KR20190006597A - 종이-기반 면역검정법에서 사용하기 위한 바이오마커 농축 및 신호 증폭, 그리고 dna의 추출, 농축 및 증폭을 위한 단일 플랫폼 - Google Patents
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Abstract
다양한 실시형태에서 분석물을 검출 및/또는 정량분석하기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 특정 실시형태에서, 수성 2-상 시스템(ATPS)으로서, 제1 상 용액과 제2 상 용액으로 분리되고, 사용 시에, 상기 제1 상 용액은 선행 상이 되고, 상기 제2 상 용액은 후행 상이 되는 혼합 상 용액을 포함하는, 상기 수성 2-상 시스템(ATPS); 측방-유동 검정법(LFA); 및 프로브 및/또는 현상 시약으로서, 사용 시에, 상기 프로브는 상기 ATPS의 상기 선행 상 중의 상기 제1 상 용액과 회합하고/회합하거나 상기 현상 시약은 상기 ATPS의 상기 후행 상 중의 상기 제2 상 용액과 회합하는, 상기 프로브 및/또는 현상 시약을 포함하는 장치가 제공된다. 특정 실시형태에서 예를 들어, ATPS 및 등온 증폭 시약을 이용하는 핵산을 정제 및 증폭시키는 "원-팟" 시스템이 제공된다.
Description
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2016년 6월 9일자로 출원된, 미국 가출원 제62/348,038호의 이익 및 이에 대한 우선권을 주장하며, 이것은 모든 목적을 위해서 이의 전문이 참고로 본 명세서에 포함된다.
정부 보조에 대한 언급
[ 해당 없음 ]
검정법을 사용하여 생물학적 유체에서 다양한 기질 또는 병원체의 존재 또는 농도를 검출하여 왔다. 고체상 면역검정법에서, 수용체, 전형적으로는 검출하고자 하는 리간드에 대해서 특이적인 항체는 고체 지지체 상에 고정된다. 검출하고자 하는 분석물을 포함할 수 있는 시험 유체는 고체 지지체와 접촉되고, 표적 분석물이 존재할 때 수용체-분석물 쌍이 형성된다. 수용체-리간드 쌍을 가시화하기 위해서, 수용체-리간드 쌍에 결합하고, 그 다음 수용체-리간드 쌍에 결합된 표지된 항체를 시각적으로 검출하는 표지된 항체가 사용될 수 있다.
가장 상업화된 현장 진단 장치(point-of-care diagnostic device)는 낮은 비용 및 단순성으로 인한, 측방-유동 면역검정법(lateral-flow immunoassay: LFA)이다. 소위 전형적인 측방-유동 검정법에서, 검출될 분석물을 잠재적으로 함유하는 유체는 다공성 막 층의 한 단부에 적용되고, 이것은 모세관력의 작용 하에서 막을 통해서 측 방향으로 유동하여 검출하고자 하는 분석물에 결합할 수 있는 고정된 "수용체"에 의해서 포획된다. LFA는 종종 소위 샌드위치 면역검정법(sandwich immunoassay)을 혼입하는데, 여기서 분석물은 전형적으로 표지된 항체와 고제 지지체 상에 고정된 항체 사이에 샌드위치되어 있다.
그러나, LFA는 실험실-기반 검정법, 예컨대, ELISA와 비교할 때 더 낮은 감도를 갖는다. LFA 감도를 개선시키기 위해서 많은 노력을 기울여 왔지만, 이러한 접근법 중 다수는 고비용의 전자 판독기의 사용을 필요로 하거나, LFA의 현장 진단 특성을 저해하는 다수의 사용자 단계가 요구되었다.
유사하게, DNA 검출을 위한 핵산 증폭 시험(NAAT)을 현장 진단 친화적으로 설계하려는 노력이 행해졌지만, 이것은 종종 지나친 단순화로 인해서 감도가 결여되거나 또는 시험 정확성을 유지하기 위해서 사용 용이성이 희생된다. 더욱이, 현재 현장 진단(POC) NAAT는 여전히 전형적으로 샘플을 분석 및 처리하기 위한 장비가 필요하다. 따라서, 완전 독립형 또는 휴대용인 상업화된 POC NAAT는 존재하지 않는다.
본 명세서에서 고려되는 다양한 실시형태는 하기 중 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다:
실시형태 1: 샘플에서 분석물을 검출 및/또는 정량분석하기 위한 장치로서,
수성 2-상 시스템(aqueous two-phase system: ATPS)으로서, 제1 상 용액과 제2 상 용액으로 분리되고, 사용 시에, 상기 제1 상 용액은 선행(leading) 상이 되고, 상기 제2 상 용액은 후행(lagging) 상이 되는 혼합 상 용액을 포함하는, 상기 수성 2-상 시스템(ATPS);
측방-유동 검정법(LFA) 또는 유동-통과 검정법(flow-through assay); 및
프로브 및/또는 현상 시약으로서, 사용 시에, 상기 프로브는 상기 ATPS의 상기 선행 상 중의 상기 제1 상 용액과 회합하고/회합하거나 상기 현상 시약은 상기 ATPS의 상기 후행 상 중의 상기 제2 상 용액과 회합하는, 상기 프로브 및/또는 현상 시약을 포함하는, 장치.
실시형태 2: 실시형태1에 있어서, 상기 LFA는 상기 ATPS 또는 이의 성분 및/또는 상기 프로브, 및/또는 상기 현상 시약을 수용 및/또는 함유하도록 구성된 다공성 매트릭스를 포함하는, 장치.
실시형태 3: 실시형태1 또는 2에 있어서, 상기 LFA는 접합 패드(conjugate pad), 상기 분석물에 결합하는 항체를 포함하는 시험선(test line), 임의로 2차 항체를 포함하는 대조선(control line), 임의로 흡수 패드, 및 임의로 샘플 패드를 포함하는, 장치.
실시형태 4: 샘플에서 분석물을 검출 및/또는 정량분석하기 위한 장치로서,
유동-통과 시스템(flow-through system)을 포함하되, 상기 유동-통과 시스템은,
사용 시에, 제1 상 용액은 선행 상이 되고, 제2 상 용액은 후행 상이 되는 혼합 상 용액을 포함하는 수성 2상 시스템(ATPS)을 포함하는 농축 성분;
프로브 및/또는 현상 시약으로서, 사용 시에, 상기 프로브는 상기 ATPS의 상기 선행 상 중의 상기 제1 상 용액과 회합하고/회합하거나 상기 현상 시약은 상기 ATPS의 상기 후행 상 중의 상기 제2 상 용액과 회합하는, 상기 프로브 및/또는 현상 시약; 및
상기 농축 성분 하부에 배치된 검출 성분을 포함하는, 장치.
실시형태 5: 실시형태 4에 있어서, 상기 농축 성분은 종이의 하나 이상의 층을 포함하는, 장치.
실시형태 6: 실시형태 4 또는 5에 있어서, 상기 검출 성분은 접합 패드, 반응 패드, 및 임의로 싱크(sink)를 포함하는, 장치.
실시형태 7: 실시형태 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 상기 프로브는 상기 ATPS에 배치된, 장치.
실시형태 8: 실시형태 7에 있어서, 상기 프로브는 상기 ATPS의 상기 제1 상 용액과 회합된, 장치.
실시형태 9: 실시형태1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 상기 현상 시약은 상기 ATPS에 배치된, 장치.
실시형태 10: 실시형태 9에 있어서, 상기 현상 시약은 상기 ATPS의 상기 제2 상 용액과 회합된, 장치.
실시형태 11: 실시형태 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서, 상기 장치는 상기 장치에 적용하기 전에 상기 샘플과 조합될 상기 ATPS를 위해서 구성된, 장치.
실시형태 12: 실시형태 1 내지 11 중 어느 하나에 있어서, 상기 ATPS는 상기 장치가 상기 샘플과 접촉되기 전에 측방-유동 검정법 상에서 또는 유동-통과 검정법의 농축 성분에서 탈수되는, 장치.
실시형태 13: 실시형태 12에 있어서, 상기 프로브는 상기 장치가 상기 샘플과 접촉되기 전에 측방-유동 검정법 상에서 또는 유동-통과 검정법의 농축 성분에서 탈수되는, 장치.
실시형태 14: 실시형태 12 또는 13에 있어서, 상기 현상 시약은 상기 장치가 상기 샘플과 접촉되기 전에 측방-유동 검정법 상에서 또는 유동-통과 검정법의 농축 성분에서 탈수되는, 장치.
실시형태 15: 실시형태 12 내지 14 중 어느 하나에 있어서, ATPS는 장치가 샘플과 접촉되기 전에 제1 상 용액과 제2 상 용액으로 분리되는 혼합 상 용액을 포함하는, 장치.
실시형태 16: 실시형태 1 내지 15 중 어느 하나에 있어서, 상기 프로브는 상기 ATPS의 친수성 상 중에 상당히 분배되도록 선택되는, 장치.
실시형태 17: 실시형태 1 내지 15 중 어느 하나에 있어서, 상기 프로브는 상기 ATPS의 소수성 상 중에 상당히 분배되도록 선택되는, 장치.
실시형태 18: 실시형태 1 내지 17 중 어느 하나에 있어서, 상기 현상 시약은 상기 ATPS의 소수성 상 중에 상당히 분배되도록 선택되는, 장치.
실시형태 19: 실시형태 1 내지 17 중 어느 하나에 있어서, 상기 현상 시약은 상기 ATPS의 친수성 상 중에 상당히 분배되도록 선택되는, 장치.
실시형태 20: 실시형태 1 내지 19 중 어느 하나에 있어서, 상기 ATPS는 중합체/염 ATPS, 중합체/중합체 ATPS, 마이셀형(micellar)/중합체 ATPS, 및 마이셀형 ATPS로 이루어진 군으로부터 선택되는, 장치.
실시형태 21: 실시형태 20에 있어서, 상기 ATPS의 상기 제1 상 용액은 표 1의 성분 1을 포함하는, 장치.
실시형태 22: 실시형태 20에 있어서, 상기 ATPS의 상기 제2 상 용액은 표 1의 성분 2를 포함하는, 장치.
실시형태 23: 실시형태 20에 있어서, 상기 ATPS의 상기 제1 상 용액은 표 1의 성분 1을 포함하고, 상기 ATPS의 제2 상 용액은 표 1의 성분 2를 포함하는, 장치.
실시형태 24: 실시형태 20에 있어서, 상기 ATPS는 중합체/염 ATPS인, 장치.
실시형태 25: 실시형태 24에 있어서, 상기 ATPS는 PEG/염 ATPS인, 장치.
실시형태 26: 실시형태 24 또는 25에 있어서, 상기 프로브는 상기 중합체/염 ATPS의 염-풍부 상 중에 분배되고, 상기 현상 시약은 상기 중합체/염 ATPS의 중합체-풍부 상 중에 분배되는, 장치.
실시형태 27: 실시형태 20에 있어서, 상기 ATPS는 마이셀형 ATPS인, 장치.
실시형태 28: 실시형태 27에 있어서, 상기 프로브는 상기 ATPS의 마이셀형-부족 상 중에 분배되고, 상기 현상 시약은 상기 ATPS의 마이셀형-풍부 상 중에 분배되는, 장치.
실시형태 29: 실시형태 1 내지 28 중 어느 하나에 있어서, 상기 프로브는 상기 표적 분석물에 결합하는 결합 모이어티를 포함하는, 장치.
실시형태 30: 실시형태 29에 있어서, 상기 표적 분석물은 단백질, 핵산, 당 또는 렉틴, 및 미생물로 이루어진 군으로부터 선택된 모이어티를 포함하는, 장치.
실시형태 31: 실시형태 30에 있어서, 상기 표적 분석물은 박테리아, 원생동물, 진균, 바이러스, 및 조류(alga)로 이루어진 군으로부터 선택된 미생물을 포함하는, 장치.
실시형태 32: 실시형태 30에 있어서, 상기 표적 분석물은 미생물을 위한 바이오마커를 포함하는, 장치.
실시형태 33: 실시형태 32에 있어서, 상기 표적 분석물은 박테리아, 원생동물, 진균, 바이러스, 및 조류로 이루어진 군으로부터 선택된 미생물을 위한 바이오마커를 포함하는, 장치.
실시형태 34: 실시형태 32에 있어서, 상기 표적 분석물은 질환 상태를 위한 바이오마커, 식품 안전성(또는 위험)을 위한 바이오마커, 또는 생물테러제를 위한 바이오마커를 포함하는, 장치.
실시형태 35: 실시형태 29 내지 34 중 어느 하나에 있어서, 상기 결합 모이어티는 항체 또는 항체 단편, 렉틴, 핵산, 및 압타머로 이루어진 군으로부터 선택되는, 장치.
실시형태 36: 실시형태 35에 있어서, 상기 프로브는 항체 또는 항체 단편을 포함하는, 장치.
실시형태 37: 실시형태 1 내지 36 중 어느 하나에 있어서, 상기 프로브는 합성 중합체, 금속, 미네랄, 유리, 석영, 세라믹, 생물학적 중합체 및 플라스틱으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하는, 장치.
실시형태 38: 실시형태 37에 있어서, 상기 프로브는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 셀룰로스, 키틴, 나일론, 폴리옥시메틸렌, 폴리테트라플루오로에틸렌, 또는 폴리바이닐 클로라이드, 덱스트란, 폴리프로필렌, 또는 폴리에틸렌 글리콜로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하는, 장치.
실시형태 39: 실시형태 37에 있어서, 상기 프로브는 금, 은, 철, 백금, 팔라듐, 세륨 및 티타늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 포함하는, 장치.
실시형태 40: 실시형태 1 내지 39 중 어느 하나에 있어서, 상기 프로브는 나노입자를 포함하는, 장치.
실시형태 41: 실시형태 1 내지 40 중 어느 하나에 있어서, 상기 프로브는 상기 현상 시약과 반응하여 검출 가능한 신호를 생성시킬 수 있는 작용제를 포함하는, 장치.
실시형태 42: 실시형태 41에 있어서, 상기 작용제는 기질과 반응하여 강한 가시적인 신호를 형성하는 효소를 포함하는, 장치.
실시형태 43: 실시형태 42에 있어서, 상기 현상 시약은 상기 기질을 포함하는, 장치.
실시형태 44: 실시형태 42에 있어서, 상기 현상 시약은 상기 효소에 결합하는 항체를 포함하는, 장치.
실시형태 45: 실시형태 41에 있어서, 상기 작용제는 효소와 반응하여 강한 가시적인 생성물을 형성하는 기질을 포함하는, 장치.
실시형태 46: 실시형태 45에 있어서, 상기 현상 시약은 상기 효소를 포함하는, 장치.
실시형태 47: 실시형태 42 또는 46에 있어서, 상기 효소는 알칼리성 포스파타제, 호스 래디쉬(또는 다른) 퍼옥시다제 및 글루코스 옥시다제로 이루어진 군으로부터 선택되는, 장치.
실시형태 48: 실시형태 1 내지 47 중 어느 하나에 있어서, 상기 프로브는 상기 ATPS의 제1 상 용액 또는 제2 상 용액에 대해서 친화도를 갖는 코팅을 포함하는, 장치.
실시형태 49: 실시형태 48에 있어서, 상기 코팅은 폴리프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 덱스트란, 친수성 단백질 및 소수성 단백질로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하는, 장치.
실시형태 50: 실시형태 1 내지 49 중 어느 하나에 있어서, 상기 장치는 각각 상이한 분석물과 상호작용하는 2종 이상의 프로브를 포함하는, 장치.
실시형태 51: 실시형태 50에 있어서, 상기 장치는 적어도 2개의 상이한 프로브, 또는 적어도 3개의 상이한 프로브, 또는 적어도 4개의 상이한 프로브, 또는 적어도 5개의 상이한 프로브, 또는 적어도 7개의 상이한 프로브, 또는 적어도 10개의 상이한 프로브, 또는 적어도 15개의 상이한 프로브, 또는 적어도 20개의 상이한 프로브를 포함하는, 장치.
실시형태 52: 실시형태 1 내지 51 중 어느 하나에 있어서, 상기 장치는 샌드위치 검정법을 수행하도록 구성된, 장치.
실시형태 53: 수성 2상 시스템(ATPS)으로서,
제1 상 용액과 제2 상 용액으로 분리되고, LFA 또는 다른 다공성 매질에서 사용 시에, 상기 제1 상 용액은 선행 상이 되고, 상기 제2 상 용액은 후행 상이 되는 혼합 상 용액; 및
프로브 및/또는 현상 시약으로서, 상기 프로브는 상기 제1 상 용액과 회합하고, 상기 현상 시약은 상기 제2 상 용액과 회합하는, 상기 프로브 및/또는 현상 시약을 포함하는, 수성 2상 시스템(ATPS).
실시형태 54: 실시형태 53에 있어서, 상기 ATPS는 중합체/염 ATPS, 중합체/중합체 ATPS, 마이셀형/중합체 ATPS, 및 마이셀형 ATPS로 이루어진 군으로부터 선택되는, 수성 2상 시스템.
실시형태 55: 실시형태 54에 있어서, 상기 ATPS의 용액의 상기 제1 상은 표 1의 성분 1을 포함하고, 상기 ATPS의 제2 상 용액은 표 1의 성분 2를 포함하는, 수성 2상 시스템.
실시형태 56: 실시형태 54에 있어서, 상기 ATPS는 중합체/염 ATPS인, 수성 2상 시스템.
실시형태 57: 실시형태 56에 있어서, 상기 ATPS는 PEG/염 ATPS인, 수성 2상 시스템.
실시형태 58: 실시형태 56 또는 57에 있어서, 상기 프로브는 상기 중합체/염 ATPS의 염-풍부 상 중에 분배되고, 상기 현상 시약은 상기 중합체/염 ATPS의 중합체-풍부 상 중에 분배되는, 수성 2상 시스템.
실시형태 59: 실시형태 54에 있어서, 상기 ATPS는 마이셀형 ATPS인, 수성 2상 시스템.
실시형태 60: 실시형태 59에 있어서, 상기 프로브는 상기 ATPS의 마이셀형-부족 상 중에 분배되고, 상기 현상 시약은 상기 ATPS의 마이셀형-풍부 상 중에 분배되는, 수성 2상 시스템.
실시형태 61: 실시형태 1 내지 60 중 어느 하나에 있어서, 상기 프로브는 상기 표적 분석물에 결합하는 결합 모이어티를 포함하는, 수성 2상 시스템.
실시형태 62: 실시형태 1 내지 61 중 어느 하나에 있어서, 상기 ATPS는 다공성 매질에 배치된, 수성 2상 시스템.
실시형태 63: 실시형태 1 내지 61 중 어느 하나에 있어서, 상기 ATPS는 종이에 배치된, 수성 2상 시스템.
실시형태 64: 실시형태 1 내지 61 중 어느 하나에 있어서, 상기 ATPS는 측방 유동 검정법(LFA)에 배치된, 수성 2상 시스템.
실시형태 65: 실시형태 1 내지 61 중 어느 하나에 있어서, 상기 ATPS는 유동-통과 시스템에 배치된, 수성 2상 시스템.
실시형태 66: 하기 단계들을 포함하는, 분석물을 검출 및/또는 정량분석하는 방법:
샘플을 수성 2상 시스템(ATPS)에 적용하여 상기 샘플 중에서, 존재하는 경우, 상기 분석물을 상기 ATPS의 1상 중에 농축시켜 분석물 함유 상을 제공하는 단계;
상기 분석물 함유 상을, 검출 프로브가 측방-유동 검정법 또는 유동-통과 검정법에서 상기 분석물에 결합하는 측방-유동 검정법(LFA) 또는 유동-통과 검정법에 적용하는 단계;
현상 시약을 상기 LFA 또는 유동-통과 검정법에 적용하여 상기 검출 프로브에 의해서 생성된 신호를 향상시키는 단계; 및
상기 신호를 검출 및/또는 정량분석하여 상기 샘플에서 상기 분석물의 존재 및/또는 양을 나타내는 단계.
실시형태 67: 실시형태 66에 있어서, 상기 측방-유동 검정법 또는 유동-통과 검정법은 측방-유동 검정법인, 방법.
실시형태 68: 실시형태 66에 있어서, 상기 측방-유동 검정법 또는 유동-통과 검정법은 유동-통과 검정법인, 방법.
실시형태 69: 실시형태 66 내지 68 중 어느 하나에 있어서, 상기 ATPS는 종이에 적용되고, 상은, 상기 ATPS가 상기 종이를 유동 통과하여 "유동 시의 농축(concentrate-as-it-flows)" ATPS를 제공하는 동안 분리되는, 방법.
실시형태 70: 실시형태 69에 있어서, 상기 ATPS는 종이에 적용될 때 선행하는 더 소수성인 상 및 후행하는 더 친수성인 상을 생성시키는, 방법.
실시형태 71: 실시형태 69에 있어서, 상기 ATPS는 종이에 적용될 때 선행하는 더 친수성인 상 및 후행하는 더 소수성인 상을 생성시키는, 방법.
실시형태 72: 실시형태 66 내지 71 중 어느 하나에 있어서, 상기 LFA 또는 유동-통과 검정법은, 결합 모이어티가 상기 분석물을 포획하고, 상기 검출 프로브가 상기 포획된 분석물에 결합하는 것인, 방법.
실시형태 73: 실시형태 66 내지 72 중 어느 하나에 있어서, 상기 분석물 함유 상은 상기 ATPS로부터 수동으로 또는 로봇에 의해서 제거되고, 이어서 상기 측방-유동 검정법에 적용되는, 방법.
실시형태 74: 실시형태 73에 있어서, 상기 검출 프로브는 상기 LFA 또는 유동-통과 검정법의 성분으로서 제공되는, 방법.
실시형태 75: 실시형태 73 또는 74에 있어서, 이어서 상기 현상 시약은 상기 ATPS와 독립적으로 상기 측방-유동 검정법에 적용되는, 방법.
실시형태 76: 실시형태 66 내지 72 중 어느 하나에 있어서, 상기 프로브 및 상기 현상 시약 둘 모두는 상기 ATPS에 적용되거나 또는 그것에 제공되고, 상기 ATPS의 상기 성분은 상기 프로브를 상기 ATPS의 제1 상 중에 실질적으로 분배시키고 그리고 상기 현상 시약을 상기 ATPS의 제2 상 중에 실질적으로 분배시키도록 선택되는, 방법.
실시형태 77: 실시형태 76에 있어서, 상기 ATPS는 종이 기질에 적용될 때 선행 상 및 후행 상을 형성하고, 그리고 상기 선행 상은 상기 농축된 분석물 및 상기 프로브를 LFA 시험 스트립 또는 유동-통과 검정법에 전달하고, 그 다음, 나중에 상기 현상 시약을 상기 시험 스트립 또는 유동-통과 검정법에 전달하는 상기 후행 상이 이어지는, 방법.
실시형태 78: 실시형태 76 또는 77에 있어서, 상기 프로브는 상기 ATPS의 친수성 상 중에 상당히 분배되도록 선택되는, 방법.
실시형태 79: 실시형태 76 또는 77에 있어서, 상기 프로브는 상기 ATPS의 소수성 상 중에 상당히 분배되도록 선택되는, 방법.
실시형태 80: 실시형태 76 내지 79 중 어느 하나에 있어서, 상기 현상 시약은 상기 ATPS의 소수성 상 중에 상당히 분배되도록 선택되는, 방법.
실시형태 81: 실시형태 76 내지 79 중 어느 하나에 있어서, 상기 현상 시약은 상기 ATPS의 친수성 상 중에 상당히 분배되도록 선택되는, 방법.
실시형태 82: 실시형태 66 내지 81 중 어느 하나에 있어서, 상기 ATPS는 중합체/염 ATPS, 중합체/중합체 ATPS, 마이셀형/중합체 ATPS, 및 마이셀형 ATPS로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
실시형태 83: 실시형태 82에 있어서, 상기 ATPS의 용액의 상기 제1 상은 표 1의 성분 1을 포함하고, 상기 ATPS의 제2 상 용액은 표 1의 성분 2를 포함하는, 방법.
실시형태 84: 실시형태 82에 있어서, 상기 ATPS는 중합체/염 ATPS인, 방법.
실시형태 85: 실시형태 84에 있어서, 상기 ATPS는 PEG/염 ATPS인, 방법.
실시형태 86: 실시형태 84 또는 85에 있어서, 상기 프로브는 상기 중합체/염 ATPS의 염-풍부 상 중에 분배되고, 상기 현상 시약은 상기 중합체/염 ATPS의 중합체-풍부 상 중에 분배되는, 방법.
실시형태 87: 실시형태 82에 있어서, 상기 ATPS는 마이셀형 ATPS인, 방법.
실시형태 88: 실시형태 87에 있어서, 상기 프로브는 상기 ATPS의 마이셀형-부족 상 중에 분배되고, 상기 현상 시약은 상기 ATPS의 마이셀형-풍부 상 중에 분배되는, 방법.
실시형태 89: 실시형태 66 내지 88 중 어느 하나에 있어서, 상기 프로브는 상기 표적 분석물에 결합하는 결합 모이어티를 포함하는, 방법.
실시형태 90: 실시형태 89에 있어서, 상기 표적 분석물은 단백질, 핵산, 당 또는 렉틴, 및 미생물로 이루어진 군으로부터 선택된 모이어티를 포함하는, 방법.
실시형태 91: 실시형태 90에 있어서, 상기 표적 분석물은 박테리아, 원생동물, 진균, 바이러스, 및 조류로 이루어진 군으로부터 선택된 미생물을 포함하는, 방법.
실시형태 92: 실시형태 90에 있어서, 상기 표적 분석물은 미생물을 위한 바이오마커를 포함하는, 방법.
실시형태 93: 실시형태 92에 있어서, 상기 표적 분석물은 박테리아, 원생동물, 진균, 바이러스, 및 조류로 이루어진 군으로부터 선택된 미생물을 위한 바이오마커를 포함하는, 방법.
실시형태 94: 실시형태 89 내지 92 중 어느 하나에 있어서, 상기 결합 모이어티는 항체 또는 항체 단편, 렉틴, 핵산, 및 압타머로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
실시형태 95: 실시형태 94에 있어서, 상기 프로브는 항체 또는 항체 단편을 포함하는, 방법.
실시형태 96: 실시형태 66 내지 95 중 어느 하나에 있어서, 상기 프로브는 합성 중합체, 금속, 미네랄, 유리, 석영, 세라믹, 생물학적 중합체 및 플라스틱으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하는, 방법.
실시형태 97: 실시형태 96에 있어서, 상기 프로브는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 셀룰로스, 키틴, 나일론, 폴리옥시메틸렌, 폴리테트라플루오로에틸렌, 또는 폴리바이닐 클로라이드, 덱스트란, 폴리프로필렌, 또는 폴리에틸렌 글리콜로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하는, 방법.
실시형태 98: 실시형태96에 있어서, 상기 프로브는 금, 은, 철, 백금, 팔라듐, 세륨 및 티타늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 포함하는, 방법.
실시형태 99: 실시형태 66 내지 98 중 어느 하나에 있어서, 상기 프로브는 나노입자를 포함하는, 장치.
실시형태 100: 실시형태 66 내지 99 중 어느 하나에 있어서, 상기 프로브는 상기 현상 시약과 반응하여 검출 가능한 신호를 생성시킬 수 있는 작용제를 포함하는, 방법.
