Тестовый аппарат и способы для сердечного биологического маркера st2
Группа изобретений относится к обнаружению присутствия сердечных биологических маркеров в крови. Раскрыт тестовый аппарат, содержащий тестовую полоску, метку радиочастотной идентификации (RFID) и корпус для тестовой полоски. Корпус включает первую секцию и вторую секцию, которая содержит: порт буфера, тестовое окно, порт образца и группу выступов, расположенную на внутренней грани второй секции между тестовым окном и портом образца таким образом, что в прикрепленной конфигурации каждый выступ в группе выступов находится в контакте с тестовой полоской, и где высота по меньшей мере одного выступа в группе выступов отличается от высоты другого выступа в группе выступов. Также раскрыты альтернативный вариант тестового аппарата без метки RFID и тестовая система для определения биологического маркера ST2. Группа изобретений обеспечивает создание градиента давления, который позволяет текучему веществу течь с заданной скоростью потока вдоль длины тестовой полоски между первыми и последними выступами в группе выступов за счет различной высоты выступов. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 24 ил., 2 табл., 1 пр.
ПРИТЯЗАНИЕ НА ПРИОРИТЕТ
По данной заявке испрашивают приоритет заявки на полезный образец США 14/566,938, поданной 11 декабря 2014 года, и заявки на полезный образец США 14/566,955, поданной 11 декабря 2014 года, полное содержание этих заявок включено в настоящий документ посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к обнаружению присутствия сердечных биологических маркеров в крови.
ПРЕДПОСЫЛКИ
Биологические маркеры, которые указывают на вероятность поражения субъекта соответствующим состоянием, связанным со здоровьем, значительно увеличивают способность врача принимать информированные решения о лечении.
У Tominaga, FEBS Lett. 258:301-304 (1989) описано выделение мышиных генов, специфическая экспрессия которых происходит посредством стимуляции роста в клетках BALB/c-3T3; один из этих генов назван «St2» (экспрессируемый стимуляцией экспрессии ген 2). Ген St2 кодирует два белковых продукта: ST2, который представляет собой растворимую секретируемую формую; и ST2L, трансмембранную рецепторную форму, которая очень схожа с рецепторами интерлейкина-1. HUGO Nomenclature Committee обозначил человеческий гомолог, клонирование которого описано у Tominaga et al., Biochim. Biophys. Acta. 1171:215-218 (1992), как «Interleukin 1 Receptor-Like 1» (IL1RL1, белок 1, подобный рецептору интерлейкина-1). Эти два термина используют взаимозаменяемо в настоящем документе.
Ген ST2 представляет собой элемент семейства рецептора интерлейкина-1, белковый продукт которого существует как в трансмембранной форме, так и в виде растворимого рецептора, который поддается обнаружению в сыворотке (Kieser et al., FEBS Lett. 372(2-3):189-93 (1995); Kumar et al., J. Biol. Chem. 270(46):27905-13 (1995); Yanagisawa et al., FEBS Lett. 302(1):51-3 (1992); Kuroiwa et al., Hybridoma 19(2):151-9 (2000)). Описано, что ST2 заметно подвержен повышающей регуляции в экспериментальной модели сердечной недостаточности (Weinberg et al., Circulation 106(23):2961-6 (2002)), и это наблюдение подтверждено в более новой работе, опубликованной Pascual-Figal, et al. (2014). Анализ когорт клинических исследований показывает, что концентрации ST2 могут быть повышены у тех, кто страдает хронической тяжелой сердечной недостаточностью (HF) (Weinberg et al., Circulation 107(5):721-6 (2003)), а также у тех, кто имеет острый инфаркт миокарда (MI) (Shimpo et al., Circulation 109(18):2186-90 (2004)), а также что эта повышенная концентрация имеет клиническое значение.
Полагают, что трансмембранная форма ST2 играет роль в модулировании ответов T-хелперных клеток 2-го типа (Lohning et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S A., 95(12):6930-5 (1998); Schmitz et al., Immunity 23(5):479-90 (2005)), и может играть роль в развитии устойчивости в состояниях тяжелого или хронического воспаления (Brint et al., Nat. Immunol. 5(4):373-9 (2004)), тогда как растворимая форма ST2 подвержена повышающей регуляции в фибробластах, стимулированных к росту (Yanagisawa et al., 1992, выше). Экспериментальные данные подсказывают, что ген ST2 заметно подвержен повышающей регуляции в состояниях растяжения миоцитов (Weinberg et al., 2002, выше) таким образом, который аналогичен индукции гена BNP (Bruneau et al., Cardiovasc. Res. 28(10):1519-25 (1994)), а также показано, что он вовлечен в процесс ремоделирования сердца (Sanada, 2007; Seki, 2009)
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ
В этом раскрытии описаны тестовые наборы и аппарат для обнаружения, не превышает ли уровень ST2, присутствующего у человеческого субъекта, порогового условия. Тестовые полоски содержат множество антител, которые взаимодействуют друг с другом или с ST2, если присутствует в образце, например, образце крови, чтобы обеспечивать индикацию уровня ST2 в образце. Потоку образца внутри тестовых полосок содействует подходящим образом сформулированный буфер. Тестовые полоски располагают внутри специально разработанных корпусов для того, чтобы формировать кассеты, внутренняя часть которых выполнена с возможностью создавать сообразную опору для полоски, которая содействует потоку образца и буфера вдоль тестовой полоски.
В одном из аспектов этот документ отличается тестовыми полосками для использования в измерении уровня сердечного биологического маркера ST2 в образце плазмы крови. Тестовые полоски содержат основу и множество конъюгатов, в котором каждый конъюгат содержит репортерную группу, связанную с первым антителом, которое связывается с ST2. Каждая тестовая полоска дополнительно содержит конъюгатную площадку, расположенную по длине основы и выполненную с возможностью вмещать множество конъюгатов, которые связываются с ST2 для того, чтобы получать комплексы конъюгат-ST2, где конъюгатная площадка дополнительно выполнена с возможностью принимать образец плазмы крови. Тестовая полоска также содержит множество вторых антител, которые связываются с ST2, и множество третьих антител, которые связываются с комплексами конъюгат-ST2. Мембрану располагают на основе так, что мембрана находится в соединении по текучей среде с конъюгатной площадкой. Множество вторых антител связывают с мембраной в тестовом местоположении и множество третьих антител связывают с мембраной в контрольном местоположении, расположенном дальше от конъюгатной площадки, чем тестовое местоположение.
В другом аспекте этот документ отличается тестовыми устройствами, которые содержат тестовую полоску, которая имеет первый конец и противоположный второй конец, и корпус для тестовой полоски и метку радиочастотной идентификации (RFID), выполненную с возможностью хранить информацию, связанную с тестовой полоской, первую секцию и вторую секцию. Первая секция содержит внешнюю грань и внутреннюю грань, где внутренняя грань первой секции содержит канал для того, чтобы принимать тестовую полоску вдоль длины первой секции. Вторая секция содержит внешнюю грань и внутреннюю грань, где вторая секция выполнена с возможностью прикрепления к первой секции так, что в прикрепленной конфигурации внутренняя грань первой секции обращена ко внутренней грани второй секции, и первая и вторая секции вместе окружают метку RFID и тестовую полоску внутри корпуса. Вторая секция содержит порт буфера, выполненный с возможностью распределения буферного раствора в часть тестовой полоски, ближайшую к первому концу тестовой полоски, тестовое окно, выполненное с возможностью содействовать визуализации одного или обоих из тестового местоположения и контрольного местоположения на тестовой полоске, и порт образца, расположенный между портом буфера и тестовым окном. Порт образца выполнен с возможностью распределения образца плазмы крови в тестовую полоску. Вторая секция также содержит группу выступов, расположенных на внутренней грани второй секции между тестовым окном и портом образца так, что в прикрепленной конфигурации, в которой каждый выступ в группе выступов находится в контакте с тестовой полоской. Высота по меньшей мере одного выступа в группе выступов отличается от высоты другого выступа в группе выступов, и высоты различных выступов выполняют так, что, в прикрепленной конфигурации, группа выступов создает градиент давления, который позволяет текучему веществу течь с заданной скоростью потока вдоль длины тестовой полоски между первым и последним выступом в группе выступов.
