[发明专利]利用生物分析仪测定液体样品的被分析物含量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用生物分析仪测定液体样品的被分析物含量的方法。

背景技术

生物传感器可被细分成基于亲和性的生物传感器和代谢性生物传感器，用于待检测液体样品中包含的预定被分析物的优选选择性和特异性检测各用于浓度测量。在这样的情形中，一大类各式各样的生物传感器包含：受体层，其可以具有固定在表面上的大量受体，所述受体例如抗体、半抗原、DNA、细胞或酶；信号转换器，其输出与结合在所述受体层上的被分析物的量相关的测量信号；以及信号处理系统，其用于放大和/或进一步处理由所述信号转换器输出的测量信号。

被分析物可以是液体样品中的待检测物质，所述物质例如为生物化学、生物学或医学系统中待检测的蛋白质、肽、抗体、酶或一些其他物质。然而，被分析物也可以是在环境监测或水质监测的情形中需要检测或测定的细胞、细胞组分或DNA或例如活性成分。

在基于亲和性的生物传感器的情形中，在给定情况下，除了被分析物之外，可能还必需使其他物质连接于受体层的受体。优选以高特异性和选择性结合于受体的物质，在这里被统称为靶分子，或者也被称为这样的受体的配体。因此，在给定生物传感器的情况下，被分析物表示受体的靶分子。然而，其他靶分子也可以是不同于真正被分析物的分子，并且，这些分子类似地连接于受体层的受体，并与例如被分析物竞争受体层的结合位置。

在代谢性生物传感器的情形中，被分析物和/或其他靶分子在瞬时结合于受体层后发生催化转化，在代谢性生物传感器的情形中所述受体层含有至少一种酶、细胞、细胞组分或其他催化有效的生物分子，它们在给定情况下能够催化转化所述被分析物和另外存在的物质。

为了检测液体样品中的被分析物或测定其浓度，将液体样品与受体层进行接触，使得被分析物分子以及在给定情况下存在于液体样品中的其他靶分子连接于受体层或被受体层转化。通过这种方式实现物理和/或化学变化，例如涂层厚度、折射率、光吸收或电荷的变化。可以利用信号转换器来检测和/或定量测定这些变化。用于记录所述变化的适合的信号转换器包括例如光电传感器和测量电流或电压的传感器。也可以用具有例如发光或磁特性的标记物直接或间接标记结合在受体层上的靶分子，或者在靶分子结合到受体层上之后进行直接或间接的后续标记。在这种情况下，光学传感器适合作为用于记录发光的信号转换器，或者磁性传感器适合用于记录磁特性。适合作为标记物的其他物质还包括催化后续化学反应的酶，其中可以用相应的适合的信号转换器来记录所述反应的过程。

已知有大量不同的各式各样的生物传感器方法。下面将提及并通过实例简要解释最常用的方法：

-直接法：被分析物结合在受体层的受体上，并且不存在其他靶分子。在这种方法的改良中，被分析物在结合到受体上之前或之后与一种或多种附加物质（标记物）反应，这一般来说用于直接或间接引入被分析物不具有的物理特性，并因此可以通过测定这种所提供的物理特性来检测被分析物的结合。因此，在直接法的情形中，被分析物在受体层上的结合被直接检测到，或通过检测与被分析物反应的标记物而被间接检测到。

-竞争法：一般来说，向待检测被分析物含量的液体样品添加已知浓度或活性的其他靶分子（竞争物），然后将如此获得的待测量液体施加到受体层。在这样的情况下，在被分析物与竞争物之间存在对在受体层的受体上的结合的竞争。一般来说，竞争物具有标记物，这继而直接或间接地向系统中引入可以被检测到的物理特性。因此，在竞争法的情形中，竞争物在受体层上的结合被直接检测到，或通过检测竞争物的标记物而被间接检测到。然后可以从测量信号推导出液体样品的原始被分析物浓度。

-结合抑制试验：向待检测被分析物含量的液体样品添加已知浓度或活性的与被分析物结合的互补分子。随后，将如此形成的测量液体引导到具有受体的受体层上，所述受体结合游离的互补分子，但不与被分析物结合。可以利用适合的方法直接检测这种结合。可选地，互补分子在结合到受体上之前或之后或与被分析物结合之前或之后，可以与标记物直接或间接反应。因此，在结合抑制试验的情形中，直接检测互补分子在受体上的结合，或者直接或间接检测互补分子上的标记物。然后，可以从测量信号推导出液体样品的被分析物浓度。