KR20010093850A

KR20010093850A - 핵산 증폭 반응을 수행하기 위한 1회용 시험 장치

Info

Publication number: KR20010093850A
Application number: KR1020017007665A
Authority: KR
Inventors: 브라이언 클루츠; 로렌스 버그; 개리 테겔러; 루이스 그라지아노; 크리스토퍼 코터; 미첼 가이; 제임스 그리어; 제프 에이. 맥킨리; 루이지 카탄자리티; 로버트 글래스필드; 제임스 클레멘트 비숍; 브루노 콜린; 세실르 파리; 토마스 왕; 마이클 모린
Original assignee: 추후제출; 바이오메리욱스,인코포레이티드
Priority date: 1999-10-18
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2001-10-29
Also published as: AU7731200A; ATE372166T1; US6410275B1; DE60036277D1; EP1146961A1; WO2001028683A1; MXPA01003181A; AU753903B2; CA2348691A1; ES2292473T3; JP2003512032A; EP1146961B1; WO2001028683A8; DE60036277T2; IL141985A0; BR0007223A

Abstract

본 발명은 기다란 1회용 시험 스트립 형태의 핵산 증폭 반응을 위한 단위 용량 시험 장치에 관한 것이다. 본 발명의 시험 스트립은 핵산 증폭 반응 시약이 사전 로딩된 2중-챔버 반응 용기 및 반응 용기에서 일어나는 반응을 처리하기 위한 다수의 웰을 포함한다.

Description

핵산 증폭 반응을 수행하기 위한 1회용 시험 장치 {DISPOSABLE TEST DEVICES FOR PERFORMING NUCLEIC ACID AMPLIFICATION REACTIONS}

핵산 기초 증폭 반응은 유전병 및 감염성 질병을 검출하기 위해 연구 및 임상 실험실에서 현재 널리 사용되고 있다. 현재 알려진 증폭 기법은, 대량의 초기 2차 구조를 수반하는 DNA 증폭 또는 RNA 증폭을 위한 초기 변성 단계 (전형적으로 65℃ 이상의 온도에서 수행됨) 후 반응이 변성 온도와 프라이머 어닐링 및 앰플리콘 합성 (또는 폴리머라제 활성) 온도 사이의 온도의 연속 사이클링을 통해 유도되는 지("사이클링 반응") 또는 온도가 효소적 증폭 방법 전체에 걸쳐 일정하게 유지되는 지("등온 반응")를 기초로 하여 대체로 두 가지 종류로 분류될 수 있다. 전형적인 사이클링 반응은 폴리머라제 및 리가제 연쇄 반응(각각 PCR 및 LCR)이다. 대표적인 등온 반응 기법으로는 NASBA (Nucleic Acid Sequence Based Amplification), 전사 매개성 증폭 (Transcription Mediated Amplification; TMA), 및 가닥 치환 증폭 (Strand Displacement Amplification; SDA)이 있다. 등온 반응에 있어서, 초기 변성 단계 (필요한 경우) 후, 반응은 일정한 온도, 전형적으로 효소적 증폭 반응이 최적화되는 낮은 온도에서 일어난다.

열안정성 효소를 발견하기 전에는, 온도 사이클링을 사용하는 방법은 각각의 변성 사이클 후에 증폭 튜브 (예를 들어, 시험관)내로 새로운 폴리머라제를 첨가할 필요성에 의해 매우 제한적이었는데, 이는 변성에 필요한 승온이 각각의 사이클 동안 폴리머라제를 비활성화시키기 때문이었다. PCR 검정 과정의 상당한 단순화는 열안정성 Taq 폴리머라제(더모필루스 아쿠아티쿠스 (Thermophilus aquaticus)로부터 유래됨)의 발견에 의해 달성되었다. 이러한 개선은 새로운 효소를 첨가하기 위해 각각의 증폭 사이클 후에 증폭 튜브를 개방할 필요성을 제거시켜 주었다. 이는 오염 위험 및 효소와 관련된 비용을 절감시켜 주었다. 열안정성 효소의 도입은 또한 PCR 기법의 비교적 간단한 자동화를 가능하게 해주었다. 또한, 이러한 신규한 효소는 온도 사이클링 장비와 함께 사용되는 간단한 1회용 장치 (예를 들어, 단일 튜브)의 구현을 가능하게 해주었다.

TMA는 최적의 열안정성 변형체가 공지되어 있지 않은 둘(2) 이상의 효소의 조합된 활성을 필요로 한다. TMA 반응에서의 최적 프라이머 어닐링을 위해, 초기 변성 단계 (65℃ 이상의 온도에서)가 수행되어 표적의 2차 구조를 제거한다. 그 후, 반응 혼합물은 42℃의 온도로 냉각되어 프라이머 어닐링을 수행한다. 또한, 이러한 온도는 내인성 RNase H 활성을 포함하거나 대안적으로 또 다른 시약에 의해 제공되는 T7 RNA 폴리머라제 및 역전사효소(RT)의 조합된 활성을 위한 최적 반응 온도이다. 온도는 하기 등온 증폭 반응 전체에 걸쳐 42℃로 유지된다. 그러나, 증폭 사이클 보다 선행되는 변성 단계는 사용자로 하여금 효소의 비활성화를 방지하기 위해 냉각 기간 후에 효소를 시험관에 첨가하도록 강제한다. 따라서, 변성 단계는 증폭 단계와는 별도로 수행될 필요가 있다.

현재의 실시에 따르면, 시험 샘플 또는 대조 샘플 또는 둘 모두를 증폭 시약 혼합물 (전형적으로 누클레오티드 및 프라이머를 함유함)에 첨가한 후, 시험관을 65℃ 이상의 온도에 적용시킨 후, 42℃의 증폭 온도로 냉각시킨다. 그 후, 효소를 손으로 첨가하여 증폭 반응을 개시시킨다. 이 단계는 전형적으로 증폭 튜브의 개방을 필요로 한다. 효소를 첨가하거나 개방된 튜브에 효소를 후속 첨가하기 위해 증폭 튜브를 개방하는 것은 불편할 뿐만 아니라 오염의 위험을 또한 증가시킨다.

DNA 샘플의 증폭에 대한 대안적인 방법은 코베트(Corbett) 등의 미국 특허 제 5,270,183호에 기재되어 있다. 상기 기법에서, 반응 혼합물은 캐리어 유체의 스트림내로 주입된다. 그 후, 캐리어 유체는 폴리머라제 연쇄 반응이 일어나는 다수의 온도 구역을 통과한다. 다수의 구역의 온도 및 캐리어 유체가 온도 구역을 통과하는 데에 걸리는 에이킹된(aked) 시간은 하기 3가지 사건이 일어나도록 조절된다: DNA 가닥의 변성, DNA 내의 상보적 서열에 대한 올리고누클레오티드 프라이머의 어닐링, 및 새로운 DNA 가닥의 합성. 튜브 및 관련된 온도 구역 및 펌프 수단이 '183 특허에 따른 방법을 수행하기 위해 제공된다.

본 발명은 2중 챔버 또는 "이원(binary)" 반응 용기를 포함하는 스트립 형태의 신규한 시험 장치 및 이 장치를 사용하는 방법을 제공함으로써 상기 언급된 불편함 및 오염 위험을 방지해준다. 본 발명은 수동적으로 효소를 첨가할 필요없이 및 증폭 챔버를 주위환경에 노출시키지 않으면서 변성 단계와 증폭 단계의 통합을달성한다. 처리 스테이션내에서의 샘플간 오염 위험이 방지되는데, 이는 증폭 반응 챔버가 밀봉되어 환자 샘플을 효소에 도입시키기 위해 개방되지 않기 때문이다. 주위환경원으로부터의 오염이 방지되는데, 이는 증폭 반응 챔버가 밀봉된 채로 남아있기 때문이다. 핵산 증폭 반응에서 오염의 위험은 특히 중요한데, 이는 대량이 증폭 생성물이 생성되기 때문이다. 본 발명은 이러한 위험을 실질적으로 제거하는 반응 챔버 디자인을 제공한다.

