用于测量生物学样本的生理特性的方法和装置制造方法及图纸

本公开涉及用于测量生物学样本的生理特性的方法和装置，诸如测量生物学波动。根据一种实施例，一种用于测量生物学样品的一个或多个生理特性的装置包括：盖体，盖体具有第一表面和第二表面；多个脊，连接到盖体的第一表面且从盖体的第一表面延伸，每个脊包括具有远端的主体；传感器，被设置在多个脊中的至少一个脊的远端上，其中传感器接合一种或多种分析物并提供响应于分析物的信号。

【技术实现步骤摘要】
用于测量生物学样本的生理特性的方法和装置
本公开涉及用于测量生物学样本的多个生理特性的方法和装置，诸如测量生物学波动(flux)。
技术介绍
活细胞通常消耗来自其周围环境的氧气(O2)并释放代谢副产物，例如二氧化碳(CO2)、乳酸盐和各种其他代谢副产物。波动分析仪允许测量耗氧率(OCR)、胞外酸化率(ECAR)、CO2产生率(CPR)和/或其他生物学波动参数。这种测量可以提供关于这些活细胞所进行的代谢过程的有价值的信息。测量活细胞的OCR和ECAR的一种已知方法是通过使用一组荧光传感器来测量在孔板(wellplate)中的这些活细胞所产生的O2和H+的波动。使用荧光传感器检测O2和H+的波动的分析仪的一个示例是海马(Seahorse)波动分析仪，在美国专利No.7,276,351和No.8,202,702中对海马波动分析仪进行了一般性的描述。荧光传感器随着时间的推移测量荧光信号的强度。对于含有活细胞的样品，随着时间的推移，这些信号将与细胞代谢所消耗或产生的O2分子和H+离子的产生或消耗速率成比例。该数据用于计算活细胞所消耗和产生的O2分子和H+离子的波动。与波动分析仪和波动测量相关的问题包括难以使用和制造这样的设备，并且难以获得期望水平的精度和准确度。德国雷根斯堡的PreSensGmbH制造的传感器板(OxoPlateOP96U)使用荧光染料，荧光染料被嵌入常规的96孔板底部沉积的水凝胶基底中。该产品被设计来用于如下检测系统：该系统通过施加振荡输入(激励)并读取主要活性染料相对于参考染料的相移，来测量荧光染料的衰变时间。将生物学样品在孔内置于染料顶部，并使其平衡一段时间，在这段时间内整个孔与被测分析物达到平衡。缺点包括由于大的开放体积而导致平衡时间过长；非标准板含有荧光染料；板底部的传感器可能影响细胞生长/繁殖；限于单个分析物；以及电光器件是专有的。美国专利6,395,506(BectonDickerson)公开了一种发光检测系统，该发光检测系统利用了某些化合物的光发射对氧气的存在的敏感性，氧气以依赖于浓度的方式淬灭(减少)化合物的光发射。BectonDickerson还生产了一种名为OBSBioplate的产品，该产品已经停产。通过测量氧气存在时淬灭的单激励双发射发光染料的比率强度，BD板能够在通用读板器中被读取。在这种配置中，荧光染料沉积在板的底部，并具有与PreSens的产品类似的缺点。美国专利5,718,842(JoanneumReserach)讨论了一种发光染料，包含氧卟啉的金属络合物。Luxcel制造磷光氧探针套件，其中含有与生物学样品一起溶解在介质中的发光染料。该套件可以在标准读板器中读取，可针对高通量而扩展但灵敏度不足。另一个缺点是样品污染，因为传感器被溶解在介质中。其他缺点是由于开放体积较大而导致的平衡时间较长(尽管通过在介质顶部添加油层可以缩短平衡时间)以及侵入性(因为发光探针被溶解在介质中)。加利福尼亚州弗里蒙特的PallForteBioLLC基于用于测量蛋白质的夹心ELISA(酶联免疫吸附测定法)来制造浸渍(dip)和读取分析物。生物学传感器分析物与基质蛋白质涂布在传感器探针的远端上。传感器通过改变由仪器读取的干涉图案来对蛋白结合作出反应。该系统的缺点是用于动力结合的套件有限和(特定的结合事件的)单端点读数。美国专利5,496,697(MolecularDevicesCorp.)讨论了用于检测细胞影响剂对活细胞的效果的方法和装置。活细胞被保留在微流室中。微流室适合于与细胞紧密接触的溶液或悬浮液的连续或间歇流动。含有细胞影响剂的溶液或悬浮液然后流动与细胞紧密接触，并测量该地点(pit)。加利福尼亚州桑尼维尔的MolecularDevicesCorp.先前销售名为“Cytosensor”的产品，用于使用光寻址电位传感器测量小型封闭腔室内的pH变化。该产品已经停产。该产品基于灌注系统，该系统周期性地停止介质通过腔室的流动。在停止流动期间，创建小腔室，在多个时间点处将波动放大并测量pH值。该系统的潜在缺点包括其灌注系统复杂；限于单个分析物(pH)；非标准的板；难以缩放(以8孔的形式销售)；电光器件是专有的。仍然需要适于且易于制造和用于测量生物学分析物的装置和方法。
技术实现思路