В другом аспекте этот документ отличается тестовым системам для сердечного биологического маркера ST2. Тестовые системы содержат тестовую полоску, корпус для тестовой полоски, идентификационную метку и устройство считывателя. Тестовая полоска выполнена с возможностью содействовать обнаружению порогового уровня ST2 в плазме крови. Корпус содержит первую секцию, которая содержит внешнюю грань и внутреннюю грань, где внутренняя грань первой секции содержит канал для того, чтобы принимать тестовую полоску вдоль длины первой секции. Вторая секция содержит внешнюю грань и внутреннюю грань, где вторая секция выполнена с возможностью прикрепления к первой секции так, что в прикрепленной конфигурации внутренняя грань первой секции обращена к внутренней грани второй секции. Первая и вторая секции вместе окружают тестовую полоску внутри корпуса. Вторая секция содержит порт буфера, выполненный с возможностью распределения буферного раствора на части тестовой полоски, ближайшей к первому концу тестовой полоски, тестовое окно, выполненное с возможностью содействовать визуализации одного или обоих из тестового местоположения и контрольного местоположения на тестовой полоске, и порт образца, расположенный между портом буфера и тестовым окном. Порт образца выполнен с возможностью распределения образца плазмы крови на тестовой полоске. Вторая секция также содержит группу выступов, расположенных на внутренней грани второй секции между тестовым окном и портом образца так, что в прикрепленной конфигурации каждый выступ в группе выступов находится в контакте с тестовой полоской. Высота по меньшей мере одного выступа в группе выступов отличается от высоты другого выступа в группе выступов, и высоты различных выступов выполняют такими, что в прикрепленной конфигурации группа выступов создает градиент давления, который позволяет текучему веществу течь с заданной скоростью потока вдоль длины тестовой полоски между первыми и последними выступами в группе выступов. Устройство считывателя выполнено с возможностью принимать по меньшей мере часть корпуса внутри считывателя. Идентификационную метку располагают на или внутри корпуса, где идентификационная метка выполнена с возможностью хранить информацию, связанную с тестовой полоской. Устройство считывателя содержит оптическую систему, которая визуализирует одно или оба из тестового местоположения и контрольного местоположения на тестовой полоске и отображает оцениваемый уровень ST2 в образце плазмы крови.
В одном из аспектов этот документ отличается тестовыми полосками для использования в измерении уровня сердечного биологического маркера ST2 в образце цельной крови. Тестовые полоски содержат основу и множество конъюгатов, где каждый конъюгат содержит репортерную группу, связанную с первым антителом, которое связывается с ST2. Каждая тестовая полоска дополнительно содержит конъюгатную площадку, расположенную по длине основы, конъюгатная площадка выполнена с возможностью вмещать множество конъюгатов, которые связываются с ST2 для получения комплексов конъюгат-ST2. Тестовая полоска также содержит множество вторых антител, которые связываются с ST2, и множество третьих антител, которые связываются с комплексами конъюгат-ST2. Мембрану располагают на основе так, что мембрана находится в соединении по текучей среде с конъюгатной площадкой. Множество вторых антител связывают с мембраной в тестовом местоположении и множество третьих антител связывают с мембраной в контрольном местоположении, расположенном дальше от конъюгатной площадки, чем тестовое местоположение. Тестовая полоска дополнительно содержит площадку отделения плазмы в соединении по текучей среде с частью конъюгатной площадки. Площадку отделения плазмы располагают и выполняют с возможностью принимать образец цельной крови и пропускать плазму крови из образца цельной крови к конъюгатной площадке, при этом ингибируя прохождение других компонентов образца цельной крови к конъюгатной площадке.
В другом аспекте в этом документе описаны тестовые устройства, которые содержат тестовую полоску, которая имеет первый конец и противоположный второй конец, и корпус для тестовой полоски, который содержит первую секцию, имеющую внешнюю грань и внутреннюю грань, и вторую секцию. Внутренняя грань первой секции содержит канал для того, чтобы принимать тестовую полоску вдоль длины первой секции. Вторая секция содержит внешнюю грань и внутреннюю грань, где вторая секция выполнена с возможностью прикрепления к первой секции так, что в прикрепленной конфигурации внутренняя грань первой секции обращена ко внутренней грани второй секции, и первая и вторая секции вместе окружают тестовую полоску внутри корпуса. Вторая секция содержит порт буфера, выполненный с возможностью распределения буферного раствора на части тестовой полоски, ближайшей к первому концу тестовой полоски, тестовое окно, выполненное с возможностью обеспечивать визуализацию одного или обоих из тестового местоположения и контрольного местоположения на тестовой полоске, и порт образца, расположенный между портом буфера и тестовым окном. Порт образца выполнен с возможностью распределять образец цельной крови на тестовой полоске. Вторая секция также содержит группу выступов, расположенных на внутренней грани второй секции между тестовым окном и портом образца так, что в прикрепленной конфигурации каждый выступ в группе выступов находится в контакте с тестовой полоской. Высота по меньшей мере одного выступа в группе выступов отличается от высоты другого выступа в группе выступов, и высоты различных выступов выполняют такими, что в прикрепленной конфигурации группа выступов создает градиент давления, который позволяет текучему веществу течь с заданной скоростью потока вдоль длины тестовой полоски между первыми и последними выступами в группе выступов.
Реализации приведенных выше аспектов могут включать одно или несколько из следующего.
Любое одно или оба из первого или второго антител может связываться специфично с ST2. Тестовая полоска может содержать абсорбентную площадку, расположенную на основе и в соединении по текучей среде с мембраной на конце или стороне мембраны, которые противоположны конъюгатной площадке. Абсорбентную площадку можно выполнять с возможностью абсорбировать плазму и буфер, который прошел через мембрану. Конъюгатную площадку можно располагать на основе для того, чтобы принимать буферный раствор. Конъюгатная площадка может содержать волокна из стекла и/или сложного полиэфира. По меньшей мере одно из площадки отделения плазмы или мембраны может содержать нитроцеллюлозу. Первые антитела могут включать моноклональные антитела. Репортерная группа может включать флуоресцентные фрагменты. Моноклональные антитела могут включать 7E4 моноклональные антитела против ST2, которые конъюгируют с флуоресцентными фрагментами. Вторые антитела могут включать 9F8 моноклональные антитела против ST2. Третьи антитела могут включать антитела козы против IgG мыши. Вторые антитела могут менять внешний вид в зависимости от количества связанного конъюгата, присутствующего в плазме крови, проходящей первую часть.
Заданная скорость потока может быть такой, что текучее вещество течет из части тестовой полоски, смежной с портом буфера второй секции, к части тестовой полоски, смежной с тестовым окном второй секции приблизительно за 20 минут. Группа выступов может представлять собой группу ребер. Расстояния между ребрами могут быть по существу равными. Группа выступов может содержать четыре ребра. Первое ребро можно располагать ближе к порту образца, чем другие ребра, четвертое ребро можно располагать ближе к тестовому окну, чем другие ребра, а второе ребро и третье ребро можно располагать между первым и третьим ребрами. Первая секция может содержать множество крепежных выступов, которые выполнены с возможностью крепления к соответствующим крепежным приемным частям, расположенным на второй секции, где размеры крепежных выступов и крепежных приемных частей выполняют такими, что в прикрепленной конфигурации группа выступов создает градиент давления, который позволяет текучему веществу течь с заданной скоростью потока вдоль длины тестовой полоски. Устройство считывателя можно выполнять с возможностью запроса идентификационной метки для получения по меньшей мере части хранимой информации.
Любое или оба из первого или второго антител могут связываться специфично с ST2. Тестовая полоска может содержать абсорбентную площадку, расположенную на основе и в соединении по текучей среде с мембраной на конце или стороне мембраны, противоположных конъюгатной площадке, где абсорбентная площадка выполнена с возможностью абсорбировать плазму и буфер, который прошел через мембрану. Конъюгатную площадку можно располагать на основе для того, чтобы принимать буферный раствор, и часть конъюгатной площадки, которая принимает буферный раствор может не быть в контакте с площадкой отделения плазмы. Конъюгатная площадка может содержать волокна из стекла и/или сложного полиэфира. По меньшей мере одно из площадки отделения плазмы или мембраны может содержать нитроцеллюлозу. Первые антитела могут представлять собой моноклональные антитела. Репортерная группа может содержать золотые частицы. Моноклональные антитела могут включать 7E4 моноклональные антитела против ST2, которые конъюгируют с коллоидным золотом. Вторые антитела могут включать 9F8 моноклональные антитела против ST2. Третьи антитела могут включать антитела козы против IgG мыши. Количество изменения визуального внешнего вида первой части, которая содержит вторые антитела, может зависеть от количества связанного конъюгата, присутствующего в плазме крови, проходящей первую часть.
Заданная скорость потока может быть такой, что текучее вещество течет из части тестовой полоски, смежной с портом буфера второй секции, к части тестовой полоски, смежной с тестовым окном второй секции, приблизительно за 15 минут. Группа выступов может представлять собой группу ребер. Расстояния между ребрами могут быть по существу равными. Группа выступов может содержать три ребра. Первое ребро можно располагать ближе к порту образца, чем другие ребра, третье ребро можно располагать ближе к тестовому окну, чем другие ребра, и второе ребро можно располагать между первым и третьим ребрами. Первая секция может содержать множество крепежных выступов, которые выполнены с возможностью крепления к соответствующим крепежным приемным частям, расположенным на второй секции, где размеры крепежных выступов и крепежных приемных частей выполняют так, что в прикрепленной конфигурации группа выступов создает градиент давления, который позволяет текучему веществу образца течь с заданной скоростью потока вдоль длины тестовой полоски. Внутренняя грань второй секции может содержать второй выступ около порта образца, второй выступ выполнен с возможностью ингибировать поток компонентов образца цельной крови вдоль длины или ширины тестовой полоски.
