TWI239399B - Use of ink-jet printing to produce diffraction-based biosensors - Google Patents
Use of ink-jet printing to produce diffraction-based biosensors Download PDFInfo
- Publication number
- TWI239399B TWI239399B TW090109306A TW90109306A TWI239399B TW I239399 B TWI239399 B TW I239399B TW 090109306 A TW090109306 A TW 090109306A TW 90109306 A TW90109306 A TW 90109306A TW I239399 B TWI239399 B TW I239399B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- analyte
- antibody
- biosensor
- printed
- diffraction
- Prior art date
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
-
- 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
- G01N33/551—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being inorganic
- G01N33/553—Metal or metal coated
-
- 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
- G01N33/544—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being organic
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Hematology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Ink Jet (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Description
1239399 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明( 發明領域 ^ 月般用於專業領域的被分析介質,在更進一 步3描id這員發明是敘述感應器使用在指示目前的介質分 析。 、 發明背景 許多的系统和設備可利用於查出不同介質其廣泛多樣 的被77析物。大部分的系統和設備相對而言都較昂貴且需要 殳k 4 束的專業人員來完成此測試。對於 士 果現在有-被分析物則,對其有助益的是迅速且案廉二 曰斤而的生物感應器系統其是因簡便與廉價而被大量製造 t期能確實和靈敏的眞查分析物,包括較小的分析物。此外, 這生物感應器需要靈活、簡易的準備方法且其應能允許最大 P民度的刻度處理。
Sandstrom等人,在1985年24應用於光學472,其描 述的是使用來自一氧化矽層與矽層所形成的非傳導性膜之矽 的光學基底。他們指出了 _種改變是當在光學基底的特徵中 改變其膜的厚度會產生與膜厚度有關的不同顏色。這膜的厚 度與觀察到的顏色有關且一膜供給於一光學基底的頂端而可 產生不同的顏色變化。作者指出其一數學上的模型可以被使 用於測定顏色的變化,且其使用電腦模型計算出來的結果顯 示其能從所使用的多層結構中獲得在光學結果上非常小的數 據。但是在表面的生物層的改變反映了對結構的微小變化, 因爲光學屬性的測定大部分靠的是多層結構的内在介面。大 部分對於之偵查生物層的高靈敏度系統爲一單一的被覆層, (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁)
Ϊ239399 A7 B7 五、發明說明(2 而其它大部分的應用結果靠的是附加的電介質芦。 等人,繼續指出其載片的形成來自金屬上的 金屬乳化物而其會有某些障礙,而其現 的生物化學應用也是有害 ⑥时對冲夕 , 匕們扣出理想頂層電介質膜是 料二滅㈣其是當—氧化 時所自然形成的,而其一70,公贊厚的二氧化石夕層2 讀厚的-氧切層上時能使用在玻璃或塑膠基底 。它們也描述—氧切之换形物的結構靠的是選擇性的蚀 刻-氧㈣、以二氣乙錢處理二氧切的表面、和生物層 之抗原與抗體的應用。來自此楔形物的結構,它們可以橢圓 計量器測定膜的厚度且紀綠其“在65公箸處的最大差里,在 那干擾顏色的變化是從紫色至藍色”。它們指出這高零敏度 的^统靠著靜止的抗體而高収以偵察蛋白質抗原。它們推 斷這設計的靈敏度對於應用區域的廣度是足夠的”。這材 質,即,玻璃、石夕、和氧化石夕均爲惰性化學品而不會影響生 ,化學反應的作用對於不同的應用而使用之前的數據而可 能=完美的載片設計。這載片可以被估算且其特徵的擔保靠 的是工業上的方法’且這兩個設計是現在商業上較常的應用。 美國專利β告第5512ΐ3ι號對Kumar及其它人的公告 中描述這一設備其包含了一聚合物的基底,而其有一層金屬 被覆。一抗體結合的蛋白質層貼在被覆的基底上。這設備被 使用於這標記或如同轉換器的突起部分。當_被分析物結合 至設備時,一衍射圖案產生。一形象化的設備,例如一光譜 儀其接皆使用於測定現有的衍射圖案。 本,,氏張尺度適时國國豕“準(cns)a伐格⑵⑽297公幻為娜細刪。卿祕。職侧職。"麵㈣細 項 i 訂 麵濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1239399
(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
1239399 A7 _B7_ 五、發明說明(4 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 室其使用於大量特徵試劑的精確分配且一流體樣品流至基底 之上。這儀器使用工具以放置一特徵試劑或流體樣品之基底 之上。接著,其它的特徵試劑或流體樣品被喷射進入且與最 初打進的流體反應。這方法使用一電磁工具以選擇性的喷射 特徵流體和樣品直至所需的流體量,而其被分配至基底上。 這方法包含放置基底至相關的噴射室,且透過使用電子脈衝 波,塗敷特徵流體至已決定種類上的基底。這特徵試劑放置 於一可拆卸的容器内,其可在使用設備的期間内改變體積。 然而,因爲這方法所印行的兩個對特殊試劑感受體材料與樣 品的被測試,這個方法其困難的是操作與需要複雜的電磁工 具。 因此,其所需的生物感應設備是簡易且廉價而可大量 製造的,且其能確實且靈敏度高的偵查被分析物。 發明槪述 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 這項發明提供一關於偵查在介質中的被分析物之廉價 且高零敏度的設備與方法。這設備包括一有基底的生物感應 設備,例如一金屬化合聚合的膜,接著其利用噴墨印刷系統 喷出事先決定好的圖案,包括抗體或硫化醇類的抗體或去氧 核糖核酸。選擇性的,抗體結合蛋白質例如蛋白質A或蛋白 質G可被喷墨印刷。接著揭露關於這抗體沈澱圖案中所需之 被分析物的結果的特殊抗體。大體上,這允許一基準的生產 版本以便大量滾動的蛋白質圖案可被使用於不同的被分析 物。那麼其所需要的,最後的產品靠著所揭露之必須的抗體 而可被製造。