Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

KR20160045150A - 분석물의 검출 및 정량을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

분석물의 검출 및 정량을 위한 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160045150A
KR20160045150A KR1020167009364A KR20167009364A KR20160045150A KR 20160045150 A KR20160045150 A KR 20160045150A KR 1020167009364 A KR1020167009364 A KR 1020167009364A KR 20167009364 A KR20167009364 A KR 20167009364A KR 20160045150 A KR20160045150 A KR 20160045150A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cartridge
sample
reservoir
reader
signal
Prior art date
Application number
KR1020167009364A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102094496B1 (ko
Inventor
아유브 카탁
클린톤 세버
Original Assignee
큐 인코퍼레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 큐 인코퍼레이티드 filed Critical 큐 인코퍼레이티드
Publication of KR20160045150A publication Critical patent/KR20160045150A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102094496B1 publication Critical patent/KR102094496B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502715—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502723—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by venting arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502738—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by integrated valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5029—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures using swabs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/002—Pretreatement
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6813—Hybridisation assays
    • C12Q1/6816—Hybridisation assays characterised by the detection means
    • C12Q1/6825—Nucleic acid detection involving sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F16K99/0001—Microvalves
    • F16K99/0003—Constructional types of microvalves; Details of the cutting-off member
    • F16K99/0032—Constructional types of microvalves; Details of the cutting-off member using phase transition or influencing viscosity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F16K99/0001—Microvalves
    • F16K99/0034—Operating means specially adapted for microvalves
    • F16K99/0036—Operating means specially adapted for microvalves operated by temperature variations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/34—Purifying; Cleaning
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
    • G01N27/3271—Amperometric enzyme electrodes for analytes in body fluids, e.g. glucose in blood
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
    • G01N27/3271—Amperometric enzyme electrodes for analytes in body fluids, e.g. glucose in blood
    • G01N27/3273—Devices therefor, e.g. test element readers, circuitry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416—Systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54306—Solid-phase reaction mechanisms
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54313—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being characterised by its particulate form
    • G01N33/54326—Magnetic particles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54313—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being characterised by its particulate form
    • G01N33/54326—Magnetic particles
    • G01N33/54333—Modification of conditions of immunological binding reaction, e.g. use of more than one type of particle, use of chemical agents to improve binding, choice of incubation time or application of magnetic field during binding reaction
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54366—Apparatus specially adapted for solid-phase testing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54366—Apparatus specially adapted for solid-phase testing
    • G01N33/54373—Apparatus specially adapted for solid-phase testing involving physiochemical end-point determination, e.g. wave-guides, FETS, gratings
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54366—Apparatus specially adapted for solid-phase testing
    • G01N33/54373—Apparatus specially adapted for solid-phase testing involving physiochemical end-point determination, e.g. wave-guides, FETS, gratings
    • G01N33/5438—Electrodes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/58—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/58—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances
    • G01N33/581—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances with enzyme label (including co-enzymes, co-factors, enzyme inhibitors or substrates)
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00029—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/0098—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor involving analyte bound to insoluble magnetic carrier, e.g. using magnetic separation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/08—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a stream of discrete samples flowing along a tube system, e.g. flow injection analysis
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N35/1095—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices for supplying the samples to flow-through analysers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/72—Mobile telephones; Cordless telephones, i.e. devices for establishing wireless links to base stations without route selection
    • H04M1/724—User interfaces specially adapted for cordless or mobile telephones
    • H04M1/72403—User interfaces specially adapted for cordless or mobile telephones with means for local support of applications that increase the functionality
    • H04M1/72409—User interfaces specially adapted for cordless or mobile telephones with means for local support of applications that increase the functionality by interfacing with external accessories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/02—Adapting objects or devices to another
    • B01L2200/025—Align devices or objects to ensure defined positions relative to each other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/02—Adapting objects or devices to another
    • B01L2200/026—Fluid interfacing between devices or objects, e.g. connectors, inlet details
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/02—Adapting objects or devices to another
    • B01L2200/026—Fluid interfacing between devices or objects, e.g. connectors, inlet details
    • B01L2200/027—Fluid interfacing between devices or objects, e.g. connectors, inlet details for microfluidic devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/02—Adapting objects or devices to another
    • B01L2200/028—Modular arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/04—Exchange or ejection of cartridges, containers or reservoirs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B01L2200/0647—Handling flowable solids, e.g. microscopic beads, cells, particles
    • B01L2200/0668—Trapping microscopic beads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B01L2200/0684—Venting, avoiding backpressure, avoid gas bubbles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B01L2200/0689—Sealing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/08—Ergonomic or safety aspects of handling devices
    • B01L2200/087—Ergonomic aspects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/10—Integrating sample preparation and analysis in single entity, e.g. lab-on-a-chip concept
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/16—Reagents, handling or storing thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/02—Identification, exchange or storage of information
    • B01L2300/023—Sending and receiving of information, e.g. using bluetooth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/02—Identification, exchange or storage of information
    • B01L2300/025—Displaying results or values with integrated means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/04—Closures and closing means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/04—Closures and closing means
    • B01L2300/041—Connecting closures to device or container
    • B01L2300/044—Connecting closures to device or container pierceable, e.g. films, membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0627—Sensor or part of a sensor is integrated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0627—Sensor or part of a sensor is integrated
    • B01L2300/0645—Electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0681—Filter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0816—Cards, e.g. flat sample carriers usually with flow in two horizontal directions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0832—Geometry, shape and general structure cylindrical, tube shaped
    • B01L2300/0838—Capillaries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/0864—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices comprising only one inlet and multiple receiving wells, e.g. for separation, splitting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/0867—Multiple inlets and one sample wells, e.g. mixing, dilution
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/087—Multiple sequential chambers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/12—Specific details about materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/16—Surface properties and coatings
    • B01L2300/161—Control and use of surface tension forces, e.g. hydrophobic, hydrophilic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/18—Means for temperature control
    • B01L2300/1805—Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks
    • B01L2300/1827—Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks using resistive heater
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0406—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces capillary forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0475—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
    • B01L2400/0487—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure fluid pressure, pneumatics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/06—Valves, specific forms thereof
    • B01L2400/0677—Valves, specific forms thereof phase change valves; Meltable, freezing, dissolvable plugs; Destructible barriers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/06—Valves, specific forms thereof
    • B01L2400/0677—Valves, specific forms thereof phase change valves; Meltable, freezing, dissolvable plugs; Destructible barriers
    • B01L2400/0683—Valves, specific forms thereof phase change valves; Meltable, freezing, dissolvable plugs; Destructible barriers mechanically breaking a wall or membrane within a channel or chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2518/00—Other type of polymers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F16K2099/0082—Microvalves adapted for a particular use
    • F16K2099/0084—Chemistry or biology, e.g. "lab-on-a-chip" technology
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N2001/022—Devices for withdrawing samples sampling for security purposes, e.g. contraband, warfare agents
    • G01N2001/027—Devices for withdrawing samples sampling for security purposes, e.g. contraband, warfare agents field kits / quick test kits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N2001/028—Sampling from a surface, swabbing, vaporising
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00178—Special arrangements of analysers
    • G01N2035/00277—Special precautions to avoid contamination (e.g. enclosures, glove- boxes, sealed sample carriers, disposal of contaminated material)
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00465—Separating and mixing arrangements
    • G01N2035/00564—Handling or washing solid phase elements, e.g. beads
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/78—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2458/00—Labels used in chemical analysis of biological material
    • G01N2458/30—Electrochemically active labels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
    • G01N27/3271—Amperometric enzyme electrodes for analytes in body fluids, e.g. glucose in blood
    • G01N27/3272—Test elements therefor, i.e. disposable laminated substrates with electrodes, reagent and channels
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/72—Mobile telephones; Cordless telephones, i.e. devices for establishing wireless links to base stations without route selection
    • H04M1/724—User interfaces specially adapted for cordless or mobile telephones
    • H04M1/72403—User interfaces specially adapted for cordless or mobile telephones with means for local support of applications that increase the functionality
    • H04M1/72409—User interfaces specially adapted for cordless or mobile telephones with means for local support of applications that increase the functionality by interfacing with external accessories
    • H04M1/72412—User interfaces specially adapted for cordless or mobile telephones with means for local support of applications that increase the functionality by interfacing with external accessories using two-way short-range wireless interfaces
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/1624—Destructible or deformable element controlled
    • Y10T137/1797—Heat destructible or fusible

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)

Abstract

수집된 샘플 내에서 관심의 분자를 검출하기 위한 장치, 시스템, 및 방법이 본원에 개시된다. 특정 구체예에서, 완비형 샘플 분석 시스템이 개시되며, 이것은 재사용가능한 리더 구성요소, 일회용 카트리지 구성요소, 및 일회용 샘플 수집 구성요소를 포함한다. 일부 구체예에서, 리더 구성요소는 시험 프로토콜과 시험 결과의 디지털 전송을 위해 원격 컴퓨팅 장치와 통신한다. 다양한 개시된 구체예에서, 시스템, 구성요소, 및 방법은, 예를 들어 샘플에서 하나 이상의 병원균이나 오염물질의 존재에 대해 시험하기 위해, 관심의 특정 핵산, 단백질, 또는 다른 분석물의 존재, 부재, 및/또는 양을 확인하도록 구성된다.

