(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アッセイのための試験素子であって、
筐体を有するカートリッジであって、前記筐体が、
液体試料を直接的に又は間接的に適用するための試料添加開口部、
前記試料添加開口部に適用される前記液体試料に液状流体が添加されることを可能にする洗浄ポート開口部、及び
前記試料添加開口部に適用される前記液体試料とは別の液体流を収容することができるプライミングパッドであって、前記液体流が、前記液体試料の分析結果に影響しない、プライミングパッド、を備える、カートリッジと、
前記試料添加開口部および前記洗浄ポート開口部と流体連通し、分析試薬を収容する、前記カートリッジ内に位置付けられるアッセイデバイスと、を備える、試験素子。
【請求項２】
前記アッセイデバイスが、側方流アッセイデバイスである、請求項１に記載の試験素子。
【請求項３】
前記プライミングパッドが、液状流体を吸収することができる吸水性に優れた材料を含む、請求項１に記載の試験素子。
【請求項４】
前記洗浄ポート開口部が、毛管流を支持することができる材料を含む、請求項１に記載の試験素子。
【請求項５】
前記毛管流を支持することができる材料上に乾燥試薬を更に含む、請求項４に記載の試験素子。
【請求項６】
前記毛管流を支持することができる材料が、吸水性に優れた材料である、請求項４に記載の試験素子。
【請求項７】
前記洗浄ポート開口部が、２つ又は３つ以上の洗浄ポート開口部を含む、請求項１に記載の試験素子。
【請求項８】
前記側方流アッセイデバイスが、
液体試料添加域と、
試薬材料を収容する、前記液体試料添加域の下流にあり、それと流体連通する試薬域と、
捕捉素子を結合させた、前記試薬域と流体連通する検出域と、
前記検出域から流動する前記液体試料を受容する容積を有する、前記検出域と流体連通するウィッキング域と、
を備え、前記液体試料添加域、前記試薬域、前記検出域、及び前記ウィッキング域が、流体流路を画定し、
前記液体試料添加域の下流かつ前記検出域の上流で、前記流体流路に沿っていて、それと流体連通する試薬添加域を更に備える、請求項２に記載の試験素子。
【請求項９】
前記流体流路の少なくとも一部が、基材表面と、前記基材表面から実質的に垂直に延びる突出部と、を有し、前記突出部が、前記基材表面に対して平行な毛管流を生成することができる、前記突出部間の空間を画定する、高さ、断面、及び相互間の距離を有する、請求項８に記載の試験素子。
【請求項１０】
前記流体流路の少なくとも一部が、基材表面と、前記基材表面に対して平行な毛管流を生成することができる多孔性媒体とを有する、請求項８に記載の試験素子。
【請求項１１】
診断アッセイのための洗浄システムであって、
請求項１に記載の試験素子と、
前記液状流体を前記洗浄ポート開口部の上に分注するための分注プローブと、を備える、洗浄システム。
【請求項１２】
前記液状流体が、水及び洗浄液からなる群から選択される、請求項１１に記載の洗浄システム。
【請求項１３】
前記分注プローブが、インクジェットプリントヘッドである、請求項１１に記載の洗浄システム。
【請求項１４】
ポイントオブケアシステムであって、
試験素子であって、
筐体を有するカートリッジであって、前記筐体が、
液体試料を直接的に又は間接的に適用するための試料添加開口部、
前記試料添加開口部に適用される前記液体試料に液状流体が添加されることを可能にする洗浄ポート開口部、及び
前記試料添加開口部に適用される前記液体試料とは別の液体流を収容することができるプライミングパッドであって、前記液体流が、前記液体試料の分析結果に影響しない、プライミングパッド、を備える、カートリッジと、
前記試料添加開口部および前記洗浄ポート開口部と流体連通し、分析試薬を収容するアッセイデバイスを有する、前記カートリッジ内に位置付けられる試料操作部分と、を備える、試験素子と、
測定システムであって、
前記試験素子が挿入されるポートを有する筐体と、
光エネルギー源と、
前記分析試薬からの検出可能なシグナルを検出するように構成された光エネルギー検出器と、を備える、測定システムと、
前記液状流体を前記洗浄ポート開口部の上に分注するための洗浄プローブと、
液状流体の供給源と、を備える、ポイントオブケアシステム。
【請求項１５】
前記液状流体が、水及び洗浄液からなる群から選択される、請求項１４に記載のポイントオブケアシステム。
【請求項１６】
前記洗浄プローブが、インクジェットプリントヘッドである、請求項１４に記載のポイントオブケアシステム。
【請求項１７】
洗浄液をアッセイに添加するための方法であって、
アッセイのための試験素子を提供することであって、
筐体を有するカートリッジであって、前記筐体が、
液体試料を直接的に又は間接的に適用するための試料添加開口部、
前記試料添加開口部に適用される前記液体試料に液状流体が添加されることを可能にする洗浄ポート開口部、及び
前記試料添加開口部に適用される前記液体試料とは別の液体流を収容することができるプライミングパッドであって、前記液体流が、前記液体試料の分析結果に影響しない、プライミングパッド、を備える、カートリッジと、
前記試料添加開口部および前記洗浄ポート開口部と流体連通し、分析試薬を収容する、前記カートリッジ内に位置付けられるアッセイデバイスと、
を備える前記試験素子を、提供することと、
洗浄プローブを提供することと、
液状流体の供給源を提供することと、
前記洗浄プローブを前記プライミングパッド上に位置付けることと、
ある量の前記液状流体を前記プライミングパッドの上に分注することと、
前記洗浄プローブを前記洗浄ポート開口部上に位置付けることと、
選択量の前記液状流体を前記洗浄ポート開口部の中に分注することと、を含む、方法。
【請求項１８】
対象となる１つ又は２つ以上の検体を検出するために液体試料に対してアッセイを行う方法であって、
アッセイのための試験素子を提供することであって、前記試験素子が、
筐体を有するカートリッジであって、前記筐体が、
前記液体試料を直接的に又は間接的に適用するための試料添加開口部、
前記試料添加開口部に適用される前記液体試料に液状流体が添加されることを可能にする洗浄ポート開口部、及び
前記試料添加開口部に適用される前記液体試料とは別の液体流を収容することができるプライミングパッドであって、前記液体流が、前記液体試料の分析結果に影響しない、プライミングパッド、を備える、カートリッジと、
前記試料添加開口部および前記洗浄ポート開口部と流体連通し、側方流アッセイデバイスを有する、前記カートリッジ内に位置付けられる試料操作部分であって、前記側方流アッセイデバイスが、
液体試料域、
試薬材料を収容する、前記液体試料域の下流にあり、それと流体連通する試薬域、
前記試薬域と流体連通する検出域、及び
前記検出域から流動する前記液体試料を受容する容積を有する、前記検出域と流体連通するウィッキング域、を備え、前記液体試料域、前記試薬域、前記検出域、及び前記ウィッキング域が、流体流路を画定し、前記流体流路の少なくとも一部が、基材を有する、試料操作部分と、を備える、アッセイのための試験素子を提供することと、
対象となる前記検体を含有する前記液体試料を、前記液体試料域の上に堆積させることと、
前記液体試料を、それが前記試薬材料を溶解する前記試薬域の中に、毛管作用によって移動させることと、
前記液体試料を、溶解した試薬プリュームを有する前記試薬域から離れ、前記検出域の中に、毛管作用によって流動させることであって、前記検体が、前記検体の存在又は濃度を決定するために、生成されるシグナルを読み取ることによって検出される、流動させることと、
前記液体試料及び任意の他の未結合材料を、前記ウィッキング域の中に流動させることと、を含み、前記方法が、
洗浄プローブを提供することと、
液状流体の供給源を提供することと、
前記洗浄プローブを前記プライミングパッド上に位置付けることと、
ある量の前記液状流体を前記プライミングパッドの上に分注することと、
前記洗浄プローブを前記洗浄ポート開口部上に位置付けることと、
