[发明专利]用于检测分析物的试剂盒和装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年9月24日提交的美国临时申请号 61/099,830的利益，其通过引用并入本文。

背景技术

检测特定靶物的重要性。用于检测特定的分子、细胞和病毒靶物的方法，是医学和兽医诊断、环境试验和工业质量控制的基础工具。在临床医学中用于检测特定靶物的方法的实例包括柜台有售的快速妊娠试验、用于测定传染因子对特定抗生素的抗性的微生物学培养试验，和血样中癌症标志物的高度自动化的试验。检测食物中的病原体污染物、用于药物开发的候选化合物的高效筛选、定量药物中的活性成分，例证了依赖于用于测定特定靶物的存在的方法的工业生产用途。需要测试特定靶物的环境用途包括，检测供水污染、空气传播的生物威胁因子和家庭的真菌污染。

标记靶物。一个用于检测特定细胞、病毒或分子的重要方案是，用光学上可检测的标记来标记靶物。可以特异性地或非特异性地标记靶物。通过用含有光学标记的靶物特异性的结合分子进行标记，可以特异性地标记靶物。靶物特异性标记可以具有不同类型的结合部分，包括大分子(例如，抗体、蛋白受体、核酸、碳水化合物和凝集素)和小分子(例如，激素、滥用药、代谢物)。靶物特异性标记的可检测的信号发射部分可以使用多种信号发射特征，包括荧光、磷光、色原体发光（chromogenicity）、化学发光、光散射和拉曼散射。

或者，可以非特异性地标记靶物——也就是说，可以与样品中的其它实体一起标记它们。例如，可以用DNA染色剂标记样品中的所有细胞，或可以用结合所有这样的分子的标记来标记所有脂蛋白。然后可以使用下述的靶物特异性的选择，特异性地检测非特异性地标记的靶物。

特异性地选择靶物。靶物特异性的选择对于检测标记的靶物而言通常是重要的。特异性选择经常用于物理地从其它标记的实体中、也从未结合的标记中分离出靶物。例如，用靶物特异性的抗体包被的磁性颗粒可以用于络合标记的靶物。将磁力应用于该络合物，则可以将标记的靶物沉积在表面上，而标记的实体和未结合的标记则未沉积。或者，通过捕获，也就是说，通过结合到被靶物特异性的结合部分（诸如抗体）包被的表面上，可以进行特异性选择。特异性选择可以发生在靶物标记之前或之后。

在特异性选择和靶物标记后，通常在连续的洗涤步骤中从反应物中去除未结合的标记，而选择保留特异性地选择的靶物，用于后续检测。洗涤步骤需要用户所不希望的劳动（在手工实验方法的情况下），且可能需要复杂的液体处理工程（在自动化系统中）。一些技术，诸如侧向流方法，使用被动毛细管作用来从已经特异性地捕获在膜或固体表面上的标记的靶物洗下未结合的标记和非特异性地结合的标记。侧向流方法为手工实验简化了洗涤功能，但是这些方法可能是不灵敏的，且不适用于在自动化平台上的高流通量试验。

使用成像来计数标记的靶物。成像是用于检测在检测表面上的特异性地选择的标记的靶物的有力方法。成像方法将从检测区中的每个点发射出的光信号映射成图像中的对应点。相反，非成像检测方法通常整合从整个检测区发射出的光信号。

一些成像方法可以检测和计数单个标记的靶物。与检测区整合方法相比，计算特异性地标记的靶物可以导致非常低靶物水平的检测。基于图像的靶物计数方法的灵敏度优点主要源自下述事实，即随着靶物水平降低，光信号与背景之比基本上保持恒定。相反，对于检测区整合方法，随着靶物水平降低，信号与背景之比降低。

一类方法通过用显微光束系统性扫描检测区来建立图像。扫描方法比使用数字阵列检测器(例如，CCD或CMOS照相机)来同时计算整个检测区中的特异性地标记的靶物的方法耗费更多时间。

用于灵敏的靶物计数的在低放大率的大面积成像。一些方法使用高放大率显微术来计算单个微型靶物。显微成像缺少灵敏度，因为每个图像仅取样小面积。可以对更大的面积连续成像，但是许多图像的获取是费力的、昂贵的且耗时的。或者，可以使用在低放大率的大面积成像，单个地检测和计算标记的微型靶物。低放大率成像可以允许在单个图像中计算在相对大面积中的小量微型靶物。