專利名稱：測量電容的方法和用途的制作方法
測量電容的方法和用途發(fā)明領域
本發(fā)明涉及測量傳感器的電容的方法。
此外，本發(fā)明涉及用于探測配體和分析物之間的交互作用的方法的用途。
發(fā)明背景
用于分析生物分子的不同技術在今天的市場上是可得到的。常規(guī)定量方法仍然在使用中，例如質譜分析法、NMR或層析法。對更敏感的方法的要求導致使用生物傳感器的技術的發(fā)展，最常見的是重量分析和光學方法。然而，通過電化學技術來執(zhí)行用于通過使用生物傳感器分析生物分子的最敏感的方法，電化學技術基于生物分子和電極的組合。
親和性傳感器例如免疫傳感器基于在固定分子(配體)和所關注的靶分子(分析物)之間的結合事件。生物分子的固定對于探測結合事件或配體和分析物之間的交互作用的能力有極其重要的重要性。所得到的敏感性取決于傳感器技術的測量原理和以及指向分析物的配體的親和性特性和密度。
涉及一些親和性生物傳感器的方法的優(yōu)點是，它們可直接探測在溶液中的分析物和布置在傳感器的表面處的配體之間的交互作用，而不需要任何標記試劑，因而使該分析與競爭性測定相比較，對操作員更不復雜和更不勞動力密集。
親和性傳感器可用在不同的應用中，這些應用例如用于探測生物污染物例如自來水中或水流中的細菌、病毒或其有毒材料，或用于探測化學化合物或生物分子例如蛋白或核酸序列。
以電化學方式，當分析物與布置在生物傳感器電極的親和性表面上的配體交互作用時，可通過測量介電特性中的變化來計算溶液中的分析物的濃度。例如，電容測量或阻抗測量被研究，用于探測不同的分析物。
可通過將捕獲生物分子(配體)布置在工作電極上的薄層中來構造電容生物傳感器，工作表面事先被薄絕緣層涂覆。電極一般由貴金屬例如金制成，但也可由其它導電材料制成。接著，工作電極布置在流通池中，并受到電位脈沖。在分析物注入流通池中時，由于分析物和配體之間的交互作用，配體-分析物的復合體在電極的表面上形成，這將改變生物傳感器的介電特性，例如傳感器的電容將降低。因此，在分析物的注入之前和之后，可經(jīng)由電容變化的測量通過周期性測量來評估溶液的分析物濃度。
W099/14596描述了基于在具有固定識別元件的電極上的組裝單層的容量親和性傳感器，固定識別元件是周圍溶液中的分析物可利用的。電極對溶液中的顯示對表面上的識別元件的親和性的那些分子是選擇性的。
在論文“Biosensors and Bioelectronics，，(25 (2010) 1977-1983)中的文章“Sub-attomolar detection of cholera toxin using a label-free capacitiveimmunosensor”中描述了用于直接探測霍亂毒素(CT)的無標簽免疫傳感器。在這個研究中，通過恒電勢電容測量，即，通過探測由抗體-抗原復合體的形成所引起的電容的變化來確定CT的濃度。當抗體-抗原復合體在換能器表面上形成時，這種技術基于用于測量介電特性的變化的電氣雙層理論。從當+50mV的恒電勢階躍施加到工作電極時得到的電流響應確定電容測量。
然而，使用用于測量介電特性的變化的生物傳感器的已知方法呈現(xiàn)幾個弱點。
如在現(xiàn)有技術中公開的常規(guī)電容測量設備對將影響可變性且因此影響測量的準確性的外部電子干擾例如背景噪聲是敏感的。
缺點是，當進行了一個或多個測量系列時，由于通常使用的快速的電位輸入，工作電極必須被換成新的工作電極。這個電位輸入也將影響生物分子的敏感層(生物識別層)和傳感器的親和性，使得配體可部分地變性。工作電極最后被磨損，且必須被更換，導致耗費時間的操作。
因此，一個缺點是，在測量系列中的幾次最初的電容測量必須用于校準電極。該校準操作導致減少了在一個傳感器電極需要被更換之前可在該電極上測試的相關的未知樣本的數(shù)量。
