【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于过敏原检测的系统相关申请的交叉引用本申请要求2017年2月21日提交的美国临时申请No.62/461,332的优先权；其内容通过引用整体并入本文。
本专利技术涉及用于食品样本中的过敏原检测的设备和系统。
技术介绍
过敏(例如，食品过敏)是可能具有致命后果的常见医学病症。据估计，在美国，高达2％的成人和高达8％的儿童(特别是3岁以下的儿童)遭受食品过敏(约1500万人)，并且认为该患病率日益增加。过敏原的检测并不总是直截了当的，因此，一种便携式设备能够让具有食品过敏的人测试他们的食品并准确即刻地确定过敏原含量(content)，所述便携式设备对于作出关于是否食用该食品的明智决定将大有裨益。研究人员已经尝试开发合适的设备和方法来满足这种需要，例如McKay的美国专利No.5,824,554；Jung等人的美国专利申请公开No.2008/0182339和美国专利No.8,617,903；Scott等人的美国专利申请公开No.2010/0210033；Royds的美国专利No.7,527,765；Suni等人的美国专利No.9,201,068；以及Khattak和Sever的美国专利No.9,034,168中公开的那些设备和系统，其各自的内容通过引用整体并入本文。仍然存在对于改进的分子检测技术的需要。还需要与目前使用的设备相比能够在更短的时间内、以高灵敏度和专用性并需要更少的技术知识来检测所关注的过敏原的设备和系统。本专利技术人已经开发了使用基于核酸适体(aptamer)的信号多核苷酸(SPN)作为检测试剂来检测测试样本中的过敏原的检测系统和设备。检测试剂可以...
【技术保护点】
1.一种用于检测信号的光学系统，包括：(a)激发光学器件，包括：(i)具有光谱范围的光源，被配置成用于将激发光传输到光学检测腔室；(ii)一个或多个激发过滤器，被配置为选择来自光源的光的特定激发波长，其中选择至少三个不同的光波长频带，一个吸收频带用于确定所述光学检测腔室中存在检测试剂，其中，所述检测试剂是涂有与所关注的过敏原结合的配体的磁性颗粒，一个散射频带用于检测从所述光学检测腔室内的测试样本的表面散射的光，以及一个荧光频带被配置成用于检测源自所述配体和所关注的分析物的特定相互作用的荧光信号；和(iii)可选光学器件，能够限制光路；(b)发射光学器件，能操作以收集来自所述测试样本的荧光发射，包括(i)一个或多个发射过滤器，能操作以基本仅允许具有发射频带中的波长的光到达检测器；(ii)可选光学器件，被配置为收集和限制发射的光；(iii)能够测量来自所述测试样本的信号的检测器；(c)散射光学器件，能操作以测量散射光信号；(d)吸收光学器件，能操作以在光学读数之前测量光吸收。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.21 US 62/461,3321.一种用于检测信号的光学系统，包括：(a)激发光学器件，包括：(i)具有光谱范围的光源，被配置成用于将激发光传输到光学检测腔室；(ii)一个或多个激发过滤器，被配置为选择来自光源的光的特定激发波长，其中选择至少三个不同的光波长频带，一个吸收频带用于确定所述光学检测腔室中存在检测试剂，其中，所述检测试剂是涂有与所关注的过敏原结合的配体的磁性颗粒，一个散射频带用于检测从所述光学检测腔室内的测试样本的表面散射的光，以及一个荧光频带被配置成用于检测源自所述配体和所关注的分析物的特定相互作用的荧光信号；和(iii)可选光学器件，能够限制光路；(b)发射光学器件，能操作以收集来自所述测试样本的荧光发射，包括(i)一个或多个发射过滤器，能操作以基本仅允许具有发射频带中的波长的光到达检测器；(ii)可选光学器件，被配置为收集和限制发射的光；(iii)能够测量来自所述测试样本的信号的检测器；(c)散射光学器件，能操作以测量散射光信号；(d)吸收光学器件，能操作以在光学读数之前测量光吸收。2.根据权利要求1所述的光学系统，其中(a)的所述激发过滤器是带通过滤器，其与所述光源一起使用，以限制照射波长的范围。3.根据权利要求2所述的光学系统，其中，控制所述光路的所述可选光学器件选自于由聚焦透镜、二向色分束器和二向色镜组成的组。4.根据权利要求3所述的光学系统，其中，所述检测器选自于由光电二极管、互补金属氧化物半导体(CMOS)检测器、光电倍增管(PMT)、微通道板检测器、量子点光电导体、光电晶体管、光敏电阻、有源-像素传感器(APS)、气体电离检测器和电荷耦合器件(CCD)检测器组成的组。5.一种用于检测食品样本中存在或不存在过敏原的检测系统，包括：(a)用于收集怀疑含有一种或多种所关注的过敏原的食品样本的装置；(b)一次性检测盒，被配置成用于处理所述食品样本并使检测试剂与所述食品样本中存在的一种或多种所述过敏原接触；(c)检测设备，被配置成用于操作过敏原检测测试和测量，并使得来自所述检测试剂与所述食品样本中存在的一种或多种过敏原之间的结合相互作用的信号可视化。6.根据权利要求5所述的检测系统，其中，所述检测系统包括：(a)食品取样器，用于收集所述食品样本；(b)至少一个一次性测试杯，包括用于插入(a)的所述食品取样器的端口；以及(c)检测设备，具有用于安放(b)的所述测试杯的配合平面。7.根据权利要求6所述的检测系统，其中，所述食品取样器从远端到近端包括柱塞、裙部和取样器，其中，所述取样器的近端包括用于切割测试样本的切割刃。8.根据权利要求7所述的检测系统，其中，所述食品取样器的所述柱塞包括位于极近端处的密封件。9.根据权利要求7所述的检测系统，其中，所述取样器的切割刃是刀片、平刃、锋刃、具有各种齿数的锯齿状刃、锋利锯齿状刃或薄壁刃。10.根据权利要求6所述的检测系统，其中，所述一次性测试杯(b)包括：(i)杯顶盖；(ii)杯体；(iii)杯底部组件；以及(iv)均质化转子；其中所述杯底部组件提供用于连接到所述检测设备的配合平面的接口。11.根据权利要求10所述的检测系统，其中，所述杯体(ii)包括多个腔室，每个腔室被功能性地连接，并且流体能从一个腔室流到另一个腔室，其中，所述杯体至少包括：(1)均质化腔室，其中，所述测试样本被均质化并且过敏原蛋白质被提取；(2)洗涤腔室，其中经处理的样本溶液和/或所述测试样本与所述检测试剂的混合物被洗涤；(3)废料腔室，被配置成用于在检测鉴定的过程期间保持所有废料；以及(4)反应和光学检测腔室，其中反应信号和参考信号被读取。12.根据权利要求11所述的检测系统，其中，所述反应和光学检测腔室还包括与专门结合至目标过敏原的核酸分子相偶联的磁珠，或固体支撑件，其表面涂有专门结合至所述目标过敏原的核酸分子。13.根据权利要求12所述的检测系统，其中，所述核酸分子是适体或适体-补体复合物，其以高专用性和亲和性结合至所述目标过敏原。14.根据权利要求12所述的检测系统，其中，所述磁珠是包含磁体矿的聚苯乙烯珠。15.根据权利要求13所述的检测系统，其中，所述磁珠是冻干的或在水溶液中。16.根据权利要求12所述的检测系统，其中，所述固体支撑件选自于由玻璃芯片、二氧化硅、琼脂糖珠、丙烯酸玻璃、微孔和微芯片组成的组。17.根据权利要求12所述的检测系统，其中，所述反应和光学检测腔室还包括第一光学窗口和辅助光学窗口，其中当所述测试杯插入所述检测设备中时，所述第一光学窗口和所述辅助光学窗口都与所述检测设备的光学系统对准。18.根据权利要求10所述的检测系统，其中，所述均质化转子通过位于所述杯底部组件(iii)处的转子接口而插入测试的所述杯体(ii)中。19.根据权利要求10所述的检测系统，其中，所述均质化转子通过位于所述杯顶盖(i)处的转子端口而插入测试的所述杯体(ii)中。20.根据权利要求10所述的检测系统，其中，所述测试杯还包括过滤器。21.根据权利要求20所述的检测系统，其中，所述过滤器附接到所述杯顶盖，并且其中，所述过滤器是过滤膜或过滤器组件。22.根据权利要求6所述的检测系统，其中，所述检测设备包括：(a)外部壳体，被配置为用于对所述检测设备的部件提供支撑；(b)用于操作过敏原检测测试的集成的部件；及(c)电源；其中，所述用于操作检测测试的集成的部件包括：(i)用于驱动和控制均质化的装置；(ii)用于在过敏原检测测试的过程期间驱动和控制经处理的样本溶液的流动的装置；(iii)用于收集和保留磁珠的装置；(iv)用于再悬浮磁珠的装置；(v)用于检测荧光信号的光学系统；(vi)用于转换和数字化荧光信号的装置；以及(vii)显示窗口，用于接收检测到的信号并指示所述测试样本中存在和/或不存在过敏原。23.根据权利要求22所述的检测系统，其中，所述检测设备的用于操作检测测试的部件包括：(i)马达，连接到均质化转子；(ii)泵；(iii)至少一个磁性收集致动器；(iv)振动性再悬浮致动器；(v)光学系统，包括激发和发射光学器件、散射光学器件和/或吸收光学器件；(vi)信号处理器；以及(vii)显示器接口。24.根据权利要求23所述的检测系统，其中，所述光学系统(v)的激发光学器件包括：(1)具有光谱范围的光源，被配置为将激发光传输到光学检测腔室；(2)一个或多个激发过滤器，被配置成选择来自光源的光的特定激发波长，其中选择至少三个不同的光波长频带，一个吸收频带用于确定所述光学检测腔室中存在检测试剂，其中，所述检测试剂是涂有信号多核苷酸(SPN)的磁性颗粒，一个散射频带用于检测从所述光学检测腔室内的食品样本散射的光，以及一个荧光频带被配置成用于检测源自所关注的过敏原与SPN的相互作用的荧光信号；和(3)可选光学器件，能够限制光路。25.根据权利要求23所述的检测系统，其中，所述光学系统(v)的发射光学器件包括：(1)一个或多个发射过滤器，能操作以基本仅允许具有发射频带中的波长的光到达检测器；和(2)可选光学器件，被配置为收集和限制发射的光；以及(3)能够测量来自所述食品样本的信号的检测器。26.根据权利要求23所述的检测系统，其中，所述磁珠收集致动器还包括(1)磁场发生器，其产生磁场以保持和分离所述磁珠，以及(2)致动器；其中，所述磁场发生器包括永磁体或电磁体。27.一种用于校准光学信号测量系统的方法，包括：(a)在任何化学反应之前读取系统的基线吸收信号；(b)在加入包含磁性颗粒的反应溶液后读取第一组吸收信号、散射信号和荧光信号，其中所述磁性颗粒涂有用一种或多种荧光团标记的配体；其中，吸收信号表示通过添加磁性颗粒而吸收的信号减少；荧光信号代表来自反应溶液的背景自发荧光信号；以及散射信号反射从磁性颗粒表面散射的光信号；(c)在加入测试样本以及在所述配体与所述测试样本之间发生化学反应之后读取第二组吸收信号、散射信号和荧光信号，其中第二吸收信号表示存在磁性颗粒；第二荧光信号表示来自与所述测试样本的化学反应的总荧光信号；并且第二散射信号表示从磁性颗粒和测试样本的混合物的...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·吉尔博格芬，G·J·金兹，A·J·扬，P·墨菲，J·G·安东尼，P·弗莱明，B·格尔曼，R·格里斯武德，B·理查德森，
申请(专利权)人：多茨技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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