KR20220082858A - 응고 검정 장치 및 이의 방법 - Google Patents

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KR20220082858A
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노바 바이오메디컬 코포레이션
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Abstract

본 발명은 희석된 모세관 전혈, 구연산화된 전혈 및 구연산화된 혈장에서 응고 인자의 활성을 측정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 전혈 샘플에서 헤모글로빈 양의 검출을 포함하고, 이에 따라 응고 시간의 보정이 수행됨으로써 응고 시간 값을 헤모글로빈 및 적혈구용적률 효과와 독립적으로 만들 수 있다.

Description

응고 검정 장치 및 이의 방법
본 발명은 일반적으로 희석된 모세관 전혈, 구연산화된(citrated) 전혈 및 구연산화된 혈장에서 응고 인자의 활성을 측정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
희석된 모세관 전혈, 구연산화된 전혈 및 구연산화된 혈장에서 응고 인자의 활성을 측정하기 위한 방법 및 장치는 종종 의사가 프로트롬빈 시간-국제 표준화 비(INR) 테스트 동안 환자의 국제 표준화 비(INR) 수준을 측정하는 것을 수반한다. 이러한 유형의 생물분석은 환자의 혈액이 응고되는 데 걸리는 시간을 측정하도록 설계되었다. 상기 테스트는 환자가 혈액 응괴(blood clot) 형성을 방지하고 심부정맥혈전증(DVT), 폐 색전증(PE), 뇌졸중, 심장마비 등의 유발을 방지하는 용량 및 유형의 약제를 투여받고 있음을 보장한다. 이러한 약제는 혈중에서 응고를 유발하는 물질인 비타민 K-의존성 응고 인자의 형성을 차단함으로써 작용한다. INR 점수가 너무 낮으면, 환자는 혈액 응괴의 위험이 있을 수 있다. 그러나, INR이 너무 높으면, 환자는 출혈을 경험할 수도 있다. 전형적인 INR 점수는 2 내지 3의 범위이다. "이상적인" INR 점수는 환자마다 다를 수 있다.
환자가 얼마나 자주 테스트되어야하는지는 그들의 INR이 시간 경과에 따라 얼마나 안정한지에 따라 달라질 수 있다. 미국 심장 협회(AHA)에 따르면, 환자는 적어도 월 1회 및 일부 경우에는 주 2회 정도로 테스트되어야 한다. 이러한 테스트는 종종 혈액을 채취하고 체외 진단 분석기로 분석하는 것을 포함한다.
체외 진단 분석기는 수십년 동안 이용되어 왔다. 이러한 유형의 분석기에 대한 시장은 전형적으로 중앙 실험실에서 사용하기 위한 것이었다. 중앙 실험실은 전형적으로 환자의 혈액 및/또는 혈장에서 다양한 생체의학 종을 테스트할 수 있었다. 최근, 이러한 테스트는 중앙 실험실 테스트에서 병원 내 현장 진료 장소로 계속 이동하고 있는 것으로 보인다. 이러한 이동은 더 신속한 테스트 데이터 결과를 제공는데, 이는 특정 병태의 진단 및 치료에 중요할 수 있다.
현장 진료 테스트는 중환자의 관리에서 중요한 역할을 하며 수술실, 응급실 및 집중 치료 병동에서 널리 사용되고 있다. 이들 테스트는 더이상 오로지 숙련된 의료 기술자에 의해서만 수행되지 않고, 간호사, 호흡기 치료사, 응급 요원, 의사 및 기타 의료 직원을 포함한 다기능 인력에 의해서도 수행되고 있다. 이러한 요구를 충족하기 위해, 제조업체들은 테스트 절차를 수행하는 데 있어 최소한의 교육만이 요구되도록 분석기를 소형화하고 테스트 절차를 간소화해야 하였다.
모든 현장 진료 분석기에 공통적인 한 가지 주요 특징은 휴대형 및/또는 이동식이어야 한다는 것이다. 이러한 현장 진료 분석기의 예로는 호프만-라 로슈(Hoffman-La Roche)의 사업부인 로슈 다이아그노틱스(Roche Diagnostics)의 Opti CCA 및 Omni 9 중환자 치료용 분석기, 노바 바이오메디컬 코포레이션(Nova Biomedical Corporation)의 Stat Profile Ultra C, 노바 바이오메디컬의 CRT 및 지멘스 헬스케어 다이아그노틱스(Siemens Healthcare Diagnostics)의 사업부인 다데 베링사(Dade Behring, Inc.)의 Dimension RxL가 포함되지만, 이에 제한되지 않는다.
보다 최근에, 의사의 진료실 또는 의사의 진료실 내에 위치한 실험실에서 테스트하도록 하는 추가 이동이 발생하고 있다. 테스트가 중앙 실험실에서 벗어남에 따라, 이러한 요구를 충족하기 위해 새로운 단일 사용 의료 디바이스가 개발되었다.
의사의 진료실 환경에서는, 분석을 위한 핑거 스틱(finger stick) 샘플을 수집하기 위해 모세관을 사용하는 수많은 디바이스가 있다. 모세관은 유리 또는 플라스틱일 수 있다. 전형적인 분석은 HbA1c, 지질 등과 같은 종에 대해 이루어진다. 일단 샘플이 수집되면, 이들 모세관-기반 수집 디바이스는 분석 카트리지에 로딩된 다음, 분석용 기기에 로딩된다. 진단 목적으로 사용되는 2가지 알려진 생물검정(bioassay)을 이제 이의 근원된 특허 문서를 참조하여 논의할 것이다.
먼저, 미국 특허 공개 제US 2011/0196085A1호는 카복실레이트 기를 갖는 라텍스 입자 및 라텍스 입자에 기능적으로 커플링된 안정화제를 포함하는 안정화 비드를 개시하고 있으며, 여기서 상기 안정화제는 안정화제에 매우 근접한 진단제의 분해 또는 불활성화를 완전히 또는 실질적으로 방지할 수 있다. 안정화 비드는 라텍스 입자에 커플링된 인간 혈청 알부민(HSA), 소 혈청 알부민(BSA) 또는 링커 기 중 적어도 하나를 추가로 포함할 수 있다.
둘째, 유럽특허 EP0655627호는 피브린 분해 생성물인 D-이량체에 대한 간단한 검출 검정을 수행하기 위한 방법 및 테스트 키트를 개시하고 있으며, 이는 생물학적 샘플로부터의 D-이량체의 직접적인 화학적 결합을 위해 고체상에 부착된 인간 피브리노겐의 정제된 단편 E를 사용한다. 단편 E는 라텍스 담체 입자에 접합될 수 있고 응집 검정이 수행될 수 있다.
공지된 선행 기술과 비교한 본 발명의 이점 및 차이점
선행 기술의 상술한 부분은 산업계의 모든 요구사항을 충족하기에 충분히 만족스러운 것으로 입증되지 않았다. 부정확성은 탈수된 세포에서 평균 세포 헤모글로빈 농도의 자동화된 측정과 연관된 것으로 밝혀졌다. 응고에서, 추가 혼합 및 수화 시간 등은 제어되지 않은 응고촉진제 활성화를 유도할 수 있다. 본 발명에 따른 건식, 액체, 또는 건식 및 액체 시약 접근법을 이용하는 것은 선행 기술의 방법에 비해 입자 및 시약 검정에 대해 상당히 증가된 능력을 제공한다.
본 발명은, 본 발명 이전에 다양한 양의 성공으로 달성되었던 면역진단 성능을 증가시키기 위해 특정 마이크로입자의 기능성을 보존하는 탄수화물 매트릭스를 사용한다. 구체적으로, 본 발명은 단백질에 반응, 노출 또는 커플링되지 않은 라텍스 마이크로입자를 사용한다. 이들 미반응 입자는 탄수화물 매트릭스에서 건조되거나 액체 시약 시스템에서 사용될 때 생체활성 흡착 특성을 유지한다. 사용 시, 입자는 생체분자를 흡착할 수 있다. 이러한 작용은 특히 희석된 샘플/희석제 환경에서 사용될 때 전혈 및 혈장에 함유된 응고촉진제에 대한 입자 표면의 반응성을 촉진하고 향상시킨다. 이러한 과정에는 반응성 단백질과 입자 혼합물의 제시 및 응고 검정에 사용되는 다양한 활성화제가 포함된다. 라텍스 마이크로입자는 본 발명의 비탁 생물검정에서 사용되며, 여기서 샘플 용액의 전형적인 광학 특성은 투명하고 혼탁하지 않다.
본 발명은 라텍스 입자가 응괴 검출 방법을 제공하는 희석, 용해된 전혈 샘플 또는 혈장 매트릭스에 대한 변형된 방법론의 새로운 적용을 제공함으로써 선행 기술의 실패를 해결한다. 이러한 방법은 결합 흡착 애플리케이션이 임상 테스트 시점에서 적용되어 생산 시간, 비용을 감소시킬 수 있게 하며 최종 사용자 단계에서 적용되어 인큐베이션 반응성 시간 및 기기 풋프린트 또는 크기를 감소시킬 수 있게 한다. 미처리된 라텍스 마이크로입자와 설페이트 또는 아미딘과 같은 표면 기를 갖는 입자 둘 다가 본 발명에 효과적이다. 각 마이크로입자 유형이 희석된 혈액 검정 방식에서 작동하기 위해 적절한 완충제 및 열 조건이 또한 필요하다.
종합하면, 생체분자, 마이크로입자, 특수화된 완충제 및 검정 온도는 신속한 임상 검정에서 사용하기 위한 빠른 단백질 흡수를 제공한다. 이러한 속성을 유지하는 것은 기능성을 위해 가장 중요하다. 또한, 입자 분산도 중요한 역할을 한다. 용액 중의 균일한 분산은 빠른 반응 및 응집의 일관된 분석적 정량화를 가능하게 한다. 따라서, 임의의 신뢰할 수 있는 테스트 구성요소를 개발하기 위해서는 이들 속성을 모두 유지하는 것이 필수적이다.
본 발명은 폴리스티렌 상의 플레인(plain) 또는 표면 작용화된 기를 갖는 비코팅, 비접합, 단백질 무함유(protein free) 라텍스 마이크로입자를 건조시키기 위한 프로세스 방법론을 제공한다. 분산된 입자는 정량화 가능한 분석용 단백질 바이오마커의 흡착을 가능하게 하고 이것은 그 다음에 리간드 부착을 위해 이용될 수 있다. 특히, 탄수화물로 이루어진 매트릭스는 바이오마커 단백질의 흡착을 용이하게 하면서 동시에 입자의 빠른 용해 및 균일한 분산을 가능하게 한다.
본 발명의 목적은 특정 생물검정에 사용하기 쉬운 액체 마이크로입자 시약을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 진단용 응고 제품에서 건조된 또는 액체 라텍스 마이크로입자의 사용을 위한 방법론을 제공하는 것이다. 본 발명의 추가 목적은 동시 헤모글로빈 검출 및 응고 시간 값의 정량적 보정을 위한 방법론을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 외인성 응고 경로의 평가 및 경구 항응고 요법(OAT)의 모니터링을 위한 새로운 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 방법은 전혈 샘플에 대한 헤모글로빈 측정 및 보정을 이용하는 전혈 또는 혈장의 응고 시간에 대한 검정을 제공한다. 다양한 실시양태는 전체 생물검정 시간을 변경하기 위해 희석 수준, 온도, 입자의 유형 및 완충제 구성요소에 대한 조정을 사용한다. 이들 실시양태는 특정 마이크로입자와 함께 가요성 건식, 액체, 또는 건식 및 액체 매트릭스를 사용한다. 그러나, 모든 검정 구성요소들은 본 발명의 방법에 따른 응고 생물검정을 위한 가장 대표적인 타이밍 방식을 제공하도록 조정될 수 있음을 이해해야 한다. 일반적으로, 최종 전혈 또는 혈장 샘플 희석비는 33C 내지 38C에서 수행되는 응고 검정의 경우 50분의 1 내지 75분의 1의 범위여야 한다.
본 발명은 항응고제 활성을 모니터링하기 위한 일회용 생물검정 진단 카트리지를 제공함으로써 이들 및 다른 목적을 달성한다. 일회용 카트리지는 일정량의 매트릭스를 보유하는 제1 웰 - 상기 매트릭스는 건조 매트릭스 또는 액체 매트릭스 중 하나임 -; 마이크로입자를 보유하는 제2 웰을 가질 수 있다. 마이크로입자는 적어도 하나의 표면 유형: 활성을 유지하는 미반응 플레인, 설페이트, 카복실레이트 및 아미딘 화학 구조를 갖는 비코팅 라텍스일 수 있다. 카트리지는 추가로 일정량의 활성화제를 갖는 제3 웰을 가질 수 있으며, 상기 활성화제는 트롬보플라스틴, 트롬빈, 엘라그산, 활성화된 부분 트롬보플라스틴, 인자 II, 인자 VII, 인자 I, 인자 X, 인자 XII, 활성화된 단백질 C, 뱀 독, 음으로 하전된 인지질, 칼슘 이온, 조직 인자, 실리카, 코알린 또는 셀라이트일 수 있다.
매트릭스는 액체 탄수화물 매트릭스 및/또는 NaCl, PEG, TWEEN 및 CaCl2 중 적어도 하나를 갖는 건조 매트릭스일 수 있다. 일회용 카트리지는 이중 광학 검출 판독을 용이하게 할 수 있는 통합 큐벳을 가질 수 있다. 통합 큐벳은 530nm에서 제1 LED를 통한 제1 광학 검출 판독을 용이하게 할 수 있는 제1 벽; 및 660 nm에서 제2 LED를 통한 제2 광학 검출 판독을 용이하게 할 수 있는 제2 벽을 가질 수 있다.
본 발명은 분석기 자체를 제외하고 필요한 모든 구성요소를 갖는 포괄적인 응고 생물검정 진단 키트를 제공함으로써 다른 목적을 달성한다. 이러한 키트는 핑거스틱, 피펫, 생물검정 구성요소 및 광학 큐벳을 포함할 수 있다. 사용자에게 위생적으로 전달하는 것을 보장하기 위해, 핑거스틱, 피펫, 생물검정 구성요소 및 광학 큐벳은 분석기에 의해 스캐닝될 수 있는 바코드와 같은 식별자를 갖는 위생적이고 밀봉된 용기에 포함될 수 있다. 생물검정 구성요소는 매트릭스 및 마이크로입자를 가질 수 있으며, 여기서 마이크로입자는 적어도 하나의 표면 유형을 갖는 비코팅 라텍스일 수 있고, 상기 적어도 하나의 표면 유형은 활성을 유지하는 미반응 플레인, 설페이트, 카복실레이트 및 아미딘 화학 구조로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명에 따른 추가 응고 생물검정은 탄수화물 매트릭스 및 탄수화물 매트릭스 내의 마이크로입자를 가질 수 있다. 상기 생물검정은 또한 트롬보플라스틴, 트롬빈, 엘라그산, 활성화된 부분 트롬보플라스틴, 인자 II, 인자 VII, 인자 I, 인자 X, 인자 XII, 활성화된 단백질 C, 뱀 독, 음으로 하전된 인지질, 칼슘 이온, 조직 인자, 실리카, 코알린 및 셀라이트와 같은 일정량의 활성화제를 가질 수 있다. 상기 생물검정의 매트릭스는 건조 매트릭스 또는 액체 매트릭스일 수 있으며, 탄수화물 매트릭스는 말트린 250, 수크로스 또는 이소말트를 가질 수 있다. 이러한 유형의 생물검정의 마이크로입자는 약 10 nm 내지 150 nm의 직경을 가질 수 있고 용액 용적당 1중량%, 용액 용적당 2중량%, 용액 용적당 4중량%, 용액 용적당 8중량% 또는 용액 용적당 10중량%로 존재할 수 있다.
상기 생물검정을 사용함으로써, 본 발명은 희석, 용해된 전혈, 전혈(핑거스틱으로부터 직접), 혈장, 구연산화된 혈액 및/또는 혼합된 혈액 및 혈장 중 임의의 혈액 샘플 유형에 대한 응고 시간 측정값을 수득하는 방법을 제공하고자 한다. 그 다음, 이러한 방법은 탄수화물 매트릭스 및 탄수화물 매트릭스 내의 복수의 마이크로입자를 갖는 마이크로입자 매트릭스를 선택하는 단계를 포함할 것이다. 마이크로입자는 바람직하게는 탄수화물 매트릭스에서 건조되거나 액체일 때 적어도 하나의 표면 유형을 갖는 비코팅 라텍스이고, 적어도 하나의 표면 유형은 바람직하게는 활성을 유지하는 미반응 플레인, 설페이트, 카복실레이트 및 아미딘 화학 구조로 이루어진 군으로부터 선택된다. 그 다음, 이러한 마이크로입자 매트릭스는 혈액 샘플과 함께 시약으로서 사용될 수 있고; 희석, 용해된 전혈 또는 혈장 중 하나의 응고 시간 측정값은 광학 검출 INR을 통해 수득될 수 있다. 대안적으로, 혈액 샘플에서 천연 응고 기질을 활성화하기 위해 별도의 시약이 반응 혼합물에 첨가될 수도 있다. 별도의 시약은 바람직하게는 트롬보플라스틴, 트롬빈, 엘라그산, 활성화된 부분 트롬보플라스틴, 인자 II, 인자 VII, 인자 I, 인자 X, 인자 XII, 활성화된 단백질 C, 뱀 독, 음으로 하전된 인지질, 칼슘 이온, 조직 인자, 실리카, 코알린 또는 셀라이트와 같은 활성화제일 것이다.
그 다음, 응고 시간 측정값은 2가지의 상이한 파장에서 광학 밀도 판독값을 동시에 수득함으로써 샘플의 헤모글로빈 농도에 대해 보정될 수 있다.
도 1은 본 발명의 방법의 예시이다.
도 1a는 도시된 바와 같이 스캐너와 함께 사용하기 위한 본 발명의 생물검정 카트리지 키트를 선택한 사용자의 예시이다.
도 2는 본 발명의 카트리지의 식별자를 스캐닝하는 사용자의 예시이다.
도 3은 본 발명의 방법에 따라 혈액 샘플을 수득하기 위해 핑거스틱을 사용하는 사용자의 예시이다.
도 4는 본 발명의 카트리지로부터 샘플러를 회수하는 사용자의 예시이다.
도 5는 본 발명의 카트리지로부터의 샘플러를 혈액 샘플로 충전하는 사용자의 예시이다.
도 6은 충전된 샘플러를 혈액 샘플과 함께 본 발명의 카트리지로 다시 되돌려놓는 사용자의 예시이다.
도 7은 충전된 샘플러와 함께 본 발명의 카트리지를 분석기에 배치하는 사용자의 예시이다.
도 8은 본 발명의 일 실시양태에 따른 카트리지의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시양태에 따른 카트리지의 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 일 실시양태의 방법에 따른 자동화 단계들의 그래프 표현이다.
도 11은 도 1에 도시된 방법의 한 단계를 추가로 살펴보는 그래프 표현이다.
도 12는 도 11에 도시된 방법의 단계를 추가로 살펴보는 그래프 표현이다.
도 13은 도 1에 도시된 방법의 다른 단계를 추가로 살펴보는 그래프 표현이다.
도 14는 본 방법에 따른 보정이 있거나 없는 INR 값에 따른 프로트롬빈 시간에 미치는 헤모글로빈의 효과를 예시하는 그래프이다.
도 15는 본 방법에 따른 보정이 있거나 없는 INR 값에 따른 델타 프로트롬빈 시간에 미치는 헤모글로빈의 효과를 예시하는 그래프이다.
BSA 대 정상 사용 시의 프로트롬빈
도 16은 정상 샘플 상에서 소 혈청 알부민(BSA) 표면 기를 갖거나 갖지 않는 마이크로입자를 사용한 생물검정을 예시하는 그래프이다.
도 17은 비정상 샘플 상에서 소 혈청 알부민(BSA) 표면 기를 갖거나 갖지 않는 마이크로입자를 사용한 생물검정을 예시하는 그래프이다.
아미딘 대 설페이트 대 플레인 사용 시의 프로트롬빈
도 18은 시간에 따라 660 nm에서 광학 밀도를 측정함으로써 제1 아미딘 입자 희석액 및 제1 매트릭스를 사용한 제1 실시양태에 대한 프로트롬빈 시간 검정의 결과를 예시하는 그래프이다.
도 19는 시간에 따라 660 nm에서 광학 밀도를 측정함으로써 제1 설페이트 입자 희석액 및 제1 매트릭스를 사용한 제2 실시양태에 대한 프로트롬빈 시간 검정의 결과를 예시하는 그래프이다.
도 20은 시간에 따라 660 nm에서 광학 밀도를 측정함으로써 제1 표면 부재(surface free) 마이크로입자 희석액 및 제1 매트릭스를 사용한 제2 실시양태에 대한 프로트롬빈 시간 검정의 결과를 예시하는 그래프이다.
도 21은 시간에 따라 660 nm에서 광학 밀도를 측정함으로써 제2 아미딘 입자 희석액 및 제2 매트릭스를 사용한 제4 실시양태에 대한 프로트롬빈 시간 검정의 결과를 예시하는 그래프이다.
도 22는 시간에 따라 660 nm에서 광학 밀도를 측정함으로써 제2 설페이트 입자 희석액 및 제2 매트릭스를 사용한 제5 실시양태에 대한 프로트롬빈 시간 검정 결과를 예시하는 그래프이다.
도 23은 시간에 따라 660 nm에서 광학 밀도를 측정함으로써 제2 표면 부재 마이크로입자 희석액 및 제2 매트릭스를 사용한 제6 실시양태에 대한 프로트롬빈 시간 검정의 결과를 예시하는 그래프이다.
시메티콘 사용 시 프로트롬빈
도 24는 시간에 따라 660 nm에서 광학 밀도를 측정함으로써 정상 전혈에 대한 본 발명에 따른 설페이트 마이크로입자 희석액을 사용한 생물검정 결과를 예시하는 그래프이다.
도 25는 시간에 따라 660 nm에서 광학 밀도를 측정함으로써 비정상 전혈에 대한 본 발명에 따른 설페이트 마이크로입자 희석액을 사용한 생물검정 결과를 예시하는 그래프이다.
도 26은 520 nm에서 광학 밀도를 측정함으로써 본 발명에 따른, 도 25의 생물검정에 존재하는 헤모글로빈 값의 결정을 예시하는 그래프이다.
도 27은 도 26으로부터 결정된 헤모글로빈 값에 의한 조정 결과로서, 도 25에서 계산된 원시 프로트롬빈 시간의 보정을 예시하는 그래프이다.
도 28은 도 25에 제공된 조정된 프로트롬빈 시간에 기반한 도 25로부터의 생물검정의 INR 값의 결정을 예시하는 그래프이다.
카복실 사용 시 프로트롬빈
도 29는 시간에 따라 660 nm에서 광학 밀도를 측정함으로써 정상 전혈에 대한 본 발명에 따른 카복실 마이크로입자 희석액을 사용한 생물검정의 결과를 예시하는 그래프이다.
도 30은 시간에 따라 660 nm에서 광학 밀도를 측정함으로써 비정상 전혈에 대한 본 발명에 따른 카복실 마이크로입자 희석액을 사용한 생물검정의 결과를 예시하는 그래프이다.
다양한 온도에서의 프로트롬빈
도 31은 시간에 따라 660 nm에서 광학 밀도를 측정함으로써 상이한 온도를 사용한 본 발명의 2가지 실시양태에 대한 프로트롬빈 시간 검정의 결과를 예시하는 그래프이다.
도 32는 시간에 따라 660 nm에서 광학 밀도를 측정함으로써 상이한 온도를 사용한 본 발명의 2가지 실시양태에 대한 프로트롬빈 시간 검정의 결과를 예시하는 그래프이다.
쿠마딘 사용 시 프로트롬빈
도 33은 시간에 따라 660 nm에서 광학 밀도를 측정함으로써 쿠마딘이 존재하는 혈액의 생물검정에 대해 정상 혈액의 생물검정의 결과를 비교하고 예시하는 그래프이다.
트롬빈
도 34는 시간에 따라 660 nm에서 광학 밀도를 측정함으로써 트롬빈 시간 생물검정 구연산화된 정상 혈액에 대해 트롬빈 시간 생물검정 구연산화된 정상 혈장의 결과를 비교하고 예시하는 그래프이다.
활성화된 부분 트롬빈
도 35는 활성화된 부분 트롬보플라스틴 시간 생물검정 정상 대조군의 결과를 예시하는 그래프이다.
도 36은, 비교를 위해, 비정상 대조군 사용 시의 활성화된 부분 트롬보플라스틴 시간 생물검정의 결과를 예시하는 그래프이다.
도 37은 시간에 따라 660 nm에서 광학 밀도를 측정함으로써 정상 혈장에서 인자 VIII에 대한 1단계 인자 검정 사용 시의 활성화된 부분 트롬보플라스틴 시간에 대한 생물검정의 결과를 예시하는 그래프이다.
도 38은 시간에 따라 660 nm에서 광학 밀도를 측정함으로써 APTT 비정상 혈장과 APTT 1-단계 믹스를 비교하는 인자 VIII에 대한 1단계 인자 검정 사용 시의 활성화된 부분 트롬보플라스틴 시간에 대한 생물검정의 결과를 예시하고 비교하는 그래프이다.
본 발명의 바람직한 실시양태는 도 1 내지 도 38을 참조하여 논의된다. 앞서 논의된 바와 같이, 본 발명은 희석된 모세관 전혈, 구연산화된 전혈 및 구연산화된 혈장에서 응고 인자의 활성을 측정하기 위한 방법 및 장치에 관한 프로세스, 방법론, 시스템 및 장치를 제공한다.
전반적 개요
다양한 관점에서 전체적 방법(100), 시스템 카트리지(2) 및 생물검정의 수동 및 자동화 부분의 전반적 개요가 이제 도 1 내지 도 12를 참조하여 논의될 것이다.
사용자 관점에서의 방법의 전반적 개요
이제 사용자 관점의 전반적 개요가 도 1 내지 도 7을 참조하여 논의된다. 본원에 도시된 바와 같이, 초기에 생물검정 카트리지 또는 카트리지 키트는 사용자(102)에 의해 선택된다. 생물검정 카트리지(102)를 수동으로 선택한 후, 카트리지는 선택된 생물검정(103)을 식별하기 위해 분석기에 의해 스캐닝될 수 있다. 그 다음, 혈액 샘플(104)의 수득은 간단한 핑거스틱(105)을 포함하여 필요한 혈액 샘플 크기를 제공할 수 있다. 이 단계에서 혈액 샘플을 쉽게 수득할 수 있다는 점은 정맥 천자 또는 다른 큰 혈액 샘플 크기 수집이 필요한 다른 선행 기술 시스템 및 방법에 비해 본 발명의 시스템의 이점 중 하나를 나타낸다.
생물검정이 초기에 식별되는 경우, 모세관 샘플러는 모두 핑거스틱(105)을 수행한 후 5초 이내에 카트리지(106)로부터 제거되고 혈액 샘플(107)로 충전되고 지정된 카트리지(108)에서 교체될 수 있다. 충전된 샘플러(108)를 카트리지로 다시 되돌려놓은 후, 식별자는 분석기에 의해 스캐닝되고(103), 카트리지는 분석기에 삽입될 수 있다(109). 카트리지를 분석기에 로딩한 후, 자동화 프로세스(110)가 시작된다. 선택한 생물검정에 따라, 자동화 프로세스는 그 다음에 생물검정 구성요소의 지정된 순서에 따라 첨가(112), 혼합(114), 측정(116), 인큐베이션(117), 보정(118) 및 사용자 또는 기타 지정된 개인에게 결과 보고(119)의 자동화된 단계를 포함할 것이다.
관련된 시스템 및 생물검정을 위한 목적에 따라, 자동화 프로세스(110)는 처방된 약제의 양 및/또는 내장된 약제 전달 시스템에 의해 제공된 약제의 양을 자동으로 조정하는 추가 단계(120)를 포함할 수 있다(도시되지 않음).
도 1a에 도시된 것은 사용자에 의해 선택(102)된 후의 카트리지 키트의 예시이다. 상기 카트리지 키트는 분석기 시스템(1)과 함께 단독 사용을 위해 사전포장된 생물검정 카트리지(2) 및 핑거스틱(4)를 포함한다. 카트리지 키트는 또한 바람직하게는 멸균된 피펫(5), 샘플러(8) 및 큐벳(7)을 포함하며, 이는 도 8 내지 도 9와 관련하여 하기에서 더욱 상세하기 논의된다. 본원에 설명된 생물검정을 수행할 수 있는 예시적인 분석기 시스템(1)은 노바 바이오메디컬 코포레이션의 ALLEGRO™ 분석기이다. 본원에 설명된 카트리지(2)와 함께 사용할 수 있는 예시적인 샘플러 및 카트리지 베이스는 노바 바이오메디컬 코포레이션의 미국 특허 제10,117,615호에 더욱 충분히 설명되어 있다.
다음으로, 사용자의 관점에서 카트리지 키트의 특정 구성요소의 사용을 추가로 예시하는 도 2 내지 도 7을 참조한다. 구체적으로, 도 2는 분석기(1)가 본 발명의 선택된 카트리지(2)를 스캐닝함으로써 생물검정 방법을 식별하도록 하는 사용자를 예시한다. 그 다음, 도 3은 카트리지 키트와 함께 제공된 핑거스틱(4)을 사용하여 혈액 샘플(60)에 대한 접근을 수득하는 사용자를 예시한다. 그 다음, 도 4는 카트리지(2)로부터 샘플러(8)를 회수하는 사용자를 도시한다. 다음으로, 도 5는 핑거스틱(4)에 의해 접근되는 혈액 샘플(60)로 샘플러(8)를 충전하는 사용자를 도시한다. 그 후, 도 6은 충전된 샘플러(8)을 핑거스틱(4)로부터 수득된 혈액 샘플(60)과 함께 본 발명의 카트리지(2)로 다시 되돌려놓는 사용자를 예시한다. 마지막으로, 도 7은 충전된 샘플러(8)와 함께 카트리지(2)를 분석기(1)에 배치함으로써 선택 및 식별된 생물검정을 초기화하는 사용자를 도시한다. 이들 구성요소를 단일 패키지(9)에 단일화된 키트로 제공함으로써, 본 발명은 전체 절차 시간을 감소시키고 사용자 오류를 감소시킨다.
생물검정 카트리지의 전반적 개요
본 발명의 시스템 및 방법론과 함께 사용될 수 있는 예시적인 카트리지 키트는 이제 도 8 및 도 9를 참조하여 추가로 설명될 자체 포함된 단일-사용 일회용 통합 생물검정 카트리지(2)를 포함할 수 있다.
도 8에 예시된 제1 카트리지(2) 실시양태는 본 발명의 일 실시양태에 따른 오직 단일 유형의 생물검정에 대한 생물검정 구성요소들로 준비된다. 대안적으로, 도 9에 예시된 제2 카트리지 실시양태는 본 발명의 추가 실시양태에 따른 적어도 2가지 유형의 생물검정에 대한 다수의 구성요소가 사전로딩된 다목적 카트리지(2')이다.
도 8 및 도 9 둘 다는 분석기(1)에 대한 특정 유형의 카트리지(및 이에 따른 생물검정)를 식별할 수 있는 바코드와 같은 식별자(3)을 갖는 카트리지(2)를 예시한다. 상기 식별자(3)은 카트리지(2)의 가시적 외표면을 따라 또는 주요 포장재(9)의 외표면을 따라 가시적일 수 있다. 상기 포장재(9)는 카트리지(2), 핑거스틱(4), 멸균된 피펫(5), 샘플러(8) 및 큐벳(7)을 포함할 수 있다. 도 8 및 도 9 둘 다는 모세관 샘플러(8)가 카트리지(2) 자체의 제거 가능한 구성요소인 카트리지(2)를 예시한다. 도 8 및 도 9 둘 다는 또한 광학 측정을 용이하게 할 수 있는 측벽을 갖는 통합 큐벳(7)을 갖는 카트리지(2)를 예시한다. 그러나, 포장재(9)는 카트리지 외에 별도의 이질적인 큐벳(7)을 필요로 하는 카트리지를 포함할 수 있다.
도 8 및 도 9 둘 다는 또한 본 발명의 방법에 따른 검정의 구성요소가 사전-로딩된 일련의 웰(6)을 갖는 카트리지(2)를 예시한다. 2가지 카트리지 유형 모두에서, 선택 단계(102)(도 1 내지 도 7을 참조하여 앞서 논의됨)는 원하는 생물검정 카트리지를 선택하는 것을 포함한다. 원하는 카트리지/검정(102)을 선택한 후, 카트리지는 스캐닝(103)되고, 충전(107)된 다음, 시스템에 삽입(109)된다.
사용자의 관점에서, 제1 유형의 카트리지를 사용하는 것과 제2 유형의 카트리지를 사용하는 것 간의 유일한 차이점은 이제 시작된다. 제1 카트리지를 사용하면, 사용자는 분석기 상의 접근 제어 패널을 통한 수동 사용자 입력을 통해 여러 생물검정 옵션 중 하나를 선택하여 자동화 프로세스 옵션(110)을 수동으로 선택할 수 있다. 반면에, 제2 카트리지 유형을 사용하면, 카트리지(109) 단독의 삽입만으로도 자동화 프로세스(110)를 촉발하기에 충분하다. 이러한 제2 카트리지 유형의 경우, 사용자의 관점에서, 생물검정 카트리지 단독만이 '선택'된다. 그러나, 사용자가 생물검정 옵션을 선택하기 전에, 먼저 생물검정 카트리지가 준비되어야 하고, 준비 전에, 생물검정 구성요소 자체가 먼저 선택되어야 한다. 여러 생물검정 카트리지 구성요소 옵션은 초기 도 1을 참조하여 그리고 추가로 도 10 내지 도 13에 관하여 하기에서 추가로 논의될 것이다.
이제, 샘플러(8)가 충전되고(107) 카트리지(2)로 반환되면 사용자에 의해 반드시 관찰되지 않는 카트리지(2)의 이들 요소를 더욱 구체적으로 살펴볼 것이다. 도 8 및 도 9에서 볼 수 있는 바와 같이(번호가 매겨지지는 않았지만), 샘플러(8)는 일회용 테스트 카트리지(2)의 커버 연장부의 단차형 연장부의 연장부 상부 표면의 대응하는 모세관-수용 구멍을 통해 삽입된 다음, 단차형 연장부에 안착되는 모세관 요소를 갖는다.
삽입 및 설정 프로세스 동안, 샘플러(8)의 모세관 튜브는 모세관 와이퍼의 정점 단부에 위치한 하부 구멍을 통해 삽입된다. 하부 구멍의 단면적이 모세관 튜브의 단면적보다 작기 때문에, 하부 구멍은 모세관 튜브의 외표면에 대해 스퀴지처럼 작용하고, 모세관 튜브의 외표면에 부주의하게 배치된 임의의 샘플이 카트리지(2)의 챔버(6) 내로 진입하여 침전되는 것을 방지한다.
또한 정확도를 촉진하기 위해, 이들 카트리지(2)의 모세관 와이퍼는 모세관 튜브의 외표면으로부터 임의의 샘플(60)을 제거한다. 따라서, 테스트 카트리지(2)의 적절한 웰(6')이 샘플(60)로 "과다-충전"됨으로 인한 잘못된 결과가 방지된다. 마찬가지로, 모세관 튜브를 사용자가 닦지 않기 때문에, 모세관 튜브 내의 임의의 샘플(60)이 부주의하게 제거되어 테스트(2) 카트리지의 웰(6')이 샘플(60)로 "과소-충전"됨으로 인한 잘못된 결과를 초래할 가능성이 없거나 거의 없다.
자동화 프로세스의 전반적 개요
그 다음, 카트리지(2)는 혈액 샘플(60)의 자동화 테스트 부분(110)을 위한 현장 진료 분석기(1) 내로 삽입되며, 이는 이제 도 10을 추가로 참조하여 논의될 것이다. 일단 분석기(1) 내부에서, 분석기의 자동화 암(arm)은 해제 가능한 탭을 잠금 해제하여 카트리지(2)의 커버를 분리하고, 상기 커버는 모세관 샘플러(8) 및 그 내부에 여전히 밀폐된 샘플(60)을 갖는다.
그 다음, 분석기는 카트리지 커버 상의 작은 첨예부를 사용하여 각각의 웰(6, 6', 6" 등)에 대한 밀봉을 피어싱한다. 본 발명의 카트리지(2)의 밀봉은 이들이 운송 동안 웰 내용물의 교차오염을 방지할 수 있는 한 포일 밀봉 또는 다른 커버일 수 있다. 이들 밀봉은 또한 비조절된 수증기 희석 및 증발을 감소시킬 수 있어야 한다.
그 다음, 자동화 암은 제1 웰(6)로부터 피펫 팁(5)을 회수한다. 그 다음, 피펫 팁(5)은 분석기(1)에 의해 샘플 및 기타 생물검정 구성요소를 본원에 설명된 생물검정 방법에 따른 혼합을 위해 적절한 웰로 이동시키는 데 사용된다.
건식 마이크로입자 매트릭스(11)가 사용되는 경우, 피펫(5)은 제4 웰(6"')로부터 추가 희석제(90)를 흡인하고 이를 프로토콜에 따라 제3 웰(6") 내의 마이크로입자(11)에 첨가하며, 여기서 혼합 및 교반이 발생하여 희ㄴ석된 입자(11)을 형성한다. 그 다음, 어떤 유형의 매트릭스가 사용되는지에 관계없이, 피펫 팁(5)은 선택된 양의 (현재 희석된) 마이크로입자(11)를 제3 웰(6")로부터 제2 웰(6')로 흡인한다.
그 다음, 카트리지(2)의 커버가 카트리지에서 교체되고 피펫터가 모세관 샘플러(8)와 체결하고 이로 인해 샘플(60)은 희석된 선택된 마이크로입자(11)가 기다리고 있는 제2 웰(6')에 첨가(112)된다. 그 다음, 분석기(1)의 암은 카트리지(2)의 커버를 다시 제거하고 그 다음 샘플(60) 및 희석된 선택된 입자(11)는 제1 예정된 시간 동안 위아래로 피펫팅됨으로써 혼합(114)되어 마이크로입자(11)와 샘플(60)의 혼합물(121)을 형성한다.
그 다음, 피펫 팁(5)은 제5 웰(6"")로부터 지정된 양의 선택, 형성된 매트릭스(40)를 흡인한 다음, 제2 첨가 단계(112)에서 매트릭스(40)를 샘플(60)과 희석된 마이크로입자(11)의 혼합물(121)을 이미 포함하는 제2 웰(6')에 첨가한다. 그 다음, 매트릭스(40) 및 혼합물(121)은 예를 들어 제2 예정된 시간 동안 제2 웰(6') 내에서 위아래로 피펫팅됨으로써 혼합(114)되어 용액(122)(매트릭스(40), 샘플(60) 및 마이크로입자(11)을 가짐)을 형성한다.
그 후, 피펫(5)는 제2 웰(6')로부터 예정된 양의 용액(122)(매트릭스(40), 샘플(60) 및 마이크로입자(11)을 가짐)을 흡인하고 상기 용액(122)를 선택된 시약(80)을 포함하는 카트리지(2)의 제7 웰(7)에 첨가한다. 그 다음, 용액(122)(마이크로입자, 매트릭스, 샘플) 및 시약(80)은 제3 예정된 시간 동안 혼합되어 혼화물(123)(현재 매트릭스(40), 샘플(60), 마이크로입자(11) 및 시약(80)을 가짐)을 형성한다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 바람직한 카트리지(2)로 수행되는 경우, 이러한 제7 웰(7)은 또한 광학 검출이 혼화물(123)의 추가 변위 없이 발생할 수 있도록 보장하기에 충분한 투명도, 점도 및 두께의 벽을 갖는 통합 광학 검출 큐벳(7)이다. 하기에서 추가로 더욱 상세히 논의되는 바와 같이, 혼화물(123)의 광학 밀도는 그 다음에 적어도 2회 측정(112, 112')될 것이다.
제1 측정(112)을 시작하면, 분석기(1)의 제1 발광 디바이스(LED)가 켜지고, 제1 LED로부터의 광이 통합 큐벳(7)의 제1 벽을 통해 660nm의 파장을 투과한다. 그 다음, 광은 광이 분석기의 광 검출기에 의해 검출될 때까지 혼화물(123)을 통해 그리고 통합 큐벳(7)의 제2 벽을 통해 투과된다. 제1 응고 데이터(124)를 제공하기 위해 예정된 양의 시간 동안 연속 판독값이 수집된다.
제2 측정(112')을 위해, 분석기(1)의 제2 발광 디바이스(LED)가 켜지고, 제2 LED로부터의 광이 통합 큐벳(7)의 제1 벽을 통해 530 nm의 제2 파장에서 투과된다. 그 다음, 광은 혼화물(123)을 통해 투과되고, 광이 분석기의 광 검출기에 의해 수집될 때까지 통합 큐벳(7)의 제2 벽을 통해 다시 투과된다. 헤모글로빈 수준 데이터(125)를 제공하기 위해 단일 판독만이 필요하다. 이러한 측정값들이 제1 및 제2라 칭해지지만, 순서가 바뀔 수 있음을 인지해야 한다. 대안적으로, 측정값을 순차적으로 제공하는 대신에, 측정값을 동시에 또는 부분적으로 동시에 제공할 수도 있다.
하기에서 추가로 논의되는 바와 같이, 광학적 검출(116, 116')의 결과는 그 다음에 응고 시간 결과(126)를 보정(118)하기 위해 사용된다. 그 다음, 사용자에게 보고되는 것은 이들 보정된 결과(126)이다.
생물검정 구성요소의 전반적 개요
본 발명은 이제 논의될 여러 마이크로입자 매트릭스(10) 중 적어도 하나를 갖는 생물검정 카트리지(2)를 제공한다. 일부 실시양태에서, 마이크로입자 매트릭스(10)는 카트리지 형성 전에 형성되고, 다른 실시양태에서, 마이크로입자 매트릭스(10)는 생물검정 프로세스(110) 동안 혈액 샘플(60)의 첨가(112) 후에 형성된다.
마이크로입자 매트릭스(10)는 폴리스티렌 상의 플레인 또는 표면 작용화된 기를 갖는 비코팅, 비접합된, 단백질 무함유 라텍스일 수 있는 마이크로입자(11)를 갖는다. 매트릭스(40)는 일반적으로 마이크로입자(11)의 빠른 용해 및 균일한 분산을 동시에 가능하게 하면서 바이오마커 단백질의 흡착을 용이하게 하는 탄수화물(46)로 이루어진다. 매트릭스(40) 내의 마이크로입자(11)의 분산된 성질은 정량화 가능한 분석용 단백질 바이오마커가 흡착을 가능하게 하고 이것은 그 다음에 리간드 부착을 위해 이용될 수 있다.
본 발명에서 사용된 마이크로입자(11)는 아미딘(22) 및 설페이트(24)와 같은 표면 활성 기를 갖는 폴리스티렌 마이크로입자(18)를 포함한다. 본 발명의 마이크로입자(11)는 직경 크기(26)가 20 nm 내지 800 nm 또는 그 이상의 범위이다. 입자 직경(26)의 바람직한 범위는 40 nm 내지 150 nm이고, 가장 바람직한 직경(26)은 75 내지 125 nm의 범위이다.
아미딘 마이크로입자
본 발명의 일 실시양태는 용적당 0.080 중량%(28)의 희석액(11) 중의 직경(26)이 95nm인 아미딘 입자(22)를 사용한다. 희석액(11)의 광학 밀도(31)은 660nm에서 0.19의 광학 밀도 값으로 측정되었다.
본 발명의 아미딘 마이크로입자(22)는 직경 크기(26)가 20 nm 내지 800 nm 또는 그 이상의 범위이다. 입자 직경(26)의 바람직한 범위는 40 nm 내지 150 nm이고, 보다 바람직한 직경(26)은 75 내지 125 nm이고; 가장 바람직한 직경은 90 nm 내지 98 nm의 범위이다. 아미딘 마이크로입자(22)는 희석액(11) 중에 용적 기준으로 0.006 중량% 내지 8 중량%(28)의 범위로 있고, 보다 바람직하게는 희석액(11) 중에서 용적 기준으로 0.010 중량% 내지 0.20 중량%의 범위를 갖고, 가장 바람직하게는 희석액(11) 중에서 용적 기준으로 0.080 중량%를 갖는다.
