[发明专利]用于测试样品液的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测试样品液的装置和方法，特别地通过ELISA方法。

本发明关注于微流体系统或装置，具有尺寸大体上为1到1000μm的结构和/或每个的容积大体上为1到1000μl的空腔。下面的说明具体地适用于这样的装置或方法，其中毛细、压力和/或离心力会起作用并且对于操作尤其关键。

背景技术

术语“ELISA”来自于英语，意思是“酶联免疫吸附剂测定(enzyme-linkedimmunosorbent assay)”。在本发明中，该术语应该从一种方法的角度进行理解，其中酶结合被分析的物质，更具体地说是与结合被分析物质与抗体的复合体(complex)。通过检测反应中的酶，底物被修饰或转化为检测底物，具体地说为荧光底物等。通过记录测试底物可以进行样品液中的被分析物质的定量测定。为了可以实现高精度和相应的测量范围，通常会用这样的方法研究样品液的稀释系列(dilution series)。

迄今，通常手动或自动地——例如通过使用移液机器人——在具有例如96个开放容纳室的开放移液板上执行ELISA方法。将要被测试的样品液在容纳室中被连续地重复稀释，以便于得到不同的稀释状态。然后，样品液以不同的稀释比被吸移到准备好的容纳室中，在容纳室中样品液中的被分析物质可以结合被固定抗体(immobilized antibody)。在相对较长的反应时间之后，用洗涤液进行重复清洗。然后，添加结合检测抗体的酶。检测抗体结合由被分析物质和被固定抗体构成的复合体。然后，需要进行不同的清洗步骤。然后，添加底物，所述底物被酶修饰或转化为检测底物。检测反应在时间上要求很高。例如通过添加酸来中止检测反应。问题是这不能同时发生于所有的、正在进行检测反应的容纳室，且对于较大的容积来说，会由于稀释和/或混合过程而产生不同的延迟。最后，例如，可通过光学的方法测定检测底物，具体说通过荧光测量等。可以用测定值来测定样品液中被分析物质的浓度。所说的方法非常复杂且对错误敏感。具体地说，由于大量独立的步骤使不精确度增加。此外，为抗体固定而准备容纳室相应地复杂且同样与大量液体的使用相关。而且，由于大量的液体和相应的较大的扩散程(diffusionpaths)，反应通常非常缓慢地进行，以致于迄今比较常规形式的ELISA方法非常消耗时间。

Siyi Lai等人的文章“Design of a Compact Disk-like Microfluidic Platformfor Enzyme-Linked Immunosorbent Assay”，Analytical Chemistry，Vol.76，No 7，April 1，2004，pp.1832-1837，描述了用于独立的ELISA方法步骤的一种所谓的光盘(CD)形式的微流体系统。将样品液、洗涤液、具有检测抗体的液体和底物液添加到相应的容纳室中，这些液体通过CD相应的变化的旋转连续地导到用于相应反应的各指定反应室中。由此，独立的步骤可以在微流体系统中执行。但是，由于与常规的ELISA方法相比仅仅避免了重复洗涤步骤，所以移液工作并没有显著的降低。

通常，大量CD形式的微流体系统是公知的，其中液体的流动通过CD的旋转来控制，因此是通过离心力来控制的。

WO 03/018198 A1，WO 03/072257 A1和WO 2004/061414 A2公开了一种微流体装置，其中液体，尤其是样品液，可以从容纳室导到相连的室中并可以分为规定的各个量和/或可以与另外一种液体混合以及优选地与之反应。类似的微流体系统还公开于US 6,705,519，B1、US 6,719,682 B2、US2004/0203136 A1、WO 00/78455 A1、WO 01/87485 A2。

US 2004/02023136A1公开了一种用于测试和稀释样品和反应液的方法和装置。几个计量通道(metering channel)经由共用通道连接到用于样品的第一容纳室且可以被样品装填。此外，用于稀释液的第二容纳室连接到共用通道并由此连接到计量通道。在相应的较强的旋转下，稀释液经由共用通道导到计量通道，以使得经计量的样品量被传送到后面的混合室中，所述混合室最终被随后流动的稀释液完全装满。该装置并不允许最佳稀释或通用稀释。

发明内容

本发明的一个目的是设计一种用于研究样品液的装置和方法，实现经济的、高速的和/或准确的定量测试，特别地通过ELISA方法。