KR20200029478A - 측방 유동을 사용한 샘플 분석을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

측방 유동을 사용한 샘플 분석을 위한 방법 및 장치 Download PDF

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션 앤드류 파슨스
스콧 로버트 프라이
크리스토퍼 로버트 밀러
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Abstract

측방 유동 테스트를 수행하기 위한 방법 및 효력 검정이 개시된다. 샘플은 샘플이 적어도 제1 테스트 구역 및 제2 테스트 구역으로 유동하도록 측방 유동 디바이스의 수용 부분에 적용된다. 효력 검정 기간에 걸쳐서 제1 및 제2 테스트 구역에서의 제1 및 제2 신호의 레벨이 모니터링된다. 제1 관심 피분석물이 샘플에 존재하면, 제1 피분석물은 표지되고, 샘플에서의 표지된 제1 피분석물질의 존재는 제1 및 제2 신호 레벨 중 하나가 효력 검정 기간 동안 증가되게 한다. 효력 검정 기간 동안 일정 기간에 걸쳐서 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화가 모니터링된다. 샘플은 수용 부분에 적용하기 전에 인큐베이션되어 표지에 균질성을 제공하고, 그러므로 테스트 구역 중 하나에서 신호 레벨의 실질적으로 선형 증가 및 테스트 구역 중 다른 하나에서 실질적으로 일정한 신호 레벨을 제공할 수 있다.

Description

측방 유동을 사용한 샘플 분석을 위한 방법 및 장치
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 그 전체 내용이 참고로 본 명세서에 통합되는 2017년 7월 4일자 출원된 오스트렐리아 가특허 출원 제2017902606호에 대해 우선권을 주장한다.
기술분야
본 개시내용은 인간 또는 동물 신체에서 하나 이상의 표적 피분석물(target analyte) 및/또는 의학적 상태에 대한 결정을 내리기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 예를 들어, 본 개시내용은 측방 유동 효력 검정(lateral flow assay)을 사용하여 인간 또는 동물 신체로부터 채취된 샘플에 기초하여, 하나 이상의 표적 피분석물 및/또는 의학적 상태에 대한 결정을 내리기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
측방 유동 분석법(LFA)은 25년 이상 체외 진단 시장에 있어 왔으며, 현장 진단 또는 현장 기반 설정에서 사용될 수 있는 저렴하고 사용이 용이하고 신속하고 정성적인 테스트로서 널리 간주되었다.
LFA는 니트로셀룰로스와 같은 다공성 멤브레인 물질을 따르는 액체 샘플의 이동을 이용한다. 샘플이 포획제(capture reagent)로 고정된 이산 구역 또는 라인을 가로질러 유동함에 따라서, 하나 이상의 표적 피분석물의 포획 및 검출이 일어난다. 항체가 종종 바람직한 선택일지라도, 다양한 포획제가 사용될 수 있다. 항체가 사용되는 LFA는 전형적으로 측방 유동 면역 측정법(Lateral Flow Immunoassay, LFIA)으로서 지칭된다.
LFA는 샌드위치 효력 검정 포맷을 사용하여 대형 복합 피분석물의 검출을 위해 또는 경쟁 포맷을 사용하여 작은 분자 또는 합텐(hapten)의 검출을 위해 사용될 수 있다. 샌드위치 효력 검정에서, 전형적으로 스트립은 일련의 이산 구역을 가로질러 샘플 및 효력 검정 시약의 유동을 지향시키는 일련의 흡착 패드재와 조립되고, 그 동안, 표적 피분석물은 태그되고(즉, 표지화(혹은 표지)되고), 이어서 포획되어 검출된다. 시료는 샘플의 필터 및 저장소로서 작용하는 스트립의 흡착 샘플 패드에 초기에 적용된다. 유체는 샘플 패드로부터 스트립의 공액 방출 패드(conjugate release pad)를 통해 흡인되며, 여기에서, 샘플에 있는 하나 이상의 표적 피분석물은 비색(colorimetric), 형광, 자기 또는 방사성 리포터 분자(radioactive reporter molecule)와 상호 작용하는 것에 의해 표지된다. 표지화(labelling)를 수행하도록, 리포터 분자는 피분석물-특이적 리간드(analyte-specific ligand)(일반적으로 항체)에 결합되며, 피분석물-특이적 리간드는 각각의 표적 피분석물로 복합체를 신속하게 형성하여 표지된 복합체(labelled complexe)를 형성한다. 표지된 복합체를 포함하는 샘플은 공액 방출 패드로부터, 하나 이상의 상보적 리간드가 표지된 복합체를 결합하도록 하나 이상의 테스트 라인에 있는 스트립 상에 고정되는 스트립의 테스트 구역으로 흡인된다. 나머지 샘플은 테스트 구역으로부터 고 흡착성 싱크 패드로 전달된다. 하나 이상의 테스트 구역에서의 임의의 표지된 복합체의 존재는 샘플에 있는 하나 이상의 표적 피분석물의 존재의 측정 가능한 표시를 제공한다. 테스트는 예를 들어 육안으로 해석될 수 있으며, 이에 의해, 하나 이상의 '가시적' 테스트 라인의 존재는 하나 이상의 표적 피분석물의 존재의 정성적 표시를 제공한다.
LFA를 통한 유체 샘플의 발동 작용(actuation)은 통상적으로 에너지의 입력을 요구하지 않으며, 샘플의 이동은 효력 검정 물질(예를 들어, 니트로셀룰로오스 멤브레인)을 포화시키고 그런 다음 흡수력(wicking force)에 의해 고 흡착성 싱크 패드 내로 흡인될 때까지 습윤-건조 계면(즉, 액체 전면(liquid front)의 선단 가장자리)에서 모세관 힘에 의해 구동된다.
LFA는 전통적으로 수많은 성능 제한을 받아왔고, 저렴한 온보드 전자 기기와 내장형 품질 관리 기능과의 통합에서의 문제로 인하여 제한된 분석적 및 임상 감도, 정성적 또는 이진 측정을 제공하는 그 능력을 크게 제한하는 빈약한 테스트간 재현성 및 시각적 해석에 대한 신뢰성을 초래하고 있다.
본 명세서에 포함된 문서, 작용, 물질, 디바이스, 물품 등에 관한 어떠한 논의도 본 출원의 각각의 청구항의 우선일 이전에 존재하였음에 따라서 이들 요지의 일부 또는 전부가 종래 기술의 일부이거나 본 개시내용과 관련된 분야에서 일반적인 지식임을 인정하는 것으로 간주되어서는 안 된다.
본 개시내용의 한 양태에 따르면, 신체로부터의 샘플에 있는 적어도 제1 관심 피분석물에 대한 결정을 내리기 위한 측방 유동 테스트를 수행하는 방법이 제공되되, 상기 방법은,
상기 샘플이 수용 부분으로부터 측방 유동 디바이스의 적어도 제1 테스트 구역 및 제2 테스트 구역으로 유동하도록 상기 샘플을 상기 측방 유동 디바이스의 수용 부분에 적용하는 단계;
효력 검정 기간에 걸쳐서 상기 제1 및 제2 테스트 구역에서 제1 및 제2 신호의 레벨을 모니터링하는 단계로서, 상기 제1 관심 피분석물이 샘플에 존재하면, 상기 제1 피분석물이 표지되고, 상기 샘플에서 표지된 제1 피분석물의 존재는 상기 제1 및 제2 신호 중 하나의 레벨이 상기 효력 검정 기간 동안 증가되도록 하는, 상기 모니터링하는 단계; 및
상기 효력 검정 기간 동안 일정 기간에 걸쳐서 상기 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화를 모니터링하는 단계를 포함한다.
본 개시내용의 다른 양태에 따르면, 신체로부터의 샘플에 있는 적어도 제1 관심 피분석물에 대한 결정을 내리기 위한 측방 유동 효력 검정이 제공되며: 상기 측방 유동 효력 검정은,
수용 부분 및 적어도 제1 및 제2 테스트 구역을 포함하는 측방 유동 디바이스로서, 상기 수용 부분은 상기 샘플이 상기 수용 부분으로부터 상기 제1 및 제2 테스트 구역으로 유동하도록 상기 샘플을 수용하기 위해 구성되는, 상기 측방 유동 디바이스, 및
판독기를 포함하며, 상기 판독기는,
효력 검정 기간에 걸쳐서 상기 제1 및 제2 테스트 구역에서 제1 및 제2 신호의 레벨을 모니터링하되, 상기 제1 관심 피분석물이 상기 샘플에 존재하면, 상기 제1 피분석물이 표지되고, 상기 샘플에서 표지된 제1 피분석물의 존재는 제1 및 제2 신호 중 하나의 레벨이 상기 효력 검정 기간 동안 증가되게 하는, 상기 제1 및 제2 신호의 레벨을 모니터링하도록; 그리고
상기 효력 검정 기간 동안 일정 기간에 걸쳐서 상기 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화를 모니터링하도록 구성된다.
일부 실시형태에서, 제1 및 제2 신호 레벨은 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화를 모니터링하는 동안 제1 및 제2 신호 레벨의 보다 정확한 비교를 가능하게 하도록 조정될 수 있다. 제1 및 제2 신호 레벨의 조정은 예를 들어 제1 및 제2 신호 레벨의 교정(calibration) 및/또는 정규화(normalisation)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 방법 및/또는 테스트 디바이스의 판독기는,
샘플의 전면이 수용 부분으로부터 제1 및/또는 제2 테스트 구역에 도달하는 초기 시점 전인 제1 및 제2 신호의 기준선 레벨을 식별하고;
교정된 제1 및 제2 신호 레벨을 획득하도록 제1 및 제2 신호 레벨로부터 기준선 레벨을 감산할 수 있다.
다른 예로서, 방법 및/또는 테스트 디바이스의 판독기는 제1 및 제2 신호 레벨, 예를 들어 교정된 제1 및 제2 신호 레벨을 정규화시킬 수 있다.
그러므로, 효력 검정 기간 동안 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화의 모니터링은 교정 및/또는 정규화됨에 따라서 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화를 모니터링하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 관심 피분석물(들)의 표지화는 측방 유동 프로세스와 별개로 일어날 수 있다. 표지화는 측방 유동 프로세스의 상류에서, 예를 들어 그렇지 않으면 인큐베이션 프로세스(incubation process)의 일부로서 일어날 수 있다. 샘플은 용질 형태로 준비될 수 있다. 임의의 표지된 복합체는 샘플 전체에 비교적 균일하게 분포될 수 있다. 그러므로, 비교적 균질한 표지된 샘플은 제1 및 제2 테스트 구역에서 수용될 수 있다. 이러한 것은 효력 검정 기간 동안, 예를 들어 테스트 구역 중 하나에서 신호 레벨의 실질적으로 선형 증가, 및 테스트 구역의 다른 구역에서 실질적으로 일정한 신호 레벨을 제공할 수 있다.
제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화의 모니터링은 기간의 경과에 걸쳐서 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 차이에서의 변화를 모니터링하는 단계를 포함할 수 있다. 신호 레벨 사이의 차이는 제1 및 제2 레벨 중 다른 하나로부터 제1 및 제2 신호 레벨 중 하나를 감산하는 것에 의해, 또는 제1 및 제2 신호 레벨의 비율을 결정하는 것에 의해 계산될 수 있다. 신호 레벨 사이의 차이는 단지 하나의 시점, 예를 들어, 테스트의 단일 종료 시점에서(예를 들어, 효력 검정 기간 종료 시에), 또는 상이한 시점 동안, 예를 들어, 효력 검정 기간 동안의 2개 이상의 시점에서 계산될 수 있다. 임의의 시점에서 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 차이는 델타(Δ) 값 또는 비율 값(R)을 제공할 수 있다. 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화의 모니터링은 효력 검정 기간 동안 상기 기간에 걸쳐서 델타(Δ) 값 또는 비율 값(R)의 변화(예를 들어, 진화(evolution))를 모니터링하는 것을 포함할 수 있다. 델타 또는 비율 값의 변화는 일부 실시형태에서 정량화될 수 있다.
일부 실시형태에서, 예를 들어, 효력 검정 기간 동안 일정 기간에 걸쳐서 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화의 모니터링은 적어도:
제1 시점에서의 신호 레벨 차이(Δi) 또는 비율 값(Ri)을 획득하도록 제1 시점에서 제1 및 제2 신호 레벨을 비교하는 단계;
제2 시점에서의 신호 레벨 차이(Δf) 또는 비율 값(Rf)을 획득하도록 제2 시점에서 제1 및 제2 신호 레벨을 비교하는 단계; 및
제1 시점에서의 신호 레벨 차이(Δi)를 제2 시점에서의 신호 레벨 차이(Δf)와 비교하는 단계, 또는 제1 시점에서의 비율 값(Ri)을 제2 시점에서의 비율 값(Rf)과 비교하는 단계를 포함한다.
신호 레벨 차이의 비교는 신호 레벨 차이 중 하나 또는 비율 값 중 하나를 다른 하나로부터 감산하는 단계, 또는 신호 레벨 차이의 비율 또는 비율 값을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
신호 레벨 차이의 비교는 델타 값에서의 변화의 정량화를 제공할 수 있다. 정량화는 본 명세서에서 "S"값으로서 또한 지칭되는 하나 이상의 테스트 값으로서 제공될 수 있다. 일반적으로, 테스트 또는 S값은 특정 기간에 걸쳐서 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 발산도(degree of divergence)의 표시를 제공할 것이다. 상기 예에서, S값은 다음과 같이 계산될 수 있다: S = Δi - Δf 또는 S = Δi/Δf 또는 S = Ri - Rf 또는 S = Ri/Rf. 대안적으로, 예를 들어 제1 및 제2 신호 레벨이 보다 조기 시점에서 정규화되면, S값은 테스트의 단일 중간 시점(ti) 또는 단일 종료 시점(tend)과 같은 단일의 후속 시점에 대한 신호 레벨 차이(Δ) 또는 비율 값(R)에 기초할 수 있다. 예를 들어, S값은 다음과 같이 계산될 수 있다: S(ti) = Δi, 또는 S(tend) = Δend, 또는 S(ti) = Ri, 또는 S(tend) = Rend.
