专利名称：反应条件传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在对化学和生物学过程进行分析期间检测不良条件的方法和装置，其中化学和生物学过程包括微电化学反应、其它反应和分析物的检测。
背景技术：
制药工业特别关注的一个领域是预测药物在体内如何代谢。例如，一个特别关注的参数是化合物与代谢酶之间反应的最大速度。在一个典型的代谢过程中，氧化性药物代谢酶(DME)向外来分子添加一个羟基，从而促进其代谢降解。由酶，例如DME，催化的反应受电子转移的驱动。特别地，反应过程的一个重要步骤是将电子提供给酶的催化位点，从而使酶与化合物反应。涉及电子从一种物质转移到另一种物质的反应称作氧化还原反应。通常，驱动代谢反应的电子在体内是由氧化还原对(redox partner)在适当的氧化还原酶的帮助下提供的。然而，人们已知，氧化还原反应还可以通过用电化学反应室内的电极直接供应电子人工地加以驱动。利用这种方法，就可以对代谢过程进行研究。
微电化学反应室在技术上是已知的。在一个典型的反应室内，一对电极提供电流，使其通过酶、底物和介体的混合物，从而使混合物发生电化学反应。然后可以通过适当的装置对最终的反应进行分析。重要的是，反应室内的条件是正确的，否则所发生的任何反应的性质都会受到影响。这种情况下，任何反应分析的结果都可能是错误的。反应条件变得不良的一个途径是反应混合物中的反应物的浓度发生变化。反应条件受到影响的另一个途径是反应室内存在气泡。
除了微电化学反应之外，人们通常还希望分析其它的化学和生物学过程，例如其它类型的反应或分析物的检测。这些情况下，在分析期间，重要的问题还是使所用装置内的条件保持良好，否则有可能获得假的结果。
我们已经意识到了在对化学和生物学过程进行分析期间检测不良条件以便排除错误分析结果的重要性。另外，我们还意识到检测不良条件的装置可以有利地由先前装置的现有部件加以提供。
发明内容
本发明由独立的权利要求加以限定，现在我们将以它为参考。本发明的有利的特征在附属权利要求中有说明。
本发明的第一个实施例提供了一种用于检测微电化学反应室内不良条件的方法和装置。在使用中，通过电极施加电压，使其通过位于反应室内的反应混合物。若所施加的电压足够大，则电流将通过混合物在电极之间流动，并且诱发电化学反应。
提供至少两个电极用于检测和测量电流。当反应条件正常时，电极之间的稳定状态电流处于可预测的数值范围之内。当稳定状态电流位于预期范围之外时，则表明装置内的反应条件是不良的。稳定状态电流的大小取决于如下的因素，例如电极尺寸、反应混合物中反应物的浓度以及施加的电极间电压。电极电流还会受到装置内存在的气泡的影响。
提供一个检测电路，用于将测得的电流与预期的电流范围进行比较，并产生指示反应条件是正常还是不良的信号。在一个实施例中，一对电极执行双重功能，包括诱发电化学反应和允许电流流过待测量的混合物。
在第二个实施例中，利用光学传感测量反应室内电极之间的电流大小，以便检测分析物的存在，从而确定室内的条件是否不良。
图1是实现本发明的微流体电化学反应装置的示意图；
图2是图1所示检测电路的示意图；和图3是显示在正常和不良反应条件下通过图1装置内的反应室电极测得的电流随时间的改变。
图4是实现本发明的利用光学传感检测分析物存在的装置的示意图。
具体实施例方式
图1是实现本发明的微流体电化学反应装置的示意图。装置1包括第一混合通道3、第二混合通道5和反应室7。第一混合通道3、第二混合通道5和反应室7是连接的，从而流体可以依次通过第一混合通道3、第二混合通道5并经由反应室入口8进入反应室7。第一混合通道3的上游部分连接底物入口9和酶入口11，它们分别向第一混合通道3供应底物和酶。第二混合通道5的上游部分连接介体入口13，其向第二混合通道5供应介体(mediator)。反应室7连接一个废物出口15，其允许流体流出反应室7。