실시형태 101: 실시형태100에 있어서, 상기 작용제는 기질과 반응하여 강한 가시적인 신호를 형성하는 효소를 포함하는, 방법.
실시형태 102: 실시형태 101에 있어서, 상기 현상 시약은 상기 기질을 포함하는, 방법.
실시형태 103: 실시형태 101에 있어서, 상기 현상 시약은 상기 효소에 결합하는 항체를 포함하는, 방법.
실시형태 104: 실시형태 100에 있어서, 상기 작용제는 효소와 반응하여 강한 가시적인 생성물을 형성하는 기질을 포함하는, 방법.
실시형태 105: 실시형태 104에 있어서, 상기 현상 시약은 상기 효소를 포함하는, 방법.
실시형태 106: 실시형태 101 또는 105에 있어서, 상기 효소는 알칼리성 포스파타제, 호스 래디쉬(또는 다른) 퍼옥시다제 및 글루코스 옥시다제로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
실시형태 107: 실시형태 66 내지 106 중 어느 하나에 있어서, 상기 프로브는 상기 ATPS의 제1 상 용액 또는 제2 상 용액에 대해서 친화도를 갖는 코팅을 포함하는, 장치.
실시형태 108: 실시형태 107에 있어서, 상기 코팅은 폴리프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 덱스트란, 친수성 단백질 및 소수성 단백질로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하는, 장치.
실시형태 109: 실시형태 66 내지 108 중 어느 하나에 있어서, 상기 방법은 실시형태 1 내지 52 중 어느 하나에 따른 장치를 사용하여 수행되는, 방법.
실시형태 110: 분석물을 검출 및/또는 정량분석하기 위한 키트로서, 실시형태 1 내지 52 중 어느 하나에 따른 장치; 및 샘플을 수집하기 위한 수집 장치를 포함하는, 키트.
실시형태 111: 실시형태 110에 있어서, 상기 수집 장치는 구강 유체를 수집하기 위한 장치를 포함하는, 키트.
실시형태 112: 실시형태 110에 있어서, 상기 수집 장치는 혈액을 수집하기 위한 장치를 포함하는, 키트.
실시형태 113: 실시형태 110에 있어서, 상기 수집 장치는 소변 수집 장치를 포함하는, 키트.
실시형태 114: 실시형태 110에 있어서, 상기 수집 장치는 자궁경관내 스왑으로부터 질 유체를 수집하기 위한 장치를 포함하는, 키트.
실시형태 115: 실시형태 110에 있어서, 상기 수집 장치는 환경 샘플을 위한 장치를 포함하는, 키트.
실시형태 116: 하기 단계들을 포함하는, 핵산을 정제 및 증폭시키는 방법: 수성 2-상 시스템(ATPS)을 제공하는 단계로서, 상기 수성 2-상 시스템(ATPS)은 제1 상 용액과 제2 상 용액으로 분리되는 혼합 상 용액을 포함하되, 상기 ATPS는 핵산이 제1 상 용액 또는 제2 상 용액 중 어느 하나 중에 분배될 것, 또는 상기 ATPS는 핵산이 상기 제1 상 용액과 상기 제2 상 용액 사이의 계면에 국지화될 것인, 상기 수성 2-상 시스템(ATPS)을 제공하는 단계; 핵산을 포함하는 샘플을 상기 ATPS에 도입하는 단계로서, 상기 핵산은 상기 제1 상 용액 또는 상기 제2 상 용액 또는 상기 제1 상 용액과 상기 제2 상 용액 사이의 계면에 분배되어 농축된 핵산을 제공하는, 상기 도입하는 단계; 및 상기 농축된 핵산을 핵 증폭 반응으로 증폭시켜 증폭된 핵산을 생산하는 단계.
실시형태 117: 실시형태 116에 있어서, 상기 핵산은 DNA인, 방법.
실시형태 118: 실시형태 116에 있어서, 상기 핵산은 RNA인, 방법.
실시형태 119: 실시형태 116에 있어서, 상기 핵산은 RNA로부터 역전사된 DNA인, 방법.
실시형태 120: 실시형태 116 내지 119 중 어느 하나에 있어서, 상기 ATPS는 중합체/염 ATPS, 중합체/중합체 ATPS, 마이셀형/중합체 ATPS, 및 마이셀형 ATPS로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
실시형태 121: 실시형태 120에 있어서, 상기 ATPS의 용액의 상기 제1 상은 표 1의 성분 1을 포함하고, 상기 ATPS의 제2 상 용액은 표 1의 성분 2를 포함하는, 방법.
실시형태 122: 실시형태 116 내지 121 중 어느 하나에 있어서, 상기 증폭시키는 단계는, 상기 농축된 핵산을 상기 제1 상으로부터 회수하는 단계로서, 상기 핵산을 상기 제1 상 용액 또는 상기 제2 상 용액 또는 상기 제1 상 용액과 상기 제2 상 용액 사이의 상기 계면으로부터 회수하여 회수된 농축된 핵산을 제공하는 것을 포함하는, 상기 회수하는 단계; 및 상기 회수되고 농축된 핵산을 핵산 증폭 반응에 도입하여 상기 핵산을 증폭시키는 단계를 포함하는, 방법.
실시형태 123: 실시형태 122에 있어서, 상기 핵산 증폭 반응은 중합효소 연쇄 반응(PCR) 반응 시스템을 포함하는, 방법.
실시형태 124: 실시형태 122에 있어서, 상기 핵산 증폭 반응은 등온 증폭 시스템을 포함하는, 방법.
실시형태 125: 실시형태 124에 있어서, 상기 핵산 증폭 반응은 자가-유지 서열 반응(Self-Sustained Sequence Reaction: 3SR), 핵산 기반 전사 검정법(Nucleic acid Based Transcription Assay: NASBA), 전사 매개 증폭(transcription mediated amplification: TMA), 가닥 치환 증폭(Strand Displacement amplification: SDA), 헬리카제-의존성 증폭(Helicase-Dependent amplification: HDA), 루프-매개 등온 증폭(Loop-Mediated isothermal amplification: LAMP), 스템-루프 증폭(stem-loop amplification), RNA 기술의 신호 매개 증폭(signal mediated amplification of RNA technology: SMART), 등온 다중 치환 증폭(isothermal multiple displacement amplification: IMDA), 단일 프라이머 등온 증폭(single primer isothermal amplification: SPIA), 순환식 헬리카제-의존성 증폭(circular helicase-dependent amplification: cHDA), 및 리콤비나제 중합효소 증폭(Recombinase Polymerase Amplification: RPA)으로 이루어진 군으로부터 선택된 증폭 시스템을 포함하는, 방법.
실시형태 126: 실시형태 116 내지 121 중 어느 하나에 있어서, 상기 증폭시키는 단계는 등온 핵산 증폭을 위한 시약을 상기 ATPS와 조합하는 단계를 포함하는, 방법.
실시형태 127: 실시형태 126에 있어서, 상기 핵산 증폭 반응은 등온 증폭 시스템을 포함하는, 방법.
실시형태 128: 실시형태 127에 있어서, 상기 핵산 증폭 반응은 자가-유지 서열 반응(3SR), 핵산 기반 전사 검정법(NASBA), 전사 매개 증폭(TMA), 가닥 치환 증폭(SDA), 헬리카제-의존성 증폭(HDA), 루프-매개 등온 증폭(LAMP), 스템-루프 증폭, RNA 기술의 신호 매개된 증폭(SMART), 등온 다중 치환 증폭(IMDA), 단일 프라이머 등온 증폭(SPIA), 순환식 헬리카제-의존성 증폭(cHDA), 및 리콤비나제 중합효소 증폭(RPA)으로 이루어진 군으로부터 선택된 증폭 시스템을 포함하는, 방법.
실시형태 129: 실시형태 127 또는 128에 있어서, 상기 방법은 실온에서 또는 실온보다 더 낮은 온도에서 상기 등온 증폭을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
실시형태 130: 실시형태 127 또는 128에 있어서, 상기 방법은 등온 증폭을 위한 시약을 함유하는 상기 ATPS를 실질적으로 일정한 온도까지 가열하는 단계를 포함하는, 방법.
실시형태 131: 실시형태 127 내지 130 중 어느 하나에 있어서, 상기 증폭시키는 단계는 헬리카제-의존성 증폭을 포함하고, 약 65℃의 일정한 온도에서 수행되는, 방법.
실시형태 132: 실시형태 126 내지 131 중 어느 하나에 있어서, 상기 방법은 단일 용기에서 수행되는, 방법.
실시형태 133: 실시형태 126 내지 131 중 어느 하나에 있어서, 상기 방법은 다중웰 플레이트의 웰 각각에 상이한 샘플을 갖는 복수의 핵산 샘플에서 수행되는, 방법.
실시형태 134: 실시형태 133에 있어서, 상기 복수의 샘플은 적어도 2개의 샘플, 또는 적어도 4개의 샘플, 또는 적어도 8개의 샘플, 또는 적어도 16개의 샘플, 또는 적어도 32개의 샘플, 또는 적어도 64개의 샘플, 또는 적어도 128개의 샘플을 포함하는, 방법.
실시형태 135: 실시형태 126 내지 131 중 어느 하나에 있어서, 상기 방법은 마이크로유체 시스템(예를 들어, 랩 온 어 칩(lab on a chip))의 챔버 또는 채널에서 수행되는, 방법.
실시형태 136: 실시형태 116 내지 135 중 어느 하나에 있어서, 상기 샘플은 세포 용해물인, 방법.
실시형태 137: 실시형태 116 내지 135 중 어느 하나에 있어서, 상기 샘플은 핵산인, 방법.
실시형태 138: 실시형태 116 내지 135 중 어느 하나에 있어서, 상기 샘플은 무손상 세포를 포함하고, 상기 ATPS는 세포를 용해시키는 ATPS인, 방법.
실시형태 139: 실시형태 116 내지 138 중 어느 하나에 있어서, 상기 ATPS는 마이셀형 ATPS인, 방법.
실시형태 140: 실시형태 116 내지 138 중 어느 하나에 있어서, 상기 샘플은 혈액 또는 혈반(blood spot)을 포함하고, 그리고 상기 ATPS는 혈반을 재용해시키는 것인, 방법.
실시형태 141: 실시형태 140에 있어서, 상기 ATPS는 PEG/덱스트란 ATPS를 포함하는, 방법.
실시형태 142: 실시형태 140에 있어서, 상기 ATPS는 UCON/덱스트란 ATPS를 포함하는, 방법.
실시형태 143: 하기를 포함하는, 핵산을 정제 및 증폭시키기 위한 키트:
수성 2상 시스템(ATPS)의 성분을 함유하는 용기; 및
등온 핵산 증폭 시스템의 1종 이상의 성분을 함유하는 용기.
실시형태 144: 실시형태 143에 있어서, ATPS의 성분을 함유하는 상기 용기 및 등온 핵산 증폭 시스템의 성분을 함유하는 용기는 동일한 용기인, 키트.
실시형태 145: 실시형태 143에 있어서, ATPS의 성분을 함유하는 상기 용기 및 등온 핵산 증폭 시스템의 성분을 함유하는 상기 용기는 상이한 용기인, 키트.
실시형태 146: 실시형태 143 내지 145 중 어느 하나에 있어서, 등온 핵산 증폭 시스템의 1종 이상의 성분을 함유하는 상기 용기는 자가-유지 서열 반응(3SR), 핵산 기반 전사 검정법(NASBA), 전사 매개 증폭(TMA), 가닥 치환 증폭(SDA), 헬리카제-의존성 증폭(HDA), 루프-매개 등온 증폭(LAMP), 스템-루프 증폭, RNA 기술의 신호 매개된 증폭(SMART), 등온 다중 치환 증폭(IMDA), 단일 프라이머 등온 증폭(SPIA), 순환식 헬리카제-의존성 증폭(cHDA), 및 리콤비나제 중합효소 증폭(RPA)으로 이루어진 군으로부터 선택된 반응 시스템의 1종 이상의 성분을 함유하는, 키트.
실시형태 147: 실시형태 146에 있어서, 상기 1종 이상의 성분은 핵산 증폭 반응을 수행하는 효소를 포함하는, 키트.
실시형태 148: 실시형태 146에 있어서, 상기 1종 이상의 성분은 헬리카제를 포함하는, 키트.
실시형태 149: 실시형태 143 내지 148 중 어느 하나에 있어서, 상기 ATPS는 중합체/염 ATPS, 중합체/중합체 ATPS, 마이셀형/중합체 ATPS, 및 마이셀형 ATPS로 이루어진 군으로부터 선택되는, 키트.
실시형태 150: 실시형태 149에 있어서, 상기 ATPS의 용액의 상기 제1 상은 표 1의 성분 1을 포함하고, 상기 ATPS의 제2 상 용액은 표 1의 성분 2를 포함하는, 키트.
실시형태 151: 실시형태 143 내지 149 중 어느 하나에 있어서, 상기 ATPS는 마이셀형 ATPS를 포함하는, 키트.
실시형태 152: 실시형태 143 내지 149 중 어느 하나에 있어서, 상기 ATPS는 PEG/덱스트란 ATPS를 포함하는, 키트.
실시형태 153: 실시형태 143 내지 149 중 어느 하나에 있어서, 상기 ATPS는 UCON/덱스트란 ATPS를 포함하는, 키트.
실시형태 154: 실시형태 143 내지 153 중 어느 하나에 있어서, 상기 키트는 실시형태 126 내지 142 중 어느 하나에 따른 방법을 수행하기 위한 프로토콜을 제공하는 설명서를 함유하는, 키트.
정의
용어 "폴리펩타이드", "펩타이드" 및 "단백질"은 아미노산 잔기의 중합체를 지칭하도록 본 명세서에서 상호 교환 가능하게 사용된다. 이 용어는 하나 이상의 아미노산 잔기가 상응하는 자연 발생 아미노산의 인공적인 화학 유사체인 아미노산 중합체, 뿐만 아니라 자연 발생 아미노산 중합체에 적용된다.
본 명세서에서 용어 "핵산" 또는 "올리고뉴클레오타이드" 또는 문법적 등가물은 함께 공유 연결된 적어도 2개의 뉴클레오타이드를 지칭한다. 본 발명의 핵산은 바람직하게는 단일 가닥 또는 이중 가닥이고, 일반적으로 포스포다이에스터 결합을 함유할 것이지만, 일부 경우에, 하기에 요약된 바와 같이, 예를 들어, 포스포르아마이드(문헌[Beaucage et al. (1993) Tetrahedron 49(10): 1925] 및 그 내의 참고문헌; 문헌[Letsinger (1970) J. Org. Chem. 35:3800; Sprinzl et al. (1977) Eur. J. Biochem. 81: 579; Letsinger et al. (1986) Nucl. Acids Res. 14: 3487; Sawai et al. (1984) Chem. Lett. 805, Letsinger et al. (1988) J. Am. Chem. Soc. 110: 4470; 및 Pauwels et al. (1986) Chemica Scripta 26: 141 9]), 포스포로티오에이트(문헌[Mag et al. (1991) Nucleic Acids Res. 19:1437]; 및 미국 특허 제5,644,048호), 포스포로다이티오에이트(Briu et al. (1989) J. Am. Chem. Soc. 111 :2321), O-메틸포스포로아마이다이트 링키지(문헌[Eckstein, Oligonucleotides and Analogues: A Practical Approach, Oxford University Press] 참고), 및 펩타이드 핵산 골격 및 링키지(문헌[Egholm (1992) J. Am. Chem. Soc. 114:1895; Meier et al. (1992) Chem. Int. Ed. Engl. 31: 1008; Nielsen (1993) Nature, 365: 566; Carlsson et al. (1996) Nature380:207] 참고)를 포함하는, 대안적인 골격을 가질 수 있는 핵산 유사체가 포함된다. 다른 유사체 핵산은 양성 골격(Denpcy et al. (1995) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92: 6097); 음이온성 골격(미국 특허 제5,386,023호, 제5,637,684호, 제5,602,240호, 제5,216,141호 및 제4,469,863호; 문헌[Angew. (1991) Chem. Intl. Ed. English 30: 423; Letsinger et al. (1988) J. Am. Chem. Soc. 110: 4470; Letsinger et al. (1994) Nucleoside & Nucleotide 13:1597; Chapters 2 and 3, ASC Symposium Series 580, "Carbohydrate Modifications in Antisense Research", Ed. Y.S. Sanghui and P. Dan Cook; Mesmaeker et al. (1994), Bioorganic & Medicinal Chem. Lett. 4: 395; Jeffs et al. (1994) J. Biomolecular NMR 34:17; Tetrahedron Lett. 37:743 (1996)]) 및 비-리보스 골격(미국 특허 제5,235,033호 및 제5,034,506호 및 문헌[Chapters 6 and 7, ASC Symposium Series 580, Carbohydrate Modifications in Antisense Research, Ed. Y.S. Sanghui and P. Dan Cook]에 기술된 것 포함)을 갖는 것을 포함한다. 하나 이상의 탄소환식 당을 함유하는 핵산이 또한 핵산의 정의에 포함된다(문헌[Jenkins et al. (1995), Chem. Soc. Rev.pp169-176] 참고). 몇몇 핵산 유사체는 문헌[Rawls, C & E News June 2, 1997 page 35]에 기술되어 있다. 리보스-포스페이트 골격의 이러한 변형은 추가적인 모이어티, 예컨대, 표지의 부가를 가능하게 하거나, 또는 생리학적 환경에서 이러한 분자의 안정성 및 반감기를 증가시키기 위해서 행해질 수 있다. 또한, 본 발명의 핵산은 대안적으로 삼중 가닥일 수 있다는 것이 가능하다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "항체"는 면역글로불린 유전자 또는 면역글로불린 유전자의 단편에 의해서 실질적으로 암호화된 하나 이상의 폴리펩타이드로 이루어진 단백질을 지칭한다. 인식된 면역글로불린 유전자는 카파, 람다, 알파, 감마, 델타, 엡실론 및 뮤 불변 영역 유전자, 뿐만 아니라 많은 면역글로불린 가변 영역 유전자를 포함한다. 경쇄는 카파 또는 람다 중 어느 하나로서 분류된다. 중쇄는 감마, 뮤, 알파, 델타 또는 엡실론으로서 분류되고, 이것은 이번에는 면역글로불린 부류, 각각 IgG, IgM, IgA, IgD 및 IgE를 정의한다.
전형적인 면역글로불린(항체) 구조 단위는 사량체를 포함한다고 공지되어 있다. 사량체는 폴리펩타이드 쇄의 2개의 동일한 쌍으로 구성되는데, 각각의 쌍은 하나의 "경"쇄(약 25kD) 및 하나의 "중"쇄(약 50 내지 70kD)를 갖는다. 각각의 쇄의 N-말단은 주로 항원 인식에 대한 책임이 있는 약 100 내지 110개 또는 그 초과의 아미노산의 가변 영역을 한정한다. 용어 가변 경쇄(VL) 및 가변 중쇄(VH)는 각각 이들 경쇄 및 중쇄를 지칭한다.
항체는 무손상 면역글로불린으로서 또는 다양한 펩티다제로의 소화에 의해서 생산된 널리 특징규명된 다수의 단편으로서 존재한다. 따라서, 예를 들어, 펩신은 힌지 영역에서 다이설파이드 링키지 아래에서 항체를 소화시켜 Fab의 이량체인 F(ab)'2를 생산하는데, 이것 자체는 다이설파이드 결합에 의해서 VH-CH1에 결합된 경쇄이다. F(ab)'2는 온화한 조건 하에서 환원되어 힌지 영역에서 다이설파이드 링키지가 파괴되고, 이에 의해서 (Fab')2 이량체가 Fab' 단량체로 전환될 수 있다. Fab' 단량체는 본질적으로 힌지 영역의 부분을 갖는 Fab이다(다른 항체 단편의 보다 상세한 설명을 위해서 문헌[Fundamental Immunology, W.E. Paul, ed., Raven Press, N.Y. (1993)] 참고). 다양한 항체 단편이 무손상 항체의 소화와 관련하여 정의되어 있지만, 통상의 기술자는 이러한 Fab' 단편이 화학적으로 또는 재조합 DNA 방법을 사용함으로써 신규로 합성될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 용어 항체는, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 전체 항체의 변형에 의해서 생산되거나 또는 재조합 DNA 방법을 사용하여 신규로 합성된 항체 단편을 포함한다. 바람직한 항체는 단일 쇄 항체(단일 폴리펩타이드 쇄로서 존재하는 항체), 보다 바람직하게는 단일 쇄 Fv 항체(sFv 또는 scFv)를 포함하는데, 여기서 가변 중쇄 및 가변 경쇄는 (직접 또는 펩타이드 링커를 통해서) 서로 연결되어 연속적인 폴리펩타이드를 형성한다. 단일 쇄 Fv 항체는 공유 결합된 VH-VL 이종이량체이고, 이것은 직접 연결되거나 또는 펩타이드-암호화 링커에 의해서 연결된 VH- 및 VL-암호화 서열을 포함하는 핵산으로부터 발현될 수 있다(Huston, et al. (1988) Proc . Nat. Acad . Sci . USA, 85: 5879-5883). VH 및 VL은 단일 폴리펩타이드 쇄로서 서로에 연결되지만, VH 및 VL 도메인은 비-공유적으로 회합된다. 사상 파지(filamentous phage)의 표면 상에서 발현될 제1 기능성 항체 분자는 단일 쇄 Fv's(scFv)였지만, 대안적인 발현 전략이 또한 성공적이었다. 예를 들어, 쇄(중쇄 또는 경쇄) 중 하나가 g3 캡시드(capsid) 단백질에 융합되고, 상보성 쇄는 가용성 분자로서 주변세포질로 외수송되면 Fab는 파지 상에 디스플레이된다. 두 쇄는 동일한 레플리콘 또는 상이한 레플리콘 상에 암호화될 수 있고, 중요한 점은 각각의 Fab 분자에서 2개의 항체 쇄는 번역 후에 조립되고, 이량체는 예를 들어, g3p에 대한 쇄 중 하나의 링키지를 통해서 파지 입자에 혼입된다는 것이다(예를 들어, 미국 특허 제5733743호 참고). scFv 항체 및 자연에서 응집되지만 화학적으로 분리된 경쇄 및 중쇄 폴리펩타이드를 항체 V 영역으로부터 항원-결합 부위의 구조와 실질적으로 유사한 3차원 구조로 전환시킨 다른 구조의 수는 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 공지되어 있다(미국 특허 제5,091,513호, 제5,132,405호, 및 제4,956,778호 참고). 특히 바람직한 항체는 파지 상에 디스플레이된 모두(예를 들어, scFv, Fv, Fab 및 다이설파이드 연결된 Fv)를 포함할 것이다(Reiter et al. (1995) Protein Eng. 8: 1323-1331).
압타머는 핵산으로부터 형성된 항체-유사체이다. 압타자임은 핵산으로부터 형성된 효소이다. 특히, 압타자임은 제2의 특이적 분석물의 존재 하에서만, 특이적 분자를 포획하도록 구성을 변화시키는 기능을 할 수 있다. 압타머는 심지어는 일부 검정법, 예컨대 나노-CHEM-FET(여기서 재구성은 직접 검출될 것임)에서 검출될 제1 표지의 결합이 필요하지 않을 것이다.
용어 "결합 모이어티", 또는 "결합 쌍"의 수는 다른 분자, 세포, 미생물 등에 특이적으로 결합하여 결합 복합체, 예컨대, 항체-항원, 렉틴-탄수화물, 핵산-핵산, 바이오틴-아비딘 등을 형성하는 분자를 지칭한다. 이러한 결합 모이어티는 단량체 또는 중합체 핵산, 압타머, 압타자임, 단백질, 다당류, 당, 렉틴 등(예를 들어, 문헌[Haugland, "Handbook of Fluorescent Probes and Research Chemicals" (Sixth Edition)] 참고), 및 상기에 기술된 바와 같은 결합쌍을 형성할 수 있는 분자 중 임의의 것을 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다.
구 "특이적으로 결합한다"는 분자가 관심 표적에 우세하게 결합하거나 또는 다른 분자보다 표적(분석물)에 더 큰 친화도로 결합한다는 것은 나타낸다. 예를 들어, 항체는 그것과 작용하는 항원에 선택적으로 결합할 것이다. DNA 분자는 엄격한 조건 하에서 미관련 서열이 아니라 실질적으로 상보성 서열에 결합할 것이다. 특이적 결합은 분자(예를 들어, 단백질 및 다른 생물물질)의 균질한 집단에서 표적의 존재를 결정하는 결합 반응을 지칭할 수 있다. 따라서, 지정된 조건(예를 들어, 항체의 경우 면역검정법 조건 또는 핵산의 경우 엄격한 혼성화 조건) 하에서, 특이적 리간드 또는 항체는 이의 특정 "표적" 분자에 결합하고, 샘플 중에 존재하는 다른 분자에 유의한 양으로 결합하지 않는다.
용어 작은 유기 분자는 약제학에서 일반적으로 사용되는 그러한 유기 분자와 대등한 크기의 분자를 지칭한다. 그 용어는 생물학적 거대분자(예를 들어, 단백질, 핵산 등)를 제외한다. 바람직한 작은 유기 분자는 최대 약 5000Da, 보다 바람직하게는 최대 2000Da, 가장 바람직하게는 최대 약 1000Da의 크기의 범위이다.
용어 분석물은 검출하고자 하는 임의의 모이어티를 지칭한다. 분석물은 특정 생물분자(단백질, 항체, 핵산), 박테리아 또는 이의 성분, 바이러스 또는 이의 성분(예를 들어, 코트 단백질), 진균 또는 이의 성분, 원생동물 또는 이의 성분, 약물, 독소, 식품 병원체 등을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
용어 "종이"는, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 나무 펄프 또는 다른 섬유성 식물 물질로부터의 얇은 시트에 제한되지 않지만, 특정 실시형태에서 본 명세서에 기술된 장치에서 이러한 종이의 사용이 고려된다. 종이는 보다 일반적으로는 유체가 유동 통과하는 것을 허용하는 보통 시트 형태(하지만 이것으로 제한되지 않음)의 다공성 재료를 지칭한다.
일부 실시형태에서, 다공성 매트릭스는 수성 2상 시스템(ATPS)의 혼합 상 용액인, 제1 상 용액 및/또는 제2 상 용액, 및/또는 표적 분석물이, LFA를 유동 통과하는 것을 허용하기에 충분히 다공성이다. 일부 실시형태에서, 다공성 매트릭스는 혼합 상 용액인, 제1 상 용액 및/또는 제2 상 용액, 및/또는 표적 분석물이, LFA 또는 스팟 검정법 장치를 통해서 수직 및/또는 수평으로 유동하기에 충분하게 충분히 길고/길거나 깊다. 일부 실시형태에서, 제1 상 용액은 다공성 매트릭스를 통해서 제1 속도로 유동하고, 제2 상 용액은 다공성 매트릭스를 통해서 제2 속도로 유동하며, 여기서 제1 속도 및 제2 속도는 상이하다. LFA 또는 스팟 검정법의 일부 실시형태에서 다공성 매트릭스는 특히 소결 유리 세라믹(scintered glass ceramic), 미네랄, 셀룰로스, 섬유유리, 나이트로셀룰로스, 폴리바이닐리덴 플루오라이드, 나일론, 전하 개질된 나일론, 폴리에터설폰, 이들의 조합물 등과 같은 재료를 포함한다.
