KR20210021316A

KR20210021316A - 측면 유동 분석기의 신호-증폭을 위한 시스템, 장치, 및 방법

Info

Publication number: KR20210021316A
Application number: KR1020207036668A
Authority: KR
Inventors: 후이미아오 렌
Original assignee: 벡톤 디킨슨 앤드 컴퍼니
Priority date: 2018-06-18
Filing date: 2019-06-06
Publication date: 2021-02-25
Also published as: EP3807618A4; CN112513613A; JP7451431B2; US20210156856A1; CA3103605A1; JP2021529940A; AU2019290399A1; EP3807618A1; WO2019245744A1

Abstract

본원에 기재된 측면 유동 분석기 장치, 시스템, 및 방법은 검출 영역에서 생성된 신호를 증폭시킴으로써 소량 또는 저농도로 샘플에 존재하는 분석물을 검출한다. 생성된 신호는 측정 시스템의 검출 임계를 초과하고 측면 유동 분석기 장치, 시스템, 및 방법의 민감도를 증가시킬 수 있다. 일 측면에서, 측면 유동 장치는 검출 영역에서 고정화된 포획제에 결합된 복합체에 결합하는 신호-증폭 접합체를 포함하여, 검출 영역에서 생성된 신호의 증폭을 초래하는 검출 영역에서 결합 이벤트의 연쇄 반응을 유발한다.

Description

측면 유동 분석기의 신호-증폭을 위한 시스템, 장치, 및 방법

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2018년 6월 18일에 출원된 미국 가출원 제62/686,606호의 이익을 주장하며, 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.

분야

본 개시내용은 일반적으로 측면 유동 장치(lateral flow devices), 검사 시스템, 및 방법에 관한 것이다. 보다 특히, 본 개시내용은 검출 신호를 증폭함으로써 적은 양 또는 농도로 샘플에 존재하는 분석물을 측정할 수 있는 측면 유동 분석 장치(lateral flow assay devices)에 관한 것이다.

측면 유동 분석기(lateral flow assays)를 포함한 면역분석(immunoassay) 시스템은 신뢰할 수 있고, 저렴하고, 휴대가능하고, 신속하며, 간단한 진단 검사를 제공한다. 측면 유동 분석기는 빠르고 정확하게 샘플에서 관심 분석물의 존재 또는 부재를 검출할 수 있고, 일부 경우에 정량화할 수 있다. 유리하게는, 측면 유동 분석기는 최소로 침습적일 수 있고 현장 진단 검사 시스템으로 사용될 수 있다.

측면 유동 분석기는 샘플에서 관심 분석물의 존재, 부재, 또는 양을 나타내기 위해 측정될 수 있는 신호를 생성한다. 그러나, 분석물이 적은 양 또는 농도로 샘플에 존재하는 경우, 측면 유동 분석기의 검사 영역(test region)에서 포획된 표지된 분석물에 의해 생성된 신호는 신호를 판독하고 처리하는 측정 시스템의 검출 임계를 초과할 수 없다. 결과적으로, 측면 유동 분석기는 관심 분석물이 샘플에 존재한다는 신뢰할 수 있거나 또는 정확한 표시를 제공할 수 없다.

따라서 본 개시내용의 측면은 샘플에서 분석물의 존재, 부재, 또는 양을 검출할 수 있는 개선된 측면 유동 분석기를 제공하는 것이다. 본원에 기재된 방법 및 시스템의 구현예는 분석물이 적은 양 또는 농도로 존재하고 일반적으로 측정 시스템의 검출 임계 미만인 수준으로 생성되는 신호를 초래하는 경우조차도 분석물의 존재, 및 일부 경우에 양 또는 농도를 측정할 수 있다. 결과적으로, 본원에 기재된 시스템, 장치, 및 방법의 구현예는 적은 양 또는 농도에서도 관심 분석물에 대해 매우 민감하다. 게다가, 본원에 기재된 방법 및 시스템의 구현예는 이전 방법 및 시스템보다 더 높은 신뢰도로 샘플에서 관심 분석물의 부재를 결정할 수 있다. 본 개시내용의 구현예에서 검출가능한 신호의 부재는 (실제로 존재하는 분석물과는 대조적이지만 생성된 신호가 시스템의 검출 임계 미만으로 떨어질 정도의 저농도로) 샘플에서 관심 분석물의 부재를 신뢰할 수 있게 나타낼 수 있다. 따라서, 본 개시내용의 구현예는 위음성 판독값을 감소시킬 수 있다. 하기에 상세히 기재되는 바와 같이, 본 개시내용에 따른 측면 유동 분석기는 측면 유동 분석기의 포획 영역(capture zone)과 같은 검사 영역에서 생성된 신호를 통상적인 측정 시스템이 적은 양 또는 농도로 샘플에 존재하는 관심 분석물을 검출하게 하는 수준으로 증폭시킨다.

본 개시내용에 따른 분석에 의해 생성된 신호는 반사율-유형 표지(금 나노입자 표지 및 상이한 색상의 라텍스 입자와 같지만 이에 제한되지 않음)에 의해 생성된 광학 신호의 맥락에서 본원에 기재된다. 본 개시내용의 구현예는 "광학" 신호를 참조하여 본원에 기재되지만, 본원에 기재된 검정은 형광 신호를 생성하는 형광-유형 라텍스 비드 표지 및 검정과 관련된 자기장의 변화를 나타내는 신호를 생성하는 자기 나노입자 표지를 포함하나 이에 제한되지 않는 신호를 생성하기 위한 표지에 적합한 임의의 물질을 사용할 수 있다는 것이 이해될 것이다.

본원에 기재된 측면 유동 분석기의 구현예는 관심 분석물이 소량 또는 저농도로 검사 스트립에 존재하는 진단 검사에서 특히 유리하다. 관심 분석물은 검사 스트립에 적용되는 샘플에 존재하는 제한된 양의 관심 분석물 및 검사 스트립에 적용되는 제한된 부피의 샘플을 포함하나 이에 제한되지 않는 많은 이유로 저농도로 검사 스트립에 존재할 수 있다. 본 개시내용의 구현예는 저농도의 관심 분석물을 검출하는 것을 참조하여 기재되어 있지만, 본 개시내용은 또한 관심 분석물을 소량으로 검출할 수 있다는 것이 이해될 것이다.

본원에 개시된 일부 구현예는 샘플에서 관심 분석물을 검출하기 위한 측면 유동 분석기에 관한 것이다. 측면 유동 분석기는 제1 표지, 관심 분석물에 특이적으로 결합하도록 구성된 제제, 및 제1 결합 파트너를 포함하는 제1 접합체; 측면 유동 분석기의 유체 유동 경로를 따라 제1 접합체의 상류에 있으며, 제2 표지 및 제1 결합 파트너에 특이적으로 결합하도록 구성된 제2 결합 파트너를 포함하는 제2 접합체; 및 측면 유동 분석기의 유체 유동 경로를 따라 제1 접합체 및 제2 접합체의 하류에 있으며, 관심 분석물에 특이적으로 결합하는 고정화된 포획제를 포함하는 검출 영역을 포함한다.

제1 접합체는 측면 유동 분석기의 샘플 수용 영역에 존재할 수 있거나, 또는 여기서 제1 접합체는 샘플 수용 영역의 하류에 있는 제1 접합체 영역에 존재한다. 제2 접합체는 샘플 수용 영역의 상류에 있는 완충액 수용 영역에 존재할 수 있거나, 또는 여기서 제2 접합체는 완충액 수용 영역의 하류 및 샘플 수용 영역의 상류에 있는 제2 접합체 영역에 존재한다. 제1 접합체는 유체 샘플을 측면 유동 분석기에 적용할 때 가용화되어 검출 영역으로 동원되도록 구성될 수 있다. 제2 접합체는 제1 접합체를 검출 영역으로 동원한 후에 가용화되어 검출 영역으로 동원되도록 구성될 수 있다.

관심 분석물에 특이적으로 결합하도록 구성된 제제는 관심 분석물에 특이적으로 결합하는 항체 또는 항체 결합 단편일 수 있다. 제1 결합 파트너 및 제2 결합 파트너는 항원/항체, 합텐/항체, 호르몬/수용체, 핵산 가닥/상보성 핵산 가닥, 기질/효소, 억제제/효소, 탄수화물/렉틴, 비오틴/아비딘, 수용체/리간드, 및 바이러스/세포 수용체로 이루어진 군으로부터 선택된 결합 쌍을 포함할 수 있다. 제1 결합 파트너 및 제2 결합 파트너는 비오틴/아비딘 결합 쌍을 포함하고, 아비딘은 스트렙타비딘 또는 뉴트라비딘을 포함할 수 있다. 제1 결합 파트너 및 제2 결합 파트너는 항원/항체 결합 쌍을 포함할 수 있고, 항원은 펩티드 또는 데카펩티드를 포함할 수 있다. 관심 분석물은 관심 생물학적 또는 환경적 물질일 수 있다. 관심 분석물은 인플루엔자 바이러스일 수 있다. 인플루엔자 바이러스 인플루엔자 A 바이러스, 인플루엔자 B 바이러스, 또는 인플루엔자 C 바이러스일 수 있다. 고정화된 포획제는 관심 분석물에 특이적으로 결합하는 항체 또는 항체 결합 단편일 수 있다. 검사 스트립은 니트로셀룰로스 막을 포함할 수 있다. 측면 유동 분석기는 또한 제1 접합체에 특이적으로 결합하는 고정화된 포획제를 포함하는 대조 영역을 포함할 수 있다.

제1 및 제2 표지는 금속 나노입자, 청색 라텍스 비드, 금속 나노입자, 유색 라텍스 입자, 유색 라텍스 비드,　자기 입자, 탄소 나노입자, 양자점, 상향 전이 인광체, 유기 형광단, 섬유 염료, 효소, 또는 리포솜으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 제1 표지 및 제2 표지는 금 나노입자를 포함할 수 있다. 제1 표지 및 제2 표지는 광학 신호, 형광 신호, 또는 자기 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.

측면 유동 분석기는 또한 제1 접합체 위에 측면으로 위치하거나 또는 상류에 있는 샘플 웰, 제2 접합체 영역 위에 측면으로 위치하거나 또는 상류에 있는 완충액 웰, 및 검출 영역에 접근가능한 판독 창을 포함하는 하우징을 포함할 수 있다. 완충액 웰, 제2 접합체 영역, 샘플 수용 웰, 및 제1 접합체 영역은 측면 유동 분석기의 유체 유동 경로를 따라 공간적으로 분리될 수 있다.

본원에 개시된 추가의 구현예는 측면 유동 분석기를 실행하는 방법(a method of making the lateral flow assay)에 관한 것이다. 방법은 제1 접합체를 측면 유동 검사 스트립의 샘플 수용 영역에 또는 그 하류에서 측면 유동 검사 스트립에 적용하는 단계; 및 제2 접합체를 샘플 수용 영역의 상류에 있는 완충액 수용 영역에 또는 그 하류에서 검사 스트립에 적용하는 단계를 포함한다. 제1 접합체 및 제2 접합체는 검사 스트립에 동시에 적용될 수 있다. 제1 접합체 및 제2 접합체는 공기 분사 증착에 의해 검사 스트립에 적용될 수 있다.

본원에 기재된 다른 구현예는 샘플에서 관심 분석물을 검출하는 방법에 관한 것이다. 방법은 샘플을 측면 유동 분석기에 적용하는 단계를 포함한다. 측면 유동 분석기는 제1 표지, 관심 분석물에 특이적으로 결합하도록 구성된 제제, 및 제1 결합 파트너를 포함하는 제1 접합체; 측면 유동 분석기의 유체 유동 경로를 따라 제1 접합체의 상류에 있으며, 제2 표지 및 제1 결합 파트너에 특이적으로 결합하도록 구성된 제2 결합 파트너를 포함하는 제2 접합체; 및 측면 유동 분석기의 유체 유동 경로를 따라 제1 접합체 및 제2 접합체의 하류에 있으며, 관심 분석물에 특이적으로 결합하는 고정화된 포획제를 포함하는 검출 영역을 포함한다. 방법은 또한 제1 접합체에 결합된 관심 분석물을 포함하는 복합체를 검출 영역에서 고정화된 포획제에 결합시키는 단계를 포함한다. 복합체를 결합시킨 후에, 방법은 측면 유동 분석기의 유체 유동 경로를 따라 유동하도록 제2 접합체를 방출하는 단계를 포함한다. 방법은 제2 접합체를 검출 영역에 결합된 복합체에 결합시키는 단계를 추가로 포함한다.

방법은 검출 영역에 결합된 복합체 및 제2 접합체에 의해 생성된 신호를 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한 관심 분석물에 결합되지 않은 제1 접합체를 검출 영역에서 복합체에 결합된 제2 접합체에 결합시키는 단계를 포함할 수 있다. 제1 표지 및 제2 표지는 광학 신호, 형광 신호, 또는 자기 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 제2 접합체는 샘플을 측면 유동 장치에 적용한 후 5 초, 10 초, 15 초, 20 초, 25 초, 30 초, 35 초, 40 초, 45 초, 50 초, 55 초, 1 분, 2 분, 3 분, 4 분, 5 분, 6 분, 7 분, 8 분, 9 분, 또는 10 분에 방출될 수 있다.

복합체를 검출 영역에서 고정화된 포획제에 결합시키는 단계는 관심 분석물을 제1 접합체로 표지하여 복합체를 형성시키는 단계; 및 복합체를 검출 영역에서 고정화된 포획제에 결합시키는 단계를 포함할 수 있다. 제2 접합체를 방출하는 단계는 완충 용액을 제2 접합체 또는 제2 접합체의 상류에 있는 측면 유동 분석기의 위치에 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 완충 용액을 적용하는 단계는 완충 용액을 제2 접합체 위에 측면으로 위치하거나 또는 상류에 있는 완충액 수용 웰에 붓는 단계를 포함할 수 있다.

도 1은 완충액 웰, 샘플 웰, 및 판독 창을 포함하는 본 개시내용에 따른 예시적인 측면 유동 장치의 상면도를 도시한다.
도 2는 본 개시내용에 따른 측면 유동 신호-증폭 분석의 예시적인 분석 검사 스트립을 도시한다.
도 3은 본 개시내용에 따른 분석 검사 스트립에 의해 생성된 신호를 증폭시키는 예시적인 방법을 계략적으로 도시한다.
도 4는 대조 신호(신호-증폭 접합체의 부재 - ◆) 및 검사 신호(신호-증폭 접합체의 존재 - ■)에 대한 판독 시간의 함수로서 신호 강도를 나타내는, 본 개시내용에 따라 수행된 측면 유동 장치에서 신호-증폭 반응의 결과를 도시한다.
도 5는 10 분(◆) 및 20 분(▲) 후 신호-증폭 접합체 없이 수행된 분석의 대조 신호, 및 10 분(■) 및 20 분(●) 후 신호-증폭 접합체가 있는 검사 신호를 포함하여, 분석물 농도의 함수로서 신호 강도를 나타내는, 본 개시내용에 따라 수행된 측면 유동 장치에서 신호-증폭 반응의 결과를 도시한다.
도 6은 저농도로 샘플에서 관심 분석물을 검출하기 위해 측면 유동 분석기를 사용하는 예시적인 방법에 대한 흐름도를 도시한다.

통상적인 측면 유동 샌드위치 분석기는 접합체 패드(또는 표지화 영역), 포획 또는 검사 영역, 및 유체 유동 경로를 따라 배열된 흡수 패드를 갖는 검사 스트림을 포함하며, 이는 전형적으로 검사 스트립의 세로 축을 따라 배열될 필요는 없다. 검사 스트립은 접합체 패드의 상류에 있는 샘플 수용 영역 또는 웰을 포함할 수 있다. 접합체 패드는 전형적으로 접합체라고 지칭되는 표지된 분석물-특이적 항체를 포함한다. 이 접합체에서 표지는 금 나노입자와 같지만 이에 제한되지 않는 검출기 분자에 접합된 분석물-특이적 항체를 포함할 수 있다. 포획 영역은 고정화된 포획제, 예를 들어 니트로셀룰로스 막과 같은 담체 물질에 고정화된 분석물-특이적 항체를 포함한다. 흡수 패드는 접합체 패드(또는 존재하는 경우 샘플 수용 영역)에 적용된 액체 샘플이 담체 물질을 통해 포획 영역으로 유동하도록 돕는다. 액체 샘플을 (샘플 수용 웰 또는 접합체 패드에서) 검사 스트립에 적용하는 경우, 표지된 분석물-특이적 항체는 재수화되고 동원가능하게 된다. 항체-특이적 관심 분석물이 존재하는 경우, 분석물은 표지된 분석물-특이적 항체에 결합하여 담체 물질을 통해 하류에 있는 검사 영역으로 이동하는 분석물-항체-검출기 복합체를 형성할 것이다. 검사 영역에서, 분석물-항체-검출기 복합체에서 분석물은 포획 영역에서 고정화된 분석물-특이적 항체와 상호작용하여 전형적으로 샌드위치라고 지칭되는 항체-분석물-항체-검출기 구조를 형성한다. 이들 샌드위치 구조의 임계 수가 포획 영역에서 형성되는 경우, 샌드위치 구조에서 검출기 분자에 의해 생성된 신호는 측정 시스템에 의해 검출될 수 있다.

