[发明专利]用于检测的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及生物传感器的领域。更特定而言，本发明涉及获得用于 检测分析物的存在的装置的方法和系统，例如，用于对生物、化学或生 化实体进行定性或定量检测。

背景技术

生物传感器是允许对目标分子进行定性或定量检测的装置，目标 分子也被称作“分析物”，例如在包括如血液、血清、血浆、唾液、 组织提取物、肠液、细胞培养提取物、食品或饲料提取物、饮用水等 的样品流体中的诸如蛋白质、病毒、细菌、细胞组分、细胞膜、孢子、 DNA、RNA等。生物传感器常使用包括用于捕获分析物的特定识别 元件的传感器表面。因此可通过向生物传感器装置的表面附着特异分 子而修改该生物传感器装置的表面，这些特异分子适于结合样品流体 中待检测的目标分子。一种广泛确立的原理是对在生物传感器上预定 位点处捕获的相关标记分子进行计数。举例而言，这样的相关分子可 用磁性粒子或珠粒(bead)标记，且可由磁性传感器来检测这些磁性 粒子或珠粒。一种替代是使用诸如荧光这样的光学检测来检测分析物 的量。在此情况下，分析物自身可携带荧光标记，或者替代地可执行 用荧光标记的识别元件的额外潜育(incubation)。

在大多数生物传感器中，除了传感器表面外，传感器芯片还具备 干试剂。试剂可(例如)包括耦合到例如抗药物抗体这样的生物活性部 分上的标记。为了限制分析时间，试剂能直接沉积到传感器表面上。 当测试流体到达时，干试剂溶解并混合到流体内，流体然后湿润传感 器表面。标记以及传感器表面向目标(例如，药物)分子暴露。这会影 响标记与被检测的传感器表面的结合。将试剂直接沉积到传感器表面 上的不便之处在于其导致试剂与传感器表面可能的过早反应或混合 (即，在试剂具有与目标起反应的可能性之前)，从而干扰检测。

Fukumoto等人(2005年6月5日至9日，韩国，首尔，第13届 固态传感器、致动器与微系统国际会议)公开了一种生物传感系统， 其中试剂与传感器表面物理地分开。在这篇文章中，公开了一种测试 盒，其包括检测腔室，检测腔室配备传感器芯片和帽，在传感器芯片 上固定有捕获抗体，在帽中设有样品载入孔。与磁性粒子结合的检测 抗体被点涂(dot)到非织造物上并冷冻干燥，非织造布被固定到帽上从 而覆盖该孔。然后将包括抗原的样品滴到盒上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的用于检测样品流体中的分析 物的系统和方法以及这种系统的制造方法。本发明的实施例的优点可 在于测量的速度(例如，在一分钟内)，改进的测量定时，可靠性、再 现性和容易制造。由根据本发明的方法和装置来达成上述目的。

在第一方面，本发明涉及用于检测样品流体中分析物存在的装 置，该装置包括检测区域，检测区域由载体表面定界，载体表面可由 检测区域内的样品流体接近，该载体表面包括试剂，试剂的组分位于 可溶解的基质中。检测区域还包括传感器表面和样品流体入口，传感 器表面可由检测区域内的样品流体接近，该传感器表面与载体表面不 同，所述样品流体入口具有在不同检测区域(即远离载体表面上的试 剂，即不被包括试剂的所述载体表面所覆盖)中的进入口。检测区域 可由包括载体表面和传感器表面但并非封闭腔室的表面组件来确定。 在载体表面与传感器表面之间的区域可没有壁或通道，换言之，在载 体表面与传感器表面之间的区域可没有检测器部件(例如壁)。检测 区域可为检测腔体或腔室，例如，具有固定体积。腔体或腔室由壁界 定。可视情况在调节后固定腔体或腔室体积。如果需要定量检测，后 一种情况(例如)是有利的。在具有固定体积的检测腔室中，可提供固 定体积的流体。如果执行竞争性测定(competitive assay)，那么检 测腔室是优选的，因为样品体积是关键的且标记浓度决定结果。可通 过提供(例如定量给料)明确体积明确浓度的标记并与导致每一体积样 品流体正确的标记数目的明确体积相结合来限定标记数目。本发明实 施例的优点在于获得样品流体与试剂的良好混合。本发明实施例的优 点还在于方法和系统可被调节到所希望的混合和/或反应时间。本发 明实施例的优点还在于获得具有长贮存期的装置。该装置可包括流体 出口。

作为一可选特点，检测腔室体积可包含在0.1μl与1μl之间。这 是有利的，因为这对应于在足以执行适当分析的同时能允许装置小型 化和短检测时间的样品量。