CN107735685A

CN107735685A - 传感器设备

Info

Publication number: CN107735685A
Application number: CN201680039377.5A
Authority: CN
Inventors: W·万罗伊; T·斯塔肯伯格; K·科文斯
Original assignee: Interuniversitair Microelektronica Centrum vzw IMEC
Current assignee: Interuniversitair Microelektronica Centrum vzw IMEC
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2016-06-30
Publication date: 2018-02-23
Anticipated expiration: 2036-06-30
Also published as: WO2017001642A1; CN107735685B; AU2016287460B2; EP3317667B1; CA2985712A1; US20220091117A1; CA2985712C; US20180156788A1; AU2016287460A1; JP2018523098A; EP3112869A1; JP2021073454A; EP3317667A1

Abstract

一种用于感测分析物的设备(1)，该设备(1)至少包括：用于接收样本的样本入口(10)；被选择成具有与分析物的优先结合的亲和探针(111)；对分析物和/或附连到分析物的标记的特性敏感的换能器(11)，该换能器不是FET换能器；以及用于对所接收到的样本进行脱盐的脱盐单元(13)。

Description

传感器设备

发明的技术领域

本发明涉及一种用于感测分析物的设备以及一种用于测量样本中分析物的存在和/或浓度的方法。在特定的实施例中，本发明可涉及一种生物传感器设备。

发明背景

基于亲和性的传感器是用于感测和检测样本中(例如液体样本中)的分析物的设备。此类传感器可基于电学、电化学、化学、光学、磁、电磁、机械、和/或声学检测原理来操作。通过指定的反应物与样本中的分析物之间的相互作用和反应来执行对样本中分析物的检测。具体而言，在基于亲和性的生物传感器中，检测基于在至少两个实体(即，分析物和可固定在基板上或基板中的受体或捕获探针)之间复合物的形成(杂交)。分析物与捕获探针之间的复合物形成得到可由信号测量单元测量的信号。为了使结合可检测，在特定的实施例中，可将标记元件附连到分析物。然而，在替换的实施例中，检测可基于无标记的操作。

对作为特定类型的分析物的生物分子的实时感测在诸如举例而言疾病诊断或食品安全等许多应用中特别有用。可惜的是，生物传感器设备的响应时间往往缓慢。该响应时间取决于大量的参数，诸如分析物的浓度、分析物的扩散、杂交反应的动力学以及所获得的复合物的稳定性等等。对于生物传感器，响应时间可以从几秒到几小时或更长。通常认为，在护理点(POC)或需求点应用中，响应时间必须不超过10分钟。此外，如果各种孵育时间降低到其推荐值以下，则现有生物传感器的检测极限(LOD)会变得更高(更差)。

因此仍然需要设置在检测分析物的存在和/或测量分析物的浓度时具有短的响应时间、并且优选地具有低的检测极限值的设备。此外，目前在用于感测分析物的设备中(例如，生物传感器中)实现的方法需要改善以便减少响应时间。

发明概述

本发明的各实施例的目的在于提供一种用于感测分析物的设备(例如，生物传感器)，该设备针对检测样本中分析物的存在和/或针对确定样本中分析物的浓度具有快速响应时间。替换地或另外地，根据本发明的各实施例的设备可呈现换能器的增加的信号，由此允许更快地和/或以更小的浓度检测分析物。

本发明的目的还在于提供一种要在用于测量分析物的设备中(例如，生物传感器中)实现的方法，该方法得到针对检测样本中分析物的存在和/或针对确定样本中分析物的浓度的快速响应时间。

在第一方面，本发明涉及一种用于感测分析物的设备，例如生物传感器，该设备至少包括：用于接收样本(具体地例如液体样本)的样本入口；被选择成具有与分析物的优先结合的亲和探针；以及换能器，该换能器对分析物和/或附连到分析物的标记的特性敏感，并且被适配成将分析物与亲和探针的相互作用转换成读出信号，该换能器不是诸如场效应晶体管(FET)之类的场效应换能器；以及脱盐单元，该脱盐单元用于对接收到的样本进行脱盐以便增加亲和探针与分析物之间的结合速率并因此减少换能器的响应时间和/或增加换能器的信号。

发明人惊讶地发现，在用于感测分析物的设备(例如，生物传感器)中存在脱盐单元允许获得来自设备的更快的响应。可测量的信号(输出信号)与不具有脱盐单元的类似设备相比增加得更快。此外，通过在用于感测分析物的设备中使用脱盐单元，减小(＝改善)了检测极限。

脱盐单元可以是稀释装置、浓缩/再分散装置、电渗析装置、或任何其它合适装置中的任何一者。

术语“稀释装置”表示适合于通过利用流体(例如，缓冲流体)稀释来减小包含分析物的样本的离子强度的装置。流体可以是具有比所提供的样本的离子强度更低的离子强度的溶液。在特定的实施例中，稀释装置包括混合器和/或流体容器，例如缓冲流体容器。使用稀释装置的优点在于它易于实现并且操作迅速，由此允许短的样本到答案(sample-to-answer)时间，但它的缺点在于不仅降低了样本的离子强度，也降低了分析物浓度。然而，传感器设备的整体性能得到改善。

术语“浓缩/再分散装置”表示耦合到再分散装置的分析物浓缩器。通过使用分析物浓缩器，使分析物处于更浓缩的状态。再分散装置适合于将经浓缩的分析物再分散到具有低于初始状态的离子强度(例如，如果样本是生理样本，则低于生理离子强度)的溶液中。在特定的实施例中，分析物浓缩器可以是离心机、过滤器(诸如纸过滤器、微柱过滤器、珠过滤器)、或微筛。再分散装置可选自包括以下各项的群组：磁力搅拌器、机械搅拌器、超声搅拌器、流通设备、或微流体设备。使用组合的浓缩/再分散装置的优点在于，它允许降低离子强度，同时如果在再分散期间添加的液体量等于在浓缩期间移除的液体量，则分析物的浓度保持不受影响。如果期望，还可通过在再分散期间添加与在浓缩步骤中移除的体积不同的体积，来增加或减小分析物的浓度。

