專利名稱：在生物傳感器上產(chǎn)生參比區(qū)和樣品區(qū)的方法及所得生物傳感器的制作方法
相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2004年12月29日提交的題為“在生物傳感器上產(chǎn)生參比區(qū)和樣品區(qū)的方法及所得生物傳感器(Method for Creating a Reference Region anda Smaple region on a Biosensor and the Resulting Biosensor)”的美國專利申請第11/027,509號的優(yōu)先權(quán)，其涉及2004年12月29日提交的題為“空間掃描光閱讀器系統(tǒng)及其使用方法”(Spatially Scanned Optical Reader System And MethodFor Using Same)(律師案卷號SP04-149)的美國專利申請第11/027,547號，它們的內(nèi)容通過引用包括在此。
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種其表面上既有參比區(qū)又有樣品區(qū)的生物傳感器，其中的參比區(qū)和樣品區(qū)部分地通過使用沉積技術(shù)如印刷或沖壓來形成。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述生物傳感器包含在微量培養(yǎng)板的孔中。
相關(guān)技術(shù)的描述目前，生物傳感器如表面等離子共振(surface plasmon resonance，SPR)傳感器或共振波導(dǎo)光柵傳感器使光學(xué)標(biāo)記物獨(dú)立檢測(LID)技術(shù)能夠被用來檢測生物傳感器表面上的生物分子結(jié)合事件。具體地說，SPR傳感器和共振波導(dǎo)光柵傳感器使得光學(xué)LID技術(shù)能夠測定生物傳感器折射率/光學(xué)響應(yīng)的變化，進(jìn)而檢測生物傳感器表面的生物分子結(jié)合事件。這些生物傳感器與不同的光學(xué)LID技術(shù)一道已被用于研究許多生物分子結(jié)合事件，包括蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用和蛋白質(zhì)-小分子相互作用。
為實(shí)現(xiàn)高靈敏度檢測，關(guān)鍵是小心控制或剔除(reference out)可能導(dǎo)致測量的折射率/光學(xué)響應(yīng)產(chǎn)生虛假改變的因素(例如，溫度、溶劑效應(yīng)、體積折射率變化和非特異結(jié)合)。在基于芯片的LID技術(shù)中，典型地使用兩個(gè)生物傳感器來實(shí)現(xiàn)上述作用，其中一個(gè)是實(shí)際生物傳感器，另一個(gè)是毗鄰生物傳感器，用于剔除上述因素。兩種示例性基于芯片的LID生物傳感器包括Biacore的SPR平臺和Dubendorfer的裝置，Biacore的SPR平臺中使用4個(gè)相鄰流動通道中的一個(gè)作為參比，而Dubendorfer的裝置則使用鄰接傳感器墊的獨(dú)立墊作為參比。下面的文獻(xiàn)詳細(xì)描述了Biacore的SPR平臺和Dubendorfer的裝置·“改善的生物傳感器分析”(Improving Biosensor Analysis)，Myska，J.Mol.Recognit，1999，12，279-284。
·“在Biacore S51中水動力訪問檢測點(diǎn)”(Hydrodynamic Addressing ofDetection Spots in Biacore S51)，Biacore Technology Note 15。
·J.Dubendorfer等，“集成光學(xué)免疫傳感器的感應(yīng)和參比墊”(Sensing andReference Pads for Integrated Optical Immunosensors)，Journal of BiomedicalOptics 1997，2(4)，391-400。
使用這些類型的參比方案的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在Biacore S51中，這是目前市場上可獲得的最新且最敏感的SPR平臺。這種儀器因?yàn)槠涓倪M(jìn)的參比作用而具有顯著改善的靈敏度和性能，其基礎(chǔ)在于使用所謂的水動力參比墊以盡可能減小單一通道內(nèi)的噪音、溫度效應(yīng)、漂移、體積折射率效應(yīng)。然而，基于芯片的LID技術(shù)要求使用流動細(xì)胞技術(shù)，因而這不易適用于微量培養(yǎng)板中。
