專(zhuān)利名稱(chēng)：基于微滴的過(guò)氧化氫測(cè)定的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及改進(jìn)的過(guò)氧化氫測(cè)定領(lǐng)域。本發(fā)明特別涉及基于微 滴的過(guò)氧化氫測(cè)定，以及用來(lái)進(jìn)行這些測(cè)定的微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
很多種測(cè)定都使用過(guò)氧化氫作為媒介物對(duì)目標(biāo)分子進(jìn)行間接分析。例 如，對(duì)葡萄糖進(jìn)行測(cè)量時(shí)，可利用葡萄糖氧化酶產(chǎn)生過(guò)氧化氫，并利用過(guò) 氧化氫和過(guò)氧化物酶將一底物氧化，產(chǎn)生可纟企測(cè)到的信號(hào)，例如顏色變化。 適合的可氧化底物包括 Amplex Red (Invitrogen ^>司生產(chǎn))和 PS-ATTO (Lumigen公司生產(chǎn))。本領(lǐng)域存在將過(guò)氧化氫分析小型化和/或加速 的需要。
微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)被用來(lái)進(jìn)行多種微滴操作。微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)通常包括一基 板，并關(guān)聯(lián)多個(gè)電極以便在基板的微滴操作表面上進(jìn)行微滴操作。微滴執(zhí) 行機(jī)構(gòu)還可具有頂板， 一般將頂板與微滴操作表面平行設(shè)置并隔開(kāi)，形成 一個(gè)間隙，微滴操作就發(fā)生在該間隙中。間隙內(nèi)可充滿填充液，填充液不 與微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)上被操作的流體相融。有必要擴(kuò)展微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)的能力， 使其能夠進(jìn)行基于過(guò)氧化氫測(cè)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種改進(jìn)的過(guò)氧化氫測(cè)定，以及用來(lái)進(jìn)行這種測(cè)定的微滴 執(zhí)行機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)可進(jìn)行基于微滴的過(guò)氧化氫測(cè)定。在一個(gè)實(shí)施例中，提供了 一種通過(guò)過(guò)氧化氫測(cè)定對(duì)分析物進(jìn)行檢測(cè)的
方法。該方法包括以下步驟將過(guò)氧化氫測(cè)定試劑和樣品結(jié)合到一微滴中， 該微滴的體積在大約1 nL至10 jaL之間，并在微滴中進(jìn)行測(cè)定，產(chǎn)生可 檢測(cè)的信號(hào)。
在另一實(shí)施例中，提供了一種進(jìn)行過(guò)氧化氫測(cè)定的方法，包括以下步 驟將過(guò)氧化氫測(cè)定試劑和樣品結(jié)合到一微滴中，并在微滴中進(jìn)行測(cè)定， 產(chǎn)生可檢測(cè)的信號(hào)，該測(cè)定產(chǎn)生一個(gè)基本上為線性的結(jié)果。
在另一實(shí)施例中，提供了一種進(jìn)行過(guò)氧化氫測(cè)定的方法，包括以下步 驟將過(guò)氧化氫測(cè)定試劑和樣品結(jié)合到一孩i滴中，并在孩i滴中進(jìn)行測(cè)定， 產(chǎn)生可檢測(cè)的信號(hào)，其中，基本上所有的分析物都被消耗；對(duì)該信號(hào)進(jìn)行 檢測(cè)；對(duì)該信號(hào)進(jìn)行分析，確定分析物在樣品中的量。
在另 一實(shí)施例中，提供了 一種利用單一檢測(cè)器在單一微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)上 檢測(cè)多個(gè)分析物的方法。該方法包括以下步驟提供一微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)裝置， 該微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)裝置包括一基板，該基板上關(guān)聯(lián)了多個(gè)用來(lái)在基板的微滴 操作表面上進(jìn)行微滴操作的多個(gè)電極，以及一個(gè)或多個(gè)與微滴操作表面連 通的儲(chǔ)槽，包括一種或多種用來(lái)進(jìn)行測(cè)定的試劑，其中過(guò)氧化氫是中間物。
該方法還包括以下步驟利用微滴操作將多個(gè)樣品微滴與多個(gè)試劑結(jié) 合，在單一微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)上進(jìn)行多個(gè)過(guò)氧化氫測(cè)定。
定義