术语“电渗析装置”表示包括适合于执行电渗析的至少两个离子选择性膜(也被称为离子交换膜)的装置。术语“离子选择性”表示膜通过跨该膜的通道(例如，孔或洞)对于一些离子可渗透(例如在阳离子选择性膜中：对诸如Li⁺、Na⁺、K⁺、Ca²⁺和Mg²⁺、优选地Na⁺等阳离子可渗透)，而对于其它离子不可渗透(例如在阳离子选择性膜中：诸如F^-、Cl^-、Br^-和HCO₃ ^-、优选地Cl^-等阴离子)。离子选择性膜被选择成对分析物不可渗透。电渗析装置在膜的与包含待检测和/或测量的分析物的样本接触的一侧相对的一侧上包括电极。电极可被致动以便通过Na⁺选择性或阳离子选择性膜来吸引阳离子，例如Na⁺、以及更优选地更多的阳离子，并通过Cl^-选择性或阴离子选择性膜来吸引阴离子，例如Cl^-、以及更优选地更多的阴离子。电渗析装置的优点在于，它允许降低离子强度而不会稀释样本中的分析物浓度。

本发明的各实施例的优点在于，提供了可以用于感测生物样本的生物传感器。例如可以从患者接收(例如，获取)此类生物样本，例如血液或血浆样本、唾液样本、尿液样本等等。本发明的各实施例特别适合于对生物目标的检测。根据本发明的各实施例的生物传感器设备是被适配用于感测分析物的存在/不存在和/或浓度的传感器。接收样本的介质是水性介质，并且可包含例如在生理条件下(例如，离子强度约150mM)的溶解的盐。

在本发明的各实施例中，脱盐单元在传感器设备的内部，例如，集成在与换能器相同的基板(例如，半导体基板)上或相同的外壳中。在替换的实施例中，脱盐单元在传感器设备的外部，例如，未集成在与换能器相同的基板上或相同的外壳中。

在各实施例中，脱盐单元可进一步包括端口，该端口用于接收缓冲流体以便流向接收到的样本。

在本发明的各实施例中，脱盐单元可包括用于容纳缓冲流体的缓冲流体容器。缓冲流体容器可以是脱盐单元的一部分，或者可以是脱盐单元本身(即，脱盐单元由缓冲流体容器组成)。在特定的实施例中，缓冲流体容器可选自包括以下各项的群组：安瓿瓶、注射器、泡罩、孔、连接两个液体容器的管、Eppendorf管、通道、以及在芯片(例如是半导体芯片或微流体芯片)上或芯片中提供的板载容器。使用泡罩包装、通道、或芯片上容器是有利的，因为泡罩包装、通道、或芯片上容器易于被纳入。

在本发明的替换实施例中，用于容纳缓冲流体的缓冲流体容器可位于脱盐单元外部。

在本发明的各实施例中，样本入口和脱盐单元通过适合于将样本从样本入口转移到脱盐单元的转移装置彼此连接。

在本发明的各实施例中，脱盐单元和换能器通过适合于将经脱盐的样本从脱盐单元转移到换能器的转移装置彼此连接。

在本发明的各实施例中，可提供出口端口以便排空多余样本和/或废料。另外地或替换地，可提供内部容器以便存储多余样本和/或废料。输出端口和/或内部容器可通过合适的转移装置连接到传感器设备的其它部件。

在本发明的各实施例中，转移装置基于毛细管流动。在本发明的各实施例中，转移装置基于开放通道中的毛细管流动。在本发明的替换实施例中，转移装置基于封闭通道中的毛细管流动。

在本发明的各实施例中，脱盐单元包括用于将接收到的样本与缓冲流体进行混合的混合器。在特定的实施例中，混合器可选自包括以下各项的群组：微流体混合器、涡旋混合器、摇动器、磁力混合器、超声混合器、机械混合器和快速混合装置。快速混合装置可包括两个注射器，一个用于通过样本入口来递送样本，一个用于通过缓冲流体入口和混合室来递送缓冲流体。在特别有利的实施例中，用于将接收到的样本与缓冲流体进行混合的混合器是微流体混合器，微流体混合器的优点在于该混合器没有移动部件。

在本发明的各实施例中，换能器可以是光学换能器，即，将光学信号转换成电信号的换能器。光学信号可以是任何适当类型的光学信号，诸如例如荧光或折射率或颜色的变化。

在本发明的各实施例中，脱盐单元可以位于与换能器相同的基板上或相同的外壳中。脱盐单元可包括端口，该端口用于接收缓冲流体以便流向接收到的样本、缓冲流体容器和混合器。

在第二方面，本发明提供了一种诊断设备，包括：根据本发明的第一方面的各实施例的用于感测分析物并生成感测信号的生物传感器设备，以及用于提供所述生物传感器设备的输出的输出单元，该输出单元可以单独使用或与其它因素结合使用以便藉此进行诊断。输出设备可被适配用于输出表示分析物的存在/不存在或浓度的信号。此类诊断设备旨在用于诊断疾病或其它状况，包括确定健康状况，以便治愈、缓解、治疗或预防疾病或其后遗症。此类诊断设备或其部件旨在用于收集、准备和检查从人体或动物体获取的样本。

在第三方面，本发明的各实施例涉及一种用于测量样本中分析物(通常例如生物分子、蛋白质、抗体、抗原、生物标志物、细胞因子、核酸、小分子(小分子通常具有低于几千道尔顿的分子量，例如低于10kDa，例如低于5kDa，例如低于2kDa，诸如例如在50Da至1kDa之间)、或代谢物)的浓度的方法，该方法包括：

i.获得或接收样本，例如生物样本，

ii.对样本进行脱盐，由此获得经脱盐的样本，

iii.借助基于亲和探针和换能器的基于亲和性的感测设备来测量经脱盐的样本的至少一个信号，该换能器不是FET换能器，

iv.使用该至少一个信号来确定样本中分析物的存在和/或浓度。

通过措辞“对样本进行脱盐”表示获得对样本(例如在具有生理盐浓度的水性介质中的样本)的离子强度的减小。步骤ii.所获得的经脱盐的样本具有比原始样本的离子强度更低的离子强度，例如，在生理样本的情形中低于生理离子强度。然而，离子强度不一定需要是零。

发明人惊讶地发现，得益于根据本发明的各实施例的方法，响应时间可减少到仅几分钟(例如，20分钟或更少，例如10分钟或更少，优选地减少到5分钟或更少，更优选地减少到1分钟或更少)，并且甚至减少到仅几秒钟(例如，减少到30秒或更少，优选地减少到20秒或更少，更优选地减少到10秒或更少)。这对于在POC应用中使用传感器是特别有利的。

