KR20240059633A - 고농도의 분석물을 포함한 분석물을 측정하기 위한 용량 반응 곡선의 신호 부분을 감소시키는 단계를 사용하는 샌드위치-유형 분석법 - Google Patents

고농도의 분석물을 포함한 분석물을 측정하기 위한 용량 반응 곡선의 신호 부분을 감소시키는 단계를 사용하는 샌드위치-유형 분석법 Download PDF

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KR20240059633A
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지안 양
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벡톤 디킨슨 앤드 컴퍼니
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Abstract

본원에 기재된 샌드위치-유형 측면 유동 분석 장치, 시스템, 및 방법은 샘플 내의 관심 분석물의 농도를 측정하고, 고농도로 존재할 때 분석물의 정확한 농도를 결정할 수 있다. 최대 강도의 신호는 샘플 내의 관심 분석물의 농도가 0일 때 생성된다. 저농도의 분석물의 경우, 본원에 기재된 측면 유동 분석은 최대 강도 신호와 동일하거나 또는 실질적으로 동등한 신호를 생성한다. 고농도의 관심 분석물은 최대 강도 신호 미만인 신호를 생성한다. 본 개시내용의 측면 유동 분석은 신호가 증가하는 용량 반응 곡선의 단계를 제거함으로써 샌드위치-유형 측면 유동 분석의 후크 효과와 연관된 단점을 해결한다.

Description

고농도의 분석물을 포함한 분석물을 측정하기 위한 용량 반응 곡선의 신호 부분을 감소시키는 단계를 사용하는 샌드위치-유형 분석법 {SANDWICH-TYPE ASSAYS USING DECREASING SIGNAL PORTIONS OF DOSE RESPONSE CURVE TO MEASURE ANALYTES, INCLUDING ANALYTES AT HIGH CONCENTRATION}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2017년 6월 28일자로 출원된, 미국 가출원 제62/526,051호의 우선권을 주장하며, 그의 전문이 본원에 참조로 포함된다.
발명의 분야
본 개시내용은 일반적으로 측면 유동 분석 장치(lateral flow assay devices), 시험 시스템, 및 방법에 관한 것이다. 보다 특히, 본 개시내용은 관심 분석물이 고농도로 존재할 때를 포함한, 샘플 내의 분석물의 농도를 결정하는 측면 유동 분석 장치에 관한 것이다.
본원에 기재된 측면 유동 분석을 포함한 면역분석 시스템은 신뢰할 수 있고 저렴하며 휴대 가능하고 빠르고 간단한 진단 시험을 제공한다. 측면 유동 분석은 샘플 내의 관심 분석물의 존재 또는 부재를 신속하고 정확하게 검출할 수 있고, 일부 경우에 정량화할 수 있다. 유리하게는, 측면 유동 분석은 최소로 침습적이고 현장 검사(point-of-care testing) 시스템으로서 사용될 수 있다. 측면 유동 분석은 매우 다양한 의학적 또는 환경적 분석물을 검출하기 위해 개발되었다. 샌드위치 형식 측면 유동 분석에서, 관심 분석물에 대하여 표지된 항체는 샘플 수용 구역 내의 또는 근처의 시험 스트립(strip) 상에 침착된다. 표지된 항체는, 예를 들어, 항체에 결합된 검출기 분자 또는 "표지"를 포함할 수 있다. 샘플이 시험 스트립에 적용될 때, 샘플 내에 존재하는 분석물은 표지된 항체에 의해 결합되며, 이는 시험 스트립을 따라 포획 구역으로 유동하며, 여기서 분석물에 대하여 고정화된 항체는 표지된 항체-분석물 복합체에 결합한다. 포획 라인에서 고정화된 항체는 샘플 수용 구역 내에 또는 근처에 침착된 표지된 항체와 상이할 수 있다. 포획된 복합체가 검출되고 분석물의 존재가 결정된다. 분석물의 부재 하에, 표지된 항체는 시험 스트립을 따라 유동하지만 포획 구역을 통과한다. 포획 구역에서 신호의 부족은 분석물의 부재를 나타낸다. 그러나, 샌드위치 측면 유동 분석은 관심 분석물이 샘플 내에 고농도로 존재할 때 거짓 음성, 부정확하게 낮은 결과, 및 해상도의 부족을 포함한 많은 단점에 시달린다.
따라서 본 개시내용의 양태는 분석물이 샘플 내에 고농도로 존재할 때를 포함하여, 샘플 내의 관심 분석물의 농도를 정확하게 측정하는 개선된 측면 유동 분석을 제공한다.
본원에 개시된 일부 실시양태는 유체 샘플을 수용하도록 구성된 유동 경로; 상기 유동 경로에 연결된 샘플 수용 구역; 포획 구역; 및 복합체를 포함한 분석 시험 스트립에 관한 것이다. 포획 구역은 샘플 수용 구역의 유동 경로 하류에 연결되고, 관심 분석물에 특이적인 고정화된 포획제를 포함한다. 복합체는 제1 단계에서 유동 경로에 연결되고 제2 단계에서 유체 샘플의 존재 하에 유동 경로에서 포획 구역으로 유동하도록 구성된다. 복합체는 표지, 관심 분석물에 특이적으로 결합하는 항체 또는 항체의 단편, 및 관심 분석물을 포함한다. 일부 경우에, 유동 경로는 미표지된(un-labeled) 관심 분석물을 포함한 유체 샘플을 수용하도록 구성되고, 복합체는 제1 단계 또는 제2 단계에서 미표지된 관심 분석물에 특이적으로 결합하지 않는다. 일부 경우에, 복합체는 제2 단계에서 미표지된 관심 분석물과 유동 경로에서 포획 구역으로 유동하도록 구성된다. 일부 예에서, 복합체는 제3 단계에서 포획 구역에서 고정화된 포획제에 결합하는 미표지된 관심 분석물과 경쟁하도록 구성된다. 일부 경우에, 포획 구역에서 고정화된 포획제에 결합된 복합체로부터 방출된 광학 신호는 유체 샘플 내의 미표지된 관심 분석물의 농도가 증가함에 따라 감소한다.
일부 예에서, 유동 경로는 관심 분석물을 포함하거나 또는 포함하지 않는 유체 샘플을 수용하도록 구성된다. 복합체는 유체 샘플이 관심 분석물을 포함하지 않을 때 제2 단계에서 포획 구역에서 모든 또는 실질적으로 모든 고정화된 포획제에 특이적으로 결합한다. 일부 경우에, 유체 샘플이 관심 분석물을 포함하지 않을 때, 포획 구역에서 결합된 복합체로부터 방출된 광학 신호는 분석 시험 스트립으로부터 방출될 수 있는 최대 광학 신호이다. 유체 샘플이 관심 분석물을 포함할 때, 포획 구역에서 결합된 복합체로부터 방출된 광학 신호는 최대 광학 신호 미만이다.
일부 경우에, 고정화된 포획제는 관심 분석물에 특이적으로 결합하는 항체 또는 항체의 단편을 포함한다. 복합체는 일부 예에서 제1 단계에서 시험 스트립의 표면 상에 통합된다. 일부 경우에, 복합체는 복합체를 포함하는 용액을 시험 스트립의 표면 상에 분무하고 상기 용액을 건조시킴으로써 시험 스트립의 표면 상에 통합된다. 유체 샘플은 혈액, 혈장, 소변, 땀, 또는 타액 샘플을 포함할 수 있다. 일 비제한적인 예에서, 관심 분석물은 C-반응성 단백질(CRP)을 포함하고, 복합체는 항-CRP 항체 또는 CRP에 결합된 그의 단편을 포함한다.
본원에 개시된 다른 실시양태는 상기 기재된 분석 시험 스트립; 광원 및 검출기를 포함한 판독기, 및 데이터 분석기를 포함한 진단 시험 시스템에 관한 것이다. 일부 경우에, 데이터 분석기는 판독기가 시험 스트립의 용량 반응 곡선의 최대 광학 신호인 분석 시험 스트립으로부터의 광학 신호를 검출할 때 유체 샘플 내에 관심 분석물이 없다는 표시를 출력한다. 일 예에서, 데이터 분석기는 판독기가 최대 광학 신호의 1% 이내인 분석 시험 스트립으로부터의 광학 신호를 검출할 때 유체 샘플 내에 저농도의 관심 분석물이 있다는 표시를 출력한다. 또 다른 예에서, 데이터 분석기는 판독기가 최대 광학 신호의 5% 이내인 분석 시험 스트립으로부터의 광학 신호를 검출할 때 유체 샘플 내에 저농도의 관심 분석물이 있다는 표시를 출력한다. 또 다른 예에서, 데이터 분석기는 판독기가 최대 광학 신호의 10% 이내인 분석 시험 스트립으로부터의 광학 신호를 검출할 때 유체 샘플 내에 저농도의 괌심 분석물이 있다는 표시를 출력한다. 추가 예에서, 데이터 분석기는 판독기가 최대 광학 신호의 90% 또는 90% 미만인 분석 시험 스트립으로부터의 광학 신호를 검출할 때 유체 샘플 내에 고농도의 관심 분석물이 있다는 표시를 출력한다. 또 다른 예에서, 데이터 분석기는 판독기가 최대 광학 신호 미만인 분석 시험 스트립으로부터의 광학 신호를 검출할 때 샘플 내의 관심 분석물의 농도의 표시를 출력한다.
본원에 개시된 추가 실시양태는 유체 샘플 내의 관심 분석물의 농도를 결정하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 복합체가 제1 단계에서 유동 경로에 연결될 때 유체 샘플을 상기 기재된 분석 시험 스트립에 적용시키는 단계; 상기 유동 경로로부터 복합체를 분리시키는 단계; 제2 단계에서 유동 경로내의 유체 샘플 및 복합체를 포획 구역으로 유동시키는 단계; 상기 복합체를 포획 구역에서 고정화된 포획제에 결합시키는 단계; 및 포획 구역에서 고정화된 포획제에 결합된 복합체로부터 신호를 검출하는 단계를 포함한다. 검출된 신호는 광학 신호, 형광 신호, 또는 자기 신호일 수 있다. 일부 경우에, 복합체를 분리시키는 단계는 복합체를 유체 샘플로 가용화시키는 단계를 포함한다. 일부 경우에, 유체 샘플은 미표지된 관심 분석물을 포함하고, 복합체는 제1 단계 또는 제2 단계에서 미표지된 관심 분석물에 특이적으로 결합하지 않는다. 또 다른 경우에, 유체 샘플은 미표지된 관심 분석물을 포함하고, 복합체는 제3 단계에서 포획 구역에서 고정화된 포획제에 결합하기 위해 미표지된 관심 분석물과 경쟁하도록 구성된다. 일 예에서, 유체 샘플은 관심 분석물을 포함하지 않고, 검출 단계는 시험 스트립의 용량 반응 곡선의 최대 광학 신호를 검출하는 단계를 포함한다.
일부 경우에, 방법은 유체 샘플 내의 분석물의 농도가 0임을 결정하는 단계를 포함한다. 일부 경우에, 방법은 관심 분석물이 유체 샘플 내에 존재하지 않는다는 표시를 나타내는 단계를 추가로 포함한다.
일 예에서, 유체 샘플은 관심 분석물을 포함하고, 검출 단계는 시험 스트립의 용량 반응 곡선의 최대 신호 미만인 시험 스트립으로부터의 신호를 검출하는 단계를 포함한다. 일부 경우에, 방법은 유체 샘플 내의 분석물의 농도가 0 초과임을 결정하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 경우에, 방법은 관심 분석물이 유체 샘플 내에 존재한다는 표시를 나타내는 단계를 추가로 포함한다. 일 예에서, 방법은 검출된 신호가 최대 광학 신호의 10% 이내임을 결정하는 단계; 및 관심 분석물이 유체 샘플 내에 저농도로 존재한다는 표시를 나타내는 단계를 추가로 포함한다. 또 다른 예에서, 방법은 검출된 신호가 최대 신호의 90% 또는 90% 미만임을 결정하는 단계; 및 관심 분석물이 유체 샘플 내에 고농도로 존재한다는 표시를 나타내는 단계를 추가로 포함한다.
본원에 개시된 추가적인 실시양태는 샘플 수용 구역을 유체 샘플을 수용하도록 구성된 유동 경로에 연결시키는 단계; 포획 구역을 샘플 수용 구역의 유동 경로 하류에 연결시키는 단계; 및 복합체를 유동 경로에 연결시키는 단계를 포함한 분석 시험 스트립을 제조하는 방법에 관한 것이다. 복합체는 표지; 관심 분석물에 특이적으로 결합하는 항체 또는 항체의 단편; 및 관심 분석물을 포함한다. 일부 경우에, 관심 분석물은 C-반응성 단백질(CRP)을 포함하고, 항체는 항-CRP 항체 또는 항-CRP 항체의 단편을 포함한다. 일 예에서, 관심 분석물은 약 50 ng의 CRP를 포함한다. 또 다른 예에서, 관심 분석물은 약 100 ng의 CRP를 포함한다. 일부 경우에, 방법은 관심 분석물에 특이적인 포획제를 포획 구역 상에 고정화시키는 단계를 추가로 포함한다. 일부 예에서, 복합체를 유동 경로에 연결시키는 단계는 복합체와 유동 경로 사이의 유동 경로에서 유체 샘플의 존재 하에 파괴되는 결합을 형성하는 단계를 포함한다. 일 예에서, 복합체를 연결시키는 단계는 복합체를 포함한 용액을 샘플 수용 구역의 표면 상에 분무하는 단계를 포함한다. 또 다른 예에서, 복합체를 연결시키는 단계는 복합체를 용액을 포함한 샘플 수용 구역과 포획 구역 사이의 분석 시험 스트립의 표면 상에 분무하는 단계를 포함한다. 추가 예에서, 복합체를 연결시키는 단계는 복합체를 포함한 유체 용액을 분석 시험 스트립의 표면 상에 분무하는 단계; 및 상기 유체 용액을 건조시키는 단계를 포함한다. 또 다른 예에서, 복합체를 연결시키는 단계는 복합체를 분석 시험 스트립의 표면으로 통합시키는 단계를 포함한다.
일부 예에서, 방법은 복합체를 포함한 용액을 제공하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 경우에, 용액을 제공하는 단계는 표지 및 항체 또는 항체의 단편을 포함한 제1 용액을 관심 분석물을 포함한 제2 용액과 혼합하는 단계를 포함한다. 일부 예에서, 용액을 제공하는 단계는 제1 용액 및 제2 용액의 혼합물을 약 30분 동안 배양하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 예에서, 복합체를 유동 경로에 연결시키는 단계는 용액을 분석 시험 스트립의 표면 상에 분무하는 단계를 포함한다. 또한 본원에 개시된 추가 실시양태는 상기 기재된 방법으로 제조된 분석 시험 스트립에 관한 것이다.
도 1a 및 1b는 유체 샘플이 샘플 수용 구역에서 적용되기 전 및 후의 예시적인 샌드위치-유형 측면 유동 분석을 도시한다.
도 2는 도 1a 및 1b의 측면 유동 분석에 대한 예시적인 용량 반응 곡선을 도시한다.
도 3a 및 3b는 유체 샘플이 샘플 수용 구역에서 적용되기 전 및 후의 예시적인 경쟁-유형 측면 유동 분석을 도시한다.
도 4는 도 3a 및 3b의 경쟁-유형 측면 유동 분석에 대한 예시적인 용량 반응 곡선을 도시한다.
도 5a 및 5b는 유체 샘플이 샘플 수용 구역에서 적용되기 전 및 후의 본 개시내용에 따른 예시적인 측면 유동 분석을 도시한다.
도 5c는 도 5a 및 5b의 측면 유동 분석에 대한 예시적인 용량 반응 곡선을 도시한다.
도 6a는 도 1a 및 1b에 도시된 것과 같은 샌드위치-유형 측면 유동 분석에 대한 예시적인 용량 반응 곡선 및 본 개시내용에 따른 측면 유동 분석에 대한 예시적인 용량 반응 곡선을 도시하며, 여기서 분석물의 농도는 x 축을 따라 로그 스케일로 측정된다.
도 6b는 본 개시내용에 따른 측면 유동 분석에 대한 도 6a의 예시적인 용량 반응 곡선을 도시하며, 여기서 분석물의 농도는 x 축을 따라 비-로그 스케일로 측정된다.
도 7a 및 7b는 각각 본 개시내용의 일 실시양태에 따른 측면 유동 분석에 의해 측정된 바와 같은 CRP의 농도와 ELISA에 의해 측정된 바와 같은 CRP의 농도의 상관관계를 보여주는 실험 데이터의 표 및 실험 데이터를 나타내는 그래프를 도시한다.
