KR20030031878A - 적은 부피 (1 내지 100 ㎕)의 시료를 위한 시험 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크로마토그래피 면역 분석 방법에 의해 임의적으로 체내에서, 임의적으로 예비결정되고 제어된, 적은 부피를 분석하기 위한 시험 장치 및 방법에 관한 것이다. 전술한 장치의 구성품 일부에서 부피 제어 및 소량의 크기를 사용함으로써 체내 분석에서 비침투적으로 수행될 수 있는데, 예를 들어 눈물 방울, 분비물, 땀 및 자연적 또는 자발적 분비액 등이 있다. 본 발명의 시험 장치는 100 ㎕ 미만의 부피를 가진 시료를 분석할 수 있다. 또한 결과의 정량 분석을 위하여 분석 부피를 조정할 수 있다. 생물 시료에서 다양한 특정 성분을 체내에서 검출할 수 있는데 이러한 점에서 이 시험장치는 유용하다. 또한 본 발명은 분석 키트로 된 전술된 시험 장치의 사용과도 관련이 있다.

Description

적은 부피 (1 내지 100 ㎕)의 시료를 위한 시험 장치{DEVICE FOR TESTING SAMPLES OF SMALL VOLUMES (1 TO 100 ㎕)}

최근 몇 년 동안 많은 다른 분야에서와 같이 생물학적 분석 분야에서 시약의특정 친화성을 이용한 분석은 그 이용성이 입증되어 왔다. 몇 가지 면역 분석방법은 두 가지 또는 몇 가지 시약 사이의 특정 친화성을 이용하고 있고, 이들 방법은 "샌드위치 (sandwich)" 방법 또는 경쟁적 방법으로 불린다.

이들 방법은 하나 또는 몇가지 원소의 검출을 위해 특정 친화성 커플의 하나 또는 양쪽 부분을 이용하고 있다.

이러한 모든 방법은 지지체 상에 고정된 시약 및 확인을 위한 유리 시약을 사용하는 특징을 가진다. 검정법의 성질에 따라, 고정 시약은 항체, 항원 또는 특정 친화성 커플의 부분인 임의의 물질일 수 있다. 지지체 상에 고정되지 않으나 지시약 분자의 적어도 부분으로 구성되거나 지시 반응을 제공하는 특징을 가지는 확인 시약의 경우도 이와 동일하다. 자주 사용되는 표지는 착색제, 방사성 물질, 효소, 콜로이드성 금, 라텍스 비이드 (latex bead) 이다. 특정 친화성 커플의 부분이 고정되는 고체 지지체의 수많은 유형이 기재되어 왔다. 오늘날, RIA 및 ELISA의 가장 흔한 지지체는 바이알 (vial), 플레이트 또는 폴리스티렌 비이드이다. 그러나 종이 필터, 유리 및 다른 플라스틱 물질이 한동안 사용되었다.

RIA 및 EIA는 공지이며, 세계 도처에서 사용된다. 최근에 개발된 면역 크로마토그래피 검정법이 진단 분야에서 더욱더 사용되고 있다. 이들 검정법은 주로 고체 지지체로서 많은 성질 및 조성의 막을 사용하고 있다. 비방사성 및 비효소학적 표지의 개발은 면역학 진단 절차뿐만 아니라 의료 실시와 같이 전문화된 실험실 또는 환자 집에서의 이용까지도 보다 용이하게 하였다. 이들 절차는 신속, 간단해야 하고, 진단에 즉각적인 도움을 주어야 한다. 그러한 검정법의 개발은 양호한 감도및 특이성을 가지고, 3가지 중요한 점의 개선에 집중하였다: 신속성, 안정성(상온), 및 결과의 사용 및 해독의 용이성.

[Immunochemistry, Practical applications in pathology and biology (Polak J.M. 및 Van Noorden S., 1986)]에는 착색 표지로서 금의 제조 및 이용을 기재하고 있다. 콜로이드성 금에 의한 반응성 물질의 흡수는 [Geoghegan W. 및 Ackerman G., J. Histochem. Cytochem. (1977), 25, 1187]에 기재된다. 막 상에 면역 시약 침전을 이용한 분석에서 항원 및 항체 반응을 가시화하기 위해 콜로이드성 금의 이용이 [Moeremans M. 및 동료, J. Immunol. Meth. (1984), 74, 353]에 기재된다.

면역 크로마토그래피 분석 방법은 우리가 이동에 관해 언급하는 측면 방식으로, 또는 여과에 관해 언급하는 횡단 방식으로, 시료가 확산하는 면역 크로마토그래피 지지체를 사용한다. 이동에 의한 면역 크로마토그래피 검정법에서, 콜로이드성 금 및 라텍스 비이드가 확인 시약의 성분 또는 착색으로서 (착색된) 결과의 광학적 확인에 사용된다. 그러나 우리는 또한 기질과의 반응이 불용성 착색 산물과 관련된 직접 또는 간접적 착색을 제공할 효소를 이용할 수 있었다.

연구된 분자의 두 개의 결합 파트너를 사용하는 샌드위치 방법에서, 하나는 고정되고, 다른 하나는 착색 물질인 경우에 직접적인 착색에 의해, 또는 효소인 경우에 효소 반응 후에 색 출현에 의해, 결과를 가시화하도록 하는 지시제에 커플링된다.

경쟁적 방법에서, 단지 하나의 결합 단위뿐만 아니라 연구된 분석물 또는 유사체가 사용된다. 결합 단위는 고정되거나 자유이고, 착색된 또는 효소학적 지시제에 커플링되고, 연구된 물질 또는 이의 유사체가 상호적으로 고정되거나 커플된다. 면역 크로마토그래피는 Abbott (상표명)의 EP 0 306 772 및 EP 0 262, Syntex (상표명)의 EP 0 286 371 및 EP 0 183 442, Synbiotics Corporation (상표명)의 EP 0 276 152, Quidel (상표명)의 EP 0 296 724 및 Unilever (상표명)의 WO 88/00322과 같은 많은 특허에서 고려되었다. 또한 US 4,366,241 (Tom 등), US 4,632,901(Valkirs 등), US 4,522,923 (Deutsch A. 및 Platt H.A.), WO 8606488 (Barnett B.), EP 0 022 669 (Graham H.A. 및 동료), US 4,094,647, 4,235,601 및 4,361,537(Deutsch M.E. 및 Mead L.W.), FR 2537724 (Friedenberg R.M.), EP 0206779 (Lipp V. 및 Buck R.L.), EP 0189925 (Deutsch A. 및 동료), WO 84/02397 (Friedenberg), US 3,893,808 (Campbell) 및 US 3,895,914 (Alberty 및 동료)를 주목할 수 있다.

