실시예에서, 장치는 비오틴 및 아비딘과 같은 결합 파트너를 포함한다. 이것은 시험 스트립을 면역분석이 아니라 결합 분석이 되게 한다.
일부의 바람직한 실시예에서, 니트로셀룰로오스는 차단제(blocker)로 "차단되고", 이것은 반응의 특이도를 증가시킨다. 차단제에 대한 일부 예는 카제인(casein), 및 소혈청 알부민(Bovine Serum Albumin; BSA)을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 니트로셀룰로오스 막을 차단할 때마다, 니트로셀룰로오스의 고유 전하가 중성화되고, 그에 따라 추가적인 단백질이 차단된 막에 결합될 수 없다. 또한, 크로마토그래피 구조가 변경되고, 유동은 전통적인 크로마토그래피 대신에 글라이딩(gliding) 또는 슬라이딩(sliding) 유동과 더 유사하다. 그 결과는 독특한 크로모필토그래피 공정이다.
도 21a는 강화 요소를 갖는 측방향 유동 시험 스트립의 다른 실시예를 도시한다. 이러한 실시예는 바람직하게는 분석물(40) 대신에 종(species)에 대해 특정된 표지식 결합 파트너(407)를 포함한다. 일 예로서, 분석물을 위한 결합 파트너(402)가 마우스 항체인 경우, 표지식 종 특정 결합 파트너(407)는 항-마우스 항체이다. 다른 예로서, 분석물을 위한 결합 파트너(402)가 래빗 항체인 경우, 표지식 종 특정 결합 파트너(407)는 항-래빗 항체이다. 본 기술분야에 숙련된 자는, 임의의 종 특정 결합 파트너(407), 또는 분석물(40)에 대해 특정되지 않지만 분석물을 위한 결합 파트너(402)에 대해 특정된 다른 결합 파트너가 이러한 실시예에서 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본 기술분야에 숙련된 자는 또한 교차 반응을 최소화하기 위해 종을 선택하는 방법을 알고 있을 것이다.
샘플 적용 구역(44)은 분석물(40)을 위한 제1 결합 파트너(402)를 포함한다. 제1 결합 파트너(402)가 검출 가능한 표지를 포함하지 않는다는 것에 주목하자. 이러한 실시예에서, 일부의 제1 결합 파트너(402)는 바람직하게는 태그(401)화되고, 태그(401)를 위한 결합 파트너(409)는 바람직하게는 검출 가능한 표지로 표지화된다. 바람직한 실시예에서, 태그(401)화되는 제1 결합 파트너(402)의 양은 시험에서 제1 결합 파트너(402)의 전체 양의 1 내지 10%이다.
샘플 적용 구역(44)은 또한 제1 결합 파트너(402)의 종으로 인해 제1 결합 파트너(402)에 결합되는 표지식 종 특정 결합 파트너(407)(검출 가능한 표지(417)에 접합됨)를 포함한다. 샘플 적용 구역(44)은 또한 바람직하게는 표지(415)식 대조 결합 파트너(405)를 포함한다. 분석물(40)을 위한 제1 결합 파트너(402), 시각적 표지(417) 및 종 특정 결합 파트너(407)를 포함하는 컨쥬게이트, 및 시각적 표지(415)에 접합된 대조 컨쥬게이트(405)는 이러한 도면에서 샘플 적용 구역(44)에 도시되어 있지만, 이들 요소의 임의의 조합은, 앞선 실시예에서 설명된 바와 같이, 시험 스트립 상의 다른 위치(샘플 적용 구역의 상류측 또는 하류측, 또는 샘플 적용 구역과 중첩하는 위치)에 또는 샘플 압축기(30) 상에 위치될 수도 있다.
시험 구역(45)은 분석물(40)에 대한 고정화된 제2 결합 파트너(427)를 포함한다. 대조 구역(46)은 대조 결합 파트너(405)를 위한 고정화된 결합 파트너(420)를 포함한다. 시험 구역(45) 및 대조 구역(46)은 바람직하게는 니트로셀룰로오스 막 상에 위치된다.
분석물(40)을 포함하는 샘플이 시험 스트립에 추가될 때, 제1 결합 파트너(402)는 분석물(40)에 결합되고 "절반의 샌드위치"를 형성한다. 이것은 바람직하게는 시험 스트립 상에서의 유동 없이 일어난다. 런닝 버퍼가 적용되면, 이것은 "절반의 샌드위치"를 이동시킨다. 런닝 버퍼는 또한 종 특정 결합 파트너(407)를 이동시킨다. 유동 중에, 종 특정 결합 파트너(407)는 절반의 샌드위치 내의 제1 결합 파트너(402)와 상호작용하고 그에 결합된다. 제1 결합 파트너(402) 상의 다수의 결합 장소로 인해, 분석물(40)의 검출을 향상시키는 응집 또는 적층 효과가 있다. 시험 구역(45)에서, 이제 응집 또는 적층된 복합체의 일부분인 분석물(40)은 고정화된 제2 결합 파트너(427)에 결합되어 완전한 샌드위치를 형성한다. 그 결과는 시험 구역(45)에 형성되는 강화된 가시적인 신호이다. 대조 결합 파트너(405)와 고정화된 대조 결합 파트너(420) 사이의 결합은 검출 가능한 신호(415)를 유발한다.
분석물(40)의 존재하에서, 종 특정 결합 파트너(407)에 접합된 검출 가능한 신호(417)는 복합체의 일부분이고, 가시적이어야 한다. 가시적인 시험 라인이 사용자에 의해 "판독"된다면, 시험은 분석물(40)의 존재에 대해 양성 결과로 기록된다. 시험 라인이 보이지 않거나 분명하지 않다면, 검출 가능한 표지(예를 들면, 콜로이드 금 또는 라텍스 비드)에 접합된 태그(401)를 위한 태그 결합 파트너(409)를 포함하는 하나 이상의 방울의 유체가 시험 구역(45)에 추가된다. 태그 결합 파트너(409)는 즉시 제1 결합 파트너(402) 상의 태그(401)에 결합된다. 이것은 분석물(40)의 존재 하에서의 시험 라인의 가시성을 크게 향상시킨다. 분석물의 부재 하에서, 태그 결합 파트너(409)가 소멸하고, 시험 라인은 보이지 않는다.
도 21b는 분석물(40)이 샘플 내에 존재할 때의 시험 라인에서 적층된 복합체를 도시한다. 도 21c는 태그(401, 409)의 추가로 적층된 복합체를 도시한다.
헤르페스 심플렉스 바이러스(HSV)를 검출하기 위한 도 21a 내지 도 21c에 도시된 실시예의 일 예에서, 샘플 적용 구역(44)은 자유 마우스 HSV gD1&2(402)(HSV에 결합됨)뿐만 아니라, 일부의 비오틴(401)화된 마우스 HSV gD1&2(402)를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 약 1 내지 10%의 자유 HSV gD1&2(402)가 비오틴(401)화된다.
샘플 적용 구역(44)은 또한 적색 라텍스 비드(417)에 접합된 래빗 항-마우스 항체(407) 및 청색 라텍스 비드(415)에 접합된 대조 치킨 IgY 항체(405)를 포함한다. 래빗 항-마우스 항체(407)가 분석물(40)에 특정되지 않는다는 것에 주목하자. 대신에, 이것은 마우스 HSV gD1&2 항체(402)에 특이적으로 결합된다. 상기에서 설명된 바와 같이, 임의의 HSV gD1&2(402), 비오틴(401)화된 HSV gD1&2(402), 적색 라텍스 비드에 접합된 래빗 항-마우스 항체, 청색 라텍스 비드에 접합된 치킨 IgY 항체, 또는 이들 요소의 임의의 조합은 대안적으로 샘플 적용 구역(44)의 상류측 또는 하류측에 있거나, 샘플 적용 구역(44)과 중첩하여 있거나, 또는 샘플 압축기(30)가 사용되는 실시예에서 샘플 압축기(30) 상에 포함될 수도 있다. 시험 구역(45)은 샘플 내에 존재할 때 HSV 분석물(40)에 결합되는 고정화된 래빗 항-HSV(427)를 포함한다. 대조 구역(46)은 고정화된 래빗 항-치킨/래빗 IgG(420)를 포함한다. 시험 구역(45) 및 대조 구역(46)은 바람직하게는 니트로셀룰로오스 막 상에 위치된다.
분석물(40)을 포함하는 샘플이 시험 스트립에 추가될 때, HSV gD1&2(402)는 HSV 분석물(40)에 결합되고 "절반의 샌드위치"를 형성한다. 이것은 시험 스트립 상에서의 유동 없이 일어난다. 런닝 버퍼가 적용되면, 이것은 "절반의 샌드위치"를 이동시킨다. 런닝 버퍼는 또한 래빗 항-마우스 항체(407)를 이동시킨다. 유동 중에, 래빗 항-마우스 항체(407)는 절반의 샌드위치 내의 HSV gD1&2(402) 항체와 상호작용하고 그에 결합된다. 마우스 항체(402) 상의 다수의 결합 장소로 인해, 분석물(40)의 검출을 향상시키는 응집 또는 적층 효과가 있다. 시험 구역(45)에서, 이제 응집 또는 적층된 복합체의 일부분인 응집 또는 적층된 복합체 분석물(40)은 고정화된 래빗 항-HSV(427)에 결합되어 완전한 샌드위치를 형성한다. 그 결과는 시험 구역(45)에 형성되는 강화된 가시적인 신호이다. 대조 컨쥬게이트 치킨 IgY(405)와 고정화된 래빗 항-치킨/래빗 IgG(420) 사이에 결합이 일어나서, 청색의 검출 가능한 표지(415)를 유발한다.
분석물(40)의 존재하에서, 래빗 항-마우스 항체(407)에 접합된 적색 라텍스 비드(417)는 복합체의 일부분이고, 가시적이어야 한다. 가시적인 시험 라인이 사용자에 의해 "판독"된다면, 시험은 분석물(40)의 존재에 대해 양성 결과로서 기록된다. 시험 라인이 보이지 않거나 분명하지 않다면, 콜로이드 금 또는 라텍스 비드에 접합(컨쥬게이트(409))되는 한 방울의 아비딘, 뉴트라비딘 또는 스트렙타비딘이 시험 구역(45)에 추가된다. 아비딘, 뉴트라비딘 또는 스트렙타비딘 컨쥬게이트(409)는 즉시 HSV gD1&2 항체(402) 상의 비오틴(401)에 결합된다. 이것은 분석물(40)의 존재하에서 시험 라인의 가시성을 크게 향상시킨다. 분석물의 부재하에서, 아비딘, 스트렙타비딘 또는 뉴트라비딘 컨쥬게이트(409)는 소멸하고, 시험 라인은 보이지 않는다.
일부 실시예에서, 니트로셀룰로오스 막 대신에, 중성인 나일론 또는 폴리에스테르와 같은 막이 사용될 수 있다. 이들 실시예에서, 뉴트라비딘과 같은 단백질, 항체 및 항원은 직접 고정화되지 않는다. 대신에, 이들은 막 내에 "부착되고" 틈새에 유지되는 미소구체에 접합된다. 중성 막을 사용하는 것이 이러한 특정 실시예에 대해 도시되어 있지만, 중성 막 및 이들 막 상에 부착된 미소구체는 대안적으로 본 발명의 다른 실시예에 사용될 수 있다.
도 13은 본 발명의 측방향 유동 장치의 실시예에서 은 강화 및 적층 모두를 위한 신호 강화 재료의 일부의 바람직한 위치를 도시한다. 도 13은 검출 구역의 위치에 대한 두 가지 선택사항을 개략적으로 도시하고, 신호 강화에 특정된 요소만이 이러한 도면에 도시되어 있다.
은 강화를 갖는 실시예에서, 은 염(70)은 바람직하게는 샘플 적용 구역(44)과 시험 구역(45) 사이의 구역(90)에 위치되어, 샌드위치의 적어도 일부분이 은 염 결합 전에 형성될 수 있게 한다. 대안적으로, 은 염(70)은 샘플 압축기(30)의 패드(33) 상에, 샘플 적용 구역(44) 내에, 샘플 적용 구역(44)의 상류측의 구역(92) 내에, 런닝 버퍼(43) 내에, 또는 분석이 진행된 후에 직접적으로 시험 구역(45) 상에 배치될 수도 있다. 일부 실시예에서, 은 현상제(71)는 또한 샘플 적용 구역과 시험 구역 사이의 구역(90)에 위치된다. 다른 실시예에서, 은 현상제(71)는 샘플 적용 구역(44)의 상류측의 구역(92) 내에, 런닝 버퍼(43) 내에, 샘플 압축기(30)의 패드(33) 상에, 또는 분석이 진행된 후에 직접적으로 시험 구역(45) 상에 위치된다.
적층을 갖는 실시예에서, 제1 컨쥬게이트(72)는 샘플 압축기(30)의 패드(33) 상에, 샘플 적용 구역(44) 내에, 샘플 적용 구역(44)의 상류측의 구역(92) 내에, 또는 샘플 적용 구역으로부터 하류측의 구역(90) 내에 위치될 수 있다. 대안적으로, 제1 컨쥬게이트(72)는 샘플 적용 구역에의 적용 전에 샘플과 사전 혼합될 수 있으며; 이러한 실시예에서는, 절반의 샌드위치가 분석 장치의 외부에 형성된다. 제2 컨쥬게이트(74)는 바람직하게는 샘플 적용 구역으로부터 상류측의 구역(92)에 위치된다. 대안적으로, 제2 컨쥬게이트(74)는 샘플 압축기(30)의 패드(33) 상에 위치될 수도 있다. 대안적으로, 제2 컨쥬게이트(74)는, 샘플 적용 구역의 상류측, 컨쥬게이트의 상류측을 포함하지만 이에 한정되지 않는, 제2 컨쥬게이트(74)가 제1 컨쥬게이트(72)에 도달하는 것으로부터 지연될 수 있는 위치에 있거나, 또는 분석이 개시된 후의 소정 시간에, 예를 들어 런닝 버퍼 내에 또는 직접 시험 구역에 추가될 수도 있다. 바람직하지는 않지만, 제1 컨쥬게이트(72) 또는 제2 컨쥬게이트(74) 중 어느 하나 또는 모두는 대안적으로 런닝 버퍼(43) 내에 위치될 수 있다(도시되지 않음).
일부 실시예에서, 신호 증폭은 하나 이상의 캡슐화된 시간 지연 성분을 포함할 수 있다. 예를 들면, 은 강화 성분(70, 71) 중 어느 하나 또는 모두가 도 22a 내지 도 22c에 도시된 바와 같이 캡슐화될 수 있다. 다른 실시예에서, 적층 컨쥬게이트(74)가 도 23b에 도시된 바와 같이 캡슐화될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 적층 컨쥬게이트(74) 모두 및 은 강화 성분(70, 71) 중 어느 하나 또는 모두가 캡슐화될 수 있다. 도 11 내지 도 21에서 설명된 임의의 신호 강화 요소가 캡슐화될 수 있다. 다른 실시예에서, 측방향 유동 분석의 임의의 성분이 캡슐화되어 시간 지연을 제공할 수 있다. 예를 들면, 도 23a에는, 제1 컨쥬게이트(72)가 캡슐화된 것으로 도시되어 있다. 제1 컨쥬게이트(72)를 캡슐화하는 것이 바람직하지 않지만, 이러한 도면은 시간 지연을 야기하기 위해 분석의 임의의 성분을 캡슐화할 가능성을 나타낸다.
캡슐화된 성분은 바람직하게는 시험 스트립 상에 분무되거나 그 상에서 건조되지만, 시험 스트립 상에의 배치의 다른 방법이 또한 가능하다. 바람직한 실시예에서, 캡슐화된 강화 요소는 시험 라인에, 또는 시험 라인의 바로 상류측에 배치되지만, 시험 스트립 상의 다른 위치가 또한 가능하다.
