CN111201326A - 用于测试样品的试剂盒、分析系统和方法 - Google Patents

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Abstract

诸如蛋白质测定或核酸测定的主测量在试剂盒上进行,其中诸如由分光计进行的光学测量的附加测量在接收所述试剂盒的分析装置中进行,从而可以对样品进行更好的测试。

Description

用于测试样品的试剂盒、分析系统和方法
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的试剂盒、根据权利要求8的前序部分的分析系统以及根据权利要求19的前序部分的方法。
优选地,本发明涉及分析和测试优选生物学的样品,特别是来自人或动物的生物样品,特别优选用于分析和诊断,例如关于疾病和/或病原体的存在和/或用于确定血细胞计数、抗体、激素、类固醇等。因此,本发明尤其属于生物分析领域。食品样品、环境样品或其他样品也可以任选地被测试,特别是用于环境分析或食品安全和/或用于检测其他物质。
优选地,借助于所述试剂盒,可以确定、识别或检测样品的至少一种分析物(目标分析物)。特别地,可以对样品进行定性或定量测试,以确定至少一种分析物,例如,为了可以检测或识别疾病和/或病原体。
在本发明的意义内,分析物具体是核酸序列,特别是DNA序列和/或RNA序列,或蛋白质,特别是抗原和/或抗体。具体地,通过本发明,核酸序列或蛋白质可以作为样品的分析物被确定、识别或检测。更特别优选地,本发明涉及用于进行用于检测或识别核酸序列的核酸测定或用于检测或识别蛋白质的蛋白质测定的系统、装置和其他设备。
本发明特别涉及所谓的即时检验系统,即特别涉及移动系统、装置和其他设备,并且涉及用于在取样点和/或独立于或远离中央实验室等对样品进行测试的方法。优选地,即时检验系统可以自主操作和/或独立于用于供电的电网。
US 5,096,669公开了一种用于测试生物样品、特别是血液样品的即时检验系统。所述系统包括一次性试剂盒和分析装置。一旦接收到样品,试剂盒就被插入分析装置,以便进行测试。所述试剂盒包括微流体系统和包括电极的传感器设备,所述设备通过校准液体进行校准,然后用于测试样品。
此外,WO 2006/125767 A1公开了一种用于集成和自动化的DNA或蛋白质分析的即时检验系统,其包括一次性试剂盒和使用所述一次性试剂盒进行全自动处理和评估分子诊断分析的分析装置。所述试剂盒被设计用于接收样品,特别是血液,并且特别允许细胞破碎、PCR和PCR扩增产物的检测,所述扩增产物与捕获分子键合并且被提供有标记酶,以便有可能在已知的氧化还原循环过程中检测键合的PCR扩增产物或作为目标分析物的核酸序列。
在即时检验系统中,重要的是所用的分析系统和试剂盒要以简单、可靠的方式构建,并允许多重测量。
本发明所解决的问题是提供一种用于测试样品的试剂盒、分析系统和方法,其中一种简单、可靠和/或具有成本效益的构造和/或更好的测试成为可能或更加便利。
上述问题通过根据权利要求1的试剂盒、根据权利要求8的分析系统或根据权利要求19的方法被解决。有利的发展是从属权利要求的主题。
优选地,所述试剂盒或分析系统或其分析装置包括传感器设备,用于电化学检测或识别样品的一种或多种分析物和/或通过将分析物特异性键合到一种或多种捕获分子上来检测或识别样品的一种或多种分析物,作为主测量。特别地,捕获分子允许相应的分析物或其扩增产物的特异性键合。
传感器设备或其传感器阵列优选包括多个传感器区和/或电极,用于特异性键合和/或检测一种或多种待检测或测量的分析物。此外,传感器设备优选地被配置用于样品分析物的电或电化学检测,特别是通过氧化还原循环。
根据本发明的一个方面,试剂盒优选包括测量室,用于通过光学测量和/或在无需特异性键合的情况下来检测或识别样品的进一步的分析物、化合物、材料特性,即用于附加测量。这允许非常简单、可靠和/或有成本效益的构造以及样品的简单处理。此外,所提出的解决方案允许组合多个测量和/或不同种类的测量,特别是在即时检验系统中。
优选地,测量室与传感器设备和/或传感器隔室分离。这允许针对不同的测量进行优化,即一方面针对主测量,另一方面针对附加测量。
可选地,用于附加测量的测量室可以被集成到传感器设备或传感器隔室中,或者由传感器设备或传感器隔室形成或形成在传感器设备或传感器隔室内。这尤其允许非常紧凑和/或简单的构造。
优选地,试剂盒或传感器设备被设计成执行核酸序列测定和/或蛋白质测定,特别是通过传感器设备。
测量室允许在无需特异性键合和/或无需电化学检测的情况下和/或通过光学测量或光谱学来进行至少一个或多个不同的或附加的测量。
根据可以独立实现的另一方面,所述分析系统适于通过电化学测量、特别是氧化还原循环和/或通过将分析物特异性键合到一种或多种捕获分子来检测或识别样品的一种或多种分析物(也称为主测量),其中所述分析系统适于通过光学测量和/或在无需特异性键合的情况下来检测或识别样品的进一步的分析物、化合物或材料特性,即所述系统允许附加测量。这允许非常简单、可靠和/或有成本效益的构造以及样品的简单处理。此外,所提出的解决方案允许组合多个测量和/或不同种类的测量,特别是在即时检验系统中。
优选地,用于检测或识别进一步的分析物、化合物和/或材料特性的附加测量在测量室中进行或执行,特别是与试剂盒上的传感器设备分开进行或执行。所述测量室可以由所述试剂盒或单独的样品容器形成。
优选地,所提出的分析系统包括用于连接或接收具有样品的试剂盒的分析装置。
优选地,分析装置包括测量设备,例如(光学)分光计,用于检测或识别样品的进一步的分析物、化合物或材料特性,即用于附加测量。
如果用于附加测量的测量室与试剂盒分开形成,特别是在(单独的)样品容器中或由(单独的)样品容器形成,则分析系统或装置优选包括用于连接样品容器的接口,以便执行附加测量,用于检测或识别样品的进一步的分析物、化合物和/或材料特性,特别是通过光学测量或在无需特异性键合的情况下。
根据本发明的用于测试特定生物样品的方法的特征优选在于进行主测量和附加测量,和/或在于分析装置通过光学测量和/或在无需特异性键合的情况下检测或识别样品的进一步的分析物、化合物和/或材料特性。
除了用于通过电化学方法和/或通过与一种或多种捕获分子的特异性键合来检测或识别一种或多种分析物的(特别是在试剂盒中和/或由试剂盒上的传感器设备执行的)主测量之外,附加测量还提供了关于样品的进一步信息。因此,可以更好地表征或测试样品。
特别地,所述(附加)测量可以用于检测或测量其他或进一步的分析物、化合物、材料特性等,和/或可以包括阻抗测量、电容测量、光谱测量、质谱测量和/或如MRT之类的层析成像。在这点上,测量设备或分析装置可以包括或形成能够进行这种测量的装置。
光学测量或传感器设备,例如分光计,可以独立于试剂盒实现和/或可以形成分析装置的一部分。
优选地,传感器设备包括传感器隔室,并且扩增产物和/或不同的基团在(相同的)传感器隔室中键合到对应的捕获分子上,特别是在不同的杂交温度下。这尤其允许通过一个传感器设备或传感器隔室或在一个传感器设备或传感器隔室中非常紧凑和简单地实现和/或检测或识别多种分析物、扩增产物和/或基团。
分析物和/或扩增产物可以在不同的杂交温度下键合,和/或优选在单个或公共的检测过程中检测。
特别优选地,传感器设备仅单次用于检测所述分析物和/或扩增产物的过程,电化学测定优选地特别是对所有键合的扩增产物同时进行。这允许非常快速和高效的测试。
提出不同的分析物和/或不同分析物的扩增产物可以通过杂交温度非常高效地连续键合到优选固定的捕获分子,特别优选在传感器设备上或传感器设备中,以便能够同时测量和/或确定或检测特别大量的不同扩增产物,特别是在单个或公共的检测过程中。
在本发明的上下文中,因此可以在单个检测过程中同时以高特异性检测并行产生和/或扩增的并具有不同杂交温度的分析物和/或扩增产物。
优选地,不同的分析物和/或扩增产物或其基团最初特别是同时和/或并行地通过扩增反应(特别是PCR)在优选不同的PCR室和/或反应腔中产生,然后在不同的杂交温度下连续键合到捕获分子上。
