KR20240035953A - 샘플링 기구 - Google Patents

Abstract

샘플링 기구는 생물학적 샘플을 획득하기 위해 노출되거나 노출 가능한 작업 표면을 갖는 니브(112) 및 이렇게 획득된 샘플을 흡수하는 다공성 구조를 갖는 손잡이(110)를 포함한다. 깨지기 쉬운 플러그(152)가 상기 니브와 저장소(128) 사이에 위치한다. 상기 플러그가 파손되면 상기 저장소는 상기 니브에 유체를 제공하여 샘플을 반응 챔버(114)로 운반 및 분배할 수 있고, 여기서 분석 반응이 샘플에 대해 수행될 수 있는데, 예를 들어 다공성 니브에서 예비-기능화된 막-교란 시약에 의해 샘플로부터 방출되는 핵산의 등온 증폭이다. 상기 기구는 또한 상기 저장소의 액체에 의해 재구성될 수 있는 니브와 플러그 사이에 위치한 동결건조된 시약의 펠렛(150)을 포함할 수 있다.

Description

샘플링 기구

본 발명은 예를 들어 핵산 증폭 및/또는 검출과 같은 분자생물학 처리 기술에 의한 분석을 위해 임상 샘플을 수집하고 이를 제조하는 것; 특히 임상 진료 현장(POC, clinical point of care) 또는 필요 시점(PON, point of need) 설정에 유용할 뿐만 아니라 시험를 위해 원격 실험실로 보내는 데에도 사용되는 샘플링 기구구샘플링 기에 관한 것이다. 또한 고려 중인 검사에 적합한 목적-특이적 구체예를 조립할 수 있는 다기능 키트 형태의 기구를 제안한다.

중합효소 연쇄반응(PCR)은 생물학적 샘플에서 특정 핵산(DNA 또는 RNA)이 존재하는지 여부를 시험하는 데 사용되는 편리한 핵산 증폭 방법이다. 이는 다른 목적 중에서도 병원체나 질병에 대한 마커를 식별하는 진단 방법으로서 사용된다. 핵산 샘플을 증폭시키는 다른 방법에는 RPA(Recombinase Polymerase Amplification) 및 LAMP(Loop-Mediated Isothermal Amplification)와 같은 등온 증폭 방법이 포함된다.

이러한 진단 시험에 앞서, 사용되는 증폭 방법에 적합한 상태의 핵산을 제공하기 위해 특정 양의 샘플을 준비할 필요가 있다. 실험실-기반 추출 방법은 일반적으로 고농도의 고순도 핵산을 제공하는 데 맞춰져 있으며, 목표는 가능한 한 많은 핵산을 얻는 것이다. 이는 단순성을 희생하는 대가이며, 실험실-기반 추출 기술은 임상 환경에 적합하지 않는 시약 및 원심분리기와 같은 장비에 대한 접근성을 종종 요구한다.

임상 샘플의 제조는 시험를 수행하는 데 충분한 핵산을 필요로 한다. 이는 추출 방법을 상당히 단순화시키기 때문에 중요한 특징이다. 예를 들어 간단한 여과지를 사용하면 전혈과 같은 복잡한 샘플 매트릭스로부터도 PCR을 통한 후속 진단을 위해 생물학적 샘플 중의 표적으로부터 충분한 핵산을 포착할 수 있다는 것이 알려져 있다(Fuehrer et al. J Clin Microbiol. 2011, 49(4), 1628-1630; Bu et al. Analytical Biochemistry 375(2), 370-372; Zou et al(2017) Nucleic acid purification from plants, animals and microbes in under 30 seconds, PLoS Biol 15(11), e2003916).

Readygo Diagnostics Limited 명의의 국제 특허 출원 PCT/EP2021/057315는 생물학적 샘플, 구체적으로 그러나 이에 제한되지 않는 DNA 및 RNA 분석 절차를 목적으로 생물학적 샘플의 수집 및 처리를 위한 샘플링 기구를 기재한다. 해당 출원의 내용은 참조로 여기에 포함된다. 거기에 기재된 기구는 다음을 포함한다:

(a) 생물학적 샘플를 획득하기 위해 노출되거나 노출 가능한 작업 표면을 갖고, 또한 그렇게 획득된 생물학적 샘플 물질의 흡수에 적합한 다공성 구조를 갖는 니브;

(b) 손에 쥐고 조작하기에 적합한 형태를 갖고, 상기 니브가 연결되거나 연결될 수 있는 본체; 및

(c) 상기 니브를 통한 유체가 통과를 제공하는, 상기 니브와의 유체 소통에 적합한 저장소.

본 발명자는 이제 해당 기구의 수정된 버전을 설계했으며 수정된 특색이 샘플 수집 및 공정의 개선을 가능하도록 한다고 판단했다.

발명의 요약

국제 특허 출원 PCT/EP2021/057315에 기재된 샘플링 기구는 손으로 잡고 조작하기에 적합한 본체 내에 보유된 다공성의 흡수성 니브와, 상기 니브를 통해 유체의 통로를 제공하기 위해 상기 니브와 유체 소통하도록 구성된 저장소를 포함한다. 사용 시 생물학적 샘플(예: DNA 및/또는 RNA가 포함된 샘플)이 상기 니브에 흡수된다. 그런 다음 샘플을 방출 및 세척하고 적절한 분석이 수행될 수 있는 반응 용기로 전달하기 위해 상기 저장소로부터 상기 니브를 통해 유체가 통과된다.

본 발명은 밸브가 열릴 때까지 유체의 통과를 방지하기 위해 저장소와 니브 사이에 위치하는 스냅 밸브를 통합함으로써 이러한 설계를 채택한다. 상기 기구는 핵산에 대한 분자 진단 시험에서 사용하는 것과 관련하여 주로 설명되어 있지만, 다른 생체분자(예: 단백질, 지질 등)도 본 발명을 통해 수집 및/또는 처리될 수 있음이 이해될 것이다. 세포막이나 세포 외피 조각, 또는 세포하 소기관과 같은 세포 조각도 마찬가지이다.

본 발명의 목적은 액체(예: 혈액, 타액 또는 소변)와 같은 다양한 물리적 형태로 또는 조직이나 물체의 표면의 바이오필름이나 세포 물질로 존재할 수 있는 다양한 유형의 샘플(예: 법의학의 터치 표면 DNA 샘플)을 수집할 수 있는 기구의 구성을 제공하는 것이다.

또한 민감도를 향상시키기 위해 샘플에서 구성 요소(예: 핵산)를 농축하거나 더 많은 양의 샘플를 얻거나 더 간단하게 얻을 수 있도록 하는 기구의 기본 형태에 대한 선택적인 수정 사항도 설명되어 있다.

본 발명의 제1 양상에 따르면, 다음을 포함하는 분석용 생물학적 샘플을 얻기 위한 기구가 제공된다:

(a) 생물학적 샘플를 획득하기 위해 노출되거나 노출 가능한 작업 표면을 갖고, 그렇게 획득된 생물학적 샘플 물질의 흡수에 적합한 다공성 구조도 갖는 니브;

(b) 손에 쥐고 조작하기에 적합한 형태를 갖고, 상기 니브가 연결되거나 연결될 수 있는 본체; 및

(c) 상기 니브를 통한 유체의 통로를 제공하기 위해 니브와의 유체 소통에 적합하고 본체 내에 위치하는 저장소;

를 포함하는 기구이며, 상기 기구는

(d) 상기 저장소와 상기 니브 사이의 유체 통과를 방지하기 위해 저장소와 니브 사이의 유체 통로 내에 위치하는 플러그로서, 상기 플러그는 유체 통료를 열고 그에 따라 상기 저장소와 상기 니브간의 유체 통과를 허락하도록 깨지기 쉬운 플러그를 더 포함하고; 상기 기구는 니브가 연결되거나 연결 가능한 본체의 일부에 또는 인접하여 위치하는 통기 구멍을 더 포함한다.

상기 깨지기 쉬운 플러그(여기서는 스냅 밸브라고도 함)는 열릴 때까지 유체 흐름을 방지하여 원치 않는 유체 흐름을 방지한다(예컨대, 기구를 사용하기 전 또는 사용자가 니브에 보유중인 샘플을 처리하기 전에). 그러나 본 발명의 발명자는 열리지 않은 스냅 밸브가 있으면 샘플이 상기 니브에 흡수되는 것을 방해할 수 있다고 판단했다. 따라서 상기 기구는 니브가 연결되거나 연결 가능한 본체 부분에 또는 그 부근에 통기 구멍을 함유한다. 이렇게 하면 스냅 밸브가 밀봉될 때 상기 니브로 모세관 흐름이 가능해진다.

일부 구체예에서, 상기 깨지기 쉬운 플러그는 힘이 가해질 때 플러그가 우선적으로 부서지는 취약한 부분(예를 들어 벽이 얇은 영역)을 포함할 수 있다. 이 부분이 파손되면 플러그의 나머지 부분을 통해 저장소와 니브 사이로 확장되는 유체 소통 채널이 노출된다. 상기 플러그는 유체 통로를 완전히 제한하지 않는 테이퍼 부분과 유체 통로를 완전히 제한하지만 내부 유체 소통 채널을 포함하는 간섭 부분을 포함할 수 있으며 상기 취약한 부분은 이 두 부분 사이의 전이 부분 또는 그 근처에 위치한다. 상기 테이퍼로 된 부분은 딱 부러질 때까지 이를 통과하는 완전한 유체 통로를 포함하지 않는다.

