(57)【要約】  本発明は、側方流動測定を行うための装置、キット、器具、および方法に関する。天然親水性膜および蛍光または発光標識が該装置、キット、器具、および方法に使用される。好ましくは、単一の天然親水性膜および／または蛍光または発光粒子標識が使用される。
2008541017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料中の被分析物を検出するための装置であって、第１部位および第２部位を含む天然親水性膜を有し、
前記第１部位が蛍光または発光粒子で標識し、乾燥した結合剤を含み、試験する試料中に被分析物が存在すれば、該結合剤が該被分析物と結合して、前記標識した第１結合剤と前期被分析物とを含む第１複合体を形成すること、
前記第２部位が前記第１部位の下流にあって固定された第２結合剤を含み、第１複合体が存在すれば該結合剤が該複合体と結合して、前記標識した第１結合剤と前記被分析物と前記固定された第２結合剤とを含む第２複合体を形成すること、および
前記被分析物と前記標識した第１結合剤とを前記第２部位へ輸送して、前記第２複合体を形成するための液体を有し、これによって前記試料中の前記被分析物の有無および／または量が、前記第２部位にある前記第２複合体の蛍光または発光を評価することにより測定されること、
を特徴とする装置。
【請求項２】
前記天然親水性膜がポリマー処理を施したガラス繊維を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記天然親水性膜がＳＬＦ５膜である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
単一の天然親水性膜を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１部位、第２部位、またはそのいずれもが１つまたは複数のゾーンの形状をとる、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記蛍光粒子が量子ドットを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記蛍光または発光粒子で標識した結合剤が空気乾燥または凍結乾燥されている、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記蛍光または発光粒子で標識した結合剤が、
а）蛍光または発光粒子で標識した結合剤を安定化させ、
ｂ）蛍光または発光粒子で標識した結合剤の液体中の懸濁を促進し、および／または
ｃ）蛍光または発光粒子で標識した結合剤の流動性を促進する、
ことを特徴とする物質の存在下で乾燥されている、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記物質がタンパク質、ペプチド、多糖、糖、ポリマー、ゼラチン、または界面活性剤である、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記標識した第１結合剤、前記固定された第２結合剤、またはそのいずれもが被分析物と特異的に結合する、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記標識した第１結合剤も、前記固定された第２結合剤も、被分析物と特異的に結合せず、検出の特異性を改善するためにスカベンジャー物質が用いられる、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記標識した第１結合剤、前記固定された第２結合剤、またはそのいずれもが被分析物に対する抗体である、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記第２結合剤が、天然親水性膜への吸収、吸着、もしくは共有結合によって、または天然親水性膜に固定される別の物質もしくは粒子に付着することによって第２部位に固定される、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記被分析物および前記標識した結合剤を前記第２部位へ輸送するために試料液が単独で用いられる、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記被分析物および前記標識した結合剤を前記第２部位へ輸送するために展開液が用いられる、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記天然親水性膜が背板によって支持されている、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
前記膜が背板の裏側まで延びている、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
少なくとも膜上の第１部位および第２部位を覆うハウジングをさらに含み、該ハウジングが、膜上の第１部位の上流または第１部位への試料アプライを可能にするための試料アプライ部位、および第２部位における蛍光または発光の検出を可能にするための開口部を第２部位の近傍に有する、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記ハウジングがプラスチック材料を含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記装置が、液体保持部および該保持部内の液体を膜上の第１部位または第１部位の上流へと輸送するための手段をさらに含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
液体保持部と膜との相対位置の変化により、前記液体が液体保持部から膜へと輸送される、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
試料のアプライおよび第２部位への液体の流動を電気的に観測できるように、膜上の試料アプライ部位と第２部位の下流部位とに分かれて設置される電極対を膜上にさらに含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２３】
第１部位の上流に位置しかつ第１部位と流体連通する試料受取部をさらに備え、該試料受取部が背板で支えられ、試料が該試料受取部にアプライされた後、第１部位および第２部位へと順次輸送される、請求項１６に記載の装置。
【請求項２４】
膜上の第１部位および第２部位ならびに試料受取部の少なくとも一部を覆うハウジングをさらに備え、該ハウジングが、第２部位における蛍光または発光の検出を可能にするための開口部を第２部位の近傍に有する、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
試料受取部の少なくとも一部がハウジングに覆われず、試料がハウジング外の試料受取部にアプライされた後、第１部位および第２部位へと順次輸送される、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
膜上の第１部位および第２部位ならびに試料受取部がハウジングにより完全に覆われ、該ハウジングが試料受取部への試料アプライを可能とするための試料アプライ部位を備える、請求項２４に記載の装置。
【請求項２７】
膜上の第２部位に第２の蛍光または発光標識と結合する能力を有する固定された別の結合剤を含み、該別の結合剤と第２の蛍光または発光標識との間の結合が、第２部位における試料中の被分析物とその固定された結合剤との間の結合には依存せず、第２部位においてこの２つの蛍光または発光信号が互いの干渉を受けることなく２つの別個のスペクトルで検出される、請求項１に記載の装置。
【請求項２８】
第１部位において被分析物の第１エピトープと結合する能力を有する、蛍光または発光粒子で標識した２種の結合剤を含み、一方の標識結合剤が被分析物に対して低い結合親和性を有し、他方の標識結合剤が被分析物に対して高い結合親和性を有すること、
被分析物の第２エピトープと結合する能力を有する２種の固定された結合剤を含み、一方の標識結合剤が被分析物に対して低い結合親和性を有し、他方の標識結合剤が被分析物に対して高い結合親和性を有すること、
被分析物が低レベルの場合には、被分析物と２つの低親和性抗体とがサンドイッチを形成し、被分析物が高レベルの場合には、被分析物と２つの高親和性抗体とがサンドイッチを形成すること、および
２つの異なる蛍光または発光粒子標識が、同一または異なるスペクトルで検出されること、
を特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項２９】
第２部位の下流に位置し、第２部位と流体連通するコントロール部位をさらに備え、該コントロール部位が有効な試験結果を表示する手段を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３０】
第２部位の下流に位置し、第２部位と流体連通する液体吸収パッドをさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３１】
ａ）試料を膜上の第２部位の上流部位にアプライすることによって、請求項１の装置に試料を接触させること、
ｂ）前記試料に存在する場合の被分析物と、蛍光または発光粒子で標識した、被分析物との結合能力を有する乾燥第１結合剤とを液体によって第２部位へ輸送し、該第２部位に前記第１結合剤、前記被分析物、および前記固定された第２結合剤を含む第２複合体を形成すること、および
ｃ）前記第２部位にある前記第２複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより、前記試料中の被分析物の有無および／または量を測定すること、
を特徴とする、試料中の被分析物を検出する方法。
【請求項３２】
前記試料が膜上の第１部位またはその上流部位へアプライされる、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記試料が全血、血清、血漿、または尿の試料である、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記被分析物が細胞、ウィルス、および分子からなる群より選ばれる、請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
前記被分析物がｈＣＧ、ｈＬＨ、ｈＦＳＨ、ｈＴＳＨ、感染性微生物の抗原、感染性微生物に対する抗体、および疾病マーカーからなる群より選ばれる、請求項３１に記載の方法。
【請求項３６】
前記被分析物および前記標識した結合剤を前記第２部位へ輸送するために試料液が単独で用いられる、請求項３１に記載の方法。
【請求項３７】
前記被分析物および前記標識した結合剤を前記第２部位へ輸送するために展開液が用いられる、請求項３１に記載の方法。
【請求項３８】
試料中の被分析物を検出するための装置であって、第１部位および第２部位を含む天然親水性膜を有し、
前記第１部位が、被分析物と結合可能な、蛍光または発光粒子で標識した乾燥第１結合剤と、被分析物と結合可能な乾燥第２結合剤とを含み、該第２結合剤はさらに第３結合剤を含み、試験する試料中に被分析物が存在する場合には、該被分析物は、前記標識した第１結合剤と前記被分析物と前記第２結合剤とを含むサンドイッチ複合体を形成すること、
前記第２部位が前記第１部位の下流に位置し、前記第３結合剤と結合する能力を有する固定された第４結合剤を含むこと、
前記被分析物と前記標識した第１結合剤と前記第２結合剤とを前記第２部位に輸送するために液体が使用され、該第２部位では前記サンドイッチ複合体が前記第３結合剤と前記固定された第４結合剤との間に結合することにより固定されること、および
前記試料中の前記被分析物の有無および／または量は、前記第２部位における、前記サンドイッチ複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより測定されること、
を特徴する装置。
【請求項３９】
ａ）試料を膜上の第２部位の上流部位にアプライすることによって、請求項３８の装置に試料を接触させること、
ｂ）前記試料に存在する場合の被分析物と、蛍光または発光粒子で標識した、被分析物との結合能力を有する乾燥第１結合剤および被分析物との結合能力を有する乾燥第２結合剤とを第２部位へ輸送し、該第２部位では、前記標識した第１結合剤と前記被分析物と前記第２結合剤とを含むサンドイッチ複合体が、前記第３結合剤と前記固定された第４結合剤との間に結合することにより固定されること、および
ｃ）前記第２部位にある前記サンドイッチ複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより、前記試料中の被分析物の有無および／または量を測定すること、
を特徴とする、試料中の被分析物を検出する方法。
【請求項４０】
а）液体状または乾燥状態の蛍光もしくは発光粒子で標識した第１結合剤を収容する容器を備え、前記結合剤が、被分析物が試料に存在する場合該被分析物と結合して前記標識した第１結合剤と前記被分析物とを含む第１複合体を形成する能力を有すること、および
ｂ）前記第１複合体が存在する場合に該第１複合体と結合して第２複合体を形成する能力を有する、固定された第２結合剤を含む試験部位を含む天然親水性膜を有し、前記第２複合体が、前記標識した第１結合剤と前記被分析物と前記固定された第２結合剤とを含み、前記被分析物と前記膜上の前記標識した第１結合剤とを前記試験部位へ側方輸送して前記第２複合体を形成するために液体が使用され、前記試料中の前記被分析物の有無および／または量が、前記試験部位における前記第２複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより測定されること、
を特徴とする、試料中の被分析物を検出するための装置。
【請求項４１】
試料中の被分析物を検出するための装置であって、第１部位および第２部位を含む天然親水性膜を有し、
前記第１部位が、試験する試料中に被分析物が存在する場合にはその被分析物と結合可能な、蛍光または発光粒子で標識した乾燥第１結合剤を含むこと、
前記第２部位が前記第１部位の下流に位置し、前記標識結合剤と結合する能力を有する固定された物質を含むこと、
前記被分析物および前記標識結合剤を前記第２部位に輸送するために液体が使用され、該第２部位では前記被分析物と前記固定された物質とが前記標識結合剤と結合するために競合すること、および
前記試料中の前記被分析物の有無および／または量が、前記第２部位における、前記固定された物質および前記標識結合剤を含む複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより測定されること、
を特徴とする、試料中の被分析物を検出するための装置。
【請求項４２】
前記標識結合剤が被分析物と特異的に結合する、請求項４１に記載の装置。
【請求項４３】
前記標識結合剤が被分析物と特異的に結合せず、検出の特異性を改善するためにスカベンジャー物質が用いられる、請求項４１に記載の装置。
【請求項４４】
前記標識結合剤が被分析物に対する抗体である、請求項４１項に記載の装置。
【請求項４５】
前記固定された物質が被分析物を含む、請求項４１に記載の装置。
【請求項４６】
ａ）試料を膜上の第２部位の上流部位にアプライすることによって、請求項４１の装置に試料を接触させること、
ｂ）前記試料に存在する場合の被分析物と、蛍光または発光粒子で標識した、被分析物との結合能力を有する乾燥第１結合剤とを液体によって第２部位へ輸送し、該第２部位では前記被分析物と前記固定された物質とが前記標識結合剤と結合するために競合すること、および
ｃ）前記第２部位における、前記標識結合剤および前記固定された物質を含む複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより、前記試料中の被分析物の有無および／または量を測定すること、
を特徴とする、試料中の被分析物を検出する方法。
【請求項４７】
試料中の被分析物を検出するための装置であって、第１部位および第２部位を含む天然親水性膜を有し、
前記第１部位が、蛍光または発光粒子で標識し、乾燥した物質を含むこと、
前記第２部位は、前記第１部位の下流に位置し、試験する試料中に前記標識物質および被分析物が存在する場合にはそれらと結合する能力を有する固定された結合剤を含むこと、
前記被分析物および前記標識物質を前記第２部位に輸送するために液体が使用され、該第２部位では前記被分析物と前記標識物質とが前記固定された結合剤と結合するために競合すること、および
前記試料中の前記被分析物の有無および／または量が、前記第２部位における、前記固定された結合剤および前記標識物質を含む複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより測定されること、
を特徴とする、試料中の被分析物を検出するための装置。
【請求項４８】
前記固定された結合剤が被分析物と特異的に結合する、請求項４７に記載の装置。
【請求項４９】
前記固定された結合剤が被分析物と特異的に結合せず、検出の特異性を改善するためにスカベンジャー物質が用いられる、請求項４７に記載の装置。
【請求項５０】
前記固定された結合剤が被分析物に対する抗体である、請求項４７に記載の装置。
【請求項５１】
前記標識した物質が被分析物を含む、請求項４７に記載の装置。
【請求項５２】
ａ）試料を膜上の第２部位の上流部位にアプライすることによって、請求項４７の装置に試料を接触させること、
ｂ）前記試料に存在する場合の被分析物と、蛍光または発光粒子で標識した、被分析物との結合能力を有する乾燥した物質とを液体によって第２部位へ輸送し、該第２部位では前記被分析物と前記標識物質とが前記固定された結合剤と結合するために競合すること、および
