专利名称：用于薄膜基测定的分析装置的制作方法
技术领域：
本发明的技术领域涉及用于确定在怀疑含某种物质的液样中是否存在可结合的靶物质(即分析物)的分析装置。许多种具有不同结构形式的分析装置已经被用于此目的。其中许多装置采用了反应薄膜，使能够专门与靶物质结合的受体固定在反应膜上。在采用三种装置的测定中，待检样品一般被涂覆在反应膜上。如果靶物质存在于试样中，则它将与固定不动的受体结合。使用各种方法来确定靶物质是否与受体结合，于是显示出靶物质存在于试样中。在一种常用方法中，将能够专门与靶物质结合的且可以附着到可检测标签上的抗体涂到薄膜上。
薄膜基免疫测定和装置具有极其简化的医学诊断学。过去，酶联免疫吸附测定(ELISA)是最常用的诊断测定类型。这些测定通常由临床实验室中的熟练技术人员进行。在典型的ELISA中，需要比较长的培育期。因此，测定通常要进行一个小时以上。另外，ELISA是设计用于批量测定试样的。因此，对一份试样通常不进行测定，直到获得了足够多的检测试样时为止。结果，病人可能在提供试样后数日都没有接到试验结果。薄膜基免疫测定的优点是可以单独地或成批地对试样进行检测。于是，薄膜基免疫测定可能是在医生办公室而不是临床实验室中进行的。可以进行个体检验并通常在十分钟内获得检验结果。也可以通过设计用于读取检验结果的特殊装置提供定量结果。
如果试样通过反应膜而浓缩，则可以提高反应膜型免疫测定的灵敏度(即测出很少量靶物质的能力)。在某些装置中，试样透过反应膜的浓缩是通过在反应膜下方设置穿过反应膜地吸收试样(试样被加到膜的表面上)并吸入其中的吸收材料而实现的。使用吸收材料来浓缩试样的薄膜基免疫测定在授予楚等人的美国专利No.5,006,464、授予黑考伏曼等人的美国专利No.4,818,677、授予瓦尔克丝等人的美国专利No.4,632,901和授予冯克等人的美国专利No.5,185,127中例举出来了。
上述各专利所述的分析装置的薄膜和吸收材料装在一个塑料外壳中，该塑料外壳具有一个顶件和一个底件，它们在压力下连接在一起以便将薄膜和吸收材料固定到位并彼此接触。使用足够的压力有助于试样向下流过薄膜。如果没有充分挤压，则试样将会横向流遍整个薄膜，因此减少了流经通常放有受体的反应膜中心的试样量。这些类型的分析装置一般是独立装配的，这使得制作工艺复杂且成本高昂。
人们仍然需要进一步简化薄膜基免疫测定及其分析装置以及分析装置的制造方法，以便更简单地且更能消费得起地使用它们。尤其是在发展中国家里，情况更是如此，在发展中国家里，简单、快速、灵敏、专业且存放稳定的经济型诊断测定方法和分析装置将是理想的。
本发明提供了一种可用于分析测定如免疫测定的分析装置，所述测定被用来检测在可能含靶物质的液样中是否存在可结合的靶物质。在本发明最简单的实施例中，分析装置包括一个限定出一个环绕一开口的边缘的抗渗的上支持层。具有上、下表面的多孔反应膜靠近上支持层，从而反应膜上表面的一部分和边缘限定出一个试样收集孔。反应膜的上表面通过不溶于水的粘结剂与上支持层的下表面隔绝开，从而在其间形成了一个不透液的密封。吸收体靠近反应膜的下表面并与其液体流通。
本发明的分析装置可以还包括不透液的下支持层，它附着在吸收体的下表面上。
图1是本发明分析装置的分解透视图，它示出了装置各部分的布置情况。
图2是本发明分析装置的俯视图。
图3是沿平面3-3的图2所示分析装置的横截面图。
图4～图11示出了上支持层和反应膜的不同结构形式。
图12示出了分析装置的生产流程图。
本发明提供了一种简单且易于制造的分析装置以便用于在可能含靶物质的液样中检验是否存在可结合的靶物质的灵敏分析测定。用不溶于水的粘结剂将具有粘附于其上的且能够结合靶物质的受体的反应膜和吸收体粘附在不透液的上支持层上。使用不溶于水的粘结剂不仅起到了从结构上将装置保持在一起的作用，而且形成了防止液样在整个膜表面上横向流动到迫使试样向下流过薄膜并流入吸收材料的程度的不透液的密封。在薄膜与不透液的上支持层之间的这种密封也可以减缓横向流过薄膜的试样的流速，由此延长靶物质与受体的反应时间，结果获得了提高的灵敏度。
