具有斜方形突出的測(cè)定裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種測(cè)定裝置，其包括：液體樣品容納區(qū)；與所述樣品容納區(qū)流體連通的捕獲區(qū)，其具有結(jié)合于其上的捕獲元件，所述捕獲區(qū)具有基底和基本上豎直地從所述基底延伸的突出，所述突出具有斜方形橫截面并且所述突出按所述突出的拐角以朝向所述樣品容納區(qū)的方向面向上游的方式布置在所述基底上。所述突出具有高度、橫截面和彼此之間的距離，所述距離限定所述突出之間能夠產(chǎn)生平行于所述基底表面的毛細(xì)流動(dòng)的毛細(xì)空間。所述斜方形橫截面為正方形，面向所述上游和下游方向的所述突出的拐角具有與所述突出的其它內(nèi)角相比較小的內(nèi)角。
【專利說(shuō)明】具有斜方形突出的測(cè)定裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及診斷測(cè)定領(lǐng)域，并且具體地講涉及待檢測(cè)的分析物存在于生物樣品中的側(cè)向流測(cè)定。
【背景技術(shù)】
[0002]診斷測(cè)定廣泛用于多種疾病的診斷、治療和管理并且對(duì)多種疾病的診斷、治療和管理十分重要。多年來(lái)已經(jīng)開發(fā)出不同類型的診斷測(cè)定，以簡(jiǎn)化對(duì)臨床樣品例如血液、血清、血漿、尿液、唾液、組織活檢、糞便、痰和皮膚或咽拭子中的各種分析物的檢測(cè)。很多情況下期望這些測(cè)定能給出快速且可靠的結(jié)果，同時(shí)易于使用并且制造成本低。可以理解，在一次同樣的測(cè)定中很難滿足所有這些要求。在實(shí)踐中，許多測(cè)定受到其速度的限制。另一個(gè)重要參數(shù)為靈敏度。測(cè)定技術(shù)中的最新進(jìn)展已導(dǎo)向靈敏度越來(lái)越高的測(cè)試，其允許檢測(cè)痕量分析物以及在盡可能早的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到樣品中的疾病指示。
[0003]通用類型的一次性測(cè)定裝置包括用于容納液體樣品的區(qū)或區(qū)域、捕獲區(qū)、以及任選地分別連接容納區(qū)和捕獲區(qū)的傳輸區(qū)或孵育區(qū)。這些測(cè)定裝置通常稱為側(cè)向流測(cè)試條。它們采用多孔材料，如硝化纖維，從而限定能夠支持毛細(xì)流動(dòng)的流體流動(dòng)路徑。例子包括在美國(guó)專利號(hào)5，559，041,5, 714，389,5, 120，643和6，228，660中示出的那些，這些專利均以引用方式全文并入本文。
[0004]樣品容納區(qū)在很多情況下由更為多孔的材料構(gòu)成,這種材料能夠吸收樣品，并且當(dāng)需要進(jìn)行血細(xì)胞分離時(shí)還能有效地捕獲紅血球。此類材料的例子為纖維材料，例如紙張、羊毛(fleece)、凝膠或薄紙，包括如纖維素、羊毛(wool)、玻璃纖維、石棉、合成纖維、聚合物或它們的混合物。
[0005]另一種類型的測(cè)定裝置為具有突出以引起毛細(xì)流動(dòng)的無(wú)孔測(cè)定裝置。無(wú)孔測(cè)定裝置在圖1中示出。此類測(cè)定裝置的例子包括開放側(cè)向流裝置，如在W003 / 103835、W02005 / 089082、W02005 / 118139和W02006 / 137785中所公開，這些專利均以引用方式全文并入本文。
[0006]美國(guó)專利號(hào)6，156，273公開了包括并置排列的整體式支撐結(jié)構(gòu)和由所述支撐結(jié)構(gòu)限定的互連通道的分離柱。
[0007]在已知的具有圓橫截面突出的測(cè)定裝置中，存在與此類圓橫截面相關(guān)的多個(gè)問(wèn)題。一個(gè)缺點(diǎn)是在突出的前部和后部相對(duì)大的滯止區(qū)，據(jù)信其促成了信號(hào)峰值(由于捕獲的分析物與標(biāo)記偶聯(lián))和弱清洗。另一個(gè)缺點(diǎn)是由圓形突出的幾何形狀產(chǎn)生的相對(duì)大的背景信號(hào)。還有一個(gè)缺點(diǎn)是具有對(duì)稱圓形柱布置的厚耗盡層，其延遲了對(duì)標(biāo)記分析物的捕獲，從而導(dǎo)致靈敏度下降。
[0008]因此，在生物化學(xué)和生物分子測(cè)定特別是對(duì)于靈敏度和準(zhǔn)確度要求非常高的診斷測(cè)定的方法和裝置中，需要進(jìn)一步改進(jìn)動(dòng)力學(xué)、提高靈敏度和特異性。具體地講，需要可通過(guò)薄耗盡層和突出周圍盡可能小的滯止區(qū)域?qū)⒈尘靶盘?hào)降至最低的突出幾何形狀。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明涉及緩解一個(gè)或多個(gè)上述問(wèn)題的方法。
[0010]本發(fā)明的一個(gè)方面涉及測(cè)定裝置，所述裝置包括:液體樣品容納區(qū)；與樣品容納區(qū)流體連通的捕獲區(qū)，其具有結(jié)合于其上的捕獲元件，該捕獲區(qū)具有基底和基本上豎直地從基底延伸的突出，該突出具有斜方形橫截面并且突出按其拐角以朝向樣品容納區(qū)的方向面向上游的方式布置在基底上，其中該突出具有高度、橫截面和彼此之間的距離，所述距離限定突出之間能夠產(chǎn)生平行于基底表面的毛細(xì)流動(dòng)的毛細(xì)空間；和與捕獲區(qū)流體連通的槽，其具有容納從捕獲區(qū)流出的液體樣品的容量，其中樣品容納區(qū)、捕獲區(qū)和槽限定流體流動(dòng)路徑。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，斜方形橫截面為正方形。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，斜方形橫截面為菱形。在又一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，面向上游和下游方向的突出的拐角具有與突出的其它內(nèi)角相比較小的內(nèi)角。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了對(duì)用于檢測(cè)感興趣的一種或多種分析物的液體樣品進(jìn)行測(cè)定的方法。所述方法包括:提供用于容納液體樣品的液體樣品容納區(qū)；提供與樣品容納區(qū)流體連通的捕獲區(qū)，其具有結(jié)合于其上的捕獲元件，該捕獲區(qū)具有基底和基本上豎直地從基底延伸的突出，該突出具有斜方形橫截面并且突出按其拐角以朝向樣品容納區(qū)的方向面向上游的方式布置在基底上，其中該突出具有高度、橫截面和彼此之間的距離，該距離限定突出之間能夠產(chǎn)生平行于基底表面的毛細(xì)流動(dòng)的毛細(xì)空間；提供與捕獲區(qū)流體連通的槽，其具有容納從反應(yīng)區(qū)流出的液體樣品的容量；將樣品分配到樣品容納區(qū)上，從而樣品通過(guò)毛細(xì)作用流動(dòng)穿過(guò)捕獲區(qū)并進(jìn)入槽中；然后讀取信號(hào)以確定一種或多種分析物的存在或濃度。
[0012]由下文的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明更多的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的測(cè)定裝置。
[0014]圖2顯示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面的側(cè)向流測(cè)定裝置的正方形突出。
[0015]圖3A顯示圖2中描述的突出的頂視圖。
[0016]圖3B顯示圖2中示出的突出的透視圖。
[0017]圖4顯示正方形突出和圓形突出的靈敏度與ΝΤ-ρι.οΒΝΡ濃度的曲線圖。
[0018]圖5顯示不同形狀的突出以及沿流動(dòng)路徑長(zhǎng)度的布置的分析物濃度。
[0019]圖6Α和B顯示圓形和正方形突出的背景噪音。
[0020]圖7顯示具有沿y軸的平均峰面積和沿X軸的iPTH濃度(pg / ml)的劑量響應(yīng)曲線。
[0021]圖8顯示具有沿y軸的平均峰面積和沿X軸的iPTH濃度(pg/ml)的劑量響應(yīng)曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0022]除非上下文清楚決定不是這樣，否則本說(shuō)明書和所附權(quán)利要求中所用的單數(shù)形式“一個(gè)/種”和“所述”包括復(fù)數(shù)指代。[0023]如在整個(gè)說(shuō)明書和權(quán)利要求中結(jié)合數(shù)值使用的術(shù)語(yǔ)“約”是指為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟悉和接受的精度區(qū)間。該區(qū)間優(yōu)選為±10%。
[0024]本文中的術(shù)語(yǔ)“樣品”是指一定體積的液體、溶液或懸浮液，旨在經(jīng)受對(duì)其任何性質(zhì)的定性或定量測(cè)定，所述性質(zhì)諸如組分的存在或不存在、組分的濃度等。在本發(fā)明上下文中的典型樣品為體液，諸如血液、血漿、血清、淋巴液、尿液、唾液、精液、羊水、胃液、粘液、痰、黏液、淚液、糞便等。本發(fā)明的實(shí)施例適用于所有體液樣品，但優(yōu)選適用于全血樣品。
[0025]在本發(fā)明中，定性地或定量地根據(jù)樣品的側(cè)向流和存在于樣品中的組分與存在于裝置中的試劑的相互作用進(jìn)行測(cè)定以及對(duì)此類相互作用的檢測(cè)可用于任何目的，例如診斷目的。此類測(cè)試通常稱為側(cè)向流測(cè)定。
