用于使用电磁辐射来检测分析物的方法技术

本发明专利技术提供了用于使用电磁辐射检测样品中的分析物的方法，包括：(i)提供标记试剂，标记试剂具有能够将分析物或分析物的类似物与标记物结合的结合部位，其中标记物能够吸收电磁辐射以通过非辐射衰变生成能量；(ii)提供装置，具有：适于生成一系列电磁辐射脉冲的辐射源；具有热电或压电元件和电极的换能器，其能够将由非辐射衰变生成的能量转换为电信号；能够检测电信号的检测器；用于控制电磁辐射源和检测器的控制器，其中装置具有第一和第二室，第一室包含靠近换能器的第一试剂，其中第一试剂能够结合到分析物，使得标记试剂经由分析物与第一试剂的结合与分析物的浓度成正比，以及第二室包含靠近换能器的第二试剂，其中第二试剂模拟分析物使得标记试剂与第二试剂的结合与分析物的浓度成反比；(iii)将样品暴露于换能器；(iv)用电磁辐射照射样品并检测电信号。

A method for detecting analytes using electromagnetic radiation

The present invention provides a method for detecting an analyte sample, use of electromagnetic radiation including: (I) providing labeling reagent, labeling reagent can similar analyte or analyte and marker combination parts, the marker can absorb electromagnetic radiation by non radiative decay energy (II;) provide device has: suitable for radiation source to generate a series of electromagnetic radiation pulse; thermoelectric transducer has or piezoelectric element and the electrode, which can be converted by the non radiative decay generated energy into electrical signals; the detector can detect electrical signals; a controller for controlling the electromagnetic radiation source and detector, the device has a first and the second room, the first room contains close to the transducer first reagent, wherein the first reagent capable of binding to the analyte, the analyte and the labeling reagent by Combined with the analysis of a reagent is proportional to the concentration of second, and the room contains second reagents near the transducer, including second reagent simulating analyte concentration of both labeling reagents and second reagent and analyte inversely; (III) the sample is exposed to the transducer; (IV) radiation samples with electromagnetic and detection of Telecommunications no..

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于使用电磁辐射来检测分析物的方法本专利技术涉及用于检测分析物的方法，且尤其涉及扩展免疫分析的动态范围和/或灵敏度。免疫分析常常用于测量样品中的分析物的浓度。但是，它们可在检测的下限、检测的上限和动态测量范围方面受到限制。在典型的夹心免疫分析中，特定于感兴趣的抗原的抗体连接到聚合物支持物，诸如聚氯乙烯或聚苯乙烯的薄片。将一滴细胞提取物或血清或尿的样品搁在薄片上，该薄片在抗体-抗原复合物的形成之后被洗涤。然后添加特定于在抗原上的不同部位的抗体，且再次洗涤薄片。这个第二抗体携带标记物，使得它可以以高灵敏度被检测到。结合到薄片的第二抗体的量与样品中的抗原的量成比例。该分析和对这类分析上的其他变化是众所周知的，参见例如“TheImmunoassayHandbook，2ndEd.”(DavidWild，Ed.，NaturePublishingGroup，2001)。在免疫分析中的检测的上限通常受所用试剂的总量的限制。可以固定在支持物上的抗体的量受到支持物的有限表面积的限制。当样品中存在过量的分析物时，系统变得饱和，因为所有的抗体结合部位被分析物阻断(取决于所使用的抗体的亲和常数)，并且未结合的分析物被洗掉。因此，系统无法区分开高于饱和的分析物的浓度，通常在1μM和100mM之间的浓度下。在实验室分析仪中，通过稀释样品并重新运行分析来解决这个问题。然而，样品稀释对于即时分析是不切实际的。在均相夹心分析中，第一抗体、分析物和第二抗体都同时被培养，且没有洗涤步骤。当分析物浓度增加时，检测到的信号增加，直到达到饱和为止。在高于饱和的分析物浓度下，分析物单独地结合到第一和第二抗体。因此，结合到薄片的第二抗体的量现在不再与样品中的抗原的量成比例，并且检测到的信号减少，被称为“高剂量钩”的效应。这种效应可以减小分析的动态范围。因此，存在对于提供对分析饱和度和/或高剂量钩的问题的解决方案的需要，以便扩展夹心分析的动态范围和/或灵敏度。因此，本专利技术提供了用于检测样品中的分析物的方法，其包括：(i)提供标记试剂，该标记试剂具有能够将分析物或分析物的类似物与标记物结合的结合部位，其中标记物能够吸收电磁辐射以通过非辐射衰变生成能量；(ii)提供装置，其具有：适于生成一系列电磁辐射脉冲的辐射源，具有热电或压电元件和电极的换能器，其能够将由非辐射衰变生成的能量转换为电信号，能够检测电信号的检测器，用于控制电磁辐射源和检测器的控制器，其中该装置具有第一和第二室，该第一室包含靠近换能器的第一试剂，其中第一试剂能够结合到分析物，使得标记试剂经由分析物与第一试剂的结合与分析物的浓度成正比，以及该第二室包含靠近换能器的第二试剂，其中第二试剂模拟分析物，使得标记试剂与第二试剂的结合与分析物的浓度成反比；(iii)将样品暴露于换能器；(iv)用电磁辐射照射样品并检测电信号。因此，本专利技术提供了用于执行夹心分析的方法，其中可通过同时运行竞争性分析并组合结果来扩展分析的动态范围和/或灵敏度。现在将参考附图描述本专利技术，其中：图1示出与本专利技术一起使用的WO2004/090512的化学感测装置的示意表示；图2示出使用本专利技术的装置的夹心免疫分析；图3示出根据本专利技术的盒(cartridge)；图4示出在不使用对照(control)的情况下的独立点2计数；图5示出独立点3计数；以及图6示出使用阳性对照和阴性对照的剂量-反应曲线。本专利技术的方法用于检测样品中的分析物。该方法提供了一种装置，该装置具有：适于生成一系列电磁辐射脉冲的辐射源；具有热电或压电元件和电极的换能器，其能够将由非辐射衰变生成的能量转换为电信号；以及能够检测由换能器生成的电信号的检测器。本专利技术的装置基于在WO2004/090512中描述的装置。图1示出了根据本专利技术使用的化学感测装置1，其依赖于在用电磁辐射照射标记物2时在标记物2中的热生成。为了简单起见，在图1中仅示出标记物(本专利技术的装置的其余部件将在下文中被进一步详细描述)。图1示出了在存在标记物2的情况下的化学感测装置1。装置1包括具有电极涂层4、5的热电或压电换能器3。换能器3优选地是极化聚偏二氟乙烯膜。电极涂层4、5优选地是透明的，且最优选地由铟锡氧化物形成。电极优选地具有约20-30nm的厚度，尽管从1nm的下限到200nm的上限的几乎任何厚度都是可能的，在该下限之下电导率太低，而在该上限之上光透射率太低(它不应该低于80％T)。优选地，换能器是涂覆有铟锡氧化物的聚偏二氟乙烯膜。通过结合事件将标记物2保持为靠近换能器3。本专利技术的优选特征在于，标记物2在被电磁辐射(通常称为“光”)、优选地是可见光的源6照射时生成热。光源可以是例如LED。光源6用适当波长(例如互补色)的光照射标记物2。尽管不希望被理论约束，但是人们认为标记物2吸收光以生成激发态，然后该激发态经历非辐射衰变，由此生成由图1中的曲线指示的能量。这种能量主要是以热的形式(即，环境中的热运动)，但是也可以生成其他形式的能量，例如冲击波。然而，能量由换能器检测并转换成电信号。本专利技术的装置针对被测量的特定标记物被校准，且因此不需要确定由非辐射衰变生成的能量的精确形式。除非另有说明，术语“热”在本文中用于意指由非辐射衰变生成的能量。光源6被定位成照亮标记物2。优选地，光源6位于换能器3和电极4、5的对面，并且标记物2通过换能器3和电极4、5被照亮。光源可以是换能器内的内部光源，其中光源是导波系统。波导可以是换能器本身，或者波导可以是附接到换能器的附加层。照明的波长取决于所使用的标记物；例如，对于40nm的金标记物，优选的波长是525nm，而对于碳标记物，优选的波长是690nm。由标记物2生成的能量由换能器3检测并转换成电信号。电信号由检测器7检测。光源6和检测器7都在控制器8的控制下。光源6生成一系列光脉冲(本文使用的术语“光”意指任何形式的电磁辐射，除非提到特定的波长)，其被称为“斩波光(choppedlight)”。原则上，单个闪光(即，电磁辐射的一个脉冲)将足以从换能器3生成信号。但是，为了获得可再现的信号，使用多个闪光，其实际上需要斩波光。电磁辐射的脉冲被施加的频率可以变化。在下限处，在脉冲之间的时间延迟必须足够用于在每个脉冲和待确定的电信号的生成之间的时间延迟。在上限处，在每个脉冲之间的时间延迟必须不那么大，以致记录数据所花费的时间变得不合理地延长。优选地，脉冲的频率是从1-50Hz，更优选地1-10Hz，且最优选为2Hz。这对应于分别在20-1,000ms、100-1,000ms和500ms的脉冲之间的时间延迟。另外，所谓的“标空(mark-space)”比，即接通信号(onsignal)与断开信号(offsignal)的比优选地是一，但是可以使用其他比而没有有害的影响。使用具有较长的断开信号的较短接通脉冲有一些好处，以便允许系统在下一个脉冲干扰系统之前接近热平衡。在一个实施方式中，1-50ms、优选地8ms的光脉冲接着是10-500ms、优选地250ms的弛豫时间允许对直接结合到表面的颗粒的更精确测量。产生具有不同的斩波频率的或不同的标空比的斩波光的电磁辐射源是在本领域中已知的。检测器7确定在来自光源6的每个光脉冲与由检测器7检测到的来自换能器3的对应电信号之间的时间延迟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使用电磁辐射来检测样品中的分析物的方法，包括：(i)提供标记试剂，所述标记试剂具有能够将所述分析物或所述分析物的类似物与标记物结合的结合部位，其中所述标记物能够吸收所述电磁辐射以通过非辐射衰变生成能量；(ii)提供装置，其具有：辐射源，其适于生成一系列电磁辐射的脉冲，换能器，其具有热电或压电元件和电极，所述换能器能够将由非辐射衰变生成的能量转换为电信号，检测器，其能够检测所述电信号，控制器，其用于控制所述电磁辐射的源和所述检测器，其中，所述装置具有第一室和第二室，所述第一室包含靠近所述换能器的第一试剂，其中所述第一试剂能够结合到所述分析物，使得所述标记试剂经由所述分析物与所述第一试剂的结合与所述分析物的浓度成正比，以及所述第二室包含靠近所述换能器的第二试剂，其中所述第二试剂模拟所述分析物，使得所述标记试剂与所述第二试剂的结合与所述分析物的浓度成反比；(iii)将所述样品暴露于所述换能器；(iv)用电磁辐射照射所述样品并检测所述电信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.22 GB 1508832.11.一种用于使用电磁辐射来检测样品中的分析物的方法，包括：(i)提供标记试剂，所述标记试剂具有能够将所述分析物或所述分析物的类似物与标记物结合的结合部位，其中所述标记物能够吸收所述电磁辐射以通过非辐射衰变生成能量；(ii)提供装置，其具有：辐射源，其适于生成一系列电磁辐射的脉冲，换能器，其具有热电或压电元件和电极，所述换能器能够将由非辐射衰变生成的能量转换为电信号，检测器，其能够检测所述电信号，控制器，其用于控制所述电磁辐射的源和所述检测器，其中，所述装置具有第一室和第二室，所述第一室包含靠近所述换能器的第一试剂，其中所述第一试剂能够结合到所述分析物，使得所述标记试剂经由所述分析物与所述第一试剂的结合与所述分析物的浓度成正比，以及所述第二室包含靠近所述换能器的第二试剂，其中所述第二试剂模拟所述分析物，使得所述标记试剂与所述第二试剂的结合与所述分析物的浓度成反比；(iii)将所述样品暴露于所述换能器；(iv)用电磁辐射照射所述样品并检测所述电信号。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述装置还包括第三室，所述第三室包括靠近所述换能器的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文·安德鲁·罗斯，朱莉·理查兹，马克·托马斯·加顿·斯韦恩，
申请(专利权)人：诺华有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH