This paper provides a system, equipment and method for rapid and accurate measurement of analytes by measurement of combined events and direct digital measurement of analyte / reporter combined events that are individually resolved. The digital molecular determination system, apparatus and method disclosed herein are capable of particle by particle readout using an optical reporting molecule that detects and reports the binding of a single analyte molecule, and reporting each such binding in a binary format. Such digital molecular measurement systems, devices and methods can be used in a variety of applications, such as mobile electronic devices used in the field.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】数字分子测定相关申请的交叉引用本申请要求于2017年3月12日提交的美国临时申请号62/470,303的优先权权益，其披露内容通过援引特此并入，如同本文以其全文书写一样。可在实地执行的定点照护诊断和其他测定是迫切需要的。如果可以消除与派送测定，如诊断测试、特别是血液测试到专用实验室以进行分析相关的延迟和费用，则可以更高效且有效地做出响应。临床实验室通过在精密台式仪器上执行生化测定来提供诊断测试。用于使这些仪器小型化或在移动电子设备上复现其功能的工作是充满困难的。在许多情况下，结果是无法使用的。例如，需要的是为医生及其患者提供迅速且准确的结果的价廉、但准确的定点照护测定如诊断测试。本文提供了用于通过对结合事件的测定、通过对单独地分辨的分析物/报告物结合事件的直接数字测量来快速且准确测量分析物的系统、设备和方法。本文披露的数字分子测定系统、设备和方法能够使用检测和报告单一分析物分子的结合的光学报告分子实现逐个颗粒地读出，并且以二进制格式报告每种这样的结合。此类数字分子测定系统、设备和方法可用于多种应用中，如可用于在实地使用的移动电子设备上。附图说明图1是模拟测定的概念性展示。图2是模拟测定程序的概念图。图3是对模拟测定结果的仿真。图4是数字分子测定系统的一部分的概念图。图5是替代性数字分子测定系统的一部分的概念图。图6是数字分子测定图像数据的概念图。图7是数字分子测定数据的图像。图8是对数字分子测定结果的仿真。图9示出了具有夹式测定芯片读取器的...
【技术保护点】
1.一种用于确定样品中至少一种分析物的存在或浓度的方法，该方法包括：/n在由与至少一种类型的分析物分子一起孵育的至少一种类型的光学报告分子发出的多个信号的图像中，/n对于每种类型的光学报告分子，通过单独地分辨结合的光学报告分子和未结合的光学报告分子来确定该图像中与分析物分子结合的离散光学报告分子(“结合的光学报告分子”)的数量和未与分析物结合的离散光学报告分子(“未结合的光学报告分子”)的数量；并且，/n根据该结合的光学报告分子的数量将分析物的存在或浓度确定为占光学报告分子总数量的分数、或确定为与占光学报告分子总数量的分数成比例。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170312 US 62/470,3031.一种用于确定样品中至少一种分析物的存在或浓度的方法，该方法包括：
在由与至少一种类型的分析物分子一起孵育的至少一种类型的光学报告分子发出的多个信号的图像中，
对于每种类型的光学报告分子，通过单独地分辨结合的光学报告分子和未结合的光学报告分子来确定该图像中与分析物分子结合的离散光学报告分子(“结合的光学报告分子”)的数量和未与分析物结合的离散光学报告分子(“未结合的光学报告分子”)的数量；并且，
根据该结合的光学报告分子的数量将分析物的存在或浓度确定为占光学报告分子总数量的分数、或确定为与占光学报告分子总数量的分数成比例。
2.如权利要求1所述的方法，其中这些光学报告分子排列在报告表面上。
3.如权利要求2所述的方法，其中这些光学报告分子随机地排列。
4.如权利要求2所述的方法，其中这些光学报告分子以图案排列。
5.如权利要求2所述的方法，其中该结合的光学报告分子的分数是根据在引入该样品之前记录的未结合的光学报告分子的数量确定的。
6.如权利要求5所述的方法，其中该至少一种分析物的浓度被确定。
7.如权利要求6所述的方法，其中该样品是生物样品或化学样品。
8.如权利要求7所述的方法，其中该分析物选自：
·核苷酸序列；以及
·抗原。
9.如权利要求8所述的方法，其中该光学报告分子包含选自以下的捕获元件：
·结合该分析物的一种或多种核苷酸序列；以及
·结合该分析物的抗体或其片段。
10.如权利要求9所述的方法，其中每个光学报告分子包含等离激元纳米颗粒。
11.如权利要求10所述的方法，其中该光学报告分子包含功能化在一个或多个等离激元纳米颗粒上的一种或多种核苷酸序列。
12.如权利要求10所述的方法，其中该光学报告分子包含功能化在一个或多个等离激元纳米颗粒上的一种或多种抗体。
13.如权利要求11或权利要求12所述的方法，其中来自该光学报告分子的该信号选自：
·光的波长；
·信号的强度；
·亮度；
·信号或光谱的形状；以及
·光谱带的存在或不存在。
14.如权利要求13所述的方法，其中一种信号在分析物与该光学报告分子结合时产生。
15.如权利要求14所述的方法，其中一种信号在分析物与该光学报告分子结合并且第二报告分子与该分析物结合时产生。
16.如权利要求15所述的方法，其中由该结合的光学报告分子和该未结合的光学报告分子产生的这些信号是不同的。
17.如权利要求16所述的方法，其中这些结合的光学报告分子和未结合的光学报告分子通过以下方式来单独地分辨：
·光谱中心在指定波长之上或之下的偏移；
·该信号的大小或强度的变化；
·亮度的增加或减小；
·该信号的形状的变化；
·光谱带的存在或不存在；以及
·光谱的形状的变化。
18.如权利要求17所述的方法，其中由该光学报告分子发出的该信号是光的波长。
19.如权利要求18所述的方法，其中这些结合的光学报告分子和未结合的光学报告分子通过光谱中心在指定波长之上或之下的偏移来单独地分辨。
20.如权利要求19所述的方法，其中将这些光学报告分子中的至少一些附连至表面(该报告表面)上，由此使得每个附连的光学报告分子是空间上可分辨的。
21.如权利要求20所述的方法，其中这些附连的光学报告分子以网格或近似网格排列。
22.如权利要求21所述的方法，其中每个附连的光学报告分子可分辨为记录设备的一个像素。
23.如权利要求21所述的方法，其中活性光学报告分子和无活性光学报告分子发出不同的光学信号。
24.如权利要求23所述的方法，其中该方法确定该图像中与分析物分子结合的离散活性光学报告分子(“结合的活性光学报告分子”)的数量和未与分析物结合的离散光学报告分子(“未结合的活性光学报告分子”)的数量。
25.如权利要求23所述的方法，其中该样品的非均匀照明不影响该对分析物的存在或浓度的确定。
26.如权利要求25所述的方法，其中该图像是在已知照明波长下记录的。
27.如权利要求25所述的方法，其中将该图像中的任何点处的结果相对于该已知照明标准化。
28.如权利要求23所述的方法，其中将在发射波长下测量的强度通过图像中相同位置处的激发波长下的照明强度标准化。
29.如权利要求23所述的方法，其中记录该图像的传感器的一个或多个区段中的缺陷不影响该对分析物的存在或浓度的确定。
30.如权利要求23所述的方法，其中使用了一种类型的光学报告分子。
31.如权利要求30所述的方法，其中使用了多于一种类型的光学报告分子。
32.如权利要求31所述的方法，其中该方法采用夹心型测定。
33.如权利要求32所述的方法，其中将第一类型的光学报告分子附连至表面(该报告表面)上，由此使得每个附连的光学报告分子是空间上可分辨的。
34.如权利要求33所述的方法，其中该第一类型的光学报告分子包含功能化在等离激元纳米颗粒上的针对分析物的捕获元件。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·T·格罗夫斯，
申请(专利权)人：伊利蒂卡有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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