[0026]診斷測(cè)定的例子包括但不限于具體用于不同疾病(如慢性代謝紊亂)的分析物(也稱為標(biāo)記物)的測(cè)定，所述分析物諸如血糖、血酮、尿糖(糖尿病)、血膽固醇(動(dòng)脈粥樣硬化、肥胖癥等)；其它特定疾病(如急性疾病)的標(biāo)記物，諸如冠狀動(dòng)脈梗死標(biāo)記物(如肌鈣蛋白-T、NT-ProBNP)、甲狀腺功能標(biāo)記物(如促甲狀腺激素(TSH)的測(cè)定)、病毒感染標(biāo)記物(使用側(cè)向流免疫測(cè)定以用于檢測(cè)特定病毒抗體)；等等。
[0027]還有一個(gè)重要的領(lǐng)域?yàn)榘殡S診斷領(lǐng)域，其中將治療劑(諸如藥物)施用給需要此類藥物的個(gè)體。然后進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏y(cè)定以測(cè)定適當(dāng)標(biāo)記物的水平，從而確定藥物是否具有其所需的效果。或者，可在施用治療劑前使用本發(fā)明的測(cè)定裝置，以確定該試劑是否對(duì)需要的個(gè)體有幫助。
[0028]還有一個(gè)重要的領(lǐng)域?yàn)樗幬餃y(cè)試領(lǐng)域，用于簡(jiǎn)單快速地檢測(cè)藥物和指示藥物濫用的藥物代謝物；諸如尿液樣品中特定藥物和藥物代謝物(如THC)的測(cè)定等。
[0029]術(shù)語(yǔ)“分析物”用作術(shù)語(yǔ)“標(biāo)記物”的同義詞并且旨在涵蓋任何定量地或定性地測(cè)量的化學(xué)或生物物質(zhì)并且可包括小分子、蛋白質(zhì)、抗體、DNA、RNA、核酸及其復(fù)合物和衍生物。
[0030]術(shù)語(yǔ)“區(qū)”、“區(qū)域”和“部位”用于本說(shuō)明書、例子和權(quán)利要求的上下文中以限定位于現(xiàn)有技術(shù)裝置或根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的裝置中的基底上的流體通道部分。
[0031]術(shù)語(yǔ)“反應(yīng)”用于定義發(fā)生在樣品組分和基底上或基底中的至少一種試劑或多種試劑之間，或發(fā)生在存在于樣品中的兩種或更多種組分之間的任何反應(yīng)。術(shù)語(yǔ)“反應(yīng)”特別用于定義發(fā)生在分析物和作為分析物定性或定量測(cè)定的一部分的試劑之間的反應(yīng)。
[0032]術(shù)語(yǔ)“基底”是指樣品添加到其中，并且測(cè)定在其上或其中進(jìn)行，或者分析物和試劑之間的反應(yīng)在其上發(fā)生的載體或基質(zhì)。
[0033]本發(fā)明涉及用于確定至少一種分析物的存在或其含量的側(cè)向流測(cè)定裝置。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)此類裝置的優(yōu)選實(shí)施例。測(cè)定裝置I具有至少一個(gè)樣品添加區(qū)2、任選地至少一個(gè)檢測(cè)元件區(qū)3 (通常還稱為“偶聯(lián)區(qū)”)、至少一個(gè)捕獲區(qū)4，其任選地包括平行地放置在樣品容納區(qū)和至少一個(gè)槽5之間的若干個(gè)捕獲區(qū)(未示出)。所述區(qū)形成流動(dòng)路徑，樣品憑借所述流動(dòng)路徑從樣品添加區(qū)流向槽中。還包括捕獲區(qū)4中的捕獲元件，其能夠結(jié)合到分析物、任選地沉積在裝置上(例如通過(guò)涂覆)；以及檢測(cè)元件，其也能夠結(jié)合到分析物、任選地沉積在檢測(cè)區(qū)中的裝置上，其中檢測(cè)元件攜帶用于在捕獲區(qū)中檢測(cè)的第一標(biāo)記。
[0034]測(cè)定裝置的組件(即，裝置的物理結(jié)構(gòu)是否為獨(dú)立于裝置的其它部分的分立件)可由共聚物、共混物、層合物、金屬箔、金屬膜或金屬制備?；蛘?，裝置組件可由以下材料中的一者沉積的共聚物、共混物、層合物、金屬箔、金屬膜或金屬制備:聚烯烴、聚酯、包含苯乙烯的聚合物、聚碳酸酯、丙烯酸聚合物、含氯聚合物、縮醛類均聚物和共聚物、纖維素及其酯、硝酸纖維素、含氟聚合物、聚酰胺、聚酰亞胺、聚甲基丙烯酸甲酯、含硫聚合物、聚氨酯、含硅聚合物、玻璃和陶瓷材料?；蛘?，裝置的組件用塑料、彈性體、膠乳、硅片或金屬制成；所述彈性體可包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、硅彈性體或膠乳。作為另外一種選擇，裝置的組件可由膠乳、聚苯乙烯膠乳或疏水性聚合物制備；所述疏水性聚合物可包括聚丙烯、聚乙烯或聚酯?；蛘?，裝置的組件可包含TEFLON.、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯或聚碳酸酯。或者，裝置的組件由能夠被研磨或注塑成型的塑料制成或由在其上吸附各種長(zhǎng)鏈烷硫醇的銅、銀和金膜的表面制成。能夠被研磨或注塑成型的塑料結(jié)構(gòu)可包括聚苯乙烯、聚碳酸酯或聚丙烯酸酯。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，測(cè)定裝置由環(huán)烯烴聚合物注塑成型，例如以名稱Zeonar?銷售的那些。優(yōu)選的注塑成型技術(shù)在美國(guó)專利號(hào)6，372，542,6, 733，682、6，811，736,6, 884，370和6，733，682中有所描述，這些專利均全文以引用方式并入本文。
