JP7235735B2 - 定量分析用の新型汎用検査システム - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年９月２０日に出願された米国特許出願第１５／７１０，２２３号（それ自体は２０１７年６月９日に出願された米国仮出願第６２／５１７，４４１号からの優先権を主張する）からの優先権を主張し、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。

血液検査は、ヒトの医療検査ニーズの大部分を占めている。医師が薬物療法の有効性を監視する必要性の高まりに加えて、ポータブル定量ポイント・オブ・ケア（ＰＯＣ）検査システムに対する必要性と需要も高まっている。ＰＯＣ検査は、２０２２年に２２０億ドルに達すると予測されている。一般的に、血液検査の大部分は、高価で複雑なロボット工学を用いた中央研究所で行われる。多くの血液検査がＰＯＣ市場に到達するためには、検査は最低限、簡単であり、中央研究所（ｃｅｎｔｒａｌ ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）で生成されたものと同じ精度と正確さを提供する必要がある。適度に複雑な（例えば、ＥＬＩＳＡ）技術により、医師は場合によっては中央研究所を避けることができる。しかしながら、これらの技術は一般に臨床検査改善修正法案（ＣＬＩＡ）のライセンスを受けたＰＯＣ医師には利用できず、通常、食品医薬品局（ＦＤＡ）のＣＬＩＡウェーブ状態の対象ではないため、ポイント・オブ・ケア検査には利用できない。定量的ポイント・オブ・ケア検査を提供するこれまでの取り組みは、製造日に設定され、使い捨て可能な検査で販売されているバーコード又はチップデバイスを介して送信される事前作成の校正曲線に依存していた。しかしながら、事前作成の校正曲線には大きな制限がある。

対象分析物を有するサンプルが校正ストリップと同時に実行されるため、開示された技術は、同じ結合剤を利用しながら、以前に使用された技術の問題を克服することができる。該校正ストリップは、異なる濃度の、サンプルストリップにおける測定中の対象分析物、又は対照分析物（即ち、対象分析物とは別である分析物）を含む。従って、検出器結合剤のわずかな不安定性は、校正曲線と患者サンプルの構成上で同じ程度に適用される。換言すれば、開示されたシステムは自己修正式であり、再現可能で正確な結果を得ることができる。

ここでは、定量分析及び定性分析の様々なデバイスと方法について説明する。具体的には、「オンボード」校正器を含むカセットが開示されている。カセットは、多くの場合、校正用のラテラルフローストリップ及びサンプル用のラテラルフローストリップを含む。ラテラルフローストリップは、流体の毛細管運動を許容する多孔質膜で形成される。「校正ストリップ」は、既知濃度の分析物（サンプル内の対象分析物又は対照分析物）を有する少なくとも２つ、場合によっては３つ、４つ、又はそれ以上の領域を含む。カセットを分析に使用するには、サンプルが「サンプルストリップ」に堆積され、チェイス（ｃｈａｓｅ）流体がサンプルストリップ及び校正ストリップの両方に供給される。チェイス流体は、サンプルストリップ及び校正ストリップと接触するパッドからコンジュゲート物質を放出し、その後、該コンジュゲート物質はストリップを上に移動する。コンジュゲート物質は、対象分析物への結合パートナーであり、マーカーを含むか又はマーカーで構成され得る。校正ストリップ上で、コンジュゲート物質は、存在する分析物に遭遇し結合する。分析物（直接又は別個の結合パートナーを介して間接的に）に結合すると、マーカーは信号を発する。該信号は、存在する分析物の量に直接比例する。その後、校正ストリップ上で発生する信号は、校正曲線を生成するように機器によって光学的に解釈される。この校正曲線は、サンプルストリップ上で発生する並行信号を計算又は解釈するために使用される。開示されたカセットは、光透過又は光反射のいずれかを介して画像を解釈できる機器と互換性があり得る。感度の向上が望まれる実施形態では、光透過を使用することができる。

開示されたカセットは、任意の所望の対象分析物を測定するように構成することができる。例えば、カセットは、抗原、抗体、ホルモン、たんぱく質、受容体、ＤＮＡ、ＲＮＡ、酵素、医薬物質、及び／又は環境汚染物質を測定するように構成することができる。適切な結合パートナー及び／又はマーカーは、選択された対象分析物及び／又は対照分析物に基づいて選択して、適切な校正ストリップ及びサンプルストリップを作成するために使用することができる。

１つの特定の例示的な実施形態では、対象抗原を測定するようにカセットを設定する。このカセットのための校正ストリップは、既知濃度の抗原及び抗原に免疫結合した抗体を含む。この例示的な実施形態では、カセットは、マーカー（例えば、金粒子）付きのコンジュゲートパッドを含む。チェイス流体が導入されると、マーカーは再構成され、抗体に結合した抗原に移動して結合する。サンプルストリップ上で、サンプルが混合し、チェイス流体と一緒にマーカー（この例では、コロイド金検出器粒子）を再構成し、多孔質膜上に移動する。抗原が存在する場合、信号が発生する。

異なる例示的な実施形態では、カセットは、対象抗原を測定するように設計され、校正ストリップは、マーカーに結合した既知濃度の抗原を含む。この例示的な実施形態では、コンジュゲートパッドは、チェイス流体が導入されたときにマーカーに結合した抗原に移動し結合する抗体を含む。本明細書で開示されたカセットは、特定の対象分析物のための適切な結合パートナー及び／又はマーカーの多数の可能な組み合わせを有する校正ストリップ及びサンプルストリップを含み得る。抗体及び抗原が詳細に説明されるが、本開示はそのように限定されることを意図していない。例えば、ホルモン、たんぱく質、ビタミン、酵素、ＤＮＡ、ＲＮＡ、医薬物質、及び／又は環境汚染物質などの分析物を含むサンプル及び校正ストリップは、すべて本開示の範囲内である。

驚くべきことに、「オンボード」校正機能を備えた開示されたカセットは、流体、サンプル、結合剤、及び／又はマーカーを２つのラテラルフローストリップ上に均等に、重要でない変動で分配することができる。さらに、開示されたカセットは、校正ストリップから堅牢で安定した校正曲線を生成し、サンプルストリップから未知の定量結果を正確に報告することができる。

本開示の幾つかの実施形態による、校正ストリップ及びサンプルストリップを含む例示的なカセットの斜視図を示す。 本開示の幾つかの実施形態による、図１に示される例示的なカセットの分解図である。 本開示の幾つかの実施形態による、図１に示される例示的なカセットの底面図を示す。 本開示の実施形態による、図１に示される例示的なカセットハウジングの底部の上面図を示す。 本開示の実施形態による、図１に示される例示的なカセットハウジングの上部の内面図を示す。 本開示の幾つかの実施形態に従って構成された例示的な校正ストリップの斜視図を示す。 本開示の幾つかの実施形態に従って構成された例示的なサンプルストリップの斜視図を示す。 幾つかの例示的な実施形態による、呼吸器合胞体ウイルス（ＲＳＶ）を測定するためのオンボード校正器を使用して得られた定量結果のグラフ表示を示す。 幾つかの例示的な実施形態による、５７．５μＩＵ／ｍｌの濃度で甲状腺刺激ホルモン（ＴＳＨ）を測定するためのオンボード校正器を使用して得られた定量的な速度論的結果のグラフ表示を示す。 幾つかの例示的な実施形態による、５．７５μＩＵ／ｍｌの濃度でＴＳＨを測定するためのオンボード校正器を使用して得られた定量的な速度論的結果のグラフ表示を示す。 幾つかの例示的な実施形態による、０．５７５μＩＵ／ｍｌの濃度でＴＳＨを測定するためのオンボード校正器を使用して得られた定量的な速度論的結果のグラフ表示を示す。 幾つかの例示的な実施形態に従って形成された例示的なカセットから測定されたピクセル面積のグラフ表示を、サンプル体積の関数として示す。 幾つかの例示的な実施形態による、ヒストプラズマ・カプスラーツムを測定するためのオンボード校正器を使用して得られた定量結果のグラフ表示を示す。