選択量の前記液状流体を前記洗浄ポート開口部の中に分注することと、を更に含む、方法。
【請求項１９】
前記流体流路の少なくとも一部が、前記基材から実質的に垂直に延びる突出部を含み、前記突出部が、前記基材の表面に対して平行な毛管流を生成することができる、前記突出部間の空間を画定する、高さ、断面、及び相互間の距離を有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記流体流路の少なくとも一部が、基材表面と、前記基材表面に対して平行な毛管流を生成することができる多孔性媒体と、を有する、請求項１８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）
本特許出願は、２０１３年１２月６日出願の米国仮出願第６１／９１２，６７３号に対する優先権を主張し、その開示は参照によりその全体が組み込まれる。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、診断アッセイの分野に関し、具体的には、検出される検体が生体試料又は非生体試料中に存在する、側方流アッセイに関する。本発明は、更に診断アッセイのための洗浄システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
診断アッセイは、広く普及しており、多くの疾患の診断、治療、及び管理のために重要である。血液、血清、血漿、尿、唾液、組織検体、便、痰、皮膚又は咽頭スワブ、及び組織試料又は処理した組織試料などの臨床試料中の様々な検体の検出を簡素化するために、異なる種類の診断アッセイが長年にわたって開発されてきた。これらのアッセイは、使用が容易であり、製造が安価でありながら、迅速かつ信頼できる結果をもたらすことがしばしば期待される。当然のことながら、１つの同じアッセイにおいてこれらの要件全てを満たすことは困難である。実際に、多くのアッセイは、それらの速度によって制限される。別の重要なパラメータは、感度である。アッセイ技術における最近の開発により、微量の検体の検出並びに可能な限り早期の試料中の疾患指標の検出を可能にする、ますます感度の高い試験がもたらされている。
【０００４】
一般的な型の使い捨て可能なアッセイデバイスは、液体試料を受容するための域又は領域、試薬域としても知られる共役体域、及び検出域としても知られる反応域を含む。これらのアッセイデバイスは、一般的に側方流試験ストリップとして知られている。それらは、多孔性材料、例えば、ニトロセルロースを用いて、毛管流を支持することができる流体流の経路を画定する。例としては、米国特許第５，５５９，０４１号、同第５，７１４，３８９号、同第５，１２０，６４３号、及び同第６，２２８，６６０号（これらの全ては参照によりそれら全体が本明細書に組み込まれる）に示されるものが挙げられる。
【０００５】
試料添加域は、しばしば、試料を吸収することができ、かつ血液細胞の分離が所望されるとき、赤血球を捕捉するために有効でもある、より高い多孔性の材料からなる。かかる材料の例は、紙、フリース、ゲル、又は組織などの繊維性材料であり、例えば、セルロース、ウール、ガラス繊維、アスベスト、合成繊維、ポリマー、又はそれらの混合物が含まれる。
【０００６】
別の型のアッセイデバイスは、毛管流を誘導する突出部を有する、非多孔性アッセイである。かかるアッセイデバイスの例としては、ＰＣＴ国際公開第２００３／１０３８３５号、同第２００５／０８９０８２号、同第２００５／１１８１３９号、及び同第２００６／１３７７８５号（これらの全ては参照によりそれら全体が本明細書に組み込まれる）に開示される、開放側方流デバイスが挙げられる。
【０００７】
上記公開に記載されるアッセイデバイスは、典型的に、少なくとも１つの試料添加域、試薬域、少なくとも１つの検出域、及び少なくとも１つのウィッキング域を含む。これらの域は、流路を形成し、それによって試料が試料添加域からウィッキング域に流動する。また、検出域には、検体に結合することができ、随意にデバイス上に（例えば、コーティングによって）堆積される、抗体などの捕捉素子と、検体の濃度の決定を可能にする反応に関与することもでき、試薬域内でデバイス上に堆積される、標識共役体材料とが含まれ、この標識共役体材料は、検出域内の検出のための標識を担持する。共役体材料は、試料が試薬域を通って流動するにつれて溶解し、溶解した標識共役体材料と、下流の検出域へと流動する試料との共役体プリュームを形成する。共役体プリュームが検出域の中に流動するにつれて、共役体材料は、捕捉素子によって、例えば、共役体材料と検体の複合体を介して（「サンドイッチ」アッセイのように）、又は直接（「競合」アッセイのように）捕捉される。未結合の溶解共役体材料は、検出域を越えて少なくとも１つのウィッキング域に流れ込む。
【０００８】
米国特許公開第２００６０２８９７８７Ａ１号及び同第２００７０２３１８８３Ａ１号、並びに米国特許第７，４１６，７００号及び同第６，１３９，８００号（これらの全ては参照によりそれら全体が本明細書に組み込まれる）に開示されるものなどの器具又は読取り器は、検出域内の結合された共役体材料を検出することができる。一般的な標識としては、蛍光染料を励起し、蛍光染料を検出することができる検出器を組み込む器具によって検出され得る、蛍光染料が挙げられる。
【０００９】
かかる典型的なアッセイデバイスの試料サイズは、一般に約２００μＬである。かかる試料サイズは、瀉血専門医などの医療専門家からの静脈血採取を必要とする。いわゆる「指先穿刺」採血から入手可能な血液の量、約２５μＬ以下に対応するように、はるかに小さい試料サイズで機能することができる側方流デバイスの必要性がますます高まっている。かかる少量の試料は、ランセットで指先を穿刺した後の一滴の血液の量である。在宅血糖測定器は、典型的に、かかる様式で得られた一滴の血液を使用して血糖値を提供する。かかる小さい試料サイズは、採血するために医療専門家を必要とせず、分析のための試料を提供する患者に対してより優れた快適さを提供する。
【００１０】
いくつかのアッセイ、特にイムノアッセイの場合、検出域が蛍光光度計などの器具によって読み取られる前に、未結合のシグナル生成試薬が結合シグナル生成試薬から除去されることが重要である。上に記載されるものなどの側方流アッセイでは、流動する試料自体がしばしば洗浄液として使用され、検出域からの結合シグナル生成試薬から未結合のものを除去する。しかしながら、より少量の試料を使用するように設計されるそれらのシステムでは、共役体溶解後に試料を洗浄液として使用することは選択肢にならなくなる。それらの低減された量のシステムでは、洗浄試薬を用いることが望ましくなる。未結合の反応物を反応域から完全に除去するための洗浄液の添加は、かかる低試料量側方流アッセイにおいて所望される特徴である。必要な感度又は特異性を達成するために、非特異的シグナルを提供し得る試料自体に関連する未結合材料を除去することも必要であり得る。洗浄液は、典型的に、単回使用、１日、又は長くて３ヶ月であり得る有用寿命期間にわたって作動する計量システムを使用して分注される。利用率に応じて、長期間の非稼働時間が、プローブの蒸発及び乾燥、プローブ上及び周囲表面上の固形材料の蓄積によって引き起こされる、洗浄システムの問題を生じさせる可能性がある。これらの問題は、下でより詳細に記載される。
【００１１】
