CN1461347A - 用于先天性代谢异常的检测方法和检测设备 - Google Patents

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Abstract

一种可方便并快捷地定量目标物质的方法，包括使用至少对包含于待测生物样品中的物质，即对包括D－半乳糖、L－亮氨酸和L－苯丙氨酸在内的支链氨基酸具有特异性的相应脱氢酶、辅酶、电子介体和四唑盐作为反应试剂，且利用光学检测法和/或电化学检测法之一或两者来进行最终通过所述生物样品与所述反应试剂之间的酶反应和氧化还原反应而形成的甲的检测，由此便利而快捷地测定了先天性代谢异常的三种疾病，即半乳糖血症、械糖尿病和苯丙酮酸尿症。

Description

用于先天性代谢异常的检测方法和检测设备
发明领域
本发明涉及能够简单而迅速地测定生物样品中含有的D-半乳糖、包括L-亮氨酸在内的支链氨基酸和L-苯丙氨酸而不需要进行烦琐的预处理的测定方法和测定设备。
特别在半乳糖血症、槭糖尿病和苯丙酮酸尿症这三种属于先天性代谢异常的疾病中，该方法和设备是可以用于对新生儿筛查以进行这些疾病的早期检测、患有这些疾病的患者的床边检查和监测其每日生活情况。
发明背景
遍及世界范围内的用于先天性代谢异常的早期检测的新生儿筛查开始于对苯丙酮酸尿症(PKU)疗法和对滤纸上干燥血点中的L-苯丙氨酸(L-Phe)的半定量测定方法的发现。
先天性代谢异常成为筛查的靶向疾病的主要原因在于阐明了医学上的优点，使得可以希望通过早期检测可以使患有所述疾病的儿童正常发育且由此获得较高的经济效益。一方面，存在拖延检测产生有生理缺陷的儿童、建立用于他们的调节中心或研究机构和为护理这些患病儿童付出巨额医疗开支的情况。另一方面，又存在早期检测和治疗会使受伤害的儿童发育成健康成年人的情况。比较显示后一种情况具有极高的经济效益且改善了患病儿童的QOL。
因此，在不同国家均将预防因代谢失调导致的智力低下和发育受损看作是对公众健康领域中存在的挑战且用于新生儿筛查的方案应得到国家和政府的支持。
代表先天性代谢异常的PKU是因先天缺乏将必需氨基酸L-Phe转化成酪氨酸的L-Phe羟化酶而导致的疾病。在这种疾病中，L-Phe在体内累积且大量苯基丙酮酸和L-Phe在尿中排泄。临床症状包括智力障碍，如智能缺陷、神经病和黑素缺失症。为了治疗该病，需要限制L-Phe摄取的膳食疗法，而这种治疗方法必须至少持续达成人期且优选持续整个生命过程。由于L-Phe是人体所必需的氨基酸之一，所以必须将其摄取维持在不会导致脑病的最大量与身体生长必不可少的最小量之间。
母源PKU是患有PKU的妇女如果妊娠，怀有患发育障碍、智力障碍、小头或心脏畸形的胎儿的情况，这是因为她们具有高的血L-Phe水平。然而，这些异常情况可以通过自妊娠前控制血液L-Phe水平来预防。
诊断用筛查检测方法包括由Guthrie等(Pediatrics，Vol.32，p.338(1963))开发的细菌抑制测定法(BIA)。BIA在已经通过穿刺取自新生儿足跟并使之渗漏入滤纸的血样上使用枯草芽孢杆菌和代谢拮抗剂。筛查开始于应用BIA。此外，Guthrie还发现可以使用BIA的机理测定L-组氨酸、L-甲硫氨酸和L-亮氨酸(L-Leu)且可以使用大肠杆菌检测D-半乳糖(D-Gal)。因此，也开始了对组氨酸血症、高胱氨酸尿症、槭糖尿病(MSUD)和半乳糖血症(GE)的筛查。
通过BIA法或应用大肠杆菌和噬菌体的Paigen法(Journal of Lab.Clin.Med.，Vol.99，p.895(1982))在上个世纪60年代建立了用于目前多重筛查系统的机理。这些检测方法是极为简单的方法，它们应用滤纸上的干燥血点作为样品且其中将被打孔器穿孔的血浸渍的滤纸圆片放置在琼脂培养基上并保温过夜，此后评价细菌生长环的大小。这些方法不需要昂贵的仪器、就试剂成本而言也令人满意且能够对大量样品检测多个项目。
然而，最终检测结果通过基于肉眼观察的评价而获得，由此导致难以确保评价结果的客观性并保存评价结果的记录。对这种困难的改进实例是使用照相机成象(Journal of the Japan Society of MassScreening，Vol.6，p.23(1996))，该方法要求对评价结果进行定量和记录。不过，对带有很大变化的细菌生长进行定量是极其困难的且便利性最低。
另一方面，也可以应用高效液相层析法(Journal ofChromatography，vol.274，p.318(1983)；Journal of the Japan Societyof Mass Screening，Vol.5，p.86(1995))和自动分析仪(ClinicalChemistry，Vol.30，p.287(1984))，但困难在于靶向疾病仅为氨基酸代谢异常、使用昂贵的测定装置且便利性和快捷性也不可靠。
近来已经开发了基于称作酶法(Screening，Vol.1，p.63(1992)；The Journal of Medicine and Pharmaceutical Science，Vol.31，p.1237(1994))或微量培养板荧光法(Clinical Chemistry，Vol.35，p.1962(1989))的方法的试剂盒，其中在微量培养板上首先进行酶反应、随后进行荧光反应并根据荧光强度确定样品中的D-Gal、包括L-Leu在内的支链氨基酸以及L-Phe和L-甲硫氨酸(The Journal of Medicineand Pharmaceutical Science，Vol.31，p.1211(1997))。该试剂盒具有较高的处理样品的能力且已经获得了确保对检测结果的客观性评价的记录和定量，这是通过常规方法难以获得的优点。此外，该试剂盒可以在约3小时内获得检测结果，从而表现出在快捷性方面的显著改善。
如上所述，处理新生儿筛查过程中大量样品的方法得到建立。然而，如果将患糖尿病的患者中进行血糖监测的典型的护理点检测(POCT)看作实例，那么其便利性和快捷性在很多方面还有待改善。
在POCT方法中，已经使用简单、快捷、小型的仪器实现了急症检查和床边实时监测作为医疗和护理安排中的临床检测。目前，可以将几毫升全血用作血糖测定样品且在30秒-1分钟内就可以得到检测结果(例如WO99/51974(1999))。该测定方法是依赖于下列反应的方法：酶反应、随后是电化学反应(例如，Analytical Chemistry，Vol.56，p.667(1984))；或酶反应、随后是显色反应(例如，The Journalof Medicine and Pharmaceutical Science，Vol.39，p.357(1998))。每种方法均包括一个简单的步骤，其中将含有试剂的试纸固定在小型测定仪上并给该试纸点样或将样品滴在试纸上且将该试纸固定在测定仪上。
特别对先天性代谢异常而言，早期检测和早期治疗是最有效的方法。在它们中，GE和MSUD是极其紧迫的疾病且预计它们控制患病儿童的预后的情况。
因此，显然如果建立了在血液取样点上获得检测结果的新型检测系统，那么就可以确保满足大量需求。
同样也需要建立用于PKU和母源PKU检测的自我测定方法。
发明概述
为了解决上述难题，本发明提供了能够分别在GE、MSUD和PKU这三种先天性代谢异常中简易而快捷地对属于生物样品内检测靶物的D-Gal、包括L-Leu在内的支链氨基酸和L-Phe提供检测结果的检测方法和检测设备。
所述的生物样品并不限于全血、血清、血浆和血液，而还可以将属于各种变化形式的体液、如尿和唾液用作样品。不仅可以测定生物样品，而且还可以测定食物中如D-Gal和L-Leu这样的支链氨基酸以及L-Phe。
本发明的测定机理是应用使用对作为底物的D-Gal、包括L-Leu在内的支链氨基酸和L-Phe中的每一种均具有特异性的脱氢酶以及辅酶的酶反应和随后电子介体与四唑盐之间的氧化还原反应并检测依赖于所述底物浓度且化学上稳定的终产物甲。该检测方法充分利用了这种称作在甲形成中发生的显色反应的方法和甲形成过程中因电子给予和接受所产生的氧化还原反应的特征且利用了光学技术和/或电化学技术的优点。
此外，本发明的检测方法包括预先固定对测定而言必不可少的反应试剂，由此避免了对应用时制备试剂的需求且最大限度地简化了检验员的操作。
此外，本发明的检测系统包括使用上述检测方法且能够固定有反应试剂的试纸(传感器芯片)和带有光学检测电路和电化学检测电路的小型化测定装置(袖珍计数器)。将所述试纸固定在测定仪上并将属于生物样品的样品滴在各试纸上。仅通过该步骤在几分钟内完成检测并显示检测结果。
按照这种方式获得了能够在取生物样品的斑点上进行检测并通过简单步骤得到检测结果的检测系统。发明的详细描述
本发明提供了检测方法和检测设备，它们使用分别为GE、MSUD和PKU这三种先天性代谢异常中的生物样品内检测靶物的D-Gal、包括L-Leu在内的支链氨基酸和L-Phe作为底物；该检测方法和检测设备至少使用对所述靶物具有特异性的脱氢酶、辅酶、电子介体和四唑盐作为反应试剂；且该检测方法和检测设备通过应用光学检测和/或电化学检测将依赖于所述底物浓度的终产物甲计算为底物浓度。
用于本发明中三种疾病的便利而快捷的检测方法的特征在于预先将反应试剂固定在例如比色杯、管、孔或片盒这样的反应位置上并将生物样本、样品滴在该反应位置上，由此溶解并混合所固定的试剂以便进行与酶的反应和随后的氧化还原反应。然后通过使用光学检测和/或电化学检测来测定终产物甲。
用于本发明三种疾病的检测设备包括固定有反应试剂的使用上述检测方法生产的试纸(传感器芯片)和带有光学检测电路和电化学检测电路的简易小型化测定装置(袖珍计数器)。
固定有反应试剂的试纸的特征在于当滴加样品时具有快速吸收能力并提高所固定反应试剂溶解性的结构。将该试纸设计成使样品从上到下进行展开且该试纸具有层状结构。在该试纸中配有吸收层、展开层和反应层并选择适合于相应用途的材料。由于具有这种层状结构，所以产生的试纸在分离样品的能力方面令人满意。就全血而言，看起来为血细胞的有色成分没有在最下层中出现。
在小型化测定装置中的光学检测电路使得测定作为指示剂的甲的吸光度成为可能(日本未审专利公开号1997-286784(1997)；Analyst，Vol.120，p.113(1995))。在本发明中新近设计出了这种装置的结构。具体地说，该装置由用于发射甲的特定吸收波长的光源和在甲接触来自该光源的入射光后接受反射光的元件组成，且该装置测定了与甲浓度成反比的反射光的量。将发光二极管或激光二极管用作光源，而将光二极管或光敏晶体管用作光检测器，由此所述的光学检测电路可以由相对低廉的半导体器件构成。
而电化学检测电路将对甲特异的氧化电位施加在电极系统上，并测定此时出现的电解氧化电流。其结构由施加恒电位的电路和测定感应电流的电路组成。还可使用半导体器件以低成本使这种检测电路小型化。
通过拥有光学检测方法和电化学检测方法这两种类型的检测方法，可以利用这两种方法的优点。如果在样品中包含大量氧化还原物质，即污染物，那么电化学背景响应就会增强且这种应发现的响应是干扰。在这类情况中，光学检测方法是合适的。另一方面，就深色或明显的浊度而言，电化学检测方法是有利的。本发明中的检测方法的显著特征在于采用了上述两种方法来补偿测定方法中的缺陷，由此可以显著改善测定方法和检测结果的可靠性。
形成固定有反应试剂的试纸的基本结构的电极系统应用了已经由我们发明的反应机理和制造技术(日本未审专利公开号2000-35413(2000)、WO00/04378(2000)、PCT/JP99/01392(1999))。该电极系统至少包括使用导电材料制成的工作电极和对电极。使内部固定有所述反应试剂的层状结构排列在电极反应部分的上表面。
使用本发明用于先天性代谢异常的检测方法和检测设备获得的优点如下所述：由于预先固定了反应试剂，所以对检验员而言不需要制备试剂。不需要进行预处理。由于使用了固定有反应试剂的试纸和测定装置，所以不需要昂贵的设备。任何人可以实施该步骤而并非需要本领域技术人员来进行，这是因为通过简单地将试纸固定在所述测定装置上并使样品沉积在该试纸上，测定过程可以自动开始且结果可以自动显示出来。
检测方法和设备的具体应用是在检测系统中用于世界上已经广泛开展的新生儿筛查。通常检测系统需要约1周的期限来取血样、传送诸如含有所取血样的滤纸这样的样品、在筛查中心进行检测和报告检测结果。本发明的检测方法和设备取消了这种需要的期限并使检测在取样点上进行。考虑到花费在新厂房和设备以及维护和管理方面的劳动力成本，可以预见到无限的经济效益。在某些国家，尽管无一不建立了用于新生儿的筛查系统，但是通过引入不需特定仪器或设备的本发明检测系统可以立即开始检测。
与新生儿筛查中目前的检测仪器相比，本发明的检测系统是极为小型化和低廉的，使得可以将其配属在产科、妇科和儿科且可以进一步用于在个人家庭应用和简易应用。
就属于需要紧急处理的疾病的GE和MSUD而言，可以迅速提供检测结果，由此可以进行即刻的适宜治疗以便使患病儿童的预后达到最佳结果。
如上所述，测定装置(袖珍计数器)和三种类型指定试纸(传感器芯片)的组合提供了本发明的检测系统作为可以广泛开展的新生儿筛查的工具并作为便利而快捷地检测患病儿童和患有先天性代谢异常的患者的工具。
附图说明
附图1是本发明的反应流程图；
附图2是实施例中传感器芯片的主要结构的分解透视图；
附图3是附图2中传感器芯片的剖面图；且
附图4是传感器芯片、简易计数器和该简易计数器的内部电路的结构图。
将附图中的数字定义如下：
1.绝缘(透明)板；2.导线；3.绝缘层；4.工作电极；5.对电极；6.固定有反应试剂的层；7.吸收层；8.展开层；9.反应层；10.垫板；11.覆盖板；12.样品供应门；13.样品；14.光源；15.光学检测窗；16.光检测器；17.传感器芯片；18.袖珍计数器；19.芯片插入门；20.液晶显示器；21.开关；22.微型计算机；23.光源14和电位施加电路；24.光检测器16和感应电流测定电路；25.定时器；26.蜂鸣器；和27.电池。
优选实施例的描述
在本发明中，按顺序描述涉及检测方法的内容和涉及检测设备的内容。首先在下面描述检测方法中的反应试剂。
对本发明中所用的脱氢酶不作限制，条件是它们是应用D-Gal、包括L-Leu在内的支链氨基酸和L-Phe作为底物和进一步形成还原辅酶的酶类。对它们的来源不作限定。
对电子介体不作限定，条件是它是与还原辅酶和四唑盐迅速发生氧化还原反应的物质。例如，可以使用醌类、心肌黄酶、细胞色素、紫精(viologens)、吩嗪类、吩噁嗪类、吩噻嗪类、高铁氰化物、铁氧还蛋白、二茂铁及其衍生物。在这些化合物中，吩嗪类表现出反应稳定性。1-甲氧基PMS特别具有高度的储存稳定性和与还原辅酶和四唑盐的极佳反应性且由此发现优选将其用作本发明的电子介体。
对四唑盐不作限定，条件是它形成甲。在它们中，已经发现将2-(4-碘苯基)-3-(4-硝基苯基)-5-(2，4-二磺代苯基)-2H-四唑一钠盐(WST-1)优选为本发明的四唑盐。这是因为WST-1还原时形成的甲是水溶性的且化学上是稳定的，而所得甲在本发明的光学和电化学检测方法中表现出令人满意的反应。
由于预先固定了上述反应试剂，所以能够构成一种方法，其中仅依赖于反应试剂接触生物样品，溶解并混合以进行一系列反应，由此最终形成甲。通过将所述反应试剂溶液涂敷在反应位置上并干燥它们来完成本方法。固定后通过使它们避光并使它们干燥来改善其储存稳定性。
接下来如下描述涉及检测设备的内容。
本发明中所用的内部固定有上述反应试剂的层状结构的试纸(传感器芯片)应用了通过与生物样品反应而最终形成的甲、通过光学检测方法和/或电化学检测方法的组合来检测。
对本发明电化学检测中所用的电极系统没有进行限定，条件是它是导电材料且条件是它是电化学上稳定的。该材料的实例是碳、金、银、银/氯化银、镍、铂、铂黑和钯及其合金。在它们中，研究了不同的材料且发现碳材料是低廉且化学上稳定的，而由此优选将它作为本发明电极系统中的工作电极。
碳材料指的是作为整体的含碳材料。对可用的碳材料没有限定，但它可以是常规碳电极中所用的任意材料。例如，可以使用碳纤维、碳黑、碳糊、玻璃化碳黑和石墨。
按照常用方式将这类碳材料制成绝缘板上的电极部分。将使用树脂粘合剂等制成的碳材料糊网板印刷在所述板上并通过加热来干燥，由此可以形成所述电极部分。
并非将印刷方法限定到网板印刷，而可以使用其它方法，如凹板印刷、胶印或喷墨印刷。
在电极系统是将对电极同时作为参比电极的两电极系统的先决条件下，将银/氯化银选作对电极。此外，将具有最高导电性的银选作电极反应部分与电化学检测电路之间的连接物导线。该导线通过网板印刷制成。
绝缘板的实例是玻璃、基于玻璃结构的环氧树脂、陶瓷和塑料。然而，对绝缘板没有进行限定，条件是它是在通过印刷或添加样品时形成电极部分过程中不受影响的物质。例如，低廉的塑料薄膜，如聚酯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚苯乙烯或聚丙烯的薄膜。此外，由于与导电油墨粘合和良好的加工性能，所以已经发现优选PET薄膜。
为了以比色方式测定光学检测中甲的显色反应，必须将无色透明材料选作绝缘板且在测定波长处没有吸收，和提供接触来自光源的光的窗口是必不可少的。
对覆盖板、垫片和粘合它们的材料没有限定其形状或类型，条件是它们不受属于样品的生物样本的影响，它们支持固定有反应试剂的层、它们不会影响一系列反应且它们可以防止反应部分与外部接触。
固定有反应试剂的层由吸收层、展开层和反应层这三层组成且其材料分别是聚丙烯、硝化纤维和聚醚砜。固定有反应试剂的层可以是单层结构且对其表面没有进行限定，条件是该层不会使反应试剂变质、分离样品的能力较高且对生物样品具有高亲和力。
如下描述用于使用传感器芯片进行检测的小型简易测定装置(袖珍计数器)。
这种袖珍计数器可以与所述的传感器芯片连接、带有光学检测电路和电化学检测电路且起检测甲浓度的作用、然后将其转化成生物样品中包含的各底物的浓度并显示检测结果。
光学检测电路需要发射甲吸收波长的光源和用于反射光的光检测器。
电化学检测电路需要施加恒电位的电路和用于检测感应电流的电路。
开关用于电源和不同装置。尽管附图中描述了这种开关，但是如果采用自动方式，并非必需采用该部件。
实施例
现在具体描述本发明的实施例，但本发明并非限于这些实施例。实施例1传感器芯片的制备
附图1表示制备传感器芯片的实施例且是主要元件的分解透视图。传感器芯片由用于光学检测的透明窗15、通过网板印刷形成的电极系统、内部固定有反应试剂的层状结构6、垫片10和覆盖板11组成。
在形成电极系统的过程中，将导电银粉油墨(Nippon Acheson)网板印刷在PET薄膜(TORAY INDUSTRIES)的绝缘板1上且然后通过加热干燥(120℃，15分钟)而形成导线2。然后使用绝缘油墨(Nippon Acheson)制成(通过紫外线照射固化)绝缘层3，该部分与工作电极4和保持在其下面的对电极5连接。使用导电石墨(NipponAcheson)网板印刷工作电极4并使用导电银/氯化银油墨(NipponAcheson)网板印刷对电极5。通过加热(120℃，15分钟)干燥工作电极4和对电极5。按照这种方式通过印刷层压电极系统。
然后在反应试剂固定层6中使用于调节酶反应最佳pH的缓冲剂成分作为溶液被吸附层7的聚丙烯膜(Nippon Millipore)吸附并干燥(40℃，15分钟)而用于固定。
将电子介体1-甲氧基PMS(Dojin Kagaku Kenkyujo)溶于超纯水，然后通过展开层8的硝化纤维膜(Nippon Millipore)吸附并干燥(40℃，15分钟)而用于固定。
将作为四唑盐的WST-1(Dojin Kagaku Kenkyujo)、相应于各底物的脱氢酶和作为辅酶的氧化烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)(Oriental Yeast)溶于磷酸盐缓冲液(pH7.4，20mM)、然后使之被反应层9的聚醚砜膜(Nippon Pall)吸附并干燥(40℃，15分钟)而用于固定。
放置内部固定有所需反应试剂的层状结构的反应试剂固定层6，使其夹在通过印刷形成的电极上的垫板10之间。给这种复合体覆盖覆盖板11以便产生传感器芯片17。实施例2传感器芯片的基础响应
按照实施例1中的制造步骤制备用于GE、MSUD和PKU检测的专用传感器芯片。仅改变对作为底物的D-Gal、包括L-Leu在内的支链氨基酸和L-Phe具有特异性的脱氢酶且所有其它反应试剂均相同。
就GE检测传感器芯片而言，使用D-Gal脱氢酶(EC 1.1.1.48，Roche Diagnostics)。
可以通过共存的碱性磷酸酶(EC 3.1.3.1)来测定磷酸化Gal(半乳糖1-磷酸)和Gal。
就MSUD检测传感器芯片而言，使用L-Leu脱氢酶(EC 1.4.1.9，TOYOBO)。就PKU检测传感器芯片而言，使用L-Phe脱氢酶(EC1.4.1.20，UNITIKA)。
使用按不同浓度制备的相应底物的标准溶液获得三种类型传感器芯片的基础相应值。
