JP2008544289A - 膜アレイ及び分析用装置 - Google Patents

Abstract

高感度で流体のサンプルから１つ又は複数の検体を検出するために使用される膜アレイが提供される。膜アレイは、様々な分析用装置内で使用することができ、特に最小の又は無視できるノイズ干渉しか有さずに、全血から検体を特定するために有益である。

Description

本発明は、流体サンプルの分析検査のために有益な分析用装置及び分析方法に関する。より具体的には、本発明は、新規な膜アレイ及び該膜アレイを組み込んでいる分析用装置を示唆している。本発明は、少量のサンプル内の１つ又は複数の検体の存在を迅速に測定するために有益である。

免疫検定装置（Immunoassay deviceｓ）及び免疫検定手順（Immunoassay procedures）は、これまでのところ、生体液のサンプル内の検体の存在を検出するために存在する。通常、抗原／抗体反応を含んでいる免疫化学的な反応（immunochemical reactions）は、例えば分析されるためのサンプルが毛管現象によって流れることで、セル状の膜などの乾性の多孔性のキャリア上で行われる。サンプル内での検体の存在は、視覚的に又は反射率又は蛍光発光をベースにした検出システム及び装置を使用することによって、検出することができる。しばしば、標識は、例えば金ゾルラベル（gold sol label）のような酵素標識又は粒子状の直接標識（particulate direct label）である。

通常、この性質の免疫クロマトグラフィー装置（immunochromatographic devices）は、以下の特許文献に記載される。

特許文献３３は、心血管系イベント（cardiovascular events）の間に、観察された多数の検体とペアになる抗体を備えている乾式化学物質膜を組み込んでいる分析用検査キットが記載される。装置の操作中には、多くの輸送ステップが分析前に要求され、さらに、この装置は、漿液（serum）又は血漿（plasma）のサンプルを受容するようにのみ設計され、そのこと自体が、全血を使用して分析をするためには適切ではない。

特許文献３４は、リザーバパッド、孔径の大きさが等しい範囲内にある全ての多数の膜フィルター及び吸上げ膜（wicking membrane）が重なっている配置を備えている膜アレイを有する免疫検定装置を開示する。この装置の使用において、迅速で且つ高感度な検体濃度の分析は、小さなサンプル量では達成され得ない。

特許文献３５は、膜アレイ及び、一滴と同じくらい少量である流体のサンプルからの高感度な検体の検出のために設計された分析用装置を記載する。膜アレイは、第１の分離膜及び分析用のキャプチャー膜を含んでいる２つの膜システムを備える。しかしながら、全血を使用した迅速で且つ高感度な検体の検出は、溶血反応（赤血球からのヘモグロビンの遊離）によって引き起こされたノイズ干渉（background interference）無しに、全ての状況及び少量のサンプル容積を有する全ての膜アレイの構成及びでは達成可能ではない。

上述された装置はサンプル内の検体を検出するために通常は有益であるが、より少量のサンプル容積を使用してより高い感度を有し、且つ同時に迅速な検出結果を提供する分析用装置を提供することが所望される。それ故に、先行技術の装置のいくつかの欠点を取り除くように設計された分析用装置を開発する必要がある。
米国特許第４，０９４，６４７号明細書 米国特許第４，２３５，６０１号明細書 米国特許第４，３６１，５３７号明細書 米国特許第４，７０３，０１７号明細書 米国特許第４，７７４，１９２号明細書 米国特許第４，８３９，２９７号明細書 米国特許第４，８６１，７１１号明細書 米国特許第４，８８５，２４０号明細書 米国特許第４，９６０，６９１号明細書 米国特許第５，０７５，０７８号明細書 米国特許第５，０７９，１４２号明細書 米国特許第５，１１０，７２４号明細書 米国特許第５，１２０，６４３号明細書 米国特許第５，１３５，７１６号明細書 米国特許第５，４６８，６４８号明細書 米国特許第５，５９１，６４５号明細書 米国特許第５，６０７，８６３号明細書 米国特許第５，６２２，８７１号明細書 米国特許第５，６４８，２７４号明細書 米国特許第５，６５６，５０３号明細書 米国特許第５，８４６，８３８号明細書 米国特許第５，８６９，３４５号明細書 米国特許第５，８７７，０２８号明細書 米国特許第５，９９８，２２０号明細書 米国特許第６，０１７，７６７号明細書 米国特許第６，１６８，９５６号明細書 米国特許第６，１７１，８７０号明細書 米国特許第６，１８７，５９８号明細書 米国特許第６，２１４，６２９Ｂｌ号明細書 米国特許第６，２２８，６６０号明細書 米国特許第６，５２８，３２１号明細書 米国特許第６，５３４，３２０号明細書 米国特許第５，２９０，６７８号明細書 米国特許第５，５５９，０４１号明細書 国際公開第ＩＢ／２００３／００５０８８号パンフレット 米国特許第６，０４６，５８５号明細書

本発明は、先行技術の任意の種類の膜アレイと比較して、少量のサンプルから１つ又は複数の検体を、高効率及び高感度で１つの段において容易に検出するために使用される、改善された膜アレイ及び分析用装置である。態様において、本発明は、最小の溶血反応で全血の少量のサンプルを使用するのに特に適切である。

本発明の複数の特徴によれば、本発明は、少量のサンプル容積を受け入れ、少量のサンプル容積内の１つ又は複数の検体の迅速かつ高効率及び高感度な検出を提供する、改善された膜アレイ及び分析用装置である。

本発明の他の特徴によれば、本発明は、少量の全血サンプル容積を受け入れ、全血の実質的に最小な溶血反応又は実質的に無視できる溶血反応しか伴わずに全血サンプル容積内の１つ又は複数の検体の迅速かつ高効率及び高感度な検出を可能にする改善された膜アレイである。

本発明の他の特徴によれば、本発明は、少量のサンプル容積を受け入れ、サンプル内の１つ又は複数の検体の迅速かつ、高効率及び高感度な検出を可能にする、改善された膜アレイであって、膜アレイが３つ又はそれ以上の多孔性の膜を備え、各膜が隣接する膜に対して非平面接触（non-planar contact）するための方法で配置される膜アレイである。

本発明の他の特徴によれば、本発明は、少量の全血サンプル容積を受け入れ、且つ全血の最小な溶血反応又は無視できる溶血反応しか伴わず全血サンプル容積内の１つ又は複数の検体の迅速かつ、高効率及び高感度な検出を可能にする、改善された膜アレイであって、膜アレイが３つ又はそれ以上の多孔性の膜を備え、各膜が隣接する膜に対して非平面接触するための方法で配置される膜アレイである。

本発明の他の特徴によれば、膜アレイは、
‐階段状の構成で配置された少なくもと３つの重なっている多孔性の膜を備え、
前記多孔性の膜は、
‐流体サンプルを受容するために適合され、且つ検出試薬を含んでいる第１段と、
‐前記第１段より小さい空孔率を有している第２段と、
‐前記第２段より小さい空孔率を有し、且つキャプチャー試薬を含んでいる第３段と、
を備えている膜アレイが提供される。

本発明のさらなる他の特徴によれば、膜アレイは、
‐階段状の構成で配置された少なくもと３つの重なっている多孔性の膜を備え、
前記多孔性の膜は、
‐全血の少量のサンプルを受容するために適合される第１段において、赤血球の遅延剤とされ、且つ検出試薬を含んでいる前記第１段と、
‐サンプルの最小な溶血反応と共に前記第１段と比べて赤血球のさらなる遅延剤とされる空孔率を有している第２段と、
‐前記第２段より小さい空孔率を有し、且つキャプチャー試薬を含んでいる第３段と、
を備えている膜アレイが提供される。

本発明の他の特徴によれば、本発明は、本発明の膜アレイを備えている分析用装置である。

本発明のさらに他の態様によれば、本発明は、少量のサンプル内の検体の検出のための分析用装置であって、
前記分析用装置は、
‐階段状の構成で配置された３つの重なっている多孔性の膜を有している膜アレイを備え、
前記膜アレイは、
‐流体サンプルを受容するために適合され、且つ検出試薬を含んでいる第１段と、
‐前記第１段より小さい空孔率を有している第２段と、
‐前記第２段より小さい空孔率を有し、且つキャプチャー試薬を含んでいる第３段と、
を備えている。

本発明のさらなる他の特徴によれば、本発明は、一滴のサンプル内の少なくとも１つの検体の迅速及び高感度な検出のために有益である分析用装置であって、
前記分析装置は、
‐階段状の構成で配置された少なくとも３つの重なっている多孔性の膜の膜アレイは、流体サンプルを受容するために適合され、且つ検出試薬を含んでいる第１段と；前記第１段より小さい空孔率を有している第２段と；前記第２段より小さい空孔率を有し、且つキャプチャー試薬を含んでいる第３段と；を備えている点と、
‐前記膜アレイがサンプル適用手段及びサンプル流路と共に形成されたプラットフォームで囲まれ、前記サンプル流路が前記サンプル適用手段から前記第１段にサンプルの流れを方向づけられ、サンプルが膜縁部の厚さを通じて前記第１段内に略水平に流れ、且つサンプルが毛管現象によって前記膜アレイの前記第３段又は後続の段に前記第２段を通じて流れる点と、
を備えている。
本発明のさらに他の特徴によれば、本発明は、
‐膜アレイが第１の端部及び第２の端部を有している分析用装置ハウジング内に支持され、一の端部が取り外し可能なキャップを受容するように適合され、前記キャップが前記サンプル流路を介して前記膜アレイへのサンプルの適用を容易にしている分析用装置である。

複数の特徴において、膜アレイは、本明細書内に記載されるような階段状の構成される２つの膜又は３つ又はそれ以上の膜とされることができる。さらなる複数の特徴において、サンプルの適用は、例えば、ピペットを介して行われることができる。

本発明のさらなる特徴において、本発明は、
‐膜アレイが第１の端部及び第２の端部を有している分析用装置ハウジング内に支持され、前記サンプルが前記膜アレイに提供されるように、一の端部がサンプル内に浸漬されるように適合されている分析用装置を提供される。

複数の特徴において、膜アレイは、本明細書に記載されるような階段状の構成である２つの膜又は３つ又はそれ以上の膜とされる場合がある。

本発明の別の特徴によれば、本発明は、少量の流体サンプル内の検体の量を決定するための方法であって、
‐流体サンプルを受容するために適合され、且つ検出試薬を含んでいる第１段と；前記第１段より小さい空孔率を有している第２段と；前記第２段より小さい空孔率を有し、且つキャプチャー試薬を含んでいる第３段と；を備えている膜アレイを準備する段階と、
‐サンプル流路を介して前記第１段の一の端部に流体サンプルを適用する段階と、を備えている方法において、
前記流体サンプルが毛管流を介して膜縁部の厚さを通じて水平に前記第１段内に移動し、前記第２段に移動し、次いで前記検体の捕獲が生じる前記第３段に移動する。

複数の特徴において、膜アレイは、３つ以上の段を有し、本明細書内に記載されるように、流体サンプルが第１段から第２段に、第３段及び後続の段に移動する。

本発明の複数の特徴において、流体サンプルは、少量の全血である。

本発明のさらなる他の特徴によれば、本発明は、流体サンプル内の検体を検出するための１つの段階の方法であって、
‐流体サンプルを受容するために適合され、且つ検出試薬を含んでいる第１段と；前記第１段より小さい空孔率を有している第２段と；前記第２段より小さい空孔率を有し、且つキャプチャー試薬を含んでいる第３段と；を備えている膜アレイに流体サンプルを適用する段階
を備えている方法において、
前記流体サンプルが、膜縁部の厚さを通じて水平に、前記第１段の一の端部にサンプル流路を介して適用され、
前記流体サンプルが前記第２段に毛管流を介して移動し、次いで前記第３段に移動する。

本発明の別の特徴によれば、少量のサンプル容積を受け入れ、且つサンプル内の１つ又は複数の検体の迅速かつ、高効率及び高感度な検出を提供する、改善された膜アレイであって、前記膜アレイが隣接する膜に対して非平面とされる３つ又はそれ以上の多孔性の膜を備えている膜アレイが提供される。

本発明の別の特徴によれば、少量のサンプル容積を受け入れ、且つサンプル内の１つ又は複数の検体の迅速で、高効率及び高感度な検出を提供する、改善された膜アレイであって、前記膜アレイは、それぞれの膜が異なる空孔率を有する３つ又はそれ以上の多孔性の膜を備え、前記多孔性の膜が隣接する膜に対して非平面とされる膜アレイが提供される。

本発明の他の特徴によれば、少量のサンプル内の成分の迅速な検出のための分析用装置であって、
前記分析用装置は、
‐階段状の構成で配置された少なくとも３つの重なっている膜を有している膜アレイ
を備え、
前記膜アレイは、
‐流体サンプルを受容するために適合され、且つ検出試薬を含んでいる第１段と、
‐；前記第１段より小さい空孔率を有している第２段と、
‐；前記第２段より小さい空孔率を有し、且つキャプチャー試薬を含んでいる第３段と、
を備えている分析用装置が提供される。

本発明の他の特徴によれば、一滴のサンプル内の少なくとも１つの検体の迅速及び高感度な検出のために有益である分析用装置であって、
前記分析用装置は、
‐階段状の構成で配置された少なくとも３つの重なる多孔性の膜の膜アレイであって、流体サンプルを受容するために適合され、且つ検出試薬を含んでいる第１段と；前記第１段より小さい空孔率を有している第２段と；前記第２段より小さい空孔率を有し、且つキャプチャー試薬を含んでいる第３段と；を備えている前記膜アレイと、
‐前記膜アレイがサンプル適用手段及びサンプル流路と共に形成されたプラットフォームで囲まれ、前記サンプル流路が前記サンプル適用手段から前記第１段にサンプルの流れを方向づけ、前記サンプルが毛管現象によって前記第２段内に及び前記第２段を通じて前記膜アレイの前記第３段に流れる点と、
を備えている分析用装置が提供される。

本発明の他の特徴によれば、
‐膜アレイが第１の端部及び第２の端部を有している分析用装置ハウジング内に支持され、一の端部が取り外し可能なキャップを受容するために適合され、前記キャップが前記サンプル流路を介して前記膜アレイにサンプルの適用を容易にしている分析用装置である。

本発明の他の特徴によれば、
‐膜アレイが第１の端部及び第２の端部を有している分析用装置ハウジング内に支持され、サンプルが前記分析用装置の浸される端部を通じて前記膜アレイに提供されるように、一の端部がサンプル内に浸されるために適合される分析用装置が提供される。

本発明の他の特徴によれば、少量の流体サンプル内の検体の量を決定するための方法であって、
‐流体サンプルを受容するために適合され、且つ検出試薬を含んでいる第１段と；前記第１段より小さい空孔率を有している第２段と；前記第２段より小さい空孔率を有し、且つキャプチャー試薬を含んでいる第３段と；を備えている膜アレイを準備する段階と、
‐前記第１段の一の端部に流体サンプルを適用する段階と、を備えている方法において、
前記流体サンプルが前記第２段内に及び前記第２段を通じて毛管流を介して移動し、次いで前記検体の検出が生じる前記第３段に移動する方法が提供される。

本発明の別に特徴によれば、少量のサンプル容積を受け入れ、且つサンプル内の検体の迅速で、高効率且つ高感度な検出を可能にし、膜アレイが隣接する膜に対して非平面とされる少なくとも３つの多孔性の膜を備えている、改善された膜アレイを提供する。

本発明の他の特徴によれば、少量のサンプル内の成分の迅速な検出のための分析用装置であって、
前記分析用装置は、
‐階段状の構成に配置された少なくとも３つの重なっている多孔性の膜を有している膜アレイを備え、
前記膜アレイは、
‐流体サンプルを受容するために適合され、且つ検出試薬を含んでいる第１の分離膜と、
‐前記第１の分離膜から下流に配置され、前記第１の分離膜より小さい空孔率を有している第２の分離膜と、
‐前記第２の分離膜から下流に配置され、前記第２の分離膜より小さい空孔率を有し、且つキャプチャー試薬を含んでいる分析用膜と、
を備えている分析用装置が提供される。

本発明の他の特徴によれば、一滴のサンプル内の少なくとも１つの検体の迅速及び高感度な検出のために有益である分析用装置であって、
前記分析用装置は、
‐階段状の構成に配置された少なくとも３つの重なっている多孔性の膜の膜アレイを備え、
前記膜アレイは、
‐流体サンプルを受容するために適合され、且つ検出試薬を含んでいる第１の分離膜と、
‐前記第１の分離膜から下流に配置され、前記第１の分離膜より小さい空孔率を有している第２の分離膜と、
‐前記第２の分離膜から下流に配置され、前記第２の分離膜より小さい空孔率を有し、且つキャプチャー試薬を含んでいる分析用膜と、
を備え、
‐膜アレイがサンプル適用手段及びサンプル流路と共に形成されたプラットフォーム内に収容され、前記サンプル流路は前記サンプル適用手段から前記第１の分離膜にサンプルの流れを方向づけ、前記サンプルが前記膜アレイの前記分析用膜に前記第２の分離膜を通じて流れている分析用装置が提供される。

本発明の他の特徴によれば、少量のサンプル内の検体の迅速な検出のための分析用装置であって、
前記分析用装置は、
‐階段状の構成で配置された少なくとも３つの重なっている多孔性の膜を有している膜アレイと、
‐前記サンプルを受容するためのサンプル適用手段と、
‐前記サンプル適用手段と流体連通しているサンプル流路であって、前記サンプル流路が前記膜アレイ内に前記サンプルの実質的な均一な水平方向の流れのために設けるように特定の寸法に作られたサンプル流路と、
を備えている分析用装置が提供される。

本発明の別の態様において、流体サンプル内の検体を検出するための方法であって、
前記方法は、
‐流体サンプルを受容するために適合され、且つ検出試薬を含んでいる第１の分離膜と；前記第１の分離膜から下流に配置され、前記第１の分離膜より小さい空孔率を有している第２の分離膜と；前記第２の分離膜から下流に配置され、前記第２の分離膜より小さい空孔率を有し、且つキャプチャー試薬を含んでいる分析用膜と；を備えている膜アレイに流体サンプルを適用する段階を備えている方法において、
前記流体サンプルは、前記第１の分離膜の一の端部にサンプル流路を介して適用され、前記流体サンプルが毛管流を介して前記第２の分離膜に移動し、次いで前記検体の検出が生じる前記分析用膜に移動する。

本発明の他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明から明らかになる。しかしながら、本発明の精神及び技術的範囲内での多様な変化及び改良が詳細な説明から当業者に明らかであるので、本発明の実施形態を示しているとはいえ詳細な説明及び特定の例示が図示する目的のみで与えられていることは、理解されるべきである。

実施形態が添付された図面を参照して、例示する目的のみで記載される。

［用語集］
以下の専門語は、本発明の説明及び請求項で使用されるように、以下の一般的な意味を有する。

“分析用装置”は、膜アレイ及び、膜アレイを保持し、且つ支持するように位置合わせされる上部半体及び下部半体を備えている支持プラットフォームの組み合わせである。これら半体は通常、ポリアクリレート（polyacrylate）又はポリメタクリレート（polymethacrylate）に限定されるわけではない硬質なプラスチックから作成される。それらは、押出成形、打抜き加工、機械加工又は任意の種類の相当するプロセスによって流路を形成するように、乾性の多孔性のキャリアと協働するように所望される構成に形成されてもよい。流路は、選択された多孔性の材料のストリップから打ち抜かれることによって乾性の多孔性の層に形成されるか、又は、ワックス又はインクのような疎水性の物質で形成することができる。

“抗原”は、哺乳類の体内で抗体の製造を誘起する分子である。本発明の装置は、全血又は任意の他の種類の体液内で抗原又は抗体の存在を測定するために有益である。抗原は、抗原が感染病、癌、又は妊娠のような特定の身体的な状態の特徴とされるので、しばしば“検体”と称される。

“キャプチャー試薬（Capture reagent）”は、液体サンプル内で検出されるべき検体に対する第２の抗体である物質である。キャプチャー試薬は、検出試薬の下流においてキャリアに固定される。キャプチャー試薬は、キャリア上の複合体と化学反応し、且つその複合体を濃縮し、肉眼で確認できる又は適切な計測器の補助によって理解しやすい生成物を形成する。（前から訳したほうがわかりやすいと思いますが・・・）

“心臓病の検体（Cardiac analytes）”は、心臓病の悪変の結果として血液中に解放される検体である。

“流路”は、分析中に流体サンプルが流れる分析用装置内に形成された任意の導管である。流路は、一の流路内の流体が他の流路内に実質的に直接流れる場合、有効な連通状態にあると考えられている。

“制御試薬（Control reagent）”は、検出試薬又はサンプル内で検体から分離される他の構成要素と化学反応する任意の試薬であり、可視の生成物を提供し、それによって、サンプルが分析用膜に到達していることを作業者に知らせる。

“検出試薬”は、しばしば液体サンプル内で検出されるべき検体の抗体である物質である。検出試薬は通常、液体サンプルのための適用ポイント又は適用ポイントの下流において乾性の多孔性のキャリアに解放可能に結合される。最も免疫化学的な分析のために、検出試薬は、コロイド金のような検出可能な標識で標識され、測定される検体との複合体を形成する。

“効率”は、例えば、ヒト心筋トロポニンＩ（ｃＴｎＩ）などのようなほとんどの検体の場合には通常であるような、抗原が非常に低い／僅かな濃度で存在する場合でさえ、少量の試薬を使用して、検出可能な生成物を低量の／少量の流体、例えば全血のちょうど一滴（約１０μｌ〜約５０μｌ）によって形成することができるということを意味している。

“膜アレイ”はセル状の生成物を意味し、分析されるべきサンプルが毛管現象によってこの膜アレイを通じて移動する。図面によって示され、且つ本発明の説明によって理解されるように、３つ又は場合によってはそれ以上の膜セグメントからなる１つのアレイは、毛管流のための階段状の構成で配置される。

“迅速”は、検出可能な生成物が、主治医が重要で且つ有益な結論に達することを可能にするために、同一の検体を測定している現在の技術の検出時間に対して十分短い時間内で、例えば約２分から約３０分内で、形成されることを意味する。さらに、分析のために必要とされる時間が問題となっている特定の検体に依存して変化することは、理解され得る。

本発明は、新規な膜アレイ及び該膜アレイを組み込んでいる分析用装置であり、膜アレイ及び分析用装置が所望される検体の迅速かつ、高効率及び高感度な検出を可能にする。複数の特徴において、検出は、定性的、半定量的、又は略定量的である場合がある。この膜アレイは、階段状の構成で配置された少なくとも３つの膜の層を備え、この構成において孔径は連続的な各段で減少する。この膜アレイは、流体サンプルの検体及び成分の迅速な検出、及び特に少量の流体サンプルの分析のために特に適する。複数の特徴において、本発明は、１つの段の手順を使用した全血の成分の迅速な分析のために特に適する。分析は、少量の血液しか、ノイズ干渉することなく且つ極小の溶血反応しか示さずに、高感度な検出を得られるために必要とされないので、最小の侵襲性をもって実施される。少量の全血は、例えば指に突き刺す任意の種類の指用ランセット（finger lancet）又はピンによって容易に提供することができる。さらに、本発明の膜アレイは、多様な分析用装置の構成で使用するように適合することができる。膜アレイ及び該膜アレイを組み込んでいる分析用装置は、製造容易であり、毛細管血サンプルのための別個のサンプル集積装置及び輸送装置を必要としないが、別個の時間計測装置を必要とする場合がある。さらに、検査結果は、長い時間比較的安定している。少量のサンプルを使用した迅速で正確な診断は、本発明によって提供される。

本発明は、全体として参照符号１０として示される膜アレイを示す図１を参照して明細書内に記載される。膜アレイ１０は、階段状の構成で配置された、すなわち層が、隣接した層に対して非平面とされるように配置された、３つの重なっている多孔性の膜を備える。第１段は第１の分離膜１８であり、第２段は第２の分離膜２０であり、且つ第３段は分析用膜２２である。第１の分離膜は、上流端部１８ａ、下流端部１８ｃ、及び第１の分離膜縁部１９を有する。第１の分離膜１８は、サンプルの最初の濾過を実行し、全血の一滴の場合、第１の分離膜１８は、全体の赤血球の下流への移動を遅らせるために作用する。第１の分離膜１８もまた、例えば標識を付された抗原／抗体の複合物を形成するために検体上のエピトープに対する標識抗体のような重要な検体のための少なくとも１つの検出試薬を含んでいる。第２の分離膜２０は、第１の分離膜１８より小さい孔径を有し、且つ分析用膜２２より大きい孔径を有するように選択される。第２の分離膜２０は、上流端部２０ａ及び下流端部２０ｃを有する。適用されたサンプルが全血の一滴である場合、第２の分離膜２０は、最小の溶血反応しか示さずにサンプル内の赤血球全体の下流への移動をさらに遅らせる働きをする。分析用膜２２は、キャプチャー試薬を含んでおり、上流端部２２ａ及び下流端部２２ｃを有する。

第１の分離膜１８は、血液適合性及び一般的に体液適合性がある
任意の種類の多孔性の膜の材料から形成される。そのような材料は、それらに限定されるわけではないが、例えばニトロセルロース、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、Ｗｈａｔｍａｎ社のＦ８７−１４のようなグラスファイバー、Ｐａｌｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（ニューヨーク州ロングアイランド）から入手可能な合成繊維膜、Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ（カナダのトロント）から入手可能なポリエーテルスルホン及びピロリドン膜から選択されることができる。当業者は、本明細書内に開示されているような任意の類似の種類の材料が本発明での使用に適していることを理解することができる。第１の分離膜１８の孔径は、第１の分離膜の孔径が第２の分離膜２０の孔径より大きくなるように選択される。本発明の特徴において、第１の分離膜１８の孔径は、約８μｍから約６０μｍ（及び、それらの間の任意の範囲）の孔径から選択されることができる。そのような範囲は、それらに限定されるわけではないが、約８μｍ〜約１０μｍ、約８μｍ〜約２０μｍ、約８μｍ〜約３０μｍ、約８μｍ〜約４０μｍ、及び約８μｍ〜約５０μｍを、含むことができる。これもまた、それらの範囲の部分範囲を含む。

第２の分離膜２０は、当業者によって理解され得るような血液適合性及び一般的に体液適合性がある任意の種類の多孔性の膜の材料から同様に形成される。複数の特徴において、第２の分離膜は、第１の分離膜１８の孔径より小さくなる孔径で選択されたニトロセルロースから形成される。本発明の好ましい態様において、孔径は、相当な溶血反応を生ずることなく赤血球を受け入れるように選択される。本発明の態様において、この孔径は、約８μｍ程度以下の赤血球の大きさより大体大きくなる。第２の分離膜２０は、第１の分離膜１８より小さい孔径であることによって、赤血球の移動に対するさらなる遅延剤とされる。

分析用膜２２は、それらに限定されないが、ニトロセルロース及びＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）などの、当業者によって理解されるような高い親和性を有するたんぱく質を結合する任意の多孔性の膜の材料から形成される。本発明の態様において、ニトロセルロースは、第２の分離膜２０の孔径より小さい孔径を有するように使用され、且つ選択される。本発明の態様において、この膜は、第２の分離膜２０より小さい空孔率を有する。その小さな孔径のために、分析用膜２２は、例えば、抗体がキャプチャーライン２４において検出可能な標識を付された抗体‐検体／抗原の生成物を形成している検体上の第２のエピトープと反応する抗体のような大量のキャプチャー試薬を結合することができる。キャプチャー試薬もまた、抗原である場合がある。増加された量のキャプチャー試薬は、結果として本発明の分析用装置を高感度にする。分析用膜２２は、可視の生成物を提供するためにサンプル内で検体から分離する検出試薬又は他の成分と化学反応する制御試薬を含むことができる制御ライン２６を状況に応じて含むことができ、それによって、サンプルが第２の分離膜２０を通じて通過し、且つ分析用膜２２に到達されたことを操作者に知らせる。

本発明の実施形態において、膜アレイ１０には、状況に応じて、支持するための裏当てカードとして別様に知られている裏当てストリップが設けられる（図示されない）。通常は、裏当てカードは、膜アレイ１０内で移動しないように適切な接着剤を有するポリエチレン製のテープである。そのようなポリエチレン製のテープのうちの１つは、（カルフォルニア州サンホセのＧ＆Ｌ Ｐｒｅｃｏｓｏｐｍ Ｄｉｅ Ｃｕｔｔｉｎｇ，Ｉｎｃ製の）スーパーホワイト（登録商標）という名称のポリエチレン製のテープである。透明カバーテープもまた、サンプルの気化を妨げるように、膜１８，２０及び２２のそれぞれ又は全ての上に利用することができる。本発明に使用するのに適する従来の透明カバーテープは、約５０μｍの厚さのポリエステルフィルムである（ペンシルベニア州グレンロックのＡｄｈｅｓｉｖｅｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ社製の）ＡＲｃａｒｅ（登録商標）である。

本発明の膜アレイは、多様な大きさ及び形状に加工されることができ、当業者によって理解されるように、図１で明確に示される形状及び大きさに限定されない。膜アレイの加工は、所望されるような多様な分析用装置内で受け入れられるために達成されることができる。さらに、膜アレイは、３段を備えるように示され、これら３段の機能そして全体の膜アレイの機能が同一状態にある限り、各段が１つ以上の膜として設けられることは、当業者によって理解される。さらに、３つ以上の段が設けられるような膜アレイは、膜アレイの一の端部で第１段から膜アレイの最後の段まで減少する孔径を維持するべきである。

図２で示される本発明の一の実施形態において、本発明の膜アレイと共に使用するための分析用装置３０が示されている。分析用装置は、膜アレイ１０を囲むために協働する上部半体３２及び下部半体３４を有する。分析用装置３０内への流体サンプル入口は、分析用装置の上部半体３２におけるインデント３６を含むように分析用装置の上部半体３２の底面４２におけるインデント４０から形成されたサンプル流路に位置合わせされたサンプル適用手段からなっている。開口領域４４及び４６があり、そこで上部半体３２の底面４２が分析用装置の下部半体３４の上面４８と接触する状態になる。開口領域４４及び４６は、サンプル流路から分析用装置の２つの半体の間の間隙内へのサンプルの流れを妨げるように作用する。開口領域４４及び４６は領域５４に延在し、サンプルが膜アレイ１０から２つの表面４２及び４８の間の間隙内に流れ出ることを防ぐ。

サンプル流路は、下部半体３４の上面４８から延在しているＹ字形状の突起５２によって支持される第１の分離膜１８の上流端部１８ａの頂部で終端する。サンプルが第１の分離縁部１９の厚さを通じて頂部１８ａで第１の分離膜１８内に水平に且つ均一に流れるように、サンプル流路の下流端部が狭窄部５０を有することに留意されたい。第１の分離膜縁部１９と上部半体３２の横方向の流路５０として別様に周知である狭窄部の下流側にある拡大領域の側壁との間には面−面接触（surface-to- surface contact）もある。サンプルが毛管流によって第１の分離縁部１９の厚さを通じて上流端部１８ａで第１の分離膜１８に入るように、第１の分離膜１８が形成され、且つ配置されることに留意されたい。上述から、分析用装置３０のサンプル流路の毛管力より大きい膜アレイ１０の毛管力は、十分な量のサンプルが受容される場合に、分析検査のみが始まることを確実にしていることは、当業者によって容易に理解される。

分析用装置３０の半体を互いに保持することを助けるために、装置の下部半体３４の上面４８は、分析用装置の上部半体３２の底面４２内における長方形状の突起５８及び円筒状のインデント６０にそれぞれ位置合わせされる長方形状のインデント５６及び円筒状の支柱６２を含む。特徴５６及び５８もまた、適所に膜アレイ１０を保持する追加の機能を果たす。

第１の分離膜１８の上流端部１８ａが分析用装置の横方向の流路５０の下流端部に接触することは、図１及び図２に示される。同様に、第１の分離膜１８の下流端部１８ｃは、第２の分離膜２０の上流端部２０ａに僅かに重なる。第２の分離膜２０の下流端部２０ｃは、分析用膜２２の上流端部２２ａに順に僅かに重なる。階段状の方法で構成された、重なっている膜は、サンプル流路から横方向の流路５０への、そして膜アレイ１０を通じてその閉鎖された端部２２Ｃへのサンプルの連続的な流れを可能にする。膜セグメントを通じてサンプルの迅速な移動を得るために、且つさらに視界窓６４を通じて可視できるように互いから十分に離隔されるキャプチャーライン２４及び制御ライン２６を維持するために、分析用膜２２は、狭い上流端部２２ａ及び円状の下流端部２２ｃを形作られる。分析検査の完了は、分析用膜２２の下流端部２２ｃへのサンプルの流れによって表示され、上部半体３２内の視界窓６４を通じて明白であり、それ故に、時間計測器が検査完了を決定する必要が無い。したがって、流体サンプルが下流端部２２ｃへの毛管流を完了したときに、サンプル流路は、実質的に空になる。この配置は、検査で使用されるサンプルの量を測定し、且つ制限するための制御部としての機能を果たす。この好ましい実施形態において、第１の分離膜１８、第２の分離膜２０及び分析用膜２２の合計寸法は、約１０μｌ〜約５０μｌまでである血液の一滴によって占有される合計の吸収量によって決定される。

