(57)【要約】  透過に基づく検出技術を用いて試験試料中の分析物の存在又は濃度を求めるシステムが提供される。詳細には、光学的検出システムは、照明光源と太陽電池パネルとの間に定められた電磁放射経路に位置決めされたアッセイ装置を含む。費用を有意に増大させることなくシステムの感度及び信号対雑音比を高めるために、照明光源及び／又は太陽電池パネルとアッセイ装置との間の距離を最小限にする。また、照明光源及び／又は太陽電池パネルは、アッセイ装置に直接隣接して位置決めすることもできる。また、システムは、光学フィルタ又は拡散器のような外部光学的構成要素への依存性を減少させるように選択的に制御することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験試料内に存在する分析物の存在又は量を検出するための光学的検出システムであって、
検出信号を生成することができる検出プローブと連通状態にあるクロマトグラフ媒体を含むアッセイ装置と、
電磁放射を前記検出プローブに伝達することができる照明光源と、
前記検出プローブにより生成される前記検出信号に対して位置合わせすることができる太陽電池パネルと、
を含み、
前記照明光源及び前記太陽電池パネルは、前記媒体が前記照明光源と前記太陽電池パネルとの間に定められる電磁放射路内に位置するように、前記アッセイ装置の対向する両側部に配置されており、
前記媒体は、前記電磁放射及び前記検出信号に透過性であり、前記照明光源、太陽電池パネル、又はその両方が前記アッセイ装置から約５ミリメートルより小さい範囲未満に配置されている
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記クロマトグラフ媒体が、前記検出プローブと連通状態にある多孔性膜を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学的検出システム。
【請求項３】
前記クロマトグラフ媒体が、流体チャネルを含むことを特徴とする請求項１に記載の光学的検出媒体。
【請求項４】
前記検出プローブ又はその複合体の少なくとも一部に結合するように構成された受容材料が、前記クロマトグラフ媒体により定められる検出ゾーン内に不動化されることを特徴とする請求項１に記載の光学的検出システム。
【請求項５】
前記照明光源が、エレクトロルミネセンス装置であることを特徴とする請求項１に記載の光学的検出システム。
【請求項６】
前記照明光源が、発光ダイオードアレイであることを特徴とする請求項１に記載の光学的検出システム。
【請求項７】
前記照明光源が、前記アッセイ装置にラミネートされていることを特徴とする請求項１に記載の光学的検出システム。
【請求項８】
光学的に透明な接着剤を用いて前記照明光源が前記アッセイ装置にラミネートされていることを特徴とする請求項７に記載の光学的検出システム。
【請求項９】
前記照明光源が、前記アッセイ装置に超音波結合されていることを特徴とする請求項７に記載の光学的検出システム。
【請求項１０】
前記太陽電池パネルが、前記アッセイ装置にラミネートされていることを特徴とする請求項１に記載の光学的検出システム。
【請求項１１】
光学的に透明な接着剤を用いて前記太陽電池パネルが前記アッセイ装置にラミネートされていることを特徴とする請求項１０に記載の光学的検出システム。
【請求項１２】
前記太陽電池パネルが、前記アッセイ装置に超音波結合されていることを特徴とする請求項１０に記載の光学的検出システム。
【請求項１３】
前記太陽電池パネルが、可撓性のある太陽電池パネルであることを特徴とする請求項１に記載の光学的検出システム。
【請求項１４】
前記太陽電池パネルが、前記アッセイ装置及び前記照明光源と対称であることを特徴とする請求項１に記載の光学的検出システム。
【請求項１５】
前記太陽電池パネルが、前記アッセイ装置と直接接続するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光学的検出システム。
【請求項１６】
前記照明光源が、前記アッセイ装置と直接接続するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光学的検出システム。
【請求項１７】
前記照明光源及び前記太陽電池パネルの両方が、前記アッセイ装置と直接接続するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光学的検出システム。
【請求項１８】
前記太陽電池パネルが、複数の個別領域を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学的検出システム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
関連出願
本出願は、２００４年１２月２２日に出願された米国特許出願番号第１１／０２２，２８７号の一部継続出願であり、この全部は、引用により本明細書に組み入れられる。
【０００２】
光学的検出システムは、試験試料内の分析物の存在又は濃度を定性的、定量的、又は半定量的に求めるのに用いられることが多い。不都合なことには、従来の光学的検出システムは、一般に、２つの主な問題のうち少なくとも１つに悩まされている。問題の１つは、光学的検出システムは感度がよくて正確であるが、診療所、クリニック、家庭、療養所等における非技術者のような一般消費者が用いるには高価で複雑すぎることである。従って、価格及び複雑さを減少させるために、他の光学的検出システムが開発されてきた。しかし、このようなシステムでは、典型的には、価格及び複雑さの減少が、同時に感度を失うことにより達成されている。このような感度の損失は、全ての用途で必ずしも重大な意味を持つわけではないが、システムが膜ベースのアッセイ装置とともに用いられるときにますます問題となる。詳細には、そのような装置では、膜を通る流体により分析物濃度が希釈される。この場合には、分析物が低濃度であるため、正確な結果を達成するためには、背景干渉（即ち「雑音」）のレベルが検出信号に対して単に大きすぎるようになるだけのことである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願番号第１１／０２２，２８７号公報
【特許文献２】米国特許第６，４３６，６５１号公報
【特許文献３】米国特許第４，３６６，２４１号公報
【特許文献４】米国特許第５，０７５，０７７号公報
【特許文献５】米国特許第６，７５９，１２１号公報
【特許文献６】米国特許第５，６７０，３８１号公報
【特許文献７】米国特許第５，２５２，４５９号公報
【特許文献８】米国特許第６，２６１，７７９号公報
【特許文献９】米国特許第６，５８５，９３９号公報
【特許文献１０】米国特許第４，６１４，７２３号公報
【特許文献１１】米国特許第５，４６４，７４１号公報
【特許文献１２】米国特許第５，５１８，８８３号公報
【特許文献１３】米国特許第５，９２２，５３７号公報
【特許文献１４】米国特許第６，００４，５３０号公報
【特許文献１５】米国特許第６，５８２，９３０号公報
【特許文献１６】米国特許第６，６１３，５８３号公報
【特許文献１７】米国特許第６，４６８，７４１号公報
【特許文献１８】米国特許第６，４４４，４２３号公報
【特許文献１９】米国特許第６，３６２，０１１号公報
【特許文献２０】米国特許第５，７３１，１４７号公報
【特許文献２１】米国特許第５，５９１，５８１号公報
【特許文献２２】米国特許第６，０３０，８４０号公報
【特許文献２３】米国特許第５，５８５，２７９号公報
【特許文献２４】米国特許第５，５７３，９０９号公報
【特許文献２５】米国特許第６，２４２，２６８号公報
【特許文献２６】米国特許第５，６３７，５０９号公報
【特許文献２７】米国特許第５，６７０，３８１号公報
【特許文献２８】米国特許第５，２５２，４５９号公報
【特許文献２９】米国特許出願公開番号２００３／０１２４７３９号公報
【特許文献３０】米国特許第４，１６８，１４６号公報
【特許文献３１】米国特許第４，３６６，２４１号公報
【特許文献３２】米国特許第４，２３５，６０１号公報
【特許文献３３】米国特許第４，４４２，２０４号公報
【特許文献３４】米国特許第５，２０８，５３５号公報
【特許文献３５】米国特許第５，３９５，７５４号公報
【特許文献３６】米国特許第５，６７０，３８１号公報
【特許文献３７】米国特許第６，１９４，２２０号公報
【特許文献３８】米国特許第４，５６０，９０２号公報
【特許文献３９】米国特許第５，３５２，９５１号公報
【特許文献４０】米国特許第４，０９７，７７６号公報
【特許文献４１】米国特許第４，５１３，０２３号公報
【特許文献４２】米国特許第４，５６０，９０２号公報
【特許文献４３】米国特許第６，００４，６８６号公報
【特許文献４４】米国特許第６，４３２，５１６号公報
【特許文献４５】米国特許第６，６０２，６１８号公報
【特許文献４６】米国特許第６，４７９，９３０号公報
【特許文献４７】米国特許第６，７２３，１９２号公報
【特許文献４８】米国特許第６，７３４，４６９号公報
【特許文献４９】米国特許出願公開番号２００３／０１９３２８９号公報
【特許文献５０】米国特許第２００４／０１１９４００号公報
【特許文献５１】米国特許第２００４／００７０１９５号公報
【特許文献５２】米国特許第５，５３４，３８６号公報
【特許文献５３】米国特許第５，２２５，９３５号公報
【特許文献５４】米国特許第５，９１０，９４０号公報
【特許文献５５】米国特許第６，４１１，４３９号公報
【特許文献５６】米国特許第５，８２７，７４８号公報
【特許文献５７】米国特許第６，０８４，６８３号公報
【特許文献５８】米国特許第６，２３５，２４１号公報
【特許文献５９】米国特許第６，５５６，２９９号公報
【特許文献６０】米国特許第６，５６６，５０８号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｌｏｖｇｒｅｎ，Ｔ．らのＣｌｉｎ．Ｃｈｅｍ．第４２巻１１９６〜１２０１頁（１９９６年）
【非特許文献２】Ｙｕａｎ，Ｊ．とＭａｔｓｕｍｏｔｏ，Ｋ．のＡｎａｌ．Ｃｈｅｍ．第７０巻５９６〜６０１頁（１９９８年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、現在、使用が容易で安価で信号対雑音比が増大したアッセイ装置のための更に「バランスのとれた」光学的検出システムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、試験試料に存在する分析物の存在又は量を検出するための光学的検出システムを提供する。このシステムは、検出プローブと連絡するクロマトグラフ媒体を含むアッセイ装置を含む。また、このシステムは、電磁放射を検出プローブに中継することができる照明光源も含む。検出信号は、照明光源からの電磁放射が、検出プローブに中継されるときに生成される。更に、システムは、検出プローブにより生成される検出信号と位置合わせすることができる太陽電池パネルを含む。照明光源及び太陽電池パネルは、媒体が照明光源と太陽電池パネルとの間に定められる電磁放射経路に位置するようにアッセイ装置の対向する両側部に位置決めされる。媒体は、電磁放射及び検出信号に透過性であり、照明光源、太陽電池パネル、又はその両方が、アッセイ装置から約５ミリメートルより小さい範囲に位置決めされる。
【０００７】
光学的検出システムのアッセイ装置は、検出プローブと連絡する多孔性膜を含むことができる。この多孔性膜は、支持部により支えることができる。多孔性膜は、検出信号を生成することができる検出プローブと連通関係にある。また、多孔性膜は、電磁放射及び検出信号に透過性である。
【０００８】
クロマトグラフ媒体は、流体チャネルを含むことができる。受容材料は、クロマトグラフ媒体により定められる検出ゾーン内に不動化することができ、該受容材料は、検出プローブ又はその複合体の少なくとも１部に結合するように構成することができる。照明光源は、エレクトロルミネセント装置又は発光ダイオードアレイとすることができる。また、照明光源は、光学的に透過性の接着剤又は超音波結合を用いてアッセイ装置にラミネートすることもできる。
【０００９】
また、太陽電池パネルもアッセイ装置にラミネートすることができる。太陽電池パネルは、光学的に透過性の接着剤又は超音波結合を用いてアッセイ装置にラミネートすることができる。
【００１０】
太陽電池パネルは、可撓性太陽電池パネルとすることができ、アッセイ装置及び照明光源と対称とすることができる。また、太陽電池パネル、照明光源、又は両方は、アッセイ装置に直接接続する位置にすることができる。更に、太陽電池パネルは、複数の個別領域を含むことができる。
【００１１】
本発明の完全で実施可能要件を満たす開示は、その最良の形態をも含めて、当業者に対するものであり、添付の図面を参照して本明細書の残部において更に詳細に述べる。
本明細書及び図面で参照記号を繰り返して用いるときには、本発明の同じ又は類似する特徴を表すことを意図する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の光学的検出システムの実施形態の１つの斜視図である。
【図２】本発明の実施形態の１つに用いることができるエレクトロルミネセント（ＥＬ）装置の断面図である。
【図３ａ】照明光源及び太陽電池パネルが、アッセイ装置から比較的大きな間隔を置いて配置される本発明の光学的検出システムの実施形態を示す略図である。
【図３ｂ】アッセイ装置への及び該装置からの光を合焦するのに照明レンズ及び検出レンズを用いる本発明の光学的検出システムの実施形態を示す略図である。
【図３ｃ】照明レンズが除去され、照明光源がアッセイ装置に近接して移動された本発明の光学的検出システムの実施形態を示す略図である。
【図３ｄ】検出レンズが除去され、太陽電池パネルがアッセイ装置に近接して移動された本発明の光学的検出システムの実施形態を示す略図である。
【図４】ＥＬ照明光源を用いる本発明の光学的検出システムの別の実施形態の斜視図である。
【図５Ａ】アッセイストリップに挿入する前の試料ホルダを示す本発明で用いることができる試料ホルダの実施形態の１つの斜視図である。
【図５Ｂ】ストリップが挿入された開放構成での試料ホルダを示す本発明で用いることができる試料ホルダの実施形態の１つの斜視図である。
