KR20180057706A - 혈액 샘플에서의 분석 물질의 양의 판별 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 카트리지 (100) 를 사용하여 혈액 샘플 (600) 에서 분석물질 (602, 602') 의 양을 판별하기 위한 의학 시스템 (700) 을 제공한다. 의학 장치는 카트리지를 포함한다. 카트리지는 회전 축선 (102) 주위로 스피닝되도록 작동 가능하고, 카트리지는: 혈액 샘플을 수용하기 위한 주입구 (108); 혈액 샘플로부터 혈장을 분리하기 위한 혈액 분리 챔버 (118) 로서, 혈액 분리 챔버는 주입구에 유체 연결되는, 상기 혈액 분리 챔버 (118); 분석물질을 바인딩하여 적어도 하나의 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스를 형성하도록 작동 가능한 적어도 하나의 특정 바인딩 파트너 (611) 를 포함하는 적어도 하나의 시약을 수용하는 프로세싱 챔버 (124); 프로세싱 챔버에 혈액 분리 챔버를 연결하는 제 1 밸브 구조 (122); 분석물질의 양의 측정을 가능하게 하기 위한 측정 구조 (130) 로서, 측정 구조는 크로마토그래피 멤브레인 (134) 을 포함하고, 크로마토그래피 멤브레인은 분석물질 또는 적어도 하나의 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스의 직접적인 또는 간접적인 바인딩을 위한 부동화된 바인딩 파트너 (620) 를 포함하고, 측정 구조는 흡수제 구조 (132) 를 추가로 포함하고, 흡수제 구조는 멤브레인보다 회전 축선에 더 가까운, 상기 측정 구조 (130); 측정 구조에 프로세싱 챔버를 연결하는 제 2 밸브 구조 (128); 및 세척 버퍼 (1202) 로 충전되는 유체 챔버 (136, 136') 로서, 유체 챔버는 측정 구조에 유체 연결되고, 시일은 유체 챔버에 의해 세척 버퍼를 유지하는, 상기 유체 챔버 (136, 136') 를 포함한다.

Description

혈액 샘플에서의 분석 물질의 양의 판별
본 발명은 생물학적 샘플들을 위한 분석 테스트 디바이스들, 특히 혈액 샘플의 측정을 수행하기 위한 회전 가능한 카트리지들의 구성 및 사용에 관한 것이다.
분석 시스템들의 두개의 분류들은 의학 분석의 분야에서 공지되어 있다: 습식 분석 시스템들, 및 건식-화학적 분석 시스템들. "습식 시약들" (액체 시약들) 을 사용하여 본질적으로 작동하는 습식 분석 시스템들은 예를 들면, 시약 베슬 내에 샘플 및 시약을 제공하는 단계, 시약 베슬 내에서 함께 샘플 및 시약을 혼합하는 단계, 측정 변수 특징에 대해 혼합물을 측정하고 분석하여 원하는 분석적 결과 (분석 결과) 를 제공하는 단계와 같은 다수의 요구된 단계를 통해 분석을 행한다. 그러한 단계들은 관련된 요소들의 매니폴드 이동들을 허용하는 기술적으로 복잡하고, 큰, 라인-작동형 분석 장치들을 사용하여 종종 수행된다. 분석 시스템의 이러한 분류는 전형적으로 큰 의학-분석 임상실험실에서 사용된다.
다른 한편으로, 건식-화학적 분석 시스템들은 예를 들면 "테스트 스트립" 으로 실시되고 테스트 요소에 전형적으로 통합되는 "건식 시약들" 을 사용하여 작동된다. 이들 건식-화학적 분석 시스템들이 사용될 때에, 액체 샘플은 테스트 요소에서 시약들을 용해시키고, 샘플의 반응 및 용해된 시약은 테스트 요소 그자체에서 측정될 수 있는 측정 변수의 변경을 발생시킨다. 무엇보다도, 광학적으로 분석 가능한 (특히 색도계) 분석 시스템들은 이러한 분류에서 전형적이고, 여기서 측정 변수는 색 변경 또는 다른 광학적으로 측정 가능한 변수이다. 전기화학적 시스템들은 또한 이러한 분류에서 전형적이고, 여기서 분석을 위한 전기 측정 변수 특징, 특히 규정된 전압의 적용시에 전류는 측정 존에 제공된 전극들을 사용하여 테스트 요소의 측정 존에서 측정될 수 있다.
건식-화학적 분석 시스템들의 분석 장치들은 일반적으로 컴팩트하고, 그들의 일부는 휴대 가능하고 배터리 작동된다. 시스템들은 예를 들면, 병원들의 병동들에서 레지던트 의사들에 의한 분산화된 분석 (또한 소위 현장현시 (point-of-care) 테스팅) 을 위해 그리고 환자 자신에 의한 의학-분석 파라미터들 (특히 당뇨병들에 의한 혈당 분석 또는 와파라핀 환자들에 의한 응고 상태) 의 모니터링 중, 소위 "홈 모니터링 (home monitoring)" 에서 사용된다.
습식 분석 시스템들에서, 고성능 분석 장치들은 보다 복잡한 다단계 반응 시퀀스들 ("테스트 프로터콜들") 의 수행을 허용한다. 예를 들면, 면역화학적 분석들은 "바운드/프리 (bound/free) 분리" (이후로는 "b/f 분리"), 즉, 바운드 상 및 프리 상의 분리가 필수적인 다단계 반응 시퀀스를 종종 요구한다. 하나의 테스트 프로토콜에 따르면, 예를 들면, 샘플은 첫번째로 표면에 부동화된 분석물질을 위한 특정 바인딩 시약과 접촉된다. 이는 예를 들면 그러한 부동화된 시약들을 갖는 표면을 포함하는 비드들과 샘플을 혼합시키거나 또는 다공성 매트릭스들을 통해 또는 표면들을 거쳐 샘플을 이송시킴으로써 달성될 수 있고, 표면들 또는 다공성 매트릭스들은 부동화된 시약들의 코팅들을 포함한다. 마킹 시약은 차후에 유사한 방식으로 이러한 표면과 접촉하여 바운드 분석물질을 마킹하고 그 검출을 허용할 수 있게 한다. 보다 정밀한 분석을 행하도록, 차후의 세척 단계가 종종 수행되고, 여기서 언바운드 마킹 시약은 적어도 부분적으로 제거된다. 다수의 테스트 프로토콜들은 매니폴드 방식에서 상이한 매니폴드 분석물질들을 판별하기 위해 공지되어 있지만, 그것들은 복수의 반응 단계들, 특히 또한 b/f 분리가 필수적인 복잡한 핸들링을 요구하는 특성을 공유한다.
테스트 스트립들 및 유사한 분석 요소들은 일반적으로 제어된 다단계 반응 시퀀스들을 허용하지 않는다. 테스트 스트립들과 유사한 테스트 요소들은 공지되어 있고, 이는 건조된 형태로 시약들을 제공할 뿐만 아니라 전체 혈액으로부터 적혈구들의 분리와 같은 추가의 기능들을 허용한다. 그러나, 그것들은 일반적으로 개별적인 반응 단계들의 시간 순서의 정밀한 제어를 허용하지 않는다. 습식-화학적 임상검사실 시스템들은 이러한 능력들을 제공하지만, 너무 크고, 너무 비싸고, 너무 복잡하여 많은 적용예에 대해 처리할 수 없다.
이들 갭들을 만회하도록, 적어도 하나의 외부에서 제어되는 (즉, 자체적으로 테스트 요소의 외측의 요소를 사용하여) 액체 이송 단계가 그 안에서 행해지는 방식으로 실시되는 테스트 요소들 ("제어 가능한 테스트 요소들") 을 사용하여 작동하는 분석 시스템들은 제안되어 왔다. 외부의 제어는 압력 차이들 (과압력 또는 저압력) 의 적용 또는 힘 작용들의 변경 (예를 들면, 가속력들에 의해 또는 테스트 요소의 자세 변경에 의해 중력의 작용 방향의 변경) 에 기초될 수 있다. 외부의 제어는 회전 속도의 함수로서 회전하는 테스트 요소에 작용하는 원심력들에 의해 수행될 수 있다.
제어 가능한 테스트 요소들을 갖는 분석 시스템들은 공지되어 있고, 전형적으로 치수적으로-안정적인 플라스틱 재료를 포함하는 하우징, 및 일련의 복수의 채널 섹션들 및 그들 사이에 놓인 채널 섹션들과 비교하여 확장된 챔버들을 종종 포함하는, 하우징에 의해 둘러싸이는 샘플 분석 채널을 갖는다. 그 채널 섹션들 및 챔버들을 갖는 샘플 분석 채널의 구조는 플라스틱 파트들의 프로파일링에 의해 규정된다. 이러한 프로파일링은 사출 성형 기술들 또는 핫 스템핑에 의해 생성될 수 있다. 리소그래피 방법들에 의해 발생된 마이크로구조들은 그러나 최근에 점점 더 사용되고 있다.
제어 가능한 테스트 요소들을 갖는 분석 시스템들은 단지 큰 임상검사실 시스템들을 사용하여 수행될 수 있는 테스트들의 소형화를 허용한다. 뿐만 아니라, 그것들은 하나의 샘플로부터 유사한 분석들 및/또는 상이한 샘플들로부터 동일한 분석들의 병렬 프로세싱을 위한 동일한 구조들의 반복된 적용에 의해 절차들의 병렬화를 허용한다. 테스트 요소들이 전형적으로 확립된 제조 방법들을 사용하여 제조될 수 있고 그것들이 또한 측정되고 공지된 분석 방법들을 사용하여 분석될 수 있다는 추가의 이점을 갖는다. 공지된 방법들 및 제품들은 또한 그러한 테스트 요소들의 화학적 및 생화학적 성분들에서 채용될 수 있다.
이들 이점들에도 불구하고, 추가의 개선의 필요성이 존재한다. 특히, 제어 가능한 테스트 요소들을 사용하여 작동하는 분석 시스템들은 여전히 너무 크다. 가능한 가장 컴팩트한 치수들은 많은 의도된 적용예들에 대해 실제적으로 큰 중요성을 갖는다.
미국 특허 출원 US 2009/0191643 A1 은 테스트 요소를 설명하고 그 지원으로 분석물질을 검출하기 위한 방법이 제공된다. 테스트 요소는 본질적으로 디스크-형상이고 플랫형이고, 바람직하게 디스크-형상의 테스트 요소의 평면에 수직한 중앙 축선 주위로 회전될 수 있다. 테스트 요소는 액체 샘플을 적용시키기 위한 샘플 적용 개구, 축선으로부터 떨어진 제 1 단부 및 축선에 가까운 제 2 단부를 갖는 모세관-활성 존, 특히 다공성의, 흡수제 매트릭스, 및 축선으로부터 떨어진 모세관-활성 존의 제 1 단부로 축선에 가까운 구역으로부터 연장되는 샘플 채널을 갖는다.
미국 특허 US 8,759,081 B2 는 테스트 요소를 개시하고, 분석적 시스템 및 유체 샘플들의 광학적 분석을 위한 방법이 제공된다. 테스트 요소는 기질, 및 기질과 커버 층에 의해 둘러싸이는 마이크로 유체 채널 구조를 갖는다. 채널 구조는 주입구 개구를 구비한 측정 챔버를 갖는다. 테스트 요소는 커버 층을 향하는 제 1 레벨, 및 제 1 레벨과 상호 작용하는 제 2 레벨을 가져서 제 1 레벨은 커버 층과 제 2 레벨 사이에 포지션닝된다. 제 1 레벨을 통해 연장되는 측정 챔버의 파트는 혼합 존을 형성하는 제 2 레벨로 부분적으로 연장되는 측정 챔버의 파트를 연결하는 측정 존을 형성한다. 유체 샘플들의 광학적 분석은 커버 층에 평행한 제 1 레벨을 통해 안내되는 광에 의해 실행되어, 광은 광학적 축선을 따라 측정 존을 횡단한다.
미국 특허 US 8,911,684 B2 는 그 안에 수용된 분석물질용의 신체의 유체 샘플을 분석하기 위한 마이크로 유체 요소를 개시하고 마이크로 유체 요소는 기질을 갖는 요소, 기질에 의해 둘러싸이는 채널 구조, 및 커버 층을 제공하고 회전 축선 주위로 회전 가능하다. 마이크로 유체 요소의 채널 구조는 피드 개구를 갖는 피드 채널, 벤틸레이션 개구를 갖는 벤틸레이션 채널, 및 적어도 두개의 시약 챔버들을 포함한다. 시약 챔버들은 유체 교환이 시약 챔버들 사이에서 가능한 방식으로 두개의 연결 채널들을 통해 서로 연결되고, 시약 챔버들 중 하나는 피드 채널로의 유체 연결을 갖는 주입구 개구를 가져서, 액체 샘플은 회전-축선의 원위 시약 챔버 내로 유동할 수 있다. 시약 챔버들 중 적어도 하나는 액체 샘플과 반응하는 시약을 수용한다.
본 발명은 독립항에서 의학 시스템 및 방법을 제공한다. 실시형태들은 종속항에서 주어진다.
여기에서 사용된 카트리지는 또한 프로세싱된 생물학적 샘플 내에서 생물학적 샘플을 프로세싱하기 위한 임의의 테스트 요소를 포함한다. 카트리지는 측정이 생물학적 샘플에서 수행되는 것을 가능하게 하는 구조들 또는 성분들을 포함할 수 있다. 전형적으로 카트리지는 테스트 요소이고 이는 US 특허들 8,114,351 B2 및 US 2009/0191643 A1 에서 규정되고 설명된다. 본원에서 사용된 바와 같은 카트리지는 또한 원심 마이크로 유체 디스크로서 칭해질 수 있고, 또한 "랩-온-어-디스크 (lab-on-a-disc)", 랩-디스크 또는 마이크로 유체 CD 로서 공지되어 있다.
본원에 사용된 바와 같은 생물학적 샘플은 유기체로부터 취해진 샘플로부터 유도되거나, 카피되거나, 복제되거나 또는 재현되는 화학 약품으로서 둘러싸인다. 혈액 샘플은 전체 혈액 또는 혈액 제품인 생물학적 샘플의 예이다. 혈장은 프로세싱된 생물학적 샘플인 것이 고려될 수 있다.
아래에 그리고 청구항들에서 혈액 샘플들 및 제품들에 대한 기준은 그것들이 생물학적 샘플들을 칭하도록 변경될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
하나의 양상에서, 본 발명은 카트리지를 사용하여 혈액 샘플에서 분석 물질의 양을 판별하는 방법을 제공한다. 본원에 사용된 바와 같은 양은 샘플 내에서 측정된 분석 물질의 절대량 (양) 을 칭할 수 있고 그램 또는 몰과 같은 단위들로 주어질 수 있다. 일부 예들에서 분석물질의 절대량은 용매의 양 (중량 또는 체적) 으로 캘리브레이팅될 수 있고 gram/ml 또는 mol/l 와 같은 단위들로 주어진 혈액 샘플에서 분석물질의 농도를 발생시킨다. 그와 같은 용어로서 본 청구항들 및/또는 본 개시에서의 양은 용어 "농도" 로 대체될 수 있다.
카트리지는 회전 축선 주위로 스피닝되도록 작동 가능하다. 카트리지는 혈액 샘플을 수용하기 위한 주입구를 포함한다. 카트리지는 추가로 원심 분리에 의해 소체의 혈액 샘플 성분들로부터 혈장을 분리하기 위한 혈액 분리 챔버를 포함한다. 미국 특허 US 2009/0191643 A1 는 전체 혈액 샘플의 혈구 분획물(주로 적혈구들) 로부터 혈청 또는 혈장을 분리할 수 있는 회전 디스크에서의 마이크로 유체 구조를 예시한다.
