(57)【要約】  本発明は、セルロース系材料からなる液体担持用の薄厚メンブレンマトリックスであって、ラテラルフロー試験などの診断試験で使用するために１０μｍ〜５０μｍの厚さと、０．１μｍ〜２０μｍの細孔径とを有し、それにより、必要な試験試薬量を減少させる薄厚メンブレンマトリックスを開示する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
１種以上のセルロース系材料からなる液体担持用のメンブレンマトリックスであって、約１０μｍ〜約５０μｍの厚さと、液体の流れを通すことのできる約０．１μｍ〜約２０μｍの細孔径とを有する、メンブレンマトリックス。
【請求項２】
ニトロセルロースを含む、請求項１記載のメンブレンマトリックス。
【請求項３】
１０μｍ〜３０μｍの厚さを有する、請求項１記載のメンブレンマトリックス。
【請求項４】
前記セルロース系材料が、キャスティング後に担持されない、請求項１記載のメンブレンマトリックス。
【請求項５】
前記セルロース系材料が、キャスティング中に合成フリースによって担持される、請求項１記載のメンブレンマトリックス。
【請求項６】
前記セルロース系材料が、キャスティング中に合成ウェブによって担持される、請求項１記載のメンブレンマトリックス。
【請求項７】
さらなる使用のためにそれが残る固体支持体上にキャスティング中に形成される、請求項１記載のメンブレンマトリックス。
【請求項８】
前記固体支持体がプラスチックホイルを含む、請求項７記載のメンブレンマトリックス。
【請求項９】
前記固体支持体が紙を含む、請求項７記載の担持メンブレン。
【請求項１０】
前記固体支持体がガラス繊維材料を含む、請求項７記載のメンブレンマトリックス。
【請求項１１】
前記支持体が金属箔を含む、請求項７記載の担持メンブレン。
【請求項１２】
前記支持体が請求項８乃至１１記載の支持材料の任意の組合せを含む、請求項７記載のメンブレンマトリックス。
【請求項１３】
前記キャスティング後に、接着剤によって支持材料上に固定される、請求項４記載のメンブレンマトリックス。
【請求項１４】
医療診断試験であって、請求項１乃至１３のいずれか１項記載の液体担持用のメンブレンマトリックスと、前記メンブレンマトリックスに吸収される試薬であって、標的分子を捕捉するのに適切であり、及び／又はレポーター試薬として使用するのに適切であり、メンブレンマトリックスを通って流れる液体サンプル中でその存在が検出されるべき試薬と、メンブレンマトリックスに隣接する液体吸収要素とを含む、医療診断試験。
【請求項１５】
前記試薬が、１００μｍ以上の厚さを有するメンブレンを用いる同等の診断試験で使用される量の３０％未満の量で存在する、請求項１４記載の医療診断試験。
【請求項１６】
前記試薬が、１００μｍ以上の厚さを有するメンブレンを用いる同等の診断試験で使用される量の５０％未満の量で存在する、請求項１４記載の医療診断試験。
【請求項１７】
前記試薬が、１００μｍ以上の厚さを有するメンブレンを用いる同等の診断試験で使用される量の８０％未満の量で存在する、請求項１４記載の医療診断試験。
【請求項１８】
図面に関して本明細書に記載されるメンブレンマトリックス又は医療診断試験。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療診断試験システム並びにかかるシステムで使用するための液体担持用マトリックスに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの国々では、医療財源が限られており、高度な訓練を受けた医療従事者が少ない。したがって、解釈容易な低コスト診断試験は、かかる国々の医療機関にとって非常に魅力的である。特に、医療診断は高価であることが多く、必要な機器は、多くの場合、操作訓練及び操作技能を必要とするだけではなく、清潔な操作環境が必要な場合が多い。資源の限られた国だけではなく、時間が最重要であり特殊な機器が直ぐに利用可能ではない緊急事態においても、容易に操作可能で安価な生物医学的デバイスの開発が大いに喜ばれるであろう。この需要に応えるために、紙ベースの生物医学的デバイスが開発された。しかしながら、それらには多くの制限がある。制限の１つは、これらのデバイスの準備に一般に使用されている化学物質が毒性であることである。別の制限は、従来のフィルター紙を使用すると、タンパク質を損傷しないようにタンパク質を固定化することができないので、従来のフィルター紙は、ウエスタンブロットなどの多くの標準的な生物医学的アッセイには不適切であることである。（Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，８２（１），３２９−３３５  ＤＯＩ）
