[发明专利]用于形成应用适体生物传感器的稳态环的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及化学生物传感器。更具体而言，本发明涉及固定并联板化学生物传感器和电容器阵列以及制造它们的方法。

背景技术

血管内皮生长因子(VEGF)在正常血管发生期间以及在出现在包括癌症的许多疾病中的病理血管发生中起到关键作用。通过使用人源化单克隆抗体贝伐单抗(bevacizumab)(Avastin，Genentech/Roche)以及靶向VEGF受体(VEGFR)酪氨酸激酶的两种激酶抑制剂索拉非尼(sorafenib，Nexavar；Bayer)和舒尼替尼(sunitinib，Sutent，Pfizer)阻断VEGF的初步努力开始在人癌症患者中显示出希望，凸显了优化VEGF阻断的重要性。人肿瘤的生长和转移的发生依赖于全新形成血管，以达到低氧肿瘤微环境并向其提供养分。新血管形成受到靶向受体酪氨酸激酶(RTK)的特异性生长因子高度调节。

VEGF和Flk-1/KDR RTK作为关键的内皮细胞特异性因子参与病理血管发生所需的信号传递通路，包括肿瘤新血管发生。在正在生长的肿瘤中抑制VEGF酪氨酸激酶信号传递通路可阻断新血管形成，导致肿瘤生长停滞或消退。血管发生的生物学理解方面的进展已经导致开发了数种治疗形式，用于抑制VEGF酪氨酸激酶信号传递通路。许多的这些形式正进行临床研究以评价它们治疗多种形式的人癌症的可能性，但这类研究的能力受限于这样的事实，即不容易进行VEGF水平和VEGF转导趋向的实时体内测量。

在正常发育中，VEGF是胚胎发生(血小管发生(vasculogenesis))和成体血管形成(血管发生(angiogenesis))中血管发生的关键调节物。在肿瘤发展中，活化VEGF通路可促进肿瘤血管化，有利于肿瘤生长和转移。异常VEGF功能还与包括动脉粥样硬化、银屑病、老年性黄斑变性、糖尿病失明、类风湿关节炎和甲状腺功能亢进的其他疾病相关。VEGF和VEGF-受体蛋白家族的成员具有不同但重叠的配体-受体特异性、细胞类型表达和功能。VEGF-受体活化反过来又可调节身体中促进内皮细胞生长、迁移和存活的信号传递过程的网络。

可连续监测其周围环境以提供对不健康状态的背景统计和警示的生物传感器已知被用于医学技术中。以下是对现有技术的简要综述，包括对一些现有技术生物传感器的详述。文献详情通过本申请文本中记载的参考文献引用。例如，有许多重量分析生物传感器(gravimetric biosensor)的实例。检测基础是当各种分析物连接至共振元件时发生的共振器的共振频率降低。对生物分子分析物的分析物特异性是通过用配体功能化(处理)所述共振器的暴露表面而被赋予的，所述配体可识别并结合于多种所述靶分析物。靶生物分析物的合适结合实体的实例包括抗体、受体、凝集素、适体和寡核苷酸。

在一个重量分析生物传感器中，所述固定的结合基团位于所述膜表面上的一个或多个区域中，所述区域在所述膜上的定位、大小和区域固定密度被设计成使靶分析物结合时观察到的频率和/或幅度偏移最大化并且使特异性结合和非特异性结合的所有组合之间的区别最大化。该区别可以采取三种形式：(a)所述膜的共振频率的改变，(b)较高阶谐振出现或消失，或者(c)振幅衰变率的改变。在这类生物传感器中，单个的膜可以包括多个用于致动和用于传感目的的个体可寻址元件。该技术使得可以特异性刺激所选择的较高阶振动模式并且使得能够同时振动致动警报电路或类似装置。声波——有时被称为重量分析传感器——的原理是公知的，其应用在文献中出现已达十年以上。

分子相互作用可以通过生物大分子的极化率而用电子方法检测到，通过使用发荧光的标签而用光学方法检测到，通过使用放射性标记的标签而用放射测量法检测到，或者用声学方法检测到。最近，基于MEMS的传感器已被纳入生物技术和生物医学领域中。应用声学生物传感器的范围包括：细胞检测、葡萄糖生物传感、抗体-抗原识别和蛋白质吸收。

压电石英晶体微量天平(QCM)从20世纪50年代后期已经被用于检测气相和液相分析物。QCM技术在最近被应用于生物学分析物。QCM已被用于跟踪蛋白质被非特异性吸收至未改性的和改性的石英晶体表面电极上。将抗体固定于所述晶体表面可赋予分析物特异性。