카트리지는 추가로 적어도 하나의 시약을 수용하는 프로세싱 챔버를 포함한다. 적어도 하나의 시약은 분석물질과 바인딩되어 적어도 하나의 분석물질-특정 바인딩 파트너 컴플렉스를 형성하도록 작동 가능한 적어도 하나의 특정 바인딩 파트너를 포함한다. 카트리지는 프로세싱 챔버에 혈액 분리 챔버를 연결하는 제 1 밸브 구조를 포함한다. 카트리지는 추가로 분석물질의 양을 측정할 수 있는 측정 구조를 포함한다. 측정 구조는 크로마토그래피 멤브레인을 포함한다. 크로마토그래피 멤브레인은 분석물질 또는 적어도 하나의 분석물질-특정 바인딩 파트너 컴플렉스의 직접적인 또는 간접적인 바인딩을 위해 부동화된 바인딩 파트너를 포함한다. 측정 구조는 추가의 흡수제 구조를 포함한다. 흡수제 구조는 멤브레인보다 회전 축선에 보다 가깝게 존재한다. 흡수제 구조는 크로마토그래피 멤브레인을 가로질러 또는 그를 통해 프로세싱된 유체의 완전한 이송을 지원할 수 있고 또한 세척 버퍼들과 같은 프로세싱된 유체들 및/또는 부가적인 유체들을 바인딩하고, 따라서 그들의 누출 및 이로써 장치 또는 사용자의 오염을 회피함으로써 폐기물-플리스로서 역할을 할 수 있다.
카트리지는 추가로 측정 구조에 프로세싱 챔버를 연결하는 제 2 밸브 구조를 포함한다. 카트리지는 추가로 세척 버퍼로 충전되는 유체 챔버를 포함한다. 유체 챔버는 측정 구조에 유체 연결된다. 시일은 유체 챔버 내에 세척 버퍼를 유지한다.
방법은 주입구 내에 혈액 샘플을 위치시키는 단계를 포함한다. 방법은 추가로 회전 축선 주위의 카트리지를 회전시켜서 혈액 분리 챔버 내에 혈액 샘플을 이송하는 단계를 포함한다. 방법은 추가로 회전 추선 주위의 카트리지의 회전을 제어하여 원심 분리에 의해 소체의 혈액 샘플 성분들로부터 혈장을 분리하는 단계를 포함한다. 방법은 추가로 제 1 밸브 구조를 개방하고 회전 축선 주위의 카트리지를 회전시켜 혈액 분리 챔버로부터 프로세싱 챔버로 혈장의 규정된 분량을 이송하는 단계를 포함한다. 상이한 예들에서 밸브 구조는 상이한 형태들을 취할 수 있다. 하나의 예에서 제 1 밸브 구조는 사이펀이다. 이는 개구 밸브 구조를 개방하는 단계가 카트리지의 회전 비율을 감소시는 단계를 포함하여서 유체가 모세관력들에 의해 사이펀으로 진입하고 그를 통해 통과할 수 있도록 구성될 수 있다. 다른 예들에서 제 1 밸브 구조는 예를 들면 소수성 밸브, 왁스 밸브, 기계적 밸브 또는 자기적 밸브일 수 있다.
방법은 추가로 프로세싱 챔버에서 혈장의 분량을 유지하는 단계를 포함한다. 혈장은 시약과 혼합되고 적어도 하나의 특정 바인딩 파트너와 조합되어 적어도 하나의 분석물질-특정 바인딩 파트너 컴플렉스를 형성한다.
방법은 추가로 세척 버퍼의 제 1 파트가 측정 구조로 진입하는 것을 가능하게 하도록 시일을 해제하는 단계를 포함한다.
방법은 추가로 제 2 밸브 구조를 개방하여 측정 구조로 적어도 하나의 분석물질-특정 바인딩 파트너 컴플렉스를 전달하고 카트리지의 회전 비율을 제어하여 적어도 하나의 분석물질-특정 바인딩 파트너 컴플렉스가 제 2 밸브 구조를 통해 측정 구조로 유동하는 것을 허용하는 단계를 포함한다. 제 2 밸브 구조가 사이펀이라면 이때 제 2 밸브를 개방하고 회전 비율을 제어하는 프로세스는 동일할 수 있다. 다른 예들에서 제 2 밸브 구조는 제 1 밸브 구조에 대해 설명된 대안적인 밸브 구조들의 하나일 수 있다. 이러한 경우에 제 2 밸브 구조는 일부 예들에서 카트리지의 회전 비율이 제어되기 전에 개방될 수 있다. 다른 예들에서 제 2 밸브 구조를 개방하고 카트리지의 회전 비율을 제어하는 단계는 동시에 수행된다.
방법은 추가로 카트리지의 회전 비율을 제어하여 적어도 하나의 분석물질-특정 바인딩 파트너 컴플렉스가 규정된 속도로 흡수제 구조로 멤브레인을 통해 유동하는 것을 허용하고 적어도 하나의 분석물질-특정 바인딩 파트너 컴플렉스가 부동화된 바인딩 파트너에 바인딩되는 것을 허용하는 단계를 포함한다.
방법은 추가로 카트리지의 회전 비율을 제어하여 세척 버퍼의 제 1 파트가 규정된 속도로 흡수제 구조로 멤브레인을 가로질러 유동하는 것을 허용하는 단계를 포함한다.
방법은 추가로 분석물질의 양을 측정하도록 멤브레인을 사용하여 그리고 광학 측정 시스템을 사용하여 측정을 수행하는 단계를 포함한다.
일부 예들에서, 프로세싱 챔버에 수용된 시약은 건식 화학 제제일 수 있다. 다른 예들에서 시약은 액체의 형태일 수 있다.
일부 예들에서, 시약은 상이한 방식으로 프로세싱 챔버 내에 위치될 수 있다: 프로세싱 챔버의 표면에 코팅되고, 프로세싱 챔버 내에 부가된 비드들의 표면에 코팅되고, 동결 건조물 (lyophilisate)/파우더로서 부가되고, 캡슐들로서 부가되고, 용해 가능한 시약 및/또는 소포들 (vesicles) 을 포함하는 매트릭스 (예를 들면 페이퍼) 로서 부가되는 방식.
크로마토그래피 멤브레인은 모세관-활성 존으로서 칭해질 수 있다. 하나의 실시형태에서, 모세관-활성 존은 다공성의, 흡수제 매트릭스를 포함한다. 본 발명에 따른 테스트 요소의 하나의 실시형태에서, 축선에 가까운 모세관-활성 존의 제 2 단부는 추가의 흡수제 재료 또는 흡수제 구조에 접하여 그것이 모세관-활성 존로부터 액체를 흡수할 수 있다. 모세관-활성 존 및 추가의 흡수제 재료는 이러한 목적을 위해 전형적으로 약간 오버랩된다. 추가의 재료 또는 추가의 흡수제 구조는 한편으로, 모세관-활성 존 및 특히 다공성의, 흡수제 매트릭스의 석션 작용을 지원하는 역할을 하고, 다른 한편으로 모세관-활성 존을 통해 이미 통과한 액체를 위한 유지 존으로서 역할을 한다. 이와 관련하여 추가의 재료는 매트릭스와 상이한 재료들 또는 동일한 재료들로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 매트릭스는 멤브레인일 수 있고 추가의 흡수제 재료는 플리스 또는 페이퍼일 수 있다. 다른 조합들도 물론 동등하게 가능하다.
본 발명에 따른 테스트 요소는 하나의 실시형태에서 샘플 채널이 상이한 기능들에 대한 및/또는 상이한 치수들의 존들을 수용하는 것을 특징으로 한다. 예를 들면, 샘플 채널은 샘플에서 현탁될 수 있거나 또는 샘플에서 용해 가능한 시약들을 수용하는 존을 포함할 수 있다. 이들 시약들은 채널 내로 또는 채널을 통해 유동할 때에 액체 샘플에서 현탁되거나 또는 용해될 수 있고, 샘플에서 분석물질과 또는 다른 샘플 성분들과 반응할 수 있다.
샘플 채널에서 상이한 존들은 또한 모세관 활성을 갖는 존들이 존재하고 모세관 활성을 갖지 않는 존들이 존재한다는 점에서 상이할 수 있다. 또한, 높은 친수성을 갖는 존들 및 낮은 친수성을 갖는 존들이 존재할 수 있다. 개별적인 존들은 서로 준시임리스형으로 합병되거나 또는 소정 배리어들, 예를 들면 밸브들 및 특히 비폐쇄형 밸브들, 예를 들면 지오메트리 밸브들, 사이펀들 또는 소수성 배리어들에 의해 서로부터 분리될 수 있다.
테스트 요소는 분석물질 바인딩 파트너 (분석물질이 항체라면 항원 또는 합텐, 또는 분석물질이 항원 또는 합텐이라면 분석물질을 바인딩할 수 있는 전형적으로 항체 또는 면역학적으로 활성 항체 단편) 및 시각적, 광학적 또는 전기화학적 수단에 의해 직접적으로 또는 간접적으로 검출될 수 있는 라벨의 결합체 (conjugate) 를 수용하는 시약 존을 포함할 수 있고, 결합체는 액체 샘플에 의해 용해될 수 있다. 적절한 라벨들은 예를 들면, 효소들, 형광성 라벨들, 화학 발광 라벨들, 전기화학적으로 활성 그룹들 또는 소위 직접적인 라벨들, 예를 들면 금속 또는 탄소 라벨들 또는 착색된 라텍스들이다. 이러한 존은 또한 결합체 존으로 칭해질 수 있다.
결합체 존은 또한 샘플 적용 존으로서 역할을 할 수 있거나 또는 별개의 샘플 적용 존은 테스트 요소에 위치될 수 있다. 결합체 존은 상기 설명된 분석물질 바인딩 파트너 및 라벨의 결합체 뿐만 아니라, 또한 제 2 분석물질 바인딩 파트너의 부가적인 결합체 (이는 분석물질을 바인딩할 수 있는 차례로 전형적으로 항체 또는 면역학적으로 활성 항체 단편) 및 바인딩 쌍에서 그자체적으로 파트너인 태깅 물질을 수용할 수 있다. 태깅 물질은 예를 들면 바이오틴 또는 디곡시게닌 (digoxigenin) 일 수 있고 검출 및/또는 제어 존에서 라벨링된 결합체, 분석물질 및 태깅된 결합체로 이루어지는 샌드위치 컴플렉스를 부동화하는 데 사용될 수 있다.
테스트 요소는 분석물질 또는 분석물질을 수용하는 컴플렉스들을 위한 영구적으로 부동화된 바인딩 파트너 (즉, 액체 샘플에 의해 분리될 수 없는 것) 을 수용하는 검출 존을 부가적으로 포함할 수 있다. 부동화된 바인딩 파트너는 분석물질을 바인딩할 수 있는 차례로 전형적으로 항체 또는 면역학적으로 활성 항체 단편 또는 항원 또는 (폴리)합텐이다. 예를 들면 분석물질 바인딩 파트너와 함께 바이오틴 또는 디곡시게닌을 포함하는 상기 언급된 태깅된 결합체들의 하나가 사용된다면, 부동화된 바인딩 파트너는 또한 스트렙타아비딘 또는 폴리스트렙타아비딘 및 안티-디곡시게닌 항체일 수 있다.
마지막으로, 또한 예를 들면 분석물질 유사물로서 작용하고 라벨링된 결합체로부터 분석물질 바인딩 파트너를 바인딩할 수 있는 부동화된 폴리합텐의 형태의 라벨 및 분석물질 바인딩 파트너의 결합체를 위해 영구적으로 부동화된 바인딩 파트너를 수용하는 테스트 요소에 그리고 테스트 요소 상에 제어 존이 존재할 수 있다. 본 발명은 제어 존이 부가적으로 분석물질 또는 분석물질을 수용하는 컴플렉스들을 위한 하나 이상의 영구적으로 부동화된 바인딩 파트너(들) 을 포함할 수 있다는 것이 중요하다. 분석물질의 바인딩 파트너들은 검출 존의 부동화된 바인딩 파트너들과 연결되어 상기 설명된 동일한 화합물들로부터 선택될 수 있다. 검출 존 및 제어 존에서 이들 부동화된 바인딩 파트너들은 전형적으로 동일하다. 그러나, 그것들은 또한 예를 들면 바이오틴-태깅된 결합체 (따라서, 예를 들면, 폴리스트렙타아비딘) 을 위한 바인딩 파트너가 검출 존에서 부동화되고 안티-분석물질 항체가 폴리합텐 뿐만 아니라 제어 존에서 부동화된다는 점에서 상이할 수 있다. 후자의 경우에서 제어 존에서 부가적으로 부동화된 안티-분석물질 항체는 (또 다른) 독립된 에피토프 및 따라서 결합체 항체들 (바이오틴-태깅된 결합체 및 라벨링된 결합체) 에 의해 인식되지 않은 것에 대해 지향되어야 한다.
모세관-활성 존은 전형적으로 다공성의, 흡수제 매트릭스이고 특히 페이퍼, 멤브레인, 마이크로-구조형 폴리머 구조 (예를 들면 마이크로-구조형 필라들을 포함함) 또는 플리스일 수 있다.
모세관-활성 존 및 특히 다공성의, 흡수제 매트릭스는 부동화된 시약들을 수용하는 하나 이상의 존들을 포함할 수 있다.
특정 바인딩 시약들, 예를 들면 특정 바인딩 파트너들, 예를 들면 항원들, 항체들, (폴리) 합텐들, 스트렙타아비딘, 폴리스트렙타아비딘, 리간드들, 수용기들, 핵산 스트랜드들 (포획 프로브들) 은 전형적으로 모세관-활성 존 및 특히 다공성의, 흡수제 매트릭스에서 부동화된다. 그것들은 특히 포획 분석물질 또는 분석물질로부터 유도되거나 또는 모세관-활성 존을 통해 유동되는 샘플로부터의 분석 물질과 관련된 종을 포획하는 데 사용된다. 이들 바인딩 파트너들은 라인들, 포인트들, 패턴들의 형태로 모세관-활성 존의 재료에 또는 재료 상에 부동화되어 존재할 수 있거나 또는 그것들은 모세관-활성 존에, 예를 들면 소위 비드들에 의해 간접적으로 바인딩될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 면역어세이들의 경우에 분석물질에 대해 하나의 항체는 이때 샘플로부터 분석물질 (이러한 경우에 항원 또는 합텐) 을 포획하고 또한 예를 들면, 흡수제 매트릭스와 같은 모세관-활성 존에서 그것을 부동화하는 다공성의, 흡수제 매트릭스에서 또는 모세관-활성 존의 표면에서 부동화되어 존재할 수 있다. 이러한 경우에 분석물질은 예를 들면 추가로 반응들에 의해, 예를 들면 라벨링된 바인딩 가능한 파트너와 그것을 부가적으로 접촉시킴으로써 시각적으로, 광학적으로 또는 형광성-광학적으로 검출될 수 있는 라벨에 의해 검출 가능하게 될 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 카트리지는 추가로 분량 분취 챔버를 포함한다. 카트리지는 추가로 분량 분취 챔버와 유체 챔버를 연결하는 유체 덕트를 포함한다. 카트리지는 추가로 계량 챔버를 포함한다. 카트리지는 분량 분취 챔버와 계량 챔버를 유체 연결하는 연결 덕트를 포함한다. 측정 구조는 제 3 밸브 구조를 통해 계량 챔버에 연결된다. 유체 요소들은 제 1 및 제 2 밸브 구조들에 대해 식별된 임의의 대안적인 형태들을 가질 수 있다. 카트리지는 추가로 계량 챔버에 연결된 벤트를 포함한다. 벤트는 계량 챔버보다 회전 축선에 보다 가깝다.
시일을 해제하는 단계는 세척 버퍼가 분량 분취 챔버로 진입하는 것을 가능하게 한다. 방법은 추가로 카트리지의 회전 비율을 제어하여 분량 분취 챔버에서 세척 버퍼가 연결 덕트로 전달되고 첫번째로 계량 챔버를 충전하는 것을 가능하게 하는 단계를 포함한다. 방법은 추가로 카트리지의 회전 비율을 제어하여 세척 버퍼의 제 1 파트를 계량 챔버로부터 밸브를 통해 측정 구조 내로 전달하고 제 1 남은 파트를 분량 분취 챔버 내로 다시 전달하는 단계를 포함한다.
