KR20230165349A - 분석물질의 증진된 검출 및 정량을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

분석물질의 증진된 검출 및 정량을 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20230165349A
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욥 카하텍
클린턴 세버
폴 넬슨
라이언 쿠퍼
토마스 콩던
저스틴 드마르티노
라파엘 샤피로
마크 던컨
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큐 헬스 인코퍼레이티드
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6813—Hybridisation assays
    • C12Q1/6816—Hybridisation assays characterised by the detection means
    • C12Q1/6825—Nucleic acid detection involving sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F16K2099/0082—Microvalves adapted for a particular use
    • F16K2099/0084—Chemistry or biology, e.g. "lab-on-a-chip" technology
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
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    • G01N2001/022—Devices for withdrawing samples sampling for security purposes, e.g. contraband, warfare agents
    • G01N2001/027—Devices for withdrawing samples sampling for security purposes, e.g. contraband, warfare agents field kits / quick test kits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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Abstract

수집된 샘플 내에서 관심의 분자를 검출하기 위한 장치, 시스템 및 방법이 여기 설명된다. 특정 구체예에서, 자체-함유된 샘플 분석 시스템이 개시되며, 이것은 재사용 가능한 판독기 구성요소, 일회용 카트리지 구성요소, 및 일회용 샘플 수집 구성요소를 포함한다. 판독기 구성요소는 시험 프로토콜 및 시험 결과의 디지털 방식 전달을 위해 원격 컴퓨팅 장치와 통신할 수 있다. 다양한 개시된 구체예에서, 시스템, 구성요소, 및 방법은, 예를 들어 샘플에서 하나 이상의 병원균 또는 오염물질의 존재를 시험하기 위해, 관심의 특정한 핵산, 단백질, 또는 다른 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 확인하도록 구성된다.

Description

분석물질의 증진된 검출 및 정량을 위한 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR ENHANCED DETECTION AND QUANTIFICATION OF ANALYTES}
본 기술은 일반적으로 분자 검출 분야에 관한 것이다. 특히, 본 기술은 수집된 샘플 내의 하나 이상의 특정 분석물질의 존재, 부재 및/또는 양을 검출하기 위한 미세유동 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다.
샘플내의 관심의 핵산, 단백질, 및/또는 다른 분자의 존재, 부재 및/또는 양을 확인하기 위한 종래 기술들은 종종 값비싼 실험실 장비와 고도로-훈련된 의료 전문가들의 전문 지식을 필요로 한다. 그 결과, 그런 분석들은 전형적으로 실험실 또는 의료 시설 내에서 수행된다. 그런 분자 검출은 사람 또는 다른 동물 내에서 또는 환경 내에서, 예를 들면 병원균, 질환, 오염, 과용량 및 중독의 존재를 검출하는 데 중요할 수 있다. 유감스럽게도, 오늘날, 개체들은 적절한 시험이 수행되기 전 및 결과가 생성되고 분석되기 전에 긴 기다림에 직면할 수 있다. 긴 기다림 및 실험실 또는 의료 시설까지 움직이는 불편함으로 인해, 질병 및 오염이 종종 확산되고 상기 질병 또는 오염의 존재가 확인되기 전에 실질적으로 해로워질 수 있다.
개선된 분자 검출 및 정량 기술에 대한 상당한 요구가 있다. 본원에서는 현재 사용되는 종래 장치보다 더 적은 시간에 더 적은 기술적 전문지식으로 관심의 분자를 검출할 수 있는 장치들이 기술된다. 장치는 비-임상 환경, 예를 들면 학교, 근무처 및 가정에서 소비자들에 의해 활용될 수 있다. 게다가, 장치는 소비자가 약국 또는 의료 시설에 들어갈 때 소비자에 의해 사용될 수 있고, 빠르게 결과를 생성할 수 있어서 소비자가 약사 또는 의료 전문자와 이야기할 때 그 결과가 활용될 수 있다. 본원의 장치는 또한 생물재해 위험을 최소화하도록 구성될 수 있다.
개시의 한 측면은 분자를 검출하기 위한 시스템에 향해 있다. 다양한 구체예에서, 시스템은 카트리지 장치, 그 카트리지 장치에 제거 가능하게 결합된 판독기 장치 및 샘플 수집 장치를 포함한다.
샘플 분리 시약이 시스템에 사용될 수 있고 각각이 표면-결합된 친화성 분자를 가지는 복수의 자기 입자, 각각이 신호발생제를 포함할 수 있는 복수의 검출제, 복수의 증폭 시약 및/또는 표적 분석물질에 대한 접근 및 표적 분석물질과 표면-결합된 친화성 분자 및 검출제 사이의 결합을 용이하게 하기 위한 복수의 제제를 포함할 수 있다.
한 측면에 따르면, 샘플 분석 카트리지가 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 검출하기 위해 제공된다. 샘플 분석 카트리지는 투입 터널, 저장소, 시약 셔틀 및/또는 센서를 포함할 수 있고, 그것들은 각각 카트리지의 하우징 내에 있을 수 있다. 투입 터널은 구멍으로부터 뻗어 있을 수 있고 샘플에 노출되도록 적응된 원위부(distal portion)를 가지는 샘플 수집 장치의 삽입을 허용하도록 구성될 수 있다. 저장소는 유체를 보유하도록 구성될 수 있고, 저장소 내에서 미리 채워질 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 시약 셔틀은 제1 위치에서 저장소와 구멍 사이에 배치될 수 있고 시약 셔틀은 제1 단부와 제2 단부를 가질 수 있다. 시약 셔틀은 제1 단부와 제2 단부 사이에서 시약(예를 들어, 샘플 제조 시약)을 포함하는 시약 볼을 수납하도록 구성될 수 있다. 제1 단부는 제1 위치에서 투입 터널로부터 저장소를 밀봉하도록 구성될 수 있다. 시약 셔틀은 역치 힘보다 더 큰 힘이 제2 위치에 강요되어 시약 볼과 샘플이 저장소 안으로 이동할 때 투입 터널 내에서 이동하도록 고안될 수 있다. 저장소는 제1 위치로부터 제2 위치로 이동 중에 시약 셔틀 가까이에서 계속해서 투입 터널로부터 밀봉될 수 있다. 센서는 시약 볼 및 샘플과 혼합된 유체를 분석하도록 구성될 수 있고 추가로 샘플 내의 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 표시하는 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.
셔틀의 제2 단부는 샘플 수집 장치의 끝으로부터 과잉 샘플을 닦아내기 위한 크기의 개구를 가질 수 있어서, 기껏해야 설정된 부피의 샘플이 저장소 내에서 유체에서 혼합될 수 있다. 저장소는 제1 위치로부터 제2 위치로 이동 중에 셔틀의 제2 단부 내에 부분적으로 삽입된 샘플 수집 장치를 통해 밀봉될 수 있다. 카트리지는 제2 위치의 투입 터널 내에서 샘플 수집 장치를 비가역적으로 고정하도록 구성된 하나 이상의 고정 부재를 가질 수 있다.
셔틀은 기껏해야, 설정 부피의 샘플을 수납하도록 구성된 하나 이상의 샘플 격실 및 시약 볼 및, 선택적으로 추가의 시약 볼을 수납하도록 구성된 하나 이상의 시약 볼 격실을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 하나 이상의 샘플 격실 및 하나 이상의 시약 볼 격실은 제1 위치의 저장소 내에서 유체에 노출되지 않는다. 하나 이상의 샘플 격실 및 하나 이상의 시약 볼 격실은 제2 위치의 저장소 내에서 유체에 노출되지 않을 수 있다. 셔틀은 적어도 하나의 시약 볼 격실로부터 적어도 하나의 샘플 격실을 분할하도록 구성된 격실 칸막이를 가질 수 있다. 격실 칸막이는 제2 위치의 샘플 제제 저장소 내에 배치될 때 혼합을 용이하게 하도록 구성된 슬롯을 가질 수 있다.
시약은 복수의 고체 입자, 복수의 친화성 분자 및/또는 복수의 신호발생제 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 시약은 센서의 작동 전극 위에 자성적으로 보유되도록 구성된 복수의 자기 입자를 포함할 수 있다. 복수의 자기 입자 중 적어도 하나의 자기 입자는 신호발생제에 간접적으로 결합되도록 구성될 수 있다.
카트리지는 예를 들어, 카트리지 하우징 내에 분석 채널을 포함할 수 있다. 적어도 일부의 센서가 분석 채널에 배치될 수 있고 유체가 시약 볼과 혼합될 수 있으며 샘플은 분석 채널을 통해 센서의 적어도 일부로 이동할 수 있다.
카트리지는 접점 스위치, 저장소 내에서 유체를 유동적으로 밀봉하도록 구성된 밀봉 재료 및/또는 시일 피어서를 포함할 수 있고, 이들 구송요소는 각각 카트리지 하우징 내에 있을 수 있다. 투입 터널 내에서 샘플 수집 장치의 삽입은 (i) 셔틀이 제1 위치로부터 제2 위치로 이동하고, (ii) 시일 피어서가 저장소의 유체를 배출시키기 위해 밀봉 재료를 뚫고, 및/또는 (iii) 접점 스위치가 활성화되는 것을 야기할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 샘플 분석 카트리지가 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 검출하기 위해 제공된다. 샘플 분석 카트리지는 투입 터널, 저장소, 밀봉 재료 및/또는 시일 피어서를 포함할 수 있고, 그것들은 각각 카트리지의 하우징 내에 있을 수 있다. 투입 터널은 구멍으로부터 뻗어 있을 수 있고 투입 터널은 샘플에 노출되도록 적응된 원위부를 가지는 샘플 수집 장치의 삽입을 허용하도록 구성될 수 있다. 저장소는 유체를 보유하도록 구성될 수 있고, 사전-충전될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 밀봉 재료는 저장소 내에서 유체를 유동적으로 밀봉하도록 구성될 수 있다. 시일 피어서는 투입 터널 내에 부분적으로 배치될 수 있고 시일 피어서는 투입 터널 내에서 샘플 수집 장치와 접촉되고, 샘플 수집 장치에 의해 인가된 힘에 대한 반응으로 이동하며, 저장소의 유체를 배출시키기 위해 밀봉 재료가 뚫리는 것을 야기하도록 구성될 수 있다.
시일 피어서는 밀봉 재료를 뚤기 위해, 제1 방향 및, 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 제1 방향은 투입 터널 내에서 샘플 수집 장치의 이동과 실질적으로 평행할 수 있고 제2 방향은 제1 방향과 실질적으로 수직일 수 있다. 시일 피어서는 하나 이상의 피어서를 포함할 수 있다. 시일 피어서는 제1 방향으로 이동하도록 구성된 슬라이더를 포함할 수 있고 하나 이상의 피어서는 밀봉 재료를 뚫기 위하여, 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다.
저장소는 샘플 제제 저장소일 수 있고 유체 내에 있거나 및/또는 유체 내에, 예를 들어 시약 볼(들)의 도입을 통해 도입될 수 있는 샘플 제조 시약을 보유하도록 구성될 수 있다. 카트리지는 또한 세척 저장소 및/또는 기질 저장소를 포함할 수 있다. 시일 피어서는 샘플 제제 저장소, 세척 저장소 및 기질 저장소에서 각각의 유체를 배출시키기 위해 밀봉 재료가 뚫리는 것을 야기하도록 구성될 수 있다. 시일 피어서는 투입 터널 내에 배치된 체결부(engager)를 포함할 수 있고 체결부는 샘플 수집 장치가 투입 터널 내에 있을 때 샘플 수집 장치의 체결 구역과 체결되도록 구성될 수 있다.
카트리지는 하우징 내에서 회로 기판에 배치될 수 있는 접점 스위치를 포함할 수 있다. 접점 스위치는 투입 터널 내에 샘플 수집 장치의 삽입시 활성화되도록 구성될 수 있다. 시일 피어서의 이동은 접점 스위치의 활성화를 야기할 수 있다. 시일 피어서는 샘플 수집 저장소, 세척 저장소 및 기질 저장소 위의 밀봉 재료를, 임의의 순서로, 순차적으로 뚫도록 구성될 수 있다. 시일 피어서는 저장소의 유체를 배출시키기 위해 피어싱 후에 밀봉 재료에 뚫린 하나 이상의 홀 밖으로 이동하도록 구성될 수 있다.
키트리지는 접점 스위치 및 저장소와 제1 위치의 구멍 사이에 배치된 셔틀을 포함할 수 있다. 셔틀은 제1 단부와 제2 단부를 가질 수 있고 제1 단부는 제1 위치에서 투입 터널로부터 저장소를 밀봉하도록 구성될 수 있다. 시약 셔틀은 샘플이 저장소 안으로 이동하는 제2 위치로 투입 터널 내에서 이동하도록 구성될 수 있다. 투입 터널 내에서 샘플 수집 장치의 삽입은 (i) 셔틀이 제1 위치로부터 제2 위치로 이동하고, (ii) 시일 피어서가 저장소의 유체를 배출시키기 위해 밀봉 재료를 뚫고, 및/또는 (iii) 접점 스위치가 활성화되는 것을 야기할 수 있다. 카트리지는 제2 위치의 투입 터널 내에서 샘플 수집 장치를 비가역적으로 고정하도록 구성된 하나 이상의 고정 부재를 포함할 수 있다. 하나 이상의 고정 부재는 투입 터널 내에 샘플 수집 장치의 부분적인 및/또는 전체적인 삽입 중에 투입 터널 내에서 샘플 수집 장치를 비가역적으로 잠글 수 있다.
투입 터널 내에 샘플 수집 장치의 삽입은 셔틀이 제1 위치로부터 제2 위치로 이동하기 전에 시일 피어서가 저장소의 유체를 배출시키기 위해 밀봉 재료를 뚫는 것을 야기할 수 있다. 대안으로서, 또는 추가로, 투입 터널 내에 샘플 수집 장치의 삽입은 셔틀이 제1 위치로부터 제2 위치로 이동하는 중에 시일 피어서가 저장소의 유체를 배출시키기 위해 밀봉 재료를 뚫는 것을 야기할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 샘플 분석 카트리지가 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 검출하기 위해 제공된다. 샘플 분석 카트리지는 투입 터널, 저장소, 분석 채널 및/또는 회로 기판을 포함할 수 있고, 그것들은 각각 카트리지의 하우징 내에 있을 수 있다. 투입 터널은 구멍으로부터 뻗어 있을 수 있고 투입 터널은 샘플에 노출되도록 적응된 원위부를 가지는 샘플 수집 장치의 삽입을 허용하도록 구성될 수 있다. 저장소는 유체를 보유하도록 구성될 수 있고, 샘플 수집 장치의 원위부에 샘플을 수용하도록 구성될 수 있다. 분석 채널은 저장소로부터, 그 안에 혼합된 복수의 자기 입자를 포함하는 시약과 샘플을 가지는 유체를 수용하도록 구성될 수 있다. 회로 기판은 작동 전극을 가지는 센서를 포함할 수 있고 센서는 분석 채널에서 혼합 유체에 노출되고 샘플 내의 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 표시하는 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 작동 전극은 작동 전극 위의 복수의 자기 입자의 균질한 분포를 촉진하고 작동 전극에서 나가는 복수의 자기 입자의 이동에 대한 저항을 촉진하기 위하여 구성된 복수의 줄무늬로 차폐될 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 검출하기 위해 키트가 제공된다. 키트는 샘플 수집 장치, 샘플 분석 카트리지 및/또는 샘플 분석 판독기를 가질 수 있다. 샘플 수집 장치는 샘플에 노출되도록 적응된 원위부를 가질 수 있다. 샘플 분석 카트리지는 투입 터널, 저장소, 분석 채널 및/또는 회로 기판을 포함할 수 있고, 그것들은 각각 카트리지의 하우징 내에 있을 수 있다. 투입 터널은 구멍으로부터 뻗어있을 수 있고 샘플 수집 장치의 삽입을 허용하도록 구성될 수 있다. 저장소는 유체를 보유하도록 구성될 수 있고 샘플 수집 장치의 원위부에 샘플을 수용하도록 구성될 수 있다. 분석 채널은 저장소로부터, 그 안에 혼합된 복수의 자기 입자를 포함하는 시약과 샘플을 가지는 유체를 수용하도록 구성될 수 있다. 회로 기판은 분석 채널에서 혼합 유체에 노출되고 샘플 내의 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 표시하는 신호를 생성하도록 구성된 센서를 포함할 수 있다. 샘플 분석 판독기는 샘플 분석 카트리지를 수용하도록 구성될 수 있다. 샘플 분석 판독기는 샘플 분석 카트리지가 샘플 분석 판독기에 삽입될 때 센서의 단일 작동 전극에 인접하여 배치되도록 구성된 제1 자기장 발생기 및 제2 자기장 발생기를 가질 수 있다. 제1 자기장 발생기 및 제2 자기장 발생기는 단일 작동 전극의 길이에 걸쳐 복수의 자기 입자의 균질한 분포를 촉진하기 위해 단일 작동 전극의 길이에 걸쳐 자기장을 생성하도록 구성될 수 있다.
샘플 분석 판독기에 의한 샘플 분석 카트리지의 수용은 샘플 분석 카트리지와 샘플 분석 판독기 사이의 전기적 결합을 야기할 수 있다. 샘플 분석 카트리지는 샘플 내 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 표시하는 신호를 프로세싱을 위해 샘플 분석 판독기로 전송하도록 구성될 수 있다. 샘플 분석 판독기는 샘플 내 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 표시하는 신호를 컴퓨터에 전송하도록 구성될 수 있다. 키트는 컴퓨터 프로세서에 의해 실행될 때, 컴퓨터의 디스플레이가 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재 및/또는 양을 표시하는 정보를 디스플레이하도록 야기하는 명령을 포함한 컴퓨터 판독 매체를 포함할 수 있다.
샘플 분석 카트리지의 하우징은 자기장 발생기 함몰부를 가지는 바닥 표면을 포함할 수 있다. 샘플 분석 판독기에 샘플 분석 카트리지의 수용은 제1 자기장 발생기 및 제2 자기장 발생기가 자기장 발생기 함몰부 내에서 이동하는 것을 야기할 수 있다. 자기장 발생기 함몰부는 단일 작동 전극에 인접하여 배치될 수 있다.
다른 측면에 따르면, 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 검출하기 위해 샘플 분석 카트리지가 제공된다. 샘플 분석 카트리지는 투입 터널, 저장소, 히터, 분석 채널 및/또는 센서를 포함할 수 있고, 그것들은 각각 카트리지의 하우징 내에 있을 수 있다. 투입 터널은 구멍으로부터 뻗어 있을 수 있고 투입 터널은 샘플에 노출되도록 적응된 원위부를 가지는 샘플 수입 장치의 삽입을 허용하도록 구성될 수 있다. 저장소는 유체를 보유하도록 구성되고 샘플 수집 장치의 원위부에 샘플을 수용하도록 구성될 수 있다. 저장소는 출구의 전체 단면을 막기 위하여 그 안에 상-변화가능 재료를 가지는 출구를 포함할 수 있다. 히터는 상-변화가능 재료를 가열하여 상-변화가능 재료가 출구의 전체 단면을 막지 않도록 구성될 수 있다. 분석 채널은 출구를 통해 저장소로부터, 샘플 및 그 안에 혼합된 복수의 자기 입자를 포함하는 시약을 가지는 유체를 수용하도록 구성될 수 있다. 센서는 분석 채널에서 혼합 유체에 노출되고 샘플 내 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 표시하는 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 히터는 센서로부터 히터를 전기적으로 절연시키도록 구성된 차폐 재료로 차폐될 수 있다. 차폐 재료는 솔더 마스크일 수 있다.
카트리지는 세척 저장소 및 세척 저장소 히터를 포함할 수 있다. 세척 저장소는 세척 유체를 보유하도록 구성될 수 있고 세척 저장소 출구의 전체 단면을 막기 위하여 그 안에 상-변화가능 재료를 가지는 세척 저장소 출구를 포함할 수 있다. 세척 저장소 히터는 상-변화가능 재료가 세척 저장소 출구의 전체 단면을 막지 않도록 세척 저장소 출구에서 상-변화가능 재료를 가열하여서 세척 유체가 분석 채널로 들어가고 센서로 이동하도록 구성될 수 있다. 세척 저장소 히터는 센서로부터 세척 저장소 히터를 전기적으로 절연시키도록 구성된 차폐 재료로 차폐될 수 있다.
카트리지는 기질 저장소 및 기질 저장소 히터를 포함할 수 있다. 기질 저장소는 기질 유체를 보유하도록 구성될 수 있고 기질 저장소 출구의 전체 단면을 막기 위하여 그 안에 상-변화가능 재료를 가지는 기질 저장소 출구를 포함할 수 있다. 기질 저장소 히터는 상-변화가능 재료가 기질 저장소 출구의 전체 단면을 막지 않도록 기질 저장소 출구에서 상-변화가능 재료를 가열하여서 기질 유체가 분석 채널로 들어가고 센서로 이동하도록 구성될 수 있다. 기질 저장소 히터는 센서로부터 기질 저장소 히터를 전기적으로 절연시키도록 구성된 차폐 재료로 차폐될 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 검출하기 위해 샘플 분석 카트리지가 제공된다. 샘플 분석 카트리지는 샘플 제제 저장소, 기질 저장소, 분석 채널, 유체 아이솔레이터 및/또는 하나 이상의 히터를 포함할 수 있고, 그것들은 각각 카트리지의 하우징 내에 있을 수 있다. 샘플 제제 저장소는 유체를 보유하도록 구성될 수 있고 샘플 수집 장치로부터 샘플을 수용하도록 구성될 수 있다. 샘플 제제 저장소는 샘플 제제 저장소 출구를 밀봉하기 위하여 그 안에 상-변화가능 재료를 가지는 샘플 제제 저장소 출구를 포함할 수 있다. 기질 저장소는 화학적 기질을 포함하는 유체를 보유하도록 구성될 수 있다. 기질 저장소는 기질 저장소를 밀봉하기 위해 그 안에 상-변화가능 재료를 가지는 기질 저장소 출구를 포함할 수 있다. 샘플 제제 및 기질 저장소는 각각, 적어도 가끔은, 분석 채널과 유체 연통할 수 있다. 유체 아이솔레이터는 상-변화가능 재료일 수 있다. 하나 이상의 히터 중 적어도 하나는 샘플 제제 저장소 출구 내에서 상-변화가능 재료를 가열하여서 상-변화가능 재료가 샘플 제제 저장소 출구를 밀봉하지 않아 그 안에 혼합된 샘플을 가지는 유체가 분석 채널 안으로 흐르는 것을 허용하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 히터 중 적어도 하나는 샘플 제제 저장소 출구를 개봉한 후에 유체 아이솔레이터의 상-변화가능 재료를 가열하여서 유체 아이솔레이터의 상-변화가능 재료가 분석 채널 안으로 흘러서 기질 저장소로부터 샘플 제제 저장소가 유체에 의해 분리되도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 히터 중 적어도 하나는 유체 아이솔레이터가 샘플 제제 저장소를 기질 저장소로부터 유체에 의해 분리시킨 후, 기질 저장소 출구 내에서 상-변화가능 재료를 가열하여서, 상-변화가능 재료가 기질 저장소 출구를 개봉하여 화학적 기질을 포함하는 유체가 샘플 제제 저장소 안으로가 아닌, 분석 채널 안으로 흐르는 것을 허용하도록 구성될 수 있다.
하나 이상의 히터는 샘플 제제 저장소 히터, 유체 아이솔레이터 히터 및/또는 기질 저장소 히터를 포함할 수 있다. 샘플 제제 저장소 히터는 샘플 제제 저장소 출구 내에서 상-변화가능 재료를 가열하도록 구성될 수 있다. 유체 아이솔레이터 히터는 유체 아이솔레이터의 상-변화가능 재료를 가열하도록 구성될 수 있다. 기질 저장소 히터는 기질 저장소 출구 내에서 상-변화가능 재료를 가열하도록 구성될 수 있다. 샘플 제제 저장소 히터, 유체 아이솔레이터 히터 및 기질 저장소 히터는 각각 분석 채널에서 센서로부터 각각의 히터를 전기적으로 절연시키도록 구성된 차폐 재료로 차폐될 수 있다.
카트리지는 세척 유체를 보유하도록 구성된 세척 저장소를 포함할 수 있다. 세척 저장소는 세척 저장소 출구를 밀봉하기 위해 그 안에 상-변화가능 재료를 가지는 세척 저장소 출구를 포함할 수 있다. 하나 이상의 히터 중 적어도 하나는 유체 아이솔레이터가 기질 저장소로부터 샘플 제제 저장소를 유체에 의해 분리시킨 후에, 그러나 하나 이상의 히터가 기질 저장소 출구 내에서 상-변화가능 재료를 가열하기 전에 세척 저장소 출구 내에서 상-변화가능 재료를 가열하여서, 상-변화가능 재료가 세척 저장소 출구를 개봉하여 세척 유체가 분석 채널 안으로 흘러 분석 채널에서 센서에서 약간 떨어진 샘플 제제 저장소로부터 자기 입자에 미결합된 신호발생제를 세척하는 것을 허용하도록 구성될 수 있다. 화학적 기질을 가지는 유체는 분석 채널에서 센서에서 약간 떨어진 샘플 제제 저장소로부터 자기 입자에 미결합된 신호발생제를 세척하도록 구성될 수 있다.
다른 측면에 따르면, 샘플 분석 카트리지가 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 검출하기 위해 제공된다. 샘플 분석 카트리지는 투입 터널, 저장소, 셔틀 및/또는 센서를 포함할 수 있고, 그것들은 각각 카트리지의 하우징 내에 있을 수 있다. 투입 터널은 구멍으로부터 뻗어 있을 수 있고 투입 터널은 샘플 유체에 노출되도록 적응된 원위부를 가지는 샘플 수집 장치의 삽입을 허용하도록 구성될 수 있다. 저장소는 유체를 보유하도록 구성될 수 있고, 사전-충전되거나 사전-충전되지 않을 수 있다. 셔틀은 제1 위치의 저장소와 구멍 사이에 배치될 수 있다. 셔틀은 제1 단부와 제2 단부를 가질 수 있고 제1 단부와 제2 단부 사이에서 샘플 격실을 한정할 수 있다. 샘플 격실은 샘플 수집 장치의 원위부로부터 압축된 샘플 유체를 수용하도록 구성될 수 있다. 셔틀은 제2 위치에 역치 힘보다 큰 힘이 가해질 때 투입 터널 내에서 이동하여 샘플 유체를 가지는 샘플 격실이 저장소 안으로 이동하도록 구성될 수 있다. 센서는 샘플 유체와 혼합된 유체에 노출되도록 구성될 수 있고 추가로 샘플 유체 내의 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 표시하는 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.
셔틀은 추가로 제1 단부와 제2 단부 사이에서 시약 볼 격실을 한정할 수 있다. 시약 볼 격실은 시약을 포함하는 하나 이상의 시약 볼을 수납하도록 구성될 수 있다. 시약 볼 격실은 제1 위치의 저장소 외부에 및 제2 위치의 저장소에 있을 수 있다. 샘플 격실은 샘플 수집 장치의 원위부로부터 압축된 샘플 유체의, 기껏해야 정해진 부피를 수용하도록 구성될 수 있다. 카트리지는 정해진 부피 이상의, 샘플 격실로부터의 샘플 유체의 부피를 수용하도록 구성된 오버플로우 격실을 포함할 수 있다.
시약 볼은 표적 분석물질의 증폭을 수행하기 위해 필요한 시약을 포함한다. 시약 볼은 임의의 적절한 형상의 것일 수 있고, 그러한 것의 비-제한적인 실례는 약 1 mm 내지 약 7 mm, 또는 대안으로서 약 2 mm 내지 약 5 mm, 또는 대안으로서 약 3mm, 또는 대안으로서 약 7 mm 미만, 또는 대안으로서 약 5mm 미만, 또는 대안으로서 약 4 mm 미만의 직경을 포함한다. 시약 볼은 임의의 적절한 형상, 예를 들어 구형, 원주형, 원추형 또는 타원형의 것일 수 있다.
시약 볼의 구성요소들은 분석물질 및 그것의 증폭 및 후속적인 검출 및/또는 정량 방법에 대해 사전 선택된다. 한 측면으로, 시약 볼의 구성요소들은 호르몬, 다른 작은 분자 또는 단백질 또는 단편의 검출 또는 정량을 위한 시약을 포함한다. 다른 측면으로, 시약 볼의 구성요소들은 핵산을 증폭시키는 것을 포함하는 방법에 의해 핵산의 검출 및/또는 정량을 위한 시약을 포함한다.
샘플 분석 카트리지와 샘플 수집 장치를 포함하는 키트가 제공될 수 있다. 샘플 수집 장치는 원위부에 심지부를 포함할 수 있다. 심지부는 샘플 유체에 심지를 심고 그것을 흡수하도록 구성될 수 있다. 심지부는 샘플 격실 안으로 샘플 유체를 배출하기 위해 압축될 수 있다. 샘플 격실은 샘플 수집 장치의 원위부로부터 압축된 샘플 유체의, 기껏해야 정해진 부피를 수용하도록 구성될 수 있다. 샘플 분석 카트리지는 추가로 정해진 부피 이상의, 샘플 격실로부터의 샘플 유체의 부피를 수용하도록 구성된 오버플로우 격실을 포함할 수 있다. 샘플 수집 장치의 심지부는 샘플 유체에 심지를 심고 정해진 부피 이상의 샘플 유체를 흡수하여 사용자가 샘플 격실 및 오버플로우 격실 안으로 압축된 샘플 유체의 양을 계량하는 것을 허용하도록 구성될 수 있다. 적어도 일부의 심지부는 샘플 수집 장치의 덮개(shroud) 내에서 미끄러질 수 있게 배치될 수 있다.
샘플 분석 카트리지는 샘플 수집 장치가 투입 터널에 전체적으로 삽입될 때 투입 터널 내에서 샘플 수집 장치를 비가역적으로 고정하도록 구성된 하나 이상의 고정 부재를 추가로 포함할 수 있다. 샘플 수집 장치는 수집된 샘플 유체의 부피를 기준으로 콜렉터를 시각적으로 알리도록 구성된 샘플 수집 인디케이터를 추가로 포함할 수 있다. 샘플 수집 인디케이터는 수집된 샘플의 부피가 증가함에 따라 점점 더 시각적으로 노출되는 심지부에 삽입된 채색된 실일 수 있다.
다른 측면에 따르면, 카트리지의 샘플 내의 표적 분석물질의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 검출 및/또는 정량하기 위한 조성물 및 방법이 제공된다. 그 방법은 카트리지의 저장소의 유체 내에서, 복수의 친화성 분자, 복수의 탈-결합제, 복수의 신호발생제, 경쟁자 결합 분자에 미리 결합되고 각각이 표지를 가지고 있는 복수의 경쟁자 분자 및 샘플 결합 분자에 미리 결합된 복수의 샘플 표적 분석물질을 가지는 샘플을 혼합하는 단계; 복수의 탈-결합제 중 적어도 하나의 탈-결합제를 사용하여 미리 결합된 경쟁자 결합 분자로부터 적어도 하나의 경쟁자 분자를 탈-결합시키는 단계; 복수의 탈-결합제 중 적어도 하나의 탈-결합제를 사용하여 미리 결합된 샘플 결합 분자로부터 적어도 하나의 샘플 표적 분석물질을 탈-결합시키는 단계; 탈-결합된 경쟁자 분자의 표지를 복수의 신호발생제 중 한 신호발생제에 결합시키는 단계; 탈-결합된 경쟁자 분자를 복수의 친화성 분자 중 한 친화성 분자에 결합시키는 단계; 및/또는 카트리지 내에서 샘플 표적 분석물질의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 표시하는 신호를 생성시키는 단계를 포함할 수 있다. 시약 볼은 많은 크기의 것일 수 있고, 그러한 것의 비-제한적 실례는 약 1 mm 내지 약 7 mm, 또는 대안으로서 약 2 mm 내지 약 5 mm, 또는 대안으로서 약 3mm, 또는 대안으로서 약 7 mm 미만, 또는 대안으로서 약 5mm 미만, 또는 대안으로서 약 4 mm 미만의 직경을 가지는 것을 포함한다. 시약 볼이 구형으로서 예시되는 한편, 개시는 그것에 한정되지 않고 많은 형상이 사용될 수 있으며 각각이 동일하거나 상이한 시약을 함유하는 다중 시약 볼이 또한 사용될 수 있다.
다른 측면에 따르면, 카트리지의 샘플 내의 표적 분석물질, 예를 들어, 표적 핵산(데옥시리보핵산(DNA) 또는 리보핵산(RNA))의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 증폭시키고 검출 및/또는 정량하기 위한 조성물 및 방법이 제공된다. 그 방법은 카트리지의 저장소의 유체 내에서 증폭 반응을 용이하게 하기 위해 복수의 효소, 예를 들어, 중합효소; 역전사효소; 친화성 분자가 결합되어 있는 복수의 자성 비드; 및 표지되거나 표지되지 않을 수 있는 복수의 전방 및 역 프라이머를 혼합함으로써, 복수의 포획 요소를 포함하는 복수의 앰플리콘을 제조하는 단계를 포함하거나 또는 대안으로서 본질적으로 구성된다.
추가의 측면으로, 본원에는 사용하기 위한 조성물 및 방법이 제공되고, 이때 시약 볼은 표적 핵산을 증폭시키기 위해 선택되고 그 각각에 스페이서 요소 및 포획 요소가 결합되어 있는 복수의 전방 프라이머; 표적 핵산을 증폭시키기 위해 선택되고 그 각각에 스페이서 요소 및 신호발생제 또는 신호화 포획 요소가 결합되어 있는 복수의 역 프라이머; 증폭 반응을 위한 복수의 뉴클레오타이드 또는 그것들의 유사체(dNTP)를 추가로 함유한다.
추가의 측면으로, 시약 볼은 표적 핵산에 결합하기 위해 선택된 역 프라이머를 추가로 함유하고, 역 프라이머는 리포터 포획 요소에 직접 또는 간접적으로 콘쥬게이트된 스페이서 요소를 포함한다. 다른 측면으로, 시약 볼은 증폭 반응을 용이하게 하기에 효과적인, 유효량의 역전사효소를 추가로 함유한다.
또 추가의 측면으로, 시약 볼은 또한 리포터 요소에 콘쥬게이트된 복수의 리포터 친화성 요소를 함유한다.
추가의 측면으로, 시약 볼은 또한 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자들에게 알려져 있는, 예를 들어 약 9 내지 약 18 아미노산의 단일 가닥 결합 단백질, 예컨대 대장균으로부터의 SSB 또는 파지로부터의 GP 32를 함유한다.
한 측면으로, 시약 볼은 복수의 DNA 주형 대조표준 핵산을 추가로 함유한다. 다른 측면으로, 시약 볼은 대안으로서 또는 또한 복수의 RNA 주형 대조표준 핵산을 함유한다.
추가의 측면으로, 시약 볼은 RNA의 cDNA로의 역전사를 용이하게 하기 위해 복수의 역전사효소-특이적 프라이머를 함유할 수 있다. 또 추가의 측면으로, 시약 볼은 또한 그 각각에 스페이서 요소 및 신호발생제가 결합되어 있는 내부 대조표준으로서 작용하기 위해 선택된 복수의 역 프라이머; 및 그 각각에 스페이서 요소 및 포획 요소가 결합되어 있는 내부 대조표준으로서 작용하기 위해 선택된 복수의 전방 프라이머를 함유할 수 있다.
표지된 프라이머들에 더불어, 시약 볼은 적어도 동일한 표적 영역이지만 선택적으로 표적 서열에 대한 플랭킹 서열을 증폭시키기 위해 고안된 유효량의 복수의 미표지 프라이머를 함유할 수 있다. 미표지 프라이머들의 존재는 표지된 프라이머들이 그것들이 다른 요소들, 예를 들어 고체 입자 또는 신호발생제에 결합함에 따라 보다 입체적으로 방해될 수 있기 때문에 증폭을 더 효과적으로 만들 수 있다.
시약 볼은 샘플 중의 세포, 미생물 또는 바이러스로부터 표적 핵산, 주형 및/또는 대조표준(들)을 자유롭게 하기 위해 유효량의 하나 이상의 용해제들을 추가로 함유할 수 있다.
추가의 측면으로, 시약 볼은 프라이머 또는 RecA 또는 그것의 유사체, 예컨대 UvsX 또는 RAD51을 로딩하기 위해 dsDNA를 풀기 위해 유효량의 헬리카아제를 함유한다. 추가로, 시약 볼은 mutL,RecFOR 효소, UvsY를 함유할 수 있다.
한 측면으로 증폭 시약은 임의의 하나 이상의 다른 증폭 반응, 예를 들어, PCR 방법 또는 등온적 증폭을 위해 선택된다. 리포터 요소 및/또는 포획 요소는 핵산의 5' 말단에 또는 핵산 서열을 따라, 즉 5' 단부에 대해 내부적으로 위치한다. 리포터 및/또는 포획 요소는 공유적으로 또는 비-공유적으로 핵산에 부착된다.
한 측면으로 요소들은 샘플 시약 볼로 제공되고 저장소에서 샘플과 혼합된다. 분해될 때 시약은 표적 핵산과 접촉하게 되고 일련의 효소적으로 구동된 용융과 DNA의 또는 표적 RNA의 경우에 상보하는 DNA(cDNA) 분자의 복원을 통한 프라이머들의 표적 핵산에의 혼성화 및 표적의 증폭은 먼저 RNA 표적 핵산 및 표적 서열을 함유하는 이중 가닥 cDNA로부터 생성된 후 추가의 증폭을 위한 주형으로서 작용한다. 시약 볼은 많은 크기의 것일 수 있고, 그러한 것의 비-제한적 실례는 약 1 mm 내지 약 7 mm, 또는 대안으로서 약 2 mm 내지 약 5 mm, 또는 대안으로서 약 3mm, 또는 대안으로서 약 7 mm 미만, 또는 대안으로서 약 5mm 미만, 또는 대안으로서 약 4 mm 미만의 직경을 가지는 것을 포함한다. 시약 볼이 구형으로서 예시되는 한편, 개시는 그것에 한정되지 않고 많은 형상이 사용될 수 있으며 각각이 동일하거나 상이한 시약을 함유하는 다중 시약 볼이 또한 사용될 수 있다. 표지로부터 프라이머를 분리시키는 스페이서 요소는 중합체, 예를 들어 헥사에틸렌 글리콜 또는 트라이에틸렌 글리콜을 포함한다. 대안으로서 그것은 약 1 내지 약 18개의 탄소 원자 또는 그 이상을 함유하는 선형 탄소 중합체, 예를 들어 헥산, 펜탄일 수 있다.
숙련된 당업자에게 명백한 것과 같이, 표적 핵산의 특이적 증폭을 촉진하기 위해 필요한 상기 구체예들의 조합은 본 개시의 범주 내에 있는 것으로 의도된다.
시약 및 그것의 양은 표적 핵산의 특이적 증폭을 용이하게 하기 위해 사전-선택된다. 예시를 목적으로, 역전사효소의 비-제한적 실례는 몰로니 쥐과 백혈병 바이러스(MMLV) 또는 그것의 유도체 또는 조류 골수모세포증 바이러스(AMV) 또는 그것의 유도체이다. 바람직한 역전사효소는 표적에 좌우될 것이고 시약 볼이 프라이머 서열 및 포획 요소들, 프라이머 농도, 입자 농도, 친화성제, 용해제, 중합효소, 역전사효소, 및 각 유형의 표적에 대해 최적 조건을 최상으로 매치하기 위한 다른 효소들을 변형시킴으로써 많은 상이한 시험 용도에서 사용될 수 있는 것이 인지될 수 있기 때문에, 상이한 표적들에 대한 펠릿들 사이에서 동일하지 않을 수 있다(예를 들어 HIV 정량 대비 인플루엔자 검출은 상이한 반응 조건을 가질 수 있다).
중합효소는 가닥 대체 중합효소 범주 내에서, 여러 상이한 유형을 포함할 수 있는데, 선택권은 예를 들면 Bsu DNA 중합효소 또는 그것의 단편, 예컨대 Bsu DNA 중합효소 큰 단편, Bst DNA 중합효소 또는 그것의 단편, 예컨대 Bst DNA 중합효소 큰 단편, phi29 DNA 중합효소를 포함한다. 중합효소 및 역전사효소에 대해 엑소뉴클레아제 활성이 결핍된 중합효소 또는 RNase H 활성이 결핍된 역전사효소와 같은 특정 돌연변이를 가지는 것이 종종 바람직한 특성이라는 것이 인지될 수 있다.
등온선 반응에 대한 바람직한 반응 온도는 방법 및 반응 조건에 좌우될 수 있고 종종 LAMP에 대한 경우에서와 같이 약 65℃ 및 닉킹(Nicking) 효소 증폭 반응에 대해 55℃를 포함할 수 있다. 바람직하지만 한정하는 것은 아닌 반응 온도 범위는 만약 표적 핵산이 RNA라면 증폭 반응의 역전사 부분에 대해 약 37 내지 42℃이다. 헬리카아제 의존성 증폭, 가닥 대체 증폭, 재조합효소 중합효소 증폭은 모두 약 37℃ 또는 37℃ 내지 42℃에서 일어날 수 있다. 도 20은 약 40℃에서 저장소에서 일어나는 등온선 반응의 온도 프로파일을 도시한다.
이들 단백질이 증폭 중에 보체 가닥의 풀림 및 가닥 대체 중합반응을 안정화하는 것을 돕기 때문에 여러 등온적 증폭 기법을 용이하게 하기 위해 단일-가닥의 결합 단백질(SSB)을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 한정하는 것이 아닌 실례로는 RB 49 GP 32, RB 69 GP 32, T4 GP32, 대장균의 SSB 단백질 및 기타를 포함한다.
일부 측면으로, 시약 볼 및 방법은 프라이머를 로딩하기 위해 dsDNA를 풀기 위해 추가로 헬리카아제를 사용한다. 비-제한적인 실례는 대장균으로부터의 uvrD 헬리카아제, T4 유전자 41 헬리카아제 및 많은 다른 것들과 같은 효소들을 포함한다. 프라이머 어닐링을 위해 듀플렉스 DNA의 효소적 용융을 위한 dsDNA로의 프라이머 로딩을 용이하게 하는 재조합효소들은 대장균으로부터의 RecA, RAD51 인간 재조합효소, DMC1 인간 감수분열 재조합효소 또는 T4 UvsX, RB 49 UvsX, RB 69 UvsX 및 많은 다른 것들과 같은 파지로부터의 유사체를 포함할 수 있다. 기술분야에 통상적인 지식을 가진 사람들에게 공지되어 있는 것과 같이, 헬리카아제와 SSB의 조합은 등온적 증폭을 용이하게 하기 위해 도움이 된다. MutL과같은 부속 인자들은 헬리카아제 의존성 증폭을 용이하게 하기 위해 첨가될 수 있다. 재조합효소와 SSB의 조합은 RPA에 도움이 될 수 있고 때때로 대장균으로부터의 RecFOR 및/또는 다양한 파지로부터의 UvsY와 같은 부속 인자들이 재조합효소 중합효소 증폭 및 헬리카아제 의존성 증폭 내에서 각각 일차 효소(RecA) 또는 (uvrD)를도움으로써 반응을 용이하게 하기 위해서 마찬가지로 사용된다. 숙련된 당업자에 의해 인지되는 것과 같이, 시약 볼 및/또는 저장소는 표적 핵산의 특이적 증폭을 용이하게 하기에 필요한 대로 상기 시약들 중 임의의 하나 이상을 추가로 함유할 수 있다.
SDA, HDA 및 RPA와 같은 등온적 증폭 반응에 대한 프라이머 농도는 .01 내지 10 마이크로몰, 바람직하게는 .5 마이크로몰에 더 가까울 수 있다. LAMP 프라이머 믹스는 모두 4 또는 6개(Loop를 가짐)의 프라이머로 제조될 수 있다. 10X 프라이머 믹스는 16 μM FIP, 16 μM BIP, 2 μM F3, 2 μM BE, 4 μM LoopF, 4 μM LoopB를 함유할 수 있었다. dNTP는 1 마이크로몰 내지 500 마이크로몰, 바람직하게는 약 200 마이크로몰과 같은 농도로 제공될 수 있다. SDA, HDA, RPA는 프라이머들의 dsDNA로의 효소적 용융 및 로딩을 허용하는 효소들의 일부가 기능하기 위해 ATP를 필요로 하고 따라서 100 마이크로몰 내지 4 밀리몰 정도의 많은 ATP가 반응 내에서 사용될 수 있기 때문에 많은 양의 ATP를 필요로 할 수 있다.
중합효소 양은 표적에 따라 달라질 수 있지만 반응당 1 유닛 내지 1000 유닛의 범위일 수 있다. 역전사효소가 또한 성공적인 반응을 위해 그런 범위로 제공될 수 있다. 마그네슘은 중합효소 활성에 필수적인 공동-인자이고 기술분야에 잘 알려져 있는 양, 예컨대 5 내지 50 밀리몰, 전형적으로 약 10 밀리몰로 시약 볼 또는 저장소에 제공될 수 있다.
또한 검출을 위한 표지 또는 신호를 제공할 수 있는 분자의 비-공유 결합을 위한 방법 및 조성물은 기술분야에 공지되어 있다. 그러한 것의 비-제한적 실례는 아비딘 또는 스트렙트아비딘-비오틴 콘쥬게이션을 포함한다. 비오틴에 대한 변형은 기술분야에 공지되어 있고 본 개시의 범주 내에 있는 것으로 의도된다. 그러한 것의 비-제한적 실레는 비오틴 dT, 비오틴-TEG, 이중 비오틴, PC 비오틴 및 Integrated DNA Technologies로부터 상업적으로 활용할 수 있는 데스티오비오틴-TEG(idtdna.com/pages/decoded/decoded-articles/core- concepts/decoded/2012/09/20/which-biotin-modification-to-use- 참조, 2016년 7월 16일에 최종 접속됨)를 포함한다. 본 개시는 또한 예컨대 프라이머가 신호발생제에 직접적으로 콘쥬게이트될 때 핵산의 단백질에 대한 결합에 대해 추가의 콘쥬게이션 화학의 사용을 포함하고, 이 경우 한 측면으로 신호발생제는 HRP와 같은 효소이다. 단백질 또는 폴리펩타이드의 다른 모이어티에 대한 공유 결합의 비-제한적 실례는 교차결합 반응기, 예를 들어 카르보다이이미드, 이미도에스테르 및 말레이미드에 대한 모이어티 결합을 포함한다. 예를 들어, Bioconjugate Techniques, 3rd Ed, Hermanson, G.T.(2013) 참조.
숙련된 당업자에게 명백한 바, 시약 볼의 구성요소들은 적절한 방법에 의하여 표적 핵산 및/또는 표적 및/또는 대조표준들의 증폭을 용이하게 하기 위해 선택된다. 한 측면으로, 시약은 회전환 증폭(rolling circle amplification)(RCA) 또는 루프-매개 등온 증폭에 대해 선택된다. 다른 측면으로 시약은 (LAMP) 방법에 의한 증폭에 대해 선택된다. 다른 측면으로 시약은 가닥 대체 증폭(SDA)에 대해 선택된다. 다른 측면으로 시약은 재조합효소 중합효소 증폭(RPA)에 대해 선택된다. 다른 측면으로 시약은 헬리카아제 의존성 증폭(HDA)에 대해 선택된다. 다른 측면으로 시약은 중합효소 나선형 반응(PSR)에 대해 선택된다. 다른 측면으로 시약은 닉킹 효소 증폭 반응(NEAR)에 대해 선택된다. 상기에서 표시되는 바와 같이, 각각의 특정 반응형은 표적 및/또는 표적들, 및/또는 내부 대조표준 핵산의 효과적이고 선택적인 증폭을 허용하고 숙련된 당업자에게 알려져 있는 그 자체의 효소와 구성요소들의 바람직한 조합을 가진다.
복수의 친화성 분자의 각각의 친화성 분자는 고체 입자에 결합될 수 있다. 고체 입자는 자성 반응성 물질로 형성되거나 및/또는 비-자성 반응성 물질로 형성될 수 있다. 비-자성 반응성 물질은 금 나노 입자일 수 있다.
샘플 결합 분자에 미리 결합된 복수의 샘플 표적 분석물질은 비타민 D 결합 단백질 분자에 미리 결합된 25-하이드록시 비타민 D2 또는 25-하이드록시 비타민 D3 분자를 포함할 수 있다. 샘플 결합 분자에 미리 결합된 복수의 경쟁자 분자는 비오틴으로 표지되고 비타민 D 결합 단백질 분자에 사전결합된 25-하이드록시 비타민 D2 또는 25-하이드록시 비타민 D3 분자를 포함할 수 있다. 복수의 친화성 분자, 복수의 탈-결합제, 복수의 신호발생제 및 경쟁자 결합 분자에 미리 결합된 복수의 경쟁자 분자 중 적어도 하나는 시약 볼 내에 저장될 수 있다.
상기에서 주지된 바, 프라이머들(표적 핵산 및 대조표준 주형에 대한 전방 및 역)은 존재한다면 증폭되고 검출될 표적 핵산의 뉴클레오타이드 서열을 기반으로 디자인된다. 표적 서열을 기반으로 최적 프라이머들을 디자인하기 위한 방법은 기술분야에 공지이다, 예를 들면 simgene.com/Primer3; quill.com;molbiol-tools.caPCR; 및 ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast/를 참조하고, 이것들은 각각 2016년 7월 15일에 최종 접속되었으며, 활용된 증폭 방법, 예를 들어 회전환 증폭(RCA), 루프-매개된 등온 증폭(LAMP), 가닥 대체 증폭(SDA), 재조합효소 중합효소 증폭(RPA), 헬리카아제 의존성 증폭(HDA), 중합효소 나선형 반응(PSR) 및 닉킹 효소 증폭 반응(NEAR)에 따라 달라진다.
또 다른 측면에 따르면, 샘플 분석 카트리지가 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 검출하기 위해 제공된다. 샘플 분석 카트리지는 시약 볼, 저장소 및/또는 센서를 포함할 수 있고, 그것들은 각각 카트리지의 하우징 내에 있을 수 있다. 시약 볼은 경쟁자 결합 분자에 미리 결합된 복수의 경쟁자 분자를 포함할 수 있고, 복수의 경쟁자 분자는 각각 신호발생제에 대한 표지를 가지거나 신호발생제에 결합될 수 있다. 다른 측면으로, 시약 볼은 표적 핵산의 증폭 및 검출에 필요한 시약을 포함하거나, 또는 대안으로서 본질적으로 그것으로 구성된다. 저장소는, 저장소에 사전 충전되거나 사전 충전되지 않을 수 있는, 저장소 유체를 보유하도록 구성될 수 있다. 저장소는 저장소 유체 내에서, 복수의 친화성 분자, 복수의 탈-결합제, 복수의 신호발생제, 경쟁자 결합 분자에 미리 결합된 복수의 경쟁자 분자 및 샘플 결합 분자에 미리 결합된 복수의 샘플 표적 분석물질을 가지는, 샘플 수집 장치로부터의 샘플의 혼합을 허용하도록 구성될 수 있다. 복수의 탈-결합제의 탈-결합제는 미리 결합된 경쟁자 결합 분자로부터 경쟁자 분자 또는 미리 결합된 샘플 결합 분자로부터 샘플 표적 분석물질을 탈-결합하도록 수 있다. 탈-결합된 경쟁자 분자의 표지는 신호발생제에 결합하도록 구성될 수 있고 탈-결합된 경쟁자 분자는 복수의 친화성 분자 중 한 친화성 분자에 결합하도록 구성될 수 있다. 다른 측면으로, 저장소는, 저장소에 사전 충전되거나 사전 충전되지 않을 수 있는, 저장소 유체를 보유하도록 구성될 수 있다. 저장소는 저장소 유체 내에서, 증폭 반응을 용이하게 하기 위한 복수의 효소, 예를 들어 중합효소, 역전사효소; 그것에 친화성 분자가 결합되어 있는 복수의 자성 비드; 표적 핵산을 증폭시키기 위해 선택되고 각각에 스페이서 요소가 결합되어 있는 복수의 전방 프라이머; 표적 핵산을 증폭시키기 위해 선택되고 각각에 스페이서 요소 및 신호발생제 또는 신호화 포획 요소가 결합되어 있는 복수의 역 프라이머; 증폭 반응을 위한 복수의 뉴클레오타이드 또는 그것의 유사체(dNTP); 복수의 DNA 주형 대조표준 핵산; 각각에 스페이서 요소 및 신호발생제가 결합되어 있는 내부 대조표준으로서 작용하도록 선택된 복수의 역 프라이머; 및 각각에 스페이서 요소 및 포획 요소가 결합되어 있는 내부 대조표준으로서 작용하도록 선택된 복수의 전방 프라이머의 혼합을 허용하도록 구성될 수 있다. 한 측면으로 증폭 시약은 임의의 하나 이상의 다른 PCR 방법 또는 등온 증폭을 위해 선택된다.
추가의 측면으로, 시약 볼 및/또는 저장소는 분석물질로서 작용하는 세포내 DNA, RNA 및/또는 단백질을 방출시키기 위해 세포를 포함하는 샘플, 예를 들어 박테리아 샘플을 용해시키기 위한 유효량의 용해제를 함유한다. 용해제의 비-제한적 실례는 NP-40, CHAPS, 데옥시콜레이트, Triton X-100, NP40 및 Tween 20을 포함한다.
추가의 측면으로, 시약 볼 및/또는 저장소는 분석을 위해 첨가되는 샘플에 고유한 또는 샘플에 내인성인 RNAse, DNAse 또는 프로테아제 활성을 억제하는 양으로 RNAse 억제제 및/또는 DNAse 억제제 및/또는 프로테아제 억제제를 함유한다.
스페이서 요소는 일부 경우에, 입자에 결합되거나 신호발생제에 결합되는 것과 같이, 둘 다 부피가 클 수 있는, 다른 입체적으로 방해하는 사건이 일어날 수 있거나 이미 일어난 경우에 프라이머의 핵산 부분이 표지로부터 더 먼 곳에 있다면 프라이머가 증폭 반응에 더 낫게 참여할 수 있기 때문에 유익할 수 있다. 표지로부터 프라이머를 분리시키는 스페이서 요소는 중합체, 예를 들어 헥사에틸렌 글리콜, 트라이에틸렌 글리콜, C3 스페이서 포스포라미다이트, PC 스페이서, 헥산다이올을 포함하고 Integrated DNA Technologies로부터 상업적으로 활용할 수 있다(idtdna.com/site/Catalog/Modifications/Category/6 참조, 최종 접속일 2016년 7월 16일). 센서는 혼합된 저장소 유체에 노출되도록 구성될 수 있고 센서는 샘플 내 샘플 표적 분석물질의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 표시하는 신호를 생성하기 위해 추가로 구성될 수 있다. 예를 들면, 신호발생제를 포함하는 혼합된 저장소 유체로부터의 입자는 센서를 지나 분석 채널에 국한될 수 있고 국한된 신호발생제는 기질 용액으로부터의 기질과 반응하여 센서에 의해 감지된 전기 신호를 발생시킬 수 있다. 센서는 반응으로부터의 신호를 사용하여 샘플 내 샘플 표적 분석물질의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 표시하는 신호를 보낼 수 있다.
저장소는 추가로 저장소 유체 내에서 복수의 고체 입자의 혼합을 허용하도록 구성될 수 있다. 각각의 고체 입자는 복수의 친화성 분자의 한 친화성 분자에 미리 결합될 수 있다. 복수의 고체 입자는 자성 반응성 물질로 형성되거나 및/또는 비-자성 반응성 물질로 형성될 수 있다. 비-자성 반응성 물질은 금 나노 입자일 수 있다. 샘플 결합 분자에 미리 결합된 복수의 샘플 표적 분석물질은 결합 단백질 분자에 미리 결합된 25-하이드록시 비타민 D3 및/또는 25-하이드록시 비타민 D2 분자를 포함할 수 있다. 자성 반응성 물질은 센서 위에서 자성적으로 보유될 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 샘플 분석 카트리지가 제공된다. 샘플 분석 카트리지는 투입 터널, 저장소, 셔틀 및/또는 콜릿을 포함할 수 있고, 그것들은 각각 카트리지의 하우징 내에 있을 수 있다. 투입 터널은 구멍으로부터 뻗어 있을 수 있고 샘플에 노출되도록 적응된 원위부를 가지는 샘플 수집 장치의 삽입을 허용하도록 구성될 수 있다. 저장소는 유체를 보유하도록 구성될 수 있다. 셔틀은 제1 위치의 저장소와 구멍 사이에 투입 터널에 배치될 수 있다. 콜릿은 투입 터널에 배치되고 제1 위치의 셔틀에 결합될 수 있다. 콜릿은 투입 터널에서 샘플 수집 장치의 삽입 중에 셔틀로부터 분리될 수 있다. 셔틀은 콜릿이 셔틀로부터 분리된 후에 제1 위치로부터 제2 위치로 투입 터널 내에서 이동하여서 셔틀이 제2 위치의 저장소 내에서 적어도 부분적으로 배치될 수 있다.
샘플 분석 카트리지는 샘플과 혼합된 유체에 노출되도록 구성된 센서를 포함할 수 있다. 센서는 샘플 내에서 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 표시하는 신호를 생성할 수 있다. 셔틀은 투입 터널의 제1 단부에 가까이 배치된 제1 단부와 제2 단부를 가질 수 있다. 셔틀의 제2 단부는 제1 위치의 콜릿의 루멘 내에 배치되도록 구성될 수 있다. 셔틀의 제1 단부는 제1 위치의 저장소의 벽을 형성할 수 있다.
콜릿은 제1 위치에서 셔틀에 콜릿을 결합시키도록 구성된 하나 이상의 고정 암을 가질 수 있다. 하나 이상의 고정 암은 투입 터널에서 샘플 수집 장치의 삽입 중에 샘플 수집 장치에 의해 하나 이상의 고정 암에 인가된 힘에 반응하여 셔틀로부터 하나 이상의 고정 암을 분리시키기 위해 편향되도록 구성될 수 있다.
샘플 분석 카트리지는 저장소 내에 유체를 유체 밀봉하도록 구성된 밀봉 재료 및 투입 터널 내에서 부분적으로 배치된 시일 피어서를 포함할 수 있다. 시일 피어서는 투입 터널 내에서 샘플 수집 장치에 의해 접촉되고, 샘플 수집 장치에 의해 인가된 힘에 반응하여 이동하고, 저장소에서 유체를 배출하기 위해 밀봉 재료를 뚫을 수 있도록 구성될 수 있다. 콜릿은 슬롯을 가질 수 있고 시일 피어서의 일부는 슬롯을 통해 투입 터널 안으로 뻗어 있어서 시일 피어서와 샘플 수집 장치 사이의 접촉을 허용할 수 있다.
샘플 분석 카트리지는 접점 스위치를 포함할 수 있다. 콜릿은 접점 스위치에 인접하여 배치되고 투입 터널에서 샘플 수집 장치의 삽입 중에 샘플 수집 장치에 의해 디플렉터 부분에 인가된 힘에 반응하여 접점 스위치를 활성화하기 위해 편형하도록 구성된 디플렉터 부분을 가질 수 있다. 콜릿의 디플렉터 부분은 접점 스위치를 활성화하기 위해 아래쪽으로 편향하도록 구성된 암을 포함할 수 있다. 접점 스위치는 투입 터널에 위치하여서 접점 스위치의 활성화는 투입 터널의 샘플 수집 장치의 전체 삽입을 나타낼 수 있다.
셔틀은 셔틀의 제1 단부와 제2 단부 사이에 시약을 포함하는 시약 볼을 수납하도록 구성될 수 있다. 바람직하게, 시약 볼은 제1 위치에서 저장소의 유체에 노출되지 않으며 제2 위치에서 저장소의 유체에 노출된다.