Description

분석물의 검출 및 정량을 위한 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR DETECTION AND QUANTIFICATION OF ANALYTES}
관련 특허출원의 상호 참조
본 출원은 2013년 3월 11일자로 제출된 발명의 명칭이 "이동식 컴퓨팅 장치를 가진 회전가능하며 사용이 용이한 분석물 검출 시스템"인 미국 임시출원 No. 61/776,254의 이익 및 우선권을 주장하며, 이것은 그 전체가 참고자료로 여기 포함된다.
기술분야
본 기술은 일반적으로 분자 검출 분야에 관한 것이다. 특히, 이 기술은 수집된 샘플 내에서 하나 이상의 특정 분석물의 존재, 부재 및/또는 양을 검출하기 위한 미세유동성 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다.
샘플 내에서 핵산, 단백질, 및/또는 관심의 다른 분자의 존재, 부재 및/또는 양을 확인하기 위한 종래의 기술은 주로 고가의 실험실 장비와 고도로 훈련된 의료 종사자의 전문기술을 필요로 한다. 결국, 이러한 분석은 전형적으로 실험실이나 의료 시설 내에서 수행된다. 이러한 분자 검출은, 예를 들어 사람이나 다른 동물 내에서 또는 환경 내에서 병원균, 질환, 오염, 과용량, 및 피독을 검출하는데 중요할 수 있다. 불행히도 오늘날 개체는 적절한 시험이 수행될 수 있기까지, 그리고 그 결과가 생성되어 분석될 수 있기까지 오랜 기다림에 직면할 수 있다. 오랜 기다림과 실험실이나 의료 시설까지 이동의 불편함으로 인하여 질병 및 오염이 주로 확산되며, 상기 질병이나 오염의 존재가 확인되기 전에 실질적인 위해를 야기할 수 있다.
개선된 분자 검출 및 정량 기술에 대한 실질적인 필요가 있다. 현재 사용되는 종래의 장치보다 더 적은 시간으로 더 적은 기술적 전문기술하에 관심의 분자를 검출할 수 있는 장치에 대한 필요가 있다. 비-임상 환경에서, 예를 들어 학교, 업무 장소, 및 가정에서 소비자에 의해 이용될 수 있는 분자 검출 기술에 대한 필요가 있다. 또한, 약국이나 의료서비스 시설로 들어가서 소비자에 의해 사용될 수 있는 분자 검출 기술에 대한 필요가 있으며, 이것은 그 결과를 소비자가 약사나 의료서비스 전문가와 대화하는 도중에 이용할 수 있도록 빨리 결과를 생성할 수 있다. 또한, 생물유해성 위험을 최소화하도록 구성된 소비자-타겟 분자 검출 장치에 대한 필요가 있다. 여기 개시된 다양한 구체예들은 이들 필요 중 하나 이상을 만족할 수 있다.
본 개시의 한 양태는 분자를 검출하기 위한 시스템에 관한 것이다. 다양한 구체예에서, 시스템은 카트리지 장치, 카트리지 장치에 제거가능하게 결합된 리더 장치, 및 샘플 수집 장치를 포함한다. 일부 구체예에서, 카트리지 장치는 복수의 저장소, 분석 채널, 및 투입 터널을 한정하는 내부 장벽을 가진 카트리지 하우징; 및 카트리지 하우징에 결합되거나 내부에 배치된 회로판을 포함하며, 상기 회로판은 분석 채널의 벽을 형성하고, 분석 채널의 일부의 내부에 배치된 복수의 센서를 가진다. 일부 구체예에서, 리더 장치는 센서와 정렬된 자석; 센서에 전기적으로 결합된 회로; 및 명령이 저장된 메모리를 가진 프로세서를 포함한다. 이러한 구체예에서, 리더 장치는 또한 자석, 회로, 및 프로세서가 위치되는 리더 하우징을 포함하며, 상기 리더 하우징은 샘플 분석 카트리지의 적어도 일부를 수용하는 도크를 한정한다. 일부 구체예에서, 샘플 수집 장치는 투입 터널 내부에 적어도 부분적으로 장착할 수 있는 크기이다. 추가로, 일부 구체예에서, 분자 검출 시스템은 또한 회로에 전기적으로 연결되고 제1의 복수의 저장소와 정렬되는 음파처리 구성요소를 포함한다. 음파처리 구성요소는 카트리지 장치나 리더 장치의 구성요소를 형성할 수 있고, 부분적으로 또는 완전히 압전 변환기로 이루어질 수 있다.
본 개시의 다른 양태는 샘플 분석 카트리지에 관한 것이다. 일부 구체예에서, 카트리지는 하우징 및 하우징 상부, 하부, 또는 내부에 배치된 회로판을 포함한다. 일부 구체예에서, 하우징은 복수의 저장소, 분석 채널, 및 투입 터널을 한정하는 내부 장벽을 가진다. 복수의 저장소는 샘플 제조 시약을 포함하는 제1 액체 부피로 적어도 부분적으로 충전된 제1 저장소 및 화학적 기질을 포함하는 액체 부피로 적어도 부분적으로 충전된 다른 저장소를 포함한다. 일부 구체예에서, 복수의 저장소는 추가로 세척 용액을 포함하는 액체 부피로 적어도 부분적으로 충전된 저장소를 포함한다. 특정 구체예에서, 투입 터널은 하우징의 표면에 있는 구멍에서부터 제1 저장소까지 연장되며, 복수의 저장소는 각각 적어도 때로 분석 채널과 유체 연통된다. 특정 구체예에서, 회로판은 분석 채널의 일부와 정렬된 복수의 센서를 포함한다.
일부 이러한 구체예에서, 샘플 제조 시약은 표면-결합된 친화성 분자를 가진 복수의 자성 입자, 복수의 검출제, 및 표적 분석물에 대한 접근과 표적 분석물과 표면-결합된 친화성 분자 및 검출제 사이의 결합을 촉진하기 위한 복수의 제제를 포함한다. 다른 구체예에서, 카트리지는 또한 투입 터널과 제1 저장소 사이에 배치된 막을 포함한다. 일부 이러한 구체예의 막은 복수의 경쟁적 결합제를 건조 저장하며, 각각의 경쟁적 결합제는 신호화제에 결합된 사전-결합된 표적 분석물을 포함한다. 추가로, 이러한 구체예에서, 샘플 제조 시약은 제1 저장소에 표면-결합된 친화성 분자를 가진 복수의 자성 입자 및 표적 분석물에 대한 접근을 촉진하고 표면-결합된 친화성 분자와 표적 분석물 또는 경쟁적 결합제의 결합을 촉진하기 위한 복수의 제제를 포함한다. 다양한 구체예에서, 복수의 자성 입자는 둘 이상의 크기의 자성 입자를 포함할 수 있으며, 각각의 크기는, 각각의 크기가 상이한 표적 분석물과 결합하도록 상이한 표면-결합된 친화성 분자를 가진다.
샘플 분석 카트리지의 일부 구체예에서, 카트리지는 복수의 저장소에 상응하는 복수의 밸브를 포함하며, 밸브는 하나씩 복수의 저장소 중 하나와 분석 채널 사이의 각 교차점에 위치된다. 일부 이러한 구체예에서, 복수의 밸브는 각각 열 적용시 상-변화가능하며, 회로판은 복수의 밸브와 정렬된(예를 들어, 위 또는 아래에 직접 배치된) 복수의 바이어스(vias)를 포함한다; 이러한 바이어스는 가열 요소와 물리적으로 결합된다. 일부 구체예에서, 샘플 분석 카트리지는 분석 채널의 하류 단부에 배치된 흡수성 물질을 더 포함한다.
카트리지의 다양한 구체예에서, 하우징은 함께 결합되어 고정된 구조를 형성하는 커버 구성요소, 내부 구성요소, 및 베이스 구성요소를 포함한다. 일부 이러한 구체예에서, 커버 구성요소는 내부 구성요소의 제1 측면에 배치되고, 베이스 구성요소는 내부 구성요소의 제2 측면에 배치되며, 회로판이 내부 구성요소와 베이스 구성요소 사이에 위치된다. 커버 구성요소와 내부 구성요소의 제1 측면의 특징부는 함께 투입 채널과 복수의 저장소를 한정할 수 있고, 내부 구성요소의 제2 측면과 회로판의 특징부는 함께 분석 채널을 한정할 수 있다.
본 개시의 추가의 양태는 샘플 분석 리더에 관한 것이다. 다양한 구체예에서, 리더는 자기장 발생기, 카트리지 검출 유닛을 가진 회로, 명령이 저장된 메모리를 가진 프로세서, 및 샘플 분석 카트리지에 결합하기 위한 도크를 가진 하우징을 포함한다. 특정 구체예에서, 샘플 분석 리더가 샘플 분석 카트리지에 결합된 때, 자기장 발생기에 의해서 생성된 자기장은 샘플 분석 카트리지의 센서와 실질적으로 정렬되고, 회로는 샘플 분석 카트리지의 센서와 전기적으로 결합된다. 다양한 구체예에서, 샘플 분석 리더는 복수의 샘플 분석 카트리지와 호환가능하게 결합한다.
일부 구체예에서, 리더는 또한 회로에 전기적으로 결합된 음파처리 구성요소를 포함한다. 이러한 구체예에서, 샘플 분석 리더가 샘플 분석 카트리지에 결합된 때, 음파처리 구성요소는 샘플 분석 카트리지의 샘플 제조 저장소와 정렬된다.
샘플 분석 리더의 일부 구체예에서, 자기장 발생기는 복수의 자기장 발생기를 포함하고, 샘플 분석 리더가 샘플 분석 카트리지에 결합된 때, 복수의 자기장 발생기는 샘플 분석 카트리지의 평면에 놓인 복수의 센서와 정렬되며, 각각의 자기장 발생기는 상이한 강도의 자기장을 생성하도록 구성된다. 이러한 구성형태는 샘플 분석 카트리지의 분석 채널 내부에 자기장 구배를 생성한다. 일부 구체예에서, 복수의 자기장 발생기는 복수의 영구 자석으로 형성되고, 각각은 센서의 평면에 대해 상이한 깊이에 배치된다. 다른 구체예에서, 자기장 구배는, 예를 들어 증가하는 크기의 복수의 영구 자석 또는 증가하는 크기나 증가하는 코일 수의 복수의 유도자를 사용하여 형성될 수 있다.
리더의 일부 구체예에서, 음파처리 구성요소는 프로세서에 전기적으로 결합된 압전 구성요소이고, 압전 구성요소는 저장소 내부의 기계적 사건이나 기계적 변화를 전기 신호로 변환하기 위해서 위치된다. 이러한 구체예에서, 압전 구성요소에 전기적으로 결합된 프로세서 및/또는 회로망은 전기 신호를 수용하여 해석하도록 구성된다. 저장소에서 이런 기계적 사건은 샘플 수집 장치의 진입시 샘플 분석 카트리지의 샘플 제조 저장소의 신축(flex)을 통해서 압전 구성요소에 적용된 검출된 압력의 형태로 변환될 수 있다. 또는 달리, 압전 구성요소 위에서 기계적 하중이나 질량의 변화가 프로세서 및/또는 회로망에 의해 감출가능한 및/또는 정량가능한 압전 구성요소의 공명 주파수의 이동을 야기할 수 있다. 다른 구체예에서, 압전 구성요소 및 접속된 프로세서 및/또는 회로망은 압전 구성요소로부터 방출된 펄스의 반사된 웨이브의 변동을 정량한다. 일부 이러한 구체예에서, 프로세서 및/또는 회로망은 반사된 웨이프에서 이러한 변동에 대한 역치 값으로 프로그래밍되며, 상기 역치는 수집 장치가 삽입된 상태에 대해 저장소 내부에 수집 장치가 없는 상태를 구별할 수 있도록 설정된다. 저장소 내부의 기계적 사건이나 기계적 변화를 전기 신호로 변환하는 압전 구성요소의 또 다른 예에서, 압전 구성요소는 투입 터널이나 저장소의 특징부와 상호작용하는 샘플 수집 장치의 기계 부품에 의해서 작동된 클릭소리에 상응하는 음파와 같은 음파를 검출하도록 구성된다.
샘플 분석 리더의 일부 구체예에서, 프로세서는 메모리에 저장된 명령을 실행하도록 구성되며, 이것은 실행되었을 때 프로세서로 하여금 방법을 수행하게 한다. 특정 구체예의 방법은 회로로부터 수신된 카트리지 식별 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 결합된 샘플 분석 카트리지에 대한 적절한 시험 프로토콜을 확인하는 단계, 및 상기 적절한 시험 프로토콜을 실행하는 단계를 포함한다.
일부 구체예에서, 적절한 시험 프로토콜을 실행하는 것은 샘플 제조 저장소 내에서 시험 신호를 생성하고 응답 신호를 검출하기 위해 압전 구성요소를 자극하는 단계, 압전 구성요소로부터의 검출 신호, 응답 신호를 포함하는 검출 신호 및 압전 구성요소의 공명을 수신하는 단계; 응답 신호의 변화 및/또는 압전 구성요소의 공명의 이동에 적어도 부분적으로 기초하여 샘플 제조 저장소에 샘플 수집 장치의 진입을 검출하는 단계; 및 음파처리 구성요소가 샘플 제조 저장소 내부에 배치된 액체 내의 샘플 입자와 시약을 혼합하도록 음파처리 프로토콜을 개시하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 혼합은 샘플 입자와 시약의 적어도 일부의 혼성화를 촉진한다.
일부 구체예에서, 적절한 시험 프로토콜을 실행할 때 프로세서에 의해서 수행되는 방법은 추가로 또는 다르게는 회로를 통해서 샘플 분석 카트리지에 의해 생성된 검출 신호를 수신하는 단계, 및 검출 신호를 처리하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 검출 신호에 적어도 부분적으로 기초한 데이터를 이동식 컴퓨팅 장치 또는 표시 장치에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 추가의 양태는 비-임상 질환 검출을 위한 특수 컴퓨터에 관한 것이다. 다양한 구체예의 특수 컴퓨터는 하드웨어와 소프트웨어를 둘 다 포함한다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 컴퓨터는 질환 검출 카트리지의 적어도 일부를 교합하기 위한 도크 또는 포트를 포함하며, 상기 도크는 컴퓨터 상에 또는 내부에 위치된다. 다양한 구체예의 컴퓨터는 또한 질환 검출 카트리지 내부에서 발생한 산화 반응으로부터 생성된 신호를 검출하기 위한 회로망, 및 명령이 저장된 메모리를 가진 프로세서를 포함한다. 질환 검출 카트리지와 교합시 프로세서는 명령을 실행하고, 이것은 특정 구체예에서 프로세서로 하여금 방법을 수행하게 하는데, 상기 방법은 회로망으로부터 수신된 신호로부터 질환 검출 카트리지의 유형을 검출하는 단계, 상기 유형에 특이적인 시험 프로토콜을 개시하는 단계, 및 30분 미만 내에 상기 유형에 특이적인 질환 검출 결과를 생성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 추가의 처리, 표시, 및/또는 저장을 위해 질환 검출 결과를 원격 컴퓨팅 장치로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 특정 구체예에서, 컴퓨터는 높이가 30cm 미만이고, 너비가 30cm 미만이고, 길이가 30cm 미만이다. 특정 구체예에서, 컴퓨터는 가정, 사무실, 또는 학교 환경에서 훈련받지 않은 소비자에 의한 사용을 위해 의도된다.
본 개시의 한 양태는 분석물 검출 도중과 이후에 특정 분석물을 검출하기 위해 필요한 모든 수집된 샘플과 모든 액체를 안전하게 저장하는 완비형 분석물 검출 키트에 관한 것이다. 다양한 구체예에서, 키트는 1회용 샘플 수집 장치; 및 1회용 검출 유닛을 포함한다. 검출 유닛은 샘플 수집 장치를 안전하며 영구적으로 수용할 수 있는 크기의 투입 터널, 및 시약, 세척 매질, 및 기질을 개별적으로 안전하게 저장하는 복수의 구획을 포함한다. 일부 구체예에서, 투입 터널은 검출 유닛의 표면의 구멍에서부터 시약을 보유한 제1 구획의 입구까지 연장된다. 일부 구체예에서, 샘플 수집 장치의 삽입 전에는 시약이 투입 터널로 흐르는 것을 차단하기 위해 선택적으로 파괴가능한 막이 제1 구획의 입구를 덮고 있다. 일부 구체예에서, 투입 터널에 샘플 수집 장치의 삽입시 검출 유닛에 대한 샘플 수집 장치의 움직임을 제한하기 위해 상보적 로킹 특징부가 샘플 수집 장치 위와 투입 터널 내에 배치된다. 더욱이, 일부 구체예에서, 샘플 수집 장치와 투입 터널은 샘플 수집 장치가 투입 터널로 전진함에 따라 액밀 시일을 형성할 수 있는 크기이다.
개시된 기술의 다른 추가의 양태는 의료서비스 제공자나 기술자 없이 질환을 검출하기 위한 방법에 관한 것이다. 일부 구체예에서, 이러한 방법은 샘플을 수집하기 위해 사용자의 코의 내부 통로를 면봉으로 문지르는 단계, 질환-검출 시험 프로토콜을 수행하기 위해 필요한 모든 시약과 기질을 담고 있는 카트리지를 카트리지를 검출하도록 구성된 특수 컴퓨터 내에 또는 위에 배치하는 단계, 및 면봉이 카트리지 내부에 잘 맞게 고정되어 제거될 수 없도록 면봉을 카트리지에 삽입하는 단계를 포함한다. 다양한 구체예에서, 특수 컴퓨터는 면봉의 삽입을 감지하여 시험 프로토콜을 개시한다. 일부 이러한 구체예에서, 특수 컴퓨터는 30분 미만 내에 시험 프로토콜을 통해서 샘플 내에서 특정 질환의 존재 또는 부재를 검출한다. 상기 방법은 또한, 유선 또는 무선 통신 접속을 통해서 결과가 특수 컴퓨터로부터 원격 컴퓨팅 장치로 전송된 후, 원격 컴퓨팅 장치로부터 시험의 결과를 판독하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 추가의 양태는 샘플 내에서 표적 분석물의 존재, 부재, 및/또는 양을 검출하기 위한 방법에 관한 것이다. 다양한 구체예의 방법은 카트리지를 분석물 리더 내에 또는 위에 로딩하되, 카트리지가 시약으로 적어도 부분적으로 충전된 제1 저장소, 기질로 적어도 부분적으로 충전된 저장소, 및 선택적으로 세척 용액으로 적어도 부분적으로 충전된 다른 저장소를 포함하는 복수의 저장소를 갖는 단계; 멸균 패키지로부터 샘플 수집 장치를 제거하는 단계; 샘플을 수집하기 위해 샘플 수집 장치의 팁과 견본을 접촉시키는 단계; 및 적어도 상기 팁이 제1 저장소로 진입할 때까지 샘플 수집 장치를 카트리지에 삽입하는 단계를 포함한다. 특정 구체예에서, 샘플 수집 장치의 팁을 제1 저장소에 삽입하는 것은 분석물 리더를 활성화하여 분석물 리더 내부의 음파처리 장치로 하여금 음파처리 프로토콜을 수행하게 하여 샘플 수집 장치에 의해서 수집된 샘플을 제1 저장소의 시약과 혼합한다. 추가로 또는 다르게는, 상기 팁을 제1 저장소에 삽입하는 것은 일련의 가열 요소들로 하여금 복수의 저장소 내부에 또는 근처에 배치된 일련의 밸브들을 순차적으로 용융시키게 하며, 이로써 복수의 저장소의 내용물이 분석물 리더에 의한 분석을 위해 분석 구역으로 순차적으로 방출된다. 일부 이러한 구체예에서, 샘플 수집 장치의 팁을 카트리지에 삽입하는 것은 샘플 수집 장치를 카트리지의 투입 터널 안에서 샘플 수집 장치의 팁이 투입 터널의 원단부에 배치된 막 장벽을 파괴하고, 상기 팁이 제1 저장소로 진입할 때까지 전진시키는 것을 수반하며, 샘플 수집 장치는 샘플 수집 장치와 투입 터널 사이에 형성된 액밀 시일과 함께 카트리지와 고정된 교합으로 맞물린다.
본 개시의 다른 양태는 샘플 내에서 표적 분석물의 존재, 부재, 및/또는 양을 검출하는 전산화된 방법에 관한 것이다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 전산화된 분석물 리더에 의해서 수행되는 방법은 분석물 리더 내에 또는 위에 로딩된 카트리지의 존재를 검출하는 단계, 카트리지와 관련된 식별 정보를 검출하는 단계, 및 식별 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 카트리지에 대한 적절한 시험 프로토콜을 확인하는 단계를 포함한다. 일부 구체예에서, 전산화된 방법은 추가로 또는 다르게는 카트리지의 제1 저장소에 삽입된 샘플 수집 장치를 검출하는 단계, 복수의 시약, 복수의 자성 입자, 복수의 검출제 또는 경쟁적 결합제, 및 제1 저장소 내의 복수의 샘플 입자를 혼합하기 위하여 샘플 수집 장치 삽입시 음파처리 프로토콜을 개시하는 단계를 포함한다. 일부 이러한 구체예에서, 복수의 자성 입자는 적어도 그 표면에 제1 표적 분석물과 결합하도록 구성된 제1 표면 친화성 분자를 각각 가진 복수의 큰 자성 입자, 및 그 표면에 제2 표적 분석물과 결합하도록 구성된 제2 표면 친화성 분자를 각각 가진 복수의 작은 자성 입자를 포함한다. 예를 들어, 음파처리 프로토콜을 통해서 혼합시, 제1 및/또는 제2 표적 분석물이 존재한다면 혼성화가 일어난다. 일부 이러한 구체예, 특히 검출제를 가진 구체예에서, 결과의 혼합물은 복수의 샌드위치 복합체를 포함하며, 이들 각각은 자성 입자와 검출제 상의 표면에 표면 친화성 분자에 모두 결합된 표적 분석물로 형성된다. 다른 구체예, 특히 경쟁적 결합제를 가진 구체예에서, 결과의 혼합물은 자성 입자의 표면에서 표면 친화성 분자에만 결합된 표적 분석물로 각각 형성된 분자 복합체를 포함한다.
일부 구체예에서, 방법은 또한 카트리지 내부의 제1 밸브가 용융하고, 혼합물이 샘플 제조 저장소로부터 분석 채널로 흐르도록 제1 가열 요소를 자극하는 단계를 포함한다. 다양한 구체예에서, 혼합물은 용액에 현탁되고, 용액은 상기 혼합물을 제1 저장소로부터 모세관 작용을 통해서 하류 흡수성 물질을 향해 분석 채널로 수송하는 수송 매질로서 작용한다. 분석 채널 내부에서 혼합물의 자성 입자는 분석 채널의 일부의 내부에서 복수의 자석 또는 다른 자기장 발생기 위에 국소화된다; 자성 입자는 이로써 복수의 국소화 샘플을 형성한다. 이러한 구체예에서, 자성 입자는, 큰 자성 입자는 소형 상류 자기장 내에 국소화하고, 작은 자성 입자는 대형 하류 자기장 내에 국소화하도록 크기 및 강도에 기초하여 국소화한다. 일부 구체예의 방법은 또한 카트리지 내부의 제2 밸브가 용융하고, 세척 용액이 제2 저장소로부터 분석 채널로 흐르도록 제2 가열 요소를 자극하되, 상기 세척 용액이 복수의 국소화 샘플로부터 자성 입자에 간접적으로 결합되지 않은 검출제 및/또는 경쟁적 결합제를 제거하는 단계를 포함한다. 일부 구체예의 방법은 카트리지 내부의 제3 밸브가 용융하고, 기질의 용액이 제3 저장소로부터 분석 채널로 흐르도록 제3 저항 가열기를 자극하는 단계를 더 포함한다. 일부 구체예에서, 검출제 및 경쟁적 결합제는 기질을 산화시키는 산화 효소를 포함한다.
전산화된 방법은 소형 자기장 내에 위치된 제1 기록 센서에서 제1 신호를 검출하되, 제1 신호의 적어도 일부가 기질의 산화에 의해 야기되는 단계; 대형 자기장 근처에 위치된 제2 기록 센서에서 제2 신호를 검출하되, 제2 신호의 적어도 일부가 기질의 산화에 의해 야기되는 단계; 기준 센서에서 기준 신호를 검출하는 단계; 노이즈를 제거하기 위해, 예를 들어 제1 신호로부터 기준 신호를 차감함으로써 제1 결과의 신호를 계산하는 단계; 제1 표적 분석물의 존재 및/또는 양을 확인하기 위해 제1 결과의 신호를 처리하고 분석하는 단계; 노이즈를 제거하기 위해, 예를 들어 제2 신호로부터 기준 신호를 차감함으로써 제2 결과의 신호를 계산하는 단계; 및 제2 표적 분석물의 존재 및/또는 양을 확인하기 위해 제2 결과의 신호를 처리하고 분석하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 방법은 또한 시험 결과를 나타내는 신호를 이동식 컴퓨팅 장치로 전송하는 단계를 포함한다.
일부 이러한 구체예에서, 제1 결과의 신호는 국소화 샘플 내에 존재하는 제1 표적 분석물의 양에 비례하고, 제2 결과의 신호는 국소화 샘플 내에 존재하는 제2 표적 분석물의 양에 비례한다. 다른 구체예에서, 제1 및 제2 결과의 신호는 샘플에 존재하는 제1 및 제2 표적 분석물의 양에 간접적으로 비례한다. 다른 구체예에서, 제1 신호는 제1 분석물의 양에 간접적으로 비례하고, 제2 신호는 제2 표적 분석물의 양에 직접적으로 비례하거나, 또는 그 반대이다.
샘플 내에서 표적 분석물의 존재, 부재, 및/또는 양을 검출하기 위한 전산화된 방법의 다른 구체예에서, 제1 저장소는 단지 한 가지 크기의 자성 입자를 포함하고, 단지 하나의 자기장 발생기 또는 다른 자기장 발생기가 분석 채널에 또는 근처에 제공된다. 이러한 구체예에서, 상기 방법은 단일 표적 분석물의 존재, 부재, 및/또는 양의 검출을 허용한다.
전산화된 방법의 다른 구체예에서, 셋 이상의 크기의 자성 입자가 제1 저장소에 존재하고, 동일한 수의 셋 이상의 자기장 발생기가 분석 채널에 또는 근처에 제공된다. 이러한 방식에서, 샘플 내에서 복수의 분석물의 존재를 시험하기 위해 단일 장치와 단일 방법이 이용될 수 있다. 센서 신호와 분석물 표적 농도 사이에 1 대 1 맵핑을 생성하기 위하여 임의의 수의 입자 크기 및 자기장 강도가 활용될 수 있으며, 이 신호는 표적 분석물의 양에 직접적으로 또는 간접적으로 비례한다. 이러한 구체예에서, 자기장의 수는 센서의 수 및 특유의 자성 입자 집단의 수와 동일하며, 이들은 둘 다 시스템이 검출하도록 구성된 상이한 표적 분석물의 수와 동일하다. 이러한 방법 및 장치는, 예를 들어 사람이 어느 질병을 앓고 있는지, 약물 또는 독극물이 사람에게 부작용을 일으키는지, 또는 화학물질이 물을 오염시켰는지 결정하기 위해 사용될 수 있다. 다른 예들은 누군가의 신체 내에서 다양한 비타민, 호르몬, 단백질, 또는 관심의 다른 분석물의 농도를 정량하는 것을 포함한다.
예시적인 구체예들이 첨부한 도면을 참조하여 아래 설명되며, 여기서 유사한 번호들은 유사한 요소를 표시한다.
도 1a-1d는 여기 개시된 분석물 검출 시스템의 한 구체예에서 발견된 분자 및 반응의 도식적 묘사를 제공한다.
도 2a-2b는 여기 개시된 분석물 검출 시스템의 다른 구체예에서 발견된 분자 및 반응의 도식적 묘사를 제공한다.
도 3a-3b는 각각 샘플 수집 장치의 한 구체예의 측면도 및 투시도이다.
도 3c-3d는 각각 도 3a-3b의 샘플 수집 장치 구체예에서 제공된 수집 헤드의 투시도 및 측면도이다.
도 4a는 샘플 수집 장치의 다른 구체예의 측면도를 묘사한다.
도 4b는 도 4a의 샘플 수집 장치의 투시도를 묘사한다.
도 5는 샘플 수집 장치의 한 구체예의 기능적 블록 다이아그램을 묘사한다.
도 6은 샘플 수집 장치의 다른 구체예의 측면도를 도시한다.
도 7a는 조립된 카트리지 장치의 한 구체예의 투시도를 묘사한다.
도 7b는 도 7a의 카트리지 장치를 형성하는 구성요소의 투시도를 해체된 구성형태로 묘사한다.
도 8은 카트리지 장치의 다른 구체예의 분해조립도를 묘사한다.
도 9a-9c는 다른 카트리지 장치 구체예의 분해, 반분해, 및 비-분해 투시도를 묘사한다.
도 10a는 도 8의 카트리지 장치 구체예의 상면도를 묘사한다.
도 10b는 도 8의 카트리지 장치의 부분 투시도를 묘사한다.
도 11a-11b는 카트리지 장치의 한 구체예에서 발견된 내부 구성요소 및 회로판 구성요소의 상면도 및 투시도를 각각 묘사한다.
도 11c는 특정 구체예에서 저장소의 특징부를 강조하기 위해 확대한 도 11a의 내부 구성요소의 부분도를 묘사한다.
도 12a-12b는 도 4의 샘플 수집 장치 구체예가 배치된 도 8의 카트리지 장치 구체예의 상면도 및 측면도를 각각 묘사한다.
도 13a-13b는 카트리지의 나머지 부분으로부터 분리되어 도식적으로 표현된 샘플 제조 저장소의 한 구체예의 상면도 및 투시도를 묘사한다.
도 14는 투입 터널의 한 구체예의 기능적 블록 다이어그램을 묘사한다.
도 15a-15c는 투입 터널의 다른 구체예의 상면도, 측면도, 및 투시도를 각각 묘사한다.
도 16a는 샘플 수집 장치의 한 구체예가 배치된 투입 터널의 한 구체예의 맞물린 구성형태의 상면도를 묘사한다.
도 16b-16c는 구체예의 로킹 특징부 및 밀봉 특징부를 강조하기 위해 확대한 도 16a의 투입 터널 및 샘플 수집 장치의 부분도를 각각 묘사한다.
도 17a-17i는 미세유동 분석 채널의 다양한 구체예의 단면도를 묘사한다.
도 18a-18b는 도 7a-7b의 카트리지 구체예의 회로판 구성요소 구체예의 상면도 및 하면도를 각각 묘사한다.
도 19는 도 8의 카트리지 구체예로부터 제1 저장소의 단면도를 묘사한다.
도 20은 카트리지의 한 구체예의 내부에 위치된 밸브를 묘사한다.
도 21은 리더 장치의 한 구체예를 도식적으로 표현한다.
도 22는 리더 장치의 한 구체예의 분해조립도를 묘사한다.
도 23a-23c는 자동검출 및 자동시동 프로토콜의 다양한 상태에서 교합된 음파처리장치를 도식적으로 표현한다.
도 24는 밸브 피드백 시스템의 한 구체예의 도식적 다이어그램을 묘사한다.
도 25는 밸브 피드백 시스템을 가진 리더 장치의 한 구체예의 부분도를 묘사한다.
도 26a-26c는 도 7a-7b의 카트리지 장치 구체예와 교합되는 다양한 단계에서 도 22의 리더 장치 구체예의 다양한 도면을 묘사한다.
도 27a-27b는 카트리지 장치의 다른 구체예와 결합된 리더 장치의 다른 구체예의 측면도 및 단면도를 제공한다.
도 28a는 표적 분석물 검출 시스템의 한 구체예를 포함하는 다양한 구성요소를 묘사한다.
도 28b는 다양한 구성요소가 함께 결합된 사용중인 도 28a의 표적 분석물 검출 시스템을 묘사한다.
도 29a는 리더 장치의 다른 구체예를 묘사한다.
도 29b는 원격 컴퓨팅 장치와 직접 결합된 도 29a의 리더 장치를 묘사한다.
도 30은 리더 장치의 다른 구체예를 묘사한다.
도 31은 분석물 검출 시스템의 한 구체예의 도식적 다이어그램을 제공한다.
도 32는 샘플에서 표적 분석물의 존재, 부재, 및/또는 양을 검출하기 위한 방법의 한 구체예의 순서도를 제공한다.
다음의 상세한 설명에서는 본 개시의 일부를 형성하는 첨부한 도면을 참조한다. 도면 및 설명에서 설명된 구체예는 예시적인 것을 의도하며 제한인 것은 아니다. 본원에서 사용된 용어 "예시적인"은 "예나 예시로서 소용되는"이란 의미이며, 반드시 다른 구체예에 비해 바람직하거나 유익한 것으로서 해석되는 것은 아니다. 다른 구체예가 이용될 수 있고, 여기 제시된 주제의 정신이나 범위로부터 벗어나지 않고 변형이 이루어질 수 있다. 여기 설명되고 예시된 개시의 양태는 여러 상이한 구성형태로 배열, 조합, 및 설계될 수 있으며, 이들은 모두 분명히 본 개시의 일부로서 고려되고 일부를 형성한다.
달리 정의되지 않는다면, 본원에서 사용된 각 기술 및 과학 용어는 본 개시가 속한 업계의 기술을 가진 자에 의해서 통상 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 이어지는 청구항과 여기 제공된 개시에 따라서, 다음의 용어들은 달리 분명히 언급되지 않는다면 다음의 의미로 정의된다.
수치 지정 또는 범위(예를 들어, 압력 또는 치수) 앞에 사용되었을 때 용어 "약" 또는 "대략"은 (+) 또는 (-) 5%, 1% 또는 0.1%까지 변할 수 있는 근사값을 나타낸다.
본 명세서와 청구항에서 사용되었을 때 단수형 "한", "하나" 및 "그"는 문맥상 분명히 다른 의미가 아니라면 단수와 복수의 언급을 둘 다 포함한다. 예를 들어, 용어 "한 분자"는 복수의 분자를 포함할 수 있고, 복수의 분자를 포함하는 것으로 고려된다. 때로 청구항 및 개시는 "복수", "하나 이상" 또는 "적어도 하나"와 같은 용어를 포함할 수 있는데, 이러한 용어의 부재는 복수가 생각되지 않는다는 의미를 의도하지 않고, 그러한 의미로 해석되어서는 안 된다.
본원에서 사용된 용어 "포함하는" 또는 "포함한다"는 장치, 시스템, 및 방법이 인용된 요소를 포함하고, 추가로 어떤 다른 요소를 포함할 수 있다는 의미를 의도한다. "필수적으로 구성되는"은 장치, 시스템, 및 방법인 인용된 요소를 포하맣고, 언급된 목적을 위한 조합에 본질적 유의성을 가진 다른 요소는 배제한다는 의미여야 한다. 따라서, 본원에서 규정된 요소로 필수적으로 구성되는 장치 또는 방법은 청구된 발명의 기본적이며 새로운 특징(들)에 실질적으로 영향을 미치지 않는 다른 물질이나 단계는 배제하지 않을 것이다. "구성되는"은 장치, 시스템, 및 방법이 인용된 요소를 포함하고, 사소하거나 중요하지 않은 요소나 단계를 넘는 어떤 것을 배제한다는 의미여야 한다. 이들 종래의 용어들 각각에 의해서 규정된 구체예들은 본 개시의 범위 내이다.
본원에 개시된 다양한 장치, 시스템, 키트, 및 방법은 견본으로부터 채집된 샘플 내에서 표적 분석물을 분리, 표지 및 검출하려는 의도이다. 특정 구체예에서, 이러한 검출을 가능하게 하기 위해 화학적 반응이 이용된다. 예시적인 화학적 반응이 아래 논의되며 도 1a-2b에 묘사된다.
반응물 및 반응
일부 구체예에서, 도 1a 및 1b에 도시된 대로, 표적 분석물(110a, 110b)이 샘플 제조 시약의 용액에 첨가된다. 이 표적 분석물은 핵산, 단백질, 소분자, 또는 중금속과 같은 어떤 분자일 수 있다. 샘플 제조 시약은 적어도 자성 마이크로미드 또는 나노입자(120a, 120b)(본원에서 "자성 입자"라고 언급된다)를 포함한다. 다양한 구체예에서, 각 자성 입자(120a, 120b)는 그것의 표면에 결합된 친화성 분자(130a, 130b)를 가진다. 친화성 분자는 표적 분자에 결합하거나 표적 분자를 포착할 수 있는 어떤 적합한 분자 또는 부분일 수 있다. 친화성 분자의 비제한적 예들은 항체(단쇄, 다중쇄 항체, 디아바디, 사람화 항체 등을 포함), 친화성을 가진 항체 단편, 리간드, 기질에 대해 결합 친화성을 가진 폴리펩티드 또는 단백질 분자 및 부분, 핵산 분자(예를 들어, 앱타머), 결합 친화성을 가진 다른 분자 등을 포함한다. 도 1a 및 1b는 항체(130a)와 핵산 프로브(130b)를 묘사하지만, 핵산 앱타머 또는 다른 결합 단백질 또는 분자를 포함하는 어떤 적합한 친화성 분자도 사용될 수 있다. 일부 구체예에서, 샘플 제조 시약은 또한 검출제(140a, 140b), 예컨대 예를 들어 신호화제(150a)에 콘쥬게이트된 항체(160a) 또는 신호화제(150b)에 결합된 표지된 핵산 프로브(160b)를 포함한다. 다양한 구체예의 검출제(140)는 각각 신호화제(150), 예컨대 예를 들어 산화 효소 또는 다른 신호화 효소, 메틸렌 블루 또는 다른 전기화학적으로 반응성인 태그, 또는 형광 태그, 예컨대 에티듐 브로마이드, 플루오레세인, 녹색 형광 단백질, 또는 다른 형광단을 포함한다.
검출제(140)를 포함하는 구체예에서, 상기 기술된 다양한 시약은 함께 혼성화하여 샌드위치 복합체를 형성할 수 있다. 예시적인 샌드위치 복합체(100a,100b)가 도 1c 및 1d에 예시된다. 각 샌드위치 복합체는 (1) 표면-결합된 친화성 분자(130a, 130b)를 가진 자성 입자(120a, 120b), (2) 표적 분석물(110a, 110b) 및 (3) 검출제(140a, 140b)로 형성된다. 도 1c의 예시적인 샌드위치 복합체(100a)는 친화성 분자로서 항체를 사용하고, 표적 분석물은 관심의 단백질 또는 소분자이다. 도 1d의 예시적인 샌드위치 복합체(100b)는 핵산의 특정 서열을 포착하도록 설계된 핵산 프로브를 사용한다.
다양한 구체예에서, 신호화제(150)는 산화 효소, 예컨대 예를 들어 양고추냉이 퍼옥시다제(HRP) 또는 대두 퍼옥시다제이다. 이러한 구체예에서, 효소는 특정 화학적 기질의 존재하에 전기화학 셀에서 산화 반응이 일어나도록 유도한다. 따라서, 전기화학 셀에서 특정 기질이 표적 분석물에 결합된 산화 효소 및 자성 입자를 지나 흐르거나 그것과 만나는 경우 산화 반응이 일어난다. 이러한 구체예에서, 그에 따라 전기화학 셀의 작동 전극으로부터 전자가 방출되어 존재하는 표적 분석물의 양에 비례하는 양으로 산화 효소에 의해서 기질로부터 이탈된 전자를 보충한다. 전자의 방출 또는 유동은 전류를 만들며, 이것은 예를 들어 전류의 변화나 전압의 변화로서 전극에 의해서 검출가능하다.
도 2a-2b의 도식적 다이어그램에서 표현된 구체예와 같은 다른 구체예에서, 샘플 제조 시약은 적어도 자성 입자(220)의 집단을 포함하며, 각각은 그것의 표면에 결합된 친화성 분자(230)를 가진다. 일부 이러한 구체예에서, 샘플 제조 시약에 경쟁적 결합제(240)와 표적 분석물(210)을 함유하는 샘플이 첨가된다. 다양한 구체예의 경쟁적 결합제(240)는 사전-결합된 표적 분석물(270)을 포함하며, 이것은 신호화제(250), 예를 들어 상기 설명된 신호화제 중 어느 것과 사전-결합되게 된다. 사전-결합된 표적 분석물(270)은, 예를 들어 항체, 핵산 프로브, 핵산 앱타머, 또는 다른 친화성 분자(260)를 통해서 신호화제(250)에 간접 결합될 수 있다. 다양한 구체예에서, 샘플로부터의 미결합 표적 분석물(210)과 경쟁적 결합제(240)는 자성 입자(220) 상의 친화성 분자(230)에 결합하기 위해 서로 경쟁한다. 자성 입자(220)에 성공적으로 결합한 경쟁적 결합제(240)와 신호화제(250)의 양은 샘플에 존재하는 미결합 표적 분석물(210)의 양에 역으로 비례한다. 경쟁적 결합제(240)의 신호화제(250)가 산화 효소인 구체예에서, 전기화학 셀에서 특정 기질이 경쟁적 결합제(240)에 결합된 자성 입자를 지나 흐르거나 만나는 경우 산화 반응이 일어난다. 그에 따라 전기화학 셀의 작동 전극으로부터 전자가 방출되어 샘플에 존재하는 표적 분석물의 양에 역으로 비례하는 양으로 산화 효소에 의해서 기질로부터 이탈된 전자를 보충한다. 전자의 방출 또는 유동은 전류를 만들며, 이것은 예를 들어 전류의 변화나 전압의 변화로서 전극에 의해서 검출가능하다.
본원에서 고려된 일부 구체예에서, 샘플 시약은 단지 자성 입자의 하나의 집단과 검출제 또는 경쟁적 결합제의 하나의 집단을 포함한다. 이러한 구체예는 관심의 단일 표적 분석물의 검출을 위해 맞춤제작된다.
다른 구체예에서, 자성 입자 및 검출제 및/또는 경쟁적 결합제의 다수의 집단이 제공되며, 각 집단은 그 자신의 친화성을 갖도록 구성된다. 이러한 구체예에서, 자성 입자의 각 집단은 그것의 표면에 결합된 특유의 친화성 분자를 가지며, 자성 입자의 각 집단은 따라서 상이한 표적 분석물과 결합하도록 설계된다. 유사하게, 검출제의 각 집단은 특유의 친화성 분자를 포함하고, 따라서 상이한 표적 분석물과 결합하도록 설계된다. 경쟁적 결합 접근법을 이용한 구체예에서, 경쟁적 결합제의 각 집단은 상이한 사전-결합된 표적 분석물을 포함하고, 따라서 상이한 표적 분석물과 경쟁하도록 설계된다. 일부 구체예는 복수의 표적 분석물의 검출을 허용한다.
