(57)【要約】      （修正有）【課題】検出区画により広い試薬プルームを提供することができ、溶解した試薬とサンプルをより良好に混合し、サンプルをより効率的に利用する、アッセイ装置を提供する。【解決手段】試薬区画３０は、試薬材料を含み、それぞれがサンプル区画２０からの実質的に同じサンプル流れ条件を受けるようにして試薬区画内に配置された、少なくとも２つの試薬セル３１を含む。試薬セルはサンプル区画からのサンプル流れを多数の流れに分割する。また、多数の流れをより少ない流れに統合する、試薬区画の下流に配置される１つ又は２つ以上の流れ制御要素と、試薬区画と流体連通する検出区画４０と、検出区画から流れる液体サンプルを受ける能力を有する、検出区画と流体連通する吸上区画５０とが含まれる。サンプル添加区画、検出区画及び吸上区画が流体流路を画定する。【選択図】図２
2013148583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体サンプル区画と、
前記サンプル区画の下流にあり、これと流体連通する試薬区画であって、試薬材料を含み、それぞれが前記サンプル区画から実質的に同じサンプル流れ条件を受けるようにして前記試薬区画内に配置された、少なくとも２つの試薬セルを含み、前記試薬セルは前記サンプル区画からのサンプル流れを多数の流れに分割する、試薬区画と、
前記多数の流れをより少ない流れに統合する、前記試薬区画の下流に配置される１つ又は２つ以上の流れ制御要素と、
前記試薬区画と流体連通する検出区画と、
前記検出区画から流れる液体サンプルを受ける能力を有する、前記検出区画と流体連通する吸上区画とを含む、アッセイ装置であって、サンプル添加区画、前記検出区画及び前記吸上区画が流体流路を画定する、アッセイ装置。
【請求項２】
前記少なくとも２つの試薬セルが、前記試薬区画において対称に配置されている、請求項１に記載のアッセイ装置。
【請求項３】
前記要素は、各流れが同じ流動抵抗を受けるように配置されている、請求項１に記載のアッセイ装置。
【請求項４】
捕捉区画は、基材、及び前記基材から実質的に垂直に延びる突起部を有し、前記突起部は高さと、断面と、前記基材表面と平行な毛管流を生じることができる前記突起部間の毛管空間を画定する、互いの間の距離とを有する、請求項１に記載のアッセイ装置。
【請求項５】
前記試薬材料が標識された試薬材料を含み、前記検出区画はこれと結合する捕捉要素を有する、請求項１に記載のアッセイ装置。
【請求項６】
前記少なくとも２つの試薬区画が３つ又は４つ以上の試薬区画を含む、請求項１に記載のアッセイ装置。
【請求項７】
液体サンプル添加区画と、
前記サンプル添加区画の下流にあり、これと流体連通する試薬区画であって、それぞれが前記サンプル添加区画から実質的に同じサンプル流れ条件を受けるように前記試薬区画に配置された、２ｎ（ｎはゼロではない、負ではない整数）個の試薬セルを含み、前記試薬セルは前記サンプル添加区画からのサンプル流れを多数の流れに分割する、試薬区画と、
前記試薬セルを分離する流れ制御要素と、
前記多数の流れをより少ない流れに統合する、前記試薬区画の下流に配置される１つ又は２つ以上の流れ制御要素と、
検出可能な信号を生じることができる、前記試薬区画と流体連通する検出区画と、
捕捉区画から流れる液体サンプルを受ける能力を有する、前記捕捉区画と流体連通する吸上区画とを含む、アッセイ装置であって、前記サンプル添加区画、前記捕捉区画及び前記吸上区画が流体流路を画定する、アッセイ装置。
【請求項８】
前記要素は、各流れが同じ流動抵抗を受けるように配置されている、請求項７に記載のアッセイ装置。
【請求項９】
前記多数の流れが、（２ｎ）×２個の流れである、請求項７に記載のアッセイ装置。
【請求項１０】
前記多数の流れが単一の流れに統合される、請求項７に記載のアッセイ装置。
【請求項１１】
逆分岐要素が、前記多数の流れを２ｎ個の流れに統合する第１ステージを含む、請求項７に記載のアッセイ装置。
【請求項１２】
２ｎ個の流れを受け、これらを２ｎ−１個の流れに統合する、第２ステージを更に含む、請求項９に記載のアッセイ装置。
【請求項１３】
下流に配置される前記１つ又は２つ以上の流れ制御要素が、前記多数の流れの各流れを狭窄する、前記多数の流れのそれぞれのためのチャネルゲートを提供するように配置される、請求項７に記載のアッセイ装置。
【請求項１４】
前記流れ制御要素は、前記装置の基材の基部から延び、前記サンプルの流れを阻害する構造を含み、前記チャネルゲートが前記要素の断絶から形成される、請求項１３に記載のアッセイ装置。
【請求項１５】
前記アッセイ装置が前記試薬区画及び前記検出区画を含むチャネルを含む基材を含み、最外流れ制御構造が、前記チャネル内に延びてこれを狭める、前記チャネルの壁部である、請求項１４に記載のアッセイ装置。
【請求項１６】
前記チャネルの側部が流れ方向において実質的に直線的であり、前記最外流れ制御構造は前記チャネルの側壁から延び、前記チャネル内に延びてこれを狭める、請求項１５に記載のアッセイ装置。
【請求項１７】
前記試薬セルの上流に配置される要素を更に含み、これらは各試薬セルが前記サンプル添加区画から実質的に同じサンプル流れ条件を受けることに寄与する、請求項１６に記載のアッセイ装置。
【請求項１８】
前記試薬セルを分離する前記流れ制御要素、及び前記試薬セルの上流及び下流に配置される前記流れ制御要素は、砂時計構造の形状である、請求項１７に記載のアッセイ装置。
【請求項１９】
前記試薬セルの上流に配置される要素を更に含み、これらは各試薬セルが前記サンプル添加区画から実質的に同じサンプル流れ条件を受けることに寄与する、請求項７に記載のアッセイ装置。
【請求項２０】
アッセイ装置内の試薬区画の周囲の流れを制御する方法であって、
液体サンプル区画を提供することと、
前記サンプル区画の上流にあり、これと流体連通する試薬区画であって、それぞれが前記サンプル区画から実質的に同じサンプル流れ条件を受けるようにして前記試薬区画内に配置された、少なくとも２つの試薬セルを含み、前記試薬セルは前記サンプル区画からのサンプル流れを多数の流れに分割する、試薬区画を提供することと、
前記試薬セルよりも狭い幅を有し、前記サンプル区画を出る前記サンプルからの流れを狭窄するように適合された、チャネルゲートを提供するように配置された、前記試薬区画の上流に配置された、１つ又は２つ以上の流れ制御要素を提供することと、
前記多数の流れをより少ない流れに統合する、前記試薬区画の下流に配置される１つ又は２つ以上の流れ制御要素を提供することと、
前記試薬区画と流体連通する検出区画を提供することと、
捕捉区画から流れる液体サンプルを受ける能力を有する捕捉区画と流体連通する吸上区画を提供することであって、前記サンプル区画、前記検出区画及び前記吸上区画が流体流路を画定する、ことと、
前記サンプル区画にサンプルを添加することと、
前記流れの速度を増加させる上流の流れチャネルゲートを通じて前記サンプル区画からの前記サンプルを流すことと、
前記試薬区画を通じて前記サンプルを流し、これによって前記流れは試薬境界の付近において前記試薬境界から離れた場所での流れと比較して、より高い流量を有し、前記試薬区画のより完全な溶解を生じる、ことと、
下流の流れチャネルゲートを通じて前記サンプルを流すことであって、これが、単一の試薬セルにより生じる試薬プルームと比較して、前記検出区画を通じて流れる、より広い試薬プルームを生じる、こととを含む、方法。
【請求項２１】
前記要素は、各流れが同じ流動抵抗を受けるように配置されている、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記より広い試薬プルームが、前記検出区画の全幅にわたって延びる、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
請求項１に記載のアッセイ装置上で、１つ又は２つ以上の検体又は対照の存在又は濃度に関して液体サンプルのアッセイを実行する方法であって、
前記アッセイ装置のサンプル添加区画に関心の検体を含む液体サンプルを堆積させることと、
毛管現象により、流体流路を通じて、試薬区画に前記サンプルを移動させ、ここで１つ又は２つ以上の試薬を溶解させることと、
１つ又は２つ以上の試薬を含む溶解した試薬プルームを有する前記試薬区画から離れるように、かつ毛管現象により前記流体流路を通じて検出区画に前記サンプルを流すことであって、検体又は対照の存在又は濃度を示す信号が生成される、ことと、
前記検体又は対照の存在又は濃度を判定するために前記検出区画内で生成される前記信号を読取ることとを含む、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、２０１２年１月２０日に出願された米国特許仮出願番号第６１／５８８，７３８号の優先権を主張し、その開示は本明細書において参照によって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、及びより具体的には、検出されるべき検体が生体サンプル中に存在する、側方流動アッセイに関連する。
【背景技術】
【０００３】
診断アッセイは幅広く普及しており、多くの疾患の診断、治療及び管理のための中心になっている。様々なタイプの診断アッセイが、血液、血清、血漿、尿、唾液、組織生検、便、痰、皮膚若しくは喉スワブ及び組織サンプル、又は処理した組織サンプルの検出を容易にするために、多くの年月にわたって開発されてきた。これらのアッセイは多くの場合において、迅速で確実な結果を生じる一方で、使用方法が容易であり、製造が安価であることを期待される。当然、これら全ての要件を同一のアッセイで満たすことは困難である。実際には、多くのアッセイはその速度が制限されている。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は、より高感度の試験へと繋がり、これは微量の検体を検出すること、及びサンプル内の疾患の兆候をできるだけ早い段階で検出することを可能にする。
【０００４】
一般的な種類の使い捨てアッセイ装置は、液体サンプルを受ける区画又は領域、試薬区画として既知のコンジュゲート区画、及び検出区画としても既知の反応区画を含む。これらのアッセイ装置は一般に、側方流動試験ストリップとして既知である。これらは、毛管流を支持し得る、流体流の経路を画定する多孔質材料、例えば、ニトロセルロースを利用する。実施例には、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号に示されるものが挙げられ、これらは本明細書において参照によりその全体が組み込まれる。
