(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少量液体試料内の少なくとも一つの成分を検出するための一つ以上の乾燥多孔質膜を含むプラットホームであって、前記膜は、前記液体試料内の少なくとも一つの成分を決定する反応が起こっている間に、前記液体試料が毛管作用によって流れる膜流路を提供し、
前記プラットホームには、試料塗布手段が形成され、かつ前記膜を囲みかつ位置決めするために親水性面を持つ頂部層および底部層を有し、各層は、頂面および底面が、前記頂部層の前記底面および前記底部層の前記頂面が固定対面接触されて、その結果前記層が所定の位置で前記膜を囲みかつ保持するように、かつ前記膜の上流側でありかつ前記試料塗布手段の下流側であり、かつ少なくとも１つの前記親水性面に少なくとも一つの刻み目を含むプラットホーム流路を形成するように構成されることによって、前記形成されたプラットホーム流路は、毛管力を増加させ、前記試料の均一な流れを促進するように構成されており、かつ、前記形成されたプラットホーム流路は前記膜と直接的に接触しており、それによって前記液体試料が、前記上流側の前記試料塗布手段から前記プラットホーム流路を介して前記膜の上流端部の端まで前記膜の末端に向かう連続通路を毛管作用によって流れることができる、プラットホーム。
【請求項２】
前記プラットホーム流路には、前記頂部層の前記底面において刻み目が形成される、請求項１に記載のプラットホーム。
【請求項３】
前記プラットホーム流路は、前記底部層の前記頂面に形成される、請求項１に記載のプラットホーム。
【請求項４】
前記プラットホーム流路には、前記底部層の前記頂面および前記頂部層の前記底面において刻み目が形成される、請求項１に記載のプラットホーム。
【請求項５】
前記頂部層には、前記膜内で起こる反応の結果を観察するための窓がある、請求項１に記載のプラットホーム。
【請求項６】
少量液体試料内の少なくとも一つの成分の迅速かつ効率的な検出に用いる装置であって、前記装置は、前記試料内の少なくとも一つの成分の存在を決定する反応がそこで起こる膜を含み、
前記膜は、試料塗布手段が形成されたプラットホームに囲まれ、かつ親水性面を持つ頂部層および底部層が、前記頂部層の前記底面と前記底部層の前記頂面との対面接触を介して互いに固定されて、前記膜を囲みかつ位置決めし、そのような対面接触している前記面は、前記膜の上流側でありかつ前記試料塗布手段の下流側であり、かつ少なくとも１つの前記親水性面に少なくとも一つの刻み目を含むプラットホーム流路を形成するように構成されることによって、前記形成されたプラットホーム流路は、毛管力を増加させ、前記試料の均一な流れを促進するように構成されており、かつ、前記形成されたプラットホーム流路は前記膜と直接的に接触しており、それによって前記流体試料が、前記上流側の前記試料塗布手段から前記プラットホーム流路を介して前記膜の上流端部の端まで前記膜の末端部に向かう連続通路を毛管作用によって流れることができる、装置。
【請求項７】
前記プラットホーム流路には、前記頂部層の前記底面において刻み目が形成される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記プラットホーム流路には、前記底部層の前記頂面において刻み目が形成される、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記プラットホーム流路には、前記底部層の前記頂面および前記頂部層の前記底面において刻み目が形成される、請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
前記頂部層には、前記膜内で起こる反応の結果を観察するための窓がある、請求項６に記載の装置。
【請求項１１】
前記膜は、一つ以上の被分析物を検出するための一つ以上の試薬を含む、請求項６に記載の装置。
【請求項１２】
前記被分析物は、ｈＣＧ、ＬＨ、ＰＳＡ、ミオグロビン、トロポニンＩ、トロポニンＴ、クレアチニンキナーゼＭＢ、Ｃ反応性タンパク質、ＡｐｏＢ１００、および脳性ナトリウム利尿ペプチドからなるグループから選択される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記膜は、トロポニンＩまたはトロポニンＴを検出するための試薬、ｈＣＧを検出するための試薬、ＬＨを検出するための試薬、ＰＳＡを検出するための試薬、Ｃ反応性タンパク質を検出するための試薬、ＡｐｏＢ１００を検出するための試薬、脳性ナトリウム利尿ペプチドを検出するための試薬のいずれかを含む、請求項６に記載の装置。
【請求項１４】
全血液試料内の一つ以上の成分の迅速かつ効率的な検出に用いる装置であって、前記装置は、上流検出膜および下流捕捉膜であって、前記検出膜は、前記赤色血液細胞のほぼすべてを前記試料から濾過するように構成され、かつ１以上の前記成分と反応して、前記検出膜において下流に移動する反応生成物を形成する移動標識付き検出試薬を含み、
前記捕捉膜は、前記検出膜の下流側にあり、かつ捕捉線で前記反応生成物と反応しかつそれを濃縮させる固定不動捕捉試薬を含み、前記検出膜の下流端部は、前記捕捉膜の上流端部とわずかに重複し、
前記膜は、試料塗布手段が形成されたプラットホームに囲まれ、かつ親水性面を持つ頂部層および底部層が、前記頂部層の前記底面と前記底部層の前記頂面との対面接触を介して互いに固定されて、両方の膜を囲み、
前記対面接触している前記面は、前記検出膜の上流側でありかつ前記試料塗布手段の下流側であり、かつ少なくとも１つの前記親水性面に少なくとも一つの刻み目を含むプラットホーム流路を形成するように構成されることによって、前記形成されたプラットホーム流路は、毛管力を増加させ、前記試料の均一な流れを促進するように構成されており、かつ、前記形成されたプラットホーム流路は前記検出膜の前記上流端部と直接的に接触しており、それによって前記試料が、前記塗布手段から前記プラットホーム流路を介して前記検出膜の上流端部の端まで前記捕捉膜の末端部までの連続通路を毛管作用によって流れることができる、装置。
【請求項１５】
前記プラットホーム流路には、前記頂部層の前記底面において刻み目が形成される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記プラットホーム流路には、前記底部層の前記頂面において刻み目が形成される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記プラットホーム流路には、前記底部層の前記頂面および前記頂部層の前記底面において刻み目が形成される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
前記頂部層には、前記捕捉膜内で起こる反応の結果を観察するための窓がある、請求項１４に記載の装置。
【請求項１９】
前記検出膜は、一つ以上の被分析物を検出するための一つ以上の試薬を含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項２０】
前記被分析物は、ｈＣＧ、ＬＨ、ＰＳＡ、ミオグロビン、トロポニンＩ、クレアチニンキナーゼＭＢ、Ｃ反応性タンパク質、ＡｐｏＢ１００、および脳性ナトリウム利尿ペプチドからなるグループから選択される、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記検出膜は、ｈＣＧを検出するための前記試薬、ＬＨを検出するための前記試薬、ＰＳＡを検出するための前記試薬、Ｃ反応性タンパク質を検出する前記試薬、ＡｐｏＢ１００を検出するための前記試薬、脳性ナトリウム利尿ペプチドを検出するための前記試薬を含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項２２】
前記検出膜は、ガラス繊維膜であり、かつ前記捕捉膜は、ニトロセルロース膜である、請求項１４に記載の装置。
【請求項２３】
前記膜は、透明カバー層で被覆されている、請求項１４に記載の装置。
【請求項２４】
前記カバー層は、ポリエステル膜である、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記頂部層及び底部層は、前記プラットホーム流路から前記頂部層の面と前記底部層の面との空間に、前記試料が流れるのを禁止する空地をさらに含む、請求項１又は１４に記載の装置。
【請求項２６】
前記頂部層及び底部層は、前記プラットホーム流路から前記頂部層の面と前記底部層の面との空間に、前記試料が流れるのを禁止する空地をさらに含む、請求項６に記載の装置。
【請求項２７】
前記底部層の前記頂面には、前記頂部層の前記底面の矩形突起に対して形成された刻み目がさらに形成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項２８】
前記底部層の前記頂面には、前記頂部層の底面の円筒刻み目と整合する円筒柱がさらに形成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項２９】
前記プラットホーム流路は、その下流側の端部に設けられたくびれ部と、前記くびれ部の下流側の拡大領域と、を含み、
前記乾燥多孔質膜の上流端部は頂部を含み、前記頂部の端縁と前記刻み目の前記拡大領域とが対面接触するように、前記頂部が前記乾燥多孔質膜の下流端部に向かって拡大する、請求項１又は１４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００２年１０月１１日に出願された米国特許仮出願番号６０／４１７，７９４の優先権を主張し、そのすべての開示内容を本明細書中に援用する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、流体試料中の分析的アッセイに有用なプラットホーム、装置、および方法に関する。特に、そのように限定されないが、少量の全血内の一つ以上の被分析物の存在を決定することに関する。
分析されるべき試料が、毛管作用によってそれを通って流れるニトロセルロース膜等の乾燥多孔質担体上で起こる反応を利用する多くのイムノアッセイ手順が、現在開発されてきており、反応生成物は、目視であるいは反射率計または蛍光計等の計器を用いて検出可能である。これらの手順は、そのように限定されないが、しばしば抗原／抗体反応を含み、反応対の一部材には、検出可能標識が付けられている。典型的に、標識は、酵素標識または特定の直接標識、例えば金等のゾル標識である。先行技術は、多くの有用な標識およびそれらの動作方法を十分承知している。
