专利名称：基于拭子的独立的诊断系统的制作方法
背景技术：
医用拭子通常用于从患者中采集的生物标本。上述的医用拭子通常包括在细长的棍或棒一端处的纤维尖端。一经采集样本，可将样本从尖端转移到用于进行分析的检测介质以测定目的被分析物是否存在。已经开发出被称为“一体化(all-in-one)”拭子系统的某些系统，它既提供免疫测定的试剂，又提供在单一的独立装置中的拭子。例如，Nason的美国专利申请号6,248,294描述了一种用于采集和分析生物标本的基本上独立的诊断测试装置。该测试装置具有限定用于接收从拭子采集的生物标本的样品室的管形外壳。试剂分液器帽可活动地嵌在外壳上允许样品置入样品室中，此时可以操作分液器帽以将一种或多种所选的化学试剂传送到用于接触采集的样品的样品室。诊断条组件也被嵌在外壳上并且它包括一条沿外壳延伸的诊断条，其基本上与样品室相互平行。提供传输装置用于从样品室移走混合样品和试剂以接触诊断条的一端，并且通过诊断条虹吸流体与一种或多种选择的附加试剂接触从而获得肉眼检验结果。
然而，对于诸如如上所述的常规“一体化”系统所出现的问题是包含在装置内的流体经常在使用前渗出装置。另外，使用上述装置的方法一般包括若干复杂的步骤，在检测分析物分析物是否存在时这些步骤会降低装置的实时效率。因此，当前存在对以简易方式能有效地检测被分析物存在的基于拭子的独立装置的需求。
发明概述根据本发明的一个实施方案，公开了诊断测试装置。该测试装置包括具有第一末端和第二末端的棒，该棒定义为在第一末端和第二末端之间延伸的至少一个流体通道。在棒的第一末端处配置一个拭子，该拭子被构造成用于收集测试样品，该样品源自被怀疑含有被分析物的生物来源。测试装置也包括被构造成用来容纳流体的流体流体室，其中流体室经流体通道与拭子流体连通。该测试装置也包括防止流体在使用之前从流体室渗出的可破裂的密封层和用于检测在检测样品中是否存在被分析物的分析装置。该分析装置与拭子、流体通道和流体室进行流体连通。
根据本发明的另一个实施方案，公开了用于检测在源自生物来源的检测样品内是否存在被分析物的方法。该方法包括i)提供一种诊断测试装置，该测试装置包括a)一根具有第一末端和第二末端的棒，该棒限定了在第一末端和第二末端之间延伸的至少一个流体通道。
b)配置在在棒的第一末端处的一个拭子；c)被构造成用来容纳流体的流体室，其中流体室经由流体通道与拭子流体连通。
d)防止流体在使用前从流体室渗出的密封层；和e)用于检测测试样品中是否存在被分析物的分析装置，该分析装置与拭子、流体通道和流体室流体连通；ii)收集所述拭子上的测试样品；和iii)使密封层破裂，从流体室释放流体，其中将流体与拭子上的检测样品混合，然后接触分析装置。
下面更为详细地论述本发明的其它特征和方面。
附图简述在说明书中的其余部分针对本领域的普通技术人员更具体地阐明了包括最佳实施方式在内的本发明的完整和可实现的公开，引用了下列附图，其中
图1说明本发明的诊断测试装置的一个实施方案，其中图1A是该测试装置的透视图，而图1B是该测试装置的剖视图；图2说明本发明的诊断测试装置的另一个实施方案，其中图2A是具有分开呈现的第一和第二部件的诊断测试装置的透视图，而图2B是具有呈现的插入第二部件中的第一部件的诊断测试装置的剖视图；图3说明本发明的诊断测试装置的另一个实施方案，其中图3A是具有分开呈现的第一和第二部件的诊断测试装置的透视图，而图3B是具有呈现的插入第二部件中的第一部件的诊断测试装置的剖视图；图4说明本发明诊断测试装置的另一个实施方案，其中图4A是具有分开呈现的第一和第二部件的诊断测试装置的透视图，而图4B是具有呈现的插入读数器中的第一和第二部件的诊断测试装置的剖视图；和图5是能够用在本发明的一个实施方案中的分析装置的透视图。
在本说明书和附图中反复使用的参考特征被用于表示该发明相同或类似的特征或要素。
典型实施方案详述定义如在此使用，术语“被分析物”泛指被检测的物质。例如，被分析物可以包括抗原物质、半抗原、抗体及其组合。被分析物包括但不限于毒素、有机化合物、蛋白质、肽、微生物、氨基酸、核酸、激素、类固醇、维生素、药物(包括那些用于治疗目的所给予的以及用于违禁目的所给予的)、药物中间体或副产物、细菌、病毒颗粒和任何上述物质的代谢产物或抗体。某些被分析物的特定实例包括铁蛋白；肌酸酐激酶MB(CK-MB)；地高辛苯妥英；苯巴比妥；万古霉素；庆大霉素；茶碱；丙戊酸；奎尼丁；促黄体生成激素(LH)；促卵泡激素(FSH)；雌二醇、黄体酮；C-反应蛋白；脂质运载蛋白(lipocalins)；IgE抗体；细胞因子；维生素B2微球蛋白；糖化血红蛋白(Gly.Hb)；皮质醇；地高辛；氮-乙酰普鲁卡因酰胺(NAPA)；普鲁卡因酰胺；风疹抗体、例如风疹-IgG和风疹IgM；弓形体病抗体、例如弓形体病IgG(toxo-IgG)和弓形体病IgM(toxo-IgM)；睾丸激素；水杨酸盐；醋氨酚；乙型肝炎病毒表面抗原(HBsAg)；乙型肝炎核心抗原抗体、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-细胞白血病毒1和2(HTLV)；乙型肝炎e抗原(HBeAg)；乙型肝炎e抗原抗体(抗-HBe)；流感病毒；促甲状腺激素(TSH)；甲状腺素(T4)；总的三碘甲腺原氨酸(总T3)；游离的三碘甲腺原氨酸(游离T3)；癌胚抗原(CEA)；脂蛋白、胆固醇，和三酸甘油酯；和甲胎蛋白(AFP)。滥用的药物和管制物质包括，但非局限于，安非他明；脱氧麻黄碱；巴比妥酸盐，例如异戊巴比妥、司可巴比妥、戊巴比妥、苯巴比妥，和巴比妥；苯并二氮杂，例如，利眠宁和安定；大麻素，例如大麻浸膏(hashish)和大麻类药(marijuana)；可卡因；芬太尼(fentanyl)；LSD；安眠酮；镇静剂，例如海洛因、吗啡、可待因、氢吗啡酮、氢可酮、美沙酮、氧可酮、氧吗啡酮和鸦片；苯西克定；和丙氧芬。在美国专利申请号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，术语“测试样品”泛指被怀疑含有被分析物的生物材料。测试样品可以来自所有的生物来源，例如生理性流体，包括血液、组织液、唾液、接目镜液、大脑脊髓液、汗液、尿液、奶液、腹腔流体、粘液、滑液、腹膜液、阴道流体、羊水等。除生理性流体之外，可以使用例如水、食品等的其它流体样品用于进行环境或食品检验。另外，被怀疑含有被分析物的固体材料可以被用作测试样品。测试样品可在获自生物来源时直接使用或经预处理以改变样品特性后使用。例如上述的预处理可以包括从血液中制备血浆、稀释粘稠液等。预处理的方法也可以包括过滤、沉淀、稀释、蒸馏、混合、浓缩、灭活干扰组分、添加试剂等。此外，处理固体检测样品以形成流体介质或释放被分析物也将是有利的。
详细描述详细参阅本发明的不同的实施方案，下列阐明其中的一个或多个实施例。作为本发明的说明所提供的每个实施例，对本发明无任何限制。实际上，在不违背本发明的范围或精神下对本发明作出各种改变和变化对本领域技术人员是显而易见的。例如，作为实施方案的一部分被说明或描述的特征，可以被用在另一个实施方案中以获得更进一步的实施方案。因此，本发明试图涵盖落于所附的权利要求书的范围内的所述改变和变化及其等同类型。
通常，本发明涉及的诊断测试装置是精确、可靠、有效以及易于使用的。测试装置包含用于收集被怀疑含有目的被分析物的测试样品的拭子。本领域公知，拭子可以由各种不同的吸收材料例如棉花、人造丝、纸浆等制成，并且可以具备任何必要的形状和/或大小。拭子被配置在棒的一端，其含有一个或多个流体通道。流体被容纳在流体室内，其与流体通道流体连通。例如，流体可以是缓冲液，如磷酸盐缓冲的盐水(PBS)(例如，pH7.2)或2-(N-吗啉)乙烷磺酸(MES)(例如，pH5.3)。其他类型的流体或其添加剂可以包括去污剂、盐、溶解剂(例如用于检测如链球菌或酵母的微生物)、封闭剂(例如牛血清蛋白)、其它蛋白质等。可存在于流体中的其它优选材料还包括标记的微粒、检测探针、染料、电化学活性剂(例如氧化还原介质)或其它用于产生检测信号的试剂。包含在流体室内的流体体积通常由用于特定试样所需的试剂量所决定。流体的例证性体积是约50至约1000微升的流体，典型量是约100至约200微升。
根据本发明的一个方面，使用者在拭子上收集检测样品之后能可控地从流体室释放流体。可以采用各种装置以赋予对流体释放的可选择的控制。例如，可以使用对流体经其渗出相对耐久的密封层。密封层可以由各种不同的材料，例如不透气薄膜、金属密封层(例如铝箔)等制成。在用于制成密封层的薄膜制造中的某些适宜材料可以包括热塑性聚合物，例如聚烯烃(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。其它的适宜材料可以包括非热塑性材料、基于硅氧烷的材料、其它弹性体材料等。在某些实施方案中，需要将密封层的厚度减到最小以便使用者容易使它破裂。在上述的情况中，密封层的厚度可以小于约0.05英寸，在某些实施方案中，厚度在约0.0003英寸至约0.01英寸之间，并且在某些实施方案中，厚度在约0.0007英寸至0.02英寸之间。
因此，在使用以前，密封层可以将流体保持在流体室内并且防止渗漏。为了释放流体及开始诊断检测，使用者可以简单地使密封层破裂。在某些实施方案中，一经释放，流体最初接触拭子，与检测样品混合，然后流入流体通道。理想地，流体通道具有足够的长度以提供增加量的时间供测试样品和流体在接触分析装置前混合。在其它的实施方案中，流体最初流入流体通道，其后接触拭子并与测试样品混合。不论发生哪种情况，在接触拭子并且流入流体通道之后，得到的测试样品/流体混合物可以随后接触用于检测被分析物是否存在的分析装置。