通过使来自光源(ANDO ELECTRIC)的任意波长的可见光通过光学纤维定向于排列在绝缘板上的反应试剂固定层的最下表面并测定反射光(ADVANTEST)的量来进行光学检测。在点样后使点样的芯片稳定120秒作为酶反应和氧化还原反应所需的时间。然后以比色方法测定甲的显色反应。
在甲的显色反应中，峰值吸收波长随pH的不同而移动。在本发明所用的pH范围内，在约450nm-600nm的波长范围内确认有峰值吸收波长。
通过下列步骤来进行电化学检测：点样；然后按照与如上所述相同的方式使点样的芯片稳定120秒作为酶反应和氧化还原反应所需的时间；施加+500mV作为甲的氧化电位，其中将对电极作为参比电极；并测定这种情况中产生的甲的氧化电流(Hokuto Denko)。
在达2mM的浓度范围内，两种检测方法和相应的传感器芯片均产生依赖于底物浓度的相应值。实施例3简易计数器的生产
使用GE、MSUD和PKU检测传感器芯片的测定装置简易计数器如附图4中所示，且如下解释检测过程。
将各传感器芯片17通过芯片插入部分19安装在简易计数器18上。此时对计数器的启动不作限制；通过开关21启动计数器或可以自动启动计数器。
将样品13滴在传感器芯片17上并开始进行测定。也是在这种情况中，对是通过开关21还是自动开始进行测定不作限制。
使用定时器25使产生的酶反应和氧化还原反应进行一定的时间期限，此后进行光学检测和电化学检测。
光学检测方法包括使绝缘板1上反应试剂固定层6的最下表面(光学检测窗15)与来自光源的光接触一定时间期限(相当于附图4中的23)并使用光检测器测定反射光的量(相当于附图4的24)的步骤。
电化学检测方法包括给传感器芯片电极系统施加预定电位(相当于附图4的23)，并测定这种情况中产生的感应电流的数值(相当于附图4的24)的步骤。
将所获得的测定数值进行不同转化、如电流-电压转化和模拟-数字转化以便通过微型计算机22计算底物浓度。结果显示在液晶显示器20上。
此外，安装蜂鸣器26以便改善可操作性并通过电池27驱动计数器以便提高便携性。
本发明的简易计数器可自动鉴定三种类型的专用芯片、完成一系列测定并显示相应结果。在检测多个项目的过程中，可以使芯片插入部分排列在三个通道中以便允许几乎同时检测所有三个项目而达到改进的目的，如简化烦琐的取样过程和通过克服必需等待测定各检测项目完成而减少检测时间。实施例4传感器芯片和简易计数器的基础响应
通过使用用于实施例1中制备的GE、MSUD和PKU检测用的三种类型传感器芯片和实施例3中生产的简易计数器来测定基础响应值。
测定过程与实施例3中一致且安装相应的专用芯片，此后滴加相应底物的标准溶液。一系列反应的期限为120秒，然后进行光学检测且随后依次进行电化学检测。由于电化学检测包括甲的电解氧化，所以首先进行不会产生改变的光学检测。
然后比较相应的光学与电化学响应值。如果发现的差异满足一定标准，那么将响应值转化成底物浓度并显示结果。然而，如果该差异难以满足所述标准，则显示误差。
光学检测电路的组成使用具有590nm峰值波长的高效发光二极管(Nippon Hewlett Packard)作为光源和作为光检测器的光二极管(Nippon Texas Instruments)。电化学检测电路由不同半导体器件构成。
在上述实施例中，对所述的传感器芯片描述了特定的形状，但对电极的形状、电极、导线和绝缘层的排列、反应试剂固定层的形状和分布以及覆盖板和垫板的形状、排列和外形不作限制。
在与简易计数器的连接中，说明了所述的特定形状，但这种形状并非是限制性的。
甚至为了实现在较高精确度下的检测，将包括附加光源用于测定波长之外的参比波长的双波长测定方法用于光学检测并将添加参比电极的三电极系统测定方法用于电化学检测。

