(57)【要約】【課題】テスト細片上の種々の捕捉領域の改善された検出、改善されたアッセイテスト速度、及び改善されたアッセイ測定感度をもたらすラテラルフローアッセイテスト細片、並びにそのようなテスト細片を読み取るシステム、方法が必要とされている。【解決手段】一態様では、アッセイテスト細片は、ターゲット分析物と特異的に結合するテスト薬剤と、ターゲット分析物に対し何ら特異的結合親和性のなく且つテスト標識とは異なる光学特性を有する比較対照標識とを含む。他の態様では、アッセイテスト細片は、ターゲット分析物と特異的に結合するテスト標識と、ターゲット分析物に対し何ら特異的結合親和性のない少なくとも１つの非特異的結合性標識とを含む。アッセイテスト細片を読み取るシステム及び方法も記載する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体サンプル用の流路；
前記流路に接続されたサンプル受容領域；
ターゲット分析物と特異的に結合するテスト標識；
ターゲット分析物に対し何ら特異的結合親和性がなく且つ前記テスト標識とは異なる光学特性を有する比較対照標識；及び
前記サンプル受容領域の下流の流路に接続されており且つターゲット分析物と特異的に結合する固定化されたテスト薬剤及び前記比較対照標識と特異的に結合する固定化された比較対照薬剤を含む検出領域
を含んで成る、アッセイテスト細片。
【請求項２】
前記テスト標識が、第１の特性波長の蛍光を発し、前記比較対照標識が、前記第１の特性波長とは異なる第２の特性波長の蛍光を発する、請求項１に記載のアッセイテスト細片。
【請求項３】
前記テスト薬剤を含むテスト領域と、前記比較対照薬剤を含む比較対照領域とをさらに含む、請求項１に記載のアッセイテスト細片。
【請求項４】
前記比較対照領域が、前記テスト領域の下流に位置する、請求項３に記載のアッセイテスト細片。
【請求項５】
前記比較対照領域と前記テスト領域が、前記サンプル受容領域から等距離にある、請求項３に記載のアッセイテスト細片。
【請求項６】
前記テスト標識が、第１のタイプの量子ドットを含み、前記比較対照標識が、第２のタイプの量子ドットを含む、請求項１に記載のアッセイテスト細片。
【請求項７】
前記テスト薬剤及び前記比較対照薬剤が、前記検出領域のテスト−比較対照合同領域内に固定化されている、請求項１に記載のアッセイテスト細片。
【請求項８】
前記テスト薬剤と前記比較対照薬剤が、前記テスト−比較対照領域内で混合されている、請求項７に記載のアッセイテスト細片。
【請求項９】
前記テスト薬剤と前記比較対照薬剤が、前記テスト−比較対照領域の近接した別個のサブ領域内に位置する、請求項７に記載のアッセイテスト細片。
【請求項１０】
前記テスト−比較対照領域が、平らな楕円形状を有する、請求項７に記載のアッセイテスト細片。
【請求項１１】
前記テスト−比較対照領域が、平らな円形状を有する、請求項７に記載のアッセイテスト細片。
【請求項１２】
流体サンプル用の流路；
前記流路に接続されたサンプル受容領域；
ターゲット分析物と特異的に結合するテスト標識；
ターゲット分析物に対し何ら特異的結合親和性のない少なくとも１つの非特異的結合性標識；及び
前記サンプル受容領域の下流の流路に接続されており且つターゲット分析物と特異的に結合する第１の固定化された薬剤及び前記テスト標識と特異的に結合する第２の固定化された薬剤を含む検出領域
を含んで成るアッセイテスト細片であって、前記非特異的結合性標識の各々が、前記検出領域内の前記固定化された薬剤の何れに対しても何ら特異的結合親和性がない、アッセイテスト細片。
【請求項１３】
前記テスト標識が、第１の特性波長の蛍光を発し、前記非特異的結合性標識が、前記第１の特性波長とは異なる第２の特性波長の蛍光を発する、請求項１２に記載のアッセイテスト細片。
【請求項１４】
前記テスト薬剤と前記比較対照薬剤が、前記検出領域内のテスト−比較対照合同領域内に固定化されている、請求項１３に記載のアッセイテスト細片。
【請求項１５】
前記テスト薬剤と前記比較対照薬剤が、前記テスト−比較対照領域内において混合されている、請求項１４に記載のアッセイテスト細片。
【請求項１６】
前記テスト薬剤と前記比較対照薬剤が、前記テスト−比較対照領域の近接した別個のサブ領域内に位置する、請求項１４に記載のアッセイテスト細片。
【請求項１７】
診断テストシステムであって：
検出領域と、前記検出領域を横切るラテラルフロー（横向き流れ）方向の流体サンプル用流路とを含んで成るアッセイテスト細片であって、前記検出領域が、前記ラテラルフロー方向に対し直角を成す第１の次元及び前記ラテラルフロー方向に対し平行な第２の次元によって特徴付けられる捕捉領域を含む、アッセイテスト細片；及び
前記捕捉領域の前記第１及び第２の次元のうち最小のものに等しいかそれよりも小さい少なくとも１つの表面寸法を有する検出領域のエリア上に光線を当てるように機能し得る照明システムを含む読み取り器
を含んで成る、システム。
【請求項１８】
前記捕捉領域が、平らな楕円形状を有し、且つ前記照明システムが、前記捕捉領域と寸法及び形状がほぼ一致する前記検出領域の平らな楕円形状エリアの上に光線を当てるように機能し得る、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記捕捉領域が、平らな円形状を有し、且つ前記照明システムが、前記捕捉領域と寸法及び形状がほぼ一致する前記検出領域の平らな円形状エリアの上に光線を当てるように機能し得る、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２０】
前記テスト細片が、ターゲット分析物と特異的に結合し且つ第１の特性波長の蛍光を発する第１の標識と、前記第１の特性波長とは異なる第２の特性波長の蛍光を発する第２の標識とを含み、且つ前記検出領域が、前記ターゲット分析物と特異的に結合する第１の固定化された薬剤と、前記第２の標識及び前記第２の標識と結合した第２のターゲット分析物のうちの少なくとも一方と特異的に結合する第２の固定化された薬剤とを含む、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２１】
前記読み取り器が、前記第１の固定化された薬剤に対応する前記検出領域のエリアから第１の波長範囲内の光強度測定値を得且つ前記第２の固定化された薬剤に対応する前記検出領域のエリアから第２の波長範囲内の光強度測定値を得るように機能し得る検出システムを含んで成り、前記第１の波長範囲が、前記第１の特性波長を含み且つ前記第２の特性波長を含まず、前記第２の波長範囲が、前記第２の特性波長を含み且つ前記第１の特性波長を含まない、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記第１及び第２の薬剤が、同一の捕捉領域内に固定化されている、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２３】
前記第１及び第２の薬剤が、同一の捕捉領域内において混合されている、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記第１及び第２の薬剤が、同一の捕捉領域の近接した別個のサブ領域内に位置する、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２５】
前記検出システムが、光から光強度測定値を生成するように機能し得るイメージ形成サブシステムと、前記検出領域からの光を異なるスペクトル要素へと分割し且つ前記異なるスペクトル要素を前記イメージ形成サブシステムの異なるエリアに誘導するように機能し得る光学サブシステムとを含む、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２６】
前記捕捉領域が、前記第１の固定化された薬剤を含み、前記検出領域が、固定化された薬剤をそれぞれ含む１つ又は複数の捕捉領域をさらに含む、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２７】
前記テスト細片を受容するように構築され且つ配置されたポートを含むハウジングをさらに含み、且つ前記検出システムが、前記テスト細片が前記ポート内に装填される際に前記捕捉領域の各々の上に直に配される少なくとも２つのイメージ形成装置を含む、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
診断テスト法であって：