【０００５】
サンプル添加区画は多くの場合において、サンプルを吸収することができ、血球の分離が所望される際には、また赤血球を効果的に捕捉する、より多孔質の材料からなる。このような材料の例は、紙、フリース、ゲル若しくは組織（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、ポリマー又はこれらの混合物を含む）などの、繊維性材料である。
【０００６】
国際公開第２００７／０１２９７５号は、再懸濁チャンバに対して、より一体的な流体前部を向けることを助けるものとされている、分岐を有する毛管チャネルを含み、これによって物質の検出速度を増加させ、検出される結果の正確性を改善する、ハイブリッド装置を開示する。米国特許出願公開第２００９／０３１１８０５号は、コンジュゲート区画に堆積したコンジュゲートを有する、アッセイ装置を開示する。米国特許第６，２７１，０４０号は、乾燥又は凍結乾燥された粉末を含む反応チャンバ４を有するアッセイ装置を開示する。反応チャンバからの反応混合物の運動が乱れず、反応チャンバからの移動の結果として渦が形成されないような、反応チャンバの形状が開示される。
【０００７】
アッセイ装置の別の種類は、毛管流を含むべく突起部を有する非多孔質アッセイである。このようなアッセイ装置の例としては、国際公開第２００３／１０３８３５号、同第２００５／０８９０８２号、同第２００５／１１８１３９号、及び同第２００６／１３７７８５号に開示される、開いた側方流動装置が挙げられ、これらは全て、本明細書において参照によりその全体が組み込まれる。
【０００８】
アッセイ装置の別の種類は、毛管流を含むべく突起部を有する非多孔質アッセイである。このようなアッセイ装置の例としては、国際公開第２００３／１０３８３５号、同第２００５／０８９０８２号、同第２００５／１１８１３９号、及び同第２００６／１３７７８５号に開示される、開いた側方流動装置が挙げられ、これらは全て、本明細書において参照によりその全体が組み込まれる。
【０００９】
既知の非多孔質アッセイ装置が図１に図示される。アッセイ装置１は、少なくとも１つのサンプル添加区画２、試薬区画３、少なくとも１つの検出区画４、及び少なくとも１つの吸上区画５を有する。区画は、サンプル添加区画から吸上区画までサンプルが流れる流路を形成する。任意により装置に堆積される（例えば、コーティングにより）検体に結合することができる、検出区画４内の抗体などの捕捉要素、及び試薬区画内で装置に堆積される検体の濃度の判定を可能にする試薬に関与することができる標識されたコンジュゲート物質をも含み、標識されたコンジュゲート物質は検出区画における検出のための標識を有する。サンプルが試薬区画を通じて流れる際に、コンジュゲート物質は溶解し、検出区画へと下流に流れる溶解した標識コンジュゲート物質及びサンプルのコンジュゲートプルームを形成する。コンジュゲートプルームが検出区画へと流れると、コンジュゲート物質が、例えばコンジュゲート物質と検体の複合体を介して（「サンドイッチ」アッセイにおいて）、又は直接的に（「競合」アッセイにおいて）捕捉要素により捕捉される。拘束されない溶解したコンジュゲート物質は、検出区画を通過して少なくとも１つの吸上区画５へと流される。
【００１０】
例えば、米国特許第２００６０２８９７８７（Ａ１）号、同第ＵＳ２００７０２３１８８３（Ａ１）号、同第７，４１６，７００号、及び同第６，１３９，８００号（これらは全て本明細書において参照によりその全体が組み込まれる）に開示される器具は、結合したコンジュゲート検体及び反応区画における標識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、蛍光染料を感知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。このような器具は、典型的には約１ｍｍ（これは適切な幅のコンジュゲートプルームに供される、信号を読取るために十分な幅である）の幅を有する読み取りウィンドーを有する。
【００１１】
上記のものなどの既知のアッセイ装置における１つの欠点は、反応区画における溶解したコンジュゲートの流れが、多くの場合において器具の読み取りウィンドーよりも狭く、これがアッセイの感度及び変動性に悪影響を与え得ることである。これは特に、上記のような設計における懸念であり、コンジュゲート物質がコンジュゲート区画の中央に堆積し、サンプルが流れる際に、側方から溶解する。チャネルが読み取りウィンドーよりも広く作製される場合、溶解した試薬の幅が、読み取りウィンドーの寸法に適合し得るにもかかわらず、読み取りウィンドーの外側の流体サンプルが信号の不在を生じ、無駄になる。別の欠点は、溶解した試薬が、これが反応区画に到達するまでにサンプルと十分に混合せず、反応区画の中央においてより低い信号を生じることであり、これは溶解した試薬が局部的により高い濃度を有し、試薬から離れたサンプルと混合し、検体と結合するために拡散する必要があるためであり、よって器具の読み取りウィンドーによって読まれる信号がより低くなる。
【００１２】
図１に示される、このような典型的なアッセイ装置のサンプル量は、一般的に約２００μＬである。このようなサンプル量は、瀉血医などの医療専門家が静脈血を採取することを必要とする。いわゆる「指先穿刺」採血により採取可能な血液の量（約２５μＬ以下）に適合する、遥かに小さなサンプル量で機能し得る、側方流動装置に対する必要性が高まっている。このような少量のサンプルとは、ランセットで指先を穿刺した後の、一滴の血液における血液量である。家庭用血糖計は典型的には、血液内の血糖値を測定するために、このような方法で得られた血液の液滴を使用する。このような、より少ないサンプルの量は、血液を採取するために医療専門家を必要とせず、分析用のサンプルを提供する患者に、より高い快適性をもたらす。
【００１３】
必要なサンプル量を低減させるために、より少量のサンプル量に適合するように、側方流動アッセイ装置の寸法が低減される。しかしながら、サンプル量及び装置の寸法を低減させることにより、検出区画における不十分なコンジュゲートがもたらされ、及びそれによって、器具によって読み取ることができる信号が弱まることが見出された。検出区画における不十分なコンジュゲートは、他の条件の中でもとりわけ、より少ないサンプル量、及び装置内のサンプルの非効率な使用によるものと考えられる。寸法の低減の別の欠点は、検出区画の幅もまた減少することであり、やはり器具によって読み取ることができる、利用可能な信号が少なくなることである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
したがって、アッセイ装置（特に、コンジュゲート物質がコンジュゲート区画の中央に堆積し、かつ側方から溶解するような装置）において、検出区画により広い試薬プルームを提供することができ、溶解した試薬とサンプルをより良好に混合し、サンプルをより効率的に利用する、アッセイ装置に対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、上記の従来の問題の１つ又は２つ以上を緩和するアッセイ装置を対象とする。
【００１６】
本発明の一態様は、液体サンプル区画と、サンプル区画の下流にあり、これと流体連通する試薬区画であって、試薬材料を含み、それぞれがサンプル区画から実質的に同じサンプル流れ条件を受けるようにして試薬区画内に配置された、少なくとも２つの試薬セルを含み、試薬セルはサンプル区画からのサンプル流れを多数の流れに分割する、試薬区画と、多数の流れをより少ない流れに統合する、試薬区画の下流に配置される１つ又は２つ以上の流れ制御要素と、試薬区画と流体連通する検出区画と、検出区画から流れる液体サンプルを受ける能力を有する、検出区画と流体連通する吸上区画とを含む、アッセイ装置であって、サンプル添加区画、検出区画及び吸上区画が流体流路を画定する、アッセイ装置を対象とする。
【００１７】
本発明の別の態様は、液体サンプル添加区画と、サンプル添加区画の下流にあり、これと流体連通する試薬区画であって、それぞれがサンプル添加区画から実質的に同じサンプル流れ条件を受けるように試薬区画に配置された、２ｎ（ｎはゼロではない、負ではない整数）個の試薬セルを含み、試薬セルはサンプル添加区画からのサンプル流れを多数の流れに分割する、試薬区画と、試薬セルを分離する流れ制御要素と、多数の流れをより少ない流れに統合する、試薬区画の下流に配置される１つ又は２つ以上の流れ制御要素と、検出可能な信号を生じることができる、試薬区画と流体連通する検出区画と、捕捉区画から流れる液体サンプルを受ける能力を有する、捕捉区画と流体連通する吸上区画とを含む、アッセイ装置であって、サンプル添加区画、捕捉区画及び吸上区画が流体流路を画定する、アッセイ装置を対象とする。
【００１８】
本発明の別の態様により、上記のアッセイ装置上で、１つ又は２つ以上の検体又は対照の存在又は濃度に関して液体サンプルのアッセイを実行する方法が提供される。本方法は、アッセイ装置のサンプル添加区画に関心の検体を含む液体サンプルを堆積することと、毛管現象により、流体流路を通じて、試薬区画にサンプルを移動させ、ここで１つ又は２つ以上の試薬を溶解させることと、１つ又は２つ以上の試薬を含む溶解した試薬プルームを有する試薬区画から離れるように、かつ毛管現象により流体流路を通じて検出区画にサンプルを流すことであって、検体又は対照の存在又は濃度を示す信号が生成される、ことと、検体又は対照の存在又は濃度を判定するために検出区画内で生成される信号を読取ることとを含む。
【００１９】
本発明の別の態様により、アッセイ装置の試薬区画の周囲の流れを制御する方法が提供される。本方法は、液体サンプル区画を提供することと、サンプル区画の上流にあり、これと流体連通する試薬区画であって、それぞれがサンプル区画から実質的に同じサンプル流れ条件を受けるようにして試薬区画内に配置された、少なくとも２つの試薬セルを含み、試薬セルはサンプル区画からのサンプル流れを多数の流れに分割する、試薬区画を提供することと、試薬セルよりも狭い幅を有し、サンプル区画を出るサンプルからの流れを狭窄するように適合された、チャネルゲートを提供するように配置された、試薬区画の上流に配置された、１つ又は２つ以上の流れ制御要素を提供することと、多数の流れをより少ない流れに統合する、試薬区画の下流に配置される１つ又は２つ以上の流れ制御要素を提供することと、試薬区画と流体連通する検出区画を提供することと、捕捉区画から流れる液体サンプルを受ける能力を有する捕捉区画と流体連通する吸上区画を提供することであって、サンプル区画、検出区画及び吸上区画が流体流路を画定する、ことと、サンプル区画にサンプルを添加することと、流れの速度を増加させる上流の流れチャネルゲートを通じてサンプル区画からのサンプルを流すことと、試薬区画を通じてサンプルを流し、これによって流れは試薬境界の付近において試薬境界から離れた場所での流れと比較して、より高い流量を有し、試薬区画のより完全な溶解を生じる、ことと、下流の流れチャネルゲートを通じてサンプルを流すことであって、これが、単一の試薬セルにより生じる試薬プルームと比較して、検出区画を通じて流れる、より広い試薬プルームを生じる、こととを含む。
