(57)【要約】【課題】検出信号を増強する検出方法を提供する。【解決手段】前記検出方法は、管部と、入口槽と、ガスチャンバとを含み、入口槽及びガスチャンバがそれぞれ管部の第１端及び第２端に連通し、ガスチャンバに弾性層が設けられ、かつ管部に結合材料が反応領域として設けられる検出装置を提供するステップと、検出材料を含むサンプルを入口槽に置くステップと、弾性層に上向きの作用力を加えることにより、サンプルを管部の第２端へ移動させ、検出材料の一部を管部中の結合材料と結合させるステップと、弾性層に下向きの作用力を加えることにより、サンプルを管部の第１端へ移動させ、より多くの検出材料を管部中の結合材料と結合させるステップと、前の２つのステップを少なくとも１回繰り返すステップと、弾性層に下向きの作用力を加えることにより、サンプルを反応領域から離させるステップと、反応領域の信号を検出するステップと、を含む。【選択図】  図２
2020106527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出信号を増強する検出方法であって、
管部と、入口槽と、ガスチャンバとを含み、前記入口槽及び前記ガスチャンバがそれぞれ前記管部の第１端及び第２端に連通し、前記ガスチャンバに弾性層が設けられ、かつ前記管部に結合材料が反応領域として設けられる検出装置を提供するステップ（ａ）と、
検出材料を含むサンプルを前記入口槽に置くステップ（ｂ）と、
前記弾性層に上向きの作用力を加えることにより、前記サンプルを前記管部の前記第２端へ移動させ、前記検出材料の一部を前記管部中の前記結合材料と結合させるステップ（ｃ）と、
前記弾性層に下向きの作用力を加えることにより、前記サンプルを前記管部の前記第１端へ移動させ、より多くの前記検出材料を前記管部中の前記結合材料と結合させるステップ（ｄ）と、
ステップ（ｃ）及び（ｄ）を少なくとも１回繰り返すステップ（ｅ）と、
前記弾性層に下向きの作用力を加えることにより、前記サンプルを前記反応領域から離させるステップ（ｆ）と、
前記反応領域の信号を検出するステップ（ｇ）と、を含む、検出方法。
【請求項２】
ステップ（ｂ）の前に、前記弾性層に下向きの作用力を加えるステップをさらに含む、請求項１に記載の検出方法。
【請求項３】
ステップ（ｃ）では、前記サンプルを前記管部の前記第２端へ移動させることは、前記サンプルを前記反応領域を通って流動させて前記反応領域から離させるためである、請求項１に記載の検出方法。
【請求項４】
ステップ（ｄ）では、前記サンプルを前記管部の前記第１端へ移動させることは、前記サンプルを前記反応領域を通って流動させて前記反応領域から離させるためである、請求項１に記載の検出方法。
【請求項５】
ステップ（ｅ）では、ステップ（ｃ）及び（ｄ）を複数回繰り返すことにより、前記サンプルを前記反応領域を繰り返し流過させ、前記サンプル中の前記検出材料と前記反応領域の前記結合材料との結合確率を増大させる、請求項１に記載の検出方法。
【請求項６】
前記検出装置は、前記弾性層に接続され、前記弾性層に上向き又は下向きの作用力を加えることにより、前記サンプルを前記管部内を移動させるように構成される駆動素子をさらに含む、請求項１に記載の検出方法。
【請求項７】
前記駆動素子は、押圧部及びアクチュエータを含み、
前記アクチュエータは、前記押圧部が前記弾性層に作用力を加えるように前記押圧部を駆動する、請求項６に記載の検出方法。
【請求項８】
前記検出装置は、前記結合材料の両側に設けられ、前記反応領域の光学信号を検出するように構成される光学検出モジュールをさらに含む、請求項１に記載の検出方法。
【請求項９】
前記結合材料は、担体に固定され、
前記担体は、それぞれ前記入口槽及び前記ガスチャンバと離間するように前記管部内に固定される、請求項１に記載の検出方法。
【請求項１０】
検出信号を増強する検出装置であって、
管部と、
前記管部の第１端に連通し、検出材料を含むサンプルが置かれる入口槽と、
前記管部の第２端に連通し、弾性層が設けられるガスチャンバと、
前記管部内に反応領域として設けられる結合材料と、
前記弾性層に接続され、前記弾性層に上向き又は下向きの作用力を加えることにより、前記サンプルを前記管部内を移動させ、前記サンプルを前記反応領域を繰り返し通って流動させる駆動素子と、を含む、検出装置。