도 1은 전형적인 측방-유동 면역검정법 시험 스트립(상단) 및 측방-유동 면역검정법의 샌드위치 포맷(하단)의 개략도.
도 2는 표적 분석물(예를 들어, 바이오마커)을 농축하고, 현상 시약을 전달하여 신호를 향상시키기 위해서 측방-유동 검정법(LFA)과 조합하여 사용되는 종이 상에서의 수성 2상 시스템(ATPS) 분리의 일 실시형태를 도식적으로 나타낸 도면. 도시된 바와 같이, LFA 스트립을 표적 분석물(예를 들어, 바이오마커), 프로브(예를 들어, 표색(colorimetric) 프로브), 및 1종 이상의 현상 시약을 함유하는 ATPS 용액(1) 중에 담근다. ATPS는 선행 상 및 후행 상으로 상 분리될 것이다. 먼저, 선행 상(2)은 농축된 표적 분석물(들)(예를 들어, 바이오마커) 및 표색 프로브를 검출 영역에 전달한다. 이것에 이어서 검출 구역으로 유동하는 후행 상(3)의 유동이 이어지는데, 이것은 현상 시약을 전달하여 LFA 신호를 향상시킨다. 분홍색은 표색 프로브에 상응하는 반면, 황색은 현상 시약을 나타낸다.
도 3은 하부의 PEG-염 ATPS의 염-풍부 상 중에 상당히 분배된 ALP-GNP(좌측) 및 상부의 PEG-염 ATPS의 PEG-풍부 상 중에 상당히 분배된 NBT/BCIP(우측)을 나타낸 도면.
도 4는 어떠한 추가적인 사용자 단계 없이도 성공적인 신호 향상을 나타낸 새로운 LFA + ATPS + NBT/BCIP 설계와 비교한, LFA 단독(좌측)을 사용한 낮은 농도에서의 모델 단백질 트랜스페린의 검출을 나타낸 도면.
도 5는 PEG-덱스트란 ATPS에서 혈액 분배의 가시적인 입증을 나타낸 도면.
도 6은 PEG/덱스트란 ATPS에서 건조된 혈반으로부터 용리된 DNA의 농도를 나타낸 도면. 퀀트(Quant)-iT(상표명) 형광 검정법을 사용하여 측정된 DNA 농도는, PEG/덱스트란 ATPS의 상부 상에 비해서 하부 상에서 DNA의 상당히 더 높은 농도를 나타내었다(p < 0.01, n=3). 이러한 결과는, 트레할로스 및 소 혈청 알부민(BSA)으로 처리된 유리섬유 종이 상에서 수행된 건조된 혈반(DBS)으로부터의 DNA 용리를 나타낸다.
도 7은 증폭 전 및 후에, 하부의 PEG/덱스트란 ATPS의 덱스트란-풍부 상, 및 UCON/덱스트란 ATPS의 두 상에서의 DNA 농도의 비교를 나타낸 도면. 증폭은 시험된 모든 상 조성물에서 달성되었다. 9:1 및 1:9 비는 상부 상 대 하부 상의 부피비를 나타낸다.
도 8은 ATPS 중합체의 존재 유무 하에서 DNA의 평균 qPCR 증폭 사이클 수를 나타낸 도면. 물 중의 DNA 및 하부의 PEG/덱스트란 ATPS의 덱스트란-풍부 상 중의 DNA에 대한 증폭 플롯(자색으로 나타냄)을 리포터 염료의 형광 강도로부터 생성시켰다. 플롯 상의 녹색 선은 리포터 염료의 역치 형광 강도를 나타낸다. 역치 사이클이라고도 공지된, 자색 증폭 곡선 및 형광 역치의 교차점에서의 사이클 수는, qPCR 반응에서 표적 DNA의 농도를 나타낸다. 물 중에서의 DNA의 증폭 및 PEG/덱스트란 ATPS의 덱스트란-풍부 상 중에서의 DNA의 증폭에 대한 평균 역치 사이클 수는 각각 32 및 31이다. 사이클 수를 스튜던트(student) t-시험(p < 0.01, n=3)을 사용하여 비교하였으며, 두 방법 간에는 통계학적 유의성을 나타내지 않았다.
도 9는 원-팟(one-pot) ATPS 및 tHDA 반을 사용한 DNA 증폭의 일 실시형태의 개략도.
도 10은 원-팟 ATPS 및 tHDA 반응과 tHDA-단독 반응의 비교를 나타낸 도면. 레인 1은 tHDA-단독을 사용하면 7.7 x 104개 세포로부터 증폭을 나타내지 않음을 나타낸다. 레인 2 내지 4는 각각 7.7 x 104, 1.6 x 104개 세포, 및 1.7 x 103개 세포를 함유하는 샘플을 사용하여 원-팟 반응을 이용하는 경우의 100bp 표적 생성물의 성공적인 증폭을 나타낸다. 레인 5 및 6에서, 원-팟 반응을 102개의 세포를 사용하여 수행하였는데, 여기서 레인 6은 100bp 표적 밴드의 존재를 정확하게 나타낸다. 레인 5 및 6에 나타난 2차 밴드는, 세포의 수가 역치 값보다 낮게 적어지는 경우 증폭을 수행하는 비특이적 인공물 부산물이다.
도 11는 표적 분석물(예를 들어, 생물분자)의 검출을 위한 올-인-원(all-in-one) 스팟 시험의 개략적인 일 실시형태를 나타낸 도면. ATPS 성분 및 표색(또는 다른) 지시계(indicator)는 각각 농축 성분 및 접합 패드 상에서 각각 탈수되어 있다. 사용자는 샘플 용액을 장치에 단순하게 적용할 수 있고, 그 후, 성분 재수화 및 표적 생물분자의 농축이 농축 성분 내에서 일어날 것이다. 그 다음, 분석물은 접합 패드 상의 표색 지시계에 결합하고, 생성된 지시계-표적 복합체는 가시적인 스팟에 의해서 나타난 바와 같이 반응 패드 상에 포획될 것이다.
도 12는 원-팟 시스템에서 3종의 DNA 유형의 분배 계수를 나타낸 도면. 게놈 DNA 및 100bp DNA 단편은 상부 상으로 우세하게 분배된 반면, 더 작은 25bp DNA 단편은 2개의 상 사이에 균일하게 분배된다.
도 13은 tHDA-단독(좌측) 및 원-팟 플랫폼(우측)을 사용한 DNA 증폭의 결과를 나타낸 도면. tHDA-단독 반응은 106cfu/㎖의 이. 콜라이를 함유하는 샘플로부터 DNA를 성공적으로 증폭시켰지만, 원-팟 플랫폼은 106 및 105cfu/㎖의 이. 콜라이를 함유하는 샘플로부터 DNA를 성공적으로 증폭시켰다. "L"은 DNA 래더(ladder)를 함유하는 레인을 나타낸다.
도 14는 3.2ng/㎕의 CT에서 실시된 자동화된 신호 향상된 LFA의 시간 시리즈 영상. 최소 배경 신호와 함께 시간에 따른 시험선 및 대조선의 진해짐은 신호 향상 반응을 자동화하는 데 사용되는 ATPS의 능력을 나타낸다.
도 15는 ATPS 및 신호 향상을 사용한 LFA가 CT의 검출 한계치에서 30배 개선을 달성하였다는 것을 나타낸 도면. 종래의 LFA는 10ng/㎕에서 CT를 검출하였지만, 향상된 LFA는 0.32ng/㎕에서 CT를 검출하였다.
도 2는 표적 분석물(예를 들어, 바이오마커)을 농축하고, 현상 시약을 전달하여 신호를 향상시키기 위해서 측방-유동 검정법(LFA)과 조합하여 사용되는 종이 상에서의 수성 2상 시스템(ATPS) 분리의 일 실시형태를 도식적으로 나타낸 도면. 도시된 바와 같이, LFA 스트립을 표적 분석물(예를 들어, 바이오마커), 프로브(예를 들어, 표색(colorimetric) 프로브), 및 1종 이상의 현상 시약을 함유하는 ATPS 용액(1) 중에 담근다. ATPS는 선행 상 및 후행 상으로 상 분리될 것이다. 먼저, 선행 상(2)은 농축된 표적 분석물(들)(예를 들어, 바이오마커) 및 표색 프로브를 검출 영역에 전달한다. 이것에 이어서 검출 구역으로 유동하는 후행 상(3)의 유동이 이어지는데, 이것은 현상 시약을 전달하여 LFA 신호를 향상시킨다. 분홍색은 표색 프로브에 상응하는 반면, 황색은 현상 시약을 나타낸다.
도 3은 하부의 PEG-염 ATPS의 염-풍부 상 중에 상당히 분배된 ALP-GNP(좌측) 및 상부의 PEG-염 ATPS의 PEG-풍부 상 중에 상당히 분배된 NBT/BCIP(우측)을 나타낸 도면.
도 4는 어떠한 추가적인 사용자 단계 없이도 성공적인 신호 향상을 나타낸 새로운 LFA + ATPS + NBT/BCIP 설계와 비교한, LFA 단독(좌측)을 사용한 낮은 농도에서의 모델 단백질 트랜스페린의 검출을 나타낸 도면.
도 5는 PEG-덱스트란 ATPS에서 혈액 분배의 가시적인 입증을 나타낸 도면.
도 6은 PEG/덱스트란 ATPS에서 건조된 혈반으로부터 용리된 DNA의 농도를 나타낸 도면. 퀀트(Quant)-iT(상표명) 형광 검정법을 사용하여 측정된 DNA 농도는, PEG/덱스트란 ATPS의 상부 상에 비해서 하부 상에서 DNA의 상당히 더 높은 농도를 나타내었다(p < 0.01, n=3). 이러한 결과는, 트레할로스 및 소 혈청 알부민(BSA)으로 처리된 유리섬유 종이 상에서 수행된 건조된 혈반(DBS)으로부터의 DNA 용리를 나타낸다.
도 7은 증폭 전 및 후에, 하부의 PEG/덱스트란 ATPS의 덱스트란-풍부 상, 및 UCON/덱스트란 ATPS의 두 상에서의 DNA 농도의 비교를 나타낸 도면. 증폭은 시험된 모든 상 조성물에서 달성되었다. 9:1 및 1:9 비는 상부 상 대 하부 상의 부피비를 나타낸다.
도 8은 ATPS 중합체의 존재 유무 하에서 DNA의 평균 qPCR 증폭 사이클 수를 나타낸 도면. 물 중의 DNA 및 하부의 PEG/덱스트란 ATPS의 덱스트란-풍부 상 중의 DNA에 대한 증폭 플롯(자색으로 나타냄)을 리포터 염료의 형광 강도로부터 생성시켰다. 플롯 상의 녹색 선은 리포터 염료의 역치 형광 강도를 나타낸다. 역치 사이클이라고도 공지된, 자색 증폭 곡선 및 형광 역치의 교차점에서의 사이클 수는, qPCR 반응에서 표적 DNA의 농도를 나타낸다. 물 중에서의 DNA의 증폭 및 PEG/덱스트란 ATPS의 덱스트란-풍부 상 중에서의 DNA의 증폭에 대한 평균 역치 사이클 수는 각각 32 및 31이다. 사이클 수를 스튜던트(student) t-시험(p < 0.01, n=3)을 사용하여 비교하였으며, 두 방법 간에는 통계학적 유의성을 나타내지 않았다.
도 9는 원-팟(one-pot) ATPS 및 tHDA 반을 사용한 DNA 증폭의 일 실시형태의 개략도.
도 10은 원-팟 ATPS 및 tHDA 반응과 tHDA-단독 반응의 비교를 나타낸 도면. 레인 1은 tHDA-단독을 사용하면 7.7 x 104개 세포로부터 증폭을 나타내지 않음을 나타낸다. 레인 2 내지 4는 각각 7.7 x 104, 1.6 x 104개 세포, 및 1.7 x 103개 세포를 함유하는 샘플을 사용하여 원-팟 반응을 이용하는 경우의 100bp 표적 생성물의 성공적인 증폭을 나타낸다. 레인 5 및 6에서, 원-팟 반응을 102개의 세포를 사용하여 수행하였는데, 여기서 레인 6은 100bp 표적 밴드의 존재를 정확하게 나타낸다. 레인 5 및 6에 나타난 2차 밴드는, 세포의 수가 역치 값보다 낮게 적어지는 경우 증폭을 수행하는 비특이적 인공물 부산물이다.
도 11는 표적 분석물(예를 들어, 생물분자)의 검출을 위한 올-인-원(all-in-one) 스팟 시험의 개략적인 일 실시형태를 나타낸 도면. ATPS 성분 및 표색(또는 다른) 지시계(indicator)는 각각 농축 성분 및 접합 패드 상에서 각각 탈수되어 있다. 사용자는 샘플 용액을 장치에 단순하게 적용할 수 있고, 그 후, 성분 재수화 및 표적 생물분자의 농축이 농축 성분 내에서 일어날 것이다. 그 다음, 분석물은 접합 패드 상의 표색 지시계에 결합하고, 생성된 지시계-표적 복합체는 가시적인 스팟에 의해서 나타난 바와 같이 반응 패드 상에 포획될 것이다.
도 12는 원-팟 시스템에서 3종의 DNA 유형의 분배 계수를 나타낸 도면. 게놈 DNA 및 100bp DNA 단편은 상부 상으로 우세하게 분배된 반면, 더 작은 25bp DNA 단편은 2개의 상 사이에 균일하게 분배된다.
도 13은 tHDA-단독(좌측) 및 원-팟 플랫폼(우측)을 사용한 DNA 증폭의 결과를 나타낸 도면. tHDA-단독 반응은 106cfu/㎖의 이. 콜라이를 함유하는 샘플로부터 DNA를 성공적으로 증폭시켰지만, 원-팟 플랫폼은 106 및 105cfu/㎖의 이. 콜라이를 함유하는 샘플로부터 DNA를 성공적으로 증폭시켰다. "L"은 DNA 래더(ladder)를 함유하는 레인을 나타낸다.
도 14는 3.2ng/㎕의 CT에서 실시된 자동화된 신호 향상된 LFA의 시간 시리즈 영상. 최소 배경 신호와 함께 시간에 따른 시험선 및 대조선의 진해짐은 신호 향상 반응을 자동화하는 데 사용되는 ATPS의 능력을 나타낸다.
도 15는 ATPS 및 신호 향상을 사용한 LFA가 CT의 검출 한계치에서 30배 개선을 달성하였다는 것을 나타낸 도면. 종래의 LFA는 10ng/㎕에서 CT를 검출하였지만, 향상된 LFA는 0.32ng/㎕에서 CT를 검출하였다.
특정 실시형태에서 측방-유동 검정법 감도를 상당히 증가시킨 방법 및 장치가 제공된다. 다양한 실시형태에서 LFA(또는 유동 통과 검정법) 감도는 수성 2-상 시스템(ATPS) 및 신호 향상 반응의 통합을 통해서 상당히 증가된다. 특정 실시형태에서 ATPS는 표적 바이오마커를 농축시킬 뿐만 아니라 LFA(또는 유동 통과 검정법) 검출 구역을 통해서 신호 향상 시약을 순차적으로 전달하는 이중 능력을 제공한다. 이러한 기술의 신규 통합은 단일 사용자 응용 단계 및 저비용 장치를 모두 유지시키면서, LFA(또는 유동 통과 검정법) 감도의 향상을 가능하게 한다.
특정 실시형태에서 단순하고 효과적인 핵산 증폭 시험(NAAT)을 위한 방법 및 장치가 또한 제공된다. 특정 실시형태에서 방법은 수성 2상 시스템(ATPS)과 DNA 증폭을 조합함으로써 휴대용 NAAT를 산출하기 위한 단계를 상당히 감소시킨다. 최종 생성물은 샘플 제조 및 DNA 증폭을 1단계로 조합한 단일 플랫폼이다. 단순화에도 불구하고, 이러한 시험은 동일한 결과를 달성하기 위해서 다수의 복잡한 단계, 장비 및 숙련된 개인이 필요한 현재 NAAT와 비교할 때 증가된 감도 및 정확도를 갖는다. 더욱이, 이러한 1-단계 플랫폼을 사용하여, 다양한 전염성 질환의 검출을 위한 이의 응용을 확대하도록 파라미터가 쉽게 변화될 수 있어서, 그것을 개발 도상국에서의 사용을 위한 사실상 독립형 NAAT 진단법으로 만든다.
특정 실시형태에서 본 명세서에 기술된 방법 및 장치는 임상 응용을 위한 분석물 수집, 추출, 농축 및 검출을 위해서 제공될 수 있다. 특정 실시형태에서 이러한 방법 및 장치는 생물학적 샘플(예를 들어, 구강 유체 또는 조직 샘플, 소변, 혈액 또는 혈액 분획, 뇌척수액, 림프, 조직 생검물, 질 샘플 등), 식품 샘플, 환경 샘플 등에서 박테리아, 진균, 및 바이러스의 신속한 검출 및/또는 정량분석을 허용한다.
특정 실시형태에서 본 명세서에 제공된 검정법 및 장치는 정확하고, 민감하고, 휴대 가능하고, 일회용이고, 최소한의 교육 또는 장비로 현장 환경 시험, 현장 식품 시험 등을 위해서, 현장 진단에서 사용하기에 상당히 적합하다.
LFA(또는 유동 통과 검정법) 감도를 증가시키는 방법 및 장치.
다양한 실시형태에서 ATPS의 농축 능력을 LFA(또는 유동 통과 검정법)와 함께 사용하여, 실험실-기반 검정법, 예컨대, 효소-결합 면역흡착 검정법(ELISA)(예를 들어, PCT 공개 제WO 2015/134938호(PCT/US2015/019297), 및 동시 계류 중인 출원 제USSN 62/214,801호(출원일 2015년 9월 4일)(이들 두 문헌은 이들 문헌에 개시된 방법 및 장치를 위해서 참고로 본 명세서에 포함됨))의 감도에 근접한, LFA(또는 유동 통과 검정법) 검출 한계치에서 유의한(예를 들어, 10 내지 100배 또는 그 초과) 개선을 달성할 수 있다. 분석물 농축을 위해서 ATPS를 사용하기 위해서, 관심 샘플은 전형적으로 ATPS에 적용되는데, 여기서 첨가된 분석물은 다양한 물성 및 화학적 특성, 예컨대, 크기 및 친수성을 기반으로 2개의 수성 상 사이에 분포 또는 분배된다. 2상 중 하나에 상당히 분배된 분석물은 이의 부피를 극도로 감소시킴으로써 그 상에서 농축될 수 있다. 시스템의 수성 본성은 또한 생물분자를 위해서 온화한 환경을 제공하여, 이의 구조 및 생물학적 활성도를 안정화시킬 수 있다.
다수의 단백질은 ATPS의 2개의 상 사이에 보다 균일하게 분배되어, 불량한 농축 능력을 초래하는 것이 일반적이다. 단백질(또는 다른 분석물)을 농축시키는 ATPS의 능력을 향상시키기 위해서, 표적 단백질(또는 다른 분석물)을 포획할 수 있고, 이를 농축을 위해서 목적하는 상으로 안내하고, 임의로 LFA를 위한 표색 지시계로서 작용할 수 있는 다양한 프로브(예를 들어, 관심 표적에 특이적인 항체로 코팅된 금 나노프로브(GNP))가 활용될 수 있다. 추가로, 종이 상에서의 ATPS는 상 분리 공정을 상당히 향상시키고 가속화할 수 있는 방법을 제공한다. 잘 혼합된 ATPS 용액이 다공성 종이에 적용되는 경우, 그것은 그것이 종이를 유동 통과할 때 그의 각각의 상으로 분리될 수 있고, 덜 점성인 상이 선행 상이고, 더 점성인 상이 후행 상이다. PEG-염 ATPS 시스템의 경우, 이것은 선행 염-풍부 상 및 후행 PEG-풍부 상에 상응한다. 추가로, 3-D 종이 위크(paper wick)는 종이 상에서의 ATPS 분리의 추가 향상을 초래한다. LFA 스트립을 3-D 위크의 하류에 배치함으로써, 본 발명자들은 농축 및 검출 단계를 하나의 장치로 균일하게 통합하였다.
전형적인 LFA는 적어도 3개의 성분으로 이루어진다: 샘플이 시험 스트립에 적용되는 샘플 패드, 결합이 존재하고 결과가 관찰될 수 있는 검출 구역, 및 과량의 샘플을 위한 싱크로서 작용하는 흡수 패드(도 1, 상단). 샌드위치 검정법 포맷에서, 결합 분자(종종 항체, 압타머, 단일 가닥 DNA 등)로 장식된 LFA 지시계(이것은 표색, 형광, 방사성 등일 수 있음)가 먼저 샘플에 첨가된다. 표적 분석물이 존재하면, 그것은 항체가 장식된 지시계에 결합할 것이다. 이러한 복합체가 예를 들어, 샘플 패드를 통해서 LFA 시험 스트립에 적용될 때, 이것은 흡수 패드를 향해서 스트립을 유동 통과한다. 표적 분석물이 존재하면, 분석물은 시험선 상에 고정된 결합 분자에 결합하고, 지시계와 막 사이에 샌드위칭될 것이다. 지시계가 표색성이면, 분석물-지시계 복합체가 시험선에서 축적될 때 표색 지시계가 강한 색상을 나타낼 것이고, 및 가시적인 밴드가 형성되고, 이것은 양성 결과를 나타낸다. 대안적으로, 분석물이 존재하지 않으면, 지시계는 시험선에 부착되지 않고, 시험선의 부재는 음성 결과를 나타낸다. 분석물의 존재에 관계없이, 지시계 상에 장식된 결합 분자는 대조선(존재하는 경우) 상에 결합하고 축적될 수 있다. 대조선에서의 밴드는 샘플이 스트립을 유동 통과하였다는 것을 의미하는데, 이는 유효 시험을 나타낸다. 따라서, 양성 결과는 2개의 밴드, 즉 시험선에서의 하나 및 대조선에서의 하나에 의해서 나타나는 반면, 음성 결과는 대조선에서의 단일 밴드에 의해서 나타난다.
본 명세서에 기술된 바와 같이, 본 발명자들의 이전의 통합된 LFA 및 ATPS 장치의 검출 한계치가 추가적인 사용자 단계를 필요로 하지 않는 신호 향상 전략의 부가를 통해서 개선된다. LFA 신호 향상을 위한 전형적인 프로토콜은 먼저 샘플 용액을 10 내지 20분 동안 표색 프로브와 함께 LFA 스트립에 적용하는 것이 요구된다. 그 다음, 현상 시약을 LFA 시험 스트립에 적용하여 프로브에 의해서 생성되는 신호를 향상시킨다. 특정 실시형태에서 이러한 향상은 LFA 단독의 경우의 검출 한계치에서의 10 내지 50배 개선을 제공할 수 있다.
특정 실시형태에서 수동 ATPS 추출과 다단계 신호 향상의 조합을 위한 방법 및 장치가 본 명세서에 제공된다. 분석물이 ATPS의 벌크 상 중 하나에 첨가되고, 농축될 때 그 상은 수동으로(또는 로봇에 의해서) 추출되고, 검출을 위해서 LFA에 적용될 수 있다. 예를 들어, 10 내지 20분 후, 사용자(또는 로봇)는 현상 시약을 적용하여 LFA 신호를 향상시킬 수 있다. ATPS 농축 및 신호 향상으로부터의 검출 한계치에서의 개선의 조합으로 인해서, 이러한 다단계 접근법은 LFA의 검출 한계치를 100 내지 1000배 개선시킬 수 있다. 표색 프로브 및 현상 시약 용액이 서로와 이격되어 존재하는 것이 중요한데, 그 이유는 혼합은 조기 현상을 유발하여 높은 배경 신호를 초래할 수 있기 때문이다. 상기 접근법은 시약들이 성공적으로 이격되어 유지되지만, 다양한 시간 간격이 있는 단계에 대한 필요성은 시험 가변성을 증가시키고, 사용자 친화성을 감소시킨다.
표색 프로브 및 현상 시약을 이격되게 유지시키면서, 다수의 사용자 단계에 대한 필요성을 제거하기 위해서, 특정 실시형태는 다양한 ATPS 중에서 프로브 및 현상 시약의 반대 분배 거동을 이용하고, 그리고 특정 실시형태에서, 종이 상에서의 ATPS 분리의 현상을 이용한다. 이러한 접근법에서, 프로브(예를 들어, 표색 프로브)는 이의 크기 및/또는 친수성을 증가시킴으로써 ATPS의 더 친수성이고 덜 운집된(crowded) 상 중에 상당히 분배되도록 조작될 수 있다. 이것은 중합체-염 ATPS 중의 염-풍부 상 또는 마이셀형 ATPS 중의 마이셀-부족 상에 상응한다. 이에 반해서, 현상 시약(들)의 작은 크기 및 상대적인 소수성은 ATPS의 더 소수성이고, 운집된 상으로의 분배를 초래한다. 이것은 중합체-염 ATPS의 중합체-풍부 상 또는 마이셀형 ATPS의 마이셀-풍부 상에 상응한다. ATPS를 종이 기질에 적용하는 것은, 상 분리 및 선행하는 더 친수성 상 및 후행하는 더 소수성 상의 형성을 가속화한다. 중합체-염 ATPS의 경우, 이것은 선행하는 염-풍부 상 및 후행하는 중합체-풍부 상에 상응하는 반면, 마이셀형 ATPS의 경우, 선행하는 마이셀-부족 상 및 후행하는 마이셀-풍부 상이 존재한다. 선행 상은 농축된 바이오마커 및 표색 프로브를 LFA의 검출 구역에 전달할 것이다. 이것 다음에 후행 상이 이어질 것인데, 이것은 현상 시약을 전달하여 신호 향상을 개시할 것이다(도 2).
본 발명자들은, 모델 단백질 트랜스페린(Tf)의 검출을 위해서 효소 알칼리성 포스파타제(ALP)에 의한 나이트로-블루 테트라졸륨/5-브로모-4-클로로-3-이노딜 포스페이트(NBT/BCIP)의 현상을 기반으로 하는 효소 시스템을 사용하는 이러한 접근법의 실행 가능성을 예증하였다. ALP 및 항-Tf 항체를 금 나노입자 상에 접합시켜 알칼리성 포스파타제-금 나노프로브(ALP-GNP)를 형성하였다. 이러한 ALP-GNP는 용액 중의 Tf를 포획하고, 그것을 농축을 위해서 목적하는 ATPS 상으로 안내할 수 있다. 이것은 또한 LFA를 위한 표색 지시계로서 작용하지만, NBT/BCIP 기질 용액과 반응하여 자색 침전물을 생성시킬 수 있는 추가적인 가능성이 있다. PEG-염 ATPS에 첨가 시, 하부의 ALP-GNP는 염-풍부 상에 분배되는 반면, NBT/BCIP 기질은 상부의 PEG-풍부 상에 분배된다(도 3). ATPS가 하류 LFA 시험 스트립을 사용하여 본 발명자들의 3-D 종이 웰에 적용될 때, 관심 바이오마커와 함께 ALP-GNP는 선행 염-풍부 상에서 농축되어, 검출 구역으로 전달될 것이다. 이것 다음에 검출 구역을 통해서 유동하는 PEG-풍부 상이 이어지고, NBT/BCIP 기질을 전달할 것이다. 기질은 검출 구역에 결합된 임의의 ALP-GNP에 의해서 자색 침전물로 전환됨으로써, 신호를 향상시킬 것이다(도 4). 본 발명자들은 NBT/BCIP와 함께 ALP 효소 반응을 사용한 PEG-염 ATPS를 사용하는 이러한 접근법의 실행 가능성을 예증하였지만, 이 기술은 다른 다른 ATPS 시스템(예를 들어, PPG-염, PEG-덱스트란, 트리톤 X- 114, C10E4 등) 및 신호 향상 시스템(TMB 또는 DAB, 금 및 은 향상 등을 사용한 호스래디쉬 퍼옥시다제 및 퍼옥시다제-유사 나노입자)에 적용될 수 있다. 이러한 접근법은 단지 단일 사용자 응용 단계를 사용하여 전통적인 LFA보다 검출 한계치에서 100 내지 1000배 개선을 달성할 수 있다고 여겨진다.
상기 방법은 LFA를 참고하여 기술되어 있지만, 이것은 또한 유동 통과 검정법, 예를 들어, 검정법, 예컨대 도 11에 도시된 것에 적용될 수 있다는 인식될 것이다.
특정 실시형태에서, ATPS, 프로브, 및 현상 시약(들)은 프로브가 선행 상 중에 존재하고, 현상 시약(들)은 후행 상 중에 제공되도록 선택되지만, 프로브(들)가 2개의 상 사이의 계면에서 국지화되고, 현상 시약(들)은 후행 상 중에 제공되는 실시형태가 또한 고려된다.
핵산 증폭과 핵산 농축 및 사전-농축의 조합
특정 실시형태에서 DNA 증폭 기술과 DNA 추출 및 사전-농축 단계 모두를 하나의 통합한 플랫폼으로 조합한 방법 및 장치가 제공된다. 특정 실시형태에서 이러한 플랫폼은 수성 2-상 시스템(ATPS)으로 이루어지고, 이것은 주어진 성분 농도 및 온도에서 ATPS 혼합물이 2개의 별개의 상으로 분리되는 것을 가능하게 할 것이다. 상 모두는 수성이고, 생물분자를 위한 안정한 환경을 제공한다.
ATPS는 다양한 특성을 갖고, 다양한 생물학적 목적, 예컨대, 샘플 정제 및 세포 용해뿐만 아니라 생물분자 분리, 분류 및 농축에 적절하다. 예를 들어, 트리톤 계면활성제로 제조된 마이셀형 ATPS는 생물분자, 예컨대, DNA를 하나의 상 중에 상당히 분배시킬 수 있다. 더욱이, 트리톤 계면활성제는 또한 고유한 세포 용해 능력을 갖는다는 것이 공지되어 있다. 대안적으로, 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 및 덱스트란으로부터 제조된 ATPS를 사용하여 건조된 혈반을 재용해시키고, 혈액 세포를 하나의 상에 분배시킬 수 있다(예를 들어, 도 5 참고). 재용해된 혈액 세포로부터의 DNA는 그 다음 하부의 덱스트란-풍부 상 중에서 농축될 수 있다(도 6). 종종, 증폭되기 위해서 복잡한 생물학적 샘플로부터 DNA를 제조 및 추출하는 것은 이러한 세포 용해, DNA 정제 및 농축 단계를 필요로 한다. 이러한 결과는 ATPS를 사용하여 달성될 수 있기 때문에, 이것은 ATPS를 DNA 증폭 및/또는 다른 프로토콜과 통합하기에 적절한 생물학적 샘플 조작 플랫폼으로 만든다.
ATPS DNA 추출/사전-농축 및 핵산(예를 들어, DNA) 증폭을 통합하기 위한 예시적인 일 접근법에서, ATPS 상 중 하나 또는 농축된 핵을 함유하는 계면은 추출되어, 완충 시약, 염 용액, 뉴클레오타이드 염기, 효소 및 표적 핵산(예를 들어, DNA 주형)을 증폭시키는 데 특이적인 프라이머를 함유하는 핵산 증폭 반응에 직접 첨가될 수 있다. 일례에서, 혈액-상용성 중합효소를 사용하여 덱스트란-풍부 상 및 UCON-풍부 상으로부터 직접 DNA를 성공적으로 증폭시킬 수 있었다. 증폭 시, DNA 농도에서의 2- 내지 7-배 증가가 달성 가능하고, 이는 중합효소는 시험된 ATPS 시스템과 상용성이었다(도 7). 종래의 정량분석적 중합효소 연쇄 반응(qPCR)은 또한 덱스트란-풍부 상 중의 DNA 상에서 직접 수행되었고, 순수한 물 중의 DNA로부터의 증폭만큼 성공적으로 진행될 수 있었다(도 8).
또 다른 비제한적인 예시적인 접근법은 ATPS 및 핵산(예를 들어, DNA) 증폭 둘 모두를 위해서 필요한 모든 성분을 하나의 혼합물로 조합하는 것을 포함한다. 특히, 본 방법은 전형적으로 등온 핵산(예를 들어, DNA 증폭)을 활용할 수 있다. 일반적으로 사용되는 중합효소 연쇄 반응(PCR) 증폭 방법은 DNA 증폭 공정의 각각의 단계에 대해서 상이한 온도를 통해서 순환하지만, 등온 증폭은 전체 DNA 증폭 공정이 하나의 설정된 온도에서 수행되는 것이 가능하다. 이의 예는, 헬리카제를 사용하여 열 사이클링이 아닌 이중 가닥 DNA를 분리하는 호열성 헬리카제 의존형 증폭(tHDA)인데, 이는 증폭이 예를 들어, 65℃에서 등온식으로 수행될 수 있게 한다. 이러한 온도에서 또한 상을 분리하는 마이셀형 ATPS가 존재하기 때문에, 이것은 tHDA 반응 성분과 조합되어 동시적인 DNA 농축 및 증폭을 용이하게 할 수 있다.
이를 위해서, 전체-세포 샘플을 조합된 용액에 첨가할 수 있고, 이 때 전체 용액을 다음으로 혼합하여 마이셀형 ATPS를 형성할 수 있다. 이어서 혼합물을 예를 들어, 65℃에서 1시간 동안 가열하고, 이것은 상 분리 및 DNA 증폭 둘 모두가 일어나는 것을 가능하게 한다(도 9). 핵산(예를 들어, DNA)은 2상 중 하나 중에 분배되고, 이어서 이로부터 증폭된 DNA가 추출될 수 있다. 핵산을 이러한 원-팟 플랫폼에서 동시에 농축 및 증폭시키는 능력은 현재 tHDA 기술 단독에 대해서 가능한 것보다 더 적은 세포를 갖는 세포로부터 증폭이 달성되는 것을 가능하게 한다. 현재 tHDA 기술은 10,000+개 세포를 갖는 샘플로부터 DNA를 성공적으로 증폭시킨다. 이에 반해서 본 발명자들의 예비 결과는 조합된 트리톤 X-100 ATPS 및 tHDA 원-팟 시스템을 사용하여 겨우 100개의 세포를 갖는 샘플로부터 DNA가 성공적으로 증폭될 수 있다는 것을 나타내었다(도 10). 한편, tHDA 시스템 자체는, 세포 샘플이 별개로 용해되고, DNA가 시판 키트 및 다른 실험실 장비를 통해서 정제 및 농축되는 경우 단지 이러한 동일한 낮은 검출 한계치를 달성할 수 있다. 따라서, 본 발명자들의 원-팟 플랫폼의 개선된 감도 및 단순성은 그것을 현장 진단 핵산 증폭 시험(NAAT)-기반 질병 검출을 위한 경쟁적인 후보자로 만든다. 본 발명자들의 발명은 또한 매우 다용성인데, 그 이유는 사용될 수 있는 다수의 가능한 ATPS 및 등온 증폭 시약이 존재하기 때문이다.
표적 생물분자의 농축
본 명세서에 기술된 검정법의 다양한 실시형태에서, 분석물(예를 들어, 표적 생물분자)은 수성 2상 시스템(ATPS)을 사용하여 농축될 수 있다. 다양한 실시형태에서 ATPS는 벌크 액체 형태(예를 들어, 용기에서), 또는 측방-유동 검정법에서의 샘플 용액 유동 또는 예를 들어, 종이 막에서의 유동 통과 검정으로서 수행될 수 있다.
액체 ATPS에서의 농축
수집된 샘플(예를 들어, 조직 샘플, 생물학적 유체, 예컨대 소변, 타액, 및 혈액, 객담, 질 유체, 정액 유체, 뇌척수 유체, 림프, 자궁경관내 스왑, 치아로부터의 플라크, 식품 샘플 및 환경 샘플 등)은 임의로 현탁 용액(예를 들어, 완충액)과 조합되거나 또는 ATPS 용액과 직접 조합되거나 또는 종이에 직접 적용되거나 또는 샘플을 함유하는 현탁 용액이 종이에 직접 적용되어 종이 상에서 미리 건조된 ATPS 성분을 재수화시킬 수 있다. 일부 경우에, 잘-혼합된 균질한 용액을 달성하기 위해서 사용자에 의한 혼합이 필요할 수 있다. 비제한적인 다양한 실시형태에서 중합체/염, 중합체/중합체, 마이셀형/중합체, 또는 마이셀형 ATPS가 사용될 수 있다.
종이 상에서의 유체 유동 시의 농축
다양한 실시형태에서 농축 단계는 또한 종이를 사용하여 가속화될 수 있다. 예를 들어, 수집된 시편은 ATPS 성분과 혼합되고, 상 분리를 가능하게 하고, 향상시키고, 가속시킬 수 있는 종이 장치에 도입될 수 있다. 표적 생물분자는 종이 막 상에서의 유동의 선행 선단(leading front)에서 농축될 수 있고, 후속 검출성분에 균일하게 도입될 수 있다.
대안적으로, ATPS 성분은 종이 막 상에서 사전-탈수될 수 있다. 이 경우에, 수집된 시편은 ATPS 성분과의 사전-혼합 없이 종이 막에 직접 적용될 수 있다.
수성 2상 시스템(ATPS)
특정 실시형태에서 본 명세서에 기술된 장치는 예를 들어 주사기 또는 다른 용기에서 수성 2-상 시스템(ATPS)과 함께 작동하도록 구성되거나, 또는 이것은 수성 2-상 시스템(ATPS)을 지지하도록 구성된다. 일부 실시형태에서, ATPS는 상 용액을 포함한다. 용어 "상 용액"은 일반적으로 ATPS의 제1 상 용액 또는 제2 상 용액을 지칭한다. 일부 실시형태에서, 상 용액은 혼합 용액(예를 들어, 제1/제2 상 용액을 가짐)으로 존재한다. 일부 실시형태에서, 상 용액은 그것이 ATPS의 혼합 용액으로부터 분배된 후 제1/제2 상 용액이다. 일부 실시형태에서, 상 용액은 그것이 LFA 또는 유동-통과 검정법에서 혼합 용액으로부터 분배된 후 제1/제2 상 용액이다. 특정 실시형태에서 상 용액은 제2 상 용액이라 지칭할 수 있는 반면, 그것은 혼합된 상태(예를 들어, 제1 상 용액을 가짐)로 존재한다. 일부 실시형태에서, 상 용액은 LFA 또는 유동-통과 검정법에서 선행 유체이다. 일부 실시형태에서, 상 용액은 LFA 또는 유동-통과 검정법에서 후행(후행) 유체이다.
일부 실시형태에서, ATPS는 초기에 혼합되는(예를 들어, 혼합 상 용액) 2개의 수성 용액, 즉 제1 상 용액 및 제2 상 용액을 포함한다. 일부 실시형태에서, 혼합 상 용액은 균질한 용액인 반면, 특정 다른 실시형태에서 제1 상 용액 및 제2 상 용액은 비혼화성이다. 일부 실시형태에서, 제1 상 용액 및 제2 상 용액은 비혼화성이지만, 제1 상 용액의 도메인은 제2 상 용액의 도메인과 혼합된다. 일부 실시형태에서, 비혼화성은 온도 변화 및/또는 상이한 성분, 예컨대 염의 농도 변화에 의해서 유도된다. 일부 실시형태에서, 제1/제2 상 용액은 성분, 예컨대, 마이셀, 염, 및/또는 중합체를 포함한다. 일부 실시형태에서, ATPS와 접촉한 표적 분석물(예를 들어, 생물분자, 박테리아(또는 이의 단편), 진균(또는 이의 단편), 또는 바이러스 등)은 그의 물성 및 화학적 특성, 예컨대 크기, 형상, 소수성 및 전하를 기반으로, 제2 상 용액보다 제1 상 용액 중에 우세하게 분포, 분배 및/또는 농축되거나, 그 반대이다. 일부 실시형태에서, 표적 분석물(예를 들어, 박테리아, 진균, 바이러스 등)은 ATPS의 제1 상 용액 또는 제2 상 용액 중에 우세하게(또는 상당히) 분배되어, ATPS 중에서 농축된다. 일부 실시형태에서, 표적 분석물은 제1 상 용액과 제2 상 용액 간의 부피비를 조정함으로써 농축된다. 일부 실시형태에서, 표적 분석물은 분석물이 분배되는 상의 부피를 감소시킴으로써 농축된다. 예시의 방식에 의해서, 일부 실시형태에서, 표적 분석물은 예를 들어, 1:9 부피의 제1 상 용액 대 제2 상 용액을 사용함으로써, 제1 상 용액 중에 10-배로 농축되는데, 이는 분석물이 상당히 분배되는 상의 부피가 총 부피의 1/10이기 때문이다.
일부 실시형태에서, 다른 비를 사용함으로써 다른 농축이 수득된다. 따라서, 일부 실시형태에서 제1 상 용액 대 제2 상 용액의 비는 약 1:1, 약 1:2, 약 1:3, 약 1:4, 약 1:5, 약 1:6, 약 1:7, 약 1:8, 약 1:9, 또는 약 1:10의 비를 포함한다. 일부 실시형태에서 제1 상 용액 대 제2 상 용액의 비는 약 1:20, 약 1:30, 약 1:40, 약 1:50, 약 1:60, 약 1:70, 약 1:80, 약 1:90, 또는 약 1:100의 비를 포함한다. 일부 실시형태에서 제1 상 용액 대 제2 상 용액의 비는 약 1:200, 약 1:300, 약 1:400, 약 1:500, 약 1:600, 약 1:700, 약 1:800, 약 1:900, 또는 약 1:1000의 비를 포함한다.
일부 실시형태에서 제2 상 용액 대 제1 상 용액의 비는 약 1:1, 약 1:2, 약 1:3, 약 1:4, 약 1:5, 약 1:6, 약 1:7, 약 1:8, 약 1:9, 또는 약 1:10의 비를 포함한다. 일부 실시형태에서 제2 상 용액 대 제1 상 용액의 비는 약 1:20, 약 1:30, 약 1:40, 약 1:50, 약 1:60, 약 1:70, 약 1:80, 약 1:90, 또는 약 1:100의 비를 포함한다. 일부 실시형태에서 제2 상 용액 대 제1 상 용액의 비는 약 1:200, 약 1:300, 약 1:400, 약 1:500, 약 1:600, 약 1:700, 약 1:800, 약 1:900, 또는 약 1:1000의 비를 포함한다.
일부 실시형태에서, 분석물은 제1 상 용액과 제2 상 용액 사이에서 실질적으로 균일하게 분배되어, 분석물의 농축이 방지된다. 이러한 시스템에서, 표적 분석물의 농축은 추가 성분, 예컨대 표적 분석물을 포획하는 프로브를 도입함으로써 달성되고, 여기서 프로브는 하나의 상에 우세하게 분배되고, 이에 의해서 농축을 가능하게 하는 표적 분석물의 분배 거동이 향상된다. 일부 실시형태에서, 농축된 분석물을 함유하는 제1/제2 상 용액이 수집되고, LFA 또는 유동-통과 검정법 장치에 적용된다.
일부 실시형태에서, 제1/제2 상 용액은 마이셀형 용액을 포함한다. 일부 실시형태에서, 마이셀형 용액은 비이온성 계면활성제를 포함한다. 일부 실시형태에서, 마이셀형 용액은 세제를 포함한다. 일부 실시형태에서, 마이셀형 용액은 트리톤-X를 포함한다. 일부 실시형태에서, 마이셀형 용액은 비제한적인 예의 방식으로 트리톤-X와 유사한 중합체, 예컨대 이게팔(Igepal) CA-630 및 노니뎃(Nonidet) P-40 등을 포함한다. 일부 실시형태에서, 마이셀형 용액은 트리톤-X로 본질적으로 이루어진다.
일부 실시형태에서, 마이셀형 용액은 실온(약 25℃)에서 약 0.01센티포아즈 내지 약 5000센티포아즈, 약 0.01센티포아즈 내지 약 4500센티포아즈, 약 0.01센티포아즈 내지 약 4000센티포아즈, 약 0.01센티포아즈 내지 약 3500센티포아즈, 약 0.01센티포아즈 내지 약 3000센티포아즈, 약 0.01센티포아즈 내지 약 2500센티포아즈, 약 0.01센티포아즈 내지 약 2000센티포아즈, 약 0.01센티포아즈 내지 약 1500센티포아즈, 약 0.01센티포아즈 내지 약 1000센티포아즈, 또는 약 0.01센티포아즈 내지 약 500센티포아즈의 점도를 갖는다. 일부 실시형태에서, 마이셀형 용액은 실온에서 약 0.01센티포아즈 내지 약 450센티포아즈, 약 0.01센티포아즈 내지 약 400센티포아즈, 약 0.01센티포아즈 내지 약 350센티포아즈, 약 0.01센티포아즈 내지 약 300센티포아즈, 약 0.01센티포아즈 내지 약 250센티포아즈, 약 0.01센티포아즈 내지 약 200센티포아즈, 약 0.01센티포아즈 내지 약 150센티포아즈, 또는 약 0.01센티포아즈 내지 약 100센티포아즈의 점도를 갖는다.
일부 실시형태에서, 재수화된 제1/제2 상 용액은 중합체(예를 들어, 중합체 용액)를 포함한다. 특정 실시형태에서 중합체는 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 에틸렌/프로필렌 공중합체(예를 들어, UCON(상표명) 중합체), 프로필렌 글리콜(PPG), 메톡시폴리에틸렌 글리콜, 폴리바이닐 피롤리돈 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 중합체를 포함한다. 특정 실시형태에서, 중합체는 폴리에틸렌 글리콜(PEG)이다. 다양한 실시형태에서, PEG는 1000 내지 100,000의 분자량을 가질 수 있다. 특정 실시형태에서, PEG는 PEG-4600, PEG-8000, 또는 PEG-20,000을 포함한다. 특정 실시형태에서, 중합체는 폴리프로필렌 글리콜(PPG)이다. 다양한 실시형태에서, PPG는 100 내지 10,000의 분자량을 가질 수 있다. 특정 실시형태에서, PPG는 PPG 425를 포함한다. 특정 실시형태에서, 중합체는 덱스트란이다. 다양한 실시형태에서, 덱스트란은 1000 내지 1,000,000의 분자량을 가질 수 있다. 특정 실시형태에서, 덱스트란은 덱스트란 6000, 덱스트란 9000, 덱스트란-35,000, 또는 덱스트란-200,000을 포함한다. 특정 실시형태에서 중합체는 에틸렌/프로필렌 공중합체(예를 들어, UCON(상표명) 중합체)를 포함한다. 비제한적인 예시적인 에틸렌/프로필렌 공중합체는 UCON(상표명) 50-HB-5100, UCON(상표명) 50-HB-3520, UCON(상표명) 50-HB-2000, UCON(상표명) 50-HB-660, UCON(상표명) 50-HB-400, UCON(상표명) 50-HB-260, UCON(상표명) 50-HB-170, UCON(상표명) 50-HB-100, UCON(상표명) 60-H-5300, UCON(상표명) 60-H2300, UCON(상표명) 60-H-1600, UCON(상표명) 60-H-1100, UCON(상표명) 60-H-760, UCON(상표명) 60-H-340, UCON(상표명) 75-H-9500, UCON(상표명) 75-H-1400, UCON(상표명) 75-H-450 등을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
일부 실시형태에서, 재수화된 중합체 용액은 약 0.01% w/w의 중합체, 또는 약 0.05% w/w의 중합체, 또는 약 0.1% w/w의 중합체, 또는 약 0.15% w/w의 중합체, 또는 약 0.2% w/w의 중합체, 또는 약 0.25% w/w의 중합체, 또는 약 0.3% w/w의 중합체, 또는 약 0.35% w/w의 중합체, 또는 약 0.4% w/w의 중합체, 또는 약 0.45% w/w의 중합체, 또는 약 0.5% w/w의 중합체, 또는 약 0.55% w/w의 중합체, 또는 약 0.6% w/w의 중합체, 또는 약 0.65% w/w의 중합체, 또는 약 0.7% w/w의 중합체, 또는 약 0.75% w/w의 중합체, 또는 약 0.8% w/w의 중합체, 또는 약 0.85% w/w의 중합체, 또는 약 0.9% w/w의 중합체, 또는 약 0.95% w/w의 중합체, 또는 약 1% w/w의 중합체인 중합체 용액을 포함한다. 일부 실시형태에서, 중합체 용액은 약 1% w/w의 중합체, 또는 약 2% w/w의 중합체, 또는 약 3% w/w의 중합체, 또는 약 4% w/w의 중합체, 또는 약 5% w/w의 중합체, 또는 약 6% w/w의 중합체, 또는 약 7% w/w의 중합체, 또는 약 8% w/w의 중합체, 또는 약 9% w/w의 중합체, 또는 약 10% w/w의 중합체, 또는 약 11% w/w의 중합체, 또는 약 12% w/w의 중합체, 또는 약 13% w/w의 중합체, 또는 약 14% w/w의 중합체, 또는 약 15% w/w의 중합체, 또는 약 16% w/w의 중합체, 또는 약 17% w/w의 중합체, 또는 약 18% w/w의 중합체, 또는 약 19% w/w의 중합체, 또는 약 20% w/w의 중합체, 또는 약 21% w/w의 중합체, 또는 약 22% w/w의 중합체, 또는 약 23% w/w의 중합체, 또는 약 24% w/w의 중합체, 또는 약 25% w/w의 중합체, 또는 약 26% w/w의 중합체, 또는 약 27% w/w의 중합체, 또는 약 28% w/w의 중합체, 또는 약 29% w/w의 중합체, 또는 약 30% w/w의 중합체, 또는 약 31% w/w의 중합체, 또는 약 32% w/w의 중합체, 또는 약 33% w/w의 중합체, 또는 약 34% w/w의 중합체, 또는 약 35% w/w의 중합체, 또는 약 36% w/w의 중합체, 또는 약 37% w/w의 중합체, 또는 약 38% w/w의 중합체, 또는 약 39% w/w의 중합체, 또는 약 40% w/w의 중합체, 또는 약 41% w/w의 중합체, 또는 약 42% w/w의 중합체, 또는 약 43% w/w의 중합체, 또는 약 44% w/w의 중합체, 또는 약 45% w/w의 중합체, 또는 약 46% w/w의 중합체, 또는 약 47% w/w의 중합체, 또는 약 48% w/w의 중합체, 또는 약 49% w/w의 중합체, 또는 약 50% w/w의 중합체인 중합체 용액을 포함한다. 일부 실시형태에서, 중합체 용액은 약 10% w/w의 중합체, 또는 약 20% w/w의 중합체, 또는 약 30% w/w의 중합체, 또는 약 40% w/w의 중합체, 또는 약 50% w/w의 중합체, 또는 약 60% w/w의 중합체, 또는 약 70% w/w의 중합체, 또는 약 80% w/w의 중합체, 또는 약 90% w/w의 중합체인 중합체 용액을 포함한다. 일부 실시형태에서, 중합체 용액은 약 10% w/w의 중합체 내지 약 80% w/w의 중합체인 중합체 용액을 포함한다. 일부 실시형태에서, 재수화된 중합체 용액은 약 1% w/w 내지 약 30% w/w, 또는 약 5% w/w 내지 최대 약 25% w/w, 또는 약 10% w/w 내지 최대 약 25% w/w, 또는 약 10% w/w 내지 최대 약 20% w/w의 중합체인 중합체 용액을 포함한다.
일부 실시형태에서, 재수화된 제1 및/또는 제2 상 용액은 염을 포함하고, 이에 의해서 염 용액을 형성한다. 일부 실시형태에서, 표적 분석물(예를 들어, 박테리아, 진균, 바이러스 등) 및/또는 프로브-분석물 복합체는 염 용액 중에 분배된다. 특정 실시형태에서 염 용액은 코스모로픽 염(kosmotropic salt)을 포함한다. 일부 실시형태에서 염 용액은 카오트로픽 염(chaotropic salt)을 포함한다. 일부 실시형태에서, 염은 마그네슘염, 리튬염, 나트륨염, 칼륨염, 세슘염, 아연염, 및 알루미늄염 중 하나 이상을 포함한다. 일부 실시형태에서, 염은 브로마이드염, 아이오다이드염, 플루오라이드염, 카보네이트염, 설페이트염, 시트레이트염, 카복실레이트염, 보레이트염, 또는 포스페이트염을 포함한다. 일부 실시형태에서, 염은 인산칼륨이다. 일부 실시형태에서, 염은 황산암모늄이다.
일부 실시형태에서, 재수화된 염 용액은 약 0.01% w/w의 염, 또는 약 0.05% w/w의 염, 약 0.1% w/w의 염, 또는 약 0.15% w/w의 염, 또는 약 0.2% w/w의 염, 또는 약 0.25% w/w의 염, 또는 약 0.3% w/w의 염, 또는 약 0.35% w/w의 염, 또는 약 0.4% w/w의 염, 또는 약 0.45% w/w의 염, 또는 약 0.5% w/w의 염, 또는 약 0.55% w/w의 염, 또는 약 0.6% w/w의 염, 또는 약 0.65% w/w의 염, 또는 약 0.7% w/w의 염, 또는 약 0.75% w/w의 염, 또는 약 0.8% w/w의 염, 또는 약 0.85% w/w의 염, 또는 약 0.9% w/w의 염, 또는 약 0.95% w/w의 염, 또는 약 1% w/w의 염을 포함하는 염 용액을 포함한다. 일부 실시형태에서, 재수화된 염 용액은 약 1% w/w의 염, 또는 약 2% w/w의 염, 또는 약 3% w/w의 염, 또는 약 4% w/w의 염, 또는 약 5% w/w의 염, 또는 약 6% w/w의 염, 또는 약 7% w/w의 염, 또는 약 8% w/w의 염, 또는 약 9% w/w의 염, 또는 약 10% w/w의 염, 또는 약 11% w/w의 염, 또는 약 12% w/w의 염, 또는 약 13% w/w의 염, 또는 약 14% w/w의 염, 또는 약 15% w/w의 염, 또는 약 16% w/w의 염, 또는 약 17% w/w의 염, 또는 약 18% w/w의 염, 또는 약 19% w/w의 염, 또는 약 20% w/w의 염, 또는 약 21% w/w의 염, 또는 약 22% w/w의 염, 또는 약 23% w/w의 염, 또는 약 24% w/w의 염, 또는 약 25% w/w의 염, 또는 약 26% w/w의 염, 또는 약 27% w/w의 염, 또는 약 28% w/w의 염, 또는 약 29% w/w의 염, 또는 약 30% w/w의 염, 또는 약 31% w/w의 염, 또는 약 32% w/w의 염, 또는 약 33% w/w의 염, 또는 약 34% w/w의 염, 또는 약 35% w/w의 염, 또는 약 36% w/w의 염, 또는 약 37% w/w의 염, 또는 약 38% w/w의 염, 또는 약 39% w/w의 염, 또는 약 40% w/w의 염, 또는 약 41% w/w의 염, 또는 약 42% w/w의 염, 또는 약 43% w/w의 염, 또는 약 44% w/w의 염, 또는 약 45% w/w의 염, 또는 약 46% w/w의 염, 또는 약 47% w/w의 염, 또는 약 48% w/w의 염, 또는 약 49% w/w의 염, 또는 약 50% w/w인 염 용액을 포함한다. 일부 실시형태에서, 재수화된 염 용액은 약 0.1% w/w 내지 약 40% w/w, 또는 약 1% w/w 내지 최대 약 30% w/w, 또는 약 5% w/w 내지 최대 약 25% w/w, 또는 약 10% w/w 내지 최대 약 20% w/w 범위인 염 용액을 포함한다. 일부 실시형태에서, 재수화된 염 용액은 약 0.1% w/w 내지 약 10%인 염 용액을 포함한다. 일부 실시형태에서, 염 용액은 약 1% w/w 내지 약 10%이다.
일부 실시형태에서, 제1/제2 상 용액은 물과 비혼화성인 용매를 포함한다. 일부 실시형태에서, 용매는 비-극성 유기 용매를 포함한다. 일부 실시형태에서, 용매는 오일을 포함한다. 일부 실시형태에서, 용매는 펜탄, 사이클로펜탄, 벤젠, 1,4-다이옥산, 다이에틸 에터, 다이클로로메탄, 클로로폼, 톨루엔 또는 헥산을 포함한다.
일부 실시형태에서, 제1 상 용액은 마이셀형 용액을 포함하고, 제2 상 용액은 중합체를 포함한다. 일부 실시형태에서, 제2 상 용액은 마이셀형 용액을 포함하고, 제1 상 용액은 중합체를 포함한다. 일부 실시형태에서, 제1 상 용액은 마이셀형 용액을 포함하고, 제2 상 용액은 염을 포함한다. 일부 실시형태에서, 제2 상 용액은 마이셀형 용액을 포함하고, 제1 상 용액은 염을 포함한다. 일부 실시형태에서, 마이셀형 용액은 트리톤-X 용액이다. 일부 실시형태에서, 제1 상 용액은 제1 중합체를 포함하고, 제2 상 용액은 제2 중합체를 포함한다. 일부 실시형태에서, 제1/제2 중합체는 폴리에틸렌 글리콜 및/또는 덱스트란을 포함한다. 일부 실시형태에서, 제1 상 용액은 중합체를 포함하고, 제2 상 용액은 염을 포함한다. 일부 실시형태에서, 제2 상 용액은 중합체를 포함하고, 제1 상 용액은 염을 포함한다. 일부 실시형태에서, 제1 상 용액은 폴리에틸렌 글리콜을 포함하고, 제2 상 용액은 인산칼륨을 포함한다. 일부 실시형태에서, 제2 상 용액은 폴리에틸렌 글리콜을 포함하고, 제1 상 용액은 인산칼륨을 포함한다. 일부 실시형태에서, 제1 상 용액은 염을 포함하고, 제2 상 용액은 염을 포함한다. 일부 실시형태에서, 제1 상 용액은 코스모트로픽 염을 포함하고, 제2 상 용액은 카오트로픽 염을 포함한다. 일부 실시형태에서, 제2 상 용액은 코스모트로픽 염을 포함하고, 제1 상 용액은 카오트로픽 염을 포함한다.
일부 실시형태에서, 제1 상 용액은 표 1의 성분 1 및 제2 상 용액은 표 1의 성분 2를 포함한다. 일부 실시형태에서, 제2 상 용액은 표 1의 성분 1 및 제2 상 용액은 표 1의 성분 2를 포함한다.
일부 실시형태에서, 표 1의 성분은 완충액 중에 현탁 또는 용해된다. 일부 실시형태에서, 표 1의 성분은 샘플이 유래된 생물학적 시스템과 상용성인 완충액 중에 현탁/용해된다. 일부 실시형태에서, 표 1의 성분은 염수 용액 중에 현탁/용해된다. 일부 실시형태에서, 표 1의 성분은 PBS 중에 현탁/용해된다. 일부 실시형태에서, 표 1의 성분은 물 중에 현탁/용해된다. 일부 실시형태에서, 표 1의 성분은 생물학적 유체 중에 현탁/용해된다.
UCON(상표명) 중합체는 중량 기준으로 동일한 양의 에틸렌 옥사이드 및 프로필렌 옥사이드를 알칼리 촉매를 사용하여 약 100℃ 내지 약 150℃의 온도에서 부틸 알코올과 반응시킴으로써 생성된 에틸렌/프로필렌 공중합체를 포함한다는 것이 주목될 것이다. 생성된 UCON(상표명) 50-HB는 하기 일반 구조식을 갖는 랜덤 공중합체이다:
상기에 기술된 ATPS 시스템 및 성분은 예시적이며 비제한적이라는 것이 인식될 것이다. 본 명세서에 제공된 교시를 사용하여, 다수의 다른 ATPS 시스템 및 성분이 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 사용 가능할 것이다.
일부 실시형태에서, 본 명세서에 기술된 장치(예를 들어, LFA 또는 유동-통과 검정법 장치)는 ATPS와 접촉하여 배치되도록 구성된 수집기를 추가로 포함할 수 있고, 여기서 표적 분석물은 수집기의 계면 및 제1 상 용액 및/또는 제2 상 용액에서 분배된다. 일부 실시형태에서, 수집기는 플라스틱, 메조포러스 재료, 실리카, 폴리프로필렌, 자석, 자성 입자, 상자성 입자, 기공을 갖는 재료, 홈을 갖는 재료, 및/또는 이들의 임의의 조합물인 재료를 포함한다. 일부 실시형태에서, 수집기는 폴리프로필렌을 포함한다. 일부 실시형태에서, 수집기는 표적 분석물 수집을 증가시키도록 최적화된다. 일부 실시형태에서, 수집기는 표면적을 최대하기 위해서 기공을 포함한다. 일부 실시형태에서, 기공의 폭은 약 1㎛, 약 5㎛, 약 10㎛, 약 15㎛, 약 20㎛, 약 25㎛, 약 30㎛, 약 35㎛, 약 40㎛, 약 45㎛, 약 50㎛, 약 55㎛, 약 60㎛, 약 65㎛, 약 70㎛, 약 75㎛, 약 80㎛, 약 85㎛, 약 90㎛, 약 95㎛, 또는 약 100㎛이다. 일부 실시형태에서, 기공의 폭은 약 100㎛, 약 200㎛, 약 300㎛, 약 400㎛, 약 500㎛, 약 600㎛, 약 700㎛, 약 800㎛, 약 900㎛, 또는 약 1㎜이다. 일부 실시형태에서, 기공의 깊이는 약 1㎛, 약 5㎛, 약 10㎛, 약 15㎛, 약 20㎛, 약 25㎛, 약 30㎛, 약 35㎛, 약 40㎛, 약 45㎛, 약 50㎛, 약 55㎛, 약 60㎛, 약 65㎛, 약 70㎛, 약 75㎛, 약 80㎛, 약 85㎛, 약 90㎛, 약 95㎛, 또는 약 100㎛이다. 일부 실시형태에서, 기공의 깊이는 약 100㎛, 약 200㎛, 약 300㎛, 약 400㎛, 약 500㎛, 약 600㎛, 약 700㎛, 약 800㎛, 약 900㎛, 또는 약 1㎜이다.
표적 분석물(예를 들어, 생물분자)의 검출
특정 실시형태에서 종이-기반 검출 성분은 측방-유동 시험 스트립(예를 들어, 도 1 참고) 또는 유동-통과 장치(스팟 시험)(예를 들어, 도 11 참고)의 형태일 수 있다. 다양한 실시형태에서 두 형태 인자 모두는 하기 성분 중 하나 이상을 함유할 수 있다.
샘플 패드
특정 실시형태에서 존재하는 경우, 샘플 패드는 농축 성분을 검출 성분에 연결할 수 있다. 그것은 수집된 유체로부터 잔해, 오염물, 및 점액을 제거할 수 있는 필터로서 작용할 수 있다. 그것은 또한 건조된 시약을 저장할 수 있고, 재수화되는 경우, 이러한 시약은 (i) 최적의 검출 조건(pH, 이온 강도 등)을 위해서 용액을 조정하고; (ii) 검출에 영향을 미칠 수 있는 수집된 시편 중의 점액, 당단백질, 및 다른 점성 재료를 파괴할 수 있다. 샘플 패드를 위한 예시적인 재료는 셀룰로스, 나이트로셀룰로스, 섬유유리, 면, 부직 또는 제직 종이 등을 포함할 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 패드 상의 시약은 계면활성제, 예컨대 트리톤 X-100, 트윈(Tween) 20, 또는 소듐 도데실 설페이트 등; 중합체, 예컨대 폴리에틸렌 글리콜, 폴록사머, 폴리바이닐피롤리돈(PVP) 등; 완충액, 예컨대 포스페이트-완충 염수, 4-(2-하이드록시에틸)-1-피페라진에탄설폰산(HEPES), 트리스(하이드록시메틸)아미노메탄(트리스(Tris)), 소듐 보레이트, TRICINE 등; 단백질, 예컨대 알부민 등; 효소, 예컨대 프로테아제 등; 염, 예컨대 염화나트륨, 인산나트륨, 소듐 콜레이트, 인산칼륨 등을 포함할 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 다양한 실시형태에서 이러한 시약은 (i) 종이 재료를 시약 용액 중에 담그거나, 또는 (ii) 모세관 유동을 통해서 막을 위킹(wicking)시킴으로써 샘플에 적용될 수 있다. 처리된 샘플 패드는 (i) 공기 건조(실온에서 정치); (ii) 베이킹(baking)(오븐 또는 가열 장치를 사용하여 고온에 둠); (iii) 진공; 또는 (iv) 동결건조에 의해서 건조될 수 있다.
접합 패드
다양한 실시형태에서 존재하는 경우, 접합 패드는 표적 분석물(들)에 결합하는 결합 모이어티가 부착된 탈수된 표색 지시계를 함유할 수 있다. 특정 실시형태에서 결합 모이어티는 표적 분석물(들)(예를 들어, 박테리아, 진균, 바이러스, 단백질, DNA 등)에 대해서 높은 친화도를 갖는 특이적 결합 모이어티이다. 샘플 용액이 접합 패드에 도달할 때, 표색 지시계는 재수화된다. 이어서, 표색 지시계 상의 모이어티는 표적 분석물(들)에 결합할 수 있고, 생성된 복합체가 반응 패드로 유동할 수 있다. 특정 실시형태에서 표색 지시계는 금속 입자, 예컨대 금, 은 입자, 중합체 입자, 예컨대 라텍스 비드, 및 시각적 염료 또는 형광 염료를 캡슐화하는 폴리스타이렌 입자를 포함할 수 있다. 접합 패드를 위한 예시적인 재료는 셀룰로스, 나이트로셀룰로스, 섬유유리, 면, 부직 또는 제직 종이 등을 포함할 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 특정 실시형태에서 표색 지시계는 상기에 기술된 바와 같은 패드 상에 적용되고, 탈수될 수 있다.
반응 패드
특정 실시형태에서 반응 패드는, 존재하는 경우, 고정화 시약을 포함할 수 있고, 고정화 시약이 샘플 용액과 반응하는 경우, 이것은 신호(예를 들어, 가시적인 신호)를 생성하여 표적 분석물(들)의 존재 또는 부재를 나타낼 수 있다. 반응 패드를 위한 예시적인 재료는 셀룰로스, 나이트로셀룰로스, 섬유유리, 면, 부직 또는 제직 종이 등을 포함할 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
측방-유동 포맷
측방-유동 시험 스트립을 위한 특정 실시형태에서, 반응 패드 상의 시약은 모든 샘플이 고정화 시약과 상호작용할 수 있는 것을 보장하기 위해서 유동 방향에 직교하는 선의 형태로 고정될 것이다. 시약의 농도를 최적화하여 신호 강도를 제어할 수 있고, 따라서 검정법의 감도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 반-정량분석적 검정법은 다양한 농도를 갖는 동일한 시약의 다수의 선을 고정시킴으로써 설계될 수 있다. 따라서 각각의 선은 표적 생물분자의 특이적 농도에 도달되는 경우에만 신호를 산출할 것이다. 이어서 표적 생물분자의 농도는 가시적인 선을 계수함으로써 해석될 수 있다(예를 들어, 도 2 참고).
또한, 상이한 시약의 다수의 선이 다수의 표적 분석물(들)을 검출하기 위해서 동일한 스트립 상에 고정될 수 있다. 이는 다중 검정법의 개발을 허용한다.
유동-통과 포맷
특정 실시형태에서, 유동-통과 시험을 위해서, 선 대신에, 시약은 전체 반응 패드 상에 고정될 수 있다. 표적 분석물이 존재하는 경우, 그것은 접합 패드 상의 표색 지시계에 결합할 것이고, 지시계-표적 복합체가 고정된 시약에 결합할 때 반응 패드 상에 포획될 것이다. 따라서 표적 생물분자가 존재하는 경우 가시적인 스팟이 나타날 것이다. 이러한 시험은 샘플 부피가 너무 낮아서 측방-유동 시험 스트립으로 위킹시킬 수 없는 경우에 사용될 수 있다. 가시적인 스팟의 이러한 색상 강도는 표적 생물분자의 농도와 상관관계가 있는 반면, 스팟의 크기는 샘플 부피와 상관관계가 있다. 특정 실시형태에서 농축 성분이 유동-통과 시험의 상단 상에 직접 배치되어 추출 필요성 및 농축된 샘플을 검출 성분에 적용할 필요성을 제거할 수 있다.
다양한 실시형태에서 고정된 시약은 표적 분석물에 대한 특이적 항체(1차 항체), 1차 항체에 대한 항체(2차 항체), 항원, 단백질, 또는 항원-단백질 접합체를 포함할 수 있다. 반응 패드를 위한 예시적인 재료는 셀룰로스, 나이트로셀룰로스, 섬유유리, 면, 부직 종이 및 제직 종이 등을 포함할 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 다양한 실시형태에서 시약이 상기에 기술된 바와 같은 패드 상에 적용되고, 탈수될 수 있다.
싱크
특정 실시형태에서 싱크는, 존재하는 경우, 과량의 유체를 수집하고, 시험 성능에 영향을 미칠 수 있는 역류를 예방하는 흡수 패드를 포함할 수 있다. 싱크를 위한 예시적인 재료는 셀룰로스, 나이트로셀룰로스, 섬유유리, 면, 부직 종이 및 제직 종이 등을 포함할 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
신호 향상
상기에 기술된 바와 같이, 다양한 실시형태에서, 가시적인 신호 강도는 검출 검정법의 감도 및/또는 정확도를 개선시키기 위해서 향상될 수 있다. 이것은 초기 검출 검정법(분석물 결합) 이후에 반응 패드에 추가 현상(신호 향상) 시약을 도입함으로써 수행될 수 있다. 상기에 설명된 바와 같이, 프로브 및 ATPS는 먼저 프로브를 (예를 들어, 선행 상 또는 ATPS의 계면에서) 검출 구역에 전달하고, 그 다음 (예를 들어, ATPS의 후행 상 중의) 현상 시약을 전달하도록 설계될 수 있다.
특정 실시형태에서 신호 향상 시약은 예를 들어, 표색 지시계의 표면 상에 부착된 효소와 반응하여 강한 시각적인 생성물을 형성하는 기질을 포함할 수 있다. 예의 방식으로, 표색 지시계가 금 프로브를 포함하면, 신호 향상은 은-향상 표지에 의해서 달성될 수 있고, 여기서 은 이온을 함유하는 향상 시약은 반응 패드에 적용될 수 있고, 여기서 금 프로브는 고정된 선/스팟에 결합된다. 이러한 시나리오에서, 금 프로브는, 은이 입자 상에 침착될 수 있도록 핵화 자리로서 작용할 수 있어서, 증가된 신호 강도를 생성한다. 이러한 예에서, 신호 향상 시약은 초기 검출 검정법 이후에 별개로 첨가되거나 또는 종이 장치 상에 저장/탈수되어 자동/수동으로 방출될 수 있다.
다른 비제한적인 다른 예시적인 실시형태에서, 현상 시약은 프로브(들)와 회합되거나 이것에 부착된 상응하는 효소와 반응하여 향상된 검출 가능한 신호를 생성시키는 (예를 들어, 알칼리성 포스파타제, 호스 래디쉬(또는 다른) 퍼옥시다제, 글루코스 옥시다제 등의) 효소에 대한 기질일 수 있다. 대안적으로, 현상 시약은 효소를 포함할 수 있는 반면, 기질은 프로브(들)에 부착되거나 이와 회합된다.
상기 성분 및 검정법 포맷은 예시적이며, 비-제한적이다. 본 명세서에 제공된 교시 및 예를 사용하면, 다수의 다른 검정법 장치 및 구성은 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 사용 가능할 것이고, 일부 추가 설계 고려사항 및 성분이 하기에 기술된다.
측방-유동 검정법(LFA) 또는 유동-통과(스팟) 검정법
상기에 설명된 바와 같이, 특정 실시형태에서, 본 명세서에 기술된 장치 및 시스템은 샘플에서 표적 분석물을 검출하기 위한 측방-유동 검정법(LFA) 또는 유동-통과(스팟) 검정법을 제공하도록 구성되며, 여기서 LFA 또는 스팟 검정법은 단독으로 또는 수성 2-상 시스템(ATPS)과 함께 사용된다. 일부 실시형태에서, LFA 또는 스팟 검정법은 ATPS 또는 이의 성분이 배치된 다공성 매트릭스를 포함하며, 여기서 다공성 매트릭스는 ATPS 또는 이의 성분이 유체 상 중에 존재하는 경우 ATPS 또는 이의 성분이 다공성 매트릭스를 유동 통과하는 것을 허용하도록 구성되고, 그리고 그것을 허용하기에 충분한 다공성을 갖는다. 이러한 다공성 LFA 또는 스팟 검정법 장치는 종이 또는 종이 유체 장치로서 본 명세서에서 지칭되고, 이들은 상호 교환 가능하게 사용된다.
용어 "종이"는, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 나무 펄프 또는 다른 섬유성 식물 물질로부터의 얇은 시트에 제한되지 않지만, 특정 실시형태에서 본 명세서에 기술된 장치에서 이러한 종이의 사용이 고려된다. 종이는 보다 일반적으로는 유체가 유동 통과하는 것을 허용하는 보통 시트 형태(하지만 이것으로 제한되지 않음)의 다공성 재료를 지칭한다.
일부 실시형태에서, 다공성 매트릭스는 ATPS의 혼합 상 용액인, 제1 상 용액 및/또는 제2 상 용액, 및/또는 표적 분석물이, LFA를 유동 통과하는 것을 허용하기에 충분히 다공성이다. 일부 실시형태에서, 다공성 매트릭스는 혼합 상 용액인, 제1 상 용액 및/또는 제2 상 용액, 및/또는 표적 분석물이, LFA 또는 스팟 검정법 장치를 통해서 수직 및/또는 수평으로 유동하기에 충분하게 충분히 길고/길거나 깊다. 일부 실시형태에서, 제1 상 용액은 다공성 매트릭스를 통해서 제1 속도로 유동하고, 제2 상 용액은 다공성 매트릭스를 통해서 제2 속도로 유동하며, 여기서 제1 속도 및 제2 속도는 상이하다. LFA 또는 스팟 검정법의 일부 실시형태에서 다공성 매트릭스는 특히 소결 유리 세라믹(scintered glass ceramic), 미네랄, 셀룰로스, 섬유유리, 나이트로셀룰로스, 폴리바이닐리덴 플루오라이드, 나일론, 전하 개질된 나일론, 폴리에터설폰, 이들의 조합물 등과 같은 재료를 포함한다.
유동 시의 농축
ATPS는 용액이 다공성 기질(예를 들어, 종이)을 유동 통과할 때 상을 분리할 수 있다는 것을 발견하였고, 이것을 본 발명자들은 "유동 시의 농축"이라 칭하였다. 더욱이, 종이를 통한 유동은 농축 공정을 상당히 빠르게 한다는 것을 또한 발견하였다. 이러한 현상을 기반으로, 본 명세서에 기술된 측방-유동 검정법 장치 및 유동-통과 검정법 장치는 조합된 ATPS 농축을 위한 필수적인 성분을 LFA 또는 유동-통과 검출과 완전히 통합시키는 종이 유체 성분을 포함할 수 있다. 혼합된 ATPS 용액이 특정 종이 재료에 적용되는 경우, 용액이 유동함에 따라서 상 분리 및 분석물 농축이 일어나는 것을 발견하였다. 본 발명자들은 또한 이러한 현상이 상이한 부피비, 예를 들어 상단 상의 부피를 하단 상의 부피로 나눈 값을 갖는 ATPS를 제조하는 경우에도 보존된다는 것을 입증하였다.
일부 실시형태에서, LFA 또는 스팟 검정법(예를 들어, 스팟 검정법의 농축 성분)은 종이를 포함한다. 일부 실시형태에서, 종이는 유체가 그것을 유동 통과하는 것을 허용하는 다공성 재료의 시트를 포함한다. 일부 실시형태에서, 종이는 유체가 그것을 유동 통과하는 것을 허용하는 다공성 재료의 복수의 시트를 포함한다. 일부 실시형태에서, 종이는 하나 이상의 재료, 예컨대 셀룰로스, 섬유유리, 나이트로셀룰로스, 폴리바이닐리덴 플루오라이드, 전하 개질된 나일론, 폴리에터 설폰 등을 포함한다. 일부 실시형태에서, 종이는 HI-FLOW PLUS(등록상표) 막이다.
일부 실시형태에서, 종이는 제직 종이이다. 일부 실시형태에서, 종이는 와트만(Whatman) 종이이다. 일부 실시형태에서, 와트만 종이는 와트만 S17, 와트만 MF1, 와트만 VF1, 와트만 퓨전(Fusion) 5, 와트만 GF/DVA, 와트만 LF1, 와트만 CF1, 및/또는 와트만 CF4이다.
일부 실시형태에서, 종이는, 표적 농축물이 LFA 또는 유동-통과 검정법의 농축 성분(예를 들어 '유동 시의 농축'-기반 장치)을 유동 통과할 때 표적 분석물을 농축시킨다. 일부 실시형태에서, 종이는 표적 분석물이 LFA를 통해서 수평으로 유동할 때 표적 분석물을 농축시킨다. 일부 실시형태에서, 종이는 표적 분석물이 LFA 또는 유동-통과 검정법을 통해서 수직으로 유동할 때 표적 분석물을 농축시킨다.
일부 실시형태에서, 종이는 어느 상 용액이 "선행 유체"가 될 것인지에 영향을 미치는 특성을 갖는다. 비제한적인 예의 방식으로, PEG-염 ATPS를 사용하는 경우, 용액을 섬유유리 종이에 첨가하는 것은 염 상이 선행 용액이 되도록 할 것인 반면, 셀룰로스 종이는 PEG 상이 선행 용액이 되도록 할 것이다. 일부 실시형태에서, 종이 내에서의 상 분리는 상 분리를 가속화시킨다. 또한 비제한적인 예의 방식으로, 마이셀형 ATPS는 전형적으로 정체(stagnant) ATPS에서 상을 분리하는 데 수 시간이 걸리지만, 종이 스트립에 적용되는 경우, 이러한 상 분리는 분 단위로 일어난다. 이것은, 공정에서 전통적으로 속도-결정 단계인 ATPS가 본 발명자들의 신속한 종이 진단 검정법을 위해서 보다 실행 가능한 선택이 되는 것을 허용함으로써 진단 공정을 빠르게 한다. 일부 실시형태에서, '유동 시의 농축' 장치는 PEG-염 ATPS(예를 들어, 실시예에 나타낸 바와 같음)를 포함한다. 일부 실시형태에서, '유동 시의 농축' 장치는 마이셀형 ATPS를 포함한다. 일부 실시형태에서, LFA 장치 또는 유동-통과 검정법 장치는 섬유유리 종이 또는 나이트로셀룰로스 종이를 포함한다.
특정 실시형태에서 LFA 또는 유동-통과 검정법 장치는 잔해(예를 들어, 혈액 세포 또는 다른 미립자)를 제거하는 필터, 표적 분석물을 포함하는 샘플이 장치에 적용되는 샘플 패드, 표적 분석물이 결합하고, 검출되는 검출 대역(예를 들어, 시험선 및 대조선), 및 LFA 또는 유동 통과 장치에 적용된 과량의 샘플 및/또는 용액을 흡수할 수 있는 흡광 패드(예를 들어, 마른 수용 종이(dry receiving paper))를 포함한다(예를 들어, 도 1 및 11). 참고). 일부 실시형태에서, 대조선 및/또는 시험선은 그 자체로 선이 아니라, 영역 또는 스팟이다.
일부 실시형태에서, LFA는 LFA 스트립을 포함한다. 용어 "LFA" 및 "LFA 스트립"은 본 명세서에서 상호 교환 가능하게 사용된다. 일부 실시형태에서, LFA 스트립은 그의 폭 및 깊이보다 더 큰 길이를 갖는다. 일부 실시형태에서, LFA는 직사각형이다. 일부 실시형태에서, LFA는 원형, 타원형, 정사각형, 다각형 또는 불규칙-형상의 형상을 갖는다. 일부 실시형태에서, LFA는 복수의 경로 및/또는 정션(junction)을 포함한다. 일부 실시형태에서, LFA 스트립은 샘플 패드, 검출 대역 및 흡광 패드를 포함한다. 일부 실시형태에서, 검출 대역은 샘플 패드와 흡광 패드 사이에 위치되고, 흡광 패드는 샘플 패드로부터 멀어져서 검출 대역을 향하게 표적 분석물을 갖는 샘플을 위킹시킨다.
샌드위치 검정법
일부 실시형태에서, LFA 또는 유동-통과(스팟) 검정법 장치는 샌드위치 검정법을 제공 또는 실시하도록 구성된다(예를 들어, 본 명세서에서 도 1 및 2015년 3월 6일자로 출원된 동시 계류 중인 PCT 출원 제PCT/US2015/019297호(이는 이것에 기술된 LFA를 위해서 참고로 포함됨)에서, 도 1, 하단 좌측). 일부 실시형태에서, 샌드위치 검정법은 표적 분석물에 결합하는 포획 모이어티를 포함한다. 일부 실시형태에서, 장치는 프로브를 포함한다. 일부 실시형태에서, 프로브는 검출 가능한 특성(표색, 형광, 방사능 등)을 포함한다. 일부 실시형태에서, 프로브는 표적 분석물과 상호작용하는 결합 모이어티(예를 들어, 항체)를 포함한다. 일부 실시형태에서, 프로브는 샘플에 첨가되고, 표적 분석물에 결합하여 프로브-분석물 복합체를 형성한다.
경쟁 검정법
일부 실시형태에서, LFA는 경쟁 검정법을 포함한다. 일부 실시형태에서, 프로브는 샘플에 첨가되고, 표적 분석물에 결합하여 프로브-분석물 복합체를 형성한다. 일부 실시형태에서, LFA는 시험선 상에 고정된 표적 분석물을 포함한다. 일부 실시형태에서, 프로브는 샘플 중의 표적 분석물에 의해서 포화되고, 프로브는 시험선에 고정된 표적 분석물에 결합하지 않을 것이다. 일부 실시형태에서, 시험선 상의 검출 가능한 신호의 부재는 양성 결과를 나타낸다. 일부 실시형태에서, 샘플 중에는 표적 분석물이 존재하지 않고, 프로브는 시험선 상의 표적 분석물에 결합하는데 이는 음성 결과를 나타낸다. 일부 실시형태에서, LFA는 프로브와 직접 상호작용하는 대조선 상의 프로브 포획 모이어티를 포함하고, 샘플 중의 표적 분석물의 존재와 관계없이, 프로브는 프로브 포획 모이어티에 결합하고, 대조선 상에 축적될 수 있다. 일부 실시형태에서, 프로브는 대조선 상에 고정되어 검출되는데, 이는 유효 시험을 나타낸다. 일부 실시형태에서, 양성 결과(예를 들어, 표적 분석물이 샘플 중에 존재함)는 시험선 및 대조선에서 검출 가능한 신호를 나타낸다. 일부 실시형태에서, 음성 결과는 대조선에서 검출 가능한 신호에 의해서 나타난다.
일부 실시형태에서, 프로브-분석물 복합체가 샘플 패드에 적용되고, LFA 또는 유동-통과 장치를 통해서 흡광 패드를 향해서 유동한다. 일부 실시형태에서, 프로브-분석물 복합체의 표적 분석물은 포획 모이어티에 결합한다. 일부 실시형태에서, 포획 모이어티는 시험선 또는 시험 영역(예를 들어, 유동-통과 장치 내의 시험 층) 상에 고정되고, 프로브-분석물 착물은 시험선 상에 또는 시험 영역 내에 고정된다. 일부 실시형태에서, 프로브는 표색성이어서, 프로브-분석물 복합체가 시험선에 또는 시험 영역 내에 축적할 때 시험선 또는 시험 영역은 강한 색상(예를 들어, 검출 가능한 신호)을 나타낼 것인데, 이는 양성 결과를 나타낸다. 일부 실시형태에서, 샘플 중에 표적 분석물이 존재하지 않아서, 프로브-분석물 착물의 프로브가 포획 모이어티와 상호작용하지 않고, 시험선 또는 시험 영역 내의 신호의 부재는 음성 결과를 나타낸다. 일부 실시형태에서, LFA는 프로브 및/또는 결합 모이어티와 직접 상호작용하는 대조선 상의(또는 예를 들어, 유동-통과 검정법 장치의 대조군 영역 내의) 프로브 포획 모이어티를 포함하고, 따라서 샘플 중의 표적 분석물의 존재와 관계없이, 프로브/결합 모이어티는 프로브 포획 모이어티에 결합하고, 대조선 상에 또는 대조 영역 내에 축적될 수 있다. 일부 실시형태에서, 프로브 포획 모이어티는 결합 모이어티에 결합하는 2차 항체이고, 여기서 결합 모이어티는 표적 분석물에 결합하는 1차 항체이다. 일부 실시형태에서, 프로브는 대조선 상에 또는 대조 영역 내에 고정되어 검출되는데, 이는 유효 시험을 나타낸다. 일부 실시형태에서, 양성 결과(예를 들어, 표적 분석물이 샘플 중에 존재함)는 시험선(또는 시험 영역) 및 대조선(또는 대조 영역)에서 검출 가능한 신호에 의해서 나타난다. 일부 실시형태에서, 음성 결과는 대조선에서 또는 대조 영역에서 검출 가능한 신호에 의해서 나타난다.
LFA 또는 유동-통과(스팟) 검정법 장치에서 탈수된 ATPS.
일부 실시형태에서, ATPS 또는 이의 성분 및/또는 프로브 및/또는 현상 시약은 LFA를 포함하는 다공성 매트릭스의 적어도 제1 부분 상에서 및/또는 그 내에서 또는 유동-통과 검정법 장치의 농축 성분 내에서 탈수되어 있다. 일부 실시형태에서, 장치에 샘플을 적용하여 ATPS, 및/또는 프로브 및/또는 현상 시약(들)을 수화시키고, 이에 의해서 ATPS 또는 이의 성분 및/또는 프로브 및/또는 현상 시약(들)을 유체 상으로 전환시킨다. 탈수는 장치를 사용자 친화적으로 만드는데, 그 이유는 사용자가 샘플(예를 들어, 타액, 혈액, 소변, 질 유체, 정액 유체, 객담, 뇌척수 유체, 림프, 또는 유사한 유체)을 장치에 첨가하는 것만이 필요하기 때문이다. 일부 실시형태에서, 사용자는 표적 분석물의 존재/부재를 검출하거나 또는 분석물을 정량분석하기 위해서 샘플의 용액을 스트립에 단지 적용하기만 하면 된다. 일부 실시형태에서, 샘플의 용액은 LFA 또는 유동-통과 장치를 유동 통과하고, ATPS가 재-가용화되어, LFA 또는 유동-통과 장치 내에서 상 분리를 촉발하고, 그 다음 표적 분석물의 농축을 촉발한다.
일부 실시형태에서, 주어진 ATPS를 위해서 필요한 성분 전부를 혼합하여 혼합 용액을 형성하고, 장치(예를 들어, LFA 또는 유동-통과(스팟) 검정법)를 포함하는 종이에 적용하고, 이어서 탈수시킨다. 샘플 용액을 탈수된 종이에 첨가하는 경우, 샘플이 유동할 때 ATPS 성분이 재수화되어, 상 분리가 일어난다. 농축된 분석물을 함유하는 상이 덜 점성인 일부 ATPS에서, 상은 더 신속하게 유동할 것이고, 농축된 분석물이 선행 유체 중에 출현할 것이고, LFA 또는 유동-통과 검정법의 검출 대역에 도달하여 검출을 개시할 것이다. 추가로, 탈수된 ATPS 성분 분절 길이(또는 두께) 및 농도는 상이한 응용을 위해서 조정될 수 있다.
일부 실시형태에서, ATPS의 두(모든) 성분은 LFA 상에서 또는 유동-통과 검정법(예를 들어, 분리 성분) 내에서 탈수되어 있다. 일부 실시형태에서, 제1 ATPS 성분은 LFA 상에서(또는 그 내에서) 또는 유동-통과 검정법 내에서 탈수되어 있다. 일부 실시형태에서, 제2 ATPS 성분은 LFA 또는 유동 통과 검정법 상에서 또는 그 내에서 탈수되어 있다. 일부 실시형태에서, 제1 상 용액 성분 및/또는 제1 ATPS 성분은 LFA의 제1 부분 상에서 또는 유동 통과 검정법의 제1 층(분리 성분) 내에서 탈수되어 있다. 일부 실시형태에서, 제2 상 용액 성분 및/또는 제1 ATPS 성분은 LFA의 제2 부분 상에서 또는 유동-통과 검정법의 제2 층(분리 성분) 내에서 탈수되어 있다. 일부 실시형태에서, 제1 부분과 제2 부분은 동일하다. 일부 실시형태에서, 제1 부분과 제2 부분은 상이하다. 비제한적인 예의 방식으로, PEG-염 ATPS에서, PEG 및 염 용액은 상이한 종이 부분 또는 분절 내에서 별개로 (예를 들어, 2015년 3월 6일자로 출원된 동시 계류 중인 PCT 출원 제PCT/US2015/019297호(이는 이것에 기술된 LFA를 위해서 참고로 포함됨)의 도 16 참고) 또는 예를 들어 유동-통과 검정법의 분리 성분을 포함하는 개별 층 내에서 (예를 들어, 도 11 참고) 탈수되어 있을 수 있다. 일부 실시형태에서, LFA의 상이한 부분 상에서 또는 유동-통과 검정법의 상이한 층 내에서 제1/제2 상 용액 및/또는 ATPS 성분의 탈수는 제1/제2 상 용액 성분 또는 ATPS 성분의 보다 균일한 농도를 제공한다. 일부 실시형태에서, 상이한 부분 상에서의 제1/제2 상 용액 성분 및/또는 ATPS 성분의 탈수는 제1 상 용액 또는 ATPS 성분이 수화 후에 제1 방향으로 유동하고, 제2 상 용액 및/또는 ATPS 성분이 수화 후에 제2 방향으로 유동하는 것을 허용하며, 여기서 제1 방향 및 제2 방향은 상이하다. 일부 실시형태에서, 표적 분석물은 제2 방향이 아닌 제1 방향에서 농축된다. 일부 실시형태에서, 표적 분석물은 제1 방향이 아닌 제2 방향에서 농축된다. 일부 실시형태에서, 상이한 부분 상에서의 제1/제2 상 성분 및/또는 ATPS 성분의 탈수는 샘플을 제1/제2 방향으로 유동시킬 필요 없이 표적 분석물이 제1/제2 방향으로 유동하는 것을 허용한다. 일부 실시형태에서, 상이한 부분 상에서의 제1/제2 상 성분 및/또는 ATPS 성분의 탈수는 표적 분석물이 더 신속하게 유동하는 것을 허용하여, 더 빠른 검출을 유발한다. 일부 실시형태에서, 상이한 부분 상에서의 제1/제2 상 성분 및/또는 ATPS 성분의 탈수는 증가된 결과 신뢰성을 허용한다. 일부 실시형태에서, 상이한 부분 상에서의 제1/제2 상 성분 및/또는 ATPS 성분의 탈수는 제1/제2 상 용액 성분 및/또는 ATPS 성분(예를 들어, PEG-염 ATPS)의 응집을 방지한다. 일부 실시형태에서, 제1/제2 상 성분 및/또는 ATPS 성분은 다수의 분절에서 탈수되어 있다. 일부 실시형태에서 제1/제2 상 성분 및/또는 ATPS 성분은 다수의 분절에서 탈수되어 있고, 여기서 제1/제2 상 성분 및/또는 ATPS 성분은 염 용액을 포함한다. 일부 실시형태에서 제1/제2 상 성분 및/또는 ATPS 성분은 다수의 분절에서 탈수되어 있고, 여기서 제1/제2 상 성분 및/또는 ATPS 성분은 중합체(예를 들어, PEG)를 포함하지 않는다. 일부 실시형태에서, 탈수된 PEG는 검출 대역 근처에 위치되지 않는데, 그 이유는 PEG-풍부 상은 검출 막 내에서 유동을 느리게 할 수 있기 때문이다. 일부 실시형태에서, LFA 스트립 또는 유동-통과 검정법은 PEG 또는 염을 함유하지 않은 검출 대역 근처에 블랭크 스페이서를 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 프로브(예를 들어, 분석물 결합 모이어티 및 연관된 검출 시약/재료)는 프로브 완충액 중에 제공된다. 일부 실시형태에서, 프로브 완충액은 LFA 상에서 또는 유동-통과 검정법 내에서 탈수되어 있다.
일부 실시형태에서, ATPS 성분의 탈수는 ATPS 성분이 액체 형태로 첨가된 장치와 비교할 때 검출 한계치를 개선시킨다. 일부 실시형태에서, 액체 형태 ATPS 성분의 첨가는 대상체로부터의 샘플 용액을 희석시킨다. 일부 실시형태에서, ATPS 성분의 탈수는 유동 동안 별개의 제1 상 용액 및/또는 별개의 제2 상 용액이 전개하는 것을 허용하여, 표적 분석물 또는 프로브-분석물 복합체를 유동-통과 검정법의 검출 성분의 시험선 및 대조선에 도달할 선행 유체의 선단에서 작은 부피로 농축시킨다. 일부 실시형태에서, 선행 유체의 선단에서 표적 분석물 및 또는 프로브-분석물 복합체의 농축은 검출을 위해서 필요한 시간 기간을 감소시킬 것이다.
프로브
특정 실시형태에서 본 명세서에 기술된 시스템 및/또는 장치는 프로브를 이용하는데, 여기서 프로브는 표적 분석물에 결합하여 프로브-분석물 복합체를 형성하는 결합 모이어티를 포함한다.
일부 실시형태에서, 표적 분석물 단독은 제1 상 용액 또는 제2 상 용액 중에 또는 제1 상 용액과 제2 상 용액의 계면 중에 우세하게 분배된다. 일부 실시형태에서, 표적 분석물 단독은 제1 상 용액 또는 제2 상 용액 중에 또는 제1 상 용액과 제2 상 용액의 계면 중에 상당히 분배된다.
일부 실시형태에서, 표적 분석물 단독은 제1 상 용액 또는 제2 상 용액 중에 또는 제1 상 용액과 제2 상 용액의 계면 중에 우세하게 분배되지 않는다. 일부 실시형태에서, 표적 분석물 단독은 제1 상 용액 또는 제2 상 용액 중에 또는 제1 상 용액과 제2 상 용액의 계면에 상당히 분배되는 것은 아니다.
일부 실시형태에서, 프로브-분석물 복합체는 제1 상 용액 또는 제2 상 용액 중에 또는 제1 상 용액과 제2 상 용액의 계면 중에 우세하게 분배되고, 이에 의해서 (프로브-분석물 복합체의) 표적 분석물은 제1 상 용액 또는 제2 상 용액 중에 또는 제1 상 용액과 제2 상 용액 상이에 계면에 우세하게 분배된다.
일부 실시형태에서, 프로브-분석물 복합체는 제1 상 용액 또는 제2 상 용액 중에 또는 제1 상 용액과 제2 상 용액의 계면 중에 상당히 분배되고, 이에 의해서 (프로브-분석물 복합체의) 표적 분석물은 제1 상 용액 또는 제2 상 용액 중에 또는 제1 상 용액과 제2 상 용액 상이에 계면에 상당히 분배된다.
일부 실시형태에서, 구 "우세하게 분배된다"는 ATPS의 제1/제2 상 용액에 대한 표적 분석물(또는 프로브-분석물 복합체)의 분배와 관련하여 사용되는 경우, 더 많은 양의 표적 분석물이 ATPS의 또 다른 상 용액 중에서보다 바람직한 상 용액 중에 배치된다는 것을 나타낸다.
일부 실시형태에서, 구 "상당히 분배된다"는 ATPS의 제1/제2 상 용액에 대한 표적 분석물(또는 프로브-분석물 복합체)의 분배와 관련하여 사용되는 경우, 표적 분석물 중 약 90% 이상이 ATPS의 또 다른 상 용액 중에서보다 바람직한 상 용액 중에 배치된다는 것을 나타낸다.
일부 실시형태에서, 더 많은 양의 표적 분석물이 제1 상 용액 중에 분배된다. 일부 실시형태에서, 표적 분산물의 약 50% 초과, 또는 약 55% 초과, 또는 약 60% 초과, 또는 약 65% 초과, 또는 약 70% 초과, 또는 약 75% 초과, 또는 약 80% 초과, 또는 약 85% 초과, 또는 약 90% 초과, 또는 약 95% 초과, 또는 약 98% 초과, 또는 약 99% 초과가 제1 상 용액 중에 분배된다. 일부 실시형태에서, 표적 분산물의 약 99% 초과, 또는 약 99.1% 초과, 또는 약 99.2% 초과, 또는 약 99.3% 초과, 또는 약 99.4% 초과, 또는 약 99.5% 초과, 또는 약 99.6% 초과, 또는 약 99.7% 초과, 또는 약 99.8% 초과, 또는 약 99.9% 초과가 제1 상 용액 중에 분배된다.
일부 실시형태에서, 더 많은 양의 분석물이 제2 상 용액 중에 분배된다. 일부 실시형태에서, 표적 분산물의 약 50% 초과, 또는 약 55% 초과, 또는 약 60% 초과, 또는 약 65% 초과, 또는 약 70% 초과, 또는 약 75% 초과, 또는 약 80% 초과, 또는 약 85% 초과, 또는 약 90% 초과, 또는 약 95% 초과, 또는 약 98% 초과, 또는 약 99% 초과가 제2 상 용액 중에 분배된다. 일부 실시형태에서, 표적 분산물의 약 99% 초과, 또는 약 99.1% 초과, 또는 약 99.2% 초과, 또는 약 99.3% 초과, 또는 약 99.4% 초과, 또는 약 99.5% 초과, 또는 약 99.6% 초과, 또는 약 99.7% 초과, 또는 약 99.8% 초과, 또는 약 99.9% 초과가 제2 상 용액 중에 분배된다.
일부 실시형태에서, 더 많은 양의 분석물이 제1 상 용액과 제2 상 용액의 계면에 분배된다. 일부 실시형태에서, 표적 분산물의 약 50% 초과, 또는 약 55% 초과, 또는 약 60% 초과, 또는 약 65% 초과, 또는 약 70% 초과, 또는 약 75% 초과, 또는 약 80% 초과, 또는 약 85% 초과, 또는 약 90% 초과, 또는 약 95% 초과, 또는 약 98% 초과, 또는 약 99% 초과가 계면에 분배된다. 일부 실시형태에서, 표적 분산물의 약 99% 초과, 또는 약 99.1% 초과, 또는 약 99.2% 초과, 또는 약 99.3% 초과, 또는 약 99.4% 초과, 또는 약 99.5% 초과, 또는 약 99.6% 초과, 또는 약 99.7% 초과, 또는 약 99.8% 초과, 또는 약 99.9% 초과가 계면에 분배된다.
일부 실시형태에서, 장치는 검정법을 포함하거나 또는 이용하도록 구성되고/되거나 장치 상에서 실시되는 검정법은 1개의 프로브 (단일 분석물에 안내되는 프로브)를 이용한다. 일부 실시형태에서, 장치는 검정법을 포함하거나 또는 이용하도록 구성되고/되거나 장치 상에서 실시되는 검정법은 적어도 2개의 상이한 프로브(각각 상이한 분석물에 안내됨), 또는 적어도 3개의 상이한 프로브, 또는 적어도 4개의 상이한 프로브, 또는 적어도 5개의 상이한 프로브, 또는 적어도 7개의 상이한 프로브, 또는 적어도 10개의 상이한 프로브, 또는 적어도 15개의 상이한 프로브, 또는 적어도 20개의 상이한 프로브를 이용한다.
일부 실시형태에서, 프로브는 합성 중합체, 금속, 미네랄, 유리, 석영, 세라믹, 생물학적 중합체, 플라스틱, 및/또는 이들의 조합물 중 하나 이상을 포함한다. 일부 실시형태에서, 프로브는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론(DELRIN(등록상표)), 폴리테트라플루오로에틸렌(TEFLON(등록상표)), 덱스트란 및 폴리바이닐 클로라이드를 포함하는 중합체를 포함한다. 일부 실시형태에서, 폴리에틸렌은 폴리에틸렌 글리콜이다. 일부 실시형태에서, 폴리프로필렌은 폴리프로필렌 글리콜이다. 일부 실시형태에서, 프로브는 콜라겐, 셀룰로스, 및/또는 키틴 중 하나 이상을 포함하는 생물학적 중합체를 포함한다. 일부 실시형태에서, 프로브는 금속(예를 들어, 금, 은, 백금, 팔라듐, 세륨, 타이타늄, 스테인리스강, 알루미늄 또는 이들의 합금 중 하나 이상을 포함함)을 포함한다. 일부 실시형태에서, 프로브는 나노입자(예를 들어, 금 나노입자, 은 나노입자 등)를 포함한다.
일부 실시형태에서, 프로브는 코팅을 추가로 포함한다. 일부 실시형태에서, 코팅은 폴리에틸렌 글리콜 또는 폴리프로필렌 글리콜을 포함한다. 일부 실시형태에서, 코팅은 폴리프로필렌을 포함한다. 일부 실시형태에서, 코팅은 폴리프로필렌 글리콜을 포함한다. 일부 실시형태에서, 코팅은 덱스트란을 포함한다. 일부 실시형태에서, 코팅은 친수성 단백질을 포함한다. 일부 실시형태에서, 코팅은 혈청 알부민을 포함한다. 일부 실시형태에서, 코팅은 제1 상 용액 또는 제2 상 용액에 대해서 친화도를 갖는다.
일부 실시형태에서, 샘플 중의 표적 분석물의 양은 매우 낮아서, 분석물은 LFA 또는 유동-통과 검정법에 의한 검출을 가능하게 하기 위해서 실질적으로 농축될 필요가 있다. 특정 실시형태에서, 실질적인 농축은 계면에서 달성되는데, 그 이유는 분석물 농축의 정도는 분석물이 분배되거나 농축된 상의 부피에 좌우되고, 계면에서의 "부피"가 벌크 상에 비해서 매우 작기 때문이다.
일부 실시형태에서, 프로브는 표적 분석물을 계면을 향해서 안내하기 위해서 계면에 우세하게(또는 상당히) 분배된다. 일부 실시형태에서, 프로브는 이의 표면 화학으로 인해서 계면에 우세하게(또는 상당히) 분배되며, 여기서 표면 화학은 프로브를 계면으로 안내하도록 최적화된다. 비제한적인 예의 방식으로, 프로브-분석물 복합체를 중합체-염 ATPS 시스템, 예컨대 폴리에틸렌 글리콜-인산칼륨(PEG/염) 시스템의 계면으로 안내하기 위해서, 프로브는 PEG-풍부 상과의 PEG-PEG 상호작용을 촉진시키기 위해서 PEG에 접합(또는 페길화(PEGylated))되고/되거나 PEG-부족 상과의 친수성 상호작용을 촉진시키기 위해서 친수성 단백질이 부착되어 있다. 특이적 항체 또는 표적에 결합할 수 있는 다른 분자가 부착된 이러한 최적화된 프로브를 사용하여, 표적 분석물이 계면에서 포획 및 수집된다. 계면의 부피는 매우 작기 때문에, 분석물은 고도로 농축되어, 후속 LFA 또는 유동-통과 검정법의 검출 영역에 적용된다.
일부 실시형태에서, PEG/염 ATPS의 계면에 분배될 수 있는 금 나노프로브(GNP)가 제조되고, 작동 조건은 GNP/분석물을 매우 높게 회수하면서 신속한 상 분리 시간을 허용하도록 최적화된다.
일부 실시형태에서, 프로브-분석물 복합체는 ATPS에서 고체-액체 계면에 분배된다. 일부 실시형태에서, 고체는 ATPS를 함유하는 챔버의 벽이다. 일부 실시형태에서, 고체는 검정법 장치의 수집기이다. 일부 실시형태에서, 고체는 고체 중합체를 포함한다. 일부 실시형태에서, 고체 중합체는 폴리에틸렌, 셀룰로스, 키틴, 나일론, 폴리옥시메틸렌(DELRIN(등록상표)), 폴리테트라플루오로에틸렌(TEFLON(등록상표)), 폴리바이닐 클로라이드, 또는 이들의 조합물을 포함한다. 일부 실시형태에서, 고체 중합체는 폴리프로필렌을 포함한다. 일부 실시형태에서, 프로브-분석물 복합체는 고체에 달라붙고, 이것은 매우 농축되는데, 그 이유는 그것이 고체-액체 계면에서 작은 부피로 존재하고, 벌크 상의 부피에 의해서 희석되지 않기 때문이다. 일부 실시형태에서, 벌크 상은 농축된 분석물에 지장을 주지 않고 제거되고, 이것은 세척에 의해서 수집되고, 후속으로 LFA 또는 유동-통과 검정법 장치에 적용된다. 일부 실시형태에서, 이러한 접근법은 분석물을 상당히 농축시키고, 외부힘(예를 들어, 자석)을 사용하지 않고 수집되게 한다. 대안적으로, 프로브는 자성 재료를 포함하고, 이러한 접근법은 자석과 함께 사용된다. 일부 실시형태에서, 이러한 프로브는 과도한 분석물 농축을 위해서 계면에서 농축되도록 변형될 수 있다. 상기에 언급된 바와 같이, 이러한 접근법은 자석의 사용을 통해서, ATPS에 의해서 비특이적으로 농축되는 다른 오염물로부터 표적 분석물을 추가로 분리되게 할 수 있다. 일부 실시형태에서, ATPS 농축은 자성 프로브를 보다 효율적으로 작동하도록 하는데, 그 이유는 자성 프로브가 먼저 특정 위치(계면)에서 매우 작은 부피로 농축될 것이기 때문이다. 따라서, 더 작은 자석 또는 더 약한 자기장이 농축된 분석물을 수집하기 위해서 필요할 것이다. 일부 실시형태에서, ATPS 계면 농축과 자성 프로브의 조합은 현재 최신 기술과 비교할 때 보다 효과적이고, 신속하고, 더 저비용의 장치의 개발을 허용한다.
결합 모이어티
일부 실시형태에서, 결합 모이어티는 표적 분석물(예를 들어, 박테리아, 진균, 바이러스, 렉틴, 당, 단백질, DNA 등)에 결합하는 분자이다. 일부 실시형태에서, 결합 모이어티는 표적 분석물에 특이적으로 결합하는 분자이다. 일부 실시형태에서, "특이적으로 결합한다"는 분자가 표적 분석물에 우세하게 결합하거나 또는 다른 분자보다 표적 분석물에 더 큰 친화도로 결합한다는 것은 나타낸다. 비제한적인 예의 방식으로, 항체는 그것과 작용하는 항원에 선택적으로 결합할 것이다. 또한, 비제한적인 예의 방식으로, DNA 분자는 엄격한 조건 하에서 미관련 서열이 아니라 실질적으로 상보 서열에 결합할 것이다. 일부 실시형태에서, "특이적 결합"은 분자(예를 들어, 단백질 및 다른 생물물질)의 균질한 집단에서 표적 분석물의 존재를 결정하는 결합 반응을 지칭할 수 있다. 일부 실시형태에서, 결합 모이어티는 이의 특정 표적 분석물에 결합하고, 샘플 중에 존재하는 다른 분자에 유의한 양으로 결합하지 않는다.
일부 실시형태에서, 결합 모이어티는 항체, 렉틴, 단백질, 당단백질, 핵산, 단량체 핵산, 중합체 핵산, 압타머, 압타자임, 소분자, 중합체, 렉틴, 탄수화물, 다당류, 당, 지질, 또는 이들의 임의의 조합물을 포함한다. 일부 실시형태에서, 결합 모이어티는 표적 분석물과 결합 쌍을 형성할 수 있는 분자이다.
일부 실시형태에서, 결합 모이어티는 항체 또는 항체 단편이다. 항체 단편은 Fab, Fab', Fab'-SH, F(ab')2, Fv, Fv', Fd, Fd', scFv, hsFv 단편, 낙타화 항체, 다이아바디, 및 상기에 기술된 다른 단편을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
특정 실시형태에서, 결합 모이어티는 압타머를 포함한다. 일부 실시형태에서, 압타머는 핵산으로부터 형성된 항체-유사체를 포함한다. 일부 실시형태에서, 압타머는 일부 검정법, 예컨대 나노-CHEM-FET(여기서 재구성은 직접 검출될 것임)에서 검출될 표지의 결합이 필요하지 않을 것이다. 일부 실시형태에서, 결합 모이어티는 압타자임을 포함한다. 일부 실시형태에서, 압타자임은 핵산으로부터 형성된 효소를 포함한다. 일부 실시형태에서, 압타자임은 제2의 특이적 분석물의 존재 하에서만, 특이적 분자를 포획하도록 구성을 변화시키는 기능을 한다.
일부 실시형태에서, 프로브는 검출 가능한 표지를 포함한다. 검출 가능한 표지는 분광학, 광화학, 생화학, 면역화학, 전기, 광학 또는 화학 수단에 의해서 검출 가능한 임의의 조성물을 포함한다. 예시적인 유용한 표지는 형광 나노입자(예를 들어, 양자점(quantum dot: Qdot)), 금 나노입자, 은 나노입자, 백금 나노입자를 포함하지만 이들로 제한되지 않는 금속 나노입자, 형광 염료(예를 들어, 플루레세인, 텍사스 레드, 로다민, 그린 형광 단백질 등(예를 들어, 몰레큘러 프로브즈(Molecular Probes), 미국 오레곤주 유진 소재) 참고), 방사성 동위원소(예를 들어, 3H, 125I, 35S, 14C, 32P, 99Tc, 203Pb, 67Ga, 68Ga, 72As, 111In, 113mIn, 97Ru, 62Cu, 64lCu, 52Fe, 52mMn, 51Cr, 186Re, 188Re, 77As, 90Y, 67Cu, 169Er, 121Sn, 127Te, 142Pr, 143Pr, 198Au, 199Au, 161Tb, 109Pd, 165Dy, 149Pm, 151Pm, 153Sm, 157Gd, 159Gd, 166Ho, 172Tm, 169Yb, 175Yb, 177Lu, 105Rh, 111Ag 등), 효소(예를 들어, 호스 래디쉬 퍼옥시다제, 알칼린 포스파타제 및 ELISA에서 일반적으로 사용되는 다른 것), 다양한 표색 표지, 자성 또는 상자성 표지(예를 들어, 자성 및/또는 상자성 나노입자), 스핀 표지, 방사선-비투과 표지(radio-opaque label) 등을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
대안적으로 또는 추가로, 프로브는 검출 가능한 표지를 포함하는 또 다른 입자에 결합할 수 있다. 일부 실시형태에서, 프로브는 검출 대역(예를 들어, 시험선, 대조선, 시험 영역, 대조 영역)에서 검출 가능한 신호를 제공한다. 일부 실시형태에서, 검출 가능한 표지/특성은 표색 표지/특성, 형광 표지/특성, 효소 표지/특성, 색상 표지(colorigenic label)/특성, 및/또는 방사성 표지/특성을 포함한다. 일부 실시형태에서, 프로브는 금 나노입자이고, 검출 가능한 특성은 색상이다. 일부 실시형태에서, 색상은 오렌지색, 적색 또는 자색이다.
등온 증폭.
특정 실시형태에서 본 명세서에 기술된 방법 및/또는 장치는 열 사이클링 없이 표적 핵산의 증폭을 제공한다(예를 들어, 등온 증폭). 핵산 증폭의 등온 방법은 이중 가닥 DNA에 적용될 수 있다. 그러나, 표적 핵산 분자는 이중 가닥 DNA 표적에 제한될 필요는 없다. 예를 들어, 본 명세서에 기술된 등온 증폭 방법에서 사용하기 위한 이중 가닥 DNA는 역전사효소에 의해서, 바이러스 RNA, 또는 mRNA, 또는 다른 단일 가닥 RNA 표적 공급원으로부터 제조될 수 있다. 추가 예에서, 본 명세서에 기술된 비-순환식 증폭 방법에서 사용하기 위한 이중 가닥 DNA는 DNA 중합효소에 의해서 단일 가닥 DNA 표적으로부터 제조될 수 있다. 다양한 실시형태에서 이러한 방법은 하기에 논의된 등온 증폭 방법의 적용 이전에, 초기 단계로서 적용될 수 있다.
등온 증폭 방법은 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 널리 공지되어 있다. 이러한 방법은, 자가-유지 서열 반응(3SR), 핵산 기반 전사 검정법(NASBA), 전사 매개 증폭(TMA), 가닥 치환 증폭(SDA), 헬리카제-의존성 증폭(HDA), 루프-매개 등온 증폭(LAMP), 스템-루프 증폭, RNA 기술의 신호 매개된 증폭(SMART), 등온 다중 치환 증폭(IMDA), 단일 프라이머 등온 증폭(SPIA), 및 순환식 헬리카제-의존성 증폭(cHDA)(예를 들어, 문헌[Notomi et al. (2000) Nucl. Acids Res. 28:e63]; 미국 특허 제6,743,605호; 문헌[Gill and Ghaemi (2008) Nucleosides, Nucleotides, and Nucleic Acids, 27: 224-243] 등 참고), 리콤비나제 중합효소 증폭(RPA)(예를 들어, 문헌[Rohrman and Richards-Kortum (2012) Lab Chip, 12: 3082-3088, Wang et al. (2017) PLoS ONE 12(1): e0166903] 등 참고)을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
등온 핵산 증폭을 위한 성분(예를 들어, 효소) 및 키트는 상업적으로 입수 가능하다. 예시적인 키트는 BIOHELIX(등록상표)로부터의 ISOAMP(등록상표) III 유니버셜(Universal) tHDA 키트, 루프-매개 등온 증폭(LAMP), 및 TwistDx로부터의 TWISTAMP(등록상표) 리콤비나제 중합효소 증폭(RPA)을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
샘플 수집
다양한 실시형태에서 본 명세서에 기술된 장치 및 방법을 사용하여 검출될 샘플은 생물학적 샘플, 환경 샘플, 식품 샘플 등을 포함한다. 예시적인 생물학적 샘플은 생물유체, 예컨대 혈액 또는 혈액 분획, 림프, 뇌척수 유체, 정액 유체, 소변, 구강 유체, 질 유체 등, 조직 샘플, 플라크 샘플, 자궁경관내 스왑 샘플, 세포 샘플, 조직 또는 기관 생검물 또는 흡입물, 조직학적 시편 등을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
생물학적 샘플이 조직을 포함하는 경우, 특정 실시형태에서, 조직은 용해, 균질화 및/또는 분쇄될 수 있고, 임의로 샘플 용액 중에 현탁될 수 있다. 생물학적 샘플이 생물학적 유체를 포함하는 경우, 유체는 직접 검정되거나 또는 검정법 전에 샘플 용액 중에 현탁될 수 있다. 특정 실시형태에서 샘플 용액은 생물학적 샘플 또는 이의 성분을 보존 또는 안정화시키도록 작용할 수 있고/있거나 생물학적 샘플 또는 이의 성분을 추출 또는 농축시키도록 작용할 수 있다. 특정 실시형태에서 샘플 용액은 임의로 보존제 및/또는 효소(프로테아제, 뉴클레아제 등), 및/또는 계면활성제, 및/또는 ATPS 성분을 함유하는 완충액을 포함할 수 있다.
특정 실시형태에서, 특히 현장 진단 실시형태에서, 샘플은 검정법 장치에 즉시 또는 약간의 시간 간격 후에 적용될 수 있다. 특정 실시형태에서 샘플은 검정법이 실시되는 원격 시험 설비에 전달될 수 있다.
생물학적 샘플을 수집하기 위한 방법 및 장치는 예를 들어, 하기에 예시된 바와 같이, 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 널리 공지되어 있다.
구강 유체 수집
구강 유체는 빈 바이알에 침을 넣고(drooling), 이어서 검정법의 농축 성분에 그 유체를 전달함으로써 수집될 수 있다.
구강 유체는 또한 스왑 및/또는 수집 패드를 사용하여 수집될 수 있다. 예를 들어, 스왑 또는 수집 패드를 사용자의 입에 넣어서 구강 유체로 적실 수 있다. 스왑 또는 수집 패드는 구강 유체 생성을 자극하기 위해서 화합물, 예컨대 페퍼민트 추출물 또는 신맛 추출물을 함유할 수 있다. 스왑 또는 수집 패드는 또한 하류 농축 및 검출 단계에 영향을 미칠 수 있는 식품 찌꺼기, 오염물 또는 점액을 제거하기 위한 필터로서 작용할 수 있다. 특정 실시형태에서 스왑 또는 수집 패드 중의 구강 유체는 추출되어, 농축을 위해서 수성 2-상 성분(ATPS) 성분과 혼합될 수 있다. 수집 장치로부터 구강 유체의 추출은 예를 들어, 스왑/패드에 물리적 압력을 가하여 유체를 짜내거나 또는 유체를 농축 성분에 도입하기 위한 모세관 작용에 의해서 성취될 수 있다. 또 다른 구성은 스왑 또는 수집 패드의 하류에서 탈수되는 ATPS 성분에 상응하여, 추가 사용자 상호작용이 필요하지 않다.
플라크 수집
플라크는 브러쉬, 스왑 또는 픽(pick)에 의해서 치아의 표면 상에서, 잇몸 아래에서, 또는 치아들 사이에서 수집될 수 있다. 특정 실시형태에서 이어서, 수집된 플라크는 후속 농축을 위해서 완충액 또는 ATPS 용액 중에서 혼합될 수 있다.
소변 수집
다양한 실시형태에서 소변은 수집 컵을 사용하여 입수될 수 있다. 이어서, 수집된 소변을 후속 농축을 위해서 ATPS 용액 중에서 혼합하거나 또는 ATPS 성분이 농축 성분에서 탈수된 경우 장치 상에 직접 적용할 수 있다. 카테터 삽입된 대상체에서, 소변은 카테터로부터 또는 카테터 수용 백으로부터 얻을 수 있다.
질/자궁경관내 스왑
질 또는 자궁경부 표면 상의 그리고/또는 질 유체 중의 표적 분석물은 상업적으로 입수 가능한 스왑에 의해서 수집될 수 있다. 수집된 스왑을 완충액 중에 넣어서 표적을 방출시키거나, 또는 표적 생물분자의 직접 농축을 위해서 ATPS 용액 중에 넣을 수 있다.
혈액 수집
혈액은 핀(란셋) 프릭(prick) 및 모세관 튜브에서의 수집, 주사기 등에 의해서 수집될 수 있다.
예시적인 분석물.
본질적으로 임의의 분석물이 본 명세서에 기술된 검정법 장치 및 방법을 사용하여 검출 및/또는 정량분석될 수 있지만, 특정 실시형태에서, 분석물은 임상적으로 관련된 분석물(예를 들어, 박테리아, 진균, 원생동물, 아메바, 바이러스 등)이다.
임상적으로 관련된 표적은 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 널리 공지되어 있다.
질 유체에서 임상적으로 중요한 박테리아
질 유체 또는 조직 샘플에서 질 트리코모나스(Trichomonas vaginalis) 박테리아성 질염 및 악티노마이세스 감염을 발견하면, 팹 스미어(pap smear)가 다른 진단 시험을 수행하지 않으면서 치료를 위한 지표로서 간주될 수 있다. 무증상 감염의 치료는 선택된 환자에서 합병증을 예방할 수 있다. 칸디다(Candida)가 질에서의 공생 박테리아이기 때문에, 무증상 환자는 치료가 필요하지 않을 수 있다. IUD 사용자에서의 높은 비율의 질 트리코모나스 및 칸디다의 검출은, IUD가 질 감염 및 연관된 합병증의 위험을 증가시킬 수 있다는 것을 나타낸다.
임질은 유기체 네이세리아 고노레아에(Neisseria gonorrheae)에 의해서 유발되는 박테리아성 감염이고, 이것은 임상적으로 중요한 병원체이다. 유사하게, 클라 미디아 트라코마티스( Chlamydia trachomatis )에 의해서 유발되는 클라미디아 및 트레포네마 팔리둠(Treponema pallidum)에 의해서 유발되는 매독은 신속한 진단이 바람직한 중요한 성적 전염 질환이다.
소변에서 임상적으로 중요한 박테리아
에쉐리키아 콜라이(Escherichia coli) 및 프로테우스 종(Proteus sp.)은 소변에서 발견되는 경우 요관 간염의 전형적인 지표인 박테리아성 병원체이다.
구강에서 임상적으로 중요한 박테리아
그램-음성 경구 혐기성생물은 치주 질환과 자주 연관되어 있고, 일부 종은 다른 것보다 더 빈번하다. 이러한 혐기성생물은 프로보텔라(Prevotella) 종(예를 들어, Pr. 인터미디어(intermedia), Pr. 니그레센스(Nigrescens), Pr. 멜라니노제니카(Melaninogenica), Pr. 버로랄리스(Veroralis) 등) 및 포피로모나스(Porphyromonas) 종(예를 들어, 포프. 진지발리스(Porph. Gingivalis))을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
추가로, 스트렙토코쿠스 뮤탄스는 치아 우식증의 형성에 연관되어 있다. 본 개시 내용의 추가적인 임상적으로 중요한 박테리아는 악티노마이세스 비스코수스(Actinomyces viscosus), 락토바실루스 카세이(Lactobacillus casei), 스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus), 칸디다 알비칸스(Candida albicans), 락토바실루스 아시도필루스(Lactobacillus acidophilus), 캅노사이토파가 진지발리스(Capnocytophaga gingivalis), 푸소박테리움 누클레아툼(Fusobacterium nucleatum), 또는 박테리오데스 포트시투스(Bacteriodes fortsythus)를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
이들 병원체는 예시적이며, 비제한적이라고 인식될 것이다. 통상의 기술자는 본 명세서에 기술된 검정법 장치 및 장치는 식품 독소 및/또는 병원체, 환경 독소 및/또는 병원체 등을 포함하지만 이들로 제한되지 않는 다수의 다른 분석물을 검출 및/또는 정량분석하기 위해서 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 예를 들어, 본 명세서에 기술된 방법 및 장치는, 표 2에 예시된 것을 포함하지만 이들로 제한되지 않는 채소 또는 다른 식품의 이. 콜라이 오염 및/또는 임의의 다른 식품 병원체를 검출하는 데 사용될 수 있다.
실시예
하기 실시예는 예시를 위해서 제공되며, 청구된 본 발명을 제한하지 않는다.
실시예 1
DNA 증폭에 대한 결과
물질 및 방법
tHDA-단독 반응 및 원-팟 플랫폼의 제조
tHDA-단독 반응 및 원-팟 시스템을 설계하여 에쉐리키아 콜라이(이. 콜라이) O157:H7을 검출하였다. 종래의 tHDA-단독 반응물 - 완충액, 염, 뉴클레오타이드 염기, 유전자-특이적 프라이머, 및 헬리카제와 중합효소의 효소 혼합물을 함유함 -을 제조사 프로토콜에 따라서 50㎕ 반응물로 제조하였다. 전체 이. 콜라이 세포를 또한 반응에 직접 첨가하였다. 현탁액을 65℃에서 1시간 동안 가열하고, 그 후 샘플을 추출하고, 젤 전기영동을 통해서 분석하였다. 원-팟 플랫폼의 경우, 트리톤 X-100 계면활성제를 단일 튜브에서 tHDA 반응 성분과 조합하였다. 전체 이. 콜라이 세포를 또한 첨가하고, 현탁액을 혼합하여 혼합된 마이셀형 수성 2-상 시스템(ATPS)을 형성하였다. 현탁액을 65℃에서 1시간 동안 가열하였는데, 이것은 상 분리 및 DNA 증폭 둘 모두가 일어나는 것을 가능하게 한다. 이어서 상부의 마이셀-부족 상을 추출하고, 젤 전기영동을 통해서 분석하여 성공적인 증폭을 확인하였다.
원-팟 시스템에서 DNA의 분배 계수의 결정
정량분석적 DNA 분배 연구를 수행하여 ATPS의 두 상에서 DNA의 농도를 비교하였다. 본 연구의 경우, 이. 콜라이 O157:H7로부터의 게놈 DNA인, 100bp DNA 단편, 및 25bp DNA 단편을 원-팟 시스템에 관련된 DNA를 모방하는 모델로서 선택하였다. 트리톤 X-100 계면활성제, tHDA 반응에 적절한 염, 및 이중 가닥 DNA를 조합함으로써 혼합된 마이셀형 ATPS를 제조하였다. 3개의 DNA 유형 각각에 대해서 혼합된 ATPS를 개별적으로 제조하였다. 이러한 현탁액을 65℃에서 1시간 동안 가열하여 상 분리를 유도하였다. 상 분리 시, 마이셀-부족 상부 상 및 마이셀-풍부 하부 상 둘 모두를 추출하고, 퀀트-iT dsDNA 형광 결합 염료를 첨가하였다. 이어서, 형광 강도를 플레이트 판독기로 측정하였다. 알고 있는 DNA 농도로 생성된 표준 곡선을 사용하여, 상부 상 및 하부 상 중의 DNA 농도를 외삽하였다.
결과 및 논의
원-팟 플랫폼에서 DNA의 분배
DNA 분배 연구를 수행하기 위해서, 본 발명자들은 원-팟 시스템에서 각각의 DNA 유형의 분배 계수를 결정하였다. 상부 상 중의 DNA의 농도를 하부 상 중의 DNA의 농도로 나눔으로써 분배 계수를 계산하였다. 시험된 3개의 DNA 유형 중에서, 더 큰 게놈 DNA 및 100bp DNA 단편은 1보다 큰 것으로 발견된 유사한 분배 계수를 가졌다(도 11). 이는, DNA는 상부의 마이셀-부족 상에 우세하게 분배되어, 그 상 중에 농축되었음을 나타내었다. 한편, 더 작은 25bp DNA 단편은 1의 값에 유사한 더 작은 분배 계수를 가졌는데, 이는 25bp DNA 단편이 2개의 상 사이에 보다 균일하게 분배되었다는 것을 나타낸다.
원-팟 플랫폼에서 이. 콜라이의 증폭 및 검출의 개선
tHDA 반응은, 마이셀형 ATPS와 상용성이어서, 원-팟 플랫폼에서 성공적인 입증을 초래하였다는 것을 발견하였다. 성공적인 증폭은, 증폭된 DNA 영역의 예상된 크기에 상응하는 100bp 밴드의 존재에 의해서 나타나는, 젤 전기영동을 수행하여 결정되었다. 원-팟 시스템을 사용하는 증폭 및 검출의 개선을 예증하기 위해서, 종래의 tHDA-단독 반응을 사용한 증폭을 원-팟 플랫폼에서 수행된 증폭과 비교하였다. 도 12에서 가시화된 바와 같이, 종래의 tHDA-단독 반응은 106cfu/㎖를 함유하는 세포 샘플로부터 DNA를 성공적으로 증폭시켰지만; 증폭은 더 낮은 세포 농도에서 달성되지 않았다. 대안적으로, 원-팟 플랫폼은 105cfu/㎖를 함유하는 세포 샘플로부터 DNA를 성공적으로 증폭시켰는데, 이는 검출 한계치에서 10-배 개선을 예증한다.
실시예 2
효소 신호 향상에 대한 결과
물질 및 방법
검정법 성분의 제조
0.1M 트리스 완충액(pH 9) 중에서 폴리(에틸렌 글리콜-ran-프로필렌 글리콜) 및 황산나트륨 염으로부터 수성 2-상 시스템(ATPS)을 제조하였다. 알칼리성 포스파타제(ALP) 및 클라미디아 트라코마티스(CT)에 특이적인 항체를 금 나노입자에 접합하여 알칼리성 포스파타제-금 나노프로브(ALP-GNP)를 생성하였다. 항-CT 항체를 시험선으로서 그리고 단백질 A를 대조선으로서 나이트로셀룰로스 막 상에 인쇄함으로써 샌드위치 검정법 포맷의 LFA 시험 스트립을 작제하였다. ALP-GNP를 3 x 10㎜ 유리 섬유 패드 상에 재수화시켜 접합 패드를 생성하였고, 이를 막의 바로 상류에 배치하였다. 면 섬유 흡수 패드를 나이트로셀룰로스 막의 하류에 배치하였다. 종래의 LFA에서, 단일 3 x 10㎜ 유리 섬유 샘플 패드를 접합 패드의 상류에 놓았다. 향상된 LFA에서, 4(7 x 15mm)층의 유리 섬유 패드로 구성된 3-D 종이 위크를 접합 패드의 상류에 배치하였다.
ATPS 자동화 신호 향상의 입증
신호 향상된 검정법을 실시하기 위해서, 3-D 종이 위크를 갖는 LFA 시험 스트립을, 3.2ng/㎕의 전체 농도를 수득하도록 하는 CT 및 ALP 기질 나이트로블루 테트라졸륨/5-브로모-4-클로로-3-인돌릴 포스페이트(NBT/BCIP)로 스파이킹된 ATPS에 담갔다. 10, 30, 및 50분에 사진을 찍었다.
ATPS 및 신호 향상을 사용한 CT의 검출 개선
종래의 LFA를 실시하기 위해서, 시험 스트립을 PBS 중의 다양한 농도의 불활성화된 CT의 용액에 담갔다. 신호 향상된 검정법을 실시하기 위해서, 3-D 종이 위크를 갖는 LFA 시험 스트립을, 다양한 농도의 불활성화된 CT 및 ALP 기질 나이트로블루 테트라졸륨/5-브로모-4-클로로-3-인돌릴 포스페이트(NBT/BCIP)로 스파이킹된 ATPS에 담갔다. 30분에 사진을 찍었다.
결과 및 논의
자동화 신호 향상의 입증
3-D 종이 위크를 갖는 LFA 시험 스트립을 CT 및 NBT/BCIP 기질을 함유하는 ATPS 중에 담갔을 때, ATPS는 그것이 시험 스트립을 유동 통과할 때 그의 2개의 육안으로 보이는 상으로 분리되었다. 먼저, 농축된 CT 박테리아를 함유한 선행하는 염-풍부 상은 ALP-GNP를 가용화시키고, 그것을 LFA 시험 구역으로 전달하였는데, 여기서 그것은 시험선 및 대조선에 결합하여, 10분 후에 2개의 선의 출현에 의해서 가시화될 수 있다. 이것에 이어서 후행하는 중합체-풍부 상이 이어졌는데, 이것은 NBT/BCIP 기질을 전달하여 신호 향상 반응을 개시하는데, 이것은 30분 및 50분에서 시험선 및 대조선 둘 모두의 진해짐을 초래하였다(도 14). NBT/BCIP 기질은 중합체-풍부 상으로 선호되게 분배되기 때문에, 조기 신호 향상이 회피되었다.
자동화된 신호 향상을 사용한 CT의 LFA 검출 개선
최소 배경 현상으로 LFA 상에서 신호 향상 반응을 자동화하는 ATPS의 능력을 예증한 후에, 본 발명자들은 이 검정법이 종래의 LFA보다 개선된 검출 한계치를 갖는지를 결정하기를 원했다. 먼저, 본 발명자들은 PBS 중의 불활성화된 CT의 희석물을 시험함으로써 바이오마커 사전농축 및 신호 향상 단계가 없는 종래의 LFA의 검출 한계치를 식별하였다. 양성 시험은 샌드위치 검정법 포맷에서 2개의 선의 존재에 의해서 나타나기 때문에, 본 발명자들의 종래의 LFA는 10ng/㎕에서 CT를 성공적으로 검출할 수 있었다. 종래의 LFA의 검출 한계치를 개선시키기 위해서, 이어서 본 발명자들은 LFA와 ATPS-자동화 바이오마커 사전농축 및 신호 향상 단계를 조합하였다. CT의 다양한 희석물을 사용하여 시험하는 경우, 향상된 LFA는 0.32ng/㎕에서 CT를 검출할 수 있었는데, 이는 종래의 LFA보다 30-배 개선을 예증하였다(도 15). 검출 한계치에서의 이러한 30-배 개선은, 바이오마커 사전농축 및 신호 향상 둘 모두로부터의 조합 개선의 결과이다. 바이오마커 사전농축 및 신호 향상 성분의 추가 최적화를 사용하여, 30-배 개선을 넘을 수 있다.
본 명세서에 기술된 실시예 및 실시형태는 단지 예시적인 목적을 위한 것이며, 이에 비추어 다양한 변경 또는 변화는 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 제안될 것이고, 본 출원의 사상 및 이해 범위 및 첨부된 청구범위의 범주 내에 포함되어야 한다는 것이 이해된다. 본 명세서에 인용된 모든 간행물, 특허 및 특허 출원은 모든 목적을 위해서 이들의 전문이 참고로 포함된다.
Claims (154)
- 샘플에서 분석물을 검출 및/또는 정량분석하기 위한 장치로서,
수성 2-상 시스템(aqueous two-phase system: ATPS)으로서, 제1 상 용액과 제2 상 용액으로 분리되고, 사용 시에, 상기 제1 상 용액은 선행(leading) 상이 되고, 상기 제2 상 용액은 후행(lagging) 상이 되는 혼합 상 용액을 포함하는, 상기 수성 2-상 시스템(ATPS);
측방-유동 검정법(lateral-flow assay: LFA) 또는 유동-통과 검정법(flow-through assay); 및
프로브 및/또는 현상 시약으로서, 사용 시에, 상기 프로브는 상기 ATPS의 상기 선행 상 중의 상기 제1 상 용액과 회합하고/회합하거나 상기 현상 시약은 상기 ATPS의 상기 후행 상 중의 상기 제2 상 용액과 회합하는, 상기 프로브 및/또는 현상 시약을 포함하는, 장치. - 제1항에 있어서, 상기 LFA는 상기 ATPS 또는 이의 성분 및/또는 상기 프로브, 및/또는 상기 현상 시약을 수용 및/또는 함유하도록 구성된 다공성 매트릭스를 포함하는, 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 LFA는 접합 패드(conjugate pad), 상기 분석물에 결합하는 항체를 포함하는 시험선(test line), 임의로 2차 항체를 포함하는 대조선(control line), 임의로 흡수 패드, 및 임의로 샘플 패드를 포함하는, 장치.
- 샘플에서 분석물을 검출 및/또는 정량분석하기 위한 장치로서,
유동-통과 시스템을 포함하되, 상기 유동-통과 시스템은,
사용 시에, 제1 상 용액은 선행 상이 되고, 제2 상 용액은 후행 상이 되는 혼합 상 용액을 포함하는 수성 2상 시스템(ATPS)을 포함하는 농축 성분;
프로브 및/또는 현상 시약으로서, 사용 시에, 상기 프로브는 상기 ATPS의 상기 선행 상 중의 상기 제1 상 용액과 회합하고/회합하거나 상기 현상 시약은 상기 ATPS의 상기 후행 상 중의 상기 제2 상 용액과 회합하는, 상기 프로브 및/또는 현상 시약; 및
상기 농축 성분 하부에 배치된 검출 성분을 포함하는, 장치. - 제4항에 있어서, 상기 농축 성분은 종이의 하나 이상의 층을 포함하는, 장치.
- 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 검출 성분은 접합 패드, 반응 패드, 및 임의로 싱크(sink)를 포함하는, 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로브는 상기 ATPS에 배치된, 장치.
- 제7항에 있어서, 상기 프로브는 상기 ATPS의 상기 제1 상 용액과 회합된, 장치.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 현상 시약은 상기 ATPS에 배치된, 장치.
- 제9항에 있어서, 상기 현상 시약은 상기 ATPS의 상기 제2 상 용액과 회합된, 장치.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 상기 장치에 적용되기 전에 상기 ATPS가 상기 샘플과 조합되도록 구성된, 장치.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 ATPS는 상기 장치가 상기 샘플과 접촉되기 전에 상기 측방-유동 검정법 상에서 또는 유동-통과 검정법의 농축 성분에서 탈수되는, 장치.
- 제12항에 있어서, 상기 프로브는 상기 장치가 상기 샘플과 접촉되기 전에 상기 측방-유동 검정법 상에서 또는 유동-통과 검정법의 농축 성분에서 탈수되는, 장치.
- 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 현상 시약은 상기 장치가 상기 샘플과 접촉되기 전에 상기 측방-유동 검정법 상에서 또는 유동-통과 검정법의 농축 성분에서 탈수되는, 장치.
- 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 ATPS는 상기 장치가 상기 샘플과 접촉되기 전에 제1 상 용액과 제2 상 용액으로 분리되는 혼합 상 용액을 포함하는, 장치.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로브는 상기 ATPS의 친수성 상 중에 상당히 분배되도록 선택되는, 장치.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로브는 상기 ATPS의 소수성 상 중에 상당히 분배되도록 선택되는, 장치.
- 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 현상 시약은 상기 ATPS의 소수성 상 중에 상당히 분배되도록 선택되는, 장치.
- 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 현상 시약은 상기 ATPS의 친수성 상 중에 상당히 분배되도록 선택되는, 장치.
- 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 ATPS는 중합체/염 ATPS, 중합체/중합체 ATPS, 마이셀형(micellar)/중합체 ATPS, 및 마이셀형 ATPS로 이루어진 군으로부터 선택되는, 장치.
- 제20항에 있어서, 상기 ATPS의 상기 제1 상 용액은 표 1의 성분 1을 포함하는, 장치.
- 제20항에 있어서, 상기 ATPS의 상기 제2 상 용액은 표 1의 성분 2를 포함하는, 장치.
- 제20항에 있어서, 상기 ATPS의 상기 제1 상 용액은 표 1의 성분 1을 포함하고, 상기 ATPS의 제2 상 용액은 표 1의 성분 2를 포함하는, 장치.
- 제20항에 있어서, 상기 ATPS는 중합체/염 ATPS인, 장치.
- 제24항에 있어서, 상기 ATPS는 PEG/염 ATPS인, 장치.
- 제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 프로브는 상기 중합체/염 ATPS의 염-풍부 상 중에 분배되고, 상기 현상 시약은 상기 중합체/염 ATPS의 중합체-풍부 상 중에 분배되는, 장치.
- 제20항에 있어서, 상기 ATPS는 마이셀형 ATPS인, 장치.
- 제27항에 있어서, 상기 프로브는 상기 ATPS의 마이셀형-부족 상 중에 분배되고, 상기 현상 시약은 상기 ATPS의 마이셀형-풍부 상 중에 분배되는, 장치.
- 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로브는 상기 표적 분석물에 결합하는 결합 모이어티를 포함하는, 장치.
- 제29항에 있어서, 상기 표적 분석물은 단백질, 핵산, 당 또는 렉틴, 및 미생물로 이루어진 군으로부터 선택된 모이어티를 포함하는, 장치.
- 제30항에 있어서, 상기 표적 분석물은 박테리아, 원생동물, 진균, 바이러스, 및 조류(alga)로 이루어진 군으로부터 선택된 미생물을 포함하는, 장치.
- 제30항에 있어서, 상기 표적 분석물은 미생물을 위한 바이오마커를 포함하는, 장치.
- 제32항에 있어서, 상기 표적 분석물은 박테리아, 원생동물, 진균, 바이러스, 및 조류로 이루어진 군으로부터 선택된 미생물을 위한 바이오마커를 포함하는, 장치.
- 제32항에 있어서, 상기 표적 분석물은 질환 상태를 위한 바이오마커, 식품 안전성(또는 위험)을 위한 바이오마커, 또는 생물테러제를 위한 바이오마커를 포함하는, 장치.
- 제29항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합 모이어티는 항체 또는 항체 단편, 렉틴, 핵산, 및 압타머로 이루어진 군으로부터 선택되는, 장치.
- 제35항에 있어서, 상기 프로브는 항체 또는 항체 단편을 포함하는, 장치.
- 제1항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로브는 합성 중합체, 금속, 미네랄, 유리, 석영, 세라믹, 생물학적 중합체 및 플라스틱으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하는, 장치.
- 제37항에 있어서, 상기 프로브는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 셀룰로스, 키틴, 나일론, 폴리옥시메틸렌, 폴리테트라플루오로에틸렌, 또는 폴리바이닐 클로라이드, 덱스트란, 폴리프로필렌, 또는 폴리에틸렌 글리콜로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하는, 장치.
- 제37항에 있어서, 상기 프로브는 금, 은, 철, 백금, 팔라듐, 세륨 및 티타늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 포함하는, 장치.
- 제1항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로브는 나노입자를 포함하는, 장치.
- 제1항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로브는 상기 현상 시약과 반응하여 검출 가능한 신호를 생성시킬 수 있는 작용제를 포함하는, 장치.
- 제41항에 있어서, 상기 작용제는 기질과 반응하여 강한 가시적인 신호를 형성하는 효소를 포함하는, 장치.
- 제42항에 있어서, 상기 현상 시약은 상기 기질을 포함하는, 장치.
- 제42항에 있어서, 상기 현상 시약은 상기 효소에 결합하는 항체를 포함하는, 장치.
- 제41항에 있어서, 상기 작용제는 효소와 반응하여 강한 가시적인 생성물을 형성하는 기질을 포함하는, 장치.
- 제45항에 있어서, 상기 현상 시약은 상기 효소를 포함하는, 장치.
- 제42항 또는 제46항에 있어서, 상기 효소는 알칼리성 포스파타제, 호스 래디쉬(또는 다른) 퍼옥시다제 및 글루코스 옥시다제로 이루어진 군으로부터 선택되는, 장치.
- 제1항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로브는 상기 ATPS의 상기 제1 상 용액 또는 상기 제2 상 용액에 대해서 친화도를 갖는 코팅을 포함하는, 장치.
- 제48항에 있어서, 상기 코팅은 폴리프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 덱스트란, 친수성 단백질 및 소수성 단백질로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하는, 장치.
- 제1항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 각각 상이한 분석물과 상호작용하는 2종 이상의 프로브를 포함하는, 장치.
- 제50항에 있어서, 상기 장치는 적어도 2개의 상이한 프로브, 또는 적어도 3개의 상이한 프로브, 또는 적어도 4개의 상이한 프로브, 또는 적어도 5개의 상이한 프로브, 또는 적어도 7개의 상이한 프로브, 또는 적어도 10개의 상이한 프로브, 또는 적어도 15개의 상이한 프로브, 또는 적어도 20개의 상이한 프로브를 포함하는, 장치.
- 제1항 내지 제51항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 샌드위치 검정법(sandwich assay)을 수행하도록 구성된, 장치.
- 수성 2상 시스템(ATPS)으로서,
제1 상 용액과 제2 상 용액으로 분리되고, LFA 또는 다른 다공성 매질에서의 사용 시에, 상기 제1 상 용액은 선행 상이 되고, 상기 제2 상 용액은 후행 상이 되는 혼합 상 용액; 및
프로브 및/또는 현상 시약으로서, 상기 프로브는 상기 제1 상 용액과 회합하고, 상기 현상 시약은 상기 제2 상 용액과 회합하는, 상기 프로브 및/또는 현상 시약을 포함하는, 수성 2상 시스템(ATPS). - 제53항에 있어서, 상기 ATPS는 중합체/염 ATPS, 중합체/중합체 ATPS, 마이셀형/중합체 ATPS, 및 마이셀형 ATPS로 이루어진 군으로부터 선택되는, 수성 2상 시스템.
- 제54항에 있어서, 상기 ATPS의 용액의 상기 제1 상은 표 1의 성분 1을 포함하고, 상기 ATPS의 제2 상 용액은 표 1의 성분 2를 포함하는, 수성 2상 시스템.
- 제54항에 있어서, 상기 ATPS는 중합체/염 ATPS인, 수성 2상 시스템.
- 제56항에 있어서, 상기 ATPS는 PEG/염 ATPS인, 수성 2상 시스템.
- 제56항 또는 제57항에 있어서, 상기 프로브는 상기 중합체/염 ATPS의 염-풍부 상 중에 분배되고, 상기 현상 시약은 상기 중합체/염 ATPS의 중합체-풍부 상 중에 분배되는, 수성 2상 시스템.
- 제54항에 있어서, 상기 ATPS는 마이셀형 ATPS인, 수성 2상 시스템.
- 제59항에 있어서, 상기 프로브는 상기 ATPS의 마이셀형-부족 상 중에 분배되고, 상기 현상 시약은 상기 ATPS의 마이셀형-풍부 상 중에 분배되는, 수성 2상 시스템.
- 제1항 내지 제60항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로브는 상기 표적 분석물에 결합하는 결합 모이어티를 포함하는, 수성 2상 시스템.
- 제1항 내지 제61항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 ATPS는 다공성 매질에 배치된, 수성 2상 시스템.
- 제1항 내지 제61항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 ATPS는 종이에 배치된, 수성 2상 시스템.
- 제1항 내지 제61항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 ATPS는 측방 유동 검정법(LFA)에 배치된, 수성 2상 시스템.
- 제1항 내지 제61항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 ATPS는 유동-통과 시스템에 배치된, 수성 2상 시스템.
- 분석물을 검출 및/또는 정량분석하는 방법으로서,
샘플을 수성 2상 시스템(ATPS)에 적용하여 상기 샘플 중에서, 존재하는 경우, 상기 분석물을 상기 ATPS의 1상 중에 농축시켜 분석물 함유 상을 제공하는 단계;
상기 분석물 함유 상을, 검출 프로브가 측방-유동 검정법(LFA) 또는 유동-통과 검정법에서 상기 분석물에 결합하는 LFA 또는 유동-통과 검정법에 적용하는 단계;
현상 시약을 상기 LFA 또는 유동-통과 검정법에 적용하여 상기 검출 프로브에 의해서 생성된 신호를 향상시키는 단계; 및
상기 신호를 검출 및/또는 정량분석하여 상기 샘플에서 상기 분석물의 존재 및/또는 양을 나타내는 단계를 포함하는, 방법. - 제66항에 있어서, 상기 측방-유동 검정법 또는 유동-통과 검정법은 측방-유동 검정법인, 방법.
- 제66항에 있어서, 상기 측방-유동 검정법 또는 유동-통과 검정법은 유동-통과 검정법인, 방법.
- 제66항 내지 제68항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 ATPS는 종이에 적용되고, 상은, 상기 ATPS가 상기 종이를 유동 통과하여 "유동 시의 농축(concentrate-as-it-flows)" ATPS를 제공하는 동안 분리되는, 방법.
- 제69항에 있어서, 상기 ATPS는 종이에 적용될 때 선행하는 더 소수성인 상 및 후행하는 더 친수성인 상을 생성시키는, 방법.
- 제69항에 있어서, 상기 ATPS는 종이에 적용될 때 선행하는 더 친수성인 상 및 후행하는 더 소수성인 상을 생성시키는, 방법.
- 제66항 내지 제71항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 LFA 또는 유동-통과 검정법은, 결합 모이어티가 상기 분석물을 포획하고, 상기 검출 프로브가 상기 포획된 분석물에 결합하는 것인, 방법.
- 제66항 내지 제72항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분석물 함유 상은 상기 ATPS로부터 수동으로 또는 로봇에 의해서 제거되고, 이어서 상기 측방-유동 검정법에 적용되는, 방법.
- 제73항에 있어서, 상기 검출 프로브는 상기 LFA 또는 유동-통과 검정법의 성분으로서 제공되는, 방법.
- 제73항 또는 제74항에 있어서, 이어서 상기 현상 시약은 상기 ATPS와 독립적으로 상기 측방-유동 검정법에 적용되는, 방법.
- 제66항 내지 제72항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로브 및 상기 현상 시약 둘 모두는 상기 ATPS에 적용되거나 또는 그것에 제공되고, 상기 ATPS의 상기 성분은 상기 프로브를 상기 ATPS의 제1 상 중에 실질적으로 분배시키고 그리고 상기 현상 시약을 상기 ATPS의 제2 상 중에 실질적으로 분배시키도록 선택되는, 방법.
- 제76항에 있어서, 상기 ATPS는 종이 기질에 적용될 때 선행 상 및 후행 상을 형성하고, 그리고 상기 선행 상은 상기 농축된 분석물 및 상기 프로브를 LFA 시험 스트립 또는 유동-통과 검정법에 전달하고, 그 다음, 나중에 상기 현상 시약을 상기 시험 스트립 또는 유동-통과 검정법에 전달하는 상기 후행 상이 이어지는, 방법.
- 제76항 또는 제77항에 있어서, 상기 프로브는 상기 ATPS의 친수성 상 중에 상당히 분배되도록 선택되는, 방법.
- 제76항 또는 제77항에 있어서, 상기 프로브는 상기 ATPS의 소수성 상 중에 상당히 분배되도록 선택되는, 방법.
- 제76항 내지 제79항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 현상 시약은 상기 ATPS의 소수성 상 중에 상당히 분배되도록 선택되는, 방법.
- 제76항 내지 제79항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 현상 시약은 상기 ATPS의 친수성 상 중에 상당히 분배되도록 선택되는, 방법.
- 제66항 내지 제81항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 ATPS는 중합체/염 ATPS, 중합체/중합체 ATPS, 마이셀형/중합체 ATPS, 및 마이셀형 ATPS로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
- 제82항에 있어서, 상기 ATPS의 용액의 상기 제1 상은 표 1의 성분 1을 포함하고, 상기 ATPS의 제2 상 용액은 표 1의 성분 2를 포함하는, 방법.
- 제82항에 있어서, 상기 ATPS는 중합체/염 ATPS인, 방법.
- 제84항에 있어서, 상기 ATPS는 PEG/염 ATPS인, 방법.
- 제84항 또는 제85항에 있어서, 상기 프로브는 상기 중합체/염 ATPS의 염-풍부 상 중에 분배되고, 상기 현상 시약은 상기 중합체/염 ATPS의 중합체-풍부 상 중에 분배되는, 방법.
- 제82항에 있어서, 상기 ATPS는 마이셀형 ATPS인, 방법.
- 제87항에 있어서, 상기 프로브는 상기 ATPS의 마이셀형-부족 상 중에 분배되고, 상기 현상 시약은 상기 ATPS의 마이셀형-풍부 상 중에 분배되는, 방법.
- 제66항 내지 제88항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로브는 상기 표적 분석물에 결합하는 결합 모이어티를 포함하는, 방법.
- 제89항에 있어서, 상기 표적 분석물은 단백질, 핵산, 당 또는 렉틴, 및 미생물로 이루어진 군으로부터 선택된 모이어티를 포함하는, 방법.
- 제90항에 있어서, 상기 표적 분석물은 박테리아, 원생동물, 진균, 바이러스, 및 조류로 이루어진 군으로부터 선택된 미생물을 포함하는, 방법.
- 제90항에 있어서, 상기 표적 분석물은 미생물을 위한 바이오마커를 포함하는, 방법.
- 제92항에 있어서, 상기 표적 분석물은 박테리아, 원생동물, 진균, 바이러스, 및 조류로 이루어진 군으로부터 선택된 미생물을 위한 바이오마커를 포함하는, 방법.
- 제89항 내지 제92항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합 모이어티는 항체 또는 항체 단편, 렉틴, 핵산, 및 압타머로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
- 제94항에 있어서, 상기 프로브는 항체 또는 항체 단편을 포함하는, 방법.
- 제66항 내지 제95항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로브는 합성 중합체, 금속, 미네랄, 유리, 석영, 세라믹, 생물학적 중합체 및 플라스틱으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하는, 방법.
- 제96항에 있어서, 상기 프로브는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 셀룰로스, 키틴, 나일론, 폴리옥시메틸렌, 폴리테트라플루오로에틸렌, 또는 폴리바이닐 클로라이드, 덱스트란, 폴리프로필렌, 또는 폴리에틸렌 글리콜로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하는, 방법.
- 제96항에 있어서, 상기 프로브는 금, 은, 철, 백금, 팔라듐, 세륨 및 티타늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 포함하는, 방법.
- 제66항 내지 제98항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로브는 나노입자를 포함하는, 장치.
- 제66항 내지 제99항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로브는 상기 현상 시약과 반응하여 검출 가능한 신호를 생성시킬 수 있는 작용제를 포함하는, 방법.
- 제100항에 있어서, 상기 작용제는 기질과 반응하여 강한 가시적인 신호를 형성하는 효소를 포함하는, 방법.
- 제101항에 있어서, 상기 현상 시약은 상기 기질을 포함하는, 방법.
- 제101항에 있어서, 상기 현상 시약은 상기 효소에 결합하는 항체를 포함하는, 방법.
- 제100항에 있어서, 상기 작용제는 효소와 반응하여 강한 가시적인 생성물을 형성하는 기질을 포함하는, 방법.
- 제104항에 있어서, 상기 현상 시약은 상기 효소를 포함하는, 방법.
- 제101항 또는 제105항에 있어서, 상기 효소는 알칼리성 포스파타제, 호스 래디쉬(또는 다른) 퍼옥시다제 및 글루코스 옥시다제로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
- 제66항 내지 제106항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로브는 상기 ATPS의 상기 제1 상 용액 또는 상기 제2 상 용액에 대해서 친화도를 갖는 코팅을 포함하는, 장치.
- 제107항에 있어서, 상기 코팅은 폴리프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 덱스트란, 친수성 단백질 및 소수성 단백질로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하는, 장치.
- 제66항 내지 제108항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 제1항 내지 제52항 중 어느 한 항에 따른 장치를 사용하여 수행되는, 방법.
- 분석물을 검출 및/또는 정량분석하기 위한 키트로서,
제1항 내지 제52항 중 어느 한 항에 따른 장치; 및
샘플을 수집하기 위한 수집 장치를 포함하는, 키트. - 제110항에 있어서, 상기 수집 장치는 구강 유체를 수집하기 위한 장치를 포함하는, 키트.
- 제110항에 있어서, 상기 수집 장치는 혈액을 수집하기 위한 장치를 포함하는, 키트.
- 제110항에 있어서, 상기 수집 장치는 소변 수집 장치를 포함하는, 키트.
- 제110항에 있어서, 상기 수집 장치는 자궁경관내 스왑으로부터 질 유체를 수집하기 위한 장치를 포함하는, 키트.
- 제110항에 있어서, 상기 수집 장치는 환경 샘플을 위한 장치를 포함하는, 키트.
- 핵산을 정제 및 증폭시키는 방법으로서,
수성 2-상 시스템(ATPS)을 제공하는 단계로서, 상기 수성 2-상 시스템(ATPS)은 제1 상 용액과 제2 상 용액으로 분리되는 혼합 상 용액을 포함하되, 상기 ATPS는 핵산이 제1 상 용액 또는 제2 상 용액 중 어느 하나 중에 분배될 것, 또는 상기 ATPS는 핵산이 상기 제1 상 용액과 상기 제2 상 용액 사이의 계면에 국지화될 것인, 상기 수성 2-상 시스템(ATPS)을 제공하는 단계;
핵산을 포함하는 샘플을 상기 ATPS에 도입하는 단계로서, 상기 핵산은 상기 제1 상 용액 또는 상기 제2 상 용액 또는 상기 제1 상 용액과 상기 제2 상 용액 사이의 계면에 분배되어 농축된 핵산을 제공하는, 상기 도입하는 단계; 및
상기 농축된 핵산을 핵 증폭 반응으로 증폭시켜 증폭된 핵산을 생산하는 단계를 포함하는, 방법. - 제116항에 있어서, 상기 핵산은 DNA인, 방법.
- 제116항에 있어서, 상기 핵산은 RNA인, 방법.
- 제116항에 있어서, 상기 핵산은 RNA로부터 역전사된 DNA인, 방법.
- 제116항 내지 제119항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 ATPS는 중합체/염 ATPS, 중합체/중합체 ATPS, 마이셀형/중합체 ATPS, 및 마이셀형 ATPS로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
- 제120항에 있어서, 상기 ATPS의 용액의 상기 제1 상은 표 1의 성분 1을 포함하고, 상기 ATPS의 제2 상 용액은 표 1의 성분 2를 포함하는, 방법.
- 제116항 내지 제121항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 증폭시키는 단계는,
상기 농축된 핵산을 상기 제1 상으로부터 회수하는 단계로서, 상기 핵산을 상기 제1 상 용액 또는 상기 제2 상 용액 또는 상기 제1 상 용액과 상기 제2 상 용액 사이의 상기 계면으로부터 회수하여 회수된 농축된 핵산을 제공하는 것을 포함하는, 상기 회수하는 단계; 및
상기 회수된 농축된 핵산을 핵산 증폭 반응에 도입하여 상기 핵산을 증폭시키는 단계를 포함하는, 방법. - 제122항에 있어서, 상기 핵산 증폭 반응은 중합효소 연쇄 반응(PCR) 반응 시스템을 포함하는, 방법.
- 제122항에 있어서, 상기 핵산 증폭 반응은 등온 증폭 시스템을 포함하는, 방법.
- 제124항에 있어서, 상기 핵산 증폭 반응은 자가-유지 서열 반응(Self-Sustained Sequence Reaction: 3SR), 핵산 기반 전사 검정법(Nucleic acid Based Transcription Assay: NASBA), 전사 매개 증폭(transcription mediated amplification: TMA), 가닥 치환 증폭(Strand Displacement amplification: SDA), 헬리카제-의존성 증폭(Helicase-Dependent amplification: HDA), 루프-매개 등온 증폭(Loop-Mediated isothermal amplification: LAMP), 스템-루프 증폭(stem-loop amplification), RNA 기술의 신호 매개 증폭(signal mediated amplification of RNA technology: SMART), 등온 다중 치환 증폭(isothermal multiple displacement amplification: IMDA), 단일 프라이머 등온 증폭(single primer isothermal amplification: SPIA), 순환식 헬리카제-의존성 증폭(circular helicase-dependent amplification: cHDA), 및 리콤비나제 중합효소 증폭(Recombinase Polymerase Amplification: RPA)으로 이루어진 군으로부터 선택된 증폭 시스템을 포함하는, 방법.
- 제116항 내지 제121항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 증폭시키는 단계는 등온 핵산 증폭을 위한 시약을 상기 ATPS와 조합하는 단계를 포함하는, 방법.
- 제126항에 있어서, 상기 핵산 증폭 반응은 등온 증폭 시스템을 포함하는, 방법.
- 제127항에 있어서, 상기 핵산 증폭 반응은 자가-유지 서열 반응(3SR), 핵산 기반 전사 검정법(NASBA), 전사 매개 증폭(TMA), 가닥 치환 증폭(SDA), 헬리카제-의존성 증폭(HDA), 루프-매개 등온 증폭(LAMP), 스템-루프 증폭, RNA 기술의 신호 매개된 증폭(SMART), 등온 다중 치환 증폭(IMDA), 단일 프라이머 등온 증폭(SPIA), 순환식 헬리카제-의존성 증폭(cHDA), 및 리콤비나제 중합효소 증폭(RPA)으로 이루어진 군으로부터 선택된 증폭 시스템을 포함하는, 방법.
- 제127항 또는 제128항에 있어서, 상기 방법은 실온에서 또는 실온보다 더 낮은 온도에서 상기 등온 증폭을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
- 제127항 또는 제128항에 있어서, 상기 방법은 등온 증폭을 위한 시약을 함유하는 상기 ATPS를 실질적으로 일정한 온도까지 가열하는 단계를 포함하는, 방법.
- 제127항 내지 제130항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 증폭시키는 단계는 헬리카제-의존성 증폭을 포함하고, 약 65℃의 일정한 온도에서 수행되는, 방법.
- 제126항 내지 제131항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 단일 용기에서 수행되는, 방법.
- 제126항 내지 제131항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 다중웰 플레이트의 웰 각각에 상이한 샘플을 갖는 복수의 핵산 샘플에서 수행되는, 방법.
- 제133항에 있어서, 상기 복수의 샘플은 적어도 2개의 샘플, 또는 적어도 4개의 샘플, 또는 적어도 8개의 샘플, 또는 적어도 16개의 샘플, 또는 적어도 32개의 샘플, 또는 적어도 64개의 샘플, 또는 적어도 128개의 샘플을 포함하는, 방법.
- 제126항 내지 제131항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 마이크로유체 시스템(예를 들어, 랩 온 어 칩(lab on a chip))의 챔버 또는 채널에서 수행되는, 방법.
- 제116항 내지 제135항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샘플은 세포 용해물인, 방법.
- 제116항 내지 제135항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샘플은 핵산인, 방법.
- 제116항 내지 제135항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샘플은 무손상 세포를 포함하고, 상기 ATPS는 세포를 용해시키는 ATPS인, 방법.
- 제116항 내지 제138항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 ATPS는 마이셀형 ATPS인, 방법.
- 제116항 내지 제138항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샘플은 혈액 또는 혈반(blood spot)을 포함하고, 그리고 상기 ATPS는 혈반을 재용해시키는 것인, 방법.
- 제140항에 있어서, 상기 ATPS는 PEG/덱스트란 ATPS를 포함하는, 방법.
- 제140항에 있어서, 상기 ATPS는 UCON/덱스트란 ATPS를 포함하는, 방법.
- 핵산을 정제 및 증폭시키기 위한 키트로서,
수성 2상 시스템(ATPS)의 성분을 함유하는 용기; 및
등온 핵산 증폭 시스템의 1종 이상의 성분을 함유하는 용기를 포함하는, 키트. - 제143항에 있어서, ATPS의 성분을 함유하는 상기 용기 및 등온 핵산 증폭 시스템의 성분을 함유하는 상기 용기는 동일한 용기인, 키트.
- 제143항에 있어서, ATPS의 성분을 함유하는 상기 용기 및 등온 핵산 증폭 시스템의 성분을 함유하는 상기 용기는 상이한 용기인, 키트.
- 제143항 내지 제145항 중 어느 한 항에 있어서, 등온 핵산 증폭 시스템의 1종 이상의 성분을 함유하는 상기 용기는 자가-유지 서열 반응(3SR), 핵산 기반 전사 검정법(NASBA), 전사 매개 증폭(TMA), 가닥 치환 증폭(SDA), 헬리카제-의존성 증폭(HDA), 루프-매개 등온 증폭(LAMP), 스템-루프 증폭, RNA 기술의 신호 매개된 증폭(SMART), 등온 다중 치환 증폭(IMDA), 단일 프라이머 등온 증폭(SPIA), 순환식 헬리카제-의존성 증폭(cHDA), 및 리콤비나제 중합효소 증폭(RPA)으로 이루어진 군으로부터 선택된 반응 시스템의 1종 이상의 성분을 함유하는, 키트.
- 제146항에 있어서, 상기 1종 이상의 성분은 핵산 증폭 반응을 수행하는 효소를 포함하는, 키트.
- 제146항에 있어서, 상기 1종 이상의 성분은 헬리카제를 포함하는, 키트.
- 제143항 내지 제148항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 ATPS는 중합체/염 ATPS, 중합체/중합체 ATPS, 마이셀형/중합체 ATPS, 및 마이셀형 ATPS로 이루어진 군으로부터 선택되는, 키트.
- 제149항에 있어서, 상기 ATPS의 용액의 상기 제1 상은 표 1의 성분 1을 포함하고, 상기 ATPS의 제2 상 용액은 표 1의 성분 2를 포함하는, 키트.
- 제143항 내지 제149항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 ATPS는 마이셀형 ATPS를 포함하는, 키트.
- 제143항 내지 제149항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 ATPS는 PEG/덱스트란 ATPS를 포함하는, 키트.
- 제143항 내지 제149항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 ATPS는 UCON/덱스트란 ATPS를 포함하는, 키트.
- 제143항 내지 제153항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 키트는 제126항 내지 제142항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 프로토콜을 제공하는 설명서를 함유하는, 키트.
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