당업자는 자성 입자-결합된 복합체를 형성할 확률이 매우 크며, 모든 이러한 확률이 본원에서 고려됨을 인정할 것이다. 예를 들어, 샘플 제조 시약은 표적 분석물의 일부에 결합하는 바이오틴-표지된 항체를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 샘플 제조 시약 중에 존재하는 항체 및/또는 핵산은 스티렙타비딘 콘쥬게이트 신호화 효소가 복합체를 형성하기 위해 바이오틴화된 검출제와 결합할 수 있도록 사전-바이오틴화될 수 있다. 한 이러한 스트렙타비딘 콘쥬게이트 신호화 효소는 HRP이다. 태그화 조합은 바이오틴-스트렙타비딘에 제한되지 않는다. 어떤 적합한 태그화 계획이 수행될 것이다. 다른 예에서, 결과의 샌드위치 복합체의 신호 생성 능력을 증진시키기 위하여 다수의 HRP 효소가 흔히 폴리-HRP 분자라고 알려진 분자로 함께 콘쥬게이된다.
자성 입자-결합된 복합체를 형성하는 성분들에 더하여, 다양한 구체예의 샘플 제조 시약은 (a) 염과 같은 자성 입자-결합된 복합체의 형성을 촉진하는 제제, (b) 박테리아나 바이러스의 세포용해 또는 큰 분자나 뉴클레오티드의 절단을 위한 세제 및 효소와 같은 표적 분석물에 대한 접근 및 특이성을 촉진하는 제제, (c) 비-특이적 결합을 감소시키기 위한 차단제 단백질; 및 (d) 샘플 제조 시약의 저장수명을 개선할 수 있는 예를 들어 트레할로오스와 같은 안정제 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
샘플 제조 시약의 적어도 일부 구체예에서, 결합 가능성을 증진시키기 위해 염이 필수적이다. 예를 들어, 일부 구체예는 포스페이트 완충 식염수(PBS)를 포함한다. 다른 구체예에서, 전기화학적 검출을 방해하지 않는 어떤 염이 시약에 제공될 수 있다.
잘 알려진 소 혈청 알부민, 카제인, 피브리노겐, 또는 다른 차단제 단백질과 같은 차단제 단백질이 샘플 제조 시약 중의 항체, 효소, 및/또는 다른 단백질의 안정화를 돕기 위해 제공될 수 있다. 이러한 차단제 단백질은 또한 자성 입자 및 본원의 다른 곳에서 설명된 시스템 및 장치의 벽과 신호화 효소의 비-특이적 결합의 방지를 도울 수 있다.
추가로, 관심의 분자나 핵산에 접근하기 위하여 세포용해가 필요한 구체예에서는 세제가 이용될 수 있다. 다양한 구체예에서, 이온성 세제보다는 비이온성 세제가 신호화 효소 및/또는 항체의 변성을 방지하기 위해 제공된다. 세제는 박테리아의 세포용해를 증진시킬 수 있고, 또한 인플루엔자 바이러스와 같은 다양한 바이러스의 부드러운 세포용해에 유용하다. 이러한 세포용해는 바이러스 내부의 핵단백질과 같은 표적 분석물에 대한 접근을 개선하기 위해 바람직할 수 있다. 추가로, 일부 구체예에서, 샘플 제조 시약은 세포용해를 증진시키고 세포용해 동안 점성을 감소시키는 효소를 포함한다; 이러한 시약은 일부 샘플, 예를 들어 이. 콜리와 같은 박테리아를 함유하는 샘플의 제조에서 필수적일 수 있다. 세포용해를 증진시키고 촉진하는 효소는 자성 입자의 표면에서 핵산 프로브의 파괴 없이 방출된 게놈 DNA를 자르는 리소자임 및 DNAses를 포함할 수 있다.
큰 뉴클레오티드 서열을 작은 서열로 선택적으로 자르는 RNAses 또는 DNAses와 같은 효소가 유리한 결합 동력학을 가진 작은 단편을 생성하기 위해 유용할 수 있다. 이러한 효소는 일부 구체예의 샘플 제조 시약에 존재한다. 다른 성분도 샘플 제조 시약에 포함될 수 있다. 예를 들어, 트레할로오스와 같은 안정제가 존재할 수 있다; 이러한 안정제는 단백질을 산화되는 것으로부터 보호하는데 도움을 주며, 따라서 특히 실온에서 시약의 반감기를 증가시킨다.
본원에 설명된 시스템의 다양한 구체예는 상기 설명된 화학 반응 중 어느 것이 사람의 개입 없이 전체적으로 또는 실질적으로 자동화된 방식으로 일어날 수 있는 완비형 환경을 생성하도록 설계된다. 예를 들어, 본원에 설명된 일부 디자인에서, 상기 설명된 화학 반응 중 하나 이상은 조작자가 시스템에 시약을 첨가하거나 제거할 필요가 없이 진행된다. 특정 구체예에서, 시스템은 생물유해성 위험, 예컨대 견본으로부터 수집된 샘플이 쏟아질 위험이 최소화되도록 폐쇄된다. 다양한 구체예에서, 이러한 시스템은 적어도 샘플 수집 장치, 카트리지 장치, 및 리더 장치를 포함한다. 이러한 장치의 일부 예시적인 구체예가 아래 상세히 설명된다.
샘플 수집 장치
다양한 구체예의 샘플 수집 장치는 견본으로부터 샘플을 수집하도록 구성된다. 샘플 수집 장치는 세포 및 다른 생물학적 물질을 어떤 원하는 영역이나 장소, 예를 들어 뺨안쪽, 목, 비강, 귀, 소변, 혈액, 또는 다른 신체 부분으로부터 수집하도록 구성될 수 있다. 한 예시적인 샘플 수집 장치는 작은 모세관 채널로 혈액이나 소변의 소적을 운반하는 유닛을 포함한다. 다른 구체예에서, 샘플 수집 장치는 환경으로부터, 예컨대 예를 들어 공기나 물로부터, 또는 물리적 표면이나 다른 구조로부터 생물학적 물질, 미립자 또는 다른 화학물질을 수집하도록 구성될 수 있다.
다양한 구체예의 샘플 수집 장치는 아래 설명된 다른 장치를 사용하여 견본 내에서 표적 분석물의 존재, 부재, 및/또는 양을 검출하는 것이 가능하도록 견본의 적절한 장소로부터 충분히 큰 샘플을 수집할 수 있는 크기 및 모양이다. 예를 들어, 일부 표적 분석물, 예컨대 플루 또는 감기 바이러스와 관련된 것에 대해, 샘플 수집 장치는 코-삽입 면봉일 수 있다; 이 면봉은 개체에 만약 존재한다면 플루나 감기 바이러스와 관련된 표적 분석물의 검출이 가능하도록 개체의 비강으로부터 충분한 양의 샘플을 수집할 수 있는 크기 및 모양이다. 다른 표적 분석물, 예컨대 예를 들어 폐혈성 인두염과 관련된 것에 대해, 샘플 수집 장치는 개체의 목으로부터 충분한 세포를 긁어낼 수 있는 모양의 인후 면봉일 수 있다. 다른 예로서, HIV와 관련된 표적 분석물을 수집하기 위해 적합한 샘플 수집 장치는 블러드 랜싯을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 소변을 수집하도록 구성된 샘플 수집 장치는, 예를 들어 테스토스테론 수준, 약물 수준, 비타민 수준, 및/또는 생식력을 추적하기 위한 시험을 포함하여 다양한 시험을 위한 표적 분석물을 수집하기 위해 적합할 수 있다.
샘플 수집 장치의 한 이러한 구체예가 도 3a-3d에 제공된다. 샘플 수집 장치(300)는 견본으로부터 소변을 소량 수집하도록 구성된다. 샘플 수집 장치(300)는 샤프트(310), 수집 헤드(320), 팁(330), 및 수집 영역(340)을 가지며, 수집 영역(340)은 모세관 튜브로 형성된다. 일부 구체예의 샤프트는 수집자의 손이 수집 부위로부터 떨어진 상태에서 용이하며 위생적인 수집을 촉진하기 위해서 기다랗다. 팁(330)을 가진 수집 헤드(320)는 도 3c-3d에 분리되어 도시된다. 일부 구체예에서, 수집 헤드(320)는 아래 더 상세히 설명된 특징부, 예컨대 예를 들어 카트리지 장치와의 교합을 위한 상보적 나사기구 또는 로킹 메커니즘 및/또는 밀봉 메커니즘 중 하나 이상을 가진 샤프트와 조합된다.
샘플 수집 장치(400)의 다른 구체예가 도 4a 및 4b에 제공된다. 제공된 샘플 수집 장치(400)는 비강으로부터 생물학적 물질을 수집하기 위해 구성된 비내용 면봉이다. 샘플 수집 장치(400)는 샤프트(410), 수집 헤드(420), 및 팁(430)을 가진다. 일부 구체예에서, 팁(430)은 라운드형이다; 다른 구체예에서, 어떤 무딘 또는 실질적으로 무딘 팁 모양이 사용될 수 있다. 다양한 구체예에서, 샤프트(410)는 개체의 코 안에 넣을 수 있도록 기다랗고, 수집 헤드(420)는 유체, 세포, 및 코 안에 존재하는 다른 생물학적 물질을 수집하기 위해 코의 내벽을 부드럽게 긁어내도록 구성된다. 일부 구체예에서, 샤프트(410)와 수집 헤드(420)는 동일한 물질로 형성된다; 다른 구체예에서, 이들은 상이한 물질로 형성된다. 일부 구체예에서, 샤프트(410)와 수집 헤드(420)는 둘 다 플라스틱으로 형성된다. 일부 구체예에서, 샘플 수집 장치(400)는 멸균 패키징 내에 사전-포장되고, 일회용으로 구성된다.
일부 구체예에서, 샘플 수집 장치(400)의 팁(430)은 무디며 날카로운 엣지를 포함하지 않는다; 무딘 디자인은 사용자가 샘플 수집 장치에 상처입을 위험을 감소시킨다. 추가로, 무딘 팁(430)의 이점은 카트리지 장치의 논의에서 아래 더 상세히 설명된다. 다양한 구체예의 샘플 수집 장치(400)는 이러한 카트리지 장치에 완전한 또는 부분적 삽입을 위해 구성된다.
도 4a-b의 샘플 수집 장치(400)를 포함하는 샘플 수집 장치의 다양한 구체예에서, 장치는 복수의 기능 구성요소를 포함한다. 이러한 기능 구성요소는 도 5의 블록 다이어그램에 도식적으로 표현된다. 이들 구성요소는 기능적으로 설명되지만 당업자는 이 구성요소들이 많은 물리적 형태를 취할 수 있음을 인정할 것이다. 모든 적합한 물리적 형태가 본원에서 고려되며 포함된다. 묘사된 대로, 다양한 구체예에서, 샘플 수집 장치(500)는 카트리지 장치 내부의 저장소로 송달하기 위해 샘플을 수집하고 샘플을 저장하기 위한 수집 구역(510); 샘플 수집 장치(500)가 카트리지 장치에 삽입될 때 샘플 수집 장치(500)와 카트리지 장치 사이에 액밀 시일의 형성을 촉진하기 이한 밀봉 구역(520); 샘플 수집 장치(500)가 카트리지 장치에 삽입될 때 수집 장치가 카트리지와 비가역적으로 이동불가하게 결합되도록 샘플 수집 장치(500)와 카트리지 장치 사이에 고정된 교합을 촉진하기 위한 로킹 구역(530); 및 사용자가 샘플 수집 장치를 파지하고 조작하기 위한 핸들 구역(540) 중 하나 이상을 포함한다. 일부 구체예에서, 수집 구역(510)은 또한 카트리지 장치 내부에서 저장소에의 접근을 얻기 위하여 카트리지 장치 내의 막을 파괴하기 위해 제공되며 구성된다. 일부 구체예에서, 핸들 구역(540)은 파괴가능하거나, 또는 달리 카트리지 장치에 샘플 수집 장치(500)의 나머지 부분의 삽입 후에 샘플 수집 장치(500)의 상기 나머지 부분으로부터 제거가능하다.
기능적 구역들이 확실하게 표시된 샘플 수집 장치(600)의 한 구체예가 도 6에 도시된다. 도시된 대로, 샘플 수집 장치(600)는 장치(600)를 홀딩하기 위한 핸들(640), 장치(600)를 카트리지와 맞물리기 위한 로킹 특징부(630), 카트리지의 내부 터널과 액밀 시일을 형성하기 위한 밀봉 특징부(620), 및 샘플을 수집하고 임시 저장하기 위한 수집 특징부(610)를 포함한다.
카트리지 장치
다양한 구체예에서, 카트리지는 하우징으로 형성되며, 이것은 봉쇄된 공간을 한정하며, 카트리지가 다음 중 하나 이상을 행하는 것을 가능하게 하는 다양한 특징부를 가진다: 샘플 수집 장치로부터 표적 분석물을 가진 샘플의 수용, 샘플 제조 시약과 함께 샘플의 저장, 표적 분석물을 샘플 제조 시약과 혼합하고 혼성화하기 위한 공간의 제공, 혼성화된 표적 분석물이 검출을 위한 센서 상에 국소화되는 분석 구역의 제공, 혼성화된 표적 분석물을 분석 구역으로 수송하기 위한 액체 매질의 제공, 혼성화된 표적 분석물에 도입시 검출가능한 반응을 겪을 수 있는 기질의 저장 및 제공, 기질을 분석 구역 내의 혼성화된 표적 분석물로 수송하기 위한 액체 매질의 제공, 및 폐기물이 보관되는 폐기물 수집 구역의 제공.
다양한 구체예에서, 카트리지는 실질적으로 폐쇄된 시스템이며, 여기서 표적 분석물의 존재, 부재, 및/또는 양을 검출하기 위해 필요한 반응이 일어난다. 이러한 구체예의 카트리지는 "실질적으로 폐쇄된다"라고 말하는데, 카트리지 시스템에 필요한 유일한 투입이 다음 중 하나 이상이기 때문이다: 견본으로부터의 샘플, 혼합 및 혼성화를 촉진하기 위한 에너지, 및 분석 구역 내에서 혼성화된 표적 분석물의 국소화를 촉진하기 위한 자기력; 카트리지로부터의 유일한 출력은 전기 신호이다. 다양한 구체예에서, 카트리지는 하나 이상의 특정 표적 분석물을 검출하기 위해 선택된 포함된 샘플 제조 시약과 표적-분석물-특이적이다. 상이한 카트리지 타입은 상이한 표적 분석물을 확인하도록 의도된 상이한 시약을 포함한다.
카트리지(700)의 한 구체예가 도 7a-7b에 제공된다. 구체적으로, 도 7a는 고정된 구성형태로 함께 결합된 카트리지(700)의 구성요소의 다양한 비제한적 예들을 묘사한다; 도 7b는 카트리지(700)의 다양한 특징부가 강조하기 위해 조립 전 분리된 상태의 동일한 구성요소들이 묘사된다. 도시된 대로, 다양한 구체예의 카트리지(700)는 커버 구성요소(720), 내부 구성요소(730) 및 베이스 구성요소(740)로 형성된 하우징(710)을 포함한다. 조립시에 이들 구성요소는 함께 결합되어 투입 터널(712), 복수의 저장소(722) 및 분석 채널(732)을 가진 고정된 구조를 형성한다. 일부 구체예에서, 이들 구성요소는 경질 플라스틱 또는 다른 실질적으로 견고한 물질로 형성된다.
유사한 카트리지 구체예의 다양한 구성요소와 서로에 대한 구성요소의 배향이 또한 도 8의 분해조립도에 도시된다. 도시된 대로, 묘사된 구체예의 조립시, 커버 구성요소(820)는 내부 구성요소(830)의 제1 측면에 배치되고, 베이스 구성요소(840)는 내부 구성요소(830)의 제2 측면에 배치된다. 내부 구성요소(830)와 베이스 구성요소(840) 사이에 회로판 구성요소(850)가 위치되고, 내부 구성요소(830)에, 예를 들어 접착제(860)의 층으로 부착된다. 커버 구성요소(820)와 내부 구성요소(830)의 제1 측면의 특징부는 함께 투입 터널(812)과 복수의 저장소(822)를 한정하고, 내부 구성요소(830)의 제2 측면과 회로판(850)의 특징부는 분석 채널(832)을 한정한다.
다른 카트리지 구체예의 다양한 구성요소와 이러한 구성요소의 조립이 각각 도 9a-9c의 분해, 반분해, 및 비-분해 투시도에 도시된다. 도시된 대로, 카트리지(900)의 조립 동안, 제1 커버 구성요소(920)는 내부 구성요소(930)에 횡측 배치되고, 제2 커버 구성요소(940)는 내부 구성요소(930)의 반대 횡측 측면에 배치된다. 회로판 구성요소(950)는 내부 구성요소(930)에, 예를 들어 접착제의 층을 사용하여 내부 구성요소(930)의 밑면에 부착된다. 이러한 구체예에서, 내부 구성요소(930)와 회로판 구성요소(950)는 함께 제1 커버 구성요소(920)와 제2 커버 구성요소(940) 사이에 위치된다. 제1 커버 구성요소(920)와 내부 구성요소(930)의 특징부는 함께 투입 터널(912)을 한정할 수 있고, 내부 구성요소(930)의 밑면과 회로판(950)의 특징부는 분석 채널(932)을 한정할 수 있다. 일부 구체예에서, 내부 구성요소(930)는 복수의 저장소를 한정한다. 일부 이러한 구체예에서, 각 저장소는 내부 구성요소(930)의 저장소-한정 부분에 에칭, 조각, 절단, 또는 다른 방식으로 형성된 웰이다. 일부 구체예에서, 각 저장소의 개방 측면은 기체 투과성/액체 불투과성 막으로 덮인다.
도 8의 카트리지 구체예(800)를 보면, 내부 구성요소(830)의 다양한 요소가 도 10a 및 10b의 상면도 및 부분 투시도에 또한 도시된다. 묘사된 도면에서, 투입 터널(812)은 제1 저장소(824)를 카트리지(800)에 인도한다. 제2 저장소(812)와 제3 저장소(826)도 또한 제1 저장소(824)와 함께 제공된다. 각 복수의 저장소(824, 826, 828)는 저장소의 바닥부 근처에 상응하는 출구를 가지며, 이것은 미세유동 분석 채널(832)을 향해 개방된다.
당업자는 3개의 저장소가 묘사되지만, 다양한 구체예에서 복수의 저장소는 2개의 저장소 또는 4개 이상의 저장소를 포함할 수 있고, 대안적인 공간적 구성형태를 채택할 수 있음을 인정할 것이다. 어떤 및 모든 가능한 공간적 구성형태가 본원에서 분명히 고려되고 포함된다. 다른 가능한 공간적 구성형태의 예가 도 11a-11c에 제공된다. 도 11a-11c는 외부 하우징 구성요소가 제거된 카트리지 구체예의 내부 구성요소(1130)와 회로판 구성요소(1150)를 묘사한다. 묘사된 구체예에서, 저장소(1122)는 분석 채널(1132) 둘레에 클로버잎 방식으로 배향된다. 다른 구체예처럼, 투입 터널(1112)은 카트리지의 구멍(1102)에서부터 제1 저장소(1124)까지 연장되고, 분석 채널(1132)은 내부 구성요소(1130)의 벽과 회로판 구성요소(1150)의 벽에 의해서 한정된다. 추가로, 각 저장소(1122)는 저장소(1122)를 분석 채널(1132)과 연결하는 출구(1123)를 포함하고, 분석 채널(1132)은 저장소(1122)에서부터 흡수성 패드(1136)까지 연장된다. 묘사된 구체예에서, 회로판 구성요소(1150) 상의 센서(1158)가 분석 채널(1132) 내부에 위치된다. 추가로, 묘사된 구체예에서, 음파처리 요소(1121)가 포함되며, 음파처리 요소(1121)는 제이 저장소(1124)의 바닥 표면의 전체 또는 일부를 형성하도록 위치된다.
카트리지 장치와 샘플 수집 장치의 다양한 구체예에서, 예컨대 예를 들어 상기 설명된 모든 구체예에서, 카트리지의 투입 터널은 샘플 수집 장치의 전부 또는 일부를 수용하도록 구성된다. 일례가 도 11a 및 11b에 제공되는데, 이것은 도 8의 카트리지(800)와 도 4의 샘플 수집 장치(400)를 사용한다. 도시된 대로, 카트리지(800)의 투입 터널(812)은 샘플 수집 장치(400)의 전부 또는 일부를 수용할 수 있는 크기 및 모양이다. 특정 구체예에서, 수집된 샘플의 투입은 카트리지(800)로 샘플 수집 장치(400)의 전부 또는 일부를 전진시킴으로써 일어난다. 예를 들어, 도 11a 및 11b에서, 샘플 수집 장치(400)는 투입 터널(822)에 먼저 팁(430)이 활주 삽입된다. 샘플 수집 장치(400)는 샘플 수집 장치(400)의 헤드(420)의 전부 또는 일부가 제1 저장소(824) 내에 배치될 때까지 투입 터널(822)에 활주 삽입된다.
일부 구체예에서, 카트리지(800)에 샘플 수집 장치(400)의 삽입 전에, 내부 막이 투입 터널 내에 또는 투입 터널과 제1 저장소 사이에 배치된다. 내부 막(823)의 한 구체예를 도 10a에서 볼 수 있다. 내부 막은 도 10a에서 가장 잘 볼 수 있지만, 본원에서 제공된 카트리지 구체예 중 어느 것 및 전부는 또한 내부 막을 포함할 수 있다. 묘사된 대로, 내부 막(823)은 제1 저장소(824)에 대한 입구에서 또는 근처에서 투입 터널(812)의 단면적 전체를 적어도 덮는다. 일부 구체예의 내부 막(823)은 이중벽이며, 두 벽 사이에 액체의 부피를 함유한다. 막 액체는 샘플 수집 장치(400)로부터 샘플의 현탁을 촉진하고, 샘플 입자를 제1 저장소(824)로 수송하는데 도움을 준다. 상기 설명된 경쟁적 결합제 검출 방법을 이용한 구체예에서, 내부 막(823)도 경쟁적 결합제를 저장한다. 다양한 구체예에서, 투입 터널(812)에 샘플 수집 장치(400)의 삽입은 내부 막(823)을 파열시키고, 이로써 저장된 액체, 어떤 저장된 시약, 및 수집된 샘플 입자를 제1 저장소(824)로 방출한다. 다른 구체예에서, 도 13a 및 도 13b를 참조하여 아래 설명된 대로, 카트리지(800)의 내부 막(823)은 얇은 단일벽 막이다. 일부 이러한 구체예에서, 하나 이상의 분자가 막 내에 건조 저장된다.
내부 막에 대한 다른 구성형태가 도 13a 및 13b에 제공된다. 도 13a-b는 내부 막(1323)의 배치를 강조하기 위해 카트리지의 나머지 부분으로부터 제거된, 분리되어 도시된 제1 저장소(1324)(제1 저장소(724 또는 824)와 유사하다)의 상면도 및 투시도를 도식적으로 표현한다. 묘사된 구체예에서, 내부 막(1323)은 제1 저장소(1324)의 외벽에 배치된다. 이러한 막(1323)은 투입 터널 내에 또는 투입 터널과 제1 저장소(1324) 사이의 공간 내에 있을 것이다. 내부 막(1323)은 샘플 투입 구멍(1321)에의 진입을 차단하며, 이로써 제1 저장소(1324) 내에 저장된 액체가 저장소로부터, 예를 들어 투입 터널로 누출되는 것을 방지한다. 일부 이러한 구체예에서, 내부 막(1323)은 다양한 분자(1319), 예컨대 예를 들어 도 1에서 150으로 묘사된 경쟁적 결합제 또는 신호화제를 건조 저장한다.
투입 터널의 다양한 구체예에서, 터널은 다양한 구체예의 샘플 수집 장치의 기능적 구역들 및 특징부들에 상보적인 복수의 기능적 구성요소를 포함한다. 이러한 기능적 구성요소가 도 14의 블록 다이어그램에 도식적으로 표현된다. 이들 구성요소는 기능적으로 설명되므로 당업자는 구성요소가 많은 물리적 형태를 취할 수 있음을 인정할 것이다. 어떤 적합한 물리적 형태가 본원에서 고려되고 포함된다. 묘사된 대로, 다양한 구체예에서, 투입 터널(1400)은 샘플 수집 장치가 터널로 진입할 수 있게 하는 개구를 제공하는 진입 포트 구역(1410); 제1 저장소를 향해 축을 따라 수집 장치를 보내면서 축을 따르지 않는 움직임은 제한하기 위한 안내 구역(1420); 두 장치 사이의 확실한 고정된 결합을 달성하기 위해 샘플 수집 장치 상의 로킹 구역을 보완하기 위한 기계적 특징부를 가진 로킹 구역(1430); 두 구조 사이에 액밀 시일을 달성하기 위해 샘플 수집 장치 상의 밀봉 구역을 보완하기 위한 기계적 특징부를 가진 밀봉 구역(1440); 및 제1 저장소로부터 누출을 방지하기 위해 막이 고정된 막 구역(1450) 중 하나 이상을 포함한다. 제1 저장소(1460)가 또한 제공되며, 마찬가지로 이것은 투입 채널(1400)의 원단부를 형성할 수 있다.
기능적 구역들이 확실하게 표시된 투입 터널(1500)의 한 구체예가 도 15a-15c에 제공된다. 도시된 대로, 투입 터널(1500)은 내부 구성요소(1501)에 의해 적어도 부분적으로 한정된다. 투입 터널(1500)은 샘플 수집 장치가 터널(1500)로 진입할 수 있게 하는 구멍(1510); 제1 저장소를 향해 축을 따라 수집 장치를 보내기 위한, 샘플 수집 장치의 횡측 움직임을 제한하는 직경을 가진 신장부(1520); 샘플 수집 장치를 보완하고 고정 결합하기 위한 기계적 특징부를 가진 로킹 구역(1530); 내부 터널(1500)과 샘플 수집 장치 사이의 액밀 시일의 달성을 돕는 좁아진 직경, 개스킷 및/또는 다른 기계적 특징부를 가진 밀봉 구역(1540); 및 막(1550)을 포함한다. 또한, 복수의 저장소(1560)를 볼 수 있다. 터널(1500)에 수집 장치의 투입을 막는 압력을 생성할 수 있는 공기의 치환을 허용하는 환기구(1570)가 또한 투입 터널(1500) 내부에 제공된다.
상기 언급된 대로, 카트리지의 다양한 구체예는 샘플 수집 장치의 삽입 전에 액체가 제1 저장소로부터 투입 터널로 유동하는 것을 방지하는 막을 포함한다. 이러한 구체예에서, 샘플 수집 장치는 제1 저장소로 전진하면서 내부 막을 파열시킨다. 특정 구체예에서, 샘플 수집 장치가 파단점까지 막을 민 순간 또는 실질적으로 그 순간 두 사건이 일어났다: (1) 가요성 특징부, 예컨대 예를 들어 수집 헤드의 베이스에 있는 고무 개스킷 또는 어떤 다른 적합한 물질의 개스킷이 막을 둘러싼 구조 하우징 특징부와 액밀 시일을 형성하기 위한 위치로 이동한다, (2) 샘플 수집 장치의 샤프트가 카트리지의 투입 터널 내에서 적절히 맞물리는 장소까지 전진한다. 로킹은, 예를 들어 상보적 홈과 릿지, 홈과 이, 또는 다른 상보적 특징부를 샘플 수집 장치의 샤프트와 주변 투입 터널 사이에 제공함으로써 달성될 수 있다. 투입 터널 내부의 구조적으로 교합된, 고정된 구성형태로 진입함으로써 다양한 구체예의 샘플 수집 장치는 제자리에 유지될 수 있고, 막의 파열 동안 수집 헤드에 발휘되는 압력을 견딜 수 있다. 추가로 또는 다르게는, 이러한 구성형태는 사용자가 카트리지를 우연히 개방하는 것을 방지함으로써 사용 후 카트리지의 편리한 폐기를 증진시키며, 이로써 카트리지의 잠재적으로 생물유해성인 성분에의 노출을 방지한다.
도 16a-c는 도 15a-c의 투입 터널 구체예 내부에서 맞물려 교합된 샘플 수집 장치의 일례를 묘사한다. 묘사된 예에서, 샘플 수집 장치는 도 6의 샘플 수집 장치(600)이다. 도 16b에 도시된 대로, 맞물린 위치에서, 샘플 수집 장치(600)의 샤프트와 주변 투입 터널(1500) 상의 상보적 특징부(630, 1530)가 교합되고, 도 16c에 도시된 대로 맞물린 위치에서 막(1550)이 파열되며, 수집 장치(1500) 상의 밀봉 메커니즘(1540)이 투입 터널(600)의 밀봉부(620)와 시일을 형성했다. 묘사된 구체예에서, 투입 터널(1500)의 밀봉부(1540)는 좁아진 직경을 가진 터널 부분을 포함하고, 수집 장치의 밀봉부(620)는 개스킷을 포함한다.
다른 예로서 도 12a 및 12b를 보면, 카트리지(800)에 샘플 수집 장치(400)의 삽입 동안 샘플 수집 장치(400)는 제1 저장소(824)로 전진하면서 내부 막(823)을 파열시킨다. 다양한 구체예에서, 샘플 수집 장치(400)의 팁(430)은 팁(430)에 의해 바로 뚫리는 것보다 내부 막(823)이 변형되고, 이어서 제어된 파열 지점에서 파열하는 것을 보장하기 위해 무디다.
원하는 파열 특징과 원하는 파열 지점을 가진 내부 막, 예컨대 예를 들어 내부 막(823)을 얻기 위해, 다양한 구체예에서, 내부 막은 바람직한 탄성률, 항복점 및/또는 파열 지점을 갖도록 주의 깊게 선택된 물질로 형성된다. 탄성률은 물질의 탄성도를 특정하는 상수로서, 막이 그것의 원래 모양으로 여전히 되돌아가면서 신축될 수 있는 최대를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 이 지점을 항복점이라고 칭한다. 항복점을 넘으면 물질은 가소성을 나타내고, 비가역적 변형을 겪는다. 항복점을 넘은 다른 임계 지점을 파단점이라고 한다. 파단점은 막이 망가지거나 파괴되는 때이다. 구체예에 바람직한 특정 탄성률은 샘플 수집 장치 팁의 크기와 모양에 따라 변하며, 상기 팁이 내부 막 위에 압력을 발휘한다. 선택된 막 물질은, 예를 들어 폴리우레탄, 폴리실리콘 및 폴리부타디엔, 니트릴, 또는 다른 탄성 물질이나 이들의 복합체를 포함할 수 있다. 변형가능한 막을 위한 다른 적합한 물질은, 예를 들어 파라필름, 라텍스, 호일 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함한다.
다양한 구체예에서, 수집 헤드(420)의 크기, 팁(430)의 모양, 내부 막 물질의 파단점, 및 상보적 로킹 특징부의 위치는 서로 고려하여 선택된다.
한 구체예에서, 상보적 로킹 특징부는 투입 터널에 방사상 배치된 양각 홈(즉, 릿지 또는 다른 돌출부)과 샘플 수집 장치의 샤프트 상에 방사상 배치된 음각 홈 또는 다른 상보적 함몰부를 포함한다. 방사상 배치는, 샘플 수집 장치(400)의 방사상 배향과 무관하게, 투입 터널(812)에 샘플 수집 장치(400)의 삽입을 허용한다. 다른 구체예에서, 하나 또는 복수의 비-방사상 상보적 교합 특징부가 제공될 수 있다. 일부 구체예에서, 교합 특징부는 샤프트(410)의 교합 특징부가 투입 터널(812)의 교합 특징부에 대해 이동할 때 교합 특징부 중 하나 또는 둘 다가 가역적으로 압축되거나 후퇴되고, 샤프트(410)가 고정된 교합 위치로 진입할 때는 이들의 초기 위치로 되돌아가도록 구성된다. 이러한 구조는 샘플 수집 장치(400)의 어떤 추가의 전진 또는 후진 횡측 이동을 방지한다. 이러한 구조는 샘플 수집 장치가 완전히 정확히 삽입되었다는 촉각적 확인을 사용자에게 제공한다; 추가로, 투-웨이 로크는 파열/밀봉 메커니즘에 구조적 지지를 제공한다. 카트리지(800)로부터 샘플 수집 장치(400)의 의도치 않은 우연한 제거를 방지함으로써 샘플과 접촉할 위험이 최소화된다. 따라서, 생물유해성 위험이 최소화된다. 이러한 구조는 보통의 쓰레기통에 시스템의 용이한 폐기를 허용한다.
카트리지(800) 내부에서, 일부 구체예의 투입 터널(812)이 카트리지(800)의 표면에 있는 구멍에서부터 제1 저장소(824)까지 연장된다. 묘사된 구체예에서, 복수의 저장소는 제1 저장소(824), 제2 저장소(828) 및 제3 저장소(826)를 포함한다. 다른 구체예에서, 단지 2개 또는 4개 또는 그 이상의 저장소가 존재할 수 있다. 이들 저장소(822)는 각각 서로 분리되며, 저장소 내에서 이들의 내용물의 교차 혼합이 일어나지 않는다. 도 10a-10b의 상면도 및 투시도에서 볼 수 있는 대로, 각 복수의 저장소(822)는 적어도 때로 저장소 출구의 방식를 거쳐서 미세유동 분석 채널(832)과 유체 연결된다. 특정 구체예에서, 각 저장소의 바닥 "플로어" 또는 바닥 내부 표면은 평평하지 않고, 오히려 출구를 향해 아래쪽으로 각져 있으며, 저장소와 분석 채널(832)의 교차점은 최저 높이 또는 최고 깊이에 위치된다. 일부 구체예는 모든 저장소 내용물의 분석 채널(832)로의 유동을 자극하는 것에 도움을 주며, 이로써 데드 볼륨을 최소화한다. 다양한 구체예에서, 각 저장소 출구는 거기에 배치된 밸브를 가지고(예컨대 예를 들어, 밸브(825, 827, 829)), 이들은 출구를 완전히 밀봉하여 사용 전에 액체가 저장소로부터 분석 채널(832)로 유동하는 것을 방지한다. 사용중에는, 아래 더 상세히 설명된 방법에 따라서, 복수의 밸브는 각각의 복수의 저장소(822)로부터 내용물이 분석 채널(832)로 순차적으로 유동할 수 있도록 타이밍 방식으로 개방될 수 있다.
묘사된 구체예에서, 제1 저장소(824)는 가장 먼 하류에서 투입 채널(822)에 가장 가까이 있다. 이런 디자인에 의해 샘플 수집 장치(400)의 삽입시 헤드(420)가 제1 저장소로 진입한다. 제1 저장소(824)는 상기 설명된 샘플 제조 시약과 제1 액체로 적어도 부분적으로 충전된다. 본 개시 안에서 용어 "제1 저장소" 및 "샘플 제조 저장소"는 상호 교환하여 사용될 수 있다. 다양한 구체예에서, 샘플 수집 장치(400)가 제1 저장소(824)에 진입한 때, 제1 저장소(824)는 샘플에 만약 존재한다면 하나 이상의 표적 분석물을 포함해서 샘플 입자로 더 충전된다. 추가로, 다양한 구체예에서, 샘플 수집 장치(400)가 제1 저장소(824)에 진입한 때, 액체가 부드럽게 혼합되어 저장소 내에서 입자들이 현탁되고 혼성화된다. 일부 구체예에서, 샘플의 표적 분석물들이 혼성화하고, 적어도 샘플 제조 시약 중에 존재하는 자성 입자 및 친화성 분자에 결합하여 자성 입자-결합된 복합체를 형성한다. 제1 밸브가 개방된 때, 제1 저장소(824)의 액체는 수송 매질로 작용하여 자성 입자-결합된 복합체와 다른 입자가 제1 저장소(824)로부터 분석 채널(832)로 유동하도록 한다. 유익하게, 제1 저장소(824) 내에서 혼합 매질 및 저장 매질로 사용되는 액체도 또한 제1 저장소(824)의 내용물을 펌프의 필요 없이 분석 채널(832) 내부의 분석 구역으로 수송하기 위한 유동 매질로서 작용한다.
전부는 아니며 일부 구체예에 존재하는 제2 저장소(828)는 세척 용액으로 적어도 부분적으로 충전된다. 본원에서 사용된 용어 "제2"는 카트리지(800) 내에서 저장소의 위치가 아니라 저장소로부터의 용액이 분석 채널(832)로 방출되는 순서를 말한다. 제2 저장소(828)는 다양한 구체예에서 가장 먼 상류에 위치된다. 이러한 구체예에서, 상응하는 제2 밸브(829)가 개방된 때, 세척 용액이 제2 저장소(828)로부터 분석 채널(832)로 유동하고, 이로써 분석 채널(832)로부터 모든 또는 실질적으로 모든 미결합 검출제 및/또는 미결합 경쟁적 결합제를 제거한다. 최외각 상류 저장소에 세척 용액을 위치시키는 것은 샘플 제조 저장소(824)로부터 모든 자유 부유하는 미결합 분자가 분석 채널(832)로부터 세척되는 것을 보장하며, 어떤 유의한 비-특이적 결합이 분석 채널(832)의 분석 구역 내에서 일어날 가능성을 감소시킨다.
제3 저장소(826)는 제1 저장소(824)의 상류에, 예를 들어 제1 저장소(824)와 제2 저장소(828) 사이에 위치된다. 제3 저장소(826)는 용액 중의 화학적 기질로 적어도 부분적으로 충전된다. 다양한 구체예에서, 제3 저장소(826)의 용액은 제1 저장소(824)로부터의 신호화제의 존재하에 반응을 겪는 기질을 포함한다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 제3 저장소(826)의 기질은 제1 저장소(824)로부터의 산화 효소의 전재하에 산화 반응을 겪는다. 다양한 구체예에서, 제3 밸브(827)가 개방된 때, 제3 저장소(826)로부터의 액체는 화학적 기질이 제3 저장소(826)로부터 분석 채널(832)로 유동하도록 하는 수송 매질로 작용한다.
다양한 구체예에서, 액체는 각 복수의 저장소(822)로부터 분석 채널(832)로 유동하고, 모세관 작용의 결과로서 분석 채널 내에서 하류 방향으로 유동을 계속한다. 특정 구체예에서, 각 저장소로부터 분석 채널로 비워지는 액체를 공기가 대신하도록 허용하기 위하여 각 저장소 내에 또는 위에 환기구가 제공된다. 적절한 환기가 없을 때 유체는 카트리지 내에서 유동하지 않을 수 있다. 일부 구체예에서, 환기구는 공기 투과성 막, 예컨대 예를 들어 PTFE 막을 복수의 저장소 위에 배치함으로써 형성된다. 일부 이러한 구체예에서 카트리지 하우징의 커버 구성요소의 적어도 일부가 PTFE로 형성될 수 있고, 다른 구체예에서 저장소 위의 커버 구성요소에 개구가 제공될 수 있으며, 이것이 PTFE 막으로 밀봉된다. 유익하게, 공기 투과성이지만 액체 투과성은 아닌 PTFE 막과 같은 막은 액체가 저장소로부터 분석 채널로 배액되는 것을 허용하면서 액체 누출을 방지하기 위해 각 저장소의 상부를 밀봉하기 위한 수단을 제공한다. 추가로, 하나 이상의 환기구(835, 836)가 분석 채널의 전체 또는 일부 위에 제공될 수 있고, 이것은 액체가 채널로 유동함에 따라 교체된 공기가 환기되는 것을 허용한다. 기포는 미세유동 시스템의 주요 문제이다. 이 문제는 일부 구체예에서 환기구의 전략적 배치에 의해 상쇄되는데, 이것은 기포의 수동적 탈기를 허용한다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 미세유동 채널의 상부측의 전체 또는 일부가 (카트리지의 내부 구성요소의 내부에서) PTFE 막 또는 다른 공기 투과성 막으로 대체된다. 이러한 구체예에서, 막은 대부분의 채널의 천장을 형성한다. 막의 기공 크기는 변할 수 있으며, 0.1 마이크론 내지 3 마이크론 직경의 기공을 포함하도록 선택될 수 있다. 일부 이러한 구체예에서, 막은 채널 위 및/또는 저장소 위에서 접착제로 밀봉된다.
조립 동안 카트리지 내부에 공기 투과성 막의 부착은 어떤 적합한 제조 과정을 사용하여 달성될 수 있다. 일부 구체예에서, 접착제가 막의 바닥 측면에 적용되고, 막은 분석 채널의 바닥 벽에 테이핑된다: 채널의 바닥 벽은 회로판 구성요소의 표면으로 형성된다. 다음에, 하나 이상의 환기구를 통해 공기를 밀어넣음으로써 진공이 적용된다; 진공은 막을 상승시켜 막의 접착제 부분이 분석 채널의 측벽과 접촉하여 접착제 시일을 형성하도록 한다. 실제로, 막은 적용된 진공과 접착제의 사용을 통해 적절히 흡입되어 분석 채널의 측벽에 접합될 것이다.
분석 채널에서 모세관 유동을 촉진하기 위해, 다양한 구체예에서, 채널의 내부 표면은 친수성이 되도록 제조된다. 본원에서 사용된 "친수성"은 물과의 접촉면적을 최대화하는 표면 및/또는 분자에 대한 친화성을 말한다. 친수성 표면은 물의 소적의 접촉각이 90도 미만인 것이다. 본원에 설명된 일부 구체예에서, 60도 미만의 접촉각을 가진 표면이 달성된다. 본원에서 사용된 "모세관 유동" 또는 "모세관 작용"은 유체 및 채널의 적어도 두 물리적 특성에 의해서 유도된 유동 채널을 따른 유체의 이동을 말한다. 물리적 특성은 채널의 표면과 접촉하는 유체의 분자의 친수성 밀착, 및 채널의 친수성 표면에 가장 가까운 분자가 채널 표면을 따라 전파함에 따라 유체의 벌크를 인출하는데 도움을 주는 액체 바디 내 분자내 응집력이다.