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公髮)7隱-£.雷£~7爾0ί07\ρκ鲁〇73ί\ρκ·齡臟 1239399 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^Ο'ΒΨΑΤΕΝΆΡ^ΟΟΙ 07ΨΚ-00 ^m-oonr^DocNovi B7 五、發明說明( 依據目標被分析物的附屬物,其能分散光以選擇聚合 物膜的區域且其隨著蛋白質和/或抗體而被畫上圖案,光傳送 的衍射和/或反射光的發生是經由物理的特點與界定,而能精 確的放置被分析物。一衍射圖案的產生其能更容易的被眼睛 或隨意的以感應設備看出。 這項發明利用的方法是喷墨印刷印刷的圖案黏結劑。 這黏結劑可以疋“體或蛋白質。如果蛋白質被使用,則這些 蛋白質結合抗體以在其表面畫上圖案和關於感受體抗體之維 持最大限度的足向一樣。這感受體抗體對於特殊的被分析物 或典型的被分析物而言是特别的,而其依賴於蛋白質的被使 用。 產生圖案的抗體導致圖案的放置或被分析物的結合。 這項發明的生物感應設備因而產生在兩種使用方法中的一 種,其依據的是被分析物的尺寸。關於被分析物其可靠它們 自己而產生衍射,例如微生物,這系統的被使用靠的是第一 個接觸生物感應設備的介質,其包含接著所選的被分析物, 經過適當的潛伏期之後,這光線的傳送,例如雷射,穿過膜 或由膜上反射。如果被分析物現在在介質中且與塗佈的抗於 層結合,則光線衍射於這-個方向且產生—清晰的影像。a 隨意的,關於非常小的被分析物如蛋白質或去氧核糖 核酸,則系統可利用“衍射提升元素”其能結合目標被分析 物和生物感應器而能在高和/或低折射率時產生實皙的改 變,因此增加生物感應器衍射的效能而能被允許偵察 被分析物。在使用時,-目標被分析物附加的任一衍射提升 表紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公f fmber14,200i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
1239399 A7 B7
五、發明說明(6 ) 凡素,其接著附加於生物感應器,或直接選擇聚合物膜的區 域而其爲抗體所塗佈的。接著衍射傳送和/或光線折射是經過 物理的特色與界定,而能精確的放置被分析物。一衍射影像 的產生,使的其能輕易的被眼睛或隨意的感應設備所看出。 關於這感應器之使用的另一個選擇包含檢測被分析物 而其爲抗體。這感應設備能只包含塗佈之抗體結合的蛋白 質,而接著暴露之對介質有益的衍射提升粒子之中,其有對 柷體而言特殊的抗體能被偵查。在粒子中選擇的抗體爲適合 使用的以便其不能結合非定的塗佈之抗替結合的蛋白質,單 是其相反的是當背分析物抗體也結合時其也只能結合。在這 方法之中,如果被分析物抗體存在,則這衍射提升元素能導 致高和/或低折射率的變化,因而會導致衍射影像的形成。對 於其的展望是一樣的版本能使用於其它免疫分析的版本,例 如橫向流動的測定或微小的感光板。 於是,抗體與抗體層結合被分析物而能產生光學衍射 的塗佈進而指出現有的被分析物。這光能顯現在顯而易見的 光譜上,且其也能自膜上折射或穿透它而傳遞。這光可以是 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 一點光源,例如白光或是在可見光區域的單色電磁放射線。 這項發明可以在-靈活的支撐下可直接列印。其支撐可以包 含一層金或其它適合的金屬或金屬合金在其抗體被印刷之 上。 儘管如此關於這感應器使用的另一個選擇包含了核甘 酉欠基貧的被刀析物之檢查,例如去氧核糖核酸。這選擇所利 用的感應㈣有少數的核酸分子塗佈至目標物,而其將暴露
1239399 _ A7 "^ ----- B7 _ 五、發明說明(7 ) 1 ---— t _皿的何射才是升粒子,*有少數特4的核酸粒子以 利於切割另_ 、义… 蘇的去氣核糖核酸。這少數的核酸接著被以 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 十二的方法檢測出,其所靠的是觀察衍射的影像。 、么明耠供一低成本、可自由使用的生物感應器, /、匕被大里製造。其包含的使用之塗佈表面在抗體或與抗 體結合之蛋向哲> μ _ 貝 < 上。具代表性的是,與抗體結合之蛋白質 結合抗體其靠的是其固定區域(Μ以便於抗體之抗原結合 區j(Fab)能脱開爲的是最大限度的結合活動。這預備的蛋 、塗布表面也允许最大量的靈活性於感應器的產物。生產 的最後步驟,記綠在塗佈區域所需的抗體,而可完成其所需 的抗體(換言之,在其製造的時間内)。 這員發明的生物感應器可以產生一個别的測試,其是 關於被分析物的偵測或其能形成爲-多樣的測試設備。這項 發明的生物感應器能使用於檢測健康狀況或衣物的污染物, 例如尿布且其能偵測污染物靠的是微生物。 如同所描述的喷墨印刷的方法,當印刷溫度感應之蛋 白質(例如抗體)時,其印刷機有一壓電的印刷頭是必須的。 這項發明也可使用於接觸的鏡頭、眼鏡、鑲嵌的窗口 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 裝樂的玻璃瓶、溶液的容器、水瓶、黏著劑繃帶、和其它類 似的以便於偵測污染物。 在檢視揭露於貫施例中的詳細描述,可發現這些和其 它特色和這項發明的益處將變成顯而易見的。 pi示簡要說明 第一圖顯示爲一生物感應器的頂視圖,其能靠一傳導 ^紙張尺度適中目Θ家標準(CNS)A4規格(210 X 297公II ) t Π ^ '* ^vM^PATENm-00107ΨΚΜ1-0731\ΡΚ-001-0731.Doc November 14,2001 1239399
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 月且同時測1數個不同的被分析物。 第一圖爲一應用噴墨印刷特色所顯示之小噬細胞圖案 1顯,片,包括現存的一被分析物。 詳細描捕^ 並、、匕項發明的特徵是改進生物感應器的設備與方法,而 :、方法疋爲了準備與使用生物感應器的設備,其偵測位於介 質内之現有或大量有重要影響的被分析物。這被分析物能被 偵測靠的是這項#明中所包#,但是其對微生物並非無限制 的,例如細菌、酵母、眞菌和濾過性病毒。對照之前的設備, 這些現在的發明允許偵測在介質中之非常小量的被分析物而 其測定時間非常短暫只維持短短的幾分鐘。附加説明的,這 生物感應設備的大量製造的成本非常低廉且運作速度遠超過 其他生物感應設備。 這項發明揭露了喷墨印刷喷射之黏結劑至一聚合物膜 之上,例如一塑膠膜。這聚合物的膜也可有一金屬被覆。“黏 結劑可包含抗體、包含硫化醇抗體、或與抗體結合的蛋白 質。這項發明提供一適當製造的簡單方法是關於快速大量製 造的。這項發明允許關於產物的個别使用,而其自由使用的 生物感應器是基於光線衍射至所指示的被分析物。關於附屬 的目標被分析物所選擇的聚合物膜的區域包含了黏結劑,而 衍射的傳送和/或光線的折射導致透過物理特性與界定,而能 精確的放置被分析物。舉例來説,酵母、眞菌或細菌對可見 光而T其量要多到足以產生衍射元素,在當其放置系統圖案 的表面時。此外,這項發明可以包括衍射提升元素,其能增 --------1--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐/ ^ )WC-EmTENm-001 07\PK-001-0731\PK-001-0731.doc November 14, 2001 1239399 A7 _麵· ............ JB/ 五、發明說明(9 ) 加生物感應器中衍射的效能,此外使其可能仙任何不同數 量的被分析物。