Nova Patents
JP2010540971A

Modular point-of-care devices and uses thereof

Abstract

Point-of-care methods have proven to be extremely useful in disease and treatment monitoring (eg, glycemic system in the treatment of diabetes, measurement of prothrombin time in anticoagulant therapy with warfarin). By measuring multiple markers, it may be possible to better monitor and control treatments such as complex diseases (such as cancer) and multidrug therapies for cancer. The present invention provides devices and systems used in Point of Care. The method and device of the present invention are intended to automatically detect an analysis target in a body fluid. The components of the device are modular, allowing flexibility and robustness of use in the methods disclosed in various medical applications.

JP2010540971A, drawing sheet 1
Sheet 1 of 31

Term

Projected expiry 2 October 2028.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Published
  4. Today
  5. Projected expiry

78 claims: 9 independent, 69 dependent

  1. 1
    体液試料中における解析対象の自動検出カートリッジであって、 前記解析対象の存在または不在を示す検出可能なシグナルをもたらす化学反応を実行するように構成されるアドレス可能なアッセイユニットのアレイと、 前記アッセイユニットのアレイの個々のアドレス可能なアッセイユニットに対応するように個々のアドレス可能な試薬ユニットがアドレスされ、前記カートリッジ上において組み立てられる前に前記対応する個々のアッセイユニットを基準として較正されるように前記個々の試薬ユニットが構成されるアドレス可能な試薬ユニットのアレイとを含むカートリッジ。
  2. 2
    体液試料中における解析対象の自動検出カートリッジであって、 前記体液試料を受け入れるように構成される試料収集ユニットと、 前記試料収集ユニットから試料の一部を受け入れ、前記試料中における前記解析対象の存在を示す検出可能なシグナルをもたらす化学反応を実行するように構成されるアッセイユニットのアレイと、 前記化学反応を実行するための試薬を収容する試薬ユニットのアレイと、 を含み、前記化学反応を実行するための試薬が前記アッセイユニット内の前記試料の一部と接触するように、前記アッセイユニットのアレイの個々のアッセイユニットおよび前記試薬ユニットのアレイの個々の試薬ユニットが流体連絡へと移動可能であるように構成されるカートリッジ。
  3. 3
    前記体液試料を受け入れるように構成される試料収集ユニットをさらに含む、請求項1に記載のデバイス。
  4. 4
    前記個々の試薬ユニットが、移動可能なアッセイユニットを受け入れるように構成される、請求項1または2に記載のデバイス。
  5. 5
    前記個々のアッセイユニットがアッセイチップを含む、請求項1または2に記載のデバイス。
  6. 6
    前記個々のアッセイユニットが、イムノアッセイを実行するように構成される、請求項1または2に記載のデバイス。
  7. 7
    前記体液試料が血液試料である、請求項1または2に記載のデバイス。
  8. 8
    前記試料収集ユニットが、容量約20マイクロリットル以下の前記体液試料を受け入れるように構成される、請求項2または3に記載のデバイス。
  9. 9
    前記試料収集ユニットが、1滴の血液である容量の前記体液試料を受け入れるように構成される、請求項2または3に記載のデバイス。
  10. 10
    化学反応を実行して前記解析対象を検出するために前記体液試料の一部を取り出すように構成される前処理ユニットをさらに含む、請求項1または2に記載のデバイス。
  11. 11