그러나, 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화를 정량화하기 위한 대안적인 접근법이 예를 들어 테스트 값 등을 획득하기 위해 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 신호 레벨 라인의 진행을 나타내는 라인의 기울기가 계산될 수 있다. 제1 및 제2 신호 레벨 라인 사이의 상대 기울기에서의 변화가 계산될 수 있다.
제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화의 모니터링은 의학적 상태에 대한 결정을 내리기 위한 방법 및/또는 효력 검정에서 사용될 수 있다. 의학적 상태에 대한 결정은 예를 들어, 변화가 임계 변화보다 높거나 낮은지의 여부에 기초할 수 있다. 테스트 값이 계산되고, 테스트 값이 일정 기간에 걸쳐서 제1 신호 레벨과 제2 신호 레벨 사이의 발산을 나타낼 수 있는 경우에, 의학적 상태에 대한 결정은 테스트 값이 임계값보다 높거나 낮은지의 여부에 기초할 수 있다. 하나의 실시형태에서, 테스트 종료 시점(tend)에서의 테스트 값이 임계값을 초과하면,'양성인(positive)' 테스트(즉, 의학적 상태의 존재)가 식별된다. 예를 들어, S값이 획득되는 경우에, S(tend) > Smax이면, 양성인 테스트가 식별될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나의 실시형태에서, 테스트 값이 테스트 종료 시점(tend)에서 임계값을 초과하지 않더라도, 테스트 종료 시점(tend)까지의 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 발산이, 예를 들어 회귀 분석에 의해 추후의 일부 시점에서 테스트 값이 임계값을 초과하지 않을 것이라는 것이 예측될 수 있는 정도이면, 양성인 테스트가 식별된다. 예를 들어, 테스트 종료 시점(tend)까지 연속적인 기간(t1, t2, t3…) 동안, 테스트 값이 지속적으로 증가하면, 예를 들어 S(t1) < S(t2) < S(t3)…이면, 양성인 테스트가 식별될 수 있다. 그러므로, 방법 및/또는 효력 검정은 최종 결과의 예측을 제공하여, 샘플에 있는 표적 피분석물의 레벨이 비교적 낮더라도 의학적 상태가 식별되는 것을 가능하게 한다.
추가적으로 또는 대안적으로, 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화의 모니터링은 샘플 및/또는 샘플을 제공하는 인간 또는 동물 신체에서 제1 피분석물의 레벨(예를 들어, 농도)에 대한 정량적 결정을 내리는데 사용될 수 있다. 변화는 정량적 결정을 내리도록 룩업 테이블, 하나 이상의 사전 결정된 신호 곡선 등에 비교될 수 있다. 테스트 값이 계산되는 경우에, 샘플에 있는 제1 피분석물의 레벨에 대한 정량적 결정은 테스트 값이 제1 피분석물 레벨과 상관되는 룩업 테이블에 기초할 수 있다.
일부 실시형태에서, 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화를 모니터링하는 단계는 2개보다 많은 시점, 예를 들어 3개 이상의 시점에서 제1 및 제2 신호 레벨을 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 예로서, 적어도 3개의 시점이 사용될 때, 변화의 모니터링은:
제3 시점에서의 신호 레벨 차이(Δg) 또는 비율 값(Rg)을 획득하도록 제3 시점에서의 제1 및 제2 신호 레벨을 비교하는 단계,
제3 시점에서의 신호 레벨 차이(Δg)를 제1 및/또는 제2 시점에서의 신호 레벨 차이(Δi, Δf)와 비교하는 단계 또는 제3 시점에서의 비율 값(Rg)을 제1 및/또는 제2 시점에서의 비율 값(Ri, Rf)과 비교하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있다.
비교를 위해 적어도 제3 시점의 사용은 델타 값에서의 변화의 추가 정량화를 제공할 수 있다. 정량화는 추가 테스트 값을 제공할 수 있다. 다수의 테스트 값이 획득되는 경우에, 이러한 것들은 최종 테스트 값에 도달하도록 평균화될 수 있다.
제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화의 모니터링은, 표지된 제1 피분석물이 샘플에 존재하면, 제1 및 제2 신호 레벨 중 하나가 제1 및 제2 신호 레벨 중 다른 하나와 비교하여 일관된 방식으로 증가되도록 보여지는 것을 보장하기 위해 충분히 긴 기간에 걸쳐서 수행될 수 있다.
방법 및/또는 효력 검정은 제1 신호 레벨과 제2 신호 레벨 사이의 변화를 모니터링하기 전, 예를 들어 샘플의 전면이 수용 부분으로부터 제1 및/또는 제2 테스트 구역에 도달하는 초기 시점 후의 사전 결정된 기간 동안 대기하도록 구성될 수 있다.
일부 실시형태에서, 신호 레벨 차이가 적어도 제1 시점에서 비교되는 경우에, 제1 시점은 초기 시점 후 적어도 10초, 적어도 20초, 적어도 30초, 적어도 1분, 적어도 2분, 적어도 3분, 적어도 4분, 적어도 5분, 적어도 6분, 적어도 8분 또는 적어도 10분일 수 있다.
일부 실시형태에서, 신호 레벨 차이가 또한 적어도 제2 시점에서 비교되는 경우에, 제1 시점 후의 제2 시점은 초기 시점 후 적어도 1분, 적어도 2분, 적어도 3분, 적어도 4분, 적어도 5분, 적어도 6분, 적어도 8분 또는 적어도 10분일 수 있다.
제2 시점은 제1 시점 후 적어도 1분, 적어도 2분, 적어도 3분, 적어도 4분, 적어도 5분 또는 적어도 6분일 수 있다.
일반적으로, 하나 이상의 시점에서의 신호 레벨의 비교에 대한 본 명세서에서의 언급은 그 시점(예를 들어, 선택적으로 다음에 설명되는 바와 같이 시간 지연(temporal lag)을 설명하는 신호의 시간 시프팅(time-shifting)에 예속되는)에서 존재함에 따라서 신호의 비교를 나타내는 것으로 의도된 것으로 이해될 것이다. 비교는 실질적으로 실시간으로 또는 추후에, 예를 들어 신호 데이터 세트가 전체 테스트 기간 동안 수득된 후에 수행될 수 있다.
지시된 바와 같이, 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화의 모니터링은 교정 및/또는 정규화된 제1 및 제2 신호 레벨에 기초할 수 있다. 정규화 및 교정이 바람직할 수 있지만, 대안적인 양태에서, 교정 및 정규화 단계 중 하나 또는 모두는 예를 들어, 접근법이 제1 피분석물 또는 관련 의학적 상태에 대해 정량적이라기보다는 정성적인 결정 및/또는 제1 피분석물 또는 관련 의학적 상태에 대한 대강의 결정(cruder determination)을 위해 사용되면 생략될 수 있다.
교정이 사용되는 경우에, 전술한 바와 같이, 샘플의 전면이 제1 및/또는 제2 테스트 구역에 도달하는 초기 시점 이전인 제1 및 제2 신호의 기준선 레벨이 계산된다. 기준선 레벨은 초기 시점 후에 제1 및 제2 신호 레벨로부터 감산된다. 기준선 레벨은 제1 및 제2 테스트 구역에서 제1 및 제2 신호에 대한 "건조 판독(dry read)"을 나타낼 수 있다. 기준선 레벨은 그 테스트 구역에서 임의의 표지된 피분석물을 포함하는 샘플의 존재에 기인하지 않는 제1 및 제2 테스트 구역에서의 신호 레벨을 나타낼 수 있다. 제1 및 제2 신호 레벨로부터 기준선 레벨을 감산하는 것에 의해, 배경 노이즈가 제거될 수 있다. 바람직하게는, 제1 및 제2 기준선 레벨은 계산되고 각각 제1 및 제2 신호 레벨로부터 감산된다. 그럼에도 불구하고, 단일 기준선 레벨만이 계산되고 제1 및 제2 신호 레벨로부터 감산될 수 있는 것이 고려된다.
정규화가 사용되는 경우에, 제1 및 제2 신호 레벨은 예를 들어 샘플이 제1 및 제2 테스트 구역에 도달하여 초기 신호 레벨 피크를 제공할 때 그 신호 레벨에 기초하여 정규화될 수 있다. 대안적으로, 제1 및 제2 신호 레벨은 예를 들어 피크 후의 조기 시점(early time point)과 같은 신호 레벨 피크 후의 신호 레벨에 기초하여 정규화될 수 있다. 신호 데이터의 분해능 및 피크 신호 프로파일의 가능한 반올림(rounding)으로 인해 충분히 정확한 피크 신호 레벨을 파악하는 것이 어려우면, 초기 피크 신호 후의 신호 레벨에 기초한 정규화 접근법이 바람직할 수 있다. 제1 및 제2 신호의 각각에 대한 초기 피크는 실질적으로 샘플의 전면이 수용 부분으로부터 제1 및/또는 제2 테스트 구역에 도달하는 초기 시점 또는 초기 시점 직후일 수 있다. 정규화는 제1 및 제2 신호 레벨에 대한 초기 피크의 레벨, 또는 제1 및 제2 신호 레벨에 대한 추후 값이 매칭되도록 하는 것일 수 있다.
일부 실시형태에서, 제1 및 제2 테스트 구역 중 하나는 제1 및 제2 테스트 구역 중 다른 하나 보다 수용 부분으로부터 더 멀 수 있다. 따라서, 샘플은 제1 및 제2 테스트 구역 중 다른 하나에 비해 제1 및 제2 테스트 구역 중 하나에 도달하는데 더 오래 걸릴 수 있다. 그러므로, 일부 실시형태에서, 제1 및 제2 신호는 예를 들어 초기 시점 후에 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화를 결정하기 전에 판독기에 의해 서로에 대해 시간 시프팅될 수 있다. 제1 및 제2 신호는 수용 부분으로부터 가장 먼 테스트 구역에 도달하는 샘플에서의 지연을 보상하기 위해 시간 시프팅될 수 있다. 그러므로, 초기 시점 후의 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화의 모니터링은 서로에 대해 시간 시프팅된 제1 및 제2 신호에 기초할 수 있다.
시간 시프팅은 수용 부분으로부터 가장 가까운 테스트 구역과 비교하여 수용 부분으로부터 가장 먼 테스트 구역에 도달하는 샘플에서 증가한 지연을 보상할 수 있다. 시간 시프팅은 증가한 지연을 설명하는 지연 계수(lag-coefficient)에 기초할 수 있다. 그러므로, 지연 계수는 효력 검정 기간 동안 제1 및 제2 신호의 동적 시간 시프팅을 제공할 수 있다. 그러나, 대안적으로, 제1 및 제2 신호의 고정된 시간 시프팅이 이용될 수 있다.
상기 양태 중 임의의 하나 이상에서, 방법 또는 효력 검정은 또한 신체로부터의 샘플에 있는 제2 관심 피분석물에 대한 결정을 내리기 위한 것일 수 있다. 제2 관심 피분석물이 샘플에 존재하면, 제2 피분석물은 샘플에서 표지될 수 있다. 효력 검정 기간에 걸쳐서 제1 및 제2 테스트 구역에서 제1 및 제2 신호의 레벨의 모니터링은 표지된 제1 피분석물이 샘플에 존재하면, 제1 및 제2 신호 중 하나의 레벨이 분석 동안 증가할 수 있고, 표지된 제2 피분석물이 샘플에 존재하면, 제1 및 제2 신호 중 다른 하나의 신호의 레벨이 효력 검정 기간 동안 증가할 수 있다는 것을 인식할 수 있다. 샘플에 있는 제2 관심 피분석물의 존재는 샘플에 있는 제1 관심 피분석물의 존재에 상호 배타적일 수 있다. 제1 관심 피분석물은 인플루엔자 A 피분석물일 수 있고, 제2 관심 피분석물은 예를 들어 인플루엔자 B 피분석물일 수도 있고, 그 반대일 수도 있다.
본 개시내용의 방법 및/또는 효력 검정은 예를 들어 샌드위치 효력 검정의 형성에 의지할 수 있는 다양한 종래의 측방 유동 기술을 이용할 수 있다. 제1 및 제2 테스트 구역에 수용되기 전에, 샘플은 샘플에 존재하면, 복수의 제1 표지된 복합체를 형성하도록 제1 관심 피분석물에 특이적으로 결합될 수 있는 제1 이동성 포획제와 조합될 수 있다. 제1 및 제2 테스트 구역 중 하나는 제1 표지된 복합체를 고정시키도록 제1 표지된 복합체에 특이적으로 결합될 수 있는 제1 고정된 포획제를 포함할 수 있다. 다른 한편으로, 제1 및 제2 테스트 구역 중 다른 하나는 복수의 제1 표지된 복합체를 고정시키지 않거나 또는 감소된 고정 능력을 가지록 구성될 수 있다. 그러므로, 관심 피분석물이 샘플에 존재할 때, 표지된 복합체는 제1 및 제2 테스트 구역 중 하나에 축적되고, 다른 하나에 축적되지 않을 수 있다.
전술한 바와 같이, 일부 실시형태에서, 관심 피분석물(들)의 표지화는 측방 유동 프로세스와 별도로 일어날 수 있다. 표지화는 예를 들어 인큐베이션 프로세스의 일부로서 측방 유동 프로세스의 상류에서 일어날 수 있다. 샘플은 임의의 표지된 복합체가 샘플 전체에 비교적 균일하게 분포되도록 용질 형태로 준비될 수 있다.