诊断测试装置的一个或多个组件可以是一次性使用的并且在使用后被抛弃。这样降低了在多次检测操作后污染的可能性，并且因此提高了准确性。
然而，尽管诊断测试装置的一个或多个组件可以是一次性使用的，测试装置也可以包括可重复利用的部件。例如，一次性使用的测试装置可以包括定量或定性检测被分析物存在的读数器。本领域公知，上述的读数器可以应用任何各种检测技术。例如，读数器可以应用光学探测技术(例如，荧光、反射、密度测定法、磷光、衍射等)；电化学检测技术等。在一个实施方案中，可以应用反射读数器来检测显示可见色(例如染色的乳胶微粒)的探针是否存在。例如，在美国专利申请号2003/0119202(Kaylor，等)描述了一种合适的反射读数器，其在此用于任何目的作为参考被整体引入。读数器可以包括各种对使用者有利的可选择部分。例如，读数器可以包括显示器(例如LED显示器)，用于给使用者提供数字或模拟结果。例如，读数器还可以包括可被使用的一个或多个输入装置(例如，按钮或键)，例如，为了便于存储数据，连接到电脑或互联网等。如果必要，读数器也可以作为测试装置的其它组件的固定器而起作用。
无论以何种特定方式制成，本发明的诊断测试装置一个显著的好处是，即使不是所有但大多数的诊断测试装置组件(例如拭子、棒、流体通道、可破裂的密封层、分析装置等)都可以包括在单一装置内，即，它们是“独立的。”此外。独立测试装置也是多功能的。例如，测试装置能够完成多种任务，例如血液滤过、细胞溶解、携带例如用于检测的偶联颗粒的标记物等。进一步地，棒本身是多功能的，它是拭子的载体，同时还给拭子提供流体/试剂输送。上述的独立、多功能测试装置为使用者提供许多好处，包括简易、方便、较低的成本、增强的安全性等。
当然，本发明也提供众多其它的好处。例如，使用前在诊断测试装置内预补充用于检测的分析装置和/或试剂以减少污染的可能性，从而增加准确性和可靠性。本发明的另一个好处是拭子在接触分析装置前可作为来自检测样品和/或流体污染物的过滤器而起作用，从而提高诊断检测的准确性和可靠性。
现在将更详细地描述本发明诊断测试装置的各种实施方案。然而，应了解，下列所讨论的实施方案仅是示范性的，在本发明中还可以使用该诊断测试装置的任何适宜的构造。在这方面，参阅图1，现在将更详细地描述根据本发明可以制成的基于拭子的诊断测试装置10的一个实施方案。如所示，诊断测试装置10包括具有第一末端31和第二末端33的棒22。拭子24夹持在棒22的第一末端31处。在棒22的第二末端33处还配置了底座部分40。底座部分40可以与棒22整体形成或分开形成。例如，在一个实施方案中，使用者可以从底座部分40上拆卸棒22。通过这种方式，当需要收集检测样品时使用者可以拆卸掉棒22和拭子24，然后在需要开始诊断检测时，再在底座部分40上重新固定棒22。棒22和底座部分40可以由各种任何材料制成，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过程中能够易于手工操作的形状。例如，棒22通常为细长和管形的，而底座部分40具有基本上圆锥的形状。如下面将更详细地描述的，通常棒22的细长形能便于样品和流体的混合，还便于用拭子24取样。另外，底座部分40的″曲线″形状可以便于使用者紧握诊断测试装置10。应了解如上所述的形状和/或大小仅是举例说明，而且事实上所有的形状和/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的其它适宜形状的实例包括但不限于正方形、矩形、三角形、环形、卵圆形、梯形、椭圆、抛物线、不规则的形状等。
座部40部分限定室70，其内提供流体用于和拭子24上收集的测试样品混合。室70与配置在棒22上的拭子24进行流体连通。在举例说明的实施方案中，例如，如图1.B所示指示方向的箭头例示的，棒22限定在第一末端31和第二末端33之间延伸的第一个流体通道50以便流体能够从底座部分40流入第一个通道50，然后流到拭子24。可以选择第一个流体通道50的大小和/或表面张力以便于检测样品和流体间的混合，而使得毛细管力促进流体从底座部分40到拭子24的流动。例如，第一个流体通道50的长度可以大于约1厘米，在某些实施方案中，在约1至约15厘米之间，而在某些实施方案中，在约5至约10厘米。第一个流体通道50的宽度(或直径)可以基本上是恒定的或可选择性地，可以作为长度的函数而变化。例如，在图1中举例说明的实施方案中，第一个流体通道50的宽度从第一末端31到第二末端33逐渐降低。不管怎样，第一个流体通道50的至少一部分的宽度典型地小于约3毫米，在某些实施方案中，为约0.01至约3毫米，以及在某些实施方案中，为约0.05至约1毫米。
在接触拭子24后，流体与使用者收集的检测样品混合，然后流过第二个流体通道52，在此处它接触分析装置60(图1.B)。第二个流体通道52可以具有与第一个流体通道50相同或不同的大小和形状。当然，小部分流体和试样也可以不接触分析装置60而通过第一个流体通道50回流。不希望被理论限制，然而，可以确定的是由第一个流体通道50的尺寸所给予的毛细管力将最终强制大多数即使不是所有的混合物通过第二个流体通道52。还应了解双流体通道的应用仅是示范性的，而在本发明中可以使用任何数目的流体通道。例如，如下面将更详细地描述的，单流体通道可以用在本发明的某些实施方案中。
如所示，密封层46也可位于第一个流体通道50和室70内的流体之间，其对流体经其的渗出相对耐久。为了释放室70的流体并且进入流体通道50，在一个实施方案中，使用者可以按下按钮44或任何其它的激活装置使密封层46破裂并且释放流体。具体地，按钮44和可活动的针48相连，按压按钮44后针48与密封层46接触。因此，当按下时，针48以垂直方向移动，直到它接触密封层46并且经其插入为止。一旦密封层46破裂，流体就从室70释放。
参阅图2，呈现了根据本发明制成的基于拭子的诊断测试装置100的另一个实施方案。在此实施方案中，诊断测试装置100包括两个部件，即，第一部件102和第二部件104。类似于图1所示的实施方案，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夹持在棒122的第一末端131处。另外，在棒122的第二末端133还配置了底座部分140。第二部件104具有外壁180，它限定保持流体在其内的流体室170。在使用前，密封层146防止流体从室170渗出。一经收集测试样品，第一部件102可以被插入第二部件104中以开始诊断检测。具体地，使用者可以将拭子124插入第二部件104的开口147直到拭子124接触密封层146并且使它破裂为止。或者，可以用各种其它方法使密封层146破裂，例如通过用足够的力量挤压第二部件104的外壁180使密封层146破裂。如果需要，可以使用各种密封装置以保证相当数量的流体在插入拭子124后不会从开口147渗出。例如，可以使用例如o-环、t-环、d-环、v-环等的液压密封层。本领域公知，上述的液压密封层将提供嵌在棒122的外表面和开口147的内表面之间的密封层。
在密封层146破裂后，流体从室170释放并且接触拭子124。然后流体流过拭子124并且进入流体通道150，在此处它接触用于检测样品内被分析物是否存在的分析装置60。如上所述，流体通道150的尺寸能足以帮助混合检测样品和流体，并且促进毛细流动。除了与流体通道150的尺寸有关的毛细管力外，容纳在底座部分140内的吸收垫174也可以帮助促进毛细管作用和通过流体通道150的流体流动。例如，吸收垫174可以由基于纤维素的材料制成。
在图4中呈现了可以用于本发明的诊断测试装置300的另一个实施方案。图4所示的实施方案以类似于图2的方式起作用，但未使用底座部分140(图2)。具体地，诊断测试装置300包括两个部件，即第一部件302和第二部件304。类似于图1所示的实施方案，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夹持在棒322的第一末端331。第二部件304具有外壁380，它限定保持流体在其内的流体室370。在使用前，密封层346防止流体从室370渗出。一经收集检测样品，第一部件302可被插入第二部件304中以开始诊断检测。具体地，使用者可以将拭子324插入第二部件304的开口347中，直到拭子324接触密封层346并且使它破裂为止。在密封层346破裂后，流体从室370释放并且接触拭子324。然后流体流过拭子124并且进入流体通道350，在此处它接触用于检测测试样品内是否存在被分析物的分析装置60。
如果必要，第一部件302和第二部件304均可以被置入读数器390中，用于分析检测的结果。如图4b所示，例如，棒322的第二末端333可以通过读数器390的开口391被插入。如上所述，第一部件302可在无论棒322插入读数器390之前或之后被放在第二部件304上。读数器可以包括对使用者有利的各种任选的部件。例如，读数器390可以包括给使用者提供数字或模拟结果的显示器395(例如，LED显示器)。读数器390也可以包括可用于例如，便于存储数据，连接到电脑或互联网等的一个或多个按钮393。有时，指示器390可以重复用于其它的诊断检测，而测试装置300的其余部分可以是一次性使用的。此外，在某些实施方案中，分析装置60也可以包含在读数器390内。这可以提供许多好处，例如允许用读数器390内的分离的冲洗池(未表示出)提供的流体来洗涤分析装置60。