    前記体液試料が全血試料であり、前記一部が血漿である、請求項10に記載のデバイス。
  12. 12
    体液試料中における解析対象の自動検出システムであって、 a.請求項1または2に記載のデバイスと、 b.前記解析対象の存在または不在を示す検出可能なシグナルを検出するための検出アセンブリーとを含むシステム。
  13. 13
    前記個々のアッセイユニットを第1の位置から第2の位置へと移動させるように構成されるプログラム可能な機械デバイスをさらに含む、請求項12に記載のシステム。
  14. 14
    流体移送デバイスをさらに含む、請求項12に記載のシステム。
  15. 15
    前記流体移送デバイスがピペットである、請求項14に記載のシステム。
  16. 16
    前記流体移送デバイスが自動式である、請求項14に記載のシステム。
  17. 17
    検出される前記解析対象に基づくプロトコールを送信するための通信アセンブリーをさらに含む、請求項12に記載のシステム。
  18. 18
    個々のアッセイユニットを受け入れるように構成される加熱ブロックをさらに含む、請求項12に記載のシステム。
  19. 19
    磁性ブロックをさらに含む、請求項12に記載のシステム。
  20. 20
    体液試料中における複数種の解析対象の自動検出システムであって、 前記体液試料を収容するように構成される試料収集ユニット、 検出される前記複数種の解析対象の個々の解析対象を示すシグナルをもたらす化学反応を実行するように個々のアッセイユニットが構成されるアッセイユニットのアレイ、および 個々の試薬ユニットが試薬を収容する試薬ユニットのアレイを含む流体デバイスと、 前記個々のアッセイユニットに係合するように個々のヘッドが構成される複数のヘッドを含み、前記試料収集ユニットからの前記体液試料および前記個々の試薬ユニットからの前記試薬の、前記個々のアッセイユニットへの流体移送を方向づけるように構成されるプログラム可能なプロセッサーを含む流体移送デバイスとを含むシステム。
  21. 21
    前記複数種の解析対象が前記システムで検出可能となるように、流体移送を方向づけるプロセッサーの構成により、前記アッセイユニットのアレイ内における前記体液試料のある希釈度を達成し、検出される前記複数種の解析対象を示すシグナルを検出可能な範囲内に収める、請求項20に記載のシステム。
  22. 22
    前記体液試料が、少なくとも2桁分異なる濃度で存在する少なくとも2種の解析対象を含む、請求項21に記載のシステム。
  23. 23
    前記体液試料が、少なくとも5桁分異なる濃度で存在する少なくとも2種の解析対象を含む、請求項21に記載のシステム。
  24. 24
    前記体液試料の前記希釈度により、前記少なくとも2種の解析対象を示すシグナルを前記検出可能な範囲内に収める、請求項22に記載のシステム。
  25. 25
    前記検出可能な範囲のシグナル強度を検出するように構成される検出器をさらに含む、請求項21に記載のシステム。
  26. 26
    前記検出器が光電子増倍管である、請求項25に記載のシステム。
  27. 27
    前記検出可能な範囲が毎秒約1000~約100万カウントである、請求項26に記載のシステム。
  28. 28
    前記体液試料が約20ul未満である、請求項20に記載のシステム。
  29. 29
    前記体液試料が1滴の血液である、請求項20に記載のシステム。
  30. 30
    前記個々のヘッドが前記個々のアッセイユニットに接着するように構成される、請求項20に記載のシステム。
  31. 31
    前記個々のアッセイユニットがイムノアッセイ反応サイトを提供する、請求項20に記載のシステム。
  32. 32
    前記個々のアッセイユニットがピペットチップである、請求項20に記載のシステム。
  33. 33
    前記流体移送デバイスがピペットである、請求項20に記載のシステム。
  34. 34
    前記ピペットが空気置換式ピペットである、請求項33に記載のシステム。
  35. 35
    前記流体移送デバイスが、プログラム可能なプロセッサーと連絡しているモーターをさらに含む、請求項20に記載のシステム。
  36. 36
    前記モーターが、前記プログラム可能なプロセッサーからのプロトコールに基づき、前記複数のヘッドを移動させ、場合によって、前記プログラム可能なプロセッサーが外部デバイスから送信されたプロトコールに応答する、請求項35に記載のシステム。
  37. 37
    全血試料の血漿部分中における解析対象の自動検出システムであって、 a.前記全血試料を自動的に受け入れ処理して前記血漿部分をもたらすように構成され、前記目的の解析対象の存在または不在を示す検出可能なシグナルがオンボードで前記血漿部分から発生するデバイスと、 b.前記解析対象の存在または不在を示す前記検出可能なシグナルを検出するための検出アセンブリーとを含むシステム。
  38. 38
    体液試料中における解析対象を検出する方法であって、 a.請求項1または2に記載のデバイスに血液試料を供給するステップと、 b.前記試料を少なくとも1つのアッセイユニット内で反応させるステップと、 c.前記体液試料中において収集された前記解析対象から発生する前記検出可能なシグナルを検出するステップとを含む方法。
  39. 39
    前記体液試料が血液であり、前記方法が前記血液から血漿を取り出すステップをさらに含む、請求項38に記載の方法。
  40. 40
    体液試料中における解析対象の自動検出カートリッジのオンデマンドアセンブリー法であって、デバイスがハウジングを含み、前記ハウジングが、前記解析対象の存在または不在を示す検出可能なシグナルをもたらす化学反応を実行するように個々のアッセイユニットが構成されるアドレス可能なアッセイユニットのアレイ、および前記個々のアッセイユニットに対応するように個々の試薬ユニットがアドレスされるアドレス可能な試薬ユニットのアレイを含み、 (i)エンドユーザーによりオーダーされた目的の解析対象を検出する化学反応を実行するように個々のアッセイユニットが構成されるアドレス可能なアッセイユニットのアレイを、検出される前記解析対象に従って前記ハウジング内に配置するステップと、 (ii)個々の試薬ユニットが前記個々のアッセイユニットに対応する試薬ユニットのアレイを、検出される前記解析対象に従って前記ハウジング内に配置するステップと、 (iii)(i)および(ii)のアレイを前記デバイスの前記ハウジング内に固定するステップとを含む方法。
  41. 41
    検出される解析対象を選択するステップをさらに含む、請求項40に記載の方法。
  42. 42
    前記カートリッジをシーリングするステップをさらに含む、請求項40に記載の方法。
  43. 43
    検出される前記解析対象を示す読み取り可能なラベルにより前記カートリッジをラベルするステップをさらに含む、請求項40に記載の方法。
  44. 44
    前記読み取り可能なラベルがバーコードまたはRFIDである、請求項43に記載の方法。
  45. 45
    体液試料中における複数種の解析対象の自動検出法であって、 a.前記体液試料を収容するように構成される試料収集ユニット、検出される前記複数種の解析対象の個々の解析対象を示すシグナルをもたらす化学反応を実行するように個々のアッセイユニットが構成されるアッセイユニットのアレイ、および個々の試薬ユニットが試薬を収容する試薬ユニットのアレイを含む流体デバイスに前記体液試料を供給するステップと、 b.流体移送デバイスを用いて前記個々のアッセイユニットを係合するステップと、 c.前記流体移送デバイスを用いて前記体液試料を前記試料収集ユニットから前記個々のアッセイユニットへと移送するステップと、 d.前記試薬を前記個々の試薬ユニットから前記個々のアッセイユニットへと移送し、これにより、前記試薬を前記体液試料と反応させて、検出される前記複数種の解析対象の前記個々の解析対象を示す前記シグナルをもたらすステップとを含む方法。
  46. 46
    前記流体移送デバイスが、前記個々のアッセイユニットを係合するように個々のヘッドが構成される複数のヘッドを含み、前記流体移送デバイスが、前記試料収集ユニットからの前記体液試料および前記個々の試薬ユニットからの前記試薬の、前記個々のアッセイユニットへの流体移送を方向づけるように構成されるプログラム可能なプロセッサーを含む、請求項45に記載の方法。
  47. 47
    命令を前記プログラム可能なプロセッサーに下すステップをさらに含む、請求項46に記載の方法。
  48. 48
    前記命令が、前記体液試料を前記個々のアッセイユニットへと移送する前記ステップを方向づける、請求項47に記載の方法。
  49. 49
    前記体液試料を移送する前記ステップにより、前記個々のアッセイユニット内における前記体液試料のある希釈度を達成し、検出される前記複数種の解析対象の前記個々の解析対象を示す前記シグナルを検出可能な範囲内に収める、請求項45に記載の方法。
  50. 50
    前記体液試料が、少なくとも2桁分異なる濃度で存在する少なくとも2種の個々の解析対象を含む、請求項45に記載の方法。
  51. 51
    前記体液試料が、少なくとも5桁分異なる濃度で存在する少なくとも2種の個々の解析対象を含む、請求項45に記載の方法。
  52. 52
    前記体液試料の前記希釈度により、前記少なくとも2種の個々の解析対象を示すシグナルを前記検出可能な範囲内に収める、請求項50に記載の方法。
  53. 53
    前記検出可能な範囲が、光電子倍増管で検出され、毎秒約1000~約100万カウントである、請求項45に記載の方法。
  54. 54
    前記体液試料が、約20ul未満である、請求項45に記載の方法。
  55. 55
    前記体液試料が1滴の血液である、請求項45に記載の方法。
  56. 56
    前記個々の試薬ユニット内における前記試薬がイムノアッセイ用の酵素基質である、請求項45に記載の方法。
  57. 57
    検出される複数種の解析対象の個々の解析対象を示すシグナルをもたらす反応が完了した後で、前記個々の試薬ユニットから前記試薬を移送するステップを反復し、これにより、前記個々の解析対象を示す第2のシグナルをもたらす第2の反応を創出するステップをさらに含む、請求項56に記載の方法。
  58. 58
    前記個々の解析対象を示す前記シグナルの強度および前記第2のシグナルの第2の強度を平均して、前記個々の解析対象を示す前記シグナルの最終強度を計算する、請求項57に記載の方法。
  59. 59
    生物学的流体試料の容量を測定する方法であって、 a.前記試料中における公知の量の対照解析対象を試薬と反応させて、前記対照解析対象の量を示す検出可能なシグナルをもたらすステップと、 b.前記検出可能なシグナルを、予測される検出可能なシグナルと比較するステップであって、前記予測されるシグナルが前記試料の予測容量を示し、前記比較が、測定される前記試料の前記容量の測定値を与えるステップとを含む方法。
  60. 60
    前記対照解析対象が通常、前記試料中において、検出可能な量では存在しない、請求項59に記載の方法。
  61. 61
    前記試料の前記容量の前記測定値が、前記試料の前記予測容量の約50%以内である場合に、前記試料の前記容量を検証するステップをさらに含む、請求項59に記載の方法。
  62. 62
    a.標的解析対象を含有する体液試料を、前記標的解析対象を示す検出可能なシグナルをもたらす試薬と反応させるステップと、 b.前記標的解析対象を示す前記検出可能なシグナルおよび前記液体試料の前記容量の前記測定値に基づき、前記体液試料中における標的解析対象の量を測定するステップとをさらに含む、請求項59に記載の方法。
  63. 63
    液体試料と体液試料とが同じ試料である、請求項59に記載の方法。
  64. 64
    前記対照解析対象が前記体液試料中における前記標的解析対象と反応しない、請求項59に記載の方法。
  65. 65
    前記液体試料と前記体液試料とが異なる液体試料である、請求項59に記載の方法。
  66. 66
    前記対照解析対象が、アルブミン、フルオレセイン、IgG、プロテインC、フルオレセイン標識アルブミン、フルオレセイン標識IgG、抗フルオレセイン、抗ジゴキシゲニン、ジゴキシゲニン標識アルブミン、ジゴキシゲニン標識IgG、ビオチン化タンパク質、および非ヒトIgGからなる群から選択される、請求項59に記載の方法。
  67. 67
    請求項12または19に記載のシステムにおいて実施される、請求項59に記載の方法。
  68. 68
    血液試料から血漿を取り出す方法であって、 a.試料収集ユニット内における磁化可能粒子の存在下で血液試料を混合するステップであって、前記磁化可能粒子が、前記血液試料の非血漿部分に結合する抗体捕捉表面を含むステップと、 b.血漿収集領域の上方から前記混合された血液試料へと磁場を適用し、前記血漿収集領域の上部で前記血液試料の前記非血漿部分を懸濁させるステップとを含む方法。
  69. 69
    前記試料収集ユニットが毛細管である、請求項68に記載の方法。
  70. 70
    前記血液試料が約20マイクロリットル未満である、請求項68に記載の方法。
  71. 71
    前記取り出される血漿が約10マイクロリットル未満である、請求項68に記載の方法。
  72. 72
    前記血液試料が希釈されない、請求項68に記載の方法。
  73. 73
    前記混合するステップが、固体表面に結合しない抗体の存在下で行われる、請求項68に記載の方法。
  74. 74
    前記混合するステップが、シリンジ動作により混合するステップを含む、請求項68に記載の方法。
  75. 75
    請求項12または19に記載のシステムにおいて実施される、請求項68に記載の方法。
  76. 76
    自動イムノアッセイを用いて全血試料の血漿部分中に存在する解析対象を検出する方法であって、 a.全血試料をオンボードで自動的に受け入れ処理して前記血漿部分をもたらすように構成され、目的の解析対象の存在または不在を示す検出可能なシグナルがオンボードで前記血漿部分から発生するデバイスに前記全血試料を供給するステップと、 b.前記体液試料中における前記解析対象の存在または不在を示す前記シグナルを検出するステップと、 c.(b)の結果をエンドユーザーに送信するステップとを含む方法。
  77. 77
    前記イムノアッセイがELISAである、請求項76に記載の方法。
  78. 78
    前記結果が無線で送信される、請求項76に記載の方法。
Independent claims78