特别地,规定第一、第二和任选的第三基团在不同的反应腔中产生。然而,也可以规定,通过扩增反应(特别是PCR)在公共的PCR室和/或反应腔中扩增分析物,和/或在公共的反应腔中产生扩增产物,并且随后与捕获分子的杂交在不同的、特别是降低的杂交温度下进行。
优选地,在测试过程中,多个扩增反应,特别是PCR,同时、并行或彼此独立地进行。
优选地,提供或进行不同的扩增反应,特别是具有不同引物的PCR。
在本发明的意义内,扩增反应具体是其中分析物被扩增/复制和/或其中产生分析物的扩增产物、特别是核酸产物的分子生物学反应。特别优选地,PCR是本发明意义内的扩增反应。
“PCR”代表聚合酶链式反应,是一种分子生物学方法,通过该方法,使用聚合酶或酶,优选在几个循环中扩增样品的某些分析物,特别是部分RNA或DNA,特别是为了随后测试和/或检测扩增产物或核酸产物。如果要检测和/或扩增RNA,在进行PCR之前,从RNA开始,特别是使用逆转录酶,产生cDNA。所述cDNA被用作后续PCR的模板。
优选地,在PCR过程中,首先通过加热使样品变性,以分离DNA链或cDNA链。优选地,然后将引物或核苷酸沉积在分离的单链DNA或cDNA上,并通过聚合酶复制所需的DNA或cDNA序列和/或通过聚合酶替换缺失的链。所述过程优选在多个循环中重复,直到获得所需数量的DNA或cDNA序列。
对于PCR,优选使用标志引物,即(另外)在扩增的分析物上产生标志或标记(特别是生物素)的引物。这允许或便于检测。优选地,所用的引物是生物素化的和/或包含或形成特别是共价键合的生物素作为标记。
所提出的用于测试特定生物样品的分析系统或其试剂盒优选包括用于检测核酸序列和/或特定扩增的分析物和/或扩增产物的传感器设备,所述传感器设备优选包括用于键合序列、分析物和/或扩增产物的固定的捕获分子。
优选地,传感器设备包括传感器隔室,其中捕获分子被布置或固定在传感器设备的(相同)传感器隔室中,使得不同的分析物、扩增产物和/或基团可以在不同的杂交温度下键合在(相同)传感器设备或传感器隔室中。这尤其允许通过一个传感器设备或传感器隔室或在一个传感器设备或传感器隔室中非常紧凑和简单地实现和/或检测或识别多种分析物、扩增产物和/或基团。
捕获分子特别是寡核苷酸探针,其优选通过间臂,特别是C6间臂固定在传感器、传感器阵列和/或电极上。可以通过间臂优选键合捕获分子来防止破坏杂交的结构(例如发夹结构)的形成。
在本发明的意义内,术语“检测分子”优选理解为指特异性键合到引物的标志或标记上的分子,所述引物用于扩增分析物和/或分析物或随其提供的扩增产物,从而允许对其进行检测。
特别地,检测分子可以是酶缀合物和/或免疫缀合物,其特异性地键合到标志或标记,特别是生物素,并且包含用于转化底物的报告酶。
在本发明的上下文中,检测分子优选基于对生物素具有高亲和力的链霉亲和素和/或碱性磷酸酶,其可将非反应性磷酸单酯转化为电化学活性分子和磷酸盐。
优选使用检测系统,其中标记基于生物素,并且其中检测分子基于链霉亲和素/碱性磷酸酶。然而,也可以使用其他检测分子。
所述分析系统尤其是便携式的、可移动的和/或是即时检验系统,和/或可以特别是在取样地点和/或远离中心实验室的地方使用。
所述分析系统优选包括分析装置和/或至少一个用于测试样品的试剂盒。
术语“分析装置”优选被理解为是指特别是可移动的和/或可在现场使用的仪器,和/或被设计成优选在试剂盒中和/或借助于试剂盒化学地、生物地和/或物理地测试和/或分析样品或其组分的仪器。特别地,分析装置控制试剂盒中样品的测试。
特别优选地,分析装置被设计成接收试剂盒或连接所述试剂盒。
术语“试剂盒”优选理解为是指被设计成接收,储存,物理地、化学地和/或生物地处理和/或制备和/或测量样品的结构设备或单元,优选是为了能够检测、识别或确定样品的至少一种分析物。
本发明意义内的试剂盒优选包括具有多个通道、腔和/或阀的流体系统,用于控制通过通道和/或腔的流动。
特别地,在本发明的意义内,试剂盒被设计成至少基本上是平面的和/或卡片状的,特别是被设计成(微)流体卡片和/或被设计成优选地可以被封闭的主体或容器,和/或所述试剂盒在其包含样品时可以被嵌入和/或插入所提出的分析装置中。
本发明的上述方面和特征以及从权利要求和以下描述中将变得显而易见的本发明的各方面和特征原则上可以彼此独立地实现,但是也可以以任何组合或顺序实现。
本发明的其他方面、优点、特征和特性将从权利要求和下面参照附图对实施方案的描述中变得显而易见,其中:
图1是所提出的分析系统或分析装置的示意性截面图,所述分析系统或分析装置包括接收在其中的所提出的试剂盒;
图2是根据另一实施方案的试剂盒的示意图;
图3是所提出的分析系统和/或试剂盒的传感器设备的示意性前视图;
图4是图3的放大细节,示出了传感器设备的传感器区;
图5是传感器设备的示意性后视图;
图6是传感器设备的示意性剖视图;
图7是图1的局部放大示意图;并且
图8是根据另一个实施方案的具有附加样品容器的分析系统或装置的示意性截面。
在仅是示意性的并且有时不是按比例绘制的附图中,相同的参考号用于相同或相似的部件和组件,即使这些没有重复描述,也可以实现相应或可比的特性和优点。
图1是所提出的分析系统1和分析装置200的高度示意图,所述分析系统和分析装置用于测试特定的生物样品P,优选地借助于设备或试剂盒100或在其中进行测试。
图2是所提出的用于测试样品P的设备或试剂盒100的优选实施方案的示意图。所述设备或试剂盒100具体形成手持单元,并且在下文中仅称为试剂盒。
术语“样品”优选理解为是指待测试的样品材料,其尤其取自人或动物。特别地,在本发明的意义内,样品是流体,例如唾液、血液、尿液或另一种液体,优选来自人或动物、或其组分。在本发明的意义内,如果需要,样品可以被预处理或制备,或者可以直接来自例如人或动物等。食品样品、环境样品或其他样品也可以任选地被测试,特别是用于环境分析、食品安全和/或用于检测其他物质,优选天然物质,但也包括生物或化学战剂、毒物等。
优选地,分析系统1或分析装置200控制样品P的测试,特别是在试剂盒100中或上的测试,和/或用于评估测试或来自测试的测量值的收集、处理和/或存储。
借助于所提出的分析系统1或分析装置200或借助于试剂盒100和/或使用所提出的用于测试样品P的方法,优选样品P的分析物A,特别是核酸产物,例如特定的核酸序列,或者特别优选样品P的多种分析物A,可以被确定、识别或检测。所述分析物尤其不仅被定性地检测和/或测量,而且特别优选还被定量地检测和/或测量。
因此,样品P尤其可以被测试以定性或定量地确定至少一种分析物A,例如,以便能够检测疾病和/或病原体或确定其他值,这些值对于例如诊断是重要的。
特别优选地,通过分析系统1和/或分析装置200和/或通过试剂盒100可以进行分子生物学测试。
特别优选地,分子和/或PCR测定,特别是用于检测DNA和/或RNA,即核酸产物和/或序列,是可能的和/或被执行。
优选地,如果需要,样品P或样品P的单个组分或分析物A可以被扩增,特别是通过PCR,并且在分析系统1、分析装置200和/或试剂盒100中被测试、识别或检测。优选地,单个分析物A或多个分析物A的扩增产物V由此产生。
特别是通过PCR扩增的样品P的分析物A和/或扩增产物V,特别是核酸产物,特别是具有至少20或50个,特别优选80或100个,和/或至多300或280个,特别优选250或220个核苷酸的长度。然而,也可以提供特别是通过PCR产生更短或更长的扩增产物V。
在下文中,首先给出关于试剂盒100的优选构造的进一步细节,试剂盒100的特征优选地也直接代表分析系统1的特征,特别是即使没有任何进一步的明确解释。
试剂盒100优选至少基本上是平面的、扁平的和/或板状的和/或卡片状的。
试剂盒100优选地包括特别是至少基本上扁平的、平面的、板状的和/或卡片状的主体101,主体101特别是由塑料材料制成和/或由塑料材料注射成型,所述塑料材料特别优选聚丙烯。
试剂盒100优选地包括至少一个薄膜或覆盖件102,用于覆盖主体101和/或至少部分地形成在其中的腔和/或通道,特别是在前部100A上,和/或用于形成阀等,如图2中的虚线所示。
分析系统1或试剂盒100或其主体101,特别是与覆盖件102一起,优选形成和/或包括流体系统103,在下文中称为流体系统103。
试剂盒100和/或其流体系统103优选地在操作位置和/或测试期间至少基本上竖直定向,特别是在分析装置200中,如图1示意性所示。特别地,试剂盒100的主平面或表面延伸部因此在操作位置至少基本上竖直延伸。
如图1所示,试剂盒100和/或流体系统103优选包括多个腔,特别是至少一个接收腔104、至少一个计量腔105、至少一个中间腔106、至少一个混合腔107、至少一个储存腔108、至少一个反应腔109、至少一个中间温度控制腔110和/或至少一个收集腔111。
试剂盒100和/或流体系统103还优选包括至少一个泵设备112和/或至少一个传感器设备113。
所述腔中的一些、大部分或全部优选地由试剂盒100和/或主体101中的腔室和/或通道或其他凹陷形成,并且特别优选地由膜或覆盖件102覆盖或封闭。然而,其他结构解决方案也是可能的。
在所示的例子中,试剂盒100或流体系统103优选地包括两个计量腔105A和105B、多个中间腔106A至106G、多个储存腔108A至108E和/或多个反应腔109,它们优选地可以彼此独立地加载,特别是第一反应腔109A、第二反应腔109B和任选的第三反应腔109C,如图2所示。
一个或多个反应腔109特别用于进行扩增反应,特别是PCR,或者几个优选不同的扩增反应,特别是PCR。优选并行地和/或独立地和/或在不同的反应腔109中进行几个优选不同的PCR,即具有不同引物组合或引物对的PCR。
在一个或多个反应腔109中形成的扩增产物V和/或样品P的其他部分可以被引导或进给到所连接的传感器设备113,特别是通过泵设备112。
传感器设备113特别用于检测,特别优选定性地和/或定量地确定样品P的一种或多种分析物A,在这种情况下特别优选分析物A的扩增产物V。然而,替代地或附加地,也可以收集或确定其他值。
特别地,泵设备112包括或形成管状或珠状凸起部分,特别是通过薄膜或覆盖件102,特别优选地在试剂盒的背面,如图1示意性所示。
如图2所示,试剂盒100、主体101和/或流体系统103优选包括多个通道114和/或阀115。
借助于通道114和/或阀115,腔104至111、泵设备112和/或传感器设备113可以根据需要和/或任选地或选择性地彼此临时和/或永久连接和/或分离,特别是使得它们由分析系统1或分析装置200控制。
腔104至111优选每个都由多个通道114流体地连通。特别优选地,每个腔通过至少两个相关联的通道114联接或连接,以使得流体能够根据需要填注、流过和/或排出相应的腔。
流体输送或流体系统103优选地不基于毛细管力,或者不仅仅基于所述力,但是特别是基本上基于重力和/或泵送力和/或产生的压缩力和/或吸力的影响,这些力特别优选地由泵或泵设备112产生。在这种情况下,通过相应地打开和关闭阀115和/或相应地操作泵或泵设备112,特别是通过分析装置200的泵驱动器202,来控制流体的流动或流体输送和计量。
优选地,在操作位置,每个腔104至110在顶部具有入口,在底部具有出口。因此,如果需要,只有来自相应腔的液体可以通过所述出口排出。
特别地,容纳液体的腔,特别优选地,储存腔108、混合腔107和/或接收腔104,每个腔的尺寸都被设计成使得当所述腔充满液体时,可能形成的气体或空气的气泡在操作位置向上上升,使得液体聚集在出口上方而没有气泡。然而,其他解决方案也是可能的。
优选地,至少一个阀115被分配给每个腔、泵设备112和/或传感器设备113,和/或被布置在相应入口的上游和/或相应出口的下游。
优选地,腔104至111或腔104至111的序列(例如,流体通过其串联或连续流动)可以通过被致动的指定阀115被选择性地释放和/或流体可以选择性地流过其中,和/或所述腔可以流体连接到流体系统103和/或其他腔。
具体地,阀115由主体101和膜或覆盖件102形成和/或以另一种方式形成,例如通过附加层、凹陷等。
特别优选地,提供一个或多个阀115A,其优选地在最初或储存时紧密关闭,特别优选地为了以储存稳定的方式将位于储存腔108和/或流体系统103中的液体或液体试剂F相对于开放的接收腔104密封。
优选地,初始关闭的阀115A布置在每个储存腔108的上游和下游。优选地,所述阀仅在试剂盒100实际使用时和/或将试剂盒100插入分析装置200时打开,特别是自动打开。
当除了入口104B和出口104C之外还提供任选的中间连接104D时,多个阀115A,特别是在这种情况下的三个阀,优选地被分配给接收腔104,例如,为了能够任选地排出或移除样品P的上清液,例如血清等。根据用途,除了入口104B上的阀115A之外,优选地,仅打开出口104C或中间连接104D处的阀115A。
分配给接收腔104的阀115A特别是流体地和/或以气密方式密封流体系统103和/或试剂盒100,直到样品P被插入并且接收腔104或接收腔104的连接104A被关闭。
作为阀115A(最初关闭)的替代或补充,优选提供一个或多个阀115B,其不以储存稳定的方式关闭和/或其最初打开和/或可通过致动关闭。这些阀特别用于控制测试过程中的流体流动。
试剂盒100优选设计为微流体卡和/或流体系统103优选设计为微流体系统。在本发明中,术语“微流体”优选被理解为是指单独的腔、一些腔或所有腔104至111和/或通道114的各自体积分别或累计小于5ml或2ml,特别优选小于1ml或800μl,特别是小于600μl或300μl,更特别优选小于200μl或100μl。
特别优选地,最大体积为5ml、2ml或1ml的样品P可以被引入到试剂盒100和/或流体系统103中,特别是接收腔104中。
如根据图2的示意图所示,测试样品P需要试剂和液体,其优选在测试前以液体或液体试剂F的液体形式和/或以干燥试剂S的干燥形式引入或提供。
此外,例如为了形成检测分子和/或氧化还原系统,其他液体F,特别是以洗涤缓冲液、用于干燥试剂S的溶剂或底物SU的形式,也优选是测试、检测过程和/或其他目的所需要的,并且特别是设置在试剂盒100中,即同样在使用之前、特别是在输送之前引入。在下文的某些点上,液体试剂和其他液体之间没有区别,因此相应的解释也是相互适用的。
分析系统1或试剂盒100优选包含进行一个或多个扩增反应或PCR和/或进行测试所需的所有试剂和液体,因此,特别优选地,只需要接收任选的预处理的样品P。
试剂盒100和/或流体系统103优选地包括旁路114A,旁路可以任选地使用,以便在必要时可以引导或传送样品P或其组分通过反应腔109,并且通过绕过任选的中间温度控制腔110,也可以直接引导或传送到传感器设备113,和/或当旁路114A打开时,更具体地说当旁路114A的阀115B打开时,为了能够将液体或液体试剂F2-F5从储存腔108B-108E输送或泵入传感器设备113,特别是在与分析物A和/或扩增产物V相反的方向。
特别地,试剂盒100允许或提供核酸序列测定和/或(优选通过使用旁路114A来避免例如PCR)蛋白质测定。
在蛋白质测定的情况下,样品P或其一部分可以不经扩增等而被递送到传感器设备113,使得样品P的蛋白质可以作为分析物A键合到捕获分子M。
试剂盒100或流体系统103或通道114优选包括传感器部分116或用于检测液体前沿(liquid fronts)和/或流体流动的其他设备。
注意,为了清楚起见,图2中的各种部件,例如通道114、阀115,特别是最初关闭的阀115A和最初打开的阀115B,以及传感器部分116,仅在一些情况下被标记,但是在图2中对于这些部件中的每一个使用相同的符号。
收集腔111优选用于接收过量或用过的试剂和液体以及一定体积的样品。优选地,其被给予适当的大尺寸和/或仅设置有输入或入口,特别是使得液体在操作位置不能被移除或再次泵出。
接收腔104优选地包括用于引入样品P的连接104A。在样品P被引入接收腔104之后,所述腔和/或连接104A被关闭。
如图1所示,然后试剂盒100可以插入所提出的分析装置200中和/或被其接收,以便测试样品P。或者,样品P也可以稍后被送入。
图1示出了处于即用状态的分析系统1,用于对接收在试剂盒100中的样品P进行测试。在这种状态下,试剂盒100因此连接到分析装置200、被分析装置200接收和/或插入分析装置200。
在下文中,首先更详细地解释了分析装置200的一些特征和方面。与所述装置相关的特征和方面优选地也是所提出的分析系统1的直接特征和方面,特别是即使没有任何进一步的明确解释。
分析系统1或分析装置200优选包括用于安装和/或接收试剂盒100的安装座或接收座201。
优选地,试剂盒100与分析装置200流体分离或隔离,特别是液压分离或隔离。具体而言,试剂盒100形成用于样品P和试剂及其他液体的优选独立且特别是封闭的流体和/或液压系统103。
优选地,分析装置200被设计成致动泵设备112和/或阀115,以产生热效应和/或检测测量数据,特别是通过传感器设备113和/或传感器部分116。
分析系统1或分析装置200优选地包括泵驱动器202,所述泵驱动器202尤其被设计用于机械地致动泵设备112。
优选地,泵驱动器202的头部可以旋转,以便旋转地轴向压下泵设备112的优选珠状凸起部分。特别优选地,泵驱动器202和泵设备112一起形成用于流体系统103和/或试剂盒100的泵,特别是以软管泵或蠕动泵和/或计量泵的方式。
特别优选地,所述泵如在DE 10 2011 015 184 B4中描述的那样构造。然而,其他结构解决方案也是可能的。
优选地,可以控制泵的容量和/或排出速率,和/或可以切换泵和/或泵驱动器202的输送方向。优选地,流体因此可以根据需要向前或向后泵送。
分析系统1或分析装置200优选包括连接设备203,用于特别是电连接和/或热连接试剂盒100和/或传感器设备113。
如图1所示,连接设备203优选包括多个电接触元件203A,试剂盒100(特别是传感器设备113)优选通过接触元件203A电连接或可电连接到分析装置200。
分析系统1或分析装置200优选包括一个或多个温度控制设备204,特别是加热元件或珀尔帖元件,用于对试剂盒100进行温度控制和/或对试剂盒100具有热效应,特别是用于加热和/或冷却。
各个温度控制设备204、这些设备中的一些或所有这些设备可以优选地抵靠试剂盒100、主体101、覆盖件102、传感器设备113和/或各个腔定位,和/或可以热耦合到其上和/或可以集成在其中,和/或特别地可以由分析装置200电操作或控制。在所示的例子中,特别提供了温度控制设备204A、204B和/或204C。
优选地,温度控制设备204A,在下文中被称为反应温度控制设备204A,被分配给所述反应腔109或多个反应腔109,特别是为了能够在其中进行一个或多个扩增反应和/或PCR。
反应腔109优选地被同时和/或均匀地控温,特别是通过一个公共的反应温度控制设备204A或两个反应温度控制设备204A。
更特别优选地,一个或多个反应腔109可以从不同两侧和/或通过优选布置在相对侧上的两个或多个反应温度控制设备204A进行温度控制。
或者,对于多个反应腔109,每个反应腔109可以独立地和/或单独地进行温度控制。
温度控制设备204B,在下文中被称为中间温度控制设备204B,优选地被分配给中间温度控制腔110和/或被设计成对中间温度控制腔110或位于其中的流体(特别是扩增产物V)进行温度控制。
特别优选地,中间温度控制腔110和/或控温设备204B被设计或用于使样品P或分析物A和/或产生的扩增产物V变性,和/或将任何双链分析物A或扩增产物V分成单链和/或阻止扩增产物V的过早键合和/或杂交,特别是通过加热。
温度控制设备204C,在下文中被称为传感器温度控制设备204C,具体被分配给传感器设备113和/或被设计成以期望的方式对位于传感器设备113中或之上的流体(特别是分析物A和/或扩增产物V、试剂等)进行温度控制。
分析系统1或分析装置200优选包括一个或多个致动器205,用于致动阀115。特别优选地,提供不同(类型或组)的致动器205A和205B,它们被分配给不同(类型或组)的阀115A和115B,用于分别致动每个所述阀。
分析系统1或分析装置200优选包括一个或多个传感器206。具体而言,传感器206A被设计或旨在检测流体系统103中的液体前沿和/或流体流动。特别优选地,传感器206A被设计成例如光学地和/或电容性地测量或检测液体前沿和/或通道和/或腔中的流体的存在、速度、质量流率/体积流率、温度和/或另一个值,特别是在分别指定的传感器部分116中,所述传感器部分特别是由流体系统103的平面和/或加宽的通道部分形成。
特别优选地,传感器部分116各自被定向和/或结合在流体系统103中,和/或流体抵靠或流过传感器部分116,使得在试剂盒100的操作位置,流体沿竖直方向和/或从底部到顶部流过传感器部分116,以便能够或更容易可靠地检测液体。
可选地或附加地,分析装置200优选地包括(其他或附加的)传感器206B,用于检测环境温度、内部温度、大气湿度、位置和/或对准(例如通过GPS传感器)和/或分析装置200和/或试剂盒100的取向和/或倾斜。
分析系统1或分析装置200优选地包括控制装置207,特别是包括内部时钟或时基,用于控制测试序列和/或用于收集、评估和/或输出或提供测量值,特别是来自传感器设备113和/或来自测试结果和/或其他数据或值的测量值。
控制设备207优选地控制或反馈控制泵驱动器202、温度控制设备204和/或致动器205,特别是考虑或取决于来自传感器设备113和/或传感器206的期望测试和/或测量值。
一般来说,应注意的是,试剂盒100、流体系统103和/或流体的输送优选地不基于毛细力操作,而是至少基本上或主要在重力和/或泵或泵设备112的作用下操作。
在操作位置,来自各个腔的液体优选地通过在每种情况下位于底部的出口被移除,特别是被抽出,气体或空气可以通过入口流入和/或被泵入各个腔,所述入口特别是位于顶部。特别地,当输送液体时,腔中的相关真空因此可以被防止或者至少被最小化。
流体的流动特别是通过相应地激活泵或泵设备112并致动阀115来控制的。
特别优选地,泵驱动器202包括步进电机或以另一种方式校准的驱动器,使得至少在原理上可以通过适当的激活来实现期望的计量。
附加地或替代地,传感器206A优选用于检测液体前沿或流体流动,特别是与指定的传感器部分116协作,以便通过相应地控制泵或泵设备112并相应地激活阀115来实现期望的流体顺序和期望的计量。
任选地,分析系统1或分析装置200包括输入装置208,例如键盘、触摸屏等,和/或显示装置209,例如屏幕。
分析系统1或分析装置200优选地包括至少一个接口210,例如用于控制、用于通信和/或用于输出测量数据或测试结果和/或用于链接到其他装置,例如打印机、外部电源、智能手机、计算机网络、计算机云、互联网、服务器等。这具体可以是有线或无线接口210。
分析系统1或分析装置200优选包括电源211,优选电池或蓄电池,其特别是集成的和/或外部连接或可连接的。
优选地,集成蓄电池被提供作为电源211,并且通过连接211A由外部充电装置(未示出)充电和/或是可互换的。
分析系统1或分析装置200优选包括外壳212,所有部件和/或一些或所有设备优选集成在外壳212中。特别优选地,试剂盒100可以通过开口213插入或滑入外壳212中,和/或可以由分析装置200接收,所述开口特别是可以封闭,例如槽口等。
分析系统1或分析装置200优选是便携式的或移动的。特别优选地,分析装置200的重量小于25kg或20kg,特别优选地小于15kg或10kg,特别是小于9kg或6kg。
在下文中,参考图3至图6给出了关于传感器设备113的优选构造的进一步细节。
传感器设备113优选允许电化学测量和/或氧化还原循环。
具体而言,传感器设备113被设计成识别、检测和/或确定(相同或不同的)被键合到捕获分子M或由其衍生的产物的分析物A,特别是分析物A或不同分析物A的扩增产物V。
传感器设备113优选地包括传感器阵列113A,所述传感器阵列包括多个传感器区域或传感器区113B,如图3中示意性所示,其示意性地示出了传感器设备113和/或传感器阵列113A的测量侧。图4是图3的放大细节。图5示出了连接侧,图6是传感器设备113的示意性截面。
优选地,传感器设备113或传感器阵列113A包括多于10个或20个、特别优选多于50个或80个、特别是多于100个或120个和/或少于1000个或800个的传感器区113B。
