KR20060113966A

KR20060113966A - 자체-포함된 스왑-기재의 진단 시스템

Info

Publication number: KR20060113966A
Application number: KR1020067012457A
Authority: KR
Inventors: 로산 마리 매튜스 케일러; 라메쉬바부 보가; 가이유안 양; 데이비드 사무엘 코헨; 허브 벨라즈퀘즈; 아만다 리 오코너
Original assignee: 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
Priority date: 2003-12-23
Filing date: 2004-08-09
Publication date: 2006-11-03
Also published as: CN1898544A; US20050136553A1; US7098040B2; AU2004313576A1; ZA200604058B; WO2005068969A1; JP2007516444A; BRPI0417967A; EP1697717A1

Abstract

본 발명은 진단용 시험 유닛을 제공한다. 상기 시험 유닛은 첫 번째 말단 및 두 번째 말단을 갖는 스템을 포함하고, 상기 스템은 상기 첫 번째 말단과 두 번째 말단 사이에 연장된 적어도 하나의 유동 채널을 정의한다. 상기 스템의 첫 번째 말단에 스왑이 배치되고, 상기 스왑은 분석물을 함유하는 것으로 의심되는 생물학적 원천으로부터 유래된 시험 시료를 수집하도록 형성되어 있다. 상기 시험 유닛은 또한 유체를 담도록 구성된 유체 챔버를 포함하며, 여기에서 상기 유체 챔버는 상기 유동 채널을 통해 상기 스왑과 유체 소통한다. 상기 시험 유닛은 또한, 사용 전에 상기 유체 챔버로부터 유체의 누출을 방지하는 파열가능한 시일, 및 분석물의 존재 또는 부재를 검출하기 위한 분석기를 포함한다. 상기 분석기는 상기 스왑, 상기 유동 채널 및 유체 챔버와 유체 소통한다.

진단용 시험 유닛, 스왑, 유동 채널, 유동 챔버, 유체 소통

Description

자체-포함된 스왑-기재의 진단 시스템 {Self-Contained Swab-Based Diagnostic Systems}

의학용 스왑(swab)은 환자로부터 생물학적 견본을 수집하기 위해 통상적으로 사용된다. 그러한 의학용 스왑은 일반적으로 연장된 막대 또는 스템(stem)의 한 말단에 섬유성 팁을 포함한다. 일단 시료가 수집되면, 관심있는 분석물의 존재 또는 부재를 결정하기 위한 분석의 수행을 위해 상기 시료를 상기 팁으로부터 시험 매질로 옮길 수 있다. 단일의 자체-포함된 기구 내에 면역분석용 시약 및 스왑을 둘 다 구비하는 "통합 일체(all-in-one)" 스왑 시스템으로 알려진 몇 가지 시스템이 개발된 바 있다. 예를 들면 미국 특허 제 6,248,294 호(Nason)는 생물학적 견본을 수집 및 분석하기 위한 실질적으로 자체-포함된 진단용 시험 유닛을 기재하고 있다. 상기 시험 유닛은 스왑으로부터 수집된 생물학적 견본을 수용하기 위한 견본 챔버를 정의하는 관형의 하우징을 갖는다. 시약 분배기 캡이 상기 하우징 위에 탈착가능하게 놓여 견본이 상기 견본 챔버 내에 위치하도록 하고, 이때 상기 분배기 캡을 조정하여 상기 수집된 견본에 접촉하는 상기 견본 챔버에 1종 이상의 선택된 화학 약품을 전달할 수 있다. 진단용 스트립 조립물은 또한 하우징 위에 놓이고, 상기 하우징을 따라서 상기 견본 챔버에 대하여 실질적으로 평행하게 연장된 진단용 스트립을 포함한다. 진단용 스트립(strip)의 한쪽 말단에 접촉하는 상기 견본 챔버로부터 혼합된 견본 및 시약을 이동시키기 위해서 및 그를 통한 심지 유동물을 선택된 1종 이상의 추가 시약과 접촉시켜 시각적인 시험 결과를 산출하기 위하여 전이 수단이 구비된다.

그러나, 전술한 바와 같은 종래의 "통합 일체" 시스템이 가진 하나의 문제점은 장치 내에 함유된 유체가 사용 전에 종종 장치의 밖으로 누출된다는 점이다. 뿐만 아니라, 상기 장치를 사용하기 위한 방법은 분석물의 존재 또는 부재를 검출하는 데 장치의 실시간 효능을 저하시킬 수 있는 몇 가지 복잡한 단계를 전형적으로 수반한다. 이와 같이, 단순한 방식으로 분석물의 존재를 검출하는 데 효과적인 자체-포함된 스왑-기재의 장치를 위한 필요가 현 시점에서 존재한다.

발명의 요약

본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 진단용 시험 유닛이 개시된다. 상기 시험 유닛은 첫 번째 말단 및 두 번째 말단을 갖는 스템을 포함하고, 상기 스템은 상기 첫 번째 말단과 두 번째 말단 사이에 연장된 적어도 하나의 유동 채널을 정의한다. 상기 스템의 첫 번째 말단에 스왑이 배치되고, 상기 스왑은 분석물을 함유하는 것으로 의심되는 생물학적 원천으로부터 유래된 시험 시료를 수집하도록 형성되어 있다. 상기 시험 유닛은 또한 유체를 담도록 구성된 유체 챔버를 포함하며, 여기에서 상기 유체 챔버는 상기 유동 채널을 통해 상기 스왑과 유체 소통한다. 상기 시험 유닛은 또한, 사용 전에 상기 유체 챔버로부터 유체의 누출을 방지하는 파열가능한 시일(seal), 및 시험 시료 중 분석물의 존재 또는 부재를 검출하기 위한 분석기를 포함한다. 상기 분석기는 상기 스왑, 상기 유동 채널 및 유체 챔버와 유 체 소통한다.

본 발명의 또 하나의 구현예에 따르면, 생물학적 원천으로부터 유래된 시험 시료 내에 분석물의 존재 또는 부재를 검출하기 위한 방법이 개시된다. 상기 방법은

i) a) 첫 번째 말단과 두 번째 말단 사이에 연장된 적어도 하나의 유동 채널을 정의하는, 상기 첫 번째 말단 및 상기 두 번째 말단을 갖는 스템;

b) 상기 스템의 상기 첫 번째 말단에 배치된 스왑;

c) 유체를 담도록 구성되고, 상기 유동 채널을 통해 상기 스왑과 유체 소통하는 유체 챔버;

d) 사용 전에 상기 유체 챔버로부터 유체의 누출을 방지하는 시일; 및

e) 상기 스왑, 상기 유동 채널 및 상기 유체 챔버와 유체 소통하는, 시험 시료 중 분석물의 존재 또는 부재를 검출하기 위한 분석기

를 포함하는 진단용 시험 유닛을 구비하고;

ii) 시험 시료를 상기 스왑 위에 수집하고;

iii) 상기 시일을 파열시켜 상기 유체 챔버로부터 상기 유체를 방출시켜, 상기 유체가 상기 스왑 위의 시험 시료와 혼합된 후 상기 분석기에 접촉되게 하는 것을 포함한다.

본 발명의 다른 특성 및 국면은 이하에 더욱 상세히 기재한다.

당업자의 하나에 대하여 그 최선의 수행방식을 포함하는 본 발명의 완전하고 가능하게 하는 개시를 본 명세서의 나머지 부분에 첨부된 도면을 참고하여 더욱 특별하게 기재하는 바, 여기에서

도 1은 본 발명의 진단용 시험 유닛의 하나의 구현예를 도시하며, 여기에서 도 1A는 상기 시험 유닛의 사시도이고 도 1B는 상기 시험 유닛의 단면도이며;

도 2는 본 발명의 진단용 시험 유닛의 또 하나의 구현예를 도시하며, 여기에서 도 2A는 각각 나타낸 첫 번째 및 두 번째 구성 성분을 갖는 진단용 시험 유닛의 사시도이고, 도 2B는 보여진 첫 번째 구성 성분이 두 번째 구성 성분 내에 삽입되는 시험 유닛의 단면도이며;

도 3은 본 발명의 진단용 시험 유닛의 또다른 구현예를 도시하며, 여기에서 도 3A는 각각 나타낸 첫 번째 및 두 번째 구성 성분을 갖는 진단용 시험 유닛의 사시도이고, 도 3B는 보여진 첫 번째 구성 성분이 두 번째 구성 성분 내에 삽입되는 시험 유닛의 단면도이며;

도 4는 본 발명의 진단용 시험 유닛의 또다른 구현예를 도시하며, 여기에서 도 4A는 각각 나타낸 첫 번째 및 두 번째 구성 성분을 갖는 진단용 시험 유닛의 사시도이고, 도 4B는 보여진 첫 번째 및 두 번째 구성 성분이 판독기 내에 삽입된 시험 유닛의 단면도이며;

도 5는 본 발명의 하나의 구현예에 사용될 수 있는 분석기의 사시도이다.