検出領域と、前記検出領域を横切るラテラルフロー方向の流体サンプル用流路とを含むアッセイテスト細片を受容することであって、前記検出領域が、前記ラテラルフロー方向に対し直角をなす第１の次元及び前記ラテラルフロー方向に対し平行な第２の次元によって特徴付けられる捕捉領域を含み；
前記捕捉領域の前記第１及び第２の次元のうち最小のものと等しいかそれよりも小さい少なくとも１つの表面寸法を有する前記検出領域の１つ又は複数のエリアの上に光線を当てること；及び
前記検出領域の前記光線を当てられたエリアから光強度測定値を得ること
を含んで成る、方法。
【請求項２９】
診断テストシステムであって：
検出領域を含むアッセイテスト細片の露光領域から光強度測定値を得るように機能し得る読み取り器；及び
第１の固定化された薬剤を含む前記検出領域内の領域に結合したテスト標識から得られた光強度測定値に基づいてテスト測定値を決定すること、補償標識と特異的に結合する薬剤が固定化されていない前記検出領域の１つ又は複数の領域内の、テスト標識とは異なる補償標識から得られた光強度測定値に基づいて補償測定値を決定すること、及び前記テスト測定値及び前記補償測定値に基づいてパラメータ値を決定することを包含する操作を実施するように機能し得るデータ分析器
を含んで成る、システム。
【請求項３０】
前記データ分析器が、前記テスト測定値と前記補償測定値の比に基づいて、前記パラメータ値を決定するように機能し得る、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
前記データ分析器が、前記テスト測定値と前記補償測定値との間の差異に基づいて、前記パラメータ値を決定するように機能し得る、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３２】
前記データ分析器が、閾値に対する前記テスト測定値及び前記補償測定値の比較に基づいて、前記パラメータ値を決定するように機能し得る、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３３】
検出領域を含むアッセイテスト細片の露光領域から光測定値を得ること；
第１の固定化された薬剤と結合したテスト標識を含む検出領域内の領域から得られた光強度測定値に基づいて、テスト測定値を決定すること；
補償標識と特異的に結合する薬剤が固定化されていない前記検出領域の１つ又は複数の領域内の、テスト標識とは異なる補償標識から得られた光強度測定値に基づいて、補償測定値を決定すること；及び
前記テスト測定値と前記補償測定値からパラメータ値を決定すること
を含んで成る、診断テストシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願に関する相互参照
合衆国法典第３５巻第１２０条に基づいて、本願は、以下の同時係属中の出願の利益を主張する：Patrick T. Petrunoらによる、"LATERAL FLOW ASSAY SYSTEMS AND METHODS"と題された2005年4月22日付けの米国特許出願第11/112,807号；Patrick T. Petrunoらによる、"OPTOELECTRONIC RAPID DIAGNOSTIC TEST SYSTEM"と題された2004年4月1日付けの米国特許出願第10/816,636号；及びPatrick T. Petrunoらによる、"OPTOELECTRONIC RAPID DIAGNOSTIC TEST SYSTEM"と題された2005年1月26日付けの米国特許出願第11/044,394号、参照することでそれぞれ本明細書に取り入れることとする。
【０００２】
本願はまた、Patrick T. Petrunoらによる、"ASSAY TEST STRIPS AND READING SAME"と題された米国特許出願第  号（代理人案件No. 10041360-1）にも関連する。
【背景技術】
【０００３】
ラテラルフローアッセイテストキットは、現在、ホルモン、代謝産物、毒素、あるいは病原体由来の抗原のような広範な医学的及び環境的状態若しくは化合物を試験するために利用することができる。図１は、典型的なラテラルフローテスト細片１０を示しており、それは、サンプル受容領域１２、標識化領域１４、検出領域１５、及び吸収領域２０を共通の基材２２上に備える。これらの領域１２〜２０は、典型的に、毛管作用によって流体をサンプル受容領域１２から吸収領域２２へと流すことのできる材料（例えば、化学処理されたニトロセルロース）から作製される。検出領域１５は、流体サンプル中のターゲット分析物の存在を検出するためのテスト領域１６と、アッセイテストの完了を示すための制御領域１８とを含む。
【０００４】
図２Ａ及び２Ｂは、例示的な実施形態のテスト細片１０を用いて実施されるアッセイを示している。流体サンプル２４（例えば、血液、尿、あるいは唾液）は、サンプル受容領域１２に適用される。図２Ａ及び２Ｂに示す例では、流体サンプル２４は、ターゲット分析物２６（即ち、テスト細片１０によりアッセイすることのできる分子や化合物）を含む。毛管作用によって、液体サンプル２４は、ターゲット分析物２６の間接標識化用物質２８を収容している標識化領域１４へと流れを下り移動する。図示した例では、標識化物質２８は、反射性粒子３２（例えば、コロイド状金若しくは銀粒子）と免疫グロブリン３０から構成される。免疫グロブリン３０は、特にターゲット分析物２６と結合して、標識化されたターゲット分析物複合体を形成する。他の実施形態では、標識化物質２８は、特にターゲット分析物２６と結合して標識化されたターゲット分析物複合体を形成するところの、免疫グロブリン以外で標識化された化合物である。
【０００５】
標識化されたターゲット分析物複合体は、過剰量の標識化物質と共に、ラテラルフロー経路に沿って、特にターゲット分析物２６と結合し得る固定化された化合物３４を含んでいるテスト領域１６へと運ばれる。図示した例では、固定化された化合物３４は、特に標識化されたターゲット分析物複合体と結合し、それによって標識化されたターゲット分析物複合体をテスト領域１６内に保持するところの免疫グロブリンである。サンプル中の標識化された分析物の存在は、典型的に、標識化物質がテスト領域１６内に堆積した結果現れる、視覚的に検知可能なテスト領域１６の着色によって確かめられる。
【０００６】
制御領域１８は、典型的に、アッセイが完了に至ったことを示すように設計されている。制御領域１８内の化合物３５は、標識化物質２８と結合し、それを保持する。十分な量の標識化物質２８が堆積すると、標識化物質２８は、典型的に、制御領域１８内において視認できるようになる。サンプル中にターゲット分析物２６が存在しない場合は、テスト領域１６は着色しないが、制御領域１８は着色されて、アッセイが完了したことを示すこととなる。吸収領域２０は、過剰量の流体サンプル２４を捕捉する。
【０００７】
図２Ａ及び２Ｂに示した非競争反応タイプのラテラルフローアッセイテスト細片の構造では、サンプル中の分析物濃度が高くなると、テスト領域内の標識濃度は高くなる。逆に、競争反応タイプのラテラルフローアッセイテスト細片構造に関しては、流体サンプル中の分析物濃度が高くなると、テスト領域内の標識濃度は低くなる。
【０００８】
上述のタイプのラテラルフローアッセイ装置の視覚的な検査は質的なアッセイ結果をもたらすことはできるが、これらのタイプの装置を読み取るそのような方法は量的なアッセイ測定をもたらすことはできず、それ故、判読エラーが生じやすい。これらの欠点を克服すべく、自動化及び半自動化されたラテラルフローアッセイ読み取り器が開発されてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
テスト細片上の種々の捕捉領域の改善された検出、改善されたアッセイテスト速度、及び改善されたアッセイ測定感度をもたらすラテラルフローアッセイテスト細片、並びにそのようなテスト細片を読み取るシステム、方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一態様では、本発明は、流体サンプル用の流路と、該流路に接続されたサンプル受容領域とを備えるアッセイテスト細片に関する。当該アッセイテスト細片は、さらに、ターゲット分析物と特異的に結合するテスト標識と、ターゲット分析物に対し何ら特異的結合親和性がなく且つテスト標識とは異なる光学的特性を有する比較対照標識とを含む。検出領域が、サンプル受容領域下流の流路に接続されており、それは、ターゲット分析物と特異的に結合する固定化されたテスト薬剤と、比較対照標識と特異的に結合する固定化された比較対照薬剤とを含む。
【００１１】
