专利名称：扩大用于检测分子或颗粒的测定法中的动态范围的方法和系统的制作方法
扩大用于检测分子或颗粒的测定法中的动态范围的方法和系统发明领域
本文描述的是扩大用于测定流体样品中的分析物分子或颗粒浓度的分析测定法 和系统的动态范围的系统和方法。
相关申请
本申请要求通过Rissin等人于2011年2月11日提交的，名称为“Methods and Systems for Extending Dynamic Range in Assays for theDetection of Molecules or Particles”的美国临时专利申请序列号61/441，894的利益。本申请还是通过Rissin等 人于 2010 年 3 月 24 日提交的，名称为 “Methods and Systems for Extending Dynamic Range inAssays for the Detection of Molecules or Particles” 的美国专利申请序列 号12/731，136的部分继续申请，其要求通过Rissin等人于2010年3月I日提交的，名称 为“Methods and Systems for Extending DynamicRange in Assays for the Detection of Molecules or Particles”的美国临时专利申请序列号61/309，165的利益。上述申请 各自通过引用合并入本文。
发明背景
能够快速且准确地检测，和在特定情况下，定量样品中的靶分析物分子的方法和 系统是现代分析量度的基石。此类系统和方法在许多领域中采用，例如学术和工业研究、环 境评价、食品安全、医学诊断以及化学、生物学和放射学战试剂的检测。此类技术的有利特 点可以包括特异性、速度和灵敏度。
许多已知方法和技术受这些方法和技术可以准确检测的浓度的动态范围限制(例 如有限的动态范围)，和/或当分子或颗粒以极低浓度存在时，不具有对其进行检测的灵敏度。
相应地，需要扩大用于测定流体样品中的分子或颗粒的浓度量度的分析测定法和 系统的动态范围的改良系统和方法。
发明概述
本文描述的是扩大用于测定流体样品中的分析物分子或颗粒浓度的分析方法和 系统的动态范围的系统和方法。在一些情况下，本发明的主题涉及相关产品、针对特定问题 的备选解决方案、和/或一种或多种系统和/或物品的多个不同用途。
在一些实施方案中，用于测定流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度的系 统，包括包含多个位置的测定法基底，所述多个位置各自包含在此类位置内形成或包含的 结合表面，其中至少一个结合表面包含固定在结合表面上的至少一种分析物分子或颗粒， 配置为指认多个位置的至少一个检测器，其能够产生指示在指认的每个位置上的分析物分 子或颗粒的存在或不存在且具有随着在每个位置上的分析物分子或颗粒数目而改变的强 度的至少一种信号，和至少一个信号处理器，其配置为由至少一种信号测定含有至少一个 分析物分子或颗粒的所述位置百分比，且进一步配置为基于该百分比，至少部分基于含有 至少一个分析物分子或颗粒的位置数目，测定流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度，或至少部分基于指示多个分析物分子或颗粒的存在的至少一种信号的强度水平，测定 流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度。
在一些实施方案中，用于测定流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度的方法 包括提供就对于至少一类分析物分子或颗粒具有亲和力的结合表面而言固定的分析物分 子或颗粒，所述结合表面在基底上的多个位置之一内形成或包含，指认多个位置中的至少 一些，且测定指示含有至少一个分析物分子或颗粒的所述位置百分比的量度，并且基于该 百分比，至少部分基于含有至少一个分析物分子或颗粒的位置数目，测定流体样品中的分 析物分子或颗粒的浓度量度，或至少部分基于指示多个分析物分子或颗粒的存在的信号的 测量强度，测定流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度。