본원에 기재된 장치, 시스템 및 방법은 샘플 내의 관심 분석물의 양, 예를 들어 알려진 부피의 샘플 내의 분석물의 농도를 정확하게 결정한다. 유리하게는, 본 개시내용에 따른 측면 유동 장치, 시험 시스템, 및 방법은 관심 분석물이 샘플 내에 상승된 또는 "높은" 농도로 존재하는 상황에서 관심 분석물의 양을 정확하게 결정한다. 본원에 기재된 측면 유동 분석은 샘플 내의 관심 분석물의 농도가 0일 때 최대 강도의 신호를 생성할 수 있다. 본 개시내용에 따른 분석에 의해 생성된 신호는 반사형 표지(금 나노입자 표지와 같지만 이에 제한되지는 않음)에 의해 생성된 광학 신호의 맥락으로 본원에 기재된다. 본 개시내용의 실시양태가 "광학" 신호를 참조하여 본원에 기재될지라도, 본원에 기재된 분석이 형광 신호를 생성하는 형광형 라텍스 비드 표지 및 분석과 연관된 자기장에서의 변화를 나타내는 신호를 생성하는 자기 나노입자 표지를 포함하나 이에 제한되지는 않는 검출가능한 신호를 생성하기 위해 표지에 대해 임의의 적절한 물질을 사용할 수 있음이 이해될 것이다. 저농도의 분석물의 경우, 본원에 기재된 측면 유동 분석은 최대 강도 신호와 (그로부터의 제한된 변동 범위 내에서) 동일하거나 또는 실질적으로 동등한 광학 신호를 생성한다. 본 개시내용에 따른 측면 유동 분석은 상승된 또는 "높은" 농도의 관심 분석물에 대해 최대 강도 신호 미만인 신호를 생성한다.
본 개시내용에 따르면, 표지-항체-분석물 복합체를 포함한 표지화제는 초기에 측면 유동 분석 시험 스트립의 표면 상에, 예를 들어 접합 패드 상에 통합된다. 표지-항체-분석물 복합체는 시험 스트립에 유체 샘플의 적용시 표지 구역으로부터 분리되게 되고, 유체 샘플 및 샘플 내의 임의의 관심 분석물(존재하는 경우)과 데스트 스트립의 포획 구역으로 이동한다. 표지-항체-분석물 복합체 및 샘플 내의 관심 분석물(존재하는 경우)은 포획 구역에서 포획제에 결합한다. 포획제는 표지-항체-분석물 복합체과 경쟁하는 샘플 내의 관심 분석물이 없을 때 표지-항체-분석물 복합체에 완전히 결합하여, 최대 강도의 신호를 생성한다. 관심 분석물이 샘플 내에 저농도로 존재할 때, 표지-항체-분석물 복합체는 포획제에 결합하기 위해 비교적 적은 양의 미표지된 분석물과 경쟁하여, 최대 강도 신호와 (그로부터의 제한된 변동 범위 내에서) 동일하거나 또는 실질적으로 동등한 신호를 생성한다. 관심 분석물이 샘플 내에 고농도로 존재할 때, 표지-항체-분석물 복합체는 포획제에 결합하기 위해 비교적 많은 양의 미표지된 분석물과 경쟁하여, 최대 강도 신호 미마인 신호를 생성한다.
임의의 특정한 이론에 구속되지 않고, 표지 구역에서 통합된 표지-항체-분석물 복합체 형태의 표지된 분석물의 첨가는 (분석물 농도가 낮을 때) 신호가 증가하는 샌드위치-유형 측면 유동 분석 용량 반응 곡선의 부분을 차폐시켜, 0 농도에서 최대 강도 신호로 출발한 다음 비교적 일정하게 유지하거나(저농도의 분석물) 또는 감소시키는(고농도의 분석물) 개선된 용량 반응 곡선을 생성한다. 본 개시내용의 측면 유동 분석은 신호가 증가하는 용량 반응 곡선의 단계를 제거함으로써 샌드위치-유형 측면 유동 분석의 후크 효과와 연관된 결점을 해결한다.
분석물이 고농도일 때 본원에 기재된 측면 유동 분석에 의해 생성된 신호는 많은 유리한 특성을 포함한다. 광학 신호를 생성하는 예시적인 실시양태에서, 분석물이 고농도일 때 생성된 신호는 용이하게 검출가능하며(예를 들어, 이들은 통상적인 판독기가 전형적으로 식별할 수 있고 잘 이격되어 있는 광학 신호 범위 내의 강도를 가짐), 0 또는 저농도로 생성된 신호와 용량 반응 곡선에 대해 중첩하지 않고, 고농도 및 심지어 초고농도로 매우 정확한 농도 판독값을 계산하는데 사용될 수 있다. 본원에 기재된 측면 유동 분석의 실시양태는 특정한 검출된 신호와 다량의 분석물(특히 고농도의 분석물)의 상관관계와 연관된 불확실성, 예컨대 후크 효과로 인해 저농도 및 고농도의 분석물 둘 다에 상응하는 단일 광학 신호를 생성하는 샌드위치-유형 측면 유동 분석을 판독하는데 있어서 발생하는 불확실성을 회피한다. 대조적으로, 본 개시내용에 따른 측면 유동 분석은 0 또는 저농도의 분석물에 분명하고 명료하게 상응하는 광학 신호(최대 강도 신호에서의 또는 그와 실질적으로 동등한 광학 신호) 또는 고농도의 분석물에 분명하고 명료하게 상응하는 광학 신호(최대 강도 신호 미만의 광학 신호)를 생성한다. 일부 경우에, 0 또는 저농도는 대상체에서 정상 또는 "건강한" 수준의 분석물과 직접적으로 상관관계가 있을 수 있고, 고농도의 분석물은 대상체에서 비정상 또는 "건강하지 않은" 수준의 분석물과 직접적으로 상관관계가 있을 수 있다.
또한, 본 개시내용에 따른 측면 유동 분석의 실시양태는 샘플 내의 분석물의 양을 결정하기 위한 현재 금 표준 분석, 예컨대 효소 결합 면역흡착 분석(ELISA)과 강하게 상관관계가 있다. 유리하게는, 본원에 기재된 측면 유동 분석의 실시양태에 의해 결정된 CRP의 농도는 ELISA에 의해 측정된 CRP의 농도와 강하게 상관관계가 있는 것으로 밝혀졌다. 하기 기재된 일 작동예에서, 본 개시내용에 따른 분석의 실시양태를 사용하여 측정된 CRP의 농도와 ELISA에 의해 결정된 CRP의 농도 사이에 93% 상관관계를 수득하였다.
본원에 기재된 측면 유동 분석의 실시양태는 건강한 개체에서 저농도로 자연 발생하지만 질병 상태 또는 장애가 있는 개체에서 고농도로 상승하는 관심 분석물에 대한 진단 시험에서 특히 유리하다. 최대 강도 신호로부터 비교적 적은 변동을 갖는 광학 신호는 작동자가 단지 분석물이 저농도(건강 수준의 지시자)로 존재하는지 확인하도록 시도하고 광학 신호의 특이성 또는 해상도를 필요로 하지 않는 경우 0 내지 저농도 범위에서 생성되는 반면, 최대 강도 신호로부터 높은 변동을 갖는 용이하게 검출가능한 고해상도 광학 신호는 작동자가 분석물이 고농도(비정상 또는 질병 상태의 지시자)로 존재하는지 확인하도록 시도하고 특히 관심 분석물이 고농도일 때마다 정량화하도록 시도하는 경우에 생성된다. 관심 분석물이 고농도의 범위 내에 있을 때 정확한 농도를 정확하게 찾는 능력은 또한 작동자가 대상체에서 질병 또는 다른 상태의 단계 또는 진행, 예컨대 가벼운 단계 또는 심각한 단계를 확인할 수 있게 한다.
측면 유동 분석의 다양한 양태는 기존의 측면 유동 분석에 비해 이점을 제공한다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 본원에 기재된 측면 유동 분석은 다수의 시험 라인을 필요로 하지 않지만, 대신에, 분석물의 농도를 정확하게 결정하고 또한 단지 하나의 포획 라인의 사용으로 시험이 적절하게 기능하는지 여부를 결정하는 능력을 갖는다. 또한, 일부 실시양태에서, 본원에 기재된 측면 유동 분석은 샘플을 먼저 희석할 필요없이 샘플 내의 상승된 분석물의 농도를 정확하게 결정할 수 있다. 게다가, 일부 실시양태에서, 측면 유동 분석 상에 배치된 미리 형성된 표지-항체-분석물 복합체의 양은 상이한 농도 범위의 분석물의 요건을 수용하도록 변할 수 있다.
장치, 시험 시스템, 및 방법의 다양한 양태는 첨부 도면을 참조하여 이하에서 보다 상세하게 기재된다. 그러나, 개시내용은 많은 상이한 형태로 구현될 수 있다. 본원의 교시에 기초하여 당업자는 개시내용의 범주가 본 개시내용의 임의의 다른 양태와 독립적으로 구현되거나 또는 조합되는지에 상관없이, 본원에 개시된 장치, 시험 시스템, 및 방법의 임의의 양태를 포괄하도록 의도됨을 이해하여야 한다. 예를 들어, 본원에 제시된 임의의 수의 양태를 사용하여 장치가 구현될 수 있거나 또는 방법이 실시될 수 있다.
특정한 양태가 본원에 기재될지라도, 이들 양태의 많은 변경 및 치환은 개시내용의 범주 내에 속한다. 일부 이익 및 이점이 언급될지라도, 개시내용의 범주는 특정한 이익, 용도, 또는 목적으로 제한되도록 의도되지 않는다. 오히려, 개시내용의 양태는 상이한 검출 기술 및 장치 구성에 광범위하게 적용가능하도록 의도되며, 이들 중 일부는 도면 및 하기 설명에서 예로서 예시된다. 상세한 설명 및 도면은 제한하는 것이 아니라 단지 개시내용을 예시할 뿐이며, 개시내용의 범주는 청구된 청구범위 및 그의 등가물에 의해 정의된다.
본원에 기재된 측면 유동 장치는 측면 유동 크로마토그래피에 사용된 분석 장치이다. 측면 유동 분석은 본원에 기재된 측면 유동 장치에서 수행될 수 있는 분석이다. 측면 유동 장치는 시험 스트립 상에 구현될 수 있지만 다른 형태가 적합할 수 있다. 시험 스트립 형식에서, 분석물을 함유하는 것으로 의심되는 시험 샘플 유체는 스트립을 통해 (예를 들어 모세관 작용에 의해) 유동한다. 스트립은 종이, 니트로셀룰로스, 및 셀룰로스와 같은 해면성 물질로 이루어질 수 있다. 샘플 유체는 샘플 저장소에서 수용된다. 샘플 유체는 스트립을 따라 포획 구역으로 유동할 수 있으며, 여기서 분석물(존재하는 경우)은 포획제와 상호작용하여 분석물의 존재, 부재, 및/또는 양을 나타낸다. 포획제는 포획 구역에서 고정화된 항체를 포함할 수 있다.
샌드위치-유형 및 경쟁-유형 측면 유동 분석
측면 유동 분석은 샌드위치 또는 경쟁 형식으로 수행될 수 있다. 본원에 기재된 샌드위치 및 경쟁 형식 분석은 광학 신호를 생성하는 반사형 표지(예컨대 금 나노입자 표지)의 맥락으로 기재될 것이지만, 분석이 형광 신호를 생성하도록 구성된 라텍스 비드 표지, 자기 신호를 생성하도록 구성된 자기 나노입자 표지, 또는 검출가능한 신호를 생성하도록 구성된 임의의 다른 표지를 포함할 수 있음이 이해될 것이다. 샌드위치-유형 측면 유동 분석은 고체 기판 상의 샘플 저장소에서 침착된 표지된 항체를 포함한다. 샘플이 샘플 저장소에 적용된 후에, 표지된 항체는 샘플에서 용해되며, 그 때문에 항체는 샘플 내의 분석물에서 제1 에피토프를 인식하고 결합하여, 표지-항체-분석물 복합체를 형성한다. 이 복합체는 액체 전선을 따라 샘플 저장소로부터 고체 기판을 통해 포획 구역(때때로 "시험 라인"이라 지칭됨)으로 유동하며, 여기서 고정화된 항체(때때로 "포획제"라 지칭됨)가 위치된다. 분석물이 다량체이거나 또는 동일한 단량체 상에 다수의 동일한 에피토프를 함유하는 일부 경우에, 샘플 저장소에서 침착된 표지된 항체는 포획 구역에서 고정화된 항체와 동일할 수 있다. 고정화된 항체는 분석물 상의 에피토프를 인식하고 결합하여, 포획 구역에서 표지-항체-분석물 복합체를 포획한다. 포획 구역에서 표지된 항체의 존재는 포획 구역에서 검출가능한 광학 신호를 제공한다. 일 비제한적인 예에서, 금 나노입자는 비교적 저렴하고 안정하며 금 나노입자의 표면 플라즈몬 공명 특성에 기초하여 용이하게 관찰가능한 색 표시를 제공하기 때문에 항체를 표지하는데 사용된다. 일부 경우에, 이 신호는 분석물이 샘플 내에 존재하는지 여부와 같은 정성적 정보를 제공한다. 일부 경우에, 이 신호는 샘플 내의 분석물 양의 측정과 같은 정량적 정보를 제공한다.
도 1a 및 1b는 예시적인 샌드위치-유형 측면 유동 장치(10)를 도시한다. 측면 유동 장치(10)는 샘플 저장소(12), 표지 구역(14), 포획 구역(16), 및 제어 라인(18)을 포함한다. 도 1a 및 1b는 유체 샘플(24)이 샘플 저장소(12)에 적용되기 전 및 후의 측면 유동 장치(10)를 도시한다. 도 1a 및 1b에 도시된 예에서, 샘플(24)은 관심 분석물(26)을 포함한다. 샘플 저장소(12) 내에 또는 근처에 있는 표지 구역(14)은 표지화제(28)를 포함한다. 이 예시적인 샌드위치-유형 측면 유동 장치에서, 표지화제(28)는 표지(32)에 결합된 항체 또는 항체 단편(30)을 포함한다. 포획제(34)는 포획 구역(16)에서 고정화된다. 제어제(35)는 제어 라인(18) 상에 고정화된다.
유체 샘플(24)이 샘플 저장소(12)에 적용될 때, 샘플(24)은 표지화제(28)를 가용화시키고, 표지화제(28)는 분석물(26)에 결합하여, 표지-항체-분석물 복합체(20)를 형성한다. 따라서, 예시적인 샌드위치-유형 측면 유동 장치(10)에서, 표지-항체-분석물 복합체(20)는 관심 분석물(26)을 함유하는 유체 샘플(24)이 측면 유동 장치에 적용된 후까지 형성되지 않는다. 또한, 예시적인 샌드위치-유형 측면 유동 장치(10)에서, 표지-항체-분석물 복합체(20) 내의 분석물은 유체 샘플(24)로부터의 분석물이다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 이 복합체(20)는 시험 스트립을 통해 포획 구역(16)으로 유동하며, 여기서 포획제(34)에 의해 결합된다. 현재 결합된 복합체(20)(및 구체적으로, 현재 결합된 복합체(20) 상의 표지(32))는 포획 구역(16)에서 검출가능한 광학 신호를 방출한다.
임의의 분석물(26)에 결합하지 않은 표지화제(28)는 포획 구역(16)을 통해 통과하고(포획 구역(16)에서 포획제(34)에 결합하는 분석물(26)은 없음) 측면 유동 장치(10) 아래로 계속 유동한다. 본원에 예시된 것과 같은 제어 라인(18)을 포함하는 측면 유동 분석에서, 침착된 제어제(35)는 분석물(26)에 결합하지 않고 포획 구역(16)을 통해 제어 라인(18)을 통과하는 표지화제(28)를 포획한다. 일부 실시양태에서, 제어제(35)는 항체의 Fc 영역에서 표지화제(28)를 포획한다. 일부 실시양태에서, 제어제(35)는 항체의 Fc 영역에서 표지화제(28)를 포획한다. 제어 라인(18)에서 결합된 이 표지화제(28)는 분석이 의도된 바와 같이 작동됨을 나타내기 위해 측정되고 사용될 수 있는 검출가능한 광학 신호를 방출한다(예를 들어, 샘플(24)은 측면 유동 분석의 정상 작동 동안 의도된 바와 같이 샘플 저장소(12)로부터 포획 구역(16)을 통해 유동하였음). 예시적인 샌드위치-유형 측면 유동 장치(10)의 하나의 단점은 제어 라인(18)에서 생성된 신호의 강도가 포획 구역(16)에서 생성된 신호의 강도에 따른다는 점이다(제어 라인(18)에서의 제어제(35)가 포획 구역(16)에서 분석물(26)에 결합하지 않고 이어서 제어 라인(18)으로 통과하는 표지화제(28)를 포획하기 때문임). 예를 들어, 비교적 다량의 분석물(26)이 포획 구역(16)에서 결합하는 경우, 비교적 소량의 분석물(26)은 포획 구역(16)을 통해 통과하고 제어 라인(18)에서 제어제(35)에 결합할 수 있어서, 제어 라인(18)에서 비교적 더 약한 강도의 신호를 생성할 것이다.
