专利名称：传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及传感器，并具体涉及一种传感器和一种使用传感器执行结合分析的方法。
背景技术：
在诸如免疫测定的结合分析中，利用分析物(通常是蛋白质或半抗原)与结合半 族(binding moiety)(诸如抗体)之间特定的“锁和钥匙”相互作用，其中结合半族特定地 对准抗原(分析物)的全部或部分(抗原决定基)。分析物与抗体之间的结合是特定的，使 得与相关但非等同物种的相互作用最小，并且结合是坚固的，给出良好的灵敏度。为了用数 量表示未知的分析物，使固定量的标记有特征标志(例如，荧光或化学发光分子)的分析物 或类似地标记的第二抗体(“指示器”)与样本混合。于是，过量存在的被标记物种将与分 析物结合，最终达到平衡，其中大多数分析物与至少一种标记物有关。由于标记物的浓度是 固定的，因此为了用数量表示分析物，与分析物有关的部分(“被结合”段(fraction))必 须与无关的部分(“自由”段)物理分离。于是可用数量表示任一段，“被结合”正比于而 “自由”反比于分析物的浓度。一般而言，通过使用第二抗体(“捕捉”抗体)来实现“被结 合”段与“自由，，段的分离，第二抗体对准分析物上的不同抗原决定基，被结合到诸如颗粒 (bead)或固体表面的固相上。于是这个颗粒或固体表面可与本体溶液物理分离，而如果标 记物是荧光分子，则例如使用荧光计来执行测量。除了抗体/抗原相互作用之外，可在结合 分析中利用几种不同形式的结合相互作用，包括但不限于DNA/DNA、RNA/RNA和核酸适体相 互作用。已知这种分析的可选实施例，诸如“竞争”分析，其中分析物与已知数量的被标记 分析物混合然后两者竞争结合部位。于是被标记的分析物的被结合程度反比于原始样本中 未标记的分析物的数量。在WO 2004/090512中描述了不必执行分离和洗涤步骤而对“被结合的”被标记 段和“自由的”被标记段进行区分的一种独特方式，其中并入捕捉抗体的固相是压电膜或 热电膜，通常为PVDF。这种方式具有使固相分离特征与测量技术相结合的独特能力。如 W02004/090512中描述的那样，被标记的“指示器”抗体(用诸如碳或胶体金的适当有色材 料标记)以与待测量分析物浓度成比例的速度与捕捉表面结合；通过用互补颜色的光照射 该表面来同时监视这个结合。光能量被表面上的标记物吸收并通过非辐射衰减转化为热， 被PVDF膜检测到。这个系统的另一优点在于由本体溶液中未被结合的标记物类似地吸收 的能量损失到液体媒介中而不能被PVDF膜检测到，因此在“被结合”段和“自由”段之间自 动实现“分离”。使用足够尺寸的胶质颗粒来允许大量光子被颗粒吸收以给出强信号并因此 得到良好的灵敏度是有利的。WO 2004/090512中描述的传感器用于实时监视标记物结合于捕捉表面的动力学， 其与分析物的浓度成比例。这种方法依赖于被标记的品种扩散到表面上的速度和在表面上 的结合速度。如果这些速度的任何一个是未达到最佳的，则分析的整体灵敏度或反应时间 可能受到限制。在表面上的结合速度受到多个因素的限制，诸如被标记的抗体之间的位阻现象(例如，如果将大的碳或金颗粒用作标记物)。另外，可能存在抑制大(20-500nm)颗 粒接近固体表面的静电排斥，或可能存在取向效应(orientation effect)，在取向效应中 颗粒接近固相但颗粒上的结合表面被取向到错误方向上用于发生结合。这个情况更可能 在被许多抗体覆盖的大颗粒上发生，这些抗体的仅仅一小段与分析物结合，从而使颗粒的 仅仅一小部分表面区域可用于与表面结合。除了关于结合速度的这些限制因素之外，还存 在限制用于免疫测试的颗粒尺寸的其他因素。例如，在传统的“侧流”免疫层析试条方法 (immunochromatographic strip test)中，胶体金颗粒的最佳尺寸是大约40nm，因为更大 的颗粒由于它们的尺寸和密度而倾向于被捕获到流膜(flow membrane)中。最后，更大的 颗粒具有更低的扩散速度并因此花费更长时间扩散到捕捉表面，因此有可能限制可用的信号。因此，在本领域中存在对进一步提高这种分析的灵敏度的需求。