以下在本說(shuō)明書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)具有如下含義。
"啟動(dòng)"指一個(gè)或多個(gè)電極結(jié)構(gòu)使一個(gè)或多個(gè)電極的電氣狀態(tài)發(fā)生變 化，并且導(dǎo)致一個(gè)微滴操作的產(chǎn)生。
"微滴"指微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)上具有一定體積的流體，它至少部分地被填充 液約束。例如，孩i滴可以完全一皮填充液包繞或是^皮填充液和孩i滴執(zhí)行機(jī)構(gòu) 的一個(gè)或多個(gè)表面約束。微滴的形狀可以是多種多樣的，非限定的例子大 致包括碟形、彈頭形、截球形、橢圓形、球形、部分被壓扁的形狀、半 球形、卵形、圓柱形、以及微滴操作期間形成的各種形狀，例如融合或分 離或是該形狀與微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)的 一個(gè)或多個(gè)表面接觸時(shí)產(chǎn)生的形狀。
"微滴操作"指任何對(duì)微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的微滴進(jìn)行的操縱。例如，微滴 操作可包括將微滴加載到微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)上、由源微滴分出一個(gè)或多個(gè)微 滴、將一個(gè)微滴分離、隔開(kāi)或分割為兩個(gè)或更多的微滴、將一個(gè)微滴由一 個(gè)位置在運(yùn)送至任意方向上的另一位置、將兩個(gè)或更多微滴融合或結(jié)合為 一個(gè)單一微滴、稀釋一個(gè)微滴、混合一個(gè)微滴、攪拌一個(gè)微滴、將一微滴 變形、將一個(gè)微滴保持在某一位置上、培養(yǎng)一個(gè)微滴、加熱一個(gè)微滴、蒸 發(fā)一個(gè)樣吏滴、冷卻一個(gè)樣b'離、處理掉一個(gè)孩i滴、將一個(gè)樣i滴運(yùn)送至樣么滴執(zhí)
6行機(jī)構(gòu)之外、其他本說(shuō)明書(shū)中描述的微滴操作；以及/或者上述操作的組合。 類(lèi)似于"融合"、"結(jié)合"的用語(yǔ)用來(lái)描述由兩個(gè)或更多微滴產(chǎn)生一個(gè)^:滴 的過(guò)程。應(yīng)該理解，當(dāng)使用類(lèi)似的用語(yǔ)描述兩個(gè)或更多的微滴時(shí)，可以使 用任何能夠使兩個(gè)或更多微滴結(jié)合到一個(gè)微滴中的微滴操作的組合。例如， 可以通過(guò)以下操作實(shí)現(xiàn)"將微滴A與微滴B融合"將微滴A運(yùn)送到靜止的 微滴B處并與之接觸、將微滴B運(yùn)送到靜止的微滴A處并與之接觸、或運(yùn) 送微滴A和B使兩者互相接觸。用語(yǔ)"分離"、"隔開(kāi)，，和"分割"不用來(lái) 專(zhuān)指操作后產(chǎn)生的微滴的某特定尺寸(即，操作產(chǎn)生的微滴的尺寸與原微 滴的尺寸相同或不同均可)或是產(chǎn)生的微滴的某特定數(shù)量(操作產(chǎn)生的微 滴的數(shù)量可以是2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)或更多)。用語(yǔ)"混合"在這里是指 能夠使微滴內(nèi)一種或多種成分更為均勻地分布的微滴操作。"加載，，微滴操 作的實(shí)例包括微量滲析加載、壓力輔助加載、自動(dòng)加載、^皮動(dòng)加載和移液 加載。微滴操作可利用各種技術(shù)借助電極和/或電場(chǎng)進(jìn)行，例如，電濕潤(rùn)和 /或介電電>水。
用語(yǔ)"頂部"和"底部"在整個(gè)說(shuō)明書(shū)僅僅是為了方便起見(jiàn)指微滴執(zhí) 行機(jī)構(gòu)的頂部基板和底部基板，因?yàn)槲⒌螆?zhí)行機(jī)構(gòu)的功能與其空間位置無(wú) 關(guān)。
當(dāng)本說(shuō)明書(shū)中出現(xiàn)將某一特定元件，例如一個(gè)層、 一個(gè)區(qū)域或一個(gè)基 板置于另一元件"之上"的描述時(shí)，該元件可以是直接位于另一元件之上， 或者可以同時(shí)存在多個(gè)介入元件(例如， 一個(gè)或多個(gè)涂層、層、夾層、電 極或觸點(diǎn))。還應(yīng)理解，用語(yǔ)"置于...之上"和"形成于...之上"可以互 換使用，都是用來(lái)描述某給定元件相對(duì)于另 一元件是如何定位或放置的。 因此，用語(yǔ)"置于...之上"和"形成于...之上"并非用來(lái)限定某種特殊 的材料運(yùn)送方法、放置方法或制造方法。
當(dāng)任何形式的液體(例如， 一個(gè)微滴或一個(gè)連續(xù)體，不論其是運(yùn)動(dòng)中 的或是靜止的)被描述為位于一電極、陣列、矩陣或表面"之上"、"處" 或"上方"時(shí)，是指該液體既可能與該電極/陣列/矩陣/表面接觸，也可能 與插設(shè)于該液體和電極/陣列/矩陣/表面之間的層或膜接觸。