일부 구체예에서, 상기 본체는 상대적으로 부드러운 플라스틱 재료, 예를 들어 블로우 몰드된 폴리에틸렌과 같은 폴리에틸렌으로 형성된다. 이는 제조의 용이성을 제공한다. 상기 깨지기 쉬운 플러그는 단단한 플라스틱 재료, 예를 들어 본체의 해당 부분에 비해 약간 큰 경질 결정질 폴리스티렌으로 형성될 수 있다. 이는 액체 통과를 방지하는 완전한 억지끼워 맞춤을 허용한다. 상기 깨지기 쉬운 플러그의 더 단단한 구조로 인해 그것이 깔끔하게 부서지거나 딱 부러질 수 있으며, 약한 부분과 결합하여 이는 테이퍼 부분과 간섭 부분 사이의 전이 부분이나 그 근처와 같은 원하는 위치로 상기 스냅을 유도한다.

상기 통기 구멍은 저장소에 가장 가까운 니브 말단 부분을 향해 위치한 본체에 (예: 핀홀 구멍 또는 유사한 것으로서) 제공될 수 있다(샘플에 노출되는 부분인 니브의 먼 말단 부분과 반대임). 바람직하게는 상기 구멍은 상기 니브와 중첩되는 본체 부분에 있지만, 일부 구체예에서 상기 구멍은 상기 본체의 이 부분 위에 위치할 수 있지만 그러하다(즉, 니브의 말단보다 저장소에 더 가깝다). 일부 구체예에서, 상기 통기 구멍은 니브를 제 위치에 유지하는 데 도움이 되도록 핀, 칼라 또는 유사한 것과 결합될 수 있다. 바람직한 구체예에서, 상기 구멍은 저장소로부터 가장 먼 말단으로부터 측정된, 니브의 길이를 따라 길이의 약 1/2 내지 3/4 사이에 위치한다. 일부 구체예에서, 상기 통기 구멍은 니브와 본체 사이에 공기 흐름을 제공하기 위해 상기 니브의 길이를 따라 홈 또는 다른 특징을 포함한다. 이는 본체에 제공된 구멍과 결합하여 제공될 수도 있고, 별도로 제공될 수도 있다.

상기 저장소는 일반적으로 상기 본체 내부에 위치한다(예: 수동으로 작동 가능한 벌브로서). 상기 저장소는 니브를 향해 유체를 밀거나/밀고 상기 니브로부터 유체를 빼내도록 작동될 수 있다. 바람직하게는 상기 저장소는 저장소를 수동으로 압착하여 작동할 수 있는데, 다른 옵션(예: 플런저, 버튼, 레버 등)이 사용가능해도 그러하다. 일부 구체예에서 상기 저장소는 니브에 유체를 제공하도록 가압된다. 상기 저장소는 상기 니브에 분리 가능하게 부착될 수 있다 - 이러한 배열은 필요한 경우 다양한 구성 요소들이 서로 교체되거나 대체될 수 있으므로 상기 기구에 대한 키트 형태의 제공을 용이하게 한다.

상기 저장소는 니브에서 획득한 샘플의 처리, 바람직하게는 용출을 위한 액체 시약 제제를 함유할 수 있다.

상기 본체는 손으로 잡고 조작하기에 적합한 형태인 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 본체는 일반적으로 길쭉할 수 있으며 바람직하게는 필기 도구(예: 펜 또는 연필)와 유사한 치수를 갖는다. 이러한 방식으로 상기 본체와 니브의 조합은 사용자에게 친숙하게 느껴지며 샘플 수집에 쉽게 적용될 수 있다. 상기 니브는 일반적으로 일회용 요소로 예상되지만 상기 본체는 새 니브와 함께 재사용할 수 있도록 구성될 수 있다.

본 발명은 특히 PCR, RPA 또는 LAMP와 같은 핵산 증폭 과정뿐만 아니라 잠재적으로 면역검출과 같은 다른 분석 접근법에 의해 분석용 샘플을 획득하고 제조하는 편리한 수단을 제공한다. 이는 액체 또는 부분-액체를 흡수하여 샘플을 수집하거나 생물학적 샘플이 포함된 표면을 닦는 데 사용되는 니브에 의해 적어도 부분적으로 달성된다.

일 형태에서 상기 니브는 끌 모양 또는 기울어진 끌 모양의 작업 표면이 있어 미세한 지점에서, 미세한 가장자리에서, 또는 넓은 스트로크에서 샘플의 획득을 용이하게 한다. 이는 다양한 표면으로부터 샘플을 획득하기 위한 법의학에 특히 유용할 수 있다.

상기 깨지기 쉬운 플러그는 사용자가 기구를 사용할 준비가 될 때까지 액체가 저장소에서 나가는 것을 방지한다. 상기 액체는 다양한 방법으로 사용될 수 있다; 일 실시예에서는 상기 니브를 적시기 위해 샘플 수집 전에 상기 액체가 상기 니브에 제공될 수 있다. 이렇게 하면 건조한 샘플 표면에서 샘플을 쉽게 수집할 수 있다(예: 접촉한 부분에서 법의학적 수집, 또는 전비공(anterior nares)에서 수집). 다른 구체예에서, 상기 니브는 예를 들어 혈액, 타액, 소변 등과 같은 액체 샘플을 수집하기 위해 건조될 수 있으며, 벌브 내의 액체는 나중에 상기 니브로부터 분석물을 회수하는 데 사용된다. 또한 놀랍게도 상기 건조 니브가 (예: 전비공으로부터) 비강 샘플을 수집하는 데 효과적이라는 사실도 발견했는데. 이는 입이나 코에서 샘플을 수집하는 데 동일한 형식의 기구를 사용할 수 있음을 의미한다.

본 발명의 특정 구체예는 압착성 벌브에 액체를 그렇게 공급할 필요가 없다는 점에 유의하라. 다른 형식도 본 발명에 사용하기에 동일하게 적합할 수 있는데; 예를 들어, 가압 하에서 액체를 배출하기 위한 플런저, 버튼 등을 포함하는 고체 챔버이다. 상기 플런저 또는 버튼은 제공될 액체의 양을 보다 정확하게 결정할 수 있도록 표시될 수 있다.

적합하게는, 사용 전 및/또는 사용 후에 상기 니브를 덮기 위해 적어도 하나의 분리 가능한 캡이 제공된다. 이러한 캡 중 하나는 사용 전에 니브 위에 제공될 수 있으며, 사용 후 교체하여 니브에서 획득한 샘플을 보호할 수 있다.

캡에는 샘플이 들어 있는 액적이 니브를 통해 벌브로부터 압착된 액체로부터의 압력 하에 분배될 수 있도록 개구부가 제공될 수 있다.

상기 니브에서 얻은 샘플의 처리 및/또는 분석을 위해 - 편리하게 분리 가능한 캡 형태로 - 반응 챔버가 제공될 수 있다. 상기 기구는 그러한 처리 및/또는 분석을 위해 하나 이상의 적합한 시약을 갖는 시약 제제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 시약 제제는 장기 보관을 위한 실온 안정성을 제공하기 위해 동결 건조 또는 건조 형태가 적합하다. 이러한 시약은 예를 들어 프로테아제 또는 세제, 또는 샘플로부터 특이적 핵산 표적을 검출하기 위한 증폭 시약을 포함할 수 있다(예를 들어 등온 핵산 증폭에 의함, 바람직하게는 표 1에 언급된 방법 중 하나를 사용함). 바람직한 구체예에서, 상기 시약 제제는 본체 내에 제공될 수 있다; 예를 들어 벌브와 니브 사이에 위치한다. 이러한 구체예에서, 사용 시 액체는 벌브로부터 니브로 제공될 수 있으며, 이어서 본체 안으로 들어가거나 별도의 반응 챔버(예: 캡)를 통해 플러시되어 시약이 작용할 수 있는 챔버로 샘플을 운반할 수 있다. 상기 캡은 사용자가 샘플 및/또는 시약의 존재를 볼 수 있도록 광학적으로 투명할 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 시약은 정의된 조건(예: 샘플 내 특정 표적의 존재) 하에서 색상 변화 반응을 제공하여 샘플 분석에 대한 빠르고 쉬운 판독을 제공하는 수단을 포함할 수 있다.

상기 니브에는 획득된 수성 샘플의 양을 나타내는 수변색 표시(hydrochromic mark)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 표시는 니브의 길이를 따라 특정 지점에 제공되어 미리 결정된 양의 수성 샘플이 니브에 유입되는 시기를 나타낼 수 있다. 대안적으로, 상기 표시는 존재하는 물의 양에 비례하여 나타나거나 사라지는 물에 민감한 염료의 형태를 니브 전체에 나타낼 수 있다.

샘플을 건조하거나, 샘플을 농축하거나, 끌어올릴 수 있는 샘플의 양을 늘리기 위해 니브의 가열을 용이하게 하는 수단이 제공될 수 있다. 이러한 가열 수단은 바람직하게는 유도에 의해 가열될 수 있는 요소를 포함한다. 상기 니브는 적절한 온도 범위가 달성되었음을 나타내는 열변색 표시를 포함할 수 있다.

본 발명은 분석용 샘플을 얻고 제조하는 편리한 수단을 제공합니다(예를 들어, PCR 또는 등온 증폭과 같은 핵산 증폭 공정에 의함). 이는 액체 또는 부분-액체를 흡수하여 샘플을 수집하거나 생물학적 샘플이 함유된 표면을 닦는 데 사용되는 니브에 의해 부분적으로 달성된다. 유체 연결을 통해 이 니브에 결합된 것은 압착성 용기(또는 다른 방식으로 작동 가능한 저장소)인데 이는 하나의 작동 모드에서 니브에 (및 니브를 통해) 액체를 제공하고 분석을 위해 분석물(예: 핵산)을 방출한다.

아래에 더 자세히 설명되는 바와 같이, 상기 니브는 니브에서 얻은 샘플을 처리하기 위한 활성제를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 상기 니브는 상기 활성제로 기능화된다. 상기 활성제는 바람직하게는 세포(예: 박테리아) 또는 바이러스를 용해시켜 이의 성분을 방출하는 능력을 갖는 하나 이상의 막-교란 시약을 포함한다. 예를 들어, 용해된 세포의 DNA 및/또는 RNA는 추가 공정 또는 분석을 위해 수집될 수 있다; 대안적으로, 지질, 단백질 또는 펩티드, 또는 세포하 소기관, 또는 세포막 또는 세포벽 단편을 포함하는 세포 단편이 수집될 수 있다. 바람직하게는 상기 활성제는 인간에게 무독성이다. 하나의 바람직한 활성제는 4차 암모늄 화합물(QAC)을 포함하고, 더욱 바람직한 활성제는 세틸 피리디늄 클로라이드이며, 대안적인 것(예를 들어, 표 2에 언급된 바와 같이, 개별적으로 또는 조합하여)이 사용될 수 있음에도 그러하다. 일부 구체예에서, 상기 활성제는 동결건조되거나 건조된 형태이고, 상기 저장소는 활성제를 재수화하기 위한 수성 유체를 함유한다. 상기 활성제의 다른 용도는 분석 과정을 억제할 수 있는 특정 성분을 포착하는 것일 수 있다. 선호되는 응용 분야 중 하나는 예를 들어 SARS-CoV-2에 대한 측면 흐름 시험(lateral flow tests)에 사용하기 위한 샘플 수집이다. 이 바이러스에 대한 일반적인 측면 흐름 시험는 스파이크 단백질이 아닌 뉴클레오캡시드를 감지하므로 효과적인 시험를 위해서는 바이러스를 분해할 필요가 있다. 종래의 시험에서는 샘플을 교반하거나 물리적으로 파괴하여 이를 수행했다. 본 발명은 대신에 화학적 파괴를 허용하는데, 측면 흐름 시험 기구에서 바이러스를 파괴하고 뉴클레오캡시드를 항체에 노출시키는 데 향상된 효율성을 나타내는 훨씬 더 나은 감도를 제공한다는 것을 초기 데이터가 시사한다.

특히 바람직한 구체예에서, 샘플은 액체 생물학적 샘플이고, 니브는 샘플 내의 박테리아 또는 바이러스를 용해시키는 건조된 무독성 활성제를 함유한다. 이 구성은 특히 환자로부터 (예를 들어) 타액 샘플을 얻고 처리하는 데 적합하다. 타액은 모세관 작용을 통해 니브에 흡수되고 건조된 활성제를 그 자체가 재수화하여 용해가 일어나고 이어서 핵산이 니브로 방출되도록 한다. 상기 제지의 무독성 특성으로 인해 중간 수집 단계를 거쳐야 할 필요없이 환자의 입으로부터 직접 샘플링이 가능하다.

이러한 바람직한 구체예는 또한 추가적인 이점을 제공한다. 상기 니브의 다공성 구조는 알려진 양의 샘플을 그리로 끌어들이고 이에 따라 환자 전체 샘플링의 일관성을 유지하게 한다; 이러한 일관성은 샘플의 희석을 줄이는 건조된 제제를 사용함으로써 향상된다. 또한, 알려진 샘플량과 결합된 건조된 용해 시약을 사용한다는 것은 시약이 활성을 위한 최적의 농도로 재수화되는 동시에 후속적 분석을 위해 방출되는 물질의 양을 최대화한다는 것을 의미한다. 상기 수집된 샘플은 디스펜서에 포함된 미리 정해진 양의 시약을 사용하여 니브로부터 세척해냄으로써 후속적인 분석을 위해 니브로부터 용출될 수 있다. 다시 말하면, 디스펜서에는 알려진 양의 시약이 포함되어 있고 니브는 알려진 양의 타액을 흡수하므로 샘플링의 일관성이 유지될 수 있으며 타액 샘플의 알려진 희석이 얻어진다. 그렇다면 이는 정확한 양의 분석 시약(예: 등온 핵산 증폭을 위한 시험 화학물질)을 기구와 함께 제공할 수 있고 그에 따라 낭비를 줄이고 분석의 높은 신뢰성을 보장할 수 있다는 장점이 있는 것이다.

또한, 건조된 용해 시약의 양은 저장소로부터 알려진 용량으로 플러싱한 후 시약의 농도가 감도 손실로 이어지는 후속적인 분석을 저해하지 않을 정도로 충분히 낮도록 선택될 수 있다.

핵산 방출을 위해 세포나 바이러스를 용해하는 데 사용되는 일반적인 제제는 독성이 있으므로 환자에게 직접 사용하는 것은 안전하지 않다. 이러한 제제는 또한 핵산 증폭이나 검출을 저해하므로 공정 전에 샘플에서 제거되어야 한다. 이에 대조적으로, 무독성 용해제를 선택하면 환자로부터 직접 샘플링을 가능하게 하면서도 샘플에 대한 직접적인 공정에도 적합하다.

따라서, 본 발명은 시약 선택, 니브의 선택 및 저장소 크기의 결과로서, 기구를 사용하는 공정의 각 단계가 후속적 단계에 적합한 수집 및 분석을 위한 단일 기구를 제공한다.

감도를 향상시키거나 처리할 샘플 양을 더 많게 하기 위해 선택적으로 기구를 수정하면 샘플의 구성원(예: 핵산)을 농축할 수 있다.

따라서, 본 발명은 샘플을 획득하고 샘플 내 핵산과 같은 특이적 표적 분석물질의 존재를 시험하기 위한 단일 일회용 기구를 제공할 수 있다.

상기 기구의 일부 구체예에서, (a) 니브는 저장소로부터 유출구에 위치하며, 샘플 수집을 위해, 또한 반응 챔버의 유입구로의 후속적 연결을 위해 저장소로부터 돌출하며; 또는 (b) 니브는 반응 챔버의 유입구에 위치하며, 이로부터 샘플 수집을 위해, 또는 저장소로부터 유출구로의 후속적 연결을 위해 반응 챔버로부터 돌출한다.

바람직하게는 상기 니브는 본체에 분리 가능하게 연결될 수 있고, 상기 기구에는 복수의 교체 가능한 니브 및/또는 복수의 본체 및/또는 복수의 반응 챔버가 제공된다.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 여기에 설명된 샘플링 기구를 조립하기 위한 키트가 제공되며, 이 키트는 니브 및/또는 본체, 및/또는 캡 및 시약과 같은 액세서리 요소의 선택을 포함하며, 이로부터 본 발명의 샘플링 기구가 특별히 의도된 용도에 맞도록 조립될 수 있다. 이는 표적 분석물질의 성질과 특성이 알려지지 않은 경우뿐만 아니라 샘플링 기구 시장이 매우 특이하거나 제한적인 경우(예: 표면에 대한 법의학적 조사)에도 중요하다.

본 명세서에서는 그것의 특징적인 핵산 함량 분석을 위한 시험 샘플의 획득 및 사용과 관련하여 주로 설명되어 있지만, 본 발명은 또한 면역학적(항체/항원) 시험 절차, 또는 실제로는 적합한 검출 시약이 존재하는 생물학적 샘플에서 발견될 수 있는 다른 분석물의 수집 및/또는 검출에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 지질, 단백질, 펩티드, 세포내 소기관 또는 단편, 세포막 또는 세포벽 단편 등은 모두 본 발명의 적합한 적용에서 수집되고 처리될 수 있다.

본 발명은 정의된 부피의 시험 샘플을 흡수하고, 건조 공정을 통하여 니브로 예비-기능화된 활성 성분에 샘플을 노출시키는 다공성 매트릭스를 포함하는 시험 샘플링 기구 및 그 사용 방법을 제공할 수 있다. 상기 샘플은 니브에 흡수되면서 이들 성분들을 재수화시킨다. 거기로부터, 추출된 핵산(또는 면역진단의 경우 단백질, 또는 지질 등)을 즉시 사용할 수 있거나, 또는 니브를 통해 버퍼를 다시 통과시켜 버퍼 교환을 통해 후속적 용출을 위해 배송 중에 건조될 수 있다.

도 1은 샘플 수집 및 제조를 위한 기구의 평면도이다.
도 2는 기구의 주요 구성 요소를 분해한 평면도를 보여준다.
도 3은 손잡이의 구성 요소의 평면도를 보여준다.
도 4는 깨지기 쉬운 플러그를 포함하는 본 발명의 기구의 분해도를 보여준다.
도 5와 도 6은 기구 내 위치에 있는 깨지기 쉬운 플러그의 상세도를 보여준다.
도 7은 다양한 샘플 수집 기술을 사용하여 수행한 SARS-CoV-2 측면 흐름 시험 결과를 보여준다.

도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 샘플 수집 기구의 구체예(예를 들어, 국제 특허 출원 PCT/EP2021/057315에 설명됨)는 펜의 일반적인 형태와 크기를 가지며, 한쪽 말단이 분리 가능한 보호 캡(14)로 덮여 있는 샘플 수집 니브(12)를 갖는 긴 손잡이(10)를 포함한다.

상기 니브(12)는 샤프트(18)의 말단에 위치하며, 본 구체예에서는 지점(17)을 제공하도록 경사진 끌 형태를 갖는 샘플링 말단 표면(16)과 편평한 표면(21)이 측면에 있는 에지(19)를 갖는다.

상기 샤프트(18)는 작업자의 그립을 보조하기 위한 외부 몰딩을 적절하게 갖는 플라스틱 수집기 구성요소(20)에 고정된다.

상기 손잡이(10)는 외부에 노출된 압착성 벌브(28)로부터 스터브 샤프트(30)까지 길이 방향으로 연장되는 가요성 재료의 내부 도관(26)을 포함하며, 그 위에 컬렉터 구성요소(20)는 밀어맞춤되어 제자리에 고정되고 O-링(24)에 의해 밀봉되어 니브 샤프트(18)의 말단과 유체 연결되도록 되어 있다.

상기 니브(12)는 샘플 물질의 흡수와, 벌브(28)로부터 압착된 유체의 그곳으로의 통과 및/또는 벌브(28)로의 유체의 그곳으로부터의 통과를 용이하게 하기 위해 다공성 재료로 되어 있다.

본 발명에 따른 기구가 도 4에 도시되어 있다. 이 기구는 설명된 바와 같이 캡(114)과 압착성 벌브(128)로 덮인 니브(112)를 갖는 손잡이(110)를 또한 포함한다. 상기 기구는 니브(112) 및 깨지기 쉬운 플러그(152) 사이에 위치한 동결건조된 시약(150)의 펠렛을 추가로 포함한다.

상기 깨지기 쉬운 플러그(152)의 배열은 도 5 및 도 6에 더 자세히 도시되어 있다. 플러그(152)는 내부 도관(126) 내부에 억지끼워 맞춤(interference fit)으로 안착되는 원통형 부분(154), 및 도관(126)과 테이퍼 부분(156)의 외부 표면 사이의 영역에 유체를 허용하는 테이퍼 부분(156)을 포함한다. 원통형 부분(154)은 플러그를 따라 부분적으로 연장되는 중앙 유체 도관(158)을 포함한다. 테이퍼진 부분(156)과 원통형 부분(154) 사이의 접합부에 취약한 영역(160)이 형성된다. 통기 구멍(162)은 니브(112)과 일치하여 니브의 벌브(128) 말단를 향해 기구의 벽에 형성된다.

상기 손잡이(110)와 벌브(128)는 연질 폴리에틸렌으로부터 블로우 성형되고, 상기 깨지기 쉬운 플러그(152)는 블로우 성형된 부품의 배럴에 비해 약간 큰 경질의 결정질 폴리스티렌이다. 이는 액체 통과를 방지하는 완전한 억지끼워 맞춤을 허용한다. 상기 폴리스티렌의 결정질 구조는 사용자가 취약한 영역(160)에서 깔끔하게 부수거나 부러뜨릴 수 있게 해준다. 이것이 완료되면, 중앙 유체 도관(158)은 테이퍼로 된 부분(156)의 외부 표면과 유체 소통하여 벌브(128)와 니브(112) 사이의 유체 흐름을 허용한다.

상기 통기 구멍(162)은 깨지기 쉬운 플러그가 파손되지 않은 경우 샘플이 니브(112) 내로 흡입될 수 있도록 하기 위해 유용한데, 그렇지 않다면 장치(unit)의 밀봉 성질로 인해 모세관 흐름이 가능하지 않을 수 있다.

선택 사항 및 작동의 특징

본 발명의 샘플링 기구는 단지 샘플을 채취하여 나중에 시험하거나 다른 곳에서 시험하기 위해 보관하기 위해 사용할 수 있거나, 예를 들어 LAMP, RPA 또는 기타 등온 증폭 방법(예를 들어 첨부된 표 1 참조)에 의해 샘플링 기구 자체에서 이러한 시험를 수행하기 위한 수단을 제공할 수 있다. 이는 기구의 특히 유리한 용도를 구성할 것이다.

니브

적합한 니브 재료는 면-기반 재료를 포함하며, 바람직하게는 다양한 점도의 생물학적 표본을 흡수하고 유지하기 위해 다양한 밀도로 제조될 수 있는 PE 또는 PVDF와 같은 플라스틱 기반 매트릭스를 포함한다. 니브 구조의 정확한 세부사항은 본 발명의 용도를 위한 특이적 적용에 따라 달라질 수 있으며, 통상의 기술자는 적절한 재료 및 밀도를 선택할 수 있을 것이다. 예를 들어, 수집할 샘플이 타액인 경우 적합한 재료 중 하나는 다공성이 ~90%인 원통형 PE/PP 심지이다.

마커 펜 니브는 개방형 기공 구조를 만들기 위해 펠트나 셀룰로오스와 같은 다공성 압축 섬유 또는 다공성 압축 플라스틱 구체로 만들어지는 경우가 많다. 본 발명의 니브는 적합하게는 유사한 재료 또는 구조일 수 있고, 바람직하게는 정의된 다공성(공극율)을 갖는다.

상기 니브는 작업별로 설계되거나 다양한 작업에 대처하도록 설계될 수 있다. 법의학 작업의 경우 일부 응용 분야에서는 표면을 미세하게 면봉으로 닦아낼 수 있고, 더 넓은 영역을 샘플링하려면 넓은 표면을 사용할 수 있는 니브 디자인을 갖는 것이 편리하다. 예를 들어 표면 면봉으로부터 건조 샘플을 수집하거나 전비공이나 표피에서 샘플을 수집하기 위해 축축할 때 사용할 수 있는 니브를 제공하는 것: 또는 혈액, 소변, 타액 등과 같은 액체 샘플을 수집하기 위해 건조되었을 때 사용할 수 있는 니브를 제공하는 것이 편리할 수도 있다.

펠트 펜 니브는 동일한 단일 니브에서 가늘거나 넓은 잉크 스트로크를 허용하도록 설계되는 경우가 많다. 동일한 디자인 원칙이 니브에도 적용되었다. 표면(16, 17, 19 및 21)을 제시하는 형상은 예를 들어 법의학 작업과 같이 표면에서 샘플을 수집하기 위해 설계되었는데, 여기서는 말단 표면(16)의 기울어진 끌 형태로 인해 표면으로부터 미세한 점, 미세한 가장자리, 또는 넓은 스트로크으로서 샘플을 채취할 수 있다. 그러나 상기 니브는 그렇게 설명되고 예시된 구조적 특징을 가질 필요는 없다. 가장 단순하게는 본질적으로 샤프트(18)의 단순한 연장인 무디거나 둥근 말단만을 나타낼 수 있다.

상기 니브의 다공성 형태는 액체 시험 샘플을 흡수하기 위한 모세관 공간을 제공한다. 다공성 구조는 알려진 양의 샘플 유체(예: 타액)를 모세관 공간으로 끌어들이도록 설계할 수 있으며, 이를 통해 채취되는 샘플의 양을 조절하고 시험을 더욱 일관성 있게 할 수 있다.

상기 니브는 표적 핵산 성분으로부터 샘플의 세포 또는 바이러스 성분을 용해 또는 제거하는 수단을 제공하기 위하여 음으로 하전된 표면을 형성하도록 처리되고/되거나 음이온성 세제로 처리되고/되거나 살생물제로 처리할 수 있다.

셀룰로오스 섬유는 약간의 음(음이온) 전하를 띠고 있다. 셀룰로오스의 수산기(-OH)는 또한 다양한 시약과 부분적으로 또는 완전히 반응하여 유용한 특성을 가진 유도체를 얻을 수 있다. 따라서 니브에는 시험 샘플의 양전하 이온(예: Fe3+)을 결합하고 유지하는 음전하 표면이 제공될 수 있으며, 상기 벌브는 중성 또는 음전하 이온 및 분자(예: DNA)를 니브에서 흐르게 하고 양이온 성분으로부터 멀리 떨어져 있게 하는 데 사용된다.

박테리아와 같은 대부분의 살아있는 세포는 지방 지질 이중층으로 둘러싸여 있다. 지질 구성은 세포하 막 전체에서 동일하지 않다 - 포유류 원형질막은 콜레스테롤과 스핑고지질 함량이 더 높다. 바이러스는 또한 숙주 막과 동일한 것으로 간주되는 외피 지질(인지질, 스핑고지질, 일부 콜레스테롤)을 가지고 있다.

세포의 지질층을 파괴하고 결과적으로 항균 또는 항바이러스 특성을 나타내는 다양한 화학적 작용기가 있다. 이것들이 기구의 니브를 기능화하기 위해 사용된다면 니브에 스며든 세포(박테리아 포함) 또는 바이러스가 터져 DNA 및 RNA(또는 지질, 단백질, 세포 이하 소기관 또는 파편, 막 또는 세포벽 파편 등 기타 세포 또는 바이러스 구성 요소)를 방출한다.

아래에 첨부된 표 2는 니브의 기능화에 대한 예를 제공한다. 구강 청결제 제제(음영 부분에 표시)는 생물학적으로 안전하고 효과적인 것으로 알려져 있어 소비자가 기구를 입에 넣어 시험용 타액을 자가 수집할 수 있으므로 특히 유용해 보인다. 예를 들어, 세틸 피리디늄 클로라이드(CPC)는 다양한 구강 세정제의 활성 성분이며 막-교란 제제인 것으로 나타났다(Popkin et al, Cetylpyridinium chloride (CPC) exhibits potent, rapid activity against influenza viruses in vitro and in vivo, Pathogens and Immunity, 2017; 2(2):253-69).

조합은 다양한 유기체의 지질 이중층에 대한 표적 활성을 제공하여 동일한 제제가 다양한 표적에 걸쳐 사용될 수 있거나, 또는 표적 제제에 추가적인 항균 또는 항바이러스 활성을 둘다 제공하여 사용 후 샘플을 생물학적으로 안전하게 만들 수 있다.

시약은 기능화(예: -OH 기)를 통해 적절한 화학적 결합에 의해 니브에 공유 결합될 수 있으며, 또는 니브 재료로 건조되어 샘플과 수화될 때 활성화될 수 있다.

제제를 니브에 건조시키면 타액(또는 다른 시험 샘플)의 희석을 최소화하고 따라서 절단된 물질이 니브 매트릭스로 다시 흡수된다. 표 2에 표시된 구강청정제 제제는 몇 초 만에 바이러스와 박테리아에 작용하는 것으로 나타났다. 따라서 상기 니브는 다음과 같은 지원 기능을 제공한다:

1. 선택적으로 항바이러스제 및/또는 항균제 제제를 건조시켜 타액 샘플을 처리하여 희석할 필요가 없는 매트릭스;

2. 입에 삽입될 때 타액 생성을 유도하기.

3. 유도된 타액을 흡수하기.

4. 알려진 양의 타액 포함하기.

후속 처리를 위해 타액 샘플을 수집하여 튜브에 넣을 수 있다. 또는 샘플러(닙)를 입에 삽입하고 그 자리에서 타액을 수집하는 것이 바람직할 수도 있다. 이 경우, 니브는 열린 세포(예: 박테리아) 또는 바이러스를 파괴하여 DNA 및/또는 RNA 및/또는 기타 세포 또는 바이러스 성분을 방출하는 능력이 있지만 무독성이므로 니브를 생성하는 능력이 있고 따라서 그런 방식으로 사용하기에 제품을 안전하게 하는 화합물로 처리될 수 있다.

압착성 벌브

벌브의 한 가지 용도는 니브로부터 시험 샘플 재료를 씻어 캡이나 기타 용기로 세척해 내기 위한 수성 매체의 공급원이다. 또한 캡이나 기구 내 다른 위치에서 건조된 시약을 재수화하는 기능을 가질 수도 있다.

상기 벌브에 담을 수 있는 적합한 액체는 정제수, 밀리-큐 워터 및 버퍼(예: TRIS-Cl/TE 버퍼)를 포함한다.

건조된 샘플을 사용하려면 처음에 빈 벌브가 필요할 수도 있다(아래 참조). 집게를 놓으면 벌브를 사용하여 니브를 통해 물이나 다른 운반 액체를 끌어 올림으로써 샘플을 재수화할 수 있다.

본 발명의 기구는 압착성 벌브를 채용하지 않고 사용되는 것이 가능하다. 예를 들어, 법의학적 작업에서 사용자는 때때로 기구와 함께 공급되는 물 대신 자신의 물을 사용하기를 원할 수 있는데, 이 경우 벌브는 빈 채로 공급되거나 집게는 제자리에 남아 있거나 전체 손잡이 구조가 생략될 수 있으며, 니브에 포착된 시험 재료의 후속 분석을 위해 니브와 캡 어셈블리만 남겨 두게 된다. 추가적인 구체예에서 상기 벌브는 압착성일 필요가 없으며, 벌브로부터 니브로 및/또는 니브로부터 유체를 밀어내기 위한 다른 수단(예를 들어, 플런저, 버튼, 레버 등)이 제공될 수 있다.

캡

폐쇄형 구조로서 캡은 안전한 운반을 위해 니브를 밀봉한다.

핵산이나 기타 표적 샘플 물질이 니브로 추출되면 압착성 벌브로부터 공급되는 액체를 사용하여 그것들을 캡이나 시험관에 넣을 수 있다. 그러나 캡 디자인을 변경하거나 하나 이상의 추가적인 캡을 제공하면 기구의 용도가 다양하거나 확장될 수 있다.

예를 들어, 캡의 한 디자인에는 증착 구멍이 있을 수 있다. 압착성 벌브로부터 압력 하에 액체를 적용하면 액체가 니브를 통해 캡 안으로 강제로 들어가게 된다. 계속해서 압력을 가하면 액체가 캡의 구멍을 통해 강제로 들어가고 추출된 물질 한 방울이 피펫터와 같은 튜브에 쌓이게 된다. 액적 크기와 크기 분포는 주로 구멍 구조의 함수이다.

기구의 변형에 있어서, 건조된 시약은 본체 내부, 예를 들어 벌브와 니브 사이의 챔버에 제공될 수 있다. 벌브로부터의 유체는 챔버 내에서 시약을 재수화하는 데 사용될 수 있으며, 재수화된 시약을 니브를 통해 캡으로 밀어 넣거나, 또는 니브에 들어가서 반응이 일어날 수 있는, 샘플을 운반하는 챔버로 다시 끌어들일 수 있다.

샘플 건조, 및 선택적으로 가열

생물학적 샘플이 담긴 니브는 외부 환경, 온도 및 습도에 따라 시간이 지남에 따라 자연적으로 건조된다. 샘플을 먼저 수집하여 향후 특정 시점(예: 다음 영업일)에 처리하기 위해 다른 곳으로 보내는 경우 이는 편리한 공정이 될 수 있다. 그러나 자연 건조 시간은 환경 요인(예: 저온 또는 고습)에 의해 타협할 수 있으며, 케어 시점(POC, Point of Care), 필요 시점(POC, point of need)을 또는 현장 시험(on-the-spot testing)을 용이하게 하기 위해 더 빠르게 건조하는 것이 바람직한 특정 응용 분야가 있을 수 있다.

기구에 열을 가하는 것에 의해, 예를 들어 기구를 건조 오븐이나 핫 블록과 같은 뜨거운 공간에 배치하는 것에 의해 건조를 보조할 수 있다. 그러나 건조 오븐은 일반적으로 실험실 외부로 운반할 수 없는 대형 전용 장비이기 때문에 사용하기 편리하지 않은 경우가 많다. 따라서 기구의 구조와 관련된 발열체를 사용하여 열이 공급될 수 있다. 예를 들어, 니브 샤프트 주위의 칼라는 바람직하게는 비접촉 유도장에 의해 가열될 수 있다. 인덕션 히터는 실험실 외부나 소규모 실험실 환경과 같이 제한된 자원 환경을 위해 휴대성이고 편리한 별도의 소형 기구로서 공급될 수 있다.

상기 가열 요소는 샤프트의 길이를 따라 연장될 수 있거나, 또는 도면에 도시된 바와 같이 니브으로부터 먼 샤프트의 말단를 향해 위치될 수 있다. 임의의 적합한 유도 물질이 사용될 수 있으며, 탄소 섬유와 같은 비금속일 수 있다.

가열은 니브에 포함된 샘플의 생물학적 물질을 열적으로 용해하는 데에도 사용될 수 있다. 이는 분자 증폭에 접근할 수 있도록 핵산을 방출하고 기구 내의 샘플을 생물학적으로 안전하게 만드는 데 중요할 수 있다.

수행되는 시험 유형에 따라 제어된 방식으로 가열하여 시약을 개발할 수 있다.

샘플 농도

샘플을 건조시키기 위해 니브를 가열하는 것 외에도 열을 사용하여 샘플을 농축하거나 증발을 사용하여 끌어올릴 수 있는 샘플의 양을 늘릴 수 있다. 니브에 있는 액체는 말단에 있는 액체 상의 증발을 통해 열 경계(heat front)까지 끌어 올려진다. 따라서 이 경계는 더 젖은 니브로부터 샘플의 연속적인 모세관 끌림을 생성한다. 가열되지 않은 니브가 예를 들어 저장소와 같은 액체에 담겨 있으면 가열된 말단에서 액체가 증발함에 따라 모든 액체가 최종적으로 니브 안으로 빨려 들어가게 된다. 이러한 방식으로 니브의 액체는 액체 샘플 공급이 소진될 때까지 농축된다. 이 접근 방식은 니브를 혀 아래에 놓고 유도 가열을 적용하여 상당한 양의 타액 샘플을 채취하는 데에도 사용할 수 있다. 증발된 물은 증기(김)로서 주변 환경으로 손실된다. 부피가 작고(< 200μL) 몇 분에 걸쳐 증발되기 때문에 응축수가 최소화된다.

따라서 가열은 건조 공정을 가속화할 뿐만 아니라 더 많은 샘플이 니브로 유입되도록 하여 니브 자체의 부피보다 더 많은 양의 액체로부터 분석물을 농축하는 데 사용될 수 있다.

샘플 방출

추출된 물질을 방출하기 전에 니브를 건조해야 할 수도 있다(상기 참조).

핵산은 음전하를 띤 분자이다. 니브도 음전하를 띠면 핵산은 동일한 전하에 의해 반발되고 니브를 통과할 때 쉽게 이동상으로 방출된다.

니브의 표면 화학에 따라 상기 니브는 핵산에 결합하기 위해 양전하를 띌 수도 있다. 이 전하는 이동상에서 결합된 핵산의 방출을 촉진하기 위해 변경될 수 있다(예: 버퍼 교환에 의해). 종종 pH의 변화는 특정 전하를 띤 분자를 방출한다.

물론 다른 세포 또는 바이러스 성분도 수집될 수 있다; 구성분과 니브의 특성에 따라 샘플 유지 및 후속 방출을 허용하는 데 적합한 화학 및 방법이 알려져 있다.

사용에 대한 피드백

사용에 대한 피드백 정보를 제공하기 위해 니브를 처리할 수 있다. 예를 들어, 액체 샘플을 얻기 위해 니브가 언제 및/또는 어떻게 사용되었는지 보여주기 위해 지시약 염료를 니브에 사용할 수 있다.

열변색(Thermochromic) 잉크는 특정 온도에 노출되면 색상이 변한다. 수변색 잉크는 젖으면 색상이 변한다. 기구가 언제 사용되었는지, 기구가 올바르게 사용되었는지를 나타내기 위해 특정 시나리오에서 이를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 니브가 충분한 액체에 노출되었는지, 또는 니브가 예를 들어 > 90 ℃로 가열되었는지를 시각적으로 표시하기 위해 이것들을 니브에 적용할 수 있다.

따라서 니브의 원위 부분을 수변색 잉크로 처리하면 해당 마커 위치까지 채워질 만큼 충분한 액체를 니브가 받으면 색상 변화가 발생한다. 이는 기구가 사용되었으며 충분한 재료가 수집되었다는 긍정적인 표시를 제공하는 데 유용할 수 있다.

니브의 다공성 구조는 알려진 양의 샘플 유체(예: 타액)를 모세관 공간으로 끌어들이도록 설계할 수 있으며, 이를 통해 채취되는 샘플의 양을 조절하고 시험의 일관성을 높일 수 있다.

표면 처리 화학은 니브에 용해 능력을 추가할 수 있다. 일부 살생물 화학물질은 작용 방식으로 인해 용해 능력도 제공한다. 다른 화학 물질은 소변과 같은 고농도의 억제 성분을 함유하는 샘플에 중요할 수 있는 특정 화학적 작용기를 포착하는 수단을 제공한다.