[0035]該流動(dòng)路徑可包括開放或關(guān)閉的路徑、溝槽、毛細(xì)管。該流動(dòng)路徑優(yōu)選地包括鄰近突出的側(cè)向流動(dòng)路徑，該路徑具有一定的尺寸、形狀和相互間距，使得毛細(xì)流動(dòng)持續(xù)通過(guò)流動(dòng)路徑。在至少捕獲區(qū)中，該流動(dòng)路徑將包括根據(jù)本發(fā)明的那些斜方形突出。在一個(gè)實(shí)施例中，該流動(dòng)路徑位于具有底面和側(cè)壁的基底中的通道內(nèi)。在該實(shí)施例中，該突出從通道的底面突起。側(cè)壁可能會(huì)或可能不會(huì)有助于液體的毛細(xì)作用。如果側(cè)壁不會(huì)有助于液體的毛細(xì)作用，然后可在最外側(cè)突出和側(cè)壁間提供間隙以使液體保持在由突出限定的流動(dòng)路徑中。
[0036]在一個(gè)實(shí)施例中，流動(dòng)路徑至少部分地開放。在另一個(gè)實(shí)施例中，流動(dòng)路徑完全開放。開放是指在毛細(xì)距離處無(wú)封蓋或覆蓋件。因此，封蓋如果作為流動(dòng)路徑的物理保護(hù)存在，則不會(huì)有助于流動(dòng)路徑中的毛細(xì)流動(dòng)。開放的側(cè)向流動(dòng)路徑在例如以下公布的專利申請(qǐng)中有所描述:W02003 / 103835,W02005 / 089082 ；W02005 / 118139 ；W02006 / 137785 ；以及W02007 / 149042，所有這些專利均全文以引用方式并入。突出具有高度(H)、直徑(D)和突出(tl，t2)之間的一個(gè)或多個(gè)距離，使得該區(qū)中流體(諸如血漿，優(yōu)選人血漿)的側(cè)向毛細(xì)流動(dòng)得以實(shí)現(xiàn)。除了優(yōu)化上述高度、直徑和突出之間的一個(gè)或多個(gè)距離外，可如通過(guò)對(duì)突出的表面改性來(lái)賦予突出期望的化學(xué)、生物或物理功能。在一個(gè)實(shí)施例中，突出具有間隔約15至約150 μ m、優(yōu)選約30至約100 μ m的高度，約10至約160 μ m、優(yōu)選20至約80 μ m的直徑，以及突出之間彼此間隔約3至約200 μ m、優(yōu)選10至約100 μ m或10至50 μ m的一個(gè)或多個(gè)距離。流動(dòng)通道可具有約5至約500mm、優(yōu)選約10至約IOOmm的長(zhǎng)度,和約I至約30mm、優(yōu)選約2至約IOmm的寬度。
[0037]液體樣品容納區(qū)2容納來(lái)自樣品分配器(例如移液管)的樣品。樣品通常沉積在該區(qū)的頂部。樣品容納區(qū)能夠?qū)⒁后w樣品從樣品沉積的點(diǎn)優(yōu)選通過(guò)毛細(xì)流動(dòng)傳輸?shù)讲东@區(qū)。毛細(xì)流動(dòng)引起結(jié)構(gòu)可包括多孔材料，諸如硝化纖維，或優(yōu)選通過(guò)突出，諸如微柱，如在圖1中所示。
[0038]可將過(guò)濾材料放置在樣品容納區(qū)中以從樣品中過(guò)濾顆?；驈难褐羞^(guò)濾血細(xì)胞，以使得血漿可進(jìn)一步穿過(guò)裝置行進(jìn)。
[0039]液體樣品容納區(qū)下游為與樣品容納區(qū)流體連通的捕獲區(qū)4。捕獲區(qū)4包括具有根據(jù)本發(fā)明的斜方形橫截面的突出。如上所述，這些突出優(yōu)選由光學(xué)塑料諸如Zeonar整體地模制到基底中。
[0040]本發(fā)明部分地基于如下令人驚奇的發(fā)現(xiàn)，即例如那些本文所述在捕獲區(qū)中具有斜方形橫截面突出的測(cè)定裝置提供更高的靈敏度、更佳的精度和降低的背景噪音。雖然不希望受任何理論束縛，但 申請(qǐng)人:相信使用具有圓形橫截面的突出會(huì)導(dǎo)致樣品流體圍繞柱的流動(dòng)更差。具體地講，流體流動(dòng)穿過(guò)具有圓形橫截面突出的區(qū)域?qū)е略谕怀龅那安亢秃蟛肯鄬?duì)大的滯止區(qū)，這繼而導(dǎo)致未結(jié)合檢測(cè)元件的弱清洗。這可能導(dǎo)致標(biāo)記的抗原或標(biāo)記本身被捕獲到柱的前部和后部中，這導(dǎo)致背景信號(hào)增大和靈敏度降低。
[0041]