【０００３】
この性質のイムノクロマトグラフィー装置は、（特許文献１）、（特許文献２）、（特許文献３）、（特許文献４）、（特許文献５）、（特許文献６）、（特許文献７）、（特許文献８）、（特許文献９）、（特許文献１０）、（特許文献１１）、（特許文献１２）、（特許文献１３）、（特許文献１４）、（特許文献１５）、（特許文献１６）、（特許文献１７）、（特許文献１８）、（特許文献１９）、（特許文献２０）、（特許文献２１）、（特許文献２２）、（特許文献２３）、（特許文献２４）、（特許文献２５）、および（特許文献２６）を含むいくつかの米国および外国特許に記載されている。
【０００４】
これらの特許は、一般に、二つの基本部品からなる装置：流体が、毛管作用によりそれを通って移動し、かつ被分析物を決定する反応が起こる乾燥多孔質担体、乾燥多孔質担体を支持し、かつ結果を見るのを容易にするための窓を含んでもよい試料塗布手段が形成されたケーシングからなる装置を記載している。試料量は、典型的には、試料が乾燥多孔質担体に与えられる前に測定される。これらの代表的な装置を用いた結果、医療および獣医分野での診断が大きく進歩することができた。
【特許文献１】米国特許第４，７０３，０１７号明細書
【特許文献２】米国特許第４，７７４，１９２号明細書
【特許文献３】米国特許第４，８３９，２９７号明細書
【特許文献４】米国特許第４，８６１，７１１号明細書
【特許文献５】米国特許第４，９６０，６９１号明細書
【特許文献６】米国特許第５，０７５，０７８号明細書
【特許文献７】米国特許第５，１１０，７２４号明細書
【特許文献８】米国特許第５，１２０，６４３号明細書
【特許文献９】米国特許第５，１３５，７１６号明細書
【特許文献１０】米国特許第５，５９１，６４５号明細書
【特許文献１１】米国特許第５，６２２，８７１号明細書
【特許文献１２】米国特許第５，６５４，１６２号明細書
【特許文献１３】米国特許第５，６５６，５０３号明細書
【特許文献１４】米国特許第５，７１４，３８９号明細書
【特許文献１５】米国特許第５，９８９，９２１号明細書
【特許文献１６】米国特許第６，０２０，１４７号明細書
【特許文献１７】米国特許第６，１５６，２７１号明細書
【特許文献１８】米国特許第６，１７１，８７０号明細書
【特許文献１９】米国特許第６，１８７，５９８号明細書
【特許文献２０】米国特許第６，２１４，６２９号明細書
【特許文献２１】米国特許第６，２２８，６６０号明細書
【特許文献２２】米国特許第６，３１９，６７６号明細書
【特許文献２３】米国特許第６，３５２，８６２号明細書
【特許文献２４】米国特許第６，４１０，３４１号明細書
【特許文献２５】米国特許第６，４８５，９８２号明細書
【特許文献２６】米国特許第６，５３４，３２０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、それらのいくつかは、製造するのが高価であり、使用するのが容易ではなく、あるいは所望の速度で行わないため不完全である。それらのいずれも、余分の解決策を加えなければ、典型的に指の穿刺から得られる少量の試料に対してイムノアッセイを行うことができないことがわかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の装置は、製造するのが容易であるので、これらの問題を解消し、かつ初心者または未熟な作業員の手でも、わずか一滴の試料を利用して、迅速にかつ効率的に必要な情報を提供するだろう。本発明の装置はまた、試験が始まる前に最小試料量があること、および最小試料量が、試験工程中維持されることを保証するための機構を組み込んでいる。
本発明の生成物および手順、ならびにそれらの開示された修正を、多くの診断目的のためにならびに哺乳類の病気および治療処置の過程に追従するために利用することができる。特定の利点は、生成物および方法が、簡単な指の穿刺から得られるような少量の全血に応用可能である。本発明は、リガンドまたは被分析物が、抗原／抗体または等価反応体によって検出されあるいは定量化される実質的に任意の分野に応用可能である。
【０００７】
本発明に従って検出されることがある被分析物は、例えば、妊娠、排卵、前立腺癌等の癌、および心血管事象を示しているものを含む。被分析物は、例えばｈＣＧ（ヒト絨毛性ゴナドトロピン）、ＬＨ（黄体形成ホルモン）、ＰＳＡ（タンパク質特異抗原）、ミオグロビン、トロポニン、およびクレアチニンキナーゼＭＢを含む。
本発明のさらなる応用は、肝炎等のウィルス感染および胃腸潰瘍の原因であるピロリ菌等のバクテリア感染、ならびにサルモレラ菌および炭疽菌、化膿性連鎖球菌（Ｓ．ｐｙｒｏｇｅｎｅｓ）、肺炎連鎖球菌（Ｓ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ）、大便腸球菌（Ｅ．ｆａｅｃａｌｉｓ）等のグラム陽性菌によって生じる感染に関連する被分析物の認識を含む。
【０００８】
