基于拭子的獨立的診斷系統的制作方法

專利名稱：基于拭子的獨立的診斷系統的制作方法
背景技術：
醫用拭子通常用于從患者中采集的生物標本。上述的醫用拭子通常包括在細長的棍或棒一端處的纖維尖端。一經采集樣本，可將樣本從尖端轉移到用于進行分析的檢測介質以測定目的被分析物是否存在。已經開發出被稱為“一體化(all-in-one)”拭子系統的某些系統，它既提供免疫測定的試劑，又提供在單一的獨立裝置中的拭子。例如，Nason的美國專利申請號6,248,294描述了一種用于采集和分析生物標本的基本上獨立的診斷測試裝置。該測試裝置具有限定用于接收從拭子采集的生物標本的樣品室的管形外殼。試劑分液器帽可活動地嵌在外殼上允許樣品置入樣品室中，此時可以操作分液器帽以將一種或多種所選的化學試劑傳送到用于接觸采集的樣品的樣品室。診斷條組件也被嵌在外殼上并且它包括一條沿外殼延伸的診斷條，其基本上與樣品室相互平行。提供傳輸裝置用于從樣品室移走混合樣品和試劑以接觸診斷條的一端，并且通過診斷條虹吸流體與一種或多種選擇的附加試劑接觸從而獲得肉眼檢驗結果。
然而，對于諸如如上所述的常規“一體化”系統所出現的問題是包含在裝置內的流體經常在使用前滲出裝置。另外，使用上述裝置的方法一般包括若干復雜的步驟，在檢測分析物分析物是否存在時這些步驟會降低裝置的實時效率。因此，當前存在對以簡易方式能有效地檢測被分析物存在的基于拭子的獨立裝置的需求。
發明概述根據本發明的一個實施方案，公開了診斷測試裝置。該測試裝置包括具有第一末端和第二末端的棒，該棒定義為在第一末端和第二末端之間延伸的至少一個流體通道。在棒的第一末端處配置一個拭子，該拭子被構造成用于收集測試樣品，該樣品源自被懷疑含有被分析物的生物來源。測試裝置也包括被構造成用來容納流體的流體流體室，其中流體室經流體通道與拭子流體連通。該測試裝置也包括防止流體在使用之前從流體室滲出的可破裂的密封層和用于檢測在檢測樣品中是否存在被分析物的分析裝置。該分析裝置與拭子、流體通道和流體室進行流體連通。
根據本發明的另一個實施方案，公開了用于檢測在源自生物來源的檢測樣品內是否存在被分析物的方法。該方法包括i)提供一種診斷測試裝置，該測試裝置包括a)一根具有第一末端和第二末端的棒，該棒限定了在第一末端和第二末端之間延伸的至少一個流體通道。
b)配置在在棒的第一末端處的一個拭子；c)被構造成用來容納流體的流體室，其中流體室經由流體通道與拭子流體連通。
d)防止流體在使用前從流體室滲出的密封層；和e)用于檢測測試樣品中是否存在被分析物的分析裝置，該分析裝置與拭子、流體通道和流體室流體連通；ii)收集所述拭子上的測試樣品；和iii)使密封層破裂，從流體室釋放流體，其中將流體與拭子上的檢測樣品混合，然后接觸分析裝置。
下面更為詳細地論述本發明的其它特征和方面。
附圖簡述在說明書中的其余部分針對本領域的普通技術人員更具體地闡明了包括最佳實施方式在內的本發明的完整和可實現的公開，引用了下列附圖，其中

圖1說明本發明的診斷測試裝置的一個實施方案，其中圖1A是該測試裝置的透視圖，而圖1B是該測試裝置的剖視圖；圖2說明本發明的診斷測試裝置的另一個實施方案，其中圖2A是具有分開呈現的第一和第二部件的診斷測試裝置的透視圖，而圖2B是具有呈現的插入第二部件中的第一部件的診斷測試裝置的剖視圖；圖3說明本發明的診斷測試裝置的另一個實施方案，其中圖3A是具有分開呈現的第一和第二部件的診斷測試裝置的透視圖，而圖3B是具有呈現的插入第二部件中的第一部件的診斷測試裝置的剖視圖；圖4說明本發明診斷測試裝置的另一個實施方案，其中圖4A是具有分開呈現的第一和第二部件的診斷測試裝置的透視圖，而圖4B是具有呈現的插入讀數器中的第一和第二部件的診斷測試裝置的剖視圖；和圖5是能夠用在本發明的一個實施方案中的分析裝置的透視圖。
在本說明書和附圖中反復使用的參考特征被用于表示該發明相同或類似的特征或要素。
典型實施方案詳述定義如在此使用，術語“被分析物”泛指被檢測的物質。例如，被分析物可以包括抗原物質、半抗原、抗體及其組合。被分析物包括但不限于毒素、有機化合物、蛋白質、肽、微生物、氨基酸、核酸、激素、類固醇、維生素、藥物(包括那些用于治療目的所給予的以及用于違禁目的所給予的)、藥物中間體或副產物、細菌、病毒顆粒和任何上述物質的代謝產物或抗體。