【００２０】
本発明の更なる目的、特徴及び利点が、以下の好ましい実施形態の詳細な考察から、当業者に明白となるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】既知のアッセイ装置。
【図２】本発明の実施形態による４つの試薬セルを有するアッセイ装置の概略図。
【図３】図２による試薬区画の拡大図。
【図４】本発明の好ましい実施形態による８つの試薬セルを有するアッセイ装置の試薬区画の概略図。
【図５Ａ】本発明の好ましい実施形態による２つの試薬セルを有するアッセイ装置の概略図。
【図５Ｂ】本発明の好ましい実施形態による２つの試薬セルを有するアッセイ装置の概略図。
【図６】本発明の好ましい実施形態による２つの試薬セルを有するアッセイ装置の概略図。
【図７】本発明の好ましい実施形態による２つの試薬セルを有するアッセイ装置の概略図。
【図８Ａ】単一の試薬区画と比較した、本発明による多数の試薬区画からの試薬プルームの幅を示す写真。
【図８Ｂ】単一の試薬区画と比較した、本発明による多数の試薬区画からの試薬プルームの幅を示す写真。
【図８Ｃ】単一の試薬区画と比較した、本発明による多数の試薬区画からの試薬プルームの幅を示す写真。
【図８Ｄ】単一の試薬区画と比較した、本発明による多数の試薬区画からの試薬プルームの幅を示す写真。
【図９】信号強度対試薬（すなわち、コンジュゲート）セルの数のグラフ。
【図１０】ピーク対アッセイの体積のグラフ。
【図１１】検体としてＮＴｐｒｏＢＮＰを有する、異なるアッセイ装置設計の感度。
【図１２】検体としてＮＴｐｒｏＢＮＰを有する、異なるアッセイ装置設計の感度。
【図１３】全血サンプル及び洗浄を使用した、プロカルシトニン濃度対平均ピーク面積のプロット。
【図１４】全血サンプルを使用した、プロカルシトニン濃度対平均ピーク面積のプロット。
【図１５】本発明の好ましい実施形態による、２つの試薬セルを有するアッセイ装置の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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とき、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、その文脈において別段の明確な指示がない限り、複数の指示対象を包含する。
【００２３】
説明及び請求項を通じて多くの値に関連して使用される用語「約」は、当業者にとって周知であり、許容され得る不正確性を示す。不正確性は好ましくは±１０％である。
【００２４】
本明細書における用語「サンプル」とは成分の存在又は不在、成分の濃度など、そのいずれかの特性を定性的又は定量的に判定されるべく意図された、液体、溶液又は懸濁液の容量を意味する。本発明の文脈における典型的なサンプルは、人間又は動物の体液、例えば血液、血漿、血清、リンパ、尿、唾液、精液、羊水、胃液、喀痰、痰、粘液、涙、便などである。他の種類のサンプルは、ヒト又は動物の組織サンプルに由来し、この組織サンプルは、検査のために特定の組織成分を明らかにするために、液体、溶液又は懸濁液へと加工されている。本発明の実施形態は、あらゆる身体的サンプルに適用可能であるが、好ましくは全血、尿又は痰のサンプルに適用される。
【００２５】
他の例において、サンプルは食物試験、環境試験、生物学的脅威又は生物汚染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サンプルの僅かな例にすぎない。
【００２６】
本発明において、サンプルの側方流動、及びサンプル中に存在する成分と、装置内に存在するか、又は手順の間に装置に追加される試薬との相互作用、並びに定性的又は定量的なこのような相互作用の検出に基づく判定は、診断目的など、いずれかの目的のためであり得る。このような試験は多くの場合において、側方流動アッセイと称される。
【００２７】
診断判定の例としては、例えば、慢性的な代謝異常、例えば、血糖、血中ケトン、尿中ブドウ糖（糖尿病）、血中コレストロール（アテローム性動脈硬化症、肥満等）など、異なる疾患に特異的な検体（マーカーとも称される）、他の特定の疾患（例えば、急性疾患）のマーカー、例えば、冠状動脈感染マーカー（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の判定（ＴＳＨ））、ウイルス感染のマーカー（特定のウイルス抗体の検出のための側方流動イムノアッセイの使用）などの判定が挙げられるがこれらに限定されない。
【００２８】
更に別の重要な分野は、コンパニオン診断の分野であり、薬剤などの治療薬が、そのような薬剤を必要とする個人に投与される。薬剤がその所望の効果を有するかどうかを判定するための適切なマーカーの濃度を決定するために、その後、適切なアッセイが実行される。あるいは、薬がこれを必要とする個人を助けるかどうかを決定するために、治療薬の投与の前に、本発明のアッセイ装置が使用され得る。
【００２９】
更に別の重要な分野は、薬剤乱用を示す薬剤及び薬物代謝産物の容易かつ迅速な検出、例えば、尿サンプル内の特定の薬物及び薬物代謝産物（例えばＴＨＣ）の決定の分野である。
【００３０】
用語「検体」は、用語「マーカー」の同義語として使用され、定性的又は定量的に測定されるいずれかの化学又は生物学的物質を包含し、かつ小さな分子、タンパク質、抗体、ＤＮＡ、ＲＮＡ、核酸、ウイルス成分若しくは完全なウイルス、細菌成分又は完全な細菌、細胞成分又は完全な細胞、並びにこれらの複合体及び誘導体を含み得る。
【００３１】
用語「区画」、「領域」及び「部位」は、本記載、実施例及び請求項の文脈において、先行技術の装置又は本発明の実施形態による装置のいずれかにおける基材上の流体流路の部分を定義するために使用される。
【００３２】
用語「反応」は、基材上又は基材内のサンプル成分と少なくとも１つの試薬との間で、又はサンプル内に存在する２つ又は３つ以上の成分の間で生じるいずれかの反応を定義するために使用される。用語「反応」は特に、検体の定性的又は定量的な決定の一部として検体と試薬との間で生じる、反応を定義するために使用される。
【００３３】
用語「基材」とは、サンプルが添加され、その中で判定が行われるか、又は検体と試薬との間の反応が生じる、キャリア又はマトリックスを意味する。
【００３４】
本発明は、より狭い試薬プルーム又はより少ないサンプル量による、より弱い信号の問題を少なくとも部分的に解決する少なくとも１つの検体の存在又は量を判定する側方流動アッセイ装置を対象とする。図２は、本発明によるこのような装置の好ましい実施形態の概略図を図示する。アッセイ装置１０は、少なくとも１つのサンプル区画（サンプル添加区画とも称される）２０、少なくとも１つの試薬区画３０、少なくとも１つの検出区画４０、及び少なくとも１つの吸上区画５０を有する。区画は、サンプル添加区画から吸上区画までサンプルが流れる流路を形成する。
【００３５】
アッセイ装置の構成要素（すなわち、装置の他の部分からの別個の部品であってもなくても、装置の物理的構造）は、コポリマー、ブレンド、ラミネート、金属ホイル、金属フィルム又は金属から調製され得る。あるいは、装置構成要素は、コポリマー、ブレンド、ラミネート、金属ホイル、金属フィルム又は金属から、以下の材料の１つを堆積させて調整される：ポリオレフィン、ポリエステル、スチレン含有ポリマー、ポリカーボネート、アクリルポリマー、塩素含有ポリマー、アセタールホモポリマー及びコポリマー、セルロース類及びこれらのエステル、硝酸セルロース、フッ素含有ポリマー、ポリアミド、ポリイミド、ポリメチルメタクリレート、硫酸含有ポリマー、ポリウレタン、シリコン含有ポリマー、ガラス並びにセラミック材料。あるいは、装置の構成要素は、プラスチック、エラストマー、ラテックス、シリコンチップ又は金属で作られる。エラストマーは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリレート、シリコンエラストマー又はラテックスを含み得る。あるいは、装置の構成要素は、ラテックス、ポリスチレンラテックス又は疎水性ポリマーから調製され、疎水性ポリマーは、ポリプロピレン、ポリエチレン又はポリエステルを含み得る。あるいは、装置の構成要素はＴＥＦＬＯＮ（登録商標）、ポリスチレン、ポリアクリレート、又はポリカーボネートを含み得る。あるいは、装置構成要素は、エンボス加工、ミリング又は射出成形され得るプラスチックから、又は銅、銀及び金のフィルムの表面から作製され、この上に様々な長鎖アルカンチオールが吸収され得る。ミリング又は射出成形され得る、プラスチックの構造は、ポリスチレン、ポリカーボネート、又はポリアクリレートを含み得る。特に好ましい実施形態において、アッセイ装置は、例えば、商標名Ｚｅｏｎｏｒ（登録商標）で販売される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術は、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号に記載され、これらは全て、本明細書において参照により全体が組み込まれる。
【００３６】
流路は、開いた又は閉じた経路、溝及び毛管を含み得る。好ましくは流路は、毛管流が流路を通じて維持されるような寸法、形状及び相互の間隔を有するように、突起部に隣接する側方流動経路を含む。一実施形態において、流路は、底面及び側壁を有する基材内のチャネル内にある。この実施形態において、突起部は、チャネルの底面から突出する。側壁は、液体の毛管機能に寄与してもしなくてもよい。側壁が液体の毛管現象に寄与しない場合、液体が突起部により画定される流路に収容された状態に維持するために、最外突起部と側壁との間に間隙が提供され得る。図１は突起部７を図示する。
【００３７】
一実施形態において、流路は少なくとも部分的に開いている。別の実施形態において、流路は完全に開いている。開いているとは、毛管距離において蓋又はカバーが存在しないことを意味する。流路に対する物理的保護として存在する場合、蓋は、流路内の毛管流に寄与しない。開いた側方流動は、以下の出願公開に記載され、これらは本明細書において参照としてその全体を組み込まれる：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。突起部は高さ（Ｈ）、直径（Ｄ）及び突起部の間の距離（ｔ１、ｔ２）を有し、それによってこの区画における、血漿、好ましくはヒトの血漿の側方毛管流が達成される。これらの寸法は、米国特許出願公開第２００６／０２８５９９６号に図示され、これは本明細書において参照によりその全体が組み込まれる。上記の高さ、直径、及び突起部間の距離を最適化することに加え、突起部は突起部の表面を変性させることによって所望の化学的、生物学的又は物理的機能を付与され得る。一実施形態において、突起部は、約１５〜約１５０μｍ、好ましくは約３０〜約１００μｍの範囲の高さ、約１０〜約１６０μｍ、好ましくは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の突起部間の間隔を有する。流路は、約５〜約５００ｍｍ、好ましくは約１０〜約１００ｍｍの長さ、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、及び好ましくは約０．５〜１．２ｍｍの幅を有し得る。
【００３８】
殆どの検出は、流体流路の検出区画部分において生じるが、装置の他の部分において検出が行われ得ることも可能である。例えば、非侵襲性、非反応性サンプルの一体性測定は、サンプル区画と試薬区画、又は試薬添加区画との間で、好ましくはフィルター要素（存在する場合）の後方で生じ得る。他の測定は、ブランク値、ＨｂＡ１ｃなどの判定のためのヘモグロビン及び糖化ヘモグロビンの両方を測定するための、二部分反応シーケンスの一方などを含み得る。
【００３９】
液体サンプル区画２０（液体サンプル添加区画とも称される）は、ピペットなどのサンプル分配器からサンプルを受け取る。サンプルは典型的には、区画の上へと堆積される。サンプル添加区画は、サンプルが反応区画に堆積される点から、任意のフィルター及び試薬添加区画を通じて、好ましくは毛管流を通じて、液体サンプルを移送することができる。毛管流を生じる構造は、ニトロセルロースなどの多孔質材料を含み、又は好ましくは、図１に図示されるように、微細柱状物による。指先穿刺量の血液を使用し得るこれらの装置において、サンプルは指に触れて直接採取されるか、又は同時係属出願において記載されるような毛管ピペットによって採取され得る。
【００４０】
サンプルから粒子を濾過し、又は血液から血球を濾過し、装置を通じて血漿がより遠くまで移動できるように、サンプル添加区画内にフィルター材料（図示されない）が配置されてもよい。
【００４１】
サンプル追加区画と検出区画との間に、試薬区画３０が位置する。試薬区画は、分析要素と結合する試薬であり、一般的に反応において有用な試薬であり（免疫エ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材、分子診断アッセイのためのプローブ）、結合した試薬を安定化させる材料などの補助剤、反応への干渉を抑制する材料などを含み得る。一般的に反応において有用な試薬の１つが、以下に記載されるような、検出可能な信号を有する。いくつかの場合において、例えば、着色した又は蛍光分子などの、分光法を使用して検出可能な分子が挙げられるがこれらに限定されない、検出可能な信号を形成するために、試薬が検体と直接反応するか、又はカスケード反応を通じて反応する。試薬区画の試薬の量は、同じ試薬の幅を維持しながら、装置に堆積される試薬の長さによって調節することができる。試薬の量は、長さを維持しながら幅を変えることによって調節され得る。試薬の量は、幅及び長さを同時に変えることによって更に調節され得る。１つの好ましい実施形態において、試薬区画は、コンジュゲート物質を含む。用語「コンジュゲート」とは、検出要素及び結合パートナーの両方を有するいずれかの部分を意味する。
【００４２】
検出要素は、その物理的分布及び／又はこれが生じる信号（発光分子（例えば、蛍光剤、リン発光性剤、化学発光性剤、生物発光剤など）、着色分子、反応の際に色を生成する分子、酵素、放射性同位体、特定の結合を呈するリガンドなどが挙げられるがこれに限定されない）の強度に関連して検出される薬剤である標識とも称される検出要素は、好ましくは、発色団、蛍光色素分子、放射能標識及び酵素から選択される。好適な標識が、抗体、タンパク質及び核酸の標識のための広範な染料を提供する供給元から市販される。例えば、実際に全可視及び赤外スペクトルに及ぶ蛍光色素分子が存在する。好適な蛍光剤又はリン光性標識は、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。好適な化学発光性標識は、例えば、ルミノール、サイリュームなどであるがこれらに限定されない。
【００４３】
同様に、放射能標識は、市販されているか、又は検出要素がこれらが放射能標識を組み込むようにして合成され得る。好適な放射能標識は、例えば、放射性ヨード及びリン、例えば、１２５Ｉ及び３２Ｐである。
【００４４】
好適な酵素標識は、例えば、わさび大根ペルオキシターゼ、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が挙げられるがこれらに限定されない。２つの標識は、これらが、互いに阻害、干渉又は抑制することなく、個別に検出され、かつ好ましくは同時に数量化され得るときに、「区別可能」である。多数の検体又はマーカーが検出される際、２つ又は３つ以上の標識が使用され得る。
【００４５】
結合パートナーは、検体の存在又は量を判定するために使用され得る複合体を形成し得る材料である。例えば、「サンドイッチ」アッセイにおいては、コンジュゲートの結合パートナーは、検体及びコンジュゲートを含む複合体を形成し、この複合体は、検出区画に組み込まれる、捕捉要素とも称される別の結合パートナーへと更に結合し得る。競合イムノアッセイにおいて、検体はコンジュゲートの内の結合パートナーの、検出区画に組み込まれた捕捉要素とも称される別の結合パートナーへの結合と干渉する。コンジュゲートに含まれる例の結合パートナーは、抗体、抗原、検体又は検体擬似体などを含む。
【００４６】
任意により、試薬区画の前又は後、かつ検出区画の前の流体流路には、試薬添加区画がある。試薬添加区画は、図６において６０として図示される。試薬添加区画は、装置の外部から試薬を添加することを可能にする。例えば、試薬添加区画は、サンプル、及び吸上区画への流体経路に存在する他の結合されていない成分を洗い流すために使用され得る中断試薬を追加するために使用され得る。好ましい実施形態において、試薬添加区画６０は、試薬区画３０の後に位置する。
【００４７】
液体サンプル区画、及び試薬区画の下流には、検出区画４０があり、これはサンプル添加区画と流体連通している。検出区画４０は、上記のもののような突起部を含み得る。また上記のように、これらの突起部は好ましくは、射出成形又はエンボス加工など、Ｚｅｏｎｏｒなどの光学プラスチック材料から基材へと一体的に成形される。検出区画の流路の幅は典型的に、従来的な大きさの装置においておよそ２ｍｍであるが、いくつかのより少ない体積の装置、例えば上記及び２０１２年１月２０日に出願された係属出願、表題「Ｌｏｗｅｒ  Ｖｏｌｕｍｅ  Ａｓｓａｙ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｉｎｃｒｅａｓｅｄ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ」（米国特許出願第６１／５８８７８８号、代理人整理番号第ＣＤＳ  ５１１１ＵＳＰＳＰ）（本明細書において参照としてその全体を組み込まれる）に記載のものなどは、はるかに狭い（例えば、１．５ｍｍ以下）。
【００４８】
検出区画は、いずれかの検出可能な信号が読み取られる場所である。検出区画内の突起部に取り付けられた好ましい実施形態は、捕捉要素である。捕捉要素は、コンジュゲート、又はコンジュゲートを含む複合体のための結合パートナーを含み得る。例えば、検体が特定のタンパク質である場合、コンジュゲートは蛍光プローブなどの検出要素に連結された、このタンパク質と特異的に結合する抗体であり得る。捕捉要素は、ひいてはこのタンパク質にやはり特異的に結合する別の抗体であり得る。別の実施例において、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、その類似物又は特定の抗体であり得るが、これらに限定されない。他の好適な捕捉要素としては、検出される抗体に特異的な、抗体、抗体断片、アプタマー、及び核酸配列が挙げられる。好適な捕捉要素の非限定的な例は、ビオチン官能基を含有するコンジュゲートに結合するアビジン官能基を有する粒子である。検出区画は、多数の検出区画を含み得る。多数の検出区画は、１つ又は２つ以上のマーカーを含むアッセイのために使用され得る。多数の検出区画の場合において、捕捉要素は、第１及び第２捕捉要素などの多数の捕捉要素を含み得る。コンジュゲートは例えば、試薬区画内のコーティングによりアッセイ装置に予め堆積されてもよい。同様に、捕捉要素は、検出区画のアッセイ装置上に予め堆積されてもよい。好ましくは、検出要素及び捕捉要素の両方が、それぞれ、アッセイ装置上で、検出区画及び検出区画上に予め堆積される。
【００４９】
サンプルがサンプル区画に供給された後、試薬区画に達する。サンプルが試薬区画を通じて流れ、これと相互作用、かつ試薬添加区画においてこれと光学的に相互作用した後、サンプル及び試薬プルームは、流体流内に含まれる。試薬プルームは、検出区画に溶解した試薬材料、又は試薬添加区画を通じて添加された試薬材料のいずれかを含み得る。試薬プルームは、検出要素及び結合パートナーの両方を有するコンジュゲートを含むことがあり、この場合これは、コンジュゲートプルームと称されることが多い。明細書全体を通じて示されるように、発明者が面する１つの課題は、試薬プルームをこれが検出区画に入る際になるべく広く維持することであった。
【００５０】
本発明は部分的には、試薬区画内の試薬材料を有する多数の領域（以下「試薬セル」と称される）と、多数の試薬セルから生じる多数の流れを１つの流れに再統合する要素とを利用する、本明細書に記載されるようなアッセイ装置が、より望ましく混合された、より広い試薬プルームを、これが試薬区画を超えて検出区画に入る際に生じるという、驚くべき発見に基づいている。
