专利名称：用于感测化学品的方法
技术领域：
本发明涉及用于感测化学品的方法，尤其涉及利用包含压电/热电换能器的化学 感测设备进行免疫测定。
背景技术：
免疫测定是测量生物流体中被分析物存在与否或者更通常地测量被分析物浓度 的测试。它通常涉及抗原对抗体的特异性结合。抗体可以是多株或者单株的，单株抗体具 有许多益处，包括生产可再现性以及对被分析物一个表位结合的抑制。为了提供被分析物 浓度的可量化测度，将应答与已知浓度的标准样品相比较。抗体或抗原的浓度可以通过多 种方法确定，虽然最常用的一种方法是标记抗原或抗体并且检测该标记的存在。免疫测定可以是竞争性或者非竞争性的。在竞争性免疫测定中，未知样品中的抗 原与被标记抗原竞争以与抗体结合，所述抗体通常被固定在固态。随后通常通过分离并测 量结合至固态的被标记抗原来测量结合至抗体位点的被标记抗原的量。显然应答将与未知 样品中抗体的浓度成反比。在相似测定原理中，溶液中的被标记抗体与固定为固态且存在 于样品中的抗原竞争，以给出类似的反比性。在非竞争性免疫测定(也被称为免疫分析测 定)中，未知样品中的抗原与过量的被固定抗体(“捕获”抗体)结合，由此测量结合抗原 的量。与竞争性方法不同，非竞争性方法的结果将与抗原浓度直接成比例。在所谓的“双位 点”免疫分析测定(也被称为“三明治测定”)中，抗原结合至捕获抗体位点，随后引入被标 记抗体，被标记抗体再与结合至捕获抗体的抗原结合。随后测量位点处被标记抗体的量。在典型的三明治免疫测定中，所关注抗原特异性的抗体附着在聚合物支持物上， 比如聚苯乙烯的薄片上。待测试的一滴样品(例如，细胞提取物或者血清或尿的样品)被 置于薄片上，薄片在抗体-抗原复合物形成之后被清洗。然后加入抗原上的不同位点特异 性的抗体，再次清洗支持物。这第二种抗体携带标记(被标记的报告物)以便能被高灵敏 度地检测。结合到薄片上的第二种抗体的量与样品中的抗原数量成比例。这种测定以及这 种类型测定的其他变化众所周知，参见例如“The Immunoassay Handbook, 2nd Ed. ” David Wild, Ed. , Nature Publishing Group, 2001。这种免疫测定对于大分子量被分析物尤其工作良好，这主要是因为两个或更多个 表位可以被寻址；被分析物和抗体之间的互补性区域相对较大并且被分析物之间出现相对 较大的差异(例如，至少通过肽内的氨基酸)。对于小分子的免疫测定，两个表位的缺乏导 致无法形成“三明治”。这为技术的进一步发展提供了动机。一种相对较新的免疫测定技术是所谓的“抗复合物抗体”免疫测定，它被设 计用于改善小分子检测的特异性和敏感性(参见CH. Se 1 f等人Cl in. Chem. 1994，40， 2035-2041 ；ibid 1994，40，2035-2041 ；以及 L. A. Winger 等人 J. Immunol. Methods 1996， 199，185-191)。这一免疫测定术同样具有优势，即提供了被分析物浓度和信号之间的直接 关系，而不是通常在竞争性免疫测定中常见的反比关系。所述方案基于针对在小分子被分析物结合至被固定至(附至)支持物的特异性产生主抗体时形成的所述复合物产生次抗体的能力。通过明智选择次抗体，就能够选择抗表 位的反应，其中所述表位在主抗体和抗原接合处形成。对复合物的结合因此是选择性的，使 得被标记的报告物无法结合至“未被占用”的捕获抗体或者自由被分析物，这是因为表位直 到第一次结合事件出现才会生成。该技术已被证明具有极高的敏感性和特异性，但是在当 前实践中需要多次清洗步骤，因为清洗步骤对在确定存在的被标记抗体的量前去除多余的 未结合标记非常重要。多次清洗显著增加的测定复杂性并因此实质上限制了该技术的应用 性。
发明内容