优选地,传感器设备113或传感器阵列113A包括多个电极113C。在每个传感器区域或传感器区113B中优选布置至少两个电极113C。特别地,在每种情况下,至少两个电极113C形成一个传感器区113B。
电极113C优选由金属制成,特别是贵金属,例如铂或金,和/或所述电极被涂覆,特别是涂覆以硫醇。
优选地,电极113C是指状的和/或彼此接合,从根据图4的传感器区113B的放大细节中可以看出。然而,其他结构解决方案或布置也是可能的。
传感器设备113优选地包括支撑件113D,特别是芯片,电极113C优选地布置在支撑件113D上和/或集成在支撑件113D中。
测量侧包括电极113C和/或是面向流体、样品P、扩增产物V和/或传感器隔室的一侧,和/或是包括捕获分子M的传感器设备113和/或支撑件113D的一侧(如图6所示),分析物A和/或扩增产物V键合到所述捕获分子上。
传感器设备113和/或支撑件113D的连接侧优选与测量侧相对,和/或为背离流体、样品P和/或扩增产物V的一侧。
特别优选地,传感器设备113和/或支撑件113D的测量侧和连接侧各自形成特别是平面和/或板状支撑件113D的一个平坦侧。
传感器设备113,特别是支撑件113D,优选包括多个(在这种情况下为八个)电触点或接触表面113E,触点113E优选布置在连接侧和/或形成连接侧,如图5所示。
优选地,传感器设备113可以在连接侧和/或通过触点113E接触和/或可以电连接到分析装置200。特别地,通过将触点113E电连接到接触元件203A,可以在试剂盒100(特别是传感器设备113)和分析装置200(特别是控制设备207)之间建立电连接。
优选地,触点113E横向布置在边缘区域中和/或在电极113C和/或传感器阵列113A周围的平面图或投影中,和/或触点113E延伸到传感器设备113的边缘区域,特别是使得支撑件113D可以电接触,优选地通过连接设备203或接触元件203A,如已经解释的,横向地,在边缘区域和/或传感器温度控制设备204C周围,其可以在支撑件113D上优选地位于中心或位于中间。
优选地,传感器区113B彼此分离,如图6的示意图所示。具体地,传感器设备113包括每个传感器区113B之间的屏障或隔板,其优选地由特别是疏水层113F形成,所述疏水层113F具有用于传感器区113B的相应凹槽。然而,其他结构解决方案也是可能的。
试剂盒100和/或传感器设备113包括或形成传感器隔室118。特别地,传感器隔室118形成在传感器阵列113A、传感器设备113和/或支撑件113D之间,或者在一侧的测量侧和另一侧的传感器覆盖件117之间。
传感器设备113优选地通过其测量侧和/或传感器阵列113A来限定传感器隔室118。因此,电极113C位于传感器隔室118中。
优选地,试剂盒100和/或传感器设备113包括传感器覆盖件117,传感器隔室118尤其由平坦侧上的传感器覆盖件117限定或界定。
特别优选地,为了实际测量,传感器覆盖件117可以降低到隔板和/或层113F上。
传感器设备113或传感器隔室118流体连接到流体系统103,特别是反应腔109,优选通过连接特征,如入口119和出口120,使得(经处理的)样品P、分析物A或扩增产物V可以进入传感器设备113或传感器阵列113A的测量侧。
传感器隔室118因此可以加载流体和/或所述流体可以流过。
传感器设备113优选地包括多个特别不同的捕获分子M,不同的捕获分子M优选地布置和/或固定在(相同的)传感器隔室118中和/或不同的传感器区113B中和/或上和/或被优选地分配给不同的传感器区113B。
特别优选地,电极113C设置有捕获分子M,在这种情况下通过键B,特别是硫醇键,特别是为了键合和/或检测或识别合适的分析物A和/或扩增产物V。
优选为不同的传感器区113B和/或不同的电极对和/或电极113C提供不同的捕获分子M1至M3,以便在传感器区113B中特异性地键合不同的分析物A和/或扩增产物V,在图6中为扩增产物V1至V3。
特别优选地,传感器设备113或传感器阵列113A允许定性或定量地确定键合在每个传感器区113B中的扩增产物V。
任选地,传感器设备113包括具有不同杂交温度的捕获分子M,优选地,为了在不同杂交温度下将扩增产物V键合到对应的捕获分子M。
优选地,具有不同杂交温度的不同捕获分子M被布置或固定在传感器设备113的(相同的)传感器隔室118内。这尤其允许借助于一个传感器设备113或传感器隔室118或在其内非常紧凑和简单地实现和/或检测或识别多种分析物A、扩增产物V和/或基团。
优选地,在所述操作状态下,传感器温度控制设备204C以平面方式和/或居中地和/或与传感器阵列113A相对安置在支撑件113D上和/或至少部分地位于一个或多个触点113E上。这使得特别快速和高效地对传感器隔室118和/或扩增产物V进行温度控制成为可能。
传感器设备113,特别是支撑件113D,优选地包括至少一个、优选地多个电子或集成电路,所述电路特别地被设计成检测电流或电压,所述电流或电压优选地根据氧化还原循环原理在传感器区113B处产生。
特别优选地,来自不同传感器区113B的测量信号由传感器设备113和/或电路单独收集或测量。
特别优选地,传感器设备113和/或集成电路直接将测量信号转换成数字信号或数据,其尤其可以由分析装置200读出。
特别优选地,传感器设备113和/或支撑件113D如EP 1 636 599 B1中所述的构造。
分析系统1或分析装置200优选适于通过光学测量和/或在无需特异性键合的情况下来检测或识别样品P的进一步的分析物A、化合物和/或材料特性。这种附加功能也称为“附加测量”。
优选地,分析系统1或分析装置200包括用于附加测量的(另外的)测量设备250,即用于检测或识别样品P的进一步的分析物、化合物和/或材料特性,特别是通过光学测量和/或在无需与优选固定的捕获分子M特异性键合的情况下。
优选地,测量设备250形成分析装置200或其外壳212的一部分或集成到其中。
优选地,测量设备250用于光学测量,并且特别地,包括分光计或者由分光计形成。如果附加测量是光学测量,尤其是光谱测量,这尤其适用。然而,附加测量可以是无需通过捕获分子M的特异性键合和/或无需通过氧化还原循环的电化学检测的任何种类的其他测量,例如阻抗测量、质谱测量等。
以下描述集中在作为附加测量的光学测量上。特别地,光学测量可以在可见和/或不可见光谱中进行,其中不可见光谱可以包括红外和/或紫外范围中的测量。然而,所述描述和相应的特征优选地也适用于或以类似的方式适用于其他种类的附加测量。
在图1和图2所示的优选实施方案中,试剂盒100形成样品容器160,用于承载或提供用于附加测量的样品P,优选地,其中试剂盒100/样品容器160包括用于附加测量的测量室161。
测量室161优选与传感器设备113、传感器隔室118和/或反应腔109分离。
可选地,测量室161集成到传感器设备113和/或传感器隔室118中或由其形成或在其内形成。
在图1所示的第一实施方案中,测量室161优选由接收腔104形成,反之亦然。
测量室161可以与接收腔104分开形成和/或由如图2所示的分开的或专用的腔形成,代表具有分开的测量室161的试剂盒100的稍微修改的或其他实施方案。
在所示实施方案中,测量室161优选地与接收腔104流体连接或流体连接到接收腔104,特别是通过连接通道162,如图2示意性所示。因此,测量室161可以与接收腔104同时填注或在其后填注,和/或在样品P被填注到试剂盒100中时自动填注。然而,其他构造解决方案也是可能的。
图7示出了图1在接收腔104/测量室161的区域中的示意性局部放大图。
分析系统1、分析装置200或测量设备250可以包括光导251,用于将来自测量设备250的光C引导至测量室161或样品P或其中,并且从测量室161或样品P返回到测量设备250。然而,其他构造解决方案也是可能的。
优选地,样品容器160或测量室161包括光学窗口163,使得光C可以进入测量室161或其中包含的样品P,并且使得光C可以通过光学窗口163射出,以返回到光导251和/或测量设备250,如图7示意性所示。
光学窗口163可以由膜或覆盖件102和/或任何其他透明部件、插入件等形成或覆盖。
样品容器160或测量室161优选包括反射器164,用于反射光C和/或用于测量室161中样品P的光学测量。具体地,在所示实施方案中,反射器164将光C反射回光学窗口163和/或光导251。
优选地,在光C返回到传感器(这里是测量设备250)之前,光C在测量室162内被反射多次。
必须注意,光C可以从单独的设备(未示出)发射和/或可以通过不同于所述光学窗口163或到光导251和/或测量设备250的路径的另一路径或光学窗口163进入测量室161或样品P。
根据本发明的方法特别提供除了主测量之外的附加测量,其中主测量是或优选包括在试剂盒100或其传感器设备113上或由所述试剂盒或其传感器设备执行的蛋白质测定和/或核酸序列测定。
附加测量优选独立于试剂盒100上的主测量或由试剂盒100实现或进行。
特别地,测量设备250优选独立于传感器设备113工作,反之亦然。
附加测量和主测量(通常在试剂盒100或传感器设备113上或由其进行的测量)可以同时进行。然而,也有可能首先进行附加测量,然后进行主测量。这尤其适用于当在测量室161中对样品P进行附加测量时,并且之后,样品P至少部分地从测量室161排出,例如从接收腔104排出,用于主测量。
可替换地或附加地,样品P可以容纳在与试剂盒100分离的样品容器160中,用于如图8中示意性示出的附加测量,图8在与图1类似的示意性截面中示出了分析系统1和分析装置200的另一个实施方案。这里,分析系统1或分析装置200优选地包括接口252,用于将样品容器160(特别是机械地和/或光学地)连接到分析装置200和/或测量设备250或光导251。
单独的样品容器160包括或优选地形成测量室161和/或优选地包括光学窗口163和/或反射器164,如已经关于其他实施方案描述的。
在具有用于附加测量的样品容器160的单独接收座或接口252的实施方案中,附加测量和主测量可以彼此完全独立地实现和执行。
根据本发明,主测量,特别是诸如蛋白质测定和/或核酸测定和/或其中分析物A或扩增物V、蛋白质等通过捕获分子M键合的任何其他测定(其优选在试剂盒100或传感器设备113中或上或通过所述试剂盒或传感器设备实现),与上述至少一个附加测量相结合。甚至可以将主测量与多个附加测量、特别是不同种类的附加测量相结合。
优选地,根据本发明,电化学测量形式的主测量(特别是包括氧化还原循环)与光学测量形式的附加测量相结合。
优选地,根据本发明,包括与捕获分子的特异性键合等的主测量与非键合测量形式的附加测量相结合。
优选地,主测量在试剂盒100或传感器设备113上或其中进行,而附加测量在试剂盒100或传感器设备113外部进行或至少测量,优选地由分析装置200或其测量设备250进行。
在下文中,使用所提出的分析系统1和/或分析装置200和/或所提出的试剂盒100的测试或分析的优选顺序被更详细地解释为根据本发明的主测量的示例。
分析系统1、试剂盒100和/或分析装置200优选被设计成执行所提出的方法。
在所提出的测试样品P的方法中,优选扩增或复制样品P的至少一种分析物A,特别是通过PCR。以这种方式产生的扩增的分析物A和/或扩增产物V然后与对应的捕获分子M键合和/或杂交。然后检测键合的扩增产物V,特别是通过电子测量。
所述方法可特别用于医学领域,特别是兽医学,以便检测疾病和/或病原体。
在根据本发明的方法的背景下,通常首先通过连接104A将具有基于来自人体或动物体的流体或液体(特别是血液、唾液或尿液)的至少一种分析物A的样品P引入接收腔104,以便检测疾病和/或病原体,样品P可以被预处理。
一旦样品P被接收,接收腔104和/或其连接104A被流体封闭,特别是以液密和/或气密的方式。
优选地,试剂盒100与样品P一起然后被链接或连接到分析装置200,特别是被插入或滑入分析装置200中。
所述方法序列,特别是流体的流动和输送、混合等,由分析装置200或控制装置207控制,特别是通过相应地激活和致动泵驱动器202或泵设备112和/或致动器205或阀115来控制。
优选地,样品P或样品P的一些或上层清液通过出口104C和/或中间连接104D从接收腔104中移出,并以计量的方式进给至混合腔107。
优选地,试剂盒100中的样品P在被引入混合腔107之前被计量,特别是在第一计量腔105A和/或第二计量腔105B中或借助于所述第一计量腔和/或第二计量腔被计量。这里,特别是上游和/或下游传感器部分116与指定的传感器206一起使用,以便能够进行期望的计量。然而,其他解决方案也是可能的。
在混合腔107中,样品P被制备用于进一步分析和/或与试剂混合,优选与来自第一储存腔108A的液体试剂F1和/或与优选设置在混合腔107中的一种或多种干燥试剂S1、S2和/或S3混合。
液体和/或干燥试剂可以在样品P之前和/或之后被引入混合腔107。在所示的例子中,干燥试剂S1至S3优选地被预先引入混合腔107,并且任选地被样品P和/或液体试剂F1溶解。
液体试剂F1尤其可以是用于扩增反应或PCR的试剂,尤其是PCR主混合物。优选地,PCR主混合物包含无核酸酶的水、用于进行PCR的酶(特别是至少一种DNA聚合酶)、核苷三磷酸(NTP)(特别是脱氧核苷酸(dNTP))、盐(特别是氯化镁)和/或反应缓冲液。
干燥试剂S1、S2和/或S3同样可以是进行扩增反应或PCR所需的试剂,它们是干燥的,特别是冻干的形式。优选地,干燥试剂S1、S2和/或S3特别选自冻干酶(优选DNA聚合酶)、NTP、dNTP和/或盐(优选氯化镁)。
混合腔107中的溶解或混合特别是通过引入和/或吹入气体或空气,特别是从底部引入和/或吹入气体或空气来进行或辅助。这尤其是通过泵或泵设备112相应地泵送回路中的气体或空气来实现的。
随后,在混合腔107中混合和/或预处理的期望体积的样品P优选被进给到一个或多个反应腔109,特别优选通过(分别)上游任选的中间腔106A至106C中的一个和/或添加或溶解不同的试剂或引物(在这种情况下是干燥试剂S4至S6)。
特别优选地,将(预混合的)样品P分成几个优选等规格的样品部分,和/或优选均匀地和/或以等规格的样品部分在中间腔106A至106C和/或反应腔109之间平分。
不同的试剂(在本例中为干燥试剂S4至S6),特别优选引物,特别是所述一个PCR或多个PCR所需的那些,在本例中为不同引物的特定基团,优选分别加入到中间腔106A至106C和/或不同反应腔109中的(预混合)样品P中。
不同基团中的引物在各自引物产生的扩增产物V的杂交温度方面有所不同。结果,特别是产生了分析物A和/或扩增产物V的基团的不同基团温度,如开始已经提到的。
特别优选地,标志引物以开始时已经指定的含义使用。
在所示实施方案中,试剂或引物S4至S6容纳在中间腔106A至106C中。然而,其他解决方案也是可能的,特别是那些其中试剂或引物S4至S6容纳在反应腔109中的解决方案。
根据优选实施方案,中间腔106A至106C各自容纳有用于扩增/复制一种分析物A的引物,优选两种不同的分析物A,更优选三种不同的分析物A。然而,每个反应腔109也可以扩增/复制四种或更多种不同的分析物A。
特别优选地,反应腔109通过各自布置在上游的中间腔106A至106C连续填注特定体积的(预处理的)样品P或相应的样品部分。例如,在第二反应腔109B和/或第二反应腔109B在第三反应腔109C之前被填注之前,第一反应腔109A被填注特定体积的预处理样品P。
在反应腔109中,进行扩增反应或PCR以复制/扩增分析物A。这特别是通过指定的、优选公共的反应温度控制设备204A和/或优选同时对所有反应腔109进行,即特别是使用相同的循环和/或温度(曲线/分布)。
所述PCR或多个PCR是基于本领域技术人员基本已知的方案或温度曲线进行的。特别地,位于反应腔109中的混合物或样品体积优选被循环加热和冷却。
优选地,在一个或多个反应腔109中,从分析物A产生核酸产物作为扩增产物V。
在预处理、反应和/或PCR或扩增过程中,直接产生标记L(在每种情况下)和/或将其连接到扩增产物V上。这特别是通过使用相应的、优选生物素化的引物来实现的。然而,标记L也可以单独或稍后产生和/或键合至扩增产物V,任选地也仅在传感器隔室118中和/或杂交后产生和/或键合至扩增产物V。
标记物L特别用于检测键合的扩增产物。特别地,在检测过程中标记物L可以被检测或标记物L可以被识别,如下文更详细解释的。
根据本发明,使用不同的引物S4至S6和/或引物对,可以并行和/或彼此独立地进行多个扩增反应或多克隆抗体反应,从而可以并行复制或扩增大量(不同的)分析物A并随后进行分析。
特别地,相同或不同的分析物A1在第一反应腔109A中被扩增,相同或不同的分析物A2在第二反应腔109B中被扩增,并且相同或不同的分析物A3在第三反应腔109C中被扩增,优选地通过并行进行的扩增反应,特别是PCR。
特别优选地,分析物A1至A3彼此不同,特别是使得大量不同的分析物A可以通过所述方法被扩增和/或测试。优选地,多于2或4个、特别优选多于8或11个、特别是多于14或17个分析物A可以被测试和/或扩增,特别是在同一时间。
特别地,分析物A的多个基团的扩增产物V优选彼此并行和/或独立地和/或在反应腔109中形成和/或产生。因此,例如,分析物A1的第一基团扩增产物V1在第一反应腔109A中形成和/或产生,分析物A2的第二基团扩增产物V2在第二反应腔109B中形成和/或产生,并且分析物A3的第三基团扩增产物V3在任选的第三反应腔109C中形成和/或产生。
特别优选地,形成(扩增的)分析物A和/或扩增产物V的多个基团,其具有在开始提到的意义上的不同基团温度。因此,这些基团优选具有不同的(最佳)杂交温度TH和/或杂交温度范围。
优选地,不同基团的分析物A和/或扩增产物V,即特别是核酸产物和/或序列,因此被扩增和/或形成用于测试,有可能的是,不同的基团特别是在不同的反应室109A至109C中(但是可选地也以不同的方式)被扩增和/或形成和/或提供。
在进行PCR和/或扩增后,将相应的流体体积和/或扩增产物V和/或基团从反应腔109中连续导出至传感器设备113和/或传感器隔室118,特别是通过基团特异性的和/或单独的中间腔106E、106F或106G(分别)和/或通过任选的(公共的)中间温度控制腔110。
中间腔106E至106G可以包含另外的试剂,在这种情况下分别是干燥试剂S9和S10,用于制备用于杂交的扩增产物V,例如缓冲液(特别是SSC缓冲液),和/或用于进一步调节的盐。在此基础上,可以对扩增产物V进行进一步的调节,特别是为了提高后续杂交(与捕获分子M的键合)的效率。特别优选地,在中间腔106E至106G中和/或通过干燥试剂S9和S10来设定或优化样品P的pH。
优选地,样品P或分析物A和/或扩增产物V或由此形成的基团,特别是在被进给到传感器设备113之前和/或在反应腔109和传感器设备113之间,被主动控温(特别是在传感器设备113中被控温之前和/或之前),优选地被预热,特别是通过中间温度控制腔110和/或通过中间温度控制设备204B预热。
优选地,各个反应腔109的基团和/或分析物A或扩增产物V被主动控温(特别是预先和/或在传感器设备113中被控温之前)和/或被连续供给到中间温度控制腔110。这些基团特别是在传感器设备113中被控温之前和/或在温度控制之前被连续地供给到传感器设备113和/或传感器隔室118。
一旦样品P、基团、分析物A和/或扩增产物V与捕获分子M杂交和/或键合,接着进行检测,特别是通过优选提供的标记L或以另一种方式进行检测。
在下文中,更详细地描述了检测的特别优选的变型,特别是电化学检测,但是也可以进行其他类型的检测,例如光学检测、电容检测等。
在相应的键合/杂交之后,优选进行任选的洗涤过程和/或任选地加入额外的试剂或液体,特别是来自储存腔108B至108E的试剂或液体。
特别地,可以规定移除样品残余物和/或未键合的扩增产物V、试剂和/或PCR的残余物以及可能破坏方法序列其余部分的其他物质。
清洗或冲洗可以特别使用流体和/或试剂F3进行,特别是清洗缓冲液,特别优选柠檬酸钠缓冲液或SSC缓冲液,其优选包含在储存腔108C中。未键合的分析物A和/或扩增产物V以及可能干扰后续检测的物质优选地通过洗涤缓冲液从传感器设备113中移除和/或进给至收集腔111。
随后和/或在洗涤过程之后,根据所述方法的优选变体,检测键合到捕获分子M的扩增产物V。
为了检测键合到捕获分子M上的扩增产物V,试剂F4和/或检测分子D(特别是碱性磷酸酶/链霉亲和素)被进给至传感器设备113,优选从储存腔108D进给。
试剂F4和/或检测分子D可以键合到键合的扩增产物V上,特别是键合的扩增产物V的标记L上,特别优选键合到生物素标志上,如图6所示。
在检测的情况下,还可以提供额外的液体试剂F3和/或F5从储存腔108C和/或108E供给到传感器设备113。
任选地,随后或在试剂F4和/或检测分子D已经键合到扩增产物V和/或标记L之后,优选地通过流体和/或试剂F3和/或洗涤缓冲液进行(额外的)洗涤过程和/或冲洗,特别是为了从传感器设备113移除未键合的试剂F4和/或检测分子D。
优选地,用于检测的试剂S7和/或S8和/或底物SU(特别是来自储存腔106D)最后优选地与流体或试剂F2(特别是缓冲液)一起被进给到传感器设备113,所述流体或试剂适用于底物SU,特别优选地用于溶解试剂S7和/或S8和/或底物SU,所述流体或试剂F2特别是从储存腔106B中取出。特别地,试剂S7和/或S8可以形成或可以包含底物SU。
在添加底物SU之后,优选降低传感器覆盖件117,以便将传感器区113B彼此隔离和/或使其间的物质交换最小化。
优选地,对氨基苯基磷酸酯(pAPP)用作底物SU。
底物SU优选在键合的扩增产物V和/或检测分子D上发生反应和/或与之反应,和/或允许对它们进行电化学测量。
优选地,底物SU被键合的检测分子D(特别是键合的检测分子D的碱性磷酸酶)分裂成第一物质SA(例如对氨基苯酚,其特别是电化学活性和/或氧化还原活性的)和第二物质SP(例如磷酸盐)。
优选地,第一或电化学活性物质SA在传感器设备113中或在各个传感器区113B中通过电化学测量和/或氧化还原循环来检测。
特别优选地,借助于第一物质SA,特别是在电极113C处发生氧化还原反应,第一物质SA优选向电极113C放电或从其接收电子。
特别地,第一物质SA的存在和/或相应传感器区113B中的相应量通过相关的氧化还原反应来检测。以这种方式,可以定性地并且特别是定量地确定是否以及多少分析物A和/或扩增产物V键合到相应传感器区113B中的捕获分子M。这相应地给出了关于样品P中存在或曾经存在哪些分析物A的信息,特别是还给出了关于所述分析物A的量的信息。
特别地,通过与第一物质SA的氧化还原反应,在指定的电极113C处产生电流信号或功率信号,所述电流信号或功率信号优选地通过指定的电子电路来检测。
根据以这种方式产生的来自电极113C的电流信号或功率信号,确定是否和/或在哪里发生了与捕获分子M的杂交。
优选地,测量仅进行一次和/或针对整个传感器阵列113A和/或针对所有传感器区113B,特别是同时或并行进行。特别地,来自所有基团和/或反应腔109的键合基团和/或扩增产物V在单个或公共的检测过程中同时或并行地被检测、识别或测定。
换句话说,在不同和/或特定选择的杂交温度TH下键合的来自单个反应腔109的扩增产物V被一起和/或并行检测,使得快速测量成为可能,并且基于在每种情况下以目标方式设定的杂交温度TH,分析物A和/或扩增产物V与捕获分子M的杂交的高特异性也得以实现。
然而,原则上,也可以连续地或分开地测量传感器设备113或多个传感器设备113中的多个样品部分。
主测量和/或附加测量的测试结果或测量结果特别是被电传输到分析装置200或其控制设备207,并且因此被准备、分析、存储、显示和/或输出,特别是通过显示设备209和/或接口210。
特别地,测量结果可以通过有线或无线传输到另一个装置、计算机、服务器等,特别是用于分析、评估和/或进一步处理。
必须注意的是,“附加测量”并不意味着只有一个测量,还可以包括多个测量。
在已经进行了测试之后,试剂盒100和/或样品容器160可以与分析装置200断开连接和/或从其中释放或弹出,并且特别地被处理掉。
本发明的各个方面和特征以及各个方法步骤和/或方法变体可以彼此独立地实现,但是也可以以任何期望的组合和/或顺序实现。
参考号列表:
1 分析系统
100 试剂盒
100A 前部
101 主体
102 覆盖件
103 流体系统
104 接收腔
104A 连接
104B 入口
104C 出口
104D 中间连接
105 计量腔
105A 第一计量腔
105B 第二计量腔
106(A-G) 中间腔
107 混合腔
108(A-E) 储存腔
109 反应腔
109A 第一反应腔
109B 第二反应腔
109C 第三反应腔
110 中间温度控制腔
111 收集腔
112 泵设备
113 传感器设备
113A 传感器阵列
113B 传感器区
113C 电极
113D 支撑件
113E 触点
113F 层
114 通道
114A 旁路
115 阀
115A 最初关闭的阀
115B 最初打开的阀
116 传感器部分
117 传感器覆盖件
118 传感器隔室
119 入口
120 出口
160 样品容器
161 测量室
162 连接通道
163 光学窗口
164 反射器
200 分析装置
201 接收座
202 泵驱动器
203 连接设备
203A 接触元件
204 温度控制设备
204A 反应温度控制设备
204B 中间温度控制设备
204C 传感器温度控制设备
205 (阀)致动器
205A 115A的(阀)致动器
205B 115B的(阀)致动器
206 传感器
206A 流体传感器
206B 其他传感器
207 控制设备
208 输入设备
209 显示设备
210 接口
211 电源
211A 连接
212 外壳
213 开口
250 测量设备
251 光导
252 接口
A(1-3) 分析物
B 键
C 光
D 检测分子
F(1-5) 液体试剂
L 标记
M(1-3) 捕获分子
P 样品
S(1-10) 干燥试剂
SA 第一物质
SP 第二物质
SU 底物

Claims (20)

1.一种用于测试特定生物样品(P)的试剂盒(100),
所述试剂盒(100)包括具有传感器隔室(118)的传感器设备(113),所述传感器设备用于电化学检测或识别所述样品(P)的一种或多种分析物(A)和/或用于通过将所述一种或多种分析物(A)特异性键合到一种或多种优选固定的捕获分子(M)上来检测或识别所述样品(P)的一种或多种分析物(A),作为主测量,
优选地,其中所述传感器设备(113)包括用于所述主测量的电极(113C)和/或所述捕获分子(M),
其特征在于,
所述试剂盒(100)包括测量室(161),用于通过光学测量和/或在无需特异性键合的情况下来检测或识别所述样品(P)的进一步的分析物、化合物和/或材料特性。
2.根据权利要求1所述的试剂盒,其特征在于,所述试剂盒(100)包括用于PCR扩增的反应腔(109),并且所述测量室(161)与所述反应腔(109)分离和/或远离。
3.根据权利要求1或2所述的试剂盒,其特征在于,所述试剂盒(100)或传感器设备(113)被设计成执行核酸序列测定和/或蛋白质测定。
4.根据前述权利要求中任一项所述的试剂盒,其特征在于,所述测量室(161)与所述传感器设备(113)和/或传感器隔室(118)分离。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的试剂盒,其特征在于,所述试剂盒(100)包括用于接收所述样品(P)的接收腔(104),其中所述接收腔(104)形成所述测量室(161)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的试剂盒,其特征在于,所述试剂盒(100)包括用于接收所述样品(P)的接收腔(104),其中所述测量室(161)与所述接收腔(104)分离,并且优选地与所述接收腔(104)流体连接,特别是经由连接通道(162)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的试剂盒,其特征在于,所述测量室(161)包括光学窗口(163)和/或反射器(164),用于对所述测量室(161)中的所述样品(P)进行光学测量。
8.一种用于测试特定生物样品(P)的分析系统(1),
所述分析系统(1)适于电化学检测或识别所述样品(P)的一种或多种分析物(A)和/或通过将所述分析物(A)特异性键合到一种或多种优选固定的捕获分子(M)上来检测或识别所述样品(P)的所述一种或多种分析物(A),作为主测量,
其特征在于,
所述分析系统(1)适于通过光学测量和/或在无需所述样品(P)的特异性键合的情况下来检测或识别所述样品(P)的进一步的分析物(A)、化合物和/或材料特性,作为附加测量。
9.根据权利要求8所述的分析系统,其特征在于,所述分析系统(1)包括用于将试剂盒(100)与所述样品(P)连接或接收的分析装置(200)。
10.根据权利要求9所述的分析系统,其特征在于,所述分析装置(200)包括用于所述附加测量的测量设备(250),例如分光计。
11.根据权利要求9或10所述的分析系统,其特征在于,所述分析装置(200)包括用于接收或连接所述试剂盒(100)的接收座(201),特别是用于电连接所述试剂盒(100)或其上的传感器设备(113)的连接设备(203)。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的分析系统,其特征在于,所述分析装置(200)包括用于连接样品容器(160)的接口(252),用于通过光学测量和/或在无需特异性键合的情况下来检测或识别所述样品(P)的所述进一步的分析物、化合物和/或材料特性。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的分析系统,其特征在于,所述分析系统(1)包括试剂盒(100),其中所述试剂盒(100)包括传感器设备(113),用于电化学检测或识别所述样品(P)的所述一种或多种分析物(A)和/或通过将所述一种或多种分析物(A)特异性键合到一种或多种捕获分子(M)上来检测或识别所述样品(P)的一种或多种分析物(A)。
14.根据权利要求13所述的分析系统,其特征在于,所述试剂盒(100)包括用于接收所述样品(P)以用于所述附加测量的测量室(161)。
15.根据权利要求8至14中任一项所述的分析系统,其特征在于,所述分析系统(1)包括用于接收所述样品(P)并用于所述主测量和附加测量的试剂盒(100)。
16.根据权利要求8至15中任一项所述的分析系统,其特征在于,所述分析系统(1)包括根据权利要求1至7中任一项设计的试剂盒(100)。
17.根据权利要求8至13中任一项所述的分析系统,其特征在于,所述分析系统(1)包括用于所述附加测量的样品容器(160),优选地其中所述样品容器(160)与所述试剂盒(100)分离。
18.根据权利要求8至17中任一项所述的分析系统,其特征在于,所述分析系统(1)包括用于所述附加测量的测量设备(250),所述测量设备独立于用于所述主测量的传感器设备(113)工作。
19.一种用于测试特定生物样品(P)的方法,其中分析装置(200)将试剂盒(100)与所述样品(P)连接或接收,其中所述试剂盒(100)的传感器设备(113)通过将所述样品(P)的一种或多种分析物(A)特异性键合到一种或多种捕获分子(M)和/或通过电化学测量或氧化还原循环来检测或识别所述一种或多种分析物(A),
其特征在于,
所述分析装置(200)通过光学测量和/或在无需特异性键合的情况下借助于独立于所述传感器设备(113)工作的测量设备(250)来检测或识别所述样品(P)的进一步的分析物(A)、化合物和/或材料特性。
20.根据权利要求19所述的方法,其特征在于,所述分析装置(200)通过光学测量和/或在无需特异性键合的情况下借助于独立于所述传感器设备(113)工作的测量设备(250)来检测或识别所述样品(P)的进一步的分析物(A)、化合物和/或材料特性。
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