용해 화학

Whatman, Inc의 국제 특허 출원 WO00/62023 및 WO02/16383에는 음이온성 세제, 예를 들어 SDS로 코팅된 코팅 필터 매체(FTA-처리된 니트로셀룰로오스)를 사용하여 세포를 용해하고 핵산을 단리하는 방법이 설명되어 있다. 상기 코팅은 세포를 용해시키고, FTA-처리된 필터는 핵산을 흡착한다. 코팅은 필터에 공유결합으로 결합되어 있지 않으며 세척을 통해 제거될 수 있다. 후속 공정을 위해 필터에서 핵산이 용출될 수 있다. 이들 물질은 본 발명의 실시에 유용할 수 있다.

살생물제

유럽 특허 출원 EP2855677A1은 실온에서 작동하고 박테리아, 곰팡이 및 바이러스 세포를 파열할 수 있으며 살생물제로 표면을 기능화하여 직접 PCR 분석을 위한 용액으로 핵산을 방출하는 종이-기반 시스템을 설명한다. 상기 살생물제는 바람직하게는 다중 작용기를 포함한다. 상기 작용기는 바람직하게는 제제를 기재에 결합시키는 데 관여하는 결합 성분; 소수성 성분; 및 하전된 성분이다. 상기 소수성 성분은 세포벽이나 세포막과 상호작용하고 세포막을 관통할 수 있다. 이들 물질은 본 발명의 실시에 유용할 수 있다.

바람직한 구체예에서, 상기 소수성 성분은 알킬 사슬, 예를 들어 C5-C30 알킬, 바람직하게는 C10-C20 알킬일 수 있다. 알킬 사슬이 섬세한 세포벽을 관통함에 따라 세포벽은 약해지고 뚫린다. 상기 하전된 성분은 바람직하게는 양전하를 띠고 하전된 세포벽을 끌어당길 수 있으며, 세포막 접촉 시 이온 흐름과 항상성을 방해하여 세포를 파괴하고 핵산을 방출하는 데 도움을 줄 수 있다. 상기 하전된 성분은 바람직하게는 4차 암모늄기이다. 상기 결합 성분은 히드록실기를 포함할 수 있다.

바람직한 구체예에서, 상기 작용기는 바람직하게는 알킬 사슬(소수성 성분), 실릴 기(결합 성분) 및 염화암모늄 기(하전된 성분)이다. 바람직한 살생물제는 실릴화 4차 암모늄 화합물(SiQAC); 특히 3-(트리메톡시실릴)프로필디메틸옥타데실 암모늄클로라이드(3-TPAC)를 포함한다. 기타 살생물제는 염화벤질암모늄을 포함한다. SiQAC의 치명적인 작용 방식은 음전하를 띤 세포 표면에 양전하를 띤 분자를 흡착하고, SiQAC 분자의 친유성 사슬에 의해 세포막을 파괴하고, 막을 통해 확산되어 세포 용해를 일으키게 진행되는 것으로 일반적으로 받아들여진다.

통상의 기술자는 사용될 수 있는 다른 적합한 살생물제를 알고 있을 것이다. 특정 제제의 선택은 위에서 설명한 선호하는 작용기의 존재와 의도한 생물학적 샘플의 특성에 따라 결정된다 - 예를 들어, 처리할 샘플이 포유류 세포 샘플인 경우 침투할 세포벽이 없으며, 다른 작용기가 적절할 수 있다.

사용될 수 있는 다른 조성물에 대한 검토는 "Antimicrobial Polymers in Solution and on Surfaces" (Siedenbiedel and Tiller (2012) Polymers, (4) 46-71)를 참조할 것. 본 발명에 사용될 수 있는 살생물제의 구체적인 예는 다음을 포함한다:

(i) 텔레켈릭 폴리-(2-알킬-1,3-옥사졸린).

(ii) PEtOx를 통해 접목된 항균 DDA 기가 있는 셀룰로오스 기반 섬유로서, 이는 접촉 시 접근하는 미생물 세포를 죽임(Bieser et al., Contact-Active Antibiotic and Potentially Self-Polishing Coatings Based on Cellulose, 2011, Macromol. Biosci., 11, 111-121).

(iii) 사포닌(스테로이드 또는 트리테르페노이드 글리코시드), 이는 많은 식물에 공통적이며 적혈구 막에 용해 작용을 하는 것으로 오랫동안 알려져 왔고, 많은 사포닌은 항균성인 것으로 알려져 있임(Francis et al., British Journal of Nutrition. 2002, (88) 587-605). 사포닌의 막 투과 특성에 대한 광범위한 연구가 수행되었다. 이러한 구조적으로 다양한 화합물은 원생동물을 죽이고 항진균제 및 항바이러스제로서 작용하는 것으로 관찰되었다. 인간 적혈구에서 단리된 세포막은 사포닌으로 처리했을 때 인공 막에서 생성된 80Å 기공에 비해 40-50Å 직경의 기공이 발생했다(Seeman et al. Structure of membrane holes in osmotic and saponin hemolytic, 1973, Journal of Cell Biology (56), 519-527).

결합 성분

키토산-변형된 Fusion 5 여과지(GE Healthcare에서 구매한 비변형 여과지)는 DNA 추출 및 농축을 위해 성공적으로 개발되었다(Francis et al., British Journal of Nutrition, 2002, (88) 587-605). 상기 변형된 여과지는 두 가지 별도의 메커니즘, 즉 긴 사슬 DNA 분자가 여과지의 섬유 매트릭스와 물리적으로 얽히는 것과, 키토산-변형된 필터 섬유에 대한 DNA의 정전기적 흡착을 사용한다. 이를 통해 DNA를 섬유에 결합 및 포획하고 PCR 전에 억제제를 후속적으로 세척할 수 있다.

사용 사례 시나리오

1.샘플 수집

샘플 수집기는 대규모 또는 중앙 집중식 시험 공정의 일부로서 그 자체로 사용할 수 있다. 예를 들어, 2020년 SARS-CoV-2 전염병으로 인해 전 세계적으로 다양한 대량 시험 전략이 구현되었다. 이러한 시험은 일반적으로 중앙 집중식 실험실 네트워크 내에서 수행되어 매일 수십만 개의 샘플을 처리했다.

바이러스의 지질 캡시드를 분해하는 것으로 알려진 화합물로 기능화된 니브가 있는 샘플 수집기를 사용하면 집에서 샘플을 수집하고 이후 우편을 통해 다시 부칠 수 있다. 이렇게 하면 숙련된 사람이 효과적으로 채취해야 하는 비인두(nasopharyngeal) 샘플을 채취할 필요성이 줄어든다. 샘플 수집기에는 로봇 샘플 처리 실험실에서 자동화된 액체 취급 장치의 플라스틱 피펫 팁과 연결되는 개스킷 부품이 제공될 수 있다. 일부 구체예에서 상기 캡은 수집된 샘플을 수용하도록 설계될 수 있으며, 이 샘플은 이후 벌브로부터의 액체를 사용하여 니브로부터 용출된다; 그런 다음 캡을 제거하고 밀봉한 후 추가 처리를 위해 보낼 수 있다. 대안적으로, 상기 니브 자체를 제거하여 용출 없이 추가 처리를 위해 보낼 수도 있다.

추가적인 이점은 샘플을 처리하고 시험 시설로 다시 운반할 때 바이러스가 분해되고 RNA가 팁으로 방출된다는 것이다. 미리 용해된 물질을 실험실에서 다시 용출하면 실험실에서 추출할 필요 없이 샘플을 더 간단하게 시험할 수 있다.

보다 중앙 집중화된 시험이 필요한 다른 표적에도 이와 동일한 접근 방식을 사용할 수 있다.

상기 니브는 과제에 따라 다양한 특성을 제공하는 다양한 재질일 수 있다. 특히 유용한 두 가지 주요 플라스틱이 있는데, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)와 폴리에틸렌(PE)이다.

PVDF는 비닐리덴 디플루오라이드의 중합으로 생산되는, 반응성이 매우 낮은 열가소성 불소중합체이다.　PVDF는 최고 순도뿐만 아니라 용제, 산 및 탄화수소에 대한 내성이 요구되는 응용 분야에 사용되는 특수 플라스틱이다. 일반적으로 소결 공정을 사용하여 만들어진 펜용 니브로 제조된다. 이것들은 일반적으로 흐름 특성이 좋고 다른 "경도(hardness)"일 수 있는 니브를 형성한다. 이는 표면을 닦거나 샘플을 분쇄하여 이후 삼출물을 니브에 끌어들이고 시험하는 등의 물리적 공정에 니브를 사용해야 한다면 특별히 유용하다.

PE는 다양한 결정 구조를 지닌 가볍고 내구성이 뛰어난 열가소성 수지이다. 이는 세계에서 가장 널리 생산되는 플라스틱 중 하나이다(매년 전 세계적으로 수천만 톤이 생산됨).　PE는 필름, 튜브, 플라스틱 부품, 라미네이트 등과 같은 응용 분야에 사용된다. PE는 타액 수집에 특히 유용한 개방형 구조의 재료를 만드는 데 사용되었다. 다양한 보유 및 유속 내에서 재료를 제공하도록 제조를 제어할 수 있다.

2.샘플 수집 및 제공(dispense)

이 조합을 통해 샘플를 수집하고 분자 진단 또는 면역 진단과 같은 다른 시험으로 추출된 물질을 용출할 수 있다. 특정 기능화가 샘플 매트릭스 내에 함유된 미생물에 작용하는 니브 재료로 알려진 부피가 유입된다. 상기 추출된 물질은 기구의 디스펜서/벌브 요소에 함유된 시약을 사용하여 팁에서 씻어낸다. 디스펜서로부터 니브를 통해 재수화 완충액을 밀어 넣으면 타액이 시험 캡으로 세척된다. 니브는 정의된 부피(예: 25μL)를 흡수하고 디스펜서/벌브는 알려진 부피(예: 200μL)를 갖기 때문에 부피로 제어하면 타액의 알려진 희석을 생성하게 된다.