또 다른 측면에 따르면, 샘플 분석 카트리지가 제공된다. 샘플 분석 카트리지는 투입 터널, 저장소, 콜릿 및/또는 접점 스위치를 포함할 수 있고, 그것들은 각각 카트리지의 하우징 내에 있을 수 있다. 투입 터널은 구멍으로부터 뻗어 있을 수 있고 샘플에 노출되도록 적응된 원위부를 가지는 샘플 수집 장치의 삽입을 허용할 수 있다. 저장소는 유체를 보유하도록 구성될 수 있다. 콜릿은 저장소와 구멍 사이에서 투입 터널에 배치될 수 있다. 콜릿은 디플렉터 부분 및 그 안에 샘플 수집 장치의 원위부를 수용하기 위한 크기의 루멘을 가질 수 있다. 접점 스위치는 콜릿의 디플렉터 부분에 인접하여 배치될 수 있다. 디플렉터 부분은 투입 터널에서 샘플 수집 장치의 삽입 중에 샘플 수집 장치에 의해 디플렉터 부분에 인가된 힘에 반응하여 접점 스위치를 활성화하기 위해 편향하도록 구성될 수 있다.
샘플 분석 카트리지는 투입 터널 내에 배치되고 셔틀의 제1 단부와 제2 단부 사이에서 시약을 포함하는 시약 볼(들)을 수납하도록 구성된 셔틀을 포함할 수 있다. 콜릿의 디플렉터 부분은 접점 스위치를 활성화하기 위해 아래쪽으로 편향시키도록 구성된 암일 수 있다. 접점 스위치는 접점 스위치의 활성화가 투입 터널에서 샘플 수집 장치의 전체 삽입을 나타내도록 배치될 수 있다.
샘플 분석 카트리지는 샘플과 혼합된 유체에 노출되도록 구성된 센서를 포함할 수 있다. 센서는 샘플 내 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 표시하는 신호를 생성할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 샘플 분석 카트리지가 제공된다. 샘플 분석 카트리지는 투입 터널, 저장소, 셔틀 및/또는 초음파발생기를 포함할 수 있고, 그것들은 각각 카트리지의 하우징 내에 있을 수 있다. 투입 터널은 구멍으로부터 뻗어 있을 수 있고 샘플에 노출되도록 적응된 원위부를 가지는 샘플 수집 장치의 삽입을 허용할 수 있다. 저장소는 유체를 보유하도록 구성될 수 있다. 셔틀은 제1 격실 및 제2 격실을 한정할 수 있다. 제1 및 제2 격실은 혼합 위치에서 저장소 내에 배치되도록 구성될 수 있다. 초음파발생기는 저장소에서 유체를 혼합하기 위해 제1 및 제2 격실 사이에서 파형대로 저장소의 유체를 이동시키기 위해 음파를 방출하도록 구성될 수 있다.
셔틀은 제2 격실로부터 제1 격실을 분할하도록 구성된 격실 디바이더를 포함할 수 있다. 격실 디바이더는 플랜지일 수 있다. 격실 디바이더 주위를 흐르는 유체는 파형의 형성을 용이하게 할 수 있다. 격실 디바이더는 혼합 중에 슬롯을 통해 격실 디바이더를 통하여 유체가 흐르는 것을 허용하도록 구성된 슬롯을 가질 수 있다. 제1 격실은 시약을 포함하는 시약 볼을 수납하도록 구성된 시약 볼 격실일 수 있고 제2 격실은 샘플 수집 장치로부터의, 예를 들어 샘플 수집 장치로부터 및/또는 샘플 수집 장치의 원위부에 축출된 샘플을 수용하도록 구성된 샘플 격실일 수 있다. 시약 볼은, 상기에서 기술된 것과 같이, 표적 핵산의 증폭을 위한 시약, 예를 들어 중합효소, 프라이머 및 신호발생제를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 격실은 바람직하게 사전-혼합 위치에서 저장소 내에 배치되지 않는다.
초음파발생기는 압전세라믹 디스크와 같은 압전 변환기일 수 있다. 초음파발생기는 저장소의 벽, 예를 들어, 저장소의 바닥 벽의 일부를 형성할 수 있다. 저장소는 대칭일 수 있다. 저장소의 각각의 벽은 저장소의 출구를 통해 유체가 비워지는 것을 용이하게 하기 위해 60°와 같은 정해진 각보다 큰 각에서 만날 수 있다. 초음파발생기는 저장소 내에서 유체의 혼합을 용이하게 하기 위해 저장소의 중심에서 벗어나서 배치될 수 있다.
샘플 분석 카트리지는 하나 이상의 스프링 접점을 통해 초음파발생기에 결합된 인쇄 회로 기판을 포함할 수 있다. 초음파발생기는 하나 이상의 스프링 접점을 통해서만 인쇄 회로 기판에 전기적으로 결합될 수 있다. 초음파발생기는 프로세서, 예를 들어, 판독기의 프로세서로부터의 신호에 반응하여 활성화될 수 있다.
샘플 분석 카트리지는 저장소에서 유체의 온도를 나타내는 온도를 감지하도록 구성된 온도 센서를 포함할 수 있다. 온도 센서는 초음파발생기에 인접하여 배치된 인쇄 회로 기판에 배치될 수 있다.
샘플 분석 카트리지는 투입 터널에서 샘플 수집 장치의 삽입을 가리키기 위해 구성된 접점 스위치를 포함할 수 있다. 초음파발생기는 접점 스위치의 작동 후에 음파를 방출하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 판독기가 접점 스위치가 활성화된 것을 나타내는 전기 신호를 받은 후에 판독기는 초음파발생기가 음파를 방출하는 것을 지시할 수 있다.
초음파발생기에 의해 방출된 음파는 저장소에서 혼합된 유체의 반응을 등온적으로 증폭하도록 구성될 수 있다.
다른 측면에 따르면, 샘플 분석 카트리지에서 존재하는 경우 표적 핵산의 등온적 증폭 방법이 제공된다. 그 방법은 저장소에서 상기 기술되고 표적 핵산의 증폭 및 검출을 위해 사전-선택된 복수의 시약을 함유하는 시약 볼을 샘플과 접촉시켜서 고체 입자에 결합된 앰플리콘-신호발생제 복합체를 생성하는 단계를 포함하거나 또는 대안으로서 그 단계로 구성된다. 앰플리콘은 계속해서 신호발생제에 결합된 스페이서 요소에 결합된 표적 핵산을 포함하는 핵산을 포함하는 역 프라이머 복합체 및 한 단부에서 포획 요소에 결합된 표적 서열을 포함하는 핵산을 포함하는 전방 프라이머 복합체를 포함하는 핵산 듀플렉스를 포함한다. 추가의 측면으로, 역 프라이머 복합체는 추가로 신호발생제에 콘쥬게이트된 신호화 친화성 요소 및 스페이서 요소를 포함한다. 앰플리콘-신호발생제 복합체는 계속해서 고체 입자상의 친화성 요소에 콘쥬게이트되고, 그것은 계속해서 자기장에 걸쳐 센서 표면에 결합되거나 보유될 수 있다. 앰플리콘-신호발생제 복합체는 계속해서 고체 입자상의 친화성 요소에 콘쥬게이트되고, 그것은 계속해서 자기장에 걸쳐 센서 표면에 보유될 수 있다. 분석물질이 존재하면, 센서는 신호발생제-표지된 앰플리콘을 검출 및/또는 정량한다.
초음파발생기는 저장소에서 표적 핵산의 증폭을 촉진하기 위해 저장소를 향해 음파를 방출할 수 있다. 상기에서 주지된 것과 같이, 앰플리콘-신호발생제 복합체는 기질 저장소로부터의 기질과 반응할 수 있다. 예를 들면, 반응은 분석 채널에서 센서에 걸쳐 일어날 수 있다. 증폭된 핵산의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 표시하는 신호가 생성될 수 있다. 신호는 카트리지로부터 판독기와 같은 다른 장치로 전파될 수 있다.
시약 볼은 셔틀에서 보유될 수 있다. 셔틀은 카트리지의 투입 터널에 배치될 수 있다. 시약 볼은 상기 주지된 것과 같이 등온 반응에 의해 표적 핵산의 증폭을 위한 시약을 포함할 수 있다. 시약은 중합효소, 표적 핵산의 증폭을 위한 프라이머 및 표적 핵산의 증폭의 검출을 위한 신호발생제를 포함할 수 있다. 하나 이상의 친화성 분자는 표적 핵산의 검출을 위한 고체 입자에 공유적으로 또는 비-공유적으로 결합될 수 있다.
다른 측면에 따르면, 키트가 제공된다. 키트는 저장소, 초음파발생기, 온도 센서 및/또는 프로세서를 포함할 수 있다. 저장소는 유체를 보유하고 샘플 수집장치에 의해 수집된 샘플을 수용하도록 구성될 수 있다. 초음파발생기는 저장소에서 유체와 샘플을 혼합하기 위해 음파를 방출하도록 구성될 수 있다. 온도 센서는 저장소에서 유체의 온도를 나타내는 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 프로세서는 음파를 방출하기 위해 초음파발생기를 활성화하고 온도 센서로부터의 신호를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 프로세서는 추가로 만약 신호가 역치를 벗어난 저장소의 유체의 온도를 나타낸다면 초음파발생기로부터의 음파의 방출을 변조하도록 구성될 수 있다. 샘플 분석 카트리지는 저장소, 초음파발생기 및/또는 온도 센서를 포함할 수 있고, 그것들은 각각 카트리지의 하우징 내에 있을 수 있으며, 판독기는 프로세서를 포함할 수 있다. 판독기는 샘플 분석 카트리지에 전기적으로 결합되도록 구성될 수 있다.
샘플 분석 카트리지는 인쇄 회로 기판을 포함할 수 있고 온도 센서는 초음파발생기에 인접하여 배치된 인쇄 회로 기판상에 배치될 수 있다. 샘플 분석 카트리지는 샘플 분석 카트리지의 투입 터널에 샘플 수집 장치의 삽입을 나타내기 위해 신호를 생성하도록 구성된 접점 스위치를 포함할 수 있다. 판독기의 프로세서는 접점 스위치로부터의 신호를 수용하고 접점 스위치로부터 신호를 수용한 후에 초음파발생기를 활성화하도록 구성될 수 있다. 프로세서는 만약 신호가 저장소의 유체 온도가 역치보다 위에 있는 것을 가리킨다면 초음파발생기의 사용률을 낮춤으로써 초음파발생기의 음파의 방출을 변조시킬 수 있다. 프로세서는 만약 신호가 저장소의 유체 온도가 역치보다 아래에 있는 것을 가리킨다면 초음파발생기의 사용률을 증가시킴으로써 초음파발생기의 음파의 방출을 변조시킬 수 있다. 프로세서는 만약 신호가 저장소의 유체 온도가 역치보다 위에 있는 것을 가리킨다면 초음파발생기를 탈활성화시킴으로써 초음파발생기의 음파의 방출을 변조시킬 수 있다.
초음파발생기에 의해 방출된 음파는 저장소에서 혼합된 유체의 반응을 등온적으로 증폭하도록 구성될 수 있다. 샘플 분석 카트리지는 샘플 분석 카트리지 내에 배치된 시약 볼을 포함할 수 있다. 초음파발생기는 저장소에서 유체, 시약 볼 및 샘플을 혼합하기 위해 음파를 방출하도록 구성될 수 있다. dleir 볼은 중합효소, 프라이머 및 신호발생제를 포함할 수 있다. 샘플 분석 카트리지는 시약 볼을 수납하도록 구성된 셔틀을 포함할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 미세유동성 카트리지에 사용하기 위한 센서가 제공된다. 센서는 포지티브 대조표준 작동 전극, 작동 전극 및/또는 네거티브 대조표준 작동 전극을 포함할 수 있다. 포지티브 대조표준 작동 전극은 포지티브 대조표준 작동 전극에 미리 결합된 친화성 분자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 친화성 분자는 카트리지의 분석 채널 내에 배치된 포지티브 대조표준 작동 전극의 표면에 미리 결합될 수 있다. 포지티브 대조표준 작동 전극은 친화성 분자에 직접 또는 간접적으로 결합된 신호발생제와 화학적 기질 사이의 반응을 기반으로 제1 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 신호발생제는 시약 볼(들)로부터 유래될 수 있다. 화학적 기질은 저장소에 저장된 유체로부터 유래될 수 있다. 작동 전극은 작동 전극에 위치한 신호발생제와 화학적 기질 사이의 반응을 기반으로 제2 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 네거티브 대조표준 작동 전극은 자체-조립된 단일층을 포함할 수 있다. 예를 들면, 자체-조립된 단일층은 카트리지의 분석 채널 내에 배치된 네거티브 대조표준 작동 전극의 표면에 있을 수 있다. 네거티브 대조표준 작동 전극은 네거티브 작동 전극에 위치한 신호발생제와 화학적 기질 사이의 반응을 기반으로 제3 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. "제1", "제2" 및 "제3"은 구별하는 용어이고 본질적으로 순서를 의미하는 것이 아니라는 것이 인지되어야 한다.
제2 신호는 샘플 내 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 표시할 수 있다. 제1 신호는 시험의 신뢰도를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 시험은 제1 신호가 정해진 범위 내에서 반응의 양을 표시하는 경우 신뢰할 수 있는 것으로 측정될 수 있다. 제3 신호는 시험의 신뢰도를 나타낸다. 예를 들면, 시험은 반응의 양을 표시하는 제3 신호가 역치보다 아래에 있다면 신뢰할 수 있는 것으로 측정될 수 있다.
카트리지는 센서를 포함할 수 있다. 카트리지는 분석 채널 및 포지티브 대조표준 작동 전극을 가질 수 있고, 작동 전극 및 네거티브 대조표준 작동 전극은 분석 채널에 배치될 수 있다.
카트리지를 포함하는 키트가 또한 제공된다. 키트는 샘플 내 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 표시하는 정보를 생성하기 위해 제2 신호를 처리하도록 구성된 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 제1 신호가 정해진 범위 내에서 반응의 양을 표시하는지를 측정하기 위해 제1 신호를 처리할 수 있다. 프로세서는 양이 정해진 범위를 벗어난다면 경보를 생성할 수 있다. 프로세서는 제3 신호가 역치 아래의 반응의 양을 나타내지는 지를 측정하기 위해 제3 신호를 처리할 수 있다. 프로세서는 양이 역치보다 위라면 경보를 생성할 수 있다. 프로세서는 판독기의 구성요소일 수 있다.
작동 전극은 작동 전극 위에 위치한 신호발생제에 직접 또는 간접적으로 결합된 복수의 자기 입자의 균질한 분포를 촉진하고 작동 전극을 벗어나는 복수의 자기 입자의 이동에 대한 저항을 촉진하도록 구성된 복수의 줄무늬로 차폐될 수 있다.
작동 전극은 자체-조립된 단일층을 포함할 수 있다. 예를 들면, 자체-조립된 단일층은 카트리지의 분석 채널 내에 배치된 작동 전극의 표면에 있을 수 있다.
작동 전극은 작동 전극에 미리 결합된 친화성 분자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 친화성 분자는 카트리지의 분석 채널 내에 배치된 작동 전극의 표면에 미리 결합될 수 있다.
그런 방법 및 장치는 예를 들면, 많은 것 중에서도 사람이 고생하는 질병을 측정하기 위하여; 많은 것 중에서도 사람이 불리하게 반응하는 약물 또는 중독을 측정하기 위하여; 또는 많은 것 중에서도 어떤 화학물질이 물을 오염시키는 지를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 다른 실례들은 제한 없이, 비타민, 호르몬, 단백질 또는 신체 내 관심의 다른 분석물질, 물로 전파된 및 식품으로 전파된 병원균, 미생물 성장 및/또는 의료 장비의 오염, 및 애완동물 및 가축으로부터의 다른 잠재적인 질병-유발 오염물질을 포함하는, 다양한 제제의 농도를 정량하는 것을 포함한다. 오염물질의 실례는, 한정하는 것은 아니지만, 바이러스, 박테리아 및 진균 병원균, 혈류 감염(BSI), 폐렴 (예를 들어, 인공호흡기-관련 폐렴[VAP]), 요로 감염(UTI) 및 수술 부위 감염(SSI), 황색포도상구균, 메티실린 내성 황색포도상구균, 칸디다 알비칸스(Candida albicans), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa), 아시네토박터 바우만니이(Acinetobacter baumannii), 스테노트로포모나스 말토필리아(Stenotrophomonas maltophilia), 클로스트리듐 디피실(Clostridium difficile), 결핵, 위장염, 반코마이신-내성 장구균, 재향군인병, 산욕열, MRSA 및 대장균을 포함한다. 식품으로 전파된 병원균의 실례는, 한정하는 것은 아니지만 쉬겔라, 살모넬라, 비브리오, 예르시니아, 리스테리아, 대장균 및 캄필로박터를 포함한다. 이 기술의 적용은 인간 환자의 건강에 중요한 병원균 또는 분석물질에 한정되지 않을 뿐 아니라 애완동물 및 가축의 건강 및 유지, 예를 들어 수의학적 용도를 포함한다.
예시적인 구체예들은 첨부되는 도면을 참조로 아래에 기술되며, 도면에서 같은 숫자는 같은 요소를 나타낸다. 도면은 다음과 같다:
도 1A 내지 1B는 수집된 샘플 내 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재 및/또는 양을 분석하기 위한 및 분석 결과를 개관하기 위한 예시적인 분석물질 검출 시스템의 개략적인 도면을 제공하며, 도 1A는 분리된 구성요소를 도시하고, 도 1B는 분석 및 대전을 위해 결합된 구성요소를 도시한다.
도 1C는 수집된 샘플 내 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재 및/또는 양을 분석하기 위한 및 분석 결과를 개관하기 위한 다른 예시적인 분석물질 검출 시스템의 개략적인 도면을 제공하며, 여기서 충전기는 제공되지 않는다.
도 2A 및 2B는 검출 시스템에 사용하기 위한 예시적인 샘플 수집 장치의 투시도를 도시한다.
도 3은 검출 시스템에 사용하기 위한 예시적인 카트리지 장치의 투시도를 도시한다.
도 4A 및 4B는 수집된 샘플의 분석을 위해 그 안에 잠겨진 샘플 수집 장치를 가진 카트리지 장치의 투시도를 도시하고, 도 4A는 카트리지 장치의 상부 표면을 도시하며 도 4B는 카트리지 장치의 바닥 표면을 도시한다.
도 5는 카트리지 하우징 내에 있을 수 있는 내부 구성요소들을 보여주는 예시적인 카트리지 장치의 분해도를 도시한다.
도 6A, 6B 및 6C는 카트리지 장치의 하우징 내에서 사용될 수 있는 예시적인 회로 기판 및 예시적인 층을 도시하며, 도 6A는 회로 기판을 도시하고, 도 6B는 층을 도시하며, 도 6C는 회로 기판에 배치되고 결합된 층을 도시한다.
도 7A, 7B 및 7C는 카트리지 장치의 하우징 내에서 사용될 수 있는 다른 예시적인 회로 기판 및 다른 예시적인 층을 도시하며, 도 7A는 회로 기판을 도시하고, 도 7B는 층을 도시하며, 도 7C는 회로 기판 및 흡착제 패드에 배치되고 결합된 층을 도시한다.
도 7D 내지 7F는 카트리지 장치의 하우징 내에서 사용될 수 있는 대안 예시적인 센서를 도시한다.
도 8A는 사이에 배치된 층을 통해 예시적인 회로 기판에 결합된 예시적인 내부 구성유소를 도시하고, 이것들은 모두 카트리지 장치의 하우징 내에 배치될 수 있다.
도 8B 및 8C는 카트리지 장치의 하우징에서 사용하기 위한 회로 기판 및 밸브의 특정 구성요소들의 근접도를 도시한다.
도 8D는 카트리지 장치의 하우징에서 사용하기 위한 회로 기판 및 밸브의 대안 구성요소들의 근접도를 도시한다.
도 9A 및 9B는 카트리지 장치의 하우징에 배치될 수 있는 예시적인 셔틀을 도시하고, 셔틀은 각각 시약 볼을 하우징하는 것으로 나타난다.
도 10A는 카트리지 장치의 투입 터널 내에 부분적으로 삽입된 를 보여주는 단면 투시도를 도시한다.
도 10B는 카트리지 장치의 투입 터널 내에 배치된 셔틀에 들어가는 샘플 수집 장치의 팁을 보여주는 단면 투시도이다.
도 10C는 카트리지 장치의 하우징 내에서 저장소 위의 피어싱 요소들의 예시적인 방향을 보여주는 상면도이다.
도 10D는 카트리지 장치의 투입 터널 내에서 샘플 수집 장치와 시일 피어서의 슬라이더 사이의 체결을 보여주는 단면 투시도이고, 카트리지 장치의 부분이 제거된다.
도 10E는 샘플 수집 장치와 시일 피어서 사이의 체결 및 샘플 수집 장치와 셔틀 사이의 밀봉을 보여주는 단면 측면도이고, 샘플 제제 저장소는 셔틀에 의해 밀동된 채로 유지된다.
도 10F는 사전-분출 위치에서 샘플 수집 장치와 시일 피어서 사이의 체결을 보여주는 상면도이다.
도 10G는 사전-분출 위치에서 피어싱 요소와 필봉 피어서의 슬라이더를 보여주는 단면 투시도이고, 카트리지 장치 내에서 샘플 제제 저장소 위의 밀봉 재료는 아직 뚫리지 않았다.
도 10H는 카트리지 장치의 투입 터널 내에서 사전-혼합 및 사전-분출 위치로부터 혼합 및 분출 위치를 향하는 이행을 예시하는 단면 측면도이다.
도 10I는 시일 피어서의 분출 위치로의 이동을 야기하는 샘플 수집 장치의 이동을 보여주는 상면도이다.
도 10J는 카트리지 장치 내에서 샘플 제제 저장소 위의 밀봉 재료를 뚫는 피어싱 요소를 보여주는 단면 투시도이다.
도 10K는 분출 및 혼합 위치의 샘플 수집 장치를 보여주는 단면 측면도이고, 샘플 제제 저장소 위의 밀봉 재료는 분출되고 수집된 샘플과 시약 볼은 셔틀에 의해 재밀봉된 샘플 제제 저장소에서 유체 내에서 혼합된다.
도 10L은 카트리지 장치 내의 분출 및 혼합 위치에서의 샘플 수집 장치를 보여주는 단면 투시도이다.
도 10M은 카트리지 장치의 내부 구성요소의 샘플 제제 저장소 내의 분출 및 혼합 위치에서의 샘플 수집 장치를 보여주는 단면 투시도이다.
도 10N, 10O 및 10P는 초음파발생기 요소를 통해 샘플 제제 저장소의 유체와 수집된 샘플 및 시약 볼과의 증진된 혼합을 보여주는 단면 측면도이다.
도 11A 내지 11E는 카트리지 장치의 투입 터널 내에서 샘플 수집 장치의 삽입이 적절한 샘플 수집 장치 삽입을 나타내기 위하여 또한 스위치를 활성화시키는 대안 시일 피어서를 도시한다.
도 12A 내지 12E는 유체 샘플을 수집하고 분석하기 위한 대안 샘플 수집 장치 및 대안 카트리지 장치의 단면 측면도를 도시한다.
도 13A는 카트리지 하우징 내에 있을 수 있는 내부 구성요소들을 보여주는 다른 예시적인 카트리지 장치의 분해도를 도시한다.
도 13B는 검출 시스템에 사용될 수 있는 예시적인 샘플 수집 장치의 다양한 도면을 도시한다.
도 14A 내지 14D는 카트리지 장치의 하우징에 배치될 수 있는 예시적인 콜릿을 도시하고, 도 14A 및 14C는 투시도를 도시하며 도 14B 및 14D는 각각 도 14A 및 14C의 콜릿의 단면도를 도시한다.
도 15A는 사전-혼합, 사전-분출, 저장 위치에서 예시적인 카트리지의 투입 터널의 중심을 관통하는 단면도를 도시한다.
도 15B는 혼합, 분출, 분석 위치에서 투입 터널에 전체적으로 삽입된 예시적인 카트리지 및 예시적인 샘플 수집 장치의 단면도를 도시한다.
도 15C 및 15D는 사전-분출 위피(도 15C) 및 분출 위치(도 15D)에서 그 안에 삽입된 예시적인 샘플 수집 장치를 가지는 예시적인 카트리지의 투시도를 도시한다.
도 16A 내지 16E는 카트리지에서 샘플 수집 장치의 삽입을 보여주는 단면 측면도를 도시한다.
도 16F 및 16G는 카트리지에서 샘플 수집 장치의 추가의 말단 삽입을 보여주는 단면 상면도를 도시한다.
도 16H 내지 16J는 카트리지에서 샘플 수집 장치의 추가의 말단 삽입을 보여주는 단면 측면도를 도시하고, 샘플 수집 장치는 도 16J의 혼합, 분출, 분석 위치에서 투입 터널에 전체적으로 삽입된다.
도 17A 내지 17D는 예시적인 카트리지 하우징 내에서 사용하기 위한 스프링 접점을 통해 회로 기판에 전기적으로 결합된 예시적인 초음파발생기의 다양한 도면을 도시한다.
도 18A 및 18B는 다른 예시적인 카트리지 장치의 각각 단면 측면 및 상면도이다.
도 19는 초음파발생기를 통해 증진된 혼합 중에 온도를 모니터링하기 위한 예시적인 방법을 도시한다.
도 20은 초음파발생기를 통해 증진된 혼합 중에 시간 경과에 따라 측정된 온도를 보여주는 그래프이다.
도 21A는 검출 시스템에서 사용하기 위한 예시적인 판독기 장치의 투시도를 도시한다.
도 21B는 판독기 하우징 내에 있을 수 있는 내부 구성요소들을 보여주는 도 21A의 예시적인 판독기 장치의 분해도를 도시한다.
도 22A는 예시적인 판독기 장치의 단면 투시도를 도시한다.
도 22B는 예시적인 판독기 장치 내에 부분적으로 삽입된 카트리지 장치(그 안에 부분적으로 삽입된 샘플 수집 장치를 가짐)를 보여주는 단면 측면도이다.
도 22C 및 22D는 각각 분석 위치에서 예시적인 판독기 장치 내에 삽입된 카트리지 장치를 보여주는 단면 투시도 및 측면도이다.
도 23A 및 23B는 단일 자석(도 23A) 대비 이중 자석(도 23B) 디자인에 대한 단일 작동 전극의 길이에 대한 자기장 강도를 보여주는 그래프이다.
도 24는 샘플의 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재 및/또는 양을 검출하기 위한 방법의 한 구체예의 흐름도를 도시한다.
도 25A는 검출 시스템에 사용될 수 있는 예시적인 충전기의 투시도를 도시한다.
도 25B는 충전기 하우징 내에 있을 수 있는 내부 구성요소들을 보여주는 도 25A의 예시적인 충전기의 분해도를 도시한다.
도 26A 및 26B는 본원에서 개시된 분석물질 검출 시스템의 한 구체예 내에서 관측된 분자 및 반응의 개략적인 도면이다.
도 26C 및 26D는 본원에서 개시된 분석물질 검출 시스템의 다른 구체예 내에서 관측된 분자 및 반응의 개략적인 도면이다.
도 27A 및 27B는 본원에서 개시된 분석물질 검출 시스템의 또 다른 구체예 내에서 관측된 분자 및 반응의 개략적인 도면이다.
도 28A는 샘플 수집 장치 상의 샘플 내에의 분자의 개략적인 도면이다.
도 28B는 수집된 샘플 내에서 분자와 반응하기 위한 두 시약 볼 내의 분자의 개략적인 도면이다.
도 28C는 수집된 샘플 내에서 분자와 반응하기 위한 단일 시약 볼 내의 분자의 개략적인 도면이다.
도 28D는 샘플 제제 저장소에 도입되는 수집된 샘플을 보여주는 분자의 개략적인 도면이다.
도 28E는 샘플 제제 저장소의 유체 내에서 수집된 샘플의 분자와 샘플 제조 시약 분자의 혼합을 보여주는 분자의 개략적인 도면이다.
도 28F, 28G 및 28H는 샘플 제제 저장소의 유체 내에서 수집된 샘플의 분자와 샘플 제조 시약 분자 사이의 반응을 보여주는 분자의 개략적인 도면이다.
도 29A는 미리 결합된 경쟁자 결합 분자를 사용하여 전기화학적 센서 판독 대비 표적 분석물질의 농도를 보여주는 그래프이고 도 29B는 전기화학적 센서 판독 대비 경쟁자 결합 분자가 미리 결합되지 않을 때의 농도를 비교하는 그래프를 도시한다.
도 30A는 샘플 수집 장치 상의 샘플 내의 분자의 다른 개략적인 도면이다.
도 30B는 수집된 샘플 내에서 분자와 반응하기 위한 두 시약 볼 내의 분자의 개략적인 도면이다.
도 30C는 수집된 샘플 내에서 분자와 반응하기 위한 단일 시약 볼 내의 분자의 개략적인 도면이다.
도 30D는 샘플 제제 저장소에 도입되는 수집된 샘플을 보여주는 분자의 개략적인 도면이다.
도 30E는 샘플 제제 저장소의 유체 내에서 수집된 샘플의 분자와 샘플 제조 시약 분자의 혼합을 보여주는 분자의 개략적인 도면이다.
도 30F, 30G 및 30H는 샘플 제제 저장소의 유체 내에서 수집된 샘플의 분자와 샘플 제조 시약 분자 사이의 반응을 보여주는 분자의 개략적인 도면이다.
도 31A 내지 32H는 카트리지의 샘플 내에서 표적 분석물질(들)의 존재, 부재 및/또는 양을 검출하기 위한 예시적인 방법을 도시한다.
도 32A 내지 32K는 등온 증폭을 사용하여 카트리지의 샘플 내에서 표적 분석물질(들)의 존재, 부재 및/또는 양을 검출하기 위한 예시적인 방법을 도시한다.
도 33은 네트워크를 통하여 하나 이상의 서버에 소통적으로 결합된 예시적인 분석물질 검출 시스템 도 1A-1B의 개략적인 도면이다.
다음의 상세한 설명에서는 본 개시내용의 일부를 형성하는 첨부한 도면을 참조한다. 도면 및 설명에서 설명된 구체예는 예시이며 제한이 아니다. 여기 사용된 용어 "예시적인"은 "예 또는 예시로서 이용된다"는 의미이며, 다른 구체예에 비해서 바람직하거나 유익하다는 것으로서 반드시 해석되지는 않는다. 다른 구체예들이 이용될 수 있으며, 여기 제시된 주제의 정신이나 범위를 벗어나지 않고 변형이 이루어질 수 있다. 여기 설명되고 예시된 개시내용의 양태들은 다양한 상이한 구성형태로 배열, 조합 및 설계될 수 있으며, 이들 모두는 이 개시내용에서 명백히 고려되고 그것의 일부를 형성한다.
여기 개시된 다양한 장치, 시스템, 키트 및 방법은 견본으로부터 채취된 샘플 내의 표적 분석물질을 분리, 태그 및 검출하기 위한 것이다. 특정 구체예에서, 이러한 검출을 가능하게 하기 위해 화학 반응이 이용된다.
여기 설명된 시스템의 다양한 구체예들은 완전히 또는 실질적으로 인간의 개입이 없는 자동화된 방식으로 화학 반응이 일어나는 자체-함유된 환경을 생성하기 위해 설계되며, 예를 들면 통상양도된 미국 특허공개 2014/0336083(Khattak), 미국 특허 제9,034,168호(Khattak), 미국 특허 제9,052,275호(Khattak), 미국 특허 제9,086,417호(Khattak), 미국 특허 제9,207,244호(Khattak), 미국 특허 제9,207,245호(Khattak), 및 미국 특허 제9,360,491호(Sever)에 설명되는데, 이들 각각의 전체 내용은 여기 참고로 포함된다. 여기 설명된 일부 디자인에서 하나 이상의 화학 반응은 작업자가 시스템에서 시약을 첨가하거나 제거할 필요 없이 진행된다. 특정 구체예에서, 시스템은 견본으로부터 수집된 샘플을 쏟을 위험과 같은 생물재해 위험이 최소화되도록 닫힌다. 다양한 구체예에서, 이러한 시스템은 적어도 샘플 수집 장치, 카트리지 장치, 및 판독기 장치를 포함한다. 이러한 장치의 일부 예시적인 구체예가 아래 상세히 설명된다.
도 1a 및 도 1b는 본 개시내용의 원리에 따라서 구성된 예시적인 분석물질 검출 시스템을 예시한다. 검출 시스템(100)은 샘플 수집 장치(200), 카트리지 장치(300), 판독기 장치(400), 충전기(500), 및/또는 소프트웨어-기반 검출 인터페이스 시스템(600)을 포함할 수 있다. 검출 시스템(100)은 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 검출하기 위해 사용될 수 있다.
샘플 수집 장치(200)는 분석용 샘플에 노출되도록 구성된다. 예를 들면, 샘플 수집 장치(200)는 샘플 내의 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재 및/또는 양을 결정하기 위해, 제한은 아니지만 혈액, 혈장, 소변, 침, 점액, 세포 물질 및/또는 다른 생물학적 물질들과 같은 생물학적 샘플에 노출될 수 있다. 게다가 또는 대안으로서, 샘플 수집 장치는 표적 분석물질, 예를 들어 식품-매개 병원균을 숨기고 있다고 의심되는 고체 또는 다른 표면들에 노출되며, 이 표면은 요리 또는 식품 침투 표면이다.
카트리지 장치(300)는 샘플 수집 장치(200)로 수집된 샘플을 분석하도록 구성된다. 카트리지 장치(300)는 구멍(302)에서부터 카트리지 하우징으로 연장된 투입 터널(301)을 포함할 수 있다. 투입 터널(301)은 도 1b에 도시된 샘플 수집 장치(200)의 삽입을 허용하도록 구성되며, 이로써 수집된 샘플이 카트리지 장치(300) 내에서 분석될 수 있다. 이 분석에 기초하여 카트리지 장치(300)는 샘플 내의 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 표시하는 전기 신호를 생성하도록 구성된다.
판독기(400)는 카트리지 장치(300)와의 전기적 결합이 카트리지 장치(300)에 의해 발생된 샘플 내의 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 표시하는 전기 신호의 전송을 허용하도록 구성된다. 카트리지 장치(300)는 도 1b에 도시된 대로 판독기(400)의 판독기 개구(401) 내에 카트리지 장치(300)를 삽입함으로써 판독기(400)에 전기적으로 결합될 수 있고, 이로써 카트리지 장치(300)와 판독기(400)의 각각의 전기 커넥터가 서로 접촉한다. 판독기(400)는 명령이 투입된 컴퓨터 판독 매체를 포함할 수 있고, 이것은 판독기(400)의 프로세서에 의해 실행되었을 때 카트리지(300)의 전기 구성요소가 샘플 수집 장치(200)에서 샘플을 분석하기 위한 단계를 수행하도록 한다. 바람직하게, 예를 들면 도 1b 또는 4a에 도시된 대로, 카트리지 장치(300)가 판독기(400)에 전기적으로 결합되고 샘플 수집 장치(200)가 카트리지 장치(300) 내에 적절히 배치될 때까지는 명령이 실행되지 않는다.
한 구체예에서, 샘플 수집 장치(200)와 카트리지 장치(300)는 각각 일회용이며 한 번 사용하도록 설계되고, 판독기(400)는 여러 번 사용하고 판독기(400)의 수명 내내 많은 상이한 카트리지 장치를 수용하도록 설계되며, 이로써 각각의 샘플 내의 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 결정하기 위해 판독기(400)에 의해 많은 샘플이 분석된다. 이러한 구성형태는 샘플에 노출된 구성요소들이 일회용이므로 시스템의 위생적인 사용을 촉진할 것으로 예상되고, 더 고가의 전자장치를 가진 구성요소, 예를 들어 판독기(400)가 반복적으로 사용될 수 있기 때문에 비용이 감소될 것이다.
충전기(500)는, 예를 들어 충전기(500)와 판독기(500)의 하우징 내에 배치된 각각의 유도 코일을 통해서 판독기(400) 내의 하나 이상의 배터리를 충전하도록 구성된다. 충전기(500)는, 예를 들어 코드 또는 AC-DC 파워컨버터를 가진 코드를 통해서 종래의 소켓에 끼워지고, 충전기(500) 내의 구성요소를 충전하여 판독기(400)의 충전을 허용한다.
당업자에게 당연히 명백한 대로, 검출 시스템은 충전기를 필요로 하지 않는다. 예를 들어 도 1c를 참조하면, 검출 시스템(100')이 도 1a 및 1b의 검출 시스템(100)과 유사하게 구성되며, 유사한 구성요소는 유사하게 대비된 참조번호로 식별된다. 따라서, 예를 들면, 도 1c의 카트리지 장치(300')는 도 1a 및 1b의 카트리지 장치(300)에 상응하는 것 등이다. 도 1c와 1b를 비교함으로써 관찰된 대로, 검출 시스템(100')은 충전기(500)를 포함하지 않는다. 이러한 구체예에서, 판독기(400')는 판독기(400')의 구성요소에 전기를 제공하기 위해, 예를 들어 코드 또는 AC-DC 파워컨버터를 가진 코드를 통해서 종래의 소켓에 끼워질 수 있고, 및/또는 판독기(400')는 교체가능한 배터리 또는 재충전가능한 배터리와 같은 적합한 배터리를 포함할 수 있고, 판독기(400')는 재충전가능한 배터리를 충전하기 위한 회로망과 탈착식 파워코드를 포함할 수 있다.
도 1a 및 1b에서, 소프트웨어-기반 검출 인터페이스 시스템(600)이 설치되고 컴퓨팅 장치(601)에서 구동되어 사용자가 분석물질 검출 시험 결과를, 예를 들어 컴퓨팅 장치(601)의 디스플레이(602) 상에서 검토하는 것을 허용한다. 컴퓨팅 장치(601)는, 예를 들면 스마트폰, 스마트워치, 태블릿, 웨어러블 디바이스, 랩탑 또는 다른 컴퓨터일 수 있다. 도 1a 및 1b에 도시된 대로, 판독기(400)는 컴퓨팅 장치(601)와 무선으로 통신하고, 이로써 카트리지 장치(300) 내에서 발생된 전기 신호에 기초한 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 표시하는 데이터를 전송할 수 있다. 게다가 또는 대안으로서, 케이블 접속과 같은 제거가능한 유선 접속이 판독기(400)와 컴퓨팅 장치(601) 사이에 제공될 수 있다. 소프트웨어기반 검출 인터페이스 시스템(600)은 명령이 투입된 컴퓨터 판독 매체를 포함할 수 있고, 이것은 컴퓨팅 장치(601)의 프로세서에 의해 실행되었을 때 디스플레이(602)가 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 표시하는 정보를 디스플레이하도록 한다.
샘플 수집 장치 및 카트리지
견본으로부터 샘플을 수집하기 위한 다양한 구체예의 샘플 수집 장치가 구성된다. 샘플 수집 장치는 임의의 원하는 영역이나 장소로부터, 예를 들어 안쪽 뺨, 목구멍, 콧구멍, 귀, 소변, 혈액, 혈장, 침 또는 다른 신체 부위로부터 세포 및 다른 생물학적 물질들을 수집하도록 구성될 수 있다. 한 예시적인 샘플 수집 장치는 혈액 또는 소변의 소적을 작은 모세관 채널로 빨아들이는 유닛을 포함한다. 다른 구체예에서, 샘플 수집 장치는 환경으로부터, 예컨대 예를 들어 공기 또는 물, 또는 물리적 표면이나 다른 구조로부터 생물학적 물질, 미립자, 또는 다른 화학물질을 수집하도록 구성될 수 있다.
다양한 구체예의 샘플 수집 장치는 아래 설명된 다른 장치를 사용하여 견본에서 및/또는 견본 상의 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 검출하는 것이 가능하도록 견본의 적절한 장소로부터 충분히 많은 샘플을 수집하기 위한 크기 및 모양이다. 예를 들면, 감기 또는 독감-유사 증상을 야기하는 바이러스와 관련된 것과 같은 어떤 표적 분석물질의 경우, 샘플 수집 장치는 코-삽입 면봉일 수 있고, 이 면봉은 개체에 존재할 경우 감기 또는 독감-유사 증상을 야기하는 바이러스와 관련된 표적 분석물질의 검출이 가능하도록 개체의 콧구멍으로부터 샘플의 충분한 양을 수집하기 위한 크기 및 모양이다. 예를 들어, 패혈성 인두염과 관련된 것과 같은 다른 표적 분석물질의 경우, 샘플 수집 장치는 개체의 목구멍이나 입으로부터 충분한 세포를 긁어내기 위한 모양의 목구멍 면봉일 수 있다. 다른 예로서, HIV와 관련된 표적 분석물질을 수집하기에 적절한 샘플 수집 장치는 채혈침을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 소변을 수집하도록 구성된 샘플 수집 장치는, 예를 들어 테스토스테론 수준, 약물 수준, 비타민 수준, 및/또는 생식력을 추적하기 위한 시험을 포함하는 다양한 시험을 위한 표적 분석물질을 수집하기에 적절할 수 있다. 소변, 혈액, 혈장 또는 침과 같은 유체를 수집하기 위한 샘플 수집 장치는 배출된 샘플을 분석하기 위해 심지부에 흡수된 샘플을 배출시키도록 장치의 심지부를 압축하기 위한 특징부를 포함할 수 있다. 또 다른 양태에서, 샘플 수집 장치는 고체 표면으로부터, 예를 들어 의료 장치 상에서, 의료 장비 상에서, 또는 컷팅 보드나 평평한 표면과 같은 식품 제조 표면의 표면으로부터 샘플을 수집하기 위한 모양이다.
여기서 도 2a 및 2b를 참조하면, 샘플 수집 장치(200)가 예시된다. 샘플 수집 장치(200)는 분석될 샘플의 소량을 수집하도록 구성되고, 샘플 수집 후에 카트리지 장치(300) 내에 충분히 또는 부분적으로 삽입되도록 구성된다. 샘플 수집 장치(200)는 원위부(201), 근위부(202), 및 이들 사이의 샤프트(203)를 포함할 수 있다. 원위부(201)는 그 안에 튜브(205)를 가진 팁(204)을 포함할 수 있다. 샘플 수집 장치(200)는 또한 핸들(206), 근위 실링 구역(207), 원위 실링 구역(208), 및/또는 체결 구역(209)을 포함할 수 있다.
팁(204)을 포함하는 원위부(201)는 샘플에 노출되도록 구성되며, 이로써 기껏해야 샘플의 정해진 부피가 분석을 위해 튜브(205)에 배치된다. 샘플의 정해진 부피의 수집은 샘플의 실질적으로 기지의 양이 분석될 것이기 때문에 분석물질 분석의 정확도를 촉진할 것으로 예상된다. 팁(204)은 수집자가 샘플이 튜브(205)에 배치된 것을 검증할 수 있도록 투명할 수 있다. 팁(204)은 예시된 대로 라운드형 단부를 가질 수 있지만, 어떤 뭉툭한 또는 실질적으로 뭉툭한 팁 모양을 포함하는 다양한 모양이 사용될 수 있다. 팁(204)은 원하는 영역 또는 장소로부터, 예를 들어 안쪽 뺨, 목구멍, 입, 콧구멍, 귀, 소변, 혈액, 혈장, 침, 또는 다른 신체 부위로부터 샘플을 수집하도록 구성될 수 있다.
근위부(202)는 수집자의 손으로 잡을 수 있는 크기와 모양을 가진 핸들(206)을 포함할 수 있다. 핸들(206)은 예시된 대로 그립형 돌출부를 포함할 수 있다. 핸들(206)은 카트리지 장치(300)의 투입 터널 내에서 샘플 수집 장치(200)를 더 고정할 수 있다. 또한, 샘플 수집 장치(200)는 샘플 수집 장치(200)가 투입 터널에 삽입될 때 카트리지 장치(300)의 투입 터널을 밀봉하도록 구성된 근위 실링 구역(207)을 포함할 수 있다. 근위 실링 구역(207)은 투입 터널을 밀봉하기 위해 샤프트(203) 주변으로 연장되고 투입 터널 개구보다 큰 크기의 돌출부를 포함할 수 있다. 이와 같이, 돌출부는 카트리지 장치(300)의 투입 터널 내에서 샘플 수집 장치를 더 고정할 수 있다. 핸들(206)은 카트리지 장치(300)에 샘플 수집 장치(200)의 나머지 부분의 삽입 후에 샘플 수집 장치(200)의 나머지 부분으로부터 파괴가능하거나 제거가능할 수 있다.
샤프트(203)는 수집자의 손이 수집 부위로부터 떨어진 상태에서 손쉽고 위생적인 수집을 용이하게 하기 위해 신장된다. 예를 들면, 샤프트(203)는, 핸들(206)이 샘플에 노출되지 않은 채로, 유체, 세포 및 다른 생물학적 물질을 수집하기 위해 팁(204)이 안쪽 뺨, 목구멍, 입, 콧구멍, 귀, 소변, 혈액, 혈장, 침 등 내에서 샘플에 노출될 수 있도록 신장될 수 있다. 샤프트(203), 팁(204), 및 핸들(206)은 동일한 재료 또는 상이한 재료로 형성될 수 있다. 샤프트(203), 팁(204), 및 핸들(206)은 플라스틱으로 형성될 수 있다. 샘플 수집 장치(200)는 멸균 포장 내에 미리 포장될 수 있고, 바람직하게 1회용으로 구성된다.
샘플 수집 장치(200)는, 카트리지 장치(300)에 샘플 수집 장치(200)의 삽입 후에 샘플 수집 장치(200)와 카트리지 장치(300) 사이의 액밀 시일의 형성을 용이하게 하기 위한 원위 실링 구역(208)을 가질 수 있다. 예를 들면, 원위 실링 구역(208)은 팁(204)에 수집된 샘플 및 카트리지 장치(300) 내의 카트리지 장치(300)의 샘플 제제 저장소 내의 유체를 밀봉할 수 있는 크기 및 모양일 수 있다. 원위 실링 구역(208)은 팁(204)보다 큰 방사상 크기를 가질 수 있다. 예를 들면, 원위 실링 구역(208)은 팁(204)보다 샘플 수집 장치(200)의 길이방향 축으로 더 연장된 숄더부를 포함할 수 있고, 이로써 숄더부는 카트리지 장치(300)의 일부분, 예를 들어 셔틀에 인접해서 액밀 시일을 형성할 수 있다. 이 방식에서, 샘플은 카트리지 장치(300) 내에 밀봉되어 카트리지 외부로 샘플의 누출 및 노출을 감소시킬 수 있다. 게다가, 숄더부는 액밀 시일의 형성 전에, 도중에 또는 이후에 시일 피어서를 이동시켜 카트리지 장치(300) 내의 하나 이상의 저장소를 내보내기 위해 사용될 수 있다.
샘플 수집 장치(200)는 카트리지 장치(300)의 하나 이상의 구성요소와 체결되도록 구성된 체결 구역(209)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 체결 구역(209)은 카트리지 장치의 시일 피어서에 영구적으로 또는 일시적으로 결합되어 샘플 수집 장치(200)의 이동에 반응하여 카트리지 장치 내에서 시일 피어서를 이동시키도록 구성될 수 있다. 또한, 체결 구역(209)은, 샘플 수집 장치(200)가 카트리지의 투입 터널에서 정해진 거리에 삽입되었을 때 샘플 수집 장치(200)가 카트리지와 비가역적으로 움직이지 않게 합체되도록 샘플 수집 장치(200)와 카트리지 장치 사이의 고정된 체결을 용이하게 할 수 있다. 체결 구역(209)은 예시된 대로 샤프트(203) 주변의 홈일 수 있거나, 또는 규칙적인 샤프트 표면보다 길이방향 축으로부터 더 짧은 거리로 연장된 다수의 홈일 수 있고 및/또는 샘플 수집 장치(200)의 길이방향 축으로부터 더 긴 길이로 연장된 하나 이상의 돌출부일 수 있다.
다양한 구체예에서, 카트리지는 하우징으로 형성되며, 이것은 봉쇄된 공간을 한정하고 카트리지가 다음 중 하나 이상을 행하도록 하는 다양한 특징부를 가진다: 샘플 수집 장치로부터 표적 분석물질을 가진 샘플의 수용, 샘플 준비 시약과 함께 샘플의 저장, 표적 분석물질을 샘플 준비 시약과 혼합하고 결합시키기 위한 공간의 제공, 결합된 표적 분석물질을 검출을 위해 센서 위에 국소화하는 분석 구역의 제공, 결합된 표적 분석물질을 분석 구역으로 수송하기 위한 유체 매체의 제공, 결합된 표적 분석물질에 도입되었을 때 검출가능한 반응을 겪을 수 있는 기질의 저장 및 제공, 분석 구역에서 결합된 표적 분석물질로 기질을 수송하기 위한 유체 매체의 제공, 및 폐기물이 저장되는 폐기물 수집 구역의 제공.
다양한 구체예에서, 카트리지는, 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 검출하기 위해 필요한 반응이 카트리지 내에서 일어나는 실질적으로 닫힌 시스템이다. 이러한 구체예에서 카트리지는 "실질적으로 닫혀 있다"라고 하는데, 카트리지 시스템으로의 필요한 유일한 투입이 다음: 견본으로부터 샘플, 혼합 및 결합을 용이하게 하기 위한 에너지 및 분석 구역 내에서 결합된 표적 분석물질의 국소화를 용이하게 하기 위한 자기력 중 하나 이상이고, 카트리지로부터의 유일한 출력은 전기 신호이기 때문이다. 다양한 구체예에서, 카트리지는 하나 이상의 특이적 표적 분석물질을 검출하기 위해 선택된 포함된 샘플 준비 시약에 표적-분석물질-특이적이다. 상이한 카트리지 타입은 상이한 표적 분석물질을 식별하도록 의도된 상이한 시약을 포함한다. 예를 들면, 상이한 카트리지 타입은 염증, 인플루엔자, 테스토스테론, 생식력, HIV 및 비타민 D를 포함할 수 있고, 이들은 각각 상이한 표적 분석물질을 식별하도록 의도된 용도-특이적 시약을 포함한다.
도 3을 참조하면, 예시적인 카트리지가 예시된다. 카트리지 장치(300)는 전면(303)에서 구멍(302)으로부터 카트리지 하우징(304)으로 연장된 투입 터널(301)을 포함할 수 있다. 카트리지 하우징(304)은 예시된 대로 실질적으로 직사각형 프리즘 모양을 가질 수 있지만, 본 개시내용은 그것에 제한되지 않는다. 카트리지 하우징(304)은 전면(303), 상단면(305), 우측면(306), 좌측면(307)(도 4a에 도시), 바닥면(308)(도 4b에 도시), 및 배면(309)(도 4b에 도시)을 가진다. 카트리지 하우징(304)은 단일 구성요소 또는 다중 구성요소로 형성될 수 있다. 예를 들면, 카트리지 하우징(304)은 제2 커버 구성요소(311)에 가로방향으로 결합되도록 구성된 제1 커버 구성요소(310)를 포함할 수 있고, 이로써 카트리지 장치(300)의 내부 구성요소가 그 안에 수납된다.
도 4a 및 4b는 혼합 위치에서 카트리지 장치(300)의 투입 터널(301) 내에 삽입된 샘플 수집 장치(200)를 예시한다. 혼합 위치에서 샘플 수집 장치(200)의 근위 실링 구역(207)이 구멍(302)에서 투입 터널(301)을 밀봉하여 투입 터널(301)로부터 누출을 감소시키거나 제거할 수 있다. 투입 터널(301)은 카트리지 장치(300)의 하우징(304)과 일체 형성될 수 있거나, 또는 카트리지 하우징(304)에 탈착가능하게 결합될 수 있다. 도 4b에 도시된 대로, 카트리지 장치(300)는, 예를 들어 판독기의 전기 커넥터를 통해서 판독기와 전기적으로 결합하도록 구성된 전기 커넥터(312)를 포함할 수 있다. 따라서, 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 표시하는 신호가 카트리지 장치(300)로부터 전기 커넥터(312)를 통해서 판독기로 전송될 수 있다. 전기 커넥터(312)는 판독기의 개구 내에서 전기 커넥터와의 결합을 용이하게 하기 위해 바닥면(308)과 배면(309)에 위치될 수 있다.
카트리지 장치(300)의 바닥면(308)은 제1 램프부(313), 제2 램프부(314), 및 자기장 발생기 함몰부(315)를 포함할 수 있다. 제1 램프부(313)는 판독기의 개구 내에 카트리지 장치(300)를 삽입하는 동안 판독기의 하나 이상의 자기장 발생기를 점진적으로 누르도록 구성된다. 제1 램프부(313)는 전기 커넥터(312)가 위치된 카트리지 하우징(304)의 함몰부에서 시작해서 바닥면(308)으로 경사 하강할 수 있다. 카트리지 장치(300)가 제1 램프부(313)를 지나 삽입됨에 따라 자기장 발생기는 자기장 발생기 함몰부(315)로 경사 상승하는 제2 램프부(314)와 접촉할 때까지 함몰된 위치에 유지된다. 제2 램프부(314)는 판독기의 하나 이상의 자기장 발생기를 자기장 발생기 함몰부(315)로 점진적으로 인도하도록 구성된다. 자기장 발생기 함몰부(315)는 카트리지 장치(300)의 하나 이상의 작동 전극 밑에 배치되며, 이로써 판독기의 하나 이상의 자기장 발생기가 자기장 발생기 함몰부(315)로 상승 이동하고, 카트리지 장치(300)가 판독기에 충분히 삽입되었을 때 하나 이상의 작동 전극에 인접 배치된다. 제2 램프부(314)는 또한 카트리지 제거 동안 판독기의 하나 이상의 자기장 발생기를 점진적으로 누름으로써 판독기로부터 카트리지 장치(300)의 제거를 용이하게 한다.
도 5를 참조하면, 카트리지 장치(300)의 분해조립도가 도시된다. 카트리지 장치(300)는 샘플 제제 저장소(317), 세척 저장소(318) 및 기질 저장소(319)를 포함할 수 있는 내부 구성요소(316), 밀봉 재료(320), 슬라이더(322)와 피어서(323)를 포함할 수 있는 시일 피어서(321), 셔틀(324), 건조제(325), 투입 터널 구성요소(326), 초음파발생기 요소(327), 흡수 패드(328), 층(329), 분석 채널(330), 및 메모리(332)에 전기적으로 결합된 회로 기판(331)을 포함할 수 있다. 내부 구성요소는 하우징(304) 내에, 예를 들어 제1 및 제2 커버 구성요소(310 및 311) 사이에 배치될 수 있다. 대안으로서, 하나 이상의 내부 구성요소는 하나의 하우징 내에 배치될 수 있고, 다른 내부 구성요소는 다른 하우징(들) 내에 배치될 수 있다. 다수의 하우징의 경우, 이러한 별도의 하우징은 서로 결합하도록 구성될 수 있다.
내부 구성요소(316)는 하나 이상의 저장소, 예시적으로 샘플 제제 저장소(317), 세척 저장소(318) 및 기질 저장소(319)를 한정하도록 구성된다. 내부 구성요소(316)는 카트리지 장치(300)가 조립되었을 때 분석 채널(330)의 상부 경계를 생성하는 것과 같이 분석 채널(330)의 일부분을 더 한정할 수 있다. 내부 구성요소(316)는 흡수 패드(328)와 같은 다른 내부 구성요소를 수납할 수 있다. 더 나아가, 내부 구성요소(316)는 플라스틱과 같은 적합한 재료로 형성될 수 있고, 회로 기판(331) 위에 놓이기 위한 일반적으로 직사각형 모양의 크기의 베이스를 가질 수 있다.
샘플 제제 저장소(317)는 유체, 바람직하게 샘플 준비 시약을 가진 액체를 보유하도록 구성된다. 예를 들면, 유체는 아래 더 상세히 설명된 대로 자기 입자, 친화성 분자, 연결 분자, 신호발생제, 경쟁자 결합 분자, 경쟁자 분자, 표지 및/또는 신호발생제 중 하나 이상과 혼합된 물, 식염수 용액, 물/식염수 용액일 수 있다. 샘플 제제 저장소(317)는 투입 터널(301)이 샘플 제제 저장소(317)로 이어지도록 투입 터널(301)의 원단부에 인접하여 위치된다. 아래 더 설명된 대로, 샘플 제제 저장소(317)는 초음파발생기 요소(327)와 함께, 예를 들어 바닥면의 일부 또는 전부로서 부분적으로 형성될 수 있고, 이것은 유체와 유체 중의 추가의 입자의 혼합을 용이하게 한다. 게다가, 샘플 제제 저장소(317)는 혼합 전 상태 동안 셔틀(324)의 단부와 함께 부분적으로 형성될 수 있고, 하나 이상의 시약 볼과 샘플이 샘플 제제 저장소(317)에 배치되었을 때 혼합 상태 동안 셔틀(324)의 다른 일부분과 함께 형성될 수 있다. 이 방식에서, 샘플 제제 저장소(317)는 셔틀(324)에 의해 혼합 전 상태에서 그리고 셔틀(324)에 의해 혼합 상태에서 유체 밀봉되어 유지되고, 유체가 셔틀(324)을 지나 가까이에서 누출되지 않도록 혼합 전 상태로부터 혼합 상태로 이동하는 내내 계속해서 유체 밀봉되어 유지된다. 샘플 제제 저장소(317)는 투입 터널(301)에 샘플 수집 장치(200)의 삽입시에 샘플을 가진 원위부(201)가, 예를 들어 팁(204) 및/또는 튜브(205)에서 샘플 제제 저장소(317)로 들어가도록 위치된다. 샘플 수집 장치(200)가 샘플 제제 저장소(317)로 들어갈 때 샘플 제제 저장소(317)는 샘플에 존재한다면, 하나 이상의 표적 분석물질을 포함하는 샘플 입자로 더 채워지게 된다. 유체는, 예를 들어 초음파발생기 요소(327)를 통해서 하나 이상의 시약 볼 및 샘플과 부드럽게 혼합되며, 샘플 제제 저장소(317) 내에서 입자를 현탁하고 혼성화한다. 샘플 중의 표적 분석물질은, 적어도, 샘플 준비 시약에 존재하는 자기 입자 및/또는 친화성 분자에 혼성화 및/또는 결합하여 자기 입자-결합된 복합체 및/또는 친화성 분자-표적 복합체를 형성할 수 있다. 샘플 제제 저장소(317)는 샘플 내의 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 분석하기 위해, 예를 들어 출구를 통해서 샘플과 샘플 준비 시약이 혼합되어 있는 유체가 분석 채널(330)로 방출되는 것을 허용하도록 구성된다. 샘플 제제 저장소(317)의 출구는 열 가동 밸브로 밀봉될 수 있다. 밸브가 열리면 샘플 제제 저장소(317)로부터의 유체가 수송 매체로서 작용하여 자기 입자-결합된 복합체 및/또는 친화성 분자-표적 복합체와 다른 입자들이 샘플 제제 저장소(317)로부터 분석 채널(330)로 흐르도록 한다. 유익하게, 샘플 제제 저장소(317) 내에서 혼합 매체와 저장 매체로서 작용하는 유체는 또한 펌프의 필요 없이 샘플 제제 저장소(317)의 내용물을 분석 채널(330) 내의 분석 구역으로 수송하기 위한 유동 매체로서 작용한다.
세척 저장소(318)는 유체, 바람직하게 세척 용액으로서 구성된 액체를 보유하도록 구성된다. 세척 저장소(318)는, 예를 들어 출구를 통해서 분석 채널(330)로 세척 용액의 방출을 허용하도록 더 구성되며, 이로써 자기 입자 또는 미리 결합된 표면 친화성 분자에 결합되지 않은 샘플 제제 저장소(317)로부터 미리 방출된 혼합된 유체 중의 입자를 분석 채널에서 작동 전극 및/또는 포지티브 대조표준 작동 전극을 벗어나 이동시킨다. 세척 저장소(318)의 출구는 열 가동 밸브로 밀봉될 수 있다. 밸브가 열리면 세척 용액이 세척 저장소(318)로부터 분석 채널(330)로 흐르고, 이로써 분석 채널(330)로부터 모든 또는 실질적으로 모든 결합되지 않은 검출제 및/또는 결합되지 않은 경쟁 결합제를 제거한다. 한 양태에서, 샘플 제제 저장소(317)로부터의 대부분의 또는 모든 자유롭게 부유하는 결합되지 않은 분자가 분석 채널(330)로부터 세척되고, 이로써 분석 채널(330)의 분석 구역 내에서 유의성 있는 비-특이적 결합 및/또는 유의성 있는 자유롭게 부유하는 신호발생제, 예를 들어 HRP에 의해 발생된 비-특이적 신호가 생길 가능성을 감소시킨다.