在一些实施方案中，用于测定流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度的方法 包括使多个捕获目标暴露于含有或怀疑含有至少一类分析物分子或颗粒的溶液，所述多个 捕获目标各自包括对于至少一类分析物分子或颗粒具有亲和力的结合表面，其中所述捕获 目标中的至少一些变得与至少一个分析物分子或颗粒连接，使实施暴露步骤的捕获目标的 至少一部分空间隔离到多个位置内，指认多个位置中的至少一些，且测定指示含有与至少 一个分析物分子或颗粒连接的捕获目标的所述位置百分比的量度，其中所述指认的位置是 含有至少一个捕获目标的位置，并且基于该百分比，至少部分基于含有与至少一个分析物 分子或颗粒连接的捕获目标的位置数目，测定流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量 度，或至少部分基于指示多个分析物分子或颗粒的存在的信号的测量强度水平，测定流体 样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度。
附图简述
当与附图结合考虑时，本发明的其他方面、实施方案和特征由下述详述将变得显 而易见。附图是示意性的并且不预期是按比例描绘的。为了明确的目的，当举例说明不是 必须的时，并非每一个部件都在每一个图中标记，也并非显示了本发明的每个实施方案的 每一个部件，以允许本领域普通技术人员理解本发明。在正文中提及的所有专利申请和专 利通过引用整体合并。在本说明书中含有的说明书和通过引用合并的文件之间冲突的情况 下，以本说明书包括定义为准。
图1显示了如根据一些实施方案执行的，泊松(Poisson)分布调整的结果的图形 显示;
图2显示了根据一个实施方案，每个珠结合的酶的平均数目与流体样品中的酶浓 度比较的图3显示了根据一个实施方案，每个珠结合的酶的平均数目与流体样品中的酶浓 度比较的图，其中所述每个珠结合的酶的平均数目使用两种不同的分析方法进行计算；
图4A显示了根据一个实施方案，由每个珠的平均分子(AMB)给出的，活性珠的部 分与有效分析物浓度比较的曲线图，所述AMB由使用泊松分布的数字计数进行测定；
图4B显示了根据一个实施方案，根据有效浓度AMB的模拟强度(I珠/I单一)的 曲线图4C显示了根据一个实施方案，根据来自(i)数字分析和(ii)模拟分析的活性珠 数目，在AMB (%CV)中的不精确性的曲线图5A显示了本发明的一个实施方案的测定法方案的示意图，其中AMB=O.1 (左)、AMB=O. 6 (中)和 AMB=3 ；
图5B-D显示了使用根据一些实施方案的测定法，在(D)O.1、(E)O. 6和(F)3. O的 近似AMB时，在个别孔中的单数(singulated)珠生成的荧光图像；
图6显示了根据一些实施方案，根据在珠上的酶数目产生的试卤灵分子数目的曲 线图7显示了根据一些实施方案，荧光强度与时间比较的图，其可以用于测定光漂 白速率；
图8是描述采用前体标记试剂的本发明方法的步骤的一个实施方案的示意图9A和9B显示了采用光学检测系统的系统的非限制性例子；
图10是显示采用具有光学检测系统的纤维光学组件的系统的示意性方框图11是描述通过基底与密封部件的配合用于形成多个反应容器的方法(步骤 A-D)的一个实施方案，且描述相对于基底的密封部件大小(E，F)的例子的示意性流程图12A描述了关于使用光进行检测的实验设置；
图12B显示了已用密封部件密封的纤维光学阵列；
图13A显示了根据一个实施方案，根据酶浓度的AMB曲线图13B显示了根据一个实施方案，包括根据酶浓度的活性珠％和AMB值的表；
图14A和14B是根据一些实施方案，显示了 PSA样品的组合数字和模拟分析的曲 线图15A是根据一个实施方案，显示使用泊松统计量的活性珠％至换的数 据表；和
图15B显示了根据一些实施方案，根据酶浓度的活性珠％ (菱形)和 的曲线图。
详述
本文描述的是扩大用于测定流体样品中的分析物分子或颗粒(例如，细胞、细胞器 及其他生物学或非生物学微粒)的浓度的分析测定法和系统的动态范围的系统和方法。在 一些情况下，本发明的主题涉及相关产品、针对特定问题的备选解决方案、和/或一种或多 种系统和/或物品的多个不同用途。应当理解，虽然下文的许多讨论涉及分析物分子，但这 仅作为例子，并且可以检测和/或定量其他材料，例如以微粒形式的分析物。分析物分子和 颗粒的一些示例性例子在本文中描述。
通过采用两种或更多种技术用于测定流体样品中的分析物分子的浓度量度，本文 描述的方法和系统可以用于扩大在特定实施方案中使用的分析方法和系统的动态范围。在 一些实施方案中，如本文描述的，动态范围可以通过组合模拟、基于强度的检测/分析方法 /系统和数字检测/分析方法/系统而进行扩大。在一些情况下，当流体样品中的分析物分 子以低浓度范围存在时，可以检测单一分析物分子，并且可以测定分析物分子数目。流体样 品中的分析物分子的浓度量度可以至少部分基于使用数字分析方法/系统的这个数据(例 如分析物分子数目)。在一些情况下，数据可以进一步使用泊松分布调整进行处理。在更 高浓度范围(例如在其中分离/检测/测定单一分析物分子可以变得更不实际的浓度水平 时)，流体样品中的分析物分子的浓度量度可以使用基于模拟、基于强度水平的技术进行测 定。在模拟分析方法/系统中，浓度量度可以至少部分基于测量的相对信号强度，其中测量的总强度可以与分析物分子的存在和数量相关。在特定实施方案中，模拟和数字能力可以组合在单一测定法/系统中，从而使得例如可以开发校准标准用于跨越宽动态范围的目的分析物分子。在一个此类例子中，可以使用数字和模拟定量技术生成单一校准曲线，其中校准的数字和模拟方案通过使用校准因数进行联系，如本文描述的。测试流体样品中未知浓度的分析物分子的测定可以至少部分基于通过使测试结果(例如含有分析物分子的位置数目/部分(数字)和/或测量的强度水平(模拟))与校准曲线相比较。
术语“动态范围”以其在本领域中的普通含义给出，并且指流体样品中的分析物分子浓度范围，其可以通过系统或方法进行定量，而无需样品的稀释或浓缩或者产生类似结果的测定法条件中的变化(例如采用的试剂浓度等)，并且其中分析物分子的测量浓度可以基本上准确地测定。流体样品中的分析物分子浓度可以视为基本上准确地测定的，如果流体样品中的分析物分子的测量浓度在流体样品中的分析物分子的实际(例如真正)浓度的约10%内。在特定实施方案中，流体样品中的分析物分子的测量浓度在下述实施方案中是基本上准确地测定的，其中测量的浓度在流体样品中的分析物分子的实际(例如真正)浓度的约5%内、在约4%内、在约3%内、在约2%内、在约1%内、在约O. 5%内、在约O. 4%内、在约 O. 3%内、在约O. 2%内、或在约O. 1%内。在一些情况下，测定的浓度量度与真正(例如实际) 浓度相差不大于约20%、不大于约15%、不大于约10%、不大于约5%、不大于约4%、不大于约 3%、不大于约2%、不大于约1%、或不大于约O. 5%。在一些实施方案中，通过使用所选测定方法测定已知浓度的流体样品中的分析物分子浓度，且使测量的浓度与实际浓度相比较，可以确定测定方法的准确度。
在一些实施方案中，本发明的系统或方法可以能够经过超过约1000 (3对数)、约 10,000 (4 对数)、约 100 ,000 (5 对数)、约 350,000 (5. 5 对数)、1，000，000 (6 对数)、约 3，500，000(6. 5 对数)、约 10，000，000(7 对数)、约 35，000，000(7. 5 对数)、约 100，000，000 (8对数)或更多的动态范围来测量流体样品中的分析物分子浓度。
在一些实施方案中，可以基本上准确地测定的流体样品中的分析物分子浓度(例如未知浓度)小于约5000fM (飞摩尔)、小于约3000fM、小于约2000fM、小于约lOOOfM、小于约500fM、小于约300fM、小于约200fM、小于约100fM、小于约50fM、小于约25fM、小于约 10fM、小于约5fM、小于约2fM、小于约lfM、小于约500aM (渺摩尔)、小于约100aM、小于约 10aM、小于约5aM、小于约laM、小于约0. laM、小于约500zM(zeptomolar)、小于约ΙΟΟζΜ、小于约ΙΟζΜ、小于约5zM、小于约IzM、小于约0.1zM或更少。在一些情况下，检测极限(例如可以在溶液中测定的分析物分子的最低浓度)是约IOOfMJ^] 50fM、约25fM、约5fM、 约 2fM、约 lfM、约 500aM (渺摩尔)、约 100aM、约 50aM、约 10aM、约 5aM、约 laM、约 0. laM、约 500zM(zeptomolar)、约 ΙΟΟζΜ、约 50zM、约 ΙΟζΜ、约 5zM、约 IzM、约 0.1zM 或更少。在一些实施方案中，可以基本上准确地测定的流体样品中的分析物分子或颗粒浓度是约5000fM-约 0. lfM、约 3000fM-约 0. lfM、约 IOOOfM-约 0. lfM、约 IOOOfM-约 0.1zMj^J IOOfM-约 IzM、约 IOOaM-约0.1zM或更少。检测上限(例如可以在溶液中测定的分析物分子的较高浓度)是至少约100fM、至少约1000fM、至少约IOpM (皮摩尔)、至少约100pM、至少约100pM、至少约 IOnM (纳摩尔)、至少约ΙΟΟηΜ、至少约ΙΟΟΟηΜ、至少约10uM、至少约100uM、至少约1000uM、 至少约10mM、至少约100mM、至少约IOOOmM或更大。在一些实施方案中，测定的流体样品中的分析物分子或颗粒浓度是小于约50X 1(Γ15Μ、或小于约40Χ 1(Γ15Μ、或小于约30Χ 1(Γ15Μ、或小于约20Χ1(Γ15Μ、或小于约10Χ10_15Μ、或小于约、或小于约IXlO-15Mo
示例性组合的数字/模拟分析方法/系统
下述部分描述了扩大用于测定流体样品中的分析物分子或颗粒浓度的分析测定法和系统的动态范围的系统和方法。在一些实施方案中，采用的分析方法能够个别分离且检测以低浓度的单一分析物分子。在一些情况下，分析方法涉及使多种分析物分子空间隔离到在基底(例如板、芯片、光学纤维面等)表面中或上的多个位置内。在低浓度范围，分析物分子可以这样空间隔离，从而使得此类位置的统计上显著的部分不含分析物分子，其中至少一些位置含有至少一个分析物分子。可以与用于扩大动态范围的本发明的方法/系统联合使用的方法和系统在本文中描述。
作为示例性方法且如本文更详细地描述的，流体样品中的多个分析物分子可以制备为变得就多个捕获目标(例如珠)而言固定的，所述多个捕获目标各自包括对于至少一类分析物分子具有亲和力的结合表面(参见例如，在通过DufTy等人于2010年3月24日提交的，名称为“Ultra-Sensitive Detection of Molecules or Particles using Beads orOther Capture Objects”的共同拥有的美国专利申请序列号12/731，130 ;和通过Duffy 等人于 2011 年 3 月 I 日提交的，名称为“Ultra-SensitiveDetection of Molecules or Particles using Beads or Other C aptureObjects” 的国际专利申请号(仍未确定)(代理人案号Q0052. 7001IffOOO)中所述的方法和捕获目标，所述专利各自通过引用合并入本文)。至少一些珠(例如与至少一个分析物分子连接的至少一些)可以空间分离/隔离到多个位置(例如反应容器)内，并且至少一些反应容器可以进行指认/查询，以检测珠和分析物分子的存在。在一些情况下，指认的多个反应容器是含有至少一个捕获目标(例如与至少一个分析物分子连接或不与任何分析物分子连接)的反应容器总数量的部分或基本上所有。 应当理解，虽然本文的许多讨论集中于包括在将多种分析物分子空间隔离到多个反应容器内之前，就珠(例如其他捕获目标)而言固定分析物分子的方法，这决不是限制性的，并且其他方法/系统可以用于空间隔离分析物分子(例如其中分析物分子隔离到多个位置内，而不 固定在捕获目标上)。本领域普通技术人员将能够将本文描述的方法、系统和分析应用于不采用捕获目标(例如珠)的方法。例如，参见通过Walt等人于2007年2月16日提交的，名称为“Methods and arraysfor target analyte detection and determination of target analyteconcentration in solution”的美国专利申请号 20070259448 ;通过 Walt 等人于 2007 年 2 月 16 日提交的，名称为 “Methods and arrays fordetecting cells and cellular components in small defined volumes”的美国专利申请号20070259385 ;通过 Walt 等人于 2007 年 2 月 16 日提交的，名称为“Methods and arrays for target analyte detection anddetermination of reaction components that affect a reaction，，的美国专利申请号20070259381 ;通过Walt等人于2007年8月20日提交的，名称为“Methods for Determining the Concentration of an Analyte inSolution，，的国际专利申请号 PCT/US07/019184 ;和通过Duffy等人于2009年9月9日提交的，名称为“Ultra-Sensitive Detection of Moleculesor Enzymes”的国际专利申请号 PCT/US09/005428,所述专利通过引用合并入本文。
在将珠空间隔离到反应容器内之后，反应容器的至少一部分可以进行指认/查询，以测定含有与至少一个分析物分子连接的珠的指认的位置数目和/或百分比。在一些情况下，指认的位置是含有至少一个珠(例如与至少一个分析物分子连接或不与任何分析物分子连接)的位置的至少一部分。含有与至少一个分析物分子连接的珠的位置百分比 (“活性”珠的百分比)是与至少一个分析物分子连接的珠数目除以指认的珠总数目，乘以 100%。备选地，需要时，活性百分比可以基于指认的位置数目，无论它们是否含有珠(即含有活性珠的位置作为指认的位置百分比)。如本领域普通技术人员应当理解的，在其中不采用的珠(或其他捕获目标)的实施方案中，下述讨论中的“活性珠”百分比可以取代含有至少一个分析物分子的位置百分比(例如“活性位置”百分比)。
在一些实施方案中，通过测定活性珠的数目/百分比，可以测定流体样品中的大量分析物浓度。特别是在低浓度水平(例如在数字范围浓度中)，通过将珠计数为“开”(例如含有与至少一个分析物分子连接的珠的反应容器)或“关”(例如含有不与任何分析物分子连接的珠的反应容器)，可以至少部分测定流体样品中的分析物分子的浓度量度。在分析物分子与珠的低比率时(例如小于约1:5、小于约1:10、小于约1:20或更少)，几乎所有珠都与零或一个分析物分子连接。在这个范围中，活性珠的百分比(例如“开”反应容器)可以基本上随着增加的分析物浓度线性增加，并且数字分析方法可以有利地用于分析数据。
然而，当分析物浓度增加时，珠的显著群体一般与超过一个分析物分子连接。SP， 至少一些珠与两个、三个等分析物分子连接。因此，当分析物浓度增加时，在某一点上，群体中的活性珠的百分比一般不与大量分析物浓度线性相关，因为更大比例的珠可以与超过一个分析物分子连接。在这些浓度范围中，数据仍可以有利地使用数字分析方法(例如计数 “开”和“关”珠)进行分析，然而，它可以能够通过应用泊松分布调整改善测定法的准确度， 以解释分析物分子的群体与珠群体的结合概率。例如 ，根据泊松分布调整，在报道约1. O活性珠％ (例如与至少一个分析物分子连接的珠与珠总数目的比率是约1:100)的测定法中， 约99%的珠不含分析物分子，约O. 995%的珠与一种分析物分子连接，并且约O. 005%的珠与两种分析物分子连接。作为比较，在报道约20. O活性珠％ (例如与至少一个分析物分子连接的珠与珠总数目的比率是约1:5)的测定法中，约80%的珠不含分析物分子，约17. 85%的珠与一种分析物分子连接，约2. 0%的珠与两种分析物分子连接,并且约O. 15%的珠与三种分析物分子连接。非线性效应(例如如在第二个比较实施例中可见的)可以解释跨越整个浓度范围，其中使用泊松分布调整，仍存在统计上显著比例(例如如本文描述的-参见下文等式I和相关讨论)的不与样品中的任何分析物分子或颗粒连接的珠连接(例如其中数字分析方法/系统可以能够准确地测定浓度量度的范围，例如在一些情况下，高达约20活性珠％、高达约30活性珠％、高达约35活性珠％、高达约40活性珠％、高达约45活性珠％、高达约50活性珠％、高达约60活性珠％、高达约70活性珠％或更多)。如果事件的平均数目是已知的，那么泊松分布描述许多事件出现的可能性。如果出现的预期数目是μ，那么确切地存在V出现的概率(Pli (ν (V是非负整数，ν=0、1、2、...)可以通过等式I进行测定y
.(ν〕=等式 I)
在本发明的一些实施方案中，μ等于检测到的分析物分子数目与检测到的珠总数目(例如与任何分析物分子连接或不连接的)的比率，并且V是含有特定数目的分析物分子的珠数目(例如与0、1、2、3等个分析物分子连接的珠数目)。通过由实验测定μ，因此，可以测定分析物分子的数目和通过进一步计算测定分析物分子的浓度。在数字/二元模式的测量中，其中与1、2、3、4、等个分析物分子连接的珠是不能区别的(例如，其中v=l、2、3、4是不能区别的)，并且含有分析物分子的珠(或位置)仅仅表征为“开”。v=0的出现可以最后测定为“关”珠(或位置)的数目。(Pu (O))可以根据等式2进行计算
权利要求
1.一种用于测定流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度的系统，其包括包含多个位置的测定法基底，所述多个位置各自包含在此类位置内形成或包含的结合表面，其中至少一个结合表面包含固定在结合表面上的至少一个分析物分子或颗粒；配置为指认多个位置的至少一个检测器，其能够产生指示在指认的每个位置上的分析物分子或颗粒的存在或不存在且具有随着在每个位置上的分析物分子或颗粒数目而改变的强度的至少一种信号；和至少一个信号处理器，其配置为由至少一种信号测定含有至少一个分析物分子或颗粒的所述位置百分比，且进一步配置为基于所述百分比，至少部分基于含有至少一个分析物分子或颗粒的位置数目，测定流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度，或至少部分基于指示多个分析物分子或颗粒的存在的至少一种信号的强度水平，测定流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度。
2.一种用于测定流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度的方法，其包括提供就对于至少一类分析物分子或颗粒具有亲和力的结合表面而言固定的分析物分子或颗粒，所述结合表面在基底上的多个位置之一内形成或包含；指认多个位置中的至少一些，且测定指示含有至少一个分析物分子或颗粒的所述位置百分比的量度；和基于所述百分比，至少部分基于含有至少一个分析物分子或颗粒的位置数目，测定流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度，或至少部分基于指示多个分析物分子或颗粒的存在的信号的测量强度，测定流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度。
3.一种用于测定流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度的方法，其包括使多个捕获目标暴露于含有或怀疑含有至少一类分析物分子或颗粒的溶液，所述多个捕获目标各自包括对于所述至少一类分析物分子或颗粒具有亲和力的结合表面，其中所述捕获目标中的至少一些变得与至少一个分析物分子或颗粒连接；使实施暴露步骤的捕获目标的至少一部分空间隔离到多个位置内；指认多个位置中的至少一些，且测定指示含有与至少一个分析物分子或颗粒连接的捕获目标的所述位置百分比的量度，其中所述指认的位置是含有至少一个捕获目标的位置； 和基于所述百分比，至少部分基于含有与至少一个分析物分子或颗粒连接的捕获目标的位置数目，测定流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度，或至少部分基于指示多个分析物分子或颗粒的存在的信号的测量强度水平，测定流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度。
4.权利要求1或2的方法或系统，其中所述结合表面包含在所述位置内。
5.权利要求4的方法或系统，其中所述结合表面包含多个捕获目标。
6.权利要求5的方法或系统,其中所述捕获目标包含多个珠。
7.权利要求5的方法或系统，其中所述指认的位置是含有至少一种捕获目标的位置。
8.权利要求1或2的方法或系统，其中当含有至少一个分析物分子或颗粒的所述位置的百分比是小于约40%、小于约35%、或小于约30%时，所述流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度至少部分基于含有至少一个分析物分子或颗粒的位置数目。
9.权利要求1或2的方法或系统，其中当含有至少一个分析物分子或颗粒的所述位置的百分比是小于约80%、小于约75%、或小于约70%、小于约65%、或小于约60%时，所述流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度至少部分基于含有至少一个分析物分子或颗粒的位置数目。
10.权利要求1或2的方法或系统，其中当含有至少一个分析物分子或颗粒的所述位置的百分比是大于约30%、大于约35%、大于约40%、或大于约45%时,所述流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度至少部分基于指示多个分析物分子或颗粒存在的至少一种信号的强度水平。
11.权利要求1或2的方法或系统，其中当含有至少一个分析物分子或颗粒的所述位置的百分比是大于约60%、大于约65%、大于约70%、或大于约75%时,所述流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度至少部分基于指示多个分析物分子或颗粒存在的至少一种信号的强度水平。
12.权利要求1或2的方法或系统，其中当含有至少一个分析物分子或颗粒的所述位置的百分比是约30%-约50%、或约35%-约45%、或约40%时，所述流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度是至少部分基于含有至少一个分析物分子或颗粒的位置数目的流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度，和至少部分基于指示多个分析物分子或颗粒存在的至少一种信号的强度水平的流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度的平均值。
13.权利要求1或2的方法或系统，其中当含有至少一个分析物分子或颗粒的所述位置的百分比是约60%-约80%、或约65%-约75%、或约70%时，所述流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度是至少部分基于含有至少一个分析物分子或颗粒的位置数目的流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度，和至少部分基于指示多个分析物分子或颗粒存在的至少一种信号的强度水平的流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度的平均值。
14.权利要求3的方法或系统，其中当含有至少一个捕获目标的所述位置的百分比是小于约40%、小于约35%、或小于约30%时，所述位置含有与至少一个分析物分子或颗粒连接的捕获目标，所述流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度至少部分基于含有至少一个分析物分子或颗粒的位置数目。
15.权利要求3的方法或系统，其中当含有至少一个捕获目标的所述位置的百分比是小于约80%、小于约75%、或小于约70%时，所述位置含有与至少一个分析物分子或颗粒连接的捕获目标，所述流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度至少部分基于含有至少一个分析物分子或颗粒的位置数目。
16.权利要求3的方法或系统，其中当含有至少一个捕获目标的所述位置的百分比是大于约30%、大于约35%、大于约40%、或大于约45%时,所述位置含有与至少一个分析物分子或颗粒连接的捕获目标，所述流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度至少部分基于指示多个分析物分子或颗粒存在的至少一种信号的强度水平。
17.权利要求3的方法或系统，其中当含有至少一个捕获目标的所述位置的百分比是大于约60%、大于约65%、大于约70%、或大于约75%时,所述位置含有与至少一个分析物分子或颗粒连接的捕获目标，所述流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度至少部分基于指示多个分析物分子或颗粒存在的至少一种信号的强度水平。
18.权利要求3的方法或系统，其中当含有至少一个捕获目标的所述位置的百分比是约30%-约50%、或约35%-约45%、或约40%时，所述位置含有与至少一个分析物分子或颗粒连接的捕获目标，所述流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度是至少部分基于含有至少一个分析物分子或颗粒的位置数目的流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度，和至少部分基于指示多个分析物分子或颗粒存在的至少一种信号的强度水平的流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度的平均值。