イムノアッセイ洗浄システムは、典型的に、１）洗浄試薬の長期保管のための液体貯留器、２）コンピュータ制御下の洗浄試薬の吸引及び分注のための機械ポンプ、並びに３）洗浄試薬分注のための精密な物理的位置付けを可能にする分注プローブで構成される。洗浄試薬組成物は、塩、タンパク質、界面活性剤、置換剤、及び他の固形物を含有してもよい（典型的な製剤には、リン酸緩衝生理食塩水、ＢＳＡ、ＴＸ−１００、及びＰｒｏＣｌｉｎ  ９５０が含まれ得る）。この組成物は、たまの利用により、分注プローブの再湿潤ト及びパージの機会がほとんどない、長期搭載保管において問題となり得、３ヶ月間の洗浄試薬の保管が所望されるポイントオブケアデバイスの場合に該当し得る。これらの洗浄システムは、分注プローブの先端を乾燥させ得る流体蒸発を生じやすく、蒸発後の洗浄固形物の残渣蓄積によって引き起こされる計量プローブオリフィスの先端の塞栓につながる。洗浄溶液は、プローブ時に濃縮されて、洗浄間で著しい濃度勾配を提供する場合がある。別の問題は、全てのアッセイを行う必要がある共通の洗剤が典型的に製剤化されることであり、個別のアッセイに最適でない場合がある。シグナル出力を強化する、又は洗浄域の下流での他の免疫反応を創出するために、洗浄試薬以外の試薬を使用する機会も存在する。更に別の問題は、洗浄液製剤が長期間にわたって安定しないこと、及び洗浄液成分の一部をその他から分離する必要があることである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上述の問題のうちの１つ又は２つ以上を軽減する、アッセイデバイスを対象とする。
【００１３】
本発明の一態様は、アッセイのための試験素子を対象とする。試験素子は、液状流体を収容することができるプライミングパッドと、筐体内に開口部を有する洗浄ポートと、試料を直接的に又は間接的に適用するための開口部とを含む筐体を有するカートリッジを含む。試験素子は、分析試薬を収容する洗浄ポートと流体連通する、カートリッジ内に位置付けられるアッセイデバイスを更に含む。好ましい実施形態では、アッセイデバイスは、側方流アッセイデバイスである。
【００１４】
本発明の別の態様は、ポイントオブケアシステムを対象とする。このポイントオブケアシステムは、液状流体を収容することができるプライミングパッド、筐体内に開口部を有する洗浄ポート、及び試料を直接的に又は間接的に適用するための開口部を含む筐体を有するカートリッジと、洗浄ポートと流体連通し、分析試薬を収容するアッセイデバイスを有する、カートリッジ内に位置付けられる試料操作部分とを含む。ポイントオブケアシステムは、試験素子が挿入されるポートを有する筐体、光エネルギー源、及び分析試薬からの検出可能なシグナルを検出するように構成される光エネルギー検出器を有する測定システムと、液状流体を洗浄ポートの上に分注するための洗浄プローブと、液状流体の供給源とを更に含む。
【００１５】
本発明の更に別の態様は、洗浄液をアッセイに添加するための方法を対象とする。この方法は、液状流体を収容することができるプライミングパッド、筐体内に開口部を有する洗浄ポート、及び試料を直接的に又は間接的に適用するための開口部を含む筐体を有するカートリッジと、分析試薬を収容する洗浄ポートと流体連通するカートリッジ内に位置付けられるアッセイデバイスとを含む、アッセイのための試験素子を提供することと、洗浄プローブを提供することと、液状流体の供給源を提供することと、洗浄プローブをプライミングパッド上に位置付けることと、ある量の液状流体をプライミングパッドの上に分注することと、洗浄プローブを洗浄ポート上に位置付けることと、選択量の液状流体を洗浄ポートの中に分注することとを含む。
【００１６】
本発明の更に別の態様は、対象となる１つ又は２つ以上の検体を検出するために液体試料に対してアッセイを行う方法を対象とする。この方法は、アッセイのための試験素子を提供することを含む。試験素子は、水を収容することができるプライミングパッド、毛管流を支持することができる材料を有する洗浄ポート、及び試料を直接的に又は間接的に適用するための開口部を含む筐体を有するカートリッジと、洗浄ポートと流体連通し、液体試料域、試薬材料を収容する、試料添加域の下流にあり、それと流体連通する試薬域、試薬域と流体連通する検出域、及び検出域から流動する液体試料を受容する容積を有する検出域と流体連通するウィッキング域を含む側方流アッセイデバイスを有するカートリッジ内に位置付けられる試料操作部分とを含み、試料受容域、試薬域、検出域、及びウィッキング域が、流体流路を画定し、流体流路の少なくとも一部が基板を有する。この方法は、対象となる検体を含有する液体試料を、試料域の上に堆積させることと、試料を、それが試薬材料を溶解する試薬域の中に、毛管作用によって移動させることと、試料を、溶解した試薬プリュームを有する試薬域から離れて検出域の中に、毛管作用によって流動させることであって、検体が、検体の存在又は濃度を決定するために、生成されるシグナルを読み出すことによって検出される、流動させることと、試料及び任意の他の未結合材料を、ウィッキング域の中に流動させることとを更に含み、この方法は、洗浄プローブを提供することと、液状流体の供給源を提供することと、洗浄プローブをプライミングパッド上に位置付けることと、ある量の液状流体をプライミングパッドの上に分注することと、洗浄プローブを洗浄ポート上に位置付けることと、選択量の液状流体を前記洗浄ポートの中に分注することとを更に含む。
【００１７】
本発明の更なる目的、特徴、及び利点は、以下の好ましい実施形態の詳細な考慮から当業者には明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の好ましい実施形態による試験素子の上面図を示す。
【図２】本発明の一実施形態による試験素子の切取り図を示す。
【図３】図１の線３−３に沿った断面図を示す。
【図４】図３の図を、本発明の一実施形態による分注プローブと共に示す。
【図５】図３の図を、本発明の一実施形態による分注プローブと共に示す。
【図６】本発明の一実施形態によるインクジェット分注プローブを示す。
【図７】本発明において使用可能なアッセイデバイスの実施形態を示す。
【図８】本発明の一実施形態によるアッセイデバイスの実施形態を示す。
【図９Ａ】本発明において使用できる読取り器の概略図を、本発明の一実施形態によるその測定光学と共に示す。
【図９Ｂ】本発明において使用できる読取り器の概略図を、本発明の一実施形態によるその測定光学と共に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用される場合、単数形の「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈上別途明らかに示されない限り、複数の指示対象を含む。
【００２０】
本説明及び特許請求の範囲全体で数値に関連して使用される「約」という用語は、当業者によく知られており、許容される精度の間隔を示す。この間隔は、好ましくは±１０％である。
【００２１】
本明細書において「試料」という用語は、試料操作デバイスによって作用されることが意図される、ある量の液体、溶液、又は懸濁液を意味する。好ましい実施形態では、試料は、例えば、成分の存在又は非存在、成分の濃度などのその特性のうちのいずれかの定性的又は定量的決定に供される。本発明の文脈における典型的な試料は、血液、血漿、血清、リンパ液、尿、唾液、精液、羊水、胃液、痰、唾液、粘液、涙、便などのヒト又は動物の体液である。他の種類の試料は、ヒト又は動物組織試料に由来し、組織試料は、検査のための特定の組織成分を明らかにするために液体、溶液、又は懸濁液中で処理されている。本発明の実施形態は、全ての体液試料に適用可能であるが、好ましくは全血、尿、又は痰の試料に適用可能である。
【００２２】
他の例では、試料は、食品試験、環境試験、生物学的脅威又は生物学的災害試験などに関連し得る。これは、本発明において使用され得る試料のわずかな例に過ぎない。
【００２３】
非生体試料は、水性又は非水性の、例えば、環境試験からの排水試料、及び化学処理用のアルコールなどの有機溶媒を有する溶液であり得る。本発明の一態様は、血液又は血液系試料などの試料を収集し、それを既知の試料収集デバイスの短所のうちの少なくとも一部を克服する試料操作デバイスに送達するための試料収集デバイスを対象とする。
【００２４】
