用于检测细菌的存在的生物传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于检测至少一种生物因子的存在和/或测量至少一种生物因子的浓度的生物传感器，其包括支撑物，所述支撑物上放置条形码，所述条形码的至少一个区域被能够选择性地固定所述生物因子的至少一种适体官能化，所述适体本身直接或间接与着色分子连接，所述着色分子能够在所述适体固定所述生物因子后产生颜色或改变颜色。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测细菌的存在的生物传感器
本专利技术涉及用于检测至少一种生物因子，特别是细菌的存在和/或测量至少一种生物因子，特别是细菌的浓度的生物传感器，以及用于在使用所述生物传感器的环境中分析至少一种生物因子的污染的方法。
技术介绍
在医院部门，有一些装置能够检测细菌的存在，基于在培养和抗菌谱中搜索患者样品中的细菌，还可以基于PCR和API条带等方法。因此可以提及由Merck销售的快速病原体检测试验和由Zayho销售的细菌检测试剂盒。然而，这些装置需要样品的孵育和培养时间为24小时至48小时，这延迟了感染的检测，因此推迟了对患者的有效治疗，后果对他们来说可能是严重的。此外，这些装置在使用前必须储存在2℃和8℃之间，并且通常只能检测单一种类的细菌。在农业食品领域，有一些装置用于检测食品包装中细菌的存在，实现动态条形码，即能够在细菌代谢物的存在下改变。然而，这些装置仅能够间接检测细菌的存在，而不能立即检测。此外，文献US2002/0072079和US2004/018641公开了能够识别污染的污染检测器，其包括：用于识别产品的第一编码索引，用于识别指示污染的条件的第二编码索引，与第一和第二条形码相关的污染指示器和用于在存在污染条件时改变指示器外观的装置，其中用于改变指示器外观的装置改变第一和第二编码索引的外观。然而，这些文献没有报告通过与适体连接的着色分子的存在引起的颜色产生或比色变化。另外，现有技术的装置不能提供关于样品中生物因子浓度的即时信息；特别是它们不能确定是否已经超过感染剂量，即是否已经超过引起疾病的足够量的病原体。因此需要一种能够克服现有技术的细菌检测装置的缺陷的装置。因此，本专利技术旨在提供一种用于检测至少一种生物因子的存在和/或测量至少一种生物因子的浓度的装置，其不具有现有装置的局限。特别地，本专利技术旨在提供一种装置，该装置能够比现有技术的装置更快或甚至立即检测至少一种生物因子，优选几种不同生物因子的存在。本专利技术还旨在提供一种装置，该装置能够比现有技术的装置更快或甚至立即提供关于样品中至少一种生物因子，优选几种不同生物因子的浓度的信息。附图图1说明了根据本专利技术的生物传感器的生产。生物传感器-动态2D条形码能够检测出5种病原体。图2说明了来自体液的生物传感器的使用。通过专用移动应用程序接收的信息可以允许：1.鉴定样品中存在的病原体，2.估算相应量，3.每种病原体的特定抗菌谱，4.确定感染剂量和5.定位。图3示出了通过根据本专利技术的生物传感器揭示目标细菌之前和之后改变色调的2D条形码的视觉演变(实施例4.1)。图4示出了通过根据本专利技术的生物传感器揭示目标细菌之前和之后改变色调的1D条形码的视觉演变(实施例4.2)。生物传感器根据第一个主题，本专利技术涉及一种用于检测至少一种生物因子的存在和/或测量至少一种生物因子的浓度的生物传感器，其包括支撑物，所述支撑物上放置条形码，所述条形码的至少一个区域被能够选择性地固定所述生物因子的至少一种适体官能化，所述适体本身直接或间接与着色分子连接，所述着色分子能够在通过所述适体固定所述生物因子后产生颜色或改变颜色，任选地通过闪光灯激活，如下面的描述中详细描述的。根据具体实施方案，所述着色分子通过不稳定键直接或间接连接。工作原理根据本专利技术的装置的操作原理是基于比色现象，这使得能够以简单、直接和立即的方式用信号指示目标生物因子的检测。本专利技术的装置特异于至少一种生物因子，也就是说它仅检测它要检测的(多种)生物因子，即(多种)目标生物因子。根据具体实施方案，根据本专利技术的装置的表面包括条形码，在所述条形码的至少一个区域与目标生物因子接触之后并且在所述生物因子被适体固定之后，所述区域能够产生颜色或改变颜色。如下面详细描述的，颜色产生或颜色变化可能与由生物因子-适体键合引起的生物因子释放特定酶有关。根据第一变体，特定酶的这种攻击可能导致着色分子和适体之间存在的不稳定键断裂。根据第二变体，特定酶的这种攻击可以引起着色分子的颜色产生或颜色变化。根据第三变体，特定酶的这种攻击可能同时是这两种现象的来源，即着色分子和适体之间存在的不稳定键的断裂和着色分子的颜色产生或颜色变化。因此，如实施例中所示，专利技术人已经证明，在两种细菌固定(参见实施例3中的实施方式)在适体上之后，由于β-内酰胺酶的释放，包含β-内酰胺单元的着色分子-适体键被分解，引起着色分子的释放并因此允许颜色产生并形成指示相应细菌的存在的2D条形码。因此，根据该特定变体，根据本专利技术的装置的表面包括条形码，当所述条形码的至少一个区域与目标生物因子接触时并且当所述生物因子被适体固定时，所述区域能够释放着色分子。基于相同的原理，另一种变体能够用能够被不同酶攻击的另一种分子替代抗生素分子。例如，可以提及乳糖/β-半乳糖苷酶对，其中β-半乳糖苷酶可以特别是被大肠杆菌分泌的。还可以提及使用α-淀粉酶，一种真菌酶，特别是由疏绵状嗜热丝孢菌(Thermomyceslanuginosus)产生的，能够攻击多糖，特别是为了使它们可发酵。本专利技术人还在实施例中说明了一种变体，根据该变体，在细菌固定在适体上之后，着色分子不会被释放，但能够产生所述着色分子的颜色或颜色变化(实施例4和5)。着色分子-适体键根据上述本专利技术的第一变体，着色分子可以例如在生物因子被适体固定后释放。在这种情况下，着色分子与适体例如通过第二间隔物连接，如下面将详细描述的，并且着色分子可以通过不稳定键的方式与该第二间隔物连接。根据上述本专利技术的第二变体，在生物因子被适体固定后，着色分子可以不被释放，但是在生物因子被适体固定后可以改变颜色。有利地，再次根据该第二变体，着色分子和适体之间的键可以不包含不稳定键或间隔物。根据特别有利的实施方案，着色分子属于抗生素家族。本专利技术的检测原理基于由诱导型链式反应产生的颜色变化。实际上，在用于检测医院内疾病的健康应用的情况下，并且如果待检测的生物样品包含一种或多种目标细菌，则适体识别生物因子并将其固定。然后使细菌与键合于适体3’末端的抗生素分子接触。在这种接触之后，如果细菌对所用的抗生素(例如头孢菌素、青霉素家族)具有抗性，则所述细菌产生能够攻击抗生素的酶，例如β-内酰胺酶。作为可能属于这些抗生素且可能被β-内酰胺酶攻击的单元，可以提及β-内酰胺环。所有β-内酰胺抗生素，即含有β-内酰胺环的那些，都适用于实施本专利技术。在这方面，尤其可以提及青霉素衍生物(青霉烷类)、头孢菌素衍生物(头孢烯类)、氧青霉烷类、单内酰环类(monobactams)和碳青霉烯类。取决于抗生素的性质/家族并且取决于检测模式，发生比色反应。根据本专利技术的一个具体实施方案，比色反应可以特别引起发光，例如荧光。因此，根据第一特定实施方案，本专利技术涉及一种用于检测至少一种生物因子的存在和/或测量至少一种生物因子的浓度的生物传感器，其包括支撑物，所述支撑物上放置条形码，所述条形码的至少一个区域被能够选择性地固定所述生物因子的至少一种适体官能化，所述适体本身通过不稳定的化学键直接或间接与着色分子连接，所述不稳定的化学键能够在通过所述适体固定生物因子后断裂，并且所述着色分子处于与适体连接的形式时是不发光的并且处于不与适体连接的形式时是发光的，优选发荧光。根据另一个具体实施方案，还涉及如上定义的生物传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测至少一种生物因子的存在和/或测量至少一种生物因子的浓度的生物传感器，其包括支撑物，所述支撑物上放置条形码，所述条形码的至少一个区域被能够选择性地固定所述生物因子的至少一种适体官能化，所述适体本身直接或间接与着色分子连接，所述着色分子能够在通过所述适体固定所述生物因子后产生颜色或改变颜色。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.12 FR 16567021.一种用于检测至少一种生物因子的存在和/或测量至少一种生物因子的浓度的生物传感器，其包括支撑物，所述支撑物上放置条形码，所述条形码的至少一个区域被能够选择性地固定所述生物因子的至少一种适体官能化，所述适体本身直接或间接与着色分子连接，所述着色分子能够在通过所述适体固定所述生物因子后产生颜色或改变颜色。2.根据前述权利要求所述的生物传感器，其中所述着色分子通过不稳定键直接或间接连接。3.根据前述权利要求中任一项所述的生物传感器，其中所述支撑物是其上放置条形码的柔性或刚性支撑物。4.根据前述权利要求中任一项所述的生物传感器，其中所述支撑物由玻璃、纸或塑料例如微孔聚乙烯或聚丙烯制成。5.根据前述权利要求所述的生物传感器，其中所述支撑物上放置一层氧化铝。6.根据前述权利要求中任一项所述的生物传感器，其中所述条形码是由一组平行的黑色条带和白色条带组成的一维条形码，其中至少一个白色条带或黑色条带的至少一个区域被至少一种适体官能化。7.根据前述权利要求中任一项所述的生物传感器，其中所述条形码是由一组黑色像素和白色像素组成的二维条形码，其中至少一个白色像素或至少一个黑色像素被至少一种适体官能化。8.根据前述权利要求中任一项所述的生物传感器，其中能够选择性地固定所述生物因子的适体是RNA链、DNA链或肽，特别是其3’末端被修饰为具有-COOH官能，或者其5’末端被修饰为具有-NH2官能的RNA或DNA链。9.根据前述权利要求中任一项所述的生物传感器，其中所述适体通过第一间隔物与条形码区域共价键合，或者通过硅烷键(OH-硅烷-NH2)例如TPM、通过异双功能接头(SH-异双功能接头-NH2)例如SMCC或通过UV键合，所述第一间隔物优选为式–S-(CH2)n-C(O)-的间隔物，其中n为2至6的整数，并且其中硫原子与支撑物共价键合并且C(O)基团的碳原子与适体的氮原子共价键合。10.根据前述权利要求中任一项所述的生物传感器，其中所述生物因子选自由细菌、朊病毒和病毒、霉菌毒素和肽组成的组。11.根据前述权利要求中任一项所述的生物传感器，其中所述生物因子是细菌，并且所述适体能够选择性地结合所述细菌的至少一种膜蛋白，例如选自脂多糖(LPS)和肽聚糖(PPG)。12.根据前述权利要求中任一项所述的生物传感器，其中所述生物因子是选自由以下组成的组的细菌：大肠杆菌、...

【专利技术属性】
技术研发人员：塔蒂亚娜·拉贝·拉兰，阿诺·韦纳，马玛杜·巴尔德，布里斯·索尔利，莫甘尼·内德莱克，赫拉·巴鲁尔，
申请(专利权)人：国家科学研究中心，蒙彼利埃大学，艾克拉萨特朗格多克鲁西荣公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR