用于检测靶物质的桥接元件制造技术

通过监测模板分子的变化来检测由于模板分子和靶分子间结合引起的物理变化。变化实例包括模板分子的物理尺寸或者刚度方面的变化、模板分子电导率的变化以及解离靶分子和模板分子所需能量的变化。变化幅度表示靶分子的特定身份。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文件一般地属于传感器设备，更具体地属于但并不限于靶物质的检测和分析。
技术介绍
以前用于检测分析物比如生物因子、病原体、细菌、病毒、真菌、分子和毒素的方法，都相当麻烦、耗时，还要求显著的专业技术经验来操作。例如，一种技术方法通常要求样品在皮氏培养皿中持续培养几天。另一种技术涉及选择已染色抗体用于识别特定病原细菌存在的的用途。此外，有些系统要求靶生物分子经过扩增过程，这很容易出错并要求高水平的技术能力。而且，扩增有时并不能确定靶生物因子的浓度，也不适于现场应用。有些系统不能检测生物因子的天然或者工程化变化，已知它们会产生假阳性错误，而且对测试条件也很敏感。有些用于检测生物分子(比如DNA序列或者蛋白质)的设备需要大量靶分子的有效作用，因此，必须扩增靶分子，并在有些情况下靶分子被标记，这阻止模板分子的进一步利用。附图说明在附图中，所示附图不必按比例画出，所有这几个视图中相似数字表示基本类似的组件；具有不同字母后缀的相似数字表示基本相似元件的不同情况。以实例的方式而非限制性方式，附图一般性举例说明本文件中讨论的各种实施方案。图1表示检测靶分子方法的流程图。图2表示悬臂检测器。图3表示悬臂结构的一部分。图4表示位移随时间变化的函数图。图5A和5B表示悬臂检测器系统的示意图。图6表示电流随电压变化的函数图。图7A和7B表示测量的参数随时间变化的函数图。图8表示谐振中的偏移。图9表示准备模板分子方法的流程图。图10和11表示检测靶分子方法的流程图。图12表示系统中悬臂阵列的示意图。图13表示便携检测器的实例。详细说明下面的详细说明包括参考结合附图的内容，附图部分构成详细说明的一部分。附图以举例说明的方式表示可实施专利技术的具体实施方案。通过对这些典型实施方案(本文中也称为实施例)足够详细的说明，可使本领域的普通技术人员能够实施本专利技术。实施方案之间可以相互结合，也可以利用其他的实施方案，或者可以进行结构、逻辑和与电有关的变化而不超出本专利技术的范围。因此，下面的详细说明并不对本专利技术起限制作用，本专利技术的范围由附属权利要求及其等价物来确定。象通常专利文件中一样，本文件中术语“一”包括一个或者多于一个。本申请文件中，术语“或者”表示非唯一的，除非有其他明确说明。此外，本文件参考的所有出版物、专利和专利文件，在此都合并作为一个整体全部引用，就像单独参考引用一样。如果出现本文件和那些合并引用文件不一致的地方，合并引用文件中的用法应考虑是对本文件的补充说明；对于不能协调一致的内容，以本文件中用法为准。附图是申请文件的一部分，以举例说明的方式、而非限制性方式表示可实施本专利技术主题的具体实施方案。对示例性的实施方案进行足够详细说明，以使本领域的普通技术人员能够实施公开的内容。也可以利用其他实施例并从中衍生，使得可以做出结构和逻辑方面的替代和变化而不偏离本公开的范围。因此所述详细说明不具有限制意义，各种实施方案的范围仅受所附权利要求、以及全部范围的由这些权利要求享有权利的等价物的限制。此处涉及的本专利技术主题的实施方案在本文中可以全部或者单独地用术语“专利技术”来表示，这仅仅是为了方便，如果实际上超过一种被公开，这并不意味着将本申请的范围限于任意单一专利技术或专利技术构思。因此，尽管具体实施方案已经在此处用于举例说明并被描述，应该理解任何能够达到相同目的的方案都可替代所列出的具体实施方案。本文件意思覆盖各种实施方案的任意和所有改变、变化或组合。通过上述说明，对本领域的普通技术人员来说，上述实施方案和其他没有具体说明的实施方案的组合将是显而易见的。概述分子受周围环境变化的影响。比如，单链脱氧核糖核酸(ssDNA)会对引入它的互补ssDNA产生反应；一条DNA链与其互补链的杂交导致总长度的减小，以及DNA导电特性的变化。这些变化与两条DNA链之间的匹配忠实度成正比，即使单个核苷酸的错配都有可检测的效应。