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生物分子檢測的測試條設(shè)計(jì)的制作方法_2

文檔序號:8385816閱讀:來源:國知局
損傷和再生相關(guān)的生物標(biāo)志物, 如肌酸激酶、脂肪酸結(jié)合蛋白(FABP)、肌肌鈣蛋白、肌紅蛋白和肌球蛋白輕鏈I(MLC-I)。在 另一個(gè)實(shí)施方案中,受體可以結(jié)合至與血管損傷和再生相關(guān)的生物標(biāo)志物,如C反應(yīng)蛋白 (CRP)、E選擇素、細(xì)胞間粘附分子I(ICAM-I)、ICAM-3、P選擇素、血清淀粉樣蛋白A(SAA)、血 栓調(diào)節(jié)蛋白以及血管細(xì)胞粘附分子I(VCAM-I)。在另一個(gè)實(shí)施方案中,受體可以結(jié)合至與脊 髓損傷和再生相關(guān)的生物標(biāo)志物,如CRP、促紅細(xì)胞生成素(EPO)、IL-2、IL-2受體(IL-2R)、 IL-8、瘦素、基質(zhì)金屬蛋白酶9(MMP-9)、MCP-1、神經(jīng)元特異性烯醇化酶(NSE)、磷酸化神經(jīng) 絲H(pNFH)、S100鈣結(jié)合蛋白B(SlOOB)以及TNF-a。在另一個(gè)實(shí)施方案中,受體可以結(jié)合 至與脊神經(jīng)根損傷和再生相關(guān)的生物標(biāo)志物,如胱抑素C、維生素D結(jié)合蛋白(DBP)、透明質(zhì) 酸、MMP-9、神經(jīng)絲輕亞單位(NFL)、痛敏肽(nocic印tin)、S100、可溶性TNF受體I(sTNFRl)、 四連接素(tetranectin)以及TNF-a。
[0027] 在一個(gè)實(shí)施方案中,裝置的多個(gè)nwFET傳感器可以結(jié)合至至少2種、至少4種、至 少6種或至少12種不同生物標(biāo)志物以同時(shí)檢測其在樣品中的存在。
[0028] 在一個(gè)實(shí)施方案中,裝置包括:(a)基板,其包括多個(gè)電極;(b)多個(gè)納米線場效應(yīng) 晶體管(nwFET)傳感器,其嵌入或安置在基板上并且連接至電極,其中nwFET傳感器中的每 一者包括T形結(jié)構(gòu),這種T形結(jié)構(gòu)包括橫向納米線FET放大器和連接至橫向納米線FET放 大器的縱向傳感納米線,其中傳感納米線以及任選的連接所述傳感納米線與納米線FET放 大器的節(jié)點(diǎn)包含固定在上面的受體,并且其中納米線FET放大器被鈍化;以及(c)微流體組 件,其安置在基板上并且適于與nwFET傳感器流體連通,這種微流體組件包括:(i)至少一 個(gè)緩沖液池,其包含至少一種緩沖液;(ii)至少一個(gè)傳感臂,其連接至至少一個(gè)緩沖液池, 所述傳感臂包括樣品池、包括尺寸大于待過濾的細(xì)胞的至少一個(gè)通道的樣品過濾模塊以及 適于與nwFET傳感器中的至少一者流體連通的樣品傳感區(qū)域;(iii)至少一個(gè)控制臂,其連 接至至少一個(gè)緩沖液池,所述控制臂包括控制過濾模塊、適于與nwFET傳感器中的至少一 者流體連通的控制傳感區(qū)域以及任選的控制池;以及(iv)至少一個(gè)廢液池,其連接至傳感 臂和控制臂,并且其中微流體組件界定(i)至(iv)的流程方向。
[0029] 在一個(gè)實(shí)施方案中,測試條裝置的輸出可經(jīng)由接口裝置下載至電子裝置。
[0030] 本發(fā)明的其它實(shí)施方案涉及一種檢測生物標(biāo)志物的存在的方法,其包括:(A)提 供包括以下的裝置:(a)基板,其包括多個(gè)電極;(b)多個(gè)電子傳感器,如場效應(yīng)晶體管 (FET)傳感器或納米線場效應(yīng)晶體管(nwFET)傳感器,其在基板上集成或組裝并且連接至 電極;以及(c)微流體組件,其安置在基板上并且適于與電子傳感器流體連通;以及(B)將 生物樣品引入微流體組件中,其中這種微流體組件引導(dǎo)生物樣品的流接觸電子傳感器中的 至少一者,并且其中生物標(biāo)志物的存在在電子傳感器中的至少一者處引起信號變化。