【図５Ｃ】閉鎖構成での試料ホルダを示す本発明で用いることができる試料ホルダの実施形態の１つの斜視図である。
【図６】図５の試料ホルダを挿入することができるカートリッジの実施形態の１つの斜視図である。
【図７】図６のカートリッジ及び図５の試料ホルダを用いる光学的検出システムの実施形態の１つの斜視図である。
【図８】封入体に含まれる図７の光学的検出システムの斜視図である。
【図９】試料ホルダ、及びＬＥＤアレイが配置されるカートリッジを用いる本発明の光学的検出システムの別の実施形態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
定義
本明細書で用いる場合、「分析物」という用語は、一般に、検出される物質をいう。例えば、分析物は、抗原性物質、ハプテン、抗体、及びその組み合わせを含むものとすることができる。分析物には、限定する意味ではないが、毒素、有機化合物、タンパク質、ペプチド、微生物、アミノ酸、核酸、ホルモン、ステロイド、ビタミン、薬物（治療目的で投与されるもののほか、不正な目的で投与されるものを含む）、薬物中間物又は副産物、細菌、ウイルス粒子及び上の物質の代謝物又は抗体が含まれる。分析物のいくつかの特定の例には、フェリチン；クレアチニンキナーゼＭＢ（ＣＫ−ＭＢ）；ジゴキシン；フェニトイン；フェノバルビタール（ｐｈｅｎｏｂａｒｂｉｔｏｌ）；カルバマゼピン；バンコマイシン；ゲンタマイシン；テオフィリン；バルプロ酸；キニジン；黄体形成ホルモン（ＬＨ）；卵胞刺激ホルモン（ＦＳＨ）；エストラジオール、プロゲステロン；Ｃ反応タンパク；リポカリン；ＩｇＥ抗体；サイトカイン；ビタミンＢ２マイクログロブリン；糖化ヘモグロビン（ＧＩｙ．Ｈｂ）；コルチゾール；ジギトキシン；Ｎアセチルプロカインアミド（ＮＡＰＡ）；プロカインアミド；風疹ＩｇＧ及び風疹ＩｇＭのような風疹に対する抗体；トキソプラズマＩｇＧ（Ｔｏｘｏ−ｌｇＧ）及びトキソプラズマＩｇＭ（Ｔｏｘｏ−ｌｇＭ）のようなトキソプラズマ症に対する抗体；テストステロン；サリチル酸；アセトアミノフェン；Ｂ型肝炎ウイルス表面抗原（ＨＢｓＡｇ）；抗Ｂ型肝炎コア抗原ＩｇＧ及びＩｇＭ（抗−ＨＢＣ）のようなＢ型肝炎コア抗原；ヒト免疫不全ウイルス１及び２（ＨＩＶ  １及び２）；ヒトＴ細胞白血病ウイルス１及び２（ＨＴＬＶ）；Ｂ型肝炎ｅ抗原（ＨＢｅＡｇ）；Ｂ型肝炎ｅ抗原に対する抗体（抗ＨＢｅ）；インフルエンザウイルス；甲状腺刺激ホルモン（ＴＳＨ）；チロキシン（Ｔ４）；総トリヨードチロニン（総Ｔ３）；遊離トリヨードチロニン（遊離Ｔ３）；癌胎児性抗原（ＣＥＡ）；リポタンパク質、コレステロール、及びトリグリセリド；及びαフェトタンパク質（ＡＦＰ）が含まれる。乱用薬物及び規制物質には、限定されることを意図しないが、アンフェタミン；メタンフェタミン；アモバルビタール、セコバルビタール、ペントバルビタール、フェノバルビタール、及びバルビタールのようなバルビツレート；リブリウム及びバリウムのようなベンゾジアゼピン；ハシシュ及びマリワナのようなカンナビノイド；コカイン；フェンタニル；ＬＳＤ；メタカロン；ヘロイン、モルヒネ、コデイン、ヒドロモルフォン、ヒドロコドン、メタドン、オキシコドン、オキシモルホン及びアヘンのようなアヘン誘導体；フェンシクリジン；及びプロポキシフェンが含まれる。他の可能性のある分析物は、Ｅｖｅｒｈａｒｔらに付与された米国特許第６，４３６，６５１号及びＴｏｍらに付与された第４，３６６，２４１号に記載されている。
【００１４】
本明細書で用いる場合、「試験試料」という用語は、一般に、分析物を含むことが疑われる生物学的材料をいう。試験試料は、血液、間質液、唾液、眼内レンズ液、脳脊髄液、汗、尿、乳汁、腹水、粘液、鼻汁、痰、滑液、腹膜液、膣液、月経、羊水、精液等を含む生理的流体のようなあらゆる生物学的供給源から誘導することができる。生理的流体のほか、環境又は食品アッセイを行うために水、食品等のような他の液体試料を用いることもできる。また、試験試料として分析物を含むことが疑われる固体材料を用いることもできる。試験試料は、生物学的供給源から得たまま直接用いることもでき、試料の特性を修正するために予備処理を行った後に用いることもできる。例えば、このような予備処理には、血液から血漿を調製すること、粘稠な流体を希釈すること等を含むことができる。また、予備処理の方法には、濾過、沈殿、希釈、蒸留、混合、濃縮、干渉成分の不活化、試薬付加、溶解等を含むこともできる。更に、固体試験試料を改質して液体媒体を形成するか分析物を放出させることも有利である場合がある。
【００１５】
詳細な説明
ここで、本発明の種々の実施形態を詳細に参照し、その１つ又はそれ以上の例を以下に述べる。各例は、本発明の説明のために挙げたものであり、本発明を限定するものではない。実際に、本発明には、本発明の範囲又は精神から逸脱することなく種々の変更形態及び変形形態を用いることができることは当業者には明らかであると考える。例えば、実施形態の１つの一部として図示するか記載した特徴を別の実施形態に用い、更に別の実施形態を得ることができる。従って、本発明は、添付の請求項の範囲及びその同等物に含まれるこのような変更形態及び変形形態を含むものとする。
【００１６】
一般に、本発明は、透過型の検出技術を用いて試験試料内の分析物の存在又は濃度を求めるシステムに関する。詳細には、光学的検出システムは、照明光源と太陽電池パネルとの間に定められる電磁放射経路内に配置されるクロマトグラフに基づくアッセイ装置を含む。費用を目立つほど増大させることなくシステムの感度及び信号対雑音比を向上させるために、照明光源及び／又は太陽電池パネルとアッセイ装置との間の距離は最小にする。また、照明光源及び／又は太陽電池パネルは、アッセイ装置に直接隣接して位置決めすることもできる。また、システムは、光学フィルタ又は拡散器のような外部光学的構成要素に対する依存性を減少させるように選択的に制御することができる。例えば、エレクトロルミネセント（ＥＬ）装置のような拡散光を放出する照明光源を用いて、典型的にはＬＥＤのような点光源に必要とされる拡散器への依存性を減少させることができる。従って、多くの従来のシステムと異なり、本発明の光学的検出システムは、携帯可能で使用が簡単且つ安価であり、優れた感度及び信号対雑音比を有する。
【００１７】
Ｉ．アッセイ装置
一般に、本発明に用いられるアッセイ装置は、異種イムノアッセイを行うように構成される。異種アッセイは、錯体化されていないラベル付けされた化学種が錯体化されラベル付けされた化学種から分離されるアッセイである。分離は、例えば、化学種の１つを別の反応槽に移行させるか、濾過、遠心分離、クロマトグラフ法、固相捕捉、磁気分離等による物理的分離により行うことができ、１つ又はそれ以上の洗浄段階を含むことができる。また、分離は、化学種の１つ又は両方の移行が行われないが、化学種が原位置で互いに分離されるという点で非物理的とすることもできる。例えば、特定の実施形態の１つでは、異種イムノアッセイが行われる。このようなイムノアッセイでは、生物に対して病原性又は異質である抗原の存在に応答して抗体が生成される免疫系の機序が用いられる。これらの抗体及び抗原、即ち、免疫反応物は、互いに結合することができ、それによって流体試験試料中でのその特定の抗原の存在又は濃度を求めるのに用いることができる特異性の高い反応機序を引き起こす。
【００１８】
例えば、図１を参照し、異種イムノアッセイを行うように構成されたクロマトグラフに基づくアッセイ装置２０の実施形態の１つを、以下に更に詳細に記載することにする。ここに示すように、アッセイ装置２０は、第１の表面１２及び対向する第２の表面１４を有するクロマトグラフ媒体２３を含む。媒体２３の第１の表面１２は、支持部２１に隣接して配置される。クロマトグラフ媒体２３は、一般に、流体チャネル、多孔性膜等のような試験試料が通過することができる材料で作られる。同様に、該媒体２３は、光学的に拡散性（例えば拡散透光）であるか透明材料のような電磁放射を伝達することができる材料でも作られる。例えば、特定の実施形態の１つでは、クロマトグラフ媒体２３は、限定する意味ではないが、天然、合成、又は合成的に修飾された天然由来材料、例えば多糖類（例えば、紙のようなセルロース材料及び酢酸セルロース及びニトロセルロースのようなセルロース誘導体）；ポリエーテルスルホン；ポリエチレン；ナイロン；ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）；ポリエステル；ポリプロピレン；シリカ；塩化ビニル、塩化ビニル−プロピレンコポリマー、及び塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマーのようなポリマーを備える多孔性ポリマーマトリクスに均質に分散した不活性化アルミナ、珪藻土、ＭｇＳＯ4、又は他の無機の微粉化材料のような無機材料；天然由来（例えば綿）及び合成（例えばナイロン又はレーヨン）の両方の布；シリカゲル、アガロース、デキストラン、及びゼラチンのような多孔性ゲル；ポリアクリルアミドのようなポリマーフィルム；その他のような材料で形成される光学的に拡散性の多孔性膜で作られる。特定の実施形態の１つでは、クロマトグラフ媒体２３は、ニトロセルロース及び／又はポリエーテルスルホン材料で形成される。「ニトロセルロース」という用語は、ニトロセルロース単独とすることもでき、硝酸と、１〜７炭素原子を有する脂肪族カルボン酸のような他の酸との混合エステルとすることもできるセルロースの硝酸エステルをいうことは当然理解される。
【００１９】
クロマトグラフ媒体２３の大きさ及び形状は、当業者には容易に理解されるように、一般に種々のものとすることができる。例えば、多孔性膜ストリップの長さは、約１０〜約１００ミリメートルとすることができ、実施形態のいくつかでは、約２０〜約８０ミリメートル、実施形態のいくつかでは、約４０〜約６０ミリメートルとすることができる。また、膜ストリップ幅も、約０．５〜約２０ミリメートルの範囲とすることができ、実施形態のいくつかでは約１〜約１５ミリメートル、実施形態のいくつかでは、約２〜約１０ミリメートルとすることができる。同様に、膜ストリップの厚さは、一般に、透過に基づく検出を行うことができるのに十分に小さい。例えば、膜ストリップの厚さは、約５００マイクロメートル未満とすることができ、実施形態のいくつかでは約２５０マイクロメートル未満、実施形態のいくつかでは約１５０マイクロメートル未満とすることができる。
【００２０】
上に述べたように、支持部２１は、クロマトグラフ媒体２３を支持する。例えば、支持部２１は、図１に示すようにクロマトグラフ媒体２３に直接隣接して配置することもでき、クロマトグラフ媒体２３と支持部２１との間に１つ又はそれ以上の介在層を配置することもできる。これにも関わらず、支持部２１は、一般に、クロマトグラフ媒体２３を支持することができるあらゆる材料で形成することができる。一般に、支持部２１は、透明又は光学的に拡散性（例えば拡散透光）材料のような光透過性の材料で形成される。また、支持部２１は液体不透過性であり、媒体２３を通って流れる流体が支持部２１を通って漏れないようにされることが一般に望ましい。支持部として適切な材料の例には、限定する意味ではないが、ガラス；ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエステル（例えばＭｙｌａｒ（登録商標）フィルム）、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリカーボネート、エポキシド、メタクリレート、及びポリメラミンのようなポリマー材料；その他が含まれる。クロマトグラフ媒体２３の十分な構造的裏当てとするために、支持部２１は、一般に、特定の最小厚さを有するように選択される。同様に、支持部２１の厚さは、典型的には、その光学的特性に有害な影響を及ぼすほど厚くない。従って、例えば、支持部２１の厚さは、約１００〜約５，０００マイクロメートルの範囲、実施形態のいくつかでは約１５０〜約２，０００マイクロメートル、いくつかの実施形態では約２５０〜約１，０００マイクロメートルの範囲とすることができる。例えば、厚さが約１２５マイクロメートルの適切な膜ストリップの１つは、マサチューセッツ州ベッドフォードのＭｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｃｏｒｐ．から「ＳＨＦ１８０ＵＢ２５」という名称で入手することができる。
【００２１】
当技術分野では公知のように、クロマトグラフ媒体２３は、支持部２１に流し込み、得られるラミネートをダイカットして望ましい大きさ及び形状にすることができる。或いは、クロマトグラフ媒体２３は、単純に、例えば接着剤で支持部２１にラミネートすることもできる。実施形態のいくつかでは、ニトロセルロース又はナイロン多孔性膜は、Ｍｙｌａｒ（登録商標）フィルムに接着される。感圧接着剤のような接着剤を用いて多孔性膜をＭｙｌａｒ（登録商標）フィルムに結合する。この種類のラミネート構造は、マサチューセッツのベッドフォートのＭｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｃｏｒｐ．から市販されていると考えられている。適切なラミネートアッセイ装置構造の更に別の例は、Ｄｕｒｌｅｖ，ＩＩＩらに付与された米国特許第５，０７５，０７７号に記載されており、これは、本明細書において、引用によりそのまま組み入れられる。
【００２２】