某些被分析物的特定實例包括鐵蛋白；肌酸酐激酶MB(CK-MB)；地高辛苯妥英；苯巴比妥；萬古霉素；慶大霉素；茶堿；丙戊酸；奎尼丁；促黃體生成激素(LH)；促卵泡激素(FSH)；雌二醇、黃體酮；C-反應蛋白；脂質運載蛋白(lipocalins)；IgE抗體；細胞因子；維生素B2微球蛋白；糖化血紅蛋白(Gly.Hb)；皮質醇；地高辛；氮-乙酰普魯卡因酰胺(NAPA)；普魯卡因酰胺；風疹抗體、例如風疹-IgG和風疹IgM；弓形體病抗體、例如弓形體病IgG(toxo-IgG)和弓形體病IgM(toxo-IgM)；睪丸激素；水楊酸鹽；醋氨酚；乙型肝炎病毒表面抗原(HBsAg)；乙型肝炎核心抗原抗體、例如抗乙型肝炎核心抗原IgG和IgM(抗-HBC)；人免疫缺陷病毒1和2(HIV1和2)；人T-細胞白血病毒1和2(HTLV)；乙型肝炎e抗原(HBeAg)；乙型肝炎e抗原抗體(抗-HBe)；流感病毒；促甲狀腺激素(TSH)；甲狀腺素(T4)；總的三碘甲腺原氨酸(總T3)；游離的三碘甲腺原氨酸(游離T3)；癌胚抗原(CEA)；脂蛋白、膽固醇，和三酸甘油酯；和甲胎蛋白(AFP)。濫用的藥物和管制物質包括，但非局限于，安非他明；脫氧麻黃堿；巴比妥酸鹽，例如異戊巴比妥、司可巴比妥、戊巴比妥、苯巴比妥，和巴比妥；苯并二氮雜，例如，利眠寧和安定；大麻素，例如大麻浸膏(hashish)和大麻類藥(marijuana)；可卡因；芬太尼(fentanyl)；LSD；安眠酮；鎮靜劑，例如海洛因、嗎啡、可待因、氫嗎啡酮、氫可酮、美沙酮、氧可酮、氧嗎啡酮和鴉片；苯西克定；和丙氧芬。在美國專利申請號Nos.6,436,651(Everhart，等)和Nos.4,366241(Tom，等)中描述了其它可能的分析物。
如在此使用的，術語“測試樣品”泛指被懷疑含有被分析物的生物材料。測試樣品可以來自所有的生物來源，例如生理性流體，包括血液、組織液、唾液、接目鏡液、大腦脊髓液、汗液、尿液、奶液、腹腔流體、粘液、滑液、腹膜液、陰道流體、羊水等。除生理性流體之外，可以使用例如水、食品等的其它流體樣品用于進行環境或食品檢驗。另外，被懷疑含有被分析物的固體材料可以被用作測試樣品。測試樣品可在獲自生物來源時直接使用或經預處理以改變樣品特性后使用。例如上述的預處理可以包括從血液中制備血漿、稀釋粘稠液等。預處理的方法也可以包括過濾、沉淀、稀釋、蒸餾、混合、濃縮、滅活干擾組分、添加試劑等。此外，處理固體檢測樣品以形成流體介質或釋放被分析物也將是有利的。
詳細描述詳細參閱本發明的不同的實施方案，下列闡明其中的一個或多個實施例。作為本發明的說明所提供的每個實施例，對本發明無任何限制。實際上，在不違背本發明的范圍或精神下對本發明作出各種改變和變化對本領域技術人員是顯而易見的。例如，作為實施方案的一部分被說明或描述的特征，可以被用在另一個實施方案中以獲得更進一步的實施方案。因此，本發明試圖涵蓋落于所附的權利要求書的范圍內的所述改變和變化及其等同類型。
通常，本發明涉及的診斷測試裝置是精確、可靠、有效以及易于使用的。測試裝置包含用于收集被懷疑含有目的被分析物的測試樣品的拭子。本領域公知，拭子可以由各種不同的吸收材料例如棉花、人造絲、紙漿等制成，并且可以具備任何必要的形狀和/或大小。拭子被配置在棒的一端，其含有一個或多個流體通道。流體被容納在流體室內，其與流體通道流體連通。例如，流體可以是緩沖液，如磷酸鹽緩沖的鹽水(PBS)(例如，pH7.2)或2-(N-嗎啉)乙烷磺酸(MES)(例如，pH5.3)。其他類型的流體或其添加劑可以包括去污劑、鹽、溶解劑(例如用于檢測如鏈球菌或酵母的微生物)、封閉劑(例如牛血清蛋白)、其它蛋白質等。可存在于流體中的其它優選材料還包括標記的微粒、檢測探針、染料、電化學活性劑(例如氧化還原介質)或其它用于產生檢測信號的試劑。包含在流體室內的流體體積通常由用于特定試樣所需的試劑量所決定。流體的例證性體積是約50至約1000微升的流體，典型量是約100至約200微升。
根據本發明的一個方面，使用者在拭子上收集檢測樣品之后能可控地從流體室釋放流體。可以采用各種裝置以賦予對流體釋放的可選擇的控制。例如，可以使用對流體經其滲出相對耐久的密封層。密封層可以由各種不同的材料，例如不透氣薄膜、金屬密封層(例如鋁箔)等制成。在用于制成密封層的薄膜制造中的某些適宜材料可以包括熱塑性聚合物，例如聚烯烴(例如聚乙烯、聚丙烯等)、包括均聚物、共聚物、三元共聚物及其共混物；乙烯-乙酸乙烯基酯共聚物；乙烯丙烯酸乙酯共聚物；乙烯丙烯酸共聚物；乙烯丙烯酸甲酯共聚物；乙烯丙烯酸正丁酯共聚物；聚氨基甲酸乙酯；聚(醚-酯)；聚(酰胺乙醚)嵌段共聚物等。其它的適宜材料可以包括非熱塑性材料、基于硅氧烷的材料、其它彈性體材料等。在某些實施方案中，需要將密封層的厚度減到最小以便使用者容易使它破裂。在上述的情況中，密封層的厚度可以小于約0.05英寸，在某些實施方案中，厚度在約0.0003英寸至約0.01英寸之間，并且在某些實施方案中，厚度在約0.0007英寸至0.02英寸之間。