보다 상세하게, 샘플은 검출 가능한 표지를 포함하는 적어도 제1 이동성 포획제와 함께 인큐베이션될 수 있으며, 제1 이동성 포획제는 샘플에 존재하면 복수의 제1 표지된 복합체를 형성하도록 제1 관심 피분석물에 특이적으로 결합될 수 있다. 인큐베이션 후에, 샘플은 임의의 표지된 복합체를 포함하는 샘플이 수용 부분으로부터 측방 유동 디바이스의 적어도 제1 및 제2 테스트 구역으로 유동하도록 측방 유동 디바이스의 수용 부분에 적용될 수 있다.
본 개시내용의 한 양태에서, 측방 유동 효력 검정, 및 샘플을 인큐베이션하기 위한 인큐베이션 용기를 포함하는 장치가 제공된다.
상기 양태 중 임의의 하나 이상에서, 샘플의 전면이 수용 부분으로부터 제1 및/또는 제2 테스트 구역에 도달하는 초기 시점 후에, 제1 표지된 복합체가 샘플에 존재하면, 제1 및 제2 신호 중 하나의 레벨은 실질적으로 선형 방식으로 증가할 수 있다. 이러한 것은 특히 인큐베이션이 수행되었으면 샘플에 있는 제1 표지된 복합체의 균질성에 기인할 수 있다. 제1 표지된 복합체는 각각의 테스트 구역에서 점진적으로 고정될 수 있다.
다른 한편으로, 초기 시점 후에, 제1 및 제2 신호 중 다른 하나의 레벨은 효력 검정 기간 동안 실질적으로 동일하게 유지되는 동시에 넌제로 레벨일 수 있다. 이러한 것은 인큐베이션 후에 샘플에 있는 제1 표지된 복합체의 균질성에 기인할 수 있으며, 복합체는 고정됨이 없이 각각의 테스트 구역을 통해 이동하여, 연속적인 신호를 제공한다.
테스트 구역 중 하나에서 신호 레벨의 실질적으로 선형 증가를 제공하는 것에 의해, 신호 레벨이 테스트 구역 중 다른 하나에서 실질적으로 동일한 넌제로 레벨을 유지하는 동안, 증가된 감도 및/또는 조기 검출을 제공하는 능력을 갖는 효력 검정이 달성될 수 있다. 증가하는 신호 레벨의 선형성은 효력 검정 기간보다 긴 기간 동안 데이터의 외삽(extrapolation)을 가능하게 하여, 예를 들어 테스트 결과의 예측을 가능하게 할 수 있다. 더욱이, 실질적으로 동일하게 유지되는 레벨은 기준 신호 레벨을 제공할 수 있으며, 다른 신호 레벨은 기준 신호 레벨에 대해 정확하고 신뢰 가능하게 비교될 수 있다.
지시된 바와 같이, 샘플의 인큐베이션은 표지된 복합체의 실질적으로 균질한 혼합물을 형성할 수 있다. 인큐베이션은 적어도 30초, 적어도 1분, 적어도 2분, 적어도 5분, 적어도 7분, 적어도 10분, 적어도 15분, 적어도 20분, 적어도 25분 또는 적어도 30분의 기간동안 수행될 수 있다.
인큐베이션은 완충 용액과 샘플을 혼합하는 것을 포함할 수 있다. 인큐베이션은 샘플을 용기의 내부에 침전시키는 것에 의해 수행될 수 있으며, 용기의 내부는 측방 유동 디바이스와 분리되어 있다. 샘플을 용기의 내부에 침전시키기 전에, 적어도 제1 이동성 포획제는 용기의 내부 표면에 위치될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 적어도 제1 이동성 포획제는 용기 내에서 샘플의 침전 전에, 후에 또는 동시에 패드와 같은 별도의 물품 상에 코팅되거나 그렇지 않으면 위치될 수 있다.
표지는 형광 표지일 수 있다. 형광 표지는 하나 이상의 양자점을 포함할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 금 나노 입자 또는 유색 라텍스 비드, 자성 입자, 탄소 나노 입자, 셀레늄 나노 입자, 은 나노 입자, 업컨버팅 인광체(up converting phosphor), 유기 형광단(organic fluorophore), 직물 염료, 효소, 리포좀(liposome) 등과 같은 다양한 다른 표지가 사용될 수 있다.
제1 및 제2 신호는 하나 이상의 검출기를 사용하여 제1 및 제2 테스트 구역에서 하나 이상의 물리적 파라미터를 모니터링하는 것에 의해 생성될 수 있다. 표지가 형광 표지, 염료 등인 경우에, 제1 및 제2 신호는 제1 및 제2 테스트 구역에서 변화하는 광의 세기를 검출하는 것에 의해 생성될 수 있다. 제1 및 제2 신호의 레벨은 예를 들어 제1 및 제2 테스트 구역에서 검출된 광의 레벨에 비례하거나 또는 반비례할 수 있다. 다른 예로서, 표지가 자성 입자인 경우에, 제1 및 제2 신호는 제1 및 제2 테스트 구역에서 변화하는 자기장 강도를 검출하는 것에 의해 생성될 수 있다. 제1 및 제2 신호의 레벨은 예를 들어 제1 및 제2 테스트 구역에서 검출된 자기장 강도에 비례하거나 또는 반비례할 수 있다.
본 명세서에서, "포함하다"라는 단어, 또는 "포함하는"과 같은 변형은 언급된 요소, 정수 또는 단계, 또는 요소, 정수 또는 단계의 그룹을 포함하지만 임의의 다른 요소, 정수 또는 단계 또는 요소, 정수 또는 단계의 그룹을 배제하지 않는 것이 이해될 것이다.
본 개시내용의 실시형태는 이제 첨부 도면을 참조하여 예로서 설명된다:
도 1은 본 개시내용의 실시형태에 따른 측방 유동 효력 검정의 사시도;
도 2는 본 개시내용의 실시형태에 따른, 샘플에 있는 적어도 제1 관심 피분석물에 대한 결정을 내리기 위한 방법의 특징을 나타내는 흐름도;
도 3a는 본 개시내용의 실시형태에 따라서 샘플을 수용하는 인큐베이션 용기의 사시도;
도 3b는 샘플이 일정 기간 동안 인큐베이션된, 도 3a의 인큐베이션 용기의 사시도;
도 3c는 도 1의 측방 유동 효력 검정에 대한, 인큐베이션 후의 샘플의 적용을 도시한 도면;
도 4는 피크 클리어런스 테스트 접근법(peak clearance testing approach)을 사용하여, 측방 유동 효력 검정의 제1 및 제2 테스트 구역에서 검출된 제1 및 제2 신호의 정규화된 신호 강도의 그래프;
도 5a는 디바이스에 대한 샘플의 적용 전에 샘플의 인큐베이션이 이어지는, 측방 유동 디바이스의 제1 및 제2 테스트 구역에서 검출된 제1 및 제2 신호의 신호 강도의 그래프(신호 강도의 단위는 광 검출기에 의한 광 세기 대 주파수 변환에 기초한 Hz이다);
도 5b는 도 5a의 그래프에 대응하지만, 본 개시내용의 실시형태에 따라서 제1 및 제2 신호가 정규화되고 시간 시프팅된 그래프;
도 6은 본 개시내용의 실시형태에 따라서, 샘플에 있는 적어도 제1 관심 피분석물에 대한 결정을 내리기 위한 방법의 특징을 나타내는 흐름도;
도 7은 본 개시내용의 하나의 실시형태에 따라서, 샘플에 있는 적어도 제1 관심 피분석물에 대한 결정을 내리기 위한 방법의 특징을 나타내는 다른 흐름도;
도 8은 본 개시내용의 실시형태에 따라서, 샘플에 있는 적어도 제1 관심 피분석물 및 제2 관심 피분석물에 대한 결정을 내리기 위한 방법의 특징을 나타내는 흐름도;
도 9는 본 발명의 실시형태에 따른 방법을 사용하여 계산되어 획득된 인플루엔자 B 피분석물 농도와 S값의 상관 관계를 나타내는 그래프;
도 10은 본 개시내용의 실시형태에 따른 방법을 사용하여 획득된 피분석물 정제된 CRP 항원 농도와 S값의 상관 관계를 나타내는 그래프;
도 11a 및 도 11b는 표적 피분석물이 각각 인플루엔자 A 항원 및 인플루엔자 B 항원인 경우에, 유착 방법(accretion method) 대 종래의 피크 클리어런스 방법의 성능을 나타내는 그래프;
도 12a 및 도 12b는 각각 교정/정규화 전후의 측방 유동 디바이스의 제1 및 제2 테스트 구역에서 검출된 제1 및 제2 신호의 신호 강도의 그래프;
도 13은 신호 피크 후의 조기 시점에서 정규화된, 측방 유동 디바이스의 제1 및 제2 테스트 구역에서 검출된 제1 및 제2 신호의 신호 강도의 그래프;
도 14는 정규화되었으며 약한 양성인 테스트를 나타내는, 측방 유동 디바이스의 제1 및 제2 테스트 구역에서 검출된 제1 및 제2 신호의 신호 강도의 그래프; 및
도 15는 예측을 통한 양성인 테스트 결과를 결정하기 위해 판독기에 의해 내려진 결정을 나타내는 흐름도.
신체로부터의 샘플에 있는 적어도 제1 관심 피분석물에 대한 결정을 내리기 위한 측방 유동 테스트를 수행하기 위한 장치 및 방법의 실시형태가 이제 설명된다. 적어도 제1 관심 피분석물에 대한 정량적 또는 반정량적 결정을 내리기 위한 장치 및 방법이 제공될 수 있다. 일부 실시형태에서, 적어도 제1 관심 피분석물에 대한 결정은 샘플이 채취되는 인간 또는 동물 신체의 의학적 상태에 대한 결정을 제공하거나 결정을 유도할 수 있다.
도 1은 본 개시내용의 실시형태에 따른 효력 검정(100)의 구성 요소의 예시를 제공하고, 도 2는 효력 검정을 사용할 수 있는 본 개시내용의 실시형태에 따른 방법에서 수행되는 특징부의 흐름도(200)를 제공한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 실시형태에서 효력 검정(100)의 측방 유동 디바이스(110)는 방수 지지체 층(1101) 상에 위치된, 일련의 흡착 패드재를 가지며, 패드재는 일반적으로 모세관 작용에 의해 디바이스(110)를 통한 샘플의 유동을 (대체로 지시된 바와 같이 좌측으로부터 우측으로) 안내한다. 흡착 패드재는, 모세관 작용에 의해 액체 샘플의 관통 유동을 허용하고 측방 유동 디바이스에서 사용하기에 적합한 것으로 공지된 임의의 재료로 형성될 수 있다. 이러한 재료는 상업적으로 이용 가능한 진단 테스트에 널리 사용되고 있으며 당업자에게 공지될 것이다.
도 2를 참조하면, 단계 201에서, 샘플은 샘플이 측방 유동 디바이스(110)의 수용 부분(111)으로부터 적어도 제1 테스트 구역(112a) 및 제2 테스트 구역(112b)으로 유동하도록 측방 유동 디바이스(110)의 수용 부분(111)에 적용된다. 추후에 유동 디바이스(110)는 유체 싱크(114)를 포함하며, 유체 싱크는 디바이스(110)에 있는 흡착 패드재를 통해 또는 흡착 패드재를 따라서 샘플을 흡인하도록 작용할 수 있다.
단계 202에서, 효력 검정 기간에 걸쳐서 제1 및 제2 테스트 구역(112a, 112b)에서의 제1 및 제2 신호의 레벨이 모니터링된다. 제1 관심 피분석물이 샘플에 존재하면, 제1 피분석물은 제1 및 제2 테스트 구역에 도달하기 전에 샘플에서 표지된다. 표지된 제1 피분석물이 샘플에 존재하면, 제1 및 제2 신호 중 적어도 하나의 레벨은 효력 검정 기간 동안 증가한다.
도 1을 다시 참조하면, 이러한 실시형태에서, 일정 기간에 걸쳐서 제1 및 제2 신호 레벨을 결정하기 위해 제1 및 제2 테스트 구역(112a, 112b)에서 제1 및 제2 신호를 모니터링하는 판독기(120)가 제공된다. 판독기(120)는 측방 유동 디바이스(110)와 조합하여 측방 유동 효력 검정(100)를 제공한다. 판독기(120)는 프로세서(123)와 함께, 인쇄 회로 기판(PCB)(124) 상에 장착된 제1 및 제2 광 검출기(121a, 121b)를 포함하는 전기 구성 요소를 포함한다. 제1 및 제2 광 검출기(121a, 121b)는 각각 제1 및 제2 테스트 구역(112a, 112b)에서의 광의 세기를 검출한다. 광은 예를 들어 제1 및 제2 테스트 구역(112a, 112b)에서 존재하는 검출 가능한 표지의 수 및 형태에 의존하여 제1 및 제2 테스트 구역(112a, 112b)에서 상이한 정도로 반사, 흡수 및/또는 방출될 수 있다. 제1 및 제2 신호의 레벨은 예를 들어, 제1 및 제2 테스트 구역(112a, 112b)에서 검출된 광의 레벨에 비례하거나 또는 반비례하는 값으로서 계산될 수 있다.
