JPH02502754A - アッセイ装置及びその使用 - Google Patents
アッセイ装置及びその使用Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
アッセイ び の
本発明は、固定された分析物または固定された分析物に結合可能な物質の検出に
使用されるアッセイ装置に係る。
本発明は更に、アッセイ、特にエンザイムイムノアッセイにおける装置の使用方
法、装置を組み込んだキット及び分析デバイスに係る。
分析化学においては、固定された分析物の検出及び/または定量を行なうために
分析デバイスが広く使用されている。これらのデバイスは特に、生物学的に重要
な物質、例えば全血、血清、体内分泌物、尿、組織抽出物、等のごとき体液及び
体組織から得られる抗原性タンパク質、ポリペプチド、ポリヌクレオチド、ホル
モン、ハプテン、抗体及び薬剤の検出及び/または定量に有用である。かかるデ
バイスを使用する公知の分析方法の1つはエンザイムイムノアッセイ(EIA)
である、典型的なEl^分析は以下の処理段階を含む。
(1)特異的抗体を固体支持体(代表的にはプラスチック材料)に固定する。
(2)固定された抗体と抗原性分析物を含有すると予想されるサンプル溶液、例
えば希釈した全血または血清とを接触させる。サンアル中に含まれた分析物は固
体支持体に固定された抗体と特異的に結合する。
(3)余剰のサンプルを洗い落とす。
(4)結合した分析物と酵素標識抗体から成る可溶化した試薬とを接触させる。
抗体、従ってラベルは、固体支持体に固定された抗体に結合した分析物に吸引さ
れ該分析物に結合する。
(5)余剰の試薬を洗い落とす。
(6)結合した酵素標識抗体を最終試薬と接触させる。最終試薬は、結合した酵
素ラベルと反応し、サンプル中の分析物の量に基づく出力信号(例えば光出力)
を直接または外部刺激の結果として与える。信号を適当な器具で測定する。
例えば酵素と最終試薬との間の反応が化学発光反応または生物発光反応の場合に
は、発生した光の出力をルミノメータ(luminometrr)で測定し得る
。固定された分析物に関する別の多くの分析方法も同様の数の処理段階を含む。
従来のこのような処理段階においては、しばしばプラスチックから製造された反
応性ストリップまたはスティックの形状の固体支持体は、サンプル溶液、洗浄溶
液、試薬溶液等を夫々収容した一連の無蓋容器間に順次転送されていた。特にE
IA分析を典型例とする分析手順は多数の処理段階を含むので、分析手順でしば
しば比較的多量のサンプル溶液及び試薬を使用し、また分析手順が複雑で自動化
が難しい、血清のごとき体液を分析する場合、分析に十分なサンプル溶液を採取
するために数11の新鮮血液が必要であり、このような採血を苦痛に怒じる供血
者もある。
典型的なE!八へ析手順の別の欠点は特に、多数の処理段階を含みまた感作領域
が頻繁に外気に触れるので、分析を行なっている際に、分析物と結合する固体支
持体の感作領域の汚染防止が難しいことである0体液及び体組織の分析に関する
より重大な問題は、典型的な分析手順において、しばしば多数の手動転送段階中
に分析すべきサンプル中の有害物質に検査員が接触する危険があることである0
例えば、血液または血清を分析する場合、HTLVIII(エイズウィルス)ま
たは肝炎ウィルスに感染するおそれがある。典型的なEIAの分析手順の全自動
化がいくつか計画されたが、多くの場合コストが高く、また分析システムが複雑
なので除染が極めて難しい。
本発明の1つの目的は、上記欠点の少なくともいくつかを是正し、連続的な液体
転移段階及び余剰液体除去段階を用いる比較的簡単で廉価で安全な分析手段を提
供することである。
本発明の第1の目的は、固体支持体の活性表面部分に固定すると推定される分析
物の検出に使用されるアッセイ装置を提供することである。該アッセイ装置は、
1つ以上の所定位置に固体支持体を保持する支持体ハウジング手段と、支持体を
所定位置の1つに保持して可溶化第1試薬を前記表面部分に転移させ可溶化試薬
を該表面部分にコートする第1試薬転移手段とを含み、試薬は分析物または表面
部分と反応し、表面部分に固定された分析物の量を測定する信号を直接または信
号刺激物の存在下に発生するように選択されており、アッセイ装置が更に、支持
体拭き取り手段を含み、支持体の全部または一部がハウジング手段内部に保持さ
れているときに固体支持体と拭き取り手段とは互いに相対移動が可能であり、前
記拭き取り手段は、第1試薬転移手段による可溶化第1試薬の転移前及び/また
は転移後に表面部分の全部または一部と摺動接触(intimate wipi
ngcontact)を行なうことによって該部分から余剰液体を除去するよう
に構成されている。
本明細書で使用された「活性表面部分」なる用語は、表面部分と分析物との化学
的または物理的な相互作用によって該部分に特定分析物を閉じ込めるように準備
または処理された表面部分を意味する。
液体転移及び余剰液体除去の双方がハウジング手段内部で順次行なわれるアッセ
イ装置の主な利点は、これらの段階を簡単に行なえること及びこれらの工程を別
の容器で行なう必要がないことである。従来はこれらの工程を別の容器で行なっ
ていたため支持体の感作表面が外気に触れるおそれがあった。更に発明者等は、
不要な可溶化試薬を除去するためには支持体を洗浄するよりも機械的に拭き取る
ほうが有効で効率がよいことを知見し、これに対応して支持体の洗浄に必要な別
の容器の数を減らすことができ、また試薬除去段階がはるかに簡単になったため
、(必要な場合に応じて)自動化が容易になった。
本発明装置は好ましくは、未反応の余剰第1試薬の存在が発生信号の大きさく5
ize)に干渉するのを防止するために、第1試薬の転移後に表面部分を拭き取
るように構成された少なくとも1つの拭き取り手段を含む。
本発明装置は異なる2つの方法、即ちサンプル溶液中に存在する分析物の競合ア
ッセイまたは非競合アッセイに使用され得る。
分析物と第1試薬とが競合して固体支持体の表面部分と反応する競合アッセイ、
例えば、競合イムノアッセイにおいては、第1試薬の転移前、転移後または好ま
しくは転移中にサンプル溶液を添加し得る。
非競合アッセイ、例えば化学的分析または非競合イムノアッセイにおいては、分
析物と反応するが固定分析物を支持する固体支持体の表面部分とは反応しないよ
うな第1試薬を選択し、第1試薬の転移前に固体支持体の表面部分に分析物をす
でに固定しておく、このためには、支持体をハウジング手段に挿入する前に、例
えば支持体をサンプルに浸漬することによってサンプルを表面部分に転移させ、
好ましくは浸漬後に、露出支持体に過剰に結合した分析物を洗浄及び/また拭き
取る。
競合アッセイ及び非競合アッセイの一方または好ましくは双方に使用される場合
、装置は、ハウジング手段内部で支持体の表面部分にサンプル溶液を転移させこ
れによって第1試薬の転移前、転移中または転移後に表面部分をサンプル溶液で
コートするように構成されたサンプル転移手段を含み得る。拭き取り手段、サン
プル転移手段及び第1試薬転移手段の好ましい相対配置は、装置が競合アッセイ
用であるかまたは非競合アッセイ用であるかに従って異なる。
競合アッセイの場合、サンプル転移手段は、第1試薬の転移後または好ましくは
転移前もしくは転移中に、且つ表面部分が支持体拭き取り手段に案内される前に
、サンプル溶液をハウジング手段内部の支持体の表面部分に転移させるように構
成され得る。
非競合アッセイの場合は、サンプル転移手段が、第1試薬の転移前にサンプル溶
液を支持体の表面部分に転移させるように構成され得る。
装置がサンプル転移手段を備えるか否かく例えばハウジング手段に挿入する前に
支持体をサンプルと接触させる)にかかわりなく、装置が支持体拭き取り手段を
備えるのが好ましく、固体支持体と拭き取り手段とは、支持体の一部または全部
がハウジング手段内部に保持されているときに互いに相対移動が可能である。前
記拭き取り手段は、サンプル溶液の転移後でサンプル溶液の転移から可溶化第1
試薬の転移までの間に表面部分の全部または一部と摺動接触するように構成され
ている。
第1試薬の転移後に支持体表面がサンプルで再汚染されないように、サンプル溶
液及び第1試薬の拭き取り手段は異なる手段から成るのが好ましい、従って、こ
れらの異なる転移手段及び拭き取り手段を有する好ましい装置は、サンプル溶液
及び第1試薬を固体支持体に順次転移させ、各転移段階後に適当な拭き取り手段
が非結合または未反応の物質を除去するように構成されるである。う、または、
本発明装置で使用する前の支持体にサンプル溶液の転移を行なう場合は、装置は
前記位置にサンプル溶液拭き取り手段を含みサンプル転移手段を含まない。
本発明装置がサンプル転移手段を含む場合、サンプル溶液中の不要成分が固体支
持体に達することを阻止するフィルタ手段をサンプル転移手段に組み込んでもよ
い、フィルタ手段は例えば、血清だけを通過させて全血から赤血球を分離するた
めに使用され得る。かかるフィルタを製造する適当な材料及び方法は当業者に公
知であろう。
信号は、第1試薬と反応後の支持体の表面部分から直接発生してもよい、信号は
例えば、固定された分析物と結合することによって該分析物と反応する放射性同
位体から構成されるかまたは含有する第1試薬から発生した電離性放射線でもよ
い、信号が信号刺激物の存在化に発生する場合、刺激物は、粒子、電磁放射線、
熱、電気的刺激または化学的刺激またはこれらの組み合わせでもよく、装置は、
好ましくは1つ以上の拭き取り手段で処理した後のハウジング手段内部の支持体
の表面部分に前記刺激物を案内する手段を含み得る。
信号刺激物は化学的刺激から成るかまたは化学的刺激の使用を含むのが好ましい
、化学的刺激は、第1試薬との反応を助ける可溶化第2試薬の形態でよく、前記
反応または反応生成物が検出可能な信号を発生する。この反応は化学発光反応で
もよく生物発光反応でもよい、化学的刺激を使用する場合には本発明装置が、好
ましくは第1試薬の転移後に拭き取り手段によって支持体の表面部分の拭き取り
が行なわれた後に、可溶化第2試薬を前記表面部分に転移させこれによって該表
面部分を可溶化第2試薬でコートする第2試薬転移手段を含むのが好ましい。
粒子状刺激物としては、分析物と第1試薬との反応生成物によって吸収、散乱ま
たは反射されるか表面部分に結合し蛍光物質を含むかもしくは蛍光物質から成る
第1試薬または第2試薬を励起して放出信号を発生させるフォトン、特に光学的
フォトン、UVフォトン及びX線フォトン、電離性粒子及び電子がある0粒子状
刺激物の案内手段は、ハウジング手段の開口から成ってもよく、または好ましく
は入射粒子に実質的に透明な材料から成るハウジング手段の第1窓部分から成っ
てもよい、電気的刺激は、ハウジング手段の内部に配置されるかまたは支持体と
接触している電極から与えられる。ハウジング手段内の支持体に必要に応じて信
号刺激物を案内する手段の利点は、ハウジング手段から支持体を取り出す必要な
く信号が放出されることである。
従って装置はまた、放出された信号がハウジング手段外部に配置された検出手段
によって検出されるように発生信号をハウジング手段外部に案内する手段を備え
るのが好ましい9発生信号は粒子、例えばフォトンまたは電離性粒子の形状でよ
く、信号の種類は音、熱、化学的信号(例えばpfl変化)または電気的信号の
いずれでもよい0発生信号が放出粒子から成る場合、発生信号をハウジング手段
外部に案内する手段は、ハウジング手段の開口または発生粒子に実質的に透明な
材料から成るハウジング手段の第2窓部分もしくは光パイプ(例えば光ファイバ
)から成る。窓材料は、発生信号が光学的フォトンから成るときはガラスまたは
透明プラスチックから成り、いくつかの波長の光だけを通過させるフィルタ手段
を含み得る。窓の縁はハウジング手段に吸収される光の損失を減らすために反射
性であってもよい0発生信号が電磁放射線例えば光の場合、ハウジング手段は窓
を介して光を案内する反射性部分を有し得る。窓が透明材料から成る場合、窓は
レンズとして作用する形状に形成され得る。
1つまたは複数の窓を包囲するハウジング手段は、粒子状刺激物及び粒子状発生
信号の双方に実質的に不透明であるのが好ましい0発生信号が、表面部分を第2
試薬転移手段の第2試薬と接触させることによって開始された化学発光反応また
は生物発光反応から生じた光から成る場合、発生信号の案内手段は好ましくは、
表面部分が第2試薬転移手段と接触している間に支持体の透明部分または半透明
部分を介して放出された光を受容し得るように配置される。
かかる構造によれば、信号検出実行中に定常量の第2試薬が反応に供給される。
本発明装置の拭き取り手段の各々は、1つ以上の弾性拭き取りブレードまたはよ
り好ましくは1つ以上の吸収性ノπツドの形状を有し得る。後者の場合、「拭き
取り」なる用語、及び表面からの液体除去に関して使用されるその派生語は、静
止中及び移動中の吸収性パッドと表面とを接触させる動作を意味する0発明者等
は、例えばガラス帽Lセルロース材料または発泡プラスチックから製造された吸
収性パッドが支持体の表面から余剰液体及び非結合可溶化材料を極めて効果的に
除去することを知見した。拭き取りブレードに比較したこれらのパッドの利点は
、吸収した液体を保有することであり、従って拭き取られた液体が装置の別の部
分に漏洩することが阻止され、またパッドが拭き取られる表面の形状に容易に適
応し得る。吸収性パッドはまた比較的廉価で、配置または交換が容易であり、従
って新しい清潔なパッドを用いて本発明装置を再使用することが可能である。ま
たは、吸収性パッドが1回だけ使用される使捨て標識装置の廉価な構成素子であ
ってもよい、1つ以上の拭き取りパッドの各々は通常、ある程度の弾性を有し、
より有効な拭き取りを行なうように支持体の表面を弾力的に押圧し得る。各パッ
ドは乾燥状態で使用されてもよい、または好ましくは、拭き取り効率をよくする
ために使用前に各パッドを溶媒例えば蒸留水またはバッファ溶液で湿潤させても
よい、この場合、各拭き取りパッドは、パッドに隣接のハウジング手段の開口か
ら成る溶媒配給口のごときパッドに溶媒を案内する手段を含み得る。吸収性拭き
取りパッドは、例えば表面から拭き取られる液体を中和するための活性化表面を
有していてもよい。
液体転移手段の各々は、場合に応じてサンプル溶液または試薬を収容する容器を