방법은 추가로 카트리지의 회전 비율을 제어하여 분량 분취 챔버에서 세척 버퍼가 연결 덕트 내로 전달되고 두번째로 계량 챔버를 충전하는 것을 허용하는 단계를 포함한다. 방법은 추가로 카트리지의 회전 비율을 제어하여 계량 챔버로부터 밸브를 통해 측정 구조 내로 세척 버퍼의 제 2 파트를 전달하고 분량 분취 챔버 내로 남은 제 2 파트를 다시 전달하는 단계를 포함한다. 방법은 추가로 카트리지의 회전 비율을 제어하여 세척 버퍼의 제 2 파트가 흡수제 구조로 멤브레인을 가로질러 유동하는 것을 허용하는 단계를 포함한다. 상기 설명된 구조의 사용은 그것이 차후의 세척 단계들에서 사용될 세척 버퍼의 정확하게 계량된 양들을 제공할 수 있기 때문에 유리할 수 있다. 이는 또한 세척 버퍼를 사용하는 복수의 단계들을 갖도록 피펫팅 시스템 또는 다른 수단을 사용하여 카트리지에 유체를 부가하는 것이 필수적이지 않기 때문에 유리할 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 프로세싱 챔버는 검출 가능한 라벨을 갖는 분석물질의 제 1 특정 바인딩 파트너 및 포획 라벨을 갖는 제 2 특정 바인딩 파트너를 수용한다. 이들 양쪽은 분석물질과 안에서 바인딩 컴플렉스를 형성한다. 이는 제 1 특정 바인딩 파트너, 제 2 특정 바인딩 파트너 및 분석물질로 이루어질 수 있다. 이는 부가적으로 제 2 특정 바인딩 파트너의 포획 라벨에 특정된 부동화된 바인딩 파트너 내에서 측정 구조를 제공할 수 있다.
또 다른 실시형태에서 검출은 형광성에 기초된다.
또 다른 실시형태에서 라벨은 파티클에 기초된 형광성 라벨이다.
또 다른 실시형태에서 측정 구조는 광학적 캘리브레이션 존을 수용한다. 광학적 캘리브레이션 존은 예를 들면 부동화된 라벨의 규정된 양을 수용하는 측정 구조에서의 영역일 수 있고 장치의 광학부가 충분히 그것을 캘리브레이팅하도록 적절히 기능하는 지의 여부를 체킹하는 수단을 제공한다. 다른 실시형태들에서, 광학적 캘리브레이션 존은 테스트 요소에서 상이한 위치들에 위치된다.
또 다른 실시형태에서 측정 구조는 시약 및 유동 제어 존을 수용한다. 이는 카트리지가 시약들 및 면역크로마토그래피의 관점에서 적절히 기능하는 지를 체킹하는 수단을 제공할 수 있다. 예를 들면 두개의 상이한 제어 존들에 대해 광학 측정이 행해질 때에 복사 또는 여기 소스의 강도를 보정하기 위한 장치 제어 존으로서 시약/유동-제어 및 광학적 캘리브레이션 존이 존재할 수 있다.
또 다른 실시형태에서 측정은 심장 트로포닌의 농도의 측정이다.
또 다른 실시형태에서 적어도 하나의 시약의 각각은 건식이다. 건식 시약들의 사용은 그것들이 안정적인 방식으로 테스트 요소에서 직접 저장될 수 있고 긴 시간 기간 동안 저장 후에 정확한 결과들을 제공하기 때문에 유리할 수 있다.
또 다른 실시형태에서 적어도 하나의 시약의 각각은 건식-화학 제제로 제공된다. 건식 시약들의 사용은 안정적인 방식으로 테스트 요소에 직접 저장될 수 있고 긴 시간 기간 동안의 저장 후에조차도 정확한 결과들을 제공하기 때문에 유리하다.
또 다른 양상에서 본 발명은 카트리지를 사용하여 혈액 샘플에서 분석 물질의 양을 판별하기 위한 의학 시스템을 제공한다. 의학 시스템은 카트리지를 포함한다. 카트리지는 회전 축선 주위로 스피닝되도록 작동 가능하다. 카트리지는 혈액 샘플을 수용하기 위한 주입구를 포함한다. 카트리지는 추가로 원심 분리에 의해 소체의 혈액 샘플로부터 혈장을 분리하기 위한 혈액 분리 챔버를 포함한다. 혈액 분리 챔버는 주입구에 유체 연결된다. 카트리지는 추가로 적어도 하나의 시약으르 수용하는 프로세싱 챔버를 포함한다. 적어도 하나의 시약은 분석물질과 바인딩되어 적어도 하나의 분석물질-특정 바인딩 파트너 컴플렉스를 형성하도록 작동 가능한 적어도 하나의 특정 바인딩 파트너를 포함한다. 카트리지는 추가로 프로세싱 챔버에 혈액 분리 챔버를 연결하는 제 1 밸브 구조를 포함한다. 카트리지는 추가로 분석물질의 양의 측정을 가능하게 하기 위한 측정 구조를 포함한다.
측정 구조는 크로마토그래피 멤브레인을 포함한다. 크로마토그래피 멤브레인은 분석물질 또는 적어도 하나의 분석물질-특정 바인딩 파트너 컴플렉스의 직접적인 또는 간접적인 바인딩을 위한 부동화된 바인딩 파트너를 포함한다. 측정 구조는 추가로 흡수제 구조를 포함한다. 흡수제 구조는 멤브레인보다 회전 축선에 보다 가깝다. 카트리지는 추가로 측정 구조에 프로세싱 챔버를 연결하는 제 2 밸브 구조를 포함한다. 카트리지는 추가로 세척 버퍼로 충전된 유체 챔버를 포함한다. 유체 챔버는 측정 구조에 유체 연결된다. 시일은 유체 챔버 내에서 세척 버퍼를 유지한다.
카트리지는 추가로 분량 분취 챔버를 포함한다. 카트리지는 추가로 분량 분취 챔버와 유체 챔버를 연결하는 유체 덕트를 포함한다. 카트리지는 추가로 계량 챔버를 포함한다. 카트리지는 추가로 분량 분취 챔버와 계량 챔버를 유체 연결하는 연결 덕트를 연결한다. 측정 구조는 제 3 밸브 구조를 통해 계량 챔버에 연결된다. 카트리지는 추가로 계량 챔버에 연결되는 벤트를 포함한다. 벤트는 계량 챔버보다 회전 축선에 보다 가깝다.
또 다른 양상에서, 계량 챔버는 측벽들 및 중앙 영역을 갖는다. 측벽들은 중앙 영역으로부터 멀리 테이퍼진다. 계량 챔버의 측벽들 옆에 모세관 작용은 계량 챔버의 중앙 영역에서보다 더 크다. 이는 계량 챔버 내에 버블들의 발생 기회가 감소함으로써 계량 챔버의 충전을 용이하게 할 수 있다. 이는 계량 챔버로부터 분배된 유체의 보다 정확한 계량을 할 수 있게 한다.
또 다른 실시형태에서, 계량 챔버는 모세관 작용을 사용하여 유체가 계량 챔버를 충전하게 하도록 작동 가능하다. 연결 덕트는 분량 분취 챔버에서 덕트 진입구를 포함한다. 연결 덕트는 추가로 계량 챔버에서 덕트 출구를 포함한다. 덕트 출구는 덕트 진입구보다 회전 축선에 보다 가깝다. 연결 덕트는 모세관 작용을 사용하여 유체가 계량 챔버로 유동하게 하도록 작동 가능하다. 이러한 실시형태는 정확하게 계량된 유체 당 복수의 분량 분취화들을 제공하는 정확한 방식을 제공할 수 있기 때문에 유리할 수 있다.
또 다른 실시형태에서 연결 덕트는 분량 분취 챔버에서 덕트 진입구를 포함한다. 연결 덕트는 추가로 계량 챔버에서 덕트 출구를 포함한다. 회전 축선 주위로 원호는 양쪽 덕트 진입구 및 덕트 출구를 통해 통과한다. 이러한 실시형태는 정확하게 계량된 버퍼 유체의 복수의 체적들을 제공하는 매우 효과적인 수단을 제공할 수 있기 때문에 유리할 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 카트리지는 추가로 혈액 분리 챔버에 연결된 오버플로우 챔버를 포함한다. 오버플로우 챔버는 개구를 포함한다. 제 1 사이펀은 혈액 분리 챔버에서 사이펀 진입구를 포함한다. 제 1 사이펀은 프로세싱 챔버에서 사이펀 출구를 포함한다. 개구는 사이펀 출구보다 회전 축선에 보다 가깝다. 사이펀 진입구는 사이펀 출구보다 회전 축선에 더 가까울 수 있다. 이러한 실시형태는 혈액 분리 챔버로부터 모든 유체가 프로세싱 챔버로 전달된다는 이점을 가질 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 카트리지는 추가로 혈액 분리 챔버에 연결된 오버플로우 챔버를 포함한다. 오버플로우 챔버는 개구를 포함한다. 제 1 사이펀은 혈액 분리 챔버에서 사이펀 진입구를 포함한다. 제 1 사이펀은 프로세싱 챔버에서 사이펀 출구를 포함한다. 개구는 사이펀 출구보다 회전 축선에 보다 가깝다. 사이펀 출구는 사이펀 진입구보다 회전 축선에 더 가까울 수 있다. 이러한 실시형태는 혈액 분리 챔버로부터 모든 유체가 프로세싱 챔버로 전달되지 않는다는 이점을 가질 수 있다. 이는 프로세싱 챔버로 전달되는 혈장에서 지방성 재료들의 양을 감소시킬 수 있다. 이는 사이펀들이 상이한 위치에 존재하는 경우에 수행될 수 있는 것보다 더 높은 품질의 분석을 행할 수 있게 한다.
또 다른 실시형태에서 제 1 사이펀은 회전 축선에 가깝게 존재하는 가장 가까운 위치를 포함한다. 회전 축선에 대한 제 1 사이펀의 거리는 사이펀 진입구와 가장 가까운 위치 사이에서 단조적으로 변경된다. 회전 축선에 대한 제 1 사이펀의 거리는 사이펀 출구와 가장 가까운 위치 사이에 단조적으로 변경된다.
또 다른 실시형태에서 프로세싱 챔버는 적어도 두개의 서브-프로세싱 챔버들을 포함한다. 적어도 두개의 서브-프로세싱 챔버들의 각각은 중간 밸브 구조에 의해 유체 연결된다. 중간 밸브 구조는 제 1 또는 제 2 밸브 구조에 대해 논의되는 임의의 대안적인 밸브 구조 타입들일 수 있다. 프로세싱 챔버는 두개 이상의 시약들을 수용한다. 적어도 두개의 서브-프로세싱 챔버들의 각각은 두개 이상의 시약들의 분량을 수용한다. 두개 이상의 시약들은 각각의 두개의 서브-프로세싱 챔버들 내에서 구별되는 시약 영역들로 분할될 수 있거나 또는 양쪽 서브-프로세싱 챔버들 내에 두개 이상의 시약들의 혼합물이 존재할 수 있다. 이러한 실시형태는 혈장이 순차적인 순서로 상이한 시약들에 의해 프로세싱되는 것을 가능하게 하기 때문에 유리할 수 있다. 이는 보다 복잡한 테스트들이 카트리지에 의해 수행되는 것을 가능하게 할 수 있다. 상이한 시약들을 저장하기 위한 두개 이상의 서브-프로세싱 챔버들의 사용은 상이한 서브-프로세싱 챔버들로 상이한 시약들의 공간적인 분열에 의해 시약들 사이에서 의도치않은 반응이 방지될 수 있기 때문에 시약들이 서로와 반응하는 카트리지에 저장되어야하는 경우에 유리할 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 의학 시스템은 추가로 회전 축선 주위의 카트리지의 회전을 제어하기 위한 카트리지 스피너를 포함한다.
또 다른 실시형태에서, 의학 시스템은 기계-실행 가능한 지시들을 저장하기 위한 메모리 및 의학 시스템을 제어하기 위한 프로세서를 포함한다. 기계-실행 가능한 지시들의 실행은 프로세서가 카트리지 스피너를 제어함으로써 회전 축선 주위의 카트리지를 회전시켜 혈액 분리 챔버 내로 혈액 샘플을 이송하게 한다. 기계-실행 가능한 지시들의 실행은 추가로 프로세서가 카트리지 스피너를 제어함으로써 회전 축선 주위의 카트리지의 회전을 제어하여 원심 분리에 의해 소체의 혈액 샘플 성분들로부터 혈장을 분리하게 한다. 기계-실행 가능한 지시들의 실행은 추가로 프로세서가 카트리지 스피너를 제어함으로써 제 1 밸브 구조를 개방시키고 회전 축선 주위의 카트리지를 회전시켜서 혈액 분리 챔버로부터 프로세싱 챔버로 혈장의 규정된 분량을 이송하게 한다. 제 1 밸브 구조가 사이펀인 경우에 이때 카트리지 개방 및 회전 양쪽이 카트리지 스피너를 제어함으로써 수행될 수 있다. 제 1 밸브 구조가 왁스 또는 기계적 밸브와 같은 또 다른 종류의 밸브 또는 기계적 밸브라면 이때 밸브 개방 메카니즘은 이를 달성하도록 프로세서에 의해 제어될 수 있다. 이는 또한 본원에 언급된 임의의 다른 밸브 구조들에 적용된다.
기계-실행 가능한 지시들의 실행은 추가로 프로세서가 프로세싱 챔버에서 혈장의 분량을 유지하게 한다. 이는 카트리지 스피너를 제어함으로써 달성될 수 있다. 혈장은 시약과 혼합되고 적어도 하나의 특정 바인딩 파트너와 조합되어 적어도 하나의 분석물질-특정 바인딩 파트너 컴플렉스를 형성한다. 기계-실행 가능한 지시들의 실행은 추가로 세척 버퍼의 제 1 파트가 측정 구조로 진입할 수 있게 하도록 프로세서가 시일을 해제하는 단계를 포함한다. 이는 예를 들면 시일을 개방하는 것과 같은 카트리지를 액츄에이팅하는 기구 또는 메카니즘인 시일 오프너를 제어하는 프로세서에 의해 수행될 수 있다.
기계-실행 가능한 지시들의 수행은 추가로 프로세서가 제 2 밸브 구조를 개방하여 측정 구조로 적어도 하나의 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스를 전달하고, 카트리지의 회전 중량을 제어하여 적어도 하나의 분석물질-특정 바인딩 파트너 컴플렉스가 제 2 밸브 구조를 통해 측정 구조로 유동하는 것을 허용하도록 한다. 이는 예를 들면 카트리지 스피너에 의해 카트리지의 회전 비율을 제어함으로써 달성될 수 있다. 기계-실행 가능한 지시들의 실행은 추가로 프로세서가 카트리지 스피너를 제어함으로써 카트리지의 회전 비율을 제어하여 적어도 하나의 분석물질-특정 바인딩 파트너 컴플렉스가 규정된 속도로 흡수제 구조로 멤브레인을 가로질러 유동하는 것을 허용하고 적어도 하나의 분석물질-특정 바인딩 파트너 컴플렉스가 움직이는 바인딩 파트너에 바인딩되는 것을 허용하도록 한다. 이러한 단계는 또한 프로세서에 의해 카트리지 스피너로 카트리지의 회전 비율을 제어함으로써 달성될 수 있다.
기계-실행 가능한 지시들의 실행은 추가로 프로세서가 카트리지의 회전 비율을 제어하여 세척 버퍼의 제 1 파트가 규정된 속도로 흡수제 구조로 멤브레인을 가로질러 유동하는 것을 허용한다. 카트리지의 회전 비율은 카트리지 스피너를 사용하여 제어될 수 있다. 기계-실행 가능한 지시들의 실행은 추가로 프로세서가 분석물질 양자화를 위해 광학 측정 시스템 및 멤브레인을 사용하여 측정을 수행하게 한다.
