[发明专利]生物分子检测装置

说明书

本文公开了一种用于分析细胞、囊泡或细胞或囊泡成分的生物分子检测装置（1），其包括具有光耦合单元的倏逝照明器，光耦合单元被配置成用于在倏逝照明器的第一表面上从具有预定波长的相干光（L）产生倏逝场，倏逝照明器的第一表面包括模板纳米图案（5），其包含多个预定线的相干布置，沿着所述预定线布置有用于细胞、囊泡或细胞或囊泡成分（8）的跨膜蛋白（81）、优选地可横向扩散的跨膜蛋白的结合物结构（82）的膜识别元件。膜识别元件（53）被配置成结合跨膜蛋白（81）的结合物结构（82）以基于倏逝照明器的模板纳米图案（5）在细胞、囊泡或细胞或囊泡成分（8）内形成跨膜纳米图案，使得倏逝场的光被结合到膜识别元件（53）的细胞、囊泡或细胞或囊泡成分（8）散射。预定线被布置成使得被结合到膜识别元件（53）的细胞、囊泡或细胞或囊泡成分（8）散射的光在预定检测位点（7）处相长干涉，其光程长度差是所述相干光（L）的预定波长的整数倍。

技术领域

本发明属于生物分子检测装置及其用于检测生物分子相互作用、特别是细胞内或囊泡内相互作用的用途的领域。本发明进一步包括用于在细胞、囊泡、人工或细胞成分内产生跨膜纳米图案的方法。

背景技术

检测装置例如在各种各样的应用中用作生物传感器。一个特别的应用是检测或监测结合亲和力或过程。例如，在这种生物传感器的帮助下，可以执行检测靶样品与结合位点的结合的各种测定。典型地，在布置在生物传感器表面上的二维微阵列中的点处，在生物传感器上执行大量这样的测定。微阵列的使用为在高通量筛选中同时检测不同靶样品的结合亲和力或过程提供了工具。为了检测靶样品与特定结合位点结合的亲和力、靶分子与特定捕获分子结合的亲和力，将大量捕获分子固定在生物传感器外表面上的各个点处（例如通过喷墨点样或光刻）。每个点为预定类型的捕获分子形成单独的测量区。检测靶分子与特定类型的捕获分子的结合，并用于提供关于靶分子相对于特定捕获分子的结合亲和力的信息。

一种用于检测靶样品的结合亲和力的已知技术利用荧光标记。荧光标记能够在激发时发出荧光。发出的荧光具有特征发射光谱，其识别特定点处的当前荧光标记。被识别的荧光标记指示被标记的靶分子已经结合到存在于该点处的特定类型的结合位点。

在文章“zeptosens’蛋白微阵列中：“用于低丰度蛋白分析的新型高性能微阵列平台”（ Proteomics 2002，2，S. 383-393，Wiley-VCH Verlag 有限公司，69451 Weinheim，Germany）中描述了用于检测标记的靶样品的传感器。其中描述的传感器包括布置在衬底上的平面波导。平面波导具有能够在其上附着多个结合位点的外表面。此外，平面波导具有多个入耦合线，用于以这样的方式将相干光光束耦合到平面波导中，使得相干光光束沿着平面波导传播。相干光在全内反射下通过平面波导传播，相干光的倏逝场沿着平面波导的外表面传播。倏逝场在平面波导的外表面处穿透到较低折射率介质中的深度是通过平面波导传播的相干光的波长的几分之一的数量级。倏逝场激发被标记的靶样品的荧光标记，所述被标记的靶样品结合到被布置在平面波导表面上的结合位点。由于倏逝场穿透到平面波导外表面处的光学较薄介质中的深度非常小，所以只有结合到固定在平面波导外表面上的结合位点的被标记样品被激发。由这些标记发出的荧光然后在CCD摄像机的帮助下被检测到。

虽然原则上有可能使用荧光标记来检测结合亲和力，但是该技术是有缺点的，这在于检测到的信号是由荧光标记产生的，而不是由结合伴侣自身产生的。另外，标记靶样品需要额外的准备步骤。此外，标记的靶样品相对昂贵。另一个缺点是由荧光标记在靶样品处的空间位阻引起的结果失真，这可能干扰靶样品与捕获分子的结合。进一步的缺点是由于标记的光漂白或淬灭效应导致结果失真。另外，荧光标记可能显著影响感兴趣的化合物的化学、生物、药理学和物理性质。因此，仅仅依靠荧光标记的测量可能会因为这种标记的存在而失真。

发明内容