단계 203에서, 신호/신호 레벨의 처리는 예를 들어 판독기(120)에 의해 또는 보다 구체적으로 판독기의 프로세서(123)에 의해 수행된다. 예를 들어, 처리시에, 샘플의 전면이 수용 부분(111)으로부터 제1 및/또는 제2 테스트 구역(112a, 112b)에 도달하는 초기 시점 이전인, 제1 및 제2 신호의 기준선 레벨의 식별이 만들어진다. 기준선 레벨은 초기 시점 후에 교정된 제1 및 제2 신호 레벨을 획득하도록 제1 및 제2 신호 레벨로부터 감산될 수 있다. 기준선 레벨은 제1 및 제2 테스트 구역(112a, 112b)에서 제1 및 제2 신호에 대한 "건조 판독"을 나타낼 수 있다. 기준선 레벨은 그 테스트 구역에서 임의의 표지된 피분석물을 포함하는 샘플의 존재에 기인하지 않지 않는, 제1 및 제2 테스트 구역(112a, 112b)에서의 신호 레벨을 나타낼 수 있다. 제1 및 제2 신호 레벨로부터 기준선 레벨을 감산하는 것에 의해, 배경 노이즈가 제거될 수 있다. 바람직하게는, 제1 및 제2 기준선 레벨은 계산되어 각각 제1 및 제2 신호 레벨로부터 감산된다. 그럼에도 불구하고, 단일 기준선 레벨만이 계산되어 제1 및 제2 신호 레벨로부터 감산될 수 있는 것이 고려된다.
처리시에, 제1 및 제2 신호 레벨은 또한 정규화될 수 있다. 제1 및 제2 신호 레벨은, 예를 들어, 샘플이 제1 및 제2 테스트 구역에 도달하고 초기 신호 레벨 피크를 제공할 때, 또는 샘플이 제1 및 제2 테스트 구역에 도달할 때 초기 신호 레벨 피크 후에 그 신호 레벨에 기초하여 정규화될 수 있다. 제1 및 제2 신호의 각각에 대한 초기 피크는 실질적으로 초기 시점에 또는 초기 시점 직후일 수 있다. 정규화는 제1 및 제2 신호에 대한 초기 피크의 레벨이 매칭되도록 할 수 있다. 이러한 정규화의 하나의 예는 도 5a 및 도 5b의 그래프를 참조하여 아래에서 더 논의된다. 대안적으로, 정규화는 제1 및 제2 신호에 대한 레벨이 초기 피크 후의 일정 시간, 예를 들어 초기 피크 후 30초 내지 5분과 같은 비교적 이른 시간에 매칭되도록 할 수 있다. 이것의 예가 도 13에 도시되어 있으며, 여기에서, 제1 및 제2 신호는 영역(A)에 의해 식별된 시간 기간에서 정규화되었다.
단계 204에서, 초기 시점 후에 효력 검정 기간 동안 일정 기간에 걸쳐서 처리된 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화는 예를 들어 판독기(120)의 프로세서(123)에 의해 모니터링된다. 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화의 모니터링은 상기 기간에 걸쳐서 제1 및 제2 신호 레벨의 차이에서의 변화를 모니터링하는 것을 포함할 수 있다. 신호 레벨 사이의 차이는 제1 및 제2 레벨 중 다른 하나로부터 제1 및 제2 신호 레벨 중 하나를 감산하는 것에 의해, 또는 제1 및 제2 신호 레벨의 비율을 결정하는 것에 의해 계산될 수 있다. 신호 레벨 사이의 차이는 단지 하나의 시점, 예를 들어 테스트의 단일 종료 시점에서(예를 들어, 효력 검정 기간 종료 시에) 또는 상이한 시점 동안, 예를 들어, 효력 검정 기간 동안 2개 이상의 시점에서 계산될 수 있다. 임의의 시점에서 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 차이는 델타(Δ) 값 또는 비율 값(R)을 제공할 수 있다. 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화의 모니터링은 효력 검정 기간 동안 상기 기간에 걸쳐서 델타(Δ) 값 또는 비율 값(R)의 변화(예를 들어, 진화)를 모니터링하는 것을 포함할 수 있다. 델타 또는 비율 값의 변화는 일부 실시형태에서 정량화될 수 있다. 그러나, 그럼에도 불구하고, 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화를 정량화하는 대안적인 접근법은 테스트 값 등을 획득하도록 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 신호 레벨 라인의 진행을 나타내는 라인의 기울기가 계산될 수 있다. 제1 및 제2 신호 레벨 라인 사이의 상대 기울기에서의 변화가 계산될 수 있다. 처리된 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화가 일정 기간에 걸쳐서 어떻게 모니터링되는지의 하나의 예는 도 5a 및 도 5b의 그래프를 참조하여 아래에서 다시 논의된다.
이러한 실시형태에서, 측방 유동 디바이스(110)의 수용 부분(111)으로의 적용 전에, 샘플은 샘플에 존재하는 임의의 제1 관심 피분석물을 표지하도록 인큐베이션된다. 표지화는 검출 가능한 표지를 포함하는 적어도 제1 이동성 포획제와 함께 샘플을 인큐베이션하는 것에 의해 수행될 수 있다. 인큐베이션 동안, 제1 이동성 포획제는 샘플에 존재하면 복수의 제1 표지된 복합체를 형성하도록 제1 관심 피분석물에 특이적으로 결합될 수 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 하나의 실시형태에 따른 인큐베이션 프로세스에서, 샘플(101)은 용기(102)의 내부 내로 침전된다. 샘플(101)의 유동성을 증가시키기 위해, 완충 용액(103)이 또한 용기(102)에 침전될 수 있다. 완충 용액(103)은 완충 용액(103)이 샘플(101)과 혼합되도록 용기(102)에서의 샘플(101)의 침전 전 또는 후에 또는 이와 동시에 침전될 수 있다. 이러한 실시형태에서, 적어도 제1 이동성 포획제(104)는 샘플의 수령 전에 용기(102) 내부의 내부 표면에 코팅된다. 대안적인 실시형태에서, 제1 이동성 포획제(104)는 패드와 같은 별도의 물품 상에 코팅되거나 그렇지 않으면 위치될 수 있고, 용기에서의 샘플의 침전 전, 후 또는 이와 동시에 용기에 위치될 수 있다.
용기(102)에서 침전될 때, 샘플(101), 완충 용액(103), 및 존재하면 제1 이동성 포획제(104)는 도 3b에서 대체로 나타낸 바와 같이 샘플 혼합물(105)을 형성할 수 있다. 샘플 혼합물(105)에서, 샘플에 존재하면 제1 관심 피분석물로의 제1 이동성 포획제의 결합이 일어난다.
도 3b에서 타이머(106)에 의해 표시되는 바와 같이, 인큐베이션은 제1 표지된 복합체의 균질한 혼합물이 혼합물에서 형성되도록 하기에 충분한 기간과 같은 특정 기간 동안 일어날 수 있다. 예를 들어, 인큐베이션은 적어도 30초, 적어도 1분, 적어도 2분, 적어도 5분, 적어도 7분, 적어도 10분, 적어도 15분, 적어도 20분, 적어도 25분 또는 적어도 30분 등 동안 수행될 수 있다. 인큐베이션 후에, 샘플은 대체로 도 3c에 도시된 바와 같이 테스트 디바이스의 수용 부분에 적용될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c에서의 용기가 측방 유동 효력 검정/측방 유동 디바이스(110)와 별개의 물품이지만, 대안적인 실시형태에서는 측방 유동 디바이스와 조합될 수 있다. 예를 들어, 용기는 측방 유동 디바이스에 부착될 수 있다. 측방 유동 디바이스에 부착된 동안, 용기는 그 내용물이 측방 유동 디바이스로부터 유체적으로 격리되는 제1 상태로부터 그 내용물이 측방 유동 디바이스에 유체적으로 연결된 제2 상태로 이행 가능하다. 인큐베이션은 용기가 제1 상태에 있는 동안 일어날 수 있고, 그런 다음, 제2 상태로 이행될 때, 내용물(예를 들어, 샘플 혼합물)은 측방 유동 디바이스의 수용 부분 상으로 자동적으로 이동될 수 있다. 본 개시내용의 실시형태에서, 용기는 액체를 유지하는데 적합한 임의의 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 용기는 컵, 튜브, 흡착 패드, 점적기 등으로서 구성될 수 있다.
측방 유동 디바이스(110)의 수용 부분(111)에 적용하기 전에 샘플 혼합물을 인큐베이션하는 것에 의해, 측방 유동 디바이스(110)는 샘플을 표지하기 위한 어떠한 공액 방출 패드도 없을 수 있다. 측방 유동 프로세스 전에 샘플의 인큐베이션은 다음에 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이 샘플이 제1 및 제2 테스트 구역에 도달하기 전에 샘플에서의 표지의 분포에서의 균질성을 제공하는 것에 의해 유익할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 대안적인 실시형태에서, 샘플이 제1 및 제2 테스트 구역에 도달하기 전에, 테스트 디바이스의 일부로서 공액 방출 패드의 사용 등을 통하는 것을 포함하는, 샘플 준비에 대한 다른 접근 방식이 이용될 수 있다.
이러한 실시형태에서, 제1 및 제2 테스트 구역(112a, 112b) 중 하나는 복수의 제1 표지된 복합체를 고정시키도록 구성되고, 제1 및 제2 테스트 구역(112a, 112b) 중 다른 하나는 제1 표지된 복합체를 고정시키지 않도록(또는 적어도 감소된 고정 능력을 가지도록) 구성된다. 샘플이 제1 및 제2 테스트 구역(112a, 112b)의 각각으로 이동할 때, 샘플에 존재하는 임의의 제1 표지된 복합체는 제1 및 제2 테스트 구역(112a, 112b)에서 제1 및 제2 신호에서의 증가를 제공한다. 제1 및 제2 신호는 일반적으로 임의의 순간에 제1 및 제2 테스트 구역에서 제1 표지된 복합체의 레벨을 각각 나타낸다.
제1 및 제2 테스트 구역(112a, 112) 중 어느 하나가 복수의 제1 표지된 복합체를 고정시키도록 구성될 수 있지만, 이러한 실시형태에서, 제2 테스트 구역(112b)이 복수의 제1 표지된 복합체를 고정시키도록 구성된다. 복수의 제1 표지된 복합체를 고정시키도록, 제2 테스트 구역(112b)은 제1 표지된 복합체에 특이적으로 결합될 수 있는 제1 고정된 포획제를 포함한다. 이러한 실시형태에서, 제1 테스트 구역(112a)은 제1 표지된 복합체에 특이적으로 결합될 수 있는 포획제를 거의 또는 전혀 포함하지 않음에 따라서 어떠한 제1 표지된 복합체도 고정시키지 않는다. 실제로, 이러한 실시형태에서, 제1 테스트 구역(112a)은 테스트 디바이스(110)의 바로 인접한 부분으로부터 실질적으로 식별되지 않는다.
본 실시형태에서, 표지는 하나 이상의 형광 양자점을 포함하는 형광 표지과 같은 형광 표지가다. 형광 표지는 광 검출기(121a, 121b)에 의해 검출 가능한 하나 이상의 특정 파장으로 형광을 발하도록 구성된다. 형광 표지는 형광을 발하도록 유발되며, 그러므로 입사되는 여기 광 신호에 의해 여기될 때 방출 광 신호를 방출한다. 이러한 실시형태에서, 여기 광은 제1 및 제2 LED(122a, 122b)와 같은 제1 및 제2 방출 광원에 의해 제공된다. 본 실시형태에서 형광 표지를 사용하는 것에 의해, 제1 및 제2 신호의 레벨은 광 검출기에 의해 제1 및 제2 테스트 구역에서 검출된 방출 광의 레벨에 직접 비례할 수 있다. 도파관 및/또는 광학 필터는 테스트 구역(112a, 112b)과 광 검출기 및/또는 LED 사이에 위치될 수 있다. 대안적인 실시형태에서, 단일 광 검출기는 예를 들어 시간 다중화 신호로서 제1 및 제2 신호를 획득하도록 제1 및 제2 테스트 구역에서 방출 광을 모니터링하는데 사용될 수 있다.
이러한 또는 임의의 다른 실시형태의 판독기(120)는 예를 들어 적어도 측방 유동 디바이스(110)의 테스트 부분(112)과 조합하여 공통 하우징에 위치되는 것에 의해 측방 유동 디바이스(110)와 적어도 부분적으로 통합될 수 있다. 하우징은 그렇지 않으면 광 검출기에 의해 검출될 수 있는 임의의 주변 광을 최소화할 수 있다. 대안적으로, 판독기의 전부 또는 일부는 측방 유동 디바이스에 연결 가능한 별도의 디바이스에 위치될 수 있다. 별도의 디바이스는 전자적 베이스 유닛일 수 있다. 전자적 베이스 유닛은 판독기의 구성 요소가 베이스 유닛에 위치되든지 또는 다른 곳에 위치되든지 판독기의 구성 요소에 전력을 제공할 수 있다. 전자적 베이스 유닛은 측방 유동 디바이스를 수용하기 위한 포트를 포함할 수 있다. 테스트 결과는 판독기 및/또는 별도의 디바이스의 일부를 형성하는 디스플레이 상에 제시될 수 있다.
형광 표지를 이용하는 것에 의해, 감도 이득(sensitivity gain)은 금 나노 입자(콜로이드질 금)와 같은 효력 검정에서 보다 일반적으로 전개된 표지를 이용하여 달성될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 금 나노 입자, 또는 유색 라텍스 비드, 자성 입자, 탄소 나노 입자, 셀레늄 나노 입자, 은 나노 입자, 업컨버팅 인광체, 유기 형광단, 직물 염료, 효소, 리포좀 등과 같은 다양한 다른 표지가 또한 본 개시내용의 실시형태에서 사용될 수 있다.
제1 및 제2 신호 레벨의 예시적인 거동, 제1 및 제2 신호 레벨의 처리, 및 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화의 모니터링은 이제 도 4, 도 5a 및 도 5b의 그래프를 참조하여 설명된다.