支持部２１、クロマトグラフ媒体２３、及び／又は装置のあらゆる他の層をラミネートするための接着剤の選択は、検出システムに望ましい光学特性及びアッセイ装置を形成するのに用いられる材料を含む種々の因子に応じて決めることができる。例えば、実施形態のいくつかでは、選択した接着剤は、光学的に透明であり、クロマトグラフ媒体２３及び支持部２１に適合するものとする。光学的透明性にすることより、そうでなければ接着剤が光学的検出システムに及ぼす可能性があるあらゆる悪影響を最小にすることができる。適切な光学的に透明な接着剤は、例えば、（メタ）アクリレートエステル、アクリル酸又は（メタ）アクリル酸モノマーのポリマー等のようなアクリレート又は（メタ）アクリレートポリマーで形成することができる。例示的な（メタ）アクリレートエステルモノマーには、メチルアクリレートのような非３級アルキルアルコールの単官能基アクリレート又はメタクリレートエステル、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、２−メチルブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、ｎ−オクチルメタクリレート、イソオクチルアクリレート、イソオクチルメタクリレート、イソノニルアクリレート、イソデシルアクリレート、イソボミルアクリレート、イソボミルメタクリレート、ビニルアセテート、及びその混合物が含まれる。例示的な（メタ）アクリル酸モノマーには、アクリル酸、メタクリル酸、β−カルボキシエチルアクリレート、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、等が含まれる。このような光学的に透明な接着剤の例のいくつかは、Ａｌａｈａｐｐｅｒｕｍａらに付与された米国特許第６，７５９，１２１号に記載されており、これは、本明細書において引用によりそのまま組み入れられる。更に、適切な透明な接着剤は、ペンシルベニア州グレンロックのＡｄｈｅｓｉｖｅｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃ．からＡＲｃｌｅａｒ（登録商標）８１５４という名称で入手することもでき、これは、独立の光学的に透明なアクリル感圧接着剤である。他の適切な透明な接着剤は、「９８４３」又は「８１４６」という名称でミネソタ州セントポールの３Ｍ  Ｃｏｒｐ．から入手することができる。また、接着剤が塗布される方式でも、アッセイ装置の光学的特性を向上させることができる。例えば、接着剤は、支持部の特定の光学的特性（例えば拡散性）を向上させるものとすることができる。従って、特定の実施形態の１つでは、このような接着剤は、光学的特性を向上させることが望ましい領域に対応するパターンで塗布することができる。
【００２３】
再び図１を参照すると、流体がクロマトグラフ媒体２３全体を通って移動した後に、該流体を凡そ受け取るようにするために、第２の表面１４に吸収性パッド２８が設けられる。当技術分野では公知のように、吸収性パッド２８は、毛管作用及びクロマトグラフ媒体２３を通る流体の流れを促進するのを助けることもできる。試験試料の分析物の検出を開始するために、使用者は、クロマトグラフ媒体２３の一部に試験試料を直接付加して該試験試料が図１に矢印「Ｌ」で示す方向に進行するようにすることができる。或いは、試験試料は、最初に、クロマトグラフ媒体２３と流体的に連絡する試料パッド（図示せず）に付加することができる。吸収性パッド２８及び／又は試料パッドを形成するのに用いることができる適切な材料のいくつかには、限定ではないが、ニトロセルロース、セルロース、多孔性ポリエチレンパッド、及びガラス繊維濾紙が含まれる。望むならば、試料パッドは、拡散的又は非拡散的の何れかで付加された１つ又はそれ以上のアッセイ予備処理試薬を含むこともできる。
【００２４】
例示した実施形態では、試験試料は、試料パッド（図示せず）から、試料パッドの１端と連絡するように配置された複合パッド２２まで進行する。該複合パッド２２は、流体が通過することができる材料で形成される。例えば、実施形態の１つでは、複合パッド２２は、ガラス繊維で形成される。１つの複合パッド２２のみを示しているが、本発明には他の複合パッドも用いることができることは当然理解される。
【００２５】
試験試料中に分析物が存在するかどうかを正確に検出するのを助長するために、予め定めた量の検出プローブをアッセイ装置２０の種々の位置に付加することができる。このような検出プローブは、分子、ポリマー、デンドリマー等のような直接又は非直接的に光学的な検出が可能な信号を生成することができる物質を含む。適切な検出可能な物質には、例えば、発光化合物（例えば、蛍光、りん光等）；放射性化合物；可視化合物（例えば、着色色素又は金属物質、例えば金）；信号生成物質を含むリポソーム又は他の小胞；酵素及び／又は基質等を含むことができる。他の適切な検出可能な物質には、Ｊｏｕらに付与された米国特許第５，６７０，３８１号、及びＴａｒｃｈａらに付与された第５，２５２，４５９号に記載されているものがあり、これらは、本明細書において引用によりそのまま組み入れられる。検出可能物質が有色である場合には、理想的な電磁放射は、補色主波長の光である。例えば、青色検出プローブは、赤色光を強く吸収する。
【００２６】
実施形態のいくつかでは、検出可能物質は、光学的に検出可能な信号を生成する発光化合物とすることができる。例えば、適切な蛍光分子には、限定ではないが、フルオレセイン、ユーロピウムキレート、フィコビリタンパク質、ローダミン、及びその誘導体及び類似物を含むことができる。他の適切な蛍光化合物は、一般に「量子ドット」と呼ばれる半導体ナノ結晶である。例えば、このようなナノ結晶は、化学式ＣｄＸ（式中、Ｘは、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｓ等である）のコアを含むことができる。また、ナノ結晶は、上に重なる化学式ＹＺ（式中、ＹはＣｄ又はＺｎ、ＺはＳ又はＳｅである）のシェルで不動態化することもできる。また、適切な半導体ナノ結晶の他の例は、Ｂａｒｂｅｒａ−Ｇｕｉｌｌｅｍらに付与された米国特許第６，２６１，７７９号及びＤａｐｐｒｉｃｈに付与された第６，５８５，９３９号にも記載されており、これらは、本明細書においてそのまま組み入れられる。
【００２７】
更に、適切なりん光化合物には、ルテニウム、オスミウム、レニウム、イリジウム、ロジウム、プラチナ、インジウム、パラジウム、モリブデン、テクネチウム、銅、鉄、クロム、タングステン、亜鉛等のような金属の１つ又はそれ以上の金属錯体を含むことができる。特に好ましいのは、ルテニウム、レニウム、オスミウム、プラチナ、及びパラジウムである。金属錯体は、水性又は非水性環境での錯体の溶解性を促進する１つ又はそれ以上の配位子を含むことができる。例えば、配位子の適切ないくつかの例には、限定ではないが、ピリジン；ピラジン；イソニコチンアミド；イミダゾール；ビピリジン；ターピリジン；フェナントロリン；ジピリドフェナジン；ポルフィリン、ポルフィン、及びその誘導体が含まれる。このような配位子は、例えば、アルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール、アラルキル、置換アラルキル、カルボキシレート、カルボキシアルデヒド、カルボキサミド、シアノ、アミノ、ヒドロキシ、イミノ、ヒドロキシカルボニル、アミノカルボニル、アミジン、グアニジン、ウレイド、硫黄含有基、リン含有基、及びＮ−ヒドロキシースクシンイミドのカルボキシレートエステルで置換することができる。
【００２８】
ポルフィリン及びポルフィン金属錯体は、メチレン橋でともに連結されたピロール基を有し、内部空洞をキレートする金属とともに環状構造を形成する。これらの分子の多くは、室温の適切な溶媒（例えば水）及び無酸素環境中で強いりん光特性を示す。りん光特性を示すことができる適切なポルフィリン錯体のいくつかは、限定ではないが、プラチナ（ＩＩ）コプロポルフィリン−Ｉ及びＩＩＩ、パラジウム（ＩＩ）コプロポルフィリン、ルテニウムコプロポルフィリン、亜鉛（ＩＩ）−コプロポルフィリン−ｌ、その誘導体等である。同様に、りん光特性を示すことができる適切なポルフィン錯体のいくつかには、限定ではないが、プラチナ（ＩＩ）テトラ−メソ−フルオロフェニルポルフィン及びパラジウム（ＩＩ）テトラ−メソ−フルオロフェニルポルフィンが含まれる。更に別の適切なポルフィリン及び／又はポルフィン錯体は、Ｓｃｈｍｉｄｔらに付与された米国特許第４，６１４，７２３号、Ｈｅｎｄｒｉｘに付与された第５，４６４，７４１号、Ｓｏｉｎｉに付与された第５，５１８，８８３号、Ｅｗａｒｔらに付与された第５，９２２，５３７号、Ｓａｑｎｅｒらに付与された第６，００４，５３０号、及びＰｏｎｏｍａｒｅｖらに付与された第６，５８２，９３０号に記載されており、これらは、本明細書において引用によりそのまま組み入れられる。
【００２９】
また、ビピリジン金属錯体は、りん光化合物として用いることができる。適切なビピリジン錯体の例のいくつかには、限定ではないが、ビス［（４，４’−カルボメトキシ）−２，２’−ビピリジン］２−［３−（４−メチル−２，２’−ビピリジン−４−イル）プロピル］−１，３−ジオキソランルテニウム（ＩＩ）；ビス（２，２’ビピリジン）［４−（ブタン−１−アル）−４’−メチル−２，２’−ビ−ピリジン］ルテニウム（ＩＩ）；ビス（２，２’−ビピリジン）［４−（４’−メチル−２，２’−ビピリジン−４’−イル）−酪酸］ルテニウム（ＩＩ）；トリス（２，２’ビピリジン）ルテニウム（ＩＩ）；（２，２’−ビピリジン）［ビス−ビス（１，２−ジフェニルホスフィノ）エチレン］２−［３−（４−メチル−２，２’−ビピリジン−４’−イル）プロピル］−１，３−ジオキソランオスミウム（ＩＩ）；ビス（２，２’−ビピリジン）［４−（４’−メチル−２，２’−ビピリジン）−ブチルアミン］ルテニウム（ＩＩ）；ビス（２，２’−ビピリジン）［１−ブロモ−４（４’−メチル−２，２’−ビピリジン−４−イル）ブタン］ルテニウム（ＩＩ）；ビス（２，２’−ビピリジン）マレイミドヘキサン酸、４−メチル−２，２’−ビピリジン−４’−ブチルアミドルテニウム（ＩＩ）等が含まれる。りん光特性を示すことができる更に別の適切な金属錯体は、Ｒｉｃｈｔｅｒらに付与された米国特許第６，６１３，５８３号、Ｍａｓｓｅｖらに付与された第６，４６８，７４１号、Ｍｅａｄｅらに付与された第６，４４４，４２３号、Ｍａｓｓｅｖらに付与された第６，３６２，０１１号、Ｂａｒｄらに付与された第５，７３１，１４７号、及びＭａｓｓｅｖらに付与された第５，５９１，５８１号に記載されており、これは、本明細書において引用によりそのまま組み入れられる。
【００３０】
場合によっては、本発明の実施形態のいくつかには、「時間分解」ルミネセンス検出技術を用いることができる。時間分解検出には、１つ又はそれ以上の短パルス光でルミネセンスプローブを励起する段階と、その後、典型的には、励起後、残りのルミネセンス信号を測定する前に特定の時間、例えば約１〜約２００マイクロ秒、詳細には約１０〜約５０マイクロ秒待つ段階を含む。このように、あらゆる短寿命りん光又は蛍光の背景信号及び散乱励起放射が排除される。この大半の背景信号を排除することができる能力により、従来の蛍光又はりん光より感度が２〜４の桁大きくなる場合がある。従って、時間分解検出は、特定のルミネセンス材料の特性をうまく利用することにより、照明光源又は散乱過程（励起放射の散乱による）から背景信号を減少させるようにデザインされる。
【００３１】
効果的に機能させるために、時間分解技術では、一般に、発光寿命が比較的長いルミネセンス化合物が必要である。これは、あらゆる短寿命の背景信号が散逸したかなり後まで化合物が信号を放出するようにするのに望ましい。更に、ルミネセンス寿命が長ければ、時間ゲート測定に低価格の回路網を用いることが可能になる。例えば、検出可能化合物のルミネセンス寿命は、約１マイクロ秒より大きく、実施形態のいくつかでは約１０マイクロ秒より大きく、実施形態のいくつかでは約５０マイクロ秒より大きく、実施形態のいくつかでは、約１００マイクロ秒〜約１０００マイクロ秒とすることができる。また、化合物は、比較的大きな「ストークスシフト」を有することもできる。「ストークスシフト」という用語は、一般に、ルミネセンス放射のスペクトル線又は帯域が励起線又は帯域より長い発光波長に変位することであると定義される。ストークスシフトが比較的大きければ、ルミネセンス化合物の励起波長はその発光波長から遥かに離れたままとすることができ、このことは、励起波長と発光波長との間の差が大きければ放出信号から反射励起放射を排除することが容易になるため望ましい。更に、ストークスシフトが大きければ、試料中のルミネセンス分子及び／又はいくつかの体液（例えば血液）に存在するタンパク質又はコロイドによる光散乱の干渉も最小限になる。また、ストークスシフトが大きければ、背景干渉を排除するための高価で高精度フィルタの必要性も最低限になる。例えば、実施形態のいくつかでは、発光化合物のストークスシフトは、約５０ナノメートルより大きく、実施形態のいくつかでは約１００ナノメートルより大きく、実施形態のいくつかでは、約１００〜約３５０ナノメートルである。
【００３２】
例えば、時間分解検出技術に用いるための蛍光化合物の適切な種類の１つには、サマリウム（Ｓｍ（ＩＩＩ））、ジスプロジウム（Ｄｙ（ＩＩＩ））、ユウロピウム（Ｅｕ（ＩＩＩ））、及びテルピウム（Ｔｂ（ＩＩＩ））のランタニドキレートが含まれる。このようなキレートは、実質的にこれより短い波長でキレートが励起された後に、強く赤色にシフトした狭帯域長寿命発光を示すことができる。典型的には、このキレートは、分子のランタニドに近接して配置される発色団のため強い紫外線励起帯域を有する。発色団による励起に続き、励起エネルギーが励起発色団からランタニドに移動することができる。これは、ランタニドの蛍光発光特性によるものである。例えば、ユーロピウムキレートは、フルオレセインでは僅か約２８ナノメートルであることに比較すると、約２５０〜約３５０ナノメートルという例外的に大きなストークスシフトを有する。また、ユーロピウムキレートの蛍光は、他の蛍光ラベルでは約１〜約１００ナノ秒であることに比較して長寿命であり、寿命は約１００〜約１０００マイクロ秒である。また、これらのキレートの発光スペクトルは狭く、典型的には帯域幅が約５０％発光で約１０ナノメートル未満である。適切なユーロピウムキレートの１つは、Ｎ−（ｐ−イソチオシアナトベンジル）−ジエチレントリアミンテトラ酢酸−Ｅｕ＋３である。
【００３３】
また、本発明において、不活性で安定であり、水溶液又は水性懸濁液中で本質的に蛍光であるランタニドキレートを用いることにより、限られた溶解性及び水溶液又は水性懸濁液中での消光問題を有するキレートを保護するのに用いられることが多いミセル形成試薬の必要性を無くすことができる。このようなキレートの例の１つは、４−［２−（４−イソチオシアナトフェニル）エチル］−２，６−ビス（［Ｎ，Ｎ−ビス（カルボキシメチル）アミノ］メチル）−ピリジン［Ｌｏｖｇｒｅｎ，Ｔ．らのＣｌｉｎ．Ｃｈｅｍ．第４２巻１１９６〜１２０１頁（１９９６年）参照］である。また、いくつかのランタニドキレートは、例外的に高い信号対雑音比も示す。例えば、このようなキレートの１つは、四座β−ジケトナート−ユーロピウムキレート［Ｙｕａｎ，Ｊ．とＭａｔｓｕｍｏｔｏ，Ｋ．のＡｎａｌ．Ｃｈｅｍ．第７０巻５９６〜６０１頁（１９９８年）参照］である。上に記載した蛍光ラベルに加えて、本発明に用いるのに適切な他のラベルは、Ｍｕｌｌｉｎａｘらに付与された米国特許第６，０３０，８４０号、Ｄａｖｉｄｓｏｎに付与された第５，５８５，２７９号、Ｓｉｎｇｅｒらに付与された第５，５７３，９０９号、Ｗｉｅｄｅｒらに付与された第６，２４２，２６８号、及びＨｅｍｍｉｌａらに付与された第５，６３７，５０９号に記載されており、これらは、本明細書において引用によりそのまま組み入れられる。