本発明の一態様は、塞栓なしに長期間にわたって保管を可能にする、固形物が添加されていない純水貯留器を含む液体洗浄系の一部であり得る、試験素子を提供する。試験素子の一部として使用するために再水和される固形物も提供し、消費可能なシェル（すなわち、カートリッジ）内に収容される吸収性領域（すなわち、プライミングパッド）における洗浄システムの単回使用パージ及びプライムを可能にし、試験の完了時に試験素子の除去によって廃棄される。内部清浄は不要である。本発明の別の態様は、プライミングパッドと共に予混合洗浄溶液の貯留器を含む液体洗浄システムの一部であり得る、試験素子を提供する。別の態様では、本発明は、液体洗剤に曝露されたときに溶解し、完全な洗浄液製剤を形成する固形物と複合する液体洗剤を含む、液体洗浄システムを提供する。
【００２５】
図１は、好ましい一実施形態による、筐体１１を有する試験素子１０の上面図を示す。試験素子は、試料添加開口部２０、洗浄ポート３０、及びプライミングパッド４０を含む。アッセイデバイス５０に対する試験素子のこれらの特徴部の位置は、図２の切取り図に示される。アッセイデバイスの追加の特徴部は、下に記載される。
【００２６】
図３は、線３−３に沿った図１の切取り図を示す。この実施形態では、試料添加開口部２０は、試料がアッセイデバイスに直接適用されるのを可能にする。全血の場合、アッセイデバイス４０の前に血漿から赤血球を分離するためにフィルターが提供されてもよい。試料は、同時係属出願第６１／７９０９６１号、発明の名称「ＤＩＳＫ−ＳＨＡＰＥＤ  ＣＡＰＩＬＬＡＲＹ  ＳＡＭＰＬＥ  ＣＯＬＬＥＣＴＩＯＮ  ＤＥＶＩＣＥ」及び同第６１／７９１３３４号、発明の名称「ＲＯＴＡＴＢＬＥ  ＦＬＵＩＤ  ＳＡＭＰＬＥ  ＣＯＬＬＥＣＴＩＯＮ  ＤＥＶＩＣＥ」（いずれも２０１３年３月１５日出願であり、いずれも参照によりそれら全体が本明細書に組み込まれる）に記載される着脱可能な試料収集デバイスなどを通して間接的に適用されてもよい。
【００２７】
プライミングパッド４０は、例えば上記の水又は洗浄液などの液状流体を保持することができる。プライミングパッドは、好ましくは、液状流体を吸収する吸水性に優れた又は吸収性材料、例えば、ニトロセルロース、綿繊維、紙（例えば、Ｗｈａｔｍａｎ（登録商標）３ｍｍ紙、及びＦｉｌｔｒｏｎａ（登録商標）製品）、合成ポリマー材料（例えば、ニトロセルロース、ナイロン）、プラスチック及びプラスチック球（例えば、Ｐｏｒｅｘ（登録商標）プラスチックビーズ、ボールペンを製造する際に使用される材料）、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリビニリデン、酢酸ビニルエチレン、アクリロニトリル、及びポリテトラフルオロエチレンから作製されるものを収容する。他の非限定例としては、ナノ粒子、球体、チューブが挙げられる。
【００２８】
下で更に詳細に記載される液状流体分注プローブをパージするのに十分な量の液体洗剤を保持することができる限り、いずれの吸収性材料が使用されてもよい。
【００２９】
洗浄ポート３０は、例えば分注プローブからの液状流体を適用するためのカートリッジ筐体１１内の開口部である。この洗浄ポートは、単にカートリッジ１１内の開口部であり得るか、又は随意のフィルター材料を収容することができるカラムを形成するために、アッセイデバイスなどのアッセイデバイスに向かう方向に延びる側壁３１を有してもよい。好ましい実施形態では、洗浄ポートは、フィルター材料などの毛管流３２を支持することができる材料を含む。フィルター材料は、様々な洗浄材料、試薬、界面活性剤で含浸されてもよく、フィルター内の流動を強化するために親水性コーティングでコーティングされてもよい。材料の例としては、アミノ酸（例えば、グリシン又はヒスチジン）などの抗溶血薬、クエン酸などの非溶血性、非イオン性界面活性剤、緩衝液などを挙げることができる。洗浄ポートフィルター材料は、インクジェット又は同様のプロセスを使用して上面の所定の位置（すなわち、既に洗浄ポート内）でコーティングされ得る。代替として、フィルターは、試験素子の製造プロセス中にバルクでコーティングされ得、必要に応じて洗浄ポートに挿入され得る。別の実施形態では、洗浄ポートは、単にフィルターを有しないが、形成されたカラム壁の壁上をコーティングする構造であってもよい。カラム壁は、コーティングされた材料を支持するための特徴部を含んでもよい。更に別の実施形態では、コーティング材料の一部又は全部が、アッセイデバイス自体の上にコーティングされてもよい。
【００３０】
所与のアッセイに対して洗浄が不要である場合、又は分注プローブによって分注される液状流体が下でより完全に記載される予め作製された洗浄液である場合、フィルターは挿入されず、洗浄ポートは空のままである。
【００３１】
別の実施形態では、試験素子は、２つ又は３つ以上の洗浄ポートを含んでもよい。例えば、アッセイデバイスの例では、１つの洗浄ポートが試薬域と検出域との間に位置付けられ、未結合の試薬を検出域から除去するのを助けることができる一方、他の洗浄ポートが試料域の前に位置付けられ、試料を試料域からアッセイデバイスの他の部分に押し入れるのを助けることができる。別の実施形態では、他の洗浄ポートが試料域の直後に位置付けられ、所望される場合に試料の流動を停止させることができる。
【００３２】
好ましい実施形態では、洗浄ポートの容積は、所望の全分注量を収容することができるか、又は洗浄システムが、流体をいくらかの時間間隔にわたって別個に適用してもよい。アッセイデバイスの流路の典型的な流速は、およそ１．０μＬ／分である。流路は、この速度で洗浄ポートからの洗浄液の取り込みを制御し、固形物（フィルター上など、洗浄ポート内で乾燥し、保管される）が液体洗剤及び流動チャネル内に溶解するのに十分な時間を可能にする。洗浄液は、重力によって及び洗浄ポートカラム内の流体ヘッドの圧力から流路と接触させられる。
【００３３】
本発明の別の態様により、液状流体を洗浄ポートの上に分注するための分注プローブも提供される。分注プローブ６０の概略は、図４及び図５に示される。試料又は洗浄液などの流体を分注するための分注プローブは、一般に米国特許第６，４８４，５５６号、同第５，１３３，３９２号、同第４，７９４，０８５号、同第５，１４２，８４９号、及び同第５，６６５，６０１号（全て参照によりそれら全体が本明細書に組み込まれる）に記載されるように、当業者には周知である。分注プローブは、貯留室などの液状流体の供給源６１、及び回転ピストンポンプなどのポンプ６２を含む。プローブは、図５に示されるように、ｘ方向及びｙ方向にプローブを移動させるためのプローブ駆動システム６３を含むこともできる。これにより、プローブをプライミングパッド４０から洗浄ポート３０へ、また必要とされる任意の他の位置に移動させることが可能になる。代替として、プローブは固定であり得、試験素子を移動させて、洗浄ポート及びプライミングパッドをプローブの下に位置付けることができる。
【００３４】
上記のように、液状流体の供給源は、水又は予混合洗浄液のいずれであってもよい。予混合試薬の場合、インクジェットプリンタの形態である、特に有用な分注プローブを使用することができる。この実施形態では、行われるアッセイに応じて、異なるアッセイのための異なる洗浄液を収容する別個のインクジェットカートリッジを、一般的なプリントヘッド、すなわち、分注プローブと共に交互に使用することができる。好ましいインクジェット型構成は、図６に示される。図６に示されるように、取り外し可能な貯留室６１を、インクジェットノズル６０と共に使用することができる。
【００３５】
試験素子は、アッセイデバイスも含む。これらのアッセイは、使用が容易であり、製造が安価でありながら、迅速かつ信頼できる結果をもたらすことがしばしば期待される。
【００３６】
診断アッセイの例としては、異なる障害、例えば慢性代謝障害に特異的なマーカー、例えば、血中グルコース、血中ケトン、尿中グルコース（糖尿病）、血中コレステロール（アテローム性動脈硬化、肥満など）、他の特異的疾患、例えば急性疾患のマーカー、例えば、冠動脈梗塞マーカー（例えば、トロポニン−Ｔ、ＮＴ−ＰｒｏＢＮＰ）、甲状腺機能のマーカー（例えば、甲状腺刺激ホルモン（ＴＳＨ）の決定）、ウイルス感染のマーカー（特異的なウイルス抗体の検出のための側方流イムノアッセイの使用）とも呼ばれる検体の決定などが挙げられるが、これらに限定されない。
【００３７】
更に別の重要な分野は、薬物などの治療薬が、かかる薬物を必要とする個体に投与される、コンパニオン診断の分野である。次に適切なアッセイを行って、薬物がその所望の効果を有するかどうかを決定するために適切なマーカーのレベルを決定する。代替として、本発明のアッセイデバイスを、治療薬の投与前に使用して、薬剤がそれを必要とする個体を助けるかどうかを決定することができる。
【００３８】
更に別の重要な分野は、薬物乱用を示す薬物及び薬物代謝物の容易かつ迅速な検出、例えば、尿試料中の特定の薬物及び薬物代謝物（例えば、ＴＨＣ）の決定などのための薬物試験の分野である。
【００３９】
「検体」という用語は、「マーカー」という用語の同義語として使用され、定量的に又は定性的に測定される任意の化学的又は生物学的物質を包含することが意図され、小分子、タンパク質、抗体、ＤＮＡ、ＲＮＡ、核酸、ウイルス成分又は無傷のウイルス、細菌成分又は無傷の細菌、細胞成分又は無傷の細胞、並びにそれらの複合体及び誘導体を挙げることができる。
【００４０】
「反応」という用語は、基質上若しくは基質中の試料の成分と少なくとも１つ若しくは複数の試薬との間で、又は試料中に存在する２つ若しくは３つ以上の成分間で起こる、任意の反応を定義するために使用される。「反応」という用語は、具体的に、検体の定性的又は定量的決定の一部として検体と試薬との間で起こる、反応を画定するために使用される。
【００４１】
「基質」という用語は、試料が添加されて、その上若しくはその中で決定が行われるか、又は検体と試薬との間の反応が起こる担体又はマトリックスを意味する。
【００４２】
一般的な型の使い捨て可能なアッセイデバイスは、液体試料を受容するための域又は領域、試薬域としても知られる共役体域、及び検出域としても知られる反応域を含む。これらのアッセイデバイスは、一般的に側方流試験ストリップとして知られている。それらは、多孔性材料、例えば、ニトロセルロースを用いて、毛管流を支持することができる流体流の経路を画定する。例としては、米国特許第５，５５９，０４１号、同第５，７１４，３８９号、同第５，１２０，６４３号、及び同第６，２２８，６６０号（これらの全ては参照によりそれら全体が本明細書に組み込まれる）に示されるものが挙げられる。
【００４３】
試料添加域は、しばしば、試料を吸収することができ、血液細胞の分離が所望されるとき、赤血球を捕捉するために有効でもある、より高い多孔性の材料からなる。かかる材料の例は、紙、フリース、ゲル、又は組織などの繊維性材料であり、例えば、セルロース、ウール、ガラス繊維、アスベスト、合成繊維、ポリマー、又はそれらの混合物が含まれる。
【００４４】
別の型のアッセイデバイスは、毛管流を誘導する突出部を有する、非多孔性アッセイである。かかるアッセイデバイスの例としては、国際公開第２００３／１０３８３５号、同第２００５／０８９０８２号、同第２００５／１１８１３９号、及び同第２００６／１３７７８５号（これらの全ては参照によりそれら全体が本明細書に組み込まれる）に記載される開放側方流デバイスが挙げられる。
【００４５】
非多孔性アッセイデバイス５０は、図７に示される。アッセイデバイス１は、少なくとも１つの試料添加域２、試薬域３、少なくとも１つの検出域４、及び少なくとも１つのウィッキング域５を有する。これらの域は、流路を形成し、それによって試料が試料添加域からウィッキング域に流動する。検出域４には、検体に結合することができ、随意にデバイス上に（例えば、コーティングによって）堆積される、抗体などの捕捉素子、及び検体の濃度の決定を可能にする反応に関与することもでき、試薬域内でデバイス上に堆積される、標識共役体材料も含まれ、この標識共役体材料は、検出域内の検出のための標識を担持する。共役体材料は、試料が試薬域を通って流動するにつれて溶解し、溶解した標識共役体材料と、下流の検出域へと流動する試料との共役体プリュームを形成する。共役体プリュームが検出域の中に流動するにつれて、共役体材料は、捕捉素子によって、例えば、共役体材料と検体の複合体を介して（「サンドイッチ」アッセイのように）、又は直接（「競合」アッセイのように）捕捉される。未結合の溶解共役体材料は、検出域を越えて少なくとも１つのウィッキング域５に流れ込む。
【００４６】
図８は、別の好ましい側方流アッセイデバイス５０の概略図を示す。アッセイデバイス１００は、少なくとも１つの試料域（試料添加域とも称される）２００、少なくとも１つの試薬域３００、少なくとも１つの検出域４００、及び少なくとも１つのウィッキング域５００を有する。これらの域は、流路を形成し、それによって試料が試料添加域からウィッキング域に流動する。
【００４７】
アッセイデバイスの構成要素及び加工素子の任意の他の部分（すなわち、デバイスの他の部分とは別個の部品かどうかにかかわらず、デバイスの物理的構造）は、コポリマー、ブレンド、積層体、金属化ホイル、金属化フィルム、又は金属から調製され得る。特に好ましい実施形態では、アッセイデバイスは、Ｚｅｏｎｏｒ（登録商標）という商品名で販売されているものなどのシクロオレフィンポリマーから射出成形される。好ましい射出成形技法は、米国特許第６，３７２，５４２号、同第６，７３３，６８２号、同第６，８１１，７３６号、同第６，８８４，３７０号、及び同第６，７３３，６８２号（これらの全ては参照によりそれら全体が本明細書に組み込まれる）に記載されている。
【００４８】
流路としては、開放路又は閉鎖路、溝、及び毛管を挙げることができる。好ましくは、流路は、隣接した突出部の側方流路を含み、毛管流が流路を通って持続されるようなサイズ、形状、及び相互の間隔を有する。一実施形態では、流路は、底面及び側壁を有する基板内のチャネル内にある。この実施形態では、突出部は、チャネルの底面から突出する。側壁は、液体の毛管作用に寄与しても、寄与しなくてもよい。側壁が液体の毛管作用に寄与しない場合、次に最外突出部と側壁との間に間隙が提供され、突出部によって画定される流路内に液体を収容したまま保つことができる。図７は、突出部７を示す。
【００４９】
一実施形態では、流路は少なくとも部分的に開放している。別の実施形態では、流路は全体的に開放している。開放は、毛管距離で蓋又はカバーがないことを意味する。故にカバーは、流路のための物理的保護として存在する場合、流路内の毛管流に寄与しない。開放側方流路は、例えば以下の公開出願、すなわち、国際公開第２００３／１０３８３５号、同第２００５／０８９０８２号、同第２００５／１１８１３９号、同第２００６／１３７７８５号、及び同第２００７／１４９０４２号（これらの全ては参照によりそれら全体が本明細書に組み込まれる）に記載されている。突出部は、域内の血漿、好ましくはヒト血漿などの流体の側方毛管流動が達成されるような高さ（Ｈ）、直径（Ｄ）、及び突出部（ｔ１、ｔ２）間の１つ又は２つ以上の距離を有する。これらの寸法は、米国公開第２００６／０２８５９９６号（参照によりその全体が組み込まれる）に示される。上述の高さ、直径、及び突出部間の１つ又は２つ以上の距離を最適化することに加えて、突出部には、例えば、突出部の表面を修飾することによって、所望の化学的、生物学的、又は物理的機能性が付与され得る。一実施形態では、突出部は、約１５〜約１５０μｍ、好ましくは約３０〜約１００μｍの間隔、約１０〜約１６０μｍ、好ましくは約４０〜約１００μｍの直径、及び互いから約３〜約２００μｍ、好ましくは５〜約５０μｍ、又は１０〜５０μｍの突出間の１つ若しくは２つ以上の間隙を有する。流動チャネルは、約５〜約５００ｍｍ、好ましくは約１０〜約１００ｍｍの長さ、及び約０．３〜約１０ｍｍ、好ましくは約０．３〜約３ｍｍ、好ましくは約０．５〜１．５、好ましくは約０．５〜１．２ｍｍの幅を有してもよい。
【００５０】
大部分の検出は、流体流路の検出域部分で起こるが、検出がデバイスの他の部分で起こることも可能である。例えば、非侵襲性、非反応性試料の完全性測定は、存在する場合、好ましくはフィルター素子の後に試料域と試薬域又は試薬添加域との間で起こり得る。他の測定値は、空白読取り値、ＨｂＡ１ｃの決定などのためにヘモグロビン及び糖化ヘモグロビンの両方を測定することに関する二部反応シーケンスの一部を含んでもよい。
