[发明专利]利用光衍射的自动分析仪

说明书

相关美国申请的交叉引用

本专利申请涉及并要求在2006年5月9日用英语提交的名称为“AUTOMATED ANALYZER USING LIGHT DIFFRACTION”的美国临时专利申请No.60/798,719的优先权，该申请整体上以引用形式并入本申请。

技术领域

本发明涉及自动分析仪，尤其用于利用衍射光学技术进行分析物检测的用途。

背景技术

近来，用于进行化学、生物学和生化测定的自动分析仪已经很广泛地被诊断和研究实验室所利用，以在多种生物样本中快速和可靠地检测到分析物。分析仪被日常用于进行各种各样的测定(化验)，这些测定中的大部分涉及免疫测定，其中抗体对其抗原的高亲和力和选择性被利用了。这些系统中的很多都以测量发射光例如由测定中的化学反应引起的化学发光为基础。

例如，在很多情况下，希望确定某种特殊物质在溶液(“介质”)中是否存在和存在的量。基于表面的测定依赖于被测定的物质(“分析物”)和表面之间的相互反应，其以任意可测量的特性导致可检测到的变化。为了实现本专利应用的目的，术语“分析物”是指将要被测定的物质。分析物的实例包括：离子；小分子；大分子或大分子集合例如蛋白质或DNA的集合；细胞或细胞集合；有机物例如细菌或病毒。“分析物特异性受体(analyte-specific receptor)”或“识别元件(recognitionelement)”是指将优先结合其伙伴分析物的互补元件。这可以包括：分子或分子的集合；生物分子或生物分子的集合，例如蛋白质或DNA；具有互补几何形状和/或交互作用的基片上的凹槽。通常地，为了测定某一特定分析物，表面被修改以提供适当的相互化学作用。

在免疫测定中，例如，利用抗体抗原交互作用的特异性：表面可以被涂有抗原以测定其相应的抗体在溶液中是否存在，反之亦然。类似地，一链脱氧核糖核酸(DNA)可以被附着在基片上，且被用于检测其互补链在溶液中的存在。在这些情况的任一种情况下，分析物结合到表面上的它的识别元件上去就识别出了特殊分析物在溶液中的存在，而这个结合也伴随着可检测到的变化。例如，结合可以在界面层引起折射率的变化，这可以通过椭圆对称法或表面等离子共振被检测到。作为替代地，被结合的分析物分子可以发射光；这个光的发射可以被收集或检测到，荧光光学传感器就是这种情况。非光学信号也可以被使用，放射免疫分析法和声表面波感应装置就是这种情况。

衍射是由于光的波动性而产生的一种现象。当光入射到边缘或经过小的孔隙时，它被分散在不同方向上。但光波可以产生干涉以从相互之间加(建设性地)和减(破坏性地)，这样，如果光入射到障碍物的非随机的分布构型，随后的建设性和破坏性的干涉将导致清晰的和明显的衍射图案。特定的实例是衍射光栅的图案，衍射光栅是被表面上笔直、平行的凹槽典型地处理过的均匀间隔的线条。光入射到这种表面上产生高光照强度的均匀间隔的斑点图案。这被称为布喇格散射，且斑点(或“布喇格散射峰”)之间的距离是衍射图案和光源波长的唯一函数。在分布构型和其衍射图像之间具有唯一对应性，虽然实际上，衍射被使用周期性分布构型最佳地展现出来，因为这样的分布构型会产生高和低光照强度的清晰划定的区域的很容易被识别出的衍射图像。

因此，需要有一种基于光衍射的在紧凑的仪器中提供易于使用、最小限度的样品处理、低消耗成本和测定多功能性的分析仪。

发明内容

本发明解决了对用于流体例如液体对分析物的基于衍射的筛选的分析仪的需求。

一种利用光衍射进行化学、生化或生物学测定的分析仪的实施例包括：

一次性传感器，其包括至少一个样本孔和被结合到所述至少一个样本孔的表面上的分析物特异性受体的至少一个预选分布构型(pattern)；

至少一个传感器站，用于接收所述一次性传感器；

流体保持型样本容器，用于保持在进行测定时使用的测定流体和被检验存在或不存在结合到所述分析物特异性受体上的分析物的样本；