當(dāng)一個(gè)微滴被描述為"位于"或"加載于" 一纟效滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)"之上" 時(shí)，應(yīng)該理解為該微滴以有助于利用該微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)該微滴進(jìn)行微滴 操作的方式被布置在該微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)之上，該微滴以有助于感測(cè)來(lái)自微滴 的信號(hào)或其性質(zhì)的方式被布置在該微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)之上，并且/或者該微滴已 經(jīng)在微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)開(kāi)始了微滴操作。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例提供基于過(guò)氧化氫的葡萄糖測(cè)定的各個(gè)方200880007205.5 面。
圖2是顯示樣品中與緩沖劑中信號(hào)產(chǎn)生速率的簡(jiǎn)圖。 圖3是測(cè)量樣品中分析物(葡萄糖)的量的終點(diǎn)測(cè)定。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及改進(jìn)的過(guò)氧化氫測(cè)定的方法，以及用來(lái)進(jìn)4亍這些測(cè)定孩1滴 執(zhí)行機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)用來(lái)進(jìn)行基于微滴的過(guò)氧化氬測(cè)定。這 些微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)還可以與用來(lái)分析本發(fā)明的過(guò)氧化氫測(cè)定的結(jié)果的檢測(cè)器 連接。這些微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以作為某些系統(tǒng)的組成元件，這些系統(tǒng)控制用 來(lái)進(jìn)行過(guò)氧化氫測(cè)定的微滴操作和/或檢測(cè)。可利用檢測(cè)器的測(cè)量結(jié)果確定 樣品中存在的被分析物的量。
1.1過(guò)氧化氫測(cè)定
總體來(lái)說(shuō)，利用氧化酶在存在可氧化物的情況下產(chǎn)生過(guò)氧化氫。在存 在過(guò)氧化物酶和過(guò)氧化氫的情況下，底物可被轉(zhuǎn)化為一個(gè)信號(hào)分子。該信 號(hào)分子可產(chǎn)生或被用于產(chǎn)生一個(gè)可測(cè)量的信號(hào)，例如顏色變化、化學(xué)發(fā)光 或熒光。本發(fā)明提供一種基于微滴的過(guò)氧化氫分析，利用微滴操作將包含 有可氧化分析物的樣品微滴與一個(gè)或多個(gè)微滴結(jié)合，這些微滴包含氧化酶、 過(guò)氧化物酶和可在存在過(guò)氧化物和過(guò)氧化物酶的情況下^C用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)信
號(hào)分子的底物。例如，可利用一個(gè)或多個(gè)^f殷滴"t喿作^:運(yùn)包含可氧化分析物 的微滴，使其與一個(gè)或多個(gè)包含氧化酶、過(guò)氧化物酶和/或底物的微滴接觸。 可針對(duì)可氧化分析物選擇特定的氧化酶，例如，為葡萄糖選擇葡萄糖氧化 酶?？舍槍?duì)底物選擇特定的過(guò)氧化物酶，例如，辣根過(guò)氧化物酶。
作為舉例，本發(fā)明可提供一種基于葡萄糖測(cè)定的過(guò)氧化氫，圖l展示 了該測(cè)定的各個(gè)方面?？傮w來(lái)說(shuō)，將包含葡萄糖的樣品在存在一定量的過(guò) 氧化物酶與葡萄糖氧化酶結(jié)合，例如，辣根過(guò)氧化物酶和一個(gè)信號(hào)分子的 情況下與葡萄糖氧化酶結(jié)合，以便產(chǎn)生可檢測(cè)的信號(hào)。其他適合于利用本 發(fā)明的過(guò)氧化氫測(cè)定進(jìn)行檢測(cè)的分析物包括肌酸酐、乳酸、丙酮酸、膽 紅素、谷氨酸和其他血液中存在的代謝物。
本發(fā)明的測(cè)定可4吏用一底物，該底物在適宜的酶并具有過(guò)氧化氫的條 件下產(chǎn)生信號(hào)分子。實(shí)例包括Lumigen />司提供的PS-ATT0 (ultra)和 Invitrogen公司提供的Amplex Red。信號(hào)分子可選4奪那些允許在微升或較 小微滴內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)的，例如，通過(guò)吸光度、化學(xué)發(fā)光或熒光。
1. 2微尺度過(guò)氧化氫測(cè)試