【００５１】
図２において、かつ図３において更に詳細に図示される１つの好ましい実施形態において、多数の、かつ好ましくは同一の試薬セル（すなわち、２つを超えるセルであり、図２及び図３の場合においては４つのセル）は、各１つの試薬セルが試薬区画内のセルの対称性により、同じ流れ条件を経るような様式で配置される。各試薬セルからの溶解した試薬は、流量制御要素により形成されるチャネルゲートを通じて流れ、これが検出区画に流れる際に単一の流れを形成する。
【００５２】
より具体的に図２及び図３は、４つの試薬セル３１ａ〜ｄを含む実施形態を図示する。図４は、８つの試薬セル３１ａ〜ｈを含む実施形態を図示する。試薬セルは試薬区画において対称的に配置され、それによってそれぞれが、サンプル流がサンプル追加区画から試薬区画へと通過する際に、同一のサンプル流れ条件を経る。２つ又は３つ以上（例えば、３、４、５、６、７など）の任意の数のコンジュゲートセルが本発明の範囲内であるが、式２ｎ個によって表される幾何級数のセルを有することが好ましい（式中、ｎは０ではない、負でない整数）。この好ましい実施形態におけるセルの数は、２、４、８、１６などの試薬セルである。例えば、８セルではｎは３であり、１６セルではｎは４である、など。
【００５３】
下流の流れ制御要素３４、及び流れチャネルゲート３５（すなわち、開口部）が試薬区画の下流に位置し、これらは、検出区画への移動のために、試薬セルからの多数の流れを組み合わせて単一の流れに戻すように配置される。下流の流れ制御要素は、多数の流れを、単一の流れが達成されるまで、より少ない流れへと組み合わせる。
【００５４】
好ましい実施形態において、流れ制御要素３４は、図３に示されるように、流体流の方向で各試薬セルの間で延びる部分３６を有する。この実施形態において、２ｎ個の試薬セルは、（２ｎ）×２個の流れを生じる。流れ制御要素の第１ステージセットは、試薬セルのすぐ下流に、流れ方向における試薬セルの対称軸に沿って中央に合わせられて、２ｎ個の流量制御ゲート３５の第１ステージを画定する。流量制御ゲートの第１ステージから、２ｎ個の流れが出る。流量制御要素の第２ステージは、２（ｎ−１）個の流量制御ゲートを画定し、これは２（ｎ−１）個の流れを生じ、単一の流れが生じるまでこれが続く。生じる単一の流れは、既知の側方流動装置により可能であったものよりも、広い試薬プルームを有し、より多くの信号を生じる。
【００５５】
流量制御要素は、試薬セルの前又は後のいずれかに流れを向け直す任意の構造であり得る。これらは、アッセイ装置の基材から突出する構造であり得、上記のように、微細柱状物と、同じ方法で形成される。構造体のいくらかは、流路の側壁であり得、図３、６、７及び１５で参照番号３７で示されるように、流路は狭まる。
【００５６】
好ましい実施形態において、各試薬セルへの均一な流れを達成するために、流路の全幅にわたって均一の流れを提供するために、試薬セルの前に構造体が提供される。例えば、試薬セルの上流の領域における流れと垂直な方向における柱状物間の、より大きな間隔は、流路の幅にわたってより均一な流れを提供する。
【００５７】
特定の好ましい実施形態において、各試薬セルは上流の流路要素３２を含み、これはサンプル添加区画と試薬区画との間に配置され、流れチャネルゲート３３を画定する。上流のチャネルゲート及び下流のチャネルゲートによって提供される流体入口及び出口はそれぞれ、入口から出口までの流線（すなわち、流体流の経路）が、好ましくは、非溶解試薬とサンプル流体との間の境界において最短となることを確実にするように選択される。これは、試薬のより完全な溶解を確保する。構造体のいくらかは、流路の側壁であり得、図３、６、７及び１５で参照番号３８で示されるように、流路は狭まる。
【００５８】
好ましくは、各試薬セルは、試薬セル分離器３６によって他の試薬セルから分離され、試薬セル分離器３６は、図２〜７において図示されるように、試薬セルの間で、好ましくは下流の流量制御要素から、上流の流量制御要素まで延びる。入口又は出口のいずれかの幅が、セル自体の幅よりも小さい。この特徴は、試薬境界線付近において遥かに早く流れ、堆積した試薬からより遠いところでより遅く流れる。この効果は、試薬の完全な溶解に寄与する。またこれは溶解した試薬プルームをより広くする。好ましい実施形態において、試薬セルの幅は約３〜６ｍｍであり、入口及び出口幅は、０．５ｍｍ以下である。より広い入口及び出口は、より狭いプルームを生じ、これは上記の理由により望ましくない。
【００５９】
この実施形態において、分岐設計における各個別の試薬セルにおいて、図５Ａ及び図５Ｂに図示されるように、左右対称性を維持することが重要である。流路の入口及び出口は、図５Ａ及び図５Ｂに図示されるように、対称線３９に沿って位置し、試薬セル内及び堆積した試薬の周囲の対称性を確実にする。図５Ａ及び図５Ｂに図示されるように、試薬セルが対称線３９に位置することがまた重要である。
【００６０】
線対称試薬セル内の堆積した試薬材料はまた、同じ試薬セルの対称線に関して左右対称でなくてはならない。これは、堆積した試薬材料の確実かつ完全な溶解に寄与する。
【００６１】
一実施形態において、多数の分離した試薬サブセルが、各試薬セル（図示されない）の内部に位置する。試薬サブセルのそれぞれは、試薬セル自体と同じ対称線と、対称であるべきである。
【００６２】
図６、７及び１５は、試薬区画内に２つの試薬を有する、本発明の別の実施形態によるアッセイ装置を図示する。図６、７及び１５の実施形態において、砂時計型の構造１０１は、上流の流量制御要素３２及び下流の流量制御要素３４、上流ゲート３３及び下流ゲート３５、並びに試薬セル分離器３６を形成する。
【００６３】
試薬区画内に多数の試薬セルを使用することにより、検出区画に入る溶解した試薬プルームの幅は、多くの試薬セル及び流路によって良好に画定及び制御され得る。より多くのセルは、試薬の流れの幅を増加させる。多くの試薬セルにより可能となる、表面対体積のより大きな比率は、同じ流量を想定した際に、単位面積当たりのより大きな湿潤面積により、より良好な試薬の溶解を可能にする。加えて、所望の水準における全体流量を維持する一方で、各セルにおける流量はより低くすることができる。例えば、４つの試薬セル設計において、各試薬セルを通過する流量は、試薬セルに入る元の流量の１／４である。これは、サンプルが試薬セル内の試薬材料と相互作用するための、より多くの時間をもたらし、試薬材料の同じ流れに対する溶解を促進する。
【００６４】
多数の試薬セルの設計の別の利益は、流量制御要素によって提供される屈曲を有する長く狭い流路が、拡散及び収束の両方によるより良好な混合をもたらすことである。
【００６５】
本発明、特に多数の反応セルが、非多孔質の突起部に関連して記載されるが、多数の反応セルがニトロセルロースストリップ形式又は他のなんらかの多孔質材料で使用され得ることもまた、本発明の範囲内である。一実施形態において、適切な流量要素は、熱的手段によって（すなわち、加熱されたダイセットでニトロセルロースを溶解させ、流量制御要素を形成する）又は流路及び流量制御要素を形成するために、不溶性バリアが配置される印刷技術により、形成される。
【００６６】
検出区画の下流に吸上区画があり、検出区画と流体連通している。吸上区画は、液体サンプル及び流路内の他のいずれかの物質（例えば、非結合試薬、洗浄流体など）を受ける容量を有する、アッセイ装置の領域である。吸上区画は、検出区画を通じて、その外へと液体サンプルを移動させ続ける毛管力を提供する。吸上区画は、ニトロセルロースなどの多孔質材料を含んでもよく、又は本明細書において記載される突起物などの非多孔質構造であってもよい。吸上区画は、例えば、蒸発性加熱又はポンプを使用する、非毛管流体駆動手段を含み得る。本発明によるアッセイ装置において使用される吸上区画の更なる詳細は、米国特許出願公開第２００５／００４２７６６号、及び同第２００６／０２３９８５９に見出され、そのいずれもが本明細書において参照により全体が組み込まれる。吸上区画はまた、２０１２年１月２０日に出願され、参照によりその全体が組み込まれる、同時係属特許出願、表題「Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ  Ｆｌｕｉｄ  Ｆｌｏｗ  Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ａｎ  Ａｓｓａｙ  Ｄｅｖｉｃｅ」（出願番号第６１／５８８７７２号、代理人整理番号第ＣＤＳ  ５１１２ＵＳＰＳＰ号）にも記載される。
【００６７】
好ましくは、サンプル添加区画、検出区画、及び吸上区画を含む流路全体は、基材との関係において実質的に垂直であり、流路内にサンプルの側方流動を生じることができる、高さ、直径及び相互の間隔を有する突起部を含む。
【００６８】
上記の実施形態のいずれかにおいて、装置は好ましくは使い捨てアッセイ装置である。アッセイ装置は、取り扱い及び保護の容易性のためにハウジング内に収容され得る。アッセイ装置がこのようなハウジング内に収容される場合、ハウジングは好ましくはサンプルをアッセイ装置に添加するためのポートを含む。
【００６９】
本発明のアッセイ装置は、本発明のアッセイに実行された、アッセイ装置の結果を読むための装置（読み取り機）と共に使用され得る。読み取り機は、光検出器などの検出要素から発信されるか、又は反射される信号を読取るための手段、及び一体型の読み取り機又は別個のコンピュータ内に含まれ得るマイクロプロセッサなどの、信号を処理し結果を表示するための手段を含む。好適な読み取り機は、米国特許出願公開第２００７／０２３１８８３号、及び米国特許第７，４１６，７００号の実施例に記載され、これらは両方とも参照によりその全体が組み込まれる。
【００７０】
別の実施形態は、アッセイ装置で実行されるアッセイの結果を読み取るための装置であり、この装置は、アッセイ装置の既定される位置に存在する少なくとも１つの検出要素から発信又は反射される信号を読取ることができる検出器を含む。上記の実施形態のいずれかにおいて、読み取りは好ましくは、色、蛍光、放射能又は酵素活性の検出及び／又は数量化から選択される。
【００７１】