本发明能够应用于具有微米级尺寸的电化学反应室。实现本发明的反应室的一个示例性应用是作为微型生物芯片的分析部件。
底物(substrate)含有可以和反应室7内的酶进行电化学反应的分子。底物可以是，例如，大量化合物中的任何一种，包括药物、杀虫剂和环境污染物、或者其它期望的化合物。酶可以是任何适合于解除构成底物的化合物的毒性的代谢酶。这些酶的实例包括来自细胞色素P450和黄素单氧化酶家族的蛋白质。介体发挥媒介的作用，电子通过它进行传递，并可以是任何合适的导电流体。介体的目的是允许电子从位于反应室7内的电极17转移到酶，从而诱发酶与底物之间的电化学反应。底物、酶和介体都以流体状态提供，从而它们可以沿着混合通道3、5流入反应室7。
在使用中，底物通过底物入口9以第一预定流速连续地供应到第一混合通道3，酶通过酶入口11以第二预定流速连续地供应到第一混合通道3。底物和酶在第一混合通道3内通过例如扩散混合组合在一起。最终的底物/酶混合物沿着第一混合通道3流入第二混合通道5。底物和酶在第一混合通道3内不发生反应，因为没有电子用于诱发反应。
介体通过介体入口13以第三预定流速连续地供应到第二混合通道5。介体在第二混合通道5内与底物/酶混合物混合在一起，最终的底物/酶/介体混合物，下文称作反应混合物，通过第二混合通道5经由反应室入口8流入反应室7。在进入反应室7的反应混合物中，底物、酶和介体的比例由第一、第二和第三流速的相对大小确定，可以对其进行调节从而获得期望的反应混合物浓度。反应混合物在反应室7内发生电化学反应，任何未反应的反应混合物和反应产物都通过废物出口15排出。
反应室7包括两个或多个电极17，它们的定位使得在使用中每个电极17至少有一部分与反应室7内含有的反应混合物电接触。电极17用于在使用中施加预定电压通过反应室7内的一个区域，该区域恰好是反应混合物所经过的区域。电极17与一个电路相连，该电路被布置成使第一电极，例如17a，具有正极性，第二电极，例如17b，具有负极性，借此在电极17之间的区域内产生电场。电场还可以通过数对电极17产生。当电极17所施加的电压大于反应混合物中任何反应物的氧化还原电位时，将使电子以电流的形式通过介体在电极17之间流动。一些电子从电极通过介体转移到酶分子，从而在酶与底物之间诱发电化学反应。
电极17之间的电流可以通过与电极17相连的任何合适的电流测量器件加以测量。在优选实施例中，电极17与检测电路19偶连，该检测电路用于检测和测量电极17间的电流。图2是检测电路的示意图。检测电路19包括输入端21、电流检测器23、比较器25、存储器27和输出端31。检测电路19可以通过输入端21与反应室7的电极17偶连，该输入端21用于接收电极17之间的电流。输入端21与电流检测器23偶连，电流检测器用于检测和测量由输入端21接收的电流并产生表示电流大小的信号。比较器25接收由电流检测器23产生的信号，用于将测得的电流与由比较器25从存储器27接收的信号定义的预定数值范围进行比较。存储器27用于存储例如稳定状态电流或最大电流的一个或多个预定范围。比较器25进一步用于产生一个指示测得的电流是位于存储器27存储的所选数值范围之内还是之外的信号。由比较器25产生的信号通过输出端31从检测电路19输出。当检测电路19与电极17偶连时，输出端31提供电极电流是位于特殊预定范围之内还是之外的指示。
在优选实施例中，用于诱发电化学反应的电极17和用于测量通过反应混合物的电流的电极17是相同的电极17。在此实施例中，电极17执行双重功能，并且执行本发明所需的部件优选地由现有部件提供。选择地，可以为每个功能提供不同的电极对17。