다양한 구체예에서, 분석 채널은 둘 이상의 벽에 의해 한정되고, 이러한 표면의 일부 또는 전체는 친수성이 되도록 제조된다. 일부 구체예에서, 분석 채널은 카트리지의 내부 구성요소에 형성된 제1 반원 벽, 및 카트리지의 회로판 구성요소의 표면으로 형성된 제2 벽을 포함한다. 다른 구체예에서, 예컨대 예를 들어 도 17a에서 분석 채널의 단면도에 의해서 묘사된 구체예에서, 분석 채널(1732)의 벽은 카트리지의 내부 구성요소(1730)에 조각, 에칭, 또는 다른 방식으로 형성된 3개의 벽과 회로판 구성요소(1750)의 표면으로 형성된 네 번째 벽을 포함한다.
친수성 벽을 가진 분석 채널을 생성하기 위해서 다양한 물질 또는 표면 화학 변형이 사용될 수 있다. 예를 들어, 내부 구성요소(1730)와 내부 구성요소(1730)로 형성된 분석 채널 벽은 도 17a에 도시된 대로 열가소성 소지로부터 제조될 수 있다. 이러한 구체예는 또한 도 17b에 묘사된다; 도 17b에는 내부 구성요소(1730)를 회로판 구성요소(1750)와 결합시켜 분석 채널(1732)을 형성하는 접착층(1760)이 또한 도시된다. 다른 예로서, 예컨대 예를 들어 도 17c에 제공된 구체예에서, 분석 채널(1732)의 벽을 형성하는 표면을 포함하여 내부 구성요소(1730)의 하나 이상의 표면은 폴리에틸렌 글리콜(PEG)이 거기에 접합하도록 표면을 활성화하기 위해서 플라즈마 처리에 의해서 매개된 페그화 접목을 거칠 수 있으며, 이것은 친수성 및 단백질-내성 변형된 표면(1731)을 만든다. 추가로, 일부 구체예에서, 상업적으로 이용가능한 횡측 유동 타입 막이 채널 내에 심지 물질을 제공하기 위해 채널 내부에 배치될 수 있다.
상기 설명된 대로, 일부 구체예에서, 카트리지는 분석 채널로부터 기체를 환기시키기 위한 수단을 포함한다. 도 17d 및 17e에 도시된 대로, 일부 구체예에서, 기체를 환기시키기 위한 수단은 하나 이상의 환기구(1736)를 포함하며, 이들은 내부 구성요소(1730) 내에 작은 홀들로 형성된다. 일부 구체예에서, 환기구(1736)를 한정하는 벽은 소수성이고, 홀은 분석 채널(1732) 내의 수성 액체가 환기구(1736)로부터 밀려나 누출되지 않게 될 만큼 충분히 작다. 도 17f에 도시된 대로, 다른 구체예에서, 내부 구성요소(1730)에 의해서 한정된 기포 바이패스 세그먼트(1733)가 분석 채널(1732)의 상부 부분에 제공된다. 기포 바이패스 세그먼트(1733)는 분석 채널 내의 액체가 채널(1732)의 하부 주 세그먼트 내에 유지되면서 기체는 기포 바이패스 세그먼트(1733)를 통해서 유동하는 것을 허용하는 크기 및 위치이다. 일부 구체예에서, 기포 바이패스 세그먼트(1733)는 2개의 환기구(1736) 사이에 제공되며, 방출을 위해 분석 채널로부터 환기구(1736)로 기체를 수송하도록 작용한다.
다른 구체예에서, 분석 채널(1732)로부터 기체를 환기시키기 위한 수단은 통기성 막, 예컨대 PTFE를 포함하며, 이것은 내부 구성요소(1730)로 달리 형성된 하나의 분석 채널 벽을 대체한다. 한 이러한 구체예가 도 17g에 묘사되는데, 여기서 분석 채널(1732)의 상부 벽이 통기성 막(1735)으로 대체된다. 환기를 위해 통기성 막(1735)을 가진 일부 구체예에서, PTFE와 같은 일부 통기성 물질은 소수성이기 때문에 막(1735)의 예비습윤이 필요할 수 있다. 별도의 예비습윤 단계에 대한 필요를 제거하기 위해, 구조적 예비습윤이 일부 구체예에서 이용될 수 있다. 한 이러한 구체예가 도 17h에 묘사된다. 도시된 대로, 통기성 막(1735)을 "구조적으로 예비습윤"하기 위해, 친수성 물질의 레일(1737)이 제공될 수 있으며, 이것은 통기성 막의 길이만큼 전개된다. 이러한 레일(1737)은, 예를 들어 저장소로부터 분석 채널(1732)로 및/또는 분석 채널(1732)의 길이를 따라 레일을 따른 액체의 유동을 촉진한다. 친수성 레일(1737)은 막의 소수성 저항을 극복하는데 도움을 준다. 이들 레일(1737)은 다수의 방식으로 형성될 수 있고, 막 천장(1735)의 길이에 걸쳐 얇은 플라스틱 레일을 포함하도록 구성된다. 일부 구체예에서, 막 위에 직접 배치된 접착제가 레일을 형성할 수 있다; 다른 구체예에서, 레일은 분석 채널(1732)의 길이만큼 전개할 수 있는 친수성 표면 변형을 야기하는 막의 패턴화된 표면 변형에 의해서 형성될 수 있다.
추가로, 아래 더 상세히 설명된 대로, 일부 구체예에서, 하나 이상의 센서가 분석 채널(1732) 내부의 회로판 구성요소(1750) 상에 배치된다. 도 17d-17i에 묘사되고 도 17i에 구체적으로 확인된 대로, 센서(1758)는 금 또는 다른 전도성 금속으로 형성될 수 있고, 도 18a를 참조하여 아래 설명된 대로, 추가의 표면 화학 변형(1757)을 포함할 수 있다. 본원에 설명된 다양한 카트리지 구체예에서, 예컨대 예를 들어 도 7a-b의 카트리지(700)와 도 8의 카트리지(800)에서, 분석 채널(732/ 832)은 도 17a-17i 중 어느 것에 설명되고 및/또는 묘사된 특징부 또는 당업자에게 알려진 어떤 다른 특징부 중 어느 것 또는 전부를 포함할 수 있다.
추가로, 분석 채널에서 모세관 작용을 통한 유동을 촉진하기 위하여, 다양한 구체예에서, 분석 채널의 하류 최단부에 흡수성 물질이 제공된다. 흡수성 물질의 일례는 흡수성 패드(834)의 형태이며, 도 10a에서 볼 수 있다. 흡수성 물질 또는 패드(834)는 분석 채널(832)로부터 액체를 운반하며, 이로써 흡수성 패드(834)까지 하류로 유동하도록 액체를 자극한다. 일부 구체예에서, 흡수성 패드(834)는 폐기물 용기로서 작용하며, 분석 채널(832)을 통해 유동된 모든 폐기 액체와 폐기 입자를 수거한다. 다양한 구체예에서, 흡수성 패드의 크기 및 흡수성 정도는 분석 채널(832) 내에서 액체 및 입자의 유동을 계량할 수 있도록 선택된다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 흡수성 패드(834)가 운반할 수 있는 액체의 부피는 제1 (샘플 제조) 저장소(824) 및 제2 (세척) 저장소(828)로부터 모든 액체를 배액하고, 제3 (기질) 저장소(826)로부터 화학적 기질을 지닌 액체를 인출할 수 있을 만큼 충분히 커야 한다. 이러한 조건은 흡수성 하한으로 작용할 수 있다. 추가로, 상한으로 작용하는 것은, 화학적 기질이 분석 구역 내에서 국소화된 신호화제와 반응할 수 있는 시간을 갖도록, 화학 기질을 지닌 액체의 유동이 분석 채널(832)의 분석 구역에서 지연되거나 중단되어야 한다는 요건이다.
예를 들어 도 7b, 8, 및 11a-c에 분명히 도시된 대로, 다양한 구체예의 카트리지는 또한 인쇄회로기판(750, 850, 및 1150)을 포함하며, 이들은 각각 본원에서 회로판 또는 회로판 구성요소라고 언급된다. 회로판 구성요소는 카트리지의 내부 구성요소에 결합된다. 도 7b의 회로판 구성요소(750)는 도 18a-18b에서 분리되어 제공된다. 회로판 구성요소(750)는 전기 구성요소, 예를 들어 레지스터, 전기 리드(754), 바이어스(756), 및 표적 분석물의 검출을 위해 필요한 센서(758) 중 하나 이상을 포함한다. 별도로 설명되지만 회로판 구성요소(750)의 전기 구성요소가 별도의 구조 요소일 필요는 없다. 하나 이상의 전기 구성요소 및/또는 회로는 본원에 설명된 다양한 구성요소의 일부 또는 모든 역할을 수행할 수 있다. 일부 구체예에서, 레지스터는 특유의 식별 태그로서 제공되며, 이것은 리더 장치(아래 더 상세히 설명된다)가 카트리지 타입을 구별할 수 있도록 한다. 레지스터는 소형 표면 장착 레지스터, 저항성-잉크 기반 저항 요소, 또는 리더가 레지스터를 "판독"하여 카트리지 타입을 확인하도록 하는 어떤 다른 저항 요소를 포함할 수 있다. 본원에서 사용된 카트리지는 그것이 상이한 표적 분석물의 검출을 위해 구성된 경우 "카트리지 타입"이 상이하다. 다른 구체예에서, 카트리지 타입을 식별하는 상이한 비-저항성 수단이 이용된다.
아래 더 상세히 설명된 대로, 전기적 접속과 리더 장치와의 연속성을 제공하기 위해 다양한 구체예의 전기 리드(754)가 제공된다. 도 18b에 도시된 대로, 전기적 리드(754)는 바이어스(756)에 전기적으로 결합되어, 리더 장치에 의해서 활성화되었을 때 이러한 구성요소들에 전기 전류를 제공한다. 바이어스는 인쇄회로기판 상의 표준 제품이며, 전형적으로 회로판의 하나의 층에 있는 신호 흔적이 다른 층에 전기적으로 연속되는 것을 가능하게 하기 위해 사용된다. 바이어스는 다중층들을 통한 전기적 연속성을 제공한다. 이러한 바이어스는 우수한 열 전도체이다; 이들은 대부분의 회로판을 포함하는 주변 물질이 우수한 열 절연체이기 때문에 주변 영역에 영향 없이 매우 정확한 장소에 열을 전달할 수 있다. 따라서, 다양한 구체예에서, 복수의 바이어스(756)가 회로판 구성요소에 제공되고, 각각의 바이어스(756)는 밸브 작동 요소를 생성하기 위해 저장소 출구에 배치된 상-교환가능한, 열-작동 밸브 아래에, 위에, 또는 인접하여 배치된다. 바이어스(756)와 관련된 열 전달의 정확성은 서로 근접 위치된 밸브들 사이에 최소한의 혼선을 허용한다; 따라서, 밸브 작동 타이밍이 각 밸브에 대해 주의 깊게 제어될 수 있다. 일부 구체예에서, 밸브는 왁스, 예를 들어 친수성 왁스로 형성되고, 바이어스(756)는 리더 장치에 의해서 제어된 대로 정확한 시점에 왁스를 용융시키는 열의 전도체로 작용한다. 하나 이상의 가열 요소가 열을 생성하며, 이것은 왁스가 용융될 필요가 있을 때 정확한 장소에 전도될 수 있다. 저장소의 출구에 배치된 왁스 밸브의 용융시에 출구는 더 이상 막히지 않고, 저장소는 개구를 가지며, 이것을 통해서 그것의 유체 내용물이 분석 채널로 배액된다. 일부 구체예의 가열 요소는 회로판 구성요소의 일부를 형성한다. 예를 들어, 도 18b의 구체예에서, 가열 요소는 바이어스(756)의 주변을 둘러싼, 회로판 구성요소(750)의 바닥 측면 상에 위치된 사문형 흔적(755)으로 나타난 저항 가열 요소이다. 다른 구체예에서, 가열 요소는, 예를 들어 리더 상에, 카트리지의 외부에 위치된다. 저항 가열 요소가 사용되는 다양한 구체예에서, 열을 생성하기 위해 전류가, 예를 들어 트랜지스터의 작동을 통해서 저항 가열 요소를 통해 흐르는 것이 허용된다. 저항 가열 요소를 통과한 전류는 줄(Joule) 가열을 통해 열을 생성한다. 열은 저항 가열 요소와 바이어스 사이의 물리적 접촉으로 인해 바이어스에 전도된다. 다양한 구체예에서, 열은 이후 바이어스를 통해서 왁스 장벽으로 전도되고, 예를 들어 왁스의 용융과 같은 상전이가 발생한다.
정확한 타이밍에 왁스의 전체 용융을 보장하기 위해서, 다양한 구체예에서, 왁스 밸브는 저장소의 출구 내에 주의 깊게 구성된다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 왁스 밸브는 저장소의 출구를 막는데 필요한 최소 높이를 갖는 것이 바람직하다; 최소한의 높이는 왁스의 용융을 위해 열이 이동해야 하는 거리를 최소화한다. 이러한 특징을 가진 왁스 장벽을 실현하기 위한 방법의 일례는 용융된 왁스에 예열된 바이어스를 적용하는 것을 포함한다. 유익하게, 바이어스가 예열될 때는 실온 바이어스에 비해서 왁스 밸브가 고화하는데 더 오래 걸린다; 따라서, 왁스는 경화 전에 바깥쪽으로 평탄하게 확장할 수 있는 더 많은 시간을 가진다. 왁스의 "팬케이크화"는 높이를 최소화하는데 바람직하며, 이것은 밸브의 적절한 용융 작동의 기회를 최대화할 것이다. 추가로, 바이어스의 가열은 왁스와 바이어스 사이에 더 높은 수준의 접촉면적을 촉진하며, 이로써 왁스의 더 많은 비율이 열을 경험하여, 적절한 밸브 작동의 기회를 또한 최대화한다. 왁스의 부착 전에 바이어스를 가열하는 방법은 다음의 방법과 함께 더 증진된다: 저장소의 개구가 바이어스 상에 정렬되어 용융된 왁스가 예열된 바이어스에 적용될 때 저장소의 바닥에 있는 개구가 바이어스에 공간적으로 근접하게 되어, 이로써 왁스가 경화할 때 왁스는 저장소의 다수의 내벽과 바이어스 자체에 동시에 밀착한다. 이것은 저장소로부터 액체의 의도치 않은 유동일 일어나지 않도록 분석 채널에서 개구를 완전히 막는 무손상 밸브의 제조 수율을 증진시키는데 유익하다.
밸브(825)의 한 구체예의 단면도가 도 19에 제공된다. 밸브(825)는 카트리지(800)의 저장소(824)의 바닥에 있는 출구 내에 위치된다. 도 19에 묘사된 대로, 저장소(824)는 내부 구성요소(830)의 벽에 의해서 한정된다. 일부 구체예에서, 출구는 내부 구성요소(830)의 바닥벽 내의 구멍으로 형성된다. 다양한 구체예에서, 회로판 구성요소(850)는 내부 구성요소(830) 아래에 배치되며, 접착제(860), 예를 들어 유체의 모세관 유동을 지지하도록 친수성일 수 있는 양면 접착 테이프의 사용에 의해서 내부 구성요소(830)에 고정된다. 다양한 구체예에서, 밸브(825)는 열-감응성, 상-변화가능한 물질, 예컨대 예를 들어 친수성 왁스로 형성된다. 작동 전에 밸브(825)의 왁스 또는 다른 열-감응성 물질은 고체나 반고체 상태이고, 액체가 저장소(824)로부터 분석 채널(832)로 빠져나갈 수 없도록 출구의 전체 단면을 충전할 수 있는 크기 및 모양이다. 묘사된 대로, 일부 구체예의 열-작동 밸브(825)는 바이어스(856) 또는 다른 국소화 열-전도 요소 위에 직접 정렬된다. 이러한 정렬은 열의 국소 적용이 어떤 이웃한 밸브의 상변화를 야기하지 않고 밸브(825)의 상변화를 유도하는 것을 허용한다. 다양한 구체예에서, 상변화는 열-감응성 물질이 더 이상 출구의 전체 막힘을 야기하지 않고, 대신에 저장소(824)의 액체가 분석 채널(832)로 유동하는 것을 허락하도록 열-감응성 물질을 용융시키거나 변형시킨다.
일부 구체예에서, 액체가 분석 채널로 유동하는 것을 방지하기 위해 저장소의 개구를 막는, 바이어스에 배치된 왁스 물질은 바람직하게 헥사데칸올 또는 옥타데칸올과 같은 친수성 물질이다. 이것은 유익하게 밸브 작동 후 분석 채널의 어떤 영역 내에서 경화된 어떤 왁스 조각들이 액체의 유동을 막기보다는 통과하도록 촉진한다. 이들 물질은 또한 바람직하게 50 내지 100℃의 용융 온도를 가지며, 이것은 배터리-조작 장치에 대해 합당한 파워-소비하의 작동을 허용하고, 일반적 취급 및 저장 환경 및/또는 음파처리 프로토콜 동안에는 비작동 상태를 유지한다. 일부 구체예에서, 바이어스에 배치된 왁스의 양은 액체 상태에서 1 마이크로리터 이하이고, 일부 이러한 구체예에서 그 양은 0.5 마이크로리터 이하이다. 적어도 일부 구체예에서, 분석 채널의 어떤 막힘을 감소시키고 가열이 적용될 때 전체 밸브 작동을 최대화하기 위하여 가능한 적은 왁스를 사용하는 것이 바람직하다. 일부 구체예에서, 밸브는 또한 일정한 밸브 작동을 위해 일정한 열 프로파일이 바이어스에서 달성되는 것을 허용한다.
일부 비제한적 구체예에서, 저장소의 바닥에 있는 출구는, 예를 들어 도 20a 또는 도 20b에 묘사된 것과 같은 크기 및 모양이다. 도 20a에서, 각 저장소의 바닥에 있는 밸브 개구/출구는 분석 채널과 유체 연통되는 반원으로 묘사된다. 일부 이러한 구체예에서, 반원은 대략 1mm의 직경을 가지며, 이것은 저장소의 유체가 분석 채널로 다시 진입하는 것을 억제하기에 필요한 왁스의 양을 감소시키는 것을 도울 수 있는 크기이다. 다르게는, 도 20b는 바운더리 연장부를 가진 반원으로 형성된 출구를 묘사한다. 일부 이러한 구체예에서, 바운더리 연장부는 0.1mm 내지 1mm의 길이를 가진다. 도 20a와 비교하여, 도 20b의 바운더리 연장부는 분석 채널로 진입하기 전에 위에서 고화시키기 위해 밸브 작동 과정 동안 용융된 왁스에 더 큰 표면적을 제공함으로써 적절한 밸브 작동 및 유동을 증진시킬 수 있다. 이러한 구성형태는 분석 채널로 진입하는 왁스량을 감소시킬 수 있다. 유사하게, 밸브 구성 동안 반원 개구로부터의 연장부는 증가된 면적을 허용하고, 이로써 왁스는 분석 채널의 막힘 없이 경화될 수 있다.
도 18a을 보면, 전기 리드(754)가 또한 센서(758)에 전기적으로 결합된다; 이러한 전기적 접속은 센서(758)에 의해서 검출된 신호가 처리를 위해 리더 장치로 이송되는 것을 허용한다. 다양한 구체예에서, 센서(758)와 이들 위의 분석 채널의 영역은 본원의 다른 곳에서 언급된 "분석 구역"을 형성한다. 센서(758)는 회로판(750)이 분석 채널(732)의 하나의 벽을 형성하는 회로판(750)의 표면과 함께 조립된 카트리지(700) 내부에 포함될 때 센서(758)가 분석 채널(732) 내부에 배치되도록 전략적으로 위치된다. 도 18a에 도시된 대로, 복수의 센서(758)가 제공될 수 있고, 각각은 나머지와 이격되며, 모두 분석 채널(732)과 정렬된다. 센서(758)는 전기화학 센서이고, 각각은 분석 채널 내에서 전기화학 셀을 형성한다. 이 구체예에서, 각 센서(758)는 작동 전극(758a), 기준 전극(758b), 및 카운터 전극(758c)으로 형성된다. 일부 구체예에서, 자성 입자에 간접 결합된 산화 효소가 센서(758)에 존재하고 적절한 화학적 기질이 분석 채널(732)에 도입된다면 산화 반응이 전기화학 센서(758)에서 일어날 수 있다. 이러한 구체예에서, 작동 전극(758a)은 전자를 방출함으로써 존재하는 산화 효소의 양에 비례하는 양으로 산화 효소에 의해서 기질로부터 이탈된 전자를 보충할 수 있다. 작동 전극으로부터 전자의 방출은 센서(758)에 접속된 회로 내에서 신호로서 검출될 수 있는 전류이다. 센서(758)는 이로써 이러한 구체예의 분석 구역에 위치된 산화 효소의 존재, 부재, 및/또는 양을 간접적으로 검출할 수 있다. 다음에, 예를 들어 아래 설명된 리더 장치 내부의 컴퓨터가 표적 분석물의 존재, 부재, 및/또는 양과 산화 효소의 존재, 부재, 및/또는 양을 상호관련시킬 수 있다. 이러한 컴퓨터의 기능은 아래 더 상세히 설명된다. 다양한 구체예에서, 분석 구역 내에서 효소나 다른 신호화제의 국소화를 촉진하기 위해 하나 이상의 자기장이 사용된다. 유익하게, 이러한 구체예에서, 친화성 분자는 이러한 국소화를 달성하기 위해 센서에 사전-결합될 필요가 없으며, 이것은 그렇지 않다면 확산-기반 혼성화 동력학의 제한으로 인해 분석물 정량 과정을 유의하게 느리게 할 것이다. 자기장의 상세한 내용이 또한 아래 제공된다.
일부 구체예에서, 검출이 발생하는 전기화학 센서(758)는 ENIG 과정을 통해서 이루어지고, 따라서 표면에 금을 가진다. 다른 구체예에서, 금 센서나 도금된 센서가 사용되며, 이것은 ENIG 과정을 통해서 이루어지지 않는다. 일부 구체예에서, 각 센서(758)의 적어도 작동 전극(758a)은 추가의 안정성을 위해 티올화된 에틸렌글리콜 및/또는 디티올, 예컨대 헥사에틸렌 글리콜 디티올로 형성된 표면 화학을 가진다. 이러한 표면 화학의 헤드 기의 친수성 성질은 유동 및 단백질 내성을 촉진한다. 추가로 또는 다르게는, 일부 구체예에서, 전극 중 하나 이상의 표면이 머캡토운데칸산, 머캡토헥산올, 또는 다른 적합한 백필러로 역충전된다. 일부 구체예에서, 센서(758) 내부의 전극 중 하나 이상의 표면은 상승되지 않은 온도에서 에틸렌 글리콜 디티올과 백필러의 순차적 첨가 및 인큐베이션을 통해서 형성된다.
다양한 구체예에서, 하나 이상의 주변 전기화학 노이즈 센서, 또는 기준 센서(759)가 제공되며, 이것은 분석 채널 내에서 자성 입자 국소화 부위로부터 이격된다. 기준 센서(759)와 그것의 관련된 회로망은 시스템에서 바탕 노이즈를 정량한다. 이러한 노이즈는, 예를 들어 비-특이적으로 결합된 효소의 존재로 인한 것일 수 있다. 다양한 구체예에서, 검출 결과의 처리 동안, 컴퓨터는 시스템 노이즈를 고려하고 및/또는 제거하며, 이로써 표적 물질의 적절한 정량이나 검출을 허용하기 위하여 검출 센서 신호로부터 기준 센서 신호를 제거하기 위한 알고리즘을 적용한다.
일부 구체예에서, 검출은 산화/환원 반응이 진행되도록 기준 전극에서 생성된 바이어스 전위를 이용하는 표준 전기화학 회로를 사용하여 수행된다. 이 전위는 화학적 기질(용액에서 환원가능한 종들의 비-특이적 환원이 거의 없도록 충분히 낮은)의 환원 전위에서 고정되며, 이로써 산화된 분자를 향한 전자의 유동이 작동 전극에 접속된 연산 증폭기 기반 전류-대-전압(op amp) 회로 기술을 사용하여 정량될 수 있다. 예를 들어, 흔한 기질 분자인 테트라메틸벤지딘은 HRP에 대해 사용된다. 존재할 때 HRP는 TMB 분자를 산화시키고, 이들 분자는 차례로 작동 전극에 의해서 환원된다. 이런 사건은 존재하는 HRP의 양에 비례하여 발생하므로, 전류-대-전압의 변화는 측정 결과를 증폭한다. 아날로그-대-디지털 변환기를 사용하여 실제 신호가 처리를 위해 프로세서로 이송될 수 있다. 아래 더 상세히 설명된 대로, 다양한 구체예에서, 상기 프로세서와 신호 처리 구성요소는 리더 장치 내부에 제공된다.
리더 장치
다양한 구체예의 리더 장치, 또는 리더는 특수 컴퓨터를 포함하거나 그것으로 이루어진다. 컴퓨터는 샘플에서 표적 분석물의 존재, 부재, 및/또는 양을 검출하기 위한 하나 이상의 방법을 실행하기 위한 명령이 저장된 메모리를 가진 프로세서를 포함한다. 다양한 구체예에서, 리더의 컴퓨터는 검출 시스템의 조작을 제어하며, 예를 들어 카트리지의 제1 저장소에서 유체의 혼합, 밸브의 개방, 및/또는 센서 위에 자성 입자의 국소화와 같은 시스템의 다양한 기능이 일어나는 시기와 방식을 제어한다. 이러한 조작을 제어하기 위해, 전산화된 리더는 리더나 카트리지 내부에 존재하는 물리적 구성요소로부터 정보를 수신하고 다시 정보를 전송하도록 구성된다.
리더의 한 구체예의 기능적 블록 다이어그램이 도 21에 묘사된다. 따로 설명되지만 리더(2100)에 대해 설명된 기능적 블록이 별도의 구조 요소일 필요는 없음이 인정될 것이다. 예를 들어, 프로세서(2110)와 메모리(2120)가 단일 칩에 구현될 수 있다. 유사하게, 프로세서(2110)와 통신 인터페이스(2150)가 단일 칩에 구현될 수 있다. 다양한 구체예에서, 리더(2100)는 배터리와 같은 전원(2160)을 포함한다.
프로세서(2110)는 다목적 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 용도 특이적 직접회로(ASIC), 전계 프로그램가능한 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그램가능한 논리 장치, 별도의 게이트 또는 트랜지스터 로직, 별도의 하드웨어 구성요소, 또는 본원에 설명된 기능을 수행하도록 설계된 이들의 어떤 적합한 조합일 수 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 장치의 조합, 예를 들어 DSP와 마이크로프로세서, 복수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 협력된 하나 이상의 마이크로프로세서, 또는 어떤 다른 이러한 구성형태로서 실시될 수 있다.
프로세서(2110)는 하나 이상의 버스를 통해서 메모리(2120)로부터 정보를 읽거나, 메모리(2120)에 정보를 기입한다. 프로세서는 추가로 또는 다른 식으로 프로세서 레지스터와 같은 메모리를 함유할 수 있다. 메모리(2120)는 프로세서 캐시를 포함할 수 있으며, 이것은 상이한 레벨이 상이한 용량과 접근 속도를 가진 다중-레벨 계층적 캐시를 포함한다. 메모리(2120)는 또한 랜덤 액세스 메모리(RAM), 다른 휘발성 저장 장치, 또는 비-휘발성 저장 장치를 포함할 수 있다. 저장 장치는, 예를 들어 하드 드라이브, 광학 디스크, 플래시 메모리, 및 집 드라이브를 포함할 수 있다.
프로세서(2110)는 메모리(2120)에 저장된 소프트웨어와 협력하여, 예를 들어 윈도우, 맥 오에스, 유닉스 또는 솔라리스 5.10과 같은 운영 시스템을 실행한다. 프로세서(2110)는 또한 메모리(2120)에 저장된 소프트웨어 어플리케이션을 실행한다. 한 비제한적 구체예에서, 소프트웨어는, 예를 들어 유닉스 콘 쉘 스크립트를 포함한다. 다른 구체예에서, 소프트웨어는, 예를 들어 C++, PHP 또는 자바를 포함하는 당업자에게 알려진 어떤 적합한 프로그래밍 언어로 프로그램될 수 있다.
프로세서(2110)는 또한 카트리지 인터페이스(2130)에 결합되며, 이것은 EDGE 카드 또는 다른 전자 커넥터를 포함할 수 있고, 이로써 카트리지의 회로판 구성요소로부터 전기 신호를 수신하고, 다시 전기 신호를 보낼 수 있다.
일부 구체예에서, 프로세서(2110)는 사용자 인터페이스(2140)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 리더(2100)는 터치스크린, LED 매트릭스, 다른 LED 인디케이터, 또는 사용자로부터 입력을 수신하고 다시 출력을 제공하기 위한 다른 입/출력 장치를 포함할 수 있다. 다른 구체예에서, 사용자 인터페이스(2140)는 리더(2100)에 존재하지 않고, 대신에 통신 인터페이스(2150)를 통해서 리더(2100)에 통신 접속된 원격 컴퓨팅 장치 상에 제공된다. 또 다른 구체예에서, 사용자 인터페이스는 리더 상의 요소와 원격 컴퓨팅 장치의 조합일 수 있다.
다양한 구체예의 통신 인터페이스(2150)가 또한 프로세서(2110)와 결합된다. 일부 구체예에서, 통신 인터페이스(2150)는, 예를 들어 원격 컴퓨팅 장치로부터 데이터를 무선 수신하고 전송하기 위한 수신기와 송신기, 또는 트랜시버를 포함한다. 일부 이러한 구체예에서, 원격 컴퓨팅 장치는 시스템에 사용자 인터페이스를 제공하는 이동식 컴퓨팅 장치이다; 추가로 또는 다르게는, 일부 구체예에서, 원격 컴퓨팅 장치는 서버이다. 다른 장치와 무선 통신을 위해 구성된 구체예에서, 통신 인터페이스(2150)는 하나 이상의 네트워크 표준에 따라서 통신 네트워크 상에 전송을 위한 프로세서(2110)에 의해서 생성된 데이터를 준비하고, 및/또는 하나 이상의 네트워크 표준에 따라 통신 네트워크 상에 수신된 데이터를 변조한다. 일부 구체예의 통신 인터페이스(2150)는 추가로 또는 다르게는 리더(2100)와 원격 컴퓨팅 장치 사이에 신호의 무선 통신을 위한 전기적 접속을 포함한다.
컴퓨팅 구성요소에 더하여, 다양한 구체예의 리더는 표적 분석물 검출을 실시하기 위해 필요한 몇몇 추가의 물리적 구성요소를 포함한다. 예를 들어, 도 22의 리더(2200)는 슬롯, 개구, 베드, 포트, 또는 다른 도킹 특징부를 포함하며, 이들은 본원에서 카트리지를 수용하기 위한 도크(2210)라고 언급된다. 리더(2200)에 의해서 수용되었을 때 카트리지는 리더(2200) 위에 또는 내에 배치될 수 있거나, 또는 결합될 수 있다.
몇 가지 리더 구성요소는 카트리지와의 바람직한 상호작용을 달성하기 위해 도크(2210)에 대해 특정한 위치에 전략적으로 위치된다. 예를 들어, 묘사된 구체예의 리더(2200)는 전기 커넥터(2220)와 하나 이상의 자기장 발생기(2240)을 포함하고, 이러한 구성요소의 위치는 도킹된 카트리지의 특정 특징부와 정렬되도록 선택된다. 추가로, 도 22의 구체예를 포함하는 일부 구체예는 음파처리 요소(2230)를 포함한다. 이들 구성요소는 각각 아래 더 상세히 설명된다.
다양한 구체예의 전기 커넥터(2220)는 EDGE 카드 또는 전기적 접속을 위한 핀을 가진 다른 커넥터이다. 커넥터(2220)는 도크(2210) 아래, 내부, 또는 인접하여 위치되고, 커넥터(2220)의 핀이 도킹된 카트리지 장치의 전기 리드와 접촉하여 전기적 접속을 확립하도록 위치된다. 전기 커넥터(2220)는 이로써 카트리지의 회로판 구성요소 상의 센서와 리더 내부의 전기화학 회로망 사이에 전기적 연속성을 확립한다. 일부 구체예에서, 리더의 전기 커넥터(2220)는 또한 카트리지의 회로판 구성요소 상에 만약 존재한다면 가열 요소와도 전기적 연속성을 확립할 수 있다. 일부 구체예에서, 리더(2200)는 전기화학 회로의 일부를 포함하며, 이것은 카트리지의 전기 커넥터(2220)와 전기 리드 사이의 전기적 연속성에 기초하여 카트리지의 추가와 함께 완료된다. 이러한 구체예에서, 카트리지의 추가는 회로를 완성하거나 폐쇄한다. 이러한 구체예에서, 리더(2200)와 카트리지의 결합은 리더를 활성화하여 그것을 "시동시킨다". 일단 시동되면 전기 커넥터(2220)가 카트리지의 일부로부터 수신되는 신호를 확인할 수 있고, 이로써 카트리지의 종류가 그것의 도크에 결합되는지를 확인한다. 일부 구체예에서, 전기 커넥터(2220)는, 표지, 예를 들어 카트리지 상의 저항 표지를 확인할 수 있으며, 이것은 도킹된 카트리지 타입을 확인하기 위해 특정 카트리지 타입에 특유하다. 다른 구체예에서, 카트리지의 회로판 구성요소의 전기 리드 내에 암호화된 디지털 바코드가 리더 내부의 전기 핀이나 패드에 의해서 판독되어 카트리지 타입이 확인된다. 일부 이러한 구체예에서, 카트리지의 회로판 구성요소는 복수의 전기 리드를 포함하고, 이들 중 일부는 접지 리드에 접속되며, 일부는 접속되지 않는다. 전기 핀의 조합 활용과 이들과 접지 핀 사이의 접속, 및/또는 리더에 위치된 풀-업/풀-다운 레지스터를 통해서 각 핀의 상태(예를 들어, 접지되는지 아닌지)가 설정 전압보다 높거나 낮은 전압으로서 감지되고, 이것은 특정 핀이 접지되는지 여부를 결정하기 위해 리더의 프로세서에서 논리 상황으로서 판독된다. 이 방식으로, 카트리지의 유형을 특유하게 확인하기 위해서 접지된 핀과 비접지 핀의 조합이 리더(2200)에 의해서 검출되고 인식될 수 있다.
일부 구체예에서, 일단 시동되면 리더(2200)는 또한 확인된 카트리지에 대해 전개되는 시험 프로토콜과 근처의 이동식 컴퓨터 장치를 검색하여 연결하는 방식을 결정한다.
도 22에서 계속해서, 리더(2200)는 선택적으로 음파처리 구성요소, 또는 음파처리기(2230)를 포함한다. 다양한 구체예의 음파처리기(2230)는 도크(2210)의 아래, 또는 위에 위치되고, 도킹된 카트리지의 제1 저장소 위에 또는 아래에 직접 또는 실질적으로 위치된다. 일부 구체예에서, 도킹된 카트리지는 제1 저장소와 음파처리기(2230) 사이의 밀접한 관계를 촉진하기 위한 특징부를 포함한다. 예를 들어, 도 7b에서 볼 수 있듯이, 회로판 구성요소(750)와 베이스 구성요소(740)는 각각 그 구조에 컷아웃 또는 윈도우(741)를 제공할 수 있는 모양이며, 컷아웃(741, 751)은 저장소와 정렬된다. 따라서, 다양한 구체예에서, 음파처리기(2230)와 카트리지의 제1 저장소는 그들 사이에 제공된 구조 없이 정렬될 수 있다. 일부 구체예에서, 사용자가 카트리지를 도크에 활주 삽입할 때 컷아웃(741, 751)은 음파처리기(2230)가 저장소의 밑에 직접 위치되는 것을 허용한다. 이러한 구성형태는 음파처리기(2230)가 제어된 양의 에너지를 제1 저상소에 전달하는 것을 가능하게 한다. 다른 구체예에서, 음파처리기(또는 본원에 개시된 음파처리 단계를 수행하는 다른 구성요소)는, 예컨대 예를 들어 도 11에 도시된 대로 제1 저장소(724)에 배치되어 바닥 벽을 형성한다. 다른 구체예에서, 음파처리기는 제공되지 않는다. 음파처리기(2230)를 가진 다른 구체예에서, 음파처리 에너지는 취약한 DNA 프로브나 다른 분자에 야기된 손상을 제한하면서 제1 저장소 내에서 구성요소들의 혼합 및 혼성화를 달성하도록 제어된다.
일부 구체예에서, 음파처리기(2230)는 압력-감응 압전 디스크(2232)를 포함한다. 선택적으로, 일부 구체예에서, 음파처리기(2230)는 제1 저장소와 압전 디스크 사이에 배치된 높은 물 함량의 블리스터를 더 포함한다. 일부 구체예에서, 높은 물 함량의 블리스터는 카트리지 제조 과정에서 제1 저장소 아래에 고정된다; 다른 구체예에서, 이것은 리더 내부의 음파처리기(2230) 위에 제공된다. 높은 물 함량의 블리스터는 최소한의 약화로 음파처리기(2230)에서 제1 저장소까지 음파 에너지의 전달을 촉진할 수 있다. 일부 구체예에서, 블리스터는 다른 적절하게 전도하는 음파처리 매질로 대체된다. 일부 구체예에서, 음파처리 매질로 작용하는 성분은 바람직하게 외부에서 건조된 상태이고, 액체 잔류물은 존재하지 않는다. 일부 구체예에서, 카트리지가 리더(2200)에 활주 삽입될 때 음파처리기에 결합된 음파를 전도하는 매질은 제1 저장소의 바닥에 고정된 음파 전도 매질과 연질 시일을 형성한다. 이 "연질 시일"은 저장소의 바닥에서 등각 음파 전도 매질을 사용함으로써 증진될 수 있다.
제1 저장소의 내용물을 혼합하고 혼성화히기 위한 음파 에너지를 생성하는 것에 더하여, 음파처리기(2230)를 가진 다양한 구체예에서, 음파처리기(2230)는 제1 저장소에 샘플 수집 장치의 도입을 검출하기 위해 사용될 수 있다. 유익하게, 이러한 검출은 리더(2200)가 제1 저장소에 샘플의 도입 직후 또는 실질적으로 직후에 시험 프로토콜의 자동 시작을 개시하는 것을 가능하게 한다. 자동 시작은 누워있는 사용자를 위한 사용 용이성을 개선한다; 또한, 이것은 샘플 도입에 대해 일정된 시작 시간을 보장하며, 이로써 일정된 결과를 제공한다.
상기 언급된 대로, 일부 이러한 구체예에서, 음파처리기(2230)는 압력-감응 압전 요소이다. 이러한 구체예에서, 카트리지의 벽은 제1 저장소에 샘플 수집 장치의 삽입시 약간 신축하도록 설계된다; 이러한 신축은 음파처리기(2230)에 의해서 검출가능한 압력의 변화를 가져온다.
다른 구체예에서, 제1 저장소에서 샘플 수집 장치의 검출이 공명 또는 신호 모니터링을 통해서 일어난다. 구체적으로, 도 23a에 도시된 대로, 예를 들어 카트리지와 리더가 결합한 결과로서 리더의 활성화시, 음파처리기(2300), 및/또는 음파처리기(2300)의 전체 또는 일부를 형성하는 압전 요소가 제1 저장소를 향해 지정된 음파(2310)를 생성한다. 일부 구체예에서, 음파처리기(2300) 또는 그것의 일부는 이어서 반사된 음파(315)의 결과로서 변형되고, 및/또는 음파처리기의 공명 주파수가 기록되며, 이로써 리더 내부의 프로세서 및/또는 회로가 베이스라인, 언로드 상태를 결정할 수 있다. 이후, 음파처리기(2300)가 도 23b에 도시된 스캐닝 상태로 진입하며, 제1 저장소에 음파(2310)를 주기적으로 핑잉하여, 리더 내부의 프로세서 또는 회로가 어떤 변동이 발생했는지 결정하기 위해 음파처리기의 응답 신호(2315) 및/또는 공명 주파수 이동을 모니터할 수 있다. 일부 구체예에서, 변동이 검출되지 않고 및/또는 베이스라인 언로드 상태가 확립된다면, 리더는 사용자가 샘플 수집 장치를 카트리지에 넣도록 촉구하는 하나 이상의 빛이나 소리를 방출한다. 도 23c에서, 샘플 수집 장치(2350)의 추가는 음파처리기의 공명의 이동 및/또는 역치 이상의 음파 응답 신호까지의 변화를 야기하며, 리더 내부의 프로세서 또는 회로는 샘플 수집 장치 삽입을 확인하도록 프로그래밍된다. 다양한 구체예에서, 프로세서 및/또는 회로는 이어서 음파처리기(2300)로 명령을 되돌려보내 시험 프로토콜의 음파처리 단계를 개시한다. 일부 구체예에서, 시험 프로토콜이 개시된 것을 나타내기 위해 리더 상의 빛 패턴이 변하거나 또는 소리가 방출된다. 일부 구체예에서, 스캐닝 단계 동안 방출된 사용자-촉구 빛 또는 가청형 사용자-촉구 소리 패턴은 수집 장치를 투입하기 위한 사용자에 대한 신호 증가된 긴급성에 대해 강도 또는 주파수의 변화를 경험한다. 다양한 구체예에서, 사용자를 촉구하는 것과 관련된 음파는 저장소의 로딩 대 언로딩 상태를 확립하기 위해 음파처리기에 의해서 방출된 음파와 상이하다.
일부 구체예에서, 제1 저장소의 용액에 존재한다면 표적 분석물을 포함하는 샘플 입자를 활발히 용출시키기 위해 고 강도 음파처리 과정이 수행된다. 음파처리 과정은 또한 샘플 제조 시약, 특히 자성 입자의 적절한 현탁을 달성하기 위해 수행되며, 이로써 표적과 결합하기 위해 용액의 자성 입자를 이용할 수 있게 한다. 심지어 고 강도 상에서도 공동화 및 큰 전단력을 피하면서 온건한 음파처리를 생성하려는 목표를 달성할 수 있는 어떤 음파처리기가 사용될 수 있다. 적절한 음파처리기의 한 구체예는 압전 구성요소, 예컨대 예를 들어 15 와트 미만의 출력의 1.6 메가헤르츠 벤딩 트랜스듀서 압전 디스크이다.
고 강도 음파처리 후, 음파처리의 음파 신호는 자성 입자가 침강하는 것을 방지하고 시스템에 에너지를 계속 추가할 수 있도록 펄스된다. 에너지의 추가는 자성 입자 상의 친화성 분자, 표적, 및 검출제 또는 경쟁적 결합제 사이의 혼성화를 증진시킨다.
