[发明专利]化学感测设备

说明书

技术领域

本发明涉及化学感测设备，尤其是采用换能器的化学感测设备。

背景技术

监测溶液中的被分析物，比如生物鉴定中的生物学上的重要化合 物，具有广泛的适用性。所以，多种多样的分析和诊断设备可用。许 多设备采用试剂，在被检测的物种存在时，所述试剂经历肉眼可检测 的颜色改变。所述试剂往往承载在测试条上，并且可以提供光学措施 来协助测量颜色改变。

WO90/13017公开了条形的热电或其他热电换能器元件。提供了 薄膜电极，并且在换能器表面上淀积一种或多种试剂。当试剂与被检 测的物种接触时，所述试剂经历选择性的色度改变。典型情况下，然 后将该器件插入检测器，在检测器中，通常由LED光源从下方照明换 能器，以及试剂对光的吸收被检测为换能器表面处的显微加热。对从 换能器输出的电信号进行处理以导出被检测物种的浓度。

WO90/13017的系统提供了对物种的分析，物种与试剂反应或者 与试剂结合时产生试剂的颜色改变。例如，试剂包括pH和重金属指 示剂染料、扑热息痛化验中用于检测氨基酸的试剂(如铜氨溶液中的 邻甲酚)、以及酶联免疫吸附试验(ELISA)中用于检测氧化还原酶 的四唑染料。不过，虽然这种系统在一定的应用中有效，但是这种系 统被认为仅适用于被分析物种在试剂中产生颜色改变的分析，因为位 于换能器表面上的是试剂。所以，这种系统无法应用于不导致试剂中 的颜色改变的物种的分析，也无法应用于颜色改变不在换能器表面时 的分析。在生物鉴定领域，这就限制了该系统的适用性。

WO2004/090512公开的设备基于WO90/13017公开的技术，但 是依靠以下发现：即使以电磁辐射照射的物质不接触换能器时，换能 器也可以检测到该物质中非辐射衰减产生的能量，以及以电磁辐射照 射与换能器产生的电信号之间的时延是该物质与薄膜表面的距离的函 数。这种发现提供了能够“深度剖析”的设备，允许该设备区分结合 在换能器表面的被分析物和散装液体中的被分析物。所以这项申请公 开的设备能够用于化验中，典型情况下是生物鉴定中，而不必在进行 结合活动和检测该活动的结果之间进行单独的洗涤步骤。

WO2004/090512公开的设备已经找到了广泛的适用性，但是在 该设备用于检测全血(包含细胞的未凝结血)中的被分析物的存在时 适用性受到限制。这是因为样品中红细胞的随机分布意味着这些细胞 的一部分将足够接近压电薄膜以产生背景信号。红细胞的非常高的吸 收性质表明，这个信号能够干扰所进行的结合化验，并限制其适用性 和灵敏度。

所以，本领域中一直要求系统在存在全血样品时能够使用。因为 许多化验是对血液中存在的被分析物进行的，所以这一点尤为重要。

发明内容

所以，本发明提供了一种检测全血样品中的被分析物的方法，包 括以下步骤：将所述样品暴露于具有热电或压电元件以及若干电极的 换能器，所述换能器能够将能量变化转换为电信号，所述换能器上或 接近所述换能器具有至少一种系留试剂，所述至少一种系留试剂具有 能够结合所述被分析物的结合部位；将示踪试剂引入所述样品，其中， 所述示踪试剂包含对于所述被分析物或所述系留试剂的结合部位，以 及能够吸收辐射源产生的电磁辐射以通过非辐射衰减产生能量的示踪 剂；用一系列波长为600nm或以上的电磁辐射脉冲来照射所述样品， 将产生的能量转换为电信号；检测所述电信号以及来自所述辐射源的 每个电磁辐射脉冲与所述电信号的产生之间的时延，其中，每个所述 电磁辐射脉冲与所述电信号的产生之间的时延对应于所述示踪试剂在 距离所述换能器的表面不同距离的一个或多个位置中的任何一个的位 置，其中，选择所述示踪试剂上的所述示踪剂，使得所述示踪剂吸收 所述电磁辐射的水平至少等于所述全血样品在所用电磁辐射波长上的 吸收。