Технологии, описанные в настоящем документе, обеспечивают множество преимуществ. Например, новые способы и устройства можно использовать для того, чтобы определять, следует ли пациента признавать или держать в качестве госпитализируемого пациента для дальнейшей оценки, независимо от того, поставлен ли окончательный диагноз. Стратификации рисков на основании уровня ST2 данного субъекта можно содействовать, например, чтобы принимать решения относительно уровня агрессивности лечения, который подходит для субъекта. Можно принимать более хорошие решения о лечении, что, в свою очередь, может вести к снижению распространенности болезни и смертности, а также более хорошему распределению ресурсов здравоохранения.
Если не определено иное, все технические и научные термины, используемые в настоящем документе, имеют то же значение, в каком их обычно понимает специалист в области, к которой относится это изобретение. Способы и материалы описаны в настоящем документе для использования в настоящем изобретении; другие подходящие способы и материалы, известные в данной области, также можно использовать. Материалы, способы и примеры являются только иллюстративными и не предназначены в качестве ограничения. Все публикации, патентные заявки, патенты, последовательности, записи в базах данных и другие источники, упомянутые в настоящем документе, включены в данный документ посредством ссылки в полном объеме. В случае конфликта, данное описание, включая определения, имеет преобладающее значение.
Другие признаки и преимущества изобретения видны из следующего подробного описания и фиг., а также из формулы изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР
На фиг. 1A и 1B представлены виды сверху и в перспективе примера аппарата обнаружения ST2.
На фиг. 2A-2E представлены схемы деталей конструкции верхней части аппарата обнаружения ST2 с фиг. 1.
На фиг. 3A-3C представлены схемы деталей конструкции нижней части аппарата обнаружения ST2 с фиг. 1.
На фиг. 4A представлена схема, которая показывает пример тестовой ST2 полоски, расположенной в нижней части аппарата обнаружения ST2 с фиг. 1.
На фиг. 4B и 4C представлены схемы, которые показывают детали конструкции двух примеров тестовой полоски.
На фиг. 5A представлена фотография, которая иллюстрирует внесение образца крови в аппарат с фиг. 1.
На фиг. 5B представлена фотография, которая иллюстрирует внесение буферного раствора в аппарат с фиг. 1.
На фиг. 6A-6C представлены фотографии, которые показывают примеры результатов теста.
На фиг. 7A-7C представлены примеры устройства считывателя, используемого при анализе результатов теста с использованием тестовых ST2 полосок.
На фиг. 8A, 8B и 9 представлены результаты тестов, выполняемых с использованием конкретных примеров анализов, описанных в настоящем документе.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Клиническая оценка пациентов, в частности, пациентов с неспецифичными симптомами, такими как диспноэ или боль в груди, часто затруднительна. Сердечный биологический маркер ST2 можно использовать при прогностической оценке пациентов, независимо от причины, лежащей в основе их заболевания. В некоторых случаях, уровень ST2 в крови может быть мощным индикатором состояния сердца, и такую информацию можно использовать, предпринимая меры для того, чтобы предотвращать начало острых состояний или даже смерть. Тестовый ST2 аппарат, описанный в настоящем документе, делает возможным быстрое и надежное обнаружение уровней ST2 в крови, которые затем могут использовать врачи и клиницисты для того, чтобы определять наилучший план лечения пациента.
Последовательность мРНК более короткой растворимой изоформы ST2 человека можно найти в GenBank по номеру доступа NM_003856.2, а полипептидная последовательность находится в GenBank по номеру доступа NP_003847.2; мРНК последовательность для более длинной формы ST2 человека находится в GenBank по номеру доступа NM_016232.4; полипептидная последовательность находится в GenBank по номеру доступа NP_057316.3. Дополнительная информация доступна в публичных базах данных под GeneID: 9173, MIM ID #601203 и UniGene № Hs.66. В целом, способы, устройства и системы, описанные в настоящем документе, измеряют растворимую форму полипептида ST2.
На фиг. 1A и 1B представлены виды сверху и в перспективе для примера аппарата 100 обнаружения ST2. В некоторых реализациях аппарат 100 содержит верхнюю часть 105, которую прикрепляют к нижней части 110. Верхняя часть 105 и нижняя часть 110 вместе образуют корпус (также обозначаемый как кассета), в котором располагают тестовую полоску для обнаружения ST2. В некоторых реализациях верхняя часть 105 содержит тестовое окно 115. Тестовое окно 115 представляет собой отверстие или дырку в верхней части 105, которая обнажает часть тестовой полоски, расположенной в корпусе. Часть тестовой полоски, обнаженная посредством тестового окна 115, содержит одно или несколько местоположений маркера, которые меняют внешний вид во время теста на обнаружение ST2. Например, местоположения маркера могут включать контрольную линию (местоположение которой можно помещать буквой «C»), которая указывает на то, что тест проведен должным образом, и тестовую линию (местоположение которой можно обозначать буквой «T»), которая становится видна, если конкретный биологический маркер (например, ST2) присутствует в анализируемом веществе. Геометрическую форму и размеры тестового окна 115 можно выполнять так, что каждое из местоположений маркера видно через тестовое окно 115.
Верхняя часть 105 также содержит порт 120 образца, через который анализируемое вещество (например, кровь или другое текучее вещество организма) распределяют в аппарат 100. Порт 105 образца представляет собой отверстие или дырку в верхней части 105, которое позволяет распределять анализируемое вещество на принимающую образец часть тестовой полоски, расположенную в корпусе. Геометрическую форму и размеры порта образца выполняют в соответствии с принимающей образец частью тестовой полоски. В некоторых реализациях порт 120 образца содержит боковую стенку 122, которая может формировать уплотнение с принимающей образец частью тестовой полоски. В такой уплотняющей конфигурации боковая стенка 122 ингибирует латеральный поток образца, распределяемого в порт 120 образца, вдоль верхней части тестовой полоски.
Верхняя часть также содержит порт 125 буфера, через который буферный раствор можно распределять в аппарат 100. Буферный раствор течет через тестовую полоску, например, посредством капиллярного эффекта, из местоположения под портом 125 буфера в направлении тестового окна 115. Поскольку буферный раствор течет вдоль внутри тестовой полоски, раствор обеспечивает подвижность плазмы из образца крови так, что плазма также течет вдоль внутри тестовой полоски из местоположения под портом 120 образца в направлении тестового окна 115. Поскольку плазма течет за часть тестовой полоски, обнаженной посредством тестового окна 115, одно или несколько местоположений маркера (например, тестовой линии и контрольной линии) могут менять свой визуальный внешний вид в зависимости от уровня ST2 в плазме, если он вообще имеет место. Например, если уровень ST2 в плазме выше порогового уровня, местоположения маркера, соответствующие как тестовой линии, так и контрольной линии, меняют внешний вид, и обе линии становятся видны. С другой стороны, если уровень ST2 в плазме ниже порогового уровня, только местоположение маркера, соответствующе контрольной линии, меняет внешний вид и, таким образом, контрольная линия (но не тестовая линия) становится видимой. Отсутствие контрольной линии может указывать на то, что плазма не текла через тестовую полоску вплоть до контрольной линии и тест не действителен.
В некоторых реализациях, вместо визуального определения (или в дополнение к нему), уровень ST2 в плазме можно измерять количественно. В таких случаях корпус или кассету можно выполнять с возможностью установки в устройстве считывателя (например, устройстве считывателя, описанном далее со ссылкой на фиг. 7A и 7B), которое анализирует тестовую полоску и предоставляет количественную меру уровня ST2 в плазме. В некоторых реализациях считыватель анализирует тестовую полоску через тестовое окно 115 (например, посредством получения изображения части тестовой полоски, обнаженной в тестовом окне 115). В некоторых реализациях кассеты, которые вставляют в считыватель, могут содержать отверстие, через которое тестовую полоску можно извлекать из кассеты посредством считывателя для анализа.
В некоторых реализациях уровень ST2 можно предоставлять, например, посредством анализа изображения тестовой линии и контрольной линии. В некоторых реализациях такой анализ изображения можно осуществлять, например, с использованием приложения, установленного на вычислительном устройстве, таком как переносной или настольный компьютер, или мобильном устройстве, таком как смартфон или планшет. В некоторых реализациях пользователь может быть в состоянии снимать изображение тестовой линии и контрольной линии с использованием, например, камеры мобильного устройства. Захватываемое изображение затем можно анализировать, например, с использованием приложения, установленного на мобильном устройстве. В некоторых случаях захватываемое изображение также можно анализировать посредством предоставления изображения удаленному вычислительному устройству, которое исполняет подходящее приложения анализа изображения.