為微量培養(yǎng)板設(shè)計(jì)的生物傳感器非常吸引人，因?yàn)樗鼈冞m用于高通量篩選應(yīng)用。然而，目前使用的微量培養(yǎng)板是一個(gè)孔中包含樣品生物傳感器，而相鄰孔中包含參比生物傳感器。因?yàn)閮蓚€(gè)生物傳感器間分開的距離較大，這就難以剔除溫度效應(yīng)。而且，使用兩個(gè)相鄰的生物傳感器，則必須在樣品孔和參比孔中使用兩種不同的溶液，這會導(dǎo)致移液誤差、稀釋誤差、和兩種溶液間的體積折射率變化。其結(jié)果是，參比作用的有效性受損。為了解決上述問題，美國專利申請2003/0007896描述了幾種不同的方法，其中為了剔除溫度效應(yīng)，使用的是同時(shí)測量單個(gè)生物傳感器的光學(xué)響應(yīng)以及不同的偏光。然而，這些方法不易實(shí)施，且無法考慮也無法校正體積折射率效應(yīng)和非特異結(jié)合。
在另一種方法中，O’Brien等使用雙元件SPR傳感器，其中，通過使用激光消融聯(lián)合表面化學(xué)的電化學(xué)制模來形成參比區(qū)。然而，由于該方法需要使用金屬襯底，因而難以實(shí)施且應(yīng)用性有限。關(guān)于雙元件SPR傳感器參比及該方法的詳細(xì)描述參見O′Brien等題為“SPR生物傳感器同時(shí)去除熱和體積組成效應(yīng)”(SPR BiosensorsSimultaneously Removing Thermal and Bulk CompositionEffects)，Biosensors & Bioelectronics 1999，14，145-154。
由此可見，需要可用于微量培養(yǎng)板并且可用于檢測生物分子結(jié)合事件，同時(shí)剔除溫度效應(yīng)、漂移、體積折射率效應(yīng)和非特異結(jié)合的生物傳感器。本發(fā)明滿足了這種需要和其它需要。
發(fā)明概述本發(fā)明包括一種方法，其中，可使用幾種不同的沉積技術(shù)(例如，接觸針印刷、非接觸印刷、微觸點(diǎn)印刷、網(wǎng)點(diǎn)印刷、絲網(wǎng)印刷、氣溶膠印刷(aerosolprinting)、沖壓(stamping)、噴霧)中的任一種在單個(gè)生物傳感器上形成參比區(qū)和樣品區(qū)，該生物傳感器可位于微量培養(yǎng)板的單個(gè)孔內(nèi)。用于在生物傳感器表面上形成參比區(qū)和樣品區(qū)的方法實(shí)施過程包括(1)去活化試劑在生物傳感器反應(yīng)表面上的選擇性沉積；(2)靶分子(例如蛋白質(zhì))在生物傳感器反應(yīng)表面上的選擇性沉積；或(3)活化試劑在生物傳感器非反應(yīng)表面上的選擇性沉積。表面具有參比區(qū)和樣品區(qū)的生物傳感器使得能夠使用樣品區(qū)來檢測生物分子結(jié)合事件，并且使得能夠使用參比區(qū)來剔除可不良影響生物分子結(jié)合事件的檢測的虛假變化。
附圖簡要說明結(jié)合附圖，參考以下詳細(xì)說明可更全面地理解本發(fā)明，其中

圖1是一示意圖，有助于描述根據(jù)本發(fā)明在單個(gè)生物傳感器上形成參比區(qū)和樣品區(qū)的三種不同的方法；圖2-5顯示了為評價(jià)本發(fā)明第一種方法的可行性而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖表和照片；圖6-7顯示了為評價(jià)本發(fā)明第二種方法的可行性而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖表和照片；圖8顯示了為評價(jià)本發(fā)明第二種方法的可行性而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖表和照片。
附圖詳述圖1是一示意圖，用于描述在位于微量培養(yǎng)板108單個(gè)孔106底部的單個(gè)生物傳感器100上形成參比區(qū)102和樣品區(qū)104的三種不同的方法。然而，在描述本發(fā)明詳細(xì)內(nèi)容之前，應(yīng)理解，優(yōu)選的生物傳感器100是可用于實(shí)施LID技術(shù)的傳感器，如SPR傳感器100和共振波導(dǎo)光柵傳感器100。以下文獻(xiàn)詳細(xì)描述了本發(fā)明中可使用的這些示例性生物傳感器100的結(jié)構(gòu)和功能·歐洲專利申請0 202 021 A2，題為“光學(xué)分析方法與設(shè)備“(Optical AssayMethod and Apparatus)。
