靶标物质的识别芯片、其检测方法和设备技术

一种检测设备包括：包括其性质会因为与靶标物质接触而发生改变的多个物体（１０５）的基板（１０３），用于使靶标物质与所述物体相接触的装置，以及用于根据在用光（１０２）照射所述物体时产生的光输出（１０６）检测因为在靶标物质与所述物体相接触时所导致的物体性能的变化的装置（１０１，１０７），其中所述多个物体位于照射光行进的方向上，并且该检测装置是一种用于根据在照射光时从所述多个物体输出的光的总和来检测性能变化的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于灵敏地识别样品中的靶标物质的芯片、检测设备和检测方法。
技术介绍
近年来，随着对健康、环境和安全问题的愈加了解，需要用于检测在这些问题中涉及的生物或者化学痕量物质的技术。但是，要检测的这种物质(以下称之为“靶标物质”)通常仅以微量存在于各种物质的复杂混合物中，并且仅能收集到有限量的包括这种靶标物质的样本。因此，靶标物质的检测和测量需要具有高度的灵敏性、准确性和可再现性。另外，这种样本一般是从生物体获得的样本(以下称之为“样品”)，因此难以获得该样品。所以希望能利用较小量的样本进行检测。这种较小量样品的需要也是基于该样品在丢弃后会成为传染源这一事实，因为它是从生物体获得的样本。就人体临床实验装置的应用而言，迫切需要减少在样品获取和检测结果输出之间的时间长短，也就是所谓的“周转时间”。作为与这些需求相对应的技术，已经研发了通过利用具有用于陷获靶标物质的反应空间的微结构来提高反应效率的方法，所述微结构是微观的并且具有较大的单位体积表面积。日本专利申请公开No.H03-223674披露了一种采用简单的方式在活体内测量痕量物质的反应容器，其中在流体流过的通道内形成的试剂固定部分和/或试剂连接部分是凹穴和/或小凸起团粒。日本专利申请公开No.H09-196920中披露了一种体液组分分析仪器，其具有样本接收口、泵连接口、其中有用标记物质标记的样本的样本处理区、以及具有多孔材料的样本处理和光度测量区，在多孔材料中固定了其中一对特定的键。国际申请No.2003-514221的国内公开中披露了一种微流体设备，其包括用于传送流体的微通道，其中该微通道包括固定在多孔聚合物上的特定键对构件(specific binding pair member)的空间分开限定的区域，在微通道内制成的珠粒或者微结构。另一方面，现在已经提出了有别于传统方法的检测方法，以满足上述需求。具体的说，如下所述，检测方法利用了含有金属的微颗粒。含有金属元素的微颗粒具有对靠近微颗粒表面的介质中的轻微变化高度敏感的光学特性，可以灵敏地识别由于标记的痕量物质的存在导致的物理化学变化。日本专利申请公开No.2000-356587中披露了一种局部等离子体共振传感器，它具有构成为有给定基板和在基板表面上固定的金属微颗粒的传感器单元，能在用光照射传感器单元时通过测量穿过金属微颗粒的光的吸收来检测靠近金属微颗粒的介质的折射率。日本专利申请公开No.2002-365210披露了一种用于检测活体分子的方法，其特征在于，一种用于利用光学多层膜的光学性质来以光学方式检测分子吸收的装置，它由基板、贵金属薄层、绝缘微颗粒和贵金属微颗粒构成，该装置用于检测分子吸收，其中，当光学多层膜吸收分子时，光学多层膜的反射光谱的最大吸收波长偏移，但是，当浸渍有光学多层膜的液体的折射率变化时，反射光谱的最大吸收波长在每单位折射率为1000nm或者更小的水平上发生变化。日本专利申请公开No.2003-268592中披露了一种结构，其特征在于，该结构包括阳极氧化的铝层，其具有基本垂直于层表面而形成的多个独立的孔，这些孔与相互分开的并且填充各独立的孔的金属颗粒成为一体，还具有传感器，其特征在于，在用光照射该结构时，传感器通过测量从结构中的金属颗粒反射或者透射到其中的光的吸收来检测靠近固定在基板上的金属颗粒的介质的折射率。按照这种方式，已经研发了各种检测芯片和设备，以用来检测痕量靶标物质。但是很明显，必须在短时间内从少量样品中检测更微量的成分。另外，希望临床实验装置能够如上所述灵敏地检测痕量成分，并能够不需稀释样品而在高浓度下定量地测量成分。
技术实现思路
在为了解决上述问题而进行了大量的研究之后，本专利技术人作出了如下的专利技术。根据本专利技术的一个方面，提供一种检测设备，其包括基板，包括其性质会因为与靶标物质接触而发生改变的多个物体；用于使得靶标物质与所述物体相接触的装置；以及用于根据在用光照射所述物体时产生的光输出来检测因为在靶标物质与所述物体相接触时所导致的物体性能的变化的装置，其中所述多个物体位于照射光行进的方向，并且该检测装置是一种用于根据在照射光时从多个物体输出的光的总和来检测性能变化的装置。所述物体优选是含有金属元素的微颗粒。该物体还优选包括用于在表面陷获靶标物质的陷阱，并且所述靶标物质被陷获在该陷阱中。该检测装置优选采用荧光方法、电化学发光方法或者等离子体共振方法。该设备优选还包括用于传送样品的通道。根据本专利技术的另一方面，提供一种检测方法，其包括如下步骤提供一个基板，其包括其性质会因为与靶标物质接触而发生改变的多个物体；使得靶标物质与所述物体相接触；以及根据在用光照射所述物体时产生的光输出，检测在接触步骤中靶标物质与所述物体相接触时所导致的物体性能的变化，其中检测步骤包括根据从位于照射光行进方向上的多个物体输出的光的总和来进行检测。根据本专利技术的再一个方面，提供一种检测芯片，其包括基板，其包括其性质会因为与靶标物质接触而发生改变的多个物体；以及用于使得靶标物质与所述物体相接触的装置，其中根据在用光照射所述物体时产生的光输出，检测因为在靶标物质与所述物体相接触时所导致的物体性能的变化，所述多个物体位于照射光行进的方向。本专利技术利用每单位体积具有大表面积的微结构实现了由微观空间构成的反应区域。利用这种微结构，可以实现与并行设置微观的短反应通道的结构相同的效果，并在向反应区域运送流体时明不必显增加压力。另外，由于微结构中的孔隙窄，可以缩短扩散距离，缩短所需的反应时间。而且，由于具有固定在其上的含有金属元素的微颗粒的结构形成微结构，因此在光学检测过程中可以增加每单位投影面积的微颗粒数量，并可以提高灵敏度。另外，由于微结构每单位体积具有大表面积，因此每单位体积的微颗粒数量多。因此，即使靶标物质以高浓度存在，微颗粒也可以从整体识别靶标物质，这样可以检测宽的动态浓度范围。附图说明图1A、1B和1C是显示利用中空结构的测量方法的一个实施方式；图2A、2B、2C、2D、2E、2F、2G和2H显示了微结构；图3是显示本专利技术实施例1的检测设备的结构的视图；图4A、4B和4C是显示本专利技术实施例1的检测芯片的结构的视图；图5是显示利用本专利技术的靶标物质陷获芯片的设备的方框图；图6是显示本专利技术实施例2的检测设备的结构的视图；图7A、7B和7C是显示本专利技术实施例2的检测设备的结构的其它视图；图8是显示本专利技术实施例3的检测设备的结构的视图； 图9A、9B和9C分别是显示本专利技术实施例3的检测设备的结构的其它视图；图10是显示本专利技术实施例4的检测设备的结构的视图；图11是显示本专利技术实施例4的的检测设备的结构的另一个视图；图12A和12B是显示本专利技术实施例4的检测设备的结构的视图；以及图13A和13B是显示本专利技术实施例5的检测设备的结构的视图。具体实施例方式本专利技术涉及一种用于识别样品中的靶标物质的芯片，其特征在于，用于靶标物质的识别芯片包括微结构和至少位于该微结构的表面上的含有金属元素的微颗粒，当使样品与微颗粒相接触时识别靶标物质。另外，检测芯片优选其特征在于，微颗粒可以结合有用于陷获靶标物质的陷阱，当样品与微颗粒相接触时靶标物质被陷获在陷阱内并因此被识别，检测芯片具有用于识别靶标物质的带有微结构的多个区域以及用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测设备，其包括：基板，其包括性质会因为与靶标物质接触而发生改变的多个物体；用于使靶标物质与所述物体相接触的装置；以及用于根据在用光照射所述物体时产生的光输出来检测因为在靶标物质与所述物体相接触时所导致的物体性能的变化的装置，其中所述多个物体位于照射光行进的方向上，并且该检测装置是一种用于根据在照射光时从多个物体输出的光的总和来检测性能变化的装置。

【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：山道淳太，小川美纪，饭田洋一郎，今村刚士，宇都宫纪彦，西马聪，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]