측정 시스템은 검출된 신호를 처리하여 샘플에서 관심 분석물의 존재 및 일부 경우에 양을 결정할 수 있다. 관심 분석물이 샘플에 존재하지 않는 경우, 분석물-항체-검출기 복합체가 형성되지 않고, 결과적으로 포획 영역에서 샌드위치 구조가 형성되지 않는다. 이 경우에, 포획 영역에 검출기 분자가 없고 측정 시스템은 포획 영역으로부터 신호의 부재를 샘플에서 관심 분석물의 부재와 연관시킨다. 관심 분석물이 실제로 샘플에 존재하지만, 매우 적은 양 또는 농도로 존재하는 경우, 포획 영역에서 형성된 샌드위치 구조의 수는 매우 적을 수 있다. 일부 경우에, 샌드위치 구조의 수가 너무 적어서 검출기 분자에 의해 생성된 신호는 측정 시스템의 검출 임계 미만이다. 이 경우에, 측정 시스템은 관심 분석물이 실제로 샘플에 존재하지만 매우 적은 양 또는 농도로 존재할지라도, 포획 영역으로부터 신호의 부재(또는 시스템의 검출 임계를 초과하는 신호의 부재)를 샘플에서 관심 분석물의 부재와 연관시킨다. 따라서, 통상적인 측면 유동 샌드위치 분석기는 소량 또는 저농도로 존재하는 관심 분석물에 대해 제한된 민감도를 갖는다.

본원에 기재된 장치, 시스템, 및 방법은 측면 유동 분석기에 적용된 샘플에서 관심 분석물의 존재 하에 생성된 신호를 증폭시킴으로써 이들 및 다른 단점을 해결한다. 유리하게는, 본 개시내용에 따른 장치, 시스템, 및 방법의 구현예는 관심 분석물이 저농도로 존재하는 경우에도, 측면 유동 분석기의 포획 영역과 같은 검사 영역에서 생성된 신호를 통상적인 판독기의 검출 임계를 초과하는 수준으로 증폭시킬 수 있다. 본 개시내용에 따른 측면 유동 장치, 검사 시스템, 및 방법은 (1) 포획 영역에서 고정화된 포획제에 결합된 제1 분석물-특이적 접합체, 및 (2) 포획 영역에 존재하지만 고정화된 포획제에 결합되지 않은 제2 잔류 분석물-특이적 접합체 둘 다에 결합하는 신호-증폭 접합체를 포함한다. (포획 영역에서 제1 신호-증폭 접합체에 결합되게 된) 이전에 결합되지 않은 제2 잔류 분석물-특이적 접합체는 포획 영역에 결합 이벤트의 다단계 연쇄 반응으로 제2 신호-증폭 접합체와 상호작용하고 결합하며, 그 자체는 포획 영역에 존재하는 제3 잔류 분석물-특이적 접합체와 상호작용하고 결합하는 등 추가의 결합 부위를 포함한다.

신호-증폭 접합체와의 결합 상호작용에 의해 가능해진 포획 영역에 결합되게 된 추가의 분석물-특이적 접합체의 존재는 포획 영역에서 생성된 신호의 강도를 통상적인 측정 시스템의 검출 임계를 초과하는 수준으로 증가시킬 수 있다. 포획 영역에서 결합된 신호-증폭 접합체의 존재는 또한 포획 영역에서 생성된 신호의 강도를 측정 시스템의 검출 임계를 초과하는 수준으로 증가시킬 수 있다. 본 개시내용의 구현예는 측면 유동 분석기에 의해 생성된 신호를 측정 시스템의 특성을 변형시키기 보다는 통상적으로-검출가능한 범위로 증가시킴으로써 측면 유동 분석기의 민감도를 개선시키며, 이는 유리하게는 본 개시내용에 따른 측면 유동 분석기를 통상적인 측면 유동 분석기 검사 시스템과 역호환가능하게 허용한다.

임의의 이론에 얽매이지 않으면서, 신호-증폭 접합체는 대개는 포획 영역을 통해 통과하는 추가의 분석물-특이적 접합체가 포획 영역에서 포획되고 유지될 수 있을 때 스캐폴드를 형성하여, 포획 영역에서 증폭된 신호를 생성하는 것으로 여겨진다. 분석물-특이적 접합체에서 검출기 분자 이외에도, 신호-증폭 접합체는 또한 검출기 분자를 포함할 수 있어서, 포획 영역에 결합되게 된 신호-증폭 접합체가 또한 포획 영역에 신호를 생성하여, 포획 영역에서 생성된 신호의 강도를 검출 임계를 초과하는 수준으로 증가시키는 데 기여하도록 한다. 유리하게는, 본 개시내용의 구현예는 샘플에 존재하는 모든 또는 실질적으로 모든 관심 분석물이 포획 영역에서 신호가 증폭되게 하기 위해 분석물-특이적 접합체 및 포획 영역에서 고정화된 포획제 둘 다에 결합하는 것에 의존하거나 또는 이를 요구하지 않는다. 분석물-특이적 접합체 및 포획 영역에서 고정화된 포획제에 결합하는 매우 낮은 수준의 관심 분석물(예를 들어 저농도로 존재하는 관심 분석물을 갖는 샘플의 경우)조차도 일부 양, 일부 경우에 매우 적은 양의 관심 분석물이 포획 영역에서 고정화된 포획제와 결합한 후에 형성된 스캐폴드 내에서 관심 분석물의 존재 또는 부재와 상관없이, 결합 이벤트의 연쇄 반응을 포획 영역에서 발생하게 하는 것이 본 개시내용의 이점이다. 따라서, 본원에 기재된 시스템, 장치, 및 방법의 구현예는 소량으로도 샘플에 존재하는 관심 분석물에 대한 측면 유동 분석기의 민감도를 크게 향상시킬 수 있다.

저농도로 샘플에서 관심 분석물의 존재, 부재, 또는 양을 측정하기 위한 측면 유동 분석기의 민감도를 증가시키는 것 이외에도, 본원에 기재된 장치, 시스템, 및 방법은 유리하게는 중합효소 연쇄 반응(PCR)과 같은, 저농도로 샘플에서 분석물을 분석하는 데 전형적으로 사용되는 고도로 전문화된, 일부 경우에 시간이 걸리는 샘플 제조 기술 및 검출 시스템의 사용 없이 현장 진단 설정으로 수행될 수 있다. 본원에 기재된 측면 유동 장치의 구현예는 사용자에게 편리하고 사용하기 쉬운 형식을 제공하고, 통상적인 판독기에 의해 검출될 수 있는 신호를 신속하게 생성하며, 현장 외 실험실 시설보다는 현장 진단 설정으로 수행될 수 있다.

본 발명의 설명은 저농도로 존재하는 경우에도 검사 샘플에서 관심 분석물을 측정하기 위한 검사 스트립을 예시하는 것으로 의도된다. 당업자는 예가 예시적인 것으로 의도되고, 다양한 변형 및 변이가 본원에 기재된 측면 유동 분석기에 이용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 샘플은 저농도로 존재하는 하나 이상의 관심 분석물을 포함할 수 있고, 분석 검사 스트립은 하나 이상의 관심 분석물을 측정할 수 있다. 다양한 반복 각각에서, 측면 유동 분석기는 검사 샘플에서 분석물을 측정하기 위해 검출 영역에서 신호를 증폭시키는 본 개시내용에 따른 특성을 포함한다.

단일 관심 분석물보다 많이, 예를 들어 샘플에서 다수의 관심 분석물을 검출해야 하는 경우에, 검출 영역은 각각의 관심 분석물에 특이적인 별개의 포획 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 샘플은 3 개의 관심 분석물을 포함할 수 있다: 제1 관심 분석물, 제2 관심 분석물, 및 제3 관심 분석물. 따라서 측면 유동 분석기의 검출 영역은 3 개의 포획 영역을 포함할 것이다: 제1 관심 분석물에 특이적인 제1 포획 영역, 제2 관심 분석물에 특이적인 제2 포획 영역, 및 제3 관심 분석물에 특이적인 제3 포획 영역.

따라서, 본 개시내용은 저농도로 존재하는 경우에도 검사 샘플에서 관심 분석물을 측정하기 위한 분석 검사 스트립; 검사 스트립을 포함하는 측면 유동 분석기; 본원에 기재된 검사 스트립을 사용하여 관심 분석물을 측정하는 방법; 및 본원에 기재된 분석 검사 스트립을 실행하는 방법을 제공한다.

본원에 기재된 측면 유동 분석기의 구현예는 소량의 관심 분석물이 검사 스트립에 존재하는 진단 검사에서 특히 유리하다. 본 개시내용의 구현예는 분석물이 저농도로 샘플에 존재하기 때문에 검사 스트립 상에 존재하는 소량의 분석물을 참조하여 본원에 기재되어 있지만, 본 개시내용의 구현예는 또한 샘플이 검출 임계를 초과하는 신호를 산출할 수 있는 양의 분석물을 함유하지만 제한된 양의 샘플만이 검사 스트립에 적용되는 경우 적용가능하다는 것을 이해할 것이다.

장치, 검사 시스템, 및 방법의 다양한 측면은 첨부된 도면을 참조하여 이하에 보다 완전하게 기재된다. 그러나 개시내용은 많은 상이한 형태로 구현될 수 있다. 본원의 교시에 기초하여 당업자는 본 개시내용의 범위가 본 개시내용의 임의의 다른 측면과 독립적으로 이행되거나 또는 조합되는지 여부에 관계없이, 본원에 개시된 장치, 검사 시스템, 및 방법의 임의의 측면을 포괄하도록 의도된다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 장치가 이행될 수 있거나 또는 방법이 본원에 제시된 임의의 수의 측면을 사용하여 실행될 수 있다.

특정 측면이 본원에 기재되지만, 이들 측면의 많은 변이 및 순열은 개시내용의 범위 내에 속한다. 일부 이익 및 이점이 언급되지만, 개시내용의 범위는 특정 이익, 용도, 또는 목적을 제한하도록 의도되지 않는다. 오히려, 개시내용의 측면은 상이한 검출 기술 및 장치 구성에 광범위하게 적용가능하도록 의도되며 이 중 일부는 도면 및 하기 설면에서 예로서 예시된다.

통상적인 측면 유동 장치

본원에 기재된 측면 유동 장치는 측면 유동 크로마토그래피에 사용되는 분석 장치이다. 측면 유동 분석기는 본원에 기재된 측면 유동 장치에서 수행될 수 있는 분석이다. 측면 유동 장치는 분석 검사 스트립에서 이행될 수 있지만 다른 형태, 예를 들어 딥스틱, 유동 통과 장치, 또는 미세유체 장치가 적합할 수 있다. 검사 스트립 형식에서, 분석물을 함유하거나 또는 함유하는 것으로 의심되는 유체 샘플은 샘플 수용 영역에 배치된다. 관심 분석물은 검사 스트립과 접촉한 후에 표지되게 된다. 그 다음에 이제 표지된 관심 분석물은 스트립을 통해 (예를 들어 모세관 작용에 의해) 유동한다. 스트립은 종이, 니트로셀룰로스, 셀룰로스, 섬유, 또는 나일론과 같은 매질 또는 매질을 통해 샘플의 유동을 허용하는 다른 물질로 만들어질 수 있다.

이러한 검정을 샌드위치 분석기이라고 지칭한다. 본 개시내용에 따른 샌드위치 분석기는 광학 신호를 생성하는 반사-유형 표지(예컨대 금 나노입자 표지 및 상이한 색상의 라텍스 입자)의 맥락에서 기재되지만, 본 개시내용에 따른 검정은 형광 신호를 생성하도록 구성된 라텍스 비드 표지, 자기 신호를 생성하도록 구성된 자기 나노입자 표지, 또는 검출가능한 신호를 생성하도록 구성된 임의의 다른 표지를 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 샌드위치-유형 측면 유동 분석기는 고체 기질 상의 샘플 수용 영역에 증착된 표지된 접합체를 포함한다. 샘플이 샘플 수용 영역에 적용된 후에, 표지된 접합체는 샘플에 용해되거나 또는 가용화되어서, 표지된 접합체는 샘플에서 분석물 상의 제1 에피토프를 인식하고 특이적으로 결합하여, 표지-접합체-분석물 복합체를 형성한다. 이 복합체는 샘플 수용 영역으로부터 앞쪽에 있는 액체를 따라 고체 기질을 통해 검출 영역(때때로 "검사 회선" 또는 "포획 영역"으로 지칭됨)으로 유동하며, 여기서 고정화된 포획제(예를 들어 고정화된 분석물-특이적 항체)가 위치한다. 분석물이 다량체이거나 또는 동일한 단량체 상의 다수의 동일한 에피토프를 함유하는 경우에, 샘플 수용 영역에서 증착된 표지된 접합체는 검출 영역에서 고정화된 포획제와 동일할 수 있다. 고정화된 포획제는 분석물 상의 에피토프를 인식하고 특이적으로 결합하여, 검출 영역에서 표지-접합체-분석물 복합체를 포획한다. 검출 영역에서 표지된 접합체의 존재는 분석물이 충분한 양으로 존재하는 경우, 검출 영역에서 검출가능한 신호를 제공한다. 일 비제한적인 예에서, 금 나노입자는 상대적으로 저렴하고, 안정하고, 금 나노입자의 표면 플라즈몬 공명 특성으로 인해 용이하게 관찰가능한 색 표시를 제공하기 때문에 접합체를 표지하는 데 사용된다.

검출 영역에서 생성된 신호의 검출은 관심 분석물이 샘플에 존재한다는 것을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 신호가 측정 시스템의 검출 임계를 초과하는 경우, 측정 시스템은 샘플에서 분석물의 존재 및 일부 경우에 양을 검출할 수 있다. 그러나, 검출 영역에서 임의의 검출가능한 신호의 부재는 관심 분석물이 샘플에 존재하지 않거나 또는 검출 한계 미만으로 존재할 수 있다는 것을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 샘플이 임의의 관심 분석물을 함유하지 않는 경우, 샘플은 여전히 표지된 접합체를 가용화시킬 것이고 표지된 접합체는 여전히 검출 영역으로 유동할 것이다. 그러나, 표지된 접합체는 검출 영역에서 고정화된 접합체에 결합하지 않을 것이다. 이는 대신에 검출 영역을 통해 대조 회선(존재하는 경우)을 통해, 일부 경우에 임의의 흡수 영역으로 유동할 것이다. 일부 표지된 접합체는 대조 회선 상에 증착된 대조 제제에 결합하고 대조 회선에서 검출가능한 신호를 생성할 것이며, 이는 장치가 적절하게 작동한다는 것을 나타낸다. 분석물이 존재하지만 검출 한계 미만의 양으로 존재하는 상황에서, 표지-접합체-분석물 복합체는 검출 영역에서 결합하지만, 검출되지 않는다. 이러한 상황에서, 검출 영역으로부터 나오는 검출가능한 신호의 부재는 분석물이 샘플에 없거나 또는 측정 시스템의 검출 한계 미만으로 샘플에 존재하는지 여부를 사용자가 명확하게 확인할 수 없다는 것을 의미한다.

본 개시내용에 따른 예시적인 측면 유동 신호-증폭 장치

본원에 기재된 측면 유동 분석기, 검사 시스템, 및 방법은 이러한 단점 및 샘플에서 분석물의 부재 및 검출 한계 미만의 양으로 분석물의 존재 사이의 차이를 확인할 수 없는 측면 유동 분석기의 다른 단점을 해결한다. 분석물의 정성적 측정을 개선시키는 것 이외에도, 본 개시내용의 검정, 검사 시스템, 및 방법의 구현예는 또한 통상적인 판독기에 의한 측정의 민감도를 크게 증가시킬 수 있으며, 일부 경우에 분석물의 정량적 측정을 허용한다.