기질 저장소(319)는 유체, 바람직하게 화학적 기질과 같은 기질을 포함하는 기질 용액을 보유하도록 구성된다. 기질 저장소(319)의 유체는 샘플 제제 저장소(317)로부터 신호발생제의 존재하에 반응을 겪는 기질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 기질 저장소(319)의 기질은 샘플 제제 저장소(317)로부터 산화 효소의 존재하에 산화 반응을 겪을 수 있다. 유체는 과산화수소와 같은 억셉터 분자, 및 테트라메틸벤지딘(TMB) 및/또는 o-페닐렌디아민 중염산염(OPD) 분자와 같은 효소 기질일 수 있는 기질을 포함하는 기질 용액일 수 있다. 예로서, 기질은 상업적으로 이용가능한 효소-결합 면역흡착 분석(ELISA) 기질일 수 있다. 바람직하게, 기질은 산화성 및/또는 환원성이다. 억셉터 분자는 기질과 신호발생제 사이의 반응 동안 신호발생제에 의해 기질로부터 이탈된 전자를 수용하도록 구성될 수 있다(이로써 기질을 산화시킴). 예를 들면, 억셉터 분자가 과산화수소일 때 기질, 예를 들어 TMB, OPD와 신호발생제, 예를 들어 HRP, SBP 사이의 산화효소 반응에 의해 억셉터 분자가 다른 분자(예를 들어, 물)로 전환되는 산화효소 반응 동안 전자가 기질로부터 이탈되어 억셉터 분자에 공여된다. 일부 구체예에서, 페리시아나이드가 기질로서 사용된다(그리고 샘플 제제 저장소(317)로부터, 메틸렌블루와 같은 산화 염료일 수 있는, 신호발생제와 반응된다). 기질 저장소(319)는, 예를 들어 출구를 통해서, 분석 채널(330)로 기질과 함께 유체의 방출을 허용하도록 더 구성된다. 기질 저장소(319)의 출구는 열 가동 밸브로 밀봉될 수 있다. 밸브가 열리면 기질 저장소(319)로부터의 유체가 수송 매체로 작용하여 화학적 기질이 기질 저장소(319)로부터 분석 채널(330)로 흐르게 한다.
당업자는 3개의 저장소가 묘사되지만 다양한 구체예에서 복수의 저장소는 2개의 저장소 또는 4개 이상의 저장소를 포함할 수 있고 대안의 공간적 구성형태를 채택할 수 있다는 것을 인정할 것이다. 예를 들면, 세척 저장소(318)와 기질 저장소(319)가 세척 용액으로 작용하며 화학적 기질을 가진 유체를 보유하도록 구성된 저장소로 조합될 수 있다. 게다가, 저장소는 바람직하게 상기 설명된 각각의 유체로 미리 채워지지만, 개시내용은 그것에 제한되지는 않으며, 하나 이상의 저장소는 미사용 상태에서는 비어 있을 수 있고 혼합 상태 동안 각각의 유체로 채워질 수 있다.
밀봉 재료(320)는 하나 이상의 저장소에 유체를 유체 밀봉하도록 구성된다. 예를 들어, 밀봉 재료(320)는 샘플 제제 저장소(317), 세척 저장소(318), 및 기질 저장소(319)에 각 유체를 유체 밀봉할 수 있다. 밀봉 재료(320)는 예시된 대로 모든 저장소를 커버하도록 구성된 단일 피스의 재료일 수 있거나, 또는 각각 카트리지 장치(300) 내에서 하나 이상의 저장소를 커버하도록 구성된 별개의 피스들일 수 있다. 밀봉 재료(320)는 호일과 같은, 유체를 유체 밀봉할 수 있는 임의의 재료일 수 있다. 바람직하게, 밀봉 재료(320)는 액체-불투과성 멤브레인이다.
시일 피어서(321)는 밀봉 재료(320)를 뚫어서 샘플 제제 저장소(317), 세척 저장소(318) 및/또는 기질 저장소(319)에서 유체를 내보내도록 구성된다. 시일 피어서(321)는, 예를 들어 투입 터널(301) 내의 샘플 수집 장치(200)의 숄더부 또는 체결 구역(209)에서 원위부(201)에 의해 접촉되고, 샘플 수집 장치(200)에 의해 인가된 힘에 반응하여 하우징(304) 내에서 이동하도록 구성될 수 있고, 이로써 샘플 제제 저장소(317), 세척 저장소(318) 및/또는 기질 저장소(319)에서 유체를 내보내도록 밀봉 재료(320)가 뚫리게 된다. 시일 피어서(321)는 하우징(304) 내에 배치되고, 투입 터널(301) 내에 부분적으로 배치될 수 있다. 한 구체예에서, 시일 피어서(321)는, 투입 터널(301)에 샘플 수집 장치(200)의 삽입에 반응하여 제1 방향으로, 예를 들어 가로방향으로 이동하고, 밀봉 재료(320)로 뚫고 들어가도록 제2 방향으로, 예를 들어 수직으로 이동하도록 구성된다.
시일 피어서(321)는 단일 피스일 수 있거나, 또는 다수의 피스를 포함할 수 있다. 예시적으로, 시일 피어서(321)는 슬라이더(322)와 피어서(323)를 포함한다. 슬라이더(322)는 하우징(304) 내에 배치되고, 투입 터널(301) 내에 부분적으로 배치될 수 있다. 예를 들면, 슬라이더(322)는 투입 터널(301) 내에 배치되도록 개조된 체결부를 가질 수 있다. 체결부는, 예를 들어 숄더부 또는 체결 구역(209)에서 샘플 수집 장치(200)에 일시적 또는 영구적으로 결합되도록 구성될 수 있고, 이로써 샘플 수집 장치(200)의 삽입에 반응하여 투입 터널(301)로 슬라이더(322)의 이동을 허용한다. 체결부는 체결 구역(209)의 홈 내에 합치하는, 예를 들어 예시된 U-모양, 또는 체결 구역(209)의 돌출부를 수용하는 크기일 수 있다. 슬라이더(322)는 투입 터널(301) 쪽으로 원위로 샘플 수집 장치를 미는 수집자로부터 생긴 샘플 수집 장치(200)에 의해 인가된 힘에 반응하여, 하우징(304) 내에서 이동하도록 구성될 수 있고, 이로써 밀봉 재료(320)가 피어서(323)에 의해 뚫려서 샘플 제제 저장소(317), 세척 저장소(318) 및/또는 기질 저장소(319)에서 유체를 내보낸다. 피어서(323)는 밀봉 재료(320)를 잘라서 개봉하기에 충분히 예리한 단부를 가진 하나 이상의 피어싱 요소일 수 있다. 아래 상세히 설명된 대로, 피어서(323)는 각각 샘플 제제 저장소(317), 세척 저장소(318) 또는 기질 저장소(319) 중 하나 위에서 하우징(304) 내에 배치된, 3개의 상이한 피어서를 포함할 수 있다. 슬라이더(322)가 샘플 수집 장치(200)의 삽입에 의해 야기된 대로 투입 터널(301) 내에서 이동함에 따라 슬라이더(322)는 피어서(323)와 접촉하고 밀봉 재료(320)를 뚫기 위한 방향으로 피어서(323)를 이동시킨다. 한 구체예에서, 슬라이더(322)는 피어서(323)가 제2 방향으로, 예를 들어 수직으로 이동하여 밀봉 재료(320)로 뚫고 들어가게 하는, 샘플 수집 장치(200)의 투입 터널(301)로의 삽입에 반응하여, 제1 방향으로, 예를 들어 샘플 수집 장치(200)의 이동에 대해 가로방향으로/실질적으로 평행하게 이동하도록 구성된다.
여기서 셔틀(324)은 하우징(304) 내에, 바람직하게 샘플 제제 저장소(317)와 구멍(302) 사이에 배치되도록 구성된다. 예를 들면, 셔틀(324)은 카트리지가 미사용 상태일 때 투입 터널(301) 내에 배치될 수 있으며, 이로써 셔틀(324)의 원단부가 샘플 제제 저장소(317)의 벽을 형성해서 그 안에 유체를 밀봉한다. 셔틀(324)은 투입 터널(301)에 삽입되었을 때 샘플 수집 장치(200)로부터 수집된 샘플을 수용하도록 구성된 하나 이상의 격실을 한정할 수 있다. 셔틀(324)은 또한 하나 이상의 시약 볼을 수납하도록 구성된 하나 이상의 추가 격실을 한정할 수 있다. 셔틀(324)은, 예를 들어 샘플 수집 장치(200)가 셔틀(324)에 접촉함으로써 야기된 역치 힘을 받았을 때, 샘플을 가진 하나 이상의 샘플 격실 및/또는 하나 이상의 시약 볼을 가진 하나 이상의 시약 볼 격실이 샘플 제제 저장소(317) 내의 유체에 배치되는 제2 위치로, 하우징(304) 내에서 이동하도록 구성될 수 있다. 셔틀(324)의 근단부는, 샘플 수집 장치(200)와 함께 샘플 제제 저장소(317)의 벽을 재형성하여 샘플 및/또는 하나 이상의 시약 볼이 샘플 제제 저장소(317)에 있을 때 그 안에 유체를 밀봉한다. 이 방식에서, 샘플 제제 저장소(317)는 미사용 상태에서 셔틀(324)에 의해, 그리고 혼합 상태에서 셔틀(324)에 의해 유체 밀봉된 채로 유지된다. 게다가, 시약을 수용하는 파괴가능한 멤브레인과는 달리, 셔틀(324)은 분석을 위해 샘플이 샘플 제제 저장소(317)로 이동될 때 온전한 상태를 유지할 수 있다.
건조제(325)가 셔틀(324)에 수납된 하나 이상의 시약 볼과 유체 연통하여 하우징(304) 내에 배치될 수 있다. 건조제(325)는 미사용 상태에서 하나 이상의 시약 볼이 수분에 노출되는 것을 감소시키기 위해 하우징(304)으로 들어오는 수분을 흡수하도록 구성된다. 건조제(325)는 패드일 수 있고, 적어도 부분적으로 투입 터널(301) 내에 배치될 수 있다. 건조제(325)는 샘플 수집 장치가 관통하여 삽입되도록 하는 크기의 루멘을 가질 수 있다.
투입 터널 구성요소(326)는 투입 터널(301)의 일부분을 구성하며, 셔틀(324)을 투입 터널(301) 내에 고정할 수 있는 크기 및 모양이다. 예를 들면, 투입 터널 구성요소(326)는 일반적으로 원통형 셔틀을 수납하기 위한 U-모양을 가질 수 있다.
초음파발생기 요소(327)는 하우징(304) 내에, 바람직하게 샘플 제제 저장소(317)에 인접하거나 일체식으로 배치됨으로써 그 안의 유체의 혼합물 허용한다. 초음파발생기 요소(327)는 샘플 제제 저장소에 에너지의 제어된 양을 전송하도록 구성되며, 압전 구성요소를 포함할 수 있다. 초음파발생기 요소(327)는 샘플 제제 저장소(317)의 하부벽 상에 배치되거나 그것을 형성할 수 있다. 초음파발생기 요소(327)는 센서 및 가열기를 포함하는, 회로 기판(331) 상의 구성요소와 같은 하우징(304) 내의 다른 전기 구성요소로부터, 예를 들어 중계기의 사용을 통해 전기적으로 절연될 수 있다. 소니케이션 에너지는 취약한 DNA 프로브 또는 항체 및 효소와 같은 다른 분자에 손상을 야기하는 것을 제한하면서 샘플 제제 저장소(317) 내의 성분들의 혼합 및 결합을 달성하도록 제어될 수 있다. 초음파발생기 요소(327)는 압력-감응성 압전 디스크를 포함할 수 있다. 초음파발생기 요소(327)는 또한 샘플 제제 저장소(317)와 압전 디스크 사이에 배치된 높은 물 함량 블리스터를 포함할 수 있다. 이러한 높은 물 함량 블리스터는 카트리지 생산 공정에서 샘플 제제 저장소(317) 아래 고정될 수 있다. 높은 물 함량 블리스터는 초음파발생기 요소(327)로부터 샘플 제제 저장소(317)로 약화를 최소화하면서 음파 에너지의 송달을 용이하게 할 수 있다. 블리스터는 다른 적절한 전도성 소니케이션 매체로 대체될 수 있고, 소니케이션 매체로서 작용하는 구성요소는 액체 잔류물이 존재하지 않는 외부에 있는 건조한 상태의 것일 수 있다.
흡수 패드(328)는 분석 채널(330)의 가장 하류 단부에서 하우징(304) 내에 배치된다. 흡수 패드(328)는 분석 채널(330)로부터 유체를 빨아들이고, 이로써 유체가 흡수 패드(328)로 하류로 흐르도록 자극한다. 흡수 패드(328)는 폐기물 용기로서 작용할 수 있으며, 분석 채널(330)을 통해서 흘러간 후의 모든 폐기물 유체와 폐기물 입자를 수집한다. 흡수 패드(328)의 크기 및 흡수도는 분석 채널(330) 내의 유체 및 입자의 흐름을 계량하도록 선택될 수 있다. 예를 들면, 흡수 패드(328)가 빨아들일 수 있는 유체의 부피는 샘플 제제 저장소(317) 및 세척 저장소(318)로부터 모든 유체를 배액하고 기질 저장소(319)로부터 화학적 기질을 지닌 유체를 뽑아내기에 충분히 커야 한다. 이러한 조건은 더 낮은 흡수성 한계로서 작용할 수 있다.
층(329)이 내부 구성요소(316)와 회로 기판(331) 사이에 배치되고 분석 채널(330)의 일부를 형성한다. 층(329)은 내부 구성요소(316)를 회로 기판(331)에 결합시키도록 구성된 접착층일 수 있다. 예를 들면, 층(329)은 유체의 모세관 흐름을 지지하기 위한 친수성일 수 있는 이중-측면 접착 테이프일 수 있다.
분석 채널(330)은 내부 구성요소(316)의 벽(들), 층(329)의 벽(들), 및/또는 회로 기판 구성요소(331)의 벽(들)에 의해 한정될 수 있다. 예를 들면, 분석 채널(330)의 상부벽은 내부 구성요소(315)에 의해 한정될 수 있고, 분석 채널(330)의 측벽은 층(329)에 의해 한정될수 있고, 분석 채널(330)의 하부벽은 회로 기판(331)에 의해 한정될 수 있다. 추가로, 각 저장소(317, 318, 319)는 저장소를 분석 채널(330)에 연결하는 출구를 포함한다. 이 방식에서, 각각의 저장소 내의 유체는 각각의 출구를 통해서 분석 채널(330)로 흐를 수 있다. 분석 채널(330)은 저장소로부터 흡수 패드(328)로 연장될 수 있다. 바람직하게, 회로 기판(331) 상의 하나 이상의 센서는 적어도 부분적으로 분석 채널(330) 내에 위치된다.
회로 기판(331)은 하우징(304) 내에 배치되며, 예를 들어 층(329)을 통해서 내부 구성요소(316)에 결합될 수 있다. 회로 기판(331)은 전기 구성요소, 예를 들어 레지스터, 전기 리드, 바이어스 및 표적 분석물질의 검출에 필요한 센서 중 하나 이상을 포함한다. 개별적으로 설명되었지만 회로 기판(331)의 전기 구성요소가 별개의 구조 요소들일 필요는 없다. 하나 이상의 전기 구성요소 및/또는 회로는 여기 설명된 다양한 구성요소들의 역할의 일부 또는 전부를 수행할 수 있다.
메모리(332)는 하우징(304) 내에 배치되고 회로 기판(331)에 전기적으로 결합된다. 메모리(332)는 EPROM, EEPROM, 플래시 메모리 등의 카트리지 장치(300)와 관련된 데이터를 저장하기에 적합한 임의의 타입의 메모리일수 있다. 메모리(332)는 카트리지 타입(예를 들어, 염증, 인플루엔자, 테스토스테론, 생식력, 비타민 D)에 대한 정보, 카트리지 식별 정보(예를 들어, 일련번호), 및/또는 캘리브레이션 정보와 같은 데이터를 저장할 수 있다. 카트리지 장치(300)가 판독기 장치(400)에 전기적으로 결합되었을 때 판독기 장치(400)는 메모리(332)로부터 전송된 데이터를 수신할 수 있으며, 이것은 이러한 데이터를 사용하여 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 결정하는 것을 용이하게 한다. 한 구체예에서, 선택된 카트리지 그룹(예를 들어, 공통 롯트에서 생산된 카트리지) 중 하나 이상의 카트리지 장치는 표적 분석물질의 기지의 양을 사용하여 시험될 수 있으며, 이로써 시험된 장치의 센서에 의해 감지된 하나 이상의 표적 분석물질과 관련된 전기적 특성을 결정할 수 있다. 시험 결과에 기초한 캘리브레이션 정보는 선택된 카트리지 그룹의 메모리(332)에 저장될 수 있고, 이로써 카트리지의 센서에 의해 발생된 전기 신호와 캘리브레이션 정보를 사용하여 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 정확하고 일정하게 결정한다. 또한, 메모리(332)는 포지티브 대조표준 작동 전극에 의해 발생된 전기 신호와 비교될 수 있는 변수(들), 예를 들어 전압, 전류의 정해진 범위(들)과 같은 시험 결과 신뢰성 정보를 저장할 수 있으며, 이로써 변수(들)이 아래 설명된 대로 정해진 범위(들) 내에 있는지를 결정할 수 있다.
도 6a, 6b 및 6c를 참조하면, 예시적인 회로 기판과 층이 예시되며, 도 6a는 회로 기판(331)을 묘사하고, 도 6b는 층(329)을 묘사하고, 도 6c는 회로 기판(331) 상에 배치되고 그것과 결합된 층(329(을 묘사한다.
도 6a에 도시된 대로, 회로 기판(331)은 가열 요소(333, 334, 335, 336, 및/또는 337), 및 기준 전극(339), 작동 전극(340), 상대 전극(341), 백그라운드 작동 전극(342) 및/또는 기준 전극(343)을 포함할 수 있는 센서(338)를 포함할 수 있다. 작동 전극(340)은 하나 이상의 줄무늬(344)로 차폐될 수 있고, 백그라운드 작동 전극(342)은 하나 이상의 줄무늬(345)로 차폐될 수 있다. 회로 기판(331)은 와이어를 통해서 회로 기판(331)과 초음파발생기 요소(327)를 전기적으로 결합시키기 위한 접점(346 및 347)을 더 포함할 수 있지만, 초음파발생기 요소(327)는 또한 아래 설명된 스프링 접점으로 회로 기판(331)에 전기적으로 결합될 수 있다.
가열 요소(333, 334, 335, 336 및 337)는, 예를 들어 판독기(400)의 메모리 내에 저장된 프로토콜에 특정된 시간에 판독기(400)로부터 전송된 전기 신호에 기초하여 하우징(304) 내에서 열을 생성하도록 구성된다. 가열 요소(333, 334, 335, 336 및 337)의 각각은 회로 기판(331)의 일부를 형성할 수 있다. 예를 들면, 가열 요소(333, 334, 335, 336 및 337)는 바이어 주변에서, 회로 기판(331)의 하부측에 위치된 구불구불한 흔적으로서 드러나는 저항 가열 요소일 수 있다. 다른 구체예에서, 가열 요소는 카트리지의 외부에, 예를 들어 판독기 상에 위치된다. 열을 생성하기 위해 저항 가열 요소가 사용되는 다양한 구체예에서, 전류는 저항 가열 요소를 통해서, 예를 들어 트랜지스터의 가동을 통해서 흐르도록 허용된다. 저항 가열 요소를 통과한 전류는 주울 가열을 통해 열을 생성한다. 열은 저항 가열 요소와 바이어의 물리적 접촉으로 인해 바이어로 전도된다. 가열 요소(333, 334, 335, 336 및 337)는, 예를 들어 솔더 마스크로 차폐될 수 있고, 이로써 센서(338)로부터 전기적 절연을 촉진하면서 열 수송을 유지하여 센서(338)에 의해 감지된 전기 신호의 간섭을 최소화할 수 있다.
가열 요소(333)는 샘플 제제 저장소(317)의 출구에 인접하여 위치될 수 있다. 출구는 출구의 전체 단면을 폐쇄하여 출구를 유체 밀봉하기 위해 그 안에 상-변화가능 재료를 가질 수 있다. 가열 요소(333)는 샘플 제제 저장소(317)의 출구 내에서 상-변화가능 재료를 가열하도록 구성되며, 이로써 상-변화가능 재료는 샘플 제제 저장소(317)의 출구를 개봉하여 샘플 제제 저장소(317)에 보유된 그 안에 혼합된 샘플을 가진 유체가 분석 채널(330)로 흐르는 것을 허용한다. 가열 요소(333)는 판독기(400)의 메모리에 저장된 프로토콜에 의해 특정된 시간에, 예를 들어 판독기(400)가 그것에 전기적으로 결합된 카트리지 장치(300)를 검출한 후와 판독기(400)가 카트리지 장치(300)에 샘플 수집 장치(200)의 적절한 삽입을 검출한 후에 상-변화가능 재료를 가열하도록 야기될 수 있다.
가열 요소(334)는 세척 저장소(318)의 출구에 인접하여 위치될 수 있다. 출구는 출구의 전체 단면을 폐쇄하여 출구를 유체 밀봉하기 위해 그 안에 상-변화가능 재료를 가질 수 있다. 가열 요소(334)는 세척 저장소(318)의 출구 내에서 상-변화가능 재료를 가열하도록 구성되며, 이로써 상-변화가능 재료는 세척 저장소(318)의 출구를 개봉하여 세척 저장소(318)에 보유된 세척 용액이 분석 채널(330)로 흐르는 것을 허용한다. 가열 요소(334)는 판독기(400)의 메모리에 저장된 프로토콜에 의해 특정된 시간에, 예를 들어 판독기(400)가 가열 요소(333)로 하여금 가열되도록 한 후 정해진 시간 및/또는 판독기(400)가 가열 요소(336)로 하여금 가열되도록 한 후 정해진 시간에 상-변화가능 재료를 가열하도록 야기될 수 있다.
가열 요소(335)는 기질 저장소(319)의 출구에 인접하여 위치될 수 있다. 출구는 출구의 전체 단면을 폐쇄하여 출구를 유체 밀봉하기 위해 그 안에 상-변화가능 재료를 가질 수 있다. 가열 요소(335)는 기질 저장소(319)의 출구 내에서 상-변화가능 재료를 가열하도록 구성되며, 이로써 상-변화가능 재료는 기질 저장소(319)의 출구를 개봉하여 기질 저장소(319)에 보유된 기질을 가진 유체가 분석 채널(330)로 흐르는 것을 허용한다. 가열 요소(335)는 판독기(400)의 메모리에 저장된 프로토콜에 의해 특정된 시간에, 예를 들어 판독기(400)가 가열 요소(334)로 하여금 가열되도록 한 후 정해진 시간에 상-변화가능 재료를 가열하도록 야기될 수 있다.
가열 요소(336)는 상-변화가능 재료를 포함할 수 있는 유체 아이솔레이터에 인접하여 위치될 수 있다. 가열 요소(336)는 샘플 제제 저장소(317)의 출구를 개봉한 후에 유체 아이솔레이터의 상-변화가능 재료를 가열하도록 구성될 수 있으며, 이로써 유체 아이솔레이터의 상-변화가능 재료는 분석 채널(330)로 흘러서 기질 저장소(319)로부터 샘플 제제 저장소(317)를 유체에 의해 분리한다. 가열 요소(336)는 판독기(400)의 메모리에 저장된 프로토콜에 의해 특정된 시간에, 예를 들어 판독기(400)가 가열 요소(333)로 하여금 가열되도록 한 후 정해진 시간에 상-변화가능 재료를 가열하도록 야기될 수 있다.
가열 요소(337)는 분석 채널(330) 내에서 기체, 예를 들어 공기 포켓에 인접하여 위치될 수 있다. 가열 요소(337)는 공기가 상-변화가능 재료를 확장시키고 그 위에 압력을 가하게 공기 포켓을 가열하도록 구성될 수 있으며, 이로써 분석 채널(330)에서 상-변화가능 재료의 이동이 용이하게 된다. 가열 요소(336)는 판독기(400)의 메모리에 저장된 프로토콜에의해 특정된 시간에, 예를 들어 판독기(400)가 가열 요소(333)로 하여금 가열되도록 한 후 정해진 시간에 상-변화가능 재료를 가열하도록 야기될 수 있다. 가열 요소(333, 334 및 335)의 하류 방향으로 가열 요소(337)의 배치는 분석 채널(330)에서 버블 형성을 감소시킬 것으로 예상된다.
회로 기판(331)의 전기 리드(도 8에 도시됨)는 판독기 장치와의 전기적 접속 및 연속성을 확립하기 위해 제공될 수 있다. 전기 리드는 가열 요소(333, 334, 335, 336, 337), 기준 전극(339), 작동 전극(340), 상대 전극(341), 백그라운드 작동 전극(342) 및 기준 전극(343)의 각각을 포함하는 센서(338), 접점(346, 347), 및 메모리(332)에 전기적으로 결합될 수 있다. 이 방식에서, 이러한 구성요소는 판독기 장치에 의해 활성화되었을 때 전기 전류를 수용할 수 있다. 유익하게, 전기 리드는 회로 기판(331)의 바닥면의 전기 커넥터 부분에서 노출되지만(도 4b에 도시됨), 커넥터와 구성요소를 전기적으로 결합시키는 전기 리드는 도 6a에 도시된 대로 회로 기판(331)의 상단면에는 흔적이 없을 수 있다. 전기 커넥터 부분과 이들 구성요소 사이에서 회로 기판(331)의 무흔적 구성형태는 회로 기판(331)의 매끄러운 상단면을 생성하여 층(329)과의 접합 간섭을 감소시키며, 이로써 확실한 밀착을 촉진한다. 접합 간섭은 유체가 분석 채널(330)로 들어갈 때 이러한 간섭에 의해 야기되는 층(329)의 기형으로 인해 누출을 야기할 수 있다.
가열 요소(333, 334, 335, 336, 337)는 전도체로 형성될 수 있고, 각각은 바이어를 포함할 수 있다. 바이어는 인쇄 회로 기판 상의 표준 제품이며, 전형적으로 회로 기판의 하나의 층에서의 신호 흔적이 다른 층으로 전기적으로 연속되는 것을 가능하게 하기 위해 사용된다. 바이어스는 다수의 층을 통한 전기적 연속성을 제공한다. 이러한 바이어스는 탁월한 열 전도체이고, 이들은 주변 영역에 영향 없이 열을 매우 정확한 장소에 전송할 수 있는데, 대부분의 회로 기판을 포함하는 주변 재료가 탁월한 열 절연체이기 때문이다. 따라서, 다양한 구체예에서, 가열 요소로서 복수의 바이어스가 회로 기판(331)에 제공되며, 각 바이어는 저장소 출구에 배치된 상-변화가능, 열-가동 밸브 밑에, 위에 또는 인접해서 배치됨으로써 밸브 가동 요소를 생성한다. 바이어스와 관련된 열 전송의 정확성은 서로 가가이 위치된 밸브들 사이에 최소한의 혼선을 허용하며, 따라서 밸브 가동의 타이밍이 각 밸브에 대해 주의 깊게 제어될 수 있다. 밸브는 왁스, 예를 들어 친수성 왁스와 같은 상-변화가능 재료로 형성될 수 있고, 바이어스는 판독기 장치에 의해 제어되는 대로, 정확한 시점에서 왁스를 용융시키기 위한 열의 전도체로서 작용한다. 상전이시, 예를 들어 저장소의 출구에 배치된 왁스 밸브의 용융시에 출구는 더 이상 폐쇄되지 않고, 저장소는 유체 내용물이 분석 채널로 배액될 수 있는 개구를 가진다. 바이어스의 홀은 충전 재료, 예를 들어 솔더로 채워질 수 있고, 바이어스는, 예를 들어 솔더 마스크로 차폐될 수 있으며, 이로써 센서(338)로부터의 전기적 절연을 촉진하면서 열 수송이 유지되어 센서(338)에 의해 감지된 전기 신호의 방해가 최소화된다.
정확한 타이밍에서 왁스의 충분한 용융을 보장하기 위해, 다양한 구체예에서 왁스 밸브는 저장소의 출구 내에 주의 깊게 구성된다. 예를 들면, 일부 구체예에서 왁스 밸브는 저장소의 출구를 폐쇄하는데 필요한 최소한의 높이를 갖는 것이 바람직하며, 최소한의 높이는 왁스를 용융시키기 위해 열이 이동해야 하는 거리를 최소화한다. 이러한 특징을 가진 왁스 장벽을 실현하기 위한 한 가지 예시적인 방법은 용융된 왁스를 예열된 바이어에 적용하는 것을 수반한다. 유익하게, 바이어가 예열되었을 때 왁스 밸브는 실온 바이어에 비해 고화에 시간이 더 오래 걸리고, 따라서 왁스는 경화 전에 평탄해지고 외부로 확장할 수 있는 더 많은 시간을 가진다. 왁스의 "팬케이크화"가 높이를 최소화하는데 바람직하며, 이것은 밸브의 적절한 용융 가동의 기회를 최대화할 것이다. 추가로, 바이어의 가열은 왁스와 바이어 사이에 더 큰 수준의 접촉 면적을 용이하게 하며, 이로써 왁스의 더 큰 비율이 열을 경험하게 되고, 이것 역시 적절한 밸브 가동의 기회를 최대화한다. 왁스의 부착 전에 바이어를 가열하는 방법은 다음의 방법으로 더 증진된다: 저장소의 개구가 바이어 위에 정렬됨으로써 용융된 왁스가 예열된 바이어에 적용되었을 때 저장소의 바닥에서 개구가 바이어에 공간적으로 근접하게 되고, 이로써 왁스가 경화할 때 왁스는 저장소의 다수의 내벽과 바이어 자체에 동시에 밀착하게 된다. 이것은 분석 채널 쪽으로 개구를 충분히 폐쇄함으로써 저장소로부터 유체의 의도치않은 흐름이 발생하지 않는 무손상 밸브의 제조 수율을 증진시키는데 유익하다.
센서(338)는 분석 채널(330)에서 유체에 노출되고 샘플 내의 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 표시하는 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 센서(338)는 센서(338) 위에서 화학 반응으로부터 생긴 전기 신호를 검출할 수 있다. 예를 들면, 샘플 제제 저장소(317)로부터 혼합된 유체가 분석 채널(330)에 도입될 수 있고, 혼합된 유체 중의 신호발생제가 센서(338) 위에 국소화될 수 있다(예를 들어, 신호발생제에 직접적으로 또는 간접적으로 결합된 자기장 보유 자기 입자(존재한다면)에 반응하여). 기질 저장소(319)로부터의 유체가 센서(338) 위에 국소화된 샘플 제제 저장소(317)로부터의 혼합된 유체로부터의 입자와 반응할 때 화학 반응이 일어날 수 있다. 예를 들면, 기질을 가진 기질 용액이 기질 저장소(319)로부터 도입될 수 있고, 센서(338)는 센서(338) 위에 국소화된 신호발생제(예를 들어, HRP, SBP)와 기질(예를 들어, TMB, OPD) 간 반응으로부터 생긴 전기 신호를 검출할 수 있다. 반응은 신호발생제에 의해 기질로부터 전자가 이탈되도록 할 수 있고(전자는 기질 용액으로부터의 억셉터 분자에 공여될 수 있다), 이로써 센서(338)에 의해 검출가능한 전기 신호가 발생한다. 이러한 검출된 전기 신호는 샘플 내의 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 표시하는 신호를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 신호는, 예를 들어 카트리지 장치(300)와 판독기 장치(400)의 각각의 전기 커넥터를 통해서 판독기 장치(400)에 전송될 수 있다.
센서(338)는 기준 전극(339), 작동 전극(340), 상대 전극(341), 백그라운드 작동 전극(342), 및/또는 기준 전극(343)을 포함할 수 있다. 센서(338)는 분석 채널(330)에 배치되고, 센서(338) 위의 분석 채널(330)의 영역이 "분석 구역"이라고 언급될 수 있다. 센서(338)는, 회로 기판(331)의 표면이 분석 채널(330)의 하나의 벽을 형성하는 상태로 조립된 카트리지(300) 내에 회로 기판(331)이 포함될 때 센서(338)가 적어도 부분적으로 분석 채널(330) 내에 배치되도록 전략적으로 위치된다. 하나의 센서가 예시되지만, 복수의 센서가 제공될 수 있으며, 각각은 나머지에 대해 이격되고, 바람직하게 전부 분석 채널(330) 내에 정렬된다. 게다가, 작동 전극(340)과 백그라운드 작동 전극(342)은 서로의 상류와 하류에 배치되거나 반대로 배치될 수 있고, 센서(338)는 작동 전극(340)과 백그라운드 작동 전극(342)을 지나서 추가의 작동 전극을 포함할 수 있다.
센서(338)는 분석 채널(330) 내에서 전기화학 전지를 형성하는 전기화학 센서일 수 있다. 기준 전극(339)은 그 자체와 작동 전극(340) 간에 차별적 전압을 생성하도록 구성될 수 있다. 상대 전극(341)은 기준 전극(339)과 작동 전극(340)에 의해 생성된 전기적 환경이 작동 전극(340) 전체에 포지티브 전하를 가져올 때 작동 전극(340) 상에 모인 전자(예를 들어, 신호발생제에 의해 이탈된 기질로부터)를 제공할 수 있다. 상기 설명된 대로, 입자(예를 들어, 샘플 제제 저장소(317)로부터 분석 채널(330)에 도입될 수 있는 자기 입자)에 간접적으로 결합된 산화 효소(예를 들어, 샘플 제제 저장소(317)로부터 분석 채널(330)에 도입될 수 있는 HRP, SBP와 같은 여기 설명된 신호발생제)가 센서(338)에 존재하고 적절한 화학적 기질(예를 들어, TMB, OPD)이 분석 채널(330)에 도입되면(예를 들어, 기질 저장소(319)로부터) 센서(338)에서 산화 반응이 일어날 수 있다. 이러한 구체예에서, 작동 전극(340)은 전자를 방출하여 존재하는 산화 효소의 양에 비례하는 양으로 산화 효소에 의해 기질로부터 이탈된 전자를 보충한다. 작동 전극(340)으로부터(예를 들어, 작동 전극(340) 위에서 신호발생제와 반응하는 기질로부터) 전자의 방출은 센서(338)에 접속된 회로 내에서 신호로서 검출될 수 있는 전류이다. 센서(338)는 이로써 분석 구역에 국소화된 산화 효소의 존재, 부재, 및/또는 양을 간접적으로 검출할 수 있다. 프로세서는, 예를 들어 아래 설명된 판독기 장치 내에서, 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 산화 효소의 존재, 부재, 및/또는 양과 상호관련시킬 수 있다. 이러한 프로세서의 기능은 아래 더 상세히 설명된다. 분석 구역 내에서 효소 또는 다른 신호발생제의 국소화를 용이하게 하기 위해 하나 이상의 자기장이 사용될 수 있다. 유익하게, 이러한 구체예에서는 국소화를 달성하기 위한 친화성 분자가 센서(338)에 미리 결합될 필요가 없으며, 이것은 그렇지 않으면 확산-기반 혼성화 반응역학의 한계로 인해 분석물질 정량 과정을 유의하게 지연시킬 수 있다. 자기장의 상세한 내용이 또한 아래 제공된다.
센서(338)는 ENIG 과정을 통해서 제조된 금 표면을 포함할 수 있다. 다른 구체예에서, ENIG 과정을 통해서 제조되지 않은 금 또는 금-도금 센서가 사용된다. 당업자는 인쇄 회로 기판 산업에서 전기적 활성 패드를 생성하는데 이용되는 금의 촉매적 및 자가촉매적 부착을 위한 많은 도금 과정이 있다는 것을 인정할 수 있다. 작동 전극(340)은 추가된 안정성을 위해 티올화 에틸렌글리콜 및/또는 디티올, 예컨대 헥사에틸렌글리콜 디티올과 같은 자체-조립 단일층으로 형성된 표면 화학을 가질 수 있다. 이러한 표면 화학의 헤드 기의 친수성 성질은 유동 및 단백질 저항성을 용이하게 한다. 추가로 또는 대안으로서, 전극의 하나 이상의 표면은 머캡토운데칸산, 머캡토헥산올 또는 다른 적합한 백필러로 뒤채움될 수 있다. 센서(338) 내의 전극의 하나 이상의 표면은 상승하지 않는 온도에서 에틸렌글리콜 디티올 및 백필러의 순차적 첨가 및 인큐베이션을 통해서 형성될 수 있다.
백그라운드 작동 전극(342)은 자기 입자 국소화 부위로부터 멀리 분석 채널(330) 내에 이격된 주변 전기화학 노이즈 센서일 수 있다. 백그라운드 작동 전극(342)은 분석 채널(330)에서 작동 전극(340)과 백그라운드 작동 전극(342)의 선택된 순서에 따라, 작동 전극(340)의 하류 또는 상류에서 백그라운드 노이즈를 정량하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 노이즈는, 예를 들어 비-특이적으로 결합된 효소의 존재로 인한 것일 수 있다. 시스템 노이즈를 처리 및/또는 제거함으로써 하나 이상의 표적 분석물질의 적절한 정량 또는 검출을 허용하기 위해, 검출 결과의 처리 동안 판독기(400)에서 프로세서가 검출 센서 신호(작동 전극(340)으로부터)로부터 백그라운드 작동 전극 신호(들)(백그라운드 작동 전극(342)으로부터)를 제거하기 위한 알고리즘을 적용한다. 백그라운드 작동 전극(342)으로부터의 신호는, 예를 들어 정해진 범위(들)를 벗어난 전기적 값(들)을 가진 백그라운드 작동 전극(342)으로부터의 신호에 의해 증명된 대로, 에러 검출 및 부적절하게 기능하는 카트리지의 진단에 사용될 수 있다.
기준 전극(343)은 그 자체와 백그라운드 작동 전극(342) 간에 차별적 전압을 생성하도록 구성될 수 있다. 상대 전극(341)은 기준 전극(343)과 백그라운드 작동 전극(342)에 의해 생성된 전기적 환경이 백그라운드 작동 전극(342) 전체에 포지티브 전하를 가져올 때 백그라운드 작동 전극(342) 상에 모인 전자를 제공할 수 있다.
일부 구체예에서, 검출은 산화/환원 반응이 진행되는 백그라운드 작동 전극(342)에서 발생된 바이어스 전위를 이용하는 표준 전기화학 회로를 사용하여 수행된다. 전위는 화학적 기질의 환원 전위에서 유지되며(용액 중 환원가능한 종들의 비-특이적 환원이 거의 없이 충분히 낮게), 이로써 산화된 분자로의 전자의 흐름이 작동 전극(340)에 전기적으로 접속된 판독기 장치(400)에서 연산 증폭기 기반 전류-전압(op amp) 회로 위상수학을 사용하여 정량될 수 있다.
공통 기질 분자 테트라메틸벤지딘이 HRP에 사용될 수 있다. 존재할 때 HRP는 TMB 분자를 산화시키고, 이들 분자는 차례로 작동 전극(340)에 의해 환원된다. 이 사건은 존재하는 HRP의 양에 비례하여 발생하며, 이것은 차례로 존재하는 표적 분석물질의 양에 비례하므로 전류-전압 op amp 측정 결과의 변화. 아날로그-디지털 컨버터를 사용하여 실제 신호가 처리를 위해 프로세서로 보내질 수 있다. 아래 더 상세히 설명된 대로, 다양한 구체예에서 프로세서 및 신호 처리 구성요소는 판독기 장치 내에 제공된다.
작동 전극(340)은 차폐될 수 있으며, 예를 들어 작동 전극(340) 위에서 샘플 제제 저장소(317)로부터 방출된 복수의 자기 입자의 균질한 분포 및 체류를 촉진하도록 구성된 복수의 줄무늬(344)로 솔더 차폐될 수 있다. 분석물질 검출의 정확도는 분석 기간 동안 자기 입자의 조기 세척에 의해, 예를 들어 세척 저장소(318)로부터 세척 용액의 방출에 의해 야기된 분석 채널 흐름 방향에서 입자에 대한 힘 및/또는 분석 동안 작동 전극(340) 밑에 배치된 판독기(400)의 자기장 발생기를 향하는 자력보다 더 큰 기질 저장소(319)로부터의 화학적 기질을 가진 유체에 의해 좋지 않게 영향을 받을 수 있다. 이러한 줄무늬(344)는 작동 전극(340)을 벗어나는 복수의 자기 입자의 이동에 대한 저항성을 촉진한다. 게다가, 백그라운드 작동 전극(342)은 차폐될 수 있으며, 예를 들어 복수의 줄무늬(345)로 솔더 차폐될 수 있지만, 이러한 줄무늬가 백그라운드 작동 전극(342)에 필수적인 것은 아니며 대안의 구체예의 단지 예시일 뿐이다.
대안의 구체예에서, 센서(338)는 분석 채널(330)에서 유체를 분석하고 샘플 내의 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 표시하는 신호를 발생시키도록 구성될 수 있으며, 여기서 신호는 가시적이다. 예를 들면, 카트리지 장치의 하우징은, 예를 들어 카메라, 형광과 함께 사용자가 볼 수 있는 창을 포함할 수 있고, 이 형광을 정량하여 샘플 내의 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 결정할 수 있다.
도 6c를 참조하면, 센서(338)가 분석 채널(330)에 적어도 부분적으로 배치되도록 회로 기판(331)의 상단면에 층(329)이 배치된다. 가열 요소(333, 334, 335, 336 및 337)는 부분적으로 또는 충분히 마스크(348, 349, 350, 351 및 352)로 각각 덮일 수 있다. 마스크(348, 349, 350, 351 및 352)는 솔더 마스크일 수 있다. 마스크(348)는 가열 요소(333)로부터 샘플 제제 저장소(317)의 출구 내의 상-변화가능 재료로의 열 전송을, 가열 요소(333)와 센서(338)의 전기적 절연을 촉진하면서 재료의 상변화를 야기하기에 충분한 에너지 수준으로 유지하도록 구성되며, 이로써 센서(338)에 의해 감지된 전기 신호의 가열 요소(333)에 의한 간섭이 최소화된다. 마스크(349)는 가열 요소(334)로부터 세척 저장소(318)의 출구 내의 상-변화가능 재료로의 열 전송을, 가열 요소(334)와 센서(338)의 전기적 절연을 촉진하면서 재료의 상변화를 야기하기에 충분한 에너지 수준으로 유지하도록 구성되며, 이로써 센서(338)에 의해 감지된 전기 신호의 가열 요소(334)에 의한 간섭이 최소화된다. 마스크(350)는 가열 요소(335)로부터 기질 저장소(319)의 출구 내의 상-변화가능 재료로의 열 전송을, 가열 요소(335)와 센서(338)의 전기적 절연을 촉진하면서 재료의 상변화를 야기하기에 충분한 에너지 수준으로 유지하도록 구성되며, 이로써 센서(338)에 의해 감지된 전기 신호의 가열 요소(335)에 의한 간섭이 최소화된다. 마스크(351)는 가열 요소(336)로부터 유체 아이솔레이터의 상-변화가능 재료로의 열 전송을, 가열 요소(336)와 센서(338)의 전기적 절연을 촉진하면서 재료의 상변화를 야기하기에 충분한 에너지 수준으로 유지하도록 구성되며, 이로써 센서(338)에 의해 감지된 전기 신호의 가열 요소(336)에 의한 간섭이 최소화된다. 마스크(352)는 가열 요소(337)로부터 가열 요소(337) 위 분석 채널(330)의 기체 포켓으로의 열 전송을, 가열 요소(337)와 센서(338)의 전기적 절연을 촉진하면서 상-변화가능 재료의 분석 채널(330)에서 하류 이동을 야기하기에 충분한 에너지 수준으로 유지하도록 구성되며, 이로써 센서(338)에 의해 감지된 전기 신호의 가열 요소(337)에 의한 간섭이 최소화된다.
여기서 도 7a, 7b 및 7c를 참조하면, 회로 기판(331') 및 층(329')은 가열 요소(333', 334', 335', 336' 및 337')가 회로 기판(331') 상에 상이한 구성형태로 위치되고 분석 채널(330')이 그에 따라 재형성된다는 것을 제외하고는 도 6a, 6b 및 6c의 회로 기판(331) 및 층(329)과 유사하게 구성된다. 게다가, 도 7c는 분석 채널(330')의 하류 단부에서 층(329')에 결합된 흡수 패드(328)를 묘사한다.
도 7d 및 7e를 참조하면, 여기 설명된 카트리지에서 사용될 수 있는 대안의 예시적인 센서가 제공된다. 센서(338")는 기준 전극(339"), 작동 전극(340"), 상대 전극(341"), 네거티브 대조표준 작동 전극(342")(여기서 백그라운드 작동 전극이라고도 한다), 및/또는 포지티브 대조표준 작동 전극(376)을 포함할 수 있다. 센서(338")는 센서(338)에 대해 상기 설명된 대로 센서(338")에서 화학 반응에 의해 발생된 전기 신호를 검출할 수 있다. 센서(338")는 상기 설명된 센서(338)와 동일한 방식으로 분석 채널에 배치된다. 하나의 센서가 예시되지만, 복수의 센서가 제공될 수 있으며, 각각은 서로에 대해 이격되고, 바람직하게 모두 분석 채널 내에 정렬된다. 바람직하게, 유체는 분석 채널의 저장소로부터 흘러나와 다음의 순서로 전극을 거쳐 이동한다: 포지티브 대조표준 작동 전극(376), 기준 전극(339"), 상대 전극(341"), 작동 전극(340"), 및 네거티브 대조표준 작동 전극(342").
센서(338")는 분석 채널 내에서 전기화학 전지를 형성하는 전기화학 센서일 수 있다. 포지티브 대조표준 작동 전극(376)은, 포지티브 대조표준 작동 전극(376) 위에서, 산화 효소 또는 다른 신호발생제의 국소화를 달성하기 위해 포지티브 대조표준 작동 전극(376)의 표면에 미리 결합된 친화성 분자를 가질 수 있다. 친화성 분자는 표면 결합된 항체일 수 있다. 포지티브 대조표준 작동 전극(376)은 친화성 분자에 간접적으로 결합된 산화 효소, 또는 다른 신호발생제와 예를 들어 기질 저장소로부터 분석 채널에 도입된 적절한 화학적 기질 간 반응에 의해 발생된 전류를 검출하도록 구성될 수 있다. 이러한 구체예에서, 포지티브 대조표준 작동 전극(376)은 전자를 방출함으로써 존재하는 산화 효소의 양에 비례하는 양으로 산화 효소에 의해 기질로부터 이탈된 전자를 보충한다. 포지티브 대조표준 작동 전극(376)으로부터 전자의 방출은 센서(338")에 접속된 회로 내에서 신호로서 검출될 수 있는 전류이다. 프로세서는, 예를 들어 아래 설명된 판독기 장치 내에서, 카트리지 및/또는 판독기 장치의 메모리에 저장될 수 있는 정해진 범위 내에서, 신호가 산화 효소, 또는 다른 신호발생제의 양을 나타내는지를 결정하도록 신호를 처리할 수 있다. 검출된 양이 범위 내이면 프로세서는 카트리지를 검증하고 신호를 계속 처리하여 샘플 내의 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 결정한다. 포지티브 대조표준 작동 전극(376)으로부터의 신호는, 예를 들어 정해진 범위(들)를 벗어난 전기적 값(들)을 가진 포지티브 대조표준 작동 전극(376)으로부터의 신호에 의해 증명된 대로, 에러 검출 및 부적절하게 기능하는 카트리지의 진단에 사용될 수 있다. 예를 들면, 판독기의 프로세서는 포지티브 대조표준 작동 전극(376)으로부터의 신호가 정해진 범위를 벗어나는 경우 에러 경보를 생성할 수 있고 및/또는 정해진 범위 내라면 작동 전극(340")으로부터의 계측이 허용가능하다고 고려할 수 있다.
기준 전극(339")은 그 자체와 작동 전극(340") 간에 차별적 전압을 생성하도록 구성될 수 있다. 상대 전극(341")은 기준 전극(339")과 작동 전극(340")에 의해 생성된 전기적 환경이 작동 전극(340") 전체에 포지티브 전하를 가져올 때 작동 전극(340") 상에 모인 전자를 제공할 수 있다. 기준 전극(339) 및/또는 상대 전극(341")은 추가된 안정성을 위해 티올화 에틸렌글리콜 및/또는 디티올, 예컨대 헥사에틸렌글리콜 디티올과 같은 자체-조립된 단일층으로 형성된 표면 화학을 가질 수 있다. 이러한 표면 화학의 헤드 기의 친수성 성질은 유동 및 단백질 저항성을 용이하게 한다. 추가로 또는 대안으로서, 기준 전극(339) 및/또는 상대 전극(341")의 표면은 머캡토운데칸산, 머캡토헥산올 또는 다른 적합한 백필러로 뒤채움될 수 있다.
센서(338")는 자기 입자가 카트리지에 존재하지 않을때 사용될 수 있다. 예를 들면, 작동 전극(340")은, 작동 전극(340") 위에서, 산화 효소 또는 다른 신호발생제의 국소화를 달성하기 위해 작동 전극(340")의 표면에 미리 결합된 친화성 분자를 가질 수 있다. 친화성 분자는 표면 결합된 항체일수 있다. 작동 전극(340")은 친화성 분자에 간접적으로 결합된 산화 효소, 또는 다른 신호발생제와 예를 들어 기질 저장소로부터 분석 채널에 도입된 적절한 화학적 기질 간 반응에 의해 발생된 전류를 검출하도록 구성될 수 있다. 이러한 구체예에서, 작동 전극(340")은 전자를 방출함으로써 존재하는 산화 효소의 양에 비례하는 양으로 산화 효소에 의해 기질로부터 이탈된 전자를 보충한다. 작동 전극(340")으로부터 전자의 방출은 센서(338")에 접속된 회로 내에서 신호로서 검출될 수 있는 전류이다. 이로써 센서(338)는 분석 구역 내에 국소화된 산화 효소의 존재, 부재, 및/또는 양을 간접적으로 검출할 수 있다. 다음에, 프로세서가, 예를 들어 아래 설명된 판독기 장치 내에서, 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 산화 효소의 존재, 부재, 및/또는 양과 상호관련시킬 수 있다. 이러한 프로세서의 기능은 아래 더 상세히 설명된다.
작동 전극(340")은 예시적으로 복수의 줄무늬를 포함하지 않고, 자기 입자의 사용 없이 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 검출하기 위해 센서(338")가 사용될 수 있다.
네거티브 대조표준 작동 전극(342")은 국소화 부위로부터 멀리 분석 채널 내에 이격된 주변 전기화학 노이즈 센서일 수 있다. 네거티브 대조표준 작동 전극(342")은 작동 전극(340")의 하류에서 백그라운드 노이즈를 정량하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 노이즈는, 예를 들어 비-특이적으로 결합된 효소의 존재로 인한 것일 수 있다. 시스템 노이즈를 처리 및/또는 제거함으로써 하나 이상의 표적 분석물질의 적절한 정량 또는 검출을 허용하기 위해, 검출 결과의 처리 동안 판독기(400)에서 프로세서가 검출 센서 신호(작동 전극(340")으로부터)로부터 네거티브 대조표준 작동 전극 신호(들)(네거티브 대조표준 작동 전극(342")으로부터)를 제거하기 위한 알고리즘을 적용한다. 네거티브 대조표준 작동 전극(342")으로부터의 신호는, 예를 들어 정해진 범위(들)를 벗어난 전기적 값(들)을 가진 네거티브 대조표준 작동 전극(342")으로부터의 신호에 의해 증명된 대로, 에러 검출 및 부적절하게 기능하는 카트리지의 진단에 사용될 수 있다. 예를 들면, 판독기의 프로세서는 네거티브 대조표준 작동 전극(342")으로부터의 신호가 역치를 넘는 경우 에러 경보를 생성할 수 있고 및/또는 역치 아래라면 작동 전극(340")으로부터의 계측이 허용가능하다고 고려할 수 있다.
네거티브 대조표준 작동 전극(342")은 추가된 안정성을 위해 티올화 에틸렌글리콜 및/또는 디티올, 예컨대 헥사에틸렌글리콜 디티올과 같은 자체-조립된 단일층으로 형성된 표면 화학을 가질 수 있다. 이러한 표면 화학의 헤드 기의 친수성 성질은 유동 및 단백질 저항성을 용이하게 한다. 추가로 또는 대안으로서, 네거티브 대조표준 작동 전극(342")의 표면은 머캡토운데칸산, 머캡토헥산올 또는 다른 적합한 백필러로 뒤채움될 수 있다.
도 7e를 참조하면, 자기 입자가 카트리지에 존재할 때 센서(338"')가 사용될 수 있다. 센서(338")와 마찬가지로, 센서(338"')는 상기 설명된 도 7d의 유사하게 대비된 구성요소와 유사하게 구축된 포지티브 대조표준 작동 전극(376'), 기준 전극(339"'), 상대 전극(341'"), 및 네거티브 대조표준 작동 전극(342"')을 포함한다. 작동 전극(340"')은 도 6a와 관련하여 상기 설명된 작동 전극(340)과 구조적으로 유사할 수 있다. 이 방식에서, 센서(338"')는 분석 구역 내에 효소 또는 다른 신호발생제의 국소화를 용이하게 하기 위해 하나 이상의 자기장을 사용하는 표적 분석물질 검출에 특히 아주 적합하다.
도 7f를 참조하면, 여기 설명된 카트리지에서 사용될 수 있는 대안의 예시적인 센서가 제공된다. 센서(338"")는 네거티브 대조표준 작동 전극(342"")이 포지티브 대조표준 작동 전극(376")과 기준 전극(339"") 사이에 위치될 수 있는 것을 제외하고는 센서(338"')와 동일한 방식으로 구축될 수 있다. 바람직하게, 유체는 분석 채널의 저장소로부터 흘러나와 다음의 순서로 전극을 거쳐 이동한다: 포지티브 대조표준 작동 전극(376"), 네거티브 대조표준 작동 전극(342""), 기준 전극(339""), 상대 전극(341""), 및 작동 전극(340"").
도 8a를 참조하면, 내부 구성요소(316)는 회로 기판(331)에, 예를 들어 이들 사이에 위치된 층(329)을 통해서 결합된다. 내부 구성요소(316)는 가열 요소(333)에 인접하여 위치된 밸브(354)가 있는 출구(353)를 가진 샘플 제제 저장소(317), 가열 요소(334)에 인접하여 위치된 밸브(356)가 있는 출구(355)를 가진 세척 저장소(318), 및 가열 요소(335)에 인접하여 위치된 밸브(358)가 있는 출구(357)를 가진 기질 저장소(319)를 포함할 수 있다. 저장소(317, 318 및 319)의 각각은 적어도 때로는 분석 채널(330)과 유체 연통하며, 이로써 각각의 밸브가 열렸을 때, 예를 들어 각각의 출구를 통해서 저장소를 빠져나가는 유체가 분석 채널(330)로 흘러들어간다. 게다가, 유체 아이솔레이터(359)가 가열 요소(336)에 인접해서 분석 채널(330)과 유체 연통하여 위치될 수 있다.
밸브(354, 356 및 358)는 카트리지(300)의 각각의 저장소(317, 318 및 319)의 바닥에서 각각의 출구(353, 355 및 357) 내에 위치될 수 있다. 출구(353, 355 및 357)는 각각 분석 채널(330) 위의 내부 구성요소(316)의 하부 벽 내의 홀로 형성될 수 있다. 밸브(354, 356 및 358)는 각각 열-감응성, 상-변화가능 재료, 예컨대 예를 들어 친수성 왁스로 형성될 수 있다. 가동 전에 왁스 또는 밸브의 다른 열-감응성 재료는 고체 또는 반-고체 상태이고, 유체가 각각의 저장소로부터 분석 채널(330)로 탈출할 수 없도록 출구의 전체 단면을 채울 수 있는 크기 및 모양이다. 밸브(354, 356 및 358)는 하나 이상의 가열 요소(이들 사이에 솔더 마스크가 있다) 또는 다른 국소화된 열-전도성 요소 위에 직접 정렬될 수 있다. 이러한 정렬은 열의 국소화된 적용이 어떤 이웃한 밸브의 상 변화를 야기하지 않고 밸브에서 상 변화를 유도하는 것을 허용한다. 다양한 구체예에서, 상 변화는 열-감응성 재료를 용융하거나 변형시켜서 그것이 더 이상 출구의 충분한 폐쇄를 야기하지 않고, 대신에 각각의 저장소의 유체가 분석 채널(330)로 흘러가도록 허용한다.
게다가, 유체 아이솔레이터(359)는 열-감응성, 상-변화가능 재료, 예컨대 예를 들어 친수성 왁스로 형성될 수 있다. 가동 전에 왁스 또는 다른 열-감응성 재료는 고체 또는 반-고체 상태이고, 각각의 저장소의 출구와 분석 채널(330) 내의 센서(338) 사이의 유로에서 벗어나 배치된다. 유체 아이솔레이터(359)는, 예를 들어 가열 요소(336)에 의해 유체 아이솔레이터가 가동될 때, 하나의 저장소, 예를 들어 샘플 제제 저장소(317)의 출구와 다른 저장소, 예를 들어 기질 저장소(319)의 출구 사이에서 분석 채널(330)상에서 유로를 차단할 수 있는 크기 및 모양일 수 있다. 유체 아이솔레이터(359)는 가열 요소(336)(이들 사이에 솔더 마스크가 있음) 또는 다른 국소화된 열-전도성 요소 위에 직접 정렬될 수 있다. 이러한 정렬은 열의 국소화된 적용이 어떤 이웃한 밸브의 상 변화를 야기하지 않고 유체 아이솔레이터(359)에서 상 변화를 유도하는 것을 허용한다. 다양한 구체예에서, 상 변화는 열-감응성 재료를 용융하거나 변형시켜서 그것이 분석 채널로 흘러들어가 분석 채널(330)로부터 샘플 제제 저장소(317)의 출구(353)를 차단하도록 한다. 이 방식에서, 기질 저장소(319)로부터의 유체는 분석 채널(330)로 방출되었을 때 샘플 제제 저장소(317)로 들어갈 수 없고 샘플 제제 저장소(317)로부터의 잔류 신호발생제와 상호작용할 수 없다.
바이어 또는 바이어 위의 솔더 마스크에 배치된 각각의 저장소의 개구를 폐쇄하거나 분석 채널을 분리하는 왁스 재료는 헥사데칸올 또는 옥토데칸올과 같은 친수성 재료일 수 있다. 이것은 유익하게 가동 후에 분석 채널의 임의의 영역 내에서 경화한 왁스 부분을 지나는 유체의 흐름을 막는 것이 아니라 촉진한다. 이들 재료는 또한 바람직하게 50 내지 100℃의 용융 온도를 가지며, 이것은 배터리-작동 장치에서 합리적인 전력-소비의 가동을 허용하고, 또 일반적인 취급과 보관 환경에서 및/또는 소니케이션 프로토콜 동안에는 비가동 상태로 유지된다. 밸브당 왁스의 양은 액체 상태에서 1 마이크로리터 아래일 수 있으며, 그 양은 5 마이크로리터 이하일 수 있고, 그 양은 2 나노리터를 초과할 수 있다. 밸브에서 왁스의 최소량을 사용하는 것이 열이 적용되었을 때 분석 채널의 폐쇄를 감소시키고 충분한 밸브 가동을 최대화하기 위한 한 방식이다. 또한, 밸브는 일정한 밸브 가동을 위해 바이어에서 일정한 열적 프로파일이 달성될 수 있도록 하는 피드백-제어 시스템을 가질 수 있다. 더욱이, 피드백-제어 시스템은 각 밸브가 적절히 가동되었는지를 시스템이 확인하는 것을 가능하게 하는 감지 요소와 통합될 수 있다.
여기서 도 8a에 도시된 대로, 회로 기판(331)은 전기 커넥터(312)에 노출된 리드(360)를 가질 수 있다. 한 구체예에서, 리드(360)는 회로 기판(331)의 바닥면에서만 노출되지만, 리드(360)는 회로 기판(331)의 상단면에서 노출될 수 있고, 바람직하게는 도시된 대로 흔적이 없다. 상기 설명된 대로, 전기 커넥터(312)는 판독기 장치(400)의 상응하는 전기 커넥터와의 전기적 접속을 허용하며, 이로써 카트리지 장치(300)는 카트리지 장치(300)의 센서에 의해 감지된 수집된 샘플 내의 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 표시하는 신호를 전송할 수 있다.
내부 구성요소(316)는 흡수제 패드(328)를 보유할 수 있는 크기와 모양을 가진 흡수제 패드 하우징(361)을 포함할 수 있다. 흡수제 패드 하우징(361)은 카트리지 장치(300)의 하우징(304) 내의 환경으로 흡수제 패드 하우징(361) 내의 흡수제 패드(328)의 노출을 허용하는 복수의 벤트 홀(362)을 포함할 수 있다.
카트리지 장치(300)의 투입 터널(301)은 시일 피어서(321)가 투입 터널(301) 내에 적어도 부분적으로 배치되는 것을 허용하도록 구성된 슬롯(363)을 포함할 수 있다. 슬롯(363)은 예시된 대로 투입 터널 구성요소(326)의 근단부에 있을 수 있다. 슬롯(363)은 슬라이더(321)의 체결부(324)가 투입 터널(301) 내에 배치되도록 하는 크기 및 모양일 수있다. 게다가, 슬롯(363)은 체결부(324)가 투입 터널(301) 내의 샘플 수집 장치와 접촉했을 때 슬라이더(322)가 분출 전 위치에서 분출 위치로 원위 쪽으로 미끄러지는 것을 허용하기에 충분한 길이를 가질 수 있다.
도 8b 및 8c를 참조하면, 회로 기판(331)과 밸브의 특정 구성요소의 근접도가 도시된다. 도 8b는 가열 요소(333)에 결합된, 레지스터(365), 예를 들어 알루미늄 레지스터에 결합된 전도체(364)를 묘사하고, 도 8c는 가열 요소(333)와 밸브(354) 사이에 배치된 마스크(348)를 더 도시한다. 당업자에게 분명한 대로, 가열 요소(333), 마스크(348) 및 밸브(354)의 상세한 내용이 예시되지만, 이러한 구성형태는 각각의 마스크 및 밸브, 유체 아이솔레이터 또는 에어 포켓을 가진 가열 요소(334, 335, 336 및 337)와 관련하여 이용될 수 있다. 판독기 장치(400)로부터의 전류는 전도체(364)로부터 레지스터(365)를 통해서 지나갈 수 있고, 주울 가열을 통해서 열을 생성한다. 열은 레지스터(365)와 가열 요소(333)의 물리적 접촉으로 인해 가열 요소(333)로 전도된다. 가열 요소(333)는 마스크(348)를 통해 열을 발생시켜 밸브(354)의 상-변화가능 재료의 상 변화를 일으키는 동시에 센서(338)로부터의 전기적 절연을 촉진하여 센서(338)에 의해 감지된 전기 신호의 가열 요소(333)에 의한 간섭을 최소화한다.
도 8d를 참조하면, 회로 기판(331')과 밸브의 대안의 구성요소의 근접도가 도시된다. 도 8d는 레지스터(365'), 예를 들어 알루미늄 레지스터에 결합된 전도체(364'), 예를 들어 솔더 패드를 묘사한다. 도 8b 및 8c에 도시된 구성형태와 달리, 전도체(364')는 가열 요소(333')(이것은 회로 기판(331')에 바이어를 포함한다)와 결합되지 않으며, 이로써 가열 요소(333')와 밸브(354') 사이에 배치된 마스크가 필요하지 않다. 당업자에게 분명한 대로, 가열 요소(333')와 밸브(354')의 상세한 내용이 예시되지만, 이러한 구성형태는 각각의 밸브, 유체 아이솔레이터 또는 에어 포켓을 가진 가열 요소(334, 335, 336 및 337)와 관련하여 이용될 수 있다. 판독기 장치(400)로부터의 전류는 전도체(364')로부터 레지스터(365')를 통해서 지나갈 수 있고, 주울 가열을 통해서 열을 생성한다. 가열 요소(333')의 바이어가 이들 사이에 배치되고, 레지스터(365')에 결합된 전도체(364')로부터 전기적으로 절연된다. 열은 레지스터(365')와 가열 요소(333')의 간접적 접촉을 통해 가열 요소(333')로 전도된다. 가열 요소(333')는 열을 발생시켜 밸브(354')의 상-변화가능 재료의 상 변화를 일으키는 동시에 센서로부터의 전기적 절연을 촉진하여 센서에 의해 감지된 전기 신호의 가열 요소(333')에 의한 간섭을 최소화한다.
도 9a 및 9b는 카트리지 장치의 투입 터널 내에 배치될 수 있는 다양한 셔틀을 예시한다. 도 9a를 참조하면, 셔틀(324)은 제1 단부(366), 시약 볼 격실(367), 슬롯(369)을 가진 격실 디바이더(368), 샘플 격실(370), 관통하는 개구(372)를 가진 제2 단부(371), 및/또는 빔(373, 374)을 포함할 수 있다.
셔틀(324)은 카트리지 하우징 내에, 바람직하게 샘플 제제 저장소와 혼합 전 상태에서 투입 터널의 개구를 한정하는 구멍 사이에서 투입 터널 내에 배치되도록 구성된다. 이러한 혼합 전 상태에서, 제1 단부(366)는 저장소 내에 유체를 밀봉하기 위한 샘플 제제 저장소의 벽을 형성할 수 있다. 제1 단부(366)는 클로로부틸로 부분적으로 이루어질 수 있는 액밀 시일을 증진시키기 위한 하나 이상의 실링 부재, 예를 들어 O-링을 포함할 수 있다. 제1 단부(366)와 격실 디바이더(368) 사이의 영역은 시약 볼 격실(367)이라고 언급될 수 있다. 시약 볼 격실(367)은 하나 이상의 시약 볼, 예를 들어 시약 볼(375)을 수납하도록 구성된다. 혼합 전 상태에서, 시약 볼 격실(367)은 바람직하게 샘플 제제 저장소 내의 유체로부터 밀봉된다. 격실 디바이더(368)는 셔틀(324)에서 격실을, 예를 들어 시약 볼 격실(367)과 샘플 격실(370)을 분할하기 위해 사용될 수 있다. 격실 디바이더(368)는 격실 디바이더(368)가 혼합 상태에서 샘플 제제 저장소의 유체 내에 배치되었을 때 격실 디바이더(368)를 통해서 유체가 흐르는 것을 허용하는 슬롯(369)을 포함할 수 있다. 슬롯(369)을 통해서 유체가 흐르는 것을 허용하는 것은 샘플, 시약 볼, 및 샘플 제제 저장소의 유체의 혼합을 증진시킬 수 있다. 게다가, 슬롯(369)은 혼합 전 상태에서 카트리지 하우징 내에 배치된 건조제(325)와 시약 볼(375) 간의 증진된 유체 연통을 허용한다. 격실은 서로 동일하거나 상이한 시약 볼을 함유할 수 있고, 표적 분석물질의 검출 및/또는 정량을 위해 사전선택될 수 있다는 것이 명백한 언급 없이도 이해되어야 한다.
혼합 전 상태에서, 제2 단부(371)는 제1 단부(366)와 투입 터널의 개구를 한정하는 구멍 사이에 배치될 수 있다. 제2 단부(371)는 수집된 샘플이 샘플 격실(370)으로 관통 삽입되는 것을 허용하도록 구성된 개구(372)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 개구(372)는 샘플 수집 장치의 팁보다 약간 더 큰 크기일 수 있고, 이로써 개구(372)가 팁으로부터 과잉 샘플을 닦아내면서 팁이 개구(372)를 통해서 이동할 수 있다. 이 방식에서, 기껏해야 샘플의 정해진 부피가 샘플 격실(370)에 삽입된다. 제2 단부(371)와 격실 디바이더(368) 사이의 영역은 샘플 격실(370)이라고 언급될 수 있다. 셔틀(324)은 제1 단부(366)를 제2 단부(371)에 결합시키고 격실 디바이더(368)에 결합될 수 있도록 구성된 하나 이상의 빔(373, 374)을 포함할 수 있다. 빔(373, 374)은 바람직하게 혼합 상태에서 유체 혼합의 간섭을 피하기 위해 투입 터널에 있을 때 카트리지 하우징의 상단면에 더 가까이 위치된다.
셔틀(324)은, 예를 들어 샘플 수집 장치에 의해 셔틀(324)에 발휘된 역치 힘을 넘는 힘의 적용에 반응하여 혼합 전 상태의 제1 위치로부터 혼합 상태의 제2 위치로 이동할 수 있다. 혼합 상태에서, 제1 단부(366), 시약 볼 격실(367) 및 샘플 격실(370)는 샘플 제제 저장소 내에 배치될 수 있다. 따라서, 샘플과 시약 볼(들)이 샘플 제제 저장소 중의 유체 내에 혼합될 수 있다. 셔틀(324)의 제2 단부(371)는 샘플 제제 저장소의 벽을 다시 형성할 수 있고, 이로써 샘플 및/또는 하나 이상의 시약 볼이 샘플 제제 저장소에 있을 때 그 안의 유체를 밀봉한다. 바람직하게, 샘플 수집 장치의 원위부는 유체가 혼합 상태에서 투입 터널로 샘플 제제 저장소를 탈출할 수 없도록 개구(372)를 유체 밀봉한다. 제2 단부(371)는 액밀 시일을 증진시키기 위해 하나 이상의 실링 부재, 예를 들어 O-링을 포함할 수 있다. 이 방식에서, 샘플 제제 저장소는 혼합 전 상태에서는 제1 단부(366)에 의해, 혼합 상태에서는 제2 단부(371)에 의해, 그리고 혼합 전 상태로부터 혼합 상태로 이동하는 동안에는 샘플 수집 장치에 의해 유체 밀봉된 채로 유지된다. 게다가, 시약을 수용하는 파괴가능한 멤브레인과는 달리, 셔틀(324)은 샘플이 분석을 위해 샘플 제제 저장소(317)로 이동될 때 온전한 상태로 유지될 수 있다.
시약 볼(375)은 자기 입자, 친화성 분자, 연결 분자, 신호발생제, 경쟁자 결합 분자, 경쟁자 분자, 표지, 신호발생제, 프라이머, 핵산 프로브, 및/또는 중합효소, 및 여기 더 상세히 설명된 다른 효소 또는 성분들 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 성분, 캡슐화 재료 및 치수는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 한 양태에서, 시약 볼(375)은 액체에서 상변화를 유도하는 온도로 동결함으로써 형성된다(즉, 일정 부피의 액체(예컨대 5 마이크로리터 내지 30 마이크로리터)의 온도를 저하시킴으로써). 온도는 액체의 성분에 따라 변할 수 있다. 추가의 양태에서, 액체는 추가로 시약 볼(375)이 되는 동결 및 건조의 과정을 거침에 따라 액체 부피 내의 온도에 민감할 수 있는 시약, 예를 들어 핵산 및/또는 단백질 성분의 기능 보호를 위해 당업자에게 알려진 동결건조보호제와 같은 동결건조의 부형제를 포함한다. 수크로오스 및 트레할로오스 같은 이당류와 같은 안정제 또는 다양한 분자량의 폴리에틸렌글리콜과 같은 동결건조보호제 또는 본 분야에 알려진 만니톨, 글리신, 포비돈 등과 같은 케이크화제가 여기 주지된 시약에 더하여 시약 볼(375)의 최종 구성성분의 일부를 차지할 수 있다. 시약 볼(375)을 형성하기 위해 동결 건조될 액체의 부피 내에 부형제의 퍼센트(w/v)는 약 0.1% 내지 약 30%에서 광범하게 변할 수 있고 다양한 방식으로 조합될 수 있으며, 주로 동결건조보호제로서 이당류와 구조를 추가하기 위한 케이크화제 또는 벌크화제의 조합이 사용된다. 시약 볼(375)은 많은 크기를 가질 수 있는데, 이러한 것의 비제한적 예들은 약 1mm 내지 약 7mm, 또는 대안으로서 약 2mm 내지 약 5mm, 또는 대안으로서 약 3mm, 또는 대안으로서 약 7mm 미만, 또는 대안으로서 약 5mm 미만, 또는 대안으로서 약 4mm의 직경을 갖는 것을 포함한다. 시약 볼(375)은 구체로서 예시되지만, 본 개시내용은 그것에 제한되지 않고, 많은 모양이 사용될 수 있으며, 동일하거나 상이한 시약을 각각 함유하는 다수의 시약 볼이 또한 사용될 수 있다. 본 분야에서 자명한 대로, 성분들과 부형제를 함유하는 형성된 이러한 액체는 액체 질소 중에서 플래시 동결을 통해 또는 동결건조기 내에서 선반 동결을 통해 동결될 수 있다. 동결 후, 상기 동결된 부피는 아마도 케이크화제의 결정화를 위한 아닐링 처리, 1차 건조 및 2차 건조를 거치게 되며, 여기서는 물이 충분히 적은 퍼센트가 최종 동결 건조 생성물, 즉 시약 볼(375)에서 유지될 때까지 제거된다(예를 들어, <8%, 바람직하게 <5% 및 바람직하게 대략 1%).
도 9b를 참조하면, 셔틀(324')은 격실 디바이더(368')가 슬롯이 없는 고체이고 빔(377, 378 및 379)이 셔틀 상에 상이한 배향으로 위치되는 것을 제외하고는 도 9a의 셔틀(324)과 유사하게 구성된다.
당업자에게 쉽게 분명한 대로, 도 9a 및 9b는 하나의 샘플 격실 및 하나의 시약 볼 격실을 가진 셔틀을 예시하지만, 개시내용은 그것에 제한되지 않으며, 셔틀은 투입 터널(301)에 삽입되었을 때 샘플 수집 장치로부터 수집된 샘플을 수용하도록 구성된 하나 이상의 격실 및 하나 이상의 시약 볼을 수납하도록 구성된 하나 이상의 추가의 격실을 한정할 수 있다.
도 10a 내지 10p를 참조하면, 샘플 수집 장치에 의해 수집된 샘플의 카트리지 장치로의 삽입이 설명된다. 카트리지 장치(300)를 투입 터널(301) 내에 삽입하기 전에, 예를 들어 안쪽 뺨, 목구멍, 입, 콧구멍, 귀, 소변, 혈액, 혈장, 침 등 내의 샘플에 샘플 수집 장치(200)가 노출된다. 샘플 수집 장치(200)의 팁(204)은 카트리지 장치(300)와 판독기 장치(400)를 사용하여 샘플 내의 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양의 분석을 허용하기 위해 샘플의 일부를 보유하도록 설계된다. 카트리지 장치(300)는 샘플 수집 장치(200)가 카트리지 장치(300)에 삽입되기 전이나 후에 판독기 장치(400)에 전기적으로 결합될 수 있다.
도 10a를 참조하면, 샘플 수집 장치(200)의 원단부가 먼저 투입 터널(301)의 개구를 한정하는 구멍에 삽입된다. 셔틀(324)은 혼합 전 위치에서 투입 터널(301) 내에 배치되고, 여기서 셔틀(324)의 제1 단부(366)가 샘플 제제 저장소(317)의 벽을 형성하여 샘플 제제 저장소(317) 내의 유체를 유체 밀봉한다. 이 혼합 전 위치에서, 셔틀(324)에 의해 수납된 시약 볼(375)은 투입 터널(301) 내에 있고, 샘플 제제 저장소(317) 내의 유체에 노출되지 않는다. 샘플 수집 장치(200)의 원단부가 투입 터널(301)로 원위쪽으로 이동함에 따라 샘플 수집 장치(200)는 슬라이더(322)의 체결부(380)와 접촉할 수 있다. 예를 들면, 원위 실링 구역(208)이 예시된 대로 체결부(380)와 접촉할 수 있다. 원위 실링 구역(208)은 더 원위쪽으로 샘플 수집 장치(200)가 이동됨에 따라 원위 실링 구역(208)을 지나는 체결부(380)의 이동을 용이하게 할 수 있는 각도를 가질 수 있거나, 또는 원위 실링 구역(208)은 슬라이더(322)의 이동을 야기할 수 있는 크기를 가진 숄더부일 수 있다.
도 10b에 도시된 대로, 팁(204)(그 위에 및/또는 튜브(205) 내에 샘플을 가진)은 제2 단부(371)의 개구(372)를 통해서 셔틀(324)의 샘플 격실(370)으로 들어간다. 바람직하게, 팁(204)이 샘플 격실(370)으로 들어감에 따라 셔틀(324)은 투입 터널(301) 내에서 실질적으로 제자리에 유지되고, 셔틀(324)의 제1 단부(366)는 계속해서 샘플 제제 저장소(317)의 벽을 형성하여 샘플 제제 저장소(317) 내의 유체를 밀봉한다. 게다가, 셔틀(324)의 제1 단부(366)는 원위 실링부(208)가 제2 단부(371)와 접촉하여 개구(372)를 유체 밀봉할 때까지 샘플 제제 저장소(317)(그리고 셔틀(324)은 혼합 전 위치에 실질적으로 유지될 수 있다) 내에 유체를 밀봉하기 위해 샘플 제제 저장소(317)의 벽을 계속해서 형성할 수 있다. 샘플 수집 장치(200)(원위 실링부(208)에서)에 의한 셔틀(324)(예를 들어, 제2 단부(371)에서)에 역치 힘보다 큰 힘의 적용은 셔틀(324)을 혼합 전 위치로부터 혼합 위치로 이동시킬 수 있고, 여기서 샘플 수집 장치(200)의 샘플과 시약 볼(375)이 샘플 제제 저장소(317)의 유체 내에 혼합된다.
게다가, 샘플 수집 장치(200)(예를 들어, 팁(204))가 셔틀(324)(예를 들어, 개구(372)를 통해서)에 삽입됨에 따라 셔틀(324)은 샘플 수집 장치(200)로부터 과잉 샘플을 닦아낼 수 있고, 이로써 닦아낸 샘플이 셔틀(324)로 들어가는 것을 방지한다. 예를 들면, 팁(204)이 개구(372)를 통해서 삽입될 때 개구(372)를 한정하는 제2 단부(371)의 벽이 팁(204)으로부터 과잉 샘플을 닦아낼 수 있다. 팁(204)의 외부면에 있는 모든 또는 실질적으로 모든 샘플이 튜브(205) 내에 배치된 샘플만을 남기면서 닦여질 수 있다. 튜브(205)는, 기껏해야, 정해진 부피의 샘플, 예를 들어 약 2μL를 보유할 수 있다. 샘플 수집 장치(200)로부터 과잉 샘플을 닦아내는 것은, 기껏해야, 샘플의 정해진 부피가 혼합 위치에서 샘플 제제 저장소(317)에 삽입되기 때문에 분석의 정밀성, 정확도 및/또는 일관성을 증진시킬 수 있다.
도 10c 내지 10k를 참조하면, 카트리지 장치 내에서 샘플 수집 장치와 시일 피어서의 상호작용을 통해서 카트리지 장치에서 하나 이상의 저장소 위에 배치된 밀봉 재료를 뚫기 위한 예시적인 과정이 설명된다. 상기 설명된 대로, 시일 피어서(321)는 슬라이더(322)와 피어서(323)를 포함할 수 있다.
도 10c는 저장소 위에서 피어싱 요소의 가능한 배향을 예시하는 카트리지 장치(300)의 일부분의 상부도이다. 피어서(323)는 샘플 제제 저장소(317) 위에 배치된 피어싱 단부를 가진 제1 피어싱 요소(381), 세척 저장소(318) 위에 배치된 피어싱 단부를 가진 제2 피어싱 요소(382), 및/또는 기질 저장소(319) 위에 배치된 피어싱 단부를 가진 제3 피어싱 요소(383)를 가질 수 있다. 혼합 전 상태에서, 피어싱 요소(381, 382 및 383)는 이들 각자의 저장소 위에 배치되고, 각각의 저장소 내의 유체를 밀봉하는 밀봉 재료를 뚫지 않는다. 피어싱 요소(381, 382 및 383)는 카트리지 장치의 하우징에 결합될 수 있다(예를 들어, 피어징 단부의 반대 단부에서).
도 10d는 명확성을 위해 슬라이더(322)를 도시하기 위해 카트리지 하우징의 절반이 제거된 카트리지 장치(300)의 투입 터널 내의 샘플 수집 장치(200)의 투시도이다.
슬라이더(322)는 제1 피어서(381)와 체결되어 그것을 피어싱 위치로 이동시키도록 구성된 제1 트랙(384) 및 제2 피어서(382)와 체결되어 그것을 피어싱 위치로 이동시키도록 구성된 제2 트랙(385), 및/또는 제3 피어서(383)와 체결되어 그것을 피어싱 위치로 이동시키도록 구성된 제3 트랙(386)을 포함할 수 있다. 샘플 수집 장치(200)가 투입 터널(301)을 통해서 원위쪽으로 이동됨에 따라, 바람직하게 슬라이더(322)는 카트리지 하우징 내에서 이동하지 않고, 샘플 수집 장치(200)가 슬라이더(322)와 확실히 체결될 때까지 분출 전 위치에 유지된다. 슬라이더(322)는 슬라이더(322)의 체결부(380)를 샘플 수집 장치(200)의 체결 구역(209)과 일시적으로 또는 영구적으로 결합시킴으로써 샘플 수집 장치(200)와 확실히 체결될 수 있다. 체결부(380)는 투입 터널(301)에 배치된다(예를 들어, 적어도 때로 도 8a의 슬롯(363)의 아래에 매달림). 체결부(380)는 체결 구역(209)의 홈, 예를 들어 돌출부 및/또는 U-자 모양 내에 합치하거나, 또는 체결 구역(209)의 돌출부를 수용할 수 있는 크기일 수 있다.
도 10e는 피어싱 전 위치에서의 시일 피어서 및 혼합 전 위치에서의 셔틀을 묘사한 단면 측면도이다. 도시된 대로, 샘플 수집 장치(200)는 투입 터널(301)에서 원위쪽으로 이동되었고, 이로써 슬라이더의 체결부(380)가 샘플 수집 장치(200)의 체결 구역(209)과 맞물렸으며, 샘플 수집 장치(200)의 원위 실링 구역(208)이 셔틀(324)의 제2 단부(371)의 개구를 유체 밀봉했다. 바람직하게, 제1 단부(366)는 적어도 샘플 수집 장치(200)가 셔틀(324)의 제2 단부(371)를 유체 밀봉할 때까지 샘플 제제 저장소(317)내의 유체를 계속 유체 밀봉한다. 이와 같이, 셔틀(324)에 의해 수납된 하나 이상의 시약 볼과 셔틀(324) 내에 수집된 샘플은 샘플 제제 저장소(317)의 유체와 유체 접촉 없이 유지된다. 슬라이더(322)와 셔틀(324)은 카트리지 하우징 내에 위치될 수 있고, 이로써 슬라이더(322)의 체결부(380)가 샘플 수집 장치(200)의 체결 구역(209)과 체결되고, 동시에 또는 대체로 동시에 샘플 수집 장치의 원위 실링 구역(208)이 셔틀(324)의 제2 단부(371)와 접촉하여 그것을 유체 밀봉한다. 이러한 구체예에서, 슬라이더(322) 및/또는 셔틀(324)은 아직 이 시점에서는 카트리지 장치(300) 내에서 이동하지 않고 있을 수 있다.
도 10f 및 10g는 도 10e에 도시된 방지 위치에 슬라이더와 피어서의 배치를 더 예시한다. 도 10f에 도시된 대로, 슬라이더(322)의 체결부(380)가 분출 전 위치에서 샘플 수집 장치(200)의 체결 구역(209)과 체결되었을 때, 피어싱 요소(381, 382 및 383)는 아직 슬라이더(322)에 의해 그들의 각각의 저장소를 향해서 아래쪽으로 편향되지 않았다. 이러한 분출 전 위치에서, 트랙(384, 385 및 386)은 아직 각각의 피어싱 요소(381, 382 및 383)와 접촉하지 않을 수 있다. 도 10g에 도시된 대로, 분출 전 위치에서 피어싱 요소(381)는 위에 배치되지만, 아직 샘플 제제 저장소(317) 내의 유체를 밀봉한 밀봉 재료(320)를 뚫지는 않았다. 도 10g에서, 슬라이더(322)의 트랙(384)은 아직 피어서(323)의 피어징 요소(381)와 접촉하지 않았다.
도 10h를 참조하면, 샘플 수집 장치(200)가 혼합 전 및 분출 전 위치로부터 혼합 및 분출 위치를 향해서 투입 터널(301) 내에서 원위 쪽으로 더 이동된다. 수집자가 샘플 수집 장치(200)를 원위 쪽으로 밀 때 셔틀(324)은 샘플 제제 저장소(317) 내에서 부분적으로 이동된다. 셔틀(324)은, 예를 들어 셔틀(324)(예를 들어, 제2 단부(371)에서)에 샘플 수집 장치(200)(예를 들어, 원위 실링 구역(208)에서)에 의한 역치 힘보다 큰 힘의 적용에 의해 카트리지 내에서 이동하도록 야기될 수 있다. 셔틀(324)이 원위 쪽으로 이동함에 따라, 제1 단부(366)를 개봉할 수 있고, 이로써 셔틀(324) 내의 하나 이상의 시약 볼과 셔틀(324) 내에 수집된 샘플이 샘플 제제 저장소(317) 내의 유체에 노출된다. 유익하게, 셔틀(324)의 제1 단부(366)를 개봉하기 전에, 셔틀(324)의 제2 단부(371)가 샘플 수집 장치(200)에 의해 유체 밀봉되고, 이로써 샘플 제제 저장소(317)로부터의 유체는 제2 단부(371)를 지나 투입 터널(301)로 누출되지 않는다. 게다가, 샘플 수집 저장소(200)의 원위 이동은 혼합 전 위치로부터 혼합 위치로의 이전을 야기하기 때문에, 셔틀의 제2 단부(371)는 투입 터널(301)로부터 샘플 제제 저장소(317)의 유체를 계속 유체 밀봉한다.
수집자가 샘플 수집 장치(200)를 원위 쪽으로 밀 때 시일 피어서(321)가 또한 분출 전 위치로부터 분출 위치를 향해서 이동될 수 있다. 시일 피어서(321)는, 예를 들어 시일 피어서(321)(예를 들어, 슬라이더(322)의 체결부(380)에서)에 샘플 수집 장치(200)(예를 들어, 체결 구역(209)에서)에 의한 역치 힘보다 큰 힘의 적용에 의해 카트리지 내에서 이동하도록 야기될 수 있다. 샘플 수집 장치(200)가 원위 쪽으로 이동됨에 따라, 시일 피어서(321)는 샘플 제제 저장소(317), 세척 저장소(318), 및/또는 기질 저장소(319) 위의 밀봉 재료를 뚫어서 저장소(들) 내의 유체를 내보낸다. 시일 피어서(321)는 제1 방향으로, 예를 들어 투입 터널(301)에 샘플 수집 장치(200)의 삽입에 반응하여, 투입 터널(301) 내에서 샘플 수집 장치(200)의 이동과 일반적으로 평행한 방향으로 일반적으로 가로방향으로, 및 제2(상이한) 방향으로, 예를 들어 각 저장소를 향해서 일반적으로 수직 방식으로 아래쪽으로 이동함으로써 밀봉 재료(320)를 뚫게 될 수 있다. 예를 들면, 슬라이더(322)는 제1 방향으로 이동할 수 있고, 피어서(323)는 제2 방향으로 이동할 수 있다.
도 10i에 도시된 대로, 샘플 수집 장치(200)에 의해 슬라이더(322)가 일반적으로 샘플 수집 장치(200)의 이동에 평행한 방향으로 원위쪽으로 이동함에 따라, 슬라이더(322)가 피어서(323)와 접촉하여 피어서(323)를 상이한 방향으로, 예를 들어 일반적으로 슬라이더(322)의 이동에 수직인 방향으로 이동시킬 수 있다. 슬라이더(322)가 원위쪽으로 이동함에 따라, 슬라이더(322)의 트랙(384, 385 및 386)이 피어서(323)의 피어싱 요소(381, 382 및 383)와 각각 접촉할 수 있다. 슬라이더(322)의 원위 이동은 피어서(323)가 밀봉 재료를 뚫도록 해서 저장소(들)를 분출시킬 수 있다.
도 10j는 샘플 제제 저장소(317)를 분출시키기 위해 샘플 제제 저장소(317) 위의 밀봉 재료(320)를 뚫는 피어싱 요소(381)를 예시한다. 도시된 대로, 트랙(384)이 피어싱 요소(381)와 접촉하고 그것을 피어싱 위치로 아래쪽으로 이동시킨다.
도 10k는 혼합 위치에서의 셔틀(324) 및 분출 위치에서의 시일 피어서를 도시한다. 혼합 위치에서, 셔틀(324)의 제1 단부(366), 하나 이상의 시약 볼을 수납하는 셔틀의 하나 이상의 시약 볼 격실, 및/또는 분석될 샘플(들)을 수납하는 하나 이상의 샘플 격실은 샘플 제제 저장소(317) 내에 배치될 수 있다. 상기 설명된 대로, 셔틀(324)(예를 들어, 제2 단부(371)에서)과 샘플 수집 장치(200)(예를 들어, 개구(372) 및 원위 실링 구역(208)에 삽입된 팁(204)을 통해서)는 또한 혼합 위치에서 샘플 제제 저장소(317)를 유체 밀봉할 수 있고, 이로써 수집된 샘플(들), 시약 볼(들) 및 샘플 제제 저장소(317) 내의 유체가 저장소 내에 밀봉된다. 이 방식에서, 수집된 샘플(들), 시약 볼(들) 및 유체는 샘플 제제 저장소(317) 내에서 혼합될 수 있다.
유익하게, 샘플 수집 장치(200)의 삽입이 샘플 제제 저장소(317), 세척 저장소(318), 및/또는 기질 저장소(319)가 분출되도록 하는 구성형태는 샘플 수집 장치(200) 삽입 전에 저장소(들)가 유체 밀봉된 채로 유지되는 것을 보장하고, 각 저장소의 출구가 그것을 통한 유체 흐름을 허용할 때 분석 채널로 저장소(들)의 배액을 용이하게 한다.
혼합 위치에서, 시일 피어서(321)는 뚫어진 홀을 벗어나 이동함으로써 뚫어진 홀을 개방하고 분출을 용이하게 할 수 있다. 도 10k에 도시된 대로, 샘플 수집 장치(200)의 체결 구역(209)은 체결부(380)를 지나 원위쪽으로 이동될 수 있고, 이로써 분출 위치에서 체결부(380)와 샘플 수집 장치(200)의 체결 구역(209)의 체결이 해제된다. 게다가, 혼합 위치에서, 샘플 수집 장치(200)의 근위 실링 구역(207)은 구멍(302)에서 투입 터널(301)을 밀봉하도록 구성된다. 이 방식에서, 근위 실링 구역(207)은, 예를 들어 구멍(302)에서 카트리지 장치(300)로부터의 액체 누출을 최소화하거나 제거하기 위한 추가의 구조를 제공한다.
카트리지 장치(300)는 카트리지 장치(300) 내에 샘플 수집 장치(200)를 비가역적으로 고정하도록 구성된 고정 부재(387)를 더 포함할 수 있다. 고정 부재(387)는 투입 터널(301)에서 안쪽으로 편향될 수 있고, 이로써 고정 부재(387)의 고정 단부가 혼합 위치에서 샘플 수집 장치(200)와 체결된다. 고정 단부는 체결 구역(209)에 고정될 수 있다. 고정 단부는 예시된 대로 체결 구역(209)의 홈 내에 합치하는 크기를 가진 돌출부일 수 있다. 고정 부재(387)는 또한 예시된 대로 투입 채널(301)의 일부분을 한정할 수 있고, 그것의 고정 단부에 대향하는 단부에서 카트리지 하우징에 결합될 수 있다. 유익하게, 투입 터널(301) 내에 샘플 수집 장치(200)를 고정하는 것은(예를 들어, 길이방향 및/또는 축방향으로), 일단 고정되면 샘플 수집 장치(200)가 후퇴될 수 없기 때문에 시간 경과에 따른 샘플 제제 저장소(317)의 밀봉을 촉진하고, 일단 시험이 시작되면 사용자가 부주의하게 카트리지 장치(300)로부터 샘플 수집 장치(200)를 빼낼 수 없기 때문에 안전한 처분 및 시험의 일관성을 용이하게 한다.
도 10l 및 10m은 명확성을 위해 카트리지 장치(300)(도 10l) 및 내부 구성요소(316)(도 10m) 내의 혼합 위치에 있는 샘플 수집 장치(200)를 더 묘사한다.
도 10n, 10o 및 10p를 참조하면, 샘플 제제 저장소(317) 내의 내용물의 증진된 혼합을 위한 과정이 설명된다. 혼합 위치에서, 샘플 제제 저장소(317) 내의 유체는 수집된 샘플 및 하나 이상의 시약 볼(제공된다면)과 혼합된다. 혼합은 압전세라믹 디스크와 같은 압전 변환기일 수 있는 초음파발생기 요소(327)를 통해서 증진될 수 있다. 초음파발생기 요소(327)는 샘플 제제 저장소(317) 내의 내용물을 더 혼합하기 위해 전기 신호(예를 들어, 판독기 장치로부터 전송된)에 반응하여 진동하도록 구성된다. 예를 들면, 초음파발생기 요소(327)는 미리 채워지고 및/또는 혼합 과정 동안 채워질 수 있는 샘플 제제 저장소(317)에 보유된 유체와 시약 볼(375) 및 수집된 샘플의 혼합을 용이하게 할 수 있다. 초음파발생기 요소(327)는 도 10o 및 10p에 도시된 대로 유체가 파형대로 흐르는 것을 야기할 수 있다. 이러한 파형은 셔틀에 의해 한정된 격실 사이에, 예를 들어 시약 볼 격실(367)과 샘플 격실(370) 사이에 있을 수 있다. 예를 들면, 초음파발생기 요소(327)는 유체가 파동 주기의 일부분 동안 시약 볼 격실(367) 내에서 하나 이상의 방향으로(예를 들어, 일반적으로 도 10o에 도시된 대로 위아래로) 흐르도록 할 수 있다. 이러한 유동은 샘플 제제 저장소(317) 내의 혼합을 가속하고 증진시킬 것으로 예상된다. 샘플 제제 저장소(317) 내에서 유체의 파동은 또한 샘플 수집 장치(200)의 원위부로부터 샘플의 제거를 용이하게 함으로써 혼합 및 균질화를 증진시킬 수 있다.
초음파발생기 요소(327)는 샘플 제제 저장소(317)에서 유체를 혼합하기 위해 시약 볼 격실(367)과 샘플 격실(370) 사이에 파형대로 샘플 제제 저장소(317)의 유체를 이동시킬 수 있는 음파를 방출하도록 구성될 수 있다. 이러한 혼합은 샘플, 저장소로부터의 유체, 및 용해된 시약 볼(들)의 유체 혼합을 생성할 수 있다. 초음파발생기 요소(327)로부터 음파 방출은 샘플 제제 저장소(317) 내의 유체를 가열하고 샘플 제제 저장소(317)의 내용물을 등온 증폭과 같은 증폭을 위해 매크로 및 마이크로 수준에서 혼합할 수 있다. 시약 볼(들)은, 예를 들어 등온 증폭을 위해 중합효소, 프라이머 및 신호발생제를 포함할 수 있다. 셔틀(324)은 격실 디바이더(368)를 가질 수 있고, 이것은 시약 볼 격실(367)과 샘플 격실(370)을 분할하도록 구성된 플랜지일 수 있다. 격실 디바이더(368) 주변을 흐르는 유체는 파형의 형성을 용이하게 할 수 있다. 격실 디바이더(368)는 혼합 동안 슬롯을 통해서 유체가 격실 디바이더(368)를 통해 흐를 수 있게 하도록 구성된 슬롯을 가질 수 있다. 초음파발생기 요소(327)는 샘플 제제 저장소(317)의 벽, 예를 들어 바닥벽의 일부를 형성할 수 있고, 샘플 제제 저장소(317)의 중심을 벗어나 위치됨으로써 샘플 제제 저장소(317) 내에서 유체의 혼합을 용이하게 할 수 있다. 예를 들면, 초음파발생기 요소(327)는 카트리지의 투입 터널의 중심을 통과해 이어진 길이방향 축에 수직으로 이어진 샘플 제제 저장소(317)의 중심축에 대해 중심을 벗어나 위치될 수 있다. 초음파발생기 요소(327)의 이러한 중심을 벗어난 배치는 또한 증진된 혼합을 용이하게 한다. 초음파발생기 요소(327)는 아래 상세히 설명된 대로 하나 이상의 스프링 접점을 통해서 인쇄 회로 기판에 전기적으로 결합될 수 있다.
도 11a 내지 11e를 참조하면, 대안의 시일 피어서가 도시된다. 도 11a 및 11b는 분출 전 및 접촉 전 위치에서의 시일 피어서(321')를 도시한다. 시일 피어서(321')는 피어싱 과정 내내 피어서(323')에 미끄러질 수 있게 결합된 슬라이더(322')를 포함한다. 시일 피어서(321')는 회로 기판(331')의 접점 스위치(389)를 누르도록 구성된 포스트(388)를 더 포함할 수 있다. 접점 스위치(389)의 함몰은 회로를 완성할 수 있고, 이로써 전기 신호가, 예를 들어 소프트웨어-기반 사용자 인터페이스 시스템을 운영하는 판독기 장치 및/또는 컴퓨팅 장치로 전송될 수 있다. 이 방식에서, 투입 터널 내에 샘플 수집 장치(200')의 적절한 삽입은 판독기 장치 및/또는 컴퓨팅 장치로 전송될 수 있는 전기 신호를 발생시켜 이러한 적절한 삽입을 판독기 장치 및/또는 컴퓨팅 장치에 통지할 수 있다. 포스트(388)는 피어서(323')에 결합될 수 있거나, 또는 피어서(323')와 일체형일 수 있다. 샘플 수집 장치(200')에 의해 슬라이더(322')가 일반적으로 샘플 수집 장치(200')의 이동에 평행한 방향으로 원위 쪽으로 이동함에 따라(예를 들어, 체결부(380')에 체결 구역(209') 및/또는 체결 구역(210)에 의해 인가된 힘에 의해), 슬라이더(322')는 피어서(323)/포스트(388)가 상이한 방향으로, 일반적으로 슬라이더(322')의 이동에 수직인 방향으로 이동하는 것을 야기할 수 있다. 슬라이더(322')는 샘플 수집 장치(200')의 원위 이동이 슬라이더(322')의 원위 이동을 야기할 때 피어서(323')의 각진 면(391)과 접촉하도록 구성된 각진 면(390)을 가질 수 있다. 샘플 수집 장치(200')의 원위 이동과 그에 따른 슬라이더(322')의 원위 이동이 계속되면 피어서(323')와 포스트(388)가 아래쪽으로 이동될 수 있고, 이로써 접촉 위치에서 도 11d 및 11e에 도시된 대로 피어서(323)'는 각 저장소(들) 상의 밀봉 재료를 뚫고 포스트(388)는 접점 스위치(389)를 활성화한다.
접점 스위치(389)와의 접촉 및 밀봉 재료의 피어싱 후, 시일 피어서(321')는 포스트(388)가 더 이상 접점 스위치(389)를 누르지 않고 피어서(323')는 밀봉 재료에 뚫린 홀(들)을 벗어나 이동하여 각각의 저장소(들)를 분출시키도록 이동할 수 있다. 투입 터널에 샘플 수집 장치의 삽입은 셔틀이 혼합 전 위치로부터 혼합 위치로 이동을 시작하기 전에 또는 혼합 전 위치로부터 혼합 위치로 이동하는 동안 시일 피어서가 밀봉 재료를 뚫는 것을 야기할 수 있다.
도 11a 내지 11e는 스프링 접점(392)에 결합된 초음파발생기 요소(327')를 예시한다. 스프링 접점(392)은 회로 기판(331')에 결합되며, 스프링 접점(392)을 통해서 초음파발생기 요소(327')가 회로 기판(331')에 전기적으로 결합되도록 하는 전도체이다. 유리하게, 스프링 접점(392)은 초음파발생기 요소(327')의 이동을 흡수하며, 이로써 예를 들어 판독기 장치에 의해 전송된 신호에 반응하여 초음파발생기 요소(327')가 활성화되었을 때 회로 기판(331')이 적합한 방식으로 최소한으로 진동하게 되고, 스프링 접점(392)은 초음파발생기 요소(327')에 좋지 않게 영향을 미칠 수 있는 솔더링과 비교하여 조립의 용이성 및 재현성을 허용한다.
당업자에게 쉽게 이해되는 대로, 도 11a 내지 11d는 투입 터널 내의 셔틀 및/또는 시약 볼을 묘사하지 않지만, 이러한 특징부들은 이들 구체예에 포함될 수 있다.
도 12a 내지 12e를 참조하면, 유체 샘플을 수집하고 분석하기 위한 대안의 구성형태가 설명된다. 카트리지 장치(300")는 비교적 다량의 유체의 증진된 수집을 위해 카트리지 장치(300")가 변형될 수 있는 것을 제외하고는 상기 설명된 카트리지 장치(300)와 유사하게 구성될 수 있다. 게다가, 샘플 수집 장치(200")는 비교적 다량의 유체의 증진된 수집을 위해 샘플 수집 장치(200")가 변형된 수집 영역을 가질 수 있다는 것을 제외하고는 상기 설명된 샘플 수집 장치(200)와 유사하게 구성된다. 예를 들면, 샘플 수집 장치(200")와 카트리지 장치(300")는 침, 혈액, 혈장, 소변 등을 수집하고 분석하는데 특히 유용할 수 있다.
샘플 수집 장치(200")는 원위 실링 구역(208"), 심지부(211), 중간 실링 구역(212) 및 덮개(213)를 포함할 수 있는 비교적 다량의 유체(예를 들어, 약 10-100 마이크로리터)의 증진된 수집을 위한 변형된 원위부(201")를 포함할 수 있다. 샘플 수집 장치(200")의 원위부(201")는 샘플, 바람직하게 샘플에 노출되고, 샘플의 적어도 일부분을 흡수하고, 방출된 샘플의 분석을 위해 수집된 샘플을 원위부(201")로부터 카트리지 장치(300")로 방출하도록 압축될 수 있게 개조된다. 심지부(211)는 샘플을 빨아들여 흡수하도록 구성되며, 심지 재료로 형성될 수 있다. 심지부(211)는 중간 실링 구역(212)에 결합될 수 있다. 중간 실링 구역(212)은 덮개(213) 내에 미끄러질 수 있게 배치될 수 있고, 심지부(211)에 흡수된 유체가 중간 실링 구역(212)을 지나 덮개(213) 내에서 근위쪽으로 이동하는 것을 방지하거나 감소시키는 액밀 시일을 생성하도록 구성된 하나 이상의 실링 부재, 예를 들어 O-링을 포함할 수 있다. 심지부(211)는 적어도 부분적으로 덮개(213) 내에 배치되고, 덮개(213)의 루멘 내에서 미끄러질 수 있다. 심지부(211)는 유체에 노출되었을 때 투명해지도록 구성될 수 있으며, 이로써 샘플 유체의 증가하는 양이 수집됨에 따라 심지부(211)의 증가하는 양이 투명하게 된다. 샘플 수집 장치(200")는 수집된 샘플 유체의 부피에 기초하여 수집자에게 시각적으로 경고하도록 구성된 샘플 수집 인디케이터(214)를 포함할 수 있다. 한 구체예에서, 샘플 수집 인디케이터(214)는 수집된 샘플의 부피가 증가함에 따라 그리고 선택적으로 샘플 유체의 적어도 정해진 부피가 수집되었음을 수집자에게 시각적으로 경고한다. 예를 들면, 샘플 수집 인디케이터(214)는 샘플의 정해진 부피, 또는 그 이상이 수집되었을 때 색이 변할 수 있다. 다른 예로서, 수집된 샘플의 부피가 증가함에 따라 샘플 수집 인디케이터(214)의 증가하는 양이 시각화될 수 있다. 예를 들면, 샘플 수집 인디케이터(214)는 수집된 유체 샘플의 증가하는 부피에 의해 주변 심지 재료가 더욱 투명하게 변하게 됨에 따라 점차 시각적으로 노출되는 심지부(211)에 매립된 착색된 실일 수 있으며, 이로써 수집자는 유체 수집의 진행을 모니터링하고 샘플의 충분한 부피가 수집된 때를 결정할 수 있다. 한 구체예에서, 샘플 수집 인디케이터(214)는 덮개(213) 상에 투명한 영역을 포함한다. 게다가, 또는 대안으로서, 샘플 수집 인디케이터(214)는 수집된 샘플의 부피가 증가함에 따라 색이 변할 수 있다.
셔틀(324")은 상기 설명된 각 구성요소와 유사하게 구성된 제1 단부(366"), 시약 볼 격실(367"), 격실 디바이더(368"), 및 샘플 격실(370")을 포함할 수 있다. 바람직하게, 격실 디바이더(368")는 격실 디바이더(368')와 유사한, 슬롯을 갖지 않으며, 이로써 격실 디바이더(368")는 혼합 전 위치에서 샘플 격실(370")으로부터 시약 볼 격실(367")을 유체 밀봉한다. 셔틀(324")의 제2 단부(371")는 공동(395)을 가진 원위 플랜지(393)와 근위 플랜지(394)를 포함하도록 변형될 수 있다. 게다가, 셔틀(324)의 개구(372)와 달리, 개구(372")는 샘플 수집 장치(200")로부터 샘플 격실(370")으로 압축된 방출된 샘플의 흐름을 허용하도록 구성되지만, 샘플 수집 장치(200")의 일부분은 아니다. 제2 단부(371")(예를 들어, 원위 플랜지(393)에서)는 혼합 전 위치와 혼합 위치에서 모두 이들 사이의 이전 동안 계속 샘플 격실(370")을 유체 밀봉하도록 구성될 수 있다. 원위 플랜지(393)는 유체가 샘플 격실(370")을 벗어나 근위쪽으로 흐르는 것을 감소 또는 방지하는 액밀 시일을 생성하도록 구성된 하나 이상의 실링 부재, 예를 들어 O-링을 포함할 수 있다. 게다가, 격실 디바이더(368")는 혼합 전 위치에서 샘플 격실(370")을 유체 밀봉하도록 구성될 수 있다. 격실 디바이더(368")는 유체가 샘플 격실(370")을 벗어나 원위쪽으로 흐르는 것을 감소 또는 방지하는 액밀 시일을 생성하도록 구성된 하나 이상의 실링 부재, 예를 들어 O-링을 포함할 수 있다.
투입 터널(301") 내에 카트리지 장치(300")의 삽입 전에, 예를 들어 안쪽 뺨, 목구멍, 입, 콧구멍, 귀, 소변, 혈액, 혈장, 침 등 내의 샘플에 샘플 수집 장치(200")가 노출된다. 샘플 수집 장치(200")의 심지부(211)는 카트리지 장치(300")와 판독기 장치를 사용하여 샘플 내의 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양의 분석을 허용하기 위해 샘플의 일부를 보유하도록 설계된다. 카트리지 장치(300")는 샘플 수집 장치(200")가 카트리지 장치(300")에 삽입되기 전이나 후에 판독기 장치에 전기적으로 결합될 수 있다.
도 12a를 참조하면, 샘플 수집 장치(200")의 원단부가 먼저 투입 터널(301")의 개구를 한정하는 구멍(302")에 삽입된다. 셔틀(324")은 혼합 전 위치에서 투입 터널(301") 내에 배치되며, 여기서 셔틀(324")의 제1 단부(366")는 샘플 제제 저장소(317")의 벽을 형성하여 샘플 제제 저장소(317") 내의 유체를 유체 밀봉한다. 이 혼합 전 위치에서, 셔틀(324")에 의해 수납된 시약 볼(375")은 투입 터널(301") 내에 있고, 샘플 제제 저장소(317") 내의 유체에 노출되지 않는다.
도 12b를 참조하면, 샘플 수집 장치(200")가 투입 터널(301")에서 원위쪽으로 이동함에 따라 샘플 수집 장치(200")는 셔틀(324")과 접촉할 수 있다. 예를 들면, 원단부 및/또는 원위 실링 구역(208")은 예시된 대로 제2 단부(371")(예를 들어, 공동(395) 및/또는 근위 플랜지(394)에서)와 접촉할 수 있다. 공동(395)은 심지부(211)의 원단부가 공동(395) 내에 꼭 합치하도록 심지부(211)의 외부면보다 약간 큰 크기일 수 있다. 원위 실링 구역(208")은 셔틀(324")에 대해 샘플 수집 장치(200")를 유체 밀봉하도록 구성될 수 있으며, 이로써 샘플 수집 장치(200")로부터 방출된 유체는 샘플 격실(370")로 이동한다. 이 혼합 전 위치에서, 샘플 격실(370")은 투입 터널(301") 내에 있고, 샘플 제제 저장소(317") 내의 유체에 노출되지 않는다.
도 12c에 도시된 대로, 샘플 수집 장치(200")가 투입 터널(301")에서 더 원위쪽으로 이동함에 따라 샘플 수집 장치(200")는, 예를 들어 제2 단부(371")의 개구(372")를 통해서, 수집된 유체 샘플을 셔틀(324")의 샘플 격실(370")으로 방출할 수 있다. 샘플 수집 장치(200")가 원위쪽으로 이동됨에 따라 심지부(211)가 압축되어 수집된 샘플을 방출할 수 있으며, 심지부(211)의 원단부는 압축 동안 실질적으로 제자리에 유지될 수 있다. 중간 실링 구역(212) 및/또는 덮개(213)는 이러한 압축 동안 샘플 수집 장치(200")의 핸들의 이동에 비례하여 원위쪽으로 이동할 수 있다. 바람직하게, 심지부(211)가 압축되고 그로부터 샘플이 방출됨에 따라 방출된 샘플은 개구(372")롤 통해서 샘플 격실(370")으로 이동한다. 압축 동안 셔틀(324")은 투입 터널(301") 내에서 실질적으로 제자리에 유지될 수 있고, 셔틀(324")의 제1 단부(366")는 계속 샘플 제제 저장소(317")의 벽을 형성해서 샘플 제제 저장소(317") 내의 유체를 밀봉할수 있다. 카트리지 장치(300")는 심지부(211)의 압축 동안 혼합 전 위치에 셔틀(324")을 보유하도록 구성된 근위 턱(396)을 포함할 수 있다. 근위 턱(396)은 셔틀(324")을 제자리에 보유하기 위해 근위 플랜지(394)와 체결될 수 있다.
기껏해야 샘플의 정해진 부피가 샘플 격실(370")에 보유되도록 구성될 수 있다. 카트리지 장치(300")는 오버플로우 격실(397)과 오버플로우 루멘(398)을 포함할 수 있다. 오버플로우 격실(397)과 오버플로우 루멘(398)은 카트리지 하우징의 일부이거나 카트리지 내의 내부 구성요소일 수 있다. 샘플 격실(370")에 도입된 샘플의 양이 정해진 부피를 초과하면, 예를 들어 약 20μL를 초과하면, 과잉 샘플은, 예를 들어 오버플로우 루멘(398)을 통해서 샘플 격실(370")에 유체 접속된 오버플로우 격실(397)으로 이동할 수 있다. 샘플 격실(370") 내에 샘플의 부피를 제한하는 것은, 기껏해야 샘플의 정해진 부피가 혼합 위치에서 샘플 제제 저장소(317)에 삽입되기 때문에 분석의 정밀성, 정확도 및/또는 일관성을 증진시킬 수 있다. 오버플로우 격실(397)은 그렇지 않으면 오버플로우 격실(397) 내의 과잉 샘플의 누출을 방지 또는 감소시키기 위해 밀봉될 수 있다.
도 12d는 혼합 위치에서의 샘플 수집 장치(200")와 카트리지 장치(300")를 도시하며, 도 12e는 명확성을 위해 도 12d의 일부분의 근접도를 도시한다. 수집자가 샘플 수집 장치(200")를 혼합 전 위치로부터 혼합 위치로 원위쪽으로 미는 것에 따라 셔틀(324")은 샘플 제제 저장소(317") 내에서 부분적으로 이동된다. 샘플 수집 장치(200")(원위 실링부(208") 및/또는 심지 재료(211)의 원단부에서)에 의한 셔틀(324")에 역치 힘보다 큰 힘의 적용은 셔틀(324")(예를 들어, 제2 단부(371")에서, 바람직하게 공동(395) 내에서)로 하여금 혼합 전 위치로부터 혼합 위치로 이동할 수 있게 하고, 여기서 샘플 격실(370")에서 방출된 샘플과 시약 볼(375")이 샘플 제제 저장소(317")의 유체 내에 혼합된다. 예를 들면, 역치 힘은 셔틀(324")을 근위 턱(396)을 지나 원위쪽으로 밀기 위해 필요한 힘일 수 있다. 셔틀(324")이 원위쪽으로 이동함에 따라 제1 단부(366")가 개봉될 수 있고, 이로써 셔틀(324") 내의 하나 이상의 시약 볼과 셔틀(324") 내의 수집된 샘플이 샘플 제제 저장소(317") 내의 유체에 노출된다. 유익하게, 셔틀(324")의 제1 단부(366")가 개봉되기 전에, 셔틀(324")의 제2 단부(371")가 샘플 수집 장치(200")에 의해 유체 밀봉됨으로써 샘플 제제 저장소(317")로부터 유체가 제2 단부(371)" 및/또는 중간 실링 구역(212)을 지나 투입 터널(301")로 누출되지 않게 된다. 게다가, 샘플 수집 장치(200")의 원위 이동이 혼합 전 위치로부터 혼합 위치로 이전을 야기함에 따라, 셔틀(324")의 원위 플랜지(393)가 투입 터널(301")로부터 샘플 제제 저장소(317") 중 유체를 계속 유체 밀봉한다. 카트리지 장치(300")는 혼합 위치에서 셔틀(324")을 보유하고 더 이상의 원위 이동을 방지하도록 구성된 원위 턱(399)을 포함할 수 있다. 원위 턱(399)은 셔틀(324")을 제자리에 보유하기 위해 근위 플랜지(394)와 체결될 수 있다.
혼합 위치에서, 셔틀(324")의 제1 단부(366"), 하나 이상의 시약 볼을 수납하는 셔틀의 하나 이상의 시약 볼 격실, 및/또는 분석될 샘플(들)을 수납하는 하나 이상의 샘플 격실이 샘플 제제 저장소(317") 내에 배치될수 있다. 상기 설명된 대로, 셔틀(324")(예를 들어, 제2 단부(371")에서)과 샘플 수집 장치(200")(예를 들어, 공동(395)에 삽입된 원위 실링 구역(208")을 통해서)는 또한 혼합 위치에서 샘플 제제 저장소(317")를 유체 밀봉할 수 있고, 이로써 수집된 샘플(들), 시약 볼(들) 및 샘플 제제 저장소(317") 내의 유체가 저장소 내에 밀봉된다.
카트리지 장치(300")는 카트리지 장치(300") 내에서 샘플 수집 장치(200")를 비가역적으로 고정하도록 구성된 고정 부재(387")를 더 포함할 수 있다. 고정 부재(387")는 고정 부재(387")의 고정 단부가 혼합 위치에서 샘플 수집 장치(200")와 체결되도록 투입 터널(301")에서 안쪽으로 편향될 수 있다. 고정 단부는 샘플 수집 장치(200")의 체결 구역에 고정될 수 있다. 고정 단부는 예시된 대로 샘플 수집 장치(200")의 샤프트 상의 홈 내에 또는 덮개(213) 상의 홈 내에 합치할 수 있는 크기를 가진 돌출부일 수 있다. 고정 부재(387")는 또한 예시된 대로 투입 채널(301")의 일부분을 한정할 수 있고, 그것의 고정 단부에 대향하는 단부에서 카트리지 하우징에 결합될 수 있다. 유익하게, 투입 터널(301") 내에 샘플 수집 장치(200")를 고정하는 것은(예를 들어, 길이방향 및/또는 축방향으로), 일단 고정되면 샘플 수집 장치(200")가 후퇴될 수 없기 때문에 시간 경과에 따른 샘플 제제 저장소(317")의 밀봉을 촉진하고, 일단 시험이 시작되면 사용자가 부주의하게 카트리지 장치(300")로부터 샘플 수집 장치(200")를 빼낼 수 없기 때문에 안전한 처분 및 시험의 일관성을 용이하게 한다.
당업자에게 쉽게 이해되는 대로, 도 12a 내지 12e는 카트리지 장치에서 시일 피어서를 묘사하지 않지만 시일 피어서는 이들 구체예에 포함될 수 있다. 예를 들면, 샘플 수집 장치(200")는(예를 들어, 원위 실링 구역(208")에서) 시일 피어서와 접촉해서 도 10a 내지 10j 및/또는 도 11a 내지 11e와 관련하여 상기 설명된 방식으로 시일 피어서를 분출 전 위치로부터 분출 위치로 이동시킬 수 있다. 샘플 수집 장치(200")는 셔틀(324")과 접촉해서 셔틀(324")을 혼합 전 위치에서 혼합 위치로 이동시키기 전에, 도중에 및/또는 후에 시일 피어서와 접촉하여 시일 피어서를 분출 전 위치로부터 분출 위치로 이동시킬 수 있다. 게다가, 샘플 수집 장치(200")의 삽입은 도 11a 내지 11e와 관련하여 상기 설명된 대로 접점 스위치의 활성화를 야기할 수 있다. 예를 들면, 샘플 수집 장치(200")는 시일 피어서의 이동을 야기할 수 있고, 이것은 차례로 접점 스위치의 활성화를 야기한다.
여기서 도 13a를 참조하면, 샘플을 분석하기 위한 대안의 카트리지가 설명된다. 카트리지 장치(300"')는 상기 설명된 카트리지 장치(300) 및/또는 카트리지 장치(300")와 유사하게 구성될 수 있으며, 여기서 유사한 구성요소는 유사하게 대비된 참조번호에 의해 식별된다. 카트리지 장치(300"')는 상이한 타입의 샘플들에 사용될 수 있는 구성요소를 포함하는 보편적인 구성형태이다. 예를 들면, 카트리지 장치(300"') 내의 많은 구성요소는 변형 없이 다양한 타입의 샘플에 사용될 수 있으며, 일부 구체예에서 단지 셔틀, 콜릿 및 시약 볼(들)만 상이한 지시의 분석을 위해 변화될 수 있다. 이 방식에서, 카트리지 장치(300"')는 범용일 수 있고, 셔틀, 콜릿, 및/또는 시약 볼(들)은 분석될 표적 분석물질(들)에 기초하여 카트리지 장치(300"')에서의 사용을 위해 선택될수 있다. 예를 들면, 카트리지 장치(300"')는 비교적 적은 샘플 수집, 예를 들어 콧구멍, 귀, 혈액을 위해 설계된 셔틀, 예컨대 도 9a 및 9b와 관련하여 상기 설명된 셔틀(324 또는 324')과 합치될 수 있거나, 또는 카트리지 장치(300"')는 비교적 많은 유체 샘플 수집, 예를 들어 침, 혈액, 혈장, 소변을 위해 설계된 셔틀, 예컨대 도 12a 내지 12e와 관련하여 상기 설명된 셔틀(324") 및 비교적 많은 유체 샘플 수집을 위해 설계된 콜릿과 합치될 수 있다. 카트리지 장치(300"')는, 예를 들어 염증, 인플루엔자, 테스토스테론, 생식력, HIV 또는 비타민 D를 표시할 수 있는 상이한 표적 분석물질을 식별하도록 의도된 시약 볼(들)과 더 합치될 수 있다. 따라서, 카트리지 장치(300"')는 상이한 타입의 샘플 및 지시에 맞춰 상호교환성이 높으며, 이것은 비용 및 제조 부담을 줄인다.
도 13a에는 카트리지 장치(300"')의 분해조립도가 도시된다. 카트리지 장치(300"')는 샘플 제제 저장소(317"'), 세척 저장소(318"'), 기질 저장소(319"'), 투입 터널 구성요소(326"'), 오버플로우 격실(397"') 및/또는 포스트(610 및 612)를 포함할 수 있는 내부 구성요소(316"'), 밀봉 재료(320"'), 시일 피어서(321'"), 제1 단부(366"') 및 실링 부재(614)를 가진 셔틀(324"'), 건조제(325"'), 초음파발생기 요소(327"'), 흡수 패드(328"'), 층(329"'), 분석 채널(330"'), 회로 기판(331'"), 메모리(332"'), 센서(338"'), 가열 요소, 접점 스위치(389"'), 스프링 접점(392"'), 시약 볼(375"'), 온도 센서(616), 및/또는 콜릿(618)을 포함할 수 있다. 내부 구성요소는 하우징(304"') 내에, 예를 들어 제1 및 제2 커버 구성요소(310"' 및 311'") 사이에 배치될 수 있다. 대안으로서, 하나 이상의 내부 구성요소는 하나의 하우징 내에 배치될 수 있고, 다른 내부 구성요소는 다른 하우징(들) 내에 배치될 수 있다. 다수의 하우징의 경우, 이러한 별도의 하우징은 서로 결합하도록 구성될 수 있다.
도 13a에서 셔틀(324"')은 도 12a 내지 12e의 셔틀(324")과 실질적으로 유사하게 예시되지만, 수집될 샘플의 타입에 따라 도 9a의 셔틀(324) 및 도 9b의 셔틀(324')과 유사한 셔틀도 사용될 수 있다. 또한, 콜릿(618)은 수집될 샘플의 타입에 기초하여 아래 설명된 콜릿(618')으로 치환될 수 있다. 또한, 다양한 시약 볼(들)(375"')이 카트리지 장치(300"')에서 치환될 수 있다.
포스트(610 및 612)는 시일 피어서(321'")에 결합되고 시일 피어서(321'")가 분출 전 위치로부터 분출 위치로 이동되는 것을 허용하도록 구성된다. 포스트(610 및 612)는 내부 구성요소(316"')와 일체 형성될 수 있거나, 또는 별도의 피스일 수 있다.
온도 센서(616)는 저장소, 예를 들어 샘플 제제 저장소(317"')에서 유체의 온도를 표시하는 온도를 감지하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 온도 센서(616)는 저장소의 온도를 표시하는 저장소에 인접한 온도 변화를 감지할 수 있다. 온도 센서(616)는 써미스터일 수 있고, 회로 기판(331'")의 하나 이상의 리드를 통해 판독기 장치와의 전기적 결합을 허용하도록 회로 기판(331'") 상에 배치될 수 있다. 바람직하게, 온도 센서(616)는 회로 기판(331'") 상에 초음파발생기 요소(327"')에 인접하여 위치되며, 이로써 온도 센서(616)는 초음파발생기 요소(327"')를 통해서 샘플 제제 저장소(317"') 내의 혼합 동안 온도를 감지한다. 유익하게, 샘플 제제 저장소(317"')의 온도를 표시하는 온도는 시약 볼(들)로부터의 시약을 가진 저장소의 유체와 샘플의 혼합 동안 모니터링될 수 있으며, 이로써 샘플 제제 저장소(317"') 내의 온도가 정해진 범위 내에 있는 것을 보장한다. 정해진 범위를 벗어나면, 예를 들어 판독기에 의해 초음파발생기 요소(327"')로 보내진 전기 신호에 반응하여, 초음파발생기 요소(327"')를 통해 샘플 제제 저장소(317"')로 음파의 방출이 변형될 수 있다. 온도 센서(616)는 저장소의 유체의 온도를 표시하는 신호를 발생시킬 수 있고, 이것은 회로 기판(331'")의 리드를 통해서 처리를 위해 판독기로 전송될 수 있다. 온도 센서(616)는 하나 이상의 스프링 접점에 인접하여, 예를 들어 제1 및 제2 스프링 접점(392"') 사이에서 회로 기판(331'") 상의 초음파발생기 요소(327"') 밑에 위치될 수 있다.
콜릿(618)은 바람직하게 구멍(302"')과 샘플 제제 저장소(317"') 사이에서 투입 터널(301'")에 배치된다. 콜릿(618)은 또한 투입 터널(301'")에서 적어도 부분적으로 셔틀(324"')에 가까이 배치될 수 있다. 예를 들면, 혼합 전 위치에서 셔틀의 단부, 예를 들어 제2 단부가 콜릿(618) 내에 배치될 수 있다. 콜릿(618)은 또한 혼합 전 위치에서는 셔틀(324"')을 보유하고 투입 터널(301'")에 샘플 수집 장치를 삽입하는 동안에는 셔틀(324"')로부터 분리하도록 구성될 수 있다. 이 방식에서, 콜릿(618)은, 샘플 수집 장치로부터 인가된 힘이 콜릿(618)을 셔틀(324"')로부터 분리하여 콜릿(618)이 투입 터널(301'") 내에 제자리에 유지된 상태에서 셔틀(324"')이 혼합 전 위치로부터 혼합 위치로 이동할 때까지, 혼합 전 상태로 셔틀(324"')을 보유할 수 있다. 콜릿(618)은 샘플 수집 장치의 원위부의 삽입을 허용할 수 있는 크기를 가진 관통 루멘을 가진다. 콜릿(618)은 도 13a에 예시된 대로 일반적인 튜브 모양을 가질 수 있다. 콜릿(618)은 또한 접점 스위치(389"')를 활성화하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 콜릿(618)은 투입 터널(301'")에 샘플 수집 장치를 삽입하는 동안 샘플 수집 장치에 의해 콜릿(618)에 인가된 힘에 반응하여 접점 스위치(389"')를 활성화할 수 있다.
도 13b 내지 13ss를 참조하면, 검출 시스템(100)에 사용될 수 있는 다양한 예시적인 샘플 수집 장치가 예시된다.
도 13b를 참조하면, 샘플 수집 장치(200"')는, 샘플 수집 장치(200"')가 샘플 수집 장치(200"')의 부분적 및 충분한 삽입 동안 카트리지 내에 샘플 수집 장치(200"')를 고정하기 위한 변형된 샤프트를 가질 수 있다는 것을 제외하고는 상기 설명된 샘플 수집 장치(200")와 유사하게 구성될 수 있다. 예를 들면, 샘플 수집 장치(200"')는 예시적으로 근위 실링 구역(207"')으로부터 이격되어 원위에 있는 복수의 홈과 돌출부를 가진 체결 구역(209"')을 포함한다. 복수의 홈과 돌출부는 카트리지 내에 샘플 수집 장치(200"')의 부분적 및 충분한 삽입 동안 샘플 수집 장치(200"')의 비후퇴성을 위해 카트리지 장치의 하나 이상의 구성요소와 체결되도록 구성된다. 예를 들면, 카트리지는 샘플 수집 장치(200"')가 투입 터널에서 원위로 이동됨에 따라 원위에서 근위 방향으로 체결 구역(209"')에서 다수의 홈들의 홈과 순차적으로 체결될 수 있다. 체결 구역(209"')은 샘플 수집 장치(200"')의 이동에 반응하여 카트리지 장치 내의 시일 피어서를 이동시키기 위해 카트리지 장치의 시일 피어서와 영구적으로 또는 일시적으로 결합되도록 구성될 수 있다. 게다가 또는 대안으로서, 체결 구역(209"')은 샘플 수집 장치 삽입 동안 접점 스위치를 활성화하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 체결 구역(209"')의 원단부에서 숄더부(220)는 시일 피어서에 결합되고 및/또는 접점 스위치를 활성화하도록 구성될 수 있다.
샘플 수집 장치(200")와 마찬가지로, 샘플 수집 장치(200"')는 원위 실링 구역(208"'), 심지부(211'"), 중간 실링 구역 및/또는 덮개(213"')를 포함할 수 있는 비교적 다량의 유체(예를 들어, 약 10-100마이크로리터, 바람직하게 약 20마이크로리터)의 증진된 수집을 위한 변형된 원위부(201'")를 포함할 수 있다. 샘플 수집 장치(200"')는 또한 근위부(202"'), 원위부(201'")와 근위부(202"') 사이에 연장된 샤프트(203"'), 핸들(206"'), 근위 실링 구역(207"'), 및/또는 숄더부(220)를 가진 체결 구역(209"')을 포함할 수 있고, 이들은 상기 설명된 유사 대비된 참조번호와 유사하다. 샘플 수집 장치(200"')는 샘플 수집 후 카트리지 장치(300"') 내에 충분히 또는 부분적으로 삽입되도록 구성된다. 샘플 수집 장치(200"')와 카트리지 장치(300"')는 침, 혈액, 혈장, 소변 등을 수집하고 분석하는데 특히 유용할수 있다. 체결 구역(209"')의 숄더부(220)는 바람직하게 원위 실링 구역(208"')의 숄더부보다 샘플 수집 장치(200"')의 길이방향 축으로부터 더 연장되며, 이로써 숄더부(220)가 시일 피어서와 접촉하고 그것을 이동시켜 카트리지 장치(300"') 내의 하나 이상의 저장소를 터트리고, 및/또는 콜릿과 접촉하여 접점 스위치를 활성화하지만, 원위 실링 구역(208"')의 숄더부는 시일 피어서의 이동 없이 및/또는 접점 스위치의 활성화 없이 투입 터널을 통해서 원위쪽으로 이동할 수 있는 크기일 수 있다.
도 13c, 13d, 13e, 13f, 13g 및 13h는 각각 샘플 수집 장치(200"')의 배면도, 측면도, 전면도, 배면도, 측면도 및 전면도이다.
도 13i를 참조하면, 샘플 수집 장치(200"")는, 샘플 수집 장치(200"")가 도 13b의 체결 구역(209"')과 유사한 체결 구역(209"")을 가질 수 있고 팁(204"")이 튜브를 포함하지 않는 것을 제외하고는, 상기 설명된 샘플 수집 장치(200)와 유사하게 구성될 수 있다. 팁(204"")은 예시된 대로 라운드형 단부를 가질수 있고, 임의의 원하는 영역이나 장소로부터 샘플을 수집하도록 구성될 수 있지만, 팁(204"")은 코 영역으로부터 샘플을 수집할 때 특히 유용할 수 있다. 도 13j, 13k, 13l, 13m, 13n 및 130o는 각각 샘플 수집 장치(200"")의 배면도, 측면도, 전면도, 배면도, 측면도 및 전면도이다.
도 13p를 참조하면, 샘플 수집 장치(200)는, 샘플 수집 장치(200)의 팁(204)이 튜브(205)를 포함한다(도 2a 및 2b에 도시된 튜브 같은)는 것을 제외하고는 도 13i에 도시된 샘플 수집 장치(200"")와 유사하게 구성될 수 있다. 팁(204)을 포함하는 원위부(201)가 샘플에 노출되도록 구성되며, 이로써 기껏해야 샘플의 정해진 부피(예를 들어, 10마이크로리터 미만, 바람직하게 약 2마이크로리터)가 분석을 위해 튜브(205)에 배치된다. 샘플의 정해진 부피의 수집은 샘플의 실질적으로 기지의 양이 분석될 것이기 때문에 분석물질 분석의 정확도를 촉진할 것으로 예상된다. 팁(204)은 예시된 대로 라운드형 단부를 가질 수 있고, 임의의 원하는 영역이나 장소로부터 샘플을 수집하도록 구성될 수 있지만, 팁(204)은 혈액 샘플을 수집할 때 특히 유용할 수 있다. 도 13q, 13r, 13s, 13t, 13u, 13v 및 13w는 각각 샘플 수집 장치(200)의 측면도, 배면도, 측면도, 전면도, 배면도, 측면도 및 전면도이다.
도 13x를 참조하면, 샘플 수집 장치(200)는, 샘플 수집 장치(200)의 팁(204)이 튜브가 아니라 슬롯(222)을 포함한다는 것을 제외하고는 도 13p에 도시된 샘플 수집 장치(200)와 유사하게 구성될 수 있다. 팁(204)을 포함하는 원위부(201)가 샘플에 노출되도록 구성되며, 이로써 기껏해야 샘플의 정해진 부피(예를 들어, 10마이크로리터 미만, 바람직하게 약 5마이크로리터)가 분석을 위해 슬롯(222)에 배치된다. 샘플의 정해진 부피의 수집은 샘플의 실질적으로 기지의 양이 분석될 것이기 때문에 분석물질 분석의 정확도를 촉진할 것으로 예상된다. 팁(204)은 예시된 대로 라운드형 단부를 가질 수 있고, 임의의 원하는 영역이나 장소로부터 샘플을 수집하도록 구성될 수 있지만, 팁(204)은 혈액 샘플을 수집할 때 특히 유용할 수 있다. 도 13y, 13z, 13aa, 13bb, 13cc, 13dd 및 13ee는 각각 샘플 수집 장치(200)의 측면도, 배면도, 측면도, 전면도, 배면도, 측면도 및 전면도이다.
도 13ff를 참조하면, 샘플 수집 장치(200)는 샘플 수집 장치(200)의 팁(204)이 튜브가 아니라 링(224)을 포함한다는 것을 제외하고는 도 13p에 도시된 샘플 수집 장치(200)와 유사하게 구성될 수 있다. 팁(204)을 포함하는 원위부(201)가 샘플에 노출되도록 구성되며, 이로써 기껏해야 샘플의 정해진 부피(예를 들어, 10마이크로리터 미만, 바람직하게 약 2마이크로리터)가 분석을 위해 링(224)에 의해 형성된 홈에 배치된다. 샘플의 정해진 부피의 수집은 샘플의 실질적으로 기지의 양이 분석될 것이기때문에 분석물질 분석의 정확도를 촉진할 것으로 예상된다. 팁(204)은 예시된 대로 라운드형 단부를 가질 수 있고, 임의의 원하는 영역이나 장소로부터 샘플을 수집하도록 구성될 수 있지만, 팁(204)은 혈액 샘플을 수집할 때 특히 유용할 수 있다. 도 13gg, 13hh, 13ii, 13jj, 13kk 및 13ll은 각각 샘플 수집 장치(200)의 배면도, 측면도, 전면도, 배면도, 측면도 및 전면도이다.
도 13mm을 참조하면, 샘플 수집 장치(200)는 샘플 수집 장치(200)의 팁(204)이 튜브가 아니라 제1 링(226)과 제2 링(228)을 포함한다는 것을 제외하고는 도 13p에 도시된 샘플 수집 장치(200)와 유사하게 구성될 수 있다. 팁(204)을 포함하는 원위부(201)가 샘플에 노출되도록 구성되며, 이로써 기껏해야 샘플의 정해진 부피(예를 들어, 10마이크로리터 미만, 바람직하게 약 5마이크로리터)가 분석을 위해 제1 링(226)에 의해 형성된 홈과 제2 링(228)에 의해 형성된 홈에 배치된다. 샘플의 정해진 부피의 수집은 샘플의 실질적으로 기지의 양이 분석될 것이기 때문에 분석물질 분석의 정확도를 촉진할 것으로 예상된다. 팁(204)은 예시된 대로 라운드형 단부를 가질 수 있고, 임의의 원하는 영역이나 장소로부터 샘플을 수집하도록 구성될 수 있지만, 팁(204)은 혈액 샘플을 수집할 때 특히 유용할 수 있다. 도 13nn, 13oo, 13pp, 13qq, 13rr 및 13ss는 각각 샘플 수집 장치(200)의 배면도, 측면도, 전면도, 배면도, 측면도 및 전면도이다.
도 14a 및 14b를 참조하면, 카트리지에서 사용하기 위한 예시적인 콜릿이 설명된다. 콜릿(618)은, 예컨대 도 12a 내지 12, 도 13b와 관련하여 상기 설명되고 아래 설명된 대로 샘플 수집 장치의 원위부로부터 샘플이 압축될 때, 예를 들어 침, 혈액, 혈장, 소변의 비교적 큰 유체 샘플 수집을 위해 특별히 설계될 수 있다. 콜릿(618)은 근단부(620), 원단부(622) 및 근단부(620)와 원단부(622) 사이에 연장된 루멘(624)을 포함할 수 있다. 루멘(624)은 루멘(624)에 샘플 수집 장치의 원위부의 삽입을 허용하는 크기일 수 있다. 콜릿(618)은 샘플 수집 장치의 원위부가 먼저 근단부(620)에서 루멘(624)으로 들어가도록 투입 터널에 위치된다. 또한, 콜릿(618)은, 예를 들어 콜릿(618)의 상부면에서 슬롯(626)을 포함할 수 있다. 슬롯(626)은 그것을 통해서 시일 피어서의 일부분을 수용할 수 있는 크기이다. 예를 들면, 시일 피어서의 체결부가 슬롯을 통해서 투입 터널로 연장되어 시일 피어서와 샘플 수집 장치의 접촉을 허용한다.
콜릿(618)의 루멘(624)은 또한 그 안에 셔틀의 일부분을 수용할 수 있는 크기일 수 있다. 예를 들면, 셔틀의 근단부가 콜릿(618)의 원단부(622)를 통해서 루멘(624)에 배치될 수 있다. 또한, 콜릿(618)은 혼합 전 위치에서 투입 터널에 셔틀을 보유하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 콜릿(618)은 혼합 전 위치에서 콜릿(618)을 셔틀에 결합시키도록 구성된 하나 이상의 로킹 암을 포함할수 있다. 예시적으로, 콜릿(618)은 콜릿(618)의 대향하는 가로방향 측면에 제1 로킹 암(628)과 제2 로킹 암(630)을 포함한다. 유익하게, 유체 샘플을 수집하기 위한 압축가능한 원위부를 가진 샘플 수집 장치를 사용할 때, 콜릿(618)은 원위부의 압축 동안 투입 터널에서 제자리에 셔틀을 보유함으로써 샘플 유체를 셔틀로 내보낼 수 있다. 각 로킹 암은 램프와 돌출부를 포함할 수 있고, 이들은 도 14b에서 로킹 암(630)의 램프(632)와 돌출부(634)로서 도시된다. 돌출부(634)는 셔틀에 결합될수 있고, 이로써 혼합 전 위치에서 제자리에 셔틀을 보유한다. 예를 들면, 돌출부는 샘플 수집 장치의 원위부의 압축 동안 셔틀의 근위 플랜지를 보유할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 로킹 암(628 및 630)이 투입 터널(301)에 샘플 수집 장치의 삽입 동안 셔틀로부터 분리될 수 있다. 제1 및 제2 로킹 암(628 및 630)은, 투입 터널에 샘플 수집 장치의 삽입 동안 샘플 수집 장치에 의해 제1 및 제2 로킹 암(628 및 630)에 인가된 힘에 반응하여, 셔틀로부터 제1 및 제2 로킹 암(628 및 630)이 분리되도록 편향될 수 있다. 예를 들면, 샘플 수집 장치가 투입 터널에서 램프(들)를 따라 원위쪽으로 이동함에 따라 샘플 수집 장치의 숄더부가 로킹 암(들)의 램프(들)과 접촉하고 돌출부(들)를 바깥쪽으로 편향시킬 수 있다. 램프(들)는, 돌출부(들)가 셔틀의 근위 플랜지로부터 분리됨으로써 셔틀의 고정이 해제되고 혼합 전 위치로부터 혼합 위치로 셔틀이 이동될 수 있는 모양으로 형성될 수 있으며, 여기서 셔틀은 샘플 제제 저장소 내에 부분적으로 배치된다.
콜릿(618)은 카트리지 내의 접점 스위치를 활성화하기 위해 편향되도록 구성된 디플렉터부(636)를 포함할 수 있다. 바람직하게, 디플렉터부(636)는 콜릿(618)의 바닥면에 배치되고 투입 터널의 접점 스위치 위에 위치된다. 디플렉터부(636)는 투입 터널에 샘플 수집 장치를 삽입하는 동안 샘플 수집 장치에 의해 디플렉터부(636)에 인가된 힘에 반응하여 접점 스위치를 활성화하도록 편향될 수 있다. 예를 들면, 샘플 수집 장치가 투입 터널에서 원위쪽으로 이동함에 따라 샘플 수집 장치의 숄더부가 디플렉터부(636)와 접촉하고 아래쪽으로 디플렉터부(636)에 힘을 가하여 접점 스위치를 활성화할 수 있다. 예시적으로, 디플렉터부(636)는 아래쪽으로 편향되도록 구성된 암이다.
도 14c 및 14d를 참조하면, 카트리지에서 사용하기 위한 대안의 콜릿이 설명된다. 콜릿(618')은, 예컨대 샘플 수집 장치의 원위부로부터 샘플이 압축될 필요가 없을 때, 예를 들어 콧구멍, 귀, 혈액의 비교적 작은 샘플 수집을 위해 특별히 설계될 수 있다. 도 14c 및 14d를 도 14a 및 14b와 비교할 때 인정되는 대로, 콜릿(618')은 콜릿(618')이 로킹 암을 갖지 않는 것은 제외하고는 콜릿(618)과 유사하다. 콜릿(618')은 원단부(622')에 배치된 하나 이상의 돌출부(637)를 가지며, 혼합 전 위치에서 셔틀의 근단부와 접촉하도록 구성된다. 예를 들면, 하나 이상의 돌출부(637)는 셔틀(324, 324')의 제2 단부(371, 371')에서 실링 부재, 예를 들어 O-링과 접촉함으로써 실링 부재를 제자리에 보유할 수 있다. 하나 이상의 돌출부는 샘플 수집 장치의 원위부를 셔틀의 제2 단부에서 개구로 인도하도록 구성된 리드-인 앵글을 가질 수 있다.
도 15a 내지 15d를 참조하면, 명확성을 위해 하우징의 상부면이 제거된 채로 카트리지(300"')가 다양한 위치에서 도시된다. 도 15a 및 15b는 추가의 명확성을 위해 투입 터널의 중앙을 관통한 단면도이다. 도 15a에서, 카트리지(300"')는 혼합 전, 분출 전, 저장 위치에서 도시되며, 여기서 샘플 수집 장치는 아직 투입 터널(301'")에 삽입되지 않았다. 도시된 대로, 시일 피어서(321'")는 분출 전 위치에 있고 아직 저장소 위의 밀봉 재료(320"')를 뚫지 않았으며, 셔틀(324"')의 원단부가 샘플 제제 저장소(317"')의 벽을 형성한 상태에서 셔틀(324"')의 근단부가 콜릿(618)의 원단부 내에 배치되고, 콜릿(618)의 디플렉터부(636)는 디플렉터부(636)는 접점 스위치(389"')를 활성화하지 않은 편향 전 위치에 있다. 도 15b에서, 카트리지(300"')는 혼합, 분출, 분석 위치에서 도시되며, 여기서 샘플 수집 장치는 투입 터널(301'")에 충분히 삽입된다. 도시된 대로, 시일 피어서(321'")는 분출 위치에 있고 각각의 저장소 위의 밀봉 재료를 뚫었으며, 셔틀(324"')이 콜릿(618)으로부터 원위쪽으로 이동하여 샘플과 시약 볼(375"')이 샘플 제제 저장소(317"')의 유체와 혼합되는 중이고, 콜릿(618)의 디플렉터부(636)는 디플렉터부(636)가 접점 스위치(389"')를 활성화한 편향 위치에 있으며, 고정 부재(387"')가 샘플 수집 장치를 투입 터널(301'")에 고정했다. 도 15c에서, 카트리지(300"')는, 샘플 수집 장치가 투입 터널(301'")에 단지 부분적으로만 삽입되었기 때문에 여전히 혼합 전, 분출 전 위치에 있다. 도 15d는 분출 위치의 카트리지(300"')를 도시한다.
다시 도 15a를 참조하여, 카트리지 장치 내의 시일 피어서와 샘플 수집 장치 간의 상호작용을 통해 카트리지 장치에서 하나 이상의 저장소 위에 배치된 밀봉 재료를 뚫기 위한 예시적인 과정이 설명된다.
시일 피어서(321'")는 샘플 제제 저장소(317"'), 세척 저장소(318"'), 및/또는 기질 저장소(319"')에서 유체를 내보내기 위해 밀봉 재료(320"')를 뚫도록 구성된다. 바람직하게, 시일 피어서(321'")는 피어싱 동안 샘플 수집 장치에 대한 저항을 실질적으로 감소시키기 위해 저장소 위의 밀봉 재료(320"')를 뚫도록 구성된다. 시일 피어서(321'")는 원위부에 의해, 예를 들어 투입 터널(301'") 내의 샘플 수집 장치의 숄더부에서 접촉되고 샘플 수집 장치에 의해 인가된 힘에 반응하여 하우징(304"') 내에서 이동하도록 구성될 수 있고, 이로써 밀봉 재료(320"')가 뚫어짐으로써 샘플 제제 저장소(317"'), 세척 저장소(318"') 및/또는 기질 저장소(319"')에서 유체를 내보낼 수 있다. 예시적으로, 시일 피어서(321'")는 단일 피스이다. 시일 피어서(321'")는 하우징(304"') 내에 배치되고, 투입 터널(301'") 내에 부분적으로 배치될 수 있다. 예를 들면, 시일 피어서(321'")의 체결부(380"')가, 예를 들어 콜릿(618)의 슬롯(626)을 통해서 투입 터널(301'") 내에 배치될 수 있다. 시일 피어서(321'")는 밀봉 재료(320"')를 잘라서 열기에 충분히 날카로운 단부를 가진 하나 이상의 피어싱 요소를 가진다. 예시적으로, 시일 피어서(321'")는 샘플 제제 저장소(317"')에 인접 배치된 피어싱 단부를 가진 제1 피어싱 요소(381'"), 세척 저장소(318"')에 인접 배치된 피어싱 단부를 가진 제2 피어싱 요소(382"') 및 기질 저장소(319"')에 인접 배치된 피어싱 단부를 가진 제2 피어싱 요소(383"')를 가진다.
시일 피어서(321'")는 또한 각각 포스트(610 및 612)의 일부분을 수용하도록 구성된 슬롯(638 및 640)을 포함할 수 있다. 따라서, 시일 피어서(321'")는 포스트(610 및 612)의 일부분이 슬롯(638 및 640)에 남은 상태에서 하우징(304"') 내에서 이동할 수 있다. 카트리지(300"')는 또한 밀봉 재료(320"')를 뚫기 위해 밀봉 재료(320"')를 향해서 하나 이상의 피어싱 요소를 편향시키도록 구성된 하나 이상의 램프를 포함할 수 있다. 하나 이상의 램프는 카트리지(300"')의 하우징(304"')에 직접 결합될 수 있다. 하나 이상의 램프의 피크(들)는 샘플 수집 장치가 투입 터널(301'")에 충분히 삽입되었을 때 하나 이상의 피어싱 요소가 피크(들)을 지나 이동하도록 위치될 수 있으며, 이것은 저장소의 분출을 용이하게 한다. 예시적으로, 카트리지(300"')는 샘플 제제 저장소(317"')에 인접 배치된 제1 램프(642), 세척 저장소(318"')에 인접 배치된 제2 램프(644) 및 기질 저장소(319"')에 인접 배치된 제3 램프(646)를 가진다. 분출 전 위치에서 각 램프와 각 피어싱 요소 사이의 거리는 상이할 수 있고, 이로써 저장소들은 순차적으로 뚫리게 된다. 각 램프는 도 15b에 도시된 대로 분출 및 혼합 위치에서 피어싱 요소에 인접하여 시일 피어서(321'")의 일부분을 합치시키기 위해 중앙에 브레이크를 가질 수 있다.
샘플 수집 장치(200"')가 투입 터널(301'")을 통해서 원위쪽으로 이동될 때, 바람직하게 시일 피어서(321'")는 카트리지 하우징 내에서 이동하지 않고 샘플 수집 장치(200"')가 시일 피어서(321'")와 확실히 체결될 때까지 방지 위치에 유지된다. 일단 샘플 수집 장치(200"')가 투입 터널(301'")에 충분히 삽입되면, 시일 피어서(321'")는, 예를 들어 숄더부(220)에서 시일 피어서(321'")의 체결부(380"')를 샘플 수집 장치(200"')에 일시적으로 또는 영구적으로 결합시킴으로써 샘플 수집 장치(200"')와 확실히 체결될 수 있다.
수집자가 샘플 수집 장치(200"')를 원위쪽으로 밀 때 시일 피어서(321'")는 분출 전 위치로부터 분출 위치를 향해서 이동된다. 시일 피어서(321'")는, 예를 들어 시일 피어서(321'")에(예를 들어, 체결부(380"')에서) 샘플 수집 장치(200"')에 의한(예를 들어, 덮개(213"')의 원단부 및/또는 체결 구역((209"')의 원단부에 있을 수 있는 숄더부(220)에서) 역치 힘보다 큰 힘의 적용에 의해 카트리지 내에서 이동할 수 있다. 샘플 수집 장치(200"')가 원위쪽으로 이동됨에 따라 피어싱 요소는 그것의 램프로부터 최단 거리 저장소 위의 밀봉 재료를 먼저 뚫는다. 예를 들면, 샘플 수집 장치(200"')가 원위쪽으로 이동됨에 따라 시일 피어서(321'")는, 제2 피어싱 요소(382"')가 제2 램프(644)와 접촉하고 제2 램프(644)가 제2 피어싱 요소(382"')를 아래쪽으로 편향시켜 세척 저장소(318"') 위의 밀봉 재료(320"')를 뚫을 때까지, 일반적으로 샘플 수집 장치(200"')의 이동과 평행하게 이동한다. 시일 피어서(321'")가 원위쪽으로 계속 이동함에 따라, 제2 피어싱 요소(382"')는 제2 램프(644)의 피크를 지나 이동하고 세척 저장소(318"') 위에 뚫린 홀을 벗어나 위쪽으로 이동하며, 제3 피어싱 요소(383"')가 제3 램프(646)와 접촉하고 제3 램프(646)가 제3 피어싱 요소(383"')를 아래쪽으로 편향시켜 기질 저장소(319"') 위에서 밀봉 재료(320"')를 뚫는다. 시일 피어서(321'")가 원위쪽으로 계속 이동함에 따라, 제3 피어싱 요소(383"')는 제3 램프(646)의 피크를 지나 이동하고 기질 저장소(319"') 위에 뚫린 홀을 벗어나 위쪽으로 이동하며, 제1 피어싱 요소(381"')가 제1 램프(642)와 접촉하고 제1 램프(642)가 제1 피어싱 요소(381"')를 아래쪽으로 편향시켜 샘플 제제 저장소(317"') 위에서 밀봉 재료(320"')를 뚫는다. 시일 피어서(321'")가 원위쪽으로 계속 이동함에 따라 제1 피어싱 요소(381"')는 제1 램프(642)의 피크를 지나 이동하고 샘플 제제 저장소(317"') 위에 뚫린 홀을 벗어나 위쪽으로 이동한다. 당업자에게 이해되는 대로, 순차적 피어싱을 위해 피어싱 순서는 바뀔 수 있다.
유익하게, 샘플 수집 장치(200"')의 삽입이 샘플 제제 저장소(317"'), 세척 저장소(318"'), 및/또는 기질 저장소(319"')의 순차적 분출을 야기하는 구성형태는 샘플 수집 장치(200) 삽입 전에 저장소가 유체 밀봉된 채로 유지되는 것을 보장하고, 샘플 수집 장치의 삽입 동안 저항력을 완화하고, 각각의 저장소의 출구가 그것을 통해서 유체가 흐르는 것을 허용할 때 분석 채널로 저장소의 배액을 용이하게 한다.
도 16a 내지 16j를 참조하면, 카트리지(300"')를 사용하여 샘플을 수집하고 분석하기 위한 구성형태가 설명된다. 예시적으로, 샘플 수집 장치(200"')는 카트리지(300"')에 삽입되지만, 상이한 타입의 샘플과 상이한 타입의 지시에 대한 보편적 적용을 위해 카트리지(300"')가 설계되기 때문에 여기 설명된 임의의 샘플 수집 장치가 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 하며, 용도에 기초하여 셔틀, 시약 볼(들) 및/또는 콜릿과 같은 특정 내부 구성요소가 치환될 수 있다. 샘플 수집 장치(200"')는 도 13b와 관련하여 상기 설명된다. 샘플 수집 장치(200"')는 예시적으로 샘플 수집 장치(200"')의 원위부에 있는 실링 구역으로부터 이격되어 원위에 복수의 홈과 돌출부를 가진 체결 구역(209"')을 포함한다. 복수의 홈과 돌출부는 카트리지(300"') 내에 샘플 수집 장치(200"')의 부분적 및 충분한 삽입 동안 샘플 수집 장치(200"')의 비후퇴성을 위해 카트리지 장치(300"')의 하나 이상의 구성요소와 체결되도록 구성된다. 체결 구역(209"')은, 예를 들어 고정 부재(387"')를 통해서 샘플 수집 장치(200"')와 카트리지 장치 사이의 고정된 체결을 용이하게 할 수 있으며, 이로써 샘플 수집 장치(200"')는, 샘플 수집 장치(200"')가 카트리지의 투입 터널에 정해진 거리 부분적으로 삽입되었을 때, 예를 들어 체결 구역(209"')의 가장 원위의 홈이 고정 부재와 체결되었을 때 카트리지와 비가역적으로 합체된다. 충분한 삽입 위치를 향해서 삽입이 계속될 때 샘플 수집 장치(200"')는 계속 카트리지와 비가역적으로 합체될 수 있다. 예를 들면, 고정 부재(387"')는 샘플 수집 장치(200"')가 투입 터널(301'")에서 원위쪽으로 이동됨에 따라 원위에서 근위 방향으로 체결 구역(209"')의 다수의 홈들의 홈과 순차적으로 체결될 수 있다. 고정 부재(387"')는 샘플 수집 장치(200"')가 투입 터널(301'")에 충분히 삽입되었을 때 체결 구역(209"')의 다수의 홈들 중 가장 근위의 홈과 체결될 수 있다. 바람직하게, 샘플 수집 장치(200"')는 부분적 및 충분한 삽입 후에 모두 후퇴될 수 있고, 이로써 오염의 위험이 감소된다. 샘플 수집 장치(200"')의 이동에 반응하여 카트리지 장치 내에서 시일 피어서를 이동시키기 위해 체결 구역(209"')은 카트리지 장치의 시일 피어서에 영구적으로 또는 일시적으로 결합되도록 구성될 수 있다. 게다가 또는 대안으로서, 체결 구역(209"')은 샘플 수집 장치 삽입 동안 접점 스위치를 활성화하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 체결 구역(209"')의 원단부에서 숄더부(220)는 시일 피어서에 결합되고 및/또는 접점 스위치를 활성화하도록 구성될 수 있다.
투입 터널(301'") 내에 카트리지 장치(300"')를 삽입하기 전에 샘플 수집 장치(200"')가, 예를 들어 안쪽 뺨, 목구멍, 입, 콧구멍, 귀, 소변, 혈액, 혈장, 침 등에서 샘플에 노출된다. 샘플 수집 장치(200"')의 심지부(211'")는 카트리지 장치(300"')와 판독기 장치를 사용하여 샘플 내의 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양의 분석을 허용하기 위해 샘플의 일부를 보유하도록 설계된다. 카트리지 장치(300"')는 샘플 수집 장치(200"')가 카트리지 장치(300"')에 삽입되기 전이나 후에 판독기 장치에 전기적으로 결합될 수 있다.
도 16a를 참조하면, 샘플 수집 장치(200"')의 원단부가 투입 터널(301'")의 개구를 한정하는 구멍(302"')에 먼저 삽입된다. 도시된 대로, 시일 피어서(321'")는 분출 전 위치에 있고 아직 저장소 위의 밀봉 재료(320"')를 뚫지 않았으며, 셔틀(324"')의 원단부가 샘플 제제 저장소(317"')의 벽을 형성한 상태에서 셔틀(324 "')의 근단부가 콜릿(618)의 원단부 내에 배치되고, 콜릿(618)의 디플렉터부(636)는 디플렉터부(636)가 접점 스위치(389"')를 활성화하지 않은 편향 전 위치에 있다. 이 혼합 전 위치에서 셔틀(324"')에 의해 수납된 시약 볼(375"')은 투입 터널(301'") 내에 있고 샘플 제제 저장소(317"') 내의 유체에 노출되지 않는다.
도 16b를 참조하면, 샘플 수집 장치(200"')가 투입 터널(301'")에서 원위쪽으로 이동함에 따라 샘플 수집 장치(200"')의 원단부가 콜릿(618)의 루멘(624)을 통해서 이동하여 셔틀(324"')과 접촉한다. 예를 들면, 원단부 및/또는 원위 실링 구역(208"')이 예시된 대로 제2 단부(371'")와(예를 들어, 공동(395"') 및/또는 근위 플랜지(394"')에서) 접촉할 수 있다. 도 12a 내지 12e와 관련하여 상기 설명된 대로, 공동(395"')은 심지부(211'")의 외부면보다 약간 큰 크기일 수 있고, 이로써 심지부(211'")의 원단부가 공동(395"') 내에 꼭 합치되며, 원위 실링 구역(208"')은 셔틀(324"')에 샘플 수집 장치(200"')를 유체 밀봉하도록 구성될 수 있고, 이로써 샘플 수집 장치(200"')로부터 방출된 유체는 샘플 격실(370"')로 이동한다. 이 혼합 전 위치에서 샘플 격실(370"')은 투입 터널(301'") 내에 있고 샘플 제제 저장소(317"') 내의 유체에 노출되지 않는다.
도 16c에 도시된 대로, 샘플 수집 장치(200"')가 투입 터널(301'")에서 원위쪽으로 더 이동함에 따라, 샘플 수집 장치(200"')는, 예를 들어 숄더부(220)를 통해서 카트리지 장치(300"')의 하나 이상의 고정 부재(387"')를 편향시킬 수 있고, 샘플 수집 장치(200"')는, 예를 들어 제2 단부(371'")의 개구(372"')를 통해서 셔틀(324"')의 샘플 격실(370"')로 수집된 유체 샘플을 내보낼 수 있다. 상기 설명된 대로, 샘플 수집 장치(200"')가 원위쪽으로 이동됨에 따라 심지부(211'")가 압축됨으로써 수집된 샘플을 내보낼 수 있으며, 심지부(211'")의 원단부는 압축 동안 실질적으로 제자리에 유지될 수 있다. 이러한 압축 동안 중간 실링 구역(212"') 및/또는 덮개(213"')는 샘플 수집 장치(200"')의 핸들의 이동에 비례하여 원위쪽으로 이동할 수 있다. 바람직하게, 심지부(211'")가 압축되고 그로부터 샘플이 방출될 때 방출된 샘플은 개구(372"')를 통해서 샘플 격실(370"')로 이동한다. 압축 동안 셔틀(324"')은 투입 터널(301'") 내에 실질적으로 제자리에 유지될 수 있으며, 셔틀(324"')의 제1 단부(366"')가 계속 샘플 제제 저장소(317"')의 벽을 형성함으로써 샘플 제제 저장소(317"') 내에 유체를 밀봉할 수 있다. 콜릿(618)은 심지부(211'")의 압축 동안 셔틀(324"')을 혼합 전 위치에 보유할 수 있다. 예를 들면, 콜릿(618)의 제1 및 제2 로킹 암이 셔틀(324"')을 혼합 전 위치에 보유할 수 있다.
카트리지 장치(300"')는 샘플 격실(370"')에 도입된 샘플의 양이 정해진 부피를 초과하는 경우, 예를 들어 상기 설명된 대로 약 20μL를 초과하는 경우 과잉 샘플을 수용하도록 구성된 오버플로우 격실(397"')과 오버플로우 루멘(398"')을 포함할 수 있다. 오버플로우 격실(397"')은 예시적으로 내부 구성요소의 일부로서 형성되고, 카트리지 하우징에 의해 상단면에서 밀봉된다.
도 16d에 도시된 대로, 샘플 수집 장치(200"')가 투입 터널(301'")에서 원위쪽으로 더 이동함에 따라 샘플 수집 장치(200"')는, 하나 이상의 고정 부재(387"')가 부분적 샘플 수집 장치(200"') 삽입 동안 체결 구역(209"')에 고정되도록, 숄더부(220)를 지나는 카트리지 장치(300"')의 하나 이상의 고정 부재(387"')를 편향시킬 수 있다. 예시적으로, 고정 부재(387"')는 삽입 동안 제1 고정을 달성하기 위해 체결 구역(209"')의 가장 원위의 홈과 체결된다. 예를 들어, 숄더부(220)에서 덮개(213"')의 원단부가 건조제(325"')를 지남에 따라 덮개(213"')와 건조제(325"')에 의해 투입 터널(301'")에 액체 안전 장벽이 형성된다. 도 16c와 마찬가지로, 도 16d에 도시된 심지부(211'") 압축 동안 실링 구역(212"') 및/또는 덮개(213"')가 원위쪽으로 이동하여 샘플을 샘플 격실(370"')로 더 내보낼 수 있고, 그동안 셔틀(324"')은 투입 터널(301'") 내에 실질적으로 제자리에 유지될 수 있다.
도 16e를 참조하면, 샘플 수집 장치(200"')가 투입 터널(301'")에서 원위쪽으로 더 이동함에 따라, 샘플 수집 장치(200"')는 카트리지 장치(300"')의 하나 이상의 고정 부재(387"')를 원위에서 근위 방향으로 돌출부를 지나 체결 구역(209"')의 홈으로 계속 편향시키고, 이로써 하나 이상의 고정 부재(387"')는 부분적 샘플 수집 장치(200"') 삽입 내내 체결 구역(209"')에 대한 고정을 계속한다. 도 16c 및 16d와 마찬가지로, 도 16e에 도시된 심지부(211'") 압축 동안 실링 구역(211"') 및/또는 덮개(213"')가 원위쪽으로 이동하여 샘플을 샘플 격실(370)"'로 더 내보낼 수 있고, 그동안 셔틀(324"')은 투입 터널(301'") 내에 실질적으로 제자리에 유지될 수 있다. 일단 샘플 수집 장치(200"')가 셔틀(324"')로부터 콜릿(618)을 분리시키면, 셔틀(324"')은 투입 터널(301'") 내에서 혼합 전 위치로부터 혼합 위치로 이동할 수 있다. 예를 들면, 샘플 수집 장치(200"')는 투입 터널(301'")에 샘플 수집 장치(200"')의 삽입 동안 콜릿(618)에 힘을 적용하여 셔틀(324"')로부터 콜릿(618)을 분리시킬 수 있다. 도 16e에서, 체결 구역(209"')은, 예를 들어 숄더부(220)부에서, 예를 들어 제1 및 제2 로킹 암에서 콜릿(618)과 접촉한다.
도 16f는 카트리지(300"')에 샘플 수집 장치(200"')의 부분적 삽입을 도시하는 도 16e의 상면도이다. 콜릿(618)은 투입 터널(301'")에 배치되고 혼합 전 위치에서 셔틀(324"')에 결합되도록 구성된다. 콜릿(618)은 또한 샘플 수집 장치(200 "')의 압축 동안 셔틀(324"')에 결합되도록 구성될 수 있으며, 이로써 틀(324"')이 제자리에 유지된 상태에서 샘플 수집 장치(200"')의 원위부를 압축하는 것을 허용한다. 예시적으로, 셔틀(324"')의 제2 단부(371'")가 콜릿(618)의 루멘에 배치된다. 이 예에서, 콜릿(618)은 콜릿(618)의 대향하는 가로방향 측면들에서 제1 로킹 암(628)과 제2 로킹 암(630)을 포함한다. 제1 로킹 암(628)의 돌출부와 제2 로킹 암(630)의돌출부(634)는 샘플 수집 장치(200"')의 원위부의 압축 동안 셔틀(324"')의 근위 플랜지(394"')를 보유한다. 제1 및 제2 로킹 암(628 및 630)은 또한 투입 터널(301'")에 샘플 수집 장치(200"')를 삽입하는 동안 셔틀(324"')로부터 분리될 수 있다. 제1 및 제2 로킹 암(628 및 630)은 투입 터널(301'")에 샘플 수집 장치(200"')의 삽입 동안 샘플 수집 장치(200"')에 의해 제1 및 제2 로킹 암(628 및 630)에 인가된 힘에 반응하여 셔틀(324"')로부터 제1 및 제2 로킹 암(628 및 630)을 분리하도록 편향될 수 있다. 도 16f에서, 샘플 수집 장치(200"')의 숄더부(220)는 부분적 샘플 수집 장치(200"') 삽입 동안 제1 로킹 암(628)의 램프 및 제2 로킹 암(630)의 램프(632)와 접촉한다.
도 16g를 참조하면, 샘플 수집 장치(200"')가 투입 터널(301'")에서 더 원위쪽으로 이동함에 따라, 샘플 수집 장치(200"')는, 예를 들어 숄더부(220)에서 제1 및 제2 로킹 암(628 및 630)의 램프에 힘을 적용함으로써 제1 로킹 암(628)의 돌출부와 제2 로킹 암(630)의 돌출부(634)를 바깥쪽으로 편향시킨다. 램프는, 돌출부(들)가 셔틀(324"')의 근위 플랜지(394"')로부터 분리됨으로써 콜릿(618)으로부터 셔틀(324"')의 고정이 해제되고 혼합 전 위치로부터 혼합 위치를 향해서 셔틀이 이동될 수 있는 모양으로 형성된다.
여기서 도 16f 및 16g에 묘사된 대로, 샘플 제제 저장소(317"'), 세척 저장소(318"'), 및/또는 기질 저장소(319"')는 각각 대칭인 모양을 가질 수 있다. 예를 들면, 샘플 제제 저장소(317"')의 벽의 각각은, 샘플 제제 저장소(317"')의 벽의 각각이 정해진 각도, 예를 들어 60°, 90°보다 더 큰 각도로 만나는 대칭인 모양을 형성할 수 있으며, 이것은 샘플 제제 저장소(317"')의 출구를 통한 유체 비움을 용이하게 한다. 샘플 제제 저장소(317"') 내에서 유체의 혼합을 용이하게 하기 위해 초음파발생기 요소(327"')가 예시된 대로 샘플 제제 저장소(317"')의 중심에서 벗어나 위치될 수 있다. 마찬가지로, 세척 저장소(318"') 및/또는 기질 저장소(319"')의 벽의 각각은, 세척 저장소(318"') 및/또는 기질 저장소(319"')의 벽의 각각이 정해진 각도, 예를 들어 60°, 90°보다 더 큰 각도로 만나는 대칭인 모양을 형성할 수 있고, 이것은 세척 저장소(318"') 및/또는 기질 저장소(319"')의 각각의 출구를 통한 유체 비움을 용이하게 한다.
도 16h를 참조하면, 샘플 수집 장치(200"')가 투입 터널(301'")에서 더 원위쪽으로 이동함에 따라 샘플 수집 장치(200"')는 시일 피어서(321'")와 접촉한다. 예를 들면, 샘플 수집 장치(200"')의 숄더부(220)가 투입 터널(301'") 내에서 시일 피어서(321'")의 체결부(380"')와 접촉할 수 있다. 수집자가 혼합 전 위치로부터 혼합 위치를 향해서 원위쪽으로 샘플 수집 장치(200"')를 밀 때, 도 16h에 도시된 대로 셔틀(324"')이 샘플 제제 저장소(317"') 내에서 부분적으로 이동될 수 있다. 셔틀(324"')이 원위쪽으로 이동함에 따라 제1 단부(366"')가 개봉되고, 이로써 셔틀(324"') 내의 하나 이상의 시약 볼(375"')과 셔틀(324"') 내의 수집된 샘플이 샘플 제제 저장소(317"') 내의 유체에 노출된다. 유익하게, 셔틀(324"')의 제1 단부(366"')가 개봉되기 전에 셔틀(324"')의 제1 단부(371'")가 샘플 수집 장치(200"')에 의해 유체 밀봉됨으로써 샘플 제제 저장소(317"')로부터 유체가 제2 단부(371'") 및/또는 중간 실링 구역(212"')을 지나 투입 터널(301'")로 누출되지 않게 된다. 게다가, 샘플 수집 장치(200"')의 원위 이동은 혼합 전 위치로부터 혼합 위치를 향한 이전을 야기하기 때문에, 셔틀(324"')의 실링 부재(614)는 투입 터널(301'")로부터 샘플 제제 저장소(317"')의 유체를 계속해서 유체 밀봉한다.
도 16i를 참조하면, 샘플 수집 장치(200"')가 투입 터널(301'")에서 더 원위쪽으로 이동함에 따라 샘플 수집 장치(200"')는 시일 피어서를 분출 전 위치로부터 분출 위치를 향해서 이동시킨다. 도 15a 내지 15d와 관련하여 상기 설명된 대로, 수집자가 샘플 수집 장치(200"')를 원위쪽으로 밀 때, 샘플 수집 장치(200"')가 시일 피어서(321'")에 힘을 적용함으로써(예를 들어, 숄더부(220)와 체결부(380"')의 접촉을 통해서) 피어싱 요소를 이동시켜 저장소 위의 밀봉 재료를 순차적으로 뚫는다. 게다가, 수집자가 샘플 수집 장치(200"')를 혼합 전 위치로부터 혼합 위치를 향해서 원위쪽으로 밀면 셔틀(324"')이 샘플 제제 저장소(317"') 내에서 더 원위쪽으로 이동한다. 샘플 수집 장치(200"')는 또한 접점 스위치(389"')의 활성화를 용이하게 하기 위해 콜릿(618)과 접촉할수 있다. 예를 들면, 샘플 수집 장치(200"')의 숄더부(220)가 콜릿(618)의 편향부(636)와 접촉할 수 있다.
샘플 수집 장치(200"')가 투입 터널(301'")에서 더 원위쪽으로 이동함에 따라 샘플 수집 장치(200"')와 카트리지 장치(300"')는 도 16j에 도시된 혼합, 분출, 분석 위치로 이동되고, 여기서 샘플 격실(370"')과 시약 볼(375"')의 방출된 샘플이 샘플 제제 저장소(317)"'의 유체 내에 혼합된다. 도 16j에서, 샘플 수집 장치(200"')는 투입 터널(301'")에 충분히 삽입된다. 도시된 대로, 시일 피어서(321 '")는 분출 위치에 있고 각각의 저장소 위의 밀봉 재료(320"')를 뚫었으며, 셔틀(324"')이 콜릿(618)으로부터 원위쪽으로 이동하여 샘플과 시약 볼(375"')이 샘플 제제 저장소(317"')의 유체와 혼합되는 중이고, 콜릿(618)의 디플렉터부(636)는 디플렉터부(636)가 접점 스위치(389"')를 활성화한 편향 위치에 있으며, 고정 부재(387"')가 샘플 수집 장치(200"')를 투입 터널(301'")에 고정했다.
이 혼합 위치에서, 셔틀(324"')의 제1 단부(366"'), 하나 이상의 시약 볼을 수용하는 셔틀의 하나 이상의 시약 볼 격실, 및/또는 분석될 샘플(들)을 수용하는 하나 이상의 샘플 격실이 샘플 제제 저장소(317"') 내에 배치될 수 있다. 상기 설명된 대로, 이 구성요소들은 혼합 위치에서 샘플 제제 저장소(317"')를 유체 밀봉하며, 이로써 수집된 샘플(들), 시약 볼(들) 및 샘플 제제 저장소(317"') 내의 유체가 저장소 내에 밀봉되고 샘플 제제 저장소(317"') 내에서 혼합될 수 있다.
샘플 수집 장치(200"')는 회로 기판(331'")의 접점 스위치(389"')를 활성화하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 샘플 수집 장치(200"')의 삽입은 콜릿(618)에 의한 접점 스위치(389"')의 활성화를 야기할수 있다. 예시적으로, 콜릿(618)의 디플렉터부(636)는 투입 터널(301'")에 샘플 수집 장치(200"')의 삽입 동안 샘플 수집 장치(200"')에 의해 디플렉터부(636)에 인가된 힘에 반응하여 접점 스위치(389"')를 활성화하도록 편향된다. 샘플 수집 장치(200"')가 투입 터널(301'")에서 원위쪽으로 이동하여 접점 스위치(389"')를 활성화함에 따라 샘플 수집 장치(200"')의 숄더부(220)가 디플렉터부(636)와 접촉하고 디플렉터부(636)에 아래쪽으로 힘을 가할 수 있다. 접점 스위치(389"')의 함몰은 회로를 완성하고, 이로써 전기 신호가, 예를 들어 소프트웨어-기반 사용자 인터페이스 시스템을 운영하는 컴퓨팅 장치 및/또는 판독기 장치로 전송될 수 있다. 이 방식에서, 투입 터널 내에 샘플 수집 장치(200"')의 적절한 삽입은 전기 신호를 발생시키고, 이것은 판독기 장치 및/또는 컴퓨팅 장치로 전송됨으로써 이러한 적절한 삽입을 판독기 장치 및/또는 컴퓨팅 장치에 통지할 수 있다. 접점 스위치(389"')의 함몰이 혼합 위치에서 샘플 수집 장치(200"')의 충분한 삽입을 나타내도록 접점 스위치(389"')는 투입 터널(301'") 내에 위치되지만, 접점 스위치(389"')는 또한 샘플 수집 장치(200"')의 부분적 삽입을 나타내기 위해 투입 터널(301'") 내에 위치될 수 있다. 게다가, 또는 대안으로서, 1개를 초과하는 접점 스위치가 투입 터널에 배치될 수 있고, 이로써 터널 내에 샘플 수집 장치의 삽입이 투입 터널을 따라 정렬된 접점 스위치들의 순차적 함몰에 의해 추적될 수 있다.
혼합 위치에서, 고정 부재(387"')는 카트리지 장치(300"') 내에 샘플 수집 장치(200"')를 비가역적으로 고정하도록 구성된다. 고정 부재(387"')는 도 16j에 도시된 대로 샘플 수집 장치(200"')가 투입 터널(301'")에 충분히 삽입되었을 때 체결 구역(209"')의 다수의 홈들 중 가장 근위의 홈과 체결될 수 있다. 고정 부재(387"')가 투입 터널(301'")에서 안쪽으로 편향됨으로써 고정 부재(387"')의 고정 단부가 혼합 위치에서 샘플 수집 장치(200"')와 체결된다. 유익하게, 부분적 삽입 및 충분한 삽입 동안 투입 터널(301'") 내에 샘플 수집 장치(200"')를 고정하는 것은(예를 들어, 길이방향 및/또는 축방향으로), 일단 고정되면 샘플 수집 장치(200")가 후퇴될 수 없기 때문에 시간 경과에 따른 샘플 제제 저장소(317"')의 밀봉을 촉진하고, 부분적 또는 충분한 삽입 후에 사용자가 부주의하게 카트리지 장치(300"')로부터 샘플 수집 장치(200"')를 빼낼 수 없기 때문에 안전한 처분 및 시험의 일관성을 용이하게 한다. 게다가, 혼합 위치에서, 샘플 수집 장치(200"')의 근위 실링 구역(207"')은 구멍(302"')에서 투입 터널(301'")을 밀봉하도록 구성된다. 이 방식에서, 근위 실링 구역(207"')은, 예를 들어 구멍(302"')에서 카트리지 장치(300"')로부터 유체 누출을 최소화하거나 제거하기 위한 추가의 구조를 제공한다. 또한, 샘플 수집 장치(200"')의 근위 실링 구역(207"')은, 일단 샘플 수집 장치(200"')와 카트리지 장치(300"')가 혼합 위치에 적절히 있게 되면 수집자에 의한 삽입 힘에 저항할 수 있게 카트리지 하우징과 접촉하도록 구성된다.
혼합 위치에서, 도 10n 내지 10p와 관련하여 상기 설명된 대로 샘플 제제 저장소(317"')의 유체와 샘플 및 시약 볼(들)의 혼합을 증진시키기 위해 초음파발생기 요소(327"')가 사용될 수 있다.
도 17a 내지 17d를 참조하면, 초음파발생기 요소(327"')는 도시된 대로 제1 스프링 접점(392"')과 제2 스프링 접점(392"')을 통해서 회로 기판(331'")에 전기적으로 결합될 수 있다. 바람직하게, 초음파발생기 요소(327"')는, 예를 들어 초음파발생기 요소(327"')와 회로 기판(331'") 사이의 유선 접속 없이 단지 제1 및 제2 스프링 접점(392"')만을 통해서 회로 기판(331')"에 전기적으로 결합된다. 유리하게, 스프링 접점(392"')은 초음파발생기 요소(327"')의 이동을 흡수하며, 이로써 예를 들어 판독기 장치에 의해 전송된 신호에 반응하여 초음파발생기 요소(327"')가 활성화되었을 때 회로 기판(331'")이 적합한 방식으로 최소한으로 진동하게 되고, 스프링 접점(392"')은 초음파발생기 요소(327"')에 좋지 않게 영향을 미칠 수 있는 솔더링과 비교하여 조립의 용이성 및 재현성을 허용한다. 초음파발생기 요소(327"')는 샘플 제제 저장소(317"')의 벽, 예를 들어 바닥벽의 일부를 형성할 수 있다. 초음파발생기 요소(327"')는 내부 구성요소(316"')에 접착되어 벽을 형성할 수 있다. 예를 들면, 접착제, 예를 들어 에폭시의 환이 초음파발생기 요소(327"')의 상단면 상에 적용될 수 있고, 샘플 제제 저장소(327"')의 바닥에서 내부 구성요소(316"')에 UV 경화될 수 있다. 접착제의 이러한 환은 활성화 동안 초음파발생기 요소(327"')가 진동하는 것을 허용하면서 초음파발생기 요소(327"')와 샘플 제제 저장소(317"') 사이의 유체 밀봉을 허용한다. 상기 설명된 대로, 초음파발생기 요소(327"')는 샘플 제제 저장소(317"') 내에서 유체와 샘플 및 시약 볼(들)의 혼합을 용이하게 하기 위해 샘플 제제 저장소(317"')의 중심에서 벗어나 위치될 수 있다.
도 18a 및 18b를 참조하면, 샘플을 분석하기 위한 대안의 카트리지가 설명된다. 카트리지 장치(300"")는 카트리지 장치(300"")가 도 9a의 셔틀(324)과 유사하게 구성될 수 있는 셔틀(324"") 및 콜릿(618')을 포함한다는 것을 제외하고는 카트리지 장치(300"')와 유사하게 구성될 수 있고, 여기서 유사한 구성요소는 유사하게 대비된 참조번호에 의해 식별된다. 이 구체예에서, 카트리지 장치(300"")는, 예를 들어 콧구멍, 귀, 혈액으로부터, 예를 들어 10마이크로리터 미만, 바람직하게 2-5마이크로리터의 비교적 작은 샘플 수집을 위해 설계된다. 카트리지 장치(300"")는, 예를 들어 염증, 인플루엔자, 테스토스테론, 생식력, HIV 또는 비타민 D의 표시일 수 있는 상이한 표적 분석물질을 식별하도록 의도된 시약 볼(들)과 더 합치될 수 있다. 도 18a 및 18b는 카트리지 장치(300"')와 카트리지 장치(300"") 간의 상호교환의 용이성을 예시한다.
도 18a에 도시된 대로, 콜릿(618')은 혼합 전 위치에서 셔틀(324"")의 제2 단부(371"")와 접촉하도록 구성된 콜릿(618')의 원단부에 배치된 하나 이상의 돌출부(637)를 가진다. 하나 이상의 돌출부(637)는 셔틀(324"")의 제2 단부(371"")에서 실링 부재, 예를 들어 O-링과 접촉함으로써 실링 부재를 제자리에 보유할 수 있다. 하나 이상의 돌출부는 샘플 수집 장치의 원위부를 셔틀(324"")의 제2 단부(371"")에서 개구로 인도하도록 구성된 리드-인 앵글을 가질 수 있다. 상기 설명된 것과 유사하게, 콜릿(618')은 투입 터널에 샘플 수집 장치 삽입 동안, 예를 들어 셔틀(324"")의 제2 단부(371"") 상의 원위 실링 구역의 숄더부를 통해서 셔틀(324"")에 샘플 수집 장치에 의해 인가된 힘에 반응하여 셔틀(324")"로부터 분리되도록 구성된다. 이 방식에서, 셔틀(324"")은 상기 설명된 대로 혼합 전 위치로부터 혼합 위치로 이동한다.
도 19를 참조하면, 소니케이션 요소를 통한 증진된 혼합 동안 온도를 모니터링하는 과정이 설명된다. 아래 설명된 대로, 컴퓨터화된 판독기가 검출 시스템의 작동을 잘 제어할 수 있다. 판독기는 메모리를 가진 프로세서를 포함하고, 메모리에는 수집된 샘플 내의 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 성공적으로 검출하는데 필요한 다양한 방법을 실행하기 위한 명령이 저장된다. 예를 들면, 컴퓨터화된 판독기는 도 19의 과정이 자동화된 방식으로 수행되도록 할 수 있다.
상기 설명된 대로, 카트리지의 초음파발생기 요소(예를 들어, 초음파발생기 요소(327, 327' 등)는 샘플 수집 장치와 카트리지가 혼합 위치에 있을 때 샘플 제제 저장소에서 내용물의 증진된 혼합을 위해 활성화될 수 있다. 702에서, 과정이 시작된다. 이 과정은 사건에 반응하여 시작될 수 있다. 예를 들면, 카트리지 장치에 샘플 수집 장치의 충분한 삽입에 반응하여 카트리지 장치에서 접점 스위치가 활성화되었음을 표시하는 신호를 판독기 장치의 프로세서가 수신했을 때 과정이 시작될 수 있다.
704에서, 초음파발생기 요소, 예를 들어 압전 변환기가 활성화된다. 활성화시에 초음파발생기 요소는 샘플 제제 저장소를 향해서 음파를 방출함으로써 저장소 내의 유체를 이동시킨다. 초음파발생기 요소는 정해진 주파수, 예를 들어 4MHz에서 음파를 방출할 수 있으며, 이것은 판독기에 의해 변형될 수 있다. 상기 설명된 대로, 음파는 저장소 내의 유체가 파형대로 이동하는 것을 야기함으로써 저장소에서 유체를 혼합할 수 있다. 판독기 장치의 프로세서는, 예를 들어 카트리지의 인쇄 회로 기판의 하나 이상의 전기 리드를 통해서 초음파발생기 요소에 전기 신호가 전송되도록 함으로써 초음파발생기 요소를 활성화할 수 있다.
706에서, 온도가 샘플링된다. 온도는 샘플 제제 저장소 내의 유체의 온도를 표시할 수 있다. 예를 들면, 카트리지는 샘플 제제 저장소의 유체의 온도를 표시하는 신호를 생성하도록 구성된 온도 센서, 예를 들어 회로 기판 상에 배치된 온도 센서(616)를 포함할 수 있다. 카트리지와 판독기가 전기적으로 결합되었을 때, 예를 들어 카트리지의 인쇄 회로 기판 상의 하나 이상의 전기 리드를 통해서 신호가 카트리지로부터 판독기로 전송될 수 있다. 신호가 역치를 벗어난 저장소의 유체의 온도를 표시하는지의 여부를 결정하기 위해 판독기 장치의 프로세서에 의해 신호가 처리될 수 있다.
708에서, 샘플링된 온도가 너무 높은지의 여부가 결정된다. 예를 들면, 판독기 장치의 프로세서가 온도 센서에 의해 발생된 신호로부터의 온도 정보를 판독기 장치의 메모리에 저장된 온도 역치와 비교할 수 있다. 예를 들면, 메모리는, 예를 들어 42℃ 위의 역치 고온, 및/또는 카트리지 특이적 변수에 기초한 역치 고온을 가진 룩업 테이블을 저장할 수 있고, 이로써 프로세서가 감지된 온도를 저장된 정보와 비교하여 감지된 온도가 너무 높은지의 여부를 결정할 수 있다. 온도가 역치를 벗어난 것으로 결정되면, 예를 들어 너무 높거나, 너무 낮거나, 범위 내가 아닌 것으로 결정되면, 초음파발생기 요소로부터 음파의 방출이 변형될 수 있다.
710에서, 온도가 너무 높다고 결정되면 초음파발생기 요소의 듀티 사이클을 낮춤으로써 초음파발생기 요소로부터 음파의 방출이 변형될 수 있다. 예를 들면, 판독기 장치의 프로세서가 전기 신호를 초음파발생기 요소에 전송하여 초음파발생기 요소가 듀티 사이클을 저하시키도록 함으로써 초음파발생기 요소로부터 음파의 방출을 변형할 수 있다. 프로세서는, 저장소의 유체의 온도를 표시하는 신호가 역치 위인 경우 초음파발생기를 비활성화함으로써 초음파발생기로부터 음파의 방출을 변형할 수 있다.
712에서, 샘플링된 온도가 너무 낮은지의 여부가 결정된다. 예를 들면, 판독기 장치의 프로세서가 온도 센서에 의해 발생된 신호로부터의 온도 정보를 판독기 장치의 메모리에 저장된 온도 역치와 비교할 수 있다. 예를 들면, 메모리는, 예를 들어 37℃ 아래의 역치 저온, 및/또는 카트리지 특이적 변수에 기초한 역치 저온을 가진 룩업 테이블을 저장할 수 있고, 이로써 프로세서가 감지된 온도를 저장된 정보와 비교하여 감지된 온도가 너무 낮은지의 여부를 결정할 수 있다.
714에서, 온도가 너무 낮다고 결정되면 초음파발생기 요소의 듀티 사이클을 높임으로써 초음파발생기 요소로부터 음파의 방출이 변형될 수 있다. 예를 들면, 판독기 장치의 프로세서가 전기 신호를 초음파발생기 요소에 전송하여 초음파발생기 요소가 듀티 사이클을 증가시키도록 함으로써 초음파발생기 요소로부터 음파의 방출을 변형할 수 있다.
716에서, 샘플 제제 저장소 내의 유체의 온도를 표시하는 온도가 역치 범위 내인지, 예를 들어 정해진 시간량 동안(예를 들어, 3분 내지 15분, 3분 내지 10분, 3분 내지 5분, 약 10분) 역치 고온 아래 및 역치 저온 위인지의 여부가 결정되며(이것은 누적 또는 연속일 수 있다), 이로써 초음파발생기 요소가 타임-아웃 될 수 있다. 예를 들면, 판독기의 메모리는 샘플 제제 저장소 내의 유체 온도를 표시하는 온도가 역치 온도 범위 내에 있어야 하는 정해진 시간량을 저장할 수 있다. 정해진 시간량은 분석을 위한 등온 증폭을 위한 샘플 제제 저장소 내의 유체와 샘플 및 시약(볼)의 적당한 혼합에 필요한 시간일 수 있다. 초음파발생기 요소로부터의 음향 방출은 샘플 제제 저장소 내의 유체를 가열하고 등온 증폭을 위해 매크로 및 마이크로 수준에서 샘플 제제 저장소의 내용물을 혼합할 수 있다. 예를 들면, 초음파발생기 요소는 샘플 제제 저장소의 온도를 증가시키기에 충분한 에너지를 샘플 제제 저장소로 보낼 수 있고, 이로써 등온 DNA 또는 RNA 증폭과 같은 증폭 반응이 일어나서 하류 검출을 위한 핵산 앰플리콘이 생성된다. 이러한 하류 검출은 자기 입자 상의 친화성 분자(이것은 항체, DNA 프로브, 검출가능한 부분 및/또는 효소의 조합물일 수 있다)에 대한 핵산 또는 그 위나 안의 검출가능한 부분의 결합에 일부 기초할 수 있거나, 또는 각각 친화성 분자 자체의 집단을 가진 하나 이상의 작동 전극 상의 표면 결합된 친화성 분자에 대한 특이적 결합에 기초할 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 이러한 반응은 샘플 제제 저장소에서 일어나고 거기서 관찰될 수 있다. 판독기의 프로세서가 샘플링된 온도가 정해진 시간량 동안 역치 범위 내에 있지 않다고 결정하면 과정은 706으로 되돌아간다.
718에서, 초음파발생기 요소가 비활성화된다. 예를 들면, 초음파발생기 요소는 샘플링된 온도가 정해진 시간량 동안 역치 범위 내에 있다면 비활성되될 수 있다. 샘플링된 온도가 정해진 시간량 동안 역치 범위 내에 있는지 판독기의 프로세서가 결정할 수 있다.
720에서, 초음파발생기 요소가 비활성화된 후 과정이 종료된다.
도 20을 참조하면, 시간(초) 대 온도(섭씨)의 그래프가 도시된다. 이 그래프는 라인 730에서 샘플 제제 저장소에서 혼합한 유체의 측정된 온도, 라인 732에서 써미스터, 예를 들어 온도 센서(616)에서 측정된 온도, 라인 734에서 측정된 주변 온도, 및 라인 736에서 압전 변환기, 예를 들어 초음파발생기 요소(327, 327' 등)에서 측정된 온도를 나타낸다. 관찰된 대로, 초음파발생기의 듀티 사이클이 그래프 상의 40초 마크 근처에서 감소되며, 이것은 샘플 제제 저장소에서 혼합된 유체의 온도 감소를 야기한다. 초음파발생기의 듀티 사이클은 그래프 상의 520초 마크 근처에서 다시 감소되며, 이것은 다시 샘플 제제 저장소에서 혼합된 유체의 온도 감소를 야기한다.
판독기 장치
다양한 구체예의 판독기 장치, 또는 판독기는 특수 컴퓨터를 포함하거나 그것으로 이루어진다. 컴퓨터는 샘플에서 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 검출하기 위한 하나 이상의 방법을 실행하기 위한 명령이 저장된 메모리를 가진 프로세서를 포함한다. 다양한 구체예에서, 판독기의 컴퓨터는 검출 시스템의 작동을 제어하며, 시스템의 다양한 기능이 언제 어떻게 일어날 것인지를 제어하는데, 예컨대 예를 들어 카트리지의 샘플 제제 저장소에서 유체의 혼합, 밸브의 개방, 및/또는 센서 위에 자기 입자의 국소화를 제어한다. 이러한 작동을 제어하기 위해 컴퓨터화된 판독기는 판독기 또는 카트리지 내에 존재하는 물리적 구성요소로부터 정보를 수신하고 그것으로 정보를 보내도록 구성된다.
도 21a는 예시적인 판독기 장치의 투시도를 예시하며, 도 21b는 도 21a의 판독기 장치의 내부 구성요소를 예시한 분해조립도이다. 판독기 장치(400)는 카트리지 도크(402)의 개구(401), 하우징(403), 사용자 인터페이스(404), 전원(405), 제1 자기장 발생기(406), 제2 자기장 발생기(407), 자기장 발생기 하우징(408), 탄성 부재(409), 광도파관(410), 회로 기판(411), 프로세서(412), 통신 회로(413), 전기 커넥터(414), 유도 코일(415), 정렬 자석(416), 및/또는 베이스(417)를 포함할 수 있다.
판독기 장치(400)의 개구(401)는 카트리지 장치가 카트리지 도크(402) 내에 도킹되는 것을 허용한다. 카트리지는, 판독기 장치(400)에 의해 수용되었을 때 판독기 장치(400) 상에 또는 안에, 부분적으로 또는 충분히 배치될 수 있거나, 또는 다른 식으로 결합될 수 있다. 판독기 구성요소들 중 몇몇은 카트리지와 원하는 상호작용을 달성하기 위해 카트리지 도크(402)에 대해 특정 위치에 전략적으로 위치될 수 있다. 예를 들면, 전기 커넥터(414)는 카트리지 장치가 카트리지 도크(402)에 삽입되었을 때 카트리지 장치의 전기 커넥터가 전기 커넥터(414)에 전기적으로 결합되도록 카트리지 도크(402)에 대해 위치될 수 있다. 게다가, 카트리지 장치가 카트리지 도크(402)에 삽입되었을 때 자기장 발생기(406 및 407)가 카트리지 장치의 작동 전극 아래에 배치되도록 자기장 발생기(406 및 407)가 카트리지 도크(402)에 대해 위치될 수 있다.
하우징(403)은 판독기 장치(400)의 내부 구성요소를 수납하도록 구성되며, 카트리지 도크(402) 및 베이스(417)와 협력하여 내부 구성요소를 수납할 수 있다.
사용자 인터페이스(404)는 사용자로부터의 입력을 수신하고 사용자에게 출력을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 예시적으로, 사용자 인터페이스(404)는 카트리지 장치가 판독기 장치(400)에 적절히 삽입되었을 때 및/또는 샘플 수집 장치가 카트리지 장치에 적절히 삽입되었을 때 사용자에게 통지하도록 구성된 LED를 포함한다. 사용자 인터페이스(404)는 프로세서(412)에 결합될 수 있다. 사용자 인터페이스(404)는 터치스크린, LED 매트릭스, 다른 LED 인디케이터, 또는 사용자로부터의 입력을 수신하고 사용자에게 출력을 제공하기 위한 다른 입력/출력 장치를 포함할 수 있다. 다른 구체예에서, 사용자 인터페이스(404)는 판독기(400)에 존재하지 않는 대신 통신 회로(413)를 통해서 판독기(400)에 통신가능하게 접속된 원격 컴퓨팅 장치에 제공된다. 사용자 인터페이스는 또한 판독기와 원격 컴퓨팅 장치 상의 요소들의 조합일 수 있다.
전원(405)은 교체가능한 배터리 또는 재충전가능한 배터리와 같은 적합한 배터리일수 있고, 장치는 재충전가능한 배터리를 충전하기 위한 회로망 및 탈착식 파워 코드를 포함할 수 있다. 전원(405)은 충전기 내의 유도 코일과 유도 코일(415)을 통해서 충전기(500)에 의해 충전될 수 있다. 대안으로서, 전원은 하우징 내의 구성요소에 전기를 제공하기 위해, 예를 들어 AC-DC 파워컨버터를 가진 코드를 통해서 종래의 벽 소켓에 판독기 장치(400)가 끼워질 수 있는 포트일 수 있다.
자기장 발생기(406 및 407)는 판독기(400)에 이동가능하게 고정된 유도물질 또는 다른 전자기 구성요소일 수 있다. 자기장 발생기(406 및 407)는 영구 자석일 수 있다. 자기장 발생기(406 및 407)는 카트리지가 판독기 장치(400)에 전기적으로 결합되었을 때 작동 전극이 자기장 발생기(406 및 407)에 의해 생성된 자기장 내에 직접 배치되도록 위치된다. 다양한 구체예에서, 자기장(들)은 국소화의 원인이며, 자기장(들)은 자기 입자와 수반하는 혼성화된 분자를 분석 구역 내에 국소화하도록 유도하는 것이다. 제1 자기장 발생기 및 제2 자기장 발생기(406 및 407)는 단일 작동 전극의 길이 전체에 자기장을 발생시키도록 구성될 수 있고, 이로써 단일 작동 전극의 길이 전체에 복수의 자기 입자의 균질한 분포를 촉진한다.
자기장 발생기(406 및 407)는, 샘플 제제 저장소로부터 분석 채널로 방출된 자기 입자가 자기장 발생기(406 및 407) 위에 국소화된 채로 유지될 수 있기에 충분히 강한 자기장을 방출하며, 이로써 작동 전극 위에서 세척 용액 및/또는 화학적 기질을 지닌 유체가 카트리지의 분석 채널에서 자기 입자 위로 흘러간다.
자기장 발생기 하우징(408)은 자기장 발생기(406 및 407)를 수납하도록 구성된다. 자기장 발생기 하우징(408)은, 예를 들어 카트리지 도크(402)로부터 카트리지 장치의 삽입 및 제거시에 자기장 발생기(406 및 407)의 이동을 허용하는 탄성 부재(409)에 결합될 수 있다.
판독기 장치(400)는 판독기 장치(400) 내의 LED로부터의 빛을 사용자 인터페이스(404)로 인도하도록 설계된 광도파관(410)을 포함할 수 있다.
회로 기판(411)은 전기 구성요소를 포함하고 프로세서(412), 통신 회로(413) 및/또는 전기 커넥터(414) 사이의 전기적 결합을 허용한다. 하나 이상의 전기 구성요소 및/또는 회로는 여기 설명된 다양한 구성요소들의 역할의 전부 또는 일부를 수행할 수 있다. 개별적으로 설명되었지만 전기 구성요소가 별개의 구조 요소들일 필요는 없다는 것이 인정될 것이다. 예를 들면, 프로세서(412)와 통신 회로(413)는 단일 칩에 구현될 수 있다. 게다가, 프로세서(412)는 메모리를 갖는 것으로서 설명되지만, 메모리 칩(들)이 별도로 제공될 수 있다.
프로세서(412)는 다목적 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그래밍가능항 로직 장치, 분리된 게이트 또는 트랜지스터 로직, 분리된 하드웨어 구성요소, 또는 여기 설명된 기능을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 적합한 조합일 수 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 장치들의 조합으로서, 예를 들어 DSP와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 연합된 하나 이상의 마이크로프로세서 또는 임의의 다른 이러한 구성형태로서 실시될 수 있다.
프로세서(412)는 메모리를 함유할 수 있고 및/또는 하나 이상의 버스를 통해서 메모리에 결합될 수 있으며, 이로써 메모리로부터 정보를 읽거나, 또는 메모리에 정보를 기입할 수 있다. 메모리는 상이한 레벨들이 상이한 용량 및 액세스 속도를 가진 멀티-레벨 계층 캐시를 포함하는, 프로세서 캐시를 포함할 수 있다. 메모리는 또한 랜덤 액세스 메모리(RAM), 다른 휘발성 저장 장치, 또는 비-휘발성 저장 장치를 포함할 수 있다. 저장 장치는, 예를 들어 하드 드라이브, 광학 디스크, 플래시 메모리 및 집 드라이브를 포함할 수 있다.
프로세서(412)는 메모리에 저장된 펌웨어/소프트웨어와 함께 오퍼레이팅 시스템, 예컨대 예를 들어 Windows, Mac OS, Unix 또는 Solaris 5.10을 실행할 수 있다. 프로세서(412)는 또한 메모리에 저장된 소프트웨어 어플리케이션을 실행한다. 한 비제한적 구체예에서, 소프트웨어는, 예를 들어 Unix Korn 쉘 스크립트를 포함한다. 다른 구체예에서, 소프트웨어는, 예를 들어 C++, PHP 또는 Java를 포함하는 당업자에게 알려진 임의의 적합한 프로그래밍 언어로 된 프로그램일 수 있다.
통신 회로(413)는 샘플 내의 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 표시하는 신호와 같은 정보를 로컬 방식으로 및/또는 서버와 같은 원격 위치로 전송하도록 구성된다. 통신 회로(413)는 본 분야에 알려진 기술을 사용하는 인터넷, 전화망, 블루투스 네트워크, 및/또는 와이파이 네트워크와 같은 네트워크 상에서의 유선 및/또는 무선 통신을 위해 구성된다. 통신 회로(413)는 블루투스 칩 및/또는 와이파이 칩과 같은 본 분야에 알려진 통신 칩일 수 있다. 통신 회로(413)는 데이터를 무선 수신하고 원격 컴퓨팅 장치로 데이터를 송신하기 위한 수신기 및 송신기, 또는 송수신기를 포함할 수 있다. 일부 이러한 구체예에서, 원격 컴퓨팅 장치는 시스템에 사용자 인터페이스를 제공하는 이동식 컴퓨팅 장치일 수 있다. 추가로 또는 대안으로서, 원격 컴퓨팅 장치는 서버이다. 다른 장치와의 무선 통신을 위해 구성된 구체예에서, 통신 회로(413)는 하나 이상의 네트워크 표준에 따라서 통신망 상에서의 전송을 위해 프로세서(412)에 의해 발생된 데이터를 준비할 수 있고, 및/또는 하나 이상의 네트워크 표준에 따라서 통신망 상에서 수신된 데이터를 복조한다.
또한, 프로세서(412)는 EDGE 카드 또는 다른 전기 커넥터를 포함할 수 있는 전기 커넥터(414)에 결합되며, 이로써 카트리지의 회로 기판 구성요소에 전기 신호를 보내고 그로부터 전기 신호를 수신한다(예를 들어, 전기 커넥터(312)를 통해서). 전기 커넥터(414)는 카트리지 도크(402) 상에, 아래에, 내에 또는 인접하여 위치될 수 있으며, 전기 커넥터(414)의 핀이 도킹된 카트리지 장치의 전기 리드와 접촉해서 전기 접속을 확립하도록 위치된다. 이로써 전기 커넥터(414)는 카트리지의 회로 기판 상의 센서와 판독기 내의 전기화학 회로망 간에 전기 연결을 확립한다. 또한, 판독기의 전기 커넥터(414)는, 존재한다면, 카트리지의 회로 기판 상의 하나 이상의 가열 요소와의 전기 연결을 확립할 수 있다. 판독기 장치(400)는 전기화학 회로의 일부분을 포함할 수 있고, 이것은 전기 커넥터(414)와 카트리지의 전기 리드 사이의 전기 연결에 기초하여 카트리지의 추가로서 완성된다. 카트리지의 추가는 회로를 완성하거나 회로에 근접할 수 있다. 카트리지와 판독기(400)의 결합은 판독기 장치(400)를 활성화할 수 있으며, 이로써 그것을 "가동시키게 된다". 일단 가동되면 전기 커넥터(414)는 카트리지의 일부분으로부터 수신된 신호를 식별함으로써 그것의 도크에 결합된 카트리지의 타입이 무엇인지 식별할 수 있다. 전기 커넥터(414)는 카트리지 내의 메모리로부터 카트리지 타입(예를 들어, 염증, 인플루엔자, 테스토스테론, 생식력, 비타민 D)에 대한 정보, 카트리지 식별 정보(예를 들어, 일련번호) 및/또는 캘리브레이션 정보를 표시하는 신호를 수신하고 이러한 정보를 처리를 위해 프로세서(412)로 전송할 수 있다.
일단 가동되면 판독기 장치(400)는 또한 식별된 카트리지를 다루기 위한 시험 프로토콜을 결정할 수 있고 및/또는 근처의 이동식 컴퓨팅 장치를 탐색하고 그것에 접속한다.
판독기 장치(400)는 충전기의 하나 이상의 자석과 정렬되도록 구성된 하나 이상의 자석(416)을 포함할 수 있으며, 이것은 유도 코일(415)과 충전기 내의 유도 코일 간의 효과적인 에너지 전송을 용이하게 한다. 예시적으로, 4개의 자석이 사용된다. 자석(416)은 충전기의 상응하는 개조된 자석과 정렬되도록 개조될 수 있다.
도 22a 내지 22d를 참조하면, 판독기 장치 내에 카트리지 장치의 삽입이 설명된다. 도 22a에서 판독기 장치(400)의 컷어웨이 도면에 도시된 대로, 제1 자기장 발생기 및 제2 자기장 발생기(406 및 407)는 카트리지 도크(402)를 통해서 개구(401)로 부분적으로 연장될 수 있다. 도 22a에서, 제1 자기장 발생기 및 제2 자기장 발생기(406 및 407)는 상승된 위치에서 도시된다. 제1 자기장 발생기 및 제2 자기장 발생기(406 및 407)가 상승된 위치에 놓여 있을 수 있도록 탄성 부재(409)가 편향될 수 있다.
도 22b는 판독기 장치(400)에 삽입된, 샘플 수집 장치(200)가 부분적으로 삽입된 카트리지 장치(300)를 도시한다. 구체적으로, 카트리지 장치(300)는 카트리지 도크(402)에서 개구(401)에 삽입된다. 카트리지 장치(300)가 원위쪽으로 카트리지 도크(402)로 이동함에 따라, 제1 자기장 발생기 및 제2 자기장 발생기(406 및 407)의 상단면은 바람직하게 전기 커넥터(312)와 접촉하지 않고 제1 램프부(313)와 먼저 접촉한다. 더 원위로 삽입하는 동안 제1 램프부(313)는, 예를 들어 탄성 부재(409)를 누르는 제1 및/또는 제2 자기장 발생기(406, 407)에 아래쪽으로 힘을 야기함으로써 제1 자기장 발생기 및 제2 자기장 발생기(406 및 407)를 점진적으로 누른다. 카트리지 장치(300)가 제1 램프부(313)를 지나 삽입됨에 따라 제1 및/또는 제2 자기장 발생기(406, 407)는 도 22b에 도시된 대로 카트리지 장치(300)의 바닥면(308)과 접촉하고 함몰된 위치로 이동한다.
카트리지 장치(300)가 카트리지 도크(402)로 더 원위쪽으로 이동함에 따라, 제1 및/또는 제2 자기장 발생기(406, 407)가 자기장 발생기 함몰부(315)로 상향하는 제2 램프부(314)와 접촉한다. 제2 램프부(314)는 도 22c 및 22d에 도시된 대로 제1 및/또는 제2 자기장 발생기(406, 407)를 자기장 발생기 함몰부(315)로 점진적으로 인도한다. 도 22c 및 22d는 분석 위치에서 판독기 장치(400)에 삽입된 카트리지 장치(300)를 묘사하며, 여기서 제1 자기장 발생기 및 제2 자기장 발생기(406 및 407)는 자기장 발생기 함몰부(315)에 배치되고, 카트리지 장치(300)의 전기 커넥터(312)는 판독기 장치(400)의 전기 커넥터(414)에 전기적으로 결합된다. 자기장 발생기 함몰부(315)는 카트리지 장치(300)의 하나 이상의 작동 전극 밑에 배치되며, 이로써 제1 자기장 발생기 및 제2 자기장 발생기(406 및 407)는 상승된 위치로 자기장 발생기 함몰부(315)로 상승 이동하고 카트리지 장치(300)가 판독기에 충분히 삽입되었을 때 하나 이상의 작동 전극에 인접 배치된다. 탄성 부재(409)의 바이어스는 제1 자기장 발생기 및 제2 자기장 발생기(406 및 407)가 자기장 발생기 함몰부(315)로 상승 이동하는 것을 야기할 수 있다. 또한, 제2 램프부(314)는 카트리지 장치(300)의 제거 동안 제1 자기장 발생기 및 제2 자기장 발생기(406 및 407)를 점진적으로 누름으로써 판독기 장치(400)로부터 카트리지 장치(300)의 제거를 용이하게 한다.
탄성 부재(409)와 자기장 발생기 함몰부(315)의 바이어스의 상호작용은 제1 자기장 발생기 및 제2 자기장 발생기(406 및 407)가 작동 전극에 가능한 가까이 위치되는 것을 허용할 수 있다. 제1 자기장 발생기 및 제2 자기장 발생기(406 및 407)가 작동 전극에 가까울수록 자기장이 더 큰 힘을 발휘할 수 있고, 이것은 더 작은 자석 또는 유도물질이 더 크고 더 비싼 자석 또는 유도물질과 동등한 자기장 강도를 발휘할 수 있음을 의미한다. 작은 자석 또는 유도물질의 사용은 다중 자기장 또는 다중 분석 구역을 가진 구체예에서(예를 들어, 복수의 상이한 표적 분석물질을 검출하도록 구성된 구체예에서) 특히 유익한데, 자석 또는 유도물질이 작을수록 자기장 중첩이 적기 때문이다. 더 작은 자기장은 상이한 검출 센서 하에 자석 또는 유도물질 간의 혼선의 양을 제한할 수 있다.
도 23a 및 23b를 참조하면, 하나의 자기장 발생기가 하나의 작동 전극을 위한 자기장을 발생시키는 설계(도 23a)와 2개의 자기장 발생기가 하나의 작동 전극을 위해 자기장을 발생시키는 설계(도 23b)에 대한 분석 채널로부터 다양한 거리에서 자기장의 측정된 강도를 묘사한 그래프가 도시된다. 절대적 피크 강도에서 또는 근처에서 자기장은 작동 전극 위의 분석 채널에 적합한 자기 입자를 보유할 것이지만, 피크로부터 0을 향해서 자기장 강도가 감소함에 따라 자기 입자는 작동 전극에서 씻겨 없어지는 경향이 있고, 이것은 데드 존(750 및 751)을 생성한다. 2개의 자기장 발생기의 사용은 하나의 자기장 발생기와 비교하여 작동 전극 위에 훨씬 더 균일한 절대적 자기장을 생성한다. 따라서, 이중 자석 설계에서 데드 존(751)은 단일 자석 설계에서의 데드 존(750)보다 유의하게 더 작다. 따라서, 상기 설명된 대로, 단일 작동 전극의 길이 전체에 자기장을 발생시킴으로써 단일 작동 전극의 길이 전체에 복수의 자기 입자의 균질한 분포를 촉진하기 위해 제1 자기장 발생기 및 제2 자기장 발생기(406 및 407)가 판독기 장치(400)에 사용될 수 있다.
컴퓨터화된 검출 방법
열 송달과 카트리지 장치 내에서 밸브 개방의 타이밍은 판독기 장치에 의해 정확히 타이밍되고 제어될 수 있다. 예를 들면, 판독기는 열-발생 전류가 가열 요소를 통해서 흐를 때를 제어할 수 있다. 전류는 판독기로부터 카트리지로 흘러서 다음의 순서로 가동을 야기할 수 있다: 1) 샘플 제제 저장소를 위한 밸브 가동, 2) 존재한다면, 유체 아이솔레이터 가동, 3) 존재한다면, 세척 저장소를 위한 밸브 가동, 다음으로 4) 화학적 기질 저장소를 위한 밸브 가동. 각 밸브의 가동은 각 밸브가 충분히 가동되고, 관련된 저장소가 분석 채널로 그것의 내용물을 비울 수 있는 시간을 갖고, 저장소의 내용물의 적어도 일부가 다음번 저장소의 내용물이 방출되기 전에 센서의 하류에 위치된 흡수 패드로 이동할 수 있는 시간을 갖도록 타이밍될 수 있다. 일부 구체예에서, 밸브 가동 사이의 시간은 분석 채널 내에 존재하는 유체를 흡수 패드가 충분히 또는 실질적으로 흡수하기에 충분히 크도록 선택된다. 유익하게, 이러한 구체예에서 연속된 저장소의 내용물 간에 매우 적은 혼합이 일어난다. 게다가 또는 대안으로서, 각 밸브의 가동은 피드백 제어 시스템에 기초할 수 있으며, 여기서 카트리지 및/또는 판독기는, 예를 들어 각 저장소에 인접한 분석 채널에 배치되고 카트리지의 메모리 및/또는 판독기의 프로세서에 전기적으로 결합된 유동 센서를 사용하여 각 저장소로부터 흐름이 개시된 및/또는 중단된 때를 인식하고, 이로써 밸브는, 예를 들어 각 저장소에 인접 배치된 유동 센서에 의해 감지된 신호에 기초하여 사건 진행의 "상태"와 관련하여 켜지고 꺼질 수 있다.
상기 언급된 대로, 컴퓨터화된 판독기는 검출 시스템의 작동을 상당히 제어한다. 판독기는 메모리를 가진 프로세서를 포함하고, 메모리에는 수집된 샘플 내의 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 성공적으로 검출하기 위해 필요한 다양한 방법을 실시하기 위한 명령이 저장된다. 예를 들면, 자동화된 방식으로 컴퓨터화된 판독기에 의해 수행된 하나의 방법의 구체예가 도 24에 제공된다.
블록 802에서, 컴퓨터화된 판독기는 판독기에 또는 그 위에 로딩된 카트리지의 존재를 검출한다. 예를 들면, 카트리지는, 카트리지 상의 전기 리드가 판독기 상의 전기 핀과 물리적으로 접촉하도록 판독기에 결합될 수 있고, 이것은 판독기를 켜고 카트리지의 존재를 판독기에 신호하는 회로를 완성한다.
블록 804에서, 판독기는 카트리지와 관련된 식별 정보를 검출한다. 예를 들면, 카트리지는 그것의 메모리 내에 저장된 카트리지 타입 정보를 포함할 수 있고, 이것은 카트리지의 특정 타입에 독특한 신호를 발생시키며, 판독기가 카트리지 및 타입을 구별하는 것을 허용한다. 카트리지는 또한 그것의 메모리에 저장된 캘리브레이션 정보를 포함할 수 있다.
판독기의 프로세서는 카트리지 타입 정보 신호를 수신하고, 블록 806에서 도시된 대로, 카트리지 타입 정보에 기초하여 카트리지에 대한 적절한 시험 프로토콜을 확인할 수 있다. 판독기의 프로세서는 메모리에 저장된 카트리지 타입에 기초하여 프로토콜의 데이터베이스와 카트리지 타입 정보 신호를 비교할 수 있다. 프로세서가 카트리지 타입 정보를 인식하지 못한다면, 프로세서는 이동식 컴퓨팅 장치와 같은 원격 컴퓨팅 장치 및/또는 서버와 통신하여 식별불가능한 카트리지가 검출되었다는 신호를 보낼 수 있다. 일부 구체예에서, 판독기는 서버로부터 직접 또는 중개기로서 작용하는 이동식 컴퓨팅 장치에 의해 간접적으로 업데이트를 다운로드한다. 일부 구체예에서, 미지의 카트리지 타입이 검출되었을 때 사용자는 이동식 컴퓨팅 장치의 사용자 인터페이스를 통해서 업데이트를 다운로드하도록 촉구된다. 다른 구체예에서, 업데이트는 자동적으로 다운로드된다. 다양한 구체예에서, 업데이트는 새로 개발된 카트리지 타입 및 시험 프로토콜을 포함한다. 일단 새로운 타입과 시험 프로토콜이 다운로드되면 이들은 판독기의 지원된 시험의 데이터베이스에 추가될 것이고, 이로써 이 카트리지 타입을 사용한 향후 시험은 원격 컴퓨팅 장치와 통신할 필요 없이 자동적으로 인식되고 실시될 것이다. 판독기의 프로세서는 또한 캘리브레이션 정보 신호를 수신할 수 있고, 시험 프로토콜 동안 캘리브레이션 정보를 처리할 수 있다.
블록 808에 도시된 대로, 컴퓨터화된 판독기는 카트리지에 샘플 수집 장치의 삽입을 검출한다. 예를 들면, 판독기는 카트리지 장치의 접점 스위치가 투입 터널에 샘플 수집 장치의 삽입에 반응하여 활성화되었음을 표시하는 전기 신호를 수신할 수 있고, 이것은 또한 실질적으로 샘플 제제 저장소로 들어가는 샘플에 상응할 수 있다. 다음에, 샘플(및 존재한다면 시약 볼(들))은 샘플 제제 저장소에 샘플(및 존재한다면 시약 볼(들))을 도입함으로써 샘플 제제 저장소의 유체 내에서 혼합된다.
블록 810에서, 샘플 제제 저장소 내에 배치된 유체 내에서 복수의 시약, 친화성 분자 및 샘플 입자를 혼합하기 위해 판독기의 프로세서는 초음파발생기 요소로 신호를 보내서 그것이 소니케이션 프로토콜을 개시하도록 명령한다. 다양한 구체예에서, 결과의 혼합물은 표적 분석물질, 표적 분석물질과 검출제, 및/또는 경쟁 결합제에 결합된 자기 입자를 포함한다. 여기 설명된 대로, 샌드위치 복합체는 표적 분석물질과 검출제게 직접적으로 또는 간접적으로 결합된 자기 입자를 말하고, 경쟁 결합 복합체는 경쟁 결합제에 결합된 자기 입자를 말한다. 각 샌드위치 복합체와 경쟁 결합 복합체는 복합체 내에 결합된 검출제를 포함할 수 있다. 여기 설명된 한 구체예에서, 검출제는 산화 효소이다. 또한, 초음파발생기는 샘플 제제 저장소의 온도를 증가시키기에 충분한 에너지를 샘플 제제 저장소로 보낼 수 있고, 이로써 등온 DNA 또는 RNA 증폭과 같은 증폭 반응이 일어남으로써 하류 검출을 위한 핵산 앰플리콘이 생성된다. 이러한 하류 검출은 자기 입자 상의 친화성 분자(이것은 항체, DNA 프로브, 검출가능한 부분 및/또는 효소의 조합물일 수 있다)에 대한 핵산 또는 그 위나 안의 검출가능한 부분의 결합에 일부 기초할 수 있거나, 또는 각각 친화성 분자 자체의 집단을 가진 하나 이상의 작동 전극 상의 표면 결합된 친화성 분자에 대한 특이적 결합에 기초할 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 이러한 반응은 샘플 제제 저장소에서 일어나고 거기서 관찰될 수 있다.
블록 812에 도시된 대로, 판독기는 초음파발생기 요소에 의한 혼합 및 등온 증폭 동안 샘플 제제 저장소의 유체의 온도를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 카트리지의 온도 센서는 도 19와 관련하여 상기 설명된 대로 샘플 제제 저장소의 유체의 온도를 표시하는 신호를 전송할 수 있다.
블록 814에 도시된 대로, 판독기는 전류를 발생시킬 수 있고, 이것은 제1 가열 요소를 가열하거나 자극함으로써 카트리지 내의 샘플 제제 저장소의 출구를 밀봉한 열-가동 밸브로 열을 전송하게 된다. 이러한 가열은 밸브를 용융시키거나 다른 상변화를 겪게 할 수 있고, 이것은 유체가 모세관 작용을 통해서 샘플 제제 저장소로부터 분석 채널로 흐르는 것을 허용한다. 유체가 흐름에 따라, 그것은 유체를 가진 혼합물을 수송하고, 샌드위치 복합체 및/또는 경쟁 결합 복합체 내의 자기 입자를 포함하는 혼합물 내의 자기 입자가 분석 채널 내의 하나 이상의 자기장 위에 국소화되어 하나 이상의 국소화된 샘플을 형성한다.
선택적으로, 블록 816에서, 판독기는 전류를 발생시키며, 이것은 제2 가열 요소를 가열하거나 자극함으로써 유체 아이솔레이터가 샘플 제제의 출구를 분석 채널의 나머지 부분으로부터 차단하도록 한다. 이 방식에서, 다른 저장소로부터 방출된 유체는 샘플 제제 저장소로 흐를 수 없고 및/또는 잔류 시약과의 바람직하지 않은 반응을 야기할 수 없다.
선택적으로, 블록 818에서, 판독기는 전류를 발생시키며, 이것은 제3 가열 요소를 가열하거나 자극함으로써 카트리지 내의 제2 밸브가 상변화를 겪고, 세척 용액이 세척 저장소로부터 분석 채널로 흐르게 된다. 다양한 구체예에서, 세척 용액은 하나 이상의 국소화된 샘플로부터 자기 입자에 간접적으로 결합되지 않은 산화 효소(또는 다른 검출제)를 제거한다.
블록 820에서, 판독기는 전류를 발생시키며, 이것은 제4 가열 요소를 가열하거나 자극함으로써 카트리지 내의 제3 밸브가 상변화를 겪고, 기질의 용액이 기질 저장소로부터 분석 채널로 흐르게 된다. 다양한 구체예에서, 검출제가 산화 효소일 때, 각 국소화된 샘플의 샌드위치 복합체 및/또는 경쟁 결합 복합체 내의 산화 효소는 기질 분자를 수송하는데 사용된 수성 매체에 존재하는 기질 분자를 산화시킨다. 샌드위치 복합체가 존재하는 구체예에서, 전기화학 센서와 실질적으로 그 위의 유체의 부피에 의해 형성된 전기화학 전지에서 산화가 일어나고, 국소화된 샘플(예를 들어, 자기 입자 결합된 복합체 및/또는 표면 결합된 복합체) 내에 존재하는 표적 분석물질의 양에 비례하는 양으로 전기화학 센서의 작동 전극으로부터 실질적으로 센서 위의 부피로 전자가 흐른다. 경쟁 결합 복합체가 존재하는 구체예에서, 전기화학 센서와 실질적으로 센서 위의 유체의 부피에 의해 형성된 전기화학 전지에서 산화가 일어나고, 국소화된 샘플 내에 존재하는 표적 분석물질의 양에 역으로 비례하는 양으로 전기화학 센서의 작동 전극으로부터 전자가 흐른다.
블록 822에서, 판독기의 프로세서는 판독기의 전기 커넥터로부터 카트리지의 분석 채널 내의 포지티브 대조표준 작동 전극에서 검출된 제1 신호를 수신한다. 다양한 구체예에서, 신호는 전압 또는 전류 또는 저항 신호이다. 신호의 적어도 일부는 포지티브 대조표준 작동 전극에서 표면 결합된 항체에 결합된 기질의 산화에 의해 야기될 수 있다. 블록 824에서, 판독기의 프로세서는 판독기의 전기 커넥터로부터 카트리지의 분석 채널 내의 작동 전극에서 검출된 제2 신호를 수신한다. 다양한 구체예에서, 신호는 전압 또는 전류 또는 저항 신호이다. 신호의 적어도 일부분은 작동 전극 위의 기질, 예를 들어 작동 전극 위에 자성적으로 보유된 자기 입자에 자성적으로 결합된 기질의 산화에 의해 야기된다. 블록 826에서, 판독기의 프로세서는 판독기의 전기 커넥터로부터 카트리지의 분석 채널 내의 네거티브 대조표준 작동 전극에 의해 검출된 제3 신호를 수신한다. 블록 828에서, 판독기의 프로세서는 작동 전극으로부터의 신호(및 선택적으로 포지티드 대조표준 작동 전극으로부터의 신호 및/또는 네거티브 대조표준 작동 전극으로부터의 신호)를 처리 및 분석하여 하나 이상의 표적 분석물질의 존재 및/또는 양을 확인한다. 판독기의 프로세서는 제1 신호의 변수(들), 예를 들어 전류, 전압이 판독기의 메모리, 예를 들어 룩업 테이블에 저장된 정해진 범위 내에 있는지의 여부를 결정할 수 있다. 대안으로서, 정해진 범위는 카트리지의 메모리에 저장되거나, 소프트웨어 애플리케이션을 운영하는 장치의 메모리에 저장되거나, 또는 시스템의 네트워크의 서버에 저장될 수 있다. 제1 신호는 에러 검출 및 잘못된 카트리지의 진단에 사용될 수 있다. 제3 신호는 시스템 내에 존재하는 노이즈를 표시할 수 있다. 판독기의 프로세서는 제2 신호로부터 제3 신호를 차감하거나 제2 신호로부터 제3 신호를 제거하기 위한 알고리즘을 적용할 수 있고, 이로써 시스템 내에 존재할 수 있는 노이즈를 처리 및/또는 제거할 수 있다. 대안으로서, 제3 신호는 에러 검출 및 잘못된 카트리지의 진단에 사용될 수 있다. 선택적으로, 블록 830에 도시된 대로, 판독기는 시험 결과를 표시하는 신호를 추가의 처리, 저장, 서버로의 전송, 및/또는 사용자에게 결과의 디스플레이를 위해 이동식 컴퓨팅 장치로 전송할 수 있다.
충전기
도 25a는 예시적인 충전기의 투시도를 예시하며, 도 25b는 도 25a의 충전기의 내부 구성요소를 예시하는 분해조립도이다. 충전기(500)는 판독기 장치(400)를 충전하기 위해 사용될수 있는 선택적 특징부이다. 충전기(500)는 정렬 자석(501), 유도 코일(502) 및 배터리(503)를 포함할 수 있다. 충전기(500)는 판독기 장치의 하나 이상의 정렬 자석과 정렬되도록 구성된 하나 이상의 정렬 자석(501)을 포함할 수 있고, 이것은 유도 코일(502)과 판독기 내의 유도 코일 간의 효과적인 에너지 전송을 용이하게 한다. 예시적으로, 4개의 자석이 사용된다. 자석(501)은 판독기의 상응하는 개조된 자석과 정렬되도록 개조될수 있다. 충전기(500)는, 예를 들어 코드 또는 AC-DC 파워컨버터를 가진 코드를 통해서 종래의 소켓에 끼워질 수 있고, 이로써 배터리(503)와 같은 충전기(500) 내의 구성요소를 충전하여 판독기(400)의 충전을 허용한다.
반응물 및 반응
여기 개시된 다양한 장치, 시스템, 키트 및 방법은 견본으로부터 채취된 샘플 내에서 하나 이상의 표적 분석물질을 분리, 태그 및 검출하는 것을 의도한다. 이러한 검출을 가능하게 하기 위해 화학 반응이 이용될 수 있다. 화학 반응은 상기 설명된 샘플 제제 저장소와 같은 저장소에서 일어날 수 있다. 예를 들면, 샘플 제제 저장소는 자기 입자, 친화성 분자, 연결 분자, 신호발생제, 경쟁자 결합 분자, 경쟁자 분자, 표지, 및/또는 신호발생제 중 하나 이상과 혼합된 물, 식염수 용액, 물/식염수 용액과 같은 유체를 보유할 수 있다. 또한, 하나 이상의 시약 볼이 샘플 제제 저장소의 유체 이외에 자기 입자, 친화성 분자, 연결 분자, 신호발생제, 경쟁자 결합 분자, 경쟁자 분자, 표지, 및/또는 신호발생제 중 하나 이상을 보유할 수 있다. 잠재적으로 하나 이상의 표적 분석물질(및 선택적으로 하나 이상의 시약 볼)을 가진 샘플이, 예를 들어 카트리지의 투입 터널에 샘플 수집 장치가 충분히 삽입되었을 때 샘플 수집 장치의 원위부 상에 수집된 샘플을 샘플 제제 저장소에 도입함으로써 샘플 제제 저장소에서 유체와 혼합된다. 예시적인 화학 반응이 아래 논의되고 도 26a-28h에 묘사된다.
도 26a 및 26c를 참조하면, 표적 분석물질(910a, 910b)은, 예를 들어 샘플 제제 저장소에서 샘플 준비 시약의 용액에 첨가된다. 표적 분석물질(910a, 910b)은 핵산, 단백질, 소 분자, 또는 중금속과 같은 임의의 분자일 수 있거나, 또는 생물학적 분자나 큰 분자의 경우, 표적 분석물질은 특정 조건이나 가능한 오염 또는 특정 세포 타입의 존재와 관련된, 예를 들어 세포의 표면에 존재하는 표적 바이오마커를 검출하기 위한 그것의 단편이다. 비제한적 예들은 특정 병원균, 예를 들어 박테리아, 바이러스, 기생충; 독소; 호르몬, 면역 조절 분자; 또는 이들의 검출가능한 단편을 포함한다.
표적 분석물질(910a, 910b)은 염증, 인플루엔자, 테스토스테론, 생식력 및/또는 비타민 D를 표시하는 분자 수준과 같은 조건을 연구하기 위하여 여기 설명된 시스템 및 방법을 사용하여 검출될 수 있다. 샘플 준비 시약은 자기 마이크로비드 또는 나노입자(920a, 920b)("자기 입자"라고도 한다)를 포함할 수 있다. 자기 입자(920a, 920b)는 자성적으로 반응해서 하나 이상의 자기장 발생기로부터 방출된 자기장에 유인될 것이다. 이 방식에서, 샘플 제제 저장소로부터 방출된 자기 입자(920a, 920b)는, 이들이 판독기의 하나 이상의 자기장 발생기에 의해 발생된 자기장에 반응하여 카트리지의 분석 채널 내의 센서의 하나 이상의 작동 전극 위에 국소화될 때까지 분석 채널에서 하류로 이동한다. 각 자기 입자(920a, 920b)는 그것의 표면에 결합된 친화성 분자(930a, 930b)를 가질 수 있다. 자기 입자들은 상이한 크기일 수 있고, 50나노미터 내지 5000나노미터, 100나노미터 내지 4000나노미터, 100나노미터 내지 3000나노미터, 100나노미터 내지 2000나노미터, 100나노미터 내지 1000나노미터, 500나노미터 내지 4000나노미터, 1000나노미터 내지 4000나노미터, 또는 1500나노미터 내지 3000나노미터의 직경을 가질 수 있다.
친화성 분자는 표적 분자와 결합하거나 표적 분자를 포획할 수 있는 임의의 적합한 분자 또는 부분일 수 있다. 친화성 분자의 비제한적 예들은 항체(단쇄, 다중쇄 항체, 디아바디, 인간화된 항체 등을 포함하는), 친화성을 가진 항체 단편, 리간드, 폴리펩티드 또는 단백질 분자 및 기질에 대한 결합 친화성을 가진 부분, 핵산 분자(예를 들어, 앱타머), 결합 친화성을 가진 다른 분자 등을 포함한다. 친화성 분자는 화학적으로 변형된 자연 발생 분자를 포함한다. 특정한 표적 분석물질에 대한 친화성 분자는 일반적으로 이해된 방법에 따라서 선택될 수 있다. 예를 들어, 항체 및 그것의 단편의 생성 방법이 문헌에 잘 알려져 있으며, Antibodies: A Laboratory Manual(1988) Eds. Harlow and Lane, Cold Spring Harbor Laboratories Press, 및 미국 특허 제4,381,292호, 제4,451,570호 및 제4,618,577호에 예시된다. 더 나아가, 친화성 분자는 특이적 표적 분석물질에 대해 상업적으로 이용가능하다. 이러한 출처의 목록은 Linscott의 Directory of Immunological and Biological Reagents에서 찾을 수 있다.
여기 사용된 용어 "혼성화한다" 및 "혼성화"는 특이적 결합(공유 또는 비-공유)이 생길 수 있는 두 부분, 예컨대 항원과 항체 또는 두 상보성 핵산 간의 특이적 상호작용을 의미한다.
도 26a와 26b는 항체(930a)를 묘사하고, 도 26c와 26d는 핵산 프로브(930b)를 도시하지만, 핵산 앱타머 또는 다른 결합 단백질이나 분자를 포함하는 임의의 적합한 친화성 분자가 사용될 수도 있다. 또한, 샘플 준비 시약은 검출제(940a, 940b), 예컨대 예를 들어 신호발생제(950a)에 콘쥬게이트된 항체(960a)(도 26a) 또는 신호발생제(950b)에 결합된 표지된 핵산 프로브(960b)(도 26c)를 를 포함할 수 있다. 검출제(940)는 각각 신호발생제(950), 예컨대 예를 들어 산화 효소 또는 다른 신호화 효소, 알칼리성 포스파타아제(AP), 메틸렌 블루 또는 다른 전기화학적으로 반응성인 택, 또는 형광 택, 예컨대 에티듐 브로마이드, 플루오레세인, 녹색 형광 단백질 또는 다른 형광단을 포함할 수 있다.
검출제(940)를 포함하는 구체예에서, 상기 열거된 다양한 시약들이 함께 혼성화하여 샌드위치 복합체를 형성할 수 있다. 예시적인 샌드위치 복합체(900a, 900b)가 도 26b 및 26d에 예시된다. 각각의 샌드위치 복합체는 (1) 표면-결합된 친화성 분자(930a, 930b)를 가진 자기 입자(920a, 920b), (2) 표적 분석물질(910a, 910b) 및 (3) 검출제(940a, 940b)로 형성될 수 있다. 이와 같이, 자기 입자(920a, 920b)와 판독기의 자기장 발생기 간의 자기 인력으로 인해 카트리지의 분석 채널 내에서 센서의 작동 전극 위에 보유된 샌드위치 복합체(900a, 900b)는 표적 분석물질(910a, 910b)과 검출제(940a, 940b)를 포함할 것이다. 도 26b의 예시적인 샌드위치 복합체(900a)는 친화성 분자로서 항체를 사용하고, 표적 분석물질은 관심의 단백질 또는 소 분자이다. 도 26d의 예시적인 샌드위치 복합체는 핵산의 특정한 서열을 포획하도록 설계된 핵산 프로브를 사용한다. 또한, 경쟁자 분자가 사용될 수 있는데, 여기서 경쟁자 분자는 각각 테스토스테론-URP와 같이, HRP에 미리 결합된다.
다양한 구체예에서, 신호발생제(950a, 950b)는 산화 효소, 예컨대 예를 들어 양고추냉이 퍼옥시다아제(HRP) 또는 대두 퍼옥시다아제(SBP)이다. 이러한 구체예에서, 효소는 과산화수소와 같은 억셉터 분자를 포함하는 기질 용액 중에 있을 수 있는 TMB 및/또는 OPD와 같은, 예를 들어 기질 저장소로부터 방출된 특정한 화학적 기질의 존재하에, 전기화학 전지에서 산화 반응이 일어나는 것을 유도한다. 따라서, 특정한 기질이 전기화학 전지에서 표적 분석물질 및 자기 입자와 결합된 산화 효소 위로 흐르거나 만나는 경우 산화 반응이 일어난다. 이러한 구체예에서, 전자가 그에 따라 전기화학 전지의 작동 전극으로부터 방출되어 존재하는 표적 분석물질의 양에 비례하는 양으로 산화 효소에 의해 기질로부터 이탈된 전자를 보충한다. 전자의 방출이나 흐름은 전류를 생성하며, 이것은 분석 채널에서 센서에 의해(예를 들어, 작동 전극에서), 예를 들어 전류의 변화 또는 전압의 변화로서 검출가능하다. 유익하게, 자기 입자에 결합되지 않은 신호발생제는 작동 전극 위에 자성적으로 보유되지 않고, 대신 센서 판독을 방해하지 않도록 더 하류로 세척된다(예를 들어, 샘플 제제, 세척 및/또는 기질 저장소로부터 유체의 방출에 의해 야기된다). 따라서, 샘플 내의 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 표시하는 신호가 카트리지의 센서에서 발생되고 추가의 처리를 위해 판독기로 전송될 수 있다. 게다가 또는 대안으로서, HRP를 가진 표면 결합된 표적 분석물질은 또한 센서에 의해 감지되고 추가의 처리를 위해 판독기로 전송될 수 있는 신호를 생성할 수 있다.
도 27a 및 27b를 참조하면, 샘플 준비 시약은 자기 입자(1020)의 집단을 포함할 수 있으며, 이것은 각각 그것의 표면에 결합된 친화성 분자(1030)를 가진다. 경쟁 결합제(1040) 및 표적 분석물질(1010)을 함유하는 샘플이, 예를 들어 수집된 샘플(및 선택적으로 하나 이상의 시약 볼)을 샘플 제제 저장소의 유체와 혼합함으로써 샘플 준비 시약에 첨가될 수 있다. 경쟁 결합제(1040)는 미리 결합된 표적 분석물질(1070)을 포함할 수 있고, 이것은 신호발생제(1050), 예를 들어 상기 설명된 신호발생제 중 어느 것에 미리 결합되게 된다. 미리 결합된 표적 분석물질(1070)은, 예를 들어 항체, 핵산 프로브, 핵산 앱타머, 또는 다른 친화성 분자(1060)를 통해서 신호발생제(1050)에 간접적으로 결합될 수 있다. 샘플로부터의 미결합 표적 분석물질(1010)과 경쟁 결합제(1040)는 자기 입자(1020) 상의 친화성 분자(1030)와 결합하기 위해 서로 경쟁할 수 있다. 자기 입자(1020)에 성공적으로 결합한 경쟁 결합제(1040)와 신호발생제(1050)의 양은 샘플에 존재하는 표적 분석물질(1010)의 양에 반비례한다. 경쟁 결합제(1040)의 신호발생제(1050)가 산화 효소인 구체예에서, 특정한 기질(예를 들어, 기질 저장소로부터)이 카트리지의 분석 채널 내의 센서에서 경쟁 결합제(1040)에 결합된 자기 입자(1020) 위로 흐르거나 만나는 경우 산화 반응이 일어난다. 그에 따라 전자가 센서의 작동 전극으로부터 방출되어 샘플에 존재하는 표적 분석물질의 양에 반비례하는 양으로 산화 효소에 의해 기질로부터 이탈된 전자를 보충한다. 전자의 방출이나 흐름은 전류를 생성하며, 이것은 전류-전압 위상학으로 전기회로망에 결합된 전극에 의해 검출가능하다. 따라서, 샘플 내의 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 표시하는 신호가 카트리지의 센서에서 발생되고 추가의 처리를 위해 판독기로 전송될 수 있다.
도 28a 내지 28h를 참조하면, 카트리지에서 샘플 내의 표적 분석물질(들)의 존재, 부재, 및/또는 양을 검출하기 위한 과정이 설명된다. 도 28a에 도시된 대로, 복수의 샘플 표적 분석물질(1110)을 가진 샘플이 샘플 수집 장치(1100)로 수집될 수 있다. 샘플 수집 장치(1100)는 샘플 수집 장치 중 어느 것과 관련하여 상기 설명된 방식으로 구성될 수 있다. 각각의 샘플 표적 분석물질(1110)은 샘플 결합 분자(1115)에 결합될 수 있다. 샘플 표적 분석물질(1110)은 25-하이드록시비타민 D3 또는 25-하이드록시비타민 D2 또는 la,25-디하이드록시비타민 D2 또는 la,25-디하이드록시비타민 D와 같은 여기 설명된 분석물질 중 임의의 타입일 수 있다. 복수의 샘플 결합 분자의 샘플 결합 분자(1115)는 gc-성분(그룹-특이적 성분)이라고도 알려진 자연 발생 비타민 D 결합 단백질과 같은 임의의 타입의 결합 분자일 수 있다.
수집된 샘플과의 혼합을 위해 하나 이상의 시약 볼이 제공될 수 있다. 시약 볼(들)은카트리지 내에, 예를 들어 상기 설명된 대로 카트리지에 저장된 셔틀 내에 저장될 수 있다. 도 28b를 참조하면, 시약 볼(1116)은 복수의 경쟁자 분자(1170), 복수의 표지(1175) 및 복수의 경쟁자 결합 분자(1180)를 포함할 수 있다. 각 경쟁자 분자(1170)는 복수의 경쟁자 결합 분자의 경쟁자 결합 분자(1180)에 미리 결합될 수 있다. 각 경쟁자 분자(1170)는 복수의 표지의 표지(1175)를 지닐 수 있다. 경쟁자 분자(1170)는 표지를 지닌 25-하이드록시비타민 D2 또는 25-하이드록시비타민 D3와 같은 임의의 타입의 경쟁자 분자일 수 있다. 표지(1175)는 바이오틴과 같은 임의의 타입의 표지일 수 있고, 경쟁자 결합 분자(1180)는 비타민 D 결합 단백질과 같은 임의의 타입의 경쟁자 결합 분자일 수 있다. 각 표지(1175)는, 예를 들어 부착 또는 친화성 분자(1160)를 통해서 신호발생제(1150)에 결합하도록 구성된다. 게다가 또는 대안으로서, 표지(1175)는 신호발생제(1150)로서 작용한다. 시약 볼(1117)은 복수의 고체 입자(1120), 복수의 친화성 분자(1130), 각각 신호발생제(1150)와 다른 친화성 분자(1160)를 가질 수 있는 복수의 검출제(1140), 및 복수의 탈-결합제(1190)를 포함할 수 있다. 시약 볼(1116, 1117)은 시약 볼(375, 375', 375", 375"')을 포함하는 여기 설명된 임의의 시약 볼과 관련하여 상기 설명된 방식으로 구성될 수 있고, 상기 설명된 대로 카트리지에 사용될 수 있다.
복수의 고체 입자(1120)는 여기 설명된 자기 입자와 같은 자성 반응성 재료, 또는 금 나노 입자와 같은 비-자성 반응성 재료를 포함할 수 있다. 바람직하게, 각각의 고체 입자(1120)는 여기 설명된 대로 친화성 분자(1130)에 결합된다. 친화성 분자(1130)는 여기 설명된 임의의 친화성 분자일 수 있으며, 바람직하게 샘플 표적 분석물질(1110) 및/또는 경쟁자 분자(1170)에 결합할 수 있는 친화성을 가진다. 신호발생제(1150)와 친화성 분자(1160)를 가진 검출제(1140)는 여기 설명된 각각의 제제/분자와 유사할 수 있다. 예를 들면, 신호발생제(1150)는 HRP일 수 있고, 친화성 분자(1160)는 스트렙타비딘일 수 있다. 복수의 탈-결합제의 각각의 탈-결합제(1190)는 경쟁자 결합 분자(1180)로부터 경쟁자 분자(1170)의 결합을 제거하도록 구성되며, 일부 구체예에서는 이후 경쟁자 결합 분자(1180)와 결합하고, 및/또는 샘플 결합 분자(1115)로부터 샘플 표적 분석물질(1110)의 결합을 제거하도록 구성되고, 일부 구체예에서는 이후 샘플 결합 분자(1115)와 결합하도록 구성된다.