은(70) 및/또는 현상제(71)는 캡슐화되어 측방향 유동 장치상에, 바람직하게는 건조된 형태로 또는 용액으로 배치된다. 캡슐화된 은(70) 및/또는 캡슐화된 현상제(71)는 바람직하게는 측방향 유동 장치 내에 매립되지만 그 상에 고정화되지는 않는다. 캡슐화 재료(600)는 바람직하게는 약 5분 후에 런닝 버퍼에 의해 용해되고, 이에 의해 완전한 샌드위치가 시험 라인에 형성된 후에 은을 방출한다. 다른 실시예에서, 캡슐화 매트릭스(600)는 프로테아제(protease)가 작용하여 분해할 수 있는 펩티드와 같은 전략적으로 위치된 "물질"을 함유하여, 매트릭스에 구멍을 형성할 수 있다. 이들 프로테아제 또는 "용해제"는 런닝 버퍼 내에 있을 수 있다. 프로테아제 대신에, 느리게 축적하여 캡슐화 매트릭스(600)를 선택적으로 파열할 수 있는 염과 같은 용해제가 있다. 캡슐화된 성분의 방출(적기 방출 또는 지연 방출)은 캡슐화 재료(600)의 느린 용해에 의해, 또는 캡슐화 매트릭스(600) 내의 "포킹 구멍(poking hole)"에 의해 이루어지고, 이러한 포킹 구멍을 통해서 캡슐화된 시약 또는 입자가 느리게 빠져나와서 샌드위치가 이미 형성되었거나 형성되고 있는 시험 라인을 향해 유동한다. 또한, 일부 실시예에서, 샌드위치 복합체가 시험 라인에 결합되고 고정화된 상태로 되기 전에 시간 지연 성분 중 일부 또는 모두가 샌드위치 복합체 상에 "적층된다".
일부 실시예에서, 은(70) 및 현상제(71) 모두가 도 22c에 도시된 바와 같이 함께 캡슐화될 수 있다. 이들 실시예에서, 은(70) 및 현상제(71)는 바람직하게는 캡슐화 재료(600) 내에서 독립적인 소구체(globule)와 같이 분리되어 있다. 소구체는 상이한 속도로 파열할 수 있다. 따라서, 캡슐화 재료(600)가 파열할 때, 하나의 소구체는 은 염(70)을 포함하고, 별개의 소구체는 현상제(71)를 포함한다. 현상제(71)를 포함하는 소구체는 은 염(70)보다 느린 속도로 파열할 수 있거나, 그 반대도 마찬가지이다. 비유적으로, 상이한 색상의 구슬을 수용하는 풍선을 가정하자. 풍선이 파열되어 상이한 색상의 구슬이 빠져나오게 할 수 있다. 하나의 타입의 구슬이 은 염을 캡슐화하고, 은 염 구슬보다 느리게 파열하는 다른 타입의 구슬이 현상제를 캡슐화한다. 다른 실시예에서, 은 및 현상제는 별도로 캡슐화되지만(도 22a 및 도 22b 참조), 시험 스트립 상의 동일한 위치에 있다. 또 다른 실시예에서, 은(70) 및 현상제(71)는 시험 스트립 상의 상이한 위치에서 별도로 캡슐화된다(도 22a 및 도 22b 참조). 다른 실시예에서, 은(70)(도 22a 참조) 또는 현상제(71)(도 22b 참조) 중 하나만이 캡슐화된다.
유사하게, 적층 컨쥬게이트(74)는 도 23b에 도시된 바와 같이 캡슐화되어, 측방향 유동 장치상에 건조된 형태로 또는 용액으로 배치된다. 신호를 증폭시키기 위해(적층을 증대시키기 위해) 항체, 항원 또는 다른 컨쥬게이트를 갖는 실시예에서, 이차 적층 구조를 위한 이들 성분의 캡슐화가 이용될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 일부 예에서는 항체 또는 항원인 이들 성분은 바람직하게는 시험 라인에 캡슐화되지만, 대안적으로 시험 스트립 상의 다른 장소 상에 위치될 수도 있다.
시험 스트립의 임의의 성분, 특히 항체, 항원, 펩티드 및 효소를 포함하지만 이에 한정되지 않는, 이차 작동(예를 들면, 신호 증폭)을 수행하는 성분은 본 발명의 사상 내에서 캡슐화될 수 있다. 또한, 강화 요소의 캡슐화는 본 명세서에 개시된 임의의 실시예와 조합하여 사용될 수 있다.
캡슐화 및 미세캡슐화의 방법이 본 기술분야에 알려져 있다. 일부의 캡슐화 방법은 원심 압출, 진동 노즐 코어 캡슐화, 분무 건조 또는 유동층(fluid bed) 코팅과 같은 물리적 캡슐화 방법, 또는 코아세르베이션(coacervation), 계면 중합(계면 중축합 또는 계면 가교), 현장 중합 또는 매트릭스 중합과 같은 화학적 캡슐화 방법을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
일부 예로서, 은(70), 현상제(71) 및/또는 적층 컨쥬게이트(74)는 캡슐, 펄(pearl), 미세비드(microbead), 구체, 결정 및 입자를 포함하지만 이에 한정되지 않는 다양한 형상의 봉입체 내에 캡슐화될 수 있다. 바람직한 실시예에서, LipoTechnologies 캡슐화 제품이 사용된다(LipoTechnologies, Inc.(Vandalia, OH))(예를 들면, LipocrystalTM 캡슐화 제품, LiposphereTM 캡슐화 제품, LipopearlTM 캡슐화 제품, LipocapsuleTM 캡슐화 제품, LipobeadTM 캡슐화 제품, 및 LipoparticleTM 캡슐화 제품).
일부 실시예에서, 캡슐화에 사용된 재료(600)는 셀룰로오스 또는 실리카를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 셀룰로오스는 스폰지로서 작용하고, 그에 따라 건조되거나 습한 성분(예를 들면, 은)이 셀룰로오스 상에서 건조될 수 있다. 이들 실시예는 은(70), 현상제(71) 또는 적층 컨쥬게이트(74)가 구체(610) 또는 다른 형상 내에 용액으로 캡슐화되는 실시예와 상이하다.
다른 실시예에서, 캡슐화에 사용된 재료는 콜레스테릭 에스테르 혼합물(cholesteric ester mixture), 중합체 매트릭스(polymer matrix), 알긴산 매트릭스(alginate matrix), 한천 매트릭스(agar matrix), 젤라틴(gelatin matrix), 폴리옥시메틸렌 우레아(polyoxymethylene urea; PMU), 메톡시메틸 메틸올 멜라민(methoxymethyl methylol melamine; MMM), 락토오스(lactose), 만니톨(mannitol), 미세결정 셀룰로오스(microcrystalline cellulose), 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(hydroxypropylmethylcellulose) 또는 이들 재료의 임의의 조합을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. LipoparticleTM 제품을 사용하는 실시예에서, 재료는 사이클로덱스트린(cyclodextrin), 다공성 나일론, 실리카계 재료 또는 셀룰로오스를 포함하지만 이에 한정되지 않는 기질 내에 캡슐화되고, 그 후에 다른 캡슐화 베슬(vessel) 내에 추가로 캡슐화될 수 있다. 이들 실시예에서, 활성 성분의 예는 살리실산(salicylic acid), 토코페롤(tocopherol), 멘톨(menthol), 트리클로산(triclosan), 에틸헥실(ethylhexyl), 메톡시신나메이트(methoxycinnamate) 및/또는 형광 증백제(optical brightener)를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 일부 실시예에서, 캡슐화 베슬은 착색된다.
본 명세서에서는 방법 및 장치가 샌드위치 분석으로서 설명되고 있지만, 본 발명의 방법 및 장치는 경합 분석에서 동일하게 사용될 수 있다. 이들 경합 분석에서, 컨쥬게이트는 바람직하게는 표지에 결합되는 분석물의 결합 파트너보다는 분석물 또는 분석물 유사체(analog)를 포함하거나, 대안적으로, 제2 결합 파트너가 분석물 또는 분석물 유사체로 대체된다. 그리고 양성 시험 결과는 시험 스트립의 시험 구역에 있어서의 표지의 존재의 결핍에 의해 표시된다.
도 24 및 도 25는 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서의 전환 구역(500)을 갖는 측방향 유동 장치의 실시예를 도시한다.
도 24a 및 도 24b는 배리어(510)를 포함하는 전환 구역(500)을 갖는 일 실시예를 도시한다. 시스템은 샘플 압축기(30), 샘플 채취기(535) 및 샘플 분석 장치(이 도면에서는 시험 스트립)를 포함한다. 시험 스트립은 바람직하게는 흡수 패드(42), 전환 구역(500), 샘플 적용 구역(44), 검출 구역(52) 및 선택적인 폐기물 패드(47)를 포함한다. 시험 스트립은 또한 바람직하게는 캐리어 백킹부(48)를 포함한다. 도 24a 및 도 24b에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 샘플 채취기(535)의 채취부(560)는 콤팩트하여 채취기(560) 상의 샘플을 농축시킨다. 전환 구역(500)은 배리어(510)를 포함한다. 다른 실시예에서, 이전의 실시예에 도시된 샘플 채취기(35)가 사용될 수 있다. 배리어(510)는 바람직하게는 액체의 유동이 동일한 평면 내에서 계속해서 유동하는 것을 저지하는 임의의 재료로 이루어질 수 있는 불투과성 막(또는 실질적인 불투과성 막)이다. 배리어를 위한 일부 재료는 플라스틱, 탄화수소 또는 금속을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
이러한 실시예에서, 전체 샌드위치(제1 결합 파트너(37)-분석물(40)-제2 결합 파트너(38))가 샘플 적용 구역(44)에 형성된다. 이러한 실시예에서의 시험 구역(45)은 제2 결합 파트너(38)의 태그(39)에 결합되는 고정화된 태그(50)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 컨쥬게이트(36)의 일부분이고 바람직하게는 샘플 압축기(30)의 패드(33) 상에 사전 로딩되고 건조되는 제1 결합 파트너(37)는 시험 샘플 내의 분석물(40)과 결합하여 절반의 샌드위치를 형성한다. 이러한 실시예에서의 제2 결합 파트너(38)는 바람직하게는 시험 스트립의 샘플 적용 구역(44) 상에 사전 로딩되고 건조된다. 제2 결합 파트너(38)는 또한 태그(39)를 포함한다. 대안적으로, 이러한 실시예에서의 제2 결합 파트너(38)는 샘플 적용 구역과 중첩하는 곳, 샘플 적용 구역의 상류측, 및 샘플 적용 구역과 검출 구역 사이를 포함하지만 이에 한정되지 않는 검출 구역의 상류측의 시험 스트립 상의 어느 곳에도 위치될 수 있다. 유사하게, 샘플 적용 구역(44)은 전환 구역(500)의 상류측 또는 전환 구역(500)의 하류측에 있거나, 또는 전환 구역(500)과 중첩하거나 그 상부에 있다.
바람직한 실시예에서, 샘플 압축기(30) 상의 패드(33)는 또한 검출 가능한 표지를 갖는 대조 구역 결합 파트너(61)를 포함한다. 대조 구역 결합 파트너(61)는 시험이 정확하게 진행되었을 때 대조 구역(46)에서 그 결합 파트너(110)와 복합체를 형성한다.
전환 구역(500)은 샘플 압축기(30)가 장치의 나머지와 접촉하게 될 때까지 유동을 완전히 중단시키고, 도 24b에서 점선(520)으로 도시된 바와 같이 유체를 유동시킬 수 있는 브리지를 생성한다. 샘플 압축기(30)는 브리지로서 작용하고, 유동을 상이한 평면으로 재지향시킨다. 유동은 샘플 압축기(30)로 전환된다. 이것은 샘플 압축기(30) 상에의 제1 결합 파트너(37) 및 대조 구역 결합 파트너(61)의 채취를 증대시킨다. 유동은 전환 구역(500)의 단부에서 원래의 측방향 평면으로 다시 이동한다.
다른 실시예에서, 대조 구역 결합 파트너(61)는 시험 스트립 상에, 예를 들어 샘플 적용 구역의 상류측에, 샘플 적용 구역 상에 또는 샘플 적용 구역의 하류측에 위치될 수 있다. 대조 구역 결합 파트너(61)를 갖는 임의의 실시예에서, 대조 구역 결합 파트너(61)는 샘플 압축기(30)가 효과적으로 브리지를 형성하지 못하면 대조 구역(46)에 도달하지 못하여, (샘플 압축기(30)를 통해 대체 평면으로 이동할 때) 배리어(510)를 지나서 계속 유동한 후에 시험 스트립 상으로 복귀하게 된다.
하나의 예에서, 제1 결합 파트너(37) 및 제2 결합 파트너(38) 모두는 분석물에 대한 상이한 항체이다. 대조 구역 결합 파트너(61)는 또한 바람직하게는 항체이고, 대조 구역에서의 그 결합 파트너는 항원이다(또는 그 반대도 마찬가지임). 다른 실시예에서, 특정 결합 파트너는 또한 분석물에 대한 항체에 결합될 수 있는 항원일 수도 있다. 다른 타입의 결합 파트너는 앱타머 또는 수용체와 같은 생물 유기화학적 거대분자, 나노입자 또는 핵산이다. 도 24에 도시된 장치는 임의의 결합 분석에 사용될 수 있으며, 예를 들어 리간드-수용체 결합 분석 및 효소-기질 결합 분석에서 항체/항원 또는 핵산의 사용을 회피할 수 있다.
하나의 바람직한 실시예에서, 제2 결합 파트너(38)는 비오틴으로 태그(39)화된다. 제2 결합 파트너(38) 상의 태그(39)가 비오틴인 실시예에서, 검출 구역 내의 고정화된 태그(50)는 바람직하게는 아비딘, 뉴트라비딘 또는 스트렙타비딘이다. 다른 실시예에서, 제2 결합 파트너(38)는 아비딘, 뉴트라비딘 또는 스트렙타비딘으로 태그(39)화된다. 이들 실시예에서, 검출 구역(52) 내의 고정화된 태그(50)는 바람직하게는 비오틴이다. 대안적으로, 제2 결합 파트너(38) 상의 태그(39)는 렉틴일 수 있으며, 고정화된 태그(50)는 글리코실 부분일 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예에서, 렉틴은 완두 렉틴이고, 글리코실 부분은 적혈구 글리코실 단위이다. 제2 결합 파트너 상의 태그 및 고정화된 태그는 본 발명의 사상 내에서 역전될 수 있다. 예를 들면, 글리코실 부분이 제2 결합 파트너 상의 태그이고, 고정화된 렉틴 태그가 검출 구역에 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 다른 수용체 및 리간드가 태그에 사용될 수도 있다.
작동 시에, 샘플 채취기(535)는 샘플이 직접 샘플 적용 구역(44) 위에 있도록 배치된다. 전환 구역(500) 내의 배리어(510)는 시험 스트립 상의 측방향 유동(43)을 정지시킨다. 샘플 압축기(30)가 추가되는 경우, 샘플 압축기(30)는 샘플 채취기(535)에 압력(51)을 가하고, 배리어(510) 위에 브리지를 생성한다. 유동은 분리된 평면 내의 샘플 압축기(30)로 전환(520)된다. 용출 매체, 샘플 또는 버퍼는 샘플 압축기(30)를 통해 유동할 때, 컨쥬게이트(36)의 제1 분석물 결합 파트너(37) 및 대조 구역 결합 파트너(61)를 채취한다. 유동 내에서 이동하는 성분이 관심의 대상인 샘플과 상호작용하는 배리어(510)의 종료 후에 유동은 시험 스트립으로 복귀할 때 샘플 채취기(535)의 채취부(560)를 통해 이동한다. 분석물(40)이 샘플 내에 존재한다면, 분석물(40)은 제1 분석물 결합 파트너(36) 및 제2 분석물 결합 파트너(38)에 결합되어, 상부 피스로서의 컨쥬게이트(36) 및 하부 피스로서의 제2 결합 파트너(38)와, 이들 사이에 있는 분석물(40)에 의해 "수직" 샌드위치가 생성된다(도 4b 참조). 또한 샘플 압축기(30) 상에 대조 구역 결합 파트너(61)가 있다면, 대조 구역 결합 파트너(61)도 이송된다. 그 후에, 시험 구역(45) 내의 고정화된 태그(50)는 태그(39)와 결합한다. 컨쥬게이트(36)가 표지(41)를 포함하기 때문에, 형성된 복합체는 검출 가능하고 양성 결과를 나타낸다. 시험의 적절한 작동은 또한 대조 구역 결합 파트너(61)와 대조 구역(46) 내의 그 고정화된 파트너 사이의 상호작용으로 인해 대조 구역(46)에서 검출 가능한 양성 결과를 초래한다.
도 24a 및 도 24b가 특정 구성(도 5a 및 도 5b와 유사함)으로 시약을 도시하고 있지만, 시약은 대안적인 구성, 예를 들어 도 24에 도시된 배리어를 추가한 도 1, 도 3, 도 4, 도 6, 도 8 및 도 9에 도시된 구성으로 배치될 수도 있다는 것에 주목하자. 또한, 도 22에 도시된 실시예는 본 명세서에 개시된 임의의 강화 요소 또는 캡슐화 실시예와 조합하여 사용될 수 있다.
도 24a 및 도 24b에서는 배리어가 시험 스트립의 나머지에 대한 특정 길이로서 도시되어 있지만, 이들 도면은 개략적인 것이다. 배리어(510)는 유동을 정지시키고 유동을 다시 개시하는데 샘플 압축기(30)를 필요로 하기에 충분한 임의의 길이를 시험 스트립 상에 가질 수 있다. 배리어(510)는 샘플 압축기(30)의 하류측 단부에 측방향 평면 내로의 복귀 유동을 차단할 정도로 길지 않도록 설계된다.
하나의 바람직한 실시예에서, 배리어(510)는 캡슐화된 성분을 포함한다. 이들 실시예에서의 배리어(510)는 (본 명세서에서 논의된 바와 같이) 시간 경과 시에 용해되어 캡슐화된 성분을 방출하는 재료로 제조된다. 배리어(510)는 캡슐화될 수 있는 것으로 본 명세서에서 논의되는 동일한 시약의 일부 또는 모두를 포함할 수 있다. 용해하는 배리어(510)는 이중 기능을 수행한다. 다른 배리어(510)와 유사하게, 이러한 배리어는 유동을 샘플 압축기 내로 강제하는 벽으로서 작용한다. 또한, 배리어는 특정 성분을 캡슐화함으로써 이러한 성분을 시간 지연시킨다. 버퍼 또는 용출 매체는 배리어(510)를 느리게 용해시키며, 이러한 시간 지연 성분은 분석의 다른 성분이 시험 라인에 도달한 후에 시험 라인 복합체에 영향을 미칠 것이다.
도 25a 및 도 25b는 갭 또는 디치(525)를 갖는 전환 구역(500)을 도시한다. 시스템은 샘플 압축기(30), 샘플 채취기(535) 및 샘플 분석 장치(이 도면에서는 시험 스트립)를 포함한다. 시험 스트립은 바람직하게는 흡수 패드(42), 전환 구역(500), 샘플 적용 구역(44), 검출 구역(52) 및 선택적인 폐기물 패드(47)를 포함한다. 시험 스트립은 또한 바람직하게는 캐리어 백킹부(48)를 포함한다. 도 25a 및 도 23b에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 샘플 채취기(535)의 채취부(560)는 콤팩트하여 채취기(560) 상의 샘플을 농축시킨다. 다른 실시예에서, 이전의 실시예에 도시된 샘플 채취기(35)가 사용될 수 있다. 전환 구역(500)은 갭(525)을 포함한다. 갭(525)은 시험 스트립을 따른 유동을 허용하는 막을 제거함으로써 유동을 차단한다.
이러한 실시예에서, 전체 샌드위치(제1 결합 파트너(37)-분석물(40)-제2 결합 파트너(38))가 샘플 적용 구역(44)에 형성된다. 이러한 실시예에서의 시험 구역(45)은 제2 결합 파트너(38)의 태그(39)에 결합되는 고정화된 태그(50)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 컨쥬게이트(36)의 일부분이고 바람직하게는 샘플 압축기(30)의 패드(33) 상에 사전 로딩되고 건조되는 제1 결합 파트너(37)는 시험 샘플 내의 분석물(40)과 결합하여 절반의 샌드위치를 형성한다. 이러한 실시예에서의 제2 결합 파트너(38)는 바람직하게는 시험 스트립의 샘플 적용 구역(44) 상에 사전 로딩되고 건조된다. 제2 결합 파트너(38)는 또한 태그(39)를 포함한다. 대안적으로, 이러한 실시예에서의 제2 결합 파트너(38)는 샘플 적용 구역과 중첩하는 곳, 샘플 적용 구역의 상류측, 및 샘플 적용 구역과 검출 구역 사이를 포함하지만 이에 한정되지 않는 검출 구역의 상류측의 시험 스트립 상의 어느 곳에도 위치될 수 있다. 유사하게, 샘플 적용 구역(44)은 전환 구역(500)의 상류측 또는 전환 구역(500)의 하류측에 있거나, 또는 전환 구역(500)과 중첩하거나 그 상부에 있다.
바람직한 실시예에서, 샘플 압축기(30) 상의 패드(33)는 또한 검출 가능한 표지를 갖는 대조 구역 결합 파트너(61)를 포함한다. 대조 구역 결합 파트너(61)는 시험이 정확하게 진행되었을 때 대조 구역(46)에서 그 결합 파트너(110)와 복합체를 형성한다.
전환 구역(500)은 샘플 압축기(30)가 장치의 나머지와 접촉하게 될 때까지 유동을 완전히 중단시키고, 도 25b에서 점선(520)으로 도시된 바와 같이 유체를 유동시킬 수 있는 브리지를 생성한다. 샘플 압축기(30)는 브리지로서 작용하고, 유동을 상이한 평면으로 재지향시킨다. 유동은 샘플 압축기(30)로 전환된다. 이것은 샘플 압축기(30) 상에의 제1 결합 파트너(37) 및 대조 구역 결합 파트너(61)의 채취를 증대시킨다. 유동은 전환 구역(500)의 단부에서 원래의 측방향 평면으로 다시 이동한다.
다른 실시예에서, 대조 구역 결합 파트너(61)는 시험 스트립 상에, 예를 들어 샘플 적용 구역(44)의 상류측에, 샘플 적용 구역(44) 상에 또는 샘플 적용 구역(44)의 하류측에 위치될 수 있다. 대조 구역 결합 파트너(61)를 갖는 임의의 실시예에서, 대조 구역 결합 파트너(61)는 샘플 압축기(30)가 효과적으로 브리지를 형성하지 못하면 대조 구역(46)에 도달하지 못하여, (샘플 압축기(30)를 통해 대체 평면으로 이동할 때) 갭를 지나서 계속 유동한 후에 시험 스트립 상으로 복귀하게 된다.
하나의 예에서, 제1 결합 파트너(37) 및 제2 결합 파트너(38) 모두는 분석물에 대한 상이한 항체이다. 대조 구역 결합 파트너(61)는 또한 바람직하게는 항체이고, 대조 구역에서의 그 결합 파트너는 항원이다(또는 그 반대도 마찬가지임). 다른 실시예에서, 특정 결합 파트너는 또한 분석물에 대한 항체에 결합될 수 있는 항원일 수도 있다. 다른 타입의 결합 파트너는 앱타머 또는 수용체와 같은 생물 유기화학적 거대분자, 나노입자 또는 핵산이다. 도 23에 도시된 장치는 임의의 결합 분석에 사용될 수 있으며, 예를 들어 리간드-수용체 결합 분석 및 효소-기질 결합 분석에서 항체/항원 또는 핵산의 사용을 회피할 수 있다.
하나의 바람직한 실시예에서, 제2 결합 파트너(38)는 비오틴으로 태그(39)화된다. 제2 결합 파트너(38) 상의 태그(39)가 비오틴인 실시예에서, 검출 구역 내의 고정화된 태그(50)는 바람직하게는 아비딘, 뉴트라비딘 또는 스트렙타비딘이다. 다른 실시예에서, 제2 결합 파트너(38)는 아비딘, 뉴트라비딘 또는 스트렙타비딘으로 태그(39)화된다. 이들 실시예에서, 검출 구역(52) 내의 고정화된 태그(50)는 바람직하게는 비오틴이다. 대안적으로, 제2 결합 파트너(38) 상의 태그(39)는 렉틴일 수 있으며, 고정화된 태그(50)는 글리코실 부분일 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예에서, 렉틴은 완두 렉틴이고, 글리코실 부분은 적혈구 글리코실 단위이다. 제2 결합 파트너 상의 태그 및 고정화된 태그는 본 발명의 사상 내에서 역전될 수 있다. 예를 들면, 글리코실 부분이 제2 결합 파트너 상의 태그이고, 고정화된 렉틴 태그가 검출 구역에 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 다른 수용체 및 리간드가 태그에 사용될 수도 있다.
작동 시에, 샘플 채취기(535)는 샘플이 직접 샘플 적용 구역(44) 위에 있도록 배치된다. 전환 구역(500) 내의 갭(525)은 시험 스트립 상의 측방향 유동(43)을 정지시킨다. 샘플 압축기(30)가 추가되는 경우, 샘플 압축기(30)는 샘플 채취기(535)에 압력(51)을 가하고, 갭(525) 위에 브리지를 생성한다. 유동은 분리된 평면 내의 샘플 압축기(30)로 전환(520)된다. 용출 매체, 샘플 또는 버퍼는 샘플 압축기(30)를 통해 유동할 때, 컨쥬게이트(36)의 제1 분석물 결합 파트너(37) 및 대조 구역 결합 파트너(61)를 채취한다. 유동 내에서 이동하는 성분이 관심의 대상인 샘플과 상호작용하는 갭(525)의 종료 후에 유동은 시험 스트립으로 복귀할 때 샘플 채취기(535)의 채취부(560)를 통해 이동한다. 분석물(40)이 샘플 내에 존재한다면, 분석물(40)은 제1 분석물 결합 파트너(36) 및 제2 분석물 결합 파트너(38)에 결합되어, 상부 피스로서의 컨쥬게이트(36) 및 하부 피스로서의 제2 결합 파트너(38)와, 이들 사이에 있는 분석물(40)에 의해 "수직" 샌드위치가 생성된다(도 4b 참조). 또한, 샘플 압축기(30) 상에 대조 구역 결합 파트너(61)가 있다면, 대조 구역 결합 파트너(61)도 이송된다. 그 후에, 시험 구역(45) 내의 고정화된 태그(50)는 태그(39)와 결합한다. 컨쥬게이트(36)가 표지(41)를 포함하기 때문에, 형성된 복합체는 검출 가능하고 양성 결과를 나타낸다. 시험의 적절한 작동은 또한 대조 구역 결합 파트너(61)와 대조 구역(46) 내의 그 고정화된 파트너 사이의 상호작용으로 인해 대조 구역(46)에서 검출 가능한 양성 결과를 초래한다.
도 25a 및 도 25b가 특정 구성(도 5a 및 도 5b와 유사함)으로 시약을 도시하고 있지만, 시약은 대안적인 구성, 예를 들어 도 25에 도시된 갭을 추가한 도 1, 도 3, 도 4, 도 6, 도 8 및 도 9에 도시된 구성으로 배치될 수도 있다는 것에 주목하자. 또한, 도 25에 도시된 실시예는 본 명세서에 개시된 임의의 강화 요소 또는 캡슐화 실시예와 조합하여 사용될 수 있다.
도 25a 및 도 25b에는 갭(525)이 캐리어 백킹부까지 아래로 연장되는 것으로 도시되어 있지만, 갭(525)은 단지 유동을 정지시키기에 충분한 깊이만을 갖는 것을 필요로 한다. 다른 실시예에서, 갭(525)은 불투과성 또는 투과성일 수 있는 배리어 재료로 충전되거나 부분적으로 충전된다.
다른 바람직한 실시예에서, 2개 이상의 배리어, 2개 이상의 갭, 또는 적어도 하나의 배리어 및 적어도 하나의 갭의 조합이 전환 구역을 구성할 수도 있다.
도 26a 및 도 26b는 본 발명의 다른 실시예에서 힌지(800), 전환 구역(500) 및 샘플 압축기(30)를 갖는 측방향 유동 장치를 도시한다. 힌지(800)는 압축을 용이하게 하지만, 그 외에 이러한 실시예에서는 도 24 및 도 25에서 설명된 전환 구역 실시예와 유사하게 기능을 한다. 이러한 실시예에서의 힌지(800) 및 샘플 압축기 패드(33)는 본 명세서에 개시된 임의의 실시예와 함께 사용될 수 있다. 도 8b의 힌지 구성은 대안적으로 본 발명의 다른 실시예에서의 전환 구역(500)과 함께 사용될 수 있다. 이들 도면에는 샘플 채취기(535)가 도시되어 있지만, 샘플 채취기(35)가 대안적으로 사용될 수 있다는 것에 주목하자.
도 27a 내지 도 27c는 본 발명의 일 실시예에서 전환 구역, 샘플 압축기 및 세퍼레이터지를 포함하는 크로마토그래피 시험 스트립을 갖는 측방향 유동 장치를 도시한다. 이러한 실시예에서, 적어도 하나의 세퍼레이터지(760)는 크로마토그래피 시험 스트립의 일부분이다. 도 27a 내지 도 27c에 도시된 장치는 크로마토그래피 시험 스트립 상의 샘플 적용 구역(44)에 인접하게 위치된 적어도 하나의 세퍼레이터지(760)를 포함한다. 세퍼레이터지(760)에의 샘플의 적용을 용이하게 하기 위해서, 세퍼레이터지는 바람직하게는 (동일한 평면에서) 측방향 유동의 경로에 인접하게 위치된다. 도 27a는 장치의 측면도를 도시하고, 따라서 단지 세퍼레이터지(760)가 보인다. 도 27b는 샘플 적용 구역(44) 및 인접한 세퍼레이터지(760)의 톱다운도를 도시한다. 샘플이 세퍼레이터지(760)에 추가되고, 예를 들면 액체 샘플이 분석을 진행하기 전에 피펫 또는 다른 샘플 추가 장치로 추가된다. 샘플 압축기(30)를 이용한 압축 전에, 세퍼레이터지(760)는 도 27c에 도시된 바와 같이 측방향 유동 경로의 샘플 적용 구역(44) 상에 올려진다. 도 25에서는 세퍼레이터지(760)가 배리어(510)의 하류측에 도시되어 있지만, 대안적인 실시예에서 세퍼레이터지(760) 및 샘플 적용 구역(44)은 선택적으로 배리어(510)의 상류측에 있거나, 심지어 배리어(510) 상에 또는 배리어(510)와 중첩하여 있을 수도 있다. 다수의 세퍼레이터지(760)가 있다면, 이들 세퍼레이터지(760)는 장치상의 상이한 장소에 위치될 수 있다. 그 외에는, 장치의 기능 및 구조는 도 25a 및 도 25b에 도시되고 설명된 장치와 유사하다.
