[发明专利]一种处理生物微流体样本的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理生物微流体样本的方法。

背景技术

现有的竞争性检测方法，例如免疫检测法和免疫测量检测法在临床化学中应用广泛。这些方法所达到的专一性和灵敏度是其他分析方法很难或不可能与之比拟的。但仍有两条理由需进一步提高这种检测法的专一性。首先，某些感兴趣的分析物是以极低的浓度存在的。其次，更灵敏的检测法能用来更迅速地测试浓度更高的分析物。人们已经作出了一些努力，企图通过使用放射性标记试剂、荧光或化学发光试剂等最大限度地提高检测灵敏度。但迄今为止，都没能使灵敏度、重复性和简易性理想地结合起来。可以由于种种原因而对流体样本(例如，临床或者环境样本)进行分析。目前所关注的领域是在流体样本(例如，临床或者环境样本)中正确识别生物材料的方法的发展。其之所以重要是因为其将有助于病状的早期诊断，这样就能进行快速治疗和感染控制，或者有助于识别环境污染物等。尽管对于生物材料的正确识别，核酸扩增(例如，聚合酶链反应(PCR))是非常有用且常用的方法，但是当试图将其成功地开发为在日常非实验室环境中用于在多种个别的流体样本中快速识别生物材料时，例如在所关心的疾病诊断的病人或地点附近时，会出现一些问题。

提高检测灵敏度的一种可选择的策略是采用放大步骤，即使所产生的在化学计量上不多于分析物的产物去产生浓度显著升高的第二产物，然后观察第二产物。文献中广泛描述了将酶用于此目的的情况。使酶反复作为催化剂作用，能使放大作用达到成百上千倍。

从原理上说，使用连续的双酶体系能够达到进一步的放大效果，但实际上这是很难达到的。A.Johannsson等人(Journal of Immunological Methods，87(1986)7-11)描述了TSH的检测法，第一催化步骤是NADP脱磷酸而产生NAD，NAD通过催化作用活化一个专一的氧化还原循环，从而产生一种可以观察的、色彩浓重的化合物。此方法的缺点是使用了体内发生的不稳定酶，并涉及到NADP/NAD，因此样品中含有这些物质时不能被采用。

其中一个关键问题在于，在对典型的临床或环境样本进行核酸扩增之前，需要用试剂进行一系列处理步骤(其中一些是危险的)来纯化并浓缩生物材料。然而，核酸扩增只是这样一种技术的多种不同的可行示例中的一种，在所述技术中需要处理样本(尤其是样本样本)，其中涉及大量同时或者连续的处理步骤。这些处理步骤本身可以很多且可以变化，并且除了可能的稀释和浓缩步骤外还可包括例如化学、光学、电、热、机械、声学、加工、传感或者监测。迄今为止，这种复杂的处理是在实验室中进行，其中可依次手动处理样本，或者通过使用专家机器人设备并行加工许多不同样本。然而，存在一些与这些方法相关的问题。这些问题包括速度慢、资源密集、昂贵、易出错和易交叉样本污染。此外，传统的流体处理系统需要流体样本顺序流过一系列不同的腔室，其中各个腔室依次用于单个步骤，这会导致样本的损失，并且这些过程的自动化需要使用复杂的流体组件和处理算法。

这样，仍需要开发一种改进的设备，从而可以使用一系列的预定的连续步骤来处理流体样本，以获得期望的最终产物。这种设备应该易适用于非实验室环境并且由具有很少或没有实验室训练的操作者使用，从而其可以在例如通过核酸扩增进行分析之前，用于操纵流体样本，例如临床或环境样本。这种设备将确保可以快速获得分析结果、使熟练的工作人员免于重复任务并降低成本。另外，这种设备应具有足够的一致性和准确度以防止后面试验的失败，这种设备应能便宜地生产并且是一次性的，从而使交叉污染的可能性最小化并不必对大量装置进行消毒。