·美國專利4,815,843，題為“選擇性檢測物質(zhì)和/或檢測氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)和多孔樣品折射率變化的光學(xué)傳感器”(Optical Sensor for Selective Detectionof Substances and/or for the Detection of Refractive Index Changes in Gaseous，Liquid，Solid and Porous Samples)。
這些文獻(xiàn)的內(nèi)容通過引用包括在此。
圖1顯示了采用特定沉積技術(shù)以便在位于微量培養(yǎng)板108單個(gè)孔106內(nèi)的單個(gè)生物傳感器100上形成參比區(qū)102和樣品區(qū)104的方法的三個(gè)例子。在第一種方法中，用反應(yīng)性試劑112(例如，聚(乙烯-alt-馬來酸酐)(EMA))涂覆(步驟1a)生物傳感器100的表面110。(反應(yīng)性試劑112的例子包括但不限于具有酸酐基團(tuán)、活性酯、馬來酰亞胺基團(tuán)、環(huán)氧化物、醛、異氰酸酯、異硫氰酸酯、磺酰氯、碳酸酯、亞胺酰酯、或烷基鹵的試劑)。然后，通過將阻斷劑/去活化試劑116沉積在其上，特異性地去活化(步驟1b)表面110上的預(yù)定區(qū)域。例如，當(dāng)表面110涂覆有胺反應(yīng)性涂層如EMA時(shí)，可使用許多含胺反應(yīng)試劑來阻斷/去活化表面，例如乙醇胺(EA)、乙二胺(EDA)、三羥甲基氨基乙烷(tris)、O，O’-二(2-氨基丙基)聚乙二醇1900(PEG1900DA)或其它聚乙二醇胺或二胺?；蛘撸墒褂貌缓返姆磻?yīng)試劑來水解反應(yīng)性基團(tuán)。在隨后的固定化步驟(步驟1c)中，將靶分子118(例如，蛋白質(zhì)118)加入到孔106中。靶分子僅結(jié)合未用去活化試劑116處理的傳感器區(qū)域。靶分子可以是蛋白質(zhì)、肽、合成或天然膜、小分子、合成或天然DNA或RNA、細(xì)胞、細(xì)菌、病毒。這是在單個(gè)生物傳感器100上形成參比區(qū)102和樣品區(qū)104的一種方法。
在第二種方法中，用反應(yīng)性試劑112涂覆(步驟2a)生物傳感器100的表面110。然后，將靶分子118直接印刷(步驟2b)到表面110上涂覆有反應(yīng)性試劑112的預(yù)定區(qū)域中。隨后，使整個(gè)孔106接觸(步驟2c)去活化試劑116，以去活化/阻斷表面110上未印刷區(qū)域，用作參比區(qū)102。這是可用于在單個(gè)生物傳感器100上形成參比區(qū)102和樣品區(qū)104的另一種方法。
在第三種方法中，用具有可轉(zhuǎn)化為反應(yīng)性基團(tuán)的官能團(tuán)(例如羧酸基團(tuán))的物質(zhì)涂覆(步驟3a)生物傳感器100的表面110。在步驟3b中，通過將活化反應(yīng)試劑如1-[3-(二甲基氨基)丙基]]-3-乙基鹽酸鹽(EDC)/N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)沉積在其上來使預(yù)定的表面區(qū)域有反應(yīng)活性。然后，整個(gè)孔106接觸包含靶分子118的溶液，使靶分子118結(jié)合(步驟3c)表面110上通過印刷活化試劑112而活化的區(qū)域。表面110上不具有附連的靶分子118的區(qū)域可用作參比區(qū)102。這是用于在單個(gè)生物傳感器100上形成參比區(qū)102和樣品區(qū)104的另一種方法。
應(yīng)指出，存在許多可用于上述方法的不同沉積技術(shù)。例如，沉積技術(shù)可包括接觸針印刷、非接觸印刷(噴墨打印、氣溶膠印刷)、毛細(xì)管印刷、微觸點(diǎn)印刷、凹版移印(pad printing)、網(wǎng)點(diǎn)印刷、絲網(wǎng)印刷、微量移液(micropipetting)和噴霧。
還應(yīng)理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠采用任何一種上述方法在表面100上印刷多個(gè)不同的點(diǎn)，以在微量培養(yǎng)板108同一個(gè)孔106中形成參比區(qū)102、陽性/陰性對照和/或多個(gè)不同的靶分子1-2(例如)。這種情況的一個(gè)例子如圖1底部所示。
