用于检测分析物的装置和方法
【专利说明】用于检测分析物的装置和方法
[0001] 通过引用的结合
[0002] 本申请要求美国临时专利申请序列号61/615, 599 (于2012年3月26日提交）和 美国临时专利申请序列号61/790, 686,（于2013年3月15日提交）的权益，以上两个专利 申请各自通过引用整体并入本文。 发明领域
[0003] 本发明通常会涉及及用于在体液样品中检测分析物的装置、系统以方法。
[0004] 背景
[0005] 现有的用于确定样品中分析物的浓度的系统和装置，或者适合于测量每个样品的 单个分析物，或者使用不适合于便携的、电池运作的应用的设备。为了最有效地利用可从生 物标记中收集的信息，需要一种快速、方便携带并且能够同时检测超过一种分析物的系统。 这样的系统可结合不同的生物标记用于提供精确的预后和诊断所需的信息。
[0006] 因此，需要这样的装置，其能够利用环境光或低水平光，能够由电池或其它便携式 电源运作，并且能够在小于一个小时内提供关于单个生物样品的多于一种生物标记的信 肩、。
[0007]发明概述
[0008] 在一个实施方案中，用于检测样品中一个或多个分析物和诊断病况的系统，包括 装置、有一个或多个处理器的计算装置、存储器、用分析物检测应用编码的CRM以及显示 器。
[0009] 该装置包括具有检测区和参照区的能够进行至少一个检测反应的表面；用以传感 与检测区相关的光的一个或多个检测传感器；用以传感与参照区相关的光的一个或多个参 照传感器；和照亮检测区和参照区的至少一个光源。
[0010] 所述存储器包括校准数据库和诊断数据库，该校准数据库包括一个或多个校准 集，每个校准集包括组合的传感器读数和分析物浓度之间的转换，该诊断数据库包括一个 或多个阈值以及一个或多个诊断规则。
[0011] 用分析物检测应用编码的CRM包括多个可由一个或多个处理器执行的模块。该模 块包括控制模块，其用以控制装置的操作和协调多个模块的功能的控制模块；平衡检测模 块，其用以控制装置的一个或多个传感器和/或的光源的操作；分析物检测模块，其用以处 理从平衡检测模块接收到的组合输出信号；后处理模块，其用以进一步分析由分析物检测 模块计算出的分析物浓度；诊断模块，其用以比较诊断阵列的条目，并根据存储在存储器中 的诊断数据库内限定的一个或多个诊断规则来确定患者的病况；和GUI模块，其用以生成 一个或多个表单来接收输入至系统和/或显不来自系统的输出。
[0012] 在另一个实施方案中，用于检测从患者获得的样品中的一个或多个分析物的装置 包括进行至少一个检测反应的表面；用以传感与检测区相关的光的一个或多个检测传感 器；用以传感与参照区相关的光的一个或多个参照传感器；和照亮检测区和参照区的至少 一个光源。
[0013] 进行至少一个检测反应的表面包括检测区（包含一种或多种表位捕获剂，其中每 一种表位捕获剂被配置成唯一地结合所述至少一个分析物之一）和参照区。
[0014] 利用平衡传感器方法操作一个或多个检测传感器和一个或多个参照传感器。
[0015] 本发明的其它方面在下面进行详细描述。
[0016] 附图的简单说明
[0017] 图1描述了具有不稳定心绞痛的稳定型和难治型患者的各种趋化因子的血浆水 平。CCL5和CCL18水平通过具有不稳定心绞痛的稳定型和难治型患者在t= 0的多重分析 (multiplex)来确定（图A)。t= 0、t= 2和t= 180 (天）的时间模式使用了ELISA方 法。CCL5水平在t= 2时显著下降，并且在t= 180处于同一水平（图B)，而CCL18水平在 t= 2时仍然升高，并在t= 180时跌回（图C)。可溶性⑶40配体（s⑶40L)水平在t= 0时达到峰值，在t= 2和t= 180时降低（图D)。CRP水平在t= 2时出现峰值，在t= 180时降低到亚基线值（t= 0)(图E)。数值表示平均值土SEM，*P< 0. 05, < 0. 001， N.S.=不显著。
[0018] 图2描绘了CCL5和CCL18的上四分位数血浆水平。CCL5和CCL18的上四分位数 血浆水平与不稳定心绞痛中的难治性缺血症状的发生显著相关，而SCD40L和CRP的四分位 数水平没有显示出任何显著的相关性（图A)。第0天的CCL5的上四分位数水平预测今后 的血运重建手术的必要性（图B)，而CCL18的上四分位数水平预测在未来18个月内的急 性冠状动脉综合征（图C)或不稳定心绞痛复发症状（图D，UAP)(图C，D)。#P= 0. 02，#P =0? 01，#P< 0? 01，N.S.=不显著。
[0019] 图3描述了CCL5和CCL18表达的PCR分析。定量PCR分析表明，和PBMC在t= 180相比，t= 0时，在有缺血症状的患者的未刺激PBMC中CCL5和CCL18表达显著下调（图 A)。相对于PBMC中的趋化因子受体表面蛋白质表达，在基线上，CCL5和CCL18的受体CCR1、 CCR3、CCR4和CCR5的mRNA表达也大约至少2倍下调，（图B)。数值表示平均值土SEM，*P < 0? 05,**P< 0? 001。
