[发明专利]生物传感器及其用途

说明书

本发明涉及用于评估流体样品中的分析物与固定化在生物传感器的传感器表面上的配体之间的相互作用的方法，其包括以下步骤：提供(101)多个流体样品，它们均包含已知浓度的分析物，提供(102)多个针和多个传感器表面或检测点，传感器表面或检测点中的至少一些具有固定化在其上的已知量的配体，并且各个针构造成将流体样品注射至传感器表面或检测点，将所述多个流体样品分成(103)至少两组，将所述组中的第一组的流体样品借助于针注射(104)至传感器表面或检测点，以容许分析物至配体的缔合，监测(104)各个传感器表面或检测点并且收集结合数据，以及重复(105)注射流体样品和监测检测点以及收集针对各组流体样品的结合数据的步骤，其中以上步骤按序地执行，而没有中间再生或固定化配体的更新。本发明还涉及用于评估流体样品中的分析物与固定化在传感器表面上的配体之间的相互作用的生物传感器系统、用于执行方法的步骤的软件，以及用于储存所述软件的计算机可读介质。

技术领域

本发明涉及用于评估流体样品中的分析物与固定化在生物传感器的传感器表面上的配体之间的相互作用的方法和系统，并且涉及用于执行方法的步骤的软件以及用于储存所述软件的计算机可读介质。

背景技术

可实时监测分子(如生物分子)之间的相互作用的分析传感器系统获得越来越多的兴趣。这些系统经常基于光学生物传感器，并且通常被称为相互作用分析传感器或生物特异性相互作用分析传感器。代表性的此类生物传感器系统为由GE Healthcare出售的BIACORE®仪器，其使用表面等离子体共振(SPR)用于检测样品中的分子与固定化在传感表面上的分子结构之间的相互作用。在样品在传感器表面之上经过时，结合的进程直接地反映了发生相互作用的速率。样品的注射后接缓冲液流，在此期间，检测器响应反映了复合物在表面上解离的速率。来自BIACORE®系统的典型输出为描述分子间相互作用随时间推移的进程的曲线图或曲线(包括缔合阶段部分和解离阶段部分)。通常显示在计算机屏幕上的该曲线图或曲线经常被称为结合曲线或“传感曲线图”。

关于BIACORE®系统(和类似的传感器系统)，因此可能的是确定用作配体和分析物的分子的多个相互作用参数。这些参数包括针对分子相互作用中的结合(缔合)和解离的动力学速率常数，以及针对表面相互作用的亲和力。缔合速率常数(ka)和解离速率常数(kd)可通过将针对许多不同样品分析物浓度的所得的动力学数据拟合为以微分方程的形式的相互作用模型的数学描述来获得。亲和力(表达为亲和常数KA或解离常数KD)可从缔合和解离速率常数计算。

然而，在生物传感器系统可用于分析相互作用之前，经常必要的是确定分子的性质，以便提高结果的质量。这些性质为适于实现期望的结合曲线的分析物浓度区间，和待安装在传感器板上的配体的量，等。如果分析物的浓度太低或太高，则所得的结合曲线难以分析，并且可不产生相互作用参数的正确确定。类似地，如果配体的量太小，则传感器响应也将如此，并且如果配体的量太高，则分析物可难以按预期与其结合。为了克服这些问题，预先执行计算和分析，经常花费若干天或周以便确定最可能提供令人满意结果的操作参数。包括具有在区间内的不同浓度的分析物的流体样品的稀释系列大体用于产生多个结合曲线，希望可使用它们中的至少一些。

这些制备大体上为耗时的，并且获得稀释系列中的每个样品的结合曲线也如此，因为在样品之间经常需要传感器板的再生。寻找有用的再生条件本身可为花费数小时或甚至数周的过程。

因此，关于使用生物传感器之前所需的制备以及随后实验的时间消耗两者，存在对该领域内的改进的需要。

发明内容