用于酶檢測的系統(tǒng)和方法
【專利說明】
【背景技術】
[0001]能夠檢測到具有酶促作用分子的存在或活性往往是重要的。例如，酶切割鍵的作用模式在腫瘤學和其作為肝功能監(jiān)測的應用中是很重要的。目前這些酶可以使用傳統(tǒng)技術被檢測到，例如使用濕試劑的手工測試或運行在巨大分析器中的免疫測定。存在著在定點照護處快速檢測這些酶類的需求，以便及時采取相應措施和避免花費額外的時間，例如，額外的去抽血，將樣品運送到實驗室，和/或結果反饋給醫(yī)師。為了實際應用于定點照護處的裝置，該測試應該是簡單應用的以便具有最少培訓的人可以成功地進行測試，并且它應該是比較快速的，以便及時提供結果及采取適當的行動。

【發(fā)明內容】

[0002]本發(fā)明的一些實施方案包括一種用于檢測液體樣品中目標分析物的生物傳感器。該生物傳感器可以包括至少一個第一腔室和一個第二腔室，其中第一腔室和第二腔室可以是以流體連通的，其中，第一腔室可以包括探針物種，其中探針物種可以通過一個接頭而被保留在第一腔室中，其中目標分析物可以切割接頭以釋放探針物種至第一腔室的液體樣品中，其中該生物傳感器可被構造成將液體樣品從第一腔室移至第二腔室，并且其中釋放的探針物種可以經由檢測機制在第二腔室中被檢測。接頭可以被連接到(例如，被吸收到，拴在，支撐在，等)第一腔室的內表面上。接頭可以連接到一個單獨的支撐件上。例如，單獨的支撐件可以包括珠子。在一些實施方案中，珠子可以是磁性的。單獨的支撐件可以固定或滯留在第一腔室中。例如，接頭可經由共價鍵或非共價鍵被連接(例如，到第一腔室的內表面上，或單獨的支撐件上)。在一些實施方案中，經由接頭連接在第一腔室的非共價鍵可以包括至少一個鍵，其選自由下列組成的群組，例如，鏈霉親和素/生物素鍵，硫醇/金鍵等。該目標分析物可以包括，例如，酶。因此，在一些實施方案中，目標分析物可以包括至少一種酶，其選自由下列組成的群組，例如，糜蛋白酶，胃蛋白酶，木瓜蛋白酶，異肽酶，凝血酶，乳糖酶，麥芽糖酶，鹿糖酶，淀粉酶，pappalysin-2，溶菌酶，蛋白酶，基質金屬蛋白酶等。
[0003]切割接頭以釋放探針物種可以是特定于目標分析物的。在一些實施方案中，探針物種可以通過一個鍵被連接到接頭上，共價鍵，非共價鍵等。非共價鍵可以包括至少一個鍵，其選自由下列組成的群組，例如，氫鍵，靜電鍵等。在一些實施方案中，目標分析物可切割接頭。探針物種可以包括，例如，光學活性的分子，酶，電活性分子等。
[0004]在一些實施方案中，釋放的探針物種可以經由檢測機制被直接檢測。在一些實施方案中，釋放的探針物種可以經歷檢測反應，其中該檢測反應可以生成反應產物，其中反應產物可以經由檢測機制而被檢測。在一些實施方案中，檢測反應可以包括至少一個中間反應和/或能夠生成至少一個中間產物。檢測室可以包含至少一種試劑，其中該至少一種試劑能參與檢測反應(和/或至少一種中間體反應，如果適用的話)。試劑可包括至少一種試劑，其選自由下列組成的群組，例如，基質，介導子，輔助因子，緩沖液，電化學物種等?；|可以包括，例如，酶基質。該檢測機制可以包括一種機制，其選自由下列組成的群組，例如，反射光譜法，透射光譜法，熒光法，比濁法，化學發(fā)光顯微鏡法，庫侖法，電流分析法，電位法等。
[0005]第一腔室可以包括反應室，并且第二腔室可以包括檢測室。生物傳感器還可以包括填充室，其中填充室可與第一腔室流體連通。填充室可以最接近于第一腔室。該生物傳感器可以被構造成經由毛細作用而移動液體樣品。在一些實施方案中，生物傳感器可以被構造成在激活時將液體樣品從第一腔室移至第二腔室。例如，第一腔室可具有第一高度，其中第二腔室可以具有第二高度，其中該第二高度可以比第一高度較低，并且所述激活可以包括開啟在第二腔室中的出口。該出口可以位于檢測室的遠端。第一腔室和第二腔室也可以具有相同或相似的高度，其中第二腔室的填充并不需要清空第一腔室中的液體。第二腔室可以包括兩個或多個電極。兩個或更多個電極中的至少兩個電極的每一個，可以電連接到接觸墊。
[0006]本發(fā)明的一些實施方案包括一種用于在液體樣品中檢測目標分析物的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)可以包括本文所描述的生物傳感器和測量儀。該系統(tǒng)可以進一步包括溫度控制裝置。在一些實施方案中，溫度控制裝置可以包括加熱器。在一些實施方案中，該系統(tǒng)可以進一步包括溫度測量裝置。該系統(tǒng)可以進一步包括溫度信號裝置以信號表示系統(tǒng)內的溫度。當系統(tǒng)內的溫度是適合用于檢測目標分析物時，溫度信號裝置可以產生一個信號。當系統(tǒng)內的溫度是不適合用于檢測目標分析物時，溫度信號裝置可以產生一個信號。該信號可以包括，例如，聽覺信號，視覺信號等。測量儀可以被重復使用。系統(tǒng)的生物傳感器可以包括兩個或多個電極，兩個或更多個電極中的至少兩個電極的每一個可以電連接到接觸墊，其中接觸墊可以被電連接到測量儀。在一些實施方案中，該系統(tǒng)可以產生一個用于檢測的刺激。該刺激可以包括至少一個刺激，其選自由下列所組成的群組，例如，電刺激，光刺激等。電刺激可以包括至少一個刺激，其選自由下列所組成的群組，例如，電流，電勢等。光學刺激可包括，例如，一個包括一個或多個波長的光。在一些實施方案中，刺激可以是恒定的。在一些實施方案中，刺激可以隨時間而變化。在一些實施方案中，該系統(tǒng)可以包括一個計時機制。系統(tǒng)可以包括一種機制，以激活液體樣品從生物傳感器第一腔室至第二腔室的前進。該系統(tǒng)可以進一步包括一種機制，以產生一個所需要格式的結果。該系統(tǒng)可以進一步包括一種機制，以所需要的格式傳送結果。傳送結果的機制可以包括，例如，屏幕，揚聲器，打印機等。
[0007]本發(fā)明的一些實施例包括一種使用本文所公開的生物傳感器和/或系統(tǒng)檢測液體樣品中目標分析物的方法。該系統(tǒng)可以包括生物傳感器和測量儀。該生物傳感器可以包括第一腔室和第二腔室。第一腔室可以包括探針物種，其中該探針物種可以通過接頭被保留在第一腔室中，并且其中目標分析物可切割該接頭以釋放探針物種。該方法可以包括提供液體樣品；使液體樣品保留在生物傳感器的第一腔室中以產生反應的液體樣品；反應液體樣品前進至生物傳感器的第二腔室中；和測量在生物傳感器第二腔室中的檢測信號。檢測信號可以指示液體樣品中目標分析物的存在和/或數量。該方法可以包括用該液體樣品填充生物傳感器的第一腔室。液體樣品在前進到第二腔室之前，可以保留在生物傳感器的第一腔室中一段時間(例如，一個預定的時間段)。在一些實施方案中，導出的結果可以包括產生至少一種結果，其選自由下列所組成的群組，例如，關于目標分析物是否存在于樣品中的定性結果，提供了樣品中濃度或目標分析物的近似范圍的半定量結果，液體樣品中目標分析物濃度的定量估計等。目標分析物的形式可以包括，例如，活性形式，無活性形式，有缺陷的形式等。