上記の需要に部分的に応えるために、多くの迅速診断試験システムは、現在のところ、主にセルロースメンブレンと紙及び／又はガラス繊維パッドとの組合せをベースとしている。市販されている最も優勢な試験システムは、いわゆる「ラテラルフロー試験」である（例えば、Ｐｏｓｔｈｕｍａ−Ｔｒｕｍｐｉｅ  ｅｔ  ａｌ．Ａｎａｌ．Ｂｉｏａｎａｌ  Ｃｈｅｍ（２００９），３９３，ｐｐ５６９−５８２及びそこで引用されている参考文献を参照のこと）。
【０００３】
このシステムは、体液から、非常に多様な生理学的状態、例えば受胎能；感染症；乱用薬物；心臓問題のマーカー分子などの迅速な診断を可能にする。
【０００４】
ほとんどの場合、診断試験は治療の際に実施されるが、素人が自宅で診断試験を行うことができる場合もある（例えば、妊娠試験及び不妊試験）。
【０００５】
現在市販されているメンブレン材料は、約１００〜約１５０μｍの厚さの範囲である。このメンブレン層には捕捉試薬を十分に充填する必要があるが、検出試薬に結合している着色粒子によって通常生成されるシグナルが目に見えるのは、メンブレン厚さの一部についてのみであるので（Ｒａｐｉｄ  Ｌａｔｅｒａｌ  Ｆｌｏｗ  Ｔｅｓｔ  Ｓｔｒｉｐｓ，Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（２００８））、貴重な捕捉試薬が浪費され、その結果として、製造コストが必要以上に高くなる。
【０００６】
したがって、分析シグナルを損なわずに試薬を一貫して減少させ、診断試験結果の一貫性及び再現性が優れた液体担持メンブレンマトリックスを提供する必要がある。
【０００７】
比色、化学発光、蛍光などを含む視覚的指標と共に従来のメンブレンを使用する迅速診断試験では、試験使用者の目に見えるシグナルは、メンブレン表面の最初の数マイクロメートル内で生成される。マトリックスの深部で生成されるシグナルは、目に見えるシグナルに寄与しない。それにもかかわらず、この試験を使用する場合には、表面下の全メンブレン容量に試薬を充填する必要があり、全メンブレン容量にサンプル液を充填する必要がある。これは試薬の浪費であり、検討中の試験システム次第では非常に費用がかかる可能性がある。また、サンプル液の消費量が多いが、これは、サンプルの量が少ない場合に問題となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第０３／０１２４４３号パンフレット
【発明の概要】
【０００９】
一態様では、１００μｍよりもはるかに薄い有効厚さを有するメンブレンマトリックス材料であって、厚さ及びキャピラリーフローの点で一貫性を有するメンブレンマトリックス材料、例えば５％以下の厚さ変動と、変動が１０％以下のキャピラリーフローとを有するメンブレンが提供される。
【００１０】
本発明のメンブレンは、ニトロセルロース、有機溶媒、水及び界面活性剤からなるキャスティング混合物の液体層を移動支持体上に形成し、次いで、制御条件下で対向気流又はガスフローを使用して形成層内の溶媒を蒸発させることにより、薄メンブレンを支持体上に形成することによって、乾式キャスト法で製造し得る。キャスティング混合物の含水量を、５〜１５％（ｖ／ｖ）で変化する必要割合に調整することによってメンブレンの気孔率を制御し得る。
【００１１】
好ましくは、操作を容易にするために、メンブレンは、その形成に用いられた支持体上に残す。他のオプションは、メンブレン形成を安定化するために、又はメンブレンを自己接着性支持体上に積層するために、フリース材料をキャスティング混合物に使用することである。支持体上面のキャスティング混合物層の厚さ、及びこの厚さの一貫性は、非常に慎重に制御する必要がある。新規の薄メンブレン材料の場合、蒸発前に、キャスティング混合物の液体層を１００μｍ未満の値に調整するが、従来のメンブレンの場合、層の厚さは、通常、数百マイクロメートル、より具体的には約８００μｍであり、正確な制御はあまり必要ではない。
【００１２】
この薄いキャスティング混合物層はまた、移動支持体及び対向ガス流の熱、湿度、速度に関する非常に正確な制御を必要とする。
【００１３】
別の態様では、上記薄メンブレンを使用する診断試験が提供される。それにより、試験は、１００〜１５０μｍ又はそれ以上の厚さを有する従来のメンブレン材料を使用する診断試験と同じ感度／特異性／ランタイム特性を有するが、必要な捕捉試薬量は、従来の必要なメンブレン試薬量と比較して３０〜５０％又はそれ以下である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の薄メンブレンの表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像（倍率５００倍）を示す。画像は、ニトロセルロース繊維網からなるニトロセルロースメンブレンを示しており、表面不純物はない。
【図２】反射分光法によって得られた、試験ストリップで使用後の薄メンブレンによる検出限界における妊娠試験の写真及び分析を示す。反射分光法による分析前に、すべてのパッドを除去した。