因此，本发明提供一种用于检测样品中的被分析物的方法，包括以下步骤提供具有热电或压电元件和电极的换能器、固定在换能器上的第一试剂，其中所 述换能器能够将能量变化转换成电信号，并且所述第一试剂具有能够结合被分析物或者被 分析物的衍生物的结合位点，将样品暴露于换能器，由此允许被分析物或者被分析物的衍生物与第一试剂结合 以形成第一试剂-被分析物复合物；引入第二试剂，所述第二试剂具有能够选择性结合所述第一试剂-被分析物复合 物的结合位点，其中所述第二试剂具有附至其上的标记，所述标记能够吸收电磁辐射以生 成非辐射衰减的能量；用电磁辐射照射样品；将所生成的能量转换为电信号；以及检测所述电信号。于是，被标记的第二试剂(报告物)能够仅与第一试剂(被固定的捕获试剂)和被 分析物的复合物相结合。若没有被分析物，报告物就不与换能器表面结合，相当类似于常规 的双位点免疫分析免疫测定。然而，在此情况下，报告物只需要单个表位(由被分析物-第 一试剂复合物生成)，而不是常规三明治测定所需的两个表位，由此方便了小分子检测。由 于使用具有压电/热电膜的换能器的结果，益处在于能够在无需进行分离和清洗步骤的情 况下实时检测第二(被标记)试剂的结合。本发明还提供一种套件，包括(i)用于检测样品内的被分析物的设备，包括具有 热电或压电元件和电极的换能器、固定在换能器上的第一试剂、电磁辐射源和检测器，其中 所述换能器能够将能量变化转换成电信号，所述第一试剂具有能够结合被分析物或者被分 析物的衍生物的结合位点，并且所述检测器用于检测所述电信号；以及(ii)第二试剂，所 述第二试剂具有能够选择性结合在所述第一试剂和被分析物或被分析物的衍生物之间形 成的复合物的结合位点，其中所述第二试剂具有附至其上的标记，所述标记能够吸收由辐 射源生成的电磁辐射以生成非辐射衰减的能量。本发明还提供具有热电或压电元件和电极 的换能器的用途，用以检测抗复合物抗体免疫测定中的结合事件。
现在将参考附图描述本发明，其中图1示出了根据WO 2004/090512的设备；
图2示出了本发明的方法的图形表达；图3示出了根据本发明的设备；以及图4示出了使用本发明方法的计数相对时间的图。
具体实施例方式本发明的方法提供用于检测样品中的被分析物。作为第一步骤，本发明包括提供 具有热电或压电元件和电极的换能器，所述换能器能够将能量变化转换成电信号并将样品 暴露于换能器。这类换能器是本领域内周知的，参见例如WO 90/13017和WO 2004/090512。 在此方面，图1示出了适于在本发明中使用的化学感测设备1的原理。设备1依靠用电磁 辐射照射物质2时物质2中的发热。设备1包括热电或压电换能器3，换能器3具有电极涂 层4、5。优选情况下，换能器3是膜，例如极化聚偏氟乙烯膜。电极涂层4、5优选地由厚度 大约35nm的氧化铟锡形成的，尽管从Inm的下限至IOOnm的上限中的任何厚度都是可接受 的，但是低于下限时电导率太低，而高于上限时透光率太低(应当不低于95% T)。使用任何 适宜的技术使物质2保持在换能器3上或者接近换能器3，此处示出为附至上电极涂层4。 所述试剂可以是任何适宜的形式，并且可以淀积多种试剂。优选情况下，物质2被吸附在上 电极上，例如经由分子间力(比如离子键、氢键结合或范德瓦尔斯力)的共价耦合或结合。 这种设备的关键特征在于，在受到电磁辐射源6(比如光，优选情况下是可见光)的照射时 物质2发热。光源可以是例如LED。光源6用适当波长(如补色)的光照亮物质2。尽管 不奢望成为理论上的结合，但是据信物质2吸收光以产生激发态，然后经历非辐射衰减籍 此产生能量，由图1中的曲线所示。这种能量的主要形式为热(即环境中的热运动)，尽管 也可能产生其他形式的能量，如冲击波。无论如何，此能量由换能器检测并转换为电信号。 对本发明的设备由测定的具体试剂标定，因此并不需要确定由非辐射衰减所产生能量的确 切形式。除非另外指明，否则本文所用的术语“热”意味着由非辐射衰减所产生的能量。光 源6被定为以照亮物质2。优选情况下，光源6定位成与换能器3和电极4、5基本垂直，并 透过换能器3和电极4、5照亮物质2。光源可以是换能器内的内光源，其中光源是导波系 统。