【發(fā)明者】還發(fā)現(xiàn)具有任何矩形橫截面的突出不會(huì)較圓形橫截面設(shè)計(jì)有所改進(jìn)。相反，據(jù)發(fā)現(xiàn)僅斜方形橫截面會(huì)提供相對(duì)于具有圓形橫截面的突出更高的靈敏度和降低的背景噪音。眾所周知，斜方形為具有長(zhǎng)度相同的四條邊的四邊形，例如菱形，或者如果斜方形具有直角，則為正方形。斜方形柱在圖1-3中示出。圖3A和3B為斜方形突出的頂視圖和透視圖。
[0042]斜方形突出的尺寸可能有很大差別，部分地經(jīng)過(guò)選擇以引起流體穿過(guò)捕獲區(qū)過(guò)程中的毛細(xì)流動(dòng)，并且通?？砂ㄉ鲜鲇糜谕怀龅某叽纭Ｔ谝粋€(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，突出高度為約65 μ m,其柱的側(cè)面在底部為約50 μ m、在頂部為40 μ m。柱間的距離為在底部約10 μ m且在頂部20μπι。斜方形突出的拐角始終面向流體流動(dòng)方向以將滯止降至最低。流體相對(duì)于突出的流動(dòng)如在圖1和3Α中的箭頭A所示。
[0043]如在圖2、3Α和3Β中所示根據(jù)本發(fā)明的斜方形突出與圓形突出相比，在突出的前部和后部具有小得多的滯止區(qū)。表面積/體積比率與具有圓形橫截面的突出相比也有所增加。
[0044]具有斜方形橫截面的突出包括在下文更詳細(xì)描述的本發(fā)明測(cè)定的捕獲區(qū)中。
[0045]捕獲元件附接到捕獲區(qū)中的突出。捕獲元件可包括針對(duì)其對(duì)于標(biāo)記物或感興趣的分析物的親和力或其對(duì)于標(biāo)記物或分析物的相關(guān)修改形式的親和力而適當(dāng)選擇的分子。例如，如果標(biāo)記物或分析物為DNA，則捕獲分子可為但不限于合成的寡核苷酸、其類似物或特異性抗體。其它合適的捕獲元件包括特定于待檢測(cè)分析物的抗體、抗體片段、適配體和核酸序列。捕獲元件的合適修改形式的非限制性例子為生物素取代的靶生物化合物，在這種情況下，探針可以具有親和素官能團(tuán)。捕獲區(qū)可包括多個(gè)捕獲區(qū)。多個(gè)捕獲區(qū)可用于包括一種或多種標(biāo)記物的測(cè)定。如果有多個(gè)捕獲區(qū)，則捕獲元件可包括多個(gè)捕獲元件，諸如第一捕獲元件和第二捕獲元件。
[0046]捕獲區(qū)下游為與捕獲區(qū)流體連通的槽。槽為測(cè)定裝置中具有容納液體樣品容量的區(qū)域。槽提供毛細(xì)作用力以繼續(xù)使液體樣品運(yùn)動(dòng)穿過(guò)并離開捕獲區(qū)。該槽可包括多孔材料例如硝化纖維，或者可為無(wú)孔結(jié)構(gòu)，諸如本文所述的突出。該槽還可包括非毛細(xì)管流體驅(qū)動(dòng)裝置，例如使用蒸發(fā)加熱或泵。如在根據(jù)本發(fā)明的測(cè)定裝置中所用的槽的更多詳細(xì)信息可見于專利公布US2005 / 0042766和US2006 / 0239859，其均全文以引用方式并入本文中。
[0047]檢測(cè)元件區(qū)任選地位于樣品添加區(qū)和捕獲區(qū)之間。該區(qū)包括當(dāng)分析物流動(dòng)穿過(guò)檢測(cè)元件區(qū)時(shí)附接到分析物的檢測(cè)元件。檢測(cè)元件隨后在捕獲區(qū)中被檢測(cè)到，如在下文中更詳細(xì)地描述。檢測(cè)元件可直接附接到標(biāo)記物或分析物，或更通常可偶聯(lián)到檢測(cè)捕獲元件，其隨后結(jié)合到分析物。從而，術(shù)語(yǔ)“檢測(cè)元件”意在涵蓋可直接附接到標(biāo)記物或分析物，或偶聯(lián)到檢測(cè)捕獲元件的可檢測(cè)部分。合適的檢測(cè)捕獲元件可包括上文相對(duì)于捕獲元件所述的那些。
[0048]就競(jìng)爭(zhēng)性測(cè)定而言，檢測(cè)元件區(qū)將包含具有已結(jié)合到分析物的檢測(cè)元件的分析物。在此情況下，當(dāng)樣品運(yùn)動(dòng)穿過(guò)檢測(cè)元件區(qū)時(shí)，此前沉積的具有結(jié)合到其上的檢測(cè)元件的分析物將與樣品中的分析物一起被傳輸?shù)讲东@區(qū)。
[0049]檢測(cè)元件為可相對(duì)于其物理分布或/和其傳送的信號(hào)強(qiáng)度被檢測(cè)到的試劑，例如但不限于發(fā)光分子(如熒光劑、磷光劑、化學(xué)發(fā)光劑、生物發(fā)光劑等)、有色分子、反應(yīng)時(shí)顯色的分子、酶、放射性同位素、表現(xiàn)出特異性結(jié)合的配體等。檢測(cè)元件優(yōu)選地為選自發(fā)色團(tuán)、熒光團(tuán)、放射性標(biāo)記和酶的標(biāo)記。合適的標(biāo)記可得自商業(yè)供應(yīng)商，提供寬范圍的用于標(biāo)記抗體、蛋白質(zhì)和核酸的染料。存在例如橫跨幾乎整個(gè)可見光譜和紅外光譜的熒光團(tuán)。合適的突光或磷光的標(biāo)記包括例如但不限于突光素、Cy3、Cy5等。合適的化學(xué)發(fā)光標(biāo)記為例如但不限于魯米諾、光棒等。