В некоторых реализациях верхняя часть 105 содержит специализированную часть для маркирования кассеты идентификационной информацией, связанной с соответствующим субъектом или пациентом. В некоторых реализациях корпус или кассета также может содержать модуль автоматической идентификации, такой как метка радиочастотной идентификации (RFID), в которой закодирована идентификационная информация, связанная с соответствующим образцом или пациентом. В таких случаях считыватель содержит подходящий модуль для запроса и получения информации из модуля автоматической идентификации. Например, если кассета содержит метку RFID, приемник можно выполнять с возможностью содержать RFID считыватель для того, чтобы извлекать информацию из метки. Другие подходящие технологии связи, такие как связь ближнего поля (NFC) или Bluetooth®, также можно использовать вместо RFID.
На фиг. 2A-2E представлены детали конструкции конкретной реализации верхней части 105. На фиг. 2A представлена внешняя грань 130 верхней части 105, а на фиг. 2B представлена внутренняя грань 135 верхней части 105. В некоторых реализациях внутренняя грань 135 (которая обращена ко внутренней грани нижней части 110) может содержать множество сопрягаемых выступов 150, которые выполнены с возможностью сопряжения с соответствующими приемными частями в нижней части 110. В примере с фиг. 2B показано шесть таких сопрягаемых выступов 150. Другие реализации могут иметь отличающееся число таких сопрягаемых выступов 150. Сопрягаемые выступы сопрягаются с соответствующими приемными частями в нижней части 110 так, что верхняя и нижняя части вместе образуют по существу герметичный корпус или кассету, в которой располагают тестовую полоску. По этой причине сопрягаемые выступы 150 можно обозначать как крепежные выступы, и соответствующие приемные части можно обозначать как крепежные приемные части.
В некоторых реализациях внутренняя грань 135 верхней части 105 содержит множество выступов 152a, 152b и 152c (152, в целом). В некоторых реализациях выступы могут быть в форме ребер. Размеры выступов 152 отличаются друг от друга, и их выполняют в соответствии с варьирующей толщиной тестовой полоски, расположенной внутри кассеты. В некоторых реализациях тестовая полоска толще в части, которая приходит в контакт с выступом 152a, чем части, которые приходят в контакт с частями 152b и 152c, соответственно. Соответственно, высоту выступов 152 из внутренней грани 135 можно корректировать так, что выступ 152a короче, чем выступ 152b, и выступ 152b короче, чем выступ 152c. Соответствующую высоту каждого выступа 152 выполняют с такой возможностью, что когда верхнюю часть 105 соединяют с нижней частью 110 для того, чтобы формировать кассету, каждый из выступов 152 находится в контакте с тестовой полоской, расположенной внутри кассеты. Кроме того, группу выступов 152 выполняют так, что они создают градиент давления в тестовой полоске для того, чтобы сделать возможным течение текучего вещества образца с заданной скоростью потока вдоль длины тестовой полоски между выступом 152a и выступом 152c. В некоторых реализациях группу выступов 152 можно выполнять с возможностью поддерживать тестовую полоску, не создавая точку давления, которая препятствует скорости потока вдоль длины тестовой полоски. В некоторых реализациях, выступы можно измерять по отношению к базовому уровню, такому как линия 153. В примере с фиг. 2E, высоты выступов 152a, 152b и 152c составляют 0,003 единицы, 0,011 единицы и 0,027 единицы, соответственно. Скорость потока также можно конфигурировать, например, посредством изменения различных параметров тестовой полоски, включая, например, композицию конъюгатов, расположенных в тестовой полоске.
Другие вариации верхней части также возможны. На фиг. 2C и 2D представлен вид сбоку и внутренняя грань 136, соответственно, примера такой вариации 106. Верхнюю часть 106, представленную на фиг. 2C и 2D, можно использовать, например, в реализации, где кассету используют в сочетании с устройством считывателя, таким как то, которое описано далее со ссылкой на фиг. 7A-7C. В некоторых реализациях, где кассету используют в сочетании с устройством считывателя, плазму (а не цельную кровь) можно использовать в качестве тестовой пробы или образца и динамика потока может отличаться от реализаций, в которых используют цельную кровь в качестве образца. Соответственно, порт 121 образца верхней части 106 (фиг. 2D) можно делать меньше, чем порт 120 образца верхней части 105 (фиг. 2B), где более крупный порт может быть нужен для того, чтобы содействовать подходящему потоку для отделения плазмы от образца цельной крови.
В некоторых реализациях верхняя часть 105 и нижняя часть 110 также окружают идентификационную метку (такую как метка радиочастотной идентификации (RFID)), которая содержит идентификационную информацию о соответствующем пациенте и/или образце. В таких случаях верхняя часть 105 может иметь конкретную часть 151, выполненную с возможностью принимать идентификационную метку. В некоторых реализациях идентификационную информацию также можно кодировать, например, в виде штрихового кода или кода быстрого распознавания (QR), и печатать на наружной грани верхней части или нижней части. Идентификационную метку или код можно сканировать или обнаруживать посредством подходящего считывателя для того, чтобы автоматически определять идентификационную информацию, связанную с пациентом или образцом.
На фиг. 2E представлен вид в разрезе верхней части 105, вместе с увеличенным видом выступов 152. Как показано на фиг. 2E, высота выступа 152b больше таковой у выступов 152a, и высота выступа 152c больше таковой у выступов 152b. В примере, представленном на фиг. 2E, чтобы достигать желаемого градиента давления в тестовой полоске в кассете, соотношение высот выступов 152a, 152b и 152c от опорного уровня 155 составляет 3:11:27. В некоторых реализациях тестовая полоска, расположенная внутри кассеты, может иметь ограниченный диапазон допустимого давления против протечки. Например, если посадка является слишком тугой, части тестовой полоски могут быть разрушены, тем самым приводя к протечке тестового текучего вещества из полоски. С другой стороны, если посадка слишком свободная, также может иметь место протечка. В некоторых реализациях высоты выступов 152a, 152b и 152c можно выполнять такими, что тестовую полоску удерживают внутри кассеты без нарушения соответствующего диапазона допустимых давлений. Это может предотвращать протечку из тестовой полоски, расположенной внутри кассеты.
На фиг. 3A-3C представлены детали конструкции нижней части 110 аппарата 100. На фиг. 3A представлен вид в перспективе, на котором видна внутренняя грань 160 нижней части. Когда нижнюю часть 110 прикрепляют к верхней части 105, внутренняя грань 160 обращена ко внутренней грани 135 верхней части 105. Как показано на фиг. 3C, внешняя грань 165 находится на противоположной поверхности нижней части 110 и не видна в виде, представленном на фиг. 3A. Внутренняя грань 160 содержит множество приемных частей 175, которые выполнены с возможностью соединения с сопрягаемыми выступами 150, расположенными на внутренней грани 135 верхней части, чтобы формировать кассету, которая вмещает тестовую полоску. В некоторых реализациях приемные части 175 являются круглыми, и внутренние диаметры приемных частей 175 едва меньше, чем диаметры соответствующих сопрягаемых выступов 150. В представленном примере, внутренний диаметр приемных частей составляет 0,047 единицы, тогда как диаметр сопрягаемых выступов составляет 0,05 единицы (см. фиг. 2B). Это делает возможным тугое соединение между сопрягаемыми выступами и соответствующими приемными частями.
Как показано на фиг. 3B, внутренняя грань 160 содержит первый канал 177 и второй канал 178, которые вместе поддерживают тестовую полоску внутри кассеты. В некоторых реализациях первый канал 177 содержит поднятую часть 179, которая имеет желобок 180, который формирует уплотняющую конфигурацию с портом 125 буфера верхней части 105. В некоторых реализациях внутреннюю грань 160 нижней части 110 также можно выполнять с возможностью содержать одну или несколько поддерживающих частей для того, чтобы поддерживать тестовую полоску. Например, внутренняя грань 160 нижней части 110 может содержать одну или несколько поддерживающих платформ 182. В некоторых реализациях первый канал 177 и/или второй канал 178 можно выполнять с возможностью содержать один или несколько поддерживающих выступов (например, поддерживающий выступ 185 в первом канале 177), чтобы поддерживать тестовую полоску. Нижняя часть 110 также может содержать захват 186, чтобы держать кассету. В некоторых реализациях захват 186 можно гофрировать для того, чтобы снижать вероятность того, что кассета выскользнет из руки человека.
На фиг. 4A представлен пример тестовой ST2 полоски, расположенной в нижней части 110 аппарата 100. В примере, представленном на фиг. 4A, тестовую полоску поддерживает первый канал 177, второй канал 178 и поддерживающая структура 182. В аппарате 100 можно использовать тестовые полоски различных типов. Два примера таких тестовых полосок описаны далее со ссылкой на фиг. 4B и 4C.
На фиг. 4B представлены детали конструкции примера тестовой полоски 405. Тестовая полоска 405 может содержать основу 407, которая обеспечивает структурную опору. Например, основу можно сконструировать из пластины толщиной 80 мм (например, выполненной из пластмассы, например, поливинилхлорида (PVC), полистирола, сложного полиэфира или биоразрушаемой пластмассы, такой как целлулоид), на которую ламинируют другие части тестовой полоски. Тестовая полоска содержит конъюгатную площадку 409 и мембрану 410. Конъюгатную площадку 409 и мембрану 410 располагают на основе 407 так, что мембрана 410 находится в соединении по текучей среде с конъюгатной площадкой 409. Конъюгатная площадка 409 может состоять из абсорбентных фильтровальных сред (например, 38 мм площадка Grade 8964 производства Ahlstrom Corporation). В некоторых реализациях конъюгатная площадка может содержать волокна из стекла и/или сложного полиэфира. Конъюгатная площадка 409 содержит один или несколько конъюгатов 412, которые связываются с ST2, присутствующим в текучем веществе организма (например, плазме), чтобы получать комплексы конъюгат-ST2. Конъюгаты могут содержать, например, репортерную группу, связанную с антителами, которые связываются с ST2. В некоторых реализациях антитела, которые связываются с ST2, могут содержать моноклональные антитела, такие как 7E4 или 9F8 моноклональные антитела против ST2.
Репортерная группа может содержать, например, золотые частицы, и в таких случаях антитела конъюгируют с коллоидным золотом. Репортерная группа также может содержать флуоресцентные фрагменты (например, флуорофоры, такие как флуоресцеин, родамин или эозин) для реализаций, в которых используют флуоресцентный анализ. В качестве одного конкретного примера 7E4 моноклональное антитело против ST2 можно конъюгировать с 40 нМ коллоидным золотом по 0,010 мг/мл 1 OD коллоидного золота. В качестве другого конкретного примера, 9F8 антитело можно конъюгировать с золотом или флуоресцентными фрагментами для использования во флуоресцентном анализе.
В некоторых реализациях конъюгатную площадку можно предварительно обрабатывать для того, чтобы она содержала блокирующий конъюгат буфер. Блокирующий конъюгат буфер содержит буферное средство, такое как борат или N-(2-ацетамидо)-2-аминоэтансульфоновая кислота (ACES), Tris-HCL, основание Tris, 3-(N-морфолинo)пропансульфоновая кислота (MOPS), фосфатно-солевой буфер (PBS), и блокирующее средство (например, бычий сывороточный альбумин (BSA), казеин, рыбий желатин, полиэтиленгликоль (PEG), поливиниловый спирт (PVA), поливинилпирролидон (PVP), полиакриловая кислота (PAA), полиакриловая малеиновая кислота (PAMA), чтобы блокировать неспецифичное связывание антител, используемых в тестовом анализе.
В одном примере блокирующий конъюгат буфер может содержать, например, раствор 50 мМ бората в 10% бычьем сывороточном альбумине (BSA) и с pH 9,0. В другом примере блокирующий конъюгат буфер может содержать раствор 100 мМ ACES, 25 мМ NaCl, 75 мМ MgCl2, 3% BSA, 1% поливинилпирролидон (приблизительная молекулярная масса 40000) (PVP-40), 0,25% Triton X-100, pH 6,5. В еще одном другом примере блокирующий конъюгат буфер может содержать раствор 10 мМ бората, 3% BSA, 0,25% PVP-40, 0,25% Triton X-100, pH 8,0. В некоторых реализациях разбавитель конъюгата из 50 мМ бората с 1% BSA и pH 9,0 также можно использовать.
Конъюгат можно предварительно обрабатывать для того, чтобы он содержал блокирующий конъюгат буфер, посредством окунания и смачивания конъюгатной площадки в блокирующем конъюгат буфере в течение определенного периода времени (например, две минуты). Затем избыток буфера можно удалять из конъюгатной площадки, например, посредством размещения конъюгатной площадки между слоями абсорбентного материала (например, бумажных полотенец) и приложения давления. Затем влажные конъюгатные площадки можно сушить (например, при 37°C в течение одного часа) и хранить обезвоженными (< 20% RH) при комнатной температуре.
Конъюгаты 412 можно добавлять на конъюгатную площадку 409, например, посредством распыления на конъюгатную площадку раствора, содержащего конъюгаты. Затем конъюгатную площадку 409 сушат (например, в печи с принудительной вентиляцией при 37°C в течение одного часа) и хранят обезвоженной (< 20% RH) при комнатной температуре. Конъюгатную площадку 409 можно обрезать до подходящего размера и ламинировать на основу 407.
Раствор, содержащий конъюгаты, который используют для распыления на конъюгатную площадку 409, можно получать различными способами. Вообще говоря, процесс представляет собой следующее. Сначала проводят диализ антитела, например, с 10 мМ фосфатом (pH ~7,3) и эффективное количество репортерной группы, например, 40 нм коллоидного золота, корректируют до относительно нейтрального pH, например, приблизительно от 5,0 приблизительно до 10,0, например, от 6,5 до 9,5, например, pH может составлять 7,0, используя буферное средство, например, как указано выше, например, 0,2 M K2CO3. Эффективное количество антител, например, 10 мкг антитела, после этого добавляют к определенному количеству смеси репортерных групп, например, 1 мл коллоидного золота, и раствор смешивают в течение периода времени, достаточного для тщательного смешивания всех компонентов, например, в течение 15 минут, при комнатной температуре. Затем добавляют блокирующее средство, например, 10% BSA в буферном средстве, например, 50 мМ борате (pH ~9,0), используя 10% используемого объема репортерной группы, например, коллоидного золота, и раствор снова перемешивают, например, в течение 30 минут при комнатной температуре. Затем раствор центрифугируют в течение приблизительно 30 минут на 14000×g для того, чтобы формировать осадок компонентов, которые не растворены. После супернатант удаляют и выбрасывают, осадок повторно суспендируют в разбавителе конъюгата и подходящее количество добавляют для достижения целевой оптической плотности (OD). В некоторых случаях, сахар, например, сахарозу и/или трегалозу можно добавлять к конъюгату золота в подходящих количествах (например, 20% и 5%, соответственно) и смешивать до растворения.
В некоторых реализациях тестовая полоска также может содержать площадку 414 образца, на которую распределяют образец (например, цельную кровь). Площадку 414 образца можно располагать поверх конъюгатной площадки 409 и можно выполнять с возможностью пропускать часть образца через на конъюгатную площадку 409. Например, если образец, используемый для тестовой полоски, представляет собой цельную кровь, площадку 414 образца можно выполнять с возможностью пропускать плазму крови, при этом блокируя другие составляющие крови. По этой причине, площадку 414 образца также иногда можно обозначать как площадку отделения плазмы. В некоторых реализациях в качестве площадки 414 образца можно использовать мембрану для отделения плазмы, такую как мембрана для отделения плазмы VividTM производства Pall Corporation.
При работе, образец (например, плазма), расположенный внутри конъюгатной площадки 409, течет от конъюгатной площадки 409 к мембране 410 и преодолевает отрезок мембраны 410. Тестовая полоска 405 также содержит абсорбентную площадку 416 (иногда также обозначаемую как впитывающая площадка) для того, чтобы собирать остаточный образец, выходящий из мембраны. В некоторых реализациях, площадку CO95 производства EMD Millipore Corporation можно использовать в качестве абсорбентной площадки 416. В других реализациях площадку CO83 также производства EMD Millipore Corporation можно использовать в качестве абсорбентной площадки 416. Абсорбентную площадку 416 и конъюгатную площадку 409 располагают на противоположных концах (вдоль длины) мембраны 410.
Различные комбинации составных частей, описанных выше, можно использовать при конструировании тестовой полоски. Например, чтобы сконструировать тестовую полоску 405, представленную на фиг. 4B, мембрану 410 ламинируют поверх основы 407. Абсорбентную площадку 416 CO83 (например, 21 мм или 25 мм впитывающую площадку) затем можно помещать на один конец картонной подложки с перекрытием (например, с перекрытием 2 мм) с мембраной 410. Конъюгатную площадку 409 (например, 36 мм или 38 мм конъюгатную площадку) ламинируют на основу 407, перекрывающую мембрану на короткое расстояние, чтобы гарантировать хороший контакт, например, 2 мм. Площадку 414 образца (например, 26 мм площадку для разделения крови VividTM) после этого ламинируют поверх конъюгатной площадки 409. Затем две полоски покровной ленты 420 можно помещать на обоих концах площадки 414 образца так, что одна полоска покровной ленты перекрывает мембрану, а другая полоска покровной ленты перекрывает конъюгатную площадку. Затем лист, получаемый таким образом, можно резать на полоски, которые входят в канал внутри кассеты.
В некоторых реализациях тестовая полоска не содержит площадку образца. Пример такой тестовой полоски 450 представлен на фиг. 4C. Чтобы конструировать тестовую полоску 450, выполняемый процесс может быть по существу схож с тем, который выполняют для конструирования тестовой полоски 405, за тем исключением, что не используют площадку образца или покровные ленты. Тестовую полоску 450 также можно использовать в качестве погружаемых устройств.
В обеих тестовых полосках 405 и 450 анализ обнаружения ST2 осуществляют на мембране 410. В некоторых реализациях нитроцеллюлозную мембрану (например, HF135 производства EMD Millipore Corporation) можно использовать в качестве мембраны 410. Мембрана 410 содержит тестовое местоположение 422 и контрольное местоположение 424. Тестовое местоположение 422 содержит антитело, которое специфически связывается с любым ST2 в образце, такое как 7E4 или 9F8 моноклональные антитела против ST2, в заданной концентрации (например, 0,75 мг/мл, 1 мг/мл, 1,5 мг/мл или 2,0 мг/мл). Контрольное местоположение содержит другое антитело, которое специфически связывается с определенным компонентом конъюгата, таким как антитело против ST2, которое может быть связано антителом козы против IgG мыши в заданной концентрации (например, 2,0 мг/мл, 0,5 мг/мл или 0,125 мг/мл). Тестовое местоположение 422 и контрольное местоположение 424 наносят полосами на мембрану с использованием, например, распределителя передней линии и с заданной скоростью распределения (например, 1 мкл/см). Затем мембрану сушат и хранят обезвоженной при комнатной температуре.
В некоторых реализациях мембрану 410 предварительно обрабатывают с использованием блокирующего мембрану буфера. Примером раствора, используемого в качестве блокирующего мембрану буфера, является 100 мМ фосфат натрия, 0,1% сахароза, 0,1% BSA и 0,2% PVP-40 при pH 7,2. Известны другие блокирующие средства, которые можно использовать. Примеры таких блокирующих средств включают бычий сывороточный альбумин (BSA) и казеин, сухое молоко, желатин кожи рыб и полиэтиленгликоль (PEG). Для предварительной обработки мембраны, мембрану 410 можно медленно погружать в блокирующий мембрану буфер и позволять всей мембране 410 впитывать. Избыток буфера можно удалять с поверхности мембраны 410, например, используя бумагу или ткань, например, Kimwipe™. Затем мембрану 410 можно сушить (например, при 37°C в течение 30 минут), удалять и хранить обезвоженной (< 20% RH) при комнатной температуре до использования.
Для того чтобы осуществлять тест с использованием аппарата 100, описанного выше, тестовую полоску (например, тестовую полоску 405) можно помещать в аппарат 100, и заданное количество тестового текучего вещества (например, крови или плазмы) распределяют в порт 120 образца. Это показано на фиг. 5A. В целом, в коммерческие кассеты предварительно загружают подходящую тестовую полоску. Например, 40 мкл крови или 30 мкл плазмы можно распределять в порт 120 образца с использованием пипетки, как показано на фиг. 5A. В некоторых реализациях образец можно предварительно обрабатывать блокатором антитела человека против антитела мыши (HAMA). После ожидания в течение заданного периода времени (например, приблизительно 1 мин.), чтобы образец впитался, подвижный буфер распределяют в порт 125 буфера. Это показано на фиг. 5B. Для 40 мкл крови или 30 мкл плазмы приблизительно 120 мкл подвижного буфера можно распределять в порт 125 буфера. В некоторых реализациях конъюгат 412 (как показано на фиг. 4B) еще не присутствует в конъюгатной площадке 409, и его также распределяют в порт 125 буфера. Если конъюгат 412 уже присутствует в конъюгатной площадке 409, только подвижный буфер распределяют в порт 125 буфера. В конъюгатной площадке 409 ST2 в образце связывается с конъюгатом 412, чтобы создать комплексы конъюгат-ST2. Эти комплексы конъюгат-ST2 пересекают конъюгатную площадку 409 и мембрану 410 и связываются с антителами в контрольном местоположении 424. Если уровень ST2 в образце выше порога, то не весь ST2 связывается с конъюгатом 412. Несвязанный ST2 пересекает конъюгатную площадку 409 и мембрану 410, где он связывается с антителами в тестовом местоположении 422.
Полоску считывают или иным образом оценивают после другого заданного периода времени (например, приблизительно от 5 до 25 минут, например, от 10 до 20 минут, например, 15 минут). Если используют флуоресцентный анализ, тестовую полоску можно оценивать с использованием флуоресцентного считывателя, например, ESE Fluorescent Reader. Если используют анализ золота, результаты теста визуально проверяют и субъективно дифференцируют с использованием, например, шкалы, калиброванной для конкретного теста.
Подвижный буфер, распределяемый в порт 125 буфера, формулируют для того, чтобы содействовать потоку образца (например, плазмы) и/или ускорять его через конъюгатную площадку 409 и мембрану 410. Подвижный буфер в целом содержит буферное средство, такое как N-(2-ацетамидо)-2-аминоэтансульфоновую кислоту (ACES), вместе с другими компонентами (например, детергентами, такими как Tween-20 и Triton X-100). Одна из образцовых композиций для подвижного буфера может представлять собой 100 мМ ACES, солевой раствор, который можно использовать для получения желаемой ионной композиции буфера (например, 100 мМ хлорид магния), 0,1% Tween-20, 0,05% Proclin 300, с pH приблизительно 6,5.
На фиг. 6A-6C представлены примеры результатов теста, которые визуально проверяют для того, чтобы определять присутствие или отсутствие ST2 в образце. На фиг. 6A представлен результат, в котором можно видеть контрольную линию 605 (которая, следовательно, показывает, что тест выполнен успешно), но тестовая линия не видна. Такое отсутствие видимой тестовой линии может показывать, что уровень ST2 ниже порогового уровня (например, 35 нг/мл), с возможностью обнаружения которого выполнен аппарат. На фиг. 6B представлена контрольная линия 605 и слабая тестовая линия 610. Слабая тестовая линия 610 может показывать, что уровень ST2 в соответствующем образце близок к пороговому уровню, но значительно выше порогового уровня. На фиг. 6C показана четко видимая контрольная линия 605 и четко видимая тестовая линия 610. Четкая тестовая линия 610 указывает на то, что уровень ST2 в соответствующем образце выше порогового уровня.
В некоторых реализациях устройство считывателя можно использовать для анализа результатов теста для тестов, выполняемых с использованием тестовых ST2 полосок, описанных выше. На фиг. 7A и 7B представлены передняя и задняя стороны, соответственно, примера такого устройства 700 считывателя, разработанного в LRE Medical GmbH, Germany. Устройство 700 считывателя содержит переключатель 725 питания и принимающую секцию 750, как показано на фиг. 7C. Принимающую секцию 750 можно выполнять с возможностью принимать по меньшей мере часть кассеты или корпуса, в котором располагают тестовую полоску. Например, принимающая секция 750 может содержать выдвижную секцию, которая принимает кассету. В другом примере принимающая секция может содержать отверстие, через которое часть кассеты вставляют в устройство 700 считывателя. В некоторых реализациях, устройство 700 считывателя можно выполнять с возможностью инициировать анализ тестовой полоски автоматически, когда кассету вставляют в считыватель. Работой также можно управлять с использованием команды, предоставляемой через пользовательский интерфейс.
В некоторых реализациях устройство 700 считывателя может содержать, например, оптическую систему для анализа количества анализируемого вещества в тестовой ST2 полоске. Например, устройство считывателя может содержать флуоресцентную оптическую систему, выполненную для конкретного рабочего диапазона, такого как TF5 (т. е., возбуждение на ~650 нм и испускание на ~670 нм), чтобы количественно определять присутствующее количество анализируемого вещества. Оптическую систему можно оптимизировать для конкретного рабочего диапазона и/или типа флуоресценции, которая подлежит анализу. В некоторых реализациях устройство 700 считывателя можно делать конфигурируемым пользователем, например, через графический пользовательский интерфейс (GUI), чтобы обращаться с множеством различных типов тестовых картриджей с различными анализами.
В некоторых реализациях устройство 700 считывателя может содержать дисплей (например, 3,5'' LCD QVGA цветной графический дисплей с подсветкой) и клавишную панель 704 для управления устройством. Клавишная панель 704 может содержать, например, какую-либо комбинацию программируемых клавиш, функциональных клавиш (например, выброс, основное меню, подача бумаги), навигационных клавиш (например, вверх, вниз, влево, вправо), символьных клавиш и цифровых клавиш. Устройство 700 также может содержать один или несколько встроенных контроллеров, которые планируют, осуществляют управление и приводят в действие различные двигатели, исполнительные механизмы, датчики и т. д. Для того чтобы анализировать тестовые полоски и предоставлять результаты. В некоторых реализациях GUI можно использовать для того, чтобы представлять один или несколько интерфейсов, управляемых из меню, чтобы поддерживать одну или несколько функций, таких как запуск тестов, выполнение контроля качества, извлечение сохраненных результатов, запросы к базам данных, выполнение системных проверок, облегчение настройки прибора и облегчение разработки анализа.
В некоторых реализациях устройство 700 считывателя может содержать осветительную оптическую систему, выполненную с возможностью испускать электромагнитное излучение, которое падает на оцениваемую часть тестовой полоски. Устройство считывателя также содержит принимающую оптическую систему, выполненную с возможностью обнаруживать части электромагнитной энергии, отражаемой, преломляемой, абсорбируемой, испускаемой и/или пропускаемой через тестовую полоску. В некоторых реализациях, устройство 700 считывателя может содержать модуль камеры для захвата информации об изображении в отношении оцениваемой части тестовой полоски. Устройство 700 считывателя также может содержать один или несколько процессоров для анализа информации, получаемой посредством осветительной оптической системы, принимающей оптической системы и/или модуля камеры. В некоторых реализациях устройство 700 считывателя также может содержать идентификационный модуль (например, считыватель метки RFID или считыватель штрихового кода), чтобы автоматически определять идентификационную информацию из кассеты или корпуса, вставленного в корпус. Считыватель 700 также может содержать одно или несколько из акустического устройства вывода (например, громкоговорителя), внутреннего принтера (например, для печати результатов), температурного датчика, устройства запоминания данных (например, оперативного запоминающего устройства, жесткого диска и т. д.) и один или несколько коммуникационных портов. Примеры коммуникационных портов 730 представлены на фиг. 7B, и могут включать интерфейс хоста USB (USBH), интерфейс локальной сети (LAN), интерфейс PS2 и интерфейс устройства USB (USBD). Устройство 700 считывателя также можно выполнять с возможностью осуществления беспроводной связи.
Информацию, захватываемую посредством оптических систем в устройстве 700 считывателя, можно анализировать для получения количественной информации об анализируемых веществах в тестовой полоске. Например, информацию можно анализировать для того, чтобы определять уровень ST2 в тестируемом образце с использованием тестовой полоски. Анализ можно осуществлять, например, в устройстве 700 считывателя с использованием одного или нескольких процессоров устройства или на удаленном вычислительном устройстве, с которым устройство 700 считывателя осуществляет связь.
Анализ может включать различные процессы. В некоторых реализациях захватываемую информацию можно анализировать для того, чтобы определять уровень темноты для тестовой линии и/или контрольной линии тестовой полоски, и уровень темноты коррелирует с количеством ST2 в образце. В некоторых реализациях уровень ST2 определяют с использованием множества тестовых полосок для анализа образца от одного и того же индивидуума.
В некоторых реализациях, для каждого запуска, тестовую полоску считывают множество раз, возможно с, по существу, периодическими интервалами. Например, для каждого запуска теста, соответствующую тестовую полоску можно считывать один раз каждую минуту десять раз для получения десяти показаний. Затем можно вычислять абсолютные различия между каждой парой показаний и сохранять результаты в виде подходящей структуры данных, такой как матрица. Для примера из десяти показаний размер матрицы составит 10×10. Затем суммируют ряды и столбцы матрицы и сохраняют результаты. Значения, которые соответствуют наименьшим различиям, затем можно выбирать для вычисления репрезентативного уровня темноты для тестовой полоски. Например, пять значений, соответствующих наименьшим различиям, можно выбирать и затем усреднять для того, чтобы определять репрезентативный уровень темноты, используемый при определении количества ST2 в соответствующем образце.
Используя аппарат и тестовые полоски, описанные в настоящем документе, можно легко и надежно определять уровни ST2 в организме. Такое определение полезно, по меньшей мере, поскольку повышенные концентрации ST2 являются заметно прогностическими для гибели в пределах одного года, с существенным расхождением в кривых выживаемости для тех, у кого оценивали ST2 вскоре после проявления, независимо от основного диагноза. В качестве одного из примеров, имеет место существенная зависимость между подъемом ST2 и риском смертности в течение одного года после проявления диспноэ. Зависимость между ST2 и гибелью у пациентов с диспноэ может не иметь связи с диагнозом, и вытеснять все другие биологические маркеры предикторов смертности, в том числе другие маркеры воспаления, мионекроза, почечной дисфункции и, в частности, NT-proBNP, маркера, который в последнее время описывают как имеющий значение для предсказания гибели в этой популяции (Januzzi et al., Arch. Intern. Med. 2006; 166(3):315-20). В действительности основная часть смертности в исследовании сосредоточена среди субъектов с повышенными уровнями ST2 при проявлении; однако комбинация повышенного ST2 и NT-proBNP связана с самыми высокими уровнями смерти в течение одного года.
Повышенная концентрация ST2 также может коррелировать с присутствием тяжелого заболевания у субъекта, независимо от причины, лежащей в основе заболевания. Следовательно, для субъектов без диагноза, аппарат, описанный в настоящем документе, можно использовать для того, чтобы определять, насколько агрессивно следует искать диагноз. Например, высокий уровень ST2 будет указывать на присутствие тяжелого заболевания и подсказывать, что субъекта следует лечить как случай с высоким риском. Для субъектов с известным диагнозом, аппарат, описанный в настоящем документе, можно использовать, чтобы помогать определять тяжесть патологии, лежащей в основе, поскольку более высокий уровень ST2 связан с более тяжелым заболеванием.
Тестовую полоску и аппарат в целом можно использовать при оценке прогноза и мониторинге эффекта лечения различных сердечнососудистых заболеваний. Использование ST2 в качестве маркера для заболеваний описано в следующих патентах США и опубликованных заявках, содержание которых включено в данный документ посредством ссылки: US 2009/0305265 (Snider et al.), US 2010/0009356 (Snider et al.), US 2011/0053170 (Snider et al.), US 8597958 (Lee), US 8617825 (Snider et al.), US 2014/0045200 (Snider et al.), US 2012/0065897 (Snider et al.), US 7432060 (Lee), US 7655415 (Lee), US 7670769 (Lee), US 7985558 (Lee), US 8420785 (Snider et al.), US 2010/0055683 (Snider et al.), US 8530173 (Lee), US 2013/0273562 (Lee), US 8734769 (Lee), US 7989210 (Lee), US 7998683 (Snider et al.), US 8090562 (Snider et al.), US 2013/0177931 (Snider et al.), US 2013/0244236 (Snider et al.), US 2012/0276551 (Snider), US 2014/0058743 (Snider et al.), US 2013/0071404 (Snider et al.), US 2013/0345805 (Snider et al.), заявка США № 14/244,526, поданная 3 апреля 2014 года (Snider et al.), US 2014/0051773 (Snider), US 2012/0040381(Snider et al.), заявка США № 14/267,487 (Snider) и US 2013/0317030 (Lee).
ПРИМЕРЫ
Технология дополнительно описана с использованием следующих конкретных иллюстративных примеров. В следующих примерах оценивали стандартные аналитические и клинические эксплуатационные характеристики тестового аппарата с использованием тестовой полоски с фиг. 4C. Характеристики включают аналитическую чувствительность, линейность, воспроизводимость, эффект сползания и чувствительность к интерферирующим веществам.
Аналитическая чувствительность
Аналитическую эффективность (чувствительность) определяли, придерживаясь способов, предоставленных в: «CLSI protocol 17-A2, Evaluation of Detection Capability for Clinical Laboratory Measurement Procedures; Approved Guideline - 2nd Edition». В отсутствие сыворотки/плазмы человека без ST2, использовали эмбриональную телячью сыворотку (FBS) в качестве пустой пробы при определения предела пустой пробы («Limit of Blank», LoB). Определение LoB осуществляли посредством измерения шестидесяти повторений за четверо суток из трех партий кассет, по пятнадцать повторений в сутки. Для того чтобы определять предел обнаружения («Limit of Detection», LoD), шестьдесят повторений из четырех различных образцов плазмы человека с низкой концентрацией ST2 измеряли в группах по пятнадцать повторений в каждой в течение четырех последовательных суток с использованием трех партий кассет. Результаты предоставлены далее в таблице 1. Поскольку обнаружено, что предел количественного определения (Limit of Quantitation, LoQ) меньше, чем LoD, значение LoD использовали в качестве LoQ.
Таблица 1
| Параметр | Значение |
| Предел пустой пробы (LoB) | 5,5 нг/мл |
| Предел обнаружения (LoD) | 12,5 нг/мл |
| Предел количественного определения (LoQ) | 9,9 нг/мл |
Линейность
Линейность определяли с использованием способов, предоставленных в: «CLSI protocol EP6-A, Evaluation of the Linearity of Quantitative Measurement Procedures: A Statistical Approach; Approved Guideline». Как проиллюстрировано на фиг. 8A, обнаружено, что анализ является приблизительно линейным от LoQ 12,5 нг/мл до верхнего предела 257 нг/мл. Кроме того, как показано на фиг. 8B, тестировали концентрации ST2 вплоть до 200 нг/мл и не наблюдали значительного отклонения от линейности или присутствия эффекта сползания.
Воспроизводимость
Воспроизводимость анализа определяли в соответствии со способами, предоставленными в: «CLSI EP5-A2, Evaluation of Precision Performance of Quantitative Measurement Methods; Approved Guideline-Second Edition». Результаты предоставлены в таблице 2:
Таблица 2
| Уровень | CV внутри прогона | CV между прогонами | Общий CV |
| 20 нг/мл | 15,4% | 16,3% | 22,4% |
| 32 нг/мл | 4,9% | 13,3% | 14,2% |
| 81 нг/мл | 10,8% | 11,1% | 15,5% |
Конкордантность
Сравнительную эффективность анализа тестировали с использованием таковой у анализа Presage® ST2. Это выполняли посредством измерения ST2 с использованием обоих тестовых форматов в группе из шестидесяти EDTA проб плазмы и оценки сравнения способов посредством регрессии Passing & Bablok. Анализ (который графически представлен на графике на фиг. 9) не показывал значительного отклонения от линейности (p=0,75) с наклоном 1,01 и отрезком 5,8. Обнаружен коэффициент корреляции, равный 0,92.
ДРУГИЕ ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Приведенное выше описание предназначено для того, чтобы иллюстрировать и не ограничивать объем приложенной формулы изобретения. Другие аспекты, преимущества и модификации входят в объем следующей формулы изобретения.
1. Тестовый аппарат, содержащий:
тестовую полоску, имеющую первый конец и противоположный второй конец;
метку радиочастотной идентификации (RFID), выполненную с возможностью хранения информации, связанной с тестовой полоской; и
корпус для тестовой полоски, содержащий:
первую секцию, содержащую внешнюю грань и внутреннюю грань, при этом внутренняя грань первой секции содержит канал для того, чтобы принимать тестовую полоску вдоль длины первой секции, и
вторую секцию, содержащую внешнюю грань и внутреннюю грань, при этом вторая секция выполнена с возможностью прикрепления к первой секции таким образом, что в прикрепленной конфигурации внутренняя грань первой секции обращена ко внутренней грани второй секции и первая и вторая секции вместе окружают метку RFID и тестовую полоску внутри корпуса, причем вторая секция содержит:
порт буфера, выполненный с возможностью распределения буферного раствора на часть тестовой полоски вблизи от первого конца тестовой полоски,
тестовое окно, выполненное с возможностью содействия визуализации одного или обоих из тестового местоположения и контрольного местоположения на тестовой полоске,
порт образца, расположенный между портом буфера и тестовым окном, при этом порт образца выполнен с возможностью распределения образца плазмы крови на тестовой полоске, и
группу выступов, расположенную на внутренней грани второй секции между тестовым окном и портом образца таким образом, что в прикрепленной конфигурации каждый выступ в группе выступов находится в контакте с тестовой полоской,
причем высота по меньшей мере одного выступа в группе выступов отличается от высоты другого выступа в группе выступов и высоты различных выступов выполняют такими, что в прикрепленной конфигурации группа выступов создает градиент давления, который позволяет текучему веществу течь с заданной скоростью потока вдоль длины тестовой полоски между первыми и последними выступами в группе выступов.
2. Тестовый аппарат по п. 1, в котором заданная скорость потока является такой, что текучее вещество течет от части тестовой полоски, смежной с портом буфера второй секции, к части тестовой полоски, смежной с тестовым окном второй секции, приблизительно за 20 минут.
3. Тестовый аппарат по п. 1, в котором группа выступов представляет собой группу ребер.
4. Тестовый аппарат по п. 3, в котором расстояния между ребрами, по существу, равны.
5. Тестовый аппарат по п. 3, в котором группа выступов содержит четыре ребра, первое ребро расположено ближе к порту образца, чем другие ребра, четвертое ребро расположено ближе к тестовому окну, чем другие ребра, и второе ребро и третье ребро расположены между первым и четвертым ребрами.
6. Тестовый аппарат по п. 1, в котором первая секция содержит множество крепежных выступов, которые выполнены с возможностью крепления к соответствующим крепежным приемным частям, расположенным на второй секции, причем размеры крепежных выступов и крепежных приемных частей выполняют такими, что в прикрепленной конфигурации группа выступов создает градиент давления, который позволяет текучему веществу течь с заданной скоростью потока вдоль длины тестовой полоски.
7. Тестовая система для сердечного биологического маркера ST2, содержащая:
тестовую полоску, выполненную с возможностью содействия обнаружению порогового уровня ST2 в плазме крови;
корпус для тестовой полоски, содержащий:
первую секцию, содержащую внешнюю грань и внутреннюю грань, при этом внутренняя грань первой секции содержит канал для того, чтобы принимать тестовую полоску вдоль длины первой секции, и
вторую секцию, содержащую внешнюю грань и внутреннюю грань, причем вторая секция выполнена с возможностью прикрепления к первой секции так, что в прикрепленной конфигурации внутренняя грань первой секции обращена ко внутренней грани второй секции и первая и вторая секции вместе окружают тестовую полоску внутри корпуса, при этом вторая секция содержит:
порт буфера, выполненный с возможностью распределения буферного раствора на части тестовой полоски вблизи от первого конца тестовой полоски,
тестовое окно, выполненное с возможностью содействия визуализации одного или обоих из тестового местоположения и контрольного местоположения на тестовой полоске,
порт образца, расположенный между портом буфера и тестовым окном и выполненный с возможностью распределения образца плазмы крови на тестовой полоске, и
группу выступов, расположенную на внутренней грани второй секции между тестовым окном и портом образца так, что в прикрепленной конфигурации каждый выступ в группе выступов находится в контакте с тестовой полоской,
при этом высота по меньшей мере одного выступа в группе выступов отличается от высоты другого выступа в группе выступов и высоты различных выступов выполняют такими, что в прикрепленной конфигурации группа выступов создает градиент давления, который позволяет текучему веществу течь с заданной скоростью потока вдоль длины тестовой полоски между первыми и последними выступами в группе выступов;
идентификационную метку, расположенную на корпусе или внутри него и выполненную с возможностью хранения информации, связанной с тестовой полоской; и
устройство считывателя, выполненное с возможностью приема по меньшей мере часть корпуса внутри считывателя и содержащее оптическую систему, которая визуализирует одно или оба из тестового местоположения и контрольного местоположения на тестовой полоске и отображает оцениваемый уровень ST2 в образце плазмы крови.
8. Тестовая система по п. 7, в которой устройство считывателя выполнено с возможностью опроса идентификационной метки для того, чтобы получать по меньшей мере часть хранимой информации.
9. Тестовый аппарат, содержащий:
тестовую полоску, имеющую первый конец и противоположный второй конец; и
корпус для тестовой полоски, содержащий:
первую секцию, содержащую внешнюю грань и внутреннюю грань, причем внутренняя грань первой секции содержит канал для того, чтобы принимать тестовую полоску вдоль длины первой секции, и
вторую секцию, содержащую внешнюю грань и внутреннюю грань, причем вторая секция выполнена с возможностью прикрепления к первой секции таким образом, что в прикрепленной конфигурации внутренняя грань первой секции обращена ко внутренней грани второй секции и первая и вторая секции вместе окружают тестовую полоску внутри корпуса, при этом вторая секция содержит:
порт буфера, выполненный с возможностью распределения буферного раствора на части тестовой полоски вблизи от первого конца тестовой полоски,
тестовое окно, выполненное с возможностью обеспечения визуализации одного или обоих из тестового местоположения и контрольного местоположения на тестовой полоске,
порт образца, расположенный между портом буфера и тестовым окном и выполненный с возможностью распределения образца цельной крови на тестовой полоске, и
группу выступов, расположенную на внутренней грани второй секции между тестовым окном и портом образца так, что в прикрепленной конфигурации каждый выступ в группе выступов находится в контакте с тестовой полоской,
при этом высота по меньшей мере одного выступа в группе выступов отличается от высоты другого выступа в группе выступов и высоты различных выступов выполняют такими, что в прикрепленной конфигурации группа выступов создает градиент давления, который позволяет текучему веществу течь с заданной скоростью потока вдоль длины тестовой полоски между первыми и последними выступами в группе выступов.
10. Тестовый аппарат по п. 9, в котором заданная скорость потока является такой, что текучее вещество течет от части тестовой полоски, смежной с портом буфера второй секции, к части тестовой полоски, смежной с тестовым окном второй секции, приблизительно за 15 минут.
11. Тестовый аппарат по п. 9, в котором группа выступов представляет собой группу ребер.
12. Тестовый аппарат по п. 11, в котором расстояния между ребрами, по существу, равны.
13. Тестовый аппарат по п. 11, в котором группа выступов содержит три ребра, первое ребро расположено ближе к порту образца, чем другие ребра, третье ребро расположено ближе к тестовому окну, чем другие ребра, и второе ребро расположено между первым и третьим ребрами.
14. Тестовый аппарат по п. 9, в котором первая секция содержит множество крепежных выступов, выполненных с возможностью крепления к соответствующим крепежным приемным частям, расположенным на второй секции, при этом размеры крепежных выступов и крепежных приемных частей выполняют такими, что в прикрепленной конфигурации группа выступов создает градиент давления, который позволяет текучему веществу течь с заданной скоростью потока вдоль длины тестовой полоски.
15. Тестовый аппарат по п. 9, в котором внутренняя грань второй секции содержит второй выступ около порта образца, при этом второй выступ выполнен с возможностью ингибирования потока компонентов образца цельной крови вдоль длины или ширины тестовой полоски.