【実施例】
【００１５】
診断試験の実施例
調査したすべての試験ストリップについて、従来の紙サンプルパッド及びウィック並びにガラス繊維コンジュゲートパッドを使用して、一般的な従来の妊娠診断試験を準備した一方で、上記薄メンブレンをこの設定で使用した。使用した検出試薬は、４０ｎｍのコロイド金にコンジュゲートしたマウス抗β−ｈＣＧ抗体であった。捕捉抗体は、マウス抗α−ｈＣＧ抗体である。必要な最終濃度にするために、ｈＣＧホルモンをサンプル液に希釈した。メンブレン試験ストリップの幅は、５ｍｍであった。反射率読取装置を使用して、試験ラインの結果を得た。
【００１６】
薄メンブレンの実施例
エタノール        ３９．９％
酢酸メチル        ３８．４％
ニトロセルロース  １１．７％
水                ９．９％
界面活性剤        ０．１％
を含むキャスティング混合物を使用することによって、約１２５秒／４ｃｍ（試験液：水）のキャピラリーフローを有する薄メンブレンを得た。
【００１７】
支持体表面をキャスティング混合物の下に移動させ、混合物の層を支持体上に堆積させることによって、これらのメンブレンを製造した。この場合、３０ｃｍ／分のキャスティング速度でキャスティング混合物を１００μｍのＰＥＴホイル支持体上に注ぎ、従来の方法で混合物を乾燥することによって、最大の厚さが９０μｍのキャスティング混合物とメンブレンを形成し、さらに４３μｍの最終平均厚さに加えて、ホイルの厚さを有するメンブレンを形成した。
【００１８】
細孔径は、約８μｍであった。キャスティング混合物の含水量を減少又は増加させることによって、より小さい細孔径又はより大きい細孔径（０．１μｍ〜２０μｍ）を有するメンブレンを得ることができた。さらなるメンブレンをキャスティングして、２５μｍの乾燥メンブレン厚さ（ホイルの厚さを含まない）を得た。生産したすべてのメンブレンについて、厚さ変動は５％未満の変動係数（ＣＶ）であり、キャピラリーフローの時間変動は１０％未満（ＣＶ）であった。上記製造方法を使用した場合の最小メンブレン厚さは、約１０μｍであると決定した。
【００１９】
このメンブレンを上記妊娠試験に使用し、表１に示されているように、新規のメンブレン、及び類似のキャピラリーフロー時間特性を有する従来のＰＥＴ支持ＮＣメンブレンについて、濃度２５ｍＩＵ／ｍｌのｈＣＧを検出するのに必要な試験ライン抗体の量を決定した。
【００２０】
【表１】
2016507061.tif 000002
【００２１】
上記の実施例は、一般的な従来のいわゆる乾式キャスティング技術を使用して薄メンブレンを製造し得ること、及びラテラルフロー診断試験で使用する場合、薄メンブレンに必要な試薬は、従来のメンブレンと比較して少ない（最大８０％少ない）ことを例証している。当然ながら、フロースルー診断試験システムについても同じことが当てはまり、ラインアッセイ及びウエスタンブロットは、一般的なキャピラリー又は強制的な方法で、水平方向に（平面的に）又は垂直方向に（対表面に）メンブレン容量を流れる液体であった。かかるメンブレンは、より低コストでの迅速試験の製造を可能にし、試験システムの小型化を可能にする。試験性能の低下はないことが示された。
【００２２】
上記ではメンブレンの一例を記載し、このメンブレンを用いる診断試験の一例を記載したが、他のメンブレンを製造することができ、そのメンブレンを他の試験で用いることができると認識され、これらのすべてが特許請求の範囲内である。
【００２３】
例えば、ＰＥＴホイルメンブレン支持体について説明する。他の支持体としては、他のホイル、例えば金属箔又は他のプラスチックホイル、例えばＰＶＣ又はポリスチレン；合成フリース又は合成ウェブ、例えば不織ポリエステルウェブ；繊維材料、例えばガラス繊維材料又は紙、例えば高品質なクロマトグラフィー紙が挙げられる。
【００２４】
上記では０．１〜２０μｍの細孔径範囲を記載したが、キャピラリーの流量が重要であり、上記８μｍの細孔径例がほぼ正しいラテラルフロー診断試験で使用する場合には、０．１〜２０μｍ、例えば２〜２０μｍの範囲内の特定のサブ範囲が有用であろう。他の例では、試薬のコストが高ため、アッセイに使用する液体及び試薬が最小限であるラテラルフロー診断試験で使用する場合には、サブ範囲は２〜６μｍである。０．１〜２０μｍの範囲内にあるすべての他のサブ範囲又は特定の値が可能である。
【図１】
2016507061.tif 000003
【図２】
2016507061.tif 000004
【国際調査報告】
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2016507061.tif 000006
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