[0050]相似地，放射性標(biāo)記為可商購(gòu)獲得的，或檢測(cè)元件可為合成的以使得它們結(jié)合放射性標(biāo)記。合適的放射性標(biāo)記為例如但不限于放射性碘和磷；如，125I和32P。
[0051]合適的酶標(biāo)記為例如但不限于辣根過(guò)氧化物酶、β -半乳糖苷酶、熒光素酶、堿性磷酸酶等。當(dāng)兩種標(biāo)記可以單獨(dú)地被檢測(cè)并且優(yōu)選同時(shí)定量時(shí)，兩種標(biāo)記為“可分辨的”而不會(huì)彼此顯著干擾、妨礙或壓制。兩種或更多種標(biāo)記可用于例如當(dāng)多種分析物或標(biāo)記物正在被檢測(cè)的時(shí)候。
[0052]在一個(gè)實(shí)施例中，將檢測(cè)元件預(yù)先沉積在測(cè)定裝置上，然后將捕獲元件在添加樣品之后添加或與樣品一起添加?；蛘?，將捕獲元件預(yù)先沉積在測(cè)定裝置上，然后將檢測(cè)元件在添加樣品之后添加或與樣品同時(shí)添加。優(yōu)選地，將檢測(cè)和捕獲元件都分別預(yù)先沉積在測(cè)定裝置、檢測(cè)區(qū)和捕獲區(qū)上。
[0053]在一個(gè)實(shí)施例中，檢測(cè)和捕獲元件通過(guò)毛細(xì)作用力的影響由樣品傳輸?shù)讲东@區(qū)，從而形成檢測(cè)復(fù)合物，該復(fù)合物包括檢測(cè)元件、標(biāo)記物和捕獲元件。
[0054]優(yōu)選地,包括樣品容納區(qū)、捕獲區(qū)和槽的流動(dòng)路徑整體包括突出，該突出基本上相對(duì)于基底垂直并且具有能夠形成樣品在流動(dòng)路徑中的側(cè)向流的高度、直徑和倒易間距。該優(yōu)選的實(shí)施例在圖1中示出。
[0055]在任何上述實(shí)施例中，該裝置優(yōu)選地為一次性測(cè)定裝置。該測(cè)定裝置優(yōu)選地容納在外殼中，以便于抓握和保護(hù)。如果測(cè)定裝置容納在這種外殼中，則該外殼將優(yōu)選地包括用于將樣品添加到該測(cè)定裝置的口。
[0056]本發(fā)明的測(cè)定裝置可與用于讀出進(jìn)行本發(fā)明的測(cè)定的測(cè)定裝置的結(jié)果的裝置(讀出器)一起使用。該讀出器包括用于讀出由檢測(cè)元件(例如光電檢測(cè)器)發(fā)出或由其反射的信號(hào)的裝置，以及用于計(jì)算信號(hào)和顯示結(jié)果的裝置，例如可包括在一體化讀出器中或位于單獨(dú)的計(jì)算機(jī)上的微處理器。合適的讀出器在例如US2007 / 0231883和美國(guó)專利號(hào)7，416，700中有所描述，這兩者均以引用方式全文并入本文。
[0057]另一個(gè)實(shí)施例為用于讀出在測(cè)定裝置上進(jìn)行的測(cè)定結(jié)果的裝置，其中該裝置包括能夠讀出由存在于測(cè)定裝置的限定位置中的至少一個(gè)檢測(cè)元件發(fā)出或由其反射的信號(hào)的檢測(cè)器。在任一個(gè)上述實(shí)施例中，讀數(shù)優(yōu)選地選自對(duì)顏色、熒光、放射性或酶活性的檢測(cè)和/或定量。[0058]本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及對(duì)用于檢測(cè)感興趣的一種或多種分析物的液體樣品進(jìn)行測(cè)定的方法。包含感興趣的一種或多種分析物的液體樣品例如通過(guò)裝置外殼中的口沉積到測(cè)定裝置的樣品容納區(qū)上。樣品通過(guò)毛細(xì)作用運(yùn)動(dòng)穿過(guò)任選的過(guò)濾器并進(jìn)入樣品與檢測(cè)元件直接或間接(諸如通過(guò)抗體)偶聯(lián)的檢測(cè)元件區(qū)。在一個(gè)可供選擇的實(shí)施例中，檢測(cè)元件可與樣品一起添加到裝置中，使得檢測(cè)元件區(qū)不再是必要的。接下來(lái)樣品通過(guò)毛細(xì)作用運(yùn)動(dòng)進(jìn)入捕獲區(qū)，在這里它遇到具有斜方形橫截面的突出。感興趣的具有檢測(cè)元件的一種或多種分析物例如通過(guò)捕獲區(qū)表面上的抗體被捕獲到捕獲區(qū)中。然后將如上所述的讀出器用于讀出由檢測(cè)元件生成的信號(hào)，以確定一種或多種分析物的存在或濃度。樣品從捕獲區(qū)移出并進(jìn)入槽中。讀出器可在樣品運(yùn)動(dòng)穿過(guò)捕獲區(qū)后立即或短時(shí)間內(nèi)讀出信號(hào)。另外，可在樣品穿過(guò)裝置后進(jìn)行一次或多次沖洗，以便從捕獲區(qū)中沖掉任何未結(jié)合的檢測(cè)元件。
[0059] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法、測(cè)定裝置和讀出器具有許多優(yōu)點(diǎn)，主要與改進(jìn)的免疫化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和提高的測(cè)定靈敏度有關(guān)。
[0060]應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于本文所示的特定實(shí)施例。以下實(shí)例為了進(jìn)行示意性的說(shuō)明而提供且不旨在限制本發(fā)明的范圍，因?yàn)楸景l(fā)明的范圍僅受所附權(quán)利要求和其等同權(quán)利要求的限制。
[0061]SM
[0062]實(shí)例I
[0063]使用由Zeonor (Zeon, Japan)制造的塑料基底芯片，其在表面上具有氧化的葡聚糖，以用于通過(guò)席夫堿耦合共價(jià)地固定蛋白質(zhì)。流動(dòng)通道中的捕獲區(qū)使用抗ΝΤ-ρι.οΒΝΡmAb (15C4Hytest)沉積(Biodot AD3200)并干燥。流動(dòng)通道中的檢測(cè)元件區(qū)使用抗NT-proBNP mab (S-l.21.3Roche)沉積并干燥。將少量Triton X-45沉積在裝置上以增加樣品的可潤(rùn)濕性，以便更利于毛細(xì)流動(dòng)。將樣品添加到裝置的樣品區(qū)，并且微柱陣列的毛細(xì)作用將樣品分散穿過(guò)檢測(cè)元件區(qū)、捕獲區(qū)，然后進(jìn)入芯吸區(qū)。典型的測(cè)定時(shí)間為約10分鐘。信號(hào)強(qiáng)度記錄在原型線照明熒光掃描儀中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果在圖4、6和表1中示出。
[0064]圖4示出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其中將具有正方形橫截面的突出指定為T7.30(用正方形()表示)，而將具有圓形橫截面的突出指定為Τ7.29(用菱形()表示)。如圖所示，正方形突出與圓形突出相比具有高得多的光學(xué)信號(hào)，指示出更高的分析物捕獲。事實(shí)上，如圖所示，在NT-proBNP水平為1450pg / ml處，正方形突出的信號(hào)大約為圓形突出的兩倍強(qiáng)(分別為14比7)。
[0065]下表1表明了使用正方形突出與圓形突出相比在測(cè)定精度上的改進(jìn)。特別地，作為精度量度的變異系數(shù)(CV)，對(duì)于指示出更高精度的正方形突出，在水平3(268pg/ml)和4(1499pg / ml)下顯著較小。對(duì)于較低水平(I和2)，觀察到正方形和圓形突出對(duì)CV無(wú)影響。
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)定裝置，包括: 液體樣品容納區(qū)； 與所述樣品容納區(qū)流體連通的捕獲區(qū)，所述捕獲區(qū)具有結(jié)合于其上的捕獲元件，所述捕獲區(qū)具有基底和基本上豎直地從所述基底延伸的突出，所述突出具有斜方形橫截面并且所述突出按所述突出的拐角以朝向所述樣品容納區(qū)的方向面向上游的方式布置在所述基底上，其中所述突出具有高度、橫截面和彼此之間的距離，所述距離限定所述突出之間能夠產(chǎn)生平行于所述基底表面的毛細(xì)流動(dòng)的毛細(xì)空間；以及 與所述捕獲區(qū)流體連通的槽，所述槽具有容納從所述捕獲區(qū)流出的液體樣品的容量，其中所述樣品容納區(qū)、所述捕獲區(qū)和所述槽限定流體流動(dòng)路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定裝置，其中所述斜方形橫截面為正方形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定裝置，其中所述斜方形橫截面為菱形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)定裝置，其中面向所述上游和下游方向的所述突出的拐角具有與所述突出的其它內(nèi)角相比較小的內(nèi)角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定裝置，其中所述基底包括具有底面和側(cè)壁的通道，并且其中所述突出從所述通道的所述底面突起，并且其中所述側(cè)壁不會(huì)有助于所述液體的毛細(xì)作用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定裝置，其中所述突出之間的所述毛細(xì)空間迫使所述液體側(cè)向地運(yùn)動(dòng)離開無(wú)需覆蓋件、側(cè)壁或外部施加的驅(qū)動(dòng)裝置而施加所述液體樣品的位置，以引起或協(xié)助沿所述流動(dòng)路徑的所述毛細(xì)流動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