因此，在使用以前，密封層可以將流體保持在流體室內并且防止滲漏。為了釋放流體及開始診斷檢測，使用者可以簡單地使密封層破裂。在某些實施方案中，一經釋放，流體最初接觸拭子，與檢測樣品混合，然后流入流體通道。理想地，流體通道具有足夠的長度以提供增加量的時間供測試樣品和流體在接觸分析裝置前混合。在其它的實施方案中，流體最初流入流體通道，其后接觸拭子并與測試樣品混合。不論發生哪種情況，在接觸拭子并且流入流體通道之后，得到的測試樣品/流體混合物可以隨后接觸用于檢測被分析物是否存在的分析裝置。
診斷測試裝置的一個或多個組件可以是一次性使用的并且在使用后被拋棄。這樣降低了在多次檢測操作后污染的可能性，并且因此提高了準確性。
然而，盡管診斷測試裝置的一個或多個組件可以是一次性使用的，測試裝置也可以包括可重復利用的部件。例如，一次性使用的測試裝置可以包括定量或定性檢測被分析物存在的讀數器。本領域公知，上述的讀數器可以應用任何各種檢測技術。例如，讀數器可以應用光學探測技術(例如，熒光、反射、密度測定法、磷光、衍射等)；電化學檢測技術等。在一個實施方案中，可以應用反射讀數器來檢測顯示可見色(例如染色的乳膠微粒)的探針是否存在。例如，在美國專利申請號2003/0119202(Kaylor，等)描述了一種合適的反射讀數器，其在此用于任何目的作為參考被整體引入。讀數器可以包括各種對使用者有利的可選擇部分。例如，讀數器可以包括顯示器(例如LED顯示器)，用于給使用者提供數字或模擬結果。例如，讀數器還可以包括可被使用的一個或多個輸入裝置(例如，按鈕或鍵)，例如，為了便于存儲數據，連接到電腦或互聯網等。如果必要，讀數器也可以作為測試裝置的其它組件的固定器而起作用。
無論以何種特定方式制成，本發明的診斷測試裝置一個顯著的好處是，即使不是所有但大多數的診斷測試裝置組件(例如拭子、棒、流體通道、可破裂的密封層、分析裝置等)都可以包括在單一裝置內，即，它們是“獨立的。”此外。獨立測試裝置也是多功能的。例如，測試裝置能夠完成多種任務，例如血液濾過、細胞溶解、攜帶例如用于檢測的偶聯顆粒的標記物等。進一步地，棒本身是多功能的，它是拭子的載體，同時還給拭子提供流體/試劑輸送。上述的獨立、多功能測試裝置為使用者提供許多好處，包括簡易、方便、較低的成本、增強的安全性等。
當然，本發明也提供眾多其它的好處。例如，使用前在診斷測試裝置內預補充用于檢測的分析裝置和/或試劑以減少污染的可能性，從而增加準確性和可靠性。本發明的另一個好處是拭子在接觸分析裝置前可作為來自檢測樣品和/或流體污染物的過濾器而起作用，從而提高診斷檢測的準確性和可靠性。
現在將更詳細地描述本發明診斷測試裝置的各種實施方案。然而，應了解，下列所討論的實施方案僅是示范性的，在本發明中還可以使用該診斷測試裝置的任何適宜的構造。在這方面，參閱圖1，現在將更詳細地描述根據本發明可以制成的基于拭子的診斷測試裝置10的一個實施方案。如所示，診斷測試裝置10包括具有第一末端31和第二末端33的棒22。拭子24夾持在棒22的第一末端31處。在棒22的第二末端33處還配置了底座部分40。底座部分40可以與棒22整體形成或分開形成。例如，在一個實施方案中，使用者可以從底座部分40上拆卸棒22。通過這種方式，當需要收集檢測樣品時使用者可以拆卸掉棒22和拭子24，然后在需要開始診斷檢測時，再在底座部分40上重新固定棒22。棒22和底座部分40可以由各種任何材料制成，例如由模塑的或吹制的塑料制成。
棒22和底座40部分可以具有在使用過程中能夠易于手工操作的形狀。例如，棒22通常為細長和管形的，而底座部分40具有基本上圓錐的形狀。如下面將更詳細地描述的，通常棒22的細長形能便于樣品和流體的混合，還便于用拭子24取樣。另外，底座部分40的″曲線″形狀可以便于使用者緊握診斷測試裝置10。應了解如上所述的形狀和/或大小僅是舉例說明，而且事實上所有的形狀和/或大小可以被用于制成棒22和底座部分40。例如，棒22和/或底座部分40的其它適宜形狀的實例包括但不限于正方形、矩形、三角形、環形、卵圓形、梯形、橢圓、拋物線、不規則的形狀等。
座部40部分限定室70，其內提供流體用于和拭子24上收集的測試樣品混合。室70與配置在棒22上的拭子24進行流體連通。在舉例說明的實施方案中，例如，如圖1.B所示指示方向的箭頭例示的，棒22限定在第一末端31和第二末端33之間延伸的第一個流體通道50以便流體能夠從底座部分40流入第一個通道50，然后流到拭子24。可以選擇第一個流體通道50的大小和/或表面張力以便于檢測樣品和流體間的混合，而使得毛細管力促進流體從底座部分40到拭子24的流動。例如，第一個流體通道50的長度可以大于約1厘米，在某些實施方案中，在約1至約15厘米之間，而在某些實施方案中，在約5至約10厘米。第一個流體通道50的寬度(或直徑)可以基本上是恒定的或可選擇性地，可以作為長度的函數而變化。例如，在圖1中舉例說明的實施方案中，第一個流體通道50的寬度從第一末端31到第二末端33逐漸降低。不管怎樣，第一個流體通道50的至少一部分的寬度典型地小于約3毫米，在某些實施方案中，為約0.01至約3毫米，以及在某些實施方案中，為約0.05至約1毫米。
在接觸拭子24后，流體與使用者收集的檢測樣品混合，然后流過第二個流體通道52，在此處它接觸分析裝置60(圖1.B)。第二個流體通道52可以具有與第一個流體通道50相同或不同的大小和形狀。當然，小部分流體和試樣也可以不接觸分析裝置60而通過第一個流體通道50回流。不希望被理論限制，然而，可以確定的是由第一個流體通道50的尺寸所給予的毛細管力將最終強制大多數即使不是所有的混合物通過第二個流體通道52。還應了解雙流體通道的應用僅是示范性的，而在本發明中可以使用任何數目的流體通道。例如，如下面將更詳細地描述的，單流體通道可以用在本發明的某些實施方案中。
如所示，密封層46也可位于第一個流體通道50和室70內的流體之間，其對流體經其的滲出相對耐久。為了釋放室70的流體并且進入流體通道50，在一個實施方案中，使用者可以按下按鈕44或任何其它的激活裝置使密封層46破裂并且釋放流體。具體地，按鈕44和可活動的針48相連，按壓按鈕44后針48與密封層46接觸。因此，當按下時，針48以垂直方向移動，直到它接觸密封層46并且經其插入為止。一旦密封層46破裂，流體就從室70釋放。
參閱圖2，呈現了根據本發明制成的基于拭子的診斷測試裝置100的另一個實施方案。在此實施方案中，診斷測試裝置100包括兩個部件，即，第一部件102和第二部件104。類似于圖1所示的實施方案，第一部件102包括具有第一末端131和第二末端133的棒122。拭子124夾持在棒122的第一末端131處。另外，在棒122的第二末端133還配置了底座部分140。第二部件104具有外壁180，它限定保持流體在其內的流體室170。在使用前，密封層146防止流體從室170滲出。一經收集測試樣品，第一部件102可以被插入第二部件104中以開始診斷檢測。具體地，使用者可以將拭子124插入第二部件104的開口147直到拭子124接觸密封層146并且使它破裂為止。或者，可以用各種其它方法使密封層146破裂，例如通過用足夠的力量擠壓第二部件104的外壁180使密封層146破裂。如果需要，可以使用各種密封裝置以保證相當數量的流體在插入拭子124后不會從開口147滲出。例如，可以使用例如o-環、t-環、d-環、v-環等的液壓密封層。本領域公知，上述的液壓密封層將提供嵌在棒122的外表面和開口147的內表面之間的密封層。
在密封層146破裂后，流體從室170釋放并且接觸拭子124。然后流體流過拭子124并且進入流體通道150，在此處它接觸用于檢測樣品內被分析物是否存在的分析裝置60。如上所述，流體通道150的尺寸能足以幫助混合檢測樣品和流體，并且促進毛細流動。除了與流體通道150的尺寸有關的毛細管力外，容納在底座部分140內的吸收墊174也可以幫助促進毛細管作用和通過流體通道150的流體流動。例如，吸收墊174可以由基于纖維素的材料制成。
在圖4中呈現了可以用于本發明的診斷測試裝置300的另一個實施方案。圖4所示的實施方案以類似于圖2的方式起作用，但未使用底座部分140(圖2)。具體地，診斷測試裝置300包括兩個部件，即第一部件302和第二部件304。類似于圖1所示的實施方案，第一部件302包括具有第一末端331和第二末端333的棒322。拭子324夾持在棒322的第一末端331。第二部件304具有外壁380，它限定保持流體在其內的流體室370。在使用前，密封層346防止流體從室370滲出。一經收集檢測樣品，第一部件302可被插入第二部件304中以開始診斷檢測。具體地，使用者可以將拭子324插入第二部件304的開口347中，直到拭子324接觸密封層346并且使它破裂為止。在密封層346破裂后，流體從室370釋放并且接觸拭子324。然后流體流過拭子124并且進入流體通道350，在此處它接觸用于檢測測試樣品內是否存在被分析物的分析裝置60。
如果必要，第一部件302和第二部件304均可以被置入讀數器390中，用于分析檢測的結果。如圖4b所示，例如，棒322的第二末端333可以通過讀數器390的開口391被插入。如上所述，第一部件302可在無論棒322插入讀數器390之前或之后被放在第二部件304上。讀數器可以包括對使用者有利的各種任選的部件。例如，讀數器390可以包括給使用者提供數字或模擬結果的顯示器395(例如，LED顯示器)。讀數器390也可以包括可用于例如，便于存儲數據，連接到電腦或互聯網等的一個或多個按鈕393。有時，指示器390可以重復用于其它的診斷檢測，而測試裝置300的其余部分可以是一次性使用的。此外，在某些實施方案中，分析裝置60也可以包含在讀數器390內。這可以提供許多好處，例如允許用讀數器390內的分離的沖洗池(未表示出)提供的流體來洗滌分析裝置60。
參閱圖3，呈現了可以根據本發明制成的基于拭子的診斷測試裝置200的另一個實施方案。類似于圖2所示的實施方案，診斷測試裝置200包括兩個部件，即第一部件202和第二部件204。如上所述，第一部件202包括具有第一末端231和第二末端233的棒222。拭子224被夾持在棒222的第一末端231處。在此實施方案中，在棒222的第二末端233處還配置了注射器240。注射器240包括限定的開口249的外殼245穿過該開口插入一根活動軸242。外殼245還限定在其內保持流體的流體室270。在收集測試樣品之前，流體在軸242的底座244和密封層246之間的室270內保持密封。如上更詳細地描述的，密封層246是流體-不可滲透的并且防止流體過早地滲漏到棒222的流體通道250內。
如圖3A指示方向的箭頭所示，在收集測試樣品后使用者可以把拭子224插入到由第二部件204的外壁290所限定的檢測室247內。可以選擇檢測室247的大小和形狀以與拭子224和/或棒222的大小和形狀一致。如果需要，唇狀構造271可以位于檢測室247內以防止軸222的過分插入。即，唇狀構造271阻止拭子224位于分析裝置60下太遠而使得診斷檢測可能是無效的。除唇狀構造271之外，也可以使用各種其它的阻卡裝置。例如，在一個實施方案中，軸222一部分的寬度(或直徑)僅比開口247的寬度(或直徑)大，因而防止過分插入。如上所述，可以使用液壓密封層裝置以阻止在插入拭子224后流體通過檢測室247滲漏。
緊接著在拭子224插入檢測室247后，使用者可以按壓圖3B指示方向的箭頭所示的軸242來激活診斷檢測。按壓軸242使得流體室270內的流體壓力增加，直到密封層246破裂為止。密封層246的破裂使流體從室270流入到棒222內的流體通道250中。流體流過流體通道250并且與存在于拭子224上的檢測樣品混合。然后，流體和試樣的混合物可以接觸用于檢測測試樣品內是否存在被分析物的分析裝置60。
僅出于說明的目的，現在將更詳細地描述圖1-4的分析裝置60的各種實例。然而，應了解，本發明還考慮其它的分析裝置。實際上，本發明不限于任何特殊的分析裝置構造。在這方面，參閱圖5，舉例說明分析裝置60的一個實施方案，它是橫向流動的基于膜的免疫測定。免疫測定應用免疫系統的機制，其中產生對病原性的或機體外源的抗原的存在而應答的抗體。這些抗體和抗原即免疫反應物能夠彼此結合，從而產生高度特異性的反應機制，其可用于測定測試樣品中特定抗原的存在或濃度。
在舉例說明的實施方案中，分析裝置60包括任選性地由剛性材料61支承的多孔膜63。通常，多孔膜63可以由流體能夠通過的各種任何材料制成。例如，用于制成多孔膜63的材料可以包括但不限于天然的、合成的或經合成修飾過的天然存在的材料，例如多糖(如，纖維素材料例如紙和纖維素衍生物例如醋酸纖維素和硝化纖維素)；聚醚砜；聚乙烯；尼龍；聚偏二氟乙烯(PVDF)；聚酯；聚丙烯；硅石；無機材料，例如失活的礬土、硅藻土、MgSO4，或其它均勻地分散在多孔聚合物基質中的無機細分散材料，例如是氯乙烯、氯乙烯-丙烯共聚物和氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；天然存在的布(如棉花)和合成的布(如尼龍或人造絲)；多孔凝膠，例如硅膠、瓊脂糖、右旋糖酐和明膠；聚合物薄膜，例如聚丙烯酰胺等。在一個特定的實施方案中，多孔膜463由硝化纖維和/或聚醚砜材料制成。應了解，術語″硝化纖維素″是指纖維素的硝酸酯，這可以單獨的硝化纖維素或是硝酸和其它酸，例如具有1-7個碳原子的脂肪族羧酸的混合酯。
分析裝置60也可以包括吸收墊68。吸收墊68通常吸收已經遷移通過整個多孔膜63的流體。正如本領域所公知的，吸收墊68可以幫助促進毛細管作用和流體流過膜63。某些適宜的材料可以用來制成取樣墊，這些材料包括但不限于硝化纖維素、纖維素、多孔聚乙烯墊和玻璃纖維過濾紙。如果必要，取樣墊也可以包含一種或多種分析預處理試劑，其共價或非共價地連接在墊上。在舉例說明的實施方案中，測試樣品從取樣墊(未表示出)移動到結合墊62上，結合墊被放置以和取樣墊的一端相連。結合墊62由流體能夠通過的材料制成。例如，在一個實施方案中，結合墊62由玻璃纖維形成。盡管僅呈現了一個結合墊62，但是應了解其它的結合墊也可以用于本發明。
為了便于檢測測試樣品內是否存在被分析物，可以將各種檢測探針應用到結合墊62。當包含在結合墊62上時，這些檢測探針在其從取樣墊通過結合墊62(或任選地在流體中)時與被分析物保持有效結合。與被分析物結合時，檢測探針可稍后用于確定被分析物是否存在。檢測探針可以用于分析裝置60的檢測和校準。然而，在備選的實施方案中，單獨的校準探針可以被用到結合墊62上供與檢測探針結合使用，以便于同時校準和檢測，從而消除由常規分析裝置校準系統引起的誤差。然而，應了解，檢測探針和/或校準探針可以一起用于或分別用在分析裝置60的任何位置，并且不需要被用于結合墊62。進一步地，還應了解，檢測探針和/或校準探針可以應用到相同或不同的結合墊。或者，檢測探針和/或校準探針可以位于診斷測試裝置10、100、200或300的單獨區域(圖1-4)，例如在流體、流體通道或拭子內。
在有些情況下，要求通過某些方式改進檢測探針以便它們更易于結合分析物。在上述情況中，可以用某些特異性的結合成員修飾檢測探針，這些附著在探針上以形成偶聯的探針。特異性的結合成員泛指特異性的結合對成員，即，在兩個不同分子中，一個分子化學和/或物理結合第二個分子。例如，免疫反應性的特異性結合成員可以包括抗原、半抗原、適配體、抗體(一級或二級)及其復合物，包括重組DNA方法或肽合成所形成的那些在內。抗體可以是單克隆的或多克隆的抗體、重組的蛋白質或其混合物或片段，以及抗體和其它特異性的結合成員的混合物。本領域技術人員熟知上述抗體制備的細節及其用作特異性結合成員的適配性。其它常見的特異性結合對包括但不限于生物素和抗生物素蛋白(或其衍生物)、生物素和鏈親和素、碳水化合物和植物凝集素、互補的核苷酸序列(包括用于檢測靶核酸序列的DNA雜交測定法中的探針和捕獲核酸序列)，包括那些由重組方法所形成的互補的肽序列、效應因子和受體分子、激素和激素結合蛋白、酶輔助因子和酶、酶抑制劑和酶等。此外，特異性結合對可包括作為原始特異性結合成員類似物的成員。例如，可以使用被分析物的衍生物或片斷，即，被分析物的類似物，只要它具有至少一個和被分析物一樣的抗原表位。
特異性結合成員通常利用任何已知的各種技術附著于檢測探針。例如，特異性結合成員與檢測探針(例如，微粒)的共價附著可以使用羧基、氨基、醛基、溴乙酰基、碘乙酰基、硫醇、環氧及其它反應性的或連接功能性基團，以及殘余自由基和陽離子基團(可通過其完成蛋白偶聯反應)而完成。也可結合作為功能性共同單體的表面官能團，因為檢測探針的表面可能包括相對高表面濃度的極性基團。另外，盡管檢測探針常在合成后實現功能，但是在某些情況下，例如聚(苯硫酚)，探針不需要進一步的修飾就能夠與蛋白質直接共價相連。除共價結合之外，也可以使用其它的吸附技術，例如物理吸附。
例如，在一個實施方案中，包含檢測樣品的流體轉移到結合墊62，其中被分析物與被特異性結合成員修飾的檢測探針混合以形成被分析物的復合物。由于結合墊62與多孔膜63流體連通，復合物可以從結合墊62遷移到多孔膜63上的檢測區65。檢測區65可以包括固定化的吸收材料，它通常能夠與被分析物和/或其復合物形成化學或物理結合(例如，被分析物和檢測探針的復合物)。在某些實施方案中，吸收材料可以是生物吸收材料。上述的生物吸收材料是本領域熟知的，可以包括但不限于抗原、半抗原、抗體、蛋白質A或G、親和素、鏈親和素及其復合物。有時，要求這些生物吸收材料能夠結合被分析物和/或被分析物和檢測探針的復合物。
這些吸收材料用作檢測探針/被分析物的復合物的固定的結合部位。在有些情況下，被分析物例如抗體、抗原等具有兩個結合部位。到達檢測區65時，這些結合部位中的一個被復合探針的特異性結合成員占據。然而，被分析物的自由結合部位可以與固定化的吸收材料結合。結合固定化的吸收材料時，復合探針形成新的三元夾芯復合物。
檢測區65通常可以提供任何數目的不同的檢測區以便使用者可以更好地測定測試樣品內特定被分析物的濃度。各區可以包括相同的吸收材料，或可以包括不同的吸收材料用于捕獲多個被分析物。例如，檢測區65可以包括兩個或多個不同的檢測區(例如線、點等)。檢測區可以在一個方向上排列成線，它基本上垂直于測試樣品流過分析裝置60的路線。同樣地，在某些實施方案中，檢測區可以在一個方向上排列成線，它基本上與測試樣品流過分析裝置的路線平行。
雖然檢測區65可以指示被分析物的存在，但是單獨使用檢測區65常常難以測定測試樣品內被分析物的相對濃度。因而，分析裝置60還可以包括校準區64。在此實施方案中，在多孔膜63上形成校準區64并置于檢測區65的下游處。為校準區64提供了吸收材料，該吸收材料能夠結合能穿過膜63長度的任何仍然未被捕獲的檢測探針和/或校準探針。尤其，當接觸測試樣品時，不結合被分析物的任何未捕獲的探針遷移通過檢測區65并且進入多孔膜63的校準區64。在校準區64中，這些未捕獲的探針隨后結合吸收材料。
