用于检测分析物的装置和方法制造方法及图纸

本文对用于从多重反应检测分析物的检测装置和相关系统以及方法进行了描述。具体而言，本文描述了采用改进的ELISA方法进行至少一个检测反应的装置，其包括含有检测区和参照区的表面、检测传感器和光源。该检测装置可以包括互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。该装置可用于测量和报告离散分析物的离散量或组合，提供信息以助于在脊椎动物中改变的健康状态的预后和/或诊断。

【技术实现步骤摘要】
用于检测分析物的装置和方法本申请是2013年3月26日提交的题为“用于检测分析物的装置和方法”的国家申请号为201380030197.7(PCT/US2013/033916)的专利技术专利申请的分案申请。通过引用的结合本申请要求美国临时专利申请序列号61/615,599(于2012年3月26日提交)和美国临时专利申请序列号61/790,686，(于2013年3月15日提交)的权益，以上两个专利申请各自通过引用整体并入本文。
本专利技术通常会涉及及用于在体液样品中检测分析物的装置、系统以方法。
技术介绍
现有的用于确定样品中分析物的浓度的系统和装置，或者适合于测量每个样品的单个分析物，或者使用不适合于便携的、电池运作的应用的设备。为了最有效地利用可从生物标记中收集的信息，需要一种快速、方便携带并且能够同时检测超过一种分析物的系统。这样的系统可结合不同的生物标记用于提供精确的预后和诊断所需的信息。因此，需要这样的装置，其能够利用环境光或低水平光，能够由电池或其它便携式电源运作，并且能够在小于一个小时内提供关于单个生物样品的多于一种生物标记的信息。
技术实现思路
在一个实施方案中，用于检测样品中一个或多个分析物和诊断病况的系统，包括装置、有一个或多个处理器的计算装置、存储器、用分析物检测应用编码的CRM以及显示器。该装置包括具有检测区和参照区的能够进行至少一个检测反应的表面；用以传感与检测区相关的光的一个或多个检测传感器；用以传感与参照区相关的光的一个或多个参照传感器；和照亮检测区和参照区的至少一个光源。所述存储器包括校准数据库和诊断数据库，该校准数据库包括一个或多个校准集，每个校准集包括组合的传感器读数和分析物浓度之间的转换，该诊断数据库包括一个或多个阈值以及一个或多个诊断规则。用分析物检测应用编码的CRM包括多个可由一个或多个处理器执行的模块。该模块包括控制模块，其用以控制装置的操作和协调多个模块的功能的控制模块；平衡检测模块，其用以控制装置的一个或多个传感器和/或的光源的操作；分析物检测模块，其用以处理从平衡检测模块接收到的组合输出信号；后处理模块，其用以进一步分析由分析物检测模块计算出的分析物浓度；诊断模块，其用以比较诊断阵列的条目，并根据存储在存储器中的诊断数据库内限定的一个或多个诊断规则来确定患者的病况；和GUI模块，其用以生成一个或多个表单来接收输入至系统和/或显示来自系统的输出。在另一个实施方案中，用于检测从患者获得的样品中的一个或多个分析物的装置包括进行至少一个检测反应的表面；用以传感与检测区相关的光的一个或多个检测传感器；用以传感与参照区相关的光的一个或多个参照传感器；和照亮检测区和参照区的至少一个光源。进行至少一个检测反应的表面包括检测区(包含一种或多种表位捕获剂，其中每一种表位捕获剂被配置成唯一地结合所述至少一个分析物之一)和参照区。利用平衡传感器方法操作一个或多个检测传感器和一个或多个参照传感器。本专利技术的其它方面在下面进行详细描述。附图说明图1描述了具有不稳定心绞痛的稳定型和难治型患者的各种趋化因子的血浆水平。CCL5和CCL18水平通过具有不稳定心绞痛的稳定型和难治型患者在t＝0的多重分析(multiplex)来确定(图A)。t＝0、t＝2和t＝180(天)的时间模式使用了ELISA方法。CCL5水平在t＝2时显著下降，并且在t＝180处于同一水平(图B)，而CCL18水平在t＝2时仍然升高，并在t＝180时跌回(图C)。可溶性CD40配体(sCD40L)水平在t＝0时达到峰值，在t＝2和t＝180时降低(图D)。CRP水平在t＝2时出现峰值，在t＝180时降低到亚基线值(t＝0)(图E)。数值表示平均值±SEM，*P＜0.05，**P＜0.001，N.S.＝不显著。图2描绘了CCL5和CCL18的上四分位数血浆水平。CCL5和CCL18的上四分位数血浆水平与不稳定心绞痛中的难治性缺血症状的发生显著相关，而sCD40L和CRP的四分位数水平没有显示出任何显著的相关性(图A)。第0天的CCL5的上四分位数水平预测今后的血运重建手术的必要性(图B)，而CCL18的上四分位数水平预测在未来18个月内的急性冠状动脉综合征(图C)或不稳定心绞痛复发症状(图D，UAP)(图C，D)。*P＝0.02，**P＝0.01，#P＜0.01，N.S.＝不显著。图3描述了CCL5和CCL18表达的PCR分析。定量PCR分析表明，和PBMC在t＝180相比，t＝0时，在有缺血症状的患者的未刺激PBMC中CCL5和CCL18表达显著下调(图A)。相对于PBMC中的趋化因子受体表面蛋白质表达，在基线上，CCL5和CCL18的受体CCR1、CCR3、CCR4和CCR5的mRNA表达也大约至少2倍下调，(图B)。数值表示平均值±SEM，*P＜0.05，**P＜0.001。图4描绘了CCR3和CCR5在PBMC中的蛋白质表达。在基线上，CCR3和CCR5在PBMC中的蛋白表达显示CD14+细胞(图A，B)和CD330细胞(图C，D)中的两种受体明显上调。CD14、CD3和CCR3/5的三重门控揭示相同的趋势，尽管相比于CD3+细胞，CD14+细胞显示CCR3和CCR5表达更为明显的上调(图E，F)。在全部PBMC中，总CCR3和CCR5的表面表达分析，也显示CCR3和CCR5表达的显著上调，表明CCR3和CCR5表达的增加只是部分地由CD3+和CD14+阳性细胞引起的(图G，H，I)。*P＜0.05，**P＜0.01，#P＜0.001。图5描述了用rCCL5和sCCL18刺激PBMC对CCR1、CCR3、CCR4和CCR5表达的影响。用rCCL5和sCCL18刺激PBMC6小时显示在CCR1(图A)、CCR4(图C)和CCR5(图D)mRNA表达方面没有明显不同。用sCCL18刺激后CCR3表达显著下降，但用rCCL5刺激则没有显著下降(图B)。数值表示平均值±SEM，*P＜0.01，N.S.＝不显著，rCCL5＝重组CCL5，sCCL18＝合成CCL18。图6描述在PAGE(18％)上对CCL5和CCL18之间的嗜异性相互作用进行的评估。泳道1和泳道2显示rCCL5(7851kDa)和sCCL18(7855kDa)的参考迁移率，两种趋化因子显示形成15.6kDa的同二聚体的差趋势。泳道3和泳道4中分别上样了比例为1∶1和1∶5(重量∶重量)的rCCL5和sCCL18的混合物，已以该比例通过在室温下用25mM的多聚甲醛孵育30分钟交联二聚体。注意略更高的电泳迁移率和稍微更偏黄的CCL18单体和二聚体染色。在共孵育和随后的CCL5和CCL18的关联后，二聚体的形成程度不变，这表明甚至在超生理浓度下，CCL5和CCL18也有可能不参与任何显著嗜异性交叉相互反应。每个泳道的总蛋白上样是恒定的(2pg)。图7描绘了MALDI-TOFMS的分析结果。MALDI-TOFMS分析确证了PAGE分析：CCL5和CCL18(10pmol/μl)的质量峰值出现在大约7860Da处(M+；CCL5和CCL18的理论质量分别是7851和7855Da)，仅微小的峰出现在大约15730Da处，这表明形成同二聚体(M2+)的趋势低(图A，B)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测自患者得到的样品中的一个或多个分析物的装置，该装置包括：a)用以进行至少一个检测反应的表面，该表面包括：包括一种或多种表位结合剂的检测区，其中将每种表位结合剂配置以唯一地结合所述至少一个分析物之一；和参照区；b)用以传感与检测区相关的光的一个或多个检测传感器；c)用以传感与参照区相关的光的一个或多个参照传感器；并且其中，所述一个或多个检测传感器和所述一个或多个参照传感器使用平衡传感器方法进行操作。

【技术特征摘要】
2012.03.26 US 61/615599;2013.03.15 US 61/7906861.一种用于检测自患者得到的样品中的一个或多个分析物的装置，该装置包括：a)用以进行至少一个检测反应的表面，该表面包括：包括一种或多种表位结合剂的检测区，其中将每种表位结合剂配置以唯一地结合所述至少一个分析物之一；和参照区；b)用以传感与检测区相关的光的一个或多个检测传感器；c)用以传感与参照区相关的光的一个或多个参照传感器；并且其中，所述一个或多个检测传感器和所述一个或多个参照传感器使用平衡传感器方法进行操作。2.权利要求1的装置，进一步包括用以照亮该检测区和该参照区的至少一个光源，其中该至少一个光源是环境光。3.权利要求1的装置，其中该装置仅使用环境光。4.权利要求1的装置，其中该检测区包括至少5种表位结合剂。5.权利要求1的装置，其中该检测区包括至少7种表位结合剂。6.权利要求1的装置，其中该检测区包括至少9种表位结合剂。7.权利要求1的装置，其中该检测区包括至少11种表位结合剂。8.权利要求1的装置，其中该检测区包括至少13种表位结合剂。9.权利要求1的装置，其中该检测区包括特异于CCL3、CCL5、CCL18、hsCRP和心脏TnI的表位结合剂。10.权利要求1的装置，其中该检测区包括特异于表A中每个分析物的表位结合剂。11.一种用于检测样品中的一个或多个分析物和诊断病况的系统，该系统包括：a)装置，其包括：用以进行至少一个检测反应的表面，该表面包括检测区和参照区；用以传感与检测区相关的光的一个或多个检测传感器；用以传感与参照区相关的光的一个或多个参照传感器；和用以照亮检测区和参照区的至少一个光源；b)计算装置，其包括一个或多个处理器；c)存储器，其包括：校准数据库，其包括一个或多个校准集，每个校准集包含组合的传感器读数和分析物浓度之间的转换；诊断数据库，其包括一个或多个阈值和一个或多个诊断规则；用分析物检测应用编码的CRM，其包括多个可由一个或更多个处理器执行的模块，该模块包括：控制模块，其用以控制装置的操作，并协调多个模块的功能；平衡检测模块，其用以控制装置的一个或多个传感器和/或光源的操作；分析物检测模块，其用以处理从平衡检测模块接收到的组合输出信号；后处理模块，其用以进一步分析由分析物检测模块计算出的分析物浓度；诊断模块，其用以比较诊断阵列的条目，并根据存储在存储器中的诊断数据库内定义的一个或多个诊断规则来确定患者病况；GUI模块，其用以产生一个或多个表单以接收输入至系统和/或显示来自系统的输出；和d)显示器。12.一种用于在受试者中预测心力衰竭的方法，该方法包括：a.从受试者中采集生物样品；和b.将权利要求1的装置与该样品接触，其中装置的检测区包含特异于样品中的选自表A的至少四个生物标记的表位结合剂；c.用装置检测分析物的水平是否在表A中指出的阳性范围内；d.当生物样品中的一个或多个分析物在阳性范围内时，将受试者鉴定为处于...

【专利技术属性】
技术研发人员：L阿米尔，G安德森，
申请(专利权)人：埃克塞尔柯尔有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US