在一實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種微尺度過(guò)氧化氫測(cè)定。在該實(shí)施例中，將樣品與過(guò)氧化氫測(cè)定試劑在一微滴中結(jié)合。反應(yīng)產(chǎn)生一信號(hào)，并且該信 號(hào)被檢測(cè)到。該信號(hào)用來(lái)確定樣品中存在的目標(biāo)分析物的量。過(guò)氧化氫測(cè) 定試劑可以包括，例如，氧化酶、過(guò)量的過(guò)氧化物酶、以及可在過(guò)氧化氫 和過(guò)氧化物酶存在的情況下轉(zhuǎn)換為信號(hào)分子的底物。該試劑還可包括任何 其他的適于加強(qiáng)反應(yīng)的試劑或輔因子。在一實(shí)施例中，反應(yīng)在一部分或完全一皮油(例如硅油)包繞的微滴內(nèi) 進(jìn)行。在另一實(shí)施例中，反應(yīng)在微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)的表面上進(jìn)行?？赏ㄟ^(guò)微滴 操作將試劑在微滴執(zhí)行才幾構(gòu)的表面上結(jié)合。微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)還可包括一離開(kāi) 表面的頂板，從而行成一個(gè)間隙，微滴被設(shè)置于該間隙中。信號(hào)可在孩i滴 還在微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)上時(shí)產(chǎn)生。還有，還可利用微滴操作將一個(gè)或多個(gè)包含 一個(gè)或多個(gè)過(guò)氧化氫試劑的微滴在存在檢測(cè)器的情況下與樣品結(jié)合，從而 捕獲到最大量的信號(hào)。在一實(shí)施例中，可使用超小的樣品體積進(jìn)行本發(fā)明的過(guò)氧化氫測(cè)定。在一實(shí)施例中，樣品體積為大約1 nL至大約10 juL，或是大約10nL至大 約1 iaL,或是小于大約500、 400、 300、 200、 100 nL。類(lèi)似地，反應(yīng)體 積也可以類(lèi)似小。例如，在一實(shí)施例中，包括了樣品和所有過(guò)氧化氫試劑 的反應(yīng)體積為大約1 nL至大約10 iliL,或是大約10 nL至大約1 juL,或 是小于大約500、 400、 300、 200、 100 nL。其他優(yōu)點(diǎn)包括得到結(jié)果所需要的時(shí)間由于測(cè)定在微小規(guī)模下進(jìn)行具有 更快的動(dòng)力學(xué)而縮短，而且由于是多路復(fù)用而提高了處理量。例如，在一 實(shí)施例中，整個(gè)系統(tǒng)執(zhí)行過(guò)氧化氫測(cè)定在小于大約5、 4、 3、 2或1分鐘完 成、或小于大約45秒完成、或小于大約30秒完成。1.3線性動(dòng)力學(xué)的過(guò)氧化氫測(cè)定圖2是比較展示樣品中信號(hào)產(chǎn)生速率與緩沖劑中信號(hào)產(chǎn)生速率的草圖。 使用了葡萄糖、葡萄糖氧化酶、過(guò)氧化氫、以及化學(xué)發(fā)光或焚光接收器。 測(cè)定條件被設(shè)計(jì)為用來(lái)評(píng)估信號(hào)產(chǎn)生的初始速率。樣品中所有的葡萄糖未 被消耗，并且反應(yīng)動(dòng)力學(xué)位于一初始線性速率。實(shí)線代表緩沖劑中進(jìn)行的 反應(yīng)。因?yàn)闆](méi)有抵制劑，觀察到的是直線的動(dòng)力學(xué)與樣品中的葡萄糖的量 成正比。虛線代表血清中的反應(yīng)。觀察到初始速率中出現(xiàn)遲滯，估計(jì)是因 為血清中存在抵制劑。在此例中，動(dòng)力學(xué)的確變?yōu)榫€性，但是只能在初始 的遲滯之后。舉例來(lái)說(shuō)，遲滯大約為1-5分鐘。對(duì)于需要在若干秒內(nèi)將樣 品中的分析物(葡萄糖)定量的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，這種遲滯是不希望的。本發(fā)明人令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，通過(guò)提供過(guò)量的過(guò)氧化物酶，例如，辣根 過(guò)氧化物酶，就可以在存在抵制劑的情況下克服初始遲滯現(xiàn)象。采用這種 方式，可以減少或消除內(nèi)源性抵制劑產(chǎn)生的影響。通過(guò)提高過(guò)氧化物酶的濃度，并將葡糖氧化酶的濃度固定，本發(fā)明人觀察到血清呈現(xiàn)線性動(dòng)力學(xué)。 遲滯被減少到了無(wú)關(guān)緊要的程度。在一實(shí)施例中，整個(gè)過(guò)程采用大約lMg/ml至大約100 iu g/ml的HRP。在本實(shí)施例中，葡萄糖氧化酶可使用典型 量，例如，大約200jug/ml。在生物流體上進(jìn)行基于過(guò)氧化物的測(cè)定時(shí)，例如血液、血清和血漿， 生物流體中存在一些會(huì)干擾測(cè)定結(jié)果的線性的分子。