发明内容
因而，本发明提供一种用于检测样本中分析物的方法，包括下列步骤将所述样本暴露给能够将能量的变化转换成电信号的转换器，所述转换器具有在 其之上或与其接近的至少一种束缚试剂，所述至少一种束缚试剂具有能够结合所述分析物 的结合部位；将被标记的试剂引入所述样本，其中所述被标记的试剂包含用于所述分析物或所 述束缚试剂的结合位点、和能够吸收由辐射源产生的电磁辐射以产生能量的标记物；在第一阶段中，允许所述被标记的试剂与所述分析物或所述束缚试剂结合，其中 所述转换器被取向成使得所述被标记的试剂至少部分安定在所述转换器上；随后，在第二阶段中，使所述被标记的试剂变得不安定；在第一和第二阶段中用电磁辐射照射所述样本；将产生的所述能量转换成电信号；检测所述电信号。
现在将参考附图描述本发明，其中图1示出根据WO 2004/090512的装置；图2示出本发明方法的示意性表示；图3示出根据本发明的装置；和图4示出使用本发明方法的对照时间的记数的图形。
具体实施例方式已经发现当转换器被翻转或被类似地扰动(perturbed)时，未通过特定的相互作 用与表面结合的任何被标记的“指示器”都会脱落(fallsaway)。因此，在适当照射时非常 接近于转换器的标记物将产生强信号，同时远离表面的标记物产生弱的或可忽略不记的信 号。对于这种系统存在几个优点，即，可将所有标记物集中在结合表面附近，因此增大了颗 粒与表面结合的速度。另外，如果颗粒和表面具有同样的电荷，则在重力或浮力的作用下驱使颗粒到达表面可有助于克服表面处的任何静电排斥力。本发明的方法使用WO 90/13017或WO 2004/090512中公开的传感器类型。本文 中复制的图1对应于WO 2004/090512中的图1。如WO 2004/090512中解释的那样，图1示出用于本发明的化学传感装置1的类型。装置1依赖利用电磁辐射照射物质2而在物质2中产生热。(本发明中使用的物质2 实际是在转换器3之上或接近于转换器3的被标记的试剂，下面要详细讨论转换器3。)装 置1包含转换器，诸如具有电极涂层4、5的热电或压电转换器3。使用任何适当的技术将 物质2保持在转换器3之上或接近于转换器3。该物质可以采用任何适当的形式并且大量 物质可以被放置。优选地，物质2被吸引到转换器、尤其是上方电极上，例如，通过诸如离子 键、氢键或范德瓦尔斯力的分子间力而被共价配合(couple)或结合。当通过诸如光，优选 为可见光的电磁辐射源6照射时，物质2产生热。光源可以是例如LED。光源6用适当波长 的光(例如互补色)照射物质2。虽然不希望受理论约束，但相信物质2吸收光以产生受激 状态，该状态接着经历非辐射衰减，由此产生用图1中曲线所表示的能量。这个能量首先具 有热的形式(即，环境中的热运动)，虽然还可以产生例如震动波的其他能量形式。不过，该 能量可被转换器检测到并转换成电信号。如WO 2004/090512中描述的，来自转换器3的信 号将取决于物质2离开转换器3的距离，而光脉冲与该信号之间的时间延迟可给出关于该 距离的有益信息。为了被测量的特殊物质而对本发明的装置进行校准，并因此不需要确定 所产生能量的准确形式。除非另有说明，在本文中使用术语“热”，意味着由非辐射衰减产生 的能量。将光源6定位成照射物质2。优选地，光源6位于转换器3和电极4、5之下，并透 过转换器3和电极4、5照射物质2。光源可以是转换器内的内部光源，在转换器中光源是波 导系统。波导可以是转换器本身或波导可以是附着于转换器的附加层。在本发明的方法中，将待分析的样本暴露给转换器3。如上所述，转换器3能够将 能量的变化转换成电信号。物质2产生的能量被转换器3检测到并转换成电信号。由检测器7检测电信号。 光源6和检测器7都受控制器8的控制。光源6优选产生被称为“斩波光”的一系列光脉冲 (本文中使用的术语“光”意味着任何形式的电磁辐射，除非提到特定波长)。原则上，一道 光，即电磁辐射的一个脉冲，会足以产生来自转换器3的信号。