[发明专利]场效应晶体管传感器检测测定以及制造和使用其的系统和方法

说明书

本公开涉及用于检测样品中的目标分析物分子或颗粒、并在某些情况下确定流体样品中的分子或颗粒的浓度的度量的装置、系统和方法。

发明人：Bharath Takulapalli

相关申请

本申请要求2017年11月28日提交美国申请序列号62/591,209的权益，其名为“制造和使用酶联的场效应晶体管传感器来进行经扩增的生物标志物检测的测定方法”，其内容通过引用整体纳入本文。

技术领域

本公开一般涉及用于检测流体样品中的目标分析物分子或颗粒、并在某些情况下确定流体样品中的分子或颗粒的浓度的度量的系统和方法。

背景技术

能够快速且精确检测并在特定情况下定量样品中的目标分析物分子或颗粒的方法和系统对各种应用而言是理想的。这样的系统和/或方法可用于许多领域，如学术和工业研究、环境评估、食品安全、医疗诊断、化学、生物和/或放射战剂的检测。这种技术的期望特征可以包括特异性、速度和灵敏度。

用于定量样品中低水平的分析物分子的当前大多数技术使用扩增程序来增加报告分子的数量，以能够提供可测量的信号。例如，此类过程包括用于在基于抗体的测定中扩增信号的酶联免疫吸附测定(ELISA)、以及用于在基于DNA的测定中扩增靶DNA链的聚合酶链式反应(PCR)。称为免疫PCR的一种更灵敏但间接的蛋白质靶标扩增技术(参见Sano，T.；Smith，C.L.；Cantor，C.R.Science 1992，258，120-122)利用了寡核苷酸标记，其随后可使用PCR对其进行扩增，并使用DNA杂交法对其进行检测(参见Nam，J.M.；Thaxton，C.S.；Mirkin，C.A.Science 2003；301，1884-1886；Niemeyer，C.M.；Adler，M.；Pignataro，B.；Lenhert，S.；Gao，S.；Chi，L.F.；Fuchs,H.；Blohm，D.Nucleic Acids Research 1999，27，4553-4561；以及Zhou，H.；Fisher，R.J.；Papas，T.S.Nucleic Acids Research 1993，21，6038-6039)。免疫PCR方法可进行超低水平的蛋白质检测，但这是一个复杂的测定过程，并且容易产生假阳性信号(参见Niemeyer,C.M.；Adler,M.；Wacker,R.Trends inBiotechnology2005,23,208-216)。

用于精确检测和任选地定量低浓度溶液中特定分析物的典型已知方法和/或系统的一个缺点是它们基于许多分析物分子产生测量信号的整体响应。大多数检测方案要求在整体中同时存在大量分子，以使聚集物信号(aggregate signal)高于检测限。该缺点限制了大多数检测技术的灵敏度和/或动态范围(即，可检测的浓度范围)。许多已知的方法和技术还受到非特异性结合问题的困扰，非特异性结合的问题是待检测的分析物分子/颗粒或报道分子非特异性地与预期位点以外的位点结合。这可能导致背景信号增加，因此限制了可以精确或可重复检测的最低浓度。

因此，希望用于检测和任选地定量分析物分子或颗粒的改进方法，尤其在其中这样的分子或颗粒以非常低的浓度存在于样品中。

发明内容

提供本概述是为了以简化形式介绍一些概念。在以下的示例性实施方式的详细描述中进一步详细描述了这些概念。本概述并不旨在必然地标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。

如下面更详细地阐述的，本公开涉及用于检测流体样品中的(例如，目标)分析物分子或颗粒、并在某些情况下确定流体样品中的分子或颗粒的浓度的度量的系统和方法。可以通过例如定量传感器响应来确定流体样品中分子或颗粒的浓度的度量。