在額外的方面可產生簡單的衍射影像,被分 析物的圖案可以被允許對於產物之全像攝影的感應影像和/ 或在可見光顏色上的改變。因此,這這全息圖的外觀或再現 存全息圖上的改變將指出一確實的響應頻率。這圖案的形成 靠的是傳送光線的衍射,且其能被任何外型所包容,但並非 不無限制的,這-圖案的轉換是從_圖案至另_依靠結合的 被分析物以容納原料。在實施例中的詳細描述,這衍射圖案 在這項發明中其被分析物接觸了生物感應器設備之後的一小 時之内還可被辨識。 這衍射的格栅其隨著被分析物而產生衍射光線,而其 有一折射率不同於周遭的介質。非常小的被分析物,例如濾 過性病毒或分子,其能被間接的量測靠的是使用較大的粒子 而其對於小分子的被分析物是特殊的。在一實施例中,其小 分子的被分析物能被測定包括其被覆的粒子,例如一乳膠 珠,其有一蛋白質材料且對於與被分析物的特殊結合是有重 要影響的。粒子其能被使用於這項發明中,但是其並非不受 限制的,如玻璃、纖維素、人造聚合物或塑膠、乳膠、聚苯 乙烯、聚碳酸脂、蛋白質、細菌或眞菌細胞和其他類似的。 這顆粒爲一合適的球體外觀,但是顆粒的任何結構和空間結 構都可被使用於這項發明。舉例來説,這顆粒可以爲裂片、 摘球、JL方體、和其類似的。一適合顆粒尺寸的排列是從直 位〇.2μιη至5 0·0μπι,而其描述的是在〇·4μηι至1 μιη之間。 這顆粒的合成物也可有許多不同的變化。 本紙張又度過用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注音5事項再填寫本頁) 訂---------
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 \PATENm-001 0APK-00U731\PK-001-0731.Doc November 14,2001 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1239399 A7 _ B7__ 五、發明說明(1〇) 這抗體其爲在表面靜止/形成圖案,其都將特殊的結合 至一象徵的被分析物,而其不同於象徵性使用於結合的衍射 提升元素。因此,關於測定一小分子被分析物之介質,例如 病毒顆粒,其介質第一次暴露於衍射提升元素顆粒,例如乳 膠顆粒,使其與病毒顆粒結合。接著,這衍射提升元素顆粒 隨意的被沖洗和暴露至聚合物膜,被與病毒的特殊抗體一起 被印刷。這抗體接著在元素顆粒上結合病毒顆粒,此外有在 與位於抗體膜上一樣圖案之靜止的元素顆粒。因爲結合元素 顆粒將導致可見光的衍射,一衍射圖案的形成,其包括在液 體中現有的病毒顆粒。補充來説,這聚合物的膜可以包含一 金屬被覆於其上。這被印刷的抗體層將接著坐落於膜之金屬 化合的表面。 具選擇性的,這被分析物可以被測定靠的是第一次暴 露於介質的基底,其包含被分析物且導致被分析物結合至被 印刷之被分析物之特殊抗體。下一個步驟,一包含衍射提升 元素粒子的容液其所接觸的基底有被分析物結合於其上。這 粒子接著結合至被分析物。因爲這結合的元素粒子將導致可 見光的衍射,而一衍射圖案的形成,其包含在流體中現有的 被分析物。在另一個實施例中,這生物感應器、衍射提升元 素粒子和介質所包含的被分析物可以同時被混合。這將導致 依其上所描述之產物的化合。一些被分析物將在第一次與衍 射提升元素粒子結合的期間結合至基底。其他的被分析物將 第一次與基底結合接著與元素粒子結合。當一點光源投向或 照向感應器,則一衍射圖案形成,其包含在流體中現有的被 本紙張尺^度適用中國國豕標準(CNS)A4 規格(210 X 297 公釐)I (^^ATENm-0010nPK-001-0731\PK-001-0731.DocNovemberU, 2001 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
1239399 A7 五、發明說明(1 \ 为析物。 最後’仍是在另-實施例t,這數個步驟包含一 射特徵设備的使用者其所使用的衍射提升元素粒子可〆j 少。這方法包含使用-毛細作用的媒介,其使用可移動^ 《狂記的粒子,如同任何來自樣品的殘留液體_樣 二 作用的媒介接著避免任何必須的额外殘渣,其對使用=而= 是難以處理的累贅與更多的困擾。附加説明的 : 如仙之英叶)可猛烈的完成中央的毛細作用的媒介以门= ,人樣品和過量粒子以毛細作用排出,這洞可以允許使 立刻的檢查衍射影像而不需移動毛細作用的材料。舉例來説 毛細作用的媒介包括了硝化纖維素的薄膜、纖維素醋酸鹽之 薄膜和玻璃纖維結構。 在附加説明的是,薄膜微縮膠片的尺寸可以是不同以 控制毛細作用的速率與力量。這些能對特徵設備產生精確的 心響’且對於獲得設計只有_個步驟的設備也是有幫助的。 爲了達到足個目的’一只有一個步驟的設備有一喷墨印刷系 、况的把力以,己錄在基底上的抗體,例如_黄金被覆之聚乙婦-對二甲苯的基底(金/聚醋薄膜魏从),其接著有註記的 粒子其先前被乾燥至其表面上。附加説明的是,—有安排一 洞,〗刀子的薄膜尺寸(例如〇 45微米的硝化纖維)被放置 在設備的頂端以使其完整。使用者簡單的增加樣品(例如血 清^血液)/被測試,接著其透過毛細作耗產生以觀察衍 射以像k小分子的薄膜尺寸能延缓毛細作用至足夠接受之 田曰伏期,例如其所需的之抗體與抗原互相影響的發 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21q.x ^--一 - 么度 J _c成ΐΕ·ΨΑΤΕΝΊ\ΡΙ<·0010ΆΡΚ·001·〇731ΨΚ401-0731.0(κΝονβπ^ιΊ4,2001 ------------豢 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •I n n - 11111111
I n n I 1239399 A7 B7 五、發明說明( 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 生。具選擇性的,毛細作用可以被延緩靠的是在毛細管的周 圍使用腐触劑。這禁劑最終將溶解或衍生以便於其在特殊時 間週期之後所需的毛細作用。 這被分析物被預期可以利用這項發明來測定,但其並 非無限制的,如細菌;眞菌;病毒;酵母;風濕病的因素·, 抗體,其包括但不限制於IgG、IgM、IgA和IgE抗體;癌胚 抗原;鍊球菌群A之抗原;病毒抗原;與抗原相關自我免疫 系、.充不王症,過敏原;腫瘤抗原;鍊球菌群B之抗原丨艾滋 病病母1或又滋病病毒2之抗原;或宿主反應(抗體)至這 些或其他濾過性病毒;一抗原;酵;贺爾蒙;多醣;蛋白質·, 月曰質,碳水化合物;毒品或核酸;沙門氏菌;假絲酵母,其 包括但不限制於tr〇picalis假絲酵母和alMcans假絲酵母;沙 門氏囷;Nelsseria腦膜炎群A、B、c、和w替代的135,鍊 球菌肺人’ E. coh ΚΙ,B型Haemophilus流行性感冒;一由 微生物衍生出之抗原;-溢用的毒品;-有療效的藥品;-環境保護劑;和一對肝炎的特殊抗原。 在k項發明中的另一個實施例,關於微生物特殊典型 的營養物可被吸㈣^結層。錢方法巾,其非f低濃度 之微生物其可被測量#的是這項發明中第—次接觸的生物感 應器,當有營養物被吸收於其中且接著是關於其所結合之微 生物在適當情況下成長的情形之下培養生物感應器。這微生 物被允許成長至有足夠有機體以形成衍射圖案。當然,在一 一實例中k微生物旎增値至足以形成衍射圖案而不需營養 物在結合塗覆中。 本紙張又度適用中國國家標準(CNS)A4規!- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) f --------til!