波导可以是换能器本身，也可以是附属于换能器的附加层。照明波长取决于使用的标 记；例如，对于40nm金标记，优选波长为525nm，而对于碳标记，优选波长为650nm。物质2所产生的能量由换能器3检测并转换为电信号。电信号由检测器7检测。 光源6和检测器7都在控制器8的控制下。在一个实施例中，光源6产生一系列光脉冲(除非说明特定波长，否则本文所用的 术语“光”意味着任何形式的电磁辐射)，术语为“断续光(chopped light)”。在原理上， 单个闪光，即电磁辐射的一个脉冲，便足以从换能器3产生信号。不过，为了获得可再现的 信号会使用多次闪光，因此实际上需要断续光。施加电磁辐射脉冲的频率可以变化。在下 限处，脉冲之间的时延必须足以确定每个脉冲和电信号生成之间的时延。在上限处，每个 脉冲之间的时延必须不会大到使得记录所述数据所花时间变得不合情理地延长。优选情 况下，脉冲频率从2至50Hz，更优选情况下，5至15Hz，最优选情况下，10Hz。这分别对应于 20-500mS、66-200mS和IOOms的脉冲间时延。此外，所谓的“脉冲间隔”比，即通信号与断信 号的比值，优选情况下是1，尽管在特定情况下可以优选地使用其他比值。以不同调制频率 或不同脉冲间隔比产生调制光的电磁辐射源是本领域内公知的。检测器7确定光源6的每个光脉冲与检测器7检测的来自换能器3的对应电信号之间的时延(或者说“相关延迟”)。 申请人:已经发现，这种时延是距离d的函数。确定每个光脉冲与对应电信号之间的时延的任何方法只要提供可再现结果就都 可以使用。优选情况下，测量从每个光脉冲的起点到检测器7检测到与热吸收对应的电信 号的最大值点间的时延。因此，物质2可以与换能器表面分离并仍然能够检测到信号。另外，不但所述信号 经过能够向换能器3传送能量的中间介质可检测，而且可以区分不同距离d(这已被称为术 语“深度剖析”)，所收到信号的强度与相距换能器3表面具体距离d处物质2的浓度成比 例。图2示出了在根据本发明的抗复合物免疫测定中并入图1的设备1。图中示出了 竖直排列的换能器3，虽然在某些情况下其他定向是可能甚至是有利的。换能器3涂有图2 所示的第一试剂，作为第一抗体9 (被固定的捕获抗体)。样品还包括被分析物10以及结合 了标记12的第二抗体11 (对应于图1中的物质2)。第一试剂9具有能够结合被分析物10或者被分析物的衍生物的结合位点(互补 位)。被分析物10或者被分析物的衍生物结合至第一试剂以形成第一试剂-被分析物复合 物。通过第一试剂与被分析物10或被分析物的衍生物的结合在第一试剂-被分析物复合 物内形成一个区(表位)。第二试剂11具有能够选择性结合至所述区由此在第一试剂-被 分析物复合物上形成的结合位点(互补位)，因此在第二试剂11被加入时，该结合位点结合 至所述复合物。上述结合是选择性的，因为在第一试剂-被分析物复合物内形成所述区直 到第一结合事件发生才存在。在优选实施例中，同时引入样品和第二试剂。已产生抗被分析物10的第一抗体9，并且所述第一抗体9在样品被引入时选择性 地结合至被分析物10。通过明智选择第二抗体11，就能够选择抗在第一抗体9和被分析物 10接合处形成的表位的反应，即第二试剂11具有能够选择性地结合第一试剂-被分析物复 合物13的结合位点。于是，第二抗体11能够仅与第一抗体9和被分析物10的复合物13结 合。若没有被分析物10，就不发生第二抗体11的结合，因此从附至第二抗体11的标记12 获取的信号就与被分析物浓度直接成比例。尽管如此，因为第二抗体11识别复合物内的表 位，所以测定不需要被分析物10内存中两个分离的表位，由此方便小分子检测。重要的是， 本发明的方法允许在无需分离和清洗步骤的情况下实时检测第二抗体11与第一试剂-被 分析物复合物13的结合。这是本领域内的一大进步。于是，在优选实施例中，就能够在将 样品暴露于换能器3和照射样品的步骤之间无需从换能器3移除样品的情况下进行测定。 此外，在将换能器暴露于样品和照射样品的步骤之间也不需要其他介入(例如，将结合的 与未结合的第二试剂分离)。