在設計電容生物傳感器時的關鍵步驟是固定電極上的生物識別元件的層。如果它不足夠絕緣，則離子可穿過層移動，引起系統(tǒng)的短路，導致信號中的降低或信號的缺乏。來自電解質溶液中的氧化還原對的干擾也可引起高法拉第背景電流，且可能增加電阻電流并減小電容響應。
希望有用于在使用生物傳感器時測量電容變化的改進方法和用于測量生物傳感器的電容以增加敏感性和該方法的準確性的更穩(wěn)定的系統(tǒng)。
發(fā)明概述
本發(fā)明的目的是單獨地或以任何組合減輕或消除現(xiàn)有技術的一個或多個缺陷和缺點。
在第一方面中，本發(fā)明涉及測量具有電容和電阻的傳感器的電容的方法。傳感器具有工作電極，工作電極被絕緣層涂覆，絕緣層具有布置到其的配體，這在所述電極上形成親和性表面。當分析物與配體接觸并耦合到其時，傳感器的介電特性將改變。從響應于恒定電流的供應而由在傳感器兩端建立的電位接收的電位曲線計算電容。
該方法包括下列步驟:
-使所述電極與分析物接觸；
-在第一時間段期間借助于電流源將恒定的第一電流供應到所述傳感器，直到在傳感器兩端建立的電位達到預定的值，以及
-同時對在傳感器兩端建立的電位采樣；
-在第二時間段期間借助于電流源將恒定的第二電流供應到所述傳感器，第二電流具有與第一電流相比的相反的方向并具有與第一電流相同的絕對值，其中第二時間段等于所述第一時間段或等于所述第一時間段乘以倍數(shù)2，以及
-同時對在傳感器兩端建立的電位采樣；
-在第三時間段期間借助于電流源將恒定的第三電流供應到所述傳感器，第三電流具有與第一電流相比的相同的方向并具有與第一電流相同的絕對值，其中如果所述第二時間段等于所述第一時間段，則第三時間段為零，而如果所述第二時間段等于所述第一時間段乘以倍數(shù)2，則第三時間段等于所述第一時間段，以及
-如果當包括所述時間段的周期結束時所述電位返回到零，則通過響應于恒定電流的供應而由在傳感器兩端建立的電位接收的電位曲線的傾角來計算傳感器的電容。
在電流供應的每個時間段期間執(zhí)行采樣多次，例如每時間段大約100-1000次。
在一個實施方式中，從響應于恒定電流的供應而接收的電位曲線的傾角計算傳感器的電容。在電流供應的單個周期期間，所述電容的幾個值被計算。當?shù)谌龝r間段結束時，如果在傳感器兩端建立的電位不返回到零，則電容被丟棄。此外，如果從所述傾角計算的電容在單個周期期間變化，則電容被丟棄。在另一實施方式中，所述電位曲線的至少一個傾角用于確定誤差條件。
傳感器的電阻可用作用于控制方法的穩(wěn)定性和所接收的測量值的準確性的控制功能。從所述電位曲線的垂直部分確定電阻，且如果所述電阻在周期期間恒定電流的連續(xù)供應之后改變，則電容的相應值被丟棄。
此外，電阻用于電極的識別。
在第二方面中，本發(fā)明涉及測量電容、用于探測和量化配體和分析物之間的交互作用的方法的用途。傳感器的電容的改變用于確定配體和分析物之間的交互作用。
在一個實施方式中，配體可以是抗體，且分析物可以是抗原，或反之亦然。
此外，該方法的用途可應用于探測分析物和配體之間的交互作用，其中配體和分析物形成從下面的列表中選擇的任一對的親和性對:
-抗體-抗原
-植物凝血素-復合糖或僅僅碳水化合物
-蛋白，其選擇性地結合到其它蛋白，例如蛋白A和免疫球蛋白G
-受體-受體結合實體
-核酸-具有互補的堿基序列的核酸
-酶-酶抑制劑:來自噬菌體文庫的肽及其靶分子
-任何生物分子及其天然或合成結合配體
從下面的詳細描述中、從附圖中和從獨立權利要求中，本發(fā)明的另外的目標、特征和優(yōu)點將明顯。
附圖的簡要說明
為了解釋本發(fā)明，將參考附圖描述本發(fā)明的實施方式，其中:


圖1是可用于根據(jù)本發(fā)明執(zhí)行測量電容的方法的系統(tǒng)的示意圖，
圖2是圖1中的系統(tǒng)的Howland電流泵的示意圖，
圖3示意性示出圖1中的系統(tǒng)的傳感器的電位部件，
圖4示出根據(jù)方法的第一實施方式響應于在預定的時間段期間恒定電流供應到圖1中的系統(tǒng)的傳感器而接收的電位曲線，以及
圖5示出根據(jù)方法的第二實施方式響應于在預定的時間段期間恒定電流供應到圖1中的系統(tǒng)的傳感器而接收的電位曲線。
為了增加描述的可讀性和為了清楚起見，相同的參考數(shù)字用于表示圖中的相同部分。
本發(fā)明的實施方式的詳細描述
下面將描述本發(fā)明的實施方式。在說明目的時描述這些實施方式，以便使本領域中的技術人員能夠實現(xiàn)本發(fā)明并公開最佳模式。然而，實施方式并不限制本發(fā)明。而且，在本發(fā)明的范圍內的不同特征的其它組合是可能的。
圖1示出系統(tǒng)10的示意圖，系統(tǒng)10可用于根據(jù)本發(fā)明來執(zhí)行測量電容的方法。系統(tǒng)10包括電流源11、流通池12、電位差動放大器13、處理器14、模擬/數(shù)字(A/D)轉換器15和數(shù)字/模擬(D/A)轉換器16。
第一連接器17、第二連接器18和第三連接器19布置到流通池12。
圖2示出通過第一連接器17向流通池12輸送恒定電流I的電流源11。電流的值例如為大約幾毫安(μ A)。電流I可以是正的或負的。如果Vin具有比參考電位VMf高的值，則U是正的，而如果Vin具有比UfJ的值，則Itjut是負的。當Vin等于V,ef時，Iwt為零。在圖2中，參考電位Vref是地:當Vin為正時，則Iwt為正，而如果Vin為負，則Iwt為負。電流I的負值和正值將被利用來作為電流的相反方向，這將在下面被解釋。電流源11例如是 Howland 電流泵，其由 Robert A.Pease 在 2008 年 I 月 29 日的 National SemiconductorApplication Notel515中被更精確地描述。
電位差動放大器13通過為了測量流通池12兩端的電位V而布置的第二連接器18和第三連接器19連接到流通池12，當電流被供應時，電位V建立。
用于電流供應的連接器17與連接器18和19分離，用于避免來自端子電阻的影響。因此，系統(tǒng)10維持從流通池12到電位差動放大器13的恒定阻抗，這增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
差動放大器13經(jīng)由A/D轉換器15連接到處理器14，A/D轉換器15用于將在流通池12兩端建立的模擬電位V轉換成數(shù)字信號。處理器14可被嵌入，且具有用于數(shù)字計算機能力的軟件。提供了用于顯現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的顯示器(未示出)。處理器14布置成將作為通過D/A轉換器的模擬輸出的控制電位U輸送到電流源11的控制端子15。
工作電極布置在流通池12內。流通池12的容積是任意的，例如10 μ I。工作電極由貴金屬例如金制成或由其它導電材料制成，并被絕緣層涂覆，絕緣層將一層生物分子(配體)耦合到其。絕緣層和共價地附著的生物分子，在下文中被稱為基質，在工作電極上形成親和性表面。絕緣層(配體布置到其)在電極上形成具有一厚度的介電層。工作電極的制造本身是已知的。
系統(tǒng)10具有例如由鉬絲制成的輔助電極以及至少一個例如由未示出的鉬絲、銀/氯化銀或鉬絲和銀/氯化銀的組合制成的參考電極。
流通池12包含溶液，S卩，電解質，并形成具有串聯(lián)連接的電阻(R) 31和電容(C) 32的電容傳感器，如在圖3中被示為RC-電路。
R31是由基質和在基質上形成的配體-分析物的復合體涂覆的金電極與攜帶分析物的溶液之間的電阻。C被看作傳感器的總電容，即，流通池12的電容，不包括理想的電容。
在分析物注入流通池12中時，由于配體的分子和分析物之間的交互作用，當恒定電流被供應到槽12時，配體-分析物的復合體在電極表面上形成。配體-分析物的復合體將使工作電極上的親和性表面變得更厚，這將增加介電層的厚度，導致介電特性的變化。
在注入之后，當親和性表面的厚度由于所述交互作用而增加時，傳感器的電容將降低，該電容與所注入的分析物的濃度成比例。因此，所注入的分析物的量可被計算為在注入之前和之后電容的變化。
圖4和圖5示出根據(jù)方法的分別第一和第二實施方式由響應于在預定的時間段期間恒定電流供應到圖1中的系統(tǒng)的傳感器而由建立的電位接收的電位曲線。恒定電流作為方波從電流源11供應到流通池12，即，傳感器。
在圖4中，恒定的第一電流I1在第一時間段h期間被供應到傳感器，恒定的第二電流I2在第二時間段t2期間被供應到傳感器，以及恒定的第三電流I3在第三時間段t3期間被供應到傳感器。第二電流I2具有與第一電流I1相反的方向并具有與第一電流I1相同的絕對值。第二時間段12等于第一時間段^乘以倍數(shù)2。第三電流I3具有與第一電流I1相同的方向和相同的絕對值。第三時間段t3等于所述第一時間段h。
在圖5中，恒定的第一電流I1在第一時間段h期間被供應到傳感器，以及恒定的第二電流I2在第二時間段t2期間被供應到傳感器。第二電流I2具有與第一電流I1相比相反的方向并具有與第一電流I1相同的絕對值。第二時間段12等于第一時間段ti。在這個第二實施方式中，第三時間段為零，因此，恒定的第三電流I3將不被發(fā)出。
圖4和圖5示出當正控制電位用于開始電流供應時的電位曲線。如果負控制電位被使用，則負電流被發(fā)出，且因此所接收的電位曲線將反轉。
當包括時間段tpt2和t3的周期結束時，在傳感器兩端的電位應為零。否則，誤差可能影響系統(tǒng)，這將在下文被討論。
系統(tǒng)10的操作由處理器14的軟件控制。下面將參考圖4和圖5描述測量傳感器的電容C的方法。
最初，工作電極被布置到系統(tǒng)10的流通池12中。電極被涂有在電極上形成親和性表面的絕緣層，絕緣層具有布置到其的配體，如上所述。
在注入分析物之前，所述傳感器的參考電容必須被確定。
處理器14通過經(jīng)由D/A轉換器16將控制電位U發(fā)送到電流源11的控制端子20來開始該方法。接著，電 流源11向流通池12供應恒定電流I。當控制電位U是正的時，恒定電流I是正的，而如果控制電位U是負的，則恒定電流I是負的。
當恒定的第一電流I1被供應時，電位Vk在流通池12的電阻器31兩端建立，相應于圖4和5中的部分A。Vk是恒定的第一電流I1與電阻R的乘積。在下文中，電容器C被充電，而電位Vk在電容器兩端建立，如部分B所示的。
在流通池12兩端建立的電位V經(jīng)由差動放大器13和A/D轉換器15由處理器14采樣幾百次。
當確定的電位V達到和/或確定的時間段h結束時，控制電位U反轉，使得與第一電流I1相反的方向的恒定的第二電流I2由電流源11發(fā)出。所述第二電流I2具有與第一電流I1相同的絕對值，第一電流I1在周期開始時被供應。第二電流I2在第二時間段t2期間被供應，第二時間段t2等于第一時間段h乘以倍數(shù)2。
結果是，由于流通池12的電阻器兩端的電位降，電容器兩端的電位Vc立即降低，如部分C中所示的。電位降與部分A的電位上升Vk比較兩倍于大小2VK，因為電流下降到零并接著反轉到所述電流I1的負值。
電容器32以與它在部分B期間被充電的相同速率被放電(在部分D中示出)，因為B和D的電位曲線的傾角是相等的。
因為t2等于^乘以倍數(shù)2，在給電容器充電期間，電位曲線將下降到具有負值的確定的電位V，在部分F中示出。當t2結束時，通過停止控制電位U的輸出來終止電流供應。
通過改變控制電位U的方向，在等于h的第三時間段t3期間供應恒定的第三電流I3O由于流通池12的電阻器31兩端的電位降，電容器兩端的電位V。立即降低，如部分G中所示的。電位降與部分A的電位上升Vk比較兩倍于大小2VK，因為電流I2首先下降到零并接著反轉到相反的方向。
第三電流I3具有與圖5中的部分H所示的第一電流I1相同的方向和相同的絕對值。當t3結束時，通過停止控制電位U的輸出來終止第三電流I3的供應，導致流通池12兩端的電位V返回到零，如部分I中所示的。
現(xiàn)在將參考圖5描述根據(jù)第二實施方式的測量方法。該方法的初始化相當于在圖4的上下文中描述的方法。
當確定的電位V達到和/或確定的時間段h結束時，控制電位U改變，使得與第一電流I1相反的方向的恒定的第二電流I2由電流源11發(fā)出。所述第二電流I2具有與第一電流I1相同的絕對值，并在等于第一時間段的第二時間段t2期間被供應。這導致由于流通池12的電阻器31兩端的電位降，電容器兩端的電位V。立即降低，如部分C中所示的。電位降與部分A的電位上升Vr比較兩倍于大小2VK，因為電流I2首先下降到零并接著反轉到所述電流I1的負值。包括分量\和\的電位V經(jīng)由差動放大器13和A/D轉換器15由處理器14采樣幾百次。
電容器32以與它在部分B期間被充電的相同速率被放電(在部分D中示出)，因為B和D的電位曲線的傾角是相等的。
當t2結束時，通過停止控制電位U的輸出來終止電流供應，導致流通池12兩端的電位V返回到零,如部分E所示。
當t2結束時，通過停止控制電位U的輸出來終止電流供應，導致流通池12兩端的電位V返回到零,如部分E所示。
通過在分析物的注入之前在恒定電流的一個或幾個供應周期期間運行系統(tǒng)，確定包含電解質的流通池的參考電容?？衫缑扛粢环昼妶?zhí)行一次這個測量，用于在使用分析物開始這個方法之前控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。流通池12，即，傳感器的電容C與在電容器兩端建立的電位成正比，并借助于圖4中的部分B、D、F和H的電位曲線的傾角或借助于圖5中的部分B和D的電位曲線的傾角來計算。
在下文中，分析物被注入流通池中，使得分析物在電極上緩慢地流動。接著計算所接收的電容的計算，例如電容的下降。
包括分量Vk和V。的在傳感器兩端建立的電位V經(jīng)由差動放大器13和A/D轉換器15被同時采樣和測量幾百次，這是可能的，因為電流源20用于饋電。在電流供應的每個時間段期間執(zhí)行采樣多次，例如每時間段大約100-1000次。所描述的整個操作由處理器14控制。
周期例如以20ms (50Hz)的間隔重復，用于與線電位同步。所確定的時間段可以可選地流逝，而沒有電流供應，如圖5所示的，直到新的周期開始。例如，電位V的確定的值可以是50mV，但可被設定為任何其它可選的值。在連續(xù)周期之間的時間段可以是10ms，其它時間段是可能的，例如大約10到100ms。
在流通池12兩端建立的電位V在測量周期期間被測量和采樣幾百次，因為電流源用于饋電。
流通池12，即，傳感器的電容C與在電容器兩端建立的電位成正比，并借助于圖4中的部分B、D、F和H的電位曲線的傾角或借助于圖5中的部分B和D的電位曲線的傾角來計算。電位曲線的線性在計算電容時提供極大的優(yōu)點?？蛇M行可靠的測量，因為傾角以高準確性被得到。
CXU=IXt (I)
C=I X t/U(2)
其中U是在時間段t期間建立(增加)的電位，I是通過傳感器供應的恒定電流，而C是傳感器的電容。
因為在注入分析物之前確定傳感器的電容的參考值，可計算當添加分析物時的電容的變化。電容的變化與所注入的分析物的濃度成正比，因此在注入之前和之后的電容的測量將給出溶液中的分析物的濃度。
可根據(jù)圖4所示的第一實施方式從單個周期計算電容的四個值。如果電容器32的充電和放電在所述單個周期期間彼此不同，即，如果部分B、D、F和H的傾角的至少一個與其它不同，則誤差出現(xiàn)且值必須被丟棄。