以下是為評價(jià)本發(fā)明三種不同方法各自可行性而進(jìn)行的多個(gè)實(shí)驗(yàn)的描述。
參考與本發(fā)明第一種方法相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，采用熒光分析和康寧LID分析來評價(jià)在生物傳感器100上形成參比(非結(jié)合)區(qū)102和樣品(結(jié)合)區(qū)104的可行性。康寧LID分析是指采用共振波導(dǎo)光柵傳感器進(jìn)行的分析。在第一組實(shí)驗(yàn)中，將三種溶解在硼酸鹽緩沖液(100mM，pH9)中的不同的去活化試劑116(乙醇胺(EA)、乙二胺(EDA)和O，O’-二(2-氨基丙基)聚乙二醇1900(PEG1900DA))印刷到三個(gè)不同的孔中涂覆有反應(yīng)性試劑112(聚(乙烯-alt-馬來酸酐(EMA))的玻片上。采用配備有10號襯套針的Cartesian自動針式印刷機(jī)來進(jìn)行印刷，印刷5×7獨(dú)立點(diǎn)陣列(間隔300um)以形成印刷(參比)區(qū)102。各點(diǎn)印刷得足夠近，以至于融合在一起而形成矩形區(qū)域。然后用生物素-peo-胺溶液118孵育各孔，用于評價(jià)印刷過程的有效性。據(jù)預(yù)計(jì)，生物素118僅結(jié)合孔的非印刷(樣品)區(qū)域104。然后，使各孔接觸cy3-抗生物素蛋白鏈菌素的溶液，熒光掃描儀下成像。
圖2總結(jié)了這些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。由圖可見，在對應(yīng)于印刷有去活化試劑116的各孔內(nèi)的圓形區(qū)域中未觀察到熒光信號。這個(gè)結(jié)果表明，所有三種阻斷劑116(包括EA、PEG1900DA和EDA)可有效滅活反應(yīng)性試劑112(EMA)，因而阻止生物素118與cy3-抗生物素蛋白鏈菌素的結(jié)合。圖表顯示，印刷(參比)區(qū)102相對于未印刷(樣品)區(qū)104的熒光強(qiáng)度降低＞98％。熒光圖像的檢查還表明，去活化試劑116未顯著擴(kuò)散到印刷(參比)區(qū)102外部。
進(jìn)行另一組實(shí)驗(yàn)來研究去活化試劑116濃度對性能的影響。使用太濃的去活化試劑116可導(dǎo)致未印刷(樣品)區(qū)104的交叉污染。圖3顯示了在印刷有各種濃度EA116的玻片上進(jìn)行cy3-抗生物素蛋白鏈菌素結(jié)合試驗(yàn)后獲得的5幅熒光圖像。由圖像1-2可見，使用較高濃度的EA116時(shí)，存在顯著鋪展/交叉污染。并且，由圖像3-4可見，使用較低濃度的EA116時(shí)，EA116限制在印刷區(qū)域并仍可有效滅活表面，一如該區(qū)域中觀察到低熒光信號強(qiáng)度所證明。最后的圖像5是沒有印刷EA116的圖像。
進(jìn)行又一組實(shí)驗(yàn)來證明(i)在孔106內(nèi)使用印刷的去活化試劑116不會負(fù)面影響后續(xù)靶分子118在未印刷(反應(yīng)性)區(qū)域112上的固定，和(ii)使用印刷的去活化試劑116與大量溶液中使用去活化試劑一樣起作用。在這些實(shí)驗(yàn)中，首先用反應(yīng)性試劑112(EMA)涂覆康寧LID微量培養(yǎng)板108(含Ta2O5波導(dǎo)薄層)中的幾個(gè)孔106。然后，將去活化試劑(PEG1900DA)116印刷到康寧LID微量培養(yǎng)板108各孔106的預(yù)定區(qū)域上。作為對照，其它孔106用相同的阻斷劑116溶液孵育或保持未處理。然后，使所有的孔106接觸生物素-peo-胺118溶液，再與cy3-抗生物素蛋白鏈菌素孵育。
圖4顯示了這些熒光成像實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。對于抗生物素蛋白鏈菌素與生物素118的特異性結(jié)合，一半?yún)^(qū)域被去活化試劑(PEG1900DA)116阻斷的孔106相對于不包含去活化試劑116的孔106觀察到相當(dāng)?shù)腸y3熒光信號。這說明印刷區(qū)域之外的區(qū)域不存在阻斷劑116的擴(kuò)散。印刷沉積相對于體積溶液沉積去活化(阻斷)試劑116有效性的比較表明兩種方法同樣有效，一如兩種處理低熒光信號水平所證明的那樣。