측면 유동 분석은 샘플 내의 관심 분석물의 부재 또는 존재에 대한 정보와 같은 정성적 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 포획 구역(16)에서 임의의 측정가능한 광학 신호의 검출은 관심 분석물이 샘플 내에 (일부 알려진 양으로) 존재함을 나타낼 수 있다. 포획 구역에서 임의의 측정가능한 광학 신호의 부재는 관심 분석물이 샘플 내에 존재하지 않거나 또는 검출 한계 미만으로 존재함을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 샘플(24)이 임의의 관심 분석물(26)을 함유하지 않은 경우(도시되지 않음), 샘플(24)은 여전히 표지화제(28)를 가용화시킬 것이고 표지화제(28)는 여전히 포획 구역(16)으로 유동할 것이다. 그러나, 표지화제(28)는 포획 구역(16)에서 포획제(34)에 결합하지 않을 것이다. 대신에 포획 구역(16)을 통해, 제어 라인(18)을 통해, 일부 경우에, 임의적인 흡수 구역으로 유동할 것이다. 일부 표지화제(28)는 제어 라인(18) 상에 침착된 제어제(35)에 결합하고 검출가능한 광학 신호를 방출할 것이다. 이러한 상황에서, 포획 구역(16)으로부터 나오는 측정가능한 광학 신호의 부재는 관심 분석물이 샘플(24) 내에 존재하지 않는다는 표시이고, 제어 라인(18)으로부터 나오는 측정가능한 광학 신호의 존재는 샘플(24)이 측면 유동 분석의 정상 작동 동안 의도된 바와 같이 샘플 수용 구역(12)으로부터 포획 구역(16)을 통해, 포획 라인(18)으로 이동하였다는 표시이다.
일부 측면 유동 장치는 샘플 내의 관심 분석물 양의 측정과 같은 정량적 정보를 제공할 수 있다. 측면 유동 장치로부터 수득된 정량적 측정은 제공된 부피의 샘플 내에 존재하는 분석물의 농도일 수 있다. 도 2는 도 1a 및 1b에 도시된 샌드위치-유형 측면 유동 분석으로부터 수득된 예시적인 정량적 측정을 도시한다. 도 2는 포획 구역에서 검출된 신호의 강도(y 축을 따라 측정됨)와 샘플 내의 분석물의 농도(x 축을 따라 측정됨) 사이의 관계를 그래프로 도시한 용량 반응 곡선이다. 예시적인 신호는 광학 신호, 형광 신호, 및 자기 신호를 포함한다.
도 2에서 0 농도로 제1 데이터 지점으로 나타낸 바와 같이, 샘플이 임의의 관심 분석물을 함유하지 않은 경우, 샘플 내의 분석물의 농도는 0이고 표지화제에 결합하여 표지-항체-분석물 복합체를 형성하는 분석물은 없다. 이러한 상황에서, 포획 구역으로 유동하고 포획 항체에 결합하는 복합체는 없다. 따라서, 포획 구역에서 관찰된 검출가능한 광학 신호는 없고 신호 크기는 0이다.
샘플 내의 분석물의 농도가 0 농도로부터 증가함에 따라 신호가 검출된다. 단계 A에서의 데이터 지점에 의해 입증된 바와 같이, 샘플 내의 분석물 농도가 증가함에 따라 신호가 증가한다. 이는 분석물 농도가 증가함에 따라 표지-항체-분석물 복합체의 형성이 증가하기 때문에 발생한다. 포획 구역에서 고정화된 포획제는 포획 구역으로 유동하는 증가하는 수의 복합체에 결합하여, 포획 구역에서 검출된 신호의 증가를 초래한다. 단계 A에서, 신호는 샘플 내의 분석물의 농도가 증가함에 따라 계속 증가한다.
일부 경우에, 샘플이 분석물에 결합하기 위해 이용가능한 표지화제의 양을 초과하는 분석물의 농도를 갖는 경우, 과량의 분석물이 존재한다. 이러한 상황에서, 표지화제에 의해 결합되지 않은 과량의 분석물은 포획 구역에서 포획제에 결합하기 위해 표지-항체-분석물 복합체와 경쟁한다. 포획 구역에서 포획제는 미표지된 분석물(즉, 표지화제에 결합되지 않은 분석물) 및 표지-항체-분석물 복합체에 결합할 것이다. 그러나, 포획제에 결합하는 미표지된 분석물은 검출가능한 신호를 방출하지 않는다. 단계 B에서 샘플 내의 분석물의 농도가 증가함에 따라, (검출가능한 신호를 방출하는 표지-항체-분석물 복합체 대신에) 포획제에 결합하는 미표지된 분석물의 양은 증가한다. 점점 더 많은 미표지된 분석물이 표지-항체-분석물 복합체 대신에 포획제에 결합함에 따라, 단계 B에서 데이터 지점에 의해 나타낸 바와 같이, 포획 구역에서 검출된 신호는 감소한다.
검출된 신호가 단계 A 동안 증가하고 검출된 신호가 단계 B에서 감소하는 이 현상은 "후크 효과"라고 지칭된다. 분석물의 농도가 단계 A에서 증가함에 따라, 더 많은 분석물이 표지화제에 결합하여, 증가된 신호 강도를 초래한다. 지점 "Concsat"에서, 표지화제는 샘플로부터의 분석물로 포화되고(예를 들어, 이용가능한 양의 표지화제는 샘플로부터의 분석물의 전부 또는 거의 전부 결합되어 있음), 검출된 신호는 최대 값 신호max에 도달하였다. 샘플 내의 분석물의 농도가 단계 B에서 계속 증가함에 따라, 표지화제 포화점을 초과하는 과량의 분석물이 포획제에 결합하기 위해 표지화제-분석물과 경쟁함에 따라 검출된 신호가 감소한다.
"프로존 효과(prozone effect)"로도 지칭되는 후크 효과는 특히 관심 분석물이 샘플 내에 단계 B에서의 농도로 존재하는 상황에서 측면 유동 분석에 악영향을 미친다. 후크 효과는 부정확한 시험 결과로 이어질 수 있다. 예를 들어, 후크 효과는 거짓 음성 또는 부정확하게 낮은 결과를 초래할 수 있다. 구체적으로, 샘플이 시험 스트립 상에 침착된 표지화제의 농도를 초과하는 상승된 수준의 분석물을 함유할 때 부정확한 결과가 발생한다. 이 시나리오에서, 샘플이 시험 스트립 상에 배치될 때, 표지화제는 포화되게 되고, 모든 분석물이 표지되는 것은 아니다. 미표지된 분석물은 분석을 통해 유동하고 포획 구역에서 결합하여, 표지된 복합체를 능가하여 검출가능한 신호를 감소시킨다. 따라서, 단일 검출된 신호가 저농도 및 고농도 둘 다에 상응함에 따라, 장치(또는 장치의 작동자)는 광학 신호가 저농도 또는 고농도에 상응하는지 여부를 구별할 수 없다. 분석물 수준이 충분히 크다면, 분석물은 표지된 복합체를 완전히 능가하고, 포획 구역에서 관찰된 신호가 없어서, 거짓 음성 시험 결과를 초래한다.
부정확한 시험 결과는 또한 경쟁-유형 측면 유동 분석으로부터 초래될 수 있다. 샌드위치-유형 측면 유동 분석과는 대조적으로, 경쟁-유형 측면 유동 분석에서 샘플로부터의 미표지된 관심 분석물은 포획 구역에서 포획제에 결합하기 위해 표지된 관심 분석물과 경쟁한다. 도 3a 및 3b는 예시적인 경쟁-유형 측면 유동 분석(22)을 도시한다. 측면 유동 장치(22)는 샘플 저장소(12), 표지 구역(14), 및 포획 구역(16)을 포함한다. 도 3a 및 3b는 유체 샘플(24)이 샘플 저장소(12)에 적용되기 전 및 후의 측면 유동 장치(22)를 도시한다. 도 3a 및 3b에 도시된 예에서, 유체 샘플(24)은 관심 분석물(26)을 포함한다. 샘플 저장소(12) 내에 또는 근처에 있는 표지 구역(14)은 표지화제(29)를 포함한다. 이 예시적인 경쟁-유형 측면 유동 장치에서, 표지화제(29)는 표지(32)에 결합된 관심 분석물(26)을 포함한다. 포획제(34)는 포획 구역(16)에서 고정화된다.
미표지된 분석물(26)을 포함하는 샘플(24)은 샘플 저장소(12)에 적용된다. 샘플(24)은 표지화제(29)를 가용화시킨다. 샘플(24) 내의 미표지된 분석물(26) 및 표지화제(29)는 함께 포획 구역(16)으로 유동하며, 여기서 샘플(24) 내의 미표지된 분석물(26) 및 표지화제(29) 둘 다 포획 구역(16)에서 고정화된 포획제(34)에 결합한다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 표지화제 및 미표지된 분석물(26)은 고정된 양의 포획제(34)에 결합하기 위해 서로 경쟁한다. 포획제(34)에 결합된 표지화제(29)(및 구체적으로, 표지화제(29) 내의 표지(32))는 검출가능한 광학 신호를 방출하지만, 샘플(24)로부터 유래되고 포획제(34)에 결합된 미표지된 분석물(26)은 검출가능한 광학 신호를 방출하지 않는다.
포획 구역(16)으로부터 광학 신호의 검출은 관심 분석물(26)에 관한 정성적 또는 정량적 정보를 제공할 수 있다. 유체 샘플(24)이 임의의 분석물(26)을 포함하지 않는 경우에(도시되지 않음), 샘플(24)은 여전히 표지화제(29)를 가용화시킬 것이고, 표지화제(29)는 여전히 포획 구역(16)으로 유동할 것이다. 포획 구역(16)에서 포획제(34)는 표지화제(29)(이는 샘플로부터 임의의 미표지된 분석물과 경쟁하지 않음)에 결합하여, 최대 강도 또는 거의 최대 강도의 검출된 광학 신호를 초래할 것이다. 샘플(24)이 초저농도 또는 저농도로 분석물(26)을 포함하는 경우에, 최대 강도 또는 거의 최대 강도의 광학 신호가 또한 검출될 수 있다. 이는 포획제(34)에 결합된 표지화제(29)에 대한 포획제(34)에 결합된 미표지된 분석물(26)의 비율이 적을 것이기 때문이다. 따라서, 최대 강도에서 검출된 광학 신호가 샘플(24) 내의 0 농도 또는 저농도의 분석물(26)과 상관관계가 있어야 하는지 여부를 결정하기 어려울 수 있다.
미표지된 분석물(26)의 농도가 샘플(24)에서 증가함에 따라, 포획 구역(16)으로부터 방출된 검출된 광학 신호는 감소한다. 이는 샘플 내의 분석물 농도가 증가함에 따라 포획제(34)에 대한 경쟁이 증가하고, 포획제(34)에 결합된 표지화제(29)에 대한 포획제(34)에 결합된 미표지된 분석물(26)의 비율이 점진적으로 증가할 것이기 때문이다. 그러나, 분석물이 샘플 내에 고농도 또는 초고농도로 존재하는 경우, 포획 구역(16)에서 검출된 광학 신호는 낮은 크기 신호로 급격히 감소한다. 샘플 내의 분석물의 농도가 고농도 및 초고농도로 증가함에 따라 광학 신호의 강도에서의 이러한 급격한 감소는 분석물의 농도를 정확하게 결정하는 것을 불가능하지는 않지만 어렵게 만들고, 일부 경우에 분석물의 농도를 결정하는 장치를 작동불가능하게 만든다. 도 3a 및 3b에 도시된 바와 같은 경쟁-유형 측면 유동 장치는 관심 분석물이 고농도로 존재할 때(예를 들어, 표지화제에 대한 미표지된 분석물의 비율이 높을 때) 관심 분석물의 정확한 농도를 사실상 정확하게 결정할 수 없다. 도 4는 도 3a 및 3b를 참조하여 상기 기재된 바와 같은 예시적인 경쟁-유형 측면 유동 장치로 생성된 용량 반응 곡선을 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 경쟁-유형 측면 유동 분석의 용량 반응 곡선은 약 1 내지 20 μg/mL 범위의 분석물의 농도로 신호의 급격한 감소를 나타낸다. 곡선에서의 급격한 감소로 인해, 해상도가 불량하여, 고농도의 분석물의 양을 결정하는데 있어서 정확도가 감소하고, 일부 경우에, 샘플 내에 고농도로 존재하는 분석물의 양을 어느 정도의 정확도로 결정하는 것이 비현실적이거나 또는 사실상 불가능하다.
샘플 내에 고농도로 존재하는 분석물을 정확하게 정량화하는 예시적인 측면 유동 장치
본원에 기재된 측면 유동 분석, 시험 시스템, 및 방법은 도 2a, 2b, 3a, 및 3b에 도시된 것과 같은 샌드위치-유형 및 경쟁-유형 측면 유동 분석의 이들 및 다른 결점을 해결한다. 도 5a 및 5b는 샘플 내에 고농도로 존재하는 관심 분석물의 양을 정확하게 측정할 수 있는 예시적인 측면 유동 분석(100)을 도시한다. 도 5c는 측면 유동 분석(100)로부터 측정된 광학 신호, 및 구체적으로 포획 구역에서 검출된 광학 신호의 크기(y 축을 따라 측정됨)와 분석에 적용된 샘플 내의 분석물의 농도(x 축을 따라 측정됨) 사이의 관계를 그래프로 도시한 예시적인 용량 반응 곡선이다. 본 개시내용에 따른 분석이 광학 신호를 생성하는 반사형 표지의 맥락으로 기재될지라도, 본 개시내용에 따른 분석은 형광 신호, 자기 신호, 또는 임의의 다른 검출가능한 신호를 생성하도록 구성된 임의의 적합한 물질의 표지를 포함할 수 있음이 이해될 것이다.
측면 유동 분석(100)은 샘플 수용 구역(112), 표지 구역(114), 및 포획 구역(116)을 갖는 시험 스트립(110)을 포함한다. 도 5a 및 5b는 유체 샘플(124)이 샘플 저장소(112)에 적용되기 전 및 후의 측면 유동 장치(100)를 도시한다. 도시된 예에서, 표지 구역(114)은 시험 스트립(110) 내에서 샘플 유체(118)의 방향을 따라 샘플 수용 구역(112)의 하류에 있다. 일부 경우에, 샘플 수용 구역(112)은 표지 구역(114) 내에 위치되고/되거나 같은 공간을 차지하고 있다. 포획제(134)는 포획 구역(116)에서 고정화된다.
표지화제(128)는 표지 구역(114) 상에 통합된다. 도 5a 및 5b를 참조하여 논의된 비제한적인 예와 같이 본 개시내용에 따른 측면 유동 장치에서, 표지화제(128)는 복합체를 형성하기 위해 함께 결합된 적어도 3개의 성분을 포함한다: 표지(검출기 분자)(132), 관심 분석물(126), 및 관심 분석물(126)에 특이적인 항체 또는 항체의 단편(130). 표지화제(128)는 표지-항체-분석물 복합체(128)이다. 일부 경우에, 표지화제(128)는 시험 스트립(110)의 사용 전에 작동자에 의해 시험 스트립(110)에 형성되고 적용된다. 예를 들어, 표지화제(128)는 시험 스트립(110)의 제조 동안 표지 구역(114)에서 통합될 수 있다. 또 다른 예에서, 표지화제(128)는 제조 후지만 시험 스트립(110)에 유체 샘플의 적용 전에 표지 구역(114)에서 통합된다. 표지화제(128)는 하기 더 상세하게 논의된 다수의 방식으로 시험 스트립(110)으로 통합될 수 있다.
