清、脑脊髓液、淋巴腺、眼泪、唾液、血液、粘液、淋巴液、关节液、脑脊髓液、羊水、羊膜脐带血、尿、阴道分泌物、精液、眼泪、牛奶和组织切片。样本可包含核酸，例如脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)或脱氧核糖核酸和核糖核酸的共聚物或其组合。在特定方法中，目标标记物712是被已知是寄主、病原体、疾病或性状所独有的核酸序列，且探针704提供对目标标记物712的序列的互补序列以允许在样本中的寄主序列的检测。
[0015]在特定方面中，提供对样本执行处理步骤(例如提纯和萃取)的系统、装置和方法。用于检测的分析物或目标分子(例如核酸)可以在细胞、细菌或病毒内部被隔绝。可处理样本以使被包括在样本中的各种组分、组织、细胞、碎片和分子分离、隔离或以其它方式使其易接近。处理步骤可包括但不限于提纯、匀化、细胞溶解和萃取步骤。处理步骤可使目标标记物(例如在样本中或来自样本的目标标记物712)分离、隔离或以其它方式使其易接近。
[0016]在特定方法中，目标标记物712是以从任何自然出现的这样的(such)原核生物、病原性或非病原性细菌(例如埃希氏杆菌属、沙门氏菌、梭状芽孢杆菌、衣原体等)、真核生物(例如原生动物、寄生虫、真菌和酵母)、病毒(例如疱疹病毒、HIV、流行性感冒病毒、爱泼斯坦一巴尔(Epstein _barr)病毒、乙型肝炎病毒等)、植物、昆虫和动物(包括人和在组织培养中的细胞)得到的DNA或RNA的形式的遗传物质。来自这些源的目标核酸可例如在来自动物(包括人)的体液的生物样本中找到。在特定方法中，样本从生物寄主(例如人患者)得到并包括非人类材料或有机体，例如细菌、病毒、其它病原体。
[0017]目标核酸分子(例如目标标记物712)可以可选地在检测之前被放大。目标核酸可以是以双股或单股形式。可使用变性剂来处理双股形式以通过方法(例如加热、碱处理)或通过酶处理在放大反应开始处使两股变为单股形式或部分单股形式。
[0018]一旦样本已经被处理以暴露目标核酸，例如目标分子712，样本溶液就可以如在本文所述的被测试以检测在探针706和目标分子712之间的杂交。例如，可应用如下面将更详细描述的电化学检测。如果目标分子712不存在于样本中，则本文所述的系统、装置和方法可检测目标分子的缺乏。例如在诊断细菌性病原体(例如沙眼衣原体(CT))的情况下，目标分子(例如来自沙眼衣原体的RNA序列)在样本中的存在将指示在生物寄主(例如人患者)中的细菌的存在，且在样本中的目标分子的缺乏指示寄主未感染有沙眼衣原体。类似地，其它标记物可用于其它病原体和疾病。
[0019]参考图1，系统700的探针706杂交到互补目标分子712。在特定方法中，杂交是通过互补碱基配对。在特定方法中，失配或不完全的杂交也可发生。“失配”一般指的是在杂交期间在两个不同的核酸股(例如探针和目标)之间的非互补核苷酸碱基的配对。互补配对通常被接受为A-T、A-U和C-G。本地环境的条件(例如离子强度、温度和pH)可影响在碱基之间的哪些失配可能出现的程度，其也可被称为杂交的“特异性”或“严格性”。其它因素(例如核苷酸序列的长度和探针的类型)也可影响杂交的特异性。例如，较长的核酸探针比较短的核酸探针具有对于失配的更高容忍。通常，蛋白质核酸探针比对应的DNA或RNA探针提供更高的特异性。
[0020]如附图所示，通过电化学技术来确定在样本中的目标标记物712的存在或缺乏。这些电化学技术允许检测极其低水平的核酸分子，例如从生物寄主得到的目标RNA分子。在由此通过引用整体并入本文中的美国专利N0.7，361，470和7，741，033以及PCT申请N0.PCT/US12/024015中进一步详细描述了电化学技术的应用。下面提供如应用于当前系统的这些技术的简要描述，应理解，电化学技术是例证性的和非限制性的，以及可设想用于与当前系统的其它系统、装置和方法使用的其它技术。
[0021 ]在图1的电化学应用中，溶液样本被施加于工作电极702。实际上，具有第一过渡金属络合物708和第二过渡金属络合物710的氧化还原对被添加到样本溶液。信号发生器或恒电位器用于将电信号施加到工作电极702，由于它与工作电极702和探针706的紧密关联而使第一过渡金属络合物708改变氧化状态。电子可接着转移到第二过渡金属络合物710，创建通过工作电极702、通过样本并回到信号发生器的电流。电流信号通过第一过渡金属络合物708和第二过渡金属络合物710的存在而放大，如下面将描述的。
[0022]第一过渡金属络合物708和第二过渡金属络合物710—起形成放大信号的电化学报告器系统。过渡金属络合物是由被多个带负电的或中性的配体围绕的中心过渡金属原子或离子(通常是阳离子)组成的结构，所述配体拥有可转移到中心过渡金属的孤立的电子对。过渡金属络合物(例如络合物708和710)包括在周期表中的IIA族元素和IIB族元素之间找到的过渡金属元素。在特定方法中，过渡金属是来自在元素周期表中的IIA族元素和IIB族元素之间的第四、第五或第六周期的元素。在一些实现中，第一过渡金属络合物708和第二过渡金属络合物710包括从包括钴、铁、钼、锇、钌和铼的族选择的过渡金属。在一些实现中，第一过渡金属络合物708和第二过渡金属络合物710的配体选自包括基于吡啶的配体、基于邻二氮杂菲(phenathroline)的配体、杂环配体、水合配体、芳香族配体、氯化物(CD、氨水(NH3+)或氰化物(CN~)的组。在特定方法中，第一过渡金属络合物108是过渡金属铵络合物。例如，如图1所示，第一过渡金属络合物108是Ru(NH3)63+。在特定方法中，第二过渡金属络合物710是过渡金属氰酸盐络合物。例如，如图1所示，第二过渡金属络合物是Fe(CN)63—。在特定方法中，第二过渡金属络合物710是氯化铱络合物，例如IrClf或IrCl63—。
[0023]在特定应用中，如果目标分子712存在于样本溶液中，则目标分子712将与探针706杂交，如在图1的右侧上所示的。第一过渡金属络合物108(例如Ru(NH3)63+)是阳离子的，并由于静电吸引力而累积，因为核酸目标分子712在探针706处杂交。第二过渡金属络合物710(例如Fe(CN)63_)是阴离子的，并从杂交的目标分子712和探针706被排斥。信号发生器(例如恒电位器)用于将电压信号施加到电极。当信号被施加时，第一过渡金属络合物708被还原(例如从Ru(NH3)63+到Ru(NH3)62+)。第二金属络合物710(例如Fe(CN)63O的还原在热力学上是更有利的，且相应地，电子(e—)从第一过渡金属络合物708的还原形式穿梭到第二过渡金属络合物710以还原第二过渡金属络合物(例如Fe(CN)63IljFe(CN)64O并使原始的第一过渡金属络合物708(例如Ru(NH3)63+)再生。这个催化穿梭过程在电位被施加时允许增加的电子流经工作电极702，并当目标分子712存在时放大响应信号(例如电流)。当目标分子712从样本缺乏时，所测量的信号显著减小。
[0024]图2的图表800描绘代表性电化学检测信号。信号发生器(例如恒电位器)用于在电极(例如图1的工作电极702)处施加电压信号。电化学技术(包括但不限于循环伏安法、电流测定法、计时安培分析法、差分脉冲伏安法、热量测定法和电位测定法)可用于检测目标标记物。在特定方法中，所施加的电位或电压随着时间的过去而改变。例如，电位可在两个电压点之间循环或斜坡变化，例如(such)从O mV到-300 mV并回到O mV，同时测量结果的电流。相应地，图表800描绘在沿着水平轴的O mV和-300 mV之间的对应电位处沿着垂直轴的电流。数据曲线802表示在缺乏目标标记物的情况下在电极(例如图1的工作电极702)处测量的信号。数据曲线704表示在存在目标标记物的情况下在电极(例如图1的工作电极702)处测量的信号。如可在数据图表804上看到的，在存在目标标记物的情况下记录的信号提供更高振幅的电流信号，特别是当比较峰值808与位于大约-100 mV处的峰值806时。相应地，可区分标记物的存在和缺乏。
[0025]在特定应用中，单个电极或传感器配置有两个或更多的探针，其布置成紧接于彼此或者在室内的顶部上或极接近以便提供目标并控制在甚至更小的护理点大小配置中的标记物检测。例如，单个电极传感器可耦合到两种类型的探针，其配置成与两个不同的标记物杂交。在特定方法中，单个探针配置成使两个标记物杂交并检测两个标记物。在特定方法中，两种类型的探针可以按不同的比率耦合到电极。例如，第一探针可以在与第二探针的2:1的比率下存在于电极传感器上。相应地，传感器能够提供多个分析物的分立检测。例如，如果第一标记物存在，则将生成第一分立信号(例如电流)量值，如果第二标记物存在，则将生成第二分立信号量值，如果第一和第二标记物两者都存在，则将生成第三分立信号量值，以及如果任意一个标记物存在，则将生成第四分立信号量值。类似地，也可针对增加数量的多目标检测实现附加的探针。
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