【００３４】
上に記載するような検出可能物質は、単独で用いることもでき、粒子（時に「ビーズ」又は「マイクロビーズ」と呼ばれる）と共に用いることもできる。例えば、核、マイコプラズマ、プラスミド、プラスチド、哺乳類細胞（例えば、赤血球ゴースト）、単細胞微生物（例えば細菌）、多糖類（例えばアガロース）等のような天然由来の粒子を用いることができる。更に、合成粒子も用いることができる。例えば、実施形態の１つでは、蛍光又は着色色素でラベルしたラテックス微小粒子が用いられる。本発明には、あらゆる合成粒子を用いることができるが、粒子は、典型的には、ポリスチレン、ブタジエンスチレン、スチレンアクリル−ビニルターポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、スチレン−無水マレイン酸コポリマー、ポリビニルアセテート、ポリビニルピリジン、ポリビニジルベンゼン、ポリブチレンテレフタレート、アクリロニトリル、ビニルクロリド−アクリレート等、又はアルデヒド、カルボキシル、アミノ、ヒドロキシル、又はそのヒドラジド誘導体で形成される。他の適切な粒子は、Ｊｏｕらに付与された米国特許第５，６７０，３８１号及びＴａｒｃｈａらに付与された第５，２５２，４５９号に記載されている可能性がある。適切な蛍光粒子の市販の例には、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｐｒｏｂｅｓ，Ｉｎｃ．により商品名「ＦｌｕｏＳｐｈｅｒｅ」（赤色５８０／６０５）及び「ＴｒａｎｓｆｌｕｏＳｐｈｅｒｅ」（５４３／６２０）で販売されるもののほか、これもＭｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｐｒｏｂｅｓ，Ｉｎｃ．から商品名「Ｔｅｘａｓ  Ｒｅｄ」及び５−及び６−カルボキシテトラメチルローダミンで販売される蛍光カルボキシル化ミクロスフェアも含まれる。また、適切な着色ラテックス微小粒子の市販の例には、Ｂａｎｇ’ｓ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｉｎｃ．により販売されるカルボキシル化ラテックスビーズが含まれる。また、本発明には、金属粒子（例えば、金粒子）を用いることもできる。
【００３５】
用いる場合には、粒子の形状は一般に種々とすることができる。例えば、特定の実施形態の１つでは、粒子は、球形である。しかし、本発明では、平皿形、ロッド形、円板形、バー形、管形、不規則な形状等のような他の形状も意図されていることは当然理解すべきである。また、粒子の大きさも種々とすることができる。例えば、粒子の平均の大きさ（例えば直径）は、約０．１ナノメートル〜約１，０００ミクロンの範囲、実施形態のいくつかでは約０．１ナノメートル〜約１００ミクロンの範囲、実施形態のいくつかでは、約１ナノメートル〜約１０ミクロンの範囲とすることができる。例えば、「ミクロン目盛」の粒子が望ましいことが多い。用いる場合には、このような「ミクロン目盛」の粒子の平均の大きさは、約１ミクロン〜約１，０００ミクロン、実施形態のいくつかでは約１ミクロン〜約１００ミクロン、実施形態のいくつかでは約１ミクロン〜約１０ミクロンとすることができる。同様に、「ナノ目盛」の粒子を用いることもできる。このような「ナノ目盛」の粒子の平均の大きさは、約０．１〜約１０ナノメートル、実施形態のいくつかでは約０．１〜約５ナノメートル、実施形態のいくつかでは約１〜約５ナノメートルとすることができる。
場合によっては、分析物に更に容易に結合することができるように何らかの方法で検出プローブを修正することが望ましいことがある。このような場合には、検出プローブは、それに接着されて複合プローブを形成する特定の特異的結合要素で修飾することができる。特異的結合要素は、一般に、特異的結合対、即ち、分子の１つが化学的及び／又は物理的に第２の分子に結合する２つの異なる分子の要素をいう。例えば、免疫反応性特異的結合要素は、組み換えＤＮＡ法又はペプチド合成により形成されるものを含む抗原、ハプテン、アプタマー、抗体（１次又は２次）、及びその複合体を含むことができる。抗体は、モノクローナル又はポリクローナル抗体、組み換えタンパク質又はその混合物又はフラグメントのほか、抗体及び他の特異的結合要素の混合物とすることができる。このような抗体の調製及び特異的結合要素として用いるためのその適合性の詳細は、当業者には公知である。他の一般的な特異的結合対は、限定ではないが、ビオチン及びアビジン（又はその誘導体）、ビオチン及びストレプトアビジン、炭水化物及びレクチン、相補ヌクレオチド配列（標的核酸配列を検出するためのＤＮＡハイブリダイゼーションアッセイに用いられるプローブ及び捕捉核酸配列を含む）、組み換え法により形成されたものを含む相補ペプチド配列、作動体及び受容体分子、ホルモン及びホルモン結合タンパク質、酵素補因子及び酵素、酵素阻害剤及び酵素等が含まれる。更に、特異的結合対は、元の特異的結合要素の類似物である要素を含むことができる。例えば、分析物と共通な少なくとも１つのエピトープを有する限り、分析物の誘導体又はフラグメント、すなわち、分析物類似物を用いることができる。
【００３６】
特異的結合要素は、一般に、種々の公知の技術の何れかを用いて検出プローブに取り付けることができる。例えば、特異的結合要素の検出プローブ（例えば粒子）に対する共有結合は、カルボキシル、アミノ、アルデヒド、ブロモアセチル、ヨードアセチル、チオール、エポキシ及び他の反応性又は架橋官能基のほか、タンパク質カップリング反応を達成することができる残留遊離基及びラジカルカチオンを用いて達成することができる。また、検出プローブの表面は比較的高表面濃度の極性基を含むことができるため、表面官能基は官能化コモノマーとして組み入れることもできる。また、検出プローブは、合成の後にポリ（チオフェノール）等で官能化されることが多いが、検出プローブは、更に修飾することを必要とせずにタンパク質と直接共有結合することができる可能性もある。例えば、実施形態の１つでは、接合の第１の段階は、カルボジイミドを用いてプローブ表面のカルボキシル基を活性化させることである。第２の段階では、活性化カルボン酸基は、抗体のアミノ基と反応してアミド結合を形成する。活性化及び／又は抗体カップリングは、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）（例えばｐＨ７．２）又は２−（Ｎ−モルホリノ）エタンスルホン酸（ＭＥＳ）（例えばｐＨ５．３）のような緩衝液中で起こすことができる。得られる検出プローブは、次に、例えばエタノールアミンと接触し、あらゆる残存する活性部位を遮断することができる。全体として、この工程は、抗体がプローブに共有的に取り付けられた接合検出プローブを形成する。本発明には、共有結合のほか、物理吸着のような他の取り付け技術を用いることもできる。
【００３７】
再び図１を参照すると、クロマトグラフ媒体２３は、その中に、接合検出プローブに結合することができる受容材料が不動化された検出ゾーン３１をも定める。例えば、実施形態のいくつかでは、受容材料は、生物学的受容材料とすることができる。このような生物学的受容材料は、当技術分野では公知であり、限定する意味ではないが、抗原、ハプテン、タンパク質Ａ又はＧ、ニュートラアビジン、アビジン、ストレプトアビジン、キャプトアビジン、１次又は２次抗体（例えば、ポリクローナル、モノクローナル等）、及びその複合体を含むことができる。多くの場合で、これらの生物学的受容材料は、検出プローブに存在する特異的結合要素（例えば抗体）に結合することができることが望ましい。受容材料は、分析物と接合検出プローブとの間に形成された複合体に対する静止結合部位として働く。詳細には、抗体、抗原等のような分析物は、典型的には２つ又はそれ以上の結合部位（例えばエピトープ）を有する。検出ゾーン３１に到達すると、これらの結合部位の１つは、接合プローブの特異的結合要素により占められる。しかし、分析物の自由結合部位は、不動化受容材料に結合することができる。不動化受容材料に結合されると、複合化プローブは、新しい三元サンドウィッチ錯体を形成する。
【００３８】
検出ゾーン３１には、一般に、使用者が試験試料内の特定の分析物の濃度を更に良好に求めることができるように、あらゆる数の個別の検出領域を設けることができる。各領域は、同じ受容材料を含むこともでき、複数の分析物を捕捉するために異なる受容材料を含むこともできる。例えば、検出ゾーン３１は、２つ又はそれ以上の個別検出領域（例えば、線、ドット等）を含むことができる。検出領域は、アッセイ装置２０を通る試験試料の流れに実質的に垂直な方向の線の形で配置することができる。同様に、実施形態のいくつかでは、検出領域は、アッセイ装置２０を通る試験試料の流れに実質的に平行な方向の線の形で配置することもできる。
【００３９】
検出ゾーン３１は、分析物の検出に対して正確な結果をもたらすが、実際の試験条件では、試験試料中の分析物の相対濃度を求めるのが幾分困難である。従って、アッセイ装置２０は、較正ゾーン３２も含むことができる。この実施形態では、較正ゾーン３２は、検出ゾーン３１の下流に位置決めされる。しかし、或いは、較正ゾーン３２は、検出ゾーン３１の上流に位置決めすることもできる。較正ゾーン３２には、クロマトグラフ媒体２３の長さを通過する較正プローブ又は非複合化検出プローブに結合することができる受容材料を設けることができる。用いる場合には、較正プローブは、検出プローブと同じ又は異なる材料で形成することができる。一般に、較正プローブは、検出ゾーン３１で受容材料に結合しないように選択される。
【００４０】
較正ゾーン３２の受容材料は、検出ゾーン３１に用いられる受容材料と同じか又は異なるものとすることができる。例えば、実施形態の１つでは、受容材料は、生物学的受容材料である。また、較正ゾーン３２の受容材料に対して種々の非生物学的材料を用いることが望ましい場合がある。高分子電解質は、正味の正又は負の荷電のほか、一般に中性である正味の荷電を有することができる。例えば、正味の正の荷電を有する高分子電解質の適切な例のいくつかには、限定ではないが、ポリリジン（ミズーリ州セントルイスのＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．から市販されている）、ポリエチレンイミン；ポリ（ジメチルアミン−コ−エピクロルヒドリン）のようなエピクロルヒドリン官能化ポリアミン及び／又はポリアミドアミン；ポリジアリルジメチル−塩化アンモニウム；セルロースコポリマー又は四級アンモニウム水溶性モノマーでグラフトしたセルロース誘導体のようなカチオン性セルロース誘導体；その他が含まれる。特定の実施形態の１つでは、四級アンモニウム水溶性モノマーを含むセルロース誘導体であるＣｅｌＱｕａｔ（登録商標）ＳＣ−２３０Ｍ又はＨ−１００（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｒｃｈ  ＆  Ｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｉｎｃ．から入手可能）を用いることができる。更に、正味の負の荷電を有する高分子電解質の適切な例のいくつかには、限定ではないが、ポリ（エチレン−コ−メタクリル酸、ナトリウム塩）のようなポリアクリル酸等が含まれる。また、本発明には、両親媒性多価電解質（即ち、極性及び非極性部分を有する）のような他の高分子電解質を用いることもできることも当然理解される。例えば、適切な両親媒性多価電解質の例のいくつかには、限定ではないが、何れもカナダ国ドーバルのＰｏｌｙｍｅｒ  Ｓｏｕｒｃｅ，Ｉｎｃ．から入手可能なポリ（スチリル−ｂ−Ｎ−メチル２−ビニルピリジニウムヨージド）及びポリ（スチリル−ｂ−アクリル酸）が含まれる。多価電解質を用いる内部較正システムの別の例は、Ｓｏｎｇらに付与された米国特許出願公開番号２００３／０１２４７３９号に更に詳細に記載されており、これは、本明細書において、引用によりそのまま組み入れられる。
【００４１】
場合によっては、クロマトグラフ媒体２３は、使用者にアッセイが適切に行われているという信号を与える対照ゾーン（図示せず）を定めることもできる。例えば、対照ゾーン（図示せず）は、一般に、プローブ又はプローブに不動化された受容材料と化学的及び／又は物理的結合を形成することができる不動化受容材料を含むことができる。このような受容材料の例のいくつかには、限定ではないが、抗原、ハプテン、抗体、タンパク質Ａ又はＧ、アビジン、ストレプトアビジン、２次抗体、及びその錯体が含まれる。また、対照ゾーン受容材料に種々の非生物学的材料を用いることも望ましい可能性がある。例えば、実施形態のいくつかでは、対照ゾーン受容材料は、非捕捉プローブに結合することができる上に記載したような多価電解質を含むこともできる。対照ゾーンの受容材料は、プローブに対してのみ特異的であるため、分析物が存在するかどうかに関係なく信号を形成する。対照ゾーンは、媒体２３に沿うあらゆる場所に位置決めすることができるが、典型的には、検出ゾーン３１の上流に位置決めされる。
【００４２】