19.权利要求3的方法或系统，其中当含有至少一个捕获目标的所述位置的百分比是约60%-约80%、或约65%-约75%、或约70%时，所述位置含有与至少一个分析物分子或颗粒连接的捕获目标，所述流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度是至少部分基于含有至少一个分析物分子或颗粒的位置数目的流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度，和至少部分基于指示多个分析物分子或颗粒存在的至少一种信号的强度水平的流体样品中的分析物分子或颗粒的浓度量度的平均值。
20.权利要求2或3的方法，其进一步包括至少一次本底信号测定。
21.权利要求2或3的方法，其中所述流体样品中的分析物分子的浓度量度至少部分基于测量的参数与校准曲线的比较。
22.权利要求2或3的方法，其中所述校准曲线至少部分通过测定至少一种校准因素形成。
23.权利要求16的方法，其中所述校准因素使用校准样品进行测定，其中包含与至少一个分析物分子连接的捕获目标的所述位置的百分比是约30%-约50%。
24.权利要求2或3的方法，其中所述流体样品中的分析物分子的浓度量度至少部分基于泊松分布调整。
25.权利要求3的方法，其中所述多个捕获目标包含多个珠。
26.权利要求2或3的方法，其中含有至少一个分析物分子的所述位置的数目使用光学技术进行测定。
27.权利要求20的方法，其中所述光学技术包含CCD检测器的使用。
28.权利要求1、2或3的方法或系统，其中所述多个位置包含多个反应容器。
29.权利要求22的方法或系统，其中所述多个反应容器在纤维光学束的末端上形成。
30.权利要求22的方法或系统，其进一步包括密封多个反应容器。
31.权利要求22的方法或系统，其中所述多个反应容器的平均容积是约10阿升-约 100皮升、或约I飞升-约100飞升、或约I飞升-约I皮升、或约I微米-约10微米。
32.权利要求2或3的方法或系统，其中所述流体样品中的分析物分子或颗粒浓度小于约50Χ1(Γ15Μ、或小于约40Χ1(Γ15Μ、或小于约30Χ 1(Γ15Μ、或小于约20X 10_15Μ、或小于约 IOX 10_15Μ、或小于约、或小于约I X IO^15Mo
33.权利要求2或3的方法或系统，其中在指认步骤中所述指认的位置的百分比是至少约5%、或至少约10%、或至少约20%、或至少约30%、或至少约40%、或至少约50%、或至少约 60%、或至少约70%、或至少约80%、或至少约90%的位置总数目。
34.权利要求2或3的方法，其中所述分析物分子或颗粒是蛋白质或核酸。
35.权利要求2或3的方法，其进一步包括执行至少一个洗涤步骤。
36.权利要求2或3的方法或系统，其中所述分析物分子或颗粒包含酶促组分。
37.权利要求2或3的方法或系统，其中所述分析物分子在这样的条件下暴露于至少一种结合配体，从而使得基本上所有分析物分子与至少一种结合配体连接。
38.权利要求37的方法，其中所述至少一种结合配体包含酶促组分。
39.权利要求37的方法，其进一步包括将所述分析物分子或颗粒暴露于前体标记试剂。
40.权利要求39的方法，其中所述前体标记试剂在暴露于所述酶促组分后转换为标记试剂。
41.权利要求40的方法，其中在位置上的所述分析物分子或颗粒的存在通过测定至少一种前体标记试剂的存在进行测定。
全文摘要
本发明描述的是扩大用于测定流体样品中的分析物分子或颗粒浓度的分析测定法和系统的动态范围的系统和方法。在一些实施方案中，方法包括将流体样品中的多个分析物分子空间隔离到多个位置内。可以指认位置的至少一部分，以测定包含至少一种分析物分子的所述位置的百分比。至少部分基于该百分比，使用模拟、基于强度的检测/分析方法/系统和/或数字检测/分析方法/系统，可以测定流体样品中的分析物分子的浓度的量度。在一些情况下，测定法可以包含多个捕获目标的使用。
文档编号G01N33/543GK103026232SQ201180021686
公开日2013年4月3日 申请日期2011年3月1日 优先权日2010年3月1日
发明者D·M·里森, D·弗尼尔, D·C·杜菲 申请人:匡特里克斯公司