본 명세서 및 도면에서 참고 숫자의 반복 사용은 본 발명의 동일 또는 유사한 특성 또는 구성 성분을 나타내고자 함이다.

정의

여기에 사용된 "분석물"이라는 용어는 일반적으로 검출하고자 하는 물질을 의미한다. 예를 들면, 분석물은 항원 물질, 합텐, 항체 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 분석물은 독소, 유기 화합물, 단백질, 펩티드, 미생물, 아미노산, 핵산, 호르몬, 스테로이드, 비타민, 의약(불법적인 목적으로 투여되는 것들 뿐만 아니라 치료 목적으로 투여되는 것들을 포함), 의약 중간체 또는 부산물, 세균, 바이러스 입자 및 상기 물질 중 임의의 것의 대사산물 또는 항체를 비제한적으로 포함한다. 일부 분석물의 구체적인 예로서, 페리틴; 크레아티닌 키나아제 MB (CK-MB); 디곡신; 페니토인; 페노바비톨; 카밤아제핀; 반코마이신; 겐타마이신; 테오필린; 발프로산; 퀴니딘; 황체화 호르몬 (LH); 난포 자극 호르몬 (FSH); 에스트라디올, 프로게스테론; C-반응성 프로테인; 리포칼린; IgE 항체; 시토킨; 비타민 B2 마이크로-글로불린; 글리케이티드 (glycated) 헤모글로빈 (Gly. Hb); 코르티솔; 디지톡신; N-아세틸프로카인아미드 (NAPA); 프로카인아미드; 풍진-IgG 및 풍진 IgM과 같은 풍진에 대한 항체; 톡소포자충증 IgG (Toxo-IgG) 및 톡소포자충증 IgM(Toxo-IgM)과 같은 톡소포자충증에 대한 항체; 테스토스테론; 살리실레이트; 아세트아미노펜; B형 간염 바이러스 표면 항원 (HBsAg); 항-B형 간염 코어 항원 IgG 및 IgM(항-HBC)와 같은 B형 간염 코어 항원에 대한 항체; 인체 면역 결핍 바이러스 1 및 2 (HIV 1 및 2); Y인체 T-세포 백혈병 바이러스 1 및 2 (HTLV); B형 간염 e 항원 (HBeAg); B형 간염 e 항원에 대한 항체 (항-HBe); 인플루엔자 바이러스; 갑상선 자극 호르몬 (TSH); 티록신 (T4); 총 트리요오도티로닌 (총 T3); 유리 트리요오도티로닌 (유리 T3); 암배아 항원 (CEA); 지질단백, 콜레스테롤 및 트리글리세리드 및 알파 태아단백(AFP)을 들 수 있다. 남용 약물 및 규제된 물질은 암페타민; 메트암페타민; 아모바비탈, 세코바비탈, 펜토바비탈, 페노바비탈 및 바비탈과 같은 바비투레이트; 리브륨(librium) 및 발륨(valium)과 같은 벤조디아제핀; 하쉬쉬 및 마리화나 같은 대마초 제제; 코카인; 펜타닐(fentanyl); LSD; 메타쿠알론(methaqualone); 헤로인, 모르핀, 코데인, 히드로모르폰, 히드로콘돈, 메타돈, 옥시코돈, 옥시모르폰 및 아편과 같은 아편제; 펜시클리딘; 및 프로폭시헨(propoxyhene)을 포함하지만 이에 국한되도록 의도되는 것은 아니다. 다른 가능한 분석물은 미국 특허 제 6,436,651 호(Everhart 등) 및 4,366,241 호(Tom 등)에 기재된 것일 수 있다.

여기에서 사용되는 용어 "시험 시료"는 일반적으로 상기 분석물을 함유하는 것으로 의심되는 생물학적 물질을 의미한다. 시험 시료는 혈액, 사이질 유체, 침, 수정체액, 뇌척수액, 땀, 소변, 젖, 복수액, 점막, 윤활액, 복막액, 질분비액, 양수 등을 포함하는 생리적 유체와 같은 임의의 생물학적 원천으로부터 유래될 수 있다. 생리적 유체 뿐만 아니라, 환경적 또는 식품 생산 분석의 수행을 위해 물, 식품과 같은 기타 액체 시료가 사용될 수 있다. 또한, 상기 분석물을 함유하는 것으로 의심되는 고체 물질이 시험 시료로 사용될 수도 있다. 시험 시료는 생물학적 원천으로부터 수득된 대로 직접 사용되거나, 시료의 특징을 개질하기 위한 전처리가 뒤따를 수 있다. 예를 들면, 그러한 전처리로는 혈액으로부터 혈장의 제조, 점성액의 희석 등이 포함될 수 있다. 전처리 방법은 또한 여과, 침전, 희석, 증류, 혼합, 농축, 방해 성분의 비활성화, 시약의 첨가 등을 수반할 수 있다. 더욱이, 고체 시험 시료를 개질하여 액체 매질로 형성하거나 분석물을 방출시키는 것이 유익할 수도 있다.

상세한 설명

이제 하나 이상의 실시예가 이하에 기재되는 본 발명의 다양한 구현예를 상세히 언급할 것이다. 각각의 실시예는 본 발명의 한정이 아닌 본 발명의 설명으로써 제공된다. 사실 상, 본 발명의 범위 및 취지를 벗어나지 않는 한 본 발명에 다양한 수정 및 변화가 가해질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들면, 하나의 구현예의 부분으로서 예시되거나 기재된 특성이 다른 구현예에 사용되어 또다른 구현예를 만들 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항 및 그 동등물의 범위 내에 해당하는 그러한 수정 및 변화를 포함하는 것으로 의도된다.

일반적으로, 본 발명은 정확하고 신뢰성 있으며, 효율적이고 사용하기 쉬운 진단용 시험 유닛을 지향한다. 상기 시험 유닛은 관심있는 분석물을 함유하는 것으로 의심되는 시험 시료를 수집하기 위한 스왑을 포함한다. 당 분야에 공지된 바와 같이, 스왑은 면, 레이온, 펄프 등과 같은 다양한 여러 흡수 물질로부터 형성될 수 있고 임의의 원하는 형태 및(또는) 크기를 가질 수 있다. 스왑은 하나 이상의 유동 채널을 포함하는 스템의 한쪽 말단에 배치된다. 유체는 상기 유동 채널(들)과 유체 소통하는 유체 챔버 내에 담긴다. 예를 들면, 상기 유체는 인산염-완충 염수(PBS)(예, pH 7.2) 또는 2-(N-모르폴리노)에탄 술폰산(MES)(예, pH 5.3)과 같은 완충액일 수 있다. 다른 종류의 유체 또는 유체를 위한 첨가제로서 세제, 염, 융해제 (예를 들면 스트렙(Strep) 세균 또는 효모와 같은 미생물의 검출을 위한 등), 차단제(예, 소 혈청 알부민), 기타 단백질 등을 들 수 있다. 상기 유체 내에 존재할 수 있는 또다른 선택적 물질로서, 표지된 미립자, 검출 프로브, 염료, 전기화학적-활성 물질(예, 산화환원 매개제), 또는 검출을 위한 신호를 생성하는 데 사용되는 기타 시약을 들 수 있다. 상기 유체 챔버 내에 담긴 유체의 부피는 일반적으로 특정 시험 시료에 요구되는 시약의 양에 의해 결정된다. 유체의 예시적 부피는 유체 약 50 내지 약 1000 마이크로리터이고, 전형적인 양은 약 100 내지 약 200 마이크로리터이다.

본 발명의 한 국면에 따르면, 사용자는 시험 시료를 스왑 위에 수집한 후 상기 유체 챔버로부터 유체를 제어가능하게 방출시킬 수 있다. 유체의 방출에 있어서 그러한 선택적 제어를 부여하기 위해 다양한 메카니즘이 사용될 수 있다. 예를 들면, 그를 통한 유체의 확산에 비교적 내성이 있는 시일이 사용될 수 있다. 상기 시일은 비다공성 필름, 금속성 시일(예, 알루미늄 포일) 등과 같은 다양한 물질로부터 형성될 수 있다. 시일을 형성하기 위한 필름의 제작에 사용되는 몇 가지 적합한 재료로는, 열가소성 중합체, 예를 들어 단독중합체, 공중합체, 삼원중합체 및 이들의 배합물을 비롯한 폴리올레핀(예, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등); 에틸렌 비닐 아세테이트; 에틸렌 에틸 아크릴레이트; 에틸렌 아크릴산; 에틸렌 메틸 아크릴레이트; 에틸렌 n-부틸 아크릴레이트; 폴리우레탄; 폴리(에테르-에스테르); 폴리(아미드-에테르) 블럭 공중합체를 들 수 있다. 다른 적합한 재료로서 비-열가소성 물질, 실리콘-기재 물질, 기타 엘라스토머성 물질 등을 들 수 있다. 일부 구현예에서는, 사용자가 그것을 쉽게 파열할 수 있도록 시일의 두께를 최소화할 것이 요구된다. 그러한 경우, 시일의 두께는 약 0.05 인치 미만, 일부 구현예에서는 약 0.0003 인치 내지 약 0.01 인치, 일부 구현예에서는 약 0.0007 인치 내지 약 0.02 인치일 수 있다.

따라서, 사용 전에, 상기 시일은 유체 챔버 내에 유체를 보유하고 누출을 방지할 수 있다. 유체를 방출시키고 진단 시험을 시작하기 위해, 사용자는 상기 시일을 간단하게 파열시킬 수 있다. 일부 구현예에서, 일단 방출되면, 상기 유체는 먼저 스왑과 접촉하고, 시험 시료와 혼합된 다음, 유동 채널(들) 내로 흐른다. 바람직하게는, 상기 유동 채널(들)은 시험 시료 및 유체가 분석기에 접촉하기 전에 혼합되도록 하기 위한 증가된 시간을 허용하도록 충분한 길이를 갖는다. 다른 구현예에서, 유체는 먼저 유동 채널(들) 내로 흐른 후, 스왑과 접촉하고, 시험 시료와 혼합된다. 각각의 경우, 스왑과 접촉하고 유동 채널(들) 내로 흐른 후, 수득되는 시험 시료/유체 혼합물은 분석물의 존재 또는 부재를 검출하기 위한 분석기와 접촉할 수 있다.

진단용 시험 유닛의 하나 이상의 구성 성분은 일회용이거나 사용 후 폐기될 수 있다. 이는 여러 시험을 수행한 후 오염의 가능성을 줄이며, 따라서 정확도를 향상시킨다. 그럼에도 불구하고, 상기 진단용 시험 유닛의 하나 이상의 구성 성분이 일회용일 수 있지만, 시험 유닛은 재사용가능한 구성 성분을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 상기 일회용 시험 유닛은 분석물의 존재를 정량적으로 또는 정성적으로 검출하기 위한 판독기를 포함할 수 있다. 당 분야에 공지된 바와 같이, 그러한 판독기는 다양한 검출 기술 중 임의의 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 판독기는 광학적 검출 기술(예, 형광, 반사도, 밀도측정법, 인광, 회절 등); 전기화학적 검출 기술 등을 사용할 수 있다. 하나의 구현예에서, 반사도 판독기가 시각적 색상(예, 염색된 라텍스 미립자)을 나타내는 프로브의 존재를 검출하기 위해 사용될 수 있다. 하나의 적합한 반사도 판독기는 예를 들면 미국 특허 출원 공개 제 2003/0119202 호(Kaylor 등)에 기재되어 있으며, 이는 그 전체로서 모든 목적으로 여기에 참고문헌으로 도입된다. 상기 판독기는 사용자에게 유익을 주는 다양한 선택적 구성 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 판독기는 사용자에게 디지털 또는 아날로그 결과를 제공하기 위한 디스플레이(예, LED 디스플레이)를 포함할 수 있다. 상기 판독기는 예를 들면 데이터 저장을 용이하게 하고, 컴퓨터 또는 인터넷 등에 연결을 가능하게 하여 사용될 수 있는 하나 이상의 입력 장치(예, 버튼 또는 키)를 포함할 수도 있다. 원한다면, 상기 판독기는 또한 상기 시험 유닛의 다른 구성 성분에 대한 홀더로서 기능할 수도 있다.

그것이 형성된 특정의 방법과는 무관하게, 본 발명의 진단용 시험 유닛의 하나의 중요한 유익은 상기 진단용 시험 유닛의 구성 성분(예, 스왑, 스템, 유동 채널(들), 파열가능한 시일, 분석기 등)의 전부는 아닐지라도 대부분이 단일의 단위 내에 포함될 수 있으며, 즉 이들이 "자체-포함된" 것일 수 있다는 것이다. 더욱이, 상기 자체-포함된 시험 유닛은 또한 다기능성이다. 예를 들면, 상기 시험 유닛은 혈액 여과, 세포 융해, 분석용 접합 입자와 같은 표지의 담지 등과 같은 여러 임무를 수행할 수 있다. 또한, 스템 자체가 스왑을 위한 지지체이면서 스왑에 유체/시약 이송을 제공한다는 점에서 다기능성이다. 그러한 자체-포함된 다기능성 시험 유닛은 사용자에게, 단순함, 편리함, 낮은 비용, 향상된 안전성 등을 비롯한 다수의 유익을 제공한다.

물론, 본 발명은 다수의 다른 유익도 제공한다. 예를 들면, 상기 분석기 및(또는) 분석용 시약은 상기 진단용 시험 유닛 내에 미리-공급되어 사용 전 오염의 가능성을 줄임으로써 정확도와 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 본 발명의 또다른 유익은 상기 스왑이 분석기와 접촉하기 전에는 시험 시료 및(또는) 유체로부터 오염물의 필터로서 기능함으로써 상기 진단 시험의 정확도와 신뢰도를 향상시킬 수 있다는 점이다.

본 발명의 진단용 시험 유닛의 다양한 구현예를 이제 더욱 상세히 기재한다. 그러나, 후술하는 구현예는 단순히 예시적인 것이며 진단용 시험 유닛의 임의의 적합한 형태가 본 발명에 사용될 수도 있음이 이해되어야 한다. 이에 관하여, 도 1을 참고하여, 본 발명에 따라 형성될 수 있는 스왑-기재 진단용 시험 유닛(10)의 한 구현예를 이제 더욱 상세히 기재할 것이다. 보는 바와 같이, 상기 진단용 시험 유닛(10)는 첫 번째 말단(31)과 두 번째 말단(33)을 갖는 스템(22)을 포함한다. 상기 스템(22)의 첫 번째 말단(31)에 스왑(24)이 보유되어 있다. 기저 부분(40)이 또한 상기 스템(22)의 두 번째 말단에 배치되어 있다. 기저 부분(40)은 상기 스템(22)과 일체로 또는 분리되어 형성될 수 있다. 예를 들면, 하나의 구현예에서, 상기 스템(22)은 사용자에 의해 상기 기저 부분(40)으로부터 제거가능하다. 이러한 방식으로, 사용자는 시험 시료를 수집하는 데 필요할 때 상기 스템(22) 및 스왑(24)을 제거할 수 있고, 그 후 진단 시험을 시작하는 것이 필요할 때 상기 기저 부분(40) 위에 스템(22)을 다시 위치시킬 수 있다. 스템(22) 및 기저 부분(40)은 성형 또는 취입 플라스틱과 같은 임의의 다양한 물질로부터 제조될 수 있다.

스템(22) 및 기저 부분(40)은 사용 도중 쉽게 수동 취급할 수 있는 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 스템(22)은 일반적으로 연장되고 관상일 수 있지만 한편, 기저 부분(40)은 실질적으로 원뿔 형태를 갖는다. 이하에 더욱 상세히 기재하는 바와 같이, 스템(22)의 일반적으로 연장된 형태는 시험 시료와 유체의 혼합을 촉진하며, 또한 스왑(24)을 이용한 샘플링을 용이하게 할 수 있다. 뿐만 아니라, 기저 부분(40)의 "구부러진" 형태는 사용자가 진단용 시험 유닛(10)을 잡는 것을 용이하게 할 수 있다. 전술한 형태 및(또는) 크기는 단지 예시적이며, 사실상 임의의 형태 및(또는) 크기가 상기 스템(22) 및 기저 부분(40)을 형성하는 데 사용될 수 있음이 이해되어야 한다. 예를 들면, 스템 (22) 및(또는) 기저 부분(40)에 적합한 형태의 다른 예로서, 정사각형, 직사각형, 삼각형, 원형, 난형, 마름모, 타원형, 포물선, 불규칙한 형태 등을 비제한적으로 들 수 있다.