進(jìn)行了采用康寧LID微量培養(yǎng)板108的其它實(shí)驗(yàn)以體現(xiàn)采用本發(fā)明孔內(nèi)參比的優(yōu)點(diǎn)。在這些實(shí)驗(yàn)中，將去活化試劑(PEG1900DA)116印刷到LID微量培養(yǎng)板108的一些EMA涂覆孔106。然后通過將孔106與生物素-peo-胺的溶液孵育，使生物素固化化到表面上。隨后，將微量培養(yǎng)板108安裝到康寧LID設(shè)備中，監(jiān)測抗生物素蛋白鏈菌素(100nM在PBS中)的結(jié)合隨時(shí)間的變化。在試驗(yàn)期間，LID設(shè)備連續(xù)掃描各孔106底部/生物傳感器100，以監(jiān)測參比(未結(jié)合)區(qū)102和樣品(結(jié)合)區(qū)104中的信號。關(guān)于LID設(shè)備更詳細(xì)的內(nèi)容，參見同時(shí)提交的題為“空間掃描光學(xué)閱讀器系統(tǒng)及其使用方法”(Spatially ScannedOptical Reader System and Method for Using Same)(律師案卷號SP04-149)的上述美國專利申請序列第11/027,547號。
圖5A顯示了試驗(yàn)過程期間一個(gè)孔106內(nèi)參比區(qū)102和樣品區(qū)104的響應(yīng)。在該圖表中，痕跡“差值組_B6”是由樣品痕跡“信號組_B6”減去參比痕跡“參比組_B6”得到的參比校正數(shù)據(jù)。由圖可見，在第一個(gè)～10分鐘內(nèi)，兩通道內(nèi)都存在信號隨時(shí)間的系統(tǒng)性降低(即漂移)。然而，這種漂移在參比校正痕跡“差值組_B6”中實(shí)質(zhì)上被消除了。具體地，未校正痕跡“信號組_B6”中的漂移率約為-2.5pm/分鐘，參比痕跡“參比組_B6”中的漂移率約為～0pm/分鐘。
圖5B顯示了相同試驗(yàn)的第一個(gè)10分鐘的圖表，其中采用了孔內(nèi)(孔B6信號區(qū)和參比區(qū))或孔間參比(孔B6信號區(qū)減去相鄰孔B5參比區(qū))。數(shù)據(jù)清楚表明，孔內(nèi)參比技術(shù)能非常有效得消除生物傳感器100的環(huán)境漂移。
圖5C顯示了總的波長位移(結(jié)合抗生物素蛋白鏈菌素之后)與傳感器100上的位置關(guān)系的曲線。由圖可見，傳感器100上參比(阻斷)區(qū)102和樣品(未阻斷)區(qū)104之間存在清楚明顯的轉(zhuǎn)變，表明印刷過程可以受控的方式進(jìn)行。
以下是關(guān)于本發(fā)明第二種方法的實(shí)驗(yàn)的描述。同樣，在本發(fā)明第二種方法中，通過將靶分子118直接印刷到反應(yīng)性表面100上，然后通過用去活化試劑116處理來滅活表面100的其余部分，在單個(gè)生物傳感器100內(nèi)形成參比區(qū)102和感應(yīng)區(qū)104。該方法的優(yōu)點(diǎn)是與采用體積溶液(＞～10ul)的固定化作用相比，顯著降低了所消耗的蛋白質(zhì)體積(＜～1nl)。
為了證明該方法的可行性，將BSA-生物素118(50ug/ml，100mM硼酸鹽pH9)印刷到康寧LID微量培養(yǎng)板108的一些孔106中。然后，用乙醇胺116(200mM在硼酸鹽緩沖液中，pH9)處理每個(gè)孔106，再用cy3-抗生物素蛋白鏈菌素(100nM在PBS中)孵育。圖6是熒光圖像，其中，在印刷BSA-生物素118的樣品區(qū)104中觀察到強(qiáng)熒光信號，在參比區(qū)102中觀察到非常弱的信號(＜感測區(qū)信號的3％)。這些結(jié)果表明，(i)印刷方法可有效固定BSA-生物素118；(ii)印刷區(qū)之外沒有發(fā)生BSA-生物素118的擴(kuò)散；(iii)印刷的BSA-生物素118維持了其結(jié)合抗生物素蛋白鏈菌素的能力。圖7顯示了采用康寧LID平臺進(jìn)行的類似實(shí)驗(yàn)的結(jié)果?！?40pm的結(jié)合信號水平表明，大量蛋白質(zhì)118結(jié)合在了表面上。與上述熒光實(shí)驗(yàn)的結(jié)果相一致，在生物傳感器100的參比部分102中沒有觀察到抗生物素蛋白鏈菌素的結(jié)合。
以下是關(guān)于本發(fā)明第三種方法的實(shí)驗(yàn)的描述。同樣，在本發(fā)明第三種方法中，通過將活化試劑112(例如1-[3-(二甲基氨基)丙基])-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC，Aldrich)和N-羥基琥珀酸亞胺(NHS，Aldrich))印刷到非反應(yīng)性表面(例如具有羧酸基團(tuán)的表面)，形成用于附著靶分子118的反應(yīng)性結(jié)合表面104，在單個(gè)生物傳感器100內(nèi)形成參比區(qū)102和感應(yīng)區(qū)104。