「オンボード」校正機能を提供する検査デバイス、即ちカセットが開示される。特に、開示されたカセットは、校正ストリップ及びサンプルストリップを含み、これらはそれぞれ、毛細管力を使用して流体がそこを流れることを可能にする多孔質材料で形成されている。校正ストリップには既知量の分析物が含有され、そこから校正曲線を作成してサンプルストリップの分析に適用することができる。カセットは、高バックグラウンドのサンプルを迅速に洗浄するための個別の洗浄ポートを含み得る。

カセットは、光透過又は光反射技術を使用して読み取ることができる信号を生成する。開示されたカセットは、人間、動物、環境サンプル及び／又は食品サンプルの診断検査に使用することができる。必要に応じて、開示されたデバイス及び技術は、ポイント・オブ・ケア（ＰＯＣ）設定で医師が処方した薬品に関する薬物療法の有効性及び／又は患者コンプライアンスを監視するために使用され得る。カセット、校正ストリップ、及びサンプルストリップの構造に関する詳細は、関連する使用方法とともに以下で詳細に説明する。

（カセット）
図１は、幾つかの例示的な実施形態による、校正ストリップ７及びサンプルストリップ２を含む例示的なカセット１００の斜視図を示す。図１に示すように、カセット１００は、上部１及び底部８を有する実質的に剛性のハウジングを含む。ハウジングの上部１と底部８は、幾つかの実施形態では、押し込まれると相互に連結して、プレスフィット又は摩擦フィットを形成し、接着剤なしで機械的に互いに固定されたままである。幾つかの実施形態では、上部ハウジング１及び底部ハウジング８は、反対側のハウジングとプレスフィットを形成するように設計されたクランプ領域６を含み得る。幾つかの実施形態では、カセット１００は、少なくとも１つ、少なくとも２つ、少なくとも３つ、少なくとも４つ、少なくとも５つ、又は少なくとも６つのクランプ領域６を含む。

図１は、サンプルストリップ２及び校正ストリップ７を有するカセット１００を示す。カセット１００内では、流体ポート５は、サンプルストリップ２及び校正ストリップ７の両方に接触する。カセット１００はまた、サンプルポート４を含む。サンプルは、サンプルストリップ２を通って移動する前に、サンプルポート４に導入することができる。サンプルポート４は、校正ストリップ７と流体連通していない。幾つかの実施形態では、カセット１００は洗浄ポート３を含む。洗浄ポート３は、高バックグラウンドのサンプル（例えば、溶血血液又は着色サンプル）に追加の洗浄を提供するために使用され得る。存在する場合、洗浄ポート３は、サンプルストリップ２と流体連通しているが、校正ストリップ７と流体連通する必要がない。

図２は、図１に示される例示的なカセット１００の分解図を示す。特に、流体パッド５、校正ストリップ７、及びサンプルストリップ２がより明確に見え、クランプ領域６が示される。例えば、図２は、ハウジングの底部８がハウジングの上部１の対応する凹領域６Ｂにクランプする２つのアーム６Ａを含む例示的な実施形態を示す。図２に示される例示的な実施形態では、ハウジングの上部１は、ハウジングの底部８の対応する凹領域６Ｄにクランプする４つのアーム６Ｃを含む。

図３は、図１に示される例示的なカセット１００の底面図を示す。図３に示すように、ハウジングの底部８は、位置決め溝９を含み得、それにより、カセット１００を読み取り及び分析のために容易に位置決めすることができる。ハウジングの底部８はまた、校正ストリップ７の下に配置されたフローストリップライトガイドポート１０を含んでもよく、それは透過ベースの検出方法に使用されてもよい。図３に示すように、幾つかの例示的な実施形態では、バーコード１１はカセット１００上に置かれてもよい。サンプル体積分析ポート１２はまた、サンプルストリップ２の下のハウジングの底部８に含まれてもよい。幾つかの実施形態では、ハウジングの底部８はまた、透過ベースの検出方法のためのサンプルストリップ２の下に配置されたフローストリップライトガイドポート１３を含んでもよい。

図４は、例示的なカセットハウジングの底部８の上面図を示す。図４に示すように、カセットハウジングの底部８は、フローストリップライトガイドポート１０、サンプル体積分析ポート１２、フローストリップライトガイドポート１３、及び１つ以上のクランプ領域６を含む。さらに、ハウジングの底部８はまた、フローストリップから過剰な液体を除去するために複数の過剰流体チャンネル１４を含むことができる。図４に示すように、過剰流体チャンネル１４は、フローストリップの１以上の側部に配置され得る。幾つかの例示的な実施形態では、過剰流体チャンネル１４は、フローストリップ２と７（図２に示す）との間に形成されてもよい。これら及びその他の実施形態では、図４に示すように、時々「毛細ディスラプター」とも呼ばれる過剰流体チャンネル１４は、サンプルストリップ２及び／又は校正ストリップ７（図２に示される）の内側及び／又は外側に形成されてもよい。図４は、サンプルストリップ２及び校正ストリップ７の内側と外側の両方に形成された毛細ディスラプター１４を有するカセットハウジングを示す。

カセットハウジングの底部８はまた、ストリップ２と７（図２に示される）を囲む側壁１５を含み得る。幾つかの実施形態では、側壁１５は、幾つかの領域で低くなり、フローストリップ（例えば、サンプルストリップ又は校正ストリップ）からの流体が過剰流体チャンネル１４に入ることを可能にする。これら及びその他の実施形態では、流体パッドの適切な位置決めを容易にするために、流体パッド位置決めバー１６がハウジングの底部８に形成されてもよい。

図５は、例示的なカセットハウジングの上部１の内面図を示す。示されるように、上部１は、サンプルストリップ２と校正ストリップ７（図２に示される）の両方への流体連通を提供する流体パッドポート１７を含む。上部１はまた、サンプルがサンプルストリップに導入されることを可能にするサンプルポート４を含む。幾つかの実施形態では、上部１は、サンプルストリップ２及び／又は校正ストリップ７に圧力をかける複数の立ち上げ領域（本明細書では「圧力点」と呼ばれる）を含むように構成される。

幾つかの実施形態では、上部１は複数の圧力点１８を含み、同数の圧力点１８はサンプルストリップ２及び校正ストリップ７と接触する。図５は、複数の圧力点１８を含むカセットの上部１の例示的な実施形態を示す。例えば、圧力点１８ａはサンプルストリップ２と接触し、圧力点１８ｂは校正ストリップ７と接触する。圧力点１８ｃは、サンプルストリップ２上の洗浄ポート３を囲んでいる。図５に示される例示的な実施形態では、校正ストリップ７は、圧力点１８ｃと同じ形状の圧力点１８ｄを含むが、下には洗浄ポートが設けられていない。校正ストリップとサンプルストリップの両方に圧力点をマッチングさせることで、両方のストリップでラテラルフローが同じとなり、ストリップから得られた測定値が同等になることが保証される。圧力点１８ｅはサンプルストリップ２と接触し、圧力点１８ｆは校正ストリップ７と接触する。サンプルポート４を囲む圧力点１８ｇによって提供される接触をマッチングさせるために、ハウジングの上部１はまた圧力点１８ｈを含み得るが、その位置にはポートが存在していない。図５に示すように、圧力点１８ｉは、サンプルストリップ２及び校正ストリップ７の両方と接触する流体パッドポート１７を囲むように提供されてもよい。