图3是显示在使用装置1期间电极17之间的电流随时间变化的简图。最初，第一混合通道3、第二混合通道5和反应室7充满空气。因为空气是电绝缘的，所以若由电极17施加的电压低于预定的阈值，那么电极17之间不会有电流流动。从时间0，介体连续地引入到第二混合通道5，然后沿着第二混合通道5向反应室7流动，从第二混合通道5替换空气。在第一时间周期43内，介体还没有到达反应室7，在此期间，电极电流为0，因为反应室充满空气。
第一时间周期43之后，沿着第二混合通道5流动的介体到达反应室7，随后填充反应室7。因为介体是导电的，所以反应室7内介体的存在使得电流在电极17之间流动。在此期间，介体逐渐充满反应室7，电极电流从0升高到预定的最大值，其取决于介体的导电率和其它因素。在紧接第一时间周期43的第二时间周期45内，反应室7充满介体，从而电极电流保持最大值。
从时间0，底物和酶被连续引入到第一混合通道3，然后它们沿着第一混合通道3向反应室7流动，从第一混合通道3替换空气。至少在第一时间周期43内，从第一混合通道3替换的空气在沿着第一混合通道3流动的底物/酶混合物与沿着第二混合通道5流动的介体之间形成一个或多个气穴(air pocket)。因为底物/酶混合物和介体沿着混合通道3、5流动，所以气穴夹在流体流之内被输送到反应室7。当气穴到达反应室7时，先前在第二时间周期45中充满反应室7的介体被形成气穴的空气所替换，并逐渐被取代。在此期间，空气逐渐充满反应室7，电极电流从反应室充满介体时的最大值降低到反应室充满空气时的0。在紧接第二时间周期45的第三时间周期47内，反应室7充满空气，电流保持在0值。
因为底物、酶和介体被连续地引入到混合通道3、5，所以在一定时间之后，沿着第一混合通道3流动的底物/酶混合物将最终遇到并与沿着第二混合通道5流动的介体组合，并在第二混合通道5内形成介体/酶/底物混合物。能够看出，该反应混合物首先是在气穴的上游并紧邻气穴形成的。当位于气穴上游并紧邻气穴的反应混合物到达并且开始填充反应室7时，电极电流从0值增加到特定值。该数值取决于反应混合物的电传导率，其又取决于混合物的浓度。在紧接第三时间周期47的第四时间周期49内，反应室7充满反应混合物，从而电极电流保持稳定状态值。在随后的时间内，反应混合物连续地流过反应室7，电极电流保持在近似恒定的稳定状态值。
能够看出，在第一43、第二45和第三47时间周期内，电极电流的变化是由于装置1内存在空气以及底物、酶和介体没有完全混合导致的。该变化可以看作电极电流的暂时变化。然而在第四时间周期49内，装置1内的条件达到稳定状态，电化学反应正是在此期间开始的。重要的是，需要有足够的时间度过暂时条件并保持稳定状态条件。一旦可接受的稳定状态电极电流至少保持了预定的时间，就可以跨电极17施加的电压以诱发电化学反应。上面依次描述的精确时间可以通过改变装置1的几何形状加以控制。
第四时间周期49的稳定状态电极电流小于第二时间周期45的最大电极电流，因为反应室7内底物和酶的存在会降低反应混合物的电传导率。当诱发电化学反应时，反应消耗电子导致电极电流进一步降低。在优选实施例中，稳定状态电极电流大约是最大电极电流的50％。稳定状态电流可以围绕平均值波动，但是在正常反应条件下，保持在预定的可允许范围之内。
稳定状态电极电流取决于如下因素，包括电极17的尺寸、跨电极17施加的电压和反应混合物中底物、酶和介体的浓度。若这些因素每一个的数值都被确定，则能够确定和预测稳定状态电极电流。正是该稳定状态电流允许在稳定状态电流与预定电流不一致时检测出不良的反应条件。
重要的是，在电化学反应期间，反应室7内的条件是正确的，否则反应过程会受到影响，并且涉及该反应的任何分析都会给出错误的结果。一些可能影响反应的因素包括反应混合物中底物、酶和介体的浓度和电极17的表面尺寸。其它的因素包括电极17的跨度和跨电极17施加的电压。影响反应条件的另一个途径可能是由装置1内存在的一个或多个气泡导致的。
因为装置1最初充满空气，因此存在空气泡被截留(trapped)在流过装置1的流体内的风险。在一种情况下，气泡可能会截留在入口9、11、13其中之一内，限制底物、酶或介体的流速，借此改变反应混合物的组成。在另一种情况下，气泡可能会截留在混合通道3、5其中之一内，借此影响组分的混合，导致混合物的浓度不均。截留在混合通道3、5或其它障碍物内的气泡可能会影响装置1内的流体流，或者甚至完全阻止流动。在进一步的情况下，气泡可能被截留在反应室7内，并且位于一个或多个电极17的表面上。在这种情况下，电极17的有效表面区域被减小，导致跨电极17的电阻增加，使得电极电流降低。甚至当被截留在反应室7内的气泡不位于电极17的表面上时，反应条件也会受到影响。
图3虚线所示的曲线显示了当气泡被截留在反应室7内并位于其中一个电极17的表面上时电极电流的变化。在第二45和第四49时间周期内，电极17上存在的气泡增加了电极17之间的电阻，并导致电极电流相对于没有气泡存在时产生的电极电流降低。气泡的存在导致电极电流位于当装置1内的条件正常时预期的电流范围的外部。
根据本发明，稳定状态电极电流偏离预期数值提供了一个指示，表明装置1内的反应条件是不良的。相反地，与预期数值一致的电极电流提供一个指示，表明反应条件是正常的。因此，反应的任何分析结果都可以根据检测电路19产生的输出信号加以接收或拒绝，该输出信号指示电极电流是位于预期数值范围之内还是之外。在一个实施例中，只有当稳定状态电极电流位于预定数值范围之内达预定的时间时，检测电路19才产生指示正常反应条件的信号。若在此期间电极电流位于预定范围之外，那么将产生指示不良反应条件的信号。这样，能够看出，电极17发挥检测器的作用，能够检测不良的反应条件。
在一个实施例中，同时对第二时间周期45内的最大电极电流数值进行监视。这种情况下，在第二时间周期45内，通过检测电路19测量电极电流，并与预定最大电极电流进行比较。若电极电流位于预定数值范围之外，那么检测电路19产生一个信号，指示装置1内存在不良的条件。这样，如果检测电路19确定在第二时间周期45期间装置1内的条件是不良的，那么过程可以较早地结束，从而节省时间以及所用底物、酶和介体的体积。
可以理解，电极电流偏离预期数值是不良反应条件的指示，其可以由任意数目的因素导致，其中装置内存在气泡仅仅是一个实例。例如底物、酶或介体浓度的变化也会影响反应条件。若介体的浓度超过正常，则反应混合物的电传导率会高于正常。因此，电极电流会高于介体浓度正常时的预期。若介体浓度偏离期望浓度足够大，则稳定状态电极电流将位于预期的范围之外。在进一步的实例中，跨电极17施加不正确的电压会导致电极电流发生变化，然后可以被检测出来。
本领域的技术人员会意识到，本发明能够同时用于静态和动态的电化学反应室。在静态电化学反应室实例中，流体流可以是不连续的，例如采用批处理，或者根本没有流体流。在这种情况下，反应室7内存在的气泡导致电极电流在一段时间内特征性地降低，指示不良的反应条件。在动态电化学室实例中，通过反应室7的流体流是连续的，通过反应室7的气泡导致电极电流短暂地降低，其可以被连续监视。
现在说明本发明进一步的实施例，其中对反应室内的条件进行监视以便检测分析物的存在。特别地，该实施例将表面增强拉曼光谱(SERS)与表面等离子体激元共振(SPR)协同组合在一起。
拉曼光谱是一种众所周知的用于检测分析物分子存在的技术。当光线入射在分子上时，大多数光子被弹性散射。然而，少数的光子被非弹性散射，同时能量在光子和分子之间转移，导致散射光子的波长发生变化。入射光子与拉曼散射光子之间的能量差等于分子振动、转动或电子能量状态之间的能量差，使散射光子增加量子化的能量值。测量拉曼散射光子的频率变化可以确定拉曼能谱，其是分子的特性。