따라서, 본 개시내용의 측면 유동 장치의 실시양태에서, 표지-항체-분석물 복합체(128)는 임의의 유체 샘플(124)이 측면 유동 장치에 적용되기 전에 시험 스트립(110) 상에 형성되고 통합된다. 일 비제한적인 예에서, 표지-항체-분석물 복합체(128)는 임의의 유체 샘플(124)이 측면 유동 장치에 적용되기 전에 시험 스트립(110)의 접합 패드 상에 형성되고 통합된다. 또한, 본 개시내용의 측면 유동 장치의 실시양태에서, 표지-항체-분석물 복합체(128) 내의 분석물은 유체 샘플(124)로부터의 분석물이 아니다.
시험 스트립(110)을 사용한 시험을 수행하기 위해, 관심 분석물(126)을 포함할 수 있거나 또는 포함할 수 없는 샘플(124)은 샘플 수용 구역(112) 상에 침착된다. 표지 구역(114)이 샘플 수용 구역(112)의 하류에 있는 예시된 실시양태에서, 샘플(124) 내의 미표지된 관심 분석물(126)은 다음에 표지 구역(114)으로 유동하고 통합된 표지화제(128)와 접촉하게 된다. 샘플(124)은 표지화제(128)를 가용화시킨다. 일 비제한적인 예에서, 샘플(124)은 표지화제(128)를 용해시킨다. 표지 구역(114)에서 시험 스트립(110)의 표면에 표지화제(128)를 보유하는 결합은 해제되어, 표지화제(128)가 더 이상 시험 스트립(110)의 표면 상에 통합되지 않도록 한다. 표지화제(128)는 다음에 샘플(124) 내의 미표지된 분석물(126)과 유체 전선을 따라 포획 구역(116)으로 이동한다. 포획 구역(116)에서 포획제(134)는 표지화제(128) 및 샘플(124)로부터의 분석물(126)(존재하는 경우)에 결합한다. 샘플(124) 내의 미표지된 분석물(126)의 양에 따라, 표지화제(128) 및 미표지된 분석물(126)은 포획 구역에서 포획제(134)에 결합하기 위해 서로 경쟁한다.
따라서, 본 개시내용에 따른 측면 유동 장치는 제1 단계에서 측면 유동 장치의 표지 구역에 결합되고(예를 들어, 측면 유동 장치에 유체 샘플의 적용 전에), 이어서 제2 나중 단계에서(예를 들어, 샘플 수용 구역에 유체 샘플의 적용시) 시험 스트립을 통해 이동하는 표지-항체-분석물 복합체를 포함한 표지화제를 갖는다. 본 개시내용에 따른 표지화제는 제3 단계에서(예를 들어, 유체 샘플이 포획 구역으로 유동한 후) 포획 구역에서 포획제에 결합할 수 있다. 따라서, 본원에 기재된 표지화제는 초기에 측면 유동 장치의 제1 영역(예컨대 표지 구역)에 배치된 다음, (유체와 접촉시), 유체와 함께 제1 영역의 측면 유동 장치 하류의 다른 영역으로 이동한 다음 포획 구역에서 포획제에 결합할 수 있다.
상기 기재된 바와 같이, 유체 샘플(124)은 표지화제(128)를 가용화시킨다. 일 구현에서, 샘플(124) 내의 관심 분석물(126)은 이 공정 동안 표지화제(128)와 상호작용하지 않거나, 또는 실질적으로 상호작용하지 않는다. 임의의 특정한 이론에 구속되지 않고, 본원에 기재된 측면 유동 장치의 이러한 구현에서, 샘플(124)이 표지 구역(114)을 통해 유동함에 따라, 미표지된 관심 분석물(126)은 표지화제(128)에 접합하거나, 결합하거나, 또는 그와 회합되지 않는다. 이는 도 1a 및 1b를 참조하여 상기 논의된 샌드위치-유형 측면 유동 장치와는 대조적이며, 여기서 샘플(24)이 표지 구역(14)을 통해 유동함에 따라, 표지화제(28)는 미표지된 관심 분석물(26)에 결합한다. 본원에 기재된 측면 유동 장치의 또 다른 구현에서, 유체 샘플(124)이 표지화제(128)를 가용화시킬 때 샘플(124) 내의 관심 분석물(126)은 표지화제(128)와 상호작용한다. 임의의 특정한 이론에 구속되지 않고, 이 구현에서, 포획 구역(116)에서 포획제(134)는 복합체 내의 분석물이 샘플(124)을 통해 장치 상에 도입된 관심 분석물(126)인 경우 적어도 일부 표지-항체-분석물 복합체에 결합할 수 있다.
샘플(124) 내에 존재하는 관심 분석물(126)이 없을 때(도시되지 않음), 표지화제(128)는 포획 구역(116)에서 포획제(134)를 포화시킨다(예를 들어, 포획 구역(135)에서 모든 포획제(134) 분자는 표지 구역(114)으로부터 유동하는 하나의 표지화제(128)에 결합함). 포획 구역(116)에서 포획된 표지화제(128)는 측면 유동 장치(100)로부터 수득될 수 있는 최대 강도 신호인 검출가능한 광학 신호를 방출한다. 샘플(124) 내에 존재하는 관심 분석물(126)이 없는 시나리오에서 포획 구역(116)에서 검출된 광학 신호는 본원에서 "최대 강도 신호"인 것으로 지칭되는데, 포획 구역(116)에서 모든 이용가능한 포획제(134)가 표지화제(128)에 결합되기 때문이다. 도 5c에 도시된 비제한적인 예에서, 관심 분석물의 농도가 0일 때 수득된 최대 강도 신호는 76 AU(임의 신호 강도 단위)이거나 또는 약 76 AU이다.
측면 유동 장치(100)의 최대 강도 신호를 결정하는 많은 방법이 있다. 일 비제한적인 예에서, 특정한 측면 유동 장치(100)로부터 수득될 수 있는 최대 강도 신호는 경험적으로 결정되고 순람표에 저장될 수 있다. 일부 경우에, 최대 강도 신호는 알려진 특성 및 구조의 측면 유동 장치(100)를 시험함으로써, 예를 들어 0 또는 거의 0 농도의 관심 분석물을 갖는 샘플이 알려진 사양 및 구조의 측면 유동 장치(100)에 적용될 때 수득된 최대 강도 신호를 평균냄으로써 경험적으로 결정된다. 또 다른 비제한적인 예에서, 특정한 측면 유동 장치(100)로부터 수득될 수 있는 최대 강도 신호는 측면 유동 장치(100)의 알려진 사양 및 구조(예컨대, 예를 들어, 표지 구역(114) 상에 통합된 표지화제(128)의 양 및 특이적 특징)로 제공된 이론적 계산을 사용하여 결정될 수 있다.
또한, 본원에서 "최대 강도 신호"를 참조할지라도, 예상된 최대 강도의 특정한 범위 내에 있는 신호가 "최대 강도 신호"와 실질적으로 동등한 것으로 간주될 수 있음이 이해될 것이다. 게다가, "최대 강도 신호"가 최대 강도 광학 신호, 최대 강도 형광 신호, 최대 강도 자기 신호, 또는 최대 강도에서 발생하는 임의의 다른 유형의 신호를 지칭할 수 있음이 이해될 것이다. 일 비제한적인 예로서, 예상된 최대 강도 신호의 1% 이내에 있는 검출된 신호는 예상된 최대 강도 신호와 실질적으로 동등한 것으로 간주된다. 최대 강도 신호가 76 AU이거나 또는 약 76 AU인 경우, 약 75.24 AU 내지 약 76.76 AU 범위 이내에서 검출된 신호는 76 AU의 최대 강도 신호와 실질적으로 동등한 것으로 간주될 것이다. 또 다른 예로서, 도 5c, 6a, 및 6b를 참조하여 기재된 비제한적인 실시양태에서, 예상된 최대 강도 신호의 10% 이내에 있는 검출된 신호는 예상된 최대 강도 신호와 실질적으로 동등한 것으로 간주된다. 따라서, 최대 강도 신호가 76 AU이거나 또는 약 76 AU인 경우 도 5c에 도시된 예에서, 약 68.4 AU 내지 약 83.6 AU의 범위 이내에서 검출된 신호는 76 AU의 최대 강도 신호와 실질적으로 동등한 것으로 간주된다. 이들 예는 단지 예시의 목적으로 제공되며, 다른 변동이 허용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시내용에 따른 측면 유동 분석 장치에서, 예상된 최대 강도 신호로부터 임의의 적합한 변동 범위 이내에 있는 검출된 신호(예상된 최대 강도 신호의 1.1%, 1.2%, 1.3%, 1.4%, 1.5%, 2.0%, 2.5%, 3%, 3.5%, 4%, 4.5%, 5%, 5.5%, 6%, 6.5%, 7%, 7.5%, 8%, 8.5%, 9%, 9.5%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%와 같지만 이에 제한되지는 않음)는 예상된 최대 강도 신호와 실질적으로 동등한 것으로 간주될 수 있다.
관심 분석물(126)이 샘플(124) 내에 존재하는 경우 도 5a 및 5b에 도시된 바와 같은 시나리오에서, 표지 구역(114)으로부터의 표지화제(128) 및 샘플로부터의 분석물(126)은 포획제(134)와 결합하기 위해 경쟁하는 포획 구역(116)으로 유동한다. 일 예에서, 관심 분석물(126)은 샘플(124) 내에 저농도로 존재한다. 관심 분석물(126)은 포획 구역(116)에서 검출된 광학 신호가 최대 강도 신호와 동일하고/하거나, 실질적으로 동일하고/하거나, 그로부터의 특정한 변동 범위 내에 있을 때 샘플(124) 내에 저농도로 존재하는 것으로 간주될 수 있다. 일 비제한적인 예에서, 관심 분석물(126)은 검출된 광학 신호가 76 AU의 5% 이내(또는 약 72.2 AU 내지 약 79.8 AU 이내)에 있을 때 샘플 내에 저농도로 존재하는 것으로 간주된다. 76 AU의 5% 이내의 광학 신호는 0 내지 약 1 μg/mL의 관심 분석물의 농도와 상관관계가 있어서, 이 예에서 0 내지 약 1 μg/mL의 농도가 저농도의 관심 분석물로 간주될 수 있도록 한다. 도 5c에 도시된 비제한적인 예에서, 관심 분석물(126)은 검출된 광학 신호가 76 AU의 10% 이내(또는 약 68.4 AU 내지 약 83.6 AU 이내)일 때 샘플 내에 저농도로 존재하는 것으로 간주된다. 76 AU의 10% 이내의 광학 신호는 0 내지 약 10 μg/mL의 관심 분석물의 농도와 상관관계가 있어서, 이 예에서 0 내지 약 10 μg/mL의 농도가 저농도의 관심 분석물로 간주될 수 있도록 한다. 샘플(124) 내에 비교적 적은 관심 분석물(126)이 있는 이러한 저농도 경우에, 포획제에 결합된 표지화제(128)에 비해 포획제에 결합된 샘플(124)로부터의 관심 분석물(126)의 비율은 낮다. 이러한 저농도의 경우에, 포획 구역(116)에서 검출된 광학 신호는 샘플(124) 내에 관심 분석물(126)이 없는 경우 검출되었을 최대 강도 신호와 동일하거나 또는 약간 작을 것이다.
샘플(124) 내의 분석물(126)의 농도가 약 1μg/mL 내지 10 μg/mL, 이어서 20 μg/mL 및 더 큰 농도로 증가함에 따라, 더 많은 분석물(126)이 포획 구역(116)에서 존재하여 포획제(134)와 결합하기 위해 표지화제(128)과 경쟁한다. 이는 분석물(126)의 농도가 증가함에 따라 포획 구역(134)에서 적은 표지화제(128) 결합을 초래하고, 포획 구역(116)에서 검출된 광학 신호는 감소한다.
도 5c에 도시된 바와 같이, 관심 분석물의 농도가 증가함에 따라 신호에서의 감소는 유리하게는 본 개시내용에 따른 측면 유동 장치의 실시양태에서 점진적이다. 검출된 신호에서 이러한 점진적인 감소의 결과로, 본원에 기재된 측면 유동 장치의 실시양태는 유리하게는 검출기가 고해상도로 신호를 정확하게 측정하게 하고, 데이터 분석기가 농도가 높을 때 관심 분석물의 농도를 높은 정확도로 결정하게 한다. 이는 도 3a, 3b, 및 4를 참조하여 상기 기재된 경쟁-유형 측면 유동 장치와는 대조적이다.
게다가, 본 개시내용에 따른 측면 유동 장치의 용량 반응 곡선은 유리하게는 최대 강도 신호에서 시작한 다음 이 최대 강도 신호로부터 감소한다. 이는, 유리하게는, 신호가 감소하는 용량 반응 곡선 부분에서의 신호가 최대 강도 신호와 동일한 크기를 갖지 않음을 의미한다. 또한, 샘플 내의 분석물의 농도가 낮을 때 신호가 최대 강도 신호와 동일하거나 또는 효과적으로 동일할 것이기 때문에(예를 들어, 이들은 상기 기재된 바와 같이 최대 강도 신호와 실질적으로 동등한 것으로 간주됨), 0 내지 저농도의 분석물에 대해 비교적 일정한 값("최대 강도 신호")의 광학 신호의 안정기가 있다(비제한적인 예를 참조하여 하기에 상세하게 논의됨). 이는, 유리하게는, 신호가 감소하는 용량 반응 곡선 부분에서의 신호가 최대 강도 신호와 대략 동일한 크기를 갖지 않음을 의미한다. 따라서 거짓 음석 및 부정확하게 낮은 판독치는 본원에 기재된 측면 유동 장치의 실시양태에서 회피된다. 이는 도 1a, 1b, 및 2를 참조하여 상기 논의된 샌드위치-유형 측면 유동 장치와는 대조적이며, 여기서 샘플 내의 고농도의 분석물은 분석물의 농도가 낮을 때 생성된 신호와 동일하거나 또는 대략 동일한 신호를 생성할 것이다.
유리하게는, 본원에 기재된 측면 유동 장치의 실시양태에서, 표지화제(128)는 접합 패드 상에 침착 전에 알려진 양의 관심 분석물을 포함하도록 미리 제제화될 수 있다. 일부 실시양태에서, 알려진 농도의 관심 분석물은 시험 스트립으로부터 분리된 반응 용기에서 항체 또는 항체의 단편 및 표지 분자와 함께 배양된다. 배양 동안, 관심 분석물은 항체 및 표지 분자에 접합되거나, 결합되거나, 또는 그와 회합하여 상기 기재된 바와 같은 표지화제(128)를 형성하게 된다. 배양 후에, 표지화제(128)는 정확히 알려진 농도로 용액에 직접적으로 첨가되거나 또는 접합 패드 상에 분무되기 전에 과량의 유리 CRP를 제거하도록 단리된다. 표지화제(128)를 포함한 용액은 상기 기재된 표지 구역(114)에서와 같이 시험 스트립에 적용된다. 침착 동안, 표지화제(128)는 시험 스트립의 표면 상에 통합되게 된다. 일 비제한적인 예에서, 표지화제는 시험 스트립의 접합 패드 상에 통합된다. 유리하게는, 표지화제(128)는 작동자가 유체 샘플을 시험 스트립에 적용할 때까지 시험 스트립의 표면 상에 물리적으로 결합되고 화학적으로 안정하게 유지될 수 있으며, 이때 표지화제(128)는 시험 스트립으로부터 분리되고 상기 기재된 바와 같이 유체 샘플과 유동한다.
일부 실시양태에서, 표지화제(128)는 약 0.1-20 μL/시험 스트립(μL/test strip) 범위의 양으로 침착된다. 일부 실시양태에서, 표지화제(128)는 표지 구역에서 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, 9.0, 9.5, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 또는 20 μL/시험 스트립의 양으로 침착된다.
표지화제(128)를 포함한 용액은 많은 상이한 방식으로 시험 스트립에 적용될 수 있다. 일 예에서, 용액은 용액을 공기분사 기술로 분무함으로써 표지 구역(114)에 적용된다. 또 다른 예에서, 표지화제(128)를 포함한 용액은 용액을 붓거나, 용액을 분무하거나, 용액을 시험 스트립 상에 배치되거나 연마된 분말 또는 겔로 제제화하거나, 또는 단리된 표지화제(128)를 적용하는 임의의 다른 적합한 방법에 의해 침착된다. 일부 실시양태에서, 침착 후에, 표지화제(128)는 접합 패드 상에 가열하거나 공기를 취입함으로써 침착 후에 시험 스트립의 표면 상에서 건조된다. 시험 스트립의 표면 상에서 표지화제(128)를 건조시키는 다른 메카니즘이 적합하다. 예를 들어, 접합 패드 상에서 표지화제(128)를 건조시키는데 진공 또는 동결건조가 또한 사용될 수 있다. 일부 경우에, 단리된 표지화제(128)는 침착 전에 용액에 첨가되지 않고 대신에 시험 스트립에 직접적으로 적용된다. 표지화제(128)는 시험 스트립의 표면 상에서 표지화제(128)에 압축 또는 진공압을 적용하고/하거나 시험 스트립의 표면에 동결건조된 입자 형태의 표지화제(128)를 적용하는 단계를 포함하나 이에 제한되지는 않는 임의의 적합한 방법을 사용하여 직접적으로 적용될 수 있다.
도 5a 및 5b에 도시된 측면 유동 분석의 실시양태는 샘플 수용 구역(112)에서 적용된 샘플이 의도된 바와 같이 포획 구역(116)으로 유동하였음을 확인하도록 구성된 제어 라인 또는 구역을 포함할 필요는 없다. 정상 작동 환경 하에, 일부 검출가능한 신호는 샘플이 포획 구역(116)으로 유동하였을 경우 항상 포획 구역(116)으로부터 방출될 것이다. 이는 관심 분석물이 샘플 내에 매우 저농도로 존재하는 경우에도 마찬가지인데, 본 개시내용의 측면 유동 장치가 저농도에 대해 최대 강도 신호에서 또는 그 근처에서 유지되는 용량 반응 곡선을 갖기 때문이다. 따라서, 샘플이 샘플 수용 구역(112)에 적용된 후에 포획 구역(116)에서 임의의 검출가능한 신호의 부재는 측면 유동 분석이 의도된 바와 같이 작동하지 않았다는 표시(예를 들어, 샘플이 의도된 바와 같이 포획 구역(116)으로 유동하지 않았거나, 또는 또 다른 예로서, 포획 구역에서의 고정화된 포획제(134)가 결함이 있거나 또는 결점이 있음)로 사용될 수 있다. 따라서, 본 개시내용에 따른 측면 유동 장치의 실시양태의 추가 이점은 제어 라인으로서 기능하는 포획 구역의 능력이며, 이에 의해 별도의 제어 라인이 시험 스트립으로부터 완전히 생략될 수 있게 한다. 그러나, 보기 라인을 포함하나 이에 제한되지는 않는 제어 라인이 다양한 목적을 위해, 노이즈를 정규화하기 위해, 또는 혈청 내의 분석물로부터 간섭을 검출하기 위해 본원에 기재된 측면 유동 장치의 실시양태에 포함될 수 있음이 이해될 것이다.
일부 경우에, 본 개시내용에 따른 측면 유동 분석은 도 1a 및 1b를 참조하여 상기 기재된 제어 라인(18)과 유사한 제어 라인과 유사한 제어 라인과 같은, 제어 라인을 포함한다. 일 실시양태에서(도시되지 않음), 측면 유동 분석은 포획 구역(116)에서 표지화제(128)에 의해 생성된 신호의 강도의 강도와 무관한 강도를 갖는 신호를 방출하는 포획 시약을 포함한 제어 라인을 포함한다. 일 구현에서, 측면 유동 분석은 다수의 포획 구역(본 개시내용에 따른 표지화제(128)를 포획하도록 구성된 적어도 하나의 포획 구역(116)을 포함함)을 포함하며, 각각의 포획 구역은 상이한 관심 분석물의 존재, 부재, 및/또는 농도를 나타내도록 구성되고, 단일 제어 라인은 샘플이 의도된 바와 같이 다수의 포획 구역을 통해 유동하였음을 나타내도록 구성된다. 도 1a 및 1b를 참조하여 상기 기재된 제어 라인(18)과는 대조적으로, 이 구현에서 제어 라인으로부터 나오는 신호의 강도는 임의의 포획 구역으로부터 나오는 신호의 강도와 관련되거나 또는 그에 의존하지 않을 수 있다. 제어 라인을 포함하는 실시양태는 또한 관심 분석물이 샘플 내에 매우 고농도로 존재할 때 포획 구역(116)이 비교적 약한 강도의 신호를 방출하는 경우에 유리할 수 있다. 이러한 경우에, 포획 구역(116)으로부터 나오는 신호는 분석이 의도된 바와 같이 작동하였음을(예를 들어 샘플이 의도된 바와 같이 포획 구역(116)을 통해 유동하였음을) 확인하기에 불충분한 강도의 신호일 수 있다.
또한, 다수의 상이한 관심 분석물의 존재, 부재, 및/또는 양에 대해 시험하는 멀티플렉스 분석은 도 1a 및 1b를 참조하여 상기 기재된 바와 같은 하나 이상의 샌드위치-유형 측면 유동 분석과 동일한 시험 스트립 상에 (도 5a 및 5b를 참조하여 상기 기재된 바와 같은) 본 개시내용에 따른 측면 유동 분석을 포함할 수 있다. 이러한 멀티플렉스 분석에서, 제어 라인이 본 개시내용에 따른 측면 유동 분석에 필요하지 않더라도, 제어 라인은 샘플이 샌드위치-유형 측면 유동 분석과 회합된 제어 구역을 통해 유동하였음을 확인하기 위해 시험 스트립 상에 여전히 유리하게 포함될 수 있다. 하나의 분석에 대해 제어 라인을 포함하고 본 개시내용에 따른 분석에 대해 제어 라인을 생략하는 이러한 옵션은 시험 스트립 상에 위치될 수 있는 제한된 수의 라인 또는 구역이 있는 경우 멀티플렉스 분석에서 특히 유리할 수 있다.
하기 비제한적인 실시예는 본원에 기재된 측면 유동 장치, 시험 시스템, 및 방법의 특성을 예시하며, 본 개시내용의 범주를 제한하도록 의도된 방식은 아니다.
실시예 1
상승된 단백질 농도를 정량화하기 위한 측면 유동 분석법의 준비
하기 실시예는 본원에 기재된 바와 같은 관심 분석물을 정량화하기 위한 측면 유동 분석의 준비(preparation)를 기재한다. 이 비제한적인 예에서, 관심 분석물은 혈청 샘플 내에 상승된 농도 또는 고농도로 존재하는 단백질인 C-반응성 단백질(CRP)이다.
CRP는 혈청에서 발견되는 단백질이다. CRP의 수준은 염증에 반응하여 증가한다. 따라서 CRP는 염증을 스크리닝하는데 사용될 수 있는 염증에 대한 마커이다. 대상체의 혈청에서 상승된 수준의 CRP는 대상체에서 염증, 바이러스 감염, 및/또는 박테리아 감염과 상관관계가 있을 수 있다. 건강한 인간 대상체에서 정상 수준의 CRP는 약 1 μg/mL 내지 약 10 μg/mL 범위이다. 가벼운 염증 및 바이러스 감염 동안 CRP의 농도는 10-40 μg/mL 범위이고; 활성적인 염증 및 박테리아 감염 동안은 40-200 μg/mL 범위이고; 심각한 박테리아 감염 및 화상 경우는 200 μg/mL 초과이다. CRP 수준을 측정하고 차트를 작성하면 질병 진행 또는 치료의 효과를 결정하는데 유용하다.
이 비제한적인 실시예에 따라 준비된 분석은 농도가 건강한 인간 대상체에서 정상 CRP 수준(약 1 μg/mL 내지 약 10 μg/mL)을 초과할 때도 혈청 샘플 내의 CRP(관심 분석물)의 정확한 농도를 결정하는데 사용될 수 있다. 분석은 후크 효과와 연관된 결점을 포함하여, 샌드위치-유형 측면 유동 분석의 여러 결점을 회피하는 항체-표지-CRP 복합체를 포함한 표지화제를 포함한다.
분석을 준비하기 위해, 항-C-반응성 단백질(항-CRP) 항체를 금 나노입자와 함께 배양하여 표지된 항-CRP 항체를 형성하였다. 표지된 항체를 CRP와 함께 배양하여 CRP에 결합된 표지된 항체의 복합체를 형성하였다. 복합체는 복합체를 포함한 용액을 공기분사로 분무함으로써 접합 패드(표지 구역) 상에 1.8 μL/시험 스트립의 양으로 침착되었다. 접합 패드를 가열하여 복합체를 접합 패드에 건조시켰다.
접합 패드 상에 침착된 항체-표지-CRP 복합체의 양은 시험 시스템이 상승된 CRP 수준을 정량화하도록 하는 포획 구역에서 최적의 광학 신호 범위를 제공하는 복합체의 필요량을 보장하도록 신중하게 고려하였다. 과량의 복합체를 접합 패드 상에 침착시키면 용량 반응 곡선이 이동하여, CRP의 정량화 농도가 과도하게 높게 된다(잠재적으로 매우 고농도의 CRP(존재하는 경우)에 대해 광학 신호를 생성하지만 약한 농도 내지 고농도에 대해 광학 신호를 생성하지 않음). 불충분한 양의 복합체를 접합 패드 상에 침착시키면 용량 반응 곡선이 다른 방향으로 이동하여, 매우 높은 CRP 농도의 정량화를 허용할 수 없는 신호를 초래한다. 표 1은 접합 패드 상에 침착시키기 위한 최적량의 침착된 항체-표지-CRP 복합체를 결정하는 실험 결과를 입증한다. 접합 패드 상에 침착된 미리 형성된 표지-항체-분석물 복합체의 양은 상이한 농도 범위의 분석물의 요건을 수용하도록 변할 수 있다.
[표 1]
접합 패드 상의 다양한 양의 항체-표지-CRP 복합체에 대한 광학 신호 강도
이 예에서, 접합 패드에 첨가하기 위한 최적량의 항체-표지-CRP 복합체는 70.06 AU의 신호에 상응하여, 접합 패드 상에 침착된 50 ng의 CRP를 초래한다. 이 양으로, 항체-표지-CRP 복합체에 대한 샘플 내의 미표지된 CRP의 비는 이들이 포획 구역에서 포획제에 결합하기 위해 경쟁함에 따라 미표지된 CRP 농도의 최적 범위에 걸쳐 강한 광학 신호를 생성하여 적절한 해상도의 신호를 허용하고, 샘플 내의 상승된 CRP 농도를 정확하게 정량화할 수 있다. 유리하게는, 접합 패드에서 50 ng의 CRP를 침착시키면(접합 패드에서 적절한 양의 항체-표지-CRP 복합체의 침착을 통해) 감소하는 광학 신호를 갖는(예를 들어, 도 2의 단계 B에서) 샌드위치-유형 분석 용량 반응 곡선의 부분에 있을 표지화제(항체-표지-CRP 복합체)에 대한 미표지된 CRP의 비를 초래한다. 표지화제(항체-표지-CRP 복합체)에 대한 미표지된 CRP의 이러한 비는 또한 이 예에서 측면 유동 분석이 증가하는 광학 신호를 갖는(예를 들어, 도 2의 단계 A에서) 샌드위치-유형 분석 용량 반응 곡선의 일부를 차폐하도록 한다. 임의의 특정한 이론에 구속되지 않고, 이 예에서 측면 유동 분석의 실시양태는 단지 감소하는 신호 강도를 나타내는 용량 반응 곡선의 부분("후크 효과"를 나타내는 곡선의 부분)을 사용하여 접합 패드에 최적화된 양의 CRP(이 예에서, 50 ng)를 첨가하여 도 1a, 1b, 및 2를 참조하여 상기 기재된 단점을 회피함으로써 샌드위치-유형 측면 유동 분석의 증가하는 광학 신호 부분을 효과적으로 차폐하는 것으로 여겨진다.
이 예에서, 항-CRP 항체를 2 mg/mL의 양으로 포획 구역에서 침착시켰다. 염소 항-마우스 항체를 2 mg/mL의 양으로 제어 구역에서 침착시켰다.
실시예 2
측면 유동 분석을 사용한 고농도 C-반응성 단백질의 정량화
후크 효과로 인해, 도 1a 및 1b를 참조하여 상기 기재된 것과 같은 샌드위치-유형 측면 유동 분석은 일반적으로 샘플 내에 상승된 수준으로 존재할 때 CRP의 농도를 정량화하는데 적합하지 않다. 상승된 농도를 결정하기 위해 이전에 샘플의 연속 희석물이 필요했기 때문에, 비효율적이고 힘든 공정을 초래하였다. 그러나, 본원에 기재된 측면 유동 장치, 시험 시스템, 및 방법을 사용하며, 건강한 수준을 초과하는 CRP의 농도는 정확하고 신뢰할 수 있고 신속하게 정량화될 수 있다.
실시예 1에서 준비된 바와 같은 측면 유동 분석 장치를, 하기 표 2의 마지막 칼럼에 제시된 바와 같이, 다양한 농도의 CRP를 포함한 샘플과 접촉시켰다. 이 예에서, 접합 패드에 첨가된 항체-표지-CRP 복합체의 양은 접합 채드 상에 침착된 CRP 100 ng을 초래하였다. 도 1a 및 1b를 참조하여 상기 기재된 것과 같은 샌드위치-유형 측면 유동 분석 장치를, 표 2의 중간 칼럼에 제시된 바와 같이, 동일한 샘플과 접촉시켰다. 상기 기재된 바와 같이, 중간 칼럼에서 언급된 샌드위치-유형 측면 유동 분석은 단지 접합 패드 상에 침착된 표지 항체를 포함하였다(항체-표지-CRP 복합체를 통해 접합 패드 상에 침착된 CRP는 없음). 30 μL의 인간 혈청에 표 2의 첫번째 칼럼에 제시된 양의 CRP를 첨가하여 유체 샘플을 제조하였다. 샘플을 측면 유동 분석 장치에 수용하고, 15초 후에 45 μL의 HEPES 완충액으로 헹궈내었다. 10분 후에, 광학 신호를 측정하였다. 모든 샘플을 6배로 실행하고, 평균 값을 표 2에 기록하였다. 도 6a는 접합 패드 상에 침착된 표지 항체를 사용한 측면 유동 분석(실선과 다이아몬드형) 및 접합 패드 상에 침착된 항체-표지-CRP 복합체를 사용한 측면 유동 분석(파선과 사각형)에 대한 생성된 용량 반응 곡선을 도시하며, 여기서 분석물의 농도는 x 축을 따라 로그 스케일로 측정된다. 도 6b는 항체-표지-CRP 복합체를 사용한 측면 유동 분석에 대한 도 6a의 예시적인 용량 반응 곡선을 도시하며, 여기서 분석물의 농도는 x 축을 따라 비-로그 스케일로 측정된다.
[표 2]
전통적인 샌드위치-유형 측면 유동 분석 및 본 개시내용의 측면 유동 분석의 비교
도 6a는 후크 효과를 포함하는 샌드위치-유형 측면 유동 분석과 본 개시내용에 따른 측면 유동 분석 사이의 유의한 차이를 강조한다. 후크 효과를 포함하는 샌드위치-유형 측면 유동 분석에서, 10 μg/mL 초과의 CRP 농도(로그 스케일 1.00)는 10 μg/mL 미만의 CRP 농도와 동일한 강도인 광학 신호를 생성한다. 대조적으로, 본 개시내용에 따른 측면 유동 분석은 CRP의 농도가 10 μg/mL 초과의 농도에서 정확하게 결정될 수 있게 한다. 이는 관심 분석물이 CRP인 본 실시예에서 특히 유리하며, 이는 염증 또는 질병 상태가 존재할 때 10 μg/mL 초과의 농도로 상승한다. 본원에 기재된 측면 유동 분석의 실시양태는 사용자가 시험 중인 대상체에서 CRP 농도가 정상 수준을 초과한다는 확신을 갖고 결정하게 한다. 시험 본 개시내용에 따른 시험이 수행되고 건강한 수준을 초과하는 CRP 농도(예를 들어, 10 μg/mL 초과)를 나타낼 때, 이 정보는 염증, 바이러스 감염, 및/또는 박테리아 감염 상태와 상관관계가 있을 수 있다.
또한, 시험 중인 대상체에서 정확한 농도의 CRP를 정확하게 찾아내는 능력은 시험 결과가 특정 유형의 질병 상태와 상관관계가 있게 할 수 있다. 예를 들어, 10 μg/mL 내지 20 μg/mL의 농도는 가벼운 염증과 상관관계가 있을 수 있는 반면, 40 μg/mL 내지 200 μg/mL의 농도는 박테리아 감염과 상관관계가 있을 수 있다. 게다가, 시험 중인 대상체에서 정확한 농도의 CRP를 정확하게 찾아내는 능력은 시험 결과가 질병의 단계와 상관관계가 있게 할 수 있다. 예를 들어, 40 μg/mL 내지 200 μg/mL의 농도는 가벼운 박테리아 감염과 상관관계가 있을 수 있는 반면, 200 μg/mL 초과의 농도는 심각한 박테리아 감염과 상관관계가 있을 수 있다. 이들 예는 예시적이며 본 개시내용의 범주를 제한하려 의도되지는 않는다.