ｃ）前記第２部位における、前記標識結合剤および前記固定された物質を含む複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより、前記試料中の被分析物の有無および／または量を測定すること、
を特徴とする、試料中の被分析物を検出する方法。
【請求項５３】
試料中の被分析物を検出するための装置であって、第１部位および第２部位を含む天然親水性膜を有し、
前記第１部位は、被分析物と結合可能な、蛍光または発光粒子で標識した乾燥第１結合剤と、第２結合剤をさらに含む乾燥した物質とを含み、試験する試料中に被分析物が存在する場合には、該被分析物と前記物質とが前記標識第１結合剤と結合するために競合すること、
前記第２部位は、前記第１部位の下流に位置し、前記第２結合剤と結合する能力を有する固定された第３結合剤を含むこと、
前記被分析物と前記標識した第１結合剤と前記物質とを前記第２部位に輸送するために液体が使用され、該第２部位では、前記標識した第１結合剤と前記物質とが、前記第２結合剤と前記固定された第３結合剤との間に結合することにより固定されること、および
前記試料中の前記被分析物の有無および／または量は、前記第２部位における、前記標識した第１結合剤および前記物質を含む前記複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより測定されること、
を特徴とする、試料中の被分析物を検出するための装置。
【請求項５４】
ａ）試料を膜上の第２部位の上流部位にアプライすることによって、請求項５３の装置に試料を接触させること、
ｂ）前記試料に存在する場合の被分析物と、蛍光または発光粒子で標識した、被分析物との結合能力を有する第１結合剤と、第２結合剤を含む乾燥した物質とを第２部位へ輸送し、該第２部位では、前記被分析物と前記物質とが前記標識した第１結合剤と結合するために競合し、前記標識した第１結合剤と前記物質とを含む複合体が、前記第２結合剤と前記固定された第３結合剤との間に結合することにより固定されること、および
ｃ）前記第２部位における、前記標識した第１結合剤と前記物質とを含む前記複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより、前記試料中の被分析物の有無および／または量を測定すること、
を特徴とする、試料中の被分析物を検出する方法。
【請求項５５】
試料中の被分析物を検出するための装置であって、第１部位および第２部位を含む天然親水性膜を有し
前記第１部位は、蛍光または発光粒子で標識し、乾燥した物質と、被分析物と結合可能な乾燥した第１結合剤とを含み、試験する試料中に被分析物が存在する場合には、該被分析物と前記標識した物質とが前記第１結合剤と結合するために競合すること、
前記第２部位は、前記第１部位の下流に位置し、前記第２結合剤と結合する能力を有する固定された第３結合剤を含むこと、
前記被分析物と前記標識した物質と前記第１結合剤とを前記第２部位に輸送するために液体が使用され、該第２部位では、前記標識した物質と前記第１結合剤とを含む複合体が、前記第２結合剤と前記固定された第３結合剤との間に結合することにより固定されること、および
前記試料中の前記被分析物の有無および／または量が、前記第２部位における、前記標識した物質と前記第１結合剤とを含む前記複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより測定されること、
を特徴とする、試料中の被分析物を検出するための装置。
【請求項５６】
ａ）試料を膜上の第２部位の上流部位にアプライすることによって、請求項５５の装置に試料を接触させること、
ｂ）前記試料に存在する場合の被分析物と、蛍光または発光粒子で標識し、乾燥した物質と、被分析物との結合能力を有し、第２結合剤をさらに含む乾燥第１結合剤とを第２部位へ輸送し、該第２部位では、前記被分析物と前記標識物質とが前記第１結合剤と結合するために競合し、前記標識物質とが前記第１結合剤とを含む複合体が、前記第２結合剤と前記固定された第３結合剤との間に結合することにより固定されること、および
ｃ）前記第２部位における、前記標識物質と前記第１結合剤とを含む前記複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより、前記試料中の被分析物の有無および／または量を測定すること、
を特徴とする、試料中の被分析物を検出する方法。
【請求項５７】
ａ）液体状または乾燥状態の蛍光もしくは発光粒子で標識した第１結合剤を収容する容器を備え、前記結合剤は、被分析物が試料に存在する場合該被分析物と結合する能力を有すること、および
ｂ）前記標識結合剤と結合する能力を有する固定された物質を含む試験部位を含む天然親水性膜を有し、前記被分析物と前記膜上の前記標識した第１結合剤とを前記試験部位へ側方輸送して前記第２複合体を形成するために液体が使用され、該試験部位では、前記被分析物と前記固定された物質とが前記標識結合剤と結合するために競合し、該装置においては、前記試料中の前記被分析物の有無および／または量は、前記試験部位における前記固定された物質と前記標識結合剤とを含む複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより測定されること、
を特徴とする、試料中の被分析物を検出するための装置。
【請求項５８】
ａ）液体状または乾燥状態の蛍光もしくは発光粒子で標識した第１結合剤を収容する容器を備えること、および
ｂ）固定された結合剤を含む試験部位を含む天然親水性膜を有し、該固定された結合剤は、前記標識物質および被分析物（試験する試料中に存在する場合）と結合する能力を有し、前記被分析物と前記膜上の前記標識物質とを前記試験部位へ側方輸送するために液体が使用され、該試験部位では、前記被分析物と前記標識物質とが前記固定された結合剤と結合するために競合し、該装置においては、前記試料中の前記被分析物の有無および／または量は、前記試験部位における前記固定された結合剤と前記標識物質とを含む複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより測定されること、
を特徴とする、試料中の被分析物を検出するための装置。
【請求項５９】
試料液中の被分析物を検出するための側方流動装置であって、前記被分析物が少なくとも２つの別個のエピトープを含み、前記側方流動装置が、
単一の膜、
前記被分析物の第１エピトープと結合する能力を有する、前記膜内の貯蔵ゾーンに存在する可動性の蛍光または発光検出部分、
前記膜内の検出ゾーンに固定された前記被分析物の第２エピトープと結合する能力を有する捕捉部分、
前記膜上の試料アプライゾーン、および
輸送用の液体の入ったユーザ制御貯蔵部、を備えること、ならびに
試料アプライの後に、ユーザが貯蔵部を操作し、液体を膜上へ輸送し、被分析物を蛍光または発光検出部分へ輸送し、該部分が被分析物上の第１エピトープと結合した後、被分析物および流動性の蛍光または発光検出部分を前記膜上の検出ゾーンに輸送し、そこで捕捉部分が前記被分析物の上の第２エピトープと結合し、検出可能な信号を発すること、
を特徴とする、側方流動装置。
【請求項６０】
前記検出部分が抗体、受容体、およびレクチンからなる群より選ばれるタンパク質である、請求項５９に記載の装置。
【請求項６１】
試料液中の被分析物を検出するための側方流動装置であって、前記被分析物が少なくとも２つの別個のエピトープを含み、前記側方流動装置が、
検出可能な信号を発生し、前記被分析物上の第１エピトープと結合する能力を有し、膜（好ましくは単一の膜）上の貯蔵ゾーンに存在する可動性の検出部分、
前記被分析物上の第２エピトープと結合する能力を有し、前記膜の検出ゾーンに固定された、捕捉部分、
前記膜上の試料アプライゾーン、および
前記膜上の試料アプライゾーンに関連付けられた試料検出電極、を備えること、ならびに
前記側方流動装置において前記アプライゾーンへ試料をアプライすると、前記試料検出電極における電気的性質の変化が生じて、該試料検出電極の電気的状態を観測する計器により、試料アプライ時間の自動評価が可能となること、
を特徴とする、側方流動装置。
【請求項６２】
試料液中の被分析物を検出するための側方流動装置であって、前記被分析物が少なくとも２つの別個のエピトープを含み、前記側方流動装置が、
検出可能な信号を発生し、前記被分析物上の第１エピトープと結合する能力を有し、膜上の貯蔵ゾーンに存在する可動性の検出部分、
前記被分析物上の第２エピトープと結合する能力を有し、前記膜の検出ゾーンに固定された、捕捉部分、
前記膜上の試料アプライゾーン、および
前記膜上の前記検出ゾーンに関連付けられた流体輸送検出電極を備えること、ならびに
前記側方流動装置において前記アプライゾーンへ試料をアプライすると、流体の輸送が発生し、前記試料検出電極における電気的性質の変化が生じて、該試料検出電極の電気的状態を観測する計器により、試料が検出ゾーン領域を通過する輸送時間の自動評価が可能となること、
を特徴とする、側方流動装置。
【請求項６３】
側方流動免疫測定装置を読み取る計器であって、
前記免疫測定装置の検出ゾーンの読み取り能力を有する、蛍光または発光検出器、
前記側方流動免疫測定装置の電極と接続して機能し得る電極、および
計算手段を備えること、ならびに
前記側方流動免疫測定装置内の流体移動によって前記この装置の電極における電気的性質が変化し、この変化がインタフェース電極を通じて計器に伝えられ、この情報が該計器の計算手段に送られること、
を特徴とする、計器。
【請求項６４】
試料液中の被分析物を検出するための側方流動装置用妥当性確認方法であって、
被分析物検出粒子およびコントロール検出粒子を含み、
前記分析物検出粒子が被分析物の第１エピトープと特異的に結合する手段を有し、
前記分析物検出粒子が第１の検出可能信号を発し、
前記コントロール検出粒子が、被分析物でないコントロール分子上のある領域と特異的に結合する手段を有し、
前記コントロール検出粒子が、第１の検出信号と区別される第２の検出信号を発し、
前記側方流動装置の検出ゾーンが被分析物上の第２エピトープと特異的に結合する手段を有し、該手段は前記検出ゾーンからの移動を防ぐために固定され、
前記検出ゾーンがさらに、被分析物でないコントロール分子上のある領域と特異的に結合する手段を有し、この領域はコントロール検出粒子と結合する領域とは異なり、該手段は前記検出ゾーンからの移動を防ぐために固定され、前記被分析物との結合手段とコントロールとの結合手段が前記検出ゾーンの同一領域に混在しており、
コントロール粒子が発する第２の検出可能信号によってコントロール粒子と被分析物でないコントロール分子との結合の有無を観測することにより、前記側方流動装置の妥当性確認が達成されることを特徴とする、妥当性確認方法。
【請求項６５】
試料液中の被分析物を検出するための側方流動装置の、被分析物ダイナミックレンジを拡張する方法であって、
高親和性被分析物検出粒子および高親和性検出粒子を含み、
前記高親和性被分析物検出粒子が強い結合力で被分析物上の第１エピトープと特異的に結合する手段を有し、
前記高親和性被分析物検出粒子が第１の検出可能信号を発し、
また、該方法が、低親和性被分析物検出粒子を含み、
前記低親和性被分析物検出粒子が弱い結合力で被分析物のあるエピトープと特異的に結合する手段を有し、
前記低親和性被分析物検出粒子が第１の検出可能信号と区別される第２の検出可能信号を発し、
前記側方流動装置の検出ゾーンが、被分析物上の第２エピトープと特異的に結合する手段を有し、該手段が前記検出ゾーンからの移動を防ぐために固定され、
該方法において、低レベルの被分析物が、第１の検出可能信号によって高親和性検出粒子の検出ゾーンへの結合の有無を観測することにより検出され、高レベルの被分析物が、第２の検出可能信号によって低親和性検出粒子の検出ゾーンへの結合の有無を観測することにより検出されることを特徴とする、ダイナミックレンジの拡張方法。
【請求項６６】
粒子の表面特性を修飾する方法であって、
粒子を水溶性担体溶媒に懸濁する際に、他の粒子あるいは吸水性膜マトリクスとの不利な相互作用なしに、吸水性膜マトリクス中に移動して溶解するよう、
１つまたはそれ以上の配位子との共有結合により粒子の表面を修飾することを含み、前記配位子が、共有結合または非共有結合により、親水性分子と結合する能力を有し、
前記親水性分子が、前記水溶性担体溶媒に溶解し、
前記方法において、前記親水性分子が該粒子を、他の粒子あるいは吸水性膜マトリクスとの不利な相互作用から保護することを特徴とする、粒子の表面特性修飾方法。
【請求項６７】
前記不利な相互作用が粒子の凝集または吸水性膜マトリクスへの粒子の吸着を含む、請求項６６に記載の方法。
【請求項６８】
前記配位子が、ストレパビジンまたはアビジンからなる群より選ばれ、前記親水性分子が、ビオチン化されたウシ血清アルブミンまたは他のビオチン化された親水性タンパク質からなる群より選ばれ、結合反応が過剰のビオチンにより抑制されることを特徴とする、請求項６６に記載の方法。
【請求項６９】
前記配位子が親水性であり、別の親水性分子と結合する必要なしに、他の粒子または吸水性膜マトリクスとの不利な相互作用から粒子を保護する能力を有する、請求項６６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、米国特許仮出願第６０／６７６，０１９号（２００５年４月２９日出願）の関連出願である。
【０００２】
本発明は、側方流動測定を行うために用いる装置、キット、器具、および方法に関する。該装置、キット、器具、および方法には、天然親水性膜および蛍光または発光標識を使用する。好ましくは、単一の天然親水性膜および／または蛍光または発光粒子標識を使用する。
【背景技術】
【０００３】
側方流動免疫測定法は、分析化学および医学の多くの異なる分野で広く使用されている。こうした測定法により、尿、血液、および環境試料などの複合試料について未熟練ユーザが比較的精密な化学分析を迅速に行うことが可能となり、他の器具の使用を最小限に抑えながら、通常数分以内に測定結果を得ることができる。
【０００４】
従来の側方流動免疫測定法は、圧着した数種の異なる膜材料から構成されていた。一般的には、液体試料を分離膜にアプライし、この膜により試料の液体成分が赤血球などの固体粒子から分離される。次いで試料の液体成分は毛細管作用によってウィッキング膜を通過し、接合体放出膜へと輸送されるが、この接合体放出膜は、液体試料中に存在する被分析物に反応する抗体を保有している。この抗体は通常、コロイド状金粒子などの微小な光吸収性粒子で標識される。通常、この抗体およびコロイド状金粒子は乾燥状態で保存され、該液体試料によって再水和される。
【０００５】
液体試料が接合体放出膜を通過する際、抗体および検出粒子が液体に入り、抗体は試料中に存在する被分析物分子の第１のエピトープ（結合領域）と結合する。次いで、この液体は反応膜に入る。通常この反応膜は、タンパク質と結合することのできる、ニトロセルロースなどの薄い素材から作られる。被分析物分子上の異なるエピトープと結合できる第２の捕捉抗体をこの膜にアプライするが、後の視覚評価のステップで良好な視覚コントラストを得るため、通常、細い線状にアプライする。この捕捉抗体は膜と強く結合し、その後、残存する膜タンパクの結合能力は、過剰の「阻害タンパク質」とインキューベートすることによって除去される。液体が反応膜を通過する際に、反応膜と接する最後の吸水性膜により、過剰の液体は除去される。試料中の被分析物分子は捕捉抗体と結合し、次いで反応膜と結合する。次いで検出抗体もまた反応膜と結合した被分析物と結合し、有色の検出粒子が検出抗体と結合し、被分析物が存在する場合には可視信号を発するサンドイッチを形成する。
【０００６】
従来の側方流動免疫測定の研究は、米国特許および特許出願公報第５，６０２，０４０、５，６２２，８７１、５，６５６，５０３、６，１８７，５９８、６，２２８，６６０、６，８１８，４５５、２００１／０００８７７４、２００５／０２４４９８６、６，３５２，８６２、２００３／０２０７４６５、２００３／０１４３７５５、２００３／０２１９９０８、５，７１４，３８９、５，９８９，９２１、６，４８５，９８２、１１／０３５，０４７、５，６５６，４４８、５，５５９，０４１、５，２５２，４９６、５，７２８，５８７、６，０２７，９４３、６，５０６，６１２、６，５４１，２７７、６，７３７，２７７Ｂ１、５，０７３，４８４、５，６５４，１６２、６，０２０，１４７、４，９５６，３０２、５，１２０，６４３、６，５３４，３２０、４，９４２，５２２、４，７０３，０１７、４，７４３，５６０、５，５９１，６４５、およびＲＥ３８，４３０Ｅ号に例示されている。
【０００７】
また、クロマトグラフィーの原理を用いた別種の診断測定法も開発されている。これらは、米国特許第４，９９９，２８７、４，９８７，０８５、４，９５９，３２４、５，２０４，０６３、および５，５０８，６６４号で開示される研究などにおいて携帯型コレステロール分析として例示されており、片手で取扱いのできる診断ユニットに小型の緩衝液パッケージを設けるための多くの方法が検討されている。
【０００８】