本発明の別の態様は、１つ又は２つ以上の関心の検体の検出のために、液体サンプルのアッセイを実行する方法を対象とする。関心の検体を含む液体サンプルは、例えば、装置のハウジングのポートを通じて、又は指先穿刺採血の場合においてサンプル区画に直接指を触れることによって、アッセイ装置のサンプル区画に堆積される。毛管現象によってサンプルが、任意のフィルターを通じて、上記の上流要素を通じ、試薬区画へと移動し（これは流速を増加させる）、ここで試薬材料を溶解させ、例えば抗体を通じて直接的又は間接的のいずれかによって検出要素と結合し得る。試薬区画は、試薬区画内に配置される試薬材料を含む少なくとも２つの試薬セルを含み、それによって各試薬セルは、好ましくは試薬セルの対称性及び上流要素の影響により、サンプル添加区画からの実質的に同じ流れ条件を経験する。サンプルは、試薬区画を通じ、非溶解試薬境界に隣接する場所において、乾燥試薬境界から離れた流れと比較して、より高い速度で流れ、試薬区画のより完全な溶解が生じる。上記のように、乾燥試薬の付近でのより高い速度は、試薬区画のより小さい入口及び出口などの要素により可能になる。サンプルは下流チャネルゲートを通じて、試薬区画から遠ざかるように流れ、検出区画への流れの中で、より広い溶解試薬プルームを有する単一の流れへと組み合わされる。好ましい実施形態において、試薬プルームは、検出区画の全幅にわたって延びる。
【００７２】
次にサンプル及び試薬プルームは、毛管現象によって検出区画へと移動する。検体又は対照の存在又は濃度の信号表示が生成される。好ましい実施形態において、検出要素を有するサンプル、あるいは１つ又は２つ以上の試薬が、検出区画の表面上の抗体などによって捕捉され、検体又は対照の存在又は濃度を表す信号が生成される。
【００７３】
上記の読み取り機がその後、検体の存在又は濃度を判定するため、検出要素によって生成される信号を読取るために使用される。サンプルは、検出区画から吸上区画へと移動する。読み取り機は、検出区画を通じてサンプルが移動した直後又は少し後に信号を読取ることができる。また、検出区画から離れた、いずれかの非結合検出要素を洗浄するために、装置を通じてサンプルの後に１つ又は２つ以上の洗浄液が送達される。
【００７４】
本発明の実施形態による方法、アッセイ、装置及び読み取り機は、より良好な免疫化学反応の検出動力学、及びより良好なアッセイ感度に主に関連する、多くの利益を有する。
【００７５】
本発明は本明細書において示される特定の実施形態に限定されないことが理解される。以下の実施例は例示目的のために提供され、本発明の領域を限定することを意図されず、本発明は、添付の請求項及びその等価物によってのみ限定される。
【実施例】
【００７６】
（実施例１）
シッフ塩基連結による、タンパク質の共有結合不動化のために、表面上に酸化デキストランを有する、Ｚｅｏｎｏｒ（Ｚｅｏｎ，Ｊａｐａｎ）で作製されたアッセイ装置が使用された。蛍光で標識されたＡｎｔｉ−ＮＴ−ｐｒｏＢＮＰモノクローナル抗体は、試薬区画を生成するために堆積させ、かつ乾燥させた。Ａｎｔｉ−ＮＴ−ｐｒｏＢＮＰモノクローナル抗体は、試薬区画を生成するために堆積させ、かつ乾燥させた。より良好な毛管流のためにサンプルの湿潤性を増加させるために、装置に少量のＴｒｉｔｏｎ  Ｘ−４５が堆積された。装置のサンプル区画にサンプルが添加され、微細柱状物の毛管現象が、流路を通じて吸上区画にサンプルを分配した。典型的なアッセイ時間は約１０分間であった。検出区画における、蛍光標識された複合物からの信号強度は、プロトタイプ線形照明蛍光スキャナーにおいて記録された。図８Ａは、１つの試薬セルを使用して、試薬プルームの幅を示す。図８Ｂは、検出区画内で生成される信号の幅を示す。図８Ｃは、本発明による２つの試薬セルを使用した試薬プルームの幅を示す。図８Ａ及び８Ｃは、単一の試薬セルよりも遥かに広いプルームを提供する多数の試薬セルを明確に示す。図８Ａ及び図８Ｄは、多数の試薬プルームが、検出区画においてより広い信号を提供し、これが器具によってより多くの信号が読み取られることに繋がることを示している。
【００７７】
図９は、信号強度対試薬（すなわち、コンジュゲート）セルの数のグラフを示す。図１０は、ピーク対アッセイの体積のグラフを図示する。図９及び図１０は共に、多数の試薬セルの単一の試薬セルに対する優位性を明確に図示している。
【００７８】
（実施例２）
シッフ塩基連結による、タンパク質の共有結合不動化のために、表面上に酸化デキストランを有する、Ｚｅｏｎｏｒ（Ｚｅｏｎ，Ｊａｐａｎ）で作製されたアッセイ装置が使用された。蛍光で標識されたＡｎｔｉ−ＮＴ−ｐｒｏＢＮＰモノクローナル抗体は、試薬区画を生成するために堆積させ、かつ乾燥させた。Ａｎｔｉ−ＮＴ−ｐｒｏＢＮＰモノクローナル抗体は、試薬区画を生成するために堆積させ、かつ乾燥させた。より良好な毛管流のためにサンプルの湿潤性を増加させるために装置に少量のＴｒｉｔｏｎ  Ｘ−４５が堆積された。ＮＴ−ｐｒｏＢＮＰを混ぜた血清が装置のサンプル区画に添加され、微細柱状物の毛管現象が、流路を通じて吸上区画にサンプルを分配した。１５マイクロメートルのサンプル量が低体積装置設計Ｒ２．０２、Ｒ２．０４、Ｒ２．０９及びＲ３．１６で利用された。Ｒ１．０２装置設計は、図１に示されるような、２００ｍＬの全血で使用することを意図される、対照装置であった。Ｒ１．０２装置は、この実施例において、４５ｍＬの血清で試験された。典型的なアッセイ時間は約１０分間であった。検出区画における、蛍光標識された複合物からの信号強度は、プロトタイプ線形照明蛍光スキャナーにおいて記録された。
【００７９】
図１１及び図１２に図示されるように、棒線及び曲線Ａ（Ｒ２．０２）は、単一の試薬セル、及び０．５ｍｍの幅を備える検出区画を備えるそのまま縮小された検出区画を有する小型装置であり、一方で棒線及び曲線Ｂ（Ｒ２．０９）は、２つの試薬セル及び１ｍｍのより広い検出区画を有する小型装置である。２つの追加的な装置のデータがまた、比較のために含まれる。曲線及び棒線Ｃ（Ｒ１．０２）は、２００μＬの全血サンプル量を有する従来的な大きさの装置であり、曲線及び棒線Ｄ（Ｒ２．０４）は１ｍｍの検出区画幅を有する単一の試薬セル装置である。曲線Ｅ（Ｒ３．１６）は、二重試薬セル及び１ｍｍ幅の検出区画を含む。結果が示すように、本発明による多数試薬セルを有する、Ｂとして示されるアッセイ装置は、他の小型設計と比較して遥かに高い感度を有する。従来的な大きさの装置と同等の感度を有するＥ（やはり多数の試薬セルを有する）によって表されるアッセイ装置がより顕著であり、これは意外なことに従来的な装置において生成される可能な信号のおよそ１０倍の量のサンプルをもたらした。
【００８０】
（実施例３）
シッフ塩基連結による、タンパク質の共有結合不動化のために表面に酸化デキストランを有する、Ｚｅｏｎｏｒ（Ｚｅｏｎ，Ｊａｐａｎ）で作製された二重試薬セルを有する小型アッセイ装置が使用された。蛍光で標識された抗プロカルシトニンモノクローナル抗体は、試薬区画を生成するために堆積させ、かつ乾燥させた。抗プロカルシトニンモノクローナル抗体は、試薬区画を生成するために堆積させ、かつ乾燥させた。より良好な毛管流のためにサンプルの湿潤性を増加させるために、装置に少量のＴｒｉｔｏｎ  Ｘ−４５が堆積された。この実施例において、プロカルシトニンを含有する２５マイクロリットルの全血が、アッセイ装置のサンプル添加区画と接触するフィルターに適用された。フィルターからサンプル添加区画へと血漿が移送され、その後、毛管力によって流路を通じて吸上区画へと移動する。流体流は、目視検査によって監視され、流体流の全部が吸上区画の２０％を満たしたときに、０．０１Ｍリン酸緩衝液、０．００２７Ｍ塩化カリウム、０．１３７Ｍ塩化ナトリウム、１％ウシ血清アルブミン、及び０．１％  Ｔｒｉｔｏｎ  Ｘ−１００を含む１０ｍＬの洗浄流体が試薬添加区画に追加された。吸上区画が完全に充填されたものと判定された直後に、アッセイ装置は蛍光読み取り機に挿入された。検出区画内の蛍光信号が測定され、反応曲線のピーク面積が、各サンプルに関して判定された。全血サンプルが、ヘパリンリチウム管に通常のドナーから新しく採取された。１０μｇ／ｍＬのプロカルシトニンを含む濃縮血清サンプルが、全血のアリコートに添加されて、０、０．４、５、２０及び３５ｎｇ／ｍＬプロカルシトニンを含むサンプルを生成した。図１３は、各サンプル対プロカルシトニン濃度の、５つの反復した結果の平均ピーク面積をプロットする。図１３が示すように、小さなサンプル量の使用（すなわち、２５μＬ全血／１０μＬ洗浄液）の使用は、広範な検体濃度にわたり、良好な結果をもたらす。
【００８１】
（実施例４）
シッフ塩基連結による、タンパク質の共有結合不動化のために表面に酸化デキストランを有する、Ｚｅｏｎｏｒ（Ｚｅｏｎ，Ｊａｐａｎ）で作製された二重試薬セルを有する小型アッセイ装置が使用された。蛍光で標識された抗プロカルシトニンモノクローナル抗体は、試薬区画を生成するために堆積させ、かつ乾燥させた。抗プロカルシトニンモノクローナル抗体は、試薬区画を生成するために堆積させ、かつ乾燥させた。より良好な毛管流のためにサンプルの湿潤性を増加させるために、装置に少量のＴｒｉｔｏｎ  Ｘ−４５が堆積された。この実施例において、プロカルシトニンを含有する３５マイクロリットルの全血が、アッセイ装置のサンプル添加区画と接触するフィルターに適用された。フィルターからサンプル添加区画へと血漿が移送され、その後、毛管力によって流路を通じて吸上区画へと移動する。流量は目視検査により監視され、吸上区画が完全に充填されたものと判断された直後に蛍光読み取り機に挿入された。検出区画内の蛍光信号が測定され、反応曲線のピーク面積が、各サンプルに関して判定された。全血サンプルが、ＥＤＴＡ管に通常のドナーから新しく採取された。１０μｇ／ｍＬのプロカルシトニンの濃縮血清サンプルが、全血のアリコートに添加されて、０、０．４、５、及び２０ｎｇ／ｍＬプロカルシトニンを含むサンプルを生成した。図１４は、各サンプル対プロカルシトニン濃度の、３つの反復した結果の平均ピーク面積をプロットする。図１４が示すように、小さなサンプル量の使用（すなわち、３５μＬ全血）の使用は、広範な検体濃度にわたり、良好な結果をもたらす。
【００８２】
（実施例５）
シッフ塩基連結による、タンパク質の共有結合不動化のために、表面上に酸化デキストランを有する、Ｚｅｏｎｏｒ（Ｚｅｏｎ，Ｊａｐａｎ）で作製されたアッセイ装置が使用された。蛍光で標識されたＡｎｔｉ−ｉＰＴＨポリクローナル抗体は、試薬区画を生成するために堆積させ、かつ乾燥させた。Ａｎｔｉ−ｉＰＴＨポリクローナル抗体は、検出区画を生成するために堆積させ、かつ乾燥させた。より良好な毛管流のためにサンプルの湿潤性を増加させるために装置に少量のＴｒｉｔｏｎ  Ｘ−４５が堆積された。ｉＰＴＨの１５ｍＬアリコートが装置のサンプル区画に添加され、微細柱状物の毛管現象が、流路を通じて吸上区画にサンプルを分配した。典型的なアッセイ時間は約１０分間であった。検出区画における、蛍光標識された複合物からの信号強度は、プロトタイプ線形照明蛍光スキャナーにおいて記録された。表Ｘは、単一コンジュゲートセルを有するｉＰＴＨと二重コンジュゲートセルを有するｉＰＴＨとのピーク面積を比較する。結果は、多数の試薬セルの単一の試薬セルに対する優位性を明確に図示している。
【表１】
2013148583.tif 000003
【００８３】
追加の実施形態
１．液体サンプル区画と、サンプル区画の下流にあり、これと流体連通する試薬区画であって、試薬材料を含み、それぞれがサンプル区画から実質的に同じサンプル流れ条件を受けるようにして試薬区画内に配置された、少なくとも２つの試薬セルを含み、試薬セルはサンプル区画からのサンプル流れを多数の流れに分割する、試薬区画と、多数の流れをより少ない流れに統合する、試薬区画の下流に配置される１つ又は２つ以上の流れ制御要素と、試薬区画と流体連通する検出区画と、検出区画から流れる液体サンプルを受ける能力を有する、検出区画と流体連通する吸上区画とを含む、アッセイ装置であって、サンプル添加区画、検出区画及び吸上区画は流体流路を画定する、アッセイ装置。
２．少なくとも２つの試薬セルが、試薬区画において対称に配置されている、実施形態１に開示されるアッセイ装置。
３．要素は、各流れが同じ流動抵抗を受けるように配置されている、実施形態１に開示されるアッセイ装置。
４．捕捉区画は、基材、及び基材から実質的に垂直に延びる突起部を有し、突起部は高さと、断面と、基材表面と平行な毛管流を生じることができる突起部間の毛管空間を画定する、互いの間の距離とを有する、実施形態１に開示されるアッセイ装置。
５．試薬材料が標識された試薬材料を含み、検出区画はこれと結合する捕捉要素を有する、実施形態１に開示されるアッセイ装置。
６．少なくとも２つの試薬区画が３つ又は４つ以上の試薬区画を含む、実施形態１に開示されるアッセイ装置。
７．液体サンプル添加区画と、サンプル添加区画の下流にあり、これと流体連通する試薬区画であって、それぞれがサンプル添加区画から実質的に同じサンプル流れ条件を受けるように試薬区画に配置された、２ｎ（ｎはゼロではない、負ではない整数）個の試薬セルを含み、試薬セルはサンプル添加区画からのサンプル流れを多数の流れに分割する、試薬区画と、試薬セルを分離する流れ制御要素と、多数の流れをより少ない流れに統合する、試薬区画の下流に配置される１つ又は２つ以上の流れ制御要素と、検出可能な信号を生じることができる、試薬区画と流体連通する検出区画と、捕捉区画から流れる液体サンプルを受ける能力を有する、捕捉区画と流体連通する吸上区画とを含む、アッセイ装置であって、サンプル添加区画、捕捉区画及び吸上区画が流体流路を画定する、アッセイ装置。
８．要素は、各流れが同じ流動抵抗を受けるように配置されている、実施形態７に開示されるアッセイ装置。
９．捕捉区画は、基材、及び基材から実質的に垂直に延びる突起部を有し、突起部は高さと、断面と、基材表面と平行な毛管流を生じることができる突起部間の毛管空間を画定する、互いの間の距離とを有する、実施形態７に開示されるアッセイ装置。
１０．検出区画はこれと結合する捕捉要素を有する、実施形態７に開示されるアッセイ装置。
１１．多数の流れが、（２ｎ）×２個の流れである、実施形態７に開示されるアッセイ装置。
１２．多数の流れが単一の流れに統合される、実施形態７に開示されるアッセイ装置。
１３．逆分岐要素が、多数の流れを２ｎ個の流れに統合する第１ステージを含む、実施形態７に開示されるアッセイ装置。
１４．２ｎ個の流れを受け、これらを２ｎ−１個の流れに統合する、第２ステージを更に含む、実施形態１１に開示されるアッセイ装置。
１５．検出区画を通じた流路の幅は、約０．５〜１．２ｍｍの範囲である、実施形態１に開示されるアッセイ装置。
１６．アッセイ装置の合計面積は、≦９００ｍｍ２である、実施形態１に開示されるアッセイ装置。
１７．アッセイ装置の合計面積は、≦７００ｍｍ２である、実施形態１６に開示されるアッセイ装置。
１８．アッセイ装置は矩形であり、各辺の寸法は≦３０ｍｍである、実施形態１に開示されるアッセイ装置。
１９．アッセイ装置は矩形であり、寸法はおよそ≦２４×２８ｍｍである、実施形態１８に開示されるアッセイ装置。
２０．アッセイ装置は、≦５０μＬのサンプル量を使用することができる、実施形態１に開示されるアッセイ装置。
２１．アッセイ装置は、≦４０μＬのサンプル量を使用することができる、実施形態２０に開示されるアッセイ装置。
２２．アッセイ装置は、≦３５μＬのサンプル量を使用することができる、実施形態２１に開示されるアッセイ装置。
２３．アッセイ装置は、≦２５μＬのサンプル量を使用することができる、実施形態２２に開示されるアッセイ装置。
２４．下流に配置される１つ又は２つ以上の流れ制御要素が、多数の流れの各流れを狭窄する、多数の流れのそれぞれのためのチャネルゲートを提供するように配置される、実施形態１５に開示されるアッセイ装置。
２５．流れと接触する前に試薬セルがチャネルゲートの幅の少なくとも２倍、少なくとも５倍、又は少なくとも１０倍の幅を有する、実施形態２４に開示されるアッセイ装置。
２６．流れ制御要素は、チャネルゲートの中央が、流れ方向において、その関連する試薬セルの中央と対称線を形成するように配置される、実施形態２４に開示されるアッセイ装置。
２７．流れ制御要素は、装置の基材の基部から延び、サンプルの流れを阻害する構造を含み、チャネルゲートが要素の断絶から形成される、実施形態２６に開示のアッセイ装置。
２８．アッセイ装置が試薬区画及び検出区画を含むチャネルを含む基材を含み、流れと垂直な方向の最外流れ制御構造が、チャネル内に延びるチャネルの壁部である、実施形態２７に開示されるアッセイ装置。
２９．チャネルの側部が流れ方向において実質的に直線的であり、最外流れ制御構造はチャネルの側壁から延び、チャネルと実質的に垂直な方向でチャネル内に延びる、実施形態２７に開示されるアッセイ装置。
３０．試薬セルの上流に配置される要素を更に含み、これらは各試薬セルがサンプル添加区画からの実質的に同じサンプル流れ条件を受けることに寄与する、実施形態７に開示されるアッセイ装置。
３１．上流に配置される１つ又は２つ以上の要素が、１つ又は２つ以上の流れ制御要素を含む、実施形態３０に開示されるアッセイ装置。
３２．上流に配置される１つ又は２つ以上の要素が、他の周囲の微細柱状物と異なる寸法を有する微細柱状物を含む、実施形態３０に開示されるアッセイ装置。
３３．下流に配置される１つ又は２つ以上の流れ制御要素が、多数の流れの各流れを狭窄するように適合された、チャネルゲートを提供するように配置される、請求項３１に開示されるアッセイ装置。
３４．流れ制御要素は、チャネルゲートの中央が、流れ方向において、その関連する試薬セルの中央と対称線を形成するように配置される、実施形態３３に開示されるアッセイ装置。
３５．要素は、装置の基材の基部から延び、サンプルの流れを阻害する構造を含み、チャネルゲートが要素の断絶から形成される、実施形態３４に開示のアッセイ装置。
３６．アッセイ装置内の試薬区画の周囲の流れを制御する方法であって、液体サンプル区画を提供することと、サンプル区画の上流にあり、これと流体連通する試薬区画であって、それぞれがサンプル区画から実質的に同じサンプル流れ条件を受けるようにして試薬区画内に配置された、少なくとも２つの試薬セルを含み、試薬セルはサンプル区画からのサンプル流れを多数の流れに分割する、試薬区画を提供することと、試薬セルよりも狭い幅を有し、サンプル区画を出るサンプルからの流れを狭窄するように適合された、チャネルゲートを提供するように配置された、試薬区画の上流に配置された、１つ又は２つ以上の流れ制御要素を提供することと、多数の流れをより少ない流れに統合する、試薬区画の下流に配置される１つ又は２つ以上の流れ制御要素を提供することと、捕捉区画から流れる液体サンプルを受ける能力を有する捕捉区画と流体連通する吸上区画を提供することであって、サンプル区画、検出区画及び吸上区画が流体流路を画定する、ことと、サンプル区画にサンプルを添加することと、流れの速度を増加させる上流の流れチャネルゲートを通じてサンプル区画からのサンプルを流すことと、試薬区画を通じてサンプルを流し、これによって流れは試薬境界の付近において試薬境界から離れた場所での流れと比較して、より高い流量を有し、試薬区画のより完全な溶解を生じる、ことと、下流の流れチャネルゲートを通じてサンプルを流すことであって、これが、単一の試薬セルにより生じる試薬プルームと比較して、検出区画を通じて流れる、より広い試薬プルームを生じる、こととを含む、方法。
３７．要素は、各流れが同じ流動抵抗を受けるように配置されている、実施形態３６に開示される方法。
３８．検出区画は、基材、及び基材か実質的に垂直に延びる突起部を有し、突起部は高さと、断面と、基材表面と平行な毛管流を生じることができる突起部間の毛管空間を画定する、互いの間の距離とを有する、実施形態３６に開示される方法。
３９．より広い試薬プルームが、検出区画の全幅にわたって延びる、実施形態３６に開示される方法。
４０．実施形態１に記載のアッセイ装置上で、１つ又は２つ以上の検体又は対照の存在又は濃度に関して液体サンプルのアッセイを実行する方法であって、アッセイ装置のサンプル添加区画に関心の検体を含む液体サンプルを堆積させることと、毛管現象により、流体流路を通じて、試薬区画にサンプルを移動させ、ここで１つ又は２つ以上の試薬を溶解させることと、１つ又は２つ以上の試薬を含む溶解した試薬プルームを有する試薬区画から離れるように、かつ毛管現象により流体流路を通じて検出区画にサンプルを流すことであって、検体又は対照の存在又は濃度を示す信号が生成される、ことと、検体又は対照の存在又は濃度を判定するために検出区画内で生成される信号を読取ることとを含む、方法。
【００８４】
当業者は、本発明及び本明細書において記載されるその実施形態は、具体的に記載されたもの以外の変化形態及び修正を含むことを理解する。本発明は全ての変化形態及び修正を含むものとして理解されるべきである。本発明はまた、本明細書において参照される全てのこと及び特徴を個別に、又は包括的に、かつ工程又は特徴のいずれかの２つ又は３つ以上のうちのいずれか及び全ての組み合わせを含む。
【００８５】