도 4는 측방 유동 효력 검정의 제1 및 제2 테스트 구역에서 검출된 정규화된 제1 및 제2 신호에 대한 신호 강도의 그래프를 제공한다. 이 예에서, 측방 유동 디바이스로의 적용 전에, 제1 관심 피분석물을 함유하는 샘플의 인큐베이션이 없었다. 대신에, 형광 표지를 포함하는 건조된(dessicated) 제1 이동성 포획제를 포함하는 공액 방출 패드는 샘플이 공액 방출 패드를 통해 세척될 때에만 일어나는 제1 표지된 복합체를 형성하도록 제1 관심 피분석물에 고정 가능한 포획제의 결합과 함께, 측방 유동 디바이스의 일부로서 제공된다.
이러한 "피크 클리어런스" 방법에서, 샘플의 침전 후에 건조된 시약의 신속한 재수화 및 방출은 유체 전면의 선단 가장자리에서 고농도의 표지된 복합체를 생성한다. 제1 및 제2 테스트 구역에서 각각 검출된 제1 및 제2 신호(T1c, T2c)의 강도를 나타내는 도 4에 도시된 바와 같이, 고농도의 선단 가장자리는 측방 유동 프로세스의 모니터링의 개시 직후의 크고 날카로운 신호 피크에 의해 나타난다. 피크는, 제1 표지된 복합체의 고정이 일어나는 제2 테스트 구역에서 검출된 제2 신호(T2c), 및 고정화가 일어나지 않고 제1 표지된 복합체가 제1 구역을 통해 간단히 세척되는 제1 테스트 구역에서 검출된 제1 신호(T1c) 모두에 대해 일어난다. 제2 테스트 구역에서, 고농도의 선단 가장자리가 통과한 후에, 제2 신호(T2c)의 레벨은 강하하고, 그런 다음 효력 검정이 진행되고 더 많은 표지된 복합체가 고정됨에 따라서 증가한다. 제1 테스트 구역에서 제1 신호(T1c)의 레벨은 표지 복합체가 거의 본래의 기준선 또는 초기 '건조' 신호 레벨에 접근하여 깨끗해짐에 따라서 강하한다.
도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 강력한 '양성인' 테스트의 이러한 예에서도, 시간에 경과에 따른 제1 레벨과 제2 레벨 모두에서의 변화는 비교적 고르지 않다. 더욱이, 초기 건조 신호 레벨에 근접하여 강하하는 것에 의해, 제1 신호는 제2 신호가 이에 대해 일관되게 비교될 수 있는 더욱 약한 신호를 제공한다. 그러므로, 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같은 "피크 클리어런스" 방법은 본 개시내용의 실시형태에서 이용될 수 있지만, 일부 실시형태에서, 측방 유동 테스트 디바이스로의 적용 전에 샘플을 인큐베이션하는 것이 바람직할 수 있다.
도 5a는 샘플이 측방 유동 테스트 디바이스로의 적용 전에 인큐베이션된 본 개시내용의 실시형태에 따른 측방 유동 디바이스의 제1 및 제2 테스트 구역에서 검출된 제1 및 제2 신호(T1, T2)에 대한 신호 강도의 그래프를 제공한다. 도 5a는 코 샘플(nasal sample)에 기초하여 획득되었으며, 샘플은 인플루엔자 바이러스에 대해 분석되고 양성으로 테스트되었다. 측방 유동 디바이스로의 적용 전에, 제1 관심 피분석물을 함유하는 샘플은 완충 용액 및 형광 표지를 포함하는 이동성 포획제와 함께 약 1분 동안 인큐베이션되었다. 지시된 바와 같이, 이러한 접근법과 도 4를 참조하여 전술한 종래의 피크 클리어런스 접근법 사이의 근본적인 차이는 테스트 디바이스 자체의 방출 패드로부터 상류측 인큐베이션 용기로 피분석물-특이적 표지된 포획제의 재배치이다. 이러한 것은 측방 유동 디바이스로의 적용 전에 제1 표지된 복합체의 균질한 분포를 갖는 샘플 혼합물을 형성하도록 샘플과 포획제의 예비 혼합 및 예비 인큐베이션을 가능하게 한다.
제1 테스트 구역에서, 표지된 복합체의 고정화가 일어나지 않는다. 그러나, 도 5a로부터 알 수 있는 바와 같이, 일관된 기준 신호(T1)는 여전히 테스트의 전체 지속 기간 동안 존재한다. 이러한 것은 인큐베이션된 샘플 혼합물이 제1 테스트 구역을 통해 이동할 때 이러한 것의 균질성에 기인한다. 제2 테스트 구역에서, 제1 표지된 복합체가 제2 테스트 구역에 고정됨에 따라서, 기준 신호(T1)보다 높은 제2 신호(T2)의 강도의 점진적인 축적이 존재한다. 제1 표지된 복합체의 이러한 "유착(accretion)"은 실질적으로 선형이다.
그러므로, 이러한 "유착 방법(accretion method)" 예에서, 본 개시내용에 따르면, 제1 신호(T1)는 제2 신호(T2)가 이에 대해 보다 정확하게 비교될 수 있는 기준을 제공할 수 있다. 비교는 적어도 샘플의 전면이 제1 및 제2 테스트 구역에 도달한 초기 시점 후의 기간에 만들어질 수 있다. 일부 실시형태에서, 비교는 적어도 제1 시점 및 제2 시점에서 만들어질 수 있다. 적어도 기준 신호에 대해 2개의 상이한 시점에서의 비교에 의해, 제2 테스트 구역에서 제1 표지된 복합체의 유착의 정도는 보다 정확하게 모니터링될 수 있다.
일반적으로, 도 5a는 이동된 포획제와 함께 샘플의 인큐베이션 후에, 테스트 구역 중 하나(이 예에서 제2 테스트 구역)에서 표지된 복합체의 실질적으로 선형 유착이 있다는 것을 나타낸다. 결과의 선형성은 표지된 복합체가 전체 테스트 기간 동안(이 예에서 20분의 지속 기간) 테스트 구역과 일관되게 상호 작용할 수 있음에 따라서 배경 신호로부터 양성(낮은 양성을 포함하는)을 구별하도록 테스트 구역 내내 표지된 복합체의 완전한 제거를 필요로 하지 않는다는 것을 나타낸다. 유체를 구동하는 모세관 힘이 점진적으로 감소하여, 입자가 테스트 구역에서 상호 작용하고 신호를 발생시키도록 더욱 긴 시간을 제공한다. 결과의 선형성은 테스트 값, 예를 들어 아래에 더욱 상세하게 논의되는 바와 같이, 관심 피분석물을 정량적으로 분석하는데 사용될 수 있는 "S값" 또는 라인 기울기 값의 도출을 가능하게 한다.
도 6의 흐름도를 참조하면, 본 개시내용의 실시형태에서, 다음의 특징이 수행될 수 있다: 단계 501에서, 제1 시점에서 신호 레벨 차이(Δi)를 획득하도록 제1 시점에서 제1 및 제2 신호 레벨을 비교하고, 단계 502에서, 제2 시점에서 신호 레벨 차이(Δf)를 획득하도록 제2 시점에서 제1 및 제2 신호 레벨을 비교하고, 단계 503에서, 제2 시점에서 신호 레벨 차이(Δf)과 제1 시점에서의 신호 레벨 차이(Δi)를 비교한다. 신호 레벨 차이의 비교는 예를 들어 본 명세서에서 "S값"으로서 지칭되는 테스트 값을 생성할 수 있다. 샘플이 채취되는 인간 또는 동물 신체의 의학적 상태에 대한 결정은 테스트 값 또는 S값이 하나 이상의 임계값보다 높은지 낮은지의 여부에 기초할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 테스트 값 또는 "S값"은 다른 방식으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 델타 값을 획득하도록 감산에 의해 신호 레벨을 비교하는 대신에, 제1 및 제2 신호 레벨의 비율은 상이한 시점에 대해 획득될 수 있고, 그 비율이 비교될 수 있다. 더욱이, S값은 반드시 다수의 시점에서의 신호 레벨 차이에 기초할 필요는 없다. 예를 들어, 신호 레벨 차이는 테스트의 종료 시점에서만 계산될 수 있다.
상기 논의에 따르면, 제1 및 제2 신호의 비교를 수행하기 전에, 제1 및 제2 신호는 각각의 테스트 구역에서 미광(stray light) 및/또는 비대칭 효율을 설명하기 위해 정규화될 수 있다. 미광은 광 검출기(들)에 '누출'되는 여기 LED(excitation LED) 또는 주변 광으로 인하여 발생하여, 샘플/형광 표지의 존재와 관계없이 일정한 배경 신호를 발생시킬 수 있다. 더욱이, 광학 구성 요소의 작은 오정렬, 허용 오차 더미(tolerance stacks) 또는 변형이 비대칭 효율로 이어질 수 있다. 이러한 점에서, 어느 하나의 테스트 구역으로부터의 형광 방출의 절대 측정은 테스트 구역 중 어느 하나에 고정되거나 존재하는 실제 형광 표지의 수를 반드시 나타내는 것은 아니다. 본 개시내용에서, 정규화는 제1 및 제2 테스트 구역 사이의 불균형을 보정하도록 사용될 수 있다. 정규화 절차 전에 또는 그 일부로서, 제1 및 제2 신호 레벨이 교정될 수 있다. 교정 시에, 제1 및 제2 테스트 구역에서의 미가공 측정값(T1, T2)은 미광 또는 비대칭으로 초래되는 건조 판독 측정값(T1dry, T2dry)에 대해 보정된다. 그러므로, 이러한 보정에 기초하여, 건조 측정값은 모두 0으로 감소될 수 있다. 더욱이, 정규화 절차에서, 건조 판독 측정값에 기초하여 보정된 바와 같이 공액 파면(conjugate wavefront)에서의 신호 레벨, 예를 들어 피크 신호 레벨(T1peak, T2peak)은 1, 100 또는 다른 바람직한 수로 정규화된다.
제1 및 제2 신호 레벨(T1, T2)을 교정 및 정규화시키는 중요성은 도 12a 및 도 12b를 참조하여 더욱 강조된다. 도 12a는 상당히 다른 건조 판독 측정값, 그러므로 신호 레벨을 갖는 제1 및 제2 신호 레벨(T1, T2)(이 예에서 음성링 샘플을 위한)의 예를 제공한다. 도 12b는 교정 및 정규화된 건조 판독 측정값을 예시한다.
교정 및 정규화 단계는 T1과 T2 사이의 신호 레벨(강도)의 차이를 나타내는 파라미터 델타(Δ) 또는 비율 값(R)의 시간 진화의 보다 정확한 모니터링을 가능하게 할 수 있다. 초기 시점 후의 적어도 하나의 시점에서, 때때로 적어도 2개 이상의 시점에서 파라미터 델타 또는 비율 값을 측정하는 것에 의해, 피크후 위상(post-peak phase)에서의 발산과 어느 하나의 테스트 라인에서의 형광 표지의 축적과의 상관 관계, 그러므로 샘플에 존재하는 제1 피분석물의 레벨이 만들어질 수 있다. 테스트 구역에서 표지된 복합체의 축적은 단일 시점에서만, 예를 들어 효력 검정의 종료 시간(tend)(예를 들어, 공액 파면의 도달로부터 6분)에서 파라미터 델타/비율 값을 결정하는 것에 의해 추론될 수 있는 것으로 인식된다. 그러나, 적어도 제1 및 제2 시점에서 델타/비율 값의 시간-진화를 모니터링하는 것에 의해(예를 들어, 3분 및 6분에서 이를 비교하는 것에 의해), 이점이 달성될 수 있다. 비교는 예를 들어, 테스트 라인에서 형광 세기의 동시 드리프트(예를 들어, 비특이적 결합)를 보상하는 것을 도울 수 있다. 아울러, 이러한 것은 효력 검정의 동적 범위의 확장(예를 들어, 피분석물 농도의 수십개에 걸친 선형 반응)을 가능하게 할 수 있다. 더욱이, 이러한 것은 최종 결과의 예측을 가능하게 할 수 있으며, 테스트 결과는 이에 기초하여 양성인 것으로 간주될 수 있다.
일반적으로, 제1 및 제2 신호의 비교는 하나 이상의 시점에 대해 초기 시점 후 적어도 10초, 적어도 20초, 적어도 30초, 적어도 1분, 적어도 2분, 적어도 3분, 적어도 4분, 적어도 5분, 적어도 6분, 적어도 8분 또는 적어도 10분 등에 일어날 수 있다. 적어도 제1 및 제2 시점에서 비교될 때, 제1 시점은 초기 시점 후 적어도 10초, 적어도 20초, 적어도 30초, 적어도 1분, 적어도 2분, 적어도 3분, 적어도 4분, 적어도 5분, 적어도 6분, 적어도 8분 또는 적어도 10분 등일 수 있다. 또한, 제2 시점은 제1 시점 이후일 수 있으며, 초기 시점 후 적어도 20초, 적어도 30초, 적어도 1분, 적어도 2분, 적어도 3분, 적어도 4분, 적어도 5분, 적어도 6분, 적어도 8분 또는 적어도 10분 등일 수 있다. 또한 제2 시점은 제1 시점 후 적어도 10초, 적어도 20초, 적어도 30초, 적어도 1분, 적어도 2분, 적어도 3분, 적어도 4분, 적어도 5분, 적어도 6분 등일 수 있다.
일반적으로, 초기 시점 후의 하나 이상의 시점 또는 초기 시점 이후의 특정 시점(예를 들어, 3분 또는 6분) 동안 또는 시점에서 신호의 판독값 또는 비교에 대한 본 명세서에서의 언급이 (아래에 설명된 바와 같이 시간 지연을 설명하도록 시간 시프팅을 조건으로) 그 시점에 존재하는 함에 따라서 신호의 판독값 또는 비교를 나타내도록 의도된다는 것이 이해될 것이다. 실제 비교는 실질적으로 실시간으로 또는 추후에, 예를 들어 신호 데이터 세트가 전체 효력 검정 기간 동안 획득된 후에 수행될 수 있다.