또 다른 실시형태에서, 의학 시스템은 추가로 시일 오프너를 포함한다. 예를 들면, 프로세서는 시일 오프너를 자동적으로 제어할 수 있다. 기계-실행 가능한 지시들의 실행은, 카트리지의 회전 비율을 감소시켜 분량 분취 챔버에 세척 버퍼를 진입시켜서 연결 덕트 내로 전달하고 첫번째로 계량 챔버를 충전하기 전에, 프로세서가 시일 오프너를 제어하여 시일을 해제하고 따라서 세척 버퍼가 분량 분취 챔버로 진입하는 것을 가능하게 한다.
또 다른 실시형태에서 제 1 밸브 구조는 제 1 사이펀이다.
또 다른 실시형태에서 제 2 밸브 구조는 제 2 사이펀이다.
또 다른 실시형태에서 제 3 밸브 구조는 제 3 사이펀이다.
또 다른 실시형태에서, 의학 시스템은 추가로 멤브레인을 사용하여 측정을 수행하기 위한 광학 측정 시스템을 포함한다.
또 다른 실시형태에서, 광학 측정 시스템은 형광성에 기초된 검출기이다. 형광성에 기초된 검출기는 예를 들면 분광기 또는 일부 예들에서 모노크로미터일 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 의학 시스템은 추가로 사전 결정된 온도 범위 내에서 카트리지의 온도를 유지하기 위한 온도 컨트롤러를 포함한다. 이는 온도가 정확하게 제어된다면 측정 및 시약들이 제어된 비율로 또는 보다 양호하게 기능할 수 있기 때문에 유리할 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 유체 챔버는 카트리지 내에 수용된다.
또 다른 실시형태에서, 유체 챔버의 시일은 랜싱 구조에 의해 관통될 수 있는 포일이다.
또 다른 실시형태에서, 유체 챔버는 블리스터 팩 또는 블리스터 패키징 내에 존재한다. 블리스터는 눌러지고 압력의 증가는 시일이 유체 리저버에서 유체 배출을 시작하게 한다.
또 다른 실시형태에서, 흡수제 구조는 폐기물 플리스이다.
또 다른 실시형태에서, 유체 챔버는 블리스터 패킷이고 블리스터 패킷은 가요성의 벽을 포함한다. 가요성의 벽의 누름은 시일이 개방되게 한다.
또 다른 실시형태에서, 카트리지는 플라스틱으로부터 몰딩되거나 또는 형성된다. 몰딩된 부분에 부착되는 커버가 존재할 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 혈액 분리 챔버는 또한 소체의 혈액 샘플 성분들으로부터 혈장의 분리의 완료 후에 혈액 샘플의 헤마토크리트 (hematocrit) 를 판별하는 데 사용된다. 하나의 예에서 이는 테스트 요소의 원심 분리 후에 혈액 분리 챔버의 회전 축선에서 떨어진 파트들에서 소체의 혈액 샘플 성분들에 의해 충전된 체적 및 테스트 요소의 원심 분리 후에 혈액 분리 챔버의 회전 축선에 가까운 파트들에서 혈장에 의해 충전된 체적의 광학적 판별에 의해 행해질 수 있다. 이들 두개의 체적들은 혈액 샘플의 헤마토크리트와 관련된 파라미터를 얻도록 서로 관련될 수 있다.
또 다른 예에서, 분석물질 정량화는 임의의 세척 단계들 없이 수행될 수 있다. 따라서 카트리지의 회전 비율을 제어하여 규정된 속도로 흡수제 구조로 크로마토그래피 멤브레인을 가로질러 세척 버퍼의 유동을 제어하는 상세하게 설명된 방법 단계들은 청구항들로부터 삭제될 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 분석물질 정량화를 위한 예비 값은 세척 버퍼에 의해 멤브레인을 세척하기 전에 프로세싱된 샘플의 크로마토그래피 후에 광학 측정을 수행함으로써 생성된다. 이는 샘플 내에 높은 분석물질 농도를 나타낼 수 있고 높은 분석물질 양 또는 농도의 경우에 사용자에게 조기에 경고를 보내는 것을 허용한다.
또 다른 예에서, 분석물질 정량화는 샘플로서 혈청, 혈장 또는 소변을 사용함으로써 수행된다.
상이한 면역어세이 포맷들에 관해 또한 US 2009/0191643 이 보다 상세하게 참조될 수 있다.
본 발명의 상기 언급된 실시형태들 및/또는 예들의 하나 이상은 조합된 실시형태들이 상호 배제되지 않는 한 조합될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
또한 기계 실행 가능한 지시들에 응하여 프로세서에 의해 수행된 작용들 및/또는 방법 단계들은 재배열이 작용들 또는 방법 단계들의 자체적으로 모순된 순서로 되지 않는 한 상이한 순서들로 수행될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 특히, 제 2 밸브 구조를 개방하여 적어도 하나의 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스를 측정 구조로 전달하고 카트리지의 회전 비율을 제어하여 적어도 하나의 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스가 제 2 밸브 구조를 통해 측정 구조로 유동하는 것을 허용하고, 카트리지의 회전 비율을 제어하여 적어도 하나의 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스가 규정된 속도로 흡수제 구조로 멤브레인을 가로질러 유동하는 것을 허용하고 적어도 하나의 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스가 부동화된 바인딩 파트너에 바인딩되는 것을 허용하는 단계들 (및 프로세서에 의해 수행되는 동등한 작용들) 은; 시일을 해제하여 세척 버퍼의 제 1 파트가 측정 구조로 진입하는 것을 허용하는 단계 전에 수행될 수 있다.
또한 기계 실행 가능한 지시들에 응하여 프로세서에 의해 수행되는 작용들 및/또는 방법 단계들은 상기 설명된 바와 같고 청구항들에서 규정된 바와 같은 특정한 순서에 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다.
다음에서 본 발명의 실시형태들은 도면들을 참조하여 단지 예로써 보다 상세하게 설명된다.
도 1 은 카트리지의 예를 예시하고;
도 2 는 도 1 의 카트리지의 추가의 도면을 도시하고;
도 3 은 도 1 의 카트리지의 추가의 도면을 도시하고;
도 4 는 도 3 에 예시된 구성 요소들에 대한 대안예를 도시하고;
도 5 는 도 1 에 예시된 프로세싱 챔버에 대한 대안예를 도시하고;
도 6 은 정량적 분석물질이 카트리지를 사용하여 판별될 수 있는 방법의 원리를 예시하는 상징도를 예시하고;
도 7 은 자동 분석기의 예를 예시하고;
도 8 은 도 7 의 자동 분석기를 작동하는 방법을 예시하는 유동 차트를 도시하고;
도 9a, 도 9b 및 도 9c 는 도 1 의 카트리지를 사용하여 혈액 샘플에서 분석물질의 양을 판별하는 방법을 그래프식으로 예시하고;
도 10 은 유체의 복수의 분량 분취들을 수행하기 위한 계량 구조를 예시하고;
도 11 은 계량 챔버의 횡단면도를 예시하고;
도 12 는 도 10 의 계량 구조를 사용하여 유체의 분배를 수행하는 방법의 일부를 예시하고;
도 13 은 추가로 도 10 의 계량 구조를 사용하여 유체의 분배를 수행하는 방법의 일부를 예시하고;
도 14 는 추가로 도 10 의 계량 구조를 사용하여 유체의 분배를 수행하는 방법의 일부를 예시하고;
도 15 는 추가로 도 10 의 계량 구조를 사용하여 유체의 분배를 수행하는 방법의 일부를 예시하고;
도 16 은 추가로 도 10 의 계량 구조를 사용하여 유체의 분배를 수행하는 방법의 일부를 예시하고;
도 17 은 추가로 도 10 의 계량 구조를 사용하여 유체의 분배를 수행하는 방법의 일부를 예시하고;
도 18 은 추가로 도 10 의 계량 구조를 사용하여 유체의 분배를 수행하는 방법의 일부를 예시하고;
도 19 는 유체의 복수의 분량 분취들을 수행하기 위한 대안적인 계량 구조를 예시하고;
도 20 은 도 19 의 계량 구조를 사용하여 유체의 분배를 수행하기 위한 방법의 일부를 예시하고;
도 21 은 추가로 도 19 의 계량 구조를 사용하여 유체의 분배를 수행하는 방법의 일부를 예시하고;
도 22 는 추가로 도 19 의 계량 구조를 사용하여 유체의 분배를 수행하는 방법의 일부를 예시하고;
도 23 은 추가로 도 19 의 계량 구조를 사용하여 유체의 분배를 수행하는 방법의 일부를 예시하고;
도 24 는 추가로 도 19 의 계량 구조를 사용하여 유체의 분배를 수행하는 방법의 일부를 예시하고;
도 25 는 추가로 도 19 의 계량 구조를 사용하여 유체의 분배를 수행하는 방법의 일부를 예시하고;
도 26 은 추가로 도 19 의 계량 구조를 사용하여 유체의 분배를 수행하는 방법의 일부를 예시한다;
이들 도면들에서 유사한 도면 부호의 요소들은 등가의 요소들이거나 동등한 기능을 수행한다. 이전에 논의된 요소들은 기능이 동등하다면 추후의 도면에 논의될 필요가 없을 것이다.
도 1 및 도 2 는 카트리지 (100) 의 예를 도시한다. 도 1 은 카트리지 (100) 의 정면도를 도시한다. 도 2 는 카트리지 (100) 의 후방 측면도를 도시한다. 카트리지는 회전 축선 (102) 주위로 회전하게 되어 있다. 카트리지 (100) 는 대부분 플랫형이고 회전 축선 (102) 에 수직한 외부 에지를 갖는다. 외부 에지 (104) 는 특정한 반경보다 작고 형상이 대부분 원형이다. 도 1 및 도 2 에 도시된 실시형태에서 또한 외부 에지의 몇개의 선택적 플랫형의 부분들 (106) 이 존재한다. 이들은 카트리지 (100) 를 그립핑하거나 또는 저장하는 데 지원할 수 있다. 대안적인 실시형태들에서 그러한 플랫형의 부분들이 생략되고 카트리지의 전체 외부 에지는 형상이 대부분 원형이다. 카트리지 (100) 는 예를 들면 몰딩된 플라스틱으로부터 제조될 수 있다. 도 1 에 도시된 구조의 표면에 위치되는 커버가 존재할 수 있다. 커버는 카트리지 (100) 내의 마이크로 유체 구조의 도면을 지원하도록 도시 생략된다.
카트리지 (100) 는 혈액 샘플이 카트리지 (100) 내에 부가되거나 피펫팅될 수 있는 혈액 주입구 (108) 를 갖는 바와 같이 도시된다. 혈액 주입구 (108) 는 예를 들면 혈액 샘플의 체적을 저장하기 위한 저장부 챔버 (110) 를 포함할 수 있다. 저장부 챔버 (110) 는 벤트 (114) 를 구비한 확장 챔버 (112) 를 갖는 바와 같이 도시된다. 다양한 마이크로 유체 구조들은 또한 확장 챔버들 (112) 및 벤트들 (114) 을 갖는 바와 같이 도시될 수 있다. 또한 페일세이프 표시기들 (116) 이 존재할 수 있고 상기 페일세이프 표시기들은 마이크로 유체 구조가 유체 또는 샘플의 충분한 양을 수용한 것을 나타내는 유체로 충전된 마이크로 유체 구조의 영역들이다. 이들은 예를 들면 카트리지 (100) 의 사용 중에 광학적으로 체킹될 수 있다. 이들은 일부 경우들에서 라벨링되지만 본원에 논의되지 않는다. 혈액 주입구 (108) 는 혈액 분리 챔버 (118) 에 유체 연결되는 바와 같이 도시된다. 혈액 분리 챔버 (118) 는 혈액 샘플에서 소체의 혈액 샘플 성분들 (혈구들) 로부터 혈장을 분리하는 데 사용된다. 혈액 분리 챔버 (118) 는 또한 혈액 샘플로부터 과잉의 혈장을 수용하는 오버플로우 챔버 (120) 에 연결되는 바와 같이 도시된다. 혈액 분리 챔버 (118) 의 기능은 아래에 보다 상세하게 설명될 것이다. 혈액 분리 챔버 (118) 는 제 1 밸브 구조 (122) 를 통해 프로세싱 챔버 (124) 에 연결된다.
이러한 예에서 제 1 밸브 구조 (122) 는 사이펀이다. 그러나 그것은 기계적, 자기적, 또는 열적으로 활성화된 밸브와 같은 다른 구조들을 포함할 수 있다. 프로세싱 챔버 (124) 는 건식 시약을 저장하기 위해 사용될 수 있는 몇개의 표면들 (126) 을 포함하는 바와 같이 도시된다. 다른 예들에서 혈장 샘플과 혼합될 수 있는 액체 또는 다른 타입들의 시약의 양들이 존재할 수 있다. 프로세싱 챔버 (124) 는 제 2 밸브 구조 (128) 를 통해 측정 구조 (130) 에 연결되는 바와 같이 도시된다. 이러한 예에서 제 2 밸브 구조 (128) 는 사이펀이다. 제 2 밸브 구조 (128) 는 제 1 밸브 구조 (122) 가 또한 취할 수 있는 임의의 형태들을 취할 수 있다. 이러한 예에서 프로세싱 챔버 (124) 는 단일한 챔버로서 도시된다. 또 다른 예에서 프로세싱 챔버 (124) 는 혈장 샘플이 연속적으로 상이한 시약들에 의해 프로세싱될 수 있도록 몇개의 서브-챔버들을 포함할 수 있다. 측정 구조 (130) 는 크로마토그래피 멤브레인 (134) 을 포함하는 바와 같이 도시되고, 폐기물 플리스로서 역할을 하는 부가적인 흡수제 구조 (132) 는 크로마토그래피 멤브레인의 회전 축선에 더 가까운 단부와 접촉한다. 시약들 및 크로마토그래피 멤브레인 (134) 은 아래에 보다 상세하게 논의된다.
시약에 의해 처리된 후에 혈장 샘플은 크로마토그래피 멤브레인 (134) 을 가로질러 빨려나가거나 (wicked) 또는 이송될 수 있다. 그 전 및/또는 그 후에 세척 버퍼는 크로마토그래피 멤브레인 (134) 을 재준비 (prime) 하거나 또는 세척하는 데 사용될 수 있다. 도 1 및 도 2 에 도시된 카트리지 (100) 는 다수의 구별되는 선택적 특징들을 포함하는 카트리지다. 카트리지 (100) 의 후방측에는 유체 챔버 (136) 가 도시된다. 이러한 예에서 유체 챔버 (136) 는 카트리지 (100) 의 외측으로부터 압축될 수 있는 블리스터 팩 또는 가요성의 유체 챔버이다. 유체 챔버 (136) 가 압축될 때에 시일은 유체 챔버 (136) 내의 유체가 유체 덕트 (138) 로 진입하는 것을 허용하도록 파괴된다. 유체 덕트 (138) 는 이때 계량 구조 (140) 로 유체를 이송한다.
계량 구조 (140) 는 세척 버퍼가 정확하게 측정된 양들로 복수회 측정 구조 (130) 로 공급되는 것을 가능하게 한다. 그러나 계량 구조 (140) 는 필수적이지 않다. 세척 버퍼가 측정 구조 (130) 에 직접 운반되는 예들이 존재할 수 있다. 다른 예들에서 테스트가 수행되기 전에 측정 구조에는 세척 범퍼가 재준비되지 않는다. 라벨링된 구조 (136') 는 대안적인 유체 챔버이다. 유체 챔버 (136') 는 유체가 유체 덕트 (138') 를 통해 계량 구조 (140) 로 진입하게 하는 그 주변부 둘레에 주위의 시일을 파괴하도록 기계적으로 액츄에이팅될 수 있다. 카트리지 (100) 는 또한 또 다른 선택적 구조를 포함하는 바와 같이 도시된다. 라벨링된 구조 (142) 는 시약 또는 버퍼 용액이 분배기와 같은 외부의 소스에 의해 또는 측정 구조 (130) 에 수동으로 부가될 수 있는 수동 충전 위치이다.
계량 구조 (140) 는 분량 분취 챔버 (144) 를 포함하는 바와 같이 도시된다. 분량 분취 챔버 (144) 는 유체 챔버 (136 또는 136') 로부터 유체를 수용한다. 분량 분취 챔버 (144) 는 연결 덕트 (148) 를 통해 계량 챔버 (146) 에 연결된다. 계량 구조 (146) 는 버퍼 유체를 정확하게 계량하고 측정 구조 (130) 에 한번 이상 유체의 계량된 분량 분취들을 공급하는 데 사용된다. 계량 구조 (146) 는 유체 요소 (150) 를 통해 측정 구조 (130) 에 연결된다. 이러한 경우에 유체 요소 (150) 는 그것이 계량될 때 버퍼 유체의 양을 유지하기 위한 챔버 및 마이크로 유체 덕트 또는 채널을 포함하는 바와 같이 도시된다. 계량 구조 (140) 및 몇개의 대안예들의 기능은 이후의 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
도 3 은 보다 상세하게 혈액 분리 챔버 (118) 및 프로세싱 챔버 (124) 를 예시하는 도 1 의 확대된 영역을 도시한다. 분리 챔버 (118) 는 상부 부분 (300) 및 하부 부분 (302) 을 포함하는 바와 같이 도시된다. 상부 부분 (300) 은 회전 축선 (102) 에 더 가깝다. 오버플로우 챔버는 오버플로우 개구 (304) 를 갖는 바와 같이 도시된다. 오버플로우 개구 (304) 는 혈액 분리 챔버 (118) 내에 유체의 최대 최적을 설정한다. 이러한 예에서 제 1 밸브 구조 (122) 는 사이펀이다. 그것은 또한 제 1 사이펀으로 칭해질 수 있다. 제 1 사이펀 (122) 은 혈액 분리 챔버 (118) 에서 사이펀 진입구 (306) 를 갖는다. 제 1 사이펀 (122) 은 또한 확장 챔버 (112') 내에 사이펀 출구 (308) 를 갖는다. 이러한 예에서 혈액 분리 챔버 (118) 와 프로세싱 챔버 (124) 사이에는 부가적인 확장 챔버 (112') 가 위치된다. 다른 예들에서 사이펀 출구 (308) 는 프로세싱 챔버 (124) 에 직접 연결될 수 있다.
확장 챔버 (112) 는 프로세싱 챔버 (124) 가 회전 축선으로부터 멀리 위치되는 것을 가능하게 한다. 이는 일부 경우들에서 프로세싱 챔버 (124) 를 위한 부가적인 공간을 제공할 수 있다. 도 3 을 살펴보면 사이펀 출구 (308) 는 사이펀 진입구 (306) 보다 회전 축선 (102) 에 더 가깝다는 것을 알 수 있다. 이는 그것이 상부 부분 (300) 내에서 혈장의 부가적인 양을 포획하기 때문에 수행된다. 혈장의 최종 비트 또는 양은 혈장에 수용된 지방성 또는 오일성 티슈들을 포함할 수 있다. 회전 축선 (102) 에 더 가깝게 사이펀 출구 (308) 를 위치시키는 것은 궁극적으로 프로세싱 챔버 (124) 로 전달되는 혈장에서 이러한 재료의 양을 감소시킬 수 있다. 이는 분석물질의 보다 우수한 또는 보다 정확한 측정을 가능하게 할 수 있다.
제 1 사이펀 (122) 이 회전 축선 (102) 에 대해 가장 가까운 위치 (310) 를 갖는다는 것을 알 수 있다. 가장 가까운 위치 (310) 와 사이펀 출구 (308) 사이에서 회전 축선 (102) 에 대한 거리가 단조적으로 증가한다.
도 4 는 카트리지 (100) 의 추가로 확대된 영역을 도시한다. 도 4 의 영역은 도 3 의 영역과 동일하다. 도 4 에 도시된 예에서, 제 1 밸브 구조 (122) 및 제 2 밸브 구조 (128) 는 변경된다. 제 1 밸브 구조 (122) 는 밸브 요소 (400) 를 포함하고 제 2 밸브 구조 (128) 는 밸브 요소 (402) 를 포함한다. 밸브 요소 (400 및 402) 는 다양한 수단을 통해 개방되고 그리고/또는 폐쇄될 수 있는 기계적 밸브들일 수 있다. 예를 들면 밸브 요소들 (400, 402) 은 기계적으로 액츄에이팅될 수 있고, 그것들은 열에 의해 용융되는 왁스 또는 다른 재료를 포함할 수 있고, 그것들은 자기적으로 작동되거나 다른 수단을 사용하여 액츄에이팅될 수 있다.
도 5 는 도 1 에 도시된 카트리지 (100) 의 변경예를 도시한다. 도 5 에 도시된 예에서 프로세싱 챔버 (124) 는 두개의 별개의 서브-챔버들 (500 및 502) 로 분리되었다. 제 1 밸브 구조 (122) 는 제 1 서브-챔버 (500) 에 연결된다. 이때 중간 밸브 구조 (504) 는 제 1 서브-챔버 (500) 와 제 2 서브-챔버 (502) 사이에 존재한다. 제 2 밸브 구조 (128) 는 이때 제 2 서브-챔버 (502) 로부터 측정 구조 (130) 로 연결된다. 두개의 서브-챔버들 (500, 502) 은 상이한 시약들과 혈장을 연속적으로 프로세싱하는 데 사용될 수 있다.
도 6 은 정량적 분석물질이 카트리지를 사용하여 판별되는 방법의 원리를 예시하는 상징도이다. 600 은 혈액 샘플을 나타내고 602 는 혈액 (600) 에서 존재하는 분석물질을 나타낸다. 화살표 (604) 는 원심 분리에 의해 혈장의 생성을 나타낸다. 602' 는 혈장에서 분석물질 (602) 을 나타낸다. 화살표 (606) 는 프로세싱 챔버에서 건조된 어세이 시약과 혈장의 혼합 및 배양을 나타낸다. 124 는 프로세싱 챔버를 나타낸다. 프로세싱 챔버에서 포획 항체 (608) 및 검출 항체 (610) 는 혈장에서 분석물질 (602') 에 부착된다. 분석물질 (602') 과 포획 항체 (608) 및 검출 항체 (610) 의 조합은 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스 (611) 를 형성한다. 화살표 (609) 는 측정 구조로의 이송을 나타낸다.
화살표들 (612) 은 측정 구조의 크로마토그래피 멤브레인 (134) 을 통한 혈장 이송을 나타낸다. 세개의 바아들 (614, 616 및 618) 은 크로마토그래피 멤브레인 (134) 에서 세개의 상이한 존들을 나타낸다. 614 는 포획 및 검출 존을 나타낸다. 바아 (616) 는 장치 제어 존을 나타낸다. 바아 (618) 는 어세이 제어 존을 나타낸다. 포획 및 검출 존 (614) 에서 포획 항체 (608) 에 본딩되는 포획 요소 (620) 가 존재할 수 있다. 예를 들면 포획 요소는 스트렙타아비딘일 수 있고 포획 항체는 바이오티니레이티드될 (biotinylated) 수 있다. 포획 항체 (608) 가 포획 요소 (620) 와 접촉하게 될 때에 그것은 포획 항체 (608) 에 빠르게 본딩되고 이로써 완전한 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스 (611) 에 본딩된다. 이러한 바인딩된 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스 (611) 의 파트인 검출 항체 (610) 는 이로써 또한 이러한 위치에 부동화되고 그후 나중에 검출될 수 있다. 예를 들면 검출 항체 (610) 는 형광성-라텍스와 같은 형광성 라벨을 수용한다. 장치 제어 존 (616) 은 또한 형광성 마커를 갖는 라텍스를 수용할 수 있다. 이는 장치의 광학 측정 시스템이 적절히 기능하는 지를 체킹하고 그리고/또는 이러한 광학 측정 시스템을 캘리브레이팅하는 데 사용될 수 있다. 어세이 제어 존 (618) 에서, 과잉 검출 항체 (610) 는 인공적인 분석물질 라인 (622) 에 본딩된다. 영역들 (616 및 618) 은 장치의 광학 측정 시스템 및 카트리지 (100) 가 적절히 기능하는 것을 보장하도록 제어부로서 사용된다.
도 1 의 카트리지와 사용될 때에 도 6 에 설명된 도식은 일부 경우에서 표준 임상검사실 방법들을 사용할 때보다 양호한 측정 결과들을 제공할 수 있다. 예를 들면 심장 트로포닌의 농도는 디스크에서 동등한 마이크로 유체 구조들을 사용하여 테스트되었다. 이들 테스트들의 결과들은 측정들의 정확성 및 재현성이 전형적으로 분석 임상검사실에서 얻어지는 것보다 우수하다는 것을 나타낸다.
실시형태에서, 인간 심장 트로포닌 (T) 의 검출을 위해 사용될 수 있는 항체들은 P45379 (UniProt 데이터베이스) 의 아미노산 포지션들 129-135 에 위치된 인간 심장 트로포닌 (P45379, UniProt 데이터베이스) 의 리니어 에피토프 ELVSLKD 를 인식하거나 또는 P45379 (UniProt 데이터베이스) 의 아미노산 포지션들 147-157 에 위치된 인간 심장 트로포닌 (P45379, UniProt 데이터베이스) 의 리니어 에피토프 QQRIRNEREKE 를 인식하거나 또는 P45379 (UniProt 데이터베이스) 의 아미노산 포지션들 147-155 에 위치된 인간 심장 트로포닌 (P45379, UniProt 데이터베이스) 의 리니어 에피토프 QQRIRNERE 를 인식하는 항체들이다. 실시형태에서, 이들 항체들은 단세포군 마우스 항체들이다. 실시형태에서, P45379 (UniProt 데이터베이스) 의 아미노산 포지션들 129-135 에 위치되는 인간 심장 트로포닌 (P45379, UniProt 데이터베이스) 의 리니어 에피토프 ELVSLKD 를 인식하는 제 1 항체, 및 P45379 (UniProt 데이터베이스) 의 아미노산 포지션들 147-157 에 위치된 인간 심장 트로포닌 (P45379, UniProt 데이터베이스) 의 리니어 에피토프 QQRIRNEREKE 또는 P45379 (UniProt 데이터베이스) 의 아미노산 포지션들 147-155 에 위치된 인간 심장 트로포닌 (P45379, UniProt 데이터베이스) 의 리니어 에피토프 QQRIRNERE 를 인식하는 제 2 항체의 조합은 샌드위치 어세이 포맷에서 인간 심장 트로포닌 (T) 을 검출하는 데 사용된다. 또 다른 실시형태에서 P45379 (UniProt 데이터베이스) 의 아미노산 포지션들 129-135 에 위치된 인간 심장 트로포닌 (P45379, UniProt 데이터베이스) 의 리니어 에피토프 ELVSLKD 를 인식하는 라벨링된 검출 항체 및 P45379 (UniProt 데이터베이스) 의 아미노산 포지션들 147-157 에 위치되는 인간 심장 트로포닌 (P45379, UniProt 데이터베이스) 의 리니어 에피토프 QQRIRNEREKE 또는 P45379 (UniProt 데이터베이스) 의 아미노산 포지션들 147-155 에 위치되는 인간 심장 트로포닌 (P45379, UniProt 데이터베이스) 의 리니어 에피토프 QQRIRNERE 을 인식하는 포획 항체의 조합은 검출 샌드위치 어세이 포맷에서 인간 심장 트로포닌 (T) 을 검출하는 데 사용된다. 또 다른 실시형태에서, 라벨링된 검출 항체의 라벨은 형광성 라텍스 파티클이다.
도 7 은 의학 시스템 (700) 의 예를 도시한다. 의학 시스템 (700) 은 카트리지 (100) 를 수용하도록 되어 있다. 회전 축선 주위의 카트리지 (100) 를 회전시키도록 작동 가능한 카트리지 스피너 (702) 가 존재한다. 카트리지 스피너 (702) 는 카트리지 (708) 의 부분에 부착되는 그립퍼 (706) 에 부착되는 모터 (704) 를 갖는다. 카트리지 (100) 는 측정 또는 투명한 구조 (710) 를 갖는 바와 같이 추가로 도시된다. 카트리지 (100) 는 측정 구조 (710) 가 예를 들면 분석물질의 양의 광학 측정을 수행할 수 있는 광학 측정 시스템 (712) 의 전방으로 진행하도록 회전될 수 있다. 액츄에이터 (711) 가 또한 이러한 도면에 도시된다. 그것은 카트리지 (100) 에서 유체 리저버들을 개방하는 데 사용될 수 있다. 또한 그것들이 존재한다면 카트리지에서 기계적 밸브들 또는 밸브 요소들을 액츄에이팅하기 위한 부가적인 액츄에이터들 또는 메카니즘들이 존재할 수 있다.
액츄에이터 (711), 카트리지 스피너 (702), 및 측정 시스템 (712) 은 모두가 컨트롤러 (714) 의 하드웨어 인터페이스 (716) 에 연결되는 바와 같이 도시된다. 컨트롤러 (714) 는 하드웨어 인터페이스 (716), 전자 저장부 (720), 전자 메모리 (722), 및 네트워크 인터페이스 (724) 와 연통하는 프로세서 (718) 를 포함한다. 전자 메모리 (730) 는 프로세서 (718) 가 의학 시스템 (700) 의 기능 및 작동을 제어하는 것을 가능하게 하는 기계 실행 가능한 지시들을 갖는다. 전자 저장부 (720) 는 지시들 (730) 이 프로세서 (718) 에 의해 작동되었을 때에 취득된 측정 (732) 을 포함하는 바와 같이 도시된다. 네트워크 인터페이스 (724) 는 프로세서 (718) 가 임상검사실 정보 시스템 (728) 에 네트워크 연결 (726) 을 통해 측정 (732) 을 보내는 것을 가능하게 한다.
도 8 은 도 7 의 의학 시스템 (700) 을 작동하는 방법을 예시하는 흐름도를 도시한다. 예를 들면 도 8 의 단계들은 지시들 (730) 에 포함되는 기계-실행 가능한 지시들일 수 있다. 도 8 의 방법이 수행되기 전에 예를 들면 혈액 샘플은 주입구 내에 위치될 수 있고 이때 카트리지 (100) 는 의학 시스템 (700) 내에 위치된다. 처음에 단계 800 에서 프로세서 (718) 는 모터 (704) 를 제어하여 카트리지가 회전 축선 주위로 회전하여 혈액 분리 챔버 내로 혈액 샘플을 이송한다. 다음에 단계 802 에서 프로세서 (718) 는 모터 (704) 를 추가로 제어하여 회전 축선 주위의 카트리지의 회전이 원심 분리에 의해 소체의 혈액 샘플 성분들로부터 혈장을 분리한다. 다음에 단계 804 에서 프로세서 (718) 는 모터 (704) 를 제어하여 피스트 밸브 구조가 개방되고 카트리지가 충분한 속도로 회전 축선 주위로 회전되어 혈액 분리 챔버로부터 프로세싱 챔버로 혈장의 규정된 분량을 이송하게 한다. 밸브 구조들이 기계적 밸브 요소들을 포함하는 경우에는 프로세서 (718) 가 이들 기계적 밸브 요소들을 개방하도록 제어하는 부가적인 메카니즘 또는 장치가 존재할 수 있다.
다음에 단계 806 에서 프로세서 (718) 는 모터 (704) 의 회전 비율을 제어하여 혈장의 분량이 프로세싱 챔버에서 유지되게 한다. 이러한 시기 중에 혈장은 시약과 혼합되고 적어도 하나의 특정 바인딩 파트너와 조합되어 적어도 하나의 분석물질-특정 바인딩 파트너 컴플렉스를 형성한다. 다음에 단계 808 에서 시일은 해제되어 세척 버퍼의 제 1 파트가 프로세서 (718) 에 의해 측정 구조로 진입하는 것을 허용한다. 예를 들면 프로세서 (718) 는 액츄에이터 (711) 를 제어하여 도 2 에 도시된 유체 챔버 (136) 를 압축할 수 있다. 다음에 단계 810 에서 프로세서 (718) 는 모터 (704) 의 회전 비율을 제어하여, 제 2 밸브 구조가 개방되어 측정 구조에 적어도 하나의 특정 바인딩 파트너 컴플렉스를 전달하고, 그리고 카트리지는 적어도 하나의 분석물질-특정 바인딩 파트너 컴플렉스가 제 2 밸브 구조를 통해 측정 구조로 유동하는 것을 허용한다. 다시 제 2 밸브 구조가 기계적 밸브 요소를 포함한다면 이때 프로세서는 또한 부가적인 기구 또는 메카니즘을 제어하여 이러한 기계적 밸브 요소를 개방할 수 있다.
다음에 단계 812 에서, 프로세서 (718) 는 모터 (704) 의 회전 비율을 제어하여 카트리지는 적어도 하나의 분석물질-특정 바인딩 파트너 컴플렉스가 규정된 속도로 흡수제 구조로 맴브레인을 가로질러 유동하는 것을 허용하고 그리고 적어도 하나의 분석물질-특정 바인딩 파트너 컴플렉스가 부동화된 바인딩 파트너에 바인딩되는 것을 허용한다. 단계 814 에서 프로세서 (718) 는 모터 (704) 의 회전 비율을 제어하여 카트리지는 세척 버퍼의 제 1 파트가 규정된 속도로 흡수제 구조로 멤브레인을 가로질러 유동하는 것을 허용하는 비율로 스피닝된다. 대안적인 실시형태들에서 단계 808 (시일을 해제하여 세척 버퍼의 제 1 파트가 측정 구조로 진입하는 것을 가능하게 하는 단계) 는 단계 814 직전에 수행된다.
마지막으로 단계 816 에서 프로세서 (718) 는 광학 측정 시스템 (712) 을 제어하여 광학 측정 시스템을 사용한 측정을 수행한다. 이러한 측정 (732) 은 이때 분석물질의 양 또는 농도 내에서 변화될 수 있다.
도 9a, 도 9b 및 도 9c 는 카트리지 (100) 를 사용하여 혈액 샘플에서 분석물질의 양을 판별하는 방법을 그래프로 예시한다. 방법은 도 9a, 도 9b 및 도 9c 에서 그래프로 예시된다. 이미지 (900) 는 그 최초 조건에서 카트리지 (100) 를 도시한다. 다음에 단계 902 에서 혈액은 주입구 내에 위치된다. 다음에 단계 904 에서 혈액 샘플은 혈액 분리 챔버로 전달된다. 단계 906 에서 혈장은 원심 분리에 의해 적혈구들로부터 분리된다. 다음에 단계 908 에서 혈장은 프로세싱 챔버로 전달된다. 다음에 단계 910 에서 혈장은 시약과 혼합된다. 단계 912 에서 세척 버퍼는 시일을 파괴함으로써 해제된다. 단계 914 에서 혈장 및 시약의 조합 또는 배양 표본은 측정 구조로 전달된다.
다음에 단계 916 에서 분석물질-특정 바인딩 파트너 컴플렉스 또는 배양 표본의 크로마토그래피가 수행된다. 다음에 단계 918 에서 세척 버퍼는 계량된다. 몇몇 경우들에서 도시된 구조는 세척 버퍼의 복수의 계량들을 제공하는 데 사용될 수 있다. 그러나, 이는 모든 경우들에서 반드시 필요한 것은 아니고 단지 유체 챔버로부터 유체만이 전달되고 어떠한 계량 단계도 존재하지 않는 것이 가능하다. 다음에 단계 920 에서 세척 버퍼는 측정 구조로 전달되고 단계 922 에서 도시된 바와 같이 흡수제 구조 (132) 내로 크로마토그래피 멤브레인 (134) 을 가로질러 빨려나간다. 마지막으로, 단계 924 에서 분석물질의 측정은 형광성 측정을 사용하여 수행된다.
도 10 은 계량 구조 (140) 의 예를 도시한다. 유체 성분들의 계량 구조 파트가 도 1 에 도시된 바와 같이 카트리지 (100) 를 구성한다. 라벨링된 회전 축선 (102) 이 존재한다. 또한 도면에는 유체 챔버 (136) 의 부분이 도시된다. 유체 챔버는 분량 분취 챔버 (144) 내로 안내되는 유체 챔버 덕트 (138) 를 통해 유체를 제공하는 리저버를 갖도록 구성된다. 이러한 예에서 분량 분취 챔버 (144) 는 고래-형상이다. 계량 챔버 (146) 와 분량 분취 챔버 (144) 를 연결하는 연결 덕트 (148) 가 존재한다. 연결 덕트 (148) 는 덕트 진입구 (1014) 및 덕트 출구 (1016) 를 갖는다. 덕트 진입구 (1014) 는 분량 분취 챔버 (144) 로 안내되고 덕트 출구 (1016) 는 계량 챔버 (146) 로 안내된다. 회전 축선 (102) 주위로 그려지는 원호 (1018) 는 양쪽 덕트 진입구 (1014) 및 덕트 출구 (1016) 를 통해 통과한다. 계량 챔버 (146) 는 유체 요소 (150) 에 튜브와 같은 구조 (1020) 를 통해 연결된다. 이러한 예에서 튜브와 같은 구조 (1020) 와 계량 챔버 (146) 사이에 밸브 (1021) 가 존재한다. 이러한 예에서 밸브 (1021) 는 모세관 밸브이다.
밸브 (1021) 는 상이한 방식으로 실시될 수 있다. 일부 대안예들에서 튜브와 같은 구조 (1020) 와 유체 요소 (150) 사이의 인터페이스의 형상은 모세관 밸브와 같이 기능할 수 있다. 대안적으로 밸브는 요소들 (1020 및 150) 사이에 위치될 수 있다. 다른 실시형태들에서 덕트는 동일한 위치에 연결될 수 있고 제어 가능한 마이크로밸브가 대신에 사용될 수 있다. 제어 가능한 마이크로밸브는 계량 챔버 (146) 와 튜브와 같은 구조 (1020) 사이에 또는 튜브와 같은 구조 (1020) 와 유체 요소 (150) 사이에 위치될 수 있다.
선택적 확장 챔버 (1024) 는 계량 챔버 (146) 의 상부 에지 (1026) 에서 경계짓는 바와 같이 도시된다. 확장 챔버 (1024) 를 벤팅하는 벤트 (1028) 가 존재한다. 계량 챔버 (146) 와 확장 챔버 (1024) 사이의 전체 경계부는 개방된다. 이는 버블들이 계량 챔버 (146) 에서 형성될 기회들을 감소시키는 데 도움을 줄 수 있다. 일부 예들에서 확장 챔버 (1024) 는 계량 챔버 (146) 의 폭보다 큰 폭을 가질 수 있다. 모세관력들은 이때 계량 챔버 (146) 에서 유체를 유지하는 데 사용될 수 있다. 라벨링된 점선의 라인 (1030) 및 또한 A-A 는 계량 챔버 (146) 의 횡단면도의 위치를 도시한다. 이러한 횡단면도는 도 11 에 도시된다. 분량 분취 챔버 (144) 는 또한 벤트 (1028) 를 갖는 바와 같이 도시될 수 있다. 덕트 진입구 (1014) 주위의 영역은 이러한 실시형태에서 깔대기 형상이다. 또한 분량 분취 챔버 (144) 는 날카로운 에지들을 갖지 않는 바와 같이 도시된다는 것에 주목할 필요가 있다. 날카로운 에지들의 생략은 디스크가 감속될 때에 분량 분취 챔버 (144) 로부터 덕트 진입구 (1014) 로 유체의 이동을 용이하게 하는 데 도움을 준다.
분량 분취 챔버 (144) 는 또한 과잉 유체 챔버 (1032) 로 안내하는 유체 연결부 (1034) 로의 연결을 갖는 바와 같이 도시된다. 유체 연결부 (1034) 는 유체 연결 진입구 (1036) 를 갖는다. 유체 연결 진입구 (1036) 는 분량 분취 챔버 (144) 에서 최대 유체 레벨을 규정한다. 분량 분취 챔버 (144) 에서 최대 유체 레벨은 원호 (1018) 보다 낮다. 유체 연결부 (1034) 는 이러한 실시형태에서 모세관 밸브 (1038) 를 통해 과잉 유체 챔버 (1032) 에 연결된다. 밸브 또는 모세관 밸브의 사용은 선택적이다. 과잉 유체 챔버는 벤트 (1028) 를 갖는 바와 같이 도시되고 그것은 또한 페일세이프 챔버 (1040) 에 연결된다. 유체가 과잉 유체 챔버 (1032) 내로 유동할 때에 페일세이프 챔버 (1040) 는 충전된다. 페일세이프 챔버 (1040) 는 유체가 과잉 유체 챔버 (1032) 로 진입한다면 광학적으로 표시하는 데 사용될 수 있다. 예를 들면 사용 중에 페일세이프 챔버 (1040) 가 충전되지 않는다면 그것은 분량 분취 챔버 (144) 가 유체로 적절히 충전되지 않았다는 것을 나타낼 수 있다.
도 11 은 도 10 에서 라벨링된 프로파일 A-A (1030) 의 횡단면도 (100) 를 도시한다. 이러한 도면에서 카트리지 (1102) 의 본체가 도시된다. 계량 챔버 (146) 를 위한 본체 (1102) 에 개구가 존재한다. 카트리지 (1102) 의 본체는 이러한 예에서 사출 성형에 의해 제조된다. 카트리지의 본체는 리드 (1108) 및 지지 구조 (1110) 로부터 조립된다.
계량 챔버의 먼 단부에서 밸브 (1021) 내의 진입구가 도시될 수 있다. 계량 챔버 (146) 는 몇개의 상이한 영역들로 분할되는 바와 같이 도시될 수 있다. 에지들에는 두개의 측벽들 영역들 (1104) 이 존재한다. 두개의 측벽들 영역들 또는 두개의 측 영역들 사이에는 중앙 영역 (1106) 이 존재한다. 측벽 영역들 (1104) 은 보다 협소하게 되거나 또는 중앙 영역 (1106) 으로부터 멀리 테이퍼진다. 이는 이러한 영역에서 계량 챔버 (146) 의 치수들에서 협소화를 발생시킨다. 모세관 작용은 따라서 중앙 영역 (1106) 에서보다 측벽 영역들 (1104) 에서 보다 클 수 있다. 이는 계량 챔버 (146) 가 첫번째로 중앙 영역 (1106) 전에 측벽 영역들 (1104) 에서 유체로 충전되게 한다. 이는 계량 챔버 (146) 가 유체로 충전될 때에 계량 챔버 (146) 에서 잡히거나 또는 형성되는 버블들의 수를 감소시킨다는 이점을 가질 수 있다.
도 12-도 18 은 계량 구조 (140) 가 유체 요소들 (150) 에 유체의 복수의 분량 분취화들을 수행하는 데 사용될 수 있는 방법을 예시한다.
도 12 에서 디스크는 회전 축선 (102) 주위로 회전된다. 화살표 (1200) 는 회전 방향을 나타낸다. 이러한 특정한 예에서 디스크는 20 Hz 로 스피닝된다. 유체 또는 세척 버퍼 (1202) 는 유체 챔버 (136) 로부터 분량 분취 챔버 (144) 내로 이송된다. 유체 (1202) 는 유체 덕트 (138) 로부터 분량 분취 챔버 (144) 내로 드립핑되는 바와 같이 도시될 수 있다. 분량 분취 챔버 (144) 에서 유체 체적은 과잉 유체 챔버 (1032) 에 연결된 유체 연결부 (1034) 에 의해 제한되고 이로써 계량된다. 페일세이프 챔버 (1040) 는 유체로 충전되는 바와 같이 도시될 수 있다.
다음에 도 13 에서 유체 체적 (1202) 은 유체 챔버 (136) 로부터 분량 분취 챔버 (144) 내로 완전히 전달되었다. 페일세이프 챔버 (1040) 는 유체로 충전되는 바와 같이 도시된다. 이러한 예에서 디스크는 여전히 도 12 에 도시된 바와 같이 동일한 비율로 스피닝된다. 분량 분취 챔버 (144) 는 최대 유체 레벨 (1300) 까지 유체 (1202) 로 충전된다. 최대 유체 레벨 (1300) 은 연결 덕트 (148) 보다 아래에 또는 연결 덕트 (148) 보다 회전 축선 (102) 으로부터 더 멀리 존재한다는 것을 알 수 있다. 디스크가 이러한 방식으로 스피닝될 때에 유체 (1202) 는 계량 챔버 (146) 로 진입할 수 없다.
다음에 도 14 에서 디스크는 정지되거나 높은 비율의 감속도를 갖는 보다 낮은 회전 진동수, 예를 들면 초당 50 Hz 로 감속된다. 유체의 관성은 유체 (1202) 를, 연결 덕트 (148) 를 향해 그리고 그를 통해 및 계량 챔버 (146) 내로 강제한다. 이러한 도면에서 유체 (1202) 는 중앙 영역을 충전하기 전에 계량 챔버 (146) 의 측들을 충전한다는 것을 알 수 있다. 이는 도 11 에 도시된 테이퍼진 측 벽들 (1104) 로 인한 것이다. 모세관 작용은 계량 챔버 (146) 의 이러한 측 벽 분량을 첫번째로 충전하게 한다. 계량 챔버를 충전하는 이러한 방식은 공기 버블들이 형성되거나 또는 계량 챔버 (146) 에 부착될 기회를 감소시킬 수 있다.
도 15 에서 카트리지는 여전히 정지된 상태이거나 또는 감소된 회전 비율이고 계량 챔버 (146) 는 유체 (1202) 로 완전히 충전된다. 카트리지 또는 디스크는 여전히 중지되는 것이 고려될 수 있다. 계량 챔버의 완전한 충전은 계량 챔버의 각각의 지오메트리 치수들에 의해 발생된 모세관력들에 의해 행해진다.
도 16 은 점선의 라인 (1600) 이 계량 챔버 (146) 에서 그려진다는 점을 제외하고는 도 15 에 도시된 바와 동일한 도면을 도시한다. 계량 챔버 (146) 에서 이러한 라인 (1600) 은 몇개의 파트들 또는 분량들로 계량 챔버에서 유체를 분할한다. 라인 (1600) 으로부터 방사상 내향으로 유체 파트 (1604) (회전 축선 (102) 에 더 가까움) 는 리저버 내로 다시 유동할 수 있다. 방사상 외향의 파트 (추가로 회전 축선 (102) 으로부터 먼) 또는 파트 (1602) 는 유체 요소들 (150) 내로 완전히 전달될 수 있다. 방사상 내향의 파트 (1604) 는 유체의 남은 파트로서 칭해질 수 있고 방사상 외향의 파트 (1602) 는 하류의 유체 요소 내로 전달되는 유체의 파트 (1602) 로서 칭해질 수 있다. 유체 (1602) 의 체적은 차후의 단계에서 유체 요소들 (150) 로 전달되는 분량 분취이다.
다음에 도 17 에서 디스크는 가속하기 시작하고 방향 (1200) 으로 둘레로 스피닝된다. 디스크는 가속된다; 이는 모세관 밸브 (1021) 가 개방되게 한다. 유체의 남은 파트 (1604) 는 분량 분취 챔버 (144) 로 다시 전달되었다. 유체의 파트 (1602) 는 유체 요소들 (150) 로 전달되는 프로세스 중이다. 유체의 액적은 튜브 (1020) 로부터 드롭되는 바와 같이 도시될 수 있다.
다음에 도 18 에서 유체 체적 (1602) 이 유체 요소들 (150) 에 완전히 전달되고 도면에서 더 이상 볼 수 없다는 것을 알 수 있다. 유체의 남은 파트 (1604) 가 분량 분취 챔버 (144) 내로 다시 전달되고 남은 유체 (1202) 와 혼합된다. 제 1 분량 분취화 단계는 완료된다; 프로세스는 도 14 로부터 다시 반복될 수 있고 분량 분취 챔버 (144) 에서 유체 체적 (1202) 이 계량 챔버 (146) 의 체적보다 작아질 때까지 반복될 수 있다.
도 19 는 대안적인 계량 구조 (140') 의 예를 도시한다. 계량 구조 (140') 는 도 1 에서의 계량 구조 (140) 를 대체할 수 있다. 계량 구조 (140') 의 기계적 구조는 몇개의 기계적 차이들을 갖는 도 10 의 계량 구조 (140) 와 유사하다. 다시, 라벨링된 회전 축선 (102) 이 존재한다. 또한 유체 챔버 (136) 의 부분이 도시된다. 유체 챔버 (136) 는 분량 분취 챔버 (144) 내로 안내되는 유체 챔버 덕트 (138) 를 통해 유체를 제공하는 리저버를 갖는다. 이러한 예에서 분량 분취 챔버 (144) 는 티포트-형상이다. 계량 챔버 (146) 와 분량 분취 챔버 (144) 를 연결하는 연결 덕트 (148) 가 존재한다. 연결 덕트 (148) 는 덕트 진입구 (1014) 및 덕트 출구 (1016) 를 갖는다. 덕트 진입구 (1014) 는 분량 분취 챔버 (144) 로 안내되고 덕트 출구 (1016) 는 계량 챔버 (146) 로 안내된다. 덕트 진입구 (1014) 는 연결 덕트 (148) 의 덕트 출구 (1016) 보다 회전 축선 (102) 으로부터 더 멀리 존재한다.
계량 챔버 (146) 는 유체 요소 (150) 에 튜브와 같은 구조 (1020) 를 통해 연결된다. 이러한 예에서 튜브와 같은 구조 (1020) 및 유체 요소들 사이에 밸브 (1021) 가 존재한다. 밸브 (1021) 는 이러한 예에서 모세관 밸브이다. 밸브 (1021) 는 상이한 방식으로 실시될 수 있다. 일부 실시형태들에서 튜브와 같은 구조 (1020) 는 모세관 밸브로서 기능할 수 있다. 일부 실시형태들에서 덕트는 동일한 위치에 연결될 수 있고 제어 가능한 마이크로밸브가 대신에 사용될 수 있다. 제어 가능한 마이크로밸브는 계량 챔버 (146) 와 튜브와 같은 구조 (1020) 사이에 또는 튜브와 같은 구조 (1020) 와 유체 요소들 (150) 사이에 위치될 수 있다.
확장 챔버 (1024) 는 계량 챔버 (146) 의 상부 에지 (1026) 에서 경계짓는 바와 같이 도시된다. 확장 챔버 (1024) 를 벤팅하는 벤트 (1028) 가 존재한다. 계량 챔버 (146) 와 확장 챔버 (1024) 사이의 전체 경계부는 개방된다. 이는 버블들이 계량 챔버 (146) 에서 형성될 기회들을 감소시키는 데 도움을 줄 수 있다. 일부 예들에서 확장 챔버 (1024) 는 계량 챔버 (146) 의 폭보다 큰 폭을 가질 수 있다. 모세관력들은 이때 계량 챔버 (146) 에서 유체를 유지하는 데 사용될 수 있다. 라벨링된 점선의 라인 및 또한 A-A (1030) 는 계량 챔버 (112) 의 횡단면도의 위치를 도시한다. 횡단면 A-A (1030) 는 도 10 에서 횡단면 A-A 와 동등하다. 도 11 에 대해 설명된 상세들은 또한 도 19 에 횡단면 A-A 에도 적용된다.
분량 분취 챔버 (144) 는 또한 벤트 (1028) 를 갖는 바와 같이 도시될 수 있다. 덕트 진입구 (1014) 주위의 영역은 이러한 실시형태에서 깔대기 형상이다. 또한 분량 분취 챔버 (144) 는 날카로운 에지들을 갖지 않는 바와 같이 도시된다는 것에 주목할 수 있다. 날카로운 에지들의 생략은 디스크가 감속될 때에 분량 분취 챔버 (144) 로부터 덕트 진입구 (1014) 로 유체의 이동을 용이하게 하는 데 도움을 준다.
분량 분취 챔버 (144) 는 또한 과잉 유체 챔버 (1032) 로 안내되는 유체 연결부 (1034) 로의 연결을 갖는 바와 같이 도시된다. 유체 연결부 (1034) 는 유체 연결 진입구 (1036) 를 갖는다. 유체 연결 진입구 (1036) 는 분량 분취 챔버 (144) 에서 최대 유체 레벨을 규정한다. 분량 분취 챔버 (144) 에서 최대 유체 레벨은 덕트 출구 (1016) 보다 회전 축선 (102) 으로부터 더 멀리 존재한다. 유체 연결부 (1034) 는 이러한 예에서 과잉 유체 챔버 (1032) 에 연결된다. 밸브 또는 모세관 밸브의 사용은 선택적이다. 과잉 유체 챔버는 벤트 (1028) 를 갖는 바와 같이 도시되고 또한 페일세이프 챔버 (1040) 에 연결된다. 유체가 과잉 유체 챔버 (1032) 내로 유동할 때에 페일세이프 챔버 (1040) 는 충전된다. 페일세이프 챔버 (1040) 는 유체가 과잉 유체 챔버 (1032) 로 진입하는 경우를 광학적으로 표시하는 데 사용될 수 있다. 예를 들면 사용 중에 페일세이프 챔버 (1040) 가 충전되지 않는다면 그것은 분량 분취 챔버 (144) 가 유체로 적절히 충전되지 않았다는 것을 나타낼 수 있다.
도 20-도 26 은 계량 구조 (140') 가 유체 요소 (150) 에 유체의 복수의 분량 분취화들을 수행하는 데 사용될 수 있는 방법을 예시한다.
처음에 도 20 에서 유체는 유체 챔버 (136) 에 부가되었다. 카트리지는 이때 회전 축선 (102) 주위로 스피닝된다. 이는 유체 또는 세척 버퍼 (1202) 가 제 1 덕트 (106) 를 통해 분량 분취 챔버 (144) 내로 강제로 트레블링하게 한다. 유체 (1202) 는 이때 분량 분취 챔버 (144) 를 충전하고 유체는 연결 덕트 (148) 의 상응하는 방사상 외향의 부분을 충전한다.
도 21 은 도 20 에 도시된 바와 동일한 비율 및 동일한 방향 (1200) 으로 스피닝되는 카트리지를 도시한다. 도 21 에서 모든 유체는 유체 챔버 (136) 의 외부로 배출된다. 유체 (1202) 는 유체 연결 진입구 (1036) 에 의해 설정된 최대 유체 레벨 (1300) 로 분량 분취 챔버 (144) 및 연결 덕트 (148) 를 충전하는 바와 같이 도시될 수 있다. 과잉 유체 (1202) 는 과잉 유체 챔버 (1032) 및 페일세이프 챔버 (1040) 내로 충전되는 바와 같이 도시될 수 있다.
다음에 도 22 에서 디스크는 정지되거나 또는 보다 낮은 회전 진동수로 감속된다. 연결 덕트 (148) 및 계량 챔버 (146) 에서 모세관 작용은 계량 챔버 (146) 내로 유체를 인출하기 시작하는 바와 같이 도시된다. 유체 (1202) 는 처음에 계량 챔버 (146) 의 주변부 또는 에지를 충전한다. 이는 도 11 에 도시된 테이퍼진 측 벽들 (1104) 로 인한 것이다. 모세관 작용은 처음에 계량 챔버 (146) 의 측 벽 부분을 충전하게 한다. 이는 계량 챔버 (146) 내의 버블들의 형성 또는 부착을 방지하는 데 도움을 준다. 카트리지가 신속하게 감속될 때에 유체 (1202) 의 관성은 또한 그것이 계량 챔버 (146) 로 진입하는 데 도움을 줄 수 있다.
다음에 도 23 에서 카트리지는 여전히 정지된 상태 또는 감소된 회전 비율로 존재하는 바와 같이 도시되고 계량 챔버 (146) 는 유체 (1202) 로 완전히 충전된다. 카트리지 또는 디스크는 여전히 중지되는 것이 고려될 수 있다.
도 24 는 점선의 라인 (1600) 이 계량 챔버 (146) 내에서 그려진다는 점을 제외하고는 도 23 에 도시된 바와 동일한 도면을 도시한다. 계량 챔버 (146) 에서 이러한 라인 (1600) 은 몇개의 파트들 또는 분량들로 계량 챔버에서의 유체를 분할한다. 라인 (1600) 으로부터 방사상 내향으로 (회전 축선 (102) 으로부터 더 가까운) 유체 체적의 파트 또는 전체 유체 체적 (1604) 은 리저버 내로 다시 유동할 수 있다. 방사상 외향으로의 (회전 축선 (102) 으로부터 더 먼) 파트 또는 파트 (1602) 는 유체 요소 (150) 내로 전달될 수 있다. 방사상 내향의 파트 (1604) 는 유체의 남은 파트로서 칭해질 수 있고 방사상 외향의 파트 (1602) 는 유체 요소들 (150) 내로 전달되는 유체의 파트 (1602) 로서 칭해질 수 있다. 유체의 체적 (1602) 은 분량 분취이다.
다음에 도 25 에서 디스크는 가속되기 시작하고 방향 (1200) 에서 둘레로 스피닝된다. 디스크는 가속된다; 이는 모세관 밸브 (1021) 를 개방시킨다. 유체의 남은 파트 (1604) 는 분량 분취 챔버 (144) 로 다시 전달되었다. 유체의 파트 (1602) 는 하류의 유체 요소 (150) 로 전달되는 프로세스 중이다. 유체의 액적 (1202) 은 튜브와 같은 구조 (1020) 로부터 드롭핑되는 바와 같이 도시될 수 있다.
다음에 도 26 에서 유체 체적 (1602) 은 유체 요소들 (150) 로 완전히 전달되고 도 26 에서는 더 이상 볼 수 없다는 것을 알 수 있다. 유체의 남은 파트 (1604) 는 분량 분취 챔버 (144) 내로 다시 전달되고 남은 유체 (1202) 와 혼합된다. 제 1 분량 분취화 단계는 종료된다; 프로세스는 도 22 로부터 다시 반복될 수 있고 분량 분취 챔버 (144) 에서 유체 체적 (1202) 이 계량 챔버 (146) 의 체적보다 작아질 때까지 반복될 수 있다.
100 카트리지
102 회전 축선
104 원형의 외부 에지
106 플랫형의 외부 에지
108 혈액 주입구
110 저장부 챔버
112 확장 챔버
112' 확장 챔버
114 벤트
116 페일세이프 표시기들
118 혈액 분리 챔버
120 오버플로우 챔버
122 제 1 밸브 구조
124 프로세싱 챔버
126 시약을 위한 표면
128 제 2 밸브 구조
130 측정 구조
132 흡수제 구조
134 크로마토그래피 멤브레인
136 유체 챔버
136' 유체 챔버
138 유체 덕트
138' 유체 덕트
140 계량 구조
140' 계량 구조
142 수동 충전 위치
144 분량 분취 챔버
146 계량 챔버
148 연결 덕트
150 유체 요소
300 상부 부분
302 하부 부분
304 오버플로우 개구
306 사이펀 진입구
308 사이펀 출구
310 가장 가까운 위치
400 밸브 요소
402 밸브 요소
500 제 1 서브 챔버
502 제 2 서브 챔버
504 중간 밸브 구조
600 혈액
602 혈액에서 분석물질
602' 혈장에서 분석물질
604 혈장 생성
606 프로세싱 챔버에서 배양 및 건조된 어세이 시약들과 혈장을 혼합
608 포획 항체
609 측정 구조로 이송
610 검출 항체
611 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스.
612 멤브레인을 가로지르는 혈장의 모션
614 포획 및 검출 존
616 장치 제어 존
618 어세이 제어 존
620 포획 요소
622 인공적인 분석물질 라인
700 의학 시스템
702 카트리지 스피너
704 모터
706 그립퍼
708 카트리지의 부분
710 측정 구조
711 액츄에이터
712 광학 측정 시스템
714 컨트롤러
716 하드웨어 인터페이스
718 프로세서
720 전자 저장부
722 전자 메모리
724 네트워크 인터페이스
726 네트워크 연결
728 임상검사실 정보 시스템
730 실행 가능한 지시들
732 측정
800 회전 축선 주위의 카트리지를 회전시켜 혈액 분리 챔버 내로 혈액 샘플을 이송
802 회전 축선 주위의 카트리지의 회전을 제어하여 원심 분리에 의해 소체의 혈액 샘플 성분들로부터 혈장을 분리
804 제 1 밸브 구조를 개방하고 회전 축선 주위의 카트리지를 회전시켜 혈액 분리 챔버로부터 프로세싱 챔버로 혈장의 규정된 분량을 이송
806 프로세싱 챔버에서 혈장의 분량을 유지
808 시일을 해제하여 세척 버퍼의 제 1 파트가 측정 구조로 진입
810 제 2 밸브 구조를 개방하여 측정 구조로 적어도 하나의 특정 바인딩 파트너 컴플렉스를 전달하고 카트리지의 회전 비율을 제어하여 적어도 하나의 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스가 제 2 밸브 구조를 통해 측정 구조로 유동하는 것을 허용
812 트리지의 회전 비율을 제어하여 적어도 하나의 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스가 규정된 속도로 흡수제 구조로 멤브레인을 가로질러 유동하는 것을 허용하고 적어도 하나의 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스가 부동화된 바인딩 파트너에 바인딩되는 것을 허용
814 카트리지의 회전 비율을 제어하여 세척 버퍼의 제 1 파트가 규정된 속도로 흡수제 구조로 멤브레인을 가로질러 유동하는 것을 허용
816 분석물질 양자화를 위한 광학 측정 시스템 및 멤브레인을 사용하여 측정을 수행
900 최초 조건에서의 카트리지
902 주입구 내에 혈액을 위치시킴
904 혈액 분리 챔버로의 샘플들의 전달
906 원심 분리에 의한 혈장 분리
908 프로세싱 챔버로의 혈장의 전달
910 시약과 혈장의 혼합
912 세척 버퍼의 해제
914 측정 구조로의 배양 표본의 전달
916 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스의 크로마토그래피
918 세척 버퍼의 계량
920 세척 버퍼의 전달
922 세척 버퍼의 크로마토그래피
924 분석물질의 측정
1014 덕트 진입구
1016 덕트 출구
1018 원호
1020 튜브와 같은 구조
1021 밸브
1024 확장 챔버
1026 상부 에지
1028 벤트
1030 프로파일 A-A
1032 과잉 유체 챔버
1034 유체 연결
1036 유체 연결 진입구
1038 모세관 밸브
1040 페일세이프 챔버
1100 횡단면도 A-A
1102 카트리지의 본체
1104 측 벽들
1106 중앙 영역
1108 리드
1110 지지 구조
1200 회전 방향
1202 유체
1300 최대 유체 레벨
1600 분할 라인
1602 유체의 파트
1604 유체의 남은 파트

Claims (13)

  1. 카트리지 (100) 를 사용하여 혈액 샘플 (600) 에서 분석물질 (602, 602') 의 양을 판별하는 방법으로서,
    상기 카트리지는 회전 축선 (102) 주위로 스피닝되도록 작동 가능하고,
    상기 카트리지는,
    - 상기 혈액 샘플을 수용하기 위한 주입구 (108);
    - 상기 혈액 샘플로부터 혈장을 분리하기 위한 혈액 분리 챔버 (118) 로서, 상기 혈액 분리 챔버는 상기 주입구에 유체 연결되는, 상기 혈액 분리 챔버 (118);
    - 상기 분석물질을 바인딩하여 적어도 하나의 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스 (611) 를 형성하도록 작동 가능한 적어도 하나의 특정 바인딩 파트너 (608, 610) 를 포함하는 적어도 하나의 시약을 수용하는 프로세싱 챔버 (124);
    - 상기 프로세싱 챔버에 상기 혈액 분리 챔버를 연결하는 제 1 밸브 구조 (122);
    - 상기 분석물질의 양의 측정을 가능하게 하는 측정 구조 (130) 로서, 상기 측정 구조는 크로마토그래피 멤브레인 (134) 을 포함하고, 상기 크로마토그래피 멤브레인은 상기 분석물질 또는 상기 적어도 하나의 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스의 직접적인 또는 간접적인 바인딩을 위한 부동화된 바인딩 파트너 (620) 를 포함하고, 상기 측정 구조는 흡수제 구조 (132) 를 추가로 포함하고, 상기 흡수제 구조는 상기 크로마토그래피 멤브레인보다 상기 회전 축선에 더 가까운, 상기 측정 구조 (130);
    - 상기 측정 구조에 상기 프로세싱 챔버를 연결하는 제 2 밸브 구조 (128);
    - 세척 버퍼 (1202) 로 충전되는 유체 챔버 (136, 136') 로서, 상기 유체 챔버는 상기 측정 구조에 유체 연결되고, 시일이 상기 유체 챔버 내에서 상기 세척 버퍼를 유지하는, 상기 유체 챔버 (136, 136');
    - 분량 분취 챔버 (aliquoting chamber : 144);
    - 상기 분량 분취 챔버와 상기 유체 챔버를 연결하는 유체 덕트 (138);
    - 계량 챔버 (metering chamber : 146);
    - 상기 분량 분취 챔버와 상기 계량 챔버를 유체 연결하는 연결 덕트 (148) 로서, 상기 측정 구조는 제 3 밸브 구조를 통해 상기 계량 챔버에 연결되는, 상기 연결 덕트 (148); 및
    - 상기 계량 챔버에 연결되는 벤트 (114, 1028) 로서, 상기 벤트는 상기 계량 챔버보다 상기 회전 축선에 더 가까운, 상기 벤트 (114, 1028) 를 포함하고;
    상기 방법은,
    - 상기 주입구 내에 상기 혈액 샘플을 위치시키는 단계 (902);
    - 상기 회전 축선 주위로 상기 카트리지를 회전시켜 상기 혈액 분리 챔버 내로 상기 혈액 샘플을 이송하는 단계 (800, 904);
    - 상기 회전 축선 주위의 상기 카트리지의 회전을 제어하여 원심 분리에 의해 소체의 혈액 샘플 성분들로부터 상기 혈장을 분리하는 단계 (802, 906);
    - 상기 제 1 밸브 구조를 개방하고 상기 회전 축선 주위로 상기 카트리지를 회전시켜서 상기 혈액 분리 챔버로부터 상기 프로세싱 챔버로 상기 혈장의 규정된 분량을 이송하는 단계 (804, 908);
    - 상기 프로세싱 챔버에서 상기 혈장의 상기 분량을 유지하는 단계 (806, 910) 로서, 상기 혈장이 상기 시약과 혼합되고 상기 적어도 하나의 특정 바인딩 파트너와 조합되어 상기 적어도 하나의 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스를 형성하는, 상기 분량을 유지하는 단계 (806, 910);
    - 상기 세척 버퍼의 제 1 파트 (1602) 가 상기 측정 구조로 진입할 수 있도록 상기 시일을 해제하는 단계 (808, 912) 로서, 상기 시일을 해제하는 단계는 상기 세척 버퍼가 상기 분량 분취 챔버로 진입하게 할 수 있는, 상기 시일을 해제하는 단계 (808, 912);
    - 상기 카트리지의 회전 비율을 제어하여 분취 챔버 내의 상기 세척 범퍼가 상기 연결 덕트 내로 전달되고 첫번째로 상기 계량 챔버를 충전하는 것을 허용하는 단계;
    - 상기 제 2 밸브 구조를 개방하여 상기 측정 구조로 상기 적어도 하나의 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스를 전달하고, 상기 카트리지의 회전 비율을 제어하여 상기 적어도 하나의 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스가 상기 제 2 밸브 구조를 통해 상기 측정 구조로 유동하는 것을 허용하는 단계 (810, 914);
    - 상기 카트리지의 회전 비율을 제어하여 상기 적어도 하나의 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스가 규정된 속도로 상기 흡수제 구조로 상기 크로마토그래피 멤브레인을 가로질러 유동하는 것을 허용하고 상기 적어도 하나의 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스가 상기 부동화된 바인딩 파트너에 바인딩되는 것을 허용하는 단계 (812, 916);
    - 상기 카트리지의 회전 비율을 제어하여 상기 계량 챔버로부터 상기 밸브를 통해 상기 측정 구조 내로 상기 세척 버퍼의 상기 제 1 파트를 전달하고 상기 분량 분취 챔버 내로 다시 남은 제 1 파트를 전달하는 단계;
    - 상기 카트리지의 회전 비율을 제어하여 상기 세척 버퍼의 상기 제 1 파트가 규정된 속도로 상기 흡수제 구조로 상기 크로마토그래피 멤브레인을 가로질러 유동하는 것을 허용하는 단계 (814, 918, 920);
    - 상기 카트리지의 회전 비율을 제어하여 상기 분량 분취 챔버에서의 상기 세척 버퍼가 상기 연결 덕트 내로 전달되고 두번째로 상기 계량 챔버를 충전하는 것을 허용하는 단계;
    - 상기 카트리지의 회전 비율을 제어하여 상기 계량 챔버로부터 상기 밸브를 통해 상기 측정 구조 내로 상기 세척 버퍼의 제 2 파트를 전달하고 상기 분량 분취 챔버 내로 다시 남은 제 2 파트를 전달하는 단계;
    - 상기 카트리지의 회전 비율을 제어하여 상기 세척 버퍼의 상기 제 2 파트가 상기 흡수제 구조로 상기 크로마토그래피 멤브레인을 가로질러 유동하는 것을 허용하는 단계; 및
    - 상기 크로마토그래피 멤브레인을 사용하여 그리고 광학 측정 시스템 (712) 을 사용하여 상기 분석물질의 양을 측정하는 단계 (816, 922) 를 포함하는, 혈액 샘플에서 분석물질의 양을 판별하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법은,
    - 상기 카트리지의 회전 비율을 제어하여 상기 분량 분취 챔버에서의 상기 세척 버퍼가 상기 연결 덕트 내로 전달되고 세번째로 상기 계량 챔버를 충전하는 것을 허용하는 단계;
    - 상기 카트리지의 회전 비율을 증가시켜서 상기 계량 챔버로부터 상기 밸브를 통해 상기 측정 구조 내로 상기 세척 버퍼의 제 3 파트를 전달하고 상기 분량 분취 챔버 내로 다시 남은 제 3 파트를 전달하는 단계; 및
    - 상기 카트리지의 회전 비율을 제어하여 상기 세척 버퍼의 상기 제 3 파트가 상기 측정을 수행하기 전에 상기 흡수제 구조로 상기 크로마토그래피 멤브레인을 가로질러 유동하는 것을 허용하는 단계
    를 추가로 포함하는, 혈액 샘플에서 분석물질의 양을 판별하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 시약의 각각은 건식인, 혈액 샘플에서 분석물질의 양을 판별하는 방법.
  4. 의학 시스템 (700) 으로서,
    상기 의학 시스템은 카트리지를 포함하고,
    상기 카트리지는 회전 축선 (102) 주위로 스피닝되도록 작동 가능하고,
    상기 카트리지는,
    - 혈액 샘플 (600) 을 수용하기 위한 주입구 (108);
    - 상기 혈액 샘플로부터 혈장을 분리하기 위한 혈액 분리 챔버 (118) 로서, 상기 혈액 분리 챔버는 상기 주입구에 유체 연결되는, 상기 혈액 분리 챔버 (118);
    - 분석물질 (602, 602') 에 바인딩되어 적어도 하나의 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스를 형성하도록 작동 가능한 적어도 하나의 특정 바인딩 파트너 (611) 를 포함하는 적어도 하나의 시약을 수용하는 프로세싱 챔버 (124);
    - 상기 프로세싱 챔버에 상기 혈액 분리 챔버를 연결하는 제 1 밸브 구조 (122);
    - 상기 분석물질의 양의 측정을 가능하게 하기 위한 측정 구조 (130) 로서, 상기 측정 구조는 크로마토그래피 멤브레인 (134) 을 포함하고, 상기 크로마토그래피 멤브레인은 상기 분석물질 또는 상기 적어도 하나의 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스의 직접적인 또는 간접적인 바인딩을 위한 부동화된 바인딩 파트너 (620) 를 포함하고, 상기 측정 구조는 흡수제 구조 (132) 를 추가로 포함하고, 상기 흡수제 구조는 상기 크로마토그래피 멤브레인보다 상기 회전 축선에 더 가까운, 상기 측정 구조 (130);
    - 상기 측정 구조에 상기 프로세싱 챔버를 연결하는 제 2 밸브 구조 (128);
    - 세척 버퍼 (1202) 로 충전되는 유체 챔버 (136, 136') 로서, 상기 유체 챔버는 상기 측정 구조에 유체 연결되고, 시일은 상기 유체 챔버와 함께 상기 세척 버퍼를 유지하는, 상기 유체 챔버 (136, 136');
    - 분량 분취 챔버 (144);
    - 상기 분량 분취 챔버와 상기 유체 챔버를 연결하는 유체 덕트 (138);
    - 계량 챔버 (146);
    - 상기 분량 분취 챔버와 상기 계량 챔버를 유체 연결하는 연결 덕트 (148) 로서, 상기 측정 구조는 유체 요소들 (150) 을 통해 상기 계량 챔버에 연결되는, 상기 연결 덕트 (148); 및
    - 상기 계량 챔버에 연결되는 벤트 (114, 1028) 로서, 상기 벤트는 상기 계량 챔버보다 상기 회전 축선에 더 가까운, 상기 벤트 (114, 1028)
    를 포함하는, 의학 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 계량 챔버는 측 벽들 (1104) 및 중앙 영역 (1106) 을 갖고,
    상기 측 벽들은 상기 중앙 영역으로부터 멀리 테이퍼지고,
    상기 계량 챔버의 상기 측 벽들의 옆에서의 모세관 작용은 상기 계량 챔버 상기 중앙 영역에서보다 큰, 의학 시스템.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 계량 챔버는 유체가 모세관 작용을 사용하여 상기 계량 챔버를 충전하게 하도록 작동 가능하고,
    상기 연결 덕트는 상기 분량 분취 챔버에서 덕트 진입구 (1014) 를 포함하고,
    상기 연결 덕트는 상기 계량 챔버에서 덕트 출구 (1016) 를 추가로 포함하고,
    상기 덕트 출구는 상기 덕트 진입구보다 상기 회전 축선에 더 가깝고,
    상기 연결 덕트는 유체가 모세관 작용을 사용하여 상기 계량 챔버로 유동하게 하도록 작동 가능한, 의학 시스템.
  7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 연결 덕트는 상기 분량 분취 챔버에서 덕트 진입구 (1014) 를 포함하고,
    상기 연결 덕트는 상기 계량 챔버에서 덕트 출구 (1016) 를 추가로 포함하고,
    상기 회전 축선 주위로 원호 (1018) 는 양쪽 상기 덕트 진입구 및 상기 덕트 출구를 통해 통과하는, 의학 시스템.
  8. 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 밸브 구조는 제 1 사이펀이고,
    상기 카트리지는 상기 혈액 분리 챔버에 연결된 오버플로우 챔버 (120) 를 추가로 포함하고,
    상기 오버플로우 챔버는 개구 (304) 를 포함하고,
    상기 제 1 사이펀은 상기 혈액 분리 챔버에서 사이펀 진입구 (306) 를 포함하고,
    상기 제 1 사이펀은 상기 프로세싱 챔버에서 사이펀 출구 (308) 를 포함하고,
    상기 개구는 상기 사이펀 출구보다 상기 회전 축선에 더 가깝고,
    상기 사이펀 출구는 상기 사이펀 진입구보다 상기 회전 축선에 더 가까운, 의학 시스템.
  9. 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버는 적어도 두개의 서브 프로세싱 챔버들 (500, 502) 를 포함하고,
    상기 적어도 두개의 서브 프로세싱 챔버들의 각각은 중간 밸브 구조 (122) 에 의해 유체 연결되고,
    상기 프로세싱 챔버는 두개 이상의 시약들을 수용하고,
    상기 적어도 두개의 서브 프로세싱 챔버들의 각각은 상기 두개 이상의 시약들의 분량을 수용하는, 의학 시스템.
  10. 제 4 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 의학 시스템은 상기 회전 축선 주위의 상기 카트리지의 회전을 제어하기 위한 카트리지 스피너 (702) 를 추가로 포함하고,
    상기 의학 시스템은 기계 실행 가능한 지시들 (730) 을 저장하기 위한 메모리 (722) 및 상기 의학 시스템을 제어하기 위한 프로세서 (718) 를 추가로 포함하고,
    상기 기계 실행 가능한 지시들의 실행에 의해 상기 프로세서는,
    - 상기 카트리지 스피너를 제어함으로써 상기 회전 축선 주위로 상기 카트리지를 회전시켜서 상기 혈액 분리 챔버 내로 상기 혈액 샘플을 이송하는 것 (800, 904);
    - 상기 카트리지 스피너를 제어함으로써 상기 회전 축선 주위로 상기 카트리지의 회전을 제어하여 원심 분리에 의해 소체의 혈액 샘플 성분들로부터 상기 혈장을 분리하는 것 (802, 906);
    - 상기 카트리지 스피너를 제어함으로써 상기 제 1 밸브 구조를 개방하고 상기 회전 축선 주위로 상기 카트리지를 회전시켜서 적어도 부분적으로 상기 혈액 분리 챔버로부터 상기 프로세싱 챔버로 상기 혈장의 규정된 분량을 이송시키는 것 (804, 908);
    - 상기 카트리지 스피너를 제어함으로써 상기 프로세싱 챔버에서 상기 혈장의 상기 분량을 유지하는 것 (806, 910) 으로서, 상기 혈장은 상기 시약과 혼합되고 상기 적어도 하나의 특정 바인딩 파트너와 조합되어 상기 적어도 하나의 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스를 형성하는, 상기 유지하는 것 (806, 910);
    - 상기 세척 버퍼의 제 1 파트가 상기 측정 구조로 진입할 수 있게 하도록 상기 시일을 해제하는 것 (808, 912);
    - 상기 카트리지 스피너를 제어함으로써 상기 제 2 밸브 구조를 개방하여 상기 측정 구조에 상기 적어도 하나의 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스를 전달하고, 상기 카트리지의 회전 비율을 제어하여 상기 적어도 하나의 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스가 적어도 부분적으로 상기 제 2 밸브 구조를 통해 상기 측정 구조로 유동하는 것을 허용하는 것 (810, 914);
    - 상기 카트리지 스피너를 제어함으로써 상기 카트리지의 회전 비율을 제어하여 상기 적어도 하나의 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스가 규정된 속도로 상기 흡수제 구조로 상기 크로마토그래피 멤브레인을 가로질러 유동하는 것을 허용하고 상기 적어도 하나의 분석물질 특정 바인딩 파트너 컴플렉스가 상기 부동화된 바인딩 파트너에 결합되는 것을 허용하는 것 (812, 916);
    - 상기 카트리지 스피너를 제어함으로써 상기 카트리지의 회전 비율을 제어하여 상기 세척 버퍼의 상기 제 1 파트가 규정된 속도로 상기 흡수제 구조로 상기 크로마토그래피 멤브레인을 가로질러 유동하는 것을 허용하는 것 (814, 918, 920);
    - 광학 측정 시스템을 제어함으로써 그리고 상기 크로마토그래피 멤브레인을 사용하여 상기 분석물질의 양을 측정하는 것 (816, 922)
    을 행하는, 의학 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 의학 시스템은 시일 오프너 (711) 를 추가로 포함하고,
    상기 기계 실행 가능한 지시들의 실행에 의해 상기 프로세서는 상기 시일 오프너를 제어하여, 상기 카트리지의 회전 비율을 감소시켜 상기 분량 분취 챔버에서의 상기 세척 버퍼가 상기 연결 덕트 내로 전달되고 첫번째로 상기 계량 챔버를 충전하는 것을 허용하기 전에, 상기 시일을 해제하여 상기 세척 버퍼가 상기 분량 분취 챔버로 진입하는 것을 허용하는, 의학 시스템.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 의학 시스템은 상기 크로마토그래피 멤브레인을 사용하여 측정을 수행하기 위한 광학 측정 시스템 (712) 을 추가로 포함하는, 의학 시스템.
  13. 제 4 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 의학 시스템은 사전 결정된 온도 범위 내에서 상기 카트리지의 온도를 유지하기 위해 온도 컨트롤러를 추가로 포함하는, 의학 시스템.
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