同時係属出願、表題「Ｌｏｗ  Ｖｏｌｕｍｅ  Ａｓｓａｙ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｉｎｃｒｅａｓｅｄ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ」（出願番号第６１／５８８７５８号、代理人整理番号第ＣＤＳ  ５１１１ＵＳＰＳＰ、第１発明者Ｐｈｉｌ  Ｈｏｓｉｍｅｒ）、「Ａｓｓａｙ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ」（出願番号第６１／５８８７７９号、代理人整理番号第ＣＤＳ  ５１１３ＵＳＰＳＰ、第１発明者Ｓｕｅ  Ｄａｎｉｅｌｓｏｎ）、「Ａｓｓａｙ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｕｎｉｆｏｒｍ  Ｆｌｏｗ  Ａｒｏｕｎｄ  Ｃｏｒｎｅｒｓ」（出願番号第６１／５８８７４５号、代理人整理番号第ＣＤＳ５１１０ＵＳＰＳＰ号、第１発明者Ｊａｍｅｓ  Ｋａｎａｌｅｙ）、「Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ  Ｆｌｕｉｄ  Ｆｌｏｗ  Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ａｎ  Ａｓｓａｙ  Ｄｅｖｉｃｅ」（出願番号第６１／５８８７７２号、代理人整理番号第ＣＤＳ５１１２ＵＳＰＳＰ号、第１発明者明Ｊａｍｅｓ  Ｋａｎａｌｅｙ）、及び「Ａｓｓａｙ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ  Ｓａｍｐｌｅ  Ｓｉｚｅ」（出願番号第６１／５８８８９９号、代理人整理番号第ＣＤＳ５１１４ＵＳＰＳＰ号、第１発明者Ｅｄ  Ｓｃａｌｉｃｅ）は全て２０１２年１月２０日に出願され、全て参照によりその全体が組み込まれる。
【００８６】
〔実施の態様〕
（１）  液体サンプル区画と、
前記サンプル区画の下流にあり、これと流体連通する試薬区画であって、試薬材料を含み、それぞれが前記サンプル区画から実質的に同じサンプル流れ条件を受けるようにして前記試薬区画内に配置された、少なくとも２つの試薬セルを含み、前記試薬セルは前記サンプル区画からのサンプル流れを多数の流れに分割する、試薬区画と、
前記多数の流れをより少ない流れに統合する、前記試薬区画の下流に配置される１つ又は２つ以上の流れ制御要素と、
前記試薬区画と流体連通する検出区画と、
前記検出区画から流れる液体サンプルを受ける能力を有する、前記検出区画と流体連通する吸上区画とを含む、アッセイ装置であって、サンプル添加区画、前記検出区画及び前記吸上区画が流体流路を画定する、アッセイ装置。
（２）  前記少なくとも２つの試薬セルが、前記試薬区画において対称に配置されている、実施態様１に記載のアッセイ装置。
（３）  前記要素は、各流れが同じ流動抵抗を受けるように配置されている、実施態様１に記載のアッセイ装置。
（４）  捕捉区画は、基材、及び前記基材から実質的に垂直に延びる突起部を有し、前記突起部は高さと、断面と、前記基材表面と平行な毛管流を生じることができる前記突起部間の毛管空間を画定する、互いの間の距離とを有する、実施態様１に記載のアッセイ装置。
（５）  前記試薬材料が標識された試薬材料を含み、前記検出区画はこれと結合する捕捉要素を有する、実施態様１に記載のアッセイ装置。
（６）  前記少なくとも２つの試薬区画が３つ又は４つ以上の試薬区画を含む、実施態様１に記載のアッセイ装置。
（７）  液体サンプル添加区画と、
前記サンプル添加区画の下流にあり、これと流体連通する試薬区画であって、それぞれが前記サンプル添加区画から実質的に同じサンプル流れ条件を受けるように前記試薬区画に配置された、２ｎ（ｎはゼロではない、負ではない整数）個の試薬セルを含み、前記試薬セルは前記サンプル添加区画からのサンプル流れを多数の流れに分割する、試薬区画と、
前記試薬セルを分離する流れ制御要素と、
前記多数の流れをより少ない流れに統合する、前記試薬区画の下流に配置される１つ又は２つ以上の流れ制御要素と、
検出可能な信号を生じることができる、前記試薬区画と流体連通する検出区画と、
捕捉区画から流れる液体サンプルを受ける能力を有する、前記捕捉区画と流体連通する吸上区画とを含む、アッセイ装置であって、前記サンプル添加区画、前記捕捉区画及び前記吸上区画が流体流路を画定する、アッセイ装置。
（８）  前記要素は、各流れが同じ流動抵抗を受けるように配置されている、実施態様７に記載のアッセイ装置。
（９）  前記多数の流れが、（２ｎ）×２個の流れである、実施態様７に記載のアッセイ装置。
（１０）  前記多数の流れが単一の流れに統合される、実施態様７に記載のアッセイ装置。
【００８７】
（１１）  逆分岐要素が、前記多数の流れを２ｎ個の流れに統合する第１ステージを含む、実施態様７に記載のアッセイ装置。
（１２）  ２ｎ個の流れを受け、これらを２ｎ−１個の流れに統合する、第２ステージを更に含む、実施態様９に記載のアッセイ装置。
（１３）  下流に配置される前記１つ又は２つ以上の流れ制御要素が、前記多数の流れの各流れを狭窄する、前記多数の流れのそれぞれのためのチャネルゲートを提供するように配置される、実施態様７に記載のアッセイ装置。
（１４）  前記流れ制御要素は、前記装置の基材の基部から延び、前記サンプルの流れを阻害する構造を含み、前記チャネルゲートが前記要素の断絶から形成される、実施態様１３に記載のアッセイ装置。
（１５）  前記アッセイ装置が前記試薬区画及び前記検出区画を含むチャネルを含む基材を含み、最外流れ制御構造が、前記チャネル内に延びてこれを狭める、前記チャネルの壁部である、実施態様１４に記載のアッセイ装置。
（１６）  前記チャネルの側部が流れ方向において実質的に直線的であり、前記最外流れ制御構造は前記チャネルの側壁から延び、前記チャネル内に延びてこれを狭める、実施態様１５に記載のアッセイ装置。
（１７）  前記試薬セルの上流に配置される要素を更に含み、これらは各試薬セルが前記サンプル添加区画から実質的に同じサンプル流れ条件を受けることに寄与する、実施態様１６に記載のアッセイ装置。
（１８）  前記試薬セルを分離する前記流れ制御要素、及び前記試薬セルの上流及び下流に配置される前記流れ制御要素は、砂時計構造の形状である、実施態様１７に記載のアッセイ装置。
（１９）  前記試薬セルの上流に配置される要素を更に含み、これらは各試薬セルが前記サンプル添加区画から実質的に同じサンプル流れ条件を受けることに寄与する、実施態様７に記載のアッセイ装置。
（２０）  アッセイ装置内の試薬区画の周囲の流れを制御する方法であって、
液体サンプル区画を提供することと、
前記サンプル区画の上流にあり、これと流体連通する試薬区画であって、それぞれが前記サンプル区画から実質的に同じサンプル流れ条件を受けるようにして前記試薬区画内に配置された、少なくとも２つの試薬セルを含み、前記試薬セルは前記サンプル区画からのサンプル流れを多数の流れに分割する、試薬区画を提供することと、
前記試薬セルよりも狭い幅を有し、前記サンプル区画を出る前記サンプルからの流れを狭窄するように適合された、チャネルゲートを提供するように配置された、前記試薬区画の上流に配置された、１つ又は２つ以上の流れ制御要素を提供することと、
前記多数の流れをより少ない流れに統合する、前記試薬区画の下流に配置される１つ又は２つ以上の流れ制御要素を提供することと、
前記試薬区画と流体連通する検出区画を提供することと、
捕捉区画から流れる液体サンプルを受ける能力を有する捕捉区画と流体連通する吸上区画を提供することであって、前記サンプル区画、前記検出区画及び前記吸上区画が流体流路を画定する、ことと、
前記サンプル区画にサンプルを添加することと、
前記流れの速度を増加させる上流の流れチャネルゲートを通じて前記サンプル区画からの前記サンプルを流すことと、
前記試薬区画を通じて前記サンプルを流し、これによって前記流れは試薬境界の付近において前記試薬境界から離れた場所での流れと比較して、より高い流量を有し、前記試薬区画のより完全な溶解を生じる、ことと、
下流の流れチャネルゲートを通じて前記サンプルを流すことであって、これが、単一の試薬セルにより生じる試薬プルームと比較して、前記検出区画を通じて流れる、より広い試薬プルームを生じる、こととを含む、方法。
【００８８】
（２１）  前記要素は、各流れが同じ流動抵抗を受けるように配置されている、実施態様２０に記載の方法。
（２２）  前記より広い試薬プルームが、前記検出区画の全幅にわたって延びる、実施態様２０に記載の方法。
（２３）  実施態様１に記載のアッセイ装置上で、１つ又は２つ以上の検体又は対照の存在又は濃度に関して液体サンプルのアッセイを実行する方法であって、
前記アッセイ装置のサンプル添加区画に関心の検体を含む液体サンプルを堆積させることと、
毛管現象により、流体流路を通じて、試薬区画に前記サンプルを移動させ、ここで１つ又は２つ以上の試薬を溶解させることと、
１つ又は２つ以上の試薬を含む溶解した試薬プルームを有する前記試薬区画から離れるように、かつ毛管現象により前記流体流路を通じて検出区画に前記サンプルを流すことであって、検体又は対照の存在又は濃度を示す信号が生成される、ことと、
前記検体又は対照の存在又は濃度を判定するために前記検出区画内で生成される前記信号を読取ることとを含む、方法。
【図１】
2013148583.tif 000004
【図２】
2013148583.tif 000005
【図３】
2013148583.tif 000006
【図４】
2013148583.tif 000007
【図５Ａ】
2013148583.tif 000008
【図５Ｂ】
2013148583.tif 000009
【図６】
2013148583.tif 000010
【図７】
2013148583.tif 000011
【図８Ａ】
2013148583.tif 000012
【図８Ｂ】
2013148583.tif 000013
【図８Ｃ】
2013148583.tif 000014
【図８Ｄ】
2013148583.tif 000015
【図９】
2013148583.tif 000016
【図１０】
2013148583.tif 000017
【図１１】
2013148583.tif 000018
【図１２】
2013148583.tif 000019
【図１３】
2013148583.tif 000020
【図１４】
2013148583.tif 000021
【図１５】
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【外国語明細書】
2013148583000001.pdf