分析物的电化学分析改进方法技术

技术编号:2580703 阅读:186 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及利用对所检测的分析物具有特异性的传感器电极进行电化学分析的方法。所述方法包括将传感器电极浸没在怀疑含有所述分析物的样品溶液中;通过暴露于溶液形成电化学活性的复合体,所述溶液包含第二受体或者用带电标记物或酶标记物标记的竞争分子;随后使传感器暴露于电化学上活性溶液。测量步骤包括将所述传感器电极的电位激励至预定的固定电位,通过施加电流或活化波形,随后监控传感器电极和参考电极之间的电位差,然后清除保持电流来实现。电流、速率和电位都可以测量并且用于确定分析物浓度或传感器状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及分析物的电化学检测的改进方法。
技术介绍
WO 00/011473描述了利用电化学检测分析物的电位传感器电极来电化学分析复杂样品中分析物(例如抗原)的方法。用于这些方法中的传感器电极通常包含用导电聚合物(例如聚吡咯)涂布的导电电极。将能够选择性结合待检测分析物的受体分子固定在导电聚合物内或被导电聚合物吸附,使得可以检测期望的分析物。检测通过特异性复合体的形成来实现,所述特异性复合体包含分析物和便于电化学检测的标记物组分,它与受体分子在传感器电极表面结合。WO 00/011473的检测方法通常包括下面总结的几个步骤(a)提供含有导电聚合物涂层并含有固定化或吸附受体的传感器电极,所述受体对于所关注的分析物是特异性的;(b)通过浸没在样品中处理所述传感器电极,使得所述期望的分析物在传感器表面与固定化或吸附的受体结合,来形成还包含标记物组分的复合体;(c)从样品中取出所述传感器电极,随后监控当经处理的传感器电极和参考电极都浸没在适当的无活性测量缓冲液中时两个电极之间的电位差;以及随后(d)监控传感器电极和参考电极之间的电位差,随后暴露于另一种电化学活性的缓冲液,因此增进标记物组分的电化学活性。WO 03/019171描述了生产电位传感器电极的改进方法,还描述了利用这些传感器电极进行电化学检测的改进方法。然而,WO 03/019171中描述的电化学检测的改进方法仍然依赖于首先测量当经处理的传感器电极和参考电极都浸没在适当的无活性测量缓冲液中时两个电极之间的电位差,随后监控传感器电极和参考电极之间的电位差,然后暴露于另一种增进标记物组分的电化学活性的缓冲液。本专利技术人目前研发了电化学检测的简化方法,其不需要单独的步骤在每次使用所述方法对指定分析物进行检测时,在暴露于增进标记物组分的电化学活性的缓冲液之前,测量当经处理的传感器电极和参考电极都浸没在无活性测量缓冲液中时两个电极之间的电位差。
技术实现思路
根据本专利技术,提供了一种分析样品中分析物的电化学检测方法,其包括(a)提供含有用导电聚合物层涂布的导电电极的传感器电极;(b)在使得在导电聚合物层上形成包含分析物和电化学活性标记物组分的电化学活性分析物复合体的条件下,使所述传感器电极与含有由于存在分析物而待检测的样品的溶液接触;(c)使所述传感器电极和电化学活性分析物复合体与增进电化学活性分析物复合体的电化学活性的电化学活性测量溶液接触;(d)施加电流以在所述传感器电极上感生预定的保持电位;(e)除去电流并且使所述传感器电极回复至开路静息电位;(f)测量下列参数中的一个或多个,作为样品中存在的分析物的量的指标(i)保持电位和开路静息电位之间的差,(ii)所述传感器电极从保持电位回复至开路静息电位的速率,(iii)将所述传感器电极保持在预定的保持电位所需的电流量。本专利技术的方法是例如WO 00/11473和WO 03/019171描述的方法的简化,因为不需要单独的步骤来测量无活性测量缓冲液和增进标记物组分的电化学活性的第二缓冲液中传感器电极和参考电极之间的电位差。因此,不需要制备单独的无活性测量溶液,并且不需要另外的流体和/或电极操纵步骤来将所述传感器电极从无活性测量溶液转移到活性测量溶液。附图说明图1示意性说明了根据本专利技术的测量方法,其中将电位激励至预定的电位y,随后断开,测量开路电位一段时间(t)直到达到最终电位z。测量Δzy,以及电流和速率。图2示意性说明了关于图1的测量方法,但是在达到预定电位y和最终测量步骤之前具有电位波形。图3示意性说明了根据本专利技术的测量方法,其在最终测量步骤之前包括四个激励电位(driven potential)和开路电位循环。图4显示了利用本专利技术的方法基于辣根过氧化物酶的使用的测试结果。在预先准备好-130mV的保持电位之后,测量暴露于各种浓度的HRP之后的传感器电极响应(电位,以mV计)。测量开路电位60秒。具体实施例方式本专利技术的方法利用涂布有导电聚合物层的传感器电极。在下面和在本申请人的已公开国际专利申请WO 00/11473和WO 03/019171中更全面地描述了这些传感器电极的基本特征和通过用传导性聚合物层涂布导电电极来生产电极的优选方法,所述专利申请的内容通过引用整体并入本文。所述传感器电极可以是基本上任何适合的包含传导性或半传导性层的电极。适合的电极包括具有金属或准金属传导性的标准电位电极,它们在水性介质中是稳定的,例如金和其它贵金属电极。所述传感器电极是电化学涂布的,优选在至少一个主要表面的至少一部分上,用导电聚合物层,例如聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃、聚苯胺等涂布。根据本领域已知的方法(见WO 00/11473和WO 98/37409),通过由包含单体、极性溶剂和本底电解质的溶液的电化学合成,将所述聚合物的薄层沉积在导电电极上。吡咯是优选的单体,但是也可以使用其它单体例如噻吩、呋喃或苯胺。还可以使用这些单体中两种或多种的组合,以产生导电共聚物。优选的支持电解质是十二烷基硫酸钠,但是可以使用其它电解质。所述电解质也作为掺杂剂。去离子水优选用作极性溶剂。所述电化学聚合溶液通常由单体和支持电解质的水溶液组成。然而,可以向聚合溶液中加入其它组分例如提供可以用作生物受体或传感器表面化学修饰的连接物的特异性官能团的组分(见WO 00/11473和WO 98/37409)。电化学聚合典型地在由待涂布的传感器电极、辅助电极和参考电极组成的三个电极细胞中进行。现有技术(见WO 00/11473和其中包含的参考文献)中已经描述了适当的组合方式。可以将多个传感器电极组合成具有一个电接触的组。整个传感电极阵列可以在单一的聚合反应中涂布。这可以使用单一的辅助电极或每对传感和参考电极使用一个辅助电极。例如,包含与每对传感和参考电极相关联的第三反电极的阵列(例如用于电流分析)可以使用第三反电极作为辅助电极进行涂布。在另外的排列中,参考电极可以用作聚合步骤的辅助(反)电极。可以操纵参考电极以起到聚合的辅助电极的作用,例如用Ag/AgCl电极,Ag/AgCl的比率可以临时改变,使得它起到聚合的辅助电极的作用,随后在聚合后恢复至作为参考电极的作用。如本领域的技术人员所众所周知的,为了修饰聚合物的结构和/或传导特性,导电聚合物通常在电化学合成阶段掺杂。浸没在溶液中的导电聚合物进行离子交换的容易度和达到离子平衡的快速性基本上取决于在电沉积阶段导入的掺杂剂阴离子的大小掺杂剂阴离子的离子半径越大,离子交换反应进行得越快,并且越快达到平衡状态。这与“金属电极导电聚合物”系统的电位改变值和速率直接相关,响应于溶液中离子组成的变化。聚合期间可以确定响应的类型(阴离子、阳离子、氧化还原)及其速率。典型的掺杂剂阴离子是硫酸根离子(SO42-),其在聚合过程中引入,中和聚合物主链上的正电荷。硫酸根离子不易于通过离子交换释放,因此有助于保持聚合物的结构。对于氧化还原和pH敏感性传感器,当制备电化学聚合溶液时,优选使用阴离子的离子半径大的盐作为本底电解质。在这种情况下,离子响应被最小化并且氧化还原或pH响应占优势,通过聚合物膜和周围溶液之间的电子交换提供电位响应。阴离子的离子半径大的适当的盐包括十二烷基硫酸钠和硫酸葡聚糖。这些盐在电化学聚合溶液中的浓度根据检测类型本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种电化学检测样品中分析物的方法,所述方法包括:    (a)提供含有用导电聚合物层涂布的导电电极的传感器电极;    (b)在一定条件下使所述传感器电极与含有由于存在分析物而待检测的样品的溶液接触,所述条件使得在导电聚合物层上形成包含分析物和电化学活性标记物组分的电化学活性分析物复合体;    (c)使所述传感器电极和电化学活性分析物复合体与增进电化学活性分析物复合体的电化学活性的电化学活性测量溶液接触;    (d)施加电流以在所述传感器电极上感生预定的保持电位;    (e)除去电流并且使所述传感器电极回复至开路静息电位;    (f)测量下列参数中的一个或多个,作为样品中存在的分析物的量的指标:    (i)保持电位和开路静息电位之间的差,    (ii)所述传感器电极从保持电位回复至开路静息电位的速率,    (iii)将所述传感器电极保持在预定的保持电位所需的电流量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:邓肯罗斯珀维斯
申请(专利权)人:森思泰克有限公司
类型:发明
国别省市:GB[英国]

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