분자는 단일 카트리지와 함께 사용되도록 구성된 다수의 시약 볼에 또는 단일 카트리지와 함께 사용되도록 구성된 하나의 시약 볼에 동결건조될 수 있다. 분자의 타입들은 원하는 방식으로, 예를 들어 도 28b에 도시된 대로, 또는 무작위로 시약 볼에 분배될 수 있다. 게다가, 다른 타입은 시약 볼(들) 내에 저장된 상태에서 특정 타입의 분자는 샘플 제제 저장소 내의 유체에 저장될 수 있다.
여기서 도 28c에 도시된 대로, 도 28b의 시약 볼(1116) 및 시약 볼(1117)의 분자는 전부 단일 시약 볼에 동결건조될 수 있다. 시약 볼(1118)은 복수의 고체 입자(1120'), 복수의 친화성 분자(1130'), 복수의 검출제(1140')(복수의 신호발생제(1150')와 복수의 친화성 분자(1160')를 가짐), 복수의 경쟁자 분자(1170'), 복수의표지(1175'), 복수의 경쟁자 결합 분자(1180') 및/또는 복수의 탈-결합제(1190')를 포함할 수 있다. 시약 볼(1118)은 시약 볼(375, 375', 375", 375"')을 포함하는 여기 설명된 임의의 시약 볼과 관련하여 상기 설명된 방식으로 구성될 수 있고, 상기 설명된 대로 카트리지에 사용될 수 있다.
도 28d를 참조하면, 복수의 고체 입자, 복수의 친화성 분자, 복수의 검출제(복수의 신호발생제와 복수의 친화성 분자를 가짐), 복수의 경쟁자 분자, 복수의 표지, 복수의 경쟁자 결합 분자, 및/또는 복수의 탈-결합제는 샘플 수집 장치(1100)로 수집된 샘플과 함께 샘플 제제 저장소(1119)에 보유된 유체에 혼합될 수 있다. 샘플 수집 장치(1100)의 원위부 상에서 또는 샘플 수집 장치(1100)의 원위부로부터 방출된 후에 샘플이 샘플 제제 저장소(1190)에 도입될 수 있으며, 이들은 모두 상기 설명된다. 샘플은 복수의 샘플 표적 분석물질을 가질 수 있으며, 이들은 각각 샘플 결합 분자에 미리 결합될 수 있다. 복수의 고체 입자, 복수의 친화성 분자, 복수의 검출제(복수의 신호발생제와 복수의 친화성 분자를 가짐), 복수의 경쟁자 분자, 복수의 표지, 복수의 경쟁자 결합 분자, 및/또는 복수의 탈-결합제는 샘플 제제 저장소(1190) 내의 유체에 미리 저장될 수 있거나, 또는 이들 분자의 일부 또는 전부는 시약 볼(1116, 1117, 1118)과 같은 시약 볼(들)로부터 유체에 도입될 수 있다. 샘플 제제 저장소(1190)는 샘플 제제 저장소(317, 317', 317", 317"')를 포함하는 여기 설명된 임의의 샘플 제제 저장소와 동일한 방식으로 구성될 수 있다.
도 28e를 참조하면, 샘플 결합 분자(1115)가 미리 결합된 샘플 표적 분석물질(1110)이 샘플 제제 저장소(1119) 내에 더 혼합될 수 있다. 반드시 그렇지는 않지만, 샘플 제제 저장소(1119) 내의 혼합은 상기 설명된 대로 샘플 제제 저장소(1119)에 인접 배치된 초음파발생기 요소의 가동에 의해 증진될 수 있다.
여기서 도 28f에 도시된 대로, 탈-결합제(1190)는 미리 결합된 경쟁자 결합 분자(1180)로부터 경쟁자 분자(1170)의 결합을 제거할 수 있으며, 이후 탈-결합제(1190)는 표지(1175)를 가진 경쟁자 분자(1170)를 미결합된 상태로 남기면서 경쟁자 결합 분자(1180)와 결합할 수 있다. 다른 탈-결합제(1190)는 샘플 결합 분자(1115)로부터 샘플 표적 분석물질(1110)의 결합을 제거할 수 있으며, 이후 나머지 탈-결합제(1190)가 샘플 표적 분석물질(1110)을 미결합된 상태로 남기면서 샘플 결합 분자(1190)에 결합할 수 있다.
여기서 도 28g를 참조하면, 탈-결합된 경쟁자 분자(1170)의 표지(1175)는 신호발생제(1150)에 결합하도록 구성될 수 있다(예를 들어, 친화성 분자(1160)와의 결합을 통해서).
탈-결합된 경쟁자 분자(1170)는 도 28h에 도시된 대로 고체 입자(1120)에 미리 결합될 수 있는 복수의 친화성 분자의 친화성 분자(1130)에 결합하도록 구성될 수 있다. 이 방식에서, 고체 입자(1120)는 신호발생제(1150)에 간접적으로 결합된 경쟁자 분자(1170)에 간접적으로 결합될 수 있다. 샌드위치 복합체는 고체 입자(1120), 친화성 분자(1130), 경쟁자 분자(1170), 표지(1175), 친화성 분자(1160), 및/또는 신호발생제(1150)로 형성될 수 있다. 예시적으로, 고체 입자(1120)는 신호발생제(1150)에 결합된 친화성 분자(1160)에 결합된 표지(1175)에 결합된 경쟁자 분자(1170)에 결합된 친화성 분자(1130)에 결합된다.
샘플 표적 분석물질(1110)과 경쟁자 분자(1170)는 고체 입자(1120) 상의 친화성 분자(1130)와 결합하기 위해 서로 경쟁할 수 있다. 고체 입자(1120)에 성공적으로 결합한 경쟁자 분자(1170)와 신호발생제(1150)의 양은 샘플에 존재하는 미결합 표적 분석물질(1110)의 양에 반비례한다. 경쟁 결합제(1140)의 신호발생제(1150)가 산화 효소인 구체예에서, 특정한 기질(예를 들어, 기질 저장소로부터)이 카트리지의 분석 채널 내의 센서에서 경쟁자 분자(1140)에 결합된 고체 입자(1120) 위로 흐르거나 만나는 경우 산화 반응이 일어난다. 그에 따라 전자가 센서의 작동 전극으로부터 방출되어 샘플에 존재하는 표적 분석물질의 양에 반비례하는 양으로 산화 효소에 의해 기질로부터 이탈된 전자를 보충한다. 예를 들면, 농도(ng/mL)에 대해 전기화학적 판독값(microamps)을 비교한 도 29a의 그래프에 도시된 대로, 전기화학적 판독값이 높을수록 샘플 표적 분석물질의 농도는 더 낮다. 전자의 방출이나 흐름은 전류를 생성하며, 이것은 회로망에 결합된 전극에 의해, 예를 들어 전류의 변화 또는 전압의 변화로서 검출가능하다. 따라서, 샘플 내의 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 표시하는 신호가 카트리지의 센서에서 발생되고 추가의 처리를 위해 판독기로 전송될 수 있다. 도 29b는 비타민 D 정량 분석에서 경쟁자 결합 분자가 미리 결합되지 않았을 때 농도(ng/mL)에 대한 전기화학적 판독값(microamps)을 비교한 그래프를 도시한다. 도 29b에 예시된 대로, 전기화학적 판독값은 비타민 D의 농도와의 관계를 보여주지 않는다.
당업자에게 쉽게 분명한 대로, 예를 들어 도 28d 내지 28h에서 하나의 샘플 표적 분석물질(1110)과 같이 하나의 타입의 분자가 예시된 반응에 존재하는 것으로 도시될 수 있지만, 복수의 타입의 분자가 존재할 수도 있다. 게다가, 도 28a 내지 28h에 도시된 분자의 타입의 전부가 반응에 포함될 필요도 없다. 예를 들어, 도 30a 내지 30h를 참조하면, 반응은 친화성 분자(1130")가 고체 입자에 결합되지 않고 복수의 고체 입자가 필요하지 않은 것을 제외하고는 도 28a 내지 28h와 유사하다.
도 31a 내지 31h를 참조하면, 카트리지에서 샘플 내의 표적 분석물질(들)의 존재, 부재, 및/또는 양을 검출하기 위한 과정이 설명된다. 도 31a에 도시된 대로, 복수의 샘플 표적 분석물질(1210)을 가진 샘플이 샘플 수집 장치(1200)로 수집될 수 있다. 샘플 수집 장치(1200)는 샘플 수집 장치 중 어느 것과 관련하여 상기 설명된 방식으로 구성될 수 있다. 샘플 표적 분석물질(1210)은 여기 설명된 분석 물질 중 임의의 타입일 수 있다.
수집된 샘플과의 혼합을 위해 하나 이상의 시약 볼이 제공될 수 있다. 시약 볼(들)은 카트리지 내에, 예를 들어 상기 설명된 대로 카트리지에 저장된 셔틀 내에 저장될수 있다. 도 31b를 참조하면, 시약 볼(1215)은 복수의 고체 입자(1120), 복수의 친화성 분자(1230), 각각 신호발생제(1250)와 친화성 분자(1260)를 포함할 수 있는 복수의 검출제(1240), 복수의 대조표준 표적(1270), 및/또는 각각 대조표준 신호발생제(1285)와 대조표준 친화성 분자(1280)를 포함할 수 있는 복수의 대조표준 검출제(1275)를 포함할 수 있다. 시약 볼(1215)은 시약 볼(375, 375', 375", 375"')을 포함하여 여기 설명된 임의의 시약 볼과 관련하여 상기 설명된 방식으로 구성될 수 있고, 상기 설명된 대로 카트리지에 사용될 수 있다.
복수의 고체 입자(1220)는 여기 설명된 자기 입자와 같은 자성 반응성 재료, 또는 금 나노 입자와 같은 비-자성 반응성 재료를 포함할 수 있다. 복수의 고체 입자(1220)는 상기 설명된 자기 입자와 유사할 수 있다. 바람직하게, 각 고체 입자(1220)는 여기 설명된 대로 친화성 분자(1230)에 미리 결합된다. 친화성 분자(1230)는 여기 설명된 임의의 친화성 분자일 수 있으며, 바람직하게 샘플 표적 분석물질(1210)에 결합할 수 있는 친화성을 가진다. 신호발생제(1250)와 친화성 분자(1260)를 가진 검출제(1240)는 여기 설명된 각각의 제제/분자와 유사할 수 있다. 예를 들면, 신호발생제(1250)는 HRP일 수 있고, 친화성 분자(1260)는 스트렙타비딘일 수 있다. 복수의 대조표준 표적(1270)은 카트리지의 센서의 표면에 미리 결합된 친화성 분자, 예를 들어 센서의 포지티브 대조표준 작동 전극(예를 들어, 도 7d, 7e, 7f 참조) 및/또는 센서의 작동 전극(예를 들어, 도 7d 참조)에 미리 결합된 친화성 분자에 결합하도록 구성될 수 있다. 대조표준 표적(1270)은 단백질일 수 있다. 대조표준 친화성 분자(1280)는 여기 설명된 임의의 친화성 분자일 수 있으며, 바람직하게 대조표준 표적(1270)에 결합할 수 있는 친화성을 가진다. 대조표준 신호발생제(1285)는 신호발생제(1250)를 포함하여 여기 설명된 신호발생제들과 유사할 수 있다.
분자는 단일 카트리지와 함께 사용되도록 구성된 다수의 시약 볼에 또는 단일 카트리지와 함께 사용되도록 구성된 하나의 시약 볼에 동결건조될 수 있다. 분자의 타입들은 원하는 방식으로 또는 무작위로 시약 볼에 분배될 수 있다. 게다가, 다른 타입은 시약 볼(들) 내에 저장된 상태에서 특정 타입의 분자는 샘플 제제 저장소 내의 유체에 저장될 수 있다.
재료를 캡슐화하는 방법은 본 분야에 알려져 있지만, 출원인이 아는 바에 따르면 여기 설명된 대로 장치, 카트리지 또는 시스템에서 사용하기 위한 반응 시약을 캡슐화하는 데는 이용된 적이 없다. 상기 주지된 대로, 시약 볼(들)은 여기 더 상세히 설명된 대로 자기 입자, 친화성 분자, 연결 분자, 신호발생제, 경쟁자 결합 분자, 경쟁자 분자, 표지, 신호발생제, 프라이머, 핵산 프로브 및/또는 중합효소, 및 다른 효소 또는 성분들 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 성분, 캡슐화 재료 및 치수는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
도 31c를 참조하면, 복수의 고체 입자, 복수의 친화성 분자, 복수의 검출제(복수의 신호발생제와 복수의 친화성 분자를 가짐), 복수의 대조표준 표적, 및/또는 복수의 대조표준 검출제(복수의 대조표준 신호발생제와 복수의 대조표준 친화성 분자를 가짐)가 샘플 수집 장치(1200)로 수집된 샘플과 함께 샘플 제제 저장소(1290)에 보유된 유체에 혼합될 수 있다. 샘플 수집 장치(1200)의 원위부 상에서 또는 샘플 수집 장치(1200)의 원위부로부터 방출된 후에 샘플이 샘플 제제 저장소(1290)에 도입될 수 있으며, 이들은 모두 상기 설명된다. 샘플은 복수의 샘플 표적 분석물질을 가질 수 있다. 복수의 고체 입자, 복수의 친화성 분자, 복수의 검출제(복수의 신호발생제와 복수의 친화성 분자를 가짐), 복수의 대조표준 표적, 및/또는 복수의 대조표준 검출제(복수의 대조표준 신호발생제와 복수의 대조표준 친화성 분자를 가짐)는 샘플 제제 저장소(1290) 내의 유체에 미리 저장될 수 있거나, 또는 이들 분자의 일부 또는 전부는 시약 볼(1215)과 같은 시약 볼(들)로부터 유체에 도입될 수 있다. 샘플 제제 저장소(1290)는 샘플 제제 저장소(317, 317', 317", 317"')를 포함하는 여기 설명된 임의의 샘플 제제 저장소와 동일한 방식으로 구성될 수 있다.
도 31d를 참조하면, 샘플 표적 분석물질(1210)이 샘플 제제 저장소(1290) 내에 더 혼합될 수 있다. 반드시 그렇지는 않지만, 샘플 제제 저장소(1290) 내의 혼합은 상기 설명된 대로 샘플 제제 저장소(1290)에 인접 배치된 초음파발생기 요소의 가동에 의해 증진될 수 있다. 친화성 분자(1230)(고체 입자(1220))에 미리 결합된)가 샘플 표적 분석물질(1210)과 결합될 수 있고, 검출제(1240)가 샘플 표적 분석물질(1210)에 결합될 수 있다. 예를 들면, 친화성 분자(1260)(신호발생제(1250)에 미리 결합된)가 샘플 표적 분석물질(1210)에 결합될 수 있다. 샌드위치 복합체는 고체 입자(1220), 친화성 분자(1230), 표적 분석물질(1210), 친화성 분자(1260) 및/또는 신호발생제(1250)로 형성될 수 있다. 예시적으로, 고체 입자(1220)는 신호발생제(1250)에 결합된 친화성 분자(1260)에 결합된 표적 분석물질(1210)에 결합된 친화성 분자(1230)에 결합된다. 대조표준 검출제(1275)가 대조표준 표적(1270)에 결합될 수 있다. 예를 들면, 대조표준 친화성 분자(1280)(신호발생제(1285)에 미리 결합된)가 대조표준 표적(1270)에 결합될 수 있다. 부분적 샌드위치 복합체는 표적 대조표준(1270), 대조표준 친화성 분자(1280) 및/또는 대조표준 신호발생제(1285)로 형성될 수 있다. 예시적으로, 대조표준 표적(1270)은 대조표준 신호발생제(1285)에 결합된 대조표준 친화성 분자(1280)에 결합된다.
도 31e를 참조하면, 여기 설명된 카트리지 장치에서 사용하기 위한 센서의 표면이 도시된다. 센서 표면(1292)은 카트리지 내에서 센서 표면(1292)에 미리 결합된 복수의 친화성 분자(1294)를 포함할 수 있다. 표면 친화성 분자(1294)는 여기 설명된 임의의 친화성 분자일 수 있고, 바람직하게 대조표준 표적(1270)에 결합할 수 있는 친화성을 가진다. 센서 표면(1292)은 바람직하게 샘플 제제 저장소로부터 방출된 유체 및/또는 기질 저장소로부터 방출된 유체에 노출을 위해 카트리지의 분석 채널 내에 위치된다. 도 31e는 저장소(들)로부터의 유체의 노출 전의 센서 표면(1292)을 도시한다. 센서 표면(1292)은 센서(338, 338', 338", 338"', 338"")를 포함하는 상기 설명된 센서 중 어느 것에서 사용될 수 있다. 센서 표면(1292)은 작동 전극(340")과 같은 센서의 작동 전극에 대해 사용될 수 있고 및/또는 포지티브 대조표준 작동 전극(376, 376', 376")과 같은 센서의 포지티브 대조표준 작동 전극에 대해 사용될 수 있다.
도 31f를 참조하면, 여기 설명된 카트리지 장치에서 사용하기 위한 센서의 또 다른 표면이 도시된다. 센서 표면(1296)은 추가된 안정성을 위해 티올화 에틸렌글리콜 및/또는 디티올, 예컨대 헥사에틸렌글리콜 디티올과 같은 자체-조립 단일층을 가질 수 있다. 센서 표면(1296)은 바람직하게 샘플 제제 저장소로부터 방출된 유체 및/또는 기질 저장소로부터 방출된 유체에 노출을 위해 카트리지의 분석 채널 내에 위치된다. 도 31f는 저장소(들)로부터의 유체의 노출 전의 센서 표면(1296)을 도시한다. 센서 표면(1296)은 센서(338, 338', 338", 338"', 338"")를 포함하는 상기 설명된 센서 중 어느 것에서 사용될 수 있다. 센서 표면(1296)은 작동 전극(340, 340', 340"', 340"")과 같은 센서의 작동 전극에 대해 사용될 수 있다. 센서 표면(1296)은, 예를 들어 카트리지가 판독기에 삽입되었을 때 자기장 발생기(1298)로부터 자기장에 노출되도록 구성된다. 예를 들면, 자기장 발생기(1298)는 상기 설명된 판독기(400)의 제1 자기장 발생기(406) 및 제2 자기장 발생기(407)와 유사할 수 있다.
도 31g를 참조하면, 예를 들어 샘플 제제 저장소로부터 분석 채널로 흐르는 유체로부터의 시약에 노출 후의 센서 표면(1292)이 도시된다. 도 31g에 도시된 대로, 대조표준 분자의 부분적 샌드위치 복합체가 표면 친화성 분자(1294)에 결합하여 샌드위치 복합체를 완성할 수 있다. 예를 들면, 표면 친화성 분자(1294)는 대조표준 신호발생제(1285)에 결합된 대조표준 친화성 분자(1280)에 결합된 대조표준 표적(1270)에 결합할 수 있다. 샌드위치 복합체가, 예를 들어 기질 저장소로부터의 기질에 노출될 때 화학 반응이 일어날 수 있고, 이로써 센서는 센서 위에서의 화학 반응으로부터 생긴 전기 신호를 검출할 수 있다. 예를 들면, 샘플 제제 저장소로부터의 혼합된 유체가 분석 채널에 도입될 수 있고, 이로써 샘플 제제 저장소로부터의 혼합된 유체로부터의 대조표준 표적(1270)에 직접 또는 간접적으로 결합된 대조표준 신호발생제(1285)가 미리 결합된 표면 친화성 분자(1294)와 결합함으로써 센서 표면(1292) 위에 국소화된다. 기질 저장소로부터의 유체가 센서 위에 국소화된 샘플 제제 저장소로부터의 혼합된 유체로부터의 입자와 반응할 때 화학 반응이 일어날 수 있다. 예를 들면, 기질을 가진 기질 용액이 기질 저장소로부터 도입될 수 있고, 센서 표면(1292)을 가진 센서가 기질(예를 들어 TMB, OPD)과 센서 위에 국소화된 신호발생제(예를 들어, HRP, SBP) 간의 반응으로부터 생긴 전기 신호를 검출할 수 있다. 이들 반응은 신호발생제에 의해 기질로부터 전자가 이탈되도록 할 수 있고(전자는 기질 용액의 억셉터 분자에 공여될 수 있다), 이로써 센서에 의해 검출가능한 전기 신호가 발생한다. 센서 표면(1292)이 작동 전극 상에 있을 때, 이러한 검출된 전기 신호는 샘플 내의 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 표시하는 신호를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 센서 표면(1292)이 포지티브 대조표준 작동 전극 상에 있을 때, 이러한 검출된 전기 신호는 에러 검출에 사용될 수 있다. 예를 들면, 변수(들), 예를 들어 검출된 전기 신호의 전압, 전류가 정해진 범위(들) 내에 없다면 에러가 있을 수 있고 시험은 거부될 수 있다. 변수(들)가 정해진 범위 내에 있다면, 센서의 작동 전극에 의해 검출된 전기 신호는 샘플 내의 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 표시하는 신호를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 포지티브 대조표준 작동 전극 및/또는 작동 전극으로부터의 신호는, 예를 들어 카트리지 장치(300)와 판독기 장치(400)의 각각의 전기 커넥터를 통해서 판독기 장치(400)에 전송될 수 있다.
도 31h를 참조하면, 예를 들어 샘플 제제 저장소로부터 분석 채널로 흐르는 유체로부터의, 시약에 노출 후의 센서 표면(1296)이 도시된다. 센서 표면(1296)과 센서 표면(1292)은 실질적으로 동시에, 예를 들어 센서 표면(1296)은 작동 전극(340"') 또는 작동 전극(340"")에 상응하고 센서 표면(1292)은 센서(338"')의 포지티브 대조표준 작동 전극(376') 또는 센서(338"")의 포지티브 대조표준 작동 전극(376")에 상응할 때 샘플 제제 저장소 유체에 노출될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 마찬가지로, 센서 표면(1296)과 센서 표면(1292)은 실질적으로 동시에 기질 저장소 유체에 노출될 수 있으며, 이로써 실질적으로 동시에 기질과 시약(예를 들어, 신호발생제) 사이에 반응이 일어나도록 한다. 샌드위치 복합체가, 예를 들어 기질 저장소로부터의 기질에 노출될 때 화학 반응이 일어날 수 있고, 이로써 센서는 센서 위의 화학 반응으로부터 생긴 전기 신호를 검출할 수 있다. 예를 들면, 샘플 제제 저장소로부터의 혼합된 유체가 분석 채널에 도입될 수 있고, 이로써 샘플 제제 저장소로부터의 혼합된 유체로부터의 표적 분석물질에 직접 또는 간접적으로 결합된 신호발생제가 신호발생제(1250)에 직접 또는 간접적으로 결합된 고체 입자(1220)를 보유한 자기장 발생기(1298)로부터의 자기장에 반응하여 센서 표면(1296) 위에 국소화된다. 기질 저장소로부터의 유체가 센서 위에 국소화된 샘플 제제 저장소로부터의 혼합된 유체로부터의 입자와 반응할 때 화학 반응이 일어날 수 있다. 예를 들면, 기질을 가진 기질 용액이 기질 저장소로부터 도입될 수 있고, 센서 표면(1296)을 가진 센서는 기질(예를 들어, TMB, OPD)과 센서 위에 국소화된 신호발생제(예를 들어, HRP, SBP) 간 반응으로부터 생긴 전기 신호를 검출할 수 있다. 이들 반응은 신호발생제에 의해 기질로부터 전자가 이탈되도록 할 수 있고(전자는 기질 용액 중의 억셉터 분자에 공여될 수 있다), 이로써 센서에 의해 검출가능한 전기 신호가 발생한다. 센서 표면(1296)이 작동 전극 상에 있을 때, 이러한 검출된 전기 신호는 샘플 내의 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 표시하는 신호를 발생시키는데 사용될 수 있다. 작동 전극으로부터의 신호는, 예를 들어 카트리지 장치(300)와 판독기 장치(400)의 각각의 전기 커넥터를 통해서 판독기 장치(400)에 전송될 수 있다.
당업자에게 쉽게 분명한 대로, 예를 들어 도 31c 및 31d에서 하나의 샘플 표적 분석물질(1210)과 같이 하나의 타입의 분자가 예시된 반응에 존재하는 것으로 도시될 수 있지만, 복수의 타입의 분자가 존재할 수도 있다. 게다가, 도 31a 내지 31h에 도시된 분자의 타입의 전부가 반응에 포함될 필요도 없다.
도 32a 내지 32i를 참조하면, 샘플 내의 표적 분석물질(들)의 존재, 부재, 및/또는 양을 검출하기 위한 과정이 일반적으로 설명된다. 이 과정은 도 32d에 일반적으로 도시된 대로 등온 증폭과 같은 증폭을 수반할 수 있다. 여기 사용된 용어 "등온 증폭"은 핵산, 예를 들어 DNA 또는 RNA의 증폭 방법을 말하며, 여기서 온도는 일정하게 유지된다. 한 양태에서, 반응 시스템은 온도 차이가 있는 외부 공급원과 접촉하며, 온도 변화는, 만일 있다면, 시스템이 계속 온도를 조정할 수 있기에 충분히 서서히 발생한다. 등온 증폭의 비제한적 예들은 회전환 증폭(RCA), 루프-매개 등온 증폭(LAMP), 가닥대체 증폭(SDA), 재조합효소 중합효소 증폭(RPA), 헬리카아제 의존성 증폭(HDA), 중합효소 나선형 반응(PSR) 및 닉킹 효소 증폭 반응(NEAR)을 포함한다. 이들 및 추가의 비제한적 예시 방법은 Zhao et al.(2015) Chem. Rev. 1 15(22):12491-12545; 및 Dong et al.(2015) Scientific Reports 5: 12723; Yan et al.(2014) Mol. BioSyst. 10:970-1003에 개시된다.
선택된 등온 증폭 방법에 따라서, 시약 볼(들)은 하나 이상의 증폭 효소, 예를 들어 역전사효소, 엔도뉴클레아제(예를 들어, 니킹 엔도뉴클레아제, 제한 엔도뉴클레아제, 플랩 엔도뉴클레아제 또는 엔도뉴클레아제 III), 중합효소(예를 들어, 가닥대체 중합효소), 방법 특이적 프라이머 또는 프로브(예를 들어, 패드락 프로브, 연결 프로브 또는 LAMP 프라이머), 헬리카아제, 재조합효소, 및/또는 단일-가닥 DNA 결합 단백질을 포함할 수 있다. 등온 증폭의 각 방법을 수행하는데 필요한 시약들의 필수 조합은 당업자에 의해 인정된다. 등온 증폭의 다양한 방법을 수행하는데 필요한 시약들의 비제한적 예시 조합은 중국 특허출원 제104232622호; 미국 특허 제5,223,414호; 미국 특허 제6,410,278호; 미국 특허 제5,455,166호; 미국 특허 제5,470,723호; 미국 특허 제5,714,320호; 미국 특허 제6,235,502호 및 미국 특허 제7,282,328호에 설명된다.
여기 사용된 용어 "dNTPs"는 DNA의 빌딩 블록인 뉴클레오타이드를 의미한다. 이들은 주로 (d)ATP, (d)GTP, (d)CTP, (d)TTP 및 (d)UTP를 포함하며, 핵산 증폭 반응에 필수적이다.
RT 특이적 프라이머는 표적 영역을 함유하고 역전사효소가 프라이머의 3' 단부로부터 cDNA 가닥을 중합하는 것을 허용하는 RNA 분자와 혼성화하도록 설계된, 전형적으로 표지되지 않은, 프라이머를 의미한다. 다음에, cDNA 가닥은 등온 증폭의 주형으로서 사용될 것이다. RT 특이적 프라이머는 표적 RNA의 역전사에 이어서 진행하는 등온 증폭 반응 내에서 DNA의 증폭을 위해 최적화된 프라이머와 상이한 설계 특징을 가질 수 있다. 출원인은 RT 특이적 프라이머의 사용이 증폭 효능을 증가시킬 것이라고 결정했다.
도 32a에 도시된 대로, 복수의 샘플 표적 분석물질(1310 및/또는 1312)을 가진 샘플이 샘플 수집 장치(1300)로 수집될 수 있다. 샘플 수집 장치(1300)는 샘플 수집 장치 중 어느 것과 관련하여 상기 설명된 방식으로 구성될 수 있다. 샘플 표적 분석물질(1310)은 여기 설명된 분석물질 중 임의의 타입일 수 있으며, 예시적으로 RNA이다. 샘플 표적 분석물질(1312)은 여기 설명된 분석물질 중 임의의 타입일 수 있으며, 예시적으로 DNA이다. 샘플 표적 분석물질(1310 및/또는 1312)은 표적 영역의 상류 및 하류 서열 영역을 함유할 수 있다는 것이 이해되어야 하지만, 적어도 증폭되고 검출될 예정인 표적 영역을 함유한다는 것이 이해된다. 샘플 표적 분석물질(1310 및/또는 1312)은 세포, 미생물 또는 바이러스와 함께 함유될 수 있거나, 또는 세포를 갖지 않을 수 있다. 샘플 제제 저장소 및/또는 시약 볼(들)은 표적 분석물질에서 세포, 미생물, 또는 바이러스를 제거하기 위해 세포용해제를 포함할 수 있다.
수집된 샘플과의 혼합을 위해 하나 이상의 시약 볼이 제공될 수 있다. 시약 볼(들)은 카트리지 내에, 예를 들어 상기 설명된 대로 카트리지에 저장된 셔틀 내에 저장될수 있다. 도 32b를 참조하면, 시약 볼(1315)은 복수의 고체 입자(1320), 복수의 친화성 분자(1322), 각각 신호발생제(1326)와 친화성 분자(1328)를 포함할 수 있는복수의 검출제(1324), 복수의 대조표준 표적(1330), 각각 대조표준 신호발생제(1334) 및 대조표준 친화성 분자(1336)를 포함할 수 있는 복수의 대조표준 검출제(1332), 프라이머(1340)에 미리 콘쥬게이트된 복수의 고체 입자(1338)(예 들어, 프라이머(1340)에 미리 결합된 스페이서(1346)에 미리 결합된 포획 요소(1344)에 미리 결합된 친화성 분자(1342)를 통해서 또는 직접 공유 결합을 통해서), 각각 신호발생제(1350)와 친화성 분자(1352)를 포함할 수 있는 복수의 검출제(1348), 예를 들어 각각 선택적으로 스페이서(1358)를 통해서, 각각 신호발생제(1356)에 미리 결합될 수 있는 복수의 내부 대조표준 역 프라이머(1354), 예를 들어 스페이서(1364)를 통해서, 각각 표지(1362)에 미리 결합될 수 있는 복수의 역 프라이머(1360), 예를 들어 스페이서(1370)를 통해서, 각각 포획 요소(1368)에 미리 결합될 수 있는 복수의 내부 대조표준 전방 프라이머(1366), 복수의 중합효소(1372), 복수의 역전사효소(RT)(1374), 복수의 dNTPs(1376), 복수의 RT 특이적 프라이머(1378), 복수의 RNA 주형 대조표준(1380), 복수의 DNA 주형 대조표준(1382), 예를 들어 스페이서(1388)를 통해서, 각각 신호발생제(1386)에 미리 결합될 수 있는 복수의 역 프라이머(1384), 예를 들어 스페이서(1394)를 통해서, 각각 포획 요소(1392)에 미리 결합될 수 있는 복수의 전방 프라이머(1390), 및/또는 예를 들어 내부 대조표준 스페이서(1400)를 통해서, 각각 내부 대조표준 표지(1394)에 미리 결합될 수 있는 복수의 내부 대조표준 역 프라이머(1396)를 포함할 수 있다. 시약 볼(1315)은 시약 볼(375, 375', 375", 375"')을 포함하는 상기 설명된 임의의 시약 볼과 관련하여 상기 설명된 방식으로 구성될 수 있고, 상기 설명된 대로 카트리지에 사용될 수 있다.
복수의 고체 입자(1320)는 여기 설명된 자기 입자와 같은 자성 반응성 재료, 또는 금 나노 입자와 같은 비-자성 반응성 재료를 포함할 수 있다. 복수의 고체 입자(1320)는 상기 설명된 자기 입자와 유사할 수 있다. 바람직하게, 각각의 고체 입자(1320)는 여기 설명된 대로 친화성 분자(1322)에 미리 결합된다. 친화성 분자(1322)는 여기 설명된 임의의 친화성 분자일 수 있으며, 바람직하게 샘플 표적 분석물질(들)에 결합할 수 있는 친화성을 가진다. 신호발생제(1326)와 친화성 분자(1328)를 가진 검출제(1324)는 여기 설명된 각각의 제제/분자와 유사할 수 있다. 예를 들면, 신호발생제(1326)는 HRP일 수 있고, 친화성 분자(1328)는 스트렙타비딘일 수 있다. 복수의 대조표준 표적(1330)은 카트리지의 센서의 표면에 미리 결합된 친화성 분자, 예를 들어 센서의 포지티브 대조표준 작동 전극(예를 들어, 도 7d, 7e, 7f 참조) 및/또는 센서의 작동 전극(예를 들어, 도 7d 참조)에 미리 결합된 친화성 분자에 결합하도록 구성될 수 있다. 대조표준 표적(1330)은 단백질일 수 있다. 대조표준 친화성 분자(1336)는 여기 설명된 임의의 친화성 분자일 수 있으며, 바람직하게 대조표준 표적(1330)에 결합할 수 있는 친화성을 가진다. 대조표준 신호발생제(1334)는 신호발생제(1326)를 포함하여 여기 설명된 신호발생제와 유사할 수 있다. 복수의 고체 입자(1338)는 여기 설명된 자기 입자와 같은 자성 반응성 재료, 또는 금 나노 입자와 같은 비-자성 반응성 재료를 포함할 수 있다. 복수의 고체 입자(1338)는 상기 설명된 자기 입자와 유사할 수 있다. 바람직하게, 각각의 고체 입자(1338)는 여기 설명된 대로 친화성 분자(1342)에 미리 결합된다. 친화성 분자(1342)는 여기 설명된 임의의 친화성 분자일 수 있으며, 바람직하게 포획 요소(1344)에 결합할 수 있는 친화성을 가진다. 예를 들면, 친화성 분자(1342)는 포획 요소(1344)에 미리 결합될 수 있다. 포획 요소(1344)는 스페이서(1346)와 프라이머(1340)를 함유한다. 신호발생제(1350)와 친화성 분자(1352)를 가진 검출제(1348)는 여기 설명된 각각의 제제/분자와 유사할 수 있다. 예를 들면, 신호발생제(1350)는 HRP일 수 있고, 친화성 분자(1352)는 스트렙타비딘일 수 있다. 친화성 분자(1352)는 표지(1362) 및/또는 내부 대조표준 표지(1398)와 같은 표지에 결합할 수 있는 친화성을 가질 수 있다. 내부 대조표준 역 프라이머(1354)는 카트리지의 센서의 표면에 미리 결합된 친화성 분자, 예를 들어 센서의 포지티브 대조표준 작동 전극(예를 들어, 도 7d, 7e, 7f 참조) 및/또는 센서의 작동 전극(예를 들어, 도 7d 참조)에 미리 결합된 친화성 분자에 결합하도록 구성될 수 있다. 내부 대조표준 역 프라이머(1354)는 내부 대조표준 전방 프라이머(1366)에 결합된(예를 들어, 스페이서(1370)를 통해서) 포획 요소(1368)를 통해서 센서의 표면에 미리 결합된 친화성 분자와 결합할 수 있다. 신호발생제(1356)는 HRP와 같은 여기 설명된 임의의 신호발생제일 수 있다. 역 프라이머(1360)는 표적 분석물질(들)과 결합하고, 예를 들어 센서의 작동 전극에서 자기장을 통해서 카트리지의 센서의 표면에 국소화하기 위해 고체 입자에 직접 또는 간접적으로 결합하도록 구성될 수 있다. 표지(1362)는 바이오틴과 같은 임의의 타입의 표지일 수 있고, 친화성 분자, 예를 들어 신호발생제(1350)에 결합된 친화성 분자(1352)와 결합하도록 구성된다. 내부 대조표준 전방 프라이머(1366)는 카트리지의 센서의 표면에 미리 결합된 친화성 분자, 예를 들어 센서의 포지티브 대조표준 작동 전극(예를 들어, 도 7d, 7e, 7f 참조) 및/또는 센서의 작동 전극(예를 들어, 도 7d 참조)에 미리 결합된 친화성 분자에, 예를 들어 포획 요소(1368)를 통해서 결합하도록 구성될수 있다. 복수의 중합효소(1372), 복수의 역전사효소(RT)(1374), 복수의 dNTPs(1376), 복수의 RT 특이적 프라이머(1378), 복수의 RNA 주형 대조표준(1380) 및/또는 복수의 DNA 주형 대조표준(1382)이, 예를 들어 등온 증폭을 통해서 핵산, 예를 들어 RNA 및/또는 DNA를 증폭시키기 위해 사용될 수 있다. 복수의 RNA 주형 대조표준(1380), 및/또는 복수의 DNA 주형 대조표준(1382)은 세포, 미생물 또는 바이러스와 함께 함유될 수 있거나, 또는 부유물을 갖지 않을 수 있다. 샘플 제제 저장소 및/또는 시약 볼(들)은 주형 대조표준(들)에서 세포, 미생물, 또는 바이러스를 제거하기 위해 세포용해제를 포함할 수 있다. 역 프라이머(1384)는 표적 분석물질(들)과 결합하고, 예를 들어 센서의 작동 전극에서 자기장을 통해서 카트리지의 센서의 표면에 국소화하기 위해 고체 입자에 직접 또는 간접적으로 결합하도록 구성될 수 있다. 신호발생제(1386)는 HRP와 같은 여기 설명된 임의의 신호발생제일 수 있다. 전방 프라이머(1390)는 표적 분석물질(들)과 결합하고, 예를 들어 포획 요소(1392)를 통해서, 예를 들어 센서의 작동 전극의 자기장을 통해서, 카트리지의 센서의 표면에 국소화하기 위해 고체 입자에 직접 또는 간접적으로 결합하도록 구성될 수 있다. 내부 대조표준 역 프라이머(1396)는 카트리지의 센서의 표면에 미리 결합된 친화성 분자, 예를 들어 센서의 포지티브 대조표준 작동 전극(예를 들어, 도 7d, 7e, 7f 참조) 및/또는 센서의 작동 전극(예를 들어, 도 7d 참조)에 미리 결합된 친화성 분자에 결합하도록 구성될수 있다. 내부 대조표준 역 프라이머(1396)는 내부 대조표준 전방 프라이머(1366)에 결합된(예를 들어, 스페이서(1370)를 통해서) 포획 요소(1368)를 통해서 센서의 표면에 미리 결합된 친화성 분자에 결합할 수 있다. 표지(1398)는 바이오틴과 같은 임의의 타입의 표지일 수 있고, 친화성 분자, 예를 들어 신호발생제(1350)에 결합된 친화성 분자(1352)와 결합하도록 구성될 수 있다.
분자는 단일 카트리지와 함께 사용되도록 구성된 다수의 시약 볼에 또는 단일 카트리지와 함께 사용되도록 구성된 하나의 시약 볼에 동결건조될 수 있다. 분자의 타입들은 원하는 방식으로 또는 무작위로 시약 볼에 분배될 수 있다. 게다가, 다른 타입은 시약 볼(들) 내에 저장된 상태에서 특정 타입의 분자는 샘플 제제 저장소 내의 유체에 저장될 수 있다.
도 32c를 참조하면, 시약 볼(1315)에 도시된 입자의 타입들의 임의의 조합은 샘플 수집 장치(1200)로 수집된 샘플과 함께 샘플 제제 저장소(1290)에 보유된 유체에 혼합될 수 있다. 샘플 수집 장치(1300)의 원위부 상에서 또는 샘플 수집 장치(1300)의 원위부로부터 방출된 후에 샘플이 샘플 제제 저장소(1410)에 도입될 수 있으며, 이들은 모두 상기 설명된다. 샘플은 복수의 샘플 표적 분석물질을 가질 수 있다. 시약 볼(1315)에 도시된 입자들의 타입은 샘플 제제 저장소(1410) 내의 유체에 미리 저장될 수 있거나, 또는 이들 분자의 일부 또는 전부는 시약 볼(1315)과 같은 시약 볼(들)로부터 유체에 도입될 수 있다. 샘플 제제 저장소(1410)는 샘플 제제 저장소(317, 317', 317", 317"')를 포함하는 여기 설명된 임의의 샘플 제제 저장소와 동일한 방식으로 구성될 수 있다.
샘플 표적 분석물질(1310 및/또는 1312)이 샘플 제제 저장소(1410) 내에 더 혼합될 수 있다. 반드시 그렇지는 않지만, 샘플 제제 저장소(1410) 내의 혼합은 상기 설명된 대로 샘플 제제 저장소(1410)에 인접 배치된 초음파발생기 요소의 가동에 의해 증진될 수 있다. 샘플 제제 저장소(1410) 내의 혼합은 샘플과 선택적으로 시약 볼(들)을 포함하는 샘플 제제 저장소 내의 유체의 혼합물 내의 핵산, 예를 들어 DNA 및/또는 RNA를 증폭시킬 수 있다. 샘플 표적 분석물질은 표적 핵산, 예를 들어 인플루엔자 또는 HIV 감염의 검출 및/또는 진단을 위한 RNA, 및 DNA 바이러스 또는 박테리아에 대한 DNA 또는 박테리아에서 16s rRNA의 검출을 위한 RNA일 수 있다. 증폭은 결합된 프라이머(전방 또는 역)의 3' 단부에서 시작하는 중합효소의 작용에 의해 진행되며, 여기서 중합효소는 표적 핵산을 포함하는 주형 가닥을 따라 이동하여 뉴클레오타이드(dNTP)와 통합함으로써 상보성 가닥을 합성한다. 프라이머는 표지된 단부를 가질 수 있으므로 이들 표지된 단부가 결과의 앰플리콘에 통합된다. 포획 요소 표지된 단부의 경우, 이것은 앰플리콘이 고체 입자에 결합된 친화성 분자에 결합하거나 또는 센서 표면 상의 미리 결합된 표면 친화성 분자에 결합하는 것을 허용하고, 한편 신호발생제는 앰플리콘의 나머지 단부에서 신호발생제에 직접 또는 간접적으로 콘쥬게이트될 수 있다. 여기 사용된 "콘쥬게이트된"은 공유 또는 비-공유 결합, 예를 들어 바이오틴-스트렙타비딘 결합 복합체를 의미한다. 이들 결합 사건은 증폭과 동시에 일어날 수 있다. 추가의 양태에서, 별개의 증폭 반응이 동시에 일어나면서, 바이러스 입자, 박테리아, 다른 미생물 및 세포의 세포용해가 일어나서 세포성 내용물, 예를 들어 핵산을 제거한다. 표지된 프라이머에 더하여, 아마 일부 서열은 표적 서열의 측면에 있지만 적어도 동일한 표적 영역을 증폭하도록 설계된 표지되지 않은 프라이머가 표지된 프라이머와 동시에 증폭 반응을 용이하게 하기 위해 제공될 수 있다. 표지되지 않은 프라이머의 존재는 표지된 프라이머가 이들이 다른 요소, 예를 들어 고체 입자나 신호발생제와 결합할 때 더 많이 입체적으로 방해받을 수 있기 때문에 증폭을 더욱 효과적으로 만들 수 있다.
증폭에서 보체 가닥의 중합은, 제한은 아니지만 E. coli로부터의 SSB와 같은 당업자에게 알려진 단일 가닥 결합 단백질의 존재에 의해 용이해질 수 있다. 보체 가닥의 합성 전에 이중 가닥의 열 변성 없이 중합이 일어나는 것을 허용하기 위해 가닥대체 중합효소가 사용될 수 있다. 프라이머는 표지된 단부를 가질 수 있으므로 이들 표지된 단부가 결과의 앰플리콘에 통합된다. 포획 요소 표지된 단부의 경우, 이것은 앰플리콘이 고체 입자에 결합된 친화성 분자에 결합하거나 또는 센서 표면 상의 미리 결합된 표면 친화성 분자에 결합하는 것을 허용하고, 한편 신호발생제는 앰플리콘의 나머지 단부에서 신호발생제에 직접 또는 간접적으로 콘쥬게이트될 수 있다. 여기 사용된 "콘쥬게이트된"은 공유 또는 비-공유 결합, 예를 들어 바이오틴-스트렙타비딘 결합 복합체를 의미한다. 이들 결합 사건은 증폭과 동시에 일어날 수 있다.
증폭은 등온 증폭과 같은 등온 반응일 수 있다. 도 32d는 핵산의 등온 증폭을 위한 예시적인 과정을 도시한다. 샘플 제제 저장소(1410) 내의 핵산의 증폭은 도 32e에 도시된 대로 앰플리콘을 생성한다. 샘플 제제 저장소의 내용물을 혼합하기 위한 소니케이션 요소의 가동은 증폭을 촉진할 수 있다. 앰플리콘은 포획 표지와 신호화 표지를 포함하는 표지된 앰플리콘 복합체(1422), 또는 표지된 앰플리콘 복합체(1434)인 샌드위치 복합체를 형성할 수 있다. 예를 들면, 전방 프라이머와 역 프라이머 앰플리콘이 혼합의 결과로서 신호발생제에 결합되고 및/또는 고체 입자에 결합될 수 있다. 앰플리콘 복합체(1422 및 1434)는 각각 센서에서 작동 전극 위에 자성적으로 보유되도록 구성된 고체 입자를 포함할 수 있고, 이로써 복합체의 신호발생제가 기질 용액으로부터의 기질과 반응할 수 있다. 앰플리콘은 표지되지 않은 부분적 앰플리콘 복합체(1420) 또는 표지된 부분적 앰플리콘 복합체(1426)일 수 있는 부분적 샌드위치 복합체를 형성할 수 있다. 예를 들면, 내부 대조표준 전방 프라이머와 내부 대조표준 역 프라이머 앰플리콘이 혼합의 결과로서 신호발생제에 결합될 수 있다. 부분적 앰플리콘 복합체(1420 및 1426)는 센서의 전극(예를 들어, 작동 전극 및/또는 포지티브 대조표준 작동 전극) 위의 미리 결합된 표면 친화성 분자에 결합하도록 구성될 수 있다.
미리 콘쥬게이트된 프라이머(공유적으로 또는 바이오틴-스트렙타비딘과 같은 결합을 통해서)가 사용될 수 있으며, 여기서 전방 또는 역 프라이머가 입자에 콘쥬게이트되고, 나머지 측면(역 프라이머가 입자에 콘쥬게이트되었다면 전방 프라이머 및 전방 프라이머가 입자에 콘쥬게이트되었다면 역 프라이머)은 신호발생제에 직접 또는 간접적으로 콘쥬게이트되며, 또한 반응이 더욱 효과적으로 일어나는 것을 용이하게 하는 표지되지 않고 콘쥬게이트되지 않은 프라이머의 집단이 있을 수 있다.
도 32f를 참조하면, 여기 설명된 카트리지 장치에서 사용하기 위한 센서의 표면이 도시된다. 센서 표면(1412)은 카트리지 내에서 센서 표면(1412)에 미리 결합된 복수의 친화성 분자(1414)를 포함할 수 있다. 표면 친화성 분자(1414)는 여기 설명된 임의의 친화성 분자일 수 있으며, 바람직하게 부분적 엠플리콘 복합체에 결합할 수 있는 친화성을 가진다. 예를 들면, 표면 친화성 분자(1414)는 신호발생제에 결합된 내부 대조표준 전방 프라이머와 내부 대조표준 역 프라이머 앰플리콘에 결합된 내부 대조표준 포획 요소에 결합할 수 있는 친화성을 가질 수 있다. 내부 대조표준 역 프라이머 앰플리콘은, 예를 들어 스페이서를 통해서 신호발생제에 결합될 수 있거나, 또는 예를 들어 스페이서를 통해서 표지에 결합될 수 있으며, 이것이 신호발생제에 결합된 친화성 분자에 결합된다. 센서 표면(1412)은 바람직하게 샘플 제제 저장소로부터 방출된 유체 및/또는 기질 저장소로부터 방출된 유체에 노출을 위해 카트리지의 분석 채널 내에 위치된다. 도 32f는 저장소(들)로부터의 유체의 노출 전의센서 표면(1412)을 도시한다. 센서 표면(1412)은 센서(338, 338', 338", 338"', 338"")를 포함하는 상기 설명된 센서 중 어느 것에서 사용될 수 있다. 센서 표면(1412)은 작동 전극(340")과 같은 센서의 작동 전극에 대해 사용될 수 있고 및/또는 포지티브 대조표준 작동 전극(376, 376', 376")과 같은 센서의 포지티브 대조표준 작동 전극에 대해 사용될 수 있다.
도 32g를 참조하면, 여기 설명된 카트리지 장치에서 사용하기 위한 센서의 또 다른 표면이 도시된다. 센서 표면(1416)은 추가된 안정성을 위해 티올화 에틸렌글리콜 및/또는 디티올, 예컨대 헥사에틸렌글리콜 디티올과 같은 자체-조립 단일층을 가질 수 있다. 센서 표면(1416)은 바람직하게 샘플 제제 저장소로부터 방출된 유체 및/또는 기질 저장소로부터 방출된 유체에 노출을 위해 카트리지의 분석 채널 내에 위치된다. 도 32g는 저장소(들)로부터의 유체의 노출 전의 센서 표면(1416)을 도시한다. 센서 표면(1416)은 센서(338, 338', 338", 338"', 338"")를 포함하는 상기 설명된 센서 중 어느 것에서 사용될 수 있다. 센서 표면(1416)은 작동 전극(340, 340', 340"', 340"")과 같은 센서의 작동 전극에 대해 사용될 수 있다. 센서 표면(1416)은, 예를 들어 카트리지가 판독기에 삽입되었을 때 자기장 발생기(1418)로부터 자기장에 노출되도록 구성된다. 예를 들면, 자기장 발생기(1418)는 상기 설명된 판독기(400)의 제1 자기장 발생기(406) 및 제2 자기장 발생기(407)와 유사할 수 있다.
도 32h를 참조하면, 예를 들어 샘플 제제 저장소로부터 분석 채널로 흐르는 유체로부터의, 시약에 노출 후의 센서 표면(1414)이 도시된다. 도 32h에 도시된 대로, 대조표준 앰플리콘 분자의 부분적 앰플리콘 복합체(1420)는 표면 친화성 분자(1414)에 결합하여 앰플리콘 복합체를 완성할 수 있다. 예를 들면, 표면 친화성 분자(1414)는 도 32h에 도시된 대로 신호발생제에 결합된 내부 대조표준 전방 프라이머 앰플리콘과 내부 대조표준 역 프라이머 앰플리콘에 결합된 내부 대조표준 포획 요소에 결합할 수 있다. 앰플리콘 복합체가, 예를 들어 기질 저장소로부터의 기질에 노출되었을 때 화학 반응이 일어날 수 있고, 이로써 센서는 센서 위의 화학 반응으로부터 생긴 전기 신호를 검출할 수 있다. 예를 들면, 샘플 제제 저장소로부터 혼합된 유체가 분석 채널에 도입될수 있고, 이로써 샘플 제제 저장소로부터의 혼합된 유체로부터의 앰플리콘에 직접 또는 간접적으로 결합된 신호발생제가, 예를 들어 포획 요소를 통해서 미리 결합된 표면 친화성 분자(1414)와 결합함으로써 센서 표면(1412) 위에 국소화된다. 기질 저장소로부터의 유체가 센서 위에 국소화된 샘플 제제 저장소로부터의 혼합된 유체로부터의 입자와 반응할 때 화학 반응이 일어날 수 있다. 예를 들면, 기질을 가진 기질 용액이 기질 저장소로부터 도입될 수 있고, 센서 표면(1412)을 가진 센서가 기질(예를 들어, TMB, OPD)과 센서 위에 국소화된 신호발생제(예를 들어, HRP, SBP) 간 반응으로부터 생긴 전기 신호를 검출할 수 있다. 반응은 신호발생제에 의해 기질로부터 전자가 이탈되도록 할 수 있고(전자는 기질 용액으로부터의 억셉터 분자에 공여될 수 있다), 이로써 센서에 의해 검출가능한 전기 신호가 발생한다. 센서 표면(1412)이 작동 전극 상에 있다면, 이러한 검출된 전기 신호는 샘플 내의 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 표시하는 신호를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 센서 표면(1412)이 포지티브 대조표준 작동 전극 상에 있다면, 이러한 검출된 전기 신호는 에러 검출에 사용될 수 있다. 예를 들면, 변수(들), 예를 들어 검출된 전기 신호의 전압, 전류가 정해진 범위(들) 내에 없다면 에러가 있을 수 있고 시험은 거부될 수 있다. 변수(들)가 정해진 범위 내에 있다면, 센서의 작동 전극에 의해 검출된 전기 신호는 샘플 내의 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 표시하는 신호를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 포지티브 대조표준 작동 전극 및/또는 작동 전극으로부터의 신호는, 예를 들어 카트리지 장치(300)와 판독기 장치(400)의 각각의 전기 커넥터를 통해서 판독기 장치(400)에 전송될 수 있다.
도 32i를 참조하면, 예를 들어 샘플 제제 저장소로부터 분석 채널로 흐르는 유체로부터의, 시약에 노출 후의 센서 표면(1416)이 도시된다. 센서 표면(1416)과 센서 표면(1412) 또는 센서 표면(1424)은 실질적으로 동시에, 예를 들어 센서 표면(1416)은 작동 전극(340"') 또는 작동 전극(340"")에 상응하고 센서 표면(1412)은 센서(338"')의 포지티브 대조표준 작동 전극(376') 또는 센서(338"")의 포지티브 대조표준 작동 전극(376")에 상응할 때 샘플 제제 저장소 유체에 노출될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 마찬가지로, 센서 표면(1416)과 센서 표면(1412) 또는 센서 표면(1424)은 실질적으로 동시에 기질 저장소 유체에 노출될 수 있으며, 이로써 실질적으로 동시에 기질과 시약(예를 들어, 신호발생제) 사이에 반응이 일어나도록 한다.
도 32i에 도시된 대로, 표적 앰플리콘 분자의 앰플리콘 복합체(1422)는 센서 표면(1416) 위에 국소화될 수 있다. 표적 앰플리콘 복합체(1422)는 신호발생제에 결합된 표적 앰플리콘 프라이머에 결합된 고체 입자로 형성될 수 있다. 예를 들면, 고체 입자는 도 32i에 도시된 대로 신호발생제에 결합된 표적 전방 프라이머 앰플리콘과 표적 역 프라이머 앰플리콘에 결합된 포획 요소에 결합된 친화성 분자에 결합될 수 있다. 표적 앰플리콘 복합체가, 예를 들어 기질 저장소로부터의 기질에 노출되었을 때 화학 반응이 일어날 수 있고, 이로써 센서는 센서 위의 화학 반응으로부터 생긴 전기 신호를 검출할 수 있다. 예를 들면, 샘플 제제 저장소로부터 혼합된 유체가 분석 채널에 도입될 수 있고, 이로써 샘플 제제 저장소로부터의 혼합된 유체로부터의 표적 앰플리콘에 직접 또는 간접적으로 결합된 신호발생제가 신호발생제에 직접 또는 간접적으로 결합된 고체 입자를 보유한 자기장 발생기(1418)로부터의 자기장에 반응하여 센서 표면(1416) 위에 국소화된다. 기질 저장소로부터의 유체가 센서 위에 국소화된 샘플 제제 저장소로부터의 혼합된 유체로부터의 입자와 반응할 때 화학 반응이 일어날 수 있다. 예를 들면, 기질을 가진 기질 용액이 기질 저장소로부터 도입될 수 있고, 센서 표면(1416)을 가진 센서가 기질(예를 들어, TMB, OPD)과 센서 위에 국소화된 신호발생제(예를 들어, HRP, SBP) 간 반응으로부터 생긴 전기 신호를 검출할 수 있다. 반응은 신호발생제에 의해 기질로부터 전자가 이탈되도록 할 수 있고(전자는 기질 용액으로부터의 억셉터 분자에 공여될 수 있다), 이로써 센서에 의해 검출가능한 전기 신호가 발생한다. 센서 표면(1416)이 작동 전극 상에 있다면, 이러한 검출된 전기 신호는 샘플 내의 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 표시하는 신호를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 작동 전극으로부터의 신호는, 예를 들어 카트리지 장치(300)와 판독기 장치(400)의 각각의 전기 커넥터를 통해서 판독기 장치(400)에 전송될 수 있다.
도 32j를 참조하면, 센서 표면(1424)은 도 32h의 센서 표면(1412)과 유사하고, 대조표준 앰플리콘 복합체는 대조표준 앰플리콘 복합체(1426)가 신호발생제에 결합된 친화성 분자에 결합된 내부 대조표준 역 프라이머 앰플리콘에 결합된 표지를 포함한다는 것을 제외하고는 도 32h의 대조표준 앰플리콘 복합체와 유사하다. 예를 들면, 표면 친화성 분자(1428)는 도 32j에 도시된 대로 신호발생제에 결합된 친화성 분자에 결합된 표지에 결합된 내부 대조표준 전방 프라이머 앰플리콘과 내부 대조표준 역 프라이머 앰플리콘에 결합된 내부 대조표준 포획 요소에 결합할 수 있다. 반응 및 신호 처리는 도 32h와 관련하여 상기 설명된 대로 일어날 수 있다.
도 32k를 참조하면, 센서 표면(1430)은 센서 표면(1416)과 유사하고, 자기장 발생기(1432)는 도 32i의 자기장 발생기(1418)와 유사하며, 표적 앰플리콘 복합체는 표적 앰플리콘 복합체(1434)가 신호발생제에 결합된 친화성 분자에 결합된 표적 역 프라이머 앰플리콘에 결합된 표지를 포함한다는 것을 제외하고는 도 32i의 표적 앰플리콘 복합체와 유사하다. 예를 들면, 고체 입자는 도 32k에 도시된 대로 신호발생제에 결합된 친화성 분자에 결합된 표지에 결합된 표적 전방 프라이머 앰플리콘과 표적 역 프라이머 앰플리콘에 결합된 포획 요소에 결합된 친화성 분자에 결합될 수 있다.
당업자에게 쉽게 분명한 대로, 예를 들어 도 32b에서 하나의 고체 입자(1320)과 같이 하나의 타입의 분자가 예시된 반응에 존재하는 것으로 도시될 수 있지만, 복수의 타입의 분자가 존재할 수도 있다. 게다가, 도 32a 내지 32k에 도시된 분자의 타입의 전부가 반응에 포함될 필요도 없다.
샘플 시약은 자기 입자의 단지 하나의 집단과 검출제 또는 경쟁 결합제의 하나의 집단을 포함할 수 있다. 이러한 구체예는 관심의 단일 표적 분석물질의 검출을 위해 재단될 수 있다.
다른 구체예에서, 자기 입자 및 검출제 및/또는 경쟁 결합제의 다수의 집단 및/또는 분리된 친화성 분자의 다수의 집단이 제공되며, 각 집단은 그 자신의 친화성을 갖도록 구성된다. 예를 들면, 자기 입자의 각 집단은 그것의 표면에 결합된 독특한 친화성 분자를 가지며, 이로써 자기 입자의 각 집단은 상이한 표적 분석물질과 결합하도록 설계된다. 마찬가지로, 검출제의 각 집단은 독특한 친화성 분자를 포함하고, 이로써 상이한 표적 분석물질과 결합하도록 설계된다. 복합적인 도해가 사용될 수 있다. 자기 입자의 제1 크기는 제1 작동 전극에 더 자성적으로 반응하고, 자기 입자의 제2 크기는 제2 작동 전극에 더 자성적으로 반응하는 등과 같이 복합적인 계획안이 사용될 수 있다(제3, 제4, 제5 등 크기와 작동 전극이 사용될 수 있다). 대안으로서 또는 추가로, 제1 표적 분석물질 집단에 지정된 친화성 분자의 제1 세트는 제1 작동 전극의 표면에 고정되고, 제2 표적 분석물질 집단에 지정된 친화성 분자의 제2 세트는 전기화학 전지의 제2 작동 전극의 표면에 고정되는 등과 같이 상이한 작동 전극에 대해 상이한 표면 결합 계획안이 사용될 수 있다(제3, 제4, 제5 등 친화성과 작동 전극이 사용될 수 있다). 이 방식에서, 각각의 표적 분석물질 집단은 각각의 친화성 분자(및 신호발생제)와 결합하고, 각각의 작동 전극의 표면에서 표면 결합된 친화성 분자와 결합한다. 따라서, 친화성 분자의 다수의 세트와 고려가능한 작동 전극이 복합적인 계획안을 실행하기 위해 사용될 수 있다. 독특한 자성 및/또는 그것에 결합된 독특한 친화성 분자를 가진 자기 입자의 하나 이상의 집단은, 상기 설명된 대로, 하나 이상의 상이한 표면 결합 계획안과 복합될 수 있다. 예를 들면, 도 31a-31h의 과정은 동일한 또는 상이한 샘플 제제 저장소와 동일한 또는 상이한 센서를 사용하는 동일한 카트리지 내의 도 32a-32k의 과정과 대체로 동시에 일어날 수 있다. 경쟁 결합 접근법을 이용하는 구체예에서, 경쟁 결합제의 각 집단은 상이한 미리 결합된 표적 분석물질을 포함할 수 있고, 이로써 상이한 표적 분석물질과 경쟁하도록 설계된다. 이러한 구체예는 다수의 식품매개 병원균, 다수의 오염물질, 및 다수의 질병의 검출을 포함하는 복수의 표적 분석물질의 검출을 허용한다.
당업자는 자기 입자-결합된 복합체를 형성할 가능성이 많으며, 모든 이러한 가능성이 여기서 고찰된다는 것을 인정할 수 있다. 예를 들면, 샘플 준비 시약은 표적 분석물질의 일부분에 결합하는 바이오틴-표지된 항체를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 샘플 준비 시약에 존재하는 항체 및/또는 핵산은 미리 바이오틴화될 수 있고, 이로써 스트렙타비딘 콘쥬게이트된 신호발생 효소가 바이오틴화된 검출제와 결합하여 복합체를 형성할 수 있다. 하나의 이러한 스트렙타비딘 콘쥬게이트된 신호발생 효소는 HRP이다. 이런 택 부착 조합은 바이오틴-스트렙타비딘에 제한되지 않는다. 임의의 적합한 택 부착 계획안이 연구될 것이다. 다른 예에서, 결과의 샌드위치 복합체의 신호 발생 용량을 증진시키기 위해 다수의 HRP 효소가 함께 Poly-HRP 분자로 통상 알려진 분자로 콘쥬게이트된다.
자기 입자-결합된 복합체를 형성하는 성분들에 더하여, 다양한 구체예의 샘플 준비 시약은 (a) 염과 같은 자기 입자-결합된 복합체의 형성을 용이하게 하는 제제; (b) 박테리아나 바이러스의 세포용해 또는 큰 분자나 뉴클레오타이드의 절단을 위한 세제 및 효소와 같은, 표적 분석물질에 대한 특이성 및 접근을 용이하게 하는 제제; (c) 비특이적 결합을 감소시키기 위한 차단제 단백질; 및 (d) 샘플 준비 시약의 저장수명을 개선할 수 있는 트레할로오스와 같은 안정제 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
샘플 준비 시약의 경우, 결합 확률을 증진시키기 위해 염이 필수적일 수 있다. 예를 들면, 포스페이트 완충 식염수(PBS)가 샘플 제제 저장소에 보유된 유체에 있을 수 있다. 전기화학적 검출을 방해하지 않는 임의의 염이 시약 내에 제공될 수 있다.
차단제 단백질, 예컨대 잘 알려진 소 혈청 알부민, 카제인, 피브리노겐 또는 다른 차단제 단백질이 샘플 준비 시약에 존재하는 항체, 효소 및/또는 다른 단백질의 안정화를 돕기 위해 제공될 수 있다. 이러한 차단제 단백질은 또한 자기 입자와 여기 설명된 시스템 및 장치의 벽에 신호발생 효소의 비-특이적 결합을 방지하는데 도움이 될 수 있다.
추가로, 관심의 분자 또는 핵산에 접근하기 위해 세포용해가 필요한 구체예에서 세제가 이용될 수 있다. 다양한 구체예에서, 이온성 세제보다는 오히려 비이온성 세제가 신호발생 효소 및/또는 항체의 변성을 방지하기 위해 제공된다. 세제는 박테리아의 세포용해를 증지시킬 수 있고, 인플루엔자 바이러스와 같은 다양한 바이러스를 부드럽게 세포용해하는데 유용하다. 이러한 세포용해는 바이러스 내부의 핵단백질과 같은 표적 분석물질에 대한 접근을 개선하는데 바람직할 수 있다. 추가로, 샘플 준비 시약은 세포용해를 증진시키고 세포용해 동안 점도를 감소시키는 효소를 포함할 수 있다. 이러한 시약은 일부 샘플, 예를 들어 E. coli와 같은 박테리아를 함유하는 샘플의 준비에 필수적일 수 있다. 세포용해를 증진시키고 용이하게 하는 효소는 자기 입자의 표면에서 핵산 프로브를 파괴하지 않고 방출된 게놈 DNA를 절단하는 DNAses 및 리소자임을 포함할 수 있다.
큰 뉴클레오타이드 서열을 작은 서열로 선택적으로 절단할 수 있는 RNAses 또는 DNAses와 같은 효소가 유리한 결합 동력학을 가진 작은 단편을 생성하는데 유용할 수 있다. 이러한 효소는 샘플 준비 시약에 존재할 수 있다. 다른 성분들도 또한 샘플 준비 시약에 포함될 수 있다. 예를 들면, 트레할로오스와 같은 안정제가 존재할 수 있으며, 이러한 안정제는 산화로부터 단백질을 보호하는 것을 도와서 특히 실온에서 시약의 저장수명을 증가시킨다.
도 33을 참조하면, 사용중인 검출 시스템(100)이 도시되며, 여기서 샘플 수집 장치(200)는 판독기 장치(400)에 삽입된 카트리지 장치(300)에 삽입된다. 판독기 장치(400)는 소프트웨어-기반 검출 인터페이스 시스템(600)을 운영하는 이동식 컴퓨터에 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양을 표시하는 신호를 전송할 수 있고, 이로써 사용자는 하나 이상의 표적 분석물질의 존재, 부재, 및/또는 양에 대해 분석된 결과를 검토하고 그것과 상호작용할 수 있다. 이러한 결과는 네트워크(1510)를 통해서 서버(1500)로 전송될 수 있다. 소프트웨어-기반 검출 인터페이스 시스템(600)은 이동식 컴퓨터에 다운로드될 수 있다. 소프트웨어-기반 검출 인터페이스 시스템(600)은 전용 애플리케이션 또는 "앱"일 수 있으며, iTunes™(Apple, Inc., Cupertino, CA), App Store(Apple, Inc.), Google™ Play(Google, Inc., Mountain View, CA), Android™ Marketplace(Google, Inc.), Windows™ Phone Store(Microsoft Corp., Redmond, WA) 또는 BlackBerry™ World(BlackBerry, Waterloo, Ontario, Canada)와 같은 온라인 스토어로부터 다운로드될 수 있다. 바람직하게, 소프트웨어-기반 검출 인터페이스 시스템(600)은 한번만 다운로드되면 되고, 업데이트가 다운로드될 수 있다.
샘플 수집 장치(200)는 일회용일 수 있고, 1회 사용하도록 구성된다. 그것은 제거가능한 멸균 포장 안에 담길 수 있다. 카트리지 장치(300)의 투입 터널에 일단 삽입되면, 샘플 수집 장치(200)는 영구 고정 체결 방식으로 고정될 수 있고, 다시 사용될 수 없다. 카트리지 장치(300)도 또한 일회용일 수 있고, 1회 사용하도록 구성된다. 일단 샘플 수집 장치(200)가 카트리지(300)의 투입 터널 내에 제자리에 고정되면, 카트리지(300)는 다시 사용될 수 없다. 그러나, 카트리지(300)는 판독기(400)로부터 제거될 수 있다. 카트리지(300)와 판독기(400)는 개별적으로 결합되도록 구성될 수 있고, 카트리지(300)는 적어도 검출 프로토콜의 개시 전후에 판독기(400)의 도크에 삽입되고 그로부터 제거될 수 있다. 판독기(400)는 카트리지(300)를 제자리에 일시적으로 고정하고, 검출 시험 사이클의 기간 동안 제거를 제한하기 위한 고정 메커니즘을 포함할 수 있다. 다양한 구체예의 판독기(400)는 재사용가능하다.
판독기(400), 및 전체 검출 시스템(100)은 비-임상, 소비자-지향 사용을 위해 구성될 수 있다. 따라서, 시스템(100)은 사용이 용이하고 결과를 빨리 생성한다. 표적 분석물질 검출 프로토콜의 결과는 샘플 수집 장치(200)로부터 샘플이 시스템의 카트리지(300)에 삽입된 시간으로부터 30분 이하 안에 생성될 수 있다. 결과는 20분 미만, 10분 미만, 및/또는 5분 미만 안에 생성될 수 있다. 추가로, 소비자-지향 시스템은 가정, 학교, 사무실, 또는 다른 이용 장소 안에서 거슬리지 않는 존재가 되도록 작을 수 있다. 카트리지(300), 샘플 수집 장치(200), 및 판독기(400)는 함께 대략적으로 스마트폰이나 다른 이동식 컴퓨팅 장치의 크기일 수 있다. 시스템(100)은 휴대용으로 구성된 크기일 수 있다. 이러한 구체예에서, 압축된 핸드헬드형 디자인에 더하여, 샘플 내의 모든 유체는 이동중에 시스템 구성요소의 거친 취급으로 인한 누출이나 조기 산화 반응이 일어나지 않도록 적절히 밀봉되고 분리된다.
비-임상 환경에서 비전문가에 의한 사용을 촉진하기 위해, 시스템(100)은 "자체-활성화 및 자체-작동 검출 프로토콜을 포함함에 의한 더미 프로프"인 것으로 설계될 수 있다. 예를 들면, 도 33은 카트리지(300)가 판독기(400)의 도크에 위치되고 샘플 수집 장치(200)가 카트리지(300)의 투입 터널에 삽입된 실시예를 묘사한다. 묘사된 구체예에서, 판독기(400)에 카트리지(300)의 로딩은 카트리지(300)의 핀과 판독기(400) 사이의 전기적 접속을 확립할 수 있고, 이로써 판독기(400) 내에 회로가 완성되어 판독기(400)가 자동으로 활성화된다. 활성화되면 판독기(400)는, 예를 들어 카트리지(300)의 접점 스위치가 활성화되었음을 표시하는 전기 신호를 수신하여 샘플 수집 장치(200)가 카트리지(300)에 적절히 삽입되었는지 결정할 수 있다. 검출시에 판독기(400)는 어떤 추가적인 인간에 의한 개입 없이 검출 프로토콜을 자동으로 개시할 수 있다. 자동화된 시작은 샘플 제제 저장소 내에서 시약과 샘플의 혼합이 샘플 수집 장치(200)의 삽입 후 고정된 시간에 일정하게 일어나는 것을 보장하고, 이것은 일관된 시험 결과를 가져온다. 대안으로서, 시험 프로토콜은 사용자가 소프트웨어(600)를 운영하는 판독기(400) 또는 컴퓨팅 장치(601) 상의 "진행", "작동", "시작", 또는 다른 유사한 버튼이나 아이콘을 눌렀을 때 개시할 수 있다.
다양한 구체예에서, 컴퓨팅 장치(601)는 더 많은 컴퓨팅 파워 및/또는 더 많은 메모리를 제공하고; 원격 서버로부터 데이터를 가져오고 원격 서버로 데이터를 전송하기 위한 무선 송수신기를 제공하고; 및/또는 디스플레이 스크린과 사용자 인터페이스를 제공하기 위해 시스템 내에 포함될 수 있다. 컴퓨팅 장치(600)는 모든 구체예에서 필요하지는 않다.
당업자는 도 33의 구체예가 실제로 유일하게 예시되지만, 다양한 구성요소들이 추가, 삭제, 또는 치환될 수 있고, 장치들 간에 다양한 상이한 계층과 통신 방식이 이용될 수 있다는 것을 인정할 것이다. 통신망(1510)을 통해서 다양한 장치의 일부 또는 전부가 서로 통신한다. 통신망은 로컬 에어리어 네트워크(LAN) 또는 와이드 에어리어 네트워크(WAN)일 수 있다. 통신망(1510)은 무선 통신망, 예컨대 예를 들어 이동식 WiMAX 네트워크, LTE 네트워크, Wi-Fi 네트워크, 또는 다른 무선 네트워크일 수 있다. 사용자 인터페이스 소프트웨어(600)를 가진 컴퓨팅 장치(601)와 서버(1500) 간의 통신은 유선 네트워크, 예컨대 DSL 케이블 접속을 통해서 인터넷 상에서 일어날 수 있다.
판독기(400)와 컴퓨팅 장치(601) 간의 통신은, 예를 들어 Bluetooth®, Wi-Fi, 근거리 자기장 통신, 또는 다른 무선주파수 기술을 사용하여 무선 방식으로 일어날 수 있다. 대안으로서, 판독기(400)와 컴퓨팅 장치(601) 간 신호의 전송은 코드, 케이블, 또는 다른 유선 또는 직접 접속을 통해서 일어날 수 있다. 다양한 구체예에서, 컴퓨팅 장치(601) 또는 사용자 인터페이스 소프트웨어(600)를 가진 다른 장치는 사용자에게 시험 결과를 제시하는 프론트-엔드 그래픽 방식 사용자 인터페이스를 위한 소프트웨어 애플리케이션을 포함한다.
판독기(400)는 샘플 내의 하나 이상의 표적 분석물질을 검출 및/또는 정량하는데 필요한 시험 및 과정을 제어하도록 구성될 수 있다. 이를 위하여, 유의한 양의 정보가 판독기(400)의 메모리 내에 저장될 수 있다. 대안으로서, 정보의 일부 또는 전부가 컴퓨팅 장치(601) 및/또는 서버(1500)에 저장될 수 있으며, 통신망(1510)을 통해서 판독기(400)에 의해 접근가능할 수 있다. 이러한 정보는, 예를 들어 카트리지 키의 데이터베이스를 포함하는데, 이것은 각 카트리지 타입을 카트리지의 메모리에 저장된 카트리지의 특유의 식별자에 의해 발생된 신호에 의해 식별한다. 정보는 또한 카트리지의 각 타입과 관련된 시험 프로토콜을 포함할 수 있다. 시험 프로토콜은 소니케이션을 통한 샘플 준비 시약의 혼합 기간, 소니케이션의 주파수, 다양한 열-감응성 밸브의 가열 시기 등과 같은 세부사항을 특정할 수 있다. 정보는 또한 각 카트리지 타입에 대한 상관표를 포함할 수 있으며, 이것은 검출된 센서 신호를 표적 분석물질의 부재, 존재, 및/또는 특이적 양과 상호관련시킨다. 추가로, 판독기(400) 및/또는 서버(1500)에 의해 저장된 정보는 하나 이상의 과거의 결과를 포함할 수 있다. 판독기(400)는 적어도 판독기(400)가 원격 컴퓨팅 장치와 통신하게 될 때까지 시험 결과를 저장할 수 있고, 통신할 때 결과는 디스플레이 및/또는 장기간 저장을 위해 원격 컴퓨팅 장치(예를 들어, 컴퓨팅 장치(601), 서버(1500))에 전송될 수 있다.
서버(1500)는 또한 사용자 프로파일을 저장할 수 있고, 이것은 사용자 인터페이스 소프트웨어(600)를 가진 컴퓨팅 장치(601)를 통해서 사용자에 의해 시스템에 입력된 신상 정보를 포함할 수 있다. 또한, 각 사용자에 대한 시험 결과의 로그가 서버(1500)에 의해 저장될 수 있고, 사용자 인터페이스 소프트웨어(600)를 가진 컴퓨팅 장치(601)로 이러한 데이터의 전송을 통해서 사용자가 볼 수 있도록 접근가능할 수 있다.
정의
달리 정의되지 않는다면, 여기 사용된 각 기술 또는 과학 용어는 본 개시가 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 통상 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 이어지는 청구항 및 여기 제공된 개시에 따라서, 명백히 달리 언급되지 않는다면 다음의 용어들은 다음의 의미로 정의된다.
용어 "약" 또는 "대략"은 수치 지정 또는 범위(예를 들어, 압력 또는 치수) 앞에 사용되었을 때 (+) 또는 (-) 5%, 1% 또는 0.1% 만큼 변할 수 있는 근사값을 나타낸다.
명세서 및 청구항에 사용된 단수형 "한" 및 "그"는 문맥상 분명히 다른 의미가 아니라면 단수와 복수의 언급을 모두 포함한다. 예를 들면, 용어 "한 분자"는 복수의 분자를 포함할 수 있고, 복수의 분자를 포함하는 것으로 고찰된다. 때로 청구항 및 개시는 "복수의", "하나 이상의" 또는 "적어도 하나의"와 같은 용어를 포함할 수 있다. 그러나 이러한 용어의 부재가 복수가 고려되지 않는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 의미하는 것으로 해석되어서도 안 된다.
명세서 및 청구항에 사용된 "중 적어도 하나"는, 제한은 아니지만 다음의 임의의 조합 중 하나 이상을 포함하는 의미이다. 예를 들면, "A, B, 및 C 중 적어도 하나" 또는 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"는, 제한은 아니지만 A(들) 또는 B(들) 또는 C(들) 또는 A(들) 및 B(들) 또는 A(들) 및 C(들) 또는 B(들) 및 C(들) 또는 A(들) 및 B(들) 및 C(들)를 포함하는 의미이며, 이들 중 어느 것도 D(들), E(들) 등과 같은 다른 요소를 배제하지 않는다.
여기 사용된 용어 "포함하는" 또는 "포함한다"는 장치, 시스템 및 방법이 인용된 요소들을 포함하고, 추가로 임의의 다른 요소들을 포함할 수 있다는 것을 의미한다. "로 본질적으로 구성되는"은 장치, 시스템, 및 방법이 인용된 요소들을 포함하고, 언급된 목적을 위한 조합에 본질적인 유의성의 다른 요소들은 배제한다는 것을 의미해야 한다. 따라서, 여기 한정된 요소들로 본질적으로 구성된 장치 또는 방법은 청구된 발명의 기본적이고 새로운 특징(들)에 실질적으로 영향을 미치지 않는 다른 재료 또는 단계는 배제하지 않는다. "로 구성되는"은 장치, 시스템, 및 방법이 인용된 요소들을 포함하고, 사소하거나 하찮은 요소 또는 단계 이상의 어떤 것은 배제한다는 것을 의미한다. 이들 잠정적 용어의 각각에 의해 한정된 구체예는 본 개시의 범위 내이다.
전술한 내용은 예시 및 실시예의 방식으로 일부 구체예의 상세한 설명을 포함했지만, 첨부된 청구항의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 이들 구체예의 교시에 비추어 다수의 변화 및 변형이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 쉽게 분명해질 것이다.

Claims (24)

  1. 카트리지에서 샘플 내 표적 분석물질의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 검출하는 방법으로서,
    카트리지의 저장소의 유체 내에서, 복수의 친화성 분자, 복수의 탈-결합제, 복수의 신호발생제, 경쟁자 결합 분자에 미리 결합되고 각각이 표지를 가진 복수의 경쟁자 분자, 및 샘플 결합 분자에 미리 결합된 복수의 샘플 표적 분석물질을 가지는 샘플을 혼합하는 단계;
    복수의 탈-결합제 중 적어도 하나의 탈-결합제를 사용하여 미리 결합된 경쟁자 결합 분자로부터 적어도 하나의 경쟁자 분자를 탈-결합시키는 단계;
    복수의 탈-결합제 중 적어도 하나의 탈-결합제를 사용하여 미리 결합된 샘플 결합 분자로부터 적어도 하나의 샘플 표적 분석물질을 탈-결합시키는 단계;
    탈-결합된 경쟁자 분자의 표지를 복수의 신호발생제 중 한 신호발생제에 결합시키는 단계;
    탈-결합된 경쟁자 분자를 복수의 친화성 분자 중 한 친화성 분자에 결합시키는 단계; 및
    카트리지 내에서 샘플 표적 분석물질의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 표시하는 신호를 발생시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 복수의 친화성 분자의 각각의 친화성 분자는 고체 입자에 결합되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 고체 입자는 자성 반응성 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제2항에 있어서, 고체 입자는 비-자성 반응성 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 비-자성 반응성 재료는 금 나노 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 샘플 결합 분자에 미리 결합된 복수의 샘플 표적 분석물질은 비타민 D 결합 단백질 분자에 미리 결합된 25-하이드록시 비타민 D2 또는 25-하이드록시 비타민 D3 분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 샘플 결합 분자에 미리 결합된 복수의 경쟁자 분자는 비오틴으로 표지되고 비타민 D 결합 단백질 분자에 미리 결합된 25-하이드록시 비타민 D2 또는 25-하이드록시 비타민 D3 분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 경쟁자 결합 분자에 미리 결합된 복수의 친화성 분자, 복수의 탈-결합제, 복수의 신호발생제 및 복수의 경쟁자 분자 중 적어도 하나는 시약 볼 내에 저장되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 미세유동성 카트리지에서 사용하기 위한 센서로서,
    포지티브 대조표준 작동 전극에 미리 결합된 친화성 분자를 포함하며, 친화성 분자에 직접 또는 간접적으로 결합된 신호발생제와 화학적 기질 사이의 반응을 기반으로 제1 신호를 발생시키도록 구성된 포지티브 대조표준 작동 전극;
    작동 전극에 위치된 신호발생제와 화학적 기질 사이의 반응을 기반으로 제2 신호를 발생시키도록 구성된 작동 전극; 및
    자체-조립된 단일층을 포함하는, 네거티브 작동 전극으로서, 네거티브 작동 전극에 위치된 신호발생제와 화학적 기질 사이의 반응을 기반으로 제3 신호를 발생시키도록 구성된 네거티브 대조표준 작동 전극
    을 포함하는 센서.
  10. 제9항에 있어서, 제2 신호는 샘플 내 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 표시하는 것을 특징으로 하는 센서.
  11. 제9항에 있어서, 제1 신호는 시험의 신뢰도를 나타내는 것을 특징으로 하는 센서.
  12. 제11항에 있어서, 시험은 만약 제1 신호가 정해진 범위 내에서 반응의 양을 나타낸다면 신뢰할 수 있는 것으로 결정되는 것을 특징으로 하는 센서.
  13. 제9항에 있어서, 제3 신호는 시험의 신뢰도를 나타내는 것을 특징으로 하는 센서.
  14. 제13항에 있어서, 시험은 만약 제3 신호가 반응의 양이 역치보다 아래인 것을 나타낸다면 신뢰할 수 있는 것으로 결정되는 것을 특징으로 하는 센서.
  15. 제9항의 센서를 포함하고, 분석 채널을 더 포함하는 카트리지로서,
    포지티브 대조표준 작동 전극, 작동 전극 및 네거티브 대조표준 작동 전극은 분석 채널에 배치되는 카트리지.
  16. 제15항의 카트리지를 포함하고, 샘플 내 하나 이상의 분석물질의 존재, 부재 또는 양 중 적어도 하나를 표시하는 정보를 발생시키기 위하여 제2 신호를 처리하도록 구성된 프로세서를 더 포함하는 키트.
  17. 제16항에 있어서, 프로세서는 추가로 제1 신호가 정해진 범위 내의 반응의 양을 표시하는지를 결정하기 위해 제1 신호를 처리하도록 구성된 것을 특징으로 하는 키트.
  18. 제17항에 있어서, 프로세서는 양이 정해진 범위를 벗어난다면 경보를 발생시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 키트.
  19. 제16항에 있어서, 프로세서는 추가로 제3 신호가 반응의 양이 역치 아래에 있는 것을 나타내는지를 결정하기 위해 제3 신호를 처리하도록 구성된 것을 특징으로 하는 키트.
  20. 제19항에 있어서, 프로세서는 양이 역치보다 위에 있다면 경보를 발생시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 키트.
  21. 제16항에 있어서, 프로세서는 판독기의 구성요소인 것을 특징으로 하는 키트.
  22. 제9항에 있어서, 작동 전극은 작동 전극 위에 위치된 신호발생제에 직접 또는 간접적으로 결합된 복수의 자기 입자의 균질한 분포를 촉진하고 작동 전극의 밖으로 복수의 자기 입자의 이동에 대한 저항을 촉진하도록 구성된 복수의 줄무늬로 차폐되는 것을 특징으로 하는 센서.
  23. 제9항에 있어서, 작동 전극은 자체-조립된 단일층을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서.
  24. 제9항에 있어서, 작동 전극은 작동 전극에 미리 결합된 친화성 분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서.
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Families Citing this family (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102358124B1 (ko) 2013-03-11 2022-02-08 큐 헬스 인코퍼레이티드 분석물의 검출 및 정량을 위한 시스템 및 방법
US9623409B2 (en) 2013-03-11 2017-04-18 Cue Inc. Cartridges, kits, and methods for enhanced mixing for detection and quantification of analytes
US10545161B2 (en) 2013-03-11 2020-01-28 Cue Health Inc. Systems and methods for detection and quantification of analytes
WO2015164770A1 (en) 2014-04-24 2015-10-29 Diassess Inc. Colorimetric detection of nucleic acid amplification
USD745423S1 (en) 2014-05-12 2015-12-15 Cue Inc. Automated analyzer test cartridge and sample collection device for analyte detection
US9623415B2 (en) 2014-12-31 2017-04-18 Click Diagnostics, Inc. Devices and methods for molecular diagnostic testing
CN117310193A (zh) 2015-07-17 2023-12-29 克忧健康公司 用于增强检测和分析物定量的系统及方法
EP3754011B1 (en) 2015-09-09 2022-02-16 Drawbridge Health, Inc. Devices for sample collection, stabilization and preservation
CA3005084A1 (en) * 2015-12-11 2017-06-15 Opko Diagnostics, Llc Fluidic systems involving incubation of samples and/or reagents
CA3015376C (en) 2016-03-14 2023-11-14 Diassess Inc. Devices and methods for biological assay sample preparation and delivery
CA3015368A1 (en) 2016-03-14 2017-09-21 Diassess Inc. Systems and methods for performing biological assays
JP2019509740A (ja) 2016-03-14 2019-04-11 ディアスセス インコーポレイテッド 選択的に通気される生物学的アッセイ装置および関連の方法
WO2017185067A1 (en) 2016-04-22 2017-10-26 Click Diagnostics, Inc. Printed circuit board heater for an amplification module
US11002737B2 (en) * 2016-09-29 2021-05-11 Worcester Polytechnic Institute Micro-array devices for capturing cells in blood and methods of their use
JP1754773S (ja) 2017-01-10 2023-10-06 サンプル採取器具
US11237161B2 (en) 2017-01-25 2022-02-01 Cue Health Inc. Systems and methods for enhanced detection and quantification of analytes
KR20180091175A (ko) * 2017-02-06 2018-08-16 삼성전자주식회사 유체분석 카트리지 및 이를 포함하는 유체분석 카트리지 어셈블리
US11080848B2 (en) 2017-04-06 2021-08-03 Lucira Health, Inc. Image-based disease diagnostics using a mobile device
WO2019017912A1 (en) 2017-07-18 2019-01-24 Hewlett-Packard Development Company, L.P. DEVICES AND METHODS OF TEST SAMPLES
CA3070455A1 (en) * 2017-07-19 2019-01-24 Evanostics, Llc Cartridges for oral fluid analysis and methods of use
US10549275B2 (en) 2017-09-14 2020-02-04 Lucira Health, Inc. Multiplexed biological assay device with electronic readout
EP3724636A4 (en) 2017-12-15 2021-08-18 Evanostics, LLC OPTICAL READER FOR ANALYTE TEST
EP3731959A4 (en) 2017-12-29 2021-10-13 Clear Labs Inc. AUTOMATED PRIMING AND LIBRARY LOADER
CA3105374C (en) 2018-06-29 2022-08-23 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Sensor assembly for a sample fluid analysis system
CN110954759B (zh) * 2018-09-27 2022-08-02 湖南嘉业达电子有限公司 压电相变点在生产过程中的评测装置
CA3199825A1 (en) * 2018-11-02 2020-02-07 Cardiai Technologies Ltd. Portable electrochemical-sensor system for analyzing user health conditions and method thereof
USD915592S1 (en) * 2019-01-18 2021-04-06 Nico Corporation Dissection device
GB2580964B (en) 2019-02-01 2023-06-07 Dnae Diagnostics Ltd Storage Device
KR102104741B1 (ko) * 2019-02-15 2020-06-01 국민대학교산학협력단 슬라이딩 방식의 교체형 유체 분석 챔버 모듈
CN110057652B (zh) * 2019-04-25 2024-01-12 壹妙芯(厦门)科技有限公司 一种生物样品采集装置
USD918390S1 (en) * 2019-06-13 2021-05-04 Prodont Holliger Handle for hand-held dental instruments
CN112295628A (zh) * 2019-08-01 2021-02-02 利多(香港)有限公司 试剂的保存方法
EP4028353A4 (en) * 2019-09-09 2024-01-24 Lumacyte LLC MICROFLUIDIC DEVICES AND METHOD FOR SAMPLING AND ANALYZING CELLS USING OPTICAL FORCES AND RAMAN SPECTROSCOPY
US11352675B2 (en) 2020-01-03 2022-06-07 Visby Medical, Inc. Devices and methods for antibiotic susceptability testing
US20210292855A1 (en) * 2020-03-17 2021-09-23 Detect, Inc. Downloadable software application for guiding a rapid test
EP4128247A4 (en) * 2020-03-27 2024-05-01 Salvus Llc SYSTEM AND METHOD FOR ANALYTE MONITORING AND PREDICTIVE MODELING
WO2021226145A1 (en) * 2020-05-04 2021-11-11 Biotex, Inc. Methods and devices for pathogen detection
USD953561S1 (en) 2020-05-05 2022-05-31 Lucira Health, Inc. Diagnostic device with LED display
US20230211338A1 (en) * 2020-05-15 2023-07-06 Abacuslabs Ltd. A point of care device
USD962470S1 (en) 2020-06-03 2022-08-30 Lucira Health, Inc. Assay device with LCD display
JP1695257S (ko) * 2020-06-17 2021-09-21
JP1695258S (ko) * 2020-09-02 2021-09-21
JP1695260S (ko) * 2020-09-02 2021-09-21
JP1695261S (ko) * 2020-09-03 2021-09-21
EP4139055A4 (en) * 2020-09-03 2024-04-24 Illumina Inc CARTRIDGES AND ASSOCIATED SYSTEMS AND METHODS
CN114317250A (zh) * 2020-09-30 2022-04-12 富佳生技股份有限公司 加热结构、检测芯片、核酸检测盒及核酸检测设备
EP3978125A1 (en) * 2020-09-30 2022-04-06 iCare Diagnostics International Co. Ltd. Nucleic acid detection kit and nucleic acid detection device
US11852643B2 (en) * 2020-10-13 2023-12-26 Bionime Corporation Physiological signal monitoring device
CN112304933B (zh) * 2020-11-03 2021-09-21 南通市第一人民医院 一种智能消毒液比色显示控制方法及系统
WO2022101624A1 (en) * 2020-11-10 2022-05-19 Lumiradx Uk Ltd System for detection of a target in a liquid sample
USD970000S1 (en) * 2021-03-12 2022-11-15 Augusta University Research Institute, Inc. Swab
WO2023006817A1 (en) * 2021-07-28 2023-02-02 Bioeclosion, S.L. Device for assay system, system and method
CN114044241B (zh) * 2021-12-08 2023-06-09 广西科健邦生物技术有限公司 一种稳定性好的前白蛋白测定试剂盒
WO2023177684A1 (en) * 2022-03-15 2023-09-21 Cue Health Inc. Sample collection device
US20230304957A1 (en) * 2022-03-22 2023-09-28 Analog Devices International Unlimited Company Reference electrodes of electrochemical sensors
CN114397168B (zh) * 2022-03-28 2022-06-17 江西汉氏医学发展有限公司 基于互联网的体液平衡智能健康检测设备及检测方法
WO2023212070A2 (en) * 2022-04-29 2023-11-02 3Eo Health Inc. Swab assemblies and assay systems
WO2024020697A1 (en) * 2022-07-29 2024-02-01 Cardiai Technologies Ltd. Magnetic bead elisa detector device and methods of use thereof

Family Cites Families (211)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US843573A (en) 1905-09-07 1907-02-12 Axel Linus Blomen Air-gun.
CA159365A (en) 1914-01-01 1914-02-01 William H. Miner Draft rigging for railway cars
CA165985A (en) 1915-08-07 1915-11-09 William James Fullerton Car
US3915806A (en) 1974-01-17 1975-10-28 Denver Chemical Manufacturing Specimen holding kit
USD249062S (en) 1977-09-15 1978-08-22 Norabel Ab Dental instrument
US4381292A (en) 1980-11-14 1983-04-26 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Jr. University Anti-human T-lymphocyte monoclonal antibody
US4451570A (en) 1981-03-26 1984-05-29 The Regents Of The University Of California Immunoglobulin-secreting human hybridomas from a cultured human lymphoblastoid cell line
US4618577A (en) 1983-02-09 1986-10-21 The Regents Of The University Of California Human-human hybridoma, CLNH5
USD298166S (en) 1986-02-10 1988-10-18 Physio-Control Corporation Central hospital monitor
USD303288S (en) 1986-09-12 1989-09-05 Ballobes Aps Intragastric balloon kit consisting of an intragastric balloon device, a pump, a container tube and a box
USD302585S (en) 1987-05-14 1989-08-01 Elliott Raymond D Dental delivery unit
USD306067S (en) 1987-11-25 1990-02-13 Bogdanoff Steven P Dental implant cleaning tool
US5223414A (en) 1990-05-07 1993-06-29 Sri International Process for nucleic acid hybridization and amplification
US5273881A (en) 1990-05-07 1993-12-28 Daikin Industries, Ltd. Diagnostic applications of double D-loop formation
USD343679S (en) 1990-10-31 1994-01-25 Evergreen Industries, Inc. Inoculation streaker
US5455166A (en) 1991-01-31 1995-10-03 Becton, Dickinson And Company Strand displacement amplification
US5178298A (en) 1992-02-12 1993-01-12 Allina Curtis J Candy dispenser
US5498392A (en) 1992-05-01 1996-03-12 Trustees Of The University Of Pennsylvania Mesoscale polynucleotide amplification device and method
US5714320A (en) 1993-04-15 1998-02-03 University Of Rochester Rolling circle synthesis of oligonucleotides and amplification of select randomized circular oligonucleotides
US5470723A (en) 1993-05-05 1995-11-28 Becton, Dickinson And Company Detection of mycobacteria by multiplex nucleic acid amplification
USD379230S (en) 1994-10-28 1997-05-13 Phillip Mark Droplet liquid applicator brush
US6207369B1 (en) 1995-03-10 2001-03-27 Meso Scale Technologies, Llc Multi-array, multi-specific electrochemiluminescence testing
JPH11514849A (ja) * 1995-07-12 1999-12-21 チャーム サイエンシズ インコーポレイテッド 検査サンプルを検出するための検査装置、システム及び方法
US5708247A (en) 1996-02-14 1998-01-13 Selfcare, Inc. Disposable glucose test strips, and methods and compositions for making same
US5935804A (en) 1997-03-21 1999-08-10 Laine; Roger A. Method for detecting eubacteria in biological samples with catalytically inactive murein binding enzymes
US6413783B1 (en) 1997-09-18 2002-07-02 Meso Scale Technologies, Llc Assay sonication apparatus and methodology
USD402753S (en) 1997-11-19 1998-12-15 White Theresa M Medication consumption aid
CA2312102C (en) * 1997-12-24 2007-09-04 Cepheid Integrated fluid manipulation cartridge
US6248294B1 (en) 1998-04-15 2001-06-19 Frederic L. Nason Self contained diagnostic test unit
US6153148A (en) * 1998-06-15 2000-11-28 Becton, Dickinson And Company Centrifugal hematology disposable
US6146590A (en) 1998-06-29 2000-11-14 Mainline Technology, Inc. Vessel for an analytic test device
US6558320B1 (en) * 2000-01-20 2003-05-06 Medtronic Minimed, Inc. Handheld personal data assistant (PDA) with a medical device and method of using the same
US6523560B1 (en) 1998-09-03 2003-02-25 General Electric Corporation Microvalve with pressure equalization
US6235502B1 (en) 1998-09-18 2001-05-22 Molecular Staging Inc. Methods for selectively isolating DNA using rolling circle amplification
DE1020534T1 (de) 1998-11-09 2001-03-01 Eiken Chemical Verfahren zur synthetisieren von nukleinsäure
US7914994B2 (en) 1998-12-24 2011-03-29 Cepheid Method for separating an analyte from a sample
AUPP915799A0 (en) 1999-03-11 1999-04-15 Enterix Inc. Sample collection and testing system
JP2000346838A (ja) * 1999-03-30 2000-12-15 Kikkoman Corp 検体検査用器具及び拭取検査用器具
FR2791697B1 (fr) 1999-04-01 2003-02-28 Biomerieux Sa Appareil et procede de lyse par ultrasons de cellules biologiques
US6942771B1 (en) 1999-04-21 2005-09-13 Clinical Micro Sensors, Inc. Microfluidic systems in the electrochemical detection of target analytes
US20020177135A1 (en) 1999-07-27 2002-11-28 Doung Hau H. Devices and methods for biochip multiplexing
ES2158808B1 (es) 1999-10-15 2002-04-01 Consejo Superior Investigacion Sistema electromagnetico para la manipulacion de fluidos.
US6514415B2 (en) 2000-01-31 2003-02-04 Dexter Magnetic Technologies, Inc. Method and apparatus for magnetic separation of particles
US20010046687A1 (en) 2000-03-31 2001-11-29 Dicesare Joseph L. Method for the enhancement of luminescence intensity from a reaction between adenosine triphosphate (ATP) and a luciferase/luciferin reactant system
CA2407973C (en) 2000-05-03 2011-06-07 Jen-Jr Gau Biological identification system with integrated sensor chip
USD458456S1 (en) 2001-03-26 2002-06-11 Centrix, Inc. Double ended applicator
US6852287B2 (en) 2001-09-12 2005-02-08 Handylab, Inc. Microfluidic devices having a reduced number of input and output connections
US6575188B2 (en) 2001-07-26 2003-06-10 Handylab, Inc. Methods and systems for fluid control in microfluidic devices
CA2444649C (en) 2001-04-20 2012-10-02 The Penn State Research Foundation Methods for nucleic acid manipulation
EP1277438A1 (en) 2001-07-10 2003-01-22 Agilent Technologies, Inc. (a Delaware corporation) System for point of care diagnosis and/or analysis
US7285412B2 (en) 2001-07-27 2007-10-23 Surface Logix Inc. Device for magnetic immobilization of cells
WO2003025559A1 (fr) 2001-09-11 2003-03-27 Arkray, Inc. Instrument de mesure, corps d'installation et mesureur de densite
US7879293B2 (en) 2001-09-28 2011-02-01 Orasure Technologies, Inc. Sample collector and test device
USD472975S1 (en) 2001-10-18 2003-04-08 International Reagents Corporation Container for receiving specimen
US7399590B2 (en) 2002-02-21 2008-07-15 Asm Scientific, Inc. Recombinase polymerase amplification
WO2003103485A1 (ja) 2002-06-07 2003-12-18 プレシジョン・システム・サイエンス株式会社 携帯端末装置、および、生活習慣病患者−医療機関連携システム
US20040011650A1 (en) 2002-07-22 2004-01-22 Frederic Zenhausern Method and apparatus for manipulating polarizable analytes via dielectrophoresis
KR100480338B1 (ko) 2002-08-08 2005-03-30 한국전자통신연구원 극소량의 유체제어를 위한 미세 유체제어소자
US6910797B2 (en) 2002-08-14 2005-06-28 Hewlett-Packard Development, L.P. Mixing device having sequentially activatable circulators
GB2391813B (en) 2002-08-14 2006-03-29 Cozart Bioscience Ltd An oral fluid collection, transfer and transportation device and method
DE10237931A1 (de) 2002-08-14 2004-02-26 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Überwachung eines vorbestimmten Füllstands eines Messmediums in einem Behälter
US8158695B2 (en) 2002-09-06 2012-04-17 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Forming clear, wettable silicone hydrogel articles without surface treatments
WO2004027025A2 (en) 2002-09-20 2004-04-01 New England Biolabs, Inc. Helicase dependent amplification of nucleic acids
US7195036B2 (en) 2002-11-04 2007-03-27 The Regents Of The University Of Michigan Thermal micro-valves for micro-integrated devices
US7238520B2 (en) 2002-12-04 2007-07-03 Smiths Detection Inc. PCR sample preparation holder and method
CA3122193A1 (en) 2002-12-26 2004-07-22 Meso Scale Technologies, Llc. Assay cartridges and methods of using the same
US7820030B2 (en) 2003-04-16 2010-10-26 Handylab, Inc. System and method for electrochemical detection of biological compounds
US7517494B2 (en) * 2003-04-30 2009-04-14 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Test tray and test system for determining response of a biological sample
US7435381B2 (en) 2003-05-29 2008-10-14 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Packaging of microfluidic devices
US7723099B2 (en) * 2003-09-10 2010-05-25 Abbott Point Of Care Inc. Immunoassay device with immuno-reference electrode
KR101330431B1 (ko) 2003-09-11 2013-11-20 테라노스, 인코포레이티드 피분석물의 모니터링 및 약물 전달을 위한 의료 기기
US6991898B2 (en) 2003-10-20 2006-01-31 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Diagnostic test device and method of using same
US7943089B2 (en) 2003-12-19 2011-05-17 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Laminated assay devices
US7098040B2 (en) 2003-12-23 2006-08-29 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Self-contained swab-based diagnostic systems
US20050178700A1 (en) 2004-01-21 2005-08-18 David Tyvoll Sorting particles in parallel
US7628787B2 (en) 2004-02-03 2009-12-08 Covidien Ag Self contained, gas-enhanced surgical instrument
US7432106B2 (en) * 2004-03-24 2008-10-07 Applied Biosystems Inc. Liquid processing device including gas trap, and system and method
US7466908B1 (en) 2004-04-16 2008-12-16 Spartan Bioscience Inc. System for rapid nucleic acid amplification and detection
US7118667B2 (en) 2004-06-02 2006-10-10 Jin Po Lee Biosensors having improved sample application and uses thereof
JP2006007146A (ja) 2004-06-28 2006-01-12 Canon Inc 粒子分離装置
JP4319590B2 (ja) 2004-07-12 2009-08-26 アルフレッサファーマ株式会社 採便容器
JP2008513022A (ja) 2004-09-15 2008-05-01 マイクロチップ バイオテクノロジーズ， インコーポレイテッド マイクロ流体デバイス
USD518597S1 (en) 2004-12-08 2006-04-04 Sommers J Erich Lotion applicator
US8883487B2 (en) 2004-12-23 2014-11-11 Abbott Point Of Care Inc. Molecular diagnostics system and methods
JP2008528170A (ja) 2005-01-31 2008-07-31 ギブン・イメージング・リミテツド 生体内分析用デバイス、装置および方法
WO2006084472A1 (en) * 2005-02-10 2006-08-17 Chempaq A/S Dual sample cartridge and method for characterizing particle in liquid
US7981696B2 (en) 2005-02-18 2011-07-19 The United States of America, as represented by the Secretary of Commerce, The National Institute of Standards and Technology Microfluidic platform of arrayed switchable spin-valve elements for high-throughput sorting and manipulation of magnetic particles and biomolecules
USD542931S1 (en) 2005-03-31 2007-05-15 Roche Diagnostics Operations, Inc. Laboratory measuring device housing
KR100668335B1 (ko) 2005-04-02 2007-01-12 삼성전자주식회사 자성 왁스 플러그를 구비한 마이크로 밸브 및 자성 왁스를이용한 유동 제어 방법
US20060243591A1 (en) 2005-04-28 2006-11-02 Plotkin Elliot V Electrochemical-based analytical test strip with hydrophilicity enhanced metal electrodes
WO2006121510A2 (en) 2005-05-09 2006-11-16 Theranos, Inc. Point-of-care fluidic systems and uses thereof
EP1915618A4 (en) 2005-06-02 2009-09-30 Fluidigm Corp ANALYSIS USING MICROFLUIDIC SEPARATION DEVICES
WO2007002579A2 (en) 2005-06-23 2007-01-04 Bioveris Corporation Assay cartridges and methods for point of care instruments
TW200714898A (en) 2005-08-02 2007-04-16 3M Innovative Properties Co Apparatus and method for detecting an analyte
US8005526B2 (en) 2005-08-31 2011-08-23 The Regents Of The University Of Michigan Biologically integrated electrode devices
CN101300352B (zh) * 2005-09-01 2013-03-20 佳能美国生命科学公司 检测、分析和鉴定基因组dna的方法和分子诊断装置
GB0518652D0 (en) * 2005-09-13 2005-10-19 Inverness Medical Switzerland Device
EP1945815A4 (en) * 2005-10-11 2009-02-18 Handylab Inc DEVICE FOR PREPARING SAMPLE OF POLYNUCLEOTIDES
CA2634735A1 (en) 2005-12-29 2007-07-12 I-Stat Corporation Molecular diagnostics amplification system and methods
US20070299364A1 (en) 2006-06-22 2007-12-27 Sangha Jangbir S Containerized sample collection apparatus and method
US7976795B2 (en) * 2006-01-19 2011-07-12 Rheonix, Inc. Microfluidic systems
US20090061450A1 (en) 2006-03-14 2009-03-05 Micronics, Inc. System and method for diagnosis of infectious diseases
US8741230B2 (en) 2006-03-24 2014-06-03 Theranos, Inc. Systems and methods of sample processing and fluid control in a fluidic system
US7998708B2 (en) 2006-03-24 2011-08-16 Handylab, Inc. Microfluidic system for amplifying and detecting polynucleotides in parallel
US8088616B2 (en) 2006-03-24 2012-01-03 Handylab, Inc. Heater unit for microfluidic diagnostic system
DK2001990T3 (en) 2006-03-24 2016-10-03 Handylab Inc Integrated microfluidic sample processing system and method for its use
GB2436616A (en) 2006-03-29 2007-10-03 Inverness Medical Switzerland Assay device and method
US9063132B2 (en) 2006-03-29 2015-06-23 Inverness Medical Switzerland Gmbh Assay device and method
AU2007298650B2 (en) 2006-05-04 2013-10-17 Abbott Diagnostics Scarborough, Inc. Recombinase polymerase amplification
US8007999B2 (en) 2006-05-10 2011-08-30 Theranos, Inc. Real-time detection of influenza virus
US8008034B2 (en) 2006-10-13 2011-08-30 Theranos, Inc. Reducing optical interference in a fluidic device
US8012744B2 (en) 2006-10-13 2011-09-06 Theranos, Inc. Reducing optical interference in a fluidic device
US7807454B2 (en) 2006-10-18 2010-10-05 The Regents Of The University Of California Microfluidic magnetophoretic device and methods for using the same
US20080113391A1 (en) 2006-11-14 2008-05-15 Ian Gibbons Detection and quantification of analytes in bodily fluids
US8157730B2 (en) 2006-12-19 2012-04-17 Valencell, Inc. Physiological and environmental monitoring systems and methods
US7993525B2 (en) * 2006-12-29 2011-08-09 Intel Corporation Device and method for particle complex handling
US8409877B2 (en) 2006-12-29 2013-04-02 Intel Corporation Enzymatic signal generation and detection of binding complexes in stationary fluidic chip
US7863035B2 (en) * 2007-02-15 2011-01-04 Osmetech Technology Inc. Fluidics devices
WO2008122908A1 (en) * 2007-04-04 2008-10-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and device for gathering a fluid sample for screening purposes
US8186913B2 (en) 2007-04-16 2012-05-29 The General Hospital Corporation Systems and methods for particle focusing in microchannels
CA2587198A1 (en) 2007-05-02 2008-11-02 Spartan Bioscience Inc. Method for increasing the speed of nucleic acid amplification reactions
ES2687620T3 (es) 2007-05-04 2018-10-26 Opko Diagnostics, Llc Dispositivo y método para análisis en sistemas microfluídicos
WO2008152980A1 (ja) * 2007-06-12 2008-12-18 Olympus Corporation 生物学的試料と試薬との混合用容器及び生物学的試料と試薬との混合方法
EP2171420A1 (en) * 2007-07-31 2010-04-07 Micronics, Inc. Sanitary swab collection system, microfluidic assay device, and methods for diagnostic assays
GB0715171D0 (en) 2007-08-03 2007-09-12 Enigma Diagnostics Ltd Sample processor
US8158430B1 (en) 2007-08-06 2012-04-17 Theranos, Inc. Systems and methods of fluidic sample processing
WO2009034563A2 (en) 2007-09-14 2009-03-19 Nanocomms Patents Limited An analysis system
JP5584954B2 (ja) 2007-09-27 2014-09-10 富士通株式会社 被検体評価方法
SG188082A1 (en) 2007-10-02 2013-03-28 Theranos Inc Modular point-of-care devices and uses thereof
EP2050498A1 (en) 2007-10-19 2009-04-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Fluid handling device for analysis of fluid samples
USD591864S1 (en) 2007-12-10 2009-05-05 Dako Denmark A/S Housing for a biological sample processing apparatus
CN101464412B (zh) 2007-12-19 2011-06-29 中国科学院电子学研究所 光学快速检测表面洁净度用生物传感器及测试方法
EP2250503A2 (en) 2008-02-20 2010-11-17 3M Innovative Properties Company Methods of analyzing samples for bacteria using whole cell capture and atp analysis
KR20170138578A (ko) 2008-03-26 2017-12-15 테라노스, 인코포레이티드 임상 결과를 평가하기 위한 방법 및 시스템
USD600578S1 (en) 2008-04-02 2009-09-22 Daikin Industries Ltd. Bacteria measuring instrument
WO2010003212A1 (en) 2008-07-11 2010-01-14 Early Warning Inc. Biosensing device and method for detecting target biomolecules in a solution
CA2638458A1 (en) 2008-07-31 2010-01-31 Spartan Bioscience Inc. Thermal recycling by positioning relative to fixed-temperature source
ES2340753B1 (es) 2008-09-04 2011-08-03 Consejo Superior De Investigaciones Científicas (Csic) Biosensor para la deteccion de anticuerpos anti-vih.
EP2340301A4 (en) 2008-09-24 2012-05-09 Straus Holdings Inc IMAGING ANALYZER FOR ANALYTE TESTING
JP2012504956A (ja) * 2008-10-10 2012-03-01 セントレ ナショナル デ ラ レシェルシェ サイエンティフィーク−ディーエーイー 細胞ソート・デバイス
US8361808B2 (en) 2008-12-31 2013-01-29 Oranoxis, Inc. Capillary flow solid phase assay
WO2010078482A1 (en) * 2008-12-31 2010-07-08 3M Innovative Properties Company Live bioload detection using microparticles
WO2010087191A1 (ja) 2009-01-30 2010-08-05 パナソニック株式会社 生体試料の温度測定方法、生体試料の濃度測定方法、センサチップおよびバイオセンサシステム
EP2400895A2 (en) 2009-02-27 2012-01-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Connection system for sensor cartridge
US8449842B2 (en) 2009-03-19 2013-05-28 Thermo Scientific Portable Analytical Instruments Inc. Molecular reader
EP2409130B1 (en) 2009-03-20 2013-12-04 Pbs Biotech, Inc. Automatable aseptic sample withdrawal system
RU2011142784A (ru) 2009-03-23 2013-04-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Манипуляция магнитными частицами в биологическом образце
CA2662546A1 (en) 2009-04-15 2010-10-15 Spartan Bioscience Inc. Tube for dna reactions
JP5146399B2 (ja) 2009-04-27 2013-02-20 横河電機株式会社 化学反応用カートリッジおよびその駆動機構
EP2430446A4 (en) 2009-05-11 2012-12-05 Nexus Dx Inc METHOD AND COMPOSITIONS FOR DETECTING ANALYTES
CN101893523A (zh) * 2009-05-20 2010-11-24 纳米基因有限公司 分析物检测的方法和组合物
WO2010140128A1 (en) 2009-06-03 2010-12-09 Koninklijke Philips Electronics N.V. Valve with material having modifiable degree of penetrability
EP3586945A3 (en) 2009-06-05 2020-03-04 IntegenX Inc. Universal sample preparation system and use in an integrated analysis system
US20100331652A1 (en) * 2009-06-29 2010-12-30 Roche Diagnostics Operations, Inc. Modular diabetes management systems
JP2011013043A (ja) 2009-06-30 2011-01-20 Beckman Coulter Inc 磁性粒子移送装置および磁性粒子移送方法
WO2011011172A1 (en) 2009-07-21 2011-01-27 IntegenX, Inc. Microfluidic devices and uses thereof
US8993346B2 (en) 2009-08-07 2015-03-31 Nanomix, Inc. Magnetic carbon nanotube based biodetection
US8481336B2 (en) 2009-09-09 2013-07-09 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Magnetic separation device for cell sorting and analysis
US20120180580A1 (en) 2009-09-21 2012-07-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. Disposable cartridge and sample analyzer
AU2010308329B2 (en) 2009-10-19 2016-10-13 Labrador Diagnostics Llc Integrated health data capture and analysis system
WO2011071772A2 (en) 2009-12-07 2011-06-16 Meso Scale Technologies, Llc. Assay cartridges and methods of using the same
WO2011079110A1 (en) 2009-12-24 2011-06-30 Mikhail Briman Carbon-based electrodes with graphene modification
EP2519355B1 (en) * 2009-12-30 2017-01-25 3M Innovative Properties Company Live bioload detection using microparticles
USD679025S1 (en) 2010-01-22 2013-03-26 Biotix, Inc. Anti-static pipette tip tray
USD646189S1 (en) 2010-03-18 2011-10-04 Agilent Technologies, Inc. Liquid chromatograph
EP2553122B1 (en) 2010-03-31 2017-08-09 Spartan Bioscience Inc. Direct nucleic acid analysis
GB2483077A (en) 2010-08-25 2012-02-29 Concateno Uk Ltd Sample testing assay apparatus and method
GB201014805D0 (en) 2010-09-07 2010-10-20 Multi Sense Technologies Ltd Microfluidics based assay device
TW201217783A (en) 2010-09-15 2012-05-01 Mbio Diagnostics Inc System and method for detecting multiple molecules in one assay
US8431408B2 (en) 2010-10-15 2013-04-30 Roche Diagnostics Operations, Inc. Handheld diabetes managing device with light pipe for enhanced illumination
JP2012132897A (ja) 2010-11-30 2012-07-12 Shizuokaken Koritsu Daigaku Hojin 検体採取具及び検体採取キット
GB201102037D0 (en) 2011-02-07 2011-03-23 Multi Sense Technologies Ltd Microfluidics based assay device
JP5584151B2 (ja) 2011-02-23 2014-09-03 協立電機株式会社 微量物質検出装置
EP2693208B1 (en) 2011-03-28 2017-10-11 Panasonic Healthcare Holdings Co., Ltd. Device for measuring biological sample
EP2515112B1 (en) 2011-04-22 2015-08-12 Sysmex Corporation Method for electrochemically detecting analyte
JP5805989B2 (ja) 2011-04-26 2015-11-10 大塚電子株式会社 電気泳動移動度測定用セル並びにそれを用いた測定装置及び測定方法
US8614087B2 (en) * 2011-05-02 2013-12-24 Ibis Biosciences, Inc. Multiple-analyte assay device and system
US20120316077A1 (en) 2011-06-07 2012-12-13 Charles Greef System And Method For Detection And Analysis Of A Molecule In A Sample
DE102011106523A1 (de) 2011-07-04 2013-01-10 Giesecke & Devrient Gmbh Prüfgerät und Verfahren zur Kalibrierung eines Prüfgeräts
US8737971B2 (en) 2011-07-17 2014-05-27 Pieter Van Rooyen Universal personal diagnostics platform
US8475739B2 (en) 2011-09-25 2013-07-02 Theranos, Inc. Systems and methods for fluid handling
US8889424B2 (en) 2011-09-13 2014-11-18 Joel R. L. Ehrenkranz Device and method for performing a diagnostic test
US8435738B2 (en) 2011-09-25 2013-05-07 Theranos, Inc. Systems and methods for multi-analysis
US9417210B2 (en) 2011-09-30 2016-08-16 Pandora Genomics, LLC System, apparatus and method for evaluating samples or analytes using a point-of-care device
US9593369B2 (en) 2011-10-05 2017-03-14 Spartan Bioscience Inc. Direct nucleic acid analysis
US9709469B2 (en) 2011-11-11 2017-07-18 The Regents Of The University Of California Valveless microfluidic device
EP2779900B1 (de) 2011-11-14 2015-09-16 Roche Diagnostics GmbH Analaysegerät zum nachweis mindestens eines analyten in einer probe
US20130145591A1 (en) 2011-12-13 2013-06-13 Yu-Lin Chen Pressing disc for disassembling bearings
EP2825501A1 (en) 2012-03-13 2015-01-21 Piramal Enterprises Limited Biosensor having nanostrucured electrodes
CN104411406B (zh) 2012-03-16 2017-05-31 统计诊断与创新有限公司 具有集成传送模块的测试盒
GB2500658A (en) 2012-03-28 2013-10-02 Dna Electronics Ltd Biosensor device and system
US10132802B2 (en) 2012-04-17 2018-11-20 i-calQ, LLC Device for performing a diagnostic test and methods for use thereof
USD698036S1 (en) 2012-05-09 2014-01-21 Biochrom Ltd Cuvette
USD694422S1 (en) 2012-05-15 2013-11-26 Wellstat Diagnostics, Llc Diagnostic instrument and sample cassette combination
US20130317318A1 (en) 2012-05-25 2013-11-28 Qualcomm Incorporated Methods and devices for acquiring electrodermal activity
EP2864827A4 (en) 2012-06-20 2016-01-27 Spartan Bioscience Inc OPTICAL FIBER WITH GRILLE AND PARTICLE COATING
KR101352900B1 (ko) 2012-07-31 2014-01-23 주식회사 아이센스 조작성이 향상된 생화학 분석 카트리지
EP2912432B1 (en) * 2012-10-24 2018-07-04 Genmark Diagnostics Inc. Integrated multiplex target analysis
US20140322706A1 (en) * 2012-10-24 2014-10-30 Jon Faiz Kayyem Integrated multipelx target analysis
US8724833B1 (en) 2012-12-18 2014-05-13 Floyd Bell Inc. Piezoelectric audible signal with spring contacts and retaining and spacer ring
US9623409B2 (en) 2013-03-11 2017-04-18 Cue Inc. Cartridges, kits, and methods for enhanced mixing for detection and quantification of analytes
KR102358124B1 (ko) 2013-03-11 2022-02-08 큐 헬스 인코퍼레이티드 분석물의 검출 및 정량을 위한 시스템 및 방법
US10545161B2 (en) 2013-03-11 2020-01-28 Cue Health Inc. Systems and methods for detection and quantification of analytes
USD719666S1 (en) 2013-03-14 2014-12-16 Reametrix, Inc. Cell detection system with touchscreen
USD745185S1 (en) 2014-04-15 2015-12-08 Shimadzu Corporation Sample feeder
USD745423S1 (en) 2014-05-12 2015-12-15 Cue Inc. Automated analyzer test cartridge and sample collection device for analyte detection
EP2982436B1 (en) * 2014-08-04 2020-09-09 Skyla Corporation Hsinchu Science Park Branch Testing module for testing a sample
JP6823589B2 (ja) 2014-09-11 2021-02-03 キュー ヘルス インコーポレイテッド 被分析物の検出および定量のためのシステム
CN104232622B (zh) 2014-09-24 2016-09-14 中国人民解放军疾病预防控制所 一种用聚合酶螺旋反应恒温扩增核酸的方法及其应用
CN117310193A (zh) 2015-07-17 2023-12-29 克忧健康公司 用于增强检测和分析物定量的系统及方法
TWI585312B (zh) 2015-12-30 2017-06-01 上銀科技股份有限公司 感測器結構

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