바람직한 시험 스트립 양태는 증폭 반응의 수행 후에 현재 설치된 기구 기반, 즉, 본 발명의 출원인(bioMerieux, Inc.)에 의해 제조되고 유통되는 VIDAS기구에서 시험 장치가 사용될 수 있게 해준다. 따라서, 기존의 기구 기반에서 용이하게 사용되는 크기 및 구성으로 시험 장치를 제공하는 것은 반응을 처리하고 생성된 앰플리콘을 검출하기 위한 새로운 기구를 개발해야 할 필요없이 절감된 자본 비용으로 장치가 시판되고 사용될 수 있게 해준다. 그러나, 본 발명이 본원에 설명된 바람직한 양태와 다른 구성으로 실시될 수 있다는 것은 하기 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

본 발명은 핵산 증폭 반응을 수행하기 위한 방법 및 장치 분야에 관한 것이다.

본 발명의 한 가지 바람직한 양태가 첨부된 도면을 참조로 하여 하기 설명되며, 다양한 도면에서 동일한 참조 번호는 동일한 엘리먼트를 의미한다.

도 1은 본 발명의 한 가지 바람직한 양태에 따른 핵산 증폭 반응을 위한 2중 챔버 반응 용기 및 관련된 커버 부재를 포함하는 시험 스트립의 사시도로서, 2중 챔버 반응 용기의 근처에 있는, 시험 스트립에 부착되기 전의 커버 부재를 도시한다.

도 2는 도 1의 시험 스트립과 커버 부재의 또 다른 사시도로서, 시험 스트립에 부착된 커버 부재를 도시하며, 커버 부재의 일부는 세워진 또는 올려진 위치로 존재하여 내부에 있는 2중 챔버 반응 용기의 제 1 반응 챔버에 접근이 가능해 진다.

도 3은 도 2의 시험 스트립의 또 다른 사시도이다.

도 4는 도 1 내지 3의 커버 부재를 밑에서 본 분리 사시도이다.

도 4a 내지 4b는 커버 부재의 한 가지 대안적인 양태의 사시도이다.

도 4c 내지 4d는 커버 부재의 또 다른 대안적인 양태의 도면이다.

도 4e, 4f 및 4g는 도 4c 및 4d의 버튼의 상세도이다.

도 5는 도 1 내지 3의 시험 스트립의 평면도이다.

도 6은 도 5의 라인 6-6을 따라 본 도 5의 시험 스트립의 단면도이다.

도 7은 도 5의 라인 7-7을 따라 본 도 5의 시험 스트립의 단면도이다.

도 8은 도 5의 시험 스트립의 측면도이다.

도 9는 제 2 반응 용기에 인접한 영역에 있는 시험 스트립의 상부의 상세한 정면도로서, 커버 부재를 시험 스트립에 록킹(locking)시키도록 커버 부재의 탄성 레그(leg)에 의해 단단히 그립핑(gripping)된 시험 스트립의 측면상의 형상을 도시한다.

도 10은 시험 스트립의 일부가 절결된 형태의 상세한 단면도로서, 도 9에 도시된 록킹 형상을 도시한다.

도 11은 도 5의 라인 11-11을 따라 취한 도 5의 시험 스트립의 일부가 절결된 형태의 단면도로서, 건조제 웰 및 효소 펠레트 웰을 도시한다.

도 12는 도 5의 시험 스트립내의 건조제 웰 및 인접 구조의 상세한 평면도이다.

도 13은 도 5의 시험 스트립의 건조제 웰 및 제 2 반응 챔버의 일부의 상세한 단면도이다.

도 14는 제 1 반응 챔버의 바닥을 폐쇄시키고 제 1 반응 챔버를 제 2 반응 챔버에 이어져 있는 수직 배치된 연결 도관에 연결시켜주는 유체 경로를 제공하는 도 3에 도시된 캡 부재의 사시도이다.

도 15는 도 14의 캡 부재의 평면도이다.

도 16은 제 1 반응 챔버를 제 2 반응 챔버에 연결시켜주는 연결 도관 근처의 도 5의 시험 스트립의 상단의 상세한 평면도이다.

도 17은 도 16의 라인 17-17을 따라 취한 도 5 및 16의 시험 스트립의 일부,즉, 제 1 반응 챔버를 제 2 반응 챔버에 연결시켜주는 연결 도관 근처의 시험 스트립의 장축을 따른 부분의 단면도로서, 연결 도관을 폐쇄시키는 밸브로서 작용하는 연결 도관 내부의 볼(ball)의 정위를 도시한다.

도 18은 도 16 및 17의 라인 18-18을 따른, 캡슐의 장축에 대해 직각인 방향으로 취한 도 5의 시험 스트립의 일부의 단면도이다.

도 19는 연결 도관을 개방시키는 데에 사용되는 포크 도구를 지닌 도 5에 도시된 종류의 시험 스트립의 사시도이며, 화살표는 시험 스트립에 대한 포크의 상대적 운동을 나타내고, 점선은 포크의 갈퀴가 시험 스트립내로 삽입되어 연결 도관내의 볼 밸브를 개방시키는 것을 나타낸다.

도 20은 시험 스트립을 위한 열전기적 냉각 (TEC)/히트 싱크 (heat sink) 열조절 시스템을 포함하고, 지지 구조체와 결합하여 시험 스트립 주위에 진공 엔클로저(enclosure)를 형성하는 하우징을 지니는 진공 스테이션의 개략도이며, 각각의 시험 스트립은 진공 챔버 하우징이 하향 이동하여 지지 구조체와 결합하는 경우 연결 도관을 개방시키기 위해 포크와 결합된다.

도 21은 연결 도관 근처의 시험 스트립의 장축에 대해 가로 방향으로 취한 도 5의 시험 스트립의 단면도로서, 연결 도관의 물질을 변형시켜서 밸브를 개방시키는 데에 있어서의 도 19 및 20의 포크의 작용을 도시한다.

도 22는 도 22의 시험 스트립의 단면도로서, 연결 도관의 변형 및 연결 도관을 통한 유체의 흐름을 도시한다.

도 23은 제 1 반응 챔버 및 제 2 반응 챔버를 형성하는 시험 스트립의 벽이,2개의 챔버를 원하는 온도로 유지시키는 것을 보조하기 위해 시험 스트립을 처리하는 핵산 증폭 스테이션에서 가열된 표면과 결합하도록 배열된 외부 표면을 지니는 시험 스트립의 한 가지 대안적인 양태의 사시도이다.

바람직한 양태의 상세한 설명

본 발명의 한 가지 바람직한 형태는 시험 스트립 또는 다른 구성에서 구현된 2중 챔버 또는 "2원" 반응 용기를 제공한다. "2원"이란 용어는 공간적으로 분리된 방식으로 2가지 이상의 상이한 시약, 예를 들어, 하나의 챔버에는 예를 들어 프라이머 및 누클레오티드를 함유하는 열안정성 샘플/증폭 시약(들) 및 제 2 챔버에는 T7 및 RT와 같은 열불안정성 효소(들)을 저장하는 용기의 특징을 의미한다. 2개의 챔버내의 시약은 변성 및 냉각 단계의 완료 전에는 접촉하지 않는다. 제 1 챔버는 액체 형태의 분석용 또는 임상용 또는 대조 샘플(들)이 제 1 챔버내로 첨가될 수 있도록 천공가능한 막 또는 다른 수단 위에 놓여있는 캡 클로저(closure)를 통해 접근가능하다. 제 2 챔버는 밀봉되어 있고, 증폭 반응의 효소성 성분을 함유한다. 시약은 단위 용량으로 존재하는 액체 형태, 펠레트화된 형태, 동결건조된 형태 등과 같은 다수의 물리적 형태일 수 있다. 제 1 챔버의 내용물이 제 2 챔버와 접촉하게 된 후, 증폭 반응은 제 2 챔버내에서와 같이 일어날 수 있다.

