CN103261441B - 分析装置 - Google Patents

分析装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103261441B
CN103261441B CN201180059831.0A CN201180059831A CN103261441B CN 103261441 B CN103261441 B CN 103261441B CN 201180059831 A CN201180059831 A CN 201180059831A CN 103261441 B CN103261441 B CN 103261441B
Authority
CN
China
Prior art keywords
binding partners
capillary tube
sample
immobilized
analyte
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201180059831.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103261441A (zh
Inventor
S·J·明特尔
G·帕措斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leiwo Lukin Co Ltd
Original Assignee
Revolugen Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Revolugen Ltd filed Critical Revolugen Ltd
Publication of CN103261441A publication Critical patent/CN103261441A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103261441B publication Critical patent/CN103261441B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54366—Apparatus specially adapted for solid-phase testing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/558—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor using diffusion or migration of antigen or antibody
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54306—Solid-phase reaction mechanisms

Abstract

一种用于确定液体样品中存在或可能存在的分析物的存在和/或量的分析装置（1），所述装置包括：（i）毛细管（2），所述毛细管具有引入待分析样品并使待分析样品通过毛细作用沿所述毛细管转移至所述毛细管的下游区域的上游区域（3）；（ii）一组第一结合伴侣（5），所述第一结合伴侣（5）固定化在所述毛细管（2）内，且能够特异性地与所述分析物结合；（iii）一组第二结合伴侣（6），所述第二结合伴侣（6）可置换地与部分所述第一结合伴侣（5）结合，由此使得固定化在所述毛细管内的第一结合伴侣（5）游离出来，所述第二结合伴侣（6）带有标记并且能够被待检测的分析物从所述第一结合伴侣（5）上置换；以及（iv）检测区域（4），所述检测区域适于转移至所述毛细管的下游区域的样品的需要，所述检测区域适于由转移至下游区域的被置换的第二结合伴侣（6）上的标记产生可检测信号。

Description

分析装置
技术领域
本发明涉及用于在确定液体样品中特定分析物的存在和/或量的分析装置。本发明特别（但不是唯一）适用于生物样品的分析，且特别适用于医学诊断应用。该装置可用于例如分析来自患者的液体样品（例如体液，如血液、尿液、脑脊液（CSF）或痰液，或例如通过均质化由组织制得的液体样品），以确定分析物（例如人体的外源生物体（细菌、寄生虫或病毒等））的存在和/或量，或确定特定类型的细胞（如肿瘤细胞）的存在，由此提供对医学病症的诊断。
背景技术
当然，医学诊断是相当复杂的科学。医院、医生和其他医疗中心通常每天要对大量来自患者的样品（如血液、尿液、CSF、组织和痰液）进行医学诊断。许多这样的诊断需要从患者采集样品，并送到实验室（也可能是在医疗中心内部）进行分析处理。仅作为示例，由接受过培训的工作人员基于PCR结果在集中式的实验室进行的方法是可取的。这种方法往往需要对所获得的结果进行解析（特别当测试系统为qPCR时更是如此）；并且，如果没有正确执行测试过程就可能导致错误的结果，因为任何核酸扩增系统都有可能产生错配，一旦发生错配就可能形成放大的阴性（失败）信号结果。此外，这类方法往往需要漫长的凝胶显影步骤或柱分离步骤来得到结果，这可能也需要有经验的解析人员。因此，从样品采集到医师获得可用的结果再开处方以进行任何必要的治疗之间，可能会花费相当长的时间。
发明内容
因此，本发明的目的是避免或缓解上述缺陷。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于确定经处理的液体样品中存在或可能存在的分析物的存在和/或量的分析装置，所述装置包括：
（i）毛细管，所述毛细管具有引入待分析样品并使待分析样品通过毛细作用沿所述毛细管转移至所述毛细管的下游区域的上游区域；
（ii）一组第一结合伴侣，所述第一结合伴侣固定化在所述毛细管内，且能够特异性地与所述分析物结合；
（iii）一组第二结合伴侣，所述第二结合伴侣可置换地与部分所述第一结合伴侣结合，由此使得固定化在所述毛细管内的第一结合伴侣游离出来，所述第二结合伴侣带有标记并且能够被待检测的分析物从所述第一结合伴侣上置换；以及
（iv）检测区域，所述检测区域适于转移至所述毛细管的下游区域的样品的需要，所述检测区域适于由转移至下游区域的被置换的第二结合伴侣上的标记产生可检测信号。
根据本发明的第二方面，提供了一种分析液体样品的方法，以确定样品中存在或可能存在的分析物的存在和/或量，所述方法包括以下步骤：
（a）提供毛细管，所述毛细管具有固定化在所述毛细管内的一组第一结合伴侣，所述第一结合伴侣能够特异性地与所述分析物结合，所述毛细管还整合有一组第二结合伴侣，所述第二结合伴侣可置换地与部分所述第一结合伴侣结合，由此使得固定化在所述毛细管内的第一结合伴侣游离出来，所述第二结合伴侣带有标记并且能够被待检测的分析物从所述第一结合伴侣上置换；
（b）使液体样品从所述毛细管的上游端流向所述毛细管的下游端；以及
（c）在所述毛细管的下游端检测标记的存在。
在下文的描述中，关于本发明的分析装置（即“第一方面”）的特征描述都应被认为可适用于本发明的方法（“第二方面”），反之亦然。
本发明的分析装置能够检测样品中存在或可能存在的特定分析物的存在和/或量，而不会给出“假阳性”的结果。本发明基于使用了固定化的第一结合伴侣以及与第一结合伴侣可置换地结合的第二结合伴侣。第一结合伴侣有两个重要特征。第一个特征是它们对待测定的分析物具有高度特异性。第二个特征是固定化的第一结合伴侣中有一部分（小于100%）可置换地结合有带标记的第二结合伴侣。假设待分析的样品中含有特定的目标分析物，然后该分析物会把第二结合伴侣从（固定化的）第一结合伴侣上置换下来，然后它们（第二结合伴侣）通过毛细管流转移到检测区域中，在所述检测区域中标记将导致可检测信号的产生。检测到信号则确认了特定分析物存在于样品中。与此相反，如果样品中不存在特定分析物，（至少在理想情况下），第二结合伴侣不会从（固定化的）第一结合伴侣上被置换下来，这样在检测区域中也就不会产生信号。然而，实践中，在待分析的样品（并不含待研究的特定分析物）中的一个或多个组分也能较低概率地置换一部分第二结合伴侣。如果发生这种情况，被置换下来的第二结合伴侣将被另一部分未结合第二结合伴侣的固定化的第一结合伴侣所“捕获”。因此在这种情况下，虽然第二结合伴侣存在一些初始的置换，但是它们不会到达检测区域，因此也不会产生信号。在目前所描述的理想情况下，假定带标记的第二结合伴侣只有被目标分析物置换时才能到达检测区域。但是，我们并不排除带标记的第二结合伴侣被样品中除目标分析物以外的其他组分置换时最终也到达检测区域的可能性。在这种情况下，可以设想两种可能性。第一种可能性是样品确实含有目标分析物，在这种情况下，由被目标分析物置换的带标记的第二结合伴侣所产生的信号将远远大于由被“非目标”分析物置换的带标记的第二结合伴侣所产生的任何信号。第二种可能性是样品中不含有目标分析物，在这种情况下，任何被“非目标”分析物置换的带标记的第二结合伴侣只会产生很低水平的信号。考虑到这两种可能性之后，只要设定仅检测高于某一特定强度的信号和/或设置对照毛细管（见下文），用“分析毛细管”的检测区域产生的信号值“减去”对照毛细管的检测区域产生的信号值，就可以得到分析毛细管的净信号。由此就可以避免“假阳性”结果。
本发明的分析装置特别适用于含水样品的分析，并且特别适用于医学样品（如血液、痰液、CSF或尿液）的分析，以确定其中是否存在目标分析物，所述目标分析物可能是提供样品的患者患有某种特定医学病症的指征。如果有必要，该医疗样品进行分析之前先进行标准的裂解处理，尤其是当目标分析物是核酸时（见下文）。可选择地或附加地，可用水或缓冲液（如PBS）稀释样品以降低其粘度，从而使样品可以在毛细管中流动。
在本发明的优选实施方式中，所述装置还附加地包括对照毛细管，一部分样品被引入所述对照毛细管并通过毛细作用沿所述对照毛细管被转移至所述对照毛细管的下游区域。这样的实施方式将进一步包括检测区域，用于检测转移至所述对照毛细管下游区域的样品。在该实施方式中，所述对照毛细管不具有第二结合伴侣。为了确定分析结果，可以将“分析”毛细管和“对照毛细管”的检测区域进行对比，以确定“分析”毛细管所产生的净信号。
优选10-90mol%，更优选50-70mol%的所述第一结合伴侣上结合有第二结合伴侣。
通常在所述毛细管中存在至少10μmol的第一结合伴侣。理想情况下，在毛细管中的第二结合伴侣的分子数比样品中的目标分子数多，否则产生的信号可能达平衡（plateau）（如参考下图1所作的解释）。
优选地，所述第一结合伴侣共价固定在所述毛细管内。
所述第一结合伴侣和第二结合伴侣可以采取多种形式。因此，在本发明的一个实施方式中，（固定化的）第一结合伴侣可以包括核酸序列，且带标记的第二结合伴侣可以包括与它杂交的核酸序列。所述核酸序列可以包括DNA，RNA，mRNA或PNA（肽核酸）序列。固定化的核酸序列可以选自能够与可能存在于待测样品中的目标核酸序列（的至少一部分）特异性杂交的序列中的一种。因此，理想地，第一结合伴侣应具有能够与目标核酸序列的特征性序列完全互补的序列。然而，通常优选的是，固定化的核酸序列与带标记的核酸序列之间有一定程度的错配。这将保证带标记的核酸能够被目标核酸从固定化的核酸上置换下来。通常，固定化的核酸与带标记的核酸之间的序列同源性至少为60%，但通常小于100%。
在样品来自患者的情况下（如血液、尿液CSF或痰液），所述目标核酸可以是所述患者可能感染的特定生物体（如细菌、寄生虫或病毒）的特征性核酸。因此，在这种情况下，测试的过程就是诊断患者是否被该生物体感染的过程。目标核酸序列可以例如存在于染色体或质粒DNA中。或者，核酸也可以是恶性组织（肿瘤细胞）的特征性核酸。
本发明的分析装置可用于通过测试取自患者的样品中是否存在特定的核酸序列（医学病症的特征性核酸序列）来对多种医学病症进行诊断。仅仅为了举例说明，所述分析装置可以是用于测定是否存在脑膜炎奈瑟氏菌（Neisseriameningitides），已知这种生物体会导致脑膜炎和其他形式的脑膜炎球菌疾病。在这种情况下，固定化的寡核苷酸（即“第一结合伴侣”）可以选自：
ATTTTAATTACGAAGGCTACGCATT;
GGGACACCCGCGAAGTTTTGGAAGC;
CTGTCAGTTGTCTCGTGCATTGTCA;
GTTGCGGGCTGTTGCGTCGGAAACC;
ATGGATAAGCGCGACCAGTTCGCCG;
GATGTGTTTGGCAATCATGGCTTG;
CACAAGTGATGCGTCCGAGCGTAA
再举一个例子，所述检测装置可以用于诊断患者体内是否存在衣原体，在这种情况下，固定化的寡核苷酸可以选自：
GAGAACCAGACTAAAGTTTCAA
AAAAAACGGTCAAAGCGGAGTC
ACAGATACTGCCTTCTCTTGG
ATCTGCAGCAGGTTTCGTGG
