或OH離 子與緩沖鹽之間的相互作用。
[0098] 合適的緩沖抑制劑包括可溶的聚合物，選自聚（鹽酸烯丙胺）、聚（二烯丙基二甲 基氯化銨）、聚（乙烯吡咯烷酮）、聚（乙烯亞胺）、聚（乙烯胺）、聚（4-乙烯吡啶）及三 (2-羧乙基）膦鹽酸鹽。加入的緩沖抑制劑的量在多位點陣列的每個亞組的不同檢測位點 可以是不同的，以提供在這種多位點陣列的亞組中pH或離子濃度梯度。
[0099] 下文是例證具體方法的實施例，其不以任何方式限制本發(fā)明。所述實施例可以在 在本文描述范圍內(nèi)根據(jù)現(xiàn)有知識修改。 實施例
[0100] 在電極表而硭或OH -離子的電化學產(chǎn)牛
[0101] 使用的電極材料：電極材料是氧化銦錫。這是一種半導體表面，在水性溶液中具有 極大電位窗。
[0102] 物質(zhì)的電-氧化以產(chǎn)生H+離子
[0103] 在電極表面抗壞血酸的氧化產(chǎn)生H+離子，并改變電極表面pH至更酸性狀態(tài)：
[0104] AH2-A+2H++2e，
[0105] 其中AH2是抗壞血酸（C 6H606)(如圖5所示）。其氧化的電極電位對于氧化銦錫材 料與Ag/AgCl參比電極相比低于0. 5V(如圖7所示）。這種電位對于在水性溶液中析氧反 應(yīng)所需的電壓低。較高的電極電位（例如在僅磷酸鹽緩沖液中對于ITO電極>1V)可破壞 PEG層（如圖8所示）?？箟难嵋沧鳛闋奚镔|(zhì)（sacrificial species)以防止表面化 學作用的電化學降解。
[0106] 物質(zhì)的電-還原作用以產(chǎn)生OH離子
[0107] 苯醌（C6H4O2)在-0· IV還原為氫醌（C6H6O2)可產(chǎn)生OH離子
[0108] BQ+2e +2H20 - HQ+20H
[0109] 這種還原反應(yīng)提高電極界面的pH。
[0110] 在上述實施例中，產(chǎn)生的H+或OH離子的量依賴于溶液中存在的物質(zhì)的濃度 (nM-mM范圍）、應(yīng)用的電位（-2V至+2V)、波形類型（脈沖、恒定、鋸齒、正弦、在不同頻率的 方形波及工作周期（duty cycles))及物質(zhì)的擴散（可以由于溶液中的添加劑而變化）。這 些參數(shù)可以優(yōu)化以在多位點生物傳感器中存在的每個電極元件獲得不同pH。
[0111] 伸用酶反應(yīng)改奪DH
[0112] 酶如氧化酶、尿素酶或者脫氫酶已知在所述反應(yīng)期間消耗或者產(chǎn)生氫。例如：
[0113] β _d_匍萄糖+02- d-匍萄糖-δ -內(nèi)酯+H 202
[0114] d-葡萄糖-δ -內(nèi)酯+H2O - d-葡糖酸鹽+H+
[0115] 葡萄糖在存在葡萄糖氧化酶的條件下氧化可以產(chǎn)生H+離子，其用于改變感興趣的 蛋白質(zhì)附近的pH。
[0116] 在牛物分子界而層酶與牛物分子探針一起的共固宙化
[0117] 所述酶當在表面上與蛋白質(zhì)共固定化使其緊密接觸時，由此通過酶反應(yīng)產(chǎn)生的H+ 導致可影響蛋白質(zhì)結(jié)合（例如抗原-抗體結(jié)合及非特異性結(jié)合）的局部PH變化。
[0118] 將酶附著于磁件微粒/納米粒子
[0119] 將蛋白質(zhì)附著于電磁鐵上固體表面的微粒/納米粒子腔。將所述酶單獨附著于溶 液中的磁性微粒/納米粒子。控制裝配/置于下面的電磁鐵可以控制局部PH值。然后所 述酶反應(yīng)通過導入相應(yīng)酶底物而觸發(fā)（如圖6所示）。或者，使用電化學活性酶。所述pH 變化位于腔內(nèi)，蛋白質(zhì)相互作用被調(diào)節(jié)。
【主權(quán)項】
1. 一種方法，包括： a. 將電化學活性劑添加到生物傳感器的支持物上，其中配置所述支持物的電極以引起 所述電化學活性劑的氧化還原狀態(tài)的改變；以及 b. 添加分析物，所述分析物依賴于所述氧化還原狀態(tài)的改變與支持物上的探針相互作 用。2. 權(quán)利要求1的方法，其中所述氧化還原狀態(tài)的改變使得所述分析物和所述探針之間 的相互作用能夠發(fā)生。3. 權(quán)利要求1的方法，其中所述氧化還原狀態(tài)的改變增加所述分析物和所述探針之間 的結(jié)合親和性。4. 權(quán)利要求1的方法，其中所述氧化還原狀態(tài)的改變降低所述分析物和所述探針之間 的結(jié)合親和性。5. 權(quán)利要求1的方法，其中所述電化學活性劑是醌衍生物。6. 一種方法，包括： a. 提供包含溶液中的支持物的生物傳感器， i. 所述支持物包含一或多個電極，以及其上具有一或多個固定化的探針的生物分子界 面層； ii. 所述溶液包含電化學活性劑； b. 向所述溶液添加生物分子分析物； c. 使用所述一或多個電極使所述電化學活性劑反應(yīng)以產(chǎn)生一定量的H+離子和/或 OH離子，其中靠近所述一或多個電極的溶液的pH值受所產(chǎn)生的H +離子和/或OH離子的 量控制； d. 收集來自所述生物傳感器的信號。7. 權(quán)利要求6的方法，其中所述溶液是水性溶液。8. 權(quán)利要求6的方法，其中所述一或多個固定化的探針包含固定化的酶，并且所述生 物分子分析物是酶底物。9. 權(quán)利要求6的方法，其中所述一或多個固定化的探針包含固定化的酶底物，并且所 述生物分子分析物是酶。10. 權(quán)利要求6的方法，其中所述一或多個電極包括傳感電極。11. 權(quán)利要求10的方法，進一步包括使用所述傳感電極測量PH值。12. 權(quán)利要求6的方法，其中所述生物傳感器包含檢測位點的多位點陣列，各檢測位點 具有所述溶液中的所述支持物。13. 權(quán)利要求12的方法，其中各檢測位點的檢測條件可以獨立地變化。14. 權(quán)利要求12的方法，其中各檢測位點中靠近所述一或多個電極的溶液的pH值可以 獨立地受控制。15. 權(quán)利要求12的方法，其中從所述生物傳感器收集信號包括收集來自檢測位點的多 位點陣列的變化的信號以獲得不同信號的集合。16. 權(quán)利要求6的方法，其中所述電化學活性劑是醌衍生物。17. 生物傳感器，包含溶液中的支持物， a.所述溶液包含電化學活性劑， b.所述支持物包含一或多個電極，以及其上具有一或多個固定化的探針的生物分子界 面層， C.其中配置所述生物傳感器以通過電化學氧化或還原所述電化學活性劑產(chǎn)生H+離子 或OH離子來改變靠近所述一或多個電極的溶液的pH值。18. 權(quán)利要求17的生物傳感器，其中所述溶液是水性溶液。19. 權(quán)利要求17的生物傳感器，其中所述一或多個固定化的探針包含固定化的酶，并 且所述生物分子分析物是酶底物。20. 權(quán)利要求17的生物傳感器，其中所述一或多個固定化的探針包含固定化的酶底 物，并且所述生物分子分析物是酶。21. 權(quán)利要求17的生物傳感器，其中所述一或多個電極包括傳感電極。22. 權(quán)利要求21的生物傳感器，其中配置所述生物傳感器以使用所述傳感電極測量pH 值。23. 權(quán)利要求17的生物傳感器，其中所述生物傳感器包含檢測位點的多位點陣列，各 檢測位點具有所述溶液中的所述支持物。24. 權(quán)利要求23的生物傳感器，其中各檢測位點的檢測條件可以獨立地變化。25. 權(quán)利要求23的生物傳感器，其中各檢測位點中靠近所述一或多個電極的溶液的pH 值可以獨立地受控制。26. 權(quán)利要求23的生物傳感器，其中配置所述生物傳感器提供來自檢測位點的多位點 陣列的變化的信號作為不同信號的集合。27. 權(quán)利要求23的生物傳感器，其中所述電化學活性劑是醌衍生物。28. 生物傳感器系統(tǒng)，包含： a. 支持物，其包括電極； b. 所述支持物上的探針； c. 電化學活性劑；以及 d. 分析物，其依賴于所述電化學活性劑的氧化還原狀態(tài)的改變與所述支持物上的探針 相互作用， e. 其中配置所述電極以控制所述電化學活性劑的氧化還原狀態(tài)的改變。
【專利摘要】本發(fā)明涉及在具有檢測位點的多位點陣列的生物傳感器中調(diào)節(jié)(生物分子)探針或檢測劑與生物學樣品中感興趣的分析物之間的結(jié)合相互作用的方法。具體地，所述方法調(diào)節(jié)所述生物傳感器中電極附近的pH或離子濃度梯度。本發(fā)明的調(diào)節(jié)結(jié)合相互作用的方法提供了用于更精確地測量生物學樣品中的感興趣的分析物的生物傳感器及分析方法。
【IPC分類】G01N33/53, G01N33/50
【公開號】CN105158451
【申請?zhí)枴緾N201510530898
【發(fā)明人】S·卡伍斯, R·甘加達爾安, C·約翰遜, A·N·K·勞, P·維爾馬
【申請人】羅伯特·博世有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2013年6月25日
【公告號】CN104428673A, EP2870476A1, US9075041, US20140008244, WO2014008038A1