[0020] 图4描绘了CCR3和CCR5在PBMC中的蛋白质表达。在基线上，CCR3和CCR5在 PBMC中的蛋白表达显示⑶14+细胞（图A，B)和⑶330细胞（图C，D)中的两种受体明显 上调。⑶14、⑶3和CCR3/5的三重门控揭示相同的趋势，尽管相比于⑶3+细胞，⑶14+细胞 显示CCR3和CCR5表达更为明显的上调（图E，F)。在全部PBMC中，总CCR3和CCR5的表 面表达分析，也显示CCR3和CCR5表达的显著上调，表明CCR3和CCR5表达的增加只是部分 地由CD3+和CD14 +阳性细胞引起的（图G，H，I)。*P< 0? 05, < 0? 01，#P< 0? 001。
[0021] 图 5 描述了用rCCL5 和sCCL18 刺激PBMC对CCR1、CCR3、CCR4 和CCR5 表达的影 响。用rCCL5和SCCL18刺激PBMC6小时显示在CCR1 (图A)、CCR4 (图C)和CCR5 (图D) mRNA表达方面没有明显不同。用SCCL18刺激后CCR3表达显著下降，但用rCCL5刺激则没有 显著下降（图B)。数值表示平均值土SEM，*P< 0. 01，N.S.=不显著，rCCL5 =重组CCL5， SCCL18 =合成CCL18。
[0022] 图6描述在PAGE(18% )上对CCL5和CCL18之间的嗜异性相互作用进行的评估。 泳道1和泳道2显示rCCL5(7851kDa)和sCCL18(7855kDa)的参考迁移率，两种趋化因子 显示形成15. 6kDa的同二聚体的差趋势。泳道3和泳道4中分别上样了比例为1 : 1和 1 : 5(重量：重量）的rCCL5和SCCL18的混合物，已以该比例通过在室温下用25mM的多 聚甲醛孵育30分钟交联二聚体。注意略更高的电泳迁移率和稍微更偏黄的CCL18单体和 二聚体染色。在共孵育和随后的CCL5和CCL18的关联后，二聚体的形成程度不变，这表明 甚至在超生理浓度下，CCL5和CCL18也有可能不参与任何显著嗜异性交叉相互反应。每个 泳道的总蛋白上样是恒定的（2pg)。
[0023] 图7描绘了MALDI-TOFMS的分析结果。MALDI-TOFMS分析确证了PAGE分析：CCL5 和CCL18 (lOpmol/ill)的质量峰值出现在大约7860Da处（M+;CCL5和CCL18的理论质量分 别是7851和7855Da)，仅微小的峰出现在大约15730Da处，这表明形成同二聚体（M2+)的趋 势低（图A，B)。已以1 : 1和1 : 5 (重量：重量）比例（总浓度lOpmol/ill)与CCL5在 含有多聚甲醛的50mMHEPES/0.ImMEDTA中预先孵育的CCL18的MALDI-TOF质谱，得到基 本上类似的图案，在两个比例下二聚体形成均同样是边缘的（图C，D)。
[0024] 图8图绘了CD14+细胞的总水平。CD14 +细胞（单核细胞和嗜中性粒细胞）的总 水平在t= 0和t= 180之间没有差异，然而⑶3+细胞表现出小的差异（11. 8% )，尽管在 基线处显著的降低（图A)。在mRNA水平，观察到HNP-3+嗜中性粒细胞增加，表明缺血后嗜 中性粒细胞释放增强。然而，CCR2 :CX3CR1表达比率（单核细胞亚类分布的量度），并没有 显著受到调节（图B)。数值表示平均值土SEM，*P= 0. 01，呷< 0. 001，N.S.=不显著。
[0025] 图9给出的曲线图显示，小鼠短暂暴露给循环中升高水平的CCL18(如通过重组 CCL18蛋白"反复给药实现）将加剧动脉粥样硬化的形成，从而增加了心血管疾病的风险。
[0026] 图10给出的曲线图显示，在CCL3缺乏的高脂血（LDLr+)小鼠的主动脉窦中的动 脉粥样硬化斑块形成急剧减少。WT=野生型；CCL3+=高脂血小鼠。Y轴=动脉粥样硬化 斑块形成，报道为主动脉根部面积（um2)。
[0027] 图11图示描述了循环CCL3水平（y轴）。APRAIS中的循环CCL3水平可与来自 MISSION!群组的患者中所到的水平相比拟（图A)。在具有不稳定心绞痛的患者的APRAIS群组中实施的CCL3时间监测，清楚地表明CCL3在缺血期间短暂增加，因为相比于t= 0,水 平在t= 180 时显著下降（图B)。*P= 0? 03, < 0? 001。
[0028] 图12图示描绘CCL3的上四分位水平。在基线上的CCL3的上四分位水平预测在 随访期间急性冠脉综合征的发生（图A)。此外，上四分位水平也指示在住院期间或刚刚出 院的复发性缺血症状（图B)。*P= 0? 01，P< 0? 01。
[0029] 图13图示描述了各种趋化因子的水平。相对于对照（〇），AMI患者（?）的 CCL3 (图A)、CCL5 (图B)、CXCL8 (图C)血浆水平显著升高，然而CXCL10 (图D)表现出相反 的模式。*P= 〇? 025,**P= 0? 006,***P= 0? 02,#P= 0? 004。
[0030] 图14图示描述了在LAD结扎或假手术小鼠中的IL-6、CCL3、CXCL10水平的评估。 心肌缺血引起IL-6和CCL3水平显著升高（图A，B)。另一方面，CXCL10表现出相反的模式 (图C)。*P= 0? 007,**P= 0? 02,***P= 0? 03。
[0031] 图15描绘的图表证明结扎的小鼠