アッセイ装置２０を用いて分析物の存在又は不在を試験するのに種々の形式を用いることができる。例えば、「サンドイッチ」形式は、典型的には、分析物が分析物と接合プローブとの間に複合体を形成するように特異的結合要素（例えば抗体）が接合された試験試料を検出プローブと混合する段階が含まれる。これらの複合体は、次に、検出ゾーン内に不動化された受容材料（例えば抗体）と接触することができる。分析物／プローブ接合複合体と不動化受容材料との間に結合が起こり、それによって、分析物の存在を示すために検出可能である「サンドイッチ」複合体の位置が確認される。この技術を用いて、定量的又は半定量的な結果を得ることができる。このようなサンドイッチ型アッセイの例のいくつかは、Ｇｒｕｂｂらに付与された米国特許第４，１６８，１４６号及びＴｏｍらに付与された第４，３６６，２４１号に記載されており、これらは、本明細書において引用によりそのまま組み入れられる。競合的アッセイでは、ラベル化プローブは、一般に、分析物と同一又は類似物である分子に接合される。従って、ラベル化プローブは、利用可能な受容材料に対して関心のある分析物と競合する。競合的アッセイは、典型的には、各ハプテンが単価であり及び１つの抗体分子のみに結合することができるハプテンのような分析物の検出に用いられる。競合的イムノアッセイ装置の例は、Ｄｅｕｔｓｃｈらに付与された米国特許第４，２３５，６０１号、Ｌｉｏｔｔａに付与された第４，４４２，２０４号、及びＢｕｅｃｈｌｅｒらに付与された第５，２０８，５３５号に記載されており、これらは、本明細書において引用によりそのまま組み入れられる。種々の他の装置構成及び／又はアッセイの形式も、Ｌａｍｂｏｔｔｅらに付与された米国特許第５，３９５，７５４号、Ｊｏｕらに付与された第５，６７０，３８１号、及びＭａｌｉｃｋらに付与された第６，１９４，２２０号に記載されており、これらは、本明細書において引用によりそのまま組み入れられる。
【００４３】
ＩＩ．光学的検出システム
用いるアッセイ装置の特定の種類に関係なく、本発明に従って光学的検出システムを用い、分析物の存在又は不在を検出する。本発明に用いる光学的検出システムは、透過型の測定を用いて信号を最大化し、それによって低分析物濃度での全体的な信号対雑音比を改善する。
【００４４】
例えば、再び図１を参照すると、図示した検出システムは、照明光源５２及び太陽電池パネル５４を用いる。ここに示すように、太陽電池パネル５４は、支持部２１に近接して配置され、照明光源５２は、クロマトグラフ媒体２３の第２の表面１４に隣接して配置される。同様に、太陽電池パネル５４は、クロマトグラフ媒体２３の第２の表面１４に隣接して配置することができ、照明光源５２は、支持部２１に隣接して配置することができる。従って、照明光源５２は、検出及び較正ゾーン３１及び３２に同時に光を放出することができ、太陽電池パネル５４も、同様に、検出及び較正ゾーン３１及び３２のプローブから検出信号を同時に受け取ることができる。或いは、照明光源５２は、検出ゾーン３１及び較正ゾーン３２に連続的に光を放出するように構成することができる。また、較正ゾーン３２に別個の照明光源及び／又は太陽電池パネル（図示せず）を用いることもできる。
【００４５】
特定の種類の複合体、及びレンズ又は他の光誘導要素のような高価な光学的構成要素を必要とすることなく光学的検出システムの信号対雑音比を改善するために、アッセイ装置２０からの照明光源５２及び／又は太陽電池パネル５４の距離は、典型的には最小限にされる。例えば、図３ａに示すように、比較的大きな距離進行する光（方向矢印で示す）は、拡散する傾向があり、従って、いくつかの光子が試験試料又は太陽電池パネル５４を外れることになる。光散乱を減少させるために、レンズを用いて図３ｂに示すような望ましい方向の光の焦点を合わせることができる。しかし、図３ｃ及び３ｄに示すように、このように高価で複雑な機器の必要性は、照明光源５２及び／又は太陽電池パネル５４を単純にアッセイ装置２０に近づけて移動させることにより減少させることができる。短い光路を用いると、光の拡散が少なくなる。例えば、図３ｃは、照明光源５２がアッセイ装置２０に近接して位置決めされる実施形態を示し、図３ｄは、照明光源５２及び太陽電池パネル５４の両方がアッセイ装置２０に近接して位置決めされる実施形態を示す。従って、実施形態のいくつかでは、照明光源５２及び／又は太陽電池パネル５４は、アッセイ装置２０から約５ミリメートルより小さい範囲に、実施形態のいくつかでは約３ミリメートルより小さい範囲に、実施形態のいくつかでは約２ミリメートルより小さい範囲に配置することができる。例えば、照明光源５２は、支持部２１に直接ラミネートすることができる。同様に、以下に更に詳細に論じるように、照明光源５２及び／又は太陽電池パネル５４は、場合によっては、クロマトグラフ媒体２３に直接接触させることもできる。例えば、照明光源５２は、媒体２３を支持することができ、それによって支持部としても機能することができる。しかし、他の場合には、照明光源５２及び／又は太陽電池パネル５４は、生物学的試薬が汚染されるのを避けるのに十分な距離に維持することが望ましいこともある。例えば、照明光源５２及び／又は太陽電池パネル５４は、時に、アッセイ装置２０から約１〜約３ミリメートルの距離に位置決めすることもできる。
【００４６】
一般に、照明光源５２は、プローブが検出信号を生成するのに十分な強度の電磁放射を生成することができる当技術分野で公知の装置のいずれかとすることができる。電磁放射は、赤外又は紫外光のような可視又は近可視範囲の光を含むものとすることができる。例えば、本発明に用いることができる適切な照明光源には、限定する意味ではないが、発光ダイオード（ＬＥＤ）、閃光ランプ、冷陰極蛍光ランプ、エレクトロルミネセントランプ等が含まれる。照明は、多重化及び／又はコリメートすることができる。場合によっては、照明はパルス化してあらゆる背景干渉を減少させることができる。更に、照明は、連続的とすることもでき、連続波（ＣＷ）及びパルス化照明を組み合わせることもでき、この場合、複数の照明ビームが多重化され（例えば、パルス化ビームがＣＷビームと多重化され）、ＣＷ源により引き起こされる信号とパルス化源により引き起こされる信号との間の信号の区別が可能になる。例えば、実施形態のいくつかでは、パルス化照明光源５２としてＬＥＤ（例えば、ヒ化アルミニウムガリウム赤色ダイオード、リン化ガリウム緑色ダイオード、ヒ化リン化ガリウム緑色ダイオード、又は窒化インジウムガリウム紫／青／紫外線（ＵＶ）ダイオード）を用いる。本発明に用いるのに適する適切なＵＶ  ＬＥＤ励起ダイオードの市販の例の１つは、Ｍｏｄｅｌ  ＮＳＨＵ５５ＯＥ（Ｎｉｃｈｉａ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）であり、これは、１０ミリアンペア（３．５〜３．９ボルト）の順方向電流で７５０〜１０００マイクロワットの光パワーを全幅の最大半減が１０度、ピーク波長が３７０〜３７５ナノメートル、スペクトル半値幅が１２ナノメートルのビームにして放出する。
【００４７】
場合によっては、照明光源５２は、アッセイ装置２０は拡散照明を与えるものとすることができる。このようにすると、拡散器のような特定の外部光学的構成要素への依存性を本質的に排除することができる。例えば、実施形態のいくつかでは、複数の点光源（例えばＬＥＤ）のアレイを単純に用いて、装置２０を比較的拡散性の照明とすることができる。比較的安価な方式で拡散照明をすることができる別の特に望ましい照明光源は、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）装置である。ＥＬ装置は、一般に、少なくとも１つが透明で光を逃がすことができる電極間に挟まれたルミネセンス材料（例えば、蛍光体粒子）を用いるキャパシタ構造である。電極間に電圧を加えると、ルミネセンス材料内に変動電場が生じ、それにより、光が生成される。
【００４８】
一般に、あらゆる公知のＥＬ装置は、この照明光源５２として用いることができる。例えば、本発明において、「無機」又は「有機」ルミネセンス材料を用いるＥＬ装置を用いることができる。適切な「有機」ＥＬ装置は、低及び高分子量装置を含む。同様に、適切な無機ＥＬ装置は、分散体及び薄膜蛍光体を含む。分散ＥＬ装置は、一般に、電極層の間に挟まれた結合剤中に粉末ルミネセンス材料の分散体を含む。一方、薄膜ＥＬ装置は、１対の絶縁薄膜と１対の電極層との間に挟まれたルミネセンス薄膜を含み、電気絶縁基層上に配置される。必ずしも必要ではないが、比較的低価格で製造が容易であるため、本発明の特定の実施形態では、分散型ＥＬ装置が特に望ましい。
【００４９】
例えば、図２を参照すると、本発明に用いることができる分散型ＥＬ装置１００の実施形態の１つが示される。図示するように、ＥＬ装置１００は、カソード１１２、誘電層１１４、ルミネセンス層１１６、アノード１１８、及びフィルム１１９を有する。望むならば、任意的にカソード１１２及びフィルム１１９には、付加的な水不透過性保護層（図示せず）を付加することができる。カソード及びアノード層１１２及び１１８それぞれに鉛１６５が電気的に付加される。カソード１１２は、金属（半金属を含む）又はその合金（金属間化合物を含む）で形成することができる。カソード１１２を形成するのに適切な材料の例には、限定ではないが、炭素；アルミニウム、金、銀、銅、プラチナ、パラジウム、イリジウム、及びその合金のような金属；その他が含まれる。カソード１１２の厚さは、一般に種々とすることができ、電気的絶縁基層（図示せず）上に堆積することができる。例えば、基層は、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、石英ガラス（ＳｉＯ2）、マグネシア（ＭｇＯ）、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ2）、ステアタイト（ＭｇＯ−ＳｉＯ2）、ムライト（３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）、ベリリア（ＢｅＯ）、ジルコニア（ＺｒＯ2）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ガラス、耐熱ガラス等のようなセラミック材料で形成することができる、また、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート等のようなポリマー材料を用いて基層を形成することもできる。
【００５０】
カソード１１２には、誘電層１１４が配置される。誘電層１１４を形成する材料は、一般に、当業者には公知のように種々のものとすることができる。例えば、適切な材料としては、限定する意味ではないが、ＢａＴｉＯ3、（ＢａxＣａ1-x）ＴｉＯ3、（ＢａxＳｒ1-x）ＴｉＯ3、ＰｂＴｉＯ3及びＰｂ（ＺｒxＴｉ1-x）Ｏ3（「ＰＺＴ」として知られる）のようなペロブスカイト構造誘電及び強誘電材料；Ｐｂ（Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3のような複合ペロブスカイト緩和（ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ）型強誘電材料；Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12及びＳｒＢｉ2Ｔａ2Ｏ9のようなビスマス層化合物；及び（ＳｒxＢａ1-x）Ｎｂ2Ｏ6及びＰｂＮｂ2Ｏ6のようなタングステンブロンズ型強誘電材料がある。誘電層１１４に用いるのに適切な更に別の誘電材料には、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ａｌ3Ｎ4、Ｙ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5等のような誘電材料を含むことができる。適切な実施形態の１つでは、誘電層１１４は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）で形成される。
【００５１】
誘電層１１４は、当業者に公知の種々の技術の何れを用いて形成することもできる。例えば、層１１４を形成するのに用いられる誘電材料は、最初に、適切な溶媒と混合することができる。このような溶媒には、例えば、グリコールエーテル、アルキルケトン及び芳香族溶媒を含むことができる。適切なグリコールエーテルには、プロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル等を含むことができる。適切なアルキルケトンには、アセトン、メチルエチルケトン、エチルケトン及びメチルイソブチルケトン等のような低級アルキルケトンを含むことができる。適切な芳香族溶媒には、トルエン、キシレン等を含むことができる。実施形態の１つでは、溶媒に、重量で約７０％〜約９０％の量でチタン酸バリウムを加える。チタン酸バリウム及び溶媒は、次に、共に攪拌して均質なスラリーを形成する。
【００５２】
溶媒と混合するとき、誘電材料は、結合剤とも混合することができる。例えば、実施形態のいくつかでは、結合剤は、スラリーの約１０〜約３０部の量で加える。適切な結合剤は、公知であり、例えば、エポキシ樹脂、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート等が含まれる。実施形態のいくつかでは、結合剤は、フェノール及び過剰なエピハロヒドリンの接着性熱可塑反応生成物である。適切なフェノールには、ビスフェノールＡ、ジクロロビスフェノールＡ、テトラクロロビスフェノールＡ、テトラブロモビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ及びビスフェノールＡＣＰが含まれる。反応は、グリコールエーテル又は他の適切な溶媒の存在下で行われる。この反応生成物に、約１部のエピハロヒドリン／フェノール反応生成物に対して樹脂約５〜６部の範囲でウレタン又はエポキシ樹脂のような樹脂を加える。このような結合剤は、Ｋａｒｄｏｎに付与された米国特許第４，５６０，９０２号及びＫａｒｄｏｎらに付与された第５，３５２，９５１号に更に詳細に記載されており、これらは、本明細書において引用によりそのまま組み入れられる。
【００５３】
望むならば、この段階で、又はＥＬ装置１００を組み立てた後に、結合剤システムに水を加えることができる。溶媒を除去する前又は後に、水を攪拌してスラリーに入れることができる。結合剤に加える水の量は、用いる特定の結合剤が吸収することができる水の量に応じて幾分変動することになる。例えば、少なくとも約１００万分率（「ｐｐｍ」）（０．０００１％）の水が存在する可能性があれば、結合剤は最大量までの水を吸収することになる。例えば、シアノエチルポリビニルアルコール結合剤は、典型的には、最大約４０，０００ｐｐｍ（４．０％）の水を吸収する。一方、シアノアルキル化プルラン結合剤は、典型的には、最大約１００，０００ｐｐｍ（１０．０％）の水を吸収する。しかし、殆どの場合、結合剤に加えられる水の量は、約５００ｐｐｍ（０．０５％）〜約２０，０００ｐｐｍ（２．０％）である。得られるチタン酸バリウム／樹脂結合剤層１１４の厚さは、典型的には、約０．２〜約６ミルである。
【００５４】
再び図２を参照すると、ＥＬ装置１００は又、誘電層１１４に配置されたルミネセンス層１１６を含む。ルミネセンス層１１６の材料は、蛍光体粒子を含むことができる。適切な蛍光体粒子には、種々の金属酸化物、硫化物、フッ化物、及びケイ酸塩化合物を含むことができる。例えば、このような蛍光体粒子には、マンガン−及びヒ素−活性化ケイ酸亜鉛（Ｐ３９蛍光体）、チタン活性化ケイ酸亜鉛、マンガン活性化ケイ酸亜鉛（Ｐ１蛍光体）、セリウム活性化ケイ酸イットリウム（Ｐ４７蛍光体）、マンガン−活性化ケイ酸マグネシウム（Ｐ１３蛍光体）、鉛−及びマンガン−活性化ケイ酸カルシウム（Ｐ２５蛍光体）、テルピウム−活性化ケイ酸イットリウム、テルピウム−活性化酸化イットリウム、テルピウム−活性化イットリウムアルミニウム酸化物、テルピウム−活性化酸化ガドリニウム、テルピウム−活性化イットリウムアルミニウムガリウム酸化物、ユウロピウム−活性化酸化イットリウム、ユウロピウム−活性化イットリウムバナジウム酸化物、ユウロピウム−活性化酸硫化イットリウム、マンガン−活性化硫化亜鉛、セシウム−活性化硫化ストロンチウム、ツリウム−活性化硫化亜鉛、サマリウム−活性化硫化亜鉛、ユウロピウム−活性化硫化カルシウム、テルピウム−活性化硫化亜鉛、及びセシウム−活性化硫化カルシウム等を含むことができる。
【００５５】
蛍光体粒子により放出される色は、蛍光体の製造の間に定めることもでき、異なる色の蛍光体を混合して合成色を達成することにより定めることもできる。適切な蛍光体の特定の例のいくつかには、マンガン−活性化硫化亜鉛（黄色がかったオレンジ色光放出）、セシウム−活性化硫化ストロンチウム（青色光放出）、ツリウム−活性化硫化亜鉛（青色光放出）、サマリウム−活性化硫化亜鉛（赤色光放出）、ユウロピウム−活性化硫化カルシウム（赤色光放出）、テルピウム−活性化硫化亜鉛（緑色光放出）、及びセシウム−活性化硫化カルシウム（緑色光放出）が含まれる。
【００５６】
蛍光体粒子の平均の大きさは、典型的には、約１５マイクロメートル未満、実施形態のいくつかでは約１０マイクロメートル未満、実施形態のいくつかでは約５マイクロメートル未満である。ルミネセンス層１１６は、当業者に公知の種々の技術の何れを用いて形成することもできる。例えば、封入蛍光体粒子は、上に記載したような溶媒と混合することができる。溶媒に加えられる蛍光体粒子の量は、例えば、混合物の重量で約６０％〜約９５％、実施形態のいくつかでは約７５％〜約８５％の範囲とすることができる。同様に、混合した後、上に記載したような結合剤も蛍光体粒子スラリーと混合される。結合剤は、典型的には、約５〜約４０部の量で存在する。望むならば、蛍光体粒子は、保護材料に封入して当技術分野で公知のように水障壁を形成することもできる。蛍光体粒子を封入するための適切な保護材料には、例えば、液晶、ポリマー結合剤、セラミック材料（例えば、コロイド状シリカ、アルミナ等）等が含まれる。封入技術は、Ａｌｌｉｎｉｋｏｖに付与された米国特許第４，０９７，７７６号；Ｗａｒｙに付与された第４，５１３，０２３号；Ｋａｒｄｏｎに付与された第４，５６０，９０２号：及びＫａｒｄｏｎらに付与された第５，３５２，９５１号に更に詳細に記載されており、これらは、本明細書において引用によりそのまま組み入れられる。
【００５７】
蛍光体粒子は、好ましくは、当技術分野で公知の種々の技術の何れかにより滑らかで均質な層に堆積される。このような技術としては、沈降技術、スラリー法（例えばスクリーン印刷、スピンコーティング、及びスピンキャスティング）、電気泳動、又は散粉法（例えば静電散粉、「フォトタッキー（ｐｈｏｔｏｔａｃｋｙ）」法、及び高圧散粉）がある。沈降技術及びスラリー法には、適切な液体媒体中に蛍光体粒子の分散体を形成する段階が含まれる。特に望ましい堆積方法の１つは、スクリーン印刷である。乾燥時の蛍光体／結合剤層１１６に対する適切な厚さは、約０．２〜約６ミルである。
【００５８】
上に述べた層に加えて、ＥＬ装置１００は又、フィルム１１９上に形成されたアノード１１８を含み、この両方が、ルミネセンス層１１６を覆って配置される。望ましくは、層１１８及び１１９に用いられる材料は、光学的に透明である。例えば、アノード１１８は、酸化インジウム、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化スズ、及びアンチモンスズ酸化物のような無機伝導性酸化物で形成することができる。実施形態の１つでは、厚さが約０．２〜１マイクロメートルであるインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層を用いる。同様に、フィルム１１９として用いるのに適切な材料は、ポリマーフィルム（例えばポリエステル）とすることができる。上に記載した実施形態は、単なる例であり、本発明には、あらゆる他の公知のＥＬ装置を用いることができることは当然理解される。例えば、他の適切なＥＬ装置は、Ｒａｓｍｕｓｓｅｎらに付与された米国特許第６，００４，６８６号：Ｔｅｒａｓａｋｉらに付与された第６，４３２，５１６号：Ｗａｔａｎａｂｅらに付与された第６，６０２，６１８号：Ｔａｎａｂｅらに付与された第６，４７９，９３０号；Ｎａｇａｎｏらに付与された第６，７２３，１９２号：及びＹａｎｏらに付与された第６，７３４，４６９号のほか、Ｓｈｉｒａｋａｗａらに付与された米国特許出願公開番号２００３／０１９３２８９号：Ｔａｋａｈａｓｈｉらに付与された第２００４／０１１９４００号、及びＮｅｌｓｏｎらに付与された第２００４／００７０１９５号に記載されており、これらの全ては、本明細書において引用によりそのまま組み入れられる。
【００５９】
照明光源５２（図１）として用いると、ＥＬ装置は、光学的検出システムに種々の利点をもたらすことができる。例えば、多くの従来の光学的検出システムに用いられる点光源（例えばＬＥＤ）と異なり、ＥＬ装置は、比較的均質な拡散光を放出し、従って、一様に照明することができる。これにより、他の点光源照明システムでは必要とされることが多い付加的な拡散器の必要性が排除されることになる。また、ＥＬ装置から放出される光強度は、駆動信号の電圧又は周波数を単純に変化させることにより容易に制御することができる。従って、ＥＬ装置は、比較的単純且つ携行可能で安価な光学読み取り装置を用いることができる。
【００６０】
図１では、アッセイ装置２０から分離した構成要素として照明光源５２が示される。しかし、本発明は、照明光源がアッセイ装置２０と一体化した実施形態も意図している。例えば、実施形態のいくつかでは、支持部２１は、光学的検出システムの光源として及びクロマトグラフ媒体２３の物理的担体として同時に機能するＥＬ装置である。ＥＬ装置を支持部２１として用いると、高価であり、過剰に複雑で場所をとるシステムになることが多い付加的な光源が必要でなくなるため、得られる光学的検出システムに実質的な利点がもたらされる。即ち、ＥＬ装置は、クロマトグラフ媒体２３にラミネートされ、支持部２１及び光学的検出システムの光源として同時に機能することができる。ＥＬ装置は、巧みに操作及び／又は切断してアッセイ装置２０を容易に望ましい形状及び大きさにすることができるある程度の可撓性を有するように選択することができる。支持部２１として用いるのに十分な強度及び可撓性を有する市販のＥＬ装置の１つは、イリノイ州バーリッジのＧｒａｐｈｉｃ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ  Ｉｎｔ’ｌ，ＬＬＣから「Ｐｒｏｔｏ−Ｋｕｔ」という名称で入手可能なランプキットである。
【００６１】
ＥＬ装置は、図４に示すようにアッセイ装置の支持部として用いることができる。詳細には、クロマトグラフ媒体２２３、ＥＬ装置２２１、吸収性パッド２２８、及び複合パッド２２２を含むアッセイ装置２２０が示される。媒体２２３は、第１の表面２１２及び第２の表面２１４を有し、第１の表面２１２は、ＥＬ装置２２１に隣接して配置される。検出及び較正信号を供給するために、媒体２２３により検出ゾーン２３１及び較正ゾーン２３２が定められる。更に、検出器２５４は、媒体２２３の第２の表面２１４に隣接して配置される。この特定の実施形態では、ＥＬ装置２２１は、媒体２２３に対する照明光源及び支持部の両方として機能する。ＥＬ装置２２１のためのリード線２５６は、配線を介して駆動回路２６０に接続され、次に、動力源２６６に接続される。駆動回路２６０及び動力源２６６の詳細は、特定のＥＬ装置の必要事項によって決まる。例えば、ＥＬ装置２２１は、対応する大きさが小さいアッセイ装置２２０により比較的小さい可能性があるため、低電圧回路及び電池動力源を用いてシステムの費用及び複雑さを減少させることができる。しかし、ＥＬ装置２２１を駆動するためにＤＣ電圧をＡＣ出力に変換する駆動回路のような高電圧回路を用いることもできる。このようなＡＣインバータは、５０〜５０００ヘルツでほぼ６０〜３００ボルトＡＣを生成することができる。この目的に適切な駆動回路は市販されている。
【００６２】
太陽電池パネル５４は、多くの種類の太陽電池セルを含むことができる。これらのセルには、限定する意味ではないが、単結晶、多結晶、非晶質、又は二酸化チタンに基づくセルが含まれる。単結晶セルは、シリコンの単一の結晶から切断された薄いシリカから成る。多結晶セルは、鋳造シリコンブロックをスライスしたものであり、破砕ガラスの外観を有する。非晶質セルは、固体又は可撓性裏当て上に活性シリコンの薄膜を配置することにより作られる。二酸化チタンセルは、ヨウ素イオンを含む電解質溶液中の２つの電極間に二酸化チタン粒子を配置することにより作られる。また、太陽電池パネルの性質は、可撓性とすることができる。
【００６３】
太陽電池パネル５４は、太陽電池パネルがアッセイ装置と実質的に位置合わせするようにアッセイ装置に直接結合することができる。これにより、光がアッセイ装置を通して直接太陽電池パネルに透過するため、必要な光学的要素の数が減少する。従って、光がそれを通って移行する必要がある界面の数が減少する。これにより、光束が良好になり、場が更に一貫し、試験ストリップとの光位置合わせが良好になる。
【００６４】
太陽電池パネル５４は、アッセイの検出３１、２３１及び較正３２、２３２ゾーンに平行な複数の個別領域４５、２４５を含むことができる。試薬は、検出及び較正ゾーンに配置することができ、検出３１、２３１及び較正ゾーン３２、２３２に信号を生成することができる。例えば、試験試料（即ち血液又は他の体液）は、アッセイを通して移行させるためにアッセイ上に装入することができる。信号生成試薬は、アッセイに沿う種々の点に配置することができ、試料に見出される種々の分析物と反応することができる。試薬が分析物と反応すると、信号又はマーカを生成することができる。
【００６５】
このように、太陽電池パネルの個別領域は、個々の検出装置として働き、同時に多数の分析物の濃度を測定するように機能することができる。個別領域は、分析物の異なる濃度又は光吸収に対応する異なる色及び強度を検出することができる。この点に関して、低濃度の分析物は、個別領域で強く光が透過することになり、高濃度の分析物は、個別領域での光の透過が弱いことになる。従って、複数の分析物の存在及び含量は、単一の試験で対応することができる。例えば、４つの分析物の存在又は濃度は、４つの個別領域を有する１つの太陽電池パネルで測定することができる。
【００６６】
太陽電池パネルの個別領域に伝達される光信号は、アナログデジタル変換装置を用いてデジタル信号に変換することができる。変換装置は、太陽電池パネルまで直接配線することができる。変換装置は、光信号の強度を測定し、試験の利用者に理解される定量値に変換する。
【００６７】
照明光源５２及び太陽電池パネル５４には別個の光学的構成要素を用いることもでき、共通の光学的構成要素を共有することもできる。例えば、本発明に光拡散器を用いて、検出ゾーンに向かうか及び／又は離れる方向のような特定の方向に光を散乱させることができる。光拡散器は、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような「点」光源を用いる検出システムと併用すると特に有用である。例えば、適切な光拡散器には、すりガラス、オパールガラス、不透明プラスチック、化学的にエッチングしたプラスチック、機械加工プラスチック等のような光を種々の方向に散乱する拡散器を含むことができる。オパールガラス拡散器は、均等に光を拡散し、それによって近ランベルト光源を生成するための乳白色「オパール」コーティングを含む。他の適切な光散乱拡散器には、二酸化チタン又は硫酸バリウム粒子のような光散乱材料を含むポリマー材料（例えばポリエステル、ポリカーボネート等）が含まれる。他の実施形態では、照明光源から発散する光線を均質化すること、及び予め決定した方向を付与することの両方を行うホログラフィック拡散器を用いることができる。このような拡散器は、光が伝搬する方向を制御する微小彫刻表面構造を含むことができる。このようなホログラフィック拡散器の例は、Ｐｅｔｅｒｓｅｎらに付与された米国特許第５，５３４，３８６号に更に詳細に記載されており、これは、本明細書において引用によりそのまま組み入れられる。
【００６８】
また、光学フィルタ（図示せず）を照明光源５２及び／又は太陽電池パネル５４に隣接して配置することができる。光学フィルタは、望ましい波長（各）範囲で高透過性、１つ又はそれ以上の望ましくない波長（各）帯域で低透過性であり、照明光源５２の望ましくない波長をろ波することができる。例えば、ルミネセンス検出システムでは、望ましくない波長の範囲は、検出可能試料の自家蛍光（ａｕｔｏｆｌｕｏｒｅｓｅｎｃｅ）を生成し及び／又は励起最大波長の約２５〜約１００ナノメートルであり、従って散乱励起照明からの背景雑音の可能性のある供給源である波長を含むことができる。本発明に用いることができる光学フィルタの例のいくつかには、限定ではないが、染色プラスチック樹脂又はゼラチンフィルタ、２色性フィルタ、多層薄膜干渉フィルタ、プラスチック又はガラスフィルタ、エポキシ又は硬化透明樹脂フィルタが含まれる。実施形態の１つでは、太陽電池パネル５４及び／又は照明光源５２をフィルタ内に埋め込むか封入することができる。
【００６９】
