本发明专利技术提供一种方法、一种设备和一种系统，用于确定流体中至少一种可极化或已极化磁性标签的浓度，感测表面包括至少一种能够特定附着到至少一种连接到磁性标签的生物实体的结合点，所述感测装置进一步包括至少一个磁性传感器元件，所述感测装置进一步包括用于确定附着于结合点的磁性标签的浓度的第一装置，以及用于确定流体的到达时间的第二装置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种感测装置和一种用于确定液体中的至少一种可极 化或已极化的磁性标签,度的系统，该系统包括该感测装置。本发 明更进一步涉及一种方法，其用于利用感测装置确定液体中的至少一 种可极化或已极化的磁性标签的浓度。
技术介绍
在诊断学领域，特别是生物医学诊断学，诸如用于活体内和活体 外的医药和食品诊断学，使用生物传感器或生物芯片是众所周知的。 这些生物传感器或生物芯片通常以生物芯片微阵列的形式使用，该生物芯片微阵列使得能够进行生物实体分析，生物实体例如是DNA(脱 氧核糖核酸)、RNA(核糖核酸)、蛋白质或例如激素或药物的小分子。 现在，有多种用于分析少量的生物实体或生物实体的生物分子或段的 验定法，诸如结合(binding)验定法、竞争验定法、置换验定法、夹 层(sandwich)验定法或扩散(diffusion)验定法。由于流体样本中 要被检测的目标分子为低浓度(例如pmol.l"以下)而变化的背景材 料为高浓度(例如mmol.r1)，在生物化学试验方面存在挑战。目标 可以是生物实体，像缩氨酸、激素、代谢物、蛋白质、核酸、甾体、 酶、抗原、半抗原或药物。背景材料或基质可以是尿、血、血清、唾 液或其他人类或非人类的液体。附着到目标的标签改善目标的检测限 度。标签的示例为光学标签、彩色珠、荧光化学基、酶、光学条型码 或磁性标签。生物传感器通常采用具有装有俘获分子(capture molecules)的特 定结合点2的感测表面1。这些俘获分子可以特定结合到存在于流体 中的其它分子或分子复合物。其它的俘获分子3和标签4使检测便利。这在图l中示出，图l示出了生物传感器感测表面l，俘获分子耦合到该感测表面1 ，表面1向例如目标分子6或目标6的其他生物实体 提供结合点2。在溶液5中，存在目标6和标签4，另外的俘获分子 3耦合到它们。目标6和标签4容许以此后称为"特定附着"的特定方 式结合到生物传感器感测表面1的结合点2。然而，此后称为"非特 定附着"的其他的结合结构也是可能的。在图2a、 2b、 2c、 3.1a、 3.1b、 3.2a、 3.2b、 3.2c、 3.3中，示出了标签4到生物传感器感 测表面1的可能的结合结构的一些示例。图2a和2b表示称为1型的 结合结构，其实现期望的特定生物附着。在图2a中，示出一种想要 的生物附着，其中目标分子6夹在生物传感器感测表面1上的结合点 2和标签4上的俘获分子3之间(夹层验定法)。在图2b中，示出竞 争验定法生物传感器的情况，其中设置在感测表面1上的结合点2能 够附着标签4 (通过将结合点2附着到装备着标签4的俘获分子3) 以及目标6。目标6至少部分地并相对于结合点2，具有类似于俘获 分子3的形式和/或行为，从而结合点2在俘获分子3 (即标签4)和 目标6之间存在竞争。在图2c中，示出抑制验定法生物传感器的情 况，其中结合点2在生物学上与目标6类似，并且标签4被结合到俘 获分子3 (或通常是生物实体)，俘获分子3可以结合到目标6或结 合点2。理想地，结合到(通过俘获分子3)标签4的目标6不再能 结合到结合表面2。与这种生物附着于感测表面1相反，标签4也可以非特定方式附 着到感测表面1,即结合到表面1而不用特定目标分子6作为媒介。 图3.1a、 3.1b、 3.2a、 3.2b、 3.2c、 3.3表示这种非特定附着，而图2.2a 和2.2b示出所谓的2型结合结构，其中在耦合到标签4的俘获分子3 和生物传感器感测表面i之间和域在耦合到标签4的俘获分子3和 耦合到生物传感器感测表面1的结合点2之间，存在单一的非特定结 合。通常这种仅仅通过单一非特定结合的2型结合只是微弱的，并可 以通过诸如洗涤或磁力的严格工序去除。如图3.2a、 3.2b和3.2c中所 示，通过跨越一方面标签4 (或耦合到标签4的俘获分子3)及另一 方面生物传感器感测表面1和/或结合点2之间的较大区域的大量非特定结合， 一种所谓的到感测表面1和/或结合点2的3型结合结构 也是可能的。3型结构通常提供比1型结合更强的结合力。图3.3示 出一种l型的退化形式，其中标签4通过特定以及非特定结合，结合 到生物传感器感测表面l。在快速测试中，例如路边通过窗口在唾液中测试滥用药物，例如 用于交通安全，有必要提供可以天天使用的足够鲁棒的测试设备，并 且提供能够产生十分迅速和精确的结果的测试方法。这种测试可以以 多种形式实施，例如以竞争或抑制验定法形式。在图4中，示出用于 两个不同测试样本的取决于目标的传感器信号S,和S2随时间的发展， 其中信号S,对应高目标6浓度，信号S2对应低目标6浓度。S,对比 S2的区别归因于测试样本中目标分子的浓度越低则附着到俘获分子3 的标签4结合到感测表面1的结合点2的概率越大的事实。在国际专利申请WO03/054566 Al中，公开了用于确定流体中磁性 粒子的密度的磁致电阻磁致电阻感测装置。该磁致电阻感测装置或生 物芯片具有带有支持流体的层结构的基底。该层结构在第一水平面上 具有第一表面区域，在第二水平面上具有第二表面区域，并具有检测 流体中的至少一种磁性粒子的磁场的磁致电阻感测元件。磁致电阻元 件位于第一和第二表面区域之间的过渡区域附近，并且面对至少一个 表面区域。使用这样的结构确定流体中标签4的浓度是可能的。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种感测装置、 一种系统和一种方法， 其能够以十分迅速和准确的方式确定流体中至少一种可极化或己极 化磁性标签的浓度。上述目的通过根据本专利技术的感测装置、系统和方法实现。 在本专利技术的第一方面中，提供一种感测装置，用于确定流体中至 少一种可极化或已极化磁性标签的浓度。该感测装置包括至少一个感 测表面，该感测表面包括至少一种能够特定附着于至少一种连接到磁 性标签的生物实体的结合点。感测装置进一步包括至少一个磁性传感 器元件，该感测装置进一步包括用于确定附着于结合点的磁性标签的浓度的第一装置，以及用于确定流体的到达时间的第二装置。根据本专利技术的设备的优点在于，其容许以生物验定法，比从前所 知的方法更准确并且更迅速地确定磁性生物传感器上的目标分子的 浓度。使用根据本专利技术的感测装置，通过精确地确定流体的到达时间 以及在结合过程在感测表面发生的期间中精确地测定标签浓度，可能 改善检测极限以及专一性并因此降低产生结果的时间，这对于所属技 术领域的技术人员完全是令人惊奇并且不能预料的。在需要点测试中，例如路边通过窗口的滥用药物的唾液测试，例 如用于交通安全，有必要提供一种具有最小的产生结果的时间的快速测量。产生结果时间应该为大约1分钟或更优选地，大约10秒。可以以多种方式降低产生结果的时间，例如通过縮短采样时间、通过增 大在一次性使用的盒内的生物进程的速度、或通过减少验定法的变化 并改善数据的精密度。缩短采样时间例如可以通过需要较小的样本体 积实现。增大传感器内部的生物进程的速度例如可以通过利用具有高 结合速率的生物俘获分子实现。减少验定法的变化并改善数据的精密 度例如可以通过对验定法较好的控制、较好的测量数据、改进对验定 法的了解以及改进用于取出想要的参数(例如是药物或蛋白质)的算 法实现。为了满足这些需要，特别是在非常短的测量时间tm内尽可能快本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种感测装置（１０），用于确定流体（５）中至少一种可极化或已极化磁性标签（４）的浓度， 所述感测装置（１０）包括至少一个感测表面（１）， 所述感测表面（１）包括至少一种结合点（２），所述结合点（２）能够特定附着到至少一种连接到所述磁性标签（４）的生物实体（３）， 所述感测装置（１０）进一步包括至少一个磁性传感器元件（１１）， 所述感测装置（１０）进一步包括用于确定附着于所述结合点（２）的磁性标签（４）的浓度的第一装置（１３），以及用于确定流体的到达时间的第二装置（１２）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：MWJ普林斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]
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