아미딘 락텍스 입자(22)를 사용하는 본 생물검정 방법은 1:10 내지 1:400의 범위 및 보다 바람직하게는 1:20 내지 1:150의 범위의 마이크로입자(22) 대 일산화이수소의 총 희석비(30)을 갖는 희석액(11)을 요구한다.
본 발명의 생물검정 방법의 목적을 충족할 수 있는 아미딘 라텍스 입자(22)는 본원에서 논의된 본 발명의 방법에 따라 제조될 때 Invitrogen™로부터 제공되는 고활성 라텍스 비드를 포함할 수 있다.
설페이트 마이크로입자
본 발명의 다른 실시양태는 희석액 용적당 0.044 중량%의 직경이 110nm인 설페이트 마이크로입자(24)를 사용한다. 희석액(11)의 광학 밀도는 660 nm에서 0.21의 값으로 측정되었다.
본 발명의 다른 설페이트 마이크로입자(24)는 직경 크기(26)가 20 nm 내지 800 nm 또는 그 이상의 범위이다. 설페이트 입자(24) 직경(26)의 바람직한 범위는 40 nm 내지 150 nm이고, 보다 바람직한 직경(26)은 75 내지 125 nm의 범위이고; 가장 바람직한 직경(26)은 90 nm 내지 110 nm의 범위이다.
일부 실시양태에 따르면, 설페이트 마이크로입자(24)는 희석액(11) 중에 0.001 중량% 내지 12 중량%의 범위로 있고, 보다 바람직하게는 희석액(11) 중에서 용적 기준으로 0.01 중량% 내지 8 중량%의 범위를 갖고 가장 바람직하게는 희석액(11) 중에서 용적 기준으로 0.016 중량%를 갖는다.
설페이트 마이크로입자(24)를 사용하는 본 생물검정 방법은 1:50 내지 1:2000의 범위의 마이크로입자(24) 대 일산화이수소의 비; 보다 바람직하게는 1:100 내지 1:1000의 범위의 비; 및 가장 바람직하게는 1:500의 비를 갖는 희석비(30)을 요구한다.
본 발명의 목적을 충족할 수 있는 설페이트 라텍스 입자(24)는 본원에서 논의된 본 발명의 방법에 따라 제조될 때 Invitrogen™로부터 제공되는 고활성 라텍스 비드를 포함할 수 있다.
표면 부재 마이크로입자
본 발명의 또 다른 실시양태는 희석액(11) 중에서 용적당 0.067 중량%(28)를 갖는 직경(26)이 96nm인 표면 부재 마이크로입자(20)을 사용한다. 상기 희석액은 1 내지 150의 희석비(30)을 갖는다. 희석액(11)의 광학 밀도(31)는 660 nm에서 0.21의 값으로 측정되었다.
본 발명의 다른 표면 부재 마이크로입자(20)는 직경 크기(26)가 20 nm 내지 800 nm 또는 그 이상의 범위이다. 표면 부재 마이크로입자(20)는 40 nm 내지 150 nm의 직경(26)의 바람직한 범위를 갖고, 보다 바람직한 직경(26)은 75 내지 125 nm의 범위이고; 가장 바람직한 직경(26)은 90 nm 내지 110 nm의 범위이다. 일부 실시양태에 따르면, 표면 부재 마이크로입자(20)는 희석액(11) 중에 용적 기준으로 0.001 중량% 내지 2 중량%의 범위로 있고, 보다 바람직하게는 희석액(11) 중에서 용적 기준으로 0.01 중량% 내지 0.2 중량%의 범위를 갖고, 가장 바람직하게는 희석액(11) 중에서 용적당 0.016 중량%를 갖는다.
표면 부재 마이크로입자(20)를 사용하는 본 생물검정 방법은 1:50 내지 1:2000의 범위 및 보다 바람직하게는 1:100 내지 1:1000의 범위의 마이크로입자(20) 대 일산화이수소(33)의 희석비(30)을 갖는 희석액(11)을 요구한다.
본 발명의 마이크로입자 요건을 충족할 수 있는 표면 부재 입자는 본원에 논의된 본 발명의 방법에 따라 제조될 때 Varian Labs™로부터 제공되는 플레인 마이크로입자를 포함할 수 있다.
카복실 마이크로입자
본 발명의 다른 실시양태는 용액 용적당 0.016 중량%의 직경이 103 nm인 카복실 라텍스 마이크로입자를 사용한다. 희석액(11)의 광학 밀도는 660 nm에서 0.08의 값으로 측정되었다.
본 발명의 다른 카복실 마이크로입자(25)는 직경 크기(26)가 20 nm 내지 800 nm 또는 그 이상의 범위이다. 카복실 입자(25) 직경(26)의 바람직한 범위는 40 nm 내지 150 nm이고, 보다 바람직한 직경(26)은 75 nm 내지 125 nm의 범위이고; 가장 바람직한 직경은 90 nm 내지 110 nm의 범위이다.
일부 실시양태에 따르면, 카복실 마이크로입자(24)는 용적 기준으로 0.001 중량% 내지 2 중량% 범위로 용액(28) 중에 있으며, 보다 바람직하게는 용적 기준으로 0.005 중량% 내지 0.1 중량%의 범위로 용액(28) 중에 있으며, 가장 바람직하게는 용적 기준으로 0.016 중량%로 희석액(11) 중에 있다.
카복실 마이크로입자(25)를 사용하는 본 생물검정 방법은 1:50 내지 1:2000 범위; 및 보다 바람직하게는 1:100 내지 1:1000 범위의 마이크로입자(25) 대 희석제(33)의 희석비(30)을 갖는 희석액(11)을 요구한다.
본 발명의 목적을 충족할 수 있는 카복실 라텍스 입자(24)는 본원에 논의된 본 발명의 방법에 따라 제조될 때 Invitrogen™으로부터 제공되는 고활성 라텍스 비드를 포함할 수 있다.
건조 매트릭스
일반적으로, 본 발명의 생물검정 방법은 플레인 또는 작용화된 기를 갖는 대부분의 라텍스 입자 현탁액을 사용할 수 있다. 일부 실시양태는 계면활성제와 같은 시약 감쇠제(attenuator)를 갖는 매트릭스를 사용한다. 테스트된 2가지 시약 감쇠제는 폴리소르베이트형 비이온성 계면활성제 및 옥틸페놀 에톡실레이트 계면활성제를 포함한다. 본 발명의 목적을 충족할 수 있는 폴리소르베이트형 비이온성 및 옥틸페놀 에톡실레이트 계면활성제는 본원에 논의된 본 발명의 방법에 따라 제조될 때 Tween™ 및 Triton™ 계열에 의해 제공되는 계면활성제를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 일부 건조 매트릭스는 불리한 온도로부터 입자를 보호하고 완충제, 희석된 샘플 또는 기타 유체 시약과 같은 유체의 첨가 시 신속한 재수화 및 균일한 분산을 허용하는 환경을 생성하는 탄수화물, 탄수화물 유도체 및 혼합물을 포함한다.
탄수화물 및 이의 유도체는 본원에 논의된 생물검정 방법을 위한 건조 프로세스 동안 입자를 건조시키고 안정화를 제공하는 데 사용되는 바람직한 화합물이다. 이들 시약은 물에서 제조된다. 그러나, 낮은 몰농도 완충제도 다른 실시양태에서 사용되며, 이들의 예로는 글리신 및 비신(bicine)이 포함된다. 안정화제의 농도 퍼센트는 2 내지 25%의 범위이고, 바람직한 범위는 5 내지 10%이다.
건조 매트릭스에 사용되는 화합물은 글리신, 비신, 염화나트륨, n-옥테닐 석신산 무수물, 폴리비닐 알코올-폴리에틸렌 글리콜 그래프트 공중합체, 말토덱스트린, α-(1,6)-연결된 말토트리오스, α-D-글루코피라노실-(1→1)-α-D-글루코피라노시드, 물의 존재 하에 전분을 산 및/또는 효소로 가수분해하여 수득한 수용성 글루코오스 중합체, 다당류 중합체, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 (15)-하이드록시스테아레이트, 포비돈, 수크로스, 소르비톨 , 12-하이드록시스테아르산의 폴리-옥시에틸렌 에스테르 및 1-O-알파-D-글루코피라노실-D-만니톨을 포함한다.
본 발명의 목적을 충족할 수 있는 이들 화합물 제품의 공개적으로 입수 가능한 버전은 HiCap 100™, Kollicoat IR™, Maltrin 250™, 풀루란(Pullulan), 트레할로스, Solutol™ Plus 및 Solutol™을 포함할 수 있다. 바람직한 실시양태 용액은 Lab 9101™, Maltrin 250, Trehalose™ 및 수크로스이며, 가장 바람직한 매트릭스는 Maltrin™, 수크로스 및 이소말트이다. 건조된 설페이트 마이크로입자를 사용하는 실시양태의 경우, 바람직한 탄수화물은 수크로스 또는 이소말트이다.
액체 매트릭스
각각의 건조 매트릭스에 대해 상기 설명한 동일한 입자 현탁액은 또한 분배 및 흡인을 용이하게 하기 위해 소위 '액체' 매트릭스를 사용하여 보다 희석된 형태로 제조될 수 있다. 예를 들어, 건식 매트릭스 제형이 10% 수크로스와 1:18 설페이트 라텍스 25uL로 이루어질 때, 유사한 액체 매트릭스는 5% 수크로스와 1:9 설페이트 라텍스 50uL 범위의 시약을 갖는다. 다른 실시양태에서, 액체 매트릭스는 용해 희석제로 형성된다.
본 실시양태의 액체 매트릭스에서 사용되는 화합물은 글리신, 비신, 염화나트륨, n-옥테닐 석신산 무수물, 폴리비닐 알코올-폴리에틸렌 글리콜 그래프트 공중합체, 말토덱스트린, α-(1,6)-연결된 말토트리오스, α-D-글루코피라노실-(1→1)-α-D-글루코피라노시드, 물의 존재 하에 전분을 산 및/또는 효소로 가수분해하여 수득한 수용성 글루코오스 중합체, 다당류 중합체, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 (15)-하이드록시스테아레이트, 포비돈, 수크로스, 소르비톨, 12-하이드록시스테아르산의 폴리-옥시에틸렌 에스테르, 1-O-알파-D-글루코피라노실-D-만니톨, 폴리에틸렌 글리콜(PEG), PEG 6K, PEG 12K 및 PEG 20K, 폴리소르베이트형 비이온성 계면활성제, 옥틸페놀 에톡실레이트 계면활성제 및/또는 USP 검정에서 15초 미만의 소포 성능을 지원하는 농도까지 주사용수 등급 정제수로 희석된 시메티콘을 포함한다.
본 발명의 목적을 충족할 수 있는 이들 화합물 제품 중 선택된 일부의 공개적으로 입수 가능한 버전은 HiCap 100™, Kollicoat IR™, Lab 9101™, Maltrin 250™, Pullulan™, Trehalose™, Solutol Plus™, Solutol™, FoamAWAY™ 및 Sorbital™을 포함할 수 있다.
시약
본 발명의 생물검정 방법은 다양한 시약(80) 또는 활성화제를 사용한다. 본 실시형태의 활성화제로서 사용되는 화합물은 트롬보키나제, 트롬보플라스틴, 조직 트롬보플라스틴 인자 III, 혈소판 조직 인자, 트롬보키나제, 트롬보자임, 조직 인자, 자이모플라스틱(zymoplastic) 물질, 엘라그산, 활성화된 부분 트롬보플라스틴, 트롬빈, 인자 II, 인자 VII, 인자 I, 인자 X, 인자 XII, 활성화된 단백질 C, 음으로 하전된 인지질, 칼슘 이온, 알루미나 실리케이트 점토, 산화규소, 실리카, 셀라이트 및 포비돈을 포함한다.
본 발명의 목적을 충족할 수 있는 이들 화합물 및 제품 중 선택된 일부의 상업적으로 입수 가능한 버전은 적절하게 제조될 때 Kaolin™, Innovin™ Thromboplastin 82, APTT-XL 84 및 Siemens™, Thrombin 86을 포함할 수 있다.
실제 생물검정 전에 수송을 위해 저장하는 동안, 이들 시약 또는 활성화제는 추가적인 안정성을 보장하기 위해 건식 상태일 수 있다. 그 다음, 검정 동안, 이들 시약(80)은 DH2O 등과 같은 희석제(90)로 20uL 내지 400uL 범위, 보다 바람직하게는 50uL 내지 300uL 범위 및 50uL 내지 100uL 범위의 다양한 양(94)에서 다양한 농도(96)로 희석될 수 있다. 또 다른 실시양태는 하기 특정 실시양태와 관련하여 논의될 CaCl2 또는 기타 희석제를 사용한다.
광학 밀도 및 보정
도 10과 관련하여 처음에 논의된 바와 같이, 응고측정(비탁) 응괴 검출의 원리를 본 발명 및 시스템에서 사용하여 혈장 또는 전혈 샘플(60)이 응고되는 데 필요한 시간의 양을 측정(116, 116') 및 기록한다. 이러한 기술은 시간 경과에 따라 검출된 광학 밀도(130)의 변화(135)를 측정함으로써 응고 개시(132) 및 응고 종점(134)을 평가한다.
응괴 형성(124)은, 피브리노겐이 피브린으로 전환되는 매질에서 이 매질을 통과하는 임의의 광이 피브린 가닥에 의해 흡수될 것이라는 원리에 기초하여 추론되고 '검출'된다. 따라서, 피브린 응괴 형성이 시간의 경과에 따라 진행됨에 따라, 광 흡수가 증가하여 광학 밀도(130)의 변화(135)를 초래한다.
본원에서 논의된 각각의 생물검정에 대해, 앞서 논의된 바와 같이, 샘플을 수집하고 혼합한 후, 광은 광원으로부터 혼화물(123)을 통해 투과된다. 그 다음, 투과된 광은 광원에 180° 입사되는 위치에 있는 광 검출기로 향한다. 제1 측정(116')의 광검출기로부터 출력된 제1 대응 전기 신호는 광학 검출을 사용하여 헤모글로빈(125)의 수준을 결정한다.
혼화물(123)을 통한 광 투과율은 예정된 시간 동안 광 검출기에 의해 다시 측정(116)되고, 이는 제2 대응 전기 신호 출력을 생성한다. 광 검출기로부터 출력되는 이러한 제1 및 제2 대응 전기 신호 둘 다는 검출된 광에 따라 변화된다.
신호 출력은 일련의 알고리즘을 통한 소프트웨어를 통해 처리되어 관련 응괴점, 응괴 개시(132) 및 형성(134)을 결정한다. 간단히 말하면, 라텍스 마이크로입자 혼화물(123) 신호의 광학 밀도(130)의 변화(135)는 응괴 개시(132) 및 형성(134)을 나타내는 데 사용된다.
감소된 작업 절차 경과 시간
본 발명은 응고 검출 절차 동안의 실험실 오류의 여러 원인을 해결하고자 한다. 응괴 형성은 시간의 경과에 의존하므로, 응고 검출 절차 동안의 실험실 오류의 가장 큰 원인 중 하나는 샘플링(104)와 측정(116) 사이의 시간의 경과로 인한 것이다.