未结合至表面的第二试剂自由扩散远离表面。优选地，允许第二试剂仅通过扩散 变得与表面分离。虽然在图2中用第一和第二抗体例示了第一和第二试剂，但是本发明并非仅限于 此。因此，虽然第一和第二试剂优选地是抗体，但是也可以使用其他的试剂，诸如核酸。在 一个优选实施例中，本发明提供一种执行抗复合物抗体免疫测定以检测样品中的被分析物 (有时也被称为“半抗原”，是一种当附至诸如蛋白质的大载体时能够引起免疫应答的小分 子)的方法，包括如下步骤提供具有热电或压电元件和电极的换能器、固定在换能器上
7的第一抗体，其中所述换能器能够将能量变化转换成电信号，并且所述第一抗体具有能够 结合被分析物或者被分析物的衍生物的结合位点；将样品暴露于换能器，由此允许被分析 物或者被分析物的衍生物与第一抗体结合以形成第一抗体-被分析物复合物；引入第二 抗体，所述第二抗体具有能够选择性结合所述第一抗体_被分析物复合物的结合位点，其 中所述第二抗体具有附至其上的标记，所述标记能够吸收电磁辐射以生成非辐射衰减的能 量；用电磁辐射照射样品；将所生成的能量转换为电信号；以及检测所述电信号。针对被分 析物或其衍生物产生第一抗体，并且针对复合物产生第二抗体，使得第二抗体包含在第一 抗体和被分析物或其衍生物之间形成的复合物内存在的表位，但是该表位在第一抗体或被 分析物/其衍生物单独存在时并不存在。图2示出的第一试剂9附至换能器3的表面并且优选地被吸收至换能器上。该表 面还可由其他涂层(例如来自 SurModics Inc, Eden Prairie, MN, USA 的 Stabilcoat)覆 盖以使得表面稳固。如上参考图2所讨论的，第二试剂11具有附至其上的标记12。标记12能够吸收 由辐射源生成的电磁辐射以生成非辐射衰减的能量。于是，为了检测换能器3附近标记12 的存在，样品由一系列电磁辐射脉冲照射。换能器3将生成的能量转换成电信号，并且电信 号由检测器7检测。标记12可以是能够与由辐射源生成的电磁辐射相互作用以生成非辐射衰减的能 量的任何材料。优选的，标记包括但不限于碳微粒、有色聚合物微粒(例如，有色橡胶)、 染料分子、酶、荧光分子、金属(例如，金)微粒、血红蛋白分子、磁性微粒、具有非传导核心 材料以及至少一个金属壳层的纳米微粒、红血球、以及它们的组合。在磁性微粒的情况下，电磁辐射是射频辐射。上述提及的所有其他标记利用包 括IR或UV辐射的光。优选地，标记是金微粒或者碳微粒。碳微粒的益处在于它们在所 有关注波长上的吸收完全均勻，并且远没有测定期间最小化其沉降的大多数金属离子那 样密集。金微粒市面有售，并且可以使用公知方法制备(参见例如G.Frens，Nature，241， 20-22(1973))。对于纳米微粒标记的更详细解释参见US 6，344，272和WO 2007/141581。 碳微粒市面有售，例如来自DeguSSa，ESSen，Germany，并且用于金微粒与蛋白质和小分子接 合的方法是本领域已知的，例如Van Doom(US5641689)。优选地，本发明使用具有20至1，OOOnm,优选地100至500nm微粒尺寸的微粒。微
粒尺寸是指微粒在其最宽点处的直径。标记12在结合事件已发生时接近换能器。也就是说，标记与换能器表面足够接近 使得换能器能够检测在照射样品时由标记生成的能量。尽管如此，标记和换能器表面的实 际距离将取决于多个变量，诸如标记的尺寸和特性、第一和第二抗体以及被分析物的尺寸 和特性、样品培养基的特性、以及电磁辐射的特性和相应的检测器设置。对于电磁辐射的特 性，本发明的设备可以包括适于生成一系列电磁辐射脉冲的辐射源以及适于确定来自辐射 源的每个电磁辐射脉冲与电信号生成之间的时延的检测器，由此允许精确确定标记相对于 图1讨论的换能器的定位。虽然认为未知样品包含被分析物，但是本发明的测定当然可用于确定被分析物的 存在与否。被分析物优选地是小分子，因此所述测定理想地使用这类分子，虽然本发明并不 限于此。本文使用的术语“小分子”是本领域内的术语并且用于与诸如蛋白质和核酸之类