本公开提供了用于测量一种或多种分析物的生理特性的装置和方法，该分析物是由布置在介质中的生物学系统或生物学样品消耗和/或产生的。根据一种实施例，一种用于测量生物学样品的一个或多个生理特性的装置包括：盖体，所述盖体具有第一表面和第二表面；多个脊，所述多个脊连接到所述盖体的第一表面且从所述盖体的第一表面延伸，所述多个脊中的每个脊包括具有远端的主体；以及传感器，所述传感器被设置在所述多个脊中的至少一个脊的远端上，其中所述传感器接合一种或多种分析物并提供响应于所述一种或多种分析物的信号。根据一种实施例，一种用于测量生物学样品的一个或多个生理特性的系统包括：具有多个孔的孔板，所述孔具有开口端和与所述开口端相反的封闭端；根据前述实施例的装置，其中，所述多个脊穿过所述开口端延伸到所述孔中。附图说明图1是本公开的装置的一个实施例的正面横截面图，其示出了设置在含有被介质包围的生物学样品的孔板的孔中的装置的脊(spine)。图2是与孔板接合的本公开的装置的一个实施例的透视图。图3是包括信号检测器和处理器的装置的实施例的图示。具体实施方式本文所使用的术语“波动”表示参数随时间的改变。该改变是由于由该参数代表的反应物的消耗或反应而可以预期的。作为一个方面，本公开提供了一种用于测量生物学样品的一个或多个生理特性的装置。该装置包括具有第一表面和第二表面的盖体；连接到该盖体的第一表面且从该盖体的第一表面延伸的多个脊，所述多个脊中的每个脊包括具有远端的主体；以及布置在多个脊中的至少一个脊的远端上的传感器，其中该传感器接合(engage)一种或多种分析物并提供响应于该一种或多种分析物的信号。作为另一方面，本公开提供了一种用于测量生物学样品的一个或多个生理特性的系统。该系统包括具有多个孔(well)的孔板。这些孔具有开口端和与开口端相反的封闭端。该系统还可以包括具有本文所公开的盖体和多个脊的任何装置。多个脊通过开口端延伸到孔中。该系统还可以包括位于检测来自传感器的信号的位置的信号检测器，例如读板器或电荷耦合器件(CCD)照相机。该系统还可以包括与信号检测器通信的处理器。作为另一方面，本公开提供了用于制造用于测量生物学样品的一个或多个生理特性的装置的方法。该方法可以用于制造包括本文公开的盖体和多个脊的任何装置。例如，该方法可以包括提供具有第一表面和第二表面的盖体以及连接到盖体的第一表面并从盖体的第一表面延伸的多个脊。多个脊中的每个脊包括具有远端的主体。该方法还包括将传感器应用到多个脊中的至少一个脊的远端，其中传感器接合一种或多种分析物并提供响应于该一种或多种分析物的信号。在一些实施例中，通过模制聚合物材料形成盖体和多个脊来提供盖体。在使用时，本公开的装置的某些实施例与限定孔的孔板接合。每个孔都包括被置于介质中的生物学样品。将装置的脊插入或设置在孔中，使得设置在每个脊的远端上的传感器可以接合由介质中的生物学样品消耗和/或产生的一种或多种分析物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测量生物学样品的一个或多个生理特性的装置，所述装置包括：盖体，所述盖体具有第一表面和第二表面；多个脊，所述多个脊连接到所述盖体的第一表面且从所述盖体的第一表面延伸，所述多个脊中的每个脊包括具有远端的主体；以及传感器，所述传感器被设置在所述多个脊中的至少一个脊的远端上，其中所述传感器接合一种或多种分析物并提供响应于所述一种或多种分析物的信号。

【技术特征摘要】
2017.04.06 US 15/480,5861.一种用于测量生物学样品的一个或多个生理特性的装置，所述装置包括：盖体，所述盖体具有第一表面和第二表面；多个脊，所述多个脊连接到所述盖体的第一表面且从所述盖体的第一表面延伸，所述多个脊中的每个脊包括具有远端的主体；以及传感器，所述传感器被设置在所述多个脊中的至少一个脊的远端上，其中所述传感器接合一种或多种分析物并提供响应于所述一种或多种分析物的信号。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述传感器是荧光指示剂。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述传感器是嵌入在渗透性介质中的指示剂。4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述传感器是捕捉剂。5.根据前述权利要求中任一项所述的装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·C·尼尔森，保罗·D·麦加尔，
申请(专利权)人：安捷伦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US