[0031] 在一個(gè)實(shí)施方案中,微流體組件包括連接至至少一個(gè)緩沖液池的至少一個(gè)傳感 臂,所述緩沖液池包含至少一種緩沖液;其中傳感臂包括用于接收生物樣品的樣品池、樣品 過濾模塊以及適于與電子傳感器中的至少一者流體連通的樣品傳感區(qū)域;并且其中將生物 樣品引入樣品池中以接觸從緩沖液池流出的緩沖液的液流。
[0032] 在一個(gè)實(shí)施方案中,這種方法進(jìn)一步包括在引入生物樣品之前從緩沖液池釋放緩 沖液。
[0033] 在一個(gè)實(shí)施方案中,樣品過濾模塊適于慣性過濾,并且其中與緩沖液混合的生物 樣品在進(jìn)入樣品傳感區(qū)域之前經(jīng)過濾模塊過濾。
[0034] 在一個(gè)實(shí)施方案中,微流體組件進(jìn)一步包括連接至至少一個(gè)緩沖液池的至少一個(gè) 控制臂;其中控制臂包括控制過濾模塊、適于與nwFET傳感器中的至少一者流體連通的控 制傳感區(qū)域以及任選的控制池;并且其中不將生物樣品引入控制池中。
[0035] 在一個(gè)實(shí)施方案中,電子傳感器中的至少一者是包括T形結(jié)構(gòu)的nwFET傳感器,這 種T形結(jié)構(gòu)包括橫向納米線FET放大器和連接至橫向納米線FET放大器的縱向傳感納米 線,并且其中傳感納米線包含固定在上面的適于結(jié)合至生物標(biāo)志物的至少一種受體。
[0036] 在一個(gè)實(shí)施方案中,這種方法進(jìn)一步包括使電子傳感器中的至少一者與包含濃度 低于生物樣品的生物標(biāo)志物的第一參考溶液接觸,這在電子傳感器中的至少一者中引起第 一信號變化,所述第一信號變化充當(dāng)用于定量生物樣品中的生物標(biāo)志物的第一參考點(diǎn)。在 一個(gè)實(shí)施方案中,使用包含較低濃度的生物標(biāo)志物的至少兩種、至少三種或至少四種不同 參考溶液來產(chǎn)生用于定量生物樣品中的生物標(biāo)志物的參考點(diǎn)。
[0037] 在一個(gè)實(shí)施方案中,這種方法進(jìn)一步包括使電子傳感器中的至少一者與包含濃度 高于生物樣品的生物標(biāo)志物的第二參考溶液接觸,這在電子傳感器中的至少一者中引起第 二信號變化,所述第二信號變化充當(dāng)用于定量生物樣品中的生物標(biāo)志物的第二參考點(diǎn)。在 一個(gè)實(shí)施方案中,使用包含較高濃度的生物標(biāo)志物的至少兩種、至少三種或至少四種不同 參考溶液來產(chǎn)生用于定量生物樣品中的生物標(biāo)志物的參考點(diǎn)。
[0038] 在一個(gè)實(shí)施方案中,將第一和/或第二參考溶液引入微流體組件中,這種微流體 組件引導(dǎo)第一和第二參考溶液的流接觸電子傳感器。在一個(gè)實(shí)施方案中,將第一和/或第 二參考溶液預(yù)先加載至在傳感臂的樣品傳感區(qū)域上游和/或在控制臂的控制傳感區(qū)域上 游的一個(gè)或多個(gè)參考池中,其中所述參考池適于在引入生物樣品之前和/或之后進(jìn)入傳感 區(qū)域。
[0039] 在一個(gè)實(shí)施方案中,這種方法包括(A)提供包括以下的裝置:(a)基板,其包括多 個(gè)電極;(b)多個(gè)納米線場效應(yīng)晶體管(nwFET)傳感器,其嵌入或安置在基板上并且連接至 電極,其中nwFET傳感器中的每一者包括T形結(jié)構(gòu),這種T形結(jié)構(gòu)包括連接至橫向納米線 FET放大器的縱向傳感納米線,其中傳感納米線以及任選的連接所述傳感納米線與納米線 FET放大器的節(jié)點(diǎn)包含固定在上面的適于結(jié)合至生物標(biāo)志物的受體,并且其中納米線FET 放大器被鈍化;以及(c)微流體組件,其安置在基板上并且適于與nwFET傳感器流體連通, 