[发明专利]检测分析物

说明书

本发明涉及使用增强的电化学阻抗谱（EIS）技术来检测分析物以获得该分析物的数据的方法。该方法是有利的，因为它可以产生超越已知EIS化验方法的提高的速度，并且因此可以改进得出结果的时间（TTR）并且有助于在接近患者的环境中发展此类化验法。

用于检测分析物的方法在生物化学分析领域是纵所周知的。在传统的方法中通常用可以检测的（例如通过荧光检测）荧光标记物来标记该分析物，以便辨识该分析物。

在过去几年中，在DNA检测领域，已经使用纳米颗粒作为标记物。这些标记物潜在地用于任何允许做标记并且涉及到结合作用的系统，因此在活细胞系统以及蛋白和核酸中可能是有用的。已经发现，这些纳米颗粒克服了更传统的荧光标记物的多项限制，包括成本、使用方便性、灵敏度以及选择性（Fritzsche W，Taton T A,纳米技术14(2003)R63-R73Metal nanoparticles as labels for heterogeneous,chip-based DNA detection（金属纳米颗粒作为异相的基于芯片的DNA检测的标记物））。这些纳米颗粒已经用于多种不同的DNA检测方法，包括光检测、电检测、电化学检测和重量分析检测（Fritzsche W，Taton T A,纳米技术14(2003)R63-R73“Metal nanoparticles as labels for heterogeneous,chip-based DNA detection（金属纳米颗粒作为异相的基于芯片的DNA检测的标记物）”）。在基于胶体金标志的电化学汽提检测的DNA杂交检测中使用金纳米颗粒一直是成功的（Wang J,Xu D,Kawde A,Poslky R,分析化学(2001),73,5576-5581“Metal Nanoparticle-Based Electrochemical Stripping Potentiometric Detection of DNA hybridization（基于金属纳米颗粒的对DNA杂交的电化学汽提电位法检测）”）。使用半导体纳米晶体（也称为量子点）以及金纳米颗粒也已经成功用作DNA杂交研究的荧光标记物（West J,Halas N,Annual Review of Biomedical Engineering（生物医学工程评述）,2003,5:285-292“Engineered Nanomaterials for Biophotonics Applications:Improving Sensing,Imaging and Therapeutics（工程化纳米材料用于生物光子学应用：改善感测、成像和疗法）”）。

虽然通过在DNA检测方法中使用纳米颗粒代替之前的荧光标记物发现了优点，但仍需要改进检测方法的灵敏度、选择性以及特别是速度。虽然每种检测方法具有某个程度的灵敏度和选择性，但它们各自具有不同的限制因素并产生不同的不准确性，并且各自不如所希望的快，尤其是对于希望短的得出结果时间（例如，约10分钟）的接近患者环境的测试而言。

除此类方法之外，已经在检测DNA时将纳米颗粒标记法与电泳进行了结合（见WO 2009/112537）。电泳是用于加速DNA至电极表面上的互补探针上的结合。该方法是有利的，这是因为它可以产生超过已知化验方法的提高的速度以及灵敏度。

除此之外，还日渐需要便宜且简单的检测方法，特别是用于接近患者的环境中的DNA检测。为降低成本、简化方法并且提高检测速度，已经已知的是完全省略贴标记作用。虽然不使用标记物的检测方法可能具有这些优点，但实现这些标记物提供的灵活性和检测灵敏度是一项挑战。

过去已经考虑了在使用和不使用标记物的情况下用电化学阻抗谱（EIS）技术来在分析物上获得数据。以下参考文献提供了背景细节：

EIS在生物传感中的应用综述，Daniels,J.S.,Pourmanda,N.,“Label-Free Impedance Biosensors:Opportunities and Challenges（无标记阻抗生物传感器：机遇与挑战）”,Electroanalysis（电分析）,19,2007,1239-1257。