CN103874924B - 通过一次的试样注入就能够依次改变反应条件的膜传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通过一次的试样注入就能够改变反应条件的膜传感器及利用该膜传感器的反应的测定方法。更详细地涉及，设计为在反应物质储存部与反应膜之间形成非对称膜，通过一次的试样注入，依次引起具有两种以上的反应条件的活体反应的膜传感器。

Description

通过一次的试样注入就能够依次改变反应条件的膜传感器
技术领域
本发明涉及一种通过一次的试样注入就能够改变反应条件的膜传感器及利用该膜传感器的反应的测定方法，更详细地涉及，设计为在反应物质储存部与反应膜之间形成非对称膜，通过一次的试样注入，依次引起具有两种以上的反应条件的活体反应的膜传感器。
背景技术
作为迅速测定抗体-抗原反应的方式普遍使用横向流动分析（lateralflowassay）系统。横向流动分析一般将抗体固定于能够使液体试样流动为毛细管现象的膜上，膜的上游层连接了接合体垫与试样垫，且膜的下游层连接了吸收垫。在上述接合体垫上干燥了可与试样物质选择性地结合的抗体被固定的金纳米粒子接合体。与试样物质选择性地反应的抗体及可与固定于金纳米粒子的抗体相结合的物质分别固定于上述膜的不同位置。与上述试样物质选择性地结合的、固定于膜的抗体与固定于金纳米粒子的抗体对试样物质以能够结合成夹层式形态的方式形成。上述吸收垫由易于吸收液体试样的物质形成。在这种横向流动分析装置中，若将液体试样溶液滴落到样品垫，则存在试样的情况下，对试样具有选择性的抗体-金纳米粒子与固定于膜的抗体结合成夹层式形态，且在固定化上述抗体的膜位置形成能够用肉眼确认的带。
作为膜型传感器，已公开了现场诊断用膜条生物传感器系统（ ）（韩国登录特许599420）；复合传感器膜（日本公开特许2006-507511）；电化学膜条生物传感器（韩国登录特许348351）；确定单一流体样品的多种分析物浓度的方法（MethodforDeterminingConcentrationofMultipleAnalytesinaSingleFluidSample）（美国登录专利7494818）；具有膜的传感器及其制备方法（ ）（韩国登录特许591390）；单样品中多种分析物的同时测量试验装置（TestDeviceforSimultaneousMeasurementofMultipleAnalytesinaSingleSample）（美国公开专利2005-214161）等类似的多样的形态。
但是利用以往的纳米粒子的横向流动分析方法，其检测灵敏度为1ng/ml，从而需要其检测灵敏度的提高，除了利用纳米粒子的夹层式方法，通过一次的试样注入，存在将酶显色反应、荧光、化学发光等的高灵敏度反应很难实现为单一过程（one-step）的缺点。并且，如酶反应、化学发光反应的需要两个步骤以上的反应条件的活体反应的情况下，在横向流动分析条中，很难通过一次的试样注入就能够获得所要的结果，化学发光条的情况下，被认知的技术有优先形成抗原抗体反应后，为了鲁米诺反应，以第二次注入鲁米诺反应液的二步骤方法或在反应膜上设置涂敷鲁米诺反应物质的载体，结束抗原抗体反应的时间点与反应部相接触的方式实现的技术（欧洲专利1，9652，212、美国公开专利2009-142781）。
因此，目前急需开发通过一次的试样注入就能够以单一过程测定具有两个步骤以上的反应条件的活体反应。
发明内容
技术问题
本发明为从这种背景导出的，其目的在于，提供通过一次的检测试样注入来将具有两种以上的反应条件的生物体或者化学反应在横向流动分析条中容易体现的生物传感器。
解决问题的方法
为了解决上述问题，本发明提供利用横向流动的膜条生物传感器，该膜条生物传感器包括：反应膜；非对称膜，位于上述反应膜上；以及反应物质储存部，位于上述非对称膜上，用于处理反应物质。
一实施例的膜条生物传感器，其特征在于，样品垫位于反应膜的两个末端中的一端，吸收垫位于反应膜的两个末端中的另一端。
一实施例的膜条生物传感器，其特征在于，非对称膜的平均气孔大小为0.01～50μm，上述非对称膜包含选自聚砜（polysulfone）、聚醚砜（polyethersulfone）及聚碳酸酯（polycarbonate）中的一种以上。