리더에 의해서 선택된 음파처리 프로파일은 시험될 샘플에 따라 변한다. 본원에서 사용된 "음파처리 프로파일"은 전달된 음파처리의 특징, 예컨대 음파처리의 시간 길이, 음파처리의 주파수, 강도 등을 말한다. 다양한 구체예에서, 리더는 이러한 변수들에 대해 섬세한 제어를 가진다. 일부 구체예에서, 전력 소비 취지로, 음파처리기는 "실행 주기"를 가지며, 이때 음파처리기가 펄스한다. 예를 들어, 한 구체예에서, 음파처리 주기 동안 음파처리기는 매 10초 창 내에 3초간 활성화되고, 이 활성화된 3초 내에 음파처리기는 규칙적인 간격으로 펄스한다; 예를 들어, 음파처리기는 0.027초마다 음파를 발생할 수 있다. 이러한 방법은 전력의 과소비 및 샘플의 과열을 피하면서 혼성화, 표적 포착, 및 다양한 분자 복합체의 형성에 좋은 환경을 만든다.
도 22에서 계속해서, 다양한 구체예의 리더(2200)는 또한 하나 이상의 자기장 발생기(2240)를 포함한다. 일부 구체예에서, 자기장 발생기(2240)는 리더(2200) 내부에 고정된 유도자 또는 다른 전자기 구성요소일 수 있다. 도 22에 도시된 대로, 일부 구체예에서, 자기장 발생기(2240)는 영구 자석이다. 자기장 발생기(들) (2240)는 카트리지가 도크(2210)에 결합된 때 하나 이상의 검출 센서가 각각 자기장 발생기(들)(2240)에 의해서 생성된 자기장 내에 직접 배치되도록 위치된다. 다양한 구체예에서, 자기장(들)은 국소화의 원인이다; 자기장(들)은 자성 입자와 수반된 혼성화된 분자가 분석 구역 내에 국소화하는 것을 유도한다.
다양한 구체예에서, 카트리지의 베이스 구성요소는 적어도 하나의 영구 자석 또는 유도자가 회로판 구성요소의 검출 센서 밑에 직접 위치되는 것을 허용하는 컷아웃을 가진다. 컷아웃은 자석이나 유도자와 부딪치지 않고 도크(2210)에 카트리지를 적절히 활주 삽입하는 것을 허용한다. 컷아웃은 또한 자기장 발생기(2240)가 가능한 검출 센서에 가까이 위치되는 것을 허용한다. 자기장 발생기(2240)가 센서에 가까울수록 자기장이 더 많은 힘을 발휘할 수 있고, 이것은 소형 자석이나 유도자가 더 비싼 대형 자석이나 유도자와 동등한 자기장 강도를 발휘할 수 있다는 것을 의미한다. 소형 자석 또는 유도자의 사용은 다수의 자기장과 다수의 분석 구역을 가진 구체예(예를 들어, 복수의 상이한 표적 분석물을 검출하도록 구성된 구체예)에서 특히 유익한데, 자석이나 유도자가 작을수록 자기장이 덜 중첩되기 때문이다. 작은 자기장은 상이한 검출 센서에서 자석 또는 유도자 사이의 혼선의 양을 제한할 수 있다.
추가로, 카트리지 논의에서 상기 언급된 대로, 분석물 검출 시스템의 일부 구체예에서, 가열 요소가 저장소 출구 내부의 열-작동 밸브를 활성화하기 위해 제공된다. 이러한 구체예에서, 가열 요소는 카트리지의 회로판 구성요소 상의 바이어스에 열을 전달하고, 바이어스는 열의 전도체로서 작용하여 정확한 시점 및/또는 정확한 공간적 영역 내에서 왁스를 용융시킨다. 일부 구체예에서, 복수의 가열 요소가 리더(2200) 내부에 위치되고, 도킹된 카트리지의 바이어스와 정렬되도록 위치된다. 일부 이러한 구체예에서, 스프링-로드 접촉이 리더(2200) 내부에 제공되어 리더의 가열 요소와 바이어스 사이에 효과적인 접촉을 형성한다. 일부 이러한 구체예에서, 가열 요소는 저항 가열 요소이다.
다양한 구체예에서, 가열 요소의 위치와 무관하게(리더 또는 카트리지 내의), 열 전달 및 밸브 개방의 타이밍은 리더 장치에 의해서 정확히 제어된다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 리더 컴퓨터는 열-발생 전류가 가열 요소를 통해 흐를 때를 시기를 제어한다. 밸브는 다음의 순서로 이러한 전류에 의해서 야기된 열에 의해서 작동된다: (1) 샘플 제조 저장소, (2) 존재한다면 세척 저장소, 다음에 (3) 화학적 기질 저장소. 각 밸브의 작동은 각 밸브가 충분히 작동하고, 관련된 저장소가 그것의 내용물을 분석 채널로 비울 수 있는 시간을 가지며, 저장소의 내용물의 적어도 일부가 다음 저장소의 내용물이 방출되기 전에 센서의 하류에 위치된 흡수성 패드까지 이동할 시간을 갖도록 시기가 정해진다. 일부 구체예에서, 밸브 작동 사이의 시간은 흡수성 패드가 분석 채널 내에 존재하는 액체를 완전히 또는 실질적으로 흡수하기에 충분히 크도록 선택된다. 유익하게, 이러한 구체예에서, 연속 저장소의 내용물들 간에 아주 적은 혼합이 일어난다.
일부 구체예에서, 순차적 밸브 작동 및/또는 성공적인 밸브 작동을 결정하는 정확한 타이밍은 프로세서 상의 알고리즘을 이용한 피드백 제어 시스템 및 써미스터 및 전기화학 센서와 같은 감지 요소로부터 유래된 정보의 활용을 통해서 프로세서에서 결정될 수 있다. 예를 들어, 분석 채널에서 전기화학 센서는 센서에서 발생된 신호가 센서 위의 액체의 존재 또는 부재에 따라 상이할 것이므로 분석 채널이 그 안에 액체를 가지는지 결정하기 위해 질문될 수 있다. 이 신호는 신호를 논리적으로 해석하도록 설정된 프로세서와 함께 밸브가 적절히 작동되었는지 및/또는 저장소가 그것의 액체 내용물을 완전히 비우고 액체 내용물이 폐기물 패드에 흡수되어 채널에 액체가 없고 다음 밸브 작동에 바로 사용할 수 있는 때를 결정할 수 있다. 일부 구체예에서, 리더의 프로세서 및/또는 회로망은 프로세서 및/또는 회로망이 정보를 수신한 직후 다음번 밸브를 작동시키도록 가열 요소에 명령하는 신소를 전송하며, 피드백 시스템을 통해서 분석 채널은 완전히 또는 부분적으로 청소되어 다음 단계를 준비한다.
추가로, 도 24에 도식적으로 도시된 대로, 일부 구체예에서, 밸브 작동을 위한 가열 요소의 바람직한 열 프로파일은 열-작동 밸브(2430)를 작동시키기 위해 위치된 가열 요소(2420)와 열 연통되는 써미스터와 같은 온도 감지 요소(2410), 및 상기 가열 요소(2420)로부터 신호를 논리적으로 해석하도록 설정된 프로세서(2440)를 포함하는 추가의 피드백 및 제어 시스템(2400)의 활용을 통해서 일정하게 달성될 수 있다.
열 프로파일-제어 피드백 및 제어 시스템의 한 구체예가 도 25에 제공된다. 대용의 도 25는 밸브 작동 요소의 회로판 구성요소(2530) 상에서 바이어스(2520)와 열 연통되는 온도 감지 요소(2510)의 구체예를 묘사한다. 특히, 묘사된 온도 감지 요소는 써미스터이며, 이것은 온도에 따라 변하는 저항을 가진다. 써미스터로부터의 전자 신호를 해석하도록 구성된 다른 회로망 및/또는 프로세서와 전자 통신할 때, 써미스터로부터 모집된 정보는 상술된 프로세서와의 전자 통신에서 가열 요소의 명령 및 제어를 통해 밸브의 일정한 열 작동을 유지하기 위해 이용될 수 있다. 이런 감지 요소는 온도가 너무 높을 때 프로세서가 가열 요소를 차단할 수 있도록 감지 정보를 제공함으로써 상기 써미스터와 열 연통되는 가열 요소에서 온도의 벗어남을 방지하는 것을 도와서 샘플 분석 장치의 안전성을 추가로 개선할 수 있다. 도 25의 묘사된 구체예는 써미스터(2510)가 리더 장치의 회로판 상의 열 전도 요소의 활용을 통해서 가열 요소와 열 연통되는 써미스터(2510)를 도시하며, 상기 열 전도 요소는 금속성 흔적(2540), 예를 들어 구리 흔적이다. 추가로, 써미스터(2510)는 커낵터(2550)(한 구체예에서, 스프링 로드 커넥터, 핀)의 사용을 통해서 밸브 유닛의 바이어스(2520)와 열 연통되고, 이것은 전형적으로 높은 열 전도도를 가진다. 가열 요소는 도 25에 묘사되지 않지만, 써미스터가 전도 흔적을 통해서 그리고 이어서 바이어스와 접촉된 스프링 로드 핀을 통해서 다수의 방식으로 바이어스와 열적으로 결합될 수 있음이 인정될 수 있다.
도 26a-26c는 카트리지(700)에 결합하는 다양한 단계를 통해서 도시된 도 22의 리더 장치(2200)를 묘사한다. 도시된 대로, 리더(2200)는 도크(2210), 전기 커넥터(2220), 음파처리기(2230), 및 영구 자석 형태의 자기장 발생기(2240)를 포함한다. 카트리지(700)는 도크(2210)에 활주 삽입되어 리더(2220)와 결합하도록 구성된다. 결합되었을 때 카트리지(700)의 전기 리드(754)는 전기 커넥터(2220)와 직접 접촉하고, 제1 저장소(724)는 음파처리기(2230) 위에 배치되며, 미세유동 분서 채널(732)의 일부는 자기장 내에서 자기장 발생기(2240)의 위에 배치된다.
도 27a-27b는 카트리지(2702)에 결합된 리더 장치(2700)의 추가의 구체예를 제공한다. 도 27a-27b의 리더 장치는 리더(2700)의 도크 아래에 일렬로 배치된 복수의 자석(2740)을 포함하며, 이들은 카트리지(2702)가 도크에 결합된 때 자석(2742, 2744, 2746, 2748)이 각각 복수의 검출 센서(2762, 2764, 2766, 2768) 아래에 위치되도록 위치된다. 샘플에서 복수의 상이한 표적 분석물의 존재, 부재, 및/또는 양을 검출하도록 설계된 도 27a-27b의 구체예와 같은 구체예에서, 본원에 설명된 다른 구체예에 비해서 카트리지(2702)와 리더(2700)의 디자인 모두에 변형이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 설명된 대로, 다수의 상이한 표적 분석물의 검출은 제1 저장소(2724) 내에 자성 입자의 다수의 집단과 검출제 및/또는 경쟁적 결합제의 다수의 집단의 포함을 필요로 한다. 저장소(2724)에 존재하는 자성 입자, 검출제, 및 경쟁적 결합제의 각 집단은 상이한 표적 분석물에 친화성을 갖도록 설계되고, 상이한 포착 항체, 포착 DNA 프로브, 또는 다른 친화성 분자를 포함한다. 추가로, 저장소(2724)에 존재하는 자성 입자의 각 집단은 상이한 크기, 자성 반응, 밀도, 또는 이들의 어떤 조합과 같은 특유의 식별가능한 물리적 특징을 가진다.
복수의 상이한 표적 분석물의 존재를 검출하기 위해 자성 입자의 다수의 집단이 존재하는 한 구체예에서, 검출을 위해 집단들을 분리하는데 데드-엔드 여과가 사용된다. 이러한 구체예에서, 자성 입자가 제1 저장소(2724)로부터 분석 채널(2704)로 유동함에 따라 분석 채널(2704) 내에 제공된 일련의 필터와 만나게 된다. 하류 방향으로 이동하면서 필터는 최대 기공을 가진 제1 필터에서 최소 기공을 가진 마지막 필터까지 기공 크기에 의해 정렬된다. 각 필터는 특정 검출제 또는 특정 검출제의 생성물을 검출하도록 지정된 검출 메커니즘에 아주 가까이 위치된다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 검출 메커니즘은 혼성화된 자성 입자의 특정 집단 중에서 일어나는 산화를 검출하도록 지정된 전기화학 센서이다. 제1 필터 기공 크기보다 작은 자성 입자는 채널 아래로 액체가 유동할 때 필터를 통과할 것이다. 제1 필러의 기공 크기보다 큰 자성 입자는 뒤에 남아 제1 센서(2762)에 아주 가까이 있을 것이다. 감소하는 기공 크기의 연속 필터의 사용을 통해서 자성 입자 집단이 분리되고 상이한 검출 센서(2760) 위에 국소화된다. 이 방식으로, 혼성화된 자성 입자와 표적 분석물의 상이한 집단 중에서 산화 반응과 같은 반응이 본원의 다른 곳에서 설명된 방식으로 모니터될 수 있으며, 이로써 복수의 표적 분석물의 각각의 존재, 부재, 및/또는 양을 확인할 수 있다.
이 과정은 자성의 사용을 통해 증진될 수 있다. 동일한 물질 조성의 자성 입자는 자성 입자의 직경의 제곱에 따라 자성 반응이 변화한다. 따라서, 자기장은 상이한 크기의 자성 입자 상에서 상이하게 반응할 것이고, 이로써 정렬 메커니즘이 일어날 수 있다. 이런 차별적 자성 반응은 일부 구체예에서 분리 속도 및 선택성을 증진시키기 위해 활용될 수 있다. 자성 입자가 제1 저장소를 떠남에 따라 자기장이 분석 채널에 적용되어 자성 입자들이 크기별로 적어도 부분적으로 정렬될 수 있다. 더 큰 자성 입자는 작은 자성 입자보다 더 강한 자기력을 가질 것이므로, 더 큰 것은 작은 자성 입자에 비해 아래로 더 천천히 이동할 것이다. 이것은 큰 자성 입자보다 작은 자성 입자가 빨리 분석 채널(2704)의 아래로 진행한다는 우선성을 가져오며, 이것은 자성 입자-기반 기공 막힘의 가능성을 감소시킨다. 자성 입자-기반 기공 막힘은 다중 특이성을 감소시킬 수 있고, 과잉 효소를 세척하고 포착된 검출제에 화학적 기질을 제공하기 위해 필요한 액체의 유동을 제한함으로써 적절한 시험을 방지할 것이다.
일부 구체예에서, 데드-엔드 여과에 공통된 막 오염을 방지하기 위해 십자 여과 기술이 사용된다. 이러한 구체예에서, 자석 또는 유도자는 유동 방향에 대해 수직이거나 다른 비-평행 자기력을 발휘하도록 위치된다. 정렬된 자석 또는 유도자의 이러한 배치는 이들이 만약 제공된 자기장 발생기에 의해서 작동되기에 충분한 크기를 가진다면 자성 입자가 필터가 위치된 분석 채널의 측면에 유인되도록 한다. 이러한 구체예에서, 자기장 크기는 자성 입자의 크기보다 작은 기공 크기를 가진 제1 필터의 상류에서 필터와 만나기 위해 자성 입자가 분석 채널(2704)의 측면에 유인되도록 선택된다.
다르게는, 자성 입자와 표적 분석물의 집단이 자성만을 사용하여 분리될 수 있다. 자성 입자의 자기력 반응은 입자의 직경의 제곱에 따라 증가하기 때문에, 자성 입자 집단의 분리 및 국소화는 분석 채널(2704)의 상이한 위치에서 상이한 자기장 강도를 생성하는 리더 장치 또는 카트리지 상에 위치된 복수의 자석이나 유도자를 제공함으로써 막의 사용 없이 단일 채널에서 달성될 수 있다. 구체적으로, 하류 방향으로 이동은 증가한 자기장 강도의 자기장 발생기와 직면된다. 최대 자성 입자가 제1 센서에 위치되는데, 이들은 최대 자성 입자를 포착할 만큼 충분히 크지만 어떤 다른 크기의 자성 입자를 포착할 만큼은 강하지 않은 제1 자기장을 벗어날 수 없다. 자성 입자 집단은 이들 집단 중 산화 반을 검출하기 위해서 제공된 검출 센서(2760) 위에 위치된 이들 특정 자성 입자 크기에 대해 맞춤제작된 자기장에 의해서 포착될 때까지 액체의 유동과 함께 하류로 이동할 것이다. 제2의 최약 자기장은 제2의 최대 직경을 가진 자성 입자 집단을 포착할 것이다; 제3 최약 자기장은 제3의 최대 직경을 가진 자성 입자 집단을 포착할 것이다; 기타 등등. 최소 자성 입자가 최강 자기장에 의해서 포착된다. 이것은 자성 입자의 각 집단을 상이한 검출 센서 위에 국소화하는 것을 허용하며, 검출은 상이 설명된 대로 진행된다. 자기장은 적어도 커플 방법을 통해서 변화될 수 있다. 일부 구체예에서, 각 자석 또는 유도자는 상이한 크기이다; 자석 또는 유도자가 클수록 자기장이 커진다. 도 27a-27b에 도시된 구체예와 같은 다른 구체예에서, 자석(2740)은 분석 채널(2704)의 평면에 대해 다양한 깊이에 위치된다. 상류-최외각 자석(2748)은 분석 채널(2702)에 가장 멀리 위치되며, 따라서 채널(2704)에 가장 강한 자기장을 발휘한다. 하류-최외각 자석(2742)은 분석 채널(2702)에 가장 가까이 위치되고, 따라서 채널(2704)에 가장 강한 자기장을 발휘한다.
중요하게는, 본원에 설명된 다양한 구체예에서, 자성 입자와 하나 이상의 자기장 사이에 자성 인력은 세척 용액 및/또는 화학적 기질을 지닌 액체가 자성 입자 위를 흐를 때 자성 입자가 하나 이상의 자기장 발생기 위에 국소화되어 유지될 만큼 충분히 강하다.
검출 시스템
도 4의 샘플 수집 장치(400), 도 7a-b의 카트리지 장치(700), 및 도 22의 리더 장치(2200)를 포함하는 검출 시스템(2800)의 한 구체예가 도 28a 및 28b에 제공된다. 이 시스템을 형성하는 장치는 사용 전에는 도 28a에 별도로 도시되고, 결합된 구성형태는 도 28b에 도시된다. 도 28a의 구체예를 포함하는 다양한 구체예의 샘플 수집 장치(400)는 일회용으로 구성된다. 이것은 제거가능한 멸균 패키징 내에 넣을 수 있다. 일단 카트리지(700)의 투입 터널(712)에 삽입되면, 샘플 수집 장치(400)는 영구 고정된 교합으로 맞물리고, 다시 사용될 수 없다. 유사하게, 묘사된 카트리지(700)는 일회용으로 구성된다. 일단 샘플 수집 장치(400)가 카트리지(700)의 투입 터널(712) 내에 제자리에 맞물리면, 카트리지(700)는 다시 사용될 수 없다. 그러나, 카트리지(700)는 리더(2200)로부터 제거될 수 있다. 다양한 구체예에서, 카트리지(700)와 리더(2200)는 별도로 결합되도록 구성되며, 카트리지(700)는 검출 프로토콜의 실시 전과 후에 적어도 리더(2200)의 도크에 삽입되고 제거될 수 있다. 일부 구체예에서, 리더(2200)는 검출 시험 사이클의 기간 동안 카트리지(700)를 제자리에 임시로 맞물리게 하고 제거를 제한하는 로킹 메커니즘을 포함할 수 있다. 다양한 구체예의 리더(2200)는 재사용가능하다.
추가로, 특정 구체예에서, 리더(2200), 및 전체 검출 시스템(2800)은 비-임상 소비자-직접 사용을 위해 구성된다. 따라서, 일부 구체예의 시스템(2800)은 사용이 용이하고 결과가 신속히 발생된다. 일부 구체예에서, 표적 분석물 검출 프로토콜의 결과는 샘플 수집 장치(400)로부터 샘플이 시스템의 카트리지(700)에 삽입된 때로부터 30분 이하 내에 생성된다. 일부 구체예에서, 결과는 20분 미만 내에, 일부 구체예에서 10분 미만 내에 발생되며, 일부 구체예에서 결과는 5분 미만 내에 발생된다. 추가로, 일부 구체예의 소비자-직접사용 시스템은 가정, 학교, 사무실, 또는 다른 사업장에서 편리한 취급을 위해 소형이다. 일부 구체예에서, 시스템은 높이 30cm 미만, 너비 30cm 미만, 길이 30cm 미만이다. 일부 구체예에서, 높이, 너비 및 길이는 각각 20cm 미만이다. 일부 구체예에서, 높이, 너비 및 길이 중 하나 이상의 10cm 미만이다. 일부 구체예에서, 카트리지(700), 샘플 수집 장치(400) 및 리더(2200)는 함께 대략 스마트폰 또는 다른 이동식 컴퓨팅 장치의 크기인 시스템(2800)을 형성한다. 일부 구체예에서, 시스템은 휴대가 가능한 크기로 구성된다. 이러한 구체예에서, 컴팩트한 것에 더하여, 핸드헬드 디자인은 샘플 내의 모든 액체가 적절히 밀봉되고 분리됨으로써 시스템 구성요소들이 서로 섞임으로 인한 누출 및 이른 산화 반응이 일어나지 않도록 한다.
비-임상 환경에서 누워있는 사람에 의한 사용을 촉구하기 위해, 일부 구체예의 시스템(2800)은 자기-활성화 및 자기-전개 검출 프로토콜을 포함함으로써 "더미 프로프"로서 설계된다. 예를 들어, 도 28b는 카트리지(700)가 리더(2200)의 도크(2210)에 위치되고, 샘플 수집 장치(400)가 카트리지(700)의 투입 터널(712)에 삽입된 예를 묘사한다. 묘사된 구체예에서, 리더(2200)에 카트리지(700)의 로딩은 카트리지(700)와 리더(2200)의 핀 사이의 전기적 접속을 확립하고, 이로써 리더(2200) 내에서 회로가 완성되어 리더를 자동으로 활성화시킨다. 활성화되면 일부 구체예의 리더(2200)는 존재할 경우 그것의 음파처리기를 활성화하고, 음파처리리를 이용해서 제1 저장소에 샘플 수집 장치(400)의 진입을 검출한다. 검출시 다양한 구체예의 리더(2200)는 어떤 추가의 사람 개입 없이 자동으로 검출 프로토콜을 개시하도록 구성된다. 자동화된 시작은 제1 저장소 내에서 시약들과 샘플의 혼합이 샘플 수집 장치의 삽입 후 고정된 시간에 일정하게 일어나도록 보장하고, 이것은 일정한 시험 결과를 가져온다. 음파처리기가 존재하지 않는 다른 구체예에서, 시험 프로토콜은 사용자가 리더(2200) 또는 원격 컴퓨팅 장치(2820)의 "진행", "전개", "시작" 또는 다른 유사한 버튼이나 아이콘을 눌렀을 때 개시될 수 있다.
아래 더 상세히 설명되고 도 28a 및 28b에 도시된 대로, 일부 구체예에서, 시스템(2800)은 원격 컴퓨팅 장치(2820)를 포함한다. 원격 컴퓨팅 장치(2820)는 이동식 컴퓨팅 장치, 예컨대 예를 들어 스마트폰, 태블릿, 또는 착용가능한 장치, 또는 랩탑 또는 다른 컴퓨터일 수 있다. 도 28a에 도시된 대로, 다른 구체예에서, 리더(2200)는 원격 컴퓨팅 장치(2820)와 무선 통신한다. 다른 구체예에서, 제거가능한 유선 접속, 예컨대 케이블 접속이 리더(2200)와 원격 컴퓨팅 장치(2820) 사이에 제공된다. 도 29a-b의 구체예와 같은 또 다른 구체예에서, 카트리지 도킹 스테이션(2915)을 가진 분석물 리더(2910)가 시스템(2900) 내에서 원격 컴퓨팅 장치(2920)에 직접 제거가능하게, 예를 들어 헤드폰 잭이나 전기 충전 포트에 플러그(2912)를 통해서 접속함으로써 연결된다.
다양한 구체예에서, 더 많은 컴퓨터 파워 및/또는 더 많은 메모리를 제공하고, 데이터를 풀링하고, 데이터를 원격 서버에 전송하기 위한 무선 트랜시버를 제공하고, 및/또는 표시 화면과 사용자 인터페이스를 제공하기 위해 원격 컴퓨팅 장치는 시스템 내부에 포함될 수 있다. 원격 컴퓨팅 장치가 모든 구체예에서 필요한 것은 아니다. 예를 들어, 도 30에 도시된 대로, 일부 구체예에서, 리더(3000)는 프로세서 및 메모리(미도시), 카트리지를 위한 도크(3015), 뿐만 아니라 터치스크린 또는 다른 사용자 인터페이스(3010)를 포함한다. 이러한 구체예에서, 리더는 적절한 시험 프로토콜을 확인하고, 시험 프로토콜을 수행하고, 시스템에서 센서로부터 수신된 미가공 결과를 분석하고, 디지털 결과를 사용자에게 표시하도록 구성된다. 이러한 구체예의 리더는 원격 서버로부터 데이터에 접근하고 전송하기 위한 무선 수신기와 송신기를 더 포함할 수 있다.
분석물 검출 시스템의 한 구체예는 도 31에 도식적으로 도시된다. 도 31은 분석물 검출 시스템(3100)의 한 구체예에서 전산화된 구성요소들 사이의 상호작용의 도식적 예시를 제공한다. 당업자는 이 구체예가 단지 예시일 뿐이며, 다양한 구성요소가 부가, 삭제, 또는 치환될 수 있고, 장치들 사이에 다양한 상이한 계층 및 통신 방식이 이용될 수 있다는 것을 인정할 것이다. 묘사된 예에서, 검출 시스템(3100)은 리더(3130), 사용자 인터페이스(3140)를 가진 장치, 및 서버(3150)를 포함하는 복수의 전산화된 장치로 형성된다. 전산화되지 않는다면 시스템(3100)은 리더(313)와 함께 결합된 샘플 수집 장치(3110)와 카트리지(3120)를 추가로 포함한다. 도 31을 참조하여 설명된 특정 구체예에서, 리더(3130)는 본원의 다른 곳에서 설명된 어떤 리더, 예를 들어 예컨대 리더(2200), 리더(2910), 또는 리더(3000)를 나타낼 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 유사하게, 사용자 인터페이스(3140)를 가진 장치는 본원에 설명된 어떤 이러한 장치, 예컨대 이동식 컴퓨팅 장치(2820 또는 2920)을 나타낼 수 있다. 카트리지(2820)는 본원에 설명된 어떤 카트리지 구체예, 예컨대 카트리지(700, 800 또는 900)를 나타낼 수 있고, 샘플 수집 장치(2810)는 본원에 설명된 어떤 샘플 수집 장치, 예컨대 샘플 수집 장치(400 또는 600)를 나타낼 수 있다. 시스템(3100)은 그것을 통해서 다양한 장치의 일부 또는 전부가 서로 통신하는 통신 네트워크(3160)를 포함한다. 네트워크는 지역 네트워크(LAN) 또는 광역 네트워크(WAN)일 수 있다. 일부 구체예에서, 네트워크는 무선 통신 네트워크, 예컨대 예를 들어 모바일 WiMAX 네트워크, LTE 네트워크, Wi-Fi 네트워크, 또는 다른 무선 네트워크일 수 있다. 다른 구체예에서, 사용자 인터페이스(3140)를 가진 컴퓨터와 서버(3150) 사이의 통신은 유선 네트워크, 예컨대 DSL 케이블 접속을 통해서 인터넷 상에서 일어난다.
일부 구체예에서, 리더(3130) 및 사용자 인터페이스(3140)를 가진 장치는 별도의 장치가 아니며, 예를 들어 도 30에 도시된 대로 리더 장치(3130) 내부에 함께 제공된다. 이러한 구체예에서, 리더 프로세서와 사용자 인터페이스 사이의 통신은 전기 신호의 전송을 통해서 리더(3130) 내에서 내부적으로 일어난다.
다른 구체예에서, 리더(3130) 및 사용자 인터페이스(3140)를 가진 장치는 별도의 장치이다. 일부 구체예에서, 사용자 인터페이스(3140)를 가진 장치는 스마트폰 또는 다른 이동식 컴퓨팅 장치이다. 리더(3130)와 이동식 컴퓨팅 장치(3140) 사이의 통신은, 예를 들어 블루투스®, 근거리 통신, 또는 다른 무선주파수 기술을 사용하여 무선으로 일어날 수 있다. 다르게는, 리더(3130)와 이동식 컴퓨팅 장치(3140) 사이의 신호의 전송은 코드, 케이블, 또는 다른 유선 또는 직접 접속을 통해서 일어날 수 있다. 다양한 구체예에서, 이동식 컴퓨팅 장치 또는 사용자 인터페이스(3140)를 가진 다른 장치는 시험 결과를 사용자에게 제시하기 위한 프론트-엔드 그래픽 사용자 인터페이스를 위한 소프트웨어 애플리케이션을 포함한다.
다양한 구체예에서, 리더(3130)는 샘플 내에서 표적 분석물을 검출하고 및/또는 정량하기 위해 필요한 시험 및 과정을 제어하도록 구성된다. 이를 위해서, 유의한 양의 정보가 리더(3130)의 메모리에 저장될 수 있다. 다르게는, 정보의 일부 또는 전부가 서버(3150)에 저장될 수 있고, 이것은 통신 네트워크(3160)를 통해서 리더(3130)에 의해서 접근될 수 있다. 이러한 정보는, 예를 들어 카트리지 키의 데이터베이스를 포함하며, 이것은 카트리지의 특유의 레지스터 표지에 의해 생성된 신호에 의해서 각각의 카트리지 타입을 확인한다. 정보는 또한 각각의 카트리지 키와 관련된 시험 프로토콜을 포함한다. 시험 프로토콜은 음파처리를 통해서 샘플 제조 시약이 혼합되는 시간 길이, 음파처리 주파수, 다양한 열-감응 밸브의 가열 시기 등을 상세하게 명시할 수 있다. 정보는 또한 각각의 카트리지 타입에 대한 상관성 표를 포함할 수 있으며, 이것은 검출된 센서 신호를 표적 분석물의 부재, 존재 및/또는 특정 양과 상관시킨다. 추가로, 리더(3130) 및/또는 서버(3150)에 의해서 저장된 정보는 하나 이상의 과거의 결과를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 리더(3130)는 적어도 리더(3130)가 원격 컴퓨팅 장치와 통신하게 될 때까지 시험 결과를 저장한다; 이러한 때에 결과는 표시 및/또는 장기적 저장을 위해 원격 컴퓨팅 장치(이동식 컴퓨팅 장치(3140) 또는 서버(3150))에 전송될 수 있다.
일부 구체예에서, 서버(3150)는 또한 사용자 프로필을 저장하며, 이것은 사용자 인터페이스(3140)를 가진 장치를 통해서 사용자에 의해서 시스템에 입력된 약력 정보를 포함할 수 있다. 일부 이러한 구체예에서, 각각의 사용자에 대한 시험 결과의 로그가 또한 서버(3150)에 의해서 저장되고 사용자 인터페이스(3140)을 사용하여 장치에 이러한 데이터를 전송함으로써 사용자가 볼 수 있게 접근가능하다.
한 구체예에서, 카트리지(3120)가 리더(3130) 내에 로딩된 때 리더(3130)는 카트리지 타입을 검출하기 위해 카트리지(3120) 상의 레지스터 표지 또는 전자 바코드와 같은 표지로부터 신호를 검출한다. 리더(3130)는 카트리지 타입이 존재하는지 결정하기 위한 기지의 표지 신호 또는 카트리지 키의 데이터베이스와 검출된 신호를 비교한다. 만일 검출된 표지 신호가 카트리지 키의 데이터베이스 내에서 발견되지 않는다면, 리더(3130)는 카트리지 키의 데이터베이스에 업데이트를 요청하는 메시지를 서버(3150)로 전송할 수 있다. 리더(3130)는 서버(3150)에 직접 또는 이동식 컴퓨팅 장치(3140)를 거쳐서 간접적으로 메시지를 전송할 수 있다. 리더(3130)는 추가로 카트리지 키 데이터베이스 업데이트를 위한 데이터를 직접 또는 간접적으로 수신할 수 있다. 데이터는 새로운 카트리지 타입 및 각각의 새로운 카트리지 타입에 상응하는 카트리지 키와 시험 프로토콜을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 리더(3130)는 다음에 검출된 카트리지 타입과 관련된 시험 프로토콜을 확인하고 실시한다. 검출 센서로부터 신호의 수신시 일부 구체예의 리더(3130)는 이 신호를 상관성 표와 비교하여 신호를 처리하고 의미있는 결과를 생성한다. 결과는 사용자에게 표시하기 위해 사용자 인터페이스(3140)를 사용하여 장치에 전송될 수 있다. 당업자는 검출기 시스템(3100)의 컴퓨팅 장치에 의해서 저장된 다양한 정보가 장치 중 어느 하나 이상에 의해서 저장될 수 있으며, 데이터 신호의 수신 및 송신을 통해서 다른 장치에서도 접근할 수 있다는 것을 인정할 것이다.
전산화된 검출 방법
상기 언급된 대로, 전산화된 리더는 검출 시스템의 조작을 상당히 제어한다. 리더는 프로세서와 메모리를 포함하고, 메모리는 수집된 샘플 내에서 표적 분석물의 존재, 부재, 및/또는 양을 성공적으로 검출하기 위해 필요한 다양한 방법을 실시하기 위한 저장된 명령을 가진다. 예를 들어, 자동화된 방식으로 전산화된 리더에 의해서 수행되는 한 방법의 구체예가 도 22에 제공된다.
블록(3202)에서 전산화된 리더는 리더 내에 또는 위에 로딩된 카트리지의 존재를 검출한다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 카트리지는 카트리지 상의 전기 리드가 리더 상의 전기 핀과 물리적으로 접촉하여 리더를 작동시키는 회로를 완성하고, 카트리지의 존재에 대해 리더에 신호를 보내도록 리더와 결합된다.
블록(3204)에서 리더는 카트리지와 관련된 식별 정보를 검출한다. 예를 들어, 일부 구체예의 카트리지는 그것의 회로판 구성요소 상에 특유의 식별 키를 포함하고, 이것은 카트리지의 특정 카트리지 타입에 특유한 신호를 생성하여, 리더가 카트리지 타입을 구별하는 것을 허용한다. 식별 키는 저항 요소, 예를 들어 특유의 크기나 모양을 가진 표면 장착 레지스터 또는 저항성 잉크-기반 요소일 수 있거나, 또는 다른 특유의 전기 신호 발생기일 수 있다.
리더의 프로세서는 신호를 검출하는 리더의 회로망으로부터 특유의 식별 키 신호를 수신하고, 블록(3206)에 도시된 대로, 특유의 식별 키에 기초해서 카트리지에 대한 적절한 시험 프로토콜을 확인한다. 일부 구체예에서, 리더의 프로세서는 특유의 식별 키 신호를 메모리에 저장된 식별 키 데이터베이스와 비교한다. 일부 구체예의 데이터베이스 내에서 각 식별 키는 특정 카트리지 타입 및 시험 프로토콜과 관련된다. 프로세서로부터 수신된 식별 키 신호가 데이터베이스의 키와 일치한다면, 프로세서에 의해서 상응하는 시험 프로토콜이 개방되어 실행될 것이다. 식별 키 신호가 데이터베이스의 키와 일치하지 않는다면, 프로세서는 식별불가한 카트리지가 검출되었음을 신호하기 위해 이동식 컴퓨팅 장치와 같은 원격 컴퓨팅 장치 및/또는 서버와 통신할 수 있다. 일부 구체예에서, 리더는 중계자로서 작용하는 이동식 컴퓨터 장치를 사용하여 간접적으로, 또는 서버로부터 직접 업데이트를 다운로드한다. 일부 구체예에서, 미지의 카트리지 타입이 검출된 때 사용자는 이동식 컴퓨팅 장치의 사용자 인터페이스를 통해서 업데이트를 다운로드하도록 촉구된다; 다른 구체예에서, 업데이트는 자동으로 다운로드된다. 다양한 구체예에서, 업데이트는 새로 개발된 카트리지 식별 키와 시험 프로토콜을 포함한다. 일단 새로운 식별 키와 시험 프로토콜이 다운로드되면, 이들은 지원된 시험의 리더의 데이터베이스에 추가될 것이고, 이로써 이 카트리지 타입을 사용한 향후의 시험은 원격 컴퓨팅 장치와 통신할 필요 없이 자동으로 인식되어 실시될 것이다.
블록(3208)에 도시된 대로, 다양한 구체예에서, 전산화된 리더가 카트리지의 제1 저장소에 샘플 수집 장치의 삽입을 검출한다. 상기 음파처리 논의에서 더 상세히 제공된 대로, 이 검출을 달성하기 위해 다양한 과정이 실시될 수 있다. 다양한 구체예에서, 리더의 프로세서는 부분적으로 또는 전체적으로 압전 요소로 이루어진 리더의 음파처리기 요소로부터 신호를 수신한다. 음파처리기 요소를 모니터하여 저장소 내에서 기계적 사건으로부터 발생된 신호의 변화를 확인함으로써, 프로세서는 압력의 변화 및/또는 공명의 변화 및/또는 반사된 신호(압력 또는 음파)의 변화가 제1 저장소에서 발생한 때를 압전 구성요소가 기계적 신호를 증폭될 수 있는 전기 신호로 변환하는 능력을 통해서 확인할 수 있으며, 이것은 상기 압전 요소와 전자 통신하는 회로망과 프로세서의 조합을 통해 이해될 수 있다; 이러한 변화는 저장소에 샘플 수집 장치의 진입을 나타낸다.
블록(3210)에서 리더의 프로세서는 신소를 음파처리기로 전송하여 제1 저장소 내부에 배치된 액체 내에서 복수의 시약, 친화성 분자, 및 샘플 입자를 혼합하기 위한 음파처리 프로토콜을 개시하도록 명령한다. 다양한 구체예에서, 결과의 혼합물은 표적 분석물, 표적 분석물 및 검출제, 및/또는 경쟁적 결합제에 결합된 자성 입자를 포함한다. 본원에서 사용된 샌드위치 복합체는 표적 분석물과 검출제에 직접 또는 간접 결합된 자성 입자를 말한다; 경쟁적 결합 복합체는 경쟁적 결합제에 결합된 자성 입자를 말한다. 샌드위치 복합체와 경쟁적 결합 복합체는 모두 복합체 내에 결합된 검출제를 포함한다. 여기 설명된 한 구체예에서, 검출제는 산화 효소이다.
블록(3212)에 도시된 대로, 일부 구체예에서, 리더는 전류를 생성하고, 이것은 제1 가열요소를 가열하거나 자극하며, 이로써 열이 카트리지 내부의 제1 열-작동 밸브로 전달된다. 일부 구체예에서, 이것은 밸브가 용융하거나 다른 상변화를 겪도록 하고, 이로써 액체가 제1 저장소로부터 모세관 작용을 통해서 분석 채널로 유동하는 것을 허용한다. 액체가 유동함에 따라 그것은 혼합물을 함께 수송하고, 샌드위치 복합체 및/또는 경쟁적 결합 복합체 내의 자성 입자를 포함하는 혼합물 내의 자성 입자가 분석 채널 내에서 하나 이상의 자기장 위에 국소화하여 하나 이상의 국소화 샘플을 형성한다.
선택적으로, 블록(3214)에서 리더는 전류를 생성하고, 이것은 카트리지 내부의 제2 밸브가 상변화를 거쳐 세척 용액이 제2 저장소로부터 분석 채널로 유동하도록 제2 가열 요소를 자극한다. 다양한 구체예에서, 세척 용액은 하나 이상의 국소와 샘플로부터 자성 입자에 간접적으로 결합되지 않은 산화 효소(또는 다른 검출제)를 제거한다.
블록(3216)에서, 리더는 전류를 생성하고, 이것은 카트리지 내부의 제3 밸브가 상변화를 거쳐 기질의 용액이 제3 저장소에서 분석 채널로 유동하도록 제3 가열 요소를 가열하거나 자극한다. 다양한 구체예에서, 검출제는 산화 효소이고, 각 국소화 샘플의 샌드위치 복합체 및/또는 경쟁적 결합 복합체 내의 산화 효소는 상기 기질 분자를 수송하는데 사용된 수성 매질에 존재하는 기질 분자를 산화시킨다. 샌드위치 복합체가 존재하는 구체예에서, 산화가 전기화학 센서와 실질적으로 그것을 넘는 액체의 부피에 의해서 형성된 전기화학 셀에서 일어나고, 전자가 전기화학 센서의 작동 전극에서 상기 센서를 실질적응로 넘는 부피까지 국소화 샘플 내에 존재하는 표적 분석물의 양에 비례하는 양으로 흐른다. 경쟁적 결합 복합체가 존재하는 구체예에서, 산화는 전기화학 센서와 상기 센서를 실질적으로 넘는 액체의 부피에 의해서 형성된 전기화학 셀에서 일어나고, 전자가 전기화학 셀의 작동 전극에서 국소화 샘플 내에 존재하는 표적 분석물의 양에 역으로 비례하는 양으로 흐른다.
블록(3218)에서 리더의 프로세서는 전기화학 센서에서 검출되는 제1 신호를 리더의 전기 커넥터로부터 수신한다. 다양한 구체예에서, 신호는 전압 또는 전류 신호이다. 적어도 신호의 일부는 기질의 산화에 의해서 야기된다. 블록(3220)에서 리더의 프로세서는 기준 센서에 의해서 검출된 제2 신호를 리더의 전기 커넥터로부터 수신한다. 블록(3222)에서 리더의 프로세서는 시스템에 존재할 수 있는 노이즈를 고려하고 및/또는 제거하기 위해 제1 신호로부터 제2 신호를 제거하기 위해 차감하거나 다른 알고리즘을 적용함으로써 결과의 신호를 계산한다. 블록(3224)에서 리더의 프로세서는 표적 분석물의 존재 및/또는 양을 확인하기 위해 결과의 신호를 처리하고 분석한다. 선택적으로, 블록(3226)에 도시된 대로, 일부 구체예에서, 리더는 추가의 가공, 저장, 서버 전송, 및/또는 사용자에게 결과 표시를 위해 시험 결과를 나타내는 신호를 이동식 컴퓨팅 장치로 전송한다.
전술한 내용은 예시 및 실시예의 방식으로 일부 구체예의 상세한 설명을 포함하지만 이들 구체예의 교시에 비추어 첨부된 청구항의 범위나 정신으로부터 벗어나지 않고 많은 변화 및 변형이 이루어질 수 있음이 당업자에게 자명할 것이다.

Claims (31)

  1. 복수의 저장소, 분석 채널, 및 투입 터널을 한정하는 내부 장벽을 가진 하우징, 및 분석 채널의 일부의 내부에 배치된 복수의 센서를 포함하는, 하우징에 결합된 회로판을 포함하며, 상기 복수의 저장소는 샘플 제조 시약을 포함하는 제1 액체 부피로 적어도 부분적으로 충전된 제1 저장소, 세척 용액을 포함하는 제2 액체 부피로 적어도 부분적으로 충전된 제2 저장소, 및 화학적 기질을 포함하는 제3 액체 부피로 적어도 부분적으로 충전된 제3 저장소를 포함하고, 상기 복수의 저장소는 각각 적어도 때로 분석 채널과 유체 연통되며, 상기 투입 터널은 하우징의 표면에 있는 구멍에서부터 제1 저장소까지 연장된, 샘플 분석 카트리지.
  2. 제 1 항에 있어서, 샘플 제조 시약은
    표면-결합된 친화성 분자를 가진 복수의 자성 입자;
    복수의 검출제; 및
    표적 분석물에 대한 접근 및 표적 분석물과 표면-결합된 친화성 분자 및 검출제 사이의 결합을 촉진하기 위한 복수의 제제를 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지.
  3. 제 1 항에 있어서, 투입 터널과 제1 저장소 사이에 배치된 막을 더 포함하고, 상기 막은 복수의 경쟁적 결합제를 건조-저장하며, 각각의 경쟁적 결합제는 신호화제에 결합된 사전-결합된 표적 분석물을 포함하고, 여기서 제1 저장소의 샘플 제조 시약은 표면-결합된 친화성 분자를 가진 복수의 자성 입자; 및 표적 분석물에 대한 접근을 촉진하고, 표면-결합된 친화성 분자와 표적 분석물 또는 경쟁적 결합제의 결합을 촉진하기 위한 복수의 제제
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 복수의 자성 입자는 둘 이상의 크기의 자성 입자를 포함하고, 각각의 크기는 상이한 표적 분석물에 대한 결합을 위해 상이한 표면-결합된 친화성 분자를 갖는 것을 특징으로 하는 카트리지.
  5. 제 1 항, 제 2 항, 또는 제 3 항에 있어서, 복수의 저장소에 상응하는 복수의 밸브를 더 포함하고, 밸브는 하나씩 복수의 저장소 중 하나와 분석 채널 사이의 각 교차점에 위치된 것을 특징으로 하는 카트리지.
  6. 제 5 항에 있어서, 복수의 밸브는 각각 열의 적용시 상-교환가능하고, 회로판은 복수의 밸브와 정렬되며 각각 가열 요소와 전기적으로 결합된 복수의 바이어스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지.
  7. 제 1 항, 제 2 항, 또는 제 3 항에 있어서, 분석 채널의 하류 단부에 배치된 흡수성 물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지.
  8. 제 1 항, 제 2 항, 또는 제 3 항에 있어서,
    하우징은 함께 결합되어 고정된 구조를 형성하는 커버 구성요소, 내부 구성요소, 및 베이스 구성요소를 포함하고,
    상기 커버 구성요소는 내부 구성요소의 제1 측면에 배치되고, 상기 베이스 구성요소는 내부 구성요소의 제2 측면에 배치되며, 상기 회로판은 내부 구성요소와 베이스 구성요소 사이에 위치되고,
    커버 구성요소와 내부 구성요소의 제1 측면의 특징부는 함께 투입 터널과 복수의 저장소를 한정하고, 및
    내부 구성요소의 제2 측면과 회로판의 특징부는 분석 채널을 한정하는 것을 특징으로 하는 카트리지.
  9. 자기장 발생기;
    카트리지 검출 유닛을 가진 회로;
    명령이 저장된 메모리를 가진 프로세서; 및
    샘플 분석 카트리지에 결합하기 위한 도크를 가진 하우징
    을 포함하는 샘플 분석 리더로서,
    상기 샘플 분석 리더가 샘플 분석 카트리지에 결합된 때 자기장 발생기에 의해성 생성된 자기장이 샘플 분석 카트리지의 센서와 정렬되거나 실질적으로 정렬되고, 상기 회로는 샘플 분석 카트리지의 센서에 전기적으로 결합되며,
    샘플 분석 리더는 복수의 샘플 분석 카트리지와 호환하여 결합되는 샘플 분석 리더.
  10. 제 9 항에 있어서, 회로에 전기적으로 결합된 음파처리 구성요소를 더 포함하며, 샘플 분석 리더가 샘플 분석 카트리지에 결합된 때 음파처리 구성요소가 샘플 분석 카트리지의 샘플 제조 저장소와 정렬되는 것을 특징으로 하는 샘플 분석 리더.
  11. 제 10 항에 있어서, 음파처리 구성요소는 프로세서에 전기적으로 결합된 압전 구성요소를 포함하며, 상기 압전 구성요소는 샘플 제조 저장소에 샘플 수집 장치의 진입시 샘플 분석 카트리지의 샘플 제조 저장소의 신축, 응답 음파의 변화, 또는 공명 주파수의 이동을 검출하도록 위치된 것을 특징으로 하는 샘플 분석 리더.
  12. 제 9 항, 제 10 항, 또는 제 11 항에 있어서, 자기장 발생기는 영구 자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 분석 리더.
  13. 제 12 항에 있어서, 영구 자석은 복수의 자석을 포함하며, 샘플 분석 리더가 샘플 분석 카트리지에 결합된 때 복수의 자석은 샘플 분석 카트리지의 평면에 놓인 복수의 센서와 정렬되고, 각각의 자석은 평면에 대해 상이한 깊이로 배치된 것을 특징으로 하는 샘플 분석 리더.
  14. 제 11 항에 있어서, 프로세서는 메모리에 저장된 명령을 실행하도록 구성되며, 이것은 실행되었을 때 프로세서로 하여금
    회로로부터 수신된 카트리지 식별 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 결합된 샘플 분석 카트리지에 대한 적절한 시험 프로토콜을 확인하는 단계,
    샘플 제조 저장소 내에서 시험 신호를 생성하고 응답 신호를 검출하기 위해 압전 구성요소를 자극하는 단계,
    압전 구성요소로부터의 응답 신호 또는 공명 신호를 포함하는 검출 신호 및 압전 구성요소의 공명을 수신하는 단계;
    응답 신호의 변화 및/또는 압전 구성요소의 공명 신호의 이동에 적어도 부분적으로 기초하여 샘플 제조 저장소에 샘플 수집 장치의 진입을 검출하는 단계;
    음파처리 구성요소가 샘플 제조 저장소 내부에 배치된 액체 내의 샘플 입자와 시약을 혼합하도록 음파처리 프로토콜을 개시하되, 상기 혼합은 샘플 입자와 시약의 적어도 일부의 혼성화를 촉진하는 단계;
    샘플 분석 카트리지의 센서에 의해서 생성된 검출 신호를 회로를 통해서 수신하는 단계; 및
    검출 신호를 처리하는 단계
    를 포함하는 방법을 수행하게 하는 것을 특징으로 하는 샘플 분석 리더.
  15. 제 14 항에 있어서, 프로세서에 의해서 수행되는 방법은 전압 신호에 적어도 부분적으로 기초한 데이터를 이동식 컴퓨팅 장치 또는 표시 장치에 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 분석 리더.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 프로세서에 의해서 수행되는 방법은 전기 전류를 복수의 가열 요소에 순차적으로 전달하기 위해 전기 회로에 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플 분석 리더.
  17. 복수의 저장소, 분석 채널, 및 투입 터널을 한정하는 내부 장벽을 가진 카트리지 하우징, 및
    분석 채널의 벽을 형성하기 위해 결합되고 분석 채널의 일부의 내부에 배치된 복수의 센서를 포함하는 회로판
    을 포함하는 카트리지 장치;
    센서와 정렬된 자기장 발생기;
    센서와 전기적으로 결합된 회로;
    명령이 저장된 메모리를 가진 프로세서; 및
    자기장 발생기, 회로, 및 프로세서가 위치된 리더 하우징을 포함하며, 리더 하우징은 샘플 분석 카트리지의 적어도 일부를 수용하는 도크를 한정하는, 카트리지 장치에 제거가능하게 결합된 리더 장치; 및
    투입 터널 내부에 적어도 부분적으로 장착할 수 있는 크기의 샘플 수집 장치
    를 포함하는 분자 검출 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서, 회로에 전기적으로 결합되고 제1의 복수의 저장소와 정렬된 음파처리 구성요소를 더 포함하며, 상기 음파처리 구성요소는 카트리지 장치 또는 리더 장치의 구성요소를 형성하는 것을 특징으로 하는 분자 검출 시스템.
  19. 질환 검출 카트리지의 적어도 일부와 교합하기 위한, 컴퓨터 상에 또는 내부에 위치된 도크;
    적어도 부분적으로 질환 검출 카트리지의 분석 구역에서 국소화된 신호화제의 결과로서 생성된 신호를 검출하기 위한 회로망; 및
    명령이 저장된 메모리를 가진 프로세서
    를 포함하는 비-임상 질환 검출을 위한 특수 컴퓨터로서,
    상기 질환 검출 카트리지와 교합시 프로세서가 명령을 실행하여 프로세서로 하여금
    회로망으로부터 수신된 신호로부터 질환 검출 카트리지의 유형을 검출하는 단계;
    상기 유형에 특이적인 시험 프로토콜을 개시하는 단계; 및
    30분 미만 내에 상기 유형에 특이적인 질환 검출 결과를 생성하는 단계
    를 포함하는 방법을 수행하게 하는, 특수 컴퓨터.
  20. 제 19 항에 있어서, 컴퓨터는 높이가 30cm 미만, 너비가 30cm 미만, 길이가 30cm 미만인 것을 특징으로 하는 특수 컴퓨터.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서, 프로세서에 의해서 수행되는 방법은 질환 검출 결과를 원격 컴퓨팅 장치로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 특수 컴퓨터.
  22. 분석물 검출 도중과 이후에 특정 분석물을 검출하기 위해 필요한 모든 수집된 샘플과 모든 액체를 안전하게 저장하는 완비형 분석물 검출 키트로서, 상기 키트는
    1회용 샘플 수집 장치; 및
    1회용 검출 유닛을 포함하고,
    상기 1회용 검출 유닛은 샘플 수집 장치를 안전하며 영구적으로 수용할 수 있는 크기의 투입 터널, 및
    시약 및 기질을 개별적으로 안전하게 저장하는 복수의 구획을 포함하고,
    상기 투입 터널은 검출 유닛의 표면의 구멍에서부터 시약을 보유한 제1 구획의 입구까지 연장되며,
    상기 샘플 수집 장치의 삽입 전에는 시약이 투입 터널로 유동하는 것을 차단하기 위해 가요성 막이 제1 구획의 입구를 덮고 있고,
    상기 투입 터널에 샘플 수집 장치의 삽입시 검출 유닛에 대한 샘플 수집 장치의 움직임을 제한하기 위해 상보적 로킹 특징부가 샘플 수집 장치 위와 수용 채널 내에 배치되고,
    상기 샘플 수집 장치와 상기 투입 터널은 샘플 수집 장치가 투입 터널로 전진함에 따라 액밀 시일을 형성할 수 있는 크기인 완비형 분석물 검출 키트.
  23. 의료서비스 제공자나 기술자 없이 질환을 검출하기 위한 방법으로서, 상기 방법은
    샘플을 수집하기 위해 사용자의 코의 내부 통로를 면봉으로 문지르는 단계,
    질환-검출 시험 프로토콜을 수행하기 위해 필요한 모든 시약과 기질을 담고 있는 카트리지를 카트리지를 검출하도록 구성된 특수 컴퓨터 내에 또는 위에 배치하는 단계, 및
    면봉이 카트리지 내부에서 제자리에 맞물려 제거될 수 없도록 면봉을 카트리지에 삽입하는 단계
    를 포함하고,
    상기 특수 컴퓨터는 면봉의 삽입을 감지하여 시험 프로토콜을 개시하며, 여기서 특수 컴퓨터는 30분 미만 내에 시험 프로토콜을 통해서 샘플 내에서 특정 질환의 존재 또는 부재를 검출하는 방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 원격 컴퓨팅 장치로부터 시험의 결과를 판독하는 단계를 더 포함하며, 여기서 유선 또는 무선 통신 접속을 통해서 결과가 특수 컴퓨터로부터 원격 컴퓨팅 장치로 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 샘플 내에서 표적 분석물의 존재, 부재, 및/또는 양을 검출하기 위한 방법으로서, 상기 방법은
    카트리지를 분석물 리더 내에 또는 위에 로딩하되, 카트리지가 시약으로 적어도 부분적으로 충전된 제1 저장소, 세척 용액으로 적어도 부분적으로 충전된 제2 저장소, 및 기질로 적어도 부분적으로 충전된 제 3 저장소를 포함하는 단계;
    멸균 패키지로부터 샘플 수집 장치를 제거하는 단계;
    샘플을 수집하기 위해 샘플 수집 장치의 팁과 체액을 접촉시키는 단계; 및
    적어도 상기 팁이 제1 저장소로 진입할 때까지 샘플 수집 장치를 카트리지에 삽입하는 단계
    를 포함하고,
    상기 샘플 수집 장치의 팁을 제1 저장소에 삽입하는 것은 분석물 리더를 활성화하여 분석물 리더 내부의 음파처리 장치로 하여금 음파처리 프로토콜을 수행하게 하여 샘플 수집 장치에 의해서 수집된 샘플을 제1 저장소의 시약과 혼합하고, 일련의 가열 요소가 제1, 제2, 및 제3 저장소 내부에 또는 근처에 위치된 일련의 밸브를 순차적으로 용융하게 하여, 이로써 제1, 제2, 및 제3 저장소의 내용물을 분석물 리더에 의한 분석을 위해 분석 구역으로 순차적으로 방출하는 방법.
  26. 제 25 항에 있어서, 샘플 수집 장치의 팁을 카트리지에 삽입하는 것은 샘플 수집 장치를 카트리지의 투입 터널 안에서 샘플 수집 장치의 팁이 투입 터널의 원단부에 배치된 막 장벽을 파괴하고, 상기 팁이 제1 저장소로 진입할 때까지 전진시키는 것을 포함하며, 샘플 수집 장치는 샘플 수집 장치와 투입 터널 사이에 형성된 액밀 시일과 함께 카트리지와 고정된 교합으로 맞물리는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 샘플 내에서 표적 분석물의 존재, 부재, 및/또는 양을 검출하는 방법으로서, 상기 방법은 전산화된 분석물 리더에 의해서 수행되고,
    분석물 리더 내에 또는 위에 로딩된 카트리지의 존재를 검출하고, 카트리지와 관련된 식별 정보를 검출하는 단계;
    식별 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 카트리지에 대한 적절한 시험 프로토콜을 확인하는 단계;
    카트리지의 제1 저장소에 삽입된 샘플 수집 장치를 검출하는 단계;
    복수의 시약, 복수의 자성 입자, 복수의 검출제 또는 경쟁적 결합제, 및 복수의 샘플 입자를 제1 저장소 내에서 혼합하기 위한 프로토콜을 개시하는 단계,
    여기서
    검출제가 제공되는 경우, 결과의 혼합물은 자성 입자 표면의 표면 친화성 분자와 검출제에 모두 결합된 표적 분석물로 형성된 복수의 샌드위치 복합체를 포함하고,
    경쟁적 결합제가 제공되는 경우, 결과의 혼합물은 자성 입자 표면의 표면 친화성 분자에 결합된 경쟁적 결합제로 각각 형성된 복수의 분자 복합체를 포함하며;
    카트리지 내부의 제1 밸브가 용융하여 혼합물이 제1 저장소로부터 모세관 작용을 통해서 분석 채널로 유동하도록 제1 가열 요소를 자극하되, 혼합물 내의 자성 입자가 분석 채널의 일부의 내부에서 자성 입자 위에 국소화하여 국소화 샘플을 형성하는 단계;
    카트리지 내부의 제2 밸브가 용융하여 세척용액이 제2 저장소로부터 분석 채널로 유동하도록 제2 가열 요소를 자극하되, 세척용액은 자성 입자에 간접 결합되지 않은 검출제 또는 경쟁적 결합제를 국소화 샘플로부터 제거하는 단계;
    카트리지 내부의 제3 밸브가 용융하여 기질의 용액이 제3 저장소로부터 분석 채널로 유동하도록 제3 가열 요소를 자극하되, 국소화 샘플 내의 검출제 또는 경쟁적 결합제는 기질을 산화시키는 산화 효소를 포함하여, 전자가 전기화학 센서로부터 국소화 샘플의 부위로 흐르도록 하는 단계,
    여기서
    검출제가 존재하는 경우, 전자는 국소화 샘플 내에 존재하는 표적 분석물의 양에 비례하는 양으로 흐르고,
    경쟁적 결합제가 존재하는 경우, 전자는 국소화 샘플 내에 존재하는 표적 분석물의 양에 역으로 비례하는 양으로 흐르며;
    분석 채널의 근처에 위치된 기록 센서에서 제1 신호를 검출하되, 제1 신호의 적어도 일부는 기질의 산화로부터 생기는 단계;
    기준 센서에서 제2 신호를 검출하는 단계;
    노이즈를 제거하기 위해 제1 신호로부터 제2 신호를 제거할 수 있는 알고리즘을 적용하여 결과의 신호를 계산하는 단계;
    표적 분석물의 존재 및/또는 양을 확인하기 위해 결과의 신호를 처리해서 분석하는 단계; 및
    시험 결과를 나타내는 신호를 이동식 컴퓨팅 장치로 전송하는 단계
    를 포함하는 방법.
  28. 샘플 내에서 표적 분석물의 존재, 부재, 및/또는 양을 검출하는 방법으로서, 상기 방법은 전산화된 분석물 리더에 의해서 수행되고,
    분석물 리더 내에 또는 위에 로딩된 카트리지의 존재를 검출하고, 카트리지와 관련된 식별 정보를 검출하는 단계;
    식별 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 카트리지에 대한 적절한 시험 프로토콜을 확인하는 단계;
    카트리지의 제1 저장소에 삽입된 샘플 수집 장치를 검출하는 단계;
    복수의 시약,
    제1 표적 분석물에 결합하도록 구성된 그것의 표면에 제1 표면 친화성 분자를 각각 가진 복수의 큰 자성 입자, 및 제2 표적 분석물에 결합하도록 구성된 그것의 표면에 제2 표면 친화성 분자를 각각 가진 복수의 작은 자성 입자를 적어도 포함하는 복수의 자성 입자,
    산화 효소를 각각 포함하는 복수의 검출제, 및
    복수의 샘플 입자
    를 제1 저장소 내에서 혼합하기 위한 음파처리 프로토콜을 개시하는 단계,
    여기서 결과의 혼합물은 자성 입자 표면의 표면 친화성 분자와 검출제에 모두 결합된 표적 분석물로 각각 형성된 복수의 샌드위치 복합체를 포함하며;
    카트리지 내부의 제1 밸브가 용융하여 혼합물이 샘플 제조 저장소로부터 분석 채널로 유동하도록 제1 가열 요소를 자극하되, 샌드위치 복합체 내의 표적 분석물에 결합된 자성 입자를 포함하는 혼합물 내의 자성 입자는 분석 채널의 일부의 내부에서 복수의 자석 위에 국소화하여 복수의 국소화 샘플을 형성하고, 자성 입자는 큰 자성 입자는 소형 상류 자석 위에 국소화하고, 작은 자성 입자는 큰 하류 자석 위에 국소화하도록 크기 및 강도에 기초하여 자석 위에 국소화하는 단계;
    카트리지 내부의 제2 밸브가 용융하여 세척용액이 제2 저장소로부터 분석 채널로 유동하도록 제2 가열 요소를 자극하되, 세척용액은 자성 입자에 간접 결합되지 않은 검출제를 복수의 국소화 샘플로부터 제거하는 단계;
    카트리지 내부의 제3 밸브가 용융하여 기질의 용액이 제3 저장소로부터 분석 채널로 유동하도록 제3 가열 요소를 자극하되, 복수의 국소화 샘플의 샌드위치 복합체 내의 산화 효소가 기질을 산화시키고 제1 기록 센서가 환원되어, 전자가 제1 기록 센서로부터 흐르도록 하는 단계;
    소형 자석의 근처에 위치된 제1 기록 센서에서 제1 신호를 검출하되, 제1 신호의 적어도 일부는 기질의 산화에 의해서 야기되는 단계;
    대형 자석의 근처에 위치된 제2 기록 센서에서 제2 신호를 검출하되, 제2 신호의 적어도 일부는 기질의 산화에 의해서 야기되는 단계;
    기준 센서에서 기준 신호를 검출하는 단계;
    노이즈를 제거하기 위해 제1 신호로부터 기준 신호를 제거할 수 있는 알고리즘을 적용하여 제1의 결과의 신호를 계산하는 단계;
    제1 표적 분석물의 존재 및/또는 양을 확인하기 위해 제1의 결과의 신호를 처리해서 분석하는 단계;
    노이즈를 제거하기 위해 제2 신호로부터 기준 신호를 제거할 수 있는 알고리즘을 적용하여 제2의 결과의 신호를 계산하는 단계; 및
    제2 표적 분석물의 존재 및/또는 양을 확인하기 위해 제2의 결과의 신호를 처리해서 분석하는 단계
    를 포함하는 방법.
  29. 제 28 항에 있어서, 시험 결과를 나타내는 신호를 이동식 컴퓨팅 장치로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제 28 항 또는 제 29 항에 있어서, 혼합물이 용액에 현탁되고, 상기 용액은 제1 저장소로부터 모세관 작용을 통해서 하류 흡수성 물질을 향해 분석 채널로 혼합물을 수송하는 수송 매질로 작용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제 28 항 또는 제 29 항에 있어서, 제1 신호는 국소화 샘플에 존재하는 제1 표적 분석물의 양에 비례하고, 제2 신호는 국소화 샘플에 존재하는 제2 표적 분석물의 양에 비례하는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020167009364A 2013-03-11 2014-03-11 분석물의 검출 및 정량을 위한 시스템 및 방법 KR102094496B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361776254P 2013-03-11 2013-03-11
US61/776,254 2013-03-11
PCT/US2014/023821 WO2014164933A1 (en) 2013-03-11 2014-03-11 Systems and methods for detection and quantification of analytes