CAGGCTGCGTGGCGTTTT
ACAAAATCTTCTGATTTTAATACAGC
TCTTTTTCCTAACACCGCTTTGAA
AACACTGCTTTGGATCGAGCTGTG
作为使用核酸序列的一种替代，所述第一结合伴侣可以包括抗体，且所述第二结合伴侣可以包括带标记的抗原或带标记的抗原/抗体复合物。形成第一结合伴侣的固定化的抗体特异性针对待测样品中可能存在的目标抗原。所述固定化的抗体可以例如为单克隆抗体。适用于本发明的单克隆抗体的非限制性实例详细说明如下。
1.来自Fitzgerald的克隆号为M2110184的抗体，该抗体特异性针对淋病奈瑟氏菌（NeisseriaGonorrhoeae），而对脑膜炎奈瑟氏菌（Neisseriameningitides）、沙眼衣原体（Chlamydiatrachomatis）或其他奈瑟氏菌属的物种不表现出任何反应活性。
2.来自Fitzgerald的10C13A抗体，该抗体特异性针对沙眼衣原体。
在（2）的情况下，所述第二结合伴侣例如为抗原和带标记的单克隆抗体（例如带标记的单克隆抗体M4020311（Cat#10-C13A））的复合物。在这种情况下，被目标分析物（如果样品中存在）置换下来的第二结合伴侣为抗原和带标记的单克隆抗体的复合物。
可以从其他供应商处商购获得许多其他的抗体，以覆盖多种病原体。
另一种可能性是：本发明的分析装置可以通过生物体表面存在特定聚糖的特点而检测特定的生物体（如细菌）。凝集素是聚糖结合蛋白。凝集素和聚糖都存在于细胞（哺乳动物、细菌）的表面、病毒、原生动物、蓝细菌等。具有凝集素活性的蛋白质有不同的名称，如对于哺乳动物细胞，称为半乳凝素、选择素；对于细菌细胞，称为粘附素；对于病毒，称为血凝素。植物也是不同家族凝集素（数千个成员）的丰富来源，植物凝集素可以很容易地被纯化并可以用于细胞糖分型（glycophenotyping）。
在通过生物体表面存在特定凝集素（例如对于细菌就是粘附素）的特点来检测特定生物体的装置中，所述固定化的第一结合伴侣可以是多糖，所述多糖能够与所述生物体的表面凝集素结合，且与第一结合伴侣可置换地结合的带标记的第二结合伴侣可以为（例如）植物凝集素，所述植物凝集素可以与所述多糖结合，但也能够被细胞凝集素的更强结合所置换。
为了检测从所述第一结合伴侣上被置换下来并到达检测区域的第二结合伴侣上的标记，可以在检测区域中设置能够与所述标记相互作用而产生可检测信号的试剂系统。所述第二结合伴侣上的标记可以是酶，且所述（检测区域中的）试剂系统可以包括酶的底物。或者（虽然不太优选），所述试剂系统可以包括酶，且所述标记是酶的底物。在本发明的另一个实施方式中，所述标记可以为“直接”标记，即，它本身就能够提供信号，而不再需要试剂系统来产生信号。
在本发明特别优选的实施方式中，所述可检测信号是光信号，最优选是颜色变化。可以通过已知本身类型的检测设备来检测检测区域中的颜色变化。这样的设备可以是一个检测反射光或透射光以确定颜色变化的设备。如果所述分析装置包括带有相关检测区域的“对照”毛细管，那么检测设备就可以对“分析”毛细管和“对照”毛细管的检测区域都进行测量，且将结果进行比较即可确定分析毛细管产生的净变化。
可以用于实现本发明的发明目的的标记的实例包括下表（表1）所示的标记：
表1
根据本发明的装置通常可以由基质（substrate）（优选聚碳酸酯）制备，所述基质被制成具有上方开口（open-topped）的通道，（覆盖时）所述通道提供了毛细管通路。所述基质可以经过处理以影响第一结合伴侣的固定化，然后将所述通道覆盖后形成所述毛细管通路。
优选的是所述第一结合伴侣共价结合在所述毛细管内。
可以使用各种固定化化合物（immobilisationchemistries）。在本发明的优选实施方式中，对基质的表面进行处理，以使其具有与基质表面通过连接基团连接的游离巯基（-SH），然后所述游离巯基可以与待固定化的结合伴侣的氨基反应。在基质是聚碳酸酯的情况下，可以设置初始的硝化反应（以使得聚碳酸酯的芳香基团硝化），然后由后续的还原反应将硝基转换为氨基。这些氨基随后可以与一端具有亚烷基而另一端具有能与氨基反应的巯基的化合物发生反应。这类化合物已被例如US2009/0181442公开。
可用的固定化合物的另一实例公开于US-A-5910406（Tepnel）中。
附图说明
下面将参考附图，仅通过举例的方式进一步描述本发明，附图中：
图1示意性地显示了根据本发明的第一实施方式的分析装置；
图2示出了使用图1中所示的装置检测样品中的目标核酸；
图3示出了图1中所示的装置避免分析过程中的“假阳性”的方式；
图4示意性地显示了根据本发明的第二实施方式的分析装置；
图5是根据本发明的第三实施方式的分析装置的示意图；
图6示意性地显示了用于生产根据本发明的分析装置的模具；
图7示出了本发明的另一实施方式；
图8示意性显示了根据本发明的分析装置的另一实施方式的平面图和侧视图。
具体实施方式
首先，参见图1，图1示意性地显示了根据本发明的分析装置1的一个实施方式，所述分析装置1用于分析液体样品以确定其中是否存在具有特定碱基序列的核酸（“目标核酸”）。所述液体样品例如可以是来自患者的体液样品（例如血液、尿液、CSF、痰液或拭液（smear），任一样品都可以根据需要稀释至适当的粘度），或者可以是从患者的组织活检（例如通过均质化）中获得的样品。对样品测试的目的可以是检测可能存在的外源生物体（如细菌、寄生虫或病毒），所述外源生物体具有该生物体特有的特定核酸序列。
图1所示的装置1包括毛细管2（具有毛细管孔2a），所述毛细管2的上游端连接有样品接收台3，下游端具有检测区域4。通常，毛细管孔2a的横截面尺寸在0.1-0.5mm的范围内。样品接收台3和检测区域例如，可以包括吸收性材料的垫，例如Whatman滤纸或WhatmanGF/B级玻璃微纤维滤器，被缓冲液（例如磷酸盐缓冲液）渗透而保持特定的pH值特性。如果分析装置被计划用于检测核酸，则所述垫可以含有杂交缓冲液（例如2×SSC（300mM氯化钠、30mM柠檬酸钠））。可以添加甲酰胺以降低杂交的严格性（例如<50%）。这样的设置是使得从样品接收台3引入的液体样品能够通入毛细管孔2a的上游端，然后沿着它通过毛细作用到达检测区域4。
在毛细管孔2a的上游区域设置有一组通过共价键固定化在毛细管孔2a的壁上的单链寡核苷酸5（“第一结合伴侣”）。这些寡核苷酸的序列与待测样品中的目标核酸的序列（例如，所述核酸是特定细菌或病毒的特征性核酸）具有100%的同源性（因此能够与目标核酸特异性杂交）。为简单起见，所述寡核苷酸5以单一线状沿毛细管孔2a的内部排列，但是应该理解的是，在实践中，寡核苷酸5是沿毛细管孔2a的壁周和纵向布置的。通常，所述寡核苷酸包括15-40个碱基的序列。它们可以通过其5'或3'末端与毛细管结合。已知有许多这样的能够特异性结合生物体的特征性核酸的寡核苷酸序列，且可以从例如Genbank的数据库中获得，故在此不再赘述，但是在本说明书中其他地方还是给出了一些具体的实例。
所述寡核苷酸5可以分布在所述毛细管孔2a大约前25%的长度上，但其它的长度值也是可能的，一般在10-90%的范围内。
毛细管孔2a内还设置有一组带标记的单链寡核苷酸6（“第二结合伴侣”），所述标记用符号“*”表示。
带标记的寡核苷酸6与固定化的寡核苷酸5有一定的序列同源性（通常至少60%，但一般小于100%），并且如图1所示地与固定化的寡核苷酸5杂交。这就是说，带标记的寡核苷酸6的数量只是固定化的寡核苷酸5的一部分。通常情况下，该部分在10%-90%（按摩尔比计）的范围内。所有带标记的寡核苷酸6均与固定化的寡核苷酸5杂交（所述装置中不含游离的带标记的寡核苷酸6），但是存在亚组（sub-collection）的固定化的寡核苷酸5是“游离”的，也就是说，它们没有与带标记的寡核苷酸6杂交。这部分“游离”的固定化的寡核苷酸5对所述装置避免“假阳性”十分重要。下文会对这种避免“假阳性”的方式进行更详细地描述。
仅为了解释的目的，未与带标记的寡核苷酸6杂交的固定化的寡核苷酸5的亚组显示为位于其他固定化的寡核苷酸（即已与带标记的寡核苷酸6杂交的寡核苷酸）的下游。
上文简单地提到了检测区域4。在该检测区域4中，提供有试剂R，它可以与带标记的寡核苷酸6上设置的标记“*”相互作用，而产生可检测信号。因此，例如，带标记的寡核苷酸6上的标记“*”可以是酶，而检测区域整合有酶的底物，酶和底物的组合促使可检测信号的产生。虽然图1中未示出，但是检测台4连接有检测设备，所述检测设备能够检测由寡核苷酸6上所带的标记和检测区域4中的试剂相互作用所产生的信号的类型。在本发明的优选实施方式中，所产生的信号为光信号，优选为颜色变化。可以通过反射光、发射光或透射光的方式来实现颜色变化的检测。
检测区域4可以采用各种形式。因此，例如该区域可以包括经试剂R浸渍的吸收性材料。然而，在本发明的更优选的实施方式中，所述检测区域包括含有液态或冻干的试剂R的孔等。在该优选的实施方式中，所述装置被设计为到达毛细管通路末端的液体被排到孔中，从而使得任何被置换的结合伴侣上的标记可以与试剂R发生反应，并产生用于检测的颜色变化。
现在，参照图2，来说明图1所示的分析装置1用于测定待测液体样品中是否含有特定分析物的工作方式（在这种情况下特定分析物为具有特定序列的核酸），图2中与图1中相同的附图标记指代相同的特征部件。对于图2，假定待测液体样品10取自被含有目标核酸的特定生物体感染的患者，所述分析装置1的目的是检测是否存在该核酸（由附图标记11示意性地示出），由此确认患者是否被该生物体感染。因此，固定化的寡核苷酸5与待检测的核酸链11具有序列同源性。
如图2所示，待分析的液体样品以液滴形式加入样品接收台2，并从那里传递到毛细管2的上游端然后进入检测区域4，如箭头所示。
核酸链11会将带标记的寡核苷酸6从它们所杂交的固定化的寡核苷酸5上置换下来。下列事实确保了这一置换：由于带标记的寡核苷酸6与固定化的寡核苷酸5不具有100%的序列同源性，因此会被存在于样品中的与固定化的寡核苷酸5具有100%的同源性序列的目标核酸所置换。这样，目标核酸链11就与固定化的寡核苷酸5杂交，如图所示。
被置换的带标记的寡核苷酸6被毛细管2中的毛细管流带动，经过一组固定化的寡核苷酸5的下游端到达检测区域4，在检测区域4处（寡核苷酸6上的）标记和检测区域4处提供的（能够与标记相互作用的）试剂一起作用产生可检测信号，可检测信号的生成证实了待测样品中核酸链10的存在。在本发明优选的实施方式中，所述标记和试剂一起相互作用而产生通常表示为12的光信号，所述光信号的发射或产生可以以电子方式检测以确认诊断结果。
所产生的信号的强度取决于带标记的寡核苷酸6的分子数量相比于样品中的目标核酸的分子数量，前提是后者不超过前者。为了简化解释的目的，参考如图1所示的分析装置1，其中有9个带标记的寡核苷酸6。如果分析物含有例如四个目标核酸链，然后（在理想情况下）将会有四个带标记的寡核苷酸6到达检测区域4。同样地，如果待分析的样品中含有例如七个目标核酸链，就相应地将会有七个带标记的寡核苷酸6到达检测区域，从而就会产生比样品中含有四个目标核酸链的情况更强的信号。同样地，样品中含有九个目标核酸链，然后将会有九个带标记的寡核苷酸6到达检测区域，从而就会产生比前两种情况更强的信号。如果样品中含有九个以上的目标核酸链，仍然将会“只有”九个带标记的寡核苷酸到达检测区域。因此，可以理解的是，带标记的寡核苷酸6的数目应该是“量身定做（tailored）”的，以超过预期目标核酸链的最大数目，特别是将所述分析装置用于定量分析时。
所述装置的非常重要的特点是它不会产生“假阳性”结果的能力（即：当样品中不含有所述核酸时，检测结果表明被检测的样品中含有该核酸）。这一重要特点归因于（在初始的分析装置中）还存在未与带标记的寡核苷酸6杂交的固定化的寡核苷酸5。这一优势示意性地如图3所示，假设所分析的样品中含有核酸12，它不是特定的目标核酸10，并且样品中不存在这样的核酸10。在这种情况下，所述核酸12有可能会将一部分带标记的寡核苷酸6从它们最初所杂交的固定化的寡核苷酸5上置换下来。然而，这些被置换的带标记的寡核苷酸6将被初始未与带标记的寡核苷酸6杂交的固定化的寡核苷酸5的亚组所捕获。从统计学角度看，核酸12置换带标记的寡核苷酸6的可能性是比较低的（虽然不为零）。因此，从整体上看，很可能任何被置换的带标记的寡核苷酸6都会被固定化的寡核苷酸5重新捕获并留在那里，从而不会到达检测区域4。结果，不会在该区域产生信号，从而避免了假阳性。
通常，固定化的寡核苷酸5的数量要多于预期的待测样品中所含的目标核酸序列10的链的数量。通常情况下，与带标记的寡核苷酸6杂交的固定化的寡核苷酸5部分的比例为50-90%。
所述寡核苷酸5和6可以为但不限于DNA、RNA、mRNA或PNA。图中所示的装置可用于各种医学病症的检测，所述医学病症的特征在于取自患者的样品中存在特定的核酸序列。因此，例如，所述装置可被用于确定取自患者的样品中是否存在特定的细菌。作为这种可能性的拓展，所述装置也可以用于测试细菌是以“存活”还是“死亡”的形式存在。对于固定化的寡核苷酸5和带标记的DNA寡核苷酸6，使用适当的DNA序列可用于确定样品中是否存在所述细菌，但不能指示所述细菌是以“存活”还是“死亡“的形式存在。对于固定化的寡核苷酸5和带标记的mRNA寡核苷酸6，使用适当的mRNA序列可用于确定所述细菌是以“存活”的形式存在于所述样品中，因为由mRNA捕获产生的阳性信号确认了所述细菌是活菌，也就是说，它正在生产蛋白质，由此可以区分“存活”和“死亡”形式的细菌。阴性mRNA结果表明这种细菌不是活菌。因此，用两个测试才能确定细菌是否存在以及它是否仍有活性。
现在，参照图4，图4示出根据本发明的分析装置的另一实施方式。该实施方式意在检测取自患者的样品中是否存在特定的抗原，为此，（图1装置中的）固定化的寡核苷酸5被替换为固定化的抗体45，（图1装置中的）带标记的寡核苷酸6被替换为带标记的抗原46，装置41还包括毛细管42（具有毛细管孔42a）、样品接收台43和检测区域44，它们分别等同于图1装置中的毛细管2、样品接收台3和检测区域4。所述抗体46特异性针对取自患者的样品中的待检测抗原。所述带标记的抗原46与被检测样品中的抗原是相同的（除了它们的标记）。所述固定化的抗体45和带标记的抗原46的相对数量可以与有关图1的讨论中的固定化的寡核苷酸5和带标记的寡核苷酸6的相对数量一样。
图4所示的分析装置41可用于检测特定的疾病，所述疾病的特征在于在取自患者的样品中存在特定的抗原（例如病毒）。图1所示的装置的进一步应用是监测被用于治疗由特定细菌或病毒引起的感染的特定治疗方法的有效性。在这种情况下，所述装置是用于定量测定在一段时间内取自接受检查的患者的样品中的特定抗原的相对量（升高、降低等）。如果检测到的信号强度随时间的推移而下降，则证实了所述抗原的量随时间增加而减少，从而可以确认治疗的有效性。
有可能会有这样的情况：通过根据本发明的装置进行分析的待测生物样品中含有外源物质，在经过固定化的寡核苷酸5和带标记的寡核苷酸6（对于图1所示的装置）或固定化的抗体45和带标记的抗原46（对于图4所示的装置）的区域之前，最好从所述液体样品中去除所述外源物质。同时，可以在将样品加至样品接收台之前进行一些样品的预处理步骤，图5中示出了对所示装置的方便的修饰方式，这可以避免上述单独的样品预处理步骤。图5所示的设置可以应用于图1所示的分析装置或图4所示的分析装置41。然而为了方便起见，将主要根据图1来描述这种设置，与图4对应的部分在括号中示出。在图5的装置1（41）中，存在样品处理区域51，其设置在样品接收台3（43）和毛细管2（42）的上游端之间。样品处理区域51具有被选定用于对样品进行特定处理的柱基质52，所述样品从样品接收台1（41）经过毛细管53和54进入毛细管2（42）中。所述“柱基质”可以为例如，离子交换树脂（取决于样品的性质，所述柱基质可以为阴离子交换树脂或者阳离子交换树脂）或分子筛（sizeexclusion），例如为仅能够滞留颗粒和盐的SephadexG10基质。
虽然图1-5仅参考单一的毛细管2（图1）或42（图4）描述了本发明，但是通常情况下还结合有“对照毛细管”，所述对照毛细管中未设置固定化的“第一结合伴侣”（如寡核苷酸5或抗体45）或“带标记的第二结合伴侣”（即带标记的寡核苷酸6或带标记的抗原46）。使用毛细管2或42进行分析时可以平行地进行“对照毛细管”分析，并将两个毛细管的检测区域所得的结果进行比较，以得到由“分析”毛细管和“对照”毛细管所产生的信号的差异。
图6示出了模具体（mouldedbody）61，该模具体61用于制备根据本发明的具有“分析”毛细管和“对照”毛细管的分析装置。模具体61通常为长方体的构型，具有主面（majorface，图6中所示的上表面），由两个上方开口的通道62a和62c、单一孔（singlewell）63和两个另外的孔64形成。通道62a用于形成“分析”毛细管，通道62c用于形成“对照”毛细管。孔63被设置在通道62a和62c的上游端，并通过这两个通道分别与孔64中的其中之一相连。应当理解的是，孔63和孔64用于形成样品接收台3和两个检测区域4（一个对应“分析”毛细管，另一个对应“对照”毛细管）。
模具体61是由光学透明的塑料材料（优选聚碳酸酯）形成。使用聚碳酸酯使模制的塑料装置中在用于形成检测区域的孔64处形成光学透明区域（如上文所述）。在使用模具体61制备根据本发明的图1中所示的装置的第一个步骤中，必须对模具体61（特别是它上方开口的通道62a和62c）进行彻底的清洗，以去除所有残留的脱模剂或其他污染物（特别是疏水性污染物），因为这些残留的物质可能会阻碍最终由上方开口的通道62a和62c形成的毛细管中的水性液体的流动。可以用水和洗涤剂完成所述洗涤。仅作为示例，所述通道可以用SDS（1-10%溶于蒸馏水中）进行洗涤，在氮气气氛下干燥，随后用水和无水乙醇洗涤，最后在氮气气氛下干燥。
在彻底清洗模具体61后（假设用于制备图1中所示的装置），可以在上方开口的通道内设置固定化的寡核苷酸5和带标记的寡核苷酸6。为此，可以对通道62a的表面（或至少准备用于固定化寡核苷酸5的区域的表面）进行处理，以在其表面提供环氧基团。例如，这可以通过使用具有下式的环氧丙氧基化合物（glycidoxycompound）进行处理来实现：
其中R为1至4个碳原子的烷基，R1为亚烷基残基。最优选地，R是甲基，R1是-(CH2)3-。
仅作为示例，以下过程可用于通过寡核苷酸的5’端来固定化寡核苷酸。
向通道中加入5-20μl的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷（3-glycidoxypropropyltrimethoxysilane），在氮气气氛中于50℃下保持3小时。随后，在氮气气氛下用无水甲醇和无水乙醚洗涤通道。然后在氮气气氛中于50℃下进行2小时以上的交联。可以用20μl的溶于吡啶的三甲基氯硅烷（trimethylchlorosilane）或类似的无水溶剂的溶液，在室温下处理2小时以封闭游离的羟基。然后如上所述地洗涤所述通道。用带有5'-碘-5'-脱氧胸苷的寡核苷酸与三苯基甲基硫醇钠（sodiumtriphenylmethylmercaptile）在DMF中反应，以产生S-三苯甲基化合物。该化合物进一步在DCM中与二异丙基氨基四唑（diisopropylammotetrazolide）和2-氰乙氧基双N,N-二异丙基氨基磷酸酯（2-cyanoethoxybisN,N-diisopropylaminophosphate）反应，以产生氰乙基。用本领域已知的还原方法（Connolly,NucleicacidResearch,16,9,1988）除去S-三苯甲基，然后使用氢化钠与环氧基取代的通道连接。在无水DMF中完成寡核苷酸与环氧基的缩合反应。
另外，以下过程可用于通过寡核苷酸的3’端来固定化寡核苷酸。
可以通过在氮气气氛中将寡核苷酸溶于无水DMF（用P2O5干燥）并加入氢化钠（1g/10ml），而制得DMT寡核苷酸的钠盐。然后滤掉氢化钠，并使寡核苷酸的钠盐与通道中的环氧基在无水DMF中进行反应。
上述固定化的化学方法的详细描述公开于例如US-A-5910406（Tepnel）中。
在3'-或5'-固定化的情况下，随后可以用蒸馏水洗涤通道，然后用无水乙醇洗涤，并在氮气气氛下干燥。
将第二结合伴侣溶解于2×SSC杂交缓冲液（300mM氯化钠、30mM柠檬酸钠）中，并以0.1-0.9的摩尔比（相对于固定化的寡核苷酸）施用于第二通道，并在20-40℃保温两小时。然后在氮气气氛中用蒸馏水和乙醇洗涤通道。然后在样品孔中使用吸收性材料的垫（如Whatman滤纸，例如WhatmanGF/B级玻璃微纤维过滤器）。如有需要，垫可以被任何分析所需的试剂预先浸渍。对于本发明的某些实施方式，可以将用于由标记产生信号的试剂系统浸渍的吸收垫（例如上述类型的吸收垫）引入孔64a和64c中，以形成所述装置的检测区域。因此，在所述标记为需要底物的酶的情况下，将酶的底物浸渍的其他Whatman滤纸的垫引入毛细管远端的孔64a和64c中。对于本发明的其它实施方式，例如，在荧光法或化学发光法检测的情况下，孔64a和64c中不存在滤纸，以方便进行信号检测。因此，例如，在所述标记为辣根过氧化物酶的情况下，所述孔可以含有原位干燥的鲁米诺作为酶的底物。在标记为吖啶酯的情况下，所述孔是空的，而由吖啶酯本身提供信号。然后用密封胶带或塑料覆盖物封闭所述通道，用紫外固化型粘合剂形成封闭的毛细管。
图7的设置包括三个一组的分析装置71，每一个都由图6中所示的模具体61用光学透明的塑料材料制得。各个分析装置71都包括分析毛细管72a和对照毛细管72c，样品接收台73（图7中未示出，但为方便起见，仍记为73）和对应分析毛细管72a的检测区域74a以及对应对照毛细管72c的检测区域74c。每一分析毛细管72a用于分析不同的（潜在的）特定样品的特征。因此，例如，一个装置71的分析毛细管72a可以含有固定化的寡核苷酸5和与其杂交的带标记的寡核苷酸7（参照图1所述），以用于分析样品中特定核酸序列的存在。另一个分析装置71的分析毛细管72a中可以含有固定化的抗体45和与其结合的带标记的抗原46（参照图4所述）。剩下的分析装置71可以例如用于测定不同的核酸序列、不同的抗原或期望测定的其他特征。在分析装置71中所用的标记能够与检测区域74a和74c中存在的试剂一起产生光信号。
图7所示的设置还包括样品分配单元80和检测器单元90。样品分配单元80的结构被设计为能够容纳和支撑三个分析装置71。如图7所示，所述装置71上游端容纳于单元80中，使得它们的样品接收台73被密封在单元80内。样品分布单元80具有样品入口81，并在内部配置（图中未示出），使得通过入口81引入的液体样品被转移到所有三个检测装置71的样品接收台73。单元80上还设置有通风口82，以释放因为往单元中引入样品而产生的附加压力（excesspressure）。
检测器单元90具有三组（仅示出一个）由四个光纤导光管（fibreopticlightpipes）91a-d，每一组都分别与一个相应的分析装置71相连接。为方便起见，仅示出一组四个导光管91a-d，且这是三个图1所示的分析装置71中最上面的一个。导光管91a和91b分别导入检测区域74a和74c的上部区域。导光管91a和91b与检测器中的光源（图中未示出）相连接，使得光沿着导光管91a和91b进入检测区域74a和74b的顶部。相反地，导光管91c和91d从检测器90导入最上面的检测装置71的检测区域74a和74c的下表面。导光管91c和91d各自与设置在检测装置内的光检测器（图中未示出）相连接。
为了进行分析，将液体样品通过入口81引入分配单元80，所述分析装置71的工作方式如前所述。通过导光管91a和91b进入和穿过检测区域74a和74b的光分别由导光管91c和91d收集，并反馈到检测器90。检测器90程序化地检测通过导光管91a通过并被导光管91c收集的光的颜色变化。这种颜色变化都与检测区域74c（对照）的结果进行比较。如果检测区域74a（分析）和检测区域74c（对照）的颜色变化之间存在差异，则说明这是“阳性”分析结果。
尽管图7中是有关通过光透射的信号检测进行描述（检测区域是光学透明的），但是应该理解的是，所述信号检测也可通过光反射来进行，特别是在检测区域整合有被酶的底物浸渍的吸收垫的情况下。
可以对所示实施方式进行多种修改。例如，在图7的设置中，检测器单元90被作为独立的单元示出。然而也可以制备自身带有检测单元的根据本发明的分析装置。这样的“板上（on-board）”检测单元的电源例如由电池提供。或者，这类装置的电源可以为WO00/33063（MoorlodgeBiotechVenturesLimited）中所描述的电源，其中，所述电源包括至少一对设置在所述装置上由不同的材料构成的电极，设置的电极使得水性液体样品在电极之间的流动能够产生用于运行检测装置的电流。所述不同的材料可以包括碳或一种或多种金属，例如铜和锌。一种材料的电极可以与另一种不同材料的电极相互交叉，使得在液体样品存在时，电流可以由一个电极流向另一个电极。
还有另一种同样适用于图7中所示的设置的修改方案，其中，可以省去样品接收台73，毛细管62a和62c仅在其上游端开口即可。在这种情况下，液体分配装置80可以包括设置在其内部、背面的海绵（或其它吸收性材料）。当将分析装置7插入到分布8时，分析装置71的上游端推入并压缩海绵或其它弹性材料，使得毛细管62a和62c的上游端得以接触。为了进行分析，使海绵被待测定的液体样品浸渍，然后该液体样品进入毛细管62a和62c以进行上文已经详述过的分析过程。
图8示出了根据本发明的分析装置的另一个实施方式的平面图和侧视图。该装置由聚碳酸酯制成，并具有两个蛇形毛细管（有五个线性部分），其中，每一毛细管的从上游样品孔到各自含有试剂系统的收集孔的工作方式均与上文详述的相同。导光管与每个收集孔相连以进行信号检测。
作为示例，每个毛细管的总长度为约342mm。每个毛细管可以具有三角形的横截面，每个边长为0.4mm。每个毛细管的体积约为30μl。
虽然已经具体参照具有一个“分析毛细管”和一个“对照毛细管”的分析装置描述了本发明，但是应当理解的是，该装置可以包括两个或更多的“分析毛细管”，并在必要时包括两个或更多个“对照毛细管”。每一个这样的“分析毛细管”可以例如对样品进行相同或不同的分析。
本发明可应用于样品的大规模筛查，有关的结果数据被电子化收集以转交到医疗机构，医疗机构可以（根据由多个地点提供的数据）确定感染的传播和/或调整医治感染的医疗方式。
本发明将通过下列非限制性实施例加以说明。
实施例1
本实施例描述了具有可被固定化的结合伴侣的氨基的聚碳酸酯基质的制备。
本实施例的操作在聚碳酸酯基质（“平台（platforms）”）上完成，所述聚碳酸酯基质的尺寸为75mm×25mm×3mm、沿其长度方向有两个上方开口、三角形截面的毛细管通道，每个通道均为蛇形构型，在蛇形通道的上游和下游端之间具有五个线性毛细管通路，三角形截面通道的边长为0.4mm。每个通道的总长度约为342mm，体积约为30μl。
在80℃下将该平台完全浸没在30%的硝酸水溶液中3小时，以完成初始的硝化。在此硝化反应后，将平台用蒸馏水充分洗涤并风干。
在接下来的操作步骤中，将平台用10%w/vNaBH4乙醇溶液在室温下处理过夜，以使硝基还原为氨基。
然后用蒸馏水、乙醇和凝集素缓冲液（4MNaCl、10mMTris、pH7.2、10mMCaCl2、10mMMnCl2）洗涤平台数次，每次洗涤后风干平台。最后，风干平台。
实施例2
本实施例描述了一种根据本发明的分析装置的制备，其中，酵母甘露糖蛋白（yeastmannoprotein）被固定化在聚碳酸酯基质的毛细管内，带标记的伴刀豆球蛋白A（ConcavalinA）可置换地与其结合。
第1步
将按照实施例1的步骤制备的氨基化聚碳酸酯平台与含有5mM的N-(3-二甲基氨丙基)-N-乙基碳二亚胺盐酸盐（N-(3-dimethylaminopropyl)-N-ethylcarbodiimidehydrochloride）、0.33mM的N-羟基硫代琥珀酰亚胺钠盐（N-hydroxysulfosuccinimidesodiumsalt）、5mM的11-巯基十一酸（11-mercaptoundecanoicacid）水溶液的0.1M的MES缓冲液（pH6.5）反应3小时，然后在凝集素缓冲液中洗涤。（MES是化合物2-(N-吗啉代)乙磺酸（2-(N-morpholino)ethanesulfonicacid）的缩写）。
风干后，在潮湿气氛中于4℃条件下在毛细管中加入1mg/ml的酵母甘露糖蛋白（溶于凝集素缓冲液中），将基质静置过夜。然后用凝集素缓冲液洗涤平台。
这一过程产生了酵母甘露糖蛋白固定化在毛细管中的聚碳酸酯平台。
第2步
此步骤描述了在上一步中产生的聚碳酸酯平台中，将带标记的伴刀豆球蛋白A与固定化的酵母甘露糖蛋白可置换的结合。所用的标记为辣根过氧化物酶（HRP）。
根据制造商（BiotinTagmicrobiotinylation试剂盒，Sigma）的说明进行伴刀豆球蛋白A的生物素化。亲和素-HRP是试剂盒的一部分。将30μl的生物素化的伴刀豆球蛋白A/亲和素-HRP/凝集素缓冲液按照10/5/85的比例加入毛细管中，在室温和潮湿气氛下静置2小时。将处理后的平台用凝集素缓冲液洗涤并风干。
用粘贴粘合剂塑料胶带（抗水粘合剂）覆盖毛细管通道的顶部而获得装置的毛细管，这样就制得了根据本发明的分析装置。
实施例3
本实施例描述了一种根据本发明的分析装置的制备，其中，酵母甘露糖蛋白被固定化在聚碳酸酯基质的毛细管内，带标记的伴刀豆球蛋白A可置换地与其结合。
第1步
将按照实施例1的步骤制备的氨基化聚碳酸酯平台与含有5mM的N-(3-二甲基氨丙基)-N-乙基碳二亚胺盐酸盐、0.33mM的N-羟基硫代琥珀酰亚胺钠盐、5mM的11-巯基十一酸水溶液的0.1M的MES缓冲液（pH6.5）反应3小时，然后在凝集素缓冲液中洗涤。
风干后，在潮湿气氛中于4℃条件下在毛细管中加入1mg/ml的酵母甘露糖蛋白（溶于含5mM的N-(3-二甲基氨丙基)-N-乙基碳二亚胺盐酸盐）和0.33mM的N-羟基硫代琥珀酰亚胺钠盐的0.1M的MES缓冲液（pH6.5），使平台静置过夜。
然后用凝集素缓冲液洗涤处理的平台并风干。
这一步骤产生了酵母甘露糖蛋白固定化在毛细管中的聚碳酸酯平台。
第2步
使用实施例2的第2步，将HRP-标记的伴刀豆球蛋白A与根据本实施例第1步制得的平台上的固定化的酵母甘露糖蛋白可置换的结合。
用粘贴粘合剂塑料胶带（抗水粘合剂）覆盖毛细管通道的顶部而获得装置的毛细管，这样就制得了根据本发明的一种分析装置。
实施例4
本实施例描述了一种根据本发明的分析装置的制备，其中，酵母甘露糖蛋白被固定化在聚碳酸酯基质的毛细管内，带标记的伴刀豆球蛋白A可置换地与其结合。
第1步
将按照实施例1的步骤制备的氨基化聚碳酸酯平台与含有5mM的N-(3-二甲基氨丙基)-N-乙基碳二亚胺盐酸盐、0.33mM的N-羟基硫代琥珀酰亚胺钠盐、5mM的11-巯基十一酸水溶液的0.1M的MES缓冲液（pH6.5）、以及含有1mg/ml酵母甘露糖蛋白的水溶液在潮湿气氛中于4℃下静置过夜。
然后用凝集素缓冲液洗涤处理的平台并风干。
这一步骤产生了酵母甘露糖蛋白固定化在毛细管中的聚碳酸酯平台。
第2步
使用实施例2的第2步，将HRP-标记的伴刀豆球蛋白A与毛细管中的酵母甘露糖蛋白可置换的结合。
用粘贴粘合剂塑料胶带（抗水粘合剂）覆盖毛细管通道的顶部而获得装置的毛细管，这样就制得了根据本发明的一种分析装置。
实施例5
本实施例描述了对实施例2、3和4中制备的分析装置（带有可置换地结合的HRP-标记的伴刀豆球蛋白A）进行的测试，其中，伴刀豆球蛋白A被（i）溶于凝集素缓冲液的20mg/ml的酵母甘露糖蛋白置换，或（ii）固定化有酵母甘露糖蛋白的2mg/ml的聚苯乙烯微球（在凝集素缓冲液中）置换。
用于测试（ii）中的微球通过以下过程制备。
将蛋白质固定化在羧基化聚苯乙烯微球上
将50μl的10%固/液比的羧基化聚苯乙烯5微米微球（Polymerlabs）用1ml凝集素缓冲液洗涤一次，然后离心（13000rpm，5分钟）。除去上清液，然后将微球稀释于1ml的含有75mM的N-(3-二甲基氨丙基)-N-乙基碳二亚胺盐酸盐、15mM的NHSS（N-羟基硫代琥珀酰亚胺钠盐）和50mM的PBS（pH7.3）以及2mg/ml的酵母甘露糖蛋白的水溶液中。将该混合物在室温下振荡3小时，然后洗涤；除去上清液，用凝集素缓冲液再次洗涤微球，然后通过离心（13000rpm，5分钟）分离。将微球置于1ml凝集素缓冲液中并在4℃下保存。
分析步骤
将样品（i）20mg/ml的酵母甘露糖蛋白和（ii）缀合有酵母甘露糖蛋白的2mg/ml的微球（均在凝集素缓冲液中）在根据实施例2，3和4中制得的平台上通过毛细管作用进行测试。
使液体沿毛细管通路流动，在毛细管末端收集5μl的液体并置于微量离心管（Eppendorf）中，加入30μl的HRP底物（来自DRGDiagnosticsestradiolELISA试剂盒）。使其显色并在分光光度计中读取样品测定结果。
结果示于下表中：
结果表明，在被测定的样品（即样品（i）和（ii））中的酵母甘露糖蛋白能够置换已显示与固定化在毛细管通路内的酵母甘露糖蛋白结合的伴刀豆球蛋白A。总的来说，按照实施例4生产的聚碳酸酯平台获得了最佳的结果。特别地，在此平台上使用缀合有酵母甘露糖蛋白的微球进行测试获得了所有六种组合测试中最强的信号。与在平台上使用20mg/ml酵母甘露糖蛋白溶液进行的测试相比，信号得到了相当大的改善，从而表明了信号的放大。
实施例6
本实施例进一步证实了信号的放大。
按照实施例4制备了多个分析装置，并在毛细管一端放置渗透有HRP底物并风干的滤纸。
使用所述分析装置对下列五种分析物进行检测：
1.2mg/ml的固定化了酵母甘露糖蛋白的聚苯乙烯微球，按照实施例5制得。
2.2mg/ml的固定化了伴刀豆球蛋白A的聚苯乙烯微球，按照实施例5制得，只是用2mg/ml的伴刀豆球蛋白A代替了酵母甘露糖蛋白。
3.2mg/ml游离的酵母甘露糖蛋白。
4.2mg/ml的游离的伴刀豆球蛋白A。
5.2mg/ml的未缀合的微球。
6.凝集素缓冲液。
缀合有甘露糖蛋白和伴刀豆球蛋白A的微球（即测试的分析物1和2）在滤纸上产生了可见的蓝色信号，而游离的酵母甘露糖蛋白、游离的伴刀豆球蛋白A、未缀合的微球和凝集素缓冲液则未产生信号。
实施例7
本实施例说明了聚碳酸酯平台的制备，其中，寡核苷酸被固定化在毛细管内，其上结合有带标记的寡核苷酸。
聚碳酸酯平台使用实施例1所述的方法制备。
将氨基化的平台浸没在盛有含5%（v/v）的戊二醛（0.1MPBS，pH6.5）和5%的三甲基氨基硼烷（Trimethylaminoborane）的溶液的烧杯中，并在室温下超声波浴2小时。然后用乙醇充分洗涤平台，并风干。
将脑膜炎奈瑟氏菌5’NHATTTTAATTACGAAGGCTACGCATT3’溶解于0.1M碳酸盐缓冲液（pH9.0，0.1-10um）中。取20μl的溶液施用于平台上的毛细管中，使其在室温下于潮湿气氛中反应4小时。
将平台用PBS洗涤一次，风干。
通过施用带有酶（碱性磷酸酶）标记的第二寡核苷酸来确定固定化的寡核苷酸的存在，针对脑膜炎奈瑟氏菌。
将5’碱性磷酸酶GGAATTAATGCGTAGCCTTCGTAATTAAAAT3’添加到样品平台上。将等摩尔的第二寡核苷酸在室温下于1×SSC中在毛细管内孵育10分钟。然后用1×SSC洗涤平台。（由3M氯化钠和300mM的柠檬酸钠组成20×储液，用盐酸调节至pH7.0）。
将碱性磷酸酶的底物（NBT/BCIP）加入毛细管中，且显现颜色，则表明反应完成（连接和杂交）。

Claims (21)

1.一种用于确定液体样品中存在或可能存在的分析物的存在和/或量的分析装置，该装置包括：
(i)毛细管，所述毛细管具有引入待分析样品并使待分析样品通过毛细作用沿所述毛细管转移至所述毛细管的下游区域的上游区域；
(ii)一组包括核酸序列的第一结合伴侣，所述第一结合伴侣固定化在所述毛细管内，且能够特异性地与所述分析物结合；
(iii)一组包括核酸序列的第二结合伴侣，所述第二结合伴侣可置换地与部分所述第一结合伴侣杂交，其中10-90mol％的所述第一结合伴侣上结合有所述第二结合伴侣，由此使得固定化在所述毛细管内的第一结合伴侣游离出来，所述第二结合伴侣带有标记并且能够被待检测的分析物从所述第一结合伴侣上置换；以及
(iv)检测区域，所述检测区域适于转移至所述毛细管的下游区域的样品的需要，所述检测区域适于由转移至下游区域的被置换的第二结合伴侣上的标记产生可检测信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，第一结合伴侣的核酸序列和第二结合伴侣的核酸序列包括DNA、RNA或PNA序列。
3.一种用于确定液体样品中存在或可能存在的分析物的存在和/或量的分析装置，该装置包括：
(i)毛细管，所述毛细管具有引入待分析样品并使待分析样品通过毛细作用沿所述毛细管转移至所述毛细管的下游区域的上游区域；
(ii)一组包括多糖的第一结合伴侣，所述第一结合伴侣固定化在所述毛细管内，且能够特异性地与所述分析物结合；
(iii)一组包括凝集素的第二结合伴侣，所述第二结合伴侣可置换地与部分所述第一结合伴侣结合，其中10-90mol％的所述第一结合伴侣上结合有所述第二结合伴侣，由此使得固定化在所述毛细管内的第一结合伴侣游离出来，所述第二结合伴侣带有标记并且能够被待检测的分析物从所述第一结合伴侣上置换；以及
(iv)检测区域，所述检测区域适于转移至所述毛细管的下游区域的样品的需要，所述检测区域适于由转移至下游区域的被置换的第二结合伴侣上的标记产生可检测信号。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的装置，其中，50-70mol％的所述第一结合伴侣上结合有所述第二结合伴侣。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的装置，其中，所述第一结合伴侣共价固定化在所述毛细管内。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的装置，其中，所述检测区域整合有试剂系统，所述试剂系统能够与所述第二结合伴侣上的标记相互作用而产生可检测信号。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述标记为酶，并且所述试剂系统包括酶的底物。
8.根据权利要求6所述的装置，其中，所述试剂系统包括酶，并且所述标记为酶的底物。
9.根据权利要求6所述的装置，其中，所述标记和所述试剂系统相互作用而产生光信号。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述光信号为颜色变化。
11.根据权利要求6所述的装置，其中，所述检测区域包括孔，且所述装置被设计为从所述毛细管的下游端排出的液体被排到所述孔中，所述试剂系统存在于所述孔中。
12.根据权利要求1-3中任意一项所述的装置，所述装置还包括：对照毛细管，一部分样品被引入所述对照毛细管并通过毛细作用沿所述对照毛细管被转移至所述对照毛细管的下游区域；以及检测区域，该检测区域适于转移至所述对照毛细管下游区域的样品的需要，所述对照毛细管不具有所述第二结合伴侣。
13.根据权利要求1-3中任意一项所述的分析装置与用于检测所述可检测信号的检测设备的组合。
14.根据权利要求13所述的组合，其中，所述分析装置为权利要求8或9所述的分析装置，且所述检测设备适于通过光反射比检测光信号。
15.根据权利要求13所述的组合，其中，所述分析装置为权利要求8或9所述的分析装置，且所述检测设备适于通过光透射检测光信号。
16.一种非诊断目的地用于确定液体样品中存在或可能存在的分析物的存在和/或量的方法，该方法包括以下步骤：
(a)提供毛细管，所述毛细管具有固定化在所述毛细管内的一组包括核酸序列的第一结合伴侣，所述第一结合伴侣能够特异性地与所述分析物结合，所述毛细管还整合有一组包括核酸序列的第二结合伴侣，所述第二结合伴侣可置换地与部分所述第一结合伴侣结合，其中10-90mol％的所述第一结合伴侣上结合有所述第二结合伴侣，由此使得固定化在所述毛细管内的第一结合伴侣游离出来，所述第二结合伴侣带有标记并且能够被待检测的分析物从所述第一结合伴侣上置换；
(b)使液体样品从所述毛细管的上游端流向所述毛细管的下游端；以及
(c)在所述毛细管的下游端检测标记的存在。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，第一结合伴侣的核酸序列和第二结合伴侣的核酸序列包括DNA、RNA或PNA序列。
18.一种非诊断目的地用于确定液体样品中存在或可能存在的分析物的存在和/或量的方法，该方法包括以下步骤：
(a)提供毛细管，所述毛细管具有固定化在所述毛细管内的一组包括多糖的第一结合伴侣，所述第一结合伴侣能够特异性地与所述分析物结合，所述毛细管还整合有一组包括凝集素的第二结合伴侣，所述第二结合伴侣可置换地与部分所述第一结合伴侣杂交，其中10-90mol％的所述第一结合伴侣上结合有所述第二结合伴侣，由此使得固定化在所述毛细管内的第一结合伴侣游离出来，所述第二结合伴侣带有标记并且能够被待检测的分析物从所述第一结合伴侣上置换；
(b)使液体样品从所述毛细管的上游端流向所述毛细管的下游端；以及
(c)在所述毛细管的下游端检测标记的存在。
19.根据权利要求16-18中任意一项所述的方法，其中，50-70mol％的所述第一结合伴侣上结合有所述第二结合伴侣。
20.根据权利要求16-18中任意一项所述的方法，其中，所述第一结合伴侣共价固定化在所述毛细管内。
21.根据权利要求18所述的方法，该方法用于检测具有表面凝集素的生物体，所述表面凝集素能够置换带有标记的、凝集素第二结合伴侣。
CN201180059831.0A 2010-10-15 2011-10-17 分析装置 Expired - Fee Related CN103261441B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB1017447.2A GB201017447D0 (en) 2010-10-15 2010-10-15 Assay device
GB1017447.2 2010-10-15
PCT/GB2011/001487 WO2012049465A1 (en) 2010-10-15 2011-10-17 Assay device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103261441A CN103261441A (zh) 2013-08-21
CN103261441B true CN103261441B (zh) 2016-07-06

Family

ID=43333888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180059831.0A Expired - Fee Related CN103261441B (zh) 2010-10-15 2011-10-17 分析装置

Country Status (15)

Country Link
US (1) US9696303B2 (zh)
EP (1) EP2627784A1 (zh)
JP (1) JP6046627B2 (zh)
CN (1) CN103261441B (zh)
AP (1) AP2013006864A0 (zh)
AU (1) AU2011315244B8 (zh)
BR (1) BR112013009202A2 (zh)
CA (1) CA2818782A1 (zh)
EA (1) EA028778B1 (zh)
GB (1) GB201017447D0 (zh)
MX (1) MX347049B (zh)
NZ (1) NZ610607A (zh)
SG (2) SG10201600322YA (zh)
WO (1) WO2012049465A1 (zh)
ZA (1) ZA201303504B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10220387B2 (en) 2013-12-05 2019-03-05 The General Hospital Corporation Modular instrumentation for analyzing biological fluids
CN103983769B (zh) * 2014-03-25 2015-11-18 中国海洋大学 一种纳米金免疫层析毛细管的制备方法
CN103983749B (zh) * 2014-03-25 2015-06-17 中国海洋大学 一种水产品中小清蛋白的毛细管免疫层析快速检测方法
GB201415674D0 (en) 2014-09-04 2014-10-22 Moorlodge Biotech Ventures Ltd Nucleic acid analysis
CN112326641A (zh) * 2020-07-29 2021-02-05 浙江今复康生物科技有限公司 一种从咳出样品中快速鉴别痰液成分的方法及试剂盒

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993013220A1 (en) * 1991-12-24 1993-07-08 Tepnel Medical Limited Manipulating nucleic acid sequences
WO2000033063A1 (en) * 1998-11-28 2000-06-08 Moorlodge Biotech Ventures Limited Electrochemical sensor

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9127415D0 (en) 1991-12-24 1992-02-19 Swordfish Int Ltd Solid support bound detection and diagnostic system
AU7563294A (en) 1993-08-24 1995-03-21 Metrika Laboratories, Inc. Novel disposable electronic assay device
US6750031B1 (en) 1996-01-11 2004-06-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Displacement assay on a porous membrane
US6020209A (en) * 1997-04-28 2000-02-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Microcapillary-based flow-through immunosensor and displacement immunoassay using the same
US20040005582A1 (en) 2000-08-10 2004-01-08 Nanobiodynamics, Incorporated Biospecific desorption microflow systems and methods for studying biospecific interactions and their modulators
GB0306098D0 (en) 2003-03-18 2003-04-23 Platform Diagnostics Group Ltd Sample testing device
US7767468B2 (en) * 2003-11-05 2010-08-03 Exact Sciences Corporation Repetitive affinity separation and uses therefor
GB0423885D0 (en) 2004-10-28 2004-12-01 Platform Diagnostics Ltd Blood analysis
EP1952158A2 (en) 2005-11-12 2008-08-06 Platform Diagnostics Limited Agglutination assay
GB2432211B (en) 2005-11-12 2009-04-22 Platform Diagnostics Ltd Agglutination based assay system
ES2288429B2 (es) 2006-06-28 2009-10-13 Universidad Politecnica De Valencia Procedimiento de modificacion quimica de superficies polimericas destinadas a la inmovilizacion de moleculas.
GB2443694B (en) 2006-11-10 2011-09-14 Platform Diagnostics Ltd Analyte saturation assay, methods and kits and devices

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993013220A1 (en) * 1991-12-24 1993-07-08 Tepnel Medical Limited Manipulating nucleic acid sequences
WO2000033063A1 (en) * 1998-11-28 2000-06-08 Moorlodge Biotech Ventures Limited Electrochemical sensor

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A strand exchange FRET assay for DNA;Felix M.H et al.;《Biosensors and bioelectronics》;20041115;第20卷(第5期);摘要，第1002页左栏第2段 *
Capillary-based immunoassays, immunosensors and DNA sensors-steps towards integration and multi-analysis;Mastichiadis C et al.;《Trends in analytical chemistry》;20081001;第27卷(第9期);第772页左栏第16行至775页右栏第8行，第783页右栏第4段，表1-2 *
development of a fluorescence immunoassay for measurement of paclitaxel in human plasma;Sheikh S.H. et al.;《Analytical chemistry》;20000715;第283卷(第1期);摘要，第35页左栏第14行-第36页左栏第15行，图1 *
multianalyte detection using a capillary-based flow immunosensor;Narang U et al.;《Analytical biochemistry》;19980101;第255卷(第1期);摘要，图1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012049465A8 (en) 2012-05-24
NZ610607A (en) 2015-05-29
US20130280699A1 (en) 2013-10-24
EA201390561A1 (ru) 2014-01-30
US9696303B2 (en) 2017-07-04
EP2627784A1 (en) 2013-08-21
EA028778B1 (ru) 2017-12-29
ZA201303504B (en) 2014-07-30
JP2013541008A (ja) 2013-11-07
WO2012049465A1 (en) 2012-04-19
SG10201600322YA (en) 2016-02-26
MX2013004207A (es) 2013-08-27
AP2013006864A0 (en) 2013-05-31
AU2011315244A1 (en) 2013-06-06
CN103261441A (zh) 2013-08-21
AU2011315244B2 (en) 2016-11-17
AU2011315244A8 (en) 2017-03-16
JP6046627B2 (ja) 2016-12-21
GB201017447D0 (en) 2010-12-01
CA2818782A1 (en) 2012-04-19
MX347049B (es) 2017-04-07
SG189411A1 (en) 2013-05-31
BR112013009202A2 (pt) 2018-05-08
AU2011315244B8 (en) 2017-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103261441B (zh) 分析装置
US20190391149A1 (en) Glycan arrays for high throughput screening of viruses
CN103814122B (zh) 多分析物化验装置和系统
KR102236276B1 (ko) 반응과 분석을 포함한 단일 진단칩의 고감도 신속진단방법
AU2016297513A1 (en) Simultaneous quantification of a plurality of proteins in a user-defined region of a cross-sectioned tissue
CN103987855A (zh) 未分化细胞检测方法及复合糖检测方法
WO2000061806A2 (en) GENERIC cDNA OR PROTEIN ARRAY FOR CUSTOMIZED ASSAYS
JP2015073523A (ja) 核酸の検出方法、検出プローブ、マイクロアレイ、核酸検出キット、核酸‐検出プローブ‐捕捉プローブ複合体、核酸固定化担体、及び流体デバイス
WO2011031025A2 (ko) 바이오칩을 이용한 표적 물질 검출 및 정량 방법
CN101861523B (zh) 传染病的自动检测
WO2004108968A1 (en) Clinical array assays that include a sample quality evaluation step and compositions for use in practicing the same
WO2006058334A2 (en) Prticle-based multiplex assay for identifying glycosylation
KR20170087169A (ko) 생체분자의　계수분석　방법, 키트 및 장치, 그리고　그들의 이용
EP1251352A2 (en) Reaction apparatus and its use in a method of analyzing biologically active substances
WO2013022203A2 (ko) 인터컬레이터가 컨쥬게이트된 금속 나노입자를 이용한 핵산의 검출방법
KR102135979B1 (ko) 핵산의 신속 검출법 및 이를 이용한 질병의 신속 진단 방법
CA2981131A1 (en) Analysis chip
KR100848636B1 (ko) 선택결합성 물질 고정화섬유, 그 섬유의 다발을 포함하는섬유배열체, 선택적 결합반응방법, 이를 위한 장치 및 기재
KR20110129078A (ko) Ｃｍｏｓ 기반 세포 이미징 분석 시스템
OA16380A (en) Device for dispensing a fluid at substantially constant pressure.
OA16363A (en) Assay device.
KR20170142157A (ko) 생체분자의　계수분석　방법, 키트 및 장치, 그리고　그들의 이용
US20210395804A1 (en) Sensitive and multiplexed detection of nucleic acids and proteins for large scale serological testing
US7195867B2 (en) Method for detection of multiple test materials in a sample
WO2017039324A1 (ko) 비특이적 결합이 최소화된 나노입자 기반 체외진단 방법 및 반응용기

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: Derby County

Patentee after: Leiwo Lukin Co. Ltd.

Address before: New England Mills

Patentee before: Moorlodge Biotech Ventures Ltd.

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160706

Termination date: 20181017