8的大分子相区别。小分子在免疫测定领域内通常被称为“半抗原”，一种当附至诸如蛋白质 的大载体时能够引起免疫应答的小分子，并且包括诸如激素及合成药物的分子。这类小分 子通常具有2，000或以下的分子量，经常具有1，000或以下甚至500或以下的分子量。第 一试剂可适于结合至被分析物本身，虽然被分析物在与第一试剂结合之前可以经历化学反 应或者初始络合事件。例如，被分析物可以在测定的PH条件下质子化/去质子化。于是， 与第一试剂结合的被分析物可以是被分析物本身或者被分析物的衍生物；这两者都位于本 发明的范围内。包含或者不包含所关注被分析物的样品一般将会是流体样品并且通常是生物样 品(因此是含水的)，诸如像是血液、血浆、唾液、血清或尿的体液。样品可以包含悬浮颗粒， 甚至可以是全血。本发明的方法的一个优点在于可以对包含悬浮颗粒的样品执行测定而不 会不恰当地影响测定结果。样品典型地具有微升量级(例如，1-100 μ L，优选地1-10 μ L)。 为了保用流体样品，换能器优选地位于样品室内并且更优选地地位于凹槽(well)内。在一 个优选实施例中，换能器集成到室内，即形成限定室的壁之一。样品可以简单地由表面张力 保持，例如在毛细管道内。本发明还提供用于执行本文描述的测定的套件。套件包括用于检测基本参考图1 在本文描述的样品中的被分析物的设备。所述设备包括具有热电或压电元件和电极的换能 器、固定在换能器上的第一试剂、电磁辐射源和检测器，其中所述换能器能够将能量变化转 换成电信号，所述第一试剂具有能够结合被分析物或者被分析物的衍生物的结合位点，并 且所述检测器用于检测所述电信号。套件还包括第二试剂。在一个优选实施例中，第二试 剂在使用前可释放地附至室各内表面之一。可释放地附至意味着第二试剂附至表面(例如 干燥附至表面)但在引入样品时被释放。在一个优选实施例中，设备实质上由上述特征组 成。“实质上”意味着无需其他特征就能执行该测定。该设备可以采用手持便携读取器和包含换能器的一次性设备的形式。在实质上封 闭的系统内收集样品，与第二试剂混合，并且置于读取器内，后者会执行样品照射并且检测 得到的电信号。本发明还提供具有热电或压电元件和电极的换能器使用，以检测抗复合物抗体免 疫测定中的结合事件。所述抗复合物抗体免疫测定是涉及第二抗体结合至第一抗体和被分 析物或被分析物的衍生物的复合物的测定。示例例 1活性压电/热膜生物传感器的制备在如下示例中用作感测设备的涂覆有氧化铟锡的极化聚偏二氟乙烯(PVDF)双晶 压电膜在低湿环境中在聚苯乙烯溶液(1%甲苯)中浸涂以在氧化铟锡之上提供聚苯乙烯 层。该双晶压电膜随后在室温下整夜培育以在聚抗生蛋白链菌素溶液(PBS中200μ g/mL， 其中PBS是包含2. 7mmol/L KC1、137mmol/L NaCl和0. 05%吐温的IOmmol/L磷酸盐缓冲 液)中浸涂。聚抗生蛋白链菌素的制备由Tischer等人(US 5,061,640)描述。为了制备“捕获”表面，用生物素标记的抗睾酮(Ml)培育聚抗生蛋白链菌素表 面，以提供涂覆抗体的表面(Cl)。在室温下在PBS中整夜培育lOug/mL的生物素标记的 抗睾酮(Hy Test Ltd，Turku，Finland，Cat # 2T2_biotin，or Accurate Chemical Co，ffestbury, New York, USA, Cat # BHSl 13)并在随后用过量PBS冲洗并在40°C下干燥之前 M Stabilcoat (SurModics Inc, Eden Prairie, MN, USA)涂覆。Ml次抗体的制备抗捕获抗体(Ml)-睾酮复合物反应的次单株抗体(M2)实质上如CH，Self等人 Clin. Chem. 1996，42，1527-1531所描述的那样产生并且用本领域技术人员已知的方法进行 生物素标记。例如，通过溶解冻干的抗体或者通过稀释来制备PBS (NaCl 150mmol/L，磷酸 盐20mmol/L，pH 7.5)中的5mg/ml抗体溶液。如果该溶液包含其他蛋白质或三羟甲基氨基 甲烷或其他干扰剂，则通过透析或凝胶过滤进行净化。随后在无水DMSO中制备20mmol/L NHS-生物素溶液并且添加15 μ L的NHS-生物素溶液至抗体(ImL)。在室温下培育1小时 并在随后针对包含叠氮化钠(0. 01% )的PBS透析抗体。用0. 的叠氮化钠和20%的甘 油将生物素标记的抗体稀释至lmg/mL以供在-20°C和+4°C下存储。生物素标记水平应该 在每IgG 1-3生物素的范围内。这能够通过生物素定量来评估，或者对于高生物素标记速 率，通过胺的差异定量来评估。例 3报告物结合物的制备碳标记的报告物结合物实质上按照Van Doom等人(US 5，641，689)的描述制备。 为了制备涂覆抗体的报告物结合物(R1)，室温下用200 μ g/mL聚抗生蛋白链菌素溶液在 5mmol/L磷酸盐缓冲液pH 6. 2中摇动培育ImL of Special Black-4 RCC标称150nm碳微 粒(Degussa，Essen，Germany)整夜，得到涂覆抗生蛋白链菌素的表面(Al)。清洗得到的碳 结合物(通过离心、粒化和再悬浮)。随后用Iml的这一涂覆抗生蛋白链菌素的碳微粒悬浮 液整夜摇动培育PBS中抗捕获抗体(Ml)-睾酮复合物反应的lOug/mL的生物素标记的次单 株抗体(M2)。用pH 8. 5的0. 05mol/L硼酸盐缓冲液清洗得到的碳结合物(C2) 3次(通过 离心、粒化和再悬浮)并在4°C下暗处存储。例 4测定——涂覆抗体的压电/热膜传感器如图3所述，制造传感器1以执行测定。传感器1由一片涂覆抗体的压电膜3(如 上所述，Cl)和一片透明聚碳酸酯盖膜14制成。上述两膜用间隔物15隔开约500微米的 距离，其中该间隔物15由一片涂覆粘合剂的压敏聚酯膜制成并被冲切形成两个尺寸不等 的室16、17 ；大小约为30 χ 10 χ 0. 5mm的室16用于测定反应而大小为10 χ 10 χ 0. 5mm 的较小的第二室用于控制反应。提供结构用以允许至压电膜顶表面和底表面的电连接，由 此检测生成的电荷。通过用0. lmol/L的三羟甲基氨基甲烷缓冲液和PBS中的睾酮标准品以给出 0. l-100nmol/L最终浓度范围的混合物(通过填充孔18)填充较大的室16来执行测定，其 中三羟甲基氨基甲烷缓冲液包含0. 150mol/LMgCl2和0. 075%吐温20溶液，包含涂有生物 素标记的抗体(C2，如上所述)的150nm胶质碳微粒(最终浓度为0. 0025%固体)，并且其 中所述生物素标记的抗体抗捕获抗体(Ml)-睾酮复合物反应。控制室17同时填充与测定 室相同的反应混合物，不同之处在于用PBS代替睾酮标准品。入口和出口被密封并将室组 件连至测试仪器，使得压电膜3垂直于室的侧面定向。随后顺序用四个LED (波长625nm)
10以断续LED光照射压电膜，其中三个LED照射测定室表面的不同区域，一个照射控制室的压 电膜表面。对于每个LED脉冲，使用锁定放大器和模数(ADC)转换器测量跨压电膜的电压。 ADC信号随时间的标绘以及ADC计数/min相对于睾酮浓度的关系在图4中示出。
权利要求
一种用于检测样品中的被分析物的方法，包括以下步骤，提供具有热电或压电元件和电极的换能器、固定在换能器上的第一试剂，其中所述换能器能够将能量变化转换成电信号，并且所述第一试剂具有能够结合被分析物或者被分析物的衍生物的结合位点，将样品暴露于换能器，由此允许被分析物或者被分析物的衍生物与第一试剂结合以形成第一试剂 被分析物复合物；引入第二试剂，所述第二试剂具有能够选择性结合所述第一试剂 被分析物复合物的结合位点，其中所述第二试剂具有附至其上的标记，所述标记能够吸收由辐射源生成的电磁辐射以生成非辐射衰减的能量；用电磁辐射照射样品；将所生成的能量转换为电信号；以及检测所述电信号。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一试剂和所述第二试剂是抗体。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中标记选自碳微粒、有色聚合物微粒、染料分子、 酶、荧光分子、金属微粒、血红蛋白分子、磁性微粒、具有非传导核材料以及至少一个金属壳 层的纳米微粒、红血球、以及它们的组合。
4.如在前任一权利要求所述的方法，其中所述第一试剂吸附在所述换能器上。
5.如在前任一权利要求所述的方法，其中所述换能器位于样品室内。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述室是凹槽。
7.如权利要求5或6所述的方法，其中所述换能器集成至所述室。
8.如在前任一权利要求所述的方法，其中所述样品包括悬浮颗粒。
9.如权利要求9所述的方法，其中所述样品是全血。
10.如在前任一权利要求所述的方法，其中所述辐射源适于生成一系列电磁辐射脉冲， 以及所述检测器适于确定来自辐射源的每个电磁辐射脉冲与电信号生成之间的时延。
11.如在前任一权利要求所述的方法，其中所述方法在将样品暴露于换能器和照射样 品的步骤之间无需从换能器移除样品的情况下进行。
12.—种套件，包括(i)用于检测样品内的被分析物的设备，包括具有热电或压电元 件和电极的换能器、固定在换能器上的第一试剂、电磁辐射源和检测器，其中所述换能器能 够将能量变化转换成电信号，所述第一试剂具有能够结合被分析物或者被分析物的衍生物 的结合位点，并且所述检测器用于检测所述电信号；以及(ii)第二试剂，所述第二试剂具 有能够选择性结合在所述第一试剂和被分析物或被分析物的衍生物之间形成的复合物的 结合位点，其中所述第二试剂具有附至其上的标记，所述标记能够吸收电磁辐射以生成非 辐射衰减的能量。
13.如权利要求13所述的套件，其中所述第一试剂和所述第二试剂是抗体。
14.如权利要求13或14所述的套件，其中标记选自碳微粒、有色聚合物微粒、染料分 子、酶、荧光分子、金微粒、血红蛋白分子、磁性微粒、具有非传导核材料以及至少一个金属 壳层的纳米微粒、红血球、以及它们的组合。
15.如权利要求13-15中任一所述的套件，其中所述第一试剂吸附在所述换能器上。
16.如在前任一权利要求所述的套件，其中所述设备还包括样品室并且所述换能器位于所述样品室内。
17.如权利要求16所述的套件，其中所述室是凹槽。
18.如权利要求16或17所述的套件，其中所述换能器集成至所述室。
19.如权利要求13-18中任一所述的套件，其中所述辐射源适于生成一系列电磁辐射 脉冲，以及所述检测器适于确定来自辐射源的每个电磁辐射脉冲与电信号生成之间的时 延。
20.具有热电或压电元件和电极的换能器的用途，用以检测抗复合物抗体免疫测定中 的结合事件。
全文摘要
本发明涉及一种用于检测样品中的被分析物(10)的方法，包括以下步骤提供具有热电或压电元件和电极的换能器(3)、固定在换能器上的第一试剂(9)，其中所述换能器能够将能量变化转换成电信号，并且所述第一试剂具有能够结合被分析物或被分析物的衍生物的结合位点；将样品暴露于换能器，由此允许被分析物或被分析物的衍生物与第一试剂结合以形成第一试剂-被分析物复合物(13)；引入第二试剂(11)，所述第二试剂具有能够选择性结合所述第一试剂-被分析物复合物的结合位点，其中所述第二抗体具有附至其上的标记，所述标记能够吸收电磁辐射以生成非辐射衰减的能量；用电磁辐射照射样品；将所生成的能量转换为电信号；以及检测所述电信号。本发明还提供了用于执行所述方法的套件。
文档编号G01N21/17GK101981449SQ200980111670
公开日2011年2月23日 申请日期2009年3月31日 优先权日2008年4月2日
发明者S·A·罗斯, T·J·N·卡特 申请人:维瓦克塔有限公司