図５は、１７個の圧力点（１８ａ～１８ｉ）を有するカセットを示しているが、本開示を考慮すると、いくつかの例示的なカセットは、図５に示すよりも多い又は少ない圧力点を含み得ることが理解される。例えば、幾つかの実施形態では、カセットハウジングの上部１は、各フローストリップ上に少なくとも２、３、４、５、６、７、又は８つの圧力点を含み得る。全体で、ハウジングの上部１は、任意の数の圧力点を含んでもよい。例えば、上部１は、２～３０個の圧力点、５～２５、又は１０～２０個の圧力点を含んでもよい。図５に示される例示的な実施形態は１７個の圧力点を含むが、より多くの又はより少ない圧力点を有する実施形態は本開示の範囲内である。様々な実施形態では、少なくとも１つの圧力点は、サンプルストリップ２及び校正ストリップ７の両方と接触する。さらに、カセットハウジングの上部１に含まれる圧力点は、図５に示されるように、線形、正方形、円形、及び楕円形にされてもよい。一方、他の実施形態では、他の様々な形状又は形状の配置が使用されてもよい。

（校正ストリップ）
図６は、例示的な校正ストリップ７を示す。図６に示される校正ストリップ７は、接着剤付きバッキング１０２に固定され流体の毛細管運動を可能にする様々な基材を含む。幾つかの実施形態では、バッキング１０２は、校正ストリップ７とほぼ同じ長さのポリマー材料で形成される。選択された実施形態では、バッキング１０２は光学的に透明である。特に、バッキング１０２は、可視光の少なくとも９５％の透過を可能にし得る。次に、毛細管流動基材１０４は、バッキング１０２に接着されてもよい。毛細管流動基材１０４は、ニトロセルロース、又はナイロンもしくはポリスチレンなどの毛細管作用により流体の流動を可能にする他の多孔質材料など、任意の適切な材料で形成されてもよい。幾つかの実施形態では、毛細管流動基材１０４は、バッキング１０２の全長に沿って延びる。一方、他の実施形態では、毛細管流動基材１０４は、バッキング１０２よりも短い。

校正ストリップ７の毛細管流動基材１０４は、マーカー領域１０６を含み得る。マーカー領域１０６は、既知濃度の分析物、分析物のための結合パートナー、及び／又はマーカーを含む。マーカーは、分析物に結合したとき又は分析物に結合した結合パートナーに結合したときに、検出可能な信号を発する。幾つかの実施形態では、校正ストリップ７上の分析物は、サンプルにおける対象分析物と同じである。一方、他の実施形態では、校正ストリップ７上の分析物は、サンプルにおける対象分析物とは別である対照分析物である。対照分析物が使用される実施形態では、対照分析物は、対象分析物と同じ結合剤に結合する分析物であってもよい。マーカー領域１０６は、検査デバイスに使用されるアッセイの設計に基づいた適切な構成要素を含み得る。例えば、例示的なアッセイが抗原を検出するように設計されている場合（対象分析物として）、アッセイは結合パートナーとして抗体を使用し、マーカーとして金粒子を使用する。幾つかのそのような実施形態では、マーカー領域１０６は、抗体に結合した既知量の抗原、又は既知量の抗原及び金粒子を含み得る。マーカー領域１０６が抗体に結合した抗原を含む実施形態では、金粒子はコンジュゲートパッド１１０に含まれ、アッセイ中にマーカー領域１０６まで上方に移動し得る。金粒子は、抗体に結合した抗原に遭遇すると、結合して複合体を形成し得る。マーカー領域１０６が抗原及び金粒子を含む実施形態では、コンジュゲートパッド１１０は、アッセイ中にマーカー領域１０６まで上方に移動し、抗原及び金粒子と複合体を形成する抗体を含み得る。

開示された検査デバイスで採用されるアッセイの多くの構成及び変形が可能である。例えば、幾つかの実施形態では、対象分析物は、受容体、ホルモン、抗原、抗体、たんぱく質、酵素、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ビタミン、医薬物質、及び／又は環境汚染物質であってもよい。このような場合では、適切な結合パートナーは、対象分析物のアイデンティティに基づいて選択することができる。例えば、適切な結合パートナーは、有機化合物、無機化合物、受容体、抗原、抗体、ホルモン、酵素、たんぱく質、及び／又はＤＮＡであってもよい。対象分析物に結合するために使用され得るコロイド金以外の例示的なマーカーは、酵素（セイヨウワサビペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼ、又はグルコースオキシダーゼなど）、セレン、放射性同位体、ＤＮＡレポーター、蛍光レポーター（フィコエリトリンなど）、及び／又は電気化学発光タグ、酸化ケイ素や酸化鉄などの無機化合物、及び無機化合物の化学的誘導体を直接又は間接的に含むが、それらに限定されない。

さらに、開示された検査デバイスのアッセイは、競合的又は非競合的であり得、１つ、２つ、又はそれ以上の結合部位を含み得る。例えば、アッセイは１部位非競合アッセイであってもよい。該アッセイでは、分析物がマークされた結合パートナー（例えば、標識抗体）に結合し、マークされた結合パートナーからの信号が測定されて分析物の濃度が決定される、他の実施形態では、アッセイは２部位非競合アッセイであってもよい。該アッセイでは、分析物が第１結合パートナー（例えば、抗体部位）及びマークされた結合パートナー（例えば、標識抗体）の両方に結合する。このタイプのアッセイは、一般的に「サンドイッチアッセイ」として知られている。他の実施形態では、アッセイは競合アッセイであってもよい。該アッセイでは、マークされていない分析物がマークされた分析物と競合して、結合パートナー（例えば、抗体）に結合する。次に、マークされた未結合分析物の量が測定され、サンプル中の（最初にマークされていない）分析物の濃度を計算するために使用される。

図６に示される例示的な校正ストリップ７は、４つの別個のマーカー領域１０６を含むが、他の実施形態は、少なくとも２つ、少なくとも３つ、４つ、５つ、又はそれ以上のマーカー領域１０６を含んでもよい。幾つかの実施形態では、別個のマーカー領域１０６はそれぞれ非ゼロであるが、他の実施形態では、少なくとも１つの別個のマーカー領域はゼロである。例えば、一実施形態では、校正ストリップ７は、２つの別個のマーカー領域を含んでもよく、一方がゼロであり、他方が非ゼロである。別の実施形態では、校正ストリップ７は、２つの非ゼロの別個のマーカー領域を含んでもよい。マーカー領域１０６は、図６に示すように、水平線であってもよいし、又は非線形であってもよい。幾つかの実施形態では、各マーカー領域１０６は、異なる濃度の分析物及び／又は結合パートナーを含む。しかしながら、他の実施形態では、マーカー領域１０６のうちの２つは、測定の偏差を評価するために同じ濃度の分析物及び／又は結合パートナーを含んでもよい。例えば、幾つかの実施形態では、校正ストリップのマーカー領域１０６は、０～１００％の濃度範囲の分析物（結合パートナーの有無にかかわらず）を含む。幾つかの実施形態では、校正ストリップのマーカー領域１０６は、５％を超えて、２０％を超えて、又は５０％超えて変化する分析物濃度を含む。１つの特定の例示的な実施形態では、校正ストリップは、濃度が４０％の分析物を有する第１領域、濃度が６０％の分析物を有する第２領域、濃度が８０％の分析物を有する第３領域、及び濃度が１００％分析物を含む第４領域を含む。幾つかの実施形態では、マーカー領域１０６は、より高い分析物濃度を有する領域の前に流体がより低い分析物濃度を有する領域に遭遇するように、校正ストリップ７上に配置されてもよい。逆に、マーカー領域は、より低い分析物濃度を有する領域の前に流体がより高い分析物濃度を有する領域に遭遇するように配置されてもよい。本明細書で提供される教示に照らして、多数の構成及び変形が明らかになるであろう。

図６に示すように、校正ストリップ７は、毛細管流動基材１０４と接触するコンジュゲートパッド１１０を含む。幾つかの実施形態では、コンジュゲートパッド１１０は、毛細管流動基材１０４と少なくとも部分的に下に、又は少なくとも部分的に重なって配置されてもよい。コンジュゲートパッド１１０は、ニトロセルロース又は別の多孔質材料で形成されてもよい。幾つかの実施形態では、コンジュゲートパッド１１０には、対象分析物及び／又はマーカーのための結合パートナーなど、アッセイに適切な材料を装填してもよい。幾つかの特定の例示的な実施形態では、コンジュゲートパッドは、金粒子に結合した乾燥検出抗体を含有する。カセット１００の流体ポート５を介してチェイス流体が加えられると、流体は、校正ストリップ７とサンプルストリップ２の両方に流れ、アッセイが開始する。チェイス流体は、水などの適切な流体（例えば、脱イオン水）であってもよい。選択された実施形態では、チェイス流体は１つ以上のバッファーを含んでもよい。チェイス流体は、コンジュゲートパッド１１０上にロードされた化合物を移動又は再構成する。例えば、コンジュゲートパッドが金粒子に結合した乾燥検出抗体を含む場合、チェイス流体は、毛細管流動基材１０４を流れ続ける前に、金標識の検出抗体を再構成する。再構成された金標識の検出抗体が校正ストリップ上の抗原に到達すると、抗体－抗原に結合し、信号を生成する複合体（抗体－抗原－Ａｕ－抗体）を形成する。

幾つかの実施形態では、サンプルパッド１１２は、コンジュゲートパッド１１０を少なくとも部分的に重ねて校正ストリップ７上に配置されてもよい。サンプルパッド１１２は、ニトロセルロース又は別の多孔質材料などの任意の適切な材料で実装されてもよい。以下で詳細に説明するように、サンプルストリップ２は、サンプルが堆積されるサンプルパッドを含む。サンプルストリップが別個のサンプルパッドを含む実施形態では、図６に示すように、校正ストリップ７はまた、同様のサイズのサンプルパッド１１２を含んでもよい。

さらに、図６に示すように、校正ストリップ７はまた、過剰な流体を収集するために吸収パッド１０８を含んでもよい。吸収パッド１０８は、毛細管流動基材１０４と重なり、ニトロセルロース又は別の多孔質材料などの吸収材料で形成されてもよい。幾つかの実施形態では、カセットハウジングの上部１上の１つ以上の圧力点１８は吸収パッド１０８と接触してもよい。

本開示を考慮すると当業者には理解されるように、校正ストリップ７は、図６に示されるものよりも少ない又は多い別個の部分を含んでもよい。特に、図６は、サンプルパッド１１２、コンジュゲートパッド１１０、吸収パッド１０８、及び毛細管流動基材１０４のための分離した別個の多孔質部材を含む校正ストリップ７を示す。しかしながら、幾つかの実施形態では、校正ストリップ７は、より少ない別個の多孔質部材で形成されてもよい。例えば、幾つかの実施形態では、校正ストリップ７は、サンプルパッド１１２、コンジュゲートパッド１１０、吸収パッド１０８及び／又は毛細管流動基材１０４に対応する領域を含む単一の単体多孔質部材で形成されてもよい。多数の構成及び変形が当業者には明らかであろう。

（サンプルストリップ）
図７は、例示的なサンプルストリップ２を示す。該サンプルストリップ２は、校正ストリップ７のバッキング１０２と同じであっても異なってもよいバッキング２０２と、毛細管流動基材１０４と同じであっても異なってもよい毛細管流動基材２０４、吸収パッド１０８と同じであっても異なってもよい吸収パッド２０８とを含む。状況によっては、バッキング、毛細管流動基材、吸収パッドのための校正ストリップとサンプルストリップの両方に同じ材料を使用して、ストリップ間の均一性を促進し、同様のアッセイ条件を確保することが有利な場合がある。サンプルストリップ２はまた、コンジュゲートパッド１１０に関して説明したように構成され得るコンジュゲートパッド２１０、及びサンプルパッド１１２に関して説明したように構成され得るサンプルパッド２１２を含む。幾つかの実施形態では、校正ストリップ７のサンプルパッド１１２に使用される材料は、サンプルストリップ２のサンプルパッド２１２に使用される材料と同じである。

図７に示すように、サンプルストリップ２は、検査線２１４と対照線２１６を含んでもよい。サンプルストリップ２は、（図７に示すように）流体が対照線２１６の前に検査線２１４に遭遇するように、又は流体が検査線２１４の前に対照線２１６に遭遇するように構成されてもよい。幾つかの実施形態では、対照線２１６は、既知の量の分析物（対象分析物又は対照分析物のいずれか）を含み、検査線２１４は、対象分析物のための１つ以上の結合パートナーを含む。幾つかの実施形態では、対照線２１６はまた、分析物及び／又はマーカーのための結合パートナーを含んでもよい。例えば、１つの特定の実施形態、対象分析物は抗原であり、対照線２１６は、抗体に結合した既知量の抗原を含む。この例示的な実施形態では、検査線２１４はまた、サンプルにおける分析物に結合する抗体を含む。この例示的なカセットは、コンジュゲートパッドから移動し、且つサンプルストリップ２上に形成された分析物複合体と結合するマーカー粒子を使用して実行される。異なる例示的な実施形態では、対照線２１６は、既知量の分析物とマーカーを含む。この例示的な実施形態では、検査線２１４はマーカー粒子を含み、抗体結合パートナーがコンジュゲートパッドから検査線２１４及び対照線２１６に移動する際にアッセイが実施される。本開示を考慮すると、対照線２１６及び検査線２１４の多数の変形が当業者には明らかであろう。

（実施例１）
第１例示的な実施形態では、カセットは、呼吸器合胞体ウイルス（ＲＳＶ）について定量的に検査するように設計されたサンプルストリップ及び校正ストリップを含む。サンプルストリップ及び校正ストリップの一般的なラテラルフローアーキテクチャは次のとおりである。

例示的なラテラルフローストリップは、Ｌｏｈｍａｎｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ接着バッキングプラスチック（ＧＬ－１８７（登録商標）アクリルＰＳＡでラミネートされ、剥離ライナーで支持された．０１０’’の白色又は透明ポリエステル）を使用して構築された。ザルトリウス２５ｍｍ ＣＮ１４０ニトロセルロースは、バッキング材料の底部から約３７ｍｍのＬｏｈｍａｎｎバッキング材料の上部に置かれた。Ｗｈａｔｍａｎ／ＧＥからの２２ｍｍ幅の吸収パッド材料ＣＦ５には、Ｌｏｈｍａｎｎバッキング材料の上部にインデックスが付けられ、ニトロセルロース上にオーバーラップを形成し、カセットハウジングの圧力点に対応した。ニトロセルロースの下側に、コンジュゲートパッド材料を配置した（１４ｍｍ Ａｈｌｓｔｒｏｍ ６６１４、及び／又はＡｈｌｓｔｒｏｍ １２８１を配置して、ニトロセルロースの上部にオーバーラップを形成する）。最終的な２４ｍｍのサンプル塗布材料は、コンジュゲートパッド材料上にオーバーラップを形成するために、Ｌｏｈｍａｎｎバッキング材料の底部にインデックスが付けられる。すべてのコンポーネントを組み立てたら、Ｂｉｏｄｏｔギロチンカッターを使用して、積層材料を６ｍｍ幅のストリップに切断した。さらに、Ａｈｌｓｔｒｏｍ ６６１４で作られた１０ｘ１５ｍｍの流体パッドを切断し、ストリップの底部に置いた。抗原を免疫学的に結合するには、ニトロセルロースを使用して、５０ｐｇ／ｍｌ～３ｍｇ／ｍｌの範囲の対象抗原に対する抗体を結合する。Ｂｉｏｄｏｔの分注プラットフォームを使用して、４ラインの抗体を正確に分注した。続いて、ニトロセルロースを強制熱風下で乾燥させた。Ｂｉｏｄｏｔの分注プラットフォームを２回通過させて、抗体の上部に抗原を分注し、その後乾燥させた。増加する信号強度ラダーを形成するために、ラインごとに増加する量の抗原（ｎｇ／ｍＬ）を使用した（底部で最も低い）。サンプルストリップと同じロッド及び濃度の金粒子に結合した検出抗体をコンジュゲートパッド材料に適用し、乾燥した。

Ｂｉｏｄｏｔ分注システムを使用して１ｕＬ／ｃｍのレートで１．５ｍｇ／ｍＬのＶｉｒｏｓｔａｔ Ｉｎｃからのモノクローナル抗ＲＳＶをＳａｒｔｏｒｉｕｓ ＣＮ１４０ ニトロセルロースに堆積させることにより、サンプルストリップを形成した。０．５ｍｇ／ｍＬのヤギ抗ニワトリ対照線もＲＳＶ線の北に１ｕＬ／ｃｍのレートで堆積させた。Ａｈｌｓｔｒｏｍ１２８１はニトロセルロースに重なり、Ａｈｌｓｔｒｏｍ ６６１４はサンプル／コンジュゲートパッドとして機能した。ＢＢＩ ６０ｎｍコロイド金粒子にコンジュゲートされたＶｉｒｏｓｔａｔ Ｉｎｃからの抗ＲＳＶ、及びＢＢＩ ４０ｎｍコロイド金粒子にコンジュゲートされたニワトリＩｇＹを含有する溶液を、Ｂｉｏｄｏｔ分注システムを使用して１５ｕＬ／ｃｍのレートでＡｈｌｓｔｒｏｍ ６６１４にスプレーし、乾燥させた。Ｌｏｈｍａｎｎバッキング材料にラミネートすると、ｂｉｏｄｏｔカッターを使用してこれらのストリップを６ｍｍ幅に切断した。

この例示的な実施形態の校正ストリップは、以下のように構成された。１．５ｍｇ／ｍＬのＶｉｒｏｓｔａｔ Ｉｎｃからのモノクローナル抗ＲＳＶを、Ｂｉｏｄｏｔ分注プラットフォームを使用してＳａｒｔｏｒｉｕｓ ＣＮ１４０ ニトロセルロース上に４本の等間隔の線に堆積させて乾燥させた。ｂｉｏｄｏｔ分注プラットフォーム上の２回目の通過で、ＺｅｐｔｏｍｅｔｒｉｘからのＲＳＶ抗原陽性対照の希釈液（線１で４０％、線２で６０％、線３で８０％、及び線４で１００％）を抗体線の上部に堆積させて乾燥させた。

Ｔｒｉｔｏｎ ｘ１００、Ｔｒｉｓバッファー及びＰｒｏｃｌｉｎ ３００を使用してＲＳＶ試薬のためのチェイス流体を調製した。サンプルを添加した後に、この溶液を流体エントリポートに添加した。

説明された校正及びサンプルストリップは、流体パッドとともにカセットに組み立てられた。鼻腔スワブ、鼻咽頭スワブ、鼻腔ウォッシュ、又はウイルストランスポートメディアから調製した２０ｕＬの患者サンプルをサンプルエントリポートに添加した。３００ｕＬのチェイス流体を流体エントリポートに添加した。次いで、カセットを室温で１０分間反応させた。校正ストリップ上の４本の校正線からの信号を、Ｄｅｔｅｋｔ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌからの光反射ラテラルフローリーダーシステムを使用して記録し、サンプルストリップから生成された未知の信号と比較した。各カセットは、１０分の時点で生成された信号から計算された自身の校正を受信した。次に、この例から得られたデータを標準（陽性対照の希釈液）と比較して、カセットデバイスの精度を決定した。表１は、得られた結果を示す。図８は、ＲＳＶを測定するためのオンボード校正器を使用して得られた結果のグラフ表示を示す。

表１に示すように、例示的な検査デバイスは、陽性対照溶液の希釈率を正確に予測した。さらに、記録された最大の差は、７％の測定誤差未満であった。幾つかの実施形態では、サンプル中の分析物濃度の定量測定は５％、４％、３％、２％、又は１％未満の誤差百分率を有する。

（実施例２）
別の例示的な実施形態では、全血中のヒト甲状腺刺激ホルモン（ＴＳＨ）レベルを検出するために動的ラテラルフロー検査が作成された。例示的な検査デバイスは、次の手順に従って構成された。校正ストリップとサンプルストリップは、実施例１に記載の一般的なラテラルフローアーキテクチャに従って生成された。

Ｂｉｏｄｏｔ分注システムを使用して１ｕＬ／ｃｍのレートで２ｍｇ／ｍＬのモノクローナル抗ＴＳＨ（Ｂｉｏｓｐａｃｉｆｉｃ）を２８ｍｍのＳａｒｔｏｒｉｕｓ ＣＮ１４０ ニトロセルロースに堆積させることにより、サンプルストリップを作成した。０．５ｍｇ／ｍＬのヤギ抗ニワトリ対照線もＴＳＨ線の北に１ｕＬ／ｃｍのレートで堆積させた。Ａｈｌｓｔｒｏｍ ６６１４（１４ｍｍ）はニトロセルロースに重なり、コンジュゲートパッド材料として機能した。ＢＢＩ ６０ｎｍコロイド金粒子にコンジュゲートされたモノクローナル抗ＴＳＨ（Ｂｉｏｓｐａｃｉｆｉｃ）、及びＢＢＩ ４０ｎｍ コロイド金粒子にコンジュゲートされたニワトリＩｇＹを含有する溶液を、Ｂｉｏｄｏｔ分注システムを使用して１５ｕＬ／ｃｍのレートでＡｈｌｓｔｒｏｍ ６６１４にスプレーし、乾燥させた。Ｌｏｈｍａｎｎバッキング材料にラミネートすると、Ｂｉｏｄｏｔカッターを使用してこれらのストリップを６ｍｍ幅に切断した。

校正ストリップは、Ｂｉｏｄｏｔ分注プラットフォームを使用して、サンプルストリップに使用した同じ抗体と濃度の４本の等間隔の線をＳａｒｔｏｒｉｕｓ ＣＮ１４０ニトロセルロース上に堆積させて乾燥させることにより構成された。ｂｉｏｄｏｔ分注プラットフォーム上の２回目の通過で、ＴＳＨを含まないヒト血清に希釈したＳｃｒｉｐｐｓ ＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓからのＴＳＨ（線１で３．６ｎｇ、線２で０．３６ｎｇ、線３で０．０３６ｎｇ、線４で０．００３６ｎｇ）を抗体線の上部に堆積させて乾燥させた。

チェイス流体は、ＴＳＨ試薬に適合し血液溶血を制限するように開発された。チェイス流体溶液には、Ｔｗｅｅｎ２０、重炭酸ナトリウム、及びＥＤＴＡが組み込まれた。サンプルを導入した後に、この溶液を流体エントリポートに添加した。

例示的な校正及びサンプルストリップは、流体パッドとともにカセットに組み立てられた。２０ｕＬの患者サンプルをサンプルエントリポートに添加し、２００ｕＬのアッセイ実行流体（ａｓｓａｙ ｒｕｎ ｆｌｕｉｄ）を流体エントリポートに添加した。

次に、経時的にカセットを動力学的に分析できる光透過機器（ＯＩＤｘ）にカセットを挿入した。４本の校正線からの信号を記録し、サンプルから生成された未知の信号と比較した。各カセットは、様々な時点で生成された信号から計算された自身の校正を受信した。オンボード校正システムの精度を確定するために、既知の標準をサンプル（Ｗｏｒｌｄ Ｈｅａｌｔｈ ＴＳＨ標準の希釈）として実行した。図９は、５７．５μｌＵ／ｍｌサンプルのアッセイ時間の関数としての実際の濃度と比較した計算された濃度を示し、図１０は、５．７５μｌＵ／ｍｌサンプルのアッセイ時間の関数としての実際の濃度と比較した計算された濃度を示す。

図１１に示すように、０．５７５μＩＵ／ＴＳＨサンプルの場合、値は３分以内に達する。別の実施形態では、より低い標準の０．０５７５μＩＵ／ｍｌが同様の結果で使用される。サンプルストリップ又は校正ストリップに配置された対照線に蓄積された信号を使用するアッセイ停止機能を組み込むことにより、アッセイの検出限界（ＬＯＤ）で値を生成するように動的アッセイを設計できる。例えば、上記の実験で、ＬＯＤが０．５７５μＩＵ／ｍｌの場合、アッセイは３分で完了する。幾つかの例示的な実施形態では、ＬＯＤは、０．１μＩＵ／ｍｌ又は０．０５μＩＵ／ｍｌほど低くでもよい。幾つかの実施形態では、本明細書に記載のデバイスは、チェイス流体が導入されてから１０分以内に、ＬＯＤ、例えば０．０５μＩＵ／ｍｌ以下の濃度で分析物を検出することができる。

（実施例３）
別の例示的な実施形態では、カセットは、サンプルとして使用される場合にバックグラウンド染色を引き起こし得る全血中のヒトＴＳＨレベルを検出するように設計された。光透過及びサンプル体積分析も評価された。校正ストリップとサンプルストリップは、実施例１に記載の一般的なラテラルフローアーキテクチャに従って生成された。例示的なカセットは次のように構成された。

１ｕＬ／ｃｍのレートでＢｉｏｄｏｔ分注システムを使用して、２ｍｇ／ｍＬのモノクローナル抗ＴＳＨ（Ｂｉｏｓｐａｃｉｆｉｃ）を２８ｍｍのＳａｒｔｏｒｉｕｓ ＣＮ１４０ ニトロセルロースに堆積させることにより、サンプルストリップを調製した。０．５ｍｇ／ｍＬのヤギ抗ニワトリ対照線もＴＳＨ線の北に１ｕＬ／ｃｍのレートで堆積させた。Ａｈｌｓｔｒｏｍ ６６１４（１４ｍｍ）はニトロセルロースに重なり、コンジュゲートパッド材料として機能した。ＢＢＩ ６０ｎｍコロイド金粒子にコンジュゲートされたモノクローナル抗ＴＳＨ（Ｂｉｏｓｐａｃｉｆｉｃ）、及びＢＢＩ ４０ｎｍコロイド金粒子にコンジュゲートされたニワトリＩｇＹを含有する溶液を、Ｂｉｏｄｏｔ分注システムを使用して１５ｕＬ／ｃｍのレートでＡｈｌｓｔｒｏｍ ６６１４にスプレーし、乾燥させた。Ｌｏｈｍａｎｎバッキング材料にラミネートすると、Ｂｉｏｄｏｔカッターを使用してこれらのストリップを６ｍｍ幅に切断した。

チェイス流体は、ＴＳＨ試薬に適合し血液溶血を制限するように開発された。チェイス流体溶液には、Ｔｗｅｅｎ２０、重炭酸ナトリウム、及びＥＤＴＡが組み込まれた。サンプルを導入した後に、この溶液を流体エントリポートに添加した。２５ｕＬの高度に溶血した全血サンプルをサンプルポートに添加し、通常どおり検査した。アッセイ開始から９分で、溶血による問題についてカセットを視覚的に評価した。表２は、観察された内容と、洗浄ポートを使用してバックグラウンドをクリアする方法を説明する。

この例示的な実施形態に示すように、洗浄ポートは、高バックグラウンドサンプルを効果的に除去する方法を提供できる。さらに、洗浄ポートは自動化された実践にも対応する。例えば、幾つかの実施形態では、カセットは、特定の信号強度のバックグラウンドノイズが検出されたときに洗浄ポートを介して溶液を自動的に供給するように構成されてもよい。本開示を考慮すると、多数の実装技術が当業者には明らかであろう。

（実施例４）
別の実施形態では、光透過とサンプル体積を測定する機器を形成した。この例示的な機器は、本明細書では「ＯＩＤｘ」と呼ばれる。ＯＩＤｘ機器は、画像から画素領域を測定するようにプログラムされた。機器をプログラムするために、様々な量の全血を例示的なカセットのサンプルポートに添加した。全血を添加してから３０秒後にストリップの画像をキャプチャした。図１２は、サンプル体積の関数として（画素領域に基づいて）測定された信号のグラフを示す。

図１２に見られるように、測定された画素面積は、１４μＬ～２６μＬのサンプル体積の間で線形である。例示的な光透過機器は、幾つかの実施形態では、指先の小穴（ｐｒｉｃｋ）からの血液などのサンプル体積を移すためにピペットを使用する必要性を排除し得る。これにより、検査手順のさらなる操作ステップが削減され、ＦＤＡによるＣＬＩＡウェーブ状態を取得する可能性が高まる。

（実施例５）
別の実施形態では、尿中のヒストプラズマを検出するためにカセットが形成された。カセットのためのサンプルストリップは、前述の一般的なラテラルフローアーキテクチャを使用して構築された。サンプルストリップを作成するために、Ｂｉｏｄｏｔ分注システムを使用して１ｕＬ／ｃｍのレートで、１．５ｍｇ／ｍＬのウサギモノクローナル抗ヒストプラズマ・カプスラーツムを２５ｍｍ Ｓａｒｔｏｒｉｕｓ ＣＮ１４０ ニトロセルロースに堆積させた。０．５ｍｇ／ｍＬのヤギ抗ニワトリ対照線も抗ヒストプラズマ線の北に１ｕＬ／ｃｍのレートで堆積させた。Ａｈｌｓｔｒｏｍ ６６１４はニトロセルロースに重なり、コンジュゲートとサンプルパッドの両方として機能した。Ａｈｌｓｔｒｏｍ ６６１４は、尿サンプルとの干渉を低減するために、コロイド金の堆積前に処理された。ＩＭＲＡ ４０ｎｍコロイド金粒子にコンジュゲートされた抗ヒストプラズマ・カプ（ａｎｔｉ Ｈｉｓｔｏｐｌａｓｍａ ｃａｐ．）、及びＩＭＲＡ ４０ｎｍコロイド金粒子にコンジュゲートされたニワトリＩｇＹを含有する溶液を、Ｂｉｏｄｏｔ分注システムを使用して１５ｕＬ／ｃｍのレートでＡｈｌｓｔｒｏｍ ６６１４にスプレーし、乾燥させた。Ｌｏｈｍａｎｎバッキング材料にラミネートすると、Ｂｉｏｄｏｔカッターを使用してこれらのストリップを６ｍｍ幅に切断した。

チェイス流体は、ヒストプラズマ薬剤に適合し、尿サンプルからの干渉を制限するように開発された。チェイス流体溶液には、ドデシル硫酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム及びリン酸塩緩衝液が組み込まれた。説明されたストリップは、流体パッドとともにカセットに入れられた。