拉曼效应非常微弱，已知有一种称作表面增强拉曼光谱(SERS)的技术可以增强该效应。利用SERS，化合物或离子的拉曼散射发生在距金属表面数十纳米的范围内，导致拉曼散射增强数个数量级。SERS效应本质上是由于分子与靠近金属表面的由金属的电子产生的电磁场之间的能量传递产生的。实际上，金属层6内的电子向分子提供能量，借此提高拉曼效应。
一种不同的用于测量分子存在的技术称作表面等离子体激元共振(SPR)。提供一束平面偏振光的激发激光束，使其以接近临界角的角度撞击金属层，该临界角由金属的折射系数决定。激发激光束的电矢量在金属层表面内诱发产生偶极子。正极化电荷的恢复力以激发的共振频率产生振荡的短暂电磁场。在瑞利极限内，该共振主要由金属层表面上自由电子的密度(“等离子体激元”)以及金属及其环境的介电常数确定，其中金属层表面上自由电子的密度决定所谓的“等离子体波长”。
吸附在金属层表面上或其附近的分析物内的分子会经历异常大的电磁场，其中与表面垂直的振动模式被最强烈地增强。该效应能够在金属层内的等离子体振子与表面附近的分子之间实现跨空间能量传递。能量传递使得金属层的有效折射系数改变，导致临界角改变，从而使衍射光的强度改变。然后用传统的分光镜检测器测量散射光子的密度变化。
已经发现，通过使用附加的入射激光源可以增强用于检测分子存在的SERS效应，该激光源优选地也用于SPR检测。两种效应协同作用，选择性地增强表面等离子体振子和分析物分子之间的相互作用。有效地，使用第二激光将能量泵唧进入由第一激光产生的激励中。通过改变参数，例如SPR激发激光的波长，或者金属层的成分和厚度，能够将SPR效应选择性地优化，从而使来自特殊分析物分子的SERS信号最大化。综合SERS和SPR的技术在英国专利申请0318356.3中有说明。
在一个实施例中，提供任意合适尺寸的反应室、容器或外罩51，利用上述的组合SERS/SPR技术检测分析物，例如蛋白质分子。反应室51是透明的，允许激光束52、62通过并进入反应室51内。用于SERS和SPR技术的金属表面66位于反应室内部。金属表面66可以，例如，放在位于反应室51基座上的基片53上。两个或多个电极55位于反应室51内，用于检测室51内的条件是否不良。电极55被布置成使电极55之间的区域包括分析区的至少一部分，其中待检测的分析物位于分析区内或者分析物的检测发生在分析区内，从而接近金属表面66或者反应室51内的任何其它位置。例如，在一个实施例中，有两个置于室51相对侧壁上的电极55，以便使与金属表面66相邻的区域位于电极55之间，从而可以监视该特殊位置处的不良条件。在另一个实施例中，电极55被布置成使反应室51内部体积的全部或大部分都位于电极55之间，从而可以监视反应室51内任何位置的不良条件。电极55进一步布置成与用于检测电极间任何电流的大小的检测电路(未显示)相连。
通过入口(未显示)将可能含有待检测分析物的气体或液体混合物馈给进入反应室51。使第一激光源，其是一个SERS激发激光波束52，入射在受体分子60上，其典型地是与导电金属表面66上的受体分子58相结合的抗体。分析物混合物通过金属表面66，从而分析物分子，若存在的话，与受体分子60相接触并与之结合。当分析物分子与受体分子60相结合时，受体分子58被替换并接近表面66，借此显示SERS散射的强化。以一种已知的方式，发生SERS散射并通过任何合适的传感器(未显示)检测被散射的辐射54。同时，使第二激光源，其是一个SPR激光束62，入射在金属表面66上。第二激光束62与表面等离子体激元耦合，其进一步产生一个电磁场，该电磁场又与待分析分子的振动能状态偶连。通过任何合适的传感器(未显示)检测衍射光64的强度。
在分析检测过程中，跨电极55施加预定的电压，其诱导电流通过分析物混合物在电极55之间流动。电流的大小可以通过任何与电极相连的合适电流测量器件加以测量，例如图2所示的检测电路。如上面更详细说明的，若测得的电流位于预定的范围之外，则提供一个指示，表明反应室51内的条件由于，例如，气泡的存在而变得不良。