【請求項１１】
前記駆動素子は、押圧部及びアクチュエータを含み、
前記アクチュエータは、前記押圧部が前記弾性層に作用力を加えるように前記押圧部を駆動する、請求項１０に記載の検出装置。
【請求項１２】
前記結合材料の両側に設けられ、前記反応領域の光学信号を検出するように構成される光学検出モジュールをさらに含む、請求項１０に記載の検出装置。
【請求項１３】
前記結合材料は、担体に固定され、
前記担体は、それぞれ前記入口槽及び前記ガスチャンバと離間するように前記管部内に固定される、請求項１０に記載の検出装置。
【請求項１４】
駆動素子が接続するのに適する検出信号を増強する検出カートリッジであって、
管部と、
前記管部の第１端に連通し、検出材料を含むサンプルが置かれる入口槽と、
前記管部の第２端に連通し、弾性層が設けられるガスチャンバと、
前記管部内に反応領域として設けられる結合材料と、を含み、
前記弾性層が前記駆動素子に結合され、前記駆動素子は、前記弾性層に繰り返して反対方向に変形する作用力を提供することにより、前記ガスチャンバ内の空間を変化させ、前記サンプルを前記管部内の前記第１端と前記第２端との間で往復移動させ、前記サンプルを前記反応領域を通って流動させる、検出カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出信号を増強する検出方法、装置及び検出カートリッジ（Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｃａｒｔｒｉｄｇｅ）に関し、特に生体外検出に使用され、検出信号を増強可能な検出方法、装置及び検出カートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
バイオアッセイ装置は、装置上に特定の生物材料（例えば、核酸又はタンパク質）を置き、被検体中の特定の生物材料と特異的に反応させ、反応後の信号を各種のセンサ又はセンシング物質で定量化することにより、生物反応を測定する装置である。例えば、従来のバイオアッセイカセットでは、ラテラルフロークロマトグラフィー技術により検出し、大孔径の微孔膜、例えば、ニトロセルロース膜（ｎｉｔｒｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅ  ｍｅｍｂｒａｎｅ、ＮＣ膜）を担体として、特異的抗体又は抗原をＮＣ膜上に固定し、コロイド金（ｃｏｌｌｏｉｄａｌ  ｇｏｌｄ）粒子を試薬呈色剤として被検体に検出しようとする抗体又は抗原が存在するか否かを検出する。
【０００３】
図１は、従来のバイオアッセイ技術の概略図を示す。図１に示すように、バイオアッセイカセット１は、ＮＣ膜１１と、サンプルパッド１２と、結合パッド１３と、及吸収パッド１４とを含み、結合パッド１３にコロイド金で標識された第１抗体（Ａｂ１−ＣＧＣ）を有し、ＮＣ膜１１上の検出バンドＴに第２抗体Ａｂ２が固定され、コントロールバンドＣにコントロール抗体ｃＡｂが固定されている。當被検体Ｓがカセットの一端にあるサンプルパッド１２に滴下されると、液体は、毛細管現象により横方向（矢印に示す方向）に移動し、結合パッド１３上のコロイド金で標識された第１抗体（Ａｂ１−ＣＧＣ）と特異的な免疫反応が発生し、さらにＮＣ膜１１まで移動することで、被検体Ｓ中の抗原ＡｇがＮＣ膜１１の表面に固定された第２抗体Ａｂ２に捕捉され、経時的に検出バンドＴ上に集まり、検出バンドＴの光反射信号密度により、肉眼で見える呈色結果が得られる。検出バンドＴ及びコントロールバンドＣがいずれも呈色する場合、陽性反応であることを示し、結合されていない標識物質は検出バンドＴを通って流動して吸収パッド１４に吸収される。
【０００４】
このようなバイオアッセイカセットは、即時検出及びベッドサイド検出の需要を満たすことができるが、被検体のサンプル量が正確でなはないため、検出精度に影響が与えられる。また、ラテラルフローは単一方向における流動であり、信号が検出バンドに捕捉されなかった場合、捕捉されるように戻ることができない。また、低濃度検出である場合、検出バンドの信号は、識別できる信号に蓄積されるまでは長い反応時間が必要である。さらに、各バッチの材料膜の孔径のサイズは、流速及び精度に影響を与える。また、紙材質それ自体は一定体積の液体を吸着し、吸着された液体が検出バンドと反応しないため、反応しない滞留体積が発生する。