例如，生物流體中可 能會(huì)存在各種消耗反應(yīng)成分或中間物或與其竟?fàn)幍牡种苿┗虺煞?。舉例如 下血紅蛋白、抗壞血酸(維生素C)、膽紅素、谷胱甘肽、以及過(guò)氧化氫酶。即使在存在干擾物質(zhì)的情況下，本發(fā)明仍然能夠提供一種產(chǎn)生能夠可 靠指示樣品中分析物的量的線性信號(hào)。例如，本發(fā)明提供了一種在存在抵制物質(zhì)的情況下進(jìn)行過(guò)氧化氫測(cè)定以確定生物流體中分析物的量的方法， 該方法產(chǎn)生大體上或基本上線性的結(jié)果。該基本上線性的結(jié)果可通過(guò)將包 含分析物在內(nèi)的樣品與氧化酶、過(guò)量的過(guò)氧化物酶、以及可氧化的信號(hào)分 子，例如Amplex Red得到。該過(guò)氧化物酶可過(guò)量提供，使其足以產(chǎn)生大體 上或基本上線性的結(jié)果。1.4瞬閃過(guò)氧化氫測(cè)定圖3所示為用來(lái)測(cè)量樣品中分析物(葡萄糖)的量的終點(diǎn)(也稱(chēng)為"瞬 閃")測(cè)定。在所述終點(diǎn)測(cè)定中，所有的分析物都被消耗，并且信號(hào)基本上 代表了樣品中含有的分析物全部量。終點(diǎn)測(cè)定的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)隨著氧化酶和 過(guò)氧化物酶升高而增加。反應(yīng)在大約l-2分鐘內(nèi)完成。血清中內(nèi)源的抵制 劑的影響被降到了最小，因?yàn)榉治鑫?如葡萄糖)與抵制劑在血清中的比 率非常之高，以至于在整個(gè)信號(hào)輸出中抵制劑的影響被降到最低和可被忽 略?？稍谖⒌螆?zhí)行機(jī)構(gòu)中，直接在傳感器下，進(jìn)行終端測(cè)定的測(cè)量，以便 使信號(hào)輸出的捕獲最大化。可利用微滴操作將血清與試劑結(jié)合，并且立即 就可以捕獲信號(hào)。在一實(shí)施例中，整個(gè)過(guò)程采用了大約1 ng/ml至大約100 jug/ml的過(guò)氧化物酶(例如，辣根過(guò)氧化物酶)和超過(guò)大約200、 300、 400、 500、 600、 700、 800、 900 jug/ml,或超過(guò)大約1 mg/ml的氧化酶(例如 葡糖氧化酶)。1.5多重過(guò)氧化氫測(cè)定使用共同的中間物過(guò)氧化氫提供了利用 一個(gè)共同的中間物對(duì)多個(gè)分析 物的分析和一個(gè)探測(cè)器方案。因此，本發(fā)明提供一種包括了利用過(guò)氧化氫 測(cè)定用來(lái)分析多個(gè)易于分析的分析物的微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在一實(shí)施例中，通 過(guò)微滴操作被結(jié)合的多個(gè)試劑微滴和樣品微滴被提供于微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)上， 以便進(jìn)行多重過(guò)氧化氫測(cè)定。這些測(cè)定可以基本同時(shí)進(jìn)行或依次進(jìn)行。在一實(shí)施例中，依次進(jìn)行測(cè)定，使每個(gè)測(cè)定都在單一檢測(cè)器存在的情況下的 進(jìn)行。檢測(cè)完成后，由于可以利用微滴操作將微滴運(yùn)離檢測(cè)器，因此可以 利用微滴操作在檢測(cè)器存在的情況下設(shè)定后續(xù)的測(cè)定。或者，可在檢測(cè)器 外設(shè)定后續(xù)的設(shè)定，然后被搬運(yùn)到檢測(cè)器處。微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)和/或檢測(cè)裝置 可以電連接并由一處理器控制。例如，控制器可以被編程，通過(guò)控制微滴 操作電極影響基于微滴的過(guò)氧化氫測(cè)定方案。在一實(shí)施例中，如果曲線開(kāi) 始不是線性的，可以依次開(kāi)始和準(zhǔn)備多重反應(yīng)，直至曲線變?yōu)榫€性，這時(shí) 可以利用微滴操作將他們依次移至檢測(cè)器處。2. 孩t滴執(zhí)行才;L構(gòu)舉例來(lái)說(shuō)，適合本發(fā)明使用的微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)見(jiàn)2005年6月28日授予 Pamula等人的美國(guó)專(zhuān)利6， 911, 132，名稱(chēng)為"Apparatus for Manipulating Droplets by Electrowetting-Based Techniques"; 2006年1月30曰遞交 的美國(guó)專(zhuān)利申諱- 11/343,284,名稱(chēng)為"Apparatuses and Methods for Manipulating Droplets on a Printed Circuit Board"; 2004年8月 