对这些变化的分析使鉴定各种病原体成为可能并允许区分特定株系。在一个实施例中，用微机电(MEMS)结构测量与杂交相关的分子变化。例如，MEMS芯片中的移动元件由选择的单链DNA片段桥接。根据该元件偏移的测量和由杂交引起的电导率的测量来检测和鉴定互补片段。在一个实施例中，信号处理用于解释检测和鉴定时的杂交事件。长度和电导率变化与DNA链同源性之间的相关性用于区分已知和变体病原体以及区分良性和毒性株。此外，杂交后施加的电压导致病原体DNA链或者靶分子从模板分子上释放。释放靶分子的电流也可以提供鉴定靶分子的信息。另外，通过释放靶分子，传感器可为另外的检测事件作准备。而且，在检测事件之前，通过给模板分子施加低水平电流来测试传感器的完整性。在一个实施例中，DNA桥接的MEMS传感器阵列允许同时多路检测很多病毒或者细菌病原体，或者使之能够测量单种病原体的浓度。此外，模板分子谐振的变化被用于鉴定与模板分子结合的样品。在一个实施例中，悬臂的可移动端通过模板分子和一个结构桥接，悬臂系统(和模板分子桥)的谐振频率将随样品和模板分子的杂交而变化。可根据振幅或者频率偏移的幅度和方向来确定同源性程度。方法实例图1表示用于检测和鉴定靶物质的示例性方法100。在一个实施例中，靶物质包含单链DNA片段。此处所用的靶分子和模板分子是新创的术语，所述分子以它们结合在一起的方式而相互关联。因此，特定的传感器利用第一种ssDNA链作为模板分子而第二种ssDNA链是靶分子，另外一个传感器则可利用第一种ssDNA链作为靶分子而第二种ssDNA链作为模板分子。也包括其它的结合伴侣组合。例如，模板分子或者靶分子可以包含核酸分子(比如寡核苷酸，包括ss-DNA或者称为ss-RNA的RNA)、蛋白质和碳水化合物。包含单链DNA的模板分子可与互补DNA链杂交，形成双链DNA(ds-DNA)。另外，包含蛋白质的模板分子可与靶分子结合，所述靶分子也包含蛋白质(通过蛋白质-蛋白质识别)、核酸(通过蛋白质-核酸识别)或者碳水化合物(通过蛋白质-碳水化合物识别)。另外，包含核酸的模板分子可与靶分子结合，所述靶分子包含使用DNA的核酸(通过核酸-核酸识别)或者碳水化合物(通过核酸-碳水化合物识别)。而且，包含碳水化合物的模板分子可与包含碳水化合物的靶分子结合(通过糖类-糖类识别)。通常，模板分子-靶分子间的组合可描述为象锁和钥匙的关系，允许某些分子仅与其他分子结合。在105，收集待分析的样品。潜在包含靶分子的样品可以是气态、液态或者固态。在110，准备样品用于分析，在一个实施例中，包括样品的过滤。在115，样品递送给传感器进行分析。在一个实施例中，样品递送包括使用微流泵、阀、通道、储器或者其他构造发送样品。在120，样品被导入一个或者多个传感器进行可能的检测和鉴定。在各种实施例中，检测和鉴定包括监测长度或者位置的变化、力的变化、电导率或者电阻率的变化，确定将样品从模板分子解离的信号水平和确定谐振偏移。在125，处理收集的数据来检测和鉴定样品。在各种实施例中，数据处理包括将输出信号与存储的数据进行比较，其中存储的数据包括靶分子与模板分子相关性的查表。也包括其他方法。比如，可以在将传感器暴露于样品之前通过监测各种参数进行传感器完整性检测。悬臂传感器实例图2是根据一个实施例的传感器200。衬底215提供一个结构或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包含：　　　　连接在至少两个接触点之间的模板分子，该至少两个接触点包括位于第一表面的第一接触点和位于第二表面的第二接触点，其中第一表面独立于第二表面，而且其中模板分子包括靶分子的至少一个结合位点；和　　　　与第一接触点偶联的检测器，所述第一接触点具有第一物理参数，检测器配置为产生基于第一物理参数变化的输出信号，其中第一物理参数的变化与靶分子和模板分子间的结合对应。

【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：弗雷德G阿伯特，布拉德W赖特，
申请(专利权)人：布里杰技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]