具有集成温度控制的生物传感器固体基底及其制备方法技术

本发明专利技术提供包含一种或多种温度指示剂的生物传感器的固体或水凝胶基底，所述一种或多种温度指示剂中的每一种通过改变其光学性能而发挥作用并以一个或多个的层和／或斑点沉积在所述生物传感器的固体或水凝胶基底中和／或表面上。

【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用于分析被推测含有一种或多种目标分析物分子如生 物化合物的样品流体的传感器基底，如生物传感器的固体或水凝胶基底。 特别地，本专利技术允许在生物传感器固体基底的水平上便宜、快速和精确地 测量温度和其分布。本专利技术还涉及一种生物传感器设备，其包含具有集成 温度监控和/或控制装置的生物传感器的固体基底。所述生物传感器基底和 包含它们的设备可以用作人类医学和兽医学领域中的分析和诊断工具。特 别地，本专利技术涉及一种分析被推测含有一种或多种分析物分子如目标生物 化合物的样品流体的方法，该方法可被用于分子诊断测试，例如测量传染 病原体和抗性基因的存在。
技术介绍
特定目标生物化合物如但不限于DNA、 RNA或蛋白在含有一种或多种 其他分子的样品流体中的存在和浓度可以通过使用这些目标生物化合物与 探针的复合结合来测定。在传统Western/Southern/Northern印迹法中，目标 生物化合物被固定在印迹表面上，然后使用可溶探针检测。对于ELISA(酶 联免疫吸附测定)或基于微阵列的测试，取而代之的是探针被固定。在微阵 列技术中， 一组特定探针被固定在生物传感器固体基底的特定位置，其中 为了与一个特定目标生物化合物具体地相互作用(即杂交)选择各个探针。另 一方面，通过可检测的示踪分子(例如但不限于，荧光团或磁头)标记目标生 物化合物。通过使所述固体基底与样品流体接触，将目标生物化合物固定 在相应于它们特定探针的位置。然后，经过定位与目标生物化合物结合的 可检测的分子产生的信号来检测样品流体中的目标生物化合物。由于杂交是一种与温度相关的现象，因而温度控制在这种技术中，例 如对于核酸分析提供了显著的优点。WO 03/004162公开了一种在不同温度 下(例如20-46 ± 2。C)进行杂交分析的生物传感器设备。该设备包含用于通过在测试流体和从常规恒温流体浴和泵系统输送的热流体(例如水或乙二醇)之间的热传递而控制测试流体(例如样品流体)温度的系统。该热流体在测试流体附近的单独线路中循环。这种控制方法依赖于在恒温流体浴水平的温度测量，同时该设备中温度控制最关键的部分是生物传感器固体基底。因此，该现有技术未实现在生物传感器固体基底表面上精确地控制温度和其分布。在本领域中需要以成本效益的方式改善温度控制，特别是达到可以获得在数十摄氏度内的基本上均匀温度的水平。在本领域中需要一种直接在生物传感器固体基底的水平上测量温度和其分布的精确和可靠的方法和设备。在本领域中也需要一种制造这种改善的生物传感器设备的方法，其中所述方法易于实施，并且不会显著地提高所述设备的成本。本专利技术的目的是提供一种良好的传感器基底，如生物传感器的固体或水凝胶基底及其制备方法，这种基底可以容易地组合到传感器如生物传感器设备中，并允许在处理中监测和/或控制基底的温度。本专利技术的优点在于，可以在生物传感器基底上进行制备步骤、扩增步骤或检测步骤时监测和/或控制温度。本专利技术还涉及一种包含这种传感器基底的设备，例如生物传感器的固体或水凝胶基底，以及一种分析被推测含有一种或多种分析物分子如目标生物化合物的样品流体的方法。
技术实现思路
广义地说，本专利技术基于以下发现，即在传感器基底如生物传感器的固体或水凝胶基底中和/或表面上以一个或多个的层和/或斑点沉积一种或多种温度指示剂，可以精确、快速和便宜地监测和/或控制传感器基底如生物传感器的固体或水凝胶基底的温度。基于温度而改变光学性能的沉积的试剂发挥作用。传感器基底如生物传感器的固体或水凝胶基底的这种构造具有的优点在于，允许监测基底本身的温度。包含这种生物传感器的固体或水凝胶基底的生物传感器设备可用于对被推测含有一种或多种目标生物化合物的样品流体进行容易、精确和便宜的分析。固体或水凝胶基底可以是有孔的，即由固体材料(例如尼龙纤维)制成并且是有孔的。附图说明下面结合附图描述本专利技术、其实施方式和优点。图1是根据本专利技术的一个实施方式可用作温度指示剂的高分子液晶的 特定实例的化学结构。图2是根据本专利技术的一个实施方式可用作温度指示剂的硅氧烷环液晶的特定实例的化学结构。图3是根据本专利技术的一个实施方式的生物传感器设备的横截面示意图。 图4是根据本专利技术的一个实施方式的生物传感器的固体或水凝胶基底的横截面示意图。图5是显示可用于本专利技术实施方式中的LC-填充的聚合物胶囊的两张 照片。图6是共聚物NIPA-PEGA观察到的下临界溶解温度(LCST)相对于 PEGA/NIPA比率的图。具体实施例方式下面针对特定实施方式并结合某些附图说明本专利技术，但本专利技术不限于 此，而是由权利要求书限制。权利要求书中的任何附图标记不应被解释为 限制范围。所述附图仅是示意性的而非限制性的。在附图中，为说明目的， 某些元件的尺寸被放大了，而不是按比例绘制。当在本说明书和权利要求 书中使用术语"包含"时，并不排除其他元件或步骤。当使用不定冠词或 定冠词指代单数名词时，例如"一个"或"一种"、"所述"，除非另有具体 说明，包括该名词的复数。此外，在本说明书和权利要求书中的术语"第一"、"第二"、"第三" 等用于区别相似元件，而不必须是用于描述相继或时间顺序。应该理解， 在适宜的情况下，所用的术语可以互换，并且这里描述的本专利技术的实施方 式能够以这里所述或所示之外的顺序进行。在本说明书中除非另有说明，术语"生物传感器"，当用于基底时，指 其作用是能够通过任何适合的方法检测一种或多种目标生物化合物的存在、缺失或浓度的基底。示例性但非限制性的方法是-在所述基底中或之上的特定位置保持或固定一种或多种目标生物化合物本身(对于Western/Southern/Northern印迹法中所用的生物传感器基底就 是这种情况)或一种或多种探针，每一个探针能够与一种或多种目标生物化 合物的之一特异结合(在ELISA或微阵列分析中就是这种情况)，和-使一对探针/目标生物化合物的至少一个固定元件与溶液中仍然存在 的这一对的互补元件特异结合，-在芯片上扩增，如PCR、 rtPCR(实时)、RT-PCR(逆转录)或QPCR(定-在组合有例如激光诱发荧光(LIF)的微流体系统中电泳。 在本说明书中除非另有说明，术语"微阵列分析"指如下的分析，其 中被推测含有目标生物化合物的样品流体，优选生物流体样品(任选地含有 悬浮在其中的微量固体或胶体颗粒)接触(即溢流(flowing over)或流经 (flowing through))在表面上含有多个分散且孤立区域的生物传感器固体基 底，所述每个区域上施用一种或多种探针，选择所述每个探针具有与目标 生物化合物特异结合的能力。在本说明书中除非另有说明，术语"目标生物化合物"指被固定作为 分析目标或点的生物分子化合物。它包括生物分子化合物，例如但不限于 核酸和相关的化合物(例如DNA、 RNA、寡核苷酸或其类似物、聚合酶链式 反应(PCR)产物、基因组DNA，细菌人工染色体、质粒等)、蛋白和相关的 化合物(例如多肽、肽、单克隆或多克隆抗体、可溶的或结合的受体、转录 因子等)、抗原、配体、半抗原、碳水化合物和相关的化合物(例如多聚糖、 低聚糖等)、细胞片断如膜片段、细胞器、完整细胞、细菌、病毒、原生动 物等。在本说明书中除非另有说明，术语"探针"指当在"目标生本文档来自技高网...

【技术保护点】
无孔或有孔的生物传感器基底，其由固体或水凝胶材料制成，所述生物传感器基底包含一种或多种温度指示剂，所述一种或多种温度指示剂中的每一种通过改变其光学性能而发挥作用并以一个或多个的层和／或斑点沉积在所述生物传感器的固体或水凝胶基底中和／或表面上。

【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：DJ布勒尔，R彭特曼，R库尔特，E佩特斯，HR施塔伯特，A派里克，A科列斯尼琴科，H德科宁，
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]