能够看出，电极55不需要执行双重功能。例如，在本实施例中，电极55只是出于检测反应条件是否不良的目的提供的，而并非像前一实施例那么用于诱发反应。然而，在可选择实施例中，其中一个电极55除了提供一个检测电流的装置之外，还可以发挥组合SERS和SPR检测方法中金属表面66的作用。
在上述实施例中能够看出，本发明具有广泛的应用。大体上，本发明可以用于如下的应用，其中在执行化学或生物学分析时需要检测由于空气泡的存在或者由于分析中所用混合物的组成不正确导致的不良条件。
任何上述的技术和其它的技术都可以组合地使用。例如，在一个实施例中，电化学室用于执行电化学反应，其具有电极用以诱发该反应。然后，可以用SERS、SPR或组合SERS/SPR检测反应中涉及的分子，例如反应产物。室内的条件可以同时在反应期间和检测分析物期间用一对电极加以监视，如上所述。用于诱发反应的电极可以和用于监视反应条件的电极相同，并且用于诱发反应和/或监视反应条件的电极可以为SERS/SPR技术提供金属表面。
权利要求
1.一种微电化学反应室，包括一个用于使电化学反应组分通过并进入反应室的入口，和至少两个电极，该电极被布置成在使用时与反应流体电接触，电极能够与一个检测电路相连，该电路被配置为用于检测电极间的电流，并且被配置为用于当电流位于预定范围之外时产生一个信号，由此指示不良的反应条件。
2.根据权利要求1的微电化学反应室，其中，至少其中两个电极被配置为用于在使用时施加一个电压跨越反应组分所经过的区域的至少一部分上，由此在组分之间诱发电化学反应。
3.根据权利要求2的微电化学反应室，其中用于诱发电化学反应的电极与用于检测电流的电极是相同的电极。
4.根据权利要求1的微电化学反应室，其中电化学反应组分形成包括底物、酶和介体的混合物。
5.根据权利要求4的微电化学反应室，其中底物包括异型生物质化合物。
6.根据权利要求4的微电化学反应室，其中酶包括来自细胞色素P450或黄素单氧化酶家族的蛋白质。
7.一种用于检测微电化学反应室中的反应条件是否正确的方法，包括将反应流体依次馈给反应室，监视反应室中电极间的电流，确定电流是否位于第一限定范围之外，以及若电流位于第一限定范围之外，则确定室内的反应条件是不良的。
8.根据权利要求7的方法，其中馈给反应流体进入反应室的步骤进一步包括如下的步骤把介体馈入反应室，并随后把底物和酶馈入反应室。
9.根据权利要求8的方法，其中把介体馈入反应室的步骤进一步包括如下的步骤当反应室仅含有介体时，监视电极之间的电流，确定电流是否位于第二限定范围之外，并且若电流位于第二限定范围之外，则确定室内的反应条件是不良的。
10.根据权利要求7的方法，其中把反应流体馈入反应室的步骤进一步包括把底物、酶和介体的混合物馈入反应室的步骤。
11.根据权利要求7的方法，其中确定反应室内的反应条件不良的步骤进一步包括确定气泡位于反应室内的步骤。
12.根据权利要求7的方法，其中确定反应室内的反应条件是否不良的步骤进一步包括确定反应室内的反应流体的浓度是否不正确的步骤。
13.根据权利要求7的方法，其中确定反应室内的反应条件不良的步骤进一步包括确定所施加的跨电极电压不正确的步骤。
14.根据权利要求7的方法，进一步包括产生一个指示反应室内的反应条件是否不良的信号的步骤。
15.根据权利要求7的方法，其中把反应流体馈入反应室内的步骤进一步包括以预定的流速把每一种反应流体馈入反应室的步骤。
16.一种用于确定微电化学反应的反应条件是否不良的装置，包括一个微电化学反应室和一个检测电路，其中微电化学反应室包括-一个入口，用于使电化学反应组分通过并进入反应室；以及-至少两个电极，该电极布置成在使用时与反应流体电接触，电极与检测电路相连；并且，其中检测电路包括-电流检测器，其被配置为用于检测和测量在反应室的电极之间的电流；-比较器，其被配置为用于将该电流与一个预定范围进行比较，并且用于产生一个指示电流是否位于该预定范围之外的信号，由此指示不良的反应条件。
17.一种用于检测分析物中分子的存在的反应室，包括至少两个电极，该电极被配置为用于在使用时施加一个电压通过一个分析区的至少一部分，电极能够与一个检测电路相连，该检测电路被配置为用于检测电极之间的电流，并且被配置为如果电流位于预定范围之外则产生一个信号，由此指示分析区域中的不良反应条件。
18.根据权利要求17的反应室用于通过光学手段检测分析物的存在。
19.根据权利要求18的反应室，进一步包括一个在检测分析物时使用的分析物载体，其中使用来自第一光源的激光辐射通过拉曼散射检测分析物的存在，该分析物载体包括-一个基片，用于支持分析物，并且其光学性质被选择用于和来自第一辐射源的激光辐射相匹配；以及-一个导电表面，其位于基片的一部分上，用于接收分析物。
20.根据权利要求19的反应室，其中使用来自第二激光辐射源的激光辐射产生一个场以增强拉曼散射，并且其中基片的光学性质被选择与第二辐射源相匹配。
21.根据权利要求19或20的反应室，被配置为用于检测导电表面上分析物的存在。
22.根据权利要求19，20或21的反应室，其中导电表面上沉积有报告染料(reporter dye)，其具有用于选择性结合到待分析的分析物分子上的结合分子。
23.根据权利要求22的反应室，其中报告染料被布置成在使用时使报告染料位于和待分析的分子结合的分析区域中。
24.根据权利要求19-23任何一个的反应室，其中，导电表面包括其中一个电极。
25.一种微电化学反应室，包括根据权利要求17-24中任何一个反应室，其中，至少其中两个电极被布置成用于施加电压跨越在使用时反应组分所经过的区域的至少一部分上，由此在组分之间诱发电化学反应。
26.根据权利要求25的微电化学反应室，其中用于诱发电化学反应的电极和用于检测电流的电极相同。
27.一种用于检测反应室内分析物中分子的存在的方法，该方法包括如下步骤-在导电表面的分析区域上提供分析物；-用第一激光辐射照射分析区从而产生拉曼散射；-通过拉曼散射检测从分析区散射的辐射从而检测分子的存在；-同时用第二激光辐射与导电表面成一定的角度照射导电表面，以便在分析区内产生一个场，其中在分析区内产生的场增强拉曼散射效应；-监视反应室内电极之间的电流；-确定电流是否位于预定范围之外；以及-若电流位于预定范围之外，则确定反应室内的条件是不良的。
28.根据权利要求27的方法，其中确定反应室内条件不良的步骤进一步包括确定有气泡位于反应室内的步骤。
29.根据权利要求27或28的方法，其中确定反应室内条件不良的步骤包括确定分析物混合物的组成不正确的步骤。
30.根据权利要求27，28或29的方法，其中确定反应室内条件不良的步骤进一步包括确定所施加的跨电极电压不正确的步骤。
全文摘要
本发明公开一种用于在对化学和生物学过程进行分析期间检测不良条件的方法和装置(1)。在一个实施例中，监视微电化学反应室(7)内的反应条件。该反应室(7)含有电极(17a，17b)，其用于使电流通过位于反应室内的反应混合物，借此诱发电化学反应。设置检测电路(19)用于检测和测量电极(17a，17b)间的电流。检测电路(19)产生一个信号，指示测得的电流是位于预定的数值范围之内还是该范围之外。若测得的电流位于预期的数值范围之外，则反应条件是不利的。一对电极可以执行双重的功能，包括诱发和检测电化学反应。在另一个实施例中，电极利用表面增强拉曼散射和表面等离子体激元共振的组合技术检测被分析物的存在。
文档编号B01J19/00GK1853101SQ200480026573
公开日2006年10月25日 申请日期2004年7月19日 优先权日2003年8月5日
发明者布赖恩·P.·艾伦, 理查德·吉尔伯特, 周晓峰 申请人:E2V技术英国有限公司