KR20090003156A - 분석 시약을 갖는 분석 모듈 및 그것의 제조 및 사용 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 분석 모듈(예를 들면, 분석 플레이트, 카트리지, 멀티-웰 분석 플레이트, 반응기 등), 이들을 제조하는 과정 및 분석을 수행하기 위한 이들의 사용 방법에 관한 것이다. 시약은 분석 모듈 또는 콜로이드, 비드 또는 다른 미립자 지지체의 표면에서 구획(챔버, 채널, 유동 셀, 웰 등)의 표면을 포함하는 고상에 자유롭게 형성되거나 또는 지지되어 존재할 수 있다. 특히, 건조 시약은 이들 분석 모듈의 구획으로 통합될 수 있고 그들을 분석 방법에 따라 사용하기 전에 재구성된다. 건조 물질은 건조 상태로 이들 시약을 유지하고 안정화하는데 사용될 수 있다.
분석 모듈, 분석 플레이트, 멀티-웰 분석 플레이트

Description

분석 시약을 갖는 분석 모듈 및 그것의 제조 및 사용 방법{Assay modules having assay reagents and methods of making and using same}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 발명은 2005년 12월 21일자로 출원한 미국가출원 제60/752,475호; 2005년 12월 21일자로 출원한 미국가출원 제60/752,513호; 및 "분석 기기, 방법 및 시약"이라는 제목으로 2006년 12월 21일자로 출원한 미국출원 제11/ 호(Atty. Dkt. 4504-16)에 대한 우선권 효력을 청구하며, 상기 특허를 참조함으로써 본 명세서에 편입된다.
정부 지원 조사에 대한 상태
본 발명은 국방부에 의해 제정된 HDTRA1-O5-C-O005 하에서 정부 지원으로 제조되었다. 미국 정부는 본 발명에 대한 권리를 갖는다.
발명의 분야
본 발명은 분석 플레이트, 카트리지, 멀티웰(multi-well) 분석 플레이트, 반응기와 같은 분석 모듈 및 화학적, 생화학적, 및/또는 생물학적 분석을 수행하는 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 건조 시약과 이들 모듈의 결합 및/또는 이들 방법에서의 건조 시약의 사용에 관한 것이다.
화학적, 생화학적 및/또는 생물학적 분석을 수행하는 많은 방법 및 시스템들이 개발되어 왔다. 이들 방법 및 시스템은 내과 진단, 식품 및 음료 테스트, 환경 모니터링, 제조 품질 제어, 약물 발견 및 기초 과학 연구를 포함하는 다양한 응용에서 필수적이다.
상기 응용에 의존하여, 분석 방법 및 시스템이 하기 특성들 중 하나 또는 그 이상을 갖는 것이 바람직하다: i) 높은 처리량, ii) 높은 민감성, iii) 큰 다이나믹 영역, iv) 높은 정확도 및/또는 정밀도, v) 낮은 비용, vi) 시약의 적은 소비, vii) 샘플 취급 및 공정을 위한 기구 사용이 존재하는 적합성, viii) 결과에 이르는 짧은 시간, ix) 복합적인 능력(multiplexing capability), 및 x) 방해물(interferents) 및 복합 샘플 기질들에 대한 둔감성. 많은 응용들에서 이러한 타입의 성능 이익이 쉽게 수행될수 있거나, 자동 수정가능하거나 및/또는 안정적인 건조 시약을 사용할 수 있는 분석 포맷으로 달성된다는 것은 또한 바람직하다. 이들 특성을 갖는 새로운 분석 방법 및 시스템에 실질적인 가치가 있다.
건조한 안정 형태의 분석을 위한 시약을 제공하는 다양한 접근방법들이 개발되어 왔다. 미국등록특허 제5,413,732호에는 용액 내에 용해되는 능력을 갖는 특정 건조 구상 시약이 기재되어 있다.
미국등록특허 제6,429,026호에는 건조 시약 및 시간-분해 형광 검출(time-resolved fluorescence detection)을 사용하는 특정 면역분석이 기재되어 있다. 포획 항체는 미량적정 웰(microtitration well)의 표면에 고정된다. 탄수화물 및/또는 단백질을 함유하는 절연층(insulating layer)은 웰의 기부(bottom)에서 포획 항체의 상단에서 건조된다. 라벨된 항체가 적은 용량으로 첨가되고 절연층의 상단에서 건조된다. 항체는 결합 증강 란타나이드 플루오로면역분석(DELFIA: dissociation enhance lanthanide fluoroimmunoassay) 기술을 사용하여 검출될 수 있는 란타나이드 킬레이트로 라벨된다. 면역분석을 시작하기 위하여, 샘플 및 일반 분석용 완충액이 첨가된다. 항체 반응이 나타나도록 허용한 후, 웰을 여러번 세척하고, DELFIA 증강 완충액을 첨가한 다음 형광 존속 기간을 측정한다.
미국공개특허공보 제2003/0108973호에는 2.8 μm 자기화할 수 있는(magnetizable) 폴리스티렌 비드에 고정된 포획 항체 및 전기적화학발광 라벨(electrochemiluminescent label)로 라벨된 검출 항체를 포함하는 동결건조 혼합물을 함유하는 테스트 튜브를 사용하는 샌드위치 면역분석이 기재되어 있다. 또한 상기 혼합물은 동결건조 공정 동안 비드에 검출 항체가 비특이적으로 결합하는 것을 감소시키는 차단제를 포함할 수 있다. 관심대상의 분석물질을 함유하는 샘플의 첨가는 비드 상의 샌드위치 복합체의 형성을 초래하였다. 비즈 현탁액은 그리고 재사용 가능한 유동 셀(flow cell)로 흡입되는데 여기에서 전극에 수집되어 전기적화학발광(ECL: electrochemiluminescence) 검출 기술을 사용하여 분석된다.
Wohlstadter 등의 미국등록특허 제6,673,533호에는 건조 시약을 사용하는 ECL-기초 샌드위치 면역분석이 기재되어 있다. 포획 항체는 복합 전극에 고정되었다. 분석에서 사용된 다른 시약들은 ECL 라벨, 인산염, 트리프로필아민, 우혈청 알부민, 수크로오스, 클로로아세트아미드, 및 트리톤 X-100(TRITON X-100)에 결합된 검출 항체를 포함하는 용액을 첨가하고 동결건조하여 전극 표면에서 건조되었다. 면역분석은 전극에 있는 건조 시약에 샘플을 첨가하고, 용액을 항온배양하며, 전극에 전위를 적용함으로써 ECL을 유도하도록 처리되었다. 세척 단계는 필요치 않았다.
분석 처리량을 증가시키기 위한 다양한 기술이 개발되어 왔다. 멀티-웰 플레이트(미량적정 플레이트 또는 마이크로플레이트로도 알려짐)의 사용은 플레이트의 멀티 웰에서 분배되는 다중 샘플의 분석 및 병렬 처리를 허용한다. 멀티-웰 분석 플레이트는 다양한 형태, 크기 및 모양이 될 수 있다. 편의상, 높은 처리량 분석으로 시료를 처리하기 위해 사용되는 기구에 대한 표준들이 나타났다. 멀티-웰 플레이트는 전형적으로 표준 크기 및 모양으로 제조되고 웰의 표준 배열을 가진다. 웰의 배열은 96-웰 플레이트(12×8의 웰 배열), 384-웰 플레이트(24×16의 웰 배열), 및 1536-웰 플레이트(48×32의 웰 배열)가 갖추어진 것들을 포함한다. 생분자 스크리닝 학회(SBS: Society for Biomolecular Screening)에는 다양한 플레이트 포맷을 위한 추천 마이크로플레이트 내역이 공개되어 있다(http://www.sbsonline.org 참조).
Wohlstadter 등의 미국특허출원 제10/185,274호 및 제10/185,363호의 각각의 미국공개특허공보 제2004/0022677호 및 제2005/0052646호에는 멀티-웰 플레이트 포 맷에서 단일(singleplex) 및 다중(multiplex) ECL 분석을 수행하는데 유용한 용액이 기재되어 있다. 이들은 웰의 벽을 형성하는 관통홀들(through-holes)을 갖는 플레이트 상부 및 웰의 기부를 형성하고 플레이트 상부에 대응하는 밀봉된 플레이트 기부로 구성된 플레이트를 포함한다. 플레이트 기부는 ECL을 유도하기 위한 전극 뿐만아니라 결합 반응을 위한 두 개의 고상 지지체로서 작용하는 전극 표면을 갖는 웰을 제공하는 전도층들을 형성한다. 또한 상기 전도층들은 전기 에너지를 전극 표면에 작용시키기 위한 전기 접촉을 포함할 수 있다.
분석을 실시하는 이러한 알려진 방법 및 시스템에도 불구하고, 화학적, 생화학적 및/또는 생물학적 분석을 실시하기 위한 개선된 분석 모듈이 요구된다.
발명의 요약
본 발명은 웰에 미리 공급되는 분석 시약, 챔버 또는 분석 모듈의 분석 영역을 갖는 분석 모듈(예를 들면, 분석 플레이트, 카트리지 또는 멜티-웰 분석 플레이트, 반응기 등)에 관한 것이다. 어떤 구현예에서, 이들 분석 시약은 건조 상태로 저장된다. 게다가, 분석 모듈은 안정한 건조 상태에서 이들 분석 시약들을 유지하기 위한 건조 물질을 포함할 수 있다. 이러한 분석 모듈을 제조하는 방법 및 분석에서 분석 모듈을 사용하는 방법이 제공된다.
(1) 고정된 일차 결합 시약을 갖는 결합 표면 및 (2) 적어도 하나 이상의 추가의 건조 시약을 갖는 적어도 하나 이상의 웰로 구성되는 멀티-웰 플레이트가 제공되며, 여기에서 적어도 하나 이상의 추가의 건조 시약은 결합 표면과 접촉하지 않는다. 멀티-웰 플레이트는 멀티-웰 플레이트의 적어도 하나 이상의 웰에 결합된 결합 표면을 갖는 전극 표면을 가질 수 있다.
복수 개의 웰이 형성된 플레이트 바디로 구성된 멀티-웰 분석 플레이트가 제공되는데, 복수 개의 웰은 고정된 포획 시약을 갖는 결합 표면과 재구성 가능한 건조 시약으로 구성된다. 선택적으로, 결합 표면은 전기적화학 분석 또는 전기적화학발광 분석에서 전극으로 사용하기에 적절한 것을 선택할 수 있다. 게다가, 결합 표면은 재구성 가능한 보호층으로 코팅될 수 있다. 라벨된 검출 시약이 될 수 있는 건조 시약은 독립형이거나 또는 결합 표면과 중복되지 않는 웰의 표면에 위치한다. 한 특정 실시예에서, 결합 표면은 웰의 기부에 위치하고, 재구성 가능한 건조 시약은 웰의 벽에 위치하고, 선택적으로 벽에 형성된 시약 저장 단부(shelf)에 위치한다. 다른 실시예에서, 결합 표면 및 재구성 가능한 건조 시약은 둘다 웰의 기부 표면에 중복되지 않는 영역에 위치한다. 다른 특정 실시예에서, 재구성 가능한 건조 시약은 독립형 환제이다.
멀티-웰 분석 플레이트는 고정된 포획 시약 및/또는 만약 존재할 경우, 라벨된 검출 시약에 대한 결합 친화력을 가질 수 있는 재구성 가능한 건조 분석 대조구 분석물질을 더 포함할 수 있다. 어떤 구현예에서, 대조구 분석물질은 웰 안에 고정된 포획 시약 및/또는 라벨된 검출 시약에 대한 친화력을 가지나, 결합 표면 또는 라벨된 검출 시약과 접촉하는 비결합된 형태로 존재한다.
멀티-웰 분석 플레이트는 하나 또는 그 이상의 추가의 고정된 포획 시약을 더 포함할 수 있다. 포획 시약 및 추가의 포획 시약은 결합 표면에서 결합 도메인의 배열을 형성하는 결합 표면에서 형성된다. 이들 결합 도메인/포획 시약은 결합 파트너에 대한 특이성 또는 친화성에 있어서 다를 수 있다. 더구나, 웰은 결합 파트너에 대한 특이성 또는 친화성에 있어서 다른 복수 개의 다른 재구성 가능한 건조 라벨된 검출 시약을 함유할 수 있다.
상기에 기재된 멀티-웰 플레이트는 고정된 포획 시약 및 재구성 가능한 건조 라벨된 검출 시약을 포함하는 하나 또는 그 이상의 웰에 샘플을 첨가하는 단계, 이들 웰에서 재구성 가능한 건조 물질들을 재구성하여 반응 혼합물(들)을 생성하는 단계, 그들의 대응하는 결합 파트너에 대한 상기 포획 및 검출 시약의 결합을 촉진하는 조건 하에서 반응 혼합물(들)을 항온배양하는 단계; 및 고정된 포획 시약 및 라벨된 결합 시약을 포함하는 복합체의 형성을 측정하는 단계를 포함하는 분석을 수행하는 방법에서 사용될 수 있다. 포획 및 검출 시약을 적절하게 선택함에 따라서 이들 방법들은 샌드위치 결합 분석법 및 경쟁적 결합 분석법을 포함할 수 있다.
플레이트의 적어도 둘 이상의 웰에서 하기에 이어지는 단계를 수행하는 것을 포함하는 분석에서 사용을 위한 멀티-웰 분석 플레이트를 제조하는 방법을 제공한다: 상기 플레이트의 웰의 표면에서 포획 시약을 고정하여 결합 표면을 형성하는 단계, 라벨된 검출 시약을 포함하는 액상 시약을 웰의 표면에 결합 표면과 중복되지 않게 분배하는 단계, 및 액상 시약을 건조하여 재구성 가능한 건조 검출 시약을 형성하는 단계. 또한 상기 방법은 결합 표면에서 보호 시약을 분배하는 단계 및 보호 시약을 건조하여 결합 표면에서 재구성 가능한 건조 보호층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들면, 보호 시약은 라벨된 검출 시약을 포함하는 액상 시약을 분배하기 이전에 분배되고 건조된다.
어떤 특정 구현예에서, 결합 표면은 웰의 기부 표면이고 액상 시약은 웰의 중복되지 않는 기부 표면 또는 웰의 벽에서 분배되고 건조된다. 선택적으로, 벽은 액상 저장 단부로 구성되고 액상 시약은 (i) 단부에서 분배되고 건조되거나 또는 (ii) 벽에서 흘려내리는 액체 시약이 모이고, 상기 단부에서 건조될 수 있도록 상기 단부보다 높은 위치에서 벽에 분배된다.
플레이트를 제조하는 방법은 그들의 결합 파트너에 대한 특이성 또는 친화성에서 다른 결합 표면에서 결합 도메인의 배열을 형성하도록 하나 또는 그 이상의 추가의 포획 시약을 고정시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 유사하게, 액상 시약은 그들의 결합 파트너에 대한 특이성 또는 친화성에서 다른 하나 또는 그 이상의 추가의 라벨된 검출 시약을 포함할 수 있다. 게다가, 상기 방법은 포획 또는 라벨된 검출 시약에 대한 결합 친화성을 갖는 분석 대조구 분석물질을 포함하는 추가의 액상 시약을 분배 및 건조하는 단계를 포함하고, 상기 추가의 액상 시약은 포획 또는 라벨된 검출 시약에 접촉하지 않도록 분배 또는 건조된다.
상기에 기재된 방법의 어떤 대안적인 구현예에서, 라벨된 검출 시약을 포함하는 액상 시약의 분배 및 건조하는 단계가 생략되고 재구성 가능한 건조 라벨된 검출 시약이 독립형태로, 예를 들면 독립형 환제으로 첨가된다. 바람직하게는, 검출 시약이 첨가되기 이전에 보호 시약이 결합 표면에 분배되고 건조되어 재구성 가능한 보호층을 형성한다. 또한 상기 방법은 그들의 결합 파트너에 대한 특이성 또는 친화성에서 다른 상기 결합 표면에서 결합 도메인의 배열을 형성하도록 하나 또는 그 이상의 추가의 포획 시약을 고정시키는 단계를 포함할 수 있다. 유사하게 재구성 가능한 건조 시약은 그들의 결합 파트너에 대한 특이성 또는 친화성에서 다른 하나 또는 그 이상의 추가의 라벨된 검출 시약을 포함할 수 있다. 게다가, 상기 방법은 포획 및/또는 검출 시약에 대한 결합 친화성을 갖는 분석 대조구 분석물질을 포함하는 추가의 독립형 건조 시약을 웰에 첨가하는 단계를 포함할 수 있다.
a) 재구성 가능한 일차 건조 시약을 보유하는 복수 개의 일차 시약 웰 및 b) 이차 건조 시약을 보유하는 복수 개의 이차 시약 웰을 포함하는 그안에 형성된 복수 개의 웰을 갖는 플레이트 바디로 구성되는 멀티-웰 플레이트가 제공되며, 여기에서 일차 및 이차 시약은 분석을 수행하기 위하여 조합되는 시약들이다. 이들 플레이트에서 a) 일차 시약 웰 중 하나에 샘플을 첨가하는 단계, b) 일차 시약 웰에서 재구성 가능한 건조 라벨된 검출 시약을 재구성하여 반응 혼합물을 생성하는 단계, c) 상기 반응 혼합물의 분액을 하나 또는 그 이상의 이차 시약 웰로 전달하는 단계, 및 d) 상기 샘플에서 분석을 수행하도록 이차 시약 웰(들)에서 반응 혼합물을 항온배양하는 단계를 포함하여 분석을 수행하는 방법이 제공된다. 한 구현예에서, 멀티-웰 분석 플레이트는 하나의 일차 시약 웰 및 하나 또는 그 이상의 이차 시약 웰로 구성되는 웰의 복수 개의 세트로 나누어질 수 있고 상기 방법은 웰의 각 세트에 대하여 (a)-(d)의 과정을 반복하는 단계를 더 포함한다.
일차 및 이차 시약 웰을 갖는 멀티-웰 플레이트의 한 특정 구현예에서, 일차 시약 웰은 통상의 2차원 패턴에서 배치되고, 상기 일차 시약 웰은 웰 바닥(floor) 및 웰 벽을 가지고, 상기 웰 벽은 내벽 표면 및 외벽 표면을 가진다. 게다가, 이차 시약 웰은 웰 바닥 및 웰 벽을 가지고, 상기 웰 벽은 검출 웰의 외벽 표면 및 근접 검출 웰의 외벽 표면을 연결하는 리브(rib) 구성부들에 의해 형성된다. 선택적으로, 일차 시약 웰은 원형인 웰 개구부 둘레를 가지고, 및/또는 일차 시약 웰은 8×12 정방형 배열로 배치된다.
하기를 포함하여 형성된 복수 개의 웰을 갖는 플레이트 바디로 구성되는 멀티-웰 분석 플레이트가 제공된다: a) 복수 개의 검출 웰, 각각의 검출 웰은 고정된 포획 시약을 갖는 결합 표면을 포함하며, 및 b) 복수 개의 시약 재구성 웰, 각각의 시약 재구성 웰은 재구성 가능한 라벨된 검출 시약을 포함하고, 여기에서 적어도 하나 이상의 검출 웰 및 하나의 시약 재구성 웰은 관심의 분석물질을 측정하기 위하여 조합된 포획 및 검출 시약을 포함한다. 선택적으로, 결합 표면은 전기화학적 또는 전기적화학발광 분석에서 전극으로 사용하기에 적절하도록 선택될 수 있다. 한 구현예에서, 검출 및 시약 재구성 웰은 하나의 시약 재구성 웰 및 하나 또는 그 이상의 검출 웰로 구성되는 복수 개의 분석 세트로 그룹화되고, 세트 내의 상기 시약 재구성 웰 및 검출 웰은 관삼의 분석물질을 측정하기 위하여 조합된 포획 및 검출 시약을 포함한다. 이들 세트는 하나의 시약 재구성 웰 및 하나의 검출 웰로 구성될 수 있다.
검출 웰 및 시약 재구성 웰을 갖는 멀티-웰 플레이트의 한 특정 구현예는 하기를 포함한다:
a) 복수 개의 검출 웰, 여기에서 상기 검출 웰은
i) 웰 바닥 및 웰 벽을 가지고, 상기 웰 벽은 내벽 표면 및 외벽 표면을 가지며,
ii) 통상의 2차원 패턴으로 배치되고, 및
iii) 상기 검출 웰의 각각의 내부 표면에서 배열 고정된 포획 시약을 갖는 결합 표면을 포함하며;
b) 복수 개의 시약 재구성 웰, 여기에서 상기 시약 재구성 웰은
i) 웰 바닥 및 웰 벽을 가지고, 상기 웰 벽은 상기 검출 웰의 외벽 표면 및 근접한 검출 웰의 외벽 표면을 연결하는 리브 구성부에 의해 형성되며, 및
ii) 각각의 시약 재구성 웰 내에 재구성 가능한 건조 라벨된 검출 시약을 포함한다.
선택적으로, 검출 웰은 요각 또는 요각곡선이 없는 웰 개구부 둘레를 가지고, 시약 재구성 웰은 요각 또는 요각곡선(예를 들면, 원형 둘레)이 있는 웰 개구부 둘레를 가진다.
검출 웰 및 시약 재구성 웰을 갖는 멀티-웰 플레이트의 검출 또는 시약 재구성 웰은 재구성 가능한 건조 분석 대조구 분석물질을 더 포함할 수 있다. 또한 검출 웰은 하나 또는 그 이상의 추가의 고정된 포획 시약을 포함할 수 있다. 이 구현예에서, 포획 시약은 결합 파트너에 대한 특이성 또는 친화성에서 다른 결합 표면에서 결합 도메인의 패턴 배열을 형성하도록 형성된다. 게다가, 재구성 가능한 건조 시약은 하나 또는 그 이상의 추가의 라벨된 검출 시약을 더 포함하는데, 상기 검출 시약과 추가의 라벨된 검출 시약은 결합 파트너에 대한 특이성 또는 친화성에서 차이가 있다.
검출 웰 및 시약 재구성 웰을 갖는 멀티-웰 플레이트에서 분석을 수행하는 방법이 제공된다. 한 구현예는 a) 시약 재구성 웰 중 하나에 샘플을 첨가하는 단계, b) 재구성 웰에서 재구성 가능한 건조 라벨된 검출 시약을 재구성하여 반응 혼합물(들)을 생성하는 단계, c) 반응 혼합물의 분액을 하나 또는 그 이상의 검출 웰로 전달하는 단계, d) 그들의 대응하는 결합 파트너에 포획 및 검출 시약을 결합을 촉진시키는 조건 하에서 검출 웰(들)에서 반응 혼합물을 항온배양하는 단계, 및 e) 고정된 포획 시약 및 라벨된 결합 시약을 포함하는 복합체의 형성을 측정하는 단계를 포함한다. 선택적으로, 멀티-웰 분석 플레이트는 하나의 일차 시약 웰 및 하나 또는 그 이상의 이차 시약 웰로 구성되는 웰의 복수 개의 세트로 나뉘어질 수 있고 상기 방법은 웰의 상기 세트의 각각에 대하여 (a)-(d)의 과정을 반복하는 단계를 더 포함한다.
웰 바닥 및 바닥에서부터 바닥 위에 높이 hw로 연장되는 웰 벽을 갖도록 형성된 복수 개의 웰을 갖는 플레이트 바디로 구성되는 멀티-웰 분석 플레이트가 제공되고, 상기 벽은 높이 hs에서 단부 구성부를 제공하도록 형성되며, 여기에서 0<hs<hw이다. 상기 웰은 정방형 격자들로 배치되는 웰의 4×6, 8×12, 16×24, 및 32×48 배열을 포함하는 표준 멀티-웰 플레이트 포맷으로 배치될 수 있다. 어떤 구현예에서, hs는 0.02 hw, 0.05 hw 또는 0.1 hw 와 동일하거나 이 보다 클 수 있지만, 0.1 hw, 0.25 hw 또는 0.5 hw와 동일하거나 이보다 작다. 다른 구현예에서, hs는 약 0.1 mm, 0.2 mm 0.5 mm, 또는 1 mm와 동일하거나 이보다 크지만, 약 1 mm, 2 mm, 또는 5 mm와 동일하거나 이보다 작다. 단부 구성부는 건조 시약을 보유하는데 사용될 수 있다. 따라서, 다른 구현예는 단부에서 재구성 가능한 건조 시약을 갖는 플레이트가 있다. 재구성 가능한 건조 시약을 형성하기 위한 단부 구성부 및 건조 시약을 갖는 멀티-웰 플레이트의 웰에서 액상 시약을 분배하는 단계를 포함하는 분석에서 사용하기 위한 플레이트의 제조 방법을 제공하며, 여기에서 상기 시약은 단부에서 분배되고 건조되며, 또는 단부 위의 벽에서 분배되고 웰 벽을 흘러내리는 액상 시약이 모이며 단부에서 건조된다.
단부 구성부를 갖는 웰을 갖는 플레이트의 어떤 구현예에서, 플레이트 바디는 일체형 사출성형품이다. 다른 구현예에서, 플레이트 바디는 웰의 벽을 형성하는 복수 개의 관통홀들을 갖는 플레이트 상부 및 상기 플레이트 상부에 대하여 밀봉되고 웰 바닥을 형성하는 플레이트 기부를 포함한다. 선택적으로, 플레이트 기부는 웰의 내부 용량에 노출되는 전도성 전극 표면을 제공하고, 전기화학적 및 전기적화학발광 분석에서 전극으로 사용될 수 있다.
하기로 구성된 멀티-웰 플레이트가 제공된다:
a) 하기를 포함하여 형성된 복수 개의 웰을 갖는 플레이트 바디:
i) 건조 분석 시약을 포함하는 복수 개의 분석 웰 및
ii) 건조제(desiccant)를 포함하는 복수 개의 건조 웰, 및
b) 상기 플레이트 바디를 밀봉함으로써 외부 환경으로부터 상기 복수 개의 웰을 차단하는 플레이트 밀봉재(plate seal).
플레이트는 선택적으로, 웰이 표준 웰 배열(예를 들면, 정방형 격자로 배열된 웰의 4×6, 8×12, 16×24 또는 32×48 배열)이 되도록 배치된다. 분석 웰의 적절한 상대적 배치는 상기에 기재된 구현예에서 기재된 바와 같이 건조 시약(예를 들면, 포획 및/또는 검출 시약)을 갖는 웰을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 유리하게, 건조 웰은 건조관에 의해 분석 웰로 연결될 수 있으며, 상기 관은 분석 웰에서 건조 웰로 수증기의 확산을 허용하지만 건조 분석 시약의 위치보다 높은 분석 웰 내의 높이에서 웰을 가로지른다. 한 구현예에서, 이러한 관은 건조 웰로 분석 웰을 연결하는 플레이트 바디의 상부 표면에서 함몰 채널(recessed channels)에 대하여 플레이트 밀봉재를 밀봉하여 제공될 수 있다. 어떤 구현예에서, 상기 플레이트의 웰은 적어도 하나 이상의 분석 웰 및 적어도 하나 이상의 건조 웰을 포함하는 복수 개의 분석 패널로 나뉘어진다. 이들 구현예에서, 분석 패널 내의 웰은 건조관을 통하여 서로 연결되지만, 다른 분석 패널 내의 웰과 연결되지는 않는다. 한 특정 구현예에서, 분석 패널은 하나의 분석 웰과 하나의 건조 웰을 포함한다.
분석 웰과 건조 웰을 갖는 멀티-웰 플레이트의 한 구현예에서, 분석 웰은 고정된 포획 시약 및 재구성 가능한 건조 라벨된 검출 시약을 갖는 결합 표면을 포함한다. 분석 웰은 하나 또는 그 이상의 추가의 고정된 포획 시약을 더 포함할 수 있고, 상기 포획 시약 및 추가의 포획 시약은 상기 결합 표면에서 결합 도메인의 패턴화된 배열을 형성하며, 상기 결합 도메인은 결합 파트너에 대한 특이성 또는 친화성에서 다르다. 더구나, 재구성 가능한 건조 시약은 하나 또는 그 이상의 추가의 라벨된 검출 시약을 더 포함할 수 있고, 상기 검출 시약 및 추가의 검출 시약은 결합 파트너에 대한 특이성 또는 친화성에서 다르다. 선택적으로, 결합 표면은 전기적화학발광 분석에서 전극으로 사용하는데 적절하다.
분석 웰과 건조 웰을 갖는 멀티-웰 플레이트의 어떤 구현예에서, 플레이트 바디는 일체형 사출성형품이다. 택일적으로, 상기 플레이트 바디는 웰 벽을 형성하는 복수 개의 관통홀을 갖는 플레이트 상부 및 상기 플레이트 상부에 대해서 밀봉되고 웰 바닥을 형성하는 플레이트 기부를 포함할 수 있다. 상기 관통홀 및 플레이트 기부는 웰의 전체 또는 웰의 일부만, 예를 들면 상기 분석 웰만 또는 상기 건조 웰만을 형성할 수 있다. 플레이트 기부는 선택적으로 웰의 내부 용량에 노출되는 전도성 전극 표면을 제공할 수 있다.
또한 하기로 구성된 멀티-웰 플레이트가 제공된다:
a) 건조 분석 시약을 포함하여 형성된 복수 개의 웰을 갖는 플레이트 바디, 상기 플레이트 바디는 웰 벽을 형성하는 복수 개의 관통홀을 갖는 플레이트 상부 및 상기 플레이트 상부에 대해서 밀봉되고 웰 바닥을 형성하는 플레이트 기부를 포함하며,
b) 상기 플레이트 바디를 밀봉함으로써 외부 환경으로부터 복수 개의 웰을 차단하는 플레이트 밀봉재, 및
c) 건조 물질.
상기 플레이트는 선택적으로 표준 웰 배열(예를 들면, 정방형 격자로 배열된 웰의 4×6, 8×12, 16×24 또는 32×48 배열)이 되도록 배치된다. 플레이트 기부는 선택적으로 웰의 내부 용량에 노출되는 전도성 전극 표면을 제공할 수 있다. 분석 웰의 적절한 상대적 배치는 상기 구현예에 기재된 바와 같이 건조 시약(예를 들면, 포획 및/또는 검출 시약)을 갖는 웰을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 어떤 구현예에서, 건조제는 플레이트 밀봉재, 플레이트 밀봉재와 플레이트 상부 사이의 가스켓(gasket)층, 플레이트 상부, 플레이트 상부와 플레이트 기부 사이의 가스켓층 및/또는 플레이트 기부에 포함된다. 예를 들면, 건조제는 이들 구성성분 내로 주입되거나 또는 이들 구성성분 위로 도포될 수 있다. 택일적으로, 플레이트 바디는 건조제를 보유하는 하나 또는 그 이상의 추가의 웰을 형성할 수 있다.
한 구현예에서, 분석 웰은 고정된 포획 시약 및 재구성 가능한 건조 라벨된 검출 시약을 갖는 결합 표면을 포함한다. 선택적으로 상기 결합 표면은 전기화학적 또는 전기적화학발광 분석에서 전극으로 사용하는데 적절하다. 상기 분석 웰은 하나 또는 그 이상의 추가의 고정된 포획 시약을 더 포함할 수 있고, 상기 포획 시약 및 추가의 포획 시약은 결합 파트너에 대한 특이성 또는 친화성에서 다른 상기 결합 표면에서 결합 도메인의 패턴화된 배열을 형성한다. 더구나, 재구성 가능한 건조 시약은 하나 또는 그 이상의 추가의 라벨된 검출 시약을 더 포함할 수 있으며, 상기 검출 시약 및 추가의 검출 시약은 결합 파트너에 대한 특이성 또는 친화성에서 다르다.
본 발명에서는 웰, 챔버 또는 분석 모듈의 분석 영역 내에 미리 적하된 분석 시약을 갖는 분석 모듈(예를 들면, 분석 플레이트, 카트리지, 멀티-웰 분석 플레이트, 반응기 등)을 설명한다. 어떤 구현예에서, 이들 분석 시약은 건조 상태로 저장된다. 게다가, 상기 분석 모듈은 건조 상태로 건조 시약을 유지하기 위한 건조 물질을 포함할 수 있다. 분석이 시약이 미리 적하된 분석 모듈은 속도를 매우 개선하고 분석 측정의 복잡성을 감소시키는 반면에 저장 동안 우수한 안정성을 유지할 수 있다. 또한 본 발명에서는 이러한 분석 모듈을 제조하는 방법 및 분석에서 분석 모듈을 사용하는 방법을 설명한다.
건조된 분석 시약은 분석에서 사용하기 전에 건조된 다음 재구성될 수 있는 임의의 분석 시약이 될 수 있다. 이들은 결합 분석에서 유용한 결합 시약, 효소, 효소 기질, 지시염료(indicator dye) 및 관심 분석물질을 검출하는데 사용될 수 있는 다른 반응 화합물을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 또한 분석 시약은 검출 메카니즘에 직접 관여하지 않지만 분석에서 보조적 역할을 하는 차단제, 안정화제, 세정제, 염, pH 완충액, 방부제 등을 포함하나 이에 한정되지 않는 물질을 포함할 수 있다. 시약은 분석 모듈 또는 콜로이드, 비드 또는 다른 미립자 지지체 내에 구획(예를 들면, 챔버, 채널, 유동 셀, 웰 등)의 표면을 포함하는 고상에 지지된 형태 또는 독립 형태로 존재할 수 있다. 어떤 구현예에서, 건조 시약(예를 들면, 재구성 가능한 건조 시약)은 완충액 성분으로서 인산암모늄을 포함하고, 다른 암모늄염을 포함하며, 및/또는 약 1% (w/w) 또는 약 0.1% (w/w) 미만의 나트륨 또는 칼륨 이온을 포함한다.