Hochstrasser (미국 특허 4,059,407)은 생물학적 유체에서 분석물의 준-정량화를 위해 상기 유체에 적실 수 있는 스트립 시험 장치에 관한 것이다.

스트립 검정 분야에서, 하기 특허가 또한 흥미롭다: US 3,802,842, 3,915,639 및 4,689,309.

이동형의 분석에서, 막을 분석을 수행하기 위해 요구된 시약에 적신다. 표지된 분석물을 검출 영역에 포획되어, 막내에 포함되고, 거기에서 우리는 결과를 해독할 수 있다. 예를 들면, Tom과 동료 (미국 특허 4,366,241) 및 Zuk (EP-A 0 143 574)를 참조할 수 있다. 면역 검정법으로서, 특정 포획 분석을 위해 시약에 적신스트립의 사용은 특허 EP 0225054, EP 0183442, EP 0186799 및 GB 1589234에서 제안되었다. 그러한 절차에서, 시료를 분석 스트립의 부분에 적용하고, 스트립을 통상 물과 같은 비등 용액으로써 스며들게 한다. 이어서 시료를 시료내에 존재하는 것으로 추정되는 분석물에 대한 특정 포획 물질이 고정된 검출 영역을 통과시킨다. 시료내의 분석물은 이어서 검출 영역내에서 포획될 수 있다. 분석물이 포획되는 방식은 스트립내에 혼입되거나 이후에 적용될 수 있는 표지된 시약으로써 결정할 수 있다.

Korom및 동료 (EP 0 299 359)는 표지된 항체가 시약을 전달하는 시스템으로서 작용하는 막내에 혼입되는 시험 장치의 변형을 기재한다. Grubb 및 동료 (미국특허 4,168,146)는 항원에 대한 특정 항체가 공유적으로 연결된 다공성 물질의 분석 스트립의 이용을 기재한다. Weng 및 동료 (미국 특허 4,740,468)는 시료와 접촉되는 말단 부분을 가지는 흡수제 패드를 포함하는 크로마토그래피 스트립 시험장치를 기재한다. 분석 영역은 말단 부분에서 떨어져 있고, 고정화된 항체 디포짓(deposit) 및 특정 분석물을 함유한다. 스트립은, 또한 분석물(analyte)로부터 고정된 유사체를 포함하는, 자유 마커(marker)의 포획 영역(capture zone)을 포함한다. 사용 동안에, 분석용액은 피검자의 시료를 특정 결합쌍의 첫 번째 구성요소, 예를 들어 분석물에 대한 특정-표식된 콘쥬게이트 항체에 첨가하는 것에 의해 제조될 수 있다. 면역 시약이 콘쥬게이트된 입자를 함유하는 스트립 상에서의 면역크로마토그래피는 벡톤 디키슨(Becton Dickinsonl; 상표명)의 특허 로센스테인(Rosenstein) EP 284 232에 개시되어 있다.

스트립 분석 방법에 있어서, 분석장치는 결합 상대물(partner)이 고정되어 있는 스트립이다. 스트립은 시료에 침지되거나 접촉되고, 계속하여 항-분석물, 효소기질(효소 표식용) 및/또는 비포획 마커를 제거하기 위한 세척용액을 함유할 수 있는 하나의 또는 여러 개의 다른 용액에 접촉된다. 여과 단계는 또한 완전한 세척을 보다 쉽게 하기 위해 수행될 수 있다(참고, 예를 들어 U.S. 특허 제 4,623,461호). 다른 연구자들은 결과물을 확인하기 위해 두 번째 분석 대조군의 사용을 제안하였다(참조, 예를 들어 U.S. 특허 제 4,200,690호: 두 번의 세척 및 배양단계를 사용하는 소변시료용 방법).

두 개의 창(시료 샘 및 판정창)을 갖는 플라스틱 케이스 하의 면역크로마토그래피(스트립)는 유니러버(Unilever; 회사명)의 EP 특허 291,194에 기재되어 있다.

다른 특허는 아크조나(Akzona) EP 7654(EP 4,313,734)의 류버링(Leuvering) 특허, 니콤드(Nycomed; 회사명)의 EP 398,913 (WO/89/06801), 오르토 진단시스템(Ortho Diagnostic System: 회사명)의 EP 0,250,137 및 0,285,963, 얀센 제약(Janssen Pharmaceutica; 회사명)의 EP 0,158,746 및 0,293,947, 및 하이지니아사이언스(Hygenia Sciences)의 EP 0,310,872 등과 같은 표시시약(revealing reagent)의 사용에 관련되어 있고, 골드 콜로이드(gold colloids)의 사용에 대해서는, 라텍스 비드(latex bead)의 사용에 대한 많은 특허(US 제 4,434,150호, 제31,712호, 제 4,478,914호, 제 4,141,965호, 제 4,210,622호, 제 4,331,649호, 제 4,582,810호)들이 있다. 우리는 또한 효소표시 및 효소와 연결되는 결합 유닛의사용에 대해서는 US 특허 제 4,803,154호, 제 4,446,232호, 제 4,785,572호를 열거할 수 있다.

이러한 특허들은, 성분의 검출을 진행시킬 수 있어, 시료 내에서 상기 성분들의 존재 유무를 나타내는 결과를 얻도록 하는 장치, 방법 및 적용들이다.

면역크로마토그래피법은, 단지 하나의 시료만을 빠르게 분석할 수 있는 뇨검사에 주로 사용된다. 이러한 검사는 일반적으로 20분보다 짧은 시간 후의 결과에 의존하여 얼룩, 또는 가시화 또는 비가시화 라인과 같은 분석 결과를 나타낸다. 이러한 결과의 유효성은 일반적으로 내부 작동 대조군에 의해 확인된다.

동일한 검사에 대해, 우리는 최종적으로 분석결과 및 작동 대조군 결과를 얻는다. 이러한 결과, 일반적으로 정성적(定性的) 특성 및 대부분의 가시화 판정 시간의 결과는, 라인, 점 또는 착색된 표출(예를 들어 콜로이드성 골드를 사용하는 장치에 대해서는 붉은색을 갖음)로서 나타난다.

일반적으로, 이러한 검사는, 검사의 작동 대조군용 표시 시약(아핀(affine) 물질 및 착색 지시약 또는 효소를 포함하는 복합체)의 직접적인 포획을 사용한다. 검사의 정확한 작동에 대해 사용자를 확신시키기 위한 목적으로, 신호는 일반적으로 최대강도를 가져, 최적의 가시성을 나타낸다고 추측된다.

이러한 장치는 자주 종종 200㎕의 부근의 시료부피를 요구한다. 때때로, 그들은 수획된 시료의 더 적은 부피로도 사용할 수 있지만, 이런 경우에, 100㎕보다 많은 최종부피를 얻기 위해, 수획된 시료는 희석된다. 이것은 희석과 연관된 민감도의 손실을 이끌어낸다는 것이 자명하다. 그러나, 시료채취가 세심한 주의를 요구하고 희석이 충분한 민감성을 얻는데 방해가 될 수 있는 경우, 때때로 매우 적은 양의 부피를 갖는 시료에 대해 분석을 수행하는 것이 유용하거나 필요하다.

실제로, 상기 검사의 민감성은 스트립 내에서 확산되는 시료 부피에 의해 제한된다. 몇몇 특허에서 사전에 기술된 거즈 윅(wick)를 장치한 뇨 검사를 제외한 이러한 장치는, 시험관내 분석을 목적으로 한다. 시료의 채취는 앞서서 수행되고, 이러한 장치로부터 독립되어야만 한다. 궁극적으로 추출되고 처리되는 시료는 그 자체로 또는 희석되어, 여과 또는 거즈 윅의 사용에 의해 검사 장치에 접촉된다.

그러나, 이러한 작은 부피는 취급이 어렵고, 이들의 취급은 대부분의 기술자에게도 부피의 손실 및 시료의 감염 위험을 유발한다. 또한, 일부 경우에, 시료의 수집은, 민감한 조직일 수 있는 또는 예를 들어 민감한 점액일 수 있는 시료채취장소에 의해 또는 매우 작은 부피에 의해 세심한 주의를 요한다는 것이 증명된다.

다음 두 경우에서 더 바람직하다: 세심한 주의를 요하는 시료채취 및 작은 부피, 생체내 분석을 진행시켜, 즉 분석할 조직과 검사 장치를 직접적으로 접촉시 시켜, 모든 시료추출 및 모든 시료취급을 피할 수 있다.

본 발명은 면역 검정 시약을 사용한 면역 분석, 면역 크로마토그래피 분석, 시험 장치 및 결합 분자를 포함할 수 있는 액체 시료를 분석하는 한 단계의 방법에 기초한다. 본 발명은 특히 집, 병원 또는 의료 센터에서, 즉각적인 결과를 제공하고, 최소의 민첩함, 실시를 요구하고, 경험이 없는 사용자의 경우 어려움이 없는, 독특한 용도를 목적으로 한 분석에 관한 것이다.

이는 감도의 감소없이 적은 시료로써 면역 크로마토그래피 방법을 사용하도록 하는 독창적인 시험 장치이다.

본 발명은 분석된 시료 부피를 보정하면서, 면역 크로마토그래피 또는 측면유동을 사용하여, 1 내지 수십 ㎕의, 적은 부피의 시료로써 결과를 수득하도록 허용한다.

이는 또한 생체내 시료채취를 가능하게 하는 동시에 분석 장치와 접촉하게 한다.

또한, 이는 분석된 시료 부피를 결정하고 검사하게 한다.

도입

본 발명은 매우 적은 양, 예컨대 백만분의 1리터(㎕) 단위의 하나 또는 여러개의 분석물을, 통상적인 부피에 대해서 얻어지는 것과 동등하거나 매우 유사한 민감도로, 검출하게 하는 최초의 검사 장치이다. 또한 본 발명은 생체내에서 시료의 직접적인 수집을 수행한다. 결과적으로 분석은 생체내에서 실현된다.

본 발명은 또한 분석에 사용되는 장치 및 시료부피의 측정을 기재하며, 이는 요구되는 최소한의 부피가 장치에 의해 적당하게 채취된다는 것을 나타낸다.

상기 발명이 적용되는 면역크로마토그래피법은, 시료내 분석물의 검출 및 결정을 목적으로 한다는 것을 특징으로 한다. 이들은 시료 부피의 측정을 위해 상기 발명에 사용될 수 있는 하나 이상의 내부 대조군 또는 작동 대조군을 포함할 수도 그렇지 않을 수도 있다.

특히, 이런 최초의 검사 장치는, 콜로이드성 골드, 라텍스 비드, 모든 입자기질일 수 있거나 아닌 착색 가시화 지시약, 또는 여러 효소반응 중 하나의 생성물을 사용하여, 막 상에서의 이동에 의한 면역크로마토그래피 검사법으로, 적은 양의 분석물(들)의 검출을 가능하게 하는 목적을 갖고, 이는 결과를 나타내기 위해 색깔을 만들어낸다.

정확한 방법론 및 상기 방법들에 흥미를 끄는 검사장치는, 우선 적은 양의 시료부피를 면역크로마토그래피 분석 장치로 직접적으로 넣기 위해 위치시키는 것; 두 번째로 상기 분석에 요구되는 시료 부피를 감소시키는 것; 세 번째로 분석에 요구되는 최소한의 시료 부피가 상기 검사장치에 의해 적당히 채취되었음을 사용자에게 알려주는 것을 가능하게 한다. 우리는 적은 양의 부피를 0 내지 100㎕ 사이에 포함되는 것으로써 정의한다.

설명

우리 발명의 신규 검사 장치는 이질적인 상에서의 면역측정, 및 유체역학, 물질 약제, 크로마토그래피 및 면역-포획의 원리에 사용되는 개념에서 흥미를 끈다.

신규 장치는 물질의 정체 부피(dead volume)에 대한 관념을 요구한다. 우리는 분석시스템 하류의 부분들을 제외한 장치, 원칙적으로는 흡습장치에 함유될 수 있는 용액의 부피를 정체 부피라 부른다.

이러한 장치에 대해, 우리는 분석용 정체부피를, 합당한 분석 결과를 얻기 위해 요구되는 시료의 최소한의 부피로서 정의할 것이다.

본 발명은, 결과의 양호한 재생산성을 수득하기 위해, 분석의 무용 부피, 그이상 내지 100㎕ 이하인 샘플 부피의 인출, 그 분석 장치와의 접촉, 목적하는 분석에 대한 그 이용, 및 모든 분석에서 사용되는 샘플 부피의 보정(calibrating) 감소의 목적을 갖는다.

본 시험 장치는 특히 그 무용 부피가 100㎕, 심지어는 10㎕ 미만일 수 있다는 사실을 특징으로 한다.

측면 면역 크로마토그래피 시험은 4가지 별개의 파트로 구성된다:

1. 결국 필터와 함께, 심지가 스트립을 샘플과 접촉되게 한다. 심지 및 필터는 일반적으로 그 재료가 셀룰로오스 유래될 수 있는 막, 나일론, 또는 몇가지 중합체 또는 섬유로 구성된다. 필터는 분석을 방해할 수 있는 입자의 통과를 지연하기 위해 사용된다.

2. 분석물의 존재를 드러나게 하는 시약과 연결된, 시험을 위해 유체 샘플을 받을 수 있도록 고안된 막으로 구성되고, 탐색된 분석물의 특정 친화성 짝의 반을 포함하는 제 1 반응 영역. 상기 막은 용기가 될 수 있고, 처리 또는 미처리로, 약한 생분자 흡수성을 나타내는 재료 (예를 들면, 셀룰로오스 또는 셀룰로오스 유도체, 나일론, 섬유성 또는 미세다공성 중합체, 고밀도 폴리에스테르, 분말, 정제의, 또는 몇개의 레지(ledge)의 식물성, 동물성, 광물성 또는 합성 섬유)로 구성된다.

3. (예를 들면, 이온성 상호작용, 소수성 상호작용, 친화력 또는 면역-친화력에 의한) 분자의 선택적 흡수 및 이동 성질, 및 샘플이 이동하고, 반응 영역들을 통해 투약해야 하는 원소를 제거하게 하는 모세관 성질을 나타내는 활성화된 막으로 구성된, 반응의 지지를 요구하는, 제 2 반응 영역. 상기 막은, 언급한 성질을 갖거나 갖지 않은 2가지 별개이고 인접한 파트로 구성될 수 있거나, 구성될 수 없다. 상기 막은 언급한 성질을 나타내는 하나 또는 수개의 재료 (예를 들면, 셀룰로오스 또는 셀룰로오스 유도체, 나일론, 섬유성 또는 미세다공성 중합체, 고밀도 폴리에스테르, 분말, 정제의, 또는 몇개의 레지의 식물성, 동물성, 광물성 또는 합성 섬유)로 구성될 수 있다.

상기 파트에서, 분석물의 검출과 관련된 결과가 나타날 시험 영역, 기능성 대조 영역 및 부피적 증거가 발견된다.

상기 기능 증거는 분석이 올바르게 수행되었고, 분석 장치가 그 사용 시점에 기능적이었다는 것을 가리킨다. 이는 일반적으로 확인 시약의 결합으로 구성된다.

기능성 대조 영역에서 확인 시약의 포착은 분석 결과를 입증하는 신호를 나타낸다.

부피적 증거 신호의 출현은 분석에 필요충분한 샘플의 부피가 장치에 의해 인출되었다는 것을 가리킨다. 상기 부피적 증거는, 상기 2가지 작용에 사용될 수있는 기능성 대조일 수 있거나, 그럴 수 없다.

4. 그 역할이 상기 마지막 2개 파트를 통한 흐름을 자극 또는 조력하는, 흡수제라 칭하는, 마지막 파트. 이 요소는 흡습 성질의 재료 (예를 들면, 셀룰로오스 뭉치 또는 셀룰로오스 유도체, 나일론, 섬유성 또는 미세다공성 중합체, 고밀도 폴리에스테르, 분말, 정제의, 또는 몇개의 레지의 식물성, 동물성, 광물성 또는 합성 섬유)로 구성될 수 있다.

이러한 4개 파트는 인접하고 연속적이고, 창을 통해 반응성 막의 2개 섹터가 나타나도록 하는 성형(Plastic) 모듈에 위치한다.

제 1 섹터는 분석 결과를 가리키는 시험군을 다룬다.

제 2 섹터는 시험이 양호한 조건에서 실현되었음을 가리키는 대조군을 다룬다. 부피적 증거 또한 포함할 수 있다.

3개 파트는 일반적으로 다양한 천연 막 (셀룰로오스, 니트로셀룰로오스, 나일론, 유리 섬유)으로 구성된다. 본 시험 장치에서, 각 파트는 그 무용 부피를 감소하기 위해 변형되었다. 상기 제약은 요청되는 결과의 특이성 및 ?를 보존하기 위한 것이다.

이러한 3개 파트에서, 또한 보다 작은 무용 부피를 나타내는, 가장 얇은 깊이를 나타내는 막을 사용할 것이 권장된다. 또한, 시각적이거나, 디스플레이되어 수행된 결과 판독이 반응 지지체의 표면에서 시행된다. 가시적인 결과를 수득하기 위해서는, 깊은 곳보다 표면에 우위를 두는 것이 중요하다.

제 1 파트: 필터 및/또는 심지

필터가 요구될 때, 이는 또한 추가의 무용 부피를 억제하기 위한 심지일 수 있다. 필터 또는 심지의 길이는 샘플의 인출에 필요한 최소값, 진단이 생체외인경우 5밀리미터 미만 및 일반적으로 생체내 진단에서 10밀리미터 미만으로 고정될 것이다.

심지 또는 필터의 폭은, 이것이 필수불가결한 경우 종국에는 그 여과 기능에 개입하지만, 일반적인 경우는 아니다. 또한 샘플의 부피가 작을수록, 필터가 작아진다. 그 폭의 감소는 분석의 약간의 감속을 자극할 것이다. 필터 또는 심지의 폭은 또한 최소로 감소될 수 있다.

생체내 시험 장치에 대해, 심지는 폭 또는 직경이 5 밀리미터 미만이고, 길이가 10 밀리미터 미만인, 임의의 독성이 없고 비알레르기성 물질로 구성되어야 한다

생체내 시험 장치의 심지는 이어서 50 ㎟ 미만의 면적을 가져야 하고, 양호한 생체내 접촉을 위해 충분해야 하는 길이에 우선권을 두어야 한다.

제 2 파트: 탱크 또는 제 1 반응성 영역.

저장소의 길이는 최소 부피이고, 가능한 한 농축되어야 하는, 코팅된 확인시약에 대해 필요한 최소로 감소된다.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 필터, 또는 심지는 또한 탱크로서 작용한다. 확인 시약은 확산 방향에 따라, 시료와 접촉하는 부분의 하류에서 코팅한다. 그러므로, 확인 시약은 생체내 분석 동안 환자와 접촉하지 않는다. 안전의 보충을 위해, 확인 시약이 임의의 생체내 독성을 나타내지 않는다는 것이 확신될 수 있다.

제 3 파트: 제 2 반응성 영역 또는 반응 지지체.

이 영역은 결과, 기능성 대조군 및 부피 대조군의 판독 영역이다.

본 발명의 셋업 작업 동안, 시료 부피가 분석 장치의 무용 부피 (dead volume)의 과량일 경우에, 측면 면역크로마토그래피 시험의 민감도는 제 2 반응성 영역의 폭에 독립적이라는 것이 주목되었다. 그러나, 시료 부피가 과량이 아닐 경우에, 민감도는 상기 파트의 폭 및 분석이 수행되는 부피 사이의 비율에 직접적으로 의존한다. 결과는 시료 부피가 적을수록, 상기 영역의 폭은 동일한 민감도를 유지하기 위해 더욱 감소되어야 한다.

상기 제 3 파트는 시험 및 결국에는 기능성 대조군을 포함한다. 이들 두 개의 시약은 통상 검정을 위해 연구된 분석물 (A), 자유 표지된 결합 파트너 및 결합된 결합 파트너 (La) 및 기능성 대조를 위해 결합하는 확인 시약 및 결합물 사이의 친화성 반응에 호소한다. 이들 반응의 속도는 일반적으로 하기와 같은 식에 의해 표현된다: Vr = k(A)e x (LA)e (식 중, (A)e는 연구된 분석물의 유효 농도이고, (LA)e는 결합물의 유효 농도이다). 효과적인 농도는 지지체의 확산 속도에 의존한다.

반응을 지지하는, 세번째 부분에 사용되는 막은 고정된 시간에 분석의 실현에 충분하지만, 또한 민감성의 손실 없이 이 부분의 길이를 최대한 감소시킬 수 있는,가능한 한 느린 측면 확산 속도를 가져야만 한다.

이 부분의 길이의 감소를 위해 고려해야 하는 다른 요인은, 이것이 지나가는 거리의 함수로 샘플의 앞에서의 확산으로부터의 이동 속도의 변화이다. 거리가 증가할수록, 속도는 감소한다; 반응 생성물이 시간 및 고정된 분석물의 양에 있어서 중요할수록, 민감성은 증가한다. 이 때는, 이 부분의 시작부분과 고정된 결합의 위치 사이에 충분한 거리를 유지하는 것이 중요하다. 또한, 이 거리는 분석물-암시 반응물 착물의 가능한 한 완전한 형성을 허용해야 한다.

사실, 세번째 부분은 한편으로는 결과물의 판독 영역 및 기능성 대조군을 포함하고, 다른 한편으로는 또한 분석되는 샘플의 부피 대조군을 포함하기 때문에 변형시키기에 가장 어려운 부분이다. 이의 성질, 특히 이의 길이 및 상이한 판독영역의 위치를 정의할 수 있는 방법론은 하기에 나타날 특정 장의 주제가 될 것이다.

결론적으로, 처음의 세 영역의 폭은 이러한 조각 시험의 제조 동안 가장 큰 단순성을 나타내는 동일한 방식으로 감소한다는 것을 알게된다.

20 ㎕ 미만의 샘플 부피에 대하여, 이러한 상이한 부분의 폭은 2 mm 미만이고; 1 내지 2 mm의 폭은 결과물의 용이한 판독에 충분하다.

100 ㎕ 미만의 샘플 부피에 대하여, 이러한 상이한 부분의 폭은 5 mm미만이다.

세번째 부분에 대한 방법론

이 부분에 대하여 지지체로서 작용하는 막, 사용된 결합, 포획 반응물로 칭하는 암시 반응물 뿐만 아니라 코팅된 반응물에 대하여 이들의 고착 양식 및 샘플의 확산 방향과 비교하여 이들의 위치의 순서를 결정하는 것이 우선 필요하다.

이러한 요소는 작은 샘플 부피를 최초로 시도하는 동안에, 통상적인 방법 및 상응하는 샘플 부피와 무관하게 정의된다. 물론, 심지어 과량의 샘플 부피의 존재하에서, 분석 도중 최량의 민감성을 수득하도록 하는 조건을 선호하는 것이 더 양호하다.

상이한 요소가 결정될 경우, 이 부분의 시작 부분과 코팅된 결합 파트너 사의 정확한 거리를 결정하는 방법론은 하기와 같다:

검출하고자 하는 분석물의 임계 농도를 함유하는 샘플을, 내부에서 거리가 변하는 장치로 분석하고, 이 때 샘플의 부피는 과량이다. 이어서, 분석물에 상응하는 신호를 검출하는 최소 거리를 결정한다.

샘플 부피 및 이의 검정 또는 조절에 관련된 두 선택이 하기에 있다.

1. 결정된 샘플 부피로 시험을 조정함.

2, 만족스러운 분석 결과를 수득하기 위한 필수 최소 샘플 부피를 정확하게 결정하고, 부피 조절을 적당한 방식으로 조절함.

두 경우에서, 샘플의 대조군 또는 부피 대조군을 뒤에, 또는 확산 방향에 따라 분석 영역을 하류로 두는 것이 필요하다.

시험에서의 부피 대조군의 위치에 따라, 분석에 사용되는 샘플 부피를 변형시킬 수 있다.

1. 결정된 샘플 부피에 시험 장치를 조정하기 위해서, 시험 영역의 몇 밀리미터 하류에 부피 대조군을 둘 수 있다. 이어서, 최초의 세 영역의 폭이 감소되어 최소 샘플 부피 (분석 장치가 이것을 위해 설계됨)로 시험 영역에서 양의 신호를 수득하고, 단 샘플은 겸출할 분석물의 임계 농도를 함유한다. 이 폭은 100 ㎕ 미만의 샘플 부피에 대하여 5 mm 미만이고, 20 ㎕ 미만의 샘플 부피에 대하여 2 mm 미만이다. 폭이 결정될 경우, 시험 영역 및 부피 대조군 사이의 거리는, 이 대조군이 이것 미만의 부피를 갖는 것을 제공하지 않으면서, 고정된 샘플부피로 양의 신호를 제공할 때까지 증가한다. 이 방식으로 조절된 샘플 부피에 대하여 보통 90 %정확도를 수득할 수 있다는 것에 주목해야 한다.

분석 부분의 폭은 100 ㎕ 미만의 샘플 부피에 대하여 70 mm 미만이어야 하고, 이의 폭은 5 mm미만 및 면적은 450 ㎟ 미만이다.

가장 통상적으로 사용되는 물질 (예를 들어, 셀룰로오스 또는 셀룰로오스 유도체, 나일론, 섬유형 중합체 또는 고밀도 폴리에스테르 형태의 마이크로 다공성 중합체)의 하나 이상으로 구성되는 막에 대하여, 분석 영역 및 부피 대조군 영역을 포함하는 부분으로서 정의된 분석 부분은 샘플 ㎕ 당 4.5 ㎟의 최대 면적, 또는 10 ㎕ 당 45 ㎟, 또는 100 ㎕ 당 450 ㎟를 갖는다.

2. 최초의 세 부분의 상이한 길이 및 폭이 필요한 최소만큼 감소하면, 100㎕ 미만의 샘믈 부피에 대하여 분석 부분의 길이는 70 mm 미만, 이의 폭은 5 mm미만 및 면적은 450 ㎟ 미만으로 감소하고, 연구되는 분석물의 임계 농도를 함유하는 다양한 샘플 부피로 상이한 분석을 수행하여, 시험용 최소 샘플 부피를 결정한다.

이어서, 신호를 수득하기 위한 최소 부피가 결정된다.

신호를 제공하는 최대 거리를 발견하기 위해서 부피 대조군의 위치를 변화시키면서, 샘플의 최소 부피로 상이한 에세이를 만든다. 이 부피 대조군의 거리가 정의되면, 신호의 출현이 샘플의 최소 부피는 시험 장치에 잘 끌려 들어간다는 것을 나타낸다.

이어서, 흡수제로 칭하는 마지막 부분을 내부 품질 조절 시스템의 근처에 놓아서, 분석 시간을 감소시킬 뿐만 아니라 가능한 한 빨리 결과를 수득한다.

제 1 구현예에서, 부피 대조군 또한 시험의 내부 품질 참고 시스템이다.

이는 일반적으로 막에 결합된 결합 파트너에 의해 암시 반응물의 포획으로 형성된다.

특정 경우에서 조언되는 제 2 구현예에서, 부피 대조군은 샘플 내에 존재하는 성분의 포획으로 구성될 수 있고 성분은 참고 성분으로 칭한다. 시험 장치에 포함되고, 분석 결과를 시각화하는 것과 동일하거나 상이한 암시 반응물은 이를 시각화할 것이다.

부피 샘플에 직접 의존하지 않는 이 대조군은 부피 샘플이, 분석이 설계된 것과 상이한 다른 성분의 검출에 의해 조절될 경우, 유용하고, 성분은 변함없이 샘플에 존재한다. 필요하다면, 또한 분석 결과를 부피 샘플과 비교하지 않고, 참고 성분의 결정된 양과 비교하여 참고하는 것이 유용할 수 있다. 예를 들어, 세럼 또는 눈물에 존재하는 알부민, 다양한 면역글로불린 또는 결과를 참고할 수 있는, 수요가 있는 모든 성분을 인용할 수 있다. 전구체, 대사 산물 또는 수요가 있는 성분의 대사에서의 경쟁 성분 또한 관련이 있다.

이 두번재 견해는 특히 샘플 부피가 아니라 샘플에 존재하는 성분의 결정된 양을 검정한다. 이 견해는 분석이, 단순히 성분을 검출하거나 이의 비율을 결정하는 것이 아니라, 참고 성분으로 칭하는 성분에 대하여 비정상적인 농도 비를 확인하는 데 목적을 둘 경우에 유용할 수 있다. 제한적이거나 철저하지는 않지만, 알부민, 혈액 또는 다른 조직으로부터의 다양한 단백질, 상이한 범주의 면역글로불린을 예를 들어 인용할 수 있다. 예컨대, 이는 한 항원에 대한 특이 항체의 비율과 다른 항원에 대한 특이 항체의 비율의 비를 비교하거나 측정하는데 사용될 수 있다.

상기 기재된 두 설명에서, 부피 조정 위치 또는 장치의 제 1 부품의 크기의 단순한 변경이 보정된 부피 또는 참조 성분량을 변화시킬 수 있다는 것이 상기되어야만 한다.

제 1 설명의 유도된 구현예에서, 하나 또는 수개의 참조 성분의 양 및 부피를 조정하는 것을 발견할 수 있으며, 또한 수 개의 참조 성분의 양을 조정하는 것도 관찰할 수 있다.

또한, 부피 조정을 사용하여 일시적 분석으로 액체 또는 생체내 표본 흐름 뿐 아니라 그의 점도도 측정하는 것이 가능하다.

이하는 본 발명의 적용 분야의 예이다.

예는 단지 설명을 목적으로 하며 임의의 방식으로 본 발명의 범주를 제한하려는 의도로 간주되어서는 안된다.

실시예 1:

본 실시예는 샌드위치 방법 (sandwich method) 에 따른 눈물 내의 인간의 총 IgE 검출을 위한 측방 면역-분광분석 고속 시험에 관한 것이다.

눈물 내의 총 IgE 를 검출하는 데는 어려움이 있다. 예컨대, 눈물 부피는 거의 항상 매우 불충분하며, 또한 눈물의 흐름 및 샘플링은 곤란한 조작이며 개업 의사들에게 거의 인정받지 못한다.

가능한 한 용이하게 표본을 수득하고, 불충분한 부피의 눈물을 사용하여 적당한 시간에 이를 분석하고, 눈물 흐름을 자극성 생성물로 자극하는 것을 피하기 위해, 하기 발명에 따라 시험 장치를 개발해왔다.

또한, 장치는 확인 시약에 대한 저장소로서 사용되는 필터-심지(fileter-wick), IgE 검출 구역이 위치하는 박막, 및 확인 시약의 포착에 의해 표본 부피를 보정하는 품질 조정 시스템을 포함한다. 상기 시험 장치는 7 mm 길이의 생체내 샘플링에 사용되는 필터-심지 부분을 갖으며, 폭이 1.75 mm 이고 길이가 55 mm 이다. 분석 장치는 10 ㎕ 의 표본 부피를 사용하여 작업을 수행했다. 따라서, 그의 분석부는 45 ㎟ 미만의 구역을 포함한다.

개업 의사는 눈물을 인취할 필요가 없고, 단지 시험기를 안구의 하부 결막 뇌궁 (conjunctive fornix) 에 위치시키기만 하면 된다. 장치의 크기 및 부품은 최소 눈물 부피에 대해 최적화된다. 대부분의 환자에 관해, 시험 장치의 접촉 시간은 3분 미만이다.

수집된 표본 부피를 부피 조정으로서 기능하는 품질 조정 시스템을 사용하여 보정한다. 충분한 부피가 샘플링될 때, 샘플링의 양호한 재현성, 따라서 양호한 결과를 가능케 하는 시그날이 나타난다.

부피 조정에서 시그날이 기록될 때, 10 ㎕의 눈물이 장치를 통해 수집된다.

이어서, 장치를 눈으로부터 분리하고, 분석 장치의 전체에서 표본을 분산시키도록 하는 용액으로 침지시킨다. 이 적용을 위해, 30 ㎕ 의 탈염수가 필요하지만, 다른 용액을 사용할 수도 있으며, 그들의 조성은 분석의 최적 수행에 따라 정의된다.

상기 장치는 인지의 정량 방법으로 측정된 IgE 비율 값과 결과 해석 (판독)간의 만족스런 상관 관계로, 상이한 표본에서도 유효했다.

또한, 알러지성 비염이 의심되는 경우, 동일한 장치로 콧물에서 총 IgE 를 검출하는 것이 가능하다.

타액 또는 기타 체액에서 IgE 를 검출할 수 있는 시험에서, 총 IgE 검출을 위한 상기 시험 장치는 변경될 수 있다.

[적용 분야]

임의의 방식으로 본 발명의 범주를 제한하지 않고, 본 발명의 시험 장치는 친화 반응을 사용하거나 사용하지 않는 모든 분석에 적용 가능하고, 내부 품질 조정 시스템을 포함하고, 박막일 수 있는 지지체상에의 결합 시약의 존재, 및 확인시약의 사용을 특징으로 한다. 확인 시약은 착색시키는 입자 또는 반응성 분자, 예를 들어 효소로 구성될 수 있으며, 상기 반응은 착색을 수득하도록 하거나, 착색의 부재시에는 지시약임을 결과로 한다.

상기 실시예는 단지 설명을 목적으로 하며 임의의 방식으로 본 발명의 범주를 제한하려는 의도로 간주되어서는 안된다.

본 장치는 원소와의 친화 반응에 관여할 가능성이 있는 원소의 모든 검출에대해 적당하다.

상기 서술의 일부로서, 원소는 결합 시스템, 그 중에서도 상대-원소(against-element)와의 인력 반응에 관여할 수 있는 모든 물질, 조성물,입자를 의미한다. 또한, 일반적으로 전체 "원소"는 상대-원소라는 표현에 관한 것이기도 하다. 원소 및 상대-원소는 서로 보완적이고, 인력성이거나 그 반대인 항원 및 항체로 구성될 수 있으며, 이는 예로서 본 발명의 범주를 제한하지는 않는다.

상기 시험 장치로써 분석할 원소는 생물학적, 화학적 또는 생화학적 항체 또는 항원일 수 있다.

상기 시험 장치 및 상기 방법은 하나 이상의 감염성 병리의 임의의 생물학적표지(marker)의 검출, 예를 들어 비소모적인 방식의 혈청학적 분석 및 항원 검출분석에 적용될 수 있다.

또한, 상기 시험 장치 및 상기 방법은 목적 원소가 하나 또는 수개의 독특한 유형의 항체, 계열 또는 하위-계열일 경우 적용될 수 있다. 본 발명의 범주를 제한하지 않는 설명을 위한 명확한 예는, HIV 및 Clamydia 혈청 시험이고, 이를 위해 상기 장치 및 상기 방법은, 혈청 또는 다른 본질의 표본에서 정확한 항원에 대한 항체의 비율을, 다른 항원에 대해 표적되어진 항체의 비율에 따라 이를 보정하면서, 측정 또는 평가하도록 한다.

또한, 상기 시험 장치 및 상기 방법은 요구되는 원소가 하나 이상의 병리에 대해 특이적인 하나 이상의 특이 항원인 경우 적용될 수 있다.

또한, 상기 시험 장치 및 상기 방법은 치료적 모니터링의 분야에 적용될 수도 있다.

또한, 상기 시험 장치 및 상기 방법은 임의의 유래, 예컨대, 고체 또는 액체의 동물, 식물 또는 인간의 조직과 같은 표본을 사용하여 적용될 수 있다. 또한,이는 임의 유형의 표본, 예컨대 체 분비물, 점액, 땀, 눈물, 눈물 또는 콧물 유액, 타액, 체액, 고름을 사용하여 적용될 수도 있다. 상기 예는 단지 설명을 목적으로 하며, 임의의 방식으로 본 발명의 범주를 제한하려는 의도로 간주되어서는 안된다.

본 발명의 적용 분야가 하기 예로써 설명된다. 이들 예는 단지 설명을 목적으로 하며, 임의의 방식으로 본 발명의 범주를 제한하려는 의도로 간주되어서는 안된다.

설명을 위해 그리고 비제한적인 방식으로, 상기 장치는 종양액, 표저(whitlow) 및 상처의 삼출에서 세균, 바이러스를 특성화한다.

또한, 상기 장치는 소량 부피 표본의 모든 생체외 분석에 대해 적용될 수 있다. 상기는 이는 신생아 및 유아의 샘플링에 대한 경우이다.

또한, 상기 장치는 육류와 같은 임의의 식품에서, 미생물 검사, 부패 표지, 또는 임의의 화학적, 생화학적 및 생물학적 표지에 대해 분석을 가능케 한다.

그리고, 상기 장치는 예를 들어 인간 건강에 있어서, 인취가 곤란한 소량 부피 표본에서의 임의 분석물의 검출을 가능케 한다.

본 발명은 의약적 진단 분야, 모든 분석 및 진단 과학, 예컨대 수의학, 농업, 식품, 및 원소, 분석물 또는 화합물을 검출하거나 그의 농도를 측정할 필요가 있는 특수 과학과 같은 생물학적 연구에 적용될 수 있다. 또한, 상기는 산업에서 및 산업에 사용되는 모든 검출 공정, 정성 또는 정량적 분석에 대해 적용될 수 있다.

상기 시험 장치는 인간 조작자에 의한 시각적 기록, 또는 데이터 프로세서와연결되거나 연결되지 않은 기록 기계를 사용하여 적용될 수 있다.

Claims (10)

1. 조직, 신체 분비물이나 체액과 같은 고체나 액체 상태 시료에서 성분(element), 화합물 또는 특정성분과 같은 분석물 (analyte)을 검출하는 측방 면역 크로마토그래피 시험 장치로서, 결과 표시는 색상으로 구분하며, 상기 시료의 부피가 100 마이크로리터 미만이며, 상기 장치는 분석 필드 및 부피 제어와 같은 작업제어 필드를 포함하는 하나 이상의 분석부를 포함하고 있고, 여기에서 상기 부피제어는 상기 시험 장치의 상부 스트림(upstream)인 분석 필드에 포함된 물질을 포착하고, 연구되는 물질과는 다르며, 시료의 생화학적 또는 생물학적 성분을 필요로 하지 않는 성분으로 구성되고, 장치에 확산된 시료 부피에 직접 또는 유일하게 관련된 색상 또는 강도를 지닌 신호 (signal)를 나타내며, 상기 부피 제어는 확산 방향에 대해서 분석 필드로부터 다운스트림으로 국소화되어 동일 또는 인접 지지체상에서 장치 작업에 대한 정보를 제공하고, 상기 분석부는 5 밀리미터 미만의 너비와 70 밀리미터 이하의 길이를 갖고 시료 1 마이크로리터 당 4.5 ㎟ 이하의 표면적을 나타내는 것을 특징으로 하는 측방 면역 분광분석 시험 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 분석부는 셀룰로스, 셀룰로스 부산물, 나일론, 섬유 또는 미공성 중합체, 식물이나 동물, 광물로부터 유래된 섬유 또는 합성 섬유와 같이 용기 역할을 하는 물질로 구성된 막으로 구성되며, 생물 분자의 약한 흡수성을 특징으로 하는 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 생체내 유인(drawing) 및 시료의 장치와의 접촉을 위해 설계된 비독성 윅 (wick)을 포함하고, 이는 또한 여과할 수 있으며, 상기 윅이 5밀리미터 미만의 폭이나 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 분석부로부터 상부 스트림의, 연구되는 시료를 수용하기 위해 설계된 막으로 구성되고, 확인 시약과 연결되어 원하는 분석물에 특이적으로 밀접하게 결합된 한 쌍을 포함하여 분석물과 확인시약이 접촉하도록 하는 제 1 반응 영역 또는 탱크를 포함하는 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 막이 셀룰로스, 셀룰로스 부산물, 나일론, 섬유 또는 미공성 중합체, 식물, 동물, 광물로부터 유래된 섬유 또는 합성 섬유와 같이 용기로서 작용하는 물질로 구성되고, 생물 분자의 약한 흡수성을 특징으로 하는 장치.
6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 윅/필터가 접촉 영역으로부터 다운스트림의 끝인 확인 시약용 탱크로 불리우는 제 1 반응 영역인 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 신호(들)이 하나 또는 여러개의 비효소 착색 시약의 도움으로 수득되며, 금 콜로이드성 착물 또는 금속염 또는 라텍스 비드일 수 있는 착색된 입자 물질을 포함하는, 분석부로부터 상부스트림인, 결과적으로 인접 시험 장치에 포함되는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 장치에 포함된 한 개 이상의 부피 제어의 위치 및 조성이 그 신호의 강도나 색상이 결정되는 시료 부피에 종속되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 장치에 포함된 한 개 이상의 부피 제어의 위치 및 조성이 신호의 강도 또는 색상과 하나 또는 여러 참조 물질의 알려진 값이나 알려진 값 범위 사이의 관계를 얻도록 설정되고, 신호 및 하나 이상의 참조 물질의 하나 이상의 값 사이의 관계를 분석 및 결과 해석에 사용하는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 장치를 포함하며, 그 결과를 기구가 판독하는 것을 특징으로 하는 분석용 세트 또는 키트(kit).