3.샘플 수집, 제공 및 시험

이 조합을 통해 전문적인 현장 검사(point-of-care), 및 소비자의 일반의약품(over-the-counter) 시험이 모두 가능하다. 니브 말단 부분을 빨아들여 타액을 모으면 타액이 생성되어 니브에 모이게 된다. 5분 후에 충분한 타액이 수집되고 표적 박테리아는 니브 매트릭스에 기능화된 항균제에 의해 분해된다. 이는 핵산을 수성상으로 방출한다. 디스펜서/벌브로부터 니브를 통해 재수화 버퍼를 밀어 넣으면 타액이 시험 캡으로 세척된다. 니브는 정의된 부피(예: 25μL)를 흡수하고 디스펜서/벌브는 알려진 부피(예: 200μL)를 갖기 때문에 부피로 제어하면 타액의 알려진 희석을 생성하게 된다. 바람직하게는 재조합효소 중합효소 증폭과 같은 등온 증폭을 위한 시험 화학물질은 재수화되고 일정 시간이 지나면 표적 DNA가 니브에 존재하는 경우 색상 변화가 발생한다. 이는 pH 지시약을 사용하여 단순한 색상 변화(예: 노란색에서 빨간색으로)일 수도 있고 형광 색상(예: 파란색에서 녹색으로)으로 발색할 수도 있다.

일부 특이적 애플리케이션

기구가 샘플링, 샘플 프로세싱, 용리 및 시험에 필요한 모든 단계를 제공하기 때문에 본 발명의 응용 분야는 광범위하다. 특이적 응용 프로그램의 예를 하기한다;

치주 질환 또는 치주염은 조직 항상성을 교란하는 치태 미생물 군집 내의 미생물 불균형(dysbiosis)에 기인한다(Hajishengallis et al, Beyond the red complex and into more complex: the polybiotic synergy and dysbiosis (PSD) model of periodontal disease etiology, Mol Oral Microbiol. 2012; 27:409-419). 이는 성인의 10~15%에 영향을 미치며 전 세계적으로 치아 상실의 가장 흔한 원인이다. OTC로 구입할 수 있는 시험를 통해 사람들은 집에서 치주 질환을 일으키는 박테리아의 풍부함을 더 잘 추적할 수 있다.

치주 질환의 주요 원인 중 하나라도 샘플에 존재하는 경우 양성 결과를 보고할 수 있는 시스템을 제공하는 것은 OTC 기구로서 특별한 용도가 될 것이다 - 예를 들어, 다음 6종은 치주 질환을 나타내는 것으로 간주될 수 있다:

포르피로모나스 긴기발리스(Porphyromonas gingivalis), ATCC33277

악티노바실러스 악티노마이세템코미탄스(Actinobacillus actinomycetemcomitans), ATCC29523

푸소박테리움 누클레아툼(Fusobacterium nucleatum), No. 2

탄네렐라 포시텐시스(Tannerella forsythensis), ATCC43937

프레보텔라 인테르메디아(Prevotella intermedia), ATCC25611

스트렙토코쿠스 안지노수스(Streptococcus anginosus), ATCC33397

포르피로모나스 긴기발리스와 악티노바실러스 악티노마이세템코미탄스는 치아를 둘러싸고 지지하는 조직인 치주에 만성 염증성 질환을 일으키는 주요 박테리아인 것으로 나타났다. 두 종 모두 중등도 치주염 개체의 경우 각각 33%와 44%, 진행성 치주염 개체의 경우 각각 60%와 40%에서 발견되었다. (Troil-Linden et al, (1995). Salivary Levels of Suspected Periodontal Pathogens in Relation to Periodontal Status and Treatment. Journal of Dental Research).

일부 암: 구강암 4명 중 1명, 인후암 3명 중 1명 정도는 HPV와 관련되어 있지만, 젊은 환자의 경우 현재 대부분의 인후암은 HPV와 관련되어 있다. 2009-10년에 실시된 연구에 따르면 미국 남성 10명 중 1명, 미국 여성 100명 중 4명 미만이 입안에 HPV 감염이 있는 것으로 결론적으로 나타났다. 2017년에 발표된 또 다른 연구에 따르면 미국에서는 남성 100명 중 6명, 여성 100명 중 1명이 잠재적으로 암을 유발할 수 있는 유형의 HPV를 입안에 가지고 있는 것으로 밝혀졌다.

입인두암(OPC) 환자의 HPV DNA 검출을 위한 진단 시험의 대상으로서 타액의 사용을 지지하는 확실한 증거가 있다(Rosenthal et al. Rosenthal et al. Detection of HPV related oropharyngeal cancer in oral rinse specimens, Oncotarget 2017;8:109393-109401 and Chai et al, A pilot study to compare the detection of HPV-16 biomarkers in salivary oral rinses with tumour p16(INK4a) expression in head and neck squamous cell carcinoma patients.　BMC Cancer.　2016;16:178).

나아가, 다양한 방법(침흘림 또는 구강 헹굼)으로 수집된 타액에서 HPV DNA를 검출하면 비슷한 결과가 나오며 HPV 검출에 대한 우수한 감도를 보여 타액을 OPC의 진단 매체로 사용할 가능성이 다시 한번 지지된다(Tang et al, High-risk human papillomavirus detection in oropharyngeal cancers: Comparison of saliva sampling methods, Head Neck.　2018).

HPV의 주요 암 유발 유전자형이 타액 샘플에 존재하는 경우 양성 결과를 보고할 수 있는 시스템을 제공하는 것은 OTC 기구로서의 특별한 용도가 될 것이다.

페나에이드새우의 흰반점병은 흰반점증후군 바이러스(WSSV)에 기인한다. 이는 양식 온난수새우의 경제적으로 가장 중요한 질병으로, 1990년대 출현 이후 80억~150억 달러로 추산되는 막대한 경제적 손실을 초래한다. 질병의 조기 진단은 발병을 관리하고 수확 손실을 방지하는 데 중요하다.

먼저 새우의 일부를 분쇄하여 WSSV가 포함된 햄(haem)을 방출한 다음 핵산 추출, 용출 및 시험을 위해 상기 햄을 니브에 흡수시킬 수 있는 시스템을 제공하는 것은 농업적 진단용 기구로서의 특별한 용도가 될 것이다.

실시예 - 측면 흐름 시험

설명된 기구는 SARS-CoV-2에 대한 시험 측면 흐름 검정에 사용할 대용 샘플을 수집하는 데 사용되었다. 이 실시예에서는 모든 바이러스 입자로부터 뉴클레오캡시드를 방출하기 위해 니브를 시트랄로 기능화했으며 저장소는 BSA를 포함하는 PBS 버퍼 및 트윈으로 채웠다.

상기 대용 샘플은 돼지 점액에 주입된 SARS-CoV-2였으며, 이는 측면 흐름 기구 시험용으로 인정된 대용 샘플이다. 여기에 설명된 기구를 사용하여 수집한 양성 샘플과 음성 샘플을 사용하는 것과 기존의 측면 흐름 시험 기구 키트(Surescreen Ltd 제품)를 사용하여 수집한 양성 샘플을 비교했다.

샘플 수집 및 처리 후, 샘플을 측면 흐름 시험에 추가했다. 결과는 도 7에 나와 있다 - 왼쪽에서 오른쪽으로 시험 키트(172)는 여기에 설명된 기구를 사용하여 수집된 음성 샘플이었고; 시험 키트(174)는 여기에 설명된 기구로 수집된 양성 샘플이었고; 또한 시험 키트(176)는 기존의 측면 흐름 시험 기구 키트로 수집된 양성 샘플이었다. 나아가, 시험 키트(176)은 공정 과정에서 얻은 샘플 양의 두 배로 시험되었다. 시험 키트(174)는 물리적 수단을 통해 방출되는 기존 키트로부터의 신호와 비교할 수 있는 화학적으로 기능화된 니브(화학적 수단을 통해 뉴클레오캡시드를 방출함)를 사용하여 수집 및 처리한 후 강력한 신호를 제공한다는 것을 알 수 있다.

이는 여기에 설명된 기구가 다운스트림 시험 및 분석에 적합한 형태로 물리적 교란 없이 생물학적 물질을 방출하는 데 효과적이라는 것을 보여준다.

표 1: 등온 증폭 방법의 요약

NASBA	핵산 서열-기반 증폭은 RNA를 증폭하는 데 사용되는 방법이다.
LAMP	루프-매개 등온 증폭은 DNA 증폭을 위한 단일 튜브 기술이다. 이는 후속 증폭 라운드를 용이하게 하기 위해 루프 구조를 형성하는 4-6개의 프라이머를 사용한다.
HAD	헬리카제-의존성 증폭은 헬리카제의 이중 가닥 DNA 풀림 활성을 사용하여 일정한 온도에서 시험관 내(in vitro) DNA 증폭을 위한 가닥을 분리한다.
RCA	롤링 서클 증폭은 원형 DNA 주형과 짧은 DNA 또는 RNA 프라이머에서 시작하여 긴 단일 가닥 분자를 형성한다.
MDA	다중 치환 증폭은 다수의 무작위 프라이머가 DNA 주형에 어닐링되고 중합효소가 일정한 온도에서 DNA를 증폭할 때 시작되는 기술이다.
WGA	MDA를 사용하여 세포의 전체 게놈에서 DNA를 증폭하는 경우 이를 전체 게놈 증폭이라고 한다. (WGA의 다른 방법에는 MALBAC, LIANTI, DOP-PCR이 포함된다)
RPA	재조합효소 중합효소 증폭은 저온 DNA 및 RNA 증폭 기술이다.