一实施例的膜条生物传感器，其特征在于，反应膜包含选自硝酸纤维素、尼龙、聚砜、聚醚砜及聚偏氟乙烯（Polyvinylidenefluoride）中的一种以上。
一实施例的膜条生物传感器，其特征在于，能够捕获注入试样内的分析对象物质的生物体物质在反应膜上进行处理。
一实施例的膜条生物传感器，其特征在于，与分析对象物质反应的一次反应物质在反应膜上进行处理，产生信号的二次反应物质在上述反应物质储存部的内部进行处理。
一实施例的膜条生物传感器，其特征在于，接合垫与上述样品垫相邻而设置，与分析对象物质反应的一次反应物质在上述接合垫进行处理，且产生信号的二次反应物质在上述反应物质储存部的内部进行处理。
一实施例的膜条生物传感器，其特征在于，上述一次反应物质为选自抗体、抗原、酶、肽、蛋白质、脱氧核糖核酸（DNA，Deoxyribonucleicacid）、核糖核酸（RNA，RibonucleicAcid）、肽核酸（peptidenucleicacids），适配体（aptamer）及纳米粒子中的一种或两种以上的接合体，上述二次反应物质为选自包含吸光物质、荧光物质、发光物质、电化学信号产生物质及放大吸光、荧光、发光、电化学信号的强度的放大信号物质中的一种以上。
并且，本发明提供将试样注入到上述膜条生物传感器来分析对象物质的生物体试样的分析方法。
发明的效果
使用本发明的生物传感器，通过一次的检测试样注入就能够实现具有两种以上的反应条件的酶反应、抗原抗体反应、化学反应等，因此具有能够更加扩大现有的检测灵敏度高的横向流动分析条传感器的适用范围的效果。
附图说明
图1及图2示出本发明的一实施例的膜传感器的结构。
图3为确认实施例1及比较例1中的根据时间经过的反应膜的pH变化而引起的颜色变化的照片。这时，意味着共6个膜中的左3个为比较例，右3个为实施例。
图4为示出测定实施例1及比较例1中的根据时间经过的颜色的强度并比较的图表。
图5示出实施例2中的化学发光膜传感器的结构。
图6为表示实施例2中的按人体血清内C反应蛋白（C-ReactiveProtein）的不同浓度而测定的结果的照片。
图7示出实施例3中的化学发光膜传感器的结构。
图8为表示实施例3中的按人体血清内C反应蛋白的不同浓度而测定的结果的照片。
图9为示出在实施例2及实施例3中，由发光测定仪按人体血清内C反应蛋白的不同浓度而测定的发光程度并比较的图表。
附图标记的说明
11：样品垫12：吸收垫
13：接合垫14：反应物质储存部
15：非对称膜16：反应膜
17：下部基板20：抗-C反应蛋白抗体-过氧化酶复合体
21：抗-C反应蛋白多克隆抗体
22：抗小鼠免疫球蛋白G23：胆碱氧化酶
具体实施方式
本发明涉及一种膜生物传感器，其特征在于，在反应物质储存部与反应膜之间存在非对称膜。
图1为示出本发明一实施例的条生物传感器的基本结构图。
如上图1所示，条生物传感器包括反应物质储存部14、非对称膜15、反应膜16及下部基板17，并包含作为基本的横向流动分析条的结构要素的样品垫11、吸收垫12。
上述反应物质储存部14为通过最初注入的试样形成一次反应后，为了储存经过规定时间后被诱导的二次反应所需要的反应物质，可储存生物体试样、化学试样、反应条件调节物质等。通过处理水溶液状态的反应物质来进行干燥的所有材质能使用于上述反应物质储存部14，上述反应物质储存部14可包含通常使用于条传感器的吸收垫、膜等，优选地，由纤维素、聚酯、聚丙烯或玻璃纤维等材质形成。
上述非对称膜15作为由气孔大的部分与气孔小的部分形成为非对称结构的膜，上面与下面的气孔大小不同，且气孔大的部分接触于反应物质储存部14一侧，气孔小的部分接触于反应膜16一侧。因此，当注入的液体试样通过反应膜16在水平方向上移动时，能够使流动初期被注入的试样扩散，且完成扩散后，将在反应物质储存部14中干燥的反应物质向反应膜16一侧移送，并执行阻止通过反应膜16流动的注入的试样向反应物质储存部14移送的作用。上述非对称膜15的平均气孔大小为0.01～50μm，优选地，形成为1～30μm。