不过，为了获得可重复的信 号，使用多道光，这实际上需要斩波光。可以改变施加电磁辐射脉冲的频率。在下限处，脉冲 之间的时间延迟对于每个脉冲与产生待确定的电信号之间的时间延迟必须是足够的。在上 限处，每个脉冲之间的时间延迟不必大到使记录数据花费的时间段变得不合理地延长。优 选地，脉冲频率是至少2Hz，更优选为从2-50Hz，更优选为5-15Hz，而最优选为10Hz。这分 别对应于脉冲之间的时间延迟为至多500ms，20-500ms，66-200ms和100ms。不过，时间延迟 可以低如1ms。另外，所谓的“脉冲间隔”比率，即开信号与关信号的比率优选为1，虽然可 以使用其他比率而无有害效果。产生具有不同斩波频率或不同脉冲间隔比率的斩波光的电 磁辐射源是本领域中已知的。检测器7确定来自光源6的每个光脉冲与检测器7从转换器 3检测到的相应电信号之间的时间延迟(或“相关延迟”)。这个时间延迟是距离d的函数。可以使用任何方法来确定每个光脉冲与相应电信号之间的时间延迟，所述电信号 提供可重复的结果。优选地，从每个光脉冲的开始到检测器7检测到相应于热吸收的电信 号中的最大值点而对时间延迟进行测量。
因此物质2可以离开转换器表面而仍旧可以检测到信号。此外，不仅是透过居间 介质可检测的信号，而且是不同距离d，可以被区分(这个已经被称为“深度剖面(cbpth profiling) ”)，而接收到信号的强度与在离开转换器3的表面的特定距离d处物质2的浓 度成比例，其中居间介质能够将能量传递给转换器3。从而，在本发明的优选实施例中，利用一系列电磁辐射脉冲照射样本而该方法进一步包含检测来自辐射源的每个电磁辐射脉冲与产生电信号之间的时间延迟的步骤，其 中，每个电磁辐射脉冲与产生电信号之间的时间延迟对应于在距转换器表面的不同距离处 的一个或多个位置的任何位置的标记物的位置。因此可以不用从转换器移除样本而执行本 发明的方法。如图2(a)中所示，在本发明中，将转换器3并入样本腔9。转换器3具有在其上或 与其接近的至少一种束缚试剂10，其具有能够结合分析物11的结合位点。例如，至少一种 束缚试剂10可以是抗体，分析物11可以是抗原，而被标记的试剂可以是被标记的抗原，被 标记的抗原也能够与至少一种束缚试剂或被标记的抗体结合，被标记的抗体也能够与分析 物结合。在这个示例中，当被标记的试剂是被标记的抗原时，由检测器检测到的电信号反比 于样本中存在的分析物，所述被标记的抗原也能够与至少一种束缚试剂10结合。在另一示 例中，至少一种束缚试剂是第一核酸而分析物是第二核酸，并且第一和第二核酸是互补的。 在进一步的示例中，至少一种束缚试剂包含抗生物素蛋白或其派生物，而分析物包含生物 素或其派生物，或反之。在W02004/090512中描述了适当免疫测定的示例。优选至少一种 束缚试剂被吸引或共价结合于转换器，虽然已知用于将试剂附着到表面的其他方法，这些 方法也可以使用。然后将被标记的试剂12引入样本。被标记的试剂12包含用于分析物11或束缚 试剂10的结合位点、和能够吸收由辐射源产生的电磁辐射以产生能量的标记物。在图2(b) 中，被标记的试剂12与分析物11结合。接下来给样本留足够的时间来允许被标记的试剂12与分析物11或束缚试剂10 结合，这里是分析物11。在这个分析的第一阶段内，将转换器取向成使重力作用于被标记的 试剂12，以使被标记的试剂12至少部分安定在转换器3上。因此，标记物需要具有足够的密度，其使标记物将在合理时间尺度内安定下来。这 将取决于颗粒的性质、样本的性质和执行分析所需的时间。标记物优选选自金属(优选为 金)颗粒，有色聚合物颗粒(例如有色的乳胶颗粒)，磁性颗粒，碳颗粒和包含不导电的芯材 料和至少一层金属壳的纳米颗粒(参见US 6，344，272)。不过，能够与电磁辐射相互作用 以产生热的任何标记物都是可接受的，只要它在适当频率处吸收并在重力作用下安定。在 磁性颗粒的情况下，电磁辐射是射频辐射。上述的所有其他标记物都采用光，光可包括红 外或紫外辐射。在金颗粒的情况下，为了进一步增大信号，可以使用银离子溶液和还原剂通 过金属银的催化沉积来增强标记物。金催化/激活银离子到银金属的还原，而吸收光的正 是银金属。标记物优选为金颗粒。金颗粒是可以买到的或可以使用已知方法(参见例如 G. Frens, Nature, 241, 20-22 (1973))准备的。优选地，本发明使用颗粒尺寸为20至1，OOOnm的颗粒，更优选为100至500nm。颗 粒尺寸意味着颗粒在其最宽点处的直径。优选地，颗粒具有1. 5至23g/mL的密度，更优选为 15-20g/mL，而最优选为19g/mL。在特殊的优选实施例中，颗粒是具有上述颗粒尺寸和密度的金颗粒，虽然还可使用诸如锇或铱的其他密度材料。随后，在第二阶段中，使被标记的试 剂变得不安定。使被标记的试剂不安定改变了转换器处接收到的信号并提供与束缚试剂结 合的被标记的试剂的量的指示。优选通过相关于样本翻转或部分翻转转换器而使被标记的 试剂变得不安定。部分翻转意味着使转换器倾斜从而使被标记的试剂从转换器表面移开。 可选地，可以通过摇动样本来使被标记的试剂变得不安定。不过，在任一种情况下，使系统 不安定致使未被结合的标记物变成离开转换器。图2(c)示出翻转之后的样本腔9。可以 看出被结合的分析物11和与分析物11结合的被标记的试剂12a保持靠近于转换器3(近 侧)而未被结合的被标记的试剂12b在远处(远侧)。在本发明的方法中，在第一和第二阶段内用电磁辐射照射样本以允许两者之间的 比较。如参考WO 2004/090512在上面描述的那样，由标记物产生的能量被转换成电信号， 该电信号之后被检测器检测到并在中央处理单元中被处理。样本通常是诸如体液的液体样本，例如血清、血浆或尿。转换器通常是样本腔的一部分。在优选实施例中，在使用之前，被标记的试剂可释 放地附着于腔的一个内表面上。可释放地附着意味着被标记的试剂例如通过脱水保存(dry down)到表面上而附着于表面，但在引入样本时被释放。更优选地，转换器限定了腔的顶部 而被标记的试剂可释放地附着于腔的内部底面。这个后面的安排特别适于采用基线测量。 在以被标记的试剂远离转换器的方式将样本和被标记的试剂提供给转换器之后采用基线 测量。这样，在夹心分析(sandwichassay)中，有可能分析物可以与束缚试剂或被标记的 试剂结合，不过排除了在表面形成夹心的情况，因为两者相互远离。在竞争分析中，有可能 溶液中的分析物可以与束缚试剂结合，在允许被标记的试剂移动到转换器之前填补结合位 点。在上述示例中，即在转换器形成腔的顶部而被标记的试剂沉积在腔的底部上的情况下， 被标记的试剂将在重力作用下保持在腔的底部上。获取基线读数并翻转腔以允许被标记的 试剂安定在转换器上，从而可按照本文所描述的方法进行测量。因此，引入样本由此释放被 标记的试剂，采用基线测量，翻转或部分翻转腔以允许被标记的试剂至少部分安定在转换 器上。在允许沉淀发生的足够时间之后，再次将腔翻转回到其原始位置。于是，这允许未被 结合的被标记的试剂沉积离开表面，留下待用数量表示的被结合段。已经参考被标记的试剂描述了本发明，被标记的试剂比样本的液体媒介密度更 大，从而使被标记的试剂在分析的第一部分中朝着形成样本腔的下表面(底部)的转换器 安定下来，并在第二部分中离开转换器。即，被标记的试剂比样本密度更大而重力作用于被 标记的试剂以使被标记的试剂至少部分安定在转换器上。可选地，被标记的试剂可以比样 本的液体媒介密度更小，从而被标记的试剂在分析的第一部分中朝着形成样本腔的上表面 (盖)的转换器安定下来，并在第二部分中离开转换器。即，被标记的试剂在浮力作用下漂 浮到样本腔的上部。因此，被标记的试剂比样本密度更小而浮力作用于被标记的试剂以使 被标记的试剂至少部分安定在转换器上。无论被标记的试剂是通过沉淀还是通过浮力安定 下来，被标记的试剂都将具有与样本不同的密度。本发明还提供装置和成套工具(kit)来执行上述方法。该装置可以采用手持便携 式读出器和包含转换器的一次性装置的形式。样本收集在基本封闭的系统中，与被标记的试剂混合并放入读出器，将分析腔取 向为适于捕捉并接着允许过量的未被结合的被标记的试剂离开/漂走。通常，这涉及固定读出器内的转动盒(cassette)，虽然也可以包括物理旋转读出器。在这种装置中，腔是密封的或至少样本受到充分约束以防止其在重新取向期间例如通过毛细管内的表面张力而离 开腔。从而，本发明还提供用于检测样本中分析物的装置，包含辐射源，其适于产生电磁辐射；转换器，其能够将能量的变化转换成电信号；至少一种束缚试剂，其在转换器之上或接近于转换器，束缚试剂具有能够结合分 析物的结合位点；腔，用于使样本与转换器保持液体接触，其中腔适于在翻转、部分翻转或摇动装置 时包含样本；和检测器，其能够检测由转换器产生的电信号。转换器优选适于经受相关于样本的翻转、部分翻转或摇动。尤其是，对样本腔进行 密封以防止样本溢出。可以利用盖、或通过样本腔内的毛细力来密封腔。样本腔优选为毛细 管。样本腔优选具有50-500 μ m的深度，更优选为100-300 μ m，而宽度/长度为I-IOmm(更 优选为5mm)/10-50mm (更优选为30mm)。样本体积优选为1_100μ L，更优选为10-50 μ L，而 最优选为约30 μ L。如上所述，转换器优选为具有热电或压电元件和电极的热电或压电转换器，而至 少一种束缚试剂被优选吸引到转换器上。本发明还提供成套工具，包含本文所述的装置和本文所述的被标记的试剂。示例如图3中所示，传感器1由转换器3制成，转换器3由一片用铟锡氧化物覆盖的极 化(poled)压电聚偏二氟乙烯和一片透明的聚碳酸酯盖体膜13构成。使用本领域中已知 的标准方法用对准促甲状腺激素(TSH)的抗体来覆盖转换器3。使用由覆盖有压力敏感粘 合剂的一片聚酯构成的隔离器14将厚度约为100微米的转换器3与盖材料13以约500微 米的距离隔开。这产生尺寸约为30X10X0. 5mm的较大样本腔15。第二较小腔16制造尺 寸为10X10X0. 5mm以允许控制反应。作出允许电连接到转换器3的顶面和底面的准备以 便检测产生的电荷。通过用包含200nm胶体金颗粒的缓冲液与浓度为5ng/mL的TSH的混合物填充较 大腔15(通过填充孔17)来执行分析，其中胶体金颗粒覆盖有针对TSH的抗体。同时仅用 缓冲液和金颗粒(以等同浓度)而无TSH来填充控制腔16。入口和出口孔被密封，然后 腔装置与测试仪器连接使得压电膜3被水平取向在腔的底面上。然后用四个LED(波长为 525nm)持续用斩波的LED光照射压电膜3，其中三个LED照射读出腔的不同表面区域而一 个LED照射控制腔16的压电膜表面。对于每个LED脉冲，使用锁相放大器和模拟-数字转 换器(ADC)跨越压电膜3测量电压。随时间对ADC信号进行绘图并在图4中示出。可观察 到ADC信号在前1200秒内上升，这表示随着受到照射的金颗粒沉积到膜表面上，在压电膜 3中引起增大的热应力。1200秒之后来自控制腔(LED 1)和测量腔(LED 2，3和4)的信号 不能区分。在这个点处腔被翻转，使得压电膜3现在形成腔的顶部或“顶”(这对应于图2 (c) 中的位置)。可观察到随着金颗粒在重力作用下移离表面，控制腔(LED 1)中的信号快速下降。不过，在测量腔(LED2，3和4)中，信号的下降不值一提，因为样本中存在的TSH在金颗粒上的抗体与表面上的抗体之间架桥(bridge)，使金颗粒与压电膜3的表面结合。
这些图之间的差别可用于确定在反应混合物中存在TSH。另外，通过使用不同浓度 的TSH来准备校准曲线，有可能将这个系统用作对人类液体中TSH浓度的定量测试。
权利要求
一种用于检测样本中分析物的方法，包含下列步骤将所述样本暴露给能够将能量的变化转换成电信号的转换器，所述转换器具有在其之上或与其接近的至少一种束缚试剂，所述至少一种束缚试剂具有能够结合所述分析物的结合位点；将被标记的试剂引入所述样本，其中所述被标记的试剂包含用于所述分析物或所述束缚试剂的结合位点、和能够吸收由辐射源产生的电磁辐射以产生能量的标记物；在第一阶段中，允许所述被标记的试剂与所述分析物或所述束缚试剂结合，其中将所述转换器取向成使得所述被标记的试剂至少部分安定在所述转换器上；随后，在第二阶段中，使所述被标记的试剂变得不安定；在第一和第二阶段中用电磁辐射照射所述样本；将产生的所述能量转换成电信号；检测所述电信号。
2.如权利要求1中所述的方法，其中通过相关于所述样本翻转或部分翻转所述转换器 而使所述被标记的试剂变得不安定。
3.如权利要求1中所述的方法，其中通过摇动所述样本使所述被标记的试剂变得不安定。
4.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述被标记的试剂比所述样本密度更大 并且重力作用于所述被标记的试剂以使所述被标记的试剂至少部分安定在所述转换器上。
5.如权利要求1至3的任一项中所述的方法，其中所述被标记的试剂比所述样本密度 更小并且浮力作用于所述被标记的试剂以使所述被标记的试剂至少部分安定在所述转换器上。
6.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述转换器是具有热电或压电元件和电 极的热电或压电转换器。
7.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述标记物基于照射通过非辐射衰减而产生能量。
8.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中利用一系列电磁辐射脉冲照射所述样本 并且所述方法进一步包含对来自所述辐射源的每个电磁辐射脉冲与产生所述电信号之间 的时间延迟进行检测的步骤，其中，每个所述电磁辐射脉冲与产生所述电信号之间的所述 时间延迟对应于在距所述转换器表面不同距离处的一个或多个位置的任何位置处的所述 标记物的位置。
9.如权利要求8中所述的方法，其中所述电磁辐射脉冲的频率是至少2Hz。
10.如权利要求8或9中所述的方法，其中所述时间延迟是从1至500毫秒。
11.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述电磁辐射是光，优选为可见光。
12.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少一种束缚试剂是抗体，所述分 析物是抗原，并且所述被标记的试剂是被标记的抗原，被标记的抗原还能够与所述至少一 种束缚试剂或被标记的抗体结合，被标记的抗体也能够与所述分析物结合。
13.如权利要求1至12的任一项中所述的方法，其中所述至少一种束缚试剂是第一核 酸并且所述分析物是第二核酸，并且第一和第二核酸是互补的。
14.如权利要求1至12的任一项中所述的方法，其中所述至少一种束缚试剂包含抗生物素蛋白或其派生物，并且所述分析物包含生物素或其派生物，或反之。
15.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少一种束缚试剂被吸引到所述 转换器上。
16.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述标记物是颗粒尺寸为20-1000nm的颗粒。
17.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述标记物是密度为1.5至23g/mL的 颗粒。
18.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述被标记的试剂上的所述标记物选 自金属颗粒，有色聚合物颗粒，磁性颗粒，碳颗粒和包含不导电的芯材料和至少一层金属壳 的纳米颗粒。
19.如权利要求18中所述的方法，其中所述标记物是金颗粒。
20.如权利要求19中所述的方法，其中通过金属银的催化沉积来增强所述信号。
21.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中在将所述被标记的试剂引入所述样本 之后，但在允许所述被标记的试剂安定在所述转换器上之前，进行基线测量。
22.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述转换器是样本腔的一部分并且在 使用之前所述被标记的试剂可释放地附着于所述腔的一个内表面。
