[发明专利]基于气压检测的多种靶标的高灵敏定量分析方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种基于气压检测的高灵敏定量分析方法，可用于无机离子、小分子、生物大分子例如蛋白质、DNA、甚至病毒、细菌、细胞等多种靶标的高灵敏度定量。属于医药器械、生物试剂、分析仪器等领域。

背景技术

发展新颖、灵敏、高选择性、廉价、方便的定量检测分析方法一直是科研工作中最为热门的课题。现有的定量检测分析方法通常都依赖于各种大型精密仪器，例如光谱仪、质谱仪、色谱仪、电泳等。在这些定量分析方法经过长时间的发展，已经建立起成熟的检测方法和技术，因而被广泛应用于生物、化学、医学、食品等总多领域的样品检测和分析中，例如各种有机小分子、生物大分子乃至细菌、病毒、细胞等。然而，无论是质谱、色谱、电泳，或是光学分析仪器，要实现高灵敏的定量检测和分析，对仪器的精密程度和对检测部件的灵敏度都有很高的要求，以致使得检测仪器和检测实验的成本一直难以降低。

以基于光学的定量分析仪器为例，常见的如紫外-可见分光光度计、紫外谱仪、荧光仪等。为了实现高灵敏度的精确定量检测分析，这些仪器不仅需要提供复杂而精密的光路部件，例如光栅、滤镜、透镜组，还需要经过良好培训的操作人员对仪器进行精确的调控。除此之外，为了提高仪器的灵敏度，还需要提供高功率的光源来实现光学信号的富集和增益。同时，基于光学的检测方法对检测体系有极高的要求。一方面，检测体系的成分不能过于复杂，当靶标之外的分子或物质具有与检测靶标分子近似的光学特性时，都会严重影响检测的准确度，因而光学检测体系通常需要复杂的前处理步骤以避免该问题；另一方面，并非所有的分子都具有良好的光学特性，因而通常会使用分子识别技术对分子进行标记和信号放大，例如酶联免疫法，即利用免疫学方法将能够催化生产一定荧光特性或光学吸收特性的产物，来实现对靶标抗原的检测(1、Engvall E,Perlmann P.Enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA)quantitative assay of immunoglobulin G.Immunochemistry[J],1971,8(9):871-874.)。上述问题都使得光学定量检测分析方法的成本都难以进一步降低。因此，如何开发一种廉价可行的但又具有良好灵敏度的定量检测方法日益受到研究人员的关注。

与此同时，随着科技的发展，以及对科学和生命本质认知的提高，人们已经不再满足于实验室中昂贵而又耗时的实验检测，他们更加迫切的希望科技能与生活中的应用相结合，真正实现“科技改变生活”。例如“即时诊断”的概念日益受到关注(2、R.J.Davies,S.S.E.,S.J.Carlisle,Handbook of Biosensors and Biochips,Wiley,Hoboken[M].2008.；3、Liu,H.,Xiang,Y.,Lu,Y.,Crooks,R.M.,Aptamer-based origami paper analytical device for electrochemical detection of adenosine,Angewandte Chemie-International Edition[J].2012,51.6925-8.；4、Liu,J.W.,Oligonucleotide-functionalized hydrogels as stimuli responsive materials and biosensors,Soft Matter[J].2011,7.6757-6767.)。所谓即时诊断(Point of Care Test，POC Test)，是指在发病或者发生事件的地点进行即时检测和诊断，从而实现迅速的监控和治疗。现代的POC检测方法通常利用免疫分析技术，即特异性抗体会与抗原相结合，来捕捉目标物进行分析。以疾病特异性目标蛋白标记物作为检测目标，实现对疾病的诊断，如妊娠测试试剂盒以妊娠激素人绒毛膜促性腺激素(hCG)为靶标。然而，失去了精密仪器的支持，POC检测的灵敏度势必会受到影响。现有的POC检测一般只能实现定性或半定量检测，以致无法实现对疾病或身体状况的精确诊断。所以尽管POC检测在即时诊断和紧急情况应对上能够提供一定的信息，但却无法为更为快速的临床治疗提供更为准确的依据。建立一种小型化，同时又具有高灵敏度的快速廉价的检测方法迫在眉睫。

综上所述，在未来的科学研究中，如何发展一种既不影响实验方法高灵敏度、高选择性、高准确性等优点，又能显著降低检测仪器和实验成本，既能实现实验室中高灵敏、高准确性的实验要求，又能具有微型化、便携低能耗等优点，可应用于即时诊断的的定量检测分析方法是亟待解决的问题。