[发明专利]触发装入胶囊的信号生成物质的激活的方法和利用激活的信号生成物质的仪器

说明书

本发明涉及例如用于检测食物中的细菌污染，用于检测水中的生物污染物，或用于检测体液例如血液及其组分、鼻咽液、尿或唾液中的物质例如抗体、抗原和核酸的存在的生物测定。需要检测的材料通常一般被称为靶或分析物。

特别地，本发明涉及这样的生物测定，其使用装入胶囊（encapsulated）的信号生成物质用于指示样品中的靶存在（定性）或用于测定样品中存在的靶量（定量），且涉及用于控制来自含有信号前体材料的胶囊的信号生成开始的方法，所述信号前体材料可从其中基本上不生成信号的潜伏形式转换为其中能够生成可检测信号的形式。更具体而言，本发明涉及控制信号前体材料从胶囊中的释放且控制其从其潜伏形式转换为信号生成形式。在下文说明书中，这个过程被称为“触发激活”。

发明背景

生物测定基于至少一种标记的生物分子与待检测的分析物（靶）的相互作用。标记充当标志，指示反应已在靶和在生物分子上有意选择的受体或亲和分子之间发生，所述受体或亲和分子唯一地与靶相互作用且结合。标记可以使用不同技术进行测量：

（i）光学上通过测量染料的吸收或由荧光团发出的荧光，或由发光或化学发光化合物发出的冷光，或测量由凝集胶乳颗粒的光散射引起的浊度；

（ii）放射学上通过测量放射性同位素；

（iii）电化学上通过测量介质或电活性物质；

（iv）磁性地通过测量磁力；或

（v）压电地通过测量质量中的改变。

众所周知的标记包括如在酶联免疫吸附测定（ELISA）中使用的酶和在放射免疫测定中使用的放射性同位素；其他标记类型包括荧光团、发光体、生色团、脂质体、免疫凝集测定中的胶乳颗粒、染料、介质和金颗粒。

尽管不是唯一地，本发明特别涉及可使用光学技术检测的标记且涉及控制最大信号输出量的开始，使得可以获得读数，并且在需要时，在信号输出量衰变前或在信号通过稀释和/或扩散变得消散前的时间段过程中重复。

胶囊在本发明中的目的是双重的：首先，它们充当关于亲和分子或受体的媒介物或底物，所述亲和分子或受体附着至胶囊表面上，并就其特异性识别且结合样品中的靶分子的能力加以选择。其次，胶囊含有信号前体的很多分子（10⁷ - 10⁹或更高）。因而，在靶分子与胶囊表面上的亲和分子之一之间的结合后，和在胶囊内的信号前体从其潜伏形式后续转换为其信号生成形式后，单一靶分子的存在可以通过许多上千万或甚至上亿的可检测信号生成分子指示。这是非常有力的扩增技术，其可以扩大生物测定的检测限。

用于在生物测定中使用的含有有机信号生成物质的胶囊由公开的国际专利申请号WO02/12888 A2已知，所述专利的公开内容整体通过引用并入本文。这些已知胶囊通过用两亲物质（例如离子型去污剂）的水溶液处理不带电的固体有机信号生成物质进行制备，所述物质具有低水溶性或是水不溶性的（例如荧光素二乙酸酯（FDA））。两亲物质将自身排列在固体信号生成物质的表面上，对其表面赋予电荷且致使其对用带电荷的聚电解质层，随后为带相反电荷的聚电解质的多个交替层的后续包被敏感。聚合物层借助于静电逐层沉积而自装配到固体信号生成物质（具有其来自两亲物质的感生电荷）上，因此形成围绕固体核的多层聚合壳。

包被步骤还可以使用荷有官能团的物质单层，而不使用静电沉积进行，所述官能团用于包衣层的共价偶联。

因此获得的胶囊通过具有附着至其表面的亲和分子进行修饰用于在生物测定中使用，所述亲和分子根据待检测的靶分子类型加以选择。

在使用上述胶囊的检测方法的第一个步骤中，靶分子的溶液与由亲和分子修饰的胶囊一起温育，所述亲和分子特异性识别靶分子。温育经过足以导致靶-亲和分子复合物的时间段进行；所述亲和分子保持与胶囊结合。

在检测方法的第二个步骤中，使所得到的靶亲和分子-胶囊复合物与其亲和分子未与靶分子形成复合物的胶囊分开。

在检测方法的第三个步骤中，例如通过用有机溶剂例如醇、酮、酯、醚等处理胶囊，使其崩解，以将信号生成有机物质释放到溶液内。

在检测方法的最后一个步骤中，检测且测量通过释放且溶解的信号生成有机物质生成的信号。检测的信号与靶分子的量相关。

然而，这种已知检测方法的缺点之一是胶囊的崩解和通过信号生成有机物质的信号生成一般很慢，并且可以花费不同时间量。这是不希望的，因为在使用液态可透膜的横向流动测试或使用微流体通道的测试中，例如信号生成分子被释放到经历横向流动的溶剂流内。因此，信号生成分子的缓慢释放可以导致扩散的可检测信号，因为它通过溶剂的流动传播。

发明概述