[发明专利]可断裂信号元件装置和方法

说明书

相关申请交叉文献

本申请是美国临时申请No.60/021,367(1996年7月8日提交)和60/030,416(1996年11月1日提交)的部分续展申请，其内容纳入本文作参考。

1．引言

本发明涉及诊断和检测液体中的少量物质的检测领域。更具体地，本发明涉及一种用于测定装置的可断裂信号元件，尤其是一种可断裂的、信号反射元件。在本发明的较佳实例中，采用这种信号元件的测定装置用标准的激光为基础的检测系统(如CD-ROM读头、DVD读头等)进行检测。本发明还包括用本发明的测定装置来检测分析物的分析方法。本发明的信号元件、测定装置和测定方法能检测一份试样中多种不同的分析物以及多份样品中的一种分析物。

2．发明背景

2.1小规模临床测定

直到最近，用来检测液体中少量分析物的大多数临床诊断测定还只是采用单独的测试；即，对单份样品进行单独测试来检测个别的分析物。近来，通过设计出了制备多份样品和自动加入试剂的装置以及能平行或迅速连续地快速分析多种试样的装置，提高了效率，节约了成本。这些自动制备试剂装置和多重自动分析仪通常被整合成一个装置。

这类大型临床实验室分析仪可在一个小时内自动或半自动地进行数百次准确测定。然而，这些分析仪十分昂贵，只有集中化实验室和大型医院才有。分析仪集中就必须要运送样品，这样就不能经常对时间紧迫的样品作应急分析。

因此，能降低该专用分析仪的成本且分布更广的简化临床测定就显得更为必需。这种努力的局限性在于临床测试的设计，测试方法应适合在患者身旁或在患者的房内使用而不需有专用的检测仪。血糖和妊娠试验是熟知的例子。

尽管该类有用的试验已有多年，但是自大约1980年起，主要的技术革新是固相免疫测定和其它条带测试(strip test)。最值得注意的是Advance＂试验(Johnson&Johnson)、RAMP＂hCG测定(Monoclonal Antibodies,Inc.),Clear Blue Easy＂(Unipath Ltd.)和ICON(Hybritech)。

Clear Blue Easy＂的所有试剂在层压膜上，它用交联的着色胶乳微球作为信号试剂。它采用毛细管迁移免疫浓缩形式。ICON是双重单克隆夹心式免疫浓缩测定。该测定方法曾经采用反射率小的仪器来定量测定。否则，所有这些方法均只是定性的。

迁移距离可作为定量测定的基础。商业上可购得的是Quantab＂(EnvironmentalTest Systems),AccuLevel＂(Syva),AccuMeter＂(ChemTrak),Clinimeter＂(CrystalDiagnostics)和Q.E.D.＂(Enzymatics)。最新的一种是温度计型测定装置(Ertinghausen G.美国专利No.5,087,556)，该装置目前还没有市售。这些系统可用来测定常规的化学分析物，如胆固醇以及治疗药物的血液水平。

这些方式的一个缺点是，只可同时方便地进行一个或几个测定。

为了填补大批量分析仪和条带测试之间的空白，一些小型的仪器被开发出来。最值得注意的Eclipse ICA＂(Biotope,Inc.)。该装置是台式、随机存取的自动离心免疫测定和化学系统。将患者的样品吸入置于转子中的盒中。在约17分钟内可进行16次测试。结果用UV/可见光光谱测定或荧光测定。测试中需要四种不同类型的盒。每种盒有相对复杂的结构。

尽管已经有了这些进展，但是仍然需要有一种简单的装置，该装置容易用于多重定量测定，最好不需要专门的检测器。

2.2空间可寻址探针阵列

最近已经在固体载体上构造出了不同生物材料的空间可寻址阵列。这些探针阵列可同时分析多种分析物。例子是固定在固体载体上捕获互补分析物的寡核苷酸或肽阵列。Fodor等(Nature,Vol.364,1993年8月5日)描述了这样一种系统。连接在固体载体上的短的寡核苷酸探针与液体样品中长的DNA链中的互补序列结合；然后根据收集的杂交数据用计算机来计算核酸样品的序列。

在Fodor等描述的测定系统中，阵列被倒置在紧靠含有标记靶分子的贮液槽上的温度调节流动单元上。为了区分表面结合的分子，系统需要一个非常灵敏的检测仪。

因此，仍需要一种经济的系统，以简化形式制成空间可寻址的探针阵列，该阵列既容易检测又能在一步或尽可能少的步骤中测定液体试样中的多种测试物(即分析物)或多种液体试样中的一种测试物或分析物。

2.3空间可寻址的激光为基础的检测系统