本発明の説明が進むにつれて、少量試料のアッセイについてのその有用性に加えて、他の非常に重要な利点は、赤色血液細胞が流体通路を通って血漿から分離することを必要とするイムノアッセイおよび非イムノアッセイ形式に対するその応用可能性である。
装置を使用しうる容易さによって、家庭でのまたは医院での訓練されていない作業員によるそれらの使用、ならびに救急車、緊急治療室、緊急ケアセンター、および実験室での迅速な決定が可能となる。
【０００９】
本発明は、設計原理および装置を提供し、各装置は、分析のための少量液体を受けかつ測定するようにかつ反応が起こる乾燥多孔質担体を包含するように形成されたプラットホームを備え、それによってユーザは試料内の一つ以上の成分を検出することができる。動作方法において、試料は、プラットホーム流路に与えられ、かついったん十分な試料がプラットホーム流路で受けられると、毛管作用によって、担体の下流または末端の方へ流れる。試料は、乾燥多孔質担体でのその流れの過程で、最初、担体の上流部上／内で乾燥された検出試薬に遭遇する。抗原被分析物の検出については、検出試薬は、典型的に、検出可能標識が付けられた一つ以上の抗体である。各抗体は、被分析物上のエピトープと反応する。担体の上流部は、試料が全血である場合、血漿分離材料であってもよい。
【００１０】
検出試薬は、担体膜に着脱自在に結合される。試料との接触の結果、抗原／抗体反応が起こって、液体試料内で複合物を形成し、かつそれが固定捕捉試薬、典型的には、被分析物上の異なるエピトープと反応する第２抗体に遭遇するまで、毛管作用によって下流に流れる。
固定捕捉試薬との反応は、複合物を濃縮させて、肉眼でまたは適当な計測で見える固定線を形成する。
【００１１】
本発明の装置は、さまざまな診断手順、特に試料として全血を利用するものに応用可能である。
本発明の装置の多くの利点の一つは、装置の試料でのオーバーロードは、試験結果に影響を及ぼさず、かつ装置の試料でのアンダーロードは、結果を生じることができないということである。さらに、該装置は、製造するのが容易であり、使用するのが容易であり、少量の試料を利用し、かつ迅速な結果を提供する。全血試料については、該装置は、試料処理および別々の試料収集または測定および転送装置を必要としない。装置を用いるために、いかなるさらなる解決策も必要としない。試料自体は、所望の結果を達成するために必要とされるすべてである。特定の利点は、本発明の装置が、三つの別個の要素、プラットホーム、乾燥多孔質担体、およびそれら二つの組み合わせを備えて、検出装置を形成するということである。各要素は、別々に製造されてもよい。
【００１２】
本発明の装置は、心筋損傷の結果となりうる被分析物が存在するかどうかを調べるために、指の穿刺から取られた全血の分析に特に有用である。これらの被分析物は、トロポニン、脳性ナトリウム利尿ペプチド、およびその他のものを含む。装置の使用は、これらの特定の被分析物あるいは、実際には全血に限定されないが、多数の他の診断手順に等しく応用可能であることが認識されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
用語解説
本発明の説明で使用される用語の一般的な意味は、次の通りである。
Ｐｌａｔｆｏｒｍ（プラットホーム）は、不透明、半透明、または透明であってもよく、かつ乾燥多孔質担体構成を含みかつ位置決めするように形成される上部および下部層の組み合わせである。層は、担体との協働関係で、貫通流路を形成するプラットホーム流路を形成するように構成されかつ組み立てられ、それによってプラットホームの上流端部で与えられる所与の量の液体試料が、毛管作用によって担体の末端部へ流れることができる。本発明の装置では、該層は、一般に、打抜き、成形、機械加工、および等価工程を含む標準的な周知の手順によって、アクリルポリマー等の親水性面を持つ剛性プラスチックから準備される。
【００１４】
Ｄｒｙ  ｐｏｒｏｕｓ  ｃａｒｒｉｅｒ  ａｎｄ  ｄｒｙ  ｐｏｒｏｕｓ  ｃａｒｒｉｅｒ  ｌａｙｅｒ（乾燥多孔質担体および乾燥多孔質担体層）は、液体試料が毛管作用によってそれを通って流れるプラットホームで支持される多孔質材料を指す。そのような生成物は、しばしば膜と呼ばれる。それらは、分析反応が起こる主要部位である。
Ｄｅｖｉｃｅ（装置）は、プラットホームと、液体試料内の被分析物または他のリガンド等の一つ以上の成分の定性的または定量的な決定に有用な乾燥多孔質材料との有効な組み合わせである。
【００１５】
Ａｎａｌｙｔｅｓ（被分析物）は、生理学的または病理学的状態を示す体液内のあるいはそこへ放出される物質である。それらは、例えば、心臓組織の劣化により心筋細胞から放出されて循環するタンパク質である心臓被分析物、妊娠を示すホルモン、糖尿病の状態をモニターするために用いられるグルコース、および感染から生じるさまざまなタンパク質または毒素を含む。
【００１６】
（Ｔｏｐ  ｏｒ  Ｂｏｔｔｏｍ  ｌａｙｅｒｓ（頂部層または底部層）は、乾燥多孔質担体を保持するように構成され、かつそれと協働して、膜の上流側のかつ試験されるべき液体試料のための通路を提供する貫通流路を形成する、プラットホームにおける上部層および下部層である。
