【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】扩增测定交叉引用本申请要求于2017年2月9日提交的美国临时申请序列号62/457,084(ESX-017PRV)、于2017年2月15日提交的美国临时申请序列号62/459,267(ESX-017PRV2)、于2017年2月9日提交的美国临时申请序列号62/456,904(ESX-027PRV)、于2017年2月15日提交的美国临时申请序列号62/459,303(ESX-027PRV2)、于2017年2月9日提交的美国临时申请序列号62/457,075(ESX-035PRV)、于2017年2月16日提交的美国临时申请序列号62/460,052(ESX-035PRV2)和于2017年2月16日提交的美国临时申请序列号62/460,083(ESX-035PRV3)的权益，这些申请全部并入本文。
其中，本专利技术涉及进行生物和化学测定的装置和方法。
技术介绍
在生物和化学测定(例如，诊断测试)中，通常需要快速和简单地测量样品或部分样品的体积、改变形状和/或检测分析物。在典型的测定(例如，免疫测定、核酸测定和比色测定等)方法中不可避免地需要孵育和清洗循环的多个步骤。因此，整个测定通常花费数小时到数天来获取测定结果，并且难以适应高通量和自动化。
技术实现思路
以下简要概述并不旨在包含本专利技术的所有特征和方面。一方面，本专利技术涉及可改进样品中分析物检测的方法和系统。分析物尤其包含蛋白质、肽、DNA、RNA、核酸、寡核苷酸、小分子、细胞、具有不同大小和形状的纳米颗粒。检测包含检测目...
【技术保护点】
1.一种用于分析样品的装置，包含：/n第一板、第二板、表面扩增层和捕获剂，其中/n(a)所述第一板和所述第二板可相对于彼此移动成为不同的构造，并且在其各自的表面上具有用于接触包含目标分析物的样品的样品接触区域，/n(b)所述表面扩增层位于其中一个所述样品接触区上，/n(c)所述捕获剂固定在所述表面扩增层上，其中所述捕获剂特异性结合所述目标分析物，/n其中所述表面扩增层扩增来自所述目标分析物或附着到目标分析物的标记的光信号，当所述光信号接近所述表面扩增层时比它们相距微米或更大时强得多，/n其中所述构造之一是开放构造，其中两个板的内表面之间的平均间距为至少200μm；并且/n其中所述构造中的另一个是闭合构造，其中所述样品的至少一部分在所述两个板之间并且所述板的内表面之间的平均间距小于200μm。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170209 US 62/456,904;20170209 US 62/457,075;20171.一种用于分析样品的装置，包含：
第一板、第二板、表面扩增层和捕获剂，其中
(a)所述第一板和所述第二板可相对于彼此移动成为不同的构造，并且在其各自的表面上具有用于接触包含目标分析物的样品的样品接触区域，
(b)所述表面扩增层位于其中一个所述样品接触区上，
(c)所述捕获剂固定在所述表面扩增层上，其中所述捕获剂特异性结合所述目标分析物，
其中所述表面扩增层扩增来自所述目标分析物或附着到目标分析物的标记的光信号，当所述光信号接近所述表面扩增层时比它们相距微米或更大时强得多，
其中所述构造之一是开放构造，其中两个板的内表面之间的平均间距为至少200μm；并且
其中所述构造中的另一个是闭合构造，其中所述样品的至少一部分在所述两个板之间并且所述板的内表面之间的平均间距小于200μm。
2.一种用于分析样品的装置，包含：
第一板、第二板、表面扩增层和捕获剂，其中
(a)所述第一板和所述第二板可相对于彼此移动成为不同的构造，并且在其各自的表面上具有用于接触包含目标分析物的样品的样品接触区域，
(b)所述表面扩增层位于其中一个所述样品接触区上，
(c)所述捕获剂固定在所述表面扩增层上，其中所述捕获剂特异性结合所述目标分析物，
其中所述表面扩增层扩增来自附着于所述目标分析物的标记的光信号，当所述光信号接近所述表面扩增层时比其在微米之外或更远时强得多，
其中所述构造之一是开放构造，其中所述两个板的内表面之间的平均间距为至少200μm；
其中所述构造中的另一个是闭合构造，其中所述样品的至少一部分在所述两个板之间并且所述板的内表面之间的平均间距小于200μm；
其中所述闭合构造中的所述样品的厚度、所述闭合构造中的所述样品中溶解的所述标记的浓度和所述表面扩增层的扩增系数被配置成使得直接或间接结合到所述捕获剂的任何标记在所述闭合构造中在不洗掉未结合的标记的情况下是可见的。
3.一种设备，包含前述任一权利要求所述的装置和用于读取所述装置的读取器。
4.一种使用前述任一权利要求所述的装置的均相测定方法，其中将闭合构造中的样品的厚度，标记的浓度和扩增表面的扩增系数配置成使得结合在扩增表面上的标记在不洗掉未结合的标记的情况下可见。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述方法通过以下步骤进行：
获得权利要求1-3任一所述的装置，
当板处于开放构造时，将样品沉积在一个或两个板上；
将板闭合至闭合构造；以及
用读取装置读取样品接触区域以产生信号图像。
6.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中结合到所述扩增表面的所述标记在小于60秒内可见。
7.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中所述方法是均相测定，其中在不使用清洗步骤来移除未结合到所述扩增表面的任何生物材料或标记的情况下读取所述信号。
8.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中通过像素化读取方法读取结合到所述扩增表面的所述标记。
9.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中通过一次性集总读取方法读取结合到所述扩增表面的所述标记。
10.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中所述测定具有0.1nM或更小的检测灵敏度。
11.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中所述方法在读取之前通过海绵移除未结合到所述扩增表面的生物材料或标记。
12.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中所述信号扩增层包括D2PA。
13.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中所述信号扩增层包括金属材料层。
14.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中所述信号扩增层包含连续金属膜，所述连续金属膜由选自由金、银、铜、铝、其合金及其组合组成的群组的材料制成。
15.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中所述不同金属层局部增强或充当反射器，或两者兼而有之，以增强光信号。
16.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中所述信号扩增层包括金属材料层和位于所述金属材料层顶部的介电材料层，其中所述捕获剂位于所述介电材料上。
17.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中所述金属材料层是均匀金属层、纳米结构化金属层、或组合。
18.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中通过等离子体增强来扩增信号。
19.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中测定包括通过拉曼散射检测标记。
20.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中所述捕获剂是抗体。
21.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中所述捕获剂是多核苷酸。
22.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中所述装置进一步包含固定在其中一块板上的间隔件，其中所述间隔件在所述闭合构造中调节所述第一板与所述第二板之间的间距。
23.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中调节所述表面扩增层的扩增系数以使得来自直接或间接结合到所述捕获剂的单个标记的光信号可见。
24.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中调节所述表面扩增层的扩增系数以使来自直接或间接结合到所述捕获剂的单个标记的光信号可见，其中分别地计数结合到所述捕获剂的可见的单个标记。
25.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中在所述闭合构造中所述第一板与所述第二板之间的间距被配置成使得所述目标分析物与所述捕获剂的饱和结合时间为300秒或更短。
26.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中在所述闭合构造中所述第一板与所述第二板之间的间距被配置成使得所述目标分析物与所述捕获剂的饱和结合时间为60秒或更短。
27.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中调节所述表面扩增层的扩增系数以使来自单个标记的光信号可见。
28.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中所述捕获剂是核酸。
29.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中所述捕获剂是蛋白质。
30.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中所述捕获剂是抗体。
31.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中所述第二板的样品接触区域具有试剂储存位点，且所述储存位点在所述闭合构造中大致位于所述第一板上的所述结合位点上方。
32.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中所述试剂储存位点包含结合到所述目标分析物的检测剂。
33.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中所述检测剂包含所述标记。
34.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中所述捕获剂和所述检测剂均结合到所述目标分析物以形成包含所述标记的夹层体。
35.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中所述信号扩增层包含金属材料层。
36.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中所述信号扩增层包括金属材料层和位于所述金属材料层顶部的介电材料层，其中所述捕获剂位于所述介电材料上。
37.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中所述金属材料层是均匀金属层、纳米结构化金属层、或组合。
38.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中所述扩增层包括金属材料层和位于所述金属材料层顶部上的介电材料层，其中所述捕获剂在所述介电材料上，且所述介电材料层具有的厚度为0.5nm、1nm、5nm、10nm、20nm、50nm、00nm、200nm、500nm、1000nm、2μm、3μm、5μm、10μm、20μm、30μm、50μm、100μm、200μm、500μm或在任何两个值的范围内。
39.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中所述方法进一步包含量化所述图像的区域中的信号以提供对所述样品中的一种或一种以上分析物的数量估计。
40.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中所述方法包含识别并计数所述图像的区域中分析物与所述捕获剂之间的单个结合事件，从而提供对所述样品中一种或一种以上分析物的数量估计。
41.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中识别和计数步骤包含：(1)确定背景信号的局部强度，(2)确定一个标记、两个标记、三个标记和四个或更多个标记的局部信号强度；以及(3)确定成像区域中的标记总数。
42.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中识别和计数步骤包含：(1)确定背景信号的局部光谱，(2)确定一个标记、两个标记、三个标记和四个或更多个标记的局部信号光谱；以及(3)确定成像区域中的标记总数。
43.如前述任一权利要求所述的装置或方法，其中识别和计数步骤包含：(1)确定背景信号的局部拉曼特征，(2)确定一个标记、两个标记、三个标记和四个...
【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·Y·周，丁惟，李骥，戚骥，张玙璠，
申请(专利权)人：ESSENLIX公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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