使用中に、十分な量（約１０μｌ〜約５０μｌ）の全血サンプルの一滴は、フィンガーランセットの処置によって容易に得られる。血液サンプルは、分析用装置３０の上部半体及び下部半体が組み立てられた場合に形成されるサンプル流路を介して、第１の分離膜１８の上流端部１８ａで膜アレイ１０との接触状態にされる。サンプルは、第１の分離膜１８内へ第１の分離膜を通じて、毛管現象によって第１の分離膜縁部１９の厚さ全体を水平に流れ、赤血球は最初に第１の分離膜１８内において速度を減じられる。次いで、サンプルは第２の分離膜２０に向かって毛管現象によって流れ、第２の分離膜２０においてサンプル内の赤血球がさらに速度を減じられ、血漿は下流の分析用膜２２に流れ続ける。

容易に理解されるように、第１の分離膜１８への接触の際に、サンプルの赤血球は血漿から分離し始め、その流れの過程で、検体は、検体のエピトープに向けられる標識抗体に限定されないが、通常は検出試薬と遭遇し、検体‐検出試薬の複合体を形成する。次いで、検体‐検出試薬の複合体は第２の分離膜２０に移動し、そこで赤血球の移動はさらに遅らせられる／速度を減ぜられる。次いで、検体‐検出試薬の複合体は、分析用膜２２に向かって移動し、検体の分離エピトープを対象とする抗体に限定されないが、通常は固定されたキャプチャー試薬と遭遇する。固定されたキャプチャー試薬との検体‐検出試薬の複合体の反応は、肉眼又は適切な計測器に対して可視状態の濃縮されたキャプチャーライン２４を形成する。キャプチャーライン２４の下流にある任意の制御ライン２６は、制御試薬を含むことができる。本発明の態様において、制御試薬は、非動物性（anti-animal）ＩｇＧである。その代替方法として、制御ライン２６の適所で、膜アレイ１０の膜１８，２０，及び２２の上の透明カバーテープの長さにおける変化によって、サンプルが分析用膜２２の端部２２ｃに到達した場合、すぐに検出可能な信号を明らかする制御された方法でサンプルを気化させることができる。

本発明の膜アレイを組み込んでいる他の実施形態は、図３に示される。全体として、参照符号１３０として記載されたこの分析用装置は、サンプル流路が下部半体１３４の上面１４２におけるインデント１４０に位置合わせしている上部半体１３２の底面１４２における突起１３８を形成される点を除いて、図２で示された分析用装置２０に類似している。サンプル流路からの下流は横方向の流路１５０であり、横方向の流路は開口領域１５４内に拡幅する。その代わりに、サンプル流路もまた、下部半体の上面における突起と上部半体の底面におけるインデントの位置合わせによって形成されることができる。この変化は、当業者に容易に明らかであり、図示されていない。分析用装置１３０の半体を共に保持することを助けるために、分析用装置１３０の下部半体１３４の上面１４２は円筒状の支柱１６２を含み、この円筒状の支柱は分析用装置１３０の上部半体１３２の底面１４２における円筒状のインデント１６０に位置合わせされる。図３で容易に理解され得るように、下部半体１３４の上面１４８には、膜アレイ１０の形状で形成されたインデントが設けられ、この膜アレイは分析用装置１３０内に適所で膜アレイ１０を保持する働きをする。

本発明の膜を組み込んでいる他の実施形態は、図４で示される全体として参照数字２００として明示される取り外し可能なキャップであり、分析用装置にマイクロピペットを使用して少量のサンプルの適用を容易にするように設計され、且つ使用者が流体サンプルを汚染されることを防ぐように設計される。実施形態において、キャップは、分析用装置３０のサンプル適用手段に向かって少量の流体を排出する以前に、マイクロピペットの先端部などのサンプル輸送装置の配置のためのガイド部としての機能を果たすために設けられ、且つ適合される。キャップ２００は、中央体２１６によって接続された２つのガイドアーム２１２及び２１４によって形成される。中央体２１６の一の側部内では、側面２１８及び２２０を有する開口及び傾斜面２２２があり、この傾斜面はピペットから分析用装置３０のサンプル適用手段に排出された流体の流れを容易にするように設計された流路２３６を形成する。中央体２１６からは、窪み２２６を有する突起２２４があり、この窪み２２６は図５で示されるように分析用装置３０の一端で底部半体３４の下面７６上の対応する部材７８に位置合わせしている。窪み２２６及び突起７８は、スナップ式の適切な係合又はラッチ式の適切な係合を提供し、且つ図６及び図７から明白であるように完全に取り付けられる場合、分析用装置３０と共にキャップ２００の意図的でない分離を防ぐように通常協働する。

図６は、分析用装置３０に位置合わせするキャップ２００の斜視図を示す。キャップ２００は、分析用装置３０上の対応するガイド突起６８及び７０を係合するスロット２２８及び２３０を有する。キャップ２００は、キャップ２００の保持表面２３２及び２３４を使用することによって、操作者の手によって分析用装置３０に容易に係合されることができ、そのため図７で示される全体として参照符号３００として記載される組み合わされた分析用装置を形成する。図７で示されるように、キャップ２００の中央体２１６は分析用装置３０に対して当接され、それによって、キャップ２００の流路２３６は分析用装置３０のサンプル適用手段に連通して実施される。使用中には、流体サンプルがマイクロピペットの先端部を介して適用される場合、サンプルは、膜アレイ１０に到達するようにサンプル適用手段に及び分析用装置３０のサンプル流路を介して流路２３６を通じて連続して流れる。キャップ２００もまた分析用装置１３０又は任意の類似の分析用装置に装着され得ることは、当業者によって理解され、且つ認識される。さらに、キャップ２００が装置３０に解放可能に結合されるので、使用者が流体サンプルを汚染することからさらに防ぐように、キャップ２００がフィンガーランセット処理を実行した後で再び取り付けることができることは、当業者によって理解される。

図８は、全体として参照符号２００’として明示される取り外し可能なキャップの他の実施形態の斜視図を示す。この実施形態において、キャップ２００’もまたキャップ２００に類似し、キャップ２００’は分析用装置３０’のサンプル適用手段の方へ少量の流体を排出する前に、マイクロピペットの配置のためのガイドとしての機能を果たす。キャップ２００’は、中央体２１６’によって接続された２つのガイドアーム２１２’及び２１４’によって形成される。中央体２１６’の一の側部内には、側面２１８’及び２２０’を有する開口及び傾斜面２２２’であり、この傾斜面がマイクロピペットから分析用装置３０’のサンプル適用手段に排出された流体の流れを容易にするように設計される流路２３６’を形成する。中央体１２６’からは部材２２６’を有している突起２２４’があり、この部材２２６’は図９で示されるような分析用装置３０’の一端で底部半体３４’の下面７６’上に対応する窪み７８’に位置合わせするように適合される。係合された場合、部材２２６’及び窪み７８’は、スナップ式の適切な係合又はラッチ式の適切な係合を提供し、且つキャップ２００’及び装置３０’が取り付けられる場合、装置３０’と共にキャップ２００’の意図的でない分離を防ぐように通常協働する。キャップ２００’はスロット２２８’及び２３０’を有し、スロット２２８’及び２３０’はキャップ２００’上でそれぞれに対応するガイド突起６８’及び７０’に係合する。キャップ２００’と装置３０’との間のより確実な嵌め合いをさらに提供するように、キャップ２００’のガイドアーム２１２’及び２１４’もまた突起２３８’及び２４０’を有することができ、これらの突起２３８’及び２４０’は分析用装置３０’上の対応する窪み部２４２’及び２４４’と共にスナップ式の嵌め合い方法又はラッチ式の嵌め合い方法でそれぞれ係合する。本発明のいずれの分析用装置へのキャップ２００又は２００’の解除可能な取り付けを提供する他の周知の方法が何であるかは、当業者に容易に理解される