【００５１】
液体試料添加域とも称される液体試料域２００は、試料を直接的に又は間接的に受容する。試料添加域は、試料が、随意のフィルター及び試薬添加域を通って、好ましくは毛管流を通って試薬域に堆積される点から液体試料を輸送することができる。毛管流を誘導する構造は、図７に示されるように、ニトロセルロースなどの多孔性材料を含み得るか、又は好ましくはマイクロピラーなどの突出部を通る。指先穿刺量の血液を使用することができるこれらのデバイスでは、試料を指から直接触れて又は毛管ピペットによって採取することができる。
【００５２】
試料添加域と検出域との間には、試薬域３００が位置する。試薬域は、分析素子に統合される試薬材料を含むことができ、一般に反応において有用な試薬、つまりイムノアッセイのための抗体又は抗原などの結合パートナー、酵素アッセイのための基質、分子診断アッセイのためのプローブであるか、又は統合された試薬を安定させる材料、干渉反応を抑制する材料などの補助材料である。一般に、反応に有用な試薬のうちの１つは、下に論じられる検出可能なシグナルを担持する。場合によって、試薬は、検体と直接又は反応のカスケードを通じて反応し、限定されないが、着色又は蛍光分子などの分光学を使用して検出可能な分子などの検出可能なシグナルを形成することができる。好ましい一実施形態では、試薬域は共役体材料を含む。共役体という用語は、検出素子及び結合パートナーの両方を担持する任意の部分を意味する。
【００５３】
検出素子は、その物理的分布又は／及びそれが送達するシグナルの強度に関して検出可能な薬剤であり、蛍光分子（例えば、蛍光剤、燐光剤、化学発光剤、生物発光剤など）、着色分子、反応時に色を生成する分子、特異的結合を呈する酵素、放射性同位体、リガンドなどであるが、これらに限定されない。標識とも称される検出素子は、好ましくは発色団、蛍光団、放射活性標識、及び酵素から選択される。好適な標識は、商業的供給元から入手可能であり、抗体、タンパク質、及び核酸の標識のための広範囲の色素を提供する。例えば、実際に可視及び赤外線スペクトル全体に及ぶ蛍光団が存在する。好適な蛍光標識又は燐光標識としては、例えば、フルオレセイン、Ｃｙ３、Ｃｙ５などが挙げられるが、これらに限定されない。好適な化学発光標識は、例えば、ルミノール、サイリウムなどであるが、これらに限定されない。
【００５４】
同様に、放射活性標識は市販されているか、又は検出素子を、それらが放射活性標識を組み込むように合成することができる。好適な放射活性標識は、例えば、放射活性ヨード及びリン、例えば、１２５Ｉ及び３２Ｐであるが、これらに限定されない。
【００５５】
好適な酵素標識は、例えば、ホースラディッシュペルオキシダーゼ、β−ガラクトシダーゼ、ルシフェラーゼ、アルカリホスファターゼなどであるが、これらに限定されない。２つの標識は、それらが互いに著しく妨害、干渉、又は消光することなく個別に検出されることができ、好ましくは同時に定量化され得るとき、「区別可能」である。例えば、複数の検体又はマーカーが検出されるとき、２つ又は３つ以上の標識が使用されてもよい。
【００５６】
結合パートナーは、検体の存在又は量を決定するために使用され得る複合体を形成することができる材料である。例えば、「サンドイッチ」アッセイにおいて、共役体内の結合パートナーは、検体及び共役体を含む複合体を形成することができ、その複合体は、検出域に組み込まれる、捕捉素子とも呼ばれる別の結合パートナーに更に結合することができる。競合イムノアッセイでは、検体は、共役体内の結合パートナーの、検出域に組み込まれる、捕捉素子とも呼ばれる別の結合パートナーへの結合を干渉する。共役体に含まれる例示の結合パートナーとしては、抗体、抗原、検体、又は検体模倣体、タンパク質などが挙げられる。
【００５７】
流体流路内、試薬域の前又は後、及び検出域の前には、試薬添加域が随意に位置する。試薬添加域は、図８において３５０として示される。試薬添加域は、デバイスの外部からの試薬の添加を可能にし得る。例えば、試薬添加域を使用して、試料及び流体流路内に存在する他の未結合成分をウィッキング域へと洗い流すために使用され得る遮断試薬を添加することができる。好ましい実施形態では、試薬添加域３５０は、試薬域３００の後に位置する。
【００５８】
液体試料域及び試薬域から下流は、試料添加域と流体連通する検出域４００である。検出域４００は、上記のものなどの突出部を含んでもよい。また上記のとおり、これらの突出部は、好ましくはＺｅｏｎｏｒなどの光学プラスチック材料から、射出成形又はエンボス加工などによって基板に一体成形される。検出域内の流動チャネルの幅は、典型的に、従来サイズのデバイスの場合約２ｍｍであるが、上記のものなどのいくつかの低容量デバイスは、例えば、１．５ｍｍ以下、好ましくは０．５〜１．２ｍｍと著しく狭い。
【００５９】
検出域は、任意の検出可能なシグナルが読み取られる場所である。好ましい実施形態では、捕捉素子が検出域内の突出部に取り付けられる。捕捉素子は、共役体又は上記のように共役体を含有する複合体に対する結合パートナーを含むことができる。例えば、検体が特定のタンパク質である場合、共役体は、蛍光プローブなどの検出素子に連結されたそのタンパク質に特異的に結合する抗体であってもよい。次に、捕捉素子は、同様にそのタンパク質に特異的に結合する別の抗体であり得る。別の実施例では、マーカー又は検体がＤＮＡである場合、捕捉分子は、合成オリゴヌクレオチド、その類似体、又は特異的抗体であり得るが、これらに限定されない。他の好適な捕捉素子は、検出される検体に特異的な抗体、抗体断片、アプタマー、及び核酸配列を含む。好適な捕捉素子の非限定例は、ビオチン機能性を含む共役体に結合するアビジン機能性を有する分子である。検出域は、複数の検出域を含むことができる。複数の検出域は、１つ又は２つ以上のマーカーを含むアッセイに使用され得る。複数の検出域の場合、捕捉素子は、第１及び第２の捕捉素子などの複数の捕捉素子を含むことができる。共役体は、例えば試薬域内でコーティングすることによって、アッセイデバイス上に予め堆積させることができる。同様に、捕捉素子は、検出域上のアッセイデバイス上に予め堆積させることができる。好ましくは、検出素子及び捕捉素子の両方は、アッセイデバイス上、検出域及び検出域上にそれぞれ予め堆積される。
【００６０】
試料は、試料域に送達された後、試薬域に達する。試料が試薬域及び随意に試薬添加域を通って流動し、相互作用した後、試料及び試薬プリュームは流体流に含有される。試薬プリュームは、検出域内で溶解された試薬材料、又は試薬添加域を通じて添加されたもののうちのいずれかを含有することができる。試薬域から流動するが、試薬添加域前の試料中の試薬は、試薬プリュームであると考えられる。試薬プリュームは、検出素子及び結合パートナーの両方を有する共役体を含むことができ、この場合、しばしば共役体プリュームと称される。それは、洗浄プロセスが典型的に必要とされる検出域においてである。
【００６１】
検出域から下流は、検出域と流体連通するウィッキング域５００である。ウィッキング域は、液体試料及び流路内の任意の他の材料、例えば、未結合試薬、洗浄液などを受容する容積を有するアッセイデバイスの領域である。ウィッキング域は、液体試料を検出域を通って出るように移動させ続ける毛管力を提供する。ウィッキング域は、ニトロセルロースなどの多孔性材料を含み得るか、又は本明細書に記載される突出部などの非多孔性構造であり得る。ウィッキング域は、蒸発加熱又はポンプを使用するなど、非毛管流体駆動手段を含むこともできる。本発明によるアッセイデバイスにおいて使用されるウィッキング域の更なる詳細は、米国特許公開第２００５／００４２７６６号及び同第２００６／０２３９８５９号（いずれも参照によりそれら全体が本明細書に組み込まれる）に見出すことができる。ウィッキング域は、２０１３年１月１８日出願の同時係属特許出願第１３／７４４，６４１号、発明の名称「Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ  Ｆｌｕｉｄ  Ｆｌｏｗ  Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ａｎ  Ａｓｓａｙ  Ｄｅｖｉｃｅ」にも記載されており、参照によりその全体が組み込まれる。