有し得る。装置を使用するときに支持体の感作表面部分を該容器に浸漬する。か
かる手段は液体を表面部分に転移させるために有効であるが、比較的多量の流体
の使用を避けることが難しく、また各浸漬作業において支持体の移動方向を逆転
させるので自動化が難しい。
または、各転移手段は、支持体が所定位置の1つに保持されているときに表面部
分と連通ずるハウジング手段の開口から成ってもよい、この場合、場合に応じて
サンプル溶液または試薬は、例えばマイクロピペットまたはその他の配給手段に
よって表面部分に直接配給され得る。
かかる開口の1つの形態はハウジング手段の外部と連通ずるボートから成り、該
ボートを介してサンプルまたは試薬が添加される。該ボートは、支持体がハウジ
ング手段内部に配置されているときに支持体と接触するハウジング手段の内面部
分の比較的浅い凹部と連通する。ががる開口を有するとき、支持体を配置した状
態で液体サンプルまたは試薬は、ボートから添加され、毛細管作用によって支持
体と凹部の壁との間に形成されたキャビティに拡がり、凹部の領域で支持体の表
面をコートする。
サンプルまたは試薬の性質は、ボート及び/または凹部の寸法に左右され、全血
サンプルを転移するためにはこのタイプのサンプル転移手段は好ましくないこと
が知見されたが、これを使用する場合にはかなり広いボートを用いるとよい。
しかしながら発明者等の知見では、かかる配給手段によってサンプル溶液及び/
または可溶化試薬の直接転移を行なう場合には、表面張力効果によって支持体表
面が不均一にコートされる。これらの問題を解決するためには、1つ以上の吸収
性転移パッドの形状の1つまたは複数の液体転移手段の各々が例えばガラス繊維
、セルロース材料または発泡プラスチックから製造されるのが好ましいことも判
明した。各転移手段は更に、(場合に応じてサンプル溶液または可溶化試薬から
成る)液体を転移パッドに案内するために転移パッドに隣接のハウジング手段の
開口のごとき手段を含んでいてもよい、試薬転移パッドは凍結乾燥試薬を含浸し
ていてらよい、この場合、前記液体は試薬を可溶化する溶液から成る。
かかるパッドは積層構造を有していてもよい、ある種の試薬は結合されると不安
定になるので各層が凍結乾燥試薬を含む。
かかる転移パッドは、ハウジング手段を製造するときにハウジング手段に永久的
に内蔵されてもよく、または後で使用前にパッドを装着できるようなハウジング
手段を採用してもよい、各転移パッドは、固体支持体の表面部分が所定位置の少
なくとも1つに配置されたときに該表面部分と重なり合って直接接触(dire
ct 1nterference contact)するかまたは該表面部分と
極めて接近して維持されるようにハウジング手段内部に配置され得る。各パッド
の表面は、゛感作表面と液体との連続的または半連続的な均一接触を確保するよ
うに怒作表面部分の一部または全部をカバーし得る面積を有するのが好ましい。
1つまたは複数の拭き取りパッドの幅は、サンプル転移パッドの幅より大きいの
が好ましく、また支持体の幅より大きいのが更に好ましい0幅は支持体及びパッ
ドの相対移動方向に垂直な寸法であると定義する。転移パッドが支持体と直接接
触するように構成されているとき、パッドは好ましくは弾性且つ吸収性であり、
支持体を弾力的に押圧して保有液体を放出させる。
吸収性パッドの前記のごとき利点、即ち廉価で使い易いという利点の外にも、本
発明装置において液体転移手段として吸収性パッドを使用する別の利点は、該パ
ッドが、多量の液体の使用を要せずに必要に応じて比較的長期間にわたり一定の
均一な液相/固相相互作用を確保し得ることである。転移パッドの更に別の利点
は、装置がいかなる向きに配置されていても表面張力効果によって液体が正常に
支持体に転移されることである。更に余剰の液体は通常はパッドに保有され装置
の別の部分に漏洩し難い。
ハウジング手段は固体支持体を1つの固定位置に収容するように構成されてもよ
い、この場合、拭き取り手段はハウジング手段に対して相対移動可能であるか、
または好ましくはハウジング手段がハウジング手段内部の所定通路に沿って支持
体を案内するように構成されたガイド手段を含み、表面部分が試薬転移手段及び
拭き取り手段を正しい順序で通過する。支持体ガイド手段の利点は、好ましくは
各々が1つ以上の弾性吸収性拭き取りパッドから成る1つ以上の拭き取り手段の
各々が、ハウジング手段内部の表面部分の通路に静止的に装着されているので、
装置が可動部を有する必要がないことである。
拭き取り及び転移手段は好ましくは、該手段間の液体の直接転移を阻止するため
に装置内部で十分な間隔を隔てて物理的に離間している。また、使用中の毛細管
作用によってサンプルまたは試薬のごとき液体が装置内で例えばパッド間で輸送
されるのを阻止することも重要である。これを抑制または随止するために、液体
の毛細管輸送を阻止する適当な場所及び寸法の渭または凹部をハウジング手段に
設けて内部スペースを拡大するとよい、適当な場所及び寸法は当業者に明らかで
あろう、または装置の内部スペースの相対寸法を毛細管作用を阻止できる十分な
大きさにしてもよい。
例えば、サンプルまたは試薬転移手段が、前記のごとくハウジング手段の内面の
凹部と連通ずるハウジング手段のボートを含むとき、凹部の近傍でサンプルまた
は試薬が毛細管作用によって流出するのを阻止するために、該凹部を前記内面の
環状溝で包囲してもよい。
1つ以上の拭き取り及び/または転移パッドを使用する場合、これらのパッドは
好ましくは、パッドと表面部分とが重なり合って密着(interferenc
e fit)するように支持体の進路と少なくとも部分的にオーバーラツプして
ハウジング手段内部に装着され、その結果、より効率的な液体転移と支持体拭き
取りとを促進する。各パッドは、パッドを通過する支持体の移動を容易にするた
めに支持体の進路に対して傾斜面を与えるように装着されてもよい、装置は、拭
き取り手段特にパッドを支持体の表面から離脱させるワイパ離脱手段を含んでも
よい、この場合、拭き取り手段を表面部分と係合させないでハウジング手段内部
の支持体の進行方向を両方向に逆転させることができ、従って表面部分の再汚染
の問題を解決し得る。各拭き取りパッドのパッド離脱手段は好ましくは、パッド
を支持体から離間させるようにパッドを偏位させる弾性フィンガのごとき弾性押
え手段と支持体の進路でパッドを着脱自在に保持する係止手段とから成る。
装置がガイド手段を含むときに本発明のいくつかの具体例が可能である。1つの
具体例において、ハウジング手段は2つ以上のキャビティを有し、各キャビティ
が拭き取り手段及びサンプルまたは試薬の転移手段を含む、但し、各手段の少な
くとも1つが装置内に存在する。また各キャビティは該キャビティで支持体を案
内するように構成された支持体ガイド手段を有する。これらの各キャビティの深
さは、支持体の表面部分が内部の拭き取り手段または転移手段と接触子るまで支
持体がキャビティ内部に挿入され得るような値でなければならない、この具体例
の1つの形態では、キャビティが互いに接合されてアレイを形成してもよくまた
はユニット構造であってもよい、各拭き取り手段は好ましくは吸収性弾性パッド
の形状で形成され、好ましくは各々にワイパー離脱手段が備えられている。3つ
以上のキャビティが設けられている場合、アレイは好ましくは交互に配置された
一連の拭き取り手段及び転移手段から成る。
支持体表面部分のコート及び拭き取りは支持体を正しい順序でキャビティに挿入
することによって行なわれる。
別の具体例において、ハウジング手段は固体支持体を受容する1つ以上のキャビ
ティを含み、該キャビティが、転移手段と、各キャビティの開口に配置された拭
き取り手段と、拭き取り手段が支持体の表面部分と摺動接触するように拭き取り
手段を通過して各キャビティに支持体を案内する支持体ガイド手段と、任意に、
ワイパ離脱手段とを含む。
表面部分のコート及び拭き取りは、1つ以上のキャビティに支持体を正しい順序
で挿入することによって行なわれ、使用中にキャビティの少なくとも1つが可溶
化第1試薬を収容し、支持体の挿入及び/または抜き出しの際に支持体の表面が
拭き取り手段と係合する。キャビティの深さ及び構造は上記の具体例と同様でよ
い。
更に別の具体例において、ハウジング手段は、無端テープの形状の可撓性固体支
持体を収容するように構成され、ガイド手段は液体転移手段及び拭き取り手段を
通過してテープを移動させる駆動手段を含む、液体転移及び拭き取り手段は好ま
しくはハウジング手段内部に装着されたパッドの形状であり、コーティング及び
拭き取りの終了後に交換できるように着脱自在である。可撓性無端テープを収容
する装置は、支持体から結合物質を除去しコーティング及び拭き取りの終了後に
表面部分を再生する洗浄手段を含んでもよい、このようにすると装置及びテープ
を再使用し得る。
または、通常は洗浄手段を備えない使捨てアッセイ装置を形成してもよい。
しかしながら装置が支持体ガイド手段を含む好ましい具体例においては、ハウジ
ング手段が好ましくは、内部チャネルの゛形状の支持体ガイド手段を有する密閉
室(enclosure)から成り、転移手段及び拭き取り手段はチャネルに沿
って固体支持体の進路に直線状に配置されている。チャネルは好ましくは、細長
い固体支持体特に扁平ストリップまたはスティックを受容するように形成されて
いる。チャネルはハウジング手段に支持体を挿入したり及び/またはハウジング
手段から支持体を抜き出したりできるように1端または両端が開口している。チ
ャネルの1端または両端が開口しているとき、支持体はハウジング手段内で前進
し、両端が開口しているときはハウジング手段外部に移動する。転移及び拭き取
り手段は、支持体がチャネル内で前進するに伴って表面部分の転移及び拭き取り
をこの順序で行ない、次に信号を発生し検出する。
必要に応じて密閉室は刺激物及び信号の案内(direct)手段を含む、チャ
ネル内の支持体の通路は好ましくは実質的に直線であるがその他の幾何学的形状
、例えば曲線、円形または一部円形の通路を使用してもよい。
この最後の具体例において、支持体がハウジング手段内部で前進するときの転移
及び拭き取り等の一連の段階は、1、支持体表面部分にサンプルを転移させる、
2、第1拭き取り手段で拭き取って余剰サンプルを除去する、
3、支持体表面部分に第1試薬を転移させる、4、第2拭き取り手段で拭き取っ
て余剰第1試薬を除去する、
5、支持体表面に第2試薬を転移させる、6、信号を発生し検出する
順序で行なわれる。
段1Ilt5及び6は、支持体がハウジング手段内部の同一所定位置に維持され
るときに行なわれる。
従って好ましい具体例では、サンプル転移、試薬転移、拭き取り及び信号命令を
夫々行なう手段は上記の一部または好ましくは全部を行なうように直線状に配置
されている。
段till及び2の一方または両方がハウジング手段外部で行なわれてもよい。
この好ましい具体例の1つの形態においては、チャネルは、固体支持体の単一表
面部分に対して一連の転移及び拭き取り動作、即ち好ましくは前記の段11〜6
から成る一連の動作を行なうために必要な転移及び拭き取り手段を1組だけ有し
ていてもよい。
または、チャネルが、支持体の複数の表面部分に試薬を転移させ拭き取りを行な
うようにチャネルの幅方向で並んで配置された2M以上の一連の転移及び拭き取
り手段を含んでもよい、かかる構造の場合、適当な試薬を用い、例えば1つの÷
ンプルの異なる複数の分析物のアッセイを同時に行なうか、または1つ以上のサ
ンプルの同じ分析物のアッセイを同時に行なうことが可能である。
密閉室のチャネルの形状のガイド手段の主な利点は、該手段が、ハウジング手段
内部で支持体を案内する最も簡単な通路を提供することであり、得られる分析手
順は最も簡単に最も容易に自動化され得る。この構造はまた、チャネルに沿って
直線状に離間して装着され得る吸収性パッドの形状の転移及び拭き取り手段の使
用に適している。封鎖チャネルはまた、分析中に支持体上の分析物に対して潜在
的に有害な汚染物及び単離物が周囲環境から侵入することをかなり防御し得る。
その他にも製造が簡単で廉価で使捨てできるという利点が得られる。チャネルを
形成し易いように密閉室が2つ以上の長手方向密閉部分から形成されてもよい、
これらの部分は、熱可塑性プラスチック材料から射出成形によって製造され得る
。これらの部分は、スナップ嵌めコネクタ、接着剤、超音波溶接、クリップまた
はその他の締結手段によって相互に嵌合され得る0着脱自在な締結手段の利点は
、内部除染、拭き取り及び/または転移手段の交換、または固体支持体の挿入ま
たは抜き出しのために密閉室を分解し得ることである。液体転移手段に隣接して
表面部分を正確に直線状に位置決めするために固体支持体のチャネル内に、対応
する係止手段と協働するように構成された係止手段を配備してもよい、また、正
しい分析手順が確実に行なわれるように、支持体を1方向だけに移動させるラチ
ェット機構のごとき逆止手段をチャネルに配備してもよい。
本発明の第2の目的は、分析物が固定されたと推定される固定支持体の活性表面
部分を分析するキットを提供することである0本発明のキットは、
本発明の第1の目的によって提供されたアッセイ装置と、サンプル溶液中の分析
物を固定し得る活性表面部分を有しておりアッセイ装置のハウジング手段に収容
できる固体支持体、
とを含む。
分析化学及び生化学で広く使用されている反応性スティックまたはストリップの
ごとき細長い形状が好ましい固体支持体は通常は、ポリ塩化ビニル(pvc)、
ポリスチレン、酢酸セルロース、ポリカーボネート、ポリアクリレートまたはナ
イロン等のごときプラスチック材料または誘導(deri−的または化学的相互
作用によって閉じ込められる。物理的閉じ込めでは、多孔質構造の表面部分を形
成し吸収及び/または吸着によって分析物を閉じ込める。しかしながら、装置の
拭き取り手段による拭き取り効果を高めるためには表面部分が多孔質構造よりも
は密な構造を有するほうが好ましい、従って、化学的閉じ込めが好ましく、活性
表面部分の領域の支持体の材料は容易に化学的に活性化される種類の材料から成
るのが好ましい0分析化学及び生化学におけるかかる材料の使用は当業者に公知
である。支持体は、固体単一材料からなってもよくまたは良好な処理特性及び感
作特性を与えるように2種以上の材料の積層体(laminate)の形状でも
よい、一般に支持体がスティックまたはストリップの形状の場合、該スティック
またはストリップの活性表面部分は、スティックまたはストリップの1つ以上の
特別限定領域に局限されるのが好ましい、1つ以上の別の表面は例えば内部標準
として作用すべく、第1及び/または第2試薬と既知の程度に反応して信号を発
生する既知量の分析物または物質を収容する。かかる標準の使用に関しては後述
する。
支持体の一部を取っ手として形成するのが便利である。
活性表面部分を支える固体支持体材料の特性、従って該材料の選択は、本発明装
置で使用後に該表面部分から最終的に放出される信号の検出方法に大きく依存す
る0表面部分が直接または外部刺激の影響下に光学信号を発生するときに、例え
ば第1試薬が分析物に結合する蛍光物質の場合には、材料は発生信号に対して及
び/または表面部分を励起して検出可能な光信号を発生させる入射m!(例えば
UV線、X線またはその他の)オトンまたは電子)に対して実質的に透明、半透
明、不透明または反射性である。放出信号が可溶化された第1試薬と第2試薬と
の間の発光反応から得られる場合には、材料は好ましくは実質的に透明であり、
従って第2試薬が反応性表面部分に転移されるときに支持体から信号が検出され
得る。しかしながらこの場合、反応性表面部分を支えない支持体の残りの部分の
少なくとも一部は、保持手段の外部から支持体に周囲光が透過することを阻止し
これによって発光反応の検出の外部妨害を阻止するために不透明にしてもよい、
また、発生信号が装置内での処理後に表面部分によって一部吸収または散乱され
た入射線から成るときも実質的に透明な材料が必要であ;。
化学的己活性化された表面部分を使用して分析物の固定を行なう場合、好ましく
は試薬転移及び表面拭き取りを容易にするために、好ましくは実質的に平坦な固
体支持体の活性表面部分を使用前に化学的に活性化する。エンザイムイムノアッ
セイにおいてキットを使用する場合、表面部分は、好ましくは分析物に特異性を
有する抗体の層、好ましくは単層でコートされることによって活性化される。
DNAアッセイにおいてキットを使用する場合、表面部分は好ましくはDNA分
析物に相補的なりNへ層をコートすることによって活性化される。化学分析にお
いてキットを使用する場合、表面部分は好ましくは化学試薬、例えば錯形成剤の
層をコートすることによって活性化される。
ハウジング手段内で支持体を容易に通過させるためにアッセイ装置がハウジング
手段内で固体支持体を案内するガイド手段を有する場合、支持体の前縁が転移及
び拭き取り手段に対して傾斜面を有するのが好ましい0例えば、支持体が実質的
に平坦なスティックまたはストリップの形状の場合、スティックまたはストリッ
プの前縁は試薬転移及び拭き取り手段に対向する面で丸味を付けるがまたは面取
りされている。支持体の前縁がこのように面取りされているとき、拭き取り手段
による前縁の拭き取りが容易であるため、このような面取り構造が望ましいこと
が判明した。
固体支持体はまた、例えば試薬及び/またはサンプルを正しい位置に転移できる
ように支持体を1つ以上の所定位置に係止すべく保持手段の対応する係止手段と
協働する離脱自在な係止手段を含む、支持体の係止手段は、ハウジング手段の弾
力的に偏位された1ランジャ手段と協働する1つ以上の開口または凹部から成っ
てもよい。
支持体は、アッセイ装置内部に装着されたキットとして提供されてもよく、また
は別個に提供されてもよい、後者の場合、ユーザーが装置に支持体を挿入する。
アッセイ装置が再使用可能に設計されているときは、キットが1つのアッセイ装
置とその内部で使用できる複数の使用可能支持体とを含む、アッセイ装置が再使
用可能な設計でないときは、キット内の支持体と装置とが通常は同数である。各
支持体または支持体ハウジング手段は、被検者名または所要試験のごときいくつ
かの同定手段を組み込んでいてもよい。
前述のごとく、装置内部の液体転移手段は凍結乾燥された第1試薬を含み得る。
または、可溶化された第1試薬を外部から装置に適用してもよい、この場合、キ
ットは別個の容器で供給される可溶化第1試薬を含み得る0分析手順においてそ
の他の試薬が必要な場合、これらの試薬はキット内部の別個の容器で供給される
。試薬転移手段が含浸凍結乾燥試薬を含む吸収性パッドを含むとき、キットは同
じまたは異なる試薬を収容した1つ以上のかかるパッドを更に含んでいてもよい
、該パッドは本発明の第1の目的である前述のごとき装置に装着できるように構
成されている。
かかるパッドはキット内で使用するように別個に供給されてもよい。
本発明の第3の目的は、固体支持体の表面に固定されると推定される分析物の存
在を検出するために本発明の第1目的を構成する装置を使用する方法を提供する
ことである。
該方法は、
(&)支持体ハウジング手段内部の第1所定位置に支持体の表面を位置決めする
、
(b)分析物に結合する可溶化第1試薬を、固定された分析物全部に結合するた
めの所要量よりも過剰の量で第1位置の支持体の表面にコートする、
<c>表面を第1所定位置から第2所定位置に移動させるためにハウジング内部
で支持体を前進させる、(d)支持体が第2位置まで前進する間にハウジング手
段内部に装着された支持体を拭き取り手段と接触させることによって支持体の表
面から余剰の非結合試薬を拭き取る、(e)第1試薬と反応して検出可能信号を
発生する第2可溶化試薬を、結合した第1試薬全部と反応するに十分な量で、第
2位置の支持体の表面にコートする、(f)放出された信号を検出する、
段階を含む。
放出された信号は第1試薬と第2試薬との間の化学発光反応または生物発光反応
から生じた光でもよい。
この方法はエンザイムイムノアッセイの一部を構成してもよい、この場合、分析
物は抗原粒子、特に抗原タンパク質またはポリペプチド、ハブテン、ホルモン等
のごとき生物粒子から成り、第1試薬は酵素標識抗体から成る。第2試薬は酵素
と化学発光反応または生物発光反応を生じる試薬でよい、かかる酵素−第2試薬
の組み合わせは当業者に公知である0発光反応によって放出される光信号の強度
に基づいて標識抗体の量、従って支持体に結合した分析物の量が測定される。
または方法がDNAアッセイの一部を構成してもよい、この場合、分析物はポリ
ヌクレオチドから成り、第1または第2試薬は分析物の配列に相補的な標識DN
Aから成る。または方法が化学分析の一部を構成してもよい、この場合、分析物
は金属イオンまたは化学基であり、第1及び/または第2試薬は(1種以上の)
錯形成剤でよい、方法は更に、段階(a)の前に、支持体の表面に分析物を固定
する処理を含むのが好ましく、この処理は、
(i)ハウジング手段内部の第3所定位置に支持体の表面を位置決めする、
(ii)第3位置の支持体表面に分析物を含有すると推定されるサンプル溶液を
コートする、
(ii)ハウジング手段内部で支持体を前進させ第3所定位置から第1所定位置
に表面を移動させる、(it)支持体が第1位置まで前進する間に第3所定位置
と第1所定位置との間でハウジング手段内部に装着された支持体拭き取り手段に
表面を接触させることによって支持体の表面から非結合サンプル溶液を拭き取る
、段階を含む。
また、方法がエンザイムイムノアッセイの一部を構成する場合、支持体の表面内
部に含まれる物質は好ましくは抗原性分析物に対する抗体であり、該抗体は好ま
しくは支持体に層として堆積されている。
使用に便利で自動化が容易なように、第1位置から第2位置及び第3位置から第
1位置までの支持体の進路は、好ましくは各々が実質的に直線を描く、より好ま
しくは、第3位置から第1位置を経由して第2位置に至る支持体の進路が1つの
直線軌道を描く、拭き取り手段は好ましくは吸収性パッドから成る。サンプル及
び/または試薬溶液は好ましくは吸収性パッドを介して支持体表面に転移される
。
段flit(f)は、第2所定位置で第2試薬が固体支持体に転移されるときに
固体支持体から放出される信号を検出するのが好ましい、この場合、支持体は放
出信号に対して実質的に透明である。
固体支持体から放出される信号が、肉眼で観察し評価できる光学信号例えば色変
化でもよいことは当業界でよく知られている。この場合、本発明のアッセイ装置
は補助的な信号検出及び測定装置を必要としない、従ってアッセイ装置が完全分
析装置を構成する。また、放出された信号の検出及び測定を支持体ハウジング手
段から固体支持体を抜き出した後で行なうこともできることは理解されよう、し
かしながら、本発明装置が粒子状放出信号を支持体ハウジング手段外に案内(d
irect)する手段を含み、支持体ハウジング手段から固体支持体を取り出さ
ずに信号の検出及び測定を行なうように構成した場合、本発明装置に着脱自在に
結合して使用できるように特殊設計された放出粒子状信号の検出及び測定を行な
う器具を更に付加するのが好ましい。
従って本発明の第4の目的は、支持体ハウジング手段から放出される粒子状信号
の案内手段を含む本発明の第1目的のアッセイ装置と、粒子状信号検出手段と検
出手段を収容し且つアッセイ装置の支持体ハウジング手段を受容するように構成
されたデテクタハウジング手段と検出信号増幅手段と増幅信号処理手段とデータ
記憶及び/または表示手段とデテクタハウジング手段内部で検出手段が放出粒子
状信号の案内手段と信号受信位置に位置合わせされるように信号受信位置に支持
体ハウジングを位置決めする位置決め手段とを含む信号測定デバイスとを含む分
析デバイスを提供することである。
検出手段は分析デバイス使用中に支持体の表面部分から放出された粒子状信号、
特に蛍光、発光、透過光、反射光、散乱光、β後方散乱、Xl!蛍光または同位
体放射線から成るフォトンを検出するように構成され得る8発光は光電流または
フォトンカウントモードで使用される光電子増倍管を使用して検出され得る0発
光を検出するためのより便利な検出手段は同じく光電流またはフォトンカウント
モードのシリコンホトダイオードである。かかる手段の使用は当業者に公知であ
る。しかしながら、1つのホトダイオードが双方の動作モードに理想的に適合す
ることはできないので、光電流及びフォトンカウントデテクタを別々に配備して
もよい。
光学的蛍光または反射光、透過光または散乱光を検出する場合、信号測定デバイ
スは、固体支持体に案内される粒子状刺激物特にフォトンのソースを含むのが好
ましい、このソースは1位置決め手段によって粒子状刺激物を固体支持体に案内
する手段に位置合わせされている。使用され得る代表的なフォトンソースは、タ
ングステンランプ、連続またはパルス型キセノンランプ及びレーザである。検出
手段は発光を検出する前記手段と同様でよく、フィルタ、レンズ及びミラーのご
とき適当な付加的光学素子が必要であってもよい、かかる光学的構造は当業者に
公知である。
デテクタハウジング手段は好ましくは、粒子状信号の外部ソース特に周囲光から
検出手段を保護する遮蔽手段を含む1例えば、検出手段は好ましくは、不透明密
閉室を含むハウジング手段に内蔵されている0周囲光から検出手段を遮蔽するの
は特に、発光、吸光度、蛍光及び光散乱を検出する方法に適している0周囲光は
光電子増倍管及びシリコンホトダイオードをドリフトさせ活性光電子増倍管を破
壊するおそれがある。このような理由から、信号測定デバイスは更に、支持体ハ
ウジング手段がデテクタハウジング手段内部の信号受容位置に配置されていると
きに粒子状放出信号の案内手段に検出手段を露出させるシャッタ手段を含む。
放出信号が光学的フォトン、特に発光反応からのフォトンから成るときに好まし
いデテクタハウジング手段は、信号検出手段を内蔵するように構成された分析チ
ャンバを有するデテクタハウジング部材と分析チャンバに連通ずるデテクタハウ
ジング部材の凹部とを含む、凹部は支持体ハウジング手段を内部に受容し支持体
を分析チャンバに案内するガイド手段を有する。受信される信号の大きさくma
gni−tude)を最大にするために信号検出手段は好ましくは、凹部従って
固体支持体の位置に極めて接近して配置される。
分析チャンバを遮蔽するためにデテクタハウジング部材は光学的フォトンに対し
て少なくとも部分的に不透明であるのが好ましい、支持体ハウジング手段も光学
的フォトンに不透明であるのが好ましい。
本発明の分析デバイスの1つの具体例において、好ましいデテクタハウジング手
段の凹部の形状は支持体ハウジング手段の形状にほぼ対応し、後者を前者に挿入
したときに両者の密着嵌合が得られるのが好ましい、シャッタ手段は好ましくは
検出手段と凹部との間でデテクタハウジング手段内部に装着されている。従って
、支持体ハウジング手段を凹部に最初に挿入したときに、殆どの周囲光が分析チ
ャンバから遮断される。更に挿入すると、支持体ハウジング手段は、支持体ハウ
ジング手段が存在しないときに凹部と分析チャンバとの連通を閉鎖しているシャ
ッタ手段と協働する。更に挿入すると、シャッタ手段が開き、従って放出信号を
案内する手段が分析チャンバ内部の検出手段に露出される―この挿入はまた、支
持体ハウジング手段と該ハウジング手段の形状に対応する形状の凹部とを協同さ
せて光シールを形成させる。支持体ハウジング手段を取り外すとシャッタ手段の
作用が逆転する。シャッタ手段は好ましくは、支持体ハウジング手段が存在しな
いときにシャッタ手段を閉鎖するばねのごとき弾性偏位手段を含む。
信号測定デバイスの別の具体例においては、アッセイ装置が、好ましいデテクタ
ハウジング手段の凹部内で滑動自在なキャリア手段内部に着脱自在に装着されて
いる。キャリア手段は、アッセイ装置をデテクタハウジング手段に出し入れし易
くするためのカートリッジキャリアとして作用する。キャリア手段は好ましくは
不透明で、デテクタハウジング手段の凹部内部に密着嵌合し、従って、キャリア
手段が、キャリア手段の少なくとも一部を凹部に挿入した状態でアッセイ装置が
着脱されるように設計されている限り、シャッタ手段の機能も果たす、従って、
本発明の測定デバイスに独立のシャッタ手段を配備することが不要である。
使用中のアッセイ装置内での固体支持体の処理は、支持体ハウジング手段をデテ
クタハウジング手段に挿入した後に行なってもよく、または好ましくば挿入前に
行なってもよいことは理解されよう、放出された信号の案内手段は検出手段に正
確に位置合わせされる必要があり、従って位置決め手段を配備する必要があるこ
とは理解されよう、これは正しい位置に到達するとデテクタハウジング手段の凹