分析用装置の一部としてキャップを有するように示される実施形態において、分析用装置は、本発明の膜アレイ又は、その代替として出願人の特許文献３５に示され且つ記載される二部膜を含むように組み立てられることができる（特許文献３５の開示がその全体を参照して本明細書に組み込まれる。）。つまり、二部膜は、検出試薬を含んでいる第１の上流分離膜及び、キャプチャー試薬を含んでいる下流のキャプチャー膜を備える。

分析用装置の他の実施形態は図１０で示され、その装置は、流体サンプルを含んでいるリザーバに入れるように設計される。この実施形態において、分析用装置４３０は、図２又は図３の装置と同じ方法で機能する点を除いて一端で細長い部分４３１を構成され、サンプルの入口が例えば尿などの流体サンプルに入れられることができる細長い部分４３１によって設けられる。流体サンプルは、上部半体４３４におけるノッチ４３６から形成される細長いサンプル流路から分析用装置４３０内に入る。細長いサンプル流路は、膜アレイ１０の第１の分離膜１８の上流端部１８ａで終端する。サンプルが頂部１８ａで第１の分離膜１８内に均一に流れるように、サンプル流路の下流端部が狭窄部４５０とされることに留意されたい。同様に、第１の分離膜縁部１９と上部半体４３４の狭窄部４５０の下流にある拡幅領域の側壁との間で面−面接触がある。サンプルが毛管流によって第１の分離膜１８の第１の分離縁部１９を通じて入るように、第１の分離膜１８が形成され、且つ配置されることに留意されたい。半体を互いに保持することを助けるために、上部半体４３４の底面４４８は円筒状のインデント４６０を含み、このインデントは下部半体４３２の上面４４２内で円筒状の支柱４６２にそれぞれ位置合わせする。膜アレイ１０は、支持構造４７６及び４７８上に位置することによって適所に保持され、上部半体４３４機能の底面４４８上の長方形状の突起４５８及び下部半体４３２の上面４４２上の長方形状の突起４６６によって囲まれる。膜アレイ１０の分析用膜２２に位置合わせしている分析用装置４３０の上部半体４３４内の視界窓４６４もある。分析用装置の長方形部分を有するように示される実施形態において、分析用装置は、本発明の膜アレイ又は、その代替として、特許文献３５で示され且つ記載される二部膜を含むように組み立てられることができる（特許文献３５の開示がその全体を参照して本明細書に組み込まれる。）。つまり、二部膜は、検出試薬を含んでいる第１の上流分離膜及び、キャプチャー試薬を含んでいる下流のキャプチャー膜を備える。

同時に流体サンプル内の１つの検体又は多数の検体でさえ検出することは、本発明の技術的範囲内である。それに応じて、１つ又は複数の検出試薬及び／又は１つ又は複数のキャプチャー試薬が本発明の膜アレイ１０上に沈殿され得ることは、当業者によって理解される。

当業者に使用可能な本発明の膜アレイにおける多数の標識抗体のいずれかは、利用されることができる。金属標識（Metal labels）及び酵素標識（enzyme labels）は、一般的に使用される。金属標識は、それらの著しい感度のために特に好ましい。金属標識のうちで、金は、この種類の反応のために非常に広く使用され、且つその特性が十分に理解されているので、主として最も好ましい。本発明で使用される金標識抗体（gold labeled antibodies）のための好ましい粒径は、相当の変化が検体の臨床的な中断及び反応体の親和性のような十分に理解される要因に依存して許容されるけれども、約２０ｎｍから約６０ｎｍまでである。その上、金の信号（gold signal）は、可視の生成物として沈殿する還元性のシルバーソルト（reducible silver salt）の使用によって容易に可視状態になるために高められることができる。従来の反応性ソルト（reactive salt）は、乳酸銀であり、還元性の銀イオンの源としての機能を果たし、還元剤としてヒドロキノンに使用される。金属銀は、金の各粒子の周りで沈殿する容易に識別可能な黒色を形成する。

その代わりに、ホースラディシュ・ペルオキシダーゼが反応に使用されるような酵素標識は、基本的な手法を参照して、追加の過酸化水素及びオルトフェニレンジアのような色素によって検出されることができる。この発明の技術的範囲内でよく使用され得る追加の標識は、検体検出のためにさらに高い感度を可能にする特許文献３６に記載される常磁性の標識（paramagnetic label）である（特許文献３６はその全体を参照して本明細書に組み込まれる）。

この発明を参照して検出され得る多数の検体は、ミオグロビン、トロポニンＴ（ｃＴｎＴ）、トロポニンＩ（ｃＴｎＩ）、及びクレアチンフォスフォキナーゼＭＢ（creatinine kinase MB）（ＣＫ−ＭＢ）のような心血管系イベントと関連される心臓病の検体である。さらに、ヒト絨毛性ゴナドトロピン（human chorionic gonadotropin）（ｈＣＧ）及び黄体形成ホルモン（luteinizing hormone）（ＬＨ）のような妊娠又は排卵と関連されるホルモンは、本発明及び本発明の多様な実施形態を使用してそれぞれ検出されることもできる。癌、特に前立腺癌抗原（prostate cancer antigens）（前立腺血清抗原（prostate serum antigen）、ＰＳＡ）のような病気のための他の抗原もまた本発明を使用して検出されることができることも、本発明の技術的範囲内である。本発明の追加の用途は、全て限定されない例であるが、肝炎、胃腸の潰瘍のためのピロリ菌を含んでいる細菌感染症及び真菌感染症、炭疽菌、ヒトジラミ、ノミ、及び化膿連鎖球菌、肺炎連鎖球菌、及び大便連鎖球菌のようなグラム陽性菌によって引き起こされる他の感染症などのウイルス感染と関連される検体の認識を含む。本発明もまた、不正使用のドラッグを含んでいるドラックを検出するために有益である。グルコースレベル及び血中レベルを決定するような酵素の分析もまた、本発明によって意図される。装置の使用は、上述されたそのような他の分析操作方法に等しく適用可能である点を除いて、それらの特定の検体又は、実際に全血に限定されないことは、認識される。

本発明がいわゆるサンドイッチアッセイ（sandwich assay）に適用されるように主として記載されるけれども、当業者は、競合アッセイなどの他の種類の分析に適用可能であることも認識される。競合アッセイにおいて、第１の分離膜１８内の検査試薬としての標識抗原の追加の包接は、例えば抗原結合分子（antigen binding molecule）などのキャプチャー試薬に結合するためにサンプル内に検体（抗原）と競合する。本発明の態様において、抗原結合分子は、多クローン性抗体（polyclonal antibody）又は単クローン性抗体（monoclonal antibody）である場合がある。

検体が本発明内で抗体などの抗原結合分子とされる本発明の実施形態において、検出試薬は標識非人間性ＩｇＧ（labeled antihuman IgG）とされることができ、キャプチャー試薬は流体サンプル内で抗体（又は、複数の抗体）に任意の適切な固定化抗原（immobilized antigen）（又は、複数の固定化抗原）である。本発明と共に使用され、且つ使用するのに適している多数の種類の自然抗原又は合成抗原は、当業者によく知られている。固定され得る適切な抗原の例は、それらに限定されないが、ヒト免疫不全ウイルス（ＨＩＶ）及び肝炎ウイルスを含む。同様に、当業者は、本発明の他の実施形態において、検出試薬もまた流体サンプル内で抗体に対する標識抗原とされる場合があることを容易に理解する。

上記の開示は、全体として本発明に記載される。より完全な理解は、以下の特定の例示を参照して得られることができる。それらの例は、図示の目的のために単に記載されており、本発明の技術的範囲を限定することを意図としない。形態の変化及び相当物の置換は、状況が都合よい提案する又は言及する場合がある時には、熟慮される。特定の用語が本明細書で使用されるけれども、そのような用語は記述的な感覚で意図され、目的を限定するためのものではない。

［例示］
技術的範囲を限定することを意図せず、以下の例示は、本発明の多様な実施形態を図示するために役立つ。

［例示１］
全血サンプルの一滴を使用してヒト心筋トロポニンＩ検査（ＴｎＩ）装置は、本発明に従って準備される。分析用膜のために、約５μｍの孔径を有するニトロセルロース（Ｗｈａｔｍａｎ社）は、従来の液体分配器を使用して、制御溶液及びキャプチャー溶液の両方を含浸された。制御溶液は、１ｍｇ／ｍＬのｇｏａｔ ａｎｔｉ−ｍｏｕｓｅ ＩｇＧ 多クローン性抗体（Ａｒｉｓｔａ Ｂｉｏｋｉｇｉｃａｌｓ社）を含有し、且つキャプチャー溶液は、２ｍｇ／ｍＬのａｎｔｉ−ｔｒｏｐｏｎｉｎ Ｉ 単クローン性抗体（ＨｙＴｅｓｔ社）を含有する。含浸されたニトロセルロールは、抗体を固定するために３０分間３７℃で培養された。第１の分離膜（Ｗｈａｔｍａｎ社）は、コロイド金共役溶液と共に散布され、次いで水分を取り除くために凍結乾燥される。５４０ｎｍで２．２の最終的な光学濃度を有するコロイド金共役溶液は、４０ｎｍである金粒子（Ａｒｉｓｔａ Ｂｉｏｋｉｇｉｃａｌｓ社）及びヒト心筋トロポニンＩ（ＨｙＴｅｓｔ社）に特有である単クローン性抗体から調製される。８μｍのニトロセルロースの膜（Ｗｈａｔｍａｎ社）は、第２の分離膜として使用された。膜アレイは、２５μｍの透明なポリエステルテープ（Ａｄｈｅｓｉｖｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ）によって覆われ、ポリエチレン裏当てテープ（Ｇ＆Ｌ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｄｉｅ Ｃｕｔｔｉｎｇ，Ｉｎｃ）によって支持される。膜アレイは、図１で示されるように組み立てられ、且つ図２で示されるように分析用装置内に入れられる。膜アレイの形状は、型抜き工具を使用して得られた。３５μＬの血液又は漿液を使用して、この分析用装置の検査は、約１０分必要としている検査手順で優れた血漿分離及びサンプルの流れを示された。検査は、ＴｎＩの１ｎｇ／ｍＬの感度を達成された。

［例示２］
全血サンプルの一滴を使用して、ヒトプロカルシトニン（ＰＣＴ）検査装置は、本発明に従って準備される。分析用膜のために、５μｍの孔径を有するニトロセルロース（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ）は従来の液体分配器を使用して、制御溶液及びキャプチャー溶液の両方を含浸された。制御溶液は１ｍｇ／ｍＬのｇｏａｔ ａｎｔｉ−ｍｏｕｓｅ ＩｇＧ 多クローン性抗体（Ａｒｉｓｔａ Ｂｉｏｋｉｇｉｃａｌｓ社）を含有し、キャプチャー溶液は２ｍｇ／ｍＬのａｎｔｉ−ｃａｌｃｉｔｏｎｉｎ ｓｈｅｅｐ 多クローン性抗体（Ｂｒａｈｍｓ社）を含有する。含浸されたニトロセルロールは、抗体を固定するために３０分間３７℃で培養された。検出膜又は血漿分離器（Ｗｈａｔｍａｎ社）は、コロイド金共役溶液と共に散布され、次いで水分を取り除くために凍結乾燥される。コロイド金共役は、４０ｎｍである金粒子（Ａｒｉｓｔａ Ｂｉｏｋｉｇｉｃａｌｓ社）及びＰＣＴ（Ｂｒａｈｍｓ）に特有の単クローン性抗体から調整され、
５４０ｎｍで１．５の最終的な光学濃度を有する。８μｍのニトロセルロースの膜（Ｗｈａｔｍａｎ社）は、分離膜として使用された。検査ストリップは、２５μｍの厚さの透明なポリエステルテープ（Ａｄｈｅｓｉｖｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ）によって覆われ、Ｇ＆Ｌ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｄｉｅ Ｃｕｔｔｉｎｇ，Ｉｎｃからのポリエチレンバッキングテープによって支持される。検査ストリップは、図１で示されるように組み立てられる。検査ストリップの形状は、型抜き工具を使用して得られる。３５μＬの血液又は漿液を使用して、この分析用装置の検査は、血漿分離及びサンプルの流れを示された。検査手順は、完全にするために約２５分かかった。ＰＣＴの０．１ｎｇ／ｍＬの感度は達成された。

本発明の好ましい実施形態が本明細書に詳細に記載されるけれども、添付された請求項の発明の精神又は技術的範囲から逸脱せずに多様に作製されることは、当業者によって理解される。

本発明の膜アレイの斜視図である。 本発明の膜アレイを組み込んでいる分析用装置の分解組立図である。 流路が本発明の膜アレイを組み込む下部の上面内でインテンドと共に形成される分析用装置における本発明の膜アレイを組み込んでいる他の実施形態の分解組立図である。 分析用装置に流体サンプルの適用を容易にするために、且つ使用者が流体サンプルからの任意の汚染を防ぐために設計されたキャップの上面斜視図である。 図４のキャップ及び図２又は図３の分析用装置の底面斜視図である。 分析用装置に可逆的に係合するための図４のキャップを示している上面斜視図である。 分析用装置上に取り付けられた図４のキャップを示している上面斜視図である。 分析用装置に流体サンプルの適用を容易にするために、且つ使用者が流体サンプルからの任意の汚染を防ぐために設計されたキャップの他の実施形態の上面斜視図である。 図８のキャップ及び本発明の分析用装置の他の実施形態の底面斜視図である。 サンプルのリザーバ内に引き出すために構成された分析用装置内で本発明の膜アレイを特徴付けている他の実施形態の部分組立図である。

符号の説明

１０ 膜アレイ
１８ 第１の分離膜
１８ａ 上流端部
１８ｃ 下流端部
１９ 第１の分離膜縁部
２０ 第２の分離膜
２０ａ 上流端部
２０ｃ 下流端部
２２ 分析用膜
２２ａ 上流端部
２２ｃ 下流端部
２４ キャプチャーライン
２６ 制御ライン
３０ 分析用装置
３０’ 分析用装置
３２ 上部半体
３４ 下部半体
３６ インデント
４０ インデント
４２ 底面
４４ 開口領域
４６ 開口領域
４８ 上面
５０ 狭窄部
５２ 突起
５４ 領域
５６ インデント
５８ 突起
６０ インデント
６２ 支柱
６８ ガイド突起
６８’ ガイド突起
７０ ガイド突起
７０’ ガイド突起
７６ 底面
７６’ 底面
７８ 対応する部材
７８’ 対応する部材
１３０ 分析用装置
１３２ 上部半体
１３４ 下部半体
１３８ 突起
１４０ インデント
１４２ 上面
１４８ 上面
１６０ インデント
１６２ 支柱
１５０ 横方向の流路
１５４ 開口領域
２００ キャップ
２００’ キャップ
２１２ ガイドアーム
２１２’ ガイドアーム
２１４ ガイドアーム
２１４’ ガイドアーム
２１６ 中央体
２１６’ 中央体
２１８ 側面
２１８’ 側面
２２０ 側面
２２０’ 側面
２２２ 傾斜面
２２２’ 傾斜面
２２４ 突起
２２４’ 突起
２２６ 窪み
２２６’ 窪み
２２８ スロット
２２８’ スロット
２３０ スロット
２３０’ スロット
２３２ 保持表面
２３２’ 保持表面
２３４ 保持表面
２３４’ 保持表面
２３６ 流路
２３８’ 突起
２４０’ 突起
２４２’ 窪み部
２４４’ 窪み部
３００ 分析用装置
４３０ 分析用装置
４３１ 細長い部分
４３２ 下面
４３４ 上部端部
４３６ ノッチ
４４８ 底面
４５０ 狭窄部
４５８ 突起
４６０ インデント
４６２ 支柱
４６４ 視界窓
４６６ 長方形状の突起
４７６ 支持構造
４７８ 支持構造

Claims (50)

1. 少量のサンプル容積内の１つ又は複数の検体の迅速で、高効率及び高感度な検出のための改善された膜アレイであって、
   前記膜アレイは、隣接する膜に対して非平面である３つ又はそれ以上の多孔性の膜を備えていることを特徴とする膜アレイ。
2. 前記３つ又はそれ以上の多孔性の膜は、階段状の構成で重なり、且つ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の膜アレイ。
3. 前記３つ又はそれ以上の多孔性の膜は、
   ‐流体サンプルを受容するために適合され、且つ検出試薬を含んでいる第１段と、
   ‐前記第１段より小さい空孔率を有している第２段と、
   ‐前記第２段より小さい空孔率を有し、且つキャプチャー試薬を含んでいる第３段と、
   を備えていることを特徴とする請求項２に記載の膜アレイ。
4. 前記第１段、前記第２段、又は前記第３段は、血液適合性及び体液適合性である任意の種類の多孔性の膜の材料から製造されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の膜アレイ。
5. 前記材料は、ニトロセルロース、グラスファイバー膜、合成繊維膜、ポリエーテルスルホン膜、ピロリドン膜、ポリフッ化ビニリデン膜、及びそれらの組み合わせから成っているグループから選択されていることを特徴とする請求項４に記載の膜アレイ。
6. 前記第３段は、ニトロセルロース又はポリフッ化ビニリデンから製造されていることを特徴とする請求項４に記載の膜アレイ。
7. 前記第２段は、ニトロセルロースから製造されていることを特徴とする請求項４に記載の膜アレイ。
8. 前記第１段は、約８μｍ〜約６０μｍの孔径を有していることを特徴とする請求項３に記載の膜アレイ。
9. 前記第２段は、実質的に溶血反応することなく赤血球を受け入れる孔径を有していることを特徴とする請求項３に記載の膜アレイ。
10. 前記孔径は、約８μｍ以下の赤血球の大きさより大きくなっていることを特徴とする請求項９に記載の膜アレイ。
11. 前記サンプル容積は、体液を備えていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の膜アレイ。
12. 前記体液は、全血とされることを特徴とする請求項１１に記載の膜アレイ。
13. 前記サンプルは、約１０μｌ〜約５０μｌとされることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の膜アレイ。
14. 裏当てカードが、前記膜アレイのための支持体として設けられていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の膜アレイ。
15. 透明カバーテープは、前記段の全て、又は一部のそれぞれの上に設けられていることを特徴とする請求項２〜１４のいずれか一項に記載の膜アレイ。
16. 前記透明カバーテープは、ポリエルテルフィルムとされることを特徴とする請求項１５に記載の膜アレイ。
17. 前記検出試薬は、標識抗体又は標識抗原とされることを特徴とする請求項３に記載の膜アレイ。
18. 前記キャプチャー試薬は、抗体又は抗原とされることを特徴とする請求項４に記載の膜アレイ。
19. 第１の端部及び第２の端部を有している分析用装置内に設けられていることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の膜アレイ。
20. 前記分析用装置の一の端部は取り外し可能なキャップを受容するように適合され、前記キャップはサンプル輸送手段を使用して前記膜アレイへの前記サンプルの適用を容易にしていることを特徴とする請求項１９に記載の膜アレイ。
21. 前記サンプルの前記適用は、前記ハウジングの上部半体及び下部半体からなる容器によって形成されたサンプル適用手段によって提供されていることを特徴とする請求項２０に記載の膜アレイ。
22. 前記分析用装置の一の端部はサンプル内に浸漬されるように適合され、よって前記サンプルが前記分析用装置の前記浸漬された端部を通じて前記膜アレイに提供されていることを特徴とする請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の膜アレイ。
23. 少量のサンプル内の１つ又は複数の成分の迅速な検出のための分析用装置であって、
    前記分析用装置は、
    ‐階段状の構成で配置された少なくとも３つの重なっている多孔性の膜を有している膜アレイ
    を備え、前記膜アレイは、
    ‐流体サンプルを受容するために適合され、且つ検出試薬を含んでいる第１段と、
    ‐前記第１段より小さい空孔率を有している第２段と、
    ‐前記第２段より小さい空孔率を有し、且つキャプチャー試薬を含んでいる第３段と、
    を備えていることを特徴とする装置。
24. 前記第１段、前記第２段、又は前記第３段は、血液適合性及び体液適合性である任意の種類の多孔性の膜の材料から製造されていることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
25. 前記材料は、ニトロセルロース、グラスファイバー膜、合成繊維膜、ポリエーテルスルホン膜、ピロリドン膜、ポリフッ化ビニリデン膜、及びそれらの組み合わせから成っているグループから選択されていることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
26. 前記第３段は、ニトロセルロース又はポリフッ化ビニリデンから製造されていることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
27. 前記第２段は、ニトロセルロースから製造されていることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
28. 前記第１段は、約８μｍ〜約６０μｍの孔径を有していることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
29. 前記第２段は、実質的に溶血反応することなく赤血球を受け入れる孔径を有していることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
30. 前記孔径は、約８μｍ以下の赤血球の大きさより大きくなっていることを特徴とする請求項２９に記載の装置。
31. 前記サンプルは、体液を備えていることを特徴とする請求項２３〜３０のいずれか一項に記載の装置。
32. 前記体液は、全血とされることを特徴とする請求項３１に記載の装置。
33. 前記サンプルは、約１０μｌ〜約５０μｌとされることを特徴とする請求項３１又は３２に記載の装置。
34. 裏当てカードが、前記膜アレイのための支持体として設けられていることを特徴とする請求項２３〜３０のいずれか一項に記載の装置。
35. 透明カバーテープは、前記段の全て、又は一部のそれぞれの上に設けられていることを特徴とする請求項２３〜３４のいずれか一項に記載の装置。
36. 前記透明カバーテープは、ポリエルテルフィルムとされることを特徴とする請求項３５に記載の装置。
37. 前記検出試薬は、標識抗体又は標識抗原とされることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
38. 前記キャプチャー試薬は、抗体又は抗原とされることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
39. 少量の流体サンプル内の検体の量を決定するための方法であって、
    ‐流体サンプルを受容するために適合され、且つ検出試薬を含んでいる第１段と；前記第１段より小さい空孔率を有している第２段と；前記第２段より小さい空孔率を有し、且つキャプチャー試薬を含んでいる第３段と；を備えている膜アレイを準備する段階と、
    ‐前記第１段の一の端部に流体サンプルを適用する段階と、を備え、
    前記流体サンプルが毛管流を介して前記第２段内に移動するとともに前記第２段を通過し、次いで前記検体の検出が生じる前記第３段に移動することを特徴とする方法。
40. 前記流体サンプルは、前記膜アレイの縁部の厚さを通じて水平に前記第１段に移動し、且つ前記第１段に入ることを特徴とする請求項３９に記載される方法。
41. 前記流体サンプルは、少量の体液とされることを特徴とする請求項３９に記載される方法。
42. 前記体液は、全血とされることを特徴とする請求項４１に記載される方法。
43. 前記サンプルは、約１０μｌ〜約５０μｌとされることを特徴とする請求項３９〜４２のいずれか一項に記載の方法。
44. 前記検体は、カルトシニン、プロカルチトニン、ミオグロビン、トロポニンＴ（ｃＴｎＴ）、トロポニンＩ（ＣＴｎＩ）、クレアチンキナーゼ（ＣＫ−ＭＢ）、ヒト絨毛性ゴナドトロピン（ｈＣＧ）、黄体形成ホルモン（ＬＨ）、癌抗原、ウイルス感染抗原、細菌性感染抗原、真菌感染抗原、ドラック、及びその組み合わせから成っているグループから選択されていることを特徴とする請求項３９に記載の方法。
45. 前記第１の分離膜は、約８μｍから約６０μｍの孔径を有していることを特徴とする請求項３９に記載の方法。
46. 前記第２の分離膜は、実質的な溶血反応することなく赤血球を受け入れる孔径を有していることを特徴とする請求項３９に記載の方法。
47. 前記第２の分離膜の前記孔径は、約８μｍ以下の赤血球の大きさより大きくされていることを特徴とする請求項４６に記載の方法。
48. 請求項３に記載の膜アレイを備えている分析用装置であって、
    前記アレイは、２つの段のみを備えていることを特徴とする分析用装置。
49. 前記２つの段は、第１段及び第２段、又は第１段及び第３段から成っているグループから選択されていることを特徴とする請求項４８に記載の分析用装置。
50. 前記アレイは、追加の段を備えていることを特徴とする請求項３に記載の膜アレイ。

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