^•ΕΨΑΤΕΝΤΨ^ΟΟΙ 07\PK-001-0731\PK-001-0731.DOC November 14,2001 1239399
這項發明的部分方法是使用圖案感受體,例如在聚合 物膜或金屬化合之聚合物膜之上的抗體。在這一部份,這。 法必須利用喷墨印刷的技術結合蛋白質至抗體。這也蛋白: 能包括但並不限於,如蛋白質A、蛋白質G、蛋白質L,如 同其必須形成的一樣。這些蛋白質在工業上的版本,例如D Zymed’s (San Francisco, CA) KAppAL〇CKTM ,其也是適當 的。因此,這蛋白質材料被定義爲基底材料用以創造特殊的 接合組成:其與其他部分的特殊抗體接合至重要的被分析物c 在這項發明中,一生物學上活躍之材料,例如抗體, 其被印刷於金屬化合之聚合物膜,例如一金/M yl 的基 底,其在被足義的圖案上,且其使用喷墨印刷系統。一 72〇dW 的解析度提供-能大量顯示隨著結合而產&之衍射影像的能 力,其靠的是目標被分析物與註記的微生物。然而,其他的 解析度可以被使用的不錯。這低解析度的喷墨印刷係統仍提 供是相當小之特徵尺寸(直徑4〇-1〇〇微米)以獲得衍射影 像。這抗體可以是硫化醇類,且其所產生的磷酸鹽之緩衝容 液也可有甘油(其重量百分百濃度可達4〇% )附加於其中, 是爲了防止在膜上之特徵印刷擴散開來。這產生的設備可接 著使用於之前所討論的。如果有一衍射圖案形成則這被分析 物將被指出。由於衍射角度爲一相反比例的特殊間隔,其被 發現於一距光源的大距離,因其必須的是爲了可識别的衍射 影像。特别的觀察者可以使用這個而能更容易的觀察。 這感受器的材料是結合塗佈之蛋白質,而其定義是靠 的是被分析物之特殊結合的能力。諸如此類的是選擇重要的 本、.氏張尺度適用中國國家標準(CNS)A4 規格⑵⑽ 297 公爱、一ϊ^ΛΓ£Λ/7ν>^〇ί 〇m.001mm-〇〇1-〇721D〇c November 14,2001 --- ί靖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) tr-------- 經濟部智慧財產局員工消費合作钍印製
2分析物,這蛋白質是被設計與重要的被分析物結合。在這 :她例中的描述,這生物感應設備的結構與安排可以提供一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1239399 f案,而其量測靠的是眼睛對於光線傳遞之色彩變化的反 應,且其是當重要的被分析物夾於抗體與衍射提升元素之間 時。在另一個實施例中,其被分析物多到足以產生衍射光線, 因此不需衍射提升元素。 在許多例子中,一 “阻擋之物”是爲必須的以防止非 特殊的結合。這術語“阻播之物”於此文中指的是藥劑工具 其黏附於感應器的表面以便於其“阻擋物”或防切被分析 物之材料形成至表面的非特殊結合。這阻擋的步驟可以由之 後的表面處理來完成,其準備於喷墨印刷系統(“之後的阻 擂”)且其標準的技術是爲了以其他的硫化醇塡滿非喷墨印 刷系統的區m,這發明其發現到“先前之阻擒”的技 術其描述是在之後的阻擋的技術之上。在先前阻擔的技術之 中,這基底的表面以非硫化醇塗覆阻擋物和接著的噴墨㈣ 系統來做先前的處理。不需要結合任何理論,其推斷喷墨印 刷系統的材料(通常使用硫來包覆)可替代天然阻擋物,此 外其允許印刷材料可直接與基底4面結合。一隨後發生的之 後的阻擋也可被執行。阻擋物可以包括但不侷限於,^酷蛋 白、清蛋白例如牛的血清蛋白、介面活性劑、聚乙埽乙二醇、 聚乙埽醇、和-般技術人員所熟知的技術所能合成的其他阻 擋物材料。 以母體包覆的重要被分析物可為固體、氣體、或有 形的流體例如一空隙流體、黏液、唾液、尿、排泄物:衛 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2ΪΤΓ297公爱
鲁(mi.D〇c November 14,2001 1239399 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明( 生紙、骨髓、腦髓液、血清、血漿、 液、缓衝容液、抽出液、胸膜、喉血液、關節滑 似的^ 嘴嘴紗布或藥水和其他類 似的。重要的被分析物可以為抗原 f類 境保護劑、細胞質組成、毛髮或或其=:、母素、環 ΐ=Γ、藥品、或任何其他能靠抗體來辨識的材料。 ==,關:細菌感受器的材料可以特殊結合…薄膜表 含細菌的被分析物可為醣㈣j 酸、或酵。其包 :被分析物可為酿類或多醣類、酵、核酸、薄膜組 2、:㈣或抗體,而其產生靠的是宿主對於細菌的回 應。迫項被分析物可以指出傳染性疾病(細菌或病毒)、 2症、過敏症、或其他醫學上的小病或狀況。這項被分析 物可以指不水或食物中的污染物或其他有害的物質。這被 分析物指出藥品的被濫用或指示健康藥劑的計量水平。 在一些實例中,被分析物並不能簡單的結合至咸受 應材料,但是其可造成感受器材料的的明顯改變。這些影 響會導致整個測試表面的增加或在測試表面上感受體材 料量的減少。在所舉例子的末端對酵素濃度或材料均會互 相影響’且其有特殊、靜止的基底。在逭個實例中,有一 可看出的衍射圖案在被重要的被分析物影響之前,如果被 分析物存在則衍射圖案終將消失。其感受體材料的被分析 物之結合、雜交或互相影響都是透過特殊的機械,而其對 這發明被非很重要,但是其能影響最後擬定的測定方法之 反應狀沉。 在被分析物中之介質其存在的性質可為固體、似勝 本紙張尺度適用中國國豕標準(CNS)A4規格(21〇><297公瞀) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
)mTENm-001 〇7ΨΚ-001^731\ΡΚ·0〇1^731.〇〇〇 November 14,2001 1239399 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明( T抓體或氣體。關於在體液中被分析物的測定,其 、選擇來自但不偏限於’尿、血清、血紫、脊髓液 液、唾液、泌尿生殖器的分泌物、排泄物精華、 心、囊替、 η千、 液、腹膜液、胸膜液、陰道分泌物、或喉嘯紗 ,和其選擇性的方法包括使用光譜儀來測量折射圖案。 大部分一般的氣體被預估可以使用這項發明中 應設備。 物感 迫項發明中的生物感應設備利用在基底上以噴墨印 刷的方法塗覆結合劑,其適合的為金屬化合的聚合物膜, 其隨後而來的是暴露抗體以達到塗覆抗體的目的,則合成 物於此產生,且使用這些合成物。塗覆的結合層允許對於 抗體配置位置的控制,其於此能結合被分析物。這術語 塗覆之結合層”於此為結合劑工具,例如蛋白質或抗 體,在基底上之任何圖案皆有益於所描述的抗體層,且其 包含固體圖案。 、 當塗覆結合層的膜暴露於被分析物時,則膜將產生 光學衍射圖案且其不同於依賴重要被分析物的抗體反 應。流體可以為高表面張力的流體例如水。這光能在可見 光譜上’且其從膜上折射或穿透通過,而被分析物可為任 何有塗覆黏結層的合成物。 在實施例中的描述,這方法包含在测試樣品包含被 分析物的狀沉下接觸基底,且在其基底形成折射率的變 化。當光線傳送通過有塗覆黏結層的膜時,一可見的衍射 圖案被形成且能由光線直接顯示至表面或直接透過基底 > — — — — — — — 和°J — 1111111 c請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
Μ氏張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)]cgEW WENm-001 〇mm-0731\PK-001.〇731.Doc November 14,2001 1239399
五、發明說明( 經濟部智慧財1局員工消費合作社印製 觀察。 ,具選擇性的,這衍射圖案可由辅助的簡單顯示設備 而顯^,而^組成冑一點光源和光學部分例_片㈣ 子。這觀察者可以透過特殊的設計而能簡單的獲得來自噴 墨印刷法的結果。如過設計的適當,觀察者可以提供來自 手握設備的影像(例如直徑〇〜6英吋),其可比較影像 獲自一較長的觀察路徑長而不需觀察者(例如Q〜5英 尺)。一較長的觀察路徑長通常是被需要的但不需觀察 者,因為來自噴墨印刷系統之較大空間的獲得(每期大於 50祕米)隨著以先前的技術接觸之印刷方法。 在這項發明的一個實施例中,這項發明所預期的在 量油尺上的噴墨印刷膜是架設於量油尺的末端。正在使用 的量油尺浸泡於液體中其可能有被分析物存在且允許其 殘留數分鐘。這量油尺接著被移動以便光線投射通過膜或 以在膜後方的光線觀測膜。如果圖案可被觀測,接著被分 析物則存於液體中。 在這項發明的另一個實施例中,一個別支撐的支板 1被使用於測試多數的被分析物。如第一圖所顯示的,支 板(M)可提供數個噴墨印刷膜(20) 、(25) 、(30) 和(35)每個膜都有一圖案(40)印刷於其上。每個 嗔墨印刷膜(20 )、( 25 )、( 30 )和(35 )可利用聚合 物膜,且其每個膜都有不同的特殊抗體於其上。其能由現 在這項發明中看出其能形成一系列多種的噴墨印刷膜,因 此其能允許這項發明之生物感應設備的使用者使用單一