본원에 개시된 측면 유동 분석 장치, 시스템, 및 방법은 추가적인 이점을 제공한다. 예를 들어, 본 개시내용에 따른 측면 유동 분석은 후크 효과를 나타내는 용량 반응 곡선의 부분을 사용함으로써 샘플 내의 분석물의 신뢰할만한 정량화를 할 수 있다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 건강한 수준 이하의 CRP 농도(약 10 μg/mL 이하)는 76 AU의 최대 강도의 10% 또는 그 이내(76.20 AU 내지 70.29 AU)인 신호를 초래한다. 따라서, 저농도의 샘플은 비교적 일정한 값으로 신호의 안정기를 생성한다(이 경우, 76 AU의 최대 강도 신호의 10% 이내의 신호). 본 개시내용에 따른 측면 유동 분석의 실시양태에서, 저농도의 CRP 농도에 대한 광학 신호에서의 이러한 중첩은 저농도의 CRP가 항상 건강한 대상체에 존재하고 시험이 낮은 수준의 CRP 농도에 민감할 필요가 없기 때문에 결점이 아니다.
대신에, 본 개시내용의 측면 유동 분석은, 유리하게는, 고농도로 존재하는 관심 분석물에 특히 민감하다. 고농도의 분석물은 안정기에 있지 않거나 또는 근처에 있지 않은 신호를 생성하며, 이 경우 신호는 약 70 AU 미만이다. 측면 유동 분석은 CRP의 농도가 건강한 수준을 초과할 때(10 μg/mL 초과) 점진적으로 감소하는 신호를 생성하며, 여기서 신호는 용이하게 검출가능하고(인식할 수 있는 신호 강도 및 잘 이격됨) 및 용량 반응 곡선에서 다른 신호와 중첩되지 않는다. 이는 후크 효과로 인해 분석물의 하나 초과의 양에 상응할 수 있는 신호 값을 생성하는 샌드위치-유형 측면 유동 분석에서와 같이, 특정한 검출된 신호에서 분석물의 양을 결정하는데 있어서 불확실성을 제거한다. 이러한 상황에서, 사용자는 분석물의 농도가 낮거나 또는 높은지 여부를 결정할 수 없어서, 진단 목적에 대한 불확실성을 초래한다. 대조적으로, 본 개시내용에 따른 측면 유동 분석은 0 또는 저농도의 분석물에 분명하고 명료하게 상응하는 신호(최대 강도 신호에서의 신호 또는 그와 실질적으로 동등한 신호) 또는 고농도의 분석물에 분명하고 명료하게 상응하는 신호(최대 강도 신호 미만의 신호)를 생성하며, 이는 이어서 정상 주순의 분석물(0 또는 저농도의 분석물) 또는 비정상 수준의 분석물(고농도의 분석물)과 직접적으로 상관관계가 있을 수 있다.
또한, 본원에 기재된 측면 유동 장치는 샘플을 희석할 필요 없이, 하나의 단일 분석에서 샘플 내의 상승된 농도의 분석물을 정량화한다. 대조적으로, 도 1a, 1b, 3a, 및 3b를 참조하여 기재된 것과 같은 분석은 고농도의 분석물을 포함하는 샘플의 희석을 필요로 하며; 그렇지 않으면, 용량 반응 곡선의 고농도 부분의 신호는 구별할 수 없다. 본 개시내용의 측면 유동 분석은 하나의 시험 후에 포획 구역에서 수득된 단일 신호에 기초하여 상승된 분석물 농도에서의 미세한 차이조차 결정할 수 있다.
실시예 3
본 개시내용에 따른 측면 유동 분석을 사용하여 측정된 CRP 농도는 ELISA 분석과 매우 상관관계가 있다
또한, 본 개시내용에 따른 측면 유동 분석의 실시양태는 효소 결합 면역흡착 분석(ELISA)과 같이, 샘플 내의 분석물의 양을 결정하기 위한 현재 금 표준 분석과 강하게 상관관계가 있다. 유리하게는, 본원에 기재된 측면 유동 분석의 실시양태에 의해 측정된 바와 같은 CRP의 농도는 ELISA에 의해 측정된 바와 같은 CRP의 농도와 강하게 상관관계가 있는 것으로 밝혀졌다. 도 7a는 본 개시내용에 따른 측면 유동 분석을 사용하여 측정된 다양한 혈청 샘플 내의 CRP 농도 및 ELISA를 사용하여 측정된 동일한 혈청 샘플 내의 CRP 농도를 요약한 표이다. 도 7b는 본 개시내용에 따라 수득된 CRP 농도 및 ELISA에 의해 측정된 CRP 농도의 상관관계에 대한 차트이다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 본 개시내용에 따른 분석의 실시양태를 사용하여 측정된 CRP의 농도와 ELISA에 의해 측정된 CRP의 농도 사이에 93%의 상관관계가 수득되었다.
본 개시내용에 따른 측면 유동 분석을 사용하여 상태를 진단하는 방법
본원에 제공된 일부 실시양태는 의학적 상태를 진단하기 위한 측면 유동 분석의 사용 방법에 관한 것이다. 일부 실시양태에서, 방법은 본원에 기재된 바와 같은 측면 유동 분석을 제공하는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 방법은 샘플을 측면 유동 분석의 샘플 저장소에서 수용하는 단계를 포함한다.
일부 실시양태에서, 샘플은 환경적 또는 생물학적 공급원을 포함한 공급원으로부터 수득된다. 일부 실시양태에서, 샘플은 관심 분석물을 갖는 것으로 의심된다. 일부 실시양태에서, 샘플은 관심 분석물을 갖는 것으로 의심되지 않는다. 일부 실시양태에서, 샘플은 분석물의 부재 또는 존재의 검증을 위해 수득되고 분석된다. 일부 실시양태에서, 샘플은 샘플 내의 분석물의 양에 대해 수득되고 분석된다. 일부 실시양태에서, 샘플 내의 분석물의 양은 건강한 대상체에 존재하는 정상 값 미만이거나, 건강한 대상체에 존재하는 정상 값이거나 또는 그 근처이거나, 또는 건강항 대상체에 존재하는 정상 값을 초과한다.
일부 실시양태에서, 샘플을 측면 유동 분석의 샘플 저장소에서 수용하는 단계는 샘플을 측면 유동 분석과 접촉시키는 단계를 포함한다. 샘플은 샘플을 점적기 또는 다른 적용기와 같은 외부 적용에 의해 샘플 저장소에 도입함으로써 측면 유동 분석과 접촉할 수 있다. 일부 실시양태에서, 시험 스트립이 샘플을 보유하는 용기 내로 침지될 때와 같이, 샘플 저장소는 샘플에 직접적으로 침지될 수 있다. 일부 실시양태에서, 샘플은 샘플 저장소에 붓거나, 떨어뜨리거나, 분무하거나, 배치하거나, 또는 그렇지 않으면 샘플 저장소와 접촉시킬 수 있다.
본 개시내용의 실시양태에서 표지화제는 항체, 표지, 및 관심 분석물을 포함하고, 샘플 저장소의 내부 또는 하류의 접합 패드(또는 표지 구역) 상에 침착될 수 있다. 표지화제는 물리적 또는 화학적 결합에 의해 접합 패드 상에 통합될 수 있다. 샘플은 샘플이 샘플 저장소에 첨가된 후에 표지화제를 가용화시켜, 표지화제를 보유하는 결합을 접합 패드에 방출한다. 분석물(존재하는 경우) 및 표지화제를 포함한 샘플을 유체 전선을 따라 측면 유동 분석을 통해 포획 구역으로 유동시킨다. 포획 구역에서 고정화된 포획제는 분석물(존재하는 경우) 및 표지화제에 결합한다. 표지화제가 포획 구역에서 포획제에 결합할 때, 표지로부터의 신호가 검출된다. 신호는 본원에 기재된 바와 같은 광학 신호를 포함할 수 있다. 저농도의 분석물이 샘플 내에 존재할 때(예컨대 건강한 수준과 같거나 또는 그 미만의 수준), 포획 구역에서 최대 강도 신호가 검출된다. 상승된 농도의 분석물(예컨대 건강한 값을 초과하는 수준)에서, 검출된 신호의 강도는 샘플 내의 분석물의 양에 비례하는 양으로 감소한다. 검출된 신호를 관심 분석물에 대한 용량 반응 곡선의 값과 비교하고, 샘플 내의 분석물의 농도를 결정한다.
일부 실시양태에서, 분석물은 상승된 농도로 존재한다. 상승된 농도의 분석물은 건강한 수준을 초과하는 농도의 분석물을 지칭할 수 있다. 따라서, 상승된 농도의 분석물은 건강한 수준 보다 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 100%, 125%, 150%, 200%, 또는 그 초과인 분석물의 농도를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 관심 분석물은 C-반응성 단백질(CRP)을 포함하며, 이는 약 1 내지 약 10 μg/mL의 양으로 건강한 개체의 혈청 내에 존재한다. 따라서, 샘플 내의 상승된 수준의 CRP는 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 또는 200 μg/mL 또는 그 초과의 양을 포함한다. 관심 분석물이 상승된 것으로 간주되는 수준은 특정한 관심 분석물에 따라 상이할 수 있다.
일부 실시양태에서, 분석물이 샘플 내에 상승된 농도로 존재하는 것으로 결정되면, 대상체는 특정 질병으로 진단된다. 일부 실시양태에서, 감염의 진단은 CRP의 농도가 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 또는 200 μg/mL 또는 그 초과인 것으로 결정될 때 이루어진다. 일부 실시양태에서, 농도가 200 μg/mL 초과, 예를 들어, 400-500 μg/mL인 결정은 심각한 박테리아 감염의 진단을 초래한다.
본 개시내용에 따른 측면 유동 분석을 포함한 예시적인 시험 시스템
본원에 기재된 측면 유동 분석 시험 시스템은 측면 유동 분석 시험 장치(시험 스트립과 같으나 이에 제한되지는 않음), 시험 장치의 전부 또는 일부를 수용하도록 구성된 포트를 포함한 하우징, 광원 및 광 검출기를 포함한 판독기, 데이터 분석기, 및 그의 조합을 포함할 수 있다. 하우징은 플라스틱, 금속, 또는 복합 물질을 포함한 매우 다양한 물질 중 임의의 하나로 이루어질 수 있다. 하우징은 진단 시험 시스템의 구성요소를 위한 보호 인클로져를 형성한다. 하우징은 또한 판독기와 관련하여 시험 스트립을 기계적으로 등록하는 리셉터클을 정의한다. 리셉터클은 매우 다양한 상이한 유형의 시험 스트립 중 임의의 하나를 수용하도록 설계될 수 있다. 일부 실시양태에서, 하우징은 벤치, 현장, 가정, 또는 국내, 상업, 또는 환경 적용을 위한 시설을 포함한 다양한 환경에서 측면 유동 분석을 수행하는 능력을 허용하는 휴대용 장치이다.
판독기는 시험 스트립의 포획 구역의 노출된 영역을 광학적으로 검사하기 위한 하나 이상의 광전자 구성요소를 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 판독기는 적어도 하나의 광원 및 적어도 하나의 광 검출기를 포함한다. 일부 실시양태에서, 광원은 반도체 발광 다이오드를 포함할 수 있고, 광 검출기는 반도체 포토다이오드를 포함할 수 있다. 시험 스트립에 의해 사용된 표지의 속성에 따라, 광원은 특정한 파장 범위 내에서의 광 또는 특정한 편광을 갖는 광을 방출하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 표지가 양자점과 같은 형광 표지인 경우, 광원은 표지로부터 형광 배출을 유도하는 파장 범위에서의 광으로 시험 스트립의 포획 구역의 노출된 영역을 비추도록 설계될 수 있다. 유사하게는, 광 검출기는 포획 구역의 노출된 영역으로부터 광을 선택적으로 포획하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 표지가 형광 표지인 경우, 광 검출기는 표지에 의해 방출된 형광의 파장 범위 내에서 광 또는 특정한 편광의 광을 선택적으로 포획하도록 설계될 수 있다. 반면에, 표지가 반사형 표지인 경우, 광 검출기는 광원에 의해 방출된 광의 파장 범위 내에서 광을 선택적으로 포획하도록 설계될 수 있다. 이를 위해, 광 검출기는 포획된 광의 파장 범위 또는 편광 축을 정의하는 하나 이상의 광학 필터를 포함할 수 있다. 표지로부터의 신호는 육안 관찰 또는 발색 기질로부터 색을 검출하는 분광광도계; 125I의 검출을 위한 감마 계수기와 같은 방사선을 검출하는 방사선 계수기; 특정 파장의 광의 존재 하에 형광을 검출하는 형광측정계를 사용하여 분석될 수 있다. 효소 결합 분석이 사용되는 경우, 관심 분석물 양의 정량적 분석은 분광광도계를 사용하여 수행될 수 있다. 본원에 기재된 측면 유동 분석은, 원한다면, 자동화되거나 또는 로봇식으로 수행될 수 있고, 다수의 샘플로부터의 신호가 동시에 검출될 수 있다. 또한, 다수의 신호는 멀티플렉스형 분석에서 검출될 수 있으며, 여기서 하나 초과의 관심 분석물이 검출되거나, 식별되거나, 또는 정량화된다.
멀티플렉스 분석은, 예를 들어, 바이러스 차등적 분석을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본원에 기재된 바와 같은 멀티플렉스 측면 유동 분석은 하나 또는 여러 바이러스 단백질이 바이러스 감염을 앓고 있거나 바이러스 감염을 앓고 있는 것으로 의심되는(예를 들어, 독감 유사 증상을 나타내는) 대상체로부터의 샘플 내에 존재하는지 여부를 검출할 수 있다. 일부 실시양태에서, 본 목적을 위한 멀티플렉스 측면 유동 분석은 상승된 농도의 CRP 및 저농도의 TRAIL 및 IP-10을 검출할 수 있다.
데이터 분석기는　판독기에 의해 수득된 신호 측정을 처리한다. 일반적으로, 데이터 분석기는　디지털 전자 회로 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 또는 소프트웨어를 포함한 임의의 컴퓨팅 또는 프로세싱 환경에서 구현될 수 있다. 일부 실시양태에서, 데이터 분석기는　 프로세서(예: 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 또는 ASIC) 및 아날로그-디지털 변환기를 포함한다. 데이터 분석기는　진단 시험 시스템의 하우징 내에서 혼입될 수 있다. 다른 실시양태에서, 데이터 분석기는　 유선 또는 무선 연결을 통해 진단 시스템과 통신할 수 있는 컴퓨터와 같은 별도의 장치에 위치된다. 데이터 분석기는 또한 데이터 분석을 위해 또는 결과 검토를 위해 무선 연결을 통해 외부 공급원에 결과를 전송하기 위한 회로를 포함할 수 있다.
일반적으로, 결과 표시기는　분석 시험의 하나 이상의 결과를 표시하는 매우 다양한 상이한 메커니즘 중 임의의 하나를 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 결과 표시기는, 예를 들어, 분석 시험의 완료를 표시하도록 활성화된 하나 이상의 광(예: 발광 다이오드)을 포함한다. 다른 구현에서, 결과 표시기는 분석 시험 결과를 제시하기 위한 영숫자 디스플레이(예: 2 또는 3문자 발광 다이오드 어레이)를 포함한다.
본원에 기재된 시험 시스템은 판독기, 데이터 분석기, 및 결과 표시기를 포함한 진단 시험 시스템의 활성 구성요소에 전력을 공급하는 전원 장치를 포함할 수 있다. 전원 장치는, 예를 들어, 교체용 배터리 또는 충전용 배터리에 의해 구현될 수 있다. 다른 실시양태에서, 진단 시험 시스템은 외부 호스트 장치(예: USB 케이블에 의해 연결된 컴퓨터)에 의해 전력을 공급받을 수 있다.
예시적인 측면 유동 장치의 특성
본원에 기재된 측면 유동 장치는 유체 샘플이 측면 유동 장치 내에 존재하는 면역크로마토그래피 시험 스트립과 같으나 이에 제한되지는 않는 시험 스트립에 도입되는 샘플 저장소(또한 샘플 수용 구역으로도 지칭됨)를 포함할 수 있다. 일 예에서, 샘플은 점적기 또는 다른 적용기와 같은 외부 적용에 의해 샘플 저장소에 도입될 수 있다. 샘플은 샘플 저장소에 붓거나 또는 그 위에 전달될 수 있다. 또 다른 예에서, 샘플 저장소는 시험 스트립이 샘플을 보유하는 용기 내로 침지될 때와 같이, 샘플에 직접적으로 침지될 수 있다.