그룹	유효 성분	유효 성분 농도	참조
에센셜 오일에서 추출된 모노테르펜	시트랄	25μg/ml	Astani et al, Comparative study on the antiviral activity of selected monoterpenes derived from essential oils. Phytother Res. 2010;24(5):673-679. Nazzaro et al, Effect of essential oils on pathogenic bacteria. Pharmaceuticals (Basel). 2013;6(12):1451-1474.
	유칼립투스 오일	100μg/ml
	차 나무 오일	7.5μg/ml
클로르헥시딘	클로르헥시딘	0.12%
사포닌	트리테르페노이드 사포닌		Simoes et al, Mechanism of antiviral activity of triterpenoid saponins. Phytother Res. 1999 Jun;13(4):323-8
	폴리필라사포닌Ⅰ	6.25-50μg/mL	Pu et al, Polyphylla saponin I has antiviral activity against influenza A virus. Int J Clin Exp Med. 2015; 8(10):18963-18971.
포비돈-요오드	포비돈-요오드	0.23%; (PVP-I: 0.47 및 0.23% w/v)	Kariwa et al, Inactivation of SARS coronavirus by means of povidone-iodine, physical conditions and chemical reagents. Dermatology. 2006;212 Suppl 1:119-23 Meister et al, Virucidal Efficacy of Different Oral Rinses Against Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2. J Infect Dis. 2020;222(8):1289-1292 Capriotti et al, A Novel Topical 2% Povidone-Iodine Solution for the Treatment of Common Warts: A Randomized, Double-Blind, Vehicle-Controlled Trial. Dermatol Ther (Heidelb). 2015;5(4):247-252. Nakagawa et al, The efficacy of povidone-iodine products against periodontopathic bacteria. Dermatology. 2006;212 Suppl 1:109-11
4차 암모늄 화합물	염화세틸피리디늄(CPC)	CPC는 영국에서 0.025-0.075% w/v(250-750μg/ml) 농도로 약용 구강 세정제에 사용되는 반면, 일부 국가에서 판매되는 로젠지에는 1.4-3.0mg의 CPC가 포함되어 있다. > 10μg/ml가 효과적인 것으로 나타났다.	Popkin et al, Cetylpyridinium Chloride (CPC) Exhibits Potent, Rapid Activity Against Influenza Viruses in vitro and in vivo. Pathog Immun. 2017;2(2):252-69 Baker et al, Repurposing Quaternary Ammonium Compounds as Potential Treatments for COVID-19, Pharm Res (2020) 37:104 Schrank et al, Disinfectants, Effective against Severe Acute Respiratory Syndrome-Coronavirus-2? ACS Infect. Dis. 2020, 6, 1553-1557 Kersting et al, Multiplex isothermal solid-phase recombinase polymerase amplification for the specific and fast DNA-based detection of three bacterial pathogens, Microchim Acta (2014) 181:1715-1723 O'Donnell et al, Potential role of oral rinses targeting the viral lipid envelope in SARS-CoV-2 infection, Function, Volume 1, Issue 1, 2020 WO 2005/046738 A2, Virucidal Activities of Cetylpyridinium Chloride
4차 암모늄 화합물 (계속)	염화벤잘코늄(BAC)		Rabenau et al, Efficacy of various disinfectants against SARS coronavirus. J Hosp Infect. 2005;61(2):107-111 Ansaldi et al, (2004). SARS-CoV, influenza A and syncitial respiratory virus resistance against common disinfectants and ultraviolet irradiation. Journal of Preventive Medicine and Hygiene. 45
구강 세척제 제제	리스테린 쿨민트 - 에탄올, 에센셜 오일		Meister et al, Virucidal Efficacy of Different Oral Rinses Against Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2. J Infect Dis. 2020;222(8):1289-1292
	데쿠날 - 염화데쿠알리늄(DAC), 염화벤잘코늄(BAC)
	오랄 비 프로 - 염화세틸피리디늄(CPC)
	Crest Pro-Health Multi-Protection (C21H38ClN) 구강세척제 - 염화세틸피리디늄(C21H38ClN)
	BETADINE 가글 및 구강 세척제 포비돈-요오드 I(PVP-I)		Martinez Lamas et al, (2020), Is povidone-iodine mouthwash effective against SARS-CoV-2? First in vivo tests. Oral Disease Cimolai, N. (2020). Efficacy of povidone-iodine to reduce viral load. Oral Diseases, https://doi.org/10.1111/odi.13557.
			Nakagawa et al, The efficacy of povidone-iodine products against periodontopathic bacteria. Dermatology. 2006;212 Suppl 1:109-11

Claims (25)

1. 분석을 위한 생물학적 샘플을 얻기 위한 기구로서,
   (a) 생물학적 샘플를 획득하기 위해 노출되거나 노출 가능한 작업 표면을 갖고, 또한 그렇게 획득된 생물학적 샘플 물질의 흡수에 적합한 다공성 구조를 갖는 니브;
   (b) 손에 쥐고 조작하기에 적합한 형태를 갖고, 상기 니브가 연결되거나 연결될 수 있는 본체; 및
   (c) 상기 니브를 통한 유체의 통과를 제공하기 위해 니브와의 유체 소통에 적합하고 본체 내에 위치하는 저장소;
   를 포함하는 기구이며, 상기 기구는
   (d) 상기 저장소와 상기 니브 사이의 유체 통과를 방지하기 위해 저장소와 니브 사이의 유체 통로 내에 위치하는 플러그로서, 상기 플러그는 깨질 수 있어서 유체 통로를 열어 상기 저장소와 상기 니브간의 유체 통과가 허락되는 플러그를 더 포함하고; 상기 기구는 니브가 연결되거나 연결 가능한 본체의 일부에 또는 그 일부에 인접하여 위치하는 통기 구멍을 더 포함하는 기구.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 깨지기 쉬운 플러그는 힘이 가해질 때 플러그가 우선적으로 파손되어 플러그의 나머지 부분을 통해 연장된, 또한 그리하여 저장소와 니브 간에서 연장되는 유체 소통 채널을 노출시키는 취약한 부분을 포함하는 것인 기구.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 깨지기 쉬운 플러그는 유체 통과를 완전히 제한하지 않는 테이퍼 부분과 유체 통과를 완전히 제한하는 간섭 부분을 포함하는 것인 기구.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 본체는 더 부드러운 플라스틱 재료로 형성되고; 상기 깨지기 쉬운 플러그는 더 단단한 플라스틱 재료로 형성된 것인 기구.
5. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 통기 구멍은 니브를 기구 내의 위치에 유지하기 위해 핀, 칼라 또는 유사한 것과 결합되는 것인 기구.
6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 통기 구멍은 니브와 본체 사이에 공기 흐름을 제공하기 위해 니브의 길이를 따라 제공된 홈을 포함하는 것인 기구.
7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 통기 구멍은 본체에 형성된 개구를 포함하는 것인 기구.
8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저장소는 상기 니브를 향해 유체를 밀거나/밀고 상기 니브로부터 유체를 빼내도록 작동 가능하고; 바람직하게는 상기 저장소는 상기 저장소를 수동으로 압착함으로써 작동 가능한 기구.
9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 니브는 획득된 수성 물질의 양을 나타내기 위해 수변색 표시(hydrochromic mark)와 연결되어 있는 것인 기구.
10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저장소가 니브에서 획득한 샘플의 처리, 바람직하게는 용출을 위한 액체 시약 제제를 함유하는 것인 기구.
11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 니브는 그 니브에서 획득한 샘플을 처리하기 위한 활성제를 포함하고, 바람직하게는 상기 니브는 상기 활성제로 기능화되는 것인 기구.
12. 청구항 11에 있어서, 상기 활성제가 박테리아 또는 바이러스를 용해시키는 능력을 갖는 하나 이상의 막-교란 시약을 포함하는 것인 기구.
13. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저장소로부터 공급되고 샘플과 접촉한 후 니브로부터 배출되는 유체를 수용하는 반응 챔버를 더 포함하는 것인 기구.
14. 청구항 13에 있어서, 상기 반응 챔버는 니브를 덮을 수 있도록 분리 가능하게 위치될 수 있는 것인 기구.
15. 청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샘플 처리를 위한 시약 제제를 포함하는 것인 기구.
16. 청구항 15에 있어서, 상기 시약 제제는 동결건조된 형태 또는 건조된 형태인 것인 기구.
17. 청구항 15 또는 청구항 16에 있어서, 상기 시약 제제는 샘플 내 특이적 핵산 표적의 검출을 위한 하나 이상의 시약을 포함하는 것인 기구.
18. 청구항 17에 있어서, 상기 시약 제제는 핵산의 등온 증폭을 위한 시약을 포함하는 것인 기구.
19. 청구항 18에 있어서, 상기 등온 증폭은 재조합효소 중합효소 증폭인 것인 기구.
20. 청구항 15 내지 청구항 19 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시약 제제는 상기 특이적 핵산 표적이 검출되는 경우 시각적 신호를 제공하는 것인 기구.
21. 청구항 15 또는 청구항 16에 있어서, 상기 시약 제제는 샘플 내 특이적 단백질, 펩티드 및/또는 지질을 검출하기 위한 하나 이상의 시약을 포함하는 것인 기구.
22. 청구항 21에 있어서, 상기 시약 제제는 샘플 내 표적의 면역분석-기반 검출을 위한 하나 이상의 시약을 포함하는 것인 기구.
23. 청구항 1 내지 청구항 22 중 어느 한 항에 있어서, 키트 형태로 제공되는 것인 기구.
24. 측면 유동 분석(lateral flow assay)에 사용하기 위한 바이러스 샘플의 수집 및 제조에 있어서 청구항 1 내지 청구항 23 중 어느 한 항에 따른 기구의 용도.
25. 청구항 24에 있어서, 상기 바이러스 샘플이 SARS-CoV-2 샘플인 것인 용도.