도 1은 본 개시내용에 따른 예시적인 측면 유동 장치(100)를 도시한다. 분석 검사 스트립은 장치(100)의 하우징 내에 수용된다. 측면 유동 장치(100)의 이러한 비제한적인 예에서, 하우징은 완충액 웰(110), 샘플 웰(120), 및 판독 창(130)을 정의한다. 측면 유동 장치(100)는 사용의 용이성, 검사 결과의 신속한 전달, 휴대성, 자동화 판독기 내에서 적절한 기능 및 배치, 물질 사용 및 비용의 경제성, 또는 다른 고려사항을 위한 크기 및 모양일 수 있다. 따라서 크기 및 모양은 임의의 특정 크기 또는 모양으로 제한되지 않고, 특정 사용 환경의 특정 요구 또는 요건에 맞게 용이하게 변형될 수 있다.

도 2는 본 개시내용에 따른 예시적인 분석 검사 스트립(101)을 도시한다. 분석 검사 스트립(101)은 도 1의 측면 유동 장치(100) 내에서 수용되거나 또는 하우징될 수 있다. 이러한 비제한적인 구현예에서 예시적인 분석 검사 스트립(101)은 기질, 샘플 수용 영역 및 완충액 수용 영역을 갖는 검정 막, 검출 영역, 및 흡수 패드를 포함한다. 본 개시내용은 이 예시적인 분석 검사 스트립으로 제한되지 않고, 상이한 특성을 갖는 다른 분석 검사 스트립이 본 개시내용에 따라 이행될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

도 2의 구현예에서, 분석 검사 스트립(101)은 백킹 카드(102), 샘플 수용 영역(121) 및 완충액 수용 영역(111)을 갖는 접합체 패드(103), 검출 영역(131)을 갖는 막(104), 및 흡수 패드(105)를 포함한다. 막(104)은 니트로셀룰로스 물질일 수 있다. 분석 검사 스트립(101)은 측면 유동 장치(100) 내에서 하우징되어, 완충액 수용 영역(111)이 완충액 웰(110)을 통해 접근가능하고, 샘플 수용 영역(121)이 샘플 웰(120)을 통해 접근가능하고, 검출 영역(131)이 판독 창(130)을 통해 접근가능하도록 한다. 분석의 결과는 검출 영역(131)에서 생성된 신호가 있다면 이를 측정함으로써 판독 창(130)에서 측정될 수 있다.

백킹 카드(102)는 분석 검사 스트립을 지지하기에 충분한 임의의 적합한 물질, 예를 들어, 고체 플라스틱, 적층 시트, 복합 물질 등과 같은 수분 불침투성 층일 수 있다. 흡수 패드(105)는 막을 통해 모세관 작용 및 유체 유동을 촉진시키는 것을 돕고, 예를 들어, 니트로셀룰로스,　셀룰로스 물질, 다공성 폴리에틸렌 패드, 유리 섬유 여과지 등을 포함하여 유체를 흡수하는 임의의 적합한 물질을 포함할 수 있다. 흡수 물질은 위킹 공정을 돕기 위해 계면활성제로 처리될 수 있다.

유체는 접합체 패드(103)에서 흡수 패드(105)로 분석 검사 스트립(101)의 세로 축을 따라 유동하도록 구성된다. 분석 검사 스트립(101)의 구성요소는 이러한 방향의 유체 유동을 참조하여 기재될 것이다. 예를 들어, 막(104)은 접합체 패드(103)의 하류 및 흡수 패드(105)의 상류에 있다. 또 다른 예를 들어, 샘플 수용 영역(121)은 완충액 수용 영역(111)의 하류 및 검출 영역(131)의 상류에 있다.

막(104)의 검출 영역(131)은 샘플에 존재할 때 관심 분석물에 특이적으로 결합하도록 구성된 고정화된 포획제를 포함한다. 막(104)은 하나 초과의 관심 분석물을 검출하기 위한 추가의 검출 영역을 추가로 포함할 수 있고, 하나 이상의 대조 영역을 포함할 수 있다. 막(104)은 관심 분석물의 존재 및/또는 양을 정확하게 결정하기 위해 바람직하지 않은 판독 간섭을 최소화하도록 가시 영역에서 투명할 수 있다. 포획제는 예를 들어 막(104) 상에 또는 내에서 포획제를 증착, 분무, 침지, 담금, 붓기, 또는 주입하는 것을 포함하는 임의의 적합한 방법을 사용하여 막(104) 상에 또는 내에서 고정화될 수 있다. 예를 들어, 포획제는 포획제를 포함하는 용액을 제조하고 공기 분사 기술을 사용하여 용액을 막(104) 위에 분무함으로써 막(104) 상에 증착되고 고정화될 수 있다. 또 다른 예에서, 포획제는 포획제를 갖는 용액을 제조하고 용액을 붓거나, 용액을 분무하거나, 검사 스트립 상에 배치하거나 또는 문지른 분말 또는 겔로 용액을 제형화하거나, 또는 임의의 다른 적합한 방법에 의해 증착된다.

포획제는 분석 검사 스트립(101)의 검출 영역(131)에서 임의의 적합한 양으로 고정화될 수 있다. 유리하게는, 본 개시내용의 구현예는 통상적인 측면 유동 샌드위치 분석기의 전형적인 양 및 유형의 포획제를 사용하여 저농도에서 관심 분석물의 존재, 부재, 및 양을 검출할 수 있다. 일부 구현예에서, 고정화된 포획제는 약 0.1-20 μL/검사 스트립 범위의 양으로 존재한다.

접합체 패드(103)는 이 예시적인 이행에서 백킹 카드(102)의 일부에 걸쳐 배치된다. 분석 검사 스트립(101)이 측면 유동 장치(100) 내에서 하우징되는 경우, 완충액 수용 영역(111)은 완충액 웰(110)을 통해 접근가능하고, 이 경우에 아래에 측면으로 위치한다. 샘플 수용 영역(121)은 샘플 웰(120)을 통해 접근가능하고, 이 경우에 아래에 측면으로 위치한다. 일부 경우에, 접합체 패드(103)는 백킹 카드(102)에 고정될 수 있다. 접합체 패드(103)는 섬유(유리 섬유 포함), 폴리에스테르, 또는 접합체 패드(103)를 통해 유체의 유동을 제공하는 다른 물질과 같이, 물질을 통해 유체의 유동을 허용하는 임의의 적합한 물질일 수 있다. 이 예시적인 이행에서, 접합체 패드(103)는 샘플 수용 영역(121)에서 증착된 분석물-특이적 접합체(200)를 포함한다. 분석물-특이적 접합체(200)의 구현예는 또한 본 개시내용에 따라 "제1 접합체"라고 지칭될 수 있다. 분석물-특이적 접합체(200)는 유체가 샘플 수용 영역(121)에 수용되는 경우 가용화되도록 구성된다. 도 3을 참조하여 하기에 기재된 바와 같이, 분석물-특이적 접합체(200)는 제1 표지(210)(예컨대 검출기 분자), 제1 결합 파트너(230), 및 관심 분석물(221)(샘플에 존재하는 경우)에 특이적으로 결합하는 제제(220)를 포함한다. 따라서, 분석물-특이적 접합체(200)는 샘플 수용 영역에 수용된 샘플에서 관심 분석물(존재하는 경우)에 특이적으로 결합하도록 구성된다.

일 예에서, 분석물-특이적 접합체(200)는 샘플 수용 영역(121) 상에 또는 내에 배치된다. 또 다른 예에서, 분석물-특이적 접합체(200)는 샘플 수용 영역(121)의 하류에 위치한 제1 접합체 영역 상에 또는 내에 배치되어 샘플 수용 영역(121)에 첨가된 샘플(및 존재하는 경우 임의의 관심 분석물)이 제1 접합체 영역을 통해 유동하고 분석물-특이적 접합체(200)와 상호작용하도록 한다. 분석물-특이적 접합체(200)는 예를 들어, 샘플 수용 영역(121) 상에 또는 내에서 분석물-특이적 접합체를 증착, 분무, 침지, 담금, 붓기, 또는 주입하는 것을 포함하는 임의의 적합한 방법을 사용하여 분석 검사 장치(101) 상에 또는 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 분석물-특이적 접합체는 분석물-특이적 접합체를 갖는 용액을 제조하고 용액을 공기 분사 기술을 사용하여 분무함으로써 증착될 수 있다. 또 다른 예에서, 분석물-특이적 접합체는 용액에서 제조되고 용액을 붓거나, 용액을 분무하거나, 용액을 검사 스트림 상에 배치하거나 또는 문지른 분말 또는 겔로 제형화하거나, 또는 임의의 다른 적합한 방법에 의해 증착될 수 있다.

분석물-특이적 접합체(200)는 분석 검사 스트립(101)의 샘플 수용 영역(121)(또는 다른 적합한 위치)에서 임의의 적합한 양으로 제공될 수 있다. 유리하게는, 본 개시내용의 구현예는 통상적인 측면 유동 샌드위치 분석기의 전형적인 양 및 유형의 분석물-특이적 접합체(200)를 사용하여 저농도에서 관심 분석물의 존재, 부재, 및 양을 검출할 수 있다. 일부 구현예에서, 분석물-특이적 접합체는 약 0.1-20 μL/검사 스트립 범위의 양으로 증착된다.

본 개시내용에 따른 시스템, 장치, 및 방법의 구현예는 신호-증폭 접합체(250)를 포함한다. 신호-증폭 접합체(250)의 구현예는 또한 본 개시내용에 따라 "제2 접합체"라고 지칭될 수 있다. 도 3을 참조하여 하기에 기재된 바와 같이, 신호-증폭 접합체(250)는 제2 표지(211) 및 제2 결합 파트너(231)를 포함한다. 제2 결합 파트너(231)는 분석물-특이적 접합체(200)의 제1 결합 파트너(230)에 특이적으로 결합하도록 구성된다. 신호-증폭 접합체(250)는 분석물-특이적 접합체(200)의 상류에 있는 위치 상에 존재하거나 또는 이에 첨가된다. 도 2를 참조하여 기재된 일 예에서, 신호-증폭 접합체(250)는 제조 공정 동안 분석 검사 스트립(101)에 첨가된다. 또 다른 예에서, 신호-증폭 접합체(250)는 검사 이벤트 동안 작동자에 의해 분석 검사 스트립(101)에 첨가된다. 본 개시내용의 구현예는 신호-증폭 접합체(250)가 측면 유동 분석기에 도입되는 방식에 의해 제한되지 않고, 본원에 기재된 것들 이외의 다른 예가 적합하다는 것으로 이해될 것이다.

도 2에 예시된 일 예에서, 신호-증폭 접합체는 완충액 수용 영역(111) 상에 또는 내에 배치된다. 또 다른 예에서, 신호-증폭 접합체(250)는 완충액 수용 영역(111)의 하류 및 샘플 수용 영역(121)의 상류에 위치한 제2 접합체 영역 상에 또는 내에 배치되어, 샘플 수용 영역(121)에 첨가된 샘플(및 존재하는 경우 임의의 관심 분석물)이 제2 접합체 영역에서 신호-증폭 접합체(250)와 상호작용하지 않도록 할 것이다. 이러한 공간적 배향은 또한 완충액 수용 영역(111)에 첨가된 완충액이 제2 접합체 영역을 통해 하류로 유동하고 신호-증폭 접합체(250)를 가용화시킨다는 것을 보장한다. 도 2의 비제한적인 이행은 샘플 용액을 사용하여 신호-증폭 접합체(250)를 재수화하지 않지만, 다른 이행이 적합하다는 것으로 이해될 것이다. 예를 들어, 본 개시내용의 또 다른 이행은 단일 용액(예컨대 샘플 용액)을 사용하여 분석물-특이적 접합체(200) 및 신호-증폭 접합체(250) 둘 다를 재수화할 수 있다. 이 경우에, 샘플 용액은 분석물-특이적 접합체(200)를 유체 경로를 따라 아래에 있는 검출 영역으로 동원한 후에 신호-증폭 접합체(250)를 유체 경로를 통해 아래에 있는 검사 스트립의 검출 영역으로 동원하는 것을 보장하도록 상이한 시간에 적용될 수 있다.

신호-증폭 접합체(250)는 예를 들어, 완충액 수용 영역(111)(또는 다른 적합한 위치) 상에 또는 내에 신호-증폭 접합체(250)를 증착, 분무, 침지, 담금, 붓기, 또는 주입하는 것을 포함하는 임의의 적합한 방법을 사용하여 분석 검사 장치 상에 또는 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 신호-증폭 접합체(250)는 신호-증폭 접합체(250)를 갖는 용액을 제조하고 용액을 공기 분사 기술을 사용하여 분무함으로써 증착될 수 있다. 또 다른 예에서, 신호-증폭 접합체(250)는 용액에서 제조되고 용액을 붓거나, 용액을 분무하거나, 용액을 검사 스트립 상에 배치하거나 또는 문지른 분말 또는 겔로 제형화하거나, 또는 임의의 다른 적합한 방법에 의해 증착될 수 있다.

신호-증폭 접합체(250)는 완충액 수용 영역(111) 이외의 영역에서 분석 검사 스트립에 첨가될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 일 비제한적인 구현예에서, 측면 유동 장치(100)는 신호-증폭 접합체(250)를 분석 검사 스트립(101) 상에 수용하기 위한 완충액 웰 또는 완충액 수용 영역과 같은 별개의 또는 전용 위치를 포함하지 않는다. 신호-증폭 접합체(250)는 분석물-특이적 접합체(200)가 샘플 수용 영역(121)에서 가용화되어 검출 영역(131)으로 동원된 후에 임의의 적합한 위치에서 분석 검사 스트립(101)에 첨가될 수 있다.

본 개시내용의 신호-증폭 접합체(250)의 구현예는 분석 검사 스트립(101)의 완충액 수용 영역(111)(또는 다른 적합한 위치)에서 임의의 적합한 양으로 제공될 수 있다. 일부 구현예에서, 신호-증폭 접합체(250)는 약 0.1-20 μL/검사 스트립 범위의 양으로 증착된다. 일부 구현예에서, 신호-증폭 접합체(250)는 분석 검사 스트립(101) 상에 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, 9.0, 9.5, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 또는 20 μL/검사 스트립의 양으로 증착된다.

신호-증폭 접합체(250)는 분석물-특이적 접합체(200)가 분석 검사 스트립(101) 상에 배치되거나 또는 첨가되는 위치의 상류에 있는 분석 검사 스트립(101) 상에 배치되거나 또는 첨가된다. 신호-증폭 접합체(250) 및 분석물-특이적 접합체(200)는 분석 검사 스트립(101)을 제조하는 공정 동안 또는 분석 검사 스트립(101)을 사용하여 검사 이벤트를 수행하는 작동자에 의해, 동시에 또는 상이한 시간에 검사 스트립 상에 배치될 수 있다. 일 비제한적인 예에서, 신호-증폭 접합체(250) 및 분석물-특이적 접합체(200) 둘 다는 예를 들어 신호-증폭 및 분석물-특이적 접합체 둘 다를 검사 스트립 상에 동시에 또는 거의 동시에 도입하거나 또는 증착함으로써, 동시에 또는 실질적으로 동시에 그러나 분석 검사 스트립(101)의 상이한 위치에서 분석 검사 스트립(101)에 첨가된다. 이 예에서, 분석물-특이적 접합체(200)는 신호-증폭 접합체(250)가 배치되거나 또는 첨가되는 위치의 하류에 있는 분석 검사 스트립(101) 상에 배치되거나 또는 이에 첨가된다. 이러한 공간적 배향은 분석물-특이적 접합체가 검출 영역(131)으로 동원되고 결합되게 하기 전에 접합체 사이의 상호작용을 최소화한다. 또 다른 비제한적인 예에서, 신호-증폭 접합체(250)는 임의의 적합한 위치에서 본원에 기재된 것들을 포함하나 이에 제한되지 않는 임의의 적합한 방법 또는 기술을 사용하여 분석물-특이적 접합체(200)의 첨가 전 또는 후에 분석 검사 스트립(101)에 첨가된다. 예를 들어, 신호-증폭 접합체(250)는 분석물-특이적 접합체(200)가 검출 영역(131)으로 동원되고 결합되게 된 후에 신호-증폭 접합체(250)가 첨가되는 경우, 분석물-특이적 접합체(200)가 처음에 첨가된 위치와 동일하거나 또는 실질적으로 동일한 위치에 첨가될 수 있다.