본 발명의 한 가지 가능한 형태에 있어서, 2개의 챔버는 일체화된 1회용 유닛의 일부일 수 있다. 또 다른 가능한 양태에 있어서, 2개의 챔버는 2개의 유닛이 하나의 유닛으로 합쳐질 수 있도록 하는 상보적인 결합 표면 또는 형상을 지니는 2개의 별개의 유닛일 수 있다. 첫 번째 양태에 있어서, 2개의 챔버가 일체형 물품의 일부인 경우, 유닛은 운송 도중 및 변성(가열) 단계 전에 2개의 챔버 사이의 물질의 교환을 억제하도록 만들어져야 한다. 둘 모두의 양태에 있어서, 제 1 챔버의 내용물 (변성 및 프라이머 어닐링 후 환자 샘플 또는 시험 샘플과 증폭 시약(들) 혼합물을 함유하는 용액)이 제 2 챔버에서 효소(들)과 접촉하도록 해주는 메카니즘이 필요하다. 메카니즘은, 65℃ 이상의 온도에서의 제 1 반응 챔버내에서의 변성 단계의 완료 및 효소적 증폭 반응에 적합한 온도 (예를 들어, 42℃)로의 환자 샘플/증폭 혼합물의 냉각 후에, 제 1 챔버의 내용물을 제 2 챔버내로 도입시키도록 작동한다. 다수의 상이한 메카니즘이 미국 특허 제 5,786,182호에 상세히 기재되어 있다.

도 1은 본 발명의 한 가지 바람직한 양태에 따른, 핵산 증폭 반응을 위한 2중 챔버 반응 용기(12), 다수의 웰(13) 및 관련된 커버 부재(14)를 포함하는 시험 스트립(10)의 사시도이다. 도 1의 시험 스트립(10)은 바람직하게는 폴리프로필렌과 같은 성형된 중합체 물질로 제조된다.

밀봉 막(들)은, 웰 및 용기(12)가 적합한 효소, 시약, 세척 또는 완충 용액, 탈오염 용액 등으로 사전 로딩된 후, 웰 및 2중 챔버 반응 용기(12)를 커버하도록 시험 스트립의 상부 표면(15)에 적용된다. 시험 스트립(10)의 구조를 더 잘 나타내기 위해 도 1에는 막이 도시되어 있지 않다. 커버 부재(14)는 2중 챔버 반응 용기(12) 근처에서 시험 스트립에 부착되기 전의 상태로 도시되어 있다.

도 1의 시험 스트립은 본 발명의 한 가지 가능한 양태에 따라 핵산 증폭 반응, 예를 들어 TMA 반응을 수행하는 데에 사용될 수 있다. 2중 챔버 반응용기(12)의 챔버 A는 증폭 시약 또는 혼합물, 즉, 누클레오티드, 프라이머, MgCl₂및 기타 염 및 완충 성분을 함유한다. 챔버 B는 증폭 반응을 촉매하는 증폭 효소(들), 예를 들어 T7 및/또는 RT를 함유하는 효소 펠레트 웰(52)과 유체 연통되어 있다. 한 가지 대안적인 양태에 있어서, 증폭 효소는 챔버 B 내로 직접 로딩된다.

표적(또는 시험 샘플)이 챔버 A 내로 첨가된 후, 열이 챔버 A에 가해져 DNA 핵산 표적을 변성시키고/거나 RNA 2차 구조를 최소화시킨다. 그 후, 챔버 A의 온도는 프라이머 어닐링이 수행되도록 냉각된다. 후속하여, 챔버 A의 용액은 펠레트 웰(52)내의 효소 펠레트와 접촉하게 되고, 용액은 챔버 B 내로 도입된다. 이제 서로 유체 연통되는 챔버 A 및 B는 증폭 반응을 위한 최적 온도, 예를 들어 42℃로 유지된다. 챔버 A를 챔버 B와 공간적으로 분리시키고 변성을 위한 열을 챔버 A에만 가함으로써, 열불안정성 효소는 변성 단계 도중의 비활성화로부터 보호된다.

상기 기술된 시험 스트립내의 2중 챔버 반응 용기(12)의 조절된 가열 및 챔버 A에서 챔버 B로의 용액의 전달은 바람직하게는 시험 스트립(10)을 처리하도록 디자인된 증폭 스테이션 또는 기구에서 수행된다. 한 가지 바람직한 증폭 스테이션은 미국 특허 제 5,786,182호에 기재되어 있다.

반응이 완료된 후, 시험 스트립(10)은 바이오메리욱스, 인코포레이티드가 시판하는 VIDAS기구와 같은 기계에서 처리된다.

도 1의 시험 스트립에는 시험 스트립이 고체상 리셉터클 또는 그 밖의 유체 전달 수단 및 시험 스트립 자체에서 핵산 증폭 반응의 결과를 처리하기 위한 그 밖의 장비를 갖춘 기존의 기구 기반 또는 선택된 기구 기반과 양립가능해지게 할 수 있도록 특정한 형태의 인자 (예를 들어, 모양, 길이, 폭, 높이, 단부 형상 18A 및 18B 등)가 제공된다. 따라서, 시험 스트립(10)의 바람직한 양태는 본 발명의 출원인인 바이오메리욱스, 인코포레이티드의 VIDAS기구 기반에 대해 적합한 크기와 모양을 지닌다. 2중 챔버 반응 용기를 포함하는 시험 장치의 상이한 크기, 모양, 구성, 및 다른 물리적 특징이 다른 분석 기구 및 2중 챔버 반응 용기에서 핵산 증폭 반응을 수행하는 다른 기구에 맞추어질 수 있는 것으로 인식될 것이다. 따라서, 본 발명자들은 본 발명이 도면에 예시된 특정 시험 스트립에 제한되지 않는 것으로 생각한다.

도 2 및 3은 도 1의 시험 스트립(10)과 커버 부재(14)의 또 다른 사시도이다. 도 4는 커버 부재의 분리 사시도이다. 도 2 내지 4를 참조하면, 커버 부재(14)는, 도 7 내지 10과 관련하여 하기 설명되는 바와 같이, 시험 스트립의 상부 에지에 형성된 상응하는 선반에 끼워지는 쐐기 형상(21)을 지닌 한 쌍의 탄성 레그(leg)(20)를 갖는다. 레그(20)는 커버(14)의 후방 부분(22)이 시험 스트립(10)에 견고하고 단단하게 부착될 수 있게 해주면서 커버(14)의 제 2 또는 전방 부분(24)이 후방 부분(22)에 대해 상승되고 하강될 수 있게 해준다. 성형된 중합체 물질로 제조된 커버(14)는 부분(22 및 24)를 함께 연결시켜주는 일체적 힌지 부분(26)을 포함한다. 커버는 공기를 챔버 A 내로 유입하거나 이로부터 제거(챔버 A의 상부로부터 밀봉 막이 제거된 후)시키도록 내부에 정위된 다공성 메시 필터를 지니면서 챔버 A로부터의 유체 또는 시약의 이탈 또는 챔버 A 내로의 외래 물질의 유입을 실질적으로 차단시키는 중앙 구멍(28)을 또한 포함한다.