Ａｎｔｉｇｅｎ（抗原）は、哺乳類では、抗体の生成を誘起する大きな分子、または大きな分子に連結されるハプテンである。本発明の装置は、流体における抗体または抗原の存在を決定するのに有用である。該装置は、体液、特に全血を分析するのに特に有用である。抗原は、妊娠、感染、癌、または心臓状態等の特定の生理学的または病理学的状態に固有のものであるので、しばしば「被分析物」と呼ばれる。
【００１７】
Ｃｈａｎｎｅｌ（流路）は、分析試験装置における、分析下の流体試料がそれを通って流れる任意に形成された導管または通路である。本発明の生成物では、流路は、上部層および下部層の隣接する表面ならびに乾燥多孔質担体の協働配置および構成によって形成される。便宜上、本発明の説明では、プラットホームにおける流路を、プラットホーム流路と呼び、かつ乾燥多孔質担体を、時々膜流路と呼ぶ。それらは、いっしょに貫通流路を形成する。
【００１８】
Ｒａｐｉｄ（迅速な）は、検出可能生成物が、十分短い時間期間内、例えば約２分〜約１０分内に形を成し、それによってユーザは、意味のあるかつ有用な結論を出すことができることを意味している。
Ｅｆｆｉｅｉｃｎｔ（効率的な）は、検出可能生成物は、被分析物または他のリガンドが、通常心臓被分析物トロポニンＩ等の多くの被分析物と同様に、非常に低い濃度で存在するときでも、少量の試薬を利用して、少量の液体、たとえば、一滴または数滴の全血（約１０ｕｌ〜約５０ｕｌ）に関して形成されうることを意味している。
【００１９】
Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ  Ｒｅａｇｅｎｔ（検出試薬）は、ある材料、しばしば、液体試料において検出されるべきである被分析物に対する抗体である。それは、典型的には、液体試料のための塗布点でまたはその下流側で、乾燥多孔質担体に着脱自在に結合される。たいていの免疫化学的分析については、それは、コロイド状の金等の検出可能標識が付けられ、かつ決定されるべき被分析物と複合物を形成する。
【００２０】
Ｃａｐｔｕｒｅ  ｒｅａｇｅｎｔ（捕捉試薬）は、ある材料、しばしば、液体試料において検出されるべきである被分析物に対する第２抗体である。それは、検出試薬の下流側で担体に固定される。それは、担体上の複合物と反応しかつそれを濃縮させ、肉眼で見えるあるいは好適な器具の助けで読み取り可能である生成物を形成する。
本発明によれば、少量の試料例えば、典型的に指の穿刺から得られる一滴の全血を利用する迅速クロマトグラフィーアッセイ装置が提供される。この装置は、先行技術の装置、たとえば、少量の全血試料の分析の欠陥のいくつかを取り除いている。排除される他の欠陥には、別々の試料収集、容量測定および転送装置の必要性、二滴以上の（＞３５μＬ）試料の必要性、ならびに十分な試料の流れを容易にするためのさらなる溶液の必要性がある。
【００２１】
装置は、次の設計原理を組み込む：試料流路は、毛管流を可能にする大きさで、各々が親水性面を有するプラットホームの上部層と下部層との間に形成される。プラットホーム流路は、乾燥多孔質担体に連通しており、かつ試験のために必要な試料量と同じかそれ以上の容量を有する。好ましい装置では、プラットホーム流路の上流端部は、試料の塗布を容易にするために、プラットホーム流路入口点に隣接して切欠きを含んでもよい。例えば、図１および図５に示されるように、小さい切欠きが、主開口が、装置を指先に押し付ける結果として塞がれるとき、プラットホーム流路への代替の試料入口を提供する。プラットホーム流路の下流端部は、狭くなって、増大した毛管力および試料の前部の乾燥多孔質担体への均一な流れを促進する。空地が、プラットホーム流路の周りに設計されて、プラットホーム流路が、接着剤または溶接等の手段によって封止されない場合、試料が上部層と下部層との間の空間に漏れるのを禁止する。プラットホームの上部層と下部層との間の狭い対面重複領域が、プラットホーム流路の周りに設計されて、重複領域が、プラットホーム流路が充填される前にまず試料で充填されるように、より大きな毛管力を生ずる。これは、封止機構としての役目を果たして、空気が、既に試料で充填されたプラットホーム流路へ漏れるのを防ぎ、試料の流れを妨げるようになる。プラットホームの重要な特徴は、試料が、頂部に対向するような、端縁から乾燥多孔質に入るということである。従来の装置では、試料は、乾燥多孔質担体の頂部に塗布され、かつ液体の外方へ広がる性質のため、常に消費された試料は主流の方向と反対に移動する。この損失は、少量の試料に対して意図されている装置にとって重大である。
【００２２】
乾燥多孔質担体の大きさは、試験量に基づいて設計される。乾燥多孔質担体の長さは、試験時間の要求条件に基づいて設計される。全血試料としては、二種類の乾燥多孔質の材料が好ましい。第１の材料、乾燥多孔質担体の上流部の血漿分離器は、試料の赤色血液細胞係数を保つような液体容量を有する。第２材料、固定化した捕捉試薬の部位は、試料内の血漿量にほぼ等しい液体容量を有する。乾燥多孔質担体の液体容量およびその中の試料流量を、２〜３の簡単な観察によって決定することができる。
【００２３】
少量の試料としては、試料の任意の重要な部分の蒸発を最小にするのが望ましいかもしれないので、防湿材を乾燥多孔質担体の表面上で使用するのが好ましい。
【実施例】
【００２４】