参阅图3，呈现了可以根据本发明制成的基于拭子的诊断测试装置200的另一个实施方案。类似于图2所示的实施方案，诊断测试装置200包括两个部件，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被夹持在棒222的第一末端231处。在此实施方案中，在棒222的第二末端233处还配置了注射器240。注射器240包括限定的开口249的外壳245穿过该开口插入一根活动轴242。外壳245还限定在其内保持流体的流体室270。在收集测试样品之前，流体在轴242的底座244和密封层246之间的室270内保持密封。如上更详细地描述的，密封层246是流体-不可渗透的并且防止流体过早地渗漏到棒222的流体通道250内。
如图3A指示方向的箭头所示，在收集测试样品后使用者可以把拭子224插入到由第二部件204的外壁290所限定的检测室247内。可以选择检测室247的大小和形状以与拭子224和/或棒222的大小和形状一致。如果需要，唇状构造271可以位于检测室247内以防止轴222的过分插入。即，唇状构造271阻止拭子224位于分析装置60下太远而使得诊断检测可能是无效的。除唇状构造271之外，也可以使用各种其它的阻卡装置。例如，在一个实施方案中，轴222一部分的宽度(或直径)仅比开口247的宽度(或直径)大，因而防止过分插入。如上所述，可以使用液压密封层装置以阻止在插入拭子224后流体通过检测室247渗漏。
紧接着在拭子224插入检测室247后，使用者可以按压图3B指示方向的箭头所示的轴242来激活诊断检测。按压轴242使得流体室270内的流体压力增加，直到密封层246破裂为止。密封层246的破裂使流体从室270流入到棒222内的流体通道250中。流体流过流体通道250并且与存在于拭子224上的检测样品混合。然后，流体和试样的混合物可以接触用于检测测试样品内是否存在被分析物的分析装置60。
仅出于说明的目的，现在将更详细地描述图1-4的分析装置60的各种实例。然而，应了解，本发明还考虑其它的分析装置。实际上，本发明不限于任何特殊的分析装置构造。在这方面，参阅图5，举例说明分析装置60的一个实施方案，它是横向流动的基于膜的免疫测定。免疫测定应用免疫系统的机制，其中产生对病原性的或机体外源的抗原的存在而应答的抗体。这些抗体和抗原即免疫反应物能够彼此结合，从而产生高度特异性的反应机制，其可用于测定测试样品中特定抗原的存在或浓度。
在举例说明的实施方案中，分析装置60包括任选性地由刚性材料61支承的多孔膜63。通常，多孔膜63可以由流体能够通过的各种任何材料制成。例如，用于制成多孔膜63的材料可以包括但不限于天然的、合成的或经合成修饰过的天然存在的材料，例如多糖(如，纤维素材料例如纸和纤维素衍生物例如醋酸纤维素和硝化纤维素)；聚醚砜；聚乙烯；尼龙；聚偏二氟乙烯(PVDF)；聚酯；聚丙烯；硅石；无机材料，例如失活的矾土、硅藻土、MgSO4，或其它均匀地分散在多孔聚合物基质中的无机细分散材料，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(如尼龙或人造丝)；多孔凝胶，例如硅胶、琼脂糖、右旋糖酐和明胶；聚合物薄膜，例如聚丙烯酰胺等。在一个特定的实施方案中，多孔膜463由硝化纤维和/或聚醚砜材料制成。应了解，术语″硝化纤维素″是指纤维素的硝酸酯，这可以单独的硝化纤维素或是硝酸和其它酸，例如具有1-7个碳原子的脂肪族羧酸的混合酯。
分析装置60也可以包括吸收垫68。吸收垫68通常吸收已经迁移通过整个多孔膜63的流体。正如本领域所公知的，吸收垫68可以帮助促进毛细管作用和流体流过膜63。某些适宜的材料可以用来制成取样垫，这些材料包括但不限于硝化纤维素、纤维素、多孔聚乙烯垫和玻璃纤维过滤纸。如果必要，取样垫也可以包含一种或多种分析预处理试剂，其共价或非共价地连接在垫上。在举例说明的实施方案中，测试样品从取样垫(未表示出)移动到结合垫62上，结合垫被放置以和取样垫的一端相连。结合垫62由流体能够通过的材料制成。例如，在一个实施方案中，结合垫62由玻璃纤维形成。尽管仅呈现了一个结合垫62，但是应了解其它的结合垫也可以用于本发明。
为了便于检测测试样品内是否存在被分析物，可以将各种检测探针应用到结合垫62。当包含在结合垫62上时，这些检测探针在其从取样垫通过结合垫62(或任选地在流体中)时与被分析物保持有效结合。与被分析物结合时，检测探针可稍后用于确定被分析物是否存在。检测探针可以用于分析装置60的检测和校准。然而，在备选的实施方案中，单独的校准探针可以被用到结合垫62上供与检测探针结合使用，以便于同时校准和检测，从而消除由常规分析装置校准系统引起的误差。然而，应了解，检测探针和/或校准探针可以一起用于或分别用在分析装置60的任何位置，并且不需要被用于结合垫62。进一步地，还应了解，检测探针和/或校准探针可以应用到相同或不同的结合垫。或者，检测探针和/或校准探针可以位于诊断测试装置10、100、200或300的单独区域(图1-4)，例如在流体、流体通道或拭子内。
在有些情况下，要求通过某些方式改进检测探针以便它们更易于结合分析物。在上述情况中，可以用某些特异性的结合成员修饰检测探针，这些附着在探针上以形成偶联的探针。特异性的结合成员泛指特异性的结合对成员，即，在两个不同分子中，一个分子化学和/或物理结合第二个分子。例如，免疫反应性的特异性结合成员可以包括抗原、半抗原、适配体、抗体(一级或二级)及其复合物，包括重组DNA方法或肽合成所形成的那些在内。抗体可以是单克隆的或多克隆的抗体、重组的蛋白质或其混合物或片段，以及抗体和其它特异性的结合成员的混合物。本领域技术人员熟知上述抗体制备的细节及其用作特异性结合成员的适配性。其它常见的特异性结合对包括但不限于生物素和抗生物素蛋白(或其衍生物)、生物素和链亲和素、碳水化合物和植物凝集素、互补的核苷酸序列(包括用于检测靶核酸序列的DNA杂交测定法中的探针和捕获核酸序列)，包括那些由重组方法所形成的互补的肽序列、效应因子和受体分子、激素和激素结合蛋白、酶辅助因子和酶、酶抑制剂和酶等。此外，特异性结合对可包括作为原始特异性结合成员类似物的成员。例如，可以使用被分析物的衍生物或片断，即，被分析物的类似物，只要它具有至少一个和被分析物一样的抗原表位。
特异性结合成员通常利用任何已知的各种技术附着于检测探针。例如，特异性结合成员与检测探针(例如，微粒)的共价附着可以使用羧基、氨基、醛基、溴乙酰基、碘乙酰基、硫醇、环氧及其它反应性的或连接功能性基团，以及残余自由基和阳离子基团(可通过其完成蛋白偶联反应)而完成。也可结合作为功能性共同单体的表面官能团，因为检测探针的表面可能包括相对高表面浓度的极性基团。另外，尽管检测探针常在合成后实现功能，但是在某些情况下，例如聚(苯硫酚)，探针不需要进一步的修饰就能够与蛋白质直接共价相连。除共价结合之外，也可以使用其它的吸附技术，例如物理吸附。
例如，在一个实施方案中，包含检测样品的流体转移到结合垫62，其中被分析物与被特异性结合成员修饰的检测探针混合以形成被分析物的复合物。由于结合垫62与多孔膜63流体连通，复合物可以从结合垫62迁移到多孔膜63上的检测区65。检测区65可以包括固定化的吸收材料，它通常能够与被分析物和/或其复合物形成化学或物理结合(例如，被分析物和检测探针的复合物)。在某些实施方案中，吸收材料可以是生物吸收材料。上述的生物吸收材料是本领域熟知的，可以包括但不限于抗原、半抗原、抗体、蛋白质A或G、亲和素、链亲和素及其复合物。有时，要求这些生物吸收材料能够结合被分析物和/或被分析物和检测探针的复合物。
这些吸收材料用作检测探针/被分析物的复合物的固定的结合部位。在有些情况下，被分析物例如抗体、抗原等具有两个结合部位。到达检测区65时，这些结合部位中的一个被复合探针的特异性结合成员占据。然而，被分析物的自由结合部位可以与固定化的吸收材料结合。结合固定化的吸收材料时，复合探针形成新的三元夹芯复合物。
检测区65通常可以提供任何数目的不同的检测区以便使用者可以更好地测定测试样品内特定被分析物的浓度。各区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获多个被分析物。例如，检测区65可以包括两个或多个不同的检测区(例如线、点等)。检测区可以在一个方向上排列成线，它基本上垂直于测试样品流过分析装置60的路线。同样地，在某些实施方案中，检测区可以在一个方向上排列成线，它基本上与测试样品流过分析装置的路线平行。
虽然检测区65可以指示被分析物的存在，但是单独使用检测区65常常难以测定测试样品内被分析物的相对浓度。因而，分析装置60还可以包括校准区64。在此实施方案中，在多孔膜63上形成校准区64并置于检测区65的下游处。为校准区64提供了吸收材料，该吸收材料能够结合能穿过膜63长度的任何仍然未被捕获的检测探针和/或校准探针。尤其，当接触测试样品时，不结合被分析物的任何未捕获的探针迁移通过检测区65并且进入多孔膜63的校准区64。在校准区64中，这些未捕获的探针随后结合吸收材料。
在校准区64中使用的吸收材料可以与在检测区65使用的吸收材料相同或不同。例如，在某些实施方案中，吸收材料可以包括能与未捕获的探针结合的聚电解质。聚电解质可以具有净的正电荷或负电荷，以及通常为中性的净电荷。例如，具有净正电荷的聚电解质的一些适宜实例包括但不限于多熔素(Sigma-Aldrich化学公司市售，密苏里州，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-氯化铵；阳离子纤维素衍生物，例如用季铵水溶性单体接枝的纤维素共聚物或纤维素衍生物等。在一个具体的实施方案中，可以使用CelquatSC-230M或H-100(可购自National Starch&Chemical公司)，其为含季铵水溶性单体的纤维素衍生物。另外，具有净负电荷的聚电解质的一些合适的实例包括但不限于聚丙烯酸，例如聚(乙烯-共-甲基丙烯酸，钠盐)等。应了解在本发明中可以使用的其它聚电解质，例如两性分子聚电解质(即具有极性或非极性部分)。例如，两性分子聚电解质的一些合适的实例包括但不限于聚(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)，均可购自加拿大多尔瓦尔的Polymer Source公司。
类似于检测区65，校准区64也可以提供任何数目的沿任何方向的不同的校准区，使得使用者更好地确定在检测样品中特定被分析物的浓度。校准区可以用不同量的粘合剂预装在多孔膜63上，以便未捕获的探针移动时每个校准区能产生不同的信号强度。通过使用不同大小的校准区和/或改变每个校准区内粘合剂的浓度或体积可以改变校准区内的吸收材料总量。如果必要，可以在分析装置60中使用过量的探测分子使得每个校准区能够达到其对信号强度完全的和预先确定的能力。即，因为用于校准区的粘合剂数量设定在预定和已知的水平，置于校准区的未捕获的探针数量就被预先确定。一旦捕获，可以肉眼检测或通过其它的检测方法(例如，设备)测定检测区65和校准区64的探针信号。如本领域熟知的，当从视觉上检测时，可以任选地为诊断测试装置10、200、200或300提供现有技术中熟知的观察窗(图1-4)以便使用者易于观察分析装置60。
有时，膜63也可以限定对照区(未表示出)，所述对照区给使用者提供了正确进行检测的信号。例如，对照区(未表示出)可以包含固定化的吸收材料，该吸收材料通常能与探针或与固定在探针上的吸收材料形成化学和/或物理上的结合。上述吸收材料的某些实例包括但不限于抗原、半抗原、抗体、蛋白质A或G、亲和素、链亲和素、二抗及其复合物。另外，也要求将各种非生物材料用于对照区域的吸收材料。例如，如上所述，在某些实施方案中，对照区域的吸收材料还可以包括与未捕获的探针结合的聚电解质。由于对照区域的吸收材料仅仅是对探针特异性的，无论被分析物是否存在都会形成信号。对照区域可以位于沿着膜63的任何位置，但是优选地位于检测区65的上游。
可利用分析装置60使用各种形式来检测被分析物是否存在。例如，在如上所述的实施方案中，使用“夹芯”的形式。上述夹芯型测定法的其它实例在美国专利申请号4,168,146(Grubb，等)和4,366 241(Tom，等)中被描述，其在此处出于任何目的而整体引入作为参考。另外，也可以使用例如″竞争性″形式的其它形式。在竞争性测定法中，标记探针通常与同被分析物相同的分子或类似物偶联。因而，标记探针与目的被分析物竞争可吸收的材料。竞争测定法一般用来检测例如半抗原的被分析物，每个半抗原是单价的并且仅能够结合一个抗体分子。在美国专利申请号No.4,235,601(Deutsch，等)，4,442,204(Liotta)和5,208,535(Buechler等)中描述了竞争性免疫测定装置的实例，其在此处出于任何目的而整体引入作为参考。在美国专利申请号No.5,395,754(Lambotte，等)；5,670,381(Jou，等)和6,194,220(Malick，等)也描述了各种其它装置构造和/或测定法形式，其在此处出于任何目的而整体引入作为参考。
另外，应了解在本发明中可以使用任何已知的检测技术。例如，本领域熟知，分析装置60也可以是电化学亲和性的分析装置，其检测被分析物(或其复合物)和电极条上的捕获配体之间的电化学反应。例如，在美国专利申请号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)中描述了各种电化学测定法，其在此处出于任何目的而整体引入作为参考。
已经发现本发明的系统能够提供相对简单、简洁和成本有效的装置用于被分析物方便的收集和基本上即时现场的检测。该系统用拭子能够快速又便利地收集样品。其后，可以操作测试装置来分析采集的标本并且提供检测结果。检测结果是可见的，以便人以快捷的方式进行检测时易于观察，并且在检测的条件下得出高度可靠和一致的检测结果。在起始的样品收集后，在整个检测方案中接触样品的人因此基本上被预先排除，并且安全地内含采集标本的全部装置可以在检测结束后作为整体被抛弃。
虽然本发明已经详述其有关的特定实施方案，本领域的技术人员应了解的是，在获得对前述理解的基础上，易于想到这些实施方案的替换和变化以及等同形式。因此，本发明的范围应以附加的权利要求及其所有等同形式来评价。
权利要求
