用于生物化学传感器的流动管道系统的制作方法_4

文档序号:8417425阅读:来源:国知局

[0093] 优选地,生物化学传感器设备包括本发明的流动管道系统,其优选地包括读出装 置,诸如基于SPR、波导或表面声波,用于记录来自一个或多个感测区的传感器信号,并且可 选地包括带有流动管道系统的可移除部分的盒。
[0094] 根据本发明的再一方面,提供一种使用根据本发明的流动管道系统来用于执行生 物化学感测的第一方法,该方法包括以下步骤:(a)向流动管道系统填充缓冲流体;(b)打 开第一选择阀;(c)使用注射装置来将包含待感测分子的样品流体注射到第二注射管道 内;(d)使用所述缓冲流体来限制样品流体从第二注射管道到第一入口 /出口管道内的流 动;(e)使用注射装置来将缓冲流体注射到第一注射管道内并且使缓冲流体沿着第一注射 管道流入到第一入口 /出口管道内,并且通过第一选择阀;(f)使注射装置停止注射缓冲流 体;(g)闭合第一选择阀;(h)使用注射装置来将包含待感测分子的更多样品流体注射到第 二注射管道内,使得样品流体通过第一流动池管道流动;(i )使用第一流动池管道,通常通 过读出和记录相对应的传感器信号并且相继地分析所得到的测量曲线来感测出已经结合 到感测区或者结合到在第一流动池管道的感测区上所结合分子的所述待感测分子的量。
[0095] 该方法还可包括以下步骤:使另一缓冲流体通过流动池管道流动,另一缓冲流体 可能造成所感测的分子与第一流动池管道中的感测区解离;以及测量所感测分子的解离。
[0096] 该方法还可包括以下步骤:从第一流动池管道输出指示着已结合到第一流动池管 道的感测区的所述待感测分子的量的信号。
[0097] 在根据本发明用于执行生物化学感测的另一方法中,包括以下步骤:(a)执行第 一方法的步骤(a)-(h)以用于执行上文所提到的生物化学感测;(b)在样品通过第一流动 池管道流动时感测在样品中的背景波动;(c)从第一流动池管道输出指示着样品中背景波 动的信号;(d)使样品通过第二流动池管道流动;(f)在样品通过第二流动池管道流动时感 测已结合到第二流动池管道的感测区上的所述待感测分子的量;(g)从第二流动池管道输 出指示着已结合到第二流动池管道的感测区的待感测分子的量的信号;(f)从第二流动池 管道所输出的信号减去由第一流动池管道输出的信号。
[0098] 将了解第一流动池管道或第二流动池管道中的任一个可以用于感测背景波动,而 另一流动池管道用于感测所述待感测分子的量。因此,该方法可包括以下步骤:(a)在执行 步骤(h)时执行第一方法的方法步骤(a)-(h)用于使用第二流动池管道来执行生物化学感 测;(b)在样品通过第二流动池管道流动时感测在样品中的背景波动;(c)从第二流动池管 道输出指示着样品中背景波动的信号;(d)使样品通过第一流动池管道流动;(f)在样品通 过第一流动池管道流动时感测已结合到第二流动池管道的感测区上的所述待感测分子的 量;(g)从第一流动池管道输出指示着已结合到第二流动池管道的感测区的待感测分子的 量的信号;(f)从第一流动池管道输出的信号减去由第二流动池管道输出的信号。
[0099] 还提供用于执行生物化学感测的另一方法,该方法包括以下步骤:(a)向流动管 道系统填充缓冲流体;(b)打开第一选择阀;(c)使用注射装置将包含待感测分子的样品 流体注射到注射管道内,注射管道的第一端由最靠近第一流动池管道定位的第一无阀接合 部连接到第一入口 /出口管道;(d)使用所述缓冲流体来限制样品流体从所述注射管道到 第一入口 /出口管道内的流动;(e)使用注射装置来将缓冲流体注射到第三注射管道或第 四注射管道内并且使缓冲流体沿着第二入口 /出口管道,通过第二流动池管道,通过第一 流动池管道和通过选择阀流动;(f)使注射装置停止注射缓冲流体;(g)闭合第一选择阀; (h)使用注射装置将包含待感测分子的更多样品流体注射到在步骤(c)中所用的所述注射 管道内使得样品流体经由无阀接合部流入到第一流动池管道内,无阀接合部最靠近第一流 动池管道定位;(i )使用第一流动池管道来感测已结合到第一流动池管道的感测区的所述 待感测分子的量,通常通过读出和记录相对应的传感器信号并且相继地分析所得到的测量 曲线而实现。