포획 및 검출 시약이 상호 간의 접촉으로부터 그들을 보호하는 방법으로 플레이트 상에 저장되는 경우에 많은 구현예들이 결합 분석을 위한 건조 포획 및 검출 시약을 보유하는 멀티-웰 플레이트에 관련하여 기재될 것이다. 그러나 그러한 실시예가, 이전 사용된 각각의 것들과 접촉하지 않도록, 다른 임의의 개수의 건조 분석 시약(그들이 결합 시약이든, 고정되거나 또는 고정되지 않든, 라벨되거나 또는 라벨되지 않든지 간에)에 대한 보관에 보다 일반적으로 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 마찬가지로, 여러 도면에서 시약이나 결합 시약을 나타내기 위해 Y 기호를 사용한다면 이 기호는 별도의 진술이 없는 경우 이들 항체에 대한 시약을 한정하는 것으로 해석되지 않는다. 또한 상기 구현예들이 웰 이외의 구획(예를 들면, 챔버, 채널, 유동 셀 등)에서 분석 모듈의 다른 유형으로 저장되는 분석 시약에 보다 일반적으로 적용될 수 있음이 명백할 것이다.
기술어 "재구성 가능한 건조"는 라벨된 검출 시약 또는 재구성 가능한 건조 보호층 등을 갖는 재구성 가능한 건조 시약에서와 같이 건조 시약을 나타내는데 사용될 수 있다. 이 용어는 용액 또는 현탁액을 생성하는 샘플 또는 용제의 첨가에 의해 재구성되는 건조 시약을 나타내는데 사용된다. 바람직하게는 이들은 수용성이거나 또는 수성 샘플의 첨가에 의한 다른 방법으로 재구성이 가능하다. 비교해 보면, 본 명세서에서 사용된 용어로서 "고정된" 시약은 표면으로부터 그것을 활발하게 분리하는데 사용될 수 있는 특이 조건이 될 수 있다하더라도 분석을 수행하는 동안에 샘플의 추가 후에 표면에서 일반적으로 잔류하는 시약을 나타낸다.
재구성 가능한 건조 시약은 분석 모듈(예를 들면, 멀티-웰 분석 플레이트)의 구획 내의 원래 위치에서 제조될 수 있다. 예로서, 액상 시약의 용량은 재구성 가능한 건조 시약을 생성하기 위하여 웰 또는 다른 구획으로 분배되고 (예를 들면, 공기 건조, 진공 건조, 동결 건조 등에 의해) 건조될 수 있다. 구획(예를 들면, 웰의 기부 또는 벽에서 분리된 위치)의 분리된 표면상에 국한되어 잔류하는 적은 분량을 첨가하여, 생성된 건조 시약은 그 위치에서 국한되어 고정적으로 잔류할 수 있다. 택일적으로, 용량은 기부 표면을 가로질러 도포하는데 충분하도록 또는 접촉 표면 위에 건조 시약층을 형성하도록 구획/웰을 채우도록 첨가될 수 있다. 재구성 가능한 건조 시약은 분석 모듈 외부에서 제조되거나 또는 건조 형태(예를 들면, 건조 분말 또는 독립형 건조 환제)로 모듈(예를 들면, 멀티-웰 플레이트의 웰)의 구획에 첨가될 수 있다. 본 명세서에서 환제은 압착된 건조 타블릿 또는 동결건조 비드(미국등록특허 제5,413,732호)와 같은 이음매가 없는 건조물로 나타낸다.
어떤 구현예들은 결합 분석을 수행하는데 유용한 건조 결합 시약을 포함하거나 사용한다. 분석 모듈 및 방법에서 사용될 수 있는 결합 시약은 항체, 수용체, 리간드, 합텐, 항원, 에피토프, 미미토프(mimitope), 압타머(aptamer), 하이브리드화 파트너 및 인터칼레이터(intercalator)를 포함하나 이에 한정되지 않는다. 적절한 결합 시약 조성물은 단백질, 핵산, 약물, 스테로이드, 호르몬, 지질, 다당류 및 이들의 조합을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 핵산 및 단백질(특히, 항체)은 결합 분석에서 특히 유용한 것이 증명되었다. 당업자는 특정한 응용을 위하여 적절한 결합 시약을 동정할 수 있을 것이다. 본 명세서에서 사용된 "항체"라는 용어는 온전한 항체 분자(항체 서브유닛의 시험관 내 재조합에 의해 조립된 하이브리드 항체들을 포함), 항체 단편 및 항체의 항원 결합 도메인을 포함하는 재조합 단백질 구조체(예를 들면, Porter & Weir, J. Cell . Physiol., 61 (Suppl. l):51-64, 1966 and Hochman et al. Biochemistry 12:1130-1135, 1973에 기재)를 포함한다. 또한 이 용어는 온전한 항체 분자, 항체 단편 및, 예를 들면 라벨 도입에 의해 화학적으로 변형된 항체 구조체를 포함한다. 본 명세서에서 사용된 "핵산"이라는 용어는 DNA 및 RNA 뿐만 아니라 DNA 또는 RNA 서열과 함께 특이적인 Watson-Crick 또는 Hoogstein 하이브리드화 반응에 관여할 수 있는 (펩타이드 핵산 또는 포스포로티오산염(phosphorothioate) 결합 핵산과 같은) 유사체를 포함하고, 또한 예를 들면, 라벨의 도입에 의해 화학적으로 변형된 핵산 및 유사체를 포함하여 일반적으로 사용될 것이다.
본 명세서에서 사용된 "포획 시약"이라는 용어는 고상 결합 분석에서 사용하기 위한 결합 표면을 형성하는 표면에 고정되는 결합 시약을 나타내는데 사용된다. 또한 분석 모듈 및 방법은 다른 결합 시약, 즉, 결합 표면상에 결합 반응에서 그것의 참여가 측정될 수 있는 "검출 시약"을 사용하거나 포함할 수 있다. 검출 시약은 색상, 발광, 방사능, 자기장, 전하, 굴절률, 질량, 화학 활성 등과 같은 시약의 고유 특성들을 측정하여 계측될 수 있다. 택일적으로, 검출 시약은 검출가능한 라벨로 라벨되고 라벨의 특성을 측정하여 계측될 수 있다. 적절한 라벨은 전기적화학발광 라벨, 발광 라벨, 형광 라벨, 인광 라벨, 방사능 라벨, 효소 라벨, 전기활성 라벨, 자기(magnetic) 라벨, 및 광산란 라벨로 이루어진 군에서 선택된 라벨들을 포함하나 이에 한정되지 않는다.
수행될 수 있는 분석은 결합 표면에서 검출 시약을 격리시키는 효과를 가지도록 관심 분리물질에 동시에 결합할 수 있는 고정된 포획 시약 및 검출 시약을 사용하는 "샌드위치 분석"을 포함한다. 따라서, 분석물질의 존재는 표면상의 검출 시약의 축적을 측정하여 계측될 수 있다. 또한 분석은 i) 검출 시약에 결합하기 위한 분석물질과 경쟁하는 고정된 포획 시약을 사용하거나, 또는 ii) 고정된 포획 시약에 결합하기 위한 분석물질과 경쟁하는 검출 시약을 사용하는 "경쟁 분석"을 포함한다. 경쟁 분석의 경우에, 분석물질의 존재가 결합 표면상의 검출 시약의 양에서 측정할 수 있는 감소를 유도한다.
포획 또는 검출 시약은 관심의 분석물질에 직접(또는 경쟁적으로) 결합하거나 또는 하나 또는 그 이상의 브릿지 리간드를 통해 간접적으로 상호작용할 수 있다. 따라서, 건조 분석 시약은 이러한 브릿지 리간드를 포함할 수 있다. 예로서, 스트렙타비딘 또는 아비딘은 관심 분석물질과 결합 또는 경쟁하는 바이오틴-라벨 브릿지 시약에 의해 포획 또는 검출 시약으로 사용될 수 있다. 유사하게, 항-합텐 항체들은 관심 분석물질과 결합 또는 경쟁하는 합텐 라벨 결합 시약을 사용함으로써 포획 또는 검출 시약으로 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 항-종 항체(anti-species antibodies) 또는 Fc 수용체(예를 들면, 단백질 A, G 또는 L)는 분석물질 특이적 항체들에 결합하는 그들의 능력을 통해 포획 또는 검출 시약으로 사용될 수 있다. 이러한 기술들은 결합 분석 기술에서 잘 확립되어 있고 당업계의 평균 기술자는 특정한 사용을 위하여 적절한 브릿지 리간드를 쉽게 동정할 수 있을 것이다.
분석 모듈/플레이트의 어떤 구현예는 결합 표면을 형성하도록 모듈/플레이트의 표면상에 고정된 포획 시약을 포함한다. ELISA 분석 또는 배열-기준 결합 분석을 수행하도록 확립된 기술과 같이 고상 결합 분석의 기술에서 잘 확립된 고정화 기술을 사용하여 고정화가 수행될 수 있다. 한 실시예에서, 결합 시약은 멀티-웰 플레이트의 웰 표면에 비특이적으로 흡착될 수 있다. 상기 표면은 표면의 흡착 특성을 증강시키도록 처리(예를 들면, 혈장 또는 전하를 가진 폴리머로 처리)하거나 또는 처리되지 않을 수 있다. 다른 실시예에서, 표면은 결합 시약의 공유결합을 허용하는 활성 화학적 기능성을 가질 수 있다. 시약의 고정화 이후, 표면은 선택적으로 표면상의 코팅되지 않은 부위를 차단하기 위하여 차단제를 포함하는 시약과 접촉될 수 있다. 다중 측정을 수행하기 위하여, 다른 포획 시약의 배열과 결합하는 표면이 사용될 수 있다. 포획 시약의 배열을 형성하기 위한 다양한 기술들은 배열 기준 분석의 기술분야에서 현재 잘 확립되어 있다.
결합 표면은 선택적으로 재구성 가능한 건조 보호층으로 코팅될 수 있다. 이 보호층은 결합 표면을 안정화하거나, 제조 또는 저장 동안에 검출 시약을 접촉하여 결합 표면을 보호하거나 또는 브릿지 시약, 차단 시약, pH 완충액, 염, 세정제, 전기적화학발광 공동반응물 등과 같이 단순히 분석 시약을 저장하기 위한 위치로서 사용될 수 있다. 보호층에서 발견될 수 있는 안정화제는 당(수크로오스, 트레할로오스, 만니톨, 소르비톨 등), 다당류 및 당 폴리머(덱스트란, 피콜(FICOLL) 등), 폴리머(폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐피롤리돈 등), 양쪽성 삼투물질(zwitterionic osmolyte)(글라이신, 베타인 등), 및 다른 안정화 삼투물질(트리메틸아민-N-옥사이드 등)을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 차단제는 표면에 결합하는 분석 성분, 특히 검출 시약의 비특이적 결합을 방해하는 물질이며, (혈청 알부민, 감마 글로불린, 면역글로불린, 건조 우유 또는 정제 카세인, 젤라틴 등과 같은) 단백질, (폴리에틸렌 옥사이드 및 폴리프로필렌 옥사이드와 같은)폴리머 및 세정제(예를 들면, 브리즈(BRIJ), 트리톤(TRITON), 트윈(TWEEN), 테시트(THESIT), 루브롤(LUBROL), 제나폴(GENAPOL), 플루로닉(PLURONIC), 테트로닉(TETRONIC), 및 스판(SPAN)의 상표명으로 알려진 비이온성 세정제 또는 계면활성제 부류)를 포함한다. 어떤 구현예에서, 완충 성분으로서 인산암모늄을 포함하고, 다른 암모늄염을 포함하며, 및/또는 1% 또는 0.1% (w/w) 미만의 나트륨 또는 칼륨 이온을 포함하는 보호층이 포함된다.
한 구현예는 (1) 일차 건조 분석 시약 및 (2) 이차 건조 분석 시약을 갖는 적어도 하나 이상의 웰을 포함하는 멀티-웰 플레이트이며, 여기에서 상기 일차 및 이차 건조 시약의 하나 또는 둘은 재구성 가능한 건조 시약이고, 상기 일차 및 이차 건조 시약은 서로 접촉하지 않는다. 상기 웰은 하나 또는 그 이상의 추가의 건조 시약을 더 포함할 수 있다. 이들은 일차 및/또는 이차 건조 시약을 접촉하지 않는 하나 또는 그 이상의 추가의 재구성 가능한 건조 시약을 포함한다. 상기 구현예는 또한 플레이트의 하나 또는 그 이상의 웰에 액상 샘플을 첨가하는 단계, 웰에서 재구성 가능한 건조 시약을 재구성하는 단계 및 샘플에서 분석물질을 측정하도록 분석물질 의존 분석 시그널을 측정하는 단계를 포함하는 관심 분석물질에 대하여 이들 플레이트에서 분석을 수행하는 방법을 포함한다. 당업자는 분석 기술분야에서의 지식을 기초로 하여 폭넓고 다양한 분석물질을 측정하기 위한 시약 및 검출 방법론을 쉽게 선택할 수 있을 것이다. 측정될 수 있는 검출가능한 시그널은 광학 흡광도, 빛발광성(예를 들면, 형광성), 화학발광성, 전류, 전위, 촉매 활성, 화학 활성, 빛산란, 응집, 방사능, 전기적화학발광, 자기, 굴절률에서의 전하 및 분석 측정에서 사용되는 다른 시그널을 포함하나 이에 한정되지 않는다.
다른 구현예는 (1) 고정된 일차 결합 시약을 갖는 결합 표면 및 (2) 적어도 하나 이상의 추가의 건조 시약을 갖는 적어도 하나 이상의 웰을 포함하는 멀티-웰 플레이트이고, 여기에서 적어도 하나 이상의 추가의 건조 시약은 결합 표면에 접촉하지 않는 재구성 가능한 건조 시약이다. 멀티-웰 플레이트는 멀티-웰 플레이트의 적어도 하나 이상의 웰에 통합되는 결합 표면을 갖는 전극 표면을 가질 수 있다.
도 1a 내지 1e는 멀티-웰 플레이트의 웰(100)의 몇몇 구현에의 비축적 개략도를 보여준다. 상기 웰은 웰 바닥(120) 및 웰 벽(110)에 의해 형성된다. 바닥(120) 및 벽(110)은 단일 접촉 물질이 생성될 수 있거나 또는 함께 일치되는 분리된 성분(예를 들면, 플레이트 상부와 플레이트 기부)이 될 수 있다. 또한 웰(100)은 보여지는 바와 같이 결합 표면을 형성하기 위한 바닥(120)에 고정된 하나 또는 그 이상의 포획 시약이 될 수 있는 바닥(120)에 위치된 일차 건조 시약(130)을 함유한다. 일차 건조 시약(130)은 복수 개의 건조 결합 도메인(예를 들면, 배열)로 패턴화되는 고정된 포획 시약(예를 들면, 시약 130a, 130b, 및 130c)를 포함할 수 있다. 유리하게, 결합 시약/도메인은 결합 파트너에 대하여 다른 친화성 또는 특이성을 가질 수 있고; 이러한 결합 도메인은 다중 배열 기준 측정을 수행하는데 사용될 수 있다. 재구성 가능한 보호층(140)은 건조 시약(130)을 뒤덮는다. 보호층(140)은 예를 들면, 실제로 분리 시약들(130 및 150)을 필요로 하지 않을 경우에 생략될 수 있다. 또한 웰(100)은 재구성 가능한 건조 시약인 이차 건조 시약(150)을 포함한다. 이차 건조 시약(150)은 라벨된 검출 시약(160)과 같은 검출 시약을 포함할 수 있다. 선택적으로, 이차 건조 시약(150)은 결합 파트너에 대한 친화성 또는 특이성에서 다른 복수 개의 검출 시약을 포함한다. 또한 웰(100)은 (도 1c 내지 1e에서 보여지는) 분석 대조구 분석물질(180)을 포함하는 선택적인 추가의 재구성 가능한 건조 시약(170)을 포함할 수 있다. 또한 플레이트 밀봉재(190)도 보여진다. 생략될 수 있는 플레이트 밀봉재(190)는 주위로부터 건조 시약을 보호하기 위한 웰의 상부 표면(110)에 대하여 밀봉된다.
도 1a는 재구성 가능한 보호층(140)으로 코팅된 일차 건조 시약(130)에 관한 구현예를 보여준다. 이차 건조 시약(150)은 일차 건조 시약층(130) 접촉으로부터 이차 건조 시약(150)을 보호하는 보호층(140)으로 이루어져 있다. 이 구현예의 한 실시예에서, 이차 건조 시약(150)은 보호층(140) 위에 액상 형태로 그것을 배치하여 놓여지고; 보호층(140)은 그것이 건조 시약(130)을 접촉하는 것을 허용하지 않는 이 액상을 흡착할 수 있도록 충분한 두께 또는 질량을 가지도록 선택된다. 그런 다음 액상을 건조하여 이차 건조 시약(150)을 형성한다. 대안적인 실시예에서, 보호층(140)은 액상 형태로 도입되고 웰에서 동결되어 일차 동결층을 형성한다. 그 다음 시약(150)은 액상 형태로 도입되어 일차 동결층 위에 이차 동결층으로 동결된다. 두 개의 동결층은 층을 이루는 건조 시약 구조를 공급하여 동결건조된다.
도 1b는 시약들(130 및 150)이 둘다 바닥(120)의 비중복 영역에 고정하여 위치된 것을 보여준다. 분석 대조구 시약(보여지지 않음)과 같은 추가의 건조 시약은 바닥(120)의 다른 비중복 영역에 위치될 수 있다. 바닥(120)의 선택된 영역에서 시약의 위치는 패턴화된 시약 침전 또는 분배에서 표준 기술을 사용하여 수행될 수 있다. 선택적으로, 바닥(120)은 친수성 도메인에서 분배된 시약의 적절한 용량이 소수성 영역에 의해 결정되는 형성된 경계들로 보급되도록 상대적으로 소수성 영역에 의해 둘러싸인 상대적으로 친수성 도메인을 가진다. 재구성 가능한 건조 시약이 표면에 위치되는 이것 및 다른 구현예에서, 하나는 시약이 표면에 흡착되는 것을 막기 위하여 차단제로 표면을 예비처치할 수 있고 시약 조성물 내에 차단제를 포함할 수 있다.
도 1c는 이차 건조 시약(150)이 벽(110)에 하나 또는 그 이상의 건조 시약 환제으로 고정하여 위치되는 구현예를 보여준다. 환제는 건조 시약 환제를 생성하기 위하여 예를 들면, 벽(110)에 시약(액상 형태)의 하나 또는 그 이상의 액적(droplets)을 분배하고 그들을 건조하여 생성될 수 있다. 또한 도 1c는 벽(110)의 다른 비중복 영역 상에 고정하여 위치된 대조구 분석물질(180)을 갖는 선택적인 추가의 건조 시약(170)을 보여준다. 도 1d는 시약들(150 및 170)이 벽(110) 상의 단부들(115)에 위치되는 것을 제외하고 도 1c에서 보여지는 것과 같은 구현예를 보여준다. 건조 시약들(150 및 170)은 단부(115)에서 그들을 분배하고 건조하여 액상 시약으로부터 생성되거나 또는 그들이 건조된 단부(115)로 그들이 흘러내리기 때문에 단부(115) 보다 높게 그들을 분배하여 생성될 수 있다.
최종적으로, 도 1e는 시약(150) 및 선택적인 시약(170)이 독립형 건조 시약 환제인 구현예를 보여준다. 또한 웰 바닥, 웰 벽, 웰 단부에서 및/또는 독립 형태로 재구성 가능한 건조 시약의 어떤 조합이 존재하는 웰(100)의 구현예가 포함된다. 대안적인 구현예에서, 고정하여 위치된 어떤 조합 및 독립형 재구성 가능한 건조 시약이 사용된다.
도 1의 구현예에서 보여지는 바와 같이, 멀티-웰 플레이트는 다중의, 실제로 별개인 건조 시약을 갖는 웰을 갖는 것들을 포함한다. 유사하게, 다른 웰에서 다른 분석을 수행하기 위하여 다른 웰에서의 건조 시약이 다를 것이다. 예를 들면, QC 목적을 위하여 정확한 건조 시약이 플레이트의 웰에 존재하도록 확실하게 하는 것이 바람직할 것이다. 따라서, 건조 시약은 플레이트의 광학 검사에서 사용될 수 있는 지시약(염료 또는 형광발색단)을 포함할 수 있다. 다른 건조 시약 내의 별개의 구별할 수 있는 지시약을 사용함으로써, 정확한 시약이 플레이트의 적절한 웰 내에 적절한 위치 내에 있는 것을 확보하는 플레이트를 광학적으로 검사하는 것이 가능하다.
도 2는 액상 시약이 보유되고 건조될 수 있는 및/또는 독립형 건조 시약이 웰 기부보다 높게 유지될 수 있는 단부 구성부를 갖는 웰의 몇몇 구현예의 비축적 개략도를 보여준다. 단부 구성부는 하기에 기재된 바와 같이 선반부, 브릿지 또는 테이블을 포함할 수 있다. 도 2a는 웰 기부(200) 및 웰 벽(210)을 보여주는 웰(200)의 단면도이고, 웰 벽은 건조 시약을 지지할 수 있는 선반부(230 및 235)와 같은 선반부를 가진다. 선반부(230)는 시약의 적절한 용량이 선반부(230)에 분배되고 웰 기부(200)로 넘쳐흐르지 않도록 선반부(230)에 축적될 정도까지 일직선으로 선반부보다 높은 벽에 대응하여 실질적으로 90° 또는 90°미만인 각을 가진다. 또한 선반부는 선반부(235) 위의 립(lip)(240)과 같이 시약을 함유하도록 돕는 추가의 특성을 가질 수 있다.
선반부(235)와 같은 단부 구성부는 웰 기부(240)(hb=0) 보다 높고 웰의 높이(hw) 보다 아래인 임의의 높이(hs)에 위치될 수 있다. 어떤 구현예에서, hs는 0.02 hw, 0.05 hw 또는 0.1 hw 와 동일하거나 이보다 클 수 있지만, 0.1 hw, 0.25 hw 또는 0.5 hw와 동일하거나 이보다 작다. 다른 구현예에서, hs는 약 0.1 mm, 0.2 mm 0.5 mm, 또는 1 mm와 동일하거나 이보다 크지만, 약 1 mm, 2 mm, 또는 5 mm와 동일하거나 이보다 작다. 분석 진행 동안 첨가되는 샘플/시약의 단부 높이 및 용량의 적당한 선택을 통하여, 분석 반응의 순서 또는 타이밍을 조절할 수 있다. 한 구현예에서, 단부 높이 및 샘플 용량은 웰로의 샘플 첨가가 웰 기부 위의 시약 및 또한 하나 또는 그 이상의 단부 위의 재구성 가능한 시약을 접촉하는 액상의 높이를 제공하도록 선택된다. 택일적으로, 단부 높이는 일차 액상의 형성된 용량의 첨가가 (기부 위의 재구성 가능한 시약을 재구성하고 및/또는 기부 위에 저장된 시약을 포함하여 발생하는 반응을 허용하는) 웰의 기부 위에서 건조 시약을 접촉하지만, 하나 또는 그 이상의 단부의 높이에 도달하지 않도록 선택될 수 있다. 단부에서 시약을 포함하는 반응은 단부 위에 건조 시약을 재구성하도록 단부의 높이가 액상 수준에 도달하게 하는 이차 액상의 충분한 양을 첨가하여 더 늦은 시간에 시작될 수 있다. 분석을 수행하는 동안 측정되는 샘플은 일차 액상, 이차 액상 또는 둘 다 일 수 있다.
도 2b 내지 2f는 웰(200)의 몇몇 구현예의 평면도를 보여주고 웰 개구부가 정방형(도 2b-2d) 및 원형(도 2e-2f)을 포함하나 이에 한정되는 않는 다양한 모양을 가질 수 있음을 보여준다. 게다가, 단부 구성부는 도 2b 및 2e에서와 같이 웰의 둘레 주변에 연장되어 있을 수 있거나 또는 도 2c, 2d 및 2f에서와 같이 웰 둘레에 부분적으로만 연장되는 하나 또는 그 이상의 분리된 단부일 수 있다. 또한 웰은 웰 내부에 다른 높이에서 복수 개의 단부 구성부를 포함할 수 있다. 도 2g-2h는 각각 단부 구성부가 웰을 가로질러 연장되는 브릿지(250)에 의해 제공되는 웰(290)의 단면도 및 평면도를 보여준다. 도 2i 및 2j는 각각 단부 구성부 I이 웰 기부(220)의 영역으로부터 수직으로 연장되는 테이블(260)에 의해 제공되는 웰(295)의 단면도 및 평면도를 보여준다.
a) 재구성 가능한 일차 건조 시약을 보유하는 복수 개의 일차 시약 웰 및 b) (재구성 가능한 건조 시약 또는 고정된 시약이 될 수 있는) 이차 건조 시약을 보유하는 복수 개의 이차 시약 웰을 포함하여 형성된 복수 개의 웰을 갖는 플레이트 바디로 구성된 멀티-웰 플레이트가 제공되며, 여기에서 일차 및 이차 시약은 분석을 수행하기 위하여 조합된 시약들이다(즉, 이들은 관심의 분석을 처리하는데 둘 다 사용된다). 이 시약은 웰 기부, 웰 벽, 단부 구성부, 독립형 환제 또는 분말 등과 같이 웰의 다양한 위치에 놓여질 수 있다. 이들 플레이트에서 a) 일차 시약 웰 중 하나에 샘플을 첨가하는 단계, b) 일차 시약 웰 내의 재구성 가능한 건조 라벨된 검출 시약을 재구성하여 반응 혼합물을 생성하는 단계, c) 하나 또는 그 이상의 이차 시약 웰로 반을 혼합물의 분액을 전달하는 단계, 및 d) 상기 샘플에서 상기 분석을 수행하도록 이차 시약 웰(들)에서 반응 혼합물을 항온배양하는 단계를 포함하여 분석을 수행하는 방법을 제공한다. 한 구현예에서, 멀티-웰 분석 플레이트는 하나의 일차 시약 웰 및 하나 또는 그 이상의 이차 시약 웰로 구성되는 복수 개의 웰 세트로 나뉘어질 수 있고 상기 방법은 각각의 웰 세트에 대하여 (a)-(d)의 과정이 반복되는 단계를 더 포함한다.
도 3a는 멀티-웰 플레이트(300)의 두 개의 웰의 단면도를 보여주는 하나의 구현예의 (축적하지 않은) 개략도이다. 웰(302)은 (라벨된 검출 시약(360)을 포함하는 건조 시약(350)과 같은) 라벨된 검출 시약 또는 (분석 대조구 분석물질(380)을 포함하는 건조 시약(370)과 같은) 분석 대조구 분석물질을 포함할 수 있는 하나 또는 그 이상의 재구성 가능한 건조 시약을 포함하는 시약 재구성 웰이다. 이들 건조 시약은 차단제, 안정화제, 방부제, 염, pH 완충액, 세정제, 브릿지 시약 및 ECL 공동반응물 등과 같은 추가의 시약 성분을 포함할 수 있다. 시약은 웰 기부, 웰 기부에서 특정 위치, 웰 벽, 단부 구성부에 위치하거나 또는 (도 1 및 2의 검토에 의한 것과 같이) 독립형일 수 있다. 웰(301)은 재구성 가능한 건조 시약 또는 고정된 건조 시약을 포함할 수 있는 하나 또는 그 이상의 건조 시약을 포함하는 검출 웰이다. 보여진 바와 같이, 웰(301)은 결합 표면을 형성하는 세 개의 결합 도메인 330a, 330b, 및 330c로 패턴화되는 고정된 포획 시약(330)을 포함한다. 또한 웰(301)은 생략될 수 있는 재구성 가능한 보호층(340)을 포함한다. 분석의 한 구현예에서, 샘플은 재구성 가능한 건조 시약이 재구성되는 시약 재구성 웰로 첨가된다. 그 다음 샘플은 분석 측정이 수행되는 검출 웰로 전달된다. 택일적으로, 재구성 완충액은 시약 재구성 웰 내에서 재구성 시약으로 사용될 수 있고; 그런 다음 재구성 완충액은 검출 웰 내에 샘플과 결합된다. 또한 도 3a는 주변으로부터 웰의 내용물을 보호하는 웰의 개구부(301 및 302)에 대응하여 밀봉되는 플레이트 밀봉재(390)를 보여준다.
멀티-웰 플레이트 내의 검출 및 시약 재구성 웰은 하나의 시약 재구성 웰 및 하나 또는 그 이상의 검출 웰로 구성되는 복수 개의 분석 세트로 그룹화될 수 있고, 세트 내의 시약 재구성 웰 및 검출 웰은 관심의 분석물질을 측정하기 위하여 조합된 포획 및 검출 시약을 포함한다. 도 3b는 하나의 시약 재구성 웰(302) 및 세 개의 검출 웰(301)을 갖는 세트의 배열을 보여준다. 분석하는 동안에, 웰(302)에 첨가된 샘플은 다중 복제물 또는, 검출 웰이 다른 시약을 보유하는 곳에서는, 다중의 다른 분석을 수행하도록 세 개의 연관된 검출 웰(301) 사이에서 분배될 수 있다. 도 3c는 하나의 재구성 웰(302) 및 하나의 검출 웰(301)을 갖는 세트의 배열을 보여준다.
시약 재구성 웰 및 검출 웰은 크기와 모양이 유사할 수 있거나 또는 다른 크기 및/또는 모양을 가질 것이다. 어떤 구현예에서, 표준 멀티-웰 플레이트 내의 웰은 두 가지 유형의 웰로 나뉜다. 도 4는 웰의 택일적인 배열의 비축적 개략도를 보여준다. 도 4a는 통상의 2차원 패턴으로 배치되고 내벽 표면 및 외벽 표면을 갖는 검출 웰 벽(430)을 갖는 검출 웰(440)을 갖는 멀티-웰 플레이트(400)의 평면도를 보여준다. 또한 멀티-웰 플레이트는 검출 웰들 사이에서 격자 사이 공간에서 시약 재구성 웰(460)을 가진다. 시약 재구성 웰(460)은 검출 웰 벽(430)의 외부 웰 표면 및 인접한 검출 웰의 웰 벽(430)의 외부 표면(및 플레이트 프레임 벽(410)의 내부 표면에 의해 웰의 가장 바깥 쪽 안)을 연결하는 립 구성부(450)에 의해 형성되는 웰 벽을 가진다. 보여지는 바와 같이, 검출 웰은 요각(즉, 내부 포인트) 곡선 또는 요각이 없는 모양일 수 있는 반면에 격자 사이의 웰은 요각 곡선 및/또는 요각을 가질 수 있다. 도 4b는 도 4a의 점선 부분의 단면도를 보여주고, (플레이트 바디 내 다른 높이에서 일 수 있는) 웰의 두 가지 유형의 기부 표면을 보여준다. 플레이트(400)는 단일 접촉 물질로부터 생성될 수 있다. 택일적은 구현예에서, 플레이트(400)는 도 4b에서 보여지는 점선 부분과 일치하는 플레이트 상부(405) 및 플레이트 기부(420)로부터 생성된다. 유리하게, 웰 벽 및 립 구성부에 의해 형성된 격자 사이 웰을 갖는 원형 웰 배열의 기본 배열은 많은 사출성형 96-웰 플레이트와 플레이트 상부의 공통적인 특성이고 도 4에서 보여지는 바와 같이 건조 시약을 생성하는데 사용되는 이들 성분을 허용한다.
하기로 구성된 멀티-웰 플레이트가 제공된다:
a) 하기를 포함하여 형성된 복수 개의 웰을 갖는 플레이트 바디: i) 건조 분석 시약을 포함하는 복수 개의 분석 웰; 및 ii) 건조제(desiccant)를 포함하는 복수 개의 건조 웰 및 b) 상기 플레이트 바디를 밀봉함으로써 외부 환경으로부터 상기 복수 개의 웰을 차단하는 플레이트 밀봉재(plate seal). 어떤 구현예에서, 분석 웰은 분석 웰 내의 분석을 수행하기 위한 필수 시약을 포함한다. 또한 건조 웰이 건조관에 의해 분석 웰로 연결되고 상기 관은 분석 웰에서 건조 웰로 수증기의 확산을 허용하지만 건조 분석 시약의 위치보다 높은 분석 웰 내의 높이에서 웰을 가로지르는 구현예가 포함된다. 건조 시약 및 건조제를 함유하는 멀티-웰 플레이트에 더하여, 플레이트 자체(즉, 건조 시약 및 건조제 없이), 특히 건조 시약을 갖는 건조제 및 분석 웰의 연결 세트에 적절한 (예를 들면, 하기에 기재된 도 5에서 보여지는 바와 같이) 관 또는 채널 구성부를 갖는 플레이트가 제공된다.
도 5는 (건조제 및 건조 시약이 보이지 않는) 분석 웰(501) 및 건조 웰(502)을 갖는 멀티-웰 플레이트(500)의 비축적 개략도를 보여준다. 도 5a는 웰 벽(510) 및 (예를 들면, A줄에서) 하나 또는 그 이상의 (예를 들면, B줄에서) 분석 웰과 건조 웰을 연결하는 관(508)을 보여주는 평면도이다. 도 5b는 도 5a의 점선 부분의 단면도를 보여주고, 도 5a와 함께 관(508)이 어떻게 플레이트 바디의 상부 표면 내의 채널에 대응하는 플레이트 밀봉재(515)를 밀봉하여 형성될 수 있는 지를 보여준다. 플레이트 밀봉재(515)는 관에 의해 서로 연결되지만 주변으로부터 분리되고 웰의 다른 세트를 생성하는 건조 웰 및 분석 세트를 생성하는 웰의 상부 및 이들 채널에 대응하여 밀봉한다. 따라서, 웰의 하나 또는 그 이상의 세트는 밀봉되지 않고 분석에 사용될 것이고, 웰의 잔류 세트는 건조 환경적으로 보호된 환경에서 지속될 것이다. 플레이트(500)는 단일 접촉 물질로부터 생성될 것이다. 대안적인 구현예에서, 플레이트(500)은 도 5b에서 보여지는 바와 같이 점선 부분과 일치하는 플레이트 상부(505) 및 플레이트 기부(512)로부터 형성되며, 플레이트 기부(512)는 적어도 일부 웰의 바닥을 형성한다.
플레이트(500) 내의 분석 웰 또는 웰 세트는 상기에 기재된, 예를 들면 도 1 내지 4의 설명에서 하나 또는 그 이상의 임의의 건조 시약 함유 웰을 포함할 것이며, 검출 웰 및 시약 재구성 웰을 모두 포함할 것이다. 건조 웰에 사용되는 건조제는 실리카, 활성 알루미나, 활성 점도, 분자체(molecular sieves) 및 다른 제올라이트, 흡습성 염(예를 들면, 무수황산칼슘, 황산마그네슘, 황산나트륨, 수산화나트륨 및 염화리튬), 흡습성 용액(예를 들면, 염화리튬의 농축액) 및 오산화인과 같은 물 반응물을 포함하나 이에 한정되지 않는 알려진 건조 물질로부터 선택될 수 있다. 어떤 구현예에서, 건조제는 자유 건조 분말 또는 과립상 물질로 존재한다. 다른 구현예에서, 건조제는 건조 환제, 예를 들면 성형된 타블릿 또는 건조제 주입된 폴리머 물질로 존재한다. 다른 구현예에서, 건조제는 수증기 투과성 백 또는 콘테이너(예를 들면, 통상적인 실리카 파우치 내) 내에 함유된다. 유리하게 환제 형태 또는 미리 포장된 콘테이너 내에서 건조제는 적하 또는 사용 동안 웰 내에서 이동을 막는 건조 웰로 "프레스-피트(press fit)" 될 수 있다.
도 5c-5d는 분석 및 건조 웰을 갖는 멀티-웰 플레이트(520)의 한 구현예의 평면도 및 단면도를 보여준다. 플레이트(520)는 통상의 2차원 패턴으로 배치되고 내벽 표면과 외벽 표면을 갖는 분석 웰 벽(523)을 갖는 분석 웰(521)(건조 분석 시약을 포함할 수 있다)을 가진다. 또한 그것은 검출 웰들(택일적으로, 웰 (521)은 건조 웰로 사용되고 웰(522)는 분석 웰로 사용된다) 사이의 격자 사이 공간 내에 건조 웰(522)을 가진다. 건조 웰(522)은 검출 웰 벽(523)의 외부 웰 표면 및 인접한 분석 웰의 웰 벽(523)의 외부 표면과 (및 웰의 가장 바깥 쪽에서 플레이트 프레임 벽(526)의 내부 표면에 의해) 연결되는 립 구성부(525)에 의해 형성되는 웰 벽을 가진다. 플레이트 밀봉재에 일치될 때 웰 벽(523)의 상부로 함몰 채널(524)은 분석 웰에서 건조 웰로 이동하는 수증기를 위한 통로를 제공한다. 보여지는 바와 같이, 분석 웰은 요각(즉, 내부 포인트) 곡선 또는 요각이 없는 모양일 수 있는 반면에 격자 사이의 웰은 요각 곡선 및/또는 요각을 가질 수 있다. 도 5d는 도 5c의 점선 부분의 단면도를 보여주고, 관(524)을 통하여 연결되지만 다른 웰로부터 및 주변으로부터 분리되는 분석 및 건조 웰의 세트를 생성하는 플레이트 상부와 일치되는 플레이트 밀봉재(527)를 보여준다. 플레이트(520)는 단일 접촉 물질로부터 생성될 수 있다. 대안적인 구현예에서, 플레이트(520)는 도 5d의 점선 부분과 일치되는 플레이트 상부(528) 및 플레이트 기부(529)로부터 생성된다.
도 5e는 분석 웰(건조 시약을 함유할 수 있다) 및 건조 웰을 갖는 멀티-웰 플레이트의 다른 구현예의 개략도를 보여주고, 플레이트 바디 내에서 채널(542)을 통해 웰의 세트로 연결되는 분석 웰(541) 및 건조 웰(543)을 갖는 플레이트(540)를 보여준다. 멀티-웰 플레이트(540)는 플레이트(540) 내에서 건조 웰(542)이 영역 내에서 분석 측정에서 사용된 웰에 제공되는 플레이트 접지면(footprint)의 보다 넓은 부위를 허용하는 분석 웰보다 더 얕고 작은 것을 제외하고 도 5a 및 5b에 도시된 플레이트(500)의 구현예에 대한 대규모 유사체이다. 도 5f는 도 5e의 점선 부분의 단면도를 보여주고, 분석 및 건조 웰의 연결된 세트를 생성하는 플레이트의 상부에 대응하여 밀봉되는 플레이트 밀봉재(544)도 보여준다. 플레이트(540)는 단일 접촉 물질로부터 생성될 수 있다. 대안적인 구현예에서, 플레이트(540)는 도 5f의 점선 부분과 일치하는 플레이트 상부(545) 및 플레이트 기부(546)로부터 생성되고 플레이트 기부(546)는 또한 분석 웰(541)의 기부를 형성한다.
도 6은 멀티-웰 분석 플레이트의 한 구현예의 개략적인 전개도이다. 멀티-웰 플레이트(600)는 웰의 벽을 형성하는 관통홀(615)을 갖는 플레이트 상부(610)로 구성된다. 플레이트 상부(610)는 플레이트 기부(620)가 웰의 기부 표면을 형성하는 것과 같이 가스켓(625)를 통해 플레이트 바닥(620)에 대응하여 밀봉된다. 선택적으로, 플레이트 상부(610)는 직접 플레이트 기부(620)에 밀봉되고 가스켓(625)가 생략된다. 밀봉재는 접착제, 용매 용접, 열봉합 및 음파 용접 등과 같은 전통적인 봉합 기술을 통하여 수행될 수 있다. 다른 선택적 구현예에서, 플레이트 상부(610)가 웰의 측면과 기부를 완전히 형성하고 플레이트 기부(620)와 가스켓(625)이 생략될 수 있다. 상기에 기재된 바와 같이 건조 시약 및/또는 건조제를 함유하여 형성되는 웰을 포함할 수 있는 웰의 내용물은 플레이트 상부(610)에 직접 또는 광학 가스켓(635)을 통하여 플레이트 밀봉재(630)를 밀봉하여(예를 들면, 전통적인 봉합 기술) 외부 환경으로부터 보호될 수 있다.
플레이트(600)의 성분은 플라스틱, 금속, 세라믹, 고무, 유리 또는 이들의 조합을 포함하나 이에 한정되지 않는 다양한 다른 물질로부터 제조될 수 있다. 플레이트와 함께 사용되는 특정한 검출 기술의 요구에 따라서, 성분들의 일부 또는 모든 성분이 투명하거나, 착색되거나, 불투명하거나 또는 높은 빛산란이 되도록 선택될 수 있다. 한 구현예에서, 플레이트 상부(610)는 사출성형된 폴리스티렌, 폴리프로필렌 또는 사이클릭 올레핀 공중합체(COC: cyclic olefin copolymer)와 같은 사출성형 플라스틱이다. 선택적으로, 하나 또는 그 이상의 성분이, 예를 들면 하루에 100㎛ 두께를 통과하는 수증기 전송률이 1 g/㎡ 미만인 낮은 수증기 전송률을 갖는 물질로 제조되거나 또는 (예를 들면, 코팅의 형태로) 상기 물질을 포함할 수 있다. 낮은 수증기 전송 물질은 유리, 금속 또는 금속 필름(예를 들면, 알루미늄 필름), COC, 염화폴리비닐리덴(PvDC: polyvinylidene chloride), 폴리프로필렌, 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE: polychlorotrifluoroethylene) 및 액정고분자(LCP: liquid crystal polymers)를 포함하나 이에 한정되지 않는다.
플레이트(600)는 상기에 기재된 건조 웰로 구성된다. 택일적으로 또는 부가적으로, 건조제는 플레이트 상부(610), 플레이트 기부(620), 플레이트 밀봉재(630), 가스켓(625) 및/또는 가스켓(635)에 직접 결합될 수 있다. 예를 들면, Hekal 등의 미국등록특허 제6,174,952호에는 성형되거나, 라이너(liners)로 주조되거나 또는 필름, 시트, 비드 또는 펠렛으로 생성될 수 있는 폴리머 혼합물을 함유하는 건조제가 기재되어 있다.
어떤 구현예에서, 플레이트 기부(620)는 웰의 기부에서 시약의 패턴화를 촉진시키는 특성(예를 들면, 소수성 영역에 의해 둘러싸인 패턴화된 친수성 특성) 및/또는 전기화학적 또는 전극 유도 발광 분석(예를 들면, 전기적화학발광 분석)이 수행되도록 하는 플레이트(600)의 웰의 내부 용량에 노출되는 전극을 제공하는 전도층을 가진다. 또한 플레이트 기부(620)는 전극에 전위/전류를 적용시키는 외부 수단을 허용하는 전극 접촉을 포함할 수 있다. 이러한 특성, 전도층 및 전극 접촉을 위한 적절한 적용, 구성 및 조성은 Wohlstadter 등의 미국공개특허공보 제2004/0022677호 및 제2005/0052646호에 기재된 것들을 포함한다. 분석 모듈을 사용하는 ECL 측정을 수행하는데 사용될 수 있는 적절한 기구 및 방법은 미국특허출원 제10/185,274호 및 제10/185,363호의 각각의 공개특허공보 제2004/0022677호 및 제2005/0052646호; 미국특허출원 제10/238,391호의 공개특허공보 제2003/0113713호; 미국특허출원 제10/980,198호의 공개특허공보 제2005/0142033호; 및 Clinton 등의 동시출원인 "분석 기구, 방법 및 시약"이라는 제목의 미국특허출원 제11/ , 호에 기재된 것들을 포함한다.
도 7은 배열 기준 다중 전기적화학발광 분석을 수행하기 위하여 형성된 멀티-웰 플레이트의 배경에서 상기에 개시된 발명의 구상의 일부를 포함하는 한 특정 구현예의 개략도를 제공한다. 도 7a는 건조 시약을 포함할 수 있는 복수 개의 분석 웰(710) 및 건조제를 포함할 수 있는 복수 개의 건조 웰(720)을 갖는 멀티-웰 플레이트(700)의 단면도를 보여준다. 플레이트(700)의 상부 표면상의 채널(725)은 각각의 건조 웰을 분석 웰에 연결시킨다. 선택적으로, 건조 웰(720) 및 채널(725)은 생략된다. 분석 웰(710)은 재구성 가능한 건조 시약(예를 들면, 분석 대조구 및/또는 ECL 라벨된 검출 시약을 포함하는 건조 시약)을 지지하는데 사용될 수 있는 선반부(712)를 가진다. 분석 웰은 또한 복수 개의 노출된 전극 표면 또는 "스폿(sopts)"(웰 내에서 원형으로 보여진다)을 노출하도록 패턴화된 유전체층(716)에 의해 덮여지는 활동 전극 표면(714)을 가진다. 게다가, 상대 전극(counter electrode)(718)은 완전한 전기화학 회로를 위해 제공되도록 공급된다. 선택적으로, 유전체층(716)의 표면은 스폿으로 패턴화된 시약의 적은 양이 스폿에 국한되어 유지될 수 있도록 전극 표면(714)에 상대적으로 소수성이다. 다른 스폿은 결합 파트너(예를 들면, 관심의 분석물질)에 대한 특이성 또는 친화성이 다른 결합 도메인의 배열을 갖는 결합 표면을 형성하기 위하여 고정된 다른 포획 시약을 가질 수 있다. 택일적으로, 스폿의 일부는 그 위에 국한된 재구성 가능한 건조 시약을 가질 수 있으며, 예를 들면, 분석 대조구 및/또는 ECL 라벨된 검출 시약을 함유할 수 있다. 분석 웰은 결합 표면 위에 재구성 가능한 보호층을 더 포함할 수 있다.
도 7b는 도 7a에서 점선을 따라 노출된 단면도를 제공하고, 분석 웰(710)에서 전극/유전체 층을 형성하기 위한 하나의 접근방법을 설명한다. 멀티-웰 플레이트는 건조 웰(720)을 형성하고 플레이트 상부(730)로 구성되고 분석 웰(710)의 벽 및 선반부(712)를 형성하는 관통홀을 가진다. 플레이트 상부(730)는 또한 플레이트 밀봉재(750)가 플레이트 상부(730)의 상부 표면에 대응하여 밀봉될 때 분석 웰(710)과 건조 웰(720) 사이에 관을 형성하는 채널(725)을 가진다. 하나의 비제한적인 실시예에서, 플레이트 상부(730)는 낮은 수증기 전송률을 갖는 플라스틱으로 성형된 사출성형품이다. 다른 비제한적인 실시예에서, 플리에트 밀봉재(750)는 낮은 수증기 전송 플라스틱 또는 금속(예를 들면, 알루미늄) 호일을 포함하는 열봉합가능한 필름이다.
또한 도 7b는 플레이트 상부(730)에 대응하여 밀봉되고 분석 웰(710)의 기부를 형성하는 플레이트 기부(740)를 보여준다. 플레이트 기부(740)는 전극(714 및 718)을 제공하는 패턴화된 전도층을 지지하는 기질(715)을 포함한다. 전극 위의 패턴화된 유전체층(716)은 노출된 전극 스폿을 형성한다. 다양한 물질들이 기질, 전도층 및 유전체층(예를 들면, 미국공개특허공보 제2004/0022677호 및 제2005/0052646호 참조)을 제공하는데 사용될 것이다. 하나의 비제한적인 실시예에서, 기질은 플라스틱 필름(예를 들면 MYLAR와 같은 폴리에스테르, 염화폴리비닐 또는 COC와 같은 낮은 수증기 전송 물질로 제조)이고, 전도층은 스크린 프린트 절연 잉크(예를 들면, 스크린 프린트 탄소 잉크)이고, 유전체층은 스크린 프린트 절연 잉크이다. (예를 들면, 전도성을 통해 기질(715) 내 홀을 통과하여 전극(714 및 718)으로) 연결용이성을 제공하는 기질(715)의 기부에 전도층이 있는 전극 접촉(780 및 785) 또한 도 7b에서 보여진다. 또한 전극 접촉은 프린트하는 동안 전도성 관통홀을 또한 제공하기 위한 기질(715) 내 홀을 채울 수 있는 스크린 프린트 절연 잉크에 의해 제공될 수 있다. 유리하게, 전도성 관통홀은 홀을 통과하는 수증기를 제한하도록 웰 벽 아래에 직접 위치할 수 있다. 게다가 선택적인 기부 봉합층(790)이 기질(715) 기부에 밀봉될 수 있다. 기부 봉합층(790)은 낮은 수증기 전송 물질로 제조되고 전극 접촉(780 및 785)에 접촉하여 플레이트 기록기를 허용하도록 위치하는 봉합층(790) 내에 형성된 개구부를 제외하고 기질(715)의 기부 표면의 대부분을 덮는다.
도 7c는 플레이트(700)의 한 구현예의 보다 상세한 사시도를 보여주고 건조 웰(720)으로 프레스-피트하는 건조 환제(722)를 보여준다.
분석물질을 포함할 수 있는 다양한 샘플 또는 관심 활성이 분석될 수 있다. 한 실시예에서, 샘플은 그 위에 미리 적하된 재구성 가능한 건조 시약을 갖는 분석 플레이트 또는 분석 플레이트의 하나 또는 그 이상의 웰에 도입되어 이들 분석 시약을 재구성하고 분석 시그널은 샘플 내의 분석물질을 (정량적으로 또는 정성적으로) 측정하도록 측정된다. 시약은 발광성, 전기적화학발광성, 화학발광성 및/또는 레독스 활성(redox-active) 기질을 포함할 수 있다. 따라서, 분석 시그널은 발광성 또는 전기화학적 시그널이 바람직하다. 수행될 수 있는 분석 포맷은 동질적 및 이질적 방법을 포함한다.
수행될 수 있는 분석은 분석물질의 측정 또는 부분 지지된 용액상 및 고상으로 라벨 시약의 분리에 대한 활성을 커플하도록 고상 지지체를 사용하는 포맷을 포함한다. 실시예들은 물질과 그것의 특이적 결합 파트너(고상 지지체 위에 고정된 또는 고정되는 능력이 있는 쌍 중 하나)의 복합체의 형성, 샌드위치 복합체(고상 지지체 위에 고정된 또는 고정되는 능력이 있는 포획 시약을 포함한다)의 형성, 결합 파트너(결합 파트너 또는 고상 지지체 위에 고정된 또는 고정되는 능력이 있는 경쟁물질 중 하나)에 대한 두 개의 경쟁물질의 경쟁, 고상 지지체 위에 고정된 또는 고정되는 능력이 있는 시약으로부터 라벨(또는 라벨된 물질)의 효소적 또는 화학적 분열, 및 고상 지지체 위에 고정된 또는 고정되는 능력이 있는 시약에 라벨(또는 라벨된 물질)의 효소적 또는 화학적 부착을 측정하는 고상 결합 분석을 포함한다. 본 명세서에서 사용된 "고정되는 능력"이라는 용어는 용액 내 반응에 관여할 수 있고 검출 동안 또는 이전에 실질적으로 고상에서 포획되는 브릿지 시약을 나타낸다. 예를 들면, 시약은 고상 위에 고정된 시약의 특이적 결합 파트러를 사용하여 포획될 수 있다. 택일적으로, 시약은 포획 부위에 결합되고, 포획 부위의 특이적 결합 파트너는 고상 위에 고정된다. 유용한 포획 부위 결합 파트너 쌍의 실시예는 바이오틴-스트렙타비딘(또는 아비딘), 항체-합텐, 수용체-리간드, 핵산-상보적 핵산 등을 포함한다.
고상 지지체 위에서 수행되는 분석에서, 분석물질 양 또는 활성은 i) 표면 선별 기술, ii) 용액 선별 기술 및/또는 iii) 이후 두 개의 상분리를 사용하여 고상 지지체 위에서 및/또는 용액 내에서 라벨의 양을 측정하여 결정될 수 있다. 전기적화학발광법에서, 고상 지지체는 또한 고상에 결합된 라벨로부터 전기적화학발광을 유도하는데 사용된 활성 전극이 될 수 있다. 전기적화학발광법은 ECL 공동반응물(예를 들면, 트리프로필아민 또는 피페라진-1,4-비스(2-에탄술폰산)과 같은 사차아민)의 첨가 및 결합된 라벨로부터 ECL을 유도하는 전위의 적용 이전에 결합되지 않은 전기적화학발광 라벨된 시약을 제거하기 위하여 세척하는 단계를 포함할 수 있다. 택일적으로, 상기 방법은 전기적화학발광 측정의 표면 선별성으로 인해 세척을 하지 않고 진행할 수 있다. 유리하게, 세척하지 않은 분석에서 ECL 공동반응물은 재구성 가능한 건조 시약 또는 보호층의 형태로 분석 웰에 미리 첨가될 수 있다.
다른 구현예는 분석 모듈/멀티-웰 플레이트를 포함하는 분석을 수행하는데 사용하기 위한 키트에 관한 것이다. 이 키트는 하나 또는 그 이상의 컨테이너 안에 분석 눈금 측정기, 분석 대조구, 분석 희석제, ECL 공동반응물 및 세척 완충액을 포함하나 이에 한정되지 않는 하나 또는 그 이상의 추가 시약을 포함할 수 있다.
한 구현예에 따라, 키트는 하나 또는 그 이상의 플레이트 웰 내에 하나 또는 그 이상의 분석 성분을 바람직하게는 건조 형태로 포함한다. 한 바람직한 구현예에서, 키트는 분석 모듈 내의 하나 또는 그 이상의 활성 전극에 결합 고정된 것 및 건조 비드, 펠렛 또는 환제의 형태로 직접 웰에 침적된, 바람직하게는 활성 전극으로부터 공간적으로 분리된 위치 또는 선택적으로 하나 또는 그 이상의 격자 사이 웰로 침적된 하나 또는 그 이상의 추가 분석 시약을 갖는 분석 플레이트로 구성된다. 바람직하게는 키트는 웰 내에 어떠한 액상도 포함하지 않는다.
도 1a 내지 1e는 건조 시약을 포함하는 멀티-웰 플레이트 웰의 몇몇 구현예의 비축적 개략도(non-scale schematic views)를 보여준다.
도 2a 내지 2j는 건조 시약을 공급하는데 사용될 수 있는 선반부(도 2a- 2f), 브릿지(도 2g-2h) 및 테이블(도 2i-2j)로 구성되는 단부 구성부를 갖는 벽을 갖는 웰의 몇몇 구현예의 비축적 평면 및 단면 개략도를 보여준다.
도 3a 내지 3c는 검출 웰 및 시약 재구성 웰을 갖는 멀티-웰 플레이트의 개략도를 보여준다.
도 4a 및 4b는 검출 웰 및 시약 재구성 웰을 갖는 플레이트의 한 구현예의 평면 및 단면 개략도를 보여주며, 상기 시약 재구성 웰은 검출웰들 사이에서 격자간 공간 내에 위치한다.
도 5a 내지 5f는 분석 웰 및 건조 웰을 갖는 멀티-웰 플레이트 500(도 5a-5b), 520(도 5c-5d) 및 540(도 5e-5f)의 개략도를 보여준다.
도 6은 멀티-웰 분석 플레이트의 한 구현예의 개략적인 전개도이다.
도 7a 내지 7c는 배열-기준 다중 전기적화학발광 분석을 수행하도록 배치된 멀티-웰 플레이트의 세 개의 개략도를 보여준다.
도 8은 건조 시약 선반부 및 웰당 7개의 스폿(spots)을 갖는 정방형 웰 플레이트의 한 구현예를 보여준다.
도 9는 건조 시약 선반부, 웰당 7개의 스폿 및 인접한 웰의 쌍들 사이의 건조관을 갖는 정방형 웰 플레이트의 한 구현예를 보여준다.
도 10은 플레이트 내에 저장된 건조 시약의 안정성에 의하여 분석 플레이트로 건조 웰을 통합하는 효과를 보여준다.
이어지는 실시예들은 본 발명의 범주 내에 속하는 방법 및 기구의 사용의 일부를 설명한다. 물론, 이들은 발명을 제한하는 어떠한 수단으로 생각되어지지 않는다. 부당한 실험 없이, 당업자에 의해 발명에 대한 여러가지 변경 및 수정이 가능하다.
재료 및 방법
라벨 검출 항체
라벨 검출 항체는 루테늄-트리스-비피리딘(하기 화학식 1의 화합물 1)의 술폰산염 유도체에 기초하는 전기적화학발광 라벨인 SULFO-TAG NHS 에스테르(Meso Scale Discovery, Gaithersburg, MD)로 라벨하였다. 라벨 항체들은 SEPHADEX G- 50(Pharmacia) 상에서 크기 배제 크로마토그래로 정제하였다.
Figure 112008052081862-PCT00001
동결건조된 검출 항체 환제
인산 완충 식염수 내에 라벨 항체들 각 1 μg/mL, 우혈청 알부민 2% 및 수크로오스 20%를 함유하는 용액으로부터 하나 또는 그 이상의 라벨 검출 항체들을 포함하는 환제를 생산하였다. 20 μL 액적을 액상 질소로 분배하여 이 용액의 동결 액적(Frozen droplet)을 생산하였다. 동결 액적은 냉각된(≤-78℃) 알루미늄 쟁반으로 전달되었고, ADVANTAGE XL 동결건조기(Virtis)의 단부 위에 배치되었다. 알루미늄 쟁반에 도입하기 전에 동결건조기의 선반을 미리 -45℃ 이하로 냉각하였고, 전도성 페이스트는 선반과 비드를 함유하는 쟁반 사이에서 열 전달을 개선하는데 사용하였다. 전형적인 동결건조 프로토콜에서, 동결건조기 챔버를 비웠고 선반 온도는 -30℃, -2O℃, -15℃로 천천히 증가하여 약 24시간의 진행 이상에서 마지막에 +2O℃(주변 조건)까지 증가하였다. 온도는 평형을 위해 허용하는 충분한 시간동안 이들의 각 수준에서 유지되는 반면 챔버 압력은 0.01 torr로 조절된다. 동결건조 비드의 Karl Fisher 적정은 중량에 대하여 물 함량이 4% 미만인 것을 보여준다. 물 함량은 건조제의 존재하에 연장된 저장에 의해 2% 이하로 감소될 수 있다.
전기적화학발광 측정을 위한 멀티-웰 플레이트
전기적화학발광 측정하기 위한 스크린 프린트 탄소 절연 잉크 전극이 통합되게 특별히 설계된 멀티-웰 플레이트(MULTI-ARRAY 또는 MULTI-SPOT 플레이트, 메소 스케일 디스커버리(Meso Scale Discovery), 메소 스케일 디아그노스틱스 엘엘씨(Meso Scale Diagnostics, LLC)의 지사, 게이더스버그(Gaithersburg), 메릴랜드 소재)를 사용하여 전기적화학발광 측정을 수행하였다. 패턴화된 유전체층은 하나 또는 그 이상의 영역을 노출시킨 각 웰의 기부에 있는 활성 전극에서 떨어진 위에서 또는 활성 전극 바로 위의 "스폿"에서 패턴화되었다. 어떤 실험에서, 전극 표면은 그들 위에 항체를 고정시키기 전에 산소 플라즈마로 처리되었다. 다른 포획 항체들은 나노리터 분배기(Bio-Dot, Inc.)를 사용하는 스폿에서 항체 용액의 패턴화된 마이크로-분배에 의해 다른 스폿에 고정되었다. 스폿에 분배된 양은 그들이 유전제층에 의해 형성되지만 스폿 상에 국한적으로 잔류하여 활성 전극의 형성된 영역에서 각 항체(수동적 흡착)의 고정화를 허용하는 경계들에 보급되도록 선택되었고; 전극 표면에 처리된 플라즈마가 존재하지 않는다면, 보급을 증강시키기 위하여 소량의 TRITON X-100 세정제를 스폿 용액에 첨가하였다. 플레이트를 안정화 세척 완충액(2% 수크로오스, 185 mM 이염기 인산암모늄, 13 mM 모노염기 인산암모늄, 0.1% TWEEN 20, 및 KATHON CG/ICP II 방부제)으로 세척하고, 건조한 후 건조제 존재하에 저장한 후 적어도 2시간 동안 흡착을 진행하도록 허용하였다. 건조하기 전에 웰에서 제거된 세척 완충액의 양을 조절함으로써 다른 두께의 수크로오스 필름은 활성 전극 표면의 위에서 제거될 수 있다.
전기적화학발광 측정 기기
전기적화학발광은 섹터® 이미저 6000(Sector® Imager 6000) 리더 또는 섹터® PR 400 리더(둘다 메소 스케일 디스커버리(메소 스케일 디아그노스틱스 엘엘씨의 지사, 게이더스버그, 메릴랜드 소재)에서 구입)을 사용하는 MULTI-SPOT 플레이트에서 유도되고 측정되었다. 섹터® 이미저 6000 기기는 플레이트 내의 활성 전극에 대한 전위를 적용하여 결과물 ECL을 이미지화한다. 이미지 분석 알고리즘은 웰 내의 각 스폿에서 방출된 빛을 식별하여 정량화하여 수행된다. 섹터® PR 400 기기는 동시에 플레이트의 한 컬럼에서 활성 전극에 대한 전위를 적용한다. 포토다이오드(photodiodes)의 배열은 컬럼 내 웰에서 방출된 ECL을 측정하여 사용된다.
[실시예 1] 동결건조 비드에서 라벨 검출 항체를 사용한 다중 사이토카인 검출
7개의 다른 인간 사이토카인(TNF-α, IL1-β IL-2, IL-5, IL-6, IL-8, IL-12, 및 GM-CSF)에 대응하는 7개의 스폿 배열 및 동일한 7개의 사이토카인에 대응하는 라벨 검출 항체를 함유하는 동결건조 비드를 갖는 높은 결합 MULTI-SPOT 플레이트를 상기에 기재된 대로 제조하였다. 하나의 비드가 각 웰에 배치되었고 플레이트 는 사용될 때까지 건조제 존재하에 저장하였다. 미리 정해진 농도의 사이토카인 용액(10% 송아지혈청(FCS: fetal calf serum)을 보충한 RPMI 세포 배양 배지에서 제조되고 웰당 40 μl)을 도입하고 플레이트 진탕기에서 상온에서 2시간 동안 항온배양하여 다중 사이토카인 분석을 수행하였다. 사차 아민 ECL 공동반응물을 함유하는 용액인 MSD® READ BUFFER P(Meso Scale Discovery)를 웰에 110 μl/웰 농도로 2회 첨가하였고, 플레이트를 섹터® 이미저 6000 기기로 분석하였다. 각 스폿에서 결과 시그널은 10 및 10,000 pg/ml 사이에서 모든 7개의 사이토카인에 대하여 우수한 선형성(linearity)을 보였다. 시그널의 표준 편차는 일반적으로 평균 시그널의 10% 미만이었다. 배경 시그널 및 산출된 민감성은 항체들이 액상 용액으로 웰에 첨가될 때 얻어진 것들과 유사하였다.
[실시예 2] 포획 표면을 덮은 보호층이 건조된 라벨 검출 항체를 사용한 사이토카인 측정
웰당 단일 스폿을 갖는 작은 스폿 MULTI-ARRAY 플레이트를 사용하여 분석하였다. 상기 스폿은 '재료 및 방법' 부분에 기재된 대로 스폿 표면에 항체를 고정시키는 항-인간 TNF-α 포획 항체를 함유하는 용액으로 처리하였다. 그런 다음 웰을 7% FICOLL (a highly branched hydrophilic polymer of sucrose)이 보충된 4x MSD® READ BUFFER P 75 μL 로 충진하였고, 플레이트를 동결하여 냉각하고 하룻밤 동안 동결건조하여 웰의 기부 위에 보호용 "케이크"층을 제공하였다. 라벨된 항-인간 TNF-α 검출 항체 농축액의 작은 액적(35 nL)을 케이크 표면에 분배하였다. 그런 다음 플레이트를 5분간 진공건조하였고 사용될 때까지 건조제 존재하에 저장하였다. 10% 송아지 혈청이 보충된 RPMI 세포 배양 배지 내에 인간 TNF-α의 미리 결정된 농도를 함유하는 용액 150 μL을 웰에 첨가하고 2시간 동안 진탕하여 분석을 수행하였다. 그런 다음 섹터®이미저 6000 기기에서 플레이트를 분석하였다. 5-6 pg/mL의 산출된 검출 한계는 액상 검출 항체 용액을 사용하여 세척하지 않은 분석에서 관찰된 것과 유사하였다.
[실시예 3] 멀티-웰 플레이트의 웰의 측면이 건조된 라벨 검출 항체를 사용하여 사이토카인 측정
웰당 단일 스폿을 갖는 작은 스폿 MULTI-ARRAY 플레이트를 사용하여 분석하였다. 상기 스폿은 상기 재료 및 방법 부분에 기재된 대로 항-인간 TNF-α 포획 항체로 코팅되었다. 4.8% 수크로오스 내에서 검출 항체 용액 24 μg/mL의 액적(1 μL)을 웰 벽 안쪽에 분배하고 건조하였다. 플레이트를 분석에 사용될 때까지 건조제 존재하에 저장하였다. 분석 프로토콜은 각 웰에 대항 TNF-α 용액 80μL을 첨가하고 상온에서 30분간 플레이트를 진탕한 후 플레이트를 세척하고, 1x MSD® READ BUFFER T (Meso Scale Discovery) 150 μL를 첨가한 다음 섹터® 이미저 6000 기기에서 플레이트를 분석하는 것을 포함하였다. 상온 또는 4℃에서 18일간 저장된 플레이트는 1 pg/mL 미만이고, 액상 검출 항체 용액을 사용하는 세척된 분석에서 관찰되는 것들과 동일한 검출 한계를 주었다.
[실시예 4] 단백질 함유 보호층으로 코팅된 포획층 및 웰 벽에 건조 라벨 검출 항체를 갖는 웰을 갖는 멀티-웰 플레이트를 사용한 사이토카인 측정
웰당 단일 스폿을 갖는 MULTI-ARRAY 플레이트를 사용하여 분석하였다. 각 웰에 있는 활성 전극은 스트렙타비딘으로 미리 코팅되었다(스트렙타비딘 MULTI-ARRAY 플레이트, Meso Scale Discovery). 항-IL1-β 단클론 항체를 하기 프로토콜에 따라 활성 전극에 고정하였다. 웰을 PBS로 3회 세척한 다음 바이오틴-라벨 항-IL1-β (3 μg/mL) 용액의 20 μL를 처리하였다. 플레이트 진탕기에서 교반 하에 2시간 이상 진행하여 고정화하였다. 그런 다음 웰을 PBS로 3회 세척하였다. BSA 완충 용액 및 수크로오스를 20 μL 양으로 웰에 첨가한 후 진공하에 웰을 건조하여 플레이트의 기부에 건조 필름을 생성하였다.
웰 벽에서 하기 프로토콜에 따라 SULFO-TAG 라벨 항-IL1-β 다클론 항체의 건조 환제를 생성하였다. 라벨 항체의 482 μg/mL 용액의 100 nL 미세액적을 각진 팁(tip)을 갖는 BIO-DOT 미세분배기(Bio-Dot, Inc.)을 사용하여 각 웰 벽에 분배하였다. 액적은 건조 챔버에서 30분간 건조하여 웰 벽에 잔류하였다. 그런 다음 웰을 플레이트 열 봉합으로 밀봉하였다. 어떤 실험에서, 낮은 농도의 형광물질을 검출 항체 용액에 첨가하였다. 형광물질 형광성은 검출 항체가 웰 벽을 흘러내렸거나 또는 웰 기부으로 튀어진 임의의 웰을 동정하여 품질 조절 체크하는데 사용될 수 있다. 형광물질은 분석 성과에 영향을 주지 않았다.
IL1-β의 알려진 양을 함유하는 용액 125 μL를 웰에 첨가하고 플레이트를 진탕하는 동안 37분간 항온배양하여 IL1-β에 대한 분석을 수행하였다. 플레이트를 PBS로 세척한 후, MSD 리드 완충액 T(MSD READ BUFFER T)를 첨가하고 플레이트를 섹터® PR 400 기기로 분석하였다. 건조 검출 항체들을 갖는 플레이트를 사용하는 분석은 액상 검출 항체 용액이 사용된 분석과 동일한 방식으로 수행되었다.
[실시예 5] 건조 시약을 사용하는 멀티-웰 플레이트에서의 분석: 웰 선반부 위에서 건조 라벨 항체 저장
도 8에서 보여지는 대로 배치된 멀티-스폿 플레이트를 사용하여 분석하였다. 상기 플레이트는 7-스폿 패턴의 사용 및 건조 웰(720), 채널(725), 건조 환제(722) 및 기부 봉합층(790)의 생략을 제외하고 도 7에서 보여진 것과 동일하였다. 플레이트 상부는 사출성형된 폴리프로필렌이었다. 대응하는 포획 항체들은 보툴리누스 독소 A(BotA), 디니트로페닐(DNP: dinitrophenyl), 리신, 스타필로코커스 장독소(SEB:staphylococcal enterotoxin B), 베네주엘라 말 열 뇌염(VEE: Venezuelen equine encephalitis), 및 여시니아 페스티스(YP: Yersinia pestis)에 대응하는 항체를 개별 스폿에 분배하여 고정시켰다. 비면역 마우스 IgG를 음성 대조구으로 사용하여 잔류 스폿에 고정시켰다. 항체 100-500 μg/mL, BSA 750 μg/mL, 및 0.03% TRITON X-100를 포함하는 용액 75 nL를 분배하여 고정화를 수행하였다. BotA 포획 항체만 예외적으로 바이오틴화하고 그것을 아비딘 1200 μg/mL에 미리결합한 후 고정시켜 BSA의 부재하에 고정시켰다.
비면역 IgG는 샌드위치 복합체에 관여하지 않아야 하며, 모든 샘플에 대하여 낮은 시그널을 제공해야 한다. 선택 영역 외부의 이 시그널의 향상은 측정 인공물 이 검출 항체들의 향상된 비특이적 결합을 산출하고 잘못된 긍정적인 결과의 위험이 있는 표시로 사용될 수 있다. 더 일반적으로, 검출 시약에 대응하여 쌍을 이루지 않는 임의의 결합 시약이 사용될 수 있다. 선택적으로, 결합 시약은 테스트 포획 시약과 구조적 특성을 공유하도록 선택될 수 있고, 예를 들면, 면역분석에서 그것이 다른 포획 항체들이 유도되는 하나 또는 그 이상의 종들 유래의 면역글로불린을 포함할 수 있다. 항-DNP 스폿은 양성 대조구로 사용될 수 있다. 또한 웰은 건조 SULFO-TAG 라벨 항-형광물질(FL: fluorescein) 항체 및 DNP와 FL(DNP-FL-BSA) 모두로 라벨된 건조 BSA의 형성된 양을 포함할 수 있다. 양성대조구 시그널은 따라서, DNP-FL-BSA의 형성된 양을 나타내는 일정한 양성 시그널을 주어야 한다. 선택 영역 아래의 이 시그널의 감소는 샘플이 결합 반응 또는 시그널 생성을 방해하고 잘못된 부정적인 결과의 위험이 있음을 표시로 사용될 수 있다. 보다 일반적으로, 양성 대조구는 반응 혼합물로 채택될 수 있는 임의의 분석물질에 대한 분석이 될 수 있다. 바람직하게는 관심 샘플 내 분석물질을 발견할 가능성이 낮다.
포획 항체 용액은 건조된 주변 환경에서 30분간 건조한 다음 진공하에서 30-60분간 건조하였다. 재료 및 방법 부분에 기재된 수크로오스 함유 안정화 세척 완충액으로 웰을 세척하고, 45분간 5% BSA로 차단한 다음 한번 더 안정화 세척 완충액으로 세척하였다. 안정화/차단 용액(305 mM 인산암모늄 20 μL, 100 mM 염화암모늄, 0.02% TRITON X-100, 2% 수크로오스, 2% BSA, 및 0.02% KATHON 방부제, pH 7.4)을 첨가하고 상기 용액을 진공하에 웰에서 건조하여 웰 기부에 건조 시약 케이크를 형성하였다.
STAG-라벨 검출 항체의 혼합물(안정화/차단 용액 내에서 40-240 μg/mL 사이의 BotA, FL, 리신, SEB, VEE, 및 YP에 대응하는 항체 혼합물 0.5 μL)을 (각진 분배팁을 갖는 BIO-DOT 분배기를 사용하여) 건조 시약 선반부 위에만 있는 웰 벽에 분배하였고 선반부로 흘러내리는 것을 허용하였다. 양성 대조구 분석물질(DNP-FL-BSA) 80 ng/mL을 함유하는 용액을 맞은편 벽에 분배하였다. 검출 항체 및 대조구 용액은 진공하에서 30-60분간 건조하였다. 그런 다음 플레이트가 사용될 때까지 건조제로 포장하였다.
이들 플레이트와 함께 분석을 수행하는데 사용되는 프로토콜은 하기와 같다: 샘플(인산완충 식염수(PBS) 내에 0.1% TRITON X-100에 하나 또는 그 이상의 표적 분석물질의 형성된 양) 80 μL를 첨가하고, 진탕하면서 1시간 항온배양한 후 PBS로 세척한 다음 1x MSD READ BUFFER T(Meso Scale Diagnostics, LLC) 150 μL를 첨가하고 MSD 섹터® 이미저 6000 기기를 사용하여 플레이트를 분석한다. 이 분석에서 사용된 VEE 및 YP는 방사선 조사에 의해 불활성화되었다. 이 분석에서 사용된 BotA는 포르말린으로 불활성화되었다.
하기 표 1은 분석물질이 없는(-) 샘플에 대하여 또는 10 ng/mL BotA, 1 ng/mL 리신, 50 ng/mL SEB, 1000 ng/mL VEE, 또는 10,000 CFU/mL YP를 함유하는 샘플에 대하여 각 스폿에서 관찰된 시그널을 보여준다. 표 1은 표적 분석물질의 민감하고 특이적인 검출 및 양성 및 음성 대조구 스폿의 적절한 성과를 보여준다.
분석물질 포획 스폿
BotA 리신 SEB VEE YP Neg Pos
BotA 28893 178 97 182 159 134 9456
리신 243 15502 106 222 142 129 8776
SEB 276 165 9518 230 177 162 8288
VEE 1516 233 188 11821 204 237 8506
YP 243 129 107 211 4280 152 8656
- 249 81 75 212 115 121 8923
하기 표 2는 액상 검출 시약을 사용한 것을 제외하고 유사한 조건하에서 수행된 분석에서 이들 플레이트와 함께 관찰된 시그널을 포함한다. 표 2는 분석물질이 주어진 특정 스폿에서의 시그널만을 제공하고, 분석물질 존재하에 시그널(10 ng/mL BotA, 1 ng/mL 리신, 50 ng/mL SEB, 1000 ng/mL VEE, 또는 10,000 CFU/mL YP) 및 분석물질 부재하에 배경 시그널 둘 다를 제공한다. 표 2는 건식 및 습식 분석을 동일하게 수행한 것을 보여준다.
분석물질 BotA 포획 스폿
건식 습식
배경 시그널 배경 시그널
249 12098 156 4809
리신 81 15502 94 12531
SEB 75 9518 68 6299
VEE 212 11821 260 7497
YP 115 4280 145 3876
[실시예 6] 분석 웰 및 건조 웰을 갖는 멀티-웰 플레이트에서의 분석
도 9에서 보여지는 대로 배치된 MULTI-SPOT 플레이트를 사용하여 분석하였다. 이 플레이트는 인접 웰의 쌍을 연결하는 관(910)을 포함하는 것을 제외하고 도 8에 도시된 것과 동일하였다. 이 관은 인접 웰을 분리하는 벽으로 절단되는 얕은 새김눈(notches)에 의해 제공되었다. 이 실시예에서, 각 쌍의 웰 중 한 웰은 다중의 면역분석을 수행하는데 사용되었고, 나머지는 저장 동안 건조 상태에서 분석 웰을 지속하기 위한 건조제를 보유하도록 사용되었다. 이 분석은 실시예 5에서와 같이 제조된 건조 포획 및 검출 시약을 갖는 다중의 샌드위치 면역분석을 사용하였다. 포획 항체들은 음성 대조구으로서 항-바실러스 서브틸리스 변이체 니거(anti-Bacillus subtilis var. Niger (BG)), 항-MS2 파지, 항-FL, 항-DNP, 및 마우스 IgG이었다. 건조 검출 항체 환제는 라벨 항-BG, 항-MS2, 및 (FL-Ova 및 DNP-Ova를 검출하기 위한) 항-난백알부민(Ova)을 포함하였다.
플레이트를 제조한 후, 건조 웰을 대략 50 mg 내지 200 mg의 실리카 겔 또는 DRIERITE(황산칼슘) 건조제로 충진하였고, 플레이트를 알루미늄 호일 열 봉합으로 밀봉하였다. 플레이트 상부를 호일 밀봉재로 밀봉한 후 웰 안의 새김눈을 분석 및 건조 웰의 세트 사이로 관을 제공하였다. 어떤 플레이트는 비교를 위하여 건조 웰 안에 건조제를 넣지 않고 제조하였다. 플레이트를 건조 조건하에 며칠간 4℃에서 방치하여 건조 시약이 완전히 건조되도록 하였다. 그런 다음 (실시예 5의 분석 프로토콜을 사용하여) 표적 유기체의 측정을 수행하는데 이들을 사용하기 전에 플레이트를 상승된 온도 및 습도에 며칠간 노출하였다.
도 10은 표적 분석물질의 형성된 양을 함유하는 샘플에 대한 시그널을 제공하고 30℃에서 7일간 60% 습도에 노출한 후 실리카 건조제, 황산칼슘 건조제 및 건조제 없는 플레이트에서 시그널을 비교하였다. 시그널은 다른 것과 동시에 제조되지만 4℃에서 7일간 건조시킨 플레이트에서 획득한 시그널의 퍼센트로서 제공되었다. 결과는 건조 웰이 열 및 습도에 대한 건조 시약의 안정성을 개선하는데 매우 효과적임을 나타낸다.
본 발명에서 인용된 특허, 특허 출원 및 공개문헌은 이들을 참조함으로써 그 전체 내용이 본 명세서에 편입된다.
본 발명은 본 명세서에 기재된 특정 구현예에 의하여 범위가 한정되지 않는다. 실제로, 여기 기재된 내용에 추가하여 본 발명의 다양한 변형은, 상기 기재 및 도면으로부터 당업자에게 자명할 것이다. 그러한 변형은 청구범위에 해당된다.
"포함하는"이 언급된 청구항은 청구항의 범주 내에서 다른 성분들의 포함을 허용하며; 본 발명은 또한 "포함하는"이라는 용어 대신에 전환 구(transitional phrases) "본질적으로 구성되는(예를 들면, 본 발명의 실시에 크게 영향을 주지 않는다면 청구항의 범주 내에서 다른 성분의 포함을 허용하는)" 또는 "구성되는(예를 들면, 불순물 이외에 청구항 내에 기재된 성분들 또는 본 발명과 통상적으로 결합되는 사소한 활성만을 허용하는)"을 언급하는 상기 청구항으로서 기재된다. 이들 세 개의 전환 중 어느 하나가 본 발명의 청구항에서 사용될 수 있다.

Claims (82)

  1. 하기를 포함하는 복수 개의 웰을 갖는 플레이트 바디로 구성되는 멀티-웰 분석 플레이트:
    (a) 고정된 포획 시약을 갖는 결합 표면 및
    (b) 재구성 가능한 건조 시약
    여기에서, 상기 건조시약은
    (i) 독립형이거나 또는
    (ii) 상기 결합 표면과 중복되지 않는 상기 웰의 표면에 위치함.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 재구성 가능한 건조 시약은 라벨 검출 시약을 포함하는 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 재구성 가능한 건조 시약은 상기 결합 표면과 중복되지 않는 웰의 표면에 고정되어 위치하는 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 결합 표면은 상기 웰의 기부 표면에 위치하고, 상기 재구성 가능한 건조 시약은 상기 웰의 벽에 위치하는 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 웰의 벽은 상기 재구성 가능한 건조 시약이 위치되는 시약 저장 단부를 포함하는 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  6. 제 2항에 있어서, 상기 결합 표면과 재구성 가능한 건조 시약은 모두 상기 웰의 기부 표면의 중복되지 않는 영역에 위치되는 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  7. 제 2항에 있어서, 상기 재구성 가능한 건조 시약은 독립형임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  8. 제 2항에 있어서, 상기 재구성 가능한 건조 시약이 독립형 환제임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  9. 제 2항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합 표면은 재구성 가능한 보호층으로 코팅된 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  10. 제 2항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정된 포획 시약 및/또는 상기 라벨된 검출 시약에 대한 결합 친화성을 갖는 재구성 가능한 건조 분석 대조구 분석물질을 더 포함하는 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  11. 제10항에 있어서, 상기 분석 대조구 분석물질이 상기 고정된 포획 시약 및/또는 상기 라벨된 검출 시약에 대한 친화성을 가지지만 거기에 결합하지는 않는 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  12. 제 2항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 또는 그 이상의 추가의 고정된 포획 시약을 더 포함하고, 여기에서, 상기 포획 시약과 추가의 포획 시약은 상기 결합 표면 상의 결합 도메인의 패턴화된 배열을 형성하고 상기 결합 도메인이 결합 파트너에 대한 특이성 또는 친화성이 다른 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 재구성 가능한 건조 시약은 하나 또는 그 이상의 추가의 라벨된 검출 시약을 더 포함하고, 상기 검출 시약과 추가의 검출 시약은 결합 파트너에 대한 특이성 또는 친화성이 다른 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  14. 제 2항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합 표면은 전기적화학발광 분석에서 전극으로 사용하기에 적절한 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  15. 제 2항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포획 및 검출 시약은 항체 및 핵산을 포함하는 군에서 선택된 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  16. 제 2항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 의한 멀티-웰 분석 플레이트에서 하기 단계들을 포함하여 분석을 수행하는 방법:
    (a) 하나 또는 그 이상의 복수 개의 웰에 샘플을 첨가하는 단계,
    (b) 상기 하나 또는 그 이상의 웰에서 재구성 가능한 건조 물질을 재구성하여 반응 혼합물(들)을 생성하는 단계,
    (c) 상기 포획 및 검출 시약이 대응하는 결합 파트너에 결합하는 것을 촉진하는 조건 하에서 상기 반응 혼합물(들)을 항온배양하는 단계, 및
    (d) 상기 고정된 포획 시약 및 상기 라벨된 결합 시약을 포함하는 복합체의 생성을 측정하는 단계.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 분석은 샌드위치 결합 분석이고, 상기 포획 시약 및 검출 시약은 관심 분석물질에 동시에 결합될 수 있음을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 16항에 있어서, 상기 분석은 경쟁적 결합 분석이고, 상기 포획 시약은 관심 분석물질에 결합하며 상기 검출 시약은 상기 포획 시약에 결합하는 분석물질과 경쟁하거나, 또는 상기 검출 시약이 관심 분석물질에 결합하고 상기 포획 시약이 상기 검출 시약에 결합하는 분석물질과 경쟁하는 것임을 특징으로 하는 방법.
  19. 플레이트의 2개 이상의 웰에서 하기 단계들을 수행하는 것을 포함하여 분석에 사용하기 위한 멀티-웰 분석 플레이트를 제조하는 방법:
    (a) 플레이트 웰의 표면에 포획 시약을 고정하여 결합 표면을 형성하는 단계,
    (b) 라벨된 검출 시약을 포함하는 액상 시약을 상기 결합 표면과 중복되지 않는 웰의 표면에 분배하는 단계, 및
    (c) 상기 액상 시약을 건조하여 재구성 가능한 건조 검출 시약을 생성하는 단계.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 결합 표면은 상기 웰의 기부 표면임을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 액상 시약은 상기 웰의 기부 표면으로 분배됨을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 20항에 있어서, 상기 액상 시약은 상기 웰의 벽에 분배되고 건조됨을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 벽은 액상 저장 단부를 포함하고, 상기 액상 시약은
    (i) 상기 단부에서 분배되고 건조되거나 또는
    (ii) 벽에서 흘려내리는 액체 시약이 모이고, 상기 단부에서 건조될 수 있도록 상기 벽의 단부보다 높은 위치에서 분배되는 것임을 특징으로 하는 방법.
  24. 제19항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합 표면에 보호 시약을 분배하고 상기 보호 시약을 건조하여 상기 결합 표면 위에 재구성 가능한 보호층을 생성하는 단계를 더 포함하고, 여기에서 일차 라벨된 결합 시약을 포함하는 상기 액상 시약을 분배하기 전에 상기 보호 시약이 분배되고 건조됨을 특징으로 하는 방법.
  25. 제19항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정되는 포획 시약은 상기 결합 표면에 결합 도메인의 배열을 형성하도록 하나 또는 그 이상의 추가의 포획 시약이 고정되는 것을 포함하고, 상기 결합 도메인은 결합 파트너에 대한 특이성 또는 친화성이 다른 것임을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 25항에 있어서, 상기 액상 시약은 하나 또는 그 이상의 추가의 라벨된 검출 시약을 더 포함하고, 상기 라벨된 검출 시약 및 추가의 라벨된 검출 시약은 결합 파트너에 대한 특이성 또는 친화성이 다른 것임을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 19항 내지 제 26항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 단계들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:
    (d) 상기 포획 시약 및/또는 상기 라벨된 검출 시약에 대한 결합 친화성을 갖는 분석 대조구를 포함하는 추가의 액상 시약을 상기 결합 표면과 중복되지 않는 상기 웰의 표면에 분배하는 단계, 및
    (e) 상기 추가의 액상 시약을 건조하여 재구성 가능한 건조 분석 대조구를 생성하는 단계,
    여기에서, 상기 건조 검출 시약 및 건조 분석 대조구는 물리적 접촉을 하지 않는다.
  28. 플레이트의 2개 이상의 웰에서 하기 단계들을 수행하는 것을 포함하여 분석에 사용하기 위한 멀티-웰 분석 플레이트를 제조하는 방법:
    (a) 플레이트 웰의 표면에 포획 시약을 고정하여 결합 표면을 형성하는 단계,
    (b) 상기 결합 표면에 보호 시약을 분배하고 상기 보호 시약을 건조하여 상기 결합 표면 위에 재구성 가능한 보호층을 형성하는 단계, 및
    (c) 상기 웰에 라벨된 검출 시약을 포함하는 재구성 가능한 건조 시약 환제를 첨가하는 단계.
  29. 제 28항에 있어서, 상기 고정되는 포획 시약은 상기 결합 표면에 결합 도메 인의 배열을 형성하도록 하나 또는 그 이상의 추가의 포획 시약이 고정되는 것을 포함하고, 상기 결합 도메인은 결합 파트너에 대한 특이성 또는 친화성이 다른 것임을 특징으로 하는 방법.
  30. 제 29항에 있어서, 상기 재구성 가능한 건조 시약 환제는 하나 또는 그 이상의 추가의 라벨된 검출 시약을 더 포함하고, 상기 검출 시약 및 추가의 라벨된 검출 시약은 결합 파트너에 대한 특이성 또는 친화성이 다른 것임을 특징으로 하는 방법.
  31. 제 28항에 있어서, 하기 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:
    (d) 상기 고정된 포획 시약 및/또는 상기 라벨된 검출 시약에 대한 친화성을 갖는 분석 대조구를 포함하는 추가의 건조 시약 환제를 상기 웰에 첨가하는 단계.
  32. 하기를 포함하여 형성된 복수 개의 웰을 갖는 플레이트 바디로 구성되는 멀티-웰 분석 플레이트:
    (a) 복수 개의 검출 웰, 여기에서 각각의 검출 웰은 고정된 포획 시약을 갖는 결합 표면을 포함하고, 및
    (b) 복수 개의 시약 재구성 웰, 여기에서 각각의 시약 재구성 웰은 재구성 가능한 라벨된 검출 시약을 포함하며,
    여기에서 하나 이상의 검출 웰 및 하나의 시약 재구성 웰은 관심의 분석물질 을 측정하기 위해 조합된 포획 및 검출 시약을 포함한다.
  33. 하기를 포함하여 형성된 복수 개의 웰을 갖는 플레이트 바디로 구성되는 멀티-웰 분석 플레이트:
    a) 복수 개의 검출 웰, 여기에서 상기 검출 웰은
    i) 웰 바닥 및 웰 벽을 가지고, 상기 웰 벽은 내벽 표면 및 외벽 표면을 가지며,
    ii) 통상의 2차원 패턴으로 배치되고, 및
    iii) 상기 각각의 측정 웰의 내부 표면의, 배열 고착된 포획 시약을 갖는 결합 표면으로 구성되며,
    b) 복수 개의 시약 재구성 웰, 여기에서 상기 시약 재구성 웰은
    i) 웰 바닥 및 웰 벽을 가지고, 상기 웰 벽은 상기 검출 웰의 외벽 표면 및 근접한 검출 웰의 외벽 표면을 연결하는 리브 구성부에 의해 형성되며, 및
    ii) 각각의 시약 재구성 웰 내에 재구성 가능한 건조 라벨된 검출 시약을 포함하고,
    여기에서, 하나 이상의 검출 웰 및 하나의 시약 재구성 웰은 관심의 분석물질을 측정하기 위해 조합된 포획 및 검출 시약을 포함한다.
  34. 제 33항에 있어서, 상기 검출 웰은 요각 또는 요각 곡선이 없는 웰 개구부 둘레를 가지고,
    상기 시약 재구성 웰은 요각 곡선 또는 요각이 있는 웰 개구부 둘레를 갖는 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  35. 제 33항에 있어서, 상기 검출 웰은 웰 개구부 둘레가 원형임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  36. 제 32항 내지 제 35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출 및 시약 재구성 웰은 하나 또는 그 이상의 검출 웰 및 하나의 시약 재구성 웰로 구성되는 복수 개의 분석 세트로 그룹화될 수 있고, 세트 안의 상기 검출 웰(들) 및 시약 재구성 웰은 관심의 분석물질을 측정하기 위해 조합된 포획 및 검출 시약을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  37. 제 36항에 있어서, 상기 세트는 하나의 검출 웰 및 하나의 시약 재구성 웰로 구성됨을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  38. 제 32항 내지 제 37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출 웰(들) 또는 상기 시약 재구성 웰은 재구성 가능한 건조 분석 대조구 분석물질을 더 포함함을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  39. 제 32항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 또는 그 이상의 추가의 고정된 포획 시약을 더 포함하고, 여기에서 상기 포획 시약과 추가의 포획 시약은 상기 결합 표면에서 결합 도메인의 패턴화된 배열을 형성하며, 상기 결합 도메인은 결합 파트너에 대한 특이성 또는 친화성이 다른 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  40. 제 39항에 있어서, 상기 재구성 가능한 건조 시약은 하나 또는 그 이상의 추가의 라벨된 검출 시약을 더 포함하고, 상기 검출 시약과 추가의 라벨된 검출 시약은 결합 파트너에 대한 특이성 또는 친화성이 다른 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  41. 제 32항 내지 제 40항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합 표면은 전기적화학발광 분석에서 전극으로 사용하기에 적절한 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  42. 하기 단계를 포함하여 제 32항 내지 제 41항 중 어느 한 항에 의한 멀티-웰 분석 플레이트에서 분석을 수행하는 방법:
    (a) 시약 재구성 웰 중 하나에 샘플을 첨가하는 단계,
    (b) 상기 재구성 웰에 있는 재구성 가능한 건조 라벨된 검출 시약을 재구성하여 하나 또는 그 이상의 반응 혼합물(들)을 생성하는 단계,
    (c) 상기 반응 혼합물의 분액을 하나 또는 그 이상의 검출 웰로 전달하는 단 계,
    (d) 포획 및 검출 시약이 대응하는 결합 파트너에 결합하는 것을 촉진하는 조건 하에서 상기 검출 웰(들)에 있는 상기 반응 혼합물을 항온배양하는 단계, 및
    (e) 상기 고정된 포획 시약 및 상기 라벨된 결합 시약을 포함하는 복합체의 생성을 측정하는 단계.
  43. 제 42항에 있어서, 상기 멀티-웰 분석 플레이트는 하나의 일차 시약 웰 및 하나 또는 그 이상의 이차 시약 웰로 구성되는 복수 개의 웰 세트로 나뉘어질 수 있고, 상기 방법이 각각의 상기 웰 세트에 대하여 (a)-(d)의 과정을 반복하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  44. 하기를 포함하여 형성되는 복수 개의 웰을 갖는 플레이트 바디로 구성되는 멀티-웰 분석 플레이트:
    (a) 재구성 가능한 일차 건조 시약을 보유하는 복수 개의 일차 시약 웰 및
    (b) 이차 건조 시약을 보유하는 복수 개의 이차 시약 웰;
    여기에서 상기 일차 및 이차 시약은 분석을 수행하기 위하여 조합된 시약들이다.
  45. 제 44항에 있어서, 상기 일차 시약 웰이 통상의 2차원 패턴으로 배치되고, 상기 일차 시약 웰이 웰 기부, 및 내벽 표면과 외벽 표면을 갖는 웰 벽을 가지며,
    상기 이차 시약 웰이 웰 기부 및 웰 벽을 가지고, 상기 웰 벽은 상기 검출 웰의 외벽 표면 및 인접한 검출 웰의 외벽 표면에 연결되는 립(rib) 구성부에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  46. 제 45항에 있어서, 상기 일차 시약 웰은 웰 개구부 둘레가 원형인 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  47. 제 46항에 있어서, 상기 검출 웰은 8×12 배열로 배치됨을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  48. 하기 단계를 포함하여 제 44항 내지 제 48항 중 어느 한 항에 의한 멀티-웰 분석 플레이트에서 분석을 수행하는 방법:
    (a) 일차 시약 웰 중 하나에 샘플을 첨가하는 단계,
    (b) 상기 일차 시약 웰에 있는 재구성 가능한 건조 라벨된 검출 시약을 재구성하여 반응 혼합물을 생성하는 단계,
    (c) 상기 반응 혼합물의 분액을 하나 또는 그 이상의 상기 이차 시약 웰로 전달하는 단계, 및
    (d) 상기 샘플에서 상기 분석이 수행되도록 상기 이차 시약 웰(들)에 있는 상기 반응 혼합물을 항온배양하는 단계.
  49. 제 48항에 있어서, 상기 멀티-웰 분석 플레이트는 하나의 일차 시약 웰 및 하나 또는 그 이상의 이차 시약 웰로 구성되는 복수 개의 웰 세트로 나뉘어질 수 있고, 상기 방법이 각각의 상기 웰 세트에 대하여 (a)-(d)의 과정을 반복하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  50. 웰 바닥 및 바닥에서 바닥보다 높은 높이 hw로 연장되는 웰 벽을 가지도록 형성된 복수 개의 웰을 갖는 플레이트 바디로 구성되고, 여기에서 상기 벽이 높이 hs에서 단부 구성부를 제공하도록 형성되며, 0<hs<hw인 멀티-웰 분석 플레이트.
  51. 제 50항에 있어서, 0.05hw<hs<0.25hw 임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  52. 제 50항에 있어서, 0.2mm<hs<5mm 임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  53. 제 50항에 있어서, 상기 플레이트 바디는 일체형 사출성형품임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  54. 제 50항에 있어서, 상기 플레이트 바디는 상기 웰 벽을 형성하는 복수 개의 관통홀을 갖는 플레이트 상부 및 상기 플레이트 상부에 대해서 밀봉되고 상기 웰 바닥을 형성하는 상기 플레이트 기부로 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  55. 제 54항에 있어서, 상기 플레이트 기부는 웰의 내부 용량에 노출되는 전도성 전극 표면을 제공하는 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  56. 제 50항 내지 제 55항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플레이트는 4×6, 8×12, 16×24, 또는 32×48 배열로 배치된 웰로 형성됨을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  57. a) 하기를 포함하여 형성된 복수 개의 웰을 갖는 플레이트 바디:
    i) 건조 분석 시약을 포함하는 복수 개의 분석 웰 및
    ii) 건조제(desiccant)를 포함하는 복수 개의 건조 웰, 및
    b) 상기 플레이트 바디를 밀봉함으로써 외부 환경으로부터 상기 복수 개의 웰을 차단하는 플레이트 밀봉재(plate seal)
    로 구성되는 멀티-웰 분석 플레이트.
  58. 제 57항에 있어서, 상기 건조 웰은 건조관에 의해 상기 분석 웰에 연결되며, 상기 관은 상기 분석 웰에서 상기 건조 웰로 수증기를 확산시키고 상기 건조 분석 시약의 위치보다 높은 분석 웰의 높이에서 분석 웰을 가로지르는 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  59. 제 58항에 있어서, 상기 플레이트 바디의 상부 표면은 분석 웰을 건조 웰로 연결하는 함몰 채널을 가지고, 상기 플레이트 밀봉재는 상기 관을 형성하도록 상기 채널을 밀봉시키는 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  60. 제 58항 또는 제 59항에 있어서,
    (i) 상기 플레이트 웰은 하나 이상의 분석 웰 및 하나 이상의 건조 웰을 포함하는 복수 개의 분석 패널로 나뉘어지고,
    (ii) 분석 패널에 있는 웰은 건조관을 통해 서로 연결되며, 및
    (iii) 다른 패널에 있는 웰은 건조관을 통해 서로 연결되지 않는 것을
    특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  61. 제 60항에 있어서, 상기 패널은 하나의 분석 웰 및 하나의 건조 웰로 구성됨을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  62. 제 57항 내지 제 61항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분석 웰은 고정된 포획 시약 및 재구성 가능한 건조 라벨된 검출 시약을 갖는 결합 표면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  63. 제 62항에 있어서, 상기 분석 웰은 하나 또는 그 이상의 추가의 고정된 포획 시약을 더 포함하고, 여기에서 상기 포획 시약과 추가의 포획 시약은 상기 결합 표면에서 결합 도메인의 패턴화된 배열을 형성하며, 상기 결합 도메인은 결합 파트너에 대한 특이성 또는 친화성이 다른 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  64. 제 63항에 있어서, 상기 재구성 가능한 건조 시약은 하나 또는 그 이상의 추가의 라벨된 검출 시약을 더 포함하고, 상기 검출 시약과 추가의 라벨된 검출 시약은 결합 파트너에 대한 특이성 또는 친화성이 다른 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  65. 제 62항 내지 제 64항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합 표면은 전기적화학발광 분석에서 전극으로 사용하기에 적절한 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  66. 제 57항 내지 제 65항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플레이트 바디는 일체형 사출성형품임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  67. 제 57항 내지 제 65항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플레이트 바디는 상기 웰 벽을 형성하는 복수 개의 관통홀을 갖는 플레이트 상부, 및 상기 플레이트 상부 에 대해서 밀봉되고 상기 웰 바닥을 형성하는 상기 플레이트 기부로 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  68. 제 67항에 있어서, 상기 플레이트 기부는 웰의 내부 용량에 노출되는 전도성 전극 표면을 제공하는 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  69. 제 57항 내지 제 68항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플레이트는 4×6, 8×12, 16×24, 또는 32×48 배열로 배치된 웰을 형성함을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  70. (a) 건조 분석 시약을 함유하는 복수 개의 웰을 갖는 플레이트 바디,
    상기 플레이트 바디는 웰 벽을 형성하는 복수 개의 관통홀을 갖는 플레이트 상부 및 상기 플레이트 상부에 대해서 밀봉되고 상기 웰 바닥을 형성하는 상기 플레이트 기부로 구성되고,
    (b) 상기 플레이트 바디를 밀봉함으로써 외부 환경으로부터 상기 복수 개의 웰을 차단하는 플레이트 밀봉재(plate seal), 및
    (c) 건조 물질
    로 구성되는 멀티-웰 분석 플레이트.
  71. 제 70항에 있어서, 상기 플레이트 밀봉재는 상기 건조 물질을 포함하는 것임 을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  72. 제 70항에 있어서, 상기 플레이트 밀봉재와 상기 플레이트 바디 사이에 상기 건조물질을 포함하는 가스켓층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  73. 제 70항에 있어서, 상기 플레이트 상부는 상기 건조 물질이 주입되는 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  74. 제 70항에 있어서, 상기 플레이트 상부와 상기 플레이트 기부 사이에 상기 건조 물질을 포함하는 가스켓층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  75. 제 70항에 있어서, 상기 플레이트 기부는 상기 건조 물질을 포함하는 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  76. 제 70항에 있어서, 상기 플레이트 바디는 하나 또는 그 이상의 추가 웰을 형성하고, 상기 추가 웰은 상기 건조 물질을 보유하는 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  77. 제 70항 내지 제 76항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플레이트 기부는 웰의 내부 용량에 노출되는 전도성 전극 표면을 제공하는 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  78. 제 70항 내지 제 77항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분석 웰은 고정된 포획 시약 및 재구성 가능한 건조 라벨된 검출 시약을 갖는 결합 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  79. 제 78항에 있어서, 상기 분석 웰은 하나 또는 그 이상의 추가의 고정된 포획 시약을 더 포함하고, 여기에서 상기 포획 시약과 추가의 포획 시약은 상기 결합 표면에서 결합 도메인의 패턴화된 배열을 형성하며, 상기 결합 도메인은 결합 파트너에 대한 특이성 또는 친화성이 다른 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  80. 제 79항에 있어서, 상기 재구성 가능한 건조 시약은 하나 또는 그 이상의 추가의 라벨된 검출 시약을 더 포함하고, 상기 검출 시약과 추가의 라벨된 검출 시약은 결합 파트너에 대한 특이성 또는 친화성이 다른 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  81. 제 70항 내지 제 80항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합 표면은 전기적화학발광 분석에서 전극으로 사용하기에 적절한 것임을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
  82. 제 70항 내지 제 81항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플레이트는 4×6, 8×12, 16×24, 또는 32×48 배열로 배치된 웰을 형성함을 특징으로 하는 멀티-웰 분석 플레이트.
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