现有技术的分析装置通常是由装配在一起的上、下外壳件构成的，它们在压力下被连接起来，由此在开口和吸收材料之间将薄膜固定到位。这种分析装置的例子在美国专利No.4,632,901和美国专利No.5,185,127中给出了。尽管这样装配的外壳件可以被用到本发明的实践中，但是用不溶于水的粘结剂形成不透液的保护层使得采用装配的外壳件变得不必要了。在另一种分析装置中，尽管它没有采用装配的外壳件，但是上、下支持层被热封到一起，结果产生了足以使反应膜在开口与吸收材料之间保持就位的压力。这种装置的一个例子在美国专利No.4,818,677中示出了。同样地，尽管这种装置可以被用于实施本发明，但使用不溶于水的粘结剂使得使用该装置变得不必要了。
不利用压力而将反应膜固定在开口与吸收材料之间的一个优点就是，反应膜的上表面在装配完分析装置后仍保持比较平坦。因此，在使用时，当试样被加到反应膜上时，试样更有可能均匀分布在反应膜的整个外露表面上。因此，如果在反应膜上有两个或多个固定受体区，则大约相同体积的试样将经过各受体区。相反地，采用压力在开口的边缘与反应膜之间形成不透液的密封可能造成反应膜的上表面变得略微凹入或成圆顶形。于是，当试样被加到反应膜上时，它不可能均匀地覆盖在整个反应膜表面上。这可能使装置更不适用于某些需要定量结果的免疫测定。
分析装置的结构简单并可以用容易获得的材料制成。参见图1，分析装置包括一个不透液的上支持层10，它限定出一个环绕开口11的边缘12。多孔的反应膜13被固定在上支持层下面，从而在装配完装置后，由反应膜的外露上表面14和环绕开口11的边缘12限定出一个试样收集孔。吸收体15位于反应膜的下面。该装置可能还包括一个不透液的下支持层16，它具有一个与吸收体的下表面接触的上表面。
上支持层可以用任何不透水的材料如金属、塑料或陶瓷构成。甚至可以使用不透水的纸(如油纸)。柔软的塑料是特别有用的，因为它们便宜且易于处理并给反应膜和吸收体提供了足够强的支承作用。另外，柔软的塑料可易于切割或冲孔来形成开口。适用的塑料包括尼龙、迈拉、聚丙烯酸酯片材、聚酯类片材、聚乙烯基片材等。
在本发明最简单的实施例中，在上支持层中切出一个单个的圆形开口，如图1、2、4a、5a所示，但是，该开口可以具有任何其它的适当形状。另外，单个上支持层可具有多于一个的开口，以便在装配时形成许多个试样收集孔。这允许使用单个分析装置在单份试样和/或多份试样中检验许多分析物。因而，显然开口形状可以根据分析装置的指定用途而变化。
多孔反应膜与上支持层的下表面密封隔开，从而环绕开口的边缘和反应膜的外露上表面限定出一个试样收集孔。于是，参见示出了装配后的分析装置的一个实施例的图2，反应膜上表面14的一部分露在外面，从而当进行分析测定时，待检试样和测定反应试剂可以被直接加到反应膜上。反应膜的尺寸应使得可以完全覆盖开口。反应膜优选地与开口具有同一形状且反应膜的尺寸略微大于开口，从而它可以在开口的周边处与上支持层的下表面密封隔绝。但是，反应膜的形状和开口的形状可以如图4和图6～图8所示的那样有所不同。
图4～图11示出了许多可能有的上支持层10的开口11形状和反应膜13的上表面14的形状中的某些形状。在最简单的实施例中，参见图4a～图4c，上支持层具有一个圆形开口，而且反应膜也是圆的。但是，如图4c所示，反应膜不必具有与开口相同的形状。在反应膜中心的较大点22表示受体被固定的位置，而较小点23表示对照物质所在的位置。受体和对照区的有关形状和尺寸是不重要的，只要能区分它们就行了。除了采用大小不同的受体和对照点外，上支持层表面上的定位标记也可以做到这点。在某些情况下，可能不需要在反应膜上设置对照区。因此，具有固定在整个反应膜外露表面上的受体可能是方便的。这在图4d中示出了，其中内圆表示反应膜上表面的外露部分，内圆外的无阴影线区表示附着在上支持层下表面上的反应膜的隐藏部分。
尽管点是固定受体和/或对照物的最简单的构形(这是因为它们仅仅是通过给反应膜表面添加数滴受体和/或对照试剂而形成的)，但是也可以采用其它形状。例如在美国专利No.4,916,056中，受体区形成一条，阴性对照试剂形成与受体条交叉的一条，从而在免疫测定完成后，“-”号表示在受检试样中不存在靶物质，“+”号表示在试样中存在靶物质。图11b示出了一个具有许多成平行条状固定的受体的反应膜。
如上所述，可以如图8～图10所示的那样形成许多试样收集孔，从而可以通过将一部分试样注入每个试样收集孔中并对各靶物质进行独立的测定来检验单个试样是否存在多于一种的靶物质。或者，具有多于一个的试样收集孔的单个分析装置可被用来检验在不同试样中是否存在相同的靶物质。如图8b、9b、10b所示，可以将单个薄膜安放在每个开口下面。或者，可以如图8c所示的那样使用具有许多受体和对照区的单个反应膜。
在某些免疫测定中，可以执行单个测定程序以便在单个试样中检验多种分析物，从而只需要一个试样收集孔。图5～图7及图11示出了可用于这种免疫测定中的分析装置的实施例。可以增加试样收集孔边缘的高度，以便提高试样收集孔的容纳能力或者降低试样溢出的可能性。这可以简单地通过增大上支持层的厚度或者通过给上支持层的上表面装上一个如图2、3所示的储存器限定件17来实现。储存器限定件是由任何不透水的材料制成的，它可以是与上支持层的材料相同或不同的材料。该储存器限定件具有一个其直径和形状与上支持层的开口相同的开口。参见图3，使储存器限定件的开口和上支持层的开口匹配，以便限定出一个试样收集孔边缘18。
对于反应膜来说，可以采用任何能够固定分析测定中所用的受体试剂的适当多孔材料。适当的材料包括硝基纤维素、玻璃纤维、聚酯、硝酸纤维素、聚酯、聚碳酸酯、尼龙和其它可以直接或间接地与所选受体结合的天然材料和人造材料。通常，反应膜将包括允许受体分子结合的正和/或负电荷。某些膜材料可以被充电，如具有部分由硝基贡献的负电荷的硝酸纤维素。其它材料可以经过预处理以便提供带电薄膜。例如，聚酯可以用羧基或氨基进行衍生化而形成带负电荷或带正电荷的薄膜。尼龙可以经过酸化处理而打断多肽键，从而提供正电荷(来自氨基)和负电荷(来自羧基)。
术语“反应膜”意指包括分析测定中所用受体试剂可与之结合的多孔材料以及形成反应膜下表面的附加的多孔支承材料(如果有的话)。例如，优选的反应膜包括一片衬有多孔纸的硝基纤维素。也可以使用可在市场上买到的多孔聚酯支承的硝基纤维素。衬有纸的硝基纤维素的代表产品可以从EY Laboratories Inc.买到(SanMateo，CA；Cat，Nos.PBNC15-1，PBNC15M-1，PBNC15M-10)。此优选的反应膜明显比只有硝基纤维素的情况耐用并且可以不用任何其它支承组件地使用它。这允许简单地进行处理和装配装置。另外，已发现在某些免疫测定中将纸衬硝基纤维素用于反应膜的分析装置具有提高的灵敏度。
反应膜的孔隙度对液体的流速和测定的灵敏度有很大影响。反应膜的孔尺寸越大，特定液体的流速就越高。当流速增加时，在试样中的靶分子与固定在反应膜上的受体之间可获得的反应时间缩短了，于是降低了测定灵敏度。另外，较大的孔形成了更小的用于固定受体分子的表面积，这是另一个可归因于降低的测定灵敏度的参数。对于大多数测定来说，反应膜的孔隙度优选地约为0.1微米～12微米且最好约为0.45微米～3微米。
反应膜的芯吸能力可能影响测定灵敏度并且取决于膜材料的厚度和特性。可以以标准溶液在单位时间内渗移过某段距离的方式测量芯吸能力。测定灵敏度通常可以通过选择具有较低芯吸能力的膜来提高。
参见图3，用不溶于水的粘结剂19使反应膜的隐藏上表面与上支持层的下表面密封隔绝，从而在环绕开口的上支持层的边缘12与反应膜的隐藏上表面14之间形成了不透液的密封。术语“不透液的密封”是指，当试样和随后的试剂被加给试样收集孔时，液体将经过反应膜流入下面的吸收体中，而不是横向流过反应膜地流向反应膜的隐藏上表面。不透液的密封因此减少了试样横流过反应膜的流动。于是，避免了在薄膜与吸收体之间利用压力来迫使试样向下流过反应膜并流入吸收体的需要。试样的向下流动有助于经过反应膜中心地浓缩试样，在装配完分析装置后，受体一般被固定在反应膜的中心。它还减缓了流经反应膜的试样流速，而这延长了靶物质(如果在试样中有的话)与受体接触的时间。这提高了采用此分析装置的免疫测定的灵敏度。
任何不溶于水的粘结剂(现在已知的或以后发现的)都可以用在本发明中，只要它能够在试样收集孔的边缘与反应膜上表面的隐藏外周边之间形成不透液的密封就行。由于它们易于处理，因此优选压敏粘结剂。涂覆到表面上的压敏粘结剂可以形成永久的粘胶膜表面，它在轻微的压力下并在室温下马上粘附在各种其它表面上。家用蒙板胶带和ScotchTM牌透明带都是用压敏粘结剂制成的产品的例子。适当的不溶于水的压敏粘结剂的例子包括那些基于聚丙烯酸或聚乙烯衍生物、天然橡胶或人工橡胶和聚硅氧烷的产品。使用特定类型的压敏粘结剂是不重要的，除了不同的粘结剂可能售价不同，因此使得较便直的粘结剂更受青睐。单面胶带如家用蒙板胶带或外科胶带可被用于本发明的实践中。胶带的无粘性侧形成了上支持层的上表面，而反应膜粘附在粘性侧上。也可以使用一面涂有压敏粘结剂的透明塑料片。
吸收体15位于反应膜下表面的附近，从而与反应膜液体流通。因此，吸收体的上表面可以紧靠着反应膜的下表面。或者，可以在反应膜和吸收体之间设置一中间层，假定此中间层允许液体从反应膜转移到吸收体。作为中间层的一个例子，多孔材料可以被插在反应膜和吸收体之间以便对反应膜提供附加支承。作为另一个中间层的例子，可以使用其中有开口以便进一步引导试样流过反应膜中心的不透液隔片。这样的隔片公开于美国专利No.5,006,464中。在需要简化生产和降低成本的本发明的实施例中，吸收体的上表面一般紧靠着反应膜的下表面。
任何能够例如由毛细管作用通过多孔膜吸收或芯吸液体的惯常使用的吸收材料都可被用于本发明。有用的已知材料包括醋酸纤维素纤维、聚酯、聚烯烃或其它这样的材料。也可以使用数层从市场上可买到的过滤纸或卫生纸。吸收体提供了一种通过产生均匀的抽吸力以将孔中的试样经反应膜而向下送入吸收体而收集试样的方式。因此，吸收体也起到了容纳试样和进行测定时所用的各种试剂的容器的作用。因而，当在使用比较大量的液体的测定中使用吸收体时，吸收体应该具有高吸收能力，以便防止或尽可能减少试样和试剂从吸收体回流入反应膜中的可能性。
和反应膜一样，吸收体的芯吸能力可能是一个重要参数。芯吸时间是根据水经过吸水纸地流过限定距离(7.5cm)所需的时间而确定的并且它与纸的基重、厚度和成分有关。芯吸能力可随材质的不同而有很大的变化。因此，分析装置的性能和试样及试剂的流速是可以通过改变所用的吸收材料来改变的。
吸收体上表面的表面积通常大于反应膜的表面积，从而吸收体的上表面可被固定在上支持层的下表面上。通常，用于将反应膜粘接到上支持层上的不溶于水的粘结剂也被用来将吸收体粘附到上支持层上。不溶于水的粘结剂在给吸收体和反应膜最小压力的情况下将组织保持在一起，于是避免了上述的压力作用。
再参见反应膜，除了其孔隙度外，直径和厚度也可能影响测定灵敏度。反应膜优选地具有一个略微大于上支持层的开口的表面积，从而反应膜的隐藏表面具有小于8毫米且优选地小于3毫米的平均直径，其中参见图3，隐藏面积的直径是反应膜外露表面与反应膜的侧壁20之间的距离。
反应膜的厚度(即侧壁20的厚度，它等于反应膜上、下表面之间的距离)可以根据某给定免疫测定所需的流动特性而变化。厚度一般在大约0.05毫米～3.0毫米的范围内，并且最常见地约为0.1毫米～1.0毫米。在某些免疫测定中，已经发现当反应膜的厚度大于大约0.1毫米时且优选地约为0.2毫米～1.0毫米时，可以获得更高的灵敏度。当使用足够厚的反应膜时，由上支持层的下表面、反应膜的侧壁和吸收体的上表面形成了一个气袋21。据信，提高的灵敏度是如此获得的，即吸收材料没有紧靠着反应膜侧壁，这将会将加入的试样拉离反应膜的中心。于是，气袋进一步方便了所加试样向下流过反应膜。另外，较厚的反应膜可允许更多的受体能够与靶物质结合，由此进一步提高了测定灵敏度。据信，具有较薄反应膜如不到0.1毫米厚的无衬纸硝基纤维素膜的现有技术的装置会允许试样在整个反应膜上侧流而不是向下流过反应膜的中间。当在压力下将装置固定在一起时并且在反应膜的表面积小于下面的吸收体的情况下，情况确实如此，由于反应膜的表面积小于下面的吸收体，所以没有获得提高灵敏度的气袋，并且吸收材料与反应膜的侧壁接触，于是促使试样在整个反应膜表面上侧流并流入吸收材料中。
本发明的分析装置可能还包括一个不透液的下支持层16，它被附着到吸收体的下表面上。下支持层一般是由与上支持层相同的材料制成的，但它也可以是不同的材料。如上所述，典型的现有技术的分析装置是由装配在一起从而利用压力将反应膜和吸收体固定到位的上、下外壳件构成的。由于本发明分析装置的反应膜和吸收体通过不溶于水的粘结剂被粘附到上支持层上，所以无需利用压力来将它们保持在一起。因此，无需使用装配的或以其它方式密封的上、下外壳件，尽管密封的或装配的外壳件根据需要可能被用作本发明分析装置的上、下支持层。在本发明的一个实施例中，上、下支持层并不被装配在一起而且彼此也不接触，从而分析装置的各侧面是外露的且能够看到吸收体的侧面。在图2中示出了这种情况，其中可以在分析装置侧面看到吸收体15。
由于分析装置的设计方案与现有技术的装置相比比较简单，所以材料成本较低，制作过程更简单。可以同时制备许多分析装置。例如，如果软塑料被用于形成上支持层，则可以获得其长度足以形成所需数量的装置的塑料带。例如，可以获得一条长度足以形成五个支持层的带子。接着，将在塑料中切割出五个等间距分布的孔。可以买到其下表面已粘附有不溶于水的粘结剂的上支持层，或者可以在制作过程中涂覆粘结剂。更方便的是，粘结剂将被涂覆到上支持层的整个下表面上。或者，可以只将粘结剂涂覆到上支持层的开口四周和上支持层下表面的周边上，从而反应膜和吸收体可以粘附到其上。
继续描述此例子，五个预先切好的反应膜将被放到开口上方。接着将吸收材料带粘附到上支持层的外露表面上，由此形成了吸收体。最后，如果要使用下支持层，则用于形成下支持层的材料将优选地通过不溶于水的粘结剂被粘附到吸收体的下表面上。最后将切割组装的带材以便形成五个独立的分析装置。
作为上述制作方法的变型，用于形成下支持层的材料可具有涂覆于其上的粘结剂。接着，可以固定上形成吸收体的材料。可以制备出一条包括形成上支持层和反应膜的材料的独立带材。上支持层的材料将具有用于开口的预切孔，而且不溶于水的粘结剂被涂覆到上支持层材料的下表面上。接着可以将反应膜安放到开口上方并用粘结剂粘附到上支承材料的下表面上。此后，吸收材料带和下支承材料可以被附着到上支持层的下表面/反应膜带上。随后将组装成的层状产品切成单独的分析装置。本领域的技术人员当然将了解到可以有许多种不同的分析装置组装方式。例如，除了使用条带外，在同时制作一排分析装置的情况下，可以使用大的方形材料，从而成行成排地同时制备分析装置并接着将它们切成独立的装置。
如图12所示，分析装置的简单设计使得使用辊进行装配成为可能。形成柔软的上支持层的材料在其一个侧面上涂覆有压敏粘结剂并具有预切孔(用于试样收集孔)，该材料位于一个辊101上。下一个辊102装有被预切成适当宽度的用作反应膜的材料。第三个辊103用于形成吸收体的材料，而第四个辊104用于形成下支持层的材料，该材料的一面上也涂覆有压敏粘结剂。用辊压机105将各组成部件组装在一起。在将四个部分连接起来之后，可以用标签机或条纹码机106给上支持层贴标签，从而显示出装置将要进行的检验的类型。一个注入器107可以给组装好的分析装置的反应膜灌注适当的受体。最后，切割装置108可以切割出单个的分析装置。在图12中未示出的对分析装置的其它改动或处理可以发生在组装过程中或切割之后。例如，分析装置的反应膜可以接着经受象封闭这样的进一步处理。最后，在包装装置以及备用之前进行各种质检工序。
在免疫测定的情况下，受体能够专门结合生物试样如尿液、血液或唾液中的靶物质。本领域的普通技术人员将认识到，术语“专门结合”是指象抗原和针对该抗原的抗体这样的配合在一起的物质的聚合。也可以认识到，本文所述的术语“受体”可以是指能够专门结合可能存在于液样中的靶物质的单个分子。但是，此术语也可以是指检验靶物质所需的数量或浓度足够的受体分子。当靶分子是特殊抗体时，受体将是该抗体的特定抗原。因此，术语“抗原”在本文中是指任何能够引发免疫反应的物质并且不局限于此地包括人免疫缺损病毒(HIV)抗原、肝炎病毒(HCV、HBV、HAV)抗原、专性细胞内原虫鼠弓形体、巨细胞病毒、幽门螺旋菌、风疹等。在某些情况下，靶分子将是抗原，而受体可以是专门与抗原结合的抗体。受体可以被直接涂覆到反应膜上并固定在其上，或者被涂覆到微粒如胶乳珠粒上，接着它们被夹杂入反应膜中。将受体施加到反应膜上的适当方法在本领域中是众所周知的。
除了受体外，外露反应膜的限定区域也可以含有对照分子。例如，蛋白质A可被用作适当的对照物，从而来决定是否正确进行了免疫测定。用蛋白质A作为对照物记载在美国专利No.5,541,059中。其它适用的对照物是本领域公知的。
如上所述，受体和对照物(如果采用的话)一般只施加到外露反应膜表面的限定区域上。受体通常被植入反应膜的中心，从而反应膜外露表面的周边将没有与其结合的受体分子。但是，在某些情况下，受体覆盖反应膜的整个外露表面可能是合适的。如果受体被植到外露反应膜表面的限定区域上，则可以用防止靶物质和试样的其它成分非专一性地与反应膜结合的封闭成分处理反应膜。对于非专一性的结合是不成问题的测定来说，封闭步骤是不必要的。另外，使用高质量的衬纸硝基纤维素可以在某些测定中使封闭步骤变得是不必要的。如果需要封闭步骤，普通的封闭成分包括牛血清清蛋白(BSA)和/或蛋白质增溶去污剂如那些一般在化学产品目录中(如VWR Scientific Inc.，Phailadelphia，PA)记载的产品。通常以大约1％～10％的量使用BSA并且以大约0.01％～5％的量使用去污剂。适当的去污剂包括聚氧亚乙基脱水山梨糖醇衍生物和聚氧亚乙基醚。适当的聚氧亚乙基脱水山梨糖醇衍生物是聚氧亚乙基(20)脱水山梨糖醇单月桂酸酯(如ICI Americas，Inc.销售的TWEEN20)。适当的聚氧亚乙基醚包括那些由Rohm & Haas销售的以TRITON为商标的产品如TRITON X-100。
反应膜封闭处理一般发生在分析装置已经组装好且受体已被固定在反应膜上之后。数量足以覆盖反应膜外露表面的封闭成分被加入反应孔。如果反应孔的直径为1厘米，则约50μl的封闭成分就足够了。在封闭成分干燥后，分析装置就可处于备用状态。可以将分析装置包装起来备用。
采用本发明的分析装置的免疫测定可以是很简单快速的并且可以是定性或定量的。许多不同类型的本领域中公知的免疫测定可以用这些分析装置进行。分析装置可以适用于许多不同类型的测定。例如，靶物质可以是激素、抗体、抗原、蛋白质等。在美国专利No.5,006,464中列出了一张未包括一切可能有的靶物质的清单。免疫测定格式将取决于要检验的靶物质。同样地，这些也是本领域中公知的。
人们将认识到，为了尽可能多地提高检验特殊靶物质的灵敏度，可以修改分析装置的各种组成和/或测定过程，例如反应膜所用材料的孔隙度、厚度和类型。封闭和清洗溶液以及受体和检验试剂(如用可检验标记如酶、胶体金、荧光标记、化学发光标记、生物发光标记等标注的抗体或蛋白质A)也将影响测定灵敏度。分析装置可以被用于需要少量或不需要试样管理且可以在一分钟内完成的测定。
所有引用文献都作为参考资料被完全地引入本文。以下例子和附图只是示范性的，而决不是要以任何方式限定本发明的范围。
例1分析装置的组装这个例子示出了分析装置可以是由容易买到的材料制成的。一面涂有压敏粘结剂的塑料片(由C-LINE制造公司生产的Cleer-Adeer)可从文具店买到并且被切成一英寸见方而形成了分析装置的上支持层。用冲孔机在各方片的中间切出一个八分之一英寸的孔。也可从文具店买到的反应膜材料(如象普通家用纸巾、多孔尼龙片材、多孔醋酸纤维素纸、吸墨水纸或任何具有良好过滤质量的其它材料的纤维素纸)被1/4”冲孔机冲切成四分之一英寸的圆片。将反应膜圆片粘附到上支持层的粘性侧面上以便覆盖住八分之一英寸的孔。获得具有适当厚度的吸收材料并将其切成一英寸见方，然后将其粘附到上支持层的粘性侧上以形成吸收体。下支持层由相同的涂有压敏粘结剂的塑料制成，它被用于上支持层且被粘附到吸收体的下表面上。
例2采用分析装置检测IgG的免疫测定分析装置是用以下部件制成的且如图1～图3所示的那样进行组装3.8厘米见方的上支持层是从其一面上有不溶于水的压敏粘结剂的柔韧的硬质聚氯乙烯(PVC)塑料上(Tap Plastics零售店)切下来的。在上支持层的中心冲出8毫米直径的孔。直径为11毫米的圆形反应膜是从厚约0.8毫米的衬纸硝基纤维素(EY-LaboratorierInc.，Cat.#PBNC15-1)上冲切下来的并且被粘附到上支持层上以便覆盖住孔。由3.8cm见方的吸收材料制成的吸收体(来自Whatman，Cat.No.F427-05)被粘附到上支持层的粘性侧上。3.8厘米见方且具有与上支持层相同的粘结剂和塑料的下支持层被粘附到吸收体的下表面上。如图2所示，具有与上支持层相同的粘结剂和塑料且尺寸约为3.8cm×1.5cm、中心冲有8毫米直径的孔的储存器限定件被定位到上支持层的上表面上。
在含1％的牛血清清蛋白(PBS/BSA稀释液)的磷酸缓冲盐水中制备出1mg/ml的兔IgG溶液(EY Catalog #AF541-1)。将一滴1/2微升液体准确滴在反应膜外露表面的中心上。不对反应膜做进一步处理(如封闭处理)。使IgG溶液干燥。在0.5％的Tween20中制备出一份6ug/ml的蛋白质A/胶体金溶液(从EY-Laboratories Inc.买到，Cat.#Gp-01、GP-01-100或FC-PRO-5)，并将50微升溶液加给反应膜。紫红点出现在滴定IgG处。反应膜的其余部分仍保持白色。这显示出了分析装置可以被用于检验低浓度的IgG。
可以连续地稀释IgG溶液并将各稀释液准确滴到分析装置的反应膜上。可以产生一条标准曲线且上述测定的检验端点可以通过执行测定步骤并确定可见的IgG最低浓度来决定。含未知数量IgG的试样可以按照上述方式进行检验，并且可以将形成的红紫点(如果有的话)的亮度与标准曲线进行比较以便获得半定量结果。
