[发明专利]光谱分析单粒子的系统和方法

说明书

交叉参考

本申请要求于2004年9月28日提交的题为″Continuous Wave Single Particle Detector″的美国临时申请No.60/613,881、2004年10月27日提交的 题为″Sandwich Assay for Detection of Individual Molecules″的美国临时申 请No.60/624,785和2004年12月13日提交的题为″Methods for Detecting Individual Molecules，Particles，or Cells″的美国临时申请No.60/636,158的 优先权，上述申请均完整引入本文作为参考。

发明背景

生物医学研究、医学诊断、预后、监测和治疗选择、生物恐怖检测 和其他与小体积多样品分析和分析物浓度分析有关的领域的进展导致发 展了能够灵敏地检测低浓度样品中的粒子的样品分析系统。美国专利 Nos.4,793,705和5,209,834记载了已经实现极灵敏检测的以前的系统。本 发明提供了该领域中进一步的进展。

发明内容

在一个方面，本发明提供一种单粒子分析器系统。在某些实施方案 中，该系统包括能够自动采集多个样品和提供样品容器和第一探询空间 之间的流体连通的采样系统，和能够检测单粒子的分析器，其中所述分 析器包括用于发出电磁辐射的电磁辐射源；设置为接收该电磁辐射源发 出的电磁辐射的第一探询空间；设置为接收该电磁辐射源发出的电磁辐 射的第二探询空间；其中所述第二探询空间与所述第一探询空间流体连 通，并且其中在第一探询空间和第二探询空间之间存在原动力，致使粒 子能够在第一探询空间和第二探询空间之间移动；与第一探询空间可操 作连接的第一电磁辐射检测器，用于测定粒子的第一电磁特征；与第二 探询空间可操作连接的第二电磁辐射检测器，用于至少测定粒子的第二 电磁特征和粒子的第一电磁特征之一。在某些实施方案中，所述电磁辐 射源是连续波电磁辐射源，如发光二极管或连续波激光器。在另外一些 实施方案中，该分析系统包括采样系统，其中采样系统的样品遗留率 (carryover)小于约0.02％。

在某些实施方案中，第一和第二探询空间各自具有约0.02pL至约300 pL，或约0.05pL至约50pL，或约0.1pL至约25pL的容积。在某些实施 方案中，至少第一和第二探询空间之一的容积是可调节的。

在某些实施方案中，本发明的分析器系统进一步包括至少与第一探 询空间和第二探询空间之一可操作连接的第三电磁辐射检测器，用于至 少测定粒子的第一电磁特征和粒子的第二电磁特征之一。在某些实施方 案中，分析器的原动力是压力，例如由泵、真空源、离心机或它们的组 合提供。

在本发明的某些分析器系统中，流体连通包括微流装置内的管道或 通道，并且由一个或多个泵提供压力。

在某些实施方案中，本发明的分析器系统进一步包括与第二探询空 间流体连通的、能够回收基本上全部样品的样品回收系统，和/或样品制 备系统，和/或分析第一和第二电磁特征并报告分析结果的数据分析系 统。在包括样品制备系统的实施方案中，样品制备系统可以通过离心、 过滤、层析、细胞裂解、改变pH、添加缓冲液、添加试剂、加热或冷却、 照射、添加标记物、标记物结合、分离未结合的标记物或它们的组合进 行样品制备。在包括数据分析系统的实施方案中，分析可以包括确定粒 子的存在、不存在和任选的浓度，以及基于所述存在、不存在和/或浓度 确定可能的诊断、预后、治疗状态或建议治疗。