[发明专利]使用气相和/或汽相分析用于分析检测的生物学测定方法

说明书

背景

本公开一般涉及用于通过气相和汽相分析方法来完成生物学测定的改善的方法，更具体地讲，涉及在测定中使用载体颗粒作为支持物，以增强气相和汽相分析。

气相和汽相分析方法例如离子淌度光谱法(ion mobility spectrometry，IMS)可用于检测和鉴定低浓度的爆发性、药物、化学武器和其它目标化学品。这通过以下列文献为例的IMS操作来完成：美国专利号3,699,333、美国专利号5,027,643、美国专利号5,491,337和美国专利号6,690,005。

在过去，已经完成了费力的工作，以配置生化试验或测定，使得气相或汽相分析设备能分析测定并能检测指定靶标的存在和/或浓度。在通过标准竞争性或非竞争性测定方法的这些生物学测定中，标记的靶标结合部分存在，其中或者标记本身可转移至气相或者用于将另一分子转化成产物，而产物可转移至气相，其中可以通过气相分析设备对它们进行分析，用于分析有关所测靶标的定量或定性信息。Regina等(WO 88/06732)已经给出直接分析已转移至气相的标记的前一种方法。使用将其他分子转化为气相类物质的标记的后一种方法在痕量生物学分析上具有优势，因为单一标记用于将多种分子转化为产物，所述产物容易转移至气相。这有效扩增了靶标的存在并有助于其检测。这第二种方法也已经在一些不同实施方案中显示，所有这些因所使用的测定方法而具有有限的检测能力。

这第二种方法的具体的实施方案是非竞争性酶联免疫吸收测定(ELISA)，其中靶标捕获在固体支持物上并且用生物学识别配体(例如抗体)特异性标记，所述标记可以用酶修饰。在充分洗涤后，将支持物暴露至含有多种前体分子的溶液，所述分子可以被酶重复转化为气相分析设备可检测的形式。在ELISA中，所产生的可检测分子的数量与所存在的靶标浓度直接相关。在相关ELISA技术中，竞争性形式酶标记被从支持物上置换或者必须与靶标竞争性结合支持物，导致在这两种情况下，随着靶标浓度增加而产生较少的可检测分子。因此，气相分析设备所提供的数值仍可用于与样品中所存在的靶标量相关。描述这些标准测定形式和术语的示例性参考文献可参见E.P.Diamandis，& T.K.Christopoulos(Immunoassay；Academic Press：1996)；S.S.Deshpande(Enzyme Immunoassays：From Concept to Product Development；Springer：1996)；和J.R.Crowther(The ELISA Guidebook (Methods in Molecular Biology)；Humana：1996)。

具体地讲，Diamond等(美国专利4,629,689)、Snyder等(Journal of Microbiological Methods.27(1996)81-88 & U.S.Statutory Invention Registration H1563，7/2/1996)和Eiceman(Field Analytical Chemistry and Technology.1(4)：213-226，1997)都显示了用气相分析设备分析的ELISA。然而，在这些示例性实例的每一个中，进行ELISA的方法限制了总体生物学检测方法的简单性、效率和分析用途。

Diamond等试图通过在挥发后浓缩气相类物质，来改进该方法。Eiceman等试图改进，不通过分析顶部空间，而是通过采取大量支持物上的一部分未浓缩反应体积并从滤纸条上进行分析。Snyder等试图通过粗糙和低效的方法例如“桨/组织”组合而减少酶促反应体积，来改进已知方法。

在所有情况下，在产生所检测分子之前，使用浓缩转化物(converter)(或酶)的更全面的方法，特别有利。众所周知的是，在酶促和其它催化转化反应中，非常需要提高反应溶液中催化剂或酶的浓度。这不仅增加转化过程的反应速率，因而允许在设定时间内可检测分子的数量的更大变化，而且还在更小液体体积中完成该反应。因为允许引入气相分析设备的液体量是有限的，通过在减少的液体体积中完成转化，就可以对更大部分的反应溶液进行采样，因此可将更大部分的可检测的分子递送给分析设备，同时还减少了通常会干扰或降低小分子挥发和/或分析效率的液体基质的数量。