一滴の全血試料について設計された本発明の一実施形態を、図１に示す。
図１は、乾燥多孔質担体構造およびそれの上または中で起こる反応をそれを通して見ることができる開口すなわち窓２を有するプラットホームの上部層１の底面図を含む。窓は、プラットホームの頂部層が透明または半透明であるならオプションである。プラットホームが不透明ならもちろん必要である。
【００２５】
刻み目３は、切欠き４ａおよび４ｂを有する下部層５の支持材４と協働して、試料のためのさらなる入口手段を提供する。
図示した装置の入口手段は、上部層１の底面９に刻み目６を含むように形成されたプラットホーム流路と整合している。上部層１の底面９が下部層５の頂面１０と接触する空地７および８がある。これらの空地は、試料が、プラットホーム流路から、二つの面間の空間へ流れるのを禁止する。空地７および８は、領域１２へ延び、試料が、乾燥多孔質担体１１および２０から二つの面９および１０間の空間へ流出するのを防ぐ。
【００２６】
プラットホーム流路は、乾燥多孔質担体１１の上流端部の頂点１３で終わっている。乾燥多孔質担体１１のこの部分は、下部層５の頂面１０から延びるＹ形突起１４によって支持される。プラットホーム流路の下流端部は、試料が頂点１３で乾燥多孔質担体１１へ均一に流れるように１５でくびれているのに注目されたい。乾燥多孔質担体端縁１６と上部層１のくびれ部１５の下流側の拡大領域の側壁との間には、対面接触もある。この空間は、くびれ部１５よりさらに狭いので、即座に試料でいっぱいになり、その結果乾燥多孔質担体１１へより均一に試料が侵入する。乾燥多孔質担体は、プラットホーム流路のものより大きな毛管力を有し、それによってプラットホーム流路のすべての試料は、乾燥多孔質担体へ移動する。毛管力のこの相互作用は、十分な血液が受けられる場合のみ、本発明の装置が診断反応を開始することができる主要因であり、それによって不十分な試料量によって生じる誤った結果を避ける。
【００２７】
下部層５の頂面１０には刻み目１７があり、かつ上部層１の底面９からの矩形突起１８がある。これらの特徴は、二つの目的に役立つ。一つは、２層を一緒に保持するのを補助することである。他方は、装置が完全に組み立てられると、乾燥多孔質担体を所定の位置にしっかりと保持することである。
さらに二つの層をまとめるのを補助して、プラットホームを形成するために、下部層５の頂面１０には、上部層１の底面９の円筒形刻み目２１と整合する円筒柱１９がある。
【００２８】
図２〜４は、本発明の好ましい膜構成を、図１のプラットホームで用いられてもよい検出および捕捉膜の寸法および構成の表示とともに示す。寸法は、とりわけ膜の種類、試料、および必要な感度によっては変更が可能であるので、単なる例示である。図２、図３、および図４に示される膜の特定の寸法は、１０分未満で一滴の全血（約３５ｕＬ）を分析するように規定されている。図２、図３、および図４に示される寸法の考察から明らかなように、検出膜１１の頂点１３は、プラットホーム流路の下流端部に接触する。検出膜１１の下流端部は、捕捉膜２０の上流端部とわずかに重複する。したがって、貫通流路が形成され、それによって試料は、検出膜１１へのプラットホーム流路から、捕捉膜２０の閉端部２２まで流れることができる。捕捉膜２０および検出膜１１の全吸収量は、試験のための所望量にほぼ等しい。よって、流体試料が、膜２０の端部へのその毛管流を完了するとき、プラットホーム流路は、ほぼ空である。この配置は、診断反応が始まる前に、十分な試料量があることを保証するための制御として役立つ。
【００２９】
図２、図３、および図４に示される設計は、１０分未満で、一滴の全血内の被分析物を検出することを対象にしている。それは、二つの膜、上流検出および血漿分離膜１１および下流捕捉膜２０がある好ましい構造を図示する。
図５は、本発明の範囲内の他の構造を図示する。図示した装置は、プラットホーム流路が下部層５の頂面１０に形成されることを除いて、図１の装置と類似である。図において、先の図の部品と等価である装置のそれらの部品は、同じ参照番号によって識別される。しかしながら、プラットホーム流路は、下部層５の頂面１０の刻み目６と整合してプラットホーム流路を形成する突起２５によって形成される。プラットホーム流路は、頂部層の底面および底部層の頂面の刻み目の整合によっても形成されうる。プラットホームのこの変形は、熟練職人に容易に自明となるので、図示しない。
【００３０】
検出膜１１は、二つの機能を果たす。それは、濾過機能を行い、血漿を全血の流体の流れから分離する。それはまた、被分析物のための検出反応体、例えば、抗原／抗体複合体を生成するための標識付き抗体の析出のための部位として役立つ。好ましくないが、検出反応体を、捕捉膜２０上またはプラットホーム流路内に載置することもできる。
