專利名稱：受抑全內(nèi)反射生物傳感器盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于受抑全內(nèi)反射(FTIR)生物傳感器的盒以及一種制造此類盒 的方法。
背景技術(shù)：
目前，對生物傳感器的需求日益增長。通常，生物傳感器允許檢測分析物中的給定 特異性分子，其中，所述分子的量通常很小。例如，人們可以測量唾液或血液內(nèi)的藥物或心 血管疾病標記物的量。因此，如果分析物中存在待檢分子，那么可以使用僅與特異性結(jié)合部 位或結(jié)合點結(jié)合的靶粒子，例如超順磁標記珠。一種用于檢測這些結(jié)合到結(jié)合點的標記粒 子的已知技術(shù)是FTIR。其中，將光以全內(nèi)反射的角度與樣品耦合。如果靠近樣品表面沒有 粒子，那么光將被完全反射。然而，如果標記粒子被結(jié)合到所述表面，那么全內(nèi)反射的條件 被妨礙，一部分光散射進入樣品，因而減小了被所述表面反射的光的量。通過使用光學檢測 器測量反射光的強度，可以估計結(jié)合到所述表面的粒子的量。這使得可以估計存在于分析 物或樣品中的感興趣的特異性分子的量。由于該技術(shù)被認為將成為生物感測中的標準工具，因此對于可以用于FTIR的盒 的需求日益增長。由于基于免疫反應(yīng)的生物傳感器因為盒內(nèi)的生化材料在試驗期間會改變 而需要是一次性的，因此這種情況下尤其需要便宜的用于FTIR的一次性盒或其他檢測技 術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于生物傳感器的改進的盒。該目標由獨立權(quán)利 要求的特征實現(xiàn)。本發(fā)明提供了一種用于生物傳感器的盒，其包括具有適于容納樣品的孔室的底 部，以及用于封閉所述孔室的蓋部，所述孔室具有傳感器表面，其中，所述底部適于允許光 沿第一光學路徑進入，在所述傳感器表面處被反射，并沿第二光學路徑離開，其中，所述蓋 部包括帶或箔。任選地，可以在底部和蓋部之間提供粘結(jié)劑層。這可能是有利的，盡管粘結(jié) 劑層在所述孔室處或上方被中斷。因此，阻止了孔室內(nèi)的樣品和粘結(jié)劑層之間的任何相互 作用。本發(fā)明也提供一種制造盒的方法，包括如下步驟a)提供具有適于容納樣品的孔室的由第一材料制成的底部；b)提供由第二材料制成的卷形物或片狀物；c)將試劑和/或標記粒子施加到卷狀物或片狀物的特異性部位；d)將所述卷狀物或片狀物裁剪為蓋部，其中，每個蓋部包含所述試劑和/或標記 粒子；以及e)將所述蓋部附接到所述底部，這樣試劑和/或標記粒子被封閉在所述孔室中。所述盒的底部可以由塑料制成，優(yōu)選地塑模成形。任選地，可以在底部和蓋部之間提供粘結(jié)劑層。這將是有利的，盡管所述粘結(jié)劑層在所述孔室上或上方被中斷。因此，阻止 了在孔室內(nèi)的樣品和粘結(jié)劑層之間的任何相互作用。在優(yōu)選的實施例中，所述孔室包括道。所述孔室可以具有比所述道更大的寬度和 深度，但也可以預見到整個孔室由道組成。所述盒還包括用于向所述孔室中提供樣品的至 少一個管道或開口。所述管道或開口可以是，例如，底部中的槽或蓋部中的孔。也可以預見 到的是，所述道在一端或兩端開口。根據(jù)優(yōu)選實施例，所述盒的底部包括適于容納用于提供磁場的裝置(例如線圈) 的凹進處。此外，所述底部可以包括分別在第一光學路徑內(nèi)的光學輸入表面和在第二光學 路徑內(nèi)的光學輸出表面。優(yōu)選地，這些表面垂直于所述第一光學路徑和第二光學路徑。
