[发明专利]检测目标生物分子的装置

说明书

检测目标生物分子的装置被提供。装置包括导电膜，所述膜上固定有用来结合目标生物分子的生物识别组分，所述膜通过电极被连接到电路。电压源施加电压到膜上，且当指定体积的怀疑具有目标生物分子的流体样品被输送到膜上时电阻监控装置监控膜的电阻。

交叉引用的相关申请

本申请要求南非的申请号为2015/08499、申请日为2015年11月18日的临时专利申请的优先权，其通过引用被结合在本文中。

技术领域

本发明涉及一种检测目标生物分子的装置。特别的，涉及一种通过测量导电膜的电导率的变化来检测目标生物分子的装置，所述膜附加有被配置与目标生物分子结合的生物识别组分。

背景技术

病原感染的早期诊断可帮助减少由病原感染导致的人类疾病和意外死亡事件的数量。感染可进一步的通过病原体在未消费的水中或食品中的检测而减少。传统的病原检测方法例如聚合酶链反应，免疫学基础的方法，和培养以及菌落计数通常会需要较长的时间来获得精确的结果且在偏远地区会较贵和难以获得。为了解决这个问题，多种检测生物分子的用于诊断和质量控制目的的生物传感器已经被发展。

电化学生物传感器是用来通过分子识别检测悬浮于溶液中的目标生物分子的传感器。典型的电化学生物传感器包括至少一个电极，所述电极具有固定于电极表面的生物识别组分其能够与溶液中的目标分子结合或复合。生物识别组分可以是例如病原体或抗原，抗体，酶或核酸。生物传感器被配置用于测量电极的电导率的变化，所述变化是由于溶液中的生物分子与固定于电极上的生物识别组分的结合或复合。实质上，当电极连接于施加了恒定的电位差和电流的电路时，电极的电阻的变化被测量。

电化学生物传感领域最近的发展已经实现了所谓“导电织物”的使用，其为由涂有导电高分子涂层聚合物纤维构成的膜，作为电极。超细纤维提供大的表面积用于生物识别组分在电极表面大量的固定。

申请人知晓在一个实验室规模的系统内导电织物被浸入缓冲溶液并通过导电金属夹连接电路作为电极。导电织物和金属夹均浸入包括氯化钠，氯化钾，磷酸钠和磷酸钾盐的溶液中。然后包括生物分子的待测样品溶液被加入缓冲溶液且在样品溶液加入后导电织物在电导率上的改变被测量。然而，浸入的电极在溶液中参与与盐的电化学反应，在检测过程中产生了大量的本底效应降低了系统的灵敏度。作为浸入盐溶液的结果，电极也对由在电极表面的氧化还原反应导致的随时间的退化敏感。该系统也需要相当大的缓冲液容积，在实验室环境之外很难容易的得到。

总之，现有的使用导电织物用于生物分子检测的系统较复杂，而且是实验室范围的系统其不适于本领域的使用或重复使用，且对非常小的流体样品使用时不够灵敏。因此具有对成本，通用性，灵敏度和鲁棒性好的检测生物分子存在的装置的需求。理想地装置应具有较为简单的结构和容易使用使其能够在本领域使用用来快速的检测连接于病原体或污染物的生物分子。

本发明的背景的前述讨论目的仅为帮助对本发明的理解。应注意前述讨论并不确认或承认所引用的材料为本申请的优先权日之前的本领域内的现有技术的一部分。

发明内容

根据本发明，提供了一种检测目标生物分子的装置，包括导电膜，所述膜上固定有用来结合目标生物分子的生物识别组分，所述膜通过电极被连接到电路；电压源，用来在电路内提供电压；和电阻监控装置，当指定体积的流体样品被输送到膜上时用于监控膜的电阻。

进一步的特征为膜安装到不导电支架上，所述不导电支架被配置为可释放的接收和固定导电膜使得它接触电极；支架限定容纳膜的室；延伸进入室内的电极接触容纳在其中的膜；支架包括用于指定体积的流体样品到膜上的传输的入口；流体样品的指定体积为10到1000μl。

进一步的特征为膜由固有导电性能的纤维或涂有导电涂层的聚合物纤维制成；导电涂层为选自聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺和聚乙炔的可选择地包括掺杂剂的聚合物涂层。