1.一种诊断测试装置，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间延伸的至少一个流体通道；在所述棒的第一末端处设置一个拭子，所述的拭子被构造成用于收集测试样品，该样品源自被怀疑含有被分析物的生物来源；被构造成用来容纳流体的流体室，其中所述流体室经由所述的流体通道与所述的拭子流体连通；可破裂的密封层，其抑制流体在使用前从所述流体室中渗漏出来；和用于检测在测试样品中是否存在被分析物的分析装置，所述分析装置与所述拭子、所述流体通道和所述流体室流体连通。
2.如权利要求1所述的诊断测试装置，其中流体被配置为从所述流体室流出，进入所述流体通道，并且随后接触所述的拭子。
3.如权利要求1所述的诊断测试装置，其中流体被配置为从所述流体室流出，接触所述拭子，并且随后进入所述流体通道。
4.如权利要求1到3中任一项所述的诊断测试装置，进一步包括配置在所述棒的第二末端处的注射器。
5.如权利要求4所述的诊断测试装置，其中所述注射器限定所述的流体室。
6.如权利要求1到3中任一项所述的诊断测试装置，其中所述的流体室是通过设置成选择性地接收所述拭子的部件限定。
7.如权利要求6所述的诊断测试装置，其中当被所述部件接收时，所述密封层被构造为被所述的拭子破裂。
8.一种用于检测在测试样品内是否存在被分析物的方法，所述方法包括i)提供一种诊断测试装置，所述测试装置包括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间延伸的至少一个流体通道；b)配置在所述棒的第一末端处的拭子；c)被构造成用来容纳流体的流体室，其中所述流体室经由所述的流体通道与所述拭子流体连通；d)抑制流体在使用前从流体室渗出的密封层；和e)用于检测测试样品中是否存在被分析物的分析装置，所述分析装置与所述拭子、流体通道和流体室流体连通；ii)收集所述拭子上的测试样品；和iii)使所述密封层破裂，将所述流体从所述流体室释放出来，其中所述流体与所述拭子上的测试样品混合，然后接触所述的分析装置。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于所述密封层破裂使得所述流体从所述流体室流入所述流体通道，并且随后接触所述拭子。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于所述密封层的所述破裂使得所述流体从所述流体室流出，接触所述拭子，并且随后流入所述流体通道。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于所述密封层是通过物理刺穿所述密封层或通过流体压力而破裂的。
12.前述任一权利要求所述的诊断测试装置或方法，其中所述流体通道具有大于约1厘米，优选约1至约15厘米，而且优选约5至约10厘米的长度。
13.前述任一权利要求所述的诊断测试装置或方法，其特征在于所述流体通道的至少一部分具有小于约3毫米，优选约0.01至约3毫米，而且优选约0.05至约1毫米的宽度。
14.前述任一权利要求所述的诊断测试装置或方法，进一步包括配置在所述棒的第二末端处的底座部分。
15.权利要求15所述的诊断测试装置或方法，其中所述底座部分限定所述的流体室。
16.权利要求15所述的诊断测试装置或方法，其中所述底座部分包括一个便于虹吸的吸收垫。
17.前述任一权利要求所述的诊断测试装置或方法，其中所述棒限定至少一个附加的流体通道。
18.权利要求17所述的诊断测试装置或方法，其中流体能够通过所述流体通道之一从所述流体室流出而接触所述拭子，而且流体能够通过另外一个所述的流体通道从所述拭子流出而接触所述分析装置。
19.前述任一权利要求所述的诊断测试装置或方法，其中所述分析装置位于所述的流体通道内。
20.前述任一权利要求所述的诊断测试装置或方法，其特征在于所述密封层具有小于约0.05英寸，优选约0.0007英寸至约0.02英寸的厚度。
全文摘要
提供一种诊断测试装置。测试装置包括具有第一末端和第二末端的棒，该棒限定在第一末端和第二末端之间延伸的至少一个流体通道。在棒的第一末端处配置一个拭子，装配的拭子用于收集测试样品，该样品源自被怀疑含有被分析物的生物来源。该测试装置还包括配置以包含流体的流体室，其中流体室经流体通道与拭子进行流体连通。该测试装置还包括防止流体在使用前从所述流体室中渗漏出来的可破裂的密封层，和用于检测在测试样品中是否存在被分析物的分析装置。所述分析装置与拭子、流体通道和流体室流体连通。
文档编号G01N1/02GK1898544SQ200480038405
公开日2007年1月17日 申请日期2004年8月9日 优先权日2003年12月23日
发明者R·M·M·凯勒, R·博加, 杨开元, D·S·科亨, H·维拉兹奎茨, A·L·奥康纳 申请人:金伯利-克拉克环球有限公司