커버(14)의 목적은 챔버 A에 대한 사용자에 의한 접근을 조절하고, 핵산 증폭 반응의 수행 도중에 주위환경에 대해 보호 장벽을 제공하는 데에 있다. 시험 스트립의 제조 동안, 시약이 챔버 A 및 B (및 웰(13))내로 로딩된 후, 밀봉 막이 시험 스트립(10)의 표면(15)에 가해져 모든 웰(13) 및 챔버(A 및 B)를 커버한다. 한 가지 가능한 양태에 있어서, 챔버 A에 인접한 위치에서 천공 또는 테어(tear) 라인이 막에 제공된다. 그 후, 커버 부재(14)가 시험 스트립(10)상에 설치된다. 전문가가 시험 스트립(10)을 사용할 준비가 된 경우, 사용자는 커버의 전방 부분(24)을 도 2에 도시된 위치까지 세운다. 에지(30)는 부분(24)을 세우는 것을 보조하기 위해 사용자의 손가락에 대해 곡선형의 우묵한 형상을 지닌다. 그 후, 전문가는 막의 자유변(free edge)(32)(시험 스트립의 구조를 예시하기 위해 도 2에서는 절결된 형태로 도시됨)를 잡고, 막이 34로 표시된 천공부에서 분리되도록 막을 당긴다. 이러한 행동은 2중 챔버 반응 용기(12)의 챔버 A를 노출시킨다. 그 후, 전문가는 유체 샘플을 챔버 A 내로 도입시키고, 커버 부재(14)를 폐쇄시킨다. 커버 부재(14)는 시험 스트립의 양쪽 에지상의 림(rim) 형상에 끼워져서 커버(14)를 시험 스트립(10)에 단단히 결합시키는 추가의 탄성 그립핑 레그 쌍(36 및 38)을 갖는다.

도 4a 및 4b를 참조하면, 최적으로는 및 바람직한 양태에 있어서, 필름 또는 막은 챔버 A에 걸쳐 적소에 남아있고, 방금 설명한 테어 라인은 존재하지 않는다. 커버 부재는, 커버 부재(14)가 사용자에 의해 폐쇄되는 경우, 사용자가 버튼(41)을작동시키고 눌러서 돌출점(41B)가 챔버 A 위에서 시험 스트립의 상단을 커버하는 막을 천공하여 시험 샘플을 도입시키기 위한 작은 구멍을 제공하게 되도록 아래쪽에 돌출점 또는 돌출표면(41B)을 지닌 수동적으로 작동되는 버튼(41)을 포함한다. 이러한 양태에 있어서, 박막(foil membrane)은 전문가에 의해 제거되지 않고, 오히려 적소에 남겨진다. 버튼/돌출점의 작용은 챔버 A가 사용시에 이용되도록 해주는 메카니즘이다. 이러한 양태는 임의의 유체 또는 반응 용액이 챔버 B로부터 주위환경으로 우발적으로 위킹(wicking)하거나 이동할 수 있는 가능성을 감소시킨다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 버튼(41)은 버튼(41)과 돌출점(41B)을 커버 부재에 대해 이동시켜서 막을 천공시킬 수 있게 해주는 탄성 레그(41A)에 의해 커버의 나머지에 연결되어 있다. 하부 위치로 이동된 경우, 버튼의 측벽(41D)은 도 4b에 가장 잘 도시된 바와 같이 커버 부재(14)의 상응하는 원형 벽 부분(41E)내에 꼭 맞게 끼워진다. 이러한 도면은 다공성 메시 필터를 수용하는 중심 구멍(28)을 또한 도시한다.

커버 부재(14)의 또 다른 대안적인 양태가 도 4c 및 4d에 도시되어 있다. 버튼(41)은 도 4c에 도시된 상부 위치로부터 (여기서, 돌출 절단 표면(41B)은 챔버 A를 커버하는 막 (도시되지 않음) 보다 위에 있다) 도 4d에 도시된 하부 위치로 (여기서, 돌출 절단 표면(41B)은 막을 절단시킨다) 이동할 수 있다. 그 후, 사용자는 커버 부재의 단부(30)를 세우고, 시험 샘플을 절단 형상(41B)에 의해 막에 형성된 작은 홀(hole)내로 삽입시킨다. 버튼(41)의 하부 부분에 있는 탄성의 스냅 림 (snap rim) 형상(41F)은 도 4d에 도시된 바와 같이 챔버 A의 상단에 있는 돌출 선반과 결합하여, 버튼과 막의 결합의 포지티브 필 (positive feel)을 제공한다. 사용자는 샘플을 챔버 A 내로 도입시키기 위해 커버 부재(14)의 단부를 여전히 용이하게 세울 수 있다.

특히 도 2 및 4를 참조하면, 커버 부재(14)는 시험 스트립을 위한 처리 스테이션에서 시험 스트립에 대해 왕복운동하는 포크에 대한 접근을 제공하는 비어있는 영역(40)을 지닌다. 도 19 내지 22와 관련하여 하기 논의되는 포크는 2중 챔버 반응 용기(12)의 챔버 A 및 B를 연결시켜주는 시험 스트립에 제공된 연결 도관내의 볼 밸브를 개방시키도록 작동한다.

도 5는 시험 스트립 그 자체의 형상을 더욱 잘 설명하기 위해 커버 부재가 제거된, 도 1 내지 3의 시험 스트립의 평면도이다. 도 5의 우측면을 참조하면, 알루미늄 필름과 같은 밀봉 막(42)이 시험 스트립(10)의 상단 표면에 적용된다. 부분 절결된 형태로 도시된 막(42)은 도 5의 우측면에 도시된 위치로부터 시험 스트립의 전체 상단 표면을 가로질러 좌측으로 연장된다. 막은 단부(18A) 근처에서 2중 챔버 반응 용기(12)의 챔버 A에 인접해 있는 자유 단부(free end)(32)에서 종결된다. 따라서, 막(42)은 시험 스트립의 웰(13)을 완전히 커버하고 밀봉한다. 시험 스트립의 우측 단부(18B)는 공지된 방식으로 시험 스트립을 위한 분석 과정에서 사용되는 반응 생성물의 검출을 광학적으로 분석하기 위해 광학적 큐벳을 수용하는 구멍(44)을 포함한다. 반응 생성물은 반응 생성물, 즉, 앰플리콘과 검출 프로브의 하이브리드화 복합체를 포획-포획(capture by capture) 프로빙하기 위해 고체 지지체를 사용하는 하이브리드화 반응(들)으로부터 생성된다. 또 다른 타입의 경쟁 프로브가 또한 사용될 수 있지만, 하이브리드화 반응(들)에서 검출될 수 없다.

이제 도 5의 좌측면을 참조하면, 시험 스트립(10)은 2중 챔버 반응 용기의 챔버 A, 시험 스트립(10)의 기부에서 이의 상부 영역까지 이어진 수직 배치된 연결 도관(50), 및 증폭 효소(들)을 함유하는 효소 펠레트 웰(52)을 포함한다. 도 19 내지 22와 관련하여 하기 설명되는 밸브는 연결 도관(50)내에 위치하고, 용액이 챔버 A로부터 연결 도관(50)을 통해 상방향으로 이동하여 효소 펠레트 웰(52)내로 전달되게 해줄 수 있도록 선택적으로 개방된다. 효소 펠레트 웰을 통한 용액의 통과는 효소 펠레트를 용해시킨다. 용액이 챔버 B 내로 유입하여, 증폭이 챔버 B에서 일어난다.

시험 스트립(10)은 챔버 B와 공기 또는 유체 연통하도록 정위되는 한 쌍의 건조제 웰(54 및 56)을 추가로 포함한다. 건조제 웰(54)은 또한 도 5의 라인 6-6을 따라 취한 시험 스트립의 단면도인 도 6에 도시되어 있다. 건조제 웰(54및 56)은 웰내에서 서로의 상단에 쌓여지는 하나 또는 다수의 작은 건조제 펠레트를 지지하도록 디자인된다. 시험 스트립의 어셈블리 도중에, 건조제 웰의 기계 점검은 웰(54 및 56)내의 건조제 펠레트의 양을 확인시켜 줄 것이다. 건조제의 목적은, 특히 증폭 효소가 펠레트 형태이고 습한 환경의 존재하에서 분해되기 쉬운 경우, 시험 스트립내로 로딩된 증폭 효소의 저장 수명을 늘리는 데에 있다. 건조제는 기체 투과성 물질, 예를 들어 시험 스트립에 제공되는 극히 임계적 규모의 효소 및 시약 농도를 위한 수분에 대한 시약 또는 효소 펠레트의 내성에 특히 중요하다.챔버 A 내로 로딩된 누클레오티드, MgCl₂, 프라이머 및 다른 시약이 액체 형태인 경우, 건조제 웰(54 및 56)은 챔버 A와 직접적인 공기 또는 유체 연통 관계로 정위될 필요가 없다. 그러나, 챔버 A 내의 시약이 또한 펠레트 형태이거나 습한 환경에서 분해되기 쉬운 경우, 건조제 웰은 챔버 B 뿐만 아니라 챔버 A와도 연통하도록 디자인되고 구성되거나, 제 2 세트의 건조제 웰이 챔버 A 내의 시약을 처리하도록 챔버 A에 인접한 위치에 제공될 수 있다.