定裝置，還包括介于所述捕獲區(qū)和樣品容納區(qū)之間的檢測(cè)元件區(qū)，其中所述檢測(cè)元件區(qū)在其上具有檢測(cè)元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定裝置，其中所述捕獲區(qū)還包括多個(gè)捕獲區(qū)，其中將第一捕獲元件施加到第一捕獲區(qū)，并且將第二捕獲元件施加到第二捕獲區(qū)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的測(cè)定裝置，其中所述第一捕獲區(qū)和第二捕獲區(qū)通過(guò)不具有捕獲元件的區(qū)域彼此分離，或者所述第一捕獲區(qū)和第二捕獲區(qū)彼此直接相鄰。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定裝置，其中所述捕獲元件在垂直于所述流體流動(dòng)路徑的方向上延伸所述捕獲區(qū)的整個(gè)寬度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定裝置，其中所述捕獲元件為捕獲抗體。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定裝置，還包括用于保持所述樣品容納區(qū)、捕獲區(qū)和槽的外殼，所述外殼具有位于其上與所述樣品容納區(qū)流體連通的樣品口。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的測(cè)定裝置，還包括設(shè)置在所述樣品口和所述樣品容納區(qū)之間的過(guò)濾器。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的測(cè)定裝置，其中所述過(guò)濾器能夠從血漿中過(guò)濾紅血球。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的測(cè)定裝置，其中所述檢測(cè)元件包括具有結(jié)合于其上的可檢測(cè)標(biāo)記的抗體。
16.一種對(duì)液體樣品進(jìn)行測(cè)定的方法，用于檢測(cè)感興趣的一種或多種分析物，所述方法包括以下步驟: 提供用于容納所述液體樣品的液體樣品容納區(qū)； 提供與所述樣品容納區(qū)流體連通的捕獲區(qū)，所述捕獲區(qū)具有結(jié)合于其上的捕獲元件，所述捕獲區(qū)具有基底和基本上豎直地從所述基底延伸的突出，所述突出具有斜方形橫截面并且所述突出按所述突出的拐角以朝向所述樣品容納區(qū)的方向面向上游的方式布置在所述基底上，其中所述突出具有高度、橫截面和彼此之間的距離，所述距離限定所述突出之間能夠產(chǎn)生平行于所述基底表面的毛細(xì)流動(dòng)的毛細(xì)空間； 提供與所述捕獲區(qū)流體連通的槽，所述槽具有容納從所述反應(yīng)區(qū)流出的液體樣品的容量; 將所述樣品分配到所述樣品容納區(qū)上，從而所述樣品通過(guò)毛細(xì)作用流動(dòng)穿過(guò)所述捕獲區(qū)并進(jìn)入所述槽中；以及 讀取信號(hào)以確定所述一種或多種分析物的存在或濃度。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述基底包括具有底面和側(cè)壁的通道，并且其中所述突出從所述通道的所述底面突起，并且其中所述側(cè)壁不會(huì)有助于所述液體的毛細(xì)作用。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括具有結(jié)合于其上的檢測(cè)元件的檢測(cè)元件區(qū)，其中所述分析物與所述檢測(cè)元件區(qū)中的所述檢測(cè)元件結(jié)合，并且被所述捕獲區(qū)捕獲以產(chǎn)生可檢測(cè)信號(hào)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括將檢測(cè)元件與所述樣品一起添加，從而在所述捕獲區(qū)中捕獲所述檢測(cè)元件并產(chǎn)生可檢測(cè)信號(hào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述斜方形橫截面為正方形。
21.根據(jù)權(quán)利要·求16所述的方法，其中所述斜方形橫截面為菱形。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中面向所述上游和下游方向的所述突出的拐角具有與所述突出的其它內(nèi)角相比較小的內(nèi)角。
【文檔編號(hào)】G01N33/543GK103582816SQ201280027698
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月6日
【發(fā)明者】Z.丁, D.伯格曼 申請(qǐng)人:奧索臨床診斷有限公司