제1 및 제2 테스트 구역에서의 미광 및 비대칭 효율을 설명하는 것에 추가하여 파라미터 델타 또는 비율 값의 계산은 다른 테스트 구역의 다른 하나와 비교하여 테스트 구역 중 하나에 도달하기 전에 테스트 스트립 상으로 더욱 이동해야 하는 샘플을 고려할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 디바이스(110)에서, 샘플은 제1 테스트 구역(112a)과 비교하여 제2 테스트 구역(112b)에 도달하기 위해 더욱 이동해야 할 것이다. 따라서, 파라미터 델타 또는 비율 값을 계산하기 전에, T1 및 T2 신호는 제1 및 제2 테스트 구역의 다른 위치에 의해 유발되는 시간 지연(tΔ)을 보상하도록 정렬될 수 있다. 시간 지연은 일정 기간에 걸쳐서 증가할 수 있다.
제1 및 제2 신호(T1, T2)의 교정 및 정규화, 시간 지연(tΔ)에 대한 보정, 및 파라미터 델타(Δ)의 시간-진화의 모니터링을 위한 예시적인 프로세스가 이제 도 7의 흐름도를 참조하여 보다 상세하게 설명된다. 프로세스는 다수의 시점에서 신호 강도 판독값을 나타내는 N개의 데이터 요소의 어레이로서, 각각의 제1 및 제2 데이터 채널에 걸쳐서 판독기에 의해 획득되는 제1 및 제2 신호에 기초하며, 여기에서, i-번째 데이터 요소는 각각 2개의 채널에 대해 T1(i) 및 T2(i)로서 참조된다. 데이터 요소는 판독기에 위치될 수 있는 메모리 디바이스에 저장될 수 있고, 프로세스는 판독기의 프로세서에 의해 수행될 수 있다.
단계 601에서, T1 채널을 위한 다수의 건조 판독값의 평균은 T1dry를 획득하도록 계산된다.
유사하게, 단계 602에서, T2 채널을 위한 다수의 건조 판독값의 평균은 T2dry를 획득하도록 계산된다.
단계 603에서, T1 채널로부터의 판독값에서의 제1 피크는 T1peak를 획득하도록 T1dry에 대한 신호 강도에서의 임계치 증가보다 큰 것으로서, 예를 들어 ≥ 20% 증가로서 검출된다. 입자 방출 지연에 의해 유발되는 임의의 2차 피크는 폐기할 수 있다.
유사하게, 단계 604에서, T2 채널로부터의 판독값에서의 제1 피크는 T2peak를 획득하도록 T2dry에 대한 신호 강도에서의 임계치 증가보다 큰 것으로서, 예를 들어 ≥ 20% 증가한 것으로서 검출된다. 다시, 입자 방출 지연에 의해 유발되는 임의의 2차 피크는 폐기될 수 있다.
T1dry, T2dry, T1peak 및 T2peak의 예시적인 그래픽 예시가 도 5a에 제공된다.
단계 605에서, T1peak와 T2peak 사이의 판독 요소의 수(tΔ)가 검출되고, 이러한 수에 기초하여, T1과 T2의 판독 요소가 정렬된다. 이러한 정렬은 테스트 스트립 상의 제1 및 제2 테스트 구역의 다른 위치에 의해 유발되는 T1 및 T2 채널 사이의 시간 지연을 설명한다. 테스트 디바이스에서 사용된 물질 및 샘플의 점도에 특정될 수 있는 시간 지연 계수(n)의 사용을 통하여, 정렬은 전체 효력 검정 기간에 걸쳐서 T1 및 T2 판독 요소의 동적 정렬을 제공할 수 있다. 이러한 것은 아래의 수학식 1a로 표현되며, 이는 제2 테스트 구역이 제1 테스트 구역보다 샘플 수용 부분으로부터 더 멀리 있다고 가정한다. 계수(n)는 예를 들어 대략 2와 같이 1 이외의 숫자일 수 있다.
T2(i) = T2(i - ntΔ) 수학식 1a
그러나, 대안적인 실시형태에서, T1 및 T2 채널의 고정된 시간 시프팅이 사용될 수 있다. 이러한 것은 아래의 수학식 1b로 표현되며, 여기에서, N은 정수이며, 제2 테스트 구역이 제1 테스트 구역보다 샘플 수용 부분으로부터 더 멀리 있다고 다시 가정한다.
T2(i) = T2(i - N) 수학식 1b
단계 606에서, 임의의 판독 요소(j)에 대한 신호 강도의 평균이 T1av를 획득하도록 획득된다. 평균화는 예를 들어 다수의 선행 판독 요소에 대한 신호 강도를 고려할 수 있다.
유사하게, 단계 607에서, 임의의 판독 요소(j)에 대한 평균 신호 강도는 T2av를 획득하도록 획득된다. 평균화는 예를 들어 다수의 선행 판독 요소에 대한 신호 강도를 고려할 수 있다.
T1av, T2av의 예시적인 그래픽 예시는 도 5a에 제공되며, 평균화는 적어도 제1 시점(t1) 및 제2 시점(t2)에서, 일부 실시형태에서 초기 시점 이후의 모든 판독 요소에 대해 수행된다.
단계 608에서, T1av 값에 대한 교정 및 정규화는 T1norm을 획득하기 위해 수행된다. 정규화 절차에서, T1av 값은 T1av 값과 피크 값(T1peak) 모두로부터 건조 판독 측정값(T1dry)의 감산 후에 1 또는 100과 같은 정규화 값으로 조정된 T1peak에 기초하여 정규화된다.
단계 609에서, T2av 값에 대한 교정 및 정규화는 T2norm을 획득하도록 수행된다. 정규화 절차에서, T2av 값은 T2av 값과 피크 값(T2peak) 모두로부터 건조 판독 측정값(T2dry)을 감산한 후에 T1av를 위해 사용된 것과 동일한 정규화 값(예를 들어, 1 또는 100)으로 조정된 T2peak에 기초하여 정규화된다.
T1norm 및 T2norm의 예시적인 그래픽 예시가 도 5b에 제공된다. 도 5b를 도 5a와 비교하는 것에 의해 알 수 있는 바와 같이, 도 5b에서의 T1 및 T2 신호는 시간 지연을 설명하기 위해 시간 시프팅되고, T1peak 및 T2peak 값의 매칭에 기초하여 정규화되었다.
단계 610에서, 델타 값(Δi)은 T1에서의 공액 전면(conjugate front)의 검출로부터(즉, 초기 시점으로부터) 제1 시점(t = t1 분)에서 계산된다. t1은 예를 들어 3 분일 수 있다. 이러한 델타 값은 제1 시점에서 T1 및 T2 채널 사이의 신호 강도에서의 발산을 나타낸다. 임의의 테스트 구역에서 제1 표지된 복합체의 고정화가 거의 없거나 전혀 없는 음성인 테스트에서, 델타 값(Δi)은 매우 낮거나 0인 것으로 예상될 것이다. 테스트 구역 중 하나에서 제1 표지된 복합체의 고정이 있지만 다른 테스트 구역에서는 그렇지 않은 양성인 테스트에서, 델타 값(Δi)은 도 5b에 나타낸 바와 같이 비교적 상당한 것으로 예상될 것이다.
단계 611에서, 델타 값(Δf)은 T1에서의 공액 전면의 검출로부터 제2 시점(t = t2 분)에서 계산된다. t2은 예를 들어 6분일 수 있다. 이러한 델타 값은 제2 시점에서 T1과 T2 채널 사이의 신호 강도의 차이를 나타낸다. 임의의 테스트 구역에서 제1 표지된 복합체의 고정화가 거의 없거나 전혀 없는 음성인 테스트에서, 델타 값(Δf)은 매우 낮거나 0 인 것으로 예상될 것이다. 테스트 구역 중 하나에서 제1 표지된 복합체의 고정이 있지만 다른 테스트 구역에서는 그렇지 않은 양성인 테스트에서, 델타 값(Δf)이 도 5b에 나타낸 바와 같이 비교적 상당하고 델타 값(Δi) 이상 증가될 것으로 예상될 것이다.
단계 612에서, S값은 Δi 및 Δf를 비교하는 것에 의해 계산된다. S값의 계산은 아래의 수학식 2로 나타난다.
S = Δf - Δi 수학식 2
S값과 같은 테스트 값(예를 들어, 제1 및 제2 테스트 구역 중 어느 것이 관심 피분석물을 고정시키기 위해 의존하는 양 또는 음일 수 있는)은 샘플이 채취된 인간 또는 동물 신체의 의학적 상태에 대한 결정을 내리기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, S값이 공칭 임계 범위 내에 있으면, 의학적 상태의 결정은 음성인 테스트 결과(예를 들어, "인플루엔자 없음")가 할당될 수 있다. 임계값을 초과하는 S값(정상 범위의 하한보다 낮거나 또는 정상 범위의 상한보다 높은지에 관계없이)은 양성인 테스트로서 할당될 수 있다.
도 4에서 예시된 종래의 "피크 클리어런스" 접근법의 고유한 가변성을 제거하는 것에 의해, 예를 들어, 도 5a 및 도 5b에 예시된 본 개시내용의 "유착 방법"은 높은 재현성을 산출할 수 있다. 따라서, 테스트 값(예를 들어, S값)이 샘플에서의 특정 표적 피분석물 농도와 확실하게 상관될 수 있는 경우에, 교정 곡선 또는 룩업 테이블은 각각의 표적 피분석물에 대해 전개될 수 있다. 도 9는 다수의 테스트 샘플에 대해, 본 개시내용의 실시형태에 따른 유착 방법을 사용하여 계산된 피분석물 농도와 S값의 상관 관계를 나타내는 그래프를 제공한다. 각각의 샘플에는 상이한 양의 재조합 인플루엔자 B 핵단백질이 첨가되었다. 데이터는 S값이 대략 2 로그의 동적 범위에 걸쳐서 선형 반응으로, 피분석물 농도와 상관한다는 것을 나타낸다. 측정은 CV < 10%(n = 6 독립적 반복)로 고도로 재현 가능하다. 측정의 CV의 선형 반응 및 작은 값은 S값의 검사를 통해 샘플에서의 항원 농도의 추정을 가능하게 한다(예를 들어, S = -20의 값은 대략 20 ng/㎖의 인플루엔자 B 핵단백질에 대응한다). 선형 반응은 형광 표지(0.1 ng/㎖) 또는 금 입자(5 ng/㎖)를 사용하는 종래의 테스트와 비교하여 본 유착 방법(예를 들어, 0.05 ng/㎖)을 사용하여 상당히 낮은 검출 한계(LoD)를 제공할 수 있다.
역가(titre)가 질병의 중증도와 반드시 상관되지 않는 특정 질병(예를 들어, 인플루엔자)에 대해 바이오 마커의 정성적 검출이 충분하지만, 항원 정량(antigen quantitation)은 일부 상황에서 필수적일 수 있다. 하나의 예는 염증의 비특이적 마커이고 감염의 발병을 효력 검정하는데 사용되는 C-반응성 단백질이다. 도 10은 적합한 효력 검정 완충액에서 희석된 정제된 CRP 항원에 대한 피분석물 농도와 S값의 상관 관계를 예시하는 그래프를 제공한다. 상이한 농도(< 6%의 CV를 갖는 각각의 농도에서 4회 복제)는 고감도 CRP 효력 검정을 위해 임상적으로 관련된 범위(즉, < 1 내지 10 mg/㎖)에서 혈청의 1000배 희석을 나타냈다. 결과는 정량적 및 신속한 검출(예를 들어, 샘플 적재로부터 8분 이내)이 본 개시내용의 실시형태에 따른 유착 방법을 사용하여 가능하였다는 것을 입증하였다.
본 개시내용의 실시형태에 따른 유착 방법은 피크 클리어런스에 기초한 종래의 테스트 효력 검정과 직접 비교될 때 더 높은 감도를 산출할 수 있다. 도 11a 및 도 11b는 표적 피분석물질이 각각 인플루엔자 A 항원 및 인플루엔자 B 항원이고 시약 및 항원 희석이 2개의 효력 검정 포맷에 대해 동일한 경우에, 유착 방법 대 종래의 피크 클리어런스 방법의 성능을 나타내는 그래프를 제공한다. 유착 방법과 종래의 피크 클리어런스 접근법 모두에 대한 컷오프 값(효력 검정 감도를 나타내는)은 측정값의 표준 편차의 3배를 더한 n = 6 블랭크 측정값의 평균을 추정하는 것에 의해 계산되었다. 측정값의 분포가 가우시안 분포를 따른다고 가정하면, 평균으로부터 3배의 표준 편차의 값은 상기 범위 내에서 발생하는 측정의 99.7%(예를 들어, 0.3%의 잘못된 결과)에 해당한다. 유착 방법은 종래의 접근법에 비해 감도에서 15배(인플루엔자 A) 및 25배(인플루엔자 B)의 이득을 산출한다. 아울러, 종래의 접근법의 유체 프로파일에서의 고유 가변성은 특정 조건에서 CV > 20 내지 30%로 매우 가변적인 결과를 초래한다. 반대로, 유착 방법은 CV < 10%를 일관되게 산출하며, 대부분의 경우에 CV < 5%이다. 이러한 것은 샘플에 있는 항원의 농도를 정확하게 정량하려고 시도할 때 중요할 수 있다.
아래에 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 본 개시내용의 일부 실시형태에서, 방법 및 장치는 2개 이상의 상이한 관심 피분석물에 대한 결정을 내릴 수 있다. 샘플에 있는 2개의 관심 피분석물 중 어느 하나의 존재는 다른 관심 피분석물 등의 존재에 상호 배타적일 수 있다. 방법 및 장치가 2개 이상의 관심 피분석물의 존재를 설명할 수 있도록, 샘플은 또한 표지를 포함하는 적어도 제2 고정된 포획제와 함께 인큐베이션될 수 있으며, 제2 이동성 포획제는 복수의 제2 표지된 복합체를 형성하기 위해 샘플에 있는 제2 관심 피분석물에 특이적으로 결합될 수 있다. 2개의 관심 피분석물에 대한 결정이 내려질 때, 2개의 테스트 구역이 여전히 사용될 수 있다. 3개 이상의 관심 피분석물에 대한 결정이 내려지는 경우에, 3개 이상의 테스트 구역이 측방 유동 디바이스에서 사용될 수 있다.
그러므로, 본 개시내용의 방법 및 장치는 샘플에 있는 복수의 상이한 피분석물에 대한 결정을 내릴 수 있으며, 상이한 피분석물 중 하나의 식별에 기초하여 복수의 의학적 상태 중 하나의 존재를 사용자에게 선택적으로 나타낼 수 있다.
하나의 실시형태에서, 도 8의 흐름도에서 예시된 바와 같이, 단계 701에서, 샘플은 검출 가능한 표지를 포함하는 적어도 제1 이동성 포획제 및 검출 가능한 표지를 포함하는 제2 이동성 포획제와 함께 인큐베이션된다. 인큐베이션 동안, 제1 이동성 포획제는 복수의 제1 표지된 복합체를 형성하도록 샘플에 존재하면 제1 관심 피분석물에 특이적으로 결합될 수 있고, 제2 이동성 포획제는 복수의 제2 표지된 복합체를 형성하도록 샘플에 존재하면 제2 관심 피분석물에 특이적으로 결합될 수 있다.
단계 702에서, 인큐베이션이 수행된 후에, 샘플(인큐베이션후 혼합물로서)은 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 테스트 구역을 포함하는 측방 유동 디바이스에 적용된다. 샘플에 있는 임의의 제1 표지된 복합체 및 임의의 제2 표지된 복합체는 제1 및 제2 테스트 구역에서 검출 가능한 제1 및 제2 신호를 제공할 수 있다.
이러한 실시형태에서, 제1 및 제2 테스트 구역 중 하나는 복수의 제1 표지된 복합체를 고정시키지만 제2 표지된 복합체를 고정시키지 않도록 구성되고, 제1 및 제2 테스트 구역 중 다른 하나는 복수의 제2 표지된 복합체를 고정시키지만 제1 표지된 복합체를 고정시키지 않도록 구성된다.
단계 703에서, 샘플의 전면이 제1 및 제2 테스트 구역에 도달하는 초기 시점 후에, 제1 및 제2 신호는 샘플에 있는 제1 관심 피분석물과 샘플에 있는 제2 관심 피분석물 모두에 대한 결정을 내리기 위해 비교된다. 비교 프로세스는 예를 들어, 도 5a 내지 도 7을 참조하여 전술한 프로세스와 동일할 수 있다. 이러한 프로세스에서, 샘플에 있는 제1 및 제2 관심 피분석물 중 하나의 존재가 다른 것의 존재에 상호 배타적인 정도로, 샘플에 있는 어느 하나의 피분석물의 존재 및 레벨은 값(Δi 및 Δf)과 S값이 양 또는 음인지에 의해 구별될 것이다.
위에서 논의한 바와 같이, S값이 임계값(Smax)을 초과하면, '양성인' 테스트(즉, 의학적 상태의 존재)가 식별될 수 있다. 예를 들어, S값이 테스트 종료 시점(tend)에서 획득되는 경우에, 양성인 테스트는 S(tend) > Smax이면 식별될 수 있다. 그러나, 도 15에 도시된 결정 흐름도를 참조하면, S값이 테스트 종료 시점(tend)에 임계값을 초과하지 않더라도, 후속 S값이 예정된 시간 안에 임계값을 초과할 것이라는 것을 테스트 종료 시점(tend)까지의 결정된 S값의 진행이 나타내면, 양성인 테스트가 판독기에 의해 식별될 수 있다. 예를 들어, 테스트 종료 시점(tend)까지 연속적인 기간(t1, t2, t3…) 동안, 테스트 값이 지속적으로 증가하면, 예를 들어 S(t1) < S(t2) < S(t3)…이면, 양성인 테스트가 식별될 수 있다. 이러한 접근법의 이점은, 신호(T1norm)가 점진적으로 증가하지만(그러므로, 신호(T2norm)로부터 발산되지만) 소량만큼만(예를 들어, 도 5b의 신호와 비교하여) 증가하는 교정 및 정규화된 제1 및 제2 신호 레벨(T1norm, T2norm)을 도시하는 도 14를 참조하여 예시된다. 그럼에도 불구하고, 결정 흐름은 임의의 양성인 테스트가 식별되면 테스트 종료 시점(tend)에서의 S값이 초과하여야만 하는 최소 레벨(Smax)과 같은 제한을 포함할 수 있다.
본 개시내용에서 사용된 임의의 판독기 또는 프로세서는 하나 이상의 프로세서 및 데이터 저장 디바이스를 포함할 수 있다. 하나 이상의 프로세서는 각각 하나 이상의 처리 모듈을 포함할 수 있고, 하나 이상의 저장 디바이스는 각각 하나 이상의 저장 요소를 포함할 수 있다. 모듈 및 저장 요소는 예를 들어 단일 핸드 헬드 디바이스에 있는 하나의 사이트에 있을 수 있거나, 또는 인터넷과 같은 통신 네트워크에 의해 상호 연결되는 다수의 사이트에 걸쳐서 분산될 수 있다.
처리 모듈은 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램 또는 프로그램 코드에 의해 구현될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령은 소스 코드, 객체 코드, 머신 코드 또는 프로세서가 기술된 방법을 수행하도록 동작하게 할 수 있는 임의의 다른 저장된 데이터를 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 컴파일되거나 또는 해석된 언어를 포함하여 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 작성될 수 있으며, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈로서, 컴퓨팅 환경에서 사용하는데 적합한 컴포넌트, 서브 루틴 또는 기타 유닛을 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 데이터 저장 디바이스는 휘발성(예를 들어, RAM) 및/또는 비휘발성(예를 들어, ROM, 디스크) 메모리 등과 같은 적절한 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다.
본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 측방 유동 디바이스 또는 측방 유동 효력 검정은 단일 유닛으로서 동작할 수 있다. 예를 들어, 디바이스 또는 효력 검정은 핸드 헬드 디바이스의 형태로 제공될 수 있다. 디바이스 또는 효력 검정은 단일 사용, 일회용 디바이스일 수 있다. 대안적으로, 디바이스 또는 효력 검정은 부분적으로 또는 전체적으로 재사용 가능할 수 있다. 일부 실시형태에서, 디바이스 또는 효력 검정이 실험실에서 구현될 수 있지만, 장치는 가정용 또는 클리닉 등에 사용하기 위한 '현장 진단' 디바이스로서 설계될 수 있다. 디바이스 또는 효력 검정은 목표 조건의 식별이 예를 들어, 10 분 이내에 비교적 신속하게 사용자에게 제공되는 신속-테스트 디바이스를 제공할 수 있다.
본 개시내용의 하나 이상의 실시형태의 장치는 다양한 상이한 유형의 생물학적 샘플과 함께 사용하기 위해 구성될 수 있다. 샘플은 유체 샘플일 수 있다. 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태의 장치 및/또는 방법에 따라서 사용될 수 있는 생물학적 샘플은 예를 들어 타액, 점액, 혈액, 혈청, 혈장, 소변, 질 분비물 및/또는 양수를 포함한다. 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태의 장치 및/또는 방법에 따라서 사용될 수 있는 생물학적 샘플은 타액, 점액 또는 다른 호흡기 흡인물이다.
본 개시내용의 하나 이상의 실시형태의 측방 유동 디바이스 또는 효력 검정은 대상체가 하나 이상의 병원체, 예를 들어 인플루엔자 바이러스에 감염되었는지 여부를 결정하는 방법에서 사용될 수 있다. 방법은 가정 환경 또는 실험실 환경 또는 다른 환경에서 수행될 수 있다. 방법은 본 명세서에 개시된 바와 같은 실시형태의 장치를 사용하는 것을 포함할 수 있다.
적어도 제1 피분석물은 하나 이상의 항원과 같은 하나 이상의 특정 생물학적 독립체일 수 있다. 예를 들어, 항원은 인플루엔자 A(H1N1 바이러스 아류형을 포함하는), 인플루엔자 B, 호흡기 동기 바이러스, 파라인플루엔자 바이러스(parainfluenza viruses), 아데노바이러스(adenoviruses), 라이노바이러스(rhinoviruses), 코로나바이러스(coronaviruses), 콕사키 바이러스(coxsackie viruses), HIV 바이러스 및/또는 장 바이러스를 포함하지만 이에 한정되지 않는 하나 이상의 호흡기 또는 혈액 매개 바이러로부터 유래될 수 있다. 장치 및 방법은 또한 성적 접촉(예를 들어, 임질, 클라미디아 등)에 의해 전파되는 것으로 알려진 박테리아 감염 및 성적 접촉(예를 들어, 단순 포진 바이러스(HSV), 유두종 바이러스(HPV), 인간 면역 결핍 바이러스(HIV), B형 간염 바이러스 및 거대 세포 바이러스)에 의해 전파되는 것으로 알려진 바이러스 감염과 같은 성병을 테스트하도록 사용될 수 있다. 이러한 예에서, 항원은 성병 또는 질병을 유발하는 하나 이상의 병원체로부터 유래될 것이다. 그럼에도 불구하고, 바이러스, 감염 등에 기초한 다양한 다른 의학적 상태가 본 개시내용에 따른 장치 및 방법을 사용하여 테스트될 수 있다.
본 개시내용의 하나 이상의 실시형태의 측방 유동 효력 검정 또는 측방 유동 디바이스는 키트로 제공될 수 있다. 하나의 예에서, 키트는 본 개시내용의 실시형태의 측방 유동 효력 검정 또는 디바이스 및 사용 설명서를 포함할 수 있다. 사용 설명서는 본 개시내용의 방법에 따라서 대상체가 하나 이상의 병원체, 예를 들어 인플루엔자 바이러스에 감염되었는지의 여부를 결정하기 위해 효력 검정 또는 디바이스를 사용하기 위한 지침을 제공할 수 있다. 각각의 예에서, 키트는 관심 특정 진단 적용을 위해 구성된 하나 이상의 인큐베이션 용기를 선택적으로 포함할 수 있다.
본 명세서에 기술된 바와 같이, 측방 유동 디바이스는 하나 이상의 포획제를 포함하도록 구성될 수 있다. 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따라서 사용된 포획제는 샘플에 있는 관심 피분석물에 결합하는 능력을 갖는 임의의 하나 이상의 시약일 수 있다. 포획제는 특정 피분석물에 특이적으로 결합하도록 구성될 수 있다. 하나의 예에 따르면, 포획제는 결합 쌍(binding pair) 또는 복합체를 형성하도록 바이러스 항원에 특이적으로 결합하는 능력을 가질 수 있다. 그러나, 디바이스는 특정 진단 적용에 요구되는 바와 같은 다른 감염성 병원체로부터의 항원에 결합하여 결합 쌍 또는 복합체를 형성하는 능력을 갖는 포획제를 포함하도록 구성될 수 있다. 이러한 결합 쌍 또는 복합체의 일부 예는, 항체 및 항원(항원은 예를 들어 펩타이드 서열 또는 단백질 서열일 수 있으며); 상보적 뉴클레오타이드 또는 펩타이드 서열; 중합체 산 및 염기; 염료 및 단백질 결합제; 펩타이드 및 단백질 결합제; 효소 및 보조 인자, 및 리간드 및 수용체 분자(receptor molecule)를 포함하지만 이에 한정되지 않으며, 수용체라는 용어는 에피토프(epitopic) 또는 결정기 부위(determinant site)와 같은 특정 분자 구성을 인식할 수 있는 임의의 화합물 또는 조성물을 지칭한다.
포획제에 대하여 사용되는 "고정된(immobilised)"이라는 용어는 효력 검정 동안 측방 유동 디바이스의 흡착 패드재를 통한 또는 이를 따르는 샘플의 측방 유동이 시약을 제거하지 않도록 시약이 측방 유동 디바이스의 테스트 구역 중 하나에 부착되는 것을 의미한다. 포획제는 당업계에서 공지된 임의의 적합한 수단에 의해 고정될 수 있다. 반대로, "이동성"이라는 용어는 포획제가 적어도 수용 부분으로부터 테스트 부분으로 측방 유동 디바이스를 통해 그 자체로 또는 포획제 및 동질의 피분석물을 포함하는 복합체의 일부로서 샘플과 함께 이동할 수 있다는 것을 나타내도록 사용되며, 예로서, 인플루엔자 A 바이러스 항원에 특이적으로 결합되는 포획제는 샘플에서 존재하면 인플루엔자 B 바이러스 항원과 같은, 샘플에 있는 다른 피분석물 또는 성분에 상당히 또는 전혀 결합되지 않을 수 있다.