10 日4受一又的美國(guó)專(zhuān)利6, 773， 566,名稱(chēng)為"Electrostatic Actuators for Microfluidics and Methods for Using Same"和2000年1月24日授權(quán) 的美國(guó)專(zhuān)利6， 565, 727,名-爾為"Actuators for Microfluidics Wi thout Moving Parts",這兩項(xiàng)專(zhuān)利均被授予Shenderov等人；以及Pollack等人 于2006年12月11日^是交的國(guó)際申請(qǐng)PCT/US2006/47486，發(fā)明名稱(chēng)為 "Droplet-Based Biochemistry"。這些專(zhuān)利文獻(xiàn)的公開(kāi)內(nèi)容作為參考并入 本申請(qǐng)。3. 液體年12月11日提^的國(guó)際申請(qǐng)PC鄉(xiāng)T/US2006/47486:發(fā)明名稱(chēng)為"基于微滴 的生物化學(xué)"(Droplet-Based Biochemistry)。在一些實(shí)施例中，該液體 包括生物樣品，例如全血、淋巴液、血清、血漿、汗液、淚液、唾液、痰 液、腦脊髓液、羊水、精液、陰道分泌物、漿液、滑液、心包液、腹膜液、 胸膜液、滲出液、滲出物、嚢液、膽汁、尿液、胃液、腸液、排泄物樣品、 液化組織、液化有才幾體、生物棉簽、生物沖洗液。4. 填充液間隙通常被填充液填充。例如，這種填充液可以是一種低粘度油，例 如硅油；或是一種氣體，例如空氣或惰性氣體。填充液的其他例子見(jiàn)2006 年12月11日提交的國(guó)際申請(qǐng)PCT/US2006/47486，發(fā)明名稱(chēng)為"基于微滴ii的生物化學(xué)，，(Droplet-Based Biochemistry),該國(guó)際申請(qǐng)的全部/>開(kāi)內(nèi) 容作為參考并入本申請(qǐng)。結(jié)束語(yǔ)以上結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，附圖中展示了本發(fā)明的一些 特定實(shí)施例。其他一些具有不同結(jié)構(gòu)和操作方式的實(shí)施例也在本發(fā)明的范 圍之內(nèi)。本說(shuō)明書(shū)僅為了閱讀方便而分為若干章節(jié)。這些章節(jié)標(biāo)題不對(duì)本發(fā)明 的范圍構(gòu)成限制。應(yīng)該理解本發(fā)明的一些細(xì)節(jié)可以變化而不脫離本發(fā)明的范圍。此外， 以上的詳細(xì)說(shuō)明僅僅是為了展示本發(fā)明，不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成限制，本發(fā)明由 后附的權(quán)利要求定義。
權(quán)利要求
1、一種進(jìn)行用來(lái)檢測(cè)一分析物的過(guò)氧化氫測(cè)定的方法，其特征在于該方法包含以下步驟將過(guò)氧化氫測(cè)定試劑和樣品結(jié)合到體積范圍在大約1nL至大約10μL的微滴中并在微滴中進(jìn)行測(cè)定從而產(chǎn)生一可檢測(cè)的信號(hào)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)行用來(lái)檢測(cè)一分析物的過(guò)氧化氫測(cè)定的方法，其特征在于其中所述的過(guò)氧化氫測(cè)定試劑包括氧化酶、過(guò)氧化物酶和在過(guò)氧化物酶和過(guò)氧化氫存在的情況下產(chǎn)生一信號(hào)分子的基板。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的進(jìn)行用來(lái)檢測(cè)一分析物的過(guò)氧化氫測(cè)定的方法，其特征在于其中所述的過(guò)氧化物酶包括辣根過(guò)氧化物酶。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的進(jìn)行用來(lái)檢測(cè)一分析物的過(guò)氧化氫測(cè)定的方法，其特征在于其中所述的分析物包括葡萄糖和包括有葡萄糖氧化酶的該氧化酶。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的進(jìn)行用來(lái)檢測(cè)一分析物的過(guò)氧化氫測(cè)定的方法，其特征在于其中所述的樣品包括生物流體并且該過(guò)氧化物酶的提供量按能夠產(chǎn)生基本上為線性的結(jié)果提供。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的進(jìn)行用來(lái)檢測(cè)一分析物的過(guò)氧化氫測(cè)定的方法，其特征在于其中所述的結(jié)果具有小于5秒的延遲時(shí)間。