此外，所述孔室可以包含試劑或若干種試劑的組合以及標記粒子。在優(yōu)選實施例 中，這些試劑位于所述傳感器表面的特異性結(jié)合點。根據(jù)另一實施例，在蓋部上提供試劑和 /或標記粒子。例如，它們可以印刷到形成蓋部的薄片上。所述標記粒子可以涂布有捕獲分子并且還可以包括磁粒子。例如，所述標記粒子 若是超順磁性的將是有利的。本發(fā)明還涉及一種制造上述盒的方法。根據(jù)所述方法，提供了具有適于容納樣品 的孔室的由第一材料制成的底部。此外，提供了由第二材料制成的卷形物或片狀物。隨后， 將試劑和/或標記粒子施加到在所述卷形物或片狀物上的特異性部位，以及將所述卷形物 或片狀物切裁剪為蓋部，其中，每個蓋部包含所述試劑和/或標記粒子。最終，將所述蓋部 附接到所述底部，使得所述試劑和/或標記粒子被封閉在所述孔室中。任選地，所述方法可 以包括將粘結(jié)劑層應(yīng)用到所述底部和/或由第二材料制成的卷形物或片狀物的步驟。本發(fā)明的這些或其他方面將從下文所描述的實施例中變得顯然，以及將參考這些 實施例進行闡述。


圖Ia示例性地示出了根據(jù)本發(fā)明的盒的橫截面；圖Ib示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的所述盒的底部的頂視圖；圖Ic示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的另一盒的底部的頂視圖；圖2示意性地示出了 FTIR的功能原理；圖3a示意性地示出了用作蓋部的材料的卷形物；圖3b示意性地示出了用作蓋部的材料的片狀物；圖4示意性地示出了所述盒的替代結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
具體實施例方式圖Ia示意性地示出了作為本發(fā)明的實例的盒11的橫截面的側(cè)視圖。盒11包括 具有孔室2的底部1以及蓋部3?？资?適于填充樣品，并且由蓋部3封閉或覆蓋。傳感 器表面4限定出孔室2的下底面。光沿第一光學路徑5在光學輸入表面5a進入底部1，在 所述傳感器表面4處被反射，并且沿第二光學路徑6在光學輸出表面6a離開底部1。底部 1還形成有凹進處7，所述凹進處7適于容納用于提供磁場的裝置，然后所述磁場對磁標記 粒子8施力。這樣做是為了實現(xiàn)試劑和標記粒子8之間的結(jié)合，即所謂的致動過程?？资?中包含試劑(未示出)和標記粒子8。如圖Ib中可以看到的，該附圖示意性地示出盒11的底部1的頂視圖，孔室2可能 還包括道9。整個孔室2也可能由道9構(gòu)成，如圖Ic中所示。在末端，道9包括用于向孔室 2提供樣品的管道或開口 10。例如，所述管道或開口 10可以是圖Ib和Ic中所描繪的底部 的槽，或者蓋部3上的孔。因此對孔室2的填充可能通過毛細管力實現(xiàn)若將道9的直徑選擇為足夠小，則在 小滴樣品接觸管道或開口 10時，它將被吸入孔室2。在這種情況下，顯然需要提供第二管道 或開口 10以允許空氣離開孔室2。然而，也可以通過使用例如注射器等施加壓力來填充孔室2。圖2示意性地示出了作為盒11所使用的檢測方法的實例的FTIR的功能原理。一 旦孔室2被填充或被提供了如上所描述的待檢液體樣品，以干物質(zhì)形式提供的標記粒子8 擴散到溶液中。使用磁體13，超順磁標記粒子8可以向傳感器表面4加速，在傳感器表面4 處，若樣品中存在待檢特異性分子，則這些標記粒子可以結(jié)合到所述表面上。在足夠進行結(jié) 合的時間之后，為了從所述表面去除沒有結(jié)合到傳感器表面14上的標記粒子8，可以使用 磁體14。在該“沖洗”步驟之后，使用激光或LED 11照射傳感器表面4。光在傳感器表面 4處被反射并被檢測器12檢測，所述檢測器12可以是光電二極管或CCD照相機。通常，在 測定過程期間、上述的結(jié)合過程期間連續(xù)讀出光學元件或檢測器12，并且監(jiān)測所述結(jié)合過 程的進程。然而，或者可以獲得測定之前的圖像和測定之后的一幅圖像，然后比較兩者的差 另O。選擇入射光的光學路徑5以便滿足全內(nèi)反射的條件。在這種情況下，產(chǎn)生光學倏逝場， 所述光學倏逝場通常僅穿透50-100nm進入孔室2。因此，只要標記粒子8靠近傳感器表面 4，所述倏逝場被擾亂并導致反射強度的降低。本發(fā)明還涉及一種制造上述盒11的方法。根據(jù)所述方法，提供了具有適于容納樣 品的孔室2的由第一材料制成的底部1。所述第一材料優(yōu)選是塑料材料，例如聚苯乙烯、聚 碳酸酯、環(huán)烯烴聚合物(COP或Zeonex)或PET (聚對苯二甲酸乙二酯)。底部1可以使用所 述第一材料塑模成形，例如，注塑成型。然而，也可以使用形成底部1的其他技術(shù)。此外，提供由第二材料制成的卷形物15或片狀物18，如在描繪出卷形物15的圖 3a中和在描繪出片狀物18的3b中所示。所述卷形物15或片狀物18可以包括由例如聚酯 制成的箔或帶。如果卷形物15或片狀物18包括箔，那么可以施加另一粘結(jié)劑層以將箔粘 附到盒11上。在某些實施例中，所述粘結(jié)劑可以僅僅部分覆蓋卷形物15或片狀物18。隨后將試劑和/或標記粒子8施加到卷形物15或片狀物18的特異性部位，并且 將卷形物15或片狀物18裁剪為蓋部3，其中，每個蓋部包含試劑和/或標記粒子8。最終， 將蓋部3附接到盒11的底部1，使得所述試劑和/或標記粒子8被封閉在孔室2中。如果 在卷形物15或片狀物16上沒有粘結(jié)劑，也可以使用其他結(jié)合技術(shù)將蓋部3附接到底部1， 例如，可以使用諸如超聲波焊接和激光焊接的熱結(jié)合技術(shù)?；蛘撸梢詫⒃噭┨峁┙o孔室2的傳感器表面4，特別地，優(yōu)選為傳感器表面4上的若干特異性結(jié)合點提供試劑。不同結(jié)合點的試劑也可以彼此不同，以便向待分析樣品中的 不同分子提供特異性結(jié)合點。這些分子例如可以是抗體或共軛分析物分子(例如，在抑制 測定的情況下)。圖4示出了類似于圖Ia的盒11的實例的另一示意性橫截面?zhèn)纫晥D。底部1類似于圖Ia的底部1，例如，由塑料塑模成形。提供用于沿光學路徑5輸入光的光學輸入表面 5a以及用于沿光學路徑5輸出光的光學輸出表面6。在底部1中形成的孔室2被蓋部3覆 蓋，由此內(nèi)嵌形成封閉的空間。圖4的實例與圖Ia的實例的差別在于，傳感器表面4不是 基本平的表面，而是具有鋸齒狀的結(jié)構(gòu)。在傳感器表面4處提供至少一個楔形結(jié)構(gòu)，導致光 有不同路徑撞擊傳感器表面4。通常，光的路徑然后是在下傾面的反射，因而大多數(shù)光穿過 所述面，所述光被反射到相對的上傾面，從而傳感器表面4的下傾面和上傾面形成像等腰 三角形等邊的凹進處。從第二下傾面，所述光再次被反射，沿圖4所示的第二光學路徑6向 著光學輸出表面6a的方向離開孔室2。具有試劑和/或標記粒子8 (此處未示出)的待檢 樣品，再次位于傳感器表面4，基本上位于楔形棱面之間。檢測原理是光基本上被結(jié)合到所 述樣品的分子上的標記粒子8阻擋。通過計算沿第一光學路徑5的入射光與沿第二光學路 徑6的出射光的差別，能夠推斷樣品中分子的量。本發(fā)明重要的一方面是，如所描述的，盒11是由包括用于包含樣品的孔室2的底部1和覆蓋孔室2的單一蓋部3構(gòu)造的，所述蓋部3是帶或箔。該結(jié)構(gòu)使得盒11便宜并且 可以用作生物傳感器中的一次性部分。就此而言，帶被定義為一側(cè)有粘性，并且由不同的常 用材料形成為的扁平柔性體。就此而言，箔被定義為不不具有粘性，并且由不同的常用材料 形成為的扁平柔性體。在后一種情況下，在底部1和箔之間提供粘結(jié)劑層。帶和箔以在底 部1的邊緣被裁剪的條狀應(yīng)用于底部1。雖然在附圖和說明書中已經(jīng)詳細舉例說明和描述了本發(fā)明，但是此舉例說明和描 述應(yīng)當被理解為是舉例說明性和示例性的，而不應(yīng)是限制性的；本發(fā)明并不限于所公開的 實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員在根據(jù)對附圖、說明書和權(quán)利要求書的研究來實踐所要求的發(fā)明 時能夠想到并實現(xiàn)所公開的實施例的其他變型。在權(quán)利要求書中，詞語“包括”并不排除其 他元件或步驟，并且不定冠詞“一”或“一個”并不排除多個。單一處理器或其他單元可以 實現(xiàn)權(quán)利要求書中記載的若干項的功能。起碼的事實是，在相互不同的權(quán)利要求中記載的 特定手段并不代表使用這些手段的組合不能帶來益處。權(quán)利要求中的任何附圖標記不能解 釋為是對范圍的限制。
權(quán)利要求
一種用于生物傳感器的盒(11)，包括具有適于容納樣品的孔室(2)的底部(1)，以及用于封閉所述孔室(2)的蓋部(3)，所述孔室(2)具有傳感器表面(4)，其中，所述底部(1)適于允許光沿第一光學路徑(5)進入，在所述傳感器表面(4)處被反射，以及沿第二光學路徑(6)離開，其中，所述蓋部(3)包括帶或箔。
2.如權(quán)利要求1所述的盒(11)，其中，所述底部(1)由塑料制成和/或所述底部(1) 是塑模成形的。
3.如權(quán)利要求1所述的盒(11)，其中，所述孔室⑵包括道(9)，并且所述孔室⑵包 含試劑或若干種試劑的組合和/或標記粒子(8)，其中，所述試劑或若干種試劑的所述組合 位于所述傳感器表面(4)的特異性結(jié)合點。
4.如權(quán)利要求1所述的盒(11)，還包括在底部⑴和蓋部(3)之間的粘結(jié)劑層，其在 所述孔室(2)處被中斷。
5.如權(quán)利要求3所述的盒(11)，其中，所述標記粒子(8)涂布有捕獲分子。
6.如權(quán)利要求5所述的盒(11)，其中，所述標記粒子(8)包括磁性粒子。
7.如權(quán)利要求1所述的盒(11)，還包括用于向所述孔室(2)提供所述樣品的至少一個 管道或開口(10)。
8.如權(quán)利要求7所述的盒(11)，其中，所述至少一個管道或開口(10)是在所述底部 (1)中的槽。
9.如權(quán)利要求7所述的盒(11)，其中，所述至少一個管道或開口(10)是在所述蓋部 (3)中的孔。
10.如權(quán)利要求1所述的盒(11)，其中，所述底部(1)包括用于容納用于提供磁場的裝 置(13)的凹進處(7)。
11.如權(quán)利要求1所述的盒(11)，其中，所述底部(1)包括分別在第一光學路徑(5)內(nèi) 的光學輸入表面(5a)和第二光學路徑(6)內(nèi)的光學輸出表面(6a)。
12.如權(quán)利要求11所述的盒(11)，其中，所述表面(5a、6a)垂直于所述光學路徑(5、6)。
13.如權(quán)利要求1所述的盒(11)，其中，所述蓋部(3)包括具有產(chǎn)品信息和/或標識的 印刷標記。
14.一種制備如權(quán)利要求1所述的盒(11)的方法，包括如下步驟a)提供具有適于容納樣品的孔室(2)的由第一材料制成的底部(1)；b)提供由第二材料制成的卷形物(15)或片狀物(18)；c)將試劑和/或標記粒子(8)施加到所述卷形物(15)或片狀物(18)上的特異性部位；d)將所述卷形物(15)或片狀物(18)裁剪為蓋部(3)，其中，每個蓋部(3)包含所述試 劑和/或標記粒子(8)；以及e)將所述蓋部(3)附接到所述底部(1)，使得所述試劑和/或標記粒子(8)被封閉在 所述孔室(2)中。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括將粘結(jié)劑層施加到所述底部(1)和/或由第二 材料制成的所述卷形物(15)或片狀物(8)的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種生物傳感器盒(11)，其包括具有適于容納液體樣品的孔室(2)的底部(1)以及用于封閉所述孔室(2)的蓋部(3)。所述孔室(2)具有傳感器表面(4)。所述底部(1)適于允許光沿第一光學路徑(5)進入，在所述傳感器表面(4)被反射，以及沿第二光學路徑(6)離開。本發(fā)明還涉及一種制造此類盒(11)的方法。
文檔編號G01N21/55GK101842690SQ200880113638
公開日2010年9月22日 申請日期2008年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月29日
發(fā)明者J·H·尼烏文赫伊斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司