【００６２】
好ましくは、試料添加域、検出域、及びウィッキング域を含む流路の全体は、基板に対して実質的に垂直な突出部を含み、流路内に試料の側方流を創出することができる高さ、直径、及び相互空間を有する。
【００６３】
本発明のアッセイデバイスは、本発明のアッセイ上で行われるアッセイデバイスの結果を読み取るためのデバイス（読取り器又は測定デバイス）と共に使用することができる。読取り器は、光検出器などの検出素子によって放出されるか、又はそれから反射されるシグナルを読み取るための手段、及び一体型読取り器内又は別個のコンピュータ上に含まれ得るマイクロプロセッサなど、シグナルを計算し、結果を表示するための手段を含む。好適な読取り器は、例えば、米国公開第２００７／０２３１８８３号及び米国特許第７，４１６，７００号（いずれも参照によりそれら全体が本明細書に組み込まれる）に記載されている。
【００６４】
別の実施形態は、アッセイデバイス上で行われたアッセイの結果を読み取るためのデバイスであり、このデバイスは、アッセイデバイスの定義された場所に存在する少なくとも１つの検出素子から放出されるか、又はそれから反射されるシグナルを読み取ることができる検出器を備える。上記実施形態のうちのいずれかにおいて、読み取りは、好ましくは色、蛍光、放射活性、又は酵素活性の検出及び／又は定量から選択される。
【００６５】
本発明の別の態様は、診断アッセイを行うためのポイントオブケア（ＰＯＣ）システムを含む。ＰＯＣシステムは、デスクトップサイズ又はそれより小さい読取り器を含むシステムであり、典型的に、医師の診察室又は病院の緊急処置室で使用される。ＰＯＣシステムは、プライミングパッド、洗浄ポート、及び試料を適用するための開口部を有するカートリッジを収容する上記の試験素子と、カートリッジ内に位置付けられるアッセイデバイスとを含む。
【００６６】
更に、ＰＯＣシステムは、測定システムを含む。かかる測定システム又は読取り器６００は、図９Ａに概略的に示され、試料が添加される前又は後のいずれかに試験素子を受け入れるポート６１０を有する筐体を含む。可視光などのエネルギーを、図９Ｂに概略的に示される試験素子上の分析試薬に配向することができるレーザーダイオード又はＬＥＤなどの光エネルギー源６２０が提供される。測定システムは、アッセイデバイス１００から検出可能なシグナルを検出するように構成される、検出器６３０も含む。
【００６７】
図３〜５に関連して示されるように、液状流体分注プローブ及び液状流体の供給源もまた、ＰＯＣシステムの一部である。好ましくは、分注プローブは、測定システムの一体型部分であり、当該技術分野において周知のようにシステムの他の態様を制御するマイクロプロセッサによって制御される。
【００６８】
本発明の別の態様は、上記の試験素子及びプローブシステムを提供することを含む、アッセイを洗浄する方法を対象とする。分注プローブは、プライミングパッド上に位置付けられる。次にプローブは、十分な量の液状流体を、プライミングパッドの上に、プローブを適切にプライムするのに十分な量で分注する。最初にプローブに分注する利点は２つある。第１に、特に分注間に十分な時間がある場合、使用の間に少なくとも部分的に乾燥するプローブから生じる乾燥残渣がプローブ上に存在する場合がある。最初にプローブをプライミングすることによって、乾燥残渣は溶解し、プライミングパッドに分注され、アッセイ結果に影響しない。第２に、プローブの部分乾燥は、不正な分注容量をもたらす場合がある。例えば、プローブが１０μＬの内部容量を有する場合、及びそれが完全に乾燥して流体が残っていない場合、及び洗剤の分注量が１０μＬである場合、次にポンプが１０μＬを分注しようとすると、１０μＬ全てがプローブを再充填するために使用されるため、洗浄ポートには何も分注されない。プローブをプライミングすることによって、プローブは「リセット」され、意図される分注量がアッセイデバイスに送達され得るようになる。
【００６９】
好ましくは上記の吸収性材料を収容するプライミングパッドは、分注された液状流体を保持することができ、試験素子が測定システムから除去され、その後廃棄されるとしても、漏出なく流体を保持するであろう。プライミング後、次にプローブは、洗浄ポート上の位置に移動され、予め選択された量の液状流体が洗浄ポートの中及びアッセイデバイスの上に分注される。
【００７０】
本発明は、対象となる１つ又は２つ以上の検体を検出するために液体試料に対してアッセイを行うための方法も含む。対象となる検体を含有する液体試料は、試験素子に適用され、試験処理を開始する。次に試験素子は、上記の検出素子及び洗浄システムを含む測定システムに挿入される。代替として、試験素子が測定システムに挿入された後、試料を試験素子に適用することもできる。試料は、アッセイデバイスの試料域上に分注される。試料が全血である場合、全血は、最初に試料フィルターによってろ過されてもよく、故に赤血球を血漿から分離し、血漿の供給源をアッセイデバイスに提供する。しかしながら、いくつかの実施形態では、アッセイにおいて全血を使用することが可能な場合があり、別個のフィルターの必要性を省く。
【００７１】
試料は、毛管作用によって試薬域の中に移動し、そこで試薬材料、例えば標識共役体に達する。試料は、試薬材料を越えて流動し、試薬材料を溶解して試薬プリュームを形成する。
【００７２】
次に試料及び試薬プリュームは、毛管作用によって検出域の中に移動する。そこで検体又は対照の存在又は濃度を表すシグナルが生成される。好ましい実施形態では、試料又は検出素子を有する１つ若しくは２つ以上の試薬は、例えば、検出域の表面上の抗体によって検出域内で捕捉され、検体又は対照の存在又は濃度を表すシグナルが生成される。
【００７３】
次に上記の読取り器を使用して、検出素子によって生成されたシグナルを読み取り、検体の存在又は濃度を決定する。試料は、検出域からウィッキング域の中に移動する。読取り器は、試料が検出域を通って移動してすぐに、又は少し後にシグナルを読み取ることができる。
【００７４】
また１つ又は２つ以上の洗剤が、試料に続いてデバイスを通り、未結合の検出素子を検出域から洗い流すことができる。この場合、試料は洗浄ポートの下を流動し、好ましくは上記の洗浄ポート内のフィルター材料と接触しない。特定のアッセイのためのアッセイプロトコルは、共役体溶解の完了を決定し、液状流体を洗浄ポートに添加するための洗浄システムを調製する。試験素子は、洗浄システムが洗浄を開始する前にそれ自体をプライムするのを可能にする、プライミングパッドを組み込む。パッドは、プローブをパージし、各使用前にベースライン計量を確立するのに十分な液体の容量を収容することができる。パッドは、プライミング中に分注された液体が試験期間中に収容されるのを可能にし、その後、消費された試験素子と共に分析器から排出される。一旦パージが完了すると、洗浄イベントの必要性が決定される。素子及び／又はプローブは、洗浄ポートに位置付けられ、ここで洗浄システムが脱イオン化水又は予混合洗浄液を分注プローブを介して洗浄ポートに分注する。容量は、各特定のアッセイ洗浄プロトコルによって決定され、１．０〜１０．０μＬの範囲であり得る。洗浄ポートの容積は、所望の全分注量を収容することができるか、又は洗浄システムが、流体をいくらかの時間間隔にわたって別個に適用することができる。
【００７５】
当業者であれば、本明細書に記載される本発明及びその実施形態が、具体的に記載されるもの以外の変型及び修正に影響され易いことを理解するであろう。本発明は、全てのかかる変型及び修正を含むことを理解されたい。本発明はまた、本明細書において個別に又は集合的に言及されるステップ及び特徴の全て、並びにそれらのステップ又は特徴のうちのいずれか２つ又は３つ以上のいずれか及び全ての組み合わせを含む。
【００７６】
〔実施の態様〕
（１）  アッセイのための試験素子であって、
筐体を有するカートリッジであって、前記筐体が、
液状流体を収容することができるプライミングパッド、
前記筐体内に開口部を有する洗浄ポート、及び
試料を直接的に又は間接的に適用するための開口部、を備える、カートリッジと、
分析試薬を収容する前記洗浄ポートと流体連通する、前記カートリッジ内に位置付けられるアッセイデバイスと、を備える、試験素子。
（２）  前記アッセイデバイスが、側方流アッセイデバイスである、実施態様１に記載の試験素子。
（３）  前記プライミングパッドが、液状流体を吸収することができる吸水性に優れた材料を含む、実施態様１に記載の試験素子。
（４）  前記洗浄ポートが、毛管流を支持することができる材料を含む、実施態様１に記載の試験素子。
（５）  毛管流を支持することができる前記材料上に乾燥試薬を更に含む、実施態様４に記載の試験素子。
【００７７】
（６）  毛管流を支持することができる前記材料が、吸水性に優れた材料である、実施態様４に記載の側方流試験素子。
（７）  前記洗浄ポートが、２つ又は３つ以上の洗浄ポートを含む、実施態様１に記載の側方流試験素子。
（８）  前記側方流アッセイデバイスが、
液体試料添加域と、
試薬材料を収容する、前記試料添加域の下流にあり、それと流体連通する試薬域と、
捕捉素子を結合させた、前記試薬域と流体連通する検出域と、
前記検出域から流動する液体試料を受容する容積を有する、前記検出域と流体連通するウィッキング域と、
を備え、前記試料添加域、前記試薬域、前記検出域、及び前記ウィッキング域が、流体流路を画定し、
前記試料添加域の下流かつ前記検出域の上流で、前記流体流路に沿っていて、それと流体連通する試薬添加域を更に備える、実施態様２に記載の側方流試験素子。
（９）  前記流体流路の少なくとも一部が、基材表面と、前記基材表面から実質的に垂直に延びる突出部と、を有し、前記突出部が、前記基材表面に対して平行な毛管流を生成することができる、前記突出部間の空間を画定する、高さ、断面、及び相互間の距離を有する、実施態様８に記載のアッセイデバイス。
（１０）  前記流体流路の少なくとも一部が、基材表面と、前記基材表面に対して平行な毛管流を生成することができる多孔性媒体とを有する、実施態様８に記載のアッセイデバイス。
【００７８】
（１１）  診断アッセイのための洗浄システムであって、
実施態様１に記載の試験素子と、
液状流体を前記洗浄ポートの上に分注するための分注プローブと、を備える、洗浄システム。
（１２）  前記液状流体が、水及び洗浄液からなる群から選択される、実施態様１１に記載の洗浄システム。
（１３）  前記分注プローブが、インクジェットプリントヘッドである、実施態様１１に記載の洗浄システム。
（１４）  ポイントオブケアシステムであって、
試験素子であって、
筐体を有するカートリッジであって、前記筐体が、
液状流体を収容することができるプライミングパッド、
前記筐体内に開口部を有する洗浄ポート、及び
試料を直接的に又は間接的に適用するための開口部、を備える、カートリッジと、
前記洗浄ポートと流体連通し、分析試薬を収容するアッセイデバイスを有する、前記カートリッジ内に位置付けられる試料操作部分と、を備える、試験素子と、
測定システムであって、
前記試験素子が挿入されるポートを有する筐体と、
光エネルギー源と、
前記分析試薬からの検出可能なシグナルを検出するように構成された光エネルギー検出器と、を備える、測定システムと、
液状流体を前記洗浄ポートの上に分注するための洗浄プローブと、
液状流体の供給源と、を備える、ポイントオブケアシステム。
（１５）  前記液状流体が、水及び洗浄液からなる群から選択される、実施態様１４に記載のポイントオブケアシステム。
【００７９】
（１６）  前記分注プローブが、インクジェットプリントヘッドである、実施態様１４に記載のポイントオブケアシステム。
（１７）  洗浄液をアッセイに添加するための方法であって、
アッセイのための試験素子を提供することであって、前記試験素子が、
筐体を有するカートリッジであって、前記筐体が、
液状流体を収容することができるプライミングパッド、
前記筐体内に開口部を有する洗浄ポート、及び
試料を直接的に又は間接的に適用するための開口部、を備える、カートリッジと、
分析試薬を収容する前記洗浄ポートと流体連通する、前記カートリッジ内に位置付けられるアッセイデバイスと、
を備える、提供することと、
洗浄プローブを提供することと、
液状流体の供給源を提供することと、
前記洗浄プローブを前記プライミングパッド上に位置付けることと、
ある量の液状流体を前記プライミングパッドの上に分注することと、
前記洗浄プローブを前記洗浄ポート上に位置付けることと、
選択量の液状流体を前記洗浄ポートの中に分注することと、を含む、方法。
（１８）  対象となる１つ又は２つ以上の検体を検出するために液体試料に対してアッセイを行う方法であって、
アッセイのための試験素子を提供することであって、前記試験素子が、
筐体を有するカートリッジであって、前記筐体が、
水を収容することができるプライミングパッド、
毛管流を支持することができる材料を有する洗浄ポート、及び
試料を直接的に又は間接的に適用するための開口部、を備える、カートリッジと、
前記洗浄ポートと流体連通し、側方流アッセイデバイスを有する、前記カートリッジ内に位置付けられる試料操作部分であって、前記側方流アッセイデバイスが、
液体試料域、
試薬材料を収容する、前記試料添加域の下流にあり、それと流体連通する試薬域、
前記試薬域と流体連通する検出域、及び
前記検出域から流動する液体試料を受容する容積を有する、前記検出域と流体連通するウィッキング域、を備え、前記試料受容域、前記試薬域、前記検出域、及び前記ウィッキング域が、流体流路を画定し、前記流体流路の少なくとも一部が、基材を有する、試料操作部分と、を備える、アッセイのための試験素子を提供することと、
対象となる前記検体を含有する液体試料を、前記試料域の上に堆積させることと、
前記試料を、それが前記試薬材料を溶解する前記試薬域の中に、毛管作用によって移動させることと、
前記試料を、溶解した試薬プリュームを有する前記試薬域から離れ、検出域の中に、毛管作用によって流動させることであって、前記検体が、前記検体の存在又は濃度を決定するために、生成されるシグナルを読み取ることによって検出される、流動させることと、
前記試料及び任意の他の未結合材料を、前記ウィッキング域の中に流動させることと、を含み、前記方法が、
洗浄プローブを提供することと、
液状流体の供給源を提供することと、
前記洗浄プローブを前記プライミングパッド上に位置付けることと、
ある量の前記液状流体を前記プライミングパッドの上に分注することと、
前記洗浄プローブを前記洗浄ポート上に位置付けることと、
選択量の前記液状流体を前記洗浄ポートの中に分注することと、を更に含む、方法。
（１９）  前記流体流路の少なくとも一部が、前記基材から実質的に垂直に延びる突出部を含み、前記突出部が、前記基材表面に対して平行な毛管流を生成することができる、前記突出部間の空間を画定する、高さ、断面、及び相互間の距離を有する、実施態様１８に記載の方法。
（２０）  前記流体流路の少なくとも一部が、基材表面と、前記基材表面に対して平行な毛管流を生成することができる多孔性媒体と、を有する、実施態様１８に記載の方法。
【図１】
0006651448.tif 000002
【図２】
0006651448.tif 000003
【図３】
0006651448.tif 000004
【図４】
0006651448.tif 000005
【図５】
0006651448.tif 000006
【図６】
0006651448.tif 000007
【図７】
0006651448.tif 000008
【図８】
0006651448.tif 000009
【図９Ａ】
0006651448.tif 000010
【図９Ｂ】
0006651448.tif 000011