根據(jù)如圖5所示的第二實施方式，得到具有來自單個周期的電容的兩個值。如果部分B和D的傾角彼此不同，則誤差出現(xiàn)且值必須被丟棄。
通過故意使電容器放電，傳感器兩端的電位在一段有限的時間段被施加，導致傳感器的電極表面上的化學鍵被較少地影響。此外，敏感的生物分子在測量過程期間受到更溫和的處理，這對于親和性是有利的。通過在確定的時間段期間使傳感器充電并接著放電，過程被控制。傳感器在放電之后保持在與電流的供應之前相同的電位處。
該方法提供控制功能以確保系統(tǒng)的任何部件不被來自周圍環(huán)境的畸變影響。流通池12的電容器32兩端的電位\與在將恒定的第一電流I1供應到流通池12時被接收時的部分B的傾角成比例，且與當供應相反方向的第二電流I2時的部分D的傾角成比例。如果這些傾角在單個周期期間無論如何不同，則它是誤差影響系統(tǒng)的部分的傾角。參考圖5，B、D、F和H的傾角應是相等的；否則誤差影響系統(tǒng)。
流通池12的電阻31兩端的電位Vk與部分A、C、E、G和I的高度成比例。根據(jù)第一實施方式，部分A和I應具有相等的高度，而部分C和G應是該高度的兩倍。如果這不是這種情況，則系統(tǒng)的某個誤差或某個干擾影響系統(tǒng)。參考圖5，部分A和E應具有相等的高度，而部分C和G應是那些 高度的兩倍。
電容變化的測量不被流通池12的質量影響。它在該方法通過施加控制電位U而開始時僅被看作電阻R，因為在此刻電容器C未被充電。這意味著在水平軸處的起始點可被選擇而不管測量在哪里開始，且將不影響測量。
根據(jù)本發(fā)明方法的電容C的計算不涉及的電阻R可用作傳感器的電極的識別。每個生物傳感器電極是唯一的，且在不同的傳感器電極之間的質量的變化與電阻R有關，這給出可用作對復制的保護的唯一特征。一次可寫入的芯片可布置在每個傳感器電極處。芯片與系統(tǒng)的部件通信，并可驗證其身份用于通過所確定的生物傳感器電極執(zhí)行測量。如果芯片被復制并布置到另一傳感器電極，則不可能對測量過程解除鎖定，因為傳感器電極不是所確定的電極。例如，電容C的參考曲線可保存在芯片中，并接著用于對照C的計算值校準。該參考曲線可基于電容C中的特定差異通過控制鍵來編碼；之后，不可能再一次對芯片編程。
用于測量生物傳感器的電容的現(xiàn)有設備基于到流通池的電位供應，且對其的電流響應將是用于計算的基礎。電位饋電對外部電子干擾是敏感的，這將影響背景噪聲?；陔娢还碾娙轀y量顯示大約I毫微法拉的基本可變性。
根據(jù)本發(fā)明的方法基于恒定電流供應，與電位的供應比較，恒定電流供應被示為將導致電子噪聲中的減少。此外，背景可變性被最小化，實驗測試顯示大約100微微法拉，即，與現(xiàn)有技術方法比較減小了 90%，見下面的表。
實例:敏感性分析
1.現(xiàn)有技術系統(tǒng)
霍亂濃度I
權利要求
1.一種測量具有電容(32)和電阻(31)的傳感器的電容(C)的方法，所述傳感器包括工作電極，所述工作電極被絕緣層涂覆，所述絕緣層具有布置到其的配體，從而在所述電極上形成親和性表面，所述方法包括下列步驟: -使所述電極與分析物接觸； -在第一時間段U1)期間借助于電流源(20)將恒定的第一電流(I1)供應到所述傳感器，直到在所述傳感器兩端建立的電位達到預定的值(V)，以及 -同時對在所述傳感器兩端建立的所述電位(V)采樣； -在第二時間段(t2)期間借助于所述電流源(20)將恒定的第二電流(I2)供應到所述傳感器，所述第二電流(I2)具有與所述第一電流(I1)相比相反的方向并具有與所述第一電流(I1)相同的絕對值，其中所述第二時間段(t2)等于所述第一時間段U1)或等于所述第一時間段U1)乘以倍數(shù)2，以及 -同時對在所述傳感器兩端建立的所述電位(V)采樣； -在第三時間段(t3)期間借助于所述電流源(20)將恒定的第三電流(I3)供應到所述傳感器，所述第三電流(I3)具有與所述第一電流(I1)相比相同的方向并具有與所述第一電流(I1)相同的絕對值，其中如果所述第二時間段(t2)等于所述第一時間段U1)，則所述第三時間段U1)為零，而如果所 述第二時間段(t2)等于所述第一時間段U1)乘以倍數(shù)2，則所述第三時間段(t3)等于所述第一時間段U1)，以及 -同時對在所述傳感器兩端建立的所述電位(V)采樣；以及 -如果當包括所述時間段(Wt3)的周期結束時所述電位(V)返回到零，則通過響應于所述恒定電流(Ip 12、I3)的供應而由在所述傳感器兩端建立的所述電位(V)接收的電位曲線的傾角(B、D、F和H)來計算所述傳感器的電容(C)。
2.如權利要求1所述的方法，其中當所述第三時間段(t3)結束時，如果在所述傳感器兩端建立的所述電位(V)不返回到零，則所述電容(C)被丟棄。
3.如權利要求1所述的方法，其中在電流供應的每個時間段(tpt2、t3)期間多次執(zhí)行所述采樣。
4.如權利要求1所述的方法，其中所述電位曲線的至少一個傾角(B、H、F、H)用于確定誤差條件，反之亦然。
5.如權利要求1所述的方法，其中從所述電位曲線的垂直部分(A、C、G、E、I)確定所述電極的所述電阻(31)，且如果所述電阻(31)在所述恒定電流(I1U2U3)的連續(xù)供應之后改變，則所計算的相應的電容(C)被丟棄。
6.如權利要求5所述的方法，其中所述電阻(31)用于所述電極的識別。
7.一種根據(jù)權利要求1的方法的用于探測和量化配體和分析物之間的交互作用的用途。
8.如權利要求7所述的用途，還包括權利要求2-6中的任一項。
9.如權利要求7或8所述的用途，其中所述配體是抗體，且所述分析物是抗原。
10.如權利要求7或8所述的用途，其中所述配體和所述分析物形成從下面的列表中選擇的任一對的親和性對: 植物凝血素-復合糖， 植物凝血素-碳水化合物，蛋白，其選擇性地結合到其它蛋白，例如蛋白A和免疫球蛋白G， 受體-受體結合實體， 核酸-具有互補的堿基序列的核酸， 酶-酶抑制劑:來自噬菌體文庫的肽及其靶分子； 其中親和性對的兩個部分中的任一個可以是所述配體，而另一部分可以是所述分析物。
11.如權利要求1或8所述的用途，其中所述配體是糖結合蛋白(植物凝血素)而所述分析物是糖蛋白。
12.如權利要求7或8所述的用途，其中所述配體是糖結合蛋白(植物凝血素)而所述分析物是細胞表面結構。
13.如權利要求7或8所述的用途，其中所述配體是膜結合受體而所述分析物是相應的結合伴侶。
14.如權利要求7或8所述的用途，其中所述分析物是任何生物分子而所述配體是所述任何生物分子的相應的天然或合成`結合伴侶。
全文摘要
本發(fā)明涉及測量具有電容(C)的傳感器的電容的方法。傳感器具有被絕緣層涂覆的工作電極和形成親和性表面的配體。該方法包括下列步驟使電極與分析物接觸，在預定的時間段期間將恒定的第一電流(I1)、與第一電流(I1)相反的方向的第二電流(I2)和與第一電流(I1)相同的方向的第三電流(I3)供應到傳感器。該方法還包括對在傳感器兩端建立的電位(V)采樣，以及借助于響應于電流供應而接收的電位曲線的傾角(B、D、F、H)來計算傳感器的電容。此外，本發(fā)明涉及用于探測配體和分析物之間的交互作用的方法的用途。
文檔編號G01N27/22GK103168230SQ201180050244
公開日2013年6月19日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權日2010年11月1日
發(fā)明者馬丁·赫斯特羅姆, 達格·埃蘭德松, 波·馬蒂亞松, 喬金·拉爾森 申請人:卡普森澤公司