본 발명의 원리 중 하나는 샘플 채취(104)와 검출(측정)(116) 사이의 시간의 경과로 인해 발생할 수 있는 증가된 수의 오류를 처리하지 못하는 선행 기술의 실패를 해결하는 것이다. 포괄적인 카트리지(2) 내의 검정 구성요소를 사전포장하고 검정 방법론을 위해 사전선택된 구성요소를 제공함으로써, 본 발명은 사전검출 단계를 촉진한다.
본 발명이 이러한 목표를 달성하는 또 다른 방식은 테스트 전에 혈장으로부터 적혈구를 분리할 필요 없이 전혈 샘플을 사용하여 정확한 결과를 달성할 수 있는 생물검정을 제공하는 것이다. 현재 이용 가능한 현장 진료 분석기는 샘플로서 혈장의 사용을 필요로 한다. 이는 테스트 결과를 수득하기 전에 혈액 샘플 중의 혈장으로부터 적혈구를 분리하는 것을 필요로 하고 샘플 채취와 테스트 사이의 시간을 더욱 연장시킨다.
현재 분석기가 혈장을 필요로 하는 이유 중 하나는 선행 기술의 자동화 시스템 및 검정이 자가-보정 분석을 제공할 수 없기 때문인 것으로 밝혀졌다. 혈액 샘플 중의 헤모글로빈 수준은 응괴 개시 속도에 영향을 미칠 것이다. 본 발명자들은 개인 헤모글로빈 양의 변동을 설명하기 위해 광학 밀도의 신호 출력의 조정이 실패하면 응괴 개시 및 형성을 정확하게 식별하는 데 있어 오류가 발생할 수 있음을 밝혀냈다.
선행 기술의 오류를 해결하기 위해, 이러한 잠재적인 오류원과 관련하여, 본 발명은 헤모글로빈에 대한 자동-보정을 위한 생물검정 방법을 제공한다. 전혈을 사용하는 설명된 응고 검정 실시양태의 경우, 혼화물의 광학 밀도는 가시 파장에서 측정된다. 순차적으로, 다른 가시 파장에서 샘플 광학 밀도를 측정함으로써 헤모글로빈 수준이 결정된다. 그 다음, 응고 시간은 샘플의 조정된 실제 혈장 값에 대한 헤모글로빈 측정값을 사용하여 보정된다. 이러한 자동 보정에 의해 제공되는 이점의 혜택을 예시하기 위해, 보정이 있거나 없는 프로트롬빈 시간 INR 값에 미치는 헤모글로빈의 효과를 도 14에 그래프로 예시한다.
구체적으로, 도 14의 그래프는 정상 샘플의 INR에 미치는 다양한 수준의 헤모글로빈의 효과(적혈구용적률 효과)를 나타낸다. 상기 도면에 도시된 바와 같이, 헤모글로빈의 범위는 0 내지 23 gm/dl이다. 정상 INR의 범위는 0.8 내지 1.3 INR 단위이다. 중등도 경구 항응고 요법은 1.8 내지 2.8 INR 단위의 INR을 초래한다. 헤모글로빈이 증가함에 따라, 전혈 샘플 중의 혈장 부분의 감소로 인해 INR이 증가된다. 가시 범위에서 추가 LED를 사용하여, 검출된 헤모글로빈에 대한 INR을 보정할 수 있다. 상기 도면은 또한 헤모글로빈에 대한 보정된 INR을 비교하여 도시한다.
본 발명은 다중 파장에서의 발광 다이오드(LED)와 같지만 이에 제한되지 않는 다중 신호 측정 디바이스를 포함하도록 기기 성능의 확장을 용이하게 한다. 검정을 판독하기 위한 혼화물의 광학 밀도의 측정은 바람직하게는 620 nm 내지 700 nm의 범위, 보다 바람직하게는 650 내지 680 nm, 보다 더욱 바람직하게는 658 nm 내지 668 nm 및 가장 바람직하게는 660 nm의 가시 파장에서 수행된다. 헤모글로빈 수준을 판독하기 위한 샘플의 광학 밀도의 측정은 바람직하게는 500 nm 내지 550 nm의 범위, 보다 바람직하게는 510 nm 내지 545 nm, 보다 더욱 바람직하게는 520 nm 내지 540 nm 및 가장 바람직하게는 530 nm의 가시 파장에서 수행된다.
표 1은 도 14에 그래프로 예시된 데이터를, 보정 전 샘플 ID, 헤모글로빈 수준 및 초기 INR로 식별하여 나타낸다.
Figure pct00001
표 2는 도 14에 또한 그래프로 예시된 데이터를, 보정 후 샘플 ID, 헤모글로빈 수준 및 초기 INR로 식별하여 나타낸다.
Figure pct00002
다음으로, 도 15에 도시된 바와 같이, 사전승인된 PT/INR 분석기에서 수득된 혈장 INR 값(들) 간의 차이를 본 방법에 따른 헤모글로빈에 대한 보정이 있는 경우와 없는 경우로 그래프로 예시한다. 다시 말하면, 헤모글로빈 값의 범위는 0 내지 23g/dl였다.
표 3은 도 15에 그래프로 예시된 데이터를, 샘플 ID, 혈장 INR, 헤모글로빈에 대한 보정 전 및 후의 혈장 INR 값과의 차이(델타 INR)로 식별하여 나타낸다.
Figure pct00003
정규화된 프로트롬빈 시간/INR
정규화된 INR이 본 발명의 생물검정의 다양한 실시양태에서 사용됨을 이해해야 한다. 정규화된 프로트롬빈 시간 INR은 출력의 변동을 생성하는 사용된 트롬보플라스틴의 차이를 해결하기 위해 사용된다. 이러한 INR 보정 측정(또는 정규화)은 프로트롬빈 시간, 트롬보플라스틴의 민감도 지수 및 평균 프로트롬빈 시간으로부터 개발된다.
구체적으로, 수학적 공식화에서 이러한 정규화는 다음 계산으로 작성될 수 있다:
INR = (PT/MT)ISI
상기 식에서, INR은 정규화 값을 나타내고; PT는 프로트롬빈 테스트 시간을 나타내며; ISI는 트롬보플라스틴의 민감도 지수를 나타내고; MT는 20개의 정상 샘플로부터 유도된 평균 프로트롬빈 시간을 나타낸다.
본 발명의 특정 생물검정
이제, 본 발명의 실시양태에 따라 수행된 특정 생물검정의 결과를 그래프로 예시하는 도 16 내지 도 24를 참조한다. 달리 구체적으로 언급하지 않는 한, 이들 생물검정 결과는 시간(초 단위) 경과에 따라 660 nm에서 동역학 모드를 사용하여 광학 밀도 판독값을 예시한다.
조직 트롬보플라스틴을 사용하는 생물검정
다양한 마이크로입자 희석액을 위한 다양한 매트릭스를 사용하는 본 발명의 방법에 따른 상이한 생물검정 B1 내지 B20의 결과는 도 16 내지 도 33에 그래프로 예시되며 각각에 대한 논의는 하기에 제공된다. 이들 생물검정 B1 내지 B20 각각은 조직 트롬보플라스틴 시약을 사용하였다. 구체적으로, 이들 생물검정을 위해 선택된 시약(80)은 하기 각각의 프로토콜에 나열된 양의 조직 트롬보플라스틴 및 CaCl2였다.
BSA 코팅된 라텍스 및 플레인 마이크로입자를 이용한 B1 내지 B4 생물검정
이제, 본 발명에 따른 4가지 생물검정 B1 내지 B4의 결과를 그래프로 예시하는 도 16 및 도 17을 참조한다.
제1 생물검정 B1은 소 혈청 알부민(BSA) 표면 기를 갖는 마이크로입자(27)을 갖는 마이크로입자 희석액(11)을 사용하였다. 마이크로입자를 0.02% 나트륨 아지드를 이용하여 1:500의 비로 물에 희석하여 0.016%의 총 마이크로입자 농도가 되도록 하였다. 희석액(11)의 광학 밀도는 희석 후 660 nm에서 0.08의 광학 밀도 값을 갖는 것으로 측정되었다. 이러한 생물검정 B1은 pH 10.0의 0.17M 글리신, 1.0 M NaCl, 및 물로 희석된 1% 시메티콘을 갖는 매트릭스(40)를 추가로 사용하였다. 이러한 생물검정 B1은 정상의 구연산화된 전혈 샘플(60)으로 수행되었다.
이와 비교하여, 제2 생물검정 B2는 상기 생물검정 B20과 동일한 프로토콜을 가졌으며, B2만이 마이크로입자(20)(BSA 표면 기 없음)을 갖는 마이크로입자 희석액(11)으로 수행되었다. 상기 생물검정을 위해 선택된 시약(80)은 조직 트롬보플라스틴 및 CaCl2였다.
도 16에 도시된 바와 같이, 앞서 논의된 선행 기술에 따라 작용하는 것으로 알려진 BSA 마이크로입자를 사용하려는 시도인 B1 검정의 경우, 시간 경과에 따른 광학 밀도의 일관된 변화는 검출되지 않았고, 따라서 응고 시작 시간, 응고 종료 시간 또는 응고의 변화가 B1 검정에서는 검출되지 않았다.
또한 도 16에 도시된 바와 같이, 본원에 논의된 신규 방법에 따라 본 발명의 개념을 사용한 B2 검정의 경우, 응고는 OD 값이 0.1342인 약 4초에서 시작되는 것으로 볼 수 있고(132), 응고는 OD 값이 0.1907인 약 10초에서 완료되는 것으로 볼 수 있으며(134), 시간 경과에 따른 흡수의 변화(135)는 OD 값 차이가 0.0565인 광학 밀도 값의 변화이다.
이러한 불일치를 확인하기 위해, 이들 생물검정 B1 및 B2를 이번에는 비정상 혈액 샘플를 사용하여 다시 반복하였고, 명확성을 위해 각각 제3 및 제4 생물검정 B3 및 B4로 지정한다.
도 17에 도시된 바와 같이, 앞서 논의된 선행 기술에 따라 작용하는 것으로 알려진 BSA 마이크로입자를 다시 사용하고자 시도하는 B3 검정의 경우, 시간 경과에 따라 광학 밀도의 일관된 변화가 검출되지 않았고, 따라서 B3 검정에 대해 응고 시작 시간, 응고 종료 시간 또는 응고의 변화가 검출되지 않았다.
또한 도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방법을 사용한 B4 검정의 경우, 응고는 OD 값이 0.1164인 약 31초에서 시작되는 것으로 볼 수 있고(132), 응고는 OD 값이 0.2180인 약 59초에서 완료되는 것으로 볼 수 있으며(134), 시간 경과에 따른 흡수의 변화(135)는 OD 값 차이가 0.1016인 광학 밀도 값의 변화이다.
생물검정 B1 내지 B4에 대한 프로토콜은 하기 표 16에 제공된다:
Figure pct00004
하기 표 5는 본 발명에 따른 상기 설명한 생물검정 B1 내지 B4에 대한 일정 기간에 걸쳐 660 nm에서 동역학 모드를 사용한 광학 밀도 결과의 데이터를 나타낸다:
Figure pct00005
Figure pct00006
Figure pct00007
폴리에틸렌 글리콜 매트릭스를 사용한 B5 내지 B10 생물검정
이제, 본 발명의 다양한 실시양태에 따른 6가지 생물검정 B5 내지 B10의 결과를 그래프로 예시하는 도 18 내지 도 23을 참조한다.
구체적으로, 도 18은 직경(26)이 95 nm이고 용적당 0.080 중량%(28)을 갖는 아미딘 표면 기를 갖는 마이크로입자(22)를 갖는 마이크로입자 희석액(11)을 사용한 본 발명에 따른 제1 생물검정 B5의 결과를 그래프로 예시한다. 본 생물검정 B5는 pH 7.0의 0.17M 글리신, 1.29M NaCl 및 10% 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 20K를 갖는 매트릭스(40)을 추가로 사용하였다.
B5에서 희석액의 광학 밀도는 660 nm에서 0.19의 광학 밀도 값(31)을 갖는 것으로 측정되었다. 도 18에 도시된 바와 같이, B5 검정의 경우, 응고는 OD 값이 1.153인 약 5초에서 시작되는 것으로 볼 수 있고(132), 응고는 OD 값이 1.164인 약 50초에서 완료되는 것으로 볼 수 있으며(134), 시간 경과에 따른 흡수의 변화(135)는 OD 값 차이가 0.011인 광학 밀도 값의 변화이다.
도 19는 직경(26)이 110 nm이고 용적당 0.044 중량(28)을 갖는 설페이트 표면 기(24)를 갖는 마이크로입자를 갖는 마이크로입자 희석액(11)을 사용한 제2 생물검정 실시양태 B6의 결과를 그래프로 예시한다. 상기 실시양태 B6은 pH 7.0의 0.17M 글리신, 1.29M NaCl 및 10% 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 20K를 갖는 매트릭스(40)를 추가로 사용하였다.
희석액의 광학 밀도는 660 nm에서 0.21의 광학 밀도 값을 갖는 것으로 측정되었다. 도 19에 도시된 바와 같이, B6 검정의 경우, 응고는 OD 값이 0.564인 약 5초에서 시작되는 것으로 볼 수 있고(132), 응고는 OD 값이 1.000인 약 70초에서 완료되는 것으로 볼 수 있고(134), 시간 경과에 따른 흡수의 변화(135)는 OD 값 차이가 0.436인 광학 밀도 값의 변화이다.
다음으로, 직경(26)이 96 nm인 표면 기 부재(20) 마이크로입자를 용적당 0.067 중량%로 갖는 마이크로입자 희석액(11)을 사용한 제3 생물검정 실시양태 B7의 결과의 그래프 예시인 도 20을 참조한다. 상기 희석액은 마이크로입자 대 희석제의 1 대 150의 희석비를 갖는다. 상기 실시양태 B7은 pH 7.0의 0.17M 글리신, 1.29M NaCl 및 10% 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 20K를 갖는 매트릭스를 추가로 사용하였다.
희석된 용액의 광학 밀도는 희석 후 660 nm에서 0.21의 광학 밀도 값을 갖는 것으로 측정되었다. 도 20에 도시된 바와 같이, B7 검정의 경우, 응고는 OD 값이 0.514인 약 5초에서 시작되는 것으로 볼 수 있고(132), 응고는 OD 값이 1.215인 약 85초에서 완료되는 것으로 볼 수 있고(134), 시간 경과에 따른 흡수의 변화(135)는 OD 값 차이가 0.701인 광학 밀도 값의 변화이다.
그 다음, 도 21은 직경(26)이 95 nm인 아미딘 표면 기(22)를 갖는 마이크로입자를 갖는 마이크로입자 희석액(11)을 사용한 제4 생물검정 실시양태 B8의 결과의 그래프 예시를 제공한다. 마이크로입자 희석액은 용적당 0.080 중량%(28)을 가졌다. 희석액(11)의 광학 밀도(31)는 660 nm에서 0.19의 광학 밀도 값을 갖는 것으로 측정되었다.
상기 실시양태 B8은 1.29M NaCl과 함께 pH 7.0의 0.17M 글리신 47을 갖는 매트릭스 40을 사용하였다. 매트릭스(40)는 10% 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 20K 및 1% Tween20 형태의 탄수화물 유도체를 추가로 포함한다.
도 21에 도시된 바와 같이, B8 검정의 경우, 응고는 OD 값이 0.633인 약 15초에서 시작되는 것으로 볼 수 있고(132), 응고는 OD 값이 1.081인 약 65초에서 완료되는 것으로 볼 수 있으며(134), 시간 경과에 따른 흡수의 변화(135)는 OD 값 차이가 0.448인 광학 밀도 값의 변화이다.
다음으로, 도 22는 마이크로입자 희석액(11)을 사용한 제5 생물검정 실시양태 B9의 결과의 그래프 예시를 제공한다. 상기 희석액(11)은 설페이트 표면 기(24)를 갖고 직경(26)이 110 nm인 마이크로입자를 갖는다. 희석액(11) 내의 마이크로입자(24)는 희석액의 용적당 0.044 중량%로 존재하였다. 구체적으로, 상기 희석액(11)은 1:180의 입자 대 물 비로 물로 희석하였다. 희석된 용액의 광학 밀도는 희석 후 660 nm에서 0.21의 광학 밀도 값을 갖는 것으로 측정되었다. 본 실시양태 B5는 pH 7.0의 0.17M 글리신, 1.29M NaCl 및 10% 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 20K를 갖는 매트릭스(40)를 추가로 사용하였다.
도 22에 도시된 바와 같이, B9 검정의 경우, 응고는 데이터가 도시된 바와 같이 분석되고 향상되는 경우에만 검출될 수 있다(전체 데이터는 하기 표 7에 제공되어 있다). 그러나, 향상될 때, 응고는 OD 값이 0.3780인 약 25초에서 시작되는 것으로 볼 수 있으며(132), 응고는 OD 값이 0.3830인 약 85초에서 완료되는 것으로 볼 수 있으며(134), 시간 경과에 따른 흡수의 변화(135)는 OD 값 차이가 0.005인 광학 밀도 값의 변화이다.
그 다음, 도 23은 직경이 96 nm인 표면 기 부재(20) 마이크로입자를 용적당 0.067 중량%로 갖는 마이크로입자 희석액(11)을 사용한 제6 생물검정 실시양태 B10의 결과의 그래프 예시를 제공한다. 최종 희석액은 1 대 150의 마이크로입자 대 물의 희석비를 가졌다.
희석액(11)의 광학 밀도(31)는 희석 후 660 nm에서 0.21의 광학 밀도 값(31)을 갖는 것으로 측정되었다. 본 실시양태는 pH 7.0의 0.17M 글리신, 1.29M NaCl, 및 10% 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 20K를 갖는 매트릭스(40)를 추가로 사용하였다.
도 23에 도시된 바와 같이, B10 검정의 경우, 응고는 데이터가 도시된 바와 같이 분석되고 향상되는 경우에만 검출될 수 있다(전체 데이터는 하기 표 7에 제공되어 있다). 그러나, 향상될 때, 응고는 즉시 시작되어 OD 값이 0.3780인 것으로 볼 수 있고(132) 응고는 OD 값이 0.3860인 약 85초에서 완료되는 것으로 볼 수 있으며(134), 시간 경과에 따른 흡수의 변화(135)는 OD 값 차이가 0.008인 광학 밀도 값의 변화이다.
상기 나열된 모든 6가지 실시양태 B5 내지 B10에 대한 프로토콜은 하기 표 4에 나탄낸다:
Figure pct00008
이들 생물검정 B1 내지 B6 각각에 대한 일반적인 방법은 동일하였고 일반적으로 도 10을 참조하여 앞서 논의된 바와 같이 준비되었다.
표 5는 본 발명에 따른 상기 설명된 6가지 생물검정 실시양태 각각에 대해 1분 30초에 걸쳐 660 nm에서 동역학 모드를 사용한 보정된 광학 밀도 결과의 데이터를 나타낸다.
Figure pct00009
시메티콘 매트릭스를 이용한 B11 내지 B12 생물검정
이제, 직경이 100 nm인 설페이트 표면 기를 갖는 마이크로입자(24)를 갖는 마이크로입자 희석액(11)을 사용하는 본 발명에 따른 제1 생물검정 B11의 결과를 그래프로 예시하는 도 24를 참조한다. 마이크로입자를 0.02% 나트륨 아지드를 이용하여 1:500의 비로 물에 희석하여 0.016%의 총 마이크로입자 농도가 되도록 하였다.
희석액(11)의 광학 밀도는 희석 후 660 nm에서 0.08의 광학 밀도 값을 갖는 것으로 측정되었다. 본 생물검정 B11은 pH 10.0의 0.17M 글리신, 1.29M NaCl, 및 FoamAWAY™의 상업적 정체 하에 USP 검정에서 15초 미만의 소포 성능을 지원하는 농도까지 주사용수 등급 정제수로 희석된 1% 시메티콘을 갖는 매트릭스(40)을 추가로 사용하였다. 본 생물검정 B11은 정상 샘플(60)으로 수행되었다.
도 24에 도시된 바와 같이, B11 검정의 경우, 응고는 OD 값이 0.1516인 약 3초에서 시작되는 것으로 볼 수 있고(132), 응고는 OD 값이 0.2356인 약 65초에서 완료되는 것으로 볼 수 있으며(134), 시간 경과에 따른 흡수의 변화(135)는 OD 값 차이가 0.084인 광학 밀도 값의 변화이다.
이와 비교하여, 도 25는 상기 생물검정 B11과 동일한 프로토콜을 갖고 현재 비정상 샘플로만 수행된 생물검정 B12의 결과를 그래프로 예시한다. 도 25에 도시된 바와 같이, B12 검정의 경우, 응고는 이제 OD 값이 0.1528인 약 30초에서 시작되는 것으로 볼 수 있고(132), 응고는 OD 값이 0.3215인 약 65초에서 완료되는 것으로 볼 수 있고(134), 시간 경과에 따른 흡수의 변화(135)는 OD 값 차이가 0.1687인 광학 밀도 값의 변화이다.
생물검정 B11, B12에 대한 프로토콜은 하기 표 16에 제공된다:
Figure pct00010
하기 표 9는 생물검정 B12의 경우에는 1분에 걸쳐 및 B11의 경우에는 20초에 걸쳐, 본 발명에 따른 상기 설명된 생물검정 B11 내지 B12에 대해 660 nm에서 동역학 모드를 사용한 광학 밀도 결과의 데이터를 나타낸다:
Figure pct00011
Figure pct00012
Figure pct00013
이들 광학 밀도 값은 본원에 나타내져 있지만, 이들 값은 일반적으로 사용자에게 표시되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 대신, 앞서 논의된 방법에 따르면, 응고 시간은 샘플의 조정된 실제 혈장 값에 대한 헤모글로빈 측정값을 사용하여 보정된다. 그 다음, 이러한 보정된 응고 시간은 앞서 논의한 바와 같이 정규화된 INR을 보고하는 데 사용된다.
예를 들어, 상기 비정상 혈액 생물검정 B12의 경우, 헤모글로빈 함량을 결정하기 위해 제1 광학 밀도 측정(116')이 수행되었다. 530 nm에서 검출된 광학 밀도는 1.5135였고, 이러한 광학 밀도 값(140)은 분석되는 샘플에 존재하는 특정 헤모글로빈 수준(142)을 결정하기 위해 기지의 헤모글로빈 값에 대한 OD 값의 예정된 관계(141)와 비교되었다. 다시 말하면, 상기 수준은 일반적으로 의뢰인 또는 사용자에게 보고되지 않지만, 본 분석은 도 26에 그래로 예시된다. 그 다음, 생물검정 B11에 대한 상기 특정 HGB 수준(142)은 제2 세트의 광학 밀도 측정(116)이 완료될 때까지 시스템 메모리에 저장되었다.
도 25를 참조하여 앞서 논의된 바와 같이, 상기 헤모글로빈 수준에서 B12 검정의 경우, 응고는 OD 값이 0.1528인 제1 시간(30초)에서 시작되었고, 응고는 OD 값이 0.3215인 제2 시간(65초)에서 종료되었다. 델타 시간(35초)에 걸친 흡수의 변화(135)는 0.1687의 제1 OD 값 차이였다. 본 발명의 방법의 다양한 생물검정에 대한 OD 값 차이를 초래하는 시간의 변화에 따른 흡수의 변화(135)는 0.005 내지 1.0 범위이다. 보다 바람직하게는, OD 값 차이는 적어도 0.2이고, 필요한 경우, OD 값 차이는 적어도 0.08이다. 이러한 흡수의 변화(135)는 FT 값(136)(0.23715의 흡수 OD 값과 관련된 47초)을 계산하는 데 사용될 수 있다.
그 다음, 시스템은 이러한 초기 PT 값(136)을 사용하고 도 24를 참조하여 결정된 특정 HGB 수준(142)을 회수한다. 그 다음, 예정된 관계(137)를 사용하여 조정 또는 보정된 PT 값(138)을 결정한다. 구체적으로, 도 27은 샘플(60)의 헤모글로빈 수준(142)(12.3)에 대응하는 예정된 관계(137)를 통한 미보정 PT 값(136)의 보정을 예시한다. 그 다음, 이러한 관계(137)를 사용하여 보정된 PT 값(138)을 제공한다. 헤모글로빈 수준(142)에 대해, 관계(137)는 수학적으로 다음과 같이 표현된다:
CPT = PT*SQRT(C/HGB)
여기서, CPT는 보정된 프로트롬빈 시간(138)이고; PT는 미보정 프로트롬빈 시간(136)이고; C는 헤모글로빈 상수이고; HGB는 특정 샘플(60)과 관련된 특정 헤모글로빈 수준(142)이다.
그 다음, 도 28은 보정된 PT(138)로부터 INR의 계산을 예시한다. 구체적으로, 이러한 계산은 다음과 같다:
INR = (PT/MT)ISI
여기서, B12에 대해 수득된 데이터에 적용된 상기 식의 경우, PT는 프로트롬빈 보정된 테스트 시간(138)(50.1초)을 나타내고; ISI는 사용된 트롬보플라스틴의 민감도 지수(0.98 관련 단위 없음)를 나타내고; MT는 20개의 정상 샘플로부터 유도된 평균 프로트롬빈 시간(10.2초)을 나타내고; INR은 정규화 값(144)(4.8 관련 단위 없음)를 나타낸다. 일반 진료에서, 보정된 PT 값(50.1초) 및 INR 값(4.8 관련 단위 없음)만이 사용자에게 보고될 것이다.
카복실 마이크로입자를 이용한 B13 내지 B14 생물검정
이제, 직경이 103 nm인 카복실 표면 기를 갖는 마이크로입자(25)를 희석액 용적당 0.016 중량%으로 갖는 마이크로입자 희석액(11)을 사용한 본 발명에 따른 생물검정 B13의 결과를 그래프로 예시하는 도 29를 참조한다. 카복실 마이크로입자(25)를 사용하는 본 생물검정 방법은 1:50 내지 1:2000 범위 및 보다 바람직하게는 1:100 내지 1:1000 범위의 마이크로입자(25) 대 일산화이수소(33)의 희석비(30)을 갖는 희석액(11)을 요구한다.
희석된 용액의 광학 밀도는 희석 후 660 nm에서 0.08의 광학 밀도 값을 갖는 것으로 측정되었다. 본 생물검정 B13은 pH 10.0의 0.17M 글리신, 1M NaCl 및 FoamAWAY™의 상업적 정체 하에 USP 검정에서 15초 미만의 소포 성능을 지원하는 농도까지 주사용수 등급 정제수로 희석된 1% 시메티콘을 갖는 매트릭스를 추가로 사용하였다. 본 생물검정 B13은 정상 샘플(60)으로 수행되었다.
도 29에 도시된 바와 같이, B13 검정의 경우, 응고는 OD 값이 0.1304인 약 5초에서 시작되는 것으로 볼 수 있고(132), 응고는 OD 값이 0.1826인 약 20초에서 완료되는 것으로 볼 수 있으며(134), 시간 경과에 따른 흡수의 변화(135)는 OD 값 차이가 0.0522인 광학 밀도 값의 변화이다.
이와 비교하여, 도 30은 상기 생물검정 B13과 동일한 프로토콜을 갖고 현재 비정상 샘플로만 수행된 생물검정 B14의 결과를 그래프로 예시한다. 도 30에 도시된 바와 같이, B14 검정의 경우, 응고는 OD 값이 0.1218인 약 40초에서 시작되는 것으로 볼 수 있고(132), 응고는 OD 값이 0.2027인 약 68초에서 완료되는 것으로 볼 수 있고(134), 시간 경과에 따른 흡수의 변화(135)는 OD 값 차이가 0.0811인 광학 밀도 값의 변화이다.
생물검정 B13, B14에 대한 프로토콜은 하기 표 10에 제공된다.
Figure pct00014
하기 표 11은 생물검정 B13의 경우에는 1분에 걸쳐 및 B14의 경우에는 20초에 걸쳐, 본 발명에 따른 상기 설명된 생물검정 B13 내지 B14에 대해 660 nm에서 동역학 모드를 사용한 광학 밀도 결과의 데이터를 나타낸다:
Figure pct00015
Figure pct00016
상이한 작동 온도를 이용한 B15 내지 B18 생물검정
전형적으로, 본 발명에 따른 많은 생물검정은 생리학적 온도에서 수행되지만, 이것이 항상 그런 것은 아니다. 일반적으로, 대부분의 온도가 본 발명의 방법에 적용될 수 있음을 이해해야 한다. 그러나, 앞서 논의된 생물검정으로 이러한 변수를 조정하는 것은 생물검정 결과가 일반적으로 변경될 수 있게 하는 잠재적인 변동을 도입할 것이다. 따라서, 특히 정확한 타이밍이 임상 결과에 영향을 미칠 수 있는 응고 검정에서, 이러한 변동들을 고려하지 않고 온도 변동을 도입하지 않아야 한다.
도 31 및 도 32는 2가지 상이한 온도에서 2가지 상이한 마이크로입자 매트릭스를 사용하는 본 발명의 4가지 생물검정 실시양태 B15 내지 B18의 결과를 그래프로 예시한다. 모든 4가지 생물검정 실시양태에 대한 프로토콜은 하기 표 12에 제공된다:
Figure pct00017
구체적으로, 생물검정 B15는 직경이 95 nm인 아미딘 표면 기(22)를 갖는 마이크로입자를 갖는 마이크로입자 희석액(11)을 사용하였다. 용적당 0.080 중량%에서, 상기 희석액(11)은 1:50의 비로 물로 희석된 마이크로입자(22)를 가졌다. 희석된 용액의 광학 밀도는 희석 후 660 nm에서 0.19의 광학 밀도 값을 갖는 것으로 측정되었다. 본 생물검정 B15는 pH 7.0의 0.17M 글리신, 0.29M NaCl 및 10% 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 20K를 갖는 매트릭스(40)을 사용하였다. 본 생물검정 B15는 22C의 온도에서 수행되었다.
도 31에 도시된 바와 같이, B15 검정의 경우, 응고는 OD 값이 1.079인 약 4초에서 거의 즉시 시작되는 것으로 볼 수 있고(132), 응고는 OD 값이 1.748인 약 100초에서 완료되는 것으로 볼 수 있고(134), 시간 경과에 따른 흡수의 변화(135)는 OD 값 차이가 0.669인 광학 밀도 값의 변화이다.
또한 알 수 있는 바와 같이, 도 31은 유사한 생물검정 B16의 결과의 그래프 표현이다. 본 생물검정 B16은 또한 직경이 95 nm인 아미딘 표면 기를 갖는 마이크로입자(22)를 갖는 마이크로입자 희석액(11)을 사용하였다. 용적당 0.080 중량%로 존재하는 마이크로입자(22)는 1:50의 희석비(30)로 물로 희석되었다. 희석액의 광학 밀도(31)는 희석 후 660 nm에서 0.19의 광학 밀도 값(31)을 갖는 것으로 측정되었다. 본 생물검정 B16은 또한 pH 7.0의 0.17M 글리신, 0.29M NaCl 및 10% 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 20K를 갖는 매트릭스(40)을 사용하였다. 그러나, 생물검정 B15와 달리, 본 생물검정 B16은 37℃의 작동 온도에서 수행되었다.
또한 도 31에 도시된 바와 같이, B16 검정의 경우, 응고는 OD 값이 1.023인 약 4초에서 거의 즉시 다시 시작되는 것으로 볼 수 있지만(132') 응고 값은 구별하기가 더 어렵다. B15 검정과 달리, B16 검정은, 응고가 1.110의 OD 값을 갖는 약 40초에서 완료되는 것으로 보이고(134') 시간 경과에 따른 흡광도의 변화(135')가 단지 0.087의 OD 값 차이를 갖는 광학 밀도 값의 변화이기 때문에 응고를 신속하게 완료하는 것으로 보인다.
다음으로 도 32를 참조하면, 본 발명에 따른 생물검정 B17과 B18의 또 다른 쌍의 결과의 그래프 표현이 있다. 제1 생물검정 B17에서, 마이크로입자 희석액(11)은 직경(26)이 0.95 nm인 아미딘 표면 기를 갖는 마이크로입자(22)를 사용하였다. 물로 1:50의 비로 희석된 본 검정 B17의 마이크로입자(22)는 희석액(11) 중에 용적당 0.080 중량%로 존재하였다.
희석액(11)의 광학 밀도(31)는 660 nm에서 0.19의 광학 밀도 값을 갖는 것으로 측정되었다. 본 생물검정 B17은 pH 7.0의 0.17M 글리신, 0.29M NaCl, 10% 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 20K 및 1% Tween20을 갖는 매트릭스(40)을 사용하였다. 생물검정 B17은 22℃의 작동 온도에서 수행되었다.
도 32에 도시된 바와 같이, B17 검정의 경우, 응고는 OD 값이 0.997인 약 12초에서 시작되는 것으로 볼 수 있고(132), 응고는 OD 값이 1.772인 약 58초에서 완료되는 것으로 볼 수 있고(134), 시간 경과에 따른 흡수의 변화(135)는 OD 값 차이가 0.775인 광학 밀도 값의 변화이다.
본 발명에 따른 제2 생물검정 B18은 용적당 0.080 중량%의 직경이 0.95 nm인 아미딘 표면 기를 갖는 마이크로입자(22)를 사용하는 마이크로입자 희석액을 사용하였다. 희석액(11)은 1:50의 희석비를 가졌다. 희석된 용액의 광학 밀도는 희석 후 660 nm에서 0.19의 광학 밀도를 갖는 것으로 측정되었다. 본 생물검정 B18은 또한 pH 7.0의 0.17M 글리신, 0.29M NaCl, 10% 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 20K 및 1% Tween20을 갖는 매트릭스를 사용하였다. 그러나, 생물검정 B17과 달리, 생물검정 B18은 37C의 작동 온도에서 수행되었다.
또한 도 32에 도시된 바와 같이, B18 검정의 경우, 응고는 OD 값이 0.653인 약 20초에서 다시 시작되는 것으로 볼 수 있지만(132') 응고 값은 구별하기가 더 어렵다. B18 검정은 OD 값이 1.054인 약 60초에서 응고를 완료하는 것으로 보이며(134'), 시간 경과에 따른 흡수의 변화(135')의 변화는 OD 값 차이가 단지 0.401인 광학 밀도 값의 변화이다.
이들 생물검정 B15 내지 B18 각각에 대한 일반적인 방법은 동일하였고 일반적으로 도 10을 참조하여 앞서 논의된 바와 같이 준비되었다.
하기 표 13은 본 발명에 따른 상기 설명된 생물검정 B15 내지 B18 각각에 대해 수분에 걸쳐 660 nm에서 동역학 모드를 사용한 보정된 광학 밀도 결과의 데이터를 나타낸다:
Figure pct00018
항응고제 사용을 모니터링하기 위한 B19 내지 B20 생물검정
이제, 외인성 응고 경로를 측정하고 경구 항응고제 사용을 다단계로 모니터링하는 프로트롬빈 시간 생물검정 B19, B20의 결과를 그래프로 예시하는 도 33을 참조한다. 이들 생물검정 B11, B12는 정상 전혈 샘플의 본 발명의 방법의 제1 검정 B19 대 경구 항응고제 Coumadin™을 복용하는 환자로부터의 샘플의 본 발명의 방법의 제2 검정 B20에 대한 광학 밀도 대 시간(초)의 측정 결과를 예시하는 프로트롬빈 시간 검정이다.
Coumadin™(와파린으로도 알려짐)은 비타민 K 합성을 억제하고 따라서 인자 VII의 반감기를 억제한다. 인자 VII 수준은 본원에 설명된 바와 같은 프로트롬빈 시간 테스트 및 이중 파장 보정을 사용하여 본 그래프에서 검정되고 보정된다.
도 33에 예시된 바와 같이, 정상 응고 시간(132)은 전형적으로 약 15 내지 20초 후에 시작되는 것으로 보이며, 여기서 응괴 형성은 앞서 논의된 바와 같은 인자 VII 활성화를 통한 외인성 응고 경로를 통해 개시된다. 구체적으로, 도 33에 예시된 바와 같이, 정상 혈액 샘플에 대한 검정 B19는 약 15초에서 응고를 시작하고(132), 쿠마딘 샘플에 대한 검정 B20은 약 100초에 응고를 시작한다(132').
이들 검정 B19 및 B20 둘 다의 경우, 마이크로입자 희석액(11)은 용적당 0.080 중량%의 직경(26)이 95 nm인 아미딘 표면 기를 갖는 마이크로입자(22)를 사용하였다. 이들 마이크로입자 희석액(11)은 1:50의 비로 물로 희석하였다. 희석액의 광학 밀도는 희석 후 660 nm에서 0.19의 광학 밀도 값을 갖는 것으로 측정되었다.
도 33에 도시된 바와 같이, B19 검정의 경우, 응고는 OD 값이 0.989인 약 15초에서 시작되는 것으로 볼 수 있고(132), 응고는 OD 값이 1.700인 약 90초에서 완료되는 것으로 볼 수 있으며(134), 시간 경과에 따른 흡수의 변화(135)는 OD 값 차이가 0.711인 광학 밀도 값의 변화이다.
또한 도 33에 도시된 바와 같이, B20 검정의 경우, 응고는 OD 값이 0.919인 약 50초에서 시작되는 것으로 볼 수 있고(132'), 응고는 OD 값이 1.6290인 약 180초에서 완료되는 것으로 볼 수 있고(134'), 시간 경과에 따른 흡수의 변화(135')는 OD 값 차이가 0.7100인 광학 밀도 값의 변화이다.
생물검정 B19, B20에 대한 프로토콜은 하기 표 14에 제공된다:
Figure pct00019
이들 생물검정 B19 내지 B20 각각에 대한 일반적인 방법은 동일하였고 일반적으로 도 10을 참조하여 앞서 논의한 바와 같이 준비되었다. 표 15는 구연산화된 정상 혈액을 사용하는 제1 생물검정 B19 및 구연산화된 쿠마딘 혈액을 사용하는 제2 생물검정 B20에 대해 2분에 걸쳐 660 nm에서 동역학 모드를 사용한 광학 밀도의 데이터를 나타낸다:
Figure pct00020
Figure pct00021
트롬빈을 사용하는 생물검정
다양한 마이크로입자 희석액을 위한 다양한 매트릭스를 사용하는 본 발명의 방법에 따른 상이한 생물검정 B21 내지 B22의 결과는 도 34에 그래프로 예시되어 있으며 각각에 대한 논의는 하기에 제공된다. 이들 생물검정 B21 내지 B22 각각은 트롬빈 시약을 사용하였다. 구체적으로, 이들 생물검정을 위해 선택된 시약(80)은 하기 각각의 프로토콜에 나열된 양의 조직 트롬보플라스틴 및 CaCl2였다.
피브리노겐 수준 측정을 위한 B21 내지 B22 생물검정
이제, 피브리노겐 수준 및 기능을 직접 측정하고 또한 트롬빈 억제제가 샘플에 존재하는지 여부를 결정할 트롬빈 시간(TT) 검정 B21, B22의 결과를 그래프로 예시하는 도 34를 참조한다. 도 34는 구연산화된 혈장에 대한 30 uL 트롬빈 시약을 사용한 본 발명의 방법의 제1 TT 검정 B21 대 본 발명에 따른 20uL 트롬빈 시약 및 구연산화된 혈액을 사용한 제2 TT 검정 B22에 대한 광학 밀도 대 시간(초)의 측정 결과를 예시한다.
생물검정 B15, B16에 대한 프로토콜은 하기 표 16에 제공된다:
Figure pct00022
구체적으로, 이들 생물검정 B21, B22는 직경(26)이 110 nm인 설페이트 표면 기를 갖는 마이크로입자(24)를 용적당 0.2 중량%로 갖는 마이크로입자 희석액(11)을 사용하였다. 두 생물검정 B21, B22 모두는 pH 10.0의 0.17M 글리신, 1.0M NaCl을 갖는 매트릭스(40)를 사용하였다. 제1 생물검정 B21은 30 uL의 Siemens™ 트롬빈 시간(TT) 시약을 사용하였고, 제2 생물검정 B22는 20 uL의 Siemens™ 트롬빈 시간(TT) 시약을 사용하였다.
본 발명의 방법과 함께 사용될 수 있는 일부 트롬빈 억제제는 비분획화 헤파린, 저분자량 헤파린, 및 히루딘, 리바록사반, 아픽사반, 다비가트란 및 아르가트로반을 포함하나 이에 제한되지 않는 직접 항트롬빈 경구 항응고제이다. 이들 생물검정 B21 내지 B22 각각에 대한 일반적인 방법은 동일하였고 일반적으로 도 10을 참조하여 앞서 논의된 바와 같이 준비되었다.
도 34에 도시된 바와 같이, B21 검정의 경우, 응고는 OD 값이 0.1829인 약 5초에서 시작되는 것으로 볼 수 있고(132), 응고는 OD 값이 0.3481인 약 100초에서 완료되는 것으로 볼 수 있고(134), 시간 경과에 따른 흡수의 변화(135)는 OD 값 차이가 0.1652인 광학 밀도 값의 변화이다.
또한 도 34에 도시된 바와 같이, B22 검정의 경우, 응고는 OD 값이 0.1357인 약 5초에서 시작되는 것으로 볼 수 있고(132'), 응고는 OD 값이 0.2491인 약 80초에서 완료되는 것으로 볼 수 있고(134') 시간 경과에 따른 흡수의 변화(135')는 OD 값 차이가 0.1134인 광학 밀도 값의 변화이다.
표 17은 30 uL 트롬빈 시약을 사용한 제1 생물검정 B21 및 20 uL 트롬빈 시약을 사용한 제2 생물검정 B22에 대해 3분에 걸쳐 660 nm에서 동역학 모드를 사용한 광학 밀도의 데이터를 나타낸다.
Figure pct00023
Figure pct00024
활성화된 부분 트롬보플라스틴을 사용하는 생물검정
다양한 마이크로입자 희석액을 위한 다양한 매트릭스를 사용하는 본 발명의 방법에 따른 상이한 생물검정 B23 내지 B27의 결과는 도 35 내지 도 38에 그래프로 예시되어 있으며 각각에 대한 논의는 하기에 제공된다. 이들 생물검정 B23 내지 B27 각각은 활성화된 부분 트롬보플라스틴 시약을 사용하였다. 구체적으로, 이들 생물검정을 위해 선택된 시약(80)은 하기 각각의 프로토콜에 나열된 양의 활성화된 부분 트롬보플라스틴 및 CaCl2였다.
내인성 경로를 위한 B23 내지 B24 생물검정
이제, 내인성 응고 경로를 단일 단계로 측정하는 활성화된 부분 트롬보플라스틴 시간(APPT) 생물검정 B23, B24의 결과를 그래프로 예시하는 도 35 및 도 36을 참조한다. 구체적으로, 도 35는 정상 대조군의 본 발명의 방법의 제1 APTT 생물검정 B23에 대한 광학 밀도 대 시간(초)을 측정한 결과를 예시한다. 그 다음, 도 36은 본 발명의 방법에 따른 비정상 대조군의 제2 APTT 생물검정 B24에 대한 광학 밀도 대 시간(초)을 측정한 결과를 예시한다.
두 생물검정 B23, B24 모두는 직경이 110 nm인 설페이트 표면 기를 갖는 용적당 0.392 중량%의 마이크로입자(24)를 갖는 마이크로입자 희석액(11)을 사용하였다. 20 uL의 0.005 M CaCl2를 갖는 앞서 논의된 바와 같은 건조 매트릭스을 사용하였다. 다른 웰에서는, 100uL의 APTT-XL 시약을 150uL의 증류수로 희석하였다. 이들 생물검정 B23 내지 B24 각각에 대한 일반적인 방법은 동일하였고 일반적으로 도 10을 참조하여 앞서 논의된 바와 같이 준비되었다.
도 35에 도시된 바와 같이, B23 검정의 경우, 응고는 OD 값이 0.5524인 약 13초에서 시작되는 것으로 볼 수 있고(132), 응고는 OD 값이 0.9315인 약 150초에서 완료되는 것으로 볼 수 있으며(134), 시간 경과에 따른 흡수의 변화(135)는 OD 값 차이가 0.3791인 광학 밀도 값의 변화이다.
도 36에 도시된 바와 같이, B24 검정의 경우, 응고는 OD 값이 0.5111인 약 65초에서 시작되는 것으로 볼 수 있고(132), 응고는 OD 값이 0.9097인 약 240초에서 완료되는 것으로 볼 수 있으며(134), 시간 경과에 따른 흡수의 변화(135)는 OD 값 차이가 0.3986인 광학 밀도 값의 변화이다.
생물검정 B23, B24에 대한 프로토콜은 하기 표 19에 제공된다:
Figure pct00025
표 19는 정상 대조군을 이용한 제1 생물검정 B23 및 비정상 대조군을 이용한 제2 생물검정 B24에 대해 3분에 걸쳐 660 nm에서 동역학 모드를 사용한 광학 밀도의 데이터를 나타낸다:
Figure pct00026
Figure pct00027
1-단계 APTT 기반 인자에 대한 B25 내지 B27 생물검정
구체적으로, 도 37 및 38은 내인성 응고 경로의 활성 및 활성 수준을 측정하기 위한 1-단계 APTT 기반 인자에 대한 3가지 생물검정 B25, B26 및 B27의 결과를 그래프로 예시한다. 제1 생물검정 B25는 정상 혈장을 사용한 APTT를 사용하고, 제2 생물검정 B26은 비정상 99.9% VIII 인자 결핍 혈장을 사용한 APTT를 사용하고, 제3 생물검정 B27은 혈장의 정상/비정상 믹스를 사용한 APTT 1-단계 인자 검정이다.
구체적으로, 도 37 및 도 38은 직경이 110 nm인 설페이트 표면 기를 갖는 마이크로입자(24)의 0.044% 입자 농도를 갖는 마이크로입자 희석액(11)을 사용한 생물검정 B25, B26, B27의 결과를 그래프로 예시한다. 상기 희석액(11)은 1:180의 비로 물로 희석된 마이크로입자를 가졌다. 희석액(11)의 광학 밀도는 660 nm에서 0.21의 광학 밀도 값을 갖는 것으로 측정되었다. 이들 생물검정은 각각 pH 10.0의 0.17M 글리신 및 1.0M NaCl을 갖는 매트릭스(40)를 추가로 사용하였다.
인자 XII, XI, IX, VIII는 이들 검정으로 직접 측정된다. 추가적으로, 인자 X, V, II는 이들이 최종 응고로 이어지는 공통 경로 캐스케이드에 관여하기 때문에 측정된다. 부분 트롬보플라스틴은 칼슘 및 인지질의 첨가와 함께 인자 XII에 통상의 표면 활성화제를 첨가함으로써 샘플로부터 형성된다. 활성화제는 카올린, 셀라이트, 엘라그산이지만, 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 방법에 따른 1단계 인자 검정은 이러한 수준을 기지의 인자 결핍 샘플 및 정상 샘플의 희석액으로부터 유도된 표준 곡선과 비교함으로써 샘플의 개별 인자 수준을 적정한다.
생물검정 B25, B26에 대한 일반적인 방법은 일반적으로 도 10을 참조하여 앞서 논의한 바와 같이 준비하였다. 1-단계 인자 생물검정 B27은 도 10에서 논의된 것과 동일한 일반적인 방법을 사용하지만, 샘플(60)의 반응을 감쇠하기 위해 추가 웰(6'")에서 건조된 기지의 양의 기지의 단일 인자 결핍 혈장을 추가로 갖는다. 소프트웨어에 제공된 표준 곡선을 사용하여, 샘플(60)에서의 실제 반응 수준을 본원에 개시된 방법에 따라 측정(116), 보정(118) 및 보고(119)한다.
도 37에 도시된 바와 같이, B25 검정의 경우, 응고는 OD 값이 0.0340인 약 30초에서 시작되는 것으로 볼 수 있고(132), 응고는 OD 값이 0.3530인 약 100초에서 완료되는 것으로 볼 수 있고(134), 시간 경과에 따른 흡수의 변화(135)는 OD 값 차이가 0.3190인 광학 밀도 값의 변화이다.
도 38에 도시된 바와 같이, B26 검정의 경우, 응고는 OD 값이 0.3140인 약 100초에서 시작되는 것으로 볼 수 있고(132), 응고는 OD 값이 0.8440인 약 200초에서 완료되는 것으로 볼 수 있고(134), 시간 경과에 따른 흡수(135)는 OD 값 차이가 0.3986인 광학 밀도 값의 변화이다.
또한 도 38에 도시된 바와 같이, B27 검정의 경우, 응고는 OD 값이 0.1820인 약 50초에서 시작되는 것으로 볼 수 있고(132'), 응고는 OD 값이 0.5480인 약 110초에서 완료되는 것으로 볼 수 있고(134'), 시간 경과에 따른 흡수의 변화(135')는 OD 값 차이가 0.3660인 광학 밀도 값의 변화이다.
모든 3가지 생물검정 B25 내지 B27에 대한 프로토콜은 하기 표 20에 제공된다:
Figure pct00028
하기 표 21은 본 발명에 따른 상기 설명한 생물검정 B25 내지 B27 각각에 대해 5분에 걸쳐 660 nm에서 동역학 모드를 사용한 보정된 광학 밀도 결과의 데이터를 나타낸다:
Figure pct00029
참조된 요소들의 목록
다음 참조 번호는 본 출원의 도면 내의 이러한 참조된 요소들을 참조하기 위해 본 명세서 내에 첨부된다.
1 분석기 61 구연산화된 혈액
2 카트리지 62 전혈
3 바코드 63 혈장
4 핑거스틱 64 믹스
5 멸균된 피펫 65 양
6 웰 68 마이크로입자 혼합물
7 큐벳 70 온도
8 샘플러 80 시약/활성화제
9 주요 포장재
10 마이크로입자 매트릭스 82 트롬보플라스틴
11 마이크로입자 희석액 84 APTT
18 작용기 유형 86 트롬빈
20 플레인 88 엘라그산
22 아미딘 90 희석제
24 설페이트 92 CaCL2
26 크기 100 방법
28 용적 기준 중량% 102 카트리지/생물검정 선택
30 희석비
31 광학 밀도 값 103 카트리지를 분석기로 스캐닝
32 양
33 희석제 104 혈액 샘플 수득
40 매트릭스 105 핑거스틱 수행
42 습식 매트릭스 106 카트리지와 함께 제공된
모세관 샘플러를 제거
44 건조 매트릭스
46 탄수화물
47 글리신 107 샘플러를 혈액에 대고 샘플러를 샘플로 충전
48 양
50 산도
52 NaCl 108 카트리지 내의 샘플러를 교체
54 PEG
56 TWEEN 109 분석기 내에 카트리지를 삽입
60 혈액 샘플
110 자동화 생물검정 126 보정된 응고 시간
프로세스 단계 130 광학 밀도
112 구성요소 첨가 132 응고 시작
114 구성요소를 혼합/교반 134 응고 종료
135 흡수의 변화 = 시간 경과에 따른 115 인큐베이션 광학 밀도의 변화
116 측정
118 보정 136 미보정 PT
119 결과를 보고 137 HGB 관계
120 조정 138 보정된 PT
121 혼합물 140 530 nm에서 검출된 OD 값
122 용액
123 혼화물 141 HGB에 대한 OD 값의 예정된 관계
124 광학적으로 검출된 응괴 형성
125 광학적으로 검출된 헤모글로빈 수준 142 특정 HGB 수준
결론
본 발명의 바람직한 실시양태가 본원에서 설명되었지만, 상기 설명은 단지 예시일 뿐이다. 본원에 개시된 본 발명의 추가 변형은 각 기술분야의 숙련자에게 일어날 것이며, 이러한 모든 변형은 첨부된 청구범위에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.

Claims (20)

  1. 항응고제 활성을 모니터링하기 위한 일회용 생물검정(bioassay) 진단 카트리지로서,
    일정량의 매트릭스를 보유하는 제1 웰 - 상기 매트릭스는 건조 매트릭스 또는 액체 매트릭스임 -;
    복수의 마이크로입자를 보유하는 제2 웰 - 상기 복수의 마이크로입자는 적어도 하나의 표면 유형을 갖는 비코팅 라텍스이고, 상기 적어도 하나의 표면 유형은 미반응 플레인(plain), 설페이트, 카복실레이트 및 아미딘으로 이루어진 군으로부터 선택됨 -; 및
    일정량의 활성화제를 포함하는 제3 웰 - 상기 활성화제는 트롬보플라스틴, 트롬빈, 엘라그산, 활성화된 부분 트롬보플라스틴, 인자 II, 인자 VII, 인자 I, 인자 X, 인자 XII, 활성화된 단백질 C, 뱀 독, 음으로 하전된 인지질, 칼슘 이온, 조직 인자, 실리카, 코알린 및 셀라이트로 이루어진 군으로부터 선택됨 -;
    을 포함하는, 일회용 생물검정 진단 카트리지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 매트릭스는 NaCl, PEG, TWEEN, 탄수화물 및 CaCl2 중 적어도 하나를 추가로 포함하는, 일회용 카트리지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 일회용 카트리지는 적어도 2개의 광학 검출 판독을 용이하게 할 수 있는 통합 큐벳을 추가로 포함하는, 일회용 카트리지.
  4. 제1항에 있어서, 상기 일회용 카트리지는 530 nm에서 제1 LED를 통한 제1 광학 검출 판독을 용이하게 할 수 있는 제1 벽; 및 660 nm에서 제2 LED를 통한 제2 광학 검출 판독을 용이하게 할 수 있는 제2 벽을 갖는 통합 큐벳을 추가로 포함하는, 일회용 카트리지.
  5. 제1항에 있어서, 상기 일회용 카트리지는 530 nm에서 제1 LED를 통한 제1 광학 검출 판독 및 660 nm에서 제2 LED를 통한 제2 광학 검출 판독을 용이하게 할 수 있는 제1 및 제2 벽을 갖는 통합 큐벳을 추가로 포함하는, 일회용 카트리지.
  6. 핑거스틱, 피펫, 카트리지, 생물검정 구성요소 및 광학 큐벳을 포함하는 생물검정 진단 키트로서,
    상기 핑거스틱, 상기 피펫, 상기 생물검정 구성요소 및 상기 광학 큐벳은 상기 카트리지 내에 포함되고 밀봉되며, 상기 카트리지는 외표면을 따라 식별자를 추가로 갖고;
    상기 생물검정 구성요소는 적어도 매트릭스 및 복수의 마이크로입자를 포함하고;
    상기 복수의 마이크로입자는 적어도 하나의 표면 유형을 갖는 비코팅 라텍스이고, 상기 적어도 하나의 표면 유형은 미반응 플레인, 설페이트, 카복실레이트 및 아미딘으로 이루어진 군으로부터 선택되는,
    생물검정 진단 키트.
  7. 매트릭스 - 상기 매트릭스는 글리신, 염화나트륨 및 1% 시메티콘 중 적어도 하나를 포함함 -;
    상기 매트릭스 내에 현탁된 복수의 마이크로입자 - 상기 복수의 마이크로입자는 적어도 하나의 표면 유형을 갖는 비코팅 라텍스임 -; 및
    일정량의 활성화제 - 상기 활성화제는 트롬보플라스틴, 트롬빈, 엘라그산, 활성화된 부분 트롬보플라스틴, 인자 II, 인자 VII, 인자 I, 인자 X, 인자 XII, 활성화된 단백질 C, 뱀 독, 음으로 하전된 인지질, 칼슘 이온, 조직 인자, 실리카, 코알린 및 셀라이트로 이루어진 군으로부터 선택됨 -;
    를 포함하는 응고 생물검정.
  8. 제7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 표면 유형은 플레인, 설페이트, 아미딘 및 카복실레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는, 응고 생물검정.
  9. 제7항에 있어서, 상기 매트릭스는 건조 매트릭스 및 액체 매트릭스 중 하나인, 응고 생물검정.
  10. 제7항에 있어서, 상기 복수의 마이크로입자 각각은 약 10 nm 내지 150 nm의 직경을 갖는, 응고 생물검정.
  11. 제7항에 있어서, 상기 복수의 마이크로입자 각각은 90 nm 내지 110 nm의 범위의 직경을 갖는, 응고 생물검정.
  12. 제7항에 있어서, 상기 복수의 마이크로입자는 용액 용적당 0.006 중량%; 용액 용적당 0.01 중량%; 및 용적 용액당 0.08 중량%로 이루어진 군으로부터 선택된 용액 용적당 중량%로 존재하는, 응고 생물검정.
  13. 희석, 용해된 전혈 또는 혈장 중 하나를 사용하여 응고 시간 측정값을 수득하는 방법으로서,
    매트릭스 및 매트릭스 내의 복수의 마이크로입자를 갖는 마이크로입자 매트릭스를 선택하는 단계 - 상기 복수의 마이크로입자는 적어도 하나의 표면 유형을 갖는 비코팅 라텍스이고, 상기 적어도 하나의 표면 유형은 미반응 플레인, 설페이트, 카복실레이트 및 아미딘으로 이루어진 군으로부터 선택됨 -;
    희석, 용해된 전혈 또는 혈장 중 하나와 함께 시약으로서 상기 마이크로입자 매트릭스를 사용하는 단계; 및
    희석, 용해된 전혈 또는 혈장 중 하나의 응고 시간 측정값을 수득하는 단계; 및
    희석, 용해된 전혈 또는 혈장 중 하나의 헤모글로빈 수준을 결정하는 단계; 및
    희석, 용해된 전혈 또는 혈장 중 하나의 헤모글로빈 수준을 조정하여 응고 시간 측정값을 보정하는 단계;
    를 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 별도의 활성화제를 반응 혼합물에 첨가하여 희석, 용해된 전혈 또는 혈장 중 하나에서 천연 응고 기질을 추가로 활성화하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 활성화제는 트롬보플라스틴, 트롬빈, 엘라그산, 활성화된 부분 트롬보플라스틴, 인자 II, 인자 VII, 인자 I, 인자 X, 인자 XII, 활성화된 단백질 C, 뱀 독, 음으로 하전된 인지질, 칼슘 이온, 조직 인자, 실리카, 코알린 및 셀라이트로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 희석, 용해된 전혈 또는 혈장 중 하나의 응고 시간 측정값을 수득하는 단계는, 일정 기간에 걸쳐 제1 파장에서 희석, 용해된 전혈 또는 혈장 중 하나의 광학 밀도를 반복적으로 측정하는 것을 추가로 포함하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 희석, 용해된 전혈 또는 혈장 중 하나의 헤모글로빈 수준을 결정하는 단계는, 제2 파장에서 희석, 용해된 전혈 또는 혈장 중 하나의 광학 밀도를 측정하는 것을 포함하는, 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1 파장은 620 nm 내지 700 nm의 범위이고, 상기 제2 파장은 500 nm 내지 550 nm의 범위인, 방법.
  19. 제13항에 있어서, 상기 희석, 용해된 전혈 또는 혈장 중 하나의 응고 시간 측정값을 수득하는 단계는, 적어도 0.08의 광학 밀도 값 차이를 수득하는 것을 추가로 포함하는, 방법.
  20. 제13항에 있어서, 상기 매트릭스는 액체 매트릭스이고 pH 10.0의 0.17M 글리신, 1.29M NaCl, 및 주사 등급 정제수로 희석된 1% 시메티콘을 추가로 포함하는, 방법.
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