既知濃度のヒストプラズマ・カプスラーツムが混入された６０ｕＬの尿を、サンプルポートに添加した。３００ｕＬのチェイス流体を流体ポートに添加し、アッセイを１０分間実施した。結果をＤｅｔｅｋｔ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌリーダーで読み取って、信号を定量した。得られたデータを図１３に示す。図１３に示されるデータは、本明細書に記載の方法とデバイスを使用して尿中のヒストプラズマ・カプスラーツムを検出できることを示す。

（追加の例示的な実施形態）
以下の追加の例示的な実施形態は、現在開示されている方法及びデバイスの態様をさらに詳細に説明するために提供されており、本開示の範囲を制限することを意図するものではない。

幾つかの例示的な実施形態では、定量的なサンプル分析のための普遍的な方法が提供される。この方法は、場合によっては、追加のユーザーステップなしでサンプル分析と同時に取得された校正曲線を含み得る。これら及びその他の実施形態では、ラテラルフローベースのシステムを実現することができる。このシステムでは、サンプルが、チェイス流体とともに乾燥コロイド金抗体検出体コンジュゲート又は他の適切な検出体結合剤を再構成する吸収材料に添加される。毛細管力により、サンプル及びコロイド金検出体は、制御された多孔性膜上へ横方向に移動する。膜上には、抗体、抗原、受容体などの結合パートナーが予め吸着されている。分析物、即ち抗原又は抗体がサンプルに存在する場合、特定の結合剤間で反応が発生し、機器と校正曲線で視覚的又は定量的に読み取ることができる信号を生成する。これは一般に「サンドイッチアッセイ」と呼ばれ、対象分析物が２つの適切な結合パートナーの間に挟まれ、その一方が結合剤に関連する検出体信号を有する。信号は分析物濃度に正比例する。これら及びその他の実施形態では、サンプルストリップと同時に発生する校正器ストリップ上の信号は、サンプルと比較される校正又は標準曲線を作成するように機器によって解釈され、それにより、サンプルの定量結果が生成された。

測定された信号から校正曲線（「標準曲線」と呼ばれることもある）を作成する技術は、当業者に知られている。例えば、測定された信号を分析物濃度に対してプロットし、データポイント間に最良適合線を生成することができる。最良適合線は、場合によっては、方程式ｙ＝ｍｘ＋ｂに従うことがある。ｙは、測定された信号であり、ｍは感度（即ち、線の傾き）、ｘは分析物濃度であり、ｂはバックグラウンドに起因する定数である。最良適合線が生成されると、方程式を使用して未知の分析物濃度を確定することができる。一部のシステムでは、分析物濃度と測定された信号との間の関係は、特定の分析物濃度の範囲内で線形又はほぼ線形となることがある。測定された信号が分析物濃度に対して線形関係を有する領域は、本明細書では「線形範囲」と呼ばれる。場合によっては、線形範囲は、システムの検出限界（ＬＯＤ）と線形限界（ＬＯＬ）の間に及ぶことがある。ＬＯＤ未満では、測定された信号はバックグラウンド干渉に起因する可能性があり、ＬＯＬを超える場合、測定された信号は分析物濃度に対して非線形の関係を持つ。従って、ＬＯＤとＬＯＬ（線形範囲内）の間で得られた測定は、線形範囲外の値よりも信頼性の高い校正曲線を生成する場合がある。

前述したように、開示されたデバイスは校正ストリップを含む。該校正ストリップは、サンプルストリップに適用される溶液中の分析物濃度を定量化するための信頼性の高い校正曲線を生成するための信号を生成するように選択された特定の分析物濃度を有する。幾つかの実施形態では、開示された校正ストリップは、少なくとも１つの非ゼロ分析物濃度値を含む。これら及びその他の実施形態では、校正ストリップは、分析物濃度がゼロの領域を含み得、そこから信号が測定され、その後、校正曲線を生成するために使用される。幾つかの特定の例示的な実施形態では、校正ストリップから読み取られた２つの信号（１つは非ゼロの分析物濃度を有する領域からの信号、別の１つはゼロの分析物濃度を有する領域からの信号）のみが校正曲線の生成に使用され得る。幾つかのそのような例示的な実施形態では、非ゼロの分析物濃度は、精度を最大化するために線形範囲内になるように選択され得る。これら及びその他の実施形態では、ゼロの分析物濃度を有する領域で測定された信号は、最良適合線方程式の「ｂ」変数の値に対応し、バックグラウンド及び非特異的結合から生成された信号を示す。ゼロの分析物濃度を有する領域からの信号を測定することも、様々な実施形態で使用して、追加の安全制御を提供することができる。例えば、ゼロの分析物濃度を有する領域で発生する視覚的な色は、検査の失敗及び／又は結果の不正確さを示す場合がある。本開示を考慮すると、多数の構成及び変形が当業者には明らかであろう。

開示されたカセットは、光透過又は光反射のいずれかを介して画像を解釈できる機器と互換性があり得る。幾つかの実施形態では、カセットは、光反射及び透過ベースの検出方法を使用して読み取られ得る。感度の向上が望まれる実施形態では、光透過を使用することができる。

幾つかの実施形態では、サンプル分析結果を定量的に提供することができる。しかしながら、幾つかの実施形態では、必要に応じて、定量結果を定性的に報告してもよいことを理解されたい。例えば、ＴＳＨ測定の場合、結果は、甲状腺機能正常性（ＥＵＴＨＹＲＯＩＤ）、甲状腺機能亢進性（ＨＹＰＥＲＴＨＹＲＯＩＤ）、又は甲状腺機能低下性（ＨＹＰＯＴＨＹＲＯＩＤ）として報告されてもよい。

幾つかの実施形態では、処方箋を含む医学的処置に関する疾患の進行や退行を監視するために開示された方法を使用してもよい。幾つかの実施形態では、処方薬剤の患者コンプライアンスを監視するためにシステムを使用してもよい。

様々な実施形態では、発生する信号は、コロイド金に加えて、蛍光ラベル、酵素、化学発光ケミストリー、強磁性粒子及びシリカ粒子などの様々な検出体ストラテジーを組み込んだナノ材料ベースのバイオセンサーに由来する。

場合によっては、定量結果は、単位体積あたりの分析物質量の濃度、単位体積あたりの活動単位、又は基準値のパーセンテージとして報告されてもよい。

開示されたカセットは、デバイス内の圧力点の正確な配置と障壁の適切な組み込みにより、サンプルストリップと校正ストリップの両方で液体の流れの均一性を提供し、移動又は流れが膜ストリップに完全に制限されるようにする。開示されたシステムは、同じカセット及び機器で光反射又は透過ベースの検出も利用できる。数字や定量が不要な妊娠検査などの特定の検査では、検査を視覚的に読み取ることができる。幾つかの実施形態では、洗浄ポートは、溶血した全血又は着色サンプルを特徴とするサンプルを定量化するために使用され得る。開示されたシステムはまた、適切な膜ベースのフィルターを組み込むことにより、特定のサンプルに存在する可能性のある干渉（偽陽性）粒子を除去する能力を有し得る。開示されたシステムはまた、デバイスに添加されたサンプル（例えば、正確なピペットの必要性を排除する指先の小穴からの血液の滴）の体積を画像化して記録してもよい。感度と柔軟性を高めるためのコロイド金とサンプルのオフボード混合は、開示されたアッセイ設計のいずれでも使用され得る。

幾つかの実施形態では、開示されたカセットにより、全血、尿、唾液、スワブ、及び／又は排泄物を含む複数のサンプルタイプが検査され得る。動的アッセイ能力により、開示されたシステムは、サンプル濃度に応じて、結果を迅速に（例えば、２～１０分以内に）報告し得る。開示されたシステムは、核酸（ＰＣＲ、ｒｔＰＣＲ）アッセイを実行する能力、及び／又は同じストリップ上で分析物を多重化する能力を有し得る。開示されたシステムはまた、コロイド金、ラテックス粒子、蛍光ラベル及び超常磁性粒子と適合性があり得る。幾つかの実施形態では、校正ストリップは、製造日に実行された校正曲線を参照するロット固有の校正器を特徴としてもよい。

本明細書で説明されている特徴及び利点は、包括的なものではなく、特に、多くの追加の特徴及び利点が、図面、明細書、及び特許請求の範囲を考慮して当業者に明らかになるであろう。また、本明細書で使用される言語は、主に読みやすさと指導的な目的のために選択されたものであり、本明細書で説明されている本発明の主題の範囲を制限するものではないことに留意されたい。本開示の実施形態の前述の説明は、例示の目的で提示され、網羅的であること、又は特許請求の範囲を開示された詳細な形式に限定することを目的としたものではない。関連技術の当業者は、上記の開示に照らして多くの修正や変形が可能であることを理解することができる。

Claims (29)

1. 分析物の第１濃度を有する第１領域及び前記分析物の第２濃度を有する第２領域を含み、前記第１濃度が前記第２濃度と異なる校正ストリップと、
   前記校正ストリップと平行に配置されたサンプルストリップと、
   前記サンプルストリップと流体連通しているが、前記校正ストリップと流体連通していないサンプルポートと、
   前記校正ストリップ及び前記サンプルストリップと流体連通する流体ポートとを含む、ことを特徴とするカセット。
2. 前記校正ストリップは、前記第１領域及び前記第２領域に分析物のための結合パートナーを更に含む、ことを特徴とする請求項１に記載のカセット。
3. 前記校正ストリップは、前記分析物又は結合パートナーに結合するように構成されたマーカーを含むコンジュゲートパッドを更に含む、ことを特徴とする請求項１に記載のカセット。
4. 前記校正ストリップは、第１領域及び第２領域の分析物に結合したか又は結合するように構成されたマーカーを更に含む、ことを特徴とする請求項１に記載のカセット。
5. 前記校正ストリップは、前記分析物及び／又は前記マーカーのための結合パートナーを含むコンジュゲートパッドを更に含む、ことを特徴とする請求項４に記載のカセット。
6. 前記校正ストリップは、第３濃度の分析物を有する第３領域を更に含み、前記第３濃度は、第１濃度及び第２濃度とは別である、ことを特徴とする請求項１に記載のカセット。
7. サンプルストリップと流体連通する洗浄ポートを更に含む、ことを特徴とする請求項１に記載のカセット。
8. 前記サンプルストリップは、既知濃度の対象分析物とは異なる分析物を含む対照線と、対象分析物のための結合パートナーを含む検査線とを更に含む、ことを特徴とする請求項１に記載のカセット。
9. 前記分析物の前記第１濃度はゼロであり、前記分析物の前記第２濃度はゼロより大きい、ことを特徴とする請求項１に記載のカセット。
10. 前記分析物の前記第１濃度はゼロより大きく、前記分析物の前記第２濃度はゼロより大きい、ことを特徴とする請求項１に記載のカセット。
11. 前記分析物は、受容体、抗原、抗体、ホルモン、たんぱく質、酵素、ＤＮＡ、ＲＮＡ、医薬物質、または環境汚染物質である、ことを特徴とする請求項１に記載のカセット。
12. ハウジングを更に含み、前記校正ストリップ及び前記サンプルストリップは前記ハウジング内に固定収容され、前記ハウジングは少なくとも２か所で前記サンプルストリップと接触し、少なくとも２か所で前記校正ストリップと接触する、ことを特徴とする請求項１に記載のカセット。
13. 前記ハウジングは少なくとも４か所で前記サンプルストリップと接触し、少なくとも４か所で前記校正ストリップと接触する、ことを特徴とする請求項１２に記載のカセット。
14. 上部及び底部を含む、実質的に剛性のハウジングと、
    校正ストリップと、サンプルストリップと、サンプルポートと、流体ポートとを含み、
    前記ハウジング内に固定保持された校正ストリップであって、第１濃度の分析物を有する第１領域及び第２濃度の前記分析物を有する第２領域を含み、前記第１濃度は第２濃度とは異なる前記校正ストリップと、
    前記ハウジング内に固定保持されたサンプルストリップと、
    前記サンプルストリップの上方で前記ハウジングの前記上部に形成された、前記校正ストリップと流体連通していないサンプルポートと、
    前記校正ストリップ及び前記サンプルストリップの上方で前記ハウジングの上部に形成される流体ポートと、
    を含むことを特徴とするカセット。
15. 前記ハウジングの前記上部は、前記ハウジングの前記上部に形成されて前記サンプルストリップへのアクセスを提供する洗浄ポートを更に含む、ことを特徴とする請求項１４に記載のカセット。
16. 前記ハウジングの底部は、前記サンプルストリップ又は前記サンプルポートの下にサンプル体積分析ポートを含む、ことを特徴とする請求項１４に記載のカセット。
17. 前記ハウジングの底部は、前記サンプルストリップ及び前記校正ストリップの下に配置されたフローストリップライトガイドポートを含む、ことを特徴とする請求項１４に記載のカセット。
18. 前記ハウジングの前記上部は複数の圧力点を含み、少なくとも２つの圧力点が前記サンプルストリップと接触し、少なくとも２つの圧力点が前記校正ストリップと接触する、ことを特徴とする請求項１４に記載のカセット。
19. 前記ハウジングの底部に形成された複数の過剰流体チャンネルを更に含み、１つ以上の前記過剰流体チャンネルは前記サンプルストリップと流体連通する、ことを特徴とする請求項１４に記載のカセット。
20. １つ以上の前記過剰流体チャンネルは、前記校正ストリップと流体連通する、ことを特徴とする請求項１９に記載のカセット。
21. サンプルにおける分析物の濃度を測定する方法であって、
    校正ストリップ及びサンプルストリップを有するカセットのサンプルポートに前記サンプルを導入するステップであって、前記サンプルポートは前記サンプルストリップと流体連通しているが、前記校正ストリップと流体連通していないステップと、
    前記校正ストリップ及び前記サンプルストリップに流体を導入するステップと、
    前記校正ストリップから少なくとも２つの信号を光学的に検出するステップと、
    前記少なくとも２つの信号から校正曲線を生成するステップと、
    前記サンプルストリップから信号を検出するステップと、
    前記サンプルストリップからの信号及び前記校正曲線からの信号に基づいて、前記サンプルにおける前記分析物の濃度の定量的測定値を決定するステップと、
    を含む、ことを特徴とする方法。
22. 前記校正ストリップからの前記信号は、光透過又は光反射を用いて検出される、ことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
23. 前記サンプルストリップからの前記信号は、光透過又は光反射を用いて検出される、ことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
24. 前記流体は、前記校正ストリップと前記サンプルストリップに同時に導入される、ことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
25. 前記サンプルストリップからの前記信号は、前記流体が導入された後１０分内に光学的に検出される、ことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
26. 前記サンプルにおける前記分析物濃度の定量的測定値は、１％～１０％の誤差百分率がある、ことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
27. ポイント・オブ・ケア（ＰＯＣ）設定で医師が処方した薬品に関する薬物療法の有効性及び／又は患者コンプライアンスを監視するために使用される、ことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
28. 前記校正ストリップから光学的に検出された前記少なくとも２つの信号は、非ゼロの分析物濃度を有する領域から生成される、ことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
29. 前記校正ストリップから光学的に検出された前記信号の少なくとも１つは、ゼロの分析物濃度を有する領域から生成される、ことを特徴とする請求項２１に記載の方法。

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