這種微流體組件包括:(i)至少一個(gè)緩沖液池,其包含至少一種緩沖液;(ii)至少一個(gè)傳 感臂,其連接至至少一個(gè)緩沖液池,所述傳感臂包括樣品池、包括尺寸大于待過濾的細(xì)胞的 至少一個(gè)通道的樣品過濾模塊以及適于與nwFET傳感器中的至少一者流體連通的樣品傳 感區(qū)域;(iii)至少一個(gè)控制臂,其連接至至少一個(gè)緩沖液池,所述控制臂包括任選的控制 池、控制過濾模塊以及適于與nwFET傳感器中的至少一者流體連通的控制傳感區(qū)域;以及 (iv) -個(gè)或多個(gè)廢液池,其連接至傳感臂和控制臂,并且其中微流體組件界定(i)至(iv) 的流程方向;(B)從緩沖液池釋放緩沖液;以及(C)將生物樣品添加至樣品池中以接觸從緩 沖液池流出的緩沖液的液流;其中與緩沖液混合的生物樣品在進(jìn)入傳感區(qū)域之前經(jīng)樣品過 濾模塊過濾;并且其中與緩沖液混合的生物樣品在樣品傳感區(qū)域處接觸nwFET傳感器的傳 感納米線,并且其中生物標(biāo)志物與固定在傳感納米線上的受體之間的結(jié)合在nwFET傳感器 中的至少一者處引起信號變化。
[0040] 本發(fā)明的額外實(shí)施方案涉及一種固定受體的方法,其包括(A)將微流體層安置在 包括多個(gè)電極和連接至這些電極的多個(gè)電子傳感器的基板上,這些電子傳感器如場效應(yīng)晶 體管(FET)傳感器或納米線場效應(yīng)晶體管(nwFET)傳感器,其中微流體層包括適于與電子 傳感器流體連通的多個(gè)通道;以及(B)將受體的溶液添加至這些通道中的至少一者中,其 中這種受體接觸并結(jié)合至電子傳感器中的至少一者。在一個(gè)實(shí)施方案中,至少2種、至少4 種、至少6種或至少12種不同受體同時(shí)并選擇性地固定在多個(gè)電子傳感器上。
[0041] 本文所描述的至少一些實(shí)施方案的至少一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于由于無成像的傳感形態(tài)而 不需要龐大的光學(xué)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。與所選的光學(xué)試驗(yàn)相比,可以排除對熒光標(biāo)記的需要,并且因 此可以排除額外試劑和偶聯(lián)步驟。
[0042] 本文所描述的至少一些實(shí)施方案的至少另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于涉及很少的或不涉及基 于酶的電化學(xué)放大,使得酶試劑和其偶聯(lián)不再是必需的。因此,對于床邊施用預(yù)期到極快速 的周轉(zhuǎn)時(shí)間(TAT)。
[0043] 本文所描述的至少一些實(shí)施方案的至少另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于測試條平臺(tái)可以直接與 讀出電子學(xué)對接,從而不需要技術(shù)人員,這與臨床ELISA測試形成對比。
[0044] 本文所描述的至少一些實(shí)施方案的至少另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是處理簡便的微流體,其可以 用緩沖溶液預(yù)先加載并且基于慣性過濾過濾出細(xì)胞/碎片。它是穩(wěn)固的并且抗堵塞,這是 因?yàn)閼T性過濾是用尺寸大于待去除的細(xì)胞_碎片的通道來操作。
[0045] 本文所描述的至少一些實(shí)施方案的至少另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)固的檢測程序,其包括在 生理流體中的目標(biāo)分析物結(jié)合作為第一步驟以及在經(jīng)過純化的低離子強(qiáng)度緩
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