在校準區64中使用的吸收材料可以與在檢測區65使用的吸收材料相同或不同。例如，在某些實施方案中，吸收材料可以包括能與未捕獲的探針結合的聚電解質。聚電解質可以具有凈的正電荷或負電荷，以及通常為中性的凈電荷。例如，具有凈正電荷的聚電解質的一些適宜實例包括但不限于多熔素(Sigma-Aldrich化學公司市售，密蘇里州，圣路易)、聚氮丙啶；表氯醇-功能化的多胺和/或聚酰胺胺，例如聚(二甲胺-共-表氯醇)；聚二烯丙基二甲基-氯化銨；陽離子纖維素衍生物，例如用季銨水溶性單體接枝的纖維素共聚物或纖維素衍生物等。在一個具體的實施方案中，可以使用CelquatSC-230M或H-100(可購自National Starch&Chemical公司)，其為含季銨水溶性單體的纖維素衍生物。另外，具有凈負電荷的聚電解質的一些合適的實例包括但不限于聚丙烯酸，例如聚(乙烯-共-甲基丙烯酸，鈉鹽)等。應了解在本發明中可以使用的其它聚電解質，例如兩性分子聚電解質(即具有極性或非極性部分)。例如，兩性分子聚電解質的一些合適的實例包括但不限于聚(苯乙烯基-b-N-甲基2-乙烯基吡啶碘化物)和聚(苯乙烯基-b-丙烯酸)，均可購自加拿大多爾瓦爾的Polymer Source公司。
類似于檢測區65，校準區64也可以提供任何數目的沿任何方向的不同的校準區，使得使用者更好地確定在檢測樣品中特定被分析物的濃度。校準區可以用不同量的粘合劑預裝在多孔膜63上，以便未捕獲的探針移動時每個校準區能產生不同的信號強度。通過使用不同大小的校準區和/或改變每個校準區內粘合劑的濃度或體積可以改變校準區內的吸收材料總量。如果必要，可以在分析裝置60中使用過量的探測分子使得每個校準區能夠達到其對信號強度完全的和預先確定的能力。即，因為用于校準區的粘合劑數量設定在預定和已知的水平，置于校準區的未捕獲的探針數量就被預先確定。一旦捕獲，可以肉眼檢測或通過其它的檢測方法(例如，設備)測定檢測區65和校準區64的探針信號。如本領域熟知的，當從視覺上檢測時，可以任選地為診斷測試裝置10、200、200或300提供現有技術中熟知的觀察窗(圖1-4)以便使用者易于觀察分析裝置60。
有時，膜63也可以限定對照區(未表示出)，所述對照區給使用者提供了正確進行檢測的信號。例如，對照區(未表示出)可以包含固定化的吸收材料，該吸收材料通常能與探針或與固定在探針上的吸收材料形成化學和/或物理上的結合。上述吸收材料的某些實例包括但不限于抗原、半抗原、抗體、蛋白質A或G、親和素、鏈親和素、二抗及其復合物。另外，也要求將各種非生物材料用于對照區域的吸收材料。例如，如上所述，在某些實施方案中，對照區域的吸收材料還可以包括與未捕獲的探針結合的聚電解質。由于對照區域的吸收材料僅僅是對探針特異性的，無論被分析物是否存在都會形成信號。對照區域可以位于沿著膜63的任何位置，但是優選地位于檢測區65的上游。
可利用分析裝置60使用各種形式來檢測被分析物是否存在。例如，在如上所述的實施方案中，使用“夾芯”的形式。上述夾芯型測定法的其它實例在美國專利申請號4,168,146(Grubb，等)和4,366 241(Tom，等)中被描述，其在此處出于任何目的而整體引入作為參考。另外，也可以使用例如″競爭性″形式的其它形式。在競爭性測定法中，標記探針通常與同被分析物相同的分子或類似物偶聯。因而，標記探針與目的被分析物競爭可吸收的材料。競爭測定法一般用來檢測例如半抗原的被分析物，每個半抗原是單價的并且僅能夠結合一個抗體分子。在美國專利申請號No.4,235,601(Deutsch，等)，4,442,204(Liotta)和5,208,535(Buechler等)中描述了競爭性免疫測定裝置的實例，其在此處出于任何目的而整體引入作為參考。在美國專利申請號No.5,395,754(Lambotte，等)；5,670,381(Jou，等)和6,194,220(Malick，等)也描述了各種其它裝置構造和/或測定法形式，其在此處出于任何目的而整體引入作為參考。
另外，應了解在本發明中可以使用任何已知的檢測技術。例如，本領域熟知，分析裝置60也可以是電化學親和性的分析裝置，其檢測被分析物(或其復合物)和電極條上的捕獲配體之間的電化學反應。例如，在美國專利申請號No.5,508,171(Walling，等)；5,534,132(Vreeke，等)，6,241,863(Monbouauetteet)；6,270,637(Crismore，等)；6,281,006(Heller.，等)和6,461,496(Feldman，等)中描述了各種電化學測定法，其在此處出于任何目的而整體引入作為參考。
已經發現本發明的系統能夠提供相對簡單、簡潔和成本有效的裝置用于被分析物方便的收集和基本上即時現場的檢測。該系統用拭子能夠快速又便利地收集樣品。其后，可以操作測試裝置來分析采集的標本并且提供檢測結果。檢測結果是可見的，以便人以快捷的方式進行檢測時易于觀察，并且在檢測的條件下得出高度可靠和一致的檢測結果。在起始的樣品收集后，在整個檢測方案中接觸樣品的人因此基本上被預先排除，并且安全地內含采集標本的全部裝置可以在檢測結束后作為整體被拋棄。