상기 기저 부분(40)은 스왑(24) 위에 수집된 시험 시료와 혼합되는 구비된 그 안에 유체가 챔버(70)를 정의한다. 상기 챔버(70)는 상기 스템(22) 위에 배치된 스왑(24)과 유체 소통한다. 예를 들면 도시된 구현예에서, 스템(22)은 상기 첫 번째 말단(31)과 두 번째 말단(33)의 사이에 연장된 첫 번째 유동 채널(50)을 정의하여, 도 1B에 나타낸 방향 화살표로 예시되는 바와 같이, 유체는 상기 기저 부분(40)으로부터 상기 첫 번째 채널(50) 내로 흐른 다음, 스왑(24)으로 흐를 수 있다. 상기 첫 번째 채널(50)의 크기 및(또는) 표면 에너지는 상기 시험 시료와 유체의 혼합을 촉진하고, 모세관 힘이 상기 기저 부분(40)으로부터 스왑(24)으로의 유체 흐름을 촉진하도록 선택될 수 있다. 예를 들면, 상기 첫 번째 채널(50)의 길이는 약 1 센티미터 초과, 일부 구현예에서는 약 1 내지 약 15 센티미터, 일부 구현예에서는 약 5 내지 약 10 센티미터일 수 있다. 상기 첫 번째 채널(50)의 폭(또는 직경)은 실질적으로 일정하거나, 그렇지 않으면 길이의 함수로서 변한다. 예를 들면, 도 1에 도시된 구현예에서, 첫 번째 채널(50)의 폭은 첫 번째 말단(31)으로부터 두 번째 말단(33)까지 점차적으로 감소한다. 여하튼, 첫 번째 채널(50)의 적어도 일부의 폭은 전형적으로 약 3 밀리미터 미만이고, 일부 구현예에서는 약 0.01 내지 약 3 밀리미터이며, 일부 구현예에서는 약 0.05 내지 1 밀리미터이다.

스왑(24)을 접촉시킨 후, 상기 유체는 사용자에 의해 수집된 시험 시료와 혼합되고 이어서 두 번째 유동 채널(52)를 통해 흘러, 거기에서 분석기(60)과 접촉한다 (도 1B). 상기 두 번째 채널(52)은 상기 첫 번째 채널(50)과 동일 또는 상이한 크기 및 형태를 가질 수 있다. 물론, 상기 유체 및 시험 시료의 작은 부분이 상기 분석기(60)와 접촉하지 않고 상기 첫 번째 채널(50)를 통해 역으로 흐를 수도 있다. 그러나, 이론에 국한되기를 의도하지 않고, 상기 첫 번째 채널(50)의 치수에 의해 부여된 모세관 힘이 결국, 상기 혼합물의 전부는 아닐지라도 대부분을 상기 두 번째 채널(52)로 밀어넣을 것으로 생각된다. 두 개의 채널을 사용하는 것은 단지 예시적이며, 임의의 수의 채널이 본 발명에 사용될 수 있음이 또한 이해되어야 한다. 예를 들면, 이하에 더욱 상세히 기재하는 바와 같이, 본 발명의 일부 구현예에서는 단일의 유동 채널이 사용될 수도 있다.

도시한 바와 같이, 시일(46)은, 그를 통한 유체의 확산에 대하여 비교적 내성인 챔버(70) 내에서 상기 첫 번째 채널(50)과 유체 사이에 위치할 수도 있다. 상기 챔버(70)로부터 첫 번째 채널(50) 내로 유체를 방출시키기 위해, 사용자는 하나의 구현예에서 상기 시일(46)을 파열시켜 유체를 방출시키도록 버튼(44) 또는 임의의 다른 활성화 장치를 누를 수 있다. 구체적으로, 상기 버튼(44)은 이동가능한 핀(48)에 연결되어 있으며, 이는 버튼(44)을 누르면 시일(46)과 접촉하도록 놓여있다. 따라서, 누를 때, 상기 핀(48)은 시일(46)과 접촉하고 그를 통해 삽입될 때까지 수직 방향으로 이동한다. 일단 시일(46)이 파열되면, 상기 유체가 챔버(70)로부터 방출된다.

도 2를 참고하여, 본 발명에 따라 형성될 수 있는 스왑-기재 진단용 시험 유닛(100)의 또다른 구현예를 나타낸다. 본 구현예에서, 진단용 시험 유닛(100)는 2 개의 구성 성분, 즉, 첫 번째 구성 성분(102) 및 두 번째 구성 성분(104)를 포함한다. 도 1에 나타낸 구현예와 유사하게, 상기 첫 번째 구성 성분(102)는 첫 번째 말단(131)과 두 번째 말단(133)을 갖는 스템(122)을 포함한다. 스왑(124)은 상기 스템(122)의 첫 번째 말단(131)에서 보유된다. 또한, 상기 스템(122)의 두 번째 말단(133)에 기저 부분(140)이 또한 배치된다. 두 번째 구성 성분(104)는 유체가 그 안에 보유된 유체 챔버(170)를 정의하는 외벽(180)을 갖는다. 사용 전에, 시일(146)은 상기 챔버(170)로부터 유체의 누출을 저지한다. 일단 시험 시료가 수집되면, 상기 첫 번째 구성 성분(102)가 상기 두 번째 구성 성분(104) 내로 삽입되어 진단 시험을 개시할 수 있다. 구체적으로, 사용자는, 스왑(124)이 시일(146)에 접촉하여 그것을 파열시킬 때까지 상기 스왑(124)을 상기 두 번째 구성 성분(104)의 개구(147) 내로 삽입할 수 있다. 그렇지 않으면, 상기 시일(146)은 상기 두 번째 구성 성분(104)의 외벽(180)을 충분한 힘으로 압착하여 시일(146)이 파열되도록 하는 등의 여러 가지 다른 방식으로 파열될 수도 있다. 원한다면, 다양한 시일 메카니즘을 사용하여 스왑(124)의 삽입 후 상당량의 유체가 개구(147)으로부터 누출되지 않도록 보장할 수도 있다. 예를 들면, o-고리, t-고리, d-고리, v-고리 등과 같은 유압 시일이 사용될 수 있다. 당 분야에 공지된 바와 같이, 그러한 유압 시일은 스템(122)의 외 표면과 개구(147)의 내 표면 사이에 시일 적합성을 제공할 것이다.

상기 시일(146)을 파열시킨 후, 유체는 상기 챔버(170)로부터 방출되어 스왑(124)과 접촉한다. 그 후 유체는 스왑(124)을 통해 흘러 유동 채널(150) 내로 들어가고, 거기에서 시험 시료 중 분석물의 존재를 검출하기 위한 분석기(60)와 접촉한다. 유동 채널(150)의 치수는 전술한 바와 같이, 상기 시험 시료와 유체의 혼합을 촉진할 뿐 아니라 모세관 흐름을 촉진하기에 충분할 수 있다. 유동 채널(150)의 치수와 관련된 모세관 힘과는 별도로, 상기 기저 부분(140) 내에 포함된 흡수 패드(174)도 또한 모세관 작용 및 채널(150)을 통한 유체 흐름을 촉진하는 데 도움을 줄 수 있다. 예를 들면, 흡수 패드(174)는 셀룰로오스-기재 물질로부터 형성될 수 있다.

본 발명에 사용될 수 있는 진단용 시험 유닛(300)의 또다른 구현예를 도 4에 나타낸다. 도 4에 나타낸 구현예는, 기저 부분(140)(도 2)을 사용하지 않고, 도 2와 유사한 방식으로 기능한다. 구체적으로, 상기 진단용 시험 유닛(300)는 2 개의 구성 성분, 즉, 첫 번째 구성 성분(302)와 두 번째 구성 성분(304)를 포함한다. 도 1에 나타낸 구현예와 유사하게, 상기 첫 번째 구성 성분(302)는 첫 번째 말단(331) 및 두 번째 말단(333)을 갖는 스템(322)를 포함한다. 스왑(324)은 상기 스템(322)의 첫 번째 말단(331)에 유지된다. 상기 두 번째 구성 성분(304)는 유체가 그 안에 보유되는 유체 챔버(370)를 정의하는 외벽(380)을 갖는다. 사용 전에, 시일(346)은 상기 챔버(370)로부터 유체의 누출을 저지한다. 일단 시험 시료가 수집되면, 상기 첫 번째 구성 성분(302)을 상기 두 번째 구성 성분(304) 내에 삽입하여 진단 시험을 개시할 수 있다. 구체적으로, 사용자는, 스왑(324)을 시일(346)에 접촉하여 봉합을 파열시킬 때까지 상기 스왑(324)을 상기 두 번째 구성 성분(304)의 개구(347) 내로 삽입할 수 있다. 시일(346)을 파열한 후, 유체는 상기 챔버(370)로부터 방출되어 스왑(324)과 접촉한다. 그 후 유체는 스왑을 통해 유동 채널(350) 내로 흐르고, 거기에서 이는 시험 시료 중 분석물의 존재를 검출하기 위한 분석기(60)와 접촉한다.

필요하다면, 상기 첫 번째 구성 성분(302)와 두 번째 구성 성분(304)는 둘 다 상기 분석기의 결과를 분석하기 위한 판독기(390) 내에 위치할 수 있다. 도 4B에 나타난 바와 같이, 예를 들면 스템(322)의 말단(333)은 판독기(390)의 개구(391)을 통해 삽입될 수 있다. 상기 첫 번째 구성 성분(302)는 스템(322)을 판독기(390) 내에 삽입하기 전 또는 후에 전술한 바와 같이 두 번째 구성 성분(304)의 위에 놓여질 수 있다. 판독기(390)는 사용자에게 유익을 주는 다양한 선택적 구성 성분을 포함할 수 있다. 예를 들면, 판독기(390)는 사용자에게 디지털 또는 아날로그 결과를 제공하기 위한 디스플레이(395)(예, LED 디스플레이)를 포함할 수 있다. 판독기(390)는 또한 예를 들면 데이터 저장을 용이하게 하고, 컴퓨터 또는 인터넷 등에 접속을 가능케 하기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 버튼(393)을 포함할 수 있다. 어떤 경우에, 판독기(390)는 다른 진단용 시험을 위해 재사용가능할 수 있는 한편, 시험 유닛(300)의 나머지 구성 성분들은 일회용일 수 있다. 더욱이, 일부 구현예에서, 분석기(60)는 판독기(390) 내에 포함될 수도 있다. 이는 상기 분석기(60)를, 판독기(390) 내에 존재하는 별도의 헹굼 용기(도시되지 않음)에 의해 공급된 액체로 세척되게 하는 등, 다수의 유익을 제공할 수 있다.

도 3을 참고하여, 본 발명에 따라 형성될 수 있는 스왑-기재 진단용 시험 유닛(200)의 또다른 구현예를 나타낸다. 도 2에 나타낸 구현예와 유사하게, 진단용 시험 유닛(200)는 2 개의 구성 성분, 즉, 첫 번째 구성 성분(202) 및 두 번째 구성 성분(204)를 포함한다. 전술한 바와 같이, 첫 번째 구성 성분(202)는 첫 번째 말단(231) 및 두 번째 말단(233)을 갖는 스템(222)을 포함한다. 스왑(224)은 상기 스템(222)의 첫 번째 말단(231)에 유지된다. 상기 구현예에서는 스템(222)의 두 번째 말단(233)에 시린지(240)가 또한 배치된다. 시린지(240)는 그들 통해 이동가능한 샤프트(shaft)(242)이 삽입되는 개구(249)을 정의하는 하우징(245)을 포함한다. 상기 하우징(245)은 또한 그 안에 유체가 보유되는 유체 챔버(270)를 정의한다. 시험 시료의 수집 전에, 유체는 샤프트(242)의 기저(244)와 시일(246) 사이의 챔버(270) 내에 봉합되어 유지된다. 위에서 더욱 상세히 기재한 바와 같이, 시일(246)은 액체-비투과성이며 유체가 스템(22)의 채널(250) 내로 성급하게 누출되는 것을 방지한다.

도 3A의 방향 화살표에 의해 나타내듯이, 사용자는 시험 시료를 수집 후 두 번째 구성 성분(204)의 외벽(290)에 의해 정의된 검출 챔버(247) 내로 스왑(224)을 삽입할 수 있다. 검출 챔버(247)의 크기 및 형태는 스왑(224) 및(또는) 스템(222)의 크기 및 형태에 상응하게 선택될 수 있다. 필요하다면, 립(lip)(271)은 샤프트(222)의 과도한 삽입을 방지하기 위해 검출 챔버(247) 내에 위치할 수 있다. 즉, 상기 립(271)은 상기 진단 시험이 비효과적으로 될 만큼 상기 스왑(224)이 분석기(60) 아래로 위치하는 것을 막아준다. 립(271) 외에, 다양한 기타 중지 메카니즘이 사용될 수도 있다. 예를 들면, 하나의 구현예에서, 샤프트(222)의 일부의 폭(또는 직경)이 단순히 개구(247)의 폭(또는 직경)보다 크게 하여 과도한 삽입을 저지할 수 있다. 상기 언급된 바와 같이, 유압 시일 메카니즘이 스왑(224)의 삽입 후 상기 검출 챔버(247)를 통한 유체의 누출을 저지하도록 사용될 수도 있다.

스왑(224)을 상기 검출 챔버(247) 내로 삽입할 때, 사용자는 도 3B의 방향 화살표에 의해 나타낸 바와 같이 샤프트(242)을 누름으로써 진단 시험을 활성화할 수 있다. 샤프트(242)을 누르는 것은 유체 챔버(270) 내의 유체 압력을 증가시켜 시일(246)이 파열시킨다. 시일(246)의 파열은 상기 유체를 챔버(270)로부터 상기 스템(222) 내의 유동 채널(250) 내로 흐르게 한다. 상기 유체는 상기 채널(250)을 통해 유동하여 스왑(224) 위에 존재하는 시험 시료와 혼합된다. 그 후, 상기 유체와 시험 시료의 혼합물은 시험 시료 내 분석물의 존재를 검출하기 위한 분석기(60)와 접촉할 수 있다.

단지 예시의 목적으로, 도 1-4의 분석기(60)의 다양한 예를 이제 더욱 상세히 기재할 것이다. 그러나, 다른 분석기도 역시 본 발명에 의해 고려될 수도 있음이 이해되어야 한다. 사실상, 본 발명은 임의의 특별한 분석기 형태에 국한되지 않는다. 이러한 점에서, 도 5를 참고하여, 측부 유동의 막-기재의 면역분석기인 분석기(60)의 한 구현예를 도시한다. 면역분석은 유기체에 병원성 또는 이물질인 항원의 존재에 대해 반응하여 항체가 생성되는 면역 계의 메카니즘을 이용한다. 상기 항체 및 항원, 즉 면역 반응물은 서로와 결합할 수 있고, 따라서 시험 시료 중 특정 항원의 존재 또는 농도를 결정하는 데 사용될 수 있는 고도로 특이적인 반응 메카니즘을 일으킨다.

도시된 구현예에서, 분석기(60)는 강성의 재료(61)에 의해 선택적으로 지지된 다공성 막(63)을 포함한다. 일반적으로, 다공성 막(63)은 유체가 그를 통해 통과할 수 있는 임의의 다양한 물질로부터 제조될 수 있다. 예를 들면, 상기 다공성 막(63)을 형성하는 데 사용되는 물질은, 다당류(예, 종이, 및 셀룰로오스 아세테이트와 같은 셀룰로오스 유도체 등의 셀룰로오스 물질); 폴리에테르 술폰; 폴리에틸렌; 나일론; 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF); 폴리에스테르; 폴리프로필렌; 실리카; 비닐 클로라이드, 비닐 클로라이드-프로필렌 공중합체 및 비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 공중합체와 같은 중합체로 비활성화된 알루미나, 규조토, MgSO₄, 또는 다공성 중합체 매트릭스에 균일하게 분산된 기타 미분된 무기 재료와 같은 무기 재료; 천연 (예, 목면) 및 합성(예, 나일론 또는 레이온)의 천; 실리카 겔, 아가로오스, 덱스트란 및 젤라틴과 같은 다공성 겔; 폴리아크릴아미드와 같은 중합체성 필름 등, 천연, 합성 또는 합성적으로 개질된 천연 유래의 물질을 비제한적으로 포함할 수 있다. 하나의 특별한 구현예에서, 다공성 막(463)은 니트로셀룰로오스 및(또는) 폴리에테르 술폰 물질로부터 형성된다. "니트로셀룰로오스"라는 용어는 셀룰로오스의 질산 에스테르를 의미하며, 이는 니트로셀룰로오스 단독으로 존재하거나, 질산, 및 1 내지 7 개의 탄소 원자를 갖는 지방족 카르복실산과 같은 기타 산의 혼합 에스테르로 존재할 수 있음이 이해되어야 한다.

분석기(60)는 또한 흡수 패드(68)를 포함할 수 있다. 상기 흡수 패드(68)는 일반적으로 전체 다공성 막(63)을 통해 이동된 유체를 수용한다. 당 분야에 공지된 바와 같이, 흡수 패드(68)는 상기 막(63)을 통한 모세관 작용 및 유체 유동의 촉진을 도울 수 있다. 시료 패드를 형성하는 데 사용될 수 있는 몇 가지 적합한 물질로서 니트로셀룰로오스, 셀룰로오스, 다공성 폴리에틸렌 패드 및 유리 섬유 여과지를 들 수 있지만, 이에 국한되지는 않는다. 필요하다면, 상기 시료 패드는 거기에 공유결합적으로 또는 비-공유적으로 부착된 1종 이상의 분석 전처리 시약을 함유할 수도 있다. 도시된 구현예에서, 시험 시료는 시료 패드(도시되지 않음)로부터, 상기 샘플링 패드의 한쪽 말단과 소통하도록 위치하는 접합 패드(62)까지 이동한다. 상기 접합 패드(62)는 그를 통해 유체가 통과할 수 있는 재료로부터 형성된다. 예를 들면, 하나의 구현예에서, 상기 접합 패드(62)는 유리 섬유로부터 형성된다. 단 하나의 접합 패드(62)를 나타내었지만, 본 발명에서 다른 접합 패드도 사용될 수 있음이 이해되어야 한다.

시험 시료 내 분석물의 존재 또는 부재의 검출을 용이하게 하기 위해, 다양한 검출 프로브가 상기 접합 패드(62)에 적용될 수 있다. 접합 패드(62) 상에 포함된 동안, 상기 검출 프로브는 분석물이 샘플링 패드로부터 접합 패드(62)(또는 선택적으로 유체 중)를 통해 통과할 때 분석물과 결합하도록 사용가능하게 유지된다. 분석물과 결합 시, 상기 검출 프로브는 추후 분석물의 존재 또는 부재를 확인하기 위해 작용할 수 있다. 상기 검출 프로브는 분석기(60)의 검출 및 보정 모두를 위해 사용될 수 있다. 그러나, 선택적인 다른 구현예에서는, 보정 및 검출을 동시에 용이하게 하도록 검출 프로브와 함께 사용하기 위한 접합 패드(62)에 별도의 보정 프로브가 적용되어, 종래의 분석 보정 시스템에 의해 종종 발생된 부정확성을 없앨 수 있다. 그러나, 상기 검출 프로브 및(또는) 보정 프로브는 함께 적용되거나 분석기(60)의 임의 위치에서 별도로 적용될 수 있고, 상기 접합 패드(62)에 적용될 필요는 없음이 이해되어야 한다. 또한, 검출 프로브 및(또는) 보정 프로브가 동일 또는 상이한 접합 패드에 적용될 수 있음도 이해되어야 한다. 그렇지 않으면, 상기 검출 프로브 및(또는) 보정 프로브는 진단용 시험 유닛(10, 100, 200 또는 300)(도 1-4)의 별도 영역, 예를 들면 유체, 유동 채널 또는 스왑 내에 위치할 수도 있다.

어떠한 경우, 검출 프로브를 일정 방식으로 변형하여 그들이 분석물에 더 쉽게 결합될 수 있도록 하는 것이 필요할 수 있다. 그러한 경우, 검출 프로브는 접합 프로브를 형성하도록 거기에 접착된 특정의 구체적 결합 요소를 이용하여 변형될 수 있다. 특이적 결합 요소는 일반적으로 특이적 결합쌍, 즉 분자의 하나가 두 번째 분자에 화학적으로 및(또는) 물리적으로 결합되어 있는 2 개의 상이한 분자를 의미한다. 예를 들면, 면역반응성 특이적 결합 요소는 재조합 DNA 방법 또는 펩티드 합성에 의해 형성된 것들을 비롯한 항원, 합텐, 압타머(aptamer), 항체 (1차 또는 2차), 및 이들의 복합체를 포함할 수 있다. 항체는 모노클론 또는 폴리클론 항체, 재조합 단백질 또는 이들의 혼합물(들) 또는 단편(들), 뿐만 아니라 항체와 다른 특이적 결합 용소의 혼합물일 수 있다. 그러한 항체의 상세 제법 및 그들의 특이적 결합 구성 성분로서의 사용 적합성은 당업자에게 공지되어 있다. 다른 일반적인 특이적 결합 쌍은 비오틴과 아비딘 (또는 그의 유도체), 비오틴과 스트렙타비딘, 탄수화물과 렉틴, 상보적 뉴클레오티드 서열(목표 핵산 서열을 검출하기 위한 DNA 부합화 분석에 사용되는 프로브 및 포획 핵산 서열을 포함), 재조합 방법에 의해 형성된 것들을 포함하는 상보적펩티드 서열, 이펙터(effector)와 수용체 분자, 호르몬과 호르몬 결합 단백질, 효소 보조인자와 효소, 효소 저해제와 효소 등을 비제한적으로 포함한다. 더 나아가서, 특이적 결합 쌍은 원래의 특이적 결합 요소의 유사체인 구성 성분을 포함할 수 있다. 예를 들면, 분석물의 유도체 또는 단편, 즉, 분석물-유사체가 상기 분석물과 공통된 적어도 하나의 에피토프를 갖는 한 사용될 수 있다.

특이적 결합 요소는 임의의 다양한 공지 기술을 이용하여 검출 프로브에 일반적으로 부착될 수 있다. 예를 들면, 특이적 결합 구성 성분의 검출 프로브(예, 입자)에 대한 공유 부착은 카르복실, 아미노, 알데히드, 브로모아세틸, 요오도아세틸, 티올, 에폭시 및 기타 반응성 또는 결합성 관능기, 뿐만 아니라 잔류하는 자유 라디칼 및 라디칼 양이온을 이용하여 수행될 수 있으며, 이를 통해 단백질 커플링 반응이 수행될 수 있다. 검출 프로브의 표면이 상대적으로 높은 표면 농도의 극성 기를 함유할 수 있기 때문에, 표면 관능기는 관능화된 공단량체로서 도입될 수도 있다. 뿐만 아니라, 검출 프로브는 종종 합성 후에 관능화되지만, 폴리(티오페놀)과 같은 특정 경우에, 상기 프로브는 더 이상의 변형할 필요 없이 단백질과 직접 공유 결합을 할 수 있다. 공유 결합 외에, 물리적 흡착과 같은 기타 부착 기술이 또한 사용될 수 있다.

예를 들면 하나의 구현예에서, 시험 시료를 함유하는 유체가 접합 패드(62)로 이동하고, 거기에서 특이적 결합 요소로 변형된 검출 프로브와 분석물이 혼합되어 분석물 복합체를 형성한다. 상기 접합 패드(62)는 다공성 막(63)과 유체 소통하므로, 상기 복합체는 접합 패드(62)로부터 상기 다공성 막(63) 위에 존재하는 검출 영역(65)으로 이동할 수 있다. 검출 영역(65)은 분석물 및(또는) 그 복합체(예, 분석물과 검출 프로브와의 복합체)와 화학적 또는 물리적 결합을 일반적으로 형성할 수 있는 고정된 수용 물질을 함유할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 수용 물질은 생물학적 수용 물질일 수 있다. 그러한 생물학적 수용 물질은 당 분야에 공지되어 있으며, 항원, 합텐, 항체, 단백질 A 또는 G, 아비딘, 스트렙타비딘 및 이들의 복합체를 비제한적으로 포함할 수 있다. 일부 경우에, 상기 생물학적 수용 물질은 분석물 및(또는) 분석물과 검출 프로브와의 복합체에 결합될 수 있을 것이 요구된다.

