[发明专利]用于单一分析物和多路复用分析物检测的中空聚合物光纤系统

说明书

本文中提供了基于放大发光邻近均相分析(“alpha”)技术，但使用掺杂有‘受体珠粒’染料(例如氧硫杂环己烯、蒽、红荧烯和/或镧系元素螯合剂)或‘供体珠粒’染料(例如酞菁)的中空聚合物光纤载运由所述掺杂剂通过单线态氧通道产生的信号来进行单一分析物检测或多路复用分析物检测的方法、系统及设备。在一个实施例中，中空聚合物光纤(106)掺杂有‘受体珠粒’染料。结合至所关注分析物(110)的第一结合搭配物(108)结合至所述光纤的内表面。可能含有所述分析物和珠粒(114)的样品溶液被引入所述光纤的内部中，所述珠粒包埋有‘供体珠粒’染料并且在其表面上固定有同样结合至所述分析物的第二结合搭配物(112)。所述分析物结合至所述供体珠粒和所述光纤，由此使所述‘供体珠粒’染料邻近所述‘受体珠粒’染料。当用激发光(102)照射时，在所述‘供体珠粒’染料中产生单线态氧并用通道输送至所述‘受体珠粒’染料，在所述‘受体珠粒’染料中，其最终引起荧光(104)发射，所述荧光的强度随所述分析物的浓度变化。

相关申请

本公开要求2015年11月23日提交的题为“用于单一分析物和多路复用分析物检测的中空聚合物光纤系统(Hollow Polymer Fiber Optic System for Single Analyte andMultiplexed Analyte Detection)”的美国临时专利62/259,000的优先权，其内容以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本文中提供了用于分析物检测的方法、系统及设备。举例来说，本文中描述了使用经掺杂的中空聚合物光纤载运由掺杂剂通过单线态氧通道产生的信号以检测样品中的一或多种分析物的方法、系统及设备。

背景技术

有多种基于珠粒的分析技术可用于以微量盘形式研究生物分子相互作用，例如由马萨诸塞州沃尔瑟姆(Waltham,MA)的珀金埃尔默(PerkinElmer)制造的和首字母缩写“Alpha”表示放大发光邻近均相分析(amplified luminescentproximity homogeneous assay)。这些技术是非放射性的均相邻近分析。结合被捕捉于珠粒上的分子导致能量从一个珠粒转移至另一个珠粒，最终产生可检测的发光/荧光信号，由此提供有关样品中一或多种分析物的定性和定量信息。

和分析分别利用两种珠粒类型：供体珠粒和受体珠粒。供体珠粒包含光敏剂，例如酞菁，在680nm下照射时，其将环境氧转化成受激发的活性氧形式，即单线态氧。单线态氧不是一种自由基；它是具有单一受激发电子的分子氧。与其它受激发的分子相同，单线态氧在返回到基态之前具有有限的寿命。相较于最大转移距离是约10nm的TR-FRET，单线态氧在其4微秒的半衰期内可以在溶液中扩散约200nm。如果受体珠粒在此接近度内，则能量从单线态氧转移至受体珠粒内的氧硫杂环己烯(thioxene)，随后导致产生在一定波长范围，例如520-620nm内或特定波长，例如615nm的光。在无受体珠粒存在下，单线态氧返回基态并且不产生信号。这种接近度依赖性化学能量转移是AlphaScreen均相性质的基础，使得不同于ELISA分析、电化学发光及流式细胞术分析，其不需要洗涤步骤，由此提供显著的优势。

和依赖于相同的供体珠粒，但使用不同的受体珠粒。受体珠粒包埋有三种染料：氧硫杂环己烯、蒽及红荧烯。红荧烯，即最终的荧光剂，发射在520-620nm之间的可检测的光。在受体珠粒中，蒽和红荧烯被铕螯合剂替代。铕(Eu)螯合剂被氧硫杂环己烯与单线态氧反应而转化成二酮衍生物所产生的340nm光直接激发。被激发的铕螯合剂产生在以约615nm为中心的明显较窄波长带宽内可检测的强光。因此，与相比，发射不太易受吸收在500-600nm之间的光的人造或天然化合物(如血红蛋白)的干扰。