一般地，水溶性液体具有从气孔大的部分流向气孔小的部分而不能按相反方向流动的性质，这能依据毛细管现象说明。因此，一般的流体通过具有亲水性的多孔性膜流动，这种多孔性结构以非对称方式形成的非对称膜15中，从气孔大的部分到气孔小的部分先垂直流动后再水平流动。
结果，当水溶性注入试样通过反应膜16按水平方向流动时，干燥状态的非对称膜15执行能够将水溶性试样向反应物质储存部14一侧扩散的中间媒介作用，当所有水溶性试样的扩散完成，来将反应物质储存部14充分弄湿后，所注入的试样不能再从与气孔小的部分相接触的反应膜16向反应物质储存部14扩散。与此同时，注入试样持续地通过反应膜16向水平方向流动，且经过规定时间后存在于反应物质储存部14的反应物质通过非对称膜15逐渐流向反应膜16一侧，因此，根据储存于反应物质储存部14的物质的性质，能够改变条传感器的反应条件。即，随着上述非对称膜15的存在，拖延反应物质流出的时间，能调节通过反应物质储存部14从反应膜16流出的反应物质，在规定时间内均匀地从反应膜16流向吸收垫12一侧，并且除了反应物质之外可包含酸、碱及缓冲液组成物质，能够调节反应膜16的pH，且可改变反应条件。
上述非对称膜15作为亲水性材质，气孔没有均匀地生成，若能分离气孔大的部分与气孔小的部分，则不限于种类，优选地，使用由选自聚砜、聚醚砜及聚碳酸酯中的材质制造的膜。
并且，反应膜16包含执行移送生物体试样的通道作用，并能够确认所需的化学反应、生物反应结果的可横向流动的膜形态的所有材质。更优选地，使用选自硝酸纤维素、尼龙、聚砜、聚醚砜及聚偏氟乙烯中的材质的膜，但并不限于此，在液体试样的可横向流动的材质中依据本领域的普通技术人员可适当选择。
在本发明中，样品垫11起到通过投入液状试样来使其向反应膜展开的作用，吸收垫12起到吸收向反应膜展开的试样的作用。上述样品垫或吸收垫只要是吸收液状试样的材料就不限其种类，但优选地，由纤维素、聚酯、聚丙烯或玻璃纤维等材质形成。
图2为本发明一实施例的条生物传感器的基本结构图，其特征在于，还包括接合垫13。上述接合垫13能够使用涂敷选择性与分析对象物质相结合的一次反应物质后被干燥的接合垫。作为上述一次反应物质，可使用选自抗体、抗原、酶、肽、蛋白质、脱氧核糖核酸、核糖核酸、肽核酸、适配体及纳米粒子中的一种或两种以上的接合体等。
另一方面，一次反应物质为金属纳米粒子的情况下，通过基于受体与分析对象物质的选择性反应的金属纳米粒子的颜色变化能够检测分析对象物质，在膜上测定选择性地与受体相结合的分析对象物质与金属纳米粒子的结合体的吸光度、导电度等，从而能够对分析对象物质进行定量分析。举例说，这种金属纳米粒子可为金纳米粒子、银纳米粒子、铜纳米粒子等，但并不限于此。
上述一次反应物质为酶、酶底物或者酶反应生成物质的情况下，通过受体与分析对象物质的选择性反应，分析对象物质或受体与上述酶、酶底物或者酶反应生成物质反应，由此产生氧化还原反应等酶反应，这时，测定基于上述酶反应的生成物的吸光、荧光、发光等，从而能够检测分析对象物质。举例说，这些酶可以为葡萄糖氧化酶、葡萄糖脱氢酶、碱性磷酸酶、过氧化酶等，但并不限于此，酶底物可以为葡萄糖、过氧化氢等，但并不限于此。
并且，产生信号的二次反应物质能够在上述反应物质储存部内进行处理，作为上述二次反应物质可包含吸光物质、荧光物质、发光物质、电化学信号产生物质或放大吸光、荧光、发光、电化学信号的强度的信号放大物质，更详细地，能够使用与鲁米诺（luminol）、鲁米茛（lumigen）、荧光素（luciferin）等化学发光物质，三联吡啶合钌（rutheniumtris-bipyridine）（Ru（Bpy）3）等电化学发光物质，3,3',5,5'-四甲基联苯胺（TMB，3,3',5,5'-tetramethylbenzidine）、3,3'-二氨基联苯胺四盐酸盐（DBA，3,3'-diaminobenzidinetetrahydrochloride）,2,2-联氮-二（3-乙基-苯并噻唑啉-6-磺酸）（ABTA，2,2-azino-bis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonicacid））、4-氯-1-萘酚（CN，4-chloro-1-naphthol）、5-溴-4-氯-3-吲哚基-磷酸盐（BCIP，5-bromo-4-chloro-3-indolyl-phosphate）/硝基四氮唑蓝（NBT，nitrobluetetrazolium）等酶显色底物，有机荧光物质（例如，异硫氰酸荧光素（FITC，fluoresceinisothiocyanate）、罗丹明绿、硫二碳青色素（Thiadicarbocyanine）、Cy2、Cy3、Cy5、Alexa488、Alexa546、Alexa594及Alexa647）、量子点（Quantumdot）等荧光物质，金属纳米粒子、磁性纳米粒子、pH调节物质（例如，NaOH、HCl、缓冲液）等，且能够一同使用信号放大物质或抑制物质等。
并且，能够捕获注入试样内分析对象物质的生物体物质（受体）在反应膜16上进行处理。
归根结底，将一次反应物质涂敷于上述接合垫13且被干燥的情况下，随着依次产生基于上述一次反应物质与二次反应物质的反应，可由信号产生物质的信号测定试样内的分析对象物质，上述非对称膜15起到拖延二次反应物质的释放时间的作用。
根据本发明，作为上述接合垫13，涂敷一次反应物质且干燥后，上述接合垫13被液体弄湿的情况下，只要是反应物质从接合垫容易脱落的物质就都能使用，且只要是在横向流动分析系统普遍使用的接合垫就都能使用，能够使用的不仅有纤维素、聚酯、聚丙烯或玻璃纤维等材质，还有硝酸纤维素、尼龙、聚砜、聚醚砜或聚偏氟乙烯等所有的膜材质。
在本发明通过样品垫注入的试样可为包含或不包含分析对象物质的任意的试样，意味着将反应膜作为媒介，能够从样品垫流向吸收垫的流体。具体地意味着包含血液、血清或者特定分析物质（脱氧核糖核酸、蛋白质、化学物质、毒性物质等）的液体形态的试样。
本发明的生物传感器能够通过试样内的特定分析物质实现为多种形态的条传感器。举例来说，当要检测血清内的特定蛋白质时，在反应物质储存部与吸收垫之间，固定能够选择性地结合特定物质的抗体，当利用检测抗体-酶复合体将血清注入到样品垫时，能形成夹层式免疫反应，将检测抗体的酶与呈现特异信号的反应物质包含在反应物质储存部，引起初始抗原抗体反应后，能够实现呈现特定信号的传感器。尤其，当位于反应物质储存部的物质的反应条件与抗原抗体反应条件不同，或者引起交叉反应或非特异性反应时，在普通的横向流动分析条传感器中很难由单一过程（one-step）来实现，但是可通过本发明的生物传感器很容易地实现。
上述单一过程（one-step）是指通过一次的试样注入就能够完成反应及测定的过程。作为一例，利用鲁米诺的化学发光免疫传感器的情况下，鲁米诺发光反应在pH9以上成为最大，因而与抗原抗体结合或酶反应成为最大的pH条件存在差异，在中性以下的pH，存在产生鲁米诺的沉淀的问题。就普通的生物传感器而言，大部分的情况下注入试样如血液或者血清为中性pH，因而很难通过单一过程进行这种鲁米诺反应。但是如下实施例所示，本发明的具有这两种以上的反应条件的情况下，也能够通过单一过程容易实现，由此能够扩大横向流动分析条传感器的利用范围。
另一方面，将试样注入到上述膜条生物传感器，通过免疫反应或酶反应来测定分析对象物质的方法为本发明的另一特征。
根据测定对象的反应，能调节反应物质的种类及反应膜的处理等，但作为其一例，化学发光免疫条传感器的情况下，将检测抗体储存于接合垫后，将捕获抗体及二次抗体固定于反应膜，并将引起发光反应的物质包含在反应物质储存部的状态下注入试样，从而能够确认反应程度。并且，不包含接合垫的情况下，也能够通过在反应膜处理检测抗体，来导出想要的结果。
根据上述反应，一般的生物体物质尤其蛋白质具有如下性质，在反应膜进行处理的情况下，被吸附而固定化，或处理表面活性剂或者水溶性高分子的情况下，注入试样沿着反应膜移动时与注入试样一起流动。这时可使用表面活性剂（Surfactant）10G等作为表面活性剂，且可使用重均分子量为1000～100000g/mole范围的聚乙烯吡咯烷酮（PVP，Polyvinylpyrrolidone）高分子作为水溶性高分子，但并不限于此。
通过参照附图来说明的优选实施例，将会更加明确地说明上述内容及追加的本发明的实施方式。以下通过这种实施例更详细地说明本发明，使得本领域的普通技术人员更容易理解并再现。
但是以下实施例只不过用于例示本发明，并不解释为本发明的范围局限于这些实施例，这对于本领域所属的普通技术人员来说是显而易见的。
实施例1：通过一次的试样注入能够依次改变pH的条传感器
在由玻璃纤维制备的反应物质储存部（4mm×4mm），处理pH9.0的碳酸钠（20μL，50mM）缓冲液来干燥。接着使用将0.05重量％的α-萘酚苯基甲醇（α-naphtolbenzein，10μLin1％surfactant10G）与50重量％的乙醇一起处理且已干燥的硝酸纤维素膜（密理博公司（Millipore），180secNitrocellulose，4mm×25mm）作为反应膜。上述α-萘酚苯基甲醇作为pH值指示剂，具有根据8～9之间的pH变化从黄色变为蓝色的性质。
并且，作为非对称膜使用了聚砜材质的血清分离用膜（VividTM，颇尔公司（Pall），4mm×4mm，气孔大的一侧的平均气孔大小为约10μm，气孔小的一侧的平均气孔大小为约0.1μm），样品垫（4mm×10mm）与吸收垫（4mm×20mm）使用了玻璃纤维材质，由此如图1所示构成了生物传感器。
将60μL的磷酸盐（PBS）缓冲液（pH7.4）注入到样品垫，通过根据时间的反应物质储存部与吸收垫之间的颜色变化，测定反应物质储存部的pH9.0的碳酸钠缓冲液从反应膜流出的程度，其结果见图3。反应膜的颜色意味着反应物质储存部的碳酸钠缓冲液成分的流出量。并且根据时间测定颜色强度，其结果见图4。
如图3所示，确认了注入磷酸盐缓冲液后，5分钟以内并没有出现任何的颜色变化，而经过5分钟后反应溶液逐渐均匀流出。非对称膜的情况下，能够执行如下的调节功能，即，注入磷酸盐缓冲液后，能够将反应物质储存部的反应溶液的流出拖延约5分钟，并且，将反应物质以规定浓度流出约5～15分钟。
比较例1：不存在非对称膜的条传感器
除了在上述实施例1中不包含非对称膜以外，同样地将磷酸盐缓冲液注入到样品垫，且观察了根据时间而改变的颜色变化，其结果见图3。
如图3所示，可确认注入磷酸盐缓冲液后，经过10秒钟后颜色不规则地变深。这意味着不存在非对称膜的情况下，反应溶液不规则地流出。
实施例2：通过一次的试样注入，能够测定人体血清内的C反应蛋白（CRP，C-ReactiveProtein）的化学发光条传感器（包含接合垫）
如图5所示，为了将本发明实现的目的应用于抗原-抗体化学发光反应而制备了条。
与上述实施例1不同，制备接合垫（融合（fusion）5，沃特曼（whatman），4mm×10mm）后，在此添加了由100μg的表面活性剂10G及200μg的聚乙烯吡咯烷酮55K来预处理的0.2μg（艾博抗公司（Abcam））抗-C反应蛋白抗体-过氧化酶复合体20。并且在反应物质储存部处理了140μg的鲁米诺及58μg的氯化胆碱。
接着，在反应物质储存部与吸收垫之间与反应物质储存部接近的一侧固定了0.8μg/mL的抗-C反应蛋白多克隆抗体21与0.1U/mL的胆碱氧化酶23的混合物，且与吸收垫接近的一侧固定了0.8μg/mL的抗小鼠免疫球蛋白G（anti-mouseIgG）22与0.1U/mL的胆碱氧化酶23的混合物。这时，各个的固定化由分配器来处理并干燥。
向样品垫注入90μL的血清，血清内C反应蛋白抗原经过样品垫，与接合垫的检测抗体-过氧化酶复合体反应来通过反应膜而移动，若遇到捕获抗体，则通过夹层式抗原抗体反应与捕获抗体进行反应。未能反应的检测抗体-过氧化酶复合体的情况下，与抗小鼠免疫球蛋白G相结合。约5分钟后，存在于反应物质储存部的鲁米诺与氯化胆碱通过反应膜而流动，且固定最初各个抗体的区域的胆碱氧化酶与氯化胆碱反应，由此生成过氧化氢。存在检测抗体-过氧化酶复合体的情况下，所生成的过氧化氢则被分解而产生鲁米诺发光反应。图6示出了根据注入的血清内C反应蛋白的浓度来测定的照片，并且如上述图6所示，可确认能够检测到0.1ng/ml。
实施例3：通过一次的试样注入就能够测定人体血清内的C反应蛋白的化学发光条传感器（不包含接合垫）
如图7所示，不包括接合垫的情况下，为了增进化学发光免疫条的利用性，由100μg的表面活性剂10G及200μg的聚乙烯吡咯烷酮55K对0.04μg的抗-C反应蛋白抗体-过氧化酶复合体进行预处理后，在反应物质储存部前面的反应膜进行处理。并在反应物质储存部处理了140μg的鲁米诺、58μg的氯化胆碱及作为发光反应扩增剂的1.15μg的p-对香豆酸。
与上述实施例3相同地，将90μL的血清注入到样品垫，由此确认了鲁米诺发光反应，在图8中示出了根据注入的血清内C反应蛋白的浓度所测定的照片。如上图8所示，可确认能够检测到约50pg/ml。
另一方面，利用发光测定仪（LAS-3000，富士胶片公司（FUJIPHOTOFILMCO.,LTD））测定了上述实施例2及实施例3的发光程度，其结果见图9。
如上图9所示，通过上述实施例2及实施例3，根据血清内C反应蛋白的浓度其发光程度增加，由此可确认能够进行精密的生物感测。
以上对本发明的特定部分进行了详细的说明，这种具体的技术仅仅是优选的实施方式，而本发明的范围不局限于此，这对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说是显而易见的。因此，本发明的实质性范围应当根据所附的发明要求范围及其等同替代而定义。

Claims (11)

1.一种利用横向流动的膜条生物传感器，其特征在于，包括：
反应膜；
非对称膜，位于上述反应膜上；以及
反应物质储存部，位于上述非对称膜上，用于处理反应物质；
样品垫位于反应膜的两个末端中的一端，吸收垫位于反应膜的两个末端中的另一端；
其中，所述非对称膜由多孔性结构以非对称方式形成，其气孔较大的部分接触于反应物质储存部一侧，而其气孔较小的部分接触于反应膜一侧；并且，
所述反应物质储存部位于样品垫和反应膜上的、用于捕获注入试样内的分析对象物质的生物体物质之间。
2.根据权利要求1所述的膜条生物传感器，其特征在于，上述非对称膜的平均气孔的大小为0.01～50μm。
3.根据权利要求1所述的膜条生物传感器，其特征在于，上述非对称膜包含选自聚砜、聚醚砜及聚碳酸酯中的一种以上。
4.根据权利要求1所述的膜条生物传感器，其特征在于，上述反应膜包含选自硝酸纤维素、尼龙、聚砜、聚醚砜及聚偏氟乙烯中的一种以上。
5.根据权利要求1所述的膜条生物传感器，其特征在于，能够捕获注入试样内的分析对象物质的生物体物质在反应膜上进行处理。
6.根据权利要求1所述的膜条生物传感器，其特征在于，与分析对象物质反应的一次反应物质在反应膜上进行处理，产生信号的二次反应物质在上述反应物质储存部的内部进行处理。
7.根据权利要求1所述的膜条生物传感器，其特征在于，接合垫与上述样品垫相邻而设置。
8.根据权利要求7所述的膜条生物传感器，其特征在于，与分析对象物质反应的一次反应物质在上述接合垫进行处理，产生信号的二次反应物质在上述反应物质储存部的内部进行处理。
9.根据权利要求6或8所述的膜条生物传感器,其特征在于，上述一次反应物质为选自抗体、抗原、酶、肽、脱氧核糖核酸、核糖核酸、肽核酸、适配体及纳米粒中的一种或两种以上的接合体。
10.根据权利要求6或8所述的膜条生物传感器，其特征在于，上述二次反应物质为选自由吸光物质、荧光物质、发光物质、电化学信号产生物质及放大吸光、荧光、发光、放大电化学信号的强度的信号放大物质组成的组的一种以上。
11.一种生物体试样的分析方法，其特征在于，将试样注入到选自权利要求1至8中任一项所述的膜条生物传感器来测定分析对象物质。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160291010A1 (en) * 2013-11-12 2016-10-06 Gwangju Institute Of Science And Technology Immunochromatography strip sensor capable of measuring biomaterial concentration over broad concentration range
CN106796220A (zh) * 2015-03-11 2017-05-31 株式会社认知生物 膜传感器的制造方法
EP3344140B1 (en) 2015-09-01 2021-03-24 Polymer Technology Systems, Inc. Systems for reagentless test strips
KR101788221B1 (ko) * 2015-12-29 2017-10-19 광주과학기술원 팽창재를 이용한 멤브레인 스트립 센서
EP3417075B1 (en) * 2016-02-15 2020-10-28 EMPE Diagnostics AB Diagnostic device and related method
KR101854240B1 (ko) * 2016-05-18 2018-06-14 광주과학기술원 후크 효과가 없는 면역크로마토그래피 스트립 센서
KR102015360B1 (ko) * 2017-01-10 2019-08-28 광주과학기술원 측방 유동 분석에서의 신호 증폭 키트 및 그의 제작 방법
KR101985415B1 (ko) * 2017-04-06 2019-06-03 광주과학기술원 팽창형 구조체 및 이를 이용한 스트립 센서
KR101998948B1 (ko) * 2017-05-29 2019-07-11 주식회사 포스코 수용성 코팅층을 이용한 측방유동 분석에서의 신호 증폭 방법 및 이를 이용한 측방유동 분석 장치
KR101854600B1 (ko) 2017-09-19 2018-05-04 (주)텔트론 다채널 독소 측정 스트립 및 이를 포함하는 다채널 독소 측정 장치
KR102153736B1 (ko) * 2018-09-12 2020-09-08 울산과학기술원 수직 유체 흐름을 갖는 바이오 센서 및 이를 이용한 분석 방법
CN113272647A (zh) * 2018-10-25 2021-08-17 以色列国农业和农村发展部农业研究组织(Aro)(佛卡尼中心) 用于液体样品的即时检测分析的装置和方法
KR102261186B1 (ko) * 2019-06-28 2021-06-07 주식회사 지엠디바이오텍 자동신호증폭이 가능한 측방유동면역센서

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001337065A (ja) * 2000-05-24 2001-12-07 Bio Focus Ltd 電気化学メンブレンストリップバイオセンサー
CN1781022A (zh) * 2003-04-25 2006-05-31 拜奥迪吉特实验室技术公司 用于进行现场测试的膜条生物传感器系统
WO2007070486A2 (en) * 2005-12-13 2007-06-21 Medtronic Minimed, Inc. Biosensors and methods for making and using them
CN101035429A (zh) * 2004-06-02 2007-09-12 瑞莱诊断体系有限公司 定量侧向流系统和测定

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3922495A1 (de) * 1989-07-08 1991-01-17 Miles Inc Analyseverfahren fuer substanzen aus biologischen fluessigkeiten, insbesondere vollblut
US5166051A (en) * 1990-08-08 1992-11-24 Genesis Labs, Inc. Membranes, membrane overlays for exclusion of erythrocytes, and method for immunoassay of whole blood analytes
GB2321967B (en) * 1996-11-08 2001-05-02 Mercury Diagnostics Inc Opaque reaction matrix for the analysis of whole blood
EP1459064B1 (en) 2001-12-28 2008-02-13 Polymer Technology Systems, Inc. Test strip for determining concentration of triglycerides
US7344678B2 (en) 2002-11-15 2008-03-18 The Regents Of The University Of California Composite sensor membrane
JP2004251742A (ja) 2003-02-20 2004-09-09 Denso Corp センサ装置
TWI333545B (en) * 2003-04-02 2010-11-21 Cholestech Corp Adhered membranes retaining porosity and biological activity
AU2003296090A1 (en) * 2003-12-24 2005-07-14 Denka Seiken Co., Ltd. Simple membrane assay method and kit
US20060062688A1 (en) * 2004-02-03 2006-03-23 Polymer Technology Systems, Inc. Bodily fluid analysis system
US20050214161A1 (en) 2004-03-23 2005-09-29 Gupta Surendra K Test device for simultaneous measurement of multiple analytes in a single sample
KR100591300B1 (ko) 2005-01-18 2006-06-20 요시다 켄지 도트 패턴을 이용한 정보 입출력 방법
EP1965212B1 (en) 2005-10-31 2012-01-18 National University Corporation Hokkaido University Non-liquid phase type chemiluminescent enzyme immunoassay method and assay kit
JP2008249606A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Sysmex Corp クロマトグラフィー用試験具
WO2010107654A2 (en) * 2009-03-16 2010-09-23 Abaxis, Inc. Split flow device for analyses of specific-binding partners

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001337065A (ja) * 2000-05-24 2001-12-07 Bio Focus Ltd 電気化学メンブレンストリップバイオセンサー
CN1781022A (zh) * 2003-04-25 2006-05-31 拜奥迪吉特实验室技术公司 用于进行现场测试的膜条生物传感器系统
CN101035429A (zh) * 2004-06-02 2007-09-12 瑞莱诊断体系有限公司 定量侧向流系统和测定
WO2007070486A2 (en) * 2005-12-13 2007-06-21 Medtronic Minimed, Inc. Biosensors and methods for making and using them

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Publication number Publication date
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