본원에 기재된 측면 유동 장치는 고체 지지체 또는 기판을 포함할 수 있다. 적합한 고체 지지체는 니트로셀룰로스, 반응 트레이 웰의 벽, 다중-웰 플레이트, 시험 튜브, 폴리스티렌 비드, 자기 비드, 막, 및 미세입자(예컨대 라텍스 입자)를 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 표지화제에 의한 접근을 허용하기에 충분한 다공성 및 포획제를 고정시키기 위한 적합한 표면 친화성을 갖는 임의의 적합한 다공성 물질이 본원에 기재된 측면 유동 장치에 사용될 수 있다. 예를 들어, 니트로셀룰로스의 다공성 구조는 매우 다양한 시약, 예를 들어, 포획제에 대한 훌륭한 흡수 및 흡착 품질을 갖는다. 나일론은 유사한 특징을 보유하고 있으며 또한 적합하다. 수화된 상태에서 겔 구조를 갖는 물질과 같이 미세다공성 구조가 유용하다.
유용한 고체 지지체의 추가 예는 하기를 포함한다: 천연 중합성 탄수화물 및 그의 합성적으로 변형, 가교 또는 치환된 유도체, 예컨대 한천, 아가로스, 가교 알긴산, 치환 및 가교된 구아 검, 셀룰로스 에스테르, 특히 질산 및 카르복실산을 갖는 것들, 혼합된 셀룰로스 에스테르, 및 셀룰로스 에테르; 가교 또는 변형된 젤라틴을 포함한, 단백질 및 유도체와 같은, 질소를 함유하는 천연 중합체; 라텍스 및 고무와 같은 천연 탄화수소 중합체; 플리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐아세테이트 및 그의 부분적으로 가수분해된 유도체, 폴리아크릴아미드, 폴리메타크릴레이트를 포함한, 비닐 중합체와 같은, 적합한 다공성 구조로 제조될 수 있는 합성 중합체, 폴리에스테르, 폴리아미드와 같은, 상기 중축합물의 공중합체 및 삼원공중합체, 및 폴리우레탄 또는 폴리에폭시드와 같은 다른 중합체; 황산바륨, 황산칼슘, 탄산칼슘, 알칼리 및 알칼리 토금속의 규산염, 알루미늄 및 마그네슘을 포함한, 알칼리 토금속 및 마그네슘의 황산염 또는 탄산염과 같은 다공성 무기 물질; 및 점토, 알루미나, 활석, 카올린, 제올라이트, 실리카 겔, 또는 유리(이들 물질은 상기 중합성 물질과 함께 필터로 사용될 수 있음)와 같은, 알루미늄 또는 산화규소 또는 수화물; 및 상기 부류의 혼합물 또는 공중합체, 예컨대 기존 천연 중합체에서 합성 중합체의 중합을 초기화함으로써 수득되는 그래프트 공중합체.
본원에 기재된 측면 유동 장치는 시트 또는 스트립 형태의 니트로셀룰로스와 같은 다공성 고체 지지체를 포함할 수 있다. 이러한 시트 또는 스트립의 두께는 넓은 한계 내에서, 예를 들어, 약 0.01 내지 0.5 mm, 약 0.02 내지 0.45 mm, 약 0.05 내지 0.3 mm, 약 0.075 내지 0.25 mm, 약 0.1 내지 0.2 mm, 또는 약 0.11 내지 0.15 mm로 변할 수 있다. 이러한 시트 또는 스트립의 공극 크기는 넓은 한계 내에서, 예를 들어 약 0.025 내지 15 미크론, 또는 보다 구체적으로 약 0.1 내지 3 미크론으로 유사하게 변할 수 있지만; 공극 크기는 고체 지지체의 선택에서 제한 요인인 것으로 의도되지 않는다. 고체 지지체의 유속은 또한, 적용가능한 경우, 넓은 한계 내에서, 예를 들어 약 12.5 내지 90 sec/cm(즉, 50 내지 300 sec/4 cm), 약 22.5 내지 62.5 sec/cm(즉, 90 내지 250 sec/4 cm), 약 25 내지 62.5 sec/cm(즉, 100 내지 250 sec/4 cm), 약 37.5 내지 62.5 sec/cm(즉, 150 내지 250 sec/4 cm), 또는 약 50 내지 62.5 sec/cm(즉, 200 내지 250 sec/4 cm)로 변할 수 있다. 본원에 기재된 장치의 구체적 실시양태에서, 유속은 약 35 sec/cm(즉, 140 sec/4 cm)이다. 본원에 기재된 장치의 다른 구체적 실시양태에서, 유속은 약 37.5 sec/cm(즉, 150 sec/4 cm)이다.
고체 지지체의 표면은 지지체에 작용제(예: 포획 시약)의 공유 결합을 야기하는 화학적 처리에 의해 활성화될 수 있다. 하기 기재된 바와 같이, 고체 지지체는 접합 패드를 포함할 수 있다. 이온성 상호작용, 소수성 상호작용, 공유 상호작용 등을 포함하나 이에 제한되지는 않는 많은 다른 적합한 방법이 작용제(예: 포획 시약)를 고체 지지체에 고정화시키는데 사용될 수 있다.
달리 물리적으로 제한되는 것을 제외하고, 고체 지지체는 필름, 시트, 스트립, 또는 플레이트와 같은 임의의 적합한 형태로 사용될 수 있거나, 또는 종이, 유리, 플라스틱 필름, 또는 직물과 같은 적절한 불활성 담체 상에 코팅되거나, 그에 결합되거나 또는 적층될 수 있다.
본원에 기재된 측면 유동 장치는 포획 시약을 포함하는 막 또는 다른 유형의 물질과 같은 접합 패드를 포함할 수 있다. 접합 패드는 셀룰로스 아세테이트, 셀룰로스 니트레이트, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 유리 섬유, 막, 폴리에테르술폰, 재생된 셀룰로스(RC), 폴리테트라-플루오르에틸렌(PTFE), 폴리에스테르(예: 폴리에틸렌 테레프탈레이트), 폴리카보네이트(예: 4,4-히드록시-디페닐-2,2'-프로판), 산화알루미늄, 혼합된 셀룰로스 에스테르(예: 셀룰로스 아세테이트 및 셀룰로스 니트레이트의 혼합물), 나일론(예: 폴리아미드, 헥사메틸렌-디아민, 및 나일론 66), 폴리프로필렌, PVDF, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)+핵제 "알루미늄 디벤조에이트"(DBS)(예: 80 u 0.024 HDPE DBS(Porex)), 및 HDPE일 수 있다.
본원에 기재된 측면 유동 장치는 샘플 내에 고농도로 존재하는 관심 분석물에 매우 민감하다. 상기 기재된 바와 같이, 샘플 내의 미표지된 관심 분석물이 포획 구역에서 포획제에 결합하기 위해 표지된 화합물과 경쟁하기에 충분한 양으로 존재할 때 고농도로 존재하여, 용량 반응 곡선의 음의 기울기 부분(예를 들어, 통상적인 샌드위치-유형 측면 유동 분석의 용량 반응 곡선의 "후크 효과" 부분 또는 본 개시내용의 측면 유동 분석에 따른 용량 반응 곡선의 음의 기울기 부분)에서 검출된 신호를 초래한다. "민감도"는 이와 같이 정확히 식별된 실제 양의 비율(예를 들어, 상태를 갖는 것으로 정확히 식별된 감염, 잠복 또는 증상 대상체의 백분율)을 지칭한다. 민감도는 진 양성의 수를 진 양성의 수와 거짓 음성의 수의 합으로 나눈 값으로 계산될 수 있다.
본원에 기재된 측면 유동 장치는 매우 상이한 종류의 샘플 내의 관심 분석물을 정확하게 측정할 수 있다. 샘플은 임의의 공급원으로부터 수득된 시료 또는 배양물, 뿐만 아니라 생물학적 및 환경적 샘플을 포함할 수 있다. 생물학적 샘플은 동물(인간 포함)로부터 수득될 수 있고 유체, 고체, 조직, 및 기체를 포함한다. 생물학적 샘플은 소변, 타액, 및 혈장, 혈청 등과 같은 혈액 산물을 포함한다. 그러나 이러한 예는 본 개시내용에 적용가능한 동일한 유형을 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
일부 실시양태에서 샘플은 환경에서 분석물을 검출하기 위한 환경적 샘플이다. 일부 실시양태에서, 샘플은 대상체로부터의 생물학적 샘플이다. 일부 실시양태에서, 생물학적 샘플은 말초 혈액, 혈청, 혈장, 복수, 소변, 뇌척수액(CSF), 가래, 타액, 골수, 활액, 수양액, 양수, 귀지, 모유, 기관지폐포 세척액, 정액(전립샘액 포함), 쿠퍼액 또는 조루 사정액, 여성 사정액, 땀, 분변, 모발, 눈물, 낭액, 흉막액 및 복막액, 심낭액, 림프액, 미즙, 유미즙, 담즙, 간질액, 월경혈, 고름, 피지, 구토물, 질 분비물, 점막 분비물, 대변액, 췌장액, 부비강으로부터의 세척액, 기관지폐 흡인물, 또는 다른 세척액을 포함할 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "분석물"은 일반적으로 검출될 물질을 지칭한다. 예를 들어, 분석물은 항원성 물질, 합텐, 항체, 및 그의 조합을 포함할 수 있다. 분석물은 독소, 유기 화합물, 단백질, 펩티드, 미생물, 아미노산, 핵산, 호르몬, 스테로이드, 비타민, 약물(치료 목적으로 투여된 것들 뿐만 아니라 위법 목적으로 투여된 것들도 포함함), 약물 매개체 또는 부산물, 박테리아, 바이러스 입자, 및 임의의 상기 물질에 대한 대사물 또는 항체를 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 일부 분석물의 구체적인 예는 페리틴; 크레아티닌 키나제 MB(CK-MB); 인간 융모성 고나도트로핀(hCG); 디곡신; 페니토인; 페노바르비톨; 카르바마제핀; 반코마이신; 젠타마이신; 테오필린; 발프로산; 퀴니딘; 황체형성 호르몬(LH); 여포 자극 호르몬(FSH); 에스트라디올, 프로게스테론; C-반응성 단백질(CRP); 리포칼린; IgE 항체; 시토카인; TNF-관련 세포사멸-유도 리간드(TRAIL); 비타민 B2 마이크로글로불린; 인터페론 감마-유도 단백질 10(IP-10); 당화 헤모글로빈(Gly Hb); 코티솔; 디기톡신; N-아세틸프로카인아미드(NAPA); 프로카인아미드; 풍진-IgG 및 풍진 IgM과 같은 풍진에 대한 항체; 톡소플라즈마증 IgG(Toxo-IgG) 및 톡소플라즈마증 IgM(Toxo-IgM)과 같은 톡소플라즈마증에 대한 항체; 테스토스테론; 살리실산염; 아세트아미노펜; B형 간염 표면 항원(HBsAg); 항-B형 간염 핵심 항원 IgG 및 IgM(항-HBC)과 같은 B형 간염 핵심 항원에 대한 항체; 인간 면역 결핍 바이러스 1 및 2(HIV 1 및 2); 인간 T-세포 백혈병 바이러스 1 및 2(HTLV); B형 간염 e 항원(HBeAg); B형 간염 e 항원에 대한 항체(항-HBe); 인플루엔자 바이러스; 갑상선 자극 호르몬(TSH); 티록신(T4); 총 트리요오도티로닌(Total T3); 유리 트리요오도티로닌(Free T3); 암배아 항원(CEA); 지질단백질, 콜레스테롤, 및 트리글리세리드; 및 알파 태아단백질(AFP)을 포함한다. 남용 약물 및 제어 물질은 암페타민; 메타암페타민; 아모바르비탈, 세코바르비탈, 펜토바르비탈, 펜노바르비탈, 및 바르비탈과 같은 신경안정제; 리브륨 및 발륨과 같은 벤조디아제핀; 하쉬쉬 및 마리화나와 같은 카나비노이드; 코카인; 펜타닐; LSD; 메타콸론; 헤로인, 모르핀, 코데인, 히드로모르폰, 히드로코돈, 메타돈, 옥시코돈, 옥시몰폰 및 오퓸과 같은 아편제; 펜시클리딘; 및 프로폭시헨을 포함하나 이에 제한되는 것으로 의도되지는 않는다. 추가적인 분석물은 생물학적 또는 환경학적 관심 물질의 목적을 위해 포함될 수 있다.
본원에 기재된 측면 유동 장치는 표지를 포함할 수 있다. 표지는 분광, 광화학, 생화학, 면역화학, 전기, 광학 또는 화학 수단에 의해 검출가능한 분석물, 분석물 유사체, 검출기 시약, 또는 결합 파트너에 결합되거나 또는 결합될 수 있는 분자 또는 조성물을 포함한, 많은 상이한 형태를 취할 수 있다. 표지의 예는 효소, 콜로이드성 금 입자(금 나노입자로도 지칭됨), 유색 라텍스 입자, 방사성 동위원소, 보조인자, 리간드, 화학발광제 또는 형광제, 단백질-흡착된 은 입자, 단백질-흡착된 철 입자, 단백질-흡착된 구리 입자, 단백질-흡착된 셀레늄 입자, 단백질-흡착된 황 인자, 단백질-흡착된 텔루륨 입자, 단백질-흡착된 탄소 입자, 및 단백질-연결된 염료 주머니를 포함한다. 표지에 화합물(예: 검출기 시약)의 부착은 킬레이트 등에서와 같이 공유 결합, 흡착 공정, 소수성 및/또는 정전기적 결합, 또는 이들 결합의 조합 및 상호작용을 통해 이루어질 수 있고/있거나 연결기를 수반할 수 있다.
"특이적 결합 파트너(또는 결합 파트너)"라는 용어는 수반되는 분자의 3차원 구조에 따라 특이적인 비공유 상호작용에 의해 상호작용하는 한 쌍의 분자의 구성원을 지칭한다. 특이적 결합 파트너의 전형적인 쌍은 항원/항체, 합텐/항체, 호르몬/수용체, 핵산 가닥/상보성 핵산 가닥, 기질/효소, 억제제/효소, 탄수화물/렉틴, 비오틴/(스트렙트)아비딘, 수용체/리간드, 및 바이러스/세포 수용체, 또는 그의 다양한 조합을 포함한다.
본원에 기재된 바와 같이, "면역글로불린" 또는 "항체"라는 용어는 특이적 항원에 결합하는 단백질을 지칭한다. 면역글로불린은 폴리클로날, 모노클로날, 키메라, 및 인간화 항체, Fab 단편, F(ab')2 단편을 포함하나 이에 제한되지는 않고, 하기 부류의 면역글로불린을 포함한다: IgG, IgA, IgM, IgD, IbE, 및 분비된 면역글로불린(sIg). 면역글로불린은 일반적으로 2개의 동일한 중쇄 및 2개의 경쇄를 포함한다. 그러나, "항체" 및 "면역글로불린"이라는 용어는 또한 단일 쇄 항체 및 2개의 쇄 항체를 포함한다.
본원에 기재된 측면 유동 장치는 표지화제를 포함한다. 일부 경우에, 표지화제는 분석물에 결합할 수 있는 검출제를 포함한다. 표지화제는 분석물에 대해 특이적일 수 있다. 일부 실시양태에서, 표지화제는 검출제에 접합되거나, 결합되거나, 또는 그와 회합된 항체 또는 그의 단편일 수 있다. 본 개시내용에 따른 측면 유동 분석의 실시양태에서, 표지화제는 검출제 및 관심 분석물에 접합되거나, 결합되거나, 또는 그와 회합되어, 표지-항체-분석물 복합체를 형성하는 항체 또는 그의 단편일 수 있다.
본 개시내용에 따른 측면 유동 장치는 포획제를 포함한다. 포획제는 유리(미표지된) 분석물 및/또는 표지된 분석물을 포함한 분석물에 결합할 수 있는 고정화제를 포함한다. 포획제는 (i) 표지된 관심 분석물, (ii) 경쟁 분석에서와 같이, 표지된 분석물 또는 미표지된 분석물, 또는 (iii) 간접 분석에서와 같이, 그 자체가 분석물에 특이적인 보조적인 특이적 결합 파트너에 특이적인 미표지된 특이적 결합 파트너를 포함한다. 본원에 사용된 바와 같이, "보조적인 특이적 결합 파트너"는 분석물의 특이적 결합 파트너에 결합하는 특이적 결합 파트너이다. 예를 들어, 보조적인 특이적 결합 파트너는 또 다른 항체에 특이적인 항체, 예를 들어, 염소 항-인간 항체를 포함할 수 있다. 본원에 기재된 측면 유동 장치는 포획 시약이 고정화되어 있는 측면 유동 장치의 영역인 "포획 구역"을 포함할 수 있다. 본원에 기재된 측면 유동 장치는 하나 초과의 포획 구역, 예를 들어, "1차 포획 구역," "2차 포획 구역" 등을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 상이한 포획 시약은 1차, 2차, 및/또는 다른 포획 구역에 고정화될 것이다. 다수의 포획 구역은 측면 유동 기판 상에서 서로에 대해 임의의 배향을 가질 수 있으며; 예를 들어, 1차 포획 구역은 유체 유동 경로에 따라 2차(또는 다른) 포획 구역에 원위 또는 근위일 수 있고 그 반대일 수도 있다. 대안적으로, 1차 포획 구역 및 2차(또는 다른) 포획 구역은 유체가 동시에 또는 거의 동시에 포획 구역과 접촉하도록 유체 유동 경로에 수직인 축을 따라 정렬될 수 있다.
본 개시내용에 따른 측면 유동 장치는 포획제의 이동이 측면 유동 장치의 정상 작동 동안 제한되도록 고정화된 포획제를 포함한다. 예를 들어, 고정화된 포획제의 이동은 유체 샘플이 측면 유동 장치에 적용되기 전 또는 후에 제한된다. 포획제의 고정화는 장벽, 정전기적 상호작용, 수소-결합, 생체친화성, 공유 상호작용 또는 그의 조합과 같은 물리적 수단에 의해 달성될 수 있다.
본 개시내용에 따른 측면 유동 장치는 멀티플렉스 분석을 포함할 수 있다. 멀티플렉스 분석은 다수의 상이한 관심 분석물이 검출되고, 식별되고, 일부 경우에 정량화될 수 있는 분석을 포함한다. 예를 들어, 멀티플렉스 분석 장치에서, 1차, 2차, 또는 더 많은 포획 구역이 존재할 수 있으며, 각각은 다수의 관심 분석물 중 하나의 관심 분석물에 대해 특이적이다.
본 개시내용에 따른 측면 유동 장치는 생물학적 제제를 검출하고, 식별하고, 일부 경우에 정량화할 수 있다. 생물학적 제제는 원핵생물 세포주, 진핵생물 세포주, 포유동물 세포주, 미생물 세포주, 곤충 세포주, 식물 세포주, 혼합 세포주, 자연 발생 세포주, 또는 합성 조작된 세포주를 포함할 수 있는 살아있는 유기체에 의해 생성된 화학적 또는 생물학적 화합물을 포함한다. 생물학적 제제는 단백질, 다당류, 지질, 및 핵산과 같은 큰 거대분자, 뿐만 아니라 1차 대사물, 2차 대사물, 및 자연 산물과 같은 소분자를 포함할 수 있다.
발명의 설명, 구체적인 실시예 및 데이터는, 예시적인 실시양태를 나타내면서, 예시로서 주어지고 본 개시내용의 다양한 실시양태를 제한하려는 것이 아님을 이해해야 한다. 본 개시내용 내의 다양한 변화 및 변형은 본원에 포함된 설명 및 데이터로부터 당업자에 의해 명백해질 것이며, 따라서 본 개시내용의 다양한 실시양태의 부분으로 간주된다.

Claims (48)

  1. 분석 시험 스트립(assay test strip)으로서,
    유체 샘플을 수용하도록 구성된 유동 경로;
    상기 유동 경로에 연결된 샘플 수용 구역;
    상기 샘플 수용 구역의 유동 경로 하류에 연결되고 관심 분석물에 특이적인 고정화된 포획제를 포함하는 포획 구역; 및
    상기 유체 샘플의 적용 전의, 표지 구역 내의 표지화제로, 상기 표지화제는 유체 샘플의 존재 하에 상기 유동 경로에서 상기 포획 구역으로 유동하도록 구성되고, 상기 표지화제는 표지, 관심 분석물에 특이적으로 결합하는 항체 또는 항체의 단편, 및 관심 분석물을 포함하는, 표지화제;
    를 포함하는, 분석 시험 스트립.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유동 경로가 미표지된 관심 분석물을 포함하는 유체 샘플을 수용하도록 구성되고, 상기 표지화제가 미표지된 관심 분석물에 특이적으로 결합하지 않는, 분석 시험 스트립.
  3. 제2항에 있어서, 상기 표지화제가 미표지된 관심 분석물과 유동 경로에서 포획 구역으로 유동하도록 구성되는, 분석 시험 스트립.
  4. 제3항에 있어서, 상기 표지화제가 포획 구역에서 고정화된 포획제에 결합하기 위해 미표지된 관심 분석물과 경쟁하도록 구성되는, 분석 시험 스트립.
  5. 제4항에 있어서, 포획 구역에서 고정화된 포획제에 결합된 표지화제로부터 방출된 광학 신호가, 상기 유체 샘플 내의 미표지된 관심 분석물의 농도가 증가함에 따라, 감소하는, 분석 시험 스트립.
  6. 제1항에 있어서, 상기 유동 경로가 관심 분석물을 포함하거나 또는 포함하지 않는 유체 샘플을 수용하도록 구성되고, 상기 표지화제가 상기 유체 샘플이 관심 분석물을 포함하지 않을 때, 포획 구역에서 모든 또는 실질적으로 모든 고정화된 포획제에 특이적으로 결합하는, 분석 시험 스트립.
  7. 제6항에 있어서, 상기 유체 샘플이 관심 분석물을 포함하지 않을 때, 포획 구역에서 결합된 표지화제로부터 방출된 광학 신호가 분석 시험 스트립으로부터 방출될 수 있는 최대 광학 신호인, 분석 시험 스트립.
  8. 제7항에 있어서, 상기 유체 샘플이 관심 분석물을 포함할 때, 포획 구역에서 결합된 표지화제로부터 방출된 광학 신호가 최대 광학 신호 미만인, 분석 시험 스트립.
  9. 제1항에 있어서, 상기 고정화된 포획제가 관심 분석물에 특이적으로 결합하는 항체 또는 항체의 단편을 포함하고,
    표지 구역이 샘플 수용 구역의 하류이거나,
    샘플 수용 구역이 표지 구역 내 위치하거나,
    샘플 수용 구역이 표지 구역과 같은 공간을 차지하는, 분석 시험 스트립.
  10. 제1항에 있어서, 상기 표지화제가 상기 시험 스트립의 표면 상에 통합되는, 분석 시험 스트립.
  11. 제1항에 있어서, 상기 표지화제가 표지화제를 포함하는 용액을 시험 스트립의 표면 상에 분무하고 용액을 건조시킴으로써 시험 스트립의 표면 상에 통합되는, 분석 시험 스트립.
  12. 제1항에 있어서, 상기 유체 샘플이 혈액, 혈장, 소변, 땀, 또는 타액 샘플로 이루어진 군으로부터 선택되는, 분석 시험 스트립.
  13. 제1항에 있어서, 상기 관심 분석물이 C-반응성 단백질(CRP)을 포함하고, 상기 표지화제가 항-CRP 항체 또는 CRP에 결합된 그의 단편을 포함하는, 분석 시험 스트립.
  14. 진단 시험 시스템으로서,
    제1항의 분석 시험 스트립;
    광원 및 검출기를 포함하는 판독기; 및
    데이터 분석기
    를 포함하는, 진단 시험 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 판독기가 시험 스트립의 용량 반응 곡선의 최대 광학 신호인 분석 시험 스트립으로부터의 광학 신호를 검출할 때, 상기 데이터 분석기가 유체 샘플 내에 관심 분석물이 없다는 표시를 출력하는, 진단 시험 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 판독기가 최대 광학 신호의 1% 이내인 분석 시험 스트립으로부터의 광학 신호를 검출할 때, 상기 데이터 분석기가 유체 샘플 내에 저농도의 관심 분석물이 있다는 표시를 출력하는, 진단 시험 시스템.
  17. 제15항에 있어서, 상기 판독기가 최대 광학 신호의 5% 이내인 분석 시험 스트립으로부터의 광학 신호를 검출할 때, 상기 데이터 분석기가 유체 샘플 내에 저농도의 관심 분석물이 있다는 표시를 출력하는, 진단 시험 시스템.
  18. 제15항에 있어서, 상기 판독기가 최대 광학 신호의 10% 이내인 분석 시험 스트립으로부터의 광학 신호를 검출할 때, 상기 데이터 분석기가 유체 샘플 내에 저농도의 관심 분석물이 있다는 표시를 출력하는, 진단 시험 시스템.
  19. 제15항에 있어서, 상기 판독기가 최대 광학 신호의 90% 또는 90% 미만인 분석 시험 스트립으로부터의 광학 신호를 검출할 때, 상기 데이터 분석기가 유체 샘플 내에 고농도의 관심 분석물이 있다는 표시를 출력하는, 진단 시험 시스템.
  20. 제15항에 있어서, 상기 판독기가 최대 광학 신호 미만인 분석 시험 스트립으로부터의 광학 신호를 검출할 때, 상기 데이터 분석기가 샘플 내의 관심 분석물의 농도 표시를 출력하는, 진단 시험 시스템.
  21. 분석 시험 스트립을 사용하여 유체 샘플 내의 관심 분석물의 농도를 결정하는 방법으로서,
    분석 시험 스트립은, 유체 샘플을 수용하도록 구성된 유동 경로, 상기 유동 경로에 연결된 샘플 수용 구역, 샘플 수용 구역의 유동 경로 하류에 연결되고 관심 분석물에 특이적인 고정화된 포획제를 포함하는 구획 구역, 및
    상기 유체 샘플의 적용 전의, 표지 구역 내 표지화제를 포함하고, 상기 표지화제는 유체 샘플의 존재 하에 상기 유동 경로에서 포획 구역으로 유동하도록 구성되고, 상기 표지화제는 표지, 관심 분석물에 특이적으로 결합하는 항체 또는 항체의 단편, 및 관심 분석물을 포함하며,
    상기 유체 샘플을 분석 시험 스트립에 적용시키는 단계;
    상기 유동 경로로부터 표지화제를 분리시키는 단계;
    상기 유동 경로 내의 유체 샘플 및 표지화제를 포획 구역으로 유동시키는 단계;
    상기 표지화제를 포획 구역에서 고정화된 포획제에 결합시키는 단계;
    상기 포획 구역에서 고정화된 포획제에 결합된 표지화제로부터 신호를 검출하는 단계;
    를 포함하는, 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 검출된 신호가 광학 신호, 형광 신호, 또는 자기 신호이고,
    표지 구역이 샘플 수용 구역의 하류이거나,
    샘플 수용 구역이 표지 구역 내 위치하거나,
    샘플 수용 구역이 표지 구역과 같은 공간을 차지하는, 방법.
  23. 제21항에 있어서, 상기 표지화제를 분리시키는 단계가 표지화제를 유체 샘플로 가용화시키는 단계를 포함하는, 방법.
  24. 제21항에 있어서, 상기 유체 샘플이 미표지된 관심 분석물을 포함하고, 상기 표지화제가 미표지된 관심 분석물에 특이적으로 결합하지 않는, 방법.
  25. 제21항에 있어서, 상기 유체 샘플이 미표지된 관심 분석물을 포함하고, 상기 표지화제가 포획 구역에서 고정화된 포획제에 결합하기 위해 미표지된 관심 분석물과 경쟁하도록 구성되는, 방법.
  26. 제21항에 있어서, 상기 유체 샘플이 관심 분석물을 포함하지 않고, 상기 검출 단계가 시험 스트립의 용량 반응 곡선의 최대 신호를 검출하는 단계를 포함하는, 방법.
  27. 제26항에 있어서, 유체 샘플 내의 분석물의 농도가 0임을 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  28. 제27항에 있어서, 관심 분석물이 유체 샘플 내에 존재하지 않는다는 표시를 나타내는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  29. 제21항에 있어서, 상기 유체 샘플이 관심 분석물을 포함하고, 상기 검출하는 단계가 시험 스트립의 용량 반응 곡선의 최대 신호 미만인 시험 스트립으로부터의 신호를 검출하는 단계를 포함하는, 방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 유체 샘플 내의 분석물의 농도가 0 초과임을 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  31. 제30항에 있어서, 상기 관심 분석물이 유체 샘플 내에 존재한다는 표시를 나타내는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  32. 제29항에 있어서, 다음 단계들을 추가로 포함하는, 방법:
    상기 검출된 신호가 최대 광학 신호의 10% 이내임을 결정하는 단계; 및
    상기 관심 분석물이 유체 샘플 내에 저농도로 존재한다는 표시를 나타내는 단계.
  33. 제29항에 있어서, 다음 단계들을 추가로 포함하는, 방법:
    상기 검출된 신호가 최대 신호의 90% 또는 90% 미만임을 결정하는 단계; 및
    상기 관심 분석물이 유체 샘플 내에 고농도로 존재한다는 표시를 나타내는 단계.
  34. 분석 시험 스트립의 제조 방법으로서,
    샘플 수용 구역을 유체 샘플을 수용하도록 구성된 유동 경로에 연결시키는 단계;
    포획 구역을 샘플 수용 구역의 유동 경로 하류에 연결시키는 단계; 및
    표지, 관심 분석물에 특이적으로 결합하는 항체 또는 항체의 단편, 및 관심 분석물을 포함하는 표지화제를 표지 구역에서 유동 경로에 연결시키는 단계
    를 포함하는, 방법.
  35. 제34항에 있어서, 상기 관심 분석물이 C-반응성 단백질(CRP)을 포함하고, 상기 항체가 항-CRP 항체 또는 항-CRP 항체의 단편을 포함하는, 방법.
  36. 제35항에 있어서, 상기 관심 분석물이 적어도 50 ng의 CRP를 포함하는, 방법.
  37. 제35항에 있어서, 상기 관심 분석물이 적어도 100 ng의 CRP를 포함하는, 방법.
  38. 제34항에 있어서, 상기 관심 분석물에 특이적인 포획제를 포획 구역 상에 고정화시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  39. 제34항에 있어서, 상기 표지화제를 유동 경로에 연결시키는 단계가 표지화제와 유동 경로 사이의 결합을 형성하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 결합은 유동 경로에서 유체 샘플의 존재 하에 해제되는, 방법.
  40. 제34항에 있어서, 샘플 수용 구역이 표지 구역 내 위치하거나 표지 구역과 같은 공간을 차지하고, 상기 표지화제를 연결시키는 단계가 표지화제를 포함하는 용액을 샘플 수용 구역의 표면 상에 분무하는 단계를 포함하는, 방법.
  41. 제34항에 있어서, 표지 구역이 샘플 수용 구역의 하류이거나, 샘플 수용 구역이 표지 구역 내 위치하고, 상기 표지화제를 연결시키는 단계가 표지화제를 포함하는 용액을 샘플 수용 구역과 포획 구역 사이의 분석 시험 스트립의 표면 상에 분무하는 단계를 포함하는, 방법.
  42. 제34항에 있어서, 상기 표지화제를 연결시키는 단계가 다음 단계들을 포함하는, 방법:
    표지화제를 포함하는 유체 용액을 분석 시험 스트립의 표면 상에 적용시키는 단계; 및
    상기 유체 용액을 건조시키는 단계.
  43. 제34항에 있어서, 상기 표지화제를 연결시키는 단계가 표지화제를 분석 시험 스트립의 표면으로 통합시키는 단계를 포함하는, 방법.
  44. 제34항에 있어서, 상기 표지화제를 포함하는 용액을 제공하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  45. 제44항에 있어서, 상기 용액을 제공하는 단계가 표지 및 항체 또는 항체의 단편을 포함하는 제1 액체를 관심 분석물을 포함하는 제2 액체와 혼합하는 단계를 포함하는, 방법.
  46. 제45항에 있어서, 상기 용액을 제공하는 단계가 제1 액체 및 제2 액체의 혼합물을 30분 동안 배양하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  47. 제44항에 있어서, 상기 표지화제를 유동 경로에 연결시키는 단계가 용액을 분석 시험 스트립의 표면 상에 분무하는 단계를 포함하는, 방법.
  48. 제34항 내지 제47항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 분석 시험 스트립.
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