7、 才艮據(jù)權(quán)利要求5所述的進(jìn)行用來(lái)^r測(cè)一分析物的過(guò)氧化氫測(cè)定的方法，其特征在于其中所述的結(jié)果基本上沒(méi)有延遲時(shí)間。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)行用來(lái)檢測(cè)一分析物的過(guò)氧化氫測(cè)定的方法，其特征在于其中所述的微滴具有范圍在大約10 nL至ljum的尺寸。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)行用來(lái)檢測(cè)一分析物的過(guò)氧化氫測(cè)定的方法，其中所述的^:滴具有范圍在大約10 nL至500 nL的尺寸。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)行用來(lái)檢測(cè)一分析物的過(guò)氧化氫測(cè)定的方法，其特征在于其中所述的過(guò)氧化氫測(cè)定試劑與樣品的結(jié)合包括利用一個(gè)或多個(gè)微滴操作將一個(gè)或多個(gè)樣品微滴與一個(gè)或多個(gè)過(guò)氧化氫測(cè)定試劑結(jié)合。
11、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的進(jìn)行用來(lái)檢測(cè)一分析物的過(guò)氧化氫測(cè)定的方法，其特征在于其中所述的一個(gè)或多個(gè)微滴操作包括一電極引起的微滴操作。
12、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的進(jìn)行用來(lái)檢測(cè)一分析物的過(guò)氧化氫測(cè)定的方法，其特征在于其中所述的一個(gè)或多個(gè)微滴操作包括一電場(chǎng)引起的微滴操作。
13、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的進(jìn)行用來(lái)檢測(cè)一分析物的過(guò)氧化氫測(cè)定的方法，其特征在于其中所述的一個(gè)或多個(gè)微滴操作包括一電濕潤(rùn)引起的微滴操作。
14、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的進(jìn)行用來(lái)檢測(cè)一分析物的過(guò)氧化氫測(cè)定的 方法，其特征在于其中所述的 一個(gè)或多個(gè)微滴操作包括一 電泳引起的微滴 操作。
15、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)行用來(lái)檢測(cè)一分析物的過(guò)氧化氫測(cè)定的 方法，其特征在于其中所述的分析物選自在氧化酶存在的情況下易于產(chǎn)生 過(guò)氧化氫的存在于血液中的代謝物。
16、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)行用來(lái)檢測(cè)一分析物的過(guò)氧化氫測(cè)定的 方法，其特征在于其中所述的分析物選自肌酐酸、乳酸、丙酮酸、膽紅素、 谷氨酸酯。
17、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)行用來(lái)檢測(cè)一分析物的過(guò)氧化氫測(cè)定的 方法，其特征在于其中所述的微滴被不與該微滴融合的填充流體部分或完 全地包繞。—
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的進(jìn)行用來(lái)檢測(cè)一分析物的過(guò)氧化氫測(cè)定的 方法，其特征在于其中所述的填充流體包括油。
19、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的進(jìn)行用來(lái)檢測(cè)一分析物的過(guò)氧化氫測(cè)定的 方法，其特征在于其中所述的填充流體包括硅油。
20、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)行用來(lái)檢測(cè)一分析物的過(guò)氧化氫測(cè)定的 方法，其中所述的測(cè)定包括瞬閃測(cè)定，在該測(cè)定中基本上所有分析物都被 消耗。
21、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的進(jìn)行用來(lái)檢測(cè)一分析物的過(guò)氧化氫測(cè)定的 方法，其特征在于其中所述的用來(lái)進(jìn)行瞬閃測(cè)定的樣品和試劑在具有傳感 器的情況下在微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)上利用 一個(gè)或多個(gè)微滴操作被結(jié)合。
22、 一種進(jìn)行過(guò)氧化氫測(cè)定的方法，其特征在于該方法包括以下步驟 將過(guò)氧化氫測(cè)定試劑和樣品結(jié)合到一微滴中并在微滴中進(jìn)行測(cè)定從而產(chǎn)生 一可檢測(cè)的信號(hào)，所述的測(cè)定產(chǎn)生一個(gè)基本上為線性的結(jié)果。