為了證明這個(gè)概念，將包含EDC(1mM)和NHS(1mM)的水溶液印刷到微量培養(yǎng)板108孔106中水解EMA表面上。然后將整個(gè)孔106用生物素-胺118孵育，并進(jìn)行cy3-抗生物素蛋白鏈菌素?zé)晒饨Y(jié)合試驗(yàn)。圖8顯示了圖表和照片，其中，僅對應(yīng)于印刷區(qū)的區(qū)域中觀察到熒光信號，證明可選擇性地控制靶分子附著而未印刷區(qū)域可用作參比區(qū)102。
下面將描述根據(jù)本發(fā)明，采用印刷/沖壓技術(shù)來形成LID生物傳感器100的孔內(nèi)參比的一些其它特征和優(yōu)點(diǎn)。
1)相同孔內(nèi)形成的參比區(qū)可顯著降低或消除溫度、體積折射率效應(yīng)和非特異結(jié)合導(dǎo)致的偏差。采用孔內(nèi)參比剔除這些因素比采用相鄰孔作為參比更加有效。
2)孔內(nèi)參比區(qū)因不再需要使用獨(dú)立參比(對照)孔而降低了反應(yīng)試劑的消耗。
3)印刷/沖壓技術(shù)可根據(jù)微量培養(yǎng)板的制造規(guī)模來調(diào)節(jié)。
4)與采用體積溶液反應(yīng)的蛋白質(zhì)固化相比，印刷/沖壓靶蛋白可降低蛋白質(zhì)用量約～100-10,000倍。
5)事實(shí)上，可將印刷/沖壓技術(shù)應(yīng)用于任何類型的基板，用于在生物傳感器上制備表面。
6)也可包含第二種檢測方法如質(zhì)譜法以提供生物分子結(jié)合的更詳細(xì)信息。
雖然附圖和上文所述發(fā)明詳述中闡述了本發(fā)明的一些實(shí)施方式，但應(yīng)理解，本發(fā)明并不限于所述實(shí)施方式，而是能夠進(jìn)行各種重排、改進(jìn)和替換，而不背離所附權(quán)利要求書所提出和限定的本發(fā)明的精神。
權(quán)利要求
1.一種生物傳感器，其表面包含部分地采用沉積技術(shù)形成的參比區(qū)和樣品區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，通過進(jìn)行以下步驟在所述表面上形成參比區(qū)和樣品區(qū)用反應(yīng)性試劑涂覆所述表面；將去活化試劑沉積到所述涂覆表面的預(yù)定區(qū)域以形成參比區(qū)；和使所述表面接觸靶分子，其中，所述靶分子結(jié)合于未用去活化試劑處理的所述涂覆表面的預(yù)定區(qū)域，形成樣品區(qū)。
3.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，通過進(jìn)行以下步驟在所述表面上形成參比區(qū)和樣品區(qū)用反應(yīng)性試劑涂覆所述表面；將靶分子沉積到所述涂覆表面的預(yù)定區(qū)域以形成樣品區(qū)；和使所述涂覆表面接觸去活化試劑以使一部分的其上仍然顯露反應(yīng)性試劑的所述涂覆表面滅活，形成參比區(qū)。
4.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，通過進(jìn)行以下步驟在所述表面上形成參比區(qū)和樣品區(qū)將活化試劑沉積到所述表面的預(yù)定區(qū)域并使靶分子附著于至少一部分的其上顯露活化試劑的所述涂覆表面，以形成樣品區(qū)；和使用沒有活化試劑的區(qū)域作為參比區(qū)。
5.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，所述表面包括一個(gè)以上的參比區(qū)和/或一個(gè)以上的樣品區(qū)。
6.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，包括參比區(qū)和樣品區(qū)的所述表面使得能夠利用樣品區(qū)來檢測生物分子結(jié)合事件，并且使得能夠利用參比區(qū)來剔除對生物分子結(jié)合事件的檢測造成不良影響的效應(yīng)。
7.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，包括參比區(qū)和樣品區(qū)的所述表面使得能夠利用質(zhì)譜儀來同時(shí)檢測兩區(qū)域以獲得關(guān)于生物結(jié)合事件的進(jìn)一步信息。
8.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，通過沉積抵抗靶分子非特異結(jié)合的分子來形成所述參比區(qū)。
9.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，所述表面位于微量培養(yǎng)板孔的底部。
10.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，所述表面是玻片。
11.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，所述生物傳感器是表面等離子共振傳感器。
12.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，所述生物傳感器是共振波導(dǎo)光柵傳感器。
13.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，所述沉積技術(shù)是接觸針印刷。
14.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，所述沉積技術(shù)是非接觸印刷如噴墨打印或氣溶膠印刷。
15.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，所述沉積技術(shù)是毛細(xì)管印刷。
16.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，所述沉積技術(shù)是微觸點(diǎn)印刷。
17.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，所述沉積技術(shù)是凹版移印。
18.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，所述沉積技術(shù)是網(wǎng)點(diǎn)印刷。
19.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，所述沉積技術(shù)是絲網(wǎng)印刷。
20.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，所述沉積技術(shù)是微量移液。
21.如權(quán)利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，所述沉積技術(shù)是噴霧。
22.一種微量培養(yǎng)板，其包括包含許多形成在其中的孔的框架，每個(gè)孔包含一生物傳感器，所述生物傳感器的表面具有部分地采用沉積技術(shù)形成的參比區(qū)和樣品區(qū)。
23.如權(quán)利要求22所述的微量培養(yǎng)板，其特征在于，通過進(jìn)行以下步驟在所述表面上形成參比區(qū)和樣品區(qū)用反應(yīng)性試劑涂覆所述表面；將去活化試劑沉積到所述涂覆表面的預(yù)定區(qū)域以形成參比區(qū)；和使所述表面接觸靶分子，其中，所述靶分子結(jié)合于未用去活化試劑處理的所述涂覆表面的預(yù)定區(qū)域，形成樣品區(qū)。
24.如權(quán)利要求22所述的微量培養(yǎng)板，其特征在于，通過進(jìn)行以下步驟在所述表面上形成參比區(qū)和樣品區(qū)用反應(yīng)性試劑涂覆所述表面；將靶分子沉積到所述涂覆表面的預(yù)定區(qū)域以形成樣品區(qū)；和使所述涂覆表面接觸去活化試劑以使其上仍然顯露反應(yīng)性試劑的所述涂覆表面中的一部分滅活，形成參比區(qū)。
25.如權(quán)利要求22所述的微量培養(yǎng)板，其特征在于，通過進(jìn)行以下步驟在所述表面上形成參比區(qū)和樣品區(qū)將活化試劑沉積到所述表面的預(yù)定區(qū)域并使靶分子附著于至少一部分的其上顯露活化試劑的所述涂覆表面，以形成樣品區(qū)；和使用沒有活化試劑的區(qū)域作為參比區(qū)。
26.如權(quán)利要求22所述的微量培養(yǎng)板，其特征在于，所述表面包括在每個(gè)孔內(nèi)的一個(gè)以上的參比區(qū)和/或一個(gè)以上的樣品區(qū)。
27.如權(quán)利要求22所述的微量培養(yǎng)板，其特征在于，包括參比區(qū)和樣品區(qū)的所述表面使得能夠利用樣品區(qū)來檢測生物分子結(jié)合事件，并且使得能夠利用參比區(qū)來剔除對生物分子結(jié)合事件的檢測造成不良影響的虛假變化。
28.如權(quán)利要求22所述的微量培養(yǎng)板，其特征在于，所述生物傳感器是表面等離子共振傳感器。
29.如權(quán)利要求22所述的微量培養(yǎng)板，其特征在于，所述生物傳感器是共振波導(dǎo)光柵傳感器。
30.如權(quán)利要求22所述的微量培養(yǎng)板，其特征在于，所述沉積技術(shù)包括以下一種接觸針印刷、非接觸印刷(噴墨印刷、氣溶膠印刷)、毛細(xì)管印刷、微觸點(diǎn)印刷、凹版移印、網(wǎng)點(diǎn)印刷、絲網(wǎng)印刷、微量移液和噴霧。
31.一種在生物傳感器上制備模式表面的方法，其包括以下步驟采用沉積技術(shù)在所述生物傳感器的表面上形成參比區(qū)和樣品區(qū)。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，通過進(jìn)行以下步驟在所述生物傳感器的表面上形成參比區(qū)和樣品區(qū)用反應(yīng)性試劑涂覆所述表面；將去活化試劑沉積到所述涂覆表面的預(yù)定區(qū)域以形成參比區(qū)；和使所述表面接觸靶分子，其中，所述靶分子結(jié)合于未用去活化試劑處理的所述涂覆表面的預(yù)定區(qū)域，形成樣品區(qū)。
33.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，通過進(jìn)行以下步驟在所述生物傳感器的表面上形成參比區(qū)和樣品區(qū)用反應(yīng)性試劑涂覆所述表面；將靶分子沉積到所述涂覆表面的預(yù)定區(qū)域以形成樣品區(qū)；和使所述涂覆表面接觸去活化試劑以滅活一部分的其上仍然顯露反應(yīng)性試劑的所述涂覆表面，形成參比區(qū)。
34.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，通過進(jìn)行以下步驟在所述生物傳感器的表面上形成參比區(qū)和樣品區(qū)將活化試劑沉積到所述表面的預(yù)定區(qū)域并使靶分子附著于至少一部分接觸活化試劑的所述涂覆表面，以形成樣品區(qū)；和使用沒有活化試劑的區(qū)域作為參比區(qū)。
35.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，所述生物傳感器具有一個(gè)以上的參比區(qū)和/或一個(gè)以上的樣品區(qū)。
36.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，具有參比區(qū)和樣品區(qū)的所述生物傳感器使得能夠利用樣品區(qū)來檢測生物分子結(jié)合事件，并且使得能夠利用參比區(qū)來剔除對生物分子結(jié)合事件的檢測造成不良影響的虛假變化。
37.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，所述生物傳感器位于微量培養(yǎng)板孔的底部。
38.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，所述生物傳感器是表面等離子共振傳感器。
39.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，所述生物傳感器是共振波導(dǎo)光柵傳感器。
40.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，所述沉積技術(shù)包括以下一種接觸針印刷、非接觸印刷(噴墨印刷、氣溶膠印刷)、毛細(xì)管印刷、微觸點(diǎn)印刷、凹版移印、網(wǎng)點(diǎn)印刷、絲網(wǎng)印刷、微量移液和噴霧。
全文摘要
本文描述了一種方法，可使用許多沉積技術(shù)中的任一種在單個(gè)生物傳感器上形成參比區(qū)和樣品區(qū)，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，生物傳感器位于微量培養(yǎng)板的單個(gè)孔內(nèi)。用于在生物傳感器的表面上形成參比區(qū)和樣品區(qū)的沉積技術(shù)包括(1)將去活化試劑印刷/沖壓到生物傳感器的反應(yīng)性表面上；(2)將靶分子(靶蛋白)印刷/沖壓到生物傳感器的反應(yīng)性表面上；或(3)將反應(yīng)性試劑印刷/或沖壓到生物傳感器的非反應(yīng)性表面上。
文檔編號G01N33/543GK101091116SQ200580045157
公開日2007年12月19日 申請日期2005年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月29日
發(fā)明者S·J·卡拉奇, A·G·弗魯托斯, 彭金林, G·A·皮切, M·B·韋布 申請人:康寧股份有限公司