[发明专利]利用声学器件检测分析物的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及检测流体样品中一种或多种分析物的方法。

背景技术

对于检测液体介质中的分析物(例如，生物学物质)的系统，其显著难点包括介质中分析物的浓度和将分析物转运至传感器表面。对于生物学应用，由于这种分析物的浓度可能较低，通常会产生浓度问题。此外，生物学分析物(例如，细胞、细胞碎片和大分子，如蛋白质和核酸)可能较大；所以会因这些较大的分析物在流体溶液中扩散非常慢而产生转运问题。除细胞、细胞碎片和诸如蛋白质及核酸的分子以外，检测小分子分析物可以作为诊断疾病、监测患者中药物的药代动力学和筛选潜在药物靶位的小分子文库的有用标记。许多治疗性药物，包括小分子药物需要频繁监测患者以尽可能提高药物的有益作用同时避免可能产生的不利作用。

诊断疾病常需要快速检测得自个体的样品中的分析物。检测分析物常在紧急情况下进行，例如在急诊室中或救护车上。然而，检测患者样品中的分析物通常需要在医师诊室获得或临床获得样品，并且送离采样点(off site)进行分析。按照不同的分析物，分析可持续一周到数周。分析结果递送至医师处，其按照需要用该信息调整治疗方案并与患者联系以转告新的治疗方案。分析样品的滞后使得医师难于精确地制定合适的治疗方案。此外，如果在疾病进展的错误阶段给予，具体疗法可能无效或有毒性。例如，一种或多种心脏病损标记的水平可表明患者目前是否正经历心脏病发作或最近是否有心脏病发作。

需要能更快捷地用于检测低浓度分析物的改进试验。此外，需要改进对分析物，包括小分子分析物的检测，从而能(按患者)定制药物方案来维持个体患者中的药物疗效同时降低有害副作用。此外，需要能用于在护理处检测生物学和/或临床相关分析物的方法和设备，从而能减少获得样品和获得试验结果之间的滞后。

竞争试验的关键度量是单位时间内累积在传感器上的分析物量。为获得良好的性能，累积速率(以及产生的瞬时信号(signal transient))需要快于传感器漂移速率。分析物检测系统的另一关键性能度量是系统收集传感器表面上的感兴趣分析物的优先程度。由于许多生物学样品含有外来背景组分(例如，其它蛋白质、细胞、核酸、灰尘)，需要防止这些背景组分干扰所需的检测。因此，能将分析物选择性地吸引到传感器而让干扰性背景组分通过的转运方法肯定有益。联用这种方法和分析物(例如，抗体、互补DNA链等)与传感器表面的选择性结合能高度灵敏地检测含大量外来背景组分(相对于分析物含量)的样品。

已提出了各种提高分析物转运至传感器表面的方法，包括过滤、新型流体几何学(flow geometries)、声场、电场(时变和静态)和磁场。

已用声激励(acoustic excitation)将细胞牵引至场节点(field node)，但单用该技术难将物质转运至表面。

已用电场(电泳和双向电泳)来提高转运，但不能普遍适用于所有类型的分析物和样品。它们通常对于较大的分析物(例如，细胞)更有效。此外，给定种类和菌株中的微生物电特性不同，因而难于预测系统在所有预定操作条件下的性能。有时需要改变样品的离子强度来提高转运的性能。该要求与试验的最佳结合或洗涤条件相冲突。电场还可能消耗能量并加热导电流体(例如，0.01M磷酸缓冲溶液)，由于加热会破坏生物学分析物，这是不利的。

免疫磁性分离(IMS)方法是本领域已知分离样品中分析物的方法。

发明概述

在一个实施方式中，本发明涉及通过检测样品中的一种或多种心脏性标记(cardiac marker)来检测心脏病损(cardiac injury)的方法。该方法包括将包被有能结合心脏性标记的捕捉剂的多个颗粒引入流体室(fluid chamber)中，其中该流体室的至少一个表面装有声学器件，该声学器件上结合了能结合心脏性标记的捕捉剂。多个颗粒可先与样品接触，然后将这些颗粒引入该室中，或者可先将样品引入流体室，然后或同时引入颗粒。监测所述声学器件产生的信号输出从而能检测样品中存在的一种或多种心脏性标记。