最近ジョーンズら（”Ｔｈｅ  ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  ｏｆ  ａ  ｎｏｖｅｌ  ｐｌａｔｆｏｒｍ  ｆｏｒ  ｌａｔｅｒａｌ  ｆｌｏｗ  ａｓｓａｙｓ”（「側方流動測定のための新規なプラットフォームの開発」）ＡＡＣＣオークリッジ会議、２００４年４月２９−３０日、要旨２０））は、ＳＬＦ５（Ｗｈａｔｍａｎ社製）と呼ばれるポリマー処理済のガラス繊維膜が、側方流動免疫測定において単一膜とし機能し得ることを発表した。ＳＬＦ５（Ｆｕｓｉｏｎ５とも呼ばれる）は、特性の独特な組合せにより、血液の分離、試料のウィック、接合体の放出、反応膜、および吸水性膜といった本質的に異なる５つの機能を、これら５つすべてを単一の構造体において機能させるに適した流動性を有する単一のガラス繊維複合膜内で実現する。この膜はタンパク質と結合しない。その結果、捕捉抗体はラテックスビーズ（直径約１〜２ミクロン）と結合することにより固定され、次に膜の網状組織によってトラップされる。ジョーンズは、この装置が、視覚的に検出される金粒子を使用した視覚側方流動免疫測定において機能することを実証した。
【０００９】
従来の側方流動免疫測定技術は直接に観察できる可視信号を与える方法を指向してきたが、視覚的アプローチには限界がある。視覚的なアプローチでは定量が困難であり、ユーザによって（視覚反応が主観的であるために）測定結果が変動する可能性があり、またある種の望ましい免疫測定（たとえば高感度全血ヒト絨毛性ゴナドトロピン（ｈＣＧ）の分析などの測定）を行うには、感度が不十分である。
【００１０】
定量的情報を提供し、視覚的読取りの主観性を克服するため、安価な携帯型機器が頻繁に使用されている。このような装置には通常、マイクロプロセッサ、ディスプレイ手段、および試薬の光学的状態を直接に感知する光学的読取り手段が組込まれている。また、現代の品質管理規則に準拠するため、これらの装置には通常、ユーザに共通のエラーを検知するための多くのフェイルセーフセンサおよびアルゴリズムを含み、さらに、不適切な操作状態が観測された場合、誤った結果を出す代わりにエラーメッセージを返すようマイクロプロセッサに指令する。
【００１１】
分析手法の進歩に伴い、近年蛍光検出法の使用がより一般的になった。蛍光信号は比色信号と比べ感度が高い傾向がある。これは、適切な励起フィルタおよび照度フィルタの選択により、バックグラウンドのノイズを効果的に除去し得るためである。
【００１２】
蛍光試験ストリップと計器とを組合せた最近の一例が、ＡｖｏＳｕｒｅ（商標）プロトロンビン時間システムである。このシステムは、膜ベースの試験ストリップを用いて全血の凝固を観察するために設計されている。全血を試験ストリップにアプライすると、ポリスルホン膜により赤血球が血漿から分離され、次に血漿が膜に存在する乾燥したトロンボプラスチン（凝血を開始する化学物質であり、一連のタンパク質分解酵素の血液中での形成を誘発し、最終的に血餅を形成する）および蛍光性プロテアーゼ基質と反応する。プロテアーゼ基質は、プロテアーゼと反応するとき、強い蛍光を発する。また、血液のアプライから蛍光発光開始までの経過時間は、該血液試料の凝固能力に関する有用な情報を与える。
【００１３】
小型の蛍光検出器を備えた小さな携帯型測定器がＡｖｏＳｕｒｅ試験ストリップを読み取り、電気抵抗検出手段がＡｖｏｃｅｔストリップ上の電極と作用する。その結果、この計器は、試料のアプライだけではなく、試料量の不足などの頻繁に発生するエラー状態も検出できる。
【００１４】
このＡｖｏＳｕｒｅのシステムは、米国特許第５，３４４，７５４、５，４１８，１４１、５，４１８，１４３、５，５５４，５３１、５，５８０，７４、６，０６１，１２８、Ｄ３７１，６０５、Ｄ４３５，０２０、Ｄ４３８，９７１、６，５７５，９００および６，６２９，０５７号に例示されている。
【００１５】
従来の側方流動免疫測定法の定量性の欠如、主観性、および低感度を克服するために、分析技術の向上が必要とされている。本発明はこの必要性およびその他の関連ニーズに対処するものである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１６】
１つの態様において、本発明は、試料中の被分析物を検出するための装置を提供する。
【００１７】
第１の実施形態において、本発明は、試料中の被分析物を検出するための装置を提供する。該装置は、第１部位および第２部位を含む天然親水性膜を有し、jouki 第１部位は、蛍光または発光粒子で標識した乾燥第１結合剤を含み、該結合剤は、試験する試料中に被分析物が存在する場合にはその被分析物と結合して、前記第１結合剤と前記被分析物を含む第１複合体を形成する能力を有する。前記第２部位は、前記第１部位の下流に位置し、固定された第２結合剤を含む。該結合剤は、前記第１複合体が存在する場合にはその複合体と結合して、前記標識した第１結合剤と前記被分析物と前記固定された第２結合剤とを含む第２複合体を形成する能力を有する。前記被分析物および標識した第１結合剤を前記第２部位に輸送して第２複合体を形成するための液体もまた前記装置に含まれ、該装置においては、前記試料中の前記被分析物の有無および／または量は、前記第２部位における前記第２複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより測定される。
【００１８】
本発明の装置の上述した第１の実施形態のいくつかの例において、標識した第１結合剤、固定された第２結合剤、またはそのいずれもが、被分析物と特異的に結合し得る。あるいは、標識した第１結合剤も固定された第２結合剤も被分析物と特異的に結合せず、検出の特異性を改善するためにスカベンジャー物質が用いられる。また別の例においては、前記装置の標識した第１結合剤、固定された第２結合剤のいずれかあるいはいずれもが被分析物に対する抗体である。
【００１９】
関連する実施形態において、本発明は前記装置を用いて試料中の被分析物を検出する方法を提供し、該方法は、
ａ）試料が膜上の第２部位の上流部位にアプライするよう、本発明の装置の前記第１の実施形態を用いて試料を接触させること、
ｂ）前記試料に存在する場合の被分析物と、蛍光または発光粒子で標識した、被分析物との結合能力を有する乾燥第１結合剤とを液体によって第２部位へ輸送し、該第２部位に前記第１結合剤、前記被分析物、および前記固定された第２結合剤を含む第２複合体を形成すること、および
ｃ）前記第２部位にある前記第２複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより、前記試料中の被分析物の有無および／または量を測定すること、
を含む。
【００２０】
第２の実施形態において、本発明は、試料中の被分析物を検出するための装置を提供し、該装置は、第１部位および第２部位を含む天然親水性膜を有する。前記第１部位は、蛍光または発光粒子で標識した乾燥第１結合剤を含み、該結合剤は、試験する試料中に被分析物が存在する場合にはその被分析物と結合する。前記第２部位は、前記第１部位の下流に位置し、前記標識剤と結合する能力を有する固定された物質を含む。前記被分析物および前記標識結合剤を前記第２部位に輸送するために液体が使用され、該第２部位では前記被分析物と前記固定された物質とが前記標識結合剤と結合するために競合する。該装置においては、前記試料中の前記被分析物の有無および／または量は、前記第２部位における、前記固定された物質および前記標識結合剤を含む複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより測定される。
【００２１】
本発明の装置の上述した第２の実施形態のいくつかの例において、標識結合剤は被分析物と特異的に結合する。あるいは、標識結合剤は被分析物と特異的に結合せず、検出の特異性を改善するためにスカベンジャー物質が用いられる。また別の例においては、標識結合剤は被分析物に対する抗体である。さらに別の例においては、該固定された物質が被分析物を含んでいてもよい。
【００２２】
関連する実施形態において、本発明は前記装置を用いて試料中の被分析物を検出する方法を提供し、該方法は、
ａ）試料が膜上の第２部位の上流部位にアプライするよう、本発明の装置の前記第２の実施形態を用いて試料を接触させること、
ｂ）前記試料に存在する場合の被分析物と、蛍光または発光粒子で標識した、被分析物との結合能力を有する乾燥第１結合剤とを液体によって第２部位へ輸送し、該第２部位では前記被分析物と前記固定された物質とが前記標識結合剤と結合するために競合すること、および
ｃ）前記第２部位における、前記標識結合剤および前記固定された物質を含む複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより、前記試料中の被分析物の有無および／または量を測定すること、
を含む。
【００２３】
第３の実施形態において、本発明は、試料中の被分析物を検出するための装置を提供し、該装置は、第１部位および第２部位を含む天然親水性膜を有する。前記第１部位は、蛍光または発光粒子で標識し、乾燥した物質を含む。前記第２部位は、前記第１部位の下流に位置し、試験する試料中に前記標識物質および被分析物が存在する場合にはそれらと結合する能力を有する固定された結合剤を含む。前記被分析物および前記標識物質を前記第２部位に輸送するために液体が使用され、該第２部位では前記被分析物と前記標識物質とが前記固定された結合剤と結合するために競合する。該装置においては、前記試料中の前記被分析物の有無および／または量は、前記第２部位における、前記固定された結合剤および前記標識物質を含む複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより測定される。
【００２４】
本発明の装置の上述した第３の実施形態のいくつかの例において、固定された結合剤は被分析物と特異的に結合する。あるいは、固定された結合剤は被分析物と特異的に結合せず、検出の特異性を改善するためにスカベンジャー物質が用いられる。いくつかの例においては、固定された結合剤は被分析物に対する抗体である。別の例においては、該標識物質が被分析物を含む。
【００２５】
関連する実施形態において、本発明は前記本発明の第３の実施形態の装置を用いて試料中の被分析物を検出する方法を提供し、該方法は、
ａ）試料が膜上の第２部位の上流部位にアプライするよう、本発明の装置の前記装置に試料を接触させること、
ｂ）前記試料に存在する場合の被分析物と、蛍光または発光粒子で標識した、被分析物との結合能力を有する乾燥した物質とを液体によって第２部位へ輸送し、該第２部位では前記被分析物と前記標識物質とが前記固定された結合剤と結合するために競合すること、および
ｃ）前記第２部位における、前記標識物質および前記固定された結合剤を含む複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより、前記試料中の被分析物の有無および／または量を測定すること、
を含む。
【００２６】
第４の実施形態において、本発明は、試料中の被分析物を検出するための装置を提供し、該装置は、第１部位および第２部位を含む天然親水性膜を有する。前記第１部位は、被分析物と結合可能な、蛍光または発光粒子で標識した乾燥第１結合剤と、被分析物と結合可能な乾燥第２結合剤とを含み、該第２結合剤はさらに第３結合剤を含み、試験する試料中に被分析物が存在する場合には、該被分析物は、前記標識した第１結合剤と前記被分析物と前記第２結合剤とを含むサンドイッチ複合体を形成する。前記第２部位は、前記第１部位の下流に位置し、前記第３結合剤と結合する能力を有する固定された第４結合剤を含む。前記被分析物と前記標識した第１結合剤と前記第２結合剤とを前記第２部位に輸送するために液体が使用され、該第２部位では前記サンドイッチ複合体が前記第３結合剤と前記固定された第４結合剤との間に結合することにより固定される。該装置においては、前記試料中の前記被分析物の有無および／または量は、前記第２部位における、前記サンドイッチ複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより測定される。第３および第４結合剤としては、任意適切な結合ペアを使用してよい。たとえば、抗原と抗体とのペアやアビジン（ストレパビジン）とビオチンとのペアを使用してもよい。
【００２７】
関連する実施形態において、本発明は前記の装置を用いて試料中の被分析物を検出する方法を提供し、該方法は、
ａ）試料が膜上の第２部位の上流部位にアプライするよう、前記本発明の装置の第４の実施形態を用いて試料を前記装置に接触させること、
ｂ）前記試料に存在する場合の被分析物と、蛍光または発光粒子で標識した、被分析物との結合能力を有する乾燥第１結合剤および被分析物との結合能力を有する乾燥第２結合剤とを第２部位へ輸送し、該第２部位では、前記標識した第１結合剤と前記被分析物と前記第２結合剤とを含むサンドイッチ複合体は、前記第３結合剤と前記固定された第４結合剤との間に結合することにより固定されること、および、
ｃ）前記第２部位における、前記サンドイッチ複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより、前記試料中の被分析物の有無および／または量を測定すること、
を含む。
【００２８】
第５の実施形態において、本発明は、試料中の被分析物を検出するための装置を提供し、該装置は、第１部位および第２部位を含む天然親水性膜を有する。前記第１部位は、被分析物と結合可能な、蛍光または発光粒子で標識した乾燥第１結合剤と、第２結合剤をさらに含む乾燥した物質とを含み、試験する試料中に被分析物が存在する場合には、該被分析物と前記物質とが前記標識第１結合剤と結合するために競合する。前記第２部位は、前記第１部位の下流に位置し、前記第２結合剤と結合する能力を有する固定された第３結合剤を含む。前記被分析物と前記標識した第１結合剤と前記物質とを前記第２部位に輸送するために液体が使用され、該第２部位では、前記標識した第１結合剤と前記物質とが、前記第２結合剤と前記固定された第３結合剤との間に結合することにより固定される。該装置においては、前記試料中の前記被分析物の有無および／または量は、前記第２部位における、前記標識した第１結合剤および前記物質を含む前記複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより測定される。第２および第３結合剤としては、任意適切な結合ペアを使用してよい。たとえば、抗原と抗体とのペアやアビジン（ストレパビジン）とビオチンとのペアを使用してもよい。
【００２９】
関連する実施形態において、本発明は前記の装置を用いて試料中の被分析物を検出する方法を提供し、該方法は、
ａ）試料が膜上の第２部位の上流部位にアプライするよう、前記本発明の装置の第５の実施形態を用いて試料を前記装置に接触させること、
ｂ）前記試料に存在する場合の被分析物と、蛍光または発光粒子で標識した、被分析物との結合能力を有する第１結合剤と、第２結合剤を含む乾燥した物質とを第２部位へ輸送し、該第２部位では、前記被分析物と前記物質とが前記標識した第１結合剤と結合するために競合し、前記標識した第１結合剤と前記物質とを含む複合体が、前記第２結合剤と前記固定された第３結合剤との間に結合することにより固定されること、および、
ｃ）前記第２部位における、前記標識した第１結合剤と前記物質とを含む前記複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより、前記試料中の被分析物の有無および／または量を測定すること、
を含む。
【００３０】
第６の実施形態において、本発明は、試料中の被分析物を検出するための装置を提供し、該装置は、第１部位および第２部位を含む天然親水性膜を有する。前記第１部位は、蛍光または発光粒子で標識し、乾燥した物質と、被分析物と結合可能な乾燥した第１結合剤とを含み、試験する試料中に被分析物が存在する場合には、該被分析物と前記標識した物質とが前記第１結合剤と結合するために競合する。前記第２部位は、前記第１部位の下流に位置し、前記第２結合剤と結合する能力を有する固定された第３結合剤を含む。前記被分析物と前記標識した物質と前記第１結合剤とを前記第２部位に輸送するために液体が使用され、該第２部位では、前記標識した物質と前記第１結合剤とを含む複合体が、前記第２結合剤と前記固定された第３結合剤との間に結合することにより固定される。該装置においては、前記試料中の前記被分析物の有無および／または量は、前記第２部位における、前記標識した物質と前記第１結合剤とを含む前記複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより測定される。第２および第３結合剤としては、任意適切な結合ペアを使用してよい。たとえば、抗原と抗体とのペアやアビジン（ストレパビジン）とビオチンとのペアを使用してもよい。
【００３１】
関連する実施形態において、本発明は前記の装置を用いて試料中の被分析物を検出する方法を提供し、該方法は、
ａ）試料が膜上の第２部位の上流部位にアプライするよう、前記本発明の装置の第６の実施形態を用いて試料を前記装置に接触させること、
ｂ）前記試料に存在する場合の被分析物と、蛍光または発光粒子で標識し、乾燥した物質と、被分析物との結合能力を有し、第２結合剤をさらに含む乾燥第１結合剤とを第２部位へ輸送し、該第２部位では、前記被分析物と前記標識物質とが前記第１結合剤と結合するために競合し、前記標識物質とが前記第１結合剤とを含む複合体が、前記第２結合剤と前記固定された第３結合剤との間に結合することにより固定されること、および
ｃ）前記第２部位における、前記標識物質と前記第１結合剤とを含む前記複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより、前記試料中の被分析物の有無および／または量を測定すること、
を含む。
【００３２】
第７の実施形態において、本発明は、試料中の被分析物を検出するための装置を提供し、該装置は以下の特徴を有する。
ａ）液体状または乾燥状態の蛍光もしくは発光粒子で標識した第１結合剤を収容する容器を備え、前記結合剤は、被分析物が試料に存在する場合該被分析物と結合して前記標識した第１結合剤と前記被分析物とを含む第１複合体を形成する能力を有する。
ｂ）前記第１複合体が存在する場合に該第１複合体と結合して第２複合体を形成する能力を有する、固定された第２結合剤を含む試験部位を含む天然親水性膜を有する。前記第２複合体は、前記標識した第１結合剤と前記被分析物と前記固定された第２結合剤とを含み、前記被分析物と前記膜上の前記標識した第１結合剤とを前記試験部位へ側方輸送して前記第２複合体を形成するために液体が使用され、該装置においては、前記試料中の前記被分析物の有無および／または量は、前記試験部位における前記第２複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより測定される。
【００３３】
第８の実施形態において、本発明は、試料中の被分析物を検出するための装置を提供し、該装置は以下の特徴を有する。
ａ）液体状、または乾燥状態の蛍光もしくは発光粒子で標識した結合剤を収容する容器を備え、前記結合剤は、被分析物が試料に存在する場合該被分析物と結合する能力を有する。
ｂ）前記標識結合剤と結合する能力を有する固定された物質を含む試験部位を含む天然親水性膜を有する。前記被分析物と前記膜上の前記標識した第１結合剤とを前記試験部位へ側方輸送して前記第２複合体を形成するために液体が使用され、該試験部位では、前記被分析物と前記固定された物質とが前記標識結合剤と結合するために競合し、該装置においては、前記試料中の前記被分析物の有無および／または量は、前記試験部位における前記固定された物質と前記標識結合剤とを含む複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより測定される。
【００３４】
第９の実施形態において、本発明は、試料中の被分析物を検出するための装置を提供し、該装置は以下の特徴を有する。
ａ）液体状、または乾燥状態の蛍光もしくは発光粒子で標識した物質を収容する容器を備える。
ｂ）固定された結合剤を含む試験部位を含む天然親水性膜を有する。該固定された結合剤は、前記標識物質および被分析物（試験する試料中に存在する場合）と結合する能力を有し、前記被分析物と前記膜上の前記標識物質とを前記試験部位へ側方輸送するために液体が使用され、該試験部位では、前記被分析物と前記標識物質とが前記固定された結合剤と結合するために競合し、該装置においては、前記試料中の前記被分析物の有無および／または量は、前記試験部位における前記固定された結合剤と前記標識物質とを含む複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより測定される。
【００３５】
前記の装置では、天然親水性膜はポリマー処理を施したガラス繊維を含んでいてもよい。たとえば、天然親水性膜はＳＬＦ５膜である。いくつかの例において、該装置は単一の天然親水性膜を含むことがある。他の例において、天然親水性膜が背板で支えられることもある。さらに別の例において、膜が背板の裏側まで延びていることもある。
【００３６】
前記の装置では、第１部位、第２部位、またはそのいずれもがゾーン（帯）の形状をとっていてもよい。いくつかの例において、試験部位も１つまたは複数のゾーンの形状をとっていてもよい。
【００３７】
前記の装置では、蛍光粒子が量子ドットを含んでいてもよい。他の例において、蛍光粒子がトランスフルオロスフィアまたはラテックスミクロスフィアビーズであってもよい。いくつかの例において、蛍光または発光粒子で標識した結合剤または物質は、空気乾燥あるいは凍結乾燥されている。蛍光または発光粒子で標識した結合剤または物質は、
а）蛍光または発光粒子で標識した結合剤または物質を安定させる、
ｂ）蛍光または発光粒子で標識した結合剤または物質の液体中での懸濁を促進する、および／または
ｃ）蛍光または発光粒子で標識した結合剤または物質の流動性を促進する、
性質を有する物質の存在下で乾燥されてもよい。
いくつかの例において、蛍光または発光粒子で標識した結合剤または物質は、タンパク質、ペプチド、多糖、糖、ポリマー、ゼラチン、または界面活性剤である。
【００３８】
前記の装置では、第２結合剤は、天然親水性膜への吸収、吸着、もしくは共有結合によって第２部位において固定されてもよく、または天然親水性膜に固定される別の物質もしくは粒子に付着してもよい。
【００３９】
前記の装置では、被分析物および標識結合剤を第２部位へ輸送するために、試料液のみを使用してもよい。あるいは、被分析物および標識結合剤を第２部位へ輸送するために、展開液を使用してもよい。
【００４０】
前記の装置はさらにハウジングを含んでいてもよい。いくつかの例では、このハウジングは、少なくとも膜上の第１部位および第２部位を覆い、膜上の第１部位の上流または第１部位への試料のアプライを可能にする試料アプライ部位、および、第２部位での蛍光あるいは発光検出を可能にする第２部位の近傍にある開口部を有する。ハウジングはプラスチック材料を含んでもよい。
【００４１】
前記の装置はさらに、液体保持部および該保持部内の液体を膜上の第１部位または第１部位の上流へと輸送するための手段を含んでいてもよい。たとえば、液体保持部と膜との相対位置の変化により、該液体は液体保持部から膜へと輸送される。
【００４２】
前記の装置はさらに、膜上に電極対を有していてもよい。これら１対の電極は、膜上の試料のアプライおよび第２部位への液体の流動を電気的に観測できるように、試料アプライ部位と第２部位の下流部位とに分かれて設置される。
【００４３】
前記の装置はさらに、第１部位の上流に位置しかつ第１部位と流体連通する試料受取部を備えていてもよい。この試料受取部は背板によって支えられている。試料はこの試料受取部にアプライされた後、第１部位および第２部位へと順次輸送される。いくつかの例においては、該装置はさらに、膜上の第１部位および第２部位ならびに試料受取部の少なくとも一部を覆うハウジングを備えていてもよく、このハウジングは、第２部位における蛍光または発光の検出を可能にするための開口部を第２部位の近傍に有する。他の例においては、試料受取部の少なくとも一部がハウジングに覆われず、試料はハウジング外の試料受取部にアプライされた後、第１部位および第２部位へと順次輸送される。さらにまた別の例では、膜上の第１部位および第２部位ならびに試料受取部はハウジングにより完全に覆われ、該ハウジングが試料受取部への試料アプライを可能とするための試料アプライ部位を備える。
【００４４】
前記の装置において、膜上の第２部位は、第２の蛍光または発光標識と結合する能力を有する固定された別の結合剤を含んでいてもよい。該別の結合剤と第２の蛍光または発光標識との間の結合は、第２部位における試料中の被分析物とその固定された結合剤との間の結合には依存せず、第２部位においてこの２つの蛍光または発光信号は互いの干渉を受けることなく、２つの別個のスペクトルで検出される。
【００４５】
前記の装置は、以下の特徴を有する：
第１部位において被分析物の第１エピトープと結合する能力を有する、蛍光または発光粒子で標識した２種の結合剤を含んでいてもよく、ここで一方の標識結合剤は被分析物に対して低い結合親和性を示し、他方の標識結合剤は被分析物に対して高い結合親和性を示す；
被分析物の第２エピトープと結合する能力を有する２種の固定された結合剤を含んでいてもよく、ここで一方の標識結合剤は被分析物に対して低い結合親和性を示し、他方の標識結合剤は被分析物に対して高い結合親和性を示す；
被分析物が低レベルの場合には、被分析物と２つの低親和性抗体とがサンドイッチを形成し、被分析物が高レベルの場合には、被分析物と２つの高親和性抗体とがサンドイッチを形成する；および、
２つの異なる蛍光または発光粒子標識が、同一または異なるスペクトルで検出される。
【００４６】
前記の装置はさらに、第２部位の下流に位置し、第２部位と流体連通するコントロール部位を含んでいてもよい。該コントロール部位は、有効な試験結果を表示する手段を備える。
【００４７】
前記の装置はさらに、第２部位の下流に位置し、第２部位と流体連通する液体吸収パッドを含んでいてもよい。
【００４８】
さらにまた別の実施形態において、本発明は、試料液中の被分析物を検出するための側方流動装置を提供する。この被分析物は少なくとも２つの別個のエピトープを含む。前記側方流動装置は、単一の膜；前記被分析物の第１エピトープと結合する能力を有する、前記膜内の貯蔵ゾーンに存在する可動性の蛍光または発光検出部分；前記膜内の検出ゾーンに固定された前記被分析物の第２エピトープと結合する能力を有する捕捉部分；前記膜上の試料アプライゾーン；および、輸送用の液体の入ったユーザ制御貯蔵部を備える。そこで、試料アプライの後に、ユーザが貯蔵部を操作し、液体を膜の上へ輸送し、被分析物を蛍光または発光検出部分へ輸送する。該部分は被分析物上の第１エピトープと結合したのち、被分析物および可動性の蛍光または発光検出部分を前記膜上の検出ゾーンに輸送し、そこで、捕捉部分が前記被分析物の上の第２エピトープと結合し、検出可能な信号を発する。任意適切な検出部分を使用してもよく、たとえば該検出部分の例は、抗体、受容体、またはレクチンであってよい。
【００４９】
さらにまた別の実施形態において、本発明は、試料液中の被分析物を検出するための側方流動装置を提供する。この被分析物は少なくとも２つの別個のエピトープを含む。前記側方流動装置は、検出可能な信号を発生し、前記被分析物上の第１エピトープと結合する能力を有し、膜（好ましくは単一の膜）上の貯蔵ゾーンに存在する可動性の検出部分；前記被分析物上の第２エピトープと結合する能力を有し、前記膜の検出ゾーンに固定された、捕捉部分、；前記膜上の試料アプライゾーン；および、前記膜上の試料アプライゾーンに関連付けられた試料検出電極を備える。前記側方流動装置において前記アプライゾーンへ試料をアプライすると、前記試料検出電極における電気的性質の変化が生じて、該試料検出電極の電気的状態を観測する計器により、試料アプライ時間の自動評価が可能となる。
【００５０】
さらにまた別の実施形態において、本発明は、試料液中の被分析物を検出するための側方流動装置を提供する。この被分析物は少なくとも２つの別個のエピトープを含む。前記側方流動装置は、検出可能な信号を発生し、前記被分析物上の第１エピトープと結合する能力を有し、膜上の貯蔵ゾーンに存在する可動性の検出部分；前記被分析物上の第２エピトープと結合する能力を有し、前記膜の検出ゾーンに固定された、捕捉部分、；前記膜上の試料アプライゾーン；および、前記膜上の前記検出ゾーンに関連付けられた流体輸送検出電極を備える。前記側方流動装置において前記アプライゾーンへ試料をアプライすると、流体の輸送が発生し、前記試料検出電極における電気的性質の変化が生じて、該試料検出電極の電気的状態を観測する計器により、試料が検出ゾーン領域を通過する輸送時間の自動評価が可能となる。
【００５１】
また別の態様において、本発明は、側方流動免疫測定装置の読み取り用計器を提供する。該装置は、前記免疫測定装置の検出ゾーンの読み取り能力を有する、蛍光または発光検出器；前記側方流動免疫測定装置の電極と接続して機能し得る電極；および、計算手段を備える。前記側方流動免疫測定装置内の流体移動によって前記この装置の電極における電気的性質が変化し、この変化がインタフェース電極を通じて計器に伝えられ、この情報が該計器の計算手段に送られる。
【００５２】
さらにまた別の態様において、本発明は、試料液中の被分析物を検出するための側方流動装置用妥当性確認方法を提供する。該妥当性確認方法は、被分析物検出粒子およびコントロール検出粒子を含み；前記分析物検出粒子は被分析物の第１エピトープと特異的に結合する手段を有し、かつ第１の検出可能信号を発し；前記コントロール検出粒子は、被分析物でないコントロール分子上のある領域と特異的に結合する手段を有し、第１の検出信号と区別される第２の検出信号を発する。前記側方流動装置の検出ゾーンは被分析物上の第２エピトープと特異的に結合する手段を有し、該手段は前記検出ゾーンからの移動を防ぐために固定される。前記検出ゾーンはさらに、被分析物でないコントロール分子上のある領域と特異的に結合する手段を有し、この領域はコントロール検出粒子と結合する領域とは異なっている。該手段は前記検出ゾーンからの移動を防ぐために固定される。前記被分析物との結合手段とコントロールとの結合手段が前記検出ゾーンの同一領域に混在しており、コントロール粒子が発する第２の検出可能信号によってコントロール粒子と被分析物でないコントロール分子との結合の有無を観測することにより、前記側方流動装置の妥当性確認が達成される。
【００５３】
さらにまた別の態様において、本発明は、試料液中の被分析物を検出するための側方流動装置の、被分析物ダイナミックレンジの拡張方法を提供する。該方法は、高親和性被分析物検出粒子および高親和性検出粒子を含む。該高親和性被分析物検出粒子は強い結合力で被分析物上の第１エピトープと特異的に結合する手段を有し、かつ第１の検出可能信号を発する。また、該方法は、低親和性被分析物検出粒子を含み、該低親和性被分析物検出粒子は弱い結合力で被分析物のあるエピトープと特異的に結合する手段を有し、かつ第１の検出可能信号と区別される第２の検出可能信号を発する。前記側方流動装置の検出ゾーンは、被分析物上の第２エピトープと特異的に結合する手段を有し、該手段は前記検出ゾーンからの移動を防ぐために固定される。該方法において、低レベルの被分析物は、第１の検出可能信号によって高親和性検出粒子の検出ゾーンへの結合の有無を観測することにより検出され、高レベルの被分析物は、第２の検出可能信号によって低親和性検出粒子の検出ゾーンへの結合の有無を観測することにより検出される。
【００５４】
さらにまた別の態様において、本発明は、粒子を水溶性担体溶媒に懸濁する際に、他の粒子あるいは吸水性膜マトリクスとの不利な相互作用なしに、吸水性膜マトリクス中に移動して溶解するよう、粒子の表面特性を修飾する方法を提供する。該方法は、１つまたはそれ以上の配位子との共有結合により粒子の表面を修飾することを含み、前記配位子は、共有結合または非共有結合により、親水性分子と結合する能力を有し、前記親水性分子は、前記水溶性担体溶媒に溶解し得る。該方法においては、前記親水性分子が該粒子を、他の粒子あるいは吸水性膜マトリクスとの不利な相互作用から保護する。この不利な相互作用は、粒子の凝集または吸水性膜マトリクスへの固着を含む。本発明のこの態様を実施するために使用できる配位子の例としてストレパビジンまたはアビジンが挙げられるが、これに限定はされない。また、前記親水性分子は、ビオチン化ウシ血清アルブミンまたは他のビオチン化親水性タンパク質であってもよく、結合反応は、過剰のビオチンによって抑制される。配位子は親水性であってもよく、別の親水性分子と結合する必要性なしに、他の粒子あるいは吸水性膜マトリクスとの不利な相互作用から該粒子を保護する能力を有していてもよい。
【００５５】
本発明の装置および方法を用いて、試料を膜上の第１部位に、または膜上の第１部位より上流に位置する部位にアプライしてもよい。いくつかの例において、被分析物および標識結合剤を第２部位へ輸送するために、試料液のみを使用してもよい。あるいは、被分析物および標識結合剤を第２部位へ輸送するために、展開液を使用してもよい。
【００５６】
本発明の装置および方法は、生体試料由来の被分析物を検出するために使用してもよい。該生体試料は、全血、血清、血漿、または尿の試料を含むが、これに限定はされない。いくつかの例において、被分析物は、細胞、ウィルス、またはあるいは分子であってもよい。本発明の装置および方法を用いて検出する被分析物の例としては、ｈＣＧ、ｈＬＨ、ｈＦＳＨ、ｈＴＳＨ、感染性微生物の抗原、感染性微生物に対する抗体、または疾病マーカーなどが挙げられるが、これらに限定はされない。
【００５７】
Ａ．定義
別に定義しない限り、本明細書で用いる技術科学用語はすべて、本発明が属する分野の当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を持つ。本明細書で参照する特許、特許出願（公開または未公開）、および他の関連公報はすべて、参照によりその全体が組み入れられる。この項で述べる定義が、参照により本明細書に組み入れられる特許、出願、公開された出願、および他の公報で述べられた定義と相違あるいは矛盾する場合には、この項で述べる定義が優先される。
【００５８】
本明細書に記載の「１つ」は、「少なくとも１つ」または「１つ以上」を意味する。
【００５９】
本明細書に記載の「抗体」は、最も広義に使用される。したがって「抗体」は、自然発生したもの、従来のハイブリドーマ技術によって作製したモノクローナル抗体などの人工抗体、および／またはその機能フラグメントであってもよい。本発明の抗体としては、モノクローナル抗体およびポリクローナル抗体ならびにこれらの抗体の抗原結合ドメインおよび／または１つ以上のさらなる相補性決定領域を含むフラグメント（Ｆａｂ、Ｆａｂ’、Ｆ（ａｂ’）２、Ｆｖなど）が含まれる。
【００６０】
本明細書に記載の「モノクローナル抗体」は、実質的に同種の抗体群から得られた抗体を指す。すなわち、まれに自然に起こりうる突然変異の場合を除いて、その群を含む抗体は同一である。本明細書では、「モノクローナル抗体」がさらにモノクローナル抗体の機能フラグメントを指す場合もある。
【００６１】
本明細書に記載の「哺乳動物」は、哺乳類群の任意の種、好ましくはヒト（ヒト、ヒト被験者、またはヒト患者を含む）を指す。哺乳類には、家畜、スポーツ競技用動物、ペット、霊長類、馬、犬、猫、マウス、およびラットが含まれるが、これらに限定はされない。
【００６２】
本明細書に記載の「治療」は、体調不良、疾患、または失調の症状を改善、またはよい方向へ変えるための方法を指す。治療は、本明細書に記載の組成物の薬学的使用をも包含する。
【００６３】
本明細書に記載の「疾患または失調」は、たとえば伝染又は遺伝的欠陥による器官の病的状態を指し、識別可能な症状によって特徴付けられるものである。
【００６４】
本明細書に記載の「被験者」は、特定の種または試料型に限定されない。たとえば、「被験者」という語は患者を指してもよく、しばしばヒト患者を指す。しかし、被験者という語はヒトには限定されず、様々な哺乳類を包含する。
【００６５】
本明細書に記載の「罹患した」とは、疾患または失調に関連して用いた場合、指定した疾患または失調を有するか、または直接的にその影響を受ける被験者を指す。
【００６６】
本明細書に記載の「試料」は、測定を所望する被分析物を含有し得る任意のものを指す。この試料は、体液または生体組織のような生体試料であってもよい。体液の例としては、尿、全血、血漿、血清、唾液、精液、便、痰、脳脊髄液、涙、粘液、羊水などが挙げられる。生体組織は細胞の集合体であり、通常は特定の種類の細胞が細胞間質とともに、結合組織、上皮組織、筋肉組織、および神経組織を含む、ヒト、動物、植物、バクテリア、菌、またはウィルスなどの構造材料のひとつを形成する。生体組織の例には、器官、腫瘍、リンパ節、動脈、および個々の細胞も含まれる。
【００６７】
本明細書に記載の「特異的に結合する」とは、規定された標的と選択的に結合するような抗体の特異性を指す。抗体が、他の物質と結合する場合と比較して、より高い親和性、活性を有し、より容易におよび／又は持続的に標的物と結合する場合に、抗体が標的物と「特異的に結合する」という。たとえば、標的と特異的に結合する抗体は、他の物質との結合と比べて少なくとも約１０％、２０％、３０％、５０％，６０％，７０％、８０％、９０％、あるいはそれ以上に高い親和力を持って標的と結合する。または、他の物質との結合と比較して少なくとも約２倍、５倍、１０倍、あるいはさらに高い結合親和性で標的物と結合する。他の潜在的標的の存在下であっても抗体が特定の標的を認識できることは、このような結合の特徴の１つである。１つの実施例において、特異的結合剤は、被分析物と試験する試料中に存在するかまたは存在の可能性のある他の物質とを区別することができる。
【００６８】
Ｂ．試料中の被分析物を検出するための装置および方法
１つの実施形態において、本発明は、試料中の被分析物を検出するための装置を提供する。該装置は、２つの別個の第１部位および第２部位を含む天然親水性膜を有し、前記第１部位は、蛍光または発光粒子で標識した乾燥第１結合剤を含み、該結合剤は、試験する試料中に被分析物が存在する場合にはその被分析物と結合して、前記第１結合剤と前記被分析物を含む第１複合体を形成する能力を有する。前記第２部位は、前記第１部位の下流に位置し、固定された第２結合剤を含む。該結合剤は、前記第１複合体が存在する場合にはその複合体と結合して、前記標識した第１結合剤と前記被分析物と前記固定された第２結合剤とを含む第２複合体を形成する能力を有する。前記被分析物および標識した第１結合剤を前記第２部位に輸送して第２複合体を形成するために液体が使用され、前記装置においては、前記試料中の前記被分析物の有無および／または量は、前記第２部位における前記第２複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより測定される。
【００６９】
関連する実施形態において、本発明は前記装置を用いて試料中の被分析物を検出する方法を提供し、該方法は、
ａ）試料が膜上の第２部位の上流部位にアプライするよう、前記装置に試料を接触させること、
ｂ）前記試料に存在する場合の被分析物と、蛍光または発光粒子で標識した、被分析物との結合能力を有する乾燥第１結合剤とを液体によって第２部位へ輸送し、該第２部位に前記第１結合剤、前記被分析物、および前記固定された第２結合剤を含む第２複合体を形成すること、および、
ｃ）前記第２部位にある前記第２複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより、前記試料中の被分析物の有無および／または量を測定すること、
を含む。
【００７０】
別の実施形態において、本発明は、試料中の被分析物を検出するための装置を提供し、該装置は、２つの別個の第１部位および第２部位を含む天然親水性膜を有する。前記第１部位は、蛍光または発光粒子で標識した乾燥第１結合剤を含み、該結合剤は、試験する試料中に被分析物が存在する場合にはその被分析物と結合する。前記第２部位は、前記第１部位の下流に位置し、前記標識剤と結合する能力を有する固定された物質を含む。前記被分析物および前記標識結合剤を前記第２部位に輸送するために液体が使用され、該第２部位では前記被分析物と前記固定された物質とが前記標識結合剤と結合するために競合する。該装置においては、前記試料中の前記被分析物の有無および／または量は、前記第２部位における、前記固定された物質および前記標識結合剤を含む複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより測定される。
【００７１】
関連する実施形態において、本発明は前記装置を用いて試料中の被分析物を検出する方法を提供し、該方法は、
ａ）試料が膜上の第２部位の上流部位にアプライするよう、前記装置に試料を接触させること、
ｂ）前記試料に存在する場合の被分析物と、蛍光または発光粒子で標識した、被分析物との結合能力を有する乾燥第１結合剤とを液体によって第２部位へ輸送し、該第２部位では前記被分析物と前記固定された物質とが前記標識結合剤と結合するために競合すること、および、
ｃ）前記第２部位における、前記標識結合剤および前記固定された物質を含む複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより、前記試料中の被分析物の有無および／または量を測定すること、
を含む。
【００７２】
さらにまた別の実施形態において、本発明は、試料中の被分析物を検出するための装置を提供し、該装置は、２つの別個の第１部位および第２部位を含む天然親水性膜を有する。前記第１部位は、蛍光または発光粒子で標識し、乾燥した物質を含む。前記第２部位は、前記第１部位の下流に位置し、試験する試料中に前記標識物質および被分析物が存在する場合にはそれらと結合する能力を有する固定された結合剤を含む。前記被分析物および前記標識物質を前記第２部位に輸送するために液体が使用され、該第２部位では前記被分析物と前記標識物質とが前記固定された結合剤と結合するために競合する。該装置においては、前記試料中の前記被分析物の有無および／または量は、前記第２部位における、前記固定された結合剤および前記標識物質を含む複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより測定される。
【００７３】
関連する実施形態において、本発明は前記装置を用いて試料中の被分析物を検出する方法を提供し、該方法は、
ａ）試料が膜上の第２部位の上流部位にアプライするよう、本発明の装置の前記装置に試料を接触させること、
ｂ）前記試料に存在する場合の被分析物と、蛍光または発光粒子で標識した、被分析物との結合能力を有する乾燥した物質とを液体によって第２部位へ輸送し、該第２部位では前記被分析物と前記標識物質とが前記固定された結合剤と結合するために競合すること、および、
ｃ）前記第２部位における、前記標識物質および前記固定された結合剤を含む複合体に含まれる蛍光または発光を評価することにより、前記試料中の被分析物の有無および／または量を測定すること、
を含む。
【００７４】
任意適切な天然親水性膜を使用してよい。たとえば、ポリマー処理を施したガラス繊維を含んだ天然親水性膜を使用してもよい。好ましくは、ＳＬＦ５膜（ジョーンズら“Ｔｈｅ  ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  ｏｆ  ａ  ｎｏｖｅｌ  ｐｌａｔｆｏｒｍ  ｆｏｒ  ｌａｔｅｒａｌ  ｆｌｏｗ  ａｓｓａｙｓ”（「側方流動測定のための新規なプラットフォームの開発」）オークリッジ会議、Ｐｕｓｈｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｅｎｖｅｌｏｐｅ（技術の限界に挑む）：  Ａｎ  Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｆｕｔｕｒｅ  ｏｆ  Ｃｌｉｎｉｃａｌ  ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｔｅｓｔｉｎｇ（臨床検査の未来に関する探究）、２００４年４月２９−３０日、サンホセ、ＣＡ）またはＷｈａｔｍａｎ  Ｆｕｓｉｏｎ５ＴＭ膜を使用する。
【００７５】
本装置は任意適切な枚数の天然親水性膜を含んでいてよい。１例では、本装置は単一の天然親水性膜を備える。別の例では、本装置は複数の同種または異種の天然親水性膜を備える。
【００７６】
膜上の様々な部位（たとえば、第１部位、第２部位および／またはコントロール部位）は、任意適切な形状をとり得る。該部位は、点、円、四角形、ゾーン（帯）、または線などであってよい。１例では、第１部位、第２部位、および／またはコントロール部位は、ゾーンまたは線の形状をとっている。好ましくは、該ゾーンまたは線は膜の幅にわたって広がる。
【００７７】
任意適切な蛍光または発光標識を使用してもよい。好ましくは、蛍光または発光粒子標識を使用する。代表的な蛍光粒子標識として、量子ドット、トランスフルオロスフィア（たとえば、ビーズ）、および蛍光性ミクロスフィア（たとえば、緑色ラテックスミクロスフィアビーズ）が挙げられる。好ましくは、該蛍光粒子は量子ドットを含む。
【００７８】
量子ドットまたはトランスフルオロスフィアもしくは蛍光性ミクロスフィアビーズなどの蛍光もしくは発光標識結合剤または物質は、任意適切な方法で膜上または容器（たとえば、試験管）内で乾燥されるが、これは乾燥した標識結合剤または物質が液体（たとえば、試料液および／または展開液）によって第２部位または試験部位へ輸送されることを条件とする。該乾燥した標識結合剤また結合物質は、空気乾燥または凍結乾燥してよい。
いくつかの実施形態において、蛍光または発光粒子で標識した結合剤または物質は、
а）蛍光または発光粒子で標識した結合剤または物質を安定させる、
ｂ）蛍光または発光粒子で標識した結合剤または物質の液体中での懸濁を促進する、および／または
ｃ）蛍光または発光粒子で標識した結合剤または物質の流動性を促進する、
性質を有する物質の存在下で乾燥される。安定化または懸濁および／または流動性の促進には、任意適切な物質を使用してよい。代表的な物質として、タンパク質、ペプチド、多糖、糖、ポリマー、ゼラチンまたは界面活性剤が挙げられる。
【００７９】
所望の測定特異性を得るために、被分析物またはその類似物に対して所望の結合特異性を有する結合剤または物質を、任意適切に組み合わせて使用してもよい。１例では、サンドイッチアッセイフォーマットが使用され、標識した第１結合剤と固定された第２結合剤のいずれかまたはいずれもが被分析物と特異的に結合する。また別の例では、サンドイッチアッセイフォーマットが使用され、標識した第１結合剤と固定された第２結合剤はいずれも被分析物と特異的に結合せず、検出の特異性を改善するためにスカベンジャー物質が用いられる。たとえば、被分析物がｈＣＧであれば、結合剤（たとえば、抗体）のいずれかまたはいずれもがｈＣＧの異なるエピトープと特異的に結合できる。あるいは、結合剤または抗体のいずれもがｈＣＧと特異的に結合せず、ｈＣＧ測定の所望の特異性を得るために、抗ＬＨスカベンジャー抗体が使用される。任意適切な結合剤を使用してよい。たとえば、標識した第１結合剤と固定された第２結合剤のいずれかまたはいずれもが被分析物に対する抗体である。
【００８０】
別の例では、試料中の被分析物と、固定された被分析物またはその類似物とが競合して標識結合剤と結合する競合アッセイフォーマットが使用される。このフォーマットでは、標識結合剤は被分析物と特異的に結合できる。あるいは、標識結合剤が被分析物と特異的に結合せず、所望の測定特異性を得るために、スカベンジャー物質が使用される。任意適切な結合剤を使用してよい。たとえば、標識結合剤は被分析物に対する抗体であってもよい。任意適切な固定された物質を使用してよい。たとえば、固定された物質は被分析物またはその類似物を含む。
【００８１】
さらにまた別の例では、試料中の被分析物と、標識した被分析物またはその類似物とが競合して、これらの物質と結合し得る固定された結合剤と結合する競合アッセイフォーマットが使用される。このフォーマットでは、固定された結合剤は被分析物と特異的に結合する。あるいは、固定された結合剤が被分析物と特異的に結合せず、所望の測定特異性を得るために、スカベンジャー物質が使用される。任意適切な結合剤を使用してよい。たとえば、固定された結合剤は被分析物に対する抗体であってもよい。任意適切な標識物質を使用してよい。たとえば、標識物質は被分析物またはその類似物を含み得る。
【００８２】
結合剤または物質は、任意適切な方法で、第２部位、試験部位、またはコントロール部位に固定してよい。たとえば、結合剤または物質は、天然親水性膜への吸収、吸着、もしくは共有結合によって、または所望の部位に固定される別の物質もしくは粒子に付着することによって固定されてもよい。
【００８３】
被分析物および標識結合剤または物質を、第２部位、試験部位、コントロール部位、あるいはそれを越えた部位、膜の端部、または下流であるが膜と流体連通した吸収パッドに輸送するために、試料液と他の液体とを両方使用してもよい。１例では、被分析物および標識結合剤または物質を所望の部位へ輸送するために、試料液のみを使用した。この方法は、試料の量が十分に得られる場合（たとえば、尿試料の場合）にしばしば使用される。別の例では、被分析物および標識結合剤または物質を所望の部位へ輸送するために、展開液が使用される。展開液は、非液体試料（たとえば、固体試料）中の被分析物を輸送するために、しばしば使用される。また展開液は、血液試料などの液体試料の試験においてその試料量自体が被分析物および他の試薬や物質を所望の部位へ輸送するためには不十分な場合に、しばしば使用される。
【００８４】
本装置は、たとえば背板による支持のような適切な支えを備え得る。任意適切な背板を使用してよい。いくつかの実施例では、液体の流動経路を増加させるために、膜は背板の裏側まで広がり得る。
【００８５】
背板の有無にかかわらず、本装置は、少なくとも膜上の第１部位および第２部位を覆うハウジングを備え、該ハウジングは、膜上の第１部位の上流または第１部位への試料のアプライを可能にする試料アプライポート、および、第２部位での蛍光あるいは発光検出を可能にする第２部位の近傍に位置する光学開口部を有する。ハウジングは任意適切な材料で作ってよい。たとえば、ハウジングはプラスチック材料を含んでもよい。
【００８６】
展開液を使用する場合、展開液は、装置とは別の容器（たとえば、試験管）に入れてもよい。あるいは、本装置はさらに、液体保持部および該保持部内の液体を膜上の第１部位または第１部位の上流へと輸送するための手段を含んでいてもよい。該液体は、液体保持部から膜へ、任意適切な手段によって輸送されてよい。１例では、液体保持部と膜との相対位置により、該液体は液体保持部から膜へと輸送される。
【００８７】
本装置はさらに、膜上に電極対を備え得る。これら１対の電極は、試料のアプライおよび第２部位での液体の流動を電気的に観測できるように、膜上の試料アプライ部位と第２部位のすぐ下流に位置する部位に分かれて設置される。
【００８８】
１つの実施例では、本装置はさらに、膜上の第２部位あるいは試験部位に別の固定された結合剤を含み得る。該結合剤は第２の蛍光あるいは発光標識と結合する能力を有し、該別の結合剤と第２の蛍光または発光標識との間の結合は、第２部位における試料中の被分析物とその固定された結合剤または競合物質との間の結合または競合に依存せず、第２部位においてこの２つの蛍光または発光信号は互いの干渉を受けることなく、２つの別個のスペクトルで検出される。このような設計により、第２部位は試験部位とコントロール部位、両方の役割を果たすことができる。
【００８９】
別の実施例において、本装置は、第１部位において被分析物の第１エピトープと結合する能力を有する、蛍光または発光粒子で標識した２種の結合剤を含み、ここで一方の標識結合剤は被分析物に対して低い結合親和性を示し、他方の標識結合剤は被分析物に対して高い結合親和性を示す。本装置はまた、被分析物の第２エピトープと結合する能力を有する２種の固定された結合剤を含み、ここで一方の標識結合剤は被分析物に対して低い結合親和性を示し、他方の標識結合剤は被分析物に対して高い結合親和性を示す。被分析物が低レベルの場合には、被分析物と２つの低親和性抗体とがサンドイッチを形成し、被分析物が高レベルの場合には、被分析物と２つの高親和性抗体とがサンドイッチを形成する。また、２つの異なる蛍光または発光粒子標識が、同一または異なるスペクトルで検出される。このような設計により、検出の範囲は拡大される。
【００９０】
本装置はさらに、第２部位の下流に位置し、第２部位と流体連通するコントロール部位を含み得る。該コントロール部位は、有効な試験結果を表示する手段を備える。
【００９１】
本装置はさらに、第２部位の下流に位置し、第２部位と流体連通する液体吸収パッドを含み得る。
【００９２】
本装置はさらに、第１部位の上流に位置しかつ第１部位と流体連通する試料受取部を備えることができ、この試料受取部は背板によって支えられている。試料はこの試料受取部にアプライされた後、第１部位および第２部位へと順次輸送される。
【００９３】
本装置はさらに、膜上の第１部位および第２部位ならびに試料受取部の少なくとも一部を覆うハウジングを備えることができ、このハウジングは、第２部位における蛍光または発光の検出を可能にするための開口部を第２部位の近傍に有する。１例において、試料受取部の少なくとも一部がハウジングに覆われず、試料はハウジング外の試料受取部にアプライされた後、第１部位および第２部位へと順次輸送される。別の例では、膜上の第１部位および第２部位ならびに試料受取部はハウジングにより完全に覆われ、該ハウジングが、試料受取部への試料アプライを可能とするための試料アプライポートを備える。
【００９４】
測定を行う際、試料を第２部位または試験部位の上流の任意適切な部位にアプライしてよい。１例において、試料は膜の第１部位にアプライされる。別の例では、試料は膜の第１部位の上流に位置する膜上の場所にアプライされる。
【００９５】
本装置および方法を用いて、任意適切な試料中の被分析物を検出できる。代表的な試料として、全血、血清、血漿、および尿が挙げられる。
【００９６】
本装置および方法を用いて、任意適切な被分析物を検出できる。たとえば、被分析物は、細胞、ウィルス、および分子であってよい。
【００９７】
細胞の無限の例には、動物細胞、植物細胞、菌類、バクテリア、組み換え細胞、および培養細胞が含まれる。検出する動物、植物細胞、菌類、バクテリア細胞は、動物界、植物界、菌類またはバクテリア界に由来する属または亜属であってよい。繊毛虫、細胞粘菌、鞭毛虫、および微胞子虫の任意の属または亜属に由来する細胞も検出できる。鶏などの鳥類、魚などの脊椎動物、マウス、ラット、ウサギ、ネコ、イヌ、ブタ、雌牛、雄牛、羊、ヤギ、ウマ、サルおよび他のヒト以外の霊長類、およびヒト、などの哺乳類に由来する細胞についても、本装置および方法を用いて検出することができる。
【００９８】
動物細胞については、器官の特定の組織に由来する細胞を検出できる。たとえば、結合組織、皮膜組織、筋肉組織、および神経組織の細胞を検出できる。同様に、副眼器官、らせん形終末器官、聴覚器官、チーウィツ器官、脳室周囲器官、コルチ器官、中枢器官、エナメル器、末端器官、外部女性生殖器官、外部男性生殖器官、遊走器官、ルッフィーニの散形器官、生殖器官、ゴルジ腱紡錘、味覚器官、聴覚器官、内部女性生殖器官、内部男性生殖器官、挿入器官、ジャコブソン器官、神経血液器官、神経腱器官、嗅覚器官、耳石器官、下垂器官、ローセミュラ器官、感覚器官、嗅覚器官、らせん器官、交連下器官、脳弓下器官、過剰器官、触覚器官、標的器官、味覚器官、触覚器官、泌尿器官、終板管器官、前庭器官、平衡聴覚器官、痕跡器官、視覚器官、視覚器官、鋤鼻器官、遊走器官、ウェーバー器官、およびツッカーカンドル器官に由来する細胞を検出できる。好ましくは、脳、肺、肝臓、脾臓、骨髄、胸腺、心臓、リンパ液、血液、骨、軟骨、膵臓、腎臓、胆嚢、胃、腸、精巣、卵巣、子宮、直腸、神経系、腺、内部血管などの動物の内部器官に由来する細胞を検出できる。さらに、任意の植物、イーストなどの菌類、真正細菌または古細菌などのバクテリアに由来する細胞が検出できる。動物、植物、菌類、またはバクテリアの細胞などの任意の真核生物または原核生物に由来する組み換え細胞も検出できる。血液、尿、唾液、骨髄、精子、または他の腹水など様々な種類の体液に由来する細胞、およびそれらの画分（たとえば、血清や血漿）もまた検出できる。
【００９９】
分子は、イオンのような無機分子、有機分子、またはそれらの複合体であってよい。イオンの無限の例には、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、塩素、鉄、銅、亜鉛、マンガン、コバルト、ヨウ素、モリブデン、バナジウム、ニッケル、クロミウム、フッ素、シリコン、錫、ホウ素、およびヒ素イオンが含まれる。有機分子の無限の例には、アミノ酸、ペプチド、タンパク質、ヌクレオシド、ヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、核酸、ビタミン、単糖、オリゴ糖、炭水化物、脂質、およびそれらの複合体が含まれる。
【０１００】
本装置および方法を用いて、任意のアミノ酸を検出できる。たとえば、Ｄ−およびＬ−アミノ酸を扱うことができる。また、Ａｌａ（Ａ）、Ａｒｇ（Ｒ）、Ａｓｎ（Ｎ）、Ａｓｐ（Ｄ）、Ｃｙｓ（Ｃ）、ＧＩｎ（Ｑ）、ＧＩｕ（Ｅ）、ＧＩｙ（Ｇ）、Ｈｉｓ（Ｈ）、Ｉｌｅ（Ｉ）、Ｌｅｕ（Ｌ）、Ｌｙｓ（Ｋ）、Ｍｅｔ（Ｍ）、Ｐｈｅ（Ｆ）、Ｐｒｏ（Ｐ）、Ｓｅｒ（Ｓ）、Ｔｈｒ（Ｔ）、Ｔｒｐ（Ｗ）、Ｔｙｒ（Ｙ）およびＶａｌ（Ｖ）を含む、天然に存在するペプチドおよびタンパク質の任意の構成要素を検出できる。
【０１０１】
本装置および方法を用いて、任意のタンパク質あるいはペプチドを検出できる。たとえば、細胞膜上の受容体タンパク質のような膜タンパク質、酵素、イオンチャネルおよびイオンポンプのような輸送タンパク質、栄養素または貯蔵タンパク質、アクチンとミオシンのような収縮性または運動性タンパク質、構造タンパク質、抗体、ホルモン、および成長因子のような防御タンパク質あるいは調節タンパク質を検出できる。タンパク質抗原やペプチド抗原も検出できる。
【０１０２】
本装置および方法を用いて、１本鎖、２本鎖、３本鎖の核酸を含む任意の核酸を検出できる。このような核酸の例には、Ａ型、Ｂ型、あるいはＺ型ＤＮＡのようなＤＮＡ、ならびにｍＲＮＡ、ｔＲＮＡ、およびｒＲＮＡのようなＲＮＡが含まれる。
【０１０３】
本装置および方法を用いて、任意のヌクレオシドを検出できる。このようなヌクレオシドの例には、アデノシン、グアノシン、シチジン、チミジンおよびウリジンが含まれる。本装置および方法を用いて、任意のヌクレオチドを検出できる。このようなヌクレオチドの例には、ＡＭＰ、ＧＭＰ、ＣＭＰ、ＵＭＰ、ＡＤＰ、ＧＤＰ、ＣＤＰ、ＵＤＰ、ＡＴＰ、ＧＴＰ、ＣＴＰ、ＵＴＰ、ｄＡＭＰ、ｄＧＭＰ、ｄＣＭＰ、ｄＴＭＰ、ｄＡＤＰ、ｄＧＤＰ、ｄＣＤＰ、ｄＴＤＰ、ｄＡＴＰ、ｄＧＴＰ、ｄＣＴＰ、およびｄＴＴＰが含まれる。
【０１０４】
本装置および方法を用いて、任意のビタミンを検出できる。たとえば、チアミン、リボフラビン、ニコチン酸、パントテン酸、ピリドキシン、ビオチン、葉酸、ビタミンＢ１２、およびアスコルビン酸、のような水溶性ビタミンを検出できる。同様に、ビタミンＡ、ビタミンＤ、ビタミンＥ、およびビタミンＫのような脂溶性ビタミンも検出できる。
【０１０５】
本装置および方法を用いて、任意の単糖（Ｄ−単糖であれＬ−単糖であれ、またアルドースであれケトースであれ）を検出できる。単糖の例には、グリセルアルデヒドのようなトリオース；エリトロースおよびトレオースのようなテトロース；リボース、アラビノース、キシロース、リキソースおよびリブロースのようなペントース；アロース、アルトロース、グルコース、マンノース、グロース、イドース、ガラクトース、タロース、およびフルクトースのようなヘキソース；ならびにセドヘプツロースのようなヘプトースが含まれる。
【０１０６】
本装置および方法を用いて、任意の脂質を検出できる。脂質の例には、トリステアリン、トリパルミチン、およびトリオレインのようなトリアシルグリセロール；ろう；ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルコリン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトール、およびカルジオリピンのようなホスホグリセリド；スフィンゴミエリン、セレブロシド、およびガングリオシドのようなスフィンゴ脂質；コレステロールおよびスチグマステロールのようなステロール；およびステロール脂肪酸エステルが含まれる。脂肪酸としては、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、およびリグノセリン酸のような飽和脂肪酸であってもよく、またはパルミトレイン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、およびアラキドニン酸のような不飽和脂肪酸であってもよい。
【０１０７】
１例では、検出する被分析物は、ｈＣＧ、ｈＬＨ、ｈＦＳＨ、ｈＴＳＨ、感染性微生物の抗原、感染性微生物に対する抗体、および疾病マーカーである。
【０１０８】
Ｃ．粒子の表面特性修飾法
さらにまた別の態様において、本発明は、粒子を水溶性担体溶媒に懸濁する際に、他の粒子あるいは吸水性膜マトリクスとの不利な相互作用なしに、吸水性膜マトリクス中に移動して溶解するよう、粒子の表面特性を修飾する方法を提供する。該方法は、１つまたはそれ以上の配位子との共有結合により粒子の表面を修飾することを含み、前記配位子は、共有結合または強い非共有結合により、親水性分子と結合する能力を有し、前記親水性分子は、前記水溶性担体溶媒に溶解し得る。該方法においては、前記親水性分子が該粒子を、他の粒子あるいは吸水性膜マトリクスとの不利な相互作用から保護する。
【０１０９】
本方法は、粒子間または粒子と吸水性膜のマトリクスとの間の不利な相互作用を抑えるためにも使用される。抑制する不利な相互作用には、粒子の凝集または吸水性膜マトリクスへの粒子の固着が含まれる。
【０１１０】
任意適切な配位子および親水性分子を使用してよい。１例では、配位子はストレパビジンまたはアビジンであり、親水性分子はビオチン化ウシ血清アルブミンまたは他のビオチン化親水性タンパク質であり、結合反応は過剰のビオチンによって抑制される。別の例では、配位子は親水性であって、別の親水性分子と結合する必要性なしに、他の粒子あるいは吸水性膜マトリクスとの不利な相互作用から該粒子を保護する能力を有する。
【０１１１】
Ｄ．代表的な実施態様
本開示では、改良された側方流動免疫測定法について論じる。該方法は、低生産コスト、高感度、信頼性、広ダイナミックレンジ、および安価な携帯型の蛍光リーダとの適合性を得るために設計される。
【０１１２】
本例は、すべての流動性経路に単一の膜を使用し、より高い検出効率を得るために蛍光粒子を使用する、使い捨ての側方流動免疫測定装置である。動作信頼性を高めるために、試料アプライのタイミングおよび装置内の流動は、電気的手段によって観測される。
【０１１３】
本例の別の態様では、２つの別個の波長で蛍光または発光信号を放つ複数の蛍光粒子が開示される。ここで、２つの粒子は、側方流動免疫測定の同一の検出ゾーンに結合し、２つの別個の波長を識別できる単一の光学蛍光検出器によって検出される。このような二重粒子法を用いることにより、内部検証（制御）能力が改善され、および／またはより広いダイナミックレンジを有する側方流動免疫測定がもたらされる。
【０１１４】
第１の改良において、被分析物に反応する蛍光粒子が、被分析物に対する固定された捕捉抗体によって検出ゾーンに保持された被分析物と結合し、第１蛍光信号を発する。この第１の試験信号は、被分析物と同じ検出領域に結合するコントロール物質に反応するコントロール蛍光粒子を用いたコントロール信号によって妥当性確認される。コントロール粒子の結合により、第１（試験）の蛍光信号を使用することの適合性を示す第２の蛍光信号が発生する。
【０１１５】
第２の改良において、被分析物に高い親和性を持つ蛍光粒子は、被分析物に親和性の高い固定された捕捉抗体によって検出ゾーンに保持された低レベルの被分析物を効率的に検出し、測定の高感度領域をカバーする第１蛍光信号を発する。被分析物に対して低い親和性を持つ第２の蛍光粒子は、固定された低親和性の捕捉抗体により検出ゾーンと結合した高レベルの被分析物を検出し、測定の被分析物に対する感度の低い領域をカバーする第２蛍光信号を発する。この二重の高低両域システムにより測定のダイナミックレンジが拡張され、蛍光粒子および捕捉抗体の結合能力を飽和させる過剰な量の被分析物に起因する歪みを最小限に抑えられ、被分析物が高レベルであっても低レベルであっても機能する測定が可能となる。
【０１１６】
図１Ａ〜１Ｃは、本発明の装置の１態様を示す。この装置は、プラスチック製支持体（１）、およびプラスチック製支持体（１）に取り付けられた、ランニングバッファ（緩衝液）の入ったチャンバ（２）を備える。プラスチック製支持体（１）には、試料ポート（３）も備えられる。この試料ポート（３）の下には、ワットマンＦｕｓｉｏｎ５膜などの側方流動膜（４）がある。側方流動膜（４）には、乾燥した検出接合体を格納する領域（５）が含まれ、この検出接合体は通常、蛍光粒子と接合した被分析物に対する抗体である。さらに、膜（４）は検出領域（６）を含み、検出領域（６）には被分析物上の検出抗体とは異なるエピトープに対する第２被分析物などの捕捉抗体が含まれる。図１Ａに示されているように、領域（６）にはしばしば、膜内を移動するには大きすぎ、そのため静止状態となるマイクロビーズと結合するような捕捉抗体が含まれる。
【０１１７】
長い側方流動膜（４）を比較的小さな光学ブロック（１０〜１６）に装着するために、膜（４）を、プラスチック製支持体（１）のスロット（７）を通して、所望により折り返し（８）、試験装置の長さを縮めてもよい。
【０１１８】
通常、光学ブロック（１０〜１６）は、支持台（１０）、試料および流動を検出するために支持体（１）上に存在する任意選択の電極（９）とインタフェースをとる任意選択の電極（１１）、および典型的には光学開口部（１２）を有する。この開口部を通して、試験装置（６）上の検出ゾーンが、蛍光または発光手段によって観測される。蛍光検出の望ましい実施形態では、発光ダイオードまたは光であってもよい光源（１３）は、任意選択の励起フィルタ（１４）によって最適化される励起波長を有する。この励起光は光学的開口部（１２）を通り抜け、試験ストリップの下側にある検出ゾーン（６）を照射する。検出ゾーン（６）から放射される蛍光エネルギーは通常、発光フィルタ（１５）によって特異的に濾光され、次いで光検出器（１６）を照射し、これにより電気信号が発生する。該信号は、必要に応じて増幅、デジタル化、および、該計器のマイクロプロセッサによって解析される。
【０１１９】
試料の使用に当たっては、全血試料の１滴（２０）などを試料アプライポート上に置く。図１Ｂに示すように、該試料はポートを通過し、側方流動膜（２１）を水和させる。
【０１２０】
試料アプライ後、反応緩衝液が緩衝液チャンバ（３０）から流れ出て側方流動膜（３１）へ流れ込むように、緩衝液チャンバと側方流動膜の相対位置を変化させる。緩衝液は通常、数分かけて膜を通過し、被分析物を蛍光検出接合体（３２）へと運び、続いて検出ゾーン（３３）を通過するが、ここで被分析物と蛍光検出接合体とが結合する。未結合の蛍光検出接合体および残留した未結合の試料は検出ゾーンを通過し、側方流動膜の端部へと運ばれる（図１Ｃを参照）。
【０１２１】
図２Ａ〜２Ｃは、本開示の電気的流動検出要素の動作を、試料のアプライおよび輸送用緩衝液の流れとともに示す。
【０１２２】
ここでは、側方流動膜（１）および輸送用緩衝液チャンバ（２）は、プラスチック製支持体に取り付けられている（図示せず）。該プラスチック製支持体は、試料アプライポート（３）を有する。該装置はさらに、試料アプライポート（３）の両側に配置された導電電極（４）を有する。これらの電極は、抵抗器（５）を通る電気的連結部品により、第２の１対の導電電極（６）と電気的に接続され、通常、計器の光学ブロック（図示せず）上の電極とインタフェースをとる。側方流動膜（１）はさらに、膜上に乾燥状態で貯蔵された蛍光検出接合体（７）および、結合した蛍光検出接合体と被分析物とが結合する場所となる検出ゾーン（８）を有する。側方流動膜（１０）は通常、未結合の蛍光検出接合剤がクロマトグラフィーによって検出ゾーン（８）から除去されるように、検出ゾーン（８）を越えて延びている。側方流動膜はさらに、この膜および所望により電極を折り返すための折り目（９）を任意に有していてもよく、これによって測定装置の全長が短縮され、検出ゾーンが試験装置の端部に近づけられる。
【０１２３】
図２Ｂに示すように、液体試料（２０）は通常、試料アプライポートを通って膜上にアプライされる。その結果、該液体試料は、試料アプライポートを間にして向き合った２つの電極（２１）（２２）間の抵抗を減少させ、電気抵抗の変化またはその他の電気特性の変化を引き起こす。この変化は、試験装置とインタフェースをとる計器よって検出される。これは、反応の開始時間や試料サイズを計器に伝達するために利用されてもよい。
【０１２４】
試料をアプライした後、側方流動膜（３０）と輸送用緩衝液チャンバ（３１）の相対配置を、輸送用緩衝液が側方流動膜に流れるように変える。図２Ｃに示すように、輸送用緩衝液は試料ポート（３２）を通過し、次いで乾燥した蛍光検出接合剤（３３）を通過して流れる。輸送用緩衝液は蛍光検出接合剤（３３）を水和させ、これと被分析物とを検出ゾーン（３４）へ輸送する。その場所で、蛍光粒子で標識した検出抗体は、被分析物上のエピトープと結合し、次いで該被分析物が通常は第２エピトープによって検出ゾーン（３４）で固定された捕捉抗体と結合する。輸送用緩衝液は側方流動膜（３５）中を毛細管作用により移動し続け、「反応終点」電極（３６）（３７）を通過する。輸送用緩衝液が電極（３６）および（３７）を通過する際、この電極内システムにおいて２度目の電気抵抗降下が発生する。抵抗器（５）および（４０）によって、「反応終点」電極（３６）（３７）は「試料検出」電極（３８）（３９）と部分的に絶縁されているので、２つの信号は識別可能である。
【０１２５】
図３Ａおよび３Ｂは、輸送用緩衝液チャンバと側方流動膜との間における輸送用緩衝液の流れを制御するメカニズムの１例を示す。ここでもまた、側方流動膜（１）は、プラスチック製支持体（２）上に設置されている。この支持体はまた、輸送用緩衝液の入った小さなチャンバ（３）を備える。このチャンバは、破断可能な薄いカバー（４）でシールされている。側方流動膜は連続した通路内にあるが、必要に応じて剛性および強度を与えるために、プラスチック製の外部骨格構造またはプラスチック製支持体に覆われた選択部分を有してもよい（図示せず）。側方流動膜はいくつかのゾーンを有し、そこでは蛍光検出接合体（５）および固定された捕捉抗体（６）は乾燥状態で存在する。先と同様、装置の長さを縮めるために、側方流動膜は、支持構造体（２）のスロット（７）を通して、折り返してもよい。側方流動膜を外部環境の影響から保護するために、該膜はしばしば、１枚以上の透明なプラスチックシート（８）（９）で覆われる。この構造では、該装置はさらに、側方流動膜のこの部分をさらに強化するプラスチック製補剛材（図示せず）に取り付けられたプラスチック製ボタン（１０）を有してもよい。該補剛材はまた、ボタン（１０）に力を加えることによって側方流動膜が破断可能なカバー（４）を破って緩衝液チャンバ（３）内へ押し込まれるように、膜を位置決めする。
【０１２６】
図３Ａでは、試料（１１）は試料ポート（１２）を通って側方流動膜（１）にアプライされる。プラスチック製支持体（１３）にあるもう１つのスロットによって、側方流動膜を支持構造体（２）の一方の側から反対側へ通すことができ、該装置のプランジャが上にある状態と下にある状態間で、膜は自由に動くことができる。計器の電極とインタフェースをとることのできる該装置の電極（図２Ａ〜２Ｃに図示）は、装置の端部（１４）に設けられている。
【０１２７】
試料（１１）をアプライした後、ボタン（２０）を押して装置を起動させる。これにより、側方流動膜のプラスチックで覆われた端部（２１）が破断可能なカバー（２２）を破って輸送用緩衝液のチャンバ（２３）内へ入る。その結果輸送液は側方流動膜の長さ方向へ毛細管現象によって移動し、これによって蛍光検出接合体を通って液体が運ばれ、もし被分析物が存在すれば蛍光検出接合体が検出ゾーン（２４）に沈着する。未結合の蛍光検出接合体（２５）は、図３Ｂに示すように、側方流動膜の端部へ移動する。
【０１２８】
図４は、前記図２の電極配置を用いた場合の電気抵抗対時間のグラフの一例を示す。２つの電極間の抵抗は最初非常に高い（１）が、流動センサ電極（２）へ試料をアプライすると、抵抗が中間レベルに降下する。この中間レベルの抵抗は、抵抗器（図２（５））によって中間レベル維持される。該抵抗器は、液体センサ電極が非常に抵抗の低い試料に曝露された場合にも、抵抗を中間レベルに制限する。輸送用緩衝液が反応電極の末端に到着すると、この電極対間の抵抗は低下し、さらに低い電気的抵抗値（３）が生じる。
【０１２９】
このような「階段」状の抵抗は、計器に対し、計器のマイクロプロセッサが反応のタイミングを制御し、かつユーザによるコモンエラーを検出するのに役立つ情報を伝達できる。最初の高抵抗レベル（１）と中間レベル（２）との間の推移から、計器は試料アプライの正確な時刻を認識する。また、（１）（２）間の抵抗降下の大きさから、計器はアプライされた試料のおよその量を認識する。ごく少量の試料しかアプライされなかった場合、（１）（２）間の抵抗降下は比較的小さくなる。一方、大量の試料がアプライされた場合は、（１）（２）間の抵抗降下は抵抗器（図２（５））のみによって制限される。
【０１３０】
この情報に基づいて、最初に試料をアプライした後、計器はユーザに輸送用緩衝液ボタンを押すよう促すことができ、また、アプライされた試料が不十分な場合、ユーザに警告できる。該計器はまた、その蛍光検出器を用いて検出ゾーンへの問い合わせを開始するようトリガされる。
【０１３１】
（１）（２）間の最初の抵抗降下と、輸送用緩衝液が反応検出電極の末端に到達する際の（２）（３）間の最終抵抗降下との間の経過時間を使って、ユーザのコモンエラーを検出できる。ユーザが輸送用緩衝液ボタンを押すのが遅すぎた場合、（１）（２）間の降下と（２）（３）間の降下の時間差は予想外に短くなる。
【０１３２】
図５は、本装置による代表的蛍光プロファイルの図を示す。最初、試料アプライ後であり輸送用緩衝液が側方流動膜上へ移動している間、計器の蛍光検出器による検出ゾーンの観測では、一定の弱いバックグラウンド信号（１）のみが検出される。蛍光検出接合体の先頭が検出ゾーンを通過すると、蛍光信号は急速に強くなり、最終的に、その先頭が蛍光検出器の真横を通過したときに、蛍光信号の強さがピークに達する（２）。被分析物が存在しない場合、検出ゾーンに固定された捕捉抗体に対する蛍光検出接合体の結合はなく、蛍光信号は最初のバックグランウド信号に近い値に戻る（３）。一方、被分析物が存在する場合には、被分析物が検出ゾーン内の固定された捕捉抗体と結合し、次いで、蛍光検出抗体が被分析物と結合し、ベースラインのレベルを越えた持続的な蛍光信号（４）が生じる。この信号は、未結合の蛍光接合体の主な先頭部分が通過した後も持続する。持続的な蛍光信号（４）と被分析物が存在しない場合の予想ベースライン（３）との間の強度差は、存在する被分析物の量に比例する。
【０１３３】
図６は、２波長蛍光検出器によって読み取られる装置に、内部制御をどのように組み込むかについて図解する。この図で、側方流動膜（１）は被分析物（２）に曝露されている。この被分析物は、反応緩衝液（図示せず）によって、被分析物上の第１エピトープに対する抗体と結合した蛍光粒子（３）へと運ばれる。これらの粒子は通常、第１波長に励起され、第２波長の蛍光エネルギーを放出する。図にはさらに、コントロールタンパク質と特異的に反応するコントロール抗体と結合した１組のコントロール蛍光粒子（４）も存在する。このコントロール蛍光粒子は、抗被分析物蛍光粒子の励起に用いたものと同じ第１波長に励起されるが、最適には、第１波長とも第２波長とも異なる第３波長の蛍光エネルギーを放出するものである。側方流動装置（１）はさらに検出ゾーン（５）を有し、該検出ゾーンは、被分析物上の第２エピトープに対する固定された抗体（６）、およびコントロール蛍光粒子（４）と結合する固定されたコントロールタンパク質（７）を含む。この例では、抗体（６）およびコントロールタンパク質（７）は、側方流動膜の網を通過して移動するには大きすぎるサイズを有する、より大きなラテックスビーズと結合することにより固定される。しかし、別のスキームでは、抗体（６）およびコントロールタンパク質（７）は、側方流動膜の検出ゾーンに直接に結合していてもよい。
【０１３４】
側方流動膜（１）はさらに、検出ゾーン（５）を越えた場所に「末端」領域（８）を含み、該検出ゾーンで抗体（６）またはコントロールタンパク質（７）との結合が起こらなかった場合、未結合の粒子（３）および（４）は通常、輸送用緩衝液の毛細管作用で移動する。
【０１３５】
（１０）は、被分析物は存在しないが、コントロール粒子により試験成分の劣化のないことが示されている場合を示している。ここで、輸送用緩衝液はあらかじめ放出されており、移動可能なる試験成分はすべて、側方流動膜（１１）の「末端」領域へ輸送されたか、あるいは検出ゾーン（１２）に結合している。この状況では、試験成分の劣化は生じていないため、コントロールタンパク質（１４）に対して反応性のあるコントロール抗体を含むコントロール粒子（１３）は、コントロールタンパク質（１４）と結合し、固定されて検出ゾーン（１２）に残る。一方、被分析物（１５）に対して反応性のある抗体を含む蛍光粒子は、結合するものがなく、側方流動膜の検出ゾーンを通過して「末端」（１１）へと移動するので、蛍光検出器には検出されない。
【０１３６】
この例では、検出ゾーンは、光源（１６）と発光フィルタ（１７）とを備えた蛍光検出器によって観測される。これは、第１波長（１８）の励起光エネルギーを検出ゾーン（１２）へ送る。コントロール粒子（１３）（１９）から発せられた蛍光エネルギーは、この粒子の波長を透過させるよう選択した波長フィルタ（２０）を通過し、コントロール光検出器（２１）によって検出される。
【０１３７】
一方、被分析物が存在しないため、検出ゾーンには、被分析物（１５）に対して反応性のある蛍光粒子は存在しない。その結果、被分析物検出粒子（１５）の波長を透過させるよう選択した波長フィルタ（２２）を通過できるエネルギーを生成するような、被分析物検出粒子（１５）特有の蛍光エネルギーは得られず、したがって、被分析物検出用光検出器（２３）に検出されるエネルギーはない。
【０１３８】
側方流動膜（３０）は、被分析物が存在する場合を示す。ここでも、輸送用緩衝液はあらかじめ放出されており、移動可能なる試験成分はすべて、側方流動膜（３１）の「末端」領域へ輸送されたか、あるいは検出ゾーン（３２）に結合している。この状況においても、試験成分の劣化がないため、コントロールタンパク質（３４）と反応するコントロール抗体を含んでいるコントロール粒子（３３）は、コントロールタンパク質（３４）と結合し、固定されて検出ゾーン（３２）に残る。
【０１３９】
しかしながら、被分析物（３５）も存在しているため、被分析物（３５）は、検出ゾーン（３６）に存在する固定された被分析物抗体と結合する。さらに、被分析物（３５）上の異なるエピトープに対して反応性のある抗体を含む蛍光検出粒子（３７）も結合し、サンドイッチ構造を形成する。これは、検出ゾーン（３２）に検出粒子（３７）を固定させる役割を果たす。
【０１４０】
このような固定の結果、コントロール蛍光粒子と被分析物特有の蛍光粒子との両方が検出され得る。これら２種の粒子が異なる波長を出すと仮定すれば、２種の粒子の相対レベルを決定できる。
【０１４１】
これを行うために、従来通り、２波長蛍光検出器によって検出ゾーンを観測する。ここで、光源（４０）は励起フィルタ（４１）を通して励起エネルギーを送り、検出ゾーン（３２）を照射する第１波長（４２）の励起エネルギーを生成する。このエネルギーは、コントロール蛍光粒子（３３）と被分析物検出蛍光粒子（３７）とをともに励起させる。コントロール粒子は、コントロール波長（４３）の蛍光エネルギーを放射するが、これはコントロールフィルタ（４４）を通過し、コントロール光検出器（４５）によって検出される。被分析物検出粒子は、別の波長（４６）の蛍光エネルギーを放射するが、これは被分析物波長フィルタ（４７）を通過し、被分析物光検出器（４８）によって検出される。
【０１４２】
その後、コントロール光検出器および被分析物の光検出器からの情報が、計器のマイクロプロセッサに送られる。ここで、被分析物の信号は、存在する被分析物の相対レベルを決定する測定値に変換される。また、コントロール信号は測定の妥当性判断に用いられる。たとえば、被分析物が存在せず、コントロール信号も存在しない場合は、マイクロプロセッサは、試薬の劣化あるいは分析エラーがあったものと断定し、不適切な「低レベルの被分析物」値を送信するのではなく、測定失敗をユーザに伝える。逆に、被分析物の値が低く、コントロール信号が適切であった場合には、この計器は低い被分析物値が正確であると断定し、警告あるいはエラーメッセージをユーザに送ることなく、計算した「低レベルの被分析物」値を送信する。
【０１４３】
図７は、測定のダイナミックレンジを拡大するために、目標とする被分析物に対して親和性の低い抗体および高い抗体と結合している蛍光粒子をどのように使用するかについて示している。サンドイッチ法に基づいた免疫測定は、典型的に「フック」現象に悩まされる。これは、被分析物のレベルが高いとき、被分析物がサンドイッチの捕捉抗体部分および検出器抗体部分いずれの結合部位をも飽和させ、捕捉抗体と検出抗体との結合を阻害することを指す。
【０１４４】
この図においてもまた、側方流動膜（１）は痕跡レベルから飽和レベルまで、広範なダイナミックレンジの被分析物（２）に曝露される。この被分析物は、反応緩衝液（図示せず）によって、被分析物上の第１エピトープに対する抗体と高い親和性をもって結合している高感度の蛍光粒子（３）へと運ばれる。これらの粒子は通常、第１波長に励起され、第２波長の蛍光エネルギーを放つ。また、被分析物と特異的に反応する低親和性抗体と結合している低感度の蛍光粒子（４）も示されている。この低親和性蛍光粒子は、高感度の抗被分析物蛍光粒子の励起に用いたものと同じ第１波長によって励起され、高感度粒子と同じ波長で発光するか、あるいは随意に第３波長の蛍光エネルギーを放つ。該第３波長は、高親和性粒子とは異なり、反応曲線の被分析物低レベル部分を、反応曲線の高感度部分から、よりはっきりと区別する。従来と同様に、側方流動の測定装置（１）はさらに、検出ゾーン（５）を有し、該ゾーンは、被分析物上の第２エピトープに対して親和性の高い固定された抗体（６）と、被分析物上の第２エピトープに対して親和性の低い固定された抗体（７）とをいずれも含む。この例では、高親和性抗体（６）および低親和性抗体（７）はいずれも、側方流動膜の網を通過して移動するには大きすぎるサイズを有する、より大きなラテックスビーズと結合することにより固定される。しかし、別のスキームでは、高親和性抗体（６）および低親和性抗体（７）は、側方流動膜の検出ゾーンに直接に結合していてもよい。
【０１４５】
側方流動膜（１）はさらに、検出ゾーン（５）を越えた場所に「末端」領域（８）を含み、該検出ゾーンで高親和性抗体（６）または低親和性抗体（７）との結合が起こらなかった場合、未結合の粒子（３）および（４）は通常、輸送用緩衝液の毛細管作用で移動する。
【０１４６】
（１０）は少量の被分析物のみが存在する場合を示している。ここで、輸送用緩衝液はあらかじめ放出されており、移動可能なる試験成分はすべて、側方流動膜（１１）の「末端」領域へ輸送されたか、あるいは検出ゾーン（１２）に結合している。この状況では、少量の被分析物しか存在しないため、高親和性抗体を含む蛍光粒子（１３）は、固定された抗体（１４）と結合した該少量の目標被分析物（１５）と結合し、固定されて検出ゾーン（１２）に残る。一方、被分析物（１６）に対して反応性のある低親和性抗体を含む蛍光粒子は、少量の被分析物をすべて高親和性抗体に奪われる傾向があり、固定された低親和性抗体（１７）との結合ができずに側方流動膜の検出ゾーンを通過して「末端」（１１）へと移動するので、蛍光検出器には検出されない。
【０１４７】
この例では、検出ゾーンは、光源（１８）と発光フィルタ（１９）とを備えた蛍光検出器によって観測される。これは第１波長（２０）の励起光エネルギーを検出ゾーン（１２）へ送る。高親和性の蛍光検出粒子（１３）から発せられた蛍光エネルギー（２１）は、この粒子の波長を透過させるよう選択した波長フィルタ（２２）を通過し、単一の光検出器あるいは低レベルの被分析物を検出するための光検出器のいずれかによって検出される。
【０１４８】
一方では、低親和性の抗体は、存在するわずかな目標被分析物をすべて高親和性の抗体に奪われたため、検出ゾーンには、被分析物（１６）に対して反応性のある低親和性蛍光粒子はほとんど存在しない。その結果、低親和性（高レベル検出）被分析物検出粒子（１６）の波長を透過させるよう選択した波長フィルタ（２４）を通過できるエネルギーを生成するような、低親和性被分析物検出粒子（１６）特有の蛍光エネルギーはほとんど得られず、したがって、高レベル被分析物検出用の光検出器（２５）に検出されるエネルギーはほとんどない。注意点であるが、別の配置では、この２種の粒子が同じ波長を出し、単一のフィルタと光検出器との組み合わせで検出されることもある。
【０１４９】
側方流動膜（３０）は、高レベル（この例においては、高親和性抗体をほとんど飽和させる程度）の被分析物が存在する場合を示している。ここでも、輸送用緩衝液はあらかじめ放出されており、移動可能なる試験成分はすべて、側方流動膜（３１）の「末端」領域へ輸送されたか、あるいは検出ゾーン（３２）に結合している。この状況では、高親和性の蛍光粒子（３３）は被分析物でほとんど完全に飽和され、被分析物のレベルがさらに増加すれば、固定された抗体から外れ始め、固定された高親和性抗体（３４）に結合したままの状態にあることがわかる。この例では、被分析物のレベルがさらに大幅に増加すれば、これらは検出ゾーン（３２）にとどまるが、結合していない状態となる。
【０１５０】
高親和性抗体をほぼ飽和させるほどに高レベルの被分析物（３５）が存在するため、被分析物（３５）は今や、検出ゾーン（３６）中の固定された低親和性抗被分析物抗体と結合している。さらに、被分析物（３５）上の異なるエピトープに対して反応性のある低親和性抗体を含む蛍光検出粒子（３７）も結合能力を有し、サンドイッチ構造を形成して、低親和性（高レベル検出）の検出粒子（３７）を検出ゾーン（３２）に固定させるよう作用する。
【０１５１】
この固定の結果、高親和性蛍光粒子と低親和性の被分析物に特異的な蛍光粒子とがともに検出される。これら２種の粒子が異なる波長で発光すると仮定すれば、非常に低レベルの被分析物と非常に高レベルの被分析物（飽和状態）との違いが測定できる。
【０１５２】
これを行うために、従来通り、２波長蛍光検出器によって検出ゾーンを観測する。ここで、光源（４０）は励起フィルタ（４１）を通して励起エネルギーを送り、検出ゾーン（３２）を照射する第１波長（４２）の励起エネルギーを生成する。このエネルギーは、高親和性の蛍光粒子（３３）と低親和性の被分析物検出蛍光粒子（３７）とをともに励起させる。高親和性粒子は、コントロール波長（４３）の蛍光エネルギーを放射するが、これはコントロールフィルタ（４４）を通過し、低レベル被分析物検出用光検出器（４５）によって検出される。低親和性被分析物検出用粒子は、別の波長（４６）の蛍光エネルギーを放射するが、これは被分析物波長フィルタ（４７）を通過し、高レベル被分析物検出用（４８）によって検出される。
【０１５３】
その後、低レベルおよび高レベルの被分析物を検出する光検出器からの情報は、計器のマイクロプロセッサに送られる。ここで、被分析物の信号は、広範なダイナミックレンジにわたる被分析物の相対レベルを決定する測定値に変換される。たとえば、ハイエンド検出器が信号を記録し、ローエンド検出器が記録していないなら、原因として、被分析物が存在し、高感度抗体を飽和させてしまったことが考えられる。これにより、計器が非常に高レベルの被分析物を非常に低レベルの被分析物と誤認する誤りを防ぐことができ、広いダイナミックレンジにわたって高い精度を提供するのに役立つ。
【実施例１】
【０１５４】
試験ストリップの製作
試験ストリップの原型を製作するには、Ｆｕｓｉｏｎ５膜（Ｗｈａｔｍａｎ社製）、１０ミル厚の透明ポリカーボネート、１０ミル厚の白いポリスチレン、４１５両面テープ（３Ｍ社製）、および１ミルの粘着剤付きアルミホイルを使用した。
【０１５５】
装置を組み立てるために、Ｆｕｓｉｏｎ５膜を幅５／１６インチ、長さ５  １／１６インチに切り、その一方の末端から３／４インチの位置に試料アプライゾーンを設けた。接合体保持ゾーンは、同じ側の端から１  ３／８インチの位置に設けた。検出ゾーンの幅は１／４インチであり、同じ端から２  １／４インチの位置に設けた。Ｆｕｓｉｏｎ５膜を１８０°折り返すための折り目を、同じ端から３／１６インチの位置に設けた。Ｆｕｓｉｏｎ５膜の残りの部分は、過剰の緩衝液および未結合の蛍光検出粒子を観測ゾーンから取り除くためのウィックとして使用した。
【０１５６】
試験ストリップを固定するために、白いポリスチレンを４１５両面テープの層で覆った。このスチレンストリップは幅３／４インチ、長さ３インチであった。このストリップの端から正確に５／１６インチの位置の中央に、ポリスチレンの短い辺（３／４インチ）と平行に、幅３／８インチ、深さ１／３２インチのスロットを切った。２枚の薄いアルミホイルのストリップ（幅１／８インチ）をポリスチレンに接着剤で接着し、ポリスチレンの１つの末端からもう１つの末端への長軸（３インチ）に沿った２つの導電性経路を作成した。これらのアルミホイルストリップは３つの電極構造を有し、該電極構造は、中央にある幅１／８インチの導電性ストリップから突き出していた。この突出した電極構造の１つは、さらにポリスチレンストリップの本体へと延び、試料アプライ穴の真下で２つの電極を形成する（試料アプライ穴は、ポリスチレンの、スロットを切ったのとは反対の端から３／８インチの位置に設けられた）。これらは、試料アプライが引き起こす最初の抵抗値降下を検出するために使用される。もう１組の突出した電極は、１０ミル厚の層を包み、ポリスチレンストリップの反対側に接着するよう設計された。これらの電極は、輸送用緩衝液が最終的に試験ストリップの末端へ移動したことにより引き起こす抵抗値降下を検出するために使用される。試験ストリップの遠端（幅３／８インチのスロット付近）において、２つのアルミホイルストリップは幅３／８インチまで広がり、試験ストリップの３／４インチ幅の末端を包み、ポリスチレンの試験ストリップを計器の電極と電気的に接触させるための接触面を形成した。
【０１５７】
Ｆｕｓｉｏｎ５膜をこのスロットを通して装着し、折り目の位置で曲げ、膜自体に重なるよう曲げることによりＵ字型にした。次いで、４１５接着剤を用いて試験ストリップの中央に接着した。
【０１５８】
Ｆｕｓｉｏｎ５膜の破損を防ぎ、輸送用緩衝液が膜上をスムーズに流れるようにするため、２  １３／１６インチの長さおよび１／８インチの幅を有する、１０ミル厚ポリスチレン製の２本のガードリブを、両面に４１５接着剤を使用して、Ｆｕｓｉｏｎ５膜をはさんで向かい合うよう配置した。これらは、膜とは空気間隙により隔てられ、実際の接触はない。次いで、この膜およびガードリブ上に、Ｆｕｓｉｏｎ５膜に面する側に透明な４１５両面テープ層を使用することにより、２  １３／１６インチの長さおよび３／４インチの幅を有する１０ミル厚透明ポリカーボネートを配置した。本構造の究極の目的は、細長いＦｕｓｉｏｎ５膜のストリップを有するサンドイッチ構造を作製することにあり、該ストリップは、白いポリスチレンの反射層と透明なポリカーボネートおよび４１５層との間に配置され、これらの透明層を通して見ることができる。詳細は図１Ａ〜Ｃに示す。
【０１５９】
試料検出電極からの第１信号と反応終了電極からの第２信号とを電気的に識別するため、電極間を走る１／８インチ幅の接続ホイルの片側に小さな遮断部を設け、その間に１５０，０００オームの抵抗器を設置した。より詳細な配置を２Ａ〜Ｃに示す。
【０１６０】
使用に際し、この試験ストリップは、蛍光検出器と電気信号検出器とを組み合わせたものに設置された（Ｚｗｅｉｇ  ＳＥ、  Ｍｅｙｅｒ  ＢＧ、  Ｓｈａｒｍａ  Ｓ、  Ｍｉｎ  Ｃ、  Ｋｒａｋｏｗｅｒ  ＪＭ、  Ｓｈｏｈｅｔ  ＳＢによるＭｅｍｂｒａｎｅ−ｂａｓｅｄ，  ｄｒｙ−ｒｅａｇｅｎｔ  ｐｒｏｔｈｒｏｍｂｉｎ  ｔｉｍｅ  ｔｅｓｔｓ．（「膜ベース乾燥剤のプロトロンビン時間試験」）、Ｂｉｏｍｅｄ  Ｉｎｓｔｒｕｍ  Ｔｅｃｈｎｏｌ．３０（３）：２４５−５６（１９９６）ならびに米国特許第５，５５４，５３１およびＤ３７１，６０５号既出。）この試験ストリップは、試験ストリップホルダー（米国特許第Ｄ４３８，９７１号に記載）により、所定の位置に保持された。
【実施例２】
【０１６１】
染料移動
本第１実験では、５マイクロリットルの青色染料＃１の１ｍｇ／ｍｌ水溶液を、試験ストリップの接合体放出ゾーンにアプライする。該ゾーンはプラスチックのサンドイッチから少し突き出したストリップの端から１  ３／８インチの位置にある。この青色染料は細長くアプライした後、乾燥した。乾燥後、緩衝化した０．９％塩化ナトリウム水溶液をストリップの端にアプライし、染料の移動を観測した。青色染料がストリップの折り目まで移動し、次いでスロットを通り抜け（プラスチックを通して見ることができなくなった）、この間、試験ストリップの末端まで、凝集した明確な着色帯として移動した。開始から終了までの経過時間は約４分であり、この間に約１ミリリットルの緩衝液が消費された。
【実施例３】
【０１６２】
電気抵抗試験
上述したように試験ストリップを製作し、蛍光検出と電気的抵抗検出とを複合した上述の光学ブロック中に配置した。この光学ブロックは、約２０，０００オームから約８００，０００オームの電気抵抗値を測定し、その結果をデジタル化した１２ビット（０−４０９５）の信号としてこの領域に表示する。図４に示すように、１０マイクロリットルの全血試料および緩衝化した０．９％塩化ナトリウム輸送用緩衝液をアプライして行った研究では、階段型の抵抗パターンが得られた。
【実施例４】
【０１６３】
免疫化学結合実験
捕捉用マイクロビーズとして、直径１．０４ミクロンであり、カルボキシルで修飾したラテックスマイクロビーズをバーンズ研究所から入手した。モノクローナルヒト絨毛性ゴナドトロピン抗体Ｅ２０１０６はＢｉｏｄｅｓｉｇｎ社から入手した。市販の接合キット（Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ社製）を用いて、４００マイクログラムの抗体を１２．５ミリグラムのビーズに共有結合させた。
【０１６４】
接合の後、Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ社製の阻害緩衝液を用いてビーズをブロックし、使用時の固体濃度がおよそ１．５％となるように、該ビーズを再懸濁させた。
【０１６５】
マイクロビーズは凝集傾向が高く、これによりビーズの有効表面積が減少し、測定感度を低下させる。感度を改善するために、５％トレハロース、１ｍｇ／ｍｌのＢＳＡ、０．１％Ｔｗｅｅｎ２０、および１ｍｇ／ｍｌの青色染料＃１の溶液を溶かした２０ｍＭリン酸塩緩衝液（ｐＨ７．２）中に捕捉ビーズを入れ、使用前に超音波で処理した。次いで、超音波処理したビーズを、低容量エアブラシを用いてＦｕｓｉｏｎ５膜に（膜の１インチ当たりビーズ溶液およそ１０マイクロリットルとなるように）アプライし、続いて空気乾燥する。このビーズは、およそ１／４インチ幅の縞状に膜の両側にアプライされた。この幅は、上述した蛍光リーダで観測されたスポットの直径とほぼ同じであった。
【０１６６】
蛍光検出粒子として、モノクローナルヒト絨毛性ゴナドトロピン抗体７７Ｆ１２をＨｉＴｅｓｔ社より入手し、市販の量子ドット抗体接合キット（Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｄｏｔｓ社製、Ｈａｙｗａｒｄ  ＣＡ）を用いて、６５５ｎｍの量子ドットと共有接合させた。量子ドットは直径約１０ナノメートルの小さな球状粒子であり、直径約５ナノメートルの中核を有し、蛍光性金属錯体が含む。該金属錯体は強い蛍光を発するが、より波長の短い励起エネルギーを受けると、比較的狭い発光帯（この場合には６５５ナノメートル）に同調した。
【０１６７】
ここで、約１．５マイクロモルの、抗体と接合した６５５ナノメートルの量子ドットをＢｌｏｃｋａｉｄＴＭ阻害液（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｐｒｏｂｅｓ社製）で処理し、凝集を抑えるために、短時間超音波処理した。この溶液５マイクロリットルをＦｕｓｉｏｎ５膜の捕捉ビーズ線から約１．２５インチ離れた位置に点着した。
【０１６８】
使用の際、１０  マイクロリットルの全血にｈＣＧを全血中ヒト絨毛性ゴナドトロピン（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ社製）の最終等量値がそれぞれ０、２．５、５、１０、２０、および４０国際単位／ｍｌになるように添加し、これらの血液試料を、蛍光性抗ｈＣＧ６５５ナノメートル量子ドット蛍光検出粒子を含む一連のＦｕｓｉｏｎ５膜にアプライすると、このモノクローナル抗体は前記のミクロスフィアと結合した。点着直後に、Ｆｕｓｉｏｎ５膜は１５０ｍＭ塩化ナトリウムと１０ｍＭリン酸塩緩衝液（ｐｈ７．２）とを含む流動緩衝液に曝露された。また、Ｆｕｓｉｏｎ５膜へのｈＣＧ試料の非特異的な付着を防ぐため、該緩衝液はさらに、１ｍｇ／ｍｌのＢＳＡを含んでいた。全血試料中に存在する赤血球は膜の網に捕捉され、輸送用緩衝液は蛍光検出粒子を通過してｈＣＧ被分析物を輸送し、検出粒子を移動可能にし、静止している捕捉抗体と結合したマイクロビーズを通過して、結合したｈＣＧと共に移動できる蛍光検出粒子を輸送する。マイクロビーズのサイズは１ミクロンであり、これは膜の網に捕捉されるに十分なサイズであるため、固定される。
【０１６９】
本実験では、蛍光粒子の流動および検出ゾーンで静止している捕捉ビーズの結合の程度は、５００ｎｍの励起光で膜全体を照射することにより観測した。この励起光は、５００ｎｍの＋／−１０ｎｍの帯域フィルタ（Ｅｄｍｕｎｄ  Ｏｐｔｉｃｓ社製）を標準スライドプロジェクターの前に置くことにより作り出した。この蛍光信号は、ニコンクールピクス９９５デジタルカメラの前に５５０ｎｍのカットオフロングパスフィルタ（Ｅｄｍｕｎｄ  Ｏｐｔｉｃｓ社製）を使用して、デジタル撮影により検出したが。得られたデジタル画像は標準コンピュータにダウンロードし、検出ゾーンに相当する膜上の領域を調べた。
【０１７０】
これらの条件下で、全血ｈＣＧ測定のおよその感度は、全血１ミリリットル当たりおよそ５国際単位（ＩＵ）ｈＣＧであることがわかった。
【実施例５】
【０１７１】
浸透性吸水性膜マトリクス中の粒子移動性の増強
量子ドットのようなある種の粒子は、本質的に良好な界面化学特性を有し、もし粒子の直径が浸透性吸水性膜の平均孔径より十分に小さいならば、適切な水溶性溶媒に運ばれると、粒子間の凝集による不利な歪みやマトリクスへの付着もなく、粒子の移動は順調に進行する。また、粒子の表面化学特性が本質的にそれほど望ましくはない場合もある。後者の場合、意図的な化学修飾または本質的に望ましい表面化学特性を有する粒子を選択することにより、粒子の凝集やマトリクスへの付着を最小限に抑えるように粒子の表面特性を改良する。一例として、疎水領域を有する問題のある粒子は、疎水性相互作用によって凝集しがちであるが、化学的修飾によってこれらの疎水領域を除去できる。同様に、帯電領域を有する粒子は、他の粒子上またはマトリクス上の逆に帯電した領域との相互作用を受けやすいが、これもまた化学的修飾により帯電した一群を除去できる。図８はこの簡単な一方法を示す。図８（１）は、望ましい蛍光または発光特性を有し、そうでなければ本発明に適しているが、不利な凝集または膜マトリクスとの相互作用を示す粒子を示している。この問題を克服するために、粒子を共有結合あるいはアビジンビオチン結合のような強い非共有結合によって配位子に結合させる。これは図８（２）に示され、配位子は図８（３）に示されている。その後、ビオチン化ウシ血清アルブミンのような第２のタイプの分子を加えている。該第２の分子（５）は、粒子上の配位子（図８（４）参照）と結合し、粒子上の疎水性または帯電した群が他の粒子または膜マトリクスと相互に作用することを防ぐ。
【実施例６】
【０１７２】
実施例３の試験ストリップから得られた抵抗値および蛍光のデータ
最初の免疫化学的結合に関する実験では、実施例２および３で既に述べたストリップ配置を簡単な結合実験で評価した。ここでは、ストレパビジンと接合した５５５ｎｍ量子ドットを、様々な量のビオチン化抗体の存在下あるいは非存在下で、静止している直径１ミクロンのストレパビジンと接合したマイクロビーズに向かって移動させた。この場合、ビオチン化した抗体が高いレベルで存在したとき、量子ドットは静止している直径１ミクロンのビーズと結合し、ビオチン化した抗体が低いレベルで存在したときには、このような結合は起こらなかった。試験ストリップは、抵抗と蛍光との測定を同時に行うことのできる携帯型蛍光計を用いて観測した。その結果、抗体レベルが低い場合には、蛍光量子ドットは結合せずに、静止している直径１ミクロンのマイクロビーズを通り過ぎて移動したことがはっきりと示された。しかし、抗体レベルが高い場合には、量子ドットはマイクロイビーズに固定され、持続的な蛍光信号が生じた。注目すべきことに、輸送用緩衝液のアプライに伴う最初の抵抗低下と、輸送用緩衝液が試験ストリップの末端に到達し始めたことを示す第２の抵抗低下のとの間の時間に、この蛍光変化が生じた。図９Ａおよび９Ｂは抵抗および蛍光のデータを示す。
【実施例７】
【０１７３】
ｈＣＧレベルの変化に対する用量反応曲線
この例は、上述した試験ストリップ設計を使用して液体試料中の異なるレベルのｈＣＧを定量的に識別する実験を示す。本実験では、第１のモノクローナル抗ｈＣＧ抗体は、１ミクロンのラテックスビーズと共有結合した。第２モノクローナル抗ｈＣＧ抗体は、ビオチン接合した。ストレパビジン接合した５５５ｎｍの量子ドットを、この両者の中間に置いた。この試料を空気乾燥し、上述した方法で試験ストリップに添加して処理を行った。次いで１ｍｇ／ｍｌのＢＳＡを含むリン酸緩衝生理食塩水（ｐｈ  ７．０）に様々なレベル（０、２５、１００  μｇ／ｍｌ）のｈＣＧを溶解させ、試験ストリップで調べた。次いでこのストリップを携帯型蛍光計を用いて測定し、蛍光プロファイルを得た。その結果を図１０（Ａ）に示す。図からわかるように、ｈＣＧが低レベルのとき（１）、持続的な蛍光強度は低く、ｈＣＧが高レベルのとき（２）、持続的な蛍光はより強い。また、ｈＣＧが最高レベルのとき（３）、さらに高レベルの持続的な蛍光が得られた。図１０（Ｂ）は、持続的な蛍光レベルが用量反応曲線の構築に用いられることを示す。
【０１７４】
前記の詳細な記述および付随する実施例が単に例示であり、本発明がこれらに限定されるものでないことは理解される。開示された実施形態の様々な変更および改良は当業者には明白であろう。たとえば、米国特許第５，６０２，０４０；５，６２２，８７１；５，６５６，５０３；６，１８７，５９８；６，２２８，６６０；６，８１８，４５５；２００１／０００８７７４；２００５／０２４４９８６；６，３５２，８６２；２００３／０２０７４６５；２００３／０１４３７５５；２００３／０２１９９０８；５，７１４，３８９；５，９８９，９２１；６，４８５，９８２；１１／０３５０４７；５，６５６，４４８；５，５５９，０４１；５，２５２，４９６；５，７２８，５８７；６，０２７，９４３；６，５０６，６１２；６，５４１，２７７；６，７３７，２７７Ｂ１；５，０７３，４８４；５，６５４，１６２；６，０２０，１４７；４，９５６，３０２；５，１２０，６４３；６，５３４，３２０；４，９４２，５２２；４，７０３，０１７；４，７４３，５６０；５，５９１，６４５；およびＲＥ３８，４３０Ｅ号のような特許および特許出願公報で開示された測定形式の多くは、本発明の装置および方法で使用するために使用または改良されてもよい。これらの米国特許および公報はすべて、参照により本発明に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【０１７５】
【図１】図１Ａ〜１Ｃは、計器の光学ブロックおよび電気的インタフェースと相互に作用する代表的な側方流動装置の概略を示す。
【図２】図２Ａ〜２Ｃは、試料アプライおよび液体流動を観測するために使用される代表的な電気センサを示す。
【図３】図３Ａ〜３Ｂは、代表的な側方流動装置の液体貯蔵部および該装置へ試料をアプライした後の液体流動を示す。
【図４】図４は、図２の装置の液体センサによって得られた、抵抗と時間との関係を表す図である。
【図５】図５は、被分析物の存在下および非存在下における、蛍光強度と時間との関係を表す図である。
【図６】図６は、２種類の異なる検出粒子の使用を示す。一方の粒子は被分析物を検出し、他方の粒子は被分析物の信号の妥当性確認に使用されるコントロール信号を出す。
【図７】図７は、２種類の異なる検出粒子の使用を示す。一方の粒子は低レベル被分析物の測定に、他方の粒子は高レベル被分析物の検出に使用される。
【図８】図８は、多孔吸水性膜マトリクス内での粒子移動を促進する方法を示す。
【図９】図９Ａ〜９Ｂは、本発明の側方流動装置の１実施例から得られた抵抗と蛍光強度のデータを示す。
【図１０】図１０Ａ〜１０Ｂは、代表的なｈＣＧ試験から得られた用量反応曲線を示す。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【国際調査報告】
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