在本发明的各实施例中，对样本进行脱盐的步骤ii.包括使样本处于范围从10nM到150mM、优选地从1mM到150mM、更优选地从10mM到150mM的离子强度的步骤、基本上由该步骤组成、或由该步骤组成。

在本发明的各实施例中，对样本进行脱盐的步骤ii.和用于测量经脱盐的样本的该至少一个信号的步骤iii.可以相继执行。在特定的实施例中，首先对样本进行脱盐并且随后将其施加于亲和探针和换能器。在替换的实施例中，在亲和探针和换能器上但在开始测量之前对样本进行脱盐。

在本发明的替换实施例中，对样本(例如，生物样本)进行脱盐的步骤ii.和用于测量经脱盐的样本的该至少一个信号的步骤iii.可以同时执行。换言之，在该实施例中，在测量期间在亲和探针和换能器上对样本进行脱盐。

在各实施例中，根据本发明的方法可进一步包括：将该至少一个信号与利用标准溶液获得的参考信号进行比较的步骤。通过措辞“标准溶液”表示其中不存在分析物、或者其中存在已知浓度的分析物的样本。

在本发明的各实施例中，测量经脱盐的样本的该至少一个信号的步骤iii.可随时间重复，由此获得测量曲线。在特定的实施例中，测量经脱盐的样本的该至少一个信号的步骤iii.包括确定测量曲线的斜率的步骤。在该实施例中，在达到稳定情况之前执行测量。

在本发明的各实施例中，对样本进行脱盐的步骤ii包括稀释样本的步骤、优选地基本上由该步骤组成、更优选地由该步骤组成。对样本稀释的步骤是简单且快速的步骤；然而，稀释也引起对分析物的稀释。在特定的实施例中，用于稀释步骤中的溶剂可以是水基缓冲流体。在特定的实施例中，水基缓冲流体可具有范围从pH 2到12、或5到9、或大约7的pH。

在本发明的各实施例中，对样本进行脱盐的步骤ii.包括执行电渗析的步骤、基本上由该步骤组成、或者由该步骤组成。与使用电渗析有关的优点在于，样本被脱盐而不会被稀释。此外，可以在开始测量之前、或在测量期间在亲和探针和换能器上进行脱盐步骤。

在各实施例中，根据本发明的方法使得分析物是生物分子、蛋白质、抗体、抗原、生物标志物、细胞因子、核酸、小分子(小分子通常具有低于几千道尔顿的分子量，例如低于10kDa，例如低于5kDa，例如低于2kDa，诸如例如在50Da至1kDa之间)、或代谢物。

本发明的特别和优选方面在所附独立和从属权利要求中阐述。从属权利要求中的特征可以与独立权利要求的特征以及其他从属权利要求的特征适当地结合，而不仅仅是如在权利要求中明确阐述的。

尽管本领域中的设备在不断地改善、改变和发展，但是相信本发明的概念代表了包括偏离先前实践的充分新颖且独创的进步，从而提供了更快速、更灵敏、更高效、稳定和可靠的具有此性质的设备。

从下面结合附图的详细描述中，本发明的上述和其他特性、特征和优点将变得显而易见，附图通过示例的方式解说了本发明的原理。给出本描述仅仅是出于解说的目的，而并不限制本发明的范围。以下引用的参考图涉及附图。

附图简述

图1是针对不同亲和常数K_a在平衡时捕获探针的占据分数[PA]/[P_tot]相对于分析物浓度[A]的图。

图2是针对不同测量时间捕获探针的占据分数[PA]/[P_tot]相对于分析物浓度[A]的图。

图3是被占据的捕获探针的量[PA]相对于基于亲和性的感测设备的时间的图。

图4是针对不同亲和常数K_a在平衡时捕获探针的占据分数[PA]/[P_tot]相对于分析物浓度[A]的图。

图5是对根据本发明的各实施例的用于感测分析物的设备的示意表示。

图6是对根据本发明的替换实施例的用于感测分析物的设备的示意表示。

图7是对根据本发明的用于感测分析物的设备的另一实施例的示意解说。

图8、图9、图10和图11是对根据本发明的用于感测分析物的设备的另外其它实施例的示意解说。

图12表示对根据本发明的用于测量分析物的浓度的方法的实施例的图示解说。

在不同的附图中，相同的附图标记指代相同或相似的元素。

解说性实施例的描述

将针对具体实施例且参考特定附图来描述本发明，但是本发明不限于此而仅由权利要求书来限定。所描述的附图只是示意性的而非限制性的。在附图中，出于解说性目的，可将一些元素的尺寸放大且未按比例绘制。尺寸和相对尺寸不对应于本发明实践的实际缩减。

要注意，权利要求中使用的术语“包括”不应被解释为限定于其后列出的装置/手段；它并不排除其他要素或步骤。由此该术语被解释为指定所陈述的特征、整数、步骤或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤或组件，或其群组的存在或添加。因此，措辞“一种包括装置A和B的设备”的范围不应当被限定于仅由组件A和B构成的设备。这意味着该设备的唯一与本发明有关的组件是A和B。

类似地，应注意术语“耦合”不应当被解释为仅限于直接连接。可使用术语“耦合”和“连接”连同其衍生词。应当理解，这些术语不旨在作为彼此的同义词。因此，“设备A耦合到设备B”这一措辞的范围不应该被限制在其中设备A的输出直接连接到设备B的输入的设备或系统。这意味着在设备A的输出与B的输入之间存在路径，该路径可以是包括其他设备或装置的路径。“耦合”可意味着两个或更多个元件处于直接的物理或电接触，或者意味着两个或更多个元件彼此未直接接触但彼此仍然协作或相互作用。

贯穿本说明书对“一个实施例”或“一实施例”的引用意指结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。由此，短语“在一个实施例中”或“在一实施例中”贯穿本说明书在各个地方的出现并不一定全部引用同一实施例，而是可以引用同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，如本领域普通技术人员会从本公开中显而易见的，特定特征、结构或特性可以用任何合适的方式进行组合。

类似地，应当领会，在本发明的示例性实施例的描述中，出于精简本公开和辅助对各个发明性方面中的一者或多者的理解的目的，本发明的各个特征有时被一起编组在单个实施例、附图或其描述中。然而，这种公开方法不应被解释为反映所要求保护的本发明需要比每项权利要求中所明确记载的更多特征的意图。相反，如所附权利要求所反映的，各发明性方面存在于比单个前述公开的实施例的全部特征更少的特征。由此，详细描述之后所附的权利要求由此被明确纳入该详细描述中，其中每一项权利要求本身代表本发明的单独实施例。

此外，尽管本文所描述的一些实施例包括其他实施例中所包括的一些特征但没有其他实施例中包括的其他特征，但是不同实施例的特征的组合旨在落在本发明的范围内，并且形成如本领域技术人员所理解的不同实施例。例如，在所附的权利要求书中，所要求保护的实施例中的任何实施例均可以任何组合来使用。

此外，各实施例中的一些实施例在本文中被描述为可由计算系统的处理器或由执行功能的其他装置(诸如例如微流体系统)实现的方法或方法的要素组合。由此，具有用于执行这种方法或方法要素的必要指令的处理器(例如，对阀进行致动的控制器、混合器等等)形成用于执行方法或方法要素的装置。替换地或另外地，具有用于执行样本加载、混合、移动到亲和探针和换能器等特定序列的液体延迟线路的毛细管电路也形成用于执行方法或方法要素的装置。此外，执行功能的装置不限于毛细管电路，并且本文所描述的装置实施例的任何元件是用于执行由该元件出于执行本发明的目的而执行的功能的装置的示例。

在本文所提供的描述中，阐述了众多具体细节。然而应理解，在没有这些具体细节的情况下也可实践本发明的实施例。在其他实例中，公知的方法、结构和技术未被详细示出以免混淆对本描述的理解。

现在将通过本发明的若干实施例的详细描述来描述本发明。显然，根据本领域技术人员的知识能够配置本发明的其他实施例而不背离本发明的真正精神和技术教导，本发明仅受限于所附的各项权利要求。

如本文所使用的并且除非另外提供，由本描述中的A指示的术语“分析物”是指待测量的物质，该物质具有或不具有生物来源。通过措辞“具有生物来源的物质”，我们旨在表示活生物体中存在或产生的物质。具体而言，该物质可以是生物分子。例如，分析物可以是蛋白质、抗体、抗原、生物标志物、细胞因子、多糖、脂质、核酸、小分子、或代谢物，小分子通常具有低于几千道尔顿(kDa)的分子量，例如低于10kDa，诸如低于5kDa，或者低于2kDa，例如在50Da至1kDa之间，诸如初级代谢物、次级代谢物、以及天然产物。

术语“生物分子”表示活生物体中存在的任何分子，包括大分子(诸如蛋白质、多糖、脂质和核酸)以及小分子。术语“生物分子”还涵盖具有类似属性和/或结构和/或组成、但已被人工制造而非不是在活生物体中的分子。

如本文所使用的，术语“样本”表示液体，例如，水溶液，也被称为容器液体，期望在该液体中检测分析物的存在和/或浓度。该样本可以是原始患者样本，如一定量的血液、血浆唾液、尿液、精液；脱盐后(例如，稀释后)的原始样本；或已向其应用了一个或多个步骤的原始或经脱盐的样本，这些步骤通常由测定领域的技术人员完成，例如意图是例如通过对分析物直接标记、通过使分析物与被标记的物种竞争或通过淬灭标记，来将标记与分析物结合。

由本描述中的P指示的术语“亲和探针”是指对分析物具有一定亲和性(例如，自然吸引或优先结合)的物质，该物质具有或不具有生物来源。通过措辞“具有生物来源的物质”，我们旨在表示活生物体中存在或产生的物质，或者具有类似属性和/或结构和/或组成的物质。例如，亲和探针可以是抗体、抗原、酶、受体、适体、核酸适体、肽适体、或分子印迹聚合物(MIP)。尽管以单数形式列出亲和探针的示例，但系统中通常存在多于一个的亲和探针，甚至远远多于一个的亲和探针。亲和探针在溶液中可以是自由的，或者它们可以固定在表面上，或者它们可以固定在3D基质中，诸如例如，凝胶或葡聚糖基质。

通过措辞“基于亲和性的感测设备”表示基于亲和探针与分析物之间的杂交反应的传感器，例如基于亲和性的生物传感器。

通过措辞“响应时间”表示获得足够大以允许确定感兴趣的分析物的存在和/或浓度的信号所需要的时间。实际响应时间值取决于分析物的相关浓度范围和噪声源，由此噪声发射可取决于例如所执行的测定类型、生物噪声、换能器噪声、数据处理噪声、由于光学检测引起的噪声等等。

通过措辞“生理条件”，我们旨在表示等于约7.4的pH和等于约0.15M或约150mM的离子强度。

在本发明的上下文中，术语“换能器”是指用于将分析物与亲和探针的相互作用转换成读出信号的装置。换能器可以是但不需要是光学或电子设备，并且读出信号可以是但不需要是光学或电子信号。在本发明的各实施例中，亲和探针可以存在于换能器上或换能器中，或者它们可以形成换能器的一部分。在特定的实施例中，换能器可以是诸如酶促反应的装置，该装置将分析物与亲和探针的相互作用转换成视觉上可见的信号，例如，取决于样本中存在的分析物类型的对特定颜色的颜色指示。所生成的信号的强度和与亲和探针结合的分析物的量相关(例如，成比例，诸如成正比或成反比)。

通过措辞“感测分析物和/或附连到分析物的标记的特性”表示用于感测分析物的设备(例如生物传感器)的换能器检测到与亲和探针结合的分析物的存在、事件或分析物的量的变化，并提供一般作为电信号或光学信号的对应输出信号。例如，可以获得对分析物的浓度、存在或不存在的测量。“分析物和/或附连到分析物的标记的特性”包括任何衍生或间接特性，或者作为得到与样本相关联的特定特性的步骤、动作或测定的结果的任何特性。有时不能在分析物自身上测量特性，并且在此类情形中可提供与分析物结合的标记，并且可以在该标记上测量特性。例如，在特定的情形中，分析物自身可能不是荧光的，但是可使用荧光标记，并且可以检测此类标记的荧光。

一般而言，传感器将分析物的体积浓度转换成输出信号。如果传感器是基于亲和性的传感器，如在本发明的上下文中，则该传感器包括亲和探针和换能器。

在基于亲和性的感测设备中，可通过指定的反应物与样本中的分析物之间的杂交反应来执行对样本中分析物的检测。杂交反应基于至少两个分子(例如，至少两个生物分子，例如分析物和亲和探针(该亲和探测是充当受体的分子或实体，也被称为捕获探针，其可固定在基板上，或固定在3D基质中，或在溶液中自由))之间形成复合物。在分析物(A)与亲和探针(P)之间的复合物形成得到可检测(例如，可由信号测量单元检测)、或者视觉上可见的信号。

换能器将亲和探针-分析物复合物的浓度或密度转换成输出信号。

基于亲和性的感测设备的响应可受到杂交反应速率的限制。在基于亲和探针(P)(诸如例如充当捕获探针的抗体(Ab))与分析物(A)(诸如例如抗原(Ag))之间的络合反应的基于亲和性的传感器的情形中，杂交反应是结合反应，例如但不限于基于化学方程(I)的一级结合反应：

其中 P表示(例如但不限于固定在表面上的)(空)亲和探针

A表示(例如，在液体体积中的)分析物

PA表示(例如但不限于表面上的)复合的亲和探针-分析物

k_on表示结合速率(on-rate)常数，也被称为结合(association)(或络合)速率常数k_a

k_off表示解离速率(off-rate)常数，也被称为解离速率(dissociation rate)常数k_d；

或者更具体地应用于抗体-抗原络合：

其中 Ab表示(例如但不限于固定在表面上的)(空)抗体

Ag表示(样本体积中的)抗原

AbAg表示(例如但不限于表面上的)复合的抗体-抗原

反应的亲和性(或结合常数)K_a由方程(II)给出：

在平衡时，各个物种的浓度遵循方程(III)：

其中 [x]表示x的浓度。

或者更具体地应用于抗体-抗原络合：

在本发明的上下文中，“浓度”可以表示体积浓度或表面浓度，这取决于反应分别是在液体体积中(与液体体积中的亲和探针)发生还是在表面上(例如，与固定在表面上的亲和探针)发生。表面浓度有时也被称为表面密度，并且两个术语旨在是等效的。

在重组方程(III)中的一些项之后，在平衡时，可用亲和探针的占据分数F由方程(IV)给出：

其中 [P_tot]＝[P]+[PA]表示总的亲和探针浓度(自由+占据)；

或者应用于抗体-抗原络合：

其中 [Ab_tot]＝[Ab]+[AbAg]表示总的抗体浓度

如果体积中分析物的浓度[A](例如，体积中抗原的浓度[Ag])等于1/K_a，则在平衡时50％的亲和探针(例如，抗体)将被占据。这在图1中解说，图1示出了亲和性K_a对基于亲和性的传感器的检测极限的直接影响。对于相同的换能器，使用具有不同K_a值的不同生物系统(例如，不同的亲和探针和分析物对，例如，抗体和抗原)得到不同的检测极限(LOD)。可以看到，对于较高的K_a值，在较低的分析物浓度下获得相同的亲和探针的占据分数；换能器将亲和探针的占据分数转换成输出信号，因此在较低的分析物浓度下可能已经获得(例如，足以超过总的系统噪声的)相同输出信号。

图2解说了针对具有结合速率常数k_on等于10⁵M^-1s^-1并且解离速率常数k_off等于10^- ⁵s^-1的反应，对因变于分析物(例如，在所解说的示例中为抗原)的浓度的信号的时间依赖性的模拟。尽管该示例中所使用的亲和常数K_a已被固定为等于10¹⁰M^-1，并且由此亲和探针被视为“良好”亲和探针，但建立平衡响应要花费很长时间(例如，在所解说的示例中大于2天)。这表示如果例如测量到0.4的信号，则可以从中确定的对应分析物浓度取决于自络合反应开始的时间。因此期望亲和探针与分析物之间具有快速络合反应，以使得仅在短的时间段之后(例如在10至15分钟之后)达到平衡，使得在该时间段之后获得测量信号，得到表示实际分析物浓度的测量值(端点测量)，或者使得由换能器生成的测量信号的斜率陡峭(斜率测量)。

发生杂交的速率受到k_on的限制。对于具有在十至几百kDa的范围中的分子量的典型大分子分析物，当分析物(例如，抗原)和亲和探针(例如，抗体)两者都是自由分子时(换言之，当亲和探针未被固定在表面上时)，k_on处于10⁵-10⁶M^-1s^-1的范围中。杂交的限制与分析物与亲和探针之间的扩散相遇等等有关，并且这在大部分情形中难以增加。对于表面接合的亲和探针(例如，抗体(Ab))，扩散相遇率甚至会更慢，并且由此在基于测量值来确定分析物的浓度的误差甚至会更高。例如，发明人已测量了k_on＝10⁵至3x 10⁵M^-1s^-1的范围中的值。

达到化学方程(I)的平衡的时间演化由关系(V)给出：

其中 [A]＝表示分析物的浓度，

或者应用于抗体-抗原络合：

其中 [Ag]表示抗原浓度

在关系(V)中，分析物的浓度(例如，抗原的浓度[Ag])表示直接在亲和探针(例如，抗体)之上或与其接触的浓度。在质量传输受限反应的情形中，该浓度可降至低于体积浓度(也被称为分析物的消耗)。在该情形中，可以通过考虑(如在一级亲和反应的情形中由关系(V)给出的)反应速率和恰适的质量传输定律(例如，在通过扩散进行质量传输的情形中的Fick定律、在通过对流进行质量传输的情形中的对流-扩散方程)两者，来将直接在亲和探针之上或与其接触的浓度与体积浓度相关，其中通过恰适的流体动态模型(诸如基于Navier-Stokes方程的模型)来处理液体流动，如本领域技术人员可以完成的。

杂交反应的(例如，在分析物(例如，抗原(Ag))与亲和探针(例如，抗体(Ab))之间形成复合物的)时间演化由关系(VI)给出：

这得到时间常数τ

或者应用于抗体-抗原络合：

图4解说了针对不同亲和常数的因变于样本中的分析物浓度[A](例如，抗原浓度)在平衡时的占据分数[PA]/[P_tot](例如，平衡时的[AbAg]/[Ab_tot])的模拟。这与图1相同，但在垂直轴上具有对数尺度而不是线性尺度。区域I对应于平衡时饱和的情况，其中平衡情况包括已经发生亲和探针P(例如，抗体Ab)被分析物A(例如，抗原Ag)基本上100％络合，或者换言之[PA]≈[A_tot]。在该情况中，[A]>>1/K_a(例如，[Ag]>>1/K)，从而得到可以由关系(VIII)近似的时间常数τ：

或应用于抗体-抗原络合：

区域II对应于在平衡时小于50％的亲和探针P(例如，抗体Ab)被分析物A(例如，抗原Ag)复合的情况。在该情况下，[A]<<1/K_a(例如，[Ag]<<1/K_a)，从而得到可以由关系(IX)近似的时间常数τ：

由此可见，区域I和区域II指示时间常数的不同简化表达。

从图2以及上文给出的关系，发明人发现分析物浓度测量需要长的测量时间。对于在短的测量时间下执行的测量，信号没有时间累积，从而引起对错误的分析物浓度值的确定，或者如果考虑得到图2的考虑因素，则引起较小的信号，这引起更低的信噪比和更低的测量结果准确性。在短的测量时间中，传感器的响应由此由杂交反应(I)的络合速率常数k_on来确定。

因此本发明的各实施例提供了一种解决方案来增加杂交反应的结合动力学(由k_on表示)，以更快地累积信号并达到更低的(＝更好)检测极限。复合物(例如，AbAg)的解离时间通常在几小时或几天的范围中，以使得在期望的测量时间尺度上(例如，小于20分钟，诸如例如大约10分钟甚至更少)可以忽略解离反应，并且主要是络合速率常数k_on是重要的。

发明人惊讶地发现，一些亲和探针-分析物(例如，抗体-抗原)组合的杂交速率不是恒定的，并且可以通过减小分析物的例离子强度来大大加快杂交。发明人发现，使离子强度降低1个数量级(例如，从100到10mM)引起络合速率常数k_on的4或5个数量级的增加，并且由此引起LOD和/或响应时间的减少。

根据本发明的各实施例，通过使用用于感测分析物的包括脱盐单元的设备来执行离子强度的降低。

图5解说了根据本发明的各实施例的用于感测分析物的设备(1)的实施例。用于感测分析物的设备(1)(例如但不限于生物传感器)至少包括：用于接收样本的样本入口(10)；被选择成具有与分析物的优先结合的亲和探针(111)；用于感测分析物和/或附连到分析物的标记的特性的换能器(11)，该换能器不是FET换能器；以及脱盐单元(13)。换能器(11)对分析物和/或附连到分析物的标记的特性敏感，并且将分析物与亲和探针(111)的相互作用转换成可测量信号(12)，例如输出信号。该输出信号可以例如是电信号、光学信号、或视觉信号。

脱盐单元(13)可以是用于对分析物进行脱盐的任何合适的设备。这可例如通过稀释分析物或者通过从分析物中提取盐来执行。在本发明的各实施例中，脱盐单元(13)可包括端口(130)和缓冲流体容器(131)。缓冲流体容器(131)可以是例如安瓿瓶、注射器、泡罩、孔、管、Eppendorf管、通道、或芯片上容器中的任何一者。在特别有利的实施例中，缓冲流体容器是泡罩包装、通道、或芯片上容器。

设备(1)可以用分立组件来实现，或者被实现为集成芯片。在后一情形中，可以在芯片外或芯片上执行脱盐。

在样本入口(10)处接收的样本和缓冲流体流可以一起流入脱盐单元(13)中，并且可例如通过毛细管力被引导到与换能器(11)有关的亲和探针(111)，如图5中所解说的。替换地，可提供泵以将样本和缓冲流体一起泵送前往亲和探针(111)和换能器(11)。

在替换的实施例中，在样本入口(10)处接收的样本可被引导通过包括缓冲流体的缓冲流体容器(131)，以使得自动地执行稀释，诸如例如图6中所解说的。此外，在该实施例中，样本通过缓冲流体容器(131)的流动可由毛细管力驱动，或者由外部驱动装置(诸如泵)驱动，以便将样本泵送前往流体容器(131)以及将样本和缓冲流体的混合物泵送前往亲和探针(111)和换能器(11)。

在本发明的各实施例中，可在分析物与标记相关联时执行脱盐。与标记关联的类型对于本发明的各实施例是无关的；它可包括例如对分析物的直接进行标记，使分析物与被标记物种竞争，或者通过猝灭标记。这可以通过向被标记样本混合物添加低离子强度的缓冲液或溶剂来完成。替换地，这可以通过制备低离子强度下的标记溶液，并将该溶液以适当的比率与样本混合来完成。在脱盐步骤之后，低离子强度的被标记样本可通过发生本发明的相关杂交反应亲和探针发送。

在本发明的各实施例中，对分析物进行标记可在正常(例如，生理)离子强度下发生，并且随后在通过亲和探针发送被标记的分析物之前可降低离子强度。这具有以下优点：体积中的预混合动力学比捕获表面上的分析物或分析物复合物的动力学略好，因此用于大体积预混合的缓慢动力学不太关键。此外，解离速率常数k_off更少受降低的离子强度的影响，因此一旦分析物-亲和探针复合物已经形成，则它在降低的离子强度下仍然稳定。

在本发明的各实施例中，对分析物进行标记可发生在已通过亲和探针发送分析物之后。这可以例如通过在具有被捕获的分析物的表面上发送包含第二亲和探针的第二溶液来完成，该第二亲和探针被标记并且也具有对分析物的亲和性。在本发明的各实施例中，第二溶液可以处于生理离子强度。可以以高浓度提供第二亲和探针以使得动力学是快速的。替换地，第二溶液可以处于低离子强度，以便也加快该相互作用。

在特定的实施例中，脱盐单元(13)可包括用于将接收到的样本与缓冲流体进行混合的混合器(132)。混合器可以例如是微流体混合器、涡旋混合器、摇动器、磁力混合器、超声混合器、机械混合器或快速混合装置中的任何一者。快速混合装置可包括两个注射器，一个用于通过样本入口来递送样本，一个用于通过缓冲流体入口和混合室递来送缓冲流体。

换能器(11)可以是光学换能器，诸如例如(但是本发明不限于此)发光换能器，诸如荧光换能器、全内反射荧光(TIRF)换能器、基于消散场的荧光换能器、磷光换能器、化学发光换能器、生物发光换能器；折射率换能器，诸如表面等离子体共振(SPR)换能器、生物层干涉/反射干涉光谱(BLI/RIfS)换能器、光子环谐振器、光学干涉仪(MZI，杨氏)；吸光度换能器(也称为比色换能器)；以及光子晶体。替换地，换能器可以是非光学类型。非光学类型换能器的(对本发明非限定性的)示例例如是除了FET换能器之外的电换能器，例如，电流式换能器、电容式换能器、电阻抗换能器、电化学换能器、电催化换能器；机械换能器，诸如石英晶体微天平(QCM)、微机电系统(MEMS)、纳米机电系统(NEMS)、微悬臂、悬浮微通道谐振器；磁换能器，诸如磁力计、霍尔效应换能器、自旋阀、磁性隧道结、基于钻石中的氮空位(NV)中心的换能器；或放射性换能器。

图7解说了根据本发明的各实施例的用于感测分析物的设备(1)，其中脱盐单元(13)包括混合器(132)。提供了分开的缓冲流体容器(131)，并且从样本入口(10)获得的样本和来自容器(131)的缓冲流体两者例如通过毛细管力或在泵或类似物的影响下被引导到混合器(132)。用于感测分析物的设备(1)(例如但不限于生物传感器)包括转移装置(133)，该转移装置(133)允许经脱盐的样本从混合器(132)转移到亲和探针(111)和换能器(11)。该转移可通过毛细管力或在泵或类似物的影响下发生。

图8解说了根据本发明的各实施例的用于感测分析物的替换设备(1)，其中容器(131)和混合器(132)被实现为单个实体，即，在容器(131)中提供混合器。从样本入口(10)获得的样本被引导到容器(131)，在该处样本与缓冲流体混合，之后该混合物被引导到亲和探针(111)和换能器(11)。样本(从样本入口到容器/混合器)以及与缓冲流体混合的样本(从容器/混合器到换能器)的传输可在毛细管力下发生，或者由泵或类似物驱动。图8中所解说的实施例类似于图5中所解说的实施例，不同之处在于图8的实施例中混合装置是在容器(131)中提供的，图5的实施例中不是这种情形。混合装置可以是主动混合装置(包括机械致动器，诸如磁力搅拌器、涡旋混合器或任何其它合适的混合设备)或者被动混合装置(不包括任何移动部件，而是修改流动以增强混合效率；例如通过产生湍流、通过修改层流、通过增加驻留时间)。

图9解说了根据本发明的设备(1)的另一实施例，其中从样本入口(10)获得的样本以及从容器(131)获得的缓冲流体一起流向亲和探针(111)和换能器(11)，在亲和探针(111)和换能器(11)上提供混合装置(131)以便更好地混合样本和缓冲流体。流体通过设备(1)的传输可由毛细管力提供，或者可由泵或类似物驱动。

在另外的替换实施例中，例如图10中所解说的，发生与图9中所解说的基本上相同的过程，但不是首先样本和缓冲流体一起流动并一起流向亲和探针(111)和换能器(11)，在该实施例中样本和缓冲流体在毛细管力下或由泵或类似设备驱动而各自分开地流向亲和探针(111)和换能器(11)，在该处它们借助混合装置(132)进行混合。

在仍然另外的实施例中，如图11中所解说的，在亲和探针(111)和换能器(11)上提供流体容器(131)，优选地具有在流体容器(131)中提供的混合器(132)，并且从样本入口(10)获得的样本流向并流入流体容器(131)中，在该处在发生样本与亲和探针(111)结合和由换能器(11)进行的测量之前或期间对样本进行脱盐。

图12以图示方式表示根据本发明的各实施例的用于测量分析物的样本中分析物(例如，抗原)的浓度的方法的实施例。该方法包括以下步骤：

i.获得样本，例如，在生物传感器中接收样本，例如从患者获取的样本，

ii.对样本进行脱盐，由此获得具有比原始样本中的离子强度更低的离子强度的经脱盐的样本，例如，范围从10nM到150mM、更优选地从1mM到150mM、更优选地从10mM到150mM的离子强度，

iii.借助基于亲和探针和换能器的基于亲和性的感测设备来测量经脱盐的样本的至少一个信号，该换能器不是FET换能器，以及

iv.使用该至少一个信号来确定样本中分析物的浓度。

在本发明的特定实施例中，步骤ii.可以是稀释步骤，其中样本利用溶剂(例如缓冲流体)来稀释。用于稀释的溶剂可以是例如在范围从pH 2到12、或5到9、或大约7的pH处的水基缓冲流体。

在本发明的替换实施例中，脱盐步骤可以是其中在具有一个或多个、优选地至少两个半渗透壁的容器中提供样本的步骤。容器被适配用于允许Na⁺离子和Cl^-离子通过容器的半渗透壁离开容器，而样本的剩余部分保留在容器中。可提供适当致动的电极以便通过半渗透壁吸引离子。这样，样本被脱盐，而不会降低样本中分析物分子的浓度。

在特定的实施例中，脱盐步骤可以是样本收集的一部分(例如，与样本收集集成)。在替换的实施例中，首先收集样本，并且仅在收集之后才脱盐。脱盐可发生在测量之前。至此，脱盐可发生在样本到达亲和探针和换能器之前，或者对样本的脱盐可发生在亲和探针和换能器上。

在特定的实施例中，脱盐可发生在分开的仪器中，该仪器例如在与发射信号测量的外壳分开的不同外壳中提供。替换地，脱盐和测量可发生在相同的外壳内。

通过对待分析的样本进行脱盐，由此降低了其离子强度，杂交反应的结合动力学可增加显著倍数，最多达多个数量级。

可以实时地跟踪测量信号，并且能够实时地监视和使用更快且更大的信号，并更快地终止测量。

图3解说了因变于时间的测量信号。测量信号(即，由亲和探针(111)和相关联的换能器(11)生成的信号)与亲和探针的占据分数[PA]相关，例如，成比例，诸如成正比或成反比。

发明人发现，可进行对信号曲线的斜率的测量，以便减小与短的测量时间(小于20分钟，例如小于10分钟)有关的误差，如图3所示。由此，本发明的各实施例可有利地增加换能器的信号，并且另外地或替换地各实施例可减少换能器的响应时间。曲线的斜率取决于就在传感器表面之上的分析物(例如，抗原)的浓度：那里存在的分析物越多，分析物就越快地与对应的亲和探针结合，因此被占据的亲和探针的量将增加得越快，并且曲线的斜率将更陡峭。可使用搅拌以避免亲和探针上分析物的消耗，并且由此避免与分析物(例如，抗原)的质量传输有关的问题。

斜率测量的优点如下。通常，测量具体的电平，即，在某个时间点(被称为端点)处测量信号多大。因此假设剂量响应关系。如果孵育时间足够长以达到(或接近)平衡，则剂量响应曲线是在平衡时的那些曲线，类似于图1和4所示的曲线。在该情形中，进行测量的确切时间点不是重要的，因为信号不再随时间变化。这与图3右侧所示出的等效。然而，上面的讨论已显示，所需要的孵育时间常常不合理地长，例如，比对于护理点(POC)应用而言可接受的时间长得多，诸如例如大于一个小时、大于数个小时、甚至大于一天。对于期望在小于约20分钟内(通常小于约10分钟)得到结果的POC测试，常常在系统还未达到平衡时进行测量。在该情形中，剂量响应曲线变成图2的那些曲线，即，响应不仅取决于分析物浓度，还取决于孵育时间。作为结果，孵育时间的任何变化转变成测量上的误差。并且孵育时间越短，时间上的相对误差就越大。这是通过进行根据本发明的各实施例的斜率测量所解决的主要不确定性。

在结合(络合)反应的初始阶段中，(由方程VI描述的)时间演化可以由线性表达式来近似。这表示斜率独立于确切时间(如图3的左手侧可以看到的)，并且仅取决于分析物浓度(如由方程VI所示的)。

另外，通过连续地跟踪信号的时间演化，依赖于时间的曲线形状可以被再现，并且可以作出关于曲线是否与预期行为匹配的判定。因此可以检查方程(VI)的线性近似是否仍然有效。如果为否，则可以考虑全指数依赖性，并且可以使用全方程VI而不是线性近似来推断浓度。

跟踪信号的函数形状还允许检测(并纠正)其它寄生效应。例如在横向流动系统中，当从缓冲流动切换到样本流动时，在它们之间的液体前沿可能存在某种互相混合。这给出了确切孵育时间上的误差，以及斜率上的误差(斜率在该瞬态阶段期间将更小)。然而，这在连续测量中可以看到，并且可以在该瞬态稳定之后计算斜率(即，可以丢弃被瞬态影响的点)。作为另一示例：如果出现质量传输限制，则斜率测量可允许在数据分析中检测到这些限制并对其进行纠正。

斜率测量的进一步优点在于，斜率计算可以基于许多数据点，这有助于抵消(随机)测量误差或噪声。

斜率测量的又一优点在于，只要获得足够良好的信号(例如，只要达到要求的或期望的准确性)，就可以终止测量。这对于具有高浓度的特定生物标志物的样本会非常快，并且对于浓度较低(例如，更靠近LOD)的样本时间较长。这在端点测量中是不可能的，在端点测量中事先设置孵育时间以涵盖所有可能的状况，因此对于某些样本会不必要地长。

Claims

1.-一种用于感测分析物的生物传感器设备(1)，所述设备(1)至少包括：用于接收样本的样本入口(10)；被选择以便具有与所述分析物的优先结合的亲和探针(111)；换能器(11)，所述换能器(11)对所述分析物和/或附连到所述分析物的标记的特性敏感并且被适配成将所述分析物与所述亲和探针(111)的相互作用转换成读出信号，所述换能器不是场效应晶体管换能器；以及脱盐单元(13)，所述脱盐单元(13)用于对所接收的样本进行脱盐以便减少所述换能器(11)的响应时间和/或增加所述换能器(11)的信号。

2.-如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述脱盐单元进一步包括端口(130)，所述端口(130)用于接收缓冲流体以便流向所接收的样本。

3.-如前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其特征在于，所述脱盐单元(13)包括用于容纳缓冲流体的缓冲流体容器(131)。

4.-如权利要求2或3中任一项所述的设备(1)，其特征在于，所述脱盐单元(13)包括：用于将所接收的样本与所述缓冲流体进行混合的混合器(132)。

5.-如前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其特征在于，所述换能器(11)是光学换能器。

6.-如前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其特征在于，所述脱盐单元(13)被集成在与所述换能器(11)相同的基板上或基板中或相同的外壳中。

7.-如权利要求6所述的设备(1)，其特征在于，所述脱盐单元(13)包括所述端口(130)、所述缓冲流体容器(131)和所述混合器(132)。

8.-如前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其特征在于，所述设备是在所述换能器上具有亲和探针的基于亲和性的感测设备。

9.-一种诊断设备，包括

根据前述权利要求中任一项的用于感测分析物并生成感测信号的生物传感器设备(1)，以及

用于提供所述生物传感器设备的输出的输出单元，所述输出单元能够单独使用或与其它因素结合使用以便藉此进行诊断。

10.-如权利要求9所述的诊断设备，其特征在于，输出设备被适配用于输出表示所述分析物的存在/不存在或浓度的信号。

11.-一种用于测量生物样本中分析物的浓度的方法，所述方法包括：

i.接收生物样本，

ii.对所述样本进行脱盐，由此获得经脱盐的样本，

iii.借助基于亲和探针和换能器的基于亲和性的感测设备来测量所述经脱盐的样本的至少一个信号，所述换能器不是场效应晶体管换能器，

iv.使用所述至少一个信号来确定所述样本中所述分析物的浓度。

12.-如权利要求11所述的方法，其特征在于，对所述样本进行脱盐的步骤ii.包括使所述样本处于范围从10nM到150mM、更优选地从10mM到150mM的离子强度的步骤。

13.-如权利要求11或12中任一项所述的方法，其特征在于，对所述样本进行脱盐的步骤ii.和用于测量所述经脱盐的样本的所述至少一个信号的步骤iii.是同时或相继执行的。

14.-如权利要求11至13中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括将所述至少一个信号与利用标准溶液获得的参考信号进行比较的步骤。

15.-如权利要求11至14中任一项所述的方法，其特征在于，测量所述经脱盐的样本的所述至少一个信号的步骤iii.是随时间执行的，由此获得测量曲线，并且所述方法包括确定所述测量曲线的斜率的步骤。

16.-如权利要求11至15中任一项所述的方法，其特征在于，对所述样本进行脱盐的步骤ii包括稀释所述样本的步骤。

17.-如权利要求11至15中任一项所述的方法，其特征在于，对所述样本进行脱盐的步骤ii包括执行电渗析的步骤。