部の弾性偏位部材例えばばね荷重ボールと係合する支持体ハウジング手段内部の
係止手段から成る。または、係止手段が凹部に配備され偏位部材が支持体ハウジ
ング手段に配備されてもよい、この弾力的に偏位された位置決め手段は、支持体
ハウジング手段を検出手段に押圧して光シール性を改良するように配置されるの
が好ましい、更に、アッセイ装置がキャリア手段の内部に装着される別の変形で
は、位置決め手段が、キャリア手段内部にアッセイ装置を受容し正確に配置すべ
くキャリア手段に正確に配置されたマウンティングと、検出手段に正確に位置合
わせされた後にキャリア手段がデテクタハウジングにそれ以上挿入されることを
阻止すべくデテクタハウジング手段に設けられた挿入ストップ手段とから成る。
更に、デテクタハウジング手段内部の支持体ハウジング手段の正確な位置を検出
し読取開始信号を信号測定デテクタに与える別の手段を配備するのが好ましい、
この別の手段は2位置決め手段、支持体ハウジング手段または(備えられている
ときは)キャリア手段によって作動されるスイッチから成ってもよい。
本発明の分析デバイスにおいては、標準光源を与える安定な光放出手段を使用す
るかまたは既知及び未知の光信号から得られたデバイスの読取値を比較すること
によってデバイスの性能をときどき点検するのが好ましい、(例えば発光物質に
よって)安定な光放出を生じさせる化学的方法は特に長期にわたって十分に安定
ではない、その理由は、異なるバッチの生化学物質の特性値にばらつきがあるか
らである。物理的光源はより安定であり、従って、検出手段に案内され得る物理
釣元標準を信号測定デバイスに組み込むのが好ましい、この物理的光源は電池ま
たは調整電源から給電されるフィラメントランプまたは発光ダイオードのごとき
従来の光源から成ってもよい、または、標準光源は、実質的に一定の光放出を生
じさせる炭素14.またはトリチウムガスのごとき放射源によって励起されるシ
ンチラント(seintillant)から成ってもよい0本発明の測定デバイ
スに標準光源を配備する場合、デバイスは、検出手段を完全暗闇、標準光源、固
体支持体上の発光反応から放出された光信号に選択的に露出させる手段な含むの
が好ましい、標準光源は好ましくはシャッタ手段に組み込まれ、シャッタ手段の
適当な動作によって異なるシャッタ位置で検出手段が3つの光状態に露出される
。
本発明の分析デバイスは、外科手術室もしくは病院の病室で行なうかまたは農場
の家畜に対して行なうような実験室外の検査に理想的に適している。しかしなが
ら、実験室外の検査では正常な品質管理が通常は難しい、この問題をある程度解
決するために、前記のごとき標準光源を使用するとよい、しかしながらよりすぐ
れた解決では、サンプルからの分析物が固定する支持体表面の発光反応と同時に
化学的に産生される光標準を本発明のの分析デバイスに組み込むとよい。
例えば、各々が好ましくは線形配列の試薬転移パッド及び拭き取りパッドを内蔵
する2つのアッセイ装置を、共通固体支持体を有する単一モジュールに結合する
。支持体の1つの領域に未知量の分析物を含有するサンプルをコートし、支持体
の第2領域に内部標準を与える既知量の分析物をプレコートする。
次に装置内部で固体支持体を前進させ、一方の装置で一方の領域を処理し同時に
他方の装置で第2領域を処理する。
従って、2つの領域の各々から光信号が発生し、2つの信号の大きさはサンプル
中及び標準中の分析物の量に夫々関連する。検出手段は好ましくは、これらの2
つの信号を両方とも検出するように構成され、マイクロプロセッサは好ましくは
、検出手段から放出された信号を受信し分析し応答するように構成されている。
標準から放出された信号の検出によって得られた検出手段の出力の大きさが所定
範囲外のとき、マイクロプロセッサは好ましくは結果を抹消し、デバイスによっ
て表示されるエラー信号を発生するように構成されている。従って、内蔵型化学
標準は分析デバイス、デバイスのオペレータまたは環境によるエラー発生の可能
性を大幅に低減する。
前述のごとく物理的光源からの信号をモニタすることによってエラー検出が更に
改良される。エラーの検出漏れは、デバイスの極めて稀な事故、化学的標準及び
物理的標準が一緒に故障した場合にしか生じないので、分析デバイスの信頼性が
高まる。
本発明の方法において装置及びキットの使用を自動化するための方法及び装置は
当業者に明らかであろう0例えば、支持体を第1及び第2の所定位置に案内し、
該位置に適当な時間保持し、次に放出信号を検出するために公知のタイミング手
段を使用するデバイスを構成するとよい。
本発明を添付図面に基づいてより詳細に非限定的に以下に説明する。
第1図は支持体ストリップが内部に完全に挿入された本発明のアッセイ装置の線
^^1、BBI及びCCIを示す平面図、第2図は第1図の装置の^^lt!に
沿った長手方向断面図、第3図は第1図の装置のBB’線に沿った長手方向断面
図、第4図は第1図の装置の側面図、
第5図は第1図の装置のCC’線に沿った断面図、第6図は無端ストリップの形
状の固体支持体を使用する本発明のアッセイ装置の断面図、
第7図はストリップが各パッドに順次挿入され抜き出される多数ホルダから成る
アッセイ装置の斜視図、第8図は開いた位置の第7図の1つのホルダの断面図、
第9図は、ストリップに液体をコートするためにパッドでな〈従来容器を使用し
ており拭き取りパッドを含むホルダを有するアッセイ装置の概略分解図、第10
図は内部に位置決めされた第1図から第5図の装置を組み込んだ分析デバイスの
DD’線を示す平面図、第11図は第10図のDDliiに沿ったデバイスのF
F’!!を示す長手方向断面図、
第12図はFF’!に沿った第10図及び第11図のデバイスのGQl線を示す
長手方向断面図、
第13図は第10図〜第12図のデバイスのGl、1線に沿った断面図、
第14図は透明支持ストリップとの使用に適したアッセイ装置のII’及びJJ
I線を示す平面図、第15図は第14図の装置の11’線に沿った長手方向断面
図、第16図は第14図の装置のJJlliに沿った長手方向断面図、第17図
は第14図〜第16図の装置を組み込んだ分析デバイスの第18図のLLlii
に沿ったKKIliを示す水平断面図、第18図は第17図のKK’線に沿った
デバイスのLL’iを示す垂直断面図、
第19図は透明支持ストリップとの使用に適したアッセイ装置のNNI線を示す
平面図、
第20図は第19図のNNI線に沿った装置のNNI及び00′を示す長手方向
断面図、
第21図及び第22図は第19図及び第20図の装置のNN’!を及び001線
に沿った断面図、
第23図は第19図〜第22図の装置0分解斜視図、第24図及び第25図はサ
ンプル中のマウス19G及びヒトM毛ゴナドトロピン()ICC)の量を夫々、
得られた光出力に対してプロットした第19図から第23図の装置で行なわれた
アッセイから得られた標準曲線を示す。
まず、第1図から第5図は、内部に完全挿入された剛性反応性ストリップ8と共
に使用されるアッセイ装置1を示す。
ストリップ8はPvCのごとき不透明プラスチック材料から成り、その一端では
、例えばタンパク質のごとき分析物結合可能層が固定された感作表面14が前縁
8aの近傍に形成されている。ストリップ8は、不透明な不活性熱可塑性プラス
チック材料から成るホルダ2内部で滑動自在である。ホルダ2は、サンプル添加
パッド3と第1拭き取りパッド4と第1試薬添加バツド5と第2拭き取りパッド
6と第2試薬添加バツド7とを内蔵している。これらのパッドの各々はセルロー
スを基材とする濾紙のような弾性の不透明な吸収性不活性材料から製造されてい
る。パッド4〜7は、ストリップ8がホルダ2に挿入されるときにストリップ8
のコート面の通過によってパッド材料が多少圧縮されるように位置決めされてい
る。
ストリップ8の前縁8aは、ストリップ8がパッド4〜7を通過して容易に移動
できるように面取りされている。各パッド4〜7の長さ及び幅は、ストリップ8
の領域14を完全にカバーするように領域14より少し大きい、薄い多孔質のサ
ンプルパッド3の縁端は9でホルダ2の外部に開口し、チャネル10がベントと
して機能する(第4図)。
パッド3はその表面がストリップ8の隣接表面とちょうど接触するかまたは若干
離開するようにホルダ2内で位置決めされる。このため、サンプルパッド3がホ
ルダ2の少し外まで延びるパッドの縁9に適用された液体サンプルで飽和されて
いるとき、ストリップ8をホルダ2に押し込むと表面張力効果によってサンプル
液体がストリップ8の領域14に均等にコートされる。パッド3の縁9は、不要
物質がストリップ8の領域14に到達しないように不要物質をサンプルから分離
するフィルタ手段を組み込んでもよい0例えば、サンプルが全血のとき、フィル
タ手段は血清または血漿だけを通過させ得る。または、適用されるサンプルがサ
ンプルパッド3に達する前のサンプル通路に、(図示しない)別のフィルタ手段
を配備してもよい。
試薬添加ボート11.12は夫々パッド5.7をホルダ2の外部に接続する。こ
れらはパッドを液体試薬で飽和させるがまたはパッド内の凍結乾燥試薬を添加液
体によって活性化する。開口13はストリップ8の化学的活性領域14をホルダ
2の外部に接続し、(図示しない)測定器の検出手段をアクセスできるようにす
る。I’1O13の壁はストリップの領域14からの光収気効率を増強するため
に反射性でもよい0例えば分析物結合可能層を支持するストリップ8の領域14
に反射性金属皮膜または金属性インサートを設けることによってストリップ8の
領域14を反射性にするとよい。
ストリップ8は開口15a、b、d、及びdを有する。これらの開口は、ストリ
ップがホルダ内で前進するときにホルダ2内でストリップ8を一連の半ば固定さ
れた所定位置に位置決めする凸状手段を形成するように弾性フィンガlemに設
けられた協働係止手段16と係合する。フィンガ16はホルダ2と一体成形され
ており、その材料はある程度の弾性を有する。
ホルダ2は光の侵入を防ぐシールを形成するために(図示しない)信号測定デバ
イスの協働部分に嵌合するフランジ17を備える。(点線で輪郭を図示した)キ
ャップ18は、ホルダ2内の光が漏洩することを阻止し且つサンプル適用領域9
全体の生物学的安全カバーを形成するように配備されている。不透明な弾性熱可
塑性プラスチック材料から成るキャップは、フランジ17に対して位置決めされ
、係止手段19によって不測の離脱が阻止される。凹部20は協働キャッチ(図
示せず)と係合して測定デバイス内部にホルダを正確に位置決めするために使用
される。内部構造を形成できるようにホルダ2は好ましくは2つの半休(2a、
2b)から構成される装置合わせ手段20.21は、接着剤、超音波溶接または
一体形成りリップ(図示せず)によって接合される2つの半休を位置合わせする
ために役立つ。
使用中、ストリップ8の前縁8aはホルダ2を前進しパッド3.4,5.6及び
7を順次通過して第1図から第5図の位置に到達し領域14が開口13の直下に
配置される。ストリップ8をまずホルダ2内に挿入し領域14をパッド3の直下
に配置する。
特定分析物を含有すると予想されるサンプル液体をパッド3の縁9に適用する。
サンプルはピペット、または全血便用−アッセイの場合は典型的には10μlの
血液を使用するサム1リツク(thumb prick)から適用される。パッ
ド3が液体で飽和されると、液体は表面張力効果によってストリップ8の領域1
4に均等に転移される。理想的には、領域14がパッド3の「接触」表面積より
やや大きくサンプル液体中の分析物全部が領域14に確実に露出する。領域14
は、サンプル中に存在する分析物が反応して領域14に「結合」すべく十分なイ
ンキュベーション時間にわたってパッド3との接触を維持する。エンザイムイム
ノアッセイの場合、血液、血清またはその他の体液または体組織の液体す、ンプ
ル中の抗原が典型的には15分で領域14の適当な抗体の被M(coating
)に吸引され「結合」する。
インキュベーション時間が終了すると、ストリップ8をホルダ2内でゆっくりと
前進させ、領域14を第1拭き取りパッド4で拭き取って余剰サンプル液体な除
去し、領域をパッド5の直下に到達させる。ストリップ8の移動が手動でも自動
でもよいことは理解されよう、拭き取りパッド4は乾燥状態で使用されてもよい
が、パッド4をホルダ2の外部に接続する開孔(図示せず)を介して適当な配給
手段(例えばシリンジ)から適用される適当な溶媒で湿潤させる必要がある。
領域14がパッド5の下方に到達すると、パッド5に保有され固定分析物と反応
し得る過剰量の可溶化第1試薬が領域にこの可溶化試薬で飽和され得る。パッド
5は、試薬を配給するシリンジを用いて開口11から飽和されてもよく、または
凍結乾燥試薬を予め含浸したパッド5に開孔11から可溶化溶媒(例えば蒸留水
)を配給するシリンジを用いて飽和されてもよい、ある種の凍結乾燥試薬は不安
定であることは公知であり、この問題を解決するために、パッド5が異なる凍結
乾燥試薬を含有する2つ以上のパッドの積層体から成ってもよい、この場合、異
なる試薬は、復元されると表面張力及び分散効果によって混合する。典型的なイ
ムノアッセイにおいては、試薬が抗原性分析物に対する酵素標識抗体から成り、
領域14とパッド5との接触は、試薬中の抗体(従って酵素ラベル)が領域14
に固定された分析物に吸引され「結合」できるインキュベーション時間、典型的
には15分l?iff維持される。
この再度のインキュベーション時間の終了後に、ストリップ8をホルダ2内部に
更に前進させると、領域14が第2拭き取りパッド6によって拭き取られ余剰の
未反応可溶化試薬が除去される。この時点で、領域14が開口13の下方に達す
るまでストリップ8を前進させることによって、分析物と反応した試薬の量を測
定してもよい、この場合、パッド7は反応性試薬を含まない0例えば、パッド5
を介して転移される試薬は、その他の試薬を添加することなく検出され得る蛍光
標識抗体でもよい、抗体の適当な蛍光ラベルは当業者に公知であり、例えばフル
オレセイン誘導体及びローダミン誘導体である。または、第2の可溶化試薬をパ
ッド7から領域14に転移してもよい、この場合、領域14がパッド7の直下に
達するまでホルダ2内でストリップ1を更に前進させる9次に、例えば開口12
から試薬を配給するシリンジ、または、凍結乾燥した乾燥第2試薬を予め含浸さ