[0008]本發(fā)明的一些實施方案包括一種制造本文所公開的生物傳感器的方法。
[0009]附圖的簡要說明
[0010]圖1是本文所公開的條帶的示意性橫截面圖，其中樣品被添加到反應室中。
[0011]圖2是圖1的條帶，其中樣品已經反應并且被移動到檢測室中。
【具體實施方式】
[0012]在一些實施方案中，表示成分，性質，如分子量，反應條件等數量的數字，其被用于描述和聲稱本申請的某些實施方案，應當被理解為在一些情況下由術語“約”所修飾。因此，在一些實施方案中，在所寫說明書和所附權利要求中所規(guī)定數值參數是近似值，其可以根據通過特定實施方案而尋求獲得的所期望的特性而變動。在一些實施方案中，該數值參數應當根據所呈現的顯著數字數目和通過應用常規(guī)技術而被分析。盡管本申請一些實施方案中的寬范圍的數值范圍和參數設置是近似值，在具體實施例中的數值是盡可能精確地可實施的。
[0013]本發(fā)明的實施方案涉及裝置(生物傳感器)和方法，其用于檢測液體樣品中目標分析物和/或其活性(例如，一種或多種酶的活性)，其中該目標分析物的作用方式是切割鍵。在一些實施方案中，令人感興趣的酶(目標分析物)的作用是經由通過目標分析物特異性切割的接頭的切割而被選擇性檢測。該裝置和方法可以在定點照護處被簡單應用。
[0014]本文所公開的本發(fā)明的一些實施方案包括采用(目標分析物)的切割作用模式而檢測酶的一種新穎的方法和裝置(生物傳感器)，其適合于定點照護處或實驗室測試設備或系統(tǒng)。該裝置可以包括一個一次性使用的測試元件，本文中被稱為條帶(生物傳感器)，和一個可重復使用的(例如，電子的，光學的等)的儀器部分，本文中被稱為測量儀。如果目標分析物，或其形式(例如，活性形式)，存在，該條帶(生物傳感器)可以提供化學反應以生成釋放的探針物種；并且測量儀可以提供一個刺激以從檢測物質(例如，釋放的探針物種或可檢測的反應產物)產生一個可檢測的信號，和/或測量信號，和/或分析信號，并且在本地或遠程地通過通信到其他設備而呈現或傳送測試結果。
[0015]該條帶(生物傳感器)可以包括至少兩個腔室，第一腔室和第二腔室。在使用中，液體樣品可以填充到第一腔室中。在第一腔室中，目標分析物的存在可能會導致標記物(探針物種)釋放到液體樣品中，該標志物可以是直接被檢測的，或者可以進一步反應以導致可以在第二腔室中被檢測的反應產物。釋放過程可以被允許持續(xù)(例如，一個預定的時間段)。隨后，含有釋放探針物種的反應后的液體樣品可以被轉移到第二腔室，其中該檢測信號能被讀出，或者直接從標記物(釋放的探針物種)，或者由一個由標記物(探針物種)在第二腔室中所經歷的反應(檢測反應)所產生的反應產物。通過量化第二腔室中存在的標記物(例如，釋放的探針物種或反應產物)數量，樣品中的目標分析物的活性可以被定量或半定量。
[0016]在本文所描述的本發(fā)明的一些實施方案中，裝置是適宜的以致于液體樣品中游離的或釋放的探針物種的存在和/或數量取決于切割目標分析物。這可以表示與現有技術的一個顯著性差異。僅僅通過舉例的方式，它表示一種新穎的和/或有益的不必須依賴結合反應的檢測感興趣物質的方式。實現低背景信號作為探針物種的固定化或滯留化，通過例如，一個共價鍵，可以是非常強烈的，在該探針物種經目標分析物的切割反應而釋放之前。因此，在缺乏目標分析物的情況下，第一腔室(例如反應室)和/或第二腔室(例如，檢測室)中具有游離的或