また、光を集めて集束するためにレンズを用いることもできる。本発明の特定の実施形態の１つでは、マイクロレンズを用いて試験試料及び／又は太陽電池パネル５４に向かって光を集束させる。適切なマイクロ光学レンズには、限定する意味ではないが、屈折率分布型（ＧＲＩＮ）レンズ、球形レンズ、フレネルレンズ等が含まれる。例えば、屈折率分布型レンズは、ほぼ円筒形であり、屈折率が、放物線の側面で半径方向に変化する。球形レンズは、ほぼ球形であり、屈折率が半径方向に一定である。大きさが比較的小さいため、このようなマイクロレンズは、本発明にとっては特に有利である。マイクロレンズを形成するのには、種々の公知の技術の何れを用いることもできる。例えば、マイクロレンズは、基層（例えば、シリコン又は水晶）をアルカリ塩の溶液に沈め、基層に形成された遮蔽物を通して基層と塩溶液との間でイオンが交換され、それによって、屈折率が遮蔽物のパターンに対応して分配する基層が得られるようにすることにより形成することができる。また、感光性モノマーを紫外光線で照射して感光性モノマーの照射部分を重合化することができる。従って、照射部分は、照射部分と非照射部分との間に起こる浸透圧下でレンズ構成に膨張する。別の実施形態では、感光性樹脂は、円形のパターンにしてその軟化点を超える温度まで加熱し、各円形パターンの周囲が表面張力により垂れ下がることができるようにすることができる。この工程は、「熱垂れ下がり工程」と呼ばれる。更に、レンズ基層は、単純に、機械的にレンズの形状にすることもできる。マイクロレンズ又は他のマイクロ光学素子を形成するための更に別の適切な技術は、Ｗａｔａｎａｂｅらに付与される米国特許第５，２２５，９３５号、Ｇｕｅｒｒａに付与される第５，９１０，９４０号、Ｎｉｓｈｉｋａｗａに付与される第６，４１１，４３９号に記載されており、これらは、本明細書において引用によりそのまま組み入れられる。
【００７０】
更に、黒色コーティング又は色素のような遮蔽物を用いて、光がアッセイ装置２０の１つ又はそれ以上の区域を通過しないようにすることができる。また、単一の光ファイバー、ファイバー束、二又ファイバー束のセグメント、直径が大きな光光導体、平面導波路、減衰全反射結晶、２色性鏡、平面鏡又は他の光誘導要素のような光誘導要素を用いて光を望ましい方向に向けることもできる。本発明に用いることができる光学的機能性材料の更に別の例は、Ｇｏｌｄｅｎに付与された米国特許第５，８２７，７４８号、Ｂｒｕｎｏらに付与された第６，０８４，６８３号、Ｃａｔｔらに付与された第６，２３５，２４１号、Ｒｕｓｈｂｒｏｏｋｅらに付与された第６，５５６，２９９号、Ｂｅｎｔｓｅｎらに付与された第６，５６６，５０８号に記載されており、これらは、本明細書において引用によりそのまま組み入れられる。
【００７１】
望むならば、アッセイ装置自身の光学特性は、検出システムの光学的な要求事項に選択的に合わせて作ることができる。例えば、再び図１を参照すると、本発明の実施形態の１つでは、支持部２１を選択的に制御することにより光学的検出システムの性能を最適化する。特定の実施形態の１つでは、例えば、支持部２１は、光学的に透過性であり、光が照明光源５２から太陽電池パネル５４まで進行することができる。また、支持部２１は、照明光源５２及び／又は太陽電池パネル５４のための拡散器として機能し、光学検出システムの信号対雑音比を改善することができる。また、支持部２１は、検出システムの光学フィルタとして機能することもできる。従って、図示する実施形態では、照明光源５２からの光は、検出ゾーン３１及び／又は較正ゾーン３２に存在するプローブ（図示せず）により吸収される。プローブは、太陽電池パネル５４に到達する前に光学フィルタにより減衰する信号を生成する。光学フィルタは、例えば、放出波長の（各）範囲で高透過性であり、１つ又はそれ以上の望ましくない波長（各）帯域では低透過性であり、太陽電池パネル５４から望ましくない波長をろ波して除外する。また、光学的検出システムは、照明光源５２とクロマトグラフ媒体２３との間に位置決めされた付加的な光学フィルタ（図示せず）を含むこともできる。この付加的な光学フィルタは、励起波長の（各）範囲では高透過性であり、１つ又はそれ以上の望ましくない波長（各）帯域では低透過性とすることができる。或いは、付加的な光学フィルタは、照明光源５２及び／又は太陽電池パネル５４に一体化することができる。また、支持部２１は、他の望ましい光学的品質を有することもできる。例えば、支持部２１は、遮蔽部、光誘導要素、レンズ等を含むことができる。場合によっては、支持部２１に用いるときには、「マイクロ光学」要素を用いることが望ましい。マイクロ光学要素は、一般に、約２ミリメートル未満の大きさであり、１次元又は２次元に配列される。大きさが小さいため、マイクロ光学要素は、支持部２１で更に容易に用いることができる。
【００７２】
支持部２１が特定の光学特性に最適化される場合には、支持部２１を形成するのに用いられる（各）材料は、望ましい光学特性を有するように選択することができる。或いは、単純に、アッセイ装置２０を形成する前及び／又は後に望ましい光学的機能性材料を支持部２１に付加することができる。このような光学的機能性材料は、種々の方式で支持部２１に付加することができる。例えば、光学的機能性材料は、単純に、支持部２１の１つ又はそれ以上の表面に染色又はコーティングすることができる。このように付加する場合には、光学的機能性材料は、支持部２１の一部又は全表面を覆うことができる。例えば、実施形態の１つでは、光学的機能性材料は、検出ゾーン３１及び／又は較正ゾーン３２に対応する支持部２１の一部に付加される。このように、光学的機能性材料は、使用中にアッセイ装置２０により生成される検出又は較正信号を強化することができる。或いは、光学的機能性材料は、支持部２１の構造に組み入れることもできる。例えば、エンボス加工、打ち抜き加工、鋳造等のような公知の技術を用いて内部光学素子を形成することができる。
【００７３】
本発明の特定の実施形態によれば、光学的検出システムは、分析物の検出感度を強化する種々の他の構成要素を用いることもできる。例えば、検出システムは、時に、アッセイ装置のための試料ホルダを用いることができる。例えば、図５〜図８を参照すると、このような試料ホルダを用いる光学的検出システムの実施形態の１つをこれから更に詳細に記載することにする。例えば、図５は、本発明の光学的検出システムに用いることができる試料ホルダ４００の実施形態の１つを示す。ここに示すように、試料ホルダ４００は、下側部分４０２及び上側部分４０３を含む。上側部分４０３は、蝶番４０４の周りを動くことができ、開放位置（図５Ａ及び５Ｂ）及び閉鎖位置（図５Ｃ）に位置決めすることができるようにする。更に、試料ホルダ４００は、ホルダ４００を閉鎖位置に固定するために下側掛金４１５と結合する上側掛金４１３を含むことができる。また、使用者がホルダ４００を容易に把持することができるようにハンドル４１７を設けることもできる。
【００７４】
図示するように、１つ又はそれ以上のアッセイストリップ４０５は、下側部分４０２と上側部分４０３との間に定められる試料ホルダ４００の内部に配置することができる。この特定の実施形態では、ＥＬ装置４１２にアッセイストリップ４０５の支持カード（図示せず）もラミネートされる。これにより、ＥＬ装置４１２は、使用中にアッセイストリップ４０５に近接して位置決めし、光学的検出システムの信号対雑音比を最適化することができる。ＥＬ装置４１２は、種々の異なる方式でリード線と電気的に接触するように配置することができる。例えば、ＥＬ装置の下側表面（例えばカソード側）は、８つ（８）の穴４０９に隣接して配置することができるが、当然、あらゆる数の穴を用いることができる。図６及び図７を参照すると、これらの穴４０９は、カートリッジ３００の８つ（８）の対応するリード線３１３（図６及び図７にはそのうちの３つのみを示す）に隣接して配置することができる。詳細には、使用者は、ホルダ４００の１つの端部４１９をカートリッジ３００の本体部分３１０により定められる試料ポート３１５に位置合わせし、その後、穴４０９がリード線３１３の上に位置決めされるまで、試料ポート３１５を通り平行軌道３１９を介して試料ホルダ４００をスライドさせることができる。このように、ＥＬ装置４１２の下側部（例えばカソード側）は、リード線３１３と電気的に接触するように配置される。詳細には図示されていないが、ＥＬ装置４１２（例えばアノード側）は、アッセイストリップ４０５を超えて延び、リード線と電気的に接触することもできる。例えば、リード線（図示せず）は、ホルダが閉鎖されると、リード線がＥＬ装置４１２の上側表面の延長部分と接触するように試料ホルダ４００（図５）の内側部分４０３の内側表面に配置することができる。従って、使用中に、ＥＬ装置４１２は、アッセイストリップ４０５に配置される検出プローブに接触する照明を生成する。検出プローブは、試料ホルダ４００の上側窓４０６及びカートリッジ３００の上側窓３２６を通って進行する検出信号を生成する。
【００７５】
図９を参照すると、試料ホルダ４００及びカートリッジ３５０を用いる光学検出の別の実施形態が示される。図示するように、この実施形態に用いられるカートリッジ３５０は、上側窓３７６を形成する本体部分３６０を有する。また、カートリッジ３５０は、平行軌道３７９を介して試料ホルダ４００を挿入することができる試料挿入ポート３７５を定める。例えば、図７に示す実施形態と同様に、使用者は、試料ホルダ４００の取っ手４１７を掴み、ホルダの端部４１９をカートリッジ３５０の試料ポート３７５に位置合わせすることができる。位置合わせすると、使用者は、次に、試料ホルダ４００の上側窓４０６がカートリッジ３００の上側窓３７６と位置合わせするまで試料ポート３７５を通して試料ホルダ４００をスライドすることができる。
【００７６】
図９に示す実施形態では、ＬＥＤ３５３のアレイを含む回路基板３５４は、基台３５１の下に位置決めし、光学的検出システムのための照明光源として働かせる。詳細には図示しないが、試料ホルダ４００の下側表面は、同様に、試料ホルダ４００をカートリッジ３００に挿入するときに基台３５１を収容する開口部を含む。基台３５１は、蝶番３５８を介して本体部分３６０に接続されるドア３６４に装着される。ドア３６４が閉鎖されているとき（手動又は自動で）には、ＬＥＤ３５３は、活性位置に配置される。図示するように、基台３５１及びドア３６４により、ＬＥＤ３５３は、光学的検出システムを使用する間に、アッセイストリップ４０５と極めて近接して、場合によってはそれと接触して位置決めすることができる。ＬＥＤ３５３により生成される照明が確実にアッセイストリップ４０５に到達することができるようにするために、基台３５１は、ＬＥＤ３５３に放出される光に一般に透過性（例えば、光学的に拡散性、透明等）である上側表面３５２を含む。例えば、上側表面３５２は、比較的厚さが薄く（例えば、０．５ミリメートル）、光学的に拡散性のポリマー材料で形成することができる。従って、上側表面３５２を通って透過すると、照明は、アッセイストリップ４０５に配置された検出プローブに接触して検出信号を生成することができ、これが、試料ホルダ４００の上側窓４０６及びカートリッジ３００の上側窓３７６を通って進行する。基台３５１の残りの表面は、ＬＥＤ３５３により放出される光に対し透過性でもそうでなくてもよい。
【００７７】
望むならば、図８に示すように、上述の構成要素は、照明光源に放出される電磁放射に透過性でないか太陽電池パネルに位置合わせされず、システムを光学的に隔離する封入体６００に含むことができる。例えば、図示する実施形態では、試料ホルダ４００（図５）及びカートリッジ３００（図６）は、封入体６００内に位置決めされる。卵型形状を有するように示されるが、円形、正方形、長方形等のようなあらゆる他の適切な形状及び／又は大きさを用いることができることは当然理解される。更に、当業者には容易に理解されるように、電子回路網、マイクロプロセッサ、ディスプレイ、鏡、光学フィルタ、レンズ等のような他の光学的構成要素を用い、それを封入体６００内に光学的に含むこともできる。
【００７８】
光学的検出システムが形成される特定の様式に関わらず、本発明によれば、分析物の存在又は濃度を定性的、定量的、又は半定量的に求めることができる。例えば、実施形態の１つでは、分析物の量は、検出ゾーン３１で捕捉されるプローブの信号の強度Ｉｓを予め決定した分析物濃度と相関することにより定量的又は半定量的に求めることができる。実施形態のいくつかでは、信号の強度Ｉｓは、較正ゾーン３２で捕捉されるプローブの信号の強度Ｉｃと比較することもできる。信号の強度Ｉｓは、信号の強度Ｉｃと比較することができる。この実施形態では、較正ゾーン３２のプローブの総量は、予め決定されていて既知であり、従って、較正の目的で用いることができる。例えば、実施形態のいくつかでは（例えばサンドイッチアッセイ）、分析物の量は、Ｉｓ対Ｉｃの比率に正比例する。他の実施形態（例えば競合的アッセイ）では、分析物の量は、Ｉｓ対Ｉｃの比率に反比例する。検出ゾーン３１が含まれる強度範囲に基づき、分析物の全体的な濃度範囲を求めることができる。その結果、較正及び試料試験は、ほぼ同じ条件でほぼ同時に行うことができ、それによって、信頼性のある定量的又は半定量的結果を得ることができ、感度が増大する。
【００７９】
任意的に、マイクロプロセッサを用いて、太陽電池パネル５４の測定値を定量的又は半定量的に分析物の存在又は濃度を示す結果に変換することができる。マイクロプロセッサは、使用者が最後のいくつかの結果を呼び出すことができるメモリ機能を含むことができる。本発明には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリカード、デジタルビデオディスク、ベルヌーイカートリッジ等のようなあらゆる適切なコンピュータ読み取り可能なメモリ装置を用いることができることは当業者には理解されると考える。光学密度（グレースケール）基準を用いて当技術分野では公知のように定量的な結果を容易に得ることもできる。更に、任意的に、データ収集のためにあらゆる公知のソフトウェアを用いることができる。画像を保存した後、カリフォルニア州サニーベールのＩｍａｇｅＱｕａｎｔのＭｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｄｙｎａｍｉｃｓのようなあらゆる公知の市販のソフトウェアパッケージを用いて分析することができる。望むならば、結果は、液晶（ＬＣＤ）又はＬＥＤディスプレイを用いて使用者に伝えることができる。
【００８０】
本発明による光学的検出システムは、以下のように生成することができる。ニトロセルロース膜（ＳＨＦ−１２０、マサチューセッツ州ベッドフォードのＭｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｃｏｒｐ．）をＭｙｌａｒ（登録商標）フィルム支持部にラミネートすることができる。Ｍｙｌａｒ（登録商標）フィルムは、ペンシルベニア州グレンロックのＡｄｈｅｓｉｖｅｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈから「ＡＲｃｌｅａｒ  ８１５４」という名称で入手した透明な接着剤を用いてエレクトロルミネセンス（ＥＬ）装置に直接取り付けることができる。泡、粉塵、及び汚染物質が確実に無いように注意する必要がある。ＥＬ装置は、イリノイ州バーリッジのＢＫＬ，Ｉｎｃ．から入手することができ、大きさは、６０ミリメートル×３００ミリメートルとすることができる。また、ＥＬ装置は、４８２及び５８０ナノメートルに２重の幅広の放出最大を有し、「白色」光を放出する。
【００８１】
Ｇｏｌｄｌｉｎｅ（商標）（Ｂｒｉｔｉｓｈ  Ｂｉｏｃｅｌｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌから入手されるポリリジン溶液）を膜上に縞に配置し、較正ゾーンを形成することができる。Ｃ反応性タンパクに反応するモノクローナル抗体（ＢｉｏｓＰａｃｉｆｉｃ，Ｉｎｃ．濃度１ミリグラム／ミリリットル）を多孔性膜に不動化して検出ゾーンを形成することができる。次に、カードは、温度３７．５°Ｃで１時間乾燥することができる。その後、カードをオーブンから除去することができ、セルロース吸い上げパッド（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｃｏ．）を較正ゾーンに近い膜の端部に取り付けることができる。接合及び試料パッドに取り付けるのに用いることができるカードのもう一方の端部は除去することができる。次に、カードをスライスしてストリップ（大きさ４ｍｍ×６０ｍｍ）にすることができる。カルボキシル化青色ラテックスビーズ（０．３ミリメートル、Ｂａｎｇ’ｓ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）をＣ反応タンパクに反応性のモノクローナル抗体（ＢｉｏｓＰａｃｉｆｉｃ，Ｉｎｃ．濃度１ミリグラム／ミリリットル）に接合することができる。この接合体は、種々の濃度のＣ反応タンパク（ＣＲＰ）血清標準（Ｋａｍｉｙａ）と混合し、マイクロウェルプレートに入れ、ハーフスティック（ｈａｌｆ  ｓｔｉｃｋｓ）に対して試験することができる。１分以内に青色検出及び対照ラインが発生することができる。
【００８２】
周囲条件で１時間乾燥した後、図５に示すように、横方向流のストリップを１度に４つ試料ホルダに装入することができる。ホルダは、閉鎖されると、ＥＬ装置の下側の露出電極がホルダの穴と位置合わせすることができるようにストリップを不動化することができる。試料ホルダは、次に、可撓性太陽電池パネルを収容する封入体に挿入することができる。封入体は、システムを外部環境から光学的に隔離し、太陽電池パネルとアッセイ装置との間に確実に適切に位置合わせすることができる。ＥＬ装置は、１００Ｖ及び４００ＨｚでＡＣ動力供給装置（ニューヨーク州ハウパウゲのＢｅｈｌｍａｎのＡＣＭ−５００）により動力を供給することができる。ばね荷重接触装置（７０ＡＤ／Ｍａｌｅ／４−ｕｐ、カリフォルニア州リバーサイドのＢｏｕｒｎｓ）を封入体の内部に装着し、試料ホルダの穴を通して電気的に接触させることができる。
【００８３】
照明したアッセイ装置の図は、Ｖｉｓｕａｌ  Ｂａｓｉｃ（ＶＢ）ソフトウェアを用いて収集して分析することができる。輝度、露出、ゲイン、飽和及び白バランスを含む種々の画像取得パラメータを制御することができる。また、連続して複数の画像を撮って平均し、雑音を減少させることができる。平均画像を獲得することができると、その特徴及び代表的な背景領域の周りに長方形を配置して大きさを定めることにより分析する関心領域（ＲＯＩ）（即ち帯域及びその周囲）を識別することができる。背景領域のピクセルの平均値を計算し、これを用いてＲＯＩのピクセルを正規化することができる。また、データは、白紙ストリップの画像由来の較正データで補正することもできる。関心のある領域内のピクセルの平均強度及びピクセルの面積は、台形法を用いて計算することができる。
【００８４】
また、本発明による光学的検出システムは、次のように生成することもできる。ニトロセルロース膜（ＳＨＦ−１２０、マサチューセッツ州ベッドフォードのＭｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｃｏｒｐ．）をＭｙｌａｒ（登録商標）フィルム支持部にラミネートすることができる。Ｍｙｌａｒ（登録商標）フィルムは、ペンシルベニア州グレンロックのＡｄｈｅｓｉｖｅｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈから「ＡＲｃｌｅａｒ  ８１５４」という名称で入手される透明接着剤を用いてエレクトロルミネセンス（ＥＬ）装置に直接取り付けることができる。泡、粉塵、及び汚染物質が確実に無いように注意する必要がある。ＥＬ装置は、イリノイ州バーリッジのＢＫＬ，Ｉｎｃ．から入手することができ、大きさは、６０ミリメートル×３００ミリメートルとすることができる。また、ＥＬ装置は、５２５ナノメートルに放出極大を有し、「緑色」光を放出することができる。
【００８５】
Ｃ反応性タンパクに反応するモノクローナル抗体（ＢｉｏｓＰａｃｉｆｉｃ，Ｉｎｃ．濃度１ミリグラム／ミリリットル）を４０ナノメートルの大きさのコロイド状金粒子に接合することができる。次に、接合体を２ミリモルホウ酸ナトリウム水和物（Ｂｏｒａｘ、ｐＨ７．２）及び５０％ショ糖（最終的に１０％ショ糖）に希釈することができる。接合体は、Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ  １６００ディスペンサを用いて、５マイクロリットル／センチメートルの割合、ベッド速度５センチメートル／秒で５ミリメートル幅のガラス繊維ストリップ（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ  ＧＦ３３）に噴霧することができる。噴霧した接合体ストリップは、２０％未満の相対湿度、室温で一晩乾燥させることができる。接合体ストリップは、次に、乾燥剤とともに不透過性バッグ内に入れてヒートシールすることができる。抗マウスヤギ抗体（ＧＡＭ）は、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）に入れて０．１ミリグラム／ミリリットルまで希釈し、Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ１６００ディスペンサを用いて分取率１マイクロリットル／センチメートル、ベッド速度５センチメートル／秒でニトロセルロース膜（ＨＦ１２０、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ）上に縞に配置することができる。また、生合成ＣＲＰ（ＫＣ２０２００４Ａ、２．５９ミリグラム／ミリリットル）もＧＡＭ試験ラインの下に整然と縞に配置することができる。カードを放置し、３７°Ｃで１時間乾燥することができる。上側吸い上げ及び接合帯域は、３ミリメートルの重なりで取り付け、ニトロセルロース膜上に縞に配置することができる。ＣＲＰ標準（Ｓｃｉｐａｃ）は、ＰＢＳで希釈することができる。各標準溶液の２００マイクロリットルをストリップに付加することができる。周囲条件で１時間乾燥した後、いくつかの側方流れストリップは、Ｖｉｓｕａｌ  Ｂａｓｉｃソフトウェアを用いて分析することができる。
【００８６】
また、本発明による光学的検出システムは、次のように生成することもできる。ＥＬ装置は、イリノイ州バーリッジのＢＫＬ，Ｉｎｃ．により製造することができ、６０ミリメートル×３００ミリメートルの大きさを有することができる。また、ＥＬ装置は、５２５ナノメートルの放出極大を有し、「緑色」光を放出することもできる。ＥＬ装置は、１００Ｖ及び４００ＨｚでＡＣ動力供給装置（ニューヨーク州ハウパウゲのＢｅｈｌｍａｎから入手されるＡＣＭ−５００）により動力を供給することができる。ＥＬ装置は、図５〜図８に示すように、ばね荷重接触装置（７０ＡＤ／Ｍａｌｅ／４−ｕｐ、カリフォルニア州リバーサイドのＢｏｕｒｎｓ）を用いて試料ホルダの穴を通して電気的に接触させるように、封入体に挿入することができる４ｍｍ×６０ｍｍストリップに切断することができる。封入体は、可撓性太陽電池パネル（Ｋｏｎａｒｋａ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、マサチューセッツ州ローエル）を収容することができる。封入体は、システムを外部環境から光学的に隔離し、太陽電池パネルとアッセイ装置との間に確実に適切に位置合わせすることができる。太陽電池パネルは、挿入時に膜の表面から１００マイクロメートルとなるように位置決めすることができる。太陽電池パネルの個別領域は、並列に配線することができる。
【００８７】
また、本発明による光学的検出システムは、次のように生成することができる。ニトロセルロース膜（ＳＨＦ−１２０、マサチューセッツ州ベッドフォードのＭｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｃｏｒｐ．）を含む側方流れストリップをＭｙｌａｒ（登録商標）フィルム支持部にラミネートすることができる。Ｇｏｌｄｌｉｎｅ（商標）（Ｂｒｉｔｉｓｈ  Ｂｉｏｃｅｌｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌから入手されるポリリジン溶液）を膜上に縞に配置して較正ゾーンを形成することができる。Ｃ反応タンパクに反応性のモノクローナル抗体（ＢｉｏｓＰａｃｉｆｉｃ，Ｉｎｃ．濃度１ミリグラム／ミリリットル）を多孔性膜に不動化して検出ゾーンを形成することができる。次に、温度３７．５°Ｃで１時間試料を乾燥することができる。試料をオーブンから取り出した後、セルロース吸い上げパッド（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｃｏ．）を較正ゾーンに近い膜の端部に取り付けることができる。接合体及び試料パッドを取り付けるのに用いることができる試料のもう一方の端部は、除去することができる。次に、試料をスライスして４ミリメートルストリップにすることができる。カルボキシル化青色ラテックスビーズ（０．３ミリメートル、Ｂａｎｇ’ｓ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）をＣ反応タンパクに反応性のモノクローナル抗体（ＢｉｏｓＰａｃｉｆｉｃ，Ｉｎｃ．濃度１ミリグラム／ミリリットル）に接合することができる。接合体は、種々の濃度のＣ反応タンパク（ＣＲＰ）血清標準（Ｋａｍｉｙａ）と混合し、マイクロウェルプレートに入れ、ハーフスティックに対して試験することができる。１分以内に青色検出及び対照ラインが生じることができる。
【００８８】
図９に示すように照明光源としてＬＥＤアレイを用いることができる。詳細には、１１の２×４ミリメートルＬＥＤ（イリノイ州パラタインのＬｕｍｅｘから入手可能なＳＳＬ−ＬＸ２４７３ＧＤ）を互いに固着して長さ２２ミリメートル幅４ミリメートルのアレイを形成することができる。アレイの大きさは、アッセイ装置の大きさと一致することになる。１１のＬＥＤからの光は、５００マイクロメートル厚さの白色ポリアミドシートを用いて拡散性とすることができる。ＬＥＤアレイは、並列に配線し、ＢＫ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  １７３５Ａ  ＤＣ動力供給装置（Ｙｏｒｂａ  Ｌｉｎｄａ）を用いて２．４と３．５ＶＤＣの間で駆動することができる。４つのこのようなアレイ（合計４４のＬＥＤＯをカートリッジ（図９）内にアレイ間の間隔を０．５ｍｍにして互いに隣接するようにを配列することができる。
【００８９】
カートリッジは、太陽電池パネルに沿って光密封入体の内部に装着することができる。封入体は、システムを外部環境から光学的に隔離し、太陽電池パネルとアッセイ装置との間を確実に適切に位置合わせすることができる。アッセイストリップの４つをストリップ間を０．５ミリメートル間隔にして試料ホルダ（図５）内に装着することができる。閉鎖されると、試料ホルダはストリップを不動化し、ＬＥＤアレイとアッセイ装置の下側との間を密接に接触させるようにすることができる。封入体に挿入すると、ＬＥＤは、図９に示すように適所に入るように回転することができる。Ｖｉｓｕａｌ  Ｂａｓｉｃソフトウェアを用いていくつかの照明されたアッセイ装置の画像を収集し、分析することができる。
【００９０】
本発明は、特定の実施形態に関して詳細に記載したが、当業者は、前述の事項を理解すれば、これらの実施形態の変更形態、変形形態、及び同等物を容易に思いつくことができることは当然理解されると考える。従って、本発明の範囲は、添付の請求項及びそのあらゆる均等物の範囲であると判断する必要がある。
【符号の説明】
【００９１】
１２  第１の表面
１４  第２の表面
２０  アッセイ装置
２１  支持部
２２  複合パッド
２３  クロマトグラフ媒体
２８  吸収性パッド
３１  検出ゾーン
３２  較正ゾーン
４５  個別領域
５２  照明光源
５４  太陽電池パネル
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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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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【国際調査報告】
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