せたパッド7に開口12から可溶化溶媒(例えば蒸留水)を配給するシリンジを
用いてパッド7を過剰量の第2試薬で飽和させる。この第2試薬は結合した第1
試薬と反応して信号放出反応または反応生成物を生じるために使用される。エン
ザイムイムノアッセイの場合、第2試薬は領域14に「結合」した酵素と反応し
、例えば化学発光反応または生物発光反応によってサンプル中の分析物の量に依
存する量の光を発生する6次に領域14が開口13の直下にくるまでストリップ
8を前進させる。開口13で標識領域14を検査し得る。
本発明のアッセイ装置の第1具体例の使用例は第10図から第13図の測定器に
基づいて後述する。
第6図は、可撓性ストリップ30がホルダ31に内蔵されている型の第1具体例
と同様の第2具体例を示す、ホルダ30の部分31aは第1図から第5図に示す
ホルダ2の上半部2aと同様の構造を有する。ストリップ30はピンチホイール
32とアイドルホイール33とによって駆動され種々のパッド31b。
31e、31d、3’le及び31fを通過する。ピンチホイール32はホルダ
外部に突出し、従って手動で回転できるノブ34に接続されている。この構造が
ストリップ31を種々のパッド31b、31e。
31d、31e及び31fに自動的に送る全自動機械の基本を成すことは理解さ
れよう、この場合、デバイスが、サンプルの検出を行なった後でストリップ30
の(図示しない)感作領域を再生する手段を含むのが好ましい。
次に、第7図及び第8図は、ストリップ44が矢印の方向でサンプル、拭き取り
パッド及び試薬パッドに順次挿入され抜き出される型の本発明のアッセイ装置の
第3具体例を示す、この具体例において、拭き取りパッドは挿入中のストリップ
から離間しており抜き出される前のストリップに近接している。チャネル40が
ストリップ44を多重ホルダ45内に設けられた拭き取り凹部40aに案内する
。拭き取りパッド43はばね荷重レバー42に固定され、該レバーは弛緩位置で
パッド41をストリップ44から離間させて保持する。第7図及び第8図によれ
ば、レバー42は、不透明な弾性熱可塑性材料から成形されたホルダ45の一体
部を形成するのが好ましい、ストリップ44を拭き取るためには、ストリップを
チャネル40に沿って凹部40mに押し込み、レバー42を手動によってホルダ
45に押し付け、パッド41をストリップと接触させる0次にストリップ44を
抜き出してレバーを弛める。
レバー42のフランジ43はホルダ45と協働し、パッド41の圧縮を制限する
ストップを形成する0次に、試薬添加ボート47と(図示しない)試薬バッドと
を有するホルダ45の試薬添加凹部46にストリップ44を挿入し、その後に次
の凹部40mに移動させる。
次に第9図は、標本及び試薬添加手段が従来の容器から成る型のアッセイ装置の
第4具体例を示す、拭き取りパッド50.51及び52は、使用中に容器54に
嵌合する蓋53に組み込まれている。容器54はサンプル及び2種類の試薬の各
々を収容する3つの隔室55.56及び57を有する。この具体例において、拭
き取りパッド50,51.52はストリップ58の両面を拭き取る。使用中、ス
トリップ58が各パッドを通り各隔室に順次挿入される。
次に第101Nから第13図を参照すると、これらの図は、第1図から第5図に
示す装置と同様の着脱自在なアッセイ装置を装着した第1の発光測定デバイス6
0を示す、ブロック62に形成されたチャンバ61は、チャンバの入口で凹部6
3と協働する装置1のフランジ17によって光を通さないように形成されている
。フランジ17と凹g63との間の光を通さない弾性ガスゲット64は光の侵入
の付加的な防御手段を構成する。装置1は凹部20に支承されるばね荷重ボール
65によってブロック62内部で正しく位置決めされる。更に、分析デバイスと
ホトデテクタ66との間の光転送領域で周囲光に対する密閉性を改良するために
、ボール65は装置1をチャンバ61の対向壁に押圧する。板ばね67は、ボー
ル65を装置1に向かって偏位させ、マイクロスイッチ68まで伸びている。
その結果、ボール65が凹部20に係合すると(F!Eち、装置lが器具の正し
い位置に配置されると)、ばね67の可動端69がマイクロスイッチを起動する
。マイクロスイッチの起動によって与えられる信号がマイクロプロセッサ70に
必要な動作を開始させる。装置が正しく配置されているとき装置1の前縁はシャ
ッタ72の突起71と協働する。装置1が配置されていないとき、シャッタ72
はねじつばね73によって偏位され、チャンバ61をデテクタ66に接続する開
口付きプレート75の開ロア4をrRMする。シャッタ72と開口付きプレート
75とデテクタホルダ76とが一緒に、周囲光をデテクタ66に侵入させないラ
ビリンスを形成する。
デテクタ66は好ましくはシリコンホトダイオードであり、その出力は貫通量ロ
ア7を介して、チャンバ78aに内蔵された高感度電子増幅器78に接続されて
いる。デテクタ66と増幅器78とが外部放射から適正に遮蔽されることが重要
であり、チャンバ61と78&とを有する構造がアルミニウムまたはその他の適
当な遮蔽材料から製造されるのが好ましい。
チャンバ61及び78mはケース79に収納されている。ケース79はまた、電
子回路板80.81と電池ハウジング82とディスプレイ83と起動ボタン84
とを内蔵している。ケース79は、第11図に示すようにベンチ85に横たわる
位置で使用される手持ち型ケースでもよく、または伸縮自在なスタンド86に支
承されてもよい、スタンド86の開いた位置を第11区に点線Xで示す。
次に第10区から第13図の測定デバイス60に内蔵された装置1の使用方法を
、典型的な発光エンザイムイムノアッセイを例にして説明する。まず風疹ウィル
スのごときウィルスに特異性の抗体をストリップ8に固定して感作領域14を形
成する。ストリップ8の一端の短い部分をコートするだけでよい、コートされる
長さは、パッド3〜7よりも多少長いことが必要である。このコーティングは装
置1の製造業者によって行なわれるのが便利である0次に、ストリップ8をホル
ダ8に挿入し、感作された化学的に活性の領域14をサンプル適用パッド3の下
方に案内する。検出すべき分析物を含有するサムブリックによる全血サンプル約
10μlを装R1の場所9に配置する0表面張力によってサンプルはパッド3に
吸収されストツプ78の感作領域14をコートする。血液サンプル中の抗原がス
トリップの抗体に吸引され「結合」するようにストリップ8を前記場所に典型的
には15分間維持する0次にストリップ8をホルダ2に押し込み、拭き取りパッ
ド4を通過させて余剰サンプルを領域14から除去し、感作領域14をパッド5
の直下に案内して該パッドと接触させる。シリンジと使用し典型的には80μl
の酵素標識抗体を開口11から注入してパッド5を飽和させる。注入される抗体
の量は、領域14の表面における化学反応に必要な量よりやや過剰にする。正確
な注入量を問題にする必要はない。
抗体従ってラベルが分析物の抗原に吸引されて「結合」するように、ストリップ
8を典型的には15分間この場所に維持する0次にストリップ8を更にホルダ2
内に押し込んで拭き取りパッド6を通過させる。該パッドは領域14から余剰液
体を拭き取る0次に、感作領域をパッド7の直下に案内し該パッドと接触させる
。典型的に80μpの試薬を開口12から注入してパッド7を飽和させる。この
試薬も必要量よりも過剰に供給され、領域14に固定された酵素ラベルと反応し
、サンプル中の風疹ウィルスの量に関係する量の光を発生する0次にストリップ
8を更にホルダ2内に押し込んでこの発光領域14を窓13に正対させる。ホル
ダ2の協働係止手段16と係合するストリップ8の開口15a、15b、15e
及び15dは領域14がパッド3,5.7及び窓13の各々の直下に正しく配置
されるのを助ける。
常用の増感発光試薬を使用する場合、典型的には光が実質的に30分間安定であ
る。これは、第10図から第13図の測定デバイス60内の装置1の適当な移動
時間を与える。光パルスを発生する試薬系を使用する場合、測定デバイス60の
内部で発光反応を開始させるのが実用に適っている。
測定デバイス60で光を測定する前にある種の予備手順を開始する必要がある。
デバイス60は、典型的には30秒間使用されないときは電力節約のために該デ
バイスが自動的に「スリーブ(sleep)Jモードに切換えられタイプがよい
、この場合、スイッチ84を押して器具を「パワーア・ノブ(powerup)
」させる必要があり、電子素子の安定回復に典型的には10秒を要する。化学的
に発生した光を器具の内部に導入する前即ち測定を開始する前に、デテクタ66
の合計暗さに対応する測定値デバイス60に記憶する。これが所謂「暗電流」測
定である。この測定値を、後でストリップ8の発光領域14から得られた光測定
値から減算し、温度の影響等による電子素子のドリフトを補正し得る。暗電流測
定はパワーア・ンプ時間の終了後に自動的に開始されるかまたは手動で開始され
る。上記手順によってストリップ8の発光反応が一旦開始されると、適当に始動
させた測定デバイス60に装rIt1を押し込む、最初の挿入によって分析チャ
ンノ<61に入る周囲光が遮断される。更に挿入すると、シャ・ンタ72が移動
し、デテクタ66をストリップ8の領域14からの光に露出させる。
完全に挿入すると測定デバイス60内部の装置1が光に対してシールされ、フラ
ンジ17がガスケ・ント64に当接するとスイッチ68が起動する。スイッチ6
8の起動によって、マイクロプロセッサ70がデテクタ66からの光測定値を増
幅器78及びその他の電子素子を介して記憶する。
精度を向上させるために暗読取値及び明読取値は1回の測定値でなく、多数の測
定値(典型的には25回)の平均であるか、または好ましくは一定時間典型的に
は10秒間の連続測定値の積分である。かかる測定方式は、典型的には0.5秒
持続する光パルスを発生する完全に化学的な分析方法にも有効である。
典型的な発光エンザイムイムノアツセイにおいては、サンプル中の分析物の量を
既知の値の標準分析物と関係させるのが普通である。これを手動で行なってもよ
い、その場合、器具はデテクタ66によって受容された相対釣元単位()を表示
する。または、デバイス60が較正係数を記憶しており、サンプル中の分析物の
量を適当な化学単位で表示してもよい。
デバイス60から装置1を抜き出すときはシャッタ72の作用が逆転する。デバ
イス60が典型的には30秒以内に再使用されないときはデバイスは自動的に「
スリーブ」モードに変わる。
次に第14図から第16図は、第1図から第5図に示した第1具体例と共通の特
徴を数多く有し、透明な剛性の反応性ストリップ101が中途まで挿入された状
態のアッセイ装置100を含む本発明のアッセイ装置の5番目の具体例を示す。
装3F100は、2つの長手方向ホルダ部分102,103から成るホルダを有
する。下部ホルダ部分102は長手方向凹部をもつ基板104と゛上方に伸びる
側壁105とを備え1、これらが協働して、上部ホルダ部分103が嵌合するチ
ャネル106を形成する。
これらの側壁は、分析物及び試薬が(前記表面張力効果に加えて)横から漏れる
のを防ぎ汚染の危険を小さくする。
部分102と103との一端を貫通するベツグ107はチャネル106内で部分
103を長手方向に位置決めする。上部103は第1図りパッド108と第1試
薬添加パツド109と第2拭き取りノ(・ラド110と第2試薬添加バツド11
1と試薬添加ポート112,113とを備える。下部102は第2試薬添加パツ
ド111に正対する開口114を備える。ストリップ101は化学反応性領域1
15を備える。領域に対する液体の転移及び拭き取りは、ホルダ部分102と1
03との間で基板104に沿ってストリップ101を第14図及び第15図の方
向に第1図から第5図に関して記載したのと同様に押し込むことによって行なわ
れる。弓形に曲がる平ばね116が下部ホルダ部分102の側壁105とグリッ
プ的に係合し、ストリップ101を基板104に押圧する。ばね116と上部1
03との間の開口領域117は適当な時点でサンプル溶液をストリップ101に
直接転移させるサンプル添加ボートを提供する。開口114の位置は、領域11
5が第2試薬添加パツド111との連続的接触を維持する間にストリップ101
の領域115から放出された信号がアッセイ装置100の外部で検出できるよう
な位置である。これは、発光反応を検出するときに特に有利である。
次に第17図及び第18図は、アッセイ装置100を備えた第10図から第13
図の第1測定デバイス60と同様の第2の発光測定デバイス120を示す、第1
7図及び第18図ではストリップ101が完全に挿入されて領域115が第2試
薬添加パツド111と接触した状態で示された装置100は、テイルビース12
4とへラドピース126とを有する滑動自在な不透明カートリッジ122の内部
に装着されている。ボルト130によってカートリッジ122のテイルビース1
24に固着された湾曲ばね128は平ばね116に隣接して装置を押圧、しカー
トリッジ内部でテイルピース124とへラドピース126との間の所定位置に装
置をしっかりと保持する。ばね128が湾曲面を有するので、カートリッジ12
2内部で装W100をスナップ嵌めによって容易に保持できる。テイルビース1
24の外面はボルト134によって、側壁138を有する不透明キャップ136
の内面に固着されている。ばね128がばね116に隣接して装置100がカー
トリッジ内部に正しく装着されているときに装置100の下部ホルダ部分102
の開口114と位1合わせされるような開口140がカートリッジ122内に設
けられている。その結果、ストリップ101の領域115の発光によって放出さ
れた光がカートリッジを通過し得る。
カートリッジ122はハウジング部材144内部の細長い凹部142内部に滑動
自在に装着されている9部材144の開放端は器具ゲージング146から突出し
ている。カートリッジ122は凹部142内に密着的に嵌合し、周囲光が該凹部
に侵入することを阻止する。ハウジング部材144の開放端は、外側に伸びる矩
形カラー148を備え、該カラーはカートリッジを凹部142に完全に挿入した
ときにカートリッジ122のテイルピース124とキャップ036の側壁138
との間に形成される対応形状の凹部150と係合し、周囲光が装置100に到達
することを阻止する。ハウジング部材144の開口端の近傍で該部材を貫通する
ねじ152は、ヘッドピース126の短い溝154の一端を支承することによっ
て、カートリッジ122が凹部122から完全に離脱する事故を防止する。ねじ
152は更に、ヘッドピース126の周囲の光を通さないフェルトカラー16と
共に、カートリッジ122の位置にかかわりなく常に凹部142を周囲光の露光
から封鎖する機能を果たす、ヘッドピース126はまた永久磁石158を内蔵し
、該磁石はカートリッジ122が凹部142内部にほぼ完全に挿入されたときに
ハウジング部材144の閉鎖端のリードスイッチ160を励起する。励起された
スイッチ160はデバイス120に信号を与えて読取りを行なわせる。スイッチ
122及びハウジング部材144は光の封鎖を強化しまた光の散乱を阻止するた
めに黒色である。
ハウジング部材144は開口162を備え、例えばシリコンホトダイオードのご
とき光デテクタ164が該開口に配置されている。カートリッジ122が凹部1
42内に完全に挿入されるなとき開口162は開口140と位置合わせされ、従
って開口114と位置合わせされる。これによりデテクタ164はストリップ1
01の領域115で発生する光に露光される。デバイス120の感度を最大にす
るためにデテクタ164は領域115にできるだけ接近して配置される。その理
由は、検出される光信号の大きさが領域115の発光反応とデテクタ164との
間の距離の平方にほぼ反比例するからである0箱166は高利得増幅器168を
内蔵しており、該増幅器はデテクタ164から受信した信号を増幅する。ハウジ
ング部材144と箱166とを内蔵し、デバイス120の内部を外部放射から遮
蔽するように設計された器具ケーシング146はまた、第1測定デバイス60に
関して前述したような別の電子素子及び表示素子(図示せず)を内蔵する。
使用中はまず、ストリップ101を装置100に完全に挿入し、領域115の発
光反応から発生した光を開口114から放出させる0次に装置100をカートリ
ッジ122にスナップ嵌めする。
次にデバイス120の電子回路を(図示しない)ボタンによって励起し、「暗電
流」読取り、即ち第17図及び第18図の位置のカートリッジのt流の読取りを
行なう、この読取り後にカートリッジ122を凹部142に押し込んで完全に挿
入する。
カートリッジ122が完全挿入されると磁石158がリードスイッチ160を励
起し、該スイッチは領域115の発光反応によってえる0次に暗電流読取値を第
2の読取値から減算する。この結果からサンプル中に存在する分析物の量を演鐸
し得る。
この第2測定デバイス120のカートリッジ122の利点は、デバイスの構造及
び使用に関する上記の記載から明らかであろう、第1に、デテクタを保護する独
立の機械的シャッタが不要である。第2に、優れた技術で作製された比較的量感
のある(massive)カートリッジはデバイスにより丈夫な構造を与え、ま
たより有効な光封鎖を達成し、アッセイ装置の出し入れもし易い、第3に、デテ
クタ上でストリップの感作表面を概してより正確に位置決めし得る。
第19図から第23図は、全体が190で示されるハウジング手段とプラスチッ
ク材料から成る細長い透明ストリップ191の形状の支持体とを含むキットを示
す、ストリップ191は面取りされた前縁191aと活性表面部分191bとを
有する。
ハウジング手段190の全体構造は第14図及び第15図のハウジング手段と同
様であり下部ホルダ部分192と上部ホルダ部分193とを有する。下部ホルダ
部分192は長手方向凹部を備えた基板194と上方に伸びる側壁195とを備
え、両者が協働して上部ホルダ部分193を嵌合させるチャネルを形成する。使
用中、下部ホルダ部分192と上部ホルダ部分193とは例えば接着テープ(図
示せず)によって互いに保持される。
下部ホルダ部分192は更に、長手方向凹部196を備えており、該凹部は上部
ホルダ部分193が第19図から第23図の位置に維持されているときにストリ
ップ191の案内チャネルを形成する。
上部ホルダ部分193は吸収性サンプル転移パッド197と第1及び第2の拭き
収りパッド198,199と第1及び第2の試薬添加パッド200,201とを
備え、パッド198,199は夫々これらのパッドを湿潤させるような開口19
8m、199mと連通し、パッド200,201は夫々試薬添加ボー) 200
a、201mと連通している。
下部ホルダ部分192は第2試薬添加パツド201に正対する開口202を備え
る。開口201の位置は、領域190bから放出された信号がストリップ191
を通過してハウジング190外部で検出されるような位置である。
サンプル及び試薬添加パッド197,200,201はストリップ191より狭
い幅を有するが、拭き取りパッド198,199はストリップ191を完全に拭
き取ることができるようにストリップ191より広い幅を有している。
上部ホルダ部分193はストリップ191の上面におけるサンプルと試薬との交
叉汚染をできるだけ抑制するために4つの貫通スロット203を備える。下部ホ
ルダ部分192の凹部付き基板194は、サンプル及び試薬の転移パッド197
,200,201の周囲の領域に6つの切欠き部分204を備える。これらの切
欠き部分は、ストリップ191と凹部196によって形成されたチャネルとの間
に形成される毛細管状通路によって装置の長手方向で液体が長手方向に移送され
ることを最少限に抑制する。下部ホルダ部分192はまた、拭き取りパッド19
8゜199の下方の領域に4つの細長い清205を備える。これらの渭205は
、拭き取りパッド198,199に存在する液体によってストリップ191の底
部が湿潤されることを最少限に抑制する。
第19図から第23図のキットは例えば発光測定デバイスにおいて前述した装置
100と同様にして使用され得る。
装置の第1具体例を構成する素子の効果を以下に説明する。
1、ス 1・・プ8か ンプル 、 パに封υE1
この効果を試験するために異なる2つの実験を実施した。
(a)ワ ビペル シ −ゼ ム 8↓
リンh衝塩水(Oxoid、 UK)中の10plの1 : 1000希釈度の
抗ヒトAFP−西洋ワサビペルオキシダーゼ結合体(Dakoρatts、De
nmark)をサンプルパッド3に適用した。15秒後にストリップ8をホルダ
2に押し込んだ0次にパッド3,4.5を取り出し、増感(enhaneel)
化学発光アッセイによって結合体の存在を検定した0次に各パッドをマイクロタ
イタープレートのウェルに入れ、150μlの化学発光基質溶液(0,1mmo
i’/1のTrisバッファpos、e中の1.25mmo1#のルミノールと
2.7mmo1/1の過酸化水素と30μ−o1/1のp−ヒドロキシシンナミ
ン*>を添加した。マイクロタイタープレートをルミノメータに入れ、発光の強
度を測定した0種々のパッドの発光(相対光単位)の値は、サンプルパッド(3
)で> 20000、第1拭き取りパッド(4)で1492及び第1試薬パツド
(5)で7であった。これは第1拭き取りパッド4がストリップから結合体を有
効に除去し、結合体が隣接試薬パッド5には実質的に全く転移されなかったこと
を示す。
(b)1L1L1
10μlのフルオレセイン希釈水溶液(5H/l、 BDHPoole、LIK
)を用いて同様の実験を行なった。デバイスを分解しUV先光下観察すると、蛍
光性色素が第1拭き取りパッド4の前縁によって除去され、第1試薬バツド5に
は実質的に全く転移されないことが判明した。
2、スト1ツブ8か 0・ 、 バ・・ドの」1釆−
この効果を試験するために複数の異なるタイプの試薬を使用した。
(a)有1自ジ尤−
装置1を組立て、BoμtのProeion Blue B−5R(BDH,P
oole、UK)の飽和水溶液を第1試薬パツド5に添加した。1分後、ストリ
ップ8をホルダ2に押し込み、ストリップの末端を光学窓13の下方に案内した
。デバイス6oを分解し、種々の試薬バッド及び拭き取りパッド5,6.7の青
色色素の存在を検査した0色素は試薬パッド5及び試薬パッドに隣接の拭き取り
パッド6の前縁だけで観察された。これは拭き取りパッド6がストリップ8がら
余剰色素を有効に除去し色素が第2試薬パツドに転移しなかったことを示す。
(b)蛍JfJL色1−
フルオレセイン希釈水溶液(5zy/IBDH,Poole、 UK)を用いて
同様の実験を行なった。装置1を分解しUV先光下観察すると、蛍光性色素が試
薬パッド5及び拭き取りパッド6の前縁だけで観察された。
(e)iuワ ビペル シ −ゼ ム80μlの1:500希釈度の抗ヒト■
gG−西洋ワサビペルオキシダーゼ結合体(Dakopatts、 Den+5
ark)を第1試薬パツド5に適用し、30分後にストリップ8をホルダ2に押
し込んだ0次に装置1を分解し、80μ!の0−フェニレンジアミン基質溶液を
第2拭き取りパッド6及び第2試薬バツド7に添加した。
30分後に拭き取りパッド6を観察すると、前縁に結合体の存在が検出され(黄
色に発色)、パッド6の残りの部分と第2試薬バツド7では結合体が全く観察さ
れなかった。
スト1 ツブ8の感14に 0 パッド5 び7の0薬mづ1釆−
この効果を試験するために2つの試薬パッドに種々の試薬を適用した。
(、)比ヱコーム土/−
75×10m+*の透明ポリ塩化ビニルストリップ8の一端の10×10−の領
域14を感作するために、ガラスプレートに塗布した重炭酸バッフy (50m
mo1/f、p119.6)中の20μmの1:2希釈度のヒトIgG(5h/
i’)に該一端を接触させた。90分後、ストリップ8をPBS−Tween(
150mmo1/j!の塩水と0.05%のTween20とを含む100mm
o1#!のリン酸バッファ、pH7,4)で洗浄した。
次にストリップ8をホルダ2に押し込み感作領域14を第1試薬パツド5の下方
に案内した。 PBS中の1:500希釈度の抗し)IFIG−ペルオキシダー
ゼ結合体(80pi’)を試薬パッド5に添加し、ストリップ8を室温で30分
間インキュベートした。
次にストリップ8をホルダ2内で更に押し込んで拭き取りパッド6を通過させ第
2試薬バツド7の直下まで案内した。第2試薬パツドは80μlのオルトフェニ
レンジアミン−基質混合物(^bott Laboratories、US^)
で飽和させておイタ、次ニ、領域14をパッド7の下方に維持してストリップ8
を室温で10分間インキュベートした。透明ストリップ8を観察すると、試薬バ
ッドフとストリップ8の感作領域14との界面が濃い黄色に発色し、これは結合
した結合体の存在の指標となる。
(b)゛アーゼ
透明ポリ塩化ビニルストリップ8の一端の10×101の領域14を感作するた
めに、ガラスプレートに塗布した重炭酸バッファ (50m+mof#、pH9
,6)中の20μfの1:2希釈度のヒトIgG(5h#)と接触させた。室温
で2時間インキュベーション後にストリップ8をPBS−Tweenで洗浄し、
次にホルダ2に押し込んで感作領域14を第1試薬パツド5と接触させた。 1
:500希釈度の抗ヒトI、G−ペルオキシダーゼ結合体(80μm)を試薬パ
ッド5に添加し、ストリップを室温で30分間インキュベートした0次にストリ
ップをホルダ2内に更に押し込んで拭き取りパッド6を通過させ第2試薬バツド
7の直下に案内した。試薬パッド7は80μlの化学発光基質溶液(0,2mo
f#、pH8,6中の1.25mmo1#ルミノールと2.7m*ol/1の過
酸化水素と30μmol/1のp−ヒドロキシシンナミン酸)で飽和させておい
た0次に装置1を分解し、第2試薬バツド7と接触した状態でストリップ8をル
ミノメータに移した。ストリップ8の感作領域14とパッド7との界面からの発
光を透明ストリップを介してモニタした。(ブランク測定値より過剰な)発光を
検出した。これは結合した結合体の存在の指標となる。
不透明バッドをホトデテクタに対面させてストリップ−試薬パッドのアセンブリ
をモニタするとある程度の発光(1/4)が検出された。
モール ッセ 1:マ スICの・
エタノール洗浄した透明なポリ塩化ビニルストリップ191(60X 10mm
)の一端191bの10x 10ID+sの領域を、0.IMの炭酸ナトリウム
バッファ、p[t9.8に希釈した最終濃度10μg/xiのウサギ抗マウス免
疫グロブリン(Dakopatts、 Denmark)溶液と接触させて感作
した。4℃で1晩インキユベーシヨン後に、ストリップ191を使用前に乾燥プ
ロットした。ストリップをホルダ190に押し込み、感作領域191bをサンプ
ルパッド197の下方に配置した。(容量12μrの)サンプルは、0.05%
丁・・・・20と0.2%BS^とを加えたリン碇テツファ塩水(PSB/TB
)中の種々の希釈度のマウスrIIG(Sigma、 Poole、 Dors
et)であり、これをマイクロピペットでサンプルパッド197に添加した。
20分間インキュベーション後に、ストリップを押し込み、(ボート198aか
ら65μ!のPBSを加えて湿潤させた)第1拭き取りパッド198を通過させ
、第1試薬パツド200の直下に配置した。 PBS/丁Bに希釈した1:10
00@釈度の抗マウス免疫グロブリン−ペルオキシダーゼ結合体45μ!’(D
ako−patts、 Denmark)をボート200mを介して第1試薬パ
ツド200に添加し、20分間インキュベートした。ストリップ191を更に押
し込み、(ボート199aから65μlのPBSを加えて湿潤させた)第2拭き
取りパッド199を通過させ、第2試薬バツド201の直下に配置した0発光試
薬(0,INのTrisバッファ、pH8,6中の45μ!の1.25+uio
ffi/j!のルミノールと2.7mmon7Nの過酸化水素と0.136mm
on!/j!のp−ヨードフェノール)をボート201iから第2試薬パツドに
添加し、測定装置(第17図)を使用して反応開始の60秒後に光学窓202か
ら光出力を測定した。
標準曲線を第24図に示す。
モール ・・セ 2
フ7 (50mmol#、pH9,6)中の種々の希釈度の10ulのヒトhC
(50y#)を用い室温で1時間インキュベーションすることによって感作した
0次いでストリップ8をPBS−Tweenで洗浄した0次にストリップ8を対
応するホルダ2に入れ、各ストツプ) ブの感作領域14を各ホルダ2の第
1試薬バツド5の直下に配置し、80μにの抗ヒトIgG−ペルオキシダーゼ結
合体をパッドに添加した。室温で30分間インキュベーション後に各ストリップ
8を押し込んで第2拭き取りパッド6を通過させ、各装置1を分解しな、各スト
リップ8を取り出し、200μ(の化学発光基質溶液を収容したキュベツトに配
置した。各ストリップ8の感作領域14からの発光の強度をモニタした。
光強度と各ストリップ8の感作に使用したIgGの量との用量関連曲線(dos
e relate(relationship)が得られた。(50,10及び
1g/lのIgGで感作したストリップは夫々、80.75及び30の相対光単
位の強さの光を発生した)。
モールアッセイ3:ヒト ゴナドトロピンHCCの゛透明ポリ塩化ビニルスト
リップ191(60X 1016m)を1%リプ希釈した抗BCC抗体(Ser
otee、 UK)を用い、0.1Mグリシン中の0.2%BS八をルコートし
た(図示しない)ガラスバイアルに保持した溶液中にストリップ191を維持す
ることによってコートした。4℃で1晩インキユベーシヨン後のストリフ中の0
.2%BS^に浸漬した。ストリップ191を乾燥プロットしな、ストリップを
ホルダ190のチャネル196に押し込み、感作領域191bをサンプルパッド
197の下方に配置した。(容量12μlの)サンプルは、0.2%のBS八を
加えたPBS/T中の種々の希釈度のHCG(Sight、Poole、 Do
rset)であり、このサンプルをパッド197に適用した。サンプルと共に2
0分間インキュベーション後のストリップ191を押し込んで、ボート198a
から添加した60μ!のPBSで湿潤させた第1拭き取りパッド198を通過さ
せ、第1試薬パツド200の直下に配置した。
1:500希釈度の目的に合わせて調製された<purpose made)西
洋ワサビペルオキシダーゼ−抗tlc[;結合体(45μりをボー) 200a
からパッド109に添加し20分間インキュベートした。
抗11CG(DakopattsSDenmark)と西洋ワサビペルオキシダ
ーゼ■型(Sil1mm、−Poole、Dorset)とを結合して結合体を
作製した。結合体をPBS+0.2%BSA中に希釈した0次にストリップを押
し込んで、(ボート199aから添加した60fのPBSで湿潤させた)第2拭
き取りパッド199を通過させ、第2試薬バツド201の直下に配置した8発光
試薬(45μm:o、IHのTrisバッファ 、 pH8,6中の1.25m
mo1/lのルミノールと2.7+mmo1/1の過酸化水素と0.136+u
iol/1のp−ヨードフェノール)をボート201aから第2試薬パツドに添
加し、反応開始の60秒後に測定装置(第12図)を使用して光学窓202から
光出力を測定した。標準曲線を第25図に示す。
0 0・24 048 (1720−961・2 1・447ウス I
QG マイクロ7゛う入社太の先阜位
補正口の写しく翻訳文)提出日(特許法第184条の8)平成元年9月26日
特許庁長官 古 1)文 毅 殿
1、Il出!(7)表示 PCT/GB 881002292、発明の名称
アッセイ装置及びその使用3、特許出願人
住 所 イギリス国、ロンドン・ダブリュ・シー・ ドビー・ 5・イー・ピ
ー、ラッセル・スクエアー・14名 称 イギリス国
4、代 理 人 東京都新宿区新宿1丁目1番14号 山田ピル5、補正口
の提出年月日 1989年6月7日6、添附書類の目録
(1)補正口の翻訳文 1通(
1) 1989年6月7日提出の第2頁から第3頁 (別紙
1)(2) 1989年6月7日提出の第14頁から第15頁
(別紙2)(3) 1989年6月7日提出の第18頁
(別紙3)従来のこのような処理段階においては、しばしばプラ
スチックから製造された反応性ストリップまたはスティックの形状の固体支持体
は、サンプル溶液、洗浄溶液、試薬溶液等を夫々収容した一連の無蓋容器間に順
次転送されていた。特にEl^分析を典型例とする分析手順は多数の処理段階を
含むめで、分析手順でしばしば比較的多量のサンプル溶液及び試薬を使用し、ま
た分析手順が複雑で自動化が難しい、血清のごとき体液を分析する場合、分析に
十分なサンプル溶液を採取するために数xiの新鮮血液が必要であり、このよう
な採血を苦痛に感じる供血者もある。
典型的なEl^分析手順の別の欠点は特に、多数の処理段階を含みまた感作領域
が頻繁に外気に触れるので、分析を行なっている際に、分析物と結合する固体支
持体の感作領域の汚染防止が難しいことである0体液及び体組織の分析に間する
より重大な問題は、典型的な分析手順において、しばしば多数の手動転送段階中
に分析すべきサンプル中の有害物質に検査員が接触する危険があることである0
例えば、血液または血清を分析する場合、I]TLVI[[(エイズウィルス)
または肝炎ウィルスに感染するおそれがある。典型的なEI^の分析手順の全自
動化がいくつか計画されたが、多くの場合コストが高く、また分析システムが複
雑なので除染が極めて難しい。
本発明の1つの目的は、上記欠点の少なくともいくつかを是正し、連続的な液体
転移段階及び余剰液体除去段階を用いる比較的簡単で廉価で安全な分析手段を提
供することである。
本発明の第1の目的は、固体支持体の活性表面部分に固定した分析物の検出及び
/または定量的測定に使用されるアッセイ装置を提供することである。該アッセ
イ装置は、1つ以上の所定位置に固体支持体を保持する支持体ハウジング手段と
、支持体を所定位置の1つに保持して可溶化第1試薬を前記表面部分に転移させ
可溶化試薬を該表面部分にコートする第1試薬転移手段とを含み、試薬は分析物
または表面部分と反応し、表面部分に固定された分析物の量を測定する信号を直
接または信号刺激物の存在下に発生するように選択されており、アッセイ装置が
更に、支持体拭き取り手段を含み、支持体の全部または一部がハウジング手段内
部に保持されているときに固体支持体と拭き取り手段とは互いに相対移動が可能
であり、前記拭き取り手段は、第1試薬転移手段による可溶化第1試薬の転移前
及び/または転移後に表面部分の全部または一部と摺動接触(inti−躊at
e wiping eontaet)を行なうことによって該部分から余剰液体
を除去するように精成されている。
本明細書で使用された「活性表面部分」なる用語は、表面部分と分析物との化学
的または物理的な相互作用によって該部分に特定分析物を閉じ込めるように準備
または処理された表面部分を意味する。
液体転移及び余剰液体除去の双方がハウジング手段内部で順次行なわれるアッセ
イ装置の主な利点は、これらの段階を簡単に行なえること及びこれらの工程を別
の容器で行なう必要がないことである。従来はこれらの工程を別の容器で行なっ
ていたため支持体の感作表面が外気に触れるおそれがあった。更に発明者等は、
不要な可溶化試薬を除去するためには支持体を洗浄するよりも機械的に拭き取る
ほうが有効で効率がよいことを知見し、これに対応して支持体の洗浄に必要な別
の容器の数を減らすことができ、また試薬除去段階がはるかに簡単になったため
、(必要な場合に応じて)自動化が容易になった。
本発明装置は好ましくは、未反応の余剰第1試薬の存在が発生信号の大きさく5
ize)に干渉するのを防止するために、第1試薬の転移後に表面部分を拭き取
るように精成された少なくとも1つの拭き取り手段を含む。
出瀬1シら(ト目寡之文^草z31$zf?iirう、112b’l草所目tぐ
の)E鋼閾で11シ。
または、チャネルが、支持体の複数の表面部分に試薬を転移させ拭き取りを行な
うようにチャネルの幅方向で並んで配置された2組以上の一連の転移及び拭き取
り手段を含んでもよい、かかる構造の場合、適当な試薬を用い、例えば1つのサ
ンプルの異なる複数の分析物のアッセイを同時に行なうか、または1つ以上のサ
ンプルの同じ分析物のアッセイを同時に行なうことが可能である。
密閉室のチャネルの形状のガイド手段の主な利点は、該手段が、ハウジング手段
内部で支持体を案内する最も簡単な通路を提供することであり、得られる分析平
頭は最も簡単に最も容易に自動化され得る。この構造はまた、チャネルに沿って
直線状に離間して装着され得る吸収性パッドの形状の転移及び拭き取り手段の使
用に適している。封鎖チャネルはまた、分析中に支持体上の分析物に対して潜在
的に有害な汚染物及び単離物が周囲環境から侵入することをかなり防御し得る。
その他にも製造が簡単で廉価で使捨てできるという利点が得られる。チャネルを
形成し易いように密閉室が2つ以上の長手方向密閉部分から形成されてもよい、
これらの部分は、熱可塑性プラスチック材料から射出成形によって製造され得る
。これらの部分は、スナップ嵌めコネクタ、接着剤、超音波溶接、クリップまた
はその他の締結手段によって相互に嵌合され得る0着脱自在な締結手段の利点は
、内部除染、拭き取り及び/または転移手段の交換、または固体支持体の挿入ま
たは抜き出しのために密閉室を分解し得ることである。液体転移手段に隣接して
表面部分を正確に直線状に位置決めするために固体支持体のチャネル内に、対応
する係止手段と協働するように構成された係止手段を配備してもよい、また、正
しい分析手順が確実に行なわれるように、支持体を1方向だけに移動させるラチ
ェット機構のごとき逆止手段をチャネルに配備してもよい。
本発明の第2の目的は、固定支持体の活性表面部分に固定した分析物の検出及び
/または定量的測定用キットを提供することである0本発明のキットは、本発明
の第1の目的によって提供されたアッセイ装置と、サンプル溶液中の分析物を固
定し得る活性表面部分を有しておりアッセイ装置のハウジング手段に収容できる
固体支持体、
とを含む。
分析化学及び生化学で広く使用されている反応性スティックまたはストリップの
ごとき細長い形状が好ましい固体支持体は通常は、ポリ塩化ビニル(PVC)、
ポリスチレン、酢酸セルロース、ポリカーボネート、ポリアクリレートまたはナ
イロン等のごときプラスチック材料または誘導(deri−vatised)プ
ラスチック材料から製造される9分析物は物理的または化学的相互作用によって
閉じ込められる。物理的閉じ込めでは、多孔質構造の表面部分を形成し吸収及び
/または吸着によって分析物を閉じ込める。しかしながら、装置の拭き取り手段
による拭き取り効果を高めるためには表面部分が多孔質構造よりも緻密な構造を
有するほうが好ましい、従って、化学的閉じ込めが好ましく、活性表面部分の領
域の支持体の材料は容易に化学的に活性化される種類の材料から成るのが好まし
い0分析化学及び生化学におけるかかる材料の使用は当業者に公知である。支持
体は、固体単一材料からなってもよくまたは良好な処理特性及び感作特性を与え
るように2種以上の材料の積層体(laminate)の形状でもよい、一般に
支持体がスティックまたはストリップの形状の場合、該スティックまたはストリ
ップの活性表面部分は、スティックまたはストリップの1つ以上の特別限定領域
に局限されるのが好ましい、1つ以上の別の表面は例えば内部標準として作用す
べく、第1及び/または第2試薬と既知の程度に反応して信号を発生する既知量
の分析物または物質を収容する。かかる標準の使用に関しては後述する。
支持体の一部を取っ手として形成するのが便利である。
輿1隻時IP4@tたたΦ茶2デ叉41tRFIrら某at14し15↑テ1で
の1壬ぐrある。
本発明の第3の目的は、固体支持体の表面に固定された分析物を検出及び/また
は定量的に測定するために本発明の第1目的を構成する装置を使用する方法を提
供することである。該方法は、
(a)支持体ハウジング手段内部の第1所定位置に支持体の表面を位置決めする
、
(b)分析物に結合する可溶化第1試薬を、固定された分析物全部に結合するた
めの所要量よりも過剰の量で第1位置の支持体の表面にコートする、
(c)表面を第1所定位置から第2所定位置に移動させるためにハウジング内部
で支持体を前進させる、(d)支持体が第2位置まで前進する間にハウジング手
段内部に装着された支持体を拭き取り手段と接触させることによって支持体の表
面から余剰の非結合試薬を拭き取る、(e)第1試薬と反応して検出可能信号を
発生する第2可溶化試薬を、結合した第1試薬全部と反応するに十分な量で、第
2位置の支持体の表面にコートする、(f)放出された信号を検出する、
段階を含む。
放出された信号は第1試薬と第2試薬との間の化学発光反応または生物発光反応
から生じた光でもよい。
この方法はエンザイムイムノアッセイの一部を構成してもよい、この場合、分析
物は抗原粒子、特に抗原タンパク質またはポリペプチド、ハプテン、ホルモン等
のごとき生物粒子から成り、第1試薬は酵素標識抗体から成る。第2試薬は酵素
と化学発光反応または生物発光反応を生じる試薬でよい、かかる酵素−第2試薬
の組み合わせは当業者に公知である0発光反応によって放出される光信号の強度
に基づいて標識抗体の量、従って支持体に結合した分析物の量が測定される。
または方法がDNAアッセイの一部を構成してもよい、この場合、分析物はポリ
ヌクレオチドから成り、第1または第2試薬は分析物の配列に相補的な標iDN
^から成る。または方法が化学分析の一部を構成してもよい、この場合、分析物
は金属イオンまたは化学基であり、第1及び/または第2試薬は(1種以上の)
錯形成剤でよい。
出JliW+^a目墓l史の41す7叉羊bTデ1J6s例寥す(/117窒テ
目子での量体々て・ある。
内部構造を形成できるようにホルダ2は好ましくは2つの半休(2g、2b)か
ら構成される装置合わせ手段21は、接着剤、超音波溶接または一体形成りリッ
プ(図示せず)によって接合される2つの半体を位置合わせするなめに役立つ。
使用中、ストリップ8の前縁8aはホルダ2を前進しバッド3.4,5.6及び
7を順次通過して第1図から第5図の位1に到達し領域14が開口13の直下に
配置される。ストリップ8をまずホルダ2内に挿入し領域14をバッド3の直下
に配置する。
特定分析物を含有すると予想されるサンプル液体をバッド3の縁9に適用する。
サンプルはとベット、または全血使用アッセイの場合は典型的には10μlの血
液を使用するサムブリック(thumb prick)から適用される。バッド
3が液体で飽和されると、液体は表面張力効果によってストリップ8の領域14
に均等に転移される。理想的には、領域14がバッド3の「接触」表面積よりや
や大きくサンプル液体中の分析物全部が領域14に確実に露出する。領域14は
、サンプル中に存在する分析物が反応して領域14に「結合」すべく十分なイン