:Nm-00107\ΡΚ-001-0731ΨΚ-001Ό731.Doc November 14,2001 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 夢
ϋ —1 n n ϋ a^i ϋ I ·ϋ ϋ n ·ϋ βϋ —fl I
1239399 A7 五、發明說昀()8 的支撐來測量在介質,多樣的被分析物。 在14項發明的另—個實施例中’生物感應器可以附 屬於背後膠著標鐵或印花,其可放置於堅固的表面_ 壁。這生物感應器可放置於容器的内表面例如材料包裹或 玻璃瓶中。這生物感應器可接著顯現所測定的被分析物。 典型的-金膜,其為5至2〇〇〇奈米厚,其支撐於聚 乙婦-對—甲苯膜上’石夕/二氧化石夕的晶片或玻璃薄片。依 附著的促進劑,例如鈦,其也可使用促進劑於金與其支撑 之間。這黏結劑於喷墨印刷的期間附著於金的表面。 一關於這方法的更詳細的說明與隨著這項發明的結 構。全部於此文中合併發表。 任何聚合物的膜都適合這項發明。合宜的,這聚入 物膜為塑膠膜。更適宜的是,這聚合物的膜也能有金^ 覆於其上,這些膜包括但不侷限於,例如:聚乙烯_對二甲 苯(MYLAR,、丙烯酸·丁二稀_苯乙烯、丙烯酸-甲烷、 丙烯酸之異量分子聚合物、玻璃紙、纖維素聚合物例如乙 基纖維素、醋酸纖維、酪酸鹽醋酸纖維、丙酸纖雄、三乙 酸I纖維、聚乙烯、乙烯聚合物、聚乙烯-尼龍的異量分子 聚合物、甲基戊烯聚合物、和芳香族類。其適宜的是,塑 膠膜有一光學透明度大於80%。其它適合的熱塑性塑膠和 供給可被找到。舉例來說,其參考的著作例如近代外科修 補術大全(McGraw-Hill Publishing C〇·,紐約 1923_1996 )。 在這發明的一個實施例中,這聚合物膜有金屬包覆 於其上而導致聚合物膜的金屬化,而其透光度介於5%與 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) G〇〇4mooi-〇7mooi-_wm._.2.(0ri.cm)}D〇c ( ί 裝· „1 r l· -----丨 . (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 21 1239399 A7 五、發明說明(20) 〜 ~ 具選則性的是,被分析物的特殊抗體之結合靠的是 使^的連接層一亦即是抗體連結蛋白質。因此,這項發^ 接著提供一撿測儀器其包括被挑選出來的光學基底、噴墨 印刷 <抗體結合蛋白質之圖案、和接著暴露其至與理想被 分析物有關的抗體上。 ~ 舉一個實際例子,逭被分析物為一具有核甘酸基底 的被分析物,例如去氧核醣核酸。一互補的少量核甘酸對 準了去氧核醣核酸被噴墨印刷於基底上以便感應器能以 阻塞材料隨意阻塞,例如乃_酪蛋白、清蛋白、界面活性劑、 聚乙烯乙二醇、聚乙烯基醇、或於此有關的磺化物,接著 是沖洗與空氣乾燥。這感應器接著放置被分析容液其包含 理想的去氧核醣核酸。下一步,衍射以提升元素的粒子至 另一區域之被分析物的去氧核醣核酸,其元素粒子有少量 互補的核甘酸。這感應器和粒子可接著被加熱與接著沖 洗。經過這個步騍之後,一點光源可以傳送或折射光線通 過感應器的樣品。一衍射影像可在被分析物之去氧核醣核 酸的光柱令一邊被觀測到。 這項發明有寬廣的應用範園且可以結合多樣不同的 撿測方法。舉例來説,這項發明的儀器可以同使用抗體或 抗原的撿測方法。這儀器可以是用於直接、間接或競爭性 的撿测系統。 在這項發明的一個實施例中,這抗體結合蛋白質層 有一普遍的化學式: X-P-Ab t @ @ (CNS)A4 (21〇 x 297) (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁)
-·· -I 1 ϋ n 1 ml I^OJfl n n I ai ϋ ϋ n I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 !239399 五、發明說明(24 x為-必須之x具’其為-具化學吸收作用的金屬或 金屬氧化物。舉例來説,X可以是非對稱的或對稱的二硫 化物(-R,SSY’,-RSSY )、硫化物(_R,SY,,_rsy )、二 亞硒酸鹽(-R,Se-SeY,)、亞硒酸鹽(_R,SeY,,_RseY : 硫醇(-SH)、亞硝酸鹽(-CN)、似亞硝酸鹽、硝酸(_n〇2)、 硒化氣(-SeH)、三價的磷化物、硫氣化物、黄酸鹽、磷 化氫、硫代硫酸或亞硫代硫酸、碳醯基酸、氫氧根酸和 羥胺酸。 P代表的是抗體結合蛋白冑,其可以$χ肖衍生物。 Ab代表的是對理想被分析物而言的特殊抗體。 在這具選擇性的實施例中,這感應儀器可以包含於 連結劑材料上的基底,例如-抗體或蛋白質,其應用於整 個基底的表面(換言之,是浸泡或噴塗整個表面)。這連 結劑包覆整個基底的表面,例如聚合物膜或金屬包覆的聚 合物膜。下-步,一惰性藥劑,例如硫代硫酸鈉(sds,, 其被印刷於結合劑包覆的基底,其導致部分的結合劑材料 鈍化。這鈍化的部分於基底上形成一預選好的圖案。接 著,平均通過儀器的圖案部分是非放射性的,這儀器將可 使用前述所討論的。這被分析物將只與連結劑材料的活潑 部分結合。光線的傳送與折射仍將導致形成衍射圖案,其 可直接使用眼睛觀察或這使用適合的特殊設計之觀察 器。 這發明的特徵詳細描述於下列的例子中,其不可由 任何方法推斷,因為其是利用關於此的有限度範圍。反過 μ氏張中國國家標準(CNS)A4規格(21“ 297公爱) (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) I I — I! I t — — — — — — 善 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 tvATENm彻m侧mimoi_.D〇c N咖ber 14 2〇〇1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1239399 五、發明說明(22) 來看,其能夠被清楚的瞭解所瑪 例、#^⑯盥^ 許多其它不同的實施 」可啟=意的,其在讀過此文的詳細説明後, 背來白們目己對於這些技術上熟練的技巧是不會違 背來自逭項發明的法律精神。 範例_ 範例1 适個例子直接以使以與蛋白f有關的傳統之硫化醇 、、(例如’抗體或與抗體結合之蛋白質如蛋白質幻。 以1笔克的蛋白質加入450毫升磷酸鹽的緩衝鹽類 中(PBS ’透過使用目錄井28372的書經由它們的教學資 料而指示而取酸驗值7·2且〇·1Μ的磷酸納㈣〇 i5M的 氯化鈉)。下一個步驟,50毫升且1〇mM硫磺_Lc_spDp (參閲書目# 21650 )水溶液被加入。這混合物在室溫下 反映了 60分鐘。接著灌注一 D_鹽聚丙烯酸氨基化合物至 去鹽的柱狀物(刺穿,5mL基底體積以平衡缓衝器)。一 醋酸鹽緩衝液混合〇·1Μ的醋酸鈉與〇·ιμ的氯化鈉且調整 其酸鹼值為4.5,其使用假設已結合的二硫化物來完成整 個動作’當PBS緩衝液的酸鹼值在7.2時,使用蛋白質衍 生誤會造成左侧的二硫化物成形。【註··兩種類形都是在 生物感測儀器中被發現的,雖然理想的類型是由PBS緩衝 溶液調整而來,且這緩衝液不會伴隨著遞減步驟。】從圓 柱中收集的每50毫升部分的蒸餾液,和分餾的蛋白質衍 生物被使用一 COOMASSIE®附加的蛋白質試料做檢測。 範例2-7 本紙張尺·度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ^V(§\PATENm^01 07\PK^)01-073WK-001-073IDoc November 14,2001 --------^---------^^^1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1239399 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 - 丨丨_ 五、發明說明( 24) 氯=:一的第二赂蛋白)。經過1〇分鐘的潛浮期, =㈣化纖:維素(换言之,細孔尺寸為0.8毫米)在 /粒子、昆:(换K ’其直徑4 4/32英吋),其位於液體 -端。這芯耗盡而不與粒子和過量的液體結 口 ’ j便於樣品使用一點光源所照射出的衍射影像撿查, P田射二适光線瞄準了通過發光體的孔,其如果被分析 θ子在則㈣影像就能被觀察到。如果被分析物存在則間 隔J彳握的觀察儀器其使用反射與一顯微鏡 頭也能顯示衍射影像。 現 範例3 範例2中的以金包覆的聚乙烯對二甲苯膜與硫醇化 的單細胞抗體被以720dpi的解析度印刷至IgE (换言之, 類似這IgE上C3-C4的特殊區域)。這印表機為喷墨印 表機(换言之,Epson Stylus 640或740的印表機)其設定 為:紙二像紙;墨水二只有黑色墨水;高階列印=72〇dpi 的解析度,中間色二無中間色。一 x,y陣列的2〇百萬位元 的擋案設定至每英吋1500像素的辨識率,這是一例。於 其上列印,這產生抗體的圖案為x,y陣列其排列自40_1〇〇 為米的直徑上,其能滿足於被分析物之上的衍射。 範例4 範例2中的以金包覆的聚乙烯對二甲苯膜與硫醇化 的單細胞抗體被以1440dpi的解析度印刷至igE(換言之, 類似這一 IgE上C3-C4的特殊區域)。這印表機為噴墨印 表機(换言之,Epson Stylus 640或740的印表機)其設定 --------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x 297公鏟/ CWC-E^ATENm-00107\PKO01-0731\PK-001-0731.Doc November 14, 2001 1239399 A7 B7 五、發明說明(25〕 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 為:紙二像紙;墨水=只有黑色墨水;高階列印=72〇办1 的解析度,中間色=無中間色。一 X,y陣列的百萬位元 的擋案設定至每英吋1500像素的辨識率,這是一例。於 其上列印’這產生抗體的圖案為X,y陣列其排列自1〇〇 為米的直禮上’其能滿足於被分析物之上的衍射。 範例5 範例2中的以金包覆的聚乙烯對二甲苯膜與硫醇化 的單細胞抗體被以720dpi的解析度印刷至IgE (换言之, 類似逭一 IgE上C3-C4的特殊區域)。這印表機為噴墨印 表機(换言之,Epson Stylus 640或740的印表機)其設定 為:紙二像紙;墨水=只有黑色墨水;高階列印二72〇dpi 的解析度,中間色=無中間色。一 x,y陣列的2〇百萬位元 的檔案設定至每英吋1500像素的辨識率,這是一例。於 其上列印,這產生抗體的圖案為X,y陣列其排列自⑻ 為米的直禮上,其能滿足於被分析物之上的衍射。這所產 生的印刷樣品34微升之igE刺穿的緩衝液中(换言之, 磷酸鹽的缓衝鹽類其酸鹼值為7·2 ; IgE=來自生命設計的 人類之聚無性IgE,Cat#A10164H ),其靠的是放置於印 刷膜頂端的34毫升的一小滴。經過5分鐘之後,〇·5毫米 之11毫升的粒子與聚無性抗體結合至粹取煙燻曲黴屬真 菌的過敏原(换言之,來自Creer藥廠)為附加的,靠的 是直接使用包覆抗原的頂端之11毫升的一小滴;這粒子 懸浮於〇%〜10%固態物在鹽/Tweeil 20溶液其包含第二 酪蛋白(換言之,0.005-0.01 % 的 Tween 20,0·001_0.01Μ 本紙張足度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 χ 297公髮 fC-E^PATENm-00107\PK-00W31\PK^001-0731.Doc November 14,2001 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) t ---I---訂· I 1 I I I I · 1239399 A7 "^ ------___ 五、發明說明(26) ~ -- 的氯化鈉和5mg/mL的第二酪蛋白)。婉 阳I曰)”工過1〇分鐘的潛浮 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 期,-盤狀的硝化纖維素(换言之,細孔尺寸為〇8毫米) 在中央有-孔(換言之,其直徑為3/32英时),其位於液 體/粒子混合的頂端。這芯耗盡而不與粒子和過量的液體咭 合,以便於樣品使用-點光源所照射出的衍射影像檢查了 例如雷射。這光線睡準了通過發光體的孔,其如果被分析 7存在則衍射影像就能被觀察到。如果被分析物存在則間 p田-小、手握的觀察儀器其使用反射與一顯微鏡的物鏡鏡 頭也能顯不衍射影像。 範例6 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 範例2中的以金包覆的聚乙烯對二甲苯膜與硫醇化 的單細胞抗體被以720dpi的解析度印刷至IgE (换言之, 類似這IgE上C3-C4的特殊區域)。這印表機為噴墨印 表機(换言之,Epson Stylus 640或740的印表機)其設定 為:紙=像紙;墨水二只有黑色墨水;高階列印二72〇dpi 的解析度;中間色二無中間色。一 x,y陣列的2〇百萬位元 的檔案设定至每英吋1500像素的辨識率,這是一例。於 其上列印’這產生抗體的圖案為x,y陣列其排列自40-100 為米的直徑上,其能滿足於被分析物之上的衍射。逭所產 生的印刷樣品34微升之IgE刺穿的缓衝液中(換言之, 磷酸鹽的緩衝鹽類其酸鹼值為7.2; IgE二來自生命設計的 人類之聚無性IgE,Cat#A10164H ),其靠的是放置於印 刷膜頂端的34毫升的一小滴。經過5分鐘之後,〇.5毫米 之11毫升的粒子與聚無性抗體結合至粹取煙燻曲黴屬真 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐)2^___.__刚_。__ 1239399 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明(2 7) 菌的過敏原(换言之,來自Creer藥廠)為附加的,靠的 是直接使用包覆抗原的頂端之n毫升的一小滴;這粒子 懸浮於0 /6〜1 0 %固態物在鹽/Tween 20溶液其包含第二 酪蛋白(换 g 之,0.005-0.01% 的 Tween 20,〇 〇〇1-〇 〇1M 的氯化鈉和5mg/mL的第二酪蛋白)。經過1〇分鐘的潛浮 期,一盤狀的硝化纖維素(换言之,細孔尺寸為〇·8毫米) 在中央有一孔(換言之,其直徑為3/32英吋),其位於液 體/粒子混合的頂鈿。這芯耗盡而不與粒子和過量的液體結 合,以便於樣品使用一點光源所照射出的衍射影像檢查, 例如雷射。這光線瞄準了通過發光體的孔,其如果被^析 物存在則衍射影像就能被觀察到。如果被分析物存在則間 隔一小、手握的觀察儀器其使用反射與一顯微鏡的物鏡鏡 頭也能顯示衍射影像。 範例7 範例2中的以金包覆的聚乙烯對二甲苯膜以前述的丄 %之聚乙烯砒咯烷酮(换言之,為來自sigma,St. L〇uis, MO的Cat#PVP-10),蒸餾其水溶液1〇分鐘,接著沖洗 蒸餾液。具有選擇性的是,PVP溶液也可包含丨%氚核(换 g之,Triton X-100 )的界面活性劑。這上述的膜接著裝载 在喷墨印表機的紙托盤上(换言之,Eps〇n Stylus 64〇或 740 )。一屬於IgE的硫醇單細胞抗體(例如一 IgE上的特 殊C3-C4的區域,换言之,即為來自生物設計的
Cat#Z86410 ; Kennebunk,Maine )包含 10-30% 的甘油,其 倒入“黑色墨水”的墨水匣中,且其以72〇dpi的解析度噴 ‘紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
JmTENDPk-0010APK-001-0731\PK-001-0731.DocNovember14,2001 * — — — — — — — — — — — I — I I I I I 讎 — — — — — —I· - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1239399
