(57)【要約】  本出願は、第１流路部分と第２流路部分との間の流路にセンサ構成要素を含む検出装置の実施形態を開示する。説明された実施形態では、センサ構成要素は、重合組成物中に受容体を含む。受容体は、試験試料中の検体と結合するように構成される。結合した際、センサ構成要素は、検体の受容体との相互作用に応じて検出可能な変化を受ける。
2011516819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体の有無を検出するための装置であって、
流路、流体透過膜、及び前記流体透過膜内又は前記流体透過膜上に配置される比色センサ構成要素を含む本体を有し、
前記比色センサが、ジアセチレン含有重合体と受容体とを含む重合組成物を有し、前記受容体が、前記重合組成物に組み込まれて、１つ又は複数のプローブ及び／又は検体と結合した際に色変化を提供するトランスデューサを構成する装置。
【請求項２】
前記装置の前記本体内の前記試料流路の１つ又は複数の別個のゾーン内に配置される試料調製用の１つ又は複数の試薬を更に有し、前記１つ又は複数のゾーンが、前記試料流路内の前記比色センサより上流に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記装置の前記本体内の前記試料流路の１つ又は複数の別個のゾーン内に配置される間接検体検出用の１つ又は複数のプローブを更に有し、前記１つ又は複数のゾーンが、前記試料流路内の前記比色センサより上流に配置される、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記センサ構成要素が、ポリジアセチレン・リポソームを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記センサ構成要素が、１つ又は複数の記号又は文字の形のパターン化センサ層を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記流路が、第１及び第２流路部分を構成する第１流れ通路部分と第２流れ通路部分とを有し、前記流体透過膜が、前記第１及び第２流れ通路部分を分割する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記センサ構成要素を過ぎる前記第１流路部分から前記第２流路部分までの流れを誘導する圧力源を有する、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記圧力源が、注射器、真空源、吸収性パッド、又は毛管圧力の１つである、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
水平流装置である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
垂直流装置である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記試料流路が少なくとも２つの部分を有し、一方が他方に交差する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記比色センサ構成要素が、１つ又は複数の目標検体及び／又はプローブが存在する間に前記流体透過膜内又は前記流体透過膜上に付着される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
検体の有無を検出するための装置であって、
流路と複層構造を構成する複数の層とを含む本体と、
第１層と第２層との間に形成された第１流れ通路部分と第２流れ通路部分とによって画定された前記流路と、
前記第１層と第２層との間に配置されたセンサ構成要素であって、前記第２流れ通路部分から前記第１流れ通路部分を分離するセンサ構成要素とを有する装置。
【請求項１４】
前記センサ構成要素が、比色センサを有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記比色センサが、ジアセチレン含有重合体と受容体とを含む重合組成物を有し、前記受容体が、前記重合組成物に組み込まれて、１つ又は複数のプローブ及び／又は検体と結合した際に色変化を提供するトランスデューサを構成する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１層と前記第２層との間に１つ又は複数の中間層を更に含み、前記中間層が、前記第１及び第２流れ通路部分の少なくとも１つを構成するパターン化部分を含む、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記中間層の少なくとも１つの開口部に配置される流体透過膜を更に有する、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記複層構造が、第１及び第２外側層、スペーサ層及び中間層を含み、前記中間層が、前記第１外側層と前記第２外側層との間に配置され、前記スペーサ層が、前記第１外側層と前記中間層との間に配置され、前記複層構造に沿った第１流れ通路部分を構成する、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
前記中間層の開口部に配置される流体透過膜を更に有する、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記流体透過膜を通過する流れを誘導するように中間層と外側層との間に吸収層又は部分を更に有する、請求項１７又は１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記第１層が、前記センサ構成要素を見せる透過性部分を有する、請求項１３〜２０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２２】
前記第１流れ通路部分内に配置される１つ以上のチャンバを更に有する、請求項１３〜２１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２３】
前記１つ又は複数のチャンバの少なくとも１つの中に試料調製試薬及び／又はプローブが配置された、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記第１流れ通路部分が蛇行している、請求項１３〜２３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２５】
前記第１及び第２流れ通路部分が異なる方向に配向されている、請求項１３〜２４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２６】
前記センサ構成要素が、前記第１層と第２層との間の流体透過膜内又は流体透過膜上に配置される、請求項１３〜２５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２７】
前記センサ構成要素が、１つ又は複数の目標検体及び／又はプローブが存在している間に前記流体透過膜内又は前記流体透過膜上に付着される、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
検体の有無を検出するための装置であって、
流路と複層構造を構成する複数の層とを含む本体と、
第１層と第２層との間に形成された第１流れ通路部分と第２流れ通路部分によって画定された前記流路と、
前記第１層と前記第２層との間に挟まれたパターン化層であって、チャンバ、前記第１流れ通路部分及び前記第２流路部分を構成するパターン化層と、
前記パターン化層によって構成された前記チャンバ内に配置されるセンサ構成要素と、を有する装置。
【請求項２９】
前記第１流れ通路部分内に配置された１つ又は複数の追加のチャンバを更に有する、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記１つ又は複数の追加のチャンバの少なくとも１つの中に試料調製試薬及び／又はプローブが配置された、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記センサ構成要素が、前記チャンバ内に密封された基板上に形成又は付着された、請求項２８〜３０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３２】
前記センサ構成要素が、前記第１層又は前記第２層の少なくとも１つの上に形成又は付着される、請求項２８〜３０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３３】
前記センサ構成要素が、比色センサを有する、請求項２８〜３２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３４】
前記比色センサが、ジアセチレン含有重合体と受容体とを含む重合組成物を有し、前記受容体が、前記重合組成物に組み込まれて、１つ又は複数のプローブ及び／又は検体と結合した際に色変化を提供するトランスデューサを構成する、請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
前記第１流れ通路部分が蛇行している、請求項２８〜３４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３６】
前記センサ構成要素が、前記パターン化層によって形成された前記チャンバ内の流体透過膜内又は流体透過膜上に配置される、請求項２８〜３５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３７】
前記センサ構成要素が、１つ又は複数の目標検体及び／又はプローブが存在している間に前記流体透過膜内又は前記流体透過膜上に付着される、請求項３６に記載の装置。
【請求項３８】
試料流路と、
センサ構成要素を含むゾーンと、
前記センサ構成要素の前にある前記試料流路の１つ又は複数の別個のゾーン内に配置された試料調製用の１つ又は複数の試薬と、
任意選択的に、前記センサ構成要素の前にある試料流路内の別個のゾーン内に配置され、前記１つ又は複数の試料調製試薬と異なるプローブと、を有する装置。
【請求項３９】
前記センサ構成要素が、流体透過膜内又は流体透過膜上に配置される、請求項３８に記載の装置。
【請求項４０】
前記１つ又は複数の試薬と任意選択のプローブが、流体透過膜上又は流体透過膜内に配置される、請求項３８又は３９に記載の装置。
【請求項４１】
前記センサ構成要素が、１つ又は複数の記号又は文字の形のパターン化層を有する、請求項３８〜４０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４２】
水平流装置である、請求項３８〜４１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４３】
垂直流装置である、請求項３８〜４１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４４】
前記試料流路が少なくとも２つの部分を有し、一方が他方に交差する、請求項３８〜４１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４５】
前記センサ構成要素が、比色センサを有する、請求項３８〜４４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４６】
前記比色センサが、ジアセチレン含有重合体と受容体とを含む重合組成物を有し、前記受容体が、前記重合組成物に組み込まれて、１つ又は複数のプローブ及び／又は検体と結合した際に色変化を提供するトランスデューサを構成する、請求項４５に記載の装置。
【請求項４７】
試料調製と目標検体の分析のための装置であって、
試料流路と、
前記試料流路の１つ又は複数の別個のゾーン内に配置された試料調製用の１つ又は複数の試薬と、
前記試料調製試薬の少なくとも１つの下流の前記試料流路内に配置されるプローブを含むゾーンと、
比色センサ構成要素を含むゾーンと、を有し、
前記比色センサが、ジアセチレン含有重合体と受容体とを含む重合組成物を有し、前記受容体が、前記重合組成物に組み込まれて、１つ又は複数のプローブ及び／又は検体と結合した際に色変化を提供するトランスデューサを構成する装置。
【請求項４８】
１つ又は複数の目標検体を含む疑いのある試験試料を提供する工程と、
請求項１〜１１、１３〜２６、２８〜３６、及び３８〜４７のいずれか１項に記載の装置を提供する工程であって、試験試料と接触する前にセンサ構成要素を有する前記装置を提供する工程と、
任意選択的に、前記１つ又は複数の目標検体の間接検定に適した１つ又は複数のプローブを提供する工程と、
前記センサ構成要素の下流で第１流路部分から第２流路部分までの試験試料の流れを誘導する工程と、
前記目標検体が前記試験試料中に存在する場合に、前記試験試料を前記センサ構成要素にさらして、１つ又は複数の目標検体及び／又は１つ又は複数のプローブを前記センサ構成要素と結合して前記センサ構成要素における検出可能な変化を引き起こす工程と、
前記目標検体及び／又はプローブと結合した際に前記センサ構成要素における前記検出可能な変化を識別する工程と、を含む方法。
【請求項４９】
前記１つ又は複数のプローブが、前記装置内の前記第１流れ通路部分に配置された、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
検体の有無のための試料を調製して分析する方法であって、
１つ又は複数の目標検体を含む疑いのある試験試料を提供する工程と、
請求項３８〜４７のいずれか１項に記載の装置を提供する工程であって、センサ構成要素と１つ又は複数の試料調製試薬とを有する装置を提供する工程と、
前記センサ構成要素の下流で第１流路部分から第２流路部分までの試験試料の流れを誘導する工程と、
前記試験試料と、前記第１流路部分内の前記試料調製試薬の少なくとも１つとの間の反応に有効な状態を提供する工程と、
検体及び／又はプローブを前記センサ構成要素と結合して検出可能な変化を生成するのに有効な条件下で、前記センサ構成要素に前記試験試料を露出する工程と、
前記目標検体及び／又はプローブと結合した際に前記センサ構成要素における検出可能な変化を識別する工程と、を含む方法。
【請求項５１】
検体の有無を検出する方法であって
流路と複層構造を構成する複数の層とを含む本体であって、前記流路が、第１層と第２層との間に形成された第１流れ通路部分と第２流れ通路部分とによって画定される本体と、前記第１層と前記第２層との間に配置された流体透過膜であって、前記第１流れ通路部分を前記第２流れ通路部分から分離する流体透過膜とを有する装置を提供する工程と、
１つ又は複数の目標検体を含む疑いのある試験試料を提供する工程と、
任意選択的に、１つ又は複数の目標検体の間接検定に適した１つ又は複数のプローブを提供する工程と、
前記試験試料、任意選択のプローブ及びセンサ構成要素を組み合わせて混合物を形成する工程と、
センサ構成要素を提供する工程と、
前記流体透過膜を横切って前記第１流れ通路部分から前記第２流れ通路部分まで前記混合物の流れを誘導して、前記センサ構成要素及び結合された標的検体及び／又はプローブを収集する工程と、
前記目標検体及び／又はプローブと結合した際に前記センサ構成要素における前記検出可能な変化を識別する工程と、を含む検出方法。
【請求項５２】
検体の有無を検出する方法であって、
流路と複層構造を構成する複数の層とを含む本体であって、前記流路が、第１層と第２層の間に形成された第１流れ通路部分と第２流れ通路部分によって画定される本体と、前記第１層と前記第２層との間に挟まれたパターン化層であって、チャンバ、前記第１流れ通路部分及び第２流れ通路部分を構成するパターン化層と、前記パターン化層によって構成される前記チャンバ内に配置された流体透過膜と、を有する装置を提供する工程と、
１つ又は複数の目標検体を含む疑いのある試験試料を提供する工程と、
任意選択的に、前記１つ又は複数の目標検体の間接検定に適した１つ又は複数のプローブを提供する工程と、
センサ構成要素を提供工程と、
前記試験試料、任意選択のプローブ及びセンサ構成要素を組み合わせて混合物を形成する工程と、
前記チャンバ内の前記流体透過膜を横切って前記第１流れ通路部分から前記第２流れ通路部分まで前記混合物の流れを誘導して、前記センサ構成要素と結合された目標検体及び／又はプローブを収集する工程と、
前記目標検体及び／又はプローブと結合する際に前記センサ構成要素における前記検出可能な変化を識別する工程と、を含む検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（政府の権利）
米国政府は、国防総省によって承諾された契約番号ＤＡＡＤ−１３−０３−Ｃ−００４７（プログラム番号２６４０）の条件下で本発明に対する特定の権利を有することができる。
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００７年１１月２０日に出願され、引用により本明細書に組み込まれる米国仮特許出願第６０／９８９，２９１号の利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に使用される抗生物質に耐性を有する細菌の出現は、感染した人々の治療にとって深刻な意味を有する、増大しつつある問題である。したがって、このような細菌の存在を初期の段階で及び比較的迅速に見つけ出すことは、このような細菌のより良好な制御を得るためにますます重要になっている。これはまた様々な他の微生物にも当てはまる。
【０００３】
高い関心のあるそのような１つの細菌は、黄色ブドウ球菌（「Ｓ．ａｕｒｅｕｓ」）である。これは、小さな皮膚膿瘍や創傷感染の表皮傷害、心内膜炎、肺炎、敗血症などの系統的で命を脅かす症状、及び食中毒や毒素性ショック症候群などの中毒症を含む、幅広い範囲の感染を引き起こす病原体である。いくつかの菌株（例えば、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌）は、少数の選択された抗生物質に対してではあるが、それらの全てに耐性である。
【０００４】
特に抗生物質に耐性がある細菌を検出するための現在の技術は、一般的に時間がかかり、典型的に純粋な形態で細菌を培養する工程を伴う。急性感染、すなわち、ヒト及び動物の黄色ブドウ球菌、並びに動物のスタフィロコッカス・インターメディウス及びスタフィロコッカス・ハイカスに伴う病原性ブドウ球菌を特定するこのような技術は、血漿を凝固する細菌の能力に基づく。少なくとも２つの異なるコアグラーゼ試験：遊離コアグラーゼの試験管試験及び「細胞結合コアグラーゼ」又はクランピング因子のスライド試験が記載されている。試験管コアグラーゼ試験は、一般的に、脳心臓進出物ブロス一夜培養物を再生血漿と混合し、その混合物を４時間培養し、試験管を徐々に傾けることにより管の凝固形成を観察することを含む。少数の菌株は凝固形成に４時間を超える場合があるため、一夜試験培養は黄色ブドウ球菌に推奨されている。スライド・コアグラーゼ試験は、一般的に、より迅速で経済的であるが、黄色ブドウ球菌菌株の１０％〜１５％が陰性結果となる場合があり、試験管試験による再試験による分離が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
当該技術分野では、他の細菌と同様に黄色ブドウ球菌を検出する方法がこれまで述べられてきたが、検出方法及び装置が改善されることが有利である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本出願は、試験試料中の検体を検出し、任意選択的に試料調製を行う検出装置の実施形態を開示する。図示された実施形態では、検出装置は、流路（第１流路部分と第２流路部分の間）にセンサ構成要素を含む。説明された実施形態では、センサ構成要素は、重合組成物中に受容体を含む。受容体は、試験試料中の検体と結合するように構成される。結合したとき、センサ構成要素は、検体の受容体との相互作用に応じて、検出可能な変化を受ける。
【０００７】
本明細書で説明された好ましいセンサには、比色センサがある。１つの好ましいタイプの比色センサは、ジアセチレン含有重合体と受容体を含む重合組成物を有し、受容体は、重合組成物に組み込まれて、１つ又は複数のプローブ及び／又は検体と結合した際に色変化を示すトランスデューサを構成する。
【０００８】
本明細書で述べる装置は、水平流装置、垂直流装置、又はこれらの組み合わせでよい。特定の実施形態では、この試料流路は、少なくとも２つの部分（２つ以上の試料通過部分により画定することができる）を含み、これらは異なる方向に配向される。例えば、一方が他方に交差して配向することができる。センサ構成要素は、装置内の第１流路部分を第２流路部分から分離する流路内にあることが好ましい。センサ構成要素は、１つ又は複数の記号又は文字の形のパターン化センサ層内にあってもよい。
【０００９】
様々な技術を使用して、流路（即ち、第１流路部分から第２流路部分まで）に沿ってセンサ構成要素を過ぎた流体（例えば、試験試料）の流れを誘導することができる。例えば、注射器、真空源、吸収パッド又は毛管圧などの圧力源を使用してもよい。
【００１０】
一実施形態では、検体の有無を検出するための装置が提供され、この装置は、流路を有する本体と、流体透過膜と、流体透過膜内又は流体透過膜上に配置される比色センサ構成要素と有し、比色センサは、ジアセチレン含有重合体と受容体とを含む重合組成物を有し、受容体は、重合組成物に組み込まれて、１つ又は複数のプローブ及び／又は検体と結合した際に色変化を提供するトランスデューサを構成する。
【００１１】
この実施形態では、装置は、更に、装置の本体内の試料流路の１つ又は複数の別個のゾーン内に配置された試料調製用の１つ又は複数の試薬を含むことができ、１つ又は複数のゾーンは、比色センサより上流の試料流路に配置される。装置は、追加又は代替として、装置の本体内の試料流路の１つ又は複数の別個のゾーン内に配置される間接検体検出用の１つ又は複数のプローブを含み、１つ又は複数のゾーンは、比色センサの上流の試料流路に配置される。
【００１２】
この装置の流路は、第１及び第２流路部分を形成する第１流れ通路部分と第２流れ通路部分とを含み、流体透過膜は、第１及び第２流れ通路部分を分割する。
【００１３】
一実施形態では、検体の有無を検出するための装置が提供され、この装置は、流路と複層構造を構成する複数の層とを含む本体であって、第１層と第２層との間に形成された第１流れ通路部分と第２流れ通路部分とによって画定された前記流路と、第１層と第２層との間に配置されたセンサ構成要素であって、第１流れ通路部分を第２流れ通路部分から分離するためのセンサ構成要素とを有する。
【００１４】
この実施形態の装置は、更に、第１層と第２層との間に１つ又は複数の中間層を含んでもよく、この中間層は、第１及び第２流れ通路部分の少なくとも一方を構成するパターン化部分を含む。流体透過膜は、中間層の少なくとも１つの開口部に配置されることが好ましい。この複層構造は、更に、流体透過膜を横切る流れを誘導するように中間層と外側層との間の吸収層又は部分を含んでもよい。
【００１５】
好ましい実施形態では、この装置の複層構造は、第１及び第２外側層、スペーサ層、及び中間層を含み、中間層は、第１外側層と第２外側層との間に配置され、スペーサ層は、第１外側層と中間層との間に配置され、複層構造に沿った第１流路部分を構成する。流体透過膜は、中間層の開口に配置されることが好ましい。この複層構造は、更に、流体透過膜を横切る流れを誘導するように中間層と外側層との間の吸収層又は部分を含んでもよい。
【００１６】
本発明の複層装置では、第１（外側）層は、センサ構成要素を見せる透視部分を有してもよい。
【００１７】
センサ構成要素は、第１及び第２層の間の流体透過膜内又は流体透過膜上に配置されることが好ましい。必要に応じて、センサ構成要素は、１つ又は複数の目標検体及び／又はプローブが存在している間（即ち、試料分析中）にこの流体透過膜内又は流体透過膜上に配置されてもよい。
【００１８】
一実施形態では、検体の有無を検出するための装置が提供され、この装置は、流路と複層構造を構成する複数の層とを含む本体であって、第１層と第２層の間に形成された第１流れ通路部分と第２流れ通路部分によって画定された前記流路と、第１層と第２層との間に挟まれたパターン化層であって、チャンバ、第１流れ通路部分及び第２流れ通路部分を構成するパターン化層と、パターン化層によって構成されるチャンバ内に配置されたセンサ構成要素と、を有する。センサ構成要素は、チャンバ内に密封された基板上に形成又は付着されてもよい。あるいは、センサ構成要素は、第１層又は第２層の少なくとも一方の上に形成又は付着されてもよい。必要に応じて、センサ構成要素は、パターン化層によって形成されたチャンバ内の流体透過膜内又は流体透過膜上に配置される。
【００１９】
一実施形態では、試料流路と、センサ構成要素を含むゾーンと、試料流路のセンサ構成要素の前にある１つ又は複数の別個のゾーン内に配置された試料調製用の１つ又は複数の試薬と、任意選択的に、センサ構成要素の前にある試料流路の別個のゾーン内に配置され、１つ又は複数の試料調製試薬と異なるプローブと、を有する装置が提供される。センサ構成要素、１つ又は複数の試薬、及び／又は任意選択のプローブは、流体透過膜上又は流体透過膜内に配置されてもよい。
【００２０】
一実施形態では、試料調製を行い目標検体を分析するための装置が提供され、この装置は、試料流路と、試料流路の１つ又は複数の別個のゾーン内に配置された試料調製用の１つ又は複数の試薬と、試料調製試薬の少なくとも１つの下流の試料流路内に配置されるプローブを含むゾーンと、比色センサ構成要素を含むゾーンと、を有し、比色センサが、ジアセチレン含有重合体と受容体とを含む重合組成物を有し、受容体が、重合組成物に組み込まれて、１つ又は複数のプローブ及び／又は検体と結合した際に色変化を提供するトランスデューサを構成する。
【００２１】
本発明の装置は、一般に第１流路部分内に配置される１つ又は複数のチャンバを含むことができる。そのようなチャンバは、中に配置される１つ又は複数の試料調製試薬及び／又は１つ又は複数のプローブ（間接検定用）を含むことができる。更に、流路及び／又は流路を画定する流れ通路（詳細には、第１流路及び／又は通路部分）は、蛇行している。これは、試験試料と試料調製試薬及び／又はプローブとの混合を促進することができる。
【００２２】
一実施形態では、１つ又は複数の目標検体を含む疑いのある試験試料を提供する工程と、本明細書に記載されたような試験試料と接触する前にセンサ構成要素を有する装置を提供する工程と、任意選択的に、１つ又は複数の目標検体の間接検定に適した１つ又は複数のプローブを提供する工程と、センサ構成要素の下流で第１流路部分から第２流路部分までの試験試料の流れを誘導する工程と、目標検体が試験試料中に存在する場合に、試験試料をセンサ構成要素にさらして、１つ又は複数の目標検体及び／又は１つ又は複数のプローブをセンサ構成要素に結合してセンサ構成要素における検出可能な変化を引き起こす工程と、目標検体及び／又はプローブと結合した際にセンサ構成要素における検出可能な変化を識別する工程と、を含む方法が提供される。必要に応じて、第１流路部分の装置内に１つ又は複数のプローブを配置することができる。
【００２３】
別の実施形態では、検体の有無のための試料を調製して分析する方法が提供され、この方法は、１つ又は複数の目標検体を含む疑いのある試験試料を提供する工程と、本明細書に記載されたように、センサ構成要素と１つ又は複数の試料調製試薬を有する装置を提供する工程と、センサ構成要素の下流で第１流路部分から第２流路部分までの試験試料の流れを誘導する工程と、第１流路部分における試験試料と試料調製試薬のうちの少なくとも１つとの間の反応に有効な条件を提供する工程と、検体及び／又はプローブをセンサ構成要素と結合して検出可能な変化を生成するのに有効な条件下で、試験試料をセンサ構成要素にさらす工程と、目標検体及び／又はプローブと結合した際にセンサ構成要素における検出可能な変化を識別する工程と、を含む。
【００２４】
本発明の装置のうちのいずれかのセンサ構成要素は、一般的に、使用前に装置内で被覆されるか、付着されるか、他の方法で形成される。次に、任意選択のプローブを含む試験試料が、センサ構成要素と相互作用するように装置に導入されてもよい。しかしながら、代替として、本明細書で述べる装置のセンサ構成要素が、１つ又は複数の目標検体及び／又はプローブがある間に（試料分析中に）流体透過膜内又は流体透過膜上に付着されてもよい。
【００２５】
例えば、一実施形態では、検体の有無を検出する方法が提供され、この方法は、流路と複層構造を構成する複数の層とを含む本体と、流路が、第１層及び第２層の間に形成された第１流れ通路部分と第２流れ通路部分とによって画定された流路と、第１層及び第２層との間に配置された流体透過膜であって、第２流れ通路部分から第１流れ通路部分を分離する流体透過膜とを有する装置を提供する工程と、１つ又は複数の目標検体を含む疑いのある試験試料を提供する工程と、任意選択的に、１つ又は複数の目標検体の間接検定に適した１つ又は複数のプローブを提供する工程と、センサ構成要素を提供する工程と、試験試料、任意選択のプローブ及びセンサ構成要素を組み合わせて混合物を形成する工程と、流体透過膜を横切って第１流れ通路部分から第２流れ通路部分までの混合物の流れを誘導して、センサ構成要素と結合された目標検体及び／又はプローブとを収集する工程と、目標検体及び／又はプローブと結合する際にセンサ構成要素における検出可能な変化を識別する工程と、を含む。
【００２６】
別の実施形態では、検体の有無を検出する方法が提供され、この方法は、流路と複層構造を構成する複数の層とを含む含む本体であって、第１層及び第２層との間に形成された第１流れ通路部分と第２流れ通路部分とによって画定された前記流路と、第１層及び第２層との間に挟まれたパターン化層であって、チャンバ、第１流れ通路部分及び第２流れ通路部分を構成するパターン化層と、パターン化層によって構成されるチャンバ内に配置された流体透過膜とを有する装置を提供する工程と、１つ又は複数の目標検体を含む疑いのある試験試料を提供する工程と、任意選択的に、１つ又は複数の目標検体の間接検定に適した１つ又は複数のプローブを提供する工程と、センサ構成要素を提供する工程と、試験試料、任意選択のプローブ及びセンサ構成要素を組み合わせて混合物を形成する工程と、チャンバ内で流体透過膜を横切って第１流れ通路部分から第２流れ通路部分までの混合物の流れを誘導して、センサ構成要素と結合された目標検体及び／又はプローブを収集する工程と、目標検体及び／又はプローブと結合する際にセンサ構成要素における検出可能な変化を識別する工程と、を含む。
【００２７】
定義
用語「検体」及び「抗原」は互換可能に使用され、小分子、病原及び非病原組織、毒素、膜受容体及びフラグメント、揮発性有機化合物、酵素及び酵素基質、抗体、抗原、タンパク質、ペプチド、核酸、並びにペプチド核酸を指す。特定の好ましい実施形態では、これらは、目的とする微生物（microorganism）（すなわち、微生物（microbe））に特徴的である、様々な分子（例えば、プロテインＡ）若しくは分子のエピトープ（例えば、プロテインＡの異なる結合部位）、又は微生物の全細胞を指す。これらには、細胞壁の構成要素（プロテインＡなどの細胞壁タンパク質、黄色ブドウ球菌に見られる細胞壁関連フィブリノーゲン受容体であるクランピングファクター）、細胞外構成要素（例えば、莢膜多糖及び細胞壁炭水化物）、細胞内構成要素（例えば、原型質膜タンパク質）などが挙げられる。
【００２８】
用語「センサ構成要素」は、直接検定での目標検体又は目標検体の間接検定用に設計されたプローブと結合した際に検出可能な変化を示すことができる材料を指す。一般的に、センサ構成要素は、重合組成物に組み込まれた受容体を含む。この受容体は、一般的に、目標検体及び／又はプローブと結合するように設計される。
【００２９】
用語「有する（含む）」及びこの変形は、これらの用語が明細書及び特許請求の範囲中に現れる場合、制限する意味を有さない。
【００３０】
用語「好ましい」及び「好ましくは」は、特定の状況下で、特定の利点をもたらし得る本発明の実施形態を指す。しかしながら、同じ又は他の状況下において、他の実施形態もまた好ましい可能性がある。更に、１つ以上の好ましい実施形態の詳細説明は、他の実施形態が有用でないことを示すものではなく、本発明の範囲内から他の実施形態を排除することを意図するものではない。
【００３１】
本明細書で使用するとき、「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、「少なくとも１つの」及び「１つ以上の」は、同じ意味で使用される。
【００３２】
用語「及び／又は」は、列記されている要素の１つ若しくはすべて、又は列記されている要素の２つ以上の組み合わせを意味する。
【００３３】
本発明の上記の「課題を解決するための手段」は、本発明が開示するそれぞれの実施形態又は全ての実施例を説明することを意図したものではない。以下の説明により、例示的な実施形態をより具体的に例示する。本明細書にわたっていくつかの箇所で、実施例の一覧を通してガイダンスを提供するが、実施例は様々な組み合わせにおいて使用できる。それぞれの事例において、列挙された一覧は、代表的な群としてのみ役目を果たすのであって、排他的な一覧として解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
開示される主題は、添付図面を参照して更に説明され、同様の構造又はシステム要素は種々の図にわたって同様の参照番号によって示される。
【図１】試験チャンバ内の溶液中のセンサの一実施形態。
【図２】基板上のセンサ層又は部分の一実施形態。
【図３】パターン化センサ層又は部分を含む図２と類似のセンサ構成要素。
【図４】流路及びセンサ構成要素を含む装置の概略図。
【図５】複数の流路とセンサ構成要素とを含む装置の概略図。
【図６】装置の流路に沿って流れを誘導するように注射器又は圧力源を包含する装置の模式図。
【図７】装置の流路に沿って流れを誘導するように真空源を包含する装置の模式図。
【図８】第１流れ通路部分と第２流れ通路部分との間にセンサ構成要素を含む流路を構成する多層構造を含む装置の分解図。
【図９】装置の流路に沿って複数のチャンバを含む装置の概略図。
【図１０】装置の第１流路部分と第２流路部分との間にセンサ構成要素を含む流路を構成する流体透過膜（即ち、多孔質膜）を含む横方向流れ装置の実施形態を概略的に示す。
【図１１】装置の第１流路部分と第２流路部分との間にセンサ構成要素を含む流路を構成する流体透過膜（即ち、多孔質膜）を含む横方向流れ装置の実施形態を概略的に示す。
【図１２】装置の流体透過膜上にセンサ構成要素を含む装置の実施形態を概略的に示す。
【図１３】バイアル内に形成された複数の流路部分を分離する流体透過膜上のセンサ構成要素を含む装置を概略的に実施形態。
【図１４】図１３に示した実施形態のセンサ構成要素又は部分を概略的に示す。
【図１５】複層構造を有しかつ流体透過膜上にセンサ構成要素を含む装置の一実施形態を概略的に示す。
【図１６】図１５に例示される型の装置のための複層構造体（すなわち、多層構造体）を例示する分解組立図。
【００３５】
上記の図面は、開示される主題の１以上の実施形態を記載するが、他の実施形態もまた開示の中で述べられるように企図される。すべての場合において、本開示は、制限条件としてではなく、代表的な例として開示される主題を提供する。本開示の原則の範囲及び趣旨内に入る、多数の他の変更及び実施形態が当業者によって考案され得ることが、理解されるべきである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本明細書に示した実施形態は、試験試料中の検体を検出する検出装置及び方法に関する。特定の実施形態では、本発明は、試験試料を検定のために調製する装置及び方法を対象とする。
【００３７】
本明細書に示した装置の実施形態は、試験試料中の検体との反応又は結合に応じて検出可能な変化（例えば、色変化）を受けるセンサ構成要素を含む。装置は、検体の存在を検出するだけでなく、好ましくはそのような検体の識別を含む方法に使用することができ、その方法により、例えば、検体の特徴的な微生物の識別が可能になる。特定の実施形態では、試料の検定は、検体の定量化を含む。
【００３８】
センサ構成要素は、一般に、重合組成物に組み込まれた受容体を含む。受容体は、一般に、目標検体及び／又は目標検体の間接検定用に設計されたプローブと結合するように設計される。結合すると、重合組成物は、変換又は立体配座を受けて、試験試料中の検体の存在を示す検出可能な変化を生成する。検出可能な変化には、色変化、蛍光変化、又は検体の存在を示す他の検出可能な変化のうちの１つがある。他の検出可能な変化には、例えば、電圧装置や電流装置などの検出装置（図示せず）によって検出されるコンダクタンス又は抵抗の変化がある。好ましい変化は、色変化である。
【００３９】
特に好ましいセンサ構成要素は、ジアセチレン含有重合体と受容体を含む重合組成物を含む比色センサであり、受容体は、後で更に詳しく説明するように、１つ又は複数のプローブ及び／又は検体と結合した際に色変化を提供するトランスデューサを構成するように重合組成物に組み込まれる。適した比色センサは、２００７年１１月２０日に出願された本出願の譲受人の同時係属出願番号６０／９８９，２９８号に記載されている。
【００４０】
図示された例では、検体は、試験試料中の対象となる病原体、有機体、毒素又は他の検体の存在を示すために直接形態で検出されてもよく間接形態で検出されてもよい。所定の目標検体を検出する検定では、センサは、後で更に詳しく説明されるように、溶液中で機能してもよく基板上に被覆されてもよい。
【００４１】
簡単に言うと、溶液中で、センサは、直接検定で使用されてもよく、間接（拮抗）検定で使用されてもよい。直接形態では、検体は、検出可能な変化、例えば、色変化を生成するセンサに直接結合されてもよい。間接形態では、例えば、プローブが、最初に検体と混合され、所定の培養期間、相互作用するようにされる。一般に、この段階の完了後、センサの溶液が検体プローブ混合物と結合される。次に、残りの非結合プローブが、色変化などの検出可能な変化を生成する比色センサと結合することができる。非結合プローブの濃度は、最初に存在した検体の濃度に反比例するので、引き起こされた検出可能な変化は、検体の濃度に反比例し、したがってこのモードは間接的なものである。例えば、溶液中で実行された検定から得られる検出可能な変化が色変化の場合は、視覚的に観察することができるが、感度を高めるために、適した流体システムを使用して、比色センサ材料を固相上に集め、それにより色変化を増幅することができる。
【００４２】
センサが基板上で被覆された場合、類似の直接測定と間接検定も可能である。センサ材料を溶液中に入れるのではないこれらの測定では、被覆された比色センサが、適した流体システムを使用することによって溶液相にさらされる。
【００４３】
好ましい比色センサ  ポリジアセチレン集合体
本発明の装置及び方法に使用するに適した好ましい比色センサは、受容体とジアセチレン含有高分子物質（ポリジアセチレン集合体）を含む重合組成物を含み、受容体は、重合組成物に組み込まれて、１つ又は複数のプローブ及び／又は検体と結合した際に色変化を示すことができるトランスデューサを構成する。そのような比色センサは、分子識別事象を比色検出するための基礎として働くことができる。
【００４４】
比色センサに使用の適したジアセチレン化合物は、溶液中で自己集合して、例えば紫外線又は可視光範囲の電磁スペクトルの電磁放射などの任意の化学線を使用して重合することができる規則的な集合体を形成する。ジアセチレン化合物の重合の結果、立体配座と外部因子への暴露とにより、５７０ナノメートル（ｎｍ）未満、５７０ｎｍ〜６００ｎｍ、又は６００ｎｍを超える可視スペクトルの色を有する重合反応生成物が得られる。一般的に、本明細書に開示されたジアセチレン化合物の重合によって、ポリジアセチレン主鎖を含む準安定青色相高分子網が得られる。このような準安定青色相高分子網は、例えば、可能な場合は、熱、溶剤又は対イオンの変化、物理応力などの外部因子に暴露されると青みがかった色から赤みがかったオレンジ色に色変化する。
【００４５】
本明細書に開示されたジアセチレン化合物とその重合生成物は、物理的応力にさらされたときに可視の色変化を示す能力により、検体を検出する検出装置を調整する候補である。開示されたジアセチレン化合物から構成されたポリジアセチレン集合体は、バイオセンシング用途でのトランスデューサとして働くことができる。
【００４６】
所定の感覚検出用途のジアセチレン分子の構造要件は、一般に、用途に固有である。更なる分子修飾のための全体的な鎖の長さ、溶解度、極性、結晶性及び官能基の存在などの特徴は全て、ジアセチレン分子が有用な検出材料として働く能力を協力的に決定する。
【００４７】
例えば、水媒体中の検体の生物検出の場合、ジアセチレン化合物の構造は、水中に安定分散の形成、有色材料への効率的な重合、検体に結合するのに適した受容体化学物質の組み込み、その結合相互作用の色変化による変換を可能にしなければならない。これらの能力は、ジアセチレン化合物の構造的特徴に依存する。
【００４８】
本発明のジアセチレン化合物は、前述の能力を有し、所望の色変化を受けるポリジアセチレン集合体に容易かつ効率的に重合することができる。更に、ジアセチレン化合物は、安定した重合可能な溶液を形成しながら、後述する受容体などの非重合可能材料の過剰な組み込みを可能にする。
【００４９】
開示されたジアセチレン化合物は、高スループットの合成方法を含む迅速で多収量の方式で合成することができる。例えば異種原子などのジアセチレン化合物の主鎖に官能性があるため、所定の感覚検出用途の要件を満たすように容易な構造的同化が可能になる。ジアセチレン化合物は、一般に、ジアセチレンを適した溶剤（例えば、水など）に加え、混合物を超音波処理し、次に溶液に通常は波長２５４ｎｍの紫外線を照射することにより、所望のポリジアセチレン主鎖を含む網状構造に重合することができる。重合する際、溶液は、青みがかった紫に色変化を受ける。
【００５０】
本発明に有用なジアセチレンは、一般的に、カルボキシル基、第一及び第三アミン基、カルボキシルのメチル・エステルなどの少なくとも１つの官能基を有する平均炭素鎖長８を含む。適したジアセチレンには、米国特許第５，４９１，０９７号（Ｒｉｂｉら）、ＰＣＴ公開番号ＷＯ  ０２／００９２０号、米国特許第６，３０６，５９８号、及びＰＣＴ公開番号ＷＯ  ０１／７１３１７号に記載されたものがある。
【００５１】
好ましい実施形態では、ポリジアセチレン集合体は、次の式の重合化合物である。
【００５２】
【化１】
2011516819.tif 000003
【００５３】
ここで、Ｒ１は、
【００５４】
【化２】
2011516819.tif 000004
【００５５】
Ｒ２は次式のものであり、
【００５６】
【化３】
2011516819.tif 000005
【００５７】
Ｒ３、Ｒ８、Ｒ１３、Ｒ２１、Ｒ２４、Ｒ３１、及びＲ３３は、単独でアルキルであり、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７、Ｒ１４、Ｒ１６、Ｒ１９、Ｒ２０、Ｒ２２、Ｒ２５、及びＲ３２は、単独でアルキレンであり、Ｒ６、Ｒ１５、Ｒ１８，及びＲ２６は、単独でアルキレン、アルケニレン、又はアリーレンであり、Ｒ９は、アルキレン又は−ＮＲ３４−であり、Ｒ１０、Ｒ１２、Ｒ２７、及びＲ２９は、単独でアルキレン又はアルキレン−アリーレンであり、Ｒ１１及びＲ２８は、単独でアルキニルであり、Ｒ１７はエステル活性化基であり、Ｒ２３はアリーレンであり、Ｒ３０アルキレン又は−ＮＲ３６−であり、Ｒ３４及びＲ３６は、単独でＨ又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、ｐは１〜５であり、ｎは１〜２０であり、ここでＲ１とＲ２は同じではない。例示的な化合物は、米国特許第６，９６３，００７号、及び米国特許出願公報第０４−０１２６８９７−Ａ１号及び同第０４−０１３２２１７−Ａ１号に更に詳しく説明されている。好ましい実施形態では、Ｒ１は、次の式で表される。
【００５８】
【化４】
2011516819.tif 000006
【００５９】
式中、Ｒ７は、エチレン、トリメチレン、テトラメチレン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン、ヘプタメチレン、オクタメチレン又はノナメチレンであり、Ｒ６は、エチレン、トリメチレン、エテニレン又はフェニレン基であり、Ｒ２は、次の式で表される。
【００６０】
【化５】
2011516819.tif 000007
【００６１】
式中、Ｒ２０は、エチレン、トリメチレン、テトラメチレン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン、ヘプタメチレン、オクタメチレン又はノナメチレンであり、Ｒ２１は、ウンデシル、トリデシル、ペンタデシル、ヘプタデシルであり、ｐは１である。
【００６２】
本発明には、構造異性体及び幾何異性体などの異性体、塩、溶媒化合物、多形体などを含む本明細書に記載の化合物が含まれる。
【００６３】
化学式ＸＸＩＩＩのジアセチレンは、スキーム１で示されるように調製することができ、ｎは一般に１〜４であり、ｍは一般に１０〜１４である。
【００６４】
【化６】
2011516819.tif 000008
【００６５】
化学式ＸＸＩＩＩの化合物は、例えばＤＭＦなどの適した溶剤中の適した酸化剤との反応により化学式ＸＸＩＩの化合物から酸化により調製することができる。適した酸化剤には、例えば、ジョーンズ試薬と重クロム酸ピリジウムがある。前述の反応は、一般に、１時間〜４８時間、一般に８時間の時間期間、０℃〜４０℃、一般に０℃〜２５℃の温度で実行される。
【００６６】
化学式ＸＸＩＩの化合物は、適した酸塩化物との反応によって化学式ＸＸＩの化合物から調製することができる。適した酸塩化物には、例えば、塩化ラウロイル、１−塩化ドデカノイル、１−塩化テトラデカノイル、１−塩化へクタデカノイル及び１−酸化オクタデカノイルなどの所望の生成物を提供する任意の酸塩化物がある。適した溶剤には、例えば、エーテル、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン及びクロロホルムがある。前述の反応は、一般的に、トリアルキルアミンやピリジン塩基などの塩基がある状態で、１時間〜２４時間、一般に３時間の時間期間、０℃〜４０℃、一般に０℃〜２５℃の温度で行われる。
【００６７】
化学式ＸＸＩの化合物は、市販されているものでもよく、スキーム１で示され、Ａｂｒａｍｓ  ｅｔ  ａｌ．，Ｏｒｇ．Ｓｙｎｔｈ．，６６，１２７〜３１（１９８８）とＢｒａｎｄｓｍａ，Ｐｒｅｐａｒａｔｉｖｅ  Ａｃｅｔｙｌｅｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，（Ｅｌｓｅｖｉｅｒ  Ｐｕｂ．Ｃｏ．，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９７１）に開示されているような化合物ＸＩＸ及びＸＸにより化学式ＸＶＩＩＩの化合物から調製されてもよい。
【００６８】
本明細書に開示されているようなジアセチレン化合物は、トルエンなどの適した溶剤がある状態で、無水コハク酸、無水グルタール酸、無水フタル酸などの無水物と化学式ＸＸＩＩの化合物を反応させることによって調製されてもよい。前述の反応は、一般的に、１時間〜２４時間、一般に１５時間の時間期間、５０℃〜１２５℃、一般に１００℃〜１２５℃の温度で実行される。
【００６９】
ポリジアセチレン集合体を有するセンサは、従来のＬＢ（ラングミュア・ブロジェット）プロセスによって薄膜を形成し、その後、それを適した支持体上に転写することなく得られる。あるいは、ポリジアセチレン集合体は、Ａ．Ｕｌｍａｎ，Ａｎ  Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｕｌｔｒａｔｈｉｎ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｆｉｌｍｓ，Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，ｐｐ．１０１〜２１９（１９９１）に記載されたような既知のＬＢプロセスを使用して基板上に形成されてもよい。
【００７０】
好ましい比色センサ  受容体
比色センサは、溶液中のポリジアセチレン集合体内に組み込まれた受容体で構成されたトランスデューサを含む。センサは、重合の前又は後にジアセチレン単量体に受容体を加えることにより調製することができる。受容体は、物理的混合、共有結合、及び非共有相互作用（静電相互作用、極性相互作用など）を含む様々な手段によってポリジアセチレン集合体を機能化させることができる。
【００７１】
重合時又は重合後に、受容体は、検体又はプローブと受容体の相互作用により、共役エンイン重合体主鎖の摂動による可視の色変化が生じるように高分子網に有効に組み込まれる。
【００７２】
ポリジアセチレン集合体を受容体に組み込むと、１つ又は複数のプローブ及び／又は検体との相互作用又は結合に応じて変形することができる構造形状が得られる。特に有用な受容体は、ｖ／（ａ０ｌｃ）（Ｉｓｒａｅｌａｃｈｖｉｌｉ  ｅｔ  ａｌ．，Ｑ．Ｒｅｖ．Ｂｉｏｐｈｙｓ．，１３，１２１（１９８０））として定義されたパッキング・パラメータを特徴とするロッド形分子構造を一般に有する両親媒性分子の集合体であり、ｖは、分子の炭化水素成分（例えば、リン脂質又は脂肪酸の炭化水素鎖）が占める体積、ａ０は、極性頭部基（例えば、リン脂質のリン酸エステル頭部基又は脂肪酸のカルボン酸頭部基）が占める実効面積、ｌｃは、いわゆるクリティカル長であり、一般にその環境の温度での分子の長さを示す。受容体の好ましい環状分子は、１／３〜１のパッキング・パラメータｖ／（ａ０ｌｃ）値を有するものである。
【００７３】
有用な受容体の例には、脂質、表面膜タンパク白、酵素、レクチン、抗体、抗体フラグメント、組換タンパク質、ペプチド、ペプチド・フラグメントなどと、合成タンパク質、核酸、核酸タンパク質と、ｃ−配糖体と、炭水化物と、ガングリオシードと、キレート試薬があるが、これらに限定されない。ほとんどの実施形態では、受容体は、リン脂質である。適したリン脂質には、ホスホコリン（例えば、１，２−ジミリストイル−ｓｎ−グリセロ−３−ホスホコリン）と、ホスホエタノールアミンと、ホスファチジルエタノールアミンと、Ｓｉｌｖｅｒ，Ｔｈｅ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  Ｍｅｍｂｒａｎｅｓ，Ｃｈａｐｔｅｒ  １，ｐｐ  １〜２４（１９８５）に記載されたようなホスファチジルグリセロールがある。
【００７４】
一実施形態では、受容体は、ポリジアセチレン中に物理的に混合され分散されて、構造体自体が対象のプローブ及び／又は検体に結合親和性を有する構造体を形成する。構造体には、リポソーム、ミセル及びラメラがあるこれらに限定されない。好ましい実施形態では、構造体は、リポソームである。理論によって拘束するものではないが、リン脂質は細胞膜とよく似ており、ポリジアセチレン集合体が、リポソームに生じている物理化学的変化を可視の色変化に変換することができると考えられる。調製されたようなリポソームは、明確な形態論、サイズ分布、及び明確な表面電位などの他の物理特性を有する。
【００７５】
材料の選択と所望の比色応答に基づいて、リポソーム内のジアセチレン化合物に対する受容体の比率を変更することができる。ほとんどの実施形態では、ジアセチレン化合物に対するリン脂質の比率は、少なくとも２５：７５、より好ましくは少なくとも４０：６０である。好ましい実施形態では、リポソームは、６：４の比率で混合されたジアセチレン化合物：Ｈ（Ｏ）Ｃ（ＣＨ２）２Ｃ（Ｏ）Ｏ（ＣＨ２）４Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ（ＣＨ２）４Ｏ（Ｏ）Ｃ（ＣＨ２）１２ＣＨ３［コハク酸モノ−（１２−テトラデカノイルオキシ−ドデカ−５，７−ジイニル）エステル］と両性イオン・リン脂質１，２−ジミリストイル−ｓｎ−グリセロ−３−ホスホコリン［ＤＭＰＣ］で構成される。
【００７６】
リポソームは、調製緩衝液と呼ばれる緩衝液中に懸濁された材料混合物のプローブ超音波処理によって調製されてもよい。例えば、調製緩衝液は、低イオン強度（５ｍＭ）のＮ−２−ヒドロキシエチル・ピペラジン−Ｎ’−２−エタンスルホン酸［ＨＥＰＥＳ］緩衝液（ｐＨ＝７．２）でよい。別の有用な調製緩衝液は、低イオン強度（２ｍＭ）のトリス・ヒドロキシメチルアミノエタン［ＴＲＩＳ］緩衝液（ｐＨ＝８．５）である。
【００７７】
好ましい比色センサ  プローブ
本発明の比色センサは、１つ又は複数のプローブが、リン脂質などの受容体と重合ジアセチレンの両方を含むリポソームと相互作用できる方法を開発するために設計されることが好ましい。リポソームは、Ｏｅｌｌｅｒｉｃｈ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ  Ｂ，１０８，３８７１〜３８７８（２００４）とＺｕｃｋｅｒｍａｎｎ  ｅｔ  ａｌ．，Ｂｉｏｐｈｙｓｉ．Ｊ．，８１，２４５８〜２４７２（２００１）とに記載されているように、タンパク質などのプローブと相互作用する生体膜のモデルと考えることができる。
【００７８】
タンパク質のリポソームとの相互作用を、脂質（リポソーム相内で区分された）とタンパク濃度の比の観点から説明すると好都合である。脂質とタンパク質濃度の比が高いとき、タンパク質は、主に静電相互作用によりリポソームの表面に吸着する。タンパク質濃度が高くなり、脂質とタンパク質の比が低くなるとき、タンパク質は、リポソームを完全に飽和させるか包囲するまでリポソームの表面に静電気的に吸着したままになる。このプロセスが進むとき、リポソームとタンパク質は両方とも、リポソーム表面を覆っているタンパク質の疎水性部分が、リポソーム構造体の疎水性内面と相互作用し始めることができるまで、形態学的変化と構造的変化を受ける可能性がある。この時点で、タンパク質は、疎水的結合され、リポソーム構造体に浸透することができ、その結果、リポソーム構造体が実質的に形態論的に変化し、リポソームのサイズと浸透性が著しく変化する。最終的に、吸着したタンパク質層により、リポソームの凝集によって懸濁安定性が低下し、最終的に脂質相が沈殿する。
【００７９】
このような静電相互作用の存在は、存在するタンパク質と脂質のタイプだけでなく、それらの環境にも大きく依存する。理論によって束縛されることを望まないが、所定の緩衝組成物のイオン強度が、リポソームと帯電タンパク質両方の表面電位を確立し、したがって静電気的に強く相互作用する能力を確立するのに役立つと思われる。
【００８０】
例えば、中性ｐＨの低イオン強度（２〜５ｍｍ）の緩衝組成物（例えば、ＨＥＰＥＳ、ＴＲＩＳ）では、帯電プローブが、ポリジアセチレン・リポソームに静電気的に吸着することができる。初期の吸着自体は、リポソームのサイズと形態の実質的な変化を引き起こす可能性がなく、したがって最初に小さいか又は無視できる比色応答を引き起こす可能性はないが、プローブが、脂質に対して過剰に存在する場合、プローブは、最終的に、リポソームに疎水的に結合され、その内部膜構造に浸透する可能性が高い。この時点で、リポソーム構造にプローブを組み込むことにより与えられる大きな機械的応力は、ポリジアセチレンの立体配座を大幅に変化させ、その結果、付随する比色応答が容易に観察できるようになることが期待される。
【００８１】
あるいは、プローブが中性ｐＨで負に帯電された場合は、ポリジアセチレン・リポソームと静電気的に相互作用する能力が著しく妨げられ、プローブと受容体含有ポリジアセチレン・リポソーム間の疎水的相互作用により比色応答を生成する能力が損なわれる場合がある。この場合、中性ｐＨの高イオン強度（１００ミリモル（ｍＭ）を超える）緩衝液（例えば、リン酸緩衝塩類溶液ＰＢＳ、イミダゾール緩衝液）を使用することにより、（リポソームの表面電荷を遮ることによって）リポソームの表面電位を低下させる手段を提供し、リポソームと非帯電プローブの直接の疎水的相互作用が促進され、その結果、そのタンパク質がリポソーム構造体に組み込まれる。したがって、この場合、緩衝組成物は、実質的な比色応答を可能にするのに役立ち、これは、他の方法では起こらない。イオン強度が高い緩衝組成物は、リポソームの表面電位に影響があるため、プローブのない状態で強い比色応答を引き起こす可能性があるが、プローブが存在するときは、タンパク質リポソームの疎水的相互作用によって、比色応答が大幅に強化されることを確認した。これにより、所定の検出限界での検出時間を大幅に短縮することができ、あるいは逆に、検定時間が一定の場合は、検出限界を大幅に低くできるという、極めて有用な実用的な結果が得られる。
【００８２】
この現象に基づいて、特に所定の目標検体及びポリジアセチレン・リポソームの両方と相互作用して比色応答を引き起こす能力に基づいてプローブを選択することができる。そのような直接検定の場合、ポリジアセチレン含有リポソームの比色応答は、プローブ又はプローブ検体複合体の濃度に正比例する。
【００８３】
特定用途のプローブの選択は、プローブのサイズ、形状、帯電、分子に対する疎水性及び親和性にある程度依存する。プローブは、環境のｐＨにより、正に帯電されてもよく、負に帯電されてもよく、両性イオンでもよい。プローブの等電点より低いｐＨでは、プローブは、正に帯電され、この点より上では、負に帯電される。本明細書で使用されるとき、用語「等電点」は、プローブの正味電荷がゼロのｐＨを指す。
【００８４】
ポリジアセチレン／リン脂質システムによる生化学検定を設計するために、受容体（又は、プローブ）の等電点を知ることは、緩衝液の組み合わせの選択に影響を及ぼす。リポソームの形態を変化させるために、等電点が低いプローブほどイオン強度の高い緩衝液を必要とする場合がある。色変化を生成するために、ＨＥＰＥＳ緩衝液のような低イオン強度緩衝液のような等電点が高いタンパク質を使用することができる。
【００８５】
プローブは、目標検体と受容体の両方に親和性を有する任意の分子でよい。本発明で使用することが可能なプローブは、アラメシシン、マゲイニン、グラミシジン、硫酸ポリミクシンＢ及びメリチンなどのペプチドと、フィブリノーゲンと、ストレプトアビジンと、抗体と、レクチンと、これらの組み合わせと、を分離する膜を含む。例えば、米国特許出願公報第２００４／１３２２１７号を参照されたい。硫酸ポリミクシンＢなどのポリミクシンは、特にグラム陽性菌を検出するのに役立つ。
【００８６】
抗体と抗体フラグメントもプローブとして使用することができる。これは、特定のタンパク質と選択的に反応することができる抗体分子のタンパク質分解で切断された部分又は組み換えで調製された部分のセグメントを含む。そのようなタンパク質分解及び／又は組み換えフラグメントの非限定的な例には、Ｆ（ａｂ’）、Ｆ（ａｂ）２、Ｆｖ、並びにペプチド・リンカによって結合されたＶＬ及び／又はＶＨドメインを含むを単一鎖抗体（ｓｃＦｖ）がある。このｓｃＦｖは、２つ以上の結合部位を有する抗体を形成するために共有結合又は非共有結合により結合することができる。このｓｃＦｖは、２つ以上の結合部位を有する抗体を形成するために共有結合又は非共有結合により結合することができる。抗体は、当業者に既知の任意の検出可能な部分で標識することができる。一部の態様では、測定したい検体に結合する抗体（一次抗体）は、標識されないが、その代わり、標識された二次抗体又は一次抗体に特異的に結合する他の試薬の結合により間接的に検出される。
【００８７】
検出方法
本発明の方法では、試験試料は、一般に、試料収集装置から又は試料収集装置によって収集又は取得される。特定の実施形態では、材料の試料は、一般に、例えば水、生理食塩水、ｐＨ緩衝液、又は試料取得装置から検体又は試料を溶出する他の溶液若しくは溶液の組み合わせなどの緩衝液を使用して、試料収集装置から溶出される（又は「解放」又は「洗浄」される）。
【００８８】
本発明の装置及び方法と共に使用することができる対象の試料（例えば、尿、傷浸出液）、対象の目標及び目標検体（例えば、対象の微生物、特にバクテリアの特徴をもつ１つ又は複数の検体）、試料収集手順、試料調製法、試料調製試薬の例は、２００７年１１月２０日に出願された本出願の譲受人の同時係属出願番号６０／９８９，２９８号に記載されている。
【００８９】
本発明による１つ又は複数の検体の検定方法には、直接的な方法と間接的な方法がある。好ましい方法は、間接的な検出を伴う。
【００９０】
一実施形態では、前述の比色センサを使用することにより、比色センサの色変化を検出するために直接吸収測定又は肉眼による目視観測が可能になる。場合により、プローブは、センサと直接相互作用することができる検体との複合体を構成し、比色応答が検体濃度に正比例する直接検定が行われる。
【００９１】
代替の実施形態では、本発明は、ポリジアセチレン集合体に組み込まれた受容体と検体の両方と結合する親和性を有するプローブを選択することにより検体の間接的検出方法を提供する。選択されたプローブは、検体との競合的親和性を実証する。対象の検体が存在するとき、プローブは、ポリジアセチレン主鎖上の受容体以外の検体と結合してその結果、色変化が検体濃度に反比例する。検体が存在しない場合、プローブは、ポリジアセチレン主鎖上に組み込まれた受容体に結合する。プローブは、検体がセンサと接触した後でセンサと接触してもよく、混合物がセンサと接触する前に検体と混合されてもよい。
【００９２】
間接検出検定の一実施形態では、プローブと目標検体は、緩衝液中で相互作用することができ、これはその後、センサと接触される。緩衝液中の自由プローブの濃度は、存在する目標検体の量に依存し、検体濃度が高いほどプローブの残りの濃度が低くなる。センサの比色応答が、利用可能な自由プローブの量に比例するので、比色応答は、検体濃度に反比例する。
【００９３】
間接検定の特に好ましい実施形態では、センサ構成要素は、グラム陰性菌又はグラム陽性菌を検出するために、硫酸ポリミクシンＢプローブや他の試薬と結合するように構成されたポリジアセチレン・リポソームを含む。硫酸ポリミクシンＢプローブは、静かな攪拌した状態で試験試料と混合されて細菌と結合される。ポリジアセチレン・リポソームは、試験試料の細菌負荷を間接的に検出するために、非結合ポリミクシンを検出してきた。ポリジアセチレン・センサ構成要素は、色変化が試験試料中の細菌の濃度に反比例する非結合ポリミクシンとポリジアセチレン・リポソーム間で結合する際に色変化を受ける。
【００９４】
検出検定は、一般に、検体とトランスデューサと間の相互作用を仲介する緩衝組成物を含む。緩衝組成物は、他の組成物がある状態でｐＨの変化に耐えることができ、プロトン受容体とプロトン供与体の比率が１に近い共役酸塩基対から成る系を提供する。更に、本発明の緩衝組成物は、検体と比色センサ構成要素間の物理的又は化学的相互作用を仲介する。例えば、緩衝組成物を適した選択することにより、試料中に存在する可能性のある他の潜在的妨害タンパク質の相互作用を抑制しながら、ジアセチレン・リポソームとタンパク質プローブの相互作用を促進することができる。特に有効な緩衝組成物には、ＨＥＰＥＳ緩衝液、イミダゾール緩衝液及びＰＢＳ緩衝液がある。適した緩衝組成物は、２００７年１１月２０日に出願された本出願人の譲受人の同時係属出願番号６０／９８９，２９８号に記載されている。
【００９５】
一実施形態では、本発明の方法は、緩衝組成物中に検体を有する試験試料を提供する工程と、緩衝組成物中にプローブを提供する工程と、試験試料と検体に受容体より大きい結合親和力を示すプローブとを組み合わせる工程と、バイオセンサによって変化を検出する工程と、を含む。
【００９６】
幾つかの検定では、プローブは、検体目標を粉砕するか他の方法で溶解させることによって現場で生成されてもよい。また、プローブは、有機体の細胞壁上に存在し、センサと直接相互作用するために利用可能なその有機体に特有のタンパク質、タンパク質フラグメント又は他の検体とみなされてもよい。プローブと検体間の相互作用は、例えば、リポソームとの相互作用を除いて作動する。あるいは、プローブは、検体と相互作用して複合体を形成し、その結果、複合体がリポソームと相互作用してもよい。プローブは、溶液中のセンサに接触するか、又は基材上で被覆され得る。
【００９７】
間接検出法を使用することにより、使用されるプローブの濃度に基づいて、低レベルの検出を実現する高感度が可能になる。間接検出法を使用することにより、選択されるプローブの濃度に基づいて、低レベルの検出を実現する高感度が可能になる。プローブを使用する間接検出方法は、プローブのタイプと濃度を所定の用途での所望の感度に合わせたシステム設計を可能にする。これにより、トランスデューサを対象の複数の検体と共通にすることができる。例えば、単一トランスデューサ（ポリジアセチレンと受容体の組み合わせ）が、プローブの検体との親和性に応じてプローブのトランスデューサとの接触を変化させることによって複数の検体を検出する働きをすることができる。
【００９８】
特定の実施形態では、比色センサは、単純なバイアル・システムの溶液又は懸濁液中に提供されてもよく、検体は、対象の検体に固有のトランスデューサと共に溶液を含むバイアルに直接加えられてもよい。あるいは、システムは、複数のバイアルを一式で含んでもよく、各バイアルは、様々な検体に特定の受容体が混和されたポリジアセチレン集合体を含むトランスデューサを収容する。
【００９９】
検体をポリジアセチレン・トランスデューサに直接添加できない用途では、２つの部分で構成されたバイアル・システムを使用することができる。バイアルの１つの隔室は、ポリジアセチレン集合体から構成されたトランスデューサを収容する第２隔室から物理的に分離されて検体の試料調製のための試薬を収容することができる。試料調製が完了した後で、隔室を分離する物理障壁が、検出のために検体がトランスデューサと混合できるように除去される。
【０１００】
あるいは、一式が、二次元基板上に被覆された比色センサと接触する前に試薬を貯蔵し検体を混合するためのバイアルを含んでもよい。一実施形態では、一式は、基板上に被覆された本発明のトランスデューサを収容するキャップ・システムと共に、試薬貯蔵と検体調製のためのバイアルを有してよい。
【０１０１】
次に、センサの溶液又は懸濁液は、基板上に点在させ液体キャリア（例えば、水）を蒸発させることによって、固体基板上に被覆されてもよい。適した基板には、露出し自己集合単分子層（ＳＡＭ）で改質されてその表面エネルギーが系統的に変更された原子的に平坦なシリコン（１１１）ウェハ上の蒸着金、原子的に平坦なシリコン（１１１）ウェハ、又はフロート・ガラスなどの極めて平坦な基板、又は紙基板、高分子インク受容被覆、構造化重合体薄膜、微孔フィルム、及び膜材料を含む表面が極めて粗い微細構成を有する基板がある。
【０１０２】
あるいは、センサの溶液又は懸濁液を、適した孔サイズの膜を介して押し出し、ポリジアセチレン集合体を取り込み、その結果、被覆膜が得られ、この被覆膜は、後で乾燥させることができる。適した膜は、一般に、ポリカーボネート、ナイロン、ＰＴＦＥ、ポリエチレンなどのような材料を含む２００ｎｍ以下の孔サイズを有するものである。
【０１０３】
これらの基板は、ジアセチレン集合体の重合懸濁液で被覆されてもよく、あるいは、懸濁液が、重合されていない形で被覆され、その後で被覆状態で重合されてもよい。センサの被覆重量は、一般に、センサの感度に影響を及ぼす。理想的には、被覆重量は、検体と結合して適した時間期間内に検出可能な変化を受けるように設計されなければならない。また、被覆重量は、試験試料が例えばセンサ構成要素に一様に露出するように、基板全体にわたって均一であることが好ましい。
【０１０４】
ポリジアセチレン指標からの比色応答は、色相角（ｈ°）を測定することにより特徴づけられる。ｈ°の値は、０°〜３６０°の範囲であり、本質的に所定の色のＲＧＢ（赤、緑、青）値を示す。純粋な赤は０°のｈ°値に対応し、純粋な緑は１２０°のｈ°値に対応し、純粋な青は２４０°のｈ°値に対応する。カラーサークルは連続的であり、したがって、３６０°〜０°の間に不連続性はない（両方の値は、純粋な赤に対応する）。平均では、好ましいポリジアセチレン標識のダイナミック・レンジは、約２６０°（青相）〜約３６０°（赤相）の色相角間隔をカバーする。ｈ°値は、市販の分光光度計（Ｗｉｌｋｅｎｓ−ａｎｄｅｒｓｏｎ  Ｃｏ．，Ｃｈｉｃａｇｏ，ＩＬから入手可能なＡｖａｎｔｅｓ  ＡｖａＳｐｅｃ−２０４８−ＳＰＵ２−ＳＤ２５６）を使用した色の直接測定によって決定された。
【０１０５】
例えばテープやラベルの形態を含む様々な形態の比色センサを使用することができる。例えば、米国特許出願公報第２００４／１３２２１７号を参照されたい。
【０１０６】
特定の実施形態では、本発明の比色センサは、細菌の特徴を示す検体や対象の他の検体の存在を多面的に決定するために他の既知の診断方法と対にされてもよい。
【０１０７】
装置設計
比色センサは、溶液中で機能することもでき基板上に被覆されてもよい。本明細書に示した装置では、センサを装置内に含めることができることが好ましい。例えば、センサ構成要素は、試料流路内の膜上に配置されてもよい。代替又は追加として、本明細書に記載された装置内に、２００７年１１月２０日に出願された本出願の譲受人の同時係属出願番号６０／９８９，２９８号に示されたような検出（例えば、プローブ）に使用される様々な試料調製試薬や他の試薬が配置されてもよい。
【０１０８】
本発明の一実施形態では、本明細書で述べるような様々な試薬は、固体の乾燥形態で配置されてもよく半固体形態で配置されてもよい。このような試薬は、真空乾燥などの様々な技術、並びに対流式オーブン及び凍結乾燥などの装置を使用して乾燥させることができる。試薬を乾燥させるために、乾燥希釈剤を使用することができる。例示的な乾燥希釈剤には、例えば、緩衝液（例えば、リン酸緩衝液）、共役の二糖類（例えば、トレハロース、蔗糖）と多糖類（例えば、グリセリン）、及び防腐剤（例えば、アジ化ナトリウム）がある。
【０１０９】
内部に試薬（特に、内部で固体又は半固体の形態である乾燥試薬）を有する装置の使用は、より大きな効率、より少ない試料汚染、輸送を介してのより少ない試料損失、良好な安定性、及びより長い貯蔵寿命を提供することができる。
【０１１０】
例えば、装置の一部分において、表面が、ポリミクシン含有溶液で被覆され、任意選択的に乾燥されてもよく、また装置の下流部分において、表面が、比色センサで被覆され、任意選択的に乾燥されてもよい。試験試料が、装置内を流路に沿って流れるので、試験試料は、最初にプローブと接触して試験試料とプローブの混合物を形成し、この混合物は、更にその流路に沿って流れて比色センサと接触することになる。このようにして、プローブは、検体を含む試験試料と相互作用した後で比色センサと接触する。
【０１１１】
例示的な実施形態の以下の説明は、装置内の試料流路に配置されるセンサ（即ち、センサ構成要素）を含む。代替又は追加として、検出で使用される他の試薬（例えば、プローブ）及び／又は試料調製で使用される試薬（例えば、溶解剤）が、装置内の試料流路に配置されてもよい。このような試薬は、固体又は半固体形態であることができる。
【０１１２】
図１〜図７、図１０及び図１２は、流体装置の流路内にあるセンサ構成要素の一般概念をよりよく理解するための一般化された構造であり、溶液（図１）、固体形態（図２）、設計形態（図３）、１つ又は複数の流路を作り出す１つ又は複数の流れ通路（図４〜図５）、示された任意選択の流れ発生器（例えば、注射器／圧力／真空源）（図６〜図７）、横方向流れ形式（図１０）、又は重力式システム（図１２）を示す。そのような実施形態は、比色センサの観点から説明されるが、本明細書に記載された装置で使用するのに他のセンサが適する場合がある。
【０１１３】
図８〜図９、図１１、及び図１３〜図１６は、実際の装置と、その実際の装置がどのように作製され、本明細書で述べる方法でどのように使用されるかをよりよく理解するための詳細な構造である。
【０１１４】
一般的に、図１に示したように、センサ（即ち、センサ構成要素）１００は、センサ・チャンバ１２２内の溶液１２０である。図示されたように、チャンバ１２２は、第１流路部分１２４と第２流路部分１２６との間の流路に配置することができる。対象の検体を含む疑いのある試験試料が、チャンバ１２２に流れ込んで溶液１２０と混合する。混合される際、対象の検体は、試験試料中に存在する場合、センサ構成要素１００の受容体と結合して例えば直接検定で検出可能な変化を生成する。
【０１１５】
溶液中で実行された検定によって生じる色変化を視覚的に検出することができる。あるいは、より高い感度が必要とされる場合は、適した流体システムを使用して、比色センサ物質を固相に濃縮し、それにより色変化を増幅させることができる。
【０１１６】
図２は、センサ構成要素１００が、薄膜、多孔質膜（即ち、流体透過膜）、又は他の基板などの基板１３２上のセンサ層又は部分１３０から構成された例示的な実施形態を示す。一例では、センサ層又は部分１３０は、薄膜や他の基板上に付着されたポリジアセチレン・リポソームを含むことが好ましい。
【０１１７】
図３に示した実施形態では、センサ層又は部分１３０は、１つ又は複数の記号又は英数字１３４を形成する特定パターンで基板１３２上に付着される。例えば、示された実施形態では、センサ層又は部分１３０は、陽性試験結果を示すように「＋」記号１３４のパターンで形成される。検体又はプローブと結合すると、「＋」記号１３４は、背景部分１３６に対して見えるようになり陽性試験結果を示す。記号又は文字１３４のパターンは、既知のマスキング技術によって、センサ層又は部分１３０のない所望のパターン及び背景部分１３６内に、付着させられたセンサ層又は部分を作製するように形成される。図３は、「＋」記号を例示しているが、本出願はいかなる特定の記号及び文字にも限定されない。
【０１１８】
本明細書に示した装置は、前述のようなセンサ構成要素１００を利用して、例えば直接検定又は間接検定を使用して試験試料中の目標検体の存在を検出する。間接検定の場合、本明細書に示した装置内に配置されているセンサ構成要素に加えて、１つ又は複数のプローブは、装置内のセンサ構成要素の上流に配置されてもよい。
【０１１９】
図４は、本出願の検出装置２００が装置２００の本体２０１上にセンサ構成要素１００を含む一実施形態を概略的に示す。示された装置２００では、センサ構成要素１００は、装置２００の流路（第１流路部分２０２と第２流路部分２０４との間に）に配置される。使用中に、試験試料は、第１流路部分２０２に沿ってセンサ構成要素１００を過ぎて流れ、次に第２流路部分２０４に沿って流れる。試験試料が、センサ構成要素１００を過ぎて流れるとき、検体又はプローブは、センサ構成要素１００内に収容された受容体と結合して検出可能な変化を生成する。図示されるように、試料は入口２０６で流路の中に注入され、出口２０８で第２流路部分２０４から収集又は排出される。
【０１２０】
図示されていないが、プローブが、センサ構成要素の装置上流内の試料流路（即ち、第１流路部分２０２）に配置されてもよい。更に、１つ又は複数の試料調製試薬が、装置のセンサ構成要素の上流の試料流路（即ち、第１流路部分２０２）に配置されてもよい。試料流路部分、特に上流すなわち第１流路部分２０２は、蛇行することができ、これにより、試料と、使用される試料調製試薬（装置の中に配置されるかどうかによらず）との混合を促進する。
【０１２１】
図４に示したように、試験試料の流路は、試験試料中の検体とセンサ構成要素１００を接触させて検出可能な変化を生成するために、センサ構成要素１００を過ぎる流れを誘導するセンサ構成要素１００の上流と下流の両方の流路部分を含む。下流部分は、典型的には廃棄流れである。検体、任意の試料調製試薬（装置内に配置される場合）、プローブ（装置内で使用され配置された場合）、及びセンサ構成要素１００間の反応時間と相互作用は、本明細書に示したセンサ構成要素１００や他の変形物を過ぎる試料の流量に基づいて制御される。
【０１２２】
図５は、図４に示した装置を図式的に示し、この装置は、単一装置を使用して同じ検体又は異なる検体を検出するために同一装置２００−１上に複数のセンサ構成要素１００−１、１００−２を有する。例えば、直接検定では、センサ構成要素１００−１と１００−２に含まれる受容体は、試験試料中の様々な検体と結合して試験試料中の様々な検体（様々な有機体又は物質の特徴を示す）の存在を検出することもでき、同じ検体と結合することもできる。図５に示したように、センサ１００−１、１００−２は、第１流路部分２０２−１、２０２−２と第２流路部分２０４−１、２０４−２との間の流路に配置されてもよい。試験試料は、第１流路部分２０２−１、２０２−２の中に入口２０６を介して導入され、第２流路部分２０４−１、２０４−２から出口２０８で排出される。図５は、単一の入口２０６及び出口２０８を例示するが、複数の流路のために所望される場合には複数の入口及び出口を使用することができる。
【０１２３】
図６〜７は、検出装置２４０の実施形態を例示し、流路は流れ通路により形成され、装置の本体２４１を通過して延びる。図示されるように、流れ通路は、流れ通路部分２４２及び流れ通路部分２４４を包含する。図示されるように、第１流れ通路部分２４２はチャンバ２４６の上流にあり、第２流れ通路部分２４４はチャンバ２４６の下流にある。センサ構成要素１００は、第１流れ通路部分２４２と第２流れ通路部分２４４との間の流路のチャンバ２４６内に配置される。試験試料は、第１流れ通路部分２４２に注入され、第１流れ通路部分２４２から、チャンバ２４６を通り、チャンバ２４６内のセンサ構成要素１００を過ぎて、第２流れ通路部分２４４まで流れる。センサ構成要素１００を過ぎた試験試料の流れは、前に説明されたように、検体がセンサ構成要素内の受容体と結合して検体又はプローブの存在に応じて検出可能な変化を生成することを可能にする。
【０１２４】
例示された装置では、センサ構成要素１００の感度は、例えば、被覆重量、試験試料の流量、検体又はプローブの濃度、検体又はプローブの結合率、流路又は通路の断面積、センサ構成要素１００全体の又は流路又は経路に沿った圧力低下を含む様々な因子による影響を受ける。リポソームに対するプローブ又は検体の結合は、プローブ又は検体の結合率Ｋと、プローブ又は検体及び受容体の濃度又は用量に比例する。試薬プローブ又は試料の濃度又は用量は、次の式に比例する。
【０１２５】
【数１】
2011516819.tif 000009
【０１２６】
Ｄは、拡散率であり、
ｌは、長さであり、
Ｆは、流量であり、
ＭＷは、間接検定でのプローブの分子量、又は直接検定での検体の分子量である。
【０１２７】
圧力低下は、ハーゲン・ポアズイユの式によって近似することができる。結合を強化するためには、センサ構成要素の全体が最も大きい圧力低下であることが好ましい。
【０１２８】
有効流量は、２．５μＬ／分〜１０００μＬ／分であり、最も好ましい流量は、２５μＬ／分〜２５０μＬ／分の範囲である。
【０１２９】
図示された各実施形態では、センサ構成要素１００への試験試料の露出の時間又は期間は、センサ構成要素１００全体にわたる試験試料の流量に基づいて制限される。流体は、センサ構成要素１００を過ぎて流れた後で、センサ層又はセンサ部分にさらされなくなり、それにより、試験試料のセンサ構成要素１００への露出が制限されて、試験の結末により大きく変動しない比較的安定した試験結果が提供される。
【０１３０】
本発明の実施形態は、間接検定で使用される低分子量プローブ又は直接検出される検体（１０ｋＤＡ未満）に特定の用途を有し、１００μＬ未満の試料には１０分未満で５ｎモル／ｍｌの検出限界が可能である。非特異的結合を制限するために、追加の遮断薬（ウシ血清アルブミン、二糖類（例えば、蔗糖、トレハロース）など）を使用することができる。
【０１３１】
流れ通路部分を通過する流れ又は流路部分に沿う流れは、例えば、重力により又は毛管圧力により誘導することができる。毛管流動は、多孔質媒体若しくはポリマー発泡体を介して、又は毛管チャネル若しくは通過域を通して、付与することができる。センサ構成要素を横切る所望の流れを提供するように、通路のサイズと領域を設計することができる。
【０１３２】
あるいは、流れは、図６〜７に例示されているように、圧力装置又は他の圧力源により能動的に誘導されてもよい。図６に模式的に示されている実施形態では、注射器２６０が使用されて試験試料を第１流れ通路部分２４２の中に注入する。試験試料は、圧力下で注射器２６０により注入され、流体の流れを流路に沿って第１流れ通路部分２４２、チャンバ２４６、及び第２流れ通路部分２４４を通過するように誘導する。図６に示されるように、本装置は、第２流れ通路部分２４４に開いている通気孔２６３を包含し、取り込まれた空気又は気泡を逃がす。通気孔２６３は、第２流れ通路部分２４４と流体連通する、透過性若しくは半透過性カバーを有する開口部、又はカバーを有さない開口部であることができる。あるいは、例えば、下塗り技術又は開放バルブなどの他の技術又は装置を使用して、取り込まれた気泡又は気体を減少させることができる。別の実施例では、本装置自体を、試験の間、気泡が自然に退去するように配置することができる。
【０１３３】
別の実施形態では、図７に例示されるように、流体流れは真空源２６４により誘導され得る。これらの装置の中にある特定の目的の真空源には、真空を作り出す機械的動作によるものが挙げられるが、これに限定されない。例えば、レバー又はボタンの形状でユーザにより作動されるバネ仕掛けの機構、ユーザが作動した動作（感圧性接着ストリップの除去など）を通して非圧縮状態を取り戻せるようになっている圧縮されたエラストマーの袋が挙げられる。図示されるように、真空源２６４は、第２流れ通路部分２４４に接続されて流体流れを流路又は流れ通路域に沿って誘導する。
【０１３４】
図８は、多層構造で構成された検出装置２７０の分解図を示す。多層構造は、第１流れ通路部分と第２流れ通路部分との間にセンサ構成要素を有する流路を構成する。より具体的には、図示された装置の複層構造は、第１層又は下層２７４と第２層又は上層２７６との間に挟まれたパターン化層２７２を有する。実例として、パターン化層２７２は、打ち抜き薄膜層でもよい。層２７２、２７４、２７６が組み立てられたとき、層２７２上のパターン（即ち、流れ通路）は、チャンバ２８０、第１流れ通路部分２８２、及び第２流れ通路部分２８４を構成する。第１層又は上層２７６は、第１流れ通路への入口と第２流れ通路部分２８４からの出口をそれぞれ提供する入口２９０と出口２９２を有する。
【０１３５】
示された実施形態では、これらの層は、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）材料で製造されてもよいが、必要に応じてポリエチレン、ポリプロピレンを含む他の多数の材料を使用することもできる。第１及び第２層２７４、２７６は、パターン化層２７２に取り付けられるか又は接続される。これは、好ましくは感圧接着剤などの接着剤による、様々な技術（例えば、接着層、熱溶融フィルム、熱融着フィルム、超音波溶接）を使用して行うことができる。そのような層（例えば、接着層、熱溶融フィルム層）は、一般に、独立層として示され、パターン被覆されてもよくされていなくてもよく、そのような層は、図８に示されていない。
【０１３６】
図８に示した施形態では、センサ構成要素１００は、チャンバ（即ち、リザーバ又はウェル）２８０内に配置される。示された実施形態では、センサ構成要素１００は、複層構造の層２７４上に付着又は被覆された層又は部分１３０を含む。あるいは、センサ層又は部分は、層２７６又は個別基板上に形成又は付着され、チャンバ２８０内に密閉されてもよい。
【０１３７】
図８に示した実施形態は、間接検定でも直接検定でも使用することができる。間接検定では、検体は、一般的に、最初にバイアル内でプローブと混合され、次にピペット又は注射器を用いて図８の装置に導入される。流れは、受動的でもよく能動的でもよい。受動形態では、試料は、導入された後で、毛管作用で装置内を流れ、一方、能動形態では、注射器を使用して試料を装置に注入したり吸い出したりすることができる。プローブ／検体混合物が、チャンバ２８０内に密閉されたセンサ構成要素１００の上を通るとき、目標検体に結合されていないプローブは、センサ構成要素１００に拡散的に達し、可視の色変化を引き起こす。一般的に、色変化は、最初に、流れの前縁（したがって、チャンバ２８０の上流端）で生じ、徐々にチャンバ２８０の後部に下流に移動する。試料中の検体の濃度は、色変化するセンサ構成要素１００の長さによって評価することができ、その場合、青から赤に色変化する合計長は、試料中に存在する検体の濃度に反比例する。
【０１３８】
直接検定では、センサ構成要素１００は、受容体を含み、したがって、検体がセンサ構成要素１００と接触したときにこの受容体に結合しセンサ構成要素１００の可視の色変化を引き起こす。この場合、試料は、ピペット又は注射器を用いて図８の装置に単純に導入することができる。間接検定と同じように、流れは、受動的でも能動的でもよい。検出は、間接検定に関して前述した方式と同じ方式で視覚化され、違いは、直接検定では、青から赤に色変化する全体の長さが、試料中に存在する検体の濃度に正比例することである。
【０１３９】
図示されたように、パターン化層２７２の第１流路部分２８２は、蛇行経路を有する。蛇行経路は、流路に沿った試験試料の混合又は攪拌を促進することができる。蛇行経路を使用して、例えば試料調製試薬及び／又はプローブと試験試料の混合を促進することができる。そのような試料調製試薬及び／又はプローブは、装置に付与される前に試料と前もって混合されてもよい。あるいは、それらは、試料流路（例えば、第１流路部分２８２の蛇行経路）内に配置されてもよい（例えば、固体又は半固体の形で）。
【０１４０】
図８に示したタイプの複層構造を使用して、幅５００μｍで厚さ２５μｍもの小さなチャンネルを製造することができる。例えば、図８に示したパターン化層２７２は、厚さが５０μｍから１５０μｍまで変化してもよい。層２７２、２７４、２７６の厚さは、流路の幅全体にわたって均一なチャンネル領域を提供できるようにひずみを制限できることが好ましい。必要に応じて、１つ又は複数の層が剛性でもよい。剛性層の一例は、ガラス層又はウェハである。そのような剛性層は、流れ通路又はチャンバの中央の反りの大きさを減少させ、それにより装置に望ましい流動パラメータが提供される。
【０１４１】
図９は、試料が単一装置内で混合され試験される検出装置３２０を示す。図９に示したように、例示された装置３２０は、装置の本体３２１上に形成され、試験前に試験試料及びプローブや他の試料調製試薬を混合する混合チャンバ３２２を含む。例示された実施形態では、混合チャンバ３２２は、試験試料（又は、溶出された試料）とプローブ又は試料調製試薬のための複数の入口３２４−１、３２４−２から流体を受け取る。混合チャンバ３２２は、センサ構成要素１００を有するチャンバ３２５に、流路の第１流路部分３２６を介して結合される。混合チャンバ３２２からの混合物は、第１流れ通路部分３２６を通ってチャンバ３２５まで流れる。次に、混合物は、チャンバ３２５を通って第２流れ通路部分３２８に流れる。
【０１４２】
混合物がチャンバ３２５内を流れるとき、検体又はプローブは、センサ構成要素１００の受容体１０８と結合して検出可能な変化１０２を生成する。図示されたように、第１流れ通路部分３２４は、蛇行しており、センサ構成要素１００と接触前に試料とプローブ又は試料調製試薬との混合を促進する。代替の実施形態では、装置は、試験試料と試料調製試薬又はプローブとの両方を導入する入口を１つだけ有する。図示示された実施形態では、流れは、前に述べたように、流れは、消極的に誘導されてもよく、圧力源又は装置によって誘導されてもよい。あるいは、流路に沿った混合チャンバや他のチャンバは、スクィーズ構造から構成されてもよく、それにより、圧力が印加されたとき、流体は、チャンバ３２２又はチャンバ３２５から絞り出されて、前述のように流路に沿った流体流れを誘導する。
【０１４３】
代替の実施形態では、試料調製試薬又はプローブは、流路に沿って又は混合チャンバ３２２内配置される。接触すると、試料調製試薬は、試料と相互作用して、例えば、検体を解放する。解放された検体は、次に、プローブと結合することができ（間接分析）、次に流路に沿って移動してセンサ構成要素と相互作用する。示された実施形態では、試料調製試薬又はプローブは、固体で配置されてもよく半固体の形（例えば、脱水形態）で配置されてもよい。次に、試薬又はプローブは、検出前に水和され試験試料と混合される。
【０１４４】
図９に示された実施形態は、間接検定で使用されても直接検定で使用されてもよい。間接検定では、検体とプローブは、例えばピペット又は注射器を用いることにより、図９の装置の対応する入口３２４−１と３２４−２に導入される。前述のように、流れは、受動的でもよく能動的でもよい。プローブと検体は、混合チャンバ３２２内で一緒になり、第１通路部分３２４の蛇行経路内を流れている間に更に混合される。プローブ／検体混合物が、チャンバ３２５に密閉されたセンサ構成要素１００の上を通るとき、目標検体に結合されていないプローブは、散乱的にセンサ構成要素１００に達し、可視の色変化を引き起こすことができる。一般的に、色変化は、最初に、流れの前縁（したがって、チャンバ３２５の上流端）に生じ、徐々にチャンバ３２５の後部に移動する。試料中の検体の濃度は、色変化するセンサ構成要素１００の長さによって測定されてもよく、青から赤に色変化する全長が、試料中に存在する検体の濃度に反比例する。
【０１４５】
直接検定では、センサ構成要素１００は、受容体を含み、したがって、検体がセンサ構成要素１００と接触したときにこの受容体に結合しセンサ構成要素１００の可視の色変化を引き起こす。この場合、試料は、ピペット又は注射器を使用することによって図９の装置の入口３２４−１の１つに単純に導入されてもよい。検体を直接検出するために試料調製試薬を必要とする場合がある。例えば、検出可能なタンパク質目標を解放するために目標検体を溶解しなけばならない場合がある。そのような溶解薬剤は、図９の装置の第２入口３２４−２に導入することができる。間接検定と同じように、流れは、受動的でも能動的でもよい。検体と試料調製試薬は、混合チャンバ３２２内で一緒になり、第１通路部分３２４の蛇行経路内を流れている間に更に混合される。次に、試料の溶解により解放された目標は、間接検定に関して前に述べたものと同じ方式で検出することができ、唯一の異なる点は、直接検定では、青から赤に色変化する全長（センサ構成要素の）が、試料中に存在する検体の濃度に正比例することである。
【０１４６】
図９は、流路に沿って複数のチャンバを含む装置の一実施形態を示すが、応用は、示された実施形態に限定されず、本出願の装置の代替実施形態は、様々な試料調製又は処理段階を実施する任意数のチャンバを含むことができる。図９は、試料調製試薬及び／又はプローブを試料流路に沿って配置することができるチャンバ（即ち、リザーバ又はウェル）を示すが、様々な試料調製試薬及び／又はプローブを、流路に沿ったゾーン（例えば、流路を構成する流れ通路）内に配置することができる他の装置を想起することができる。
【０１４７】
図１０は、前述したようなセンサ構成要素１００と流路を含む検出装置３４０の一実施形態を示す。図示された実施形態では、センサ構成要素１００は、流路の第１流路部分３４２と第２流路部分３４４の間に入れられる。図示されるように、流路は、膜３５０の対向する末端部３５０ａと３５０ｂとの間の膜３５０に沿って形成される。膜３５０は吸収性本体から形成され、例えば、ニトロセルロース、ナイロン、ポリスチレン、ポリプロピレン、又は他の適した材料から形成される膜であり、膜３５０に沿う流れ（すなわち、貫流）を促進して装置３４０の流路並びに第１流路部分３４２及び第２流路部分３４４を形成する孔径を有する。センサ構成要素１００は、膜１００の中間部分に沿って膜上に付着されたセンサ層又は部分３５２を有する。示された実施形態では、センサ構成要素１００の下流の膜３５０に吸収パッド３５４が結合されて、流体が、膜３５０に沿って第１流路部分３４２からセンサ構成要素１００を過ぎて第２流路部分３４４まで流される。吸収性パッド３５４は、ガラス繊維、セルロースなどのような材料から作製することができる。
【０１４８】
代表的な実施形態では、膜は、例えばニトロセルロース材から形成される。例示的な実施形態では、センサ層又は部分３５２は、装置の構成により、膜３５０上に、幅が平均２〜３ミリメートル（ｍｍ）で４〜１００μＬ／平方センチメートル（μＬ／ｃｍ２）の被覆重量の細いストライプで被覆される。例えば、検定で使用するために、試料調製試薬（例えば、粘液溶解剤や溶解試薬）が、センサ層又は部分３５２の上流に点在されてもよく、その近くで、試料が、例えばニトロセルロース材料に追加される。
【０１４９】
図１１に示された例示的な実施形態では、図１０の類似部分を指すために同じ番号が使用されており、装置３４０−１は、センサ構成要素１００の上流にパッド３５８を有する。パッド３５８は、間接検定に関して前に述べたように試験試料と混合されたプローブを有する。あるいは、又は追加的に、パッド３５８は１種以上の試料調製試薬を包含することが可能である。パッド３５８は、間接検定に関して前に述べたように試験試料と混合されたプローブを有する。
【０１５０】
１種以上の試料調製試薬が、共に又は別々に（図１０及び１１の装置の）流路の中の分離した領域の中に、いくつかの被検査物処理が流路の中で続けて実施できるように、添加され得る。これらの領域は、流路の中に異なる試料調製試薬でコーティングされた異なる物質を定置すること又は流路の中に直接こうした物質をコーティングすることにより、構成することができる。これらの構造体は、流路の中での連続的な被検査物処理を可能にし、これは下流での検出に有利である。
【０１５１】
図１０と図１１の装置が、間接検定で使用される場合、最初に、試薬プローブと対象の検体含有試料を管（例えば、マイクロ遠心分離管）内で混合することができる。混合が完了した後、膜３５０の第１端（即ち３５０ａ）をプローブ／検体混合物を収容しているマイクロ遠心分離管に挿入することができる。この時点で、混合物は、一般に、毛管作用によって膜３５０に沿って流れ始める。溶液がセンサ構成要素１００に達したとき、存在する目標検体に結合されていないプローブは、センサ構成要素１００の可視の色変化を引き起こすことができる。検定は、検体濃度が特定のしきい値を超えたときに、非結合プローブ濃度が、センサ構成要素１００が検出できる濃度より低くなるように設計されてもよい。そのような間接検定では、色変化が、検体の濃度がしきい値より低いことを示し、一方、可視の色変化がないことは、しきい値より高い検体濃度を示す。
【０１５２】
図１０と図１１の装置が、直接検定で使用される場合、センサ構成要素１００は、受容体を含み、その結果、検体がセンサ構成要素１００と接触したときにその受容体と結合してセンサ構成要素１００に可視の色変化を引き起こす。この場合、膜の第１端は、検定される試料を収容するマイクロ遠心分離管に挿入されてもよい。この時点で、試料溶液は、一般に、毛管作用によって膜３５０に沿って流れ始める。溶液が、センサ構成要素１００に達したとき、存在する目標検体が、センサ構成要素１００の可視の色変化を引き起こすことができる。検定は、検体濃度が特定のしきい値を超えたときに、センサ構成要素１００の完全な色変化を引き起こすことができるように設計することができる。そのような直接検定では、色変化は、検体の濃度がしきい値より高いことを示し、可視の色変化がないことは、検体濃度がしきい値より低いことを示す。
【０１５３】
間接検定では、プローブが共役パッド３５８上又はパッド３５８内に配置された図１１の例示的な装置を使用することにより、装置と接触する前に試薬プローブと検体含有試料を混合しなくてもよくなる。検体を含む試料は、ピペット又は注射器を用いて共役パッド３５８上に単純に滴下されてもよい。試料がパッド３５８を濡らすとき、試薬プローブは、溶液に再構成され、目標検体と混ざることができる。間接検定の残りの部分は、前述のものと同一である。
【０１５４】
直接検定で図１１の例示的な装置を使用することにより、試料調製試薬を使用することができる。例えば、検出可能なタンパク質目標を解放するために目標検体を溶解しなけばならない場合がある。このような場合には、溶解剤をパッド３５８の中に組み込むことが可能である。検体試料がパッド３５８を濡らすとき、溶解している試薬は、溶液中に再構成され、目標検体と混ざってそれを溶解し、検出可能なタンパク質を解放することができる。直接検定の残りの部分は、前述のものと同一である。
【０１５５】
本明細書で開示された側方流動の実施形態に適した例示的な装置は、例えば、米国特許第５，７５３，５１７号又は米国特許第６，５０９，１９６号、米国特許出願公報第２００３／０１６２２３６号及び同第２００３／０１９９００４号に記載されている。このような装置は、試料調製及び分析の両方のために使用することができる。
【０１５６】
例えば、一実施形態では、本発明は、試料流路と、センサ構成要素を含むゾーンと、センサ構成要素より前（即ち、上流）にある試料流路の１つ又は複数の別個のゾーン内に配置された試料調製用の１つ又は複数の試薬と、任意選択的に、試料流路のセンサ構成要素より前の別個のゾーン内に配置され、１つ又は複数の試料調製試薬と異なるローブとを含む装置を提供する。
【０１５７】
別の実施形態では、本発明は、試料調製と目標検体の分析のための装置を提供し、この装置は、試料流路と、試料流路の１つ又は複数の別個のゾーン内に配置された試料調製用の１つ又は複数の試薬と、試料調製試薬の少なくとも１つの下流の試料流路内に配置されるプローブを含むゾーンと、比色センサ構成要素を含むゾーンと、を有し、比色センサが、ジアセチレン含有重合体と受容体と含む重合組成物を有し、受容体が、重合組成物に組み込まれて、１つ又は複数のプローブ及び／又は検体と結合した際に色変化を提供するトランスデューサを構成する。
【０１５８】
図１２は、装置の本体３８６内の第１流路部分３８２（第１流路部分を画定する）と第２流路部分３８４（第２流路部分を画定する）の間の流路内にセンサ構成要素１００を含む検出装置３８０の別の実施形態を概略的に示す。図示された実施形態では、センサ構成要素１００は、流体透過膜３９０上にセンサ層又は部分の１３０を含む。膜３９０とセンサ層又は部分１３０は、流路内に配置され、第１流路部分３８２及び第２流路部分３８４を分離する。例示される実施形態では、試料は入口３９２で第１流れ通路部分３８２の中に導入され（模式的に例示される）、第１流れ通路部分３８２から流体透過膜３９０を通過して第２流れ通路部分３８４へ流れる。試料の流れは、出口３９４で第２流れ通路部分３８４から排出される。前述のように、センサ層又は部分１３０は、試料が、センサ層又は部分１３０を過ぎて流体透過膜３９０内を流れるときに検体又はプローブと結合するように構成された受容体を含む。結合すると、センサ構成要素１００は、前述のように、検体及び／又はプローブの存在を検出する検出可能な変化を受ける。
【０１５９】
流体透過膜３９０は、小さな穴サイズ（例えば、２００マイクロメートル（μｍ））を有する多孔質膜でよい。例示的な流体透過膜は、ポリエーテルスルホン（Ｐａｌｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ａｎｎ  Ａｒｂｏｒ  ＭＩから商標ＳＵＰＯＲで入手可能。０．２，０．４５μｍ）、ポリスルホン（Ｐａｌｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ａｎｎ  Ａｒｂｏｒ  ＭＩによるＩ．Ｃ．Ｅ．又はＴｕｆｆｒｙｎ。０．４μｍ）、セルロース・エステル（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ  ＭＡによるＭＦ  Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ。０．４μｍ）、ポリカーボネート（Ｇ．Ｅ．Ｏｓｍｏｎｉｃｓ，Ｍｉｎｎｅｔｏｎｋａ，ＭＮからＧ．Ｅ．Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ  Ｍｅｍｂｒａｎｅｓ。０．２μｍ，０．４μｍ）、又は所望の貫流特徴とセンサ互換性を有する他の材料で構成することができる。一実施形態では、センサ層又は部分１３０は、流体透過膜３９０の孔内に拡散されたリポソームを含む。図示した実施形態では、リポソームの被覆重量は、比較的低い（例えば、約１２μＬ／ｃｍ２）。
【０１６０】
図１３は、流路の第１流路部分４０６と第２流路部分４０８を分離するセンサ層又は部分１３０を有する流体透過膜４０２を含む検出装置４００の別の実施形態を示す。例示されている実施形態では、流体透過膜４０２は、装置４００の本体並びに装置４００の第１流れ通路部分４０６及び第２流れ通路部分４０８を形成する、管４１０の中に配置される。例示される実施形態では、流体透過膜４０２は、第１流れ通路部分４０６と第２流れ通路部分４０８との間の流路の中に配置される支持体４１４上の管４１０の中に支持される。
【０１６１】
例示される実施形態に示されるように、支持体４１４は、管４１０の先細状部分に近接する複数のフィルタ層４１６を包含する。しかしながら、本出願は、図示されるような複数のフィルタ層４１６を包含する特定の支持体４１４に限定されない。流体透過膜４０２は、支持体４１４に近接する。図１３〜１４に連携して示されるように、流体透過膜４０２の表裏をなす表面は、接着層４２０、４２２を包含する。接着層４２２は、流体透過膜４０２を支持体４１４に連結する。図示されたように、接着層４２０、４２２は、第１及び第２流路部分４０６、４０８の間にセンサ通路４２４を協力的に構成する間隙又は空所を有する。センサ通路４２４は、特定の流れ領域を画定し、またセンサ通路４２４内の流体透過膜４０２上に形成された第２センサ層又は部分１３０に試料を集中させるように、第１及び第２流路部分４０６、４０８より狭い。
【０１６２】
したがって、製造では、流体透過膜４０２と接着層４２０、４２２の内側領域に付着されたセンサ層又は部分１３０は、流体透過膜４０２の外周に位置決めされて、センサ通路４２４が構成される。示された実施形態では、センサ層又は部分は、流体透過膜４０２の片側に付着され、接着層又は部分４２０、４２２は、流体透過膜４０２の両側に配置される。しかしながら、本出願は示される特定の実施形態に限定されない。図示されたように、真空源４３０によって、流路に沿って検出装置４００を通り、センサ通路４２４を通る流れが生成される。しかしながら、本出願は流体の流れを誘導する真空源４３０に限定されるものではなく、前述したように、他の技術を使用することができる。
【０１６３】
図１５〜図１６は、センサ層又は部分１３０と流体透過膜４６０を有する検出装置４５０（密封された垂直ウェル装置）であって、装置の本体が複層構造で構成された一実施形態を示す。図示されるように、複層構造体は、表面すなわち第１外側層４５４、裏面すなわち第２外側層４５６、及び１つ以上の中間層を包含する。示された実施形態では、センサ構成要素１００は、中間層４５８を貫通する開口４５７の近くに支持される。センサ層又は部分１３０は、膜４６０上に配置され、開口４５７の近くで中間層４５８に結合される。複層構造はまた、表面層４５４と中間層４５８との間に配置されるスペーサ層４６２を包含する。スペーサ層４６２はパターニングされて、入口４６４（図１６に示される）及び第１流路部分を形成する。吸収層４６６は、開口４５７の近くで中間層４５８と裏打層４５６の間に配置されて、開口４５７内で流体透過膜４６０を貫通して形成されたセンサ通路を横切る流体の流れを生成する。この実施形態では、層４５４、４６２、及び４５８は、封入されている垂直ウェル（すなわち、リザーバ又はチャンバ）４６３を形成し、層４５４及び４５８はウェル４６３の壁及び入口４６４の壁を形成する。
【０１６４】
記載されるように、第１流路部分は表面層４５４と中間層４５８との間の複層構造体の長さに沿って配向される通過域の形状を呈して、第１方向に流れを供給する。本装置はまた、第１流路部分を交差して形成される第２流路部分を含み、流体透過膜４６０を通過する第１方向をほぼ交差する第２方向に流れを供給する。示された実施形態では、面層４５４は、透明又は透視性フィルムから形成することができ、それにより、センサ構成要素１００は、検体がセンサ構成要素１００と反応したときに検出可能な変化を識別できるように可視である。あるいは、面層４５４の一部分は、センサ構成要素１００が見えるように透明又は透視性でよい。
【０１６５】
例示される実施形態では、流体の流れは、吸収層４６６により流体透過膜４６０を通過して誘導される。層４６６はパターン化されて、流体透過膜４６０の下流にある吸収性領域を形成し、交差流路又は通過域を形成することができる。図１５〜１６は分離している裏面すなわち外側層４５６を例示するが、代替的な実施形態では、吸収層４６６は本装置の裏面層を形成することができ、本出願は図示される特定の層に限定されない。
【０１６６】
図１５〜１６の実施形態の使用の間、流体試料は入口４６４を通通して、封入されている垂直ウェル４６３に入り、流体はそこに蓄積する。必要に応じて、試料調製試薬（例えば、点４６５によって示された）は、検出前の処理を可能にする流体経路内の任意の場所（即ち、センサ構成要素１００の上流の流体流路）に配置されてもよい。１つのウェル（又は、リザーバ）４６３だけが示されているが、この実施形態は、流体「蓄積」を可能にする幾つかの異なる「リザーバ」を含むことができる。これにより、例えば、リザーバ内でプローブ又は試料調製試薬を順次又は同時に混合することによって、試料調製（即ち、処理）を促進することができる。
【０１６７】
示された実施形態のそれぞれにおいて、試験試料をセンサ構成要素１００にさらす時間又は期間は、センサ構成要素１００を横切る試験試料の流量に基づいて制限される。流体は、センサ構成要素１００を過ぎて流れた後で、センサ層又はセンサ部分にさらされなくなり、それにより、試験試料のセンサ構成要素１００への露出が制限されて、試験の結末により大きく変動しない比較的安定した試験結果が提供される。
【０１６８】
図１５〜図６の装置は、以下の材料を使用して構成することができる。即ち、層４５６は、ビニル・テープ（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ  ＭＮから入手可能なＳＣＯＴＣＨ  Ｓｕｐｅｒ  ３３  Ｐｌｕｓ  Ｖｉｎｙｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｔａｐｅ）でよく、層４６６は、ガラス繊維ウィッキング材料（Ｓｔｅｒｌｉｔｅｃｈ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｋｅｎｔ  ＷＡから入手可能なＳｔｅｒｌｉｔｅｃｈ  ＧＢ  １４０  Ｇｌａｓｓ  Ｆｉｂｅｒ）、層４６０は、４５０ｎｍ多孔度ポリエーテルスルホン（Ｐａｌｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ａｎｎ  Ａｒｂｏｒ  ＭＩから入手可能なＰａｌｌ  ＳＵＰＯＲ  ４５０  Ｍｅｍｂｒａｎｅ）でよく、層４５８は、片側に感圧接着剤を有する０．８ｍｍ厚ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）裏材料（Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ  Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ  Ｎｅｔｗｏｒｋ，Ｉｒｖｉｎｅ  ＣＡから入手可能なＤｉａｇｎｏｓｔｉｃ  Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｍｉｂａ−０１０）でよく、層４６２は、両側に感圧接着剤を有する１．６ｍｍ厚３Ｍポリエチレン・ブロン・フォーム（３Ｍ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ，３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ  ＭＮから入手可能）であり、層４５４は、３Ｍポリエステル汎用透明フィルム（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ  ＭＮから入手可能）でよい。検出装置を構成するために、フィルム層のそれぞれは、回転ダイを使用して適した形状及びサイズにダイカットすることができる。組み立ては、貫流フィルタ膜４６０を開口部４５７を覆って中間層４５８の接着剤側の上に置くことにより開始する。次に、吸収層４６６を、フィルタ膜を覆って置くことができ、開口部４５７を覆って中間層４５８の接着剤側の上に配置することができる。この最初の積層体は、吸収層４６６を下にして裏面層４５６の接着剤側上に配置することができ、裏面層４５６が吸収層４６６の周りで中間層４５８に接着することを確実にするように端部に圧力を加えて封止めを形成する。次に、スペーサ層４６２の一方からのライナーを取り除くことができ、スペーサ層４６２の接着剤側は中間層４５８の非接着剤側上に積層される。最後に、スペーサ層４６２のもう一方からのライナーを取り除くことができ、外側層４５４はスペーサ層４６２上の接着層に積層される。針を使用して、試料チャンバの頂部に配置される２つの通気孔を作ることができる。
【０１６９】
本発明の装置のうちのいずれかのセンサ構成要素は、一般的に、使用前に装置内で被覆されるか、付着されるか、他の方法で形成される。次に、任意選択のプローブを含む試験試料が、センサ構成要素と相互作用するように装置に導入されてもよい。本明細書では、装置についてセンサ構成要素が使用前に組み込まれるかのように述べたが、そのような装置内のセンサ構成要素は現場で形成されてもよいことを当業者は理解するであろう。即ち、本明細書で述べた装置のセンサ構成要素は、１つ又は複数の目標検体及び／又はプローブが存在している間に、（試料分析中に）流体透過膜内又は流体透過膜上に付着されてもよい。
【０１７０】
図１３〜図１６の装置は、間接検定と直接検定の両方に同じように使用することができる。間接検定の一実施形態では、例えば、目標検体を含む試料は、一般的に、試薬プローブと最初に混合される。この段階を完了した後、溶液中のセンサ構成要素をプローブ／検体混合に追加してもよい。この時点で、目標検体に結合されていないプローブは、溶液中のセンサ構成要素の可視の色変化を引き起こす。色変化の程度は、最初に試料中に存在する検体の量に反比例する。次に、最終的な溶液混合物は、図１３〜図１６に示した装置のうちのどれに導入されてもよく、センサ構成要素を流体透過膜（例えば、図１３の膜４０２か図１６の膜４６０）に収集させ濃縮して、処理中に（即ち、現場で）センサ層１３０を形成することができ、ユーザは、検定の結果を見ることができる。
【０１７１】
あるいは、センサ構成要素は、図１３〜図１６の装置に、流体透過膜（例えば、図１３の膜４０２か図１６の膜４６０）上に被覆センサ層１３０として組み込まれてもよい。この態様において、間接検定では、目標検体を含む試料は、一般的に、最初に試薬プローブと混合される。混合した後、プローブ検体混合体は、図１３〜図１６に示した装置のうちのどれかに導入され、センサ層１３０と流体透過膜（例えば、図１３の膜４０２か図１６の膜４６０）を介して所定の流量で流される。試料溶液がセンサ層を通過するとき、目標検体に結合されないプローブは、センサ層１３０の可視の色変化を引き起こすことができる。この場合、色変化の範囲は、一般的に、最初に試料中に存在する検体の量に反比例する。
【０１７２】
直接検定では、センサ構成要素は受容体を含み、その結果、検体がセンサ構成要素と接触したときにこの受容体と結合して可視の色変化を引き起こす。一実施形態では、センサ構成要素は、溶液中にあってもよく、検体含有試料に加えられてもよい。次に、この溶液混合物は、図１３〜図１６の装置のうちのどれに導入されてもよく、この場合、センサ構成要素を収集させ濃縮して、流体透過膜（例えば、図１３の膜４０２か図１６の膜４６０）上のセンサ層１３０（検出プロセスの間）を形成することができ、ユーザは検定結果を見ることができる。色変化の程度は、一般的に、最初に試料中に存在する検体の量に正比例する。
【０１７３】
あるいは、センサ構成要素は、図１３〜図１６の装置に、流体透過膜（例えば、図１３の膜４０２か図１６の膜４６０）上の被覆センサ層１３０として組み込まれてもよい。この態様において、直接検定で使用する場合、検体を含む試料は、単純に、図１３〜図１６の装置のいずれかに導入され、流体が、センサ層１３０と流体透過膜（例えば、図１３の膜４０２か図１６の膜４６０）を介して所定の流量で流される。試料溶液がセンサ層を通過するので、検体は、センサ構成要素に組み込まれた受容体と結合することができ、センサ層１３０の可視の色変化が生じる。色変化の程度は試料中に元々存在する検体の量に正比例する。
【０１７４】
以上本明細書の例示的な実施形態の考察は、主に、試料流路にある装置内に配置されるセンサ（即ち、センサ構成要素）を対象としているが、検出で使用される他の試薬（例えば、プローブ）及び／又は試料調製（例えば、溶解剤）で使用される試薬が、試料流路にある装置内に配置されてもよい。試薬は、このような装置内で様々な周知の機構により分離され得る。例えば、流路の一部分が、１つの試薬（例えば、試料調製試薬）を含むことができ、また試料と接触したときに溶ける材料（例えば、ヒドロゲルなど）で作成された弁によって、別の試薬（例えば、プローブ）を含む流路の別の部分から分離されてもよい。他の分離機構には、例えば、様々な多孔度又は流体流量の膜／材料がある。
【０１７５】
本明細書に記載される実施形態は、本質的に例示的なものである。他の物理的構造を有する装置が、本発明の方法を実行するのに使用できることは当業者により理解されよう。更に、本明細書に記載される具体的な装置は、具体的に記載されるもの以外の様々な方法（当業者により理解されよう）において使用することができる。
【０１７６】
本明細書に記載されるすべての特許、特許出願、刊行物、並びに核酸及びタンパク質データベースエントリ（例えば、ＧｅｎＢａｎｋ受入番号を含む）のすべての開示は、個々に組み込まれるように、参照することによって本願に組み込まれる。本発明の範囲及び意図から逸脱することなく、本発明の様々な変更及び変化が当業者には明らかであろうし、本明細書に記載の説明的実施例に本発明が不当に制限されないことは理解されるべきである。
【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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【図７】
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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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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