[发明专利]传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器，特别地，涉及一种应用经涂覆的换能器以提供改进的灵敏性和再现性的传感器。

背景技术

溶液中分析物，例如在生物测定例如免疫测定中的生物学上重要的化合物的监控具有广泛适用性。免疫测定是一种测量生物学流体中分析物的存在，或者更通常是分析物的浓度的试验。它典型地包括将抗原特异性结合到抗体上。抗体可以是多克隆的或单克隆的，单克隆抗体具有多种益处，包括制备的再现性以及结合到分析物的一个抗原决定基上的包容性。为了提供分析物浓度的可定量测量，将响应与已知浓度的标准样品进行比较。抗体或者抗原的浓度可通过多种方法确定，尽管最常用的方法之一是对抗原或者抗体进行标记，并且检测标记物的存在。

免疫测定可以是竞争性的或者非竞争性的。在竞争性的免疫测定中，未知样品中的抗原与标记抗原竞争着与抗体结合，抗体典型地被固定在固相上。结合到抗体位点的标记抗原的数量然后被测量，通常通过将结合到固相的标记抗原分离并测量。很清楚，响应将与未知样品中抗原的浓度成反比。在类似分析原理中，溶液中的标记抗体与固定在固相上的抗原以及样品中存在的抗原竞争，给出相似的反比性。在非竞争性的免疫测定，也称为免疫测量分析中，在未知样品中的抗原与过量的固定的抗体(“捕获”抗体)结合，并测量结合的抗原的数量。与竞争性方法不同，非竞争性方法的结果将与抗原的浓度成正比。在所谓的“双位点”免疫测量分析，也称“夹心分析”中，抗原结合到捕获抗体位点，然后标记抗体被引入，其结合到与捕获抗体结合的抗原上。然后测量在该位点上的标记抗体的数量。

在典型的夹心免疫测定中，对关注的抗原特异性的抗体被连接到聚合物载体，例如聚苯乙烯片材上。将一滴要测试的样品，例如细胞提取物或者血清或者尿的样品，铺置到所述片材上，所述片材在抗体-抗原复合物形成之后被洗涤。然后添加对抗原上不同位点特异性的抗体，并再次洗涤载体。这第二种抗体携带有标记(标记报道剂)，使得其可以被以高灵敏性检测到。结合到片材上的第二种抗体的数量与样品中抗原的数量成比例。这种分析以及这种类型的分析的其它变化是众所周知的，参见例如，″The Immunoassay Handbook第二版″DavidWild编辑，Nature Publi shing Group，2001。

有很多种的分析和诊断设备可用于实施免疫测定。该设备包括选择性地结合感兴趣的分析物的传感器，然后量化结合事件。很多设备在传感器上应用试剂，该试剂在被检测的分析物存在的情况下经历可检测的变化，例如颜色改变。

WO 90/13017公开了一种条带状的焦热电或者其它热电的换能器元件。提供了薄膜电极，并且一种或者多种试剂被沉积在换能器表面上。当试剂与被检测的物质接触的时候，试剂经历选择性的色度变化。该设备然后典型地被插入检测器，其中换能器通常被从下部由LED光源照亮，试剂的光吸收作为换能器表面处的微观加热形式被检测。从换能器输出的电信号被处理，得出被检测的物质的浓度。

WO 90/13017的系统提供了与试剂反应或者组合后能够在试剂中产生颜色变化的物质的分析。例如，试剂包括pH和重金属指示剂染料，扑热息痛分析中用于检测氨基苯酚的试剂(例如在加氨的铜溶液中的邻甲酚)，以及在酶联免疫吸附测定(ELISA)中用于检测氧化还原酶的四唑染料。然而，虽然该系统在某些应用中有用，但是它已经被认为只适合在被分析的物质在试剂中产生颜色变化的情况下的分析，因为所述试剂是布置在换能器的表面上的试剂。因此，该系统不能应用于在试剂中不引起颜色变化的物质的分析，或者当颜色变化不是在换能器表面上时的分析。

WO 2004/090512公开了一种基于WO 90/13017中公开的技术的设备，但是依靠如下发现：在采用电磁辐射照射时在试剂中通过非辐射衰减产生的能量可以被换能器检测，甚至当试剂不与换能器接触的时候都可以，采用电磁辐射的照射与由换能器产生电信号之间的时间延迟是试剂与薄膜表面之间距离的函数。这个发现提供了一种设备，其能够“深度剖析”，允许设备区分结合到换能器表面的分析物与在本体液体内的分析物。这种应用因此公开了一种设备，其能够用于分析，典型地用于生物测定，在实施结合事件和检测该事件的结果之间不必须实施单独的洗涤步骤。

WO 90/13017和WO 2004/090512中公开的设备已经发现很广泛的适用性，进一步的变化公开在WO 2006/079795，WO 2007/107716，WO 2007/129064和WO 2007/141581中。