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157028326A Division KR101613104B1 (ko) 2013-03-11 2014-03-11 분석물의 검출 및 정량을 위한 시스템 및 방법

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207008426A Division KR102226517B1 (ko) 2013-03-11 2014-03-11 분석물의 검출 및 정량을 위한 시스템 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160045150A true KR20160045150A (ko) 2016-04-26
KR102094496B1 KR102094496B1 (ko) 2020-03-30

Family

ID=51659013

Family Applications (7)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167009364A KR102094496B1 (ko) 2013-03-11 2014-03-11 분석물의 검출 및 정량을 위한 시스템 및 방법
KR1020227028659A KR102557135B1 (ko) 2013-03-11 2014-03-11 분석물의 검출 및 정량을 위한 시스템 및 방법
KR1020157028326A KR101613104B1 (ko) 2013-03-11 2014-03-11 분석물의 검출 및 정량을 위한 시스템 및 방법
KR1020227003129A KR102435654B1 (ko) 2013-03-11 2014-03-11 분석물의 검출 및 정량을 위한 시스템 및 방법
KR1020217026759A KR102358124B1 (ko) 2013-03-11 2014-03-11 분석물의 검출 및 정량을 위한 시스템 및 방법
KR1020207008426A KR102226517B1 (ko) 2013-03-11 2014-03-11 분석물의 검출 및 정량을 위한 시스템 및 방법
KR1020217006748A KR102294908B1 (ko) 2013-03-11 2014-03-11 분석물의 검출 및 정량을 위한 시스템 및 방법

Family Applications After (6)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227028659A KR102557135B1 (ko) 2013-03-11 2014-03-11 분석물의 검출 및 정량을 위한 시스템 및 방법
KR1020157028326A KR101613104B1 (ko) 2013-03-11 2014-03-11 분석물의 검출 및 정량을 위한 시스템 및 방법
KR1020227003129A KR102435654B1 (ko) 2013-03-11 2014-03-11 분석물의 검출 및 정량을 위한 시스템 및 방법
KR1020217026759A KR102358124B1 (ko) 2013-03-11 2014-03-11 분석물의 검출 및 정량을 위한 시스템 및 방법
KR1020207008426A KR102226517B1 (ko) 2013-03-11 2014-03-11 분석물의 검출 및 정량을 위한 시스템 및 방법
KR1020217006748A KR102294908B1 (ko) 2013-03-11 2014-03-11 분석물의 검출 및 정량을 위한 시스템 및 방법

Country Status (11)

Country Link
US (14) US9789483B2 (ko)
EP (3) EP2861996B1 (ko)
JP (5) JP6420309B2 (ko)
KR (7) KR102094496B1 (ko)
CN (3) CN104769440B (ko)
AU (5) AU2014248813B2 (ko)
BR (1) BR112015022186B1 (ko)
CA (5) CA2904135C (ko)
HK (1) HK1209830A1 (ko)
IL (5) IL290168B2 (ko)
WO (1) WO2014164933A1 (ko)

Families Citing this family (81)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9448198B2 (en) * 2011-07-05 2016-09-20 Stmicroelectronics Pte Ltd. Microsensor with integrated temperature control
BR112015022186B1 (pt) 2013-03-11 2021-11-03 Cue Health Inc Cartucho e leitor de análise de amostras
US10545161B2 (en) 2013-03-11 2020-01-28 Cue Health Inc. Systems and methods for detection and quantification of analytes
US9623409B2 (en) 2013-03-11 2017-04-18 Cue Inc. Cartridges, kits, and methods for enhanced mixing for detection and quantification of analytes
CN106461646A (zh) 2014-04-17 2017-02-22 Z集成数字技术有限公司 电子测试装置数据通信
EP3134553B1 (en) 2014-04-24 2019-08-21 Lucira Health, Inc. Colorimetric detection of nucleic acid amplification
USD745423S1 (en) 2014-05-12 2015-12-15 Cue Inc. Automated analyzer test cartridge and sample collection device for analyte detection
JP6402371B2 (ja) * 2014-10-17 2018-10-10 株式会社タニタ 測定装置
CN107429281B (zh) 2014-12-31 2022-05-27 维斯比医学公司 用于分子诊断测试的装置和方法
JP6384929B2 (ja) * 2015-01-22 2018-09-05 Ｎｅｃソリューションイノベータ株式会社 ターゲット分析用具およびターゲット分析方法
WO2016154762A1 (en) * 2015-04-02 2016-10-06 Insight Diagnostics Inc. Portable detection device
CN111487423B (zh) * 2015-07-17 2023-09-01 克忧健康公司 用于增强检测和分析物定量的系统及方法
CA2992983C (en) * 2015-07-23 2022-10-25 Meso Scale Technologies, Llc. Integrated consumable data management system & platform
KR20180105198A (ko) 2016-01-27 2018-09-27 더 제너럴 하스피탈 코포레이션 자기적 전기화학적 감지
US10175198B2 (en) * 2016-02-16 2019-01-08 Inficon, Inc. System and method for optimal chemical analysis
JP6891191B2 (ja) 2016-03-14 2021-06-18 ルシラ ヘルス インコーポレイテッド 光学的性質を改変するための装置および方法
WO2017160840A1 (en) 2016-03-14 2017-09-21 Diassess Inc. Selectively vented biological assay devices and associated methods
CA3214851A1 (en) 2016-03-14 2017-09-21 Lucira Health, Inc. Devices and methods for biological assay sample preparation and delivery
EP3429752A4 (en) 2016-03-14 2019-10-30 Lucira Health, Inc. SYSTEMS AND METHODS FOR PERFORMING BIOLOGICAL TESTS
IL295600A (en) 2016-04-15 2022-10-01 Wolff Bregman And Goller Systems methods and kits for tests based on isolation in a confinement cell
US10987674B2 (en) 2016-04-22 2021-04-27 Visby Medical, Inc. Printed circuit board heater for an amplification module
US10349589B2 (en) 2016-09-08 2019-07-16 Hemex Health, Inc. Diagnostics systems and methods
US10768166B2 (en) * 2016-09-08 2020-09-08 Hemex Health, Inc. Diagnostics systems and methods
EP3516401A1 (en) * 2016-09-19 2019-07-31 Genmark Diagnostics Inc. Instrument for processing cartridge for performing assays in a closed sample preparation and reaction system
BR112019007081A2 (pt) * 2016-10-07 2019-07-09 Boehringer Ingelheim Vetmedica Gmbh sistema de análise e método para testagem de uma amostra
KR102013819B1 (ko) * 2016-10-07 2019-08-23 울산과학기술원 나노 입자 검출 장치 및 이를 이용한 나노 입자 검출 방법
USD834215S1 (en) * 2016-10-14 2018-11-20 Spartan Bioscience Inc. Swab
WO2018111739A1 (en) * 2016-12-12 2018-06-21 Neoteryx, Llc Fluid sampling device
US11237161B2 (en) 2017-01-25 2022-02-01 Cue Health Inc. Systems and methods for enhanced detection and quantification of analytes
CN110325841A (zh) * 2017-02-21 2019-10-11 多茨技术公司 用于过敏原检测的系统
WO2018153953A1 (en) * 2017-02-22 2018-08-30 Selfdiagnostics Deutschland Gmbh Microfluidic test system, sample plug with sealing part and related method
US11080848B2 (en) 2017-04-06 2021-08-03 Lucira Health, Inc. Image-based disease diagnostics using a mobile device
JP2019013543A (ja) * 2017-07-07 2019-01-31 株式会社三洋物産 遊技機
JP2019013544A (ja) * 2017-07-07 2019-01-31 株式会社三洋物産 遊技機
US10549275B2 (en) 2017-09-14 2020-02-04 Lucira Health, Inc. Multiplexed biological assay device with electronic readout
EP3721209B1 (en) * 2017-10-15 2024-02-07 Berkeley Lights, Inc. Methods for in-pen assays
CA3078976A1 (en) 2017-11-09 2019-05-16 Visby Medical, Inc. Portable molecular diagnostic device and methods for the detection of target viruses
JP6442028B1 (ja) * 2017-11-30 2018-12-19 シスメックス株式会社 検体測定方法および検体測定装置
CN111758030B (zh) 2018-02-21 2023-08-11 多茨技术公司 用于过敏原检测的系统和方法
US11216933B2 (en) 2018-04-09 2022-01-04 Altria Client Services Llc Mobile multi-feature product authentication
JP2020016522A (ja) * 2018-07-25 2020-01-30 国立大学法人 岡山大学 磁性粒子を用いた免疫染色法
AU2019309512A1 (en) * 2018-07-27 2021-02-04 Zepto Life Technology, LLC System and method for processing analyte signals in GMR-based detection of biomarkers
CN109082375B (zh) * 2018-09-14 2024-06-14 深圳市伟创力拓实业发展有限公司 一种样品检测的系统
KR102086637B1 (ko) * 2018-10-04 2020-03-10 한국과학기술연구원 초음파 트랜스듀서와 자성 비드를 이용한 유전체 추출 장치 및 방법
US20200123589A1 (en) * 2018-10-19 2020-04-23 Avalon HepaPOC Limited Galactose rapid quantitative detection system and use thereof
US11250944B2 (en) * 2019-01-02 2022-02-15 Healthy.Io Ltd. Uniquely coded color boards for analyzing images
CA3133265A1 (en) * 2019-03-12 2020-09-17 Novilux Llc Point of care concentration analyzer
WO2020264182A1 (en) 2019-06-25 2020-12-30 Hemex Health, Inc. Diagnostics systems and methods
US20240036039A1 (en) * 2019-10-04 2024-02-01 University Of Cincinnati Shelf-stable, ready-to-use, electrochemical aptamer sensors
US12130252B2 (en) 2019-11-04 2024-10-29 Nutriprobe, Llc Soil moisture and nutrient sensor system
US11254979B2 (en) 2020-06-01 2022-02-22 Shaheen Innovations Holding Limited Systems and devices for infectious disease screening
US11730193B2 (en) 2019-12-15 2023-08-22 Shaheen Innovations Holding Limited Hookah device
US10862540B1 (en) * 2019-12-23 2020-12-08 Capital One Services, Llc Method for mapping NFC field strength and location on mobile devices
WO2021138544A1 (en) 2020-01-03 2021-07-08 Visby Medical, Inc. Devices and methods for antibiotic susceptibility testing
WO2021146426A2 (en) * 2020-01-14 2021-07-22 Iowa State University Research Foundation, Inc. Aerosol jet printed flexible graphene circuits for electrochemical sensing and biosensing
GB2593199B (en) 2020-03-19 2024-10-09 Mint Diagnostics Ltd Microfluidic point-of-care assay
WO2021195614A1 (en) * 2020-03-27 2021-09-30 Salvus, Llc System and method for analyte detection and decontamination certification
CN111495449B (zh) * 2020-04-01 2023-11-03 重庆中泽拓邦生物技术有限公司 一种基于微流控技术的检测芯片
USD953561S1 (en) 2020-05-05 2022-05-31 Lucira Health, Inc. Diagnostic device with LED display
CA3177811A1 (en) 2020-05-15 2021-11-18 Abacuslabs Ltd. A point of care device
JP2023527573A (ja) 2020-06-01 2023-06-29 シャヒーン イノベーションズ ホールディング リミテッド 感染症検査システム
CA3180787A1 (en) 2020-06-01 2021-12-09 Imad Lahoud An infectious disease screening device
USD962470S1 (en) 2020-06-03 2022-08-30 Lucira Health, Inc. Assay device with LCD display
US20220020481A1 (en) 2020-07-20 2022-01-20 Abbott Laboratories Digital pass verification systems and methods
CN112014552A (zh) * 2020-08-17 2020-12-01 杭州博拓生物科技股份有限公司 一种检测装置
IL300860A (en) * 2020-08-26 2023-04-01 Sense Biodetection Ltd Thirsts for medical devices
US20220097044A1 (en) * 2020-09-04 2022-03-31 Brian David Babcock Diagnostic Device with Integrated Sampler and Holder
CN114590475B (zh) * 2020-12-07 2023-11-17 京东方科技集团股份有限公司 一种储液释放装置
US11867650B2 (en) * 2021-04-06 2024-01-09 Apple Inc. Enclosure detection for reliable optical failsafe
CA3223497A1 (en) * 2021-07-30 2023-02-02 Steven Michael VENZ An analyte detection system cartridge with improved phase changeable valves
US11919004B2 (en) * 2021-08-30 2024-03-05 Wisconsin Alumni Research Foundation One-step sample extraction cassette and method for point-of-care molecular testing
EP4444789A2 (en) * 2021-12-08 2024-10-16 IonQ, Inc. Technique for fabrication of a laser-ablation target using an epoxy matrix for sources of atoms and molecules
GB2616016A (en) * 2022-02-23 2023-08-30 Mint Diagnostics Ltd Integrated microfluidic test strip
USD1037484S1 (en) 2022-03-15 2024-07-30 Cue Health Inc. Sample collection device
USD1037483S1 (en) 2022-03-15 2024-07-30 Cue Health Inc. Sample collection device
GB2617194A (en) 2022-04-01 2023-10-04 Mint Diagnostics Ltd Microfluidic collection and test
WO2023200805A1 (en) * 2022-04-13 2023-10-19 Phylagen, Inc. Automated microbial fluid sampling and analysis systems and processes
GB2613213B (en) * 2022-04-22 2023-11-08 Gampak Ltd Lateral flow test kits
USD1042874S1 (en) 2022-07-25 2024-09-17 Cue Health Inc. Sample collection device
FR3138527A1 (fr) * 2022-07-28 2024-02-02 Magia Diagnostics dispositif d’analyse d’un liquide
CN117433836B (zh) * 2023-12-13 2024-03-15 国家海洋环境监测中心 一种基于笼式采沙的悬浮泥沙通量测量设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080160622A1 (en) * 2006-12-29 2008-07-03 Intel Corporation Device and method for particle complex handling
EP2050498A1 (en) * 2007-10-19 2009-04-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Fluid handling device for analysis of fluid samples
JP2010535346A (ja) * 2007-07-31 2010-11-18 マイクロニクス， インコーポレイテッド 衛生的スワブ採取システム、マイクロ流体アッセイデバイスおよび診断アッセイのための方法
JP2012528995A (ja) * 2009-06-03 2012-11-15 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 変更可能な透過性の程度をもつ材料によるバルブ

Family Cites Families (234)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA159365A (en) 1914-01-01 1914-02-01 William H. Miner Draft rigging for railway cars
CA165985A (en) 1915-08-07 1915-11-09 William James Fullerton Car
CA169616A (en) 1916-03-15 1916-05-23 Jules Philippe Metzger Pressure
US3915806A (en) * 1974-01-17 1975-10-28 Denver Chemical Manufacturing Specimen holding kit
USD249062S (en) 1977-09-15 1978-08-22 Norabel Ab Dental instrument
USD298166S (en) 1986-02-10 1988-10-18 Physio-Control Corporation Central hospital monitor
USD303288S (en) 1986-09-12 1989-09-05 Ballobes Aps Intragastric balloon kit consisting of an intragastric balloon device, a pump, a container tube and a box
USD302585S (en) 1987-05-14 1989-08-01 Elliott Raymond D Dental delivery unit
USD306067S (en) 1987-11-25 1990-02-13 Bogdanoff Steven P Dental implant cleaning tool
JPH02236455A (ja) 1989-03-10 1990-09-19 Jeol Ltd 自動免疫測定装置の発光試薬注入装置
US5223414A (en) 1990-05-07 1993-06-29 Sri International Process for nucleic acid hybridization and amplification
US5273881A (en) 1990-05-07 1993-12-28 Daikin Industries, Ltd. Diagnostic applications of double D-loop formation
USD343679S (en) 1990-10-31 1994-01-25 Evergreen Industries, Inc. Inoculation streaker
US5455166A (en) 1991-01-31 1995-10-03 Becton, Dickinson And Company Strand displacement amplification
AU652830B2 (en) 1991-03-26 1994-09-08 Allergan, Inc. Chromans and thiochromans with heteroarylethynyl substituents at the 7-position having retinoid-like biological activity
US5178298A (en) 1992-02-12 1993-01-12 Allina Curtis J Candy dispenser
US5498392A (en) 1992-05-01 1996-03-12 Trustees Of The University Of Pennsylvania Mesoscale polynucleotide amplification device and method
US5714320A (en) 1993-04-15 1998-02-03 University Of Rochester Rolling circle synthesis of oligonucleotides and amplification of select randomized circular oligonucleotides
US5470723A (en) 1993-05-05 1995-11-28 Becton, Dickinson And Company Detection of mycobacteria by multiplex nucleic acid amplification
USD379230S (en) 1994-10-28 1997-05-13 Phillip Mark Droplet liquid applicator brush
US6207369B1 (en) 1995-03-10 2001-03-27 Meso Scale Technologies, Llc Multi-array, multi-specific electrochemiluminescence testing
GB9526204D0 (en) 1995-12-21 1996-02-21 Biotrace Ltd Sampling and assay device
US5708247A (en) 1996-02-14 1998-01-13 Selfcare, Inc. Disposable glucose test strips, and methods and compositions for making same
US5935804A (en) 1997-03-21 1999-08-10 Laine; Roger A. Method for detecting eubacteria in biological samples with catalytically inactive murein binding enzymes
US6440725B1 (en) 1997-12-24 2002-08-27 Cepheid Integrated fluid manipulation cartridge
US6413783B1 (en) 1997-09-18 2002-07-02 Meso Scale Technologies, Llc Assay sonication apparatus and methodology
USD402753S (en) 1997-11-19 1998-12-15 White Theresa M Medication consumption aid
DE59803938D1 (de) * 1997-11-19 2002-05-29 Biognosis Gmbh Vorrichtung zur sequentiellen ausgabe von fliessfähigen reagenzien
US6248294B1 (en) 1998-04-15 2001-06-19 Frederic L. Nason Self contained diagnostic test unit
US6153148A (en) 1998-06-15 2000-11-28 Becton, Dickinson And Company Centrifugal hematology disposable
US6146590A (en) 1998-06-29 2000-11-14 Mainline Technology, Inc. Vessel for an analytic test device
US6558320B1 (en) * 2000-01-20 2003-05-06 Medtronic Minimed, Inc. Handheld personal data assistant (PDA) with a medical device and method of using the same
US6523560B1 (en) * 1998-09-03 2003-02-25 General Electric Corporation Microvalve with pressure equalization
US6235502B1 (en) 1998-09-18 2001-05-22 Molecular Staging Inc. Methods for selectively isolating DNA using rolling circle amplification
EP1020534B2 (en) 1998-11-09 2011-01-05 Eiken Kagaku Kabushiki Kaisha Process for synthesizing nucleic acid
US7914994B2 (en) 1998-12-24 2011-03-29 Cepheid Method for separating an analyte from a sample
AUPP915799A0 (en) * 1999-03-11 1999-04-15 Enterix Inc. Sample collection and testing system
WO2000060348A1 (fr) 1999-03-30 2000-10-12 Kikkoman Corporation Instrument d'analyse d'echantillons et nettoyage dudit instrument
FR2791697B1 (fr) 1999-04-01 2003-02-28 Biomerieux Sa Appareil et procede de lyse par ultrasons de cellules biologiques
US6942771B1 (en) 1999-04-21 2005-09-13 Clinical Micro Sensors, Inc. Microfluidic systems in the electrochemical detection of target analytes
US20020177135A1 (en) 1999-07-27 2002-11-28 Doung Hau H. Devices and methods for biochip multiplexing
EP1192006B1 (en) * 1999-06-22 2008-05-14 Tecan Trading AG Devices for the performance of miniaturised in vitro amplification assays
ES2158808B1 (es) * 1999-10-15 2002-04-01 Consejo Superior Investigacion Sistema electromagnetico para la manipulacion de fluidos.
WO2001038873A2 (en) 1999-11-24 2001-05-31 Biotronic Technologies, Inc. Devices and methods for detecting analytes using electrosensor having capture reagent
US6514415B2 (en) 2000-01-31 2003-02-04 Dexter Magnetic Technologies, Inc. Method and apparatus for magnetic separation of particles
US20010046687A1 (en) 2000-03-31 2001-11-29 Dicesare Joseph L. Method for the enhancement of luminescence intensity from a reaction between adenosine triphosphate (ATP) and a luciferase/luciferin reactant system
US6548018B2 (en) 2000-03-31 2003-04-15 Neogen Corporation Apparatus for chemiluminescent assays
JP4949589B2 (ja) 2000-05-03 2012-06-13 ガウ，ジェン−ジェイアール 集積センサ・チップを有する生物学的同定システム
USD458456S1 (en) 2001-03-26 2002-06-11 Centrix, Inc. Double ended applicator
US6852287B2 (en) 2001-09-12 2005-02-08 Handylab, Inc. Microfluidic devices having a reduced number of input and output connections
US6575188B2 (en) * 2001-07-26 2003-06-10 Handylab, Inc. Methods and systems for fluid control in microfluidic devices
US6929915B2 (en) 2001-04-20 2005-08-16 The Penn State Research Foundation Methods for nucleic acid manipulation
EP1277438A1 (en) 2001-07-10 2003-01-22 Agilent Technologies, Inc. (a Delaware corporation) System for point of care diagnosis and/or analysis
US7285412B2 (en) 2001-07-27 2007-10-23 Surface Logix Inc. Device for magnetic immobilization of cells
US7640047B2 (en) * 2001-09-11 2009-12-29 Arkray, Inc. Test instrument, attachment, and concentration measuring apparatus
US7879293B2 (en) 2001-09-28 2011-02-01 Orasure Technologies, Inc. Sample collector and test device
USD472975S1 (en) 2001-10-18 2003-04-08 International Reagents Corporation Container for receiving specimen
US7399590B2 (en) 2002-02-21 2008-07-15 Asm Scientific, Inc. Recombinase polymerase amplification
EP1512369A1 (en) 2002-06-07 2005-03-09 Precision System Science Co., Ltd. Portable terminal device and life style-related disease patient-medical institution cooperation system
US20040011650A1 (en) 2002-07-22 2004-01-22 Frederic Zenhausern Method and apparatus for manipulating polarizable analytes via dielectrophoresis
KR100480338B1 (ko) * 2002-08-08 2005-03-30 한국전자통신연구원 극소량의 유체제어를 위한 미세 유체제어소자
DE10237931A1 (de) 2002-08-14 2004-02-26 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Überwachung eines vorbestimmten Füllstands eines Messmediums in einem Behälter
US6910797B2 (en) 2002-08-14 2005-06-28 Hewlett-Packard Development, L.P. Mixing device having sequentially activatable circulators
GB2391813B (en) 2002-08-14 2006-03-29 Cozart Bioscience Ltd An oral fluid collection, transfer and transportation device and method
US8158695B2 (en) 2002-09-06 2012-04-17 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Forming clear, wettable silicone hydrogel articles without surface treatments
US7282328B2 (en) 2002-09-20 2007-10-16 New England Biolabs, Inc. Helicase dependent amplification of nucleic acids
US20040086872A1 (en) * 2002-10-31 2004-05-06 Childers Winthrop D. Microfluidic system for analysis of nucleic acids
US7195036B2 (en) * 2002-11-04 2007-03-27 The Regents Of The University Of Michigan Thermal micro-valves for micro-integrated devices
US7238520B2 (en) 2002-12-04 2007-07-03 Smiths Detection Inc. PCR sample preparation holder and method
EP2711415B1 (en) 2002-12-26 2022-02-16 Meso Scale Technologies, LLC. Assay cartridges and methods of using the same
WO2004094986A2 (en) 2003-04-16 2004-11-04 Handylab, Inc. System and method for electrochemical detection of biological compounds
US7517494B2 (en) * 2003-04-30 2009-04-14 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Test tray and test system for determining response of a biological sample
US8314286B2 (en) * 2003-05-23 2012-11-20 Mcneil-Ppc, Inc. Flexible liquid absorbing structure
US7435381B2 (en) * 2003-05-29 2008-10-14 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Packaging of microfluidic devices
US7723099B2 (en) * 2003-09-10 2010-05-25 Abbott Point Of Care Inc. Immunoassay device with immuno-reference electrode
KR101496392B1 (ko) 2003-09-11 2015-02-27 테라노스, 인코포레이티드 피분석물의 모니터링 및 약물 전달을 위한 의료 기기
US6991898B2 (en) * 2003-10-20 2006-01-31 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Diagnostic test device and method of using same
US7943089B2 (en) 2003-12-19 2011-05-17 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Laminated assay devices
US7098040B2 (en) * 2003-12-23 2006-08-29 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Self-contained swab-based diagnostic systems
US20050178700A1 (en) 2004-01-21 2005-08-18 David Tyvoll Sorting particles in parallel
US7628787B2 (en) 2004-02-03 2009-12-08 Covidien Ag Self contained, gas-enhanced surgical instrument
US7432106B2 (en) 2004-03-24 2008-10-07 Applied Biosystems Inc. Liquid processing device including gas trap, and system and method
WO2005100538A1 (en) 2004-04-16 2005-10-27 Spartan Bioscience Inc. System for rapid nucleic acid amplification and detection
US7118667B2 (en) 2004-06-02 2006-10-10 Jin Po Lee Biosensors having improved sample application and uses thereof
JP2006007146A (ja) 2004-06-28 2006-01-12 Canon Inc 粒子分離装置
JP4319590B2 (ja) * 2004-07-12 2009-08-26 アルフレッサファーマ株式会社 採便容器
JP2006046950A (ja) 2004-07-30 2006-02-16 Canon Inc 生体高分子の検出装置及び検出方法
EP1794581A2 (en) 2004-09-15 2007-06-13 Microchip Biotechnologies, Inc. Microfluidic devices
USD518597S1 (en) 2004-12-08 2006-04-04 Sommers J Erich Lotion applicator
EP2418018B1 (en) 2004-12-23 2013-05-22 Abbott Point of Care Inc. Methods for the separation nucleic acids
WO2006080177A1 (ja) * 2005-01-06 2006-08-03 Shimadzu Corporation ガス交換チップ、それを用いたガス抽出方法及び全有機体炭素測定装置
ATE538715T1 (de) 2005-01-31 2012-01-15 Given Imaging Ltd System zur in vivo analyse
CN100386613C (zh) * 2005-02-03 2008-05-07 益思美诠生物科技(上海)有限公司 样本采集化验的装置
US7981696B2 (en) 2005-02-18 2011-07-19 The United States of America, as represented by the Secretary of Commerce, The National Institute of Standards and Technology Microfluidic platform of arrayed switchable spin-valve elements for high-throughput sorting and manipulation of magnetic particles and biomolecules
USD542931S1 (en) 2005-03-31 2007-05-15 Roche Diagnostics Operations, Inc. Laboratory measuring device housing
KR100668335B1 (ko) 2005-04-02 2007-01-12 삼성전자주식회사 자성 왁스 플러그를 구비한 마이크로 밸브 및 자성 왁스를이용한 유동 제어 방법
US20060243591A1 (en) 2005-04-28 2006-11-02 Plotkin Elliot V Electrochemical-based analytical test strip with hydrophilicity enhanced metal electrodes
NZ620811A (en) 2005-05-09 2015-09-25 Theranos Inc Point-of-care fluidic systems and uses thereof
EP1915618A4 (en) 2005-06-02 2009-09-30 Fluidigm Corp ANALYSIS USING MICROFLUIDIC SEPARATION DEVICES
WO2007002579A2 (en) * 2005-06-23 2007-01-04 Bioveris Corporation Assay cartridges and methods for point of care instruments
TW200714898A (en) * 2005-08-02 2007-04-16 3M Innovative Properties Co Apparatus and method for detecting an analyte
US8005526B2 (en) 2005-08-31 2011-08-23 The Regents Of The University Of Michigan Biologically integrated electrode devices
GB0518652D0 (en) * 2005-09-13 2005-10-19 Inverness Medical Switzerland Device
US20070184547A1 (en) * 2005-10-11 2007-08-09 Kalyan Handique Polynucleotide sample preparation device
DE102005054924B4 (de) * 2005-11-17 2012-06-14 Siemens Ag Vorrichtung und Verfahren zum Extrahieren einer Abstrichprobe
CN1979747A (zh) * 2005-12-09 2007-06-13 李炳寰 电子显微镜用的半封闭式观测环境
US8703445B2 (en) * 2005-12-29 2014-04-22 Abbott Point Of Care Inc. Molecular diagnostics amplification system and methods
US20070299364A1 (en) 2006-06-22 2007-12-27 Sangha Jangbir S Containerized sample collection apparatus and method
CN101004423B (zh) * 2006-01-19 2011-12-28 博奥生物有限公司 流体样品分析用卡盒系统
US20090061450A1 (en) 2006-03-14 2009-03-05 Micronics, Inc. System and method for diagnosis of infectious diseases
US8741230B2 (en) 2006-03-24 2014-06-03 Theranos, Inc. Systems and methods of sample processing and fluid control in a fluidic system
US8088616B2 (en) 2006-03-24 2012-01-03 Handylab, Inc. Heater unit for microfluidic diagnostic system
US7998708B2 (en) * 2006-03-24 2011-08-16 Handylab, Inc. Microfluidic system for amplifying and detecting polynucleotides in parallel
ES2692380T3 (es) 2006-03-24 2018-12-03 Handylab, Inc. Método para realizar PCR con un cartucho con varias pistas
US9063132B2 (en) 2006-03-29 2015-06-23 Inverness Medical Switzerland Gmbh Assay device and method
GB2436616A (en) * 2006-03-29 2007-10-03 Inverness Medical Switzerland Assay device and method
EP2426221B1 (en) 2006-05-04 2016-06-22 Alere San Diego, Inc. Recombinase polymerase amplification
US8007999B2 (en) 2006-05-10 2011-08-30 Theranos, Inc. Real-time detection of influenza virus
US20090170212A1 (en) * 2006-05-10 2009-07-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Rapid magnetic biosensor
EP1881318A1 (en) * 2006-07-20 2008-01-23 Universiteit Gent Optical characterisation methods and systems
GB0618966D0 (en) * 2006-09-26 2006-11-08 Iti Scotland Ltd Cartridge system
US8008034B2 (en) 2006-10-13 2011-08-30 Theranos, Inc. Reducing optical interference in a fluidic device
US8012744B2 (en) 2006-10-13 2011-09-06 Theranos, Inc. Reducing optical interference in a fluidic device
US7807454B2 (en) 2006-10-18 2010-10-05 The Regents Of The University Of California Microfluidic magnetophoretic device and methods for using the same
US20080113391A1 (en) 2006-11-14 2008-05-15 Ian Gibbons Detection and quantification of analytes in bodily fluids
US8157730B2 (en) 2006-12-19 2012-04-17 Valencell, Inc. Physiological and environmental monitoring systems and methods
US8586385B2 (en) * 2006-12-28 2013-11-19 Intel Corporation Method and device for biomolecule preparation and detection using magnetic array
US8409877B2 (en) * 2006-12-29 2013-04-02 Intel Corporation Enzymatic signal generation and detection of binding complexes in stationary fluidic chip
US7863035B2 (en) 2007-02-15 2011-01-04 Osmetech Technology Inc. Fluidics devices
US20100086990A1 (en) * 2007-03-02 2010-04-08 Corbett Research Pty Ltd Apparatus and method for nucleic acid amplification
CN101259949A (zh) * 2007-03-07 2008-09-10 明基电通股份有限公司 气泡式微泵与应用其的装置
WO2008122908A1 (en) * 2007-04-04 2008-10-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and device for gathering a fluid sample for screening purposes
JP5172946B2 (ja) 2007-04-16 2013-03-27 ザ ジェネラル ホスピタル コーポレーション ドゥーイング ビジネス アズ マサチューセッツ ジェネラル ホスピタル マイクロチャネルにおける粒子集束のためのシステムおよび方法
CA2587198A1 (en) 2007-05-02 2008-11-02 Spartan Bioscience Inc. Method for increasing the speed of nucleic acid amplification reactions
WO2008137008A2 (en) 2007-05-04 2008-11-13 Claros Diagnostics, Inc. Fluidic connectors and microfluidic systems
GB0715171D0 (en) 2007-08-03 2007-09-12 Enigma Diagnostics Ltd Sample processor
US8158430B1 (en) 2007-08-06 2012-04-17 Theranos, Inc. Systems and methods of fluidic sample processing
EP2200744B1 (en) 2007-09-14 2020-05-27 Biosensia Patents Limited An analysis system
JP5584954B2 (ja) 2007-09-27 2014-09-10 富士通株式会社 被検体評価方法
BRPI0820328B8 (pt) 2007-10-02 2021-07-27 Labrador Diagnostics Llc sistema e método para detecção automática de uma pluralidade de analitos em uma amostra de fluido corporal
USD591864S1 (en) 2007-12-10 2009-05-05 Dako Denmark A/S Housing for a biological sample processing apparatus
JP2010076413A (ja) * 2007-12-11 2010-04-08 Seiko Epson Corp 液体供給装置及び液体噴射装置
CN101464412B (zh) * 2007-12-19 2011-06-29 中国科学院电子学研究所 光学快速检测表面洁净度用生物传感器及测试方法
JP2011516824A (ja) 2008-02-20 2011-05-26 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 全細胞捕捉及びａｔｐ分析を用いた細菌試料の分析方法
CA2719625C (en) 2008-03-26 2019-02-26 Theranos, Inc. Methods and systems for assessing clinical outcomes
USD600578S1 (en) 2008-04-02 2009-09-22 Daikin Industries Ltd. Bacteria measuring instrument
KR101102532B1 (ko) * 2008-07-10 2012-01-03 삼성전자주식회사 시약 카트리지, 시약 카트리지를 구비하는 미세유동장치, 그 제조방법, 및 이를 이용한 시료분석방법
EP2362941A1 (en) 2008-07-11 2011-09-07 Early Warning Inc. Biosensing device and method for detecting target biomolecules in a solution
CA2638458A1 (en) 2008-07-31 2010-01-31 Spartan Bioscience Inc. Thermal recycling by positioning relative to fixed-temperature source
ES2340753B1 (es) 2008-09-04 2011-08-03 Consejo Superior De Investigaciones Científicas (Csic) Biosensor para la deteccion de anticuerpos anti-vih.
JP2010071693A (ja) * 2008-09-16 2010-04-02 Fujifilm Corp センシング方法、センシング装置、検査チップおよび検査キット
US10384203B2 (en) * 2008-09-24 2019-08-20 First Light Biosciences, Inc. Kits and devices for detecting analytes
JP2012504956A (ja) 2008-10-10 2012-03-01 セントレ ナショナル デ ラ レシェルシェ サイエンティフィーク−ディーエーイー 細胞ソート・デバイス
EP2574356B1 (en) * 2008-11-14 2018-10-31 F. Hoffmann-La Roche AG Micro-fluidic "dead-end channel"-structure for pressure measurement within a fluid channel on the basis of the change of the volume of a trapped gas bubble
US8361808B2 (en) 2008-12-31 2013-01-29 Oranoxis, Inc. Capillary flow solid phase assay
CN102325596B (zh) * 2008-12-31 2015-04-29 3M创新有限公司 使用微粒进行的活生物负载检测
KR101355271B1 (ko) 2009-01-30 2014-01-27 파나소닉 주식회사 생체 시료의 온도 측정 방법, 생체 시료의 농도 측정 방법, 센서 칩 및 바이오 센서 시스템
EP2400895A2 (en) * 2009-02-27 2012-01-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Connection system for sensor cartridge
US8449842B2 (en) 2009-03-19 2013-05-28 Thermo Scientific Portable Analytical Instruments Inc. Molecular reader
EP2409130B1 (en) 2009-03-20 2013-12-04 Pbs Biotech, Inc. Automatable aseptic sample withdrawal system
WO2010109392A1 (en) 2009-03-23 2010-09-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Manipulation of magnetic particles in a biological sample
CA2662546A1 (en) 2009-04-15 2010-10-15 Spartan Bioscience Inc. Tube for dna reactions
JP5146399B2 (ja) 2009-04-27 2013-02-20 横河電機株式会社 化学反応用カートリッジおよびその駆動機構
US20100323343A1 (en) 2009-05-11 2010-12-23 Nexus Dx, Inc. Methods and compositions for analyte detection
BRPI1010169A2 (pt) 2009-06-05 2016-03-29 Integenx Inc sistema que se ajusta dentro de um invólucro de não mais que 10 pés3, cartucho, artigo em forma legível por computador, método, sistema configurado para realizar um método, sistema óptico, instrumento e dispositivo.
US20100331652A1 (en) * 2009-06-29 2010-12-30 Roche Diagnostics Operations, Inc. Modular diabetes management systems
JP2011013043A (ja) 2009-06-30 2011-01-20 Beckman Coulter Inc 磁性粒子移送装置および磁性粒子移送方法
WO2011011172A1 (en) 2009-07-21 2011-01-27 IntegenX, Inc. Microfluidic devices and uses thereof
JP5423200B2 (ja) * 2009-07-21 2014-02-19 東レ株式会社 分析チップおよび検体の分析方法
CN201476980U (zh) * 2009-08-20 2010-05-19 苏州浦隆生物有限公司 样本采集化验的装置
CA2772020A1 (en) * 2009-08-31 2011-03-03 Mbio Diagnostics, Inc. Integrated sample preparation and analyte detection
US8481336B2 (en) 2009-09-09 2013-07-09 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Magnetic separation device for cell sorting and analysis
WO2011033425A2 (en) 2009-09-21 2011-03-24 Koninklijke Philips Electronics N.V. Disposable cartridge and sample analyzer.
RU2595843C2 (ru) * 2009-10-16 2016-08-27 Омик Аб Способ анализа и устройства с применением магнитных частиц
MX2012004620A (es) 2009-10-19 2012-06-25 Theranos Inc Sistema integrado de captura y analisis de datos de salud.
FI4060325T3 (fi) 2009-12-07 2024-09-25 Meso Scale Technologies Llc Määrityskasetin lukija
WO2011079110A1 (en) 2009-12-24 2011-06-30 Mikhail Briman Carbon-based electrodes with graphene modification
JP5972174B2 (ja) 2009-12-30 2016-08-17 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 微小粒子を用いた生きた生物負荷の検出法
USD679025S1 (en) 2010-01-22 2013-03-26 Biotix, Inc. Anti-static pipette tip tray
CA2786569C (en) * 2010-01-29 2019-04-09 Micronics, Inc. Sample-to-answer microfluidic cartridge
USD646189S1 (en) 2010-03-18 2011-10-04 Agilent Technologies, Inc. Liquid chromatograph
US8735104B2 (en) 2010-03-31 2014-05-27 Spartan Bioscience Inc. Direct nucleic acid analysis
AU2011239538B2 (en) * 2010-04-16 2014-10-23 Opko Diagnostics, Llc Systems and devices for analysis of samples
JP2011242387A (ja) * 2010-04-21 2011-12-01 Osaka Prefecture Univ 生物学的物質の捕獲又は分離用複合微粒子
US8476079B2 (en) * 2010-04-30 2013-07-02 Abbott Point Of Care Inc. Reagents for reducing leukocyte interference in immunoassays
CN102933967B (zh) * 2010-06-09 2015-03-18 株式会社日立高新技术 试样分析装置和试样分析方法
US8394325B2 (en) * 2010-06-14 2013-03-12 Abbott Point Of Care Inc. Magnetic beads for reducing leukocyte interference in immunoassays
GB2483077A (en) * 2010-08-25 2012-02-29 Concateno Uk Ltd Sample testing assay apparatus and method
GB201014805D0 (en) 2010-09-07 2010-10-20 Multi Sense Technologies Ltd Microfluidics based assay device
TW201217783A (en) 2010-09-15 2012-05-01 Mbio Diagnostics Inc System and method for detecting multiple molecules in one assay
US8431408B2 (en) 2010-10-15 2013-04-30 Roche Diagnostics Operations, Inc. Handheld diabetes managing device with light pipe for enhanced illumination
JP2012132897A (ja) 2010-11-30 2012-07-12 Shizuokaken Koritsu Daigaku Hojin 検体採取具及び検体採取キット
GB201102037D0 (en) * 2011-02-07 2011-03-23 Multi Sense Technologies Ltd Microfluidics based assay device
JP5584151B2 (ja) 2011-02-23 2014-09-03 協立電機株式会社 微量物質検出装置
EP3270147B1 (en) 2011-03-28 2023-08-02 PHC Holdings Corporation Device for measuring biological sample
EP2515112B1 (en) 2011-04-22 2015-08-12 Sysmex Corporation Method for electrochemically detecting analyte
JP5805989B2 (ja) * 2011-04-26 2015-11-10 大塚電子株式会社 電気泳動移動度測定用セル並びにそれを用いた測定装置及び測定方法
EP2705133A4 (en) * 2011-05-02 2014-09-24 Ibis Biosciences Inc DEVICE AND SYSTEM FOR ASSAYING MULTIPLE ANALYTES
WO2012170703A1 (en) 2011-06-07 2012-12-13 Mbio Diagnostics, Inc. System and method for detection and analysis of a molecule in a sample
DE102011106523A1 (de) 2011-07-04 2013-01-10 Giesecke & Devrient Gmbh Prüfgerät und Verfahren zur Kalibrierung eines Prüfgeräts
US8737971B2 (en) 2011-07-17 2014-05-27 Pieter Van Rooyen Universal personal diagnostics platform
US8470153B2 (en) * 2011-07-22 2013-06-25 Tecan Trading Ag Cartridge and system for manipulating samples in liquid droplets
US8475739B2 (en) 2011-09-25 2013-07-02 Theranos, Inc. Systems and methods for fluid handling
US8435738B2 (en) 2011-09-25 2013-05-07 Theranos, Inc. Systems and methods for multi-analysis
US8889424B2 (en) 2011-09-13 2014-11-18 Joel R. L. Ehrenkranz Device and method for performing a diagnostic test
WO2013049782A2 (en) 2011-09-30 2013-04-04 Pandora Genomics, LLC System, apparatus and method for evaluating samples or analytes using a point-of-care device
EP2764112B1 (en) 2011-10-05 2018-04-18 Spartan Bioscience Inc. Direct nucleic acid analysis
US9709469B2 (en) 2011-11-11 2017-07-18 The Regents Of The University Of California Valveless microfluidic device
KR101669739B1 (ko) 2011-11-14 2016-10-27 에프. 호프만-라 로슈 아게 샘플에서 적어도 하나의 분석물을 검출하기 위한 분석 장치
US20130145591A1 (en) 2011-12-13 2013-06-13 Yu-Lin Chen Pressing disc for disassembling bearings
WO2013136115A1 (en) 2012-03-13 2013-09-19 Piramal Enterprises Limited Biosensor having nanostrucured electrodes
EP3381558A1 (en) 2012-03-16 2018-10-03 Stat-Diagnostica & Innovation, S.L. A method for a test cartridge with integrated transfer module
GB2500658A (en) 2012-03-28 2013-10-02 Dna Electronics Ltd Biosensor device and system
US10132802B2 (en) 2012-04-17 2018-11-20 i-calQ, LLC Device for performing a diagnostic test and methods for use thereof
USD698036S1 (en) 2012-05-09 2014-01-21 Biochrom Ltd Cuvette
USD694422S1 (en) 2012-05-15 2013-11-26 Wellstat Diagnostics, Llc Diagnostic instrument and sample cassette combination
US20130317318A1 (en) 2012-05-25 2013-11-28 Qualcomm Incorporated Methods and devices for acquiring electrodermal activity
US20150140556A1 (en) 2012-06-20 2015-05-21 Spartan Bioscience Inc. Optical fiber with grating and particulate coating
KR101352900B1 (ko) 2012-07-31 2014-01-23 주식회사 아이센스 조작성이 향상된 생화학 분석 카트리지
EP2965817B1 (en) 2012-10-24 2017-09-27 Genmark Diagnostics Inc. Integrated multiplex target analysis
US20140322706A1 (en) 2012-10-24 2014-10-30 Jon Faiz Kayyem Integrated multipelx target analysis
US8724833B1 (en) 2012-12-18 2014-05-13 Floyd Bell Inc. Piezoelectric audible signal with spring contacts and retaining and spacer ring
US10545161B2 (en) 2013-03-11 2020-01-28 Cue Health Inc. Systems and methods for detection and quantification of analytes
US9623409B2 (en) 2013-03-11 2017-04-18 Cue Inc. Cartridges, kits, and methods for enhanced mixing for detection and quantification of analytes
BR112015022186B1 (pt) 2013-03-11 2021-11-03 Cue Health Inc Cartucho e leitor de análise de amostras
USD719666S1 (en) 2013-03-14 2014-12-16 Reametrix, Inc. Cell detection system with touchscreen
USD745185S1 (en) 2014-04-15 2015-12-08 Shimadzu Corporation Sample feeder
USD745423S1 (en) 2014-05-12 2015-12-15 Cue Inc. Automated analyzer test cartridge and sample collection device for analyte detection
JP6823589B2 (ja) 2014-09-11 2021-02-03 キュー ヘルス インコーポレイテッド 被分析物の検出および定量のためのシステム
CN104232622B (zh) 2014-09-24 2016-09-14 中国人民解放军疾病预防控制所 一种用聚合酶螺旋反应恒温扩增核酸的方法及其应用
CN111487423B (zh) 2015-07-17 2023-09-01 克忧健康公司 用于增强检测和分析物定量的系统及方法
TWI585312B (zh) 2015-12-30 2017-06-01 上銀科技股份有限公司 感測器結構
US11237161B2 (en) 2017-01-25 2022-02-01 Cue Health Inc. Systems and methods for enhanced detection and quantification of analytes
CA3152341A1 (en) 2019-09-25 2021-04-21 Hesham Azizgolshani Systems and methods for manufacturing closed microfluidic devices

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080160622A1 (en) * 2006-12-29 2008-07-03 Intel Corporation Device and method for particle complex handling
JP2010535346A (ja) * 2007-07-31 2010-11-18 マイクロニクス， インコーポレイテッド 衛生的スワブ採取システム、マイクロ流体アッセイデバイスおよび診断アッセイのための方法
EP2050498A1 (en) * 2007-10-19 2009-04-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Fluid handling device for analysis of fluid samples
JP2012528995A (ja) * 2009-06-03 2012-11-15 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 変更可能な透過性の程度をもつ材料によるバルブ

Also Published As

Publication number Publication date
US20230338951A1 (en) 2023-10-26
US9034168B2 (en) 2015-05-19
CA2904135C (en) 2019-05-21
US9052275B2 (en) 2015-06-09
IL283341A (en) 2021-07-29
KR20210109653A (ko) 2021-09-06
US20150136599A1 (en) 2015-05-21
IL241016B (en) 2019-10-31
WO2014164933A1 (en) 2014-10-09
US20180147575A1 (en) 2018-05-31
CA3028416A1 (en) 2014-10-09
AU2022206779B2 (en) 2024-06-20
CA3216855A1 (en) 2014-10-09
AU2014248813B2 (en) 2016-05-19
IL269520B (en) 2021-06-30
IL297030A (en) 2022-12-01
KR101613104B1 (ko) 2016-04-18
US10195606B2 (en) 2019-02-05
AU2018203548A1 (en) 2018-06-07
US9522397B2 (en) 2016-12-20
CA3160098A1 (en) 2014-10-09
JP6420309B2 (ja) 2018-11-07
CN104769440A (zh) 2015-07-08
JP2023076827A (ja) 2023-06-02
EP2861996A1 (en) 2015-04-22
US20150140646A1 (en) 2015-05-21
IL283341B (en) 2022-03-01
KR20150122252A (ko) 2015-10-30
KR102435654B1 (ko) 2022-08-25
JP2017134082A (ja) 2017-08-03
US9360491B2 (en) 2016-06-07
JP6420863B2 (ja) 2018-11-07
AU2014248813A1 (en) 2015-09-03
CN108872555B (zh) 2021-04-09
US20170216842A1 (en) 2017-08-03
CN108872555A (zh) 2018-11-23
EP2861996B1 (en) 2019-03-06
JP2019023656A (ja) 2019-02-14
EP2861996A4 (en) 2016-08-24
KR102094496B1 (ko) 2020-03-30
KR102294908B1 (ko) 2021-08-27
KR20210029295A (ko) 2021-03-15
IL297030B1 (en) 2023-11-01
CA2904135A1 (en) 2014-10-09
CN104707674B (zh) 2018-06-15
JP2016512332A (ja) 2016-04-25
IL290168B (en) 2022-11-01
IL297030B2 (en) 2024-03-01
AU2020204329A1 (en) 2020-07-16
US10589267B2 (en) 2020-03-17
US9207244B2 (en) 2015-12-08
CA3102872A1 (en) 2014-10-09
IL290168B2 (en) 2023-03-01
US9086417B2 (en) 2015-07-21
US20150068894A1 (en) 2015-03-12
CA3028416C (en) 2022-05-17
US20170080421A1 (en) 2017-03-23
JP2021144053A (ja) 2021-09-24
US20150133337A1 (en) 2015-05-14
CN104769440B (zh) 2017-12-12
US11845078B2 (en) 2023-12-19
KR20200034835A (ko) 2020-03-31
HK1209830A1 (en) 2016-04-08
BR112015022186B1 (pt) 2021-11-03
CA3102872C (en) 2024-01-02
US11717822B2 (en) 2023-08-08
EP4099022A1 (en) 2022-12-07
US20160091518A1 (en) 2016-03-31
AU2020204329B2 (en) 2022-05-19
CN112782393A (zh) 2021-05-11
US20150064693A1 (en) 2015-03-05
US20150129049A1 (en) 2015-05-14
AU2022206779A1 (en) 2022-08-18
EP3540444A1 (en) 2019-09-18
US9789483B2 (en) 2017-10-17
US20140336083A1 (en) 2014-11-13
BR112015022186A2 (pt) 2021-05-11
JP6921047B2 (ja) 2021-08-18
US20200164373A1 (en) 2020-05-28
KR102557135B1 (ko) 2023-07-19
AU2016210684B2 (en) 2018-02-22
IL241016A0 (en) 2015-11-30
IL290168A (en) 2022-03-01
EP3540444B1 (en) 2022-10-26
KR102358124B1 (ko) 2022-02-08
IL269520A (en) 2019-11-28
KR20220020394A (ko) 2022-02-18
US9636676B2 (en) 2017-05-02
CN104707674A (zh) 2015-06-17
KR102226517B1 (ko) 2021-03-11
US9207245B2 (en) 2015-12-08
AU2018203548B2 (en) 2020-04-23
KR20220120715A (ko) 2022-08-30
AU2016210684A1 (en) 2016-08-25
US20160279635A1 (en) 2016-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101613104B1 (ko) 분석물의 검출 및 정량을 위한 시스템 및 방법
CN112782393B (zh) 用于检测和量化分析物的系统和方法

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
A107 Divisional application of patent
GRNT Written decision to grant