[0100] 该方法还包括以下步骤:从第一流动池管道输出指示着已结合到第一流动池管道 的感测区的所述待感测分子的量的信号。
[0101] 该方法还可包括以下步骤:使另一缓冲流体通过流动池管道流动,另一缓冲流体 可能造成所感测的分子与第一流动池管道中的感测区解离;以及,测量所感测的分子的解 离。
[0102] 有利地,上文所提到的方法中的每一个涉及使用缓冲流体来限制样品流体的流动 的步骤,因此,这避免了对于靠近流动池管道中任一个而定位的阀的需要。
[0103] 在根据本发明用于操作生物化学传感器的方法的实施例中,首先通过填充两种单 独流体但不接触流动池管道中任一个来使两个注射管道做好准备,然后使流动池管道之一 或二者依序接触两种流体,同时记录传感器信号。操作例程包括以下步骤。首先,将第一流 体的受控制的体积注射到第一流动路径内但不接触在第一流动池管道或第二流动池管道 内的感测区,以便将第一注射管道中在通向第一入口/出口管道的无阀接合部处第一流体 的浓度升高到至少接近100%。通常,第一流体包含样品或分析物分子,并且在此情形下,第 一流体的100%浓度指在注射到第一注射管道内之前在第一流体内的样品或分析物的初始 浓度,表示样品或分析物并不被已经存在于流动管道中的流体或者通过第二注射管道注射 的流体所稀释。这通常通过打开第一选择阀并且闭合第二选择阀以致在流动池管道内并 不存在通常不可压缩的流体的运动来实现,并且由注射装置注射到第一注射管道内的所有 流体通过第一选择阀而不通过流动池管道流动。可选地,使用空气间隙能使第一流体与在 第一流体之前和之后的任何流体分离。在此情形下,空气间隙为分离两个流体体积、允许分 离但不混合的小空气塞,并且其通常通过在注射装置内在两个流体区段之间抽吸空气而形 成。
[0104] 然后,为了对管道清洁掉第一流体的过量部分(其通常包括存在于在分析中将不 使用的第一入口/出口管道中的第一流体的其余部分并且其将会通常通过分析物或样品 的存在而干扰基线),并且为了将在第一入口 /出口管道内的第二流体的浓度升高到至少接 近100%,将第二流体的受控制的体积注射到第三流动路径内但不接触在第一流动池管道或 第二流动池管道内的感测区。
[0105] 在这些两步骤期间,第一切换阀通常打开并且第二切换阀通常闭合。
[0106] 然后,在记录传感器信号时,首先,通过第一流动池管道或者第一流动池管道和第 二流动池管道首先注射第二流体和然后第一流体并且然后再第二流体以便使一个或多个 感测区依序接触相应流体。在这些步骤期间,如果连续通过所有流动池管道注射,则第一切 换阀通常闭合并且第二切换阀通常打开并且可选的第三切换阀闭合。替代地,如果仅通过 第一流动池管道注射,第一切换阀和第二切换阀通常闭合并且第三切换阀打开。
[0107] 该方法的实施例可包括以下步骤: ?将具有可选地分离空气间隙的第一流体的受控制的体积注射到第一流动路径内但不 接触第一流动池管道或第二流动池管道内的感测区,以便将第一注射管道中在通向第一入 口 /出口管道的无阀接合部处的第一流体的浓度增加到至少接近100%。 ?将第二流体的受控制的体积注射到第三流动路径内但不接触在第一流动池管道或第 二流动池管道内的感测区,以便将第一入口 /出口管道内的第二流体的浓度升高到至少接 近 100%。 ?通过第一流动池管道或者第一流动池管道和第二流动池管道将第二流体注射到第九 流动路径或第四流动路径内以便在第一受控制的时间量期间使一个或多个感测区与第二 流体接触。 ?在第一受控制的时间量期间,记录传感器信号。
[0108] ?通过第一流动池管道或者第一流动池管道和第二流动池管道将第一流体注射到 第五流动路径或第二流动路径内,以便在第二受控制的时间量期间使一个或多个感测区与 第一流体接触。 ?在第二受控制的时间量期间记录传感器信号。
[0109] ?通过第一流动池管道或者第一流动池管道和第二流动池管道将第二流体注射到 第九流动路径或第四流动路径内,以便在第三受控制的时间量期间使一个或多个感测区与 第二流体接触。 ?在第三受控制的时间量期间记录传感器信号。
[0110] 在根据本发明的一实施例中,其中通过在准备步骤期间并且可选地在测量期间施 加逆流来进一步改进流体流动的分离。该方法包括以下步骤。首先,具有可选地分离空气 间隙的第一流体的受控制的体积被注射到第一流动路径内但不接触在第一流动池管道或 第二流动池管道内的感测区,以便将第一注射管道中在通往第一入口 /出口管道的无阀接 合部处的第一流体的浓度升高到至少接近100%。同时,为了将第一入口 /出口管道内的第 二流体的浓度升高到至少接近100%、并且为了排除第一流体向流动池管道内的任何溢出, 通过第一流动池管道和第二流动池管道将第二流体的受控制的体积注射到第十一流动路 径内,从而形成逆流。优选地,第二流体的逆流被施加了比第一流体的注射略微更长的时段 以便良好地洗涤管道。在这些步骤期间,第一切换阀通常打开并且第二切换阀和第三阀通 常闭合。
[0111] 然后,当记录传感器信号时,通过第一流动池管道或者第一流动池管道和第二流 动池管道首先注射第二流体并且然后第一流体和然后再次第二流体以便使一个或多个感 测区依序与相应流体接触。在这些步骤期间,如果连续地通过第一流动池管道和第二流动 池管道注射,则第一切换阀通常闭合并且第二切换阀通常打开并且第三切换阀闭合。替代 地,如果仅通过第一流动池管道注射,第一切换阀和第二切换阀通常闭合并且第三切换阀 打开。
[0112] 该方法可包括以下步骤: ?将具有可选地分离空气间隙的第一流体的受控制的体积注射到第一流动路径内但不 接触在第一流动池管道或第二流动池管道内的感测区,以便将第一注射管道中在通向第一 入口 /出口管道的无阀接合部处的第一流体的浓度升高到至少接近100%。 ?通过第一流动池管道和第二流动池管道将第二流体的受控制的体积同时注射到第 十一流动路径内。 ?分别通过第一流动池管道或者第一流动池管道和第二流动池管道将第二流体注射到 第九流动路径或第四流动路径内,以便在第一受控制的时间量期间使一个或多个感测区与 第二流体接触。 ?在第一受控制的时间量期间记录传感器信号 ?分别通过第一流动池管道或者第一流动池管道和第二流动池管道将第一流体注射到 第五流动路径或第二流动路径内,以便在第二受控制的时间量期间使一个或多个感测区与 第一流体接触 ?在第二受控制的时间量期间记录传感器信号。 ?分别通过第一流动池管道或者第一流动池管道和第二流动池管道将第二流体注射到 第九流动路径或第四流动路径内,以便在第三受控制的时间量期间使一个或多个感测区与 第二流体接触。 ?在第三受控制的时间量期间记录传感器信号。
[0113] 在根据本发明的方法的再一实施例中,当仅使得在两个流动池管道之一内的感测 区与第一流体接触时,也施加逆流。因此该方法包括以下步骤。同时通过第一流动池管道 将第一流体的受控制的体积注射到第五流动路径内时,通过第二流动池管道将第二流体的 受控制的体积注射到第八流动路径内,从而使第一流动管道内的一个或多个感测区同时与 第一流体接触并且使第二流动管
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