특히 도 6 및 13을 참조하면, 건조제 웰(54)의 최측방 부분은 도 13에서 화살표(58)에 의해 표시된 통로를 포함하며, 이는 챔버 B와의 공기 연통 (및 궁극적으로는 효소 펠레트 웰(52)내에 정위된 효소 펠레트와의 공기 연통)을 나타낸다. 통로(58)은 챔버 B로부터 건조제 웰(54)의 측방 부분을 분리시키는 벽(60) 위에 제공된다. 2개의 건조제 웰은 상이한 흡수 특징을 지닌 상이한 건조제 조성물을 수용할 수 있다. 건조제 웰(54)에 정위된 3개의 건조제 볼(63)은 도 13에 투명하게 표시되어 있다. 대안적으로, 건조제는 하나의 단일화된 건조제 보디(body)의 형태일 수 있다. 대안적으로, 건조제 볼은 증폭 반응에 대해 역효과를 미치지 않으면서 챔버 B 내에 직접 정위될 수 있거나 2중 챔버 반응 용기(12)를 형성하는 물질내로 성형될 수 있다.

도 5 및 6을 참조하면, 시험 스트립(10)의 상단 표면(15)은 연결 도관(50)을 개방시키는 공정 도중에 도 19 내지 21의 포크를 수용하도록 디자인된 구멍(70)을 포함한다. 도 3 및 4의 커버 부재는 커버 부재의 구멍(40)이 시험 스트립의구멍(70)을 직접적으로 덮게 되도록 시험 스트립(10) 위에 설치된다. 도 5는, 커버 부재가 시험 스트립상에 설치되는 경우, 커버 부재(14)의 탄성 레그(20)가 시험 스트립상으로 록킹되게 해줄 수 있는 선반 형상(72)을 또한 도시한다. 이러한 형상은 도 8 내지 12에 또한 도시되어 있다. 도 9 및 10을 참조하면, 시험 스트립은 커버 부재의 쐐기 형상(21)(도 4)이 쐐기 형상(21)이 선반(76) 밑에 끼워져서 벽 부분(78)을 누를 때까지 미끄러지는 경사진 부분(74)을 지닌다. 커버 부재의 레그(20)의 탄성 특성 및 선반(76)에 대한 쐐기(21)의 작용은 커버 부재의 전방 부분(24)의 상승 및 하강의 작동 도중에 커버 부재(14)가 시험 스트립으로부터 분리되지 않게 해준다. 도 9의 경사진 부분(80)은 커버 부재를 설치하고 선반 형상(72)에 대해 레그(20)을 정렬하는 것을 보조한다.

도 6 및 8을 참조하면, 시험 스트립은 시험 스트립이 테이블 상단에 안정한 레벨 애티튜드 (level attitude)로 정위될 수 있도록 해주는 시험 스트립의 하부내로 성형되는 한 쌍의 가로로 연장되는 리지(ridge)(84)를 지닌다.

도 2 및 8은 개별적으로 제조되어 시험 스트립(10)의 기부에 초음파 용접되는 기부 캡(86)을 도시한다. 캡(86)은 챔버 A의 최하단 부분을 커버하고, 용액을 챔버 A에서 수직 배치된 연결 도관(50)의 기부로 전달시켜주는 유체 통로를 제공하고, TEC/히트 싱크 열조절 시스템과의 긴밀한 접촉을 제공한다. 캡(86)은 도 14 및 15에 더욱 상세히 도시되어 있다. 도 8 및 14 내지 15를 참조하면, 캡(86)은 챔버 A의 기부에 결합되는 반원형 부분(88)을 포함한다. 한 쌍의 마주보는 림 엘리먼트(90)는 챔버 A를 연결 도관(52)에 연결시켜주는 웹 부분(87)(도 8)에 결합되어 있다. 캡은 연결 도관(50)의 기부에서 상응하는 반원형 표면에 결합되는 또 다른 반원형 부분(92)을 포함한다. 따라서, 캡은 도 14에서 화살표로 표시된 바와 같이 유체를 챔버 A의 기부로부터 연결 도관(50)의 기부로 전달시켜줄 수 있는 통로(94)를 형성한다.

도 11은 부분 절결된 형태로 도시된 도 5의 라인 11을 따라 취한 도 5의 시험 스트립의 상세한 단면도로서, 건조제 웰(56) 및 효소 펠레트 웰(52)을 도시한다. 도 16은 시험 스트립(10)의 상세한 평면도로서, 2중 챔버 반응 용기(12)의 구조를 도시한다. 이러한 도면을 도 17 내지 22와 관련하여 참조하면, 연결 도관(50)내의 밸브의 작동 및 반응 용기 A로부터 반응 용기 B로의 용액의 흐름이 이제 상세히 설명될 것이다.

반응 용기 A내에서의 유체 샘플의 변성 및 프라이머 어닐링이 제 1 반응 온도에서 일어난 후, 도 17 및 18에서 참조 번호 102로 일반적으로 표시된 볼 밸브가 개방된다. 볼 밸브는 실린더 모양의 중간 영역(106)에서 연결 도관(50)내에 배치된 금속 볼(104)로 구성된다. 볼(104)은 이것의 직경이 중간 영역(106)의 직경 보다 약간 커서 이것이 보통 연결 도관의 완전한 폐쇄를 형성하게 되도록 하는 크기가 된다. 연결 도관(50)의 벽(108)은 변형가능한 물질로 제조된다 (그리고, 폴리프로필렌은 이러한 목적을 위해 충분히 변형가능하다). 벽(108)의 이러한 변형가능성은 벽(108)이 볼(104)의 양쪽 측면에서 압착되는 경우 벽(108)이 볼의 양쪽 측면에서 압착력에 대해 수직한 방향으로 변형되어 볼 주위에 유체를 위한 통로를 생성시키게 할 정도이다.

벽(109) 및 볼(104)에 대한 이러한 압착 작용을 생성시키기 위해, 2개의 갈퀴(112)를 지닌 포크(110)가 커버의 구멍(40)을 통해 하강하여 (도 19에 가장 잘 도시되어 있음), 시험 스트립의 상단내의 구멍(70)을 통과한다 (도 16에 가장 잘 도시되어 있음). 포크 갈퀴(112)는 도 21에 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이 바로 볼(104)의 양쪽 측면상에서 연결 도관(50)의 벽(108)과 압착 접촉하게 된다. 이러한 압착 작용은 도 22에 도시된 바와 같이 벽(108)을 변형시켜서 볼(104)의 양쪽 측면상에 통로(116)를 형성시킨다.

방금 설명한 볼 밸브의 개방과 동시에, 진공이 시험 스트립, 특히 제 1 반응 챔버 A에 유도된다. 이것은 시험 스트립 주위에 진공 엔클로저를 포함하는 반응 처리 스테이션에 시험 스트립을 넣고, 진공 엔클로저내의 공기를 배출시킴으로써 달성된다. 진공의 유도는 제 1 챔버 및 제 2 챔버 A 및 B 둘 모두내의 압력을 낮추는데, 이는 이들이 이제 서로 공기 및 유체 연통하기 때문이다. 진공이 해제되는 경우, 압력 구배가 챔버 A와 챔버 B 사이에 존재하며, 챔버 A의 압력이 더 높다. 압력 구배는 챔버 A 내의 유체 용액이 캡(86)내의 통로(94) (도 14 및 15 참조)를 통해 도 22의 화살표에 의해 표시된 바와 같이 연결 도관(50)내의 통로(116) 주위로 상향 이동하고, 연결 도관(50)의 상단으로 상향 이동하도록 해준다.

유체 용액이 연결 도관(50)의 상단에 도달하는 경우, 유체는 효소 펠레트 웰(52)로 이어져 있는 채널(100)에 유입한다 (도 16 및 17 참조). 유체는 웰(52)내의 효소 펠레트(130) (도 17)를 용해시키고, 증폭 효소를 챔버 B 내로 운반한다. 유체 샘플내에서의 핵산의 증폭은 규정된 온도, 예를 들어 42℃에서 챔버 B 내에서일어난다.

이제 도 19 및 20을 참조하면, 볼 밸브를 개방시키는 포크(110)의 왕복운동 작용이 개략적으로 도시되어 있다. 도 19의 경우, 시험 스트립(10)이 전술한 방식으로 시험 스트립의 상단 표면에 적용된 밀봉 막(42)와 함께 도시되어 있으며, 이는 장치가 제조되어 사용할 준비가 된 경우일 것이다. 막(42)은 사용되고 있는 시험 스트립의 타입 또는 그 밖의 관련된 정보를 확인해주는 바코드를 함유한다.

도 20의 경우, 포크(20)가 미국 특허 제 5,786,182호에 기재된 타입의 증폭 처리 스테이션과 관련하여 도시되어 있다. 상기 스테이션은 부분 단면도 형태의 단면도로 도시되어 있으며, 2개의 시험 스트립(10)이 스테이션에 설치되어 있다. 포크는 증폭 처리 스테이션내의 진공 커버 하우징(134)의 상단에 볼트로 죄어진 크로스 부재에 대해 일체적으로 도시되어 있다. 시험 스트립(10)은 미국 특허 제 5,786,182호에 상세히 기재된 바와 같이 시험 스트립(10)내의 2중 챔버 반응 용기의 2개의 챔버를 적합한 온도로 유지시키는 TEC/히트 싱크 어셈블리(136)상에 설치된다. 진공 커버 하우징(134)은 진공 커버 하우징을 수평 지지 부재(138)에 대해 상승시키고 하강시키는 기계적 구동 메카니즘에 부착되어 있다. 커버 하우징(134) 및 지지 부재(138)는 진공 엔클로저 또는 챔버(140)를 한정한다. 진공 커버 하우징(134)은 진공 엔클로저(140)로부터 공기를 빼내고 공기를 진공 엔클로저(140)내로 다시 도입시키기 위한 포트(port)(도시되지 않음)를 추가로 포함한다. 진공 커버 하우징(134)이 지지 부재(138)상으로 하강되는 경우, 이것은 지지 부재(138)와 기밀 밀봉을 형성하여 (영역(139)내에서 적합한 개스킷 구조를 사용함으로써), 진공이 엔클로저내에서 유도될 수 있도록 해준다. 엔클로저(140)내에서의 진공의 유도는 공기를 커버 부재(14)내의 구멍(28) 및 그 안에 정위된 공기 투과성 필터(142)(도 19 참조)를 통해 2중 챔버 반응 용기로부터 배출시킨다. 그 후, 진공이 엔클로저(140)내에서 해제된 경우 (하우징(134)은 진공의 해제 동안 하부 위치에 머무름), 챔버 A와 B 사이의 압력차는 챔버 A 내의 유체 용액을 전술한 방식으로 포크(110)의 작용에 의해 개방된 연결 도관을 통해 효소 펠레트 챔버와 챔버 B 내로 이동시킨다.

도 20의 진공 및 다른 특징을 포함하는 바람직한 증폭 스테이션에 대한 추가의 상세한 사항은 앞서 인용된 공동 출원된 브라이언 클루츠(Bryan Kuttz) 등의 출원에 기재되어 있다.

상기 볼-밸브 양태가 한 가지 바람직한 양태라고 하더라도, 다수의 다른 균등하고 대체적인 메카니즘이 유체를 챔버 A에서 챔버 B로 이동시키거나 전달시키기 위해 시험 장치내로 포함될 수 있는 것으로 인식될 것이다. 다수의 상이한 메카니즘이 미국 특허 제 5,786,182호에 기재되어 있다. 다른 상이한 밸브 메카니즘은 현존하거나 당업자에 의해 개발될 수 있다. 밸브 메카니즘의 특정한 상세한 설명은 본 발명에 대해 특히 중요하지는 않은 것으로 간주된다. 명백하게, 상이한 밸브 메카니즘이 사용되는 경우, 시험 스트립을 처리하는 증폭 반응 처리 스테이션은 도 20의 포크 이외에 상이한 타입의 밸브 개방 메카니즘을 지닐 수 있다. 따라서, 시험 장치를 처리하는 스테이션의 상세도는 2중 챔버 반응 용기내로 포함되는 특정한 밸브 또는 연결 도관 메카니즘과 함께 작용하도록 다수의 작동 특징을 지닐 수있다.

도 23은 2중 챔버 반응 용기의 챔버 A가 챔버 A와 TEC/히트 싱크 어셈블리 사이의 신속한 열전달을 촉진시키기 위해 증폭 반응 처리 스테이션에서 TEC/히트 싱크 어셈블리에 매우 근접하거나 이와 접촉하게 되도록 디자인된 외부 표면 정렬을 지닌다. 특히, 챔버 A를 형성하는 벽 구조는 접촉하여 증폭 스테이션내의 가열된 표면으로부터 챔버 A의 내부내로 열을 전달하도록 확장된 표면적을 제공하는 양쪽 측면(200)을 지닌다. 유사하게는, 챔버 B를 형성하는 벽 구조(202)는 열을 챔버 B의 내부내로 전달하도록 이의 양쪽 측면상에 확장된 평평한 표면(202)을 지닌다. 도 23이 기부 캡(86)(도 8, 14 및 15 참조)을, 챔버 A를 수직 배치된 연결 도관(50)에 연결시키는 형상에 고정시키기 전의, 밑에서 본 시험 스트립을 도시한다.

상기 논의로부터, 본 발명은 예시된 양태에 제한되도록 의도된 것이 아님이 쉽게 분명해질 것이다. 당업자라면 본 발명의 진정한 사상 및 범위를 벗어남이 없이 상기 기술된 바람직한 양태 및 대안적인 양태에 대해 다수의 변화가 이루어질 수 있음을 인식할 것이다. 이러한 진정한 사상 및 범위는 상기 상세한 설명을 통해 해석되는 첨부된 청구의 범위를 참조로 하여 결정될 것이다.

발명의 요약

본 발명의 한 가지 바람직한 형태에 있어서, 바로 사용가능하게 패키징된, 핵산 증폭 반응 (예를 들어, TMA 반응)과 같은 차동 열 및 격납 특징을 필요로 하는 반응을 위한 단일 또는 단위 용량의 시약을 포함하는 2중 챔버 반응 용기가 제공된다. 2중 챔버 반응 용기는 한번의 사용을 위한 1회용 유닛으로서 디자인된다.반응 용기는 증폭 생성물 검출 스테이션에 사용되는 한 세트의 세척 및 시약 웰을 지닌, 스트립과 같은 시험 장치내로 바람직하게는 일체적으로 성형된다. 대안적으로, 반응 용기는 이러한 시험 장치에 제공된 지정된 공간에 설치될 수 있도록 플랜지 또는 그 밖의 적합한 구조를 지닌 독립형 유닛으로서 제조될 수 있다.

2중 챔버 반응 용기에 있어서, 2개의 별도의 반응 챔버가 본 발명의 한 가지 바람직한 형태로 제공된다. 반응을 위한 2가지 주요 시약은 공간적으로 분리된 방식으로 저장된다. 하나의 챔버는 열안정성 샘플/증폭 시약 (반응 용액 중에 프라이머, 누클레오티드, 및 기타 필수 염 및 완충 성분을 함유함)을 지니며, 나머지 챔버는 열불안정성 효소성 시약, 예를 들어 T7 및 RT를 함유한다. 대안적으로, 열불안정성 효소성 시약은, 제 1 챔버로부터의 반응 용액이 제 2 챔버로 이동하는 도중에 중간 챔버를 통과하게 되도록, 제 2 챔버와 유체 연통하는 중간 챔버 또는 웰에 저장될 수 있다.

제 1 챔버로부터 제 2 챔버로 연장되는 유체 채널은 2개의 챔버를 서로 연결시켜준다. 유체 채널을 통한 제 1 챔버로부터 제 2 챔버로의 유체의 흐름을 조절하거나 이를 가능하게 해주는 수단이 제공된다. 1998년 4월 2일에 출원된 출원 제 09/053,823호 (현재 미국 특허 제 호) 및 미국 특허 제 5,786,182호에 기재된 바와 같이 유체 채널내에 밸브를 제공하는 것과 같은 다양한 유체 흐름 조절 수단이 고려된다. 다수의 상이한 밸브 양태가 상기 출원에 기재되어 있다.

사용시에, 유체 샘플은 제 1 챔버내로 도입되고, 제 1 챔버는 변성 온도(예를 들어, 95℃)로 가열된다. 제 1 챔버내의 증폭 시약이 유체 샘플과 반응하고 변성 공정이 완료된 후, 제 1 챔버는 프라이머 어닐링을 위해 42℃로 냉각된다. 2중 챔버 반응 용기는 변성 및 냉각 단계의 완료 전에는 서로 유체 연통하지 않는다. 이러한 단계가 완료된 후, 유체의 흐름을 조절하기 위한 수단이 작동하여 반응 용액을 유체 채널을 통해 제 1 챔버로부터 제 2 챔버로 통과시켜 준다. 예를 들어, 유체 채널내의 밸브가 개방되어, 유체 샘플이 압력 또는 진공 기법에 의해 제 2 챔버내로 유도된다. 그 후, 반응 용액은 증폭 효소(들)(예를 들어, T7 및/또는 RT)와 접촉하게 되고, 효소적 증폭 공정이 42℃에서 제 2 챔버에서 일어난다.

한 가지 바람직한 양태에서, 증폭 반응의 완료 후에, SPR(고체상 리셉터클로서 기능하는 유체 전달용의 피펫 모양의 장치)이 제 2 챔버내로 도입된다. 시험 스트립은 어레이의 형태로 배열된 다수의 웰을 함유한다. 그 후, 증폭 생성물을 검출하기 위해 잘 알려진 기법에 따라 웰에서 하이브리드화, 세척 및 광학적 분석이 수행된다. 이러한 공정은 바이오메리욱스, 인코포레이티드 (bioMerieux, Inc.)의 VIDAS기구와 같은 자동 기구에서 2중 챔버 반응 용기의 시험 스트립 양태의 인접한 웰에서 자동적으로 일어날 수 있다.

따라서, 본 발명의 바람직한 형태는 핵산 증폭 반응을 수행하기 위한 시험 스트립을 포함한다. 시험 스트립은 제 1 단부와 제 2 단부를 지니면서 스트립에 형성된 일체적인 기다란 하우징을 포함하며, 상기 하우징의 일부는 제 1 단부와 제 2 단부 사이에서 스트립에 배치된 선형 어레이의 형태로 배열된 다수의 웰을 한정한다. 웰은 핵산 증폭 반응이 완료된 후 하이브리드화, 세척 또는 그 밖의 검출 및 탈오염 단계를 위해 전형적으로 사용될 것이다.

시험 스트립 하우징은 시험 스트립의 제 1 단부에 인접한 위치에 정위된, 핵산 증폭 반응이 내부에서 수행되는 2중 챔버 반응 용기를 포함한다. 2중 챔버 반응 용기는 (1) 핵산 증폭 반응의 제 1 부분 (예를 들어, 변성 및 프라이머 어닐링)이 수행되는 제 1 챔버, (2) 핵산 증폭 반응의 제 2 부분 (예를 들어, 증폭 효소에 의한 누클레오티드의 증폭)이 수행되는 제 2 챔버, 및 (3) 제 1 챔버를 제 2 챔버에 연결시켜주는 개방될 수 있는 연결 도관을 포함한다.

시험 스트립을 제조하는 데에 있어서, 제 1 시약 (예를 들어, 프라이머 및/또는 누클레오티드)이 핵산 증폭 반응의 제 1 부분을 위한 제 1 챔버내로 삽입되고, 제 2 시약 (예를 들어, 증폭 효소)이 제 2 챔버내로 삽입되거나 제 2 챔버와 유체 연통된 상태로 정위된다. 시약이 2중 챔버 반응 용기의 2개의 챔버내로 로딩된 후 (그리고 임의의 필요한 시약(들)이 시험 스트립의 남아있는 웰내로 삽입된 후), 막이 시험 스트립 하우징에 부착된다. 막은 제 1 챔버와 제 2 챔버 및 웰을 커버하기 위해 하우징에 적용된다. 별도의 시약 로딩 단계 및 커버링이 제공될 수 있다. 이러한 기타 시약은 시험 샘플의 분석을 위해 다른 반응 단계에서 사용될 수 있다.

시험 스트립과 여기에 함유된 시약의 저장 수명을 늘리기 위해, 바람직하게는 2중 챔버 반응 용기의 제 1 챔버 또는 제 2 챔버와 연통하는 상태로, 건조제가 시험 스트립내로 정위될 수 있다. 대안적으로, 건조제가 시험 스트립 하우징을 형성하는 물질내로 성형될 수 있다.

기구로부터 분리하기 전에 시험 스트립을 탈오염시키기 위한 수단을 제공하기 위해, 탈오염 용액 또는 표백용 세척액이 밀봉된 웰중 하나에 제공된다.

Claims

제 1 단부와 제 2 단부를 지니고, 제 1 단부와 제 2 단부 사이에 다수의 웰을 한정하는 부분을 지닌 하우징으로서, 핵산 증폭 반응이 내부에서 수행되게 하는 2중 챔버 반응 용기를 추가로 포함하며, 2중 챔버 반응 용기는 핵산 증폭 반응의 제 1 부분이 수행되는 제 1 챔버, 핵산 증폭 반응의 제 2 부분이 수행되는 제 2 챔버 및 제 1 챔버를 제 2 챔버에 연결시켜주는 개방될 수 있는 연결 도관을 포함하는 하우징;

상기 하우징에 부착된 막으로서, 시약이 시험 장치내로 삽입된 후 제 1 챔버 및 제 2 챔버와 웰을 커버하도록 하우징에 적용되는 막; 및

상기 막과 상기 제 1 챔버 위에 놓이면서 상기 하우징에 고정되는 커버 부재로서, 사용자로 하여금 상기 막에 접근하여 샘플을 제 1 챔버내로 도입시키게 할 수 있도록 상기 제 1 챔버에 대해 이동가능한 커버 부재를 포함하는, 핵산 증폭 반응을 수행하기 위한 시험 장치.
제 1항에 있어서, 막이 제 1 챔버를 커버하는 제 1 부분 및 제 2 챔버를 커버하는 제 2 부분 및 제 1 부분과 제 2 부분을 분리시켜주는 제 3 부분을 포함하고, 커버 부재가 사용자로 하여금 제 3 부분을 찢거나 천공하여 막의 제 1 부분을 시험 장치로부터 제거할 수 있도록 제 1 챔버에 대해 이동가능함을 특징으로 하는 시험 장치.
제 1항에 있어서, 커버 부재가 제 1 부분, 힌지 및 제 2 부분을 추가로 포함하며, 제 1 부분은 제 1 챔버를 제 1 위치에서 커버하고, 제 1 부분은 힌지를 통해 상승된 위치로 제 1 챔버에 대해 이동가능하여 사용자로 하여금 제 1 챔버에 접근하도록 해줄 수 있고, 제 2 부분은 시험 장치와 맞물려 있음을 특징으로 하는 시험 장치.
제 3항에 있어서, 커버 부재의 제 1 부분이, 제 1 부분이 제 1 위치에 있는 경우, 제 1 챔버와 꼭 맞게 정위되는 구멍을 내부에 추가로 포함함을 특징으로 하는 시험 장치.
제 1항에 있어서, 커버 부재가 상기 절단 표면을 지니면서 하우징에 대해 이동가능한 버튼을 추가로 포함하며, 버튼은 2중 챔버 반응 용기를 커버하도록 하는 방식으로 하우징에 적용되는 막을 천공하도록 작동할 수 있음을 특징으로 하는 시험 장치.
제 5항에 있어서, 커버 부재가 다공성 필터를 내부에 수용하기 위한 구멍을 추가로 포함하며, 커버는 다공성 필터가 2중 챔버 반응 용기의 제 1 챔버와 꼭 맞게 되도록 하우징에 장착될 수 있음을 특징으로 하는 시험 장치.
제 5항에 있어서, 커버 부재가 커버 부재를 하우징에 해제가능하게 결합시키기 위한 탄성 스냅 수단을 추가로 포함함을 특징으로 하는 시험 장치.
제 1 단부와 제 2 단부를 지니고, 제 1 단부와 제 2 단부 사이에 다수의 웰을 한정하는 부분을 지닌 하우징으로서, 핵산 증폭 반응이 내부에서 수행되게 하는 2중 챔버 반응 용기를 추가로 포함하며, 2중 챔버 반응 용기는 핵산 증폭 반응의 제 1 부분이 수행되는 제 1 챔버, 핵산 증폭 반응의 제 2 부분이 수행되는 제 2 챔버 및 제 1 챔버를 제 2 챔버에 연결시켜주는 개방될 수 있는 연결 도관을 포함하는 하우징; 및

2중 챔버 반응 용기의 제 1 챔버 및 제 2 챔버중 하나 이상 또는 둘 모두와 연통하는 건조제를 포함하는, 핵산 증폭 반응을 수행하기 위한 시험 장치.
제 8항에 있어서, 시험 장치가 건조제를 수용하기 위한 하나 이상의 건조제 챔버를 포함하며, 건조제 챔버는 2중 챔버 반응 용기의 제 1 챔버 및 제 2 챔버중 하나 이상 또는 둘 모두에 매우 근접하여 이와 연통하도록 시험 장치에 정위됨을 특징으로 하는 시험 장치.
제 8항에 있어서, 건조제가 펠레트 형태임을 특징으로 하는 시험 장치.
제 8항에 있어서, 건조제가 2중 챔버 반응 용기의 제 1 챔버 및 제 2 챔버중하나 이상 또는 둘 모두내로 직접 로딩됨을 특징으로 하는 시험 장치.
제 8항에 있어서, 시험 장치가 성형된 물질로 제조되고, 건조제가 제 1 챔버 및 제 2 챔버중 하나 이상 근처에서 시험 장치내로 성형됨을 특징으로 하는 시험 장치.
제 8항에 있어서, 시험 장치내에서, 제 1 챔버와 제 2 챔버 및 건조제내에 시약이 로딩됨을 특징으로 하는 시험 장치.
(1)제 1 챔버, 제 2 챔버 및 제 1 챔버를 제 2 챔버에 연결시켜주는 연결 도관을 포함하는 1회용 2중 챔버 반응 용기, 및 (2)하나 이상의 중간 처리 웰을 지닌 시험 장치를 제조하는 단계;

제 1 시약을 제 1 챔버에 첨가하는 단계;

제 2 시약을 시험 장치의 제 2 챔버 또는 제 2 챔버와 유체 연통하는 중간 챔버내로 첨가하는 단계;

제 1 챔버 및 제 2 챔버를 커버하도록 하는 방식으로 밀봉 막을 시험 장치에 부착시키는 단계; 및

제 1 챔버에 대해 이동가능하여 밀봉 막에 접근하게 해줄 수 있는 커버 부재를 시험 장치에 부착시키는 단계를 포함하여, 단위 용량 핵산 증폭 반응 시험 장치를 제조하는 방법.
제 14항에 있어서, 기부 캡을 시험 장치에 부착시키는 단계를 추가로 포함하며, 상기 캡은 제 1 챔버와 연결 도관 사이에 채널을 형성시킴을 특징으로 하는 방법.
제 15항에 있어서, 제 1 시약 및 제 2 시약중 어느 하나 또는 둘 모두와 연통하도록 건조제를 시험 장치내로 첨가하는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법.
(1) 제 1 반응 챔버, 제 2 반응 챔버 및 제 1 반응 챔버를 제 2 반응 챔버에 연결시켜주는 연결 도관을 포함하는 2중 챔버 반응 용기를 핵산 증폭 반응을 수행하는 데에 사용될 준비가 된 상태로 제공하는 단계로서,

제 1 시약을 제 1 반응 챔버와 유체 연통되도록 정위시키고, 제 2 시약을 제 2 반응 챔버와 유체 연통되도록 정위시키는 단계;

건조제를, 제 1 반응 챔버 및 제 2 반응 챔버중 하나 이상 또는 둘 모두에 아주 근접하여 이와 연통되도록 2중 챔버 반응 용기내로 로딩시키는 단계; 및

제 1 반응 챔버와 제 2 반응 챔버 및 시약을 주위환경으로부터 밀봉시키는 단계를 포함하는 단계; 및

(2) 제 1 반응 챔버 및 제 2 시약을 둘러싸는 주위환경 사이의 온도차를 유지시키면서 2중 챔버 반응 용기내에서 핵산 증폭 반응을 수행하는 단계로서,

샘플을 제 1 반응 챔버내로 도입시키는 단계;

제 1 반응 챔버를 제 1 온도로 맞추고, 이러한 제 1 온도에서 제 1 반응 용기에서 핵산 증폭 반응의 제 1 부분을 수행하는 단계;

제 1 반응 용기의 내용물의 일부를 제 2 반응 챔버로 전달하는 단계; 및

제 2 반응 챔버를 제 1 온도와는 상이한 제 2 온도로 맞추고, 이러한 제 2 온도에서 섹션 반응 챔버에서 핵산 증폭 반응의 제 2 부분을 수행하는 단계를 포함하는 단계를 포함하여, 핵산 증폭 반응을 수행하는 방법.
제 17항에 있어서, 커버를 2중 챔버 반응 용기에 부착시키는 단계를 추가로 포함하며, 커버는 사용자로 하여금 제 1 반응 챔버에 접근하게 해줄 수 있도록 제 1 챔버에 대해 이동가능함을 특징으로 하는 방법.
제 1 반응 챔버와 제 2 반응 챔버를 지닌 2중 챔버 반응 용기를 포함하는 1회용 시험 장치로서, 제 1 반응 챔버 보다 높은 위치에서 시험 장치에 부착되는 커버 부재를 포함하며, 커버 부재가 제 1 반응 챔버에 접근하도록 해줄 수 있음을 특징으로 하는 장치.
제 18항에 있어서, 커버 부재가 제 1 챔버와 꼭 맞게 정위된 구멍을 추가로 포함하고, 흡수성 메시(mesh) 필터가 상기 구멍내에 정위됨을 특징으로 하는 장치.
제 18항에 있어서, 커버 부재가 절단 표면을 지니면서 시험 장치에 대해 이동가능한 버튼을 추가로 포함하며, 버튼은 2중 챔버 반응 용기를 커버하도록 하는 방식으로 시험 장치에 적용된 막을 천공하도록 작동할 수 있음을 특징으로 하는 장치.
제 18항에 있어서, 커버 부재가 커버 부재를 시험 장치에 해제가능하게 결합시키기 위한 탄성 스냅 수단을 추가로 포함함을 특징으로 하는 장치.
제 18항에 있어서, 제 1 반응 챔버 및 제 2 반응 챔버중 하나 이상에 매우 근접하여 이와 연통하도록 정위된 건조제를 추가로 포함함을 특징으로 하는 장치.