他の態様では、本発明は、流体サンプル用の流路、該流路に接続されたサンプル受容領域、及サンプル受容領域下流の流路に接続された検出領域を備えるアッセイテスト細片に関する。アッセイテスト細片は、さらに、ターゲット分析物と特異的に結合するテスト標識と、ターゲット分析物に対して何ら特異的結合親和性のない少なくとも１つの非特異的結合標識とを含む。検出領域は、ターゲット分析物と特異的に結合する第１の固定化された薬剤と、テスト標識と特異的に結合する第２の固定化された薬剤とを含み、この場合、各非特異的結合標識は、検出領域内の固定化された薬剤の何れに対しても何ら特異的結合親和性はない。
【００１２】
他の態様では、本発明は、アッセイテスト細片及び読み取り器を含んで成る診断テストシステムに関する。アッセイテスト細片は、検出領域と、該検出領域を横切るラテラルフロー方向に沿う流体サンプル用の流路とを備える。検出領域は、ラテラルフロー方向に垂直な第１の次元と、ラテラルフロー方向に平行な第２の次元とによって特徴付けられる捕捉領域を含む。読み取り器は、捕捉領域の第１及び第２の次元のうち最小のものにせいぜい等しい少なくとも１つの表面寸法を有する検出領域のエリア上にビームライトを当てるよう機能することのできる証明システムを備える。
【００１３】
本発明はまた、それに従ってアッセイテスト細片が受容される、診断テスト法にも関する。ラテラルフローアッセイテスト細片は、検出領域と、該検出領域を横切るラテラルフロー方向に沿う流体サンプル用流路とを備える。検出領域は、ラテラルフロー方向に垂直な第１の次元と、ラテラルフロー方向に平行な第２の次元とによって特徴付けられる捕捉領域を含む。捕捉領域の第１及び第２の次元のうち最小のものにせいぜい等しい少なくとも１つの表面寸法を有する検出領域の１つ又は複数のエリア上にビームライトが当てられる。光の強度測定値は、検出領域の光の当てられたエリアから得られる。
【００１４】
他の態様では、本発明は、読み取り器及びデータ分析器を備える診断テストシステムに関する。読み取り器は、検出領域を含むアッセイテスト細片の露光領域からの光の強度測定値を得るように機能することができる。データ分析器は、第１の固定化された薬剤を含む検出領域内の或る領域に結合したテスト標識から得られた光強度測定値に基づいてテスト測定値を決定すること、補償標識と特異的に結合する薬剤が固定化されていない検出領域の１つ又は複数の領域内のテスト標識とは異なる補償標識から得られた光強度測定値に基づいて補償測定値を決定すること、並びにテスト測定値及び補償測定値に基づいてパラメータ値を決定することを包含する機能を実行するように機能することができる。
【００１５】
本発明はまた、それに従って、検出領域を含むアッセイテスト細片の露光領域から光強度測定値が得られる、診断テスト法にも関する。テスト測定値は、第１の固定化された薬剤に結合したテスト標識を含んでいる検出領域内の或る領域から得られた光強度測定値に基づいて決定される。補償測定値は、補償標識と特異的に結合する薬剤の固定化されていない検出領域の１つ又は複数の領域内のテスト標識とは異なる補償標識から得られる光強度測定値に基づいて決定される。パラメータ値は、テスト測定値及び補償測定値に基づいて決定される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下の説明では、類似の符号は類似の要素を表すために用いる。さらに、図面は、例示的な実施形態の主な特徴を図示するよう意図されている。図面は、実際の実施形態の全ての特徴を表すことや、図示する要素の相対的な寸法を表すようには意図されておらず、縮尺通りには描かれていない。
Ｉ．イントロダクション
以下に詳細に説明する実施形態は、テスト細片上の種々の捕捉領域の改善された検出、改善されたアッセイテスト速度、並びに改善されたアッセイ測定感度をもたらすところの、複数の標識を含むラテラルフローアッセイテスト細片、システム、及びそのようなテスト細片を読み取る方法を提供する。
【００１７】
用語「ラテラルフローアッセイテスト細片」は、競争反応タイプ及び非競争反応タイプ両方のラテラルフローアッセイテスト細片を包含する。ラテラルフローアッセイテスト細片は、一般に、サンプル受容領域と検出領域を備え、標識化領域に関しては有することも有さないこともできる。いくつかの実施形態では、ラテラルフローアッセイテスト細片は、標識化領域上に垂直に配置されたサンプル受容領域を含み、さらに、標識化領域の下流に横方向に配置された検出領域を含む。
【００１８】
用語「分析物」とは、テスト細片によってアッセイすることのできる物質を指す。種々の分析物の例としては、有機化合物（例えば、タンパク質及びアミノ酸）、ホルモン、代謝産物、病原体により惹起された抗原、薬剤、毒素、及び微生物（例えば、バクテリア及びウィルス）が挙げられる。
【００１９】
本明細書で用いるとき、用語「標識」とは、分析物に対し特異的結合親和性を有し且つテスト細片の他の要素とは区別し得る検出可能な特性を有する物質を指す。当該標識としては、検出可能な特性をもたらす標識化物質（例えば、量子ドットのような蛍光粒子）と、分析物に対し特異的結合親和性をもたらすプローブ物質（例えば、免疫グロブリン）との組み合わせを挙げることができる。いくつかの実施形態では、標識は、発光性（例えば、蛍光性）あるいは反射性のような、区別の目安となる光学特性を有し、それによって、異なる標識を含むテスト細片領域を互いに区別することが可能となる。
【００２０】
用語「薬剤」とは、標識や分析物のような、ターゲット物質と化学的あるいは生物学的に反応する物質を指す。
【００２１】
用語「捕捉領域」とは、１つ又は複数の固定化された薬剤を含むテスト細片上の領域を指す。
【００２２】
用語「テスト領域」とは、分析物に対し特異的結合親和性を有する固定化された薬剤を含む捕捉領域を指す。
【００２３】
用語「制御領域」とは、標識に対し特異的結合親和性を有する固定化された薬剤を含む捕捉領域を指す。
ＩＩ．  診断テストシステムの概略的な構造
図３は、診断テストシステム４０の一実施形態を示しており、それは、ハウジング４２、読み取り器４４、データ分析器４６、及びメモリ４７を備える。ハウジング４２は、テスト細片５０を受容するためのポート４８を備える。テスト細片５０がポート４８内に装填されると、読み取り器４４は、テスト細片５０から光強度測定値を得る。一般的に、光強度測定値は、フィルタ処理しなくてもよいし、少なくとも１つの波長及び方向に関してフィルタ処理してもよい。データ分析器４６は、１つ又は複数の光強度測定値から少なくとも１つのパラメータを算出する。結果表示器５２は、テスト細片５０に関する１つ又は複数のアッセイ結果を表示する。いくつかの実施形態では、診断テストシステム４０は、使い捨て用途、即ち一回のみ用いられる用途に用いることを可能とする比較的安価な構成要素から製造される。
【００２４】
ハウジング４２は、プラスチックや金属をはじめとする、広範な材料のうちの任意の１つから製造することができる。ハウジング４２は、読み取り器４４、データ分析器４６、電源５４、及び診断テストシステム４０の他の構成要素のための保護壁を形成する。当該容器は、図１記載のタイプのテスト細片をはじめとする、広範な種々のタイプのテスト細片５０を受容し得るように設計することができる。
【００２５】
図示した実施形態では、各テスト細片５０は、非競争反応タイプのラテラルフローアッセイテスト細片であり、それは、ラテラルフロー（横方向の流れ）の向き５１に沿う流体サンプルのラテラルフローをもたらし、且つターゲット分析物に標識を結合させる標識化物質を含む標識化領域と、ターゲット分析物に結合する固定化された物質を含む少なくとも１つのテスト領域を含む検出領域とを備える。テスト領域の少なくとも一部を含む、検出領域の１つ又は複数のエリアは、読み取り器４４による光学的検査のために露光される。検出領域の露光エリアは、任意に透明な窓により被覆してもしなくてもよい。
【００２６】
他の実施形態では、テスト細片は、競争反応タイプのラテラルフローアッセイテスト細片であり、そこでは、流体サンプル中のターゲット分析物濃度が高くなると、テスト領域内の標識濃度は低下する。これらの実施形態の幾つかは標識化領域を備えるが、これらの他の実施形態は標識化領域を備えない。
【００２７】
競争反応ラテラルフローアッセイテスト細片の実施形態の幾つかは、流体サンプル中のターゲット分析物と特異的に結合する標識を含む標識化領域と、流体サンプル中の未結合標識と特異的に結合する固定化されたテスト薬剤（例えば、抗体）と対立するものとして固定化されたターゲット分析物を含むテスト領域とを備える。作用に関しては、流体サンプル中に分析物が存在しない場合には、テスト領域が標識化されることとなる。しかしながら、流体サンプル中にターゲット分析物が存在する場合には、流体サンプルの分析物は、標識がテスト領域に流れるより十分に前に、標識化領域内の標識の結合サイトを満たす。結果として、標識がテスト領域を流れる際には、標識上には結合サイトが残っておらず、よって、標識は通過し、テスト領域は標識化されないままとなる。
【００２８】
競争反応ラテラルフローアッセイテスト細片の他の実施形態では、標識化領域は、予め標識化された分析物（例えば、金の付着した分析物）を含み、テスト領域は、分析物に対し親和性のある固定化されたテスト薬剤を含む。これらの実施形態では、流体サンプルが、標識化領域内の予め標識化された分析物の濃度よりも高い濃度にて標識化されていない分析物を含む場合、テスト領域内の標識濃度はそれに見合って低下するようになる。
【００２９】
読み取り器４４は、テスト細片５０の検出領域の露光エリアを光学的に検査するために、１つ又は複数のオプトエレクトロニクス要素を備える。幾つかの実施形態では、読み取り器４４は、少なくとも１つの光源と、少なくとも１つの光検出器とを備える。幾つかの実施形態では、光源は、半導体発光ダイオードを含み、光検出器は、半導体光ダイオードを含むことができる。テスト細片５０に用いられる標識の特性に応じて、光源は、特定の波長範囲の光又は特定の偏光特性を有する光を発するように設計することができる。例えば、標識が量子ドットのような蛍光標識である場合には、光源は、標識から蛍光を放出させるよう誘導する波長範囲の光を、テスト細片５０の検出領域の露光エリアに当てるように設計される。同様に、光検出器は、検出領域の露光エリアからの光を選択的に捕捉するように設計される。例えば、標識が蛍光標識である場合には、光検出器は、標識によって発せられた蛍光の波長範囲内の光、又は特定の偏光特性を有する光を選択的に捕捉するように設計される。一方、標識が反射タイプの標識である場合には、光検出器は、光源により発せられた光の波長範囲内の光を選択的に捕捉するように設計される。これらの目的のために、光検出器は、捕捉された光の波長範囲や偏光軸を画定する１つ又は複数のフィルターを備えることができる。
【００３０】
データ分析器４６は、読み取り器４４によって得られた光強度測定値を処理する。一般に、データ分析器４６は、デジタル電子回路やコンピュータハードウェア、ファームウェア、あるいはソフトウェアをはじめとする、任意の計算あるいは処理環境において実施することができる。幾つかの実施形態では、データ分析器４６は、プロセッサ（例えば、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又はASIC）及びアナログ／デジタル変換器を備える。図示した実施形態では、データ分析器４６は、診断テストシステム４０のハウジング４２内部に取り込まれている。他の実施形態では、データ分析器４６は、有線又は無線接続を介して診断テストシステム４０と通信し得るコンピュータのような別個の装置内に配置される。
【００３１】
一般に、結果表示器５２は、アッセイテストの１つ又は複数の結果を表示するための広範な種々の機構のうちの任意の１つを含み得る。幾つかの実施形態では、結果表示器５２は、例えば、陽性のテスト結果やアッセイテストの完了（即ち、十分な量の標識化物質２８が制御領域内に堆積する時点）を表示すべく駆動される１つ又は複数の発光体（例えば、発光ダイオード）を備える。他の実施形態では、結果表示器５２は、アッセイテスト結果を表すために、英数字ディスプレイ（例えば、２文字又は３文字を表す発光ダイオードアレイ）を備える。
【００３２】
電源５４は、読み取り器４４、データ分析器４６、及び結果表示器５２を含んで成る診断テストシステム４０の機能要素に電力を供給する。電源５４には、例えば、交換可能なバッテリー又は充電可能なバッテリーを用いることができる。他の実施形態では、外部のホスト装置（例えば、USBケーブルで接続されたコンピュータ）によって診断テストシステムに電力を供給することができる。
【００３３】
図４は、下記の診断テストシステム４０の実施形態によって実行され得る診断テスト法の一実施形態を示している。この方法によれば、テスト細片５０が診断テストシステム４０のポート４８に装填されると、読み取り器４４は、テスト細片５０の検出領域の露光エリア領域から区別できる局所的な光強度測定値を得る（ブロック６０）。本明細書で用いるとき、「区別できる局所的な光強度測定値」とは、データ分析器４６が各光強度測定値を個々に分析できるように、テスト細片の各局所領域から光強度測定値を送ったり、記録したりする読み取り器４４の能力を指す。
【００３４】
この実施形態では、光強度測定値が読み取り器４４によって得られることになる区別できる局所領域の各々は、検出領域の露光エリアの、ラテラルフロー方向に直角をなす次元（寸法）よりも小さい少なくとも１つの表面寸法によって特徴付けられる。いくつかの実施形態では、これら局所領域の各々は、検出領域内の対象領域（例えば、テスト領域、制御領域、又は標識化された複合体若しくは標識化されていない複合体が固定化されて領域）の最も小さい次元（寸法）とほぼ同じか又はそれより小さい寸法であるところの表面寸法を有する。
【００３５】
読み取り器４４が検出領域内のそのような局所的な対象領域から光強度測定値を得た（ブロック６０）後は、データ分析器４６が、対象領域から得られた各光強度測定値を識別する（ブロック６２）。このプロセスでは、データ分析器４６は、テスト細片５０の他の領域に対応した測定値から、対象領域に対応した測定値を分離する。分離された測定値は、対象領域外の領域からの測定値を包含する総合測定値よりも高いシグナル／ノイズ比を有する。
【００３６】
データ分析器４６は、識別された各光強度測定値から少なくとも１つのパラメータを算出する（ブロック６４）。例示的なパラメータとしては、ピーク強度や総合強度値が挙げられる。これらのパラメータを算出するために用いられる測定値は、より高いシグナル／ノイズ比を有しているため、それらは対象領域を非常に精確に特徴づけ、それによって、ラテラルフローアッセイ結果が改善される。
ＩＩＩ．種々のテスト標識及び比較対照標識を有するテスト細片並びにその読み取り法
このセクションで説明する実施形態は、テスト及び比較対照用の種々の標識を含むラテラルフローアッセイテスト細片、並びにそのようなテスト細片を読み取るシステム、方法を提供する。種々のテスト標識及び比較対照標識を用いることで、テスト標識及び比較対照標識の検出能を改善し、アッセイテスト速度を向上させ、且つアッセイ測定感度を向上させるように、テスト細片及び診断テストシステムを設計することが可能となる。
Ａ．種々のテスト標識及び比較対照標識を有するテスト細片
これらの実施形態では、標識化領域１４は、アッセイすべき各分析物のためのテスト標識及び比較対照標識を含む。一般に、テスト標識及び関連した比較対照標識は、それぞれ、異なる検出可能な特徴乃至特性を有する。幾つかの実施形態では、テスト標識は第１の特性波長の蛍光を発し、比較対照標識は第１の特性波長とは異なる第２の特性波長の蛍光を発する。テスト標識は、例えば、第１のタイプの量子ドットを含むことができ、比較対照標識は、例えば、第２のタイプの量子ドットを含むことができる。いくつかの実施形態では、量子ドットは、ナノメートルサイズの半導体ナノ結晶であり、その蛍光特性はそれらの寸法によって決まる。これにより、量子ドットの蛍光波長は、量子ドットの寸法を変更することで調節することができる。
【００３７】
テスト標識は、検出領域１５内に固定化された、テスト標識に対し特異的結合親和性を有するテスト薬剤によって結合される。比較対照標識は、検出領域１５内に固定化された、比較対照標識に対し特異的結合親和性を有する比較対照薬剤によって結合される。種々のテスト標識及び比較対照標識は、テスト細片の検出領域１５内の、分離した別個の捕捉領域あるいは同一のテスト及び比較対照捕捉領域内に固定化することができる。一般に、テスト領域及び比較対照領域は、長方形及び長方形以外の形状を含む、任意の形状を有することができる。
【００３８】
例えば、図５Ａは、固定化されたテスト薬剤を含むテスト領域７０と、固定化された比較対照薬剤を含む分離した別個の比較対照領域７２とを有するテスト細片５０の一実施形態を示している。図示した実施形態では、テスト領域及び比較対照領域７０、７２の各々は、検出領域１５の平面状の表面内において、平らな円形状をそれぞれ有している。そのような形状によって、適切に構成された読み取り器４４は、テスト領域及び比較対照領域７０、７２と寸法や形状がほぼ対応する検出領域１５の平らな円状エリアに照明ビームを照射することが可能となる。これにより、テスト標識及び比較対照標識から得られた光強度測定値は、高いシグナル／ノイズレベル、改善された測定感度を有し、且つ低濃度の分析物に対し誤った結果が起こることを低減することができる。
【００３９】
図５Ｂは、３つのテスト−比較対照合同領域７４、７６、７８を含むテスト細片５０の例示的な一実施形態を示している。テスト−比較対照領域７４−７８の各々は、個々、検出領域１５の同一領域内に混合されている固定化されたテスト薬剤と固定化された比較対照薬剤を含む。各テスト薬剤は、標識化領域１４内の各テスト標識が特異的に結合している各ターゲット分析物に対し特異的結合親和性を有し、各比較対照薬剤は、標識化領域１４内の各比較対照標識に対し特異的結合親和性を有する。幾つかの実施形態では、各捕捉領域７４−７８内のテスト標識と比較対照標識は、異なる特性波長の蛍光を発し、それによって、それらの蛍光発光は、波長分離技術（例えば、回折光学素子や光学フィルタ）を用いて区別することができる。
【００４０】
図５Ｂ記載のテスト細片の実施形態では、各テスト−比較対照領域７４−７８は、検出領域１５の平面状表面内に、それぞれ、平らな楕円形状を有する。そのような形状によって、適切に構成された読み取り器４４は、テスト−比較対照領域７４−７８と寸法や形状がほぼ対応する検出領域１５の平らな楕円形状に照明ビームを照射することができる。これによって、テスト及び比較対照標識から得られる光強度測定値は、高いシグナル／ノイズレベル、改善された測定感度を有し、且つ低濃度の分析物に対し誤った結果が起こることを低減することができる。
【００４１】
図６は、テスト薬剤及び比較対照薬剤が、テスト−比較対照合同領域８４の各サブ領域８０、８２内に固定化されているテスト細片５０の一実施形態を示している。図示した実施形態では、テスト薬剤サブ領域８０と比較対照薬剤サブ領域８２とは、標識化領域１４から等距離にある（即ち、Dテスト＝D比較対照）。テスト薬剤サブ領域８０と比較対照薬剤サブ領域８２とはまた、サンプル受容領域１２からも等距離にある。この実施形態では、流体サンプルは、テスト及び比較対照結果が決定される前に、ラテラルフロー方向に沿って１つの捕捉領域中を流れることしか要求されない。従って、このテスト細片の実施形態に関するアッセイテスト速度は、別々のテスト領域と比較対照領域とがラテラルフロー方向５１において異なる位置にある実施形態に関するアッセイテスト速度よりも速い。
Ｂ．種々のテスト標識及び比較対照標識を照明する方法
読み取り器４４の照明源は、テスト標識及び比較対照標識からの反射光又は蛍光が検出領域１５の他の領域と容易に区別し得るように寸法及び形状決めされた検出領域のエリア上に光線を当てたり、スキャンしたりするように構築し配置することができる。いくつかの実施形態では、捕捉領域（即ち、別個のテスト領域と比較対照領域、及びテスト−比較対照合同領域）は、長方形以外の形状を有することができ、それによって、比較的安価な光学要素を用いて、捕捉領域と寸法や形状がほぼ対応する検出領域１５のエリア上に光線を照射することが可能となる。これにより、読み取り器４４の検出システムにより生成された集合シグナルは、光の当てられた捕捉領域からの反射光又は蛍光に概ね対応し、それによって、捕捉領域の形状にさほど対応しないエリアに光を当てた結果得られる測定値と比較して、より高いシグナル／ノイズ比を有する。
【００４２】
図７Ａは、テスト細片５０の一実施形態及び診断テストシステム４０の一実施形態を示している。
【００４３】
テスト細片は、比較対照領域９２から離れた別個のテスト領域９０を備える。テスト領域９０は、ターゲット分析物と特異的に結合する固定化されたテスト薬剤を含み、比較対照領域９２は、ターゲット分析物と特異的に結合する標識化領域１４内の標識と特異的に結合する固定化された比較対照薬剤を含む。テスト及び比較対照捕捉領域９０、９２の各々は、ラテラルフロー方向５１に直角をなす第１の次元（WT、WC）と、ラテラルフロー方向５１に平行な第２の次元（LT、LC）とによって特徴付けられる。
【００４４】
診断テストシステム４０は、光源９６、光検出器１００の線状アレイ９８、及びレンズ１０２を含む。この実施形態では、診断テストシステム４０は、さらに、光学検査要素１０４（たとえば、光源９６、レンズ１０２、及び光検出器線状アレイ９８）とテスト細片５０との間の相対的な動きをもたらす機構（図示せず）を備える。動きをもたらす機構は、テスト細片５０に対し光学検査要素を一対のレール上で移動させるモータ駆動のキャリッジ、並びに光学検査要素１０４に対しテスト細片５０を移動させるモータ駆動の１つ又は複数のドライブホイールをはじめとする広範な種々の機構のうちの任意の１つとし得る。図示した実施形態では、光学検査要素１０４は、矢印１０５の方向（即ち、ラテラルフロー方向５１）において、テスト細片５０に対し動くように示されている。光検出器線状アレイ１０２は、光学検査要素１０４の移動方向とは直角をなす向きに配向されている。
【００４５】
テスト標識と比較対照標識が例えばそれらの蛍光発光波長の違いにより区別し得る実施形態では、テスト及び比較対照領域９０、９２は同じ位置に配することができる。これらの実施形態では、複数の光学フィルタ又は単一の調節可能な光学フィルタを用いることで、テスト標識及び比較対照標識から受容される光を区別することができる。
【００４６】
作用に関しては、光学検査要素１０４がテスト細片５０に対し動くとき、光源９６が、検出領域１５の露出部のエリアに光線１０６を照射する。照射される光は、広い帯域のものでも狭い帯域のものでもよく、また、偏向されていても偏向されていなくてもよい。光源９６は、テスト及び比較対照捕捉領域９０、９２の特性寸法（WT、LT、WC、LC）よりも小さい少なくとも１つの表面寸法を有する形状にて、検出領域１５上に光線１０６を当てる。図示した実施形態では、光線１０６は、各捕捉領域と寸法や形状がほぼ同じエリアに当てられる。
【００４７】
光検出器線状アレイ９８は、検出領域１５の露光領域の狭い部分から、区別できる局所的な光強度測定値を得る。一般に、光強度測定値は、フィルタ処理しなくても、波長や偏向特性に関してフィルタ処理することもできる。光検出器アレイ９８は、検出領域１５が露光されている間あるいは光源９６を検出領域１５に当てた後に、光強度を測定することができる。検出領域１５からの反射光又は蛍光は、レンズ１０２によって、光検出器アレイ９８の個々の光検出器１００上に焦点が合わされる。各光検出器１００は、検出領域１５の各局所領域から光を受容する。即ち、各光検出器１００は、検出領域１５の各局所領域を分析したり、区別し得るようにイメージ形成したりすることができる。光検出器１００は、各局所領域から受容した光量を表すシグナルを生成する。これらのシグナルは、メモリに格納したり、処理のためにデータ分析器４６に送ることができる。
【００４８】
検出領域１５の露光エリアが捕捉領域９０、９２の一方に一致すると、光検出器アレイ９８により生成された集合シグナルは、露光された捕捉領域からの反射光又は蛍光にほぼ一致し、それによって、検出領域１５のより広いエリアから得られた測定値と比較して、高いシグナル／ノイズ比を有する。テスト細片５０は、検出領域１５の露光エリアが捕捉領域９０、９２の一方といつ一致するかを判定するために診断テストシステム４０に用いることのできるポジションマーカ又は他のフィーチャーを含むことができる。例示的なタイプの位置あわせフィーチャーの説明は、Patrick T. Petrunoらによる、"LATERAL FLOW ASSAY TEST STRIPS AND READING SAME"と題された米国特許出願第  号（代理人管理No. 10041360-1）から得ることができる。
【００４９】
データ分析器４６（図３）は、線状アレイ９８の個々の光検出器１００によって生成されたシグナルを処理し、対象領域（例えば、テスト領域９０及び比較対照領域９２）から得られた各光強度測定値を識別するように機能し得る。いくつかの実施形態では、検出領域１５表面は、ラテラルフロー方向に直角をなす方向においては、ほぼ均質である。これらの実施形態では、線状アレイ９８の光検出器からのシグナルは、情報をほとんど損失することなく集めることができる。
【００５０】
図７Ｂは、光検出器線状アレイ９８によって生成された集合強度測定値を時間の関数としてプロットした例示的なグラフ１０８を示している。この例では、グラフ１０８は、アレイ９８内の光検出器１００がテスト領域９０及び比較対照領域９２の上に位置する際の、より高強度の集合強度１１０、１１２を含む。この例に関しては、データ分析器４６は、しきい値レベル１１４にてグラフ１０８に閾を設けることによって、テスト領域９０及び比較対照領域９２から得られた光強度測定値を同定することができる。同定された光強度測地値をテスト領域９０及び比較対照領域９２と相関させるために、データ分析器４６は、同定された各光強度測定値が得られた相対時間などの他の情報を用いることができる。
【００５１】
図８は、検出領域１５の露出エリアを横切って光線１２２を走査させるように機能し得る光源１２０を含む診断テストシステム４０の一実施形態を示している。光源１２０は、テスト及び比較対照捕捉領域９０、９２の各特性寸法（WT、LT、WC、LC）よりも小さい少なくとも１つの表面寸法を有する形状にて、検出領域１５上に光線１２２を当てる。図示した実施形態では、光線１２２が照射された表面エリアは、テスト及び比較対照捕捉領域９０、９２の各特性寸法（WT、LT、WC、LC）よりも小さい円寸法を有する。光線１２２は、広い帯域のものでも狭い帯域のものでもよく、また偏向したものでも偏向していないものでもよい。
【００５２】
一般に、光源１２０は、ラテラルフロー方向に対し直角をなす向き並びにラテラルフロー方向に平行な向きを含む、テスト領域９０及び比較対照領域９２を含む任意の経路に沿って検出領域１５の露出エリアを横切って光線１２２を走査することができる。図示した実施形態では、光源１２０は、検出領域１５の露出エリアを横切って、回りくどいジグザグ経路１２４に沿って光線１２２を走査する。幾つかの実施形態では、光源１２０は、発光ダイオードやレーザのような発光器、及び照射された光の形状を整え走査してビーム１２２を生成するための１つ又は複数の光学要素（例えば、１つ又は複数のレンズや回転鏡）を含む。
【００５３】
図８記載の実施形態では、診断テストシステム４０は、検出領域１５の露出エリア全体を横切る光線１２２経路を網羅した視界を有するか又はそれらに光線１２２が当てられる際に検出領域１５の局所領域をたどる任意のタイプの単一要素又は複数要素からなる光検出器を用いて、区別できる局所的な光強度測定値を得ることができる。光強度測定値は、フィルタ処理しなくてもよいし、波長や偏向特性に関してフィルタ処理してもよい。光検出器アレイは、光源と同期させることができる。一般に、光検出器アレイは、検出領域１５の個々の区別できる局所領域が露光される間若しくは光源が検出領域１５の個々の区別できる局所領域に当てられた後に、光強度を測定することができる。光線１２２は一度に検出領域１５の１つの局所領域にしか当てられないため、光検出器により得られる光は、露光された局所領域からの反射光あるいは蛍光に一致する。それ故、光検出器により生成されたシグナル各データポイントは、各局所領域と相関性があり、検出領域１５のより広い領域から得られた測定値と比較して、高いシグナル／ノイズ比を有する。
【００５４】
データ分析器４６（図３）は、光検出器により生成されたシグナルを処理し、対象領域（例えば、テスト領域９０及び比較対照領域９２）から得られた各光強度測定値を識別するように機能し得る。例えば、幾つかの実施形態では、データ分析器４６は、光検出器により生成された経時的な光強度測定値シグナルに閾を設けることによって、テスト領域９０及び比較対照領域９２から得られた光強度測定値を識別することができる。閾レベルより高い光強度測定値は、テスト領域９０及び比較対照領域９２に由来するものとして同定することができる。同定された光強度測定値とテスト領域９０及び比較対照領域９２とを相関させるために、データ分析器４６は、同定された各光強度測定値が得られた相対時間のような他の情報を用いることができる。
【００５５】
図８記載のテスト細片５０の実施形態では、規則的な間隔を有する一群のポジションマーカ１２６が、テスト細片５０の一端に沿って配されている。ポジションマーカ１２６は、テスト細片５０の表面とは異なる光学特性（例えば、反射特性や蛍光特性）を有するフィーチャーを含む。その結果、テスト細片５０の端の近傍で得られた測定値は、ポジションマーカ１２６のパターンに従って強度が変化する。これにより、ポジションマーカは、ラテラルフロー方向において、テスト細片５０に沿って位置を信号化する。データ分析器４６は、検出領域１５の端部から得られた光強度測定値の各強度変化サイクル（例えば、ピーク−谷）に従ってポジションカウンタ値を増大させることによって、ラテラルフロー方向に沿って信号化された位置を判定することができる。これらの実施形態では、データ分析器４６は、光強度測定値を、テスト細片５０のラテラルフロー方向５１における位置と相関させる。位置の相関情報は、ポジションカウンタ値の索引が付された検索テーブル内に格納することができる。この情報や、対象領域の位置とポジションマーカ１２６により生成された光強度の対照パターンとを相関づける所定の情報に基づいて、データ分析器４６は、対照領域に対応する各光強度測定値を識別することができる。
Ｃ．種々のテスト標識及び比較対照標識からの光の検出法
幾つかの実施形態では、テスト標識は第１の特性波長の蛍光を発し、比較対照標識は第１の特性波長とは異なる第２の特性波長の蛍光を発する。読み取り器２２の実施形態は、テスト標識及び比較対照標識からの反射光や蛍光をお互いに且つ検出領域１５の他の領域からのものと区別するように構築され配置された検出システムを備える。
【００５６】
図９は、別個のテスト領域と比較対照領域（例えば、図５Ａ参照）又は同一のテスト−比較対照領域（例えば、図５Ｂ及び６参照）に結合したテスト標識及び比較対照標識から発せられた蛍光を分離するために用いることができる読み取り器４４の一実施形態を示している。読み取り器４４は、光検出アレイ１６０を用いて、区別できる局所的な光強度測定値を得、ここでは、個々の検出器要素１６２、１６４の各々は、回折レンズ１６６により分離され誘導された特定の特性波長の光のターゲットとなっている。図示した例では、種々のテスト標識及び比較対照標識が、テスト−比較対照合同領域１６８内に固定化されている。固定化されたテスト標識からの光１７０は、回折レンズ１６６により検出器要素１６２に誘導され、一方、固定化された比較対照標識からの光は、回折レンズにより検出器要素１６４に誘導される。図９記載の実施形態では、各検出器要素１６２、１６４は、それぞれ、テスト標識及び比較対照標識からの光を優先的に透過させるよう選択された、狭い通過域を有する光学フィルタをさらに備える。
【００５７】
いくつかの実施形態では、読み取り器４４は、第１及び第２の光検出器（又は同一の光検出器アレイの第１及び第２の領域）により受容された光をフィルタするように構築され配置された第１及び第２の光学フィルタを備える。第１の光学フィルタは、第１の特性波長を包含し且つ第２の特性波長は含まないところの第１の波長範囲内の光を選択的に透過させる。第２の光学フィルタは、第２の特性波長を包含し且つ第１の特性波長は含まないところの第２の波長範囲内の光を選択的に透過させる。幾つかの実施形態では、第１及び第２の波長範囲は、テスト標識及び比較対照標識の支配的な蛍光発光スペクトルにほぼ一致する。これにより、第１及び第２の光学フィルタは、テスト標識及び比較対照標識以外の要素からの光によって引き起こされるノイズを低減させることができる。幾つかの実施形態では、光学フィルタは、テスト標識及び比較対照標識から受容された偏向された光を選択的に透過させるように、偏光特性が付与されている。
【００５８】
種々のテスト標識及び比較対照標識が検出領域１５の別個のテスト領域と比較対照領域内に固定化されているテスト細片の実施形態に関しては、検出要素の位置をテスト領域及び比較対照領域の位置と相関させることでテスト細片のテスト領域及び比較対照領域の検出能が改善されているような診断テストシステム４０の実施形態を用いてテスト標識及び比較対照標識をアッセイすることができる。
例えば、図１０は、それぞれテスト薬剤及び比較対照薬剤を含むテスト領域９０及び比較対照領域９２を備えるテスト細片５０の一実施形態を示している。テスト薬剤及び比較対照薬剤はそれぞれ、標識化領域１４内のテスト標識及び比較対照標識に対し特異的結合親和性を有する。いくつかの実施形態では、テスト標識は第１の特性波長の蛍光を発し、比較対照標識は第１の特性波長とは異なる第２の特性波長の蛍光を発する。テスト標識は、例えば第１のタイプの量子ドットを含み、比較対照標識は、例えば第２のタイプの量子ドットを含むことができる。
【００５９】
図１０はまた、光源１８０及び一対の光検出器１８２、１８４を備える診断テストシステム４０の一実施形態を示している。光源１８０には、検出領域１５内の対象領域を照らす比較的広い光線を生成する１つ又は複数の発光ダイオードを用いることができる。光検出器１８２、１８４には、テスト細片５０が診断テストシステム４０のポート４８内に装填される際に、テスト領域９０及び比較対照領域９２上に直に配置される単一要素の光検出器又は複数要素の光検出器を用いることができる。光検出器１８２、１８４はそれぞれ、第１及び第２の光学フィルタ１８６、１８８を備える。第１の光学フィルタ１８６は、第１の特性波長を包含し且つ第２の特性波長は含まないところの第１の波長範囲内の光を選択的に透過させる。第２の光学フィルタ１８８は、第２の特性波長を包含し且つ第１の特性波長を含まないところの第２の波長範囲内の光を選択的に透過させる。幾つかの実施形態では、第１及び第２の波長範囲は、テスト標識及び比較対照標識の支配的な蛍光発光スペクトルにほぼ対応する。これにより、光学フィルタ１８６、１８８は、テスト標識及び比較対照標識以外の要素からの光によって引き起こされるノイズを低減させることができる。幾つかの実施形態では、光学フィルタ１８６、１８８は、テスト標識及び比較対照標識から受容された偏向された光を選択的に透過させるように、偏光特性が付与されている。
【００６０】
作用に関しては、光源１８０は、テスト領域９０及び比較対照領域９２に光１９０を当てる。照射される光１９０は、広い帯域のものでも狭い帯域のものでもよく、また、偏向されていても偏向されていなくてもよい。光検出器１８２、１８４は、検出領域１５の露光領域から、区別できる局所的な光強度測定値を得る。検出器１８２、１８４は、光源１８０と同期させることができる。一般に、光検出器１８２、１８４は、検出領域１５が露光されている間又は光源１８０が検出領域１５に光を当てた後に、光強度を測定することができる。テスト領域９０及び比較対照領域９２からの反射光や蛍光はそれぞれ、レンズ１８７、１８９により、光検出器１８２、１８４に当てられる。これにより、光検出器１８２、１８４は、テスト領域９０及び比較対照領域９２を分析したり、区別し得るようにイメージ形成したりすることができる。光検出器１８２、１８４は、テスト領域９０及び比較対照領域９２から受容した光量を表すシグナルを生成する。光検出器１８２、１８４に単一要素の検出器を用いる場合、シグナルは、テスト領域９０や比較対照領域９２から受容した光の合計量、即ち集合量を表す。光検出器１８２、１８４に複数要素の検出器を用いる場合、シグナルは、テスト領域９０及び比較対照領域９２の局所領域から受容された光量を表す。光検出器１８２、１８４により生成されたシグナルは、メモリに格納したり、処理のためにデータ分析器４６へと送ることができる。
【００６１】
いくつかの実施形態では、テスト領域９０及び比較対照領域９２からの反射光や蛍光は、開口プレー１９６の開口１９２、１９４を介して優先的に透過され、一方、テスト細片５０の他の領域からの光は、開口プレート１９６によってほぼ遮断される。その結果、光検出器１８２、１８４により生成されたシグナルは、検出領域１５のより広い領域から得られた測定値と比較して、高いシグナル／ノイズ比を有する。また、光検出器１８２、１８４により得られた光は、それぞれテスト領域９０及び比較対照領域９２からの反射光又は蛍光にほぼ一致する。それ故、光検出器１８２、１８４により生成されたシグナルは、それぞれテスト領域９０及び比較対照領域９２と相関性があり、データ分析器４６は、テスト領域９０及び比較対照領域９２から直に得られた各光強度測定値を識別することができる。即ち、光検出器１８２により生成された光強度測定値は、テスト領域９０から得られ、光検出器１８４により精製された光強度測定値は、比較対照領域９２から得られたものである。
【００６２】
図１１は、第１の検出器２０２、第２の検出器２０４及び光源２０６を備える照明システム２００を含んで成る診断テストシステム４０の一実施形態を示している。光源２００には、検出領域１５内の対照領域を照らす比較的広い光線２０７を生成する１つ又は複数の発光ダイオードを用いることができる。光検出器２０２、２０４には、テスト細片５０が診断テストシステム４０のポート４８内に装填される際にテスト薬剤サブ領域８０及び比較対照薬剤サブ領域８２上に直に配置される単一要素光検出器又は複数要素の光検出器を用いることができる。光検出器２０２、２０４はそれぞれ、第１及び第２の光学フィルタ２０８、２１０を備えている。第１の光学フィルタは、第１の特性波長を包含し且つ第２の特性波長は含まないところの第１の波長範囲内の光を選択的に透過させる。第２の光学フィルタ２１０は、第２の特性波長を包含し且つ第１の特性波長は含まないところの第２の波長範囲内の光を選択的に透過させる。いくつかの実施形態では、第１及び第２の波長範囲は、テスト標識及び比較対照標識の支配的な蛍光発光スペクトルにほぼ一致する。これにより、光学フィルタ２０８、２１０は、テスト標識及び比較対照標識以外の要素からの光によって引き起こされるノイズを低減させることができる。いくつかの実施形態では、光学フィルタ２０８、２１０は、テスト標識及び比較対照標識から受容された偏向された光を選択的に透過させるように、偏光特性が付与されている。
【００６３】
作用に関しては、光源２００は、テスト薬剤サブ領域８０及び比較対照薬剤サブ領域８２に光２１２を当てる。照射される光２０７は、広い帯域のものでも狭い帯域のものでもよく、また、偏向されていても偏向されていなくてもよい。光検出器２０２、２０４は、検出領域１５の露光領域から、区別できる局所的な光強度測定値を得る。検出器２０２、２０４は、光源２００と同期させることができる。一般に、光検出器２０２、２０４は、検出領域１５が露光されている間又は光源２００が検出領域１５に光を当てた後に、光強度を測定することができる。テスト薬剤サブ領域８０及び比較対照薬剤サブ領域８２からの反射光や蛍光は、レンズ２１４、２１６により、それぞれ光検出器２０２、２０４へと当てられる。これにより、光検出器２０２、２０４は、テスト薬剤サブ領域８０及び比較対照薬剤サブ領域８２を分析したり、区別し得るようにイメージ形成したりすることができる。光検出器２０２、２０４は、テスト薬剤サブ領域８０及び比較対照薬剤サブ領域８２から受容した光量を表すシグナルを生成する。光検出器２０２、２０４に単一要素の検出器を用いる場合、シグナルは、テスト薬剤サブ領域８０及び比較対照薬剤サブ領域８２から受容した光の合計量、即ち集合量を表す。光検出器２０２、２０４に複数要素の検出器を用いる場合、シグナルは、テスト薬剤サブ領域８０及び比較対照薬剤サブ領域８２の局所領域から受容された光量を表す。光検出器２０２、２０４により生成されたシグナルは、メモリに格納したり、処理のためにデータ分析器４６に送ることができる。
Ｖ．非特異的結合性標識を有するテスト細片及びその読み取り法
このセクションで説明する実施形態は、そこで補償測定値が作成される領域に特異的に結合しない１つ又は複数の補償標識を含むラテラルフローアッセイテスト細片を提供する。補償標識は、検出領域１５の捕捉領域や非捕捉領域に非特異的に結合したり、検出領域１５の全部ではないがいくつかの領域に特異的に結合したりすることができる。これらの実施形態には、補償標識から得られた光強度測定値に基づいてテスト及び／又は比較対照標識の光強度測定値から導出されたパラメータ値において、非特異的結合の効果を補償するように設計された診断テストシステム４０の実施形態が含まれる。これらの実施形態は、競争反応タイプ及び非競争反応タイプのラテラルフローアッセイテスト細片の実施形態に関して実施することができる。
【００６４】
図１２Ａ及び１２Ｂは、標識化領域１４が、テスト標識２３０、比較対照標識２３２、及び非特異的結合性補償標識２３４を含むテスト細片５０の一実施形態を示している。検出領域１５は、ターゲット分析物に特異的に結合する固定化されたテスト薬剤を含むテスト領域９０と、比較対照標識と特異的に結合する固定化された比較対照薬剤を含む比較対照領域９２とを備える。いくつかの実施形態では、各標識２３０〜２３４は、異なる特性波長の蛍光を発する。標識２３０〜２３４は、例えば、それぞれ異なるタイプの量子ドットを含むことができる。
【００６５】
図１２Ａは、流体サンプルがサンプル受容領域１２に適用される前の、テスト細片５０を示している。図１２Ｂは、サンプル受容領域１２に適用された流体サンプルがサンプル受容領域１２から吸収領域２０へとラテラルフロー方向５１にて流路に沿って流れた後の、テスト細片５０を示している。図示した例では、適用された流体サンプルは、テスト標識及びテスト薬剤と特異的に結合するターゲット分析物を含んでいる。
【００６６】
図１２Ｂに示すように、テスト標識２３０は、テスト領域９０に優先的に堆積し、そして、比較対照標識２３２は、比較対照領域９２に優先的に堆積するが、テスト標識２３０及び比較対照標識２３２の両方とも、検出領域１５の非捕捉領域において非特異的な結合を示す。一方、非特異的結合性補償標識２３４は、非特異的結合性補償標識の非特異的結合特性に起因して、検出領域１５全体に不均一に分布する。
【００６７】
一般に、上述の診断テストシステムの何れかの実施形態を用いることで、図１２Ｂ記載のテスト細片５０の実施敬愛の種々の領域から光強度測定値を得ることができる。いくつかの実施形態では、データ分析器４６（図３）は、非特異的結合性補償標識２３４から得られた光強度測定値に基づいて、テスト及び比較対照領域９０、９２内のテスト標識及び比較対照標識２３０、２３２の測定値に関する非特異的結合の効果を相殺する。
【００６８】
図１３は、データ分析器４６がテスト標識から得られた光強度測定値に関する非特異的結合の効果を見積もる方法の一実施形態のフロー図を示している。
【００６９】
この実施形態によれば、データ分析器４６（図３）は、ターゲット分析物と特異的に結合する固定化されたテスト薬剤を含むテスト領域から得られた光強度測定値に基づいて、テスト測定値を決定する（ブロック２４０）。いくつかの実施形態では、テスト測定値は、テスト領域から得られた光強度測定値に基づいて算出された統計値（例えば、ピーク強度値や平均強度値）に対応する。
【００７０】
データ分析器４６はまた、補償標識と特異的に結合する薬剤が固定化されていない検出領域５１の１つ又は複数の領域内の補償標識から得られた光強度測定値に基づいて、補償測定値を決定する（ブロック２４２）。
【００７１】
一般に、補償標識は、そこから補償測定値が決定されることになる領域に特異的に結合しない任意の標識とし得る。例えば、いくつかの実施形態では、補償標識は、非特異的結合性標識２３４とし得る。他の実施形態では、補償標識は、比較対照標識と特異的に結合する薬剤が固定化されていない領域（例えば、テスト領域）から得られた光強度測定値に基づいて補償測定値が決定される際は、比較対照標識２３２とし得る。補償標識がテスト標識及び／又は比較対照標識と区別され得る特徴乃至特性（例えば、蛍光発光の波長の相違）を有する実施形態では、補償測定値は、テスト及び／又は比較対照領域から得られた光強度測定値に基づいて決定することができる。これらの実施形態に関しては、データ分析器４６は、対照領域（例えば、テスト及び比較対照領域）の内部及び対照領域の外部領域から得られた光強度測定値に基づいて、各補償測定値を決定することができる。データ分析器４６は、評価パラメータ値の決定に際して、これら種々の補償測定値を用いることができる。
【００７２】
補償測定値は、薬剤の固定化されていない検出領域の１つ又は複数の領域から算出された統計値（例えば、ピーク強度値や平均強度値）に一致し得る。いくつかの実施形態では、補償測定値は、テスト領域直近の領域から得られた光強度測定値に基づいて決定される。他の実施形態では、補償測定値は、検出領域１５全体の非捕捉領域から得られた光強度測定値に基づいて決定された平均光強度値に対応する。
【００７３】
データ分析器４６（図３）は、テスト測定値及び補償測定値に基づいて、パラメータ値を決定する（ブロック２４４）。パラメータ値は、例えば、ターゲット分析物の相対量又はターゲット分析物の絶対量とし得る。ターゲット分析物の相対量は、テスト測定値を補償測定値と比較することによって（例えば、違いをみたり、比をとったりすることによって）、決定することができる。ターゲット分析物の絶対量は、補償測定値に基づいてテスト測定値を校正し、校正したテスト測定値を、ターゲット分析物量に対し校正したテスト測定値をマッピングした校正テーブルと比較することによって決定することができる。校正テーブルは、テスト細片上に含まれ得る１つ又は複数の校正領域から得られた光強度測定値に基づいて、データ分析器４６が導出し得る。
【００７４】
いくつかの実施形態では、データ分析器４６（図３）は、決定されたテスト測定値並びに決定された補償測定値に基づいて、評価パラメータ値を決定することができる。評価パラメータは、例えば、アッセイテスト結果を示す値（例えば、はい／いいえ、又は陽性／陰性）とし得る。いくつかの実施形態では、データ分析器４６は、テスト測定値（MT）及び補償測定値（MC）を閾値（T1）と比較することによって、評価パラメータ値（EP1）を決定する。
【００７５】
例えば、
（MT）/（MC）がT1より大きい場合には、EP1=1であり、
そうでなければEP1=0である。
【００７６】
他の実施形態では、データ分析器４６は、テスト測定値（MT）と補償測定値（MC）との差異を閾値（T2）と比較することによって、評価パラメータ値（EP2）を決定する。
【００７７】
例えば、
（MT）-（MC）がT2より大きい場合には、EP1=1であり、
そうでなければEP1=0である。
【００７８】
いくつかの実施形態では、データ分析器４６（図３）は、ターゲット分析物A、Bそれぞれに対し特異的結合親和性を有するテスト薬剤の固定化された各テスト領域から得られた光強度測定値から決定されたテスト測定値に基づいて、流体サンプル中の２つの異なる分析物（A、B）の相対量を決定することができる。これらの実施形態では、相対量（MRA、MRB）は、決定された補償測定値（MC）により校正されたテスト測定値（MA、MB）に一致し得る。
【００７９】
例えば、
MRA = MA - MC
MRB = MB - MC
である。
【００８０】
いくつかの実施形態では、データ分析器４６（図３）は、校正されたテスト測定値（MA-MC、MB-MC）を閾値（T3）と比較することによって、評価パラメータ（EP3）を決定する。
【００８１】
例えば、
(MA-MC)/(MB-MC)がT3より大きい場合、EP3=1であり、
そうでない場合、EP3=0である。
Ｖ．結論
上述の実施形態は、複数の標識を含むラテラルフローアッセイテスト細片、並びにそのようなテスト細片を読み取るシステム、方法を提供し、それは、テスト細片の種々の捕捉領域の改善された検出能、改善されたアッセイテスト速度、及び改善されたアッセイ測定感度をもたらす。
【００８２】
他の実施形態も、特許請求の範囲の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】ラテラルフローアッセイテスト細片の従来技術の実施形態の概略図
【図２Ａ】図１記載のラテラルフローアッセイテスト細片のサンプル受容領域に流体サンプルが適用されていることを表す概略図
【図２Ｂ】流体サンプルがテスト細片を横切って吸収領域へと流れた後の、図２Ａ記載のラテラルフローアッセイテスト細片の概略図
【図３】診断テストシステムの一実施形態に装填されているテスト細片を表す概略図
【図４】診断テスト法の一実施形態のフロー図
【図５Ａ】平らな円状のテスト領域と比較対照領域とを別個に備えるテスト細片の一実施形態の概略平面図
【図５Ｂ】平らな楕円形状をそれぞれ有する３つのテスト−比較対照合同領域を備えるテスト細片の一実施形態の概略平面図
【図６】標識化領域から等距離にあるテスト薬剤サブ領域と比較対照薬剤サブ領域とを有する捕捉領域を備えるテスト細片の一実施形態の概略平面図
【図７Ａ】捕捉領域上に光線を照射する照明システム並びにテスト細片の領域から光強度測定値を得る光検出器線状アレイを備える、図３記載の診断テストシステムの一実施形態の概略図
【図７Ｂ】図７Ａ記載の光検出器線状アレイにより得られた集合光強度を時間の関数としてプロットした例示的なグラフ
【図８】テスト細片の領域上に光線を走査させる光源を備える、図３記載の診断テストシステムの一実施形態の概略平面図
【図９】図３記載の診断テストシステムの一実施形態の概略側面図
【図１０】テスト細片の第１及び第２の捕捉領域上にそれぞれ直に配された第１及び第２のイメージ形成装置を備える、図３記載の診断テストシステムの一実施形態の概略図
【図１１】図６記載のテスト細片から測定値を得る、図３記載の診断テストシステムの一実施形態の概略平面図
【図１２Ａ】テスト標識及び非特異的結合性標識を含む標識化領域を有するテスト細片の一実施形態の概略平面図
【図１２Ｂ】流体サンプルがテスト細片全体を流れた後の、図１２Ａ記載のテスト細片実施形態の概略平面図
【図１３】図３記載のデータ分析器の一実施形態により実施される方法の一実施形態のフロー図
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【外国語明細書】
2006208386000001.pdf