23.如权利要求22中所述的方法，其中所述转换器限定了所述腔的顶部并且所述被标 记的试剂可释放地附着于所述腔的内部底面上。
24.如权利要求23中所述的方法，其中将样本引入因此释放了所述被标记的试剂，进 行基线测量，翻转或部分翻转所述转换器以允许所述被标记的试剂至少部分安定在所述转 换器上。
25.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中在相同样本中检测多个分析物。
26.一种用于检测样本中分析物的装置，包含辐射源，其适于产生电磁辐射；转换器，其能够将能量的变化转换成电信号；至少一种束缚试剂，其在所述转换器之上或接近于所述转换器，所述束缚试剂具有能 够结合所述分析物的结合位点；腔，用于使所述样本与转换器保持液体接触，其中所述腔适于在翻转、部分翻转或摇动 所述装置时包含所述样本；和检测器，其能够检测由所述转换器产生的所述电信号。
27.如权利要求26中所述的装置，其中所述转换器适于相关于所述样本经受翻转、部 分翻转或摇动。
28.如权利要求26或27中所述的装置，其中所述转换器是具有热电或压电元件和电极 的热电或压电转换器。
29.如权利要求26至28的任一项中所述的装置，其中所述至少一种束缚试剂被吸引到 所述转换器上。
30.如权利要求26至29的任一项中所述的装置，其中被标记的试剂可释放地附着于所 述腔的一个表面，所述被标记的试剂具有用于所述分析物或所述束缚试剂的结合位点、和 能够吸收由辐射源产生的电磁辐射以产生能量的标记物。
31.如权利要求30中所述的装置，其中所述转换器限定了所述腔的底部并且所述被标 记的试剂可释放地附着于所述腔的顶面。
32.如权利要求30或31中所述的装置，其中所述标记物基于照射通过非辐射衰减而产生能量。
33.如权利要求30至32的任一项中所述的装置，其中所述至少一种束缚试剂是抗体， 所述分析物是抗原，并且所述被标记的试剂是被标记的抗原，被标记的抗原还能够与所述 至少一种束缚试剂或被标记的抗体结合，被标记的抗体也能够与所述分析物结合。
34.如权利要求30至32的任一项中所述的装置，其中所述至少一种束缚试剂是第一核 酸并且所述分析物是第二核酸，并且第一和第二核酸是互补的。
35.如权利要求30至32的任一项中所述的装置，其中所述至少一种束缚试剂包含抗生 物素蛋白或其派生物，并且所述分析物包含生物素或其派生物，或反之。
36.如权利要求30至35的任一项中所述的装置，其中所述标记物是颗粒尺寸为 20-1000nm 的颗粒。
37.如权利要求30至36的任一项中所述的装置，其中所述标记物是密度为1.5至23g/ mL的颗粒。
38.如权利要求30至37的任一项中所述的装置，其中所述被标记的试剂上的所述标记 物选自金属颗粒，有色聚合物颗粒，磁性颗粒，碳颗粒和包含不导电的芯材料和至少一层金 属壳的纳米颗粒。
39.如权利要求38中所述的装置，其中所述标记物是金颗粒。
全文摘要
本发明公开了一种传感器。本发明涉及一种用于检测样本中分析物的方法，包含下列步骤将样本暴露给能够将能量的变化转换成电信号的转换器，转换器具有在其之上或与其接近的至少一种束缚试剂，至少一种束缚试剂具有能够结合分析物的结合位点；将被标记的试剂引入样本，其中被标记的试剂包含用于分析物或束缚试剂的结合位点、和能够吸收由辐射源产生的电磁辐射以产生能量的标记物；在第一阶段中允许被标记的试剂与分析物或束缚试剂结合，其中将转换器取向成使得被标记的试剂至少部分安定在转换器上；随后，在第二阶段中，使被标记的试剂变得不安定；在第一和第二阶段中用电磁辐射照射样本，将产生的能量转换成电信号；检测该电信号。还提供一种用于执行该方法的装置。
文档编号G01N33/543GK101815942SQ200880104687
公开日2010年8月25日 申请日期2008年8月13日 优先权日2007年8月31日
发明者S·A·罗斯, T·J·N·卡特 申请人:维瓦克塔有限公司