일부 구현예에서, 측면 유동 장치(100)는 분석 검사 스트립(101)을 사용하는 검사 이벤트 전에 신호-증폭 접합체(250)를 포함하는 완충액 웰 또는 완충액 수용 영역과 같은 별개의 또는 전용 위치를 포함하지 않는다. 대신에, 신호-증폭 접합체(250)는 검사 이벤트 동안 작동자에 의해 분석 검사 스트립(101)에 도입된다. 예를 들어, 신호-증폭 (250) 접합체는 샘플이 분석 검사 스트립에 도입된 후에 분석 검사 스트립에 도입될 수 있다. 구체적으로, 샘플은 먼저 샘플 수용 영역에 배치되고, 샘플은 적합한 기간 동안 검사 검정 스트립을 통해 이동하게 된다. 기간은 분석물-특이적 접합체(200)를 가용화하고, 샘플에서 관심 분석물(존재하는 경우)과의 결합 상호작용을 형성하고, 검출 영역으로 동원되고, 검출 영역에서 고정화된 포획제와의 결합 상호작용을 형성하기에 충분한 시간일 수 있다. 적합한 기간 동안 배양 후에, 신호-증폭 접합체(250)를 포함하는 용액은 측면 유동 장치(100)에 도입된다. 그 다음에 신호-증폭 접합체(250)는 분석 검사 스트립(101)을 통해 검출 영역(131)으로 이동한다.

샘플 및 신호-증폭 접합체(250)를 분석 검사 스트립(101)에 첨가하는 사이의 지연 기간은 관심 분석물의 특징, 관심 분석물을 함유하거나 또는 함유하는 것으로 의심되는 유체, 분석물-특이적 접합체(200), 신호-증폭 접합체(250), 및 분석 검사 스트립(101)의 물질 특성을 포함하나 이에 제한되지 않는 다양한 매개변수를 기반으로 하여 조정될 수 있다. 예시적인 지연 기간은 5 초, 10 초, 15 초, 20 초, 25 초, 30 초, 35 초, 40 초, 45 초, 50 초, 55 초, 1 분, 2 분, 3 분, 4 분, 5 분, 6 분, 7 분, 8 분, 9 분, 10 분, 12 분, 및 15 분을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 따라서, 이 예에서, 신호-증폭 접합체(250)는 검사 이벤트의 시작 시 분석 검사 스트립(101) 상에 존재하지 않는다. 따라서, 검출 한계 미만의 농도와 같은 저농도로 존재하는 분석물의 신호를 증폭하기 위한 본 개시내용의 구현예는 신호-증폭 접합체(250)가 존재하는 검사 스트립을 제조하거나 또는 이후 단계에서 신호-증폭 접합체(250)를 첨가하는 것을 포함하여 다양한 방식으로 n 개의 신호-증폭 접합체(250)를 사용하여 달성될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

본 개시내용에 따른 시스템, 장치, 및 방법의 구현예는 관심 분석물을 매우 신속하게 검출할 수 있다. 검사 이벤트의 시작(샘플이 검사 스트립에 첨가될 때 시간으로 정의됨)부터 검사 이벤트의 끝(존재하는 경우 측정 시스템이 검출 영역에서 생성된 신호를 검출할 때 시간으로 정의됨)까지 총 시간은 1 분, 2 분, 3 분, 4 분, 5 분, 6 분, 7 분, 8 분, 9 분, 10 분, 12 분, 및 15 분일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

도 3은 본 개시내용에 따른 시스템, 장치, 및 방법의 예시적인 구현예를 개략적으로 도시한다. 임의의 특정 이론에 얽매이지 않으면서, 분석물-특이적 접합체(200)가 관심 분석물(221), 포획 영역(242)에서 고정화된 포획제(240), 및 신호-증폭 접합체(250)와 결합하는 공정은 이제 도 3을 참조하여 기재될 것이지만, 본 개시내용은 도 3의 개략도로 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다.

분석물-특이적 접합체(200)는 제1 표지(210), 제1 결합 파트너(230), 및 관심 분석물(221)(샘플에 존재하는 경우)에 특이적으로 결합하는 제제(220)를 포함한다. 제제(220)는 관심 분석물(221)에 특이적으로 결합하도록 구성되고, 관심 분석물(221)에 특이적으로 결합하는 항체 또는 항체의 결합 단편을 포함할 수 있다. 분석물-특이적 접합체(200)는 예를 들어, 도 2를 참조하여 상기 기재된 방법을 사용하여, 분석 검사 스트립(101)의 샘플 수용 영역(121)(또는 임의의 다른 적합한 위치) 상에 증착되거나 또는 첨가된다. 샘플은 예를 들어 샘플 수용 영역(121)에서 분석 검사 스트립(101)에 첨가된다. 분석물-특이적 접합체(200)는 샘플에 가용화되고, 제제(220)는 샘플에 존재하는 경우 관심 분석물(221)에 특이적으로 결합하여, 분석물-제제-제1 표지 복합체(225)를 형성한다. 복합체(225)는 분석 검사 스트립(101)을 통해 검출 영역(131)으로 유동하며, 이는 관심 분석물(221)에 특이적으로 결합하도록 구성된 고정화된 포획제(240)를 포함한다. 복합체(225)는 도 3에 도시된 바와 같이, 검출 영역(131)에서 포획된다.

복합체(225)가 검출 영역(131)으로 이동하여 포획되게 하도록 적합한 기간이 지난 후에, 본 개시내용에 따른 신호-증폭 접합체(250)는 분석 검사 스트립(101)을 따라 하류에 있는 검출 영역(131)으로 이동하게 된다. 신호-증폭 접합체(250)는 제2 표지(211) 및 제2 결합 파트너(231)를 포함한다. 일 비제한적인 이행에서, 신호-증폭 접합체(250)는 샘플을 첨가하여(도 2를 참조하여 상기 기재된 것들을 포함하는 임의의 적합한 방식으로 증착됨), 완충 용액을 신호-증폭 접합체(250)에 적용함으로써 하류에 있는 검출 영역(131)으로 이동하기 전에 분석 검사 스트립(101) 상에 존재한다. 이러한 이행에서, 이전에 증착된 신호-증폭 접합체(250)는 샘플 수용 영역(121)의 상류, 예를 들어 샘플 수용 영역(121)의 상류에 위치한 완충액 수용 영역(111)에 증착된다. 샘플 수용 영역(121)에서 분석물-특이적 접합체(200)의 상류에 있는 완충액 수용 영역(111)에서 신호-증폭 접합체(250)의 이러한 공간적 배향은 샘플을 샘플 수용 영역(121)에 첨가하는 것이 신호-증폭 접합체(250)가 아니라 분석물-특이적 접합체(200)를 가용화하고 동원하는 것을 보장한다. 또 다른 비제한적인 이행에서, 신호-증폭 접합체(250)는 샘플을 샘플 수용 영역에 첨가한 후 적합한 기간이 경과한 후에 분석 검사 스트립(101)에 첨가된다. 이러한 이행에서, 신호-증폭 접합체(250)를 포함하는 완충 용액은 완충액 수용 영역(111)에서(존재하는 경우), 샘플 수용 영역(121)에서, 또는 분석 검사 스트립(101)의 임의의 다른 적합한 위치에서 분석 검사 스트립(101)에 첨가될 수 있다.

이들 이행 모두에서, 본 개시내용의 구현예는 분석물-특이적 접합체(200)가 신호-증폭 접합체(250)에 노출되고 결합 상호작용을 형성하기 전에 검출 영역(131)에서 포획제(240)를 동원하고 결합하게 한다. 본 개시내용의 구현예는 유리하게는 신호-증폭 접합체(250)의 방출 시기가 측면 유동 분석기의 특이적 특징에 맞춰지고, 완충 용액이 시스템(신호-증폭 접합체(250)를 함유하는 완충액 수용 영역(111), 또는 완충 용액 그 자체가 신호-증폭 접합체(250)를 함유하는 경우 임의의 적합한 위치)에 첨가되는 경우에만 촉발되게 한다. 본 개시내용의 이러한 구현예는 또한 유리하게는 분석물-특이적 접합체(200) 및 신호-증폭 접합체(250) 사이의 상호작용이 바람직하지 않은 분석 검사 스트립(101)의 위치, 즉 검출 영역(131)의 상류에 있는 위치에서 발생하는 것을 방지한다. 따라서, 신호-증폭 접합체(250)의 방출 시기를 최적 시간까지(분석물-특이적 접합체(200)의 충분한 양이 검출 영역(131)으로 동원되고 결합되게 된 후) 허용하는 본 개시내용의 구현예는 유리하게는 검출 영역에 존재하는 분석물-특이적 접합체(200)(포획제(240)에 결합되든 결합되지 않든) 및 최적 위치 - 검출 영역(131)에서 신호-증폭 접합체(250) 사이의 결합 상호작용의 발생을 최대화한다. 이는 검출 영역에서 접합체(200, 250)에 의해 생성된 신호를 검출 임계를 초과하는 수준으로 집합 및 증가시킨다.

완충 용액이 분석 검사 스트립(101)에 첨가되고 신호-증폭 접합체(250)를 시스템에 직접 도입하거나 또는 시스템에 이미 존재하는 신호-증폭 접합체(250)를 가용화한 후에, 두번째 일련의 결합 이벤트가 본 개시내용의 신호-증폭 접합체(250)의 특성으로 인해 발생할 것이다. 상기 기재된 바와 같이, 제2 결합 파트너(231)는 분석물-특이적 접합체(200)의 제1 결합 파트너(230)에 특이적으로 결합한다. 임의의 특정 이론에 얽매이지 않으면서, 신호-증폭 접합체(250)가 분석 검사 스트립(101)을 통해 검출 영역(131)으로 유동할 때, 신호-증폭 접합체(250)의 제2 결합 파트너(231)는 포획제(240)에 결합된 복합체(225)의 제1 결합 파트너(230)에 특이적으로 결합하여, 신호-증폭 접합체(250)가 검출 영역(131)에서 포획되는 것으로 여겨진다. 이제 결합된 신호-증폭 접합체(250)의 제2 표지(211)는 검출 영역에서 신호를 생성한다. 이러한 방식으로, 검출 영역에서 결합된 단일 분석물-특이적 접합체(200)로부터의 신호가 증폭된다. 일부 구현예에서, 복합체(225)에서 단일 분석물-특이적 접합체(200)는 복수의 신호-증폭 접합체(250)에 결합하며, 그 자체가 복합체(225)에서 단일 분석물-특이적 접합체(200)에 의해 생성된 신호에 기여한다. 본 개시내용의 일부 구현예에서, 복합체(225) 및 하나 이상의 신호-증폭 접합체(250) 사이의 이러한 제1 수준 결합 상호작용조차도 검출 영역에서 생성된 신호를 임계 검출 수준을 초과하여 증가시키기에 충분할 수 있다.

유리하게는, 본 개시내용의 구현예는 제1 수준 결합 상호작용 단독에 의해 가능하게 된 것보다 훨씬 더 높은 수준의 신호-증폭을 생성할 수 있다. 본원에 기재된 시스템, 장치, 및 방법의 구현예에서, 검출 영역에서 생성된 신호의 증폭은 검출 영역에 존재하지만 포획제(240)에 결합하지 않은 잔류 분석물-특이적 접합체(200)와 결합하는 이제 결합된 신호-증폭 접합체(250)의 능력에 의해 추가로 향상된다. 이 잔류 분석물-특이적 접합체(200)는 대개는 검출 영역(131)을 통해 통과하거나 또는 통상적인 측면 유동 분석기의 검출 영역에서 널리 산란된 채 남아있을 수 있다. 본 개시내용에 따른 신호-증폭 접합체(250)의 존재 하에, 이 잔류 분석물-특이적 접합체(200)는 복합체(225)를 통해 검출 영역(131)에 고정된 접합체의 스캐콜드에 결합되게 되고, 검출 영역(131)에서 생성된 집합 신호에 추가로 기여할 수 있다. 본 개시내용의 구현예에 의해 생성된 신호는 기하급수적인 방식으로 강도가 증가할 수 있다. 따라서, 일부 구현예에서, 검출 영역(131)에서 생성된 신호 강도는 2-100 배의 양, 예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 또는 100 배의 양만큼 신호의 증폭으로 인해 증가할 수 있다. 본 개시내용은 이러한 예시적인 수준의 증폭으로 제한되지 않고, 다른 수준의 증폭은 본 개시내용의 구현예로 가능하게 된다는 것이 이해될 것이다.

유리하게는, 결합 이벤트의 상기 기재된 연쇄 반응은 매우 소량으로 샘플에서 관심 분석물의 존재 하에서도 발생할 수 있다. 임의의 특정 이론에 얽매이지 않으면서, 잔류 분석물-특이적 접합체(200)는 잔류 분석물-특이적 접합체(200)가 샘플에서 분석물에 결합되든 아니든 상관없이 신호-증폭 접합체(250)와의 결합 상호작용을 형성할 수 있는 것으로 여겨진다. 즉, 복합체(225) 및 신호-증폭 접합체(250) 사이의 첫번째 상호작용 후에 발생하는 결합 상호작용은 이 첫번째 상호작용에 의존하여 결합 이벤트의 연쇄 반응이 국소화 영역(검출 영역)에서 발생하도록 보장하지만, 복합체(225)에 의해 생성된 신호를 증폭하는 결합된 접합체(200, 250) 쌍의 스캐폴드를 형성하도록 추가의 관심 분석물에 의존하지 않는다.

또한 검출 영역(131)에서 신호의 부재는 높은 신뢰도로 샘플에서 관심 분석물의 부재와 연관시킬 수 있다는 것이 본 개시내용의 목적이다. 샘플에서 관심 분석물의 부재 하에, 복합체(225)는 검출 영역(131)에서 포획제(240)를 형성하고 결합하지 않을 것이다. 이러한 결합 이벤트의 부재 하에, 신호-증폭 접합체(250)는 검출 영역(131)에서 결합되지 않게 되고 검출 영역(131)을 통해 흡수 패드(151)를 통과할 것이다.

본원에 사용된 바와 같이, 완충액은 결합 상호작용을 방해하지 않고, 관심 분석물 또는 장치의 다른 구성요소를 변성시키지 않으며, 검사 스트립을 통해 구성요소를 유동시키기 위한 목적을 위해 중성을 유지하는 측면 유동 분석기에서 사용되는 용액을 지칭한다. 다양한 완충액은 널리 알려져 있으며, 다양한 완충액 중 임의의 것이 본원에 기재된 측면 유동 분석기에 사용되는 특이적 분석물, 화합물, 및 구성요소에 대해 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 완충액은 포스페이트 완충 염수(PBS)이다.

본 개시내용의 구현예는 샘플 수용 영역의 상류에 위치한 완충액 수용 영역에 첨가되는 추적 완충액, 및 샘플이 첨가된 후에 분석 검사 스트렙의 임의의 적합한 위치에 첨가되는 신호-증폭 접합체를 포함하는 완충 용액을 참조하여 기재되었다. 그러나, 완충 용액을 시스템에 첨가하거나 또는 방출하는 다른 방법이 적합할 것이며 본 개시내용의 구현예에 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 추적 완충 용액은 샤셰 백 또는 다른 적절한 구조에 미리 포장되고 증착된 신호-증폭 접합체의 상류에 있는 분석 검사 스트립 및 분석 검사 스트립의 샘플 수용 웰에 혼입될 수 있다. 추적 완충 용액은 샘플이 분석 검사 스트립에 첨가된 후 적합한 시간에 임의의 적절한 메커니즘을 사용하여 사셰 백을 파괴함으로써 방출될 수 있다.