이러한 수용 물질은 상기 검출 프로브/분석물 복합체를 위한 고정 결합 부위로서 작용한다. 일부 경우에, 항체, 항원 등과 같은 분석물은 2 개의 결합 부위를 갖는다. 검출 영역(65)에 도달하면, 상기 결합 부위 중 하나는 복합 프로브의 특이적 결합 구성 성분에 의해 차지된다. 그러나, 분석물의 자유로운 결합 부위는 고정된 수용 물질에 결합될 수 있다. 상기 고정된 수용 물질에 결합될 때, 복합 프로브는 새로운 세겹의 샌드위치 복합체를 형성한다.

검출 영역(65)은 일반적으로 사용자가 시험 시료 내 특정 분석물의 농도를 더 잘 측정할 수 있도록, 임의의 수의 구별되는 검출 영역을 제공할 수 있다. 각 영역은 동일한 수용 물질을 함유하거나 다수의 분석물을 포획하기 위해 다양한 수용 물질을 함유할 수 있다. 예를 들면, 상기 검출 영역(65)은 둘 이상의 구별되는 검출 영역(예, 선, 점 등)을 포함할 수 있다. 상기 검출 영역은 분석기(60)을 통한 시험 시료의 유동에 실질적으로 수직인 방향에서 선의 형태로 배치될 수 있다. 마찬가지로, 일부 구현예에서, 상기 검출 영역은 상기 분석 장치를 통한 시험 시료의 유동에 실질적으로 평행인 방향으로 선의 형태로 배치될 수 있다.

검출 영역(65)이 분석물의 존재를 나타낼 수 있음에도 불구하고, 검출 영역(65)만을 이용하여 시험 시료 내 분석물의 상대적 농도를 결정하는 것은 종종 어렵다. 따라서, 상기 분석기(60)는 보정 영역(64)을 또한 포함할 수 있다. 상기 구현예에서, 보정 영역(64)은 다공성 막(63) 위에 형성되고 검출 영역(65)으로부터 하류에 위치한다. 상기 보정 영역(64)은 임의의 남아있는 미포획된 검출 프로브 및(또는) 상기 막(63)의 길이를 통과하는 보정 프로브에 결합할 수 있는 수용 물질을 구비한다. 특히, 시험 시료와 접촉 시, 분석물과 결합하지 않는 임의의 미포획된 프로브는 검출 영역(65)을 통해 이동하여 상기 다공성 막(63)의 보정 영역(64)으로 들어간다. 보정 영역(64)에서, 이들 미포획된 프로브는 그 후 수용 물질과 결합한다.

상기 검출 영역(65)에서 사용되는 수용 물질은 상기 보정 영역(64)에서 사용되는 수용 물질과 동일 또는 상이할 수 있다. 예를 들면, 일부 구현예에서, 수용 물질은 미포획된 프로브에 결합할 수 있는 다가전해질을 포함할 수 있다. 상기 다가전해질은 순(net) 양전하 또는 음전하를 가질 수 있을 뿐 아니라, 일반적으로 중성인 순 전하를 가질 수 있다. 예를 들면, 순 양전하를 갖는 다가전해질의 일부 적합한 구현예는 폴리리신(Sigma-Aldrich Chemical Co., Inc., St. Louis, Missouri로부터 시판), 폴리에틸렌이민; 폴리(디메틸아민-코-에피클로로히드린)과 같은 에피클로로히드린-관능화된 폴리아민 및(또는) 폴리아미도아민; 폴리디알릴디메틸-암모늄 클로라이드; 셀룰로오스 공중합체 또는 4급 암모늄 수용성 단량체로 그래프트화된 셀룰로오스 유도체와 같은 양이온성 셀룰로오스 유도체 등을 비제한적으로 포함한다. 하나의 특별한 구현예에서, 4급 암모늄 수용성 단량체를 함유하는 셀룰로오스계 유도체인 셀카트(CelQuat^(R)) SC-230M 또는 H-100(National Starch & Chemical, Inc.로부터 입수가능)가 사용될 수 있다. 더욱이, 순 음전하를 갖는 다가전해질의 몇 가지 적합한 예는 폴리(에틸렌-코-메타크릴산, 나트륨 염) 등과 같은 폴리아크릴산을 비제한적으로 포함한다. 양친매성 다가전해질(즉, 극성 및 비극성 부분을 갖는)과 같은 기타 다가전해질이 본 발명에 사용될 수도 있음이 또한 이해되어야 한다. 예를 들면, 적합한 양친매성 다가전해질의 몇 가지 예는 폴리(스티릴-b-N-메틸 2-비닐 피리디늄 요오다이드) 및 폴리(스티릴-b-아크릴산)을 비제한적으로 포함하며, 이 둘은 모두 폴리머 소스 사(Polymer Source, Inc., Dorval, Canada)로부터 입수가능하다.

검출 영역(65)과 유사하게, 보정 영역(64)은 또한 사용자가 시험 시료 중 특정 분석물의 농도를 더 잘 측정할 수 있도록 임의의 방향으로 임의의 수의 구별되는 보정 영역을 구비할 수 있다. 상기 보정 영역은 다양한 양의 결합제로 다공성 막(63) 위에 미리-부하되어, 미포획된 프로브의 이동에 따라 각 보정 영역에 의해 다양한 신호 강도가 생성될 수 있도록 할 수 있다. 각 보정 영역 내 수용 물질의 전체적인 양은 상이한 크기의 보정 영역을 사용함으로써 및(또는) 각 보정 영역 내 결합제의 농도 또는 부피를 변화시킴으로써 변화될 수 있다. 필요하다면, 과량의 프로브 분자를 상기 분석기(60)에 사용하여 각 보정 영역이 신호 강도를 위한 그의 완전한 소정의 전위에 도달하게 할 수 있다. 즉, 상기 보정 영역 상에 사용된 결합제의 양이 소정의 알려진 수준으로 고정되기 때문에, 보정 영역 상에 부착된 미포획된 프로브의 양이 미리 정해진다. 일단 포획되면, 검출 및 보정 영역(65 및 64)에서 프로브의 신호는 시각적으로 또는 다른 검출 방법(예, 기기)을 통해 측정될 수 있다. 시각적으로 결정될 경우, 진단용 시험 유닛(10, 100, 200 또는 300)는 사용자가 분석기(60)를 쉽게 관찰할 수 있도록 당 분야에 공지된 바와 같이 창(13)(도 1-4)을 선택적으로 구비할 수 있다.

일부 경우에, 막(63)은 분석이 적절하게 수행되고 있다는 신호를 사용자에게 제공하는 제어 영역(도시되지 않음)을 정의할 수도 있다. 예를 들면, 상기 제어 영역(도시되지 않음)은 프로브 또는 상기 프로브 상에 고정된 수용 물질과 화학적 및(또는) 물리적 결합을 일반적으로 형성할 수 있는 고정된 수용 물질을 함유할 수 있다. 그러한 수용 물질의 몇 가지 예로서 항원, 합텐, 항체, 단백질 A 또는 G, 아비딘, 스트렙타비딘, 2차 항체 및 이들의 복합체를 비제한적으로 들 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 제어 영역 수용 물질을 위해 각종 비-생물학적 물질을 사용하는 것이 필요할 수도 있다. 예를 들면, 일부 구현예에서, 상기 제어 영역 수용 물질은, 미포획된 프로브에 결합할 수 있는 전술한 바와 같은 다가전해질을 포함할 수도 있다. 상기 제어 영역에서 수용 물질은 프로브에 대해서만 특이적이므로, 신호는 분석물의 존재 여부에 무관하게 형성된다. 상기 제어 영역은 상기 막(63)을 따라 임의의 위치에 배치될 수 있지만, 바람직하게는 상기 검출 영역(65)으로부터 상류에 위치한다.

분석기(60)를 이용하여 분석물의 존재 또는 부재를 시험하기 위해 여러가지 체재가 사용될 수 있다. 예를 들면, 전술한 구현예에서는 "샌드위치" 체재가 사용된다. 그러한 샌드위치-형 분석기의 다른 예가 미국 특허 제 4,168,146 호(Grubb 등) 및 4,366,241 호(Tom 등)에 기재되어 있으며, 상기 특허는 여기에 모든 목적을 위해 그 전체로서 참고문헌으로 도입된다. 뿐만 아니라, "경쟁적" 체재와 같은 기타 체재가 사용될 수도 있다. 경쟁적 분석에서는, 표지된 프로브는 일반적으로 분석물 또는 그 유사체와 동일한 분자와 접합된다. 따라서, 상기 표지된 프로브가 사용가능한 수용 물질에 대하여 관심있는 분석물과 경쟁한다. 경쟁적 분석은 합텐과 같은 분석물의 검출에 전형적으로 사용되며, 각각의 합텐은 1가이고 단 하나의 항체 분자만을 결합시킬 수 있다. 경쟁적 면역분석 장치의 예가 미국 특허 제 4,235,601 호(Deutsch 등), 4,442,204 호(Liotta) 및 5,208,535 호(Buechler 등)에 기재되어 있고, 상기 특허는 모든 목적을 위해 그 전체로서 여기에 참고문헌으로 도입된다. 다양한 기타 장치 형태 및(또는) 분석 체재 또한 미국 특허 제 5,395,754 호(Lambotte 등); 5,670,381 호(Jou 등) 및 6,194,220 호(Malick 등)에 기재되어 있으며, 상기 특허는 모든 목적을 위해 그 전체로서 여기에 참고문헌으로 도입된다.

뿐만 아니라, 임의의 공지된 검출 기술이 본 발명에 사용될 수 있음이 이해되어야 한다. 예를 들면, 당 분야에 공지된 바와 같이, 상기 분석기(60)는 또한, 분석물(또는 그 복합체)과 전극 스트립 상의 포획 리간드 사이의 전기화학적 반응을 검출하는 전기 화학적 친화성 분석기일 수도 있다. 예를 들면, 다양한 전기화학적 분석기가 미국 특허 제 5,508,171 호 (Walling 등); 5,534,132 호 (Vreeke 등); 6,241,863 호 (Monbouquette); 6,270,637 호 (Crismore 등); 6,281,006 호 (Heller 등); 및 6,461,496 호(Feldman 등)에 기재되어 있으며, 상기 특허는 모든 목적을 위해 그 전체로서 여기에 참고문헌으로 도입된다.

본 발명의 시스템은, 분석물의 부위-상에서의 (on-site) 용이한 수집 및 실질적으로 즉각적인 시험을 위한 비교적 간단하고, 조밀하며 비용-효율적인 장치를 제공함이 발견되었다. 상기 시스템은 스왑을 이용하여 신속하고 손쉬운 견본 수집을 가능하게 한다. 그 후, 상기 시험 유닛은 상기 수집된 견본을 분석하도록 조작되어 시험 결과를 제공할 수 있다. 상기 시험 결과는 시험을 수행하는 사람에 의해 즉각적인 방식으로 및 고도로 신뢰할 만하고 일관된 시험 결과에 도움을 주는 시험 조건 하에 쉽게 관찰되도록 시각적일 수 있다. 따라서 초기 견본 수집 후, 견본과 인체의 접촉은 시험 프로토콜에 걸쳐 실질적으로 배제되고, 그 안에 안전하게 담긴 상기 수집된 견본을 갖는 장치의 전체 부분은 시험이 종료된 경우 하나의 단위로서 폐기될 수 있다.

본 발명을 그 구체적인 구현예에 관하여 상세히 기재하였으나, 당업자는 전술한 내용을 이해하여, 상기 구현예의 대안, 변법 및 동등물을 쉽게 상도할 수 있을 것임이 잘 인식될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항 및 그의 임의 동등물로서 평가되어야 한다.

Claims

첫 번째 말단 및 두 번째 말단을 갖는 스템(stem) (상기 스템은 상기 첫 번째 말단과 상기 두 번째 말단 사이에 연장된 적어도 하나의 유동 채널을 정의함);

상기 스템의 상기 첫 번째 말단에 배치된 스왑(swab) (상기 스왑은 분석물을 함유하는 것으로 의심되는 생물학적 원천으로부터 유래된 시험 시료를 수집하도록 구성됨);

유체를 담도록 구성된 유체 챔버 (여기에서 상기 유체 챔버는 상기 유동 채널을 통해 상기 스왑과 유체 소통함);

사용 전에 상기 유체 챔버로부터 유체의 누출을 방지하는 파열가능한 시일(seal); 및

시험 시료 중 분석물의 존재 또는 부재를 검출하기 위한 분석기(상기 분석기는 상기 스왑, 상기 유동 채널 및 상기 유체 챔버와 유체 소통함)

를 포함하는 진단용 시험 유닛.
제1항에 있어서, 상기 유체가 상기 유체 챔버로부터 상기 유동 채널 내로 흐른 다음 상기 스왑과 접촉하도록 구성된 진단용 시험 유닛.
제1항에 있어서, 상기 유체가 상기 유체 챔버로부터 흘러나와 상기 스왑과 접촉한 다음 상기 유동 채널 내로 흐르도록 구성된 진단용 시험 유닛.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스템의 상기 두 번째 말단에 배치된 시린지를 더 포함하는 진단용 시험 유닛.
제4항에 있어서, 상기 시린지가 상기 유체 챔버를 정의하는 진단용 시험 유닛.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 챔버가 상기 스왑을 선택적으로 수용하도록 구성된 구성 성분에 의해 정의되는 진단용 시험 유닛.
제6항에 있어서, 상기 시일이 상기 구성 성분에 의해 수용된 상기 스왑에 의해 파열되도록 구성된 진단용 시험 유닛.
i) a) 첫 번째 말단과 두 번째 말단 사이에 연장된 적어도 하나의 유동 채널을 정의하는, 상기 첫 번째 말단 및 상기 두 번째 말단을 갖는 스템;

b) 상기 스템의 상기 첫 번째 말단에 배치된 스왑;

c) 유체를 담도록 구성되고, 상기 유동 채널을 통해 상기 스왑과 유체 소통하는 유체 챔버;

d) 사용 전에 상기 유체 챔버로부터 유체의 누출을 방지하는 시일; 및

e) 상기 스왑, 상기 유동 채널 및 상기 유체 챔버와 유체 소통하는, 시험 시 료 중 분석물의 존재 또는 부재를 검출하기 위한 분석기

를 포함하는 진단용 시험 유닛을 구비하고;

ii) 시험 시료를 상기 스왑 위에 수집하고;

iii) 상기 시일을 파열시켜 상기 유체 챔버로부터 상기 유체를 방출시켜, 상기 유체가 상기 스왑 위의 시험 시료와 혼합된 후 상기 분석기에 접촉되게 하는 것을 포함하는, 생물학적 원천으로부터 유래된 시험 시료 중 분석물의 존재 또는 부재를 검출하기 위한 방법.
제8항에 있어서, 상기 시일의 상기 파열이 상기 유체를 상기 유체 챔버로부터 상기 유동 채널 내로 흐르게 한 다음, 상기 스왑과 접촉하게 하는 방법.
제8항에 있어서, 상기 시일의 상기 파열이 상기 유체를 상기 유체 챔버로부터 흐르게 하고, 상기 스왑과 접촉한 다음 상기 유동 채널 내로 흐르게 하는 방법.
제8항에 있어서, 상기 시일이 상기 시일의 물리적 천공 또는 유체 압력에 의해 파열되는 것인 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유동 채널의 길이가 약 1 센티미터 이상, 바람직하게는 약 1 내지 약 15 센티미터, 바람직하게는 약 약 5 내지 약 10 센티미터인 진단용 시험 유닛 또는 방법.
제1제 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유동 채널의 적어도 일부의 폭이 약 3 밀리미터 미만, 바람직하게는 약 0.01 내지 약 3 밀리미터, 바람직하게는약 0.05 내지 약 1 밀리미터인 진단용 시험 유닛 또는 방법.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스템의 상기 두 번째 말단에 배치된 기저 부분을 더 포함하는 진단용 시험 유닛 또는 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 기저 부분이 상기 유체 챔버를 정의하는 진단용 시험 유닛 또는 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 기저 부분이 위킹(wicking)을 촉진하기 위한 흡수 패드를 포함하는 진단용 시험 유닛 또는 방법.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스템이 적어도 하나의 추가 유동 채널을 정의하는 진단용 시험 유닛 또는 방법.
제17항에 있어서, 상기 유체가 상기 유체 챔버로부터 상기 유동 채널 중 하나를 통해 흘러 상기 스왑과 접촉할 수 있고, 상기 유체가 상기 스왑으로부터 또다른 유동 채널을 통해 흘러나와 상기 분석기와 접촉할 수 있도록 하는 진단용 시험 유닛 또는 방법.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분석기가 상기 유동 채널 내에 위치하는 진단용 시험 유닛 또는 방법.
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시일의 두께가 약 0.05 인치 미만, 바람직하게는 약 0.0007 인치 내지 약 0.02 인치인 진단용 시험 유닛 또는 방법.