例3采用分析装置检测IgG的免疫测定如例2所述地组装分析装置。在各装置的反应膜中注入0.5μl的1mg/ml蛋白质A溶液。浓度已知的普通人血清的一组稀释液是在例2中所述的PBS/BSA稀释液中制成的。将人血清的各稀释液中的一滴80微升加到反应膜上并使其被完全吸收。将例2中所述的一滴80微升的蛋白质A/胶体金溶液加入反应膜并使其完全被吸收。120微升的蒸馏水被加入反应膜以便从反应膜中洗掉未结合的试剂。在测定结束阶段内，可以在用于检验在正常人血清的1/1000稀释液中是否存在IgG的分析装置上看到一个紫红点，这表示存在IgG并且可以利用分析装置和上述测定过程在该稀释液中检测到它。
权利要求
1.一种用于在可能含有靶物质的液样中检验是否存在该可结合的靶物质的测定中的分析装置，它包括(a)一个不透液的上支持层，它具有一个上表面和一个下表面，该上支持层限定出一个环绕一开口的边缘；(b)一个多孔反应膜，它具有一个上表面和一个靠近所述上支持层的下表面，所述反应膜上表面的一部分和所述边缘限定出一个试样收集孔，所述反应膜上表面通过不溶于水的粘结剂与所述上支持层的下表面密封隔绝开，从而在其间形成了一个不透液的密封；以及(c)一个吸收体，它具有一个上表面和一个下表面，其中该吸收体的上表面靠近反应膜的下表面并与之液体连通。
2.如权利要求1所述的分析装置，它还包括(d)一个不透液的下支持层，它具有一个靠近所述吸收体的下表面的上表面。
3.如权利要求1所述的分析装置，其特征在于，所述吸收体的上表面延伸超出所述反应膜的外周。
4.如权利要求2所述的分析装置，其特征在于，所述不透液的密封在没有压力的情况下被保持在所述上支持层和下支持层之间。
5.如权利要求2所述的分析装置，其特征在于，所述上支持层和所述下支持层没有被装配或密封在一起。
6.如权利要求3所述的分析装置，其特征在于，所述反应膜具有侧壁，通过所述上支持层的下表面、所述反应膜侧壁和所述吸收体的上表面形成了一个气袋。
7.如权利要求3所述的分析装置，其特征在于，所述多孔反应膜的侧壁的高度约为0.2毫米-1.0毫米。
8.如权利要求1所述的分析装置，其特征在于，所述不溶于水的粘结剂是压敏粘结剂。
9.如权利要求1所述的分析装置，其特征在于，所述上支持层包含一种柔软的塑料。
10.如权利要求1所述的分析装置，它还包括一个固定在所述上支持层的上表面上的储存器限定件。
11.如权利要求1所述的分析装置，其特征在于，所述反应膜包含硝基纤维素。
12.如权利要求11所述的分析装置，其特征在于，所述反应膜的下表面包含至少一种与所述硝基纤维素紧密接触地粘接的透液支承材料。
13.如权利要求9所述的分析装置，其特征在于，所述支承材料选自包括纸、玻璃纤维和聚酯的组中。
14.如权利要求1所述的分析装置，其特征在于，所述反应膜上表面的一个外露区具有一种固定于其上的且能够直接地或间接地与所述可结合的靶物质结合的受体，该固定的受体被集中在所述上表面的所述外露区的有限区域内。
15.如权利要求14所述的分析装置，其特征在于，所述受体是一种抗体或一种抗原。
全文摘要
本文描述了制作分析测定装置的方法和使用分析测定如免疫测定中的装置的方法。分析测定装置包括:一个不透液的上支持层(10),该上支持层限定出一个环绕一开口(11)的边缘(12);一个靠近上支持层(10)的多孔反应膜(13),从而反应膜(13)的上表面(14)的一部分和边缘(12)限定出一个试样收集孔(11)。反应膜(13)的上表面(14)通过不溶于水的粘结剂(19)与上支持层(10)的下表面密封隔绝开,所述粘结剂在其间形成了一个不透液的密封。一个吸收体(15)靠近反应膜(13)的下表面并与之液体连通。该分析装置被用于检验在可能含靶物质的液样中是否存在可结合的靶物质。
文档编号G01N33/543GK1256754SQ98804585
公开日2000年6月14日 申请日期1998年3月18日 优先权日1997年3月25日
发明者艾伯特·E·朱 申请人:E－Y实验室公司