일부 구현예에서, 신호-증폭 접합체(250)는 검출 영역(131)에 도달할 때까지 다른 접합체(예컨대 분석물-특이적 접합체(200))에 결합하지 않는다. 일부 구현예에서, 신호-증폭 접합체(250)를 다른 접합체에 결합시키는 것은 결합된 접합체의 침전을 초래하여, 검사 스트립을 통해 침전된 표지의 얼룩을 생성하여, 결과를 방해하거나 또는 혼동시킬 수 있다. 상기 기재된 바와 같이, 본 개시내용의 구현예는 검출 영역(131)의 상류에 있는 결합된 접합체의 이러한 침전을 방지하거나 또는 최소화하는 특징을 포함한다. 이들 특징은 신호-증폭 접합체(250)가 용액에 가용화되어 남아있고, 검출 영역(131)에서 포획된 복합체(225)에서 분석물-특이적 접합체(200)에 도달하기 전에 분석물-특이적 접합체(200)와 결합하지 않는다는 것을 보장한다. 일 예에서, 본 개시내용의 구현예는 신호-증폭 접합체(250)를 샘플 수용 영역(121)에서 분석물-특이적 접합체(200)의 상류에 있는 분석 검사 스트립(101) 상에 증착시키고, 분석물-특이적 접합체가 먼저 측면 유동 장치를 통해 검출 영역(131)으로 유동하는 기회를 가진 후에만 신호-증폭 접합체(250)를 가용화하는 것을 포함한다. 또 다른 예에서, 본 개시내용의 구현예는 분석물-특이적 접합체(200)가 먼저 측면 유동 장치를 통해 검출 영역(131)으로 유동하는 기회를 가진 후에만 분석 검사 스트립(101)에 적용된 완충 용액에 분석 검사 스트립(101)를 첨가하는 것을 포함한다.

분석물-특이적 접합체(200)의 제1 표지(210)는 신호-증폭 접합체(250)의 제2 표지(211)와 동일한 표지일 수 있다. 일 비제한적인 예에서, 제1 표지(210) 및 제2 표지(211)는 콜로이드성 금 표지일 수 있다. 콜로이드성 금 표지는 금 나노입자를 포함할 수 있다. 제1 표지(210) 및 제2 표지(211)는 검출가능한 신호를 제공할 수 있는 임의의 적합한 표지를 포함할 수 있다. 따라서, 일부 구현예에서, 제1 표지(210) 및 제2 표지(211)는 효소, 콜로이드성 금속 입자(또한 금 또는 은 나노입자와 같은 금속 나노입자로 지칭됨), 유색 라텍스 입자, 방사선 동위원소, 보조인자, 리간드, 화학발광 또는 형광 제제, 단백질-흡착 은 입자, 단백질-흡착 철 입자, 단백질-흡착 구리 입자, 단백질-흡착 셀레늄 입자, 단백질-흡착 황 입자, 단백질-흡착 텔루륨 입자, 단백질-흡착 탄소 입자, 또는 단백질-결합된 염료 주머니, 또는 임의의 다른 적합한 표지이다.

상기 기재된 바와 같이, 제제(220)는 관심 분석물(221)에 특이적으로 결합하는 제제이며, 관심 분석물(221)에 특이적으로 결합하는 항체 또는 항체의 결합 단편을 포함할 수 있다. 따라서, 제제(220)는 항-분석물 항체일 수 있다. 분석물-특이적 접합체(200)의 제1 결합 파트너(230)는 신호-증폭 접합체(250)의 제2 결합 파트너(231)에 특이적으로 결합하고, 따라서 제1 및 제2 결합 파트너(230, 231)는 결합 쌍을 구성한다. 이 결합 쌍은 예를 들어, 항원/항체, 합텐/항체, 호르몬/수용체, 핵산 가닥/상보성 핵산 가닥, 기질/효소, 억제제/효소, 탄수화물/렉틴, 비오틴/아비딘, 수용체/리간드, 또는 바이러스/세포 수용체로 이루어진 군으로부터 선택된 결합 쌍을 포함할 수 있다. 일 비제한적인 예에서, 제1 결합 파트너(230)는 아비딘(또는 이의 유도체 또는 유사체)이고 제2 결합 파트너(231)는 비오틴(또는 이의 유도체 또는 유사체)이다. 예를 들어, 분석물-특이적 접합체(200)는 비오티닐화될 수 있고 신호-증폭 접합체(250)는 항-비오틴 항체 또는 스트렙타비딘 결합 파트너를 포함할 수 있다. 또 다른 비제한적인 예에서, 결합 쌍은 펩티드 및 항체와 같은 항원/항체이다. 일부 구현예에서, 펩티드는 데카펩티드이다. 추가의 비제한적인 예에서, 결합 쌍은 독소루비신 및 항-독소루비신이다. 여전히 추가의 비제한적인 예에서, 결합 쌍은 메토트렉세이트 및 항-메토트렉세이트이다. 또한 또 다른 비제한적인 예에서, 결합 쌍은 FITC 및 항-FITC 항체이다. 본 개시내용의 구현예는 제2 결합 파트너(231)에 특이적으로 결합하고 상기 예에 제한되지 않는 임의의 적합한 제1 결합 파트너(230)를 사용할 수 있다는 것이 이해될 것이다.

신호-증폭 접합체(240)의 제2 결합 파트너(231)는 관심 분석물(221)과 분석물-특이적 접합체(200)의 분석물-특이적 항체의 결합을 방해하지 않으면서 분석물-특이적 접합체(200)의 제1 결합 파트너(230)에 특이적으로 결합하도록 선택될 수 있다는 것이 본 개시내용의 구현예의 이점이다. 일 예에서, 상이한 단백질/펩티드는 분석물-특이적 항체와 함께 제1 표지(210) 상에 공동 접합되어 분석물-특이적 접합체(200)를 형성할 수 있다. 또 다른 예에서, 또 다른 단백질/펩티드는 먼저 비오티닐화된 다음 분석물-특이적 항체와 함께 제1 표지(210) 상에 공동 접합되어 분석물-특이적 접합체(200)를 형성할 수 있다. 추가의 예에서, 비오틴과 같은 소분자는 분석물-특이적 항체에 첨가되며, 이는 나중에 분석물-특이적 접합체(200)의 제1 표지(210)에 접합되고, 신호-증폭 접합체(250)는 소분자 특이적 결합 단백질/항체를 포함한다. 이 예에서, 분석물-특이적 항체에 첨가되는 소분자는 분석물-특이적 접합체(200)에서 분석물을 분석물-특이적 항체에 결합하는 것을 방해하지 않도록 선택된다. 여전히 또 다른 예에서, 비오틴보다는, 단백질/펩티드가 또 다른 항체 또는 결합 단백질이 존재하는 또 다른 분자 접합될 수 있다. 따라서 첨가된 단백질/펩티드, 비오틴, 또는 제1 표지(210)에 접합된 다른 분자는 관심 분석물(221) 및 제1 표지(210)에 접합된 분석물-특이적 항체 사이의 분석물-특이적 결합 상호작용을 방해하지 않으면서, 신호-증폭 접합체(250) 상의 이 단백질/펩티드, 비오틴, 또는 다른 분자에 대한 항체의 결합 부위를 제공할 수 있다.

일부 구현예에서, 측면 유동 장치는 하나 이상의 대조 영역을 포함한다. 대조 영역은 검출 영역에 있거나 또는 검출 영역에서 분리될 수 있다. 일부 구현예에서, 대조 영역은 양성 대조 영역일 수 있으며, 이는 소 혈청 알부민(BSA)과 같은 단백질과 접합된 소분자를 포함할 수 있다. 소분자에 특이적으로 결합하는 양성 대조 표지된 항체는 접합체 패드 상에 증착될 수 있다. 양성 대조 표지된 항체가 액체 샘플로 재수화되는 경우 이는 양성 대조 영역을 향하여 유동하고 소분자에 결합하여 반-샌드위치를 형성한다. 일부 구현예에서, 양성 대조 영역은 분석물-특이적 접합체에 특이적으로 결합하는 고정화된 포획제를 포함하여, 관심 분석물에 결합하지 않는 분석물-특이적 접합체가 검출 영역(검사 회선)을 통해 통과하고 대조 회선에서 고정화된 포획제에 특이적으로 결합하여, 측면 유동 장치의 적절한 기능을 나타내는 신호를 생성하도록 한다. 임의의 적합한 대조 영역은 본 개시내용의 구현예에서 이행될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

본원에 개시된 판독기 및 데이터 분석기의 구현예는 대조 영역으로부터 수득된 신호 측정을 처리하여 검출 영역에서 측정된 신호를 교정하거나 또는 작동자에게 검사가 효력이 없다는 것을 경고할 수 있다.

본원에 사용된 바와 같이, "분석물"은 일반적으로 검출될 물질을 지칭한다. 일부 구현예에서, 분석물은 때때로 측정 시스템의 검출 한계 미만의 농도에서과 같이 저농도로 샘플에서 발견되는 것들이다. 일부 분석물은 전형적으로 고농도로 샘플에 존재하지만, 특정 장애로 인해, 장애 단계로 인해, 또는 샘플 처리로 인해 저농도로 검사될 특정 샘플에 존재할 수 있다. 예를 들어, 분석물은 질환 또는 장애의 초기 단계 또는 질환 또는 장애의 피크 단계 후 저농도로 샘플에 존재할 수 있다. 본 개시내용의 구현예는 소량으로 샘플에 존재하거나 또는 존재하는 것으로 의심되는 임의의 분석물을 측정하거나 또는 이러한 분석물을 측정하는 민감도가 낮은 경우 측면 유동 분석기에 적용가능하다는 것이 이해될 것이다.

분석물은 항원 물질, 합텐, 항체, 및 이의 조합을 포함할 수 있다. 분석물은 독소, 유기 화합물, 단백질, 펩티드, 미생물, 아미노산, 핵산, 호르몬, 스테로이드, 비타민, 약물(치료적 목적으로 투여되는 것들 뿐만 아니라 불법적 목적으로 투여되는 것들 포함), 약물 중간체 또는 부산물, 박테리아, 바이러스 입자, 및 대사산물 또는 상기 물질 중 임의의 것에 대한 항체를 포함하나 이에 제한되지 않는다. 일부 구현예에서, 관심 분석물은 인플루엔자 A, 인플루엔자 B, 또는 인플루엔자 C 바이러스와 같은 인플루엔자 바이러스이다. 생물학적 또는 환경적 관심 물질의 목적을 위해 추가의 분석물이 포함될 수 있다.

일부 구현예에서, 샘플은 하나 이상의 관심 분석물을 포함할 수 있고, 따라서 측면 유동 장치는 하나 이상의 관심 분석물을 검출하기 위해 구성될 수 있다. 하나 이상의 관심 분석물을 검출하기 위해, 본 개시내용에 따른 측면 유동 장치는 하나 이상의 분석물-특이적 접합체(200)를 포함할 수 있으며, 여기서 각각의 분석물-특이적 접합체(250)는 관심 분석물에 특이적으로 결합한다. 따라서, 예를 들어 샘플에 존재하거나 또는 존재하는 것으로 의심되는 원하는 수의 관심 분석물에 대해, 제1 분석물-특이적 접합체(200A)는 제1 관심 분석물(221A)에 특이적으로 결합하고, 제2 분석물-특이적 접합체(200B)는 제2 관심 분석물(221B)에 특이적으로 결합하고, 제3 분석물-특이적 접합체(200C)는 제3 관심 분석물(221C)에 특이적으로 결합한다. 일부 구현예에서, 관심 분석물에 특이적으로 결합하는 각각의 분석물-특이적 접합체는 임의의 다른 관심 분석물에 특이적으로 결합하지 않는다. 더욱이, 일부 구현예에서, 각각의 분석물-특이적 접합체는 동일한 표지 또는 서로 다른 분석물-특이적 접합체와 상이한 표지를 가질 수 있다. 따라서, 예를 들어, 각각의 분석물-특이적 접합체는 분석물-특이적 접합체의 임의의 다른 표지와 상이한 고유한 표지를 포함할 수 있다. 더욱이, 하나 이상의 관심 분석물이 존재하는 경우, 측면 유동 장치는 하나 이상의 포획 회선을 포함할 수 있으며, 각각의 포획 회선은 하나의 특정 관심 분석물에 특이적으로 결합하는 고정화된 포획제를 포함한다. 예를 들어 검사 샘플에서 분석되고 있는 원하는 수의 관심 분석물에 대해 포획 영역(242A)에서 고정화된 제1 포획제(240A)는 제1 관심 분석물(221A)에 특이적으로 결합하고, 포획 영역(242B)에서 고정화된 제2 포획제(240B)는 제2 관심 분석물(221B)에 특이적으로 결합하고, 포획 영역(242C)에서 고정화된 제3 포획제(242C)는 제3 관심 분석물(221C)에 특이적으로 결합한다.

측면 유동 장치가 하나 이상의 관심 분석물을 측정하기 위해 구성된 일부 구현예에서, 장치는 신호-증폭 접합체(250)를 추가로 포함한다. 신호-증폭 접합체(250)는 결합 쌍의 또 다른 결합 파트너에 특이적으로 결합하는 결합 쌍의 하나의 결합 파트너를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 신호-증폭 접합체는 원하는 수의 관심 분석물에 대해 제1 분석물-특이적 접합체, 제2 분석물-특이적 접합체, 제3 분석물-특이적 접합체 등에 결합하여, 각각의 관심 분석물에 대한 신호를 증폭시킨다. 일부 구현예에서, 신호-증폭 접합체는 1, 2, 3 개 이상의 분석물-특이적 접합체에 결합하여, 원하는 수의 분석물에 대해서만, 예를 들어, 저농도로 샘플에 존재하는 것으로 알려져 있거나 또는 의심되는 관심 분석물에 대해서만 신호를 증폭시킨다.

관심 분석물은 종종 저농도로 샘플에 존재하고, 따라서 신호의 증폭은 각각의 관심 분석물에 대해 필요하지 않지만, 측정 시스템의 검출 한계 미만의 농도에서와 같이 저농도로 존재하는 것으로 알려져 있거나 또는 의심되는 관심 분석물에 대해서만 필요할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 일부 구현예에서, 저농도로 존재하는 제1 분석물에 특이적으로 결합하는 제1 분석물-특이적 접합체는 결합 파트너를 포함하지만, 검출 한계를 초과하는 농도로 존재하는 제2 분석물에 특이적으로 결합하는 제2 분석물-특이적 접합체는 결합 파트너를 포함하지 않아서, 신호-증폭 접합체는 제1 분석물-특이적 접합체에 결합하지만 제2 분석물-특이적 접합체에 결합하지 않아서, 제1 관심 분석물의 신호를 증폭시킬 것이다. 본 개시내용의 다양한 반복은 예를 들어 측정 시스템의 검출 한계 미만인 신호를 포함하여 임의의 원하는 신호를 증폭시킴으로써 이행될 수 있다.

하기 비제한적인 실시예는 본원에 기재된 측면 유동 장치, 검사 시스템, 및 방법의 특징을 예시하며, 본 개시내용의 범위를 제한하려는 의도는 전혀 없다.

실시예 1

본 개시내용에 따른 측면 유동 분석기의 실행(preparation)

하기 실시예는 저농도로 샘플에 존재하는 분석물을 측정하기 위한 본 개시내용에 따른 측면 유동 분석기의 실행을 기재한다. 이 비제한적인 예에서, 관심 분석물은 인플루엔자 A("Flu A")이다.

샘플 수용 영역 및 완충액 수용 영역이 있는 접합체 패드를 갖는 검사 스트립을 제조하였다. 분석물-특이적 접합체를 용액에서 제조하고 용액을 공기 분사 증착에 의해 샘플 수용 영역에 분무하였다. 간단히 말해서, 항-Flu A 항체 및 비오틴을 금 나노입자와 함께 배양하여 분석물-특이적 접합체를 형성하였다. 분석물-특이적 접합체를 포함하는 용액을 공기 분사를 사용하여 분무함으로써 분석물-특이적 접합체를 샘플 수용 영역에서 접합체 패드 위에 7 μL/검사 스트립의 양으로 증착시켰다. 접합체 패드를 가열하여 분석물-특이적 접합체를 접합체 패드에 건조시켰다. 접합체 패드 상에 증착된 분석물-특이적 접합체를 제형화하는 데 사용되는 항-Flu A 항체의 양은 검사 스트립 당 약 260 ng이었다.