検出膜１１の現在の好ましい材料は、ワットマン（Ｗｈａｔｍａｎ）Ｆ４８７−１４膜(ニュージャージー州クリフトンのワットマン社（Ｗｈａｔｍａｎ，Ｉｎｃ．（Ｃｌｉｆｔｏｎ，Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ）から入手可能である）等の、ガラス繊維生成物である。他の有用な膜材料は、ニューヨーク州ロングアイランドのポール・コーポレーション（Ｐａｌｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  （Ｌｏｎｇ  Ｉｓｌａｎｄ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ））から入手可能な合成繊維膜、およびカナダのトロントのスペクトル・ダイアノステック社（Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ  （Ｔｏｒｏｎｔｏ，Ｃａｎａｄａ））から入手可能なポリエーテルスルフォンおよびピロリドン生成物である。
【００３１】
本発明の実施において使用される免疫化学的方法は、プラットホームの均一構造のために、装置を充填しすぎることまたは充填が足りないことによる誤った結果を除外することを除いて、以前から公知の装置で使用されるものと同じである。さらに、試料は小さくてもよく、かつ急速に装置を通過するだろう。したがって、膜上にまたは膜内に試薬を載置する方法は、従来の手順と類似である。試料が膜を通過するのは、塗布領域の下流側であり、検出可能な結果がある被分析物捕捉点までである。安定化試薬および運搬促進試薬は、それらの使用はオプションであるが、標準的な実施に従って利用されてもよい。
【００３２】
取り扱いを容易にするために、膜は、バッキングテープ（図示せず）、典型的には膜へ移動しない適当な接着剤付きポリスチレンテープで裏打ちされてもよい。そのようなテープのひとつは、カリフォルニア州サンノゼのＧ＆Ｌ社（Ｇ＆Ｌ  （Ｓａｎ  Ｊｏｓｅ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ））から入手可能なスーパーホワイトポリスチレン（Ｓｕｐｅｒ  Ｗｈｉｔｅ  Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）テープである。
【００３３】
蒸発による試料の膜からの損失を制限するために、膜用の透明カバーテープ（図示せず）があってもよい。典型的には、これらのカバーテープは、無移行性接着剤付きの約５０μｍの厚さのポリエステル薄膜である。そのような膜の一つは、ペンシルベニア州グレンロックのアドヒーシブ・リサーチ社（Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃ．  （Ｇｌｅｎ  Ｒｏｃｋ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ））から入手可能なＡＲケア（ＡＲｃａｒｅ）透明ポリエステルである。
【００３４】
これらの種類の分析に関して標準であるように、反応の結果は、捕捉線２３（図４）およびオプションの制御線２４（図４）を観察することによって得られる。免疫化学的分析において、検出可能な捕捉線２３は、標識が付けられた抗体／抗原／固定抗原生成物の形成部位である。制御線２４は、試料の成分とまたは分析反応で形成されまたは利用される移動試薬と可視生成物を形成する任意の反応体を含んでもよい。
【００３５】
本発明の利点、特に動作速度を達成するために、膜１１および２０の寸法、形状、および配置を選択するのが重要である。
図示した実施形態において試料が二つの膜を通って迅速に移動するために、そのうえ窓２を通して見えるよう捕捉ラインおよび制御ラインを十分離して保持するために、捕捉膜２０には、狭い中間部および円形下流部が形作られている。膜の寸法は、捕捉および検出膜の全吸収量が、試料の必要な量にほぼ等しいように選択される。
【００３６】
後者の特徴は、より長い長方形の形状の膜を形成することによっても達成されうるだろう。しかしながら、試験を完了するための結果として生じる時間は、好ましくないことに延長されるだろう。それは、長方形を短くしかつその横方向寸法を大きくすることによっても達成されうるだろう。このことは、試験を完了するための時間を減じることになるが、捕捉線および制御線は、あまりにも接近しているので、窓２を通して必ずしも容易に識別できるとは限らないだろう。この構成は、試験の感度も減じることがある。
【００３７】
試験の完了は、捕捉膜２０の２２の端部までの試料の流れによって示され、かつ上部層１の窓２では目に見えて明らかであるかもしれない。したがって、タイミング装置は、試験の完了を決定するためのオプションにすぎない。
熟練職人に利用されているさまざまな標識のいずれも、本発明の装置において利用されうる。金属標識および酵素標識が好ましい。金属標識は、それらの顕著な感度のために特に好ましい。金属の中でも、金は、主としてその特徴が非常によく理解されているので、最も好ましい。
【００３８】
本発明で使用される金標識付き抗体にとっての好ましい粒度は、試験の分析感度および反応体の親和性等の十分理解されている要因によっては適当な変形が容認されうるが、約２０〜６５ｍｍである。
全血の分析については、捕捉膜２０は、好ましくは、ニトロセルロースまたは等価生成物から形成される。それは、ワットマン社から入手可能である。
【００３９】
本発明の多くの明らかな変形は、その精神および範囲から逸脱することなく可能である。たとえば、プラットホーム流路には、上で記載したような頂部層または下部層のいずれかにおいて刻み目が形成されうる。
本発明のさまざまな実施形態を、主としてサンドイッチアッセイに応用されるものとして説明してきたが、本発明の装置および原理が、競合アッセイまたは他のアッセイに容易に適応されうることは、熟練職人に明らかとなろう。
【００４０】
本発明のプラットホーム、膜および装置のすべては、商業的に容易に入手可能である材料から、従来の周知の手順によって準備される。
本発明の全血試料への典型的な応用においては、検出膜には、被分析物上のエピトープと反応する、着脱自在に結合された標識付き抗体が含浸される。これらの被分析物は、例えば：ｈＣＧ、ミオグロビン、Ｃ反応性タンパク質、ＬＨ、トロポニンＩまたはＴ、ＡｐｏＢ１００、ＰＳＡ、クレアチニンキナーゼＭＢ、および脳性ナトリウム利尿ペプチドであってもよい。第２すなわち捕捉膜は、被分析物上の他のエピトープと反応する含浸不動第２抗体の部位である。第２抗体の下流側には、反応して試験が有効であることを示す含浸制御試薬がある。
【００４１】
全血試料は、プラットホーム流路を通って装置に加えられ、かつ検出膜へかつそれを通って流れる。検出膜では、赤色血液細胞は、濾過によって、試料から除去される。試料は、標識が付けられる第１抗体と接触し、その結果液体試料に、標識付き抗体／抗原複合物が形成され、かつ下流を捕捉膜へ流れる。捕捉膜では、複合体は、捕捉抗体と反応して、捕捉線で濃縮される標識付き抗体／抗原／捕捉抗体生成物を形成する。血漿は、捕捉線を過ぎて、捕捉線の下流側の制御部位まで流れ続ける。制御部位では、試験が、制御線の出現によって有効であることを示す反応がある。
【００４２】
本開示の教示の利点について、熟練職人は、任意の数の周知の方法、および試薬を容易に適応させて、本発明の新規の装置を利用する被分析物または他のリガンドを検出することができる。
本発明を、次の例１によってさらに説明するが、本例は、本発明の特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
例１
一滴の全血試料を用いるヒト絨毛性ゴナドトロピン（ｈＣＧ）試験装置を、現在の発明に従って準備する。プラットホームおよび乾燥多孔質担体を、図１ないし図４に示されるように構成した。
【００４３】
ニトロセルロース捕捉膜（ワットマン）に、従来の液体ディスペンサーを用いて、制御溶液および捕捉溶液の両方を含浸した。制御溶液は、アリスタ・バイオロジカル社（Ａｒｉｓｔａ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｓ）から入手した１ｍｇ／ｍＬのヤギ坑マウスＩｇＧポリクローナル抗体を含有する。捕捉溶液は、（またアリスタ・バイオロジカル社から入手した）２ｍｇ／ｍＬの親和性精製ヤギ坑ヒトｈＣＧα鎖ポリクローナル抗体を含有する。含浸膜を、抗体を固定するために、３０分間、３７度で低温放置した。４０ｎｍの金粒子およびヒトｈＣＧβ鎖に特有の単クローン抗体から準備した金抱合体を、アリスタ・バイオロジカル社から購入し、かつそれは、５４０ｎｍで３．０の最終光学密度を有する。検出膜、血漿分離器（ワットマン）に、コロイド金抱合体溶液を噴射し、次に凍結乾燥して、水を除去した。試験片を、２５μｍの厚さの透明ポリエステルテープ（アドヒーシブ・リサーチ社）によって被覆し、かつＧ＆Ｌプレシジョン・ダイ・カッテング社（Ｇ＆Ｌ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｄｉｅ  Ｃｕｔｔｉｎｇ，Ｉｎｃ．）から入手可能なポリスチレンテープで支持した。試験片の形状を、打抜具を用いて作成した。３５ｕＬの血液を用いて組み立てられた装置を試験することにより、優れた血漿分離および試料の流れがわかった。試験手順は、完了するのに約６分かかった。２０ｍＩＵのｈＣＧ／ｍＬの感度を観察した。
【００４４】
さまざまな変更および修正が、本発明の精神を逸脱することなくここで図示した実施形態および説明に加えることができることは、当業者によって理解される。そのような修正および変更のすべては、添付の特許請求の範囲によって含抱されるよう意図されている。
本発明は、本発明の代表的な実施形態を図示する添付の図面を参照することによってよりよく理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一つの特定の装置のさまざまな部品を図示する分解図。
【図２】本発明の好ましい膜構成を、図１のプラットホームで用いられてもよい検出および捕捉膜の寸法および構成の表示とともに示す（１）。
【図３】本発明の好ましい膜構成を、図１のプラットホームで用いられてもよい検出および捕捉膜の寸法および構成の表示とともに示す（２）。
【図４】本発明の好ましい膜構成を、図１のプラットホームで用いられてもよい検出および捕捉膜の寸法および構成の表示とともに示す（３）。
【図５】プラットホーム流路には、下部層の頂面において刻み目が形成される、本発明の他の実施形態を図示する。
【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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