하나의 특정 예에 따르면, 상기 또는 각각의 포획제는 항체 또는 이의 항원 결합 부분이다. 당업자는 "항체"가 일반적으로 복수의 면역글로불린 사슬(immunoglobulin chains), 예를 들어 VL을 포함하는 폴리펩타이드 및 VH를 포함하는 폴리펩타이드로 만들어진 가변 부위를 포함하는 단백질인 것으로 고려된다는 것을 알 것이다. 항체는 또한 일반적으로 불변 도메인(constant domains)을 포함하며, 이 중 일부는 불변 부위(constant region) 또는 불변 절편(constant fragment) 또는 결정화 절편(fragment crystallizable, Fc)으로 배열될 수 있다. VH 및 VL은 하나 또는 몇몇 밀접하게 관련된 항원에 특이적으로 결합될 수 있는 항원 결합 부위를 포함하는 Fv를 형성하도록 상호 작용한다. 일반적으로, 포유 동물로부터의 경쇄(light chain)는 κ 경쇄 또는 λ 경쇄이며, 포유 동물로부터의 중쇄(heavy chain)는 α, δ, ε, γ 또는 μ이다. 항체는 임의의 유형(예를 들어, IgG, IgE, IgM, IgD, IgA 및 IgY), 분류(예를 들어, IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, IgA1 및 IgA2) 또는 하위 분류일 수 있다. "항체"라는 용어는 또한 인간화된 항체, 인간 항체 및 키메라 항체를 포함한다. 본 명세서에서 사용된 "항체"라는 용어는 에피토프 결정 인자와 결합될 수 있는 Fab, F(ab')2 및 Fv와 같은, 전장(full-length), 온전하거나 또는 전체 항체 분자 이외의 포맷을 포함하도록 또한 의도된다. 이들 포맷은 항체 "절편"으로서 지칭될 수 있다. 본 개시내용의 디바이스(110)가 인플루엔자 바이러스 항원을 검출하도록 구성된 항체 절편을 포함하는 하나 이상의 실시형태에 따르면, 항체 절편은 요구에 따라 인플루엔자 바이러스 항원에 결합되는, 대응하는 전장, 온전하거나 또는 전체 항체의 일부 또는 모든 능력을 보유할 것으로 예상될 것이다. 결합 능력을 보유하는 항체 절편 포맷의 예는 다음을 포함하지만 이에 한정되지 않는다:
(1) Fab, 항체 분자의 1가의 결합 단편(monovalent binding fragment)을 함유하고 온전한 경쇄 및 하나의 중쇄의 일부를 산출하기 위해 효소 파파인(enzyme papain)에 의한 전체 항체의 소화에 의해 생성될 수 있는 절편;
(2) Fab', 온전한 경쇄 및 중쇄의 일부를 산출하도록 전체 항체를 펩신으로 처리한 후에 환원되는 것에 의해 획득될 수 있는 항체 분자의 절편; 항체 분자 당 2개의 Fab' 절편이 획득되고;
(3) (Fab')2, 후속 환원없이 전체 항체를 효소 펩신으로 처리함으로써 획득될 수 있는 항체의 절편; F(ab')2는 2개의 이황화 결합에 의해 함께 유지된 2개의 Fab' 절편의 이량체이고;
(4) Fv, 2개의 사슬로 표현되는, 경쇄의 가변 부위 및 중쇄의 가변 부위를 포함하는 유전자 조작된 절편으로서 한정되고;
(5) 단일 사슬 항체("SCA"), 유전적으로 융합된 단일 사슬 분자로서 적합한 폴리펩타이드 링커에 의해 링크된 경쇄의 가변 부위, 중쇄의 가변 부위를 포함하는 유전자 조작된 분자로서 정의되고; 이러한 단일 사슬 항체는 다특이적(polyspecific)이거나 아닐 수 있는 디아바디(diabodies), 트리아바디(triabodies) 및 테트라바디(tetrabodies) 등과 같은 다량체의 형태일 수 있으며(예를 들어, WO 94/07921 및 WO 98/44001 참조);
(6) 단일 도메인 항체, 전형적으로 경쇄가 없는 가변 중쇄 도메인.
따라서, 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 포획제로서 사용된 항체는 별도의 중쇄, 경쇄, Fab, Fab', F(ab')2, Fc, 임의의 중쇄가 없는 가변 경쇄 도메인, 가변 경쇄 및 Fv가 없는 가변 중쇄를 포함할 수 있다. 이러한 절편은 재조합 DNA 기술에 의해, 또는 온전한 면역 글로불린의 효소적 또는 화학적 분리에 의해 생성될 수 있다.
"전장 항체", "온전한 항체"또는 "전체 항체"라는 용어는 항체의 항원 결합 절편과 대조적으로 실질적으로 온전한 형태의 항체를 지칭하기 위해 상호 교환 가능하게 사용된다. 구체적으로, 전체 항체는 Fc 부위를 포함하는 중쇄 및 경쇄를 갖는 항체를 포함한다. 불변 도메인은 야생형 서열 불변 도메인(예를 들어, 인간 야생형 서열 불변 도메인) 또는 이의 아미노산 서열 변이체일 수 있다. 일부 경우에, 온전한 항체는 하나 이상의 이펙터 기능을 가질 수 있다.
본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 포획제로서 사용되는 항체는 인간화된 항체일 수 있다. 본 명세서에 사용된 "인간화된 항체"라는 용어는 모 항체(parent antibody)의 항원-결합 특성을 보유하거나 또는 실질적으로 보유하지만 인간에게 면역성이 적은 비-인간 항체, 전형적으로 쥐과(murine)로부터 유래된 항체를 지칭한다.
많은 변형 및/또는 변경이 본 개시내용의 광범위한 일반적인 범위를 벗어남이 없이, 전술한 실시형태에 대해 만들어질 수 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 그러므로, 본 실시형태는 모든 면에서 예시적이고 제한적이지 않은 것으로 간주되어야 한다.

Claims (29)

  1. 신체로부터의 샘플에 있는 적어도 제1 관심 피분석물에 대한 결정을 내리기 위한 측방 유동 테스트(lateral flow test)를 수행하는 방법으로서,
    상기 샘플이 수용 부분으로부터 측방 유동 디바이스(lateral flow device)의 적어도 제1 테스트 구역 및 제2 테스트 구역으로 유동하도록 상기 샘플을 상기 측방 유동 디바이스의 수용 부분에 적용하는 단계;
    효력 검정 기간에 걸쳐서 상기 제1 및 제2 테스트 구역에서 제1 및 제2 신호의 레벨을 모니터링하는 단계로서, 상기 제1 관심 피분석물이 상기 샘플에 존재하면, 상기 제1 피분석물이 표지되고, 상기 샘플에서 표지된 제1 피분석물의 존재는 상기 제1 및 제2 신호 중 하나의 레벨이 상기 효력 검정 기간 동안 증가되도록 하는, 상기 모니터링하는 단계; 및
    상기 효력 검정 기간 동안 일정 기간에 걸쳐서 상기 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화를 모니터링하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 샘플의 전면이 상기 수용 부분으로부터 상기 제1 및/또는 제2 테스트 구역에 도달하는 초기 시점 전에 상기 제1 및 제2 신호의 기준선 레벨을 식별하는 단계, 및 상기 초기 시점 후에 교정된 제1 및 제2 신호 레벨을 획득하도록 상기 제1 및 제2 신호 레벨로부터 상기 기준선 레벨을 감산하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 신호 레벨을 정규화시키는(normalising) 단계를 포함하는, 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 교정된 제1 및 제2 신호 레벨를 정규화시키는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 신호 레벨의 정규화는 상기 샘플이 상기 제1 및 제2 테스트 구역에 도달할 때 초기 신호 레벨 피크에 기초하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 신호 레벨의 정규화는 상기 샘플이 상기 제1 및 제2 테스트 구역에 도달할 때 피크 신호 레벨 후에 일어나는 신호 레벨에 기초하는, 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 테스트 구역 중 하나는 상기 제1 및 제2 테스트 구역 중 다른 하나보다 상기 수용 부분으로부터 더 멀리 있으며, 상기 방법은 상기 수용 부분으로부터 가장 먼 테스트 구역에 도달하는 상기 샘플에서의 지연을 보상하도록 상기 제1 및 제2 신호를 시간 시프팅하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화의 모니터링은 서로에 대해 시간 시프팅된 상기 제1 및 제2 신호에 기초하는, 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 시간 시프팅은 상기 수용 부분으로부터 가장 먼 테스트 구역에 도달하는 상기 샘플에서 증가한 지연을 설명하는 지연 계수를 사용하여 수행되는, 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초기 시점 후에 상기 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화의 모니터링은 하나 이상의 시점에서 상기 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 차이를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화의 모니터링은 적어도 2개의 상이한 시점에서 상기 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 차이를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화의 모니터링은 적어도 테스트 종료 시점에서 상기 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 차이를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제10항, 제11항, 또는 제12항에 있어서,
    임의의 시점에서 상기 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 차이는 델타(Δ) 값 또는 비율 값(R)으로서 계산되며, 상기 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화의 모니터링은 상기 델타(Δ) 값 또는 비율 값(R)의 진화를 모니터링하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초기 시점 후의 일정 기간에 걸쳐서 상기 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 변화의 모니터링은, 적어도,
    상기 제1 시점에서 상기 제1 및 제2 신호 레벨을 비교하여 제1 시점에서의 신호 레벨 차이(Δi) 또는 비율 값(Ri)을 획득하는 단계;
    상기 제2 시점에서 정규화된 제1 및 제2 신호 레벨을 비교하여 제2 시점에서의 신호 레벨 차이(Δf) 또는 비율 값(Rf)을 획득하는 단계; 및
    상기 제1 시점에서의 신호 레벨 차이(Δi)를 상기 제2 시점에서의 신호 레벨 차이(Δf)와 비교하거나, 또는 상기 제1 시점에서의 비율 값(Ri)을 상기 제2 시점에서의 비율 값(Rf)과 비교하는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 적어도 상기 제1 피분석물에 대한 결정에 기초하여 인간 또는 동물 신체의 의학적 상태에 대한 결정을 내리는, 방법.
  16. 제14항에 종속될 때 제15항에 있어서,
    상기 신호 레벨 차이 또는 비율 값의 비교는 테스트 값을 생성하고, 상기 의학적 상태에 대한 결정은 상기 테스트 값이 하나 이상의 임계값보다 높거나 또는 낮은지의 여부에 기초하는, 방법.
  17. 제12항에 종속될 때 제15항에 있어서,
    적어도 테스트 종료 시점에서 상기 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 차이의 결정은 테스트 값을 생성하고, 상기 의학적 상태에 대한 결정은 상기 테스트 값이 하나 이상의 임계값보다 높거나 또는 낮은지의 여부에 기초하는, 방법.
  18. 제11항에 종속될 때 제15항에 있어서,
    적어도 2개의 상이한 시점에서 상기 제1 및 제2 신호 레벨 사이의 차이의 결정은 상기 상이한 시점에 대한 테스트 값을 생성하고, 상기 의학적 상태에 대한 결정은 상기 테스트 값이 추세를 따르는지 아닌지의 여부에 기초하는, 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 추세는 연속적인 시점에 대한 상기 테스트 값의 연속적인 증가 또는 감소인, 방법.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 상기 샘플에 있는 제1 피분석물의 레벨 및/또는 상기 샘플을 제공하는 인간 또는 동물 신체에 대한 정량적 결정을 내리는, 방법.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측방 유동 디바이스로의 상기 샘플의 적용 전에 상기 샘플에 있는 상기 제1 관심 피분석물을 표지화(labelling)화는 단계를 포함하는, 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 표지화는 표지를 포함하는 제1 이동성 포획제와 함께 상기 샘플을 인큐베이션하는(incubating) 것에 의해 수행되며, 상기 제1 이동성 포획제는 복수의 제1 표지된 복합체를 형성하도록 상기 샘플에 존재하면 상기 제1 관심 피분석물에 특이적으로 결합될 수 있는, 방법.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서,
    상기 인큐베이션은 적어도 10초, 적어도 20초, 적어도 30초, 적어도 1분, 적어도 2분, 적어도 5분, 적어도 7분, 적어도 10분, 적어도 15분, 적어도 20분, 적어도 25분 또는 적어도 30분의 기간 동안 수행되는, 방법.
  24. 제21항, 제22항 또는 제23항에 있어서,
    상기 인큐베이션은 완충 용액과 상기 샘플을 혼합하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  25. 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인큐베이션은 용기의 내부 내로 상기 샘플을 침전시키는 것에 의해 수행되며, 상기 용기의 내부는 상기 측방 유동 디바이스로부터 분리되어 있는, 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 용기의 내부 내로 상기 샘플의 침전 전에, 적어도 제1 이동성 포획제가 상기 용기의 내부 표면에 위치되는, 방법.
  27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출 가능한 표지는 형광 표지인, 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 형광 표지는 하나 이상의 양자점을 각각 포함하는, 방법.
  29. 신체로부터의 샘플에 있는 적어도 제1 관심 피분석물에 대한 결정을 내리기 위한 측방 유동 효력 검정으로서,
    수용 부분 및 적어도 제1 및 제2 테스트 구역을 포함하는 측방 유동 디바이스로서, 상기 수용 부분은 상기 샘플이 상기 수용 부분으로부터 상기 제1 및 제2 테스트 구역으로 유동하도록 상기 샘플을 수용하기 위해 구성되는, 상기 측방 유동 디바이스, 및
    판독기를 포함하되, 상기 판독기는,
    효력 검정 기간에 걸쳐서 상기 제1 및 제2 테스트 구역에서 제1 및 제2 신호의 레벨을 모니터링하되, 상기 제1 관심 피분석물이 상기 샘플에 존재하면, 상기 제1 피분석물이 표지되고, 상기 샘플에서 표지된 제1 피분석물의 존재는 제1 및 제2 신호 중 하나의 레벨이 상기 효력 검정 기간 동안 증가되게 하는, 상기 제1 및 제2 신호의 레벨을 모니터링하도록; 그리고
    상기 효력 검정 기간 동안 일정 기간에 걸쳐서 상기 제1 신호 레벨과 제2 신호 레벨 사이의 변화를 모니터링하도록
    구성되는, 측방 유동 효력 검정.
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