墨印刷於金/MYLAR + μ _ m <上,而其使用有下列的操作變因·· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 紙一像紙 墨水一只指黑色墨水 高階列印—細緻的720dpi解析度 中間色一無中間色 -μ ’例如-透過電腦軟體Ad〇be ph〇t〇sh〇p 3 c = 陣列的圖案(其每料的像素為测,而總 谷量為2〇百萬位元),其被噴墨印刷於金/mylar之上。 其發現甘油可以幫助提供較小的印(换言之,典型的 為〇 1〇〇Um ),靠著防止來自延伸於印刷在pVp處 理的金表面之小液滴。於其上列巾,這產生抗體的圖案為 x,y陣列其排列自40_100為米的直徑上,其能滿足於被分 析物之上的衍射。這所產生的印刷樣品34微升之邮刺 穿的缓衝液中(换言之,磷酸鹽的缓衝鹽類其酸驗值為 7·2 ; IgE =來自生命設計的人類之聚無性igE , cat#A10164H),其靠的是放置於印刷膜頂端的34毫升的 -小滴。經過5分鐘之後,0.5毫米之u毫升的粒子與聚 無性抗體結合至粹取煙燻曲黴屬真菌的過敏原(换言之, 來自Creer藥廠)為附加的,靠的是直接使用包覆抗原的 頂端之11笔升的一小滴;這粒子懸浮於〜1〇%固態物 在鹽/Tween 20溶液其包含第二酪蛋白(换言之,〇·〇〇5-〇〇ι %的 Tween 20, 〇·〇01_0·01Μ 的氯化鈉和 5mg/mL 的第二 酪蛋白)。經過10分鐘的潛浮期,一盤狀的硝化纖維素 (換g之’細孔尺寸為〇·8毫米)在中央有一孔(換言 , ^紙張足度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公d Γ ------- CWOE^PATENm-0010nPK-001-0731\PK-001-0731.DocNovember14 2001 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1239399 A7 五、發明說明(29) 其直徑為3/32英吋),其位於液體/粒子混合的頂 芯耗盡而不與粒子和過量的液體結合,以便於樣品 點光源所照射出的衍射影像檢查,例如雷射。這光 了通過發光體的孔’其如果被分析物存在則衍射影 被觀察到。如果被分析物存在則間隔一小、手握的 器其使用反射與一顯微鏡的物鏡鏡頭也能顯示衍射 追些熟悉本發明技術的人將有能力做許多修 動而不會超出本文的範圍。於是,詳細的説明和範 細的説明且預估了其範圍,在任何種類,這項發明 被詳細描述於專利申請範圍中。 端。這 使用一 線瞄準 像就能 觀察儀 影像。 改和變 例被詳 的範圍 ------r-tT-------. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4 規格(210 X 297 公釐) 1239399 A7 B7 五、發明說明(3〇) 圖示元件簡單說明 10 strip 支板 20 ink-jet printed film 噴墨印刷膜 25 ink-jet printed film 噴墨印刷膜 30 ink-jet printed film 噴墨印刷膜 35 ink-jet printed film 噴墨印刷膜 40 pattern 圖案 --------tT--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公餐⑽·°⑶抓-⑽·^3i.DocWo謂6erK20(}i
Claims (1)
- A8 B8 C8 D8申請專利範圍 1239399 一步包含一金屬的被覆。 7. 一種以繞射為基礎的生物感應器 一聚合物膜;及 · 一與抗體結合的蛋白質層,其 :與抗體結合的蛋白f層印制於該聚 層能結合一抗體; 、甲/蛋白負 此外’其中與抗體結合的蛋白質層以_特定圖案加以印製, 物感應器與被分析物結合時,該生物感應器將 會使被傳導或被反射的光線產生繞射而形成一繞射圖宰。 丨如專利申請範圍第7項的生物感應器,其中該抗體對被 分析物具專一性。 9.如專利中請範圍第7項的生物感應器,其中該聚合物膜進 一步包含一金屬的被覆。 I 〇 ·種I&生物感應器的方法,其包括印製一特定圖案的 黏結劑材料層於一聚合物膜上,其中該黏結劑材料包含對被 分析物具專一性的抗體,此外,其中的該黏結劑層是以一特 定圖案印製,如此則當該生物感應器與被分析物結合時,該 生物感應器將會使被傳導或被反射的光線產生繞射而形成 一繞射圖案。 II ·如專利申請範圍第1 〇項的方法,其中該聚合物膜進一步 包含一金屬的被覆。 12 · —種製造生物感應器的方法,其包括: 塗覆一黏結劑材料層於一聚合物膜上;且 喷墨印刷一純化材料以鈍化一黏結劑層上塗佈有圖案的部 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 35 C:\Eunice 2004\PK-001-07\PK-001-0731\PK-001-0731-chi-cla-2-(Ori-CWC).doc
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US55745300A | 2000-04-24 | 2000-04-24 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TWI239399B true TWI239399B (en) | 2005-09-11 |
Family
ID=24225466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW090109306A TWI239399B (en) | 2000-04-24 | 2001-04-24 | Use of ink-jet printing to produce diffraction-based biosensors |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1277056B1 (zh) |
KR (1) | KR100761639B1 (zh) |
CN (1) | CN1318850C (zh) |
AT (1) | ATE375513T1 (zh) |
AU (2) | AU2001251522B2 (zh) |
CA (1) | CA2406511C (zh) |
DE (1) | DE60130879T2 (zh) |
MX (1) | MXPA02009829A (zh) |
TW (1) | TWI239399B (zh) |
WO (1) | WO2001081921A2 (zh) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7098041B2 (en) * | 2001-12-11 | 2006-08-29 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Methods to view and analyze the results from diffraction-based diagnostics |
US7244393B2 (en) | 2001-12-21 | 2007-07-17 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Diagnostic device and system |
US20030138570A1 (en) * | 2001-12-21 | 2003-07-24 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Method to prepare diagnostic films using engraved printing cylinders such as rotogravure |
US20030119209A1 (en) * | 2001-12-21 | 2003-06-26 | Kaylor Rosann Marie | Diagnostic methods and devices |
US7771922B2 (en) | 2002-05-03 | 2010-08-10 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Biomolecule diagnostic device |
US7214530B2 (en) | 2002-05-03 | 2007-05-08 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Biomolecule diagnostic devices and method for producing biomolecule diagnostic devices |
FI20065478L (fi) | 2006-07-05 | 2008-01-25 | Valtion Teknillinen | Bioanturi |
US20110065595A1 (en) * | 2007-04-12 | 2011-03-17 | Nathan Citri | Method and Test Kit for the Rapid Identification and Characterization of Cells |
CN104630337A (zh) * | 2013-11-09 | 2015-05-20 | 刘星海 | 生物大分子打印技术 |
EP2982698A1 (en) * | 2014-08-08 | 2016-02-10 | Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives | Method for photo-immobilizing biomolecules on substantially non-porous carriers |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4024544A1 (de) * | 1990-08-02 | 1992-02-06 | Boehringer Mannheim Gmbh | Analyseelement und verfahren zu seiner herstellung |
US5922550A (en) * | 1996-12-18 | 1999-07-13 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Biosensing devices which produce diffraction images |
US6060256A (en) * | 1997-12-16 | 2000-05-09 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Optical diffraction biosensor |
-
2001
- 2001-04-11 AT AT01924915T patent/ATE375513T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-04-11 WO PCT/US2001/011705 patent/WO2001081921A2/en active IP Right Grant
- 2001-04-11 CN CNB018085555A patent/CN1318850C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2001-04-11 AU AU2001251522A patent/AU2001251522B2/en not_active Ceased
- 2001-04-11 AU AU5152201A patent/AU5152201A/xx active Pending
- 2001-04-11 EP EP01924915A patent/EP1277056B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-11 MX MXPA02009829A patent/MXPA02009829A/es active IP Right Grant
- 2001-04-11 DE DE60130879T patent/DE60130879T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-04-11 KR KR1020027014198A patent/KR100761639B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2001-04-11 CA CA2406511A patent/CA2406511C/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-04-24 TW TW090109306A patent/TWI239399B/zh not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2001081921A3 (en) | 2002-06-27 |
KR20020097226A (ko) | 2002-12-31 |
CA2406511A1 (en) | 2001-11-01 |
WO2001081921A2 (en) | 2001-11-01 |
CA2406511C (en) | 2010-07-06 |
CN1318850C (zh) | 2007-05-30 |
AU5152201A (en) | 2001-11-07 |
MXPA02009829A (es) | 2003-03-27 |
DE60130879T2 (de) | 2008-02-07 |
EP1277056A2 (en) | 2003-01-22 |
AU2001251522B2 (en) | 2006-09-07 |
DE60130879D1 (de) | 2007-11-22 |
EP1277056B1 (en) | 2007-10-10 |
KR100761639B1 (ko) | 2007-10-04 |
CN1437708A (zh) | 2003-08-20 |
ATE375513T1 (de) | 2007-10-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100988142B1 (ko) | 회절계 진단 결과를 관찰 및 분석하는 방법 | |
TWI223068B (en) | Enhanced diffraction-based biosensor devices | |
TW589450B (en) | Patterned binding of functionalized microspheres for optical diffraction-based biosensors | |
KR100734977B1 (ko) | 광학 회절계 바이오센서의 세척 단계 제거를 위한흡상제의 용도 | |
TWI229185B (en) | Diffraction-based diagnostic devices | |
US7695979B2 (en) | Biomolecule diagnostic devices | |
TWI282416B (en) | System to view and analyze the results from diffraction-based diagnostics | |
TWI239399B (en) | Use of ink-jet printing to produce diffraction-based biosensors | |
KR20050008689A (ko) | 회절을 이용한 진단 장치 | |
TWI324252B (en) | Diffraction-based diagnostic devices | |
TW587169B (en) | Biomolecule diagnostic devices and method for producing biomolecule diagnostic devices | |
AU2001251522A1 (en) | Use of ink-jet printing to produce diffraction-based biosensors | |
US7968349B2 (en) | Use of holographic sensor | |
TW200409814A (en) | Grating-based optical biosensor and method of production thereof | |
MXPA01005907A (en) | Patterned binding of functionalized microspheres for optical diffraction-based biosensors |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |