[发明专利]用于校正传感器元件的方法和装置

说明书

本发明涉及用于校正传感器元件的方法和装置，尤其是用于校正在微阵列装置上的传感器元件的方法和装置。

在核酸分析技术中，基于微阵列的方法的发展在过去几年里取得了快速的进步。微阵列装置是探针分子矩阵的装置，探针分子安置在传感器上的单个且可寻址的位置中，从而阵列装置中的每个位置形成能探测目标分子的传感器元件。在核酸分析技术中，通常使用寡核苷酸探针作为探针分子，该探针分子例如在芯片形式的装置中固定(“点(spot)”)在载体上的栅格状矩阵里。通过与互补的目标核酸杂交在寡核苷酸探针上形成结合。然后能用很多可选择的方法检测这种结合，从而能够基于结合事件的获知目标核酸(Z)的存在和如有必要的话也定量确定目标核酸(Z)的存在。光学方法、电化学方法、重量分析方法、磁学方法和其他的合适的方法可以用作探测原理。

在光学方法中，通过标记物标记目标核酸及由寡核苷酸探针和目标核酸形成的杂交物，标记物导致产生了光可检测的信号。标记物可以是染料、荧光团、生色团、嵌入染料、荧光染料或者类似物。结合事件发生时，在每个寡核苷酸探针的可寻址位置上光可检测的信号可以通过例如CCD照相机检测到，该CCD照相机能够描绘整个阵列。

在电化学探测方法中，寡核苷酸探针固定在电化学传感器上。通过标记物标记目标核酸及由寡核苷酸探针和目标核酸形成的杂交物，其中，每个寡核苷酸探针位置上的标记物局部地改变传感器元件的电化学特性，从而能够测量电信号，例如电压、电流、电容变化等等。相关方法可以从DE 101 26 341中获知。这里用生物素标记目标核酸，在目标核酸与寡核苷酸探针杂交之后，用抗生蛋白链菌素-碱性磷酸酶标记已经结合的目标核酸，并向碱性磷酸酶提供酶底物，磷酸酶使酶底物在转化时产生局部改变导电性的产物，从而在其上固定了寡核苷酸探针的电极上可测量到局部的电流增加。

在重量分析法中，检测因目标核酸和寡核苷酸探针杂交时的质量改变而产生的信号。已知的是，例如，所谓的FBAR方法和Kantilever方法。

在磁学检测中，寡核苷酸探针固定在磁传感器元件上，例如，GMR传感器。目标核酸及由寡核苷酸探针和目标核酸形成的杂交物可以用顺磁性粒子(例如氧化铁纳米粒子)标记，从而在结合目标核酸时在寡核苷酸探针位置上可检测到局部的磁性改变。

在所有的检测原理里出现的问题是如下的事实：各个传感器元件间会出现质量差别，这正好在高灵敏和量化或者半量化的测量方法时会导致强度不同的信号。也会因为其他的外部影响(例如温度波动或温度梯度)，因为传感器的表面流体学导致的流动波动或者流动梯度和其他的因素，导致不是所有的在微阵列装置中的传感器元件都具有相同的灵敏度或者在相同浓度的目标核酸(Z)时产生相同信号强度的信号。例如已知的是，位于微阵列装置边缘的传感器元件和位于微阵列装置中间的传感器元件具有不一样的表现行为。

可靠的和无误的基于微阵列的阵列运作需要同样是可靠的和无误的质量控制首先其必须包含必要的阳性对照元件和阴性对照元件。为此，在理想的情况下应该通过两点校正法来校正每个传感器元件，这就是说，每个传感器除了装有待测试样之外还装有两个已知的试样(试样浓度)，并记录下每个测量信号。

这样的方式尤其对于有高比例的传感器元件或可寻址位置的微阵列系统是非常难以实现的，因为两点校正系统通常要求复杂的和高费用的措施。在本领域内已知的是，这个问题可以通过在微阵列装置中设置不同的传感器元件位置作为对照传感器元件(对照点(Kontroll-Spot))来解决或者避免。然而这有如下的缺陷，此时必须假设不同传感器的表现行为绝对一致，并且设置的对照点代表所有的传感器元件。

本发明的任务是实现简单的和成本低廉的两点校正法，该方法可以在同样的传感器元件上实施，这种传感器元件也用作目标核酸的传感器。根据本发明，这个目标通过权利要求1所述的方法和权利要求14所述的装置得以实现。在从属权利要求中描述了本发明的有利的改进方案。

本发明涉及校正传感器元件的方法，传感器元件具有固定的寡核苷酸探针，传感器通过所述寡核苷酸探针检测(erfassen)目标核酸(Z)的结合，该方法包括：

a)使传感器元件接触对照核酸(K)，对照核酸的解链温度Tm(K)低于目标核酸的解链温度Tm(Z)；

b))在温度T[p]＜Tm(K)时使对照核酸(K)杂交至核苷酸探针上，获得阳性对照信号；和，任选地

c)改变严紧条件使得T[n]＞Tm(K)，并获得阴性对照信号。

本发明进一步涉及根据权利要求1的校正传感器元件的方法，包括：