使用反應(yīng)時間的校準(zhǔn)分析的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)專利申請的交叉引用
[0002] 本專利申請要求于2012年11月15日提交的美國臨時申請No. 61/726,626的優(yōu) 先權(quán)，該臨時申請的公開內(nèi)容以引用方式全文并入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及診斷分析領(lǐng)域，并且具體地講涉及待檢測的分析物存在于生物或非生 物樣品中的側(cè)向流分析。
【背景技術(shù)】
[0004] 診斷分析廣泛用于多種疾病的診斷、治療和管理并且對多種疾病的診斷、治療和 管理十分重要。多年來已經(jīng)開發(fā)出不同類型的診斷分析，以簡化對諸如血液、血清、血漿、尿 液、唾液、組織活檢、糞便、痰、皮膚或咽拭子以及組織樣品或處理過的組織樣品的臨床樣品 中的各種分析物的檢測。很多情況下期望這些分析能給出快速且可靠的結(jié)果，同時易于使 用并且制造成本低?？梢岳斫?，在一次同樣的分析中很難滿足所有這些要求。在實施過程 中，許多分析受到其速度的限制。另一個重要參數(shù)為靈敏度。分析技術(shù)中的最新進(jìn)展已導(dǎo) 致靈敏度越來越高的測試，其允許檢測痕量分析物以及在盡可能早的時間內(nèi)檢測到樣品中 的疾病指標(biāo)。
[0005] 一種常見類型的一次性分析裝置包括用于接收液體樣品的區(qū)或區(qū)域、也稱為綴合 物區(qū)的試劑區(qū)、以及也稱為檢測區(qū)的反應(yīng)區(qū)。這些分析裝置通常稱為側(cè)向流測試條。它們 采用多孔材料，例如硝化纖維，從而限定能夠支持毛細(xì)流動的流體流動路徑。例子包括在美 國專利No. 5, 559, 041、5, 714, 389、5, 120, 643和6, 228, 660中示出的那些，這些專利均以引 用方式全文并入本文。
[0006] 樣品添加區(qū)在很多情況下由更為多孔的材料組成，該材料能夠吸收樣品，并且當(dāng) 需要進(jìn)行血細(xì)胞分離時還能有效地捕集紅血細(xì)胞。此類材料的例子為纖維材料，諸如紙張、 起絨布、凝膠或薄紙，包括例如纖維素、羊毛、玻璃纖維、石棉、合成纖維、聚合物或它們的混 合物。
[0007] 另一種類型的分析裝置為具有突出部以引起毛細(xì)流動的無孔分析裝置。此類分析 裝置的例子包括開放側(cè)向流裝置，如在WO 2003/103835、W0 2005/089082、W0 2005/118139 和WO 2006/137785中所公開，這些專利均以引用方式全文并入本文。
[0008]已知的無孔分析裝置在圖1中示出。分析裝置1具有至少一個樣品添加區(qū)2、試劑 區(qū)3、至少一個檢測區(qū)4和至少一個芯吸區(qū)5。這些區(qū)形成流路，樣品通過該流路從樣品添加 區(qū)流至芯吸區(qū)。檢測區(qū)4中還包括諸如抗體的捕獲元件，其能夠結(jié)合到分析物，任選地沉積 在裝置上（諸如通過涂布）；以及帶標(biāo)記的綴合物材料，其也能夠參與將允許確定分析物的 濃度的反應(yīng)，沉積在裝置上的試劑區(qū)中，其中帶標(biāo)記的綴合物材料承載用于在檢測區(qū)中檢 測的標(biāo)記。當(dāng)樣品流過試劑區(qū)時，綴合物材料被溶解，形成溶解的帶標(biāo)記的綴合物材料的綴 合物羽流和向下游流至檢測區(qū)的樣品。當(dāng)綴合物羽流流入檢測區(qū)時，綴合的材料將諸如通 過綴合的材料與分析物的復(fù)合物（如在"夾心"分析中）或直接地（如在"競爭性"分析中） 被捕獲元件所捕集。未結(jié)合的溶解的綴合物材料將快速經(jīng)過檢測區(qū)進(jìn)入至少一個芯吸區(qū)5。 圖1中還示出了突出部或微柱7。諸如在全部以引用方式全文并入的US 20060289787A1、 US20070231883A1、US 7, 416, 700和US 6, 139, 800中所公開的一種儀器能夠在檢測區(qū)中檢 測結(jié)合的綴合材料。常見的標(biāo)記包括可由儀器檢測的熒光染料，該儀器激發(fā)熒光染料并且 結(jié)合了能夠檢測熒光染料的檢測器。
[0009] 為了根據(jù)測量信號（例如熒光信號）產(chǎn)生可報告的結(jié)果，需要將校準(zhǔn)曲線配制成 使測量信號與被分析樣品中所關(guān)注的分析物的濃度相關(guān)。開發(fā)校準(zhǔn)曲線在本領(lǐng)域中是熟知 的并且不需要詳細(xì)說明。簡而言之，以類似于最終使用者在具有未知濃度的分析物的樣品 上進(jìn)行分析的方式，在分析裝置上運行具有已知不同濃度的分析物（也稱為校準(zhǔn)器流體） 的多種樣品。將由諸如分析物/帶標(biāo)記的抗體綴合物的產(chǎn)生分析物信號的復(fù)合物所產(chǎn)生的 信號讀出并記錄為多種樣品中每一種的數(shù)據(jù)點。數(shù)據(jù)點繪制在濃度與信號強(qiáng)度的曲線上。 隨后可將數(shù)據(jù)點曲線擬合到公式中，該公式提供隨該具體分析的信號強(qiáng)度而變化的分析物 濃度。例如，線性相關(guān)性可由c = mS+b表示，其中C為分析物的濃度，S為所測量的信號并 且m和b為通過實驗確定的常數(shù)。非線性相關(guān)性可用非線性數(shù)學(xué)模型表示，諸如logit/log4 關(guān)系。
[0010] 對于許多可商購獲得的分析，校準(zhǔn)曲線在進(jìn)行分析的工廠中進(jìn)行開發(fā)。由于在進(jìn) 行分析時原料和其他因素的變化，使得可針對產(chǎn)生的每批次分析開發(fā)不同的批次特定的校 準(zhǔn)曲線。隨后可將校準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)包括在向最終使用者銷售的每批次分析中。或者，當(dāng)顧客 通過所述批次的分析材料、其分析儀以及由制造商提供的一系列校準(zhǔn)器材料運行校準(zhǔn)過程 時，由顧客的分析儀自動地創(chuàng)建校準(zhǔn)曲線。
[0011] 在工廠制作校準(zhǔn)曲線時，使用標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)器流體逼近將由分析裝置的最終使用者使 用的實際樣品的特性。例如，如果將分析與血漿樣品一起使用，則校準(zhǔn)器流體通常將配制成 模擬典型血漿樣品的特性。對于等同形式的測量信號而言，這應(yīng)當(dāng)導(dǎo)致在待分析樣品中未 知的分析物濃度與校準(zhǔn)器流體中的分析物的濃度相同。
[0012] 側(cè)向流分析的典型測量信號為沿著檢測區(qū)的熒光強(qiáng)度與距離的跡線的峰值高度 或峰值面積。然而，有時的情況是其中樣品中的測量信號不僅取決于濃度。特別是對于毛 細(xì)驅(qū)動的側(cè)向流分析裝置而言，除了分析物濃度之外，其他因素也可影響測量信號。如果 不將這些因素考慮在內(nèi)，則待分析樣品的測量信號將不與樣品中分析物的真實濃度精確相 關(guān)。當(dāng)然這可例如對患者的診斷或預(yù)后具有深遠(yuǎn)影響。
[0013] 因此，需要一種可將影響毛細(xì)驅(qū)動的側(cè)向流分析裝置的測量信號的其他因素考慮 在內(nèi)的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明涉及緩解一個或多個上述問題的分析裝置。
[0015] 本發(fā)明的一個方面涉及一種在用于檢測具有流路的分析裝置中的一種或多種所 關(guān)注分析物的液體樣品上進(jìn)行分析的方法，該裝置在流路上包括樣品區(qū)和檢測區(qū)。方法包 括：將樣品分配到樣品區(qū)上；將樣品和試劑混合，其中樣品和試劑可在將樣品添加至樣品 區(qū)之前或在分析裝置上混合，通過毛細(xì)作用使所混合樣品/試劑流入并穿過捕獲元件結(jié)合 于其上的檢測區(qū)，其中產(chǎn)生并檢測至少部分地表示一種或多種分析物的存在或濃度的信 號；確定反應(yīng)時間；以及通過使用檢測信號和反應(yīng)時間兩者確定分析物的濃度。
[0016] 本發(fā)明的另一個方面涉及一種校準(zhǔn)分析的方法。方法包括：(a)提供在其中具有 已知的分析物濃度的多種校準(zhǔn)器流體，（b)提供包括樣品區(qū)和檢測區(qū)的具有基底的分析裝 置，其中方法還包括：（c)將校準(zhǔn)器流體中的一種分配到樣品區(qū)上；（d)將校準(zhǔn)器流體和試 劑混合，其中校準(zhǔn)器流體和試劑可在將校準(zhǔn)器流體添加至樣品區(qū)之前或在分析裝置上混 合，（e)通過毛細(xì)作用使所混合校準(zhǔn)器流體/試劑流入并穿過捕獲元件結(jié)合于其上的檢測 區(qū)，其中產(chǎn)生并檢測至少部分地表示一種或多種分析物的存在或濃度的信號；（f)確定反 應(yīng)時間；（g)對每種校準(zhǔn)器流體重復(fù)步驟（b)-(f);以及（h)使用檢測信號S、反應(yīng)時間t和 已知濃度C確定校準(zhǔn)曲線。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種在用于檢測具有流路的分析裝置中的一種 或多種所關(guān)注分析物的液體樣品上進(jìn)行分析的方法，該裝置在流路上包括樣品區(qū)和檢測 區(qū)。方法包括：將樣品分配到樣品區(qū)上；將樣品和試劑混合，其中樣品和試劑可在將樣品添 加至樣品區(qū)之前或在分析裝置上混合，通過毛細(xì)作用使所混合樣品/試劑流入并穿過捕獲 元件結(jié)合于其上的檢測區(qū)，其中產(chǎn)生并檢測至少部分地表示一種或多種分析物的存在或濃 度的信號；確定反應(yīng)體積；以及通過使用檢測信號和反應(yīng)體積兩者確定分析物的濃度。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種校準(zhǔn)分析的方法。方法包括：(a)提供在其 中具有已知的分析物濃度的多種校準(zhǔn)器流體；(b)提供包括樣品區(qū)和檢測區(qū)的具有基底的 分析裝置；(c)將校準(zhǔn)器流體中的一種分配到樣品區(qū)上；(d)將校準(zhǔn)器流體和試劑混合，其 中校準(zhǔn)器流體和試劑可在將校準(zhǔn)器流體添加至樣品區(qū)之前或在分析裝置上混合，（e)通過 毛細(xì)作用使所混合的校準(zhǔn)器流體/試劑流入并穿過捕獲元件結(jié)合于其上的檢測區(qū)，其中產(chǎn) 生并檢測至少部分地表示一種或多種分析物的存在或濃度的信號；（f)確定反應(yīng)體積；（g) 對每種校準(zhǔn)器流體重復(fù)步驟（b)-(f) ;(h)使用檢測信號S、反應(yīng)體積和已知濃度C確定校 準(zhǔn)曲線。
[0019] 通過下文的優(yōu)選實施例的詳細(xì)考慮，本發(fā)明更多的目的、特征和優(yōu)點對于本領(lǐng)域 技術(shù)人員而言是顯而易見的。
【附圖說明】
[0020] 圖1示出了可結(jié)合本發(fā)明使用的已知分析裝置的示意圖。
[0021] 圖2示出了可結(jié)合本發(fā)明使用的分析裝置的示意圖。