キュベーション時間にわたってバッド3との接触を維持する。エンザイムイムノ
アッセイの場合、血液、血清またはその他の体液または体組織の液体サンプル中
の抗原が典型的には15分で領域14の適当な抗体の被膜(coating)に
吸引され「結合」する。
インキュベーション時間が終了すると、ストリップ8をホルダ2内でゆっくりと
前進させ、領域14を第1拭き取りバッド4で拭き取って余剰サンプル液体を除
去し、領域をバッド5の直下に到達させる。ストリップ8の移動が手動でも自動
でもよいことは理解されよう、拭き取りバッド4は乾燥状態で使用されてもよい
が、バッドをホルダ2の外部に接続する開口(図示せず)を介して適当な配給手
段(例えばシリンド)から適用される適当な溶媒で湿潤させる必要がある。
領域14がバッド5の下方に到達すると、バッド5に保有された固定分析物と反
応し得る過剰量の可溶化第1試薬が領域14に転移される。バッド5は領域14
と接触する前また後にこの可溶化試薬で飽和され得る。
を腎串j臭ユt−ロで5vj驚泉°の範囲の45丈で・δノ、縫泉虐A tr9
/& r:フ一・reaffi+ス!jし1請求の範囲
1.1つ以上の所定位置に固体支持体を保持する支持体ハウジング手段と、
支持体が所定位置の1つに保持されているときに表面部分に可溶化第1試薬を転
移させて該可溶化試薬を前記表面部分にコートする第1試薬転移手段とを含み、
前記試薬は分析物または表面部分と反応して直接または信号刺激物の存在下に、
表面部分に固定された分析物の量を示す信号を発生するように選択され、装置が
更に、支持体拭き取り手段を備えており、支持体の全部または一部がハウジング
手段内部に保持されているときに固体支持体と拭き取り手段とは互いに相対移動
可能であり、前記拭き取り手段は、第1試薬転移手段による可溶化第1試薬の転
移前及び/または転移後に表面部分の全部または一部と摺動接触して前記表面部
分から余剰液体を除去するように構成されていることを特徴とする固体支持体の
活性表面部分に固定された分析物の検出及び/または定量的測定に使用されるア
ッセイ装置。
2、第1試薬の転移後に表面部分を拭き取るように構成された少なくとも1つの
拭き取り手段を含むことを特徴とする請求項1に記載のアッセイ装置。
3.ハウジング手段内部で支持体の表面部分にサンプル溶液を転移させるように
構成されたサンプル転移手段を有することを特徴とする請求項2に記載のアッセ
イ装置。
4、サンプル転移手段が第1試薬の転移前に表面部分にサンプル溶液を転移させ
るように構成されていることを特徴とする請求項3に記載のアッセイ装置。
5、支持体拭き取り手段を有し、支持体の全部または一部がハウジング手段内部
に保持されているときに固体支持体と拭き取り手段とは互いに相対移動可能であ
り、前記拭き取り手段は、サンプル溶液の転移後で且つサンプル溶液の転移と第
1試薬の転移との間に表面部分の全部または一部と摺動接触するように構成され
ていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のアッセイ装置。
17、ハウジング手段が、無端テープの形状の可撓性固体支持体と、転移手段及
び拭き取り手段を通過してテープを移動させる駆動手段を含む支持体ガイド手段
とを収容するように構成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか
一項に記載のアッセイ装置。
18、ハウジング手段が、チャネルの形状の支持体ガイド手段を内部に含む密閉
室を有し、転移手段と拭き取り手段とがチャネルに沿って支持体の進路に直線状
に配置されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のアッ
セイ装置。
19、ハウジング手段が拭き取り手段と転移手段とを含み、該拭き取り手段と転
移手段とは以下の一連の段階、即ち、(i)支持体表面部分にサンプルを転移さ
せる、(ii)表面部分を拭き取る、
(ii)第1試薬を表面部分に転移させる、(iv)表面部分を拭き取る、
(V)第2試薬を表面部分に転移させる、(vi)発生した信号を送出し検出す
る段階を実行するように配列され、段階(i)及び/または(ii)は任意であ
ることを特徴とする請求項18に記載のアッセイ装置。
20、請求項1のアッセイ装置と、
サンプル溶液中に存在する分析物を固定させる活性表面部分を有しており、アッ
セイ装置のハウジング手段に収容され得る固体支持体と
を含むことを特徴とする固体支持体の活性表面部分に固定された分析物の検出及
び/または定量的測定用キット。
21、支持体が、プラスチック材料または誘導プラスチック材料のストリップか
ら成ることを特徴とする請求項20に記載のキット。
22、ストリップが、抗体、DNAまたは化学試薬の層でコートされた表面部分
を有することを特徴とする請求項21に記構酸された吸収性パッドの形状の拭き
取りまたは試薬転移手段。
25、 (a)支持体ハウジング手段内部の第1所定位置に支持体表面を配置す
る段階と、
(b)分析物に結合する可溶化第1試薬を、固定された分析物全部に結合するた
めの必要量よりも過剰な量で第1位置の支持体表面にコートする段階と、
(e)ハウジング手段内部で支持体を前進させて表面を第1所定位置から第2所
定位置に移動させる段階と、ング手段内部に装着された支持体拭き取り手段と接
触させることによって支持体表面から余剰の非結合試薬を拭き取る段階と、
(e)第1試薬と反応して検出可能信号を発生し得る可溶化第2試薬を、結合し
た第1試薬全部と反応するための十分な量で第2位置の支持体の表面にコートす
る段階と、(D発生した信号を検出する段階とを含むことを特徴とする固体支持
体の表面に固定された分析物を検出及び/または定量的に測定する請求項1の装
置の使用方法。
26、請求項1のアッセイ装置と信号測定デバイスとを含み、信号測定デバイス
が、)オトンまたは電離性粒子検出手段と、該信号検出手段を収容し且つアッセ
イ装置の支持体ハウジング手段を受容すべく構成されたデテクタハウジング手段
と、検出信号増幅手段と、増幅信号処理手段と、デー夕記憶及び/または表示手
段と、前記信号検出手段がアッセイ装置から発生する信号と信号受容位置に位置
合わせされるようにデータハウジング手段内部の支持体ハウジング手段を信号受
容位置に配置する位置決め手段とを含むことを特徴とする分析デバイス。
国際調査報告
一四自−A−―−N−、POT/GB 8g100229−2−国際調査報告
GB B800229
Claims (26)
- 1.1つ以上の所定位置に固体支持体を保持する支持体ハウジング手段と、 支持体が所定位置の1つに保持されているときに表面部分に可溶化第1試薬を転 移させて該可溶化試薬を前記表面部分にコートする第1試薬転移手段とを含み、 前記試薬は分析物または表面部分と反応して直接または信号刺激物の存在下に、 表面部分に固定された分析物の量を示す信号を発生するように選択され、装置が 更に、支持体拭き取り手段を備えており、支持体の全部または一部がハウジング 手段内部に保持されているときに固体支持体と拭き取り手段とは互いに相対移動 可能であり、前記拭き取り手段は、第1試薬転移手段による可溶化第1試薬の転 移前及び/または転移後に表面部分の全部または一部と摺動接触して前記表面部 分から余剰液体を除去するように構成されていることを特徴とする固体支持体の 活性表面部分に固定されたと推定される分析物の検出に使用されるアッセイ装置 。
- 2.第1試薬の転移後に表面部分を拭き取るように構成された少なくとも1つの 拭き取り手段を含むことを特徴とする請求項1に記載のアッセイ装置。
- 3.ハウジング手段内部で支持体の表面部分にサンプル溶液を転移させるように 構成されたサンプル転移手段を有することを特徴とする請求項2に記載のアッセ イ装置。
- 4.サンプル転移手段が第1試薬の転移前に表面部分にサンプル溶液を転移させ るように構成されていることを特徴とする請求項3に記載のアッセイ装置。
- 5.支持体拭き取り手段を有し、支持体の全部または一部がハウジング手段内部 に保持されているときに固体支持体と拭き取り手段とは互いに相対移動可能であ り、前記拭き取り手段は、サンプル溶液の転移後で且つサンプル溶液の転移と第 1試薬の転移との間に表面部分の全部または一部と摺動接触するように構成され ていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のアッセイ装置。
- 6.固体支持体の表面部分に信号刺激物を案内する手段を含むことを特徴とする 請求項1から4のいずれか一項に記載のアッセイ装置。
- 7.信号刺激物が粒子、電磁放射線、熱、電気的刺激、化学的刺激またはその組 み合わせであることを特徴とする請求項6に記載のアッセイ装置。
- 8.信号刺激物か化学的刺激物であるかまたはそれそ含み、装置が表面部分に可 溶化第2試薬を転移するように構成された第2試薬転移手段を含むことを特徴と する請求項7に記載のアッセイ装置。
- 9.前記拭き取り手段が吸収性パッドであることを特徴とする請求項1または2 に記載のアッセイ装置。
- 10.前記拭き取り手段が吸収性パッドであることを特徴とする請求項5に記載 のアッセイ装置。
- 11.前記転移手段の少なくとも1つが吸収性パッドであることを特徴とする請 求項1から4のいずれか一項または請求項8に記載のアッセイ装置。
- 12.第1及び/または第2の試薬転移手段が凍結乾燥試薬を保有することを特 徴とする請求項11に記載のアッセイ装置。
- 13.発生した信号をハウジング手段外部に案内する手段を有することを特徴と する請求項1に記載のアッセイ装置。
- 14.2つの以上のキャビティを含み、拭き取り手段またはサンプル転移手段ま たは試薬転移手段の各々が少なくとも1つずつ装置に存在するときは、前記キャ ビティの各々が拭き取り手段またはサンプル転移手段または試薬転移手段を収容 し、各キャビティが、支持体をキャビティ内部に案内するように構成された支持 体ガイド手段を有することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の アッセイ装置。
- 15.装置が更に、支持体の表面から拭き取り手段を離脱させる手段を備えるこ とを特徴とする請求項14に記載のアッセイ装置。
- 16.ハウジング手段が支持体を受容する1つ以上のキャビティを有し、各キャ ビティが、転移手段と、各キャビティの開口に配置された拭き取り手段と、拭き 取り手段を支持体の表面部分と摺動接触せしむべく各キャビティ内部で支持体を 案内し拭き取り手段を通過させる支持体ガイド手段とを収容することを特徴とす る請求項1から3のいずれか一項に記載のアッセイ装置。
- 17.ハウジング手段が、無端テープの形状の可撓性固体支持体と、転移手段及 び拭き取り手段を通過してテープを移動させる駆動手段を含む支持体ガイド手段 とを収容するように構成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか 一項に記載のアッセイ装置。
- 18.ハウジング手段が、チャネルの形状の支持体ガイド手段を内部に含む密閉 室を有し、転移手段と拭き取り手段とがチャネルに沿って支持体の進路に直線状 に配置されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のアッ セイ装置。
- 19.ハウジング手段が拭き取り手段と転移手段とを含み、該拭き取り手段と転 移手段とは以下の一連の段階、即ち、(i)支持体表面部分にサンプルを転移さ せる、(ii)表面部分を拭き取る、 (iii)第1試薬を表面部分に転移させる、(iv)表面部分を拭き取る、 (v)第2試薬を表面部分に転移させる、(vi)発生した信号を送出し検出す る段階を実行するように配列され、段階(i)及び/または(ii)は任意であ ることを特徴とする請求項18に記載のアッセイ装置。
- 20.請求項1のアッセイ装置と、 サンプル溶液中に存在する分析物を固定させる活性表面部分を有しており、アッ セイ装置のハウジング手段に収容され得る固体支持体と を含むことを特徴とする分析物が固定されたと推定される固体支持体の活性表面 部分の分析用キット。
- 21.支持体が、プラスチック材料または誘導プラスチック材料のストリップか ら成ることを特徴とする請求項20に記載のキット。
- 22.ストリップが、抗体、DNAまたは化学試薬の層でコートされた表面部分 を有することを特徴とする請求項21に記載のキット。
- 23.請求項20から22のいずれか一項のキットで使用するように構成された 支持体。
- 24.請求項20から22のいずれか一項のキットで使用するように構成された 吸収性パッドの形状の拭き取りまたは試薬転移手段。
- 25.(a)支持体ハウジング手段内部の第1所定位置に支持体表面を配置する 段階と、 (b)分析物に結合する可溶化第1試薬を、固定された分析物全部に結合するた めの必要量よりも過剰な量で第1位置の支持体表面にコートする段階と、 (c)ハウジング手段内部で支持体を前進させて表面を第1所定位置から第2所 定位置に移動させる段階と、(d)支持体が第2位置まで前進する間に前記表面 をハウジング手段内部に装着された支持体拭き取り手段と接触させることによっ て支持体表面から余剰の非結合試薬を拭き取る段階と、 (e)第1試薬と反応して検出可能信号を発生し得る可溶化第2試薬を、結合し た第1試薬全部と反応するための十分な量で第2位置の支持体の表面にコートす る段階と、(f)発生した信号を検出する段階とを含むことを特徴とする固体支 持体の表面に固定されたと推測される分析物の存在を検出する請求項1の装置の 使用方法。
- 26.請求項1のアッセイ装置と信号測定デバイスとを含み、信号測定デバイス が、信号検出手段と、該信号検出手段を収容し且つアッセイ装置の支持体ハウジ ング手段を受容すべく構成されたデテクタハウジング手段と、検出信号増幅手段 と、増幅信号処理手段と、データ記憶及び/または表示手段と、前記信号検出手 段がアッセイ装置から発生する信号と信号受容位置に位置合わせされるようにデ ータハウジング手段内部の支持体ハウジング手段を信号受容位置に配置する位置 決め手段とを含むことを特徴とする分析デバイス。
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