[发明专利]带有清洗机构的微电子传感器装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测量样本流体中的目标物质的特性的微电子传感 器装置，其包括至少一个传感器单元，所述传感器单元具有在其内能够使 目标物质固定的相关传感器区域。此外，其涉及这样的微电子传感器装置 的使用，以及在传感器区域内被固定的目标物质的特性的测量方法。

背景技术

由WO 2005/010543 A1和WO 2005/010542 A2获知一种微电子传感器 装置，例如，可以在微流体生物传感器中用其检测带有磁珠标记的分子， 例如，生物学分子。

由US2004/0219695 A1还可获知使用磁场或电场将以磁交互颗粒或电 交互颗粒为标记的分子吸引到结合位点和/或从传感器区域去除未结合的 已标记分子。这一方法的缺点在于，用于去除操作的场也会直接作用于已 结合颗粒，因而很可能破坏已存在的结合。此外，这些场的作用仅局限于 相对较小的感测区域。此外，所述方法未清洗掉(以及更新)非磁目标分 子和标记。

发明内容

基于这种情况，本发明的目的在于提供用于提高流体中的目标物质的 测量准确度的机构。

这一目的是通过根据权利要求1所述的微电子传感器装置、根据权利 要求14所述的方法和根据权利要求17所述的使用实现的。在从属权利要 求中公开了优选实施例。

根据第一方面，本发明涉及一种微电子传感器装置，其用于测量样本 流体中的目标物质的特性，例如，生物学体液中的生物学分子的特性。目 标物质尤其可以包括所研究的目标分子和能够检测的诸如磁颗粒的标记的 复合体。总之，必须结合本发明从广义上解释“目标”一词。可以从更为 狭义的角度解释“目标”，即，在相关测量的过程中，目标实体实际就是所 研究的对象；但是从更为狭义的角度来讲，其也可以代表与这样的目标间 接联系的东西，例如，“目标相似体”(例如，在竞争测定中)或者“由目 标衍生的一部分(moiety)”(例如，细胞的一小部分或者从初始目标酶促 裂开的一部分)。所述传感器装置包括下述部件：

a)至少一个传感器单元，其具有能够在其内使目标物质固定的相关(一 维、二维或三维)传感器区域，其中，所述传感器单元适于测量存在于所 述传感器区域内的目标物质(不管是否被固定)的特性。所述传感器可以 是任何基于磁颗粒的任何特性来检测所述颗粒在传感器表面上或传感器表 面附近的存在的适当传感器，例如，其可以通过磁方法(例如，磁阻、霍 尔效应、线圈)进行检测。所述传感器单元可以通过光学方法进行检测， 例如，所述光学方法可以是成像、荧光作用、化学发光、吸收、散射、表 面等离子体激元谐振、拉曼光谱等。此外，所述传感器单元可以通过声学 探测实施检测，例如，通过表面声波、体声波、受到生物化学结合过程影 响的悬臂梁偏转、石英晶体等进行检测。此外，所述传感器单元能够通过 电学检测进行检测，例如，通过传导率、阻抗、电流测量、氧化还原循环 等进行检测。在实现磁传感器单元的情况下，所述传感器单元可以是任何 基于对颗粒的磁特性的检测的适当的传感器单元，其中，将在所述传感器 单元的表面上或附近对所述颗粒的磁特性进行测量。因此，可以将所述磁 传感器单元设计为线圈、磁阻传感器单元、磁限制传感器单元、霍尔传感 器、平面型霍尔传感器、磁通量门传感器、SQUID(半导体超导量子干涉装 置)、磁共振传感器单元，或者可以将其设计为由磁场驱动的其他传感器单 元。

b)清洗单元，其用于移动磁交互或电交互清洗颗粒，从而诱发样本流 体和/或清洗颗粒穿过所述传感器区域的流动，其中，所述流动能够洗掉被 微弱固定或者未固定的目标物质。此外，当然，所述流动还能够从所述传 感器区域洗掉其他物质，例如，微弱结合或者未结合的标记颗粒。

前述微电子传感器装置的优点在于，能够从所述传感器区域清除微弱 结合和/或未结合的目标物质以及将对实际研究的固定目标物质的测量造 成干扰的其他成分。尤其可以将所述清洗用作紧缩(stringency)步骤， 其中，将已结合的材料置于应力之下，以检验所述结合的强度和特异性。 因而，能够区分由弱生物化学结合产生的信号和由强生物化学结合产生的 信号。所述装置的另一优点在于，其利用了清洗颗粒，因而不必依赖于电 场或磁场与目标物质的直接交互作用。此外，所述清洗单元能够占据任意 的大面积，其允许生成强的连续或脉动清洗流。