Claims (18)

1.能够同时检测半乳糖血症、槭糖尿病和苯丙酮酸尿症这三种属于先天性代谢异常疾病的检测方法。
2.权利要求1的检测方法，允许通过同时测定D-半乳糖、包括L-亮氨酸在内的支链氨基酸和L-苯丙氨酸来同时进行检测，所述的D-半乳糖、包括L-亮氨酸在内的支链氨基酸和L-苯丙氨酸是半乳糖血症、槭糖尿病和苯丙酮酸尿症中所测定的靶物。
3.权利要求1或2的检测方法，允许在测定D-半乳糖、包括L-亮氨酸在内的支链氨基酸和L-苯丙氨酸的过程中，通过测定生物样品与反应试剂的酶反应和氧化还原反应形成的甲浓度来同时进行检测，所述的反应试剂至少包括D-半乳糖脱氢酶、L-亮氨酸脱氢酶和L-苯丙氨酸脱氢酶中的每一种、辅酶、电子介体和四唑盐。
4.权利要求1-3中任意一项的检测方法，其特征在于将所述的反应试剂固定在试纸上，由此仅在接触所述生物样品时，所述反应试剂溶解并混合且通过所述酶反应和所述氧化还原反应而形成所述甲。
5.权利要求1-4中任意一项的检测方法，其特征在于可以通过使用光学方法和/或电化学方法测定所述甲。
6.权利要求1-5中任意一项的检测方法，其特征在于所述的光学方法测定通过施加所述甲的吸收波长产生的反射光的量。
7.权利要求1-6中任意一项的检测方法，其特征在于所述的电化学方法测定通过借助于电极系统给所述甲施加一定电位而产生的感应电流。
8.带有能够同时检测半乳糖血症、槭糖尿病和苯丙酮酸尿症这三种属于先天性代谢异常疾病的装置的检测设备。
9.权利要求8的检测设备，带有能够通过同时测定D-半乳糖、包括L-亮氨酸在内的支链氨基酸和L-苯丙氨酸来同时进行检测的装置，所述的D-半乳糖、包括L-亮氨酸在内的支链氨基酸和L-苯丙氨酸是半乳糖血症、槭糖尿病和苯丙酮酸尿症中所测定的靶物。
10.权利要求8或9的检测设备，其特征在于用于所述半乳糖血症、槭糖尿病和苯丙酮酸尿症这三种疾病的所述同时检测方法应用试纸和测定装置。
11.权利要求8-10中任意一项的检测设备，其特征在于在所述测定D-半乳糖、包括L-亮氨酸在内的支链氨基酸和L-苯丙氨酸的过程中所述的试纸中固定有反应试剂，所述的反应试剂至少包括D-半乳糖脱氢酶、L-亮氨酸脱氢酶和L-苯丙氨酸脱氢酶中的每一种、辅酶、电子介体和四唑盐。
12.权利要求8-11中任意一项的检测设备，其特征在于所述的试纸带有用于光学检测的窗口和用于电化学检测的电极系统。
13.权利要求8-12中任意一项的检测设备，其特征在于所述的电极系统至少包括工作电极和对电极。
14.权利要求8-13中任意一项的检测设备，其特征在于通过在所述测定装置上安装所述试纸来使用所述测定装置，且该测定装置带有光学检测电路和/或电化学检测电路。
15.权利要求8-14中任意一项的检测设备，其特征在于所述的光学检测电路包括光源和光检测器。
16.权利要求8-15中任意一项的检测设备，特征在于所述的电化学检测电路包括电位施加电路和电流检测电路。
17.权利要求8-16中任意一项的检测设备，特征在于所述的测定装置具有自动鉴定固定在所述装置的固定部分上的物质的功能。
18.权利要求8-17中任意一项的检测设备，其特征在于作为在所述测定D-半乳糖、包括L-亮氨酸在内的支链氨基酸和L-苯丙氨酸中所测定的所述靶物，可以使用生物样品，如血浆、血清、全血、唾液和尿、食物样品和可以液化的其它样品。
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