신호-증폭 접합체를 용액에서 제조하고 용액을 공기 분사 증착에 의해 완충액 수용 영역에 분무하였다. 간단히 말해서, 항-비오틴을 금 나노입자와 함께 배양하여 신호-증폭 접합체를 형성하였다. 신호-증폭 접합체를 포함하는 용액을 공기 분사를 사용하여 분무함으로써 신호-증폭 접합체를 완충액 수용 영역에서 접합체 패드 위에 2 μL/검사 스트립의 양으로 증착시켰다. 접합체 패드를 가열하여 신호-증폭 접합체를 접합체 패드에 건조시켰다. 접합체 패드 상에 증착된 신호-증폭 접합체를 제형화하는 데 사용되는 항-비오틴 항체의 양은 검사 스트립 당 약 74 ng이었다.

게다가, 검출 영역을 갖는 검사 스트립을 제조하였다. 검출 영역은 Flu A에 특이적으로 결합하는 고정화된 포획제를 포함하였다. 본 실시예에서, 항-Flu A 항체는 0.75 μL/cm에서 2.4 mg/mL의 양으로 검출 영역에서 증착되었다.

본 실시예에서, 검출 영역은 또한 양성 대조 포획 영역을 포함하였다. 분석이 적절하게 기능하는지 보장하기 위해 양성 대조 포획 영역을 제조하였다. 본 실시예에서, 양성 대조 포획 영역은 항-비오틴으로 유도체화된 고정화된 소 혈청 알부민(BSA-항-비오틴)을 포함하였다. 고정화된 BSA-비오틴은 완충액으로 재수화되고 양성 대조 영역으로 유동하는 검사 스트립 상에 존재하는 신호-증폭 접합체를 포획하였으며, 이는 분석의 적절한 기능을 나타낸다. 신호-증폭 접합체를 양성 대조 회선으로 포획하였고, 양성 대조 신호는 분석의 적절한 기능을 나타내었다.

검사 스트립을 하우징을 갖는 측면 유동 장치에 배치하여 검사 스트립을 유지하였다. 측면 유동 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 완충액 수용 영역에 걸쳐 배치된 완충액 웰, 샘플 수용 영역에 걸쳐 배치된 샘플 웰, 및 검출 영역에 걸쳐 배치된 판독 창을 포함하였다.

실시예 2

저농도에서 분석물의 신호-증폭

하기 실시예는 샘플에서 저농도의 Flu A를 검출하기 위한 실시예 1에 기재된 측면 유동 분석기의 사용을 입증한다.

실시예 1에서 제조된 바와 같은 측면 유동 분석기를 저농도 Flu A를 함유하는 샘플과 접촉시켰다. 이 비제한적인 예에서, Flu A 항원은 이. 콜라이(E. coli)에서 발현된 재조합 Flu A 핵단백질의 희석물이었고 조질 세포 용해물로서 적용되었다. 대조군으로서, 실시예 1에서와 같이 제조되었지만, 신호-증폭 접합체가 없는 측면 유동 분석기를 사용하였다. Flu A를 갖는 샘플을 측면 유동 장치 및 대조 측면 유동 장치의 샘플 웰에 첨가하였다. 생성된 신호를 도 4 및 표 1에 제시된 바와 같이 다양한 시점에서 측정하였다.

표 1: 시간 경과에 따른 신호의 변화

관심 분석물을 함유하지 않은 샘플을 또한 본 개시내용에 따라 다양한 양의 신호-증폭 접합체로 제조된 측면 유동 분석기에 적용하였다. 구체적으로, 0.5, 1, 1.5, 및 3 μL 양의 신호-증폭 접합체를 검사 스트립 상에 증착시키고 10 분 및 20 분에 수득된 판독값을 대조 스트립과 비교하였다. 결과는 표 2에 제시되어 있으며, 각 시점은 중복하여 측정하였다. 관심 분석물을 함유하지 않은 샘플을 분석 검사 스트립 상에 증착시켜 관심 분석물이 샘플에 존재하지 않을 때 신호가 검사 회선에서 생성되지 않는지 확인하였다. 하기 표 2에 제시된 바와 같이, 검사 회선에서 신호는 관심 분석물을 함유하지 않는 모든 샘플에 대해 음성으로 유지되었다(0 AU 또는 실질적으로 0 AU 신호 강도는 검사 회선에서 측정됨). 1 AU 미만의 임의의 신호는 시스템 노이즈로 고려될 수 있으므로 0 AU의 측정과 동등하다. 추가로, 하기 표 2에 제시된 바와 같이, 시스템 노이즈 측정 강도는 신호-증폭 접합체의 양이 증가함에 따라 증하가지 않았다. 임의의 특정 이론에 얽매이지 않으면서, 신호-증폭 접합체는 증폭할 초기 신호가 없기 때문에 관심 분석물의 부재 하에 신호를 증폭시키지 않는 것으로 여겨진다 (즉, 샘플에서 분석물의 부재로 인해 검사 회선 상에 샌드위치 구조가 형성되지 않았으며, 따라서 신호-증폭 접합체에 의해 증폭될 신호를 생성하는 샌드위치 구조가 존재하지 않았다).

표 2: 관심 분석물의 부재 하에 샘플을 검사 스트립에 적용하는 경우 생성된 신호

마지막으로, Flu A의 양을 측면 유동 장치 상에 배치하기 전에 샘플에서 달리하였다. 구체적으로, Flu A를 갖는 샘플을 0%, 0.04%, 0.1%, 0.2%, 및 0.5%의 양으로 제조하고(샘플에서 항원 농도의 퍼센트로 표현됨), 샘플을 측면 유동 장치 및 임의의 신호-증폭 접합체가 없는 대조 측면 유동 장치 위에 증착하였다. 신호 강도를 10 분 및 20 분에 판독하였다. 결과는 도 5 및 표 3에 제시되어 있다.

표 3: 상이한 양의 관심 분석물에 따른 신호 강도

유리하게는, 본 개시내용에 따른 측면 유동 분석기는 검출 한계 미만의 농도와 같은 저농도로 샘플에 존재하는 분석물의 신호를 증폭시켜, 저농도로 샘플에 존재하는 분석물의 측정을 신뢰할 수 있게 한다. 샘플에서 관심 분석물의 존재를 결정하는 것 이외에도, 본 개시내용의 구현예는 또한 샘플에 존재하는 관심 분석물의 양을 정량하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 알려진 양의 관심 분석물을 갖는 용액을 본 개시내용의 구현예에 따라 제조된 분석 검사 스트립에 적용할 수 있다. 측정 시스템은 스트립에 의해 생성된 신호의 강도를 측정할 수 있고 용량 반응 곡선은 이 데이터를 사용하여 개발할 수 있다. 본 개시내용의 구현예에 따라 제조된 검사 스트립을 사용한 검사 이벤트 후, 측정 시스템은 검사 스트립에 의해 생성된 신호를 측정하고 이 검사 신호를 용량 반응 곡선에서 플롯팅된 신호와 비교하여 검사 샘플에서 관심 분석물의 양을 결정할 수 있다. 관심 분석물의 양을 정량화하는 다른 방법은 본 개시내용의 구현예를 사용하여 가능하다는 것이 이해될 것이다.

본 개시내용에 따른 측면 유동 분석기를 사용하여 샘플에서 관심 분석물을 검출하는 방법

도 6은 본 개시내용에 따라 저농도의 샘플에서 관심 분석물을 검출하기 위해 측면 유동 분석기를 사용하는 예시적인 방법(600)을 도시한다. 방법(600)은 본원에 기재된 바와 같은 측면 유동 분석기이 제공되는 단계(605)에서 시작한다. 단계(610)에서, 샘플을 측면 유동 장치의 샘플 웰에 적용한다.

일부 구현예에서, 샘플을 샘플 웰에 적용하는 것은 샘플을 측면 유동 분석기과 접촉시키는 것을 포함한다. 샘플은 점적기 또는 다른 적용기를 사용하는 것과 같이 외부 적용에 의해 샘플을 샘플 웰에 도입함으로써 측면 유동 분석기과 접촉할 수 있다. 일부 구현예에서, 샘플 저장소는 검사 스트립이 샘플을 보유하는 용기에 침지되는 경우와 같이, 샘플에 직접 담글 수 있다. 일부 구현예에서, 샘플을 붓거나, 적하하거나, 분무하거나, 배치하거나, 또는 다르게는 샘플 저장소와 접촉시킬 수 있다.

방법은 다음으로 단계(615)로 이동하며, 여기서 샘플을 샘플 웰에 적용하면 샘플 수용 영역 또는 샘플 수용 영역의 하류에 있는 제1 접합체 영역에 존재하는 존재하는 분석물-특이적 접합체("제1 접합체")를 가용화한다. 분석물-특이적 접합체는 제1 표지, 제1 결합 파트너, 및 관심 분석물에 특이적으로 결합하는 제제를 포함할 수 있다. 상기 기재된 바와 같이, 장치는 표지, 결합 파트너, 및 제2 관심 분석물에 특이적으로 결합하는 제제를 포함하는 제2 분석물-특이적 접합체를 포함할 수 있고, 장치는 또한 표지, 결합 파트너, 및 제3 관심 분석물에 특이적으로 결합하는 제제를 포함하는 제3 분석물-특이적 접합체, 또는 분석될 분석물의 수에 따라 추가의 분석물-특이적 접합체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 특이적 관심 분석물은 샘플에서 특이적 관심 분석물의 예상된 또는 전형적인 농도로 인해 증폭을 필요로 하지 않을 수 있으므로, 분석물-특이적 접합체는 결합 파트너를 포함하지 않을 수 있다.

분석물-특이적 접합체(또는 하나 초과의 분석물-특이적 접합체의 경우)는 물리적 또는 화학적 결합에 의해 샘플 수용 영역에 통합될 수 있다. 샘플이 샘플 웰에 첨가된 후에 샘플은 분석물-특이적 접합체를 가용화시켜, 분석물-특이적 접합체를 접합체 패드에 보유하는 결합을 해제한다.

다음으로 단계(620)으로 이동하여, 관심 분석물(샘플에 존재하는 경우)을 분석물-특이적 접합체로 표지한다. 분석물-특이적 접합체는 샘플에 존재하는 경우 관심 분석물에 결합하여, 복합체를 형성한다. 단계(615) 및 단계(620)은 실질적으로 동시에 발생할 수 있다는 것이 이해될 것이다.

방법은 다음으로 단계(625)로 이동하며, 여기서 복합체는 분석 검사 장치의 유체 유동 경로를 따라 이동하고 측면 유동 분석기의 검출 영역에서 고정화된 포획제에 결합하여, 샌드위치 구조를 형성한다. 또한 본 개시내용의 이행은 많은 상이한 방식으로 검출 영역에서 샌드위치 구조를 형성할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 단계(615, 620, 및 625)는 단계(615A)로 대체될 수 있으며 여기서 관심 분석물 및 분석물-특이적 접합체는 개별적으로 검출 영역으로 유동하고, 관심 분석물은 검출 영역에서 고정화된 포획제에 결합한 다음, 분석물-특이적 접합체는 이제 결합된 관심 분석물에 결합하여, 전형적으로 샌드위치라고 지칭되는 항체-분석물-항체-제1 표지 구조를 형성한다.

복합체를 고정화된 포획제에 결합한 후에(또는 다르게는 샌드위치 구조를 형성한 후에), 방법은 다음으로 단계(630)으로 이동하며, 여기서 완충액을 장치의 완충액 웰(또는 다른 적합한 위치)에 적용한다. 단계(635)에서, 완충액은 완충액 수용 영역에 존재하거나 또는 하류에 위치하는 신호-증폭 접합체("제2 접합체")를 가용화시킨다. 신호-증폭 접합체는 제2 표지 및 분석물-특이적 접합체의 제1 결합 파트너에 특이적으로 결합하는 제2 결합 파트너를 포함한다. 신호-증폭 접합체는 물리적 또는 화학적 결합에 의해 완충액 수용 영역(또는 다른 적합한 위치)에 통합될 수 있다. 완충액이 완충액 웰에 첨가된 후에 완충액은 신호-증폭 접합체를 가용화시켜, 신호-증폭 접합체를 완충액 수용 영역(또는 다른 적합한 위치)의 접합체 패드에 보유하는 결합을 해제한다. 단계(630 및 635)는 신호-증폭 접합체를 측면 유동 분석기에 첨가하는 대안적인 방법으로 대체될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

방법은 다음으로 단계(640)으로 이동하며, 여기서 신호-증폭 접합체는 완충액와 함께 검출 영역으로 유동한다. 검출 영역에서, 제2 결합 파트너는 검출 영역에서 포획제에 결합된 복합체에서 분석물-특이적 접합체의 제1 결합 파트너와 결합 쌍을 형성한다. 상기 기재된 바와 같이, 신호-증폭 접합체 및 검출 영역에서 포획제에 결합된 복합체 사이의 이 첫번째 결합 상호작용은 검출 영역에서 생성된 신호를 임계 검출 수준을 초과하는 수준으로 증폭시킬 수 있다. 따라서, 일부 예시적인 이행에서, 방법은 다음으로 단계(650)으로 이동하며 여기서 증폭된 신호는 검출 영역에서 검출된다.

본 개시내용에 따른 방법의 구현예는 또한 상기 기재된 바와 같은 후속 결합 상호작용을 포함할 수 있다. 결합 이벤트의 연쇄 반응은 본 개시내용에 따라 발생하고, 일련의 제1 결합 쌍 및 제2 결합 쌍 상호작용은 분석물-특이적 접합체 및 신호-증폭 접합체의 축적을 유발하여 검출 영역에서 형성한다. 검출 영역에서 접합체의 축적은 검출 영역에서 생성된 신호의 증폭, 일부 경우에 신호의 기하급수적인 증폭을 초래한다. 결합 이벤트의 이 연쇄 반응은 도 6의 단계(645)에 예시되어 있으며, 여기서 검출 영역에 존재하는 잔류, 결합되지 않은 제1 접합체는 검출 영역에서 복합체에 결합되게 된 신호-증폭 접합체에 결합한다.

다음으로 단계(650)로 이동하여, 방법은 검출 영역에서 생성된 신호를 검출하는 것을 포함한다. 검출 영역은 (하나 초과의 관심 분석물이 검출되고/되거나 정량화되는 경우) 각각의 복합체를 포획하기 위한 포획 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 검출 영역은 제1 복합체를 포획하기 위한 제1 포획 영역, 제2 복합체를 포획하기 위한 제2 포획 영역, 및 제3 복합체를 포획하기 위한 제3 포획 영역을 포함할 수 있다. 제1 포획 영역에서 제1 고정화된 포획제는 제1 분석물(존재하는 경우) 및 제1 복합체에 결합한다. 제1 복합체가 제1 포획 영역에서 제1 고정화된 포획제에 결합하고, 신호-증폭 접합체가 이에 결합하는 경우, 제1 증폭된 신호가 검출된다. 제1 증폭된 신호는 본원에 기재된 바와 같은 광학 신호를 포함할 수 있다. 검출 영역에서 생성된 신호는 장치의 시각적 검사 및 광학 판독기를 사용한 광학 검출을 포함하나 이에 제한되지 않는, 단계(650)에서 임의의 적합한 측정 시스템을 사용하여 검출될 수 있다. 단계(650)에서 검출된 신호는 샘플에서 관심 분석물의 존재, 부재, 또는 양과 연관시킬 수 있다.

일부 구현예에서, 샘플은 환경적 또는 생물학적 공급원을 포함한 공급원으로부터 수득된다. 일부 구현예에서, 샘플은 측정 시스템의 검출 한계 미만의 농도와 같은 저농도로 존재하는 하나 이상의 관심 분석물을 포함한 하나 이상의 관심 분석물을 갖는 것으로 의심된다. 일부 구현예에서, 샘플은 임의의 관심 분석물을 갖는 것으로 의심되지 않는다. 일부 구현예에서, 샘플은 복수의 분석물의 부재 또는 존재를 검증하기 위해 수득되고 분석된다. 일부 구현예에서, 유체 샘플은 혈액 또는 혈장이다. 일부 구현예에서, 유체 샘플은 50 내지 100 μL의 양으로 적용된다.

일부 구현예에서, 검출된 신호는 광학 신호, 형광 신호, 또는 자기 신호이다.

본 개시내용에 따른 측면 유동 분석기를 포함하는 예시적인 검사 시스템

본원에 기재된 측면 유동 분석기 검사 시스템은 측면 유동 분석기 검사 장치(검사 스트립과 같으나 이에 제한되지 않음), 검사 장치의 전부 또는 일부를 수용하도록 구성된 포트를 포함하는 시스템 하우징, 광원 및 광 검출기를 포함한 판독기, 데이터 분석기, 및 이의 조합을 포함할 수 있다. 시스템 하우징은 플라스틱, 금속, 또는 복합 물질을 포함한 매우 다양한 물질 중 임의의 하나로 만들어질 수 있다. 시스템 하우징은 진단 검사 시스템의 구성요소를 위한 보호 봉입물을 형성한다. 시스템 하우징은 또한 판독기와 관련하여 검사 스트립을 기계적으로 등록하는 리셉터클을 정의한다. 리셉터클은 매우 다양한 상이한 유형의 검사 스트립 중 임의의 하나를 수용하도록 설계될 수 있다. 일부 구현예에서, 시스템 하우징은 벤치, 현장, 가정, 또는 가정용, 상업용, 또는 환경적 적용을 위한 시설을 포함하는 다양한 환경에서 측면 유동 분석기를 수행하는 능력을 허용하는 휴대용 장치이다.

판독기는　검사 스트립의 검출 영역의 노출된 영역을 광학적으로 조사하고, 검출 영역 내에서 다수의 포획 영역을 검출할 수 있는 하나 이상의 광전자 구성요소를 포함할 수 있다. 일부 이행에서, 판독기는　적어도 하나의 광원 및 적어도 하나의 광 검출기를 포함한다. 일부 구현예에서, 광원은 반도체 발광 다이오드를 포함할 수 있고 광 검출기는 반도체 포토다이오드를 포함할 수 있다. 검사 스트립에 의해 사용되는 표지의 성질에 따라, 광원은 특정 파장 범위 내의 광 또는 특정 편광을 갖는 광을 방출하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 표지가 양자점과 같은 형광 표지인 경우, 광원은 표지로부터 형광 방출을 유도하는 파장 범위에서의 광으로 검사 스트립의 포획 영역의 노출된 영역을 비추도록 설계될 것이다. 유사하게, 광 검출기는 포획 영역의 노출된 영역으로부터 광을 선택적으로 포획하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 표지가 형광 표지인 경우, 광 검출기는 표지에 의해 방출된 형광 광의 파장 범위 내에서 또는 특정 편광의 광으로 광을 선택적으로 포획하도록 고안될 것이다. 반면에, 표지가 반사-유형 표지인 경우, 광 검출기는 광원에 의해 방출된 광의 파장 범위 내에서 광을 선택적으로 포획하도록 고안될 것이다. 이를 위해, 광 검출기는 포획된 광의 파장 범위 또는 편광 축을 한정하는 하나 이상의 광학 필터를 포함할 수 있다. 표지로부터의 신호는 발색 기질로부터 색을 검출하기 위한 시각적 관찰 또는 분광 광도계; ¹²⁵I의 검출을 위한 감마 카운터와 같은 방사선을 검출하기 위한 방사선 카운터; 또는 특정 파장 광의 존재 하에 형광을 검출하기 위한 형광계를 사용하여 분석될 수 있다. 효소 결합 분석이 사용되는 경우, 관심 분석물 양의 정량적 분석은 분광 광도계를 사용하여 수행될 수 있다. 본원에 기재된 측면 유동 분석기는 자동화되거나 또는 바람직한 경우 로봇으로 수행될 수 있으며, 다수의 샘플로부터의 신호가 동시에 검출될 수 있다. 더욱이, 다수의 신호는 각각의 관심 분석물에 대한 표지가 동일하거나 또는 상이한 경우를 포함하여, 복수의 관심 분석물에 대해 검출될 수 있다.

데이터 분석기는　 판독기에 의해 수득된 신호 측정을 처리한다. 일반적으로, 데이터 분석기는　디지털 전자 회로 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 또는 소프트웨어를 포함하여 임의의 컴퓨터 또는 처리 환경에서 이행될 수 있다. 일부 구현예에서, 데이터 분석기는　 프로세서(예를 들어, 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 또는 ASIC) 및 아날로그-디지털 변환기를 포함한다. 데이터 분석기는　진단 검사 시스템의 하우징 내에 혼입될 수 있다. 다른 구현예에서, 데이터 분석기는 유선 또는 무선 연결을 통해 진단 검사 시스템과 통신할 수 있는 컴퓨터와 같은 별개의 장치에 위치한다. 데이터 분석기는 또한 결과를 무선 연결을 통해 데이터 분석 또는 결과 검토를 위한 외부 소스에 전달하는 회로를 포함할 수 있다 .

일반적으로, 결과 표시기는　 분석 검사의 하나 이상의 결과를 표시하기 위한 매우 다양한 상이한 메커니즘 중 임의의 하나를 포함할 수 있다. 일부 이행에서, 결과 표시기는　 예를 들어, 분석 검사 완료를 표시하기 위해 활성화되는 하나 이상의 광(예를 들어, 발광 다이오드)를 포함한다. 다른 이행에서, 결과 표시기는　분석 검사 결과를 제시하기 위한 영숫자 디스플레이(예를 들어, 2 글자 또는 3 글자 발광 다이오드 어레이)를 포함한다.

본원에 기재된 검사 시스템은 판독기, 데이터 분석기, 및 결과 표시기를 포함하여 진단 검사 시스템의 활성 구성요소에 전원을 공급하는 전원 장치를 포함할 수 있다. 전원 장치는　 예를 들어, 교체식 배터리 또는 충전식 배터리에 의해 이행될 수 있다. 다른 구현예에서, 진단 검사 시스템은 외부 호스트 장치(예를 들어, USB 케이블로 연결된 컴퓨터)에 의해 전원이 공급될 수 있다.

예시적인 측면 유동 장치의 특성

본원에 기재된 측면 유동 장치는 장치 하우징을 포함한다. 상부 하우징 또는 기초 하우징을 포함하여 본원에 기재된 임의의 측면 유동 장치의 하우징은 예를 들어, 비닐, 나일론, 폴리비닐 클로라이드, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리카르보네이트, 폴리술판, 폴리에스테르, 우레탄, 또는 에폭시를 포함하는 임의의 적합한 물질로 만들어질 수 있다. 하우징은 예를 들어, 사출 성형, 압축 성형, 이송 성형, 취입 성형, 압출 성형, 발포 성형, 열 성형, 주조, 층 증착, 또는 인쇄를 포함하는 임의의 적합한 방법으로 제조될 수 있다.

본원에 기재된 측면 유동 장치는 유체 샘플이 측면 유동 장치에 존재하는 면역크로마토그래피 검사 스트립과 같으나 이에 제한되지 않는 검사 스트립에 도입되는 샘플 웰을 포함할 수 있다. 일 예에서, 샘플은 점적기 또는 다른 적용기를 사용하는 것과 같이 외부 적용에 의해 샘플 웰에 도입될 수 있다. 샘플은 샘플 웰 위에 붓거나 또는 배어나오게 할 수 있다. 또 다른 예에서, 샘플 웰은 검사 스트립이 샘플을 보유하는 용기에 침지되는 경우와 같이, 샘플에 직접 담글 수 있다.

본원에 기재된 측면 유동 장치는 완충액이 측면 유동 장치에 존재하는 면역크로마토그래피 검사 스트립과 같으나 이에 제한되지 않는 검사 스트립에 도입되는 완충액 웰을 포함할 수 있다. 일 예에서, 완충액은 점적기 또는 다른 적용기를 사용하는 것과 같이, 외부 적용에 의해 완충액 웰에 도입될 수 있다. 완충액은 완충액 웰 위에 붓거나 또는 배어나오게 할 수 있다. 또 다른 예에서, 완충액 웰은 검사 스트립이 완충액을 보유하는 용기에 침지되는 경우와 같이, 완충액에 직접 담글 수 있다.

본원에 기재된 측면 유동 장치는 고체 지지체 또는 기판을 포함할 수 있다. 적합한 고체 지지체는 니트로셀룰로스, 반응 트레이의 웰 벽, 다중웰 플레이트, 검사 튜브, 폴리스티렌 비드, 자기 비드, 막, 및 마이크로입자(예컨대 라텍스 입자)를 포함하나 이에 제한되지 않는다. 분석물-특이적 접합체 및 신호-증폭 접합체에 의한 접근을 허용하기에 충분한 다공성 및 포획제를 고정화시키는 적합한 표면 친화성을 갖는 임의의 적합한 다공성 물질이 본원에 기재된 측면 유동 장치에 사용될 수 있다. 예를 들어, 니트로셀룰로스의 다공성 구조는 매우 다양한 제제, 예를 들어 고정화된 포획제에 대해 탁월한 흡수 및 흡착 특성을 갖는다. 나일론은 유사한 특징을 가지며 또한 적합하다. 수화된 상태의 겔 구조를 갖는 물질과 같이 미세다공성 구조가 유용하다.

유용한 고체 지지체의 추가의 예는 다음을 포함한다: 천연 중합성 탄수화물 및 이의 합성적으로 변형된, 가교된 또는 치환된 유도체, 예컨대 한천, 아가로스, 가교된 알긴산, 치환된 및 가교된 구아 검, 셀룰로스 에스테르, 특히 질산 및 카르복실산 함유, 혼합 셀룰로스 에스테르, 및 셀룰로스 에테르; 질소를 함유하는 천연 중합체, 예컨대 가교된 또는 변형된 젤라틴을 포함하는 단백질 및 유도체; 천연 탄화수소 중합체, 예컨대 라텍스 및 고무; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐아세테이트 및 이의 부분적으로 가수분해된 유도체, 폴리아크릴아미드, 폴리메타크릴레이트, 상기 폴리축합물의 공중합체 및 삼중합체, 예컨대 폴리에스테르, 폴리아미드, 및 다른 중합체, 예컨대 폴리우레탄 또는 폴리에폭시드를 포함하여 비닐 중합체와 같은 적합한 다공성 구조로 제조될 수 있는 합성 중합체; 바륨 술페이트, 칼슘 술페이트, 칼슘 카르보네이트, 알칼리 및 알칼리 토 금속의 실리케이트, 알루미늄 및 마그네슘을 포함하여 알칼리 토 금속 및 마그네슘의 술페이트 또는 카르보네이트와 같은 다공성 무기 물질; 및 알루니늄 또는 실리콘 옥사이드 또는 수화물, 예컨대 점토, 알루미나, 활석, 카올린, 제올라이트, 실리카 겔, 또는 유리(이들 물질은 상기 중합성 물질과 함께 필터로 사용될 수 있음); 및 상기 부류의 혼합물 또는 공중합체, 예컨대 기존 천연 중합체에서 합성 중합체의 중합을 개시함으로써 수득되는 그래프트 공중합체.

본원에 기재된 측면 유동 장치는 니트로셀룰로스와 같은 다공성 고체 지지체를 시트 또는 스트립 형태로 포함할 수 있다. 이러한 시트 또는 스트립의 두께는 넓은 한계 내에서, 예를 들어, 약 0.01 내지 0.5 mm, 약 0.02 내지 0.45 mm, 약 0.05 내지 0.3 mm, 약 0.075 내지 0.25 mm, 약 0.1 내지 0.2 mm, 또는 약 0.11 내지 0.15 mm로 달라질 수 있다. 이러한 시트 또는 스트립의 기공 크기는 넓은 한계 내에서, 예를 들어 약 0.025 내지 15 미크론, 또는 보다 구체적으로 약 0.1 내지 3 미크론으로 유사하게 달라질 수 있지만; 기공 크기는 고체 지지체의 선택에서 제한 요소인 것으로 의도되지 않는다. 적용가능한 경우 고체 지지체의 유속은 또한 넓은 한계 내에서, 예를 들어 약 12.5 내지 90 sec/cm(즉, 50 내지 300 sec/4 cm), 약 22.5 내지 62.5 sec/cm(즉, 90 내지 250 sec/4 cm), 약 25 내지 62.5 sec/cm(즉, 100 내지 250 sec/4 cm), 약 37.5 내지 62.5 sec/cm(즉, 150 내지 250 sec/4 cm), 또는 약 50 내지 62.5 sec/cm(즉, 200 내지 250 sec/4 cm)로 달라질 수 있다. 본원에 기재된 장치의 구체적 구현예에서, 유속은 약 35 sec/cm(즉, 140 sec/4 cm)이다. 본원에 기재된 장치의 다른 구체적 구현예에서, 유속은 약 37.5 sec/cm(즉, 150 sec/4 cm)이다.

고체 지지체의 표면은 제제(예를 들어, 고정화된 접합체)를 지지체에 공유 결합시키는 화학적 공정에 의해 활성화될 수 있다. 하기 기재된 바와 같이, 고체 지지체는 접합체 패드를 포함할 수 있다. 제한없이 이온성 상호작용, 소수성 상호작용, 공유 상호작용 등을 포함하는 많은 다른 적합한 방법이 제제(예를 들어, 고정화된 포획제)를 고체 지지체에 고정화시키는 데 사용될 수 있다

달리 물리적으로 제한된 경우를 제외하고, 고체 지지체는 필름, 시트, 스트립, 또는 플레이트와 같은 임의의 적합한 모양으로 사용될 수 있거나, 또는 종이, 유리, 플라스틱 필름, 또는 직물과 같은 적절한 불활성 담체 상에 코팅되거나 또는 이에 결합되거나 또는 적층될 수 있다.

본원에 기재된 측면 유동 장치는 막 또는 포획제를 포함하는 다른 유형의 물질과 같은 접합체 패드를 포함할 수 있다. 접합체 패드는 셀룰로스 아세테이트, 셀룰로스 니트레이트, 폴리아미드, 폴리카르보네이트, 유리 섬유, 막, 폴리에테르술폰, 재생 셀룰로스(RC), 폴리테트라-플루오르에틸렌, (PTFE), 폴리에스테르(예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트), 폴리카르보네이트(예를 들어, 4,4-하이드록시-디페닐-2,2'-프로판), 알루미늄 옥사이드, 혼합 셀룰로스 에스테르(예를 들어, 셀룰로스 아세테이트 및 셀룰로스 니트레이트의 혼합물), 나일론(예를 들어, 폴리아미드, 헥사메틸렌-디아민, 및 나일론 66), 폴리프로필렌, PVDF, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)+핵형성제 "알루미늄 디벤조에이트"(DBS)(예를 들어 80 u 0.024 HDPE DBS(Porex)), 및 HDPE일 수 있다.

본원에 기재된 측면 유동 장치는 저농도의 분석물을 갖거나 또는 전형적인 농도의 분석물을 갖지만 부피가 적은 샘플과 같은 저민감도 샘플에 대해 사용된다. "민감도"는 이와 같이 정확하게 확인된 실제 양성 비율(예를 들어, 병태를 갖는 것으로 정확하게 확인된 감염되거나, 잠복되거나, 또는 증상을 보이는 대상체의 백분율)을 지칭한다. 민감도는 참양성 수를 참양성 수와 위음성 수의 합으로 나누어 계산될 수 있다.

본원에 기재된 측면 유동 장치는 많은 상이한 종류의 샘플에서 복수의 관심 분석물을 정확하게 측정할 수 있다. 샘플은 임의의 공급원으로부터 수득된 시료 또는 배양물, 뿐만 아니라 생물학적 및 환경적 샘플을 포함할 수 있다. 생물학적 샘플은 동물(인간 포함)로부터 수득될 수 있고 유체, 고체, 조직, 및 기체를 포함한다. 샘플은 본 개시내용의 측면 유동 장치에 적용되기 전에 처리될 수 있다. 첫번째 비제한적인 예에서, 전혈 샘플을 처리하여 혈장 또는 혈청을 수득할 수 있으며, 혈장 또는 혈청은 본 개시내용에 따른 측면 유동 장치에 적용될 수 있다. 두번째 비제한적인 예에서, 세포를 함유하는 샘플은 검출을 위해 세포내 단백질을 방출하는 세포 용해 단계와 같지만 이에 제한되지 않는 하나 이상의 샘플 제조 단계를 사용하여 처리된다. 처리된 샘플은 본 개시내용에 따른 측면 유동 장치에 적용될 수 있다. 생물학적 샘플은 소변, 타액, 및 혈장, 혈청 등과 같은 혈액 생성물을 포함한다. 그러나 이러한 예는 본 개시내용에 적용가능한 샘플 유형을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

본원에 기재된 측면 유동 장치는 표지를 포함할 수 있다. 표지는 분광, 광화학, 생화학, 면역화학, 전기, 광학 또는 화학 수단에 의해 검출가능한 분석물, 분석물 유사체, 검출기 시약, 또는 결합 파트너에 결합되거나 또는 결합될 수 있는 분자 또는 조성물을 포함하여 많은 상이한 형태를 취할 수 있다. 표지의 예는 효소, 콜로이드성 금 입자(또한 금 나노입자로 지칭됨), 유색 라텍스 입자, 방사성 동위원소, 보조인자, 리간드, 화학발광 또는 형광 제제, 단백질-흡착 은 입자, 단백질-흡착 철 입자, 단백질-흡착 구리 입자, 단백질-흡착 셀레늄 입자, 단백질-흡착 황 입자, 단백질-흡착 텔루륨 입자, 단백질-흡착 탄소 입자, 및 단백질-결합된 염료 주머니를 포함한다. 화합물(예를 들어, 검출기 시약)을 표지에 부착하는 것은 킬레이트 등에서와 같이 공유 결합, 흡착 공정, 소수성 및/또는 정전기 결합, 또는 이들 결합의 조합 및 상호작용을 통해 이루어질 수 있고/있거나 연결기를 수반할 수 있다.

용어 "특이적 결합 파트너" 또는 "결합 파트너"는 수반되는 분자의 3차원 구조에 따라 특이적 비공유 상호작용에 의해 상호작용하는 분자 쌍의 구성원을 지칭한다. 특이적 결합 파트너의 전형적인 쌍은 항원/항체, 합텐/항체, 호르몬/수용체, 핵산 가닥/상보성 핵산 가닥, 기질/효소, 억제제/효소, 탄수화물/렉틴, 비오틴/(스트렙트)아비딘, 수용체/리간드, 및 바이러스/세포 수용체, 이의 다양한 조합을 포함한다.

본원에 사용된 바와 같이, 용어 "면역글로불린" 또는 "항체"는 특이적 항원에 결합하는 단백질을 지칭한다. 면역글로불린은 폴리클로날, 모노클로날, 키메라, 및 인간 항체, Fab 단편, F(ab')2 단편을 포함하나 이에 제한되지 않고, 다음 클래스의 면역글로불린: IgG, IgA, IgM, IgD, IgE, 및 분비된 면역글로불린(sIg)을 포함한다. 면역글로불린은 일반적으로 2 개의 동일한 중쇄 및 2 개의 경쇄를 포함한다. 그러나, 용어 "항체" 및 "면역글로불린"은 또한 단일 쇄 항체 및 2 개 쇄 항체를 포함한다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 항체는 전체 항체 또는 이의 결합 단편을 포함하여 이의 임의의 단편을 지칭한다. 따라서, 관심 분석물에 특이적으로 결합하는 표지된 항체를 언급할 때, 용어는 관심 분석물에 특이적으로 결합하는 표지된 항체 또는 이의 단편을 지칭하는 것으로 고려된다. 유사하게, 포획제 또는 항체를 언급할 때, 용어는 관심 분석물에 특이적으로 결합하는 포획 항체 또는 이의 단편을 지칭한다.

본 개시내용에 따른 측면 유동 장치, 검사 시스템, 및 방법에서 항체는 폴리클로날 항체를 포함할 수 있다. 본원에 개시된 임의의 관심 분석물을 측정하기 위한 폴리클로날 항체는 제한없이 다음 중 하나 이상의 활성 면역화에 의해 혈청으로부터 생성된 항체를 포함한다: 토끼, 염소, 양, 닭, 오리, 기니아 피그, 마우스, 당나귀, 낙타, 래트, 및 말. 본 개시내용에 따른 측면 유동 장치, 검사 시스템, 및 방법에서 항체는 모노클로날 항체를 포함할 수 있다. 관심 분석물에 결합하기 위한 항체는 당업계에 알려져 있거나 또는 당업계에 알려진 방법에 의해 용이하게 개발될 수 있다.

본 개시내용에 따른 측면 유동 장치는 고정화된 포획제를 포함한다. 고정화된 포획제는 유리(비표지된) 분석물 및/또는 표지된 분석물(예컨대 본원에 기재된 바와 같이 분석물-특이적 접합체에 결합된 분석물)을 포함하여 분석물에 결합할 수 있는 제제를 포함한다. 고정화된 포획제는 (i) 분석물-특이적 접합체에 의해 결합된 관심 분석물, (ii) 유리 분석물, 또는 (iii) 간접 분석에서와 같이, 그 자체가 분석물에 특이적인 보조적인 특이적 결합 파트너에 대해 특이적인 비표지된 특이적 결합 파트너를 포함한다. 본원에 사용된 바와 같이, "보조적인 특이적 결합 파트너"는 분석물의 특이적 결합 파트너에 결합하는 특이적 결합 파트너이다. 예를 들어, 보조적인 특이적 결합 파트너는 또 다른 항체에 특이적인 항체, 예를 들어, 염소 항-인간 항체를 포함할 수 있다.

본원에 기재된 측면 유동 장치는 하나 이상의 포획 영역을 포함하는 영역이거나 또는 검출가능한 신호가 검출될 수 있는 영역인 포획 영역인 "검출 영역" 또는 "검출 영역"을 포함할 수 있다. 본원에 기재된 측면 유동 장치는 포획제가 고정화되어 있는 측면 유동 장치의 영역인 "포획 영역" 또는 "포획 영역"을 포함할 수 있다. 본원에 기재된 측면 유동 장치는 하나 초과의 포획 영역을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 상이한 포획제는 상이한 포획 영역(예컨대 제1 포획 영역에서 제1 고정화된 포획제 및 제2 포획 영역에서 제2 고정화된 포획제)에서 고정화될 것이다. 다수의 포획 영역은 측면 유동 기판에서 서로에 대해 임의의 배향을 가질 수 있으며; 예를 들어, 제1 포획 영역은 유체 유동 경로를 따라 제2(또는 다른) 포획 영역에 대해 원위 또는 근위일 수 있고 반대의 경우도 마찬가지이다. 대안적으로, 제1 포획 영역 및 제2(또는 다른) 포획 영역은 유체가 동시에 또는 거의 동시에 포획 영역과 접촉하도록 유체 유동 경로에 수직인 축을 따라 정렬될 수 있다.

본 개시내용에 따른 측면 유동 장치는 고정화된 포획제의 이동이 측면 유동 장치의 정상 작동 동안 제한되도록 고정화되어 있는 고정화된 포획제를 포함한다. 예를 들어, 고정화된 포획제의 이동은 유동 샘플이 측면 유동 장치에 적용되기 전 및 후에 제한된다. 고정화된 포획제의 고정화는 장벽, 정전기 상호작용, 수소 결합, 생체친화성, 공유 상호작용, 또는 이의 조합과 같은 물리적 수단에 의해 달성될 수 있다.

본 개시내용에 따른 측면 유동 장치는 생물 제제를 측정할 수 있다. 생물제제는 원핵 세포주, 진핵 세포주, 포유동물 세포주, 미생물 세포주, 곤충 세포주, 식물 세포주, 혼합 세포주, 자연 발생 세포주, 또는 합성으로 조작된 세포주를 포함하여 살아있는 유기체에 의해 생성된 화학적 또는 생물학적 화합물을 포함한다. 생물제제는 단백질, 폴리사카라이드, 지질, 및 핵산과 같은 큰 거대 분자, 뿐만 아니라 1차 대사산물, 2차 대사산물, 및 천연 산물과 같은 소분자를 포함할 수 있다.

예시적인 구현예를 나타내면서도 설명, 특정 예 및 데이터는 예시로 주어지며 본 개시내용의 다양한 구현예를 제한하려는 의도가 아니라는 것이 이해되어야 한다. 본 개시내용 내에서의 다양한 변화 및 변형은 본원에 함유된 설명 및 데이터로부터 당업자에게 명백하게 될 것이며, 따라서 본 개시내용의 다양한 구현예의 일부로 간주된다.

Claims

샘플에서 관심 분석물을 검출하기 위한 측면 유동 분석기(lateral flow assay)으로서,
제1 표지, 관심 분석물에 특이적으로 결합하도록 구성된 제제, 및 제1 결합 파트너를 포함하는 제1 접합체;
측면 유동 분석기의 유체 유동 경로를 따라 상기 제1 접합체의 상류에 있으며, 제2 표지 및 제1 결합 파트너에 특이적으로 결합하도록 구성된 제2 결합 파트너를 포함하는, 제2 접합체; 및
측면 유동 분석기의 유체 유동 경로를 따라 상기 제1 접합체 및 상기 제2 접합체의 하류에 있으며, 관심 분석물에 특이적으로 결합하는 고정화된 포획제를 포함하는, 검출 영역(detection zone)
을 포함하는, 분석기.
제1항에 있어서, 상기 제1 접합체가 측면 유동 분석기의 샘플 수용 영역에 존재하거나, 또는 상기 제1 접합체가 샘플 수용 영역의 하류에 있는 제1 접합체 영역에 존재하는, 분석기.
제1항에 있어서, 상기 제2 접합체가 샘플 수용 영역의 상류에 있는 완충액 수용 영역에 존재하거나, 또는 상기 제2 접합체가 완충액 수용 영역의 하류 및 샘플 수용 영역의 상류에 있는 제2 접합체 영역에 존재하는, 분석기.
제1항에 있어서, 상기 제1 접합체가 유체 샘플을 측면 유동 분석기에 적용할 때 가용화되어 검출 영역으로 동원되도록 구성되는, 분석기.
제4항에 있어서, 상기 제2 접합체가 상기 제1 접합체가 검출 영역으로 동원된 후에 가용화되어 검출 영역으로 동원되도록 구성되는, 분석기.
제1항에 있어서, 상기 관심 분석물에 특이적으로 결합하도록 구성된 상기 제제가 관심 분석물에 특이적으로 결합하는 항체 또는 항체 결합 단편인, 분석기.
제1항에 있어서, 상기 제1 결합 파트너 및 상기 제2 결합 파트너가 항원/항체, 합텐/항체, 호르몬/수용체, 핵산 가닥/상보성 핵산 가닥, 기질/효소, 억제제/효소, 탄수화물/렉틴, 비오틴/아비딘, 수용체/리간드, 및 바이러스/세포 수용체로 이루어진 군으로부터 선택된 결합 쌍을 포함하는, 분석기.
제1항에 있어서, 상기 제1 결합 파트너 및 상기 제2 결합 파트너가 비오틴/아비딘 결합 쌍을 포함하고, 상기 아비딘이 스트렙타비딘 또는 뉴트라비딘을 포함하는, 분석기.
제1항에 있어서, 상기 제1 결합 파트너 및 상기 제2 결합 파트너가 항원/항체 결합 쌍을 포함하고, 상기 항원이 펩티드 또는 데카펩티드인, 분석기.
제1항에 있어서, 상기 관심 분석물이 생물학적 또는 환경적 관심 물질인, 분석기.
제1항에 있어서, 상기 관심 분석물이 인플루엔자 바이러스인, 분석기.
제11항에 있어서, 상기 인플루엔자 바이러스가 인플루엔자 A 바이러스, 인플루엔자 B 바이러스, 또는 인플루엔자 C 바이러스인, 분석기.
제1항에 있어서, 상기 고정화된 포획제가 상기 관심 분석물에 특이적으로 결합하는 항체 또는 항체 결합 단편인, 분석기.
제1항에 있어서, 상기 검사 스트립이 니트로셀룰로스 막을 포함하는, 분석기.
제1항에 있어서, 상기 제1 접합체에 특이적으로 결합하는 고정화된 포획제를 포함하는 대조 영역을 추가로 포함하는, 분석기.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 상기 제2 표지가 금속 나노입자, 청색 라텍스 비드, 금속 나노입자, 유색 라텍스 입자, 유색 라텍스 비드, 자기 입자, 탄소 나노입자, 양자점, 상향 전이 인광체, 유기 형광단, 섬유 염료, 효소, 또는 리포솜으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 분석기.
제1항에 있어서, 상기 제1 표지 및 상기 제2 표지가 금 나노입자를 포함하는, 분석기.
제1항에 있어서, 상기 제1 표지 및 상기 제2 표지가 광학 신호, 형광 신호, 또는 자기 신호를 생성하도록 구성되는, 분석기.
제3항에 있어서,
상기 제1 접합체 위에 측면으로 위치하거나 또는 상류에 있는 샘플 웰, 상기 제2 접합체 영역 위에 측면으로 위치하거나 또는 상류에 있는 완충액 웰, 및 검출 영역에 접근가능한 판독 창을 포함하는 하우징을 추가로 포함하는, 분석기.
제19항에 있어서, 상기 완충액 웰, 상기 제2 접합체 영역, 상기 샘플 수용 웰, 및 상기 제1 접합체 영역이 측면 유동 분석기의 유체 유동 경로를 따라 공간적으로 분리되어 있는, 분석기.
하기 단계를 포함하는, 제1항의 측면 유동 분석기를 실행하는 방법(a method of making the lateral flow assay):
제1 접합체를 측면 유동 검사 스트립의 샘플 수용 영역에 또는 그 하류에 있는 측면 유동 검사 스트립에 적용하는 단계; 및
제2 접합체를 샘플 수용 영역의 상류에 있는 완충액 수용 영역에 또는 그 하류에 있는 검사 스트립에 적용하는 단계.
제21항에 있어서, 상기 제1 접합체 및 상기 제2 접합체가 검사 스트립에 동시에 적용되는, 방법.
제21항에 있어서, 상기 제1 접합체 및 상기 제2 접합체가 공기 분사 증착에 의해 검사 스트립에 적용되는, 방법.
샘플에서 관심 분석물을 검출하는 방법으로서,
제1 표지, 관심 분석물에 특이적으로 결합하도록 구성된 제제, 및 제1 결합 파트너를 포함하는 제1 접합체;
상기 측면 유동 분석기의 유체 유동 경로를 따라 제1 접합체의 상류에 있으며, 제2 표지 및 상기 제1 결합 파트너에 특이적으로 결합하도록 구성된 제2 결합 파트너를 포함하는, 제2 접합체; 및
상기 측면 유동 분석기의 유체 유동 경로를 따라 상기 제1 접합체 및 상기 제2 접합체의 하류에 있으며, 관심 분석물에 특이적으로 결합하는 고정화된 포획제를 포함하는, 검출 영역
을 포함하는 측면 유동 분석기에 샘플을 적용하는 단계;
상기 제1 접합체에 결합된 관심 분석물을 포함하는 복합체를 검출 영역에서 고정화된 포획제에 결합시키는 단계;
상기 복합체를 결합시킨 후에, 측면 유동 분석기의 유체 유동 경로를 따라 유동하도록 상기 제2 접합체를 방출하는 단계;
상기 제2 접합체를 검출 영역에서 결합된 상기 복합체에 결합시키는 단계
를 포함하는, 방법.
제24항에 있어서, 상기 검출 영역에서 결합된 상기 복합체 및 상기 제2 접합체에 의해 생성된 신호를 검출하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
제25항에 있어서, 상기 관심 분석물에 결합되지 않은 상기 제1 접합체를 검출 영역에서 상기 복합체에 결합된 상기 제2 접합체에 결합시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
제24항에 있어서, 상기 제1 표지 및 상기 제2 표지가 광학 신호, 형광 신호, 또는 자기 신호를 생성하도록 구성되는, 방법.
제24항에 있어서, 상기 제2 접합체가 샘플을 측면 유동 장치에 적용한 후 5 초, 10 초, 15 초, 20 초, 25 초, 30 초, 35 초, 40 초, 45 초, 50 초, 55 초, 1 분, 2 분, 3 분, 4 분, 5 분, 6 분, 7 분, 8 분, 9 분, 또는 10 분에 방출되는, 방법.
제24항에 있어서, 상기 복합체를 검출 영역에서 상기 고정화된 포획제에 결합시키는 단계가
상기 관심 분석물을 상기 제1 접합체로 표지하여 복합체를 형성하는 단계; 및
상기 복합체를 검출 영역에서 상기 고정화된 포획제에 결합시키는 단계
를 포함하는, 방법.
제24항에 있어서, 상기 제2 접합체를 방출하는 단계가 완충 용액을 상기 제2 접합체 또는 제2 접합체의 상류에 있는 측면 유동 분석기 상의 위치에 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
제30항에 있어서, 완충 용액을 적용하는 상기 단계가 완충 용액을 상기 제2 접합체 위에 측면으로 위치하거나 또는 그 상류에 있는 완충액 수용 웰에 붓는 단계를 포함하는, 방법.