【０００５】
したがって、従来技術に存在する欠点を克服するために、検出感度を向上させ、反応時間を短縮させる検出信号を増強可能な検出方法、装置及び検出カートリッジを開発する必要がある。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、検出信号を増強可能な検出方法、装置及び検出カートリッジを提供することにより、検出感度を向上させ、反応時間を短縮されることを目的とする。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、検出信号を増強する検出方法であって、管部と、入口槽と、ガスチャンバとを含み、入口槽及びガスチャンバがそれぞれ管部の第１端及び第２端に連通し、ガスチャンバに弾性層が設けられ、かつ管部に結合材料が反応領域として設けられる検出装置を提供するステップ（ａ）と、検出材料を含むサンプルを入口槽に置くステップ（ｂ）と、弾性層に上向きの作用力を加えることにより、サンプルを管部の第２端へ移動させ、検出材料の一部を管部中の結合材料と結合させるステップ（ｃ）と、弾性層に下向きの作用力を加えることにより、サンプルを管部の第１端へ移動させ、より多くの検出材料を管部中の結合材料と結合させるステップ（ｄ）と、ステップ（ｃ）及び（ｄ）を少なくとも１回繰り返すステップ（ｅ）と、弾性層に下向きの作用力を加えることにより、サンプルを反応領域から離させるステップ（ｆ）と、反応領域の信号を検出するステップ（ｇ）と、を含む検出方法を提供する。
【０００８】
一実施例において、ステップ（ｂ）の前に、検出方法は、弾性層に下向きの作用力を加えるステップをさらに含む。
【０００９】
一実施例において、ステップ（ｃ）では、サンプルを管部の第２端へ移動させることは、サンプルを反応領域を通って流動させて反応領域から離させるためである。
【００１０】
一実施例において、ステップ（ｄ）では、サンプルを管部の第１端へ移動させることは、サンプルを反応領域を通って流動させて反応領域から離させるためである。
【００１１】
ステップ（ｅ）では、ステップ（ｃ）及び（ｄ）を複数回繰り返すことにより、サンプルを反応領域を繰り返し通って流動させ、サンプル中の検出材料と反応領域の結合材料との結合確率を増大させることができる。
【００１２】
一実施例において、検出装置は、弾性層に接続され、弾性層に上向き又は下向きの作用力を加えることにより、サンプルを管部内を移動させるように構成される駆動素子をさらに含む。
【００１３】
一実施例において、駆動素子は、押圧部及びアクチュエータを含み、アクチュエータは、押圧部が弾性層に作用力を加えるように押圧部を駆動する。
【００１４】
一実施例において、検出装置は、結合材料の両側に設けられ、反応領域の光学信号を検出するように構成される光学検出モジュールをさらに含む。
【００１５】
一実施例において、結合材料は、担体に固定され、担体は、それぞれ入口槽及びガスチャンバと離間するように管部内に固定される。
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明は、検出信号を増強する検出装置であって、管部と、管部の第１端に連通し、検出材料を含むサンプルが置かれる入口槽と、管部の第２端に連通し、弾性層が設けられるガスチャンバと、管部内に反応領域として設けられる結合材料と、弾性層に接続され、弾性層に上向き又は下向きの作用力を加えることにより、サンプルを管部内を移動させ、サンプルを反応領域を繰り返し通って流動させる駆動素子と、を含む検出装置をさらに提供する。
【００１７】
一実施例において、駆動素子は、押圧部及びアクチュエータを含み、アクチュエータは、押圧部が作用力を弾性層に加えるように押圧部を駆動する。
【００１８】
一実施例において、検出装置は、結合材料の両側に設けられ、反応領域の光学信号を検出するように構成される光学検出モジュールをさらに含む。
【００１９】
一実施例において、結合材料は、担体に固定され、担体は、それぞれ入口槽及びガスチャンバと離間するように管部内に固定される。
【００２０】
上記目的を達成するために、本発明は、駆動素子が接続するのに適する検出信号を増強する検出カートリッジであって、管部と、管部の第１端に連通し、検出材料を含むサンプルが置かれる入口槽と、管部の第２端に連通し、弾性層が設けられるガスチャンバと、管部内に反応領域として設けられる結合材料と、を含み、弾性層が駆動素子に結合され、駆動素子は、弾性層に繰り返して反対方向に変形する作用力を提供することにより、ガスチャンバ内の空間を変化させ、サンプルを管部内の第１端と第２端との間で往復移動させ、サンプルを反応領域を通って流動させる、検出カートリッジをさらに提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来のバイオアッセイ技術の概略図を示す。
【図２】本発明に係る検出信号を増強可能な検出装置の概略図を示す。
【図３Ａ−３Ｉ】本発明に係る検出信号を増強可能な検出方法の概略フローチャートを示す。
【図４】実施例１の差分値に対する押し付け回数の座標図を示す。
【図５】実際の検出カートリッジの反応領域の画像を示す。
【図６】実施例２の差分値に対するコロイド金の希釈倍率の座標図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の特徴及び利点を示す典型的な実施例を詳しく説明する。理解されるべきであることは、本発明の異なる態様には様々な変化があり、何れも本発明の範囲に含まれ、それについての説明及び図面は本質的に説明するためのものであり、本発明を制限するものではない。本発明のすべての実施形態の図面は、例示的なものに過ぎず、実際のサイズと割合を表すものではない。また、以下の実施例に記載の方位用語「上」と「下」は、相対的な位置関係を示すだけであり、本発明を制限するものではない。
【００２３】
本発明によれば、検出信号を増強可能な検出方法及び検出装置、特に、バイオアッセイにおいて粒子又は分子信号を増強する方法及び装置が提供されることにより、検出感度が増強され、反応時間が短縮されることで、検出結果がより正確かつ迅速に取得され、特に、疾患の検出では、適切な治療法をタイムリーに選択することが可能となるため、治療が遅れることが防止される。検出信号を増強するために、本発明の設計は、主に駆動素子により検出装置の管部内のサンプルの流動を駆動することにより、サンプル中の検出材料が管部内の反応領域を繰り返し流過し、反応領域の結合材料と結合することができ、これにより、従来の高速検出カートリッジ（ｒａｐｉｄ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｃａｒｔｒｉｄｇｅ）のラテラルフロークロマトグラフィー試験紙が一度に一方向にのみ流動するという欠点が解決され、反応衝突及び結合確率が向上するため、検出信号が増強され、検出の感度が改善され、反応時間が短縮される。
【００２４】
図２は、本発明の検出信号を増強可能な検出装置の概略図である。本発明の実施例によれば、検出装置２は、検出カートリッジ及び駆動素子２５を含む。検出カートリッジは、管部２１と、入口槽２２と、ガスチャンバ２３と、結合材料２４と、弾性層２３１とを含む。入口槽２２は、管部２１の第１端に連通し、検出材料３１を含むサンプル３が置かれるものである。ガスチャンバ２３は、管部２１の第２端に連通し、ガスチャンバ２３がカバーされるように弾性層２３１が設けられる。一実施例において、管部２１の第１端及び第２端は、管部２１の対向する両側に位置する。結合材料２４は、検出装置２の反応領域として、管部２１内であって、第１端と第２端との間における第１端にやや近い領域に固設される。結合材料２４は、サンプル３中の検出材料３１と特異的に反応して結合することができる。駆動素子２５は、弾性層２３１に接続され、弾性層２３１に上向き又は下向きの作用力を加えることにより、サンプル３が管部２１内を移動して結合材料２４を繰り返し流過するように駆動され、サンプル３中の検出材料３１と結合材料２４との結合確率が増大し、検出信号が増強される。本発明の一実施例において、検出装置２は、結合材料２４の両側に設けられ反応領域の光学信号を検出するための光学検出モジュール２６をさらに含む。好ましい実施例において、検出装置２は、ハウジング（図示せず）を有する。前記ハウジングは、駆動素子２５及び光学検出モジュール２６を収容することができ、ハウジングには検出カートリッジを挿入するための開口を有する。
【００２５】
一実施例において、駆動素子２５は、押圧部２５１及びアクチュエータ２５２を含む。押圧部２５１は、弾性層２３１及びアクチュエータ２５２に接続され、アクチュエータ２５２は、押圧部２５１が作用力を弾性層２３１に加えるか又は弾性層２３１から離れるように駆動されるように制御ユニット（図示せず）によって制御される。弾性層２３１に加えた作用力により、弾性層２３１は変形し、ひいてはガスチャンバ２３の圧力は変化して管部２１内でのサンプル３の流動を駆動することにより、サンプル３が繰り返して反応領域を通って流動して離れるように制御されることで、サンプル３の検出材料３１と反応領域の結合材料２４との結合確率が増大し、検出信号が増強される。
【００２６】
例えば、押圧部２５１が弾性層２３１に下向きの作用力を加えた場合、弾性層２３１は下に変形し、ガスチャンバ２３内の空間が圧縮されて正圧が発生することで、サンプル３が管部２１の第１端へ移動するように制御される。一方、押圧部２５１が弾性層２３１に上向きの作用力を加えて弾性層２３１を押し上げるか又は外力を取り除いて弾性層２３１を復帰させた場合、ガスチャンバ２３内の空間が大きくなり負圧が発生してサンプル３を管部２１の第２端へ移動させる。駆動素子２５により、弾性層２３１は反対方向に繰り返し変形する。
【００２７】
一実施例において、弾性層２３１は、弾性変形可能な材料、例えば、ゴム又は発泡プラスチックで作製されるが、これらに限定されない。
【００２８】
一実施例において、アクチュエータ２５２は、ステッピングモータであるが、これに限定されない。また、押圧部２５１及びアクチュエータ２５２は、制御ユニットにより、押圧部２５１が所定のプログラムに従って弾性層２３１を押圧するようにプログラム制御され得る。これによって、押圧の深さ、速度及び回数は、必要に応じて調整できるため、管部２１でのサンプル３の流動は、正確に制御することができる。
【００２９】
他の実施例において、駆動素子２５は、使用者の手であってもよい。弾性層２３１を手で押し付けることによりも、ガスチャンバ２３内の圧力の調整が達成され得る。これによって、サンプル３が繰り返して反応領域を通って流動して離れるようにサンプル３を駆動することができる。
【００３０】
一実施例において、光学検出モジュール２６は、それぞれ管部２１の上下両側であって、結合材料２４の対向する両側に設けられた光源２６１及び光検出器２６２を含む。光源２６１及び光検出器２６２の設置位置は、図２に示すものに限定されず、光源２６１が結合材料２４の下方、光検出器２６２が結合材料２４の上方に設けられてもよい。一実施例において、光源２６１は、効果的な光源を提供して検出するためのものであり、例えば、発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ，ＬＥＤ）であってもよいが、これに限定されない。光検出器２６２は、光信号を受信して検出し、分析結果を取得するためのものであり、例えば、フォトダイオード（ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）であってもよいが、これに限定されない。光検出器２６２は、例えば、検出材料３１の濃度を分析することができる。
【００３１】
一実施例において、管部２１は、光透過材料で作製されてもよい。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリル又はグラスが挙げられるが、これらに限定されない。光透過性を有する材料であれば光学検出又は目視観察に有利であるため、管部２１の作製に適用できる。
【００３２】
一実施例において、管部２１と、入口槽２２と、ガスチャンバ２３とは、一体に成形された構造であってもよいが、これに限定されず、それぞれ独立した部材として互いに接続されてもよい。他の実施例において、管部２１は、取り外し可能な上蓋層を含んでもよい。この場合、結合材料２４を管部２１に固定した後、上蓋層でカバーすることができる。
【００３３】
一実施例において、サンプル３は、生体試料、例えば、全血、血清、唾液、尿液、鼻水、喀痰若しくは他の組織液など、食品、環境物質、微生物、又はそれらの任意の組み合わせであってもよいが、これらに限定されない。一実施例において、サンプル３中の検出材料３１は、抗体、抗原、核酸又は他の化学成分であってもよいが、これらに限定されない。
【００３４】
一実施例において、サンプル３は、入口槽２２に入れられる前に前処理されてもよい。前処理として、例えば、精製、検出干渉因子の除去、或いは検出材料３１と結合可能な標識分子、例えば、コロイド金、蛍光染料などを添加して抗体、抗原、核酸又は他の化学成分を標識する前処理があるが、これらに限定されない。
【００３５】
一実施例において、結合材料２４は、抗体、抗原、核酸又は他の化学成分であってもよいが、これらに限定されず、検出材料３１と特異的に反応して結合可能な分子であれば、いずれも本発明の結合材料２４として適用できる。
【００３６】
一実施例において、まず、結合材料２４を担体に固定し、さらに担体を管部２１内に固定する。前記担体は、多孔質材料又は表面修飾材料であり、例えば、ＮＣ膜であるが、これに限定されない。例えば、結合材料２４が抗体である場合、まず、抗体溶液をＮＣ膜上に塗布し、さらにＮＣ膜を管部２１内の適切な位置に貼り付けることにより、結合材料２４の固定を実現することができる。一実施例において、担体が貼り付けられる適切な位置は、入口槽２２とガスチャンバ２３との間にあり、好ましくは、担体は、それぞれ入口槽２２及びガスチャンバ２３と離間する。
【００３７】
図２及び図３Ａから図３Ｉを参照されたい。図３Ａから図３Ｉは、本発明に係る検出信号を増強可能な検出方法の概略フローチャートである。図３Ａに示すように、まず、弾性層２３１に下向きの作用力を加えることにより、ガスチャンバ２３内の空間を排気状態となるように圧縮し、そしてサンプル３を入口槽２２内に置く。ここで、サンプル３は、検出材料３１を含む。次に、図３Ｂに示すように、弾性層２３１に上向きの作用力を加えることにより、ガスチャンバ２３内の空間が大きくなって負圧が発生することで、サンプル３を管部２１の第２端へ移動させる。つまり、入口槽２２のサンプル３が管部２１内に吸引され、管部２１内の反応領域の結合材料２４と接触し、このときにはサンプル３中の検出材料３１の一部が既に結合材料２４と結合した。さらに、図３Ｃに示すように、弾性層２３１に上向きの作用力を加え続け、サンプル３を反応領域から離れるように引き続き管部２１の第２端へ移動させ、サンプル３が反応領域を通って流動する際に、検出材料３１の一部が結合材料２４と結合する。
【００３８】
また、図３Ｄに示すように、弾性層２３１に下向きの作用力を加えることにより、サンプル３を管部２１の第１端へ移動させ、この場合、サンプル３は反応領域をさらに流過することで、より多くの検出材料３１が結合材料２４と結合する。次に、図３Ｅに示すように、弾性層２３１に下向きの作用力を加え続け、サンプル３を反応領域から離れるように引き続き管部２１の第１端へ移動させ、サンプル３が反応領域を通って流動する際に、同様に検出材料３１の一部が引き続き結合材料２４と結合する。
【００３９】
次いで、図３Ｆに示すように、弾性層２３１に上向きの作用力を再度加え、サンプル３を再び反応領域を通って流動するように管部２１の第２端へ移動させ、これにより、サンプル３中の結合材料２４と結合していない検出材料３１が結合材料２４と結合することが可能となる。さらに、図３Ｇに示すように、弾性層２３１に上向きの作用力を加え続け、サンプル３を反応領域から離れるように引き続き管部２１の第２端へ移動させ、サンプル３が反応領域を通って流動する際に、検出材料３１は、結合材料２４と結合することができる。次いで、図３Ｈに示すように、弾性層２３１に下向きの作用力を加えることにより、サンプル３を再び反応領域を通って流動するように管部２１の第１端へ移動させ、これにより、サンプル３中の結合材料２４と結合していない検出材料３１が結合材料２４と結合することが可能となる。ここで、弾性層２３１に上向きの作用力／下向きの作用力を加えるステップは、複数回繰り返すことができる。これにより、サンプル３は、繰り返して反応領域を通って流動して離れることで、サンプル３中の検出材料３１と反応領域の結合材料２４との結合の確率が増加する。
【００４０】
最後に、図３Ｉに示すように、弾性層２３１に下向きの作用力を加え続け、サンプル３を反応領域から離させ、入口槽２２まで完全に移動させる。この過程において、本検出装置の管部２１には、従来の高速検出カートリッジで用いられる吸収パッドが配置される必要がない。次いで、光学検出モジュール２６の光源２６１及び光検出器２６２により反応領域の光学信号を検出し、検出材料の濃度を分析することができる。
【００４１】
図３Ａにおいて、サンプル３を入口槽２２に置く前に、まず、弾性層２３１に下向きの作用力を加えることにより、弾性層２３１を下に変形させてガスチャンバ２３内の空間を圧縮するため、サンプル３を入口槽２２に置いた後、弾性層２３１を上に復帰させることによりサンプル３は、反応領域を通って流動することができる。言い換えると、図３Ｂにおいて、弾性層２３１に上向の作用力を加えることは、弾性層２３１を上に復帰させることにより達成され得る。もちろん、他の実施例において、サンプル３を入口槽２２に置く前に弾性層２３１に下向きの作用力を加える代わりに、サンプル３を入口槽２２に置いた後に、弾性層２３１に上向の作用力を加えることにより、弾性層２３１を上に変形させてサンプル３を反応領域を通って流動させてもよい。
【００４２】
上記によれば、本発明は、管部２１と、入口槽２２と、ガスチャンバ２３とを含み、入口槽２２及びガスチャンバ２３がそれぞれ管部２１の第１端及び第２端に連通し、ガスチャンバ２３に弾性層２３１が設けられ、かつ管部２１に結合材料２４が反応領域として設けられる検出装置２を提供するステップ（ａ）と、検出材料３１を含むサンプル３を入口槽２２に置くステップ（ｂ）と、弾性層２３１に上向きの作用力を加えることにより、サンプル３を管部２１の第２端移動へ移動させることで、検出材料３１の一部を管部２１中の結合材料２４と結合させるステップ（ｃ）と、弾性層２３１に下向きの作用力を加えることにより、サンプル３を管部２１の第１端へ移動させることで、より多くの検出材料３１を管部３中の結合材料２４と結合させるステップ（ｄ）と、重複ステップ（ｃ）及び（ｄ）を少なくとも１回繰り返すステップ（ｅ）と、弾性層２３１に下向きの作用力を加えることにより、サンプル３を反応領域から離させるステップ（ｆ）と、反応領域の信号を検出するステップ（ｇ）と、を含む検出信号を増強可能な検出方法をさらに提供する。
【００４３】
一実施例において、ステップ（ｃ）及び（ｄ）は複数回繰り返してもよい。これにより、サンプル３が繰り返して反応領域を通って流動して離れるように制御され、サンプル３中の検出材料３１と反応領域の結合材料２４との結合確率が増大し、検出材料３１が結合材料２４と十分に結合することで、検出信号が増強される。
【００４４】
一実施例において、ステップ（ｂ）の前に、弾性層２３１に下向きの作用力を加えるステップをさらに含む。つまり、サンプル３を入口槽２２に置く前に、弾性層２３１に下向きの作用力を加えることにより、弾性層２３１を下に変形させてガスチャンバ２３内の空間を圧縮することができる。
【００４５】
一実施例において、ステップ（ｃ）では、サンプルを管部の第２端に移動させることは、サンプルを反応領域を通って流動させて反応領域から離させるためであり、ステップ（ｄ）では、サンプルを管部の第１端へ移動させることは、サンプルを反応領域を通って流動させて反応領域から離させるためである。
【００４６】
以下、実施例により本発明に係る検出信号を増強可能な検出方法を説明する。実施例１において、まず、サイズが４ｍｍ＊３ｍｍのＮＣ膜に、１μＬ／ｃｍでマウスに由来の抗ヒトトロポニン（Ｍｏｕｓｅ  ａｎｔｉ−ｈｕｍａｎ  Ｔｒｏｐｏｎｉｎ）抗体（３．７ｍｇ／ｍＬ）を塗布した後、ＮＣ膜を本発明の検出装置２の管部２１内に貼り付け、上蓋層及び弾性層２３１でカバーした。調製されたコロイド金−抗体混合溶液（ＯＤ５３０＝２．９〜３．１）を緩衝液（ｐＨ８．２、２０ｍＭ  Ｔｒｉｓ）により様々な希釈倍率で希釈し、均一に混合した後に使用し、最後に２０μＬのコロイド金溶液を入口槽２２に滴下し、同じ押圧速度（１回／１秒）で異なる押圧回数（３０回、６０回、１２０回、２４０回、３６０回、４８０回、６００回）の実験（ｎ＝３）を行い、画像を使用して信号を定量化し、バックグラウンド値から反応領域のグレースケール値を引くことで、定量化された差が得られた。結果を表１に示す。
【００４７】
表１
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【００４８】
図４は、実施例１の差に対する押圧回数の座標図である。図４から明らかであるように、押圧回数の増加につれて、検出信号は徐々に増強され、押圧回数が２４０回に達した場合、信号はほとんど増強されなくなり、これは、液体内のコロイド金が反応領域内で完全に結合されたため、信号が飽和状態となったことを示している。図５は、実際の検出カートリッジの反応領域の画像を示す。図５から、本発明に係る検出装置の反応領域の画像は、押圧回数の増加につれて濃くなることが分かった。それに対して、一度に一方向にのみ流動従来の高速検出カートリッジは、信号の差分値が約２３である一方、本発明に係る検出装置は、弾性層を繰り返し押圧することにより、液体が反応領域を繰り返し流過できるので、飽和点での差分値が５２に達し、信号が倍に増強されるだけでなく、より効率的に反応することができる。
【００４９】
実施例２では、異なるコロイド金希釈倍率（１ｘ、１／２ｘ、１／４ｘ、１／８ｘ）での従来の高速検出カートリッジと本発明に係る検出装置の反応信号を比較した（ｎ＝３）。本実施例の実験条件は、本発明に係る検出装置が１００回のみ押圧する以外、実施例１と同様である。従来の高速検出カートリッジ及び本発明に係る検出装置により検出して得られた定量化された差分値をそれぞれ表２及び表３に示す。
【００５０】
表２
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表３
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【００５１】
図６は、実施例２の差分値に対応するコロイド金の希釈倍率の座標図である。図６に示される全体的な結果から明らかであるように、本発明に係る検出装置は、押圧後の信号が従来の高速検出カートリッジよりも強くなり、これは、本発明に係る検出装置が弾性層を繰り返し押圧することにより結合領域での反応を確実に強化できることを再度実証した。
【００５２】
上記のことから、検出信号を増強するために、本発明に係る検出装置及び検出方法は、主に駆動素子により管部内のサンプルの流動を駆動し、弾性層を繰り返し押圧することにより、サンプル中の検出材料が管部内の反応領域を繰り返し通って流動し、反応領域の結合材料と結合することができ、これにより、従来の高速検出カートリッジのラテラルフロークロマトグラフィー試験紙が一度に一方向にのみ流動するという欠点が解決され、反応衝突及び結合確率が向上するため、検出信号が増強され、検出の感度が改善され、反応時間が短縮される。また、ガス圧駆動により、試験紙でのサンプルの滞留体積が減少され、試料の必要量が減少されるとともに、正確な流体制御を有するため、試験紙材料の変化による測定偏差が回避される。さらに、光学検出を行う前の最後の押圧により、サンプルを完全に反応領域から離させることができ、これにより、サンプル中の不純物による検出結果に対する干渉が回避されるため、本発明に係る検出装置及び方法は、全血の検出に適用できる。
【００５３】
上記実施例により本発明を詳しく説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されない。本発明の趣旨から逸脱しない限り、当業者が本発明に加えた修飾は、いずれも添付する特許請求の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５４】
１：バイオアッセイカセット
１１：ＮＣ膜
１２：サンプルパッド
１３：結合パッド
１４：吸収パッド
Ａｂ１−ＣＧＣ：コロイド金で標識された第１抗体
Ａｂ２：第２抗体
ｃＡｂ：コントロール抗体
Ｔ：検出バンド
Ｃ：コントロールバンド
２：検出装置
２１：管部
２２：入口槽
２３：ガスチャンバ
２３１：弾性層
２４：結合材料
２５：駆動素子
２５１：押圧部
２５２：アクチュエータ
２６：光学検出モジュール
２６１：光源
２６２：光検出器
３：サンプル
３１：検出材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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