[发明专利]具有多腔室筒体的生物传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种多腔室筒体，其中不同标志物可在完全分离的测量腔室中被测量。

背景技术

本发明涉及用于检测例如唾液、尿液或血液等体液中特定成分的生物传感器。所述生物传感器利用磁性标记微粒，如覆盖捕获探针的超顺磁珠体。待检测的特定成分应粘合到所述捕获探针。随后采用特定磁性致动方案以优化测定性能。样本中待检测靶标分子的存在由磁性标记微粒与特定检测点或粘合位置的粘合程度检测，所述检测点或粘合位置由特定探针或试剂覆盖。由例如FTIR(受抑全内反射)等光学手段检测粘合到检测点或传感器表面的磁性标记微粒的存在。

在心脏应用特定实例中，生物传感器使用指尖针刺获得血液，以便对指示发生心肌梗塞的多种生物标志物进行定量检测。所述生物传感器可用于例如急救室、床旁、救护车、医师办公室或甚至家庭等即护型装置。已识别若干重要的心脏标志物蛋白，并且目前已被常规地使用。肌钙蛋白I基于其绝对的心脏特异性及其较长血清半衰期而广泛用作标准生物标志物。心脏病发作后血流中肌红蛋白水平快速增长，能够进行快速患者分级。B-型钠尿肽对于心力衰竭急救诊断以及急性冠状动脉症状患者预后是有益的。2，3 C-反应蛋白为冠心病以及急性冠状动脉症状的重要预后指标。

这种心脏标志物的同时量化可使医师快速诊断冠状动脉心脏病并准确设计患者护理方案。于是，心脏标志物快速可靠检测系统将帮助医学专家区分呈相似症状的患者。通常，不同标志物存在于不同的诊断相关的集中物中，于是对于检测最优下限与动态范围可要求不同测定条件。

发明内容

因此本发明一个目的是提供一种改进的生物传感器。本发明另一目的是提供一种允许对不同标志物以快速可靠方式同时量化的生物传感器。这些目的可由权利要求的特征实现。

本发明涉及一种多腔室筒体，其中不同标志物可在完全分离的测量腔室中被测量。由于反应腔室的分离，可避免交叉反应效果，测定条件可单独地被优化。

同时检测多种不同靶标分子的常用方法是使用覆盖如抗体等不同专用试剂的分离检测点或粘合位置。检测点上存在靶标分子由粘合到靶标分子的磁性标记指示。所述检测点上的磁性标记微粒的集中度可通过使检测点在相机传感器上成像而对每一单独检测点光学地测量。于是，样本中存在的不同靶标分子的量可通过分析不同检测点的信号而测得。

典型地，位于样本下方的下部磁体的磁性致动用于加速测定。位于样本上方的上部磁体优选地用于进行磁清洗步骤。显然，磁性标记微粒的检测点或粘合位置需位于磁体的所谓“最有效位置(sweet spot)”。这使单独的粘合位置必须集中在相对较小区域。此外，当粘合位置之间的间隔较小时，检测点在其上成像的单个CMOS传感器的有效使用更加容易。

不同磁体的极靴之间仅仅有限的距离允许产生对于磁性致动足够强的磁场。这利于平直筒体与平直检测腔室设计。同时有利地使单独的检测点或粘合位置在完全分离的测量腔室中，使得每一腔室测定条件可单独优化。测量腔室的最优容量和几何特征受两个附加因素影响：测量腔室的至少一个尺寸须足够小以产生充分毛细作用力，以便血浆等流体样本自动流入检测腔室。同时每一测量腔室的容量须足够大以满足灵敏度要求，即确保样本容量内存在足够多的靶标分子。所有这些导致相互矛盾的几何形状要求。此外，致动磁体的定向必需使得光学检测器光束的光学路径不受阻挡。

为满足上述要求，分散且完全分离的检测腔室被构置成使得至少检测腔室的粘合位置位于致动磁体的“最有效位置”之内。同时磁体定向成使得读取光束的光学路径不受阻挡。以此方式，检测腔室的总面积和容量不受磁体最有效位置的尺寸所限。

磁体“最有效位置”通常由磁体所产生磁场的若干要求限定。粘合位置须位于作用在磁性标记微粒上的磁力足够强以保证快速致动的区域。此外，磁力方向必须垂直于包含检测点或粘合位置的表面，并且不应在最有效位置区域上剧烈变化。由于作用在磁性标记微粒上的磁力由磁场梯度的平方确定，上述要求与磁场梯度相关。