도 1 내지 도 18 및 도 24 내지 도 25는 샘플 채취부(60, 560)를 갖는 스왑 부재(35, 535)를 도시하고 있지만, 다른 실시예에서는, 샘플 채취 장치는 이들 도면에 도시된 스왑 부재(35, 535)의 샘플 채취부(60, 560)와 수직 스택내에서의 동일한 위치에 배치되는 적어도 하나의 세퍼레이터지(660)이다. 일 예로서, 도 28에 도시된 장치는 스왑 부재(35, 535)를 세퍼레이터지(660)로 대체한다. 도 28에서는 세퍼레이터지(660) 및 샘플 적용 구역(44)이 배리어(510)의 하류측에 도시되어 있지만, 대안적인 실시예에서 세퍼레이터지(660)는 배리어(510)의 상류측에 적용되거나, 심지어 배리어(510) 상에 또는 배리어(510)와 중첩하여 적용될 수도 있다. 다른 실시예에서, 다수의 세퍼레이터지가 사용되고, 장치상의 상이한 장소에 위치될 수 있다. 그 외에는, 이러한 도면에서의 장치는 도 24a 및 도 24b에 도시되고 설명된 장치와 유사하게 작동한다.
본 명세서에 설명된 임의의 실시예에서, 하나 이상의 세퍼레이터지(660 또는 760)가 샘플 채취기로서 사용될 수도 있다.
도 29a 및 도 29b는 배리어(510)를 포함하는 전환 구역(500)을 갖는 다른 실시예를 도시한다. 시스템은 샘플 압축기(30) 및 샘플 분석 장치(이 도면에서는 시험 스트립)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 샘플은 바람직하게는 샘플 압축기(30)에 직접 추가된다. 분석물(40)이 샘플 압축기(30) 상에 도시되어, 샘플이 샘플 압축기(30)에 추가되었다는 것을 묘사한다. 시험 스트립은 바람직하게는 흡수 패드(42), 전환 구역(500), 샘플 적용 구역(44), 검출 구역(52) 및 선택적인 폐기물 패드(47)를 포함한다. 이러한 실시예에서의 샘플 적용 구역(44)은 샘플이 처음으로 시험 스트립과 만나는 위치이지만, 이러한 실시예에서의 샘플은 샘플 압축기(30)에 추가되고 런닝 버퍼 내에서 시험 스트립의 샘플 적용 구역(44)으로 이동한다.
시험 스트립은 또한 바람직하게는 캐리어 백킹부(48)를 포함한다. 전환 구역(500)은 배리어(510)를 포함한다. 배리어(510)는 바람직하게는 액체의 유동이 동일한 평면 내에서 계속해서 유동하는 것을 저지하는 임의의 재료로 이루어질 수 있는 불투과성 막(또는 실질적인 불투과성 막)이다. 배리어를 위한 일부 재료는 플라스틱, 탄화수소 또는 금속을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
이러한 실시예에서, 1/2의 샌드위치(제1 결합 파트너(37)-분석물(40))가 샘플 압축기(30) 상에 형성되기 시작하며, 샘플이 시험 구역(45)에 도달하기 전에 전체의 샌드위치(제1 결합 파트너(37)-분석물(40)-제2 결합 파트너(38))가 형성된다. 이러한 실시예에서의 시험 구역(45)은 제2 결합 파트너(38)의 태그(39)에 결합되는 고정화된 태그(50)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 컨쥬게이트(36)의 일부분이고 바람직하게는 샘플 압축기(30)의 패드(33) 상에 사전 로딩되고 건조되는 제1 결합 파트너(37)는 시험 샘플 내의 분석물(40)과 결합하여 절반의 샌드위치를 형성한다. 이러한 실시예에서의 제2 결합 파트너(38)는 바람직하게는 시험 스트립의 샘플 적용 구역(44) 상에 사전 로딩되고 건조된다. 제2 결합 파트너(38)는 또한 태그(39)를 포함한다. 대안적으로, 이러한 실시예에서의 제2 결합 파트너(38)는 샘플 적용 구역과 중첩하는 곳, 샘플 적용 구역의 상류측, 및 샘플 적용 구역과 검출 구역 사이를 포함하지만 이에 한정되지 않는 검출 구역의 상류측의 시험 스트립 상의 어느 곳에도 위치될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 샘플 압축기(30) 상의 패드(33)는 또한 검출 가능한 표지를 갖는 대조 구역 결합 파트너(61)를 포함한다. 대조 구역 결합 파트너(61)는 시험이 정확하게 진행되었을 때 대조 구역(46)에서 그 결합 파트너(110)와 복합체를 형성한다.
전환 구역(500)은 샘플 압축기(30)가 장치의 나머지와 접촉하게 될 때까지 유동을 완전히 중단시키고, 도 29b에서 점선(520)으로 도시된 바와 같이 유체를 유동시킬 수 있는 브리지를 생성한다. 샘플 압축기(30)는 브리지로서 작용하고, 유동을 상이한 평면으로 재지향시킨다. 유동은 샘플 압축기(30)로 전환된다. 이것은 샘플 압축기(30) 상에의 제1 결합 파트너(37), 샘플 및 대조 구역 결합 파트너(61)의 채취를 증대시킨다. 유동은 전환 구역(500)의 단부에서 원래의 측방향 평면으로 다시 이동한다.
다른 실시예에서, 대조 구역 결합 파트너(61)는 시험 스트립 상에, 예를 들어 샘플 적용 구역의 상류측에, 샘플 적용 구역 상에 또는 샘플 적용 구역의 하류측에 위치될 수 있다. 대조 구역 결합 파트너(61)를 갖는 임의의 실시예에서, 대조 구역 결합 파트너(61)는 샘플 압축기(30)가 효과적으로 브리지를 형성하지 못하면 대조 구역(46)에 도달하지 못하여, (샘플 압축기(30)를 통해 대체 평면으로 이동할 때) 배리어(510)를 지나서 계속 유동한 후에 시험 스트립 상으로 복귀하게 된다.
하나의 예에서, 제1 결합 파트너(37) 및 제2 결합 파트너(38) 모두는 분석물에 대한 상이한 항체이다. 대조 구역 결합 파트너(61)는 또한 바람직하게는 항체이고, 대조 구역에서의 그 결합 파트너는 항원이다(또는 그 반대도 마찬가지임). 다른 실시예에서, 특정 결합 파트너는 또한 분석물에 대한 항체에 결합될 수 있는 항원일 수도 있다. 다른 타입의 결합 파트너는 앱타머 또는 수용체와 같은 생물 유기화학적 거대분자, 나노입자 또는 핵산이다. 도 29에 도시된 장치는 임의의 결합 분석에 사용될 수 있으며, 예를 들어 리간드-수용체 결합 분석 및 효소-기질 결합 분석에서 항체/항원 또는 핵산의 사용을 회피할 수 있다.
하나의 바람직한 실시예에서, 제2 결합 파트너(38)는 비오틴으로 태그(39)화된다. 제2 결합 파트너(38) 상의 태그(39)가 비오틴인 실시예에서, 검출 구역 내의 고정화된 태그(50)는 바람직하게는 아비딘, 뉴트라비딘 또는 스트렙타비딘이다. 다른 실시예에서, 제2 결합 파트너(38)는 아비딘, 뉴트라비딘 또는 스트렙타비딘으로 태그(39)화된다. 이들 실시예에서, 검출 구역(52) 내의 고정화된 태그(50)는 바람직하게는 비오틴이다. 대안적으로, 제2 결합 파트너(38) 상의 태그(39)는 렉틴일 수 있으며, 고정화된 태그(50)는 글리코실 부분일 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예에서, 렉틴은 완두 렉틴이고, 글리코실 부분은 적혈구 글리코실 단위이다. 제2 결합 파트너 상의 태그 및 고정화된 태그는 본 발명의 사상 내에서 역전될 수 있다. 예를 들면, 글리코실 부분이 제2 결합 파트너 상의 태그이고, 고정화된 렉틴 태그가 검출 구역에 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 다른 수용체 및 리간드가 태그에 사용될 수도 있다.
작동 시에, 샘플은 샘플 압축기(30) 상에 배치된다. 전환 구역(500) 내의 배리어(510)는 시험 스트립 상의 측방향 유동(43)을 정지시킨다. 샘플 압축기(30)가 추가되는 경우, 샘플 압축기(30)는 배리어(510) 위에 브리지를 생성한다. 유동은 분리된 평면 내의 샘플 압축기(30)로 전환(520)된다. 용출 매체, 샘플 또는 버퍼는 샘플 압축기(30)를 통해 유동할 때, 샘플, 컨쥬게이트(36)의 제1 분석물 결합 파트너(37) 및 대조 구역 결합 파트너(61)를 채취한다. 배리어(510)의 종료 후에 유동은 시험 스트립으로 복귀한다. 분석물(40)이 샘플 내에 존재한다면, 분석물(40)은 제1 분석물 결합 파트너(36) 및 제2 분석물 결합 파트너(38)에 결합되어, 상부 피스로서의 컨쥬게이트(36) 및 하부 피스로서의 제2 결합 파트너(38)와, 이들 사이에 있는 분석물(40)에 의해 "수직" 샌드위치가 생성된다. 또한, 샘플 압축기(30) 상에 대조 구역 결합 파트너(61)가 있다면, 대조 구역 결합 파트너(61)도 이송된다. 그 후에, 시험 구역(45) 내의 고정화된 태그(50)는 태그(39)와 결합한다. 컨쥬게이트(36)가 표지(41)를 포함하기 때문에, 형성된 복합체는 검출 가능하고 양성 결과를 나타낸다. 시험의 적절한 작동은 또한 대조 구역 결합 파트너(61)와 대조 구역(46) 내의 그 고정화된 파트너 사이의 상호작용으로 인해 대조 구역(46)에서 검출 가능한 양성 결과를 초래한다.
도 29a 및 도 29b에서는 배리어가 시험 스트립의 나머지에 대한 특정 길이로서 도시되어 있지만, 이들 도면은 개략적인 것이다. 배리어(510)는 유동을 정지시키고 유동을 다시 개시하는데 샘플 압축기(30)를 필요로 하기에 충분한 임의의 길이를 시험 스트립 상에 가질 수 있다. 배리어(510)는 샘플 압축기(30)의 하류측 단부에 측방향 평면 내로의 복귀 유동을 차단할 정도로 길지 않도록 설계된다.
하나의 바람직한 실시예에서, 배리어(510)는 캡슐화된 성분을 포함한다. 이들 실시예에서의 배리어(510)는 (본 명세서에서 논의된 바와 같이) 시간 경과 시에 용해되어 캡슐화된 성분을 방출하는 재료로 제조된다. 배리어(510)는 캡슐화될 수 있는 것으로 본 명세서에서 논의되는 동일한 시약의 일부 또는 모두를 포함할 수 있다. 용해하는 배리어(510)는 이중 기능을 수행한다. 다른 배리어(510)와 유사하게, 이러한 배리어는 유동을 샘플 압축기 내로 강제하는 벽으로서 작용한다. 또한, 배리어는 특정 성분을 캡슐화함으로써 이러한 성분을 시간 지연시킨다. 버퍼 또는 용출 매체는 배리어(510)를 느리게 용해시키며, 이러한 시간 지연 성분은 분석의 다른 성분이 시험 라인에 도달한 후에 시험 라인 복합체에 영향을 미칠 것이다.
도 30a 및 도 30b는 갭 또는 디치(525)를 갖는 전환 구역(500)을 도시한다. 시스템은 샘플 압축기(30) 및 샘플 분석 장치(이 도면에서는 시험 스트립)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 샘플은 바람직하게는 샘플 압축기(30)에 직접 추가된다. 분석물(40)이 샘플 압축기(30) 상에 도시되어, 샘플이 샘플 압축기(30)에 추가되었다는 것을 묘사한다. 시험 스트립은 바람직하게는 흡수 패드(42), 전환 구역(500), 샘플 적용 구역(44), 검출 구역(52) 및 선택적인 폐기물 패드(47)를 포함한다. 이러한 실시예에서의 샘플 적용 구역(44)은 샘플이 처음으로 시험 스트립과 만나는 위치이지만, 이러한 실시예에서의 샘플은 샘플 압축기(30)에 추가되고 런닝 버퍼 내에서 시험 스트립의 샘플 적용 구역(44)으로 이동한다.
시험 스트립은 또한 바람직하게는 캐리어 백킹부(48)를 포함한다. 전환 구역(500)은 갭(525)을 포함한다. 갭(525)은 시험 스트립을 따른 유동을 허용하는 막을 제거함으로써 유동을 차단한다.
이러한 실시예에서, 1/2의 샌드위치(제1 결합 파트너(37)-분석물(40))가 샘플 압축기(30) 상에 형성되기 시작하며, 샘플이 시험 구역(45)에 도달하기 전에 전체의 샌드위치(제1 결합 파트너(37)-분석물(40)-제2 결합 파트너(38))가 형성된다. 이러한 실시예에서의 시험 구역(45)은 제2 결합 파트너(38)의 태그(39)에 결합되는 고정화된 태그(50)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 컨쥬게이트(36)의 일부분이고 바람직하게는 샘플 압축기(30)의 패드(33) 상에 사전 로딩되고 건조되는 제1 결합 파트너(37)는 시험 샘플 내의 분석물(40)과 결합하여 절반의 샌드위치를 형성한다. 이러한 실시예에서의 제2 결합 파트너(38)는 바람직하게는 시험 스트립의 샘플 적용 구역(44) 상에 사전 로딩되고 건조된다. 제2 결합 파트너(38)는 또한 태그(39)를 포함한다. 대안적으로, 이러한 실시예에서의 제2 결합 파트너(38)는 샘플 적용 구역과 중첩하는 곳, 샘플 적용 구역의 상류측, 및 샘플 적용 구역과 검출 구역 사이를 포함하지만 이에 한정되지 않는 검출 구역의 상류측의 시험 스트립 상의 어느 곳에도 위치될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 샘플 압축기(30) 상의 패드(33)는 또한 검출 가능한 표지를 갖는 대조 구역 결합 파트너(61)를 포함한다. 대조 구역 결합 파트너(61)는 시험이 정확하게 진행되었을 때 대조 구역(46)에서 그 결합 파트너(110)와 복합체를 형성한다.
전환 구역(500)은 샘플 압축기(30)가 장치의 나머지와 접촉하게 될 때까지 유동을 완전히 중단시키고, 도 30b에서 점선(520)으로 도시된 바와 같이 유체를 유동시킬 수 있는 브리지를 생성한다. 샘플 압축기(30)는 브리지로서 작용하고, 유동을 상이한 평면으로 재지향시킨다. 유동은 샘플 압축기(30)로 전환된다. 이것은 샘플 압축기(30) 상에의 샘플, 제1 결합 파트너(37) 및 대조 구역 결합 파트너(61)의 채취를 증대시킨다. 유동은 전환 구역(500)의 단부에서 원래의 측방향 평면으로 다시 이동한다.
다른 실시예에서, 대조 구역 결합 파트너(61)는 시험 스트립 상에, 예를 들어 샘플 적용 구역(44)의 상류측에, 샘플 적용 구역(44) 상에 또는 샘플 적용 구역(44)의 하류측에 위치될 수 있다. 대조 구역 결합 파트너(61)를 갖는 임의의 실시예에서, 대조 구역 결합 파트너(61)는 샘플 압축기(30)가 효과적으로 브리지를 형성하지 못하면 대조 구역(46)에 도달하지 못하여, (샘플 압축기(30)를 통해 대체 평면으로 이동할 때) 갭을 지나서 계속 유동한 후에 시험 스트립 상으로 복귀하게 된다.
하나의 예에서, 제1 결합 파트너(37) 및 제2 결합 파트너(38) 모두는 분석물에 대한 상이한 항체이다. 대조 구역 결합 파트너(61)는 또한 바람직하게는 항체이고, 대조 구역에서의 그 결합 파트너는 항원이다(또는 그 반대도 마찬가지임). 다른 실시예에서, 특정 결합 파트너는 또한 분석물에 대한 항체에 결합될 수 있는 항원일 수도 있다. 다른 타입의 결합 파트너는 앱타머 또는 수용체와 같은 생물 유기화학적 거대분자, 나노입자 또는 핵산이다. 도 30에 도시된 장치는 임의의 결합 분석에 사용될 수 있으며, 예를 들어 리간드-수용체 결합 분석 및 효소-기질 결합 분석에서 항체/항원 또는 핵산의 사용을 회피할 수 있다.
하나의 바람직한 실시예에서, 제2 결합 파트너(38)는 비오틴으로 태그(39)화된다. 제2 결합 파트너(38) 상의 태그(39)가 비오틴인 실시예에서, 검출 구역 내의 고정화된 태그(50)는 바람직하게는 아비딘, 뉴트라비딘 또는 스트렙타비딘이다. 다른 실시예에서, 제2 결합 파트너(38)는 아비딘, 뉴트라비딘 또는 스트렙타비딘으로 태그(39)화된다. 이들 실시예에서, 검출 구역(52) 내의 고정화된 태그(50)는 바람직하게는 비오틴이다. 대안적으로, 제2 결합 파트너(38) 상의 태그(39)는 렉틴일 수 있으며, 고정화된 태그(50)는 글리코실 부분일 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예에서, 렉틴은 완두 렉틴이고, 글리코실 부분은 적혈구 글리코실 단위이다. 제2 결합 파트너 상의 태그 및 고정화된 태그는 본 발명의 사상 내에서 역전될 수 있다. 예를 들면, 글리코실 부분이 제2 결합 파트너 상의 태그이고, 고정화된 렉틴 태그가 검출 구역에 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 다른 수용체 및 리간드가 태그에 사용될 수도 있다.
작동 시에, 전환 구역(500) 내의 갭(525)은 시험 스트립 상의 측방향 유동(43)을 정지시킨다. 샘플 압축기(30)가 추가되는 경우, 샘플 압축기(30)는 갭(525) 위에 브리지를 생성한다. 유동은 분리된 평면 내의 샘플 압축기(30)로 전환(520)된다. 용출 매체, 샘플 또는 버퍼는 샘플 압축기(30)를 통해 유동할 때, 샘플, 컨쥬게이트(36)의 제1 분석물 결합 파트너(37) 및 대조 구역 결합 파트너(61)를 채취한다. 갭(525)의 종료 후에 유동은 시험 스트립으로 복귀한다. 분석물(40)이 샘플 내에 존재한다면, 분석물(40)은 제1 분석물 결합 파트너(36) 및 제2 분석물 결합 파트너(38)에 결합되어, 상부 피스로서의 컨쥬게이트(36) 및 하부 피스로서의 제2 결합 파트너(38)와, 이들 사이에 있는 분석물(40)에 의해 "수직" 샌드위치가 생성된다. 또한, 샘플 압축기(30) 상에 대조 구역 결합 파트너(61)가 있다면, 대조 구역 결합 파트너(61)도 이송된다. 그 후에, 시험 구역(45) 내의 고정화된 태그(50)는 태그(39)와 결합한다. 컨쥬게이트(36)가 표지(41)를 포함하기 때문에, 형성된 복합체는 검출 가능하고 양성 결과를 나타낸다. 시험의 적절한 작동은 또한 대조 구역 결합 파트너(61)와 대조 구역(46) 내의 그 고정화된 파트너 사이의 상호작용으로 인해 대조 구역(46)에서 검출 가능한 양성 결과를 초래한다.
도 30a 및 도 30b에는 갭(525)이 캐리어 백킹부까지 아래로 연장되는 것으로 도시되어 있지만, 갭(525)은 단지 유동을 정지시키기에 충분한 깊이만을 갖는 것을 필요로 한다. 다른 실시예에서, 갭(525)은 불투과성 또는 투과성일 수 있는 배리어 재료로 충전되거나 부분적으로 충전된다.
다른 바람직한 실시예에서, 2개 이상의 배리어, 2개 이상의 갭, 또는 적어도 하나의 배리어 및 적어도 하나의 갭의 조합이 전환 구역을 구성할 수도 있다.
도 31a 및 도 31b는 배리어(510)를 포함하는 전환 구역(500)을 갖는 다른 실시예를 도시한다. 시스템은 샘플 압축기(30) 및 샘플 분석 장치(이 도면에서는 시험 스트립)를 포함한다. 시험 스트립은 바람직하게는 흡수 패드(42), 전환 구역(500), 샘플 적용 구역(44), 검출 구역(52) 및 선택적인 폐기물 패드(47)를 포함한다. 시험 스트립은 또한 바람직하게는 캐리어 백킹부(48)를 포함한다.
전환 구역(500)은 배리어(510)를 포함한다. 배리어(510)는 바람직하게는 액체의 유동이 동일한 평면 내에서 계속해서 유동하는 것을 저지하는 임의의 재료로 이루어질 수 있는 불투과성 막(또는 실질적인 불투과성 막)이다. 배리어를 위한 일부 재료는 플라스틱, 탄화수소 또는 금속을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
이러한 실시예에서, 샘플은 바람직하게는 샘플 적용 구역(44)에 직접 추가된다. 분석물(40)이 샘플 적용 구역(44) 상에 도시되어, 샘플이 샘플 적용 구역(44)에 추가되었다는 것을 묘사한다. 전체의 샌드위치(제1 결합 파트너(37)-분석물(40)-제2 결합 파트너(38))가 샘플 적용 구역(44)에 형성된다. 이러한 실시예에서의 시험 구역(45)은 제2 결합 파트너(38)의 태그(39)에 결합되는 고정화된 태그(50)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 컨쥬게이트(36)의 일부분이고 바람직하게는 샘플 압축기(30)의 패드(33) 상에 사전 로딩되고 건조되는 제1 결합 파트너(37)는 시험 샘플 내의 분석물(40)과 결합하여 절반의 샌드위치를 형성한다. 이러한 실시예에서의 제2 결합 파트너(38)는 바람직하게는 시험 스트립의 샘플 적용 구역(44) 상에 사전 로딩되고 건조된다. 제2 결합 파트너(38)는 또한 태그(39)를 포함한다. 대안적으로, 이러한 실시예에서의 제2 결합 파트너(38)는 샘플 적용 구역과 중첩하는 곳, 샘플 적용 구역의 상류측, 및 샘플 적용 구역과 검출 구역 사이를 포함하지만 이에 한정되지 않는 검출 구역의 상류측의 시험 스트립 상의 어느 곳에도 위치될 수 있다. 유사하게, 샘플 적용 구역(44)은 전환 구역(500)의 상류측 또는 전환 구역(500)의 하류측에 있거나, 또는 전환 구역(500)과 중첩하거나 그 상부에 있다.
바람직한 실시예에서, 샘플 압축기(30) 상의 패드(33)는 또한 검출 가능한 표지를 갖는 대조 구역 결합 파트너(61)를 포함한다. 대조 구역 결합 파트너(61)는 시험이 정확하게 진행되었을 때 대조 구역(46)에서 그 결합 파트너(110)와 복합체를 형성한다.
전환 구역(500)은 샘플 압축기(30)가 장치의 나머지와 접촉하게 될 때까지 유동을 완전히 중단시키고, 도 31b에서 점선(520)으로 도시된 바와 같이 유체를 유동시킬 수 있는 브리지를 생성한다. 샘플 압축기(30)는 브리지로서 작용하고, 유동을 상이한 평면으로 재지향시킨다. 유동은 샘플 압축기(30)로 전환된다. 이것은 샘플 압축기(30) 상에의 제1 결합 파트너(37) 및 대조 구역 결합 파트너(61)의 채취를 증대시킨다. 유동은 전환 구역(500)의 단부에서 원래의 측방향 평면으로 다시 이동한다.
다른 실시예에서, 대조 구역 결합 파트너(61)는 시험 스트립 상에, 예를 들어 샘플 적용 구역의 상류측에, 샘플 적용 구역 상에 또는 샘플 적용 구역의 하류측에 위치될 수 있다. 대조 구역 결합 파트너(61)를 갖는 임의의 실시예에서, 대조 구역 결합 파트너(61)는 샘플 압축기(30)가 효과적으로 브리지를 형성하지 못하면 대조 구역(46)에 도달하지 못하여, (샘플 압축기(30)를 통해 대체 평면으로 이동할 때) 배리어(510)를 지나서 계속 유동한 후에 시험 스트립 상으로 복귀하게 된다.
하나의 예에서, 제1 결합 파트너(37) 및 제2 결합 파트너(38) 모두는 분석물에 대한 상이한 항체이다. 대조 구역 결합 파트너(61)는 또한 바람직하게는 항체이고, 대조 구역에서의 그 결합 파트너는 항원이다(또는 그 반대도 마찬가지임). 다른 실시예에서, 특정 결합 파트너는 또한 분석물에 대한 항체에 결합될 수 있는 항원일 수도 있다. 다른 타입의 결합 파트너는 앱타머 또는 수용체와 같은 생물 유기화학적 거대분자, 나노입자 또는 핵산이다. 도 31에 도시된 장치는 임의의 결합 분석에 사용될 수 있으며, 예를 들어 리간드-수용체 결합 분석 및 효소-기질 결합 분석에서 항체/항원 또는 핵산의 사용을 회피할 수 있다.
하나의 바람직한 실시예에서, 제2 결합 파트너(38)는 비오틴으로 태그(39)화된다. 제2 결합 파트너(38) 상의 태그(39)가 비오틴인 실시예에서, 검출 구역 내의 고정화된 태그(50)는 바람직하게는 아비딘, 뉴트라비딘 또는 스트렙타비딘이다. 다른 실시예에서, 제2 결합 파트너(38)는 아비딘, 뉴트라비딘 또는 스트렙타비딘으로 태그(39)화된다. 이들 실시예에서, 검출 구역(52) 내의 고정화된 태그(50)는 바람직하게는 비오틴이다. 대안적으로, 제2 결합 파트너(38) 상의 태그(39)는 렉틴일 수 있으며, 고정화된 태그(50)는 글리코실 부분일 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예에서, 렉틴은 완두 렉틴이고, 글리코실 부분은 적혈구 글리코실 단위이다. 제2 결합 파트너 상의 태그 및 고정화된 태그는 본 발명의 사상 내에서 역전될 수 있다. 예를 들면, 글리코실 부분이 제2 결합 파트너 상의 태그이고, 고정화된 렉틴 태그가 검출 구역에 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 다른 수용체 및 리간드가 태그에 사용될 수도 있다.
작동 시에, 샘플은 샘플 적용 구역(44) 상에 배치된다. 전환 구역(500) 내의 배리어(510)는 시험 스트립 상의 측방향 유동(43)을 정지시킨다. 샘플 압축기(30)가 추가되는 경우, 샘플 압축기(30)는 시험 스트립에 압력(51)을 가하고, 배리어(510) 위에 브리지를 생성한다. 유동은 분리된 평면 내의 샘플 압축기(30)로 전환(520)된다. 용출 매체, 샘플 또는 버퍼는 샘플 압축기(30)를 통해 유동할 때, 컨쥬게이트(36)의 제1 분석물 결합 파트너(37) 및 대조 구역 결합 파트너(61)를 채취한다. 유동 내에서 이동하는 성분이 관심의 대상인 샘플과 상호작용하는 배리어(510)의 종료 후에 유동은 시험 스트립으로 복귀한다. 분석물(40)이 샘플 내에 존재한다면, 분석물(40)은 제1 분석물 결합 파트너(36) 및 제2 분석물 결합 파트너(38)에 결합되어, 상부 피스로서의 컨쥬게이트(36) 및 하부 피스로서의 제2 결합 파트너(38)와, 이들 사이에 있는 분석물(40)에 의해 "수직" 샌드위치가 생성된다. 또한, 샘플 압축기(30) 상에 대조 구역 결합 파트너(61)가 있다면, 대조 구역 결합 파트너(61)도 이송된다. 그 후에, 시험 구역(45) 내의 고정화된 태그(50)는 태그(39)와 결합한다. 컨쥬게이트(36)가 표지(41)를 포함하기 때문에, 형성된 복합체는 검출 가능하고 양성 결과를 나타낸다. 시험의 적절한 작동은 또한 대조 구역 결합 파트너(61)와 대조 구역(46) 내의 그 고정화된 파트너 사이의 상호작용으로 인해 대조 구역(46)에서 검출 가능한 양성 결과를 초래한다.
도 31a 및 도 31b에서는 배리어가 시험 스트립의 나머지에 대한 특정 길이로서 도시되어 있지만, 이들 도면은 개략적인 것이다. 배리어(510)는 유동을 정지시키고 유동을 다시 개시하는데 샘플 압축기(30)를 필요로 하기에 충분한 임의의 길이를 시험 스트립 상에 가질 수 있다. 배리어(510)는 샘플 압축기(30)의 하류측 단부에 측방향 평면 내로의 복귀 유동을 차단할 정도로 길지 않도록 설계된다.
하나의 바람직한 실시예에서, 배리어(510)는 캡슐화된 성분을 포함한다. 이들 실시예에서의 배리어(510)는 (본 명세서에서 논의된 바와 같이) 시간 경과 시에 용해되어 캡슐화된 성분을 방출하는 재료로 제조된다. 배리어(510)는 캡슐화될 수 있는 것으로 본 명세서에서 논의되는 동일한 시약의 일부 또는 모두를 포함할 수 있다. 용해하는 배리어(510)는 이중 기능을 수행한다. 다른 배리어(510)와 유사하게, 이러한 배리어는 유동을 샘플 압축기 내로 강제하는 벽으로서 작용한다. 또한, 배리어는 특정 성분을 캡슐화함으로써 이러한 성분을 시간 지연시킨다. 버퍼 또는 용출 매체는 배리어(510)를 느리게 용해시키며, 이러한 시간 지연 성분은 분석의 다른 성분이 시험 라인에 도달한 후에 시험 라인 복합체에 영향을 미칠 것이다.
도 32a 및 도 32b는 갭 또는 디치(525)를 갖는 전환 구역(500)을 도시한다. 시스템은 샘플 압축기(30) 및 샘플 분석 장치(이 도면에서는 시험 스트립)를 포함한다. 시험 스트립은 바람직하게는 흡수 패드(42), 전환 구역(500), 샘플 적용 구역(44), 검출 구역(52) 및 선택적인 폐기물 패드(47)를 포함한다. 시험 스트립은 또한 바람직하게는 캐리어 백킹부(48)를 포함한다. 전환 구역(500)은 갭(525)을 포함한다. 갭(525)은 시험 스트립을 따른 유동을 허용하는 막을 제거함으로써 유동을 차단한다.
이러한 실시예에서, 샘플은 바람직하게는 샘플 적용 구역(44)에 직접 추가된다. 분석물(40)이 샘플 적용 구역(44) 상에 도시되어, 샘플이 샘플 적용 구역(44)에 추가되었다는 것을 묘사한다. 전체의 샌드위치(제1 결합 파트너(37)-분석물(40)-제2 결합 파트너(38))가 샘플 적용 구역(44)에 형성된다. 이러한 실시예에서의 시험 구역(45)은 제2 결합 파트너(38)의 태그(39)에 결합되는 고정화된 태그(50)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 컨쥬게이트(36)의 일부분이고 바람직하게는 샘플 압축기(30)의 패드(33) 상에 사전 로딩되고 건조되는 제1 결합 파트너(37)는 시험 샘플 내의 분석물(40)과 결합하여 절반의 샌드위치를 형성한다. 이러한 실시예에서의 제2 결합 파트너(38)는 바람직하게는 시험 스트립의 샘플 적용 구역(44) 상에 사전 로딩되고 건조된다. 제2 결합 파트너(38)는 또한 태그(39)를 포함한다. 대안적으로, 이러한 실시예에서의 제2 결합 파트너(38)는 샘플 적용 구역과 중첩하는 곳, 샘플 적용 구역의 상류측, 및 샘플 적용 구역과 검출 구역 사이를 포함하지만 이에 한정되지 않는 검출 구역의 상류측의 시험 스트립 상의 어느 곳에도 위치될 수 있다. 유사하게, 샘플 적용 구역(44)은 전환 구역(500)의 상류측 또는 전환 구역(500)의 하류측에 있거나, 또는 전환 구역(500)과 중첩하거나 그 상부에 있다.
바람직한 실시예에서, 샘플 압축기(30) 상의 패드(33)는 또한 검출 가능한 표지를 갖는 대조 구역 결합 파트너(61)를 포함한다. 대조 구역 결합 파트너(61)는 시험이 정확하게 진행되었을 때 대조 구역(46)에서 그 결합 파트너(110)와 복합체를 형성한다.
전환 구역(500)은 샘플 압축기(30)가 장치의 나머지와 접촉하게 될 때까지 유동을 완전히 중단시키고, 도 32b에서 점선(520)으로 도시된 바와 같이 유체를 유동시킬 수 있는 브리지를 생성한다. 샘플 압축기(30)는 브리지로서 작용하고, 유동을 상이한 평면으로 재지향시킨다. 유동은 샘플 압축기(30)로 전환된다. 이것은 샘플 압축기(30) 상에의 제1 결합 파트너(37) 및 대조 구역 결합 파트너(61)의 채취를 증대시킨다. 유동은 전환 구역(500)의 단부에서 원래의 측방향 평면으로 다시 이동한다.
다른 실시예에서, 대조 구역 결합 파트너(61)는 시험 스트립 상에, 예를 들어 샘플 적용 구역(44)의 상류측에, 샘플 적용 구역(44) 상에 또는 샘플 적용 구역(44)의 하류측에 위치될 수 있다. 대조 구역 결합 파트너(61)를 갖는 임의의 실시예에서, 대조 구역 결합 파트너(61)는 샘플 압축기(30)가 효과적으로 브리지를 형성하지 못하면 대조 구역(46)에 도달하지 못하여, (샘플 압축기(30)를 통해 대체 평면으로 이동할 때) 갭을 지나서 계속 유동한 후에 시험 스트립 상으로 복귀하게 된다.
하나의 예에서, 제1 결합 파트너(37) 및 제2 결합 파트너(38) 모두는 분석물에 대한 상이한 항체이다. 대조 구역 결합 파트너(61)는 또한 바람직하게는 항체이고, 대조 구역에서의 그 결합 파트너는 항원이다(또는 그 반대도 마찬가지임). 다른 실시예에서, 특정 결합 파트너는 또한 분석물에 대한 항체에 결합될 수 있는 항원일 수도 있다. 다른 타입의 결합 파트너는 앱타머 또는 수용체와 같은 생물 유기화학적 거대분자, 나노입자 또는 핵산이다. 도 32에 도시된 장치는 임의의 결합 분석에 사용될 수 있으며, 예를 들어 리간드-수용체 결합 분석 및 효소-기질 결합 분석에서 항체/항원 또는 핵산의 사용을 회피할 수 있다.
하나의 바람직한 실시예에서, 제2 결합 파트너(38)는 비오틴으로 태그(39)화된다. 제2 결합 파트너(38) 상의 태그(39)가 비오틴인 실시예에서, 검출 구역 내의 고정화된 태그(50)는 바람직하게는 아비딘, 뉴트라비딘 또는 스트렙타비딘이다. 다른 실시예에서, 제2 결합 파트너(38)는 아비딘, 뉴트라비딘 또는 스트렙타비딘으로 태그(39)화된다. 이들 실시예에서, 검출 구역(52) 내의 고정화된 태그(50)는 바람직하게는 비오틴이다. 대안적으로, 제2 결합 파트너(38) 상의 태그(39)는 렉틴일 수 있으며, 고정화된 태그(50)는 글리코실 부분일 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예에서, 렉틴은 완두 렉틴이고, 글리코실 부분은 적혈구 글리코실 단위이다. 제2 결합 파트너 상의 태그 및 고정화된 태그는 본 발명의 사상 내에서 역전될 수 있다. 예를 들면, 글리코실 부분이 제2 결합 파트너 상의 태그이고, 고정화된 렉틴 태그가 검출 구역에 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 다른 수용체 및 리간드가 태그에 사용될 수도 있다.
작동 시에, 전환 구역(500) 내의 갭(525)은 시험 스트립 상의 측방향 유동(43)을 정지시킨다. 샘플 압축기(30)가 추가되는 경우, 샘플 압축기(30)는 갭(525) 위에 브리지를 생성한다. 유동은 분리된 평면 내의 샘플 압축기(30)로 전환(520)된다. 용출 매체 또는 버퍼는 샘플 압축기(30)를 통해 유동할 때, 컨쥬게이트(36)의 제1 분석물 결합 파트너(37) 및 대조 구역 결합 파트너(61)를 채취한다. 유동 내에서 이동하는 성분이 관심의 대상인 샘플과 상호작용하는 갭(525)의 종료 후에 유동은 시험 스트립으로 복귀한다. 분석물(40)이 샘플 내에 존재한다면, 분석물(40)은 제1 분석물 결합 파트너(36) 및 제2 분석물 결합 파트너(38)에 결합되어, 상부 피스로서의 컨쥬게이트(36) 및 하부 피스로서의 제2 결합 파트너(38)와, 이들 사이에 있는 분석물(40)에 의해 "수직" 샌드위치가 생성된다(도 4b 참조). 또한, 샘플 압축기(30) 상에 대조 구역 결합 파트너(61)가 있다면, 대조 구역 결합 파트너(61)도 이송된다. 그 후에, 시험 구역(45) 내의 고정화된 태그(50)는 태그(39)와 결합한다. 컨쥬게이트(36)가 표지(41)를 포함하기 때문에, 형성된 복합체는 검출 가능하고 양성 결과를 나타낸다. 시험의 적절한 작동은 또한 대조 구역 결합 파트너(61)와 대조 구역(46) 내의 그 고정화된 파트너 사이의 상호작용으로 인해 대조 구역(46)에서 검출 가능한 양성 결과를 초래한다.
도 32a 및 도 32b에는 갭(525)이 캐리어 백킹부까지 아래로 연장되는 것으로 도시되어 있지만, 갭(525)은 단지 유동을 정지시키기에 충분한 깊이만을 갖는 것을 필요로 한다. 다른 실시예에서, 갭(525)은 불투과성 또는 투과성일 수 있는 배리어 재료로 충전되거나 부분적으로 충전된다.
다른 바람직한 실시예에서, 2개 이상의 배리어, 2개 이상의 갭, 또는 적어도 하나의 배리어 및 적어도 하나의 갭의 조합이 전환 구역을 구성할 수도 있다.
도 33a 및 도 33b는 본 발명의 다른 실시예에서 힌지(800), 전환 구역(500) 및 샘플 압축기(30)를 갖는 측방향 유동 장치를 도시한다. 힌지(800)는 압축을 용이하게 하지만, 그 외에 이러한 실시예에서는 도 29 및 도 30에서 설명된 전환 구역 실시예와 유사하게 기능을 한다. 이러한 실시예에서의 힌지(800) 및 샘플 압축기 패드(33)는 본 명세서에 개시된 임의의 실시예와 함께 사용될 수 있다. 도 8b의 힌지 구성은 대안적으로 본 발명의 다른 실시예에서의 전환 구역(500)과 함께 사용될 수 있다.
도 34a 및 도 34b는 본 발명의 다른 실시예에서 힌지(800), 전환 구역(500) 및 샘플 압축기(30)를 갖는 측방향 유동 장치를 도시한다. 힌지(800)는 압축을 용이하게 하지만, 그 외에 이러한 실시예에서는 도 31 및 도 32에서 설명된 전환 구역 실시예와 유사하게 기능을 한다. 이러한 실시예에서의 힌지(800) 및 샘플 압축기 패드(33)는 본 명세서에 개시된 임의의 실시예와 함께 사용될 수 있다. 도 8b의 힌지 구성은 대안적으로 본 발명의 다른 실시예에서의 전환 구역(500)과 함께 사용될 수 있다.
도 24 내지 도 34가 태그(50)가 시험 구역 내에 고정화된 상태에서 시험 구역의 상류측에 있는 분석물을 위한 결합 파트너를 이용하여 설명되지만, 다른 대안적인 실시예에서, 분석물을 위한 제2 결합 파트너(38)는 도 24 내지 도 34에 설명된 모든 시험 스트립 구성에서 시험 구역 내에 고정화될 수 있다. 이들 실시예에서, 1/2의 샌드위치(제1 결합 파트너(37)-분석물(40))만이 샘플이 시험 구역에 도달하기 전에 형성된다.
시험 구역(45) 내의 제2 결합 파트너(38)를 갖는 실시예는 도 35a 및 도 35b, 도 36a 및 도 36b, 도 37a 및 도 37b, 도 38, 도 39, 도 40a 및 도 40b, 도 41a 및 도 41b, 도 42a 및 도 42b, 도 43a 및 도 43b, 도 44a 및 도 44b, 및 도 45a 및 도 45b에 도시되어 있다. 이들 실시예는, 태그(39) 또는 고정화된 태그(50)가 없고 제2 결합 파트너(38)가 시험 구역(45) 내에 고정화되는 것을 제외하고는, 도 24a 및 도 24b, 도 25a 및 도 25b, 도 26a 및 도 26b, 도 27a 내지 도 27c, 도 28, 도 29, 도 30a 및 도 30b, 도 31a 및 도 31b, 도 32a 및 도 32b, 도 33a 및 도 33b, 및 도 34a 및 도 34b에 도시된 실시예와 각각 유사하다. 결과적으로, 완전한 샌드위치(제1 결합 파트너(37)-분석물(40)-제2 결합 파트너(38))는 샘플이 시험 구역(45)에 도달할 때까지 형성되지 않는다.
샘플 압축기(30)를 갖는 다른 실시예에서, 샘플 압축기는 시험을 위한 어떠한 시약도 포함하지 않으며, 압력을 제공하거나 시험 스트립 상에서 전환 구역을 브리징하는데만 사용된다.
전환 구역을 이용한 바이모달 시험 스트립
분리 시에, MxA도 CRP도 단독으로는 바이러스 및 박테리아 감염 모두를 식별하는데 민감하거나 특이적이지 않다. CRP의 낮은 컷오프 값(cut-off value)은 박테리아 감염을 검출하는데 높은 감도 및 낮은 특이도를 나타낸다. CRP의 높은 컷오프 값은 박테리아 감염을 검출하는데 낮은 감도 및 높은 특이도를 나타낸다. MxA는 바이러스 감염을 식별하는 데 특이적이지만, 박테리아 감염에 민감하지 않다. 저CRP, 고CRP 및 MxA의 의료적 결정점(medical decision point)이 반영된 절단 레벨을 포함하는 결과의 다중화된 패턴은 바이러스 및/또는 박테리아 감염에 대한 면역 반응을 식별하기 위한 민감하고 특이적인 방식을 제공한다.
다중화된 측방향 유동 면역분석의 하나의 바람직한 실시예에서, 시험 결과의 핑거스틱(fingerstick) 혈액 패턴은 약 10mg/L의 저CRP 레벨 컷오프에 대한 혈청 등가량(equivalence), 약 80mg/L의 고CRP 레벨 컷오프에 대한 혈청 등가량, 및 약 40ng/㎖의 MxA 컷오프를 갖는 양성 결과를 나타낸다.
바이모달 이중 시험 스트립은 인간의 박테리아 및 바이러스 감염을 구별하는데 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 또한 동물에 대한 수의학적 응용에 사용될 수도 있다. CRP가 종에 따라 상이하기 때문에, 종들 사이에는 CRP에 대한 공통 항체가 존재하지 않는다. 그러므로 수의학적 시험은 시험될 특정 종에 특이적인 CRP를 포함할 필요가 있다. MxA는 종들 사이에서 잘 보존되고, 따라서 수의학적 시험에 인간 MxA를 사용하는 것이 가능하다. 그러나 대안적으로 특이도의 더욱 증대를 도모하기 위해서 특정 종에 대한 MxA가 사용될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 바이모달 이중 시험 스트립을 사용한 수의학적 시험은 고양이, 개, 토끼, 돼지, 양, 말, 소, 원숭이, 침팬지, 개코원숭이(baboon) 또는 오랑우탄을 포함하지만 이에 한정되지 않는 특정 종에 대해 전개될 수 있다.
양쪽 시험 스트립 상에 전환 구역을 갖는 바이모달 이중 시험 스트립 샘플 분석 장치에 대한 하나의 바람직한 구성이 도 46a 내지 도 46c에 도시되어 있다. 샘플 분석 장치 또는 시험 카드(899)는 2개의 측면(836, 837) 및 스플라인 또는 힌지 부분(831)을 갖는 폐쇄 가능한 하우징(835)을 포함한다. 하나의 바람직한 실시예에서, 시험 카드(899)는 2개의 측면(836, 837)이 폐쇄된 경우 약 11.5㎝의 길이(L) x 7㎝의 폭(W)을 갖는다. 그러나 모든 구성요소를 수용하는 임의의 크기의 시험 카드(899)가 사용될 수 있다. 하우징(835)의 제1 측면(836) 내에는, 2개의 시험 스트립(815, 825)이 있으며, 이들 시험 스트립 각각은 수용 패드(845), 전환 구역(850), 이송 패드(855) 및 검출 구역(805)을 포함한다. 제1 측면(836)은 또한 흡수 패드(840) 및 바람직하게는 폐기물 패드(860)를 포함한다. 제1 시험 스트립(815)은 바람직하게는 MxA 시험 라인(802), 저CRP 시험 라인(803) 및 대조 라인(804)을 갖는 검출 구역(805)을 포함한다. 제2 시험 스트립(825)은 바람직하게는 고CRP 시험 라인(823) 및 대조 라인(804)을 갖는 검출 구역(805)을 포함한다. 모든 시험 라인은 하우징(835)이 폐쇄되는 경우 하우징(835)의 제2 측면(837) 상의 윈도우(865)를 통해 보인다. 흡수 패드(840)는 바람직하게는 런닝 버퍼가 측방향 유동을 개시하도록 추가되는 단일 패드이다. 유사하게, 폐기물 패드(860)는 바람직하게는 시험의 종료 시에 과잉의 런닝 버퍼를 채취하는 단일 패드이다. 그러나 다른 실시예에서, 각각의 스트립은 별개의 흡수 패드(840) 및/또는 폐기물 패드(860)를 가질 수 있다.
하우징(835)의 제2 측면(837)은 3개의 분리된 섹션(838, 839, 870)을 포함한다. 중간 부분, 즉 샘플 압축기 또는 플랩(870)은 바람직하게는 2개의 컨쥬게이트 구역(872, 874)을 포함하고, 이들 컨쥬게이트 구역 각각은 적어도 하나의 분석물을 위한 표지식 결합 파트너 및 표지식 대조를 포함한다. 윈도우(843)는 하우징의 제2 측면(837)의 하측 부분(838)에 위치되어, 하우징(835)이 폐쇄될 때 버퍼가 흡수 패드(840)에 추가될 수 있다. 검출 구역(805)을 위한 관찰 윈도우(865)는 하우징(835)의 제2 측면(837)의 상측 부분(839) 상에 있다.
하우징(835)의 제2 측면(837)의 상측 부분(839) 및 하측 부분(838)은 또한 바람직하게는 하나 이상의 구멍(895)과 정합하는 적어도 하나의 노브(knob), 페그(peg) 또는 돌기(875)를 각각 포함하고, 그에 따라 상측 부분(839) 및 하측 부분(838)은 하우징(835)의 제1 측면(836) 상에 용이하게 체결된다. 바람직한 실시예에서, 하우징(835)의 제1 측면(836) 상에서 흡수 패드(840) 옆에 있는 2개의 구멍(895)과 정합하는 하측 부분(838) 상의 2개의 페그(875), 및 하우징(835)의 제1 측면(836) 상에서 폐기물 패드(860) 옆에 있는 2개의 구멍(895)과 정합하는 상측 부분(839) 상의 2개의 페그(875)가 있다. 다른 실시예에서, 구멍(895)은 하우징(835)의 제2 측면(837) 상에 있고, 페그(875)는 하우징(835)의 제1 측면(836) 상에 있다. 또 다른 실시예에서, 하우징(835)의 제2 측면(837)의 상측 부분(838) 및/또는 하측 부분(839)을 하우징(835)의 제1 측면(836)에 고정하는데 다른 가역적인 체결 메커니즘이 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 상부 및 하부 섹션(839, 838)은 사용 전에 예를 들어 접착제를 사용하여 영구적으로 폐쇄된다.
하우징의 제2 측면(837) 상의, 샘플 압축기로도 알려진 플랩(870)은 2개의 컨쥬게이트 구역(872, 874) 및 2개의 샘플 적용 구역(873, 876)을 포함하고, 용이하게 개방 및 폐쇄될 수 있다. 플랩(870)은 또한 바람직하게는 하나 이상의 구멍(895)과 정합하는 적어도 하나의 노브, 페그 또는 돌기(875)를 포함하고, 그에 따라 플랩(870)은 샘플이 샘플 적용 구역(873, 876)에 추가된 후에 하우징(835)의 제1 측면(836) 상으로 용이하고 정확하게 폐쇄된다. 다른 실시예에서, 구멍(895)은 하우징(835)의 제2 측면(837) 상에 있고, 페그(875)는 하우징(835)의 제1 측면(836) 상에 있다. 또 다른 실시예에서, 플랩(870)을 하우징(835)의 제1 측면(836)에 고정하는데 다른 가역적인 체결 메커니즘이 사용될 수 있다.
컨쥬게이트 구역(872, 874) 및 샘플 적용 구역(873, 876)은 바람직하게는 중첩한다. 바람직한 실시예에서, 컨쥬게이트 구역(872, 874)은 샘플 컨쥬게이트 및 대조 컨쥬게이트 내의 염료로 인해 착색되며, 샘플은 플랩(870)의 착색된 부분 상에 직접 배치된다. 하나의 바람직한 실시예에서, 제1 시험 스트립(815)에 사용되는 컨쥬게이트 구역(872)은 적색 염료로 표지화된 MxA 결합 파트너, 흑색 염료로 표지화된 저CRP 결합 파트너, 및 청색 염료로 표지화된 대조 결합 파트너를 함유한다. 이러한 실시예에서, 컨쥬게이트 구역(872)은 자줏빛을 띤다. 다른 컨쥬게이트 구역(874)은 흑색 염료로 표지화된 고CRP 결합 파트너, 및 청색 염료로 표지화된 대조 결합 파트너를 함유한다. 이러한 실시예에서, 컨쥬게이트 구역(874)은 푸른빛을 띤다.
전환 구역(850)은 바람직하게는 측방향 유동을 차단하여 컨쥬게이트 구역(872, 874) 및 샘플 적용 구역(873, 876)을 포함하는 플랩(870)으로 런닝 버퍼를 상방으로 전환하는 갭 또는 배리어를 포함한다.
작동 시에, 하우징(835)의 제2 측면(837)의 상측 및 하측 부분(839, 838)은 바람직하게는 페그(875)를 구멍(895)에 고정함으로써 사용 전에 폐쇄 상태로 스냅 결합된다. 샘플 분석 장치 또는 시험 카드(899)는 바람직하게는 편평한 표면상에 배치된다. 플랩(870)이 사전에 개방되어 있지 않으면, 사용자는 플랩(870)을 개방하여 샘플 적용 구역(873, 876)에 접근한다. 시험될 혈액 샘플이 환자로부터 취해진다. 샘플은 본 기술분야에 알려진 임의의 절차에 의해 취해질 수 있다. 바람직한 실시예에서, 5㎕의 혈액 샘플이 샘플 적용 구역(873, 876)에 추가되고, 그 후에 플랩(870)이 폐쇄된다. 5㎕의 샘플 각각은 바람직하게는 다른 것과 독립적으로 채취된다. 혈액 샘플은 바람직하게는 어떠한 전처리도 없이 장치(899)에 직접 추가된다.
샘플 압축기 또는 플랩(870)이 정확하게 폐쇄되었다는 것을 보장하기 위해서, 압력이 바람직하게는 페그(875) 위에서 하우징(835)에 가해져서 페그(875)를 폐쇄 상태로 스냅 결합한다. 플랩(870)의 상부는 시험을 적절하게 진행하기 위해 하우징(835)의 제2 측면(837)의 나머지의 상부와 동일면 상에 있을 필요가 있다. 런닝 버퍼가 흡수 패드(840)에 추가되어 측방향 유동(885)을 개시한다. 바람직한 실시예에서, 런닝 버퍼는 혈액 샘플을 용해하여 샘플 내의 세포 내 MxA를 노출시키기 위해 하나 이상의 용해제, 예를 들어 세제를 포함한다. 런닝 버퍼는 전환 구역(850)에 도달하면 플랩(870) 내로 상방으로 전환된다. 런닝 버퍼는 컨쥬게이트 구역(872, 874)을 통해 이동하여, 대조 컨쥬게이트뿐만 아니라, MxA 결합 파트너와 샘플 내의 MxA 사이, 저CRP 결합 파트너와 샘플 내의 낮은 레벨의 CRP 사이, 고CRP 결합 파트너와 샘플 내의 높은 레벨의 CRP 사이에 형성된 임의의 복합체를 채취한다.
컨쥬게이트 구역(872, 874)이 측방향 유동 시험 스트립(815, 825) 상에서 전환 구역(850)을 브리징하기 때문에, 그 후에, 상기에서 설명된 샘플, 컨쥬게이트 및 복합체를 이제 함유하는 런닝 버퍼는 이송 패드(855) 내로 이동하고 각각의 시험 스트립(815, 825) 상의 검출 구역(805)까지 이동한다. MxA가 샘플 내에 존재한다면, 제1 시험 스트립(815) 상의 MxA 시험 라인(802)은 적색이 된다. 임계의 낮은 레벨의 CRP가 샘플 내에 존재한다면, 제1 시험 스트립(815) 상의 저CRP 시험 라인(803)은 흑색이 된다. 임계의 높은 레벨의 CRP가 샘플 내에 존재한다면, 제2 시험 스트립(825) 상의 고CRP 시험 라인(823)은 흑색이 된다. 시험이 정확하게 진행되었다면, 제1 시험 스트립(815) 및 제2 시험 스트립(825) 모두 상의 대조 라인(804)은 청색이 된다. 바람직한 실시예에서, 검출 레벨은 MxA에 대해 40 ng/㎖이고, 제1 시험 스트립(815) 상의 저CRP에 대해 10 mg/L이고, 제2 시험 스트립(825) 상의 고CRP에 대해 80 mg/L이다. 시험 결과는 약 5 내지 20분 후에, 바람직하게는 약 10분 내에 보여야 한다.
대조 결합 파트너가 샘플 압축기 또는 플랩(870) 상에는 있지만 시험 스트립(815, 825)의 어디 상에도 없기 때문에, 이러한 구성에 대한 올바른 절차 대조가 있다. 플랩(870)이 적절하게 폐쇄되지 않으면, 검출 구역(805)에서 어떤 것도 나타나지 않아, 시험이 부적절하게 진행되었다는 것을 나타낸다.
도 47a 내지 도 47f는 도 46a 내지 도 46c에 도시된 장치(899)를 사용한 시험 결과를 나타내고, 2개의 시험 스트립(815, 825)이 나란히 있고, 여기서 제1 시험 스트립(815)은 MxA 및 낮은 레벨의 CRP 모두의 존재에 대해 시험하고, 제2 시험 스트립(825)은 높은 레벨의 CRP에 대해 시험한다.
도 47a는 제1 시험 스트립(815) 상의 MxA 시험 라인(802)에서의 음성 결과 및 저CRP 시험 라인(803)에서의 음성 결과뿐만 아니라, 제2 시험 스트립(825) 상의 고CRP 시험 라인(823)에서의 음성 결과를 나타낸다. 보다 구체적으로는, 측방향 유동 분석(899)의 검출 구역(805)에서 단지 보이는 라인은 2개의 청색 대조 라인(804)이다. 이러한 결과는 샘플이 바이러스 및 박테리아 감염 모두에 대해 음성인 것을 나타낸다.
도 47b 및 도 47c는 바이러스 감염에 대해 양성이다. 도 47b에서, 2개의 청색 대조 라인(804) 및 적색 MxA 라인(802)의 존재는 바이러스 감염을 나타낸다. 도 47c에서, 2개의 청색 대조 라인(804) 및 적색 MxA 라인(802)의 존재는 바이러스 감염을 나타낸다. 또한, 도 47c에는 흑색 저CRP 라인(803)이 있기 때문에, 박테리아 동시 감염의 가능성이 있지만, 고CRP 라인(823)이 존재하지 않는다.
도 47d 및 도 47e는 박테리아 감염에 대해 양성이다. 도 47d에서, 2개의 청색 대조 라인(804) 및 흑색 저CRP 라인(803)의 존재는 박테리아 감염을 나타낸다. 도 47e에서, 2개의 청색 대조 라인(804), 흑색 저CRP 라인(803) 및 흑색 고CRP 라인(823)의 존재는 또한 박테리아 감염을 나타낸다. 도 47d 및 도 47e 모두에서 MxA 라인이 존재하지 않아, 바이러스 감염의 부재를 나타낸다.
도 47f는 동시 감염(박테리아 및 바이러스 감염 모두)을 나타낸다. 2개의 청색 대조 라인(804), 적색 MxA 라인(802), 흑색 저CRP 라인(803) 및 흑색 고CRP 라인(823)의 존재는 바이러스 및 박테리아 감염 모두의 존재를 나타낸다.
바이모달 이중 시험 스트립 샘플 분석 장치(1000)에 대한 다른 바람직한 구성이 도 48a 내지 도 48c에 도시되어 있다. 이러한 구성(1000)은 도 46a 내지 도 46c에 도시된 구성(899)과 유사하지만, 샘플 적용 구역(1073, 1076)은 전환 구역(850)의 하류측의 각각의 시험 스트립(1015, 1025) 상에 위치된다. 샘플 분석 장치 또는 시험 카드(1000)는 2개의 측면(836, 837) 및 스플라인 또는 힌지 부분(831)을 갖는 폐쇄 가능한 하우징(835)을 포함한다. 하나의 바람직한 실시예에서, 시험 카드(1000)는 2개의 측면(836, 837)이 폐쇄된 경우 약 11.5㎝의 길이(L) x 7㎝의 폭(W)을 갖는다. 그러나 모든 구성요소를 수용하는 임의의 크기의 시험 카드(1000)가 사용될 수 있다. 하우징(835)의 제1 측면(836) 내에는, 2개의 시험 스트립(1015, 1025)이 있으며, 이들 시험 스트립 각각은 수용 패드(845), 전환 구역(850), 이송 패드(1055) 및 검출 구역(805)을 포함한다. 제1 측면(836)은 또한 흡수 패드(840) 및 바람직하게는 폐기물 패드(860)를 포함한다. 제1 시험 스트립(1015)은 바람직하게는 MxA 시험 라인(802), 저CRP 시험 라인(803) 및 대조 라인(804)을 갖는 검출 구역(805)을 포함한다. 제2 시험 스트립(1025)은 바람직하게는 고CRP 시험 라인(823) 및 대조 라인(804)을 갖는 검출 구역(805)을 포함한다. 모든 시험 라인은 하우징(835)이 폐쇄되는 경우 하우징(835)의 제2 측면(837) 상의 윈도우(865)를 통해 보인다. 흡수 패드(840)는 바람직하게는 런닝 버퍼가 측방향 유동을 개시하도록 추가되는 단일 패드이다. 유사하게, 폐기물 패드(860)는 바람직하게는 시험의 종료 시에 과잉의 런닝 버퍼를 채취하는 단일 패드이다. 그러나 다른 실시예에서, 각각의 스트립은 별개의 흡수 패드(840) 및/또는 폐기물 패드(860)를 가질 수 있다.
하우징(835)의 제2 측면(837)은 3개의 분리된 섹션(838, 839, 1070)을 포함한다. 중간 부분, 또는 샘플 압축기로도 알려진 플랩(1070)은 바람직하게는 2개의 컨쥬게이트 구역(872, 874)을 포함하고, 이들 컨쥬게이트 구역 각각은 적어도 하나의 분석물을 위한 표지식 결합 파트너 및 표지식 대조를 포함한다. 윈도우(843)는 하우징의 제2 측면(837)의 하측 부분(838)에 위치되어, 하우징(835)이 폐쇄될 때 버퍼가 추가될 수 있다. 검출 구역(805)을 위한 관찰 윈도우(865)는 하우징(835)의 제2 측면(837)의 상측 부분(839) 상에 있다.
하우징(835)의 제2 측면(837)의 상측 부분(839) 및 하측 부분(838)은 또한 바람직하게는 하나 이상의 구멍(895)과 정합하는 적어도 하나의 노브, 페그 또는 돌기(875)를 각각 포함하고, 그에 따라 상측 부분(839) 및 하측 부분(838)은 하우징(835)의 제1 측면(836) 상에 용이하게 체결된다. 바람직한 실시예에서, 하우징(835)의 제1 측면(836) 상에서 흡수 패드(840) 옆에 있는 2개의 구멍(895)과 정합하는 하측 부분(838) 상의 2개의 페그(875), 및 하우징(835)의 제1 측면(836) 상에서 폐기물 패드(860) 옆에 있는 2개의 구멍(895)과 정합하는 상측 부분(839) 상의 2개의 페그(875)가 있다. 다른 실시예에서, 구멍(895)은 하우징(835)의 제2 측면(837) 상에 있고, 페그(875)는 하우징(835)의 제1 측면(836) 상에 있다. 또 다른 실시예에서, 하우징(835)의 제2 측면(837)의 상측 부분(838) 및/또는 하측 부분(839)을 하우징(835)의 제1 측면(836)에 고정하는데 다른 가역적인 체결 메커니즘이 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 상부 및 하부 섹션(839, 838)은 사용 전에 예를 들어 접착제를 사용하여 영구적으로 폐쇄된다.
하우징의 제2 측면(837) 상의 플랩(1070)은 2개의 컨쥬게이트 구역(872, 874)을 포함하고, 용이하게 개방 및 폐쇄될 수 있다. 플랩(1070)은 또한 바람직하게는 하나 이상의 구멍(895)과 정합하는 적어도 하나의 노브, 페그 또는 돌기(875)를 포함하고, 그에 따라 플랩(1070)은 샘플이 시험 스트립(1015, 1025) 상의 샘플 적용 구역(1073, 1076)에 추가된 후에 하우징(835)의 제1 측면(836) 상으로 용이하고 정확하게 폐쇄된다. 다른 실시예에서, 구멍(895)은 하우징(835)의 제2 측면(837) 상에 있고, 페그(875)는 하우징(835)의 제1 측면(836) 상에 있다. 또 다른 실시예에서, 플랩(1070)을 하우징(835)의 제1 측면(836)에 고정하는데 다른 가역적인 체결 메커니즘이 사용될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 컨쥬게이트 구역(872, 874)은 샘플 컨쥬게이트 및 대조 컨쥬게이트 내의 염료로 인해 착색된다. 하나의 바람직한 실시예에서, 제1 시험 스트립(1015)에 사용되는 컨쥬게이트 구역(872)은 적색 염료로 표지화된 MxA 결합 파트너, 흑색 염료로 표지화된 저CRP 결합 파트너, 및 청색 염료로 표지화된 대조 결합 파트너를 함유한다. 이러한 실시예에서, 컨쥬게이트 구역(872)은 자줏빛을 띤다. 다른 컨쥬게이트 구역(874)은 흑색 염료로 표지화된 고CRP 결합 파트너, 및 청색 염료로 표지화된 대조 결합 파트너를 함유한다. 이러한 실시예에서, 컨쥬게이트 구역(874)은 푸른빛을 띤다.
바람직하게는 갭 또는 배리어를 포함하는 전환 구역(850)은 측방향 유동을 차단하여 컨쥬게이트 구역(872, 874)을 포함하는 플랩(1070)으로 런닝 버퍼를 상방으로 전환한다.
작동 시에, 하우징(835)의 제2 측면(837)의 상측 및 하측 부분(839, 838)은 바람직하게는 페그(875)를 구멍(895)에 고정함으로써 사용 전에 폐쇄 상태로 스냅 결합된다. 샘플 분석 장치 또는 시험 카드(1000)는 바람직하게는 편평한 표면상에 배치된다. 플랩(1070)이 사전에 개방되어 있지 않으면, 사용자는 플랩(1070)을 개방하여 샘플 적용 구역(1073, 1076)에 접근한다. 샘플 적용 구역(1073, 1076)은 이송 패드(1055)의 임의의 부분에 위치될 수 있다. 시험될 혈액 샘플이 환자로부터 취해진다. 샘플은 본 기술분야에 알려진 임의의 절차에 의해 취해질 수 있다. 바람직한 실시예에서, 5㎕의 혈액 샘플이 샘플 적용 구역(1073, 1076)에 추가되고, 그 후에 플랩(1070)이 폐쇄된다. 5㎕의 샘플 각각은 바람직하게는 다른 것과 독립적으로 채취된다. 혈액은 바람직하게는 어떠한 전처리도 없이 장치(1000)에 직접 추가된다. 바람직한 실시예에서, 화살표(1002)(도 48a에 도시됨) 또는 다른 표시, 예를 들어 "여기에 샘플을 추가하라"는 문구는 사용자가 시험 스트립(1015, 1025) 상에 샘플을 배치하는 위치를 나타낸다.
플랩(1070)이 정확하게 폐쇄되었다는 것을 보장하기 위해서, 압력이 바람직하게는 페그(875) 위에서 하우징(835)에 가해져서 페그(875)를 폐쇄 상태로 스냅 결합한다. 플랩(1070)의 상부는 시험을 적절하게 진행하기 위해 하우징(835)의 제2 측면(837)의 나머지의 상부와 동일면 상에 있을 필요가 있다. 런닝 버퍼가 흡수 패드(840)에 추가되어 측방향 유동(885)을 개시한다. 바람직한 실시예에서, 런닝 버퍼는 혈액 샘플을 용해하여 샘플 내의 세포 내 MxA를 노출시키기 위해 하나 이상의 용해제, 예를 들어 세제를 포함한다. 런닝 버퍼는 전환 구역(850)에 도달하면 플랩(870) 내로 상방으로 전환된다. 런닝 버퍼는 컨쥬게이트 구역(872, 874)을 통해 이동하여, 대조 컨쥬게이트뿐만 아니라, MxA 결합 파트너, 저CRP 결합 파트너 및 고CRP 결합 파트너를 채취한다.
컨쥬게이트 구역(872, 874)이 측방향 유동 시험 스트립(1015, 1025) 상에서 전환 구역(850)을 브리징하기 때문에, 그 후에, 컨쥬게이트를 이제 함유하는 런닝 버퍼는 샘플 적용 구역(1073,1076)을 포함하는 이송 패드(1055) 내로 이동하고 각각의 시험 스트립(1015, 1025) 상의 검출 구역(805)까지 이동한다. MxA가 샘플 내에 존재한다면, 제1 시험 스트립(1015) 상의 MxA 시험 라인(802)은 적색이 된다. 임계의 낮은 레벨의 CRP가 샘플 내에 존재한다면, 제1 시험 스트립(1015) 상의 저CRP 시험 라인(803)은 흑색이 된다. 임계의 높은 레벨의 CRP가 샘플 내에 존재한다면, 제2 시험 스트립(1025) 상의 고CRP 시험 라인(823)은 흑색이 된다. 바람직한 실시예에서, 검출 레벨은 MxA에 대해 40ng/㎖이고, 제1 시험 스트립(1015) 상의 저CRP에 대해 10mg/L이고, 제2 시험 스트립(1025) 상의 고CRP에 대해 80mg/L이다. 시험 결과는 약 5 내지 20분 후에, 바람직하게는 약 10분 내에 보여야 한다. 시험이 정확하게 진행되었다면, 제1 시험 스트립(1015) 및 제2 시험 스트립(1025) 모두 상의 대조 라인(804)은 청색이 된다.
대조 결합 파트너가 플랩(1070) 상에는 있지만 시험 스트립(1015, 1025)의 어디 상에도 없기 때문에, 이러한 구성에 대한 올바른 절차 대조가 있다. 플랩(1070)이 적절하게 폐쇄되지 않으면, 검출 구역(805)에서 어떤 것도 나타나지 않아, 시험이 부적절하게 진행되었다는 것을 나타낸다.
대안적인 실시예에서, 샘플 적용 구역(1073, 1076)은 전환 구역(850) 앞의 수용 패드(845) 상에 위치된다. 이러한 실시예에서, 런닝 버퍼는 샘플 적용 구역(1073, 1076)을 통해 이동한 후에, 플랩(1070) 내로 전환된다.
도 46a 내지 도 46c 및 도 48a 내지 도 48c에 도시된 구성의 바람직한 실시예에서, 약 1.2㎖ 초과의 러닝 버퍼가 흡수 패드(840) 상에 배치된다. 전환 구역(850)이 갭인 실시예에서 1.0㎖ 미만이 추가되면, 갭이 약 1.0 ㎖를 유지하기 때문에 버퍼는 갭에서 멈추게 된다.
도 49에 도시된 바와 같이, 하나의 바람직한 실시예에서, 키트(1100)는 샘플 분석 장치(800, 1000), 랜싯(1102), 하나 이상의 피펫(1101) 및 런닝 버퍼(1103)를 포함한다. 랜싯(1102)은 피부에 상처를 내는데 사용되고, 하나 이상의 피펫(1101)은 상처 부위로부터 혈액을 채취하는데 사용된다. 바람직한 실시예에서, 5㎕의 혈액이 제1 피펫(1101)으로부터 제1 컨쥬게이트 구역(872)으로 이송되고, 5㎕의 다른 혈액이 제2 피펫(1101)으로부터 제2 컨쥬게이트 구역(874)으로 이송된다. 도 46a 내지 도 46c 및 도 48a 내지 도 48c의 설명에서 기재된 바와 같이, 플랩(870)이 폐쇄되고, 런닝 버퍼(1103)가 흡수 패드(840)에 추가된다.
샘플 압축기(30)를 갖는 다른 실시예에서, 샘플 압축기는 시험을 위한 어떠한 시약도 포함하지 않으며, 압력을 제공하거나 시험 스트립 상에서 전환 구역을 브리징하는 데만 사용된다.
본 명세서에서는 방법 및 장치가 샌드위치 분석으로서 설명되고 있지만, 본 발명의 방법 및 장치는 경합 분석에서 동일하게 사용될 수 있다. 이들 경합 분석에서, 컨쥬게이트는 바람직하게는 표지에 결합되는 분석물의 결합 파트너보다는 분석물 또는 분석물 유사체를 포함하거나, 대안적으로, 제2 결합 파트너가 분석물 또는 분석물 유사체로 대체된다. 그리고 양성 시험 결과는 시험 스트립의 시험 구역에 있어서의 표지의 존재의 결핍에 의해 표시된다.
따라서, 본 명세서에서 설명된 본 발명의 실시예는 단지 본 발명의 원리의 적용을 예시하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서의 예시된 실시예의 상세사항에 대한 언급은, 그 자체가 본 발명에 필수적인 것으로 간주되는 이들 특징을 기재하고 있는 청구항의 범위를 한정하는 것으로 의도되지 않는다.

Claims (21)

  1. 샘플 내의 분석물을 검출하기 위한 측방향 유동 장치에 있어서,
    샘플 압축기;
    시험 구역, 및 상기 시험 구역의 상류측의 전환 구역을 포함하는 시험 스트립으로서, 상기 전환 구역이 상기 시험 스트립 상에서의 측방향 유동을 차단하는, 시험 스트립;
    상기 분석물을 위한 제1 결합 파트너 및 표지를 포함하는 컨쥬게이트;
    분석물을 위한 제2 결합 파트너; 및
    샘플이 측방향 유동 장치에 적용되는 샘플 적용 구역으로서, 상기 샘플 적용 구역은, i) 검출 구역의 상류측의 시험 스트립 상의 위치, ii) 상기 샘플 압축기 상의 위치, iii) 상기 샘플의 채취를 위한 샘플 채취부를 포함하는 샘플 채취기 상의 위치로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 위치에 위치되는, 샘플 적용 구역을 포함하며,
    상기 컨쥬게이트, 상기 제2 결합 파트너, 및 상기 컨쥬게이트와 제2 결합 파트너 모두로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 성분은 상기 측방향 유동 장치의 사용 전에는 상기 시험 스트립 상에 위치되지 않으며,
    상기 샘플 압축기는 상기 전환 구역 위에 브리지를 생성하여 유동을 샘플 압축기 상으로 전환하고 전환 구역의 단부에서 유동을 시험 스트립으로 복귀시키는, 측방향 유동 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 샘플 적용 구역이 샘플 채취기 상에 있는 경우, 상기 샘플 채취기는 샘플 압축기와 시험 스트립 사이에 수직 스택으로 위치되는, 측방향 유동 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전환 구역은 상기 시험 스트립 상에서의 측방향으로의 유동을 정지시키거나 지연시키는 물리적 배리어를 포함하는, 측방향 유동 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 물리적 배리어는 캡슐화된 성분을 포함하고, 상기 물리적 배리어는 용출 매체의 적용 시에 용해되는, 측방향 유동 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전환 구역은 상기 시험 스트립 상에서의 측방향으로의 유동을 정지시키거나 지연시키는 화학적 배리어를 포함하는, 측방향 유동 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 전환 구역은 상기 시험 스트립 상에서의 측방향으로의 유동을 정지시키는 갭을 포함하는, 측방향 유동 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 샘플 압축기는 패드를 포함하고, 상기 컨쥬게이트 또는 제2 결합 파트너는 상기 측방향 유동 장치의 사용 전에 패드 상에 위치되는, 측방향 유동 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 샘플 압축기는 패드를 포함하고, 제1 대조 결합 파트너가 상기 패드 상에 위치되고, 제2 대조 결합 파트너가 상기 시험 스트립의 대조 구역에 고정화되고, 상기 제1 대조 결합 파트너는 제2 대조 결합 파트너를 위한 결합 파트너인, 측방향 유동 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 측방향 유동 장치는, 분석물, 제1 결합 파트너 및 제2 결합 파트너 사이의 복합체의 형성을 통한 시험 구역 내의 분석물의 포획에 의해서만 양성 결과가 달성되도록 형성되는, 측방향 유동 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 시험 구역은 분석물과 특이적으로 결합하는 분자를 포함하지 않는, 측방향 유동 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제2 결합 파트너는 태그를 포함하고, 상기 시험 구역은 상기 태그의 고정화된 결합 파트너를 포함하는, 측방향 유동 장치.
  12. 시험 스트립 및 샘플 압축기를 포함하는 측방향 유동 장치상에서 샘플의 분석을 진행하는 방법에 있어서,
    a) 측방향 유동 장치상에 샘플을 배치하는 단계;
    b) 시험 스트립 상에 전환 구역을 포함함으로써 상기 시험 스트립 상에서의 측방향 유동을 차단하는 단계;
    c) 샘플 압축기를 이용하여 상기 장치에 압력을 가함으로써, 차단된 유동을 상기 샘플 압축기로 전환시키는 단계; 및
    d) 상기 전환 구역의 단부에서 유동을 시험 스트립으로 복귀시키는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서, 단계 a)에서, 상기 샘플은, i) 검출 구역의 상류측의 시험 스트립 상의 위치, ii) 상기 샘플 압축기 상의 위치, iii) 상기 샘플의 채취를 위한 샘플 채취부를 포함하는 샘플 채취기 상의 위치로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 위치에 위치되는 샘플 적용 구역 상에 배치되는, 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 샘플이 샘플 채취기 상에 배치되는 경우, 상기 샘플 채취기는 샘플 압축기와 시험 스트립 사이에 수직 스택으로 위치되는, 방법.
  15. 제14항에 있어서, 단계 a)는 분석물을 위한 결합 파트너를 갖는 패드를 상기 수직 스택 상에 배치하는 단계를 추가로 포함하고, 단계 d)에서, 상기 결합 파트너의 적어도 일부분이 시험 스트립으로 이송되는, 방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 전환 구역은 상기 시험 스트립 상에서의 측방향으로의 유동을 정지시키거나 지연시키는 물리적 배리어를 포함하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 물리적 배리어는 적어도 하나의 캡슐화된 성분을 포함하고, 상기 방법은 상기 물리적 배리어를 용해하여 캡슐화된 성분을 방출하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  18. 제12항에 있어서, 상기 전환 구역은 상기 시험 스트립 상에서의 측방향으로의 유동을 정지시키는 갭을 포함하는, 방법.
  19. 제12항에 있어서, 상기 샘플 압축기는 제1 결합 파트너, 제2 결합 파트너, 및 상기 제1 결합 파트너와 제2 결합 파트너 모두로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 성분을 포함하는, 방법.
  20. 샘플 내의 분석물을 검출하기 위한 측방향 유동 장치에 있어서,
    샘플 압축기;
    샘플의 채취를 위한 샘플 채취부를 포함하는 샘플 채취기;
    샘플 적용 구역, 시험 구역 및 전환 구역을 포함하는 시험 스트립으로서, 상기 전환 구역이 상기 시험 스트립 상에서의 측방향 유동을 차단하는, 시험 스트립;
    상기 분석물을 위한 제1 결합 파트너 및 표지를 포함하는 컨쥬게이트; 및
    분석물을 위한 제2 결합 파트너를 포함하며,
    상기 컨쥬게이트, 상기 제2 결합 파트너, 및 상기 컨쥬게이트와 제2 결합 파트너 모두로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 성분은 상기 측방향 유동 장치의 사용 전에는 상기 시험 스트립 상에 위치되지 않으며,
    상기 샘플 압축기, 샘플 채취기 및 시험 스트립은 압축에 의해 샘플을 상기 시험 스트립에 적용하기 위해 수직 스택을 형성하고,
    상기 샘플 압축기는 상기 전환 구역 위에 브리지를 생성하여 유동을 샘플 압축기 상으로 전환하고 전환 구역의 단부에서 유동을 시험 스트립으로 복귀시킴으로써 유동을 재시작시키고,
    상기 샘플 채취기는 샘플 압축기와 시험 스트립 사이에 수직 스택으로 위치되는, 측방향 유동 장치.
  21. 시험 스트립을 포함하는 측방향 유동 장치상에서 샘플의 분석을 진행하는 방법에 있어서,
    a) 샘플을 갖는 샘플 채취부를 포함하는 샘플 채취기를 샘플 압축기와 시험 스트립의 샘플 적용 구역 사이에 수직 스택으로 배치하는 단계;
    b) 상기 시험 스트립 상에 전환 구역을 포함함으로써 상기 시험 스트립 상에서의 측방향 유동을 차단하는 단계;
    c) 상기 샘플 압축기를 이용하여 수직 스택에 압력을 가함으로써, 차단된 유동을 상기 샘플 압축기로 전환시키는 단계; 및
    d) 상기 전환 구역의 단부에서 유동을 시험 스트립으로 복귀시키는 단계를 포함하는, 방법.
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