雖然本發明已經詳述其有關的特定實施方案，本領域的技術人員應了解的是，在獲得對前述理解的基礎上，易于想到這些實施方案的替換和變化以及等同形式。因此，本發明的范圍應以附加的權利要求及其所有等同形式來評價。
權利要求
1.一種診斷測試裝置，其包括具有第一末端和第二末端的棒，所述棒限定了在所述的第一末端和第二末端之間延伸的至少一個流體通道；在所述棒的第一末端處設置一個拭子，所述的拭子被構造成用于收集測試樣品，該樣品源自被懷疑含有被分析物的生物來源；被構造成用來容納流體的流體室，其中所述流體室經由所述的流體通道與所述的拭子流體連通；可破裂的密封層，其抑制流體在使用前從所述流體室中滲漏出來；和用于檢測在測試樣品中是否存在被分析物的分析裝置，所述分析裝置與所述拭子、所述流體通道和所述流體室流體連通。
2.如權利要求1所述的診斷測試裝置，其中流體被配置為從所述流體室流出，進入所述流體通道，并且隨后接觸所述的拭子。
3.如權利要求1所述的診斷測試裝置，其中流體被配置為從所述流體室流出，接觸所述拭子，并且隨后進入所述流體通道。
4.如權利要求1到3中任一項所述的診斷測試裝置，進一步包括配置在所述棒的第二末端處的注射器。
5.如權利要求4所述的診斷測試裝置，其中所述注射器限定所述的流體室。
6.如權利要求1到3中任一項所述的診斷測試裝置，其中所述的流體室是通過設置成選擇性地接收所述拭子的部件限定。
7.如權利要求6所述的診斷測試裝置，其中當被所述部件接收時，所述密封層被構造為被所述的拭子破裂。
8.一種用于檢測在測試樣品內是否存在被分析物的方法，所述方法包括i)提供一種診斷測試裝置，所述測試裝置包括a)具有第一末端和第二末端的棒，所述棒限定在第一末端和第二末端之間延伸的至少一個流體通道；b)配置在所述棒的第一末端處的拭子；c)被構造成用來容納流體的流體室，其中所述流體室經由所述的流體通道與所述拭子流體連通；d)抑制流體在使用前從流體室滲出的密封層；和e)用于檢測測試樣品中是否存在被分析物的分析裝置，所述分析裝置與所述拭子、流體通道和流體室流體連通；ii)收集所述拭子上的測試樣品；和iii)使所述密封層破裂，將所述流體從所述流體室釋放出來，其中所述流體與所述拭子上的測試樣品混合，然后接觸所述的分析裝置。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于所述密封層破裂使得所述流體從所述流體室流入所述流體通道，并且隨后接觸所述拭子。
10.如權利要求8所述的方法，其特征在于所述密封層的所述破裂使得所述流體從所述流體室流出，接觸所述拭子，并且隨后流入所述流體通道。
11.如權利要求8所述的方法，其特征在于所述密封層是通過物理刺穿所述密封層或通過流體壓力而破裂的。
12.前述任一權利要求所述的診斷測試裝置或方法，其中所述流體通道具有大于約1厘米，優選約1至約15厘米，而且優選約5至約10厘米的長度。
13.前述任一權利要求所述的診斷測試裝置或方法，其特征在于所述流體通道的至少一部分具有小于約3毫米，優選約0.01至約3毫米，而且優選約0.05至約1毫米的寬度。
14.前述任一權利要求所述的診斷測試裝置或方法，進一步包括配置在所述棒的第二末端處的底座部分。
15.權利要求15所述的診斷測試裝置或方法，其中所述底座部分限定所述的流體室。
16.權利要求15所述的診斷測試裝置或方法，其中所述底座部分包括一個便于虹吸的吸收墊。
17.前述任一權利要求所述的診斷測試裝置或方法，其中所述棒限定至少一個附加的流體通道。
18.權利要求17所述的診斷測試裝置或方法，其中流體能夠通過所述流體通道之一從所述流體室流出而接觸所述拭子，而且流體能夠通過另外一個所述的流體通道從所述拭子流出而接觸所述分析裝置。
19.前述任一權利要求所述的診斷測試裝置或方法，其中所述分析裝置位于所述的流體通道內。
20.前述任一權利要求所述的診斷測試裝置或方法，其特征在于所述密封層具有小于約0.05英寸，優選約0.0007英寸至約0.02英寸的厚度。
全文摘要
提供一種診斷測試裝置。測試裝置包括具有第一末端和第二末端的棒，該棒限定在第一末端和第二末端之間延伸的至少一個流體通道。在棒的第一末端處配置一個拭子，裝配的拭子用于收集測試樣品，該樣品源自被懷疑含有被分析物的生物來源。該測試裝置還包括配置以包含流體的流體室，其中流體室經流體通道與拭子進行流體連通。該測試裝置還包括防止流體在使用前從所述流體室中滲漏出來的可破裂的密封層，和用于檢測在測試樣品中是否存在被分析物的分析裝置。所述分析裝置與拭子、流體通道和流體室流體連通。
文檔編號G01N1/02GK1898544SQ200480038405
公開日2007年1月17日 申請日期2004年8月9日 優先權日2003年12月23日
發明者R·M·M·凱勒, R·博加, 楊開元, D·S·科亨, H·維拉茲奎茨, A·L·奧康納 申請人:金伯利-克拉克環球有限公司