23、 —種進(jìn)行用來(lái)^^測(cè)一分析物的過(guò)氧化氫測(cè)定的方法，其特征在于該 方法包括以下步驟(a) 將過(guò)氧化氫測(cè)定試劑和樣品結(jié)合到一微滴中并在微滴中進(jìn)行測(cè)定 從而產(chǎn)生一可檢測(cè)的信號(hào)，其中，幾乎所有的分析物都被消耗；(b) 檢測(cè)所述信號(hào)；及(c) 分析所述信號(hào)，確定樣品中分析物的量。
24、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的用來(lái)^r測(cè)一分析物的過(guò)氧化氫測(cè)定的方法， 其特征在于其中所述的用來(lái)進(jìn)行測(cè)定的樣品和試劑在具有傳感器的情況下 在微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)上利用 一個(gè)或多個(gè)微滴操作被結(jié)合。
25、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的用來(lái)4企測(cè)一分析物的過(guò)氧化氫測(cè)定的方法，其特征在于其中所述的基本上所有的分析物在大約5分鐘內(nèi)被消耗。
26、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的用來(lái)檢測(cè)一分析物的過(guò)氧化氫測(cè)定的方法， 其特征在于其中所述的基本上所有的分析物在大約2分鐘內(nèi)被消耗。
27、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的用來(lái)檢測(cè)一分析物的過(guò)氧化氫測(cè)定的方法， 其特征在于其中所述的樣品包括生物樣品。
28、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的用來(lái)檢測(cè)一分析物的過(guò)氧化氫測(cè)定的方法， 其特^正在于其中所述的樣品選血液、血清和血漿。
29、 一種利用單一檢測(cè)器檢測(cè)單一微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的多重分析物的方 法，其特征在于該方法包括以下步驟(a)提供一微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)裝置，該裝置包括(i) 一基板，該基板包括用來(lái)在該基板的微滴操作表面上進(jìn)行微 滴操作的電才及；和(ii) 一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)槽，該儲(chǔ)槽與包括有一個(gè)或多個(gè)試劑的該微 滴操作表面通過(guò)流體連通，用來(lái)進(jìn)行測(cè)定，在該測(cè)定中過(guò)氧化氫為一i某介 物；及(b )利用微滴操作將多重樣品微滴與多重試劑結(jié)合以便在單一微滴執(zhí) 行機(jī)構(gòu)上進(jìn)行多重過(guò)氧化氫測(cè)定。
30、 根據(jù)權(quán)利要求29所述的利用單一檢測(cè)器檢測(cè)單一微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)上 的多重分析物的方法，其特征在于其中所述的測(cè)定反應(yīng)依次開(kāi)始，并且將 呈現(xiàn)于檢測(cè)器的時(shí)間定時(shí)，從而使微滴在該測(cè)定反應(yīng)具有基本上為線性動(dòng) 力學(xué)的階段呈現(xiàn)于檢測(cè)器。
全文摘要
本發(fā)明涉及改進(jìn)的過(guò)氧化氫測(cè)定的方法，以及用來(lái)進(jìn)行這些測(cè)定微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)用來(lái)進(jìn)行基于微滴的過(guò)氧化氫測(cè)定。這些微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)還可以與用來(lái)分析本發(fā)明的過(guò)氧化氫測(cè)定的結(jié)果的檢測(cè)器連接。這些微滴執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以作為某些系統(tǒng)的組成元件，這些系統(tǒng)控制用來(lái)進(jìn)行過(guò)氧化氫測(cè)定的微滴操作和/或檢測(cè)。可利用檢測(cè)器的測(cè)量結(jié)果確定樣品中存在的被分析物的量。
文檔編號(hào)C12Q1/00GK101663403SQ200880007205
公開(kāi)日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2008年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月5日
發(fā)明者艾倫·E·艾克哈特 申請(qǐng)人:先進(jìn)流體邏輯公司