[0022] 圖3示出了可結(jié)合本發(fā)明使用的分析裝置的示意圖。
[0023] 圖4為示出分析裝置中的總流動時間與粘度的關(guān)系的曲線圖。
[0024] 圖5為示出NT proBNP的恒定濃度的信號強(qiáng)度與試劑溶解時間的關(guān)系的曲線圖。
[0025] 圖6為示出隨濃度和流體類型而變化的信號強(qiáng)度的曲線圖。
[0026] 圖7為示出反應(yīng)體積與反應(yīng)時間之間的關(guān)系的曲線圖。
[0027] 圖8為示出流速與反應(yīng)體積之間的關(guān)系的曲線圖。
[0028] 圖9為示出綴合物（即，試劑）溶解時間與總流動時間之間的關(guān)系的曲線圖。
[0029] 圖10A和圖10B為示出不具有反應(yīng)時間校正與具有反應(yīng)時間校正的不同流體之間 的差異的曲線圖。
[0030] 圖11A和圖11B示出了考慮反應(yīng)時間與不考慮反應(yīng)時間的校準(zhǔn)模型的預(yù)測濃度與 實際濃度。
【具體實施方式】
[0031] 如本說明書和所附權(quán)利要求中所用，除非上下文另有明確說明，否則單數(shù)形式"一 個"、"一種"和"該/所述"包括復(fù)數(shù)含義。
[0032] 如在整個說明書和權(quán)利要求中結(jié)合數(shù)值使用的術(shù)語"約"是指為本領(lǐng)域的技術(shù)人 員所熟悉和接受的精度區(qū)間。該區(qū)間優(yōu)選為±10%。
[0033] 本文中的術(shù)語"樣品"是指一定體積的液體、溶液或懸浮液，旨在經(jīng)受對其任何性 質(zhì)的定性或定量測定，所述性質(zhì)諸如組分的存在或不存在、組分的濃度等。在本發(fā)明上下 文中的典型樣品為人或動物體液，諸如血液、血漿、血清、淋巴液、尿液、唾液、精液、羊水、胃 液、粘液、痰、黏液、淚液、糞便等。其他類型的樣品來源于人或動物組織樣品，其中該組織樣 品已經(jīng)被處理成液體、溶液或懸浮液，以揭示用于檢查的特定組織組分。本發(fā)明的實施例適 用于所有體液樣品，但優(yōu)選適用于全血液、尿液或痰的樣品。
[0034] 在其他情況下，樣品可能與食品測試、環(huán)境測試、生物威脅或生物危害測試等有 關(guān)。這僅僅是可以在本發(fā)明中使用的樣品的一小部分例子。
[0035] 定性地或定量地根據(jù)樣品的側(cè)向流和存在于樣品中的組分與存在于裝置中或在 工序期間添加至裝置的試劑的相互作用進(jìn)行確定以及對此類相互作用的檢測可用于任何 目的，諸如診斷目的。此類測試通常稱為側(cè)向流分析。
[0036] 診斷確定的例子包括但不限于特定于不同疾?。ɡ缏源x性疾病）的分析物 (也稱為標(biāo)記物）的確定，所述分析物諸如血糖、血酮、尿糖（糖尿?。?、血膽固醇（動脈粥 樣硬化、肥胖癥等）；其他特定疾病（例如急性疾?。┑臉?biāo)記物，諸如冠狀動脈梗塞標(biāo)記物 (例如肌鈣蛋白-T、NT-ProBNP)、甲狀腺功能標(biāo)記物（例如促甲狀腺激素（TSH)的確定）、 病毒感染標(biāo)記物（使用側(cè)向流免疫分析以用于檢測特定病毒抗體）；等。
[0037] 還有一個重要的領(lǐng)域為伴隨診斷領(lǐng)域，其中將治療劑（諸如藥物）施用給需要此 類藥物的個體。隨后進(jìn)行適當(dāng)分析來確定適當(dāng)標(biāo)記物的水平以確定藥物是否會具有其所需 效果?；蛘?，可在施用治療劑之前使用可結(jié)合本發(fā)明使用的分析裝置，以確定該試劑是否對 需要的個體有幫助。
[0038